JP4797989B2 - 光学部品の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は，光学部品を成形する光学部品の製造装置に関する。さらに詳細には，小物（外径が２ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内）で高精度（面粗度がＲａ２０ｎｍ以下）な光学部品を成形対象とする光学部品の製造装置に関するものである。

近年，対物レンズ等の光学部品は，プラスチック等の熱可塑性樹脂の射出成形によって製造されている（例えば，特許文献１や特許文献２参照）。プラスチックを利用して光学部品を成形すると，均一な形状の製品を迅速に製造することができるため，大量生産に適している。このプラスチックレンズを利用する光学機器は，年々小型化および高性能化しており，それにともなってプラスチックレンズに対する小型化および高精度化の要求も高まっている。

またこの他，光学部品の量産に関する技術として，１回の型締め・樹脂充填によって成形可能な成形品の数を多数個とする，いわゆる多数個取りの技術が検討されている。多数個取り用の金型は，固定金型の中央に配置された１本のスプルー部を備え，そのスプルー部を中心として複数本のランナー部が延びている。すなわち，スプルー部の回りにレンズの転写部が対称に備えられている。この多数個取りの技術では，各転写部への転写性のバラツキを低減しつつ，いかに多数個取りの個数を増やすかが採算に大きく影響する。
特開平１１−４２６８５号公報 特開２００１−２７２５０１号公報

しかしながら，小物でかつ高精度な光学部品を多数個取りするには，次のような問題があった。すなわち，小物でかつ高精度な光学部品では，極めて良好な転写性が要求される。そのため，多数個取りを行う成形機では，良好な転写性を確保するためにランナー部の厚さ（ランナー径）を厚くしている。しかし，ランナー径を厚くすると，ランナー部が固化するまでに時間がかかる。つまり，ランナー部が固化する時間で冷却時間が決定され，製造サイクルの短縮化が困難になる。

また，射出成形機では，一般的に，金型の加工精度や金型の圧接・離間時に生じる金型のひずみに起因する面シフト（光軸に垂直な方向へのレンズ面のずれ）やチルト（光軸に対するレンズ面の角度のずれ）等が光学特性に大きな影響を与える。そのため，光学部品を製造する際には，成形品の偏芯の評価や転写部材の位置調節を正確に行う必要があるが，成形品が小物であるほど困難になる。

本発明は，前記した従来の光学部品の製造装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，小物でかつ高精度な光学部品の多数個取りが可能であって，良好な転写性の確保と，製造サイクルの短縮化との両立が図られた光学部品の製造装置を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた光学部品の製造装置は，固定側金型と，その固定側金型に対して接離可能に設けられた可動側金型とを有し，可動側金型と固定側金型とを圧接させる際の型締め力が１５０ｋＮ以下であり，固定側金型と可動側金型とを圧接させた状態で，投影面積が１ｃｍ² 〜１２ｃｍ² のランナー部が構成され，そのランナー部を通って金型間の製品転写部に樹脂材料を充填することにより，外径が２ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内であるとともに光学面の面粗度がＲａ２０ｎｍ以下である光学部品を，１回の型締めにより，少なくとも４個の多数個取りが可能であることを特徴とするものである。

すなわち，本発明の光学部品の製造装置は，小物（外径が２ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内）でかつ高精度（光学面の面粗度がＲａ２０ｎｍ以下）である光学部品を成形するものであって，１回の型締めにより，少なくとも４個の多数個取りが可能な成形機である。なお，多数個取りの個数は，良好な転写性の確保を考慮すると，１６個以内であることが望ましい。本発明の光学部品の製造装置では，そのような光学部品を成形対象とする金型の，ランナー部の投影面積を１ｃｍ^２ 〜１２ｃｍ^２ の範囲内と規定している。そして，ランナー径およびランナー長は，上記の範囲を満たすように規定される。つまり，ランナー部の投影面積が１２ｃｍ^２ 以下であれば，ランナー部の冷却・固化に必要な時間は短い。また，ランナー部の投影面積が１ｃｍ^２ 以上であれば，良好な転写性を確保できる。従って，ランナー部の投影面積を上記の範囲内とすることで，良好な転写性の確保と，製造サイクルの短縮化との両立が図られる。さらには，ランナー部の容積が小さいことから，廃棄部分の材料費を削減できる。

また，本発明の光学部品の製造装置は，ランナー部のパターンが直交２方向によって構成されているとよい。そして，そのようなランナー部を有する光学部品の製造装置は，固定金型と前記可動金型との少なくとも一方の金型に挿入され，圧接面から見た外形形状が矩形である転写部材を有し，その転写部材に製品転写部が設けられていることとするとよりよい（以下，転写部材を支持する金型を「ベース金型」とする）。転写部材は，ベース金型との位置を調節するものであり，転写部材の位置，すなわち製品転写部の位置を調節することで，軸ずれ等の不具合が抑制される。

ランナー部のパターンが直交２方向によって構成された光学部品の製造装置では，外形形状が矩形である転写部材の外形端面を，ベース金型（固定側金型，可動側金型）の外形端面に対して平行になるように配置することができる。そして，そのように配置することで，ベース金型の水平・垂直方向と軸ずれの調節方向とを一致させることができる。そのため，成形品の偏芯評価が直交２軸の測定で足りる。さらに，転写部材の位置調節も直交２軸の調節で足りる。よって，成形品の偏芯の評価や転写部材の位置調節が簡便になる。

また，本発明の光学部品の製造装置は，ランナー部のパターンがスプルー部から放射状に広がるように構成されていてもよい。そして，そのようなランナー部を有する光学部品の製造装置は，固定金型と前記可動金型との少なくとも一方の金型に挿入され，圧接面から見た外形形状が円形である転写部材を有し，その転写部材に製品転写部が設けられていることとするとよりよい。すなわち，転写部材は，その外形が円形形状であることから，同時・円周加工とすることができ，真円度，同軸度等の加工精度が向上する。さらに，高精度な偏芯加工も可能となり，例えばあらかじめ偏芯させた転写部材を回転させることにより高精度な位置調節が容易となる。

また，本発明の光学部品の製造装置では，可動側金型と固定側金型とを圧接させる際の型締め力が１５０ｋＮ以下である。すなわち，ランナー部の投影面積が小さいことから，金型の型締め力は多くても１５トンあれば足りる。従って，型締め力が１５トン以下のいわゆる小型成形機に本発明を適用することにより，省スペース化，省エネルギー化を図ることができる。

また，本発明の光学部品の製造装置では，ランナー部がスプルー部からゲート部に至るまでの間に１回〜３回の範囲内で屈曲し，各屈曲部には樹脂溜まりが設けられていることとするとよりよい。屈曲部としては，Ｔ字状の分岐箇所や折り曲げ箇所等が該当する。すなわち，各屈曲部に樹脂溜まりを設けることで，溶融樹脂の流動先端部（低温部分）をその樹脂溜まりに留まらせることができる。よって，製品転写部に流入する樹脂は高温であり，良好な転写性を維持することができる。

また，本発明の光学部品の製造装置では，転写部材の光学面の転写部に光学部品の光軸を中心とした輪帯状の段差が設けられることとしてもよい。例えば，転写面に光路差付与構造（例えば，回折レンズ）を設ける場合，段差によって生じる溝部まで樹脂を充填するには極めて良好な転写性が要求される。そこで，転写面に光路差付与構造を有する光学部品の多数個取りを行う製造装置に本発明を適用すれば，溝部まで良好に転写することができる。

なお，本明細書において「光路差付与構造」とは，光軸を含む中心領域とその中心領域の外側に微細な段差をもって分割された複数の輪帯とから構成される構造である。さらに，所定の温度においては，隣接する輪帯間で入射光束の波長の整数倍の光路差を発生し，温度がその所定の温度から変化した場合においては，屈折率変化に伴い，隣接する輪帯間で発生する光路差が入射光束の波長の整数倍からずれるような特性を有する構造を指す。かかる「光路差付与構造」の具体的な構造は，例えば中心領域の外側に隣接する輪帯が，中心領域に対して光路長が長くなるように光軸方向に変移して形成され，最大有効径位置における輪帯が，その外側に隣接する輪帯に対して光路長が長くなるように光軸方向に変移して形成され，最大有効径の７５％の位置における輪帯が，その内側に隣接する輪帯とその外側に隣接する輪帯とに対して光路長が短くなるように光軸方向に変移して形成されている構造である。

本発明の光学部品の製造装置によれば，ランナー部の投影面積を規定することにより，冷却時間の短縮と転写性の低下の抑制とを両立させている。よって，小物でかつ高精度な光学部品の多数個取りが可能であって，良好な転写性の確保と，製造サイクルの短縮化との両立が図られた光学部品の製造装置が提供されている。

第１の形態に係るプラスチックレンズの成形機の概略構成（金型離間）を示す図である。 第１の形態に係るプラスチックレンズの成形機の概略構成（金型圧接）を示す図である。 第１の形態に係るプラスチックレンズの成形金型の概略構成を示す断面図である。 第１の形態に係るプラスチックレンズの成形金型の圧接面を示す図である。 ランナー部の冷却時間と投影面積との関係を示す図である。 第１の形態に係る成形金型のランナーパターンの一例（４個取り）を示す断面図である。 第１の形態に係る成形金型のランナーパターンの一例（８個取り）を示す断面図である。 第１の形態に係る成形金型のランナーパターンの一例（８個取り）を示す断面図である。 第１の形態に係る成形金型のランナーパターンの一例（１６個取り）を示す断面図である。 第１の形態に係る成形金型のランナーパターンの一例（１６個取り）を示す断面図である。 第１の形態に係るランナー部の樹脂溜まりのイメージを示す図である。 第１の形態に係るキャビティの位置調節機構の概略を示す図（調整前）である。 第１の形態に係るキャビティの位置調節機構の概略を示す図（調整後）である。 第２の形態に係るプラスチックレンズの成形金型の圧接面を示す図である。 第２の形態に係る成形金型のランナーパターンの一例（４個取り）を示す断面図である。 第２の形態に係る成形金型のランナーパターンの一例（８個取り）を示す断面図である。 第２の形態に係る成形金型のランナーパターンの一例（８個取り）を示す断面図である。 第２の形態に係る成形金型のランナーパターンの一例（１６個取り）を示す断面図である。 第２の形態に係る成形金型のランナーパターンの一例（１６個取り）を示す断面図である。 第２の形態に係る成形金型のランナーパターンの一例（折れ曲がり）を示す断面図である。 第２の形態に係る成形金型のランナーパターンの一例（折れ曲がり）を示す断面図である。 第２の形態に係る成形金型のランナーパターンの一例（折れ曲がり）を示す断面図である。 第２の形態に係るランナー部の樹脂溜まりのイメージを示す図である。 第２の形態に係るキャビティの位置調節機構の概略を示す図（その１）である。 第２の形態に係るキャビティの位置調節機構の概略を示す図（その２）である。 第２の形態に係るキャビティの位置調節機構の概略を示す図（その３）である。 回折レンズの転写性の良否を示す図（転写性不良）である。 回折レンズの転写性の良否を示す図（転写性良好）である。 成形金型の全体構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 固定金型（固定側金型）
１０ 固定プラテン
１１ キャビティ（転写部材）
１２ コア（転写部材）
１３ ベース金型
２ 可動金型（可動側金型）
２０ 可動プラテン
２１ キャビティ（転写部材）
２２ コア
２３ ベース金型
５０ 製品転写部
５１ ゲート部
５２ ランナー部（ランナー部）
５３ スプルー部
５４ 樹脂溜まり
１００ 成形機（光学部品の製造装置）

以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお，本実施の形態は，プラスチックレンズの成形機に本発明を適用したものである。成形品であるプラスチックレンズは，外径が２ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内であり，その光学面の面粗度がＲａ２０ｎｍ以下であるものを対象としている。なお，プラスチックレンズは，レンズ部とその外周に形成されたフランジ部とから構成される。フランジ部はレンズホルダ等に支持される部分である。このプラスチックレンズは，例えば，光ピックアップ装置等の光ピックアップ光学系やカメラ機能付き携帯電話等の撮像光学系に利用される。とりわけ，外径が２ｍｍ〜７ｍｍの範囲内のプラスチックレンズは，光ピックアップ光学系用に高精度なものを大量に生産することが求められるので，本発明が特に好適である。

［第１の形態］
図１および図２は，本形態の成形機１００の概略構成を示している。なお，図１は金型を離間させた状態を示しており，図２は金型を圧接させた状態を示している。また，図３，図４および図２３は，本形態の金型の概略構成を示している。なお，図３および図２３は圧接させた状態の側面断面を，図４は固定金型の圧接面をそれぞれ示している。図３は図２３の破線部分を拡大した図である。

具体的に，本形態のプラスチックレンズの成形機１００は，図１あるいは図２に示すように固定金型１を備えた固定プラテン１０と，固定金型１に対して圧接・離間可能に設けられた可動金型２を備えた可動プラテン２０とを有している。本形態の成形機１００は，型締め力が１５０ｋＮ以下の小型成形機である。

固定プラテン１０には，溶融樹脂の注入口が設けられており，射出部８０によって金型内に樹脂が射出される。射出部８０については，プリプラ方式のものであってもインラインスクリュ方式のものであってもよい。

また，成形機１００は，図３に示すように，固定金型１のベース金型１３には，キャビティ１１が挿入されており，さらにそのキャビティ１１には，コア１２が挿入されている。また同じく，可動金型２のベース金型２３には，キャビティ２１が挿入されており，さらにそのキャビティ２１には，コア２２が挿入されている。すなわち，キャビティおよびコアは，ベース金型の入れ子として構成されている。本明細書では，プラスチックレンズのレンズ部を形作る転写部が形成された部材を「コア」とし，レンズ部の外周に位置するフランジ部を形作る転写部が形成された部材を「キャビティ」とする。

また，ベース金型１３は，圧接面（ＰＬ面）から見た外形形状が矩形である。さらに，キャビティ１１についても，図４に示すように，圧接面から見た外形形状が矩形であり，その外形端面がベース金型１３の外形端面に対して平行になるように配置されている。また，コア１２については，圧接面から見た外形形状が円形である。可動金型２の構成も同様である。

具体的にベース金型１３には，キャビティ１１を収容するためのポケット（凹み）が設けられており，そのポケットの幅がキャビティ１１の幅よりも僅かに広い。そして，キャビティ１１を収容した際に生じるキャビティ１１とベース金型１３との隙間をスペーサブロックによって充填している。このスペーサブロックにより，キャビティ１１の位置を調節するとともにキャビティ１１を固定している。なお，キャビティ１１の位置調節の詳細については後述する。

また，固定金型１と可動金型２とが圧接することにより，一体となった金型内部に空隙が形成される（図３および図２３参照）。この空隙は，製品転写部５０，ゲート部５１，ランナー部５２，および溶融樹脂の注入口からランナー部５２までの溶融樹脂の流路となるスプルー部５３とによって構成される。

また，転写部材の転写部の表面には，金属メッキを施すことが好ましい。金属メッキ層は，１０〜１００μｍの範囲で，適宜厚さを決定する。また，転写面に光路差付与構造（例えば，回折レンズ）を設ける場合は，このメッキ層を切削加工して設けることが好ましい。また，離型性向上や型保護のため，窒化クロム，窒化チタン，ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などによる表面処理を行ってもよい。これにより，成形・転写する際，金型内における樹脂の流動性や，型から成形品を取り出す際の剥離性（離型性）等が向上する。

続いて，本形態の成形機１００におけるプラスチックレンズの作製過程について説明する。なお，本形態の成形機１００は，多数個取り用の成形機であるが，説明の便宜を図るため，以下の説明では１つのプラスチックレンズの作製過程として説明する。本形態の成形機１００では，両金型が圧接された状態で，溶融樹脂がスプルー部，ランナー部５２およびゲート部５１を順に介して製品転写部５０に流入する。金型内に流入した樹脂が製品転写部５０まで行き渡り，冷却・固化した後，可動金型２を固定金型１から離間させる。そして，エジェクタ等によって成形品が取り出される。取り出された成形品３０は，プラスチックレンズ本体の他，プラスチックレンズの光学面の外周に位置するフランジ部と，スプルー部，ランナー部５２およびゲート部５１に対応する部分とが一体的に形成されている。そして，後のカット工程でゲート部５１に対応する部分が切り離されることにより，プラスチックレンズが抽出される。

プラスチックレンズの成形条件としては，例えば溶融樹脂として非晶質ポリオレフィン系樹脂を利用する場合，金型の温度を１２０℃とし，樹脂温度を２８０℃とし，射出速度を５０ｍｍ／ｓｅｃとし，保持圧力を１００ＭＰａとする。非晶質ポリオレフィン系樹脂としては，例えば，Ｚｅｏｎｅｘ（登録商標：日本ゼオン），Ａｐｅｌ（登録商標：三井化学）が挙げられる。

なお，本形態の成形機１００に使用されるプラスチック樹脂としては，光学材料として一般的に用いられる透明樹脂材料であればよい。例えば、特願２００４−１４４９５１号，特願２００４−１４４９５３号，特願２００４−１４４９５４号等に記載されているような樹脂を適宜好ましく採用することができる。具体的にはアクリル樹脂，環状オレフェン樹脂，ポリカーボネート樹脂，ポリエステル樹脂，ポリエーテル樹脂，ポリアミド樹脂，ポリイミド樹脂等が挙げられる。

また，プラスチック樹脂は，温度が上昇することにより屈折率が低下してしまうが，大部分の無機粒子は温度が上昇すると屈折率が上昇する。そこでこれらの性質をあわせて打ち消しあうように作用させることにより，屈折率変化が生じないようにする技術が知られている。そのためには，母材となる樹脂に３０ｎｍ以下，好ましくは２０ｎｍ以下，さらに好ましくは１０〜１５ｎｍの範囲内の無機粒子を分散させるとよい。

続いて，プラスチックレンズの多数個取りについて説明する。本形態のプラスチックレンズの成形機１００では，１回の型締めにより４個〜１６個の成形品の取り出しが可能である。さらに，本形態の成形機１００では，ランナー部５２全体の投影面積を，１．０ｃｍ^２ 〜１２．０ｃｍ^２ の範囲内とする。そして，ランナー径およびランナー長は，上記の範囲を満たすように規定される。

本出願人は，実験により，ランナー部の樹脂の冷却時間とランナー部の投影面積との間に関連があることを見出した。図５は，ランナー部の冷却時間とランナー部の投影面積との関係を示している。なお，製品部冷却時間は，製品（プラスチックレンズ）の厚さによって変わる。本形態の成形機は，携帯電話の撮影光学系や光ピックアップ光学系用のレンズを想定しており，それらの厚さは１ｍｍ前後である。そのため，本実験では製品部の厚さを１ｍｍとする。

図５に示すように，ランナー部の投影面積が１２ｃｍ^２ 以下であれば，ランナー部の冷却時間が製品部の冷却時間よりも短い。そのため，ランナー部の方が製品部よりも早く冷却する。従って，ランナー部の冷却・固化の時間は，製品サイクルタイムに影響を与えない。一方，ランナー部の投影面積が１２ｃｍ^２ よりも大きいと，ランナー部の樹脂の冷却時間が製品部の冷却時間よりも長い。そのため，ランナー部の冷却待ち時間を確保する必要があり，製品サイクルタイムが長くなる。

また，本出願人は，製品転写部への転写性とランナー部の投影面積との間の関連を評価した。表１にランナー部の投影面積（単位：ｃｍ^２ ）毎に製品の良品率を評価した結果を示す。

表１に示すように，ランナー部の投影面積が１．０ｃｍ^２ 以上であれば，良品率が高く，良好な結果が得られた（評価結果：○）。一方，ランナー部の投影面積が０．８ｃｍ^２ ，０．９ｃｍ^２ のときは，良品率が低く，良好な結果は得られなかった（評価結果：△）。また，ランナー部の投影面積が０．７ｃｍ^２ 以下であれば，良品率が極めて低く，歩留りが悪い結果となった（評価結果：×）。

すなわち，ランナー部５２の投影面積が１．０ｃｍ^２ よりも小さくなると，必然的にランナー径が小さくなる。そのため，製品転写部５０への転写性の悪化が懸念される。一方，ランナー部５２の投影面積が１２．０ｃｍ^２ よりも大きくなると，必然的にランナー径が大きくなる。そのため，ランナー部５２の樹脂の冷却・固化時間が長くなり，製造サイクルタイムが長くなる。従って，ランナー部５２の投影面積を１．０ｃｍ^２ 〜１２．０ｃｍ^２ の範囲内とすることが，転写性を確保しつつ製造サイクルタイムを短くするには好適である。

また，本形態の金型は，その中心に１本のスプルー部を備えている。そして，そのスプルー部を中心として，複数本のランナー部５２がベース金型の外形端面と平行・直交する方向に延びている。また，ランナー部５２は，スプルー部から製品転写部５０に至るまでに１回〜３回程度分岐している。さらに，ランナー部５２の分岐点は，溶融樹脂が均等に分岐するようにＴ字状になっている。つまり，ランナー部５２のパターンは，直交２方向によって構成されている。また，スプルー部の分岐点から各製品転写部５０までの各ランナー長は，ほぼ同一となっている。

次に，多数個取りを行うためのランナー部５２のパターンについて，図６（４個取り），図７Ａ，図７Ｂ（８個取り），図８Ａ，図８Ｂ（１６個取り）に例示する。なお，これらのパターンはあくまでも例示であり，コアおよびキャビティの構成を以下のパターンに限るものではない。

例えば，図６に示した４個取りの金型の場合には，スプルー部５３から２流路（ランナー部５２）に分岐する。さらに，各ランナー部５２は，さらにＴ字形状の分岐点によって直交方向の２流路に分岐し，その先に製品転写部５０がそれぞれ設けられている。すなわち，ランナー部５２の分岐を１回行うことにより製品転写部５０に達している。

また，図７Ａに示した８個取りの金型の場合には，スプルー部５３から２流路（ランナー部５２）に分岐する。さらに，各ランナー部５２は，さらに直交方向の２流路に分岐し，その先でさらに直交方向の２流路に分岐し，さらにその先に製品転写部５０がそれぞれ設けられている。すなわち，ランナー部５２の分岐を２回行うことにより製品転写部５０に達している。また，図７Ｂに示した８個取りの金型の場合には，スプルー部５３から４流路（ランナー部５２）に分岐する。さらに，各ランナー部５２は，さらに直交方向の２流路に分岐し，その先に製品転写部５０がそれぞれ設けられている。すなわち，ランナー部５２の分岐を１回行うことにより製品転写部５０に達している。

また，図８Ａに示した１６個取りの金型の場合には，スプルー部５３から２流路（ランナー部５２）に分岐する。さらに，各ランナー部５２は，直交方向への分岐を３回行うことにより製品転写部５０に達している。また，図８Ｂに示した１６個取りの金型の場合には，スプルー部５３から４流路（ランナー部５２）に分岐する。さらに，各ランナー部５２は，直交方向への分岐を２回行うことにより製品転写部５０に達している。

いずれのパターンであっても，スプルー部５３の分岐点から各製品転写部５０までの各ランナー長は，パターンごとにほぼ同一となっている。また，ランナー部５２については，１回〜３回の範囲内で分岐し，その分岐部では樹脂溜まりが設けられていることが好ましい。すなわち，ランナー部５２内を流動する溶融樹脂の温度は２００℃〜３００℃と非常に高い。一方，金型の温度は７０℃度〜１５０℃と低い。そのため，溶融樹脂の流動先端部では，樹脂の温度が低下してしまう。この温度低下は，ランナー径が小さいほど顕著になる。そこで，図９に示すようにランナー部５２を途中で分岐し，その分岐部に樹脂溜まり５４を設けることにより，温度が低下した樹脂をその樹脂溜まり５４に留まらせることができる。この結果，製品転写部５０に流入する樹脂は，高温状態が保たれる。よって，転写性の向上が図られる。なお，樹脂溜まり５４は，ランナー部５２の分岐部に位置するものに限らない。すなわち，ランナー部５２の途中が折り曲げられているならば，その折り曲げ部に設けてもよい。

また，分岐もしくは折り曲げの回数が４回以上となると，流路中の抵抗が大きくなる。抵抗が大きくなると分岐部あるいは折り曲げ部での圧力損失が大きくなり，製品転写部５０への保圧が妨げられる。すなわち，転写性が低下してしまう。そのため，ランナー部５２の屈曲（分岐もしくは折り曲げ）は，３回以内であることが望ましい。

続いて，キャビティ１１の位置調節の一例について説明する。本形態の成形金型では，図１０に示すように，キャビティとベース金型との隙間をスペーサブロック１４，２４によって充填している。図１０は，固定金型１側のレンズ部の光軸と可動金型２側のレンズ部の光軸とにずれが生じている金型を示している。図１０に示した金型では，固定金型１側のキャビティ１１の幅が，可動金型２側のキャビティ２１の幅と比較して図１０中のクロスハッチング部分だけ広い。そのため，光軸にずれが生じている。そこで，固定金型１側のキャビティ１１を研削加工等によってそのずれ量（図１０中のクロスハッチング部分）だけ削り落とす。そして，図１１に示すように研削後のスペースに新しいスペーサブロック１５を挿入することにより位置ずれが修正されるのである。

また，本形態の金型では，ランナー部５２のパターンが直交２方向によって構成されており，矩形形状であるキャビティ１１の外形端面もベース金型１３の外形端面に対して平行になるように配置されている。すなわち，ベース金型１３の水平・垂直方向と軸ずれの調節方向とが一致している。そのため，成形品の面別偏芯（固定金型１側のレンズ部と可動金型２側のレンズ部との光軸の軸ずれ）評価は，直交２軸の測定のみでよい。さらに，キャビティの位置調節も直交２軸の調節のみでよい。よって，キャビティの位置の調節量および方向を容易に決定することができる。

以上詳細に説明したように第１の形態の成形機１００では，ランナー部５２の投影面積を１．０ｃｍ^２ 〜１２．０ｃｍ^２ の範囲内とし，ランナー部５２のパターンが４個取り以上の多数個取りが可能な構成とすることとしている。そして，ランナー径およびランナー長が上記の範囲を満たすように規定される。そのため，ランナー部５２のランナー径が小さく，ランナー部５２の冷却時間は短い。また，ランナー部５２のランナー長が短く，製品転写部５０への転写性は良好である。よって，小物で高精度な光学部品を成形対象とし，多数個取りが可能な成形機であって，転写性を確保しつつ，成形サイクルの短縮化が図られた光学部品の製造装置が実現されている。

また，ランナー部５２のパターンは，直交２方向によって構成されている。さらに，圧接面から見たキャビティ１１の外形形状が矩形であり，その外形端面がベース金型１３の外形端面と平行になるように配置されている。そのため，ベース金型の水平・垂直方向と軸ずれの調節方向とを一致させることができる。よって，成形品の偏芯評価は直交２軸の測定で足り，さらに転写部材の位置調節も直交２軸の調節で足りる。従って，成形品の偏芯の評価や転写部材の位置調節が容易である。

また，成形機１００は，型締め力が１５トン（１５０ｋＮ）以下のいわゆる小型成形機である。すなわち，ランナー部の投影面積が１．０ｃｍ^２ 〜１２．０ｃｍ^２ の範囲内と小さいことから，型締め力は多くても１５トンあれば足りる。従って，省スペース化，省エネルギー化を図ることができる。

また，成形機１００では，ランナー部５２がスプルー部５３からゲート部５１に至るまでの間に１回〜３回の範囲内で屈曲し，各屈曲部には樹脂溜まり５４を設けることとしている。すなわち，各屈曲部に樹脂溜まり５４を設けることで，溶融樹脂の流動先端部（低温部分）をその樹脂溜まりに留まらせることができる。よって，製品転写部に流入する樹脂は高温であり，良好な転写性を維持することができる。

［第２の形態］
本形態の成形機は，第１の形態と同様に，固定金型を備えた固定プラテンと，可動金型を備えた可動プラテンとを有している。本形態の成形機は，型締め力が１５０ｋＮ以下の小型成形機である。また，本形態の成形機は，１回の型締めにより４個〜１６個の成形品の取り出しが可能である。

また，各金型は，第１の形態と同様に，ベース金型，キャビティ，およびコアを有している。そして，キャビティおよびコアは，ベース金型の入れ子として構成されている（図３参照）。さらに，第１の形態と同様に，ランナー部全体の投影面積を，１．０ｃｍ^２ 〜１２．０ｃｍ^２ の範囲内とする。そして，ランナー径およびランナー長は，上記の範囲を満たすように規定される。

本形態の成形機では，キャビディの形状が第１の形態と異なる。すなわち，キャビティ１１およびコア１２については，図１２に示すように，圧接面から見た外形形状が円形である。

具体的にベース金型１３には，キャビティ１１を収容するためのポケット（凹み）が設けられており，そのポケット内にキャビティ１１が収容されている。また，キャビティ１１にも，コア１２を収容するためのポケット（凹み）が設けられており，そのポケット内にコア１２が収容されている。さらに，キャビティ１１およびコア１２はともに圧接面から見て円形であり，回転可能に設けられている。この回転により，コア１２の位置を調節することが可能である。なお，コア１２の位置調節については後述する。

また，本形態の成形機の金型は，ランナー部のパターンが第１の形態と異なる。すなわち，本形態の金型は，スプルー部５３を中心として複数本のランナー部５２が放射状に広がっている。また，スプルー部の分岐点から各製品転写部５０までの各ランナー長は，ほぼ同一となっている。また，ランナー部５２は，スプルー部から製品転写部５０に至るまでに１〜３回程度分岐もしくは屈曲していてもよい。

次に，多数個取りを行うためのランナー部５２のパターンについて，図１３（４個取り），図１４Ａ，図１４Ｂ（８個取り），図１５Ａ，図１５Ｂ（１６個取り）に例示する。さらに，図１６Ａ，図１６Ｂ，図１６Ｃに，ランナー部５２の折れ曲がりパターンを例示する。なお，これらのパターンはあくまでも例示であり，コアおよびキャビティの構成を以下のパターンに限るものではない。

例えば，図１３に示した４個取りの金型の場合には，スプルー部５３から４流路（ランナー部５２）に分岐している。具体的に各ランナー部５２は，スプルー部５３から放射状に広がるように形成されている。そして，その先に製品転写部５０が設けられている。

また，図１４Ａに示した８個取りの金型の場合には，スプルー部５３から放射状に８流路（ランナー部５２）に分岐している。また，図１４Ｂに示した８個取りの金型の場合には，スプルー部５３から放射状に４流路（ランナー部５２）に分岐する。さらに，各ランナー部５２は，さらに２流路に分岐し，その先に製品転写部５０がそれぞれ設けられている。すなわち，ランナー部５２の分岐を１回行うことにより製品転写部５０に達している。

また，図１５Ａに示した１６個取りの金型の場合には，スプルー部５３から放射状に１６流路（ランナー部５２）に分岐している。また，図１５Ｂに示した１６個取りの金型の場合には，スプルー部５３から８流路（ランナー部５２）に分岐する。さらに，各ランナー部５２は，分岐を１回行うことにより製品転写部５０に達している。

また，図１６Ａ，図１６Ｂ，図１６Ｃに示したように，ランナー部５２が直角に折れ曲がるパターンを設けてもよい。さらに，その折り曲げ部の端部では樹脂溜まりが設けられている。すなわち，ランナー部５２内を流動する溶融樹脂の温度は２００℃〜３００℃と非常に高い。一方，金型の温度は７０℃度〜１５０℃と低い。そのため，溶融樹脂の流動先端部では，樹脂の温度が低下してしまう。この温度低下は，ランナー径が小さいほど顕著になる。そこで，図１７に示すようにランナー部５２を途中で折り曲げ，その折り曲げ部に樹脂溜まり５４を設けることにより，温度が低下した樹脂をその樹脂溜まり５４に留まらせることができる。この結果，製品転写部５０に流入する樹脂は，高温状態が保たれる。よって，転写性の向上が図られる。なお，樹脂溜まり５４は，ランナー部５２の折り曲げ部に位置するものに限らない。すなわち，図１４Ｂや図１５Ｂに示したように，ランナー部５２に分岐部が設けられているならば，その分岐部に設けてもよい。

続いて，コア１２の位置調節の一例について説明する。本形態の金型には，図１８に示すように，ベース金型１３中に円柱状のキャビティ１１が挿入されている。さらに，キャビティ１１中に円柱状の偏芯スリーブ１４が挿入されている。さらに，偏芯スリーブ１４中に円柱状のコア１２が挿入されている。また，偏芯スリーブ１４の中心は，コア１２の中心から所定量だけ偏芯している。さらに，偏芯スリーブ１４の中心は，キャビティ１１の中心からも所定量だけ偏芯している。なお，図１８は，コア１２の中心とキャビティ１１の中心とが一致している状態を示している。

本形態の金型では，偏芯スリーブ１４を回転させることによってコア１２の位置を変動させることができる。図１９は，図１８に示した状態から偏芯スリーブ１４を１８０度回転させたときの状態を示している。すなわち，偏芯スリーブ１４を１８０度回転させることによってコア１２の中心がキャビティ１１の中心から離される。また，本形態の金型では，キャビティ１１を回転させることによってもコア１２の位置を変動させることができる。図２０は，図１９に示した状態からキャビティ１１を９０度回転させたときの状態を示している。すなわち，キャビティ１１を回転させることによってもコア１２の中心を移動させることができる。つまり，キャビティ１１や偏芯スリーブ１４を回転させるだけで位置ずれが修正されるのである。

なお，ランナー部５２のパターンが放射状の金型に，第１の形態のような外形形状が矩形の転写部材を挿入したとすると，余分な空間ができてしまう。そのため，各ベース金型のサイズが大きくなってしまう。さらには，ランナー長が長くなることも懸念される。従って，本形態のようにランナー部５２のパターンがスプルー部５３から放射状に広がる構成の場合，圧接面から見た外形形状が円形の転写部材を挿入することが好ましい。

以上詳細に説明したように第２の形態の成形機では，ランナー部５２の投影面積を１．０ｃｍ^２ 〜１２．０ｃｍ^２ の範囲内とし，ランナー部５２のパターンが４個取り以上の多数個取りが可能な構成とすることとしている。そして，ランナー径およびランナー長が上記の範囲を満たすように規定される。そのため，ランナー部５２のランナー径は小さく，ランナー部５２の冷却時間は短い。また，ランナー部５２のランナー長は短く，製品転写部５０への転写性は良好である。よって，小物で高精度な光学部品を成形対象とし，多数個取りが可能な成形機であって，転写性を確保しつつ，成形サイクルの短縮化が図られた光学部品の製造装置が実現されている。

また，ランナー部５２のパターンは，スプルー部５３から放射状に広がるように構成されている。さらに，圧接面から見たキャビティ１１の外形が円形形状である。このことから，同時加工および円周加工とすることができ，真円度，同軸度等の加工精度が向上する。すなわち，キャビティ１１の外形が円形形状であると，その外周面およびコア１２を挿入するための内周面とを同時・円周加工することができる。さらに，キャビティ１１にレンズのフランジ部の転写面を形成する際にも，これらの面と同時・円周加工することができる。従って，キャビティ１１を高精度に作製可能である。なお，同時・円周加工としては，例えば旋盤加工が挙げられる。一方，外形が矩形であると，このような同軸同時加工を行うことはできない。そのため，加工ごとに部品を取り替える必要がある。また，数ミクロンからサブミクロンオーダの加工は困難である。

また，キャビティ１１の外形が円形形状であると，高精度な偏芯加工も可能となる。そのため，例えばあらかじめ偏芯させた転写部材を回転させることにより高精度な位置調節が容易となる。さらには，同軸加工が可能なことから，光学面に微細構造（例えば，光路差付与構造）を有するレンズ成形する際には特に有効である。

また，本実施の形態（第１の形態および第２の形態）のように，小物の光学部品の多数個取りを行う場合には，ランナー部５２の投影面積が全投影面積の大半を占める。そのため，そのランナー部５２の投影面積を前記範囲とすることで全投影面積の縮小化が図られ，成形に必要な型締め力も小さくてすむ。よって，使用する成形機についても小型化が可能であり，省エネルギー化，省スペース化を図ることもできる。さらに，ランナー部５２に必要な樹脂容量を抑えることができ，廃棄部分の材料費を削減することができる。

また，回折レンズのように光学面に光路差付与構造を有するレンズを成形対象とする場合，転写性の良否が歩留りの良悪に大きく影響する。すなわち，転写性が悪いと，図２１に示すように転写面に形成された溝部の先端まで樹脂が十分に充填されない。これにより，光学特性に悪影響を与える。本形態の成形機１００では，良好な転写性が確保される。そのため，図２２に示すように転写面に形成された溝部の先端まで樹脂が十分に行き渡る。従って，転写面に光路差付与構造を有する光学部品を成形する際には特に有効である。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，射出部については，プリプラ方式やインラインスクリュ方式に限るものではなく，例えばインラインプランジャ方式のものであってもよい。

また，本実施の形態の成形機１００では，プラスチックレンズの成形金型がコアとキャビティとに分かれているが，これに限るものではない。すなわち，コアとキャビティとが一体化したもの（レンズ部の転写部とフランジ部の転写部と一体となっているもの）であってもよい。

また，成形品である光学部品は，母材となるプラスチック樹脂に微粒子を混合される場合，その混合方法は特に限定されるものではない。すなわち，プラスチック樹脂と微粒子をそれぞれ独立して作成し，その後に両者を混合させる方法，予め作成した微粒子が存在する条件でプラスチック樹脂を作成する方法，予め作成したプラスチック樹脂が存在する条件で微粒子を作成する方法，プラスチック樹脂と微粒子の両者を同時に作成させる方法など，いずれの方法をも採用できる。具体的には，例えば，プラスチック樹脂が溶解した溶液と，微粒子が均一に分散した分散液の二液を均一に混合し，プラスチック樹脂に対して溶解性が乏しい溶液中に打ち合わせることにより，目的とする材料組成物を得る方法を好適に挙げることができるが，これに限定されるものではない。

また，光学部品において，プラスチック樹脂と微粒子の混合の程度は特に限定されるものではないが，望ましくは均一に混合していることとする。混合の程度が不十分の場合には，特に屈折率やアッベ数，光線透過率などの光学特性に影響を及ぼすことが懸念され，また熱可塑性や溶融成形性などの樹脂加工性にも影響を及ぼすことが懸念される。混合の程度は，その作成方法に影響されることが考えられ，プラスチック樹脂及び微粒子の特性を十分に勘案して，方法を選択することが重要である。プラスチック樹脂と微粒子の両者が均一に混合するために，プラスチック樹脂と微粒子を直接結合させる方法等も好適に用いることができる。

Claims (8)

1. 固定側金型と，その固定側金型に対して接離可能に設けられた可動側金型とを有し，
   前記可動側金型と前記固定側金型とを圧接させる際の型締め力が１５０ｋＮ以下であり，
   前記固定側金型と前記可動側金型とを圧接させた状態で，投影面積が１ｃｍ² 〜１２ｃｍ² のランナー部が構成され，そのランナー部を通って前記金型間の製品転写部に樹脂材料を充填することにより，外径が２ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内であるとともに光学面の面粗度がＲａ２０ｎｍ以下である光学部品を，
   １回の型締めにより，少なくとも４個の多数個取りが可能であることを特徴とする光学部品の製造装置。
2. 請求項１に記載する光学部品の製造装置において，
   ランナー部のパターンは直交２方向によって構成されていることを特徴とする光学部品の製造装置。
3. 請求項２に記載する光学部品の製造装置において，
   前記固定側金型と前記可動側金型との少なくとも一方の金型に挿入され，圧接面から見た外形形状が矩形である転写部材を有し，
   その転写部材に製品転写部が設けられていることを特徴とする光学部品の製造装置。
4. 請求項１に記載する光学部品の製造装置において，
   ランナー部のパターンはスプルー部から放射状に広がるように構成されていることを特徴とする光学部品の製造装置。
5. 請求項４に記載する光学部品の製造装置において，
   前記固定側金型と前記可動側金型との少なくとも一方の金型に挿入され，圧接面から見た外形形状が円形である転写部材を有し，
   その転写部材に製品転写部が設けられていることを特徴とする光学部品の製造装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１つに記載する光学部品の製造装置において，
   ランナー部は，スプルー部からゲート部に至るまでの間に１回〜３回の範囲内で屈曲し，各屈曲部には樹脂溜まりが設けられていることを特徴とする光学部品の製造装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１つに記載する光学部品の製造装置において，
   製品転写材の光学面の転写部には，光学部品の光軸を中心とした輪帯状の段差が設けられていることを特徴とする光学部品の製造装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１つに記載する光学部品の製造装置において，
   前記光学部品の外径は，２ｍｍ〜７ｍｍの範囲内であることを特徴とする光学部品の製造装置。

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