JP2008213213A - Mold manufacturing method - Google Patents

Mold manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2008213213A
JP2008213213A JP2007051217A JP2007051217A JP2008213213A JP 2008213213 A JP2008213213 A JP 2008213213A JP 2007051217 A JP2007051217 A JP 2007051217A JP 2007051217 A JP2007051217 A JP 2007051217A JP 2008213213 A JP2008213213 A JP 2008213213A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
molding
mold
dome
plating
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.)
Withdrawn
Application number
JP2007051217A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Sakai
由雄 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miyazaki Epson Corp
Original Assignee
Miyazaki Epson Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miyazaki Epson Corp filed Critical Miyazaki Epson Corp
Priority to JP2007051217A priority Critical patent/JP2008213213A/en
Publication of JP2008213213A publication Critical patent/JP2008213213A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mold manufacturing method which enables the molding of a molding surface having a free curved surface with high surface precision. <P>SOLUTION: The mold manufacturing method has the shape forming process of forming the free curved surface to the molding surface of a mold used for molding an optical article having the free curved surface on the molding surface, the plating process of plating the molding surface having the free curved surface formed thereto and the polishing process of polishing the molding surface plated in the plating process. The polishing process is constituted inclusive of an elastomer 6 having a dome part 6A having a hollow dome shape and polishing cloth 7 comprising a cellulose long fiber nonwoven fabric attached so as to cover the dome outer surface of the dome part 6A of the elastomer 6 and a polishing tool 4 wherein a pressure fluid of 0.01-0.02 MPa is injected in the dome part 6A is brought into contact with the plated molding surface to polish the same to manufacture the mold. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、成形型の製造方法に関し、特に成形面に自由曲面を備えた成形型の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a mold, and particularly relates to a method for manufacturing a mold having a free-form surface on a molding surface.

従来、非回転軸対称や回転軸対称の非球面(自由曲面)を有する眼鏡レンズやミラー等の光学物品が広く利用されている。このような光学物品は、成形面に光学物品に対応した自由曲面の形状が形成された成形型を用いて製造される。
こうした自由曲面を成形型の素材種類によらず得るために、成形型の成形面に自由曲面の形状を形成する創成工程と、成形面にメッキ処理を施すメッキ工程と、成形面との当接面に研磨部材が取り付けられた中空ドーム状の弾性体を備えた研磨工具を用いて研磨する研磨工程と、を備えた成形型の製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, optical articles such as spectacle lenses and mirrors having an aspheric surface (free curved surface) having a non-rotation axis symmetry or a rotation axis symmetry have been widely used. Such an optical article is manufactured by using a mold in which a free-form surface corresponding to the optical article is formed on the molding surface.
In order to obtain such a free-form surface regardless of the material type of the mold, a creation process for forming a free-form surface on the molding surface of the mold, a plating process for plating the molding surface, and contact with the molding surface There is known a manufacturing method of a mold including a polishing step of polishing using a polishing tool including a hollow dome-shaped elastic body having a polishing member attached to a surface (see, for example, Patent Document 1).

また、被加工物を保持する保持部と、ドーム状の弾性体を被加工物の表面に当接して研磨する研磨部と、保持部または研磨部のいずれか一方を回転駆動する駆動手段と、保持部または研磨部のいずれかの他方を支持する支持部を備え、回転駆動された保持部または研磨部のいずれか一方の他方は、一方の回転の動力により回転し、支持部には支持部の回転を規制する回転規制部が接続され、自由曲面が創成された被加工物の表面の形状を崩さずに効率的に研磨することができる研磨装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   A holding unit that holds the workpiece; a polishing unit that contacts and polishes the dome-shaped elastic body against the surface of the workpiece; and a driving unit that rotationally drives either the holding unit or the polishing unit; A support unit that supports the other of the holding unit and the polishing unit is provided, and either one of the rotationally driven holding unit or the polishing unit is rotated by the power of one rotation, and the support unit includes a support unit. A polishing apparatus is proposed that can be efficiently polished without breaking the shape of the surface of the workpiece on which a free-form surface is created, to which a rotation restricting portion that restricts the rotation of the workpiece is connected (for example, Patent Document 2). reference).

特開2005−40977号公報JP 2005-40977 A 特開2005−169520号公報JP 2005-169520 A

しかしながら、特許文献1の成形型の製造方法によれば、ある程度の表面精度(形状精度や表面粗さ)を有する成形面が得られるが、より高性能の光学特性を備えた自由曲面を有する光学物品を得るためには、成形型の成形面に、より高精度の面精度が求められる。
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、自由曲面を備えた成形面を、高い面精度で成形することができる成形型の製造方法を提供することを目的とする。
However, according to the method for manufacturing a mold of Patent Document 1, a molding surface having a certain degree of surface accuracy (shape accuracy and surface roughness) can be obtained, but an optical device having a free-form surface having higher performance optical characteristics. In order to obtain an article, higher surface accuracy is required on the molding surface of the mold.
Then, this invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the manufacturing method of the shaping | molding die which can shape | mold the shaping | molding surface provided with the free-form surface with high surface accuracy. .

上記課題を解決するために、本発明の成形型の製造方法は、成形面に自由曲面を有する光学物品を成形するのに用いられる成形型の製造方法であって、前記成形面に自由曲面を形成する形状創成工程と、自由曲面が形成された前記成形面にメッキ処理を施すメッキ工程と、メッキ処理された前記成形面を研磨する研磨工程と、を備え、前記研磨工程は、中空ドーム状の弾性体と、前記中空ドーム状の弾性体のドーム外面を覆うように取り付けられたセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布と、を含む研磨工具を、メッキ処理された前記成形面に当接して研磨することを特徴とする。   In order to solve the above problems, a method for manufacturing a molding die according to the present invention is a method for manufacturing a molding die used for molding an optical article having a free-form surface on a molding surface, wherein the free-form surface is provided on the molding surface. A shape creation step to be formed, a plating step for plating the molding surface on which a free-form surface is formed, and a polishing step for polishing the plated molding surface, the polishing step comprising a hollow dome shape And a polishing tool made of a cellulose non-woven fabric attached so as to cover the outer dome of the hollow dome-shaped elastic body, and abutting the plating tool on the molding surface that is plated It is characterized by polishing.

この成形型の製造方法によれば、形状創成工程において自由曲面が形成され、メッキ工程においてメッキ処理が施され、形状創成面の微小なツールマークや金属材料の結晶粒界または結晶段差が解消された成形面に、研磨工程において、中空ドーム状の弾性体と、中空ドーム状の弾性体のドーム外面を覆うように取り付けられたセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布と、を含む研磨工具を当接して研磨することにより、自由曲面を備えた成形面を高い面精度で成形することができる成形型が得られる。   According to this mold manufacturing method, a free-form surface is formed in the shape creation process, and a plating process is performed in the plating process to eliminate minute tool marks on the shape creation surface and crystal grain boundaries or crystal steps in the metal material. In the polishing step, a polishing tool including a hollow dome-shaped elastic body and an abrasive cloth made of a long-fiber cellulose non-woven fabric attached so as to cover the outer surface of the hollow dome-shaped elastic body is applied to the molded surface. By polishing in contact with each other, a molding die capable of molding a molding surface having a free curved surface with high surface accuracy is obtained.

また、本発明の成形型の製造方法において、前記研磨工具を構成するセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布は、メッシュ構造を備えたガーゼタイプであることが好ましい。
これによれば、研磨工具を構成するセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布が、メッシュ構造を備えたガーゼタイプであることにより、研磨加工の際に、成形面(メッキ被膜面)と研磨工具(研磨布)との間に供給される研磨剤が、メッシュ構造内に保留されてメッキ被膜面の間で発生する熱を冷却するとともに、研磨剤との相乗作用により、研磨性能が向上する。
Moreover, in the manufacturing method of the shaping | molding die of this invention, it is preferable that the polishing cloth which consists of a cellulose long fiber nonwoven fabric which comprises the said polishing tool is a gauze type provided with the mesh structure.
According to this, the polishing cloth made of the cellulose non-woven fabric constituting the polishing tool is a gauze type having a mesh structure, so that the molding surface (plated film surface) and the polishing tool ( The polishing agent supplied to the polishing cloth) is retained in the mesh structure and cools the heat generated between the plating film surfaces, and the polishing performance is improved by the synergistic action with the polishing agent.

また、本発明の成形型の製造方法において、前記研磨工具を構成する中空ドーム状の弾性体は、前記中空ドーム内に、0.01Mpa〜0.02Mpaの圧力流体が注入されて用いられることが好ましい。   Moreover, in the manufacturing method of the shaping | molding die of this invention, the pressure fluid of 0.01 Mpa-0.02 Mpa is inject | poured and used for the hollow dome-shaped elastic body which comprises the said polishing tool. preferable.

これによれば、研磨工程において、弾性体の中空ドーム内に、0.01Mpa〜0.02Mpaの圧力流体が注入された研磨工具を、メッキ処理が施された成形面に当接して研磨することにより、自由曲面を備えた成形面を高い面精度で成形することができる成形型が得られる。圧力が0.01Mpa未満の場合には、メッキ処理が施された成形面を研磨する際に、弾性体6の張りが不十分の状態となり、ドーム状の弾性体のドーム外面を覆うように取り付けられた研磨布が成形面に密着せずに、研磨面(成形面)に研磨ムラが発生する。一方、圧力が、0.02Mpaを超える場合には、研磨面にうねりが発生する。   According to this, in the polishing step, the polishing tool in which the pressure fluid of 0.01 Mpa to 0.02 Mpa is injected into the hollow dome of the elastic body is abutted against the molding surface subjected to the plating process and polished. Thus, a molding die that can mold a molding surface having a free-form surface with high surface accuracy is obtained. When the pressure is less than 0.01 MPa, when the molded surface subjected to the plating process is polished, the elastic body 6 is not sufficiently stretched and is attached so as to cover the outer surface of the dome-shaped elastic body. Polishing unevenness occurs on the polishing surface (molding surface) without the adhered polishing cloth being in close contact with the molding surface. On the other hand, when the pressure exceeds 0.02 Mpa, waviness occurs on the polished surface.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、成形型として、画像を投写するプロジェクタに用いられる非球面ミラーを製造する成形型の場合を例示する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment exemplifies the case of a mold that manufactures an aspherical mirror used in a projector that projects an image as the mold.

なお、プロジェクタに用いられる非球面ミラーは、光学エンジンの投写レンズとスクリーン間に配置されて、投写レンズより射出された画像光を近距離に位置するスクリーン上に拡大表示する機能を有する。こうしたプロジェクタには、投写レンズから射出された画像光を、非球面ミラーの凸面状の反射面に斜め投写して拡大表示する構成と、集光手段を介して投写レンズから射出された画像光を、非球面ミラーの凹面状の反射面に斜め投写して拡大表示する構成が存在する。   The aspherical mirror used in the projector is disposed between the projection lens of the optical engine and the screen, and has a function of enlarging and displaying the image light emitted from the projection lens on a screen located at a short distance. In such a projector, the image light emitted from the projection lens is obliquely projected onto the convex reflecting surface of the aspherical mirror and displayed in an enlarged manner, and the image light emitted from the projection lens via the light collecting means is displayed. There is a configuration in which an enlarged display is performed by oblique projection onto the concave reflecting surface of the aspherical mirror.

本実施形態は、非回転軸対称の非球面(自由曲面)が形成された凹面状の面を反射面として用いる非球面ミラー用の基材を射出成形するのに用いられる成形型の場合で説明する。   This embodiment will be described in the case of a molding die used for injection molding a base material for an aspherical mirror that uses a concave surface formed with a non-rotating axisymmetric aspheric surface (free curved surface) as a reflecting surface. To do.

図1は成形型がセットされたモールドベースの断面模式図である。
図1において、モールドベース1は、固定型2、可動型3を備えている。固定型2は、固定側型板21と、固定側型板21に入れ子として嵌め込まれた凹面成形型22を含み構成されている。可動型3は、可動側型板31と、可動側型板31に入れ子として嵌め込まれた凸面成形型32を含み構成されている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a mold base on which a mold is set.
In FIG. 1, the mold base 1 includes a fixed mold 2 and a movable mold 3. The fixed mold 2 includes a fixed mold 21 and a concave mold 22 fitted as a nest in the fixed mold 21. The movable mold 3 includes a movable mold 31 and a convex mold 32 fitted as a nest in the movable mold 31.

凹面成形型22は、成形される非球面ミラーに対応した複数の変曲点を有する自由曲面が生成された成形面22Aを備えている。一方、凸面成形型32は、凹面成形型22の成形面22Aの形状に略沿うように形成された成形面32Aを備えている。
このように構成されたモールドベース1は、固定型2の凹面成形型22の成形面22Aと可動型3の凸面成形型32の成形面32Aとの間に形成された空間Sがモールド部を形成し、モールド部(空間S)にプラスチック樹脂が充填されて、後に示す非球面ミラー用基材10が成形される。
The concave mold 22 includes a molding surface 22A on which a free curved surface having a plurality of inflection points corresponding to the aspherical mirror to be molded is generated. On the other hand, the convex mold 32 includes a molding surface 32A formed so as to substantially conform to the shape of the molding surface 22A of the concave mold 22.
In the mold base 1 configured as described above, the space S formed between the molding surface 22A of the concave mold 22 of the fixed mold 2 and the molding surface 32A of the convex mold 32 of the movable mold 3 forms a mold part. Then, the mold part (space S) is filled with the plastic resin, and the aspherical mirror substrate 10 shown later is formed.

先ず、凹面成形型22の加工方法について説明する。図2は凹面成形型基材20の斜視図であり、図3は凹面成形型22の斜視図である。
図3に示す凹面成形型22は、図2に示す略円錐状の凹面成形型基材20を加工した後に、所定の外形形状に切断されて完成する。なお、凹面成形型基材20の円錐状を成した面20Aには、凹面成形型22の非回転軸対称の非球面(自由曲面)よりなる成形面22Aを含む形状が形成されている。したがって、以後、面20Aを成形面20Aと表す場合がある。
First, a method for processing the concave mold 22 will be described. FIG. 2 is a perspective view of the concave mold base 20, and FIG. 3 is a perspective view of the concave mold 22.
The concave mold 22 shown in FIG. 3 is completed by processing the substantially conical concave mold base 20 shown in FIG. 2 and then cutting it into a predetermined outer shape. In addition, the conical surface 20A of the concave mold base 20 is formed with a shape including a molding surface 22A made of a non-rotating axially symmetric aspheric surface (free curved surface) of the concave mold 22. Therefore, hereinafter, the surface 20A may be expressed as a molding surface 20A.

凹面成形型基材20は、金属材料を切削して複数の変曲点を有する自由曲面を含む成形面を形成する形状創成工程と、自由曲面が形成された成形面(切削面)を含む基材の表面にメッキ処理を施すメッキ工程と、メッキ処理された成形面(メッキ被膜面)を研磨する研磨工程を含み加工される。   The concave mold base 20 includes a shape creation step of cutting a metal material to form a molding surface including a free curved surface having a plurality of inflection points, and a base including a molding surface (cutting surface) on which the free curved surface is formed. Processing is performed including a plating step of plating the surface of the material and a polishing step of polishing the plated molding surface (plated coating surface).

凹面成形型基材20に用いられる金属材料は、金属であれば限定されないが、形状創成工程における加工性を考慮すると、銅、銅合金、アルミニュームおよびアルミニューム合金などの軟質金属材料を用いるのが好ましい。なお、本実施形態の場合は、例えば、直径が250mmのアルミニューム合金(AL−Mg系合金5056B)の丸棒を用いる。   The metal material used for the concave mold base 20 is not limited as long as it is a metal, but in consideration of workability in the shape creation process, soft metal materials such as copper, copper alloy, aluminum, and aluminum alloy are used. Is preferred. In the case of this embodiment, for example, a round bar of an aluminum alloy (AL-Mg alloy 5056B) having a diameter of 250 mm is used.

形状創成工程は、コンピューターで数値制御されたCNC加工機、例えば、マシニングセンタを備えた4軸制御CNC旋盤などを用いて金属材料の切削加工が行われ、凹面成形型基材20の一方の面に、自由曲面を含む円錐状を成した面(成形面)20Aが形成される。
切削加工は、粗切削加工と仕上げ切削加工との2工程で行われる。粗切削加工では、金属材料を切削して、所定の非球面係数などの自由曲面を含む成形面が形成される。仕上げ切削加工では、単結晶ダイヤモンド丸刃バイトを用いて、粗加工された成形面(切削面)の精密仕上げ切削が行われる。
In the shape creation process, a metal material is cut using a CNC machine that is numerically controlled by a computer, for example, a four-axis control CNC lathe equipped with a machining center, and one surface of the concave mold base 20 is formed. A conical surface (molding surface) 20A including a free-form surface is formed.
Cutting is performed in two steps: rough cutting and finish cutting. In rough cutting, a metal material is cut to form a molding surface including a free curved surface such as a predetermined aspheric coefficient. In the finish cutting process, a precision finish cut is performed on a rough-processed molding surface (cut surface) using a single crystal diamond round blade tool.

仕上げ切削加工の具体例としては、例えば、回転数が5000rpmで回転するワークの切削点に、植物性油を高圧空気と混合した超微細粒オイルミストを供給しながら、先端半径2mm程度、すくい角0°の単結晶ダイヤモンド丸刃バイトを、切り込み量2μm程度、送り速度5mm/min程度で精密切削が行われる。仕上げ切削加工後の成形面における面精度(PV)は、0.02μm程度である。   As a specific example of finish cutting, for example, while supplying an ultrafine oil mist in which vegetable oil is mixed with high-pressure air to a cutting point of a workpiece rotating at 5000 rpm, a tip radius of about 2 mm, a rake angle Precision cutting is performed with a 0 ° single crystal diamond round cutting tool at a cutting amount of about 2 μm and a feed rate of about 5 mm / min. The surface accuracy (PV) on the molding surface after finish cutting is about 0.02 μm.

なお、形状創成工程は、CNC旋盤の他に、NCフライス盤または非球面加工機などを用いることもできる。好ましい非球面加工機として、ULG100(商品名、東芝機械(株)製)などが例示される。
そして、切削加工が行われた凹面成形型基材20は、メッキ工程に移行する。
In the shape creation step, an NC milling machine or an aspherical processing machine can be used in addition to the CNC lathe. A preferable example of the aspheric processing machine is ULG100 (trade name, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.).
Then, the concave mold base 20 that has been subjected to the cutting process moves to a plating step.

メッキ工程では、切削加工された凹面成形型基材20の表面全体にメッキ処理が施される。好ましいメッキ処理としては、無電解ニッケルメッキが挙げられる。
無電解ニッケルメッキのメッキ被膜は、略均一な膜厚が得られ易く、しかも基材との高い密着性、優れた耐磨耗性、高耐食性が得られる。無電解ニッケルメッキのメッキ方法は、公知のメッキ法を用いることができる。なお、無電解ニッケルメッキのメッキ前には、二液型触媒液などによる触媒化処理が行われる。
In the plating step, a plating process is performed on the entire surface of the concave mold base 20 that has been cut. A preferable plating treatment includes electroless nickel plating.
The electroless nickel-plated coating film is easy to obtain a substantially uniform film thickness, and also provides high adhesion to the substrate, excellent wear resistance, and high corrosion resistance. A known plating method can be used as the electroless nickel plating method. In addition, before the electroless nickel plating, a catalytic treatment with a two-component catalyst solution or the like is performed.

凹面成形型基材20の成形面(切削面)20Aに施されるメッキ厚さは、数10μm〜200μm程度が好ましい。凹面成形型基材20の表面に無電解ニッケルメッキが施されることにより、成形面20Aの微小なツールマーク(バイト切削痕)や、非晶質の金属材料の結晶粒界または結晶段差を解消することができる。また、アルミニューム合金(AL−Mg系合金)の軟質金属材料よりなる凹面成形型基材20の表面の耐久性を向上することができる。
そして、無電解ニッケルメッキが施された凹面成形型基材20は、研磨工程に移行する。
The plating thickness applied to the molding surface (cutting surface) 20A of the concave mold base 20 is preferably about several tens of μm to 200 μm. Electroless nickel plating is applied to the surface of the concave mold base 20 to eliminate minute tool marks (bite cutting marks) on the molding surface 20A and crystal grain boundaries or crystal steps in the amorphous metal material. can do. Moreover, the durability of the surface of the concave mold base 20 made of a soft metal material of an aluminum alloy (AL-Mg alloy) can be improved.
And the concave-surface mold base 20 on which the electroless nickel plating is applied moves to the polishing step.

研磨工程では、メッキ工程においてメッキ処理が施された凹面成形型基材20の成形面(メッキ被膜面)20Aの研磨が行われる。このメッキ被膜面の研磨は、少なくともワークを回転する機構と研磨工具を回転する機構を備えた研磨装置に、中空ドーム状の弾性体を備えた研磨工具が装着されて行われる。
先ず、研磨工具について説明する。
In the polishing step, the molding surface (plated film surface) 20A of the concave mold base 20 that has been plated in the plating step is polished. The plating film surface is polished by attaching a polishing tool including a hollow dome-shaped elastic body to a polishing apparatus having at least a mechanism for rotating a workpiece and a mechanism for rotating a polishing tool.
First, the polishing tool will be described.

図4は、研磨工程において用いられる研磨工具の概略構成を示す断面図である。
図4に示す研磨工具4は、回転支持体5、弾性体6、研磨布7、押さえ部材8を含み構成され、回転支持体5と弾性体6との間に、密封空間9が形成されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a polishing tool used in the polishing step.
The polishing tool 4 shown in FIG. 4 includes a rotary support 5, an elastic body 6, a polishing cloth 7, and a pressing member 8, and a sealed space 9 is formed between the rotary support 5 and the elastic body 6. Yes.

回転支持体5は、弾性体6および研磨布7が取り付けられる略平坦面を備えた円板状の支持部5Aと、円板状の支持部5Aの他方の面側に、支持部5Aの中心部から突起する装着回転軸5Bと、逆止弁5Cを含み構成されている。装着回転軸5Bは、回転支持体5が研磨装置本体の装着部に装着される取り付け部であり、装着回転軸5Bの外周面には、研磨装置本体の装着部に螺合するねじが刻設されている。   The rotary support 5 includes a disk-shaped support 5A having a substantially flat surface to which the elastic body 6 and the polishing pad 7 are attached, and the center of the support 5A on the other surface side of the disk-shaped support 5A. It includes a mounting rotary shaft 5B protruding from the portion and a check valve 5C. The mounting rotation shaft 5B is a mounting portion on which the rotary support 5 is mounted on the mounting portion of the polishing apparatus main body, and a screw that engages with the mounting portion of the polishing apparatus main body is engraved on the outer peripheral surface of the mounting rotating shaft 5B. Has been.

逆止弁5Cは、支持部5Aの密封空間9の領域内となる位置に、円板状の支持部5Aを貫通して取り付けられている。この逆止弁5Cは、密封空間9内に圧力流体を導入するとともに、密封空間9内の圧力流体の圧力を一定に保つ機能を有する。   The check valve 5C is attached through the disk-like support portion 5A at a position in the region of the sealed space 9 of the support portion 5A. The check valve 5 </ b> C has a function of introducing a pressure fluid into the sealed space 9 and keeping the pressure of the pressure fluid in the sealed space 9 constant.

弾性体6は、シート状の弾性体で構成され、中空ドーム状の形状を成したドーム部6Aと、ドーム部6Aの端縁周部に鍔状に設けられたフランジ部6Bを有する。なお、ドーム部6Aのドーム形状は、一例として図4に示すような半球状の場合で示すが、本実施形態におけるドーム形状とは、半球形の他に、半球形の一部の球形部からなる部分球形の場合であってもよい。   The elastic body 6 is composed of a sheet-like elastic body, and includes a dome portion 6A having a hollow dome shape, and a flange portion 6B provided in a bowl shape around the edge of the dome portion 6A. The dome shape of the dome portion 6A is shown as an example in the case of a hemispherical shape as shown in FIG. 4, but the dome shape in this embodiment is a hemispherical shape or a part of a spherical shape of a hemispherical shape. It may be a partial spherical shape.

弾性シートの素材としては、例えば、厚さ略1mm、硬度45(JIS−A)程度の二トリルゴム(NBR)を用い、ドーム部6Aの曲率半径が45mm程度の中空ドーム状に生成されている。なお、弾性シートの素材としては、NBRの他に、天然ゴム、シリコンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴムなどを用いることができる。   As a material of the elastic sheet, for example, nitrile rubber (NBR) having a thickness of about 1 mm and a hardness of about 45 (JIS-A) is used, and the dome portion 6A has a hollow dome shape with a curvature radius of about 45 mm. In addition to NBR, natural rubber, silicon rubber, styrene rubber, butadiene rubber, fluorine rubber, chloroprene rubber, or the like can be used as the material for the elastic sheet.

研磨布7は、セルロースの長繊維不織布であり、中空ドーム状に形成された弾性体6のドーム部6Aのドーム外面を覆うように取り付けられている。
なお、セルロースの長繊維不織布は、綿やパルプから採取された短い繊維状のセルロースに、化学処理を施して長い繊維状に再生した繊維を積層した布である。
The polishing cloth 7 is a cellulose long-fiber nonwoven fabric, and is attached so as to cover the dome outer surface of the dome portion 6A of the elastic body 6 formed in a hollow dome shape.
The long-fiber nonwoven fabric of cellulose is a cloth in which short fibrous cellulose collected from cotton or pulp is laminated with fibers that have been subjected to chemical treatment and regenerated into a long fibrous form.

研磨布7は、1.5mm程度のメッシュ構造を備えたガーゼタイプで、厚さが0.2mm程度のセルロースよりなる長繊維不織布不織布が、4枚程度重ねられて構成されている。すなわち、研磨布7の厚さは、0.8mm程度である。ガーゼタイプのセルロースよりなる長繊維不織布は、破断しにくい強度を有するが、厚さが薄いために充分な研磨効果を発揮するためには、複数枚(2枚〜6枚程度)重ねて用いるのが好ましい。
こうした研磨布7に用いられる好ましいセルロースからなる長繊維不織布の具体例としては、高品位ワイパーBEMCOT(登録商標)M3,M1(商品名、旭化成せんい(株)製)が挙げられる。
The polishing cloth 7 is a gauze type having a mesh structure of about 1.5 mm, and is composed of approximately four long-fiber nonwoven fabric nonwoven fabrics made of cellulose having a thickness of about 0.2 mm. That is, the thickness of the polishing pad 7 is about 0.8 mm. A long-fiber nonwoven fabric made of gauze-type cellulose has a strength that is difficult to break, but in order to exert a sufficient polishing effect due to its thin thickness, a plurality of sheets (about 2 to 6 sheets) are used in an overlapping manner. Is preferred.
Specific examples of the preferred long-fiber nonwoven fabric made of cellulose used for the polishing cloth 7 include high-grade wipers BEMCOT (registered trademark) M3 and M1 (trade name, manufactured by Asahi Kasei Fibers Co., Ltd.).

押さえ部材8は、ステンレススチール等の金属よりなるリング状の部材である。この押さえ部材8は、回転支持体5の円板状の支持部5Aの平坦面との間に、弾性体6のフランジ部6Bおよび研磨布7を重ねて挟み、回転支持体5の支持部5Aに固定ねじ(図示せず)により支持部5Aの平坦面に固定されている。これにより、弾性体6のフランジ部6Bが、いわばパッキンのように機能して回転支持体5の支持部5Aの平坦面に密着して、支持部5Aと弾性体6との間に密封空間9を形成することができる。   The pressing member 8 is a ring-shaped member made of a metal such as stainless steel. The pressing member 8 sandwiches the flange portion 6B of the elastic body 6 and the polishing cloth 7 between the flat surface of the disk-like support portion 5A of the rotary support 5 so that the support portion 5A of the rotary support 5 is supported. Are fixed to the flat surface of the support portion 5A by fixing screws (not shown). As a result, the flange portion 6B of the elastic body 6 functions like a packing so as to be in close contact with the flat surface of the support portion 5A of the rotary support body 5, and the sealed space 9 is interposed between the support portion 5A and the elastic body 6. Can be formed.

このように構成された研磨工具4は、密封空間9内に、回転支持体5の支持部5Aに取り付けられた逆止弁5Cから圧力流体が注入されて用いられる。圧力流体としては、例えば、圧縮空気が注入される。密封空間9内に圧縮空気が注入されことにより、中空ドーム状に形成された弾性体6に内圧で張りを与えて、ドーム部6Aの中空ドーム状の形状を保持することができる。すなわち、ドーム部6Aのドーム外面を覆うように取り付けられた研磨布7を中空ドーム状の形状に保持することができる。   The polishing tool 4 configured in this manner is used by injecting a pressure fluid into the sealed space 9 from a check valve 5C attached to the support portion 5A of the rotary support 5. For example, compressed air is injected as the pressure fluid. By injecting compressed air into the sealed space 9, the elastic body 6 formed in a hollow dome shape is tensioned by internal pressure, and the hollow dome shape of the dome portion 6 </ b> A can be maintained. That is, the polishing cloth 7 attached so as to cover the dome outer surface of the dome portion 6A can be held in a hollow dome shape.

なお、密封空間9内に注入される圧縮空気の圧力は、0.01Mpa〜0.02Mpaの範囲である。圧力が、0.01Mpa未満の場合には、メッキ処理が施された成形面(メッキ被膜面)を研磨する際に、弾性体6のドーム部6Aの張りが不十分の状態となり、ドーム部6Aのドーム外面を覆うように取り付けられた研磨布7が成形面に密着せずに、研磨面に研磨ムラが発生する。一方、圧力が、0.02Mpaを超える場合には、研磨面にうねりが発生する。   In addition, the pressure of the compressed air inject | poured in the sealed space 9 is the range of 0.01 Mpa-0.02 Mpa. When the pressure is less than 0.01 MPa, the dome portion 6A of the elastic body 6 is not sufficiently stretched when the molded surface (plated film surface) subjected to the plating process is polished, and the dome portion 6A The polishing cloth 7 attached so as to cover the outer surface of the dome does not adhere to the molding surface, and polishing unevenness occurs on the polishing surface. On the other hand, when the pressure exceeds 0.02 Mpa, waviness occurs on the polished surface.

そして、密封空間9内に空気が注入されて中空ドーム状の形状に保持された研磨工具4は、研磨装置に装着されて、メッキ被膜面の研磨が行われる。
研磨に用いられる研磨装置は、前記特許文献1(特開2005−40977号公報)の図1に示されるような、装着部に装着された研磨工具を回転する回転機構および回転軸に沿う方向(Z軸方向)に移動する移動機構、保持部に取り付けられたワーク(凹面成形型基材20)を回転する回転機構、ワークを研磨工具の回転軸に対して直交するY軸方向およびY軸方向に移動する移動機構、さらにワークをY軸方向を回転軸として左右に傾斜する傾斜機構などを備えた、いわゆる4軸NC制御研磨装置が用いられる。4軸NC制御研磨装置の具体例としては、例えば、スーパーポリシングマシンKRP−2200F,FKP−1020F(いずれも商品名、黒田精工(株)製)が挙げられる。
Then, the polishing tool 4 in which air is injected into the sealed space 9 and held in the shape of a hollow dome is mounted on a polishing apparatus, and the plating film surface is polished.
A polishing apparatus used for polishing includes a rotation mechanism for rotating a polishing tool mounted on a mounting portion and a direction along a rotation axis (see FIG. 1 of Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-40977)) ( A moving mechanism that moves in the Z-axis direction), a rotating mechanism that rotates the workpiece (concave mold base 20) attached to the holding portion, a Y-axis direction and a Y-axis direction that are orthogonal to the rotating axis of the polishing tool. A so-called four-axis NC controlled polishing apparatus is used, which includes a moving mechanism for moving the workpiece to the right and a tilting mechanism for tilting the workpiece left and right with the Y-axis direction as the rotation axis. Specific examples of the 4-axis NC control polishing apparatus include, for example, super polishing machines KRP-2200F and FKP-1020F (both are trade names, manufactured by Kuroda Seiko Co., Ltd.).

こうした研磨装置の装着部に研磨工具4が装着される。一方、凹面成形型基材20が円錐状の面20Aを研磨工具4側にして研磨装置の保持部に取り付けられる。
そして、凹面成形型基材20を30min-1程度の回転数で回転し、研磨工具4を100min-1程度の回転数で回転しながら、回転する凹面成形型基材20の円錐状を成した面20A(メッキ被膜面)に、3.8kg程度の一定の押圧荷重で当接して、メッキ被膜面と研磨工具4の研磨布7とが摺り合わされることにより、メッキ被膜面の研磨が行われる。
The polishing tool 4 is mounted on the mounting portion of such a polishing apparatus. On the other hand, the concave mold base 20 is attached to the holding part of the polishing apparatus with the conical surface 20A facing the polishing tool 4 side.
Then, the concave mold base 20 rotates at a rotational speed of about 30min -1, the polishing tool 4 while rotating at a rotational speed of about 100 min -1, made a conical concave mold base 20 to rotate The plating film surface is polished by contacting the surface 20A (plating film surface) with a constant pressing load of about 3.8 kg and sliding the plating film surface and the polishing cloth 7 of the polishing tool 4 together. .

メッキ被膜面の研磨は、研磨装置の回転機構、移動機構および傾斜機構がCNC制御されて、保持部に取り付けられた凹面成形型基材20の円錐状の面20Aの全面が研磨される。   In the polishing of the plated film surface, the entire rotation of the conical surface 20A of the concave mold base 20 attached to the holding portion is polished by CNC control of the rotating mechanism, moving mechanism and tilting mechanism of the polishing apparatus.

この研磨加工の際には、凹面成形型基材20のメッキ被膜面と、研磨工具4の研磨布7との間に、研磨剤を供給して研磨するのが好ましい。好ましい研磨剤としては、コロイダルシリカが挙げられる。コロイダルシリカは、ケイ酸塩に希塩酸を作用させてから透析して得られたゾル状の研磨剤であり、具体例としては、COMPOL80((株)フジミインコーポレーテッド社製)を挙げることができる。   In this polishing process, it is preferable to polish by supplying an abrasive between the plating film surface of the concave mold base 20 and the polishing cloth 7 of the polishing tool 4. A preferred abrasive is colloidal silica. Colloidal silica is a sol-like abrasive obtained by dialysis after allowing dilute hydrochloric acid to act on silicate. As a specific example, COMPOL 80 (manufactured by Fujimi Incorporated) can be mentioned.

研磨剤を用いることにより、研磨布7とメッキ被膜面の間で発生する熱を冷却するとともに、より面精度の優れた研磨面が得られる。また、研磨布7は、1.5mm程度のメッシュ構造を備えたガーゼタイプであることにより、メッシュ構造内にゾル状の研磨剤が留保されて、研磨性能が向上する。
研磨工程において、凹面成形型基材20の円錐状の面20Aに形成されたメッキ被膜面が研磨されて、凹面成形型基材20が完成する。
By using the abrasive, the heat generated between the polishing cloth 7 and the plated film surface is cooled, and a polished surface with better surface accuracy can be obtained. Moreover, since the polishing cloth 7 is a gauze type having a mesh structure of about 1.5 mm, a sol-like abrasive is retained in the mesh structure, and the polishing performance is improved.
In the polishing step, the plating film surface formed on the conical surface 20A of the concave mold base 20 is polished to complete the concave mold base 20.

次に、加工された凹面成形型基材20の加工工程毎の面精度について説明する。
加工工程毎の面精度は、切削工程、メッキ工程および研磨工程の加工終了時点における凹面成形型基材20の加工表面を、3次元表面構造解析顕微鏡(ZYGO社、NewView(登録商標)6300)を用いて面粗さ(面精度)の測定を行った。
Next, the surface accuracy for each processing step of the processed concave mold base 20 will be described.
The surface accuracy for each processing step is determined by using a three-dimensional surface structure analysis microscope (ZYGO, NewView (registered trademark) 6300) as the processing surface of the concave mold base 20 at the end of processing in the cutting step, plating step, and polishing step. Using this, surface roughness (surface accuracy) was measured.

図5(a)は切削工程後における凹面成形型基材の表面形状曲線を示し、図5(b)は切削工程後における凹面成形型基材の表面形状斜視曲線を示す。同様に、図6(a)はメッキ工程後における凹面成形型基材の表面形状曲線を示し、図6(b)はメッキ工程後における凹面成形型基材の表面形状斜視曲線を示す。また、図7(a)は研磨工程後における凹面成形型基材の表面形状曲線を示し、図7(b)は研磨工程後における凹面成形型基材の表面形状斜視曲線を示す。   FIG. 5A shows a surface shape curve of the concave mold base after the cutting process, and FIG. 5B shows a surface shape perspective curve of the concave mold base after the cutting process. Similarly, FIG. 6A shows a surface shape curve of the concave mold base after the plating step, and FIG. 6B shows a surface shape perspective curve of the concave mold base after the plating step. FIG. 7A shows the surface shape curve of the concave mold base after the polishing step, and FIG. 7B shows the surface shape perspective curve of the concave mold base after the polishing step.

なお、図5(b)、図6(b)および図7(b)に示す表面形状斜視曲線は、それぞれの加工工程後において、凹面成形型基材20が切断されて完成する凹面成形型22の成形面22A(図3参照)の略中心部における70.5μm×53.0μmの領域を測定範囲とした結果である。また、図5(a)、図6(a)および図7(a)に示すそれぞれの表面形状曲線は、表面形状斜視曲線の測定領域の70.5μm方向における表面形状を示す。   The surface shape perspective curves shown in FIGS. 5B, 6B, and 7B show the concave mold 22 that is completed by cutting the concave mold base 20 after each processing step. This is a result of setting a region of 70.5 μm × 53.0 μm in a substantially central portion of the molding surface 22A (see FIG. 3) as a measurement range. Each surface shape curve shown in FIGS. 5 (a), 6 (a) and 7 (a) shows a surface shape in the 70.5 μm direction of the measurement region of the surface shape perspective curve.

これらの図5〜図7に示す加工工程毎における成形面の面精度の測定結果を、表1に示す。なお、各加工工程後における加工表面の面精度は、PV(波面誤差)、RMS(二乗平均粗さ)、Ra(中心線平均粗さ)の3パラメータで示す。   Table 1 shows the measurement results of the surface accuracy of the molding surface for each of the processing steps shown in FIGS. The surface accuracy of the processed surface after each processing step is indicated by three parameters of PV (wavefront error), RMS (root mean square roughness), and Ra (center line average roughness).

表1に示す面精度結果において、PV値が0.018μmの面精度に切削された凹面成形型基材20の円錐状の面20Aは、メッキ工程にて切削面の表面に無電解ニッケルメッキが施されることにより、切削面のうねりや段差は解消されが、析出されるニッケルの部分異常析出により、PV値が0.077μmに広がる。このニッケルの部分異常析出は、メッキ液中の酸化還元電位と反応速度の微妙なコントロールにより、ある程度防ぐことは可能であるが、皆無にすることは困難である。 In the surface accuracy results shown in Table 1, the conical surface 20A of the concave mold base material 20 cut to a surface accuracy of PV value 0.018 μm has electroless nickel plating on the surface of the cutting surface in the plating step. By being applied, the waviness and level difference of the cutting surface are eliminated, but the PV value spreads to 0.077 μm due to the partial abnormal precipitation of the deposited nickel. This partial abnormal precipitation of nickel can be prevented to some extent by delicate control of the oxidation-reduction potential and reaction rate in the plating solution, but it is difficult to eliminate it at all.

しかし、研磨工程において、こうしたメッキ被膜面が、弾性体6のドーム部6Aのドーム外面を覆うようにセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布7が取り付けられた研磨工具を用いて研磨されることにより、表面形状(自由曲面形状)を崩さずにPV1.574nm、RMS0.216nm、Ra0.268nmの面精度の非常に滑らかな研磨面(成形面)が得られた。これは切削面表面に形成された無電解ニッケルメッキのメッキ被膜面と、ドーム状の弾性体6および弾性体6のドーム外面を覆うように取り付けられたセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布7、さらには研磨剤のコロイダルシリカとの相乗作用により得られた効果であると推察される。   However, in the polishing step, such a plating film surface is polished by using a polishing tool to which a polishing cloth 7 made of a cellulose non-woven fabric is attached so as to cover the dome outer surface of the dome portion 6A of the elastic body 6. A very smooth polished surface (molded surface) with surface accuracy of PV 1.574 nm, RMS 0.216 nm, and Ra 0.268 nm was obtained without breaking the surface shape (free-form surface shape). This is an abrasive cloth 7 made of an electroless nickel-plated coating film formed on the surface of the cutting surface, a dome-shaped elastic body 6 and a cellulose long fiber nonwoven fabric attached to cover the outer surface of the dome of the elastic body 6; Further, it is presumed that this is an effect obtained by the synergistic action of the abrasive with colloidal silica.

そして、完成した凹面成形型基材20は、所定の外形形状に切断されて図3に示す凹面成形型22が完成する。図3において、凹面成形型22に形成された自由曲面を備えた成形面(研磨面)22Aは、成形される非球面ミラー(非球面ミラー用基材)の凹面反射面を形成する成形面となる。   Then, the completed concave mold base 20 is cut into a predetermined outer shape to complete the concave mold 22 shown in FIG. In FIG. 3, a molding surface (polishing surface) 22A having a free curved surface formed on the concave molding die 22 is a molding surface that forms a concave reflection surface of an aspherical mirror (aspherical mirror substrate) to be molded. Become.

一方、非球面ミラー(非球面ミラー用基材)の凸面を成形するための凸面成形型32(図1参照)は、少なくとも、金属材料を切削して成形面32Aを含む切削面を形成する切削工程と、切削面を含む基材の表面にメッキを施すメッキ工程とを含み加工された後、所定の外形形状に切断されて、成形面32Aが形成された凸面成形型32が完成する。   On the other hand, the convex surface molding die 32 (see FIG. 1) for molding the convex surface of the aspherical mirror (aspherical mirror substrate) cuts at least a metal material to form a cutting surface including the molding surface 32A. After the process and the plating process of plating the surface of the base material including the cutting surface, the convex mold 32 having the molding surface 32A is completed by cutting into a predetermined outer shape.

なお、凸面成形型32を加工する切削工程およびメッキ工程は、凹面成形型22と同様に行うことができる。しかし、非球面ミラー(非球面ミラー用基材)の凸面側は、ミラーとして用いない面であるため、切削工程における凸面形状は、複数の変曲点を有する自由曲面ではなく、凹面成形型22の成形面22Aに沿う程度の曲面形状を有すれば良い。したがって、メッキ被膜面を研磨する研磨工程も省くことができる。   The cutting process and the plating process for processing the convex mold 32 can be performed in the same manner as the concave mold 22. However, since the convex surface side of the aspherical mirror (aspherical mirror substrate) is a surface that is not used as a mirror, the convex shape in the cutting process is not a free-form surface having a plurality of inflection points, but a concave mold 22. It suffices to have a curved surface shape along the molding surface 22A. Therefore, the polishing process for polishing the plated film surface can be omitted.

そして、完成した凹面成形型22は、図1に示すように、固定側型板21に入れ子として嵌め込まれて固定型2がセットされる。また、凸面成形型32は、可動側型板31に入れ子として嵌め込まれて可動型3がセットされる。そして、固定型2と可動型3とが組み付けられて、非球面ミラー用基材を射出成形するモールドベース1となる。   Then, as shown in FIG. 1, the completed concave mold 22 is fitted into the fixed side mold plate 21 as a nest, and the fixed mold 2 is set. Further, the convex mold 32 is fitted into the movable mold 31 as a nest, and the movable mold 3 is set. And the fixed mold | type 2 and the movable mold | type 3 are assembled | attached, and it becomes the mold base 1 which injection-molds the base material for aspherical mirrors.

このモールドベース1の凹面成形型22の成形面22Aと、凸面成形型32の成形面32Aとの間に形成された空間Sに、プラスチック樹脂原料が注入されて、非球面ミラー用基材が成形される。プラスチック樹脂の原料素材としては、耐熱性、低吸湿性などの特性を備えるものであれば限定されないが、例えば、シクロオレフィンポリマーを好ましく用いることができる。   A plastic resin raw material is injected into a space S formed between the molding surface 22A of the concave mold 22 of the mold base 1 and the molding surface 32A of the convex mold 32, and the aspherical mirror substrate is molded. Is done. The raw material of the plastic resin is not limited as long as it has characteristics such as heat resistance and low hygroscopicity. For example, a cycloolefin polymer can be preferably used.

モールドベース1(成形型)を用いて成形された非球面ミラー用基材10の斜視図を図8に示す。成形された非球面ミラー用基材10は、成形面10Aに凹面成形型22の面精度の優れた自由曲面よりなる成形面22Aが転写されている。
その後、成形された非球面ミラー用基材10は、少なくとも、自由曲面が形成された凹面状の成形面10Aの表面に、プラズマ処理、スパッタリングあるいはイオンプレーティング法などの乾式法を用いて、アルミニュウームまたはクロムなどの薄膜が蒸着されて非球面ミラーが完成する。
FIG. 8 shows a perspective view of the aspherical mirror substrate 10 molded using the mold base 1 (molding die). In the molded aspherical mirror substrate 10, a molding surface 22A made of a free curved surface having excellent surface accuracy of the concave mold 22 is transferred to the molding surface 10A.
Thereafter, the molded aspherical mirror substrate 10 is formed on at least the surface of the concave molding surface 10A on which a free-form surface is formed by using a dry method such as plasma treatment, sputtering, or ion plating. An aspherical mirror is completed by depositing a thin film such as nuume or chrome.

以上の本実施形態の成形型の製造方法によれば、形状創成工程において、凹面成形型22の自由曲面を備えた成形面22Aを含む凹面成形型基材20の成形面20Aが切削加工して形成され、メッキ工程においてメッキ処理が施され、切削加工による微小なツールマークや金属材料の結晶粒界または結晶段差が解消された成形面(メッキ被膜面)20Aが、研磨工程において、中空ドーム状の形状を成したドーム部6Aを有する弾性体6と、ドーム部6Aのドーム外面を覆うように取り付けられたセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布7を含む研磨工具4を当接して研磨することにより、自由曲面を備えた成形面22Aを高い面精度で成形することができる凹面成形型22が得られる。   According to the mold manufacturing method of the present embodiment described above, in the shape creation step, the molding surface 20A of the concave mold base 20 including the molding surface 22A having the free curved surface of the concave mold 22 is cut. A formed surface (plated film surface) 20A that has been formed and plated in the plating process and has eliminated fine tool marks and metal crystal grain boundaries or crystal steps due to cutting is formed into a hollow dome shape in the polishing process. A polishing tool 4 including an elastic body 6 having a dome portion 6A having the shape of the above and an abrasive cloth 7 made of a cellulose long-fiber nonwoven fabric attached so as to cover the dome outer surface of the dome portion 6A is abutted and polished. Thus, the concave mold 22 that can mold the molding surface 22A having a free-form surface with high surface accuracy is obtained.

また、研磨工具4を構成するセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布7が、メッシュ構造を備えたガーゼタイプであることにより、研磨工程における研磨加工の際に、成形面(メッキ被膜面)20Aと研磨工具4(研磨布7)との間に供給される研磨剤が、研磨布7のメッシュ構造内に留保されて、成形面20Aの間で発生する熱を冷却するとともに、研磨剤との相乗作用により、研磨性能が向上する。   Further, since the polishing cloth 7 made of a cellulose non-woven fabric constituting the polishing tool 4 is a gauze type having a mesh structure, a molding surface (plating coating surface) 20A and The abrasive supplied between the polishing tool 4 (abrasive cloth 7) is retained in the mesh structure of the abrasive cloth 7 to cool the heat generated between the molding surfaces 20A and synergize with the abrasive. The polishing performance is improved by the action.

さらに、研磨工程において、弾性体6の中空ドーム状の形状を成したドーム部6A内に、0.01Mpa〜0.02Mpaの圧力流体が注入された研磨工具4を、メッキ処理が施された成形面(メッキ被膜面)20Aに当接して研磨することにより、研磨ムラやうねりが発生することなく、自由曲面を備えた成形面22Aを高い面精度で成形することができる凹面成形型22が得られる。   Further, in the polishing step, the polishing tool 4 in which a pressure fluid of 0.01 Mpa to 0.02 Mpa is injected into the dome portion 6A having a hollow dome shape of the elastic body 6 is formed by plating. By polishing in contact with the surface (plated film surface) 20A, a concave mold 22 is obtained that can mold the molding surface 22A having a free-form surface with high surface accuracy without causing uneven polishing or waviness. It is done.

以上の実施形態において、成形型として、非球面ミラー用基材10を射出成形するのに用いられる凹面成形型22の場合で説明したが、これに限らず、自由曲面を備えた各種光学ガラスレンズなどを注型成形するのに用いられる成形型、およびリヒートプレス成形型であっても、実施形態と同様に適用することができる。
また、凹面成形型22の成形面22Aに、非回転軸対称の非球面(自由曲面)を備えた場合で説明したが、これに限らず、回転軸対称の非球面であってもよく、球面等であってもよい。
In the above embodiment, the case of the concave mold 22 used for injection molding the aspherical mirror substrate 10 has been described as the mold, but the present invention is not limited to this, and various optical glass lenses having a free curved surface. The same applies to the mold used for cast molding and the like, and the reheat press mold.
Moreover, although the case where the molding surface 22A of the concave mold 22 is provided with a non-rotation-axisymmetric aspheric surface (free-form surface) is not limited to this, it may be a rotation-axis-symmetric aspheric surface. Etc.

また、以上の実施形態において、研磨工程において用いられる研磨工具4に代えて、前記特許文献2(特開2005−169520号公報)に提案されている研磨部(31)を支持するとともに装着部に取り付けられた支持部(32)と、支持部と研磨部との間に回転規制部(33)を備えた構成の研磨工具(3)の研磨部(31)に、本実施形態における中空ドーム状の形状を成した弾性体6と、弾性体6のドーム部6Aのドーム外面を覆うようにセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布7取り付けた構成の研磨工具を用いるのが好ましい。
この構成の研磨工具を用いることにより、研磨される凹面成形型基材20のメッキ被膜面の表面に過大な摩擦力が掛かることを防止して、より面精度の優れた成形面が得られる。
In the above embodiment, instead of the polishing tool 4 used in the polishing step, the polishing portion (31) proposed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-169520) is supported and attached to the mounting portion. The polishing part (31) of the polishing tool (3) having a configuration including the attached support part (32) and a rotation restricting part (33) between the support part and the polishing part is formed into a hollow dome shape in the present embodiment. It is preferable to use a polishing tool having a configuration in which a polishing cloth 7 made of a long-fiber cellulose non-woven fabric is attached so as to cover the elastic body 6 having the shape and the dome outer surface of the dome portion 6A of the elastic body 6.
By using the polishing tool having this configuration, it is possible to prevent an excessive frictional force from being applied to the surface of the plating film surface of the concave mold base 20 to be polished, and to obtain a molding surface with better surface accuracy.

また、以上の実施形態において、非球面ミラー用基材10を射出成形するのに用いられる凹面成形型22は、略円錐状の凹面成形型基材20を加工した後に、所定の外形形状に切断されて完成する場合を説明したが、予め完成時の凹面成形型22に切断された外形形状の基材を用いて前記した一連の加工を行う場合、または少なくとも凹面成形型基材20を包含する外形形状の基材に、前記した一連の加工を行った後に、所定形状に切断して凹面成形型22として用いる場合であってもよい。
なお、実施形態に示したように、略円錐状の凹面成形型基材20を用いて凹面成形型22を加工する場合には、一つの凹面成形型基材20から、同時に多数の凹面成形型22を製造することも可能である。
Further, in the above embodiment, the concave mold 22 used for injection molding the aspherical mirror substrate 10 is cut into a predetermined outer shape after processing the substantially conical concave mold base 20. In the case of being completed, the case where the above-described series of processing is performed using a base material having an outer shape cut in advance to the concave mold 22 at the time of completion, or at least the concave mold base 20 is included. After performing the above-described series of processing on the outer shape base material, it may be cut into a predetermined shape and used as the concave mold 22.
In addition, as shown in the embodiment, when the concave surface molding die 22 is processed using the substantially conical concave surface molding die base material 20, a large number of concave surface molding dies can be simultaneously formed from one concave surface molding die base material 20. 22 can also be manufactured.

成形型がセットされたモールドベースの断面模式図。The cross-sectional schematic diagram of the mold base in which the shaping | molding die was set. 凹面成形型基材の斜視図。The perspective view of a concave surface mold base material. 凹面成形型の斜視図。The perspective view of a concave surface shaping | molding die. 研磨工具の概略構成を示す断面図。Sectional drawing which shows schematic structure of a polishing tool. (a)切削工程後における凹面成形型基材の表面形状曲線、(b)切削工程後における凹面成形型基材の表面形状斜視曲線。(A) Surface shape curve of concave mold base material after cutting process, (b) Surface shape perspective curve of concave mold base material after cutting process. (a)メッキ工程後における凹面成形型基材の表面形状曲線、(b)メッキ工程後における凹面成形型基材の表面形状斜視曲線。(A) Surface shape curve of concave mold base after plating step, (b) Surface shape perspective curve of concave mold base after plating step. (a)研磨工程後における凹面成形型基材の表面形状曲線、(b)研磨工程後における凹面成形型基材の表面形状斜視曲線。(A) Surface shape curve of concave mold substrate after polishing step, (b) Surface shape perspective curve of concave mold substrate after polishing step. 成形型を用いて成形された非球面ミラー用基材の斜視図。The perspective view of the base material for aspherical mirrors shape | molded using the shaping | molding die.

符号の説明Explanation of symbols

1…モールドベース、2…固定型、3…可動型、4…研磨工具、5…回転支持体、5A…支持部、5B…装着回転軸、5C…逆止弁、6…弾性体、6A…ドーム部、6B…フランジ部、7…研磨布、8…押さえ部材、9…密封空間、10…非球面ミラー用基材、20…凹面成形型基材、20A…円錐状の面、21…固定側型板、22…凹面成形型、22A,32A…成形面、31…可動側型板、32…凸面成形型。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mold base, 2 ... Fixed type, 3 ... Movable type, 4 ... Polishing tool, 5 ... Rotation support body, 5A ... Support part, 5B ... Mounting rotary shaft, 5C ... Check valve, 6 ... Elastic body, 6A ... Dome portion, 6B ... flange portion, 7 ... polishing cloth, 8 ... pressing member, 9 ... sealed space, 10 ... base material for aspherical mirror, 20 ... concave surface mold base material, 20A ... conical surface, 21 ... fixed Side mold plate, 22 ... concave mold, 22A, 32A ... molding surface, 31 ... movable side mold, 32 ... convex mold.

Claims (3)

成形面に自由曲面を有する光学物品を成形するのに用いられる成形型の製造方法であって、
前記成形面に自由曲面を形成する形状創成工程と、自由曲面が形成された前記成形面にメッキ処理を施すメッキ工程と、メッキ処理された前記成形面を研磨する研磨工程と、を備え、
前記研磨工程は、
中空ドーム状の弾性体と、前記中空ドーム状の弾性体のドーム外面を覆うように取り付けられたセルロースの長繊維不織布よりなる研磨布と、を含む研磨工具を、
メッキ処理された前記成形面に当接して研磨することを特徴とする成形型の製造方法。
A method for producing a molding die used for molding an optical article having a free-form surface on a molding surface,
A shape creation step for forming a free curved surface on the molding surface, a plating step for plating the molding surface on which a free curved surface is formed, and a polishing step for polishing the plated molding surface,
The polishing step includes
A polishing tool comprising: a hollow dome-shaped elastic body; and a polishing cloth made of a long-fiber cellulose nonwoven fabric attached so as to cover an outer dome surface of the hollow dome-shaped elastic body,
A method for producing a mold, wherein the mold is brought into contact with the plated surface and polished.
請求項1に記載の成形型の製造方法において、
前記研磨工具を構成する前記セルロースの長繊維不織布よりなる研磨布は、メッシュ構造を備えたガーゼタイプであることを特徴とする成形型の製造方法。
In the manufacturing method of the shaping | molding die of Claim 1,
The manufacturing method of the shaping | molding die characterized by the abrasive cloth which consists of the said cellulose long fiber nonwoven fabric which comprises the said abrasive tool being a gauze type provided with the mesh structure.
請求項1または2に記載の成形型の製造方法において、
前記研磨工具を構成する中空ドーム状の弾性体は、
前記中空ドーム内に、0.01Mpa〜0.02Mpaの圧力流体が注入されて用いられることを特徴とする成形型の製造方法。
In the manufacturing method of the shaping | molding die of Claim 1 or 2,
The hollow dome-shaped elastic body constituting the polishing tool is:
A manufacturing method of a mold, wherein a pressure fluid of 0.01 Mpa to 0.02 Mpa is injected into the hollow dome.
JP2007051217A 2007-03-01 2007-03-01 Mold manufacturing method Withdrawn JP2008213213A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007051217A JP2008213213A (en) 2007-03-01 2007-03-01 Mold manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007051217A JP2008213213A (en) 2007-03-01 2007-03-01 Mold manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008213213A true JP2008213213A (en) 2008-09-18

Family

ID=39833851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007051217A Withdrawn JP2008213213A (en) 2007-03-01 2007-03-01 Mold manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008213213A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010107974A (en) * 2008-09-30 2010-05-13 Hoya Corp Method for manufacturing plastic lens
CN115087532A (en) * 2020-02-17 2022-09-20 海拉有限双合股份公司 Mold for injection molding

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010107974A (en) * 2008-09-30 2010-05-13 Hoya Corp Method for manufacturing plastic lens
CN115087532A (en) * 2020-02-17 2022-09-20 海拉有限双合股份公司 Mold for injection molding

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2005318290B2 (en) Polishing wheel
JP2797333B2 (en) Method and apparatus for manufacturing contact lens
JP4681024B2 (en) Glasses lens polishing method
US20040043710A1 (en) Polisher and polishing method
JP2008213213A (en) Mold manufacturing method
JP5206231B2 (en) Manufacturing method of spectacle lens
JP4387708B2 (en) Polishing method and manufacturing method for plastic spectacle lens
JP2002263998A (en) Polisher and method of polishing
JP2012213821A (en) Method for manufacturing spectacle lens
JP2829103B2 (en) Cutting method and cutting device for plastic lens
JP2007283488A (en) Manufacturing method of spectacle lens
JP5404107B2 (en) Polishing tool
JP2001353650A (en) Polisher, and method and device of polishing optical component using it
JP2002210647A (en) Smoothing method of optical lens, manufacturing method of optical lens using it, and smoothing device of optical lens
JP2002144205A (en) Polishing device and manufacturing method for optical member
JP5466968B2 (en) Manufacturing method of optical lens
JP2001225250A (en) Polisher, and manufacture of optical lens and optical- lens forming die using same
JP2005169520A (en) Polishing device and polishing tool
JP2008149417A (en) Method of grinding platelike glass optical element
JP2011173205A (en) Method for manufacturing optical lens
JPH09248741A (en) Polishing method
JP2001113454A (en) Polishing method and device of spherical surface and aspherical surface
JP2002187063A (en) Grinding method and smoothing method for forming die
JP2004351574A (en) Precise polishing tool and precise polishing method
JPH10100058A (en) Manufacture of spetacle lens

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20100511