JPH0698642B2 - 光学用反射ミラーの製造法と成形用金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は成形用金型内にプラスチック材料を充填して光
学用反射ミラーを成形する光学用反射ミラーの製造法と
成形用金型に関するものである。

〔従来の技術〕

プラスチック材料を成形材料として光学部品を成形する
方法が一般に普及されるとともに精度の良い光学面を得
る方法としては、成形用金型内に高圧にてプラスチック
材料を充填し、その圧力によって成形用金型における成
形面の形状を反転させることにより成形する方法が広く
採用されている。

また、前記成形用金型の成形面には成形精度の向上以外
の目的、例えば、金型自体の強度、耐熱性等の目的から
表面処理を施す方法あるいは実開昭62-102608号公報記
載の成形型の如く、製作対象オイルシールの摺動面に対
応する金型表面に金属溶射によって微小突起を付して構
成したオイルシール用成形型等が開発されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、前記従来の光学用反射ミラーの成形方法にお
ける、高圧によるプラスチック材料の充填によって、成
形用金型の成形面を反転させ、精度の良い平面を得よう
とする成形技術にあたっては、型内では精度の良好な平
面を反転せしめ得るも、これを離型させると前記成形時
の高圧の影響を受けることによって生ずる内部応力の為
に変形が発生し光学用反射ミラーに要求される平面には
適用し難い歪みを生ずる場合があった。かかる欠点が成
形上の歩留りが悪く、製造原価が高くなる等の原因とな
っていた。

また、実開昭62-102608号公報記載の成形型の如く、成
形面に微小突起を有する場合には、前記プラスチックの
高圧充填による成形面の反転性の向上作用を得ようとし
た場合には、前記微小突起が成形品の型に対する喰付力
を増す為に、離型時における変形発生による成形面の歪
みにつながる結果、前記欠点がさらに顕著となる。

因って、本発明は、前記従来の成形技術における欠点に
鑑みて開発されたもので、所望の平面性を有する光学用
反射ミラーを高精度、安価に、しかも効率良く製造し得
る光学用反射ミラーの製造と成形用金型の提供を目的と
するものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕

本発明は、成形用金型内にプラスチック材料を充填して
光学用反射ミラーを成形する製造法において、 前記成形用金型の、前記光学用反射ミラーのミラー成形
面と対向する成形面のヌレ性を、前記ミラー成形面より
低下せしめるとともに前記成形用金型内に充填したプラ
スチック材料に保圧をかけることなく成形するもので、
かかる方法を第１図により、より具体的に説明するに鏡
面から成る前記ミラー成形面１を有する鏡面側金型２と
ミラー成形面１に対向する、前記鏡面に比してヌレ性の
低下する粗面から成る成形面３を有する粗面側金型４と
によって構成される成形用金型５においてキャビティー
６内に充填されたプラスチック材料７はキャビティー６
内に見かけ上充満された状態（鏡面１側に比べて粗面３
側の凹凸の底部には若干の空隙８を有した状態、但し図
示の場合、説明上理解し易いように粗面３側の空隙８を
極端に示している）となるとともに保圧をかけることな
くキャビティー６内で冷却が始まり、かつ収縮が開始す
る。

この時、粗面３側に比し放熱作用にまさる鏡面１側の樹
脂が早く冷却されるとともに樹脂の鏡面１側で固形さ
れ、残りの樹脂が鏡面１側に引っ張られる結果、粗面３
側にヒケが生ずる。

従って、前記鏡面１側に対するプラスチック材料７の密
着性によって高い転写性が発揮されるとともにプラスチ
ック材料７の収縮が鏡面１側を基準に生ずることによっ
て、鏡面１の成形面が成形品に高精度に転写されるもの
である。

しかして、本発明成形用金型は、成形用金型内にプラス
チック材料を充填して光学用反射ミラーを成形する成形
用金型において、前記成形用金型の、前記光学用反射ミ
ラーのミラー成形面と対向する成形面に微小な凹凸を設
けるか、これに換えて、前記ミラー成形面のヌレ性に比
してヌレ性の低い表面処理層あるいはシート状部材を介
在せしめ、さらには前記ミラー成形面のヌレ性に比して
ヌレ性を低下し得る手段としての多孔質材層を設けるこ
とによって構成することにより、光学用反射ミラーの製
造に当たっての前記本発明方法における作用を適確に得
られるものである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面とともに説明する。

（第１実施例） 第２図乃至第４図は本発明の第１実施例を示し、第２図
は成形用金型の断面図、第３図ａおよび第３図ｂは成形
品の平面図および側面図、第４図ａ、第４図ｂおよび第
４図ｃは成形品の成形状態を示す説明図である。

さて、第２図示の射出成形用金型10は、固定側入子11を
装備する固定側型板12とこれを取付けた固定側取付板13
とから成る固定側金型部14および前記固定側入子11に対
向して可動側入子15を装備する可動側型板16とこれを支
持する可動側受板17並びにスペーサブロック18を介して
前記可動側型板16を取付けた可動側取付板19とからなる
可動側金型部20によって構成されている。

また、前記固定側入子11の成形面11aは砂目面から成
り、この固定側入子11に対向して配設される前記可動側
入子15の成形面15aは成形品である光学用反射ミラーの
ミラー面に要求される平面度と鏡面仕上げ（ミラーフィ
ニッシュ仕上げ）が施されている。

さらに、前記固定側入子11と可動側入子15の成形面11a
および15aと前記可動側型板16並びに上下突出板21およ
び22により支持される突出ピン23および24によってキャ
ビティー25が形成されている。

尚、前記キャビティー25における可動側型板16の成形面
16aおよび突出ピン23および24の端面23aおよび24aは鏡
面仕上げは施されていない。

そして、前記固定側型板12にスプル26を有するスプルブ
ッシュ27を固定するとともにこのスプルブッシュ27のス
プル26に連通せしめて可動側型板16にスプル溜まり28、
ランナ29およびゲート30を配設し、かつ前記上下突出板
21および22に支持した突出ピン31の端面を前記スプル溜
まり28にのぞませることにより構成されている。

以上の構成からなる射出成形用金型10によって第３図に
示す成形品としての光学用反射ミラーを成形する場合に
は、図示しない成形機のシリンダノズルよりスプルブッ
シュ27のスプル26、スプル溜まり28、ランナ29およびゲ
ート30を介してキャビティー25内にプラスチック材料を
充填する。

この時、キャビティー25内へのプラスチック材料の充填
が完了する直前に前記シリンダノズルからの充填を停止
し、以後キャビティー25内への圧力をかけずに成形を遂
行する。

従って、キャビティー25内に充填されたプラスチック材
料は冷却固化し、第３図に示す成形品32が成形される。

その後、可動側金型20がパーティング面33を介して固定
側金型14より型開きされるとともに成形機の突出ロッド
（図示しない）により押圧された上下突出板21および22
によって作動する突出ピン23、24および31により前記成
形品32が型外に突出されて離型される。

すなわち、離型後の成形品32を示すのが第３図で、同図
示の成形品32は、製品部34およびこれに連結する成形品
ゲート部35、成形品ランナ部36、成形品スプル部37から
成る。

さて、前記構成の射出成形用金型10を用いた前述の成形
品32の成形方法によれば、成形機のシリンダノズルより
のプラスチック材料のキャビティー25内に対する充填を
その完了直前に停止し、以後の圧力をかけずに成形する
結果、可動側入子15の鏡面15aに対応する成形面がこれ
に比してヌレ性の悪い固定側入子11の砂目面11aおよび
その他の成形面16aおよび突出ピン23、24の端面23a、24
aより早く冷却するとともにこの鏡面15a側の冷却に伴っ
て、キャビティー25内のプラスチック材料の収縮が開始
されることにより、前記砂目面11a、成形面16a端面23
a、24aにヒケが発生する。

これに対して、前記鏡面15aとの対応面はヒケの発生な
く鏡面15aが高精度に転写される。

かかる成形状態の示すのが第４図ａおよび第４図ｂで成
形品32における製品部34のうち、固定側入子11の砂目面
11aとの対応面38にはヒケ39aが発生するとともに、可動
側型板16の成形面16a、および突出ピン23、24の端面23
a、24aとの対応面40にはヒケ39bが発生するも、可動側
入子15の鏡面15aとの対応面、すなわち光学用反射ミラ
ーのミラー面41にヒケは全く発生しない。

しかるに、下記表１に示す如く、前述の成形方法上、前
述した如く、キャビティー25内に対する保圧をかけるこ
とのない成形によれば、鏡面15aとの対応面となるミラ
ー面41にヒケを発生させず、鏡面15aの高精度の転写性
が発揮されるが、逆に保圧をかけて成形した場合には、
固定側のヒケ39aおよび可動側のヒケ39bの発生はなく、
第４図ｃに示す如く、鏡面15aとの対応面41にヒケ39cが
発生することが判明した。

（第２実施例） 第５図乃至第11図は本発明の第２実施例を示すもので、
第５図は成形用金型の断面図、第６図および第７図は同
要部の拡大図、第８図乃至第10図は固定側入子の成形面
の部分拡大図、第11図は可動側入子の部分拡大断面図で
ある。

さて、本実施例における成形用金型10については、第１
実施例と同一構成部分については同一番号を付して、そ
の説明を省略し、第１実施例の射出成形用金型に該当す
る構成以外の構成部分についてのみ以下に説明を加え
る。

因って、固定側入子11および可動側入子15は固定側型板
12および可動側型板16に対して固定側スリーブ42および
可動側スリーブ43を介して取付けられるとともに固定側
入子11の成形面11aは第３図および第３図の凹凸を拡大
して示す第４図に示す如く、微小な凹凸44を設けること
により形成され、かつ可動側入子15の成形面15aは成形
品としての光学用反射ミラーのミラー面に要求される鏡
面を転写し得るように極めて平面性の高いミラーフィニ
ッシュ仕上げが施されている。

尚、図中46はコアピン、47はランナ突出ピンをそれぞれ
示すものである。

さて、以上の構成から成る成形用金型10により光学用反
射ミラーとしての成形品を成形する場合にも、前記第１
実施例と同様に成形機のシリンダノズルよりスプル26、
ランナ29およびゲート30を介してキャビティー25内にプ
ラスチック材料を充填し、その完了直前において充填を
停止するとともに以後、キャビティー25内に圧力がかか
らないようにする。

しかして、この状態でキャビティー25内に充填されたプ
ラスチック材料はキャビティー25内が見かけ上（鏡面15
a側に比べて粗面11a側の凹凸44の底部44aには若干の空
隙を有した状態）満杯となると同時に保圧がかかること
なくキャビティー25内で冷却がはじまり、それとともに
収縮が始まる。

この時、保圧をかけない為、固定側入子11の成形面11a
にはプラスチック材料が全面にピッタリと密着しておら
ず、収縮がはじまると同時に成形面11aとの密接面が剥
離をはじめヒケが発生する。

この為、収縮は可動側入子15の成形面15aを基準に生ず
ることになり、可動側入子15の高精度平面から成る鏡面
15aはそのまま成形品に転写される。

しかる後、キャビティー25内における前記成形完了後、
パーティングライン33より型を開き、図示しない突出板
に支持されるコアピン46、ランナ突出しピン47およびス
プル突出しピン31を介して成形品の離型を行い成形品を
取り出すものである。

そして、前記した如く、高精度の光学用反射ミラー用平
面を持った成形品を得ることができる。

また、前記固定側入子11の成形面11aにおける第４図示
の微小な凹凸44に換えて、成形面11aに鋼球ボール48を
エアー圧や液圧によって吹き付け（ブラストして）なめ
らかな凹凸49を形成することにより、前記凹凸44を比較
してさらに、プラスチック材料の成形面11aに対する喰
い付きが弱まり、前記収縮時の剥離をより剥離し易い状
態とすることができる利点を有する。

さらに、前記固定側入子11の成形面11aの第４図示の微
小な凹凸44の表面に電解または無電解のニッケルメッキ
等の数十μｍの被膜層50を施すことにより前記凹凸49と
同様の作用効果を得ることができる。

加えて、前記可動側入子15を熱伝導率のよいアルミ材や
銅材により形成するとともにこの可動側入子15の成形面
15aに前記した如くミラーフィニッシュ仕上げを施し、
かつこのミラーフィニッシュ面15aにTiN,CrN等の薄膜層
51を設けることにより、前記熱伝導率のよい作用によっ
て、ミラー面を形成するスキン層の熱を早く奪って型反
転させることができ、これに反して、対向面の固定側入
子11の微小な凹凸44による粗面の温度が、鏡面15aより
高い場合は収縮によるヒケ現象が原理的に、必ず温度の
高い方へ出る為、第７図、第９図および第10図の固定側
入子11の成形面11aとの関係において、前述してきた作
用効果をより促進した状態の成形が実現され光学的面精
度の高い反射ミラーの成形が可能となる。

そして、前記第11図の薄膜層51により、可動側入子15の
成形面15aの耐蝕性が向上されるとともに表面キズ発生
等の防止に役立ち、可動側入子15の寿命の延命化を計れ
る。

さらに、前述した第７図乃至第10図示の固定側入子11の
成形面11aを微小な凹凸44、49および50による、可動側
入子15の成形面15aの鏡面に対するヌレ性の低下を計っ
た構成に加えて、固定側入子11の成形面11aを含油金属
層により形成する場合、さらには成形面11aに市販のガ
スレンジ等に使用されている、セルフクリーニング処理
し、プラスチック材料との接触面積を極力少なくするよ
うにした構成等の実施例を挙げることができる。

（第３実施例） 第12図および第13図は本発明の第３実施例を示し、第12
図は成形用金型の要部の拡大断面図、第13図はシート状
部材の受け部を示す拡大断面図である。

本実施例の成形用金型10は第２実施例の成形用金型10の
構成における可動側入子15の成形面15aのヌレ性に対す
る固定側入子11の成形面11aのヌレ性を低下せしめる目
的を以て、可動側スリーブ43に設けた支持凹部53にテフ
ロンシート等から成るシート状部材53を支持せしめつつ
固定側入子11の成形面11aを覆うことにより構成したも
ので、その他の構成は、第２実施例と同一の構成から成
り、同一構成部分については同一番号を付して、その説
明を省略する。

従って、かかる構成から成る成形用金型10によっても、
第２実施例と同様の成形方法と同様の方法によって成形
することにより、キャビティー25内に充填されたプラス
チック材料は固定側入子11の成形面11aに介在されるシ
ート状部材52によって、前記第２実施例の固定側入子11
の成形面11aと同様の作用が発揮される結果、キャビテ
ィー25内に充填されたプラスチック材料の冷却に伴って
収縮が開始され、その収縮は可動側入子15の成形面15a
を基準に生ずることとなり、成形面15aの鏡面が高精度
に転写された光学用反射ミラーを成形することができ
る。

尚、成形品よりシート状部材52を剥離するが、もしもシ
ート状部材52が成形品に一体化して剥離できない場合が
生じても問題とはならず、成形品は不良とならずに使用
が可能である。

（第４実施例） 第14図は本発明の第４実施例を示す要部の断面図であ
る。

本実施例の成形用金型10は固定側入子11を多孔質材、例
えばセラミック材等にて形成するとともに、この固定側
入子11の背部に送風口55を固定してエアー発生装置54を
設けることにより構成したもので、その他の構成は第２
実施例の成形用金型10と同一構成から成り、同一構成部
分には同一番号を付して、その説明を省略する。

さて、かかる構成から成る成形用金型10により、第２実
施例の成形方法と同様の方法により成形する時、キャビ
ティー25内に充填されるプラスチック材料は、固定側入
子11の成形面11a側において、前記エアー発生装置54か
らのエアーが送風口55を介して固定側入子11内に吹き込
まれると成形面11aと前記プラスチック材料間に空気層
が介在される結果、プラスチック材料の固定側入子11の
成形面11aとの接触が阻止される。

因って、キャビティー25内のプラスチック材料の冷却に
伴って生ずる収縮は、前記各実施例と同様に可動側入子
15の成形面15aを基準に生ずることとなり、可動側入子1
5の成形面15aにおける鏡面が成形品に高精度に転写さ
れ、所望の光学用反射ミラーを成形することができる。

尚、前述してきた各実施例においては可動側金型部の成
形面に光学用反射ミラーに要求されるミラー面の成形面
を形成する実施例について述べてきたのであるが、これ
を逆に固定側金型部に設ける構成によっても実施可能
で、例えば、成形用金型の配設構成上、ゲート位置等の
配設状況等に応じて、いずれかの構成を選択しつつ実施
することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば光学用反射ミラーを高精度かつ効率よく
安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念を示す説明図、第２図乃至第４図
は本発明の第１実施例を示し、第２図は成形用金型の断
面図、第３図ａおよび第３図ｂは成形品の平面図および
側面図、第４図ａ、第４図ｂおよび第４図ｃは成形品の
成形状態を示す説明図、第５図乃至第11図は本発明の第
２実施例を示すもので、第５図は成形用金型の断面図、
第６図および第７図は同要部の拡大図、第８図乃至第10
図は固定側入子の成形面の部分拡大図、第11図は可動側
入子の部分拡大断面図、第12図および第13図は本発明の
第３実施例を示し、第12図は成形用金型の要部の拡大断
面図、第13図はシート状部材の受け部を示す拡大断面
図、第14図は本発明の第４実施例を示す要部の断面図で
ある。 １……ミラー成形面（鏡面） ２……鏡面側金型 ３……成形面（粗面） ４……粗面側金型 ５……成形用金型 ６……キャビティー ７……プラスチック材料 ８……空隙 10……成形用金型 11……固定側入子 11a……固定側入子の成形面 12……固定側型板 13……固定側取付板 14……固定側金型部 15……可動側入子 15a……可動側入子の成形面（鏡面） 16……可動側型板 17……可動側受板 18……スペーサブロック 19……可動側取付板 20……可動側金型部 21,22……突出板 23,24,31,46,47……突出ピン 25……キャビティー 44,49……微小な凹凸 50……被膜層 52……シート状部材 54……エアー発生装置

フロントページの続き (72)発明者 山田 満喜男 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 芳賀 健二 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 小林 裕晶 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−174123（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−102608（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】成形用金型内にプラスチック材料を充填し
   て光学用反射ミラーを成形する製造法において、 前記成形用金型の、前記光学用反射ミラーのミラー成形
   面と対向する成形面のヌレ性を、前記ミラー成形面より
   低下せしめるとともに前記成形用金型内に充填したプラ
   スチック材料に保圧をかけることなく成形することを特
   徴とする光学用反射ミラーの製造法。
2. 【請求項２】成形用金型内にプラスチック材料を充填し
   て光学用反射ミラーを成形する成形用金型において、 前記成形用金型の、前記光学用反射ミラーのミラー成形
   面と対向する成形面に微小な凹凸を設けることにより構
   成したことを特徴とする光学用反射ミラーの成形用金
   型。
3. 【請求項３】成形用金型内にプラスチック材料を充填し
   て光学用反射ミラーを成形する成形用金型において、 前記成形用金型の、前記光学用反射ミラーのミラー成形
   面と対向する成形面にそのヌレ性を、前記ミラー成形面
   より低下する表面処理層あるいはシート状部材を介在す
   ることにより構成したことを特徴とする光学用反射ミラ
   ーの成形用金型。
4. 【請求項４】成形用金型内にプラスチック材料を充填し
   て光学用反射ミラーを成形する成形用金型において、 前記成形用金型の、前記光学用反射ミラーのミラー成形
   面と対向する成形面を多孔質材層にて形成したことを特
   徴とする光学用反射ミラーの成形用金型。