JP2004291341A5 - - Google Patents

Description

本発明に係る光学素子用成形金型は、摺動可能な可動側インサート金型と、摺動しない固定側インサート金型と、前記可動側インサート金型を保持し、光学素子外径の一部を形成するための可動側金型と、前記固定側インサート金型を保持し、光学素子外径の一部を形成するための固定側金型とを備えた成形金型であって、インサート金型は光学転写面と、前記光学転写面から連続したストレート部を設けた一体構造であり、各々のインサート金型の前記ストレート部は前記可動側金型と前記固定側金型の合わせ面より後退させた所定の位置となるように配置されていることを特徴とする光学素子用成形金型である。

また、本発明の光学素子用成形金型は、摺動可能な可動側インサート金型と、摺動しない固定側インサート金型と、前記可動側インサート金型を保持し、光学素子外径の一部を形成するための可動側金型と、前記固定側インサート金型を保持し、光学素子外径の一部を形成するための固定側金型とを備えた成形金型であって、光学素子の曲率半径の小さい方の面を形成するインサート金型が固定側とされていることを特徴とする光学素子用成形金型である。

また、本発明の光学素子用成形金型は、摺動可能な可動側インサート金型と、摺動しない固定側インサート金型と、前記可動側インサート金型を保持し、光学素子外径の一部を形成するための可動側金型と、前記固定側インサート金型を保持し、光学素子外径の一部を形成するための固定側金型とを備えた成形金型であって、前記可動側インサート金型の材料の線膨張係数α１と前記可動側金型の材料の線膨張係数α２の関係が、α１≧α２であり、前記固定側インサート金型の材料の線膨張係数α３と、前記固定側金型の材料の線膨張係数α４の関係が、α３≧α４であることを特徴とする光学素子用成形金型である。

また、本発明の光学素子の成形方法は、摺動可能な可動側インサート金型と、摺動しない固定側インサート金型と、前記可動側インサート金型を保持し、光学素子外径の一部を形成するための可動側金型と、前記固定側インサート金型を保持し、光学素子外径の一部を形成するための固定側金型とを備えた成形金型に溶融樹脂を射出し、前記可動側インサート金型かあるいは前記固定側インサート金型で成形される光学素子のいずれか一方の面の成形面の外周部に切り欠き形状を形成し、金型から光学素子成形品を離型させることを特徴とする光学素子の成形方法である。
また、本発明の光学素子は、溶融樹脂を射出して成形される光学素子であって、光学転写面と、前記光学転写面から連続したストレート部を設けた一体構造からなる可動側インサート金型と、固定側インサート金型で成形して得られ、成形時に該光学素子外径のいずれか一方の面の成形面の外周部の一部に切り欠き形状が形成されることを特徴とする光学素子である。

図２に本実施の形態における光学素子用成形金型の詳細図を示す。図２は図１における点線の位置までの金型の図である。本成形において得られた光学素子の中心厚みＨを所定の寸法に調整する際には、インサート金型の裏面を加工するか、あるいはスペーサを入れて調整をする。調整代は図２に示すように、調整代８ａ、調整代８ｂの範囲内で行う。このとき、可動側インサート金型１の位置Ｘが厚み調整代８ａの範囲内を超えないようにする。また、固定側インサート金型２の位置Ｙが、厚み調整代８ｂの範囲内を超えないようにする。

レンズ厚み調整代を超える位置にインサート金型が配置された状態で成形して得た光学素子は、図３に示す光学素子断面のコバ部厚み寸法Ｋが大きくなり、光ディスク装置等のピックアップレンズ性能に影響がでる可能性がある。従って、金型設計においては、レンズ厚み調整代を考慮し、調整代８ａ、調整代８ｂの寸法を決定する。

本実施の形態の金型で射出成形して得られる光学素子は、光ディスク装置等に搭載されるピックアップレンズの組立の際にも、レンズホルダーと光学素子との接着の際にもバリ等の影響がなく、組立が可能となる。

実施の形態１と同様に、可動側インサート金型１と可動側金型３ａ、固定側インサート２と固定側金型３ｂで囲まれる空間に、ゲート部４から溶融樹脂を充填して、光学素子を成形する。パーティング面５は可動側金型３ａと固定側金型３ｂが当接する面である。可動側金型３ａには光学素子の外径部分７と、切り欠き部６ｃ、６ｄが、固定側金型３ｂには、切り欠き部６ａ、６ｂが配置された構成となっている。以上の構成を有する金型において、本実施の形態における成形金型は、図３に示すような両凸形状の光学素子を射出成形で得る場合、図４（ａ）に示すように、光学素子の光学有効面の曲率の小さい方の面（Ｒ１）を形成するインサート金型を固定側とし、もう一方の光学有効面（Ｒ２）を形成するインサート金型を可動側として配置する。

可動側インサート金型１と可動側金型３ａ、固定側インサート金型２と固定側金型３ｂで囲まれる空間に、ゲート部４から溶融樹脂を充填して、光学素子を成形する。パーティング面５は金型３ａと３ｂが当接する面である。可動側金型３ａには光学素子の外径部分７と、切り欠き部６ｃ、６ｄが、固定側金型３ｂには、切り欠き部６ａ、切り欠け６ｂが配置された構成となっている。

本構成の金型の、可動側インサート金型１と固定側インサート金型２の材料は各々の線膨張係数α１、α３が１６×１０^-6であるＳＵＳ３１６（ステンレス鋼）とし、可動側金型３ａと固定側金型３ｂの各々の材料の線膨張係数α２、α４が１１．５×１０^-6であるＨＰＭ３８（プリハードン鋼）を使用した。インサート金型の外径はφ５、インサート金型と可動側金型３ａ及び固定側金型３ｂのクリアランスを５μｍとした。

以上の構成の金型を１３０℃の温度に調整し、溶融樹脂を射出して成形し、約５０ｓｅｃ後に型開きを行い、可動側インサート金型１で突き出して光学素子を取り出して、ゲートカットを行い、光学素子１０を得た。成形途中のクリアランスは、前記の線膨張係数の関係から、膨張量に差がでるために、５μｍから約２μｍに減少し、可動側と固定側のインサートの同軸精度が向上した状態で成形されることになる。従って、本成形金型において、成形で得られた光学素子１０の光学性能は、光軸ずれが小さくなり、性能に優れたものとなる。

なお、本実施の形態では、可動側インサート金型と固定側インサート金型の線膨張係数が同じ材質（ステンレス鋼）のものを使用し、可動側金型と固定側金型の、膨張係数が同じ材質（プリハードン鋼）のものを使用したが、これに限定するものではない。可動側インサート金型の材料の膨張係数α１と可動側金型の材料の膨張係数α２がα１≧α２の関係を満たすものであればよく、可動側インサート金型の線膨張係数が可動側金型の線膨張係数よりも大きい材質の金型とすることで、成形時のクリアランスがより小さくなり、摺動による位置ずれ誤差等がなくなり、性能の良好な光学素子が得られる。また、固定型インサート金型の材料の膨張係数α３と固定側金型の材料の膨張係数α４の関係がα３≧α４のものであればよく、摺動しないため、成形中のクリアランスが０となるような材質を選定することも可能である。

また、可動側インサート金型の材料の線膨張係数α１と可動側金型の材料の線膨張係数α２の関係が、α１≧α２であり、固定側インサート金型の材料の線膨張係数α３と固定側金型の材料の線膨張係数α４の関係が、α３≧α４である金型構成とすることにより、光軸ずれのない光学特性に優れた光学素子が得られる。

Claims (6)

1. 摺動可能な可動側インサート金型と、摺動しない固定側インサート金型と、前記可動側インサート金型を保持し、光学素子外径の一部を形成するための可動側金型と、前記固定側インサート金型を保持し、光学素子外径の一部を形成するための固定側金型とを備えた成形金型であって、インサート金型は光学転写面と、前記光学転写面から連続したストレート部を設けた一体構造であり、各々のインサート金型の前記ストレート部は前記可動側金型と前記固定側金型の合わせ面より後退させた所定の位置となるように配置されていることを特徴とする光学素子用成形金型。
2. 摺動可能な可動側インサート金型と、摺動しない固定側インサート金型と、前記可動側インサート金型を保持し、光学素子外径の一部を形成するための可動側金型と、前記固定側インサート金型を保持し、光学素子外径の一部を形成するための固定側金型とを備えた成形金型であって、光学素子の曲率半径の小さい方の面を形成するインサート金型が固定側とされていることを特徴とする光学素子用成形金型。
3. 摺動可能な可動側インサート金型と、摺動しない固定側インサート金型と、前記可動側インサート金型を保持し、光学素子外径の一部を形成するための可動側金型と、前記固定側インサート金型を保持し、光学素子外径の一部を形成するための固定側金型とを備えた成形金型であって、前記可動側インサート金型の材料の線膨張係数α１と前記可動側金型の材料の線膨張係数α２の関係が、α１≧α２であり、前記固定側インサート金型の材料の線膨張係数α３と、前記固定側金型の材料の線膨張係数α４の関係が、α３≧α４であることを特徴とする光学素子用成形金型。
4. 摺動可能な可動側インサート金型と、摺動しない固定側インサート金型と、前記可動側インサート金型を保持し、光学素子外径の一部を形成するための可動側金型と、前記固定側インサート金型を保持し、光学素子外径の一部を形成するための固定側金型とを備えた成形金型に溶融樹脂を射出し、前記可動側インサート金型かあるいは前記固定側インサート金型で成形される光学素子のいずれか一方の面の成形面の外周部に切り欠き形状を形成し、金型から光学素子成形品を離型させることを特徴とする光学素子の成形方法。
5. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光学素子用成形金型を用い、請求項４に記載の光学素子の成形方法により形成したことを特徴とする光学素子。
6. 溶融樹脂を射出して成形される光学素子であって、光学転写面と、前記光学転写面から連続したストレート部を設けた一体構造からなる可動側インサート金型と、固定側インサート金型で成形して得られ、成形時に該光学素子外径のいずれか一方の面の成形面の外周部の一部に切り欠き形状が形成されることを特徴とする光学素子。