アパーチャー部品製造用の金型および金型を用いたアパーチャー部品の製造方法
【課題】画像読取装置に用いられる所定の配列方向に沿って複数の貫通孔を等間隔で列状に配してなるアパーチャー部品を製造する技術において、微細な構造を有するアパーチャー部品を製造するのに適し、従来より短時間で金型を製作可能な技術を提供する。
【解決手段】互いに係合する第１の金型部品１００および第２の金型部品２００のそれぞれに、アパーチャー部品の貫通孔に対応する突起部１０３，２０３を設け、これらを係合させた間隙空間ＣＶに樹脂を流し込んでアパーチャー部品を製造する。両金型部品が係合した状態では、それぞれの突起部１０３，２０３が交互に一列に、しかも等間隔で並ぶようにする。
【解決手段】互いに係合する第１の金型部品１００および第２の金型部品２００のそれぞれに、アパーチャー部品の貫通孔に対応する突起部１０３，２０３を設け、これらを係合させた間隙空間ＣＶに樹脂を流し込んでアパーチャー部品を製造する。両金型部品が係合した状態では、それぞれの突起部１０３，２０３が交互に一列に、しかも等間隔で並ぶようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばスキャナー装置のような画像読取装置に用いられる、所定の配列方向に沿って複数の貫通孔を等間隔で列状に配してなるアパーチャー部品を製造するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージスキャナー、ファクシミリ、複写機、金融端末装置等では、コンタクトイメージセンサーモジュール（Contact Image Sensor Module；以下、「ＣＩＳＭ」と略称する）が画像読取装置として知られている。この種の画像読取装置では、列状に多数配列された微細な光学センサーのそれぞれに読取対象物の光学像を正しく入射させるため、読取対象物と光学センサーとの間に、各光学センサーに対応する貫通孔を設けたアパーチャー部品を配置することがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４６６２３号公報（例えば、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなアパーチャー部品としては例えば射出成型により作成された樹脂製のものを用いることができるが、これを製造するための金型は極めて微細な加工を必要とするものになっている。すなわち、このようなアパーチャー部品を形成するための金型は、外形寸法が１ｍｍよりも小さなピン状のダイを例えば０．１ｍｍ程度の間隔を空けて数百本、等間隔に整列させた構造を必要とする。
【０００５】
一般的な射出成型技術においては、成型部品の離型性等を考慮して、対向配置される一対の金型部品の一方側のみにダイを配置する方法が採られている。しかしながら、上記のような寸法の金型部品を製作するためにはその加工工具径も例えば０．１ｍｍ以下とする必要があり、このような微細な加工工具で必要な加工精度を得るためには膨大な加工時間が必要となるという問題があった。
【０００６】
この発明にかかるいくつかの態様は、画像読取装置に用いられる所定の配列方向に沿って複数の貫通孔を等間隔で列状に配してなるアパーチャー部品を製造する技術において、上記課題を解決して、微細な構造を有するアパーチャー部品を製造するのに適し、しかも従来より短時間で製作可能な金型および該金型を用いたアパーチャー部品の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一の態様は、画像読取装置に用いられる、所定の配列方向に沿って複数の貫通孔を等間隔で列状に配してなるアパーチャー部品製造用の金型において、互いに係合可能に構成され、該係合により、前記アパーチャー部品の材料となる液体を流し込むための間隙空間を形成する第１の金型部品および第２の金型部品を備え、前記第１の金型部品では、前記第２の金型部品と係合したときに前記第２の金型部品と対向する第１の対向面に、前記第２の金型部品側に向けて、かつ前記配列方向における前記貫通孔の配列ピッチの２倍のピッチで等間隔に、前記貫通孔の側壁面に対応する外形寸法を有する複数の第１のダイが第１方向に沿った列状に突設され、前記第２の金型部品では、前記第１の金型部品と係合したときに前記第１の金型部品と対向する第２の対向面に、前記第１の金型部品側に向けて、かつ前記配列方向における前記貫通孔の配列ピッチの２倍のピッチで等間隔に、前記貫通孔の側壁面に対応する外形寸法を有する複数の第２のダイが第２方向に沿った列状に突設され、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが係合したとき、前記第２方向が前記第１方向と一致し、かつ前記第１方向において前記第１のダイと前記第２のダイとが交互に並び、前記第１のダイおよび前記第２のダイの周囲に前記間隙空間が形成されることを特徴とするアパーチャー部品製造用の金型である。
【０００８】
このように構成された発明では、金型を構成する１対の金型部品（第１および第２の金型部品）のそれぞれに、アパーチャー部品における貫通孔に対応する空洞部を形成するためのダイ（第１および第２のダイ）が設けられる。その配列ピッチはアパーチャー部品における貫通孔の配列ピッチの２倍であり、２つの金型部品が係合したときに、各金型部品に設けられたダイが交互に並ぶことで、所望のピッチで貫通孔が配列されたアパーチャー部品を形成することができる。
【０００９】
したがって、それぞれの金型部品では、比較的広いピッチでダイが配列されればよいので隣接するダイの間隔を大きく取ることができ、工具径の大きな加工工具により金型部品を製造することが可能となる。このため、必要な加工精度を維持しつつ、金型の製作に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００１０】
ここで、例えば、第１の金型部品と第２の金型部品とが係合した状態では、第１のダイと第２のダイとが一列に並ぶようにしてもよい。このようにすると、貫通孔が一列に並んだアパーチャー部品を製造することができる。
【００１１】
また、例えば、第１のダイはその頂部から第１の対向面に向かって断面積が漸増するテーパー形状となる一方、第２のダイはその頂部から第２の対向面に向かって断面積が漸増するテーパー形状となっており、しかも、第１のダイのテーパー角と第２のダイのテーパー角とが互いに異なる構成であってもよい。ダイにテーパーを設けることで、金型からの製品の離型性を高めることができる。互いに係合する１対の金型部品のそれぞれにダイが設けられている本発明では、それぞれのダイのテーパー角に差を設けることで、金型を分離したときに製品がどちらの金型部品に付随するかを管理することができる。これにより、離型時の製品の破損を防止するとともに、成型加工を連続的に行う場合の工程管理を容易にすることができる。
【００１２】
また、例えば、第１のダイおよび第２のダイの断面形状がそれぞれ平行四辺形であってもよい。第１および第２のダイの断面形状は任意であるが、平行四辺形とした場合には、加工工具の２方向への直線移動の組み合わせのみによって各ダイを形成することが可能である。なお、長方形および正方形も当然にこの概念に含まれ、これらの場合には特に直交する２軸方向の直線移動の組み合わせで加工を行うことができる。
【００１３】
また、例えば、第１の金型部品および第２の金型部品の一方に位置決めピンが突設されるとともに他方に位置決めピンと嵌合する挿通孔が設けられ、一方の金型部品の位置決めピンの側面と他方の金型部品の挿通孔の側面とが同一テーパー角のテーパー形状となるようにしてもよい。
【００１４】
１対の金型部品の双方にダイが設けられた本発明では、製品における貫通孔の配列を所望のものとするためには係合時の金型部品の相対的な位置合わせの精度が非常に重要となる。同一角のテーパーを設けた位置決めピンと挿通孔とを嵌合させるようにすれば、第１の金型部品と第２の金型部品との係合時の位置合わせを高精度に行うことが可能である。
【００１５】
また、この発明の他の態様は、画像読取装置に用いられる、所定の配列方向に沿って複数の貫通孔を等間隔で列状に配してなるアパーチャー部品の製造方法において、第１の金型部品および第２の金型部品を互いに係合させて金型を形成する工程と、前記金型内部の間隙空間に、前記アパーチャー部品の材料となる液体を流し込んで硬化させる工程とを備え、前記第１の金型部品は、前記第２の金型部品と係合したときに前記第２の金型部品と対向する第１の対向面に、前記第２の金型部品側に向けて、かつ前記配列方向における前記貫通孔の配列ピッチの２倍のピッチで等間隔に、前記貫通孔の側壁面に対応する外形寸法を有する複数の第１のダイを第１方向に沿った列状に突設したものであり、前記第２の金型部品は、前記第１の金型部品と係合したときに前記第１の金型部品と対向する第２の対向面に、前記第１の金型部品側に向けて、かつ前記配列方向における前記貫通孔の配列ピッチの２倍のピッチで等間隔に、前記貫通孔の側壁面に対応する外形寸法を有する複数の第２のダイを第２方向に沿った列状に突設したものであり、しかも、前記第１方向と前記第２方向とを一致させ、かつ前記第１方向において前記第１のダイと前記第２のダイとが交互に並ぶように、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とを係合させることを特徴とするアパーチャー部品の製造方法である。
【００１６】
このように構成された発明では、上記のような作用効果を奏する金型を用いることで、微細な貫通孔を配列してなるアパーチャー部品を高い寸法精度で製造することができる。また、上記した通り、金型の製作時間が短くて済むため、アパーチャー部品を低コストで製造することができる。
【００１７】
この場合において、例えば、第１のダイをその頂部から第１の対向面に向かって断面積が漸増するテーパー形状とする一方、第２のダイをその頂部から第２の対向面に向かって断面積が漸増するテーパー形状とし、しかも、第１のダイのテーパー角と第２のダイのテーパー角とを互いに異ならせるようにしてもよい。
【００１８】
こうすることで、成型後の離型時にアパーチャー部品をどちらの金型部品に付随させるかを管理することができ、離型時の部品の破損や連続成型時の工程管理を容易にすることができる。その理由は前記した通りである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明を好適に適用可能なＣＩＳＭの構成例を示す図。
【図２】アパーチャー部品を示す図。
【図３】アパーチャー部品を製造するための金型の構成例を示す図。
【図４】第１および第２の金型部品の係合状態を示す図。
【図５】金型のより詳細な形状を示す拡大断面図。
【図６】位置決めピンの嵌合の態様を示す図。
【図７】アパーチャー部品の他の形状例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１はこの発明を好適に適用可能なＣＩＳＭの構成例を示す図である。より具体的には、この発明にかかる製造方法で製造されたアパーチャー部品を用いたコンタクトイメージセンサーモジュール（ＣＩＳＭ）の構成例を示す分解組立図である。このコンタクトイメージセンサーモジュール１は、上下方向を光軸とするロッド状レンズを列状に多数配列してなるロッドレンズアレイ１１と、ロッドレンズアレイ１１を挟むように設けられた１対のアパーチャー部品１０，１２と、例えばＣＣＤラインセンサー１３１を備える受光部１３とが順番に積層された構造を有しており、図１において上方に配置される図示しない読取対象物からの出射光を受光部１３により受光し、読取対象物の光学像を電気信号に変換して出力する機能を有する。以下の説明では、受光部１３におけるラインセンサー１３１の配列方向をＸ方向、ロッドレンズアレイ１１の光軸に平行な方向をＺ方向とする。
【００２１】
読取対象物からの出射光Ｌは、正立等倍結像光学系をなすロッドレンズアレイ１１により受光部１３に結像されるが、受光部１３への迷光の入射を防止するべく、読取対象物とロッドレンズアレイ１１との間、および、ロッドレンズアレイ１１と受光部１３との間に、光軸方向に沿った貫通孔１０ａ，１２ａを多数有し該貫通孔により出射光の出射方向を規制するアパーチャー部品１０，１２がそれぞれ配設される。
【００２２】
図２はアパーチャー部品を示す図である。より具体的には、図２（ａ）はアパーチャー部品１０の詳細構造を示す部分拡大図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。以下では一方のアパーチャー部品１０を例としてその構造および製造方法について説明するが、他方のアパーチャー部品１２も同様の構造を有している。
【００２３】
アパーチャー部品１０は可視光を透過しない例えば黒色の樹脂により形成されたＸ方向に延びる断面矩形の棒状部材であり、Ｚ方向を軸方向とする多数の貫通孔１０ａがＸ方向に等間隔で多数設けられている。各貫通孔１０ａは、一方開口側から入射する光のうちＺ方向に近い方向から入射する光を他方開口側から出射する一方、Ｚ方向とは大きく異なる方向から入射する光については他方開口側から出射させず、これにより受光部１３に迷光が入り込むことを防止する絞りとして機能する。この例では貫通孔１０ａの断面形状は長方形であるが、これに限定されず、例えば正方形、円形、長円形などであっても構わない。
【００２４】
本発明にかかる金型および該金型を用いた製造方法は、このようなアパーチャー部品を製造するのに好適なものである。以下、アパーチャー部品１０を製造するための技術について説明する。上記したように、アパーチャー部品１０は樹脂製であり、以下に説明するように、金型を用いた射出成型によって製造することが可能である。
【００２５】
図３はアパーチャー部品を製造するための金型の構成例を示す図である。アパーチャー部品１０を製造するための金型は、第１の金型部品１００および第２の金型部品２００を有しており、後に説明するように、これらが互いに係合することにより両者の間に形成される間隙空間に溶融した樹脂材料を流し込み硬化させることで、所望の形状を有するアパーチャー部品１０を形成することができる。なお、図３においては、金型部品１００，２００の表面の詳細構造を破線丸印で囲んだ部分拡大図により示している。
【００２６】
図３に示すように、第１の金型部品１００の一の主面１０１には、アパーチャー部品１０の外形に対応する窪部１０２が形成されるとともに、該窪部１０２の内部に、多数の突起部１０３が所定の第１方向に沿って一列に等間隔で突設されている。各突起部１０３は、アパーチャー部品１０における貫通孔１０ａの断面形状に対応する断面形状を有している。また、その配列ピッチは、後述するようにアパーチャー部品１０における貫通孔１０ａの配列ピッチの２倍である。一方、第２の金型部品２００の一の主面２０１には、アパーチャー部品１０における貫通孔１０ａの断面形状に対応する断面形状を有する突起部２０３が所定の第２方向に沿って一列に突設されている。各突起部２０３の形状および配列ピッチは第１の金型部品１００の突起部１０３のものと同じである。
【００２７】
また、第１の金型部品１００の主面１０１には略円筒形状を有する２本の位置決めピン１０５，１０６が突設され、これと対応する第２の金型部品２００の主面２０１には、それぞれ位置決めピン１０５，１０６とぴったり嵌合する形状の挿通孔２０５，２０６が設けられている。第１の金型部品１００の主面１０１と、第２の金型部品２００の主面２０１とが互いに対向した状態で両者を近接させ、位置決めピン１０５を挿通孔２０５に、位置決めピン１０６を挿通孔２０６にそれぞれ挿通させることで、第１の金型部品１００と第２の金型部品２００とが互いに係合する。
【００２８】
第１および第２の金型部品１００，２００が互いに係合した状態では、第１の金型部品１００の主面１０１と第２の金型部品２００の主面２０１とが互いに対向する。また、第１の金型部品１００の突起部１０３の配列方向（第１方向）と、第２の金型部品２００の突起部２０３の配列方向（第２方向）とが一致する。このとき、第１の金型部品１００の突起部１０３は第２の金型部品２００の主面２０１側に向かって、また第２の金型部品２００の突起部２０３は第１の金型部品１００の主面１０１側に向かって、それぞれ突設されることとなる。
【００２９】
図４は第１および第２の金型部品の係合状態を示す図である。図４（ａ）は第１および第２の金型１００，２００が所定の間隔を空けて近接対向配置された状態を示しており、図４（ｂ）は両者が完全に係合した状態を示している。これらの図に示すように、第１の金型部品１００の突起部１０３と第２の金型部品２００の突起部２０３とがその配列方向において交互にかつ一列に並ぶように、第１および第２の金型部品１００，２００が構成されている。このため、図４（ｂ）に示すように、第１および第２の金型部品１００，２００が係合した状態では、両者の間に間隙空間ＣＶが一定ピッチで配列される。各間隙空間ＣＶは、図４（ｂ）紙面の手前側および奥側で互いにつながっており、これらの間隙空間ＣＶに溶融した樹脂材料が流し込まれることにより、前記した形状のアパーチャー部品１０が形成される。
【００３０】
係合された金型における間隙空間ＣＶの配列ピッチは、アパーチャー部品１０における貫通孔１０ａの配列ピッチと同じであり、この配列ピッチをＰ0とする。配列方向における突起部１０３，２０３の断面長さをＬ1、同方向における間隙空間ＣＶの長さ（すなわち隣接する突起部１０３，２０３間の距離）をＬ3とすると、
Ｐ0＝Ｌ1＋Ｌ3
の関係が成立する。このピッチは交互に配列される突起部１０３，２０３によって形成されるものであり、それぞれの金型部品１００，２００における突起部１０３，２０３の配列ピッチＰ1は、図４（ａ）に示すように、
Ｐ1＝Ｌ1＋Ｌ2
により表すことができる。ここで、符号Ｌ2は各々の金型部品（例えば第１の金型部品１００）における突起部（例えば符号１０３）同士の間隔である。このピッチＰ1は、アパーチャー部品１０における貫通孔１０ａの配列ピッチＰ0の２倍に相当している。そして、図４（ａ）および図４（ｂ）に示す関係から明らかなように、
Ｌ2＝Ｌ1＋２Ｌ3
である。
【００３１】
通常使われる典型的なサイズのアパーチャー部品では、配列方向における貫通孔１０ａの開口長さが例えば０．２ｍｍ程度、その間隔が例えば０．１ｍｍ程度である。したがって、完成品のアパーチャー部品１０における貫通孔１０ａの配列ピッチＰ1は０．３ｍｍ程度である。そして、これを製造するための金型における各部の寸法としては、突起部の断面長さＬ1を０．２ｍｍ程度、係合した状態での間隙空間ＣＶの長さＬ3を０．１ｍｍ程度とすればよい。個々の金型部品１００，２００における突起部の間隔Ｌ2は０．４ｍｍ程度となる。
【００３２】
これに対し、比較例として図４（ｃ）に示す、１対の金型部品３００，４００の一方のみに突起部３０３を配置する従来の製造技術では、該突起部３０３を有する一方の金型部品３００における突起部３０３の間隔Ｌ4は、間隙空間ＣＶの長さＬ3と同じであり、上記寸法例では０．１ｍｍ程度である。したがって、本実施形態の金型においては、従来技術の金型に比べて突起部間の間隔を２倍を超えてより大きくすることができる。こうすることにより、次のような利点が得られる。
【００３３】
これらの金型部品は金属ブロックを削り出して作成される。このような加工を行うのに好適に適用可能な加工装置としては、例えばソディック株式会社製のマシニングセンターＭＣ４３０Ｌ型があり、これに装着する切削工具としては、例えば日進工具株式会社製のＭＨＲＨ２３０型を用いることができる。
【００３４】
ここで、狭いピッチで多数の突起部を形成するための切削工具の径は、当然に突起部同士の間隔よりも小さいものでなければならない。図４（ｃ）に示す金型部品３００を製作するためには、工具径０．１ｍｍ以下とする必要がある。これに対して、図４（ａ）に示す本実施形態の金型部品１００，２００の加工には、工具径は０．４ｍｍ以下であればよい。
【００３５】
この種の切削工具では、仕上がりにおける所望の表面粗さを得るために、その径が小さいほど送り速度および切り込み量を小さくする必要があり、微細な加工が可能な半面、単位時間当たりの加工量は少なくなる。上記工具の例では、直径０．４ｍｍのものでは２００ｍｍ／分程度の送り速度が可能であるのに対して、直径０．１ｍｍの工具では５０ｍｍ／分程度となり、加工に要する時間は４倍となる。つまり、大径の工具を使用することのできる本実施形態では、２つの金型部品をそれぞれ加工する必要があることを加味しても、金型製作に必要な時間は従来技術の半分でよいこととなる。
【００３６】
そのため、金型製作に必要な時間を大幅に短縮することが可能である。また、この種の成型部品では、その製造コストに金型の製作コストが占める割合はかなり大きいことから、金型の製作時間を短縮することで、部品の製造コストも大きく引き下げることが可能となる。
【００３７】
なお、これまでの説明では、第１および第２の金型部品１００，２００の突起部１０３，２０３を単なる直方体形状とみなしているが、次に説明するように、実際にはそれぞれの突起部１０３，２０３にはそれぞれ小さなテーパーが付けられている。すなわち、突起部１０３，２０３の側面は各金型部品１００，２０１の主面１０１，２０１から垂直に突出しているのではなく少し傾いており、主面１０１，２０１から離れるにつれて突起部１０３，２０３の断面積が少しずつ小さくなる、逆から見れば頂部から底部に向けて断面積が漸増するような形状となっている。
【００３８】
図５は金型のより詳細な形状を示す拡大断面図である。なお、図５では突起部１０３，２０３の側面の傾きが実際よりも強調されている。図５に示すように、第１の金型部品１００の主面１０１から突設された突起部１０３の側面１０３ａは、主面１０１への垂線に対して角度α（＞０）の傾き（テーパー角）を有している。このテーパー角αは、例えば０．５度とすることができる。一方、第２の金型部品２００の主面２０１から突設された突起部２０３の側面２０３ａは、主面２０１への垂線に対して角度β（＞０）の傾きを有している。このテーパー角βは、もう１つの金型部品のテーパー角αよりも大きく、例えば１度とすることができる。
【００３９】
このように、突起部１０３，２０３にテーパーを付けることにより、両金型部品を係合させて樹脂材料を流し込んだ後、硬化した樹脂を金型から取り外す際の離型性が向上し、完成した樹脂製品を容易に型から取り出すことができる。また、１対の金型部品１００，２００の間でテーパー角の大きさを異ならせることで、それぞれの金型部品における製品の離型性に差異を生じさせることができる。このため、２つの金型部品を引き離す際に、製品がいずれの金型部品に付随するかを統一させることができる。この例では、テーパー角の小さな第１の金型部品１００側に製品が付随する。
【００４０】
アパーチャー部品１０のように細長くかつ入り組んだ構造を有する製品において、製品がどちらの金型部品に付随するかが不定であると次のような問題がある。例えば製品の一部が一方の金型部品に付随し、他の一部が他方の金型製品に付随するようなことがあると、金型部品を引き離したときに製品が捩れ、変形や破損を生じることがある。また、多数の製品を連続的に形成する場合、製品が付随する側が一定していないと、型から製品を取り外すための作業においては製品がどちらの型に付随したかを判断することが必要となる。このことは、特に作業を自動化する上で工程管理を複雑にしてしまう。
【００４１】
２つの金型部品の突起部に設けるテーパー角を異ならせれば、離型時に製品が付随する側の金型部品を一定させることができるので、上記のような問題を解消することが可能となる。
【００４２】
なお、このように金型部品１００，２００にテーパー角を付けたことにより、図５の中段に示すように、当該金型部品１００，２００を用いて製造されるアパーチャー部品１０の貫通孔１０ａの側面にもテーパーが付くこととなる。したがって、テーパー角が大きい、あるいは両金型部品間のテーパー角の差が大きいと、互いに隣接する貫通孔１０ａ間で入射光に対する通過の態様が異なってしまい、通過光の明るさにムラが生じるおそれがある。この意味から、テーパー角の大きさは、離型性を適正に管理することができる範囲で小さい方が望ましい。本実施形態ではテーパー角を０．５〜１度としている。
【００４３】
図６は位置決めピンの嵌合の態様を示す図である。前述したように、第１の金型部品１００には位置決めピン１０５，１０６が設けられる一方、第２の金型部品２００では、位置決めピンに対応する位置に挿通孔２０５，２０６が設けられている。位置決めピン１０５，１０６の側面にはテーパー角γのテーパーが付けられており、挿通孔２０５，２０６のない壁面にも同じテーパー角γのテーパーが付けられている。テーパー角γとしては例えば１度とすることができる。そのため、２つの金型部品１００，２００の係合の初期段階で両者の位置に多少のずれがあったとしても、接近するにつれて位置決めピン１０５，１０６が挿通孔２０５，２０６に挿通され、テーパーによる位置補正作用が機能して、位置ずれが解消される。
【００４４】
この実施形態では、それぞれ多数の突起部を設けた１対の金型部品１００，２００を互いの突起部が交互に並ぶように位置決めする必要がある。このような目的のために、上記した同一テーパー角を有する位置決めピンと挿通孔との組み合わせを用いることが可能である。
【００４５】
以上のように、この実施形態では、貫通孔１０ａが列状に配列されてなる樹脂製のアパーチャー部品１０を製造するための金型として、互いに係合する１対の金型部品１００，２００のそれぞれに貫通孔１０ａに対応する突起部１０３，２０３を設ける。より詳しくは、一方の金型部品１００に一列に配した突起部１０３と、他方の金型部品２００に一列に配した突起部２０３とを形成し、これらが互いに交互に並ぶように２つの金型部品１００，２００を係合させる。そして、２つの金型部品の間に形成された間隙空間ＣＶに樹脂材料を流し込む射出成型の技術によりアパーチャー部品１０を製造する。
【００４６】
このように、従来は一方の金型部品に集中させていた貫通孔を形成するための突起部を、２つの金型部品に分散させ、しかも列状に並ぶ突起部を交互に各金型部品に配分することで、各々の金型部品では隣接する突起部間の間隔を大きく取ることができる。これにより、金型部品を製作するための加工工具として工具径の大きなものを用いることが可能となる。そのため、この実施形態では、金型の製作に要する時間を従来よりも大幅に短縮することが可能である。また、金型の製作コストが抑えられることで、アパーチャー部品１０の製造コストも低減することができる。
【００４７】
また、各金型部品１００，２００に設けた突起部１０３，２０３の側面にテーパーを付けることで金型からの製品の離型性を高め、しかもテーパー角を互いに異ならせることにより、離型時に製品がどちらの金型に付随した状態となるかを統一的に管理することができる。これにより、離型時のアパーチャー部品の破損や、特に連続製造時の工程管理を容易にすることができる。
【００４８】
なお、この実施形態においては、第１の金型部品１００の主面１０１が本発明の「第１の対向面」に相当しており、これに設けられた突起部１０３が、本発明の「第１のダイ」に相当している。一方、第２の金型部品２００の主面２０１が本発明の「第２の対向面」に相当しており、これに設けられた突起部２０３が、本発明の「第２のダイ」に相当している。
【００４９】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態のアパーチャー部品１０は、入射光を通過させるための貫通孔１０ａをＸ方向に一列に配した構造を有しているが、貫通孔の配列は２列以上であってもよく、また、以下に例示するような、いわゆる千鳥配置であってもよい。
【００５０】
図７はアパーチャー部品の他の形状例を示す図である。より具体的には、図７（ａ）は貫通孔の配列が上記実施形態とは異なるアパーチャー部品の一例を示す外観図であり、図７（ｂ）はこれを製造するための金型の例を示す図である。ＣＩＳＭに用いられる光学部品では、レンズや光学センサー等の光学素子をより高密度に配置させるために、２列以上の光学素子の列をその配列方向に位置を少し異ならせて配した、いわゆる千鳥配置のものがある。図７（ａ）に示すアパーチャー部品１５は、このような光学素子と好適に組み合わせることができるものである。
【００５１】
このアパーチャー部品１５では、複数の貫通孔１５ａをＸ方向に一列に配してなる列１５０ａと、この列１５０ａに対してＸ方向と直交するＹ方向に隣接して設けられた複数の貫通孔１５ｂをＸ方向に一列に配してなる列１５０ｂとが設けられている。２つの列１５０ａ，１５０ｂは、Ｘ方向には貫通孔の配列ピッチの１／２だけ互いの位置が異なっている。Ｙ方向における貫通孔の開口位置は、２つの列において一部が重なっていてもよい。
【００５２】
このような形状のアパーチャー部品１５の製造に本発明を適用する場合、金型の形状は例えば図７（ｂ）にようにすることができる。図７（ｂ）において実線で示す突起部５０３ａ，５０３ｂは、金型を構成する１対の金型部品のうち一方の金型部品５００の主面５０１に突設されるものであることを示す。また、点線で示す突起部６０３ａ，６０３ｂは、図示しない他方の金型部品の主面に突設されるものであることを示す。ただし、２つの金型部品への突起部の配分の態様はこれに限定されるものではない。
【００５３】
貫通孔１５０ａに対応する突起部５０３ａ，６０３ａを係合状態で交互に一列に並ぶように形成する一方、貫通孔１５０ｂに対応する突起部５０３ｂ，６０３ｂについても突起部５０３ａ，６０３ａとは異なる列を作るように交互に形成することで、個々の金型部品においては突起部間の間隔Ｌ5，Ｌ6を上記実施形態と同様に広く取ることができ、径の大きな工具を用いて金型を製作することができる。そのため、図７（ａ）に示す千鳥配置のアパーチャー部品１５を製造するための金型を短い時間で、また低コストで製作することが可能である。
【００５４】
また、上記実施形態では、アパーチャー部品１０の貫通孔１０ａの断面形状を略長方形としているが、貫通孔およびこれを製造するための金型におけるダイの断面形状についてはこれに限定されるものでなく任意である。例えば、貫通孔の断面形状を円形、長円形や他の多角形としてもよく、また概略矩形のダイの角部に丸みを持たせた形状としても構わない。なお、ダイの断面形状を本実施形態の長方形を含めた平行四辺形とした場合には、当該ダイを製作するための加工工具の動作を２軸の直線動作のみとすることができるので、金型の製作に要する時間をさらに短縮することが可能である。
【００５５】
また、上記では貫通孔を一列に配したケースおよび２列の千鳥配置としたケースを採り上げて説明したが、貫通孔の配列はこれらに限定されるものではない。また、それに対応するダイの配列についても、上記以外に種々のものを採用することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０，１５…アパーチャー部品、 １０ａ，１５ａ，１５ｂ…貫通孔、 １００…第１の金型部品、 １０１…（第１の金型部品１００の）主面（第１の対向面）、 １０３…突起部（第１のダイ）、 １０５，１０６…位置決めピン、 ２００…第２の金型部品、 ２０１…（第２の金型部品２００の）主面（第２の対向面）、 ２０３…突起部（第２のダイ）、 ２０５，２０６…挿通孔
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばスキャナー装置のような画像読取装置に用いられる、所定の配列方向に沿って複数の貫通孔を等間隔で列状に配してなるアパーチャー部品を製造するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージスキャナー、ファクシミリ、複写機、金融端末装置等では、コンタクトイメージセンサーモジュール（Contact Image Sensor Module；以下、「ＣＩＳＭ」と略称する）が画像読取装置として知られている。この種の画像読取装置では、列状に多数配列された微細な光学センサーのそれぞれに読取対象物の光学像を正しく入射させるため、読取対象物と光学センサーとの間に、各光学センサーに対応する貫通孔を設けたアパーチャー部品を配置することがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４６６２３号公報（例えば、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなアパーチャー部品としては例えば射出成型により作成された樹脂製のものを用いることができるが、これを製造するための金型は極めて微細な加工を必要とするものになっている。すなわち、このようなアパーチャー部品を形成するための金型は、外形寸法が１ｍｍよりも小さなピン状のダイを例えば０．１ｍｍ程度の間隔を空けて数百本、等間隔に整列させた構造を必要とする。
【０００５】
一般的な射出成型技術においては、成型部品の離型性等を考慮して、対向配置される一対の金型部品の一方側のみにダイを配置する方法が採られている。しかしながら、上記のような寸法の金型部品を製作するためにはその加工工具径も例えば０．１ｍｍ以下とする必要があり、このような微細な加工工具で必要な加工精度を得るためには膨大な加工時間が必要となるという問題があった。
【０００６】
この発明にかかるいくつかの態様は、画像読取装置に用いられる所定の配列方向に沿って複数の貫通孔を等間隔で列状に配してなるアパーチャー部品を製造する技術において、上記課題を解決して、微細な構造を有するアパーチャー部品を製造するのに適し、しかも従来より短時間で製作可能な金型および該金型を用いたアパーチャー部品の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一の態様は、画像読取装置に用いられる、所定の配列方向に沿って複数の貫通孔を等間隔で列状に配してなるアパーチャー部品製造用の金型において、互いに係合可能に構成され、該係合により、前記アパーチャー部品の材料となる液体を流し込むための間隙空間を形成する第１の金型部品および第２の金型部品を備え、前記第１の金型部品では、前記第２の金型部品と係合したときに前記第２の金型部品と対向する第１の対向面に、前記第２の金型部品側に向けて、かつ前記配列方向における前記貫通孔の配列ピッチの２倍のピッチで等間隔に、前記貫通孔の側壁面に対応する外形寸法を有する複数の第１のダイが第１方向に沿った列状に突設され、前記第２の金型部品では、前記第１の金型部品と係合したときに前記第１の金型部品と対向する第２の対向面に、前記第１の金型部品側に向けて、かつ前記配列方向における前記貫通孔の配列ピッチの２倍のピッチで等間隔に、前記貫通孔の側壁面に対応する外形寸法を有する複数の第２のダイが第２方向に沿った列状に突設され、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが係合したとき、前記第２方向が前記第１方向と一致し、かつ前記第１方向において前記第１のダイと前記第２のダイとが交互に並び、前記第１のダイおよび前記第２のダイの周囲に前記間隙空間が形成されることを特徴とするアパーチャー部品製造用の金型である。
【０００８】
このように構成された発明では、金型を構成する１対の金型部品（第１および第２の金型部品）のそれぞれに、アパーチャー部品における貫通孔に対応する空洞部を形成するためのダイ（第１および第２のダイ）が設けられる。その配列ピッチはアパーチャー部品における貫通孔の配列ピッチの２倍であり、２つの金型部品が係合したときに、各金型部品に設けられたダイが交互に並ぶことで、所望のピッチで貫通孔が配列されたアパーチャー部品を形成することができる。
【０００９】
したがって、それぞれの金型部品では、比較的広いピッチでダイが配列されればよいので隣接するダイの間隔を大きく取ることができ、工具径の大きな加工工具により金型部品を製造することが可能となる。このため、必要な加工精度を維持しつつ、金型の製作に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００１０】
ここで、例えば、第１の金型部品と第２の金型部品とが係合した状態では、第１のダイと第２のダイとが一列に並ぶようにしてもよい。このようにすると、貫通孔が一列に並んだアパーチャー部品を製造することができる。
【００１１】
また、例えば、第１のダイはその頂部から第１の対向面に向かって断面積が漸増するテーパー形状となる一方、第２のダイはその頂部から第２の対向面に向かって断面積が漸増するテーパー形状となっており、しかも、第１のダイのテーパー角と第２のダイのテーパー角とが互いに異なる構成であってもよい。ダイにテーパーを設けることで、金型からの製品の離型性を高めることができる。互いに係合する１対の金型部品のそれぞれにダイが設けられている本発明では、それぞれのダイのテーパー角に差を設けることで、金型を分離したときに製品がどちらの金型部品に付随するかを管理することができる。これにより、離型時の製品の破損を防止するとともに、成型加工を連続的に行う場合の工程管理を容易にすることができる。
【００１２】
また、例えば、第１のダイおよび第２のダイの断面形状がそれぞれ平行四辺形であってもよい。第１および第２のダイの断面形状は任意であるが、平行四辺形とした場合には、加工工具の２方向への直線移動の組み合わせのみによって各ダイを形成することが可能である。なお、長方形および正方形も当然にこの概念に含まれ、これらの場合には特に直交する２軸方向の直線移動の組み合わせで加工を行うことができる。
【００１３】
また、例えば、第１の金型部品および第２の金型部品の一方に位置決めピンが突設されるとともに他方に位置決めピンと嵌合する挿通孔が設けられ、一方の金型部品の位置決めピンの側面と他方の金型部品の挿通孔の側面とが同一テーパー角のテーパー形状となるようにしてもよい。
【００１４】
１対の金型部品の双方にダイが設けられた本発明では、製品における貫通孔の配列を所望のものとするためには係合時の金型部品の相対的な位置合わせの精度が非常に重要となる。同一角のテーパーを設けた位置決めピンと挿通孔とを嵌合させるようにすれば、第１の金型部品と第２の金型部品との係合時の位置合わせを高精度に行うことが可能である。
【００１５】
また、この発明の他の態様は、画像読取装置に用いられる、所定の配列方向に沿って複数の貫通孔を等間隔で列状に配してなるアパーチャー部品の製造方法において、第１の金型部品および第２の金型部品を互いに係合させて金型を形成する工程と、前記金型内部の間隙空間に、前記アパーチャー部品の材料となる液体を流し込んで硬化させる工程とを備え、前記第１の金型部品は、前記第２の金型部品と係合したときに前記第２の金型部品と対向する第１の対向面に、前記第２の金型部品側に向けて、かつ前記配列方向における前記貫通孔の配列ピッチの２倍のピッチで等間隔に、前記貫通孔の側壁面に対応する外形寸法を有する複数の第１のダイを第１方向に沿った列状に突設したものであり、前記第２の金型部品は、前記第１の金型部品と係合したときに前記第１の金型部品と対向する第２の対向面に、前記第１の金型部品側に向けて、かつ前記配列方向における前記貫通孔の配列ピッチの２倍のピッチで等間隔に、前記貫通孔の側壁面に対応する外形寸法を有する複数の第２のダイを第２方向に沿った列状に突設したものであり、しかも、前記第１方向と前記第２方向とを一致させ、かつ前記第１方向において前記第１のダイと前記第２のダイとが交互に並ぶように、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とを係合させることを特徴とするアパーチャー部品の製造方法である。
【００１６】
このように構成された発明では、上記のような作用効果を奏する金型を用いることで、微細な貫通孔を配列してなるアパーチャー部品を高い寸法精度で製造することができる。また、上記した通り、金型の製作時間が短くて済むため、アパーチャー部品を低コストで製造することができる。
【００１７】
この場合において、例えば、第１のダイをその頂部から第１の対向面に向かって断面積が漸増するテーパー形状とする一方、第２のダイをその頂部から第２の対向面に向かって断面積が漸増するテーパー形状とし、しかも、第１のダイのテーパー角と第２のダイのテーパー角とを互いに異ならせるようにしてもよい。
【００１８】
こうすることで、成型後の離型時にアパーチャー部品をどちらの金型部品に付随させるかを管理することができ、離型時の部品の破損や連続成型時の工程管理を容易にすることができる。その理由は前記した通りである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明を好適に適用可能なＣＩＳＭの構成例を示す図。
【図２】アパーチャー部品を示す図。
【図３】アパーチャー部品を製造するための金型の構成例を示す図。
【図４】第１および第２の金型部品の係合状態を示す図。
【図５】金型のより詳細な形状を示す拡大断面図。
【図６】位置決めピンの嵌合の態様を示す図。
【図７】アパーチャー部品の他の形状例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１はこの発明を好適に適用可能なＣＩＳＭの構成例を示す図である。より具体的には、この発明にかかる製造方法で製造されたアパーチャー部品を用いたコンタクトイメージセンサーモジュール（ＣＩＳＭ）の構成例を示す分解組立図である。このコンタクトイメージセンサーモジュール１は、上下方向を光軸とするロッド状レンズを列状に多数配列してなるロッドレンズアレイ１１と、ロッドレンズアレイ１１を挟むように設けられた１対のアパーチャー部品１０，１２と、例えばＣＣＤラインセンサー１３１を備える受光部１３とが順番に積層された構造を有しており、図１において上方に配置される図示しない読取対象物からの出射光を受光部１３により受光し、読取対象物の光学像を電気信号に変換して出力する機能を有する。以下の説明では、受光部１３におけるラインセンサー１３１の配列方向をＸ方向、ロッドレンズアレイ１１の光軸に平行な方向をＺ方向とする。
【００２１】
読取対象物からの出射光Ｌは、正立等倍結像光学系をなすロッドレンズアレイ１１により受光部１３に結像されるが、受光部１３への迷光の入射を防止するべく、読取対象物とロッドレンズアレイ１１との間、および、ロッドレンズアレイ１１と受光部１３との間に、光軸方向に沿った貫通孔１０ａ，１２ａを多数有し該貫通孔により出射光の出射方向を規制するアパーチャー部品１０，１２がそれぞれ配設される。
【００２２】
図２はアパーチャー部品を示す図である。より具体的には、図２（ａ）はアパーチャー部品１０の詳細構造を示す部分拡大図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。以下では一方のアパーチャー部品１０を例としてその構造および製造方法について説明するが、他方のアパーチャー部品１２も同様の構造を有している。
【００２３】
アパーチャー部品１０は可視光を透過しない例えば黒色の樹脂により形成されたＸ方向に延びる断面矩形の棒状部材であり、Ｚ方向を軸方向とする多数の貫通孔１０ａがＸ方向に等間隔で多数設けられている。各貫通孔１０ａは、一方開口側から入射する光のうちＺ方向に近い方向から入射する光を他方開口側から出射する一方、Ｚ方向とは大きく異なる方向から入射する光については他方開口側から出射させず、これにより受光部１３に迷光が入り込むことを防止する絞りとして機能する。この例では貫通孔１０ａの断面形状は長方形であるが、これに限定されず、例えば正方形、円形、長円形などであっても構わない。
【００２４】
本発明にかかる金型および該金型を用いた製造方法は、このようなアパーチャー部品を製造するのに好適なものである。以下、アパーチャー部品１０を製造するための技術について説明する。上記したように、アパーチャー部品１０は樹脂製であり、以下に説明するように、金型を用いた射出成型によって製造することが可能である。
【００２５】
図３はアパーチャー部品を製造するための金型の構成例を示す図である。アパーチャー部品１０を製造するための金型は、第１の金型部品１００および第２の金型部品２００を有しており、後に説明するように、これらが互いに係合することにより両者の間に形成される間隙空間に溶融した樹脂材料を流し込み硬化させることで、所望の形状を有するアパーチャー部品１０を形成することができる。なお、図３においては、金型部品１００，２００の表面の詳細構造を破線丸印で囲んだ部分拡大図により示している。
【００２６】
図３に示すように、第１の金型部品１００の一の主面１０１には、アパーチャー部品１０の外形に対応する窪部１０２が形成されるとともに、該窪部１０２の内部に、多数の突起部１０３が所定の第１方向に沿って一列に等間隔で突設されている。各突起部１０３は、アパーチャー部品１０における貫通孔１０ａの断面形状に対応する断面形状を有している。また、その配列ピッチは、後述するようにアパーチャー部品１０における貫通孔１０ａの配列ピッチの２倍である。一方、第２の金型部品２００の一の主面２０１には、アパーチャー部品１０における貫通孔１０ａの断面形状に対応する断面形状を有する突起部２０３が所定の第２方向に沿って一列に突設されている。各突起部２０３の形状および配列ピッチは第１の金型部品１００の突起部１０３のものと同じである。
【００２７】
また、第１の金型部品１００の主面１０１には略円筒形状を有する２本の位置決めピン１０５，１０６が突設され、これと対応する第２の金型部品２００の主面２０１には、それぞれ位置決めピン１０５，１０６とぴったり嵌合する形状の挿通孔２０５，２０６が設けられている。第１の金型部品１００の主面１０１と、第２の金型部品２００の主面２０１とが互いに対向した状態で両者を近接させ、位置決めピン１０５を挿通孔２０５に、位置決めピン１０６を挿通孔２０６にそれぞれ挿通させることで、第１の金型部品１００と第２の金型部品２００とが互いに係合する。
【００２８】
第１および第２の金型部品１００，２００が互いに係合した状態では、第１の金型部品１００の主面１０１と第２の金型部品２００の主面２０１とが互いに対向する。また、第１の金型部品１００の突起部１０３の配列方向（第１方向）と、第２の金型部品２００の突起部２０３の配列方向（第２方向）とが一致する。このとき、第１の金型部品１００の突起部１０３は第２の金型部品２００の主面２０１側に向かって、また第２の金型部品２００の突起部２０３は第１の金型部品１００の主面１０１側に向かって、それぞれ突設されることとなる。
【００２９】
図４は第１および第２の金型部品の係合状態を示す図である。図４（ａ）は第１および第２の金型１００，２００が所定の間隔を空けて近接対向配置された状態を示しており、図４（ｂ）は両者が完全に係合した状態を示している。これらの図に示すように、第１の金型部品１００の突起部１０３と第２の金型部品２００の突起部２０３とがその配列方向において交互にかつ一列に並ぶように、第１および第２の金型部品１００，２００が構成されている。このため、図４（ｂ）に示すように、第１および第２の金型部品１００，２００が係合した状態では、両者の間に間隙空間ＣＶが一定ピッチで配列される。各間隙空間ＣＶは、図４（ｂ）紙面の手前側および奥側で互いにつながっており、これらの間隙空間ＣＶに溶融した樹脂材料が流し込まれることにより、前記した形状のアパーチャー部品１０が形成される。
【００３０】
係合された金型における間隙空間ＣＶの配列ピッチは、アパーチャー部品１０における貫通孔１０ａの配列ピッチと同じであり、この配列ピッチをＰ0とする。配列方向における突起部１０３，２０３の断面長さをＬ1、同方向における間隙空間ＣＶの長さ（すなわち隣接する突起部１０３，２０３間の距離）をＬ3とすると、
Ｐ0＝Ｌ1＋Ｌ3
の関係が成立する。このピッチは交互に配列される突起部１０３，２０３によって形成されるものであり、それぞれの金型部品１００，２００における突起部１０３，２０３の配列ピッチＰ1は、図４（ａ）に示すように、
Ｐ1＝Ｌ1＋Ｌ2
により表すことができる。ここで、符号Ｌ2は各々の金型部品（例えば第１の金型部品１００）における突起部（例えば符号１０３）同士の間隔である。このピッチＰ1は、アパーチャー部品１０における貫通孔１０ａの配列ピッチＰ0の２倍に相当している。そして、図４（ａ）および図４（ｂ）に示す関係から明らかなように、
Ｌ2＝Ｌ1＋２Ｌ3
である。
【００３１】
通常使われる典型的なサイズのアパーチャー部品では、配列方向における貫通孔１０ａの開口長さが例えば０．２ｍｍ程度、その間隔が例えば０．１ｍｍ程度である。したがって、完成品のアパーチャー部品１０における貫通孔１０ａの配列ピッチＰ1は０．３ｍｍ程度である。そして、これを製造するための金型における各部の寸法としては、突起部の断面長さＬ1を０．２ｍｍ程度、係合した状態での間隙空間ＣＶの長さＬ3を０．１ｍｍ程度とすればよい。個々の金型部品１００，２００における突起部の間隔Ｌ2は０．４ｍｍ程度となる。
【００３２】
これに対し、比較例として図４（ｃ）に示す、１対の金型部品３００，４００の一方のみに突起部３０３を配置する従来の製造技術では、該突起部３０３を有する一方の金型部品３００における突起部３０３の間隔Ｌ4は、間隙空間ＣＶの長さＬ3と同じであり、上記寸法例では０．１ｍｍ程度である。したがって、本実施形態の金型においては、従来技術の金型に比べて突起部間の間隔を２倍を超えてより大きくすることができる。こうすることにより、次のような利点が得られる。
【００３３】
これらの金型部品は金属ブロックを削り出して作成される。このような加工を行うのに好適に適用可能な加工装置としては、例えばソディック株式会社製のマシニングセンターＭＣ４３０Ｌ型があり、これに装着する切削工具としては、例えば日進工具株式会社製のＭＨＲＨ２３０型を用いることができる。
【００３４】
ここで、狭いピッチで多数の突起部を形成するための切削工具の径は、当然に突起部同士の間隔よりも小さいものでなければならない。図４（ｃ）に示す金型部品３００を製作するためには、工具径０．１ｍｍ以下とする必要がある。これに対して、図４（ａ）に示す本実施形態の金型部品１００，２００の加工には、工具径は０．４ｍｍ以下であればよい。
【００３５】
この種の切削工具では、仕上がりにおける所望の表面粗さを得るために、その径が小さいほど送り速度および切り込み量を小さくする必要があり、微細な加工が可能な半面、単位時間当たりの加工量は少なくなる。上記工具の例では、直径０．４ｍｍのものでは２００ｍｍ／分程度の送り速度が可能であるのに対して、直径０．１ｍｍの工具では５０ｍｍ／分程度となり、加工に要する時間は４倍となる。つまり、大径の工具を使用することのできる本実施形態では、２つの金型部品をそれぞれ加工する必要があることを加味しても、金型製作に必要な時間は従来技術の半分でよいこととなる。
【００３６】
そのため、金型製作に必要な時間を大幅に短縮することが可能である。また、この種の成型部品では、その製造コストに金型の製作コストが占める割合はかなり大きいことから、金型の製作時間を短縮することで、部品の製造コストも大きく引き下げることが可能となる。
【００３７】
なお、これまでの説明では、第１および第２の金型部品１００，２００の突起部１０３，２０３を単なる直方体形状とみなしているが、次に説明するように、実際にはそれぞれの突起部１０３，２０３にはそれぞれ小さなテーパーが付けられている。すなわち、突起部１０３，２０３の側面は各金型部品１００，２０１の主面１０１，２０１から垂直に突出しているのではなく少し傾いており、主面１０１，２０１から離れるにつれて突起部１０３，２０３の断面積が少しずつ小さくなる、逆から見れば頂部から底部に向けて断面積が漸増するような形状となっている。
【００３８】
図５は金型のより詳細な形状を示す拡大断面図である。なお、図５では突起部１０３，２０３の側面の傾きが実際よりも強調されている。図５に示すように、第１の金型部品１００の主面１０１から突設された突起部１０３の側面１０３ａは、主面１０１への垂線に対して角度α（＞０）の傾き（テーパー角）を有している。このテーパー角αは、例えば０．５度とすることができる。一方、第２の金型部品２００の主面２０１から突設された突起部２０３の側面２０３ａは、主面２０１への垂線に対して角度β（＞０）の傾きを有している。このテーパー角βは、もう１つの金型部品のテーパー角αよりも大きく、例えば１度とすることができる。
【００３９】
このように、突起部１０３，２０３にテーパーを付けることにより、両金型部品を係合させて樹脂材料を流し込んだ後、硬化した樹脂を金型から取り外す際の離型性が向上し、完成した樹脂製品を容易に型から取り出すことができる。また、１対の金型部品１００，２００の間でテーパー角の大きさを異ならせることで、それぞれの金型部品における製品の離型性に差異を生じさせることができる。このため、２つの金型部品を引き離す際に、製品がいずれの金型部品に付随するかを統一させることができる。この例では、テーパー角の小さな第１の金型部品１００側に製品が付随する。
【００４０】
アパーチャー部品１０のように細長くかつ入り組んだ構造を有する製品において、製品がどちらの金型部品に付随するかが不定であると次のような問題がある。例えば製品の一部が一方の金型部品に付随し、他の一部が他方の金型製品に付随するようなことがあると、金型部品を引き離したときに製品が捩れ、変形や破損を生じることがある。また、多数の製品を連続的に形成する場合、製品が付随する側が一定していないと、型から製品を取り外すための作業においては製品がどちらの型に付随したかを判断することが必要となる。このことは、特に作業を自動化する上で工程管理を複雑にしてしまう。
【００４１】
２つの金型部品の突起部に設けるテーパー角を異ならせれば、離型時に製品が付随する側の金型部品を一定させることができるので、上記のような問題を解消することが可能となる。
【００４２】
なお、このように金型部品１００，２００にテーパー角を付けたことにより、図５の中段に示すように、当該金型部品１００，２００を用いて製造されるアパーチャー部品１０の貫通孔１０ａの側面にもテーパーが付くこととなる。したがって、テーパー角が大きい、あるいは両金型部品間のテーパー角の差が大きいと、互いに隣接する貫通孔１０ａ間で入射光に対する通過の態様が異なってしまい、通過光の明るさにムラが生じるおそれがある。この意味から、テーパー角の大きさは、離型性を適正に管理することができる範囲で小さい方が望ましい。本実施形態ではテーパー角を０．５〜１度としている。
【００４３】
図６は位置決めピンの嵌合の態様を示す図である。前述したように、第１の金型部品１００には位置決めピン１０５，１０６が設けられる一方、第２の金型部品２００では、位置決めピンに対応する位置に挿通孔２０５，２０６が設けられている。位置決めピン１０５，１０６の側面にはテーパー角γのテーパーが付けられており、挿通孔２０５，２０６のない壁面にも同じテーパー角γのテーパーが付けられている。テーパー角γとしては例えば１度とすることができる。そのため、２つの金型部品１００，２００の係合の初期段階で両者の位置に多少のずれがあったとしても、接近するにつれて位置決めピン１０５，１０６が挿通孔２０５，２０６に挿通され、テーパーによる位置補正作用が機能して、位置ずれが解消される。
【００４４】
この実施形態では、それぞれ多数の突起部を設けた１対の金型部品１００，２００を互いの突起部が交互に並ぶように位置決めする必要がある。このような目的のために、上記した同一テーパー角を有する位置決めピンと挿通孔との組み合わせを用いることが可能である。
【００４５】
以上のように、この実施形態では、貫通孔１０ａが列状に配列されてなる樹脂製のアパーチャー部品１０を製造するための金型として、互いに係合する１対の金型部品１００，２００のそれぞれに貫通孔１０ａに対応する突起部１０３，２０３を設ける。より詳しくは、一方の金型部品１００に一列に配した突起部１０３と、他方の金型部品２００に一列に配した突起部２０３とを形成し、これらが互いに交互に並ぶように２つの金型部品１００，２００を係合させる。そして、２つの金型部品の間に形成された間隙空間ＣＶに樹脂材料を流し込む射出成型の技術によりアパーチャー部品１０を製造する。
【００４６】
このように、従来は一方の金型部品に集中させていた貫通孔を形成するための突起部を、２つの金型部品に分散させ、しかも列状に並ぶ突起部を交互に各金型部品に配分することで、各々の金型部品では隣接する突起部間の間隔を大きく取ることができる。これにより、金型部品を製作するための加工工具として工具径の大きなものを用いることが可能となる。そのため、この実施形態では、金型の製作に要する時間を従来よりも大幅に短縮することが可能である。また、金型の製作コストが抑えられることで、アパーチャー部品１０の製造コストも低減することができる。
【００４７】
また、各金型部品１００，２００に設けた突起部１０３，２０３の側面にテーパーを付けることで金型からの製品の離型性を高め、しかもテーパー角を互いに異ならせることにより、離型時に製品がどちらの金型に付随した状態となるかを統一的に管理することができる。これにより、離型時のアパーチャー部品の破損や、特に連続製造時の工程管理を容易にすることができる。
【００４８】
なお、この実施形態においては、第１の金型部品１００の主面１０１が本発明の「第１の対向面」に相当しており、これに設けられた突起部１０３が、本発明の「第１のダイ」に相当している。一方、第２の金型部品２００の主面２０１が本発明の「第２の対向面」に相当しており、これに設けられた突起部２０３が、本発明の「第２のダイ」に相当している。
【００４９】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態のアパーチャー部品１０は、入射光を通過させるための貫通孔１０ａをＸ方向に一列に配した構造を有しているが、貫通孔の配列は２列以上であってもよく、また、以下に例示するような、いわゆる千鳥配置であってもよい。
【００５０】
図７はアパーチャー部品の他の形状例を示す図である。より具体的には、図７（ａ）は貫通孔の配列が上記実施形態とは異なるアパーチャー部品の一例を示す外観図であり、図７（ｂ）はこれを製造するための金型の例を示す図である。ＣＩＳＭに用いられる光学部品では、レンズや光学センサー等の光学素子をより高密度に配置させるために、２列以上の光学素子の列をその配列方向に位置を少し異ならせて配した、いわゆる千鳥配置のものがある。図７（ａ）に示すアパーチャー部品１５は、このような光学素子と好適に組み合わせることができるものである。
【００５１】
このアパーチャー部品１５では、複数の貫通孔１５ａをＸ方向に一列に配してなる列１５０ａと、この列１５０ａに対してＸ方向と直交するＹ方向に隣接して設けられた複数の貫通孔１５ｂをＸ方向に一列に配してなる列１５０ｂとが設けられている。２つの列１５０ａ，１５０ｂは、Ｘ方向には貫通孔の配列ピッチの１／２だけ互いの位置が異なっている。Ｙ方向における貫通孔の開口位置は、２つの列において一部が重なっていてもよい。
【００５２】
このような形状のアパーチャー部品１５の製造に本発明を適用する場合、金型の形状は例えば図７（ｂ）にようにすることができる。図７（ｂ）において実線で示す突起部５０３ａ，５０３ｂは、金型を構成する１対の金型部品のうち一方の金型部品５００の主面５０１に突設されるものであることを示す。また、点線で示す突起部６０３ａ，６０３ｂは、図示しない他方の金型部品の主面に突設されるものであることを示す。ただし、２つの金型部品への突起部の配分の態様はこれに限定されるものではない。
【００５３】
貫通孔１５０ａに対応する突起部５０３ａ，６０３ａを係合状態で交互に一列に並ぶように形成する一方、貫通孔１５０ｂに対応する突起部５０３ｂ，６０３ｂについても突起部５０３ａ，６０３ａとは異なる列を作るように交互に形成することで、個々の金型部品においては突起部間の間隔Ｌ5，Ｌ6を上記実施形態と同様に広く取ることができ、径の大きな工具を用いて金型を製作することができる。そのため、図７（ａ）に示す千鳥配置のアパーチャー部品１５を製造するための金型を短い時間で、また低コストで製作することが可能である。
【００５４】
また、上記実施形態では、アパーチャー部品１０の貫通孔１０ａの断面形状を略長方形としているが、貫通孔およびこれを製造するための金型におけるダイの断面形状についてはこれに限定されるものでなく任意である。例えば、貫通孔の断面形状を円形、長円形や他の多角形としてもよく、また概略矩形のダイの角部に丸みを持たせた形状としても構わない。なお、ダイの断面形状を本実施形態の長方形を含めた平行四辺形とした場合には、当該ダイを製作するための加工工具の動作を２軸の直線動作のみとすることができるので、金型の製作に要する時間をさらに短縮することが可能である。
【００５５】
また、上記では貫通孔を一列に配したケースおよび２列の千鳥配置としたケースを採り上げて説明したが、貫通孔の配列はこれらに限定されるものではない。また、それに対応するダイの配列についても、上記以外に種々のものを採用することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０，１５…アパーチャー部品、 １０ａ，１５ａ，１５ｂ…貫通孔、 １００…第１の金型部品、 １０１…（第１の金型部品１００の）主面（第１の対向面）、 １０３…突起部（第１のダイ）、 １０５，１０６…位置決めピン、 ２００…第２の金型部品、 ２０１…（第２の金型部品２００の）主面（第２の対向面）、 ２０３…突起部（第２のダイ）、 ２０５，２０６…挿通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像読取装置に用いられる、所定の配列方向に沿って複数の貫通孔を等間隔で列状に配してなるアパーチャー部品製造用の金型において、
互いに係合可能に構成され、該係合により、前記アパーチャー部品の材料となる液体を流し込むための間隙空間を形成する第１の金型部品および第２の金型部品を備え、
前記第１の金型部品では、前記第２の金型部品と係合したときに前記第２の金型部品と対向する第１の対向面に、前記第２の金型部品側に向けて、かつ前記配列方向における前記貫通孔の配列ピッチの２倍のピッチで等間隔に、前記貫通孔の側壁面に対応する外形寸法を有する複数の第１のダイが第１方向に沿った列状に突設され、
前記第２の金型部品では、前記第１の金型部品と係合したときに前記第１の金型部品と対向する第２の対向面に、前記第１の金型部品側に向けて、かつ前記配列方向における前記貫通孔の配列ピッチの２倍のピッチで等間隔に、前記貫通孔の側壁面に対応する外形寸法を有する複数の第２のダイが第２方向に沿った列状に突設され、
前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが係合したとき、前記第２方向が前記第１方向と一致し、かつ前記第１方向において前記第１のダイと前記第２のダイとが交互に並び、前記第１のダイおよび前記第２のダイの周囲に前記間隙空間が形成される
ことを特徴とするアパーチャー部品製造用の金型。
【請求項２】
前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが係合した状態で、前記第１のダイと前記第２のダイとが一列に並ぶ請求項１に記載のアパーチャー部品製造用の金型。
【請求項３】
前記第１のダイはその頂部から前記第１の対向面に向かって断面積が漸増するテーパー形状となる一方、前記第２のダイはその頂部から前記第２の対向面に向かって断面積が漸増するテーパー形状となっており、しかも、前記第１のダイのテーパー角と前記第２のダイのテーパー角とが互いに異なる請求項１または２に記載のアパーチャー部品製造用の金型。
【請求項４】
前記第１のダイおよび前記第２のダイの断面形状がそれぞれ平行四辺形である請求項１ないし３のいずれかに記載のアパーチャー部品製造用の金型。
【請求項５】
前記第１の金型部品および前記第２の金型部品の一方に位置決めピンが突設されるとともに他方に前記位置決めピンと嵌合する挿通孔が設けられ、前記位置決めピンの側面と前記挿通孔の側面とが同一テーパー角のテーパー形状となっている請求項１ないし４のいずれかに記載のアパーチャー部品製造用の金型。
【請求項６】
画像読取装置に用いられる、所定の配列方向に沿って複数の貫通孔を等間隔で列状に配してなるアパーチャー部品の製造方法において、
第１の金型部品および第２の金型部品を互いに係合させて金型を形成する工程と、
前記金型内部の間隙空間に、前記アパーチャー部品の材料となる液体を流し込んで硬化させる工程と
を備え、
前記第１の金型部品は、前記第２の金型部品と係合したときに前記第２の金型部品と対向する第１の対向面に、前記第２の金型部品側に向けて、かつ前記配列方向における前記貫通孔の配列ピッチの２倍のピッチで等間隔に、前記貫通孔の側壁面に対応する外形寸法を有する複数の第１のダイを第１方向に沿った列状に突設したものであり、
前記第２の金型部品は、前記第１の金型部品と係合したときに前記第１の金型部品と対向する第２の対向面に、前記第１の金型部品側に向けて、かつ前記配列方向における前記貫通孔の配列ピッチの２倍のピッチで等間隔に、前記貫通孔の側壁面に対応する外形寸法を有する複数の第２のダイを第２方向に沿った列状に突設したものであり、
しかも、前記第１方向と前記第２方向とを一致させ、かつ前記第１方向において前記第１のダイと前記第２のダイとが交互に並ぶように、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とを係合させる
ことを特徴とするアパーチャー部品の製造方法。
【請求項７】
前記第１のダイをその頂部から前記第１の対向面に向かって断面積が漸増するテーパー形状とする一方、前記第２のダイをその頂部から前記第２の対向面に向かって断面積が漸増するテーパー形状とし、しかも、前記第１のダイのテーパー角と前記第２のダイのテーパー角とを互いに異ならせる請求項６に記載のアパーチャー部品の製造方法。
【請求項１】
画像読取装置に用いられる、所定の配列方向に沿って複数の貫通孔を等間隔で列状に配してなるアパーチャー部品製造用の金型において、
互いに係合可能に構成され、該係合により、前記アパーチャー部品の材料となる液体を流し込むための間隙空間を形成する第１の金型部品および第２の金型部品を備え、
前記第１の金型部品では、前記第２の金型部品と係合したときに前記第２の金型部品と対向する第１の対向面に、前記第２の金型部品側に向けて、かつ前記配列方向における前記貫通孔の配列ピッチの２倍のピッチで等間隔に、前記貫通孔の側壁面に対応する外形寸法を有する複数の第１のダイが第１方向に沿った列状に突設され、
前記第２の金型部品では、前記第１の金型部品と係合したときに前記第１の金型部品と対向する第２の対向面に、前記第１の金型部品側に向けて、かつ前記配列方向における前記貫通孔の配列ピッチの２倍のピッチで等間隔に、前記貫通孔の側壁面に対応する外形寸法を有する複数の第２のダイが第２方向に沿った列状に突設され、
前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが係合したとき、前記第２方向が前記第１方向と一致し、かつ前記第１方向において前記第１のダイと前記第２のダイとが交互に並び、前記第１のダイおよび前記第２のダイの周囲に前記間隙空間が形成される
ことを特徴とするアパーチャー部品製造用の金型。
【請求項２】
前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とが係合した状態で、前記第１のダイと前記第２のダイとが一列に並ぶ請求項１に記載のアパーチャー部品製造用の金型。
【請求項３】
前記第１のダイはその頂部から前記第１の対向面に向かって断面積が漸増するテーパー形状となる一方、前記第２のダイはその頂部から前記第２の対向面に向かって断面積が漸増するテーパー形状となっており、しかも、前記第１のダイのテーパー角と前記第２のダイのテーパー角とが互いに異なる請求項１または２に記載のアパーチャー部品製造用の金型。
【請求項４】
前記第１のダイおよび前記第２のダイの断面形状がそれぞれ平行四辺形である請求項１ないし３のいずれかに記載のアパーチャー部品製造用の金型。
【請求項５】
前記第１の金型部品および前記第２の金型部品の一方に位置決めピンが突設されるとともに他方に前記位置決めピンと嵌合する挿通孔が設けられ、前記位置決めピンの側面と前記挿通孔の側面とが同一テーパー角のテーパー形状となっている請求項１ないし４のいずれかに記載のアパーチャー部品製造用の金型。
【請求項６】
画像読取装置に用いられる、所定の配列方向に沿って複数の貫通孔を等間隔で列状に配してなるアパーチャー部品の製造方法において、
第１の金型部品および第２の金型部品を互いに係合させて金型を形成する工程と、
前記金型内部の間隙空間に、前記アパーチャー部品の材料となる液体を流し込んで硬化させる工程と
を備え、
前記第１の金型部品は、前記第２の金型部品と係合したときに前記第２の金型部品と対向する第１の対向面に、前記第２の金型部品側に向けて、かつ前記配列方向における前記貫通孔の配列ピッチの２倍のピッチで等間隔に、前記貫通孔の側壁面に対応する外形寸法を有する複数の第１のダイを第１方向に沿った列状に突設したものであり、
前記第２の金型部品は、前記第１の金型部品と係合したときに前記第１の金型部品と対向する第２の対向面に、前記第１の金型部品側に向けて、かつ前記配列方向における前記貫通孔の配列ピッチの２倍のピッチで等間隔に、前記貫通孔の側壁面に対応する外形寸法を有する複数の第２のダイを第２方向に沿った列状に突設したものであり、
しかも、前記第１方向と前記第２方向とを一致させ、かつ前記第１方向において前記第１のダイと前記第２のダイとが交互に並ぶように、前記第１の金型部品と前記第２の金型部品とを係合させる
ことを特徴とするアパーチャー部品の製造方法。
【請求項７】
前記第１のダイをその頂部から前記第１の対向面に向かって断面積が漸増するテーパー形状とする一方、前記第２のダイをその頂部から前記第２の対向面に向かって断面積が漸増するテーパー形状とし、しかも、前記第１のダイのテーパー角と前記第２のダイのテーパー角とを互いに異ならせる請求項６に記載のアパーチャー部品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−５２５５７（Ｐ２０１３−５２５５７Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９１１９９（Ｐ２０１１−１９１１９９）
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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