JP2005305797A - Optical element molding mold, optical element molding method, and optical element - Google Patents
Optical element molding mold, optical element molding method, and optical element Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005305797A JP2005305797A JP2004125199A JP2004125199A JP2005305797A JP 2005305797 A JP2005305797 A JP 2005305797A JP 2004125199 A JP2004125199 A JP 2004125199A JP 2004125199 A JP2004125199 A JP 2004125199A JP 2005305797 A JP2005305797 A JP 2005305797A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical element
- mold
- molding
- insert
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、例えばデジタルビデオディスクプレヤー等の光学機器に使用されるレンズ、プリズム、ミラー等の高精度な光学素子の成形型、成形方法及び光学素子に関するものである。 The present invention relates to a molding die, a molding method, and an optical element for high-precision optical elements such as lenses, prisms, and mirrors used in optical equipment such as a digital video disk player.
従来、光学機器に使用されるレンズ等の光学素子成形方法の一つとして、特許文献1に開示されているように、光学素子の成形材料である樹脂ペレットを加熱混錬溶融し、これを成形型によって形成されたキャビティ内に射出充填して成形する射出成形方法がある。
Conventionally, as disclosed in
以下に、一般的な従来の射出成形方法と、これにより成形される光学素子について、図3、図4を用いて説明する。 Hereinafter, a general conventional injection molding method and an optical element molded thereby will be described with reference to FIGS.
図3は、複数個の光学素子を射出成形方法により同時に成形する射出成形機の概略断面図であり、30はホッパ、31は樹脂ペレットからなる樹脂成形材料、32は射出シリンダ、33は加熱シリンダ、34はスクリュ、35はノズル、36は固定ダイプレート、37は移動ダイプレート、38は型締めシリンダ、39は固定側の光学素子成形型、40は可動側の光学素子成形型、41はスプルー、42はランナー、43はゲート、44は成形中の光学素子である。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an injection molding machine that simultaneously molds a plurality of optical elements by an injection molding method. 30 is a hopper, 31 is a resin molding material made of resin pellets, 32 is an injection cylinder, and 33 is a heating cylinder. , 34 is a screw, 35 is a nozzle, 36 is a fixed die plate, 37 is a movable die plate, 38 is a clamping cylinder, 39 is a fixed side optical element mold, 40 is a movable side optical element mold, and 41 is a sprue. , 42 is a runner, 43 is a gate, and 44 is an optical element during molding.
まず、ホッパ30に樹脂成形材料31を投入し、この成形材料31はスクリュ34の回転に伴い、ノズル35の方向へと移動する。樹脂成形材料31はスクリュ34及び加熱シリンダ33により加熱混錬溶融され、ノズル35から、スプルー41、ランナー42、及びゲート43を通過して、光学素子成形型39と40にそれぞれ取付けられてその一部を構成し、各々に必要な光学形成面が形成されているインサート型(図示せず)によって形成されたキャビティ内に射出され、充填される。前記光学素子成形型39、40は所定の温度、例えば樹脂成形材料31の荷重たわみ温度近傍に設定されているため、インサート型の光学形成面が転写された光学素子44が成形され、冷却される。そして、これが取り出し可能な状態になった後、型締めシリンダ38により光学素子成形型40を後退させた後キャビティを開いて成形品を取り出し、ゲートカットを行って光学素子44を得る。
First, the
図4は前記射出成形方法で同一の光学特性をもつ2つの光学素子44が成形された成形品45の概略断面図である。41はスプルー、42は前記スプルー41から延びたランナー、43は各ランナー42の先端のゲート、44は各ゲート43の先端に放射状に成形された光学素子である。
従来、光学素子成形型に取付けられ、所望の光学形成面を有するインサート型は、ステンレス鋼(STAVAX)等を基材として、その表面に例えば無電解ニッケルメッキを施したものを加工して用いられているのが一般的である。また強度の面から、超硬合金を基材として用いられる場合もある。さらに、成形品との離型性の向上や、型の酸化、腐食防止のために光学形成面の表面に保護膜等が施されている。 Conventionally, an insert die attached to an optical element molding die and having a desired optical forming surface is used by processing a surface of which stainless steel (STAVAX) or the like is subjected to, for example, electroless nickel plating. It is common. From the viewpoint of strength, a cemented carbide may be used as a base material. Further, a protective film or the like is provided on the surface of the optical forming surface in order to improve releasability from the molded product and to prevent mold oxidation and corrosion.
しかしながら、射出成形方法の利点を生かして光学素子を1回の射出成形で複数個の光学素子を同時に成形しようとすると、同一の成形条件で光学特性が同一の複数の光学素子を同時に成形するには、加工精度、表面粗さなどが均一の複数のインサート型が必要となり、これをステンレス鋼や超硬合金から個々に加工して精度を均一化することは難しく、特に非球面形状加工は非常に高価な精密加工機で加工する必要があると同時に、個々の精度を均一に加工するには限度がある。 However, taking advantage of the injection molding method, when trying to mold a plurality of optical elements simultaneously by one injection molding, a plurality of optical elements having the same optical characteristics are molded simultaneously under the same molding conditions. Requires multiple insert molds with uniform processing accuracy, surface roughness, etc., and it is difficult to achieve uniform accuracy by processing them individually from stainless steel or cemented carbide. However, it is necessary to process with an expensive precision processing machine, and at the same time, there is a limit to processing each accuracy uniformly.
また、加工上は均一であってもその加工精度からは判断しにくい光学素子の精度バラツキが発生しやすく、さらに、高価な設備でインサート型を多数製造するため、これから成形する光学素子の価格が非常に高価なものとなる。 In addition, even if the processing is uniform, it is easy to cause variations in the accuracy of optical elements that are difficult to judge from the processing accuracy. In addition, since many insert molds are manufactured with expensive equipment, the price of the optical elements to be molded from now on will increase. It becomes very expensive.
本発明は、成形材料を加熱混錬溶融し、複数のキャビティ内に前記成形材料を射出充填して光学素子を成形する光学素子成形型であって、前記複数のキャビティを構成し、かつ光学素子に光学形成面を転写するインサート型を、母型により押圧成形したガラス材料から構成した光学素子成形型であり、そして、この成形型により光学素子を成形することにより、上記従来の課題を解決するものである。 The present invention is an optical element molding die for molding an optical element by heat-kneading and melting a molding material and injecting and filling the molding material into a plurality of cavities, and comprising the plurality of cavities and the optical element The insert mold for transferring the optical forming surface is an optical element mold composed of a glass material press-molded by a mother mold, and the conventional problem is solved by molding the optical element by this mold. Is.
本発明によれば、ガラス材料を押圧成形して得られたインサート型は、加工機で作製するより極めて短時間で作製できるため、特に1回の射出成形により多数個の光学素子を成形する場合に必要とする複数のインサート型の作製に最適である。そして、ガラス材料を押圧成形して得るインサート型は同一の母型によって形状精度の均一な多数の成形型を作製できるため、従来の加工機で個々に作製しているインサート型に比べて価格が安価となり、これにより精度のよい光学素子を安価に提供することができるという利点がある。さらに、ガラス材料はステンレス鋼等を加工機により形成したものに比べて光学形成面の表面がなめらかになり、光学素子の表面粗さが向上するという効果を有する。 According to the present invention, an insert mold obtained by press-molding a glass material can be produced in a much shorter time than that produced by a processing machine. Therefore, particularly when a large number of optical elements are molded by one injection molding. It is most suitable for the production of multiple insert molds required for And insert molds obtained by press-molding glass materials can produce many molds with uniform shape accuracy using the same master mold, so the price is lower than the insert molds individually produced by conventional processing machines. There is an advantage that an optical element with high accuracy can be provided at low cost. Furthermore, the glass material has an effect that the surface of the optical formation surface is smoother than that of stainless steel or the like formed by a processing machine, and the surface roughness of the optical element is improved.
以下、本発明の実施の形態を説明するにあたり、その射出成形機及び光学素子成形型については、図3に示す射出成形機などと同種のものであるため、これを援用し、その説明は省略する。また、成形品の各構成部分については、図4の従来例と同一であるため、その構成部分については同一符号を附して援用し、その説明は省略する。 Hereinafter, in describing the embodiment of the present invention, the injection molding machine and the optical element molding die are the same type as the injection molding machine shown in FIG. To do. Moreover, since each component of the molded product is the same as the conventional example of FIG. 4, the component is denoted by the same reference numeral and description thereof is omitted.
(実施の形態)
図1は本発明の実施の形態にかかる光学素子成形型の概略断面図であり、図2(a)は実施の形態にかかるインサート型の作製中の概略断面図、図2(b)は(a)で作製されたインサート型の断面図である。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an optical element molding die according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 (a) is a schematic cross-sectional view during the manufacture of an insert die according to the embodiment, and FIG. It is sectional drawing of the insert type | mold produced by a).
図1に示す光学素子成形型39、40は、プリハードン鋼、ステンレス鋼(S55C、HPM、NAK)等を材料とし、この成形型39、40に形成された凹部にはガラス材料を押圧成形して作製された所望の光学面を有する光学素子を形成するためのインサート型1a、1b、1c、1dが固定されており、インサート型1aと1cによりキャビティ2が形成され、また、インサート型1bと1dによりキャビティ3が形成されている。
The
前記インサート型1a、1b、1c、1dの作製について図2(a)を用いて説明する。上型4と下型5は母型であり、下型5の上面はフラットとなっている。上型4の下面には必要とする光学形成面を転写形成する凸部4aが形成されている。胴型6は押圧成形されて得られるインサート型の外径を規制する。上型4と下型5の間にはインサート型を作製するガラス材料7がセットされている。
The production of the
インサート型の作製は、上下のヒータブロック8、9により上型4と下型5を加熱し、ヒータブロック8と連結された加圧シリンダー10によって加圧力Pで上型4を加圧してその凸部4aによりガラス材料7を変形させ、図2(b)に示す例えばインサート型1aを作製する。
The insert mold is manufactured by heating the
前記インサート型1aと同一形状のインサート型1bは同一の母型で作製され、また、同一形状のインサート型1cとインサート型1dは同一の母型で作製される。
The
ここで、母型および胴型に用いた材料は超硬合金からなり、また母型の押圧成形によって成形されるインサート型のガラス材料7として、一般的な光学ガラス材料であるホウ酸系、リン酸系、ランタン系、ホウケイ酸系などがある。本実施の形態ではホウケイ酸系(屈伏点At=553℃、ガラス転移点Tg=516℃)ガラスを用いた。
Here, the material used for the mother die and the body die is made of cemented carbide, and as an insert-
次に、上記のようにして作製されたインサート型1a、1b、1c、1dを、図1に示すように光学素子成形型39、40の凹部にそれぞれ固定し、これを用いて2つの同一形状で同一の光学性能を有する光学素子の成形について説明する。
Next, the
射出成形機は図3に示す一般的な成形機を使用し、これに組み込まれた光学素子成形型39、40のキャビティ2、3内に加熱溶融混錬された樹脂成形材料31を射出充填する。前記樹脂成形材料31としては、ポリオレフィン系樹脂(ガラス転移点Tg=150℃、熱変形温度Tt=125℃)を用いた。
As the injection molding machine, a general molding machine shown in FIG. 3 is used, and the
そして、射出成形条件として最適と思われる条件、すなわち型温=130℃、樹脂温度=250℃、射出圧=100MPa、冷却時間=40sec等にて光学素子44を図4に示す成形品45の形で成形し、各ゲート43をカットしてインサート型1a、1b、1c、1dの光学形成面が転写された光学素子44を得た。
Then, the
上記成形方法で成形した光学素子の光学特性、すなわち各収差は下記表1のようになった。なお収差の単位はmλであり、光学特性の評価方法は、干渉計を用いて透過波面収差(測定波長λ=632.8nm)の測定を行い、代表的な光学特性である非点収差、コマ収差、球面収差を確認した。各収差は小さければ小さいほど望ましいが、ここでは各収差の規格範囲を35mλ以下とし、それ以下であれば良好な光学特性であるとした。 Table 1 below shows the optical characteristics of the optical element molded by the molding method, that is, each aberration. The unit of aberration is mλ, and the optical property evaluation method is to measure the transmitted wavefront aberration (measurement wavelength λ = 632.8 nm) using an interferometer, and to obtain representative optical properties such as astigmatism and coma. Aberration and spherical aberration were confirmed. Each aberration is preferably as small as possible, but here, the standard range of each aberration is set to 35 mλ or less, and if it is less than that, good optical characteristics are assumed.
上記表1に示したように、同一性能である各光学素子44の全ての収差が規格を満たしていた。
As shown in Table 1, all the aberrations of the
なお、上記の成形においてはガラス材料からなるインサート型以外の光学素子成形型の基材として、上記にプリハードン鋼、ステンレス鋼等を掲げたが、例えばこれらとインサート型のガラス材料との熱膨張収縮差によって成形品にバリ等の発生を防止する対策や、また、熱膨張収縮差等で影響する光学特性のバラツキの低減を図るために、ゲート部、ランナー部、成形型のインサート型取付け部分等の内壁に、そのインサート型に用いたガラス材料と同じガラス材料を研削等の手段で加工して作製したガラス部材をそれぞれ取付けてもよい。 In the above molding, pre-hardened steel, stainless steel, etc. are listed above as the base material of the optical element molding die other than the insert die made of glass material. For example, thermal expansion and contraction between these and the insert type glass material. In order to prevent the occurrence of burrs, etc. in the molded product due to the difference, and to reduce variations in optical characteristics that are affected by differences in thermal expansion and contraction, etc., the gate part, runner part, insert mold mounting part of the mold, etc. Glass members produced by processing the same glass material as the glass material used for the insert mold by means such as grinding may be attached to the inner wall.
また、成形型を構成する基材とインサート型とが熱膨張係数の相違により加熱時に両者間にクリアランスが生じてインサート型が位置ずれを起こして成形光学素子にバリ等が発生することを防止するために、インサート型に用いるガラス材料には熱膨張係数が大きいガラス材料、また成形型の基材には熱膨張係数が小さい材料を用いて加熱時の熱膨張係数の差を大きくすることで両者間のクリアランスを小さくする構成が望ましい。 In addition, the difference in thermal expansion coefficient between the base material constituting the mold and the insert mold creates a clearance between the two during heating, thereby preventing the insert mold from being displaced and causing burrs or the like to occur in the molded optical element. Therefore, by using a glass material with a large thermal expansion coefficient for the glass material used for the insert mold and a material with a small thermal expansion coefficient for the base material of the mold, the difference in the thermal expansion coefficient during heating is increased. A configuration in which the clearance between them is small is desirable.
また、インサート型に使用したガラス材料7の形状は、円柱形で上下面が鏡面仕上げされたものを用いたが、この形状に限られるものではない。また、ガラス材料7の押圧とともにこれを常温から昇温させたが、まず、ガラス材料を昇温し、これが溶融した後に押圧して作製してもよい。
Moreover, although the
また、インサート型1a〜1dのガラス材料7の選択に当たっては、光学素子44の成形材料との線膨張係数、硬度等を考慮し、さらに、ガラス材料の熱変形温度が型温度および成形材料の溶融温度より高い材料を選択する方が望ましい。
Further, in selecting the
なお、インサート型のガラス材料として、ケイ酸塩ガラス(SiO2系ガラス)、ホウ酸塩ガラス(B2O3系ガラス)、ホウケイ酸塩ガラス(B2O3−SiO2系ガラス)等の結晶化ガラス材料であってもよく、その中でホウケイ酸塩ガラスを用いたインサート型で成形した光学素子は、上記した光学ガラス材料で作製したインサート型を用いて成形した光学素子と同等の特性を有していた。 As insert-type glass materials, silicate glass (SiO 2 glass), borate glass (B 2 O 3 glass), borosilicate glass (B 2 O 3 —SiO 2 glass), etc. It may be a crystallized glass material, in which an optical element molded with an insert mold using borosilicate glass has the same characteristics as an optical element molded with an insert mold made of the optical glass material described above Had.
本発明は、樹脂からなる成形材料を射出成形して光学素子を成形する光学素子成形型において、光学素子の光学形成面を成形するインサート型をガラス材料から押圧成形によって作製することにより、同一形状の精度の高いインサート型を簡単にかつ安価にして多数個作製できるため、量産性に富む光学素子の成形型として最適である。 The present invention provides an optical element molding die for molding an optical element by injection molding a molding material made of a resin, and by forming an insert mold for molding an optical forming surface of the optical element from a glass material by press molding. Therefore, a large number of insert molds with high accuracy can be produced easily and inexpensively, so that it is optimal as a mold for optical elements with high productivity.
1a、1b、1c、1d インサート型
2、3 キャビティ
4 上型
5 下型
6 胴型
7 ガラス材料
8、9 ヒータブロック
10 加圧シリンダー
31 樹脂成形材料
39、40 光学素子成形型
41 スプルー
42 ランナー
43 ゲート
44 光学素子
1a, 1b, 1c,
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004125199A JP2005305797A (en) | 2004-04-21 | 2004-04-21 | Optical element molding mold, optical element molding method, and optical element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004125199A JP2005305797A (en) | 2004-04-21 | 2004-04-21 | Optical element molding mold, optical element molding method, and optical element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005305797A true JP2005305797A (en) | 2005-11-04 |
Family
ID=35435100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004125199A Pending JP2005305797A (en) | 2004-04-21 | 2004-04-21 | Optical element molding mold, optical element molding method, and optical element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005305797A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013145754A1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | Hoya株式会社 | Method of manufacturing plastic lens, and method for manufacturing mold for forming optical lens |
JP2013208799A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Hoya Corp | Method of manufacturing plastic lens |
-
2004
- 2004-04-21 JP JP2004125199A patent/JP2005305797A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013145754A1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | Hoya株式会社 | Method of manufacturing plastic lens, and method for manufacturing mold for forming optical lens |
JP2013208799A (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-10 | Hoya Corp | Method of manufacturing plastic lens |
CN104203534A (en) * | 2012-03-30 | 2014-12-10 | Hoya株式会社 | Method of manufacturing plastic lens, and method for manufacturing mold for forming optical lens |
US9895832B2 (en) | 2012-03-30 | 2018-02-20 | Hoya Corporation | Method of manufacturing plastic lens, and method for manufacturing mold for forming optical lens |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101125726B (en) | Molding die | |
JP4972760B2 (en) | Optical element manufacturing method | |
JP2001191365A (en) | Resin thick-walled lens and its molding method | |
JP2006281765A (en) | Method and apparatus for improving surface accuracy of optical element | |
JP2006044245A (en) | Mold for injection molding and injection molding method | |
JP4650514B2 (en) | Optical element molding method | |
JP4808089B2 (en) | Optical element molding method | |
JP6739131B2 (en) | Mold for molding optical component made of glass and method for manufacturing optical component made of glass using the mold | |
JP2005305797A (en) | Optical element molding mold, optical element molding method, and optical element | |
JP4151745B2 (en) | Manufacturing method of mold for molding optical element | |
CN104960130B (en) | Precise hot press molding mold for small-opening-diameter aspheric-surface glass lens | |
US20060196229A1 (en) | Method for fabricating injection mold core | |
JP2005161849A (en) | Mold for molding optical element, optical element molding method and optical element | |
JP2008257261A (en) | Optical device, optical device molding die, and method for molding optical device | |
JP2010143129A (en) | Method for molding resin lens | |
JP2004284116A (en) | Mold for molding optical element, optical element molding method and optical element | |
JP7043036B2 (en) | Manufacturing method of nesting for new transfer molds | |
JP2007001282A (en) | Molding die and its manufacturing method | |
JP2008284704A (en) | Mold and method of manufacturing optical element | |
CN114751632B (en) | Method for manufacturing glass molding die and method for manufacturing optical element | |
CN110713389B (en) | Method for forming non-spherical ceramic mold core | |
JP5445087B2 (en) | Optical element molding die and optical element molding method | |
JPH0570155A (en) | Mold for glass lens molding | |
JPH07266391A (en) | Manufacture and manufacturing device of plastic lens | |
JP4751818B2 (en) | Mold for forming and manufacturing method thereof |