KR20090048444A

KR20090048444A - 광학 부품 성형용 금형 및 광학 부품 제조 방법

Info

Publication number: KR20090048444A
Application number: KR1020097002391A
Authority: KR
Inventors: 아쯔시 나이또오; 간지 세끼하라; 나오끼 가네꼬; 신이찌로오 하라; 아끼히꼬 마쯔모또
Original assignee: 코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2009-05-13
Also published as: KR101352703B1; WO2008018280A1; CN101500778B; JP4972798B2; US20100176522A1; TWI418459B; JPWO2008018280A1; CN101500778A; US8852471B2; TW200815184A

Abstract

본 발명의 금형은 복수개의 캐비티(13)와, 온도값을 취득하는 온도 센서(15)를 갖고, 캐비티(13)의 갯수가 전열 변환 소자(14)의 갯수 이상이고, 파팅 라인의 면에 수직인 방향으로부터 볼 때, 전열 변환 소자(14)에 의해 둘러처지는 영역 내에 모든 캐비티(13)와 온도 센서(15)가 배치되어 있고, 캐비티(13)끼리의 외형간의 간격이 캐비티(13)의 외형과 전열 변환 소자(14) 사이의 최소 간격보다 작고, 전열 변환 소자(14)와 온도 측정 소자의 측온부 사이의 최단 거리가 캐비티(13)의 외형과 전열 변환 소자(14) 사이의 최소 간격보다 작다.

광학 부품, 사출 성형 장치, 금형, 캐비티, 전열 변환 소자, 온도 센서

Description

광학 부품 성형용 금형 및 광학 부품 제조 방법 {DIE FOR MOLDING OPTICAL COMPONENT AND METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL COMPONENT}

본 발명은 사출 성형 장치에 사용되어, 수지를 금형 내에 사출하여 광학 부품을 성형하는 광학 부품 성형용 금형 및 광학 부품 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 금형의 온도를 조정하면서 성형하는 광학 부품 성형용 금형 및 광학 부품 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 중에 용융 수지를 사출하고, 형 내에서 냉각 고화시켜 성형한다. 여기서, 성형 조건에 변동이 있거나, 캐비티 내의 장소에 의해 온도 분포나 냉각 속도의 불균일 등이 있으면, 성형품에 변동이나 변형 등의 성형 불량이 발생할 우려가 있다.

이에 대해, 예를 들어 특허문헌 1에서는, 장척 형상의 광학 소자를 성형할 때의 온도 분포의 불균일을 저감시키기 위한 여러 가지 방책이 개시되어 있다. 예를 들어, 본 문헌에서는 제13 실시예로서, 금형의 캐비티 근방에 복수의 히터와 그것을 제어하기 위한 컨트롤러를 갖고 있는 성형 금형이 개시되어 있다. 이에 의 해, 임의의 온도 분포를 실현하여 광학 왜곡을 방지한다고 되어 있다.

그러나, 상기한 종래의 성형 방법은, 장척 형상의 광학 소자에 특화된 것이다. 이에 대해, 동일 금형 내에 복수개의 캐비티가 형성되어 있는 다수개 빼기의 사출 성형 방법도 있다. 이 방법에 의해 성형되는 광학 렌즈 등의 정밀 광학 부품에 있어서도, 형 내에 온도 분포나 냉각 속도의 불균일 등이 있으면, 캐비티마다의 성형품간에 변동이 생길 우려가 있다.

또한, 연속 성형을 행하는 경우에는, 성형 샷(shot)마다의 외기 온도의 변화에 의해 성형품에 변동이 생길 우려가 있다고 하는 문제점이 있었다. 외기 온도의 변화가 금형의 온도에도 영향을 미쳐 성형 조건이 미묘하게 변화되므로, 성형 샷마다 성형품의 성능 편차가 생길 우려가 있었다.

특허문헌 : 일본 특허 출원 공개 평11-42682호 공보

본 발명은 상술한 종래의 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이다. 즉, 그 과제로 하는 것은, 1면 내에 다수의 캐비티를 갖는 다수개 빼기용 금형이며, 금형 온도의 안정성을 향상시키는 동시에 금형 중의 온도 분포의 불균일을 억제하여, 연속 성형해도 외기온의 변화의 영향을 받기 어려운 광학 부품 성형용 금형 및 광학 부품 제조 방법을 제공하는 데 있다.

이 과제의 해결을 목적으로 하여 이루어진 본 발명의 광학 부품 성형용 금형은, 고정측 금형과 가동측 금형을 온도 조정하면서 형 체결하여, 그 사이의 성형 공간에 성형재를 주입하여 광학 부품을 제조하는 광학 부품 성형용 금형이며, 성형 공간을 형성하는 복수개의 캐비티부와, 온도 조정에 제공하는 온도값을 취득하는 온도 측정 소자를 갖고, 고정측 금형 및 가동측 금형 중 적어도 한쪽이 전열 변환 소자를 내장하고 있고, 캐비티부의 갯수가 전열 변환 소자의 갯수 이상이며, 파팅 라인의 면에 수직인 방향으로부터 볼 때, 전열 변환 소자에 의해 둘러처지는 영역 내에 모든 캐비티부와, 온도 측정 소자가 배치되어 있는 것이다.

또한, 본 발명은, 고정측 금형과 가동측 금형을 온도 조정하면서 형 체결하여, 그 사이의 성형 공간에 성형재를 주입하여 광학 부품을 제조하는 광학 부품 제조 방법이며, 성형 공간을 형성하는 복수개의 캐비티부와, 온도 조정에 제공하는 온도값을 취득하는 온도 측정 소자를 사용하고, 고정측 금형 및 가동측 금형 중 적어도 한쪽으로서 전열 변환 소자를 내장한 것을 사용하고, 캐비티부의 갯수가 전열 변환 소자의 갯수 이상이고, 파팅 라인의 면에 수직인 방향으로부터 볼 때, 전열 변환 소자에 의해 둘러처지는 영역 내에 모든 캐비티부와, 온도 측정 소자가 배치되어 있는 광학 부품 제조 방법에도 이른다.

도1은 본 형태에 관한 사출 성형 장치의 주요 부분을 도시하는 측면도이다.

도2는 캐비티, 전열 변환 소자, 온도 센서의 배치를 나타내는 설명도이다.

도3은 온도 센서의 배치를 나타내는 설명도이다.

도4는 외기온의 변화에 대한 금형의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.

도5는 캐비티, 전열 변환 소자, 온도 센서의 배치의 다른 예를 나타내는 설명도이다.

도6은 캐비티, 전열 변환 소자, 온도 센서의 배치의 다른 예를 나타내는 설명도이다.

도7은 캐비티, 전열 변환 소자, 온도 센서의 배치의 다른 예를 나타내는 설명도이다.

도8은 전열 변환 소자에 의해 둘러처지는 영역을 나타내는 설명도이다.

도9는 전열 변환 소자의 배치의 다른 예를 나타내는 설명도이다.

본 발명의 광학 부품 성형용 금형에 따르면, 온도 측정 소자에 의해 온도값이 취득되는 동시에, 고정측 금형 및 가동측 금형 중 적어도 한쪽에 전열 변환 소자가 내장되어 있으므로, 광학 부품을 제조할 때에 고정측 금형과 가동측 금형의 온도 조정을 할 수 있다. 여기서, 전열 변환 소자 및 온도 측정 소자는, (1) 캐비티부의 갯수가 전열 변환 소자의 갯수 이상이며, (2) 전열 변환 소자에 의해 둘러처지는 영역 내에 모든 캐비티부와, 온도 측정 소자가 배치되어 있다.

즉, 캐비티부의 갯수 이하의 전열 변환 소자가, 모든 캐비티부와 온도 측정 소자를 둘러싸도록 배치되어 있다. 따라서, 분위기 온도 등의 외란의 영향을 배제할 수 있다. 여기서, 전열 변환 소자에 의해 둘러처지는 영역이라 함은 전열 변환 소자의 임의의 2점을 연결하는 모든 선분의 집합으로서 정의되는 영역이다. 전열 변환 소자가 고리 형상 또는 중간이 끊어진 고리 형상인 경우에는, 그 둘러싸인 영역에 상당한다. 또한, 파팅 라인의 면이라 함은 고정측 금형과 가동측 금형의 접촉ㆍ이격되는 면이다.

또한 본 발명에서는, 파팅 라인의 면에 수직인 방향으로부터 볼 때, 캐비티부끼리의 외형간의 간격이 캐비티부의 외형과 전열 변환 소자 사이의 최소 간격보다 작고, 전열 변환 소자와 온도 측정 소자의 측온부 사이의 최단 거리가 캐비티부의 외형과 전열 변환 소자 사이의 최소 간격보다 작은 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 또한, (3) 캐비티부끼리의 외형간의 간격이 캐비티부의 외형과 전열 변환 소자 사이의 최소 간격보다 작게 되어 있고, (4) 전열 변환 소자와 온도 측정 소자의 측온부 사이의 최단 거리가 캐비티부의 외형과 전열 변환 소자 사이의 최소 간격보다 작게 되어 있다.

즉, 전열 변환 소자를 캐비티부의 외주측에 캐비티부로부터 약간 이격하여 배치하고 있다. 따라서, 다수개 빼기용 금형이라도 캐비티간의 온도 변동을 억제할 수 있다. 또한, 온도 측정 소자는 캐비티부의 온도를 측정하는 것이 아니며, 약간 전열 변환 소자측에 배치된다. 따라서, 주입 수지의 온도에 직접 영향을 받지 않고, 금형 온도의 안정성을 향상시킬 수 있다. 이로 인해, 1면 중에 다수의 캐비티를 갖는 다수개 빼기용 금형이며, 금형 온도의 안정성을 향상시키는 동시에 금형 중의 온도 분포의 불균일을 억제하여, 연속 성형해도 외기온의 변화의 영향을 받기 어려운 광학 부품 성형용 금형으로 되어 있다. 여기서, 전열 변환 소자와 다른 부재의 거리 혹은 간격은, 전열 변환 소자의 발열하는 부위의 캐비티측 표면으로부터의 거리를 가리킨다.

또한 본 발명에서는, 캐비티부에 형성되는 성형 공간의, 파팅 라인의 면에 수직인 방향에 있어서의 길이가, 성형 공간의 윤곽면과 온도 측정 소자 사이의 최 단 거리보다 작은 것이 바람직하다. 이와 같이 되어 있으면, 온도 측정 소자가 캐비티에 주입된 용융 수지의 온도의 영향을 받기 어렵다. 따라서, 연속 성형에 있어서도 안정된 금형 온도를 얻을 수 있다.

또한 본 발명에서는, 전열 변환 소자가 파팅 라인의 면에 수직인 방향으로부터 볼 때, 고리 형상 또는 중간이 끊어진 고리 형상을 이루고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 것이라면, 외기 온도의 변화의 영향을 받기 어려워, 금형 온도의 안정성이 향상된다. 여기서, 고리 형상이라 함은 반드시 원형에 한정되는 것이 아닌, 다각형이나 원형 이외의 곡선 고리도 포함하는 것으로 한다.

또한 본 발명에서는, 고정측 금형 및 가동측 금형의 양쪽이 전열 변환 소자를 내장하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 고정측 금형 및 가동측 금형의 양쪽의 캐비티를 마찬가지로 온도 조정할 수 있으므로, 금형 온도를 더욱 안정화시킬 수 있다.

또한 본 발명에서는, 전열 변환 소자의 갯수와, 온도 측정 소자의 갯수가 같은 것이 바람직하다. 각 전열 변환 소자에 대해 각각 1개의 온도 측정 소자를 구비하고 있으면, 전열 변환 소자의 제어가 용이한 것이 된다.

또한 본 발명에서는, 파팅 라인의 면에 수직인 방향으로부터 볼 때, 캐비티부끼리의 외형간의 간격이 캐비티부의 외형과 전열 변환 소자 사이의 최소 간격보다 작고, 전열 변환 소자와 온도 측정 소자의 측온부 사이의 최단 거리가 캐비티부의 외형과 전열 변환 소자 사이의 최소 간격보다 작은 광학 부품 제조 방법에도 이른다.

이하, 본 발명을 구체화한 최량의 형태에 대해, 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 본 형태는, 휴대 단말 탑재 카메라용 렌즈 등의 소부품을 다수개 빼기로 제조하기 위한 광학 부품 성형용 금형에 본 발명을 적용한 것이다. 특히 고정밀도의 광학 부품의 사출 성형에 적합하다.

본 형태의 금형이 설치되는 사출 성형 장치의 주요 부분은, 도1에 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 타이 바아(3)가 설치되고, 각 타이 바아(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 설치되어 있다.

고정측 금형(5)은, 도1에 도시한 바와 같이 고정측 형판(11)과 고정측 설치판(12)을 갖고 있다. 가동측 금형(6)은, 도1에 도시한 바와 같이 가동측 형판(21), 가동측 수용판(22), 스페이서 블록(23), 가동측 설치판(24)을 갖고 있다. 또한, 고정측 형판(11)의 도면 중 좌측 단부면과 가동측 형판(21)의 도면 중 우측 단부면에는 각각 마주 향하는 위치에 캐비티가 형성되어 있다. 본 형태에서는, 예를 들어 도2에 도시한 바와 같이 형판 내에 복수개(특히, 4개 이상)의 캐비티(13)가 형성되어 있는 것을 대상으로 하고 있다.

이 사출 성형 장치에서는, 가동측 금형(6)이 구동부(4)에 의해 도면 중 우측 방향으로 이동됨으로써 형 체결된다. 이때, 양 캐비티(13) 사이에 생기는 공극이 성형 공간이다. 또한, 고정측 플래튼(1)에는, 용융 수지의 주입구가 마련되어 있고, 형 체결된 상태에서 도1 중 우측으로부터 금형 내의 성형 공간에 성형재인 수지가 주입되어 광학 부품이 제조된다.

또한, 형 체결된 상태에서는 고정측 형판(11)의 도면 중 좌측 단부면과 가동측 형판(21)의 도면 중 우측 단부면이 중첩되어 선 형상이 되므로, 이 분할선을 파팅 라인이라 한다. 또한, 분할면인 고정측 형판(11)의 도면 중 좌측 단부면과 가동측 형판(21)의 도면 중 우측 단부면을 여기서는 파팅 라인의 면이라 한다. 여기서는, 도1 중 좌우 방향이 파팅 라인의 면에 수직인 방향에 해당한다.

본 형태의 고정측 형판(11)은, 도1의 좌측 방향으로부터 보면, 도2에 도시한 바와 같이 8개의 캐비티(13)가 설치되어 있다. 여기서는 8개의 캐비티(13)가 4개씩 2단으로 배열된 수직 배치 8개 빼기의 고정측 형판(11)의 예를 나타내고 있다. 그리고, 모든 캐비티(13)를 둘러싸도록 배치된 전열 변환 소자(14)와 그 근방에 온도 측정 소자로서의 온도 센서(15)가 설치되어 있다. 또한, 온도 센서(15)의 검출 결과를 받아 전열 변환 소자(14)를 제어하는 제어부(16)도 갖고 있다. 또한, 가동측 형판(21)도 대략 동일한 구성으로 되어 있다.

전열 변환 소자(14)는, 도2에 도시한 바와 같이 모든 캐비티(13)를 사각으로 둘러싸서 배치되어 있다. 전열 변환 소자(14)로서는, 예를 들어 특허문헌 1의 도 27 내지 도32에 도시되어 있는 것과 같이, 전열선을 권취한 것으로 좋다. 혹은, 사각 프레임 형상의 케이스 등에 전열선을 수납하여, 고정측 형판(11)에 주입함으 로써 전열 변환 소자(14)를 형성해도 좋다. 온도 센서(15)는 열전대 등의 일반적인 것을 사용한다. 온도 센서(15)는, 도2 중 좌우 방향에서는 고정측 형판(11)의 중앙 위치에서, 전열 변환 소자(14)에 인접하여 설치되어 있다. 즉, 캐비티(13)로부터는 약간 이격된 배치로 되어 있다.

제어부(16)는 온도 센서(15)의 검출 결과를 받아, 전열 변환 소자(14)에 공급하는 전류값을 제어한다. 또한, 전열 변환 소자(14)가 복수 있는 경우에는, 각 전열 변환 소자(14)에 대응하여 1개씩 온도 센서(15)를 설치한다. 따라서, 전열 변환 소자(14)는 온도 센서(15)와 제어부(16)에 의해 클로즈드 제어된다. 또한, 온도 조절 방식은 PID 제어에 의한 사이리스터를 사용하면 된다. 예를 들어, 공지의 PID 제어에 의한 사이리스터를 사용하여, 일본 특허 출원 공개 제2000-347746호 공보에 기재되어 있는 바와 같은 제어를 행해도 좋다. 더욱 바람직하게는, 위상 제어 방식으로 한다.

본 형태에서는, 1개의 형판 내에 4개 이상의 캐비티(13)가 설치되어 있는 다수개 빼기 성형을 대상으로 하고 있다. 그리고, 형판 내의 전열 변환 소자(14)의 수를 형 내에 배치되는 캐비티(13)의 수보다 작게 한다. 더욱 바람직하게는, 캐비티(13)의 수의 2분의 1 이하로 한다. 도2에 도시하는 예에서는, 전열 변환 소자(14)는 1개이다. 단, 파팅 라인에 수직인 방향으로부터 볼 때, 전열 변환 소자(14)로 둘러처지는 영역 내에 모든 캐비티(13)와 온도 센서(15)가 들어가 있도록 한다.

여기서, 전열 변환 소자(14)로 둘러처지는 영역이라 함은 전열 변환 소 자(14)의 임의의 2점을 연결하는 모든 선분의 집합으로서 정의되는 영역인 것이다. 전열 변환 소자(14)가 고리 형상 또는 중간이 끊어진 고리 형상인 경우에는, 그 둘러싸인 영역을 가리킨다. 즉, 도2에 도시한 바와 같이, 전열 변환 소자(14)를 캐비티(13)의 둘레 전체를 둘러싸도록 배치하면 된다. 혹은, 도2의 사각형 형상의 전열 변환 소자(14) 중, 상하의 2변만, 또는 좌우의 2변만이라도 좋다. 단, 인접하는 2변만의 배치로는 바람직하지 않다. 또한, 전체에 균등한 배치가 바람직하다.

또한, 본 형태에서는 각 부재간의 거리가 이하의 관계를 만족시키도록 배치된다. 도2에 도시한 바와 같이, 파팅 라인에 수직인 방향으로부터 볼 때,

캐비티(13)끼리의 외형간의 간격을 Dc,

캐비티(13)의 외형과 전열 변환 소자(14) 사이의 최소 간격을 Dh,

전열 변환 소자(14)와 온도 센서(15)의 측온부 사이의 최단 거리를 Ds라 하면, 다음의 두 식이 성립하도록 전열 변환 소자(14) 및 온도 센서(15)를 배치한다.

Dc ＜ Dh

Ds ＜ Dh

또한, 도3에 도시한 바와 같이, 형 체결 상태에서는, 파팅 라인에 평행인 방향으로부터 보았을 때의 고정측 형판(11)의 캐비티(13)와 가동측 형판(21)의 캐비티(13) 사이에 성형 공간(17)이 형성된다. 도3은 형 체결 후의 파팅 라인에 수직인 단면을 도시한 것이다. 이 성형 공간(17)에 수지가 주입된다. 이 성형 공간(17)의 도3 중 좌우 방향의 폭을 W, 성형 공간(17)의 윤곽면과 온도 센서(15) 사 이의 최단 거리를 Dw라 한다. 즉, W는 성형 공간(17)의 파팅 라인에 수직인 방향의 길이에 상당한다. 이때, 다음 식이 성립하는 위치에 온도 센서(15)를 배치한다.

W ＜ Dw

즉, 전열 변환 소자(14)는 캐비티(13)에 대해 캐비티(13)간 거리보다 멀리 배치된다. 또한, 온도 센서(15)는 전열 변환 소자(14)에 대해 캐비티(13)보다 가깝게 배치된다. 단, 온도 센서(15)는, 성형 공간으로부터는, 그 파팅 라인에 수직인 방향의 두께보다 이격되어 배치된다. 또한, 온도 센서(15)는 캐비티(13)와 전열 변환 소자(14) 사이에 배치되는 것이 바람직하다.

즉, 전열 변환 소자(14)는 각 캐비티(13)에 대응하도록 배치되는 것이 아니라, 복수의 캐비티(13)의 군을 모아 가열하도록 배치된다. 캐비티(13)의 군은 전열 변환 소자(14)에 둘러싸이는 영역 내의, 비교적 중심에 가까운 위치에 모여 배치된다. 이 캐비티(13)의 위치는 전열 변환 소자(14)의 바로 옆이 아니므로, 온도 구배가 완만한 영역이다.

또한, 온도 센서(15)는 각 캐비티(13)의 온도가 아닌, 오히려 각 캐비티(13)와 전열 변환 소자(14) 사이의 위치에 있어서의 형판 온도를 검지한다. 성형품의 두께가 되는 성형 공간의 폭도 고려하여, 온도 센서(15)는 성형 공간으로부터 그 폭보다 크게 이격시킨다. 이와 같이 배치해 두고, 온도 센서(15)의 검출 결과를 기초로 하여 제어부(16)는 전열 변환 소자(14)에 공급하는 전류값을 제어한다. 그리고, 검출 온도가 소정의 온도 범위 내가 되도록 제어한다.

이와 같이 하면, 1면 중에 다수의 캐비티(13)가 형성되어 있는 다수개 빼기 금형이라도 그 전체를 대략 균등하게 온도 제어할 수 있다. 즉, 일부 캐비티(13)의 국소적인 온도 상승이나 온도 저하를 방지할 수 있다. 또한, 온도 센서(15)는 캐비티(13)에 충전된 용융 수지의 온도에 영향을 받지 않는다. 특히, 성형 개시 직후에 있어서의, 성형기 노즐 온도나 수지 온도의 영향에 의한 금형 온도 변동에 대해, 검출값이 안정화되는 효과가 있다. 또한, 전열 변환 소자(14)의 온도를 그대로 검지해 버리는 일도 없다. 이와 같은 배치로 하였으므로, 각 전열 변환 소자(14)에 1개의 온도 센서(15)를 설치하면 충분한 것이다.

또한, 캐비티(13)를 전열 변환 소자(14)로 둘러싸도록 배치하였으므로, 외부의 분위기 온도의 변화의 영향을 작게 억제할 수 있다. 도4에 실온의 변화에 대한 형온의 변화의 예를 나타낸다. 이 도면에서는, 실온의 변화를 파선으로 나타내고, 우측 종축의 눈금에 대응하고 있다. 또한, 본 형태의 온도 조절 방법을 사용한 형온의 변화를 실선으로 나타내고, 좌측 종축의 눈금에 대응하고 있다.

도4에 도시한 바와 같이, 시각 6 : 00 내지 12 : 00에 걸쳐서 실온이 상승하여, 18 : 00 이후 크게 저하되고 있다. 이는 실온 조정용 에어컨의 통상의 동작에 의한 것이다. 또한, 시각 23 : 30경부터 실온이 2 ℃ 정도의 상하폭으로 단주기로 상하 이동하고 있는 것은, 에어컨에 시험을 위해 의도적으로 간헐적인 동작을 시킨 것에 따른 것이다. 이에 반해, 형온의 변동폭은 작다. 18 : 00부터의 큰 실온의 변화에도 형온의 변동폭은 1 ℃ 미만이다. 또한, 그 후의 단주기의 실온 변화에 대해서는, 어느 정도 따르지만 그 변화폭은 ±0.5 ℃ 정도뿐이다. 이 도면에 나타 낸 바와 같이, 본 형태의 금형에 따르면, 실온이 변화되어도 형 온도에 주는 영향은 작다. 즉, 일시적인 온도 변화나 급격한 온도 변화에 직접 영향을 받는 일이 없기 때문에, 안정된 온도 제어가 가능해진다.

따라서, 연속 성형 중의 금형 온도 변동을 억제할 수 있어, 성형 샷간의 품질 차이나, 캐비티간의 성능 격차를 작게 할 수 있다. 또한, 복수 채널에서의 독립 제어로 한 경우에도, 오일을 사용하는 외부 온도 조절과 같이 장치가 대형화되거나, 번잡해지는 일이 없다는 이점이 있다.

다음에, 캐비티(13), 전열 변환 소자(14), 온도 센서(15)의 배치의 다른 예를 도5, 도6, 도7에 나타낸다. 도5에 도시하는 것은, 수직 배치 4개 빼기의 예이다. 고정측 형판(31)에는 4개의 캐비티(32)가 수직 배치되어 있다. 또한 그것들을 둘러싸도록, 대략 정방 형상의 전열 변환 소자(33)가 배치되어 있다. 캐비티(32)와 전열 변환 소자(33) 사이에 온도 센서(34)가 배치되어 있다. 이 예에 있어서도, 캐비티(32)끼리의 외형간의 간격(Dc)에 비교하여, 전열 변환 소자(33)는 캐비티(32)로부터 이격된 위치에 배치되어 있다. 여기서는, 4개의 캐비티(32)에 대해, 전열 변환 소자(33)와 온도 센서(34)는 모두 1개씩으로 하였다.

다음에, 도6에 도시하는 것은 방사 형상 배치 8개 빼기의 예이다. 고정측 형판(41)에는 중앙부로부터 방사 형상으로 신장하는 러너(45)가 형성되고, 각 러너(45)의 선단부에 각각 1개의 원형의 캐비티(42)가 설치되어 있다. 또한 그것들을 둘러싸도록, 대략 원형 형상으로 전열 변환 소자(43)가 배치되고, 캐비티(42)와 전열 변환 소자(43) 사이에 온도 센서(44)가 배치되어 있다. 여기서는, 8개의 캐 비티(42)에 대해, 전열 변환 소자(43)와 온도 센서(44)는 모두 1개씩으로 하였다.

다음에, 도7에 도시하는 것은 수직 배치 8개 빼기의 예이다. 고정측 형판(51)에는 8개의 캐비티(52)가 수직 배치되어 있다. 이 예에서는 전열 변환 소자(53)를 2개 배치하고 있다. 또한, 여기서는 특허문헌 1의 도29 내지 도32에 도시되어 있는 바와 같은 것이었다고 해도, 그 전체를 1개로 센다. 그리고, 각 전열 변환 소자(53)의 근방에 각각 온도 센서(54)를 설치한다. 공간의 영향 등에 의해, 캐비티(52) 모두를 둘러싸도록 전열 변환 소자를 배치할 수 없는 경우에는, 도8에 도시한 바와 같이 전열 변환 소자(53)에 의해 둘러처지는 영역(55) 내에 모든 캐비티(52)와 온도 센서(54)가 배치되도록 하면 된다. 이 도7에 도시한 전열 변환 소자(53)의 배치는 중간이 끊어진 고리 형상의 예이다. 그리고, 각 전열 변환 소자(53)를 그 근방에 설치한 각각 1개의 온도 센서(54)의 검출값을 기초로 하는 클로즈드 제어로 하면 된다.

다음에, 사출 성형 장치에 본 형태의 금형을 사용하여 광학 부품을 제조하는 방법에 대해 설명한다. 우선, 고정측 금형(5)과 가동측 금형(6)이 소정의 온도 범위가 되도록, 제어부(16)에 의해 전열 변환 소자(14)를 제어한다. 이에 의해, 상술한 바와 같이 캐비티(13) 사이의 온도 변동을 억제하는 동시에, 외기온의 변화의 영향을 받기 어려운 안정된 온도 제어가 이루어진다. 이와 같이 온도가 제어되고 있는 상황에서, 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(13) 내의 성형 공간에 침 입한다. 주입된 수지가 캐비티(13) 내에서 냉각되어 고화되면 취출한다. 이에 의해, 광학 부품이 제조된다. 이때, 금형 온도가 안정되게 제어되어 있으므로, 캐비티(13)마다의 제품의 변동은 방지되어 있다. 또한, 외기온의 영향을 받기 어렵기 때문에, 이 작업을 반복하여 연속 성형하는 경우에도 성형 샷마다의 성능 편차는 방지되어 있다. 여기서, 성형에 사용하는 수지의 종류로서는, 폴리올레핀계, 폴리카보네이트, 폴리에스테르계, 아크릴, 노보넨계, 실리콘계 등이 적절하다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 형태의 사출 성형 장치의 금형은 1면 중에 4개 이상의 캐비티(13)를 갖는 다수개 빼기용 금형이며, 모든 캐비티(13)를 둘러싸도록, 혹은 둘러싸지 않더라도 그 둘러처지는 영역 내에 모든 캐비티(13)를 포함하도록, 캐비티(13)보다 적은 갯수의 전열 변환 소자(14)를 배치하고 있다. 따라서, 외기온의 영향을 받기 어렵다. 그 전열 변환 소자(14)는 캐비티(13)끼리의 간격보다 캐비티(13)로부터 이격하여 배치되어 있다. 따라서, 캐비티(13)간의 온도의 변동을 억제할 수 있어, 금형 온도가 안정되게 제어된다. 또한, 각 전열 변환 소자(14)에 각각 1개의 온도 센서(15)를 전열 변환 소자(14)측에 배치하고 있으므로, 제어는 용이하다. 따라서, 1면 중에 다수의 캐비티(13)를 갖는 다수개 빼기용 금형이며, 금형 온도의 안정성을 향상시키는 동시에 금형 중의 온도 분포의 변동을 억제하여, 연속 성형해도 외기온의 변화의 영향을 받기 어려운 사출 성형용 금형으로 되어 있다.

또한, 본 형태는 단순한 예시에 지나지 않으며, 본 발명을 전혀 한정하는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 당연히, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양 한 개량, 변형이 가능하다.

예를 들어, 상기한 형태에서는, 고정측 금형(5)과 가동측 금형(6)에 전열 변환 소자(14)와 온도 센서(15)를 설치한다고 하였지만, 도9에 도시한 바와 같이, 동일한 구성을 고정측 설치판(12), 가동측 수용판(22) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽에도 더 부가하면 보다 안정된 온도 제어가 가능하다. 또한, 플래튼 온도 조절도 더 부가해도 좋다. 또한, 본 형태에서는, 전열 변환 소자의 형상을 사각 형상과 원 형상으로 예시하고 있지만, 다각형 형상, 코너가 라운딩된 다각형 형상, 긴 원 형상 등, 그 밖의 형상이라도 상관없다. 또한, 형판(11, 21)의 두께 방향에 관한 전열 변환 소자(14)의 배치는 임의이다. 또한, 본 형태는, 1면에 4개 이상의 캐비티를 갖고, 성형되는 광학 부품이 그 광학면의 면조도가 Ra 20 ㎚ 이하의 정밀도가 요구되는 것에 특히 가장 적절하다.

Claims

고정측 금형과 가동측 금형을 온도 조정하면서 형 체결하여, 그 사이의 성형 공간에 성형재를 주입하여 광학 부품을 제조하는 광학 부품 성형용 금형이며,

성형 공간을 형성하는 복수개의 캐비티부와, 온도 조정에 제공하는 온도값을 취득하는 온도 측정 소자를 갖고,

상기 고정측 금형 및 상기 가동측 금형 중 적어도 한쪽이 전열 변환 소자를 내장하고 있고,

상기 캐비티부의 갯수가 상기 전열 변환 소자의 갯수 이상이고,

파팅 라인의 면에 수직인 방향으로부터 볼 때, 상기 전열 변환 소자에 의해 둘러처지는 영역 내에 모든 상기 캐비티부와, 상기 온도 측정 소자가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 부품 성형용 금형.
제1항에 있어서, 파팅 라인의 면에 수직인 방향으로부터 볼 때,

상기 캐비티부끼리의 외형간의 간격이 상기 캐비티부의 외형과 상기 전열 변환 소자 사이의 최소 간격보다 작고,

상기 전열 변환 소자와 상기 온도 측정 소자의 측온부 사이의 최단 거리가 상기 캐비티부의 외형과 상기 전열 변환 소자 사이의 최소 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 광학 부품 성형용 금형.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 캐비티부에 형성되는 성형 공간의, 파팅 라인의 면에 수직인 방향에 있어서의 길이가 성형 공간의 윤곽면과 상기 온도 측정 소자 사이의 최단 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 광학 부품 성형용 금형.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전열 변환 소자가 파팅 라인의 면에 수직인 방향으로부터 볼 때, 고리 형상 또는 중간이 끊어진 고리 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 광학 부품 성형용 금형.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정측 금형 및 상기 가동측 금형의 양쪽이 전열 변환 소자를 내장하고 있는 것을 특징으로 하는 광학 부품 성형용 금형.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전열 변환 소자의 갯수와 상기 온도 측정 소자의 갯수가 같은 것을 특징으로 하는 광학 부품 성형용 금형.
고정측 금형과 가동측 금형을 온도 조정하면서 형 체결하여, 그 사이의 성형 공간에 성형재를 주입하여 광학 부품을 제조하는 광학 부품 제조 방법이며,

성형 공간을 형성하는 복수개의 캐비티부와, 온도 조정에 제공하는 온도값을 취득하는 온도 측정 소자를 사용하고,

상기 고정측 금형 및 상기 가동측 금형 중 적어도 한쪽으로서 전열 변환 소 자를 내장한 것을 사용하고,

상기 캐비티부의 갯수가 상기 전열 변환 소자의 갯수 이상이며,

파팅 라인의 면에 수직인 방향으로부터 볼 때, 상기 전열 변환 소자에 의해 둘러처지는 영역 내에, 모든 상기 캐비티부와 상기 온도 측정 소자가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 부품 제조 방법.
제7항에 있어서, 파팅 라인의 면에 수직인 방향으로부터 볼 때,

상기 캐비티부끼리의 외형간의 간격이 상기 캐비티부의 외형과 상기 전열 변환 소자 사이의 최소 간격보다 작고,

상기 전열 변환 소자와 상기 온도 측정 소자의 측온부 사이의 최단 거리가 상기 캐비티부의 외형과 상기 전열 변환 소자 사이의 최소 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 광학 부품 제조 방법.