JP2013169692A - 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がレンズＬＰの近傍で変形することを防止できる。さらに、フランジ部ＦＬが第１金型４１側で成形されるので、フランジ部ＦＬの第１光学面ＯＳ１側にバリが形成されにくい。
【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あり、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製造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、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、光学素子のうち、第１光学面と第２光学面とを有する光機能部の周囲に配置されるフランジ部は、第１金型側で成形され、第１金型は、型開きに際して光学素子を第２金型側に突き出すための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容易でない。また、フランジ部が第１金型側で成形されており、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。また、フランジ部が第１金型側で成形されるので、フランジ部の第１光学面側にバリが形成されにくく、光学素子を第１光学面側からボビンその他の部材に固定又は組み付けする際の精度を向上させることができ、バリに起因するゴミ等の発生を抑制できる。

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、突き出し機構によって、光学素子のうち第１光学面に対応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光学面の周囲に近接する箇所の離型が可能になり成型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、上記第２の成形装置において、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、コア部を介して、光学素子のうち光機能部を突き出す。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、光機能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、上記第１及び第２の成形装置において、突き出し機構が、コア部に固定されてコア部とともに変位する進退部材を有し、進退部材が、型開き状態で第１金型のパーティング面から突出し、型閉じに際して第２金型のパーティング面に押されて後退する当接部を有する。この場合、第１及び第２金型の開閉動作を利用して進退部材延いてはコア部を進退動作させることができ、突き出し機構を簡単で正確に動作するものとできる。

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進退部材と、進退部材及び前記コア部の少なくとも一方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、進退部材等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、光学素子のうち、第１光学面と第２光学面とを有する光機能部の周囲に配置されるフランジ部を、第１金型側で成形し、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。また、フランジ部が第１金型側で成形されるので、フランジ部の第１光学面側にバリが形成されにくく、光学素子を第１光学面側からボビンその他の部材に固定する際の精度を向上させることができ、バリに起因するゴミ等の発生を抑制できる。

（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。（Ｃ）は、（Ｂ）に対応し金型の変形例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図である。 第４実施形態の成形装置等を説明する図である。 第５実施形態の成形装置等を説明する図である。

〔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の第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。この第５転写面Ｓ５及び第３転写面Ｓ３は、第１金型４１側に、具体的には外筒部７４ｋの先端部７４ｍに設けた凹部７４ｎの内側面及び底面として形成されている。つまり、後述するフランジ部ＦＬは、殆ど第１金型４１で形成されて第１金型４１内に嵌り込んだ状態となる。これにより、フランジ部ＦＬの第１フランジ面ＦＳ１側の外縁部Ｆａにバリ等が形成されることを防止でき、レンズＬＰをボビンや鏡筒に固定する際に位置決め不良や固定不良が発生することを防止できる。また、かかるバリ形成の防止により、ゴミ発生を抑制することにもなる。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、例えば波長４０５ｎｍでＮＡ０．８５のＢＤ(Blu-ray Disc)規格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単玉対物レンズである。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。さらに、フランジ部ＦＬは、第１金型４１内に嵌り込んだ状態となっている。このようにレンズＬＰが第１金型４１に深く食い込むことから、離型に際してゲート部ＧＰが折れ曲がってレンズ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する必要があり、離型に際してレンズＬＰが傾いて第１光学面ＯＳ１の形状が劣化す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規格互換タイプの単玉対物レンズとすることができる。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とができる。この場合、レンズＬＰの第１の光学面ＯＳ１については、一般的に回折構造が設けられ、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る。結果的に、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がより傾きやすくなるので、レンズＬＰの第１金型４１からの離型を容易する必要性が高まる。

図３は、図１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、シリンダー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）に対してシリンダー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の型閉じ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、コア部７４ａ及び周辺部材７４ｂ間に配置される外筒７４ｋ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、周辺部材７４ｂ等を背後から支持する受板７４ｃとを備える。ここで、外筒７４ｋ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。コア部７４ａは、外筒７４ｋに形成された貫通孔７４ｈ中に挿入されて貫通孔７４ｇ中で移動可能にされている。コア部７４ａの端面には、第１転写面Ｓ１が形成され、外筒部７４ｋの先端部７４ｍには、第３及び第５転写面Ｓ３，Ｓ５が形成されている。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は、外筒７４ｋ内で軸ＡＸの方向に沿って進退移動可能なだけでなく、後述する駆動部７４ｊに付勢されて第２金型４２が存在する先端側に付勢されている。

突き出し機構７４ｄは、周辺部材７４ｂに対して変位する進退部材７４ｉと、進退部材７４ｉをコア部７４ａに連結して支持する支持部材７４ｐと、弾性体の付勢力を利用してコア部７４ａを駆動する駆動部７４ｊとを含む。ここで、進退部材７４ｉは、例えば軸状の部材であり、型閉じの最終段階や型開きの初期に第２金型４２のパーティング面ＰＳ２に接する当接部７４ｕを有する。駆動部７４ｊは、コア部７４ａと外筒７４ｋとの間に収納されたコイルバネ７４ｓからなり、根元側で受板７４ｃに支持され、先端側で後述する支持部材７４ｐに当接している。

図１（Ｂ）に示すように、突き出し機構７４ｄを構成する複数の進退部材７４ｉは、コア部７４ａ及び外筒７４ｋの周囲に均等に配置されている。複数の進退部材７４ｉの配置は、適宜変更することができ、例えば図１（Ｃ）に示すような配置とすることもできる。進退部材７４ｉの個数も、４つに限らず、３つ以上で要求精度等の仕様に応じたものとすることができる。

進退部材７４ｉは、周辺部材７４ｂのうち外筒７４ｋの近傍に形成された収納孔７４ｑに収納されて収納孔７４ｑ内で軸ＡＸの方向に進退移動可能になっている。支持部材７４ｐは、外筒７４ｋに設けたスロット７４ｒ内で軸ＡＸの方向に移動可能になっている。ここで、進退部材７４ｉは、支持部材７４ｐを介してコア部７４ａに支持されており、コア部７４ａとともに軸ＡＸの方向に進退する。上述のようにコア部７４ａは、駆動部７４ｊのコイルバネ７４ｓによって第２金型４２が存在する先端側に付勢されており、進退部材７４ｉも、第２金型４２が存在する先端側に付勢される。進退部材７４ｉ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、これに付随してコア部７４ａも適正な成形位置から突出した状態となる。また、進退部材７４ｉは、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に押圧されて後退し、これに付随してコア部７４ａを適正な成形位置まで後退させる。この結果、コア部７４ａの先端部７２ｏは、型開きに際して、レンズＬＰの第１光学面ＯＳ１に対応する箇所、具体的にはレンズＬＰのうち少なくとも光機能部ＯＰを第２金型４２側に突き出す。この際、外筒７４ｋは固定されているので、レンズＬＰのうちフランジ部ＦＬ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、進退部材７４ｉの当接部７４ｕの端面は、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。進退部材７４ｉの当接部７４ｕの端面が第１金型４１のパーティング面ＰＳ１と一致した状態では、コア部７４ａの先端部７２ｏに設けた第１転写面Ｓ１がパーティング面ＰＳ１から適切な深さ位置に配置され、第２金型４２に設けられている第２転写面Ｓ２との間隔が適正に調整される。

ここで、コア部６４ａや進退部材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Ｆ１１とレンズＬＰが外筒７４ｋに付着する力Ｆ１２とを加算したものに略等しい。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、型開きの初期に関しては、レンズＬＰがコア部６４ａに付着する力Ｆ１２は無視でき、コア部６４ａが力Ｆ３でレンズＬＰの光機能部ＯＰを第２金型４２側に押す。よって、レンズＬＰのうちフランジ部ＦＬを外筒７４ｋから離型させるためには、以下の関係
Ｆ１２＜Ｆ２１＋Ｆ２２＋Ｆ３ … （１）
が成り立ち、
Ｆ３＞Ｆ１２−（Ｆ２１＋Ｆ２２） … （２）
となる必要がある。なお、進退部材７４ｉがレンズＬＰの光機能部ＯＰ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、進退部材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、進退部材７４ｉが完全に押し込まれる（図５（Ａ）参照）。これに伴って、コア部７４ａの第１転写面Ｓ１がパーティング面ＰＳ１から適切な深さ位置に配置される。

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、まず進退部材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フランジ面ＦＳ１が外筒７４ｋの第３転写面Ｓ３から離間するとともに、レンズＬＰの外周側面ＳＳが外筒７４ｋの第５転写面Ｓ５に対して位置ずれして接しない状態となる。つまり、光学素子であるレンズＬＰをコア部７４ａよりも早く外筒７４ｋ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、進退部材７４ｉが最大限まで突出する（図５（Ｂ）参照）。この際、成形品ＭＰは、コア部７４ａを介して第１金型４１に比較的緩く付着しているが、さらに第２金型４２の後退を継続することで、レンズＬＰの第１光学面ＯＳ１をコア部７４ａの第１転写面Ｓ１から分離又は離型させ、成形品ＭＰの離型が完了する。本実施形態の成形品ＭＰように、レンズＬＰのフランジ部ＦＬが第１金型４１内にありレンズＬＰが第１金型４１に深く食い込む場合、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ＯＡ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がレンズＬＰの近傍で変形することを防止できるので、レンズＬＰ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。さらに、フランジ部ＦＬが第１金型４１側で成形されるので、フランジ部ＦＬの第１光学面ＯＳ１側にバリが形成されにくく、レンズＬＰを第１光学面ＯＳ１側からボビンその他の部材に固定する際の精度を向上させることができ、バリに起因するゴミ等の発生を抑制できる。

〔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、本実施形態の場合、外筒７４ｋとコア部７４ａとの間にボールガイド７４ｆを設けてコア部７４ａや進退部材７４ｉのスムーズな進退を可能にしている。

〔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、コア部７４ａに連結された進退部材７４ｉと、コア部７４ａを進退させるための駆動部３７４ｊとを含む。駆動部３７４ｊは、往復移動部材３７４ｖと、加圧室３７４ｗとを有する。往復移動部材３７４ｖは、コア部７４ａを後方から支持しており、加圧室３７４ｗ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３６８に接続されている。

本実施形態の場合、駆動源３６８からのガス圧、油圧等の流体圧を調整することで、往復移動部材３７４ｖ延いてはコア部７４ａ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コア部７４ａを定位置に後退させることができる。なお、駆動源３６８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９に示すように、突き出し機構７４ｄに付随して、突き出し機構７４ｄと同期して動作可能な突き出しピン７６ａと、ピン７６ａを進退させるための駆動部７６ｂとを含む。駆動部７６ｂは、往復移動部材７６ｖと、加圧室７６ｗとを有する。往復移動部材７６ｖは、ピン７６ａを後方から支持しており、加圧室７６ｗは、受板７４ｃ中に設けられており、外部からガス圧又は油圧を供給する駆動源３６８に接続されている。

本実施形態の場合、突き出し機構７４ｄによってコア部７４ａを介してレンズＬＰの光機能部ＯＰを第２金型４２側に突き出すことができるだけでなく、ピン７６ａ及び駆動部７６ｂを備える第２の突き出し機構によってレンズＬＰのフランジ部ＦＬを第２金型４２側に突き出すことができる。

なお、ピン７６ａ等によってフランジ部ＦＬを第２金型４２側に突き出すタイミングは、コア部７４ａによる光機能部ＯＰの突出しタイミングと完全に一致させる必要はなく、例えばコア部７４ａによる光機能部ＯＰの突出しを先行させ、これに遅れてピン７６ａ等によってフランジ部ＦＬを突き出すこともできる。ピン７６ａ等によってフランジ部ＦＬを突き出すタイミングと、コア部７４ａによって光機能部ＯＰを突き出すタイミングとを一致させる場合、フランジ部ＦＬが外筒７４ｋに残ろうとする力が強くても、フランジ部ＦＬを外筒７４ｋから確実に離型させることができる。一方、ピン７６ａ等によってフランジ部ＦＬを突き出すタイミングと、コア部７４ａによって光機能部ＯＰを突き出すタイミングとを一致させない場合、タイミングの調整が容易であり、ピン７６ａ等によってコア部７４ａと光機能部ＯＰとの離型を確実に行うことができる。

〔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１０に示すように、第５実施形態の成形装置５１０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。

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、進退部材７４ｉ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進退部材７４ｉに動力を与えることもできる。さらに、進退部材７４ｉ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。

進退部材７４ｉは、円形断面の軸状部材に限らず、矩形断面の軸状部材その他の様々な形状とすることができ、複数の進退部材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。

以上の実施形態では、第１金型４１側に第５転写面Ｓ５を設けており、主に第１金型４１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、 ７４ｉ…進退部材、 ７４ｊ…駆動部、 ７４ｓ…コイルバネ、 ７４ｕ…当接部、 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、
   前記光学素子のうち、前記第１光学面と前記第２光学面とを有する光機能部の周囲に配置されるフランジ部は、前記第１金型側で成形され、
   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金型側に突き出すための突き出し機構を内蔵することを特徴とする成形装置。
2. 前記突き出し機構によって、前記光学素子のうち前記第１光学面に対応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、前記コア部を介して、前記光学素子のうち前記光機能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. 前記突き出し機構は、前記コア部に固定されて当該コア部とともに変位する進退部材を有し、当該進退部材は、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進退部材と、前記進退部材及び前記コア部の少なくとも一方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、
   前記光学素子のうち、前記第１光学面と前記第２光学面とを有する光機能部の周囲に配置されるフランジ部を、前記第１金型側で成形し、
   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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