KR101377809B1 - 광학 부품 제조 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 광학 부품 제조 장치는, 고정측 금형(5)과 가동측 금형(6)을 온도 조정하면서 형 체결하고, 그 사이의 캐비티에 성형재를 주입하여 광학 부품을 제조하는 광학 부품 제조 장치이며, 장치 내에 배치되고 전기 입력을 받아 전열 변환에 의해 온도 조정을 행하는 전열 변환 소자(15, 25)와, 장치 내의 매체 유로(16, 26)에 장치 외부로부터 열매체를 순화시켜 열교환에 의해 온도 조정을 행하는 매체 온도 조절부(8)를 갖는 것이다.

고정측 금형, 가동측 금형, 매체 유로, 전열 변환 소자, 매체 온도 조절부

Description

광학 부품 제조 장치 및 그 제조 방법 {DEVICE FOR AND METHOD OF MANUFACTURING OPTICAL PART}

본 발명은, 수지를 금형 내에 사출하여 광학 부품을 사출 형성하는 광학 부품 제조 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는, 금형의 온도를 조정하면서 성형하기 위한 광학 부품 제조 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래부터, 금형을 사용한 사출 성형 장치에 의해 다양한 성형품을 제조하는 것이 행해지고 있다. 사출 성형 장치에서는 일반적으로, 고정측 금형과 가동측 금형에 의해 구성된 캐비티 내에 용융 수지를 사출하고, 형 내에서 냉각 고화시켜 성형한다. 여기서, 형 온도 변동이나 형 내의 온도 분포가 있으면, 성형품의 성능에 변동이 발생할 우려가 있다. 종래, 외부 온도 조절기를 사용한 유온(油溫) 조절이 많이 사용되어 왔으나, 이것은 분위기 온도의 영향을 받기 쉽고, 특히 연속 성형시에는 ±1℃의 레벨에서의 형 온도의 변동이 발생하고 있었다. 한편, 광학계 렌즈 등의 광학 부품의 성형에 있어서의 요구 품질을 달성하기 위해서는, 형 온도의 변동을 ±0.3℃ 이하로 억제하는 것이 요구되고 있었다.

이에 대해, 예를 들어 특허 문헌 1에서는, 긴 형상의 광학 소자를 성형할 때의 온도 분포를 저감시키기 위한 다양한 방책이 개시되어 있다. 예를 들어, 본 문 헌에서는, 제13 실시예로서, 금형의 캐비티 근방에 복수의 히터와 그것을 제어하기 위한 컨트롤러를 갖고 있는 성형 금형이 개시되어 있다. 이에 의해, 임의의 온도 분포를 실현하여, 광학 왜곡을 방지한다고 되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 평11-42682호 공보

그러나, 상기한 종래 기술과 같이, 히터와 그 제어부에 의한 클로즈드 제어를 채용하는 경우에는, 금형의 열용량을 고려하여 제어를 행할 필요가 있다. 특히, 다수개 빼기의 광학 부품용 금형 등에서는, 일반적으로 금형 사이즈가 크다. 따라서, 금형의 온도 분포도 크고, 분위기 온도의 영향도 크게 받기 때문에, 제어가 복잡한 것으로 된다는 문제점이 있었다. 또한, 금형 전체를 성형 온도까지 승온하기 위해서는, 대용량의 히터가 복수개 필요하고, 에너지 절약의 관점에서도 바람직한 것은 아니었다.

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이다. 즉 그 과제로 하는 바는, 분위기 온도의 영향을 억제하여, 제어가 용이하고 안정된 형 온도가 얻어지는 광학 부품 제조 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

이 과제의 해결을 목적으로 하여 이루어진 본 발명의 광학 부품 제조 장치는, 고정측 금형과 가동측 금형을 온도 조정하면서 형 체결하고, 그 사이의 캐비티에 성형재를 주입하여 광학 부품을 제조하는 광학 부품 제조 장치이며, 장치 내에 배치되고 전기 입력을 받아 전열 변환에 의해 온도 조정을 행하는 전열 변환 소자와, 장치 내의 매체 유로에 장치 외부로부터 열매체를 순환시켜 열교환에 의해 온도 조정을 행하는 매체 온도 조절부를 갖는 것이다.

본 발명의 광학 부품 제조 장치에 따르면, 고정측 금형과 가동측 금형을 온도 조정하면서 형 체결한다. 그 때, 매체 온도 조절부와 전열 변환 소자를 갖고 있다. 여기서, 매체 온도 조절부는, 장치 외부로부터 열매체를 순환시켜 열교환에 의해 온도 조정을 행하는 것이기 때문에, 응답성은 비교적 낮다. 한쪽의 전열 변환 소자는, 전기 입력을 받아 전열 변환에 의해 온도 조정을 행하므로, 전기 입력에 대해 응답성이 좋다. 따라서, 금형의 전체를 매체 온도 조절부에 의해 온도 조절하는 동시에, 예를 들어 캐비티의 근방은 전열 변환 소자에 의해 정밀하게 온도 조정할 수 있다. 따라서, 분위기 온도의 영향을 억제하여, 제어가 용이하고 안정된 형 온도가 얻어지는 광학 부품 제조 장치로 되어 있다.

또한 본 발명에서는, 전열 변환 소자는, 형 체결 방향에 수직인 방향으로부터 보아, 매체 온도 조절부의 매체 유로와 캐비티 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 캐비티의 근방은 전열 변환 소자에 의해 정밀하게 온도 조정된다.

또한 본 발명에서는, 고정측 금형 또는 가동측 금형을 보유 지지하는 베이스 부재를 갖고, 전열 변환 소자가 고정측 금형 또는 가동측 금형에 설치되고, 매체 온도 조절부의 매체 유로가 베이스 부재에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 배치가 용이하고, 안정된 형 온도를 얻을 수 있다.

또한 본 발명에서는, 고정측 금형 또는 가동측 금형이, 형판과, 성형면을 갖는 복수의 캐비티를 갖고 있고, 전열 변환 소자에, 캐비티의 온도 조정을 하는 캐비티 전열 변환 소자와, 형판의 온도 조정을 하는 형판 전열 변환 소자가 포함되고, 캐비티의 온도 및 형판의 온도를 모니터하면서 클로즈드 제어에 의해 캐비티 전열 변환 소자 및 형판 전열 변환 소자를 제어하여 온도 조정을 행하는 제어부를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 캐비티의 온도 조정을 더 정밀하게 행할 수 있다. 여기서, 캐비티 전열 변환 소자는 캐비티에 의해 가까운 위치에 배치되고, 형판 전열 변환 소자는, 캐비티 전열 변환 소자에 비교하여 캐비티로부터 먼 위치에 배치된다. 또한 여기서, 클로즈드 제어라 함은, 제어하고자 하는 부분 근방의 온도를 직접 계측하고, 계측 결과를 목표값과 비교하여, 전열 변환 소자로의 출력을 제어한다는 루프를 반복하여 행하는 제어 방법이다.

또한 본 발명에서는, 캐비티 전열 변환 소자는, 캐비티 중에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 보다 확실하게 캐비티의 온도 조정을 행할 수 있다.

또한 본 발명에서는, 고정측 금형 또는 가동측 금형은, 캐비티와 베이스 부재 사이에 위치하고 캐비티 전열 변환 소자를 내장하는 히터 플레이트를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 캐비티가 베이스 부재와 분리된 구성의 금형이라도, 전열 변환 소자의 교환 작업 등이 번거롭지 않다.

또한 본 발명에서는, 형 체결 방향으로부터 보아, 형판 전열 변환 소자와 이 양단부를 연결하는 선분에 의해 둘러싸여지는 영역 내에, 모든 캐비티가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 분위기 온도의 영향을 보다 확실하게 억제할 수 있는 동시에, 연속 형성시의 캐비티끼리의 온도차를 2℃ 이내로 할 수 있다. 전열 변환 소자가 환 형상인 경우에는, 그 둘러싸여진 영역에 상당한다.

또한 본 발명에서는, 고정측 금형 또는 가동측 금형이, 성형면을 갖는 복수의 캐비티를 갖고 있고, 전열 변환 소자는, 캐비티의 온도 조정을 행하고, 매체 온도 조절부는, 고정측 금형 또는 가동측 금형 중 캐비티 이외의 부분의 온도 조정을 행하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 캐비티 이외의 부분은 매체 온도 조절부에 의해 비교적 천천히 제어가 된다. 한편, 캐비티는 전열 변환 소자에 의해 정밀하게 제어된다. 따라서, 예를 들어, 매체 온도 조절부에 의해 목표 온도 ±1℃의 범위 내에 제어된 금형 내에 있어서, 캐비티 부분만의 정밀한 온도 조정이 가능하다.

또한, 본 발명은, 고정측 금형과 가동측 금형을 온도 조정하면서 형 체결하고, 그 사이의 캐비티에 성형재를 주입하여 광학 부품을 제조하는 광학 부품 제조 장치이며, 장치 내에 배치되고 전기 입력을 받아 전열 변환에 의해 온도 조정을 행하는 전열 변환 소자와, 장치 내의 매체 유로에 장치 외부로부터 열매체를 순환시켜 열교환에 의해 온도 조정을 행하는 매체 온도 조절부를 갖고, 고정측 금형 또는 가동측 금형이, 성형면을 갖는 복수의 캐비티를 갖고 있고, 매체 온도 조절부는, 캐비티의 온도 조정을 행하고, 전열 변환 소자는, 고정측 금형 또는 가동측 금형 중 캐비티 이외의 부분의 온도 조정을 행하는 광학 부품 제조 장치라도 좋다. 이와 같이 되어 있어도, 분위기 온도의 영향을 억제하여, 제어가 용이하고 안정된 형 온도가 얻어진다.

또한, 본 발명은, 고정측 금형과 가동측 금형을 온도 조정하면서 형 체결하고, 그 사이의 캐비티에 성형재를 주입하여 광학 부품을 제조하는 광학 부품 제조 방법이며, 장치 내에 배치되고 전기 입력을 받아 전열 변환에 의해 온도 조정을 행하는 전열 변환 소자와, 장치 내의 매체 유로에 장치 외부로부터 열매체를 순환시켜 열교환에 의해 온도 조정을 행하는 매체 온도 조절부를 사용하고, 고정측 금형 또는 가동측 금형에 있어서의, 전열 변환 소자에 의한 가열을 받는 위치의 온도를 모니터하면서 클로즈드 제어에 의해 전열 변환 소자를 제어하는 광학 부품 제조 방법에도 미친다.

또한 본 발명에서는, 전열 변환 소자를, 형 체결 방향에 수직인 방향으로부터 보아, 매체 온도 조절부의 매체 유로와 캐비티 사이에 배치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 광학 부품 제조 장치 및 그 제조 방법에 따르면, 분위기 온도의 영향을 억제하여, 제어가 용이하고 안정된 형 온도가 얻어진다.

도 1은 본 형태에 관한 사출 성형 장치의 주요 부분을 도시하는 측면도.

도 2는 형판용의 전열 변환 소자 및 캐비티용의 전열 변환 소자의 배치예를 도시하는 설명도이다.

도 3은 형판용의 전열 변환 소자 및 캐비티용의 전열 변환 소자의 배치예를 도시하는 설명도이다.

도 4는 외부 온도 조절기에 의한 온도 조절의 구성을 도시하는 설명도이다.

도 5는 히터 플레이트의 구성을 도시하는 단면도이다.

도 6은 형판용의 전열 변환 소자의 배치예를 도시하는 설명도이다.

도 7은 형판용의 전열 변환 소자의 배치예를 도시하는 설명도이다.

도 8은 형판용의 전열 변환 소자의 배치예를 도시하는 설명도이다.

도 9는 형판용의 전열 변환 소자의 배치예를 도시하는 설명도이다.

도 10은 형판용의 전열 변환 소자의 배치예를 도시하는 설명도이다.

도 11은 캐비티용의 전열 변환 소자의 배치예를 도시하는 설명도이다.

도 12는 캐비티용의 전열 변환 소자의 배치예를 도시하는 설명도이다.

도 13은 캐비티용의 전열 변환 소자의 배치예를 도시하는 설명도이다.

도 14는 캐비티용의 전열 변환 소자의 배치예를 도시하는 설명도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

5 : 고정측 금형

6 : 가동측 금형

8 : 매체 온도 조절부

11 : 고정측 형판

14 : 캐비티

15, 17, 18, 19, 25 : 전열 변환 소자

16, 26 : 배관

21 : 가동측 형판

22 : 가동측 받침판

31 : 전열 변환 소자용 컨트롤러

32 : 외부 온도 조절기

39 : 히터 플레이트

41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 51, 52 : 전열 변환 소자

이하, 본 발명을 구체화한 최량의 형태에 대해, 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 본 형태는, 소형의 광학 부품, 특히 주사 광학계용 렌즈 등의 장척 형상의 광학 부품이나, 휴대 단말 탑재 카메라용의 렌즈 등의 제조에 적합한 사출 성형 장치 및 그 제조 방법에 본 발명을 적용한 것이다.

본 형태의 사출 성형 장치의 주요 부분은, 도 1에 도시한 바와 같이, 받침대에 고정된 고정측 플래튼(1)과, 고정측 플래튼(1)에 대해 진퇴 가능한 가동측 플래튼(2)을 갖고 있다. 가동측 플래튼(2)을 관통하여 서로 평행한 복수의 타이바(3)가 설치되고, 각 타이바(3)의 일단부는 고정측 플래튼(1)에 고정되어 있다. 또한, 가동측 플래튼(2)의 도면 중 좌측 방향에는, 가동측 플래튼(2)을 도면 중 좌우 방향으로 진퇴시키는 구동부(4)가 설치되어 있다. 또한, 고정측 플래튼(1)에는 고정측 금형(5)이, 가동측 플래튼(2)에는 가동측 금형(6)이 각각 장착되어 있다.

고정측 금형(5)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 고정측 형판(11), 고정측 장착판(12)을 갖고 있다. 가동측 금형(6)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 가동측 형판(21), 가동측 받침판(22), 스페이서 블록(23), 가동측 장착판(24)을 갖고 있다. 형 체결시에는 구동부(4)에 의해 가동측 플래튼(2)이 도면 중 우측 방향으로 움직 여져, 고정측 형판(11)과 가동측 형판(21)이 서로 체결되고, 이들 사이에 캐비티가 형성된다.

본 형태에서는, 고정측 형판(11)과 가동측 형판(21)에 전열 변환에 의한 온도 조정을 행하는 동시에, 고정측 장착판(12)과 가동측 받침판(22)에 열매체를 순환시킴으로써 온도 조정을 행한다. 그로 인해, 도 1에 도시한 바와 같이, 고정측 형판(11)의 내부에는 전열 변환 소자(15)를, 가동측 형판(21)의 내부에는 전열 변환 소자(25)를 각각 갖는 동시에, 모두 전열 변환 소자용 컨트롤러(31)에 접속되어 있다. 이 전열 변환 소자용 컨트롤러(31)에 의해, 전열 변환 소자(15, 25)는 전기 입력을 받아, 전열 변환을 행한다. 도면 중에 파선(7)으로 둘러싸서 나타낸 것이, 이 전열 변환에 의해 온도 조정을 행하는 부분이다.

또한, 고정측 장착판(12)의 내부에는 배관(16)이, 가동측 받침판(22)의 내부에는 배관(26)이 각각 형성되어 있는 동시에, 모두 외부 온도 조절기(32)에 접속되어 있다. 외부 온도 조절기(32)는, 히터 기능과 펌프 기능을 갖고, 온도를 적절하게 조정한 열매체(오일, 물 등)를 배관(16, 26)에 순환시켜 온도 조정을 행하는 것이다. 여기서, 배관(16, 26) 및 외부 온도 조절기(32)를 포함하는 부분이 매체 온도 조절부(8)에 상당한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 전열 변환 소자(15, 25)는 배관(16, 26)과 캐비티 사이에 배치되어 있다.

다음에, 고정측 형판(11)의 전열 변환 소자(15)에 대해 더 설명한다. 예를 들어, 도 2 또는 도 3에 도시한 바와 같이, 1개의 형판 내에 8개의 캐비티(14)를 갖는 8개 빼기의 고정측 형판(11)에서는, 형판의 외주부를 크게 둘러싸서 형판의 온도 조정을 행하는 전열 변환 소자(17)와, 캐비티부를 집중적으로 온도 조정하는 전열 변환 소자(18, 19)가 설치되어 있다. 전열 변환 소자(17)는, 모든 캐비티(14)보다 외주측에 배치되어 있다. 즉, 형 체결 방향으로부터 보아, 전열 변환 소자(17)와 이 양단부를 연결하는 선분에 의해 둘러싸여지는 영역 내에, 모든 캐비티(14)가 배치되어 있다. 모든 캐비티(14)는 어느 하나의 전열 변환 소자(18, 19)에 의해 온도 조정되고 있다. 이에 의해, 연속 형성시의 캐비티(14)끼리의 온도차를 2℃ 이내로 할 수 있다.

또한, 고정측 형판(11)에는, 캐비티(14)로부터 약간 이격된 형판 부분의 온도를 모니터하는 온도 센서(33)와, 캐비티(14)의 온도를 모니터하는 온도 센서(34, 35)가 설치되어 있다. 그리고, 전열 변환 소자용 컨트롤러(31)는, 온도 센서(33)의 결과를 받아 전열 변환 소자(17)를 클로즈드 제어한다. 또한, 전열 변환 소자용 컨트롤러(31)는, 온도 센서(34)의 결과를 받아 전열 변환 소자(18)를, 온도 센서(35)의 결과를 받아 전열 변환 소자(19)를, 각각 클로즈드 제어한다.

여기서, 클로즈드 제어라 함은, 제어하고자 하는 부분 근방의 온도를 직접 계측하고, 계측 결과를 목표값과 비교하여, 전열 변환 소자로의 출력을 제어한다는 루프를 반복하여 행하는 제어 방법이다. 이와 같이 각각 별도의 부위의 온도를 기초로 하여, 각각 클로즈드 제어를 행하므로, 고정밀도의 온도 제어가 가능하다. 또한 혹은, 1개의 전열 변환 소자(17, 18, 19)에 대해, 각각 2개의 온도 센서를 설치하고, 캐스케이드 제어를 실시하면 변동이 더 작은 고정밀도의 온도 제어가 가능하다.

또한, 가동측 형판(21)에 대해서도, 고정측 형판(11)과 마찬가지로 형판의 외주부를 크게 둘러싸는 형판용의 전열 변환 소자와 캐비티부를 집중적으로 온도 조정하는 캐비티용의 전열 변환 소자를 병용하면 좋다. 고정측 형판(11)의 전열 변환 소자의 배치와 동일한 것으로 해도 좋고, 다소 다른 배치라도 좋다. 이와 같이 함으로써, 형판용의 전열 변환 소자에 의해 분위기 온도의 영향을 완화할 수 있으므로, 형판 내의 온도 분포를 균일화할 수 있다. 이에 의해, 캐비티간의 성능차를 억제하여, 성형 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 형태의 사출 성형 장치에서는, 고정측 장착판(12)과 가동측 받침판(22)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 외부 온도 조절기(32)에 접속된다. 그리고, 외부 온도 조절기(32)의 매체 송출구 및 매체 반환구에는, 연결용의 온도 조절 호스(37, 38)가 접속되어 있다. 온도 조절 호스(37, 38)는 고정측 장착판(12)의 내부의 배관(16)에 연결되어 있고, 고정측 장착판(12)의 내부를 통해 열매체가 순환된다. 마찬가지로, 가동측 받침판(22)의 배관(26)에도 온도 조절 호스(37, 38)가 연결되어 있고, 가동측 받침판(22)의 내부를 통해 열매체가 순환된다.

여기서, 외부 온도 조절기(32)는, 매체의 유통에 의한 온도 조절이기 때문에, 일반적으로 분위기 온도의 영향을 받기 쉽다. 특히, 연속 성형시에는, 공조 된 실내라도 ±1℃ 레벨의 변동이 있는 것을 알고 있다. 한편, 열용량이 큰 부재를 온도 조정하는 경우에 있어서도, 비용은 그다지 크지 않고, 또한 제어도 비교적 용이하다.

이에 반해, 전열 변환 소자(17 내지 19)는, 전력 입력에 대한 추종성이 양호 하여, 정밀한 제어가 가능하다. 한편, 열용량이 큰 부재를 전체적으로 온도 조정하기 위해서는, 비용이 많이 들고 제어도 복잡한 것으로 된다. 따라서 본 형태에서는, 이들을 병용함으로써, 분위기 온도의 영향을 배제하면서, 캐비티(14)의 온도를 정밀하게 제어할 수 있다.

또한, 캐비티(14)용의 전열 변환 소자(18, 19)는, 상기한 바와 같이 캐비티(14)를 지나도록 배치할 수도 있다. 그러나, 전열 변환 소자(18, 19)의 교환 작업 등의 작업성을 고려하면, 캐비티(14)의 최근방에서, 고정측 형판(11) 내에 배치해도 좋다. 혹은, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 고정측 형판(11)과 고정측 장착판(12) 사이에 히터 플레이트(39)를 설치하여 그 속을 통과하도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 작업이 더 용이한 것으로 된다. 또한, 도 2의 예에서는, 형판용의 전열 변환 소자와 캐비티용의 전열 변환 소자를 병용하고 있으나, 어느 한쪽으로 할 수도 있다.

또한, 도 2에 도시한 형판용의 전열 변환 소자의 배치 대신에, 도 6 내지 도 10에 도시한 바와 같은 배치로 해도 좋다. 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 도면 중 상하의 외주에 따라 2개의 전열 변환 소자(41, 42)를 배치해도 좋다. 혹은, 도 7에 도시한 바와 같이, 고정측 형판(11)의 전체 둘레를 둘러싸는 전열 변환 소자(43)로 해도 좋다. 혹은, 도 8에 도시한 바와 같이, 도 2와는 반대 방향으로 개방한 전열 변환 소자(44)로 해도 좋다. 또한, 도 9나 도 10에 도시한 바와 같이, 2개의 전열 변환 소자를 사용한 형판용의 전열 변환 소자로 해도 좋다. 도 9에서는 도면 중 상하로 2분할하여 전열 변환 소자(45, 46)를 배치한 것을, 도 10에 서는 도면 중 좌우로 2분할하여 각각 전열 변환 소자(47, 48)를 배치한 것을 예시했다. 또한, 도 7 내지 도 10에서는, 캐비티용의 전열 변환 소자의 도시를 생략하고 있으나, 실제로는 캐비티용의 전열 변환 소자도 설치되어 있는 경우도 있다.

또한, 도 2에 도시한 캐비티용의 전열 변환 소자(18, 19) 대신에, 도 11 내지 도 14에 도시한 바와 같은 전열 변환 소자의 배치로 해도 좋다. 예를 들어, 도 11에 도시한 바와 같이, 8개의 캐비티(14)를 도면 중 좌우로 2분할하여 각각 전열 변환 소자(51과 52)를 배치해도 좋다. 또한, 1개의 형판 내에 2개의 캐비티용의 전열 변환 소자를 설치하는 2채널 배치에 한정되지 않고, 4채널이나 8채널로 해도 좋다. 여기서는, 도 12와 도 13에, 캐비티용의 전열 변환 소자를 4채널로 한 예를, 도 14에 8채널로 한 예를 각각 도시했다. 채널수가 커지면 그만큼 제어는 복잡해지기는 하나, 보다 정밀한 온도 제어가 가능해지는 경우도 있다. 캐비티(14)의 크기나 요구 정밀도 등에 따라서 적절한 것을 선택한다. 또한, 도 11 내지 도 14에서는, 형판용의 전열 변환 소자의 도시를 생략하고 있으나, 실제로는 형판용의 전열 변환 소자도 설치하면 좋다.

또한, 제품의 크기나 빼기 수 등의 조건에 따라서, 다음과 같이 해도 좋다. 즉, 캐비티만을 전열 변환 소자에 의해 온도 조정을 행하는 것으로 해도 좋다. 그리고, 상기한 설명에서 형판용의 전열 변환 소자에 의해 온도 조정을 행하고 있는 부위에는 배관을 설치하여 열매체를 순환시키고, 매체 온도 조절부의 일부로 하도록 해도 좋다. 이와 같이 해도, 분위기 온도의 영향을 억제하여, 제어가 용이한 온도 조정을 행할 수 있다.

혹은, 도 11 내지 도 14에 도시한 캐비티용의 전열 변환 소자의 배치와 같은 위치에 배관을 형성하여, 캐비티(14)의 온도 조정을, 외부 온도 조절기(32)를 이용한 매체의 유통에 의해 행해도 좋다. 이 경우에는, 형판의 온도 조절은 형판용의 전열 변환 소자에 의해 행하는 것이 바람직하다.

다음에, 본 형태의 사출 성형 장치를 사용한 광학 부품 제조 방법에 대해 설명한다. 우선, 전열 변환 소자용 컨트롤러(31)와 외부 온도 조절기(32)를 작동시켜, 고정측 금형(5)과 가동측 금형(6)을 소정의 온도까지 가열한다. 그리고, 구동부(4)에 의해 가동측 플래튼(2)을 움직여, 형 체결한다. 형 체결된 상태에서, 고정측 플래튼(1)의 외부로부터 용융 수지를 주입한다. 주입된 수지는, 형성되어 있는 유로를 통해, 캐비티 내의 캐비티로 침입한다. 주입된 수지가 캐비티(13) 내에서 냉각되어 고화되면 취출한다. 이에 의해, 광학 부품이 제조된다. 이때, 각 캐비티는, 매체 온도 조절부와 전열 변환 소자에 의해 적절하게 온도 조정되어 있으므로, 캐비티의 온도 변동이나 분위기 온도의 영향이 배제되어 있다. 여기서, 성형에 사용하는 수지의 종류로서는 폴리올레핀계, 폴리카보네이트, 폴리에스테르계, 아크릴, 노보넨계, 실리콘계 등이 적절하다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 형태의 사출 성형 장치에 따르면, 고정측 형판(11)과 가동측 형판(21)에 전열 변환 소자를 사용한 형판 전열 변환 소자와 캐비티 전열 변환 소자를 설치하고, 고정측 장착판(12)과 가동측 받침판(22)에 외부 온도 조절기(32)를 이용한 매체 온도 조절부를 설치했다. 전열 변환 소자는, 열용량이 큰 부재의 온도 조절에는 적합하지 않으나, 정밀한 제어가 가능하다. 한 편, 매체 온도 조절부는 분위기 온도의 영향을 받기 쉬우나, 열용량이 큰 부재의 온도 조정에는 적합하다. 이들을 조합함으로써, 분위기 온도의 영향을 억제하여, 제어가 용이하고 안정된 형 온도가 얻어지는 사출 성형용 금형으로 되어 있다.

또한, 본 형태는 단순한 예시에 지나지 않고, 본 발명을 전혀 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 당연히, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 개량, 변형이 가능하다.

예를 들어, 본 형태에서는 고정측 형판(11)과 가동측 형판(21)에 동일한 온도 조정을 행하는 것으로 했으나, 금형의 구성이나 제품의 형상 등에 따라서는, 어느 한쪽이라도 좋다. 또한, 형판 전열 변환 소자에서 충분히 정밀한 온도 조정이 가능한 경우에는 캐비티 전열 변환 소자는 생략해도 좋다. 또한, 상기한 형태에서는, 8개 빼기의 금형에 본 발명을 적용하여 도시하고 있으나, 4개 빼기나 16개 빼기 등의 8개 빼기 이외의 것에도 적용 가능하다. 또한, 제조되는 광학 부품은 긴 형상의 것에 한정되지 않는다.

Claims (11)

1. 고정측 금형과 가동측 금형을 온도 조정하면서 형 체결하고, 그 사이의 캐비티에 성형재를 주입하여 광학 부품을 제조하는 광학 부품 제조 장치에 있어서,

   장치 내에 배치되고 전기 입력을 받아 전열 변환에 의해 온도 조정을 행하는 전열 변환 소자와,

   상기 전열 변환 소자를 제어하는 제어부와,

   장치 내의 매체 유로에 장치 외부로부터 열매체를 순환시켜 열교환에 의해 온도 조정을 행하는 매체 온도 조절부를 갖고,

   상기 고정측 금형 또는 상기 가동측 금형이 성형면을 갖는 복수의 캐비티를 갖고,

   상기 전열 변환 소자에, 상기 캐비티의 온도 조정을 하는 캐비티 전열 변환 소자가 포함되고,

   상기 제어부 및 상기 매체 온도 조절부는, 상기 고정측 금형과 상기 가동측 금형의 형 체결 전에 온도 조정을 개시함과 함께, 형 체결된 상태에서의 성형시에도 온도 조정을 행하는 것이고,

   상기 제어부는, 상기 캐비티의 온도를 모니터하면서 목표 온도를 향한 클로즈드 제어에 의해 상기 캐비티 전열 변환 소자를 제어하여 온도 조정을 행하는 것을 특징으로 하는, 광학 부품 제조 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정측 금형 또는 상기 가동측 금형을 보유 지지하는 베이스 부재를 갖고,

   상기 전열 변환 소자가 상기 고정측 금형 또는 상기 가동측 금형에 설치되고,

   상기 매체 온도 조절부의 매체 유로가 상기 베이스 부재에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 광학 부품 제조 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정측 금형 또는 상기 가동측 금형이 추가로 형판을 갖고 있고,

   상기 전열 변환 소자에, 상기 캐비티 전열 변환 소자에 추가하여, 상기 형판의 온도 조정을 하는 형판 전열 변환 소자가 포함되고,

   상기 제어부는, 상기 캐비티의 온도 및 상기 형판의 온도를 모니터하면서 목표 온도를 향한 클로즈드 제어에 의해 상기 캐비티 전열 변환 소자 및 상기 형판 전열 변환 소자를 제어하여 온도 조정을 행하는 것을 특징으로 하는, 광학 부품 제조 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 캐비티 전열 변환 소자 및 상기 형판 전열 변환 소자에 각각 2개의 온도 센서가 설치되고, 상기 제어부는, 각 온도 센서의 측정 결과를 기초로 캐스케이드 제어를 행하는 것인 것을 특징으로 하는, 광학 부품 제조 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 캐비티 전열 변환 소자는

   상기 캐비티 중에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 광학 부품 제조 장치.
6. 제2항에 있어서, 상기 고정측 금형 또는 상기 가동측 금형은

   상기 캐비티와 상기 베이스 부재 사이에 위치하고 상기 캐비티 전열 변환 소자를 내장하는 히터 플레이트를 갖는 것을 특징으로 하는, 광학 부품 제조 장치.
7. 제3항에 있어서, 형 체결 방향으로부터 보아, 상기 형판 전열 변환 소자와 이 양단부를 연결하는 선분에 의해 둘러싸여지는 영역 내에, 모든 상기 캐비티가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 광학 부품 제조 장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 매체 온도 조절부는, 상기 고정측 금형 또는 상기 가동측 금형 중 상기 캐비티 이외의 부분의 온도 조정을 행하는 것을 특징으로 하는, 광학 부품 제조 장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 캐비티 전열 변환 소자의 수는 상기 캐비티의 수보다 적은 것을 특징으로 하는, 광학 부품 제조 장치.
10. 고정측 금형과 가동측 금형을 온도 조정하면서 형 체결하고, 그 사이의 캐비티에 성형재를 주입하여 광학 부품을 제조하는 광학 부품 제조 방법에 있어서,

    장치 내에 배치되고 전기 입력을 받아 전열 변환에 의해 온도 조정을 행하는 전열 변환 소자와,

    상기 전열 변환 소자를 제어하는 제어부와,

    장치 내의 매체 유로에 장치 외부로부터 열매체를 순환시켜 열교환에 의해 온도 조정을 행하는 매체 온도 조절부

    를 사용하고,

    상기 고정측 금형 또는 상기 가동측 금형으로서, 성형면을 갖는 복수의 캐비티를 갖는 것을 사용하고,

    상기 제어부 및 상기 매체 온도 조절부에 의해, 상기 고정측 금형과 상기 가동측 금형의 형 체결 전에 온도 조정을 개시함과 함께, 형 체결된 상태에서의 성형시에도 온도 조정을 행하고,

    상기 제어부에 의해, 상기 캐비티의 온도를 모니터하면서 목표 온도를 향한 클로즈드 제어에 의해 상기 전열 변환 소자를 제어하여 온도 조정을 행하는 것을 특징으로 하는, 광학 부품 제조 방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 고정측 금형 또는 상기 가동측 금형으로서, 추가로 형판을 갖는 것을 사용하고,

    상기 전열 변환 소자로서, 상기 캐비티의 온도 조정을 하는 캐비티 전열 변환 소자와, 상기 형판의 온도 조정을 하는 형판 전열 변환 소자를 사용하고,

    상기 제어부에 의해, 상기 캐비티의 온도 및 상기 형판의 온도를 모니터하면서 목표 온도를 향한 클로즈드 제어에 의해 상기 캐비티 전열 변환 소자 및 상기 형판 전열 변환 소자를 제어하여 온도 조정을 행하는 것을 특징으로 하는, 광학 부품 제조 방법.

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