JP2014061597A - 成形装置及び光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金型間又は金型内の温度のばらつきを低減して高精度の成形を可能にする成形装置を提供すること。
【解決手段】型開き状態で遮蔽機構８０が第１金型４１及び第２金型４２を上下に空隙Ｃ１，Ｃ２が形成されるように覆うので、第１及び第２金型４１，４２の型合わせ面ＰＳ１，ＰＳ２の周辺に上下方向の流路を形成することができる。これにより、第１及び第２金型４１，４２の型合わせ面ＰＳ１，ＰＳ２の周辺を緩やかに通過する外気流を形成することができ、第１及び第２金型４１，４２の上部及び下部の間に形成される温度差を低減することができる。つまり、成形金型４０内の温度のばらつきを低減しつつ金型温度を制御することができ、高い面精度のレンズ（光学素子）ＬＰを少ないばらつきで簡易に成形することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば光学素子等の製造に用いられる成形装置、及び当該成形装置を用いた光学素子の製造方法に関する。

成形装置として、固定側及び可動側のプラテン間に配置した固定側及び可動側の金型をそれぞれ包囲するように大小寸法の異なる一対の遮蔽壁を設け、これら遮蔽壁によって型開き状態のプラテン間であって金型の周囲を下部を除いて覆うものが存在する（特許文献１）。これら一対の遮蔽壁は、成形品や金型のパーティング面に当たる風を防ぐことによって、成形品の光学面の面精度劣化を防ぐことを目的としている。

ところで、光学素子を射出成形で量産する場合、成形施設の温度や空調の場所の影響を受けて、金型の温度が大きく異なってしまう問題がある。光学素子、とりわけ高ＮＡで構成されるＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３互換用ピックアップ素子については、良好な球面収差を得るために精密な温度制御機構が必要である。つまり、金型の温度安定が光学素子の生産性に大きく影響するので、金型の温度を精密に管理する必要がある。

一般に、光学素子等の成形品の量産時においては、金型が搭載された複数台の成形装置によって多数個取りをそれぞれ行うことになる。この時、金型の全ての部分を同じ環境に置くことができないため、空調や人の出入りなどの空気の流動により、それぞれの金型間の温度が均一ではなくなり、また金型内が局所的に冷却されてしまい、各成形装置による成形温度の制御が困難となる。この際、温度に敏感な光学素子の製造の場合は、それぞれの成形品の場所（成形箇所）にそれぞれ個別の面補正を施す必要があり、さらなるコストアップに繋がってしまう。これを防ごうと上記特許文献１のような手法を用いることで金型の急激な冷却（例えば空調の流入等）を防げるが、上方部の遮熱機構が閉まっているため、金型に熱せられた空気が遮蔽機構内の上方に溜まり、金型の上下方向に関して大きな温度勾配が生じてしまう。これでは、金型の急激な冷却を防げても、金型の上下での補正が依然必要となってしまう。

特開２００４−１８８０５８号公報

本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、金型間又は金型内の温度のばらつきを低減して高精度の成形を可能にする成形装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記成形装置を用いた高精度の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、第１転写面を有する第１金型と、第１金型に対向して水平側方に配置され、第２転写面を有する第２金型と、第１金型と第２金型とを当接させた型閉じ状態と、第１金型と第２金型とを離間させた型開き状態とにする開閉駆動装置と、型閉じ状態で第１及び第２金型の周囲を覆って実質的に閉じた空間を形成するとともに、型開き状態で第１金型及び第２金型の周囲のうち少なくとも上下を空隙が形成されるように覆う遮蔽機構とを備える。

上記成形装置では、遮蔽機構が型閉じ状態で第１及び第２金型の周囲を覆って実質的に閉じた空間を形成するため、型開き状態又は型閉じ状態で第１及び第２金型の周辺温度が急激に変化することを防止して、金型温度の制御を容易にすることができる。つまり、遮蔽機構により第１及び第２金型の周囲を覆って実質的に閉じた空間を形成し、その状態で樹脂がキャビティに流入するため、成形装置の配置場所（空調の近くや人の流入が激しい場所の近く）に関わらず、高い面精度の光学素子を安定して得ることができる。

また、型開き状態で遮蔽機構が第１金型及び第２金型の周囲を上下に空隙が形成されるように覆うので、第１及び第２金型の型合わせ面の周辺に上下方向の流路を形成することができる。これにより、第１及び第２金型の型合わせ面の周辺を緩やかに通過する外気流を形成することができ、第１及び第２金型の上部及び下部の間に形成される温度差を低減することができる。つまり、金型内の温度のばらつきを低減しつつ金型温度を制御することができ、高い面精度の光学素子等を少ないばらつきで簡易に成形することができる。特にＬＢＰレンズのような大きな光学素子であると、同一レンズ内で金型温度のばらつきの影響を受けてしまい場所によって性能が変化してしまうことがあり得るため、本発明を好適に用いることができる。

本発明のさらに別の側面では、遮蔽機構は、第１金型側に固定されて第１金型とともに移動する第１遮蔽部材と、第２金型側に固定されて第２金型とともに移動する第２遮蔽部材とを有する。この場合、第１金型側に固定された第１遮蔽部材と、第２金型側に固定された第２遮蔽部材とを金型の開閉に同期させて開閉することができ、遮蔽機構を簡易にすることができる。

本発明のさらに別の側面では、第１遮蔽部材と第２遮蔽部材とは、閉状態で互いに部分的に入れ子状に重ね合わされる筒状部材である。

本発明のさらに別の側面では、第１金型は、複数の第１転写面部分を有し、第２金型は、複数の第１転写面部分に対応する複数の第２転写面部分を有し、複数個の成形品を一括して形成可能にする。前述のように、型開き状態で上下に空隙が形成されない遮蔽機構の場合、金型の上下方向で温度勾配が発生してしまうため、成形品の複数の転写面がそれぞれ金型のどの位置に配置されるかにより成形条件が異なってしまう。そのため、高精度の成形品を安定して得ることができず、いくつかの転写面に補正を行う必要が出てきてしまう。補正の程度は各転写面の金型における位置だけでなく、その成形装置の置かれている環境によっても異なってしまうため、煩雑な作業が必要となってしまう。一方、本発明によれば、金型内での温度勾配を確実に低減することができるため、成形品間の温度差を減少させて形状的なばらつきの少ない高精度な複数の成形品を、煩雑な作業なしに、又は少ない調整で得ることができる。

本発明のさらに別の側面では、遮蔽機構は、パネル状の遮熱部材を有する。この場合、遮蔽機構を簡易かつ軽量に構成することができる。

本発明のさらに別の側面では、遮熱部材は、２種以上の材料を重ね合わせることによって形成される。この場合、遮熱部材に複合的な機能及び特徴を持たせることができる。

本発明のさらに別の側面では、第１転写面及び第２転写面は、光ピックアップ用の３互換タイプの対物レンズを形成するためのものである。かかる対物レンズは、形状的な精度に対する要求精度のレベルが高く、上記のような特徴を有する成形装置によって少ないばらつきで高精度に形成することができる。

本発明のさらに別の側面では、遮蔽機構は、開閉部材を有する。この場合、上下における空隙の形成が容易となり、成形品用の取出装置のアームを少ない影響で遮蔽空間内にアクセスさせることができる。

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、第１転写面を有する第１金型と第２転写面を有する第２金型とを水平側方に対向配置した状態で備える成形金型を用いた製造方法であって、第１金型と第２金型とを当接させた型閉じ状態とすることにより成形空間を形成するとともに、第１及び第２金型の周囲を覆って実質的に閉じた空間を形成する第１工程と、成形空間に樹脂を供給し、成形空間中で光学素子を含む成形品を成形する第２工程と、第１金型と第２金型とを離間させた型開き状態とするとともに、遮蔽機構によって第１金型及び第２金型の周囲のうち少なくとも上下を空隙が形成されるように覆う第３工程とを備える。

上記光学素子の製造方法では、型開き状態で遮蔽機構によって第１金型及び第２金型の周囲を少なくとも上下を空隙が形成されるように覆うので、第１及び第２金型の型合わせ面の周辺に上下方向の流路を形成することができ、第１及び第２金型の上部及び下部の間に形成される温度差を低減することができる。結果的に、金型内の温度のばらつきを低減しつつ金型温度を制御することができ、高精度の光学素子等を少ないばらつきで簡易に成形することができる。

第１実施形態の成形装置を説明する概念図である。 図１の成形装置に組み込まれた金型及び周辺を説明する側方断面図である。 （Ａ）は、第１金型等を型合わせ面側からみた端面図であり、（Ｂ）は、第２金型等を型合わせ面側からみた端面図である。 遮蔽機構の配置を説明する平面図である。 （Ａ）は、第１及び第２金型によって成形される成形品の平面図であり、（Ｂ）は、成形品に含まれる光学素子の側面図である。 （Ａ）は、成形装置の型閉じ状態を説明する側方断面図であり、（Ｂ）は、成形装置の型開き状態を説明する側方断面図である。 図１に示す成形装置を用いた製造方法を説明するフローチャートである。 第２実施形態の成形装置の金型及び周辺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金型及び周辺を説明する側方断面図である。 第４実施形態の成形装置の金型及び周辺を説明する側方断面図である。 第５実施形態の成形装置の金型及び周辺を説明する側方断面図である。 変形例の成形装置を説明する側方断面図である。 別の変形例の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、本発明に係る第１実施形態の成形装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１に示すように、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、水平方向に開閉する横型の成形機であり、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、射出装置１６と、遮蔽機構８０とを備える。射出成形機１０は、固定盤１１と可動盤１２との間に成形金型４０を構成する第１金型４１と第２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。成形金型４０は、型締め等の際に、外気を遮る遮蔽機構８０によって周囲を覆われ、閉じた空間内に配置された状態となる。

固定盤１１は、可動盤１２に対向して支持フレーム１４の略中央に固定され、取出装置２０をその上部に支持する。固定盤１１の内側１１ａは、可動盤１２の内側１２ａに対向しており、第１金型４１の支持体として第１金型４１を着脱可能に支持している。固定盤１１には、射出装置１６から延びるノズル１６ｄを通す開口１１ｂが形成されている。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、開閉駆動装置１５の一部を構成するリニアガイド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の内側１２ａは、固定盤１１の内側１１ａに対向しており、第２金型４２の支持体として第２金型４２を着脱可能に支持している。つまり、可動盤１２に支持された第２金型４２は、固定盤１１に支持された第１金型４１に対向して水平側方に並んで配置される。なお、可動盤１２には、エジェクター駆動部４５が組み込まれている。このエジェクター駆動部４５は、第２金型４２内に残った成形品ＭＰを離型するために第１金型４１側に押し出すものである。

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、リニアガイド１５ａと、動力伝達部１５ｄと、アクチュエーター１５ｅとを備える。リニアガイド１５ａは、可動盤１２を支持しつつ、固定盤１１に対する進退方向に関して可動盤１２の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する。結果的に、固定盤１１と可動盤１２とを互いに近接又は離間させることができ、第１金型４１と第２金型４２との間で型閉じ、型開き等を行うことができる。

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、樹脂射出用のノズル１６ｄから温度及び圧力が制御された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において、固定盤１１の開口１１ｂを介して第１金型４１に設けた樹脂注入部としてのスプルーブッシュ（不図示）にノズル１６ｄを接触させることにより、両金型４１，４２間に形成された流路空間及び型空間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及び圧力で供給することができる。

遮蔽機構８０は、第１金型４１に対応する可動側に固定されて第１金型４１とともに移動する第１遮蔽部材８１と、第２金型４２に対応する可動側に固定されて第２金型４２とともに移動する第２遮蔽部材８２とを有する。第１遮蔽部材８１と第２遮蔽部材８２とは、先端側で入れ子状に重ね合わされる筒状部材であり、第１遮蔽部材８１を第１金型４１とともに後退するように移動させることによって、上下に空隙が形成された部分的開放状態と、成形金型４０を周囲から覆って外気から遮る遮蔽状態との間で、遮蔽機構８０の状態を切り替えることができる。

射出成形機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。

取出装置２０は、成形品ＭＰを把持することができるアーム２１と、アーム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。取出装置２０のうちアーム２１は、図２に示すように、先端からチャック２１ａが延びており、成形品ＭＰのスプルー部ＳＰを把持する。

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、型締め、及び型開き等を可能にする。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間に形成された成形空間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、エジェクター駆動部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。取出装置制御部３４は、取出装置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１０外に搬出させる。

以下、図２等を参照して、成形金型４０について詳しく説明する。成形金型４０のうち第２金型４２は、ＡＢ方向に往復移動可能になっている。この第２金型４２を第１金型４１に向けて図面左側に移動させ、両金型４１，４２を型合わせ面ＰＳ１，ＰＳ２で型合わせして型締めすることにより、図６（Ａ）に示すように、レンズＬＰ（図５（Ｂ）参照）を成形するための成形空間ＣＶと、これに樹脂を供給するための流路である流路空間ＦＣとが形成される。つまり、成形金型４０は、開閉駆動装置１５に駆動されて、第１及び第２金型４１，４２を離間させた型開き状態（図６（Ｂ）参照）と、第１及び第２金型４１，４２を当接させた型閉じ状態（図６（Ａ）参照）との間で状態を切り換えることができるようになっている。

第１金型４１は、内側すなわち型合わせ面ＰＳ１側に配置される型板６１と、外側すなわち固定盤１１側に配置される取付板６４とを備える。

第１金型４１のうち型板６１は、金属製の板状の部材であり、複数のコア型６２を挿入する複数のコア孔６１ａと、成形空間ＣＶに樹脂を流入するためのスプルー孔６６とを備える。各コア孔６１ａには、コア型６２が挿入されて固定されている。各コア型６２の端面には、レンズＬＰの光機能部ＯＰ（図５（Ｂ）参照）を形成するための複数のレンズ凹部６１ｅが形成されている。図３（Ａ）に示すように、レンズ凹部６１ｅは、スプルー孔６６を中心とする円周上に形成されている。レンズ凹部６１ｅは、レンズＬＰが光ピックアップ装置用の対物レンズである場合、光学面転写用の凹の鏡面状の第１転写面（第１転写面部分）Ｓ１を有しており、特にＢＤ（Blu-ray Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）／ＣＤ（Compact Disc）の３互換型の光ピックアップ装置用の対物レンズである場合、微細な構造が設けられた光学面を有するものとなる場合もある。

なお、型板６１内部には、成形時に金型の温度を適切な温度に保つため、熱媒体を流通させる温調流路、加熱用のヒーター、温度監視用の温度計等が形成されているが、説明の簡単のため図示を省略している。

取付板６４は、金属製の板状の部材であり、型板６１を背後から支持している。取付板６４は、型板６１を型合わせ面ＰＳ１やレンズ凹部６１ｅの反対側（背後側）から支持する。取付板６４は、成形空間ＣＶに樹脂を流入するためのスプルー孔６６を備える。なお、図示は省略するが、取付板６４は、取付板６４自体を固定盤１１に固定するための複数の締結部材を有する。

第２金型４２は、内側すなわち型合わせ面ＰＳ２側に配置される型板７１と、外側すなわち可動盤１２側に配置される取付板７４と、取付板７４に埋め込むように形成されたエジェクター部材７５とを備える。

第２金型４２のうち型板７１は、金属製の板状の部材であり、複数のコア型７２を挿入する複数のコア孔７１ａを備える。

各コア孔７１ａには、コア型７２が挿入されて固定されている。各コア型７２の端面には、レンズＬＰの光機能部ＯＰ（図５（Ｂ）参照）を形成するための複数のレンズ凹部７１ｅが形成されている。また、型板７１の端面には、スプルー孔６６に対向するコールドスラグ７１ｂと、レンズ凹部６１ｅ，７１ｅで形成される成形空間ＣＶに樹脂を流入するためのランナー凹部７１ｆが形成されている。レンズ凹部７１ｅは、レンズ凹部６１ｅに対向しており、図３（Ｂ）に示すように、コールドスラグ７１ｂを中心とする円周上に形成されている。ランナー凹部７１ｆは、コールドスラグ７１ｂから各レンズ凹部７１ｅに放射状に延びている。ランナー凹部７１ｆは、第１及び第２金型４１，４２を型閉じした際に、成形空間ＣＶに連通する流路空間ＦＣを形成する。レンズ凹部７１ｅは、レンズＬＰが光ピックアップ装置用の対物レンズである場合、光学面転写用の凹の鏡面状の第２転写面（第２転写面部分）Ｓ２を有しており、特にＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３互換型の光ピックアップ装置用の対物レンズである場合、微細な構造が設けられた光学面を有するものとなる場合もある。型板７１には、エジェクター部材７５を構成するエジェクターピン７５ａを通すピン孔７１ｇも形成されている。

なお、型板７１内部には、成形時に金型の温度を適切な温度に保つため、熱媒体を流通させる温調流路、加熱用のヒーター、温度監視用の温度計等が形成されているが、説明の簡単のため図示を省略している。

取付板７４は、金属製の板状の部材であり、型板７１を背後から支持している。取付板７４は、エジェクター部材７５を構成するエジェクターピン７５ａ，７５ｂを通すピン孔７４ｇ，７４ｈを備える。なお、図示は省略するが、取付板７４は、取付板７４自体を固定盤１１に固定するための複数の締結部材を有する。

エジェクター部材７５は、エジェクターピン７５ａ，７５ｂと、エジェクター板７５ｄとを有する機械的な機構であり、図１のエジェクター駆動部４５に駆動されて動作する。エジェクターピン７５ａ，７５ｂは、エジェクター板７５ｄに連結されており、型板７１のピン孔７１ｇと取付板７４のピン孔７４ｇ，７４ｈとからなる孔内で一括して進退移動させることができる。エジェクター部材７５を前進状態とした場合、エジェクターピン７５ａ，７５ｂが前進し、このうち中央のエジェクターピン７５ａが型板７１のコールドスラグ７１ｂの底部に突起し、周辺のエジェクターピン７５ｂがコア型７２を押して型合わせ面ＰＳ２から突出させる。逆に、エジェクター部材７５を後退状態とした場合、エジェクターピン７５ａ，７５ｂが後退し、このうち中央のエジェクターピン７５ａが型板７１のコールドスラグ７１ｂの底部に引っ込み、周辺のエジェクターピン７５ｂも同様に引っ込んで不図示のバネ等の付勢力を受けたコア型７２の後退を許容する。

なお、第１金型４１と第２金型４２とは、第１金型４１に設けた位置決め嵌合部４１ｘと第２金型４２に設けた位置決め嵌合部４２ｘとを嵌合させることにより、型合わせ面ＰＳ１，ＰＳ２に垂直な方向の位置決めが可能になっている。

以下、図５（Ａ）及び５（Ｂ）を参照しつつ、上記成形装置１００によって成形された成形品ＭＰ及びレンズ（光学素子）ＬＰについて説明する。図５（Ａ）に示すように、成形品ＭＰは、４つのレンズ（光学素子）ＬＰを形成したものとなっている。具体的には、成形品ＭＰは、スプルー部ＳＰを中心として４つのランナー部ＲＰが放射状に延びており、各ランナー部ＲＰの延長上にレンズＬＰが形成されている。ランナー部ＲＰとレンズＬＰとの境界のゲートを切断することにより、個々のレンズＬＰを得る。

図５（Ｂ）に示すように、レンズＬＰは、光機能部ＯＰとフランジ部ＦＬとを有しており、光機能部ＯＰは、図２の成形金型４０に設けたレンズ凹部６１ｅ，７１ｅのうち例えばレンズ凹部６１ｅによって形成される第１の光学面ＯＳ１と、例えばレンズ凹部７１ｅによって形成される第２の光学面ＯＳ２とを有している。レンズＬＰは、例えば第１光学面ＯＳ１側の突起が大きな肉厚型の光ピックアップ装置用の対物レンズである。具体的には、レンズＬＰは、例えば波長４０５ｎｍで開口数（ＮＡ）０．７５以上、具体的には０．８５のＢＤ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。また、レンズＬＰは、レンズＬＰの光軸上の厚さをｄ（ｍｍ）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（ｍｍ）としたときに、０．８≦ｄ／ｆ≦２．０を満たす。なお、レンズＬＰがＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３互換型の光ピックアップ装置用の対物レンズである場合、第１の光学面ＯＳ１には、回折構造等の微細な構造が設けられる。レンズＬＰを含む成形品ＭＰは、光学用樹脂で形成されている。光学用樹脂として、例えばＣＯＣ（cycloolefin copolymer）、ＰＭＭＡ（polymenthyl methacrylate）等が用いられる。

以下、図２、図３（Ａ）及び３（Ｂ）、並びに図４を参照しつつ、遮熱機構８０の詳細について説明する。

図２、図３（Ａ）等に示すように、遮蔽機構８０のうち固定側の第１遮蔽部材８１は、耐熱性及び断熱性を有する金属等の材料で形成された四角形の筒状部材であり、上部壁体８１ａと、側部壁体８１ｂ，８１ｃと、下部壁体８１ｄとを有する。第１遮蔽部材８１は、根元部分８１ｆにおいて固定盤１１の内側１１ａに固定されており、先端部分８１ｇにおいて開放され開口ＯＰ１を有している。第１遮蔽部材８１を構成する各壁体８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄは、パネル状の遮熱部材からなり、例えばアルミニウムやステンレス鋼等の金属、ＰＭＭＡやベークライト等の樹脂、またはアルミナやジルコニア等のセラミックス等の材料で形成される。

図２、図３（Ｂ）等に示すように、遮蔽機構８０のうち可動側の第２遮蔽部材８２は、耐熱性及び断熱性を有する金属等の材料で形成された四角形の筒状部材であり、上部壁体８２ａと、側部壁体８２ｂ，８２ｃと、下部壁体８２ｄとを有する。第２遮蔽部材８２は、根元部分８２ｆにおいて可動盤１２の内側１２ａに固定されており、先端部分８２ｇにおいて開放され開口ＯＰ２を有している。第２遮蔽部材８２を構成する各壁体８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄは、パネル状の遮熱部材からなり、例えばアルミニウムやステンレス鋼等の金属、ＰＭＭＡやベークライト等の樹脂、またはアルミナやジルコニア等のセラミックス等の材料で形成される。

図２に示すように、遮蔽機構８０は、第２遮蔽部材８２に付随して、開閉部材８３と駆動装置８４とを備える。駆動装置８４は、取出装置制御部３４の制御下で動作し、成形金型４０を型開き状態とした後、すなわち遮蔽機構８０を部分的開放状態とした後に取出装置２０のアーム２１を第１金型４１と第２金型４２との間に挿入可能にすることで、成形品ＭＰの遮蔽機構８０外への搬出を可能にしている。つまり、開閉部材８３は、取出装置２０のアーム２１を遮蔽機構８０内に進入させる場合にのみ開状態となる。

遮蔽機構８０が部分的開放状態にあるとき、第２遮蔽部材８２は、可動盤１２とともに後退して固定盤１１から離間し、第１遮蔽部材８１との間に隙間が形成される。具体的には、両遮蔽部材８１，８２間の上側に空隙Ｃ１が形成され、両遮蔽部材８１，８２間の下側に空隙Ｃ２が形成される。上側の空隙Ｃ１と下側の空隙Ｃ２とは、略同一のサイズを有し、上下方向からの平面視において略重なる位置に配置されている。これにより、第１金型４１の型合わせ面ＰＳ１の近傍に上下方向の流路が形成され、型合わせ面ＰＳ１の周辺を緩やかに上昇する外気流Ｆ１，Ｆ２を形成することができる（図６（Ｂ）参照）。これらの空隙Ｃ１，Ｃ２によって、型合わせ面ＰＳ２の周辺にも迂回する経路で緩やかに上昇する外気流Ｆ１，Ｆ２を形成することができる。具体的な作製例において、型合わせ面ＰＳ１，ＰＳ２の一辺が５ｃｍ〜１２０ｃｍ程度であるとして、空隙Ｃ１，Ｃ２の幅Ｗは、ＡＢ方向に０．５ｃｍ以上程度とする。また、空隙Ｃ１，Ｃ２の型合わせ面ＰＳ１，ＰＳ２に沿った長さは、型合わせ面ＰＳ１，ＰＳ２の長さと同程度以上とする。

以下、図７を参照しつつ成形装置１００を用いた成形品ＭＰすなわちレンズＬＰの製造方法について説明する。両金型４１，４２は、金型温度調節機４６により成形に適する温度に維持されている。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Ｓ１１；型閉じ工程）。第１金型４１と第２金型４２とが当接する型閉じ状態になっても開閉駆動装置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；型締め工程）。この際、遮蔽機構８０が遮蔽状態となり、遮蔽機構８０によって第１及び第２金型４１，４２の周囲が覆われ、第１及び第２金型４１，４２が閉じた空間内に配置された状態となる。つまり、第１及び第２金型４１，４２が外気から遮断されるので第１及び第２金型４１，４２の温度を保持することが比較的容易となる。この状態で、射出成形機１０において、射出装置１６を動作させて、ノズル１６ｄをスプルー孔６６の一端のノズルタッチ部に押圧し、流路空間ＦＣを介して型締めされた第１金型４１と第２金型４２との間の成形空間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；樹脂注入工程）。そして、射出成形機１０は、成形空間ＣＶ中の樹脂圧を保つ。溶融樹脂を成形空間ＣＶに導入した後は、成形空間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；冷却工程）。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Ｓ１５；型開き工程）。これに伴って、第２金型４２が後退し、第１金型４１と第２金型４２とが離間して型開き状態となり、第２金型４２に成形品ＭＰが残る。この際、遮蔽機構８０が部分的開放状態となり、遮蔽機構８０によって第１及び第２金型４１，４２の周囲が殆ど覆われるものの、上側の空隙Ｃ１と下側の空隙Ｃ２とによって、第１金型４１の型合わせ面ＰＳ１の近傍に上下方向の流路が形成され、型合わせ面ＰＳ１の周辺を緩やかに上昇する外気流Ｆ１，Ｆ２を形成することができる。同様に、第２金型４２の型合わせ面ＰＳ２の近傍にも迂回する経路で上下方向の流路が形成され、型合わせ面ＰＳ２の周辺を緩やかに上昇する外気流Ｆ１，Ｆ２を形成することができる。つまり、第１及び第２金型４１，４２の上側に偏って熱気が溜まることを防止できるので、上下方向に大きな温度勾配が生じる現象を抑制でき、第１及び第２金型４１，４２の型合わせ面ＰＳ１，ＰＳ２の温度を全体的に比較的均一に保つことができる。次に、射出成形機１０において、エジェクター駆動部４５を動作させ、エジェクターピン７５ａ，７５ｂ等の前進によって、光学素子を含む成形品ＭＰの突き出しを行わせる（ステップＳ１７；突き出し工程）。この結果、成形品ＭＰのうち光学素子は、第１金型４１側に押し出されて第２金型４２から離型される。最後に、取出装置２０を動作させて、突き出された成形品ＭＰの適所をアーム２１で把持して外部に搬出する（ステップＳ１８；取出し工程）。アーム２１を遮蔽機構８０内に挿入する際には、開閉部材８３を閉状態から開状態に切り換える。アーム２１によって外部に搬出された成形品ＭＰは、複数のレンズＬＰを有する。つまり、この成形装置１００によって多数個取りが可能になるが、上記のように第１及び第２金型４１，４２の端面において上下方向に大きな温度勾配が生じないので、上下に関して異なる位置に配置された複数のレンズＬＰ間に熱的履歴のばらつきが生じにくい。つまり、複数のレンズＬＰに対応する複数のレンズ凹部６１ｅ，７１ｅに対してそれぞれ異なる形状補正を施す必要がなくなり、レンズＬＰの収差性能にもばらつきが生じにくい。

本実施形態の成形装置１００によれば、成形金型４０が型開き状態となって部分的開放状態となった遮蔽機構８０が、第１金型４１及び第２金型４２を上下に空隙Ｃ１，Ｃ２が形成されるように覆うので、第１及び第２金型４１，４２の型合わせ面ＰＳ１，ＰＳ２の周辺に上下方向の流路を形成することができる。これにより、第１及び第２金型４１，４２の型合わせ面ＰＳ１，ＰＳ２の周辺を緩やかに通過する外気流Ｆ１，Ｆ２を形成することができ、第１及び第２金型４１，４２の上部及び下部の間に形成される温度差を低減することができる。つまり、成形金型４０内の温度のばらつきを低減しつつ金型温度を制御することができ、高い面精度のレンズ（光学素子）ＬＰを少ないばらつきで簡易に成形することができる。

なお、遮蔽機構８０において開閉部材８３を省略することもできる。ただし、開閉部材８３を設ける方が取出装置２０のアーム２１の挿入を確保しつつ遮蔽機構８０による空隙Ｃ１，Ｃ２のサイズ調整を容易にできる。開閉部材８３を設けない場合、成形金型４０が型開き状態にある時の型合わせ面ＰＳ１，ＰＳ２の間隔がＤであるとすると、空隙Ｃ１，Ｃ２の幅Ｗは、成形品ＭＰやアーム２１の寸法を考慮しつつ間隔Ｄ以下とすることが望ましい。

〔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。第２実施形態の成形装置等は、第１実施形態の成形装置等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態の成形装置等と同様であるものとする。

図８に示すように、遮蔽機構８０は、第２遮蔽部材８２のみを備える。つまり、第１金型４１側に設けられていた第１遮蔽部材８１が省略されている。この場合も、第１及び第２金型４１，４２の型合わせ面ＰＳ１，ＰＳ２の周辺に上下方向の流路を形成することができ、第１及び第２金型４１，４２の上部及び下部の間に形成される温度差を低減することができる。つまり、成形金型４０内の温度のばらつきを低減しつつ金型温度を制御することができ、高い面精度のレンズ（光学素子）ＬＰを少ないばらつきで簡易に成形することができる。

なお、図示を省略するが、遮蔽機構８０は、第２遮蔽部材８２に代えて第１遮蔽部材８１のみを備えるものとできる。つまり、第２金型４２側に設けられていた第２遮蔽部材８２を省略した構造とすることもできる。

〔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。第３実施形態の成形装置等は、第１実施形態の成形装置等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態の成形装置等と同様であるものとする。

図９に示すように、遮蔽機構８０に設けた第２遮蔽部材１８２には、上側の上部壁体８１ａに開閉部材８３を設けるだけでなく、下側の下部壁体８１ｄにも開閉可能な開閉部材１８３を設けている。開閉部材１８３は、駆動装置８４に駆動されて取出装置２０に同期して動作し、実線で示す閉状態と点線で示す開状態との間で切り替え動作可能になっている。

〔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。第４実施形態の成形装置等は、第１実施形態の成形装置等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態の成形装置等と同様であるものとする。

図１０に示すように、遮蔽機構８０に設けた第１遮蔽部材８１は、薄い板状の遮熱部材８ａを一対の耐熱部材８ｂで挟んだ構造を有する。第２遮蔽部材８２も、薄い板状の遮熱部材８ａを一対の耐熱部材８ｂで挟んだ構造を有する。遮熱部材８ａは、例えばアルミニウムやステンレス鋼などの金属、ＰＭＭＡやベークライトなどの樹脂、またはアルミナやジルコニア等のセラミックス等の材料で形成され、耐熱部材８ｂは、例えばアルミニウムやステンレス鋼などの金属、ＰＭＭＡやベークライトなどの樹脂、またはアルミナやジルコニア等のセラミックス等の材料で形成される。

〔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。第５実施形態の成形装置等は、第１実施形態の成形装置等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態の成形装置等と同様であるものとする。

図１１に示すように、遮蔽機構２８０は、第１遮蔽部材２８１Ａ、第２遮蔽部材２８２Ａ、第３遮蔽部材２８１Ｂ、及び第４遮蔽部材２８２Ｂを備える。第１遮蔽部材２８１Ａは、第１金型４１のうち取付板６４の側面部分に接するように固定され、第２遮蔽部材２８２Ａは、第１金型４１のうち型板６１の側面部分に接するとともに取付板６４に埋め込むように固定されている。第２遮蔽部材２８２Ａは、第２金型４２のうち取付板７４の側面部分に接するように固定され、第４遮蔽部材２８２Ｂは、第２金型４２のうち型板７１の側面部分に接するとともに取付板７４に埋め込むように固定されている。本実施形態のように、遮蔽部材２８１Ａ，２８１Ｂ，２８２Ａ，２８２Ｂが金型４１，４２に近いほど遮蔽部材２８１Ａ，２８１Ｂ，２８２Ａ，２８２Ｂによる遮熱の効果が高まるといえる。遮熱部材は第１金型４１、第２金型４２それぞれよりも熱伝導率の低い材料、例えばセラミックス等の材料で形成される。

以上、実施形態に即して本発明に係る成形装置等を説明したが、本発明に係る成形装置等は上記のもの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、第１金型４１及び第２金型４２で構成される成形金型４０に設ける成形空間ＣＶの形状は、様々な形状とすることができる。すなわち、金型凹部６１ｅ，７１ｅ等によって形成される成形空間ＣＶの形状は、単なる例示であり、レンズＬＰその他の光学素子の用途等に応じて適宜変更することができる。例えば、レーザープリンター用のｆθレンズを成形するための成形空間ＣＶを形成してもよい。ｆθレンズの場合、遮蔽機構８０によってゲート側と反ゲート側との間の温度差を低減できる。

また、上記実施形態において、図示では４つのレンズＬＰが一括して成形されるが、２つ以上又は５つ以上のレンズＬＰが一括して成形されるものとできる。

また、上記実施形態において、第１及び第２遮蔽部材８１，８２の形状は、四角筒状に限らず、円筒その他の様々なものとできる。

取出装置２０のアーム２１は、第１及び第２金型４１，４２の側方から挿入するものとできる。この場合、遮蔽機構８０において上部に開閉部材８３を設ける必要はないが、側部壁体８１ｂ，８１ｃ，８２ｂ，８２ｃ等においてアーム２１を通すための開閉部材８３や切り欠きＧを設けることができる（図１２参照）。この際、第１遮蔽部材８１から側部壁体８１ｂ，８１ｃを取り除いたり、第２遮蔽部材８２から側部壁体８２ｂ，８２ｃを取り除いたりすることもできる。

遮蔽機構８０が部分的開放状態にあるときに形成される空隙Ｃ１，Ｃ２は、縦方向に貫通するものに限らず、横方向に延びるものであってもよい（図１３参照）。

また、上記実施形態において、成形品ＭＰをエジェクターピン７５ａ，７５ｂ等で突き出して第２金型４２から離型したが、取出装置２０によって離型してもよい。

また、上記実施形態において、成形品ＭＰが第２金型４２に残ったが、第１金型４１に残ってもよい。

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、 １６ａ…シリンダー、 １６ｄ…ノズル、 ２０…取出装置、 ２１…アーム、 ３０…制御装置、 ４０…成形金型、 ４１…第１金型、 ４２…第２金型、 ４５…エジェクター駆動部、 ６１…型板、 ６２…コア型、 ６４…取付板、 ６６…スプルー孔、 ７１…型板、 ７４…取付板、 ８０…遮蔽機構、 ８１…第１遮蔽部材、 ８２…第２遮蔽部材、 ８３…開閉部材、 ８４…駆動装置、 １００…成形装置、 Ｃ１，Ｃ２…空隙、 ＣＶ…成形空間、 Ｆ１，Ｆ２…外気流、 ＦＣ…流路空間、 ＯＰ１…開口、 ＯＰ２…開口、 ＬＰ…レンズ、 ＭＰ…成形品、 ＯＳ１…光学面、 ＯＳ２…光学面、 Ｗ…幅

Claims (9)

1. 第１転写面を有する第１金型と、
   前記第１金型に対向して水平側方に配置され、第２転写面を有する第２金型と、
   前記第１金型と前記第２金型とを当接させた型閉じ状態と、前記第１金型と前記第２金型とを離間させた型開き状態とにする開閉駆動装置と、
   前記型閉じ状態で前記第１及び第２金型の周囲を覆って実質的に閉じた空間を形成するとともに、前記型開き状態で前記第１金型及び前記第２金型の周囲のうち少なくとも上下を空隙が形成されるように覆う遮蔽機構と、
   を備える成形装置。
2. 前記遮蔽機構は、前記第１金型側に固定されて前記第１金型とともに移動する第１遮蔽部材と、前記第２金型側に固定されて前記第２金型とともに移動する第２遮蔽部材とを有する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遮蔽部材と前記第２遮蔽部材とは、閉状態で互いに部分的に入れ子状に重ね合わされる筒状部材であることを特徴とする請求項２に記載の成形装置。
4. 前記第１金型は、複数の第１転写面部分を有し、前記第２金型は、前記複数の第１転写面部分に対応する複数の第２転写面部分を有し、複数個の成形品を一括して形成可能に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. 前記遮蔽機構は、パネル状の遮熱部材を有す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成形装置。
6. 前記遮熱部材は、２種以上の材料を重ね合わせることによって形成されることを特徴とする請求項５に記載の成形装置。
7. 前記第１転写面及び前記第２転写面は、光ピックアップ用の３互換タイプの対物レンズを形成するためのもの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. 前記遮蔽機構は、開閉部材を有す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. 第１転写面を有する第１金型と第２転写面を有する第２金型とを水平側方に対向配置した状態で備える成形金型を用いた光学素子の製造方法であって、
   前記第１金型と前記第２金型とを当接させた型閉じ状態とすることにより成形空間を形成するとともに、前記第１及び第２金型の周囲を覆って実質的に閉じた空間を形成する第１工程と、
   前記成形空間に樹脂を供給し、前記成形空間中で前記光学素子を含む成形品を成形する第２工程と、
   前記第１金型と前記第２金型とを離間させた型開き状態とするとともに、遮蔽機構によって前記第１金型及び前記第２金型の周囲のうち少なくとも上下を空隙が形成されるように覆う第３工程と、
   を備えることを特徴とする光学素子の製造方法。

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