JP2007260916A - 光学レンズ射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】光学レンズの光学面を成形する光学成形用入子の温度低下を抑え、良好な転写性を実現すること。
【解決手段】可動入子（光学面成形入子）１０の熱伝導率をλ（Ｗ／ｍ・ｋ）とし、溶融材料が充填されるキャビティ５０側における可動入子１０と可動型板（型板）２０との隙間をＸ（ｍｍ）をすると、λ及びＸが以下の関係式を満たすように光学レンズ射出成形用金型の構造にする。
１．７≦λ≦３．２
０．０１０≦Ｘ≦０．０２５
【選択図】図４

Description

本発明は、溶融材料が充填され光学レンズを成形する光学レンズ射出成形用金型に関するものである。

近年、光学レンズとして軽量のプラスチックレンズが用いられており、プラスチックレンズを採用した光ピックアップ装置やカメラ等の光学機器が多く見受けられる。このプラスチックレンズの製造は主に金型を使用した射出成形により行われ、射出成形用金型として特許文献１に記載の技術がある。

図６をもとに従来の光学レンズ射出成形用金型１０００を説明する。図６に示す光学レンズ射出成形用金型１０００は溶融材料がキャビティ１００３に充填され、光学レンズの光学面１００１ａは入子（光学面成形入子）１００１により成形され、光学レンズの光学面以外の部分１００２ａは入子１００１の外周に位置する型板１００２により成形される構造になっている。光学レンズの光学面１００１ａは厳密に曲率や形状等が設定されているため、光学面１００１ａに対しては高精度且つ高転写性の成形処理が必要になってくる。そこで、キャビティ１００３内の光学面１００１ａにおける熱が入子１００１に吸収され、光学面１００１ａにおける転写性が低下することを防止するため、入子１００１を熱伝導率の低い、例えばセラミックスなどを使用し、入子１００１の外周に位置する型板１００２を入子１００１より熱伝導率が高い、例えば熱間ダイス鋼などを使用している。
特開平５−２００７８９号公報

従来の光学レンズ射出成形用金型１０００では、図６で示すように、入子１００１と型板１００３との間にほとんど隙間がなく、型板１００２に入子１００１が填り込んでいた。しかし、入子１００１と型板１００２との間にほとんど隙間がないと、入子１００１を熱伝導率の低いものにしたとしても、型板１００２に入子１００１の外周部Ａの熱が奪われてしまい、入子１０００の中心部Ｂより外周部Ａの金型表面温度が低くなってしまう。その結果、入子１０００の外周部Ａにおける転写性が低下してしまう。

従って、本発明の目的は、光学レンズの光学面を成形する光学面成形入子の温度低下を抑え、良好な転写性を実現する光学レンズ射出成形用金型を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明に係る光学レンズ射出成形用金型は、
溶融材料が充填され光学レンズを成形する光学レンズ射出成形用金型であって、
光学レンズの光学面を成形する光学面成形入子と、
当該光学面成形入子の外周面に位置し前記光学面成形入子とともに光学レンズを成形する型板と、
を有し、
前記光学面成形入子の熱伝導率をλ（Ｗ／ｍ・ｋ）とし、溶融材料が充填されるキャビティ側における前記光学面成形入子と前記型板との隙間をＸ（ｍｍ）とすると、前記λ及び前記Ｘが以下の関係式を満たすことを特徴とするものである。

１．７≦λ≦３．２
０．０１０≦Ｘ≦０．０２５

本発明に係る光学レンズ射出成形用金型によれば、光学レンズの光学面を成形する光学面成形入子の温度低下を抑え、良好な転写性を実現できる。

以下、光学レンズ射出成形用金型の実施の形態を図面に基づいて説明するが、この発明は、当該実施の形態に限定されるものではない。

図１は金型（光学レンズ射出成形用金型）１の構成を示す図、図２は金型１の型開きを示す図、図３は可動入子１０によりプラスチックレンズ（光学レンズ）１００を突き出した状態を示す図である。

図１に示す金型１はプラスチックレンズ１００を製造するものであり、図１は金型１のうち本発明に関係する部分を代表的に示している。光学面１０ａに対しては高精度且つ高転写性の成形処理が必要になるため、熱伝導率が低い可動入子（光学面成形入子）１０により成形され、光学面３０ａに対しては熱伝導率が低い固定入子３０により成形される。可動入子１０の外周面には可動型板（型板）２０が設置されており、光学面１０ａ以外のプラスチックレンズ部分２０ａは可動型板２０により成形される。固定入子３０も同様に外周面に固定型板４０が設置されている。金型１００が開く際は、固定入子３０及び固定金型４０に対して可動入子１０及び可動型板２０が移動する構造になっている。可動入子１０及び固定入子は、熱伝導率が低いセラミックスで形成し、熱が可動型板２０や固定型板４０に奪われることを抑制するため、熱伝導率は１．７〜３．２Ｗ／ｍ・ｋの範囲内にあることが好ましい。可動型板２０及び固定型板４０は、可動入子１０等より熱伝導率が高い熱間ダイス鋼で形成し、熱伝導率は例えば３０．０Ｗ／ｍ・ｋである。

次に金型１によりプラスチックレンズ１００を成形する動作を図１〜図３を用いて説明する。まず図１で示すように可動型板２０と固定型板４０が接触する位置で溶融材料がキャビティ５０に充填される。溶融材料の充填はランナー６０を経路として実行される。充填された溶融材料がある程度冷却されると、図２に示すように矢印方向に可動入子１０と可動型板２０が固定入子３及び固定金型４に対して移動し、金型１が開く。金型１が開いた状態ではプラスチックレンズ１００は可動入子１０と可動型板３０に着いている。その後、図３で示すように、可動型板２０に対して可動入子１０が矢印方向に移動し、プラスチックレンズ１００の成形品を突き出し離型させる。

このような方法によりプラスチックレンズの成形を行うわけであるが、キャビティ５０側における可動入子１０とその外周面に位置する可動型板２０との間にほとんど隙間がないと、可動入子１０を熱伝導率の低いものにしたとしても、可動型板２０に可動入子１０の外周部の熱が奪われてしまい、可動入子１０の外周部の金型表面温度が低くなってしまう。その結果、可動入子１０の外周部における転写性が低下してしまう。そこで、可動入子１０と可動型板２０との間に隙間を設けることが好ましい。この点を図４及び表１を用いて説明する。

図４は図１における領域Ｃを拡大した図である。

可動入子１０の外周部の熱が可動型板２０に奪われることを抑制するため、キャビティ５０側における可動入子１０と可動型板２０との間に隙間１０ｂを設ける。但し、この隙間１０ｂの長さＸを大きくとってしまうと、キャビティ５０内の溶融材料が隙間１０ｂに混入してしまい、適正な形状のプラスチックレンズ１００を成形できない。そこでこのＸの値をどのようにすれば良いか、Ｘの値を振って実験した。可動入子１０の熱伝導率λは１．７Ｗ／ｍ・ｋから３．２Ｗ／ｍ・ｋの範囲内にあることが好ましいため、実験では２．４Ｗ／ｍ・ｋのものを使用した。その結果を表１に示す。

評価は金型１により成形したプラスティックレンズ１００の性能が良好か否かで判断した。表１における◎は性能が十分に良好であることを意味し、○は性能が良好であることを意味する。一方、△は性能がやや良好ではないことを意味し、×は性能が良好ではないことを意味する。表１に示す結果として隙間１０ｂのＸの値が０．０１０ｍｍから０．０２５ｍｍの間であればプラスチックレンズ１００の性能が良好であり、０．０１５ｍｍから０．０２０ｍｍの間であれば更に良い。

以上説明したように、可動入子１０の熱伝導率λを１．７Ｗ／ｍ・ｋから３．２Ｗ／ｍ・ｋの範囲内に設定し、可動入子１０と可動型板２０との間に隙間１０ｂの長さＸを０．０１０ｍｍから０．０２５ｍｍの間に設定すれば、可動型板２０に可動入子１０の外周部の熱が奪われず、可動入子１０の外周部の金型表面温度が低くなることを抑制できる。その結果として、可動入子１０の外周部においても良好な転写性が実現でき、適切な形状のプラスチックレンズ１００が形成できる。

なお、図４で示す隙間１０ｂの奥行である長さＹは光学面深さＺの７５％以上であることが望ましい。また、図４及び表１で説明したように可動入子１０と可動型板２０との間に前述した数値の隙間１０ｂを設けるだけでなく、図５に示すように固定入子３０と固定型板４０との間にも同様な数値の隙間３０ｂを設けても同様の効果が得られる。

金型（光学レンズ射出成形用金型）１の構成を示す図である。 金型１の型開きを示す図である。 可動入子１０によりプラスチックレンズ（光学レンズ）１００を突き出した状態を示す図である。 図１における領域Ｃを拡大した図である。 固定入子３０と固定型板４０との間に隙間を設けた説明図である。 従来の光学レンズ射出成形用金型に関する説明図である。

符号の説明

１ 金型
１０ 可動入子
２０ 可動型板
３０ 固定入子
４０ 固定型板
５０ キャビティ
６０ ランナー

Claims (1)

1. 溶融材料が充填され光学レンズを成形する光学レンズ射出成形用金型であって、
   光学レンズの光学面を成形する光学面成形入子と、
   当該光学面成形入子の外周面に位置し前記光学面成形入子とともに光学レンズを成形する型板と、
   を有し、
   前記光学面成形入子の熱伝導率をλ（Ｗ／ｍ・ｋ）とし、溶融材料が充填されるキャビティ側における前記光学面成形入子と前記型板との隙間をＸ（ｍｍ）とすると、前記λ及び前記Ｘが以下の関係式を満たすことを特徴とする光学レンズ射出成形用金型。
   １．７≦λ≦３．２
   ０．０１０≦Ｘ≦０．０２５

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