JPH09230113A - 樹脂光学部品 - Google Patents

樹脂光学部品

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JPH09230113A
JPH09230113A JP3474296A JP3474296A JPH09230113A JP H09230113 A JPH09230113 A JP H09230113A JP 3474296 A JP3474296 A JP 3474296A JP 3474296 A JP3474296 A JP 3474296A JP H09230113 A JPH09230113 A JP H09230113A
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JP
Japan
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resin
optical
parts
optical component
shape
Prior art date
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Pending
Application number
JP3474296A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidenobu Kishi
秀信 岸
Hisaaki Oseko
久秋 小瀬古
Toshiharu Hatakeyama
寿治 畠山
Jun Watabe
順 渡部
Akio Hirano
彰士 平野
Kiyotaka Sawada
清孝 沢田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication of JPH09230113A publication Critical patent/JPH09230113A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂光学部品の光学歪を低減する。 【解決手段】 少なくとも一つが光学面となる隣接する
二つの外面2の境界となる稜線の部分5を切欠形状に形
成した。このように稜線の部分5を切欠形状に形成する
と、樹脂光学部品21の成形時に稜線の部分5が他部よ
り急速に冷却されて固化することを防止できるので、光
学歪を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内部に光線が透過
する樹脂光学部品に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、プリンタやスキャナ等の光学機器
が一般に普及しており、このような光学機器にはレンズ
やプリズムのように光線を内部に透過させる光学部品が
利用されている。このような光学部品は高度な精度を必
要とするが、現在では樹脂成形により容易に大量生産す
ることができる。
【0003】このような樹脂光学部品の一従来例を図1
3に基づいて以下に説明する。まず、ここで例示する樹
脂光学部品1はシリンドリカルレンズであり、透光性樹
脂の射出成形により多面体である六面体として形成され
ている。その六つの外面21〜26のうち、図中上下に位
置する外面21,22が光線を透光する光学面として形成
されており、ここでは一方の外面26 のゲート部3から
ランナ4が突設されている。
【0004】このような樹脂光学部品1を射出成形する
樹脂成形金型11は、図14に示すように、第一金型1
2と第二金型13とを有しており、これらの金型12,
13を接離自在に支持している。これらの金型12,1
3には、相対向する凹部14,15が形成されており、
これらの凹部14,15に密閉される空間によりキャビ
ティ16が開閉自在に形成されている。このキャビティ
16の六つの内面17は、前記樹脂光学部品1の六つの
外面2に個々に対応した形状に形成されている。この樹
脂成形金型11では、キャビティ16の一端にゲート
(図示せず)が連通しており、このゲートに樹脂射出装
置(図示せず)が連結されている。
【0005】ここで、上述のような樹脂成形金型11に
よる樹脂光学部品1の成形方法を以下に説明する。ま
ず、第一金型12を第二金型13に密着させてキャビテ
ィ16を形成し、ここにゲートから溶融した透光性樹脂
(図示せず)を射出する。このようにしてキャビティ1
6に充填した透光性樹脂を保圧したまま、第一・第二金
型12,13を自然冷却させると、そのキャビティ16
の内部の透光性樹脂も冷却されて固化するので、第一金
型12と第二金型13とを離反させれば樹脂光学部品1
を得ることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような樹脂成形金
型11により樹脂光学部品を成形する場合、ポリゴンミ
ラーのように光線を内部に透過させない場合は、光線を
反射する外面の形状精度のみが問題となるが、上述した
樹脂光学部品1のように内部に光線を透過させる場合
は、光線を透過させる外面21,22の形状精度だけでな
く、内部の光学特性も重要である。この光学特性を悪化
させる要因としては、複屈折や屈折率の不均一等の光学
歪、内部に発生する脈理、等があるが、特に、樹脂光学
部品では光学ガラスの場合に比較して光学歪の発生が問
題となっている。
【0007】前述のように樹脂成形金型11の射出成形
により樹脂光学部品1を製作した場合、隣接する二つの
外面2の境界となる稜線の部分5や、三つの外面2が集
中する頂点の部分6に、光学歪が顕著に発生する。この
理由としては、稜線や頂点の部分5,6は、射出充填時
や樹脂冷却時に他の部分より急速に冷却されて固化する
ため、分子配向や残留応力が大きく残存するためと想定
される。また、ゲート部3の近傍の部分には、さらに光
学歪が顕著に発生し、これは射出充填の流動の影響で透
光性樹脂の分子配向が大きくなるためと想定される。
【0008】従来、樹脂光学部品を良好な光学特性に製
作するため、樹脂成形金型の構造や成形サイクルを工夫
し、透光性樹脂を均一な温度分布で徐冷する等の方法が
実行されている。例えば、特開平4-270621号公報に記載
された樹脂成形金型は、樹脂光学部品の肉厚に対応させ
てキャビティの内面を熱伝導率が相違する材質で形成
し、樹脂温度を均一化する。この場合、樹脂光学部品の
光学歪を低減できるが、樹脂成形金型の構造が複雑で生
産性が低下する。また、成形サイクルを工夫して樹脂光
学部品の光学歪を低減する方法では、光学歪を充分に低
減することが困難である。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
外面に形成された光学面を介して内部に光線が透過する
樹脂光学部品において、少なくとも一つが光学面となる
隣接する二つの外面の境界となる稜線の部分を切欠形状
に形成した。従って、樹脂成形金型のキャビティの内部
で透光性樹脂を冷却して固化させる場合、樹脂光学部品
の切欠形状の部分は他部より急速に冷却されて固化する
ことが防止されるので、この切欠形状が稜線に位置する
部分の光学歪が低減される。
【0010】請求項2記載の発明は、外面に形成された
光学面を介して内部に光線が透過する樹脂光学部品にお
いて、光学面に各々隣接する二つの外面の境界となる稜
線の部分を切欠形状に形成した。従って、樹脂成形金型
のキャビティの内部で透光性樹脂を冷却して固化させる
場合、樹脂光学部品の切欠形状の部分は他部より急速に
冷却されて固化することが防止されるので、この切欠形
状が隣接する外面の稜線に位置する部分の光学歪が低減
される。
【0011】請求項3記載の発明は、外面に形成された
光学面を介して内部に光線が透過する樹脂光学部品にお
いて、少なくとも一つが光学面となる複数の外面が集中
する頂点の部分を切欠形状に形成した。従って、樹脂成
形金型のキャビティの内部で透光性樹脂を冷却して固化
させる場合、樹脂光学部品の切欠形状の部分は他部より
急速に冷却されて固化することが防止されるので、この
切欠形状が頂点に位置する部分の光学歪が低減される。
【0012】請求項4記載の発明では、請求項1,2又
は3記載の発明において、ゲート部の近傍の部分を切欠
形状に形成した。従って、溶融した透光性樹脂をゲート
からキャビティに注入する場合、この流動によりゲート
の近傍の部分では透光性樹脂の分子配向が増大するが、
このゲートの近傍の部分に形成した切欠形状の部分は、
透光性樹脂が他部より急速に冷却されて固化することが
防止されるので、分子配向が減少する。なお、ここで云
うゲート部は、成形時にゲートが位置した部分を意味し
ており、ゲートにより成形されたランナを意味するもの
ではない。
【0013】請求項5記載の発明では、請求項1,2,
3又は4記載の発明において、切欠形状が少なくとも一
つの平面からなる。従って、樹脂光学部品の光学歪を低
減する切欠形状が単純な形状で実現される。
【0014】請求項6記載の発明では、請求項1,2,
3又は4記載の発明において、切欠形状が曲面からな
る。従って、樹脂光学部品の切欠形状が光学歪を良好に
低減する形状に形成される。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1及び図
2に基づいて以下に説明する。なお、本実施の形態に関
し、前述した従来例と同一の部分は、同一の名称及び符
号を利用して詳細な説明は省略する。
【0016】まず、本実施の形態の樹脂光学部品21で
は、図1に示すように、透光性樹脂の射出成形により六
面体のシリンドリカルレンズとして形成されており、図
中上下に位置する外面21,22が光線を透光する光学面
として形成されている。これらの外面21,22には、他
の外面23,24が隣接しており、これらの外面21〜24
の境界となる稜線の部分51〜54が、切欠形状に形成さ
れている。
【0017】より詳細には、平面の外面22〜24の稜線
の部分53,54の切欠形状は、隣接する二つの外面2に
45度で交差する単純な一つの平面からなる。外面21
3,24 の稜線の部分51,52の切欠形状は、外面21
に対応して湾曲しているが、これも切欠形状としては
隣接する二つの外面2に45度で交差する平面として形成
されている。
【0018】このような樹脂光学部品21を射出成形す
る樹脂成形金型31も、図2に示すように、第一・第二
金型32,33の凹部34,35によりキャビティ36
が形成されており、このキャビティ36の上方の内面3
1 は、樹脂光学部品21の外面21 に対応した曲面に
形成されると共に、この外面21 の稜線の部分51,52
に対応した稜線の部分381 ,382 が面取形状に形成
されている。同様に、キャビティ36の下方の内面37
2も、樹脂光学部品21の光学面である外面22 に対応
した平面に形成されると共に、この外面22 の稜線の部
分53,54に対応した稜線の部分383 ,384 が面取
形状に形成されている。
【0019】このような構成において、本実施の形態の
樹脂光学部品21は、光学面となる外面21,22の稜線
の部分51〜54が切欠形状に形成されているので、射出
充填時や樹脂冷却時に稜線の部分51〜54が他の部分よ
り急速に冷却されて固化することが防止され、分子配向
や残留応力が軽減される。このため、樹脂光学部品21
は、光学面となる外面21,22の稜線の部分51〜54
内部の光学特性が良好であり、外面21,22を介して内
部を透過する光線の光路の光学特性が良好である。
【0020】なお、本発明は上記方式に限定されるもの
ではなく、各種の変形を許容する。例えば、ここでは樹
脂光学部品21を射出成形により形成することを想定し
たが、本発明はキャビティの内部で透光性樹脂を冷却し
て樹脂光学部品を成形するものであれば各種の変形を許
容する。つまり、特開平5-337997号公報に開示されてい
るように、略最終形状に加工したプラスチック母材を樹
脂成形金型のキャビティに装填し、このキャビティの内
部でプラスチック母材を溶融させてから冷却して固化さ
せる成形方法もあり、このような成形方法にも本発明は
適用可能である。
【0021】また、ここでは樹脂光学部品21の光学面
となる外面21,22の長手方向の稜線の部分51〜54
切欠形状に形成したが、図3に示すように、この切欠形
状を短手方向の稜線の部分55 に形成することも可能で
ある。さらに、このような切欠形状を一つの平面で形成
することを例示したが、図4に示すように、これを複数
の平面で形成することも可能であり、図5に示すよう
に、一つの曲面で形成することも可能である。
【0022】切欠形状を一つの平面で形成した場合、そ
の形状が単純で生産性が良好である。この切欠形状の平
面の個数を増加させると、生産性は低下するが光学特性
は向上し、切欠形状を曲面で形成すると、さらに生産性
は低下するが光学特性は向上する。つまり、上述のよう
な切欠形状は、必要な光学特性と生産性とを考慮して決
定することが好ましい。
【0023】なお、図6及び図7に示すように、実際に
樹脂光学部品21の稜線の部分5を“C”と“R”との
切欠形状に形成したところ、その深さLが2(mm)以上の
場合に光学特性が向上することが確認された。
【0024】また、ここでは光学面となる外面21,22
の稜線の部分51〜55を切欠形状に形成することを例示
したが、図8に示すように、光学面となる外面21,22
に隣接する外面23〜26の稜線の部分57,58を切欠形
状に形成することも可能である。また、図9に示すよう
に、光学面となる外面21,22の頂点の部分61〜64
切欠形状に形成することも可能であり、図10に示すよ
うに、稜線と頂点との部分5,6を共に切欠形状に形成
することも可能である。
【0025】さらに、前述のようにゲート部3の近傍の
部分は、射出充填の流動の影響で透光性樹脂の分子配向
が大きくなり、さらに光学歪が顕著に発生するので、図
11及び図12に示すように、この切欠形状に形成する
部分5,6をゲート部3の近傍に位置させ、この部分の
光学歪を軽減することも可能である。なお、ここで云う
樹脂光学部品21のゲート部3は、成形時にゲートが位
置した部分を意味しており、ランナ4が突出している必
要は無い。
【0026】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、少なくとも一つ
が光学面となる隣接する二つの外面の境界となる稜線の
部分を切欠形状に形成したことにより、樹脂光学部品の
成形時に切欠形状の部分が他部より急速に冷却されて固
化することを防止できるので、光学面の稜線の部分の光
学歪を低減することができ、樹脂光学部品の光学特性を
向上させることができる。
【0027】請求項2記載の発明は、光学面に各々隣接
する二つの外面の境界となる稜線の部分を切欠形状に形
成したことにより、樹脂光学部品の成形時に切欠形状の
部分が他部より急速に冷却されて固化することを防止で
きるので、光学面に隣接する外面の稜線の部分の光学歪
を低減することができ、樹脂光学部品の光学特性を向上
させることができる。
【0028】請求項3記載の発明は、少なくとも一つが
光学面となる複数の外面が集中する頂点の部分を切欠形
状に形成したことにより、樹脂光学部品の成形時に切欠
形状の部分が他部より急速に冷却されて固化することを
防止できるので、光学面の頂点の部分の光学歪を低減す
ることができ、樹脂光学部品の光学特性を向上させるこ
とができる。
【0029】請求項4記載の発明では、ゲート部の近傍
の部分を切欠形状に形成したことにより、ゲート部の近
傍の部分は光学歪が顕著に発生するが、これを切欠形状
により軽減することができる。
【0030】請求項5記載の発明では、切欠形状が少な
くとも一つの平面からなることにより、樹脂光学部品の
光学歪を低減する切欠形状を単純な形状に形成すること
ができ、樹脂光学部品の生産性を向上させることができ
る。
【0031】請求項6記載の発明では、切欠形状が曲面
からなることにより、樹脂光学部品の光学歪を良好に低
減する形状に切欠形状を形成することができるので、よ
り良好に樹脂光学部品の光学特性を向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の樹脂光学部品を示す斜視
図である。
【図2】樹脂成形金型を示す縦断面図である。
【図3】樹脂光学部品の第一の変形例を示す斜視図であ
る。
【図4】樹脂光学部品の第二の変形例を示す斜視図であ
る。
【図5】樹脂光学部品の第三の変形例を示す斜視図であ
る。
【図6】切欠形状の一例を示す縦断面図である。
【図7】切欠形状の他例を示す縦断面図である。
【図8】樹脂光学部品の第四の変形例を示す斜視図であ
る。
【図9】樹脂光学部品の第五の変形例を示す斜視図であ
る。
【図10】樹脂光学部品の第六の変形例を示す斜視図で
ある。
【図11】樹脂光学部品の第七の変形例を示す斜視図で
ある。
【図12】樹脂光学部品の第八の変形例を示す斜視図で
ある。
【図13】一従来例の樹脂光学部品を示す斜視図であ
る。
【図14】樹脂成形金型を示す縦断面図である。
【符号の説明】
2 外面 3 ゲート部 5 稜線の部分 6 頂点の部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 順 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 平野 彰士 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 沢田 清孝 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外面に形成された光学面を介して内部に
    光線が透過する樹脂光学部品において、少なくとも一つ
    が光学面となる隣接する二つの外面の境界となる稜線の
    部分を切欠形状に形成したことを特徴とする樹脂光学部
    品。
  2. 【請求項2】 外面に形成された光学面を介して内部に
    光線が透過する樹脂光学部品において、光学面に各々隣
    接する二つの外面の境界となる稜線の部分を切欠形状に
    形成したことを特徴とする樹脂光学部品。
  3. 【請求項3】 外面に形成された光学面を介して内部に
    光線が透過する樹脂光学部品において、少なくとも一つ
    が光学面となる複数の外面が集中する頂点の部分を切欠
    形状に形成したことを特徴とする樹脂光学部品。
  4. 【請求項4】 ゲート部の近傍の部分を切欠形状に形成
    したことを特徴とする請求項1,2又は3記載の樹脂光
    学部品。
  5. 【請求項5】 切欠形状が少なくとも一つの平面からな
    ることを特徴とする請求項1,2,3又は4記載の樹脂
    光学部品。
  6. 【請求項6】 切欠形状が曲面からなることを特徴とす
    る請求項1,2,3又は4記載の樹脂光学部品。
JP3474296A 1996-02-22 1996-02-22 樹脂光学部品 Pending JPH09230113A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002200653A (ja) * 2000-12-28 2002-07-16 Konica Corp 光学素子の製造方法及び光学素子

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