JP4955946B2

JP4955946B2 - 回折素子成形金型およびこれを用いて成形された回折素子

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Publication number: JP4955946B2
Application number: JP2005191904A
Authority: JP
Inventors: 秀治立野
Original assignee: Enplas Corp
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Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2025-06-30
Also published as: JP2007010997A

Description

本発明は、回折素子成形金型およびこれを用いて成形された回折素子に係り、特に、キャビティ内に充填される樹脂材料によって、複数の格子溝が整列された回折格子面を有する回折素子を成形するのに好適な回折素子成形金型およびこれを用いて成形された回折素子に関する。

従来から、複数の格子溝が整列された回折格子面を有する回折素子を安価にかつ効率的に製造する方法として、回折素子成形金型を用いた樹脂材料の射出成形が行われていた。

この射出成形においては、高温の溶融樹脂材料を、回折素子成形金型における樹脂材料の通路であるスプール、ランナおよびゲートを経て回折素子本体が成形される空間であるキャビティ内に射出・充填させ、このキャビティに充填された溶融樹脂材料を、スプール、ランナおよびゲート内に充填されている溶融樹脂材料とともに冷却・固化するようになっていた。

これによって、キャビティ内の成形部位である回折素子本体と、スプール、ランナおよびゲート内の成形部位とが一体成形された成形品が得られ、この成形品から回折素子本体を単独にまたはゲート内の成形部位とともに分離することによって、回折素子を得ることができるようになっていた。

ところで、従来から、このような回折素子成形金型を用いた回折素子の成形においては、キャビティ内における溶融樹脂材料の流動性を向上させるために、溶融樹脂材料の温度を高温にするようになっていた。

しかしながら、この高温の溶融樹脂材料によってガスが発生し、このガスがキャビティ内に充満することによって、樹脂材料を金型の細部にわたるまで確実に充填させることができない結果、成形品に対する金型の転写性（特に、格子溝等の金型の細部の転写性）が劣化して、所望の光学性能を得ることができる回折素子を成形することができないといった問題が生じていた。

さらに、キャビティ内に充満するガスによって回折素子成形金型が腐食してしまい、回折素子成形金型の寿命が短くなるといった問題が生じていた。

このような問題を解決することを目的として、これまでにも、例えば、特許文献１に示すように、回折格子面に、格子溝に交差するガス逃げのための交差溝を備えた回折格子部材が提案されている。

特開２００４−１４４９７３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の回折格子部材は、回折格子面に、格子溝を横切る交差溝を形成することになるため、この交差溝が、却って光学性能を劣化させてしまう可能性を否定することはできない。

したがって、従来は、回折素子成形金型の転写性を向上させることによって優れた光学性能を得ることができる回折素子を成形し、かつ、回折素子成形金型の寿命を向上させることができる手段としては、未だに有効な提案がなされていないのが実情であった。

そこで、本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、回折素子の光学性能に悪影響を与えずに回折素子成形金型の転写性を向上させることによって、優れた光学性能を確実に得ることができる回折素子を成形することができ、かつ、回折素子成形金型の寿命を向上させることができる回折素子成形金型およびこれを用いて成形された回折素子を提供することを目的とするものである。

前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に係る回折素子成形金型の特徴は、樹脂材料が充填されるキャビティを有し、前記キャビティ内に充填される樹脂材料によって、回折素子本体の光学機能部における厚み方向において互いに対向する２つの面のうちの少なくとも一方の面が、所定の方向に長尺とされた複数の格子溝が整列された回折格子面とされた回折素子を射出成形する回折素子成形金型において、前記回折格子面における前記格子溝の長手方向の少なくとも一方の端部に隣接する当該回折格子面の外側位置に対応する位置に、前記キャビティ内のガスを前記キャビティの外部に逃がすためのガス逃げ部を有する点にある。

そして、この請求項１に係る発明によれば、回折格子面の格子溝の形状に影響を与えない位置に設けられたガス逃げ部によって、樹脂材料の充填によって発生したガスを、格子溝に沿ってキャビティの外部に効率的に逃がすことが可能となる。

さらに、請求項２に係る回折素子成形金型の特徴は、樹脂材料が充填されるキャビティと、このキャビティと連通されるゲートとを有し、前記キャビティ内に充填される樹脂材料によって、回折素子本体の光学機能部における厚み方向において互いに対向する２つの面のうちの少なくとも一方の面が、所定の方向に沿って長尺とされた複数の格子溝が整列された回折格子面とされた回折素子を射出成形する回折素子成形金型において、前記回折格子面における前記格子溝の長手方向の一方の端部となる前記ゲート側の端部および前記回折格子面における前記格子溝の長手方向の他方の端部となるゲートに対向する側の端部のうちの少なくとも前記ゲートに対向する側の端部に隣接する当該回折格子面の外側位置に対応する位置に、前記キャビティ内のガスを前記キャビティの外部に逃がすためのガス逃げ部を有する点にある。

そして、この請求項２に係る回折素子成形金型によれば、回折格子面の格子溝の形状に影響を与えない位置に設けられたガス逃げ部によって、樹脂材料の充填によって発生したガスを、格子溝に沿ってキャビティ内における当該ガスの流動方向の少なくとも下流側端部に相当する位置からキャビティの外部により効率的に逃がすことが可能となる。

さらにまた、請求項３に係る回折素子成形金型の特徴は、樹脂材料が充填されるキャビティと、このキャビティと連通されるゲートとを有し、前記キャビティ内に充填される樹脂材料によって、回折素子本体の光学機能部における厚み方向において互いに対向する２つの面のうちの少なくとも一方の面が、所定の方向に沿って長尺とされた複数の格子溝が整列された回折格子面とされた回折素子を射出成形する回折素子成形金型において、前記回折格子面における前記ゲート側の端部およびゲートに対向する側の端部のうちの少なくとも前記ゲートに対向する側の端部に隣接する当該回折格子面の外側位置に対応する位置と、前記回折格子面における前記格子溝の長手方向の少なくとも一方の端部に隣接する当該回折格子面の外側位置に対応する位置とに、前記キャビティ内のガスを前記キャビティの外部に逃がすためのガス逃げ部を有する点にある。

そして、この請求項３に係る発明によれば、回折格子面の格子溝の形状に影響を与えない位置に設けられたガス逃げ部によって、樹脂材料の充填によって発生したガスを、キャビティ内における当該ガスの流動方向の少なくとも下流側端部に相当する位置からキャビティの外部に効率的に逃がすことができるとともに、当該ガスを、格子溝に沿ってキャビティの外部により効率的に逃がすことが可能となる。

また、請求項４に係る回折素子の特徴は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回折素子成形金型を用いて成形された点にある。

そして、この請求項４に係る発明によれば、回折格子面の格子溝の形状に影響を与えない位置に設けられたガス逃げ部によって、樹脂材料の充填によって発生したガスを、キャビティの外部に効率的に逃がしつつ成形された回折素子を得ることが可能となる。

本発明の請求項１に係る回折素子成形金型によれば、回折格子面の格子溝の形状に影響を与えない位置に設けられたガス逃げ部によって、樹脂材料の充填によって発生したガスを、格子溝に沿ってキャビティの外部に効率的に逃がすことができる結果、回折素子の光学性能に悪影響を与えずに回折素子成形金型の転写性を向上させることによって、優れた光学性能を確実に得ることができる回折素子を成形することができ、かつ、回折素子成形金型の寿命を向上させることができる回折素子成形金型を実現することができる。

さらに、請求項２に係る回折素子成形金型によれば、回折格子面の格子溝の形状に影響を与えない位置に設けられたガス逃げ部によって、樹脂材料の充填によって発生したガスを、格子溝に沿ってキャビティ内における当該ガスの流動方向の少なくとも下流側端部に相当する位置からキャビティの外部により効率的に逃がすことができる結果、回折素子の光学性能に悪影響を与えずに回折素子成形金型の転写性をさらに向上させることによって、さらに優れた光学性能を確実に得ることができる回折素子を成形することができ、かつ、回折素子成形金型の寿命をさらに向上させることができる回折素子成形金型を実現することができる。

さらにまた、請求項３に係る回折素子成形金型によれば、回折格子面の格子溝の形状に影響を与えない位置に設けられたガス逃げ部によって、樹脂材料の充填によって発生したガスを、キャビティ内における当該ガスの流動方向の少なくとも下流側端部に相当する位置からキャビティの外部に効率的に逃がすことができるとともに、当該ガスを、格子溝に沿ってキャビティの外部により効率的に逃がすことができる結果、回折素子の光学性能に悪影響を与えずに回折素子成形金型の転写性をさらに向上させることによって、さらに優れた光学性能を確実に得ることができる回折素子を成形することができ、かつ、回折素子成形金型の寿命をさらに向上させることができる回折素子成形金型を実現することができる。

また、請求項４に係る回折素子によれば、回折格子面の格子溝の形状に影響を与えない位置に設けられたガス逃げ部によって、樹脂材料の充填によって発生したガスを、キャビティの外部に効率的に逃がしつつ成形された回折素子を得ることができる結果、回折素子の光学性能に悪影響を与えずに回折素子成形金型の転写性を向上させることによって、優れた光学性能を確実に得ることができる回折素子を成形することができ、かつ、回折素子成形金型の寿命を向上させることができる回折素子を実現することができる。

（参考形態）
以下、回折素子成形金型およびこれを用いて成形された回折素子の参考形態について、図１および図２を参照して説明する。

図１は、本参考形態における回折素子成形金型の主要な構成部を、この回折素子成形金型内に成形される成形品とともに示したものである。

本参考形態における回折素子成形金型１は、樹脂材料が充填されるキャビティ２を有している。

また、回折素子成形金型１は、キャビティ２と連通されたゲート３を有しており、このゲート３を樹脂材料が通ることによって、樹脂材料がキャビティ２内に充填されるようになっている。

さらに、回折素子成形金型１は、ゲート３と連通されたランナ５およびこのランナ５と連通されたスプール（図示せず）を有している。

なお、図示はしないが、スプールには、複数のランナ５が放射状に連通され、各ランナ５の先端側に、ゲート３を介してキャビティ２がそれぞれ連通されている。

そして、射出成形の際には、高温の溶融樹脂材料を、スプール、ランナ５およびゲート３を経てキャビティ２内に射出・充填させ、このキャビティ２に充填された溶融樹脂材料を、スプール、ランナ５およびゲート３内に充填されている溶融樹脂材料とともに冷却して固化するようになっている。

これによって、図１に示すように、キャビティ２内の成形部位である回折素子本体６と、ゲート３内の成形部位８、ランナ５内の成形部位９および図示しないスプール内の成形部位とが一体成形された成形品が得られるようになっている。

そして、この成形品から、回折素子本体６を、ゲート３内の成形部位８とともに分離することによって、回折素子１０（図２参照）を得ることができるようになっている。

なお、ゲート３内の成形部位８は、必ずしも回折素子本体６とともに成形品から分離される必要はない。その場合には、回折素子本体６のみによって回折素子１０が構成されることになる。

本参考形態における回折素子成形金型１についてさらに詳述すると、この回折素子成形金型１は、固定側の金型である第１の金型としての固定側回折格子駒１２を有しており、この固定側回折格子駒１２は、回折素子本体６における光の回折に関与する光学機能部１４の成形に用いられるようになっている。

具体的には、固定側回折格子駒１２は、光学機能部１４における厚み方向（図１において横方向）において互いに対向する２つの面のうちの一方の面としての回折格子面１６の形状に相当する金型形状を有している。

なお、図２に示すように、回折格子面１６は、所定の方向に長尺とされた複数の格子溝１５が、これらの格子溝１５の長手方向に直交する方向に整列されていることによって構成されている。

図１に戻って、固定側回折格子駒１２の外側には、固定側の金型である第２の金型としての固定側枠駒１８が周設されている。

この固定側枠駒１８は、回折素子本体６における非光学機能部としての光学機能部１４を包囲する筒状のバレル１９の成形に用いられるとともに、回折素子本体６以外にも、ゲート３内の成形部位８、ランナ５内の成形部位９およびスプール内の成形部位の成形にも用いられるようになっている。

具体的には、固定側枠駒１８は、バレル１９の図１における右端面の形状と、この右端面に連なるバレル１９の図１における右端部側の内周面の形状と、バレル１９の図１における右端面に連なるバレル１９の外周面の図１における右端部側の部位の形状とに相当する金型形状を有している。

また、固定側枠駒１８は、ゲート３内の成形部位８の外周面の図１における右端部の形状に相当する金型形状を有している。

さらに、固定側枠駒１８は、ランナ５内の成形部位９の外周面の図１における右端部の形状に相当する金型形状を有している。

さらにまた、固定側枠駒１８は、スプール内の成形部位の外周面の一部の形状に相当する金型形状を有している。

固定側回折格子駒１２に厚み方向において対向する位置には、可動側の金型である第３の金型としての可動側回折格子駒２０が配設されている。

この可動側回折格子駒２０は、固定側回折格子駒１２に対して遠近可能とされているとともに、固定側回折格子駒１２への近接状態において、固定側回折格子駒１２とともに光学機能部１４の成形に用いられるようになっている。

具体的には、可動側回折格子駒２０は、光学機能部１４における回折格子面１６に厚み方向において対向する面としての平坦な光学面２２の形状に相当する金型形状を有している。

可動側回折格子駒２０の外側には、可動側の金型である第４の金型としての可動側枠駒２３が周設されている。

この可動側枠駒２３は、固定側枠駒１８に対して接離可能とされているとともに、固定側枠駒１８との当接状態において、固定側枠駒１８とともに、バレル１９、ゲート３内の成形部位８、ランナ５内の成形部位９およびスプール内の成形部位の成形に用いられるようになっている。

具体的には、可動側枠駒２３は、バレル１９の図１における左端面の形状と、この左端面に連なるバレル１９の図１における左端部側の内周面の形状と、バレル１９の図１における左端面に連なるバレル１９の外周面の図１における右端部側の部位を除く部位の形状とに相当する金型形状を有している。

また、可動側枠駒２３は、ゲート３内の成形部位８の外周面の図１における右端部を除く部位の形状に相当する金型形状を有している。

さらに、可動側枠駒２３は、ランナ５内の成形部位９の外周面の図１における右端部を除く部位の形状に相当する金型形状を有している。

そして、このような４つの金型１２、１８、２０、２３は、射出成形の際には、図１に示すように、可動側回折格子駒２０が、固定側回折格子駒１２に対して厚み方向に所定の間隔を有した状態で近接する位置まで移動され、可動側枠駒２３が、固定側枠駒１８に接触する位置まで移動されるようになっている。これによって、前述したキャビティ２、ゲート３、ランナ５およびスプールが形成されるようになっている。

また、バレル１９の図１における左端面に対応する位置には、厚み方向に長尺とされたエジェクタピン２４が、可動側回折格子駒２０および可動側枠駒２３を貫通するようにして配設されている。

このエジェクタピン２４は、可動側回折格子駒２０および可動側枠駒２３を、固定側回折格子駒１２および固定側枠駒１８（固定側）から離間する方向（図１における左方向）に移動させて成形品を回折素子成形金型１から取り出す際に、バレル１９の図１における左端面に当接して、成形品を相対的に固定側に押し出すようになっている。

これにより、成形品を可動側回折格子駒２０および可動側枠駒２３から離脱させて固定側に残すことができるようになっている。

そして、本参考形態における回折素子成形金型１は、回折格子面１６におけるゲート３から最も離れた反ゲート３側の端部に隣接する回折格子面１６の外側位置に対応する位置に、キャビティ２内への樹脂材料（溶融樹脂材料）の充填の際に発生するガス（以下、「発生ガス」と称する）をキャビティ２の外部に逃がすためのガス逃げ部を有している。

さらに、回折素子成形金型１は、回折格子面１６におけるゲート３に最も近いゲート３側の端部に隣接する回折格子面１６の外側位置に対応する位置にも、ガス逃げ部を有している。

さらに、本参考形態において、各ガス逃げ部は、固定側回折格子駒１２の外周面に形成された切り欠き部としての２つの駒側切り欠き部２６、２７とされている。

図１に示すように、これらの２つの駒側切り欠き部２６、２７は、回折格子面１６におけるゲート３側の端部およびゲートに対向する側の端部にそれぞれ隣接する回折格子面１６の外側位置に対応する２箇所の位置において、固定側回折格子駒１２の外周面を、厚み方向に沿って平坦面状に切り欠くことによって形成されている。

このような回折素子成形金型１は、既存の回折素子成形金型に軽微な改良（駒側切り欠き部２６、２７の形成）を施すだけで簡便かつ安価に得ることができる。

そして、２つの駒側切り欠き部２６、２７により、固定側回折格子駒１２と固定側枠駒１８との間には、図１に示すように、樹脂材料の流出を防ぎつつ発生ガスのみをキャビティ２の外部に逃がすために好適な間隙ｄ_１が確保されている。

この間隙ｄ_１の寸法は、コンセプトに応じて種々変更することができるが、好ましくは０．０１〜０．１ｍｍ（より好ましくは、０．０１〜０．０５ｍｍ）とされている。

また、駒側切り欠き部２６、２７は、回折格子面１６の外側位置に対応する位置に形成されているため、駒側切り欠き部２６、２７が存在しないと仮定した場合に比べて回折格子面１６の平面積をわずかに小さくするだけで、回折格子面１６の格子溝１５自体の形状には全く関与しないものとなっている。

すなわち、駒側切り欠き部２６、２７は、特許文献１のような格子溝自体の形状に関与する交差溝とは異なり、回折素子１０の光学性能に悪影響を与える虞はない。

さらに、１つの駒側切り欠き部２７は、回折格子面１６におけるゲートに対向する側の端部の外側位置に対応する位置に形成されているため、発生ガスを、キャビティ２内における当該ガスの流動方向の下流側端部に相当する位置から効率的にキャビティ２の外部に逃がすことができるようになっている。

さらにまた、もう１つの駒側切り欠き部２６は、回折格子面１６におけるゲート３側の端部の外側位置に対応する位置に形成されているため、発生ガスを、キャビティ２内における当該ガスの流動方向の上流側端部に相当する位置からキャビティ２の外部に効率的に逃がすことができるようになっている。

したがって、本参考形態における回折素子成形金型１を用いて射出成形を行えば、回折格子面１６の格子溝１５の形状に影響を与えない位置に形成されたガス逃げ部としての駒側切り欠き部２６、２７により、発生ガスを、キャビティ２内における当該ガスの流動方向の下流側端部および上流側端部に相当する位置からキャビティ２の外部に効率的に逃がすことができる。

また、固定側枠駒１８は、バレル１９の図１における右端部側の内周面の右端部に対応する位置に、金型形状としての固定側バリ逃げ部２９を有している。

この固定側バリ逃げ部２９は、樹脂材料によって、固定側回折格子駒１２と固定側枠駒１８との間に図１における右方向に突出するバリが発生するとしても、このバリが、図１に示す製品基準面Ｓ_１を超えないように規制するようになっている。

これによって、バリが折れて回折格子面１６上に落下することにともなう回折格子面１６の損傷を未然に回避することができるようになっている。

さらに、可動側枠駒２３は、バレル１９の図１における左端部側の内周面の左端部に対応する位置に、金型形状としての可動側バリ逃げ部３０を有している。

この可動側バリ逃げ部３０は、樹脂材料によって、可動側回折格子駒２０と可動側枠駒２３との間に図１における左方向に突出するバリが発生したとしても、このバリが、図１に示す製品基準面Ｓ_２を超えないように規制するようになっている。

これによって、バリが折れて光学面２２上に落下することにともなう光学面２２の損傷を未然に回避することができるようになっている。

そして、このような回折素子成形金型１を用いた射出成形によって成形品として成形された後に、成形品から分離することによって得られる回折素子１０は、図２に示すように、回折素子本体６と、この回折素子本体６に連設されたゲート３内の成形部位８とによって構成されている。

さらに、回折素子本体６は、光学機能部１４と、バレル１９を含む非光学機能部とによって構成されている。

光学機能部１４は、図２に示すように、所定の方向に沿って長尺とされた格子溝１５が整列された平面略円形状の回折格子面１６を有している。また、光学機能部１４の厚み方向の反対側の面（図２における紙面裏側の面）は、平面略円形状の平坦な光学面２２となっている。

さらに、図２に示すように、回折格子面１６は、２つの駒側切り欠き部２６、２７が形成された固定側回折格子駒１２の金型形状が転写されていることによって、ゲート３側の端部およびゲート３に対向する側の端部に、これら両端部を通る仮想直線Ｌの方向（以下、「ゲート方向」と称する）に直交する平面直線形状の格子面側切り欠き部３２、３２を有している。

なお、本参考形態において、格子溝１５の長手方向は、ゲート方向に対して平行ではなく、所定の角度を有している。

そして、回折格子面１６が、格子面側切り欠き部３２、３２を有している結果、回折格子面１６におけるゲート３側の端部と、その外側に位置するバレル１９の内周面との間には、バレル１９以外の非光学機能部としての１つの非回折格子面３４が成形されている。

同様に、回折格子面１６におけるゲート３に対向する側の端部と、その外側に位置するバレル１９の内周面との間には、バレル１９以外の非光学機能部としてのもう１つの非回折格子面３５が成形されている。

このような回折素子１０は、射出成形の際に、発生ガスを、駒側切り欠き部２６、２７によって、キャビティ２内における当該ガスの流動方向の下流側端部および上流側端部に相当する位置からキャビティ２の外部に効率的に逃がしつつ成形されたものであるため、固定側回折格子駒１２をはじめとした回折素子成形金型１の金型形状が適切に転写されている。

したがって、このような回折素子１０は、転写不良がほとんどなく、所望の波長の光を所望の方向に所望の回折効率で回折させることができるといった優れた光学性能を得ることができる。

なお、駒側切り欠き部２６、２７の形状は、図１および図２に示したものに限らず、種々の形状を選択することができる。

例えば、駒側切り欠き部の形状を、図３に示すような回折格子面３６の中心に向かう平面円孤形状の格子面側切り欠き部３７、３７に対応する平面円孤形状にしてもよい。

さらに、駒側切り欠き部の形状を、図４に示すような回折格子面３８の中心に向かう平面Ｖ字形状の格子面側切り欠き部３９、３９に対応する平面Ｖ字形状にしてよい。

また、駒側切り欠き部は、回折格子面におけるゲートに対向する側の端部に隣接する回折格子面の外側位置に対応する位置のみに形成する場合においても、発生ガスを、キャビティ２の外部に十分に逃がすことができる。

（第１実施形態）
次に、本発明に係る回折素子成形金型およびこれを用いて成形された回折素子の第１実施形態について図５および図６を参照して説明する。

なお、参考形態と基本的構成が同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。

図５に示すように、本実施形態における回折素子成形金型４１は、固定側回折格子駒４２の外周面における回折格子面４３の外側位置に対応する位置に、ガス逃げ部としての駒側切り欠き部４５、４６が形成されている点で参考形態と同様である。

ただし、本実施形態においては、駒側切り欠き部４５、４６のより具体的な形成位置が参考形態とは異なっている。

すなわち、本実施形態において、駒側切り欠き部４５、４６は、固定側回折格子駒４２の外周面における回折格子面４３の外側位置に対応する位置であって、回折格子面４３における格子溝１５の長手方向の両端部に隣接する回折格子面４３の外側位置に対応する２箇所の位置に形成されている。

これらの２つの駒側切り欠き部４５、４６は、固定側回折格子駒４２の外周面が、前述した２箇所の位置において厚み方向に沿って平坦面状に切り欠かれていることによって形成されている。

このような回折素子成形金型４１は、参考形態と同様に、既存の回折素子成形金型に軽微な改良（駒側切り欠き部４５、４６の形成）を施すだけで簡便かつ安価に得ることができる。

そして、２つの駒側切り欠き部４５、４６により、固定側回折格子駒４２と固定側枠駒１８との間には、参考形態と同様に、樹脂材料の流出を防ぎつつ発生ガスのみをキャビティ２の外部に逃がすために好適な間隙ｄ_２が確保されている。

この間隙ｄ_２の寸法は、コンセプトに応じて種々変更することができるが、好ましくは０．０１〜０．１ｍｍ（より好ましくは、０．０１〜０．０５）とされている。

また、本実施形態における駒側切り欠き部４５、４６は、参考形態と同様に、回折格子面４３の外側位置に対応する位置に形成されているため、駒側切り欠き部４５、４６が存在しないと仮定した場合に比べて回折格子面４３の平面積をわずかに小さくするだけで、回折格子面４３の格子溝１５自体の形状には全く関与しないものとなっている。

すなわち、本実施形態における駒側切り欠き部４５、４６は、参考形態と同様に、回折素子４７（図６参照）の光学性能に悪影響を与える虞はないといえる。

さらに、駒側切り欠き部４５、４６は、格子溝１５の長手方向の両端部の外側位置に対応する位置に形成されているため、発生ガスを、格子溝１５に沿ってキャビティ２の外部に効率的に逃がすことができるようになっている。

したがって、本実施形態における回折素子成形金型４１を用いて射出成形を行えば、回折格子面４３の格子溝１５の形状に影響を与えない位置に形成されたガス逃げ部としての駒側切り欠き部４５、４６により、発生ガスを、格子溝１５に沿ってキャビティ２の外部に効率的に逃がすことができる。

その他の回折素子成形金型４１の構成は、参考形態と同様であるため、説明を省略する。

このような回折素子成形金型４１を用いた射出成形によって成形品として成形された後に、成形品から分離することによって得られる回折素子４７は、図６に示すような回折素子４７となる。

図６に示す回折素子４７は、参考形態と同様に、回折素子本体４８と、この回折素子本体４８に連設されたゲート３内の成形部位８とによって構成されている。

また、回折素子本体４８は、光学機能部４９と、バレル１９を含む非光学機能部とによって構成されている。

さらに、光学機能部４９は、図６に示すように、所定の方向に沿って長尺とされた格子溝１５が整列された平面略円形状の回折格子面４３を有している。また、光学機能部４９の厚み方向の反対側の面（図６における紙面裏側の面）は、平面略円形状の平坦な光学面２２となっている。

さらにまた、図６に示すように、回折格子面４３は、２つの駒側切り欠き部４５、４６が形成された固定側回折格子駒４２の金型形状が転写されていることによって、格子溝１５の長手方向の両端部に、格子溝１５の長手方向に直交する平面直線形状の格子面側切り欠き部５０、５０を有している。

なお、本実施形態において、格子溝１５の長手方向は、ゲート方向に対して平行ではなく、所定の角度を有している。

そして、回折格子面４３が、格子面側切り欠き部５０、５０を有している結果、回折格子面４３における格子溝１５の長手方向の両端部と、これら両端部の外側に位置するバレル１９の内周面との間には、バレル１９以外の非光学機能部としての非回折格子面５１、５２が成形されている。

このような回折素子４７は、射出成形の際に、発生ガスを、駒側切り欠き部４５、４６によって、格子溝１５に沿ってキャビティ２の外部に効率的に逃がしつつ成形されたものであるため、固定側回折格子駒４２をはじめとした回折素子成形金型４１の金型形状が適切に転写されている。

したがって、このような回折素子４７は、転写不良がほとんどなく、参考形態と同様に、所望の波長の光を所望の方向に所望の回折効率で回折させることができるといった優れた光学性能を得ることができる。

なお、駒側切り欠き部の形状は、参考形態と同様に種々の形状を選択することができ、例えば、図２に示した平面円孤形状の格子面側切り欠き部３７、３７に対応する平面円孤形状であってもよいし、また、図３に示した平面Ｖ字形状の格子面側切り欠き部３９、３９に対応する平面Ｖ字形状であってもよい。

また、駒側切り欠き部は、回折格子面における格子溝１５の長手方向の一方の端部に隣接する回折格子面の外側位置に対応する位置のみに形成する場合においても、発生ガスを、キャビティ２の外部に十分に逃がすことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る回折素子成形金型およびこれを用いて成形された回折素子の第２実施形態について図７および図８を参照して説明する。

なお、第１実施形態と基本的構成が同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。

図７に示すように、本実施形態における回折素子成形金型５３は、固定側回折格子駒５４が、回折格子面５５におけるゲート３側の端部およびゲートに対向する側の端部に隣接する回折格子面５５の外側位置に対応する外周面の２箇所の位置に、ガス逃げ部としての２つの駒側切り欠き部５６、５７を有している点で第１実施形態と同様である。

また、これらの２つの駒側切り欠き部５６、５７は、第１実施形態と同様に、固定側回折格子駒５４の外周面が、前述した２箇所の位置において厚み方向に沿って平坦面状に切り欠かれていることによって形成されている。

ただし、本実施形態においては、駒側切り欠き部５６、５７のより具体的な形成位置が第１実施形態とは異なっている。

すなわち、本実施形態において、駒側切り欠き部５６、５７は、回折格子面５５における格子溝１５の長手方向の一方の端部となるゲート３側の端部に隣接する回折格子面５５の外側位置に対応する位置と、回折格子面５５における格子溝１５の長手方向の他方の端部となるゲート３に対向する側の端部に隣接する回折格子面５５の外側位置に対応する位置とに形成されている。

つまり、本実施形態における回折素子成形金型５３は、固定側回折格子駒５４によって、ゲート方向と格子溝１５の長手方向とが互いに平行とされた回折格子面５５を成形する点で、第１実施形態の回折素子成形金型１とは異なっている。

このような本実施形態における回折素子成形金型５３は、第１実施形態と同様に、既存の回折素子成形金型に軽微な改良（駒側切り欠き部５６、５７の形成）を施すだけで簡便かつ安価に得ることができる。

そして、２つの駒側切り欠き部５６、５７により、固定側回折格子駒５４と固定側枠駒１８との間には、第１実施形態と同様に、樹脂材料の流出を防ぎつつ発生ガスのみをキャビティ２の外部に逃がすために好適な間隙ｄ_３が確保されている。

この間隙ｄ_３の寸法は、コンセプトに応じて種々変更することができるが、好ましくは０．０１〜０．１ｍｍ（より好ましくは、０．０１〜０．０５）とされている。

また、本実施形態における駒側切り欠き部５６、５７は、第１実施形態と同様に、回折格子面５５の外側位置に対応する位置に形成されているため、駒側切り欠き部５６、５７が存在しないと仮定した場合に比べて回折格子面５５の平面積をわずかに小さくするだけで、回折格子面５５の格子溝１５自体の形状には全く関与しないものとなっている。

すなわち、本実施形態における駒側切り欠き部５６、５７は、第１実施形態と同様に、回折素子５９（図８参照）の光学性能に悪影響を与える虞はないといえる。

さらに、駒側切り欠き部５６、５７は、回折格子面５５におけるゲート３側およびゲート３に対向する側の端部の外側位置に対応する位置であって、回折格子面５５における格子溝１５の長手方向の両端部の外側位置に対応する位置に形成されているため、発生ガスを、格子溝１５に沿ってキャビティ２内における当該ガスの流動方向の上流側端部および下流側端部に相当する位置からキャビティ２の外部により効率的に逃がすことができるようになっている。

したがって、本実施形態における回折素子成形金型５３を用いて射出成形を行えば、回折格子面５５の格子溝１５の形状に影響を与えない位置に形成されたガス逃げ部としての駒側切り欠き部５６、５７により、発生ガスを、格子溝１５に沿ってキャビティ２内における当該ガスの流動方向の上流側端部および下流側端部に相当する位置からキャビティ２の外部により効率的に逃がすことができる。

その他の回折素子成形金型の構成は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

このような回折素子成形金型５３を用いた射出成形によって成形品として成形された後に、成形品から分離することによって得られる回折素子５９は、図８に示すような回折素子５９となる。

図８に示す回折素子５９は、第１実施形態と同様に、回折素子本体６０と、この回折素子本体６０に連設されたゲート３内の成形部位８とによって構成されている。

また、回折素子本体６０は、光学機能部６１と、バレル１９を含む非光学機能部とによって構成されている。

さらに、光学機能部６１は、図８に示すように、所定の方向に沿って長尺とされた格子溝１５が整列された平面略円形状の回折格子面５５を有している。また、光学機能部６１の厚み方向の反対側の面（図８における紙面裏側の面）は、平面略円形状の平坦な光学面２２となっている。

さらにまた、図８に示すように、回折格子面５５は、２つの駒側切り欠き部５６、５７が形成された固定側回折格子駒５４の金型形状が転写されていることにより、格子溝１５の長手方向の一方の端部となるゲート３側の端部と、格子溝１５の長手方向の他方の端部となるゲート３に対向する側の端部とに、ゲート方向に直交する平面直線形状の格子面側切り欠き部６２、６２を有している。

また、前述したように、本実施形態において、格子溝１５の長手方向は、ゲート方向に対して平行とされている。

そして、回折格子面５５が、格子面側切り欠き部６２、６２を有している結果、回折格子面５５における格子溝１５の長手方向の一方の端部となるゲート３側の端部と、その外側に位置するバレル１９の内周面との間には、バレル１９以外の非光学機能部としての１つの非回折格子面６４が成形されている。

同様に、回折格子面５５における格子溝１５の長手方向の他方の端部となるゲート３に対向する側の端部と、その外側に位置するバレル１９の内周面との間には、バレル１９以外の非光学機能部としてのもう１つの非回折格子面６５が成形されている。

このような回折素子５９は、射出成形の際に、駒側切り欠き部５６、５７によって、発生ガスを格子溝１５に沿ってキャビティ２内における当該ガスの流動方向の上流側端部および下流側端部に相当する位置からキャビティ２の外部に効率的に逃がしつつ成形されたものであるため、固定側回折格子駒５４をはじめとした回折素子成形金型５３の金型形状が適切に転写されている。

したがって、このような回折素子５９は、転写不良がほとんどなく、第１実施形態と同様に、所望の波長の光を所望の方向に所望の回折効率で回折させることができるといった優れた光学性能を得ることができる。

なお、駒側切り欠き部の形状は、第１実施形態と同様に種々の形状を選択することができ、例えば、図２に示した平面円孤形状の格子面側切り欠き部３７、３７に対応する平面円孤形状であってもよいし、また、図３に示した平面Ｖ字形状の格子面側切り欠き部３９、３９に対応する平面Ｖ字形状であってもよい。

また、駒側切り欠き部は、回折格子面における前述した格子溝１５の長手方向の他方の端部となるゲート３に対向する側の端部に隣接する回折格子面の外側位置に対応する位置のみに形成する場合においても、発生ガスを、キャビティ２の外部に十分に逃がすことができる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る回折素子成形金型およびこれを用いて成形された回折素子の第３実施形態について図９および図１０を参照して説明する。

図９に示すように、本実施形態における回折素子成形金型６７は、固定側回折格子駒６８が、回折格子面６９におけるゲート３に対向する側の端部に隣接する回折格子面６９の外側位置に対応する外周面の１箇所の位置に、ガス逃げ部としての１つの駒側切り欠き部７０を有している点で第１実施形態と同様である。

また、この１つの駒側切り欠き部７０は、第１実施形態と同様に、固定側回折格子駒６８の外周面が、前述した１箇所の位置において厚み方向に沿って平坦面状に切り欠かれていることによって形成されている。

ただし、本実施形態においては、第１実施形態形態のように、回折格子面１６におけるゲート３側の端部に隣接する回折格子面１６の外側位置に対応する位置には駒側切り欠き部は形成されていない。

その代わりに、本実施形態においては、回折格子面６９における格子溝１５の長手方向の両端部のうちのゲート３に近い一方の端部に隣接する回折格子面６９の外側位置に対応する位置に、ガス逃げ部としてのもう１つの駒側切り欠き部７１が形成されている。

このような本実施形態における回折素子成形金型６７は、第１実施形態と同様に、既存の回折素子成形金型に軽微な改良（駒側切り欠き部７０、７１の形成）を施すだけで簡便かつ安価に得ることができる。

そして、２つの駒側切り欠き部７０、７１により、固定側回折格子駒６８と固定側枠駒１８との間には、第１実施形態と同様に、樹脂材料の流出を防ぎつつ発生ガスのみをキャビティ２の外部に逃がすために好適な間隙ｄ_４が確保されている。

この間隙ｄ_４の寸法は、コンセプトに応じて種々変更することができるが、好ましくは０．０１〜０．１ｍｍ（より好ましくは、０．０１〜０．０５）とされている。

また、本実施形態における駒側切り欠き部７０、７１は、第１実施形態と同様に、回折格子面６９の外側位置に対応する位置に形成されているため、駒側切り欠き部７０、７１が存在しないと仮定した場合に比べて回折格子面６９の平面積をわずかに小さくするだけで、回折格子面６９の格子溝１５自体の形状には全く関与しないものとなっている。

すなわち、本実施形態における駒側切り欠き部７０、７１は、第１実施形態と同様に、回折素子７３（図１０参照）の光学性能に悪影響を与える虞はないといえる。

また、１つの駒側切り欠き部７０は、回折格子面６９におけるゲート３に対向する側の端部の外側位置に対応する位置に形成されているため、発生ガスを、キャビティ２内における当該ガスの流動方向の下流側端部に相当する位置からキャビティ２の外部に効率的に逃がすことができるようになっている。

さらに、もう１つの駒側切り欠き部７１は、回折格子面６９における格子溝１５の長手方向の一方の端部の外側位置に対応する位置に形成されているため、発生ガスを、格子溝１５に沿ってキャビティ２の外部に効率的に逃がすことができるようになっている。

したがって、本実施形態における回折素子成形金型６７を用いて射出成形を行えば、回折格子面６９の格子溝１５の形状に影響を与えない位置に形成されたガス逃げ部としての１つの駒側切り欠き部７０により、発生ガスを、キャビティ２内における当該ガス２の流動方向の下流側端部に相当する位置からキャビティの外部に効率的に逃がすことができる。

さらに、回折格子面６９の格子溝１５の形状に影響を与えない位置に形成されたガス逃げ部としてのもう１つの駒側切り欠き部７１により、発生ガスを、格子溝１５に沿ってキャビティ２の外部に効率的に逃がすことができる。

このような回折素子成形金型６７を用いた射出成形によって成形品として成形された後に、成形品から分離することによって得られる回折素子７３は、図１０に示すような回折素子７３となる。

図１０に示す回折素子７３は、第１実施形態と同様に、回折素子本体７４と、この回折素子本体７４に連設されたゲート３内の成形部位８とによって構成されている。

また、回折素子本体７４は、光学機能部７５と、バレル１９を含む非光学機能部とによって構成されている。

さらに、図１０に示すように、光学機能部７５は、所定の方向に沿って長尺とされた格子溝１５が整列された回折格子面６９を有している。また、光学機能部７５の厚み方向の反対側の面（図１０における紙面裏側の面）は、平坦な光学面２２となっている。

さらにまた、図１０に示すように、回折格子面６９は、２つの駒側切り欠き部７０、７１が形成された固定側回折格子駒６８の金型形状が転写されていることによって、ゲート３に対向する側の端部および格子溝１５の長手方向の一方の端部に、それぞれ、ゲート方向または格子溝１５の長手方向に直交する平面直線形状の格子面側切り欠き部７６、７６を有している。

そして、回折格子面６９が、格子面側切り欠き部７６、７６を有している結果、回折格子面６９におけるゲート３に対向する側の端部と、その外側に位置するバレル１９の内周面との間には、バレル１９以外の非光学機能部として１つの非回折格子面７８が成形されている。

同様に、回折格子面６９における格子溝１５の長手方向の一方の端部と、その外側に位置するバレル１９の内周面との間には、バレル１９以外の非光学機能部としてのもう１つの非回折格子面７９が成形されている。

このような回折素子７３は、発生ガスを、駒側切り欠き部７０によって、キャビティ２内における当該ガスの流動方向の下流側端部に相当する位置からキャビティ２の外部に効率的に逃がし、かつ、これと並行して、発生ガスを、駒側切り欠き部７１によって、格子溝１５に沿ってキャビティの外部に効率的に逃がしつつ成形されたものであるため、固定側回折格子駒６８をはじめとした回折素子成形金型６７の金型形状が適切に転写されている。

したがって、このような回折素子７３は、転写不良がほとんどなく、第１実施形態と同様に、所望の波長の光を所望の方向に所望の回折効率で回折させることができるといった優れた光学性能を得ることができる。

また、固定側回折格子駒６８が、回折格子面６９におけるゲート３側およびゲートに対向する側の端部に隣接する回折格子面６９の外側位置に対応する外周面の２箇所の位置と、回折格子面６９における格子溝１５の長手方向の両端部に隣接する回折格子面６９の外側位置に対応する外周面の２箇所の位置とに、合計４つの駒側切り欠き部を有するようにしてもよい。そのようにすれば、発生ガスをさらに効率的にキャビティ２の外部に逃がすことが可能となる。

以上述べたように、本実施形態における回折素子成形金型１、４１、５３、６７およびこれを用いて成形された回折素子１０、４７、５９、７３によれば、固定側回折格子駒１２、４２、５４、６８の外周面における回折格子面１６、４３、５５、６９の外側位置に対応する位置に形成された駒側切り欠き部２６、２７、４５、４６、５６、５７、７０、７１によって、発生ガスをキャビティ２から効率的に逃がすことが可能となる。

この結果、回折素子１０、４７、５９、７３の光学性能に悪影響を与えずに回折素子成形金型１、４１、５３、６７の転写性を向上させることによって、優れた光学性能を確実に得ることができる回折素子１０、４７、５９、７３を成形することができ、かつ、回折素子成形金型１、４１、５３、６７の寿命を向上させることができる。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

例えば、本発明は、両面回折素子を成形する場合にも有効に適用することができるものである。

この場合には、固定側回折格子駒だけでなく、可動側回折格子駒にも、この可動側回折格子駒によって成形される回折格子面の外側位置に対応する位置に、第１〜第４実施形態に示した駒側切り欠き部と同様の駒側切り欠き部を形成することになる。

したがって、両面回折素子を成形する場合にも、２つの回折格子面にそれぞれ対応するガス逃げ部としての駒側切り欠き部により、発生ガスをキャビティから効率的に逃がすことができる。

この結果、両面回折素子の光学性能に悪影響を与えずに回折素子成形金型の転写性を向上させることによって、優れた光学性能を確実に得ることができる両面回折素子を成形することができ、かつ、両面回折素子用の回折素子成形金型の寿命を向上させることができる。

回折素子成形金型の参考形態を示す縦断面図回折素子の参考形態を示す平面図回折素子の参考形態において、図２に示す回折素子の変形例を示す平面図回折素子の参考形態において、図２に示す回折素子の図３と異なる他の変形例を示す平面図本発明に係る回折素子成形金型の第１実施形態において、固定側の金型を可動側から視た図本発明に係る回折素子の第１実施形態を示す平面図本発明に係る回折素子成形金型の第２実施形態において、固定側の金型を可動側から視た図本発明に係る回折素子の第２実施形態を示す平面図本発明に係る回折素子成形金型の第３実施形態において、固定側の金型を可動側から視た図本発明に係る回折素子の第３実施形態を示す平面図

符号の説明

１回折素子成形金型
２キャビティ
３ゲート
６回折素子本体
１０回折素子
１２固定側回折格子駒
１４光学機能部
１５格子溝
１６回折格子面
１８固定側枠駒
２０可動側回折格子駒
２３可動側枠駒
２６駒側切り欠き部
２７駒側切り欠き部

Claims

樹脂材料が充填されるキャビティを有し、前記キャビティ内に充填される樹脂材料によって、回折素子本体の光学機能部における厚み方向において互いに対向する２つの面のうちの少なくとも一方の面が、所定の方向に長尺とされた複数の格子溝が整列された回折格子面とされた回折素子を射出成形する回折素子成形金型において、
前記回折格子面における前記格子溝の長手方向の少なくとも一方の端部に隣接する当該回折格子面の外側位置に対応する位置に、前記キャビティ内のガスを前記キャビティの外部に逃がすためのガス逃げ部を有することを特徴とする回折素子成形金型。
樹脂材料が充填されるキャビティと、このキャビティと連通されるゲートとを有し、前記キャビティ内に充填される樹脂材料によって、回折素子本体の光学機能部における厚み方向において互いに対向する２つの面のうちの少なくとも一方の面が、所定の方向に沿って長尺とされた複数の格子溝が整列された回折格子面とされた回折素子を射出成形する回折素子成形金型において、
前記回折格子面における前記格子溝の長手方向の一方の端部となる前記ゲート側の端部および前記回折格子面における前記格子溝の長手方向の他方の端部となる前記ゲートに対向する側の端部のうちの少なくとも前記ゲートに対向する側の端部に隣接する当該回折格子面の外側位置に対応する位置に、前記キャビティ内のガスを前記キャビティの外部に逃がすためのガス逃げ部を有することを特徴とする回折素子成形金型。
樹脂材料が充填されるキャビティと、このキャビティと連通されるゲートとを有し、前記キャビティ内に充填される樹脂材料によって、回折素子本体の光学機能部における厚み方向において互いに対向する２つの面のうちの少なくとも一方の面が、所定の方向に沿って長尺とされた複数の格子溝が整列された回折格子面とされた回折素子を射出成形する回折素子成形金型において、
前記回折格子面における前記ゲート側の端部および前記ゲートに対向する側の端部のうちの少なくとも前記ゲートに対向する側の端部に隣接する当該回折格子面の外側位置に対応する位置と、前記回折格子面における前記格子溝の長手方向の少なくとも一方の端部に隣接する当該回折格子面の外側位置に対応する位置とに、前記キャビティ内のガスを前記キャビティの外部に逃がすためのガス逃げ部を有することを特徴とする回折素子成形金型。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の回折素子成形金型を用いて成形されたことを特徴とする回折素子。