JP2007261142A - 光学レンズ射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】成形時における光学レンズの光学面の温度低下を抑え、良好な転写性を実現すること。
【解決手段】光学レンズ（プラスチックレンズ１００）の光学面を成形する光学面成形入子（可動入子１０）を有し、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
１．５≦Ｙ／Ｘ≦２．５
λ（Ｗ／ｍ・ｋ）：光学面成形入子の熱伝導率
Ｘ：光学レンズにおける光学面の長さ
Ｙ：光学面成形入子の外形の長さ
【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７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７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

図７で示すように、型板１００２が光学面１００１ａの外周部Ａに対して近い位置に設置されていると、入子１００１を熱伝導率の低いものにしたとしても、型板１００２に光学面１００１ａの外周部Ａの熱が奪われてしまう。その結果、光学面１００１ａ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、成形時における光学レンズの光学面の温度低下を抑え、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を有し、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
１．５≦Ｙ／Ｘ≦２．５
λ（Ｗ／ｍ・ｋ）：前記光学面成形入子の熱伝導率
Ｘ：光学レンズにおける光学面の長さ
Ｙ：前記光学面成形入子の外形の長さ

本発明に係る光学レンズ射出成形用金型によれば、成形時における光学レンズの光学面の温度低下を抑え、良好な転写性を実現出来る。

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３０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１００の成形を行うわけであるが、可動入子１０の外周に位置する可動型板２０が光学面１０ａの外周部に対して近い位置に設置されていると、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に光学面１０ａの外周部の熱が奪われてしまう。その結果、光学面１０ａの外周部における転写性が低下してしまう。そこで、プラスチックレンズ１００の光学面１０ａの長さと可動入子１０の外形の長さとの関係から、光学面１０ａの外周部と可動型板２０との距離を適正な値にすることが望ましい。この点に関して図４〜図６及び表１を用いて説明する。

図４はプラスチックレンズ１００の光学面１０ａの長さＸと可動入子１０の外形の長さＹとの関係を示す図である。

図４においてＸはプラスチックレンズ１００の光学面１０ａの長さを示し、Ｙは可動入子１０の外形の長さＹを示す。光学面１０ａ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、光学面１０ａの外周部に対して可動型板２０を一定の距離離すことが好ましい。一方、光学面１０ａの外周部に対して可動型板２０を離すために可動入子１０の面積を大きくとってしまうと成形処理上、種種の問題が生じてしまう。そこで、プラスチックレンズ１００の光学面１０ａの長さＸと可動入子１０の外形の長さＹをどのような関係にすれば適正な成形処理ができるのか、ＸとＹの値を振って実験した。なお、Ｘ、Ｙについては図５及び図６を用いて補足する。図５及び図６は図４に示すα方向からみた可動入子１０等の断面図であり、図５はプラスチックレンズ１００が円形の場合、図６はプラスチックレンズ１００が四角形の場合を示す。図５及び図６で示すように、プラスチックレンズ１００が円形である場合は、光学面１０ａの長さＸと可動入子１０の外形の長さＹは各々の直径を意味し、プラスチックレンズ１００が四角形である場合は各々の縦、横の長さを意味する。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チックレンズ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Ｙ／Ｘが１．５から２．５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、１．９から２．１の間であれば更に良い。

このように、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、Ｙ／Ｘを１．５から２．５の間に設定すれば、可動型板２０に光学面１０ａの外周部の熱が奪われることを抑制できる。その結果として、光学面１０ａ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。

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。 プラスチックレンズ１００の光学面１０ａの長さＸと可動入子１０の外形の長さＹとの関係を示す図である。 プラスチックレンズ１００が円形の場合に光学面１０ａの長さＸと可動入子１０の外形の長さＹとの関係を示す図である。 プラスチックレンズ１００が四角形の場合に光学面１０ａの長さＸと可動入子１０の外形の長さＹとの関係を示す図である。 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を有し、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
   １．５≦Ｙ／Ｘ≦２．５
   λ（Ｗ／ｍ・ｋ）：前記光学面成形入子の熱伝導率
   Ｘ：光学レンズにおける光学面の長さ
   Ｙ：前記光学面成形入子の外形の長さ

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