(57)【要約】【課題】光学面の精度を良好に確保しつつ、成形時における内部歪の発生を緩和して光学性能のバラツキを低減できる光学素子の製造方法を提供すること。【解決手段】第２工程において溶融樹脂ＭＲに圧力を掛けた状態（保圧状態）を維持して溶融樹脂ＭＲに光学面となるべき面が初期の状態となって形成される。また、第３工程において第２工程での保圧状態の時における所定の型締め力よりも低下させた低型締め力の状態にしてから、成形工程において成形を完了させるので、成形品の内部歪の発生を緩和することができる。従って、成形品から切り出された光学素子は、収差性能のバラツキが抑制され、安定した収差性能を有するものとなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子の光学面を形成するための転写面を有する成形金型を用いた成形方法であって、
前記成形金型を型閉じして成形空間を形成する第１工程と、
前記成形空間に溶融樹脂を供給し、前記溶融樹脂に対して所定の型締め力で保圧を行う第２工程と、
前記第２工程の後に、前記所定の型締め力の状態よりも低下させた低型締め力の状態にし、当該低型締め力の状態において冷却を行う第３工程と、
前記成形金型を型開きして前記成形空間内で作製された前記成形品を取り出す第４工程と、を備えることを特徴とする樹脂製光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記第２工程は、前記成形空間への前記溶融樹脂の供給前の状態において前記所定の型締め力よりも低い第１型締め力で前記成形金型を型締めする第１型締工程と、前記第１型締め力の状態において前記成形空間内への前記溶融樹脂の供給を開始する樹脂供給工程と、前記樹脂供給工程での前記溶融樹脂の供給開始後において、前記成形金型の型締めについて、前記第１型締め力よりも高く前記所定の型締め力に対応する第２型締め力まで高めた状態にする第２型締工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の樹脂製光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記第２工程において、前記成形金型の金型温度が所定の温度以下である場合に、前記第１型締工程と前記第２型締工程とによる２段階の型締め設定を行うことを特徴とする請求項２に記載の樹脂製光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記第２工程において、前記第１型締め力は、前記所定の型締め力である前記第２型締め力の２０％以上７０％以下であることを特徴とする請求項２または３のいずれか一項に記載の樹脂製光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記第３工程において、前記低型締め力は、前記所定の型締め力の２０％以上７０％以下であることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の樹脂製光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記第３工程において、前記溶融樹脂が冷却され始めてから所定時間以内に、前記低型締め力の状態にすることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の樹脂製光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記第３工程において、前記溶融樹脂が冷却され始めてから冷却による前記溶融樹脂の成形完了までに要する時間の半分の時間以内に、前記低型締め力の状態にすることを特徴とする請求項６に記載の樹脂製光学素子の製造方法。
【請求項８】
前記第３工程において、光学素子となるべき前記溶融樹脂のうち内部の樹脂が完全に固化する前に前記所定の型締め力の低下を開始させることを特徴とする請求項６及び７のいずれか一項に記載の樹脂製光学素子の製造方法。
【請求項９】
前記成形品は、複数の光学素子を有することを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載の樹脂製光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記光学素子は、開口数０．７５以上及び／又は回折構造を有することを特徴とする請求項１から９までのいずれか一項に記載の樹脂製光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光ピックアップ装置やレーザープリンター等に用いられる樹脂成形の光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製の光学素子の成形において、開口数の高い光学素子であっても、基準面や段差を設けて光学機能面の芯ズレを抑制できるもの（例えば特許文献１参照）や、離型誘発部を局所的に設けて離型性を向上させられるもの（例えば特許文献２参照）であって、成形に際しては、型締め力を一定として型締めが行われることが知られている（特許文献１，２参照）。ここで、樹脂製の光学素子の成形の場合、ガラス製の光学素子の成形に比べて、弾性が大きく歪が生じやすい。従って、成形時において型締め力の調整をする必要性が高くなる。
【０００３】
しかしながら、特許文献１，２の方法では、型締め力が一定であることで、成形される成形品の内部に応力が残り、内部歪を生じてしまう可能性がある。また、このような内部歪の程度には成形される個々の製品ごとにバラツキが生じるため、仮に内部歪が生じることを予め考慮して成形を行おうとしても、成形される製品間に生じる内部歪に起因した光学性能のバラツキを抑制できるとは限らない。さらに、光学面への転写性を上げるために加える圧力（保圧工程）の影響で、ゲート部においても歪が発生する可能性があり、その歪みが光学面の有効径に達すると、レンズの収差に影響を及ぼすものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１５６８７０号公報
【特許文献２】特開２０１２−４５９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、光学面の精度を良好に確保しつつ、成形時における内部歪の発生を緩和して光学性能のバラツキを低減できる樹脂製光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る樹脂製光学素子の製造方法は、光学素子の光学面を形成するための転写面を有する成形金型を用いた成形方法であって、成形金型を型閉じして成形空間を形成する第１工程と、成形空間に溶融樹脂を供給し、溶融樹脂に対して所定の型締め力で保圧を行う第２工程と、第２工程の後に、所定の型締め力の状態よりも低下させた低型締め力の状態にし、当該低型締め力の状態において冷却を行う第３工程と、成形金型を型開きして成形空間内で作製された成形品を取り出す第４工程と、を備える。
【０００７】
上記光学素子の製造方法では、第２工程において溶融樹脂に圧力を掛けた状態（保圧状態）を維持して溶融樹脂に光学面となるべき面が所期の状態となって形成される。その後、第３工程において、例えば冷却によって溶融樹脂の固化が進み成形が完了するよりも前に、成形空間内に対する型締め力を、保圧状態の時における所定の型締め力よりも低下させた低型締め力の状態にし、その後、溶融樹脂の固化を完了させることで成形を完了させ、成形品を作製する。この場合、上記の第３工程を有することにより、成形品が成形される過程において、過度のストレスをかけないものとすることができ、また、ゲートの歪みについても生じにくくすることができるため、内部歪の発生を緩和することができる。従って、成形品から切り出された光学素子は、収差性能のバラツキが抑制され、安定した収差性能を有するものとなる。また、光学素子は、高い転写精度を確保された所期の精度の光学面を有するものとなっている。
【０００８】
本発明の具体的な側面では、上記光学素子の製造方法において、第２工程は、成形空間への溶融樹脂の供給前の状態において所定の型締め力よりも低い第１型締め力で成形金型を型締めする第１型締工程と、第１型締め力の状態において成形空間内への溶融樹脂の供給を開始する樹脂供給工程と、樹脂供給工程での溶融樹脂の供給開始後において、成形金型の型締めについて、第１型締め力よりも高く所定の型締め力に対応する第２型締め力まで高めた状態にする第２型締工程とを含む。この場合、所定の型締め力よりも低い型締め力の条件下で溶融樹脂の供給を行うことで、樹脂充填時の圧力損失を抑制することができる。
【０００９】
本発明の別の側面では、第２工程において、成形金型の金型温度が所定の温度以下である場合に、第１型締工程と第２型締工程とによる２段階の型締め設定を行う。この場合、特に樹脂充填時の圧力損失が生じやすい金型温度が低温時の場合であっても、圧力損失を抑えられる。特に、通常の成形温度より低い状態、つまり樹脂の転移点からの差が大きく流動性が悪い状態においても圧力損失を低減できる。
【００１０】
本発明のさらに別の側面では、第２工程において、第１型締め力は、所定の型締め力である第２型締め力の２０％以上７０％以下である。第２型締め力の２０％以上とすることにより、射出圧力に型締め側が負けて、オーバーパック（樹脂漏れ）が発生することを回避できる。また、７０％以下とすることにより、金型間の隙間から好適に空気が抜けていくため空気だまりが生じにくくなり、また、樹脂充填時の圧力損失の抑制効果が十分に得られる。
【００１１】
本発明のさらに別の側面では、第３工程において、低型締め力は、所定の型締め力の２０％以上７０％以下である。第２型締め力の２０％以上とすることにより、成形完了前の状態にある樹脂が過度に変形等して歪みを生じることを防げ、７０％以下とすることにより、光学素子の内部に過度な応力が残留してしまうことを防げ、成形過程において、内部歪の発生を十分に緩和することができる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面では、第３工程において、溶融樹脂が冷却され始めてから所定時間以内に、低型締め力の状態にする。この場合、冷却による固化が進む前に低型締め力の状態にして、内部歪の発生を緩和できる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面では、第３工程において、溶融樹脂が冷却され始めてから冷却による溶融樹脂の成形完了までに要する時間の半分の時間以内に、低型締め力の状態にする。
【００１４】
本発明のさらに別の側面では、第３工程において、光学素子となるべき溶融樹脂のうち内部の樹脂が完全に固化する前に所定の型締め力の低下を開始させる。この場合、低型締め力の状態とした後に、冷却による固化させる時間を十分に確保できる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面では、成形品は、複数の光学素子を有する。この場合、１つの成形品から光学素子を多数個取りできる。この際、内部歪を緩和することで、型面上の位置が異なるために熱的履歴がそれぞれ異なりキャビ間の収差バラツキや収差変動が生じやすい多数個取りの場合であっても、収縮状態を均一にして各光学素子の面形状を一様にすることができ、各光学素子間の面精度のバラつきを抑えることも可能となる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面では、光学素子は、開口数０．７５以上及び／又は回折構造を有する。この場合、開口数０．７５以上や回折構造を有するような設計誤差感度が高く非常に高い面精度が所望される光学素子でも、光学素子の面形状を良好に確保することができる。例えば、光学素子が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る場合、設計誤差感度（例えばコマ収差など）の許容が非常に高く、高い成形精度が必要となるが、上述したような光学素子の製造方法によれば、面精度を良好に確保することができ、コマ収差などの発生を低減することができる。ゆえに、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のような設計誤差感度が非常に高いレンズであっても、設計誤差感度内に入る精度のレンズを安定して製造することが可能となる。また、ＢＤ用の対物レンズは、偏肉比が大きく、軸上厚が分厚くなってしまうため、内部歪みの影響が顕著に生じてしまうが、収差を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の光学素子の製造方法に適用可能な成形装置を説明する概念図である。
【図２】（Ａ）は、成形装置に組み込まれた成形金型の型開き状態を説明する側方断面図であり、（Ｂ）は、成形装置に組み込まれた成形金型の型閉じ状態を説明する側方断面図である。
【図３】（Ａ）は、成形金型の型閉じの状態を示す模式的な図であり、（Ｂ）は、成形金型への溶融樹脂の射出を示す模式的な図であり、（Ｃ）は、成形金型内に溶融樹脂を充填し転写を行う様子を示す模式的な図であり、（Ｄ）は、成形金型内での型締め力の低下を示す模式的な図であり、（Ｅ）は、成形金型の型開きの状態を示す模式的な図である。
【図４】（Ａ）は、金型間の距離の変化を説明するグラフであり、（Ｂ）は、型締め力の変化を説明するグラフであり、（Ｃ）は、樹脂材料の射出に伴うスクリュー位置の変化を示すグラフである。
【図５】図１に示す成形装置を用いた光学素子の製造方法を説明するフローチャートである。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、比較例の製造方法について説明するための図である。
【図７】（Ａ）は、型締め力の変化を説明するグラフであり、（Ｂ）は、型締め力の変化を説明するグラフであり、（Ｃ）は、樹脂材料の射出に伴うスクリュー位置の変化を示すグラフである。
【図８】第２実施形態の光学素子の製造方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔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金型について、図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の成形装置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。
【００２０】
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、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を型締めすることにより成形を可能にする。
【００２１】
固定盤１１は、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１１の内側１１ａは、可動盤１２の内側１２ａに対向しており、第１金型４１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。
【００２２】
可動盤１２は、後述するリニアガイド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１２の内側１２ａは、固定盤１１の内側１１ａに対向しており、第２金型４２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２金型４２内の成形品ＭＰを離型するために第１金型４１側に押し出すものである。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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６５（図２参照）にノズル１６ｄを接触させるように移動することにより、後述する流路空間ＦＣ（図２参照）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。
【００２６】
射出成形機１０に付随して設けられた金型温度調節機４６は、両金型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。
【００２７】
取出装置２０は、成形品ＭＰを把持することができるアーム２１と、アーム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に残る成形品ＭＰを把持して外部に搬出する役割を有する。
【００２８】
制御装置３０は、開閉制御部３１と、射出装置制御部３２と、エジェクター制御部３３と、取出装置制御部３４とを備える。開閉制御部３１は、アクチュエーター１５ｅを動作させることによって両金型４１，４２の型閉じ、型締め、及び型開き等を可能にする。特に、本実施形態では、型締めの際の締結力（型締め力）の値を設定に応じて複数の状態に変更可能となっている。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。エジェクター制御部３３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２金型４２に残る成形品ＭＰを第２金型４２内から押し出させて離型を行わせる。取出装置制御部３４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２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。
【００２９】
以下、成形金型４０について説明する。図２（Ａ）等に示すように、成形金型４０のうち第２金型４２は、ＡＢ方向（軸ＡＸに平行な方向）に往復移動可能になっている。この第２金型４２を第１金型４１に向けて移動させ、両金型４１，４２を型合わせ面ＰＳ１，ＰＳ２で型合わせして型締めすることにより、図２（Ｂ）に示すように、レンズを成形するための成形空間ＣＶと、これに樹脂を供給するための流路である流路空間ＦＣとが形成される。
【００３０】
第１金型４１は、内側すなわち型合わせ面ＰＳ１側に配置される型板６１と、外側すなわち図１の固定盤１１側に配置される取付板６４とを備える。また、第１金型４１に付随して、スプルーブッシュ６５（樹脂の通り道）が埋め込むように設けられている。スプルーブッシュ６５は、第１金型４１を型開閉方向であるＡＢ方向に略平行に延びた状態で貫通している。
【００３１】
第１金型４１のうち型板６１は、金属製の板状の部材であり、複数のコア型６２を挿入する複数のコア孔６１ａと、成形空間ＣＶに樹脂を流入するためのスプルー孔６６とを備える。各コア孔６１ａには、コア型６２が挿入されて固定されている。各コア型６２の端面には、レンズの光機能部を形成するための複数の光学転写面６１ｅが形成されている。図示は省略するが、光学転写面６１ｅは、スプルー孔６６を中心とする円周上に形成されている。成形品ＭＰが光ピックアップ装置用の対物レンズである場合、光学転写面６１ｅは、光学面転写用の凹の鏡面状の第１転写面Ｓ１を有しており、特にＢＤ（Blu-ray Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）／ＣＤ（Compact Disc）の３互換型の光ピックアップ装置用の対物レンズである場合、微細な構造が設けられた光学面を有するものとなることもある。
【００３２】
なお、型板６１内部には、成形時に金型の温度を適切な温度に保つため、熱媒体を流通させる温調流路、加熱用のヒーター、温度監視用の温度計等が形成されているが、説明の簡単のため図示を省略している。
【００３３】
取付板６４は、金属製の板状の部材であり、型板６１を背後から支持している。取付板６４は、型板６１を型合わせ面ＰＳ１や光学転写面６１ｅの反対側（背後側）から支持する。取付板６４は、成形空間ＣＶに樹脂を流入するためのスプルー孔６６を備える。スプルー孔６６の固定盤１１側すなわちスプルーブッシュ６５のノズルタッチ部の形状は、ノズル１６ｄの先端が隙間なく嵌まるようにすり鉢状となっている。なお、図示は省略するが、取付板６４は、取付板６４自体を固定盤１１に固定するための複数の締結部材を有する。
【００３４】
第２金型４２は、内側すなわち型合わせ面ＰＳ２側に配置される型板７１と、外側すなわち図１の可動盤１２側に配置される取付板７４と、取付板７４に埋め込むように形成されたエジェクター部材７５とを備える。
【００３５】
第２金型４２のうち型板７１は、金属製の板状の部材であり、複数のコア型７２を挿入する複数のコア孔７１ａを備える。各コア孔７１ａには、コア型７２が挿入されている。各コア型７２の端面には、レンズの光機能部を形成するための複数の光学転写面７１ｅが形成されている。また、型板７１の端面には、スプルーブッシュ６５の先端に対向するコールドスラグ７１ｂと、光学転写面６１ｅ，７１ｅで形成される成形空間ＣＶに樹脂を流入するためのランナー凹部７１ｆが形成されている。光学転写面７１ｅは、光学転写面６１ｅに対向している。なお、ランナー凹部７１ｆは、コールドスラグ７１ｂから各光学転写面７１ｅに向かって延びている。ランナー凹部７１ｆは、第１及び第２金型４１，４２を型閉じした際に、成形空間ＣＶに連通する流路空間ＦＣのランナーＲｂを形成する（図２（Ｂ）参照）。成形品ＭＰが光ピックアップ装置用の対物レンズである場合、光学転写面７１ｅは、光学面転写用の凹の鏡面状の第２転写面Ｓ２を有しており、特に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る場合、微細な構造が設けられた光学面を有するものとなることもある。型板７１には、エジェクター部材７５を構成するエジェクターピン７５ａを通すピン孔７１ｇも形成されている。
【００３６】
なお、型板７１内部には、成形時に金型の温度を適切な温度に保つため、熱媒体を流通させる温調流路、加熱用のヒーター、温度監視用の温度計等が形成されているが、説明の簡単のため図示を省略している。
【００３７】
取付板７４は、金属製の板状の部材であり、型板７１を背後から支持している。取付板７４は、エジェクター部材７５を構成するエジェクターピン７５ａ，７５ｂを通すピン孔７４ｇ，７４ｈを備える。なお、図示は省略するが、取付板７４は、取付板７４自体を固定盤１１に固定するための複数の締結部材を有する。
【００３８】
なお、第１金型４１と第２金型４２とは、第１金型４１に設けた位置決め嵌合部４１ｘと第２金型４２に設けた位置決め嵌合部４２ｘとを嵌合させることにより、型合わせ面ＰＳ１，ＰＳ２に垂直な方向の位置決めが可能になっている。
【００３９】
以下、図３（Ａ）〜３（Ｅ）等を参照しつつ、上記成形装置１００による成形品ＭＰ及びレンズＬＰの製造動作を成形金型４０の開閉や型締め力の観点から説明する。なお、図３（Ａ）〜３（Ｅ）は、図２（Ａ）及び２（Ｂ）に示す成形金型４０の一部として、レンズ１つ分とその周辺部について模式的に示した図であり、例えばコア部の詳細な構造等については省略している。また、図４（Ａ）〜４（Ｃ）は、型締め力等の各種数値の変化を示すグラフである。より具体的に説明すると、図４（Ａ）は、第１金型４１と第２金型４２との間の距離の変化の様子を説明するグラフであり、型開きの状態、型閉じの状態及び型締めの状態を示すものである。図４（Ｂ）は、上記の動作における型締め力すなわち成形金型４０の締結力の値の変化の様子を説明するグラフである。図４（Ｃ）は、樹脂材料の射出に伴うスクリュー位置の変化すなわち射出装置１６（図１参照）の移動の様子を示すグラフである。また、各グラフの横軸は、経過時間を示している。なお、これらの各種数値の変化については、制御装置３０の各制御部３１等によって適宜制御がなされるものとなっている。
【００４０】
まず、図３（Ａ）に示すように、型閉じされた状態にある成形金型４０は、開閉駆動装置１５（図１参照）によって矢印Ａ１で示す第１型締め力で締結された状態となる。この第１型締め力は、後述する形状の転写時の型締め力（第２型締め力）に比較して弱い締結力となっている。以上の動作について、図４（Ａ）及び４（Ｂ）を参照してより詳しく説明すると、まず、開閉駆動装置１５（図１参照）により、図４（Ａ）に示すように第１金型４１と第２金型４２との距離が狭まって、型閉じの状態になり（時刻Ｔ０）、さらに距離が縮まると、型締めが開始された状態となり（時刻Ｔ１）、図４（Ｂ）に示すように型締め力の値が上昇を開始する。なお、型締め力の値がある程度以上となると（時刻Ｔ２）、以後、第１金型４１と第２金型４２との距離はほとんど変化しないが（図４（Ａ）参照）、型締め力の値はさらに上昇を続け（図４（Ｂ）参照）、型締め力の値が第１型締め力に達する（時刻Ｔ３）。
【００４１】
次に、図３（Ｂ）に示すように、第１型締め力となった状態において、矢印Ｒ１で示すように成形空間ＣＶ内への溶融樹脂ＭＲの注入が開始される。具体的には、図４（Ｂ）及び４（Ｃ）に示すように、型締め力の値が第１型締め力に達する（時刻Ｔ３）と、射出装置１６（図１参照）においてスクリュー位置が変化し始める。つまり、射出装置１６が移動することで、溶融樹脂ＭＲの注入が開始される。ここでは、図４（Ｂ）及び４（Ｃ）において時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までに示すように、射出装置１６の移動の間、すなわち溶融樹脂ＭＲの注入の間、型締め力の値が第１型締め力で一定に保たれているものとする。
【００４２】
次に、図３（Ｃ）に示すように、成形空間ＣＶ内への溶融樹脂ＭＲの注入が完了して保圧された状態となると、成形空間ＣＶ内に対する型締め力が、第１型締め力から矢印Ａ２で示す比較的強い第２型締め力（高型締め力）に型締め力の状態に引き上げられる。ここで、第２型締め力（高型締め力）は、例えば３０〜５０ｔ（トン）の範囲で適宜設定がなされる。図４（Ｂ）等のグラフを参照して説明すると、図４（Ｃ）に示す射出装置１６の移動による溶融樹脂ＭＲの注入が完了し成形空間ＣＶ内が保圧された状態になる（時刻Ｔ４）と、図４（Ｂ）に示すように、開閉駆動装置１５は、形状の転写時の型締め力として設定された値である第２型締め力に達するまで、再度型締め力を上昇させ、転写時の型締め力として設定された第２型締め力に到達させる（時刻Ｔ５）。言い換えると、溶融樹脂ＭＲの注入が完了し、形状の転写を開始するために、成形空間ＣＶを形成する型締め力が比較的強い第２型締め力の状態にする。この第２型締め力の状態において、成形空間ＣＶ内に充填された溶融樹脂ＭＲについて保圧がなされた状態を一定の時間維持することで、良好な形状の転写が行われる。上記一定の時間が経過し（時刻Ｔ６）、形状の転写が十分になされるのに並行して樹脂の放熱が進行する。ここでは、図３（Ｄ）に示すように、樹脂が放熱された結果として冷却される過程において、樹脂が固化して成形が完了する前に、型締め力の脱圧すなわち降下がなされ、矢印Ａ３で示す低型締め力の状態とする。つまり、図４（Ｂ）に示すように、時刻Ｔ６となった後、型締め力を第２型締め力の状態から徐々に低下させ低型締めの状態とし（時刻Ｔ７）、第２型締め力よりも型締め力を低下させた状態で、転写を終えた溶融樹脂ＭＲに対して引き続き冷却による固化すなわち成形の処理を行うことで、内部歪を残すことなく成形の処理がなされる。最後に、図３（Ｅ）に示すように、型開きの動作がなされ、成形品ＭＰすなわちレンズＬＰが取り出し可能となる。
【００４３】
なお、成形品ＭＰは、例えば図２（Ａ）等に示すように成形金型によって複数のレンズを放射状に形成することが可能となっている。つまり、１つの成形品ＭＰが複数の光学素子を有し、１つの成形品ＭＰから光学素子を多数個取りできる。具体的には、成形品ＭＰは、スプルー部ＳＰを中心としてランナー部ＲＰが放射状に延びており、ランナー部ＲＰの延長上にレンズＬＰが形成されている。ランナー部ＲＰとレンズＬＰとの境界のゲートを切断することにより、個々のレンズＬＰを得ることができる。
【００４４】
ここで、例えば図３（Ｅ）に示すように、レンズＬＰは、光機能部ＯＰとフランジ部ＦＬとを有しており、光機能部ＯＰは、成形金型４０に設けた光学転写面６１ｅ，７１ｅのうち例えば光学転写面６１ｅによって形成される第１の光学面ＯＳ１と、例えば光学転写面７１ｅによって形成される第２の光学面ＯＳ２とを有している。レンズＬＰは、第２の光学面ＯＳ２側の突起が大きな肉厚型の光ピックアップ装置用の対物レンズである。具体的には、レンズＬＰは、例えば波長４０５ｎｍで開口数（ＮＡ）０．７５以上、具体的には０．８５のＢＤに対応した光情報の読み取り又は書き込みを可能にする。また、レンズＬＰは、レンズＬＰの光軸ＯＡ上の厚さをｄ（ｍｍ）とし、５００ｎｍ以下の波長の光束におけるレンズＬＰの焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、０．８≦ｄ／ｆ≦２．０を満たす。なお、レンズＬＰが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る場合、第２の光学面ＯＳ２には、回折構造等の微細な構造が設けられる。レンズＬＰを含む成形品ＭＰは、光学用樹脂で形成されている。光学用樹脂として、例えばＣＯＣ（cycloolefin copolymer）、ＰＭＭＡ（polymenthyl methacrylate）等が用いられる。
【００４５】
以下、図５のフローチャートを参照しつつ成形装置１００を用いた成形品ＭＰすなわちレンズＬＰの製造方法の全体に関して各工程を詳細に説明する。まず、金型温度調節機４６により、両金型４１，４２を成形に適する温度まで加熱する。これにより、両金型４１，４２において成形空間ＣＶを形成する金型の表面やその近傍の温度を、例えば射出装置１６から供給される溶融樹脂ＭＲのガラス転移温度よりも５０℃低い温度以上に加熱保持した状態とする（ステップＳ１０）。
【００４６】
〔第１工程：型閉じ工程〕
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、固定側である第１金型４１と可動側である第２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する。開閉駆動装置１５の閉動作を更に継続することにより、第１金型４１と第２金型４２とを必要な圧力で締め付ける型締めが開始される（ステップＳ１２）。
【００４７】
〔第１型締め工程〕
まず、第１の型締め段階として、開閉駆動装置１５の閉動作を継続することにより、設定された第１型締め力で成形空間ＣＶ内が型締めされた第１型締め状態となる（ステップＳ１３）。ここで、第１型締め力は、例えば図４（Ｂ）に示すように、成形空間ＣＶ内において樹脂に対して形状の転写を行う時の値として設定される第２型締め力よりも低い値に設定されている。第１型締め力は、第２型締め力の２０％以上７０％以下で設定されているのがより好ましい。
【００４８】
〔第２工程：樹脂供給工程、第２型締め工程及び保圧維持工程〕
次に、射出成形機１０において、射出装置１６を動作させて、ノズル１６ｄを第１金型４１のスプルーブッシュ６５に接触させるとともに、図３（Ｂ）に示すように成形空間ＣＶ中に必要な圧力で溶融樹脂ＭＲを注入する射出を行わせる（ステップＳ１４）。なお、ここでは、既述のように、射出装置１６の移動すなわち溶融樹脂ＭＲの充填の間、成形空間ＣＶ内に対する型締め力は、第１型締め力の状態に保たれている（図４（Ｂ）参照）。
【００４９】
成形空間ＣＶへの溶融樹脂ＭＲの充填が完了するとともに、第２の型締め段階として、開閉駆動装置１５は、再び閉動作を行い、図４（Ｂ）に示すように、第１型締め力から設定された第２型締め力まで成形空間ＣＶ内に対する型締め力の値を上昇させ、第２型締め状態とする（ステップＳ１５）。射出成形機１０は、第２型締め状態において、成形空間ＣＶ中の樹脂圧を保つ（ステップＳ１６）、すなわち保圧した状態を維持する（保圧維持工程）。この際、金型温度調節機４６により、成形空間ＣＶや成形空間ＣＶに樹脂を流入する流路空間ＦＣ（図２参照）が適度に加熱されており、注入された溶融樹脂ＭＲの表面への良好な状態での転写が確保される。なお、成形過程において、内部歪の発生を十分に緩和することができるように、第２型締め力は、溶融樹脂ＭＲの形状の転写時における成形空間ＣＶを形成するための型締め力として予め設定された値の９５％以上であることが望ましい。
【００５０】
〔第３工程：低型締め工程及び成形工程〕
上記第２工程での転写が十分なものとなると、加熱具合の調整により、射出装置１６から供給される溶融樹脂ＭＲに対する放熱が緩やかに進み、成形空間ＣＶ内での樹脂の適度な除冷を達成することができる（ステップＳ１７）。ここで、放熱による冷却に伴って溶融樹脂ＭＲが固化し成形が完了する前に、開閉駆動装置１５は、型締め力を低下させるための開動作を開始し、図４（Ｂ）に示すように、第２型締め力から設定された低型締め力まで成形空間ＣＶ内に対する型締め力の値を降下させ、低型締め状態を維持する（ステップＳ１８：低型締め工程）。この低型締め状態において、成形空間ＣＶ中の溶融樹脂ＭＲが放熱によって徐々に冷却される。かかる冷却に伴って溶融樹脂ＭＲが固化し成形が完了するのを待つ（ステップＳ１９：成形工程）。なお、以上の低型締め力は、上記の第２型締め力の２０％以上７０％以下であることが望ましい。第２型締め力の２０％以上とすることにより、成形完了前の状態にある樹脂が過度に変形等して歪みを生じることを防げ、７０％以下とすることにより、光学素子の内部に過度な応力が残留してしまうことを防げ、成形過程において、内部歪の発生を十分に緩和することができる。
【００５１】
〔第４工程：型開き工程及び取出工程〕
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Ｓ２０：型開き工程）。これに伴って、第２金型４２が後退し、第１金型４１と第２金型４２とが離間する。この結果、成形品ＭＰすなわちレンズＬＰは、第２金型４２に保持された状態で第１金型４１から離型される。
【００５２】
次に、型開き後、取出装置２０を動作させて、第２金型４２から成形品ＭＰを離型して取り出す（ステップＳ２１，Ｓ２２）。具体的には、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、エジェクターピン７５ａ，７５ｂ等の前進によって、レンズＬＰ等を含む成形品ＭＰの突き出しを行わせる（取出工程）。この結果、成形品ＭＰのうちレンズＬＰは、第１金型４１側に押し出されて第２金型４２から離型される。
【００５３】
なお、最後に、取出装置２０を動作させて、突き出された成形品ＭＰの適所をアーム２１で把持して外部に搬出する。成形品ＭＰを搬送する際には、成形品ＭＰのうち本体のレンズＬＰを除いた部分を把持する。以上の動作を１サイクルとして、レンズＬＰの成形が繰り返される。
【００５４】
また、上記のうちステップＳ１７の冷却の工程時に、これと並行して、次の成形動作のための計量の動作を開始する。つまり、冷却中に次の成形動作の準備を進めることで、レンズＬＰの成形を繰り返すにあたって、サイクルタイムを短くすることが可能となる。なお、成形の繰り返しにおいて、ステップＳ１０での温度調整は、必要に応じて行うものとしてもよい。
【００５５】
以上説明した光学素子の製造方法によれば、第２工程の一部である保圧維持工程において溶融樹脂ＭＲに圧力を掛けた状態（保圧状態）を維持して溶融樹脂ＭＲに光学面となるべき面が所期の状態となって形成される。また、第３工程である低型締め工程において第２工程での保圧状態の時における所定の型締め力よりも低下させた低型締め力の状態にしてから、成形工程において成形を完了させるので、成形品の内部歪の発生を緩和することができる。従って、成形品から切り出された光学素子は、収差性能のバラツキが抑制され、安定した収差性能を有するものとなる。また、光学素子は、高い転写精度を確保された所期の精度の光学面を有するものとなっている。また、本実施形態では、１つの成形品ＭＰから複数の光学レンズＬＰを取ることができるが、上記のような構成により、多数個取りの場合であっても、各光学レンズＬＰの面形状を良好に確保することができ、各光学レンズＬＰ間の面精度のバラつきを抑えることが可能となっている。
【００５６】
以上に対して、図６（Ａ）〜６（Ｄ）は、比較例の製造方法で製造される光学素子を示す図である。比較例の場合、図６（Ａ）に示す準備された成形金型４０に対して、図６（Ｂ）において矢印Ａ２で示すように高圧の状態で樹脂を注入し、図６（Ｃ）に示すようにその高圧の状態を維持したまま保圧、冷却の動作を行って、図６（Ｄ）に示すように取り出している。この場合、図６（Ｃ）の状態において、内部歪等の歪が残ったまま成形がなされることになる。従って、作製させる成形品ＭＰすなわち光学レンズＬＰは、内部歪に起因する収差性能のバラツキを発生させ、例えば光学素子の側端面において高低差が大きいものとなって現れる。本実施形態では、このような事態が生じること抑制することで、光学素子の側端面において高低差が少なく、精度の高い光学面を有する光学素子の成形が可能となっている。
【００５７】
また、以上において、内部歪に起因する収差性能のバラツキを十分に抑制するためには、第３工程のうち、溶融樹脂ＭＲが冷却され始めてから低型締め力の状態にするまでの時間に関して、一定の範囲以内に行う必要がある。一例としては、冷却による溶融樹脂ＭＲの成形完了までに要する時間の半分の時間までに低型締め力の状態にすることが考えられる。また、溶融樹脂ＭＲの放熱による冷却によって光学素子となるべき溶融樹脂ＭＲのうち内部の樹脂が完全に固化する前に型締め力の低下を開始させるものとすることもできる。
【００５８】
また、本実施形態の場合、第２工程において、高い型締め力である第２型締め力よりも低い型締め力である第１型締め力の条件下で溶融樹脂ＭＲの供給を行うことで、樹脂充填時の圧力損失を抑制することができる。特に、第１型締め力を、第２型締め力の２０％以上７０％以下で設定することで、射出圧力に型締め側が負けて、オーバーパック（樹脂漏れ）が発生することを回避できるとともに、圧力損失の抑制効果を十分に発揮させることができる。
【００５９】
また、本実施形態において、金型温度に関しては、溶融樹脂ＭＲに使用する樹脂材料等により異なるが、例えば、オレフィン系樹脂である場合には、金型温度を１２５〜１４０℃とすることができる。上記実施形態の場合、第１型締工程と第２型締工程とによる２段階の型締め設定を行うことで、通常の成形温度より低い状態、つまり樹脂の転移点からの差が大きく流動性が悪い状態においても圧力損失を低減できる。
【００６０】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態の光学素子の製造方法等について説明する。第２実施形態の光学素子の製造方法等は、第１実施形態の光学素子の製造方法等を変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態の光学素子の製造方法等と同様であるものとする。第２実施形態の光学素子の製造方法は、第１実施形態の場合と比較して、第２工程において加圧や射出成形のタイミング等が異なるものであり、第１実施形態の成形装置１００を使用可能であるため、装置の図示及び説明については省略する。
【００６１】
図７（Ａ）〜７（Ｃ）は、第１実施形態の図４（Ａ）〜４（Ｃ）に対応するグラフであり、本実施形態における型締め力等の各種数値の変化を示すグラフである。また、図８は、成形装置１００を用いた成形品ＭＰすなわちレンズＬＰの製造方法の全体に関して各工程を詳細に説明するためのフローチャートの図である。
【００６２】
図示のように、本実施形態では、保圧維持工程に至るまでの工程が第１実施形態の場合と異なっている。図７（Ａ）〜７（Ｃ）を参照して具体的に説明すると、まず、図７（Ａ）に示すように、第１金型４１と第２金型４２との距離が狭まって、型閉じの状態から（時刻Ｔ０）、さらに図７（Ｂ）に示すように型締めが開始され（時刻Ｔ１）、型締め力の値が上昇する。型締め力の値がある程度以上に達すると、図７（Ｃ）に示すように溶融樹脂ＭＲの注入のために射出装置１６の移動を開始する（時刻Ｔ２）。この際、本実施形態では、図７（Ｂ）及び７（Ｃ）に示すように、射出装置１６の移動の間すなわち溶融樹脂ＭＲの注入の間に、型締め力の値は上昇を続け、溶融樹脂ＭＲの注入が完了し、保圧された状態となる直前までに（時刻Ｔ３）、開閉駆動装置１５において型締め力の値が設定された高型締め力までに到達するものとなっている（時刻Ｔ４）。高型締め力までに到達すると、開閉駆動装置１５が高型締め力の状態をある程度の時間維持する。次に、一定時間が経過すると（時刻Ｔ５）、放熱による冷却が進行するとともに、型締め力を第２型締め力の状態から徐々に低下させ低型締めの状態とし（時刻Ｔ６）、引き続き冷却による成形がなされる。
【００６３】
以下、図８のフローチャートを参照しつつ成形品ＭＰすなわちレンズＬＰの製造方法の各工程について説明する。まず、金型温度調節機４６により、両金型４１，４２を成形に適する温度まで加熱し（ステップＳ１０）、開閉駆動装置１５による型閉じを開始させ（ステップＳ１１）、さらに、型締めを開始させる（ステップＳ１２）。本実施形態では、第１実施形態と異なり、比較的低い型締めの状態である第１型締め力にとどめることなく、型締め力を上昇させ続け、溶融樹脂ＭＲの形状の転写時における成形空間ＣＶを形成するための型締め力として予め設定された高型締め力の状態としていくが（ステップＳ２１４）、この際、ステップＳ２１４に並行して、成形空間ＣＶ中に、溶融樹脂ＭＲを注入し（ステップＳ２１５）、高型締め力の状態となった直後までに溶融樹脂ＭＲの注入を完了する。
【００６４】
以下、第１実施形態の場合と同様の工程を経る。すなわち、成形空間ＣＶ中の樹脂圧が保たれた状態を維持し（ステップＳ１６）、適度な加熱により、注入された溶融樹脂ＭＲの表面への良好な状態での転写を確保し、その後、加熱具合の調整により、射出装置１６から供給される溶融樹脂ＭＲに対する放熱による冷却が緩やかに進行し、成形空間ＣＶ内での樹脂の適度な除冷を達成させるとともに（ステップＳ１７）、開閉駆動装置１５において、型締め力を低下させるための開動作を開始し、第２型締め力から設定された低型締め力まで成形空間ＣＶ内に対する型締め力の値を降下させ、低型締め状態とする（ステップＳ１８）。この低型締め状態において、成形空間ＣＶ中の溶融樹脂ＭＲが放熱によって徐々に冷却され、溶融樹脂ＭＲが固化し成形が完了する（ステップＳ１９）。
【００６５】
次に、射出成形機１０において、開閉駆動装置１５を動作させ型開きが行われ（ステップＳ２０）、型開き後、取出装置２０を動作させて、第２金型４２から成形品ＭＰを離型して取り出す（ステップＳ２１，Ｓ２２）。以上の動作を１サイクルとして、レンズＬＰの成形が繰り返される。
【００６６】
本実施形態においても、溶融樹脂ＭＲに圧力を掛けた状態（保圧状態）を維持して溶融樹脂ＭＲに光学面となるべき面が所期の状態となって形成され、保圧状態の時における所定の型締め力よりも低下させた低型締め力の状態にしてから、成形工程において成形を完了させるので、成形品の内部歪の発生を緩和することができ、所期の精度の光学面を有し、収差性能のバラツキが抑制され、安定した収差性能を有する光学素子が製造できる。
【００６７】
以上、実施形態に係る光学素子の製造方法等について説明したが、本発明に係る光学素子の製造方法等は上記のもの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、第１金型４１及び第２金型４２で構成される成形金型４０に設ける成形空間ＣＶの形状は、様々な形状とすることができる。すなわち、光学転写面６１ｅ，７１ｅ等によって形成される成形空間ＣＶの形状は、単なる例示であり、レンズＬＰその他の光学素子の用途等に応じて適宜変更することができる。例えば、レーザープリンター用のレンズを成形するための成形空間ＣＶを形成してもよい。
【００６８】
また、上記では、第１型締め力から設定された第２型締め力まで型締め力の値を上昇させるに際して、溶融樹脂ＭＲの充填を完了するとともに型締め力の増大を開始させている、あるいは、溶融樹脂ＭＲの充填完了のタイミングに合せて型締め力を増大させているが、型締めのタイミングや上げ具合については、形状の転写を開始すべきタイミングまでに所期の設定値である第２の型締め力の状態となるようにすればよく、種々の態様が可能である。
【００６９】
また、上記実施形態において、図示ではレンズＬＰの数については例えば４つとすることができるが、１つ又は２つ等でもよい。
【００７０】
また、上記実施形態において、横型の成形装置１００を用いたが、縦型の成形装置を用いてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態において、成形品ＭＰをエジェクターピン７５ａ，７５ｂ等で突き出して第２金型４２から離型したが、取出装置２０によって離型してもよい。
【００７２】
また、上記実施形態において、成形品ＭＰが第２金型４２に残ったが、第１金型４１に残ってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０…射出成形機、  １１…固定盤、  １２…可動盤、  １３…型締め盤、  １５…開閉駆動装置、  １６…射出装置、  １６ｄ…ノズル、  ２０…取出装置、  ３０…制御装置、  ４０…成形金型、  ４１…第１金型、  ４２…第２金型、  ４５…エジェクター駆動部、  ６１，７１…型板、  ６１ｅ，７１ｅ…光学転写面、  ６２，７２…コア型、  ６４，７４…取付板、  ６５…スプルーブッシュ、  ７５…エジェクター部材、  ９０，１９０…遮熱機構、  ９１…密閉機構、  １００…成形装置、  ＣＶ…成形空間、  ＦＣ…流路空間、  ＭＲ…溶融樹脂、  ＬＰ…レンズ、  ＭＰ…成形品、  ＰＳ１，ＰＳ２…型合わせ面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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