JP2012206338A - 光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】新しい成形金型を使用する場合であっても、光学素子の性能不良を防止することができる光学素子の製造方法を提供すること。
【解決手段】新しい成形金型４０を使用する場合であっても、所定回数のドライサイクル運転を行った後にレンズＬＰの生産開始を行うことにより、レンズＬＰの性能不良を防止することができる。つまり、予め所定回数のドライサイクル運転を行うことで初期摩耗状態を起こし、位置決め部材である凹状部材５９及び凸状部材６９の摩耗の進行が比較的緩やかになった後にレンズＬＰの生産を行うことでレンズＬＰの性能が安定する。これにより、レンズＬＰの歩留まりを向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学素子の製造方法に関し、特に成形金型の位置決め精度が要求される光学素子の製造方法に関する。

光学素子の製造方法として、射出成形装置を用いて製造する方法がある（例えば、特許文献１参照）。この射出成形装置は、第１金型と第２金型とを型合わせする成形金型を有する。第１及び第２金型の型合わせの際に、第１金型と第２金型とに設けられた位置決め部材が最初に当接する。その後、型締めによって第１金型と第２金型の型面が互いに当接する。

ここで、新しい成形金型を使用する際に、第１及び第２金型の位置決め部材が接触すると、接触した互いの位置決め部材が急激に摩耗する初期摩耗という現象が生じる。初期摩耗が起きている状態では、急激な摩耗により成形金型の位置決めすなわち第１金型に対する第２金型の位置が安定しない。そのため、成形した光学素子に例えばコマ収差の不良等の性能不能が生じ、歩留まりが低下するという問題がある。

特開２００６−３２７００５号公報

本発明は、新しい成形金型を使用する場合であっても、光学素子の性能不良を防止することができる光学素子の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る光学素子の製造方法は、第１の位置決め部材を有する第１の金型と、第１の位置決め部材に嵌合する第２の位置決め部材を有する第２の金型とを型合わせすることによって光学素子を製造する方法であって、所定回数のドライサイクル運転を行う工程と、所定回数のドライサイクル運転を行った後、第１の金型と第２の金型とを型締めして射出成形を行う工程と、を備える。ここで、ドライサイクル運転とは、第１及び第２の金型で構成される成形金型に樹脂を流さずに成形金型の開閉を繰り返す運転をいう。

上記光学素子の製造方法によれば、新しい成形金型を使用する場合であっても、所定回数のドライサイクル運転を行った後に光学素子の生産開始を行うことにより、光学素子の性能不良を防止することができる。つまり、所定回数のドライサイクル運転を行うことで予め初期摩耗状態を起こし、第１及び第２の位置決め部材の摩耗の進行が比較的緩やかになった後に光学素子の生産を行うことで光学素子の性能が安定する。これにより、光学素子の歩留まりを向上させることができる。

本発明の具体的な態様又は観点では、上記光学素子の製造方法において、ドライサイクル運転は、少なくとも第１の金型と第２の金型との基準位置からの変位量が比較的小さい値で安定する定常摩耗状態の開始まで行われる。なお、基準位置は、第１の金型と第２の金型との相対的な位置を含む。ここで、定常摩耗状態とは、第１及び第２の位置決め部材が摩耗しても成形金型の位置決めに影響がない程度である状態をいう。この場合、定常摩耗状態の開始後に光学素子の生産を行うことにより、第１及び第２の位置決め部材の摩耗を確実に低減させることができる。

本発明の別の態様では、定常摩耗状態のサイクル数１０００回当たりの変位量は、ドライサイクル運転の初期におけるサイクル数１０００回当たりの変位量の３／５以下である。定常摩耗状態のサイクル数１０００回当たりの変位量が上記範囲である場合、成形金型の位置決めがより安定した状態で光学素子を生産することができる。

本発明のさらに別の態様では、第１及び第２の位置決め部材は、ピンタイプ及びブロックタイプのいずれか一方である。この場合、第１及び第２の位置決め部材が多少摩耗しても成形金型の位置決めをすることができる。

本発明のさらに別の態様では、第１及び第２の位置決め部材の材料は、硬度がＨｖ７００以上の金属部材である。この場合、第１及び第２の位置決め部材の硬度が比較的高くなり、初期摩耗状態が終了するまでの時間がかかるものの、初期摩耗状態終了後の第１及び第２の位置決め部材の摩耗をより低減させることができる。これにより、第１及び第２の位置決め部材の精度を高くすることができる。

本発明のさらに別の態様では、第１及び第２の位置決め部材の材料は、冷間ダイス鋼及びステンレス工具鋼のいずれかである。

本発明のさらに別の態様では、第１及び第２の位置決め部材は、表面硬化処理がされている。この場合、第１及び第２の位置決め部材の硬度をより高くすることができる。

本発明のさらに別の態様では、光学素子は、光ピックアップ装置の対物レンズである。この場合、成形金型の位置決めを安定させてから光学素子を生産することにより、光学素子の性能が安定し、高精度な対物レンズとすることができる。

本発明のさらに別の態様では、光学素子の開口数をＮＡとしたときに、開口数が０．７５≦ＮＡ≦０．９０の範囲を満たす。この場合、成形金型の位置決めを安定させてから光学素子を生産することにより、例えば光学素子の入射面と出射面間の偏芯によるコマ収差の感度が大きいＢＤ（Blu-ray Disc）用の対物レンズにおいても、コマ収差を低減することができる。

本発明のさらに別の態様では、光学素子の光軸に平行な方向の最大厚さをｄとし、光学素子の使用波長での焦点距離をｆとしたときに、０．８≦ｄ／ｆ≦２．０である。光学素子の光軸に平行な方向の最大厚さｄが比較的大きなレンズの場合、成形時の成形金型の位置決め精度が光学素子の性能に大きな影響を及ぼす。そのため、成形金型の位置決めを安定させてから光学素子を生産することにより、光学素子の性能を安定させることがきる。

本発明のさらに別の態様では、光学素子は一対の光学面を有し、一対の光学面のうち少なくともいずれか一方に回折構造が設けられている。

本発明のさらに別の態様では、光学素子は、３波長互換レンズである。３波長互換レンズの場合、成形金型の位置決め精度が光学素子の性能に大きな影響を及ぼす。そのため、成形金型の位置決めを安定させてから光学素子を生産することにより、光学素子の性能、特にコマ収差を低減することができる。

第１実施形態の成形金型を説明する側面図である。 図１の成形金型の部分拡大図である。 （Ａ）は、図１の固定金型の平面図であり、（Ｂ）は、図１の可動金型の平面図である。 （Ａ）は、図１の成形金型の型空間を説明する図であり、（Ｂ）は、図１の成形金型によって成形された成形品を説明する図である。 図１の成形金型のショット数と固定金型に対する可動金型の変位量を説明する図である。 図１の成形金型を組み込んだ成形装置を説明する概念図である。 図６の成形装置の動作を説明するフローチャートである。 第２実施形態の成形金型を説明する図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態である光学素子の製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
図１、図２、及び図３に示すように、光学素子を成形するための成形金型４０は、固定金型４１と可動金型４２とを備える。固定金型４１と可動金型４２とをパーティング面ＰＳ１，ＰＳ２で型合わせして型締めを行うことにより、図４（Ａ）に拡大して示すように、複数の型空間ＣＶと流路空間ＦＣとが形成される。型空間ＣＶは、成形品ＭＰのうち製品部分であるレンズＬＰを成形するためのものである。流路空間ＦＣは、型空間ＣＶに樹脂を供給するためのものである。流路空間ＦＣは、スプル流路、ランナ流路を含み、図４（Ｂ）に示す成形品ＭＰのスプルＳＰ及びランナＲＰを形成する。流路空間ＦＣの先端部は、成形品ＭＰのゲートＧＰを形成するゲート部分ＧＳを介して各型空間ＣＶにそれぞれ連通している。

第１の金型である固定金型４１は、図４（Ａ）の流路空間ＦＣを形成するための型板５１と、型板５１を背後から支持する取付板５３とを備える。

図２に拡大して示すように、型板５１は、スプルＳＰを形成する金型部品であるスプルブッシュ７１の先端側を挿入するスプルブッシュ孔５１ａと、成形品ＭＰのランナＲＰを形成するランナ凹部５８ｂと、ゲートＧＰを形成するゲート凹部５８ｃと、レンズＬＰを形成するレンズ凹部５８ｄとを備える。ゲート凹部５８ｃ及びレンズ凹部５８ｄは、型板５１に形成されたコア孔５１ｂに挿入されて固定された転写部材５５の先端面によって形成されている。

型板５１は、図２及び図３等に示すように、パーティング面ＰＳ１側の型面５１ｄに、４つの第１の位置決め部材である凹状部材５９を有する。４つの凹状部材５９は、型板５１の対角位置に配置されている。凹状部材５９は、円柱状の外形を有する。凹状部材５９は、パーティング面ＰＳ１側に円錐台状の凹嵌合部５９ａが形成されたものである。凹嵌合部５９ａは、テーパ状の内周面であり位置決めに利用される凹嵌合面５９ｂと、凹嵌合面５９ｂに隣接する平坦な底面５９ｃとを有する。凹状部材５９の直径は、金型の大きさや型締め力を考慮したものとなっている。凹状部材５９の材料は、硬度がＨｖ７００以上の金属部材である。具体的には、冷間ダイス鋼及びステンレス工具鋼等である。なお、これらの金属部材に表面硬化処理がされていてもよい。これにより、凹状部材５９の硬度をより高くすることができる。表面硬化処理としては、例えば窒化、浸炭、コート等の表面硬化処理を用いることができる。凹状部材５９は、円柱状の穴である取付穴５１ｅに挿入され、不図示のボルトによって着脱可能に固定されている。凹状部材５９が劣化した場合は交換することができる。凹状部材５９は、後述する可動金型４２に設けた凸状部材６９と型締め時に嵌合し、固定金型４１と可動金型４２との位置決めを可能とする。

図１に示す取付板５３は、スプルブッシュ７１の根元側を挿入する貫通孔５３ａを有しており、型板５１とともにスプルブッシュ７１を支持し固定する。なお、射出成形時には、貫通孔５３ａすなわちスプルブッシュ７１の根元側から、溶融して流体状の樹脂が流路７１ａ内に導入される。この流路７１ａは、図４（Ａ）の流路空間ＦＣに連通するものとなっている。

第２の金型である可動金型４２は、パーティング面ＰＳ２を有するとともに図４（Ａ）の流路空間ＦＣを形成するための型板６１と、型板６１を背後から支持する受板６２と、受板６２を背後から支持する取付板６３とを備える。

図２及び図３に示すように、型板６１は、ランナＲＰを形成するランナ凹部６８ｂと、ゲートＧＰを形成するゲート凹部６８ｃと、レンズＬＰを形成するレンズ凹部６８ｄとを備える。レンズ凹部６８ｄは、型板６１に形成された転写部材孔６１ｂに挿入されて固定された外筒状の周辺部材６６の先端面と、周辺部材６６の中心に形成されたコア孔６１ｃに挿入されて軸ＡＸ方向に変位可能なコアロッド６７の先端面とによって形成されている。

型板６１は、パーティング面ＰＳ２側の型面６１ｄに、４つの第２の位置決め部材である凸状部材６９を有する。４つの凸状部材６９は、固定金型４１に設けた４つの凹状部材５９と協働して両金型４１，４２を相対的に位置決めするためのもので、これらの凹状部材５９に対応して可動金型４２の対角位置に配置されている。凸状部材６９は、ピンタイプの位置決め部材であり、略円柱状の外形を有する。凸状部材６９は、パーティング面ＰＳ２側に円錐台状の凸嵌合部６９ａが形成されたものである。凸嵌合部６９ａは、テーパ状の外周面であり位置決めに利用される凸嵌合面６９ｂと、凸嵌合面６９ｂに隣接する平坦な頂面６９ｃとを有する。凸嵌合面６９ｂは、両金型４１，４２の型締め時に凸状部材６９と凹状部材５９とが嵌合すると、凹状部材５９の凹嵌合面５９ｂに密着する。そのため、凸嵌合面６９ｂの傾斜角は、凹嵌合面５９ｂの傾斜角と略同じとなっている。凸状部材６９の直径は、凹状部材５９に嵌合可能であり、かつ金型の大きさや型締め力を考慮したものとなっている。凸状部材６９の材料は、硬度がＨｖ７００以上の金属部材であり、凹状部材５９の材料と同種のものとなっている。凸状部材６９は、円柱状の穴である取付穴６１ｅに挿入され、不図示のボルトによって着脱可能に固定されている。凸状部材６９が劣化した場合は交換することができる。

図２等に示すように、受板６２の本体部分６２ａは、複数のランナエジェクタピン７３をそれぞれ軸ＡＸ方向に進退させるための複数のピン孔６２ｅと、コアロッド６７を進退させる複数のコア用ロッド７４をそれぞれ軸ＡＸ方向に進退させるための複数のロッド孔６２ｆと有する。

図１に示すように、受板６２は、板状の本体部分６２ａを背後から支持する支持部６２ｂを有しており、支持部６２ｂの背面側に形成された凹部６２ｈにエジェクタプレート７６を収納している。エジェクタプレート７６は、ランナエジェクタピン７３とコア用ロッド７４とを根元側から支持しており、これらの部材７３，７４とともに軸ＡＸ方向に進退する。

エジェクタプレート７６は、不図示の付勢手段によって取付板６３側に付勢されている。エジェクタプレート７６は、後方から外力を受けて固定金型４１側に前進するように押された場合、上記付勢手段に抗して前進し、スプル用ロッド７２とコア用ロッド７４とを先端側に移動させ、コアロッド６７とを先端側に移動させる。この結果、前進するコアロッド６７を介してコアロッド６７に当接するレンズＬＰがレンズ凹部６８ｄから押し出される。この際、エジェクタプレート７６に直接駆動されたランナエジェクタピン７３によって、ランナＲＰがランナ凹部６８ｂから押し出される。つまり、型板６１から成形品ＭＰが一様に外されることになる。

図１に示す取付板６３は、後述するエジェクタ駆動機構につながる開口６３ａを有し、当該エジェクタ駆動機構に設けた駆動部材によって、エジェクタプレート７６に対して背後から軸ＡＸ方向に沿って前進させる適度な大きさの外力を適当なタイミングで与えることができるようにしている。

なお、固定金型４１の型板５１の上部５１ｈには、図２等に示すように、位置センサ８１が設けられている。一方、可動金型４２の型板６１の上部６１ｈには、位置センサ８１に対向する位置に検出対象物８２が設けられている。位置センサ８１は、例えばレーザによって、検出対象物８２との距離を検出する。検出対象物８２との距離により、固定金型４１に対する可動金型４２の２次元上の位置がわかる。変位量Ｘは、固定金型４１の軸ＡＸ１と可動金型４２の軸ＡＸ２とが一致する位置を基準位置とし、この基準位置と検出時の固定金型４１に対する可動金型４２の位置との距離によって求める。なお、位置センサ８１の検出部が可動金型４２の上部６１ｈに対向するようにし、位置センサ８１と可動金型４２の上部６１ｈとの距離によって変位量Ｘを測定してもよい。

位置センサ８１の検出結果に応じて、後述する成形装置１００の動作が切り替えられる。ここで、新しい成形金型４０を使用すると、成形金型４０は、使用開始から一定の期間において、凹状部材５９及び凸状部材６９が急激に摩耗する初期摩耗状態となる。その後、成形金型４０は、型閉じ及び型開きを所定回数行うと、凹状部材５９及び凸状部材６９が摩耗しても成形された光学素子の性能に影響しない定常摩耗状態となる。図５に示すように、初期摩耗状態における変位量Ｘの傾きは、定常摩耗状態における変位量Ｘの傾きよりもかなり大きくなっている。定常摩耗状態では、凹状部材５９及び凸状部材６９の変位量Ｘが略安定している。なお、成形金型４０の型閉じ及び型開きを１サイクル（サイクル数１回）又は１ショット（ショット数１回）としている。図５において、変位量Ｘは、サイクル数１０００回当たりの変位量を示している。

レンズＬＰが例えばＢＤ用の対物レンズの場合、要求される位置決め精度における変位量Ｘは、１μｍとなっている。ここで、初期摩耗状態のサイクル数１０００回当たりの変位量Ｘは、例えば０．５μｍ〜２μｍとなっている。そのため、成形金型４０の位置決めの安定を考慮し、サイクル数１０００回当たりの変位量が、例えば０．３μｍ以下になれば、初期摩耗状態が終了したと判断できる。つまり、定常摩耗状態のサイクル数１０００回当たりの変位量Ｘは、例えば０．３μｍ以下となっている。なお、例えばＤＶＤ用の対物レンズの場合、要求される位置決め精度は、変位量Ｘが５μｍとなっている。

以下、図１に示す成形金型４０を用いて成形されるレンズＬＰについて説明する。図４（Ｂ）に示す成形品ＭＰのうち、本体であるレンズＬＰは、樹脂製であり、光学的機能を有する光学機能部ＯＰと、光学機能部ＯＰの外縁から半径方向外側に設けられた略環状のフランジ部ＦＬとを備える。レンズＬＰのうち光学機能部ＯＰにおいて、一方の第１光学面ＯＳ１は、レーザ光源側に配置される。他方の第２光学面ＯＳ２は、光情報記録媒体である光ディスク側に配置される。第１光学面ＯＳ１は、第２光学面ＯＳ２よりも大きく突出し曲率が大きくなっている。レンズＬＰは、レンズＬＰの光軸ＯＡ上の厚さをｄとし、５００ｎｍ以下の波長の光束におけるレンズＬＰの焦点距離をｆとしたときに、０．８≦ｄ／ｆ≦２．０の範囲を満たしている。レンズＬＰは、例えば光ピックアップ装置用の対物レンズとして用いられる。具体的には、レンズＬＰは、例えば波長４０５ｎｍで開口数（ＮＡ）０．８５のＢＤ（Blu-ray Disc）に対応した光情報の読み取り又は書き込みを可能にする。ここで、レンズＬＰの光学的な仕様については、ＮＡ０．８５に限らず、例えばＮＡ０．７５以上具体的には０．７５≦ＮＡ≦０．９０の範囲の様々な光ピックアップ装置用の対物レンズの規格に対応するものとすることができる。また、レンズＬＰは、３波長互換レンズとすることもできる。この場合、第１光学面ＯＳ１には、回折構造等の微細構造が設けられている。

フランジ部ＦＬは、光学機能部ＯＰの半径方向外側に略環状に設けられている。フランジ部ＦＬは、第１光学面ＯＳ１側に光軸ＯＡに垂直な方向に延びる第１フランジ面ＦＬａと、第２光学面ＯＳ２側に光軸ＯＡに垂直な方向に延びる第２フランジ面ＦＬｂとを有する。

レンズＬＰの第１光学面ＯＳ１及び第２光学面ＯＳ２の偏芯が大きいと、コマ収差が発生し、レンズＬＰの性能不良となる。レンズＬＰの成形金型４０では、第１光学面ＯＳ１を可動金型４２、第２光学面ＯＳ２を固定金型４１によって形成する。そのため、両金型４１，４２を精度良く位置決めしないと、レンズＬＰにコマ収差が発生する。ここで、固定金型４１と可動金型４２とは、凹状部材５９の凹嵌合面５９ｂと凸状部材６９の凸嵌合面６９ｂとの接触によって位置決めされている。この際、凹嵌合面５９ｂと凸嵌合面６９ｂに摩耗が発生する。凹嵌合面５９ｂと凸嵌合面６９ｂが摩耗すると、固定金型４１に対する可動金型４２の位置にずれが発生し、レンズＬＰにコマ収差が発生する。新しい成形金型４０を使用する場合、初期摩耗状態のうちは、成形金型４０の相対位置がずれ続けるため、レンズＬＰのコマ収差が安定せず、歩留まりが悪くなる。初期摩耗状態が終了し、摩耗の進行が比較的緩やかとなる定常摩耗状態に移行すると、レンズＬＰのコマ収差が安定するため、歩留まりが向上する。

図６は、図１等に示す実施形態の成形金型４０を組み込んだ射出成形装置の概念図である。図示の成形装置１００は、射出成形を行って成形品ＭＰを作製する本体部分である射出成形機１０と、射出成形機１０から成形品ＭＰを取り出す付属部分である取出し装置２０と、成形装置１００を構成する各部の動作を統括的に制御する制御装置３０とを備える。

射出成形機１０は、固定盤１１と、可動盤１２と、型締め盤１３と、開閉駆動装置１５とを備える。射出成形機１０は、固定盤１１と可動盤１２との間に固定金型４１と可動金型４２とを挟持して両金型４１，４２を型締めすることにより成形を可能にする。

固定盤１１は、支持フレーム１４の中央に固定されており、取出し装置２０をその上部に支持する。固定盤１１は、固定金型４１を着脱可能に支持している。なお、固定盤１１は、タイバーを介して型締め盤１３に固定されており、成形時の型締めの圧力に耐え得るようになっている。

可動盤１２は、固定盤１１に対向して配置され、スライドガイド１５ａによって固定盤１１に対して進退移動可能に支持されている。可動盤１２は、可動金型４２を着脱可能に支持している。なお、可動盤１２には、エジェクタ駆動機構４５が組み込まれている。このエジェクタ駆動機構４５は、図１に示すエジェクタプレート７６を動作させる部分であり、ランナエジェクタピン７３、及びコア用ロッド７４を突出し動作させることによって、可動金型４２に保持された成形品ＭＰを固定金型４１側に押し出して離型するためのものであり、取出し装置２０による成形品ＭＰの移送を可能にする。

型締め盤１３は、支持フレーム１４の端部に固定されている。型締め盤１３は、型締めに際して、開閉駆動装置１５の動力伝達部１５ｄを介して可動盤１２をその背後から支持する。

開閉駆動装置１５は、スライドガイド１５ａと、動力伝達部１５ｄと、アクチュエータ１５ｅとを備える。スライドガイド１５ａは、可動盤１２を支持して固定盤１１に対する進退方向に関する滑らかな往復移動を可能にしている。動力伝達部１５ｄは、制御装置３０の制御下で動作するアクチュエータ１５ｅからの駆動力を受けて伸縮する。これにより、型締め盤１３に対して可動盤１２が近接したり離間したり自在に進退移動し、結果的に、可動盤１２と固定盤１１とを互いに近接・離間して固定金型４１と可動金型４２との型締め及び型開きを行う。

射出装置１６は、不図示の原料貯留部、シリンダ、スクリュ駆動部等を備え、制御装置３０の制御下で樹脂射出ノズル１６ａから温度制御された状態の溶融樹脂を射出することができる。射出装置１６は、固定金型４１と可動金型４２とを型締めした状態で、図１に示すスプルブッシュ７１に樹脂射出ノズル１６ａを接触させ、流路空間ＦＣ（図４（Ａ）参照）内に適度な温度及び圧力に設定された溶融樹脂を所望のタイミングで供給することができる。

取出し装置２０は、成形品ＭＰを把持することができるハンド２１と、ハンド２１を３次元的に移動させる３次元駆動装置２２とを備える。取出し装置２０は、制御装置３０の制御下で適当なタイミングで動作するものであり、固定金型４１と可動金型４２とを離間させて型開きした後に、可動金型４２に残る成形品ＭＰを把持して外部に搬出する役割を有する。

制御装置３０は、開閉制御部３１、成形制御部３２、射出制御部３３、エジェクタ制御部３４、取出し装置制御部３５等を備える。開閉制御部３１は、アクチュエータ１５ｅを動作させることによって両金型４１，４２の型締めや型開きを可能にする。成形制御部３２は、位置センサ８１の検出出力を監視しつつ検出結果に基づいて、開閉制御部３１や射出制御部３３と連携してドライサイクル運転及びレンズＬＰの生産のための運転の切り替えを行う。射出制御部３３は、射出装置１６の動作を制御して、樹脂射出ノズル１６ａからスプルブッシュ７１を介して両金型４１，４２間に形成された型空間ＣＶ中に所望の圧力で樹脂を注入させる。エジェクタ制御部３４は、エジェクタ駆動機構４５を動作させることによって型開き時に可動金型４２に残る成形品ＭＰを可動金型４２内から押し出させる。取出し装置制御部３５は、取出し装置２０を動作させることによって型開き及び離型後に可動金型４２に残る成形品ＭＰを把持して射出成形機１０外に搬出させる。

なお、以上では説明を省略したが、制御装置３０は、不図示の金型温度調節機を適宜動作させることにより、固定盤１１に取り付けられた固定金型４１と、可動盤１２に取り付けられた可動金型４２との温度を適切な状態に保持する。

以下、図７を参照しつつ、図１に示す成形装置１００の動作について説明する。ここで、新しい成形金型４０を用いる場合、所定回数のドライサイクル運転の後に、レンズＬＰの生産のための運転を行う。

まず、新しい成形金型４０を用いる場合（ステップＳ１１のＹ）、所定回数のドライサイクル運転を行う（ステップＳ１２）。ここで、ドライサイクル運転とは、成形金型４０に樹脂を流さずに成形金型４０の開閉を繰り返す運転をいう。ドライサイクル運転は、固定金型４１と可動金型４２との基準位置からの変位量Ｘが比較的小さい値で安定する定常摩耗状態まで行われる。ここで、定常摩耗状態とは、凹状部材５９及び凸状部材６９が成形金型４０の位置決めに影響がない程度にわずかに摩耗している状態をいう。定常摩耗状態のサイクル数１０００回当たりの変位量は、ドライサイクル運転の初期におけるサイクル数１０００回当たりの変位量の３／５以下となっている。

所定回数のドライサイクル運転（ステップＳ１２）を行った後、成形制御部３２において、位置センサ８１の検出結果から変位量Ｘを測定し成形金型４０が定常摩耗状態であるか否か判定する（ステップＳ１３）。変位量Ｘが所定の範囲内であれば、成形金型４０が定常摩耗状態であると判断し（ステップＳ１３のＹ）、ドライサイクル運転終了してレンズＬＰの生産のための運転、すなわち実際の成形工程（ステップＳ１４以降）に進む。一方、変位量Ｘが所定の範囲内にない場合（ステップＳ１３のＮ）、さらに一定の回数（例えば、１０００回）のドライサイクル運転を続ける。成形金型４０が定常摩耗状態であるか否かの判断（ステップＳ１３）は、試験等で予め設定された初期摩耗状態が終了するまでのサイクル数の直前から一定のサイクル数毎に行ってもよいし、ステップＳ１３は、ドライサイクル運転の初期から一定のサイクル数毎に行ってもよい。なお、新しい成形金型４０を使用しない場合にもステップＳ１３が行われ、定常摩耗状態か否かを確認する。

成形金型４０が定常摩耗状態になった（ステップＳ１３のＹ）後、レンズＬＰの生産のための運転を行う（ステップＳ１４以降）。なお、両金型４１，４２は、レンズＬＰの生産のための運転の前に、不図示の金型温度調節機により成形に適する温度まで加熱されている。

まず、開閉駆動装置１５を動作させ、可動盤１２を前進させて型閉じを開始させる（ステップＳ１４）。開閉駆動装置１５の閉動作を継続することにより、固定金型４１と可動金型４２とが接触する型当たり位置まで可動盤１２が固定盤１１側に移動して型閉じが完了し、開閉駆動装置１５の閉動作を更に継続することにより、固定金型４１と可動金型４２とを必要な圧力で締め付ける型締めが行われる（ステップＳ１５）。

次に、射出成形機１０において、射出装置１６を動作させて、型締めされた固定金型４１と可動金型４２との間の型空間ＣＶ中に、必要な圧力で溶融樹脂を注入する射出を行わせる（ステップＳ１６）。そして、射出成形機１０は、型空間ＣＶ中の樹脂圧を保つ。この際、不図示の金型温度調節機により、型空間ＣＶや流路空間ＦＣ（図４参照）が適度に加熱されており、射出装置１６から供給される溶融樹脂が緩やかに冷却され、型空間ＣＶ内での樹脂の適度な除冷を達成することができる。なお、溶融樹脂を型空間ＣＶに導入した後は、型空間ＣＶ中の溶融樹脂が放熱によって徐々に冷却されるので、かかる冷却にともなって溶融樹脂が固化し成形が完了するのを待つ（ステップＳ１７）。

次に、射出成形機１０において、開閉駆動装置１５を動作させて、可動盤１２を後退させる型開きが行われる（ステップＳ１８）。これに伴って、可動金型４２が後退し、固定金型４１と可動金型４２とが離間する。この結果、成形品ＭＰすなわちレンズＬＰは、可動金型４２に保持された状態で固定金型４１から離型される。

次に、射出成形機１０において、エジェクタ駆動機構４５を動作させ、ランナエジェクタピン７３及びコアロッド６７等の前進によって、レンズＬＰ等を含む成形品ＭＰの突き出しを行わせる（ステップＳ１９）。この結果、成形品ＭＰのうちレンズＬＰは、コアロッド６７の先端面に付勢されて固定金型４１側に押し出されて、可動金型４２から離型される。

最後に、取出し装置２０を動作させて、エジェクタ駆動機構４５に駆動されて動作するランナエジェクタピン７３及びコア用ロッド７４によって突き出された成形品ＭＰの適所をハンド２１で把持して外部に搬出する（ステップＳ２０）。

以上説明した光学素子の製造方法によれば、新しい成形金型４０を使用する場合であっても、所定回数のドライサイクル運転を行った後にレンズＬＰの生産開始を行うことにより、レンズＬＰの性能不良を防止することができる。つまり、予め所定回数のドライサイクル運転を行うことで初期摩耗状態を起こし、位置決め部材である凹状部材５９及び凸状部材６９の摩耗の進行が比較的緩やかになった後にレンズＬＰの生産を行うことでレンズＬＰの性能が安定する。これにより、レンズＬＰの歩留まりを向上させることができる。

以下、ドライサイクル運転のサイクル数の実施例について説明する。
表１は、位置決め部材である凹状部材５９及び凸状部材６９の材料と、初期摩耗状態終了までのドライサイクル運転のためのサイクル数との関係を示す。

表１に示すように、凹状部材５９及び凸状部材６９の材料が表面処理をしていない冷間ダイス鋼の場合、Ｈｖ９００の硬度を有し、サイクル数６０００回で初期摩耗状態から定常摩耗状態へ移行した。また、凹状部材５９及び凸状部材６９の材料が表面を窒化処理した冷間ダイス鋼の場合、Ｈｖ１０００の硬度を有し、サイクル数８０００回で初期摩耗状態から定常摩耗状態へ移行した。また、凹状部材５９及び凸状部材６９の材料が表面を窒化処理したステンレス工具鋼の場合、Ｈｖ１１００の硬度を有し、サイクル数１００００回で初期摩耗状態から定常摩耗状態へ移行した。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る光学素子の製造方法について説明する。なお、第２実施形態に係る光学素子の製造方法は、第１実施形態の光学素子の製造方法を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。

図８（Ａ）に示すように、第１の位置決め部材である凹状部材２５９は、直方体状の外形を有する。凹状部材２５９は、パーティング面ＰＳ２側に四角錐台状の凹嵌合部２５９ａが形成されている。凹嵌合部２５９ａは、テーパ状の外周面である４つの凹嵌合面２５９ｂと、凹嵌合面２５９ｂに隣接する平坦な底面２５９ｃとを有する。凹状部材２５９は、直方体状の穴である取付穴５１ｅに挿入され、不図示のボルトによって着脱可能に固定されている。ここで、取付穴５１ｅは、固定金型４１の主面に沿って外まで突き抜けるように形成してもよい。換言すると、取付穴５１ｅの長軸方向に向けて延び型板５１の側面に露出するように取付穴５１ｅを形成してもよい。

図８（Ｂ）に示すように、各凹状部材２５９に対向する第２の位置決め部材である凸状部材２６９は、ブロックタイプとなっている。凸状部材２６９は、略直方体状の外形を有する。凸状部材２６９は、パーティング面ＰＳ２側に四角錐台状の凸嵌合部２６９ａが形成されている。凸嵌合部２６９ａは、テーパ状の外周面である４つの凸嵌合面２６９ｂと、凸嵌合面２６９ｂに隣接する平坦な頂面２６９ｃとを有する。凸嵌合面２６９ｂの傾斜角は、凹嵌合面２５９ｂの傾斜角と略同じとなっている。凸状部材２６９の形状は、凹状部材２５９に嵌合可能であり、かつ金型の大きさや型締め力を考慮したものとなっている。

以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態において、凹状部材５９，２５９及び凸状部材６９，２６９をそれぞれ４つ設けたが、２つ又は５つ以上設けてもよい。この場合、凹状部材５９，２５９及び凸状部材６９，２６９は、対角位置に設けられる。

また、上記実施形態において、凹状部材５９，２５９及び凸状部材６９，２６９の配置は例示であり、固定金型４１と可動金型４２との位置決めが安定すれば、対角位置でなくてもよい。

また、上記実施形態において、レンズＬＰは、開口数ＮＡが０．７５≦ＮＡ≦０．９０の範囲の例えばＢＤ用の対物レンズとしたが、ＤＶＤ用の対物レンズであってもよい。

また、上記実施形態において、位置センサ８１を固定金型４１の上部５１ｈに設けたが、固定盤１１に設けてもよい。

また、上記実施形態において、新しい成形金型４０を使用しない場合、定常摩耗状態か否かの確認（ステップＳ１３）を行うとしたが、行わずに成形工程（ステップＳ１４）以降の工程に進んでもよい。

１０…射出成形機、 １１…固定盤、 １２…可動盤、 １３…型締め盤、 １５…開閉駆動装置、 １６…射出装置、 ２０…取出し装置、 ３０…制御装置、 ４０…成形金型、 ４１…固定金型、 ４２…可動金型、 ５１…型板、 ５３…取付板、 ５５…転写部材、 ５９，２５９…凹状部材、 ５９ａ，２５９ａ…凹嵌合部、 ５９ｂ，２５９ｂ…凹嵌合面、 ５９ｃ，２５９ｃ…底面、 ６１…型板、 ６２…受板、 ６３…取付板、 ６６…周辺部材、 ６９，２６９…凸状部材、 ６９ａ，２６９ａ…凸嵌合部、 ６９ｂ，２６９ｂ…凸嵌合面、 ６９ｃ，２６９ｃ…頂面、 ８１…位置センサ、 １００…成形装置、 ＡＸ…軸、 ＣＶ…型空間、 ＦＣ…流路空間、 ＦＬ…フランジ部、 ＦＬａ…フランジ面、 ＦＬｂ…フランジ面、 ＧＰ…ゲート、 ＬＰ…レンズ、 ＭＰ…成形品、 ＯＡ…光軸、 ＯＰ…光学機能部、 ＯＳ１…光学面、 ＯＳ２…光学面、 ＰＳ１，ＰＳ２…パーティング面、 ＲＰ…ランナ、 ＳＰ…スプル

Claims (12)

1. 第１の位置決め部材を有する第１の金型と、前記第１の位置決め部材に嵌合する第２の位置決め部材を有する第２の金型とを型合わせすることによって光学素子を製造する方法であって、
   所定回数のドライサイクル運転を行う工程と、
   前記所定回数のドライサイクル運転を行った後、前記第１の金型と前記第２の金型とを型締めして射出成形を行う工程と、
   を備えることを特徴とする光学素子の製造方法。
2. 前記ドライサイクル運転は、少なくとも前記第１の金型と前記第２の金型との基準位置からの変位量が比較的小さい値で安定する定常摩耗状態の開始まで行われることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
3. 前記定常摩耗状態のサイクル数１０００回当たりの前記変位量は、前記ドライサイクル運転の初期におけるサイクル数１０００回当たりの前記変位量の３／５以下であることを特徴とする請求項２に記載の光学素子の製造方法。
4. 前記第１及び第２の位置決め部材は、ピンタイプ及びブロックタイプのいずれか一方であることを特徴とする請求項１から３までに記載の光学素子の製造方法。
5. 前記第１及び第２の位置決め部材の材料は、硬度がＨｖ７００以上の金属部材であることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
6. 前記第１及び第２の位置決め部材の材料は、冷間ダイス鋼及びステンレス工具鋼のいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の光学素子の製造方法。
7. 前記第１及び第２の位置決め部材は、表面硬化処理がされていることを特徴とする請求項５及び６のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
8. 前記光学素子は、光ピックアップ装置の対物レンズであることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
9. 前記光学素子の開口数をＮＡとしたときに、開口数が０．７５≦ＮＡ≦０．９０の範囲を満たすことを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
10. 前記光学素子の光軸に平行な方向の最大厚さをｄとし、前記光学素子の使用波長での焦点距離をｆとしたときに、０．８≦ｄ／ｆ≦２．０であることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
11. 前記光学素子は一対の光学面を有し、
    前記一対の光学面のうち少なくともいずれか一方に回折構造が設けられていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
12. 前記光学素子は、３波長互換レンズであることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。

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