JP5267253B2 - レンズ用成形金型、及びレンズの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、レンズを射出成形するためのレンズ用成形金型、及び、かかるレンズ用成形金型を利用したレンズの製造方法に関する。

近年、従来のＤＶＤよりさらに高密度で、波長４００ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の青紫色レーザを使用し、対物レンズの像側開口数ＮＡが０．８０以上であるブルーレイディスク（ＢＤ；Blu-Ray Disc）のような高記憶容量のディスクを使用する光ピックアップ装置が実用化されている。このような青紫色レーザを使用する高記憶容量のディスクへの記録又は再生に使用される対物レンズは、従来のＤＶＤ用の対物レンズと異なる短波長に対応するだけでなく、従来の対物レンズよりも高いＮＡが必要とされる。このような高ＮＡレンズは、偏肉比の大きいレンズであり、一般的に精度よく成形することが難しい。そのため、上記高ＮＡレンズのような偏肉成形品を精度よく成形するために、樹脂を高速充填し保圧を段階的に昇圧する成形方法がある（特許文献１参照）。

また、微細形状の転写性を向上させるため、セラミックス系材料上に非鉄金属材料をメッキして形成した表面加工層を設けて高精度の金型形状と断熱性とを両立させた金型を用いる成形方法がある（特許文献２参照）。さらに、レンズ周辺の転写性を確保するため、光学面成形入れ子の熱伝導率の範囲と、〔光学面成形入子の外径〕／〔レンズの光学面の径〕の範囲とを規定する成形方法がある（特許文献３参照）。

特許３２９６９１０号公報 特許４１３５３０４号公報 特開２００７−２６１１４２号公報

しかしながら、特許文献１の成形方法では、樹脂を高速充填させるため、偏肉比の大きいレンズにおいて、レンズの薄肉部に対応する型空間は樹脂が相対的に流れにくく、型空間内を均一に偏りなく充填させることが難しい。そのため、成形したレンズにウェルドラインやジェッティング等の外観不良が発生しやすく、レンズ両面の形状精度も悪化しやすいという問題がある。さらに、レンズの薄肉部において、樹脂の流動先端が冷やされやすいにもかかわらず、強制的に樹脂が流動されるので、当該薄肉部付近にフローマーク等の外観不良が生じるという問題がある。

また、特許文献２及び３の成形方法では、金型にセラミックス系材料で形成した断熱層を設け、特許文献２ではさらに断熱層の上に表面加工層を設けているが、レンズ面を形成する金型表面近傍において、断熱層または表面加工層は熱伝導の方向に対して均一に設けられている。そのため、偏肉比の高いレンズにおいて、レンズの薄肉部に対応する金型表面近傍と、レンズの厚肉部に対応する金型表面近傍とは均等に熱伝導するため、レンズの薄肉部の固化が相対的に早まるといった固化の不均一化が発生しやすく、レンズ精度不良や外観不良が発生する可能性がある。

そこで、本発明は、偏肉比の高いレンズであっても、レンズの成形精度を向上させつつ外観不良を低減することのできるレンズ用成形金型を提供することを目的とする。

また、本発明は、上記のようなレンズ用成形金型を用いたレンズの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るレンズ用成形金型は、一対の金型によりレンズを成形するレンズ用成形金型であって、一対の金型のうち少なくとも一方の金型は、コア型と、コア型の周囲に配置される外周型とを有し、コア型は、熱伝導率が外周型よりも低い低熱伝導率層と、低熱伝導率層の表面上に設けられ低熱伝導率層よりも熱伝導率が高い表面加工層とを備え、表面加工層は、レンズの薄肉部に対応する薄肉層部分と、レンズの厚肉部に対応する厚肉層部分とを有し、薄肉層部分のパーティングラインに垂直な方向に関する厚さは、厚肉層部分の厚さに対して相対的に薄いことを特徴とする。なお、低熱伝導率層は、比較的高熱伝導率のコア型基材の表面に形成させることができるが、コア型全体を外周型よりも低熱伝導率の材料で形成することができる。

上記レンズ用成形金型では、金型を構成する層として断熱層である低熱伝導率層が設けられているため、型空間内における樹脂の流動性が低下しにくくなり、レンズの薄肉部に対応する型空間においても、低熱伝導率層を設けない一般の金型を用いる場合に比べて、樹脂の流動性を向上させることができる。さらに、低熱伝導率層の上に低熱伝導率層よりも高い熱伝導率を有する表面加工層を設け、レンズの薄肉部に対応する表面加工層の部分（薄肉層部分）をレンズの厚肉部に対応する表面加工層の部分（厚肉層部分）よりも相対的に薄くすることにより、薄肉層部分において厚肉層部分よりも相対的に軸方向の熱伝導が起こりにくくなるため、薄肉層部分の樹脂の温度低下を抑制することができる。これにより、薄肉部に対応する型空間内での樹脂の流動性の低下を防ぐと共に薄肉部の固化を相対的に遅くすることができるため、偏肉比の高い型空間であっても樹脂を型空間内に均一に充填・固化させることができ、レンズの成形精度を向上させつつ、外観不良を低減することができる。

本発明の具体的な態様又は観点では、薄肉層部分の厚さは、５μｍ以上５０μｍ未満であることを特徴とする。この場合、薄肉層部分の厚さが薄すぎて切れ目が生じることにより薄肉層部分と厚肉層部分との境界において部分的に表面加工層がなくなることがなく、境界において低熱伝導率層の露出を防ぐことができる。また、薄肉層部分の厚さが厚すぎて表面加工層全体で薄肉層部分と厚肉層部分との放熱の差がなくなることを防ぐことができる。

本発明の別の態様では、表面加工層は、無電解ニッケルメッキにより形成されることを特徴とする。この場合、例えばニッケルリンメッキ層の熱伝導率は５Ｗ／ｍ・Ｋであり、欠陥の少ない加工性に優れた表面加工層を得ることができる。

本発明のさらに別の態様では、低熱伝導率層の熱伝導率は、３Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴とする。ここで、低熱伝導率層は、例えばセラミック、金属、樹脂、ガラス等で形成される。

本発明のさらに別の態様では、低熱伝導率層は、ジルコニア溶射によって形成され、厚みは０．１ｍｍ以上であることを特徴とする。この場合、ジルコニア層の熱伝導率は１Ｗ／ｍ・Ｋであり、高強度でより低熱伝導率の層を得ることができる。

本発明のさらに別の態様では、レンズは、偏肉比が３以上で最小厚肉部の厚みが２ｍｍ以下であるレンズであることを特徴とする。この場合、一般に薄肉部で固化しやすくなるが、表面加工層の厚みを上記のように設定することで外観不良を低減し、成形精度の高い高ＮＡのレンズとすることができる。

上記課題を解決するため、本発明に係るレンズの製造方法は、上述のレンズ用成形金型を用いたことを特徴とする。

上記レンズの製造方法では、低熱伝導率層の上に低熱伝導率層よりも高い熱伝導率を有する表面加工層を設け、薄肉層部分を厚肉層部分よりも相対的に薄くすることにより、樹脂の流動性を低下させにくくすることができると共に薄肉部の固化を相対的に遅くすることができる。これにより、偏肉比の高い型空間であっても樹脂を型空間内に均一に充填・固化させることができ、レンズの成形精度を向上させつつ、外観不良を低減させたレンズを製造することができる。特に偏肉比が３以上で最小厚肉部の厚みが２ｍｍ以下であるレンズにおいて、外観不良の発生を低減させ、高精度なレンズを製造することができる。

固定金型と可動金型とで構成されるレンズ用成形金型の構造を説明する部分側断面図である。 図１の一部の拡大断面図である。 図１のレンズ用成形金型によって射出成形されるレンズの拡大側面図である。 図１に示すレンズ用成形金型を組み込んだ成形装置を説明する正面図である。 図５の成形装置の動作を説明するフローチャートである。 図１のレンズ用成形金型の構造の変形例を説明する拡大側断面図である。 第２実施形態に係るレンズ用成形金型の構造を説明する拡大側断面図である。 図７のレンズ用成形金型の構造の変形例を説明する拡大側断面図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態であるレンズ用成形金型とレンズの製造方法とについて、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、レンズ用成形金型である成形金型４０は、固定金型４１と可動金型４２とを備える。固定金型４１と可動金型４２とは、パーティングラインＰＬを境として開閉可能になっている。

両金型４１，４２に挟まれた空間である型空間ＣＶは、成形品であるレンズとしてのレンズＯＬ（図３参照）の形状に対応するものとなっている。レンズＯＬは、樹脂製で、光学的機能を有する光学的機能部としての中心部ＯＬａと、中心部ＯＬａから外径方向に延在する環状のフランジ部ＯＬｂとを備える。このレンズＯＬは、光ピックアップ装置用の対物レンズであり、ＢＤ用の波長の光束に対してＮＡ０．８５以上を満たすレンズである。

固定金型４１は、固定側の入れ子としてのコア型５２と、固定側の入れ子を支持して一体に固定することを可能とした構造を有する外周型５１と、外周型５１及びコア型５２を一体に固定する取付板５３とを備える。ここで、外周型５１と取付板５３とは、入れ子としてのコア型５２を周囲から保持し支持する型部材である。

外周型５１は、図１及び図２に示すように、パーティングラインＰＬを形成する端面５１ａを有する。また、外周型５１の先端には、フランジ形成部ＦＦが設けられており、このフランジ形成部ＦＦの表面には、型空間ＣＶ２を形成するためのフランジ面成形面５６ｂが形成されている。このフランジ面成形面５６ｂは、図３に示すレンズＯＬのフランジ部ＯＬｂのフランジ面ＦＬ１すなわち一方の環状端面を成形する転写面である。また、外周型５１内部には、コア型５２を挿入支持する円柱状の貫通孔であるコア挿通孔５５が形成されている。なお、外周型５１は、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋより大きい高熱伝導材料、例えばプレハードン鋼すなわち低炭素鋼（熱伝導率：６０．０Ｗ／ｍ・Ｋ）等で構成されている。

コア型５２は、コア挿通孔５５に嵌合可能な円筒状の外周側面を有しており、コア型５２の先端部５２ｂに設けた先端面には、型空間ＣＶ１を形成するための光学面成形面５６ａが設けられている。この光学面成形面５６ａは、凹面であり、レンズＯＬの中心部ＯＬａの一方の光学面Ｓａを成形する転写面である。

コア型５２は、コア型５２の基材である母材部５７と、母材部５７の上に設けられる低熱伝導率層５８と、低熱伝導率層５８の表面上に設けられコア型５２の光学面成形面５６ａを形成する表面加工層５９とで構成される。

母材部５７は、入れ子であるコア型５２を構成する本質的な部分であり、熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋより大きい高熱伝導材料、具体的には低炭素鋼やステンレス鋼の母材で構成されている。

低熱伝導率層５８は、母材部５７よりも熱伝導率が低く、表面加工層５９と母材部５７との間に挟まれて、成形中のレンズＯＬの急速な冷却を防止する断熱層としての役割を有する。低熱伝導率層５８の形状は、型空間ＣＶの形状に対応している。具体的には、低熱伝導率層５８は、レンズＯＬの光学面成形面５６ａ全体とフランジ面成形面５６ｂの一部に亘って連続的に形成され、その厚さは０．１ｍｍ以上で略一様である。なお、低熱伝導率層５８の熱伝導率は、３Ｗ／ｍ・Ｋ以下の低熱伝導率材料で構成され、例えばジルコニアやアルミナ等のセラミックス、ポリイミド等の樹脂材料を用いて形成することができる。

表面加工層５９は、レンズＯＬの光学面成形面５６ａ及びフランジ面成形面５６ｂを形成するための層である。表面加工層５９の表面は、光学面成形面５６ａ全体とフランジ面成形面５６ｂの一部とに亘って連続的に延びている。表面加工層５９は、レンズＯＬの薄肉部ＯＬ１に対応する薄肉層部分５９ａと、レンズＯＬの厚肉部ＯＬ２に対応する厚肉層部分５９ｂとで構成される。コア型５２の軸ＡＸ方向の厚みに関して、薄肉層部分５９ａは、厚肉層部分５９ｂより相対的に薄くなっている。具体的には、薄肉層部分５９ａの最も薄い部分の厚さｄ１は約２０μｍであり、厚肉層部分５９ｂの最も厚い部分の厚さｄ２は約５０μｍである。なお、説明の便宜上、薄肉層部分５９ａと厚肉層部分５９ｂとに分けているが、表面加工層５９は連続的に変化しており、両部分５９ａ，５９ｂの明確な境界は存在しない。表面加工層５９は、被削性を良くするために、ニッケルリンメッキ層で形成されている。ニッケルリンメッキ層は、無電解ニッケルメッキ法を用いて形成される。このニッケルリンメッキ層の表面加工によって、ニッケルリンメッキ層の表面として精密な形状を有する光学面成形面５６ａが形成されている。さらに、光学面成形面５６ａは、樹脂系の材料で形成された薄い離型膜でコートすることができる。

なお、表面加工層５９は、メッキの剥離を防止するため、コア型５２を覆うようにコア型５２と外周型５１との間にも設けられている。

以下、コア型５２の作製方法ついて説明する。まず、母材部５７をレンズＯＬの形状に合わせて適当な形状に切削する。その後、低熱伝導率層５８を切削加工後の母材部５７上に均一に形成し、その表層部をレンズＯＬの形状に合わせて適当な形状に切削する。その後、低熱伝導率層５８の表面上に表面加工層５９を設け、その厚さを型空間ＣＶの形状や低熱伝導率層５８の厚みに応じて調整し、光学面成形面５６ａを加工する。この際、型空間ＣＶのうち、レンズＯＬの厚肉部ＯＬ２に対応する厚肉層部分５９ｂは、レンズＯＬの薄肉部ＯＬ１に対応する薄肉層部分５９ａに比較して、相対的に厚くなるように加工される。なお、フランジ形成部ＦＦにおいて、薄肉層部分５９ａと厚肉層部分５９ｂとの境界以外のフランジ形成部ＦＦは必ずしも表面加工層５９でカバーされる必要ない。すなわち、フランジ部ＯＬｂは、外周で形状精度が多少劣化してもよいが、レンズＯＬの薄肉部ＯＬ１と厚肉部ＯＬ２との境界に生じやすい外観不良を確実に防止する必要があることから、薄肉部ＯＬ１と厚肉部ＯＬ２との境界部分を断熱し流動性がよくなればよい。このように薄肉部ＯＬ１と厚肉部ＯＬ２との境界部分を断熱することで、光学面成形面５６ａが精度よく転写されるものと考えられる。

可動金型４２は、可動側の入れ子としてのコア型６２と、可動側の入れ子を支持して一体に固定することを可能とした構造を有する外周型６１と、外周型６１及びコア型６２を一体に固定する取付板６３とを備える。ここで、外周型６１と取付板６３とは、入れ子としてのコア型６２を周囲から保持し支持する型部材である。可動金型４２は、軸ＡＸに沿って移動可能になっており、固定金型４１に対して開閉動作する。

外周型６１は、図１及び図２に示すように、パーティングラインＰＬを形成する端面６１ａを有する。また、外周型６１の先端には、フランジ形成部ＦＭが設けられており、このフランジ形成部ＦＭの表面には、型空間ＣＶ２を形成するためのフランジ面成形面６６ｂが形成されている。このフランジ面成形面６６ｂは、図３に示すレンズＯＬのフランジ部ＯＬｂのフランジ面ＦＬ２すなわち一方の環状端面を成形する転写面である。また、外周型６１内部には、コア型６２を挿入支持する円柱状の貫通孔であるコア挿通孔６５が形成されている。なお、外周型６１は、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋより大きい高熱伝導材料、例えばプレハードン鋼すなわち低炭素鋼（熱伝導率：６０．０Ｗ／ｍ・Ｋ）等で構成されている。

コア型６２は、コア挿通孔６５に嵌合可能な円筒状の外周側面を有しており、コア型６２の先端部６２ｂに設けた先端面には、型空間ＣＶ１を形成するための光学面成形面６６ａが設けられている。この光学面成形面６６ａは、凹面であり、レンズＯＬの中心部ＯＬａの一方の光学面Ｓｂを成形する転写面である。

コア型６２は、コア型６２の基材である母材部６７と、母材部６７の上に設けられる低熱伝導率層６８と、低熱伝導率層６８の表面上に設けられコア型６２の光学面成形面６６ａを形成する表面加工層６９とで構成される。

母材部６７は、入れ子であるコア型６２を構成する本質的な部分であり、熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋより大きい高熱伝導材料、具体的には低炭素鋼やステンレス鋼の母材で構成されている。

低熱伝導率層６８は、母材部６７よりも熱伝導率が低く、表面加工層６９と母材部６７との間に挟まれて、成形中のレンズＯＬの急速な冷却を防止する断熱層としての役割を有する。低熱伝導率層６８の形状は、型空間ＣＶの形状に対応している。具体的には、低熱伝導率層６８は、レンズＯＬの光学面成形面６６ａ全体とフランジ面成形面６６ｂの一部に亘って連続的に形成され、その厚さは０．１ｍｍ以上で略一様である。なお、低熱伝導率層６８の熱伝導率は、３Ｗ／ｍ・Ｋ以下の低熱伝導率材料で構成され、例えばジルコニアやアルミナ等のセラミックス、ポリイミド等の樹脂材料、を用いて形成することができる。

表面加工層６９は、レンズＯＬの光学面成形面６６ａ及びフランジ面成形面６６ｂを形成するための層である。表面加工層６９の表面は、光学面成形面６６ａ全体とフランジ面成形面６６ｂの一部とに亘って連続的に延びている。表面加工層６９は、レンズＯＬの薄肉部ＯＬ１に対応する薄肉層部分６９ａと、レンズＯＬの厚肉部ＯＬ２に対応する厚肉層部分６９ｂとで構成される。コア型６２の軸ＡＸ方向の厚みに関して、薄肉層部分６９ａは、厚肉層部分６９ｂより相対的に薄くなっている。具体的には、薄肉層部分６９ａの最も薄い部分の厚さｄ１は約２０μｍであり、厚肉層部分６９ｂの最も厚い部分の厚さｄ２は約５０μｍである。なお、説明の便宜上、薄肉層部分６９ａと厚肉層部分６９ｂとに分けているが、表面加工層６９は連続的に変化しており、両部分６９ａ，６９ｂの明確な境界は存在しない。表面加工層６９は、被削性を良くするために、ニッケルリンメッキ層で形成されている。ニッケルリンメッキ層は、無電解ニッケルメッキ法を用いて形成される。このニッケルリンメッキ層の表面加工によって、ニッケルリンメッキ層の表面として精密な形状を有する光学面成形面６６ａが形成されている。さらに、光学面成形面６６ａは、樹脂系の材料で形成された薄い離型膜でコートすることができる。

表面加工層６９は、メッキの剥離を防止するため、コア型６２を覆うようにコア型６２と外周型６１との間にも設けられている。

なお、コア型６２の作製方法は、コア型５２と同様である。

以下、図４を参照して、本実施形態のレンズの製造方法を実施するための成形装置１００について説明する。

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し装置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、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とを備える。射出成形機１０は、可動盤１２と固定盤１１との間に可動金型４２と固定金型４１を挟持して両金型４１，４２を型締めすることにより成形を可能にする。

固定盤１１は、可動盤１２に対向して支持フレーム１４の中央に固定されており、取出し装置２０をその上部に支持する。固定盤１１は、固定金型４１を着脱可能に支持している。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。なお、成形品ＭＰは、図３に示すレンズＯＬを複数備えるものであり、これら複数のレンズＯＬは、成形時に付随して形成されるスプルやランナ（不図示）を介して互いに連結されている。

可動盤１２は、スライドガイド１５ａによって固定盤１１に対して進退移動可能に支持されている。可動盤１２は、可動金型４２を着脱可能に支持している。可動盤１２には、その背面にエジェクタ７０が設けられている。エジェクタ７０は、可動金型４２内の成形品ＭＰの不図示のランナ部をエジェクタピン７１によって固定金型４１側に押し出すことができ、取出し装置２０による移送を可能にする。

型締め盤１３は、支持フレーム１４の端部に固定されている。型締め盤１３は、型締めに際して、開閉駆動装置１５の動力伝達部１５ｄを介して可動盤１２をその背後から支持する。

開閉駆動装置１５は、スライドガイド１５ａと、動力伝達部１５ｄと、アクチュエータ１５ｅとを備える。スライドガイド１５ａは、可動盤１２を支持するとともに可動盤１２の固定盤１１に対する進退方向に関する滑らかな往復移動を可能にしている。動力伝達部１５ｄは、制御装置３０の制御下で動作するアクチュエータ１５ｅからの駆動力を受けて伸縮する。これにより、固定盤１１に対して可動盤１２が近接したり離間したり自在に進退移動し、結果的に、固定盤１１と可動盤１２とを互いに近接・離間して固定金型４１と可動金型４２との型締め及び型開きを行う。

射出装置１６は、シリンダ１６ａ、原料貯留部１６ｂ、スクリュ１６ｃ、樹脂射出端１６ｄ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、樹脂射出端１６ｄから温度制御された状態で溶融樹脂を吐出することができる。射出装置１６は、シリンダ１６ａの樹脂射出端１６ｄを固定盤１１に対して分離可能に接続することができ、固定盤１１を介して、固定金型４１と可動金型４２とを型締めした状態で形成される型空間ＣＶ（図２等参照）に連通する流路部分に対して溶融樹脂を所望のタイミングで供給することができる。

温度調節装置１７は、射出成形機１０の金型４１，４２の温度を調節する部分である。温度調節装置１７は、温調回路を有しており、固定金型４１と可動金型４２との温度調節が可能になっている。具体的には、例えば固定盤１１と可動盤１２とに設けた流体循環路に温度調節媒体を供給することにより、固定金型４１と可動金型４２とを必要な温度まで加熱する。なお、媒体を用いずにヒータ等を用いて温度調節をしてもよい。

取出し装置２０は、成形品ＭＰを把持することができるハンド２１と、ハンド２１を３次元的に移動させる３次元駆動装置２２とを備える。取出し装置２０は、制御装置３０の制御下で適当なタイミングで動作するものであり、固定金型４１と可動金型４２とを離間させて型開きした後に、可動金型４２に残る成形品ＭＰを把持して外部に搬出する役割を有する。

制御装置３０は、開閉制御部３１と、射出装置制御部３２と、エジェクタ制御部３３と、取出し装置制御部３４とを備える。開閉制御部３１は、アクチュエータ１５ｅを動作させることによって両金型４１，４２の型締めや型開きを可能にする。射出装置制御部３２は、スクリュ１６ｃ等を動作させることによって両金型４１，４２間に形成された型空間ＣＶ中に所望の圧力で樹脂を注入させる。また、樹脂充填後の保圧の際に一定の保圧値で型空間ＣＶ内を保圧する。エジェクタ制御部３３は、エジェクタ７０を動作させることによって型開き時に可動金型４２に残る成形品ＭＰを可動金型４２内から押し出させる。取出し装置制御部３４は、取出し装置２０を動作させることによって型開き及び離型後に可動金型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。

図５は、成形装置１００の動作すなわち本実施形態のレンズの製造方法を概念的に説明するフローチャートである。

まず、図５に示すように、成形装置１００の温度調節装置１７を動作させ、両金型４１，４２を成形に適する温度まで加熱する（ステップＳ１０）。次に、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）。開閉駆動装置１５の閉動作を継続することにより、固定金型４１と可動金型４２とが接触する型当たり位置まで可動盤１２が固定盤１１側に移動して型閉じが完了し、開閉駆動装置１５の閉動作を更に継続することにより、固定金型４１と可動金型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）。型締め後、射出成形機１０において、射出装置１６を動作させて、型締めされた固定金型４１と可動金型４２との間の型空間ＣＶ中に、加熱された溶融樹脂を必要な圧力で注入する射出を行わせる（ステップＳ１３）。これにより、型締めされた固定金型４１と可動金型４２との間の型空間ＣＶ中に樹脂が充填される充填工程が行われる。充填工程後、射出成形機１０は、型空間ＣＶ中の樹脂圧を必要なレベルに保つ（ステップＳ１４）。成形金型４０は、温度調節装置１７により、型空間ＣＶや流路部分ＦＣが適度に加熱されており、射出装置１６から供給される溶融樹脂が緩やかに冷却され、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Ｓ１５）。この際、低熱伝導率層５８，６８は３Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で構成されており、表面加工層５９，６９の薄肉層部分５９ａ，６９ａが厚肉層部分５９ｂ，６９ｂより相対的に薄いため、型空間ＣＶ１よりも空間の狭い型空間ＣＶ２へも樹脂の流動性を妨げられることなく充填させることができる。成形完了後、型締めを終了し、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Ｓ１６）。これに伴って、可動金型４２が後退し、固定金型４１と可動金型４２とが離間する。この結果、成形品ＭＰすなわちレンズＯＬは、可動金型４２に保持された状態で固定金型４１から離型される。次に、射出成形機１０において、エジェクタ７０を動作させて、成形品ＭＰの突き出しを行わせる（ステップＳ１７）。具体的には、成形品ＭＰのスプル部等が、エジェクタピン７１による突き出しによって可動金型４２から離型される。成形品ＭＰを可動金型４２から離型した後、取出し装置２０を動作させて、突き出された成形品ＭＰの適所をハンド２１で把持して外部に搬出する（ステップＳ１８）。

以下、本実施形態の具体的な実施例について説明する。
表１は、レンズＯＬの薄肉部ＯＬ１に対応する表面加工層５９，６９の薄肉層部分５９ａ，６９ａの厚み及びレンズＯＬの厚肉部ＯＬ２に対応する表面加工層５９，６９の厚肉層部分５９ｂ，６９ｂの厚みと、これらの条件でレンズＯＬを成形した場合のそれぞれの外観品質、レンズ形状精度、及びこれらの総合評価とについて示すものである。表１において、外観品質の評価については、外観不良のないものを「○」、外観不良はあるが光学性能を劣化させないものを「△」、外観不良が光学性能を劣化させるものを「×」で表す。また、レンズ形状精度の評価については、レンズの透過波面収差のＲＭＳ値が５０ｍλ未満のものを「○」、５０ｍλ以上７０ｍλ未満のものを「△」、７０ｍλ以上のものを「×」で表す。また、総合評価については、外観品質とレンズ形状精度の評価結果を鑑み、十分良品が得られるものを「○」、良品が得られる限界付近のものを「△」、良品が得られないものを「×」で表す。なお、成形したレンズはＢＤピックアップ用の対物レンズ（ＮＡ０．８５）であり、成形に用いた樹脂はシクロオレフィン樹脂であり、金型温度は１１８℃である。

表１からわかるように、薄肉層部分５９ａ，６９ａの厚みが５０μｍで、厚肉層部分５９ｂ，６９ｂの厚みが２０μｍである場合や、薄肉層部分５９ａ，６９ａの厚みが５０μｍで、厚肉層部分５９ｂ，６９ｂの厚みが５０μｍである場合は、レンズＯＬに外観不良が生じ、レンズ形状の精度も悪く、レンズＯＬの光学特性が劣化する。一方、薄肉層部分５９ａ，６９ａの厚みが２０μｍで、厚肉層部分５９ｂ，６９ｂの厚みが５０μｍである場合、レンズＯＬの外観不良が低減し、レンズ形状の精度もよい高精度なレンズＯＬとなる。

表２は、母材部５７，６７の熱伝導率、低熱伝導率層５８，６８の熱伝導率、及び低熱伝導率層５８，６８の厚みと、これらの条件でレンズＯＬを成形した場合のそれぞれの外観品質、レンズ形状精度、及びこれらの総合評価とについて示すものである。表２における各項目の評価は、表１と同様である。なお、表面加工層５９，６９の厚みについては、薄肉層部分５９ａ，６９ａにおける厚みは２０μｍ、厚肉層部分５９ｂ，６９ｂにおける厚みは５０μｍである。

表２からわかるように、低熱伝導率層５８，６８がない場合や、低熱伝導率層５８，６８を設けていても低熱伝導率層５８，６８の厚さが０．０５ｍｍの場合、レンズＯＬに外観不良が生じ、レンズ形状の精度も悪く、レンズＯＬの光学特性が劣化する。一方、低熱伝導率層５８，６８の厚さが０．１ｍｍ〜１ｍｍの場合、レンズＯＬの外観不良が低減し、レンズ形状の精度もよい高精度なレンズＯＬとなる。

以上説明した第１実施形態のレンズ用成形金型及びレンズの製造方法によれば、成形金型４０を構成するコア型５２，６２に低熱伝導率層５８，６８が設けられているため、樹脂の流動性が低下しにくくなり、レンズＯＬの薄肉部ＯＬ１に対応する型空間ＣＶ２においても樹脂の流動性を向上させることができる。さらに、低熱伝導率層５８，６８の上に低熱伝導率層５８，６８よりも高い熱伝導率を有する表面加工層５９，６９を設け、レンズＯＬの薄肉部ＯＬ１に対応する表面加工層５９，６９の薄肉層部分５９ａ，６９ａをレンズＯＬの厚肉部ＯＬ２に対応する表面加工層５９，６９の厚肉層部分５９ｂ，６９ｂよりも相対的に薄くすることにより、薄肉層部分５９ａ，６９ａにおいて厚肉層部分５９ｂ，６９ｂよりも相対的に軸ＡＸ方向の熱伝導が起こりにくくなるため、樹脂の流動性を低下しにくくすることができる。これにより、薄肉部ＯＬ１の固化を相対的に遅くすることができるため、偏肉比の高い型空間であっても樹脂を型空間ＣＶ内に均一に充填させることができ、レンズＯＬの成形精度を向上させつつ、外観不良を低減することができる。

なお、低熱伝導率層を固定金型４１及び可動金型４２のいずれか一方に設けてもよい。例えば、図６に示すように、可動金型４２にのみ低熱伝導率層６８を設ける。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係るレンズ用成形金型について説明する。なお、第２実施形態に係るレンズ用成形金型は、第１実施形態を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。

第１実施形態において、型空間ＣＶの形状は必要とされるレンズＯＬの形状に応じて適宜変更することができる。例えば、図７に示すように、レンズＯＬが薄肉部を複数有し、レンズＯＬの中心部及び周辺部がそれぞれ薄肉部ＯＬ３，ＯＬ４となっている形状とすることができる。この場合、表面加工層６９のうちレンズＯＬの各々の薄肉部ＯＬ３，ＯＬ４に対応する薄肉層部分６９ａは、レンズＯＬの中間部である厚肉部ＯＬ５に対応する厚肉層部分６９ｂに比べて相対的に厚さが薄い。このレンズＯＬは、携帯電話等に組み込まれる撮像用レンズである。

固定金型４１において、コア型５２には、低熱伝導率層５８は、設けられておらず、表面加工層５９が母材部５７上に均一に形成されている。なお、固定金型４１も可動金型４２と同様に低熱伝導率層を設けてもよい。

以上説明した第２実施形態のレンズ用成形金型によれば、表面加工層５９，６９の薄肉層部分５９ａ，６９ａが厚肉層部分５９ｂ，６９ｂより相対的に薄いため、型空間ＣＶ１よりも空間の狭い型空間ＣＶ２へも樹脂の流動性を妨げられることなく樹脂を充填させることができる。これにより、レンズＯＬの中心部及び周辺部が薄肉部ＯＬ３，ＯＬ４であっても、成形精度を向上させつつ外観不良を低減させることができる。

また、レンズＯＬの形状として、図８に示すように、レンズＯＬは、両凹レンズとすることもでき、レンズＯＬの中心部が薄肉部ＯＬ６となっている形状とすることができる。この場合、表面加工層６９のうちレンズＯＬの薄肉部ＯＬ６に対応する薄肉層部分６９ａは、レンズＯＬの周辺部である厚肉部ＯＬ７に対応する厚肉層部分６９ｂに比べて相対的に厚さが薄い。

以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態において、母材部５７，６７を全体として低熱伝導率層５８，６８として用いてもよい。

また、上記実施形態において、表面加工層５９，６９に段差や位相差構造を形成してもよい。

１０…射出成形機、 １１…固定盤、 １２…可動盤、 １５…開閉駆動装置、 １６…射出装置、 ３０…制御装置、 ４０…成形金型、 ４１…固定金型、 ４２…可動金型、 ５１，５２…外周型、 ５１ａ，６１ａ…端面、 ５２，６２…コア型、 ５３，６３…取付板、 ５６ａ，６６ａ…光学面成形面、 ５６ｂ，６６ｂ…フランジ面成形面、 ５７，６７…母材部、 ５８，６８…低熱伝導率層、 ５９，６９…表面加工層、 １００…成形装置、 ＡＸ…軸、 ＦＬ１，ＦＬ２…フランジ面、 ＦＣ…流路部分、 ＦＦ，ＦＭ…フランジ形成部、 ＭＰ…成形品、 ＯＬ…レンズ、 ＯＬａ…中心部、 ＯＬｂ…フランジ部、 Ｓａ，Ｓｂ…光学面

Claims (7)

1. 一対の金型によりレンズを成形するレンズ用成形金型であって、
   一対の金型のうち少なくとも一方の金型は、コア型と、前記コア型の周囲に配置される外周型とを有し、
   前記コア型は、熱伝導率が前記外周型よりも低い低熱伝導率層と、前記低熱伝導率層の表面上に設けられ前記低熱伝導率層よりも熱伝導率が高い表面加工層とを備え、
   前記表面加工層は、前記レンズの薄肉部に対応する薄肉層部分と、前記レンズの厚肉部に対応する厚肉層部分とを有し、
   前記薄肉層部分のパーティングラインに垂直な方向に関する厚さは、前記厚肉層部分の厚さに対して相対的に薄いことを特徴とする、レンズ用成形金型。
2. 前記薄肉層部分の厚さは、５μｍ以上５０μｍ未満であることを特徴とする、請求項１に記載のレンズ用成形金型。
3. 前記表面加工層は、無電解ニッケルメッキにより形成されることを特徴とする、請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載のレンズ用成形金型。
4. 前記低熱伝導率層の熱伝導率は、３Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のレンズ用成形金型。
5. 前記低熱伝導率層は、ジルコニア溶射によって形成され、厚みは０．１ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のレンズ用成形金型。
6. 前記レンズは、偏肉比が３以上で最小厚肉部の厚みが２ｍｍ以下であるレンズであることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のレンズ用成形金型。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のレンズ用成形金型を用いたことを特徴とする、レンズの製造方法。

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