WO2013047289A1

WO2013047289A1 - 光学素子の製造方法、及び、成形金型

Info

Publication number: WO2013047289A1
Application number: PCT/JP2012/073910
Authority: WO
Inventors: 下間剛
Original assignee: コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2013-04-04

Abstract

　エアーベント部等の除去を不要とし、金型のメンテナンスや信頼性確保が容易な光学素子の製造方法等を提供することを目的とする。第１型板（５３）と第２型板（６３）とを密着させる型締め時に、第１端面（５２ａ）と第２端面（６２ａ）とを離間させることによって、第１転写面（Ｓ１）である光学面形成面（５６ａ）と第２転写面（Ｓ２）である光学面形成面（６６ａ）との周囲にガスを選択的に通過させる隙間を設けるので、バリ等の除去すべき部分の形成を防止しつつレンズ（ＬＰ）の外周部全体から残留ガスを抜くことができる。このため、第１転写面（Ｓ１）である光学面形成面（５６ａ）と、第２転写面（Ｓ２）である光学面形成面（６６ａ）との間のキャビティ（ＣＶ）を十分に排気でき、良好な転写性を確保することができる。

Description

光学素子の製造方法、及び、成形金型

　本発明は、光ピックアップ装置等に組み込まれる対物レンズその他の光学素子の製造方法、及び、かかる光学素子の製造に用いられる成形金型に関する。

　光学素子の製造方法として、金型のフランジ成形部の一部から型合わせ面に沿って延びるエアーベント溝を設けたものが存在する（特許文献１参照）。この場合、成形後にゲート部とエアーベント部とがレンズ周辺に残るので、ゲート部とエアーベント部とを後工程にて除去している。

　また、光学素子の製造方法ではなくキャップの製造方法であるが、固定側型と可動側型との間に挿入され交換可能なサポートブロックにより、固定側型に取り付けたキャビティと、可動側型に取り付けたコアとの間に、５～２５μｍの隙間を形成するものが存在する（特許文献２参照）。射出成形時には、この隙間全体がガスベントとして機能し、樹脂から発生したガスを金型外に排出することができる。

特願２００６－３１６８４７号公報特開２００３－５３７９８号公報

　しかし、特許文献１のようにエアーベント溝を設けると、成形後にエアーベント部を除去する工程が必要となり、製造コスト上昇の原因となる。

　また、特許文献２のようにサポートブロックを用いると、サポートブロックの磨耗対策や調整が必要となり、金型のメンテナンスや信頼性確保が容易でない。

　そこで、本発明は、エアーベント部等の除去を不要とし、金型のメンテナンスや信頼性確保が容易な光学素子の製造方法、及び、成形金型を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明に係る光学素子の製造方法は、光学素子のうち一方の第１光学面を形成するための第１転写面を有する第１金型と、光学素子のうち他方の第２光学面を形成するための第２転写面を有する第２金型とを備える成形金型によって光学素子を成形する光学素子の製造方法であって、第１金型は、光学素子のうち第１光学面に対応する第１転写面を先端に有する第１コア部と、第１コア部の周囲に配置されるとともに第１転写面の周囲に延びる第１端面を有する第１周囲支持部と、第１周囲支持部の周囲に配置されるとともに第１端面の周囲に延びる第１型合わせ面を有する第１型板と、を含み、第２金型は、光学素子のうち第２光学面に対応する第２転写面を先端に有する第２コア部と、第２コア部の周囲に配置されるとともに第２転写面の周囲に延びる第２端面を有する第２周囲支持部と、第２周囲支持部の周囲に配置されるとともに第２端面の周囲に延びる第２型合わせ面を有する第２型板と、を含み、第１型板と第２型板とを密着させる型締め時に、第１端面と第２端面とを離間させることによって、第１転写面と第２転写面との周囲にガスを選択的に通過させる隙間を設ける。

　上記製造方法では、第１型板と第２型板とを密着させる型締め時に、第１端面と第２端面とを離間させることによって、第１転写面と第２転写面との周囲にガスを選択的に通過させる隙間を設けるので、バリ等の除去すべき部分の形成を防止しつつ光学素子の外周部全体から残留ガスを抜くことができる。このため、第１転写面と第２転写面との間のキャビティを十分に排気でき、良好な転写性を確保することができる。なお、隙間幅の調整によって隙間から樹脂が漏れ出すことを防止できるので、成形品からバリを除去する必要がなく、第１型板と第２型板とを密着させて型締めを行うので、サポートブロックを用いる場合のように頻繁にメンテナンスを行う必要がなく、得られる光学素子の精度を高めることができる。

　特に、光学素子が、ＮＡが０．７以上の高ＮＡ型の光ピックアップ装置用の対物レンズである場合、第１転写面又は第２転写面の窪みが大きくなるにも関わらず、第１転写面又は第２転写面による形状転写精度に対する要求が高まる。よって、上記のように型締め時に、第１端面と第２端面とを離間させる場合、バリ等の形成を防止しつつキャビティから残留ガスを確実に抜くことができ、高ＮＡ型の光ピックアップ装置用の対物レンズを簡易かつ高精度で形成することができる。また、光ピックアップ装置用対物レンズだけでなく、ホルダー一体型レンズ等にも好適に使用することができる。ホルダー一体型レンズはカメラや照明や光伝送等の分野で用いられるレンズで、レンズ部とホルダー部とを一体成形した樹脂製レンズである。そのようなホルダー一体型レンズにおいてもキャビティから残留ガスを確実に抜くことができ、ホルダー一体型レンズを高精度に成形することができる。

　本発明の具体的な態様又は側面では、上記光学素子の製造方法において、第１端面と第２端面との隙間幅（又は）ＧＷは、
　２μｍ≦ＧＷ＜１０μｍ
である。この場合、キャビティから隙間を介して残留ガスを確実に排出させることができ、キャビティから周囲の隙間に樹脂がはみ出してバリ等を形成することを確実に防止することができる。

　本発明の別の側面では、第１金型は、第１型板に、第１コア部と第１周囲支持部とを一組の第１転写部として、複数組の第１転写部を備え、第２金型は、第２型板に、第２コア部と第２周囲支持部とを一組の第２転写部として、複数組の第１転写部にそれぞれ対向する複数組の第２転写部を備える。この場合、複数の光学素子を一括して作製することができる。

　本発明のさらに別の側面では、第１転写面と第２転写面との間に形成されたキャビティ内に対して、成形用の樹脂の充填前及び充填中に、キャビティ内を減圧する。この場合、樹脂の射出工程で、キャビティ内の樹脂の流動を邪魔するガスが存在しないため、樹脂の金型への転写性を良好にすることができる。

　本発明のさらに別の側面では、第１転写面と第１型合わせ面との段差と、第２転写面と第２型合わせ面との段差との少なくとも一方を、ハイトゲージ（height gauge）によって測定することによって、第１転写面と第２転写面との間隔を調整する。この場合、第１転写面と第２転写面との間隔調整が容易になる。

　本発明のさらに別の側面では、第１周囲支持部の第１端面の高さ位置と、第２周囲支持部の第２端面の高さ位置との少なくとも一方を、第１周囲支持部又は第２周囲支持部の底部に固定されたスペーサーを交換することにより調整する。この場合、成形用の樹脂の粘度等に合わせて第１端面と第２端面との間隔を微調整することができるので、キャビティから周囲の隙間に樹脂がはみ出してバリ等を形成することをより確実に防止することができる。

　本発明に係る成形金型は、光学素子のうち一方の第１光学面を形成するための第１転写面を有する第１金型と、光学素子のうち他方の第２光学面を形成するための第２転写面を有する第２金型とを備える成形金型であって、第１金型は、光学素子のうち第１光学面に対応する第１転写面を先端に有する第１コア部と、第１コア部の周囲に配置されるとともに第１転写面の周囲に延びる第１端面を有する第１周囲支持部と、第１周囲支持部の周囲に配置されるとともに第１端面の周囲に延びる第１型合わせ面を有する第１型板と、を含み、第２金型は、光学素子のうち第２光学面に対応する第２転写面を先端に有する第２コア部と、第２コア部の周囲に配置されるとともに第２転写面の周囲に延びる第２端面を有する第２周囲支持部と、第２周囲支持部の周囲に配置されるとともに第２端面の周囲に延びる第２型合わせ面を有する第２型板と、を含み、第１端面と第２端面とは、第１型板と第２型板とを密着させた状態で、互いに離間し、第１転写面と第２転写面との周囲にガスを選択的に通過させる隙間を有する。

　本発明の具体的な態様又は側面では、上記成形金型において、第１端面と第２端面との隙間幅（又は）ＧＷは、
　２μｍ≦ＧＷ＜１０μｍ
である。

　本発明の別の側面では、上記成形金型において、第１金型は、第１型板に、第１コア部と第１周囲支持部とを一組の第１転写部として、複数組の第１転写部を備え、第２金型は、第２型板に、第２コア部と第２周囲支持部とを一組の第２転写部として、複数組の第１転写部にそれぞれ対向する複数組の第２転写部を備える。

　本発明のさらに別の側面では、光学素子から延びる成形品部分の周囲に対応させて、第１型板と第２型板との少なくとも一方にサブエアーベント部を設ける。この場合、キャビティ中にガスが溜まることをさらに確実に防止することができる。

　本発明のさらに別の側面では、第１端面と第２端面との少なくとも一方の周りに、第１転写面と第２転写面とから離間して、凹形状を設けている。この場合、キャビティ内の残留ガスの排出効率を高めることができる。

第１実施形態に係る成形金型を組み込んだ成形装置の概念図である。図２Ａ及び２Ｂは、第１の金型の断面図及び端面図であり、図２Ｃ及び２Ｄは、第２の金型の断面図及び端面図である。図３Ａは、成形金型内の成形空間を説明する拡大断面図であり、図３Ｂは、成形金型内の流路を説明する図であり、図３Ｃは図１の装置によって射出成形されるレンズの側面図である。図４Ａは、成形金型の構造を説明する部分拡大断面図であり、図４Ｂは、成形金型の要部拡大断面図である。第１実施形態に係る光学素子の製造方法を説明する概念図である。図６Ａは、第２実施形態の成形金型を構成する第１金型の端面図であり、図６Ｂは、第２実施形態の成形金型を構成する第２金型の端面図である。図７Ａは、第３実施形態の成形金型を構成する第１金型の端面図であり、図７Ｂは、第３実施形態の成形金型を構成する第２金型の端面図である。図８Ａは、第３実施形態の製造方法によって得られる成形品の平面図であり、図８Ｂは、第３実施形態の製造方法によって得られる成形品の側面図である。

　〔第１実施形態〕
　以下、本発明の第１実施形態に係る射出成形用の成形装置について、図面を参照しつつ説明する。

　図１に示すように、成形装置１００は、射出成形を行って樹脂成形品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から樹脂成形品ＭＰを取り出す付属部分である取出装置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、横型の成形機であり、成形金型４０と、固定盤１１と、可動盤１２と、型締め盤１３と、支持フレーム１４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、固定盤１１と可動盤１２との間に成形金型４０を構成する第１金型４１と第２金型４２とを挟持して両金型４１，４２を型締めするとともに両金型４１，４２間に樹脂を射出することにより成形を可能にする。ここで、第１金型４１と第２金型４２とは、成形用の空間を形成する成形金型を構成する。

　固定盤１１は、プラテンとも呼ばれ、可動盤１２に対向して支持フレーム１４の略中央に固定され、取出装置２０をその上部に支持する。固定盤（プラテン）１１の内側１１ａは、可動盤１２の内側１２ａに対向しており、第２金型４２を着脱可能に支持している。固定盤１１には、後述するノズル１６ｄを通す開口１１ｂが形成されている。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。

　可動盤１２は、プラテンとも呼ばれ、リニアガイド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（プラテン）１２の内側１２ａは、固定盤１１の内側１１ａに対向しており、第１金型４１を着脱可能に支持している。なお、可動盤１２には、エジェクター駆動部４５が組み込まれている。このエジェクター駆動部４５は、第１金型４１に付着した樹脂成形品ＭＰを離型するために第２金型４２側に押し出すものである。

　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、リニアガイド１５ａと、動力伝達部１５ｄと、アクチュエーター１５ｅとを備える。リニアガイド１５ａは、可動盤１２を支持しつつ、固定盤１１に対する進退方向に関して可動盤１２の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ー１５ｅからの駆動力を受けて伸縮する。これにより、型締め盤１３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する。結果的に、固定盤１１と可動盤１２とを互いに近接又は離間させることができ、第１金型４１と第２金型４２との型締め又は型開きを行うことができる。

　射出装置１６は、シリンダー１６ａ、原料貯留部１６ｂ、スクリュー駆動部１６ｃ等を備える。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、樹脂射出用のノズル１６ｄから温度制御された状態で溶融樹脂を射出することができる。射出装置１６は、第１金型４１と第２金型４２とを型締めした状態において、固定盤１１の開口１１ｂを介して後述するスプルーブッシュ７７（図２Ｃ参照）にノズル１６ｄを接触させることにより、後述する流路空間ＦＣ（図３Ｂ参照）に対してシリンダー１６ａ中の溶融樹脂を所望のタイミング及び圧力で供給することができる。

　射出成形機１０に付随して設けられた金型温度調節機９６は、両金型（成形金型）４１，４２中に温度制御された熱媒体を循環させる。これにより、成形時に両金型４１，４２の温度を適切な温度に保つことができる。射出成形機１０に付随して設けられた減圧装置９７は、両金型（成形金型）４１，４２間に形成される成形空間、具体的には後述するキャビティを減圧してガスが溜まることを防止できる。

　取出装置２０は、樹脂成形品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、第１金型４１と第２金型４２とを離間させて型開きした後に、第２金型４２に残る樹脂成形品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、減圧装置制御部３３と、エジェクター制御部３４と、取出装置制御部３５とを備える。開閉制御部３１は、アクチュエーター１５ｅを動作させることによって両金型（成形金型）４１，４２の型閉じ、型締め、型開き等を可能にする。射出装置制御部３２は、スクリュー駆動部１６ｃ等を動作させることによって両金型４１，４２間に形成された成形空間中に所望の圧力で樹脂を注入させる。減圧装置制御部３３は、減圧装置９７を適当なタイミングで動作させることによって型締めされた両金型４１，４２間の成形空間に樹脂を注入する際に成形空間を減圧することで樹脂に対する転写性を向上させる。エジェクター制御部３４は、エジェクター駆動部４５を動作させることによって型開き時に第１金型４１に残る樹脂成形品ＭＰを第１金型４１内から押し出させて離型を行わせる。取出装置制御部３５は、取出装置２０を動作させることによって型開き及び離型後に第１金型４１に残る樹脂成形品ＭＰを把持して射出成形機１０外に搬出させる。

　図２Ａは、可動側の第１金型４１の構造を説明する側断面図であり、図２Ｂは、第１金型４１の端面図である。また、図２Ｃは、固定側の第２金型４２の構造を説明する側断面図であり、図２Ｄは、第２金型４２の端面図である。

　第１金型４１と第２金型４２とをパーティング面ＰＳ１，ＰＳ２で型合わせして型締めを行うことにより、図３Ａに示すように、図１の樹脂成形品ＭＰの製品部分であるレンズＬＰを成形するためのキャビティＣＶが４箇所に形成されるとともに、図３Ｂに示すように、各キャビティＣＶに樹脂を供給するための流路空間ＦＣが形成される。

　図３Ａにおいて、キャビティＣＶは、一対の転写面Ｓ１，Ｓ２に挟まれた本体空間ＣＶ１と、一対の転写面Ｓ３，Ｓ４に囲まれたフランジ空間ＣＶ２とを備える。ここで、転写面Ｓ１，Ｓ２は、図３Ｃに示す樹脂成形品ＭＰのレンズＬＰの光学面ＯＳ１，ＯＳ２を形成するためのもので、後述する鏡面コア５１，６１の端面に対応している。この場合、一方の転写面Ｓ２には、例えば微細構造の転写面ＦＰが形成されており、レンズＬＰの一方の光学面ＯＳ１は、微細構造を備えるものとなる。一方、転写面Ｓ３，Ｓ４は、レンズＬＰのフランジ部ＦＬを形成するためのもので、後述する周囲支持部５２，６２の端面の内周側に対応している。

　図３Ｃに示すレンズＬＰは、例えば光ピックアップ装置用の対物レンズであり、ＮＡが０．７以上であるＢＤ等の高ＮＡ型の対物レンズの規格に対応している。なお、図示のレンズＬＰは、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３互換型の光ピックアップ装置用の対物レンズであり、光学面ＯＳ１に上述のような微細な構造が設けられている。

　図３Ｂに示す流路空間ＦＣの先端部は、ランナー部分ＲＳ及びゲート部分ＧＳを介してキャビティＣＶにそれぞれ連通している。なお、図３Ｂでは省略しているが、流路空間ＦＣは、スプルー部分ＳＳからランナー部分ＲＳにかけて４つに分岐されている。

　図２Ａ等に示すように、第１金型４１は、可動側の周辺部分としての第１型板５３と、第１型板５３を背後から支持する第１受板５４と、第１受板５４を背後から支持する第１取付板７１と、可動側のコア部分としての第１鏡面コア５１と、第１鏡面コア５１を周囲から保持する第１周囲支持部５２と、第１鏡面コア５１を突き出して離型を可能にする可動ピン７３と、樹脂成形品ＭＰのコールドスラグ部分ＣＳ（図３Ｂ参照）等を突き出して離型する可動ピン７４と、可動ピン７３，７４を進退移動させる進退機構部７５とを備える。

　第１金型４１において、第１型板５３は、図３Ｂに示す流路空間ＦＣのコールドスラグ部分ＣＳに対応するコールドスラグ凹部４１ａと、流路空間ＦＣのランナー部分ＲＳに対応するランナー凹部４１ｂと、流路空間ＦＣのゲート部分ＧＳに対応するゲート凹部４１ｃと、レンズＬＰを形成するキャビティＣＶに対応するレンズ凹部４１ｄとを備える。このうち、コールドスラグ凹部４１ａには、可動ピン７４を挿入するピン孔５３ｇが延びる。ゲート凹部４１ｃは、第１周囲支持部５２の端面に形成されており、レンズ凹部４１ｄは、第１鏡面コア５１の端面に形成されている。第１周囲支持部５２の端面のうちゲート凹部４１ｃ等が形成されていない部分は、平坦な第１端面５２ａとなっている。

　図２Ｂに示すように、第１金型４１において、第１鏡面コア５１と第１周囲支持部５２とを一組の第１転写部として複数組の第１転写部ＴＡ１，ＴＡ２，ＴＡ３，ＴＡ４が設けられている。また、第１金型４１には、各第１周囲支持部５２から半径方向に第１型板５３の外側に延びる溝状のエアーベント４７が設けられている。エアーベント４７は、キャビティＣＶ中にガスが溜まることを防止するためのものであり、転写部ＴＡ１，ＴＡ２，ＴＡ３，ＴＡ４全体を囲む環状の排気路４８に連通する。第１金型４１の型板５３の端面５３ａには、第２金型４２の凹形状の周溝部４８ａに対向する位置に対向面４８ｂが設けられている。これら周溝部４８ａ及び対向面４８ｂは、第１金型４１と第２金型４２とを型締めした際に、型板５３と型板６３との間に配置される環状の排気路４８となる。この環状の排気路４８は、接続部４９を介して図１の減圧装置９７に接続され、適量減圧されている。

　図４Ａに拡大して示すように、第１鏡面コア５１は、円柱状のロッド部５１ａと、円板状の基部５１ｂとを備える。ロッド部５１ａの先端５１ｃは、第１周囲支持部５２に形成された小径孔５２ｉとの間に僅かな隙間を有する状態で軸ＡＸに垂直な方向に微小変位可能、かつ、軸ＡＸ方向に移動可能に挿通されている。基部５１ｂは、第１周囲支持部５２に形成された大径孔５２ｊに僅かな隙間を有する状態で軸ＡＸに垂直な方向に微小変位可能、かつ、軸ＡＸ方向に移動可能に挿通されている。ロッド部５１ａの周囲に装着された戻しバネ６８は、第１鏡面コア５１を根元の基部５１ｂ側に付勢しており、第１周囲支持部５２内における第１鏡面コア５１の保持を確実なものとしている。

　第１鏡面コア５１の先端面には、キャビティＣＶを画成するため、光学面形成面５６ａとフランジ形成面５６ｂとが設けられている。光学面形成面５６ａは、比較的浅い凹面であり、図３Ｃに示すレンズＬＰの中心部ＯＰの一方の光学面ＯＳ２を成形する転写面Ｓ１である（図３Ａ参照）。フランジ形成面５６ｂは、環状の平面であり、レンズＬＰのフランジ部ＦＬの他方のフランジ面Ｆ２を成形する転写面Ｓ３である（図３Ａ参照）。

　第１周囲支持部５２は、筒状で、第１鏡面コア５１を第１周囲支持部５２内に保持するための挿通孔５２ｈを有する。この挿通孔５２ｈは、先端側に開口としての小径孔５２ｉを有し、根元側に大径孔５２ｊを有する２段構造となっている。なお、第１周囲支持部５２を複数の部材により構成してもよい。例えば、二つの筒を重ねることにより一つの大きな筒としてもよく、その場合にそれぞれの筒が対向している面を第１端面、第２端面に置き換えて考えてもよい。

　図４Ａに示すように、第１金型４１において、第１周囲支持部５２の背後にスペーサー８１が設けられている。スペーサー８１は、第１周囲支持部５２の底部に固定されている。スペーサー８１は、第１周囲支持部５２の第１端面５２ａの高さ位置を調整するためのものであり、適宜交換することができる。スペーサー８１は、例えば数μｍ～数十μｍ単位で厚みの異なる多数のスペーサーを含むスペーサーセットから選択される。スペーサーセットから選択するスペーサー８１を変更することにより、第１周囲支持部５２の第１端面５２ａの高さ位置を精密に微調整できるようになっている。

　その他、第１型板５３には、第１周囲支持部５２を挿入支持する円柱状の貫通孔５７ａが形成されている。また、第１型板５３は、パーティングラインＰＬを形成するパーティング面（第２型合わせ面）ＰＳ１に相当する端面５３ａを有する。

　図２Ｃ等に示すように、第２金型４２は、固定側の周辺部分としての第２型板６３と、第２型板６３を背後から支持する第２取付板６４と、固定側のコア部分としての第２鏡面コア６１と、第２鏡面コア６１を周囲から保持する第２周囲支持部６２と、スプルーブッシュ７７とを備える。

　第２金型４２において、第２型板６３は、スプルーブッシュ７７を挿入するスプルーブッシュ孔４２ａと、図３Ｂに示す流路空間ＦＣのランナー部分ＲＳに対応するランナー凹部４２ｂと、流路空間ＦＣのゲート部分ＧＳに対応するゲート面４２ｃと、レンズＬＰを形成するキャビティＣＶに対応するレンズ凹部４２ｄとを備える。このうち、ゲート面４２ｃは、第２周囲支持部６２の端面に形成されており、レンズ凹部４２ｄは、第２鏡面コア６１の端面に形成されている。第２周囲支持部６２の端面のうちゲート面４２ｃ等が形成されていない部分は、平坦な第２端面６２ａとなっている。

　図２Ｄに示すように、第２金型４２において、第２鏡面コア６１と第２周囲支持部６２とを一組の第２転写部として、複数組の第１転写部ＴＡ１，ＴＡ２，ＴＡ３，ＴＡ４にそれぞれ対向する複数組の第２転写部ＴＡ１，ＴＡ２，ＴＡ３，ＴＡ４が設けられている。また、第２金型４２には、各第２周囲支持部６２から半径方向に第２型板６３の外側に延びる溝状のエアーベント４７が設けられている。エアーベント４７は、キャビティＣＶ中にガスが溜まることを防止するためのものであり、転写部ＴＡ１，ＴＡ２，ＴＡ３，ＴＡ４全体を囲む環状の排気路４８に連通する。第２金型４２の型板６３の端面６３ａには、第１金型４１の対向面４８ｂに対向する位置に凹形状の周溝部４８ａが設けられている。既に説明したように、これら周溝部４８ａ及び対向面４８ｂは、第１金型４１と第２金型４２とを型締めした際に、型板５３と型板６３との間に配置される環状の排気路４８となる。この環状の排気路４８は、接続部４９を介して減圧装置９７に接続され、減圧されている。なお、エアーベント４７は、第１金型４１の第１周囲支持部５２にも形成されており、第２金型４２と第１金型４１とを型閉じして型締めした際には、一体的に通気路として機能する。

　スプルーブッシュ７７は、第２型板６３のスプルーブッシュ孔４２ａと第２取付板６４のスプルーブッシュ孔６４ａとに挿入されて固定されている。スプルーブッシュ７７内に形成されたスプルー部分ＳＳは、図３Ｂの流路空間ＦＣのうち、樹脂成形品ＭＰの不図示のスプルー部分を形成する空間に対応するものとなっている。

　図４Ａに拡大して示すように、第２鏡面コア６１は、第１鏡面コア５１と同様に、円柱状のロッド部６１ａと、円板状の基部６１ｂとを備える。ロッド部６１ａの先端６１ｃは、第２周囲支持部６２に形成された小径孔６２ｉとの間に僅かな隙間を有する状態で挿通されている。基部６１ｂは、第２周囲支持部６２に形成された大径孔６２ｊに僅かな隙間を有する状態で挿通されている。図示のように、ロッド部６１ａの周囲に装着された戻しバネ６８を設けて相対的な移動を確保することもできるが、ロッド部６１ａと基部６１ｂとを互いに固定することもできる。

　第２鏡面コア６１の先端面には、キャビティＣＶを画成するため、光学面形成面６６ａとフランジ形成面６６ｂとが設けられている。光学面形成面６６ａは、比較的深い凹面であり、図３Ｃに示すレンズＬＰの中心部ＯＰの一方の光学面ＯＳ１を成形する転写面Ｓ２である（図３Ａ参照）。フランジ形成面６６ｂは、環状の平面であり、レンズＬＰのフランジ部ＦＬの他方のフランジ面Ｆ１を成形する転写面Ｓ４である（図３Ａ参照）。

　第２周囲支持部６２は、第１周囲支持部５２と同様に、筒状で、第２鏡面コア６１を第２周囲支持部６２内に保持するための挿通孔６２ｈを有する。この挿通孔６２ｈは、先端側に開口としての小径孔６２ｉを有し、根元側に大径孔６２ｊを有する２段構造となっている。

　図４Ａに示すように、第２金型４２において、第２周囲支持部６２の背後にスペーサー８２が設けられている。スペーサー８２は、第２周囲支持部６２の底部に固定されている。スペーサー８２は、第１周囲支持部５２の場合と同様に第２周囲支持部６２の第２端面６２ａの高さ位置を調整するためのものであり、適宜交換することができる。なお、第１周囲支持部５２と第２周囲支持部６２との一方にのみ、例えばスペーサー８１を設けて片側だけで端面５２ａ，６２ａの高さ調整をすることもできる。

　その他、第２型板６３には、第２周囲支持部６２を挿入支持する円柱状の貫通孔６７ａが形成されている。また、第２型板６３は、パーティングラインＰＬを形成するパーティング面（第２型合わせ面）ＰＳ２に相当する端面６３ａを有する。

　図４Ｂに、第１金型４１に設けた第１周囲支持部５２と、第２金型４２に設けた第２周囲支持部６２との境界部ＡＲの状態を示す。

　可動側の第１周囲支持部５２と、固定側の第２周囲支持部６２との間には、狭い隙間ＧＡが形成されている。この隙間ＧＡは、図示を省略するが、第１周囲支持部５２と第２周囲支持部６２との間の全体に亘って環状に形成されており、キャビティＣＶを周囲から囲むように配置されている。可動側の第１周囲支持部５２の第１端面５２ａは、パーティング面ＰＳ１又は型合わせ面に相当する型板５３の端面５３ａから後退して配置されており、第１周囲支持部５２の第１端面５２ａと型板５３の端面５３ａとの段差は、Ｇ１となっている。また、固定側の第２周囲支持部６２の第２端面６２ａは、パーティング面ＰＳ２又は型合わせ面に相当する型板６３の端面６３ａから後退して配置されており、第２周囲支持部６２の第２端面６２ａと型板６３の端面６３ａとの段差は、Ｇ２となっている。結果的に、第１周囲支持部５２と第２周囲支持部６２との間に形成される隙間ＧＡの隙間幅ＧＷは、２μｍ以上であって、１０μｍ未満となっている。隙間幅ＧＷを２μｍ以上とすることで、キャビティＣＶ内に残留するガスをエアーベント４７と排気路４８とを介して金型４１，４２の外部に確実に排出させることができる。また、隙間幅ＧＷを１０μｍ未満とすることで、キャビティＣＶ内の溶融樹脂等が隙間ＧＡにはみ出すことを防止でき、隙間ＧＡに対応するバリがレンズＬＰの周囲に残ることを防止できる。つまり、周囲支持部５２，６２間の隙間ＧＡは、固定側の光学面形成面５６ａと可動側の光学面形成面６６ａとによって画成されるキャビティＣＶの周囲にガスを選択的に通過させる役割を有する。

　第１金型４１における第１周囲支持部５２の第１端面５２ａと型板５３の端面５３ａとの段差Ｇ１は、第１金型４１を射出成形機１０に搭載した状態で表面段差として測定することも不可能ではないが、十分な精度を確保することは容易でない。従って、第１周囲支持部５２や型板５３を分離して個別に厚みを測ることで、段差Ｇ１（＝型板５３の厚さ－第１周囲支持部５２の厚さ）の精密な計測が可能である。第１周囲支持部５２や型板５３の厚みは、ハイトゲージによって測定される。

　同様に、第２金型４２における第２周囲支持部６２の第２端面６２ａと型板６３の端面６３ａとの段差Ｇ２も、第２金型４２を射出成形機１０に搭載した状態で表面段差として測定することも不可能ではないが、第２周囲支持部６２や型板６３を分離して個別に厚みを測ることで、段差Ｇ２（＝型板６３の厚さ－第２周囲支持部６２の厚さ）の精密な計測が可能である。第２周囲支持部６２や型板６３の厚みは、ハイトゲージによって測定される。

　以上のように各部材５２，５３，６２，６３を個別に測定することにより、第１転写面Ｓ１とパーティング面（第１型合わせ面）ＰＳ１との段差Ｇ１と、第２転写面Ｓ２とパーティング面（第２型合わせ面）ＰＳ２との段差Ｇ２とが間接的に測定され、第１転写面Ｓ１と第２転写面Ｓ２との間隔を調整することができる。

　以下、レンズＬＰの製造方法について説明する。

　図５は、図１等に示す成形装置１００の動作を概念的に説明するフローチャートである。まず、金型温度調節機９６により、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、第２金型４２と第１金型４１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、第２金型４２と第１金型４１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）。

　次に、減圧装置９７を動作させて、型締めされた第２金型４２と第１金型４１との間のキャビティＣＶ中の減圧を開始する（ステップＳ１３）。その後、射出装置１６を動作させて、型締めされた第２金型４２と第１金型４１との間のキャビティＣＶ中に、必要な圧力で溶融樹脂を注入する射出を行わせる（ステップＳ１４）。そして、射出成形機１０は、キャビティＣＶ中の樹脂圧を保つ。これにより、キャビティＣＶ中の不要なガスが一対の周囲支持部５２，６２間の隙間ＧＡから外部に排出される。ただし、隙間ＧＡの間隔調整によって、キャビティＣＶ中の樹脂が外部に漏れ出すことが防止される。樹脂の射出後は、金型温度調節機９６により、キャビティＣＶや流路空間ＦＣ（図３Ｂ参照）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、不均一な冷却や過度の急冷によって流動性に支障が生じることを抑制しながら、溶融樹脂をキャビティＣＶ内に速やかに導入することができ、キャビティＣＶ内での樹脂の適度な除冷を達成することができる。なお、溶融樹脂をキャビティＣＶに導入した後は、キャビティＣＶ中の溶融樹脂が放熱によって徐々に冷却されるので、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）。加熱された溶融樹脂からは、ガスが排出されるが、キャビティＣＶから隙間ＧＡを介して外部に排出されるので、光学面の転写不良を抑えることができる。

　次に、射出成形機１０において、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、第１金型４１が後退し、第２金型４２と第１金型４１とが離間する。この結果、樹脂成形品ＭＰすなわちレンズＬＰは、第１金型４１に保持された状態で第２金型４２から離型される。

　次に、射出成形機１０において、エジェクター駆動部４５を動作させて、可動ピン７３，７４による樹脂成形品ＭＰすなわちレンズＬＰの突き出しを行わせる（ステップＳ１７）。この結果、樹脂成形品ＭＰのうちレンズＬＰは、第１鏡面コア５１の先端面に付勢されて第２金型４２側に押し出されて、第１金型４１から離型される。

　最後に、取出装置２０を動作させて、エジェクター駆動部４５に駆動されて動作する可動ピン７３，７４によって突き出された樹脂成形品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）。

　以上のように、本実施形態の製造方法又は成形金型によれば、第１型板５３と第２型板６３とを密着させる型締め時に、第１端面５２ａと第２端面６２ａとを離間させることによって、第１転写面Ｓ１である光学面形成面５６ａと第２転写面Ｓ２である光学面形成面６６ａとの周囲にガスを選択的に通過させる隙間を設けるので、バリ等の除去すべき部分の形成を防止しつつレンズＬＰの外周部全体から残留ガスを抜くことができる。このため、第１転写面Ｓ１である光学面形成面５６ａと、第２転写面Ｓ２である光学面形成面６６ａとの間のキャビティＣＶを十分に排気でき、良好な転写性を確保することができる。なお、隙間幅ＧＷの調整によって隙間ＧＡから樹脂が漏れ出すことを防止できるので、樹脂成形品ＭＰからバリを除去する必要がなく、第１型板５３と第２型板６３とを密着させて型締めを行うので、サポートブロックを用いる場合のように頻繁にメンテナンスを行う必要がなく、得られるレンズＬＰの精度を高めることができる。

〔実施例〕
　以下、第１周囲支持部５２と第２周囲支持部６２との間の隙間幅ＧＷの具体的な実施例について説明する。以下の表１は、隙間幅ＧＷと樹脂成形品ＭＰの良否との関係を説明するものである。
〔表１〕

表１の左端の欄は、第１周囲支持部５２の第１端面５２ａのパーティング面ＰＳ１からの後退量である段差Ｇ１と、第２周囲支持部６２の第２端面６２ａのパーティング面ＰＳ２からの後退量である段差Ｇ２とを示している。なお、この場合、可動側の段差Ｇ１と固定側の段差Ｇ２とは等しくなっており、段差Ｇ１，Ｇ２＝ＧＷ／２となっている。樹脂成形品ＭＰの評価は、転写面による転写性とパーティング面ＰＳ１，ＰＳ２でのバリの形成とについて行った。転写性は、４個取りの金型で得た４つのレンズＬＰの透過波面を干渉計によって計測し、ＲＭＳ（Reast Mean Square）波面収差の評価を行い、ＲＭＳ波面収差が０．０７λｒｍｓ以上となるレンズ数に基づいて、良否を判断した。バリの形成は、レンズＬＰの品種によって判定基準は異なるが、標準的な仕様としてバリ量が１５μｍ以上か否かで、良否を判断した。

　結果は、表１からも明らかなように、段差Ｇ１，Ｇ２が０μｍとなることで、転写性の判定が不可（「×」印）となった。逆に、段差Ｇ１，Ｇ２が１０μｍ以上となることで、バリ量の判定が不可（「×」印）となった。また、段差Ｇ１，Ｇ２が０μｍより大きく１μｍ未満では、バリ量の判定が良好（「○」印）であり、転写性の判定が可（「△」印）となった。段差Ｇ１，Ｇ２が１μｍ以上５μｍ未満では、転写性の判定が良好（「○」印）であり、バリ量の判定も良好（「○」印）であった。段差Ｇ１，Ｇ２が５μｍ以上１０μｍ未満では、転写性の判定が良好（「○」印）であり、バリ量の判定が可（「△」印）となった。

　なお、第１周囲支持部５２の第１端面５２ａが後退して形成される段差Ｇ１と、第２周囲支持部６２の第２端面６２ａが後退して形成される段差Ｇ２との比は、適宜変更することができる。例えば、可動側の段差Ｇ１をゼロとした場合、他方の段差Ｇ２が隙間ＧＡの隙間幅ＧＷになり、固定側の段差Ｇ２をゼロとした場合、他方の段差Ｇ１が隙間ＧＡの隙間幅ＧＷになる。極端な例では、可動側の第１周囲支持部５２の第１端面５２ａを、型板５３の型合わせ面である端面５３ａから突出させ、固定側の第２周囲支持部６２の第２端面６２ａを、端面５２ａの突出量以上に型板６３の型合わせ面である端面６３ａから後退させることによっても、隙間ＧＡを形成することができる。

　また、以上の説明では、第１金型４１において、第１周囲支持部５２と第１鏡面コア５１とが分離され、第２金型４２において、第２周囲支持部６２と第２鏡面コア６１とが分離されているが、これらのうち一方については、周囲支持部と鏡面コアとを分離せず、一体とすることができる。つまり、第１周囲支持部５２と第２周囲支持部６２とのうち少なくとも一方については、省略することができる。

　また、第１周囲支持部５２と第１鏡面コア５１とは、第１金型４１の部分として存在すれば足り、両者が別部品として組み合わせられることは必須でなく、第１周囲支持部５２と第１鏡面コア５１とを一体化した部品とすることができる。また、第２周囲支持部６２と第２鏡面コア６１とも、第２金型４２の部分として存在すれば足り、両者が別部品として組み合わせられることは必須でなく、第２周囲支持部６２と第２鏡面コア６１とを一体化した部品とすることができる。

　〔第２実施形態〕
　以下、第２実施形態に係る光学素子用の成形金型等について説明する。なお、第２実施形態に係る成形金型や製造方法は、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。

　図６Ａ及び６Ｂに示すように、第２実施形態の場合、第２金型４２の第２周囲支持部６２の第２端面６２ａにおいて、溝部１４８ａが凹形状として形成され、第１金型４１の第１周囲支持部５２の第１端面５２ａにおいて、対向面１４８ｂが設けられている。これら溝部１４８ａ及び対向面１４８ｂは、第１端面５２ａと第２端面６２ａとの周りに設けられており、光学面形成面５６ａ等からなる第１転写面Ｓ１や光学面形成面６６ａ等からなる第２転写面Ｓ２から離間している。溝部１４８ａ及び対向面１４８ｂは、第１金型４１と第２金型４２とを型締めした際に、第１周囲支持部５２と第２周囲支持部６２との間に配置される環状の脱気路１４８となる。この脱気路１４８は、ゲート凹部４１ｃの反対側で連結路１４７（第１実施形態のエアーベント４７に対応）に連通しており、成形中又は成形前において、減圧装置９７による減圧が可能になっている。

　本実施形態の場合、第１端面５２ａと第２端面６２ａとのうち一方である第２端面６２ａに溝部１４８ａが形成されており、溝部１４８ａを脱気路１４８として機能させることができるので、キャビティＣＶ内の残留ガスの排出効率を高めることができる。

　〔第３実施形態〕
　以下、第３実施形態に係る光学素子用の成形金型等について説明する。なお、第３実施形態に係る成形金型や製造方法は、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。

　図７Ａ及び７Ｂ等に示すように、第３実施形態の場合、第２金型４２の第２周囲支持部６２の第２端面６２ａや型板６３の端面６３ａにおいて、ランナー凹部４１ｂやゲート凹部４１ｃ等に沿って例えば０．０１～０．１ｍｍ程度の深さを有するエアーベント凹部２４８が形成されている。エアーベント凹部２４８は、ランナー凹部４１ｂやゲート凹部４１ｃに対応するランナー部分ＲＳ及びゲート部分ＧＳ（図３Ｂ参照）の周囲に広がるように設けられており、ランナー部分ＲＳ及びゲート部分ＧＳ内の残留ガスがキャビティＣＶ内に流れ込むことを防止することができる。つまり、エアーベント凹部２４８は、流路空間ＦＣ用のサブエアーベント部として機能している。

　図８Ａは、製造された樹脂成形品ＭＰの平面図であり、図８Ｂは、製造された樹脂成形品ＭＰの側面図である。図からも明らかなように、ランナー部ＲＰやゲート部ＧＰの周囲にバリＢＡが形成されているが、レンズＬＰにはバリが形成されておらず、ゲート部ＧＰを除去するだけでレンズＬＰが完成する。

　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、レンズＬＰの形状や大きさは例示であり、用途に応じて適宜変更することができる。

　また、上記実施形態において、第１金型４１と第２金型４２とにエアーベント４７の溝を設けたが、第１及び第２金型４１，４２のいずれか一方のみに溝を設けてもよい。この場合、溝を設けていない金型側が平坦な対向面となる。

Claims

　光学素子のうち一方の第１光学面を形成するための第１転写面を有する第１金型と、前記光学素子のうち他方の第２光学面を形成するための第２転写面を有する第２金型とを備える成形金型によって光学素子を成形する光学素子の製造方法であって、
　前記第１金型は、前記光学素子のうち第１光学面に対応する第１転写面を先端に有する第１コア部と、前記第１コア部の周囲に配置されるとともに前記第１転写面の周囲に延びる第１端面を有する第１周囲支持部と、前記第１周囲支持部の周囲に配置されるとともに前記第１端面の周囲に延びる第１型合わせ面を有する第１型板と、を含み、
　前記第２金型は、前記光学素子のうち第２光学面に対応する第２転写面を先端に有する第２コア部と、前記第２コア部の周囲に配置されるとともに前記第２転写面の周囲に延びる第２端面を有する第２周囲支持部と、前記第２周囲支持部の周囲に配置されるとともに前記第２端面の周囲に延びる第２型合わせ面を有する第２型板と、を含み、
　前記第１型板と前記第２型板とを密着させる型締め時に、前記第１端面と前記第２端面とを離間させることによって、前記第１転写面と前記第２転写面との周囲にガスを選択的に通過させる隙間を設ける光学素子の製造方法。
　前記第１端面と前記第２端面との隙間幅ＧＷは、
　２μｍ≦ＧＷ＜１０μｍ
である、請求項１に記載の光学素子の製造方法。
　前記第１金型は、前記第１型板に、前記第１コア部と前記第１周囲支持部とを一組の第１転写部として、複数組の第１転写部を備え、
　前記第２金型は、前記第２型板に、前記第２コア部と前記第２周囲支持部とを一組の第２転写部として、前記複数組の第１転写部にそれぞれ対向する複数組の第２転写部を備える、請求項１及び２のいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
　前記第１転写面と前記第２転写面との間に形成されたキャビティ内に対して、成形用の樹脂の充填前及び充填中に、前記キャビティ内を減圧する、請求項１から３までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
　前記第１転写面と前記第１型合わせ面との段差と、第２転写面と前記第２型合わせ面との段差との少なくとも一方を、ハイトゲージによって測定することによって、前記第１転写面と前記第２転写面との間隔を調整する、請求項１から４までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
　前記第１周囲支持部の前記第１端面の高さ位置と、前記第２周囲支持部の前記第２端面の高さ位置との少なくとも一方を、前記第１周囲支持部又は前記第２周囲支持部の底部に固定されたスペーサーを交換することにより調整する、請求項１から５までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
　光学素子のうち一方の第１光学面を形成するための第１転写面を有する第１金型と、前記光学素子のうち他方の第２光学面を形成するための第２転写面を有する第２金型とを備える成形金型であって、
　前記第１金型は、前記光学素子のうち第１光学面に対応する第１転写面を先端に有する第１コア部と、前記第１コア部の周囲に配置されるとともに前記第１転写面の周囲に延びる第１端面を有する第１周囲支持部と、前記第１周囲支持部の周囲に配置されるとともに前記第１端面の周囲に延びる第１型合わせ面を有する第１型板と、を含み、
　前記第２金型は、前記光学素子のうち第２光学面に対応する第２転写面を先端に有する第２コア部と、前記第２コア部の周囲に配置されるとともに前記第２転写面の周囲に延びる第２端面を有する第２周囲支持部と、前記第２周囲支持部の周囲に配置されるとともに前記第２端面の周囲に延びる第２型合わせ面を有する第２型板と、を含み、
　前記第１端面と前記第２端面とは、前記第１型板と前記第２型板とを密着させた状態で、互いに離間し、前記第１転写面と前記第２転写面との周囲にガスを選択的に通過させる隙間を有する成形金型。
　前記第１端面と前記第２端面との隙間幅ＧＷは、
　２μｍ≦ＧＷ＜１０μｍ
である、請求項７に記載の成形金型。
　前記第１金型は、前記第１型板に、前記第１コア部と前記第１周囲支持部とを一組の第１転写部として、複数組の第１転写部を備え、
　前記第２金型は、前記第２型板に、前記第２コア部と前記第２周囲支持部とを一組の第２転写部として、前記複数組の第１転写部にそれぞれ対向する複数組の第２転写部を備える、請求項７及び８のいずれか一項に記載の成形金型。
　前記光学素子から延びる成形品部分の周囲に対応させて、前記第１型板と前記第２型板との少なくとも一方にサブエアーベント部を設ける、請求項７から９までのいずれか一項に記載の成形金型。
　前記第１端面と前記第２端面との少なくとも一方の周りに、前記第１転写面と前記第２転写面とから離間して、凹形状を設けた、請求項７から１０までのいずれか一項に記載の成形金型。