JPWO2016167337A1 - 光学製品の成形装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

光学転写面の変形を防止しつつバリが形成されることを防止できる光学製品の成形装置等を提供する。成形装置１００は、スライドコア７２を含む成形金型４０と、スライドコア７２の当たり面７２ｐの接触圧を計測する接触圧センサー５４と、スライドコア７２の位置を調整する型圧付与部５９と、型圧制御部３３とを備える。型閉め後において、型圧制御部３３が、接触圧センサー５４の出力に基づいて、第１アクチュエーター５２によってスライドコア７２の位置を調整するので、スライドコア７２の突き当てによって接触圧が過度となって光学転写面である内側面７２ａが変形することを防止でき、光学製品ＯＰの光学面であるミラーＭＲに劣化が生じることを防止できる。さらに、スライドコア７２の当たり面７２ｐの接触が確保されるので、この当たり面７２ｐにおいて樹脂が隙間ＧＡ入り込んでバリが形成されることを防止できる。

Description

本発明は、高精度の成形を可能にする光学製品の成形装置及び製造方法に関し、特に型内で移動可能なスライドコアを有する金型を備える光学製品の成形装置及び製造方法に関する。

ポリゴンミラー等の光学転写面の面精度を向上させる装置として、射出した樹脂によって反射鏡面を形成するための金型部分の内側から樹脂に圧縮力を付加できる入れ子や駆動機構を設けた樹脂成形金型が開示されている（特許文献１）。

また、稜線位置等に面取り部を設けたポリゴンミラーの製造方法が開示されている（特許文献２）。この製法では、面取り部を設けて樹脂の充填完了直前に降圧することで、稜線部の流動性を向上させることができ、或いは面取り末端に応力を集中させて、面精度の向上を狙っている。

従来金型の上下型の２分割を改良して、上下型間に反射鏡面ごとのスライドコアを設けた構造の樹脂成形金型が開示されている（特許文献３）。この金型では、スライドコアにより鏡面部の樹脂を等しい圧縮量で圧縮できるため、ポリゴンミラーの内部歪のバラツキを防止することができる。

上記特許文献１、３の金型は、上下型間においてスライドコア又は入れ子同士を突き合わせて横方向から樹脂を加圧するタイプの金型であるが、加圧によってスライドコア等に形成された光学転写面に反りや湾曲等の変形が生じ、かかる光学転写面の変形によって光学製品の光学面に劣化が生じる。逆に、加圧が不十分であると、スライドコア等の隙間に樹脂が入り込んでバリが形成され、外観不良の原因となる。

この点についてより詳細に説明すると、スライドコアを用いる場合、光学成形品の光学面に反りが生じないように、スライドコアを強く突き合わせないで隙間を確保することが望ましいとも言える。しかしながら、高精度を要求される光学製品、特に小型の光学製品では、樹脂の流動性及び充填圧力を高めて高転写性を実現する必要がある。高転写性を実現する手法として、ヒートサイクル法、ガスアシスト成形法、断熱成形法、射出条件の工夫等があるが、樹脂の流動性及び充填圧力を高くすることにより、通常の成形では入り込まないようなスライドコア間の隙間に樹脂が入り込み、バリの発生により外観不良となる場合が生じている。このようなバリの発生により、成形ショット毎の品質バラツキが起こりやすくなるという問題もある。実際、樹脂流動性を高めて光学面の転写性を向上させようとすると、５μｍ程度のスライドコア間の隙間に樹脂が入りバリが発生する。このように、スライドコアを用いるタイプの成形装置において、光学製品の光学面の劣化を防止しつつスライドコア周辺の隙間におけるバリの形成を防止することは容易でなく、特にスライドコアを用いる場合、バリが光学面に近い場所に形成される傾向が強まると言える。

一方、上記特許文献２の金型は、複数のスライドコア同士を突き合わせて光学転写面を形成するタイプの金型に関するものではなく、ポリゴンミラー等の光学面を高精度で形成することは容易でない。特に、ポリゴンミラー等の光学製品が回転軸に垂直な反射面やオーバーハングした反射面を有する場合、反射面の成形が不可能になる場合もある。

一方、センサー及びアクチュエーターを用いた樹脂成形方法として、射出樹脂の圧力による固定側及び可動側金型間のパーティング面の隙間又は開き量を変位量検出センサーで検出し、油圧等の動力により、金型変形量をゼロもしくは相対的にゼロにするように制御する機構を有するものが開示されている（特許文献４）。

また、射出樹脂の圧力による固定側及び可動側金型間に発生する変形を変位量検出センサーで検出して、射出成形機の樹脂の射出速度又は射出圧力を制御することで、金型の型開き方向の変位延いてはキャビティの変形を低減させる機構を有するものが開示されている（特許文献５）。

キャビティ内の樹脂圧、コア及び可動型の変位等を圧力センサー又は変位センサー等で検出し、ピエゾ素子を用いてコア単位で独立したキャビティ内の樹脂を圧縮制御することが可能な圧縮成形用金型が開示されている（特許文献６）。

シリンダー駆動によるスライドコアの位置をセンサーで検出し、金型内のインサート部品の異常を検知した場合には、スライドコアを正規の位置以外で停止することができる機構を有するものが開示されている（特許文献７）。

上記特許文献４〜６の成形方法等は、複数のスライドコア同士を突き合わせて光学転写面を形成するタイプの金型に関するものではなく、スライドコア同士を突き合わせるタイプの金型にそのまま適用しても、スライドコアに関連する課題を解決すること、すなわち光学転写面の劣化を防止しつつスライドコア周辺の隙間におけるバリの形成を防止することにはならない。

一方、上記特許文献７の成形方法は、スライドコア同士を突き合わせるタイプの金型に適用されるが、異常検知時にスライドコアを正規位置以外で停止させるだけである。つまり、特許文献７は、スライドコア等に形成された光学転写面が加圧によって変形し劣化することを防止しつつ成形を行う際に、加圧が不十分となってスライドコア等の隙間に樹脂が入り込んでバリが形成されることを防止する手法について、開示していない。

特開平３−１８１９１３号公報 特開平１０−１８６１１６号公報 特開平３−４２２２２号公報 特開平４−２７５１６号公報 特開平４−００４１１７号公報 特開２００３−０９４４９９号公報 特開平１０−２９６７３６号公報

本発明は、光学転写面の変形によって光学製品の光学面に劣化が生じることを防止しつつスライドコア等の隙間に樹脂が入り込んでバリが形成されることを防止できる光学製品の成形装置及び製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る光学製品の成形装置は、光学転写面を有するスライドコアを含む成形金型と、スライドコアの移動による他の部材との当たり面の接触圧を計測する接触圧センサーと、スライドコアの位置を調整する型圧付与部と、型閉め後において、接触圧センサーの出力に基づいて、型圧付与部によってスライドコアの位置を調整する制御部とを備える。

上記成形装置では、型閉め後において、制御部が、接触圧センサーの出力に基づいて、型圧付与部によってスライドコアの位置を調整するので、スライドコアの突き当てによって接触圧が過度となって光学転写面が変形することを防止でき、光学製品の光学面に劣化が生じることを防止できる。さらに、スライドコアの当たり面の接触が確保されるので、この当たり面において隙間が形成されることを防止でき、かかる隙間に樹脂が入り込んでバリが形成されることを防止できる。

上記目的を達成するため、光学製品の成形方法は、光学転写面を有するスライドコアを含む成形金型と、スライドコアの移動による他の部材との当たり面の接触圧を計測する接触圧センサーと、スライドコアの位置を調整する型圧付与部とを備える成形装置を用いた、光学製品の成形方法であって、型閉め後において、接触圧センサーの出力に基づいて型圧付与部によってスライドコアの位置を調整することにより、スライドコアの当たり面の接触圧を調整する。

上記成形方法では、型閉め後において、接触圧センサーの出力に基づいて型圧付与部によってスライドコアの位置を調整することにより、スライドコアの当たり面の接触圧を調整するので、スライドコアの突き当てによって接触圧が過度となって光学転写面が変形することを防止でき、光学製品の光学転写面に劣化が生じることを防止できる。さらに、スライドコアの当たり面の接触が確保されるので、この当たり面において隙間が形成されることを防止でき、かかる隙間に樹脂が入り込んでバリが形成されることを防止できる。

本発明の一実施形態に係る光学製品の成形装置を説明する概念図である。 図１の成形装置を構成する可動型の構造を説明する端面図である。 可動型の構造を説明する斜視図である。 当たり面間の接触圧の光学転写面への影響を説明するチャートである。 図１の成形装置によって成形される光学製品の一例を説明する斜視図である。 図１等に示された成形型を組み込んだ成形装置の全体構造を説明する概念図である。 図１等に示された成形装置の動作を説明するフローチャートである。 図１等に示された成形装置の動作を説明するフローチャートである。 図９Ａ及び９Ｂは、図１等に示された成形装置の動作を説明する拡大斜視図である。 図１等に示された成形装置の動作を説明する拡大断面図である。 変形例の型構造を説明する端面図である。

以下、本発明に係る光学製品の成形装置及びその製造方法の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、光学製品の成形装置の要部を説明する概念図である。なお、図１は、後述する図２に示す成形金型のＡＡ断面に対応する部分を含むものとなっている。

光学製品の成形装置１００は、成形金型４０と、型付随機構部５０と、制御装置３０とを備える。

成形金型４０は、第１金型４１と第２金型４２とを備える。成形金型４０のうち可動側の第１金型４１は、後述する機構によって、開閉方向であるＡＢ方向に往復移動可能になっている。図示のように第１金型４１をＡ方向（図面上側）に移動させて第１金型４１と第２金型４２とを型締めすることにより、後述する光学製品ＯＰを成形するための型空間であるキャビティＣＶが形成される。

図２及び図３は、可動側の第１金型４１及び型付随機構部５０の構造を説明する端面図及び斜視図である。

図１〜図３に示すように、第１金型４１は、その＋Ｚ方向の端面側すなわち第２金型４２側に配置される複数部材の集合体である金型構造６１と、−Ｚ方向の裏面側に配置される受板６２とを備える。このうち、金型構造６１は、中央に配置される固定コア７１と、固定コア７１を挟んで対向し進退移動する４つのスライドコア７２と、スライドコア７２をそれぞれ背後から支持する４つの支持体７３と、スライドコア７２又は支持体７３の進退移動を案内する４組のガイド部材７４とを備える。

固定コア７１は、受板６２上に固定されている。固定コア７１は、転写面として頂面７１ａ及び側面７１ｂを有するが、これらの面７１ａ，７１ｂは、いずれも光学転写面ではない。

４つのスライドコア７２は、スライドブロックとも呼ばれ、ＸＹ面（具体的には、受板６２の支持面６２ａ）に沿って固定コア７１のまわりに４等配に設けられている。このように、複数のスライドコア７２を配置することにより、複数のスライドコア７２によって挟むようにしてキャビティＣＶを形成することができ、光学製品ＯＰの形状の自由度を高めることができる。各スライドコア７２は、固定コア７１の中央を通る中心軸ＣＸに向かって進退移動可能になっている。具体的には、図２の＋Ｘ及び＋Ｙ方向と−Ｘ及び−Ｙ方向とに対応する一対のスライドコア７２は、ＣＤ方向に沿って移動し互いに近接し又は離間する。＋Ｘ及び−Ｙ方向と−Ｘ及び＋Ｙ方向とに対応する一対のスライドコア７２は、ＥＦ方向に沿って移動し互いに近接し又は離間する。各スライドコア７２は、図示の例では、四角柱状の外形を有し、その先端側の内側面７２ａは、光学転写面となっている。各スライドコア７２の下面７２ｃ（図１参照）は、固定コア７１に設けた開閉方向に垂直な支持面７１ｄに支持されて摺動可能となるように、平滑面となっている。各スライドコア７２の側面７２ｄ及び上面７２ｅも、平滑面となっている。各スライドコア７２は、内側面７２ａに隣接して一対の当たり面７２ｐを有する。これらの当たり面７２ｐは、受板６２の表面である支持面６２ａに垂直に延びており、ＸＹ面と直交する。当たり面７２ｐは、隣接するスライドコア７２同士が接触することで、キャビティＣＶの側面を閉じたものとすることができ、４つのスライドコア７２間に隙間が形成されることを防止する部分となっている。この場合、隣接するスライドコア７２の一方にとって、他方は突き当ての対象である他の部材となっている。

支持体７３は、ブロック状の部材であり、スライドコア７２の根元側である外側面に連結され、スライドコア７２とともにＣＤ方向又はＥＦ方向に移動する。支持体７３の下面７３ｃは、受板６２の支持面６２ａに支持されて摺動可能となるように、平滑面となっている。支持体７３の側面には、ガイド部材７４と滑らかに嵌合する段差７３ｄが形成されている。

ガイド部材７４は、支持体７３をその側方から挟むように配置された一対が一組となって、支持体７３の段差７３ｄと嵌合して各支持体７３の移動を案内する。ガイド部材７４は、不図示の部材によって受板６２に固定されている。

第２金型４２は、固定金型であり、その端面側すなわち第１金型４１側に配置される金型部分１６１と、裏面側に配置される受板１６２を備える。このうち、金型部分１６１は、中央に配置される固定コア８１を備える。

固定コア８１は、受板１６２上に固定されている。固定コア８１は、転写面として頂面８１ａ及び側面８１ｂを有するが、これらの面８１ａ，８１ｂは、いずれも光学転写面ではない。なお、固定コア８１の頂面８１ａには、スプルー口８１ｉが形成されており、このスプルー口８１ｉは、外部からの溶融樹脂を内部に供給するためのスプルー４２ｊと連通している。

第２金型４２をＡ方向に移動させて金型４１，４２の型締めを行った場合、第１金型４１の固定コア７１と、第２金型４２の金型部分１６１とが、不図示の箇所で当接し、固定コア７１と金型部分１６１との間隔が規定値に調整される。この際、スライドコア７２の上面７２ｅ等と金型部分１６１の一部とが近接して配置される。これにより、スライドコア７２は、そのＣＤ方向に延びる周囲面が固定コア７１と金型部分１６１とに囲まれて、これらによってＣＤ方向の移動が許可されつつＣＤ方向に垂直な移動が制限された状態となる。

図１等に示す型付随機構部５０は、４つのスライドコア７２に亘って設けられている。型付随機構部５０は、スライドコア７２を外側から支持して位置を調整する第１アクチュエーター５２と、スライドコア７２を外側から支持して押圧力を付与する第２アクチュエーター５３と、スライドコア７２の前進等の移動による当たり面７２ｐの接触圧を計測する接触圧センサー５４とを備える。これらのうち、第１及び第２アクチュエーター５２，５３は、スライドコア７２の当たり面７２ｐの接触圧を調整するための型圧付与部５９を構成する。第１アクチュエーター５２と第２アクチュエーター５３とは、４つのスライドコア７２のそれぞれに設けられている。一方、接触圧センサー５４は、隣接するスライドコア７２間に設けられている。

第１アクチュエーター５２は、伸縮自在の装置であり、固定コア７１と支持体７３との間に挟持される。より具体的には、第１アクチュエーター５２は、圧電素子からなり、一端が支持体７３の内側部分７３ｆに固定され、他端が固定コア７１の外縁部７１ｆに当接している。第１アクチュエーター５２は、伸縮によってスライドコア７２の当たり面７２ｐにおける接触圧を調整する。これにより、第１アクチュエーター５２によってスライドコア７２を適宜進退させて位置調整を実施しつつ、当たり面７２ｐの接触圧が適正になるようにもできる。また、第１アクチュエーター５２が圧電素子を含み、圧電素子が小型かつ薄型であることから、スライドコア７２の配置や形状の自由度を確保しつつ接触圧を調整することができる。第１アクチュエーター５２は、型圧制御部３３に設けた位置調整駆動回路３３ａに駆動されて伸縮動作する。第１アクチュエーター５２が伸縮すると、可動側の支持体７３が図１の断面に沿ったＣＤ方向に移動し、この支持体７３に支持されたスライドコア７２も図１の断面に沿ったＣＤ方向に移動する。スライドコア７２の移動方向は、固定コア７１等によって案内されており、受板６２の支持面６２ａに沿ったものとなる。

第２アクチュエーター５３は、油圧又は空圧を利用した圧力付加機構であり、支持体７３を背後から支持して前方に押圧することができる。第２アクチュエーター５３が当該圧力付加機構を含むことにより、樹脂圧に抗する押圧力を簡易に発生させることができる。第２アクチュエーター５３は、本体部分５３ａとロッド５３ｂとを備える。本体部分５３ａは、受板６２に固定されている。本体部分５３ａは、型圧制御部３３に設けた押圧力駆動回路３３ｂに駆動されてロッド５３ｂを伸縮させる。これにより、スライドコア７２が後方の外側又は第２アクチュエーター５３側に過度に後退することを阻止できる。つまり、キャビティＣＶに樹脂が充填された場合、樹脂圧によってスライドコア７２は後退する圧力を受けるが、これによって、隣接するスライドコア７２同士の当たり面７２ｐ間に大きな隙間が形成されると、ここに樹脂が侵入して光学製品ＯＰの光学面周辺にバリが形成されてしまう可能性がある。そのため、第２アクチュエーター５３は、スライドコア７２を後方から支えて当たり面７２ｐ間の隙間が広がらないようにしている。

接触圧センサー５４は、歪みゲージ、圧電素子等からなり、一対の隣接するスライドコア７２間の当たり面７２ｐの一方に埋め込むように取り付けられている。接触圧センサー５４は、型圧制御部３３に設けたセンサー駆動回路３３ｃに駆動されて当たり面７２ｐにおける接触圧を検出する。一方のスライドコア７２の当たり面７２ｐが他方のスライドコア７２の当たり面７２ｐに接触していない状態では、接触圧センサー５４の検出出力がゼロとなり、当たり面７２ｐが接触して圧縮応力が強く作用するほど接触圧センサー５４の検出出力が増加して、検出出力が接触圧の程度を示す。接触圧センサー５４が検出した接触圧がゼロ以下である場合、当たり面７２ｐ間の隙間が広がっていると判断される。一方、接触圧センサー５４が検出した接触圧がゼロより大きい場合、当たり面７２ｐ間に隙間が形成されず接触状態が確保されているが、接触圧が過度となってスライドコア７２の光学転写面である内側面７２ａに変形を生じさせることを防止する必要がある。接触圧センサー５４は、接触圧がスライドコア７２の光学転写面である内側面７２ａに変形を生じさせない範囲内の目標値となるように監視するために利用される。

図４は、当たり面７２ｐ間の接触圧と、スライドコア７２の内側面７２ａの変形とについてシミュレーションを行った結果を示す。チャートからも明らかなように、当たり面７２ｐ間の接触圧の増加に応じて光学転写面の変形が無視できない程度に増加し、当たり面７２ｐ間の接触圧の制御が重要であることが分かる。

図５に示すように、図１等に示す成形装置１００によって作製される光学製品ＯＰは、具体的にはポリゴンミラーであり、四角柱状の外観を有し、４つの壁部ＷＰの外側面は、それぞれミラーＭＲとして機能する。４つのミラーＭＲは、光軸ＯＡのまわりに均等に配置されている。壁部ＷＰの内側には、光学製品ＯＰを上下に仕切る隔壁ＰＡが形成され、光学製品ＯＰを装置に組み付ける際に光学製品ＯＰを支持するための部分として機能する。光学製品ＯＰの外形は、図１等に示す第１金型４１と第２金型４２とに挟まれた空間であるキャビティＣＶの内面形状に対応するものとなっている。

なお、図示の光学製品ＯＰは、単なる一例であり、図１等に示す成形装置１００によって様々な形状の光学製品を製造することができる。例えば光学製品がポリゴンミラーであっても、ミラーの数は、要求される仕様に応じて、６面、８面等とすることができる。また、光軸に沿って２段構成のポリゴンミラーとすることもできる。２段構成のポリゴンミラーの場合、中央でくびれ光軸に沿った両端で径が大きくなって光軸方向に隣接するミラーが向き合うような鼓型又は糸巻き型状の外形となる場合もある。さらに、光学製品ＯＰは、ポリゴンミラーに限らず、プリズムその他の光学素子であってもよい。

図６を参照して、図１に示す成形装置１００の全体構造について説明する。成形装置１００は、射出成形を行って光学製品ＯＰを作製する本体部分である射出成形機１０と、成形装置１００を構成する各部の動作を統括的に制御する制御装置３０とを備える。

射出成形機１０は、横型の成形機であり、既に説明した成形金型４０の他に、固定盤１１と、可動盤１２と、開閉駆動装置１５と、射出装置１６とを備える。射出成形機１０には、これに付随して金型温度調節機９１等も設けられている。射出成形機１０は、固定盤１１と可動盤１２との間に成形金型４０を構成する第１金型４１と第２金型４２とを挟持して両金型４１，４２を型締めすることにより成形を可能にする。

支持フレーム１４上に固定された固定盤１１は、第２金型４２を着脱可能に支持している。固定盤１１には、後述するノズル２１を通す開口１１ｂが形成されている。この開口１１ｂは、図１のスプルー４２ｊに連通している。

可動盤１２は、リニアガイド１５ａによって固定盤１１に対して進退移動可能に支持されている。可動盤１２は、第１金型４１を着脱可能に支持している。

開閉駆動装置１５は、型締め盤１３に支持されており、リニアガイド１５ａと、動力伝達部１５ｄと、盤用アクチュエーター１５ｅとを備える。動力伝達部１５ｄは、制御装置３０の制御下で動作する盤用アクチュエーター１５ｅからの駆動力を受けて伸縮する。これにより、固定盤１１と可動盤１２とを互いに近接又は離間させることができ、第１金型４１と第２金型４２との型締め又は型開きを行うことができる。

射出装置１６は、フィード部１６ａ、原料貯留部１６ｂ、駆動部１６ｃ等を備える。射出装置１６は、制御装置３０の制御下で適当なタイミングで動作するものであり、フィード部１６ａの先端に設けられた樹脂射出用のノズル２１から温度及び充填圧力が制御された状態の溶融樹脂を所望のタイミングで射出することができるとともに、樹脂射出後に溶融樹脂の射出圧を維持する保圧を行うことができる。

射出成形機１０に付随して設けられた金型温度調節機９１は、両金型４１，４２中に温度制御された熱媒体を循環させる。これにより、成形時に両金型４１，４２の温度を適切な温度に保つことができる。

制御装置３０は、開閉制御部３１と、射出装置制御部３２と、型圧制御部３３と、記憶部３４とを備える。開閉制御部３１は、盤用アクチュエーター１５ｅを動作させることによって両金型４１，４２の型閉じ、型締め、型開き等を可能にする。射出装置制御部３２は、フィード部１６ａ、駆動部１６ｃ等を適宜動作させることによって両金型４１，４２間に形成されたキャビティＣＶ中に所望の圧力で溶融樹脂を射出させる。型圧制御部３３は、型締め以後に、第１アクチュエーター５２、第２アクチュエーター５３、及び接触圧センサー５４を含む型付随機構部５０を動作させる。具体的には、型圧制御部３３は、接触圧センサー５４の検出出力を利用して、隣接するスライドコア７２の当たり面７２ｐの接触圧が適正な設定範囲内であるか否かを判断する。型圧制御部３３は、当たり面７２ｐの接触圧が適正な設定範囲から比較的小さく外れる場合、第１アクチュエーター５２を動作させて、スライドコア７２の位置を調整する。具体的には、第１アクチュエーター５２を動作させて、スライドコア７２同士の当たり状態を適正に維持し、光学転写面である内側面７２ａの変形が過度にならないようにする。一方、型圧制御部３３は、当たり面７２ｐの接触圧が適正な設定範囲から比較的大きく外れる場合、特に適正な設定範囲の下限を大きく下回る場合、第２アクチュエーター５３を動作させて、スライドコア７２への押圧力を増加させる。具体的には、第２アクチュエーター５３を動作させて、スライドコア７２の当たり面７２ｐ間の隙間が過度にならないようにし、かかる隙間に樹脂が入り込んでバリが形成されることを防止する。

以上において、型圧制御部３３は、第２アクチュエーター５３によって、接触圧センサー５４の出力に応じて第１アクチュエーター５２によって実行される圧調整幅よりも粗い修正量でスライドコア７２に押圧力を付与する。これにより、第２アクチュエーター５３によって接触圧の粗調整を行いつつ、第１アクチュエーター５２によって接触圧の微調整が行われる。

詳細な説明は省略するが、４つのスライドコア７２は相互にリンクして動作しており、これらに付随する型付随機構部５０も相互にリンクして動作する。つまり、特定のスライドコア７２に偏って動作させないようにして、当たり面７２ｐの接触圧が適正な設定範囲となるようにする。例えば、隣接する一対のスライドコア７２間の接触圧センサー５４の測定値から接触圧を適正範囲に戻すべきと判断された場合、これら一対のスライドコア７２に配分するように、第１アクチュエーター５２又は第２アクチュエーター５３の駆動量又はフィードバック量が計算される。以下の動作説明では、このような駆動量又はフィードバック量の配分を行っているが、その説明を省略している。また、同一のスライドコア７２について２つ以上の接触圧センサー５４からの測定値が得られる場合、これらの平均値から第１及び第２アクチュエーター５２，５３の駆動量又はフィードバック量が計算される。ただし、２つ以上の接触圧センサー５４からの測定値が全て接触圧の適正範囲となるように、第１及び第２アクチュエーター５２，５３の駆動量等を算出してもよい。

以下、図７及び図８を参照して、図１、図６等に示す成形装置１００を用いた光学製品ＯＰの製造方法について説明する。

まず、制御装置３０は、開閉駆動装置１５を動作させ、可動盤１２を前進させて型閉じ及び型締めを開始させる（ステップＳ１１）。なお、予め金型温度調節機９１により、両金型４１，４２を成形に適する温度まで加熱している。

続いて、制御装置３０は、型圧制御部３３を動作させ、スライドコア７２同士の突き当て状態に関するフィードバック制御を開始する（ステップＳ１２）。具体的には、型圧制御部３３は、第１アクチュエーター５２や第２アクチュエーター５３を初期設定の動作状態にし、スライドコア７２の配置を初期化する。また、型圧制御部３３は、当たり面７２ｐの接触圧の目標値を記憶部３４から読み出すとともに、接触圧センサー５４による当たり面７２ｐの接触圧の検出出力を取り込む。これにより、接触圧センサー５４によって検出された接触圧が目標値となるように、第１アクチュエーター５２によってスライドコア７２の位置をフィードバック制御することができる。このフィードバック制御により、スライドコア７２の光学転写面に反りや湾曲等の変形が生じることを防止できる。

フィードバック制御の開始後は、型圧制御部３３は、接触圧センサー５４によって検出された接触圧が設定範囲内すなわち接触圧の検出値ｍが目標値Ｎ０となっているか否かを判断し（ステップＳ１３）、接触圧の検出値ｍが目標値Ｎ０よりも大きい又は目標値Ｎ０よりも小さい場合、第１アクチュエーター５２を動作させて（ステップＳ１４）、スライドコア７２を前進又は後退させる。ここで、目標値Ｎ０は、１つの数値（例えばゼロ以上の所定値）に限らず、所定の幅を持った数値範囲とできる。具体的には、接触圧の検出値ｍがスライドコア７２の光学転写面に変形を生じさせない範囲内となるように、目標値Ｎ０は、例えばゼロ以上の所定下限値から所定上限値までの範囲とすることができる。

ステップＳ１３において、接触圧の検出値ｍが目標値Ｎ０より小さいと判断された場合、型圧制御部３３は、これを補償するように第１アクチュエーター５２の駆動量を算出するとともに、第１アクチュエーター５２に駆動量に対応する動作を行わせる。つまり、型圧制御部３３は、第１アクチュエーター５２の寸法を駆動量に対応するだけ減少させ、或いは第１アクチュエーター５２によって付与される付勢力を駆動量に対応するだけ減少させる。第１アクチュエーター５２のこのような動作により、支持体７３に後方から支持されたスライドコア７２は、第１アクチュエーター５２の駆動量に相当するだけ前進等する。なお、接触圧の検出値ｍが目標値Ｎ０よりも所定以上に過度に小さくなった場合（具体的にはゼロ以下の場合）に、第１アクチュエーター５２に代えて第２アクチュエーター５３を補助的に動作させ、接触圧を目標値Ｎ０に確実に近づける動作を行わせることもできる。

逆に、ステップＳ１３において、接触圧の検出値ｍが目標値Ｎ０より大きいと判断された場合、型圧制御部３３は、これを補償するように第１アクチュエーター５２の駆動量を算出するとともに、第１アクチュエーター５２に駆動量に対応する動作を行わせる。つまり、型圧制御部３３は、第１アクチュエーター５２の寸法を駆動量に対応するだけ増加させ、或いは第１アクチュエーター５２によって付与される付勢力を駆動量に対応するだけ増加させる。第１アクチュエーター５２の動作により、支持体７３に後方から支持されたスライドコア７２は、第１アクチュエーター５２の駆動量に相当するだけ後退等する。

結果的に、スライドコア７２同士は、当たり面７２ｐが密着し、当たり面７２ｐ間の接触圧は、目標値Ｎ０の所定下限値以上であって所定上限値以下となる。具体的には、当初図９Ａに示すように、当初は隣接するスライドコア７２の当たり面７２ｐ同士が僅かに離間して隙間ＧＡが形成されていた場合であっても、図９Ｂに示すように、当たり面７２ｐ同士が密着して殆ど隙間ＧＡのない状態となる。

以上において、第１アクチュエーター５２の駆動量に関しては、調節幅又は圧調整幅に一定の制限を設けることができる。つまり、第１アクチュエーター５２に対するフィードバック量を制限でき、第１アクチュエーター５２の寸法又は付勢力を上限の調節幅又は圧調整幅を単位として増減させることもできる。

接触圧の検出値ｍが目標値Ｎ０になっていると判断された場合（ステップＳ１３でＮ０＝ｍ）、型圧制御部３３は、両金型４１，４２の型締めの完了を確認し、型締めが完了していない場合、型締めの完了まで待機する（ステップＳ１６）。型締め完了により、第１金型４１と第２金型４２とが必要な圧力で締め付けられる。

次に、制御装置３０は、射出装置１６を動作させて、型締めされた第１金型４１と第２金型４２との間のキャビティＣＶ中に、必要な圧力で溶融樹脂を注入する射出を行わせることで樹脂の充填を開始する（ステップＳ２２）。

樹脂充填の開始後つまり樹脂射出時、型圧制御部３３は、接触圧センサー５４によって検出された接触圧が設定範囲内すなわち接触圧の検出値ｍが基準値Ｎに比較して大きいか小さいか、並びに目標値Ｎ＋Δに達したか否かを判断する（ステップＳ２３）。ここで、基準値Ｎは、後述するようにアクチュエーター５２，５３を切り替える閾値であり、切り替え判断の基準となる所定値である。一方、目標値Ｎ＋Δは、スライドコア７２同士に許容される接触圧であり、ゼロ以上の単一の数値とすることができる。また、目標値Ｎ＋Δは、所定の幅を持った数値範囲とすることもできる。具体的には、目標値Ｎ＋Δをゼロ以上の所定下限値から所定上限値までの範囲とすることができる。目標値Ｎ＋Δは、接触圧の検出値ｍがスライドコア７２の光学転写面に変形を生じさせない範囲内となるように設定される。この目標値Ｎ＋Δは、上述したステップＳ１３の目標値Ｎ０と一致させることができるが、当該目標値Ｎ０と一致させなくてもよい。なお、アクチュエーター切り替えの基準値Ｎは、例えばスライドコア７２同士に許容される接触圧よりも大幅に小さい値とすることができる。具体的には、例えばアクチュエーター切り替えの基準値ＮをゼロＰａとし、第１アクチュエーター５２によるフィードバック制御の目標値Ｎ＋Δを１０〜数１０ｋＰａとするといった動作が可能である。

接触圧の検出値ｍが基準値Ｎ以上（ただし、ｍ＝Ｎ＋Δを除く）の場合、位置調整用の第１アクチュエーター５２を動作させる（ステップＳ２４）。具体的には、接触圧の検出値ｍが基準値Ｎ以上の場合（ステップＳ２３のＮ≦ｍ）、型圧制御部３３は、第１アクチュエーター５２を動作させ、スライドコア７２を進退させる。

すなわち、接触圧の検出値ｍが基準値Ｎ以上の場合であって、接触圧の検出値ｍが目標値Ｎ＋Δより大きい場合、型圧制御部３３は、これを補償するように第１アクチュエーター５２の駆動量を算出するとともに、第１アクチュエーター５２に駆動量に対応する動作を行わせる。つまり、型圧制御部３３は、第１アクチュエーター５２の寸法を駆動量に対応するだけ増加させ、或いは第１アクチュエーター５２によって付与される付勢力を駆動量に対応するだけ増加させる。第１アクチュエーター５２のこのような動作により、支持体７３に後方から支持されたスライドコア７２は、第１アクチュエーター５２の駆動量に相当するだけ後退する。これにより、接触圧が目標の上限を超えないようにできる。なお、第１アクチュエーター５２の能力を超えた検出値である場合、第２アクチュエーター５３を動作させて補助的に調整してもよい。

一方、接触圧の検出値ｍが基準値Ｎ以上の場合であって、接触圧の検出値ｍが目標値Ｎ＋Δより小さい場合、型圧制御部３３は、これを補償するように第１アクチュエーター５２の駆動量を算出するとともに、第１アクチュエーター５２に駆動量に対応する動作を行わせる。つまり、型圧制御部３３は、第１アクチュエーター５２の寸法を駆動量に対応するだけ減少させ、或いは第１アクチュエーター５２によって付与される付勢力を駆動量に対応するだけ減少させる。第１アクチュエーター５２のこのような動作により、支持体７３に後方から支持されたスライドコア７２は、第１アクチュエーター５２の駆動量に相当するだけ前進する。これにより、接触圧が目標の下限を下回らないようにできる。

以上において、第１アクチュエーター５２の駆動量に関しては、調節幅又は圧調整幅に一定の制限を設けることができる。つまり、第１アクチュエーター５２に対するフィードバック量を制限でき、第１アクチュエーター５２の寸法又は付勢力を上限の調節幅又は圧調整幅を単位として減少させることもできる。

接触圧の検出値ｍが基準値Ｎよりも小さい場合、押圧用の第２アクチュエーター５３を動作させる（ステップＳ２５）。接触圧の検出値ｍが基準値Ｎよりも小さいということは、スライドコア７２が溶融樹脂の射出圧に押されて後退している状況を意味する。

このように接触圧の検出値ｍが基準値Ｎよりも小さい場合（ステップＳ２３のＮ＞ｍ）、型圧制御部３３は、第２アクチュエーター５３を動作させ、スライドコア７２を前進させる。接触圧の検出値ｍが基準値Ｎより小さいと判断された場合、型圧制御部３３は、これを確実に補償するように第２アクチュエーター５３の駆動量を算出するとともに、第２アクチュエーター５３に駆動量に対応する動作を行わせる。つまり、型圧制御部３３は、第２アクチュエーター５３から支持体７３又はスライドコア７２に付与される押圧力を駆動量に対応する適宜の時間だけ増加させる。第２アクチュエーター５３の動作により、スライドコア７２に前進させる押圧力を相当時間に亘って付与することができる。これにより、隣接するスライドコア７２について、当たり面７２ｐ間の接触状態を確保することができる。

以上において、第２アクチュエーター５３の駆動量に関しては、修正幅又は修正量に一定の制限を設けることができる。つまり、第２アクチュエーター５３に対するフィードバック量を制限でき、第２アクチュエーター５３の押圧力を上限の修正幅は又は修正量を単位として減少させることもできる。

以上のように第２アクチュエーター５３によって補助しつつ第１アクチュエーター５２を動作させることによって、接触圧の検出値ｍが目標値Ｎ＋Δに達したと判断された場合（ステップＳ２３でｍ＝Ｎ＋Δ）、型圧制御部３３は、樹脂の充填が実質的に完了したか否かを確認する（ステップＳ２６）。樹脂の充填が実質的に完了していない場合（ステップＳ２６でＮ）、ステップＳ２３に戻って、樹脂の充填が実質的に完了するまでステップＳ２３〜Ｓ２５を繰り返して接触圧の検出値ｍが目標値Ｎ＋Δに維持され又は目標値Ｎ＋Δに復帰するように、第１又は第２アクチュエーター５２，５３を動作させる。

結果的に、樹脂の射出又は充填が終わるまで、スライドコア７２の当たり面７２ｐが適度に密着する状態が維持され、スライドコア７２が溶融樹脂の射出圧に押されて後退したままとなることを回避できる。

つまり、図１０に示すように、スライドコア７２は、樹脂射出の最終段階で射出された溶融樹脂ＭＭに押されて後退する方向の樹脂圧力Ｐ１を受けるが、第１アクチュエーター５２や第２アクチュエーター５３によってスライドコア７２に押し戻す押し圧力Ｐ２を与えることで、スライドコア７２が後退してしまうことを防止できる。樹脂圧力Ｐ１は、例えば５０〜１００Ｍｐａに達するので、押し圧力Ｐ２もこれに均衡させた値となる。

樹脂の充填が実質的に完了して樹脂射出を終了した場合（ステップＳ２６でＹ）、保圧サイクルが開始される（ステップＳ３２）。保圧サイクル中、制御装置３０は、射出装置１６を適宜動作させることで両金型４１，４２間のキャビティＣＶ中の樹脂圧を保って、樹脂の充填性を高める。

保圧サイクルの開始後、型圧制御部３３は、接触圧センサー５４によって検出された接触圧が設定範囲内すなわち接触圧の検出値ｍが目標値Ｎ＋Δとなっているか否かを判断する（ステップＳ３３）。検出値ｍが目標値Ｎ＋Δと一致しなければ、型圧制御部３３は、位置調整用の第１アクチュエーター５２や押圧用の第２アクチュエーター５３を動作させて、接触圧の検出値ｍを目標値Ｎ＋Δと一致させる。なお、接触圧の検出値ｍが基準値Ｎ以上（ただし、ｍ＝Ｎ＋Δを除く）の場合に、ステップＳ３４で位置調整用の第１アクチュエーター５２を動作させるとともに検出値ｍを目標値Ｎ＋Δと一致させる手法は、樹脂充填又は樹脂射出の開始後のステップＳ２４と同様であり、説明を省略する。また、接触圧の検出値ｍが基準値Ｎよりも小さい場合に、ステップＳ３５で押圧用の第２アクチュエーター５３を動作させて検出値ｍを基準値Ｎよりも大きくする手法は、樹脂充填又は樹脂射出の開始後のステップＳ２５と同様であり、説明を省略する。

以上のように、樹脂射出時及び保圧時において、スライドコア７２の当たり面７２ｐにおける接触圧が所定値を下回っている場合に第２アクチュエーター５３によってスライドコア７２に付与する押圧力を所定値まで増加させる。また、スライドコア７２の当たり面７２ｐにおける接触圧がスライドコア７２の光学転写面に変形を生じさせない範囲内の目標値となるように、第１アクチュエーター５２によってスライドコア７２の位置をフィードバック制御する。これにより、射出時及び保圧時にスライドコア７２の光学転写面に反りや湾曲等の変形が生じることを防止でき、スライドコア７２の当たり面７２ｐにおいて隙間ＧＡが形成されてバリが形成されることを防止できる。

保圧サイクルが完了した場合（ステップＳ３６でＹ）、冷却サイクルが開始される（ステップＳ４２）。冷却サイクル中、制御装置３０は、金型温度調節機９１を適宜動作させることで両金型４１，４２間のキャビティＣＶ中の樹脂を冷却して固化させる。

冷却サイクルの開始後、型圧制御部３３は、接触圧センサー５４によって検出された接触圧が設定範囲内すなわち接触圧の検出値ｍが目標値Ｎ＋Δとなっているか否かを判断する（ステップＳ４３）。検出値ｍが目標値Ｎ＋Δと一致しなければ、型圧制御部３３は、位置調整用の第１アクチュエーター５２を動作させて、接触圧の検出値ｍを目標値Ｎ＋Δと一致させる（ステップＳ４４）。なお、ステップＳ４４で位置調整用の第１アクチュエーター５２を動作させる手法は、樹脂充填又は樹脂射出の開始前のステップＳ１４と同様であり、説明を省略する。

冷却時における第１アクチュエーター５２によるフィードバック制御により、冷却時にスライドコア７２の光学転写面に反りや湾曲等の変形が生じることを防止できる。

冷却サイクルが完了した場合（ステップＳ４６でＹ）、制御装置３０は、型開きを開始する（ステップＳ５１）。そして、制御装置３０は、型圧制御部３３による接触圧のフィードバック制御を終了させる（ステップＳ５２）。最後に、制御装置３０は、不図示の取出装置を動作させて、型開き後の第１及び第２金型４１，４２間から光学製品ＯＰを取り出す（ステップＳ５３）。

以上説明した光学製品用の成形装置１００では、型閉め後において、型圧制御部３３が、接触圧センサー５４の出力に基づいて、第１アクチュエーター５２によってスライドコア７２の位置を調整するので、スライドコア７２の突き当てによって接触圧が過度となって光学転写面である内側面７２ａが変形することを防止でき、光学製品ＯＰの光学面であるミラーＭＲに劣化が生じることを防止できる。さらに、スライドコア７２の当たり面７２ｐの接触が確保されるので、この当たり面７２ｐにおいて隙間ＧＡが形成されることを防止でき、かかる隙間ＧＡに樹脂が入り込んでバリが形成されることを防止できる。

また、型圧制御部３３は、型閉め後において、接触圧センサー５４の出力に基づいて、第１アクチュエーター５２によってスライドコア７２の位置を調整するとともに、樹脂圧によるスライドコア７２の押し戻しが発生した場合に、第２アクチュエーター５３によってスライドコア７２に付与する押圧力を増加させる。このように、樹脂の射出後において、樹脂圧によるスライドコア７２の押し戻しが発生した場合に、型圧制御部３３が第２アクチュエーター５３によってスライドコア７２に付与する押圧力を増加させるので、キャビティＣＶ内の樹脂圧が高まってもスライドコア７２の当たり面７２ｐにおいて隙間ＧＡが形成されることを確実に防止できる。また、型圧付与部５９として、第１アクチュエーター５２と第２アクチュエーター５３とを設けることにより、第１アクチュエーター５２と第２アクチュエーター５３とに場面に応じた機能及び役割を持たせることができ、スライドコア７２の当たり面７２ｐにおける接触圧の制御をより精密に行うことができる。

図１１は、変形例の成形装置１００を説明する図である。この場合、４つのスライドコア７２間に他の部材として入れ子７８が配置されている。入れ子７８は、例えば固定コア７１に支持されている。この場合も、スライドコア７２や入れ子７８に接触圧センサー５４を組み付けることで、当たり面７２ｐにおける接触圧を監視することができ、光学転写面である内側面７２ａが変形することを防止でき、内側面７２ａと入れ子７８との間にバリの原因となるような隙間が形成されることを防止できる。

以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、スライドコア７２の数は、４に限らず、光学製品の形状に応じて、２、３、…とすることができる。

Claims (12)

1. 光学転写面を有するスライドコアを含む成形金型と、
   前記スライドコアの移動による他の部材との当たり面の接触圧を計測する接触圧センサーと、
   前記スライドコアの位置を調整する型圧付与部と、
   型閉め後において、前記接触圧センサーの出力に基づいて、前記型圧付与部によって前記スライドコアの位置を調整する制御部とを備える光学製品の成形装置。
2. 前記型圧付与部は、前記スライドコアに対して外側から押圧力を付与し、
   前記制御部は、樹脂圧による前記スライドコアの押し戻しが発生した場合に、前記型圧付与部によって前記スライドコアに付与する押圧力を増加させる、請求項１に記載の光学製品の成形装置。
3. 前記型圧付与部は、前記スライドコアを支持して位置を調整する第１アクチュエーターと、前記スライドコアに対して外側から押圧力を付与する第２アクチュエーターとを有し、
   前記制御部は、型閉め後において、前記接触圧センサーの出力に基づいて、前記第１アクチュエーターによって前記スライドコアの位置を調整するとともに、樹脂圧による前記スライドコアの押し戻しが発生した場合に、前記第２アクチュエーターによって前記スライドコアに付与する押圧力を増加させる、請求項２に記載の光学製品の成形装置。
4. 前記第１アクチュエーターは、伸縮によって前記スライドコアの前記当たり面における接触圧を調整する、請求項３に記載の光学製品の成形装置。
5. 前記第１アクチュエーターは、圧電素子を含む、請求項４に記載の光学製品の成形装置。
6. 前記第２アクチュエーターは、油圧又は空圧を利用した圧力付加機構を含む、請求項３〜５のいずれか一項に記載の光学製品の成形装置。
7. 前記制御部は、前記第２アクチュエーターによって、前記接触圧センサーの出力に応じて前記第１アクチュエーターによって実行される圧調整幅よりも粗い修正量で前記スライドコアに押圧力を付与する、請求項３〜６のいずれか一項に記載の光学製品の成形装置。
8. 前記制御部は、成形工程の型閉め時において、前記スライドコアの前記当たり面における接触圧が前記スライドコアの光学転写面に変形を生じさせない範囲内の目標値となるように、前記第１アクチュエーターによって前記スライドコアの位置をフィードバック制御する、請求項３〜７のいずれか一項に記載の光学製品の成形装置。
9. 前記制御部は、成形工程の樹脂射出時及び保圧時において、前記スライドコアの前記当たり面における接触圧が所定値を下回っている場合に前記第２アクチュエーターによって前記スライドコアに付与する押圧力を前記所定値まで増加させ、前記スライドコアの前記当たり面における接触圧が前記スライドコアの光学転写面に変形を生じさせない範囲内の目標値となるように、前記第１アクチュエーターによって前記スライドコアの位置をフィードバック制御する、請求項３〜８のいずれか一項に記載の光学製品の成形装置。
10. 前記制御部は、成形工程の冷却時において、前記スライドコアの前記当たり面における接触圧が前記スライドコアの光学転写面に変形を生じさせない範囲内の目標値となるように、前記第１アクチュエーターによって前記スライドコアの位置をフィードバック制御する、請求項３〜９のいずれか一項に記載の光学製品の成形装置。
11. 前記スライドコアは前記成形金型の支持面に沿って複数配置され、前記接触圧センサーは前記スライドコア同士の当たり面の接触圧を計測し、前記型圧付与部は、各スライドコアの位置を調整する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学製品の成形装置。
12. 光学転写面を有するスライドコアを含む成形金型と、前記スライドコアの移動による他の部材との当たり面の接触圧を計測する接触圧センサーと、前記スライドコアの位置を調整する型圧付与部とを備える成形装置を用いた、光学製品の成形方法であって、
    型閉め後において、前記接触圧センサーの出力に基づいて前記型圧付与部によって前記スライドコアの位置を調整することにより、前記スライドコアの前記当たり面の接触圧を調整する光学製品の製造方法。

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