JP5835473B2 - 光学部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は光学部品の製造方法に関するものであり、例えば、薄肉のプラスチックレンズ（例えば携帯電話用レンズ）等の光学部品を射出成形により製造する方法に関するものである。

一般的なプラスチックレンズは、レンズの光学的機能を有するレンズ部と、その外周に設けられた鍔状のフランジ部と、で構成されている。フランジ部は、プラスチックレンズをレンズホルダーに取り付ける際の設置部分として利用される。このようなプラスチックレンズの射出成形時には、樹脂が金型内でゲートからフランジ部形成空間へと流れ、レンズ部形成空間まで充填されることになる。このため、プラスチックレンズの薄型化を図ろうとすると、フランジ部を薄くするために金型内のフランジ部形成空間も薄くなり、それに伴ってゲートも薄くなってしまう。その結果、樹脂充填効率の低下，光学的精度の低下等の問題が生じることになる。

上記のようにフランジ部を有するプラスチック光学部品に特有な製造時の問題点を解消するために、従来より様々な製造技術が提案されている。例えば、特許文献１にはレンズ部に生じるウェルドラインの発生を防止するための技術が提案されており、特許文献２には前記樹脂充填効率の低下等を解消するための技術が提案されている。また、特許文献３には、オーバーラップゲート方式におけるゲートカット方法として、金型取り出し直後の樹脂成形体の表面にゲート部痕が生じないようにするための技術が提案されている。

特開２００６−２７２８７０号公報 特開平１１−１４８０４号公報 特開平１１−２１６７４４号公報

特許文献１に記載の技術では、フランジ部の側面にゲートを配し、さらにフランジ片側表面にゲートを拡張し、レンズ部にまでわたってゲートを形成しているので、レンズ部に直接応力歪が発生する。このため、ゲート付近ではレンズ表面の形状精度が悪化したり複屈折が生じたりして、光学的精度が低下することになる。また、フランジ面のゲート突起部（ゲートの拡張部分）の除去を行わないので、突起部が形成されている側のフランジ面を組立基準面（例えば載置面）とする場合に突起部が障害物となる。このため、レンズが組立時に傾かないように、また、反射防止膜を成膜する場合には治具への設置においてレンズが傾かないように、相手部品の設計に制限を与える必要がある。

特許文献２に記載の技術では、フランジ面の周縁部の一部にゲート用凸部を設け、ゲート用凸部の側面にゲート切断部を形成しているので、フランジ面を組立基準面（例えば載置面）とする場合にゲート用凸部が障害物となる。このため、レンズが組立時に傾かないように、相手部品の設計に制限を与える必要がある。また、フランジ面に対して１か所以上の突起部が存在するので、反射防止膜を成膜する場合において治具への設置で傾かないように、相手部品の設計に制限を与える必要がある。突起部が２か所以上存在する場合には、光学面が治具開口よりも遠ざかるため、成膜にケラレが発生し、所望の範囲に成膜できないおそれがある。また、両面に突起部を設けた場合、固定側金型に突起部とゲートを設けることになるので、突起部とゲートが固定側金型から剥離し難くなり、レンズが傾いて取り出されるおそれがある。

特許文献３では、金型内において溶融状態の樹脂がゲートカットされるため、プラスチックレンズにおいてはゲート近傍に応力歪が発生し、ゲート付近でレンズ表面の形状精度が悪化したり、複屈折が生じたりすることになる。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、プラスチック光学部品を射出成形で作製する場合において、フランジ部が薄くても樹脂充填効率が高く、離型変形，応力歪及び外観不良が無く高品質でありながら、高精度の組立基準面（例えば嵌合面及び載置面）を有する光学部品の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明の光学部品の製造方法は、光学機能部の外周にフランジ部を有するプラスチック光学部品を、固定側金型と可動側金型を用いた射出成形により作製する製造方法であって、樹脂を充填するためのゲートの空間と前記フランジ部を形成する空間とが、前記可動側金型にのみ設けられており、前記フランジ部を形成する空間において、前記フランジ部の側面からフランジ部の厚み方向へ拡張してフランジ面の一部を覆うまでの範囲に対応する部分に、前記ゲートが配置されていることを特徴とする。

第２の発明の光学部品の製造方法は、上記第１の発明において、前記固定側金型及び可動側金型で形成された樹脂成形体に対して、前記ゲートに充填された樹脂から成るゲート部の切断除去を、金型外で樹脂固化後に行うことを特徴とする。

第３の発明の光学部品の製造方法は、上記第２の発明において、前記フランジ部の側面からゲート部を除去する工程と、前記フランジ面からゲート部を除去する工程と、で前記ゲート部の切断除去を行うことを特徴とする。

第４の発明の光学部品の製造方法は、上記第２の発明において、前記ゲート部の切断除去において、前記ゲート部が設けられているフランジ部分をゲート部と一体で除去することを特徴とする。

第５の発明の光学部品の製造方法は、上記第１の発明において、前記フランジ部の最大厚みが２ｍｍ以下であることを特徴とする。

第６の発明の光学部品の製造方法は、上記第５の発明において、前記フランジ部の最大厚みが０．８ｍｍ以下であることを特徴とする。

第７の発明の光学部品の製造方法は、上記第２又は第３の発明において、前記フランジ面に凹形状のゲートカット跡が形成されるようにゲート部の切断除去を行うことを特徴とする。

第８の発明の光学部品の製造方法は、上記第１の発明において、前記フランジ面が複数の高さの面を有することを特徴とする。

第１の発明に係る光学部品の製造方法では、フランジ部の側面から可動側のフランジ面にわたってゲートを形成するので、フランジ部の側面のみにゲートを設ける場合に比べて、ゲート断面積を比較的大きくすることができる。これにより、樹脂の充填効率が向上し、樹脂の固化が進む前に充填を行うことが可能となり、また、ゲートの剛性が高まるので離型時のレンズ自身の変形とレンズ姿勢の変形を防止することも可能となる。

さらに、ゲート部を可動側金型で保持することができるので、樹脂成形体の固定側への拘束を防止して、良好な離型を達成することができる。これにより、応力歪が無く、樹脂流動不良に伴う外観不良の無い光学部品を得ることができる。したがって、本発明の製造方法によれば、フランジ部が薄くても樹脂充填効率が高く、離型変形，応力歪及び外観不良が無く高品質でありながら、高精度の組立基準面（例えば嵌合面及び載置面）を有する光学部品を製造することができる。

第２の発明に係る光学部品の製造方法では、固定側金型及び可動側金型で形成された樹脂成形体に対して、ゲートに充填された樹脂から成るゲート部の切断除去を、金型外で樹脂固化後に行うので、光学部品に応力歪を与えないようにすることが可能である。

第３の発明に係る光学部品の製造方法では、ゲート部の切断除去を行うことによりフランジ部の側面とフランジ面からゲート部を除去するので、ゲート部又はゲートカット跡がフランジ部の載置面やフランジ外径よりも凸になることを防止することができる。このため、フランジ部の側面を嵌合面にしたりフランジ面を載置面にしたりすることが容易になり、相手部品の設計に制限を与えないようにすることができる。また、ゲート部の剛性が高いので、ゲートカット時にゲート部分が折損して、フランジ部にクラックが及んだり、フランジ部が欠損することを防止することができる。

第４の発明に係る光学部品の製造方法では、ゲート部の切断除去において、ゲート部が設けられているフランジ部分をゲート部と一体で除去するので、ゲートカット処理を特に簡素化しながら、ゲート部又はゲートカット跡がフランジ部の載置面やフランジ外径よりも凸になることを防止することができる。したがって、フランジ部の側面を嵌合面にしたりフランジ面を載置面にしたりすることが容易になり、相手部品の設計に制限を与えないようにすることができる。

上記のように、ゲート部の切断除去により載置面に突起が無いようにすれば、反射防止膜を成膜する時にケラレが生じず、所望の範囲に成膜を行うことが可能となる。また、応力歪や外観不良が無く高品質でありながら、嵌合面と載置面が高精度なプラスチック光学部品を得ることが可能となる。

第５の発明のように光学部品のフランジ厚を抑えれば、フランジ部の側面が薄くても、サイドゲートのようにゲート厚が不足して充填不足になる、ということを防ぐことができる。第６の発明のように光学部品のフランジ厚を抑えれば、上記効果が増大するとともに、金型からの離型時にゲート部が曲がって取り出される、ということも防ぐことができる。

第７の発明によれば、ゲート部又はゲートカット跡がフランジ部の載置面やフランジ外径よりも凸になることを防止することができる。このため、フランジ部の側面を嵌合面にしたりフランジ面を載置面にしたりすることが容易になり、相手部品の設計に制限を与えないようにすることができる。

第８の発明によれば、ゲートカットで生じる極微なカットバリが載置面に露出して、組立時に微小傾きが発生することを防止することができる。

第１の実施の形態による円形レンズ用樹脂成形体を示す外観図。 第２の実施の形態によるＤカットレンズ及びその樹脂成形体を示す外観図。 第１，第２の実施の形態に用いる金型構造を示す断面図。 第１の実施の形態におけるゲートカットの具体例１を示す外観図。 第１の実施の形態におけるゲートカットの具体例２を示す外観図。 第２の実施の形態によるＤカットレンズのフランジ面形状の具体例を示す図。 円形レンズ用樹脂成形体の基本構成（鏡面コア突き出しタイプ）を参考のために示す外観図。 鏡面コア突き出しタイプの金型構造の基本構成を参考のために示す断面図。 円形レンズ用樹脂成形体の基本構成（エジェクタピン突き出しタイプ）を参考のために示す外観図。 エジェクタピン突き出しタイプの金型構造の基本構成を参考のために示す断面図。 ゲートカットされた円形レンズの具体例を示す平面図。 円形レンズのホルダー保持状態の一例を示す図。 Ｄカットレンズ用樹脂成形体の基本構成を参考のために示す外観図。 Ｄカットレンズのホルダー保持状態等の一例を示す図。 フランジ部が薄い樹脂成形体の課題を説明するための断面図。 フランジ部の両面にゲート部が拡張された円形レンズ用樹脂成形体を比較のために示す外観図。 フランジ部形成空間の両面にゲート拡張された金型構造を比較のために示す断面図。

以下、本発明に係る光学部品の製造方法の実施の形態等を、図面を参照しつつ説明する。なお、実施の形態，参考・比較のための形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。

まず、プラスチックレンズとして一般的な円形レンズについて、その製造に用いられる樹脂成形体及び金型構造の基本構成を参考のために説明する。図７に円形レンズ用の樹脂成形体１１Ａ（鏡面コア突き出しタイプ）を示し、図８に樹脂成形体１１Ａの射出成形に用いられる金型構造を示す。図７（Ａ）は樹脂成形体１１Ａの上面図であり、図７（Ｂ）は樹脂成形体１１Ａの側面図であり、図７（Ｃ）は樹脂成形体１１Ａの下面図である。

樹脂成形体１１Ａは、レンズ部２とその外周に設けられた鍔状のフランジ部３とでプラスチックレンズ１Ａを構成している。レンズ部２はレンズの光学的機能を有する部分であり、フランジ部３はプラスチックレンズ１Ａをレンズホルダー６（後で説明する図１２，図１４）に取り付ける際の設置部分となる。プラスチックレンズ１Ａには、図８に示す鏡面コア突き出しタイプの金型構造により、ゲート部４とランナー部５が一体的に形成されている。

図８に示す金型構造は、固定側金型Ｍ１，可動側金型Ｍ２，固定側の鏡面コア１７ａ，可動側の鏡面コア１７ｂ，エジェクタピン１８等から成っており、これらの金型Ｍ１，Ｍ２等でレンズ部形成空間１２，フランジ部形成空間１３，ゲート１４及びランナー１５を構成している。樹脂を充填するためのゲート１４の空間とフランジ部形成空間１３とは、可動側金型Ｍ２にのみ設けられている。また、固定側金型Ｍ１と可動側金型Ｍ２には、レンズ面形成用の鏡面コア１７ａ，１７ｂがそれぞれ設けられている。ただし、固定側金型Ｍ１に設けられている鏡面コア１７ａは、金型Ｍ１に固定された状態で動かないようになっており、可動側金型Ｍ２に設けられている鏡面コア１７ｂは、フランジ面３ａに対する垂直方向に進退可能になっている。また、可動側金型Ｍ２にはエジェクタピン１８が設けられており、ランナー１５に対して進退可能に構成されている。

射出成形時には、樹脂が金型Ｍ１，Ｍ２内でランナー１５からゲート１４を通ってフランジ部形成空間１３へと流れ、レンズ部形成空間１２まで充填される。樹脂成形体１１Ａの離型は、樹脂固化後、以下のようにして行われる。まず、可動側金型Ｍ２が固定側金型Ｍ１から離れる方向（図８においては下方）に平行移動し、樹脂成形体１１Ａが可動側金型Ｍ２に密着した状態で可動側金型Ｍ２と共に移動する。これにより、樹脂成形体１１Ａは固定側金型Ｍ１から離型される。次に、エジェクタピン１８がランナー１５側に向けて突き出されると同時に鏡面コア１７ｂがプラスチックレンズ１Ａ側に向けて移動して、樹脂成形体１１Ａが可動側金型Ｍ２から離型される。エジェクタピン１８と鏡面コア１７ｂは可動側金型Ｍ２内の元の所定位置に戻る事で樹脂成形体１１Ａから離れる。なお、エジェクタピン１８の突き出しにより、ランナー部５にはエジェクタピン跡１８ａ（図７（Ｃ））が残る。

次に、離型方式が上記とは異なる射出成形方法を説明する。図９に円形レンズ用の樹脂成形体１１Ａ（エジェクタピン突き出しタイプ）を示し、図１０に樹脂成形体１１Ａの射出成形に用いられる金型構造を示す。図９（Ａ）は樹脂成形体１１Ａの上面図であり、図９（Ｂ）は樹脂成形体１１Ａの側面図であり、図９（Ｃ）は樹脂成形体１１Ａの下面図である。

樹脂成形体１１Ａは、レンズ部２とその外周に設けられた鍔状のフランジ部３とでプラスチックレンズ１Ａを構成している。レンズ部２はレンズの光学的機能を有する部分であり、フランジ部３はプラスチックレンズ１Ａをレンズホルダー６（後で説明する図１２，図１４）に取り付ける際の設置部分となる。プラスチックレンズ１Ａには、図１０に示すエジェクタピン突き出しタイプの金型構造により、ゲート部４とランナー部５が一体的に形成されている。

図１０に示す金型構造は、固定側金型Ｍ１，可動側金型Ｍ２，固定側の鏡面コア１７ａ，可動側の鏡面コア１７ｂ，エジェクタピン１８等から成っており、これらの金型Ｍ１，Ｍ２等でレンズ部形成空間１２，フランジ部形成空間１３，ゲート１４及びランナー１５を構成している。樹脂を充填するためのゲート１４の空間とフランジ部形成空間１３とは、可動側金型Ｍ２にのみ設けられている。また、固定側金型Ｍ１と可動側金型Ｍ２には、レンズ面形成用の鏡面コア１７ａ，１７ｂがそれぞれ設けられており、いずれも金型Ｍ１，Ｍ２に固定された状態で動かないようになっている。また、可動側金型Ｍ２にはエジェクタピン１８が設けられており、フランジ部形成空間１３及びランナー１５に対して進退可能に構成されている。

射出成形時には、樹脂が金型Ｍ１，Ｍ２内でランナー１５からゲート１４を通ってフランジ部形成空間１３へと流れ、レンズ部形成空間１２まで充填される。樹脂成形体１１Ａの離型は、樹脂固化後、以下のようにして行われる。まず、可動側金型Ｍ２が固定側金型Ｍ１から離れる方向（図１０においては下方）に平行移動し、樹脂成形体１１Ａが可動側金型Ｍ２に密着した状態で可動側金型Ｍ２と共に移動する。これにより、樹脂成形体１１Ａは固定側金型Ｍ１から離型される。次に、エジェクタピン１８がフランジ部形成空間１３及びランナー１５側に向けて突き出されて、樹脂成形体１１Ａが可動側金型Ｍ２から離型される。エジェクタピン１８は可動側金型Ｍ２内の元の所定位置に戻る事で樹脂成形体１１Ａから離れる。なお、エジェクタピン１８の突き出しにより、フランジ部３及びランナー部５にはエジェクタピン跡１８ａ（図９（Ｃ））が残る。

上述のようにして得られた樹脂成形体１１Ａをゲート部４で切断すると、プラスチックレンズ１Ａを得ることができる。図１１（Ａ）〜（Ｃ）に、円形レンズのゲートカット例を示す。図１１（Ａ）に示すプラスチックレンズ１Ａは、ゲート部４の一部を残すようにしてゲートカットされた円形レンズである。図１１（Ｂ）に示すプラスチックレンズ１Ａは、フランジ部３の外形の円に沿って円弧上にゲートカットされた円形レンズである。図１１（Ｃ）に示すプラスチックレンズ１Ａは、フランジ部３の一部が直線状にゲートカット（減肉加工）された円形レンズである。

図１１（Ａ）に示すプラスチックレンズ１Ａのホルダー保持状態の一例を、図１２に示す。図１２（Ａ）はプラスチックレンズ１Ａがレンズホルダー６に取り付けられた状態を示す平面図であり、図１２（Ｂ）はプラスチックレンズ１Ａがレンズホルダー６に取り付けられた状態を示す断面図である。ゲート部４の一部を残すようにカットすると（図１１（Ａ））、プラスチックレンズ１Ａをレンズホルダー６にセットする際、フランジ部３の側面３ｂに残っているゲートカット跡４ｃが、図１２に示すようにレンズホルダー６に干渉し易くなる。つまり、円形レンズでは突出したゲートカット跡４ｃがフランジ部３の外形の円を基準にする組み立ての障害となる。

ゲート部４の一部が残らないようにゲートカットすれば（図１１（Ｂ），（Ｃ））、ゲートカット跡４ｃに起因する問題は生じない。そして、フランジ部３が直線状となるように（図１１（Ｃ））、Ｄカットレンズとして樹脂成型を行った場合でも同様である。図１３に、Ｄカットレンズ用の樹脂成形体１１Ｂの基本構成を参考のために示す。図１３（Ａ）は樹脂成形体１１Ｂの上面図であり、図１３（Ｂ）は樹脂成形体１１Ｂの側面図である。なお、プラスチックレンズ１ＢはＤカットレンズとなっており、鏡面コア突き出しタイプやエジェクタピン突き出しタイプの特徴は、円形レンズの場合と同様である。

図１４に、プラスチックレンズ１Ｂのホルダー保持状態等の一例を示す。図１４（Ａ）に示すプラスチックレンズ１Ｂは、ゲート部４の一部を残すようにしてゲートカットされたＤカットレンズである。そして、図１４（Ｂ）はプラスチックレンズ１Ｂがレンズホルダー６に取り付けられた状態を示す平面図であり、図１４（Ｃ）はプラスチックレンズ１Ｂがレンズホルダー６に取り付けられた状態を示す断面図である。図１４から分かるように、Ｄカットレンズではフランジ部３の外形の仮想円内にゲートカット跡４ｃを残すことができるので、ゲートカット跡４ｃがレンズホルダー６に干渉せず、組み立てが容易になる。

上述したプラスチックレンズ１Ａ，１Ｂ（円形レンズやＤカットレンズ）の薄型化を図ろうとすると、フランジ部３を薄くするために可動側金型Ｍ２内のフランジ部形成空間１３も薄くなり（図７〜図１０等）、それに伴ってゲート１４も薄くなってしまう。その結果、以下に説明する充填性，離型性及び加工性に関する問題（図１５）が生じることになる。

フランジ部３の薄い樹脂成形体１１Ａ，１１Ｂを前述した製造方法で作製する場合、充填性に関する問題（図１５（Ａ））が生じる。フランジ部形成空間１３が薄いと、ゲート１４も薄くなるため、樹脂９の充填の際に過大な圧力をかけないと充填は困難である。このため、ゲート部４に応力歪が生じるおそれがある。また、樹脂９の充填効率が低いと、樹脂９の固化が進み易くなるため、充填不良・応力歪が生じるおそれがある。

フランジ部３の薄い樹脂成形体１１Ａ，１１Ｂを前述した製造方法で作製する場合、離型性に関する問題（図１５（Ｂ））が生じる。フランジ部形成空間１３が薄いと、ゲート１４も薄くなるため、ゲート部４の剛性が低くなる。その結果、可動側金型Ｍ２からの離型時に、プラスチックレンズ１Ａ，１Ｂが、エジェクタピン１８から剥離する際に、両者の密着力により、プラスチックレンズ１Ａ，１Ｂが、ゲート部４から曲がって連れ戻りする事が有り、ゲート部４の応力歪やレンズ自身の変形が生じるおそれがある。また、ランナー部５に対してレンズ部２及びフランジ部３が斜めになって取り出されるため、ゲートカット機で正常にカットすることが困難になる。なお、図１５（Ｂ）はエジェクタピン突き出しタイプの構造を示しているが、鏡面コア突き出しタイプの構造でも同じ現象が発生する。

フランジ部３の薄い樹脂成形体１１Ａ，１１Ｂを前述した製造方法で作製する場合、ゲートカット時の加工性に関する問題（図１５（Ｃ））が生じる。フランジ部形成空間１３が薄いと、ゲート１４も薄くなるため、ゲート部４の剛性が低くなる。その結果、ゲートを切削で除去する時にゲートが折損し易くなり、フランジ部３にクラックが及んだりフランジ部３が欠損したりするおそれがある。例えば、ゲート部４を切断した後にエンドミル１６で削る際の加工性に劣るため、加工時間を長くかける必要が生じてしまう。

上述したようにフランジ部３の薄いプラスチックレンズ１Ａ，１Ｂに特有な製造時の問題を解決するために、以下に説明する第１，第２の実施の形態の製造方法では特徴的なゲート構造を採用している。

図１に第１の実施の形態によるプラスチックレンズ（円形レンズ）１Ａ用の樹脂成形体１０Ａを示し、図２に第２の実施の形態によるプラスチックレンズ（Ｄカットレンズ）１Ｂ及びその樹脂成形体１０Ｂを示す。図１（Ａ）は樹脂成形体１０Ａの側面図であり、図１（Ｂ）は樹脂成形体１０Ａの下面図である。図２（Ａ）は樹脂成形体１０Ｂの側面図であり、図２（Ｂ）は樹脂成形体１０Ｂの下面図であり、図２（Ｃ）はゲート部４の一部を残すようにしてゲートカットされたプラスチックレンズ１Ｂの平面図である。

また、図３に第１，第２の実施の形態において樹脂成形体１０Ａ，１０Ｂの射出成形に用いられる金型構造を示す。図３（Ａ）は樹脂成形体１０Ａ，１０Ｂの射出成形に用いられる鏡面コア突き出しタイプの金型構造を示しており、図３（Ｂ）は樹脂成形体１０Ａ，１０Ｂの射出成形に用いられるエジェクタピン突き出しタイプの金型構造を示している。

樹脂成形体１０Ａ，１０Ｂは、レンズ部２とその外周に設けられた鍔状のフランジ部３とでプラスチックレンズ１Ａ，１Ｂを構成している。レンズ部２はレンズの光学的機能を有する部分であり、フランジ部３はプラスチックレンズ１Ａ，１Ｂをレンズホルダー６（図１２，図１４）に取り付ける際の設置部分となる。プラスチックレンズ１Ａ，１Ｂには、鏡面コア突き出しタイプ（図３（Ａ））又はエジェクタピン突き出しタイプ（図３（Ｂ））の金型構造により、ゲート部４とランナー部５が一体的に形成されている。

図３に示す金型構造は、固定側金型Ｍ１，可動側金型Ｍ２，固定側の鏡面コア１７ａ，可動側の鏡面コア１７ｂ，エジェクタピン１８等から成っており、これらの金型Ｍ１，Ｍ２等でレンズ部形成空間１２，フランジ部形成空間１３，ゲート１４及びランナー１５を構成している。樹脂を充填するためのゲート１４の空間とフランジ部形成空間１３とは、可動側金型Ｍ２にのみ設けられている。フランジ部形成空間１３において、フランジ部３の側面３ｂからフランジ部３の厚み方向へ拡張してフランジ面３ａの一部に至るまでの範囲に対応する部分に、ゲート１４は配置されている。また、固定側金型Ｍ１と可動側金型Ｍ２には、レンズ面形成用の鏡面コア１７ａ，１７ｂがそれぞれ設けられている。

図３（Ａ）に示す鏡面コア突き出しタイプの金型構造では、固定側金型Ｍ１に設けられている鏡面コア１７ａは、金型Ｍ１に固定された状態で動かないようになっており、可動側金型Ｍ２に設けられている鏡面コア１７ｂは、フランジ面３ａに対する垂直方向に進退可能になっている。また、可動側金型Ｍ２にはエジェクタピン１８が設けられており、ランナー１５に対して進退可能に構成されている。

図３（Ｂ）に示すエジェクタピン突き出しタイプの金型構造では、固定側金型Ｍ１と可動側金型Ｍ２にそれぞれ設けられているレンズ面形成用の鏡面コア１７ａ，１７ｂが、いずれも金型Ｍ１，Ｍ２に固定された状態で動かないようになっている。また、可動側金型Ｍ２にはエジェクタピン１８が設けられており、フランジ部形成空間１３及びランナー１５に対して進退可能に構成されている。

射出成形時には、樹脂９（図１５）が金型Ｍ１，Ｍ２内でランナー１５からゲート１４を通ってフランジ部形成空間１３へと流れ、レンズ部形成空間１２まで充填される。樹脂成形体１０Ａ，１０Ｂの離型は、樹脂固化後、以下のようにして行われる。まず、可動側金型Ｍ２が固定側金型Ｍ１から離れる方向（図３においては下方）に平行移動し、樹脂成形体１０Ａ，１０Ｂが可動側金型Ｍ２に密着した状態で可動側金型Ｍ２と共に移動する。これにより、樹脂成形体１０Ａ，１０Ｂは固定側金型Ｍ１から離型される。

図３（Ａ）に示す鏡面コア突き出しタイプの金型構造では、エジェクタピン１８がランナー１５側に向けて突き出されると同時に鏡面コア１７ｂがプラスチックレンズ１Ａ側に向けて移動して、樹脂成形体１０Ａ，１０Ｂが可動側金型Ｍ２から離型される。エジェクタピン１８と鏡面コア１７ｂは可動側金型Ｍ２内の元の所定位置に戻る事で樹脂成形体１０Ａ，１０Ｂから離れる。なお前述したように、エジェクタピン１８の突き出しにより、ランナー部５にはエジェクタピン跡１８ａ（図７（Ｃ））が残る。

図３（Ｂ）に示すエジェクタピン突き出しタイプの金型構造では、エジェクタピン１８がフランジ部形成空間１３及びランナー１５側に向けて突き出されて、樹脂成形体１０Ａ，１０Ｂが可動側金型Ｍ２から離型される。エジェクタピン１８は可動側金型Ｍ２内の元の所定位置に戻る事で樹脂成形体１０Ａ，１０Ｂから離れる。なお前述したように、エジェクタピン１８の突き出しにより、フランジ部３及びランナー部５にはエジェクタピン跡１８ａ（図９（Ｃ））が残る。

上記のようにして、レンズ部２の外周にフランジ部３を有するプラスチックレンズ１Ａ，１Ｂが、固定側金型Ｍ１と可動側金型Ｍ２を用いた射出成形により作製される。各実施の形態の製造方法では、図３に示すように、フランジ部形成空間１３において、フランジ部３の側面３ｂからフランジ部３の厚み方向へ拡張してフランジ面３ａの一部に至るまでの範囲に対応する部分に、ゲート１４が配置されている。このようにフランジ部３の側面３ｂから可動側のフランジ面３ａにわたってゲート１４を形成するので、フランジ部３の側面３ｂのみにゲート１４を設ける場合（図８，図１０等）に比べて、ゲート断面積を比較的大きくすることができる。これにより、樹脂の充填効率が向上し、樹脂の固化が進む前に充填を行うことが可能となり、また、ゲートの剛性が高まるので離型時のレンズ自身の変形とレンズ姿勢の変形を防止することも可能となる。

さらに、ゲート部４を可動側金型Ｍ２で保持することができるので、樹脂成形体１０Ａ，１０Ｂの固定側への拘束を防止して、良好な離型を達成することができる。これにより、応力歪が無く、樹脂流動不良に伴う外観不良の無い光学部品を得ることができる。したがって、各実施の形態の製造方法によれば、フランジ部３が薄くても樹脂充填効率が高く、離型変形，応力歪及び外観不良が無く高品質でありながら、高精度の組立基準面（例えば嵌合面及び載置面）を有するプラスチックレンズ１Ａ，１Ｂを製造することができる。プラスチックレンズ１Ａ，１Ｂはレンズ部２に２つの透過面を有しているが、上述したように応力歪が無いため、複屈折が少なく結像性能の良好なレンズ機能を得ることができる。

各実施の形態の製造方法では、図３に示すように、ゲート１４の空間とフランジ部形成空間１３とが可動側金型Ｍ２にのみ設けられており、フランジ部３の側面３ｂからフランジ面３ａへと可動側にゲート１４を拡張している。もし、フランジ部３の両面にゲート１４を拡張すると、以下に説明するように離型性が低下するおそれがある。

図１６に、フランジ部３の両面にゲート部４が拡張された円形レンズ用樹脂成形体１１Ｃを比較のために示す。また図１７に、フランジ部形成空間１３の両面にゲート１４が拡張された金型構造を比較のために示す。図１７（Ａ）は樹脂充填状態の金型構造を示しており、図１７（Ｂ）は固定側金型Ｍ１から可動側金型Ｍ２が下方に移動した状態の金型構造を示している。

フランジ部３の固定側のフランジ面３ａにもゲート部４を拡張すると、図１７（Ｂ）から分かるように、ゲート部４（破線丸印部分）が固定側金型Ｍ１から剥離し難くなる。その結果、樹脂成形体１１Ｃが固定側に残ろうとして可動側金型Ｍ２から一部外れてしまい、樹脂成形体１１Ｃが傾いて一部変形したり、全体的に傾いて転写面が金型に押しつけられて可動側面の転写精度が低下してしまうおそれがある。それに対して各実施の形態の製造方法によると、ゲート１４の空間とフランジ部形成空間１３とを可動側金型Ｍ２にのみ設けて、フランジ部３の側面３ｂから可動側のフランジ面３ａにわたってゲート１４を形成するので、上記のような問題は生じない。

光学機能部の外周にフランジ部を有するプラスチック光学部品では、フランジ厚を薄くすることが光学部品及びその搭載機器の小型化に大きく貢献する。この観点から、フランジ部３の最大厚みは、２ｍｍ以下であることが好ましい。このように光学部品のフランジ厚を抑えれば、フランジ部３の側面３ｂが薄くても、サイドゲート（図７〜図１０）のようにゲート厚が不足して充填不足になる、ということを防ぐことができる。

フランジ部３の最大厚みは、０．８ｍｍ以下であることが好ましい。このように光学部品のフランジ厚を抑えれば、フランジ部３の側面３ｂが薄くても、サイドゲートのようにゲート厚が不足して充填不足になる、ということを特に防ぐことができるとともに、金型Ｍ１，Ｍ２からの離型時にゲート部４が曲がって取り出される、ということを防ぐことができる。そして、フランジ厚が０．８ｍｍ以下のプラスチックレンズを用いれば、例えば、レンズ５枚構成のマイクロカメラユニットの低背化を効果的に達成することができる。

前述のようにして得られた樹脂成形体１０Ａ，１０Ｂをゲート部４で切断すると、光学機器に搭載可能な状態のプラスチックレンズ１Ａ，１Ｂを得ることができる。このとき、固定側金型Ｍ１及び可動側金型Ｍ２で形成された樹脂成形体１０Ａ，１０Ｂに対して、ゲート部４の切断除去を金型Ｍ１，Ｍ２外で樹脂固化後に行うことにより、プラスチックレンズ１Ａ，１Ｂに応力歪を与えないようにすることが可能である。

図４に、第１の実施の形態におけるゲートカットの具体例１を示す。図４（Ａ）の側面図と図４（Ｂ）の下面図は、フランジ部３の側面３ｂとフランジ面３ａにエンドミル加工を施している状態を示しており、図４（Ｃ）の側面図と図４（Ｄ）の下面図はエンドミル加工後のプラスチックレンズ１Ａを示している。この具体例１では、フランジ部３の側面３ｂからゲート部４を除去する工程と、フランジ面３ａからゲート部４を除去する工程と、でゲート部４の切断除去が行われる。

エンドミル１６を用いたフランジ面３ａの加工により、図４（Ｃ），（Ｄ）に示すように、フランジ面３ａに凹形状のゲートカット跡４ａが形成される。ゲートカット跡４ａは凹形状を有しているため、組立基準面又は取り付け基準面の邪魔になることはない。このように、ゲート部４の切断除去を行うことによりフランジ部３の側面３ｂとフランジ面３ａからゲート部４を除去するので、ゲート部４又はゲートカット跡４ａがフランジ部３の載置面（例えば、組み立ての相手との設置面、反射防止膜形成時にジグに置くときの載置面等）やフランジ外径よりも凸になることを防止することができる。このため、フランジ部３の側面３ｂを嵌合面（組立基準面等）にしたりフランジ面３ａを載置面（組立基準面，成膜基準面等）にしたりすることが容易になり、相手部品の設計に制限を与えないようにすることができる。また、ゲート部４の剛性が高いので、ゲートカット時にゲート部４が折損して、フランジ部３にクラックが及んだりフランジ部３が欠損したりすることを防止することができる。

第２の実施の形態（図２）によるプラスチックレンズ１Ｂも、エンドミル１６を用いたフランジ面３ａの加工により、図２（Ｃ）に示すように、フランジ面３ａに凹形状のゲートカット跡４ａが形成される。このため、ゲートカット跡４ａが組立基準面又は取り付け基準面の邪魔になることはない。一方、フランジ部３の側面３ｂに関しては、ゲート部４の一部を残すようにしてゲートカットされたＤ形状を有しているため、図１４のプラスチックレンズ１Ｂと同様、フランジ部３の外形の仮想円内にゲートカット跡４ｃを残すことができる。また、ゲートカットした際にカットバリ４ｂが発生しても、仮想円内にカットバリ４ｂを残すことができる。このように、プラスチックレンズ１Ｂのフランジ外周円が、ゲート部４近傍で直線的に分断されたＤカットレンズの場合、ゲートカット時にバリ４ｂが発生しても、フランジ外周円から凸にならないので、フランジ外周を嵌合径（組立基準等）とする時に障害物になることはない。

図５に、第１の実施の形態におけるゲートカットの具体例２を示す。図５（Ａ）の側面図と図５（Ｂ）の下面図は、フランジ部３に切断除去を施している状態を示しており、図５（Ｃ）の側面図と図５（Ｄ）の下面図は切断除去後のプラスチックレンズ１Ａを示している。この具体例２では、ゲートカット線４Ｌでゲート部４の切断除去を行うことにより、フランジ部３においてゲート部４が設けられている部分をゲート部４と一体で除去している。

ゲートカット線４Ｌでのゲート部４の切断除去（ゲート部４をフランジ部３の一部と共に一体的に除去すること）により、図５（Ｃ），（Ｄ）に示すように、フランジ部３はＤ形状にカットされる。このように、ゲート部４の切断除去において、ゲート部４が設けられているフランジ部分をゲート部４と一体で除去するので、ゲートカット処理を特に簡素化しながら、ゲート部又はゲートカット跡がフランジ部の載置面やフランジ外径よりも凸になることを防止することができる。したがって、フランジ部３の側面３ｂを嵌合面（組立基準面等）にしたりフランジ面３ａを載置面（組立基準面，成膜基準面等）にしたりすることが容易になり、相手部品の設計に制限を与えないようにすることができる。

上記具体例１，２のように、ゲート部４の切断除去により載置面に突起が無いようにすれば、反射防止膜を成膜する時にケラレが生じず、所望の範囲に成膜を行うことが可能となる。また、応力歪や外観不良が無く高品質でありながら、嵌合面と載置面が高精度なプラスチックレンズ１Ａ，１Ｂを得ることが可能となる。

図６に、第２の実施の形態（図２）によるＤ形状のプラスチックレンズ１Ｂとして、フランジ面３ａの形状が異なる２つの具体例を示す。図６（Ａ）はフランジ面３ａが単一面から成るＤカットレンズを示しており（図２（Ｃ）と同一）、図６（Ｂ）はフランジ面３ａに設けられた段差部３ｃで高さの異なる複数の面が構成されたＤカットレンズを示している。また、図６（Ｃ）は図６（Ｂ）の断面構造を示している。

上記のように、フランジ面３ａは、単一面で構成されるもの以外にも、複数の高さの面を有することによって組立性や製造性を向上させたものであってもよい。このようにフランジ面３ａを複数の高さの面で構成すれば、ゲートカットで生じる極微なカットバリ４ｂが載置面に露出して、組立時に微小傾きが発生することを防止することができる。また、フランジ部３を薄くするために、段差部３ｃはごく薄いものであることが好ましい。つまり、載置面を構成するフランジ面３ａからの高さｈ（図６（Ｃ））が低いことが好ましく、例えば高さｈが１０μｍ以下の段差部３ｃが好ましい。

１Ａ，１Ｂ プラスチックレンズ（プラスチック光学部品）
２ レンズ部（光学機能部）
３ フランジ部
３ａ フランジ面
３ｂ 側面
３ｃ 段差部
４ ゲート部
４ａ ゲートカット跡
４ｂ カットバリ
４ｃ ゲートカット跡
４Ｌ ゲートカット線
５ ランナー部
６ レンズホルダー
９ 樹脂
１０Ａ，１０Ｂ 樹脂成形体
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 樹脂成形体
１２ レンズ部形成空間
１３ フランジ部形成空間
１４ ゲート
１５ ランナー
１６ エンドミル
１７ａ，１７ｂ 鏡面コア
１８ エジェクタピン
１８ａ エジェクタピン跡
Ｍ１ 固定側金型
Ｍ２ 可動側金型

Claims (8)

1. 光学機能部の外周にフランジ部を有するプラスチック光学部品を、固定側金型と可動側金型を用いた射出成形により作製する製造方法であって、
   樹脂を充填するためのゲートの空間と前記フランジ部を形成する空間とが、前記可動側金型にのみ設けられており、
   前記フランジ部を形成する空間において、前記フランジ部の側面からフランジ部の厚み方向へ拡張してフランジ面の一部を覆うまでの範囲に対応する部分に、前記ゲートが配置されていることを特徴とする光学部品の製造方法。
2. 前記固定側金型及び可動側金型で形成された樹脂成形体に対して、前記ゲートに充填された樹脂から成るゲート部の切断除去を、金型外で樹脂固化後に行うことを特徴とする請求項１記載の製造方法。
3. 前記フランジ部の側面からゲート部を除去する工程と、前記フランジ面からゲート部を除去する工程と、で前記ゲート部の切断除去を行うことを特徴とする請求項２記載の製造方法。
4. 前記ゲート部の切断除去において、前記ゲート部が設けられているフランジ部分をゲート部と一体で除去することを特徴とする請求項２記載の製造方法。
5. 前記フランジ部の最大厚みが２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
6. 前記フランジ部の最大厚みが０．８ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５記載の製造方法。
7. 前記フランジ面に凹形状のゲートカット跡が形成されるようにゲート部の切断除去を行うことを特徴とする請求項２又は３記載の製造方法。
8. 前記フランジ面が複数の高さの面を有することを特徴とする請求項１記載の製造方法。

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