[發明專利]光學元件成型用模具及其制作方法

有效

• 申請號: 200810087651.3
• 申請日: 2008-03-25
• 公開（公告）號: CN101274466A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 上平真嘉;中塚雄三
• 申請（專利權）人: 柯尼卡美能達精密光學株式會社
• 主分類號: B29C33/38
• 分類號: B29C33/38;B32B33/00;B32B15/04;B29L11/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 何騰云

技術領域

本發明涉及光學元件成型用模具及其制作方法，該模具用來通過射出成型制造諸如光學透鏡和衍射光柵等光學元件，它們的精度被要求到小于微米級。

背景技術

合成樹脂的射出成型中，以往使用的模具由鋼等金屬材料制成。近年來，隨著光學制品的精細化，對光學元件等也要求有小于微米級的高精度。

在此，為了成型高精度的光學元件，建議了一種光學元件成型用模具，其中在不銹鋼制的型芯表面形成絕熱層和表面加工層，而型芯是用來成型光學元件1個光學面的模具，制作該光學元件成型用模具時，通過在型芯的表面噴射陶瓷系材料而在模具母材上一體形成絕熱層，在絕熱層上無電鍍層非鐵金屬材料，由此形成表面加工層(例如請參照專利文獻1)。這里的噴射是一種所謂疊層的方法，具體的是用高溫對被粉末狀了的材料進行熔融，將熔融后的材料吹附到欲疊層的對象物上，通過材料冷卻固著在對象物上實現疊層。

但是，為了成型光學元件，上述光學元件成型用模具被反復升降溫，因此各層間有出現剝離的可能性。尤其是陶瓷系材料的絕熱層和非鐵金屬材料的表面加工層之間，由于熱膨脹率不同而容易剝離。然而即使是部分性的剝離也有可能成為表面加工層微小變形的原因，有可能降低成形品形狀的精度。

為此以往有一種光學元件成型用模具被建議，其中為了提高表面加工層和絕熱層的密貼程度，在表面加工層和絕熱層之間，通過噴射，在整個絕熱層面上設中間層，該中間層用與表面加工層和絕熱層都具有較高親和性的材料形成。

專利文獻1：特開2002-96335號公報

發明內容

但是，因為考慮與絕熱層和表面加工層雙方的親和力來選擇中間層材料，所以絕熱層與中間層的親和力有時并非為最高系。因此，像以往的光學元件成型用模具那樣，通過噴射在絕熱層的整個面上疊合中間層，當中間層的材料冷卻固著時，在絕熱層和中間層之間產生應力剝離等，有得不到所望密貼性的可能性。

然而發生上述剝離的情況下，由于光學元件成型時施加很大的壓力，因剝離出現的空間受壓出現表面加工層變形，成型的光學元件變形，導致光學性能劣化。另外，因為壓力引起的剝離部分的變形大多數在不施加壓力時恢復原形，所以，又不能采用盡量使其變形之后作精密加工的方法。

本發明是鑒于上述問題的發明，以提供一種光學元件成型用模具及其制作方法為目的，其中，通過噴射在絕熱層上形成中間層時，不出現應力引起的中間金屬層剝離。

為了達成上述目的，本發明中的第一方式，是一種光學元件成型用模具制作方法，制作用來成型光學元件的模具，光學元件成型用模具制作方法特征在于，包括以下步驟：在母材表面成型所述光學元件側的面上疊合絕熱層；在所述絕熱層的表面，通過噴射疊合中間金屬層；在所述中間金屬層的表面，疊合表面加工層，該表面加工層上形成了轉印光學元件表面形狀的面；光學元件成型用模具制作方法的特征還在于，使得所述絕熱層的一部分略均勻露出地疊合所述中間金屬層。

本發明中的第二方式，是一種光學元件成型用模具制作方法，制作用來成型光學元件的模具，其特征在于，包括以下步驟：在母材表面成型所述光學元件側的面上疊合絕熱層；在所述絕熱層的表面，通過噴射疊合中間金屬層；在所述中間金屬層的表面，疊合表面加工層，該表面加工層上形成了轉印光學元件表面形狀的面；光學元件成型用模具制作方法的特征還在于，使得所述絕熱層從所述中間金屬層露出的部分的面積在所述絕熱層整個表面面積的0.5～40％范圍地疊合所述中間金屬層。

本發明中的第二方式，是第一方式或第二方式的光學元件成型用模具制作方法，其特征在于，所述中間金屬層被疊合表面加工層一側的面的表面面積在50cm²以下，所述中間金屬層整個表面面積的10％以上的面，每0.1mm²上絕熱層的露出部分為0.0001～0.01mm²，所述整個表面面積的剩余部分的面，每0.1mm²上絕熱層的露出為0.0001mm²以下。

本發明中的第四方式，是一種合成樹脂成型用模具，其備有型芯和型腔，其中型腔與型芯之間隔著部件成型空間，其特征在于，所述型芯和型腔的至少任何一方備有：母材；形成在母材表面的絕熱層；中間金屬層，通過噴射被形成在所述絕熱層的所述母材側相反側表面；表面加工層，在所述中間金屬層的所述絕熱層側相反側表面，其上形成了轉印光學元件表面形狀的面；合成樹脂成型用模具的特征還在于，使得所述絕熱層的一部分略均勻露出地形成所述中間金屬層。