JP2014069528A - 光学素子成形用金型及び光学素子製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金型の構成において省スペース化を図りキャビティティの配置の自由度を持たせることによりキャビティ数を増大させ、離型の際に損傷を与えることなく高品質な光学素子を成形することができる光学素子成形用金型及び光学素子製造方法を提供すること。
【解決手段】光学素子成形用金型において、一対のスライドブロックが可動金型に取り付けられ、型閉時にスライドブロックと係合して不動とさせるロッキングブロックが固定金型に取り付けられ、スライドブロックは光学素子の側面を成形する成形型面を備えている。可動金型が固定金型から離型した際に、スライドブロックはロッキングブロックによる係合が解かれ離型方向に対して交差する方向に移動可能とされ、光学素子が突出し部材により突出される際に、光学素子の突出し移動に連動して一対のスライドブロックが離型方向に対して交差する方向であって互いに離れる方向に移動するように構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、プラスチック樹脂を材料として光学素子を成形するための金型及び光学素子の製造方法に関するものであり、特に、プリンターや複写機における画像記録装置の走査光学系に用いられるfθレンズ等の長尺な角レンズを効率よく製造できる方法及び金型に関するものである。

従来から、レーザービームプリンターやデジタル複写機等に用いられる走査光学系においては、画像信号に応じて光源手段から出射した光束を、例えばポリゴンミラー等から成る光偏向器により偏向させ、ｆθレンズから成る結像光学系によって感光ドラム等の記録媒体面上にスポット状に集光させ、その面上を光走査することによって画像記録が行なわれている。

図１に走査光学系の一例を示す。光源手段４から出射した発散光束は、コリメーターレンズ５によって略平行光束もしくは収束光束とされ、不図示の開口絞りとシリンドリカルレンズを通過した後、回転多面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向器６の偏向面で反射偏向される。その後、ｆθ特性を有するｆθレンズ１、２を介して被走査面としての感光ドラム３の感光ドラム面７へと導光される。画像情報の記録は、当該感光ドラム面７が光走査されることで行われている。

走査光学系に搭載されるfθレンズは、高い面精度と高品質な外観が求められている。この要求に対応するため、fθレンズの生産においては、成形時の樹脂の収縮挙動安定化を目的に、金型に充填された後の樹脂の冷却時間を長くしたプロセスが採用されており、生産コスト増大の要因となっている。

昨今、前述する高い面精度と高品質な形状を有するレンズ部品に対しても、生産におけるコスト削減の要求が高まっており、様々な施策が図られている。

その施策の一つとして、量産で用いる成形機においては、成形品であるfθレンズが冷却固化されるまで間に、必要な型締力を維持できる許容の数までキャビティを増やすことで、一度に成形可能なキャビティの一つあたりの成形コストを削減することが図られている。

一方、より良好なｆθレンズを得るためには、成形品であるfθレンズの冷却固化後の離型時における離型抵抗を極力低減させる必要がある。離型抵抗が大きい場合には、離型時のfθレンズの変形、fθレンズの成形プロセスのショット間の品質のバラツキ、又はfθレンズの屈折率をはじめとする光学性能のバラツキ等の不具合が生じてしまうことがある。そのため、fθレンズの成形用金型においては、冷却固化後のfθレンズの突き出し前に、fθレンズの側面を成形する金型部材を可動金型からスライドさせて離間させ、成形品内部の残留応力を開放させるスライド構造を採用している。これにより金型とfθレンズの成形品間の離型抵抗が低減され、エジェクタ機構によりfθレンズの成形品を突き出して離型させている。

また、ｆθレンズ等の光学部品は、それを取り付ける本体ユニットとの組み込みにおいて高い精度が求められる。そのため、例えば、図１のｆθレンズ１に示されるように、レンズ側面には凸状の突出部８が設けられており、この突出部を用いてｆθレンズが高精度に再現性良く本体ユニットに取り付けられる。レンズ側面に設けられている凸状の突出部８は、レンズの側面を成形するスライド部材等の金型部材で成形される。

従来のスライド部材を用いたスライド構造においては、安定的な動作を得るため、アンギュラピンによりスライド部材をガイドさせ、強制的に開放させるアンギュラピンスライド構造が採用されている。しかしながら、アンギュラピンを用いた強制スライド構造は機構部材を多く必要とする。従って、それら機構部材の配置のために成形機内に多くの空間を要し、結果として、パーティングラインを含む金型の合わせ面の面積が制限され、成形品であるfθレンズが冷却固化されるまで間に型締力を維持できる許容の数までキャビティを増やすことができず、成形コストを削減することに対し障害となっている。

特開平１１−１９２６４７号公報 特開２００４−９８６５４号公報

図９に、従来のｆθレンズの形状構成を示し、図１０にそのｆθレンズの成形工程を示す。

図９で示す方向にＸ、Ｙ及びＺ軸の互いに直交する軸を定義した場合、（ａ）は、ｆθレンズの形状をＺ軸方向において感光ドラム側より見た上面図であり、（ｂ）は、ｆθレンズの形状をＸ軸方向から見た側面図である。また（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図とＢ−Ｂ矢視断面図であり、これらの断面図はＸＺ平面に沿うものである。

図１０の可塑化シリンダー１３によって溶融された樹脂は、成形機の射出動作によって、ゲート２６を通ってランナー２５に流れ、ｆθレンズを形成するキャビティ９に到達する。その後、ゲート２６の部分に存在する樹脂が冷却により固化するまで、設定した所定の型締力による保圧を与えている。型締力による保圧は、ｆθレンズの最大の肉厚部にヒケが生じないように設定される。ｆθレンズを本体ユニットに再現性よく高精度で組み込むための凸状の突出部８のような、比較的小さく細かい部分においては、この保圧により局所的に過剰な力が付勢される。金型内に射出された樹脂が十分に固化するまで金型のキャビティ内で冷却され、冷却後金型を開き、成形機に取り付けられたエジェクタロッド１２を摺動することによって、エジェクタプレート１１が押し出され、エジェクタピン１０を介して成形品は金型から取り出される。

特許文献１においては、金型の固定側のロッキングブロックの凹状の案内部に、金型の可動側のスライドブロックの係合部を摺動自在に嵌合させ、金型の開閉に伴い強制的にスライドブロックを摺動させる構成が開示されている。これによりスライド構造の配置に費やす面積を低減し、金型を省スペース化できるとしている。しかし、パーティングラインを含む金型の合わせ面の領域におけるロッキングブロックおよびスライドブロックは、ショット毎の型閉時において金型温調によって高温状態とされ、また型開時においては大気温度に晒される。このため、熱膨張と熱収縮の非常に大きな温度変化を伴って型開閉の摺動を繰り返すといった過酷な状況下に置かれている。そのため、スライドブロックの摺動をガイドするロッキングブロックの凹状部にカジリが発生し、金型を頻繁にメンテナンスする必要があり、生産性効率が低下する。そのようなカジリを生じさせないために、凹状部の摺動を潤滑に促すグリスを塗布することが考えられる。しかしながら、ｆθレンズ等の光学部品においては、光学面を形成する金型のキャビティ面に微量なグリスが染み出した場合、その成形品は複屈折ムラや屈折率に変化を生じさせてしまう等光学性能を著しく低下させてしまう。したがって、キャビティの近くにグリスを塗布することはできない。

図１１は、従来におけるｆθレンズ成形用金型のキャビティ周りの詳細を示したものであり、（ａ）は、パーディングラインを含む金型の可動側の合わせ面を固定側の合わせ面から見た図である。図中の（ｂ）−１、（ｃ）−１、及び（ｄ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、成形中において金型の可動側と固定側が閉じた状態から成形品であるｆθレンズを金型の可動側より突き出して取り出す状態を順に示している。また（ｂ）−２、（ｃ）−２、及び（ｄ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、成形中において金型の可動側と固定側が閉じた状態から成形品であるｆθレンズを金型の可動側より突き出して取り出す状態を順に示している。図９に示される、互いに直交するＸ、Ｙ及びＺ軸の方向を基準とした場合、図１１の（ａ）は図に示すＸＹ平面に沿うものであり、（ａ）以外は図に示すＸＺ平面に沿うものである。

図１１の（ｂ）−１及び（ｂ）−２に示されているように、型閉時においてはスライドブロック２４はロッキングブロック２７のテーパー部に当接して規制されキャビティを形成している。また、レンズの側面の突出部８は、前述のように、型締力による保圧により局所的に過剰な力が与えられた状態で形成される。次いで、（ｃ）−１及び（ｃ）−２で示されるように、金型の可動側を動かしてロッキングブロック２７との係合を解かれたスライドブロック２４は、Ｘ軸方向に移動可能とされる。成形直後の成形品の膨張４１により、スライドブロック２４はＸ軸方向に摺動される。しかしながら、突出部８における金型との密着力３１が他の部分のそれよりも大きいため、型開放時の成形品たるｆθレンズの膨張力４１によるスライドブロック２４全体の摺動量だけでは密着力３１に抗してスライドブロック２４を十分に開放することができない。その結果、エジェクタロッド１２が駆動してエジェクタプレート１１が押し出されエジェクタピン１０を介して成形品であるｆθレンズを金型から取り出す工程において、突出部８の凸状部分におけるメクレやケラレ３２等が生じてしまう。ここで、メクレやケラレとは、離型時において成形品に残留する応力等による金型との接触変形のことを言う。この凸状の突出部８におけるメクレやケラレは、ｆθレンズの本体ユニットへの取り付け精度を悪化させ、感光ドラム３へのレーザー照射の位置ズレを発生させる原因となる。また、上記の凸状の突出部８における残留した密着力により、型開放時のスライドブロック２４全体の摺動量も十分でないため、図９に示されるような、ｆθレンズの側面３０がスライドブロック２４の側面３２に対し擦りながらエジェクトされ、レンズの側面に擦り傷４７等の不具合が生じ、良好なｆθレンズの成形品形状を得ることができない。ｆθレンズと本体ユニットとの固定は、ｆθレンズ側面部と本体ユニットの間を接着により行うため、レンズ側面のキズは接着性能を劣化させる。

特許文献２においては、上述のような、金型の開放時に成形品の一時的で僅かな膨張を利用することで、スライドブロックを離型させる構成が開示されている。アンギュラピン等の摺動をガイドする機構を必要としないため、スライド構造を構成する部材の配置に費やすスペースを抑えることができるとしている。しかしながら、ｆθレンズの組み込みの際の位置決め基準である凸状の突出部８の成形部分においては、金型との密着力が大きく、金型開放時の成形品の僅かな膨張力に基づくスライドブロックの移動では、成形品とスライドブロックとの離型が不十分で成形品に損傷を生じさせる可能性がある。

本願発明は、上記した従来技術の欠点を解決することを目的としている。

本願発明の目的は、スライドブロックを用いた光学素子成形用金型の構成において、省スペース化を図りキャビティティの配置の自由度を持たせることによりキャビティ数を増大させ、離型の際に損傷を与えることなく高品質な光学素子を成形することができる光学素子成形用金型及び光学素子製造方法を提供せんとするものである。

上記課題を解決するために、本発明に係る光学素子成形用金型は以下のような構成を有している。

光学的機能面と該光学的機能面に隣接する側面とを有する光学素子を成形するための光学素子成形用金型は、一対のスライドブロックが可動金型に取り付けられており、型閉時に該スライドブロックと係合して該スライドブロックを不動とさせるロッキングブロックが固定金型に取り付けられており、該一対のスライドブロックは、該光学素子の側面を成形する成形型面を備え、該可動金型が該固定金型から離型した際に、該スライドブロックは該ロッキングブロックによる係合が解かれ離型方向に対して交差する方向に移動可能とされ、該光学素子が突出し部材により突出される際に、該光学素子の突出し移動に連動して該一対のスライドブロックが該離型方向に対して交差する方向であって互いに離れる方向に移動するように構成されている。

また、本発明に係る光学素子を射出成形により製造する方法は、以下の構成を備えている。

固定金型に取り付けられているロッキングブロックを可動金型に取り付けられている一対のスライドブロックに係合させ該スライドブロックを不動とさせ、成形金型を閉じて金型キャビティ内に樹脂材料を射出し、光学的機能面と該光学的機能面に隣接する側面とを有する光学素子を成形し、該可動金型を離型方向に移動させて、該固定金型から離型させ、該スライドブロックの該ロッキングブロックによる係合を解いて、該スライドブロックを該離型方向に対して交差する方向に移動可能とさせ、該光学素子が突出し部材により該離型方向と反対方向に突出され、該光学素子の突出し移動に連動して該一対のスライドブロックが該離型方向に対して交差する方向であって互いに離れる方向に移動するようにされている。

本発明によれば、成形された光学素子が突出し部材により突出される際に、該光学素子の突出し移動に連動してスライドブロックが離型方向に対して交差する方向であって互いに離れる方向に移動するように構成されている。
従って、部品点数を増大させることなく、スライドブロックを成形品たる光学素子から十分に離型させることができ、高精度で高品質な光学素子を射出成形により製造することができる。

また、本発明の構成によれば、シンプルなスライド構造でありながら高精度で高品質な光学素子を得ることができ、パーティングラインを含む金型の合わせ面において省スペース化を図ることができる。これにより、キャビティティの配置の自由度を持たせることができ、成形品たる光学素子が冷却固化されるまでの間の締結力により維持できる許容キャビティ数を増加させることができ、生産効率の向上、生産コストの低減に資することとなる。

レーザービームプリンターやデジタル複写機等で使用される走査光学系を例示した模式図である。 （ａ）は、実施例１のｆθレンズの上面図である。（ｂ）は、実施例１のｆθレンズの側面図である。（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。（ｄ）は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。 （ａ）は、実施例１の成形用金型の可動側についてパーティングラインを含む面を示す図である。（ｂ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、成形中の型閉時の状態を示す図である。（ｃ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト開始の状態を示す図である。（ｄ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト時の状態を示す図である。（ｂ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、成形中の型閉時の状態を示す図である。（ｃ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト開始の状態を示す図である。（ｄ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト時の状態を示す図である。 （ａ）は、実施例２のｆθレンズの上面図である。（ｂ）は、実施例２のｆθレンズの側面図である。（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。（ｄ）は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。 （ａ）は、実施例２の成形用金型の可動側についてパーティングラインを含む面を示す図である。（ｂ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、成形中の型閉時の状態を示す図である。（ｃ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト開始の状態を示す図である。（ｄ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト時の状態を示す図である。（ｂ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、成形中の型閉時の状態を示す図である。（ｃ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト開始の状態を示す図である。（ｄ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト時の状態を示す図である。 （ａ）は、実施例３のｆθレンズの上面図である。（ｂ）は、実施例３のｆθレンズの側面図である。（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。（ｄ）は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。（ｅ）は、（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。 （ａ）は、実施例３の成形用金型の可動側についてパーティングラインを含む面を示す図である。（ｂ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視おける金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、成形中の型閉時の状態を示す図である。（ｃ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト開始の状態を示す図である。（ｄ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト時の状態を示す図である。（ｂ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、成形中の型閉時の状態を示す図である。（ｃ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト開始の状態を示す図である。（ｄ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト時の状態を示す図である。 （ａ）は、実施例４のｆθレンズの上面図である。（ｂ）は、実施例４のｆθレンズの側面図である。（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。（ｄ）は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。（ｅ）は、（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。 （ａ）は、従来のｆθレンズの上面図である。（ｂ）は、従来のｆθレンズの側面図である。（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。（ｄ）は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。 （ａ）は、従来のｆθレンズ用成形金型の断面図である。（ｂ）は、ｆθレンズ成形用金型の断面図であって、成形品をエジェクトする際の状態を示す図である。 （ａ）は、従来の成形用金型の可動側についてパーティングラインを含む面を示す図である。（ｂ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、成形中の型閉時の状態を示す図である。（ｃ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト開始の状態を示す図である。（ｄ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト時の状態を示す図である。（ｂ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、成形中の型閉時の状態を示す図である。（ｃ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト開始の状態を示す図である。（ｄ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視断における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト時の状態を示す図である。

以下に本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、各実施例においては、Ｘ、Ｙ及びＺ軸の互いに直交する３軸の共通する座標系を用いて説明している。従って、各図面においても互いに共通する座標系を用いて表示している。但し、Ｘ、Ｙ及びＺ軸の方向の設定は、図面において理解を容易にするために規定しているものであり、本発明を限定するものではない。

図１は、レーザービームプリンターやデジタル複写機等で使用される走査光学系を示しており、この走査光学系において、本発明に従ってプラスチック樹脂等で形成された光学素子であるfθレンズが用いられる。光偏向器６で反射偏向された光束は、fθレンズ１、２のｆθ特性を有する光学的機能面を通過し被走査面としての感光ドラム３の感光ドラム面７へと導光される。図１においてＸ軸方向は、副走査方向であって光偏向器６の回転軸と平行な方向を示す。Ｙ軸は、副走査方向に直交する走査光学系の主走査方向であって、主走査方向に沿って光偏向器６による光束が感光ドラム面７において走査される。Ｘ軸方向とＹ軸方向に互いに直交する方向をＺ軸方向としている。図１以外の各図においても、図１で定義したＸ、Ｙ及びＺ軸を基準としている。

本発明の実施例１に係る光学素子成形品のｆθレンズの形状を図２に示す。以下、その他の実施例も含めて、光学素子成形品のｆθレンズを成形ｆθレンズと呼ぶ。図２の（ａ）は、成形ｆθレンズをＺ軸方向において走査光学系の感光ドラム側より見た上面図であり、（ｂ）は、成形ｆθレンズをＸ軸方向上方から見た側面図である。また（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図とＢ−Ｂ矢視断面図であり、これらの断面図はＸＺ平面に沿うものである。

図２に示されているように、成形ｆθレンズ１６の光学的機能面１７に隣接する側面３０には、成形ｆθレンズ１６を本体ユニットに高精度で組み付けるための基準として用いられる凸状要素又は突出部８が設けられている。成形ｆθレンズ１６は、長手方向であるＹ軸方向の両端部にツバ部１８を有し、成形ｆθレンズ１６のツバ部１８のＸ軸方向（成形ｆθレンズの短手方向）の両端部の側面３０の光出射側に傾斜面１９が設けられている。

図２（ｄ）に示されているように、傾斜面１９は、好適には、ツバ部１８のＸ軸方向両端部の側面３０に対して２乃至８度の範囲の傾斜角度ａを有している。尚、傾斜面１９の傾斜角度ａを過度に大きくすると、成形ｆθレンズ１６を成形後に金型から突き出して離型させる際、成形ｆθレンズ１６に対する金型のスライドブロックの移動量が大きくなり、スライドブロックが良好に摺動しなかった場合に、成形ｆθレンズ１６の側面３０の面精度に影響を及ぼすおそれがある。

本実施例に係る成形ｆθレンズ１６の形状の特徴は、上述のように、成形ｆθレンズ１６の光学的機能面１７に隣接する両側面において、成形ｆθレンズ１６の長手方向であるＹ軸方向の両端部に位置するツバ部１８の光出射側に傾斜面１９を設けていることにある。

以下、その技術的意義について図３を参照しながら説明する。

図２に示した成形ｆθレンズ１６の射出成形プロセスを図３に示す。

図３においては、本実施例を適用した図２の成形ｆθレンズ１６の成形用金型（光学素子成形用金型）のキャビティ（金型キャビティ）周辺の構成が示されており、Ｘ、Ｙ及びＺ軸は図に示される方向で定義するものとする。

図３の（ａ）は、実施例１の成形ｆθレンズ１６を成形するための成形用金型の可動側についてパーティングラインを含む面をＺ軸方向から見た図である。（ｂ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、成形中の型閉時の状態を示した図である。（ｃ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト開始の状態を示した図である。（ｄ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト時の状態を示した図である。（ｂ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、成形中の型閉時の状態を示した図である。（ｃ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト開始の状態を示した図である。（ｄ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト時の状態を示した図である。

図３に示されているように、成形用金型は、成形用金型の可動側のパーティングラインを含む合わせ面２３、ランナー２５、ゲート２６、可動側鏡面駒２８、及び固定側鏡面駒２９を有する。一対のスライドブロック２４が可動金型に取り付けられており、型閉時に該一対のスライドブロックと係合して該スライドブロックを不動とさせるロッキングブロック２７が固定金型に取り付けられている。

成形用金型の可動側と固定側をそれぞれの合わせ面で向かい合わせにして型閉した後、ランナー２５とゲート２６を介して成形ｆθレンズ１６の樹脂材料が金型キャビティ内に射出される。成形ｆθレンズ１６の光学的機能面１７に隣接する側面３０は、スライドブロック２４の成形型面で成形される。その際、成形ｆθレンズ１６の側面のツバ部１８に設けられる傾斜面１９は、図３の（ｂ）−２に示されているように、スライドブロック２４の成形型面の斜面部３４で形成される。

金型キャビティ内に射出された樹脂材料が固化した後、成形ｆθレンズ１６のエジェクト前には、金型の可動側を動かしてロッキングブロック２７をスライドブロック２４の係合から外す。これにより、スライドブロック２４は型開閉方向に沿った離型方向に対して交差する方向であるＸ軸方向に移動可能とされる。型開放と同時に成形品たる成形ｆθレンズ１６が膨張し、この膨張力４１により一対のスライドブロック２４は離型方向に対して交差する方向であるＸ軸方向において互いに離れる方向にスライド３５することができるようにされている。

一方、成形ｆθレンズ１６の側面３０に形成される突出部８の領域における金型との密着力３１（図３の（ｃ）−１参照）は、他の部分のそれよりも大きい。これにより、成形ｆθレンズ１６の膨張力４１のみではスライドブロック２４をＸ軸方向において互いに離れる方向に十分に離型させることができない状況が生じてしまう。

本発明に従った実施例によれば、成形ｆθレンズ１６の側面の長手方向の両端部に位置するツバ部１８の両端部に傾斜面１９を設けているため、図３の（ｄ）−２からわかるように、成形ｆθレンズ１６のエジェクト時の突き出しにより、成形ｆθレンズ１６の突出し移動に連動して、成形ｆθレンズ１６の傾斜面１９をしてスライドブロック２４の斜面部３４が押されることとなる。これにより、成形ｆθレンズ１６の突出部８の領域における金型との密着力３１に抗して、一対のスライドブロック２４をＸ軸方向に沿って互いに離れる方向にスライドさせ、十分に離型させることができる。

成形ｆθレンズ１６の側面の長手方向の両端部に位置するツバ部１８に形成されている傾斜面１９は、図３の（ｄ）−２に示されているように、可動金型と固定金型との離型方向において、そのままでは離型できない形状であるアンダーカットとなる形状を有している。成形ｆθレンズ１６の側面の一部に設けられた傾斜面１９と、これを形成するスライドブロック２４の成形型面の斜面部３４とが互いに相補的な形状を有することから、離型方向と反対方向の成形ｆθレンズ１６の突出し移動に連動して、成形ｆθレンズ１６の傾斜面１９をしてスライドブロック２４の斜面部３４が押されることとなる。

本発明によれば、離型の際に成形ｆθレンズ１６とスライドブロック２４とを連動させてスライドブロック２４を積極的に移動させ、スライドブロック２４を成形ｆθレンズ１６から十分に離型させることができるため、成形ｆθレンズ１６の側面３０に設けられた突出部８の領域においてケラレやメクレの発生を防止することができ、良好なｆθレンズの形状を得ることができる。

本発明によれば、複雑な機構を用いることなく、スライドブロックを離型方向に対して交差する方向であるＸ軸方向に良好にスライドさせることができるスライド構造としているため、パーティングラインを含む金型の合わせ面において省スペース化を図ることができる。これにより、キャビティの配置構成に自由度を与え、成形品たる光学素子が冷却固化されるまでの間の締結力により維持できる許容キャビティ数を増加させることができ、生産効率の向上、生産コストの低減に資することとなる。

図４は、本発明の実施例２に係る成形ｆθレンズ１６の形状を示したものである。なお、本実施例の図において同一部材は同一記号で示され、実施例１と同一部材についても同一記号で示される。

実施例１の図２と同様、図４の（ａ）は、成形ｆθレンズの形状をＺ軸方向において走査光学系の感光ドラム側より見た上面図であり、（ｂ）は、成形ｆθレンズの形状をＸ軸方向上方から見た側面図である。また（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図とＢ−Ｂ矢視断面図であり、これらの断面図はＸＺ平面に沿うものである。

本実施例に係る成形ｆθレンズ１６においては、成形ｆθレンズ１６の光学的機能面１７に隣接する側面３０に設けられた凸状要素又は突出部８の突出長さ、即ちＸ軸方向の長さが、実施例１の場合と比べ長い。成形ｆθレンズ１６の長手方向であるＹ軸方向の両端部に位置するツバ部１８の側面には傾斜面２０がそのＸ軸方向両端部に形成されている。傾斜面２０のＸ軸方向に投影した長さ４６は、実施例１の長さ４５と比較し大きくされている。これは、成形ｆθレンズ１６の突出部８の長さがより長いため、成形ｆθレンズ１６を金型から離型させる際に、スライドブロック２４の摺動距離をより大きくする必要があるためである。

以下、その詳細について図５を参照しながら説明する。

図４に示した成形ｆθレンズ１６の射出成形プロセスを図５に示す。

図５においては、本実施例を適用した図４の成形ｆθレンズ１６の成形用金型（光学素子成形用金型）のキャビティ（金型キャビティ）周辺の構成が示されており、Ｘ、Ｙ及びＺ軸は図に示される方向で定義するものとする。

図５の（ａ）は、実施例２の成形用金型の可動側についてパーティングラインを含む面をＺ軸方向から見た図である。（ｂ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、成形中の型閉時の状態を示した図である。（ｃ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト開始の状態を示した図である。（ｄ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト時の状態を示した図である。（ｂ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、成形中の型閉時の状態を示した図である。（ｃ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト開始の状態を示した図である。（ｄ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト時の状態を示した図である。

本実施例における成形ｆθレンズ１６の成形の基本工程は実施例１と同様である。しかし、図５の（ｃ）−１と（ｄ）−１からわかるように、突出部８のＸ軸方向の長さが、実施例１の場合と比較して長いため、成形ｆθレンズ１６の離型のためのスライドブロック２４のＸ軸方向における互いに離れる方向へのスライド３５を実施例１よりも大きくする必要がある。図５の（ｂ）−２に示されているように、成形ｆθレンズ１６のツバ部１８の側面に設けられる傾斜面２０は、実施例１と同様に、スライドブロック２４の成形型面の斜面部３６により形成される。この場合、傾斜面２０が適切な傾斜角度ａを有するようにスライドブロック２４の斜面部３６を設定することにより、スライドブロック２４がスライド３５する移動距離を適宜調整することができる。

実施例１においては、ｆθレンズ１６のツバ部１８のＸ軸方向両側の側面は、光入射側は平坦で光出射側に傾斜面１９を有する構成とされていたが、本実施例においては、ツバ部１８のＸ軸方向の両側面全体を斜面形状としている。成形ｆθレンズ１６の側面の長手方向の両端部に位置するツバ部１８に形成されている傾斜面２０は、図５の（ｄ）−２等に示されているように、可動金型と固定金型との型開閉方向に沿った離型方向において、そのままでは離型できない形状であるアンダーカットとなる形状を有している。図５の（ｄ）−２に示されているように、離型方向と反対方向の成形ｆθレンズ１６の突出し移動に連動して、成形ｆθレンズ１６の傾斜面２０をしてスライドブロックの斜面部３６が押されスライドブロックが、離型方向に対して交差する方向であるＸ軸方向において互いに離れる方向にスライドする。本実施例においては、成形ｆθレンズ１６の傾斜面２０のＸ軸方向投影長さ４６を長く設定しているので、スライドブロックのスライド３５方向であるＸ軸方向における移動距離を大きくして、突出部８の長さが大きい場合でも確実に離型させることができる。

以上のとおり、より長い凸状の突出部８を有する成形ｆθレンズを成形する場合であっても、安定して離型させることができるため、成形品の外観形状を損なうこともなく、良好なｆθレンズを効率よく製造することが可能となる。

図６は、本発明の実施例３に係る成形ｆθレンズの形状を示したものであり、実施例１のｆθレンズの形状をベースとしている。なお、本実施例の図において同一部材は同一記号で示され、実施例１と同一部材についても同一記号で示される。

実施例１の図２と同様、図６の（ａ）は、成形ｆθレンズの形状をＺ軸方向において走査光学系の感光ドラム側より見た上面図であり、（ｂ）は、成形ｆθレンズの形状をＸ軸方向上方から見た側面図である。また（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、それぞれ（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、Ｂ−Ｂ矢視断面図、Ｃ−Ｃ矢視断面図であり、これらの断面図はＸＺ平面に沿うものである。

本実施例においては、図６の（ｄ）及び（ｅ）に示されているように、成形ｆθレンズ１６のツバ部１８のレンズ長手方向であるＹ軸方向の一部の領域にのみ傾斜面１９が設けられている。成形ｆθレンズ１６を本体ユニットへの組み込む際に、図６に示されるような、成形ｆθレンズ１６の側面の長手方向に両端部に位置するツバ部１８の一部分のみに傾斜面１９が施されていることが必要とされる場合に対応するものである。

図６に示した成形ｆθレンズ１６の射出成形プロセスを図７に示す。

図７においては、本実施例を適用した図６の成形ｆθレンズ１６の成形用金型（光学素子成形用金型）のキャビティ（金型キャビティ）周辺の構成が示されており、Ｘ、Ｙ及びＺ軸は図に示される方向で定義するものとする。

図７の（ａ）は、実施例３の成形用金型の可動側についてパーティングラインを含む面をＺ軸方向から見た図である。（ｂ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、成形中の型閉時の状態を示した図である。（ｃ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト開始の状態を示した図である。（ｄ）−１は、（ａ）のＡ−Ａ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト時の状態を示した図である。（ｂ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、成形中の型閉時の状態を示した図である。（ｃ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト開始の状態を示した図である。（ｄ）−２は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視における金型の可動側と固定側を含めた断面図であり、型開し成形品エジェクト時の状態を示した図である。

本実施例における成形ｆθレンズ１６の成形の基本工程は実施例１と同様である。本実施例において、成形ｆθレンズ１６のツバ部１８のレンズ長手方向の一部分に設けられる傾斜面１９は、スライドブロック２４の成形型面の斜面部３４で形成される。成形ｆθレンズ１６のツバ部１８の傾斜面１９の形状は、図７に示されているように、可動金型と固定金型との型開閉方向に沿った離型方向において、そのままでは離型できない形状であるアンダーカットとなる形状を有している。成形ｆθレンズ１６のエジェクト時の突き出し工程においては、（ｄ）−２に示されているように、離型方向と反対方向の成形ｆθレンズ１６の突出し移動に連動して、成形ｆθレンズ１６の傾斜面１９をしてスライドブロックの斜面部３４が押されスライドブロックが、離型方向に対して交差する方向であるＸ軸方向において互いに離れる方向にスライドする。その結果、上記した実施例１と同様な効果を得ることができる。

これにより、傾斜面１９がツバ部１８の一部分のみの領域に施されている場合であっても、良好な成形品の形状を得ることができる。

なお、本実施例は、図を含め、実施例１の構成をベースとしたが、これには限られず、実施例２の構成をベースとしても同様な効果を得ることができる。

図８は、本発明の実施例４に係る成形ｆθレンズの形状を示したものであり、実施例２のｆθレンズの形状をベースとしている。なお、本実施例の図において同一部材は同一記号で示され、実施例２と同一部材についても同一記号で示される。

実施例２の図４と同様、図８の（ａ）は、成形ｆθレンズの形状をＺ軸方向において走査光学系の感光ドラム側より見た上面図であり、（ｂ）は、成形ｆθレンズの形状をＸ軸方向上方から見た側面図である。また、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、それぞれ（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、Ｂ−Ｂ矢視断面図、Ｃ−Ｃ矢視断面図であり、これらの断面図はＸＺ平面に沿うものである。

実施例２と同様に成形ｆθレンズ１６が比較的長い突出部８を有する場合において、本実施例においては、図８の（ｄ）及び（ｅ）に示されているように、成形ｆθレンズ１６の長手方向の一方の端部のツバ部１８にのみ傾斜面２０が設けられている。本実施例は、成形ｆθレンズ１６の一方のツバ部１８にのみに傾斜面２０を施し、成形ｆθレンズ１６の長手方向の他方の端部におけるツバ部１８は傾斜面が無く平面形状とするｆθレンズの仕様に対応するものである。

本実施例における成形ｆθレンズ１６の成形の基本工程は実施例２と同様である。本実施例において、成形ｆθレンズ１６の長手方向の一方の端部のツバ部１８に設けられる傾斜面２０は、相補的な形状をした、スライドブロックの成形型面の斜面部で形成される。成形ｆθレンズ１６のツバ部１８の傾斜面２０の形状は、可動金型と固定金型との型開閉方向に沿った離型方向において、そのままでは離型できない形状であるアンダーカットとなる形状を有している。成形ｆθレンズ１６のエジェクト時の突き出し工程においては、離型方向と反対方向の成形ｆθレンズ１６の突出し移動に連動して、成形ｆθレンズ１６の傾斜面２０をしてスライドブロックの斜面部が押されスライドブロックが、離型方向に対して交差する方向であるＸ軸方向において互いに離れる方向にスライドする。このように、成形ｆθレンズの一方の端部のツバ部のみに斜面形状を施した場合であっても、安全に成形品を離型させることができ、良好な成形品形状を得ることができる。

なお、本実施例では、図を含め、実施例２の構成をベースとしたが、これには限られず、実施例１の構成をベースとしても同様な効果を得ることができる。

実施例１乃至４として上述のように説明を行ったが、各実施例の形状をそれぞれ組み合わせても、同様な効果を得ることが出来る。例えば、成形ｆθレンズの両端部間で異なる角度を有する斜面形状を施すようにしてもよい。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１、２ fθレンズ
８ 突出部
９ キャビティ
１４ 固定側金型
１５ 可動側金型
１６ 成形ｆθレンズ
１７ 光学的機能面
１８ ツバ部
１９、２０ 傾斜面
２４ スライドブロック
３０ 成形ｆθレンズの側面
３４、３６ スライドブロックの斜面部

Claims (4)

1. 光学的機能面と該光学的機能面に隣接する側面とを有する光学素子を成形するための光学素子成形用金型であって、
   一対のスライドブロックが可動金型に取り付けられており、
   型閉時に該スライドブロックと係合して該スライドブロックを不動とさせるロッキングブロックが固定金型に取り付けられており、
   該一対のスライドブロックは、該光学素子の側面を成形する成形型面を備え、
   該可動金型が該固定金型から離型した際に、該スライドブロックは該ロッキングブロックによる係合が解かれ離型方向に対して交差する方向に移動可能とされ、該光学素子が突出し部材により突出される際に、該光学素子の突出し移動に連動して該一対のスライドブロックが該離型方向に対して交差する方向であって互いに離れる方向に移動するように構成されている、
   ことを特徴とする、光学素子成形用金型。
2. 該光学素子の側面の少なくとも一部が該離型方向においてアンダーカットとなる形状を有するように、該スライドブロックの成形型面において傾斜面が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の光学素子成形用金型。
3. 光学素子を射出成形により製造する方法であって、
   固定金型に取り付けられているロッキングブロックを可動金型に取り付けられている一対のスライドブロックに係合させ該スライドブロックを不動とさせ、成形用金型を閉じて金型キャビティ内に樹脂材料を射出し、光学的機能面と該光学的機能面に隣接する側面とを有する光学素子を成形し、
   該可動金型を離型方向に移動させて該固定金型から離型させ、該スライドブロックの該ロッキングブロックによる係合を解いて、該スライドブロックを該離型方向に対して交差する方向に移動可能とさせ、
   該光学素子が突出し部材により該離型方向と反対方向に突出され、該光学素子の突出し移動に連動して該一対のスライドブロックが該離型方向に対して交差する方向であって互いに離れる方向に移動する、
   ことを特徴とする、光学素子を射出成形により製造する方法。
4. 該光学素子の側面の少なくとも一部は、該一対のスライドブロックに設けられた成形型面により、該離型方向においてアンダーカットとなる形状を有するように成形される、ことを特徴とする請求項３に記載の光学素子を射出成形により製造する方法。

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