JPH01212789A - プラスチックレンズ用金型の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、たとえばレーザプリンタに用いられるトー
リックレンズなどのプラスチックレンズを成形する金型
の製造方法に関する。

（従来の技術） 近時、レーザ光を応用したレーザプリンタが開発されて
いる。このようなレーザプリンタの中枢部としてのレー
ザスキャナは、たとえば第５図に示すように、半導体レ
ーザ１、ポリゴンミラー２および光伝導体表面３を有す
るドラム４を主構成要素としている。このレーザスキャ
ナにおいては、半導体レーザ１から放出されたレーザ光
は、光強度変調され、ポリゴンミラー１から走査レンズ
５および補正レンズ６を介してドラム４上に投射され、
所望の潜像が光伝導体表面３上に投射されるようになっ
ている。

ところで、従来の光学系の走査レンズ５はガラスレンズ
３枚組によって形成され、補正レンズ６は円柱ガラスレ
ンズによって構成されている。

しかしながら、ガラスレンズは製作が困難で、コストア
ップの原因となっているとともに、重量アップの原因と
なっている。

（発明が解決しようとする課題） そこで、最近ではレーザプリンタの光学系をプラスチッ
クレンズとしているが、走査レンズ５や補正レンズ６を
非球面化すると、第６図に示すようなトーリック形状が
必要になってくる。このようなトーリック形状のプラス
チックレンズを成形するためには、当然のことながら成
形用金型が必要となるが、金型の内面にトーリック形状
と反対形状の曲面を形成する必要があり、しかもレンズ
面であるため、形状精度、表面粗さおよびうねりはサブ
ミクロンまたはそれ以下の精度が要求される。したがっ
て、金型の製作が非常に困難で、高度な技術が要求され
るため、コストアップの原因となっている。

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、トーリック形状のように複雑な曲
面のプラスチ・ツクレンズを成形する金型であっても、
容易に、しかも高精度に製作できるプラスチックレンズ
用金型の製造方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段及び作用）この発明は、マ
スターに機械加工によって成形しようとするプラスチッ
クレンズのドーリ・ツク面と反対形状の曲面を形成し、
このマスターを電鋳加工の電極としてマスターの曲面に
電鋳加工によって電鋳層を形成し、つぎに、電鋳層から
マスターを離型して電鋳層にマスターの曲面と反対形状
の電鋳面を形成することにより、複雑な形状の曲面であ
っても、電鋳面を加工することなく、高精度の金型を製
造できるようにしたことにある。

（突施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第４図はプラスチックレンズ用金型としての
トーリックレンズ用金型の製造方法を示すもので、トー
リックレンズａは、第６図に示すように非球面トーリッ
ク面すと非球面Ｃとの組合わせであり、非球面トーリッ
ク面すはその縦断面が円環面（円柱の軸を円に沿って曲
げた場合に生じる円柱表面）に形成され、横断面は円弧
面に形成されている。

ここで、前記非球面トーリック面すの形状は、ただしＺ
は高さ、ｒはレンズ半径、Ｃ，ＡＤ。

ＡＥ、ＡＦＳＡＧは定数である。

つぎに、金型の製造方法を説明すると、第１図は前記非
球面トーリック型のマスターの加工状態を示すもので、
このマスター１１は無酸素銅で製作したもので、このマ
スター１１を非球面加工治具１２．１２によって挟持し
、これを複数本のピン（図示しない）によって位置決め
してサンドイッチ構造体とする。このサンドイッチ構造
体をＣＮＣ旋盤にセットし、サンドイッチ構造体の軸心
０を中心として回転しながら、分解能０．１μｍ以下で
切削工具としてのダイヤモンドバイト１３によって切削
加工する。このとき、ダイヤモンドバイト１３を非球面
形状にそった軌跡１４にＣＮＣ旋盤でコントロールする
ことによってマスター１１の両端部は非球面形状に切削
加工される。

切削加工の終了したマスター１１の加工面をさらにダイ
ヤモンドペースト（３μｍ−０，１μｍ）によってポリ
シングして鏡面とし、その表面粗さを０．０３ａｍ以下
、うねり０．０５ｕｍ以下、非球面形状１μｍとする。

このようにしてマスター１１を、得ようとするプラスチ
ックレンズの曲面と反対形状に加工したのち、そのマス
ター１１の両側面に溝からなるアンダー・カットｌｌａ
・・・を刻設する。そして、このマスター１１を第２図
に示すように保持装置１４によって保持してマスター１
１を電鋳加工の電極とする。この保持装置１１は通電用
の固定シャフト１５と、この固定シャフト１５に設けら
れた一対のクランプ片１６．１６とから構成されていて
、これらクランプ片１６．１６に位置決めピン１７．１
７が設けられている。そして、この保持装置１４に電極
となるマスター１１を保持する場合には、一対のクラン
プ片１６．１６によってマスター１１を挟持し、さらに
位置決めピン１７．１７をマスター１１に貫通する。さ
らに、マスター１１の上半分をシールテープ１８によっ
てマスキングし、下半分を露出する。

つぎに、第３図に示すように、電鋳浴１９にマスター１
１の下半分の露出面を浸漬する。この場合、電鋳浴１９
はスルファミン酸ニッケルとし、ＰＨ４、ホウ酸系とし
、温度５０°Ｃとして１０Ａ／ｄＴＩｉの条件とした。

この状態で、前記固定シャフト１５から通電し、一定時
間電鋳加工すると、ＩＩが成長してマスター１１の露出
面にＮｌからなる電鋳層２０が形成される。

つぎに、前記電鋳層２０をマスター１１の両側面を基準
として研削加工することによって、第４図に示すような
電鋳型２１が得られる。この電鋳型２１はその型本体部
２２にマスター１１の曲面に倣った曲面部２３が形成さ
れ、その側面に傾斜角３°の抜きテーパ２４．２４を設
ける。

このようにして得られた電鋳からなるプラスチックレン
ズ用金型は、−殻内な射出成形用金型の入子としてセッ
トすることによって非球面トーリックレンズが成形でき
る。

なお、前記一実施例においては、非球面トーリックレン
ズを成形する金型の製造について説明したが、球面のト
ーリック、球面、非球面、平面、回折格子、フレネル等
の光学部品の成形用金型の製作に応用できる。また、プ
ラスチックレンズの材料は、ポリメチルメタクリレート
樹脂を使用したが、ポリカーボネートポリスチレンやこ
れらのポリマーアロイ等の熱硬化性樹脂でもよく、また
成形方法は、射出圧縮、圧縮成形法でも同様である。

また、電鋳は、Ｎ１に限定されず、さらに電鋳浴は、ス
ルファミン酸ニッケル液に限定されず、ワット浴、塩化
物浴、ホウフッ化浴、スルファメート浴、ニッケルコバ
ルト浴でも同様である。

また、マスターは、無酸素銅としたが、ダイヤモンドバ
イトで加工できるアルミニウム、黄銅、銅等でもよい。

また、電鋳型の抜きテーパは、３°としたが、０〜４５
″としてもよい。

また、この発明のプラスチックレンズは、レーザプリン
タに限らず、密着センサやファクシミリ、電子複写機等
にも応用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、機械加工され
たマスターを電極として電鋳加工により、曲面形状を反
転するようにしたから、複雑に曲面形状であっても、電
鋳面を加工することなく、高精度の金型を容易に製作で
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図はこの発明の一実施例を示すもので、
第１図はマスターの機械加工状態を示す斜視図、第２図
はマスターを保持装置に保持した状態の斜視図、第３図
は電鋳加工状態に断面図、第４図は電鋳型の斜視図、第
５図はレーザプリンタの一般的に光学系の構成図、第６
図はトーリックレンズの斜視図である。 １１・・・マスター、２３・・・電鋳型。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 成形しようとするプラスチックレンズのレンズ面と反対
   形状の曲面を有するマスターを機械加工によって形成す
   る第１の工程と、前記マスターを電極としてその曲面に
   電鋳加工によって電鋳層を形成する第２の工程と、前記
   電鋳層からマスターを離型し、マスターの曲面と反対形
   状の電鋳面を有する電鋳型を形成する第３の工程とから
   なるプラスチックレンズ用金型の製造方法。