JPH04317435A - 複合型光学素子の離型方法および複合型光学素子成形用金型 - Google Patents

複合型光学素子の離型方法および複合型光学素子成形用金型

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JPH04317435A
JPH04317435A JP10837591A JP10837591A JPH04317435A JP H04317435 A JPH04317435 A JP H04317435A JP 10837591 A JP10837591 A JP 10837591A JP 10837591 A JP10837591 A JP 10837591A JP H04317435 A JPH04317435 A JP H04317435A
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複合型光学素子の離型
方法および複合型光学素子成形用金型に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、複合型光学素子の成形において、
金型を樹脂から離型する際に離型を容易にする方法とし
ては、離型剤等の非粘着層を金型に設けることが一般的
である。例えば、特開昭60−73816号公報には、
金型に離型剤を浸漬法、スプレー法、スピン法およびハ
ケ法およびハケ塗り法等により塗布する方法が提案され
ている。
【0003】また、非粘着層を形成する方法と異なる方
法としては、以下のような方法がある。例えば、特開昭
54−6006号公報には、樹脂と型材とに温度差を与
え、その熱膨張率の違いを利用して離型させる方法が提
案されている。さらに、特開昭60−76319号公報
には、成形品と金型との密着体に超音波振動子を当接さ
せて超音波振動を密着体に与えることにより離型させる
方法が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭60−
73816号公報記載の離型剤を成形面全体に塗布する
方法では、塗布層の厚さの制御が困難なため塗布ムラが
発生していた。また、非粘着質のために硬化中に樹脂が
ヒケてしまうことで、金型から樹脂が剥離してしまい、
光学的に必要な表面が形成できない問題点を有していた
。さらに、ゴミの付着防止や、離型剤を有機剤を用いて
希釈しているため作業環境およびその取り扱いに注意を
要する等の問題点を有していた。
【0005】一方、特開昭54−6006号公報記載の
方法は、樹脂と型材とに温度変化を与えるための時間が
長くかかり、成形サイクルタイムが長くなるという問題
点を有しており、特開昭60−76319号公報記載の
方法でも、成形サイクルタイムが長くなるという問題点
を有していた。さらに、上記の2つの方法は、成形装置
に複雑な機構を備えなければならないという問題を有し
ていた。
【0006】本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、コストを掛けず、加工精度を悪化させ
ず、しかも数千個以上連続して複合型光学素子を成形す
る場合に、連続して離型が容易にできる複合型光学素子
の離型方法および複合型光学素子成形用金型の提供を目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の複合型光学素子の離型方法は、ガラス基材
の少なくとも一方の表面にエネルギー硬化型の樹脂を配
置し、所望形状の成形面を有する金型を前記樹脂に圧着
して、ガラス基材の表面に樹脂を押し拡げつつ、前記成
形面の形状を反転させた樹脂層を形成し、ついでエネル
ギーを照射して樹脂を硬化させ、その後金型と樹脂層と
を離型する複合型光学素子の離型方法において、前記樹
脂層の光学有効径外部を押圧する前記金型の成形面に凹
凸部設けた金型により前記ガラス基材の表面に樹脂層を
形成し、前記硬化を行った後ガラス基材の表面外周部に
ストッパを当接させつつ、前記金型とガラス基材とを離
反する方向へ相対的に移動して金型と樹脂層とを離型す
ることとした。
【0008】また、本発明の複合型光学素子成形用金型
は、ガラス基材の少なくとも一方の表面にエネルギー硬
化型の樹脂を配置し、所望形状の成形面を有する金型を
前記樹脂に圧着して、ガラス基材の表面に樹脂を押し拡
げつつ、前記成形面の形状を反転させた樹脂層を形成す
る複合型光学素子成形用金型において、前記樹脂層の光
学有効径外部を押圧する前記金型の成形面部位に凹凸部
を設けて構成した。
【0009】
【作用】従来技術では、図8に示すように、ガラス基材
1の外周部に金型2から樹脂層3を剥す力Fを加えると
、力Fに最も近い樹脂外周部3aには力4が加わる。 力4は、一般に金型成形面が曲率をもっているため垂直
抗力5と摩擦力6とに分けられる。そして樹脂を金型2
から剥す力は垂直抗力5である。しかし、金型2の成形
面は曲率を有しているため、垂直抗力5は力4より小さ
くなり、基材1の外周部に加えた力Fは剥離のために効
果的な作用をしない。
【0010】これに対し、本発明の複合型光学素子成形
用金型の成形面に形成した凹凸形状の中に、例えば図6
に示すA部,B部およびC部のような形状が存在したと
仮定する。金型7と樹脂8とを剥す力を加えるとモーメ
ント荷重が働く。そこで、A部,B部,C部の各部分に
均等な力9,12,15が働いた場合、この均等な力9
,12,15をそれぞれ垂直抗力10,13,16と摩
擦力11,14,17とに分けることができる。そして
、剥離に直接関係する垂直抗力10,13,16の大き
さをA部,B部,C部において比較すると、垂直抗力1
0より13が、13より16が大きな力となる。つまり
垂直抗力16は均等な力15を効果的に剥離する力とし
て用いており、当然従来技術である図8の垂直抗力5よ
りも大きい。また、垂直抗力10の大きさの力の場合は
、ある面積では剥離できないものの、それよりも小さい
面積ならば剥離できる場合もある。このように微少面積
ながら剥離した部分が何点かあり、そのような部分に空
気が侵入し、オプティカル・コンタクト状態から解放さ
れれば離型がなされる。
【0011】また、図7に示すように、樹脂8が金型7
の成形面に設けられた凹凸形状18の谷部に樹脂8が完
全に充填されていない未充填部分19が何点かある場合
、そのような未充填部分19は初めからオプティカル・
コンタクト状態になっていないため密着力が弱い。した
がって、その未充填部分19をきっかけにして離型がな
される。
【0012】さらに、図6のA部に示すように、均等な
力9が効果的に剥離する力になっていない場合でも、金
型7の成形面に金型7よりも密着性の悪い物質が設けら
れており、樹脂8との濡れ姓が悪く密着力も弱いために
、モーメント荷重が加わると容易に剥がれ、そこがきっ
かけとなり光学有効面に空気が侵入して離型される。
【0013】そして、以上のような3つの離型につなが
る部分の相乗効果により容易な離型が実現できる。
【0014】
【実施例1】図1は、本発明に係る複合型光学素子成形
用金型の実施例1を示す断面図、図2は、成形面に形成
したV形溝を示す複合型光学素子成形用金型の底面図で
ある。
【0015】複合型成形用金型(以下、金型という)2
0の成形面20aの光学有効径外周部(複合型光学素子
の光学有効径外の押圧部位)には、ガラス基材(以下、
基材という)21上に押圧成形する樹脂層22との密着
力を成形面20aの光学有効径部(複合型光学素子の光
学有効径部の押圧部位)より悪くし、樹脂層22と金型
20との離型を容易にするための微細な凹凸部23が形
成されている。
【0016】凹凸部23は、成形面20aの有効径外周
部に形成した複数本の輪帯状のV形溝部24に、一液R
TVゴムKE402(商品名、信越化学工業株式会社製
)とモリコートマイクロサイズパウダー(商品名、ダウ
コーニング株式会社製)とを混練した物質25を塗布し
て形成されている。
【0017】V形溝部25には、精密旋盤によりバイト
角60度のバイトを用いて、1本の溝幅を0.1mmと
したV形溝24aが、金型20の外周よりピッチ0.1
mmで同心状に20本形成されている。
【0018】次に、上記金型20を用いた成形装置を概
略的に説明すると、金型20は、この金型20と同一軸
線上で成形面20aに対向配置される球面研磨された基
材21上に吐出したウレタンアクリレート系紫外線硬化
型樹脂(以下、樹脂という)22aを成形面20aで押
し拡げ、基材21上に樹脂層22を形成し得るように、
上下動自在に配置されている。さらに、基材21の外周
部21a上方には、基材21上に樹脂層22を形成した
後、金型20を上動させ、金型20と樹脂層22が密着
した状態で複合型光学素子が上昇した時、基材21の外
周部21aと当接して金型20と複合型光学素子を離型
させるためのストッパ26が1個設けられている。
【0019】次に、本発明に係る複合型光学素子の離型
方法の実施例を図3から図5を用いて、複合型光学素子
の作用とともに説明する。
【0020】まず、光学硝材BK7からなる基材21の
上面に樹脂22aを必要量吐出する(図3参照)。この
基材21の上面は、樹脂22aとの密着性を向上させる
ために、予めシランカップリング剤KBM−503(商
品名、信越化学工業株式会社製)をエタノールにて3重
量%に希釈した液でカップリング処理され、80℃で2
0分間乾燥されている。
【0021】次に、金型20を下降させて基材21に近
づけ、成形面20aで樹脂22aを押し拡げる。そして
、樹脂22aが、所望の厚さになった位置で金型20の
下降を停止し、成形面20aの形状を転写した所望の光
学面27形状を有する樹脂層22を基材21の上面に形
成する。この時、樹脂22aは、成形面20aの光学有
効径外周部に形成された凹凸部23にも押圧される。 すなわち、樹脂層22は、その最外周部22bが凹凸部
23と接した状態で形成され、樹脂3の吐出量は、かか
る状態となるように決定されている。
【0022】次に、金型20で樹脂層22を押圧形成し
た状態で、基材21の下方より紫外線を樹脂22aに照
射して樹脂層22を硬化させる。これにより、金型20
,基材21および樹脂層22が互いに密着した密着体を
形成する(図4参照)。
【0023】その後、金型20を上昇して、金型20と
ともに基材21と樹脂層22を上昇させ、基材21外周
部の上方に設けたストッパ26と基材21の外周部上面
とを当接させる(図5参照)。そして、さらに金型20
を上昇させるとともに、基材21の上昇をストッパ26
により規制して、金型20と樹脂層22間で離型する。 すなわち、樹脂層22の最外周部22bのストッパ26
に最も近い部分22cに応力集中が生じ、樹脂層22と
の密着力が弱い凹凸部23を介して容易かつ瞬時に金型
20より、基材21と樹脂層22とが密着形成された複
合型光学素子が離型される。
【0024】本実施例によれば、従来のように、金型の
成形面の全面に離型処理を施すことなく容易に離型でき
る。さらに、樹脂層22との密着力が弱い凹凸部23を
V形状溝部24に物質25を塗布して形成しているので
、物質25と金型20との接触面積が大きくなり、凹凸
部23の耐久性が向上し、連続して数千個以上の複合型
光学素子の成形と離型を良好に行うことができる。
【0025】
【実施例2】本実施例の金型は、前記実施例1の金型2
0の設けたV形溝部24の溝形状と物質を代えて構成し
たもので、他の構成は実施例と同様である。
【0026】すなわち、本実施例の金型は、成形面の光
学有効径外周部に、ピッチ0.1mmのV形溝部に代え
て、ピッチ0.2mmのU形溝部を実施例1と同様に形
成するととともに、このU形溝部に、モリコートマイク
ロサイズパウダーに代えて、アルミニウム粉末を一液型
RTVゴムKE402に混練した物質を塗布して凹凸部
が形成されている。
【0027】本実施例の金型を用いた離型方法は、上記
実施例1と同様であり、また、本実施例の作用、効果も
同様である。
【0028】なお、前記各実施例においては、紫外線硬
化型樹脂22を用いた例を示したが、熱硬化型樹脂や電
子線硬化型樹脂等の他のエネルギー硬化型樹脂を用いる
ことができ、かかる樹脂を用いても各実施例と同様な効
果が得られる。
【0029】また、前記実施例では金型と樹脂の密着性
を悪くするために一液型RTVゴムを用いたが、樹脂と
濡れ性の悪い他の物質を用いて実施することができ、前
記各実施例と同様な作用、効果を得ることができる。
【0030】さらに、前記実施例では金型の成形面の光
学有効径外周部に凹凸形状を設けるために一液型RTV
ゴムにモリコートマイクロサイズパウダーやアルミニウ
ム粉末を混練した物質を用いたが、他の金属粉末、種々
のガラス粉末等を用いて実施することができ、前記各実
施例と同様な作用、効果を得ることができる。
【0031】また、前記実施例では、金型の光学有効径
外周部にピッチ0.1mmのV溝やピッチ0.2mmの
U溝を設けているが、任意のピッチの任意の形状の溝を
設けて実施することができ、前記各実施例と同様な作用
、効果を得ることができる。
【0032】さらに、前記実施例では、樹脂と金型を剥
離させるためにストッパを1ケ所だけに設けているが、
ストッパを2ケ所、3ケ所あるいは基材の外周部全体に
設けて実施することができ、前記各実施例と同様な作用
、効果を得ることができる。
【0033】
【比較例1】実施例の比較例として、金型の光学有効径
外周部に光学面と同様に鏡面加工を施こすとともに、離
型処理が施されていない金型を用いて、実施例と同様な
金型、基材および樹脂の密着体を形成し、実施例と同様
なストッパを用いて離型を実施例したところ、金型と樹
脂との密着力が大きく、基材がストッパ部より破損して
しまい、離型ができなかった。
【0034】
【比較例2】実施例の比較例として、金型の光学有効径
外周部に#100の砂摺り面を形成した金型を用いて、
実施例と同様な金型、基材および樹脂の密着体を形成し
、実施例と同様なストッパを用いた離型を実施したとこ
ろ、数百個前後で容易な離型ができなくなり、比較例1
と同様に基材が破損してしまい、離型ができなくなった
【0035】
【発明の効果】請求項1に記載した複合型光学素子の離
型方法によれば、従来のように離型毎に樹脂と金型に温
度変化や超音波等の外的負荷を与える必要がないので、
離型時間が短くなる。そのため、複合光学素子の成形サ
イクルタイムを短縮することができ成形品の低コスト化
を図ることができる。また、複合光学素子の表面外周部
にストッパを当接して離型が行えるので、成形設備が簡
単な構造となり、成形品の低コスト化を図ることができ
る。
【0036】一方、請求項2に記載した複合光学素子成
形用金型によれば、成形面の光学有効径外周に凹凸部を
設けて金型を形成しているので、低コストに金型を得る
ことができる。また、従来のように、成形面全体に離型
層を設けていないので、複合型光学素子の成形中に樹脂
のヒケによる光学面形状の悪化や離型層の処理ムラによ
る光学面の外観ムラの発生を防止できる。さらに、成形
面の凹凸部は、成形面に形成した溝部に接着剤とパウダ
ーで混練した物質を塗布して形成されるので、凹凸部が
強固に形成され、数千個以上の複合型光学素子を連続し
て離型することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の複合型光学素子成形用金型
でガラス基材上に樹脂層を形成した状態を示す断面図で
ある。
【図2】本発明の実施例1の複合型光学素子成形用金型
の成形面に形成したV形溝部を示す複合型光学素子成形
用金型の底面図である。
【図3】ガラス基材の表面に樹脂を吐出した状態を示す
断面図である。
【図4】ガラス基材の表面に樹脂層を形成した状態を示
す断面図である。
【図5】本発明の実施例1の複合型光学素子の離型方法
における離型の直前を示す断面図である。
【図6】本発明の作用を説明するために複合型光学素子
成形用金型の成形面に形成した凹凸形状を示す断面図で
ある。
【図7】図6に示した凹凸形状とは別の凹凸形状を示す
断面図である。
【図8】従来の複合型光学素子成形用金型の離型時にお
ける作用を説明するための複合型光学素子成形用金型と
ガラス基材を重ねた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
20  複合型光学素子成形用金型 20a  成形面 21  ガラス基材 22  樹脂層 22a  樹脂 23  凹凸部 26  ストッパ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ガラス基材の少なくとも一方の表面に
    エネルギー硬化型の樹脂を配置し、所望形状の成形面を
    有する金型を前記樹脂に圧着して、ガラス基材の表面に
    樹脂を押し拡げつつ、前記成形面の形状を反転させた樹
    脂層を形成し、ついでエネルギーを照射して樹脂を硬化
    させ、その後金型と樹脂層とを離型する複合型光学素子
    の離型方法において、前記樹脂層の光学有効径外部を押
    圧する前記金型の成形面に凹凸部を設けた金型により前
    記ガラス基材の表面に樹脂層を形成し、前記硬化を行っ
    た後ガラス基材の表面外周部にストッパを当接させつつ
    、前記金型とガラス基材とを離型する方向へ相対的に移
    動して金型と樹脂層とを離型することを特徴とする複合
    型光学素子の離型方法。
  2. 【請求項2】  ガラス基材の少なくとも一方の表面に
    エネルギー硬化型の樹脂を配置し、所望形状の成形面を
    有する金型を前記樹脂に圧着して、ガラス基材の表面に
    樹脂を押し拡げつつ、前記成形面の形状を反転させた樹
    脂層を形成する複合型光学素子成形用金型において、前
    記樹脂層の光学有効径外部を押圧する前記金型の成形面
    部位に凹凸部を設けたことを特徴とする複合型光学素子
    成形用金型。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5916402A (en) * 1996-02-21 1999-06-29 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Method for manufacturing optical element

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US5916402A (en) * 1996-02-21 1999-06-29 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Method for manufacturing optical element

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