JP2007283752A - 樹脂成形品の製造方法および製造装置ならびに樹脂成形品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】樹脂4が軟化温度以下のキャビティ3の温度まで冷却される途中で、少なくともキャビティ3内の樹脂4の中心温度が樹脂の軟化温度以上、あるいは表層部温度が樹脂の軟化温度以下かつ樹脂の平均温度が軟化温度以上であるタイミングにて、可動入子2を樹脂4から離反する方向に移動させ、転写面5と樹脂4の間に断熱層としての空隙15を形成する。この空隙15において、樹脂4自体の温度にて表層部温度が軟化温度以上になるタイミングで、樹脂4から離反させた可動入子2を樹脂4と密着する方向に再移動させ、樹脂4と転写面5を再密着させて、樹脂4の表面に転写面5の形状を転写させる。
【選択図】図1
Description
図1(a)〜(d)は本発明の実施形態1であるプラスチック成形装置の構成および動作を説明するための概略構成図であり、1は上下一対の金型、2は各金型1にそれぞれ摺動可能に設けられた可動入子、3は各金型1および各可動入子2の対向面間に形成されるキャビティ、4はキャビティ3内に充填された樹脂、5は各可動入子2に形成された転写面、6は各可動入子2を上下動をコントロールする移動手段としての圧力制御/駆動装置、7は圧縮気体注入装置、8は圧縮気体注入装置7からキャビティ3に圧縮空気を導出する連通孔、9は樹脂4の各部の温度を検知する温度センサ、10は金型1内の各部(キャビティ)の圧力を検知する圧力センサ、11は、温度センサ9,圧力センサ10などの検知データあるいは動作情報などを受けて、圧力制御/駆動装置6および圧縮気体注入装置7などの各部をコントロールするCPU(中央演算処理ユニット)などからなる制御装置である。
次に、図6(a),(b)に示すようなレーザービームプリンターの光走査に用いられるfθレンズ21を作製するための本発明の実施形態2であるプラスチック成形装置の概略構成を図7を参照して説明する。なお、以下の説明において、図1〜図5にて説明した部材に対応する部材には同一符号を付した。
次に、図9(a),(b)に示すような光ピックアップ装置用の回折レンズ31を作製するための本発明の実施形態3であるプラスチック成形装置の概略構成を図10(a)〜(d)を参照して説明する。
実施形態4においては、実施形態1と同様に、図2(a),(b)に示すようなプロジェクタ投射用のレンズ12を作製する例について説明する。また、本例において用いるプラスチック成形装置は図1に示す実施形態1に係るものと同様であり、図12(a)〜(d)を参照して実施形態4について説明する。なお、図12において、連通孔8,温度センサ9,圧力センサ10,制御装置11は図示しない。
実施形態5では、実施形態3と同様に、図9(a),(b)に示すような光ピックアップ装置用の回折レンズ31を作製する例について説明する。また、本例で用いるプラスチック成形装置は図10に示す実施形態3に係るものと同様であり、図13(a)〜(e)を参照して実施形態5について説明する。なお、図13において、温度センサ9,圧力センサ10,制御装置11は図示しない。
実施形態6では、転写面5の外周部に不完全転写部41を形成する場合について説明する。実施形態6の説明において、図14(a)〜(d)を参照して、実施形態5と同様に図9(a),(b)に示すような光ピックアップ装置用の回折レンズ31を作製するためのプラスチック成形装置の概略構成に基づき、実施形態5との相違点のみを説明する。なお、図14において、温度センサ9、圧力センサ10、制御装置11は図示しない。
2 可動入子
3 キャビティ
4 樹脂
5 転写面
6 圧力制御/駆動装置
7 圧縮気体注入装置
8 連通孔
9 温度センサ
10 圧力センサ
11 制御装置
12 レンズ
13 入射面
14 出射面
15,15a,15b 空隙(断熱層)
16 固定部
21 fθレンズ
22 微細パターン
31 回折レンズ
32 光学鏡面
33 回折パターン
34 光学鏡面の転写面
35 回折パターンの転写面
36 可動入子
36a 中央部入子
36b 側部入子
37 固定入子
38,40,41 不完全転写部
39 側面入子
Claims (36)
- 少なくとも1つ以上の転写面を有するキャビティを形成する金型を用い、樹脂の軟化温度以下に加熱された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充填して前記転写面に密着させ、その後、前記樹脂を軟化温度以下まで冷却して金型から離型させる樹脂成形品の製造方法であって、
前記キャビティ内に溶融樹脂を充填した後、前記キャビティ内の金型面に接触して冷却された樹脂の表層部と、前記キャビティ内の前記転写面との間に断熱層を形成し、この状態にて、まだ軟化温度以上である前記樹脂内部の熱によって該樹脂の表層部を再溶融させ、その後、該樹脂の表層部に前記転写面を再密着させることを特徴とする樹脂成形品の製造方法。 - 前記断熱層として空気層を形成することを特徴とする請求項1記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記断熱層を前記転写面を移動させることにより形成することを特徴とする請求項1または2記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記金型として、転写面の一部または全部を成す移動可能な入子を設けた金型を用いたことを特徴とする請求項1記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記金型として、少なくとも第1の転写面と、それと対向する第2の転写面を有し、前記第1の転写面および前記第2の転写面に、該転写面の全部または一部を成し、かつ移動することによって前記断熱層を形成する入子を設けた金型を用いたことを特徴とする請求項1記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記金型として、少なくとも第1の転写面と、それと対向する第2の転写面を有し、前記第1の転写面と前記第2の転写面とのいずれか一方に、転写面の全部または一部を成す移動可能な入子を設け、他方に転写面の全部または一部を成す固定入子を設けた金型を用いたことを特徴とする請求項1記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記キャビティ内における前記樹脂において、少なくとも前記樹脂の内部温度が該樹脂の軟化温度以上のとき、あるいは前記樹脂の表層部温度が該樹脂の軟化温度以下かつ該樹脂の平均温度が軟化温度以上のときに、前記転写面を移動させて前記断熱層を形成することを特徴とする請求項1〜6いずれか1項記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記断熱層を形成した後、少なくとも前記転写面と再密着させる前記樹脂の表層部の温度が該樹脂の軟化温度以上のときに、前記転写面を移動させて該転写面と前記樹脂を再密着させることを特徴とする請求項1〜7いずれか1項記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記キャビティ内における前記樹脂の圧力が0.5MPa以上のときに、前記転写面を移動させ、前記断熱層を形成させることを特徴とする請求項1〜8いずれか1項記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記キャビティ内に前記断熱層を形成させる際に、前記樹脂の表層部と前記転写面との間へ圧縮気体を注入することを特徴とする請求項1〜9いずれか1項記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記キャビティ内に前記断熱層を形成させた後に、前記断熱層へ任意の温度に制御された圧縮気体を注入することを特徴とする請求項1〜10いずれか1項記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記転写面の移動に際して前記キャビティ内における前記樹脂を移動させないように、該樹脂を前記転写面の移動領域外の部位で固定させることを特徴とする請求項1〜11いずれか1項記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記断熱層を形成するときの前記転写面の移動距離L1と、前記樹脂と再密着するときの前記転写面の移動距離L2との関係が、L1<L2であることを特徴とする請求項1〜12いずれか1項記載の樹脂成形品の製造方法。
- 少なくとも1つ以上の転写面を有するキャビティを形成する金型を設置し、前記キャビティ内を樹脂の軟化温度以下に加熱し、該キャビティ内に軟化温度以上に加熱された溶融樹脂を充填して前記転写面に密着させ、その後、前記樹脂を軟化温度以下まで冷却して前記金型から離型させる構成の樹脂成形品の製造装置であって、
前記キャビティ内に充填され該キャビティ内の金型面に接触して冷却された樹脂の表層部と前記キャビティ内の前記転写面との間に、まだ軟化温度以上である前記樹脂内部の熱によって該樹脂の表層部を再溶融させるための断熱層を形成させ、再溶融した該樹脂の表層部に前記転写面を再密着させる制御手段を備えたことを特徴とする樹脂成形品の製造装置。 - 前記移動手段が、前記転写面を前記樹脂の表層部から離し、前記断熱層として空気層を形成することを特徴とする請求項14記載の樹脂成形品の製造装置。
- 前記金型の前記キャビティ内の前記樹脂の各部の温度を検知する温度センサと、前記転写面を移動させる移動手段とを備え、前記制御手段により、前記温度センサの検知温度情報を受けて前記移動手段を駆動させて、前記転写面と前記樹脂の表層部とを接離させることを特徴とする請求項14または15記載の樹脂成形品の製造装置。
- 前記金型として、転写面の一部または全部を成す移動可能な入子を設けた金型を用いたことを特徴とする請求項14〜16いずれか1項記載の樹脂成形品の製造装置。
- 前記金型として、少なくとも第1の転写面と、それと対向する第2の転写面を有し、前記第1の転写面および前記第2の転写面に、該転写面の全部または一部を成し、かつ移動することによって断熱層を形成する入子を設けた金型を用いたことを特徴とする請求項14〜16いずれか1項記載の樹脂成形品の製造装置。
- 前記金型として、少なくとも第1の転写面と、それと対向する第2の転写面を有し、前記第1の転写面と前記第2の転写面とのいずれか一方に、転写面の全部または一部を成す移動可能な入子を設け、他方に転写面の全部または一部を成す固定入子を設けた金型を用いたことを特徴とする請求項14〜16いずれか1項記載の樹脂成形品の製造装置。
- 前記温度センサにて、前記金型の前記キャビティ内における前記樹脂において、少なくとも前記樹脂の内部温度が該樹脂の軟化温度以上、あるいは前記樹脂の表層部温度が該樹脂の軟化温度以下かつ該樹脂の平均温度が軟化温度以上であることを検知したときに、前記制御手段が前記移動手段を駆動して、前記転写面を移動させて前記断熱層を形成することを特徴とする請求項14〜19いずれか1項記載の樹脂成形品の製造装置。
- 前記断熱層を形成した後、前記温度センサにて、少なくとも前記転写面と再密着させる前記樹脂の表層部の温度が該樹脂の軟化温度以上であることを検知したときに、前記制御手段が前記移動手段を駆動して、前記転写面を移動させて該転写面と前記樹脂を再密着させることを特徴とする請求項14〜20いずれか1項記載の樹脂成形品の製造装置。
- 前記キャビティ内における前記樹脂の圧力を検知する圧力センサを備え、この圧力センサが0.5MPa以上を検知したときに、前記制御手段が前記移動手段を駆動して、前記転写面を移動させて前記断熱層を形成させることを特徴とする請求項14〜21いずれか1項記載の樹脂成形品の製造装置。
- 前記キャビティ内に前記断熱層を形成させる際に、前記樹脂の表層部と前記転写面との間へ圧縮気体を注入する手段を備えたことを特徴とする請求項14〜22いずれか1項記載の樹脂成形品の製造装置。
- 前記キャビティ内に前記断熱層を形成させた後に、前記断熱層へ任意の温度に制御された圧縮気体を注入する手段を備えたことを特徴とする請求項14〜23いずれか1項記載の樹脂成形品の製造装置。
- 前記転写面の移動に際して前記キャビティ内における前記樹脂を移動させないように保持する保持手段を、前記転写面の移動領域外の部位に設けたことを特徴とする請求項14〜24いずれか1項記載の樹脂成形品の製造装置。
- 前記断熱層を形成するときの前記転写面の移動距離L1と、前記樹脂と再密着するときの前記転写面の移動距離L2との関係が、L1<L2であるように設定したことを特徴とする請求項14〜25いずれか1項記載の樹脂成形品の製造装置。
- 請求項1〜13いずれか1項記載の樹脂成形品の製造方法あるいは請求項14〜26いずれか1項記載の樹脂成形品の製造装置により製造される樹脂成形品であって、前記再密着させた転写面以外の面の少なくとも一部に不完全転写面を有することを特徴とする樹脂成形品。
- 前記不完全転写面が、前記再密着させた転写面に隣接する外周部の一部もしくは外周部全周に存在することを特徴とする請求項27記載の樹脂成形品。
- 請求項27または28に記載の不完全転写面を形成する際に、樹脂をキャビティ内に完全充填せず、その後、転写面を形成する移動可能な入子を移動させ、前記断熱層を形成させることを特徴とする請求項1〜13いずれか1項記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記キャビティを構成する面の一部に前記移動可能な入子を設け、前記移動可能な入子を樹脂から離反させる方向に移動させることによって空隙を形成し、前記不完全転写面を形成させることを特徴とする請求項29記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記転写面の一部または全部をなす前記移動可能な入子を移動させることによって前記断熱層を形成した後、前記移動可能な入子の一部を樹脂の表層部に再密着させ、再密着させない部位を前記不完全転写面とすることを特徴とする請求項29または30記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記不完全転写面を形成するために移動させる前記入子を移動させるタイミングを、転写面を再密着させる時間と同時またはそれより早い時間に設定したことを特徴とする請求項29〜31いずれか1項記載の樹脂成形品の製造方法。
- 請求項1〜13,29〜32いずれか1項記載の樹脂成形品の製造方法あるいは請求項14〜26いずれか1項記載の樹脂成形品の製造装置により製造される樹脂成形品、あるいは請求項27または28記載の樹脂成形品であって、当該樹脂成形品が、転写面に光学鏡面を有する光学素子であることを特徴とする樹脂成形品。
- 請求項1〜13,29〜32いずれか1項記載の樹脂成形品の製造方法あるいは請求項14〜26いずれか1項記載の樹脂成形品の製造装置により製造される樹脂成形品、あるいは請求項27または28記載の樹脂成形品であって、当該樹脂成形品が、転写面に凹凸パターンが形成される光学素子であることを特徴とする樹脂成形品。
- 請求項1〜13,29〜32いずれか1項記載の樹脂成形品の製造方法あるいは請求項14〜26いずれか1項記載の樹脂成形品の製造装置により製造される樹脂成形品、あるいは請求項27または28記載の樹脂成形品であって、当該樹脂成形品が、転写面に光学鏡面および凹凸パターンが形成される光学素子であることを特徴とする樹脂成形品。
- 請求項1〜13,29〜32いずれか1項記載の樹脂成形品の製造方法あるいは請求項14〜26いずれか1項記載の樹脂成形品の製造装置により製造される樹脂成形品、あるいは請求項27または28記載の樹脂成形品であって、当該樹脂成形品が、転写面に高精度な転写面を有する外装部品であることを特徴とする樹脂成形品。
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