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JP2008229889A - Injection mold - Google Patents

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JP2008229889A
JP2008229889A JP2007068742A JP2007068742A JP2008229889A JP 2008229889 A JP2008229889 A JP 2008229889A JP 2007068742 A JP2007068742 A JP 2007068742A JP 2007068742 A JP2007068742 A JP 2007068742A JP 2008229889 A JP2008229889 A JP 2008229889A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
optical element
outer peripheral
annular
protruding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007068742A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Shimizu
勉 清水
Kazuhiro Wada
一啓 和田
Tomonobu Tokunaga
智信 徳永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Opto Inc
Original Assignee
Konica Minolta Opto Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Opto Inc filed Critical Konica Minolta Opto Inc
Priority to JP2007068742A priority Critical patent/JP2008229889A/en
Publication of JP2008229889A publication Critical patent/JP2008229889A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To mold an optical element having a desired shape by preventing a fine flaw from being produced in an optical function surface. <P>SOLUTION: The movable mold 4 of this injection mold 2 for injection-molding the optical element 10 has a mold main body 42 and the ejection mold 41 arranged in the hole part 42b in a slidable state. The ejection mold 41 has a central molding surface 41b for forming the optical function surface 12a and an outer peripheral molding surface 41c for forming an outer peripheral surface. The central molding surface 41b has a plurality of diffraction patterns DP and the pitch of the diffraction pattern DP of at least the outermost periphery is 10 μm or below. The outer peripheral molding surface 41c has an annular protruded part 41d protruded so as to surround the central molding surface 41b. An annular taper surface 41e becoming small in its outer diameter as approaching a fixed mold 3 is formed to the outer peripheral surface of the leading end part of the annular protruded part 41d and the angle of the annular taper surface 41e with respect to the approaching and separating direction of the fixed mold 3 and the movable mold 4 is 15-45° and the width thereof is 0.05-2 mm. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学素子を形成するための射出成形型に関する。   The present invention relates to an injection mold for forming an optical element.

従来、対物レンズなどの光学素子は、微細な回折構造の設けられた光学機能面の外周側にフランジを有しており、このフランジによって把持されるようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an optical element such as an objective lens has a flange on the outer peripheral side of an optical functional surface provided with a fine diffractive structure, and is gripped by this flange.

このような光学素子を射出成形する射出成形型は、図4に示すように、固定型101と、当該固定型101に対してX方向に接離可能な可動型102を有しており、これら固定型101及び可動型102が当接することによってプラスチック材料の流路としてのゲート103等と、プラスチック材料を成形するためのキャビティ104とを形成するようになっている。   As shown in FIG. 4, an injection mold for injection molding such an optical element has a fixed mold 101 and a movable mold 102 that can be moved toward and away from the fixed mold 101 in the X direction. The fixed mold 101 and the movable mold 102 come into contact with each other to form a gate 103 or the like as a flow path for the plastic material and a cavity 104 for molding the plastic material.

より詳細には、可動型102は、キャビティ104の外周側部分を形成する型本体121と、X方向に摺動可能な状態で型本体121内に嵌合してキャビティ104の中央側部分を形成する突き出し型122とを有している。   More specifically, the movable mold 102 is fitted into the mold main body 121 so as to be slidable in the X direction, and forms a central side part of the cavity 104 while forming the outer peripheral side portion of the cavity 104. And a protruding mold 122.

このうち、型本体121には、X方向に貫通するして突き出し型122を収容する孔部121bと、当該孔部121bの周りを囲む成形面121aとが設けられており、この成形面121aによって光学素子200におけるフランジ201の外周側部分を形成するようになっている。   Among these, the mold body 121 is provided with a hole 121b that penetrates in the X direction and accommodates the protruding mold 122, and a molding surface 121a that surrounds the hole 121b. An outer peripheral side portion of the flange 201 in the optical element 200 is formed.

一方、突き出し型122には、固定型101に対向する成形面122aが設けられており、この成形面122aは中央側成形面122bによって光学素子200における光学機能面200bを、外周側成形面122cによって光学素子200におけるフランジ201の内周側部分を、それぞれ形成するようになっている。   On the other hand, the protruding mold 122 is provided with a molding surface 122a facing the fixed mold 101. The molding surface 122a is formed by the center-side molding surface 122b and the optical functional surface 200b of the optical element 200 by the outer peripheral-side molding surface 122c. The inner peripheral side portion of the flange 201 in the optical element 200 is formed respectively.

ここで、中央側成形面122bには、光学機能面200bに輪帯段差を形成するための微細な輪帯状の回折パターンDPが設けられており、外周側成形面122cには、環状突出部122dが中央側成形面122bを囲んで設けられている。また、環状突出部122dの先端部の外周面は、X方向と平行か、或いは固定型101に近づくに従って外形の小さくなるテーパー状になっている(例えば、特許文献1参照)。なお、このテーパー面のX方向に対する角度は25°以下となっている。   Here, the center side molding surface 122b is provided with a fine ring-shaped diffraction pattern DP for forming a ring zone step on the optical functional surface 200b, and the outer circumferential side molding surface 122c has an annular protrusion 122d. Is provided so as to surround the center side molding surface 122b. In addition, the outer peripheral surface of the tip of the annular protrusion 122d is parallel to the X direction, or has a tapered shape whose outer shape becomes smaller as it approaches the fixed mold 101 (see, for example, Patent Document 1). In addition, the angle with respect to the X direction of this taper surface is 25 degrees or less.

このような射出成形型100を使用して光学素子200を成形する場合には、まず、図4(a)に示すように、溶融したプラスチック材料をゲート103からキャビティ104に注入して加圧成形し、プラスチック材料が固化して光学素子200が形成されたら、図4(b)に示すように、可動型102を固定型101から離間させて可動型102側に光学素子200を残す。そして、突き出し型122を型本体121から突出させて型本体121から光学素子200を押し出した後、ゲート103内で固化した棒状のプラスチック材料部分(以下、引っ張り部とする)200aを引っ張って突き出し型122から光学素子200を離型する。これにより、光学素子200の成形が完了する。
特開2005−132002号公報
When the optical element 200 is molded using such an injection mold 100, first, as shown in FIG. 4 (a), a molten plastic material is injected from the gate 103 into the cavity 104 and is subjected to pressure molding. When the plastic material is solidified and the optical element 200 is formed, the movable mold 102 is separated from the fixed mold 101 to leave the optical element 200 on the movable mold 102 side as shown in FIG. Then, after the protruding mold 122 is protruded from the mold main body 121 and the optical element 200 is pushed out from the mold main body 121, a stick-shaped plastic material portion (hereinafter referred to as a pulling portion) 200a solidified in the gate 103 is pulled to protrude the protruding mold. The optical element 200 is released from 122. Thereby, the molding of the optical element 200 is completed.
JP-A-2005-132002

しかしながら、特許文献1記載の射出成形型によって光学素子200を成形すると、図5に示すように、引っ張り部200aを引っ張って突き出し型122から光学素子200を離型する際に、フランジ201が環状突出部122dに引っ掛かって大きな離型抵抗が生じるため、この離型抵抗よりも引っ張り部200aによる引っ張り力が大きくなった時点で光学素子200が一気に突き出し型122から離型される結果、光学素子200の光学機能面200bに形成された輪帯段差が回折パターンDPによって破壊されてしまう。特に、外周側の回折パターンDPのピッチが10μm以下の場合には、この問題がいっそう顕著となる。   However, when the optical element 200 is molded by the injection mold described in Patent Document 1, when the optical element 200 is released from the protruding mold 122 by pulling the pulling portion 200a as shown in FIG. Since a large mold release resistance is generated by being caught by the portion 122d, the optical element 200 is released from the projecting mold 122 at a time when the pulling force by the pulling section 200a becomes larger than the mold release resistance. An annular step formed on the optical functional surface 200b is destroyed by the diffraction pattern DP. In particular, when the pitch of the diffraction pattern DP on the outer peripheral side is 10 μm or less, this problem becomes more prominent.

一方、このような問題を解消する手法としては、環状突出部122dの先端部の外周面をテーパー状に設け、X方向に対する当該テーパー面の角度を大きくすることが考えられるが、この角度を大きくし過ぎると、光学素子200がX方向に熱収縮して中央側成形面122bと光学素子200の光学機能面200bとの間に隙間が生じる場合に、当該光学機能面200bの部分がX方向と直交する方向にも熱収縮するため、光学機能面200bの輪帯段差と中央側成形面122bの回折パターンDPとの位置関係がずれる結果、突き出し型122によって型本体121から光学素子200を押し出す際に、回折パターンDPによって光学機能面200bに微小な傷が付いてしまう(上記特許文献1参照)。   On the other hand, as a method for solving such a problem, it is conceivable to provide the outer peripheral surface of the tip of the annular protrusion 122d in a tapered shape and increase the angle of the tapered surface with respect to the X direction. If the optical element 200 is excessively contracted in the X direction and a gap is formed between the center-side molding surface 122b and the optical function surface 200b of the optical element 200, the portion of the optical function surface 200b is in the X direction. When the optical element 200 is pushed out from the die body 121 by the protruding die 122, the thermal contraction is also caused in the orthogonal direction, so that the positional relationship between the annular step of the optical function surface 200b and the diffraction pattern DP of the central molding surface 122b is shifted. In addition, the optical functional surface 200b is slightly scratched by the diffraction pattern DP (see Patent Document 1).

本発明の課題は、所望の形状の光学素子を成形することのできる射出成形型を提供することである。   The subject of this invention is providing the injection mold which can shape | mold the optical element of a desired shape.

請求項1記載の発明は、光学素子を射出成形するための射出成形型であって、
前記光学素子の一方の面を形成する固定型と、
当該固定型に対して接離可能に設けられ、前記光学素子の他方の面を形成する可動型と、を備え、
前記可動型は、
孔部を有する型本体と、
前記型本体に対して摺動可能な状態で前記孔部内に配設された突き出し型と、を有し、
前記突き出し型は、
前記他方の面内の光学機能面を形成する中央側成形面と、
当該光学機能面よりも外周側の面を形成する外周側成形面と、を有し、
前記中央側成形面は、
前記光学機能面に輪帯段差を形成する輪帯状の複数の回折パターンを有し、
これら複数の回折パターンのうち、少なくとも最外周の回折パターンのピッチは10μm以下であり、
前記外周側成形面は、
前記中央側成形面を囲んで突出する環状突出部を有し、
この環状突出部の先端部の外周面には、
前記固定型に近づくに従って外径の小さくなる環状テーパー面が形成され、
この環状テーパー面は、
前記固定型と前記可動型との接離方向に対する角度が15〜45°であり、幅が0.05〜2mmであることを特徴とする。
The invention according to claim 1 is an injection mold for injection molding an optical element,
A fixed mold that forms one surface of the optical element;
A movable mold provided so as to be able to contact and separate from the fixed mold and forming the other surface of the optical element;
The movable type is
A mold body having a hole,
A protruding mold disposed in the hole in a slidable state with respect to the mold body,
The protruding mold is
A central molding surface forming an optical functional surface in the other surface;
An outer peripheral side molding surface that forms an outer peripheral side surface from the optical function surface, and
The central molding surface is
Having a plurality of ring-shaped diffraction patterns forming a ring-shaped step in the optical function surface;
Among these diffraction patterns, the pitch of at least the outermost diffraction pattern is 10 μm or less,
The outer peripheral side molding surface is
Having an annular protrusion protruding around the central molding surface;
On the outer peripheral surface of the tip of this annular protrusion,
An annular tapered surface having a smaller outer diameter as it approaches the fixed mold is formed,
This annular taper surface
The angle between the fixed mold and the movable mold with respect to the contact / separation direction is 15 to 45 °, and the width is 0.05 to 2 mm.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の射出成形型において、
前記孔部は前記型本体に貫通して設けられ、
前記環状突出部は、前記突き出し型の外周縁に設けられ、
前記可動型は、前記固定型側に向かって前記孔部内に前記突き出し型を挿入して形成されていることを特徴とする。
The invention described in claim 2 is the injection mold according to claim 1,
The hole is provided through the mold body,
The annular protrusion is provided on an outer peripheral edge of the protruding mold,
The movable mold is formed by inserting the protruding mold into the hole toward the fixed mold side.

請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の射出成形型において、
前記環状突出部は、前記光学素子のフランジの基部を形成することを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the injection mold according to claim 1 or 2,
The annular protrusion may form a base of a flange of the optical element.

請求項1記載の発明によれば、外周側成形面は中央側成形面を囲んで突出する環状突出部を有し、この環状突出部の先端部の外周面には、固定型に近づくに従って外径の小さくなる環状テーパー面が形成され、この環状テーパー面は、固定型と可動型との接離方向に対する角度が15〜45°であり、幅が0.05〜2mmであるので、突き出し型の中央側成形面に設けられた輪帯状の複数の回折パターンのうち、最外周の回折パターンのピッチが10μm以下であっても、光学素子の一端を引っ張って突き出し型から光学素子を離型する際に、光学機能面よりも外周側の面が環状突出部に引っ掛かることによる離型抵抗が従来よりも小さくなる。従って、光学素子を徐々に突き出し型から離型することができるため、回折パターンによって光学素子の前記他方の光学機能面に形成される輪帯段差が破壊されるのを防止することができる。   According to the first aspect of the present invention, the outer peripheral side molding surface has the annular projecting portion that projects around the central side molding surface, and the outer peripheral surface of the tip end portion of the annular projecting portion is outer as approaching the fixed mold. An annular tapered surface having a reduced diameter is formed, and this annular tapered surface has an angle with respect to the contact and separation direction of the fixed mold and the movable mold of 15 to 45 ° and a width of 0.05 to 2 mm. Of the plurality of ring-shaped diffraction patterns provided on the center-side molding surface, the outermost diffraction pattern has a pitch of 10 μm or less, and one end of the optical element is pulled to release the optical element from the protruding mold. At this time, the mold release resistance due to the surface on the outer peripheral side of the optical function surface being caught by the annular projecting portion becomes smaller than that of the conventional one. Accordingly, since the optical element can be gradually released from the protruding mold, it is possible to prevent the annular step formed on the other optical functional surface of the optical element from being destroyed by the diffraction pattern.

また、固定型と可動型との接離方向に対する環状テーパー面の角度が15〜45°であるので、光学素子が当該接離方向に熱収縮して中央側成形面と他方の面内の光学機能面との間に隙間が生じる場合であっても、当該光学機能面の部分がこの接離方向と直交する方向に熱収縮するのが環状テーパー面によって防止される。従って、突き出し型によって型本体から光学素子を押し出す際に回折パターンによって光学機能面に微小な傷が付けられるのを防止することができる。
よって、所望の形状の光学素子を成形することができる。
In addition, since the angle of the annular tapered surface with respect to the contact / separation direction of the fixed mold and the movable mold is 15 to 45 °, the optical element is thermally contracted in the contact / separation direction, and the center side molding surface and the optical surface in the other surface Even in the case where a gap is generated between the functional surface, the annular functional surface prevents the portion of the optical functional surface from being thermally contracted in a direction perpendicular to the contact / separation direction. Therefore, when the optical element is pushed out from the mold body by the protruding mold, it is possible to prevent the optical functional surface from being damaged by the diffraction pattern.
Therefore, an optical element having a desired shape can be formed.

請求項2記載の発明によれば、孔部は型本体に貫通して設けられ、環状突出部は突き出し型の外周縁に設けられ、可動型は固定型側に向かって孔部内に突き出し型を挿入して形成されているので、型本体の孔部に突き出し型を挿入して可動型を形成する際に、環状テーパー面の基部と、孔部の内周面とに傷が付くのを防止することができる。よって、より確実に所望の形状の光学素子を成形することができる。   According to the second aspect of the present invention, the hole is provided penetrating the mold body, the annular protrusion is provided at the outer peripheral edge of the protruding mold, and the movable mold has the protruding mold in the hole toward the fixed mold side. Because it is formed by insertion, it prevents the base of the annular taper surface and the inner peripheral surface of the hole from being scratched when a protruding mold is inserted into the hole of the mold body to form a movable mold. can do. Therefore, an optical element having a desired shape can be molded more reliably.

請求項3記載の発明によれば、請求項1または2記載の発明と同様の効果を得ることができる。   According to the invention described in claim 3, the same effect as that of the invention described in claim 1 or 2 can be obtained.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明に係る射出成形型を備える成形機について説明する。
図1は、光学素子を射出成形するための成形機1の概略構成を示す概念図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, a molding machine provided with an injection mold according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of a molding machine 1 for injection molding an optical element.

この図に示すように、成形機1は、プラスチック材料の搬送方向における上流側から下流側に向かって、ホッパ51と、シリンダ53と、ノズル55と、本発明に係る射出成形型2等とを備えている。   As shown in this figure, the molding machine 1 includes a hopper 51, a cylinder 53, a nozzle 55, an injection mold 2 and the like according to the present invention from the upstream side to the downstream side in the conveying direction of the plastic material. I have.

ホッパ51は、プラスチック材料が供給される部分であり、シリンダ53に連結されている。シリンダ53は、内部にスクリュー52を備えるとともに、先端部でノズル55に連結されており、ホッパ51から供給されたプラスチック材料をスクリュー52によってノズル55側に押し出すようになっている。また、このシリンダ53の側面には、シリンダ53内部のプラスチック材料を溶融させるためのヒータ54が設けられている。   The hopper 51 is a portion to which a plastic material is supplied, and is connected to the cylinder 53. The cylinder 53 includes a screw 52 inside, and is connected to a nozzle 55 at the tip, and pushes the plastic material supplied from the hopper 51 toward the nozzle 55 by the screw 52. A heater 54 for melting the plastic material inside the cylinder 53 is provided on the side surface of the cylinder 53.

ノズル55は、シリンダ53から押し出されたプラスチック材料を射出成形型2に射出する部分であり、後述する射出成形型2のスプルー21に連通している。   The nozzle 55 is a portion that injects the plastic material extruded from the cylinder 53 into the injection mold 2 and communicates with a sprue 21 of the injection mold 2 described later.

射出成形型2は、ノズル55に対して固定された固定型3と、当該固定型3に対してX方向に接離可能に設けられた可動型4を有しており、これら固定型3及び可動型4が当接することによってプラスチック材料の流路としてのスプルー21、ランナー22及びゲート23と、プラスチック材料を成形するためのキャビティ24とを形成するようになっている。   The injection mold 2 includes a fixed mold 3 fixed to the nozzle 55 and a movable mold 4 provided so as to be movable toward and away from the fixed mold 3 in the X direction. When the movable mold 4 abuts, a sprue 21, a runner 22 and a gate 23 as flow paths for the plastic material and a cavity 24 for molding the plastic material are formed.

図2に示すように、固定型3は、光学素子10の一方の面11を形成するものであり、キャビティ24の中央側部分を形成する第1部材31と、外周側部分を形成する第2部材32とを有している。   As shown in FIG. 2, the fixed mold 3 forms one surface 11 of the optical element 10, and includes a first member 31 that forms a central portion of the cavity 24 and a second member that forms an outer peripheral portion. Member 32.

第1部材31には、可動型4に対向して成形面31aが設けられており、この成形面31aによって光学素子10の一方の面11内の光学機能面11aを形成するようになっている。なお、この成形面31aには、微細な輪帯状の回折パターンが設けられていても良い。   The first member 31 is provided with a molding surface 31a facing the movable mold 4, and the molding surface 31a forms an optical functional surface 11a in one surface 11 of the optical element 10. . The molding surface 31a may be provided with a fine ring-shaped diffraction pattern.

一方、第2部材32には、成形面31aの周りを囲む環状の成形面32aが設けられており、この成形面32aによって光学素子10の外周部にフランジ15を形成するようになっている。   On the other hand, the second member 32 is provided with an annular molding surface 32a surrounding the molding surface 31a, and the flange 15 is formed on the outer peripheral portion of the optical element 10 by the molding surface 32a.

以上の第1部材31及び第2部材32は、ともに単一の鋼材で形成され、互いに一体的に固定されている。   The first member 31 and the second member 32 described above are both formed of a single steel material and are integrally fixed to each other.

また、可動型4は、光学素子10の他方の面12を形成するものであり、キャビティ24の外周側部分を形成する型本体42と、中央側部分を形成する突き出し型41とを有している。   The movable die 4 forms the other surface 12 of the optical element 10 and includes a die body 42 that forms the outer peripheral side portion of the cavity 24 and a protruding die 41 that forms the central side portion. Yes.

型本体42には、X方向に貫通する孔部42bと、当該孔部42bの周りを囲む成形面42aとが設けられており、この成形面42aによって光学素子10の外周部にフランジ15を形成するようになっている。   The mold body 42 is provided with a hole portion 42b penetrating in the X direction and a molding surface 42a surrounding the hole portion 42b. The flange 15 is formed on the outer peripheral portion of the optical element 10 by the molding surface 42a. It is supposed to do.

突き出し型41は、図3に示すように、当該孔部42bに嵌合した状態でX方向に摺動可能となっており、図1に示すように、型本体42に対して突き出し型41を摺動させる突き出し部材43に連結されている。   As shown in FIG. 3, the protruding die 41 is slidable in the X direction in a state of being fitted in the hole 42b. As shown in FIG. It is connected to a projecting member 43 to be slid.

また、この突き出し型41には、図2に示すように、固定型3に対向する成形面41aが設けられており、この成形面41aは、光学素子10の他方の面12内の光学機能面12aを形成する中央側成形面41bと、光学機能面12aよりも外周側にフランジ15の基部を形成する外周側成形面41cとを有している。   Further, as shown in FIG. 2, the protruding die 41 is provided with a molding surface 41 a facing the fixed die 3, and this molding surface 41 a is an optical functional surface in the other surface 12 of the optical element 10. It has a central molding surface 41b that forms 12a and an outer circumferential molding surface 41c that forms the base of the flange 15 on the outer circumferential side of the optical function surface 12a.

中央側成形面41bは、光学機能面12aに輪帯段差を形成する微細な輪帯状の回折パターンDPを有している。この回折パターンDPは、少なくとも最外周のピッチPが10μm以下、深さが数μm程度となっている。なお、中央側成形面41bが全体として凹状に形成されている場合には、回折パターンDPの最外周のピッチPとは、X方向に直交する面に対して各回折パターンDPを投影した場合のピッチを言う。   The center-side molding surface 41b has a fine annular zone-shaped diffraction pattern DP that forms an annular zone step on the optical function surface 12a. The diffraction pattern DP has at least the outermost peripheral pitch P of 10 μm or less and a depth of about several μm. In addition, when the center side molding surface 41b is formed in a concave shape as a whole, the outermost peripheral pitch P of the diffraction pattern DP is the case where each diffraction pattern DP is projected onto a surface orthogonal to the X direction. Say the pitch.

外周側成形面41cは、中央側成形面41bを囲んで突出する環状突出部41dを有している。この環状突出部41dは光学素子10の光学機能面12aとフランジ15とに高低差を付けるものであり、この高低差によって、製造後の光学素子10を載置して搬送する場合などに、光学機能面12aに傷が付くのが防止される。
環状突出部41dの先端部の外周面には、固定型3に近づくに従って外径の小さくなる環状テーパー面41eが形成されている。この環状テーパー面41eは、突き出し型41の外周縁に位置しており、X方向に対する角度θが15〜45°、幅Lが0.05〜2mmとなっている。
The outer peripheral side molding surface 41c has an annular projecting portion 41d that projects around the central side molding surface 41b. The annular projecting portion 41d provides a difference in height between the optical functional surface 12a of the optical element 10 and the flange 15. When the manufactured optical element 10 is placed and transported due to the difference in height, the annular protrusion 41d is optical. The functional surface 12a is prevented from being damaged.
An annular tapered surface 41e having an outer diameter that decreases as it approaches the fixed mold 3 is formed on the outer peripheral surface of the tip of the annular projecting portion 41d. The annular tapered surface 41e is located on the outer peripheral edge of the protruding die 41, and has an angle θ with respect to the X direction of 15 to 45 ° and a width L of 0.05 to 2 mm.

以上の可動型4は、固定型3側に向かって孔部42b内に突き出し型41を挿入することによって形成されている。この挿入にあたり、環状テーパー面41eが突き出し型41の外周縁に設けられており、当該環状テーパー面41eはX方向(型本体42に対する突き出し型41の摺動方向)に対する角度θが15〜45°であり、幅Lが0.05〜2mmであるので、突き出し型41の角の部分、つまり環状テーパー面41eの基部と、孔部42bの内周面とに傷が付くのが防止される。   The movable mold 4 described above is formed by inserting a protruding mold 41 into the hole 42b toward the fixed mold 3 side. In this insertion, an annular tapered surface 41e is provided on the outer peripheral edge of the protruding die 41, and the annular tapered surface 41e has an angle θ of 15 to 45 ° with respect to the X direction (the sliding direction of the protruding die 41 with respect to the die body 42). Since the width L is 0.05 to 2 mm, the corner portion of the protruding die 41, that is, the base portion of the annular tapered surface 41e and the inner peripheral surface of the hole portion 42b are prevented from being damaged.

続いて、上記の成形機1を使用した光学素子10の成形方法について説明する。なお、この成形機1によって成形する光学素子10としては、透明性を要求される用途のものが好ましい。   Next, a method for molding the optical element 10 using the molding machine 1 will be described. In addition, as the optical element 10 shape | molded with this molding machine 1, the thing of the use for which transparency is requested | required is preferable.

まず、プラスチック材料をホッパ51に入れ、スクリュー52によりノズル55の方向に搬送しつつ、ヒータ54で溶融させる。   First, a plastic material is put into the hopper 51 and melted by the heater 54 while being conveyed in the direction of the nozzle 55 by the screw 52.

次に、図3(a)に示すように、融けたプラスチック材をノズル55、スプルー21より射出成形型2のランナー22、ゲート23、キャビティ24に注入し、加圧成形する。これにより、キャビティ24内のプラスチック材料が固化して光学素子10が形成されるとともに、ゲート23内のプラスチック材料が固化して棒状の引っ張り部10dが光学素子10と一体的に設けられる。   Next, as shown in FIG. 3A, the melted plastic material is injected from the nozzle 55 and the sprue 21 into the runner 22, the gate 23, and the cavity 24 of the injection mold 2, and is pressure-molded. As a result, the plastic material in the cavity 24 is solidified to form the optical element 10, and the plastic material in the gate 23 is solidified to provide the rod-shaped pulling portion 10 d integrally with the optical element 10.

次に、図3(b)に示すように、可動型4を固定型3から離間させて可動型4側に光学素子10を残した後、突き出し部材43によって突き出し型41を型本体42から突出させて、型本体42から光学素子10を押し出す。このとき、X方向に対する環状テーパー面41eの角度が15〜45°であるので、光学素子10がX方向に熱収縮して中央側成形面41bと光学機能面12aとの間に隙間が生じた場合であっても、光学機能面12aの部分がX方向と直交する方向に熱収縮するのが環状テーパー面41eによって防止される。従って、光学機能面12aの輪帯段差と中央側成形面41bの回折パターンDPとの位置が一致した状態で、突き出し型41により光学素子10が型本体42から押し出される。   Next, as shown in FIG. 3B, the movable die 4 is separated from the fixed die 3 to leave the optical element 10 on the movable die 4 side, and then the protruding die 41 is protruded from the die main body 42 by the protruding member 43. Then, the optical element 10 is pushed out from the mold main body 42. At this time, since the angle of the annular tapered surface 41e with respect to the X direction is 15 to 45 °, the optical element 10 is thermally contracted in the X direction, and a gap is generated between the central molding surface 41b and the optical function surface 12a. Even in this case, the annular tapered surface 41e prevents the portion of the optical function surface 12a from being thermally contracted in the direction orthogonal to the X direction. Therefore, the optical element 10 is pushed out from the mold body 42 by the protruding mold 41 in a state where the annular step of the optical function surface 12a and the position of the diffraction pattern DP of the center-side molding surface 41b coincide.

次に、引っ張り部10dを引っ張って突き出し型41から光学素子10を離型する。このとき、環状テーパー面41eのX方向(型本体42に対する突き出し型41の摺動方向)に対する角度θが15〜45°であり、幅Lが0.05〜2mmであるので、突き出し型41の中央側成形面41bに設けられた複数の回折パターンDPのうち、最外周の回折パターンDPのピッチが10μm以下であっても、フランジ15の基部が環状突出部41dに引っ掛かることによる離型抵抗が従来よりも小さくなる。従って、光学素子10が徐々に突き出し型41から離型されることとなる。   Next, the optical element 10 is released from the protruding die 41 by pulling the pulling portion 10d. At this time, the angle θ with respect to the X direction of the annular tapered surface 41e (the sliding direction of the protruding die 41 with respect to the die main body 42) is 15 to 45 °, and the width L is 0.05 to 2 mm. Among the plurality of diffraction patterns DP provided on the center-side molding surface 41b, even when the pitch of the outermost diffraction pattern DP is 10 μm or less, the mold release resistance due to the base portion of the flange 15 being caught by the annular protrusion 41d is reduced. Smaller than before. Accordingly, the optical element 10 is gradually released from the protruding die 41.

そして、光学素子10から引っ張り部10dを除去することにより、光学素子の成形が完了する。   Then, by removing the pulling portion 10d from the optical element 10, the molding of the optical element is completed.

以上の射出成形型2によれば、光学素子10を徐々に突き出し型41から離型することができるため、引っ張り部10dを引っ張って突き出し型41から光学素子10を離型する際に光学機能面12aの輪帯段差が回折パターンDPによって破壊されるのを防止することができる。また、光学機能面12aの輪帯段差と中央側成形面41bの回折パターンDPとの位置が一致した状態で突き出し型41により光学素子10を型本体42から押し出すことができるため、突き出し型41によって型本体42から光学素子10を押し出す際に光学機能面12aが回折パターンDPによって傷付けられるのを防止することができる。よって、所望の形状の光学素子を成形することができる。   According to the above injection mold 2, the optical element 10 can be gradually released from the protruding mold 41, so that when the optical element 10 is released from the protruding mold 41 by pulling the pulling portion 10 d, the optical function surface is provided. It is possible to prevent the annular zone step 12a from being destroyed by the diffraction pattern DP. In addition, since the optical element 10 can be pushed out from the die body 42 by the protruding die 41 in a state where the annular step of the optical functional surface 12a and the diffraction pattern DP of the center side molding surface 41b coincide with each other, the protruding die 41 When the optical element 10 is pushed out from the mold body 42, the optical functional surface 12a can be prevented from being damaged by the diffraction pattern DP. Therefore, an optical element having a desired shape can be molded.

また、型本体42の孔部42bに突き出し型41を挿入して可動型4を形成する際に、突き出し型41の角の部分、つまり環状テーパー面41eの基部と、孔部42bの内周面とに傷が付くのを防止することができるため、環状テーパー面の基部や孔部の内周面の傷が光学素子に転写されてしまうのを防止することができる。よって、より確実に、所望の形状の光学素子を成形することができる。   Further, when the protruding die 41 is inserted into the hole portion 42b of the die body 42 to form the movable die 4, the corner portion of the protruding die 41, that is, the base portion of the annular tapered surface 41e, and the inner peripheral surface of the hole portion 42b. It is possible to prevent the scratches on the base portion of the annular tapered surface and the inner peripheral surface of the hole from being transferred to the optical element. Therefore, an optical element having a desired shape can be molded more reliably.

なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   The embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施の形態においては、環状突出部41dはフランジ15の基部を形成することとして説明したが、当該基部よりよりも外周側の部分を形成することとしても良い。   For example, in the above-described embodiment, the annular projecting portion 41d has been described as forming the base portion of the flange 15, but it is also possible to form a portion on the outer peripheral side with respect to the base portion.

次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these.

(1)試料の作製
下記の表1に示すように、射出成形型2の実施例,比較例として、環状テーパー面41eの幅Lと、X方向に対する角度θとを変化させた資料(1)〜(64)を作成した。これら資料(1)〜(64)のうち、資料(18)〜(23),(26)〜(31),(34)〜(39),(42)〜(47)は本発明の実施例、これら以外は比較例となっている。なお、何れの資料においても、突き出し型41の中央側成形面41bには10μmのピッチで回折パターンDPが設けられている。
(1) Preparation of Sample As shown in Table 1 below, as an example of the injection mold 2 and a comparative example, a material (1) in which the width L of the annular tapered surface 41e and the angle θ with respect to the X direction are changed. -(64) was created. Of these materials (1) to (64), materials (18) to (23), (26) to (31), (34) to (39), and (42) to (47) are examples of the present invention. Other than these are comparative examples. In any of the materials, the diffraction pattern DP is provided on the central molding surface 41b of the protruding die 41 at a pitch of 10 μm.

Figure 2008229889
Figure 2008229889

(2)成形された光学素子の評価
上記の資料(1)〜(64)の射出成形型によって成形された各光学素子について、輪帯段差に変形が生じているか否かや、光学機能面12aに微小な傷が付けられているか否かを観察した。
(2) Evaluation of molded optical element For each optical element molded by the injection molds of the above-mentioned materials (1) to (64), whether or not the annular zone step is deformed and the optical function surface 12a. It was observed whether or not minute scratches were attached.

また、輪帯段差の破壊状況を調べるため、各光学素子の非点収差を引っ張り部10d側の領域と、その反対側の領域とで測定し、非点収差のばらつきσを計算した。   Further, in order to investigate the destruction state of the annular zone step, the astigmatism of each optical element was measured in the region on the pulling portion 10d side and the region on the opposite side, and the astigmatism variation σ was calculated.

そして、これらの観察及び測定の結果に基づいて、資料(1)〜(64)の射出成形型によって所望の形状の光学素子を成形できるか否かを評価した。評価結果を上記表1に示す。但し、表1中、「◎」,「○」,「×」,「●」,「▲」の基準は下記に従う。   Then, based on the results of these observations and measurements, it was evaluated whether or not an optical element having a desired shape could be molded with the injection molds of materials (1) to (64). The evaluation results are shown in Table 1 above. However, in Table 1, the criteria of “◎”, “◯”, “×”, “●”, “▲” are as follows.

◎…輪帯段差に変形が生じておらず、非点収差のばらつきσが0.0005以下である。
○…輪帯段差に変形が生じているが、非点収差のばらつきσは0.001以下である。
×…輪帯段差に変形が生じた結果、非点収差の測定が不能となっている。
●…光学機能面12aに微小な傷が付けられているが、実用可能な程度である。
▲…光学機能面12aに微小な傷が付けられており、実用不可能な程度である。
A: Deformation does not occur in the annular zone step, and the astigmatism variation σ is 0.0005 or less.
A: Deformation occurs in the annular zone step, but the astigmatism variation σ is 0.001 or less.
X: Astigmatism cannot be measured as a result of deformation of the annular zone step.
● Although the optical functional surface 12a is finely scratched, it is practically usable.
... Small scratches are attached to the optical function surface 12a, which is not practical.

上記表1に示すように、環状テーパー面41eのX方向に対する角度θが15〜45°であり、幅Lが0.05〜2mmである資料(18)〜(23),(26)〜(31),(34)〜(39),(42)〜(47)では、これら以外の資料と異なり、所望の形状の光学素子を成形することができることが分かった。   As shown in Table 1, materials (18) to (23), (26) to (26) having an angle θ with respect to the X direction of the annular tapered surface 41e of 15 to 45 ° and a width L of 0.05 to 2 mm. In 31), (34) to (39), and (42) to (47), it was found that an optical element having a desired shape can be formed, unlike materials other than these.

成形機の概略構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows schematic structure of a molding machine. 本発明に係る射出成形型の断面図である。It is sectional drawing of the injection mold which concerns on this invention. 本発明に係る射出成形型によって光学素子を成形する方法を説明する図であり、(a)は成形時における型開き前の状態を示す図、(b)は光学素子を突き出した状態を示す図である。It is a figure explaining the method to shape | mold an optical element with the injection mold which concerns on this invention, (a) is a figure which shows the state before mold opening at the time of shaping | molding, (b) is a figure which shows the state which protruded the optical element It is. 従来の射出成形型の断面図である。It is sectional drawing of the conventional injection molding die. 従来の射出成形型によって光学素子の回折構造が変形する状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the diffraction structure of an optical element deform | transforms with the conventional injection molding die.

符号の説明Explanation of symbols

2 射出成形型
3 固定型
4 可動型
10 光学素子
11 一方の面
12 他方の面
15 フランジ
42 型本体
41 突き出し型
41b 中央側成形面
41c 外周側成形面
41d 環状突出部
41e 環状テーパー面
DP 回折パターン
2 Injection mold 3 Fixed mold 4 Movable mold 10 Optical element 11 One surface 12 The other surface 15 Flange 42 Mold body 41 Extrusion die 41b Center side molding surface 41c Outer peripheral side molding surface 41d Annular protrusion 41e Annular taper surface DP Diffraction pattern

Claims (3)

光学素子を射出成形するための射出成形型であって、
前記光学素子の一方の面を形成する固定型と、
当該固定型に対して接離可能に設けられ、前記光学素子の他方の面を形成する可動型と、を備え、
前記可動型は、
孔部を有する型本体と、
前記型本体に対して摺動可能な状態で前記孔部内に配設された突き出し型と、を有し、
前記突き出し型は、
前記他方の面内の光学機能面を形成する中央側成形面と、
当該光学機能面よりも外周側の面を形成する外周側成形面と、を有し、
前記中央側成形面は、
前記光学機能面に輪帯段差を形成する輪帯状の複数の回折パターンを有し、
これら複数の回折パターンのうち、少なくとも最外周の回折パターンのピッチは10μm以下であり、
前記外周側成形面は、
前記中央側成形面を囲んで突出する環状突出部を有し、
この環状突出部の先端部の外周面には、
前記固定型に近づくに従って外径の小さくなる環状テーパー面が形成され、
この環状テーパー面は、
前記固定型と前記可動型との接離方向に対する角度が15〜45°であり、幅が0.05〜2mmであることを特徴とする射出成形型。
An injection mold for injection molding an optical element,
A fixed mold that forms one surface of the optical element;
A movable mold provided so as to be able to contact and separate from the fixed mold and forming the other surface of the optical element;
The movable type is
A mold body having a hole,
A protruding mold disposed in the hole in a slidable state with respect to the mold body,
The protruding mold is
A central molding surface forming an optical functional surface in the other surface;
An outer peripheral side molding surface that forms an outer peripheral side surface from the optical function surface, and
The central molding surface is
Having a plurality of ring-shaped diffraction patterns forming a ring-shaped step in the optical function surface;
Among these diffraction patterns, the pitch of at least the outermost diffraction pattern is 10 μm or less,
The outer peripheral side molding surface is
Having an annular protrusion protruding around the central molding surface;
On the outer peripheral surface of the tip of this annular protrusion,
An annular tapered surface having a smaller outer diameter as it approaches the fixed mold is formed,
This annular taper surface
An injection mold characterized in that an angle with respect to the contact / separation direction of the fixed mold and the movable mold is 15 to 45 ° and a width is 0.05 to 2 mm.
請求項1記載の射出成形型において、
前記孔部は前記型本体に貫通して設けられ、
前記環状突出部は、前記突き出し型の外周縁に設けられ、
前記可動型は、前記固定型側に向かって前記孔部内に前記突き出し型を挿入して形成されていることを特徴とする射出成形型。
The injection mold according to claim 1,
The hole is provided through the mold body,
The annular protrusion is provided on an outer peripheral edge of the protruding mold,
The movable mold is formed by inserting the protruding mold into the hole toward the fixed mold side.
請求項1または2記載の射出成形型において、
前記環状突出部は、前記光学素子のフランジの基部を形成することを特徴とする射出成形型。
The injection mold according to claim 1 or 2,
The injection mold according to claim 1, wherein the annular protrusion forms a base of a flange of the optical element.
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