JPH0421574B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（発明の利用分野） 本発明は熱可塑性のプラスチツク成形材料を用
いてプラスチツクレンズを製造する射出圧縮成形
方法およびその装置に係り、特にプラスチツクレ
ンズの形状精度を高精度にする射出圧縮成形方法
およびその装置に関するものである。 （発明の背景） 近年、金型製作技術や成形機の制御技術の向上
によりPS樹脂、PMMA樹脂あるいはPC樹脂な
どを用いて、比較的高精度なプラスチツクレンズ
が製造されるようになつている。 プラスチツクレンズ中最も高品位なものは、カ
メラのフアインダーレンズやインスタントカメラ
のレンズに使用されている。しかし、これらのプ
ラスチツクレンズは、レンズの光学性能に係るレ
ンズ面精度や曲率半径精度等の形状精度が、中高
級のカメラの撮像レンズに用いられているガラス
レンズに比べると大幅に劣る。 熱可塑性の樹脂を用いたプラスチツクレンズは
射出圧縮成形方法（Plastics Age Encyclope−
dia 1981、P148〜163）で製造されている。従来
の通常の射出圧縮成形方法では、40〜90℃程度の
一定温度に維持した金型に190〜260℃の高温に加
熱した溶融熱可塑性樹脂を射出した後、レンズキ
ヤビテイの一面を構成する入れ駒を介して金型内
の樹脂に圧縮力を作用させながら樹脂を冷却固化
することで成形していた。 しかしながら、このような射出圧縮成形方法で
製造されたプラスチツクレンズの形状をミクロン
オーダの精度で測定すると、必ず、そりやひけな
どの成形歪が存在している欠点があつた。 このような欠点が発生する原因は、次のような
理由によるものと考えられる。上記した従来の通
常の射出圧縮成形方法では、金型と金型キヤビテ
イ内に射出される樹脂の温度差が大きく、キヤビ
テイ内に射出された高温の溶融樹脂は50〜10℃／
分程度の冷却速度で急速に冷却される。このた
め、樹脂内には大きな温度差が発生し、樹脂は大
きな温度差を有したまま冷却固化される。その結
果、成形後の樹脂の収縮は大きくかつ不均一にな
るので、樹脂内の高温であつた個所にはひけが発
生し、樹脂全体の温度不均一のアンバランスがそ
りを生じると考えられる。このようなことが、従
来の通常の射出圧縮成形方法ではガラスレンズ並
の高精度のプラスチツクレンズが得られない理由
であると考えられる。 本発明者等は上記従来の通常の射出圧縮成形方
法では収縮が大きい点に第一の欠点があると考
え、この欠点を改善する発明として、下記の特徴
を有する成形方法を先きに特許出願（特願昭58−
105792号）した。 (1) 成形機より金型キヤビテイ内に樹脂が充填さ
れた後の保圧工程中に、圧縮力を前記キヤビテ
イ内の樹脂に加えて、キヤビテイ内の樹脂に予
備賦形を行なう。これと同時に、キヤビテイ内
の樹脂と金型固定、可動両入れ駒との密着度を
向上させ、キヤビテイ内の樹脂と金型との熱伝
達が十分行なわれるようにする。 (2) 次に、この状態を維持しつつ、キヤビテイ内
の樹脂を一旦冷却もしくは放置して内部固化の
促進を図る。その後、樹脂の軟化温度より高い
温度まで入れ駒温度を上昇させて、キヤビテイ
内の樹脂の表面層のみを溶融するようにする。
表面層のみを溶融するのは、以後の冷却により
発生する樹脂の収縮量を小さくするためであ
る。 (3) 次いで、キヤビテイ内の樹脂に再び圧縮力を
付加して、前記の溶融した表面層を賦形する。
これと同時に、固定入れ駒と可動入れ駒の冷却
を開始し、この冷却温度に合せて、キヤビテイ
内の樹脂を付加している圧縮力を制御する。 以上説明した上記特許出願の製造方法で
PMMA樹脂を用いた凸レンズを成形すると、先
きに記した従来の通常の射出圧縮成形方法を比
し、大幅にレンズ面精度が改善された高精度の凸
レンズを得ることができた。この理由は、上記特
許ではキヤビテイ内の樹脂を一旦冷却した後、レ
ンズ表面層のみを溶融するようにするので、前記
従来の通常の射出圧縮成形方法に比し、冷却によ
り発生する樹脂の成形収縮を大幅に小さくできる
ためと考えられる。 れる。 しかし、上記特許出願の製造方法には、下記(1)
〜(3)の問題があることが、その後の研究により判
明した。 (1) 凹レンズを成形すると凸レンズのような高精
度のレンズは得られず、凸レンズに比し10〜20
倍レンズ面精度が劣る。 (2) 凸レンズでもPC樹脂を用いて成形すると
PMMA樹脂を用いた場合に比し、５〜10倍レ
ンズ面精度が劣る。 (3) PC樹脂を用いて凹レンズを成形すると、
PMMA樹脂を用いて凸レンズを成形した場合
に比し、レンズ面精度は大幅（50〜100倍以上）
に劣る。 上記(1)〜(3)の欠点が生じる理由は次のように考
えられる。 (A) 凹レンズが凸レンズより面精度が劣る理由は
最大肉厚部分が凸レンズではレンズ中央にある
が、凹レンズでは最大肉厚部分がレンズ外周側
にある。このため、レンズ径方向の冷却収縮が
凸レンズに比し大きくなると考えられる。 (B) PC樹脂を用いて凸レンズを作るとPMMA樹
脂を用いた場合に比し、面精度が劣る理由は、
前記特許出願の製造方法ではレンズ表面層のみ
を溶融するようにしている。このため、金型キ
ヤビテイ内の樹脂に温度分布が発生するのはさ
けられない。また、熱変形温度がPMMA樹脂
では約100℃であるのに対し、PC樹脂では約
130℃であり、PC樹脂はPMMA樹脂より熱変
形温度が高い。このため、レンズ表面層のみを
溶融するべく金型を加熱する際、PC樹脂を用
いた場合、PMMA樹脂を用いた場合に比し金
型を高温に加熱することが必要となる。したが
つて、金型キヤビテイ内の樹脂に発生する温度
差が大きくなり、このため冷却に伴ない発生す
る樹脂の収縮と樹脂各部の収縮の不均一が大き
くなる。 (C) PC樹脂を用いて凹レンズを成形するとレン
ズ表面精度が大幅に劣るのは、上記(A)と(B)の理
由が相乗的に作用するためであると考えられ
る。 （発明の目的） 本発明の目的は、前記した(1)〜(3)の従来技術の
欠点を改善し、PMMA樹脂、PC樹脂、PS樹脂、
凸レンズおよび凹レンズの任意のいずれの組合せ
においても高精度のプラスチツクレンズを製造で
きる射出圧縮成形方法およびその装置を提供する
ことにある。 （発明の概要） 本発明の特徴は、互いに対向して配置された固
定型および可動型のいずれか一方に、摺動自在に
設けられた入り駒と、これに対向する型または入
れ駒との間に形成されたキヤビテイ中に樹脂を射
出、充填し、加圧シリンダにより、前記入り駒に
圧力を加えて、前記キヤビテイ内の樹脂に圧縮力
を加える射出圧縮成形方法において、キヤビテイ
内の樹脂の温度分布を軟化温度域で一旦均一化し
た後、樹脂の軟化温度域を脱する熱変形温度まで
徐冷することにより、冷却に伴なう樹脂の温度不
均一の発生を最小限にとどめつつ樹脂を冷却する
ようにした点にある。 また、本発明の他の特徴は前記固定型、可動型
および入れ駒を前記軟化温度域で定温加熱し、そ
の後該軟化温度域を脱する熱変形温度にまで徐冷
する第１の温調機と、前記定温加熱の前および前
記徐冷の後に前記固定型、可動型および入れ駒を
急冷する第２の温調機とを備えた点にある。 （発明の実施例） 本発明に先きだち、本発明者等は外径46mm、中
心厚さ1.9mm、外径部厚さ12.9mm、曲率半径250mm
と30mmの凹レンズ用の射出圧縮成形金型とPC樹
脂を用い、金型温度を一定に維持し、その後、徐
冷する実験を行なつた。 実験では、射出時の樹脂温度を240℃とし、一
定温度に維持する金型温度を130〜180℃の範囲で
変えた。また金型温度を一定に維持する時間を５
〜40分の範囲で変えてレンズ表面精度を測定し
た。 さらに、金型温度を所定時間一定に維持した
後、徐冷のための冷却速度を0.5〜10℃／分の範
囲で変えてレンズ表面精度を測定した。 第２図は前者の実験の測定結果、すなわち、一
定温度に維持する金型温度をパラメータとする金
型温度維持時間の変化に伴なうレンズ表面精度の
測定結果を示す。第２図で金型温度を一定に維持
した後の冷却速度はいずれも1.5℃／分の共通条
件で徐冷して成形した。第２図から金型温度を
140℃に維持し、金型温度維持時間を長くすると、
レンズ表面精度が良くなることがわかる。 第３図は後者の実験の測定結果、すなわち、金
型温度を所定温度一定に維持した後の、前記金型
温度をパラメータとする冷却速度の変化に伴なう
レンズ表面精度の測定結果を示す。第３図で金型
温度を一定に維持する時間はいずれも15分間とし
た。第３図から金型温度を140℃に維持し、冷却
速度を小さくすると、レンズ表面精度が良くなる
ことがわかる。 以上の実験結果から次のことがわかつた。すな
わち、第２図から金型一定温度に維持する時間を
長くする程、また第３図から冷却速度を小さくす
る程レンズ表面精度が向上できると言える。また
第２図、第３図とも140℃付近にレンズ表面精度
を最も良好にする金型温度がある。これは用いた
PC樹脂の熱変形温度範囲が130〜150℃で、ガラ
ス転移温度が142℃であることと密接に関係して
いると考えられる。 この、第２図と第３図に示す実験結果から、射
出後の圧縮工程において、樹脂を冷却・固化する
際、樹脂の軟化温度範囲で、キヤビテイ内の樹脂
の温度分布幅を小さくする程、成形収縮を均一化
でき、プラスチツクレンズの形状精度を高精度に
できるとする原理を導くことができる。 本発明は、この新規な原理に基づいてなされた
ものである。 以下に本発明を実施例によつて説明する。第４
図は本発明の一実施例によるプラスチツク凹レン
ズの成形金型を示す。第１図は本発明の一実施例
による成形制御装置のブロツク図を示す。第４図
と第１図の同一番号は同一部品を示す。 第４図において、１は固定型、２は固定型入れ
駒、３は固定型補助板、４はスプールブツシユで
ある。該１〜４は固定型取り付け板５を介して射
出成形機の固定盤（図示省略）に取りつけられ、
レンズ成形金型の固定側を構成する。 また、可動型６、可動型補助板７、スペーサ８
と可動型入れ駒９、入れ駒補助板１０および油圧
シリンダ１１は各々可動型取り付け板１２を介し
て射出成形機の可動盤（図示省略）に取り付けら
れ、レンズ成形金型の可動側を構成する。 可動型入れ駒９は、入れ駒補助板１０と一体に
なり、油圧シリンダ１１から力を受けてキヤビテ
イ１３内の樹脂を圧縮する。また、金型が開いた
とき、プラスチツクレンズを金型外へ押し出す働
きをする。 固定型入れ駒２の面１４と可動型６の面１５と
可動型入れ駒９の面１６が、レンズのキヤビテイ
１３を形成している。 スプールブツシユ４内にはスプール１７、可動
型６にはランナーゲート１８が設けられており、
これらは成形機のシリンダ（図示省略）から射出
された樹脂をキヤビテイ１３へ導びく流路を形成
している。 固定型入れ駒２内には面１４の近くに冷却孔１
９、ヒータ２０、熱電対２１が設置されている。
固定型補助板３内には冷却孔１９を配管２２（第
１図に示す）へ連絡する冷却孔２３が設けられて
いる。 一方、可動型６内にはキヤビテイ面１５の周囲
にヒータ２４、冷却孔２５および熱電対２６が設
置されている。可動型補助板７内には冷却孔２５
を配管２７（第１図に示す）へ連絡する冷却孔２
８が設けられている。可動側の入れ駒９内には、
面１６の近くに冷却孔２９、ヒータ３０および熱
電対３１が設置されている。ヒータ２０，２４お
よび３０は後記する金型初期温度T₁の実現手段
である。 入れ駒補助板１０内には冷却孔２９を配管３２
（第１図に示す）に連絡する冷却孔３３が設けら
れている。冷却孔１９，２３，２５，２８，２９
および３３へは後記する第１の温調機３４内の熱
媒又は第２の温調機３５内の冷媒が送られてく
る。 可動型６の中央には、スプール１７およびラン
ナーゲート１８内の冷却後の固化された樹脂を金
型外へ押し出しピン３６が設置されている。押し
出しピン３６は固定側と可動側の金型が開いたと
き、成形機の押し出しロツド３７により押し出さ
れる。 第１図において、３４はヒータ３８、第１の冷
却機３９およびプログラムコントローラ４０から
構成される第１の温調機であり、その中に熱媒体
（油）が入れられている。プログラムコントロー
ラ４０は温度記録計４１を介して熱電対２１，２
６および３１と結線されており、熱電対２１，２
６および３１のいずれか一つの検出温度に応じヒ
ータ３８や第１の冷却機３９のオン、オフを制御
する。また、第１の温調機３４内の熱媒の温度を
一定に維持するプログラム制御機能と、時間の経
過と共に一定冷却速度で冷却できるプログラム制
御機能を有している。 第１の温調機３４内の熱媒は後記する金型温度
T₂〜T₃の範囲を分担する手段である。この熱媒
は、送り用の配管２２，２７および３２を開閉す
る電磁弁４２と、配管２２，２７および３２を経
てそれぞれ冷却孔２３−１９，２８−２５および
３３−２９に入り、戻り用の配管４３，４４およ
び４５を経て、戻り用の配管４３，４４および４
５を開閉する電磁弁４６を通り、第１の温調機３
４に戻る経路で循環する。 以上の機能により、第１の温調機３４は固定型
入れ駒２、可動型６および可動型入れ駒９の温度
を一定温度T₂に維持する働きと、その後、金型
温度をT₂からT₃へ徐冷する働きとをすることが
できる。 ３５は第２の温調機であり、ヒータ４７および
第２の冷却機４８から構成されている。該第２の
温調機３５内には、第１の温調機３４内の熱媒と
同一物質の冷媒（油）が入つている。該第２の温
調機３５内の冷媒は、後記する金型温度T₁〜T₂
とT₃〜T₄への急速な移行を分担する手段である。
この冷媒は送り用の配管４９を経て該配管４９を
開閉する電磁弁５０を通り、配管２２，２７およ
び３２を経て、それぞれ冷却孔２３−１９，２８
−２５および３３−２９に入り、配管４３，４４
および４５を経て戻り用の配管５１、該配管５１
を開閉する電磁弁５２を経て第２の温調機３５に
戻る経路で循環する。 以上の機能により、第２の温調機３５は固定型
入れ駒２、可動型６および可動型入れ駒９の温度
を急冷できる。 ５３は油圧発生機、５４は油の送り用配管、５
５は油の戻り用配管および５６は送り用配管５４
を開閉する電磁弁である。該油圧発生機５３内の
油は、電磁弁５６、送り用の配管５４および油圧
シリンダ１１を経て、戻り用の配管５５に戻る経
路で循環できるようになつている。 また、５７ａ，５７ｂおよび５７ｃは各々固定
型用、可動型用および入れ駒用のヒータコントロ
ーラである。これらのヒータコントローラはヒー
タ２０，２４および３０ならびに熱電対２１，２
６および３１と結線されており、温度記録計４１
は熱電対２１，２６および３１の各検出温度を表
示する。 前記ヒータコントローラ５７ａ，５７ｂおよび
５７ｃは、それぞれ熱電対２１，２６および３１
の各検出温度が、各熱電対に対して設定した温度
以下、あるいは以上のとき、それぞれヒータ２
０，２４および３０への通電をオンあるいはオフ
する機能を有している。 ５８，５９，６０および６１は各々、各制御装
置に設置されたタイマで成形機の制御盤（図示省
略）と結線されており、成形開始と同時に時間を
計測し、各制御装置の作動開始時点と作動停止時
点を指示する。 さて、第５図に本実施例に係るプラスチツクレ
ンズの射出圧縮成形工程中の制御シーケンスを示
す。また、第６図は本実施例に係る射出圧縮成形
工程中の熱電対２１，２６および３１のいずれか
一つの検出温度曲線をｈで、キヤビテイ１３内の
樹脂の推定最高温度曲線をｋで、推定最低温度曲
線をｌで示す。キヤビテイ１３内の各部の樹脂温
度は曲線ｋとｌの間で変化する。 次に、第５，６図を用い本実施例に係るプラス
チツクレンズの射出圧縮工程を説明する。第５，
６図において、T₀は射出時の樹脂温度である。
T₁は成形開始時の初期金型温度で、本実施例の
場合、すなわち凹レンズを作る場合、射出時にキ
ヤビテイ内で分岐・合流する樹脂の流れにより生
じるウエルドラインを融着させて消すため、高温
の175℃以上に設定した。金型初期温度をT₁に維
持することは、熱電対２１，２６および３１の検
出温度がT₁を維持するようヒータコントローラ
５７ａ，５７ｂおよび５７ｃの設定を調節するこ
とで実現できる。 T₂は金型キヤビテイ１３内の樹脂を入れ駒９
の加圧による圧縮賦形が可能でかつ樹脂温度を均
一化するため、樹脂の熱変形温度〜（熱変形温度
＋40℃）の範囲で±５℃内の一定温度に0.5分間
以上維持すべき金型温度である。なお、（熱変形
温度＋40℃）以上にすると、精度が悪くなること
が実験的に知られている。 ちなみに、プラスチツクレンズに用いる樹脂の
熱変形温度（熱で軟化したと見なせる温度）は、
PS樹脂が約95℃、PMMA樹脂が約100℃、PC樹
脂が約130℃である。 金型温度のT₁からT₂への移行はヒータ２０，
２４および３０による加熱を停止し、温度をT₂
に予め維持してある第１の温調機３４内の熱媒を
金型内へ循環させることで実現できる。 第６図では成形サイクルを短縮するため、ヒー
タ２０，２４および３０による加熱を停止した後
（時刻t₁）、予め10〜20℃の低温に維持してある第
２の温調機３５内の冷媒を短時間金型内へ循環
し、金型を急冷する（時刻t₁〜t₂）。その後、第
１の温調機３４内の熱媒を金型内へ循環した（時
刻t₂〜t₄）。 T₃は、入れ駒９の加圧状態において金型を徐
冷することによつて、樹脂が完全に軟化域を脱し
たと見なされるときの金型温度である。なお、こ
の金型温度T₃は樹脂が完全に軟化域を脱したと
見なされる熱変形温度〜（熱変形温度−20℃）の
範囲までが適当である。 金型温度をT₂に維持し、その後T₃まで徐冷す
ること（時刻t₃〜t₅）はプログラムコントローラ
４０の設定を２段に分け、初めT₂を一定にし、
その後徐冷勾配をセツトし、第１の温調機３４内
の熱媒を金型内に循環することで実現できる。な
お、この徐冷勾配は５℃／分以下にすると好適で
ある。 T₄は、樹脂冷却後のプラスチツクレンズを取
り出すさいの金型温度である。金型温度をT₃か
らT₄へ移行すること（時刻t₅〜t₆）は第２の温調
機３５内の冷媒を所定時間循環することで実現で
きる。 また金型温度をT₄からT₁へ移行すること（時
刻t₇〜t₈）は第２の温調機３５の冷媒の循環を停
止し、予め温度T₁に設定してあるヒータコント
ローラ５７ａ，５７ｂおよび５７ｃによるヒータ
２０，２４および３０の加熱を開始することで実
現できる。 次に、本実施例の射出圧縮成形方法を説明す
る。第５，６図において、t₀は成形開始時点であ
る。t₁は成形機の動作が射出から保圧に移る時点
でこの時点に、金型温度をT₁に維持していたヒ
ータ２０，２４および３０の発熱を停止し、予め
温度を10〜20℃にしてある冷媒の入つている第２
の温調機３５の電磁弁５０および５２を開き短時
間金型を急冷する。同時に可動型入れ駒９による
加圧を作動させるため油圧発生機５３の電磁弁５
６を開く。 可動型入れ駒９は、キヤビテイ１３内の樹脂圧
力が可動型入れ駒９を作動させている油圧シリン
ダ１１の圧力以下にさがると、以後、プラスチツ
クレンズを型外へ取り出すための型開きの直前
T₆時点までキヤビテイ１３内の樹脂を圧縮し続
ける。 t₂はキヤビテイ１３内の樹脂の温度を均一にT₂
へ移行するため、急冷していた第２の温調機３５
の電磁弁５０および５２を閉じ、予め熱媒の温度
がT₂に維持してある第１の温調機３４の電磁弁
４２および４６を開く時点である。t₃は熱電対２
１，２６，３１の検出温度がT₂になつた時点で
ある。t₄は金型温度をT₂一定に維持していた定温
加熱制御を停止し、徐冷制御に移る時点である。 t₅は熱電対２１，２６および３１の検出温度が
前記したT₃以下の温度になつたとき、第１の温
調機３４の電磁弁４２および４６を閉じて、徐冷
を停止し、第２の温調機３５の電磁弁５０および
５２を再び開き、金型の急冷を開始する時点であ
る。t₆は入れ駒９による加圧を停止する時点で金
型を開き冷却・固化したプラスチツクレンズを金
型外へ取り出す直前に設定されている。 t₇はプラスチツクレンズを金型から取り出した
後、再び金型温度を初期温度T₁へ復帰させるた
め、ヒータ２０，２４および３０の加熱を再び開
始する時点である。t₈は次のサイクルのため金型
温度をT₁へ復帰した、１サイクル終了時点であ
る。 本発明は前記したように、射出後の圧縮工程に
おいて樹脂を冷却固化するさい、樹脂の軟化域の
温度範囲で、キヤビテイ内の樹脂の温度分布を小
さくする程、成形収縮を均一化でき、高精度のプ
ラスチツクレンズが得られるとする原理に立脚し
ている。 それ故、前記金型の設定温度T₂とT₃の間に樹
脂の熱変形温度があること、金型温度をT₂に維
持するt₃−t₄間がキヤビテイ内の樹脂温度分布を
均一化できる程、十分長い時間であり、また金型
温度のT₂からT₃へ移行するt₄−t₅間の徐冷中の冷
却速度がキヤビテイ内の樹脂温度の不均一を拡大
しない十分ゆるやかなものであることが本発明の
成立条件である。 したがつてt₃−t₄間とt₄−t₅間は、共に、十分
長い時間を設定する必要がある。 他方、T₃はT₂に近く、T₀，T₁，T₂およびT₄
は低温である程、t₀−t₁，t₁−t₂，t₂−t₃，t₃−t₄，
t₄−t₅…，t₇−t₈は各々短かい時間である程、成
形サイクルを短かくし生産効率上、有利なことは
言うまでもない。従つて、金型設定温度T₁〜T₄、
各制御装置の作動開始又は停止時点t₁〜t₈の実際
の設定に際しては精度上の要求と合わせて成形サ
イクル上の要求を考慮することが当然必要にな
る。 次に、樹脂温度および金型設定温度T₀〜T₄な
らびに作動開始又は停止時点t₁〜t₈の具体的設定
手順について説明する。まず、形状精度を含む残
留応力、表面の光沢、透明度などプラスチツクレ
ンズの品質全般を良好にする条件を見い出す必要
がある。 形状精度に関しては、前記本発明の成立条件を
守つた上で、T₁およびT₂は高目の温度に、T₃お
よびT₄は低目の温度に、またt₁〜t₇の各間隔はい
ずれも長目に設定するとよい。実験によればt₁〜
t₈の合計が１〜２時間程度であれば、長過ぎてプ
ラスチツクレンズの品質が低下することは決して
ない。 上記プラスチツクレンズの品質全般を満足する
条件を見い出した後、t₁〜t₈における各間隔は短
かくする方へ、T₀，T₁，T₂およびT₄は低温側
へ、T₃はT₂に近い方へ各々順次適当な時間又は
温度間隔で小きざみに変更する。このようにする
と、プラスチツクレンズの形状精度はやがて許容
値以下に低下する。 T₀〜T₄、t₁〜t₈の各々につきプラスチツクレン
ズの形状精度を許容値以下に低下する直前の値を
見い出したら、再度循環的に同様手順を数回繰返
えす。このようにするとT₀〜T₄、t₁〜t₈はいずれ
も特定の値に収束して行く。以上の手順により
T₀〜T₄、t₁〜t₈を成形サイクル上からも適正化し
ていくことができる。 次に、本実施例に基づく具体例の結果を第１表
に記す。 具体例Ａのレンズ形状は、外径47mm、中心厚さ
1.9mm、外径厚さ12.7mm、曲率半径250mmと30mmの
凹レンズでPC樹脂を用いている。 このレンズを前記した特許出願の方法で製造し
た場合、130〜100μｍの偏差を有する面精度しか
得られなかつたが、本具体例による第１表に示す
製造条件で製造した場合、レンズ表面精度を3.0
〜1.0μｍにでき、飛躍的に高精度のプラ

【表】

【表】 スチツクレンズを得ることができた。 また、具体例Ｂのレンズ形状は、外径47mm、中
心厚さ14.5mm、外径厚さ1.0mm、曲率半径88mmと
31mmの凸レンズで、PC樹脂を用いている。一方、
具体例Ｃのレンズ形状は、外径21mm、中心厚さ
1.8mm、外径厚さ5.8mm、曲率半径23mmと17mmの凹
レンズで、PMMA樹脂を用いている。これらの
いずれの場合も、レンズ表面精度を2.0〜1.0μｍ
に押えることができ、高精度のプラスチツクレン
ズを得ることができた。 第１表で圧縮成形中に金型温度を熱変形温度以
上の一定温度に維持するt₃−t₄間は、具体例Ａが
４分、具体例Ｂが５分、具体例Ｃが１分である。
t₃−t₄後の徐冷区間t₄−t₅間は、具体例Ａが６分、
具体例Ｂが10分、具体例Ｃが４分である。t₄−t₅
間の徐冷中の冷却速度は、具体例Ａが1.7℃／分、
具体例Ｂが3.0℃／分、具体例Ｃが5.0℃／分であ
る。 金型キヤビテイ内の樹脂温度を均一化するのに
要する時間や、温度分布の均一化を保持したまま
冷却する冷却速度は第１表に示すように成形しよ
うとするレンズ形状や成形に用いる樹脂、金型の
大きさで当然異なる。それ故、本発明は第１表に
示す製造条件に限定されることなく、樹脂の軟化
温度範囲において金型温度を一定温度T₂に維持
する温度や、区間t₃−t₄、徐冷区間t₄−t₅、t₄−t₅
間の冷却速度がレンズ形状、樹脂、金型の大きさ
などに応じたものでよいのは当然である。 第１表に示す具体例は、PMMA樹脂とPC樹脂
を用いたレンズであるが、本発明はこれに限定さ
れることなく任意の種類の樹脂を用いた任意の形
状のプラスチツクレンズの成形に適用しうること
は当然である。 また本発明はレンズ以外の高精度の形状精度が
必要なプラスチツク部品の射出縮成形に適用しう
ることは当然である。 （発明の効果） 本発明によれば、射出圧縮成形中のプラスチツ
クの固化時の温度分布を均一化できるので、成形
後室温に安定した時点のプラスチツクレンズの成
形収縮を均一化でき、ミクロンオーダにおいても
ひけやそりの少ない形状精度が高精度のプラスチ
ツクレンズを製造することができる。 特に凹レンズなど肉厚差の大きい形状非対称性
の著しいレンズ程、その効果は著しく、例えば曲
率半径250mm−30mm、外径47mm、中心厚さ1.9mm、
外径部厚さ12.7mmのPC樹脂を用いた凹レンズの
場合、従来方法では130〜100μｍの偏差があつた
表面精度を3.0〜1.0μｍと飛躍的に向上できた。 本発明によりプラスチツクレンズの光学性能を
ガラスレンズの光学性能に大幅に近づけることが
でき、ガラスレンズより軽量、低コストのプラス
チツクレンズの用途を一段と広げることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の成形制御装置のブ
ロツク図、第２，３図は本発明の原理を説明する
実験データを示すグラフ、第４図は本発明の一実
施例の射出圧縮成形金型の断面図、第５図は本発
明の一実施例の射出圧縮成形制御のシーケンス
図、第６図は本発明の一実施例の動作を説明する
ための温度−時間曲線図である。 １……固定型、２……固定型入れ駒、６……可
動型、９……可動型入れ駒、１１……油圧シリン
ダ、１３……キヤビテイ、１９，２５，２９……
冷却孔、２１，２６，３１……熱電対、２０，２
４，３０……ヒータ、３４……第１の温調機、３
５……第２の温調機、５３……油圧発生機、５７
ａ，５７ｂ，５７ｃ……ヒータコントローラ、４
０……プログラムコントローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに対向して配置された固定型及び可動型
   のいずれか一方の型に設けられた第１の入れ駒
   と、前記他方の型に設けられた第２の入れ駒間に
   形成されたキヤビテイ内に樹脂を射出、充填し、
   冷却固化する射出圧縮成形方法において、 前記キヤビテイ内の樹脂の温度分布を軟化温度
   域で一旦均一化した後、樹脂の軟化温度域を脱す
   る熱変形温度まで徐冷することにより、冷却に伴
   う樹脂の温度不均一の発生を最小限にとどめつつ
   樹脂を冷却するようにしたことを特徴とする射出
   圧縮成形方法。 ２ 第１および第２の入れ駒を、樹脂の熱変形温
   度〜（熱変形温度＋40℃）の温度範囲において±
   ５℃の一定温度に一旦維持することにより、キヤ
   ビテイ内の樹脂の温度分布を軟化温度域にて一旦
   均一化するようにしたことを特徴とする前記特許
   請求の範囲第１項記載の射出圧縮成形方法。 ３ （樹脂の熱変形温度＋40℃）〜（熱変形温度
   −20℃）の温度範囲において、第１および第２の
   入れ駒を５℃／分以下の冷却速度で徐冷するよう
   にしたことを特徴とする前記特許請求の範囲第１
   項記載の射出圧縮成形方法。 ４ 互いに対向して配置された固定型及び可動型
   と、前記固定型及び可動型のいずれか一方に設け
   られた第１の入れ駒と、前記の他方に設けられた
   第２の入れ駒とからなり、前記第１と第２の入れ
   駒間に形成されたキヤビテイ内に樹脂を射出、充
   填し、冷却固化する射出圧縮成形装置において、 前記第１と第２の入れ駒を樹脂の軟化温度域で
   定温加熱し、その後該軟化温度域を脱する熱変形
   温度にまで徐冷する第１の温調機と、 前記定温加熱の前および前記徐冷の後に前記第
   １と第２の入れ駒を急冷する第２の温調機とを備
   えたことを特徴とする射出圧縮成形装置。