JPH10133004A - プラスチックレンズ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不均一なレンズ厚みを有する場合でも、均一
厚みのレンズと同程度のコストで、かつ、高精度なプラ
スチックレンズを提供する。 【解決手段】 レンズ厚み（レンズの断面積）が、長手
方向で不均一な矩形状のプラスチックレンズにおいて、
長手方向の任意の位置での断面積と概略同比の面積にな
るようにレンズ１０の長手側面の少なくとも１面に凹形
状部又は凸形状部１０ｃを設けるたものである。つま
り、短手方向（紙面に垂直の方向）のレンズ幅が一定で
あるレンズの場合、レンズ長手側面の形状と概略相似形
状の凹形状部又は凸形状部をレンズ長手側面の少なくと
も一面に設ける。この時、凹形状部又は凸形状部１０ｃ
を概略相似形状としたのは、レンズ形状が非球面形状の
場合には曲率近似した方が金型加工を簡単にすることが
できるためである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックレン
ズ及びその製造方法に関し、より詳細には、レーザ方式
のデジタル複写機、プリンタ、又は、ファクシミリ装置
等の光書き込みユニットに使用される、例えば、矩形状
で、かつ、レンズ厚みが一定ではないプラスチックレン
ズ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ方式のデジタル複写機、プリン
タ、又は、ファクシミリ装置の光書き込みユニットに
は、レーザビームの結像、及び、各種補正機能を有する
矩形状のレンズが用いられている。近年、これらのレン
ズは、製造コストダウンの要求でガラスからプラスチッ
ク製へと変化し、また、複数の機能を最小限のレンズ枚
数で補うため、そのレンズ面形状も球面のみならず複雑
な非球面形状を有するようになってきており、また、レ
ンズ厚み（断面積）が長手方向で不均一となる場合が多
くなってきている。

【０００３】また、その製造方法は安価で、大量生産を
可能にする射出成形法、或いは、金型内に配置されたレ
ンズ形状を形成する入れ駒の一部を可動可能にし、金型
内に充填された樹脂の冷却に伴う体積収縮に対して可動
駒が前進することで圧力を補い形状精度を確保する方
法、いわゆる、射出圧縮成形を用いることが一般的とな
っている。

【０００４】上述した射出成形法で製造する際は、加熱
溶融された樹脂を金型内に充填し、冷却固化させる工程
において、金型内の樹脂圧力や樹脂温度が均一になるこ
とが、所望の形状精度を確保するために望ましいことで
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】而して、レンズ厚み
（或いはレンズの断面積）が長手方向で不均一な場合、
レンズ厚みの偏差によって、充填された樹脂の冷却速度
が長手方向の各部で異なり、体積収縮量に差が生じるた
め形状精度が悪化したり、レンズ厚みの厚いところでは
ひけが発生する等の不具合があった。

【０００６】このような場合、金型温度を樹脂のガラス
転移点温度（Ｔｇ点）以上に高くし、充填された樹脂の
冷却速度が長手方向の各部でできるだけ一定になるよう
にＴｇ点以下になるまで徐冷する方法をとれば、上記の
不具合は解消されるが、冷却時間（成形時間）が長くな
るため、コストアップとなってしまうという欠点があっ
た。

【０００７】また、前述の射出圧縮成形法を用いて製造
する場合、レンズ厚みに偏差があると長手方向の各部で
体積収縮量に差が生じ、このことにより可動駒が樹脂の
体積収縮に追従できず均等な圧力をかけることができな
いため、十分な形状精度を確保できないという問題があ
った。

【０００８】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、上述のごとき不均一なレンズ厚みを有する
場合でも、均一厚みのレンズと同程度のコストで、か
つ、高精度なプラスチックレンズを提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、矩形
状のプラスチックレンズにおいて、長手方向の任意の位
置での断面積と概略同比の面積になるように、該レンズ
側面の少なくとも１面に凹形状部又は凸形状部を設けた
ことを特徴とし、もって、該プラスチックレンズを射出
成形で製造する場合等において、射出成形時に該凹形状
部又は凸形状部を圧縮することにより、レンズ厚みの偏
差による体積収縮量に差が生じることを防止し、レンズ
面の形状精度を向上することができるようにし、また、
金型温度が樹脂のガラス転移点温度以下であっても所望
の形状精度を確保できるようにし、冷却時間（成形時
間）を短縮し、製造コストを削減できるようにしたもの
である。

【００１０】請求項２の発明は、レンズ側面の少なくと
も１面に長手方向の任意の位置での断面積と概略同比の
面積の凹形状部又は凸形状部を設けた矩形状のプラスチ
ックレンズを射出成形によって製造するプラスチックレ
ンズの製造方法において、射出成形時に前記凹形状部又
は凸形状部を圧縮することを特徴とし、もって、プラス
チックレンズを射出成形で製造する場合において、射出
成形時に前記凹形状部又は凸形状部を圧縮することによ
り、レンズ厚みの偏差による体積収縮量に差が生じるこ
とを防止し、レンズ面の形状精度を向上できるように
し、また、金型温度が樹脂のガラス転移点温度以下であ
っても所望の形状精度を確保できるようにし、冷却時間
（成形時間）を短縮し、製造コストをの削減できるよう
にしたものである。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記レンズ側面に設けた凹形状部又は凸形状部の外
面側とレンズ側面の境界を該外面側が小面積となるよう
なテーパ形状としたことを特徴とし、もって、成形時の
離型性を改善し、形状精度を向上させるようにしたもの
である。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記レンズ側面に設けた凹形状部又は凸形状部とレ
ンズ側面の境界を連続した曲率形状としたことを特徴と
し、もって、成形時の離型性を改善するとともに、樹脂
の流動性を良くし、レンズの内部歪みを低減させるよう
にしたものである。

【００１３】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、前記レンズ側面に設けた凹形状部を該レンズの長手
方向の任意の位置での断面積が概略一定になるように該
凹形状部を略曲率形状としたことを特徴とし、もって、
レンズ厚みの偏差による体積収縮量の差をさらに少なく
し、レンズ面の形状精度を向上させるようにしたもので
ある。

【００１４】請求項６の発明は、請求項２の発明におい
て、前記プラスチックレンズのレンズ面を形成する鏡面
駒の少なくとも一方を射出成形時に圧縮することを特徴
とし、もって、レンズ面により均等な圧力を付加するこ
とができ、レンズ面の形状精度をさらに向上させるよう
にしたものである。

【００１５】請求項７の発明は、請求項６の発明におい
て、前記プラスチックレンズのレンズ側面に設けた凹形
状部又は凸形状部を圧縮する圧力Ａと、該プラスチック
レンズのレンズ面を圧縮する圧力ＢがＡ＞Ｂの関係にな
るように圧力を設定したことを特徴とし、もって、レン
ズ側面に設けた凹形状部又は凸形状部を圧縮する圧力Ａ
と、該レンズ面を圧縮する圧力ＢがＡ＞Ｂの関係になる
ように射出成形時に圧縮を行うことによって、より確実
にレンズ面に均等な圧力を付加することができ、レンズ
面の形状精度をさらに向上できるようにしたものであ
る。

【００１６】請求項８の発明は、請求項１又は３又は４
のいずれかの発明において、前記レンズ側面に設けた凹
形状部又は凸形状部の一部に、レンズ光軸と平行な平面
部を設けたことを特徴とし、もって、レンズ側面に設け
た凹形状部又は凸形状部の一部に、レンズ光軸と平行な
平面部を設けたことで、該レンズを製品に組み立てる場
合の取り付け基準面と併用することができ、また、機能
を一体化することによりコストダウンがきるようにした
ものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明によるプラスチッ
クレンズの一実施例を説明するための図で、図１（Ａ）
は側面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、
図１（Ｃ）はＣ−Ｃ線断面図で、図中、１０はレンズ、
１０ａ，１０ｂはレンズ面、１０ｃは凸形状部である
（なお、図１（Ａ）には、レンズ１０の構造をより理解
しやすくするため変則的にレンズ１０の幅方向を点線に
て示してある）。本発明は、レンズ厚み（レンズの断面
積）が、図示のように、長手方向で不均一な矩形状のプ
ラスチックレンズにおいて、長手方向の任意の位置での
断面積と概略同比の面積になるようにレンズ１０の長手
側面の少なくとも１面に凸形状部（又は凹形状部）１０
ｃを設けるたものである。つまり、短手方向（紙面に垂
直の方向）のレンズ幅Ｗが一定であるレンズの場合、図
１に示すように、レンズ長手側面の形状と概略相似形状
の凹形状部又は凸形状部をレンズ長手側面の少なくとも
一面に設ける。

【００１８】この時、凹形状部又は凸形状部１０ｃを概
略相似形状としたのは、レンズ形状が非球面形状の場合
には曲率近似した方が金型加工を簡単にすることができ
るためである。もちろん、ＮＣ加工を行えば非球面形状
でも加工することができるため、非球面量が大きく曲率
近似するとズレ量が大きくなる場合には、非球面形状の
まま加工した方が良いことになる。

【００１９】前述のごときレンズ側面に、凹形状部又は
凸形状部１０ｃを設けた矩形状のプラスチックレンズを
射出成形法によって製造する際は、該凹形状部又は凸形
状部１０ｃを形成する金型を入れ駒とし、かつ、該入れ
駒を可動可能とし、油圧或いはバネ等の弾性部材によっ
てレンズ側面を圧縮可能とする金型構造とし、射出成形
時に該凹形状部又は凸形状部１０ｃを圧縮する。

【００２０】図２は、本発明によるにプラスチックレン
ズを射出成形する場合の金型一例を説明するための要部
断面図で、図中、１０は成形品（本発明によるプラスチ
ックレンズ）、１１は鏡面駒、１２は圧縮駒、１３は弾
性部材で、図示のように、レンズ１０の長手方向の任意
の位置での断面積と概略同比の面積でレンズ側面１０ｃ
を圧縮するようにしたものである。これにより、レンズ
厚みの偏差によって充填された樹脂の冷却速度が長手方
向の各部で異なっていても、体積収縮量に差が生じるこ
とを防止し、レンズ面の形状精度を向上できるようにし
たものである。

【００２１】図３は、前記レンズ１０の側面に設けた凹
形状部又は凸形状部１０ｃとレンズ側面の境界１０ｄを
テーパ形状とすることで、成形時の離型性を改善するこ
とができるようにしたものである。

【００２２】図４は、レンズ１０の側面に設けた凹形状
又は凸形状とレンズ側面の境界を連続した曲率形状１０
ｅにしたもので、このようにすると、成形時の離型性を
改善するとともに、溶融樹脂を金型内へ充填する際の樹
脂の流動性が良くなり、レンズの内部歪みを低減するこ
とができる。

【００２３】また、図５に示すように、レンズ１０の側
面を凹形状１０ｆとし、該凹形状１０ｆを、レンズ１０
の長手方向の任意の位置での断面積が概略一定になるよ
うに略曲率形状とした場合、樹脂の冷却速度が長手方向
の各部で概略均一化することができ、レンズ厚みの偏差
による体積収縮量の差をさらに少なくすることができ、
レンズ面の形状精度を向上することができる。

【００２４】図６は、射出圧縮成形用金型の他の一例を
説明するための要部断面図で、図中、１２，１４は圧縮
駒、１３，１５は弾性部材で、図６のように、レンズ面
１０ａ，１０ｂを形成する鏡面駒１１，１１の少なくと
も一方を射出成形時に圧縮する方法、いわゆる、射出圧
縮成形法を併用することで、レンズ面により均等な圧力
を付加することができ、レンズ面の形状精度をさらに向
上することができるようにしたものである。

【００２５】図６に示した射出圧縮成形法によりレンズ
を製造する場合、レンズ側面に設けた凹形状部又は凸形
状部を圧縮する圧力Ａと、該レンズ面を圧縮する圧力Ｂ
がＡ＞Ｂの関係になるように圧力を設定することによっ
て、より確実にレンズ面に均等な圧力を付加することが
でき、レンズ面の形状精度をさらに向上することができ
る。

【００２６】また、図７に示すように、レンズ１０の側
面に設けた凹形状又は凸形状１０ｃの一部に、レンズ光
軸と平行な平面部１０ｇを設けることによって、該平面
部１０ｇをレンズを製品に組み立てる場合の取り付け基
準とすることができる。

【００２７】

【発明の効果】

［請求項１，２の発明に対する効果］矩形状のプラスチ
ックレンズにおいて、長手方向の任意の位置での断面積
と概略同比の面積になるように、該レンズ側面の少なく
とも１面に凹形状部又は凸形状部を設けたプラスチック
レンズを射出成形で製造する場合において、射出成形時
に該凹形状部又は凸形状部を圧縮することにより、レン
ズ厚みの偏差による体積収縮量に差が生じることを防止
し、レンズ面の形状精度を向上することができる。ま
た、金型温度が樹脂のガラス転移点温度以下であっても
所望の形状精度を確保できるため、冷却時間（成形時
間）を短縮することができ、製造コストの削減を図るこ
とができる。

【００２８】［請求項３の発明に対する効果］レンズ側
面に設けた凹形状部又は凸形状部とレンズ側面の境界を
テーパ形状とすることで、成形時の離型性を改善し、形
状精度を向上することができる。

【００２９】［請求項４の発明に対する効果］レンズ側
面に設けた凹形状又は凸形状とレンズ側面の境界を連続
した曲面形状とすることで、成形時の離型性を改善する
ことができ、また、樹脂の流動性を良くすることでレン
ズの内部歪みを低減することができる。

【００３０】［請求項５の発明に対する効果］レンズ側
面に設けた凹形状を該レンズの長手方向の任意の位置で
の断面積が概略一定になるように該凹形状を略曲率形状
とすることで、レンズ厚みの偏差による体積収縮量の差
をさらに少なくすることができ、レンズ面の形状精度を
向上することができる。

【００３１】［請求項６の発明に対する効果］レンズ面
を形成する鏡面駒の少なくとも一方を射出成形時に圧縮
することで、レンズ面により均等な圧力を付加すること
ができ、さらにレンズ面の形状精度を向上することがで
きる。

【００３２】［請求項７の発明に対する効果］レンズ側
面に設けた凹形状部又は凸形状部を圧縮する圧力Ａと、
該レンズ面を圧縮する圧力ＢがＡ＞Ｂの関係になるよう
に、射出成形時に圧縮を行うことによって、より確実に
レンズ面に均等な圧力を付加することができ、さらにレ
ンズ面の形状精度を向上することができる。

【００３３】［請求項８の発明に対する効果］レンズ側
面に設けた凹形状又は凸形状の一部に、レンズ光軸と平
行な平面部を設けることで、該平面部をレンズを製品に
組み立てる場合の取り付け基準面と併用することがで
き、機能一体化によるコストダウンを図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるプラスチックレンズの一実施例
を説明するための図である（正面図（図１（Ａ）），Ｂ
−Ｂ線断面図（図１（Ｂ）），Ｃ−Ｃ線断面図（図１
（Ｃ））。

【図２】 本発明によるにプラスチックレンズを射出成
形金型一例を説明するための要部断面図である。

【図３】 レンズの側面に設けた凹形状部又は凸形状と
レンズ側面の境界をテーパ形状とした場合の例を示すレ
ンズ断面図である。

【図４】 レンズの側面に設けた凹形状又は凸形状とレ
ンズ側面の境界を連続した曲率形状とした場合の例を示
すレンズ断面図である。

【図５】 レンズの側面を凹形状とし、該凹形状を、該
レンズの長手方向の任意の位置での断面積が概略一定に
なるように該凹形状を略曲率形状とした場合の例を示す
図である（正面図（図１（Ａ）），Ｂ−Ｂ線断面図（図
１（Ｂ）），Ｃ−Ｃ線断面図（図１（Ｃ））。

【図６】 射出圧縮成形用金型の他の一例を説明するた
めの要部断面図である。

【図７】 レンズ側面に設けた凹形状又は凸形状の一部
に、レンズ光軸と平行な平面部を設けた場合の例を示す
レンズ断面図である。

【符号の説明】

１０…プラスチックレンズ、１０ａ，１０ｂ…レンズ
面、１０ｃ…凹形状部又は凸形状部、１０ｄ…テーパ形
状部、１０ｅ…曲率形状、１０ｆ…凹形状部、１０ｇ…
平面部、１１…鏡面駒、１２，１４…圧縮駒、１３，１
５…弾性部材。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 矩形状のプラスチックレンズにおいて、
   長手方向の任意の位置での断面積と概略同比の断面積に
   なるように、該レンズ側面の少なくとも１面に凹形状部
   又は凸形状部を設けたことを特徴とするプラスチックレ
   ンズ。
2. 【請求項２】 レンズ側面の少なくとも１面に長手方向
   の任意の位置での断面積と概略同比の断面積の凹形状部
   又は凸形状部を設けた矩形状のプラスチックレンズを射
   出成形によって製造するプラスチックレンズの製造方法
   において、射出成形時に、前記凹形状部又は凸形状部を
   圧縮することを特徴とするプラスチックレンズの製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記レンズ側面に設けた凹形状部又は凸
   形状部とレンズ側面の境界をテーパ形状としたことを特
   徴とする請求項１記載のプラスチックレンズ。
4. 【請求項４】 前記レンズ側面に設けた凹形状部又は凸
   形状部とレンズ側面の境界を連続した曲率形状としたこ
   とを特徴とする請求項１記載のプラスチックレンズ。
5. 【請求項５】 前記レンズ側面に設けた凹形状部を、該
   レンズの長手方向の任意の位置での断面積が概略一定に
   なるような略曲率形状としたことを特徴とする請求項１
   記載のプラスチックレンズ。
6. 【請求項６】 前記プラスチックレンズのレンズ面を形
   成する鏡面駒の少なくとも一方を射出成形時に圧縮する
   ことを特徴とする請求項２記載のプラスチックレンズの
   製造方法。
7. 【請求項７】 前記プラスチックレンズのレンズ側面に
   設けた凹形状部又は凸形状部を圧縮する圧力Ａと、該プ
   ラスチックレンズのレンズ面を圧縮する圧力ＢがＡ＞Ｂ
   の関係になるように圧力を設定したことを特徴とする請
   求項６記載のプラスチックレンズの製造方法。
8. 【請求項８】 前記レンズ側面に設けた凹形状部又は凸
   形状部の一部に、レンズ光軸と平行な平面部を設けたこ
   とを特徴とする請求項１又は３又は４のいずれかに記載
   のプラスチックレンズ。