JP5737181B2 - 光学素子用樹脂成形品の製造装置、及び、光学素子の製造方法 - Google Patents

Description

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熱可塑性樹脂を射出し、キャビティ内に突設させたノズルの先端部からキャビティ内の溶融熱可塑性樹脂中に加圧流体を注入し、中空部を形成し（加圧流体注入工程）、キャビティ内の熱可塑性樹脂が固化、冷却するまでの間、中空部内の圧力を所望の圧力範囲に保持し（保圧工程）、中空部内の加圧流体を排気し（加圧流体排気工程）、その後、金型を開き、金型から樹脂成形品である光学的反射部材を取り出している（離型工程）。

上記の加圧流体注入工程、保圧工程、加圧流体排気工程を設けることにより、成形品の表面に発生する反り等を緩和し、成形品の光学面の精度を向上させることができる（例えば、特許文献１）。

特開２００１−１０５４４９号公報

ところでこのような加圧流体を注入させる成形装置として特許文献１に記載の技術では、可動側の金型にノズルが配置された成形装置が開示されている。しかしながら係る構成は、成形品を金型から離型する際の離型抵抗を生じさせる。この点、特許文献１に記載された成形装置では特に考慮されていないが、本発明のような高い光学面の面精度が要求される光学素子においては、係る構成による離型抵抗はそのまま光学面に悪影響を生じかねず、そのまま採用する事は困難である。

本発明は、上記の問題を解決するものであり、ノズルといった異形な形状を金型に備える場合であっても、金型から成形品を離型する際に光学性能に悪影響を与えず、効率的に成形品としての光学素子を離型する事ができる光学素子用樹脂成形品の製造装置、及び、光学素子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、表面の一部に光学面と内部に中空部とを有する樹脂性の基材を含む光学素子用樹脂成形品の製造装置であって、固定配置された第１の金型と、前記第１の金型に対して型締め方向及び型開き方向に移動可能に設けられ、前記型締めすることにより前記光学面より広いキャビティを形成するように設けられた、前記キャビティ内に射出される溶融樹脂に前記光学面を転写するための転写面を含む金型面を前記キャビティ側に有する第２の金型と、前記第２の金型の前記転写面を除く前記金型面から前記キャビティ側へ先端部を突出するように前記第２の金型に設けられ、前記キャビティ内に射出される前記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ためのノズルと、前記金型面の前記転写面の外側で前記ノズルの周囲に複数本設けられ、それぞれの一端が前記ノズルの周囲から前記型締め方向へ向けて、それぞれの他端が前記型締め方向に配されたプレートに取り付けられて、前記型締め方向及び型開き方向に移動可能に前記第２の金型に設けられ、前記型締めのときは前記プレートを介して前記一端が前記第２の金型面の位置になるよう支持されて、前記型開きのときは前記プレートが相対的に前記型締め方向へ移動することにより前記一端が前記第２の金型の金型面から突出することで、前記溶融樹脂が固形化した前記基材を前記第２の金型から離間させるエジェクターピンと、を備え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。

さらに、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、前記ノズルは軸状に形成され、前記ノズルの先端部は、前記ノズルの先端から前記ノズルの基端側に向かって前記軸の外径を徐々に大きくさせたテーパー形状を有し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、前記ノズルの先端部は、コーティング膜で被膜されていることを特徴とする。

さらに、本発明の第４の形態は、表面の一部に光学面と内部に中空部とを有する樹脂性の基材を含む光学素子の製造方法であって、固定配置された第１の金型に対して前記光学面を転写するための転写面を含む金型面を有する第２の金型により型締めすることにより、前記転写面に接するキャビティを形成するとともに、前記キャビティ内に、前記第２の金型に設けられたノズルの先端部を突出させ、かつ、該ノズルの周辺に設けられ複数のエジェクターピンの一端が前記第２の金型面の位置になるように前記複数のエジェクターピンの他端が取り付けられたプレートを配置しておく、型締め工程と、前記キャビティ内に前記の溶融樹脂を射出する溶融樹脂射出工程と、前記溶融樹脂射出工程でキャビティ内の一部に溶融樹脂が注入された段階で、前記ノズルの先端部を通して加圧流体を注入することで、前記溶融樹脂中に前記中空部を形成する加圧流体注入工程と、前記第１の金型に対して前記第２の金型を移動させることで離間させる型開き工程と、前記型開き工程における第２の金型の移動に対して相対的に、前記プレートを該移動とは反対方向に移動させることで、前記複数のエジェクターピンの前記一端を前記第２の金型の金型面より突出させて、前記第２の金型から前記加圧流体注入工程を経て成形された中空部を有する前記光学素子を離型させる離型工程と、を有することを特徴とする光学素子の製造方法である。

本発明によれば、第２金型に転写面、及び、ノズルを設けたことにより、基材を離型するときの離型抵抗が第１金型より第２金型の方が大きくなり、基材を第１金型から容易に離型することが可能となる。また、第２金型にエジェクターピンを設け、エジェクターピンの先端面をキャビティの金型面から突出させて、基材を第２金型から離型することが可能となる。さらに、基材を離型させるとき、エジェクターピンの先端面により、ノズルの先端部と転写面との間の中間部である金型面から突出させたので、基材をノズルの先端部及び転写面からそれぞれ離型させ易く、離型抵抗による歪みを基材の光学面に生じさせず、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ミラーの平面図である。 （ａ）はｆθミラーの部分正面図、（ｂ）は（ａ）のIIｂ−IIｂ線断面図、（ｃ）は、（ａ）のIIｃ−IIｃ線断面図、（ｄ）は（ａ）のIIｄ−IIｄ線断面図である。 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製品、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及び図２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ミラーの平面図、図２（ａ）はｆθミラーの部分正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のIIｂ−IIｂ線断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のIIｃ−IIｃ線断面図、図２（ｄ）は図２（ａ）のIIｄ−IIｄ線断面図である。

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。

従来技術では、樹脂の体積収縮に伴って成形品による金型の抱え込みが発生し、離型抵抗による光学面１３の歪みが発生していたが、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、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。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。

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３、図４参照）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２（ａ）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。

ｆθミラー１０においては、ｆθミラー１０をレーザ走査光学装置の所定位置に設置するための位置決め部１５を有している。位置決め部１５は、長尺方向の位置決め部１５１、短尺方向の位置決め部１５２、及び、厚さ方向（長尺方向及び短尺方向にそれぞれ直交する方向）の位置決め部１５３を有している。ｆθミラー１０の周壁１２に形成された長尺方向の位置決め部１５１を図２（ａ）、図２（ｂ）に示す。また、ｆθミラー１０の周壁１２に形成された短尺方向の位置決め部１５２を図２（ａ）、図２（ｃ）に示す。さらに、基材の表面１１であって、長尺方向の端縁部に形成された厚さ方向の位置決め部１５３を図２（ａ）、図２（ｄ）に示す。

長尺方向の位置決め部１５１は、周壁１２から２〜３ｍｍ程度、短尺方向に突出させた突起部であり、突起部は、長尺方向に対して直交する両側面１５１ａを有している。また、短尺方向の位置決め部１５２は、周壁１２から０．２〜０．５ｍｍ程度、短尺方向に突出させた突起部であり、突起部は、短尺方向に対して直交する先端面１５２ａを有している。さらに、厚さ方向の位置決め部１５２は、基材の表面１１（光学面１３を除く）から０．２〜０．５ｍｍ程度、厚さ方向に突出させた突起部であり、突起部は、厚さ方向に対して直交する先端面１５３ａを有している。なお、図１においては、各位置決め部１５を省略したｆθミラー１０の周壁１２を示している。

長尺方向の位置決め部１５１の側面１５１ａ、短尺方向の位置決め部１５２の先端面１５２ａ、及び、厚さ方向の位置決め部１５３の先端面１５３ａを、レーザ走査光学装置の予め定められた各所に当接させることにより、ｆθミラー１０をレーザ走査光学装置の所定位置に設置することが可能となる。

また、ｆθミラー１０においては、ガスノズル３５の先端部３５１の跡であるノズル跡１６、及び、エジェクターピン３６の先端面３６１の跡であるエジェクターピン跡１７を有している。ノズル跡１６、及び、エジェクターピン跡１７は、基材の表面１１であって、パーティングライン跡１８から光学面１３が形成された片側の表面（光学面１３を除く）に形成されている。ここで、パーティングライン跡１８とは、第１金型と第２金型の型合わせ面の跡である。ノズル跡１６を図２（ｄ）に示し、また、エジェクターピン跡１７を図１に示す。

ノズル跡１６は、光学面１３から一段下がった基材の表面１１の長尺方向の一端部に設けられている。ノズル跡１６は、略円形断面の溝形状に形成され、口径約５ｍｍの開口部１６１と、開口部１６１より小径に形成された底部１６２を有している。ノズル跡１６は中空部１４の一端側に通じている。ノズル跡１６は、ガスノズル３５の先端部３５１の形状を転写した形状に形成されている。ノズル跡１６は抜き勾配を有している。ガスノズル３５の先端部３５１には抜き勾配を付けることにより、ガスノズル３５の先端部３５１とｆθミラー１０のノズル跡１６とを少しでも相互に離間させると、ノズル跡１６がガスノズル３５の先端部３５１から離れるため、ノズル跡１６の離型抵抗を減少させ、ノズル跡１６及び、ノズル跡１６近傍の光学面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、ノズル跡１６がガスノズル３５の先端部３５１に抱き付くことを考慮すれば、１°以上であることが好ましく、ガスノズル３５の軸径を必要以上に大きくさせないことを考慮すれば１０°以下であることがさらに好ましい。なお、ガスノズル３５の詳細な形状及び配置については後述する。

エジェクターピン跡１７は、光学面１３から一段下がった基材の表面１１であって、ノズル跡１６の周囲にほぼ等間隔をおいて複数設けられていると共に、光学面１３の周囲に互いに所定の間隔をおいて複数設けられている。この場合において、エジェクターピン跡１７は、光学面１３とノズル跡１６との間の基材の表面１１に形成されている。エジェクターピン跡１７は、直径約２ｍｍの円形の線状に形成されている。エジェクターピン跡１７は、エジェクターピン３６の先端面３６１の形状（約２ｍｍの外径を有する円形形状）を転写した形状に形成されている。なお、エジェクターピン３６の詳細な形状及び配置については後述する。

ｆθミラー１０を離型したとき、ｆθミラー１０には、ゲート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。上記したノズル跡１６、及び、エジェクターピン跡１７はランナー形状樹脂１９ａの表面に形成されても良い。この場合においても、エジェクターピン跡１７は、光学面１３とノズル跡１６との間の基材の表面１１に形成されている。また、ノズル跡１６、及び、エジェクターピン跡１７は、パーティングライン跡１８から光学面１３が形成された片側の表面に形成されている。

パーティングライン跡１８は、型合わせ面（後述する第１金型２１と第２金型２２との合わせ面）の跡であり、線状に形成される。ｆθミラー１０の周壁１２の下端（光学面１３が形成された基材の表面１１とは、反対側の表面１１）に形成されたパーティングライン跡１８を図２（ａ）に示す。

（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３及び図４を参照して説明する。図３は、キャビティ３１に充填された溶融樹脂を長尺方向で剪断して示した射出成形機の正面図、図４は、第１金型２１、第２金型２２、ガスノズル３５、及び、エジェクターピン３６を主に示した射出成形機の部分正面図である。

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）を注入するためのガス注入手段３４と、溶融樹脂の充填、溶融樹脂の充填停止、及び、圧縮ガスの注入開始、圧縮ガスの注入停止、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、ランナー（図示省略）、及び、スプール（図示省略）が形成される。

キャビティ３１には、ゲート、ランナー、及び、スプール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水路を設けても良い。

第１金型２１は、第１金型取付板２１１に取り付けられている。また、第２金型は、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、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３１２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中空部１４を形成する。

ガスノズル３５は軸状に形成されている。ガスノズル３５は、外径約φ５ｍｍから徐々に先細に形成された先端部３５１、外径約φ５ｍｍの軸部３５２、及び、外径約φ１８ｍｍの基端部３５３を有している。ガスノズル３５の先端からガスノズル３５の基端側に向かって軸の外径を徐々に大きくさせたテーパー形状を有するガスノズル３５の先端部３５１を図４に示す。ガスノズル３５の先端部３５１は、１°〜１０°の抜き勾配が付けられている。ガスノズル３５の先端部３５１に抜き勾配を付けたことにより、前述したように、ノズル跡１６の離型抵抗を減少させ、ノズル跡１６及び、ノズル跡１６近傍の光学面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。

また、ガスノズル３５の先端部３５１は、離型性を向上させるコーティング膜を有している。コーティング膜としては、例えば、白金系合金膜、ダイヤモンド状炭素膜、窒化チタン膜、酸化クロム膜等が挙げられ、耐酸化性を向上させるコーティング膜としては、例えば、貴金属薄膜等が挙げられる。

ガスノズル３５の先端部３５１の被膜処理としては、電気メッキ、拡散メッキ、蒸着メッキ、無電解メッキ、容射等の金属被膜処理、ＣＶＤ、ＰＶＤ、イオンプレーティング、スパッタリング、真空蒸着などによるセラミックコーティング等の非金属被膜処理、又は、それらの複合被膜処理が挙げられる。具体的には、硬質クロム等の電解メッキ及び無電解メッキ、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、窒化チタンアルミ（ＴｉＡｌＮ）等のセラミックコーティング処理等が挙げられる。

第２金型２２にはエジェクターピン３６が設けられている。エジェクターピン３６は、外径約φ２ｍｍの軸状に形成されている。エジェクターピン３６を通すための挿通穴３１３が、第２金型のキャビティ３１の金型面３１１に４箇所設けられている。４箇所の挿通穴３１３は、ガスノズル３５の基端部３５３（図１に想像線で示す）の周囲にほぼ等間隔で設けられている。その中の２つの挿通穴３１３は、ガスノズル３５の先端部３５１と転写面２２３との間のキャビティ３１の金型面３１１に設けられている。他の２つの挿通穴３１３は、ガスノズル３５の先端部３５１を中心として転写面２２３とは反対側の金型面３１１に設けられている。また、４つの挿通穴３１３に対応して４つの挿通穴２２４が受け板２２２に形成されている。

以上の挿通穴３１３の配置により、ガスノズル３５の基端部３５３（図１に想像線で示す）の周囲にほぼ等間隔で４つのエジェクターピン３６が設けられ、その中の２つのエジェクターピン３６が、ガスノズル３５の先端部３５１と転写面２２３との間のキャビティ３１の金型面３１１に設けられている。これに限らず、ガスノズル３５の先端部３５１と転写面２２３との間のキャビティ３１の金型面３１１には、１以上のエジェクターピン３６が設けられていれば良い。

第２金型取付板２２１と受け板２２２との間には、エジェクタープレート２２５が配置されている。エジェクタープレート２２５は、付勢手段により受け板２２２に対し所定距離を保持するように支持されている。

エジェクターピン３６の基端側は、挿通穴３１３、及び、挿通穴２２４を通り抜け、エジェクターピン３６の基端部３６３が、エジェクタープレート２２５に固定されている。第２金型２２が第１金型２１との間で型締めすべく近接したとき、エジェクターピン３６の先端面３６１は、挿通穴３１３を塞ぐように没入していて、それにより、キャビティ３１の金型面３１１の一部を構成する。

第２金型２２を第１金型２１に対し離間させると、第２金型２２と共に、受け板２２２、エジェクタープレート２２５、及び、エジェクターピン２６が第１金型２１から離間する。さらに、第２金型２２を第１金型２１に対し所定量離間させると、エジェクタープレート２２５が第２金型取付板２２１に当接し、エジェクタープレート２２５及びエジェクターピン３６が第２金型２２と相対的に移動し、エジェクターピン３６の先端面３６１が、金型面３１１からキャビティ３１内に突出して、ｆθミラー１０を第２金型２２から離型させる。エジェクターピン３６の突出位置は、ガスノズル３５の先端部に対応する位置とガスノズル３５の先端部が配置される側のｆθミラー１０の光学面の端部との間に配置されている。

エジェクタープレート２２５に固定されたエジェクターピン３６の基端部３６３、及び、金型面３１１の一部を構成した先端面３６１を図３、図４に示す。第２金型２２が第１金型２１に対して離間したときのエジェクターピン３６の先端面３６１を図４（ａ）に示す。また、第２金型２２が第１金型２１に対して近接したときのエジェクターピン３６の先端面３６１を図４（ｂ）に示す。

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１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、ゲートに通し、キャビティ３１に充填させる。

（ガス注入手段）
ガス注入手段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、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。

（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、ガスノズル３５の先端部３５１は貫通穴３１２からキャビティ３１内に突出し、キャビティ３１の金型面３１１の一部を構成し、また、エジェクターピン３６の先端面３６１は、挿通穴３１３に没入し、挿通穴３１３の穴縁と滑らかに連続し、キャビティ３１の金型面３１１の一部を構成する（図４（ｂ）参照）。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。又、制御手段は、電磁弁を閉じさせている。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（溶融樹脂射出工程）、スプール、ランナー、及び、ゲートに通させ、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、ガス注入手段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。

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。

次に、金型との熱伝導により、溶融樹脂を固化、冷却させる。固化、冷却させるまでの間、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し、金型を開き、ｆθミラー（樹脂成形品）１０を取り出す。

第２金型２２を第１金型２１に対して離間させる型開きについて、詳細に説明する。第２金型２２に転写面２２３、及び、ガスノズル３５を設けたため、第２金型２２を第１金型２１に対して離間させるとき、ｆθミラー１０の離型抵抗が第１金型２１より第２金型２２の方が大きくなり、ｆθミラー１０が第２金型２２と共に移動する。ｆθミラー１０の光学面１３が第２金型２２の転写面２２３に付着し、ｆθミラー１０のノズル跡１６がガスノズル３５の先端部３５１に付着している。

さらに、第２金型２２を第１金型２１に対して離間させると、エジェクタープレート２２５が第２金型取付板２２１に当接し、転写面２２３の周囲に所定間隔で配された複数のエジェクターピン３６の先端面３６１が第２金型２２のキャビティ３１の金型面３１１から突出する（離型工程）。また、ガスノズル３５の基端部３５３の周囲にほぼ等間隔で配された４つのエジェクターピン３６の先端面３６１が突出する。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（図４（ａ）参照）。

４つのエジェクターピン３６の先端面３６１の中には、ガスノズル３５の先端部３５１と転写面２２３との間の金型面３１１に配した２つのエジェクターピン３６の先端面３６１を含むため、ｆθミラー１０をガスノズル３５の先端部３５１及び転写面２２３からそれぞれ離型させ易く、離型抵抗による歪みをｆθミラー１０の光学面１３に生じさせず、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。また、ガスノズル３５の先端部３５１からｆθミラー１０が受けた離型抵抗による歪みを光学面１３側に伝えず、この点からも、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。

また、ガスノズル３５の先端部３５１がテーパー形状を有し、１°〜１０°の抜き勾配が付けられているので、ガスノズル３５の先端部３５１からｆθミラー１０が受ける離型抵抗を減少させることが可能となる。さらに、ガスノズル３５の先端部３５１はコーティング膜で被覆されることにより離型性を有しているので、ガスノズル３５の先端部３５１からｆθミラー１０が受ける離型抵抗をさらに減少させることが可能となる。

第２金型２２から離型されたｆθミラー１０においては、光学面１３を除いた基材の表面１１に、位置決め部１５、ノズル跡１６、及び、エジェクターピン跡１７が形成されているので、ノズル跡１６等により、光学面１３の精度低下を招くおそれがない。

１０ ｆθミラー
１１ 基材の表面
１２ 周壁
１３ 光学面
１４ 中空部
１５ 位置決め部 １５１ 長尺方向の位置決め部
１５１ａ 両側面
１５２ 短尺方向の位置決め部
１５２ａ 先端面
１５３ 厚さ方向の位置決め部
１５３ａ 先端面
１６ ノズル跡
１６１ 開口部
１６２ 底部
１７ エジェクターピン跡
１８ パーティングライン跡
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
２２４ 挿通穴
２２５ エジェクタープレート
３１ キャビティ
３１１ キャビティの金型面
３１２ 貫通穴
３１３ 挿通穴
３４ ガス注入手段
３５ ガスノズル
３５１ ガスノズルの先端部
３５２ ガスノズルの軸部
３５３ ガスノズルの基端部
３６ エジェクターピン
３６１ エジェクターピンの先端面

Claims (4)

1. 表面の一部に光学面と内部に中空部とを有する樹脂性の基材を含む光学素子用樹脂成形品の製造装置であって、
   固定配置された第１の金型と、
   前記第１の金型に対して型締め方向及び型開き方向に移動可能に設けられ、前記型締めすることにより前記光学面より広いキャビティを形成するように設けられた、前記キャビティ内に射出される溶融樹脂に前記光学面を転写するための転写面を含む金型面を前記キャビティ側に有する第２の金型と、
   前記第２の金型の前記転写面を除く前記金型面から前記キャビティ側へ先端部を突出するように前記第２の金型に設けられ、前記キャビティ内に射出される前記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ためのノズルと、
   前記金型面の前記転写面の外側で前記ノズルの周囲に複数本設けられ、それぞれの一端が前記ノズルの周囲から前記型締め方向へ向けて、それぞれの他端が前記型締め方向に配されたプレートに取り付けられて、前記型締め方向及び型開き方向に移動可能に前記第２の金型に設けられ、前記型締めのときは前記プレートを介して前記一端が前記第２の金型面の位置になるよう支持されて、前記型開きのときは前記プレートが相対的に前記型締め方向へ移動することにより前記一端が前記第２の金型の金型面から突出することで、前記溶融樹脂が固形化した前記基材を前記第２の金型から離間させるエジェクターピンと、を備え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. 前記ノズルは軸状に形成され、
   前記ノズルの先端部は、前記ノズルの先端から前記ノズルの基端側に向かって前記軸の外径を徐々に大きくさせたテーパー形状を有し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. 前記ノズルの先端部は、コーティング膜で被覆されてい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. 表面の一部に光学面と内部に中空部とを有する樹脂性の基材を含む光学素子の製造方法であって、
   固定配置された第１の金型に対して前記光学面を転写するための転写面を含む金型面を有する第２の金型により型締めすることにより、前記転写面に接するキャビティを形成するとともに、前記キャビティ内に、前記第２の金型に設けられたノズルの先端部を突出させ、かつ、該ノズルの周辺に設けられ複数のエジェクターピンの一端が前記第２の金型面の位置になるように前記複数のエジェクターピンの他端が取り付けられたプレートを配置しておく、型締め工程と、
   前記キャビティ内に前記の溶融樹脂を射出する溶融樹脂射出工程と、
   前記溶融樹脂射出工程でキャビティ内の一部に溶融樹脂が注入された段階で、前記ノズルの先端部を通して加圧流体を注入することで、前記溶融樹脂中に前記中空部を形成する加圧流体注入工程と、
   前記第１の金型に対して前記第２の金型を移動させることで離間させる型開き工程と、
   前記型開き工程における第２の金型の移動に対して相対的に、前記プレートを該移動とは反対方向に移動させることで、前記複数のエジェクターピンの前記一端を前記第２の金型の金型面より突出させて、前記第２の金型から前記加圧流体注入工程を経て成形された中空部を有する前記光学素子を離型させる離型工程と、を有することを特徴とする光学素子の製造方法。