[发明专利]塑料模塑品及其成形方法、模具及成形装置

说明书

本发明涉及激光打印机、复印机、传真机等光学扫描系统、摄像机等光学装置、光盘等所用塑料模塑品及其成形方法、模具及成形装置。特别涉及复制镜面、微细凹凸花纹等的塑料模塑品、及其成形方法、模具及成形装置。

通常，注射模塑品成形方法是这样一种方法：将模具温度加热到模塑用树脂的热变形温度上下，将熔融树脂注射充填到该模具的容积一定的型腔中，边进行保压控制边使之慢慢冷却，之后，打开模具将模塑品取出。

但是，这种方法由于树脂冷却时的温度分布为其压力分布，在成形厚壁、偏壁的模塑品时，在可缩短成形周期的偏壁部发生压力残留，此外，在厚壁部发生气孔，因此存在不能得到高精度模塑品的缺点。

作为不产生这种缺陷的注射模塑成形方法，存在例如特开平3-128218号公报所述方法(下称现有技术例1)。该方法是通过使与形成有镜面等的复制面相对的非复印面或形成粗面、或进行使浸湿性变低的表面处理、或使用多孔质材料，且在溶融树脂注射充填到型腔内结束之前即停止注射，且不进行保压就使树脂冷却固化，从而，因熔融树脂和复制面及非复制面的接合力不同，使气孔发生于非复制面上，防止了气孔发生于复制面上。

还有，作为其他的注射模塑成型方法，存在如特开平2-175115号公报所述方法(下称现有技术例2)。该方法是这样的：在与模塑品的非复制面相接触的模具表面上设置和压力气体相连通的多孔质部件，向这样的模具的型腔中注射充填熔融树脂，从充填熔融树脂在型腔中的作业结束后的保压到冷却工序中，通过多孔质部件向模塑品的非复制表面供给压缩气体。根据该方法，可以在圆筒状的透镜壁薄的透镜侧面上产生气孔。

还有，作为其他的模塑成型方法存在如特开平6-304973号公报所述的方法(下称现有技术例3)。该方法是通过使非复制面经通气孔和大气相连通，在开始向型腔内注射充填熔融树脂之后，到树脂冷却结束之间，使树脂的复制面和非复制面间发生压力差，从而将气孔诱发于树脂的非复制面。

再有，作为其他的模塑成型方法，存在如特开平6-315961号公报所述的方法(下称现有技术例4)。该方法是通过将模具的复制面的温度加热保持于高温，从开始向型腔内注射充填熔融树脂之后，到树脂的冷却结束之间，高温加热树脂的复制面一侧，从而将气孔诱发于树脂的非复制面上。

以往的注射模塑模具包括：构成具有一定容积型腔的成型面，形成于模塑面上、将镜面复制在模塑品上的复制面，以及在模塑面上以一定面积开口的注入口。熔融树脂经注入口被充填入型腔内，冷却后成形，高精度地成形例如反光镜、透镜、或棱镜等塑料光学元件。以此种注射模塑模具成形的模塑品，作为光学元件要求有均一性的屈光度、高精度的镜面。而熔融树脂在固化收缩时，有时会在要求具有高精度的镜面产生气孔。

以往为解决这个问题，有如特开平3-128218号公报、特开平8-234005号公报、特开平3-151218号公报及特开平3-281213号公报上记载的注射模塑模具与模塑方法(下称现有技术例5)。上述注射模塑模具与模塑方法是将与复制面相对的成形面制成粗面，向型腔内充填树脂即将结束之前停止注入，不进行保压，靠冷却固化时熔融树脂与复制面和粗面的密着力的差，使气孔发生在粗面一侧，以防止气孔发生在镜面上。

另在特开平3-151218号公报上，记载着将与复制面相对的成形面制成粗面的同时，在型腔外设一流入余剩熔融树脂的溢流部(下称现有技术例6)。当开始充填溢流部之时，停止注入，不进行保压，靠冷却固化时熔融树脂与复制面和粗面间的密着力之差，使气孔生成在粗面一侧。

但是，以往技术因将模具复制面相对的模塑面制成粗面，虽可以成型仅以单面为镜面的光学元件(如反光镜)，但限制了镜面的成形位置及成形镜面数，如透镜、棱镜等光学元件则不能以此法成形。根据复制面及粗面构成材料和熔融树脂的材料不同，密着力发生相反的变化，从而使气孔生成在镜面部的问题也有发生。上述现有技术例5要求在填充将要结束时停止注射，这是非常困难的，一旦错过时机，复制面及粗面的密着力发生相反变化，会产生气孔生成于镜面，或熔融树脂不足等结果。上述现有技术例6虽能使停止填充熔融树脂时机的时间范围扩大。但在模塑品上会生成一个溢料部，需要有一个切除溢料部的工序。不仅会增加成本，而且如果注入口面积过小的话，复制面及粗面的密着力发生相反变化，会在镜面上发生气孔。如果过大，会产生熔融树脂不足的问题。

为解决这样的问题，在此之前，本申请人曾提供一种模具：通过在模塑材料的镜面部与限定的位置之间产生压力差，从而不必对模塑材料进行严格控制，即可使气孔生成于镜面以外，能得到具有不产生内部形变的高精度镜面的模塑品(特开平6-304973号公报)。