JP2002326260A - プラスチック成形品の成形方法及び金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明はプラスチックレンズ等のプラスチック
成形品を高精度に成形するプラスチック成形品の成形方
法及び金型を提供する。 【解決手段】金型１０のキャビティ１３内に樹脂を充填
した後、冷却固化させてプラスチック成形品を成形する
に際して、高精度の転写性の要求される転写面を可動可
能な鏡面駒１１、１２で形成して、充填される樹脂を転
写面に密着させ、高精度の転写性の要求されない非転写
性部分を金型１０の内面で形成して、樹脂の冷却途中で
非転写性部分を樹脂から離れさせている。したがって、
非転写性部分に樹脂のひけを選択的に誘導することがで
きるとともに、転写面への樹脂の密着性を高めることが
でき、長尺、薄肉形状であっても、低歪で、かつ、高い
形状精度のプラスチック成形品を成形することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック成形
品の成形方法及び金型に関し、複写機、ファクシミリ、
レーザビームプリンタ等の光走査系に用いられるプラス
チックレンズ等のプラスチック成形品を高精度に成形す
るプラスチック成形品の成形方法及び金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザー方式のディジタル複写機、レー
ザープリンタやファクシミリ装置等の光書込光学系に
は、レーザビームの結像及び各種補正機器を有する矩形
のレンズあるいはミラー等の光学素子が用いられてい
る。

【０００３】近年、これらの光学素子は、製品のコスト
ダウンの要求から、その材料がガラスからプラスチック
へと変化し、形状も、必要な光学性能に応じて、レンズ
厚が厚肉、薄肉、あるいは、長手方向で一定の均肉形状
または一定ではない偏肉形状と、多種多様化している。

【０００４】そして、従来、高精度な形状精度を得るプ
ラスチック加工方法としては、例えば、プラスチックレ
ンズを成形する金型をプラスチックのガラス転移温度以
上の温度に加熱する工程と、前記金型のキャビティ内に
樹脂の流動可能温度以上に加熱したプラスチック溶融樹
脂を注入する射出工程と、前記金型に取り付けた冷却手
段を作動させて前記キャビティ内の成形プラスチックレ
ンズを冷却する第１冷却工程、前記第１冷却工程は前記
レンズの表面温度が前記ガラス転移温度の近傍の温度ま
で冷却速度を高めて冷却する、前記第１冷却工程に引き
続いて前記金型を冷却し前記成形レンズ表面の温度がプ
ラスチック材料の熱変形温度に達した時点において、前
記成形プラスチックレンズの中心部の温度がガラス転移
点以下で、かつ、熱変形温度以上の温度になるように冷
却する第２の冷却工程を含むプラスチックレンズの成形
方法が提案されている（特許第２５３７２３１号公報参
照）。

【０００５】すなわち、このプラスチックレンズの成形
方法は、射出後の冷却工程はレンズの表面温度をガラス
転移温度の近傍の温度まで冷却速度を高めて冷却し、さ
らに、第１次冷却工程に引き続いて金型を冷却し、成形
レンズ表面の温度がプラスチック材料の熱変形温度に達
した時点において、成形プラスチックレンズの中心部の
温度がガラス転移点以下で、かつ、熱変形温度以上の温
度になるように冷却することで、冷却後のレンズ表面精
度の良好なレンズを成形しようとしている。

【０００６】また、従来、成形品の非光学面に接する金
型面の少なくとも一部分に圧縮気体源と連通する多孔質
部材を配設した成形用金型のキャビティ部内に溶融樹脂
を充填し、溶融樹脂のキャビティ部内への充填完了後、
保圧から冷却工程中に、成形品の非光学面を前記圧縮気
体源，多孔質部材を介して流入する気体にて押圧せしめ
るプラスチックレンズの高精度成形方法が提案されてい
る（特許第２６８６１２２号公報参照）。

【０００７】すなわち、このプラスチックレンズの成形
方法は、溶融樹脂のキャビティ部内への充填完了後、保
圧から冷却工程中に、成形品の非光学面を当該非光学面
に配設された多孔質部材を通して圧縮気体源から気体を
流入させて押圧し、成形品の非光学面にだけ「ひけ」を
発生させて、光学面の金型における成形面に密着させた
状態で成形し、高精度な転写性を有し、かつ、残留歪の
ないプラスチックレンズを成形しようとしている。

【０００８】さらに、本出願人は、先に、少なくとも１
つ以上の転写面を有するとともに該転写面以外の面に少
なくとも１つ以上のキャビティ駒が摺動自在に設けら
れ、転写面およびキャビティ駒によって少なくとも１つ
以上のキャビティが画成された一対の金型を準備し、該
金型を樹脂の軟化温度未満に加熱保持し、前記キャビテ
ィ内に軟化温度以上に加熱された溶融樹脂を射出充填
し、次いで、前記転写面に樹脂圧力を発生させて樹脂を
該転写面に密着させた後、該樹脂を軟化温度以下に冷却
し、次いで、型開きして取り出すようにしたプラスチッ
ク成形品の成形方法において、前記溶融樹脂を軟化温度
未満まで冷却するときに、前記キャビティ駒の少なくと
も１つ以上を樹脂から離隔するように摺動させることに
より、樹脂とキャビティ駒の間に強制的に空隙を画成す
るプラスチック成形品の成形方法を提案している（特開
平１１−２８７４５号公報参照）。

【０００９】すなわち、このプラスチック成形品の成形
方法は、射出充填によってキャビティ内に適度な樹脂内
圧を発生させて転写面に樹脂を密着させ、かつ、密着を
維持する適度な圧力を残した状態のときに、樹脂とキャ
ビティ駒の間に強制的に空隙を画成させることで、この
空隙に面した樹脂部分の樹脂面を自由面として、他の金
型に接した面よりも動き易くし、空隙の存在によってこ
の樹脂部分からの熱伝導を低下させてこの樹脂部分の冷
却速度を最も遅くする。そして、冷却によって生じる収
縮をこの部分の樹脂が動くことによって吸収させ、空隙
に面した樹脂部分に優先的にひけを発生させて、転写面
にひけが生じることを防止し、意図する転写面を短い成
形サイクルで高精度に転写させようとしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のプラスチック成形品の成形方法にあっては、
以下のような問題があった。

【００１１】すなわち、特許第２５３７２３１号公報記
載のプラスチックレンズの成形方法にあっては、金型温
度を上げ下げするための成形サイクルを必要とし、成形
サイクルが長くなるという問題があった。

【００１２】また、特許第２６８６１２２号公報及び特
開平１１−２８７４５号公報記載のプラスチック成形品
の成形方法にあっては、多少の面の悪化やレンズ厚みに
対してレンズ幅が長くなると、中心部への圧力伝播が弱
まり鏡面部の面精度が悪化するおそれがあった。

【００１３】すなわち、特許第２６８６１２２号公報及
び特開平１１−２８７４５号公報記載のプラスチック成
形品の成形方法にあっては、レンズ厚みＨとレンズ幅Ｗ
との関係が、Ｈ／Ｗ＞１のときには、図１３に示すよう
に、樹脂４の圧力分布はほぼ均一となって、良好な転写
を行うことができるが、レンズ厚みに対してレンズ幅が
長くなって、Ｈ／Ｗ＜１のときには、図１４に示すよう
に、樹脂４の圧力分布に不均一が発生して、中心部への
圧力伝播が弱まり、中央部分に圧力の低い部分８が発生
する。その結果、面精度が悪化したり、最悪の場合に
は、鏡面部にひけ７が発生するおそれがあった。なお、
図１３及び図１４において、１は、金型、２及び３は、
鏡面駒、４は、樹脂、５は、キャビティ、６は、ひけ、
７は、鏡面部に発生したひけ、８は、樹脂５の圧力の低
い部分である。

【００１４】そこで、請求項１記載の発明は、金型のキ
ャビティ内に樹脂を充填した後、冷却固化させてプラス
チック成形品を成形するに際して、高精度の転写性の要
求される転写面を可動可能な入れ駒で形成して、充填さ
れる樹脂を当該転写面に密着させ、高精度の転写性の要
求されない非転写性部分を金型の内面で形成して、樹脂
の冷却途中で当該非転写性部分を樹脂から離れさせるこ
とにより、非転写性部分に樹脂のひけを選択的に誘導す
るとともに、転写面への樹脂の密着性を高め、長尺、薄
肉形状であっても、低歪で、かつ、高い形状精度のプラ
スチック成形品を成形することのできるプラスチック成
形品の成形方法を提供することを目的としている。

【００１５】請求項２記載の発明は、高精度の転写性の
要求される転写面と高精度の転写性の要求されない非転
写性部分とを有するキャビティ内に樹脂が充填された
後、樹脂を冷却固化させてプラスチック成形品を成形す
る金型として、転写面を可動可能な入れ駒で形成し、非
転写性部分を金型の内面で形成し、転写面には、充填さ
れる樹脂を密着させ、樹脂の冷却途中で樹脂を非転写性
部分から離れさせることにより、非転写性部分に樹脂の
ひけを選択的に誘導するとともに、転写面への樹脂の密
着性を高め、長尺、薄肉形状であっても、低歪で、か
つ、高い形状精度のプラスチック成形品を成形すること
のできる金型を提供することを目的としている。

【００１６】請求項３記載の発明は、入れ駒を、所定の
付勢手段で転写面方向に所定の加圧力で付勢することに
より、キャビティ内の圧力分布をより均一にするととも
に、転写面への樹脂の密着性をより向上させ、長尺、薄
肉形状であっても、より低歪で、かつ、より高い形状精
度のプラスチック成形品を成形することのできる金型を
提供することを目的としている。

【００１７】請求項４記載の発明は、付勢手段で、キャ
ビティの内圧が一定圧力となる加圧力で入れ駒を付勢す
ることにより、キャビティ内の圧力分布をより一層均一
にするとともに、転写面への樹脂の密着性をより一層向
上させ、長尺、薄肉形状であっても、より一層低歪で、
かつ、より一層高い形状精度のプラスチック成形品を成
形することのできる金型を提供することを目的としてい
る。

【００１８】請求項５記載の発明は、付勢手段を、油圧
で入れ駒を付勢する油圧付勢機構とすることにより、キ
ャビティ内の圧力分布をより均一にするとともに、転写
面への樹脂の密着性をより向上させ、長尺、薄肉形状で
あっても、より低歪で、かつ、より高い形状精度のプラ
スチック成形品を成形することのできる金型を提供する
ことを目的としている。

【００１９】請求項６記載の発明は、付勢手段を、弾性
変形力で前記入れ駒を付勢する弾性部材とすることによ
り、簡単な構成で、キャビティ内の圧力分布をより均一
にするとともに、転写面への樹脂の密着性をより向上さ
せ、長尺、薄肉形状であっても、より低歪で、かつ、よ
り高い形状精度のプラスチック成形品を安価かつ簡単に
成形することのできる金型を提供することを目的として
いる。

【００２０】請求項７記載の発明は、弾性部材を、バネ
とすることにより、より簡単な構成で、キャビティ内の
圧力分布をより均一にするとともに、転写面への樹脂の
密着性をより向上させ、長尺、薄肉形状であっても、よ
り低歪で、かつ、より高い形状精度のプラスチック成形
品をより安価かつ簡単に成形することのできる金型を提
供することを目的としている。

【００２１】請求項８記載の発明は、入れ駒を、樹脂と
の密着力のみで移動することにより、より簡単な構成
で、キャビティ内の圧力分布をより均一にするととも
に、転写面への樹脂の密着性をより向上させ、長尺、薄
肉形状であっても、より低歪で、かつ、より高い形状精
度のプラスチック成形品をより安価かつ簡単に成形する
ことのできる金型を提供することを目的としている。

【００２２】請求項９記載の発明は、入れ駒の少なくと
も転写面に密着力増強表面処理を施すことにより、転写
面への樹脂の密着性をより一層向上させ、長尺、薄肉形
状であっても、低歪で、かつ、より一層高い形状精度の
プラスチック成形品を成形することのできる金型を提供
することを目的としている。

【００２３】請求項１０記載の発明は、入れ駒の少なく
とも転写面に密着力増強表面処理としてニッケルメッキ
処理を施すことにより、転写面への樹脂の密着性をより
一層向上させ、長尺、薄肉形状であっても、低歪で、か
つ、より一層高い形状精度のプラスチック成形品を成形
することのできる金型を提供することを目的としてい
る。

【００２４】請求項１１記載の発明は、非転写性部分に
金型表面と樹脂との密着力を低減させる密着力低減化処
理を施すことにより、非転写性部分に樹脂のひけをより
一層選択的に誘導し、長尺、薄肉形状であっても、より
一層低歪で、かつ、高い形状精度のプラスチック成形品
を成形することのできる金型を提供することを目的とし
ている。

【００２５】請求項１２記載の発明は、非転写性部分に
密着力低減化処理としてＴｉＮ表面処理を施すことによ
り、非転写性部分に樹脂のひけをより一層選択的に誘導
し、長尺、薄肉形状であっても、より一層低歪で、か
つ、高い形状精度のプラスチック成形品を成形すること
のできる金型を提供することを目的としている。

【００２６】請求項１３記載の発明は、非転写性部分に
密着力低減化処理として当該非転写性部分を他の箇所よ
りも低温にすることにより、非転写性部分に樹脂のひけ
をより一層選択的に誘導し、長尺、薄肉形状であって
も、より一層低歪で、かつ、高い形状精度のプラスチッ
ク成形品を成形することのできる金型を提供することを
目的としている。

【００２７】請求項１４記載の発明は、非転写性部分に
密着力低減化処理として外気と連通する連通孔を形成す
ることにより、非転写性部分に樹脂のひけをより一層選
択的に誘導し、長尺、薄肉形状であっても、より一層低
歪で、かつ、高い形状精度のプラスチック成形品を成形
することのできる金型を提供することを目的としてい
る。

【００２８】請求項１５記載の発明は、非転写性部分に
密着力低減化処理としてキャビティ内から外方に移動可
能な剥離駒を配設し、当該剥離駒を外方に移動させて樹
脂を強制的に剥離させることにより、非転写性部分に樹
脂のひけをより一層選択的に誘導し、長尺、薄肉形状で
あっても、より一層低歪で、かつ、高い形状精度のプラ
スチック成形品を成形することのできる金型を提供する
ことを目的としている。

【００２９】請求項１６記載の発明は、剥離駒を、キャ
ビティ内の内圧が最も速く０になる直前のタイミングで
外方に移動して樹脂を強制的に剥離させることにより、
非転写性部分に樹脂のひけをさらにより一層選択的に誘
導し、長尺、薄肉形状であっても、さらにより一層低歪
で、かつ、高い形状精度のプラスチック成形品を成形す
ることのできる金型を提供することを目的としている。

【００３０】請求項１７記載の発明は、非転写性部分に
密着力低減化処理として所定のガスを導入する導入孔を
形成し、当該導入孔からガスを導入して樹脂を非転写性
部分から剥離させることにより、非転写性部分に樹脂の
ひけをさらにより一層選択的に誘導し、長尺、薄肉形状
であっても、さらにより一層低歪で、かつ、高い形状精
度のプラスチック成形品を成形することのできる金型を
提供することを目的としている。

【００３１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明のプ
ラスチック成形品の成形方法は、金型のキャビティ内に
樹脂を充填した後、冷却固化させてプラスチック成形品
を成形するプラスチック成形品の成形方法において、高
精度の転写性の要求される転写面を可動可能な入れ駒で
形成して、前記充填される樹脂を当該転写面に密着さ
せ、高精度の転写性の要求されない非転写性部分を前記
金型の内面で形成して、前記樹脂の冷却途中で当該非転
写性部分を前記樹脂から離れさせることにより、上記目
的を達成している。

【００３２】上記構成によれば、金型のキャビティ内に
樹脂を充填した後、冷却固化させてプラスチック成形品
を成形するに際して、高精度の転写性の要求される転写
面を可動可能な入れ駒で形成して、充填される樹脂を当
該転写面に密着させ、高精度の転写性の要求されない非
転写性部分を金型の内面で形成して、樹脂の冷却途中で
当該非転写性部分を樹脂から離れさせるので、非転写性
部分に樹脂のひけを選択的に誘導することができるとと
もに、転写面への樹脂の密着性を高めることができ、長
尺、薄肉形状であっても、低歪で、かつ、高い形状精度
のプラスチック成形品を成形することができる。

【００３３】請求項２記載の発明の金型は、高精度の転
写性の要求される転写面と高精度の転写性の要求されな
い非転写性部分とを有するキャビティ内に樹脂が充填さ
れた後、前記樹脂を冷却固化させてプラスチック成形品
を成形する金型において、前記転写面が可動可能な入れ
駒で形成され、前記非転写性部分が前記金型の内面で形
成され、前記転写面には、前記充填される樹脂が密着さ
れ、前記樹脂の冷却途中で前記樹脂が前記非転写性部分
から離れることにより、上記目的を達成している。

【００３４】上記構成によれば、高精度の転写性の要求
される転写面と高精度の転写性の要求されない非転写性
部分とを有するキャビティ内に樹脂が充填された後、樹
脂を冷却固化させてプラスチック成形品を成形する金型
として、転写面を可動可能な入れ駒で形成し、非転写性
部分を金型の内面で形成し、転写面には、充填される樹
脂を密着させ、樹脂の冷却途中で樹脂を非転写性部分か
ら離れさせるので、非転写性部分に樹脂のひけを選択的
に誘導することができるとともに、転写面への樹脂の密
着性を高めることができ、長尺、薄肉形状であっても、
低歪で、かつ、高い形状精度のプラスチック成形品を成
形することができる。

【００３５】この場合、例えば、請求項３に記載するよ
うに、前記入れ駒は、所定の付勢手段で前記転写面方向
に所定の加圧力で付勢されていてもよい。

【００３６】上記構成によれば、入れ駒を、所定の付勢
手段で転写面方向に所定の加圧力で付勢するので、キャ
ビティ内の圧力分布をより均一にすることができるとと
もに、転写面への樹脂の密着性をより向上させることが
でき、長尺、薄肉形状であっても、より低歪で、かつ、
より高い形状精度のプラスチック成形品を成形すること
ができる。

【００３７】また、例えば、請求項４に記載するよう
に、前記付勢手段は、前記キャビティの内圧が一定圧力
となる加圧力で前記入れ駒を付勢するものであってもよ
い。

【００３８】上記構成によれば、付勢手段で、キャビテ
ィの内圧が一定圧力となる加圧力で入れ駒を付勢するの
で、キャビティ内の圧力分布をより一層均一にすること
ができるとともに、転写面への樹脂の密着性をより一層
向上させることができ、長尺、薄肉形状であっても、よ
り一層低歪で、かつ、より一層高い形状精度のプラスチ
ック成形品を成形することができる。

【００３９】さらに、例えば、請求項５に記載するよう
に、前記付勢手段は、油圧で前記入れ駒を付勢する油圧
付勢機構であってもよい。

【００４０】上記構成によれば、付勢手段を、油圧で入
れ駒を付勢する油圧付勢機構としているので、キャビテ
ィ内の圧力分布をより均一にすることができるととも
に、転写面への樹脂の密着性をより向上させることがで
き、長尺、薄肉形状であっても、より低歪で、かつ、よ
り高い形状精度のプラスチック成形品を成形することが
できる。

【００４１】また、例えば、請求項６に記載するよう
に、前記付勢手段は、弾性変形力で前記入れ駒を付勢す
る弾性部材であってもよい。

【００４２】上記構成によれば、付勢手段を、弾性変形
力で前記入れ駒を付勢する弾性部材としているので、簡
単な構成で、キャビティ内の圧力分布をより均一にする
ことができるとともに、転写面への樹脂の密着性をより
向上させることができ、長尺、薄肉形状であっても、よ
り低歪で、かつ、より高い形状精度のプラスチック成形
品を安価かつ簡単に成形することができる。

【００４３】さらに、例えば、請求項７に記載するよう
に、前記弾性部材は、バネであってもよい。

【００４４】上記構成によれば、弾性部材を、バネとし
ているので、より簡単な構成で、キャビティ内の圧力分
布をより均一にすることができるとともに、転写面への
樹脂の密着性をより向上させることができ、長尺、薄肉
形状であっても、より低歪で、かつ、より高い形状精度
のプラスチック成形品をより安価かつ簡単に成形するこ
とができる。

【００４５】また、例えば、請求項８に記載するよう
に、前記入れ駒は、前記樹脂との密着力のみで移動する
ものであってもよい。

【００４６】上記構成によれば、入れ駒を、樹脂との密
着力のみで移動するので、より簡単な構成で、キャビテ
ィ内の圧力分布をより均一にすることができるととも
に、転写面への樹脂の密着性をより向上させることがで
き、長尺、薄肉形状であっても、より低歪で、かつ、よ
り高い形状精度のプラスチック成形品をより安価かつ簡
単に成形することができる。

【００４７】さらに、例えば、請求項９に記載するよう
に、前記入れ駒は、少なくとも前記転写面に密着力増強
表面処理が施されていてもよい。

【００４８】上記構成によれば、入れ駒の少なくとも転
写面に密着力増強表面処理を施しているので、転写面へ
の樹脂の密着性をより一層向上させることができ、長
尺、薄肉形状であっても、低歪で、かつ、より一層高い
形状精度のプラスチック成形品を成形することができ
る。

【００４９】また、例えば、請求項１０に記載するよう
に、前記入れ駒は、少なくとも前記転写面に前記密着力
増強表面処理としてニッケルメッキ処理が施されていて
もよい。

【００５０】上記構成によれば、入れ駒の少なくとも転
写面に密着力増強表面処理としてニッケルメッキ処理を
施しているので、転写面への樹脂の密着性をより一層向
上させることができ、長尺、薄肉形状であっても、低歪
で、かつ、より一層高い形状精度のプラスチック成形品
を成形することができる。

【００５１】さらに、例えば、請求項１１に記載するよ
うに、前記金型は、前記非転写性部分に金型表面と前記
樹脂との密着力を低減させる密着力低減化処理が施され
ていてもよい。

【００５２】上記構成によれば、非転写性部分に金型表
面と樹脂との密着力を低減させる密着力低減化処理を施
しているので、非転写性部分に樹脂のひけをより一層選
択的に誘導することができ、長尺、薄肉形状であって
も、より一層低歪で、かつ、高い形状精度のプラスチッ
ク成形品を成形することができる。

【００５３】また、例えば、請求項１２に記載するよう
に、前記金型は、前記非転写性部分に前記密着力低減化
処理としてＴｉＮ表面処理が施されていてもよい。

【００５４】上記構成によれば、非転写性部分に密着力
低減化処理としてＴｉＮ表面処理を施しているので、非
転写性部分に樹脂のひけをより一層選択的に誘導するこ
とができ、長尺、薄肉形状であっても、より一層低歪
で、かつ、高い形状精度のプラスチック成形品を成形す
ることができる。

【００５５】さらに、例えば、請求項１３に記載するよ
うに、前記金型は、前記非転写性部分に前記密着力低減
化処理として当該非転写性部分を他の箇所よりも低温に
してもよい。

【００５６】上記構成によれば、非転写性部分に密着力
低減化処理として当該非転写性部分を他の箇所よりも低
温にするので、非転写性部分に樹脂のひけをより一層選
択的に誘導することができ、長尺、薄肉形状であって
も、より一層低歪で、かつ、高い形状精度のプラスチッ
ク成形品を成形することができる。

【００５７】また、例えば、請求項１４に記載するよう
に、前記金型は、前記非転写性部分に前記密着力低減化
処理として外気と連通する連通孔が形成されていてもよ
い。

【００５８】上記構成によれば、非転写性部分に密着力
低減化処理として外気と連通する連通孔を形成している
ので、非転写性部分に樹脂のひけをより一層選択的に誘
導することができ、長尺、薄肉形状であっても、より一
層低歪で、かつ、高い形状精度のプラスチック成形品を
成形することができる。

【００５９】さらに、例えば、請求項１５に記載するよ
うに、前記金型は、前記非転写性部分に前記密着力低減
化処理として前記キャビティ内から外方に移動可能な剥
離駒が配設され、当該剥離駒が外方に移動されて前記樹
脂を強制的に剥離させるものであってもよい。

【００６０】上記構成によれば、非転写性部分に密着力
低減化処理としてキャビティ内から外方に移動可能な剥
離駒を配設し、当該剥離駒を外方に移動させて樹脂を強
制的に剥離させるので、非転写性部分に樹脂のひけをよ
り一層選択的に誘導することができ、長尺、薄肉形状で
あっても、より一層低歪で、かつ、高い形状精度のプラ
スチック成形品を成形することができる。

【００６１】また、例えば、請求項１６に記載するよう
に、前記剥離駒は、前記キャビティ内の内圧が最も速く
０になる直前のタイミングで外方に移動されて前記樹脂
を強制的に剥離させてもよい。

【００６２】上記構成によれば、剥離駒を、キャビティ
内の内圧が最も速く０になる直前のタイミングで外方に
移動して樹脂を強制的に剥離させるので、非転写性部分
に樹脂のひけをさらにより一層選択的に誘導することが
でき、長尺、薄肉形状であっても、さらにより一層低歪
で、かつ、高い形状精度のプラスチック成形品を成形す
ることができる。

【００６３】さらに、例えば、請求項１７に記載するよ
うに、前記金型は、前記非転写性部分に前記密着力低減
化処理として所定のガスを導入する導入孔が形成され、
当該導入孔から前記ガスを導入して前記樹脂を前記非転
写性部分から剥離させるものであってもよい。

【００６４】上記構成によれば、非転写性部分に密着力
低減化処理として所定のガスを導入する導入孔を形成
し、当該導入孔からガスを導入して樹脂を非転写性部分
から剥離させるので、非転写性部分に樹脂のひけをさら
により一層選択的に誘導することができ、長尺、薄肉形
状であっても、さらにより一層低歪で、かつ、高い形状
精度のプラスチック成形品を成形することができる。

【００６５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。

【００６６】図１〜図１２は、本発明のプラスチック成
形品の成形方法及び金型の一実施の形態を示す図であ
り、図１は本発明のプラスチック成形品の成形方法及び
金型の一実施の形態を適用したプラスチック成形品を成
形する金型１０の正面断面図、図２は、図１の金型１０
のＡ−Ａ矢視断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ矢視断面図
である。

【００６７】図１〜図３において、金型１０は、プラス
チックレンズ加工用の金型であり、金型１０のベース１
０ａ内に挿入された鏡面駒（入れ駒）１１、１２により
キャビティ１３が画成されている。下側の鏡面駒１２と
金型ベース１０ａとの間には、所定の圧力で変形するバ
ネ（付勢手段、弾性部材）１４が設置されており、バネ
１４は、樹脂の充填時、樹脂圧（キャビティ１３の内
圧）によって、鏡面駒１２が後退するバネ圧、例えば、
５〜２０ＭＰａに設定されている。したがって、樹脂の
充填時に、樹脂圧を２０ＭＰａ以上とすることで、キャ
ビティ１３が広がる方向に鏡面駒１２を後退させること
ができる。

【００６８】金型１０は、鏡面駒１１と鏡面駒１２の相
対向する面が高精度の転写性の要求される転写面となっ
て、当該転写面の部分でプラスチックレンズの鏡面部を
成形する。

【００６９】この鏡面部の両側面の金型ベース１０ａ
は、高精度の転写性の要求されない非転写性部分となっ
ており、この金型ベース１０ａの非転写性部分には、図
２及び図３に示すように、金型外部と連通して、ガスを
金型１０の内部（キャビティ１３内）に導入する連通孔
１５が定着力低減化処理として形成されている。連通孔
１５は、０．００５〜０．０７ｍｍの幅に形成されてお
り、溶融樹脂の充填時に、当該樹脂が連通孔１５内に侵
入することを防止するとともに、必要なガスのみをキャ
ビティ１３内に導入し、また、キャビティ１３内のガス
を外部に排出する。すなわち、連通孔１５は、鏡面駒１
１と鏡面駒１２が金型１０のベース１０ａから離れる箇
所である非転写性部分に設けられている。

【００７０】また、金型１０のベース１０ａには、ゲー
ト１６が形成されており、このゲート１６からキャビテ
ィ１３内に溶融樹脂が導入される。

【００７１】そして、金型１０は、長さＬが２００ｍ
ｍ、幅Ｗが１３ｍｍ、厚みＨが１〜５ｍｍの長尺で薄肉
偏肉のレンズを成形することのできる大きさに形成され
ている。

【００７２】また、鏡面駒１１と鏡面駒１２の表面、特
に、鏡面には、樹脂との密着力を増加させて鏡面からの
ひけを防止するために、密着力増強表面処理として、例
えば、ニッケルメッキの表面処理が施されている。

【００７３】さらに、金型１０は、樹脂のひけを誘発さ
せる部分（ひけ誘導部：非転写性部分）、例えば、金型
１０内への連通孔１５の開口部周辺部分等に、樹脂が当
該ひけ誘導部から剥離し易くするために、密着力低減化
処理として、その部分にＴｉＮ等の表面処理が施されて
いる。

【００７４】次に、本実施の形態の作用を説明する。本
実施の形態の金型１０を用いてプラスチックレンズを低
圧の射出成形法により成形するには、図１〜図３の樹脂
充填前の金型１０の鏡面駒１１と鏡面駒１２により画成
されるキャビティ１３内に、ゲート１６を通して、図４
〜図６に示すように、樹脂２０を射出充填する。鏡面駒
１１と鏡面駒１２は、その鏡面部が相対向する状態で設
けられており、鏡面駒１２は、バネ１４により鏡面駒１
１に付勢されているが、バネ１４の圧力が、５〜２０Ｍ
Ｐａに設定されているため、充填時の樹脂圧を２０ＭＰ
ａ以上とすることで、鏡面駒１２が鏡面駒１１から離隔
する方向に移動して、鏡面駒１１と鏡面駒１２との間に
画成されるキャビティ１３内に溶融樹脂２０が充填され
る。

【００７５】その後、図７〜図９に示すように、樹脂２
０を冷却固化する。この樹脂２０の冷却に伴って、キャ
ビティ１３内の樹脂圧が低下し、２０ＭＰａ以下になる
と、バネ１４の付勢力が樹脂圧に打ち勝って鏡面駒１２
が鏡面駒１１方向に前進する。

【００７６】このとき成形するプラスチックレンズが薄
肉であるため、冷却固化が早く進行し、鏡面駒１２の前
進には限界が生じる。そして、金型１０には、鏡面駒１
１と鏡面駒１２がベース１０ａから離れる箇所に連通孔
１５が形成されて外気が導入されており、さらに樹脂２
０の冷却収縮を補う形で、連通孔１５の設けられている
金型１０のベース１０ａの側面からひけが発生する。

【００７７】したがって、ひけが転写性を必要としない
箇所である連通孔１５の形成部分（非転写性部分）に誘
発させることができ、転写性を必要とする鏡面駒１１と
鏡面駒１２の転写部には、ひけや面の崩れが発生するこ
とを低減させることができる。また、鏡面駒１１と鏡面
駒１２の表面、特に、鏡面には、密着力増強表面処理と
して、例えば、ニッケルメッキの表面処理が施されてい
るため、樹脂２０と鏡面部との密着力を増加させること
ができ、鏡面からのひけを防止することができる。さら
に、金型１０は、樹脂２０のひけを誘発させる部分（ひ
け誘導部）である金型１０内への連通孔１５の開口部周
辺部分等に、ＴｉＮ等の表面処理が施されているため、
ひけ誘導部である連通孔１５の開口部周辺部から樹脂２
０が剥離し易くなり、ひけ誘導部である連通孔１５の開
口部周辺部により一層適切にひけを誘導させることがで
きる。

【００７８】その結果、金型１０で形成されたプラスチ
ックレンズは、高精度な形状精度と低い内部歪みのもの
となり、特に、上記工法を用いることで、従来の工法で
は成形が困難であった長尺かつ薄肉で偏肉の成形品形状
の成形を高精度に行うことができる。

【００７９】上記金型１０を用いて上記成形方法によ
り、レンズ長さＬが２００ｍｍ、レンズ幅Ｗが１３ｍ
ｍ、レンズ厚みＨが１〜５ｍｍと変化する長尺で薄肉偏
肉なプラスチックレンズを成形したところ、形状の崩れ
が１〜５μｍ以内の高精度なプラスチックレンズを成形
することができた。

【００８０】なお、上記実施の形態においては、鏡面駒
１２を加圧する方法として、バネ１４を用いているが、
鏡面駒１２の加圧方法としては、バネ１４に限るもので
はなく、油圧機構を使用した油圧力等を用いてもよい。

【００８１】また、形成する成形品の形状、例えば、偏
肉でない形状によっては、鏡面駒１２を加圧しない無加
圧とし、樹脂２０の収縮に伴って自由に鏡面駒１２が移
動できるようにしても、高精度な成形品を得ることがで
きる。

【００８２】さらに、上記実施の形態においては、ひけ
を誘発させる部分に、樹脂２０が当該ひけ誘導部から剥
離し易くするために、ＴｉＮ等の表面処理を施している
が、密着力低減化処理として、当該ひけ誘導部分を金型
１０の他の箇所より金型１０の温度を低くして、ひけ誘
導部分と樹脂２０との密着力を低下させるようにしても
よい。

【００８３】また、上記実施の形態においては、連通孔
１５から外気を導入して、連通孔１５の開口部周辺部で
あるひけ誘導部にひけを誘導しているが、連通孔１５に
加圧ポンプ等の所定圧のガス圧を発生させる機構を接続
して、連通孔１５をガスの導入孔として利用し、キャビ
ティ１３の内圧が最も早く０になる直前のタイミング
で、連通孔１５から所定圧のガスを導入して、ひけ誘導
部である連通孔１５の開口部周辺部からの樹脂２０の剥
離を促進させるようにしてもよい。

【００８４】さらに、ひけ誘導部から樹脂２０を剥離さ
せるために、図１０〜図１２に示すように、ひけ誘導部
にキャビティ１３から移動可能な入れ駒（剥離駒）３０
を用いてもよい。なお、図１０は、樹脂充填前の金型１
０の断面図、図１１は、樹脂充填直後の金型１０の断面
図、図１２は、冷却過程の金型１０の断面図である。す
なわち、樹脂２０を充填する前及び樹脂２０の充填直後
には、図１０及び図１１に示すように、入れ駒３０を金
型１０の内面と同じ平面位置となる状態にし、樹脂２０
の冷却が進んでひけを発生させるタイミングで、入れ駒
３０を金型１０の外方に移動させる。入れ駒３０が移動
されると、入れ駒３０の移動した瞬間に全箇所の内圧が
瞬時に０になるため、圧力分布の発生が極端に小さくな
り、より一層高精度な形状転写を行うことができるとと
もに、内部歪みをより一層低減させることができる。

【００８５】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。

【００８６】

【発明の効果】請求項１記載の発明のプラスチック成形
品の成形方法によれば、金型のキャビティ内に樹脂を充
填した後、冷却固化させてプラスチック成形品を成形す
るに際して、高精度の転写性の要求される転写面を可動
可能な入れ駒で形成して、充填される樹脂を当該転写面
に密着させ、高精度の転写性の要求されない非転写性部
分を金型の内面で形成して、樹脂の冷却途中で当該非転
写性部分を樹脂から離れさせるので、非転写性部分に樹
脂のひけを選択的に誘導することができるとともに、転
写面への樹脂の密着性を高めることができ、長尺、薄肉
形状であっても、低歪で、かつ、高い形状精度のプラス
チック成形品を成形することができる。

【００８７】請求項２記載の発明の金型によれば、高精
度の転写性の要求される転写面と高精度の転写性の要求
されない非転写性部分とを有するキャビティ内に樹脂が
充填された後、樹脂を冷却固化させてプラスチック成形
品を成形する金型として、転写面を可動可能な入れ駒で
形成し、非転写性部分を金型の内面で形成し、転写面に
は、充填される樹脂を密着させ、樹脂の冷却途中で樹脂
を非転写性部分から離れさせるので、非転写性部分に樹
脂のひけを選択的に誘導することができるとともに、転
写面への樹脂の密着性を高めることができ、長尺、薄肉
形状であっても、低歪で、かつ、高い形状精度のプラス
チック成形品を成形することができる。

【００８８】請求項３記載の発明の金型によれば、入れ
駒を、所定の付勢手段で転写面方向に所定の加圧力で付
勢するので、キャビティ内の圧力分布をより均一にする
ことができるとともに、転写面への樹脂の密着性をより
向上させることができ、長尺、薄肉形状であっても、よ
り低歪で、かつ、より高い形状精度のプラスチック成形
品を成形することができる。

【００８９】請求項４記載の発明の金型によれば、付勢
手段で、キャビティの内圧が一定圧力となる加圧力で入
れ駒を付勢するので、キャビティ内の圧力分布をより一
層均一にすることができるとともに、転写面への樹脂の
密着性をより一層向上させることができ、長尺、薄肉形
状であっても、より一層低歪で、かつ、より一層高い形
状精度のプラスチック成形品を成形することができる。

【００９０】請求項５記載の発明の金型によれば、付勢
手段を、油圧で入れ駒を付勢する油圧付勢機構としてい
るので、キャビティ内の圧力分布をより均一にすること
ができるとともに、転写面への樹脂の密着性をより向上
させることができ、長尺、薄肉形状であっても、より低
歪で、かつ、より高い形状精度のプラスチック成形品を
成形することができる。

【００９１】請求項６記載の発明の金型によれば、付勢
手段を、弾性変形力で前記入れ駒を付勢する弾性部材と
しているので、簡単な構成で、キャビティ内の圧力分布
をより均一にすることができるとともに、転写面への樹
脂の密着性をより向上させることができ、長尺、薄肉形
状であっても、より低歪で、かつ、より高い形状精度の
プラスチック成形品を安価かつ簡単に成形することがで
きる。

【００９２】請求項７記載の発明の金型によれば、弾性
部材を、バネとしているので、より簡単な構成で、キャ
ビティ内の圧力分布をより均一にすることができるとと
もに、転写面への樹脂の密着性をより向上させることが
でき、長尺、薄肉形状であっても、より低歪で、かつ、
より高い形状精度のプラスチック成形品をより安価かつ
簡単に成形することができる。

【００９３】請求項８記載の発明の金型によれば、入れ
駒を、樹脂との密着力のみで移動するので、より簡単な
構成で、キャビティ内の圧力分布をより均一にすること
ができるとともに、転写面への樹脂の密着性をより向上
させることができ、長尺、薄肉形状であっても、より低
歪で、かつ、より高い形状精度のプラスチック成形品を
より安価かつ簡単に成形することができる。

【００９４】請求項９記載の発明の金型によれば、入れ
駒の少なくとも転写面に密着力増強表面処理を施してい
るので、転写面への樹脂の密着性をより一層向上させる
ことができ、長尺、薄肉形状であっても、低歪で、か
つ、より一層高い形状精度のプラスチック成形品を成形
することができる。

【００９５】請求項１０記載の発明の金型によれば、入
れ駒の少なくとも転写面に密着力増強表面処理としてニ
ッケルメッキ処理を施しているので、転写面への樹脂の
密着性をより一層向上させることができ、長尺、薄肉形
状であっても、低歪で、かつ、より一層高い形状精度の
プラスチック成形品を成形することができる。

【００９６】請求項１１記載の発明の金型によれば、非
転写性部分に金型表面と樹脂との密着力を低減させる密
着力低減化処理を施しているので、非転写性部分に樹脂
のひけをより一層選択的に誘導することができ、長尺、
薄肉形状であっても、より一層低歪で、かつ、高い形状
精度のプラスチック成形品を成形することができる。

【００９７】請求項１２記載の発明の金型によれば、非
転写性部分に密着力低減化処理としてＴｉＮ表面処理を
施しているので、非転写性部分に樹脂のひけをより一層
選択的に誘導することができ、長尺、薄肉形状であって
も、より一層低歪で、かつ、高い形状精度のプラスチッ
ク成形品を成形することができる。

【００９８】請求項１３記載の発明の金型によれば、非
転写性部分に密着力低減化処理として当該非転写性部分
を他の箇所よりも低温にするので、非転写性部分に樹脂
のひけをより一層選択的に誘導することができ、長尺、
薄肉形状であっても、より一層低歪で、かつ、高い形状
精度のプラスチック成形品を成形することができる。

【００９９】請求項１４記載の発明の金型によれば、非
転写性部分に密着力低減化処理として外気と連通する連
通孔を形成しているので、非転写性部分に樹脂のひけを
より一層選択的に誘導することができ、長尺、薄肉形状
であっても、より一層低歪で、かつ、高い形状精度のプ
ラスチック成形品を成形することができる。

【０１００】請求項１５記載の発明の金型によれば、非
転写性部分に密着力低減化処理としてキャビティ内から
外方に移動可能な剥離駒を配設し、当該剥離駒を外方に
移動させて樹脂を強制的に剥離させるので、非転写性部
分に樹脂のひけをより一層選択的に誘導することがで
き、長尺、薄肉形状であっても、より一層低歪で、か
つ、高い形状精度のプラスチック成形品を成形すること
ができる。

【０１０１】請求項１６記載の発明の金型によれば、剥
離駒を、キャビティ内の内圧が最も速く０になる直前の
タイミングで外方に移動して樹脂を強制的に剥離させる
ので、非転写性部分に樹脂のひけをさらにより一層選択
的に誘導することができ、長尺、薄肉形状であっても、
さらにより一層低歪で、かつ、高い形状精度のプラスチ
ック成形品を成形することができる。

【０１０２】請求項１７記載の発明の金型によれば、非
転写性部分に密着力低減化処理として所定のガスを導入
する導入孔を形成し、当該導入孔からガスを導入して樹
脂を非転写性部分から剥離させるので、非転写性部分に
樹脂のひけをさらにより一層選択的に誘導することがで
き、長尺、薄肉形状であっても、さらにより一層低歪
で、かつ、高い形状精度のプラスチック成形品を成形す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラスチック成形品の成形方法及び金
型の一実施の形態を適用した樹脂充填前の金型の要部正
面断面図。

【図２】図１の金型のＡ−Ａ矢視断面図。

【図３】図１の金型のＢ−Ｂ矢視断面図。

【図４】図１の金型の樹脂充填直後の要部正面断面図。

【図５】図４の金型のＡ−Ａ矢視断面図。

【図６】図４の金型のＢ−Ｂ矢視断面図。

【図７】図１の金型の冷却過程中の要部正面断面図。

【図８】図７の金型のＡ−Ａ矢視断面図。

【図９】図７の金型のＢ−Ｂ矢視断面図。

【図１０】図１の金型に樹脂剥離用の移動可能な入れ駒
を設けた場合の樹脂充填前の金型の要部断面図。

【図１１】図１０の金型の樹脂充填直後の断面図。

【図１２】図１０の金型の冷却過程中の断面図。

【図１３】従来の金型のレンズ厚みＨとレンズ幅Ｗとの
関係がＨ／Ｗ＞１のときの樹脂の圧力分布を示す正面断
面図。

【図１４】従来の金型のレンズ厚みＨとレンズ幅Ｗとの
関係がＨ／Ｗ＜１のときの樹脂の圧力分布を示す正面断
面図。

【符号の説明】

１０ 金型 １０ａ 金型ベース １１、１２ 鏡面駒 １３ キャビティ １４ バネ １５ 連通孔 １６ ゲート ２０ 樹脂 ３０ 入れ駒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AH73 CA11 CB01 CD02 CD22 CK06 CK17 CK41 CK53 CK74 CK75 CN05 4F206 JA07 JM05 JN33 JQ81 JT05 JT21

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型のキャビティ内に樹脂を充填した後、
   冷却固化させてプラスチック成形品を成形するプラスチ
   ック成形品の成形方法において、高精度の転写性の要求
   される転写面を可動可能な入れ駒で形成して、前記充填
   される樹脂を当該転写面に密着させ、高精度の転写性の
   要求されない非転写性部分を前記金型の内面で形成し
   て、前記樹脂の冷却途中で当該非転写性部分を前記樹脂
   から離れさせることを特徴とするプラスチック成形品の
   成形方法。
2. 【請求項２】高精度の転写性の要求される転写面と高精
   度の転写性の要求されない非転写性部分とを有するキャ
   ビティ内に樹脂が充填された後、前記樹脂を冷却固化さ
   せてプラスチック成形品を成形する金型において、前記
   転写面が可動可能な入れ駒で形成され、前記非転写性部
   分が前記金型の内面で形成され、前記転写面には、前記
   充填される樹脂が密着され、前記樹脂の冷却途中で前記
   樹脂が前記非転写性部分から離れることを特徴とする金
   型。
3. 【請求項３】前記入れ駒は、所定の付勢手段で前記転写
   面方向に所定の加圧力で付勢されていることを特徴とす
   る請求項２記載の金型。
4. 【請求項４】前記付勢手段は、前記キャビティの内圧が
   一定圧力となる加圧力で前記入れ駒を付勢することを特
   徴とする請求項３記載の金型。
5. 【請求項５】前記付勢手段は、油圧で前記入れ駒を付勢
   する油圧付勢機構であることを特徴とする請求項３また
   は請求項４記載の金型。
6. 【請求項６】前記付勢手段は、弾性変形力で前記入れ駒
   を付勢する弾性部材であることを特徴とする請求項３ま
   たは請求項４記載の金型。
7. 【請求項７】前記弾性部材は、バネであることを特徴と
   する請求項６記載の金型。
8. 【請求項８】前記入れ駒は、前記樹脂との密着力のみで
   移動することを特徴とする請求項２記載の金型。
9. 【請求項９】前記入れ駒は、少なくとも前記転写面に密
   着力増強表面処理が施されていることを特徴とする請求
   項２から請求項８のいずれかに記載の金型。
10. 【請求項１０】前記入れ駒は、少なくとも前記転写面に
    前記密着力増強表面処理としてニッケルメッキ処理が施
    されていることを特徴とする請求項９記載の金型。
11. 【請求項１１】前記金型は、前記非転写性部分に金型表
    面と前記樹脂との密着力を低減させる密着力低減化処理
    が施されていることを特徴とする請求項２記載の金型。
12. 【請求項１２】前記金型は、前記非転写性部分に前記密
    着力低減化処理としてＴｉＮ表面処理が施されているこ
    とを特徴とする請求項１１記載の金型。
13. 【請求項１３】前記金型は、前記非転写性部分に前記密
    着力低減化処理として当該非転写性部分を他の箇所より
    も低温にすることを特徴とする請求項１１記載の金型。
14. 【請求項１４】前記金型は、前記非転写性部分に前記密
    着力低減化処理として外気と連通する連通孔が形成され
    ていることを特徴とする請求項１１記載の金型。
15. 【請求項１５】前記金型は、前記非転写性部分に前記密
    着力低減化処理として前記キャビティ内から外方に移動
    可能な剥離駒が配設され、当該剥離駒が外方に移動され
    て前記樹脂を強制的に剥離させることを特徴とする請求
    項１０記載の金型。
16. 【請求項１６】前記剥離駒は、前記キャビティ内の内圧
    が最も速く０になる直前のタイミングで外方に移動され
    て前記樹脂を強制的に剥離させることを特徴とする請求
    項１５記載の金型。
17. 【請求項１７】前記金型は、前記非転写性部分に前記密
    着力低減化処理として所定のガスを導入する導入孔が形
    成され、当該導入孔から前記ガスを導入して前記樹脂を
    前記非転写性部分から剥離させることを特徴とする請求
    項１１記載の金型。