JP5067664B2 - Mold for optical element and optical element - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂の成形技術に関し、特に光学素子の成形に適した成形金型及びそれにより成形された光学素子に関する。   The present invention relates to a resin molding technique, and more particularly to a molding die suitable for molding an optical element and an optical element molded thereby.

近年、波長400nm程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録及び/又は再生(以下、「記録及び/又は再生」を「記録/再生」と記載する)を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、NA0.85、光源波長405nmの仕様で情報記録/再生を行う光ディスク、いわゆるBlu−ray Disc(以下、BDという)では、DVD(NA0.6、光源波長650nm、記憶容量4.7GB)と同じ大きさである直径12cmの光ディスクに対して、1層あたり23〜27GBの情報の記録が可能である。この光ディスクを本明細書では高密度光ディスクと呼ぶ。   In recent years, research and development of high-density optical disc systems that can record and / or reproduce information (hereinafter, “recording and / or reproduction” is referred to as “recording / reproduction”) using a blue-violet semiconductor laser having a wavelength of about 400 nm. Development is progressing rapidly. As an example, in an optical disc for recording / reproducing information with specifications of NA 0.85 and light source wavelength 405 nm, so-called Blu-ray Disc (hereinafter referred to as BD), DVD (NA 0.6, light source wavelength 650 nm, storage capacity 4.7 GB) It is possible to record information of 23 to 27 GB per layer on an optical disc having a diameter of 12 cm which is the same size as the above. This optical disc is referred to as a high density optical disc in this specification.

ところで、このような光ディスク用光学素子は、樹脂の射出成形により形成され一般的に可動金型と固定金型とを備えた金型を用い、これらを型締めした際にこれらの金型間に得られる空間(キャビティ)内に樹脂を充填し、加熱加圧を行う射出成形により成形される。ここで、このように溶融した樹脂を圧送して射出成形等を行う場合、キャビティ内の空気が残存し、そのまま樹脂が固化した際に成形品の形状を損ねる恐れがある。これに対し、特許文献1に示すように、溶融した樹脂を供給するゲート以外にキャビティに連通した空気逃げ路(エアベント)を設け、射出成形時に不要な空気を逃がすようにしている成形方法が知られている。
特開2004−264538号公報
By the way, such an optical element for an optical disk is formed by injection molding of resin and generally uses a mold having a movable mold and a fixed mold, and when these molds are clamped, these molds are interposed between the molds. The obtained space (cavity) is filled with resin and molded by injection molding in which heating and pressing are performed. Here, when injection molding or the like is performed by feeding the molten resin in this way, air in the cavity remains, and when the resin is solidified as it is, the shape of the molded product may be damaged. On the other hand, as shown in Patent Document 1, there is known a molding method in which an air escape passage (air vent) communicating with a cavity is provided in addition to a gate for supplying a melted resin so that unnecessary air is allowed to escape during injection molding. It has been.
JP 2004-264538 A

ところが、このようなエアベントを設ける成形方法においては逆に以下のような問題も生じる事がある。すなわち、このようなエアベント内に樹脂が侵入してしまい、それが固化する事により、予期しないバリ(エアベントバリ)が発生するという問題である。特に樹脂材料として熱可塑性樹脂よりも成形前の粘度が低い熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂を素材として使用した場合、狭い隙間に樹脂が入り込みやすく、エアベントバリの発生がより一層高まる原因となる。   However, in the molding method in which such an air vent is provided, the following problems may occur conversely. That is, there is a problem that an unexpected burr (air vent burr) is generated when the resin enters the air vent and is solidified. In particular, when a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin having a viscosity before molding lower than that of a thermoplastic resin is used as a material as a resin material, the resin is likely to enter a narrow gap, which further increases the occurrence of air vent burrs.

しかし、このようなバリに対しては、通常ゲートで行われているような処理と同様なカット処理、例えばカッター等の工具を使って切除する処理を採用することは現実的でない。   However, for such burrs, it is not practical to employ a cutting process similar to that normally performed at a gate, for example, a cutting process using a tool such as a cutter.

というのも、そもそもバリは発生しない事が好ましいのが常識であるため、形成されてしまうバリは発生頻度、発生量も成形条件によって不均一で、予め形成される事が予定されているゲートと比べて非常に薄く、脆いという特徴がある。そのため、ゲートと同じような切断方法でカットをしても、細かな切断粉が発生して当該レンズとの組み付け位置に挟まることで組み付けに悪影響を及ぼしたり、切断位置が定まらず切断時に光学素子に余計な応力がかかり歪みが生じ、光学素子の特性が量産品で安定しなくなる等の不具合が生じる。   Because it is common sense that burrs do not occur in the first place, the burrs that are formed are non-uniform in frequency and amount of generation depending on the molding conditions, and the gates that are expected to be formed in advance. Compared with it, it is very thin and brittle. For this reason, even if the cutting method is the same as that for the gate, fine cutting powder is generated and pinched at the mounting position with the lens, and the mounting position is adversely affected. As a result, excessive stress is applied and distortion occurs, resulting in problems such as the characteristics of the optical element becoming unstable in mass-produced products.

なお、特許文献1の方法では、かかる不具合に対してバリ長さや位置を所定範囲内に調整するなどして対処している。しかしながら前述したように、このようなバリは元々発生を予定していないものであるため、係る調整は結果としてゲートからの樹脂の圧力の調整など成形条件の調整に繋がり、光学素子特性とのバランスを取りながらの調整は、より困難を極めることとなる。   In the method of Patent Document 1, such a problem is dealt with by adjusting the burr length and position within a predetermined range. However, as described above, since such burrs are not expected to occur from the beginning, such adjustment leads to adjustment of molding conditions such as adjustment of resin pressure from the gate, and balance with optical element characteristics. The adjustment while taking is more difficult.

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、手間がかからず高品質な光学素子を成形できる成形金型及び光学素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a molding die and an optical element that can be used to mold a high-quality optical element without taking time and effort.

本発明における第1の形態は、樹脂製光学素子を成形する光学素子用成形金型であって、2つの光学面のうちの一方の光学面を転写する転写面を有する可動側金型と、2つの光学面のうちの他方の光学面を転写する転写面を有する固定側金型と、を有し、前記可動側及び固定側金型は、前記可動側及び固定側金型を当接させて型締めする際に互いに対向する対向面を各々有し、前記可動側及び固定側金型の各対向面の一部は、型締めされた前記金型間にキャビティを形成すると共に、当該キャビティ内へ外部から樹脂材料を供給するためのゲートと、前記キャビティ内から空気を排出するためのエアベントとを形成し、前記エアベントを形成する前記可動側及び固定側金型の各対向面のうち少なくとも一方には、前記エアベント内に供給される樹脂が固化して形成されるエアベント樹脂部の一部の断面積を部分的に小さくする突部が形成されていることを特徴とする光学素子用成形金型である。   A first embodiment of the present invention is a molding die for an optical element for molding a resin optical element, and a movable side mold having a transfer surface for transferring one of the two optical surfaces; A fixed side mold having a transfer surface for transferring the other optical surface of the two optical surfaces, and the movable side and the fixed side mold are brought into contact with the movable side and the fixed side mold. Each of the opposing surfaces of the movable side and fixed side molds form a cavity between the molds clamped, and the cavity Forming a gate for supplying a resin material from the inside to the inside and an air vent for discharging air from the inside of the cavity, and at least of the opposing surfaces of the movable side and fixed side molds forming the air vent One side is fed into the air vent It is molding die for optical element characterized that projections to reduce a portion of the cross-sectional area of the air vent resin portion resin is formed by solidifying partially are formed.

本発明における第2の形態は、前記突部は突出方向に沿って先端が細くなっている形状であることを特徴とする前記第1の形態に係る光学素子用成形金型である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the optical element molding die according to the first aspect, wherein the protrusion has a shape in which a tip is narrow along a protruding direction.

本発明における第3の形態は、前記エアベントは、前記突部が設けられていない部分に対して前記突部が設けられる部分の断面積が50〜70%の断面積になっていることを特徴とする前記第1又は第2の形態のいずれかに係る光学素子用成形金型である。   According to a third aspect of the present invention, the air vent has a cross-sectional area of 50 to 70% of a portion where the protrusion is provided with respect to a portion where the protrusion is not provided. An optical element molding die according to any one of the first and second embodiments.

本発明における第4の形態は、前記ゲートと前記エアベントとは、前記成形装置によって成形される光学素子の光軸に対して互いに対称な位置に形成されていることを特徴とする前記第1〜第3の形態のいずれか一つに係る光学素子用成形金型である。   According to a fourth aspect of the present invention, the gate and the air vent are formed at positions symmetrical to each other with respect to an optical axis of an optical element molded by the molding apparatus. It is a molding die for optical elements concerning any one of the 3rd forms.

本発明における第5の形態は、前記光学素子はNA0.8以上の対物レンズであることを特徴とする前記第1〜第4の形態のいずれか一つに係る光学素子用成形金型である。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the optical element molding die according to any one of the first to fourth aspects, wherein the optical element is an objective lens having an NA of 0.8 or more. .

本発明における第6の形態は、光学面と、その外周に円形に形成されたフランジ部とを樹脂成形により形成された光学素子において、前記フランジ部には、前記フランジ部の一部を直線状に切り欠く様に形成された切り欠き面を備え、前記切り欠き面には、前記フランジ部に連なるエアベント樹脂部の一部を切除してその残り部分により形成されたエアベント樹脂切除部を有し、前記エアベント樹脂切除部の端部は、光軸中心から前記フランジ部外周までの外周半径よりも内側に位置すると共に、前記エアベント樹脂切除部の端部以外の断面積よりも小さく形成されていることを特徴とする光学素子である。   According to a sixth aspect of the present invention, in the optical element in which an optical surface and a flange portion formed in a circle on the outer periphery thereof are formed by resin molding, a part of the flange portion is linear in the flange portion. A notch surface formed so as to be cut out, and the notch surface has an air vent resin cut portion formed by cutting away a portion of the air vent resin portion connected to the flange portion. The end portion of the air vent resin excision portion is located inside the outer radius from the optical axis center to the outer periphery of the flange portion, and is smaller than the cross-sectional area other than the end portion of the air vent resin excision portion. This is an optical element.

本発明における第7の形態は、前記フランジ部には、前記フランジ部に連なるゲート部を切除することにより形成されたゲート切除部を前記切り欠き部とは異なる位置に配置したことを特徴とする前記第6の形態に係る光学素子である。   According to a seventh aspect of the present invention, the flange portion includes a gate cut portion formed by cutting a gate portion connected to the flange portion at a position different from the cutout portion. It is an optical element which concerns on the said 6th form.

本発明における第8の形態は、前記ゲート切除部と前記エアベント樹脂切除部とは、前記光学素子の光軸に対して互いに対称な位置に形成されていることを特徴とする前記第7の形態に係る光学素子である。   According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect, the gate cut portion and the air vent resin cut portion are formed at positions symmetrical to each other with respect to the optical axis of the optical element. It is an optical element concerning.

本発明における第9の形態は、前記エアベント樹脂切除部の端部の断面積は、前記エアベント樹脂切除部の端部以外の断面積に対して50〜70%の断面積をもって形成されていることを特徴とする前記第6〜第8の形態のいずれか一つに係る光学素子である。   In the ninth aspect of the present invention, the cross-sectional area of the end portion of the air vent resin excision part is formed to have a cross-sectional area of 50 to 70% with respect to the cross-sectional area other than the end part of the air vent resin excision part. An optical element according to any one of the sixth to eighth aspects.

本発明における第10の形態は、前記エアベント樹脂切除部の端部は、前記光学素子の他の表面部分よりも面粗度が大きいことを特徴とする前記第6〜第9の形態のいずれか一つに係る光学素子である。   According to a tenth aspect of the present invention, any one of the sixth to ninth aspects is characterized in that the end portion of the air vent resin excision portion has a larger surface roughness than the other surface portion of the optical element. One of the optical elements.

本発明における第11の形態は、前記光学素子は、NA0.8以上の光ピックアップ装置用対物レンズであることを特徴とする前記第6〜第10の形態のいずれか一つに係る光学素子である。
An eleventh aspect of the present invention is the optical element according to any one of the sixth to tenth aspects, wherein the optical element is an objective lens for an optical pickup device having an NA of 0.8 or more. is there.

なお、ここでいう「突部」とは、形成面から局所的に突出している部分は勿論、当該構成が形成されるエアベントの端部に、他端側から断面積が小さくなるように隆起してそのまま一端に接続している構成であっても良い。   Note that the term “projection” as used herein refers to a portion that protrudes locally from the formation surface, as well as the end of the air vent where the structure is formed so that the cross-sectional area decreases from the other end. Alternatively, it may be connected to one end as it is.

本発明によれば、従来の成形の考え方、即ち、バリは出来るだけ発生しないよう抑制する、という考え方から、逆にエアベントに樹脂を侵入する事を許容される程度に高い圧力で積極的に樹脂をキャビティ内に供給し、それによって逆に形成されるエアベント内の固化樹脂、つまりエアベント樹脂部はゲートの切断と異なる、簡易且つ光学素子やその位置決めに影響を与えないような切断が行える成形金型を提供するものである。その結果として得られる光学素子は、光学特性の良い安定した品質のものとなる。このことは特に高密度光ディスクの情報記録面に対して情報記録/再生のためにレーザ光を集光するNA0.8以上の高NAの対物レンズのように曲率の大きな対物レンズであっても、エアベントへの樹脂侵入を気にすることなく高い圧力で樹脂を供給できるため隅々まで樹脂が転写され、結果として光学特性の高い、安定した対物レンズが提供できる、という作用効果に繋がるものである。   According to the present invention, based on the conventional concept of molding, that is, the concept of suppressing the generation of burrs as much as possible, the resin is positively applied at a pressure high enough to allow the resin to enter the air vent. Is a solidified resin in the air vent that is formed in the opposite direction, that is, the air vent resin part is different from the gate cutting and can be cut easily and without affecting the optical element and its positioning A type is provided. The resulting optical element is of stable quality with good optical properties. This is particularly true even for an objective lens having a large curvature, such as a high NA objective lens of NA 0.8 or higher that focuses laser light for recording / reproducing information on the information recording surface of a high-density optical disc. Since the resin can be supplied at a high pressure without worrying about the resin intrusion into the air vent, the resin is transferred to every corner, and as a result, it is possible to provide a stable objective lens having high optical characteristics. .

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかる成形装置を用いて樹脂を成形する工程を示す図である。図2は、本実施の形態にかかる成形装置を型締めした状態で拡大した断面図である。図3は、固定型20の一部を可動型10側から見た図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a process of molding a resin using the molding apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the molding apparatus according to the present embodiment with the mold clamped. FIG. 3 is a view of a part of the fixed mold 20 as viewed from the movable mold 10 side.

図1において、可動型(第1の型)10は、複数の第1光学転写面(第1転写面)11aと、第1フランジ転写面11bとを有する。固定型(第2の型)20は、複数の第2光学転写面(第2転写面)21aと、第2フランジ転写面21bと、その間に形成されたスプール22と、第2フランジ転写面21bとスプール22とを接続するランナー23とを有する。ランナー12と第2フランジ転写面21bとの間には、ゲート(入口流路)GTが形成されている。スプール22は樹脂の供給部であるノズルNに接続されている。   In FIG. 1, a movable mold (first mold) 10 has a plurality of first optical transfer surfaces (first transfer surfaces) 11a and a first flange transfer surface 11b. The fixed mold (second mold) 20 includes a plurality of second optical transfer surfaces (second transfer surfaces) 21a, a second flange transfer surface 21b, a spool 22 formed therebetween, and a second flange transfer surface 21b. And a runner 23 connecting the spool 22. A gate (inlet channel) GT is formed between the runner 12 and the second flange transfer surface 21b. The spool 22 is connected to a nozzle N which is a resin supply unit.

図2、3において、固定型20の表面には、第2フランジ転写面21bと外部とをつなぐ浅い溝24が形成されている。これにより、型締めした状態では、対向する可動型10の下面との間で薄い断面のエアベント(エアベント)ABが形成され、第1転写面11と第2転写面21とで形成されるキャビティCBと、型の外部とを空気が移動可能に連通している。本実施の形態では、可動型10の下面から突出する方向に沿って細く形成された、エアベントの方向と平行な方向の断面で見た場合に三角状の壁状の突部13が、略溝幅でエアベントAB内に突出するように形成されている。突部13の突出量Δは、エアベントABの当該突部が形成されていない部分のエアベントの方向とは直交する方向の断面の断面積に対して50〜70%の断面積となるように設定されるのが好ましい。   2 and 3, a shallow groove 24 that connects the second flange transfer surface 21 b and the outside is formed on the surface of the fixed mold 20. As a result, when the mold is clamped, an air vent (air vent) AB having a thin cross section is formed between the lower surface of the opposed movable mold 10 and the cavity CB formed by the first transfer surface 11 and the second transfer surface 21. And the outside of the mold are in fluid communication with each other. In the present embodiment, the triangular wall-shaped protrusion 13 is substantially grooved when viewed in a cross section in a direction parallel to the direction of the air vent, which is formed thinly along the direction protruding from the lower surface of the movable mold 10. It is formed so as to protrude into the air vent AB with a width. The protrusion amount Δ of the protrusion 13 is set so as to have a cross-sectional area of 50 to 70% with respect to the cross-sectional area of the section of the air vent AB where the protrusion is not formed in a direction orthogonal to the direction of the air vent. Preferably it is done.

図3において、固定型20の第2フランジ転写面21bを形成する内周は、浅い溝24が接続する位置が内方へと張り出している。即ち、第2フランジ転写面21bを形成する内周は、光学転写面21aの中心Oから半径Rの円周面21cと、円周面21cの周方向両端Pを弦状に接続してなる平面21dとからなる。ここで、可動型10の突部13の先端は、一点鎖線で示すように、中心Oからの距離L(L<R)の位置にある。   In FIG. 3, the position where the shallow groove 24 is connected projects inward on the inner periphery forming the second flange transfer surface 21 b of the fixed mold 20. That is, the inner circumference forming the second flange transfer surface 21b is a plane formed by connecting the circumferential surface 21c of radius R from the center O of the optical transfer surface 21a and both circumferential ends P of the circumferential surface 21c in a string shape. 21d. Here, the tip of the protrusion 13 of the movable mold 10 is located at a distance L (L <R) from the center O, as indicated by a one-dot chain line.

この突部13の位置は、成形後の光学素子で見た場合、当該光学素子に形成されたエアベント樹脂部がこの位置を超えて外側まで形成された場合に、後述するような切断作業を行って得られるエアベント樹脂部切除後の残部、つまりフランジ部に連なるエアベント樹脂切除部の端部の位置に相当する事となる。   When the projection 13 is viewed from the molded optical element, when the air vent resin portion formed on the optical element is formed beyond the position to the outside, a cutting operation as described later is performed. It corresponds to the position of the end of the air vent resin excision part connected to the remaining part after the air vent resin part excision obtained in this way, that is, the flange part.

次に、光学素子の成形方法について説明する。まず、図1(a)に示すように、固定型20の上方に可動型10をセットする。その後、図1(b)に示すように、固定型20に対して可動型10を密着させて、所定の保圧にて型締めを行う。   Next, a method for molding an optical element will be described. First, as shown in FIG. 1A, the movable mold 10 is set above the fixed mold 20. Thereafter, as shown in FIG. 1B, the movable mold 10 is brought into close contact with the fixed mold 20, and the mold is clamped at a predetermined holding pressure.

更に可動型10と固定型20とをヒータ50により加熱することにより、型締め時点での光学転写面11a、21aを所定温度まで加熱した後、ノズルNから任意の圧力に加圧された状態で樹脂を供給する(図1(c)参照)。このとき、エアベントABからキャビティCB内に残存している空気が抜けるので、キャビティCB内にエア溜まりが形成されることが抑制され、転写面に樹脂が精度良く密着することができる。   Further, by heating the movable mold 10 and the fixed mold 20 with the heater 50, the optical transfer surfaces 11a and 21a at the time of mold clamping are heated to a predetermined temperature, and then the nozzle N is pressurized to an arbitrary pressure. Resin is supplied (see FIG. 1C). At this time, since air remaining in the cavity CB is released from the air vent AB, the formation of an air reservoir in the cavity CB is suppressed, and the resin can be closely adhered to the transfer surface with high accuracy.

その後、溶融した樹脂が転写面11a、11b,21a、21bの形状を転写した状態で固化した後、型温度を低下させて樹脂を冷却して固化させる。尚、型内に供給する素材が熱硬化性樹脂の場合には、硬化温度まで加熱することで固化させることができる。   Then, after the molten resin is solidified in a state where the shapes of the transfer surfaces 11a, 11b, 21a, and 21b are transferred, the mold temperature is lowered to cool and solidify the resin. In addition, when the raw material supplied in a type | mold is a thermosetting resin, it can be solidified by heating to hardening temperature.

その後、可動型10を上方に移動させて型開きを行うと、成形品Mが可動型10に貼り付いた状態で上昇する。このとき、エアベントAB内に樹脂が侵入して固化した場合に、成形品に付随するエアベント樹脂部が形成される。かかる場合、例えば絞り部から内側の浅い溝24の抜き勾配に対し、外側の抜き勾配を浅くすることで型開き時の抵抗を相対的に大きくすれば、型開き時の応力で、突起13を起点としてエアベント樹脂部が折損し、固定型20側に残存するようになる。これにより、型開きとエアベント樹脂部の除去とを同時に行うことができ、製造工数の低減を図れる。   Thereafter, when the movable mold 10 is moved upward to open the mold, the molded product M rises in a state where it is adhered to the movable mold 10. At this time, when the resin enters the air vent AB and solidifies, an air vent resin portion associated with the molded product is formed. In such a case, for example, if the resistance at the time of mold opening is relatively increased by making the outer draft angle shallower than the draft angle of the shallow groove 24 on the inner side from the narrowed portion, the protrusions 13 are formed by the stress at the time of mold opening. As a starting point, the air vent resin part breaks and remains on the fixed mold 20 side. Thereby, mold opening and removal of an air vent resin part can be performed simultaneously, and reduction of a manufacturing man-hour can be aimed at.

これに対し別方法として、エアベント樹脂部を成形品Mに付随させた状態で残し、更に後工程で折損作業を行う方法も取る事ができる。   On the other hand, as another method, a method in which the air vent resin portion is left attached to the molded product M and a breakage operation is performed in a later process can be taken.

図4は、後工程で成形品Mからエアベント樹脂部を除去する状態を示す図であるが、成形品Mはスプール中央から光学素子OE毎に切り離した状態である。図5は、エアベント樹脂部を除去した後の成形品Mを光学素子OEの光軸方向から見た図である。図6は、図5に示す折損した後の残ったエアベント樹脂部BR、即ちエアベント樹脂切除部を矢印VI方向に見た図であり、図7は、図5に示すエアベント樹脂部BRを矢印VII方向に見た図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the air vent resin portion is removed from the molded product M in a subsequent process. FIG. 5 is a view of the molded product M after removing the air vent resin portion as seen from the optical axis direction of the optical element OE. FIG. 6 is a view of the air vent resin portion BR remaining after the breakage shown in FIG. 5, that is, the air vent resin cut portion as viewed in the direction of arrow VI. FIG. 7 is a view of the air vent resin portion BR shown in FIG. It is the figure seen in the direction.

図4において、作業者は、手HでスプールSP側を把持し、ピンセットPSでエアベント樹脂部の先端側を挟持し、下向き(又は上向きでも良い)の力を加えると、局所的に断面積が他の部分よりも小さくなっている突部13に対応して形成された断面三角溝状のノッチNTに応力集中が生じることにより、これを起点としてエアベント樹脂部が容易に、且つ確実に所定位置で折損するができる。尚、フランジ部を支持しつつ、先にゲートをカットすることも出来、これにより光学面の歪みに与える影響を小さく抑えることができる。   In FIG. 4, when the operator grips the spool SP side with the hand H, sandwiches the tip side of the air vent resin portion with tweezers PS, and applies a downward (or upward) force, the cross-sectional area is locally increased. Stress concentration occurs in the notch NT having a triangular groove shape formed corresponding to the protrusion 13 that is smaller than the other portions, so that the air vent resin portion can be easily and reliably positioned at a predetermined position. Can break. In addition, it is possible to cut the gate first while supporting the flange portion, thereby suppressing the influence on the distortion of the optical surface.

このような突部を設ける構成をとることにより、従来工具で行っていた切断作業を、応力の小さな手作業でも切断する事が可能となり、また切断位置も当該所定位置に定まるため確実に切断する事ができる。   By adopting a configuration in which such a protrusion is provided, it is possible to cut a cutting operation that has been performed with a conventional tool even by a manual operation with a small stress, and the cutting position is determined at the predetermined position, so that the cutting is performed reliably. I can do things.

図6,7に示すように、折損された後のフランジ部に残ったエアベント樹脂切除部BRの先端面は、突起13の形状を転写した滑らかなテーパ面BR1と、折損した面粗度の大きい破断面BR2とからなる。ここで、エアベント樹脂切除部BRの高さAが一様であるとすると、破断面BR2の高さをBとしたときに、B/A=0.5〜0.7となる。   As shown in FIGS. 6 and 7, the front end surface of the air vent resin cut portion BR remaining in the flange portion after being broken has a smooth tapered surface BR1 to which the shape of the protrusion 13 is transferred, and the broken surface has a large roughness. It consists of a fracture surface BR2. Here, assuming that the height A of the air vent resin excision BR is uniform, B / A = 0.5 to 0.7 when the height of the fracture surface BR2 is B.

図5に示すように、光学素子OEは、光学転写面11a、21aから転写された光学面OE1と、フランジ転写面11b、21bから転写されたフランジ部OE2とを有している。更に、フランジ部OE2の外周面は、いわゆるDカットと呼ばれるように、所定角度範囲である半径Rの円筒面OE2aと、円筒面OE2aの周方向両端を弦状につないで切り欠いたような切欠面OE2bとを有している。エアベント樹脂切除部BRは、切欠面OE2bの中央に形成されており、その先端、即ちエアベント切除部の端部は、光学面OE1の光軸Xから距離L(L<R)の位置にある。尚、距離Lを半径Rに近づければ、光学面の歪みに与える影響を小さく抑えることができる。勿論、エアベント樹脂切除部BRの切欠面OE2bからの突出量をゼロに近づければ近づけるほど、取り扱い性に優れた光学素子OEとできることは言うまでも無い。   As shown in FIG. 5, the optical element OE includes an optical surface OE1 transferred from the optical transfer surfaces 11a and 21a, and a flange portion OE2 transferred from the flange transfer surfaces 11b and 21b. Further, the outer peripheral surface of the flange portion OE2 has a notch that is notched by connecting the cylindrical surface OE2a having a radius R that is a predetermined angle range and both ends in the circumferential direction of the cylindrical surface OE2a in a string shape, so-called D-cut. Surface OE2b. The air vent resin excision part BR is formed at the center of the notch surface OE2b, and the tip thereof, that is, the end part of the air vent excision part is located at a distance L (L <R) from the optical axis X of the optical surface OE1. If the distance L is made closer to the radius R, the influence on the distortion of the optical surface can be reduced. Of course, it goes without saying that the closer the amount of protrusion from the cut-out surface OE2b of the air vent resin excision BR is closer to zero, the better the optical element OE can be handled.

従って上述の様な成形後の光学素子は、ゲートを図で示す位置で切断した後、半径Rの内周を有する鏡枠などに設置する際に、バリBRが邪魔にならないという利点がある。尚、ゲートを切断したゲート切除部GTは、光学面OE1の光軸Xを中心とする回転方向の位相決めのために用いられるが、かかる場合、エアベント樹脂切除部BRは、折損以外の成形された光学素子表面は勿論、切断されたゲート切除部GTの切断痕に比べても面粗度が大きいので、位相決めを行う作業者がエアベント樹脂切除部BRとゲート切除部GTとを見誤る恐れも少ない。   Therefore, the optical element after molding as described above has an advantage that the burr BR does not get in the way when the gate is cut at the position shown in the figure and then installed on a lens frame having an inner periphery with a radius R. The gate excision GT after cutting the gate is used for determining the phase in the rotational direction about the optical axis X of the optical surface OE1, but in this case, the air vent resin excision BR is molded except for breakage. Since the surface roughness is larger than the cut trace of the cut gate cut portion GT as well as the surface of the optical element, the operator who determines the phase may mistake the air vent resin cut portion BR and the gate cut portion GT. There are few.

なお本実施例ではゲートの一部をフランジ部に残して切除したゲート切除部を例に説明したが、特にこれに限定されるものではなく、フランジ部の円周形状にそってゲート部をきれいに除去した光学素子であっても良い。   In the present embodiment, the gate excision part that has been excised while leaving a part of the gate in the flange part is described as an example, but the present invention is not particularly limited to this, and the gate part is cleaned along the circumferential shape of the flange part. The removed optical element may be used.

本実施の形態によれば、可動型10に、突部13が形成されているので、エアベントAB内で樹脂材が固化して形成されたエアベント樹脂部は突部13に対応してノッチNTが生じることとなるから、これを起点として折損せしめることで、容易にエアベント樹脂部を光学素子OEから分離でき、更にカット時のように切断粉の処理に時間をかけることはない。又、エアベント樹脂部の折損は必ず同じ位置(光軸から距離L)で行われるので、光学面OE1に与える歪みを最小限に抑え、光学素子OEの品質を安定化させると共に、後工程での処理を低減することができる。   According to the present embodiment, since the protrusion 13 is formed on the movable mold 10, the air vent resin portion formed by solidifying the resin material in the air vent AB has a notch NT corresponding to the protrusion 13. Therefore, the air vent resin part can be easily separated from the optical element OE by breaking it from the starting point, and the processing of the cutting powder does not take time as in the case of cutting. Further, since the air vent resin part is always broken at the same position (distance L from the optical axis), the distortion applied to the optical surface OE1 is minimized, the quality of the optical element OE is stabilized, and the post-process is performed. Processing can be reduced.

図8は、変形例にかかる突部を示す図である。図8(a)に示す突部13のように、断面が三角形状でなく、図8(b)に示す突部13’のように、断面が半円形状であっても良く、更には図8(c)に示す突部13”のように、断面が矩形状であっても良い。但し、応力集中が生じやすいノッチを形成するためには、図8(a)に示す突部が望ましい。突部は可動型金型側の表面ではなく固定型金型側の表面に形成されても良く、或いは可動型金型側と固定型金型側の双方に形成されていてもよい。更に、ゲートとエアベント樹脂部の位相関係は、光軸に対して互いに対称、すなわち各々が180度の位置にあれば、成形時にキャビティ内の樹脂が循環しやすくなりエアの残存を抑制できるため好ましい。但し係る位置は必ずしもこれに限定されるものではなく、90度又はそれ以外の位相関係で任意に配置することができる。   FIG. 8 is a diagram illustrating a protrusion according to a modified example. The cross section may not be triangular like the protrusion 13 shown in FIG. 8A, but the cross section may be semicircular like the protrusion 13 ′ shown in FIG. 8B. The cross section may be rectangular as in the case of a protrusion 13 ″ shown in FIG. 8C. However, in order to form a notch where stress concentration tends to occur, the protrusion shown in FIG. The protrusion may be formed not on the surface of the movable mold side but on the surface of the fixed mold side, or may be formed on both the movable mold side and the fixed mold side. The phase relationship between the gate and the air vent resin portion is preferably symmetric with respect to the optical axis, that is, if each is at a position of 180 degrees, the resin in the cavity tends to circulate at the time of molding and the remaining of air can be suppressed. However, the position is not necessarily limited to this, 90 degrees or other It can be arranged arbitrarily in correlation.

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。   The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate.

本実施の形態にかかる樹脂の成形工程を示す図である。It is a figure which shows the molding process of resin concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる成形装置を型締めした状態で拡大した断面図である。It is sectional drawing expanded in the state which clamped the shaping | molding apparatus concerning this Embodiment. 固定型20の一部を可動型10側から見た図である。It is the figure which looked at a part of fixed mold | type 20 from the movable mold | type 10 side. 後工程で成形品Mからエアベント樹脂部を除去する状態を示す図である。It is a figure which shows the state which removes an air vent resin part from the molded article M at a post process. エアベント樹脂部を除去した後の成形品Mを光学素子OEの光軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the molded article M after removing the air vent resin part from the optical axis direction of the optical element OE. 図5に示すエアベント樹脂部BRを矢印VI方向に見た図である。It is the figure which looked at the air vent resin part BR shown in FIG. 5 in the arrow VI direction. 図5に示すエアベント樹脂部BRを矢印VII方向に見た図である。It is the figure which looked at the air vent resin part BR shown in FIG. 5 in the arrow VII direction. 変形例にかかる突部を示す図である。It is a figure which shows the protrusion concerning a modification.

符号の説明Explanation of symbols

10 可動型
11 転写面
11a 光学転写面
11b フランジ転写面
12 ランナー
13 突起
20 固定型
21a 光学転写面
21b フランジ転写面
21c 円周面
21d 平面
22 スプール
23 ランナー
24 溝
50 ヒータ
AB エアベント
BR エアベント樹脂部
BR1 テーパ面
BR2 破断面
CB キャビティ
GT ゲート
H 手
M 成形品
N ノズル
NT ノッチ
O 中心
OE 光学素子
OE1 光学面
OE2 フランジ部
OE2a 円筒面
OE2b 切欠面
PS ピンセット
SP スプール
X 光軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Movable type 11 Transfer surface 11a Optical transfer surface 11b Flange transfer surface 12 Runner 13 Protrusion 20 Fixed mold 21a Optical transfer surface 21b Flange transfer surface 21c Circumferential surface 21d Plane 22 Spool 23 Runner 24 Groove 50 Heater AB Air vent BR Air vent resin part BR1 Tapered surface BR2 Fracture surface CB Cavity GT Gate H Hand M Molded product N Nozzle NT Notch O Center OE Optical element OE1 Optical surface OE2 Flange OE2a Cylindrical surface OE2b Notch surface PS Tweezers SP Spool X Optical axis

Claims (11)

樹脂製光学素子を成形する光学素子用成形金型であって、
2つの光学面のうちの一方の光学面を転写する転写面を有する可動側金型と、
2つの光学面のうちの他方の光学面を転写する転写面を有する固定側金型と、を有し、
前記可動側及び固定側金型は、前記可動側及び固定側金型を当接させて型締めする際に互いに対向する対向面を各々有し、
前記可動側及び固定側金型の各対向面の一部は、型締めされた前記金型間にキャビティを形成すると共に、当該キャビティ内へ外部から樹脂材料を供給するためのゲートと、前記キャビティ内から空気を排出するためのエアベントとを形成し、
前記エアベントを形成する前記可動側及び固定側金型の各対向面のうち少なくとも一方には、前記エアベント内に供給される樹脂が固化して形成されるエアベント樹脂部の一部の断面積を部分的に小さくする突部が形成されていることを特徴とする光学素子用成形金型。
An optical element molding die for molding a resin optical element,
A movable mold having a transfer surface for transferring one of the two optical surfaces;
A fixed mold having a transfer surface for transferring the other optical surface of the two optical surfaces;
The movable side and fixed side molds each have opposing surfaces that face each other when the movable side and fixed side molds are brought into contact with each other and clamped,
A part of each facing surface of the movable side and fixed side molds forms a cavity between the clamped molds, a gate for supplying a resin material from the outside into the cavity, and the cavity Forming an air vent for exhausting air from inside,
At least one of the opposing surfaces of the movable side and fixed side molds forming the air vent has a partial cross-sectional area of an air vent resin portion formed by solidifying the resin supplied into the air vent. A molding die for an optical element, characterized in that a projecting portion for reducing the size is formed.
前記突部は突出方向に沿って先端が細くなっている形状であることを特徴とする請求項1に記載の光学素子用成形金型。   2. The molding die for an optical element according to claim 1, wherein the protrusion has a shape in which a tip is narrow along a protruding direction. 前記エアベントは、前記突部が設けられていない部分に対して前記突部が設けられる部分の断面積が50〜70%の断面積になっていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子用成形金型。   3. The air vent according to claim 1, wherein a cross-sectional area of a portion where the protrusion is provided is 50 to 70% with respect to a portion where the protrusion is not provided. Mold for optical elements. 前記ゲートと前記エアベントとは、前記成形装置によって成形される光学素子の光軸に対して互いに対称な位置に形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の光学素子用成形金型。   The said gate and the said air vent are formed in the mutually symmetrical position with respect to the optical axis of the optical element shape | molded by the said shaping | molding apparatus, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Mold for optical elements. 前記光学素子はNA0.8以上の対物レンズであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の光学素子用成形金型。   The optical element molding die according to any one of claims 1 to 4, wherein the optical element is an objective lens having an NA of 0.8 or more. 光学面と、その外周に円形に形成されたフランジ部とを樹脂成形により形成された光学素子において、
前記フランジ部には、前記フランジ部の一部を直線状に切り欠く様に形成された切り欠き面を備え、前記切り欠き面には、前記フランジ部に連なるエアベント樹脂部の一部を切除してその残り部分により形成されたエアベント樹脂切除部を有し、前記エアベント樹脂切除部の端部は、光軸中心から前記フランジ部外周までの外周半径よりも内側に位置すると共に、前記エアベント樹脂切除部の端部以外の断面積よりも小さく形成されていることを特徴とする光学素子。
In an optical element formed by resin molding an optical surface and a flange portion formed in a circle on the outer periphery thereof,
The flange portion includes a notch surface formed so as to cut out a part of the flange portion in a straight line, and a part of the air vent resin portion connected to the flange portion is cut out on the notch surface. An air vent resin excision formed by the remaining part of the air vent resin, and an end of the air vent resin excision is located on the inner side of the outer radius from the center of the optical axis to the outer periphery of the flange, and An optical element having a smaller cross-sectional area than the end of the part.
前記フランジ部には、前記フランジ部に連なるゲート部を切除することにより形成されたゲート切除部を前記切り欠き部とは異なる位置に配置したことを特徴とする請求項6記載の光学素子。   The optical element according to claim 6, wherein a gate cut portion formed by cutting a gate portion connected to the flange portion is disposed in the flange portion at a position different from the cutout portion. 前記ゲート切除部と前記エアベント樹脂切除部とは、前記光学素子の光軸に対して互いに対称な位置に形成されていることを特徴とする請求項7記載の光学素子。   The optical element according to claim 7, wherein the gate excision part and the air vent resin excision part are formed at positions symmetrical to each other with respect to the optical axis of the optical element. 前記エアベント樹脂切除部の端部の断面積は、前記エアベント樹脂切除部の端部以外の断面積に対して50〜70%の断面積をもって形成されていることを特徴とする請求項6〜8のいずれか一つに記載の光学素子。   The cross-sectional area of the end portion of the air vent resin excision part is formed with a cross-sectional area of 50 to 70% with respect to the cross-sectional area other than the end part of the air vent resin excision part. An optical element according to any one of the above. 前記エアベント樹脂切除部の端部は、前記光学素子の他の表面部分よりも面粗度が大きいことを特徴とする請求項6〜9のいずれか一つに記載の光学素子。   The optical element according to any one of claims 6 to 9, wherein an end portion of the air vent resin excision portion has a surface roughness larger than that of the other surface portion of the optical element. 前記光学素子は、NA0.8以上の光ピックアップ装置用対物レンズであることを特徴とする請求項6〜10のいずれか一つに記載の光学素子。 The optical element according to any one of claims 6 to 10 , wherein the optical element is an objective lens for an optical pickup device having an NA of 0.8 or more.
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