WO2011040158A1 - 光学素子用樹脂成形品の製造装置、及び、光学素子用樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

　キャビティ内に溶融樹脂を射出して形成される、内部に中空部を有する光学素子用樹脂成形品の製造装置であって、キャビティ内に射出される溶融樹脂中に加圧流体を注入することにより中空部を形成するための加圧流体注入手段と、可動部品を型締め方向と同じ方向に付勢する付勢手段と、を有し、キャビティ内に加圧流体を注入することによる型内圧力増加により、第１金型又は第２金型に対して可動部品を付勢手段の付勢力に抗して型締め方向と反対方向に移動させ、加圧流体の排出による型内圧力減少により、第１干潟又は第２金型に対して可動部品を付勢力で型締め方向と同じ方向に移動させる構成とした。

Description

光学素子用樹脂成形品の製造装置、及び、光学素子用樹脂成形品の製造方法

　本発明は、光学素子用樹脂成形品の製造装置、及び、光学素子用樹脂成形品の製造方法に関し、特に、樹脂により形成された基材の表面の一部に光学面を有し、基材の内部に加圧流体を外部から注入することによって形成された中空部を有する光学素子用樹脂成形品の製造装置、及び、光学素子用樹脂成形品の製造方法に関する。

　複写機やレーザービームプリンタに代表されるデジタル機器は、近年の高画質、高精細化の要求により記録密度等の更なる増大が求められてきている。しかしながら、高精細化等のためにはおのずと使用する部品各々の高い制御、精度が求められ、その一部品である光学素子にいたっても、光源から照射された光を透過、反射等を行って集光や偏向、変形させるため、光学面のより一層の高面精度が求められている。特に最近では、長寿命、安定出力が得られる短波長の青色レーザが注目され、これによりさらに微少なスポットが形成できるため、それに対応した高面精度な光学素子が要求されてきている。

　ところが要求される面精度が高まってくるに従い、従来それほど気にしていなかった点が大きな技術課題として顕在化してきている。その最たる課題としては、樹脂射出成形での樹脂硬化時の収縮に伴い発生する反りやヒケによる光学面の変形の影響がある。特に、ｆθ特性を持たせるような光学素子においては、走査方向に対して発生する反りの影響がより顕在化し、従来の射出成形ではこのような高精度な光学部品の品質を確保することが困難な状況となってきている。また、上述したようにレーザビームに短波長、例えば、青色レーザでの適用の場合、樹脂製レンズの耐候性が高面精度を維持するのに更なる障害となる。

　この問題に対し、本発明者は、中空射出成形の効果に着目し光学部品への適用を考えた。中空射出成形により中空を形成することで、成形品の反りやヒケの原因となる樹脂の体積収縮時の引張応力が中空部に解放され、中空部の表面にヒケという形で発現することで、成形品の表面に発生する反りやヒケが緩和できるからである。

　ここで、樹脂成形品に中空部を設ける方法としては、以下のガスアシスト成形法がある。例えば、光学的反射面を形成するための金型面を有するキャビティが設けられた金型を使用し、キャビティ内に溶融樹脂を射出し、キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体を注入することにより中空部を形成し、キャビティ内の溶融樹脂を冷却、固化させ、その後、金型を開き、金型から樹脂成形品を取り出すようにしている。

　樹脂成形品に所望の形状の中空部を設けるための技術として、例えば、金型に、キャビティの金型面の一部を有する可動コアを移動可能に設け、また、可動コアを移動させるための可動コア移動装置を備え、可動コアをキャビティの内部に向かって移動させた前進位置に移動させておき、キャビティ内に溶融樹脂を射出し、キャビティ内に溶融樹脂を完全に充填すると同時に、キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体を注入し、加圧流体の注入を開始してから所定時間経過後に可動コアを前進位置からキャビティの外に向かって移動させた後退位置にし、キャビティ内体積を増加させて、溶融樹脂中に形成された中空部の先端を延ばし易くし、所望の部位まで中空部を形成する技術がある（例えば、特許文献１）。

特開２００４－２５７８９号公報

　特許文献１に記載された従来の技術では、キャビティ内の溶融樹脂中に中空部を形成することにより、所望の面形状を有する樹脂成形品を製造することが可能となるが、キャビティ内の溶融樹脂を冷却、固化させるとき、樹脂の体積収縮によるソリが樹脂成形品に発生するという問題点があった。また、可動コアを加圧流体の注入工程において、型締め方向とは反対方向に可動させる構成は備えているが、係る構成は複雑であり、内部スペースが狭い従来の光学素子用樹脂成形品の金型に設けるには、困難を伴う。また、キャビティ内に溶融樹脂を完全に充填すると同時に、キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体を注入しているため、中空部の先端の延びが十分でない場合が生じ、例えば、長尺状の樹脂成形品において、樹脂成形品の表面に長尺方向全体にわたり光学面が設けられている場合、光学面全域に中空部を形成することが困難となる。

　本発明は、上記の問題を解決するものであり、樹脂の体積収縮に伴う基材の光学面の精度低下を防止することが可能な光学素子用樹脂成形品の製造装置、及び、光学素子用樹脂成形品の製造方法を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明の第１の形態は、第１金型と、前記第１金型に対して型締め方向に移動可能な第２金型と、前記第１金型又は前記第２金型の何れか一方に対して型締め方向と同じ方向及び型締め方向と反対の方向に移動可能な可動部品と、を有し、前記第１金型、前記第２金型、及び前記可動部品によりキャビティを形成し、当該キャビティ内に溶融樹脂を射出して形成される、内部に中空部を有する光学素子用樹脂成形品の製造装置であって、前記キャビティ内に射出される溶融樹脂中に加圧流体を注入することにより前記中空部を形成する加圧流体注入手段と、前記可動部品を型締め方向と同じ方向に付勢する付勢手段と、を有し、前記キャビティ内に前記加圧流体を注入することによる型内圧力増加により、前記第１金型又は前記第２金型に対して前記可動部品を前記付勢手段の付勢力に抗して型締め方向と反対方向に移動させ、前記加圧流体の排出による型内圧力減少により、前記第１金型又は前記第２金型に対して前記可動部品を前記付勢手段の付勢力で型締め方向と同じ方向に移動させる構成としたことを特徴とする光学素子用樹脂成形品の製造装置である。

　また、本発明の第２の形態は、第１の形態に係る光学素子用樹脂成形品の製造装置であって、前記可動部品は金型の型締め方向から見た時、光学素子の光学面を転写する転写面全体を形成する領域を備えていることを特徴とする。

　さらに、本発明の第３の形態は、第１又は第２の形態に係る光学素子用樹脂成形品の製造装置であって、前記第１金型又は前記第２金型の一方は、光学素子の光学面を転写するための転写面を含み、前記第１金型又は前記第２金型の他方は、前記可動部品を有することを特徴とする。

　さらに、本発明の第４の形態は、第１金型と、前記第１金型に対して型締め方向に移動可能な第２金型と、前記第１金型又は前記第２金型の何れか一方に対して型締め方向と同じ方向及び型締め方向と反対の方向に移動可能な可動部品と、前記可動部品を型締め方向と同じ方向に付勢する付勢手段と、を有する製造装置を利用し、前記第１金型、前記第２金型、及び前記可動部品によりキャビティを形成し、当該キャビティ内に溶融樹脂を射出して形成される、内部に中空部を有する光学素子用樹脂成形品の製造方法であって、前記キャビティ内に溶融樹脂を射出する工程と、前記キャビティ内に射出された溶融樹脂に加圧流体を注入することにより溶融樹脂中に前記中空部を形成するとともに、前記加圧流体の注入による型内圧力増加に応じて前記可動部品を型締め方向と反対の方向に移動させる加圧流体注入工程と、注入された前記加圧流体の排出による型内圧力減少に応じて前記可動部品を型締め方向と同じ方向に移動させる工程と、を有することを特徴とする光学素子用樹脂成形品の製造方法である。

　本発明によれば、キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体を注入による圧力変化により、可動部品を付勢手段の付勢力を利用して可動させる構成、特に加圧流体の排出による圧力減少に可動部品を型締め方向に追従して移動する事が可能な構成のため、離型後の基材の変形量を小さくし、樹脂の体積収縮に伴う基材の光学面の精度低下を防止することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るｆθミラーの基材を長尺方向に沿って切断して示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る射出成形機の正面図である。 射出成形機の部分正面図であり、（ａ）は溶融樹脂充填時の図、（ｂ）は圧縮ガス注入時の図、（ｃ）は圧縮ガス排気時の図である。 ｆθミラーの製造工程において、可動部品位置、スクリュー位置、及び、型内圧力の関係を示した図である。

　以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１から図４は、本発明の一実施形態を示している。
（光学素子用樹脂成形品）
　先ず、本発明の一実施形態に係る射出成形機により製造すべき光学素子用樹脂成形品について説明する。光学素子用樹脂成形品は、鏡面性、寸法精度、軽量性、安全性、耐久性、経済性が強く要求される電気部品、自動車部品、医療用、保安用、建材用、家庭用品など多くの用途に好適な光学素子である。

　本発明に係る光学素子の一例としては、レーザ走査光学装置に組み込まれ、光源から出射した出射光を入射し、ポリゴンミラーに集光させ、ポリゴンミラーが所定速度で回転することによって走査された走査光に対してｆθ特性を持たせるｆθミラー１０である。

　次に、ｆθミラー１０について図１を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るｆθミラーを長尺方向に沿って切断して示す断面図である。

　ｆθミラー１０においては、長尺の板状の基材と、基材の一つの表面１１に位置する光学面（鏡面部）１３と、光学面１３の裏面の基材内部に位置する中空部１４とを有する。中空部１４の長尺方向の長さは光学面１３の長尺方向の長さより長く、さらに、中空部１４の両端を光学面１３の長尺方向の両端より外側に形成することで、樹脂の硬化に伴う収縮により発生する引張応力が中空部１４に解放されるため、樹脂の体積収縮に伴う長尺方向の反りが光学面１３全体にわたり緩和され面精度が向上する。

　光学面１３の表面粗さＲａは、Ｒａ≦５（ｎｍ）の範囲内で形成されていることが好ましい。それにより、例えば、波長５００ｎｍ以下の短波長用で用いられる面精度を達成することが可能となる。また、２（ｎｍ）＜Ｒａ≦５（ｎｍ）の範囲内で形成されていることがより好ましい。なお、光学面１３を板面全体にわたり基材より厚さ方向で突出させることで、樹脂の体積収縮に伴う成形品による金型の抱え込みが発生するのを防止し、離型抵抗による光学面１３の歪みの発生を抑制することが可能となる。

　ｆθミラー１０の周壁１２は抜き勾配を有している。第２金型２２（図２、図３参照）のキャビティ３１の金型面３１１に抜き勾配を付けることにより、第２金型２２からｆθミラー１０を離型するときの離型抵抗を減少させ、ｆθミラー１０の光学面１３のひずみや変形を防止することが可能となる。また、金型の耐久性を向上することも可能となる。ここでの抜き勾配は、ｆθミラー１０の材料及び厚み（図１に示す厚さ方向の寸法）等に応じて設定され、１°～１０°であることが好ましい。

　また、ｆθミラー１０においては、被押圧面１５を有している。被押圧面１５は、光学面１３と反対側の基材の表面１１ａに、厚さ方向に突出した形で形成されている。反対側の基材の表面１１ａから下方に突出した被押圧面１５を図１に示す。被押圧面１５は、後述する可動部品２５の可動面２５１を転写させた面である。なお、被押圧面１５を光学面１３と反対側の基材の表面１１ａに設けたが、光学面１３、又は、光学面１３と同じ側の基材の表面１１を被押圧面１５としても良い。

　ｆθミラー１０を離型したとき、ｆθミラー１０には、ゲート３２１に充填された溶融樹脂により形成されたゲート形状樹脂１９、及び、ゲート形状樹脂１９を介して、ランナー３２２に充填された溶融樹脂により形成されたランナー形状樹脂１９ａが連結されている。
（射出成形機）
　次に、ｆθミラー１０の基材を製造するための射出成形機（光学素子用樹脂成形品の製造装置）について図２～図４を参照して説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る射出成形機の正面図であり、図３は、射出成形機の部分正面図（図３（ａ）は溶融樹脂充填時の図、図３（ｂ）は圧縮ガス注入時の図、図３（ｃ）は圧縮ガス排気時の図）である。また、図４は、ｆθミラーの製造工程において、可動部品位置、スクリュー位置、及び、型内圧力の関係を示した図である。

　射出成形機は、キャビティ３１を有する金型と、キャビティ３１に溶融樹脂を充填させる充填手段（図示省略）と、充填された溶融樹脂中に圧縮ガス（加圧流体）を注入するための加圧流体注入手段３４と、溶融樹脂の充填、溶融樹脂の充填停止、圧縮ガスの注入開始、圧縮ガスの注入停止、及び、中空部からの圧縮ガスの排気をそれぞれ制御する制御手段（図示省略）を有している。
（金型）
　金型は、第１金型２１と、第１金型２１との間で型締めをすべく第１金型２１に対して近接し、又は、基材を離型すべく第１金型２１に対して離間するように移動可能に設けられた第２金型２２とを有する。第１金型２１及び第２金型２２には、型締めすることによりキャビティ３１が形成される。

　キャビティ３１には、ゲート３２１、ランナー３２２、及び、スプール（図示省略）が連続して形成されている。キャビティ３１、並びに、ランナー３２２及びスプール（金型の通路）に沿ってヒータ（図示省略）が設けられている。ヒータを設けたことにより、キャビティ３１及び金型の通路に接触した溶融樹脂が熱伝導によって冷却された流動性を失って固化するのを防止している。ヒータに代えて、金型に温度調節用の流路を設けても良い。

　第１金型２１は、第１金型取付板２１１に取り付けられている。第１金型２１には型締めする方向に沿って往復移動するように可動部品（可動コア）２５が設けられている。可動部品２５は、キャビティ３１内に射出される溶融樹脂に所定の形状を転写するように形成されたキャビティ３１の金型面３１１の一部である可動面２５１を有している。可動部品２５の可動面２５１を転写することにより、ｆθミラー１０の基材には被押圧面１５が形成される。

　可動部品２５には、可動面２５１とは反対側の裏面２５２にガイド穴２５３が形成されている。第１金型取付板２１１にはガイド穴２５３に嵌合するガイドピン２６が設けられている。可動部品２５は、ガイドピン２６により、型締め方向（キャビティ３１側に前進する方向）又はその反対方向（第１金型取付板２１１側に後退する方向）に案内される。なお、ガイド穴２５３を第１金型取付板２１１に設け、ガイドピン２６を可動部品２５に設けても良い。

　付勢手段２７は、ガイドピン２６に巻かれるように形成され、第１金型取付板２１１と可動部品２５の裏面２５２との間に圧縮された状態で装着されたバネ部材である。付勢手段２７は、その復元力により、可動部品２５を型締め方向と同じ方向に付勢している。付勢手段２７は、ガイドピン２６に巻かれたバネ部材であるため、付勢手段２７の設置スペースが広くなるのを防止することが可能となる。なお、第１金型２１に設けられた１つの付勢手段２７を図２に示したが、２以上の付勢手段２７を設けても良い。

　可動部品２５は、キャビティ３１側の前進端位置と第１金型取付板２１１側の後退端位置との間を往復移動可能に構成されている。なお本実施形態では、可動部品２５を前進端位置、又は、後退端位置に停止させるためのストッパを必要としない。また、可動部品２５を前進端位置と後退端位置との間のいずれかの位置に停止させるためのストッパも必要としない。さらに、可動部品２５を前進又は後退せる積極的な駆動装置も不要である。したがって、金型内に広い設置スペースを確保する必要がない。

　可動部品２５は、以下の条件を満たすことにより、前進端位置と後退端位置との間の所定位置に停止する。付勢手段２７の付勢力は、可動部品２５の可動面２５１が被押圧面１５を押す方向の押圧力となる。また、キャビティ３１内の圧力は、被押圧面１５が可動部品２５の可動面２５１を押し返す方向の型内圧力となる。さらに、可動部品２５の可動面２５１に密着した溶融樹脂の体積収縮するときの引っ張り応力が、被押圧面１５が可動部品２５の可動面２５１を引く方向の引張力となる。可動面２５１による押圧力及び可動面２５１が受ける引張力の合力と可動面２５１が受ける型内圧力とが釣り合うことにより、可動部品２５は、前進端位置と後退端位置との間の所定位置に停止する。

　キャビティ３１内の溶融樹脂中に圧縮ガスを注入する直前において、停止している可動部品２５を図２（ａ）に示す。圧縮ガスの注入直前では、可動部品２５の可動面２５１と第１金型２１の金型面３１１とが互いに段差無く同一平面に収まっている。また、キャビティ３１内の溶融樹脂中に圧縮ガスを注入した後の可動部品２５を図２（ｂ）に示す。圧縮ガスの注入後では、被押圧面１５が可動面２５１を付勢手段２７の付勢力以上の力で押すことにより、可動部品２５の可動面２５１が第１金型取付板２１１側に後退している。可動面２５１が後退することで、バネ部材である付勢手段２７のたわみ量が増加し、付勢手段２７の付勢力が大きくなり、可動面２５１が図２（ａ）に示す状態より大きな押圧力で、被押圧面１５を押し返し、可動面２５１による押圧力と可動面２５１が受ける型内圧力とが釣り合った位置で、可動部品２５が停止する。また、大きな押圧力で被押圧面１５を押し返すことにより、光学面１３を鏡面コア２８の転写面２２３に密着させ続けるため、光学面１３の面精度を向上させることが可能となる。

　さらに、光学面１３を鏡面コア２８の転写面２２３に密着させ続けるときにおいて、可動部品２５は、金型の型締め方向から見た時、ｆθミラー（光学素子）１０の光学面１３を転写する転写面２２３全体を形成する領域を備えている。それにより、転写面２２３への押圧が均一に押圧されるため、光学性能に影響が出に難く、この点からも、光学面１３の面精度を向上させることが可能となる。

　図２（ｂ）には示さないが、キャビティ３１内の溶融樹脂中に注入された圧縮ガスを排気した場合、被押圧面１５が可動部品２５の可動面２５１を押し返す方向の型内圧力が低下し、その型内圧力より、可動面２５１が被押圧面１５を押す押圧力が大きくなる。また、圧縮ガスの排気時、キャビティ３１内の溶融樹脂の冷却、固化が開始され、可動部品２５の可動面２５１に密着した溶融樹脂が収縮し、被押圧面１５が可動部品２５の可動面２５１を引く方向の引張力が生じる。それにより、可動部品２５の可動面２５１がキャビティ３１側に前進する。可動面２５１による押圧力及び可動面２５１が受ける引張力の合力と可動面２５１が受ける型内圧力とが釣り合う位置で可動部品２５が停止する。また、溶融樹脂の体積収縮に伴い、可動面２５１が前進して可動面２５１が被押圧面１５を押し続けることにより、光学面１３が鏡面コア２８の転写面２２３に密着し続けるため、光学面１３が予定された設計値に近い形状を維持することが可能となる。溶融樹脂の体積収縮が微少量になった後に、金型を開き、ｆθミラー１０の基材（樹脂成形品）を離型するので、光学面１３の面精度の低下を防止することが可能となる。さらに、光学面１３が鏡面コア２８の転写面２２３に密着し続けるときにおいても、可動部品２５は、ｆθミラー１０の光学面１３を転写する転写面２２３全体を形成する領域を備えているため、転写面２２３への押圧が均一に押圧され、この点からも、光学面１３の面精度の低下を防止することが可能となる。

　なお、可動部品２５を設ける金型は、第１金型２１に代えて第２金型２２であっても良く、第１金型２１と第２金型２２との両方であっても良い。なお、ガイドピン２６に代えて、第１金型２１にガイド溝を設け、ガイド溝に可動部品２５を嵌め込むことにより、可動部品２５を案内するようにしても良い。なお、可動部品２５とキャビティ３１とを上下に配して金型を構成した場合、付勢手段２７の付勢力には可動部品２５の自重が含まれる。また、付勢手段２７の付勢力は、バネ部材の復元力によるものに限らず、他の公知のものが適用できる事は言うまでもない。なお、使用するスプリングの種類としてはコイルばねやガススプリングが好ましい。

　第２金型２２は、第２金型取付板に２２１に受け板２２２を介して取り付けられている。第２金型２２には鏡面コア２８が設けられている。鏡面コア２８は、キャビティ３１内に射出される溶融樹脂に光学面１３を転写するための転写面２２３を有している。光学面１３の表面粗さＲａ≦５（ｎｍ）を達成するため、転写面２２３は、表面粗さＲａが５ｎｍ以下に切削加工で形成されている。

　第２金型２２には、ガスノズル３５が設けられている。ガスノズル３５は、転写面２２３を除くキャビティ３１の金型面３１１に形成された貫通穴（図示省略）を通って、キャビティ３１内に突設させた先端部３５１を有している。ガスノズル３５は、キャビティ３１内の溶融樹脂中に先端部３５１から圧縮ガスを注入することにより基材の内部に中空部１４を形成する。

　第２金型２２には、第２金型２２からｆθミラー１０の基材を離型するためのエジェクターピン（図示省略）が設けられている。第２金型２２を第１金型２１に対し所定量離間させると、エジェクターピンが第２金型取付板２２１に当接し、第２金型２２と相対的に移動し、エジェクターピンの先端面が、金型面３１１からキャビティ３１内に突出して、ｆθミラー１０の基材を第２金型２２から離型させる。

　次に、金型のキャビティ３１に溶融樹脂を充填するための手段、及び、充填された溶融樹脂中に圧縮ガスを注入するための手段、並びに、それらの手段を制御する制御手段について説明する。
（充填手段）
　充填手段は、ｆθミラー１０の短尺側から長尺方向に向かって充填させるように金型に配置されることが望ましい。ｆθミラー１０の短尺側をキャビティ３１の下端側として図２に示す。

　スプール（金型の通路）には、図外の充填手段の噴出口が通じている。充填手段は、溶融樹脂を噴出口から押し出すためのスクリュー（図示省略）を有している。スクリューは、溶融樹脂を噴出口からスプール、ランナー３２２、ゲート３２１に通し、キャビティ３１に充填させる。
（加圧流体注入手段）
　加圧流体注入手段３４は、圧縮ガスが貯留されるタンク（図示省略）、電磁弁（図示省略）、及び、ガスノズル３５を有している。ガスノズル３５の先端部３５１はキャビティ３１に通じる射出口部を有している。制御手段は、電磁弁（図示省略）の開閉を制御する。使用する圧縮ガスは、樹脂と反応や混合しないものであれば良い。例えば、不活性ガスが上げられる。安全面及びコスト面を鑑みた場合、不燃性と中毒性、また安価な方法で得られることから、好ましくは、窒素が良い。
（制御手段）
　制御手段は、中空部１４に充填される溶融樹脂の先端部が所定位置に達したとき、その検出信号を受けて、充填された溶融樹脂中に圧縮ガスの注入を開始させる。また、制御手段は、キャビティ３１内を保圧する。さらに、制御手段は、圧縮ガスの注入を開始してから所定時間経過後に、圧縮ガスの注入を停止させる。その後、制御手段は、圧縮ガスの排気を開始する。圧縮ガスの注入、キャビティ３１内の保圧、及び、圧縮ガスの排気の時期を図４に示す。

　ｆθミラーの製造工程において、可動部品位置を図４にて一点鎖線Ａ、スクリュー位置を図４にて破線Ｂ、及び、型内圧力を図４にて実線Ｃでそれぞれ示した。図４は、時間ｔを横軸に表し、圧力及び長さを縦軸に表している。樹脂射出充填期間（図４におけるＸ）では、充填手段（図示省略）のスクリューが始端位置から終端位置に向かって低速で移動し、所定の中間位置から高速で移動し、終端位置近傍で、再度低速で移動する。この間、キャビティ３１内の型内圧力は、低圧である。

　圧縮ガス注入／保圧期間（図４におけるＹ）では、圧縮ガスの注入が開始され、それにより、キャビティ３１内の型内圧力が急激に増大する。増大した型内圧力が、付勢手段２７の付勢力より大きいため、可動部品２５が後退する。可動部品２５が後退することにより、付勢手段２７の付勢力が増加し、増加した付勢力による押圧力と型内圧力と釣り合った時点で、その位置に可動部品２５が停止する。また、型内圧力が４ＭＰａに保圧される。さらにスクリユー位置が終端位置に維持される。

　圧縮ガス排気期間（図４におけるＺ）では、圧縮ガスの排気が開始され、それにより、キャビティ３１内の型内圧力が徐々に減少する。減少した型内圧力が、付勢手段２７の付勢力より小さくなるため、また、キャビティ３１内の溶融樹脂が冷却、固化し始め、溶融樹脂の体積収縮による可動部品２５の可動面２５１への引張力が生じているため、可動部品２５が前進する。すなわち、体積収縮する溶融樹脂を可動部品２５が追従するようになる。可動面２５１の押圧力及び引張力の合力と型内圧力とが釣り合う位置に、可動部品２５が停止する。
（光学素子用樹脂成形品の材料）
　次に、ｆθミラー１０の材料について説明する。ｆθミラー１０の基材を構成する樹脂材料は、例えば、ポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、シクロオレフィンポリマー、又は、これらの２種以上からなる樹脂を挙げることができる。ｆθミラー１０においては、中でも、ポリカーボネイト、シクロオレフィンポリマーを使用することが好ましい。

　次に、ｆθミラー１０の光学面１３を構成する材料等について説明する。光学面１３を構成する材料として、例えば、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、アルミナを挙げることができる。成膜方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の公知の成膜方法を用いることができる。
（製造方法）
　次に、ｆθミラー１０の製造方法について図３及び図４を参照して説明する。

　金型のキャビティ３１に溶融樹脂を充填する前において、第１金型２１に対して第２金型２２を近接させ、第１金型２１と第２金型２２とを型締めし、キャビティ３１を形成する。このとき、可動部品２５の可動面２５１と第１金型２１の金型面３１１とが互いに段差なくほぼ同一へ平面に収まっている。また、充填手段のシリンダー（図示省略）は、所定の溶融温度になるように設定されている。制御手段が、充填手段を制御し、スクリューを回転させて、溶融樹脂を充填手段の噴出口から射出させ（射出する工程）、スプール、ランナー３２２、及び、ゲート３２１に通させ、キャビティ３１に充填させる。

　さらに、溶融樹脂をキャビティ３１に充填させる。充填された溶融樹脂の先端部が所定位置に達し、その検出信号を受けて、制御手段は、充填手段を制御し、キャビティ３１への溶融樹脂の充填を停止させる。次に、制御手段は、加圧流体注入手段３４を制御して、電磁弁を解放させる。それにより、タンク（図示省略）内の圧縮ガスをガスノズル３５の先端部３５１からキャビティ３１内に噴出させる。キャビティ３１内に溶融樹脂が充填された時の可動部品２５を図３（ａ）に示す。図３（ａ）においても、可動部品２５の可動面２５１と第１金型２１の金型面３１１とが互いに段差無く同一平面に収まっている。

　充填された溶融樹脂中に長尺方向へ圧縮ガスを注入させる（圧縮ガスの注入工程）。それにより、樹脂中に長尺方向へ延びた中空部を形成させることができる。また、溶融樹脂の先端部が所定位置に到達したとき、その検出信号を受けて、溶融樹脂の充填を停止させる。圧縮ガスを注入させることにより、型内圧力が増大し、増大した型内圧力が可動面２５１の押圧力より大きくなるため、可動部品２５が後退する。後退した可動部品２５を図３（ｂ）に示す。可動部品２５が後退することで、付勢手段２７であるバネ部材のたわみ量が増大し、押圧力が増す。押圧力と型内圧力とが釣り合った位置で、可動部品２５が停止する。

　すなわち、積極的な駆動装置によらずに、可動部品２５は後退し、また、ストッパによらずに、可動部品２５は停止する。可動部品２５を移動停止するための付勢手段２７は、ガイドピンに巻かれたバネ部材であるため、金型内に広い設置スペースを確保する必要がない。

　次に、金型との熱伝導により、溶融樹脂を冷却、固化させる。冷却、固化せるまでの間、中空部１４を所定圧力に保圧する（保圧工程）。保圧することにより、基材表面を転写面に押し付けるので、基材表面の面転写性を向上させることが可能となる。圧縮ガスの注入工程から保圧工程の中で、基材表面に光学面１３が形成される。次に、中空部１４内の圧縮ガスを排気する。

　圧縮ガスの排気により、型内圧力が低下する。また、溶融樹脂の冷却、固化させることにより、溶融樹脂の体積収縮が生じ、型内圧力が低下すると共に、可動部品２５の可動面２５１に引張力が生じる。押圧力及び引張力の合力が型内圧力より大きくなるため、可動部品２５が前進し、体積収縮する溶融樹脂に可動面２５１が追従する。前進した可動部品２５を図３（ｃ）に示す。可動部品２５が前進し、可動面２５１が溶融樹脂に追従し、溶融樹脂を押し続けるため、光学面１３が転写面２２３に押され続け、光学面１３に所定の形状が転写される。それにより、ｆθミラー１０の光学面１３の精度低下を防止することが可能となる。

　第２金型２２を第１金型２１に対して所定量離間させると、エジェクタープレート（図示省略）が第２金型取付板２２１に当接し、エジェクターピンの先端面が第２金型２２のキャビティ３１の金型面３１１から突出する。それにより、ｆθミラー１０を第２金型２２から離型させることができる。

　１０　ｆθミラー
　１１　基材の表面
　１２　周壁
　１３　光学面
　１４　中空部
　１５　被押圧面
　１９　ゲート形状樹脂
　１９ａ　ランナー形状樹脂
　２１　第１金型
　２１１　第１金型取付板
　２２　第２金型
　２２１　第２金型取付板
　２２２　受け板
　２２３　転写面
　２５　可動部品
　２５１　可動面
　２５２　裏面
　２５３　ガイド穴
　２６　ガイドピン
　２７　付勢手段
　２８　鏡面コア
　３１　キャビティ
　３１１　キャビティの金型面
　３２１　ゲート
　３２２　ランナー
　３４　加圧流体注入手段
　３５　ガスノズル
　３５１　ガスノズルの先端部

Claims (4)

1. 　第１金型と、
   　前記第１金型に対して型締め方向に移動可能な第２金型と、
   　前記第１金型又は前記第２金型の何れか一方に対して型締め方向と同じ方向及び型締め方向と反対の方向に移動可能な可動部品と、を有し、
   　前記第１金型、前記第２金型、及び前記可動部品によりキャビティを形成し、当該キャビティ内に溶融樹脂を射出して形成される、内部に中空部を有する光学素子用樹脂成形品の製造装置であって、
   　前記キャビティ内に射出される溶融樹脂中に加圧流体を注入することにより前記中空部を形成する加圧流体注入手段と、
   　前記可動部品を型締め方向と同じ方向に付勢する付勢手段と、を有し、
   　前記キャビティ内に前記加圧流体を注入することによる型内圧力増加により、前記第１金型又は前記第２金型に対して前記可動部品を前記付勢手段の付勢力に抗して型締め方向と反対方向に移動させ、前記加圧流体の排出による型内圧力減少により、前記第１金型又は前記第２金型に対して前記可動部品を前記付勢手段の付勢力で型締め方向と同じ方向に移動させる構成としたこと
   　を特徴とする光学素子用樹脂成形品の製造装置。
2. 　前記可動部品は金型の型締め方向から見た時、光学素子の光学面を転写する転写面全体を形成する領域を備えていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子用樹脂成形品の製造装置。
3. 　前記第１金型又は前記第２金型の一方は、光学素子の光学面を転写するための転写面を含み、
   　前記第１金型又は前記第２金型の他方は、前記可動部品を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子用樹脂成形品の製造装置。
4. 　第１金型と、
   　前記第１金型に対して型締め方向に移動可能な第２金型と、
   　前記第１金型又は前記第２金型の何れか一方に対して型締め方向と同じ方向及び型締め方向と反対の方向に移動可能な可動部品と、
   　前記可動部品を型締め方向と同じ方向に付勢する付勢手段と、を有する製造装置を利用し、
   　前記第１金型、第２金型、及び前記可動部品によりキャビティを形成し、当該キャビティ内に溶融樹脂を射出して形成される、内部に中空部を有する光学素子用樹脂成形品の製造方法であって、
   　前記キャビティ内に溶融樹脂を射出する工程と、
   　前記キャビティ内に射出された溶融樹脂に加圧流体を注入することにより溶融樹脂中に前記中空部を形成するとともに、前記加圧流体の注入による型内圧力増加に応じて前記可動部品を型締め方向と反対の方向に移動させる加圧流体注入工程と、
   　注入された前記加圧流体の排出による型内圧力減少に応じて前記可動部品を型締め方向と同じ方向に移動させる工程と、
   　を有することを特徴とする光学素子用樹脂成形品の製造方法。

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