JPH0483621A

JPH0483621A - 鏡面を有する光学成形体の成形方法

Info

Publication number: JPH0483621A
Application number: JP2198644A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Maeda; 薫前田; Hiromasa Kobayashi; 裕昌小林
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-07-26
Filing date: 1990-07-26
Publication date: 1992-03-17
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPH0725103B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、鏡面を有する光学成形体の成形方法に関する
。

〔従来の技術〕

従来、キャビティ部にオーバーフロー部を設け、キャビ
ティ部内を溶融樹脂で満杯に充填した後、さらに熔融樹
脂をオーバーフロー部に流出させて成形品の品質を向上
させる成形方法が知られている。

例えば、特公昭６１−１９４０９号公報記載の発明にお
いては、レンズの肉厚方向に摺動可能な入子には圧縮用
のピストンが係合されている。

方、キャビティのゲートと反対側にはオーバーフロー部
が設けられ、オーバーフロー部には上記と同様な肉厚方
向に圧縮可能な手段（例えば、スプリング等）が具備さ
れている。この装置を用いて、溶融樹脂をキャビティ内
に充填後、ピストンにより入子を介し樹脂を圧縮してオ
ーバーフロー部に押し出し、該オーバーフロー部に具備
された圧縮手段からの反発力とのバランスをとりながら
所定の厚さのレンズを得る成形方法が提案されている。

これは、一般に射出圧縮成形と呼ばれる成形方法で、レ
ンズ等のような光学部品を歪やウェルドラインのような
欠陥を発生させずに成形する手段として用いられている
。

〔発明が解決しようとする課題］前記従来技術は、熔融樹脂が冷却硬化する際の体積収縮
によって生じるヒケを防止するため、あらかしめ溶融樹
脂を圧縮し、密度を高める事によりり収縮分を補おうと
したものである。

しかしながら、前記従来技術における成形方法では、樹
脂に高圧を与えてレンズを成形するため、ヒケを無くす
ことは出来ても、内部応力による歪が残留する欠点があ
り、ある一定レベル以上の品質（面精度）は、圧縮条件
を変更しても得られなかった。

本発明は、前記従来技術における欠点に鑑みて開発され
たもので、反射鏡等の片面が光学的鏡面を有した成形体
に生じるヒケや残留歪を解消できる成形方法の提供を目
的とする。

（課題を解決するための手段および作用〕本発明は、片
面が鏡面で、その反対面が粗面の射出成形用金型を用い
て光学成形体を成形するにあたり、該金型のキャビティ
流路の末端部にオーバーフロー部を設け、金型内に低圧
で溶融樹脂を射出し、前記オーバーフロー部内を樹脂が
充填しだした時点で射出を停止した後、保持圧力を加え
ずに冷却固化させる成形方法である。また、片面が鏡面
で、その反対面が粗面の射出成形用金型を用いて光学成
形体を成形するにあたり、ランナーから分岐するオーバ
ーフロー部を設け、該オーバフロ一部と金型のキャビテ
ィ部とに低圧で溶融樹脂を射出し、キャビティ部の充填
が完了し、かつオーバーフロー部の充填が完了しない時
点で射出を停止した後、保持圧力を加えずに冷却固化さ
せる成形方法である。

第１図は本発明の概念図、第２図ａ、ｂ、ｃは本発明の
詳細な説明し、第２図ａは金型のキャビティ周辺を示す
平面図、第２図すおよびＣはそれぞれキャビティに樹脂
が充填された状態を示す断面図である。

第２図ａに示すのは通常の金型で、キャビティ１にゲー
ト２およびランナー３が連設されている。

該金型を用いて、第２図すに示す如く、キャビティｌ内
に熔融樹脂４が充填完了する直前に射出を停止し、保圧
を全くかけずに成形したものである。

この成形方法によれば、粗面側金型５の粗面の凹凸が転
写されていない。従って、成形時における熔融樹脂４の
キャビティ１面への密着力は鏡面側金型６に比べて粗面
側金型５の方が弱くなる。すると、溶融樹脂４の収縮に
より生ずるヒケは粗面側に集中するために、鏡面側は金
型の平面性を極めて忠実に転写し、光学的に良好な面精
度を有する成形品を得ることができる。

一方、第２図Ｃに示すのは、上記第２図すにおける充填
時の射出を停止するタイミングが少し遅れた状態である
。すると、第２図すの状態とは逆に、鏡面側よりも粗面
側の密着力が高まり、ヒケは選択的に鏡面側に集中する
。

以上、第２図すと第２図Ｃとにおける２つの状態は、射
出停止時期のわずかなバラツキにより決まるものであり
、第２図すの状態を安定して得ることは困難でうある。

囚って、本発明は第１図に示す如く、キャビティ１の波
路末端部にオーバーフロー部７を設ける。

そして、オーバーフロー部７に樹脂４が充填されだした
時点で射出を停止すれば、停止時期が成形機や成形条件
のバラツキで変動しても、このバラツキをオーバーフロ
ー部７内で９収することができ、常に、第２図すと同様
な状態を維持することができる。

〔実施例〕以下、本発明に係る鏡面を有する光学成形体の成形方法
の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する
。

（第１実施例）第３図〜第５図は本発明の第１実施例を示し、第３図は
金型のキャビティ周辺の平面図、第４図は同縦断面図、
第５図ａおよびｂはキャビティの内圧を表したグラフで
ある。

１はキャビティで、片側が粗面仕上げの粗面側金型５と
鏡面（光学的鏡面）仕上げの鏡面側金型６とで形成され
ており、ゲート２の反対側にオーバーフロー部７が設け
られている。粗面側金型５のオーバーフロー部７とキャ
ビティ１の接続部には成形後の切断仕上げが容易なよう
に、刃物の位置決めの為の段差（ｔ３）が設けられてい
る。

さらに、粗面側金型５には金型から成形品を取り出す時
に用いる突出ピン８が設けられている。

以上の構成から成る金型を用いての成形方法は、キャビ
ティ１内に低圧で熔融樹脂を射出し、オーバーフロー部
７内に溶融樹脂が充填されだした時点で射出を停止した
後、保持圧力を加えず冷却固化させる。

上記成形方法を、オーバーフロー部を設けない金型と比
べながら詳しく説明する。

第５図ａおよびｂは、第３図Ａ位置の突出しピン８に荷
重計（図示省略）等を設け、射出工程中の時間経過によ
るキャビティ１内圧の変化をグラフ化したもので、第５
図ａはオーバーフロー部が内湯合、第５図すはオーバー
フロー部を設けた場合のグラフである。

第５図ａのオーバーフロー部が無い場合、熔融樹脂がキ
ャビティ内に流入し、その流動先端が第３１１ＤＡの位
置に達すると、流動抵抗に相当するごく微弱な圧力Ｂが
検出される。

やがて、充填完了の直前の位置で射出を停止すると、キ
ャビティ内圧はそのまま０になり、成形が纒了する。と
ころが、本発明の概念として先に説明したように、キャ
ビティ充填の瞬間の直前で射出を停止する事は極めて正
確な制御を必要とし、安定してヒケを粗面側に誘導する
事は困難である。

なぜならば、停止のタイミングが早すぎると製品部の充
填不足が生じるので、いわゆるショートと呼ばれる不良
品となる。また、遅すぎるとキャビティ内が完全に満た
されて、第４図ａに示すＣ部の様にキャビティ内圧が象
、激に立ち上がってしまい、鏡面側がヒケてしまうため
である。成形品とキャビティ内圧との関係は、キャビテ
ィ内圧が０Ｋｑｆ７ｃｄの時はショートに、また内圧が
１００Ｋｔｒ　７　ｃ４では成形品の全数がヒケでしま
う。成形機のバラツキを調べたところ、フィードバック
制御式の新鋭機においても、材料の計量値のバラツキは
スクリュー位置で０．２胴の巾があり、停止位置のバラ
ツキは０．１−以下であった。従って、オーバーフロー
部の寸法は容積で比較して、少なくとも成形機のスクリ
ュー新面積（ａ＋ｍ）　”　ｘＱ、２（ａｍ）ｍｍ’以
上の容積になるように設定する必要がある。

また、この時の成形品ｎ＝７３０ケ中の良品率は５７％
で、不良の大半が鏡面側のヒケであり、ショートは少数
であった。

次に、オーバーフロー部７を設けた場合について第５図
すを用いて説明する。

Ｂ部までは第５図ａの場合と同様なので省略する。

Ｄ部はオーバーフロー部に溶融樹脂の流動先端がさしか
かった時点に相当し、第３図でいえばｒｌＸｔ、の絞り
部分を通過する時の流動抵抗の為に、キャビティｌ内の
内圧が上昇した事を表している。

やがてオーバーフロー部７の中間に到達したところで射
出は停止されるので、キャビティ内圧はそのまま０に戻
る。

ここで、絞りの程度が重要で、絞り過ぎるとＤ部の圧力
が上昇し、結局鏡面側がヒケでしまうし、厚過ぎると、
後に製品部を切り離す２次加工の作業がやり難くなって
しまう。

本発明の好ましい実施態様によれば、１１は１〜３Ｉｌ
Ｉｌｒｌ、Ｌ３ハ製品部ｔ２の８０〜９０％でゲートｔ
よりも厚い方が良く、例えば製品部が２ｍｍの時にはｔ
ｉ＝１．６〜１．８Ｍが良好な結果を得ることができた
。

また、Ｌ、ＸＬ！は、先に示した成形機の制御能力＋α
を見込んでおけばよい。例えばφ２５ｍｍのスクリュー
径の機械の場合には、ｙｒＸ２５”Ｘｏ、２．１００ｆｆｉＩＩｌｆｆの熔融樹脂の充填バラツキが
想定されるので、Ｌ＋　＝　１０ｍｍ、　Ｌ。

＝１０聰、ｔａ＝２ｍに設定すれば、充分余裕を残す事
ができる。

本実施例によればオーバーフロー部７により、充填のバ
ラツキが柔軟に吸収されるので、第５図すの波形を繰り
返し忠実に再現する事ができ、製品の良品率は１００％
にまで向上した。

（第２実施例）第６図は本発明の第２実施例を示す金型のキャビティ周
辺の平面図である。

３はランナーでゲート２を介してキャビティ１へ連結す
ると共に、ランナー３に設けられたサブゲート１０を介
してオーバーフロー部１１に接続している。

また、キャビティ１の金型の表面粗さは、前記第１実施
例と同様に片面が粗面で、反対面が鏡面（光学的鏡面）
に仕上げられている事は言うまでもない。

以上の構成から成る金型を用いての成形方法は、低圧で
射出された熔融樹脂４は、ランナー３で分岐し、ゲート
２、サブゲート１０を経て、それぞれキャビティｌとオ
ーバーフロー部１１へ同時に充填されていく。

この時、キャビティ■が充填されても、オーバーフロー
部１１には、未充填部１１ａが残っているので、この時
で射出を停止すれば、キャビティ１は前記第１実施例と
同様に粗面側にヒケを誘導する事ができる。即ち、第５
図ａにおけるＢの状態を安定的に維持できる。

また、オーバーフロー部１１はもともと成形加工が終了
すれば、利用価値がないものであり、樹脂材料のロスを
最小限にする意味でも容積を最小限にする事が好ましい
。

一方、流動距離はオーバーフロー部１１の厚さを薄＜シ
ていけば流動抵抗の増加と共に、流動長が短くなる。

従って、少ない容積でキャビティ１と充填バランスを取
ることが可能である。

また、サブゲート】０を絞っても当然同様の効果が得ら
れる。

ところが、あまり薄くシすぎると、流動抵抗が大きくな
り過ぎて、第５図すにおけるＤの部分の内圧が高（なっ
てしまい、鏡面側がヒケでしまうのは前記第１実施例の
時と同様である。

また、射出時におけるキャビティ内の圧力が１０〜５０
”’　／　ｃｎの時に良好な結果が得られた。

本実施例によれば、前記第１実施例と同様な効果が得ら
れる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、成形機の機械的繰り返し精度の限
界および金型温度や溶融樹脂の粘度など成形条件上のバ
ラツキによる充填量の変動を、オーバーフロー部の余白
空間で吸収し、常に低圧で充填させることにより、光学
的鏡面側のヒケや製品のショートなどの不良を皆無にす
る効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る鏡面を有する光学成形体の成形方
法の概念図、第２図ａ、ｂ、ｃは同概念を説明し、第２
図ａは金型のキャビティ周辺を示す平面図、第２図すお
よびＣはそれぞれキャビティに樹脂が充填された状態を
示す断面図、第３図〜第５図は同第１実施例を示し、第
３図は金型のキャビティ周辺の平面図、第４図は同縦断
面関、第５図ａおよびｂはキャビティ内圧を表したグラ
フ、第６図は同第２実施例を示す金型のキャビティ周辺
の平面図である。１・・・キャビティ２・・・ゲート３・・・ランナー４・・・溶融樹脂５・・・粗面側金型６・・・鏡面側金型７１１・・・オーバーフロー部８・・・突出しビン１０・・サブゲート

Claims

【特許請求の範囲】

（１）片面が鏡面で、その反対面が粗面の射出成形用金
型を用いて光学成形体を成形するにあたり、該金型のキ
ャビティ流路の末端部にオーバーフロー部を設け、金型
内に低圧で溶融樹脂を射出し、前記オーバーフロー部内
を樹脂が充填しだした時点で射出を停止した後、保持圧
力を加えずに冷却固化させることを特徴とする鏡面を有
する光学成形体の成形方法。
（２）片面が鏡面で、その反対面が粗面の射出成形用金
型を用いて光学成形体を成形するにあたり、ランナーか
ら分岐するオーバーフロー部を設け、該オーバーフロー
部と金型のキャビティ部とに低圧で溶融樹脂を射出し、
キャビティ部の充填が完了し、かつオーバーフロー部の
充填が完了しない時点で射出を停止した後、保持圧力を
加えずに冷却固化させることを特徴とする鏡面を有する
光学成形体の成形方法。