JP2013169691A - 成形装置及び光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金型に残る成形品としての光学素子を簡単に離型することができ、型開き時に成形品としての光学素子が変形して特性が劣化することを防止できること。
【解決手段】第１金型４１に内蔵された突き出し機構７４ｄが型開きに際してレンズＬＰを第２金型４２側に突き出すので、型開き時に第１金型４１側に成形品ＭＰが残ること又は強く付着することを回避でき、レンズＬＰの良好な離型を実現できる。また、型開き時又は離型時に第１金型４１等からレンズＬＰを含む成形品ＭＰに対して加わる応力を低減して成形品ＭＰが変形することを防止でき、レンズＬＰを高精度とできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂製の対物レンズその他の光学素子を成形するための成形装置及び光学素子の製造方法に関する。

光学素子ではないが、インサート成形品の製造方法として、可動型の所定位置にインサートフィルムを固定し、可動型と固定型とを型締めし、固定ピンの突き出し力でインサートフィルムを可動型に押し込み、キャビティに樹脂を射出するとともに固定ピンを可動型に押し込むものが公知となっていて、インサートフィルムを表面に張り付けたインサート成形品を得ることができる（特許文献１）。

また、光ピックアップ装置用の対物レンズ等を成形するための装置として、型開き後のコアの転写面上に付着した成形品の上方から吸引手段を降下させて吸引するとともに、成形品の外周下面の下方に剥がし爪を進入させて上方に移動させることで、成形品をコアから剥がし取るものも存在する（特許文献２）。

しかしながら、特許文献１の製造方法は、光学素子の製造方法に関するものではなく、型開き後に可動型に残る成形品を離型することは必ずしも容易でない。

また、特許文献２の装置の場合、型開き後に成形品を型から離型することから、型開き時に金型から成形品に加わる応力によって成形品が変形して光学素子の特性が劣化する可能性がある。

特開平８−２６７５０４号公報 特開２００５−１２５６３７号公報

近年、光ピックアップ装置用の対物レンズが小型化し、回折構造を設けるなど精度要求が高まっているが、突起の大きなレンズ面を型開きの早い段階で離型することにより、転写精度を高めることが期待される。

本発明は、光学素子を簡単に離型することができ、型開き時に成形品としての光学素子が傾いたり変形したりして特性が劣化することを防止できる成形装置及び光学素子の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る成形装置は、光学素子の第１光学面を成形する第１金型と、光学素子の第２光学面を成形する第２金型とを有する成形装置であって、第１金型は、射出装置側に配置され、第１光学面の曲率は、第２光学面の曲率よりも大きく、第１金型は、型開きに際して光学素子を第２金型側に突き出す突き出し機構を内蔵する。

上記成形装置において、第１金型は、樹脂を金型内に供給するため射出装置を接続する側であり、エジェクターのような機械駆動機構を型外に設けて第１光学面を有するコア部材の突き出しを行わせることができない。また、第１光学面の曲率は、第２光学面の曲率よりも大きくなっており、光学素子が第１金型に深く嵌り込むので、光学素子の第１金型からの離型が容易でない。本成形装置の場合、第１金型に内蔵された突き出し機構が型開きに際して光学素子を第２金型側に突き出すので、型開き時に第１金型側に成形品が残ること又は強く付着することを回避でき、光学素子が傾いて離型されることを防止して光学素子の特性を向上させることができる。また、型開き時又は離型時に金型から光学素子を含む成形品に対して加わる応力を低減して成形品が光学素子の近傍で変形することを防止できるので、光学素子の特性が応力変形等によって劣化することを防止できる。

本発明の具体的な側面又は観点では、上記成形装置において、突き出し機構が、光学素子のうち第１光学面の周囲に近接する箇所を突き出す。この場合、型開き時に光学素子のうち第１光学面に対応する箇所の離型が可能になり、成形品のうち光学素子の部分の離型が確実になるとともに、光学面の転写精度を高めることが容易になる。

本発明の別の側面では、光学素子が、第１光学面と第２光学面とを有する光機能部と、光機能部の周囲に配置されるフランジ部とを有し、第１金型が、第１光学面を形成するための転写面を有するコア部と、コア部の周囲に配置される周辺部材とを有し、突き出し機構が、コア部及び周辺部材に対して変位する突き出し部材によって、光学素子のうちフランジ部を突き出す。これにより、フランジ部が第１金型に埋め込まれるような状態で成形される場合であっても、フランジ部の突き出しによって光機能部の確実な離型が可能になる。

本発明のさらに別の側面では、突き出し機構が、周辺部材に対して変位する突き出し部材と、突き出し部材を弾性体の付勢力又は流体圧によって駆動する駆動部とを含む。この場合、突き出し部材に簡易に付勢力を与えて動作させることができる。

本発明のさらに別の側面では、第２金型が、光学素子を第１金型側に突き出す突き出し装置を内蔵する。この場合、型開き後に第２金型から光学素子を離型させることが容易となる。

本発明のさらに別の側面では、第１金型は、固定金型であり、第２金型は、可動金型である。この場合、第１金型としての固定金型が射出装置側に配置されることになる。一般には、横型の成形装置において、固定金型に射出装置が接続され樹脂を金型の型空間内に供給することになる。

本発明のさらに別の側面では、前記光学素子は、光情報記録媒体に対して情報を記録及び／又は再生するのに必要な開口数をＮＡとしたときに、０．７５≦ＮＡ≦０．９０の対物レンズである。ＢＤ用の対物レンズに代表される光ピックアップ用の高ＮＡレンズは、極めて高い光学特性が要求されるので、離型変形等の防止によって光学面の劣化を防止することが極めて重要である。

上記目的を達成するため、本発明に係る光学素子の製造方法は、成形装置を用いた光学素子の製造方法であって、成形装置は、射出装置側に配置され光学素子の第１光学面を成形する第１金型と、光学素子の第２光学面を成形する第２金型とを有し、第１光学面の曲率は、第２光学面の曲率よりも大きく、型開きに際して、第１金型に内蔵された突き出し機構により、光学素子を第２金型側に突き出す。

上記光学素子の製造方法によれば、第１金型に内蔵された突き出し機構が型開きに際して光学素子を第２金型側に突き出すので、型開き時に第１金型側に成形品が残ること又は強く付着して光学素子が傾いて離型することを回避でき、型開き時又は離型時に金型から光学素子を含む成形品に対して加わる応力を低減して成形品が光学素子の近傍で変形することを防止できる。これにより、光学素子の特性を向上させることができる。

（Ａ）は、第１実施形態に係る成形装置を説明する側方断面図であり、（Ｂ）は、第１金型の端面を説明する図である。 （Ａ）は、光学素子を成形するための型空間を説明する図であり、（Ｂ）は、光学素子である対物レンズの側面図である。 図１に示す成形装置を組み込んだ射出成形機を説明する概念図である。 図１に示す成形装置を用いた成形方法を説明するフローチャートである。 （Ａ）及び（Ｂ）は、光学素子の製造工程を説明する概念図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、光学素子の製造工程を説明する概念図である。 第２実施形態の成形装置等を説明する図である。 第３実施形態の成形装置等を説明する側方断面図である。 第３実施形態の成形装置の変形例を説明する側方断面図である。 第３実施形態の成形装置の別の変形例を説明する側方断面図である。 第４実施形態に係る成形装置を説明する側方断面図である。 第５実施形態に係る成形装置を説明する側方断面図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明に係る成形装置及び光学素子の製造方法の第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１（Ａ）に示すように、本実施形態の成形装置１０は、水平方向に延びる横型の成形装置であり、成形金型４０を備え、この成形金型４０は、第１金型４１と第２金型４２とを備える。ここで、第１金型４１は、後述する樹脂供給用の射出装置１６側（図面右側）に配置されて固定されている。一方、第２金型４２は、射出装置１６の反対側（図面左側）に配置されており、開閉駆動装置１５に駆動されてＡＢ方向に往復移動可能になっている。つまり、第１金型４１は、開閉に際して固定された固定金型であり、第２金型４２は、開閉に際して移動する可動金型である。第２金型４２を第１金型４１に向けて移動させ、両金型４１，４２をパーティング面ＰＳ１，ＰＳ２で型合わせして型締めすることにより、図２（Ａ）に部分的に拡大して示すように、光学素子としてのレンズを成形するための型空間ＣＶと、これに樹脂を供給するための流路空間ＦＣとが形成される。なお、流路空間ＦＣは、不図示のスプルーブッシュ等を介して射出装置１６に接続可能となっている。

図２（Ａ）に示すように、型空間ＣＶは、第１及び第２転写面Ｓ１，Ｓ２に挟まれた本体空間ＣＶ１と、第３、第４、及び第５転写面Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５に囲まれたフランジ空間ＣＶ２とを備える。ここで、本体空間ＣＶ１に臨む一対の対向する第１及び第２転写面Ｓ１，Ｓ２は、図２（Ｂ）に拡大して示すレンズＬＰのうち中央の光機能部ＯＰ、すなわち第１及び第２光学面ＯＳ１，ＯＳ２を形成するための部分である。この場合、一方の第１転写面Ｓ１は、他方の第２転写面Ｓ２よりも深く曲率が大きくなっている。一方、フランジ空間ＣＶ２を囲む第３、第４、及び第５転写面Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５は、レンズＬＰのうちフランジ部ＦＬを形成するための部分である。ここで、フランジ空間ＣＶ２に臨む一対の対向する第３及び第４転写面Ｓ３，Ｓ４は、図２（Ｂ）に拡大して示すレンズＬＰのうち第１及び第２フランジ面ＦＳ１，ＦＳ２を形成するための部分である。また、フランジ空間ＣＶ２に臨む第５転写面Ｓ５は、レンズＬＰの外周側面ＳＳを形成するための部分である。なお、流路空間ＦＣは、図２（Ｂ）に示す成形品ＭＰのうちランナー部ＲＰを形成する空間として、ランナー部分ＲＳを有しており、このランナー部分ＲＳは、ゲート部分ＧＳを介して型空間ＣＶに連通している。このゲート部分ＧＳの空間により、成形品ＭＰにおいてレンズＬＰとランナー部ＲＰとをつなぐゲート部ＧＰが形成される。

図２（Ｂ）に示す成形品ＭＰのうち、本体であるレンズＬＰは、第１光学面ＯＳ１側の突起が大きな肉厚型の光ピックアップ用の対物レンズである。本実施形態のレンズＬＰは、３規格互換タイプの単玉対物レンズであるものとする。具体的には、レンズＬＰは、その光学面ＯＳ１に形成した回折構造等の光学特性により、例えば波長４０５ｎｍでＮＡ０．８５のＢＤ(Blu-ray Disc)と、波長６５５ｎｍでＮＡ０．６５のＤＶＤ(Digital Versatile Disc)と、波長７８０ｎｍでＮＡ０．５３のＣＤとの３つの規格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。この場合、一方の第１光学面ＯＳ１は、レーザー光源側に配置されるものであり、光情報記録媒体である光ディスクＯＤ側に配置される他方の第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。つまり、第１光学面ＯＳ１の曲率半径の絶対値は、第２光学面ＯＳ２の曲率半径の絶対値よりも小さくなっている。さらに、第１光学面ＯＳ１の曲率半径の絶対値が極めて小さいため、レンズＬＰは、中心部で肉厚が極めて大きくなっている。レンズＬＰの第１の光学面ＯＳ１については、図示を省略するが、回折構造が設けられている。このため、第１金型４１の第１転写面Ｓ１にも、回折構造に対応する凹凸が設けられている。このように、第１光学面ＯＳ１に回折構造を転写する場合、第１光学面ＯＳ１と第１転写面Ｓ１との密着性が高まり離型に際してレンズＬＰが傾きやすくなる。よって、第１光学面ＯＳ１の精度を確保するには、レンズＬＰの第１金型４１からの離型を容易にして、離型に際してレンズＬＰが傾いて第１光学面ＯＳ１の回折構造が崩れることを防止する必要がある。

なお、レンズＬＰの開口数については、例えばＢＤに関して、ＮＡ０．８５に限らず、ＮＡ０．７５からＮＡ０．９０までの様々な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規格互換タイプに限らず、例えば波長４０５ｎｍのＢＤ等の単一規格のみに対応して光情報の読み取り又は書き込みを可能にするものとできる。

図３は、図１（Ａ）に示す成形装置１０を組み込んだ射出成形機１００を説明する図である。図示の射出成形機１００は、横型の射出成形機であり、成形装置１０ほかに、成形装置１０に樹脂を供給するための射出装置１６と、成形装置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、射出成形機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。

本体の成形装置１０は、成形金型４０と、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。成形装置１０は、固定盤１１と可動盤１２との間に成形金型４０を構成する第１金型４１と第２金型４２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、可動盤１２に対向して支持フレーム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、第１金型４１を着脱可能に支持している。固定盤１１は、可動盤１２よりも射出装置１６側にあって、第１金型４１を射出装置１６側に配置する。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、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、第２金型４２を着脱可能に支持している。なお、可動盤１２の外側には、エジェクター４５が付随して設けられている。このエジェクター４５は、図１（Ａ）に示す進退機構部６８を動作させる部分であり、進退機構部６８の駆動力を受ける可動ロッド６５，６６を進退動作させることによって、第２金型４２に付着した成形品ＭＰを離型して第１金型４１側に押し出すものであり、取出し装置２０による移送を可能にする。

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、アクチュエーター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ー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・離間して第１金型４１と第２金型４２との型閉じ（型締めを含む）及び型開きを行う。

成形装置１０に付随して設けられた金型温度調節機４６は、両金型４１，４２中に形成されているジャケット（不図示）に温度制御された熱媒体を循環させる。これにより、成形時に両金型４１，４２の温度を適切な温度に保つことができる。

射出装置１６は、シリンダ１６ａ、原料貯留部１６ｂ、スクリュー駆動部１６ｃ等を備える。射出装置１６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、樹脂射出ノズル１６ｄから温度制御された状態で溶融樹脂を射出することができる。射出装置１６は、第１金型４１と第２金型４２とを型締めした状態で、第１金型４１に設けたスプルーブッシュに樹脂射出ノズル１６ｄを接触させ、流路空間ＦＣ（図２（Ａ）参照）に対してシリンダ１６ａ中の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、第１金型４１と第２金型４２とを離間させて型開きした後に、第２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と、射出装置制御部３２と、エジェクター制御部３３と、取出し装置制御部３４とを備える。開閉制御部３１は、アクチュエーター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。射出装置制御部３２は、スクリュー駆動部１６ｃ等を動作させることによって両金型４１，４２間に形成された型空間ＣＶ（図２（Ａ）参照）中に所望の圧力で樹脂を注入させる。エジェクター制御部３３は、エジェクター４５を動作させることによって型開き時に第２金型４２に残る成形品ＭＰを第２金型４２内から押し出させて離型を行わせる。取出し装置制御部３４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第２金型４２に残る成形品ＭＰを把持して射出成形機１００外に搬出させる。

図１（Ａ）に戻って、固定側の第１金型（固定金型）４１は、図２（Ａ）に示す型空間ＣＶを固定側から形成する中心部としてのコア部７４ａと、コア部７４ａの周囲に設けられる周辺部材７４ｂと、型開きに際してレンズＬＰを第２金型４２側に突き出す突き出し機構７４ｄと、コア部７４ａや周辺部材７４ｂを背後から支持する受板７４ｃとを備える。ここで、コア部７４ａは、周辺部材７４ｂに形成された貫通孔７４ｇ中に挿入されて固定されている。周辺部材７４ｂの端面７４ｅには、図２（Ａ）に示すランナー部分ＲＳ等となるべき凹部が形成されている。コア部７４ａの端面には、図２（Ａ）に示す第１光学面ＯＳ１が形成されている。

突き出し機構７４ｄは、コア部７４ａ及び周辺部材７４ｂに対して変位する突き出し部材７４ｉと、突き出し部材７４ｉを弾性体の付勢力を利用して駆動する駆動部７４ｊとを含む。ここで、突き出し部材７４ｉは、例えば環状の部材であり、型閉じの最終段階、型閉じ完了、型開きの所期に第２金型４２のパーティング面ＰＳ２に接する外側の当接部７４ｕと、当接部７４ｕとともに移動してレンズＬＰのフランジ部ＦＬの一部に形状を転写する内側の転写部７４ｖとを有する。

突き出し部材７４ｉは、駆動部７４ｊに付勢されて貫通孔７４ｇ内で軸ＡＸの方向に進退移動可能になっている。駆動部７４ｊは、突き出し部材７４ｉから後方に延びる複数のロッド７４ｔと、ロッド７４ｔのまわりに係止された弾性体であるコイルバネ７４ｓとからなり、突き出し部材７４ｉを第２金型４２が存在する先端側に付勢する。突き出し部材７４ｉや当接部７４ｕは、両金型４１，４２が型開き状態となった場合に、駆動部７４ｊからの一定以上の付勢を受けて第１金型４１のパーティング面ＰＳ１から突出し、両金型４１，４２が型閉じされる際に、第２金型４２のパーティング面ＰＳ２に押圧されて後退する。この結果、突き出し部材７４ｉの転写部７４ｖは、型開きに際して、レンズＬＰの第１光学面ＯＳ１の周囲に近接する箇所、具体的にはレンズＬＰのうち少なくともフランジ部ＦＬを第２金型４２側に突き出す。この際、コア部７４ａは固定されているので、レンズＬＰのうち光機能部ＯＰが型開きに伴って初期段階で離型され、レンズＬＰの離型が確実になる。一方、突き出し部材７４ｉの当接部７４ｕの端面７４ｐは、型閉じに際して第２金型４２のパーティング面ＰＳ２に押し込まれ、型締め後に第１金型４１のパーティング面ＰＳ１と一致する。突き出し部材７４ｉの当接部７４ｕの端面７４ｐが第１金型４１のパーティング面ＰＳ１と一致した状態では、転写部７４ｖの端面（端面７４ｐの内縁側）も第１金型４１のパーティング面ＰＳ１と一致した状態となり、転写部７４ｖの端面は、第３転写面Ｓ３として機能する。

ここで、突き出し部材７４ｉに要求される付勢力について考察する。型開きの初期において、レンズＬＰが第１金型４１に付着する力Ｆ１は、レンズＬＰの第１光学面ＯＳ１がコア部７４ａの第１転写面Ｓ１に付着する力と略等しい。一方、レンズＬＰが第２金型４２に付着する力Ｆ２は、レンズＬＰがコア部６４ａや周辺部材６４ｂに付着する力Ｆ２１と成形品ＭＰを係止するスプルーロックピンがレンズＬＰを引っ張る力Ｆ２２とを加算したものに略等しい。さらに、型開きの初期には、突き出し部材７４ｉが力Ｆ３でレンズＬＰのフランジ部ＦＬを第２金型４２側に押す。よって、レンズＬＰのうち光機能部ＯＰをコア部６４ａから離型させるためには、以下の関係
Ｆ１＜Ｆ２１＋Ｆ２２＋Ｆ３ … （１）
が成り立ち、
Ｆ３＞Ｆ１−（Ｆ２１＋Ｆ２２） … （２）
となる必要がある。なお、突き出し部材７４ｉがレンズＬＰのフランジ部ＦＬを押す力Ｆ３は、型締めされた両金型４１，４２の型空間ＣＶ中に注入される射出装置１６からの樹脂の樹脂圧に押し戻されない程度に大きく設定されている。また、力Ｆ３は、両金型４１，４２の型締めによって第１金型４１に押し戻される程度に小さく設定されている。

可動側の第２金型（可動金型）４２は、図２（Ａ）に示す型空間ＣＶを可動側から形成する中心部としてのコア部６４ａと、コア部６４ａの周囲に設けられる周辺部材６４ｂと、コア部６４ａや周辺部材６４ｂを背後から支持する受板６４ｃと、成形品４のランナー部ＲＰ等を突き出して離型するための突出部材６４ｐと、コア部６４ａ及び突出部材６４ｐを背後から押す可動ロッド６５，６６と、可動ロッド６５，６６を軸ＡＸ方向に進退移動させる進退機構部６８とを備える。このうち、突出部材６４ｐと、可動ロッド６５，６６とは、第１金型４１の突き出し機構７４ｄと同様にレンズＬＰの突き出しを目的とするものであり、全体として突き出し装置６７を構成する。

コア部６４ａは、周辺部材６４ｂに形成された貫通孔６４ｇ中に軸ＡＸ方向に沿って進退移動可能に組み込まれている。突出部材６４ｐも、周辺部材６４ｂに形成された貫通孔６４ｈ中に軸ＡＸ方向に沿って進退移動可能に組み込まれている。ここで、コア部６４ａは、バネ６４ｓによって一定以上の力で後方に付勢されている。つまり、コア部６４ａは、前進する可動ロッド６５に駆動されて第２金型４２側に前進し、可動ロッド６５の後退に伴って伸張するバネ６４ｓに従って自動的に後退して元の位置に復帰する。また、突出部材６４ｐは、可動ロッド６６に駆動されて第２金型４２側に前進し、型閉じの際に後述する第２金型４２側の周辺部材７４ｂにより外力が加わるなどした場合に後退して元の位置に復帰する。なお、周辺部材６４ｂの端面６４ｅには、図２（Ａ）に示すランナー部分ＲＳ等となるべき凹部が形成されている。

図４は、図１（Ａ）に示す成形金型４０を用いた光学素子の製造方法を概念的に説明するフローチャートである。

まず、開閉駆動装置１５を動作させ、第２金型４２を第１金型４１に向けて相対的に前進させることで型閉じを開始させる（ステップＳ１１）。なお、両金型４１，４２の表面は、成形に適する温度まで加熱されている。

開閉駆動装置１５の閉動作を継続することにより、第１金型４１と第２金型４２とがパーティング面ＰＳ１，ＰＳ２で接触する型当たり位置まで移動して型閉じが完了し、開閉駆動装置１５の閉動作をさらに継続することにより、第１金型４１と第２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Ｓ１２）。この際、第１金型４１と第２金型４２とが所定以上近接した段階で、突き出し部材７４ｉの当接部７４ｕが第２金型４２のパーティング面ＰＳ２に接触し、第１金型４１と第２金型４２との型締めが完了した段階で、当接部７４ｕは、その端面がパーティング面ＰＳ２に一致するまで後退する。つまり、突き出し部材７４ｉが完全に押し込まれる（図５（Ａ）参照）。

次に、不図示の射出装置を動作させて、型締めされた第１金型４１と第２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Ｓ１３）。そして、射出装置は、型空間ＣＶ中の樹脂圧を保つ。

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Ｓ１４）。

次に、開閉駆動装置１５を動作させて、第２金型４２を相対的に後退させる型開きが行われる（ステップＳ１５）。この際、第２金型４２を徐々に後退させる。これにより、まず突き出し部材７４ｉに押されてレンズＬＰが突出する。つまり、成形品ＭＰのレンズＬＰの初期突き出しが行われる（ステップＳ１６）。これにより、レンズＬＰの第１光学面ＯＳ１が第１コア部７４ａの第１転写面Ｓ１から離間する。つまり、光学素子であるレンズＬＰを周辺部材７４ｂよりも早くコア部７４ａから離型させることになる。その後、第２金型４２の後退を継続すると、突き出し部材７４ｉが最大限まで突出する。これにより、成形品ＭＰは、周辺部材７４ｂを介して第１金型４１に緩く付着しているが、成形品ＭＰの実質的な離型が完了する（図５（Ｂ）参照）。本実施形態の成形品ＭＰようにレンズＬＰの第１光学面ＯＳ１の曲率が大きく第１転写面Ｓ１の窪みが大きい場合、離型に際して変形が生じやすいが、以上の離型工程では、レンズＬＰをその光軸を第１金型４１等の軸ＡＸに平行保ち、かつ、速度制御をかけながら離型を進行させることができるので、離型によってレンズＬＰに形成される光学面の変形、応力歪み等を低減することができる。

第２金型４２を後退させる型開きが完了した段階（図６（Ａ）参照）で、進退機構部６８を動作させ、可動ロッド６５によりコア部６４ａを介して第２金型４２に残ったレンズＬＰを第１金型４１側に突き出すとともに、可動ロッド６６によりランナー部ＲＰを第１金型４１側に突き出す（ステップＳ１７；図６（Ｂ）参照）。この際、レンズＬＰの外周側面ＳＳが周囲に開放されているので、レンズＬＰは、コア部６４ａに軽く当接しているだけとなっている。

この状態で、取出し装置２０を動作させて、図２（Ｂ）に示す成形品ＭＰを第２金型４２から離間させるとともに外部に搬出する（ステップＳ１８）。

以上のように、第１実施形態の成形装置１０又はこれを用いた光学素子の製造方法によれば、第１金型４１に内蔵された突き出し機構７４ｄが型開きに際してレンズＬＰを第２金型４２側に突き出すので、型開き時に第１金型４１側に成形品ＭＰが残ること又は強く付着することを回避でき、レンズＬＰが傾いて離型されることを防止してレンズＬＰの特性を向上させることができる。また、型開き時又は離型時に第１金型４１等からレンズＬＰを含む成形品ＭＰに対して加わる応力を低減して成形品ＭＰが変形することを防止でき、レンズＬＰを高精度とできる。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態の成形装置等について説明する。なお、第２実施形態の成形装置等は、第１実施形態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７に示すように、突き出し機構７４ｄは、複数の軸状の突き出し部材１７４ｉと、突き出し部材１７４ｉごとに設けられた駆動部７４ｊとを含む。駆動部７４ｊは、突き出し部材１７４ｉの後方（紙面の奥側）に軸を一致させて配置されている。この場合、突き出し部材１７４ｉは、型開きに際して図２（Ｂ）に示すレンズＬＰのフランジ部ＦＬ全体を突き出すのではなく、フランジ部ＦＬを複数箇所で部分的に突き出す。また、突き出し部材１７４ｉは、第３転写面Ｓ３の一部を形成しており、樹脂の注入に際してフランジ部ＦＬの第１フランジ面ＦＳ１全体に関して形状を転写するのではなく、第１フランジ面ＦＳ１のうち複数箇所関して部分的に形状を転写する。なお、駆動部７４ｊは、図１（Ａ）に示す第１実施形態の場合の断面構造と同一の断面構造を有しており、詳細な説明を省略する。

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態の成形装置等について説明する。なお、第３実施形態の成形装置等は、第１実施形態等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実施形態等と同様であるものとする。

図８に示すように、突き出し機構７４ｄは、環状の突き出し部材７４ｉと、環状の駆動部２７４ｊとを含む。駆動部２７４ｊは、突き出し部材７４ｉの後方に軸を一致させて配置されている。駆動部２７４ｊのうち、環状ロッド２７４ｔは、コア部７４ａと同軸に配置され、コイルバネ２７４ｓは、環状ロッド２７４ｔとコア部７４ａとの間に挟まれた空間内に収納されて突き出し部材７４ｉを第２金型４２側に付勢する。さらに、環状ロッド２７４ｔと周辺部材７４ｂとの間にボールガイド７４ｆを設けて突き出し部材７４ｉのスムーズな進退を可能にしている。

図９は、図８に示す突き出し機構７４ｄの変形例を説明する図である。この場合、コイルバネ３７４ｓは、環状ロッド２７４ｔと受板７４ｃとの間に挟まれた空間に収納されて突き出し部材７４ｉを第２金型４２側に付勢する。

図１０は、図７、８に示す突き出し機構７４ｄの変形例を説明する図である。この場合、突き出し機構７４ｄは、複数の軸状の突き出し部材１７４ｉと、突き出し部材１７４ｉごとに設けられた駆動部７４ｊとを含む。駆動部７４ｊのうち、ロッド７４ｔは、各突き出し部材１７４ｉの後方に軸を一致させて配置され、コイルバネ４７４ｓは、各ロッド７４ｔと受板７４ｃとの間に挟まれた空間に収納されて突き出し部材１７４ｉを第２金型４２側に付勢する。なお、突き出し部材１７４ｉは、中実の軸状部材に限らず、図１（Ａ）等に示す第１実施形態と同様に、コア部７４ａを囲む環状又は中空の部材とすることができる。

〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態の成形装置等について説明する。なお、第４実施形態の成形装置等は、第１実施形態等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実施形態等と同様であるものとする。

図１１に示すように、突き出し機構７４ｄは、環状又は複数の軸状の突き出し部材７４ｉ，１７４ｉと、突き出し部材７４ｉ，１７４ｉを個別に又は一括して形成するための駆動部５７４ｊとを含む。駆動部５７４ｊは、単一又は複数の往復移動部材５７４ｔと、加圧室５７４ｓとを有する。往復移動部材５７４ｔは、突き出し部材７４ｉ，１７４ｉを後方から支持しており、加圧室５７４ｓは、受板７４ｃに設けた流路７４ｘを介して外部からガス圧又は油圧を供給する駆動源５６８に接続されている。

本実施形態の場合、駆動源５６８からのガス圧、油圧等の流体圧を調整することで、突き出し部材７４ｉ，１７４ｉを第２金型４２側に適度な力で付勢することができ、必要なタイミングで突き出し部材７４ｉ，１７４ｉを定位置に後退させることができる。なお、駆動源５６８としては、例えばエアーシリンダー、油圧シリンダー、油圧モーター等を用いることができる。

〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態の成形装置等について説明する。なお、第５実施形態の成形装置等は、第１実施形態等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実施形態等と同様であるものとする。

図１２に示すように、第５実施形態の成形装置６１０は、竪型の成形装置であり、可動型としての第１金型４１と、固定型としての第２金型４２とを備える。この場合、第１金型（可動金型）４１は、樹脂供給用の射出装置１６側（図面上側）に配置されており、開閉駆動装置１５に駆動されてＡＢ方向移動する。一方、第２金型（可動金型）４２は、樹脂供給用の射出装置１６の反対側（図面下側）に配置されて固定されている。両金型４１，４２の構造は、第１実施形態の場合と同様であるが、開閉駆動装置１５、支持盤等を含む動作機構の固定側及び可動側が第１実施形態の場合と比較して反転している。なお、第１金型４１は、可動金型であるが、不図示のスプルーブッシュ等を介して射出装置１６に接続可能となっている。

〔第６実施形態〕
以下、第６実施形態の成形装置等について説明する。なお、第６実施形態の成形装置等は、第１、４実施形態等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実施形態等と同様であるものとする。

図１３に示すように、コア部７４ａの中心に通気孔７７ａが設けられており、通気孔７７ａにピン７７ｂが挿入されている。ピン７７ｂは、根元側が気圧調整室７７ｃに内で往復するプランジャー７７ｄに接続されている。気圧調整室７７ｃは、受板７４ｃに設けた流路７４ｙを介して外部からガス圧又は油圧を供給する駆動源５６８に接続されている。
本実施形態の成形装置１０の場合、両金型を離間させる型開きの前に駆動源５６８を動作させて、ピン７７ｂを根元の受板７４ｃ側に後退させる。これにより、通気孔７７ａの先端側と脱気孔７７ｇとが連通し、型空間の機密度を下げることができる。つまり、レンズＬＰの第１光学面ＯＳ１を第１コア部７４ａの第１転写面Ｓ１から離型しやすくなり、光学素子であるレンズＬＰをコア部７４ａから離型させやすくなる。

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い。例えば上記実施形態では、レンズＬＰが光ピックアップ用の対物レンズとしたが、同様の形状を有し中心肉厚が大きな小型のレンズについても、本実施形態と同様の手法で製造することにより、光学面の離形性を確保することができ、要求精度が高い場合に対応することができる。

上記実施形態では、突き出し部材７４ｉ，１７４ｉに対する駆動力をコイルバネによって与えているが、コイルバネ以外の弾性体或いは付勢手段によって突き出し部材７４ｉ，１７４ｉに動力を与えることもできる。さらに、突き出し部材７４ｉ，１７４ｉを第１金型４１に組み込んだモーター等からの動力で変位させることもできる。

突き出し部材７４ｉ，１７４ｉは、環状や円形断面の軸上部材に限らず、矩形断面の軸上部材その他の様々な形状とすることができ、複数の突き出し部材１７４ｉの数や配置も、レンズＬＰの仕様等に応じて適宜変更することができる。

第２金型４２側に第５転写面Ｓ５を設けており、主に第２金型４２側でフランジ部ＦＬを形成しているが、例えば第１金型４１と第２金型４２との双方に第５転写面Ｓ５を設けることもできる。つまり、フランジ部ＦＬは、型開きの直前に第１金型４１と第２金型４２との双方に嵌った状態となる。

その他、第２金型４２側にアンダーカット部を設けることで、型開き時に第２金型４２に成形品ＭＰが確実に残るようにすることができる。アンダーカット部は、ランナー部分等ＲＰ等の各所に対応して設けることができるが、レンズＬＰの傾きを防止する観点でレンズＬＰに近い位置に設けることが望ましい。

１０…成形装置、 １１…固定盤、 １２…可動盤、 １３…型締め盤、 １５…開閉駆動装置、 １５ｅ…アクチュエーター、 １６…射出装置、 １６ｄ…樹脂射出ノズル、 ２０…取出し装置、 ３０…制御装置、 ４０…成形金型、 ４１…第１金型、 ４２…第２金型、 ４５…エジェクター、 ６４ａ，７４ａ…コア部、 ６４ｂ，７４ｂ…周辺部材、 ６４ｃ，７４ｃ…受板、 ６８…進退機構部、 ７４ｄ…突き出し機構、 ７４ｆ…ボールガイド、 ７４ｉ，１７４ｉ…突き出し部材、 ７４ｊ…駆動部、 ７４ｓ…コイルバネ、 ７４ｔ…ロッド、 ７４ｕ…当接部、 ７４ｖ…転写部、 １００…射出成形機、 ＡＸ…軸、 ＣＶ…型空間、 ＣＶ１…本体空間、 ＣＶ２…フランジ空間、 ＦＬ…フランジ部、 ＦＳ１，ＦＳ２…フランジ面、 ＬＰ…レンズ、 ＭＰ…成形品、 ＯＰ…光機能部、 ＯＳ１…第１光学面、 ＯＳ２…第２光学面、 ＰＳ１，ＰＳ２…パーティング面、 Ｓ１…第１転写面、 Ｓ２…第２転写面

Claims (9)

1. 光学素子の第１光学面を成形する第１金型と、前記光学素子の第２光学面を成形する第２金型とを有する成形装置であって、
   前記第１金型は、射出装置側に配置され、
   前記第１光学面の曲率は、前記第２光学面の曲率よりも大きく、
   前記第１金型は、型開きに際して前記光学素子を前記第２金型側に突き出す突き出し機構を内蔵することを特徴とする成形装置。
2. 前記突き出し機構は、前記光学素子のうち前記第１光学面の周囲に近接する箇所を突き出すことを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
3. 前記光学素子は、前記第１光学面と前記第２光学面とを有する光機能部と、前記光機能部の周囲に配置されるフランジ部とを有し、
   前記第１金型は、前記第１光学面を形成するための転写面を有するコア部と、前記コア部の周囲に配置される周辺部材とを有し、
   前記突き出し機構は、前記コア部及び前記周辺部材に対して変位する突き出し部材によって、前記光学素子のうち前記フランジ部を突き出すことを特徴とする請求項２に記載の成形装置。
4. 前記突き出し部材は、型開き状態で第１金型のパーティング面から突出し、型閉じに際して前記第２金型のパーティング面に押されて後退する当接部と、当該当接部とともに移動して前記光学素子の一部に形状を転写する転写部とを有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の成形装置。
5. 前記突き出し機構は、前記周辺部材に対して変位する突き出し部材と、前記突き出し部材を弾性体の付勢力又は流体圧によって駆動する駆動部とを含む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成形装置。
6. 前記第２金型は、前記光学素子を前記第１金型側に突き出す突き出し装置を内蔵することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の成形装置。
7. 前記第１金型は、固定金型であり、前記第２金型は、可動金型であることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の成形装置。
8. 前記光学素子は、光情報記録媒体に対して情報を記録及び／又は再生するのに必要な開口数をＮＡとしたときに、０．７５≦ＮＡ≦０．９０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成形装置。
9. 成形装置を用いた光学素子の製造方法であって、
   前記成形装置は、射出装置側に配置され前記光学素子の第１光学面を成形する第１金型と、前記光学素子の第２光学面を成形する第２金型とを有し、
   前記第１光学面の曲率は、前記第２光学面の曲率よりも大きく、
   型開きに際して、前記第１金型に内蔵された突き出し機構により、前記光学素子を前記第２金型側に突き出すことを特徴とする光学素子の製造方法。

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