(57)【要約】  ２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で基材が構成されたコア部６２を可動金型４２に組み付けた光学素子成形金型を用いるので、一対の金型４１，４２間のキャビティＣＶに充填された溶融樹脂ＭＭを所望の程度に徐々に冷却することができ、成形サイクルの時間増大を防止しつつ、レンズＯＬの微細形状ＦＰの高転写を達成できる。また、離型工程において、可動ピン６４を用いてレンズＯＬの光学面以外の部分としてのフランジ部ＯＬｂを突き出すので、コア部６２に密着したレンズＯＬの中心部ＯＬａを押し出して分離することができ、離型時の微細形状ＦＰの崩れを防止して良好な離型性を確保することができる。
2009122862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学面に凹凸形状を備えた光学機能部とフランジ部とを有する光学素子の製造方法であって、
凹凸形状を転写するための転写面を備え、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で基材が構成された入れ子を固定金型と可動金型との少なくとも一方に備えた一対の金型を用いて、射出成形により光学素子を成形する成形工程と、
前記固定金型と前記可動金型とを離間するとともに、突き出し部材を用いて成形した光学素子の光学面以外の部分を突き出すことにより、光学素子を離型させる離型工程と、
を備えることを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
光学面に凹凸形状を備えた光学機能部とフランジ部とを有する光学素子の製造方法であって、
凹凸形状を転写するための転写面を備え、前記転写面を形成する表面加工層と基材との間に２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で構成された熱伝導抑制層を有する入れ子を固定金型と可動金型との少なくとも一方に備えた一対の金型を用いて、射出成形により光学素子を成形する成形工程と、
前記固定金型と前記可動金型とを離間するとともに、突き出し部材を用いて成形した光学素子の光学面以外の部分を突き出すことにより、光学素子を離型させる離型工程と、
を備えることを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記フランジ部の形状を転写するための転写部のうち少なくとも一部は、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である低熱伝導材料で構成されていることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記突き出し部材のうち少なくとも一部は、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である低熱伝導材料で構成されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第３項までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記突き出し部材は、成形した光学素子の前記光学面以外の部分を突き出す複数の部材を備え、
前記複数の部材のうち、光学素子を成形する際に形成されるゲートに近い側を突き出す部材と前記ゲートから離れた側を突き出す部材とは、異なる熱伝導率の材料で形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記ゲートから離れた側を突き出す部材は、前記ゲートに近い側を突き出す部材よりも熱伝導率が低い材料で形成されていることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記突き出し部材は、前記フランジ部の形状の一部を転写するとともに前記フランジ部の一部を突き出す部材であり、
前記フランジ部の形状を転写するための転写部のうち、前記突き出し部材によって転写される部分を除いた転写部と前記突き出し部材とは、異なる熱伝導率の材料で形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項８】
前記可動金型は、低熱伝導材料で構成された前記基材又は熱伝導抑制層を有する前記入れ子を備えることを特徴とする請求の範囲第１項から第７項までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項９】
前記固定金型は、低熱伝導材料で構成された前記基材又は熱伝導抑制層を有する前記入れ子を備えることを特徴とする請求の範囲第１項から第８項までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記光学素子は、レンズであることを特徴とする請求の範囲第１項から第９項までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１１】
一対の金型により光学素子を成形する光学素子成形金型であって、
前記一対の金型のうち少なくとも一方は、
凹凸形状を転写するための転写面を備え、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で基材が構成された入れ子と、
前記入れ子を支持する型部材と、
前記一対の金型が互いに離間した際に成形した光学素子の光学面以外の部分を突き出すことによって光学素子を離型させる突き出し部材と、
を備えたことを特徴とする光学素子成形金型。
【請求項１２】
一対の金型により光学素子を成形する光学素子成形金型であって、
前記一対の金型のうち少なくとも一方は、
凹凸形状を転写するための転写面を備え、前記転写面を形成する表面加工層と基材との間に２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で構成された熱伝導抑制層を有する入れ子と、
前記入れ子を支持する型部材と、
前記一対の金型が互いに離間した際に成形した光学素子の光学面以外の部分を突き出すことによって光学素子を離型させる突き出し部材と、
を備えたことを特徴とする光学素子成形金型。
【請求項１３】
請求の範囲第１１項又は第１２項に記載の光学素子成形金型を用いて形成されたことを特徴とする光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形を利用した光学素子の製造方法、かかる製造方法を実施するための光学素子成形金型、並びにかかる成形金型によって得られる光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
更に、この種のＢＤの他に例えば旧来のＤＶＤ及びＣＤの記録又は再生に共用される互換型の対物レンズにおいては、表面に回折パターンなどの光路差を付与するための微細な凹凸形状を施して複数のディスク規格に対応することが行われる。しかし、かかる対物レンズについては、ＢＤの記録又は再生に青紫色レーザを使用し、且つ必要なＮＡが０．８０以上であることのほか、複数の異なる波長の光束に対応する必要があるため、僅かな形状誤差でも各光束の光利用効率を低下させてしまうという問題がある。【０００４】
また、ＢＤの記録又は再生に少なくとも使用される対物レンズのように、ＮＡが０．８０以上の高ＮＡになると、光学面の偏心がコマ収差に大きく影響するという問題がある。このため、高ＮＡの対物レンズを量産する際に光学面の偏心状態が変動して安定しないと、製品の歩留まり率が下がってしまい、量産性に欠けるといった問題もある。【０００５】
上述のような微細な凹凸形状を有し、高精度な転写が求められるレンズ等の光学素子を射出成形により製造する方法として、金型の加熱及び冷却を繰返し金型のキャビティ表面の温度を繰返し昇降する、いわゆるヒートサイクル成形が知られている。このヒートサイクル成形においては、金型を樹脂の溶融温度以上の高温に加熱した状態で樹脂を充填し、樹脂充填後に金型を冷却することにより充填した樹脂を固化し、その後樹脂成形品を取り出すことにより、キャビティ表面形状の樹脂成形品への高転写を実現できる。【０００６】
しかしながら、金型の高温加熱及び低温冷却が必要であり、金型への高温媒体及び低温媒体の供給及びその繰返しの切り換えや温度制御など、設備が大型化、複雑化するとともに光学素子の製造コストが高くなる。特に、高温と低温との温度の繰返し昇降が必要なため、光学素子の成形に要する時間、即ちサイクルタイムが非常に長いという問題がある。また、成形サイクルの大幅の延長により生産性が悪化するだけでなく、サイクル内の加熱・冷却による固定金型及び可動金型の膨張・収縮の繰り返しにより、レンズの各光学面を成形する一対の入れ子の相対位置がバラツキ、偏心が安定しないという問題もある。【０００７】
一方、そのようなヒートサイクル成形によらない製造方法として、熱伝導率が所定以下の低熱伝導材料を母材（基材）とし、その母材の表面に被覆した硬度の低い材料を切削加工して光学素子の微細形状を転写するための成形面を形成した型部材（入れ子）を備えた成形型を用いて成形を行うものが知られている（特許文献１参照）。特許文献１では、成形後に成形型を離間して型開きを行った後、型部材（入れ子）を突き出すことによって光学素子を成形型から離型することが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２８４１１０号公報
【発明の開示】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の製造方法では、低熱伝導材料を母材として構成された型部材（入れ子）を用いているので、型部材に充填された樹脂を所望の程度に徐々に冷却することができ、型部材の微細形状の先端まで樹脂を充分に充填して高精度な転写を可能ならしめるものであるが、型部材（入れ子）によって光学素子を突き出すため、光学面を成形する型部材の摺動により、光学素子を繰り返し成形した際に光学面の偏心状態が安定しないという問題がある。
【０００９】
また、光学素子を型部材で突き出した後は、成形時に形成されたスプルやランナを取出し部材に把持させて型部材に保持された光学素子を引き剥がすことが一般に行われ、このとき光学素子のゲート側から先に引き剥がされることになるが、低熱伝導材料を母材として構成された型部材によって微細形状がその先端細部まで高精度に転写されているために、その引き剥がしの際に微細形状の先端が崩れて離型性不良を生じるという新たな問題が浮上した。これは、従来のように微細形状の先端まで樹脂が充填されずに先端が大きくダレた形状で成形されたものとは異なり、微細形状の先端細部まで高精度に成形された結果、光学素子を型部材から離型する際に、微細形状の先端が型部材に強く接触することにより引き起こされるものと考えられる。特に上記のような複数のディスク規格に対応した互換型の対物レンズでは、微細形状の高精度転写及び偏心抑制が重要な問題となる。
【００１０】
そこで、本発明は、微細な形状である光路差付与構造など、凹凸形状を備えた光学素子の成形において、成形サイクルタイムを必要以上に長くすることなく、凹凸形状の崩れを防止した良好な離型性を確保して高精度な転写を実現できるとともに、繰り返しの成形においても光学面の偏心状態を安定させて収差を低減できる光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、上記のような光学素子の製造方法を実現するための光学素子成形金型、及び、これによって成形される光学素子を提供することを目的とする。
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係る第１の光学素子の製造方法は、（ａ）光学面に凹凸形状を備えた光学機能部とフランジ部とを有する光学素子の製造方法であって、（ｂ）凹凸形状を転写するための転写面を備え、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で基材が構成された入れ子を固定金型と可動金型との少なくとも一方に備えた一対の金型を用いて、射出成形により光学素子を成形する成形工程と、（ｃ）前記固定金型と前記可動金型とを離間するとともに、突き出し部材を用いて成形した光学素子の光学面以外の部分を突き出すことにより、光学素子を離型させる離型工程とを備えることを特徴とする。
【００１３】
上記製造方法では、成形工程において、凹凸形状を転写するための転写面を備える入れ子であって２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で基材が構成された入れ子を固定金型と可動金型との少なくとも一方に備えた一対の金型を用いるので、一対の金型間のキャビティに充填された樹脂を急冷させることなく所望の程度に徐々に冷却することができ、成形サイクルの時間増大を防止しつつ、光学素子の凹凸形状の高精度な転写を達成できる。また、上記製造方法では、離型工程において、突き出し部材を用いて成形した光学素子の光学面以外の部分を突き出すことによって凹凸形状を備えた入れ子より光学素子を離型させるので、離型時の凹凸形状の崩れを防止して良好な離型性を確保して高精度な転写を実現できる。更に、突き出し部材を用いて凹凸形状を備えた入れ子より離型するので、入れ子を進退させて離型する場合に比較して光学面の偏心精度を高めることもできる。
【００１４】
また、本発明に係る第２の光学素子の製造方法は、（ａ）光学面に凹凸形状を備えた光学機能部とフランジ部とを有する光学素子の製造方法であって、（ｂ）凹凸形状を転写するための転写面を備え、前記転写面を形成する表面加工層と基材との間に２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で構成された熱伝導抑制層を有する入れ子を固定金型と可動金型との少なくとも一方に備えた一対の金型を用いて、射出成形により光学素子を成形する成形工程と、（ｃ）前記固定金型と前記可動金型とを離間するとともに、突き出し部材を用いて成形した光学素子の光学面以外の部分を突き出すことにより、光学素子を離型させる離型工程とを備えることを特徴とする。
【００１５】
上記製造方法でも、入れ子に設けた熱伝導抑制層の存在により、一対の金型間のキャビティに充填された樹脂を急冷することなく所望の程度に徐々に冷却することができ、成形サイクルの時間増大を防止しつつ、光学素子の凹凸形状の高精度な転写を達成できる。また、上記製造方法では、突き出し部材を用いて成形した光学素子の光学面以外の部分を突き出すことによって凹凸形状を備えた入れ子より離型させるので、光学面の偏心精度を高めつつ、離型時の凹凸形状の崩れを防止して良好な離型性を確保して高精度な転写を実現できる。
【００１６】
本発明の具体的な態様又は観点では、上記製造方法において、前記フランジ部の形状を転写するための転写部のうち少なくとも一部が、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である低熱伝導材料で構成されている。この場合、基材や低熱伝導材料だけでなく周辺側に設けたフランジ部用の転写部（以下、「フランジ形成部」ともいう）を含めて放熱の管理が可能になるので、一対の金型間のキャビティに充填された樹脂の急速な冷却を抑えることができ、光学素子の冷却速度をより精密に調節できる。
【００１７】
本発明の別の態様では、前記突き出し部材のうち少なくとも一部が、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である低熱伝導材料で構成されている。この場合、突き出し部材による急速な放熱を防止でき、一対の金型間のキャビティに充填された樹脂の急速な冷却を抑えることができる。
【００１８】
このように、突き出し部材のうち少なくとも一部を低熱伝導材料で構成する場合に、フランジ部の形状を転写するための転写部のうち少なくとも一部も低熱伝導材料で構成してもよい。一方、フランジ部用の転写部は、低熱伝導材料で構成することなく、突き出し部材を低熱伝導材料で構成することで、高転写を確保しながら成形サイクルの時間が長くなることをより防止することができる。また、このときフランジ部の基材をセラミック等の低熱伝導材料で構成する場合に、フランジ部用の転写部の複雑な形状を加工しづらく、コストが高くなるといったことも回避できるので好ましい。
【００１９】
本発明のさらに別の態様では、前記突き出し部材は、成形した光学素子の光学面以外の部分を突き出す複数の部材を備え、複数の部材のうち、光学素子を成形する際に形成されるゲートに近い側を突き出す部材とゲートから離れた側を突き出す部材とは、異なる熱伝導率の材料で形成されている。この場合、ゲートに近い側とゲートから離れた側との間で溶融樹脂の徐冷を微調整することができる。
【００２０】
この際、ゲートから離れた側を突き出す部材が、ゲートに近い側を突き出す部材よりも熱伝導率が低い材料で形成されると、ゲートから離れた側での溶融樹脂の冷却し易さを低減して光学素子全体としてほぼ均等な冷却を行うことができる。これにより、面形状の精度誤差による収差劣化を抑制することができ、特にＮＡ０．８０以上の光ピックアップ装置用の対物レンズに好適な光学素子を得ることができる。
【００２１】
本発明のさらに別の態様では、前記突き出し部材は、前記フランジ部の形状の一部を転写するとともに前記フランジ部の一部を突き出す部材であり、前記フランジ部の形状を転写するための転写部のうち、突き出し部材によって転写される部分を除いた転写部と、突き出し部材とは、異なる熱伝導率の材料で形成されている。この場合、溶融樹脂の冷却や成形サイクルの時間を調整することが可能となり、例えば、フランジ部の一部を転写する突き出し部材の先端面の面積を調整することにより、溶融樹脂の冷却や成形サイクルの時間の調整を行うことができるほか、非点収差等の光学性能のコントロールを行うことができる。
【００２２】
本発明のさらに別の態様では、前記可動金型が、低熱伝導材料で構成された基材又は熱伝導抑制層を有する入れ子を備える。この場合、可動金型側に設けた入れ子の転写面によって光学素子に凹凸形状を転写することができ、突き出し部材による離型によりかかる凹凸形状の高転写を達成できる。
【００２３】
本発明のさらに別の態様では、前記固定金型が、低熱伝導材料で構成された基材又は熱伝導抑制層を有する入れ子を備える。この場合、固定金型側に設けた入れ子の転写面によって光学素子に凹凸形状を転写することができ、突き出し部材が固定金型と可動金型との型開きの際に光学素子の凹凸形状の崩れに影響することなく、かかる凹凸形状の高転写を達成できる。
【００２４】
また、本発明のさらに別の態様では、前記光学素子がレンズである。この場合、回折パターン等の微細な凹凸形状を備える高精度で高性能のレンズ、例えば光ピックアップ用の対物レンズを提供することができる。
【００２５】
本発明に係る第１の光学素子成形金型は、（ａ）一対の金型により光学素子を成形する光学素子成形金型であって、（ｂ）前記一対の金型のうち少なくとも一方は、凹凸形状を転写するための転写面を備え、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で基材が構成された入れ子と、（ｃ）前記入れ子を支持する型部材と、（ｄ）前記一対の金型が互いに離間した際に成形した光学素子の光学面以外の部分を突き出すことによって光学素子を離型させる突き出し部材とを備える。
【００２６】
上記光学素子成形金型は、低熱伝導材料で基材が構成された入れ子を備えるので、一対の金型間のキャビティに充填された樹脂を所望の程度に徐々に冷却することができ、成形サイクルの時間増大を防止しつつ、光学素子の凹凸形状の高転写を達成できる。また、上記光学素子成形金型は、成形した光学素子の光学面以外の部分を突き出すことによって離型させる突き出し部材を備えるので、光学面の偏心精度を高めつつ、離型時の凹凸形状の崩れを防止して良好な離型性を確保して高精度な転写を実現することができる。
【００２７】
本発明に係る第２の光学素子成形金型は、（ａ）一対の金型により光学素子を成形する光学素子成形金型であって、（ｂ）前記一対の金型のうち少なくとも一方は、凹凸形状を転写するための転写面を備え、前記転写面を形成する表面加工層と基材との間に２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で構成された熱伝導抑制層を有する入れ子と、（ｃ）前記入れ子を支持する型部材と、（ｄ）前記一対の金型が互いに離間した際に成形した光学素子の光学面以外の部分を突き出すことによって光学素子を離型させる突き出し部材とを備える。
【００２８】
上記光学素子成形金型は、低熱伝導材料で構成された熱伝導抑制層を有する入れ子を備えるので、一対の金型間のキャビティに充填された樹脂を所望の程度に徐々に冷却することができ、成形サイクルの時間増大を防止しつつ、光学素子の凹凸形状の高転写を達成可能にできる。また、上記光学素子成形金型は、光学素子の光学面以外の部分を突き出すことによって離型させる突き出し部材を備えるので、光学面の偏心精度を高めつつ、離型時の凹凸形状の崩れを防止して良好な離型性を確保して高精度な転写を実現できる。
【００２９】
本発明に係る光学素子は、上述の光学素子成形金型を用いて形成されたことを特徴とする。この場合、光学素子は、上述の光学素子成形金型を用いて成形されることにより、良好に転写された凹凸形状を少ない偏心で形成することができる。具体的には、ＢＤ用の高精度で高性能な高ＮＡの対物レンズ、或いはＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤの複数のディスク規格に対応した互換型の高精度で高性能な高ＮＡの対物レンズ等を提供することができる。
【００３０】
以上において、低熱伝導材料は１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の低熱伝導材料であることが、微細な凹凸形状を徐々に冷却して高精度の転写を実現する効果を発揮する上でより好ましい。特にＮＡ０．８０以上の高ＮＡの対物レンズのように、大きな曲率の光学面（深い光学面）上に微細な凹凸形状を備えた対物レンズに対しても、高精度の転写を実現できる。また、低熱伝導材料は０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。低熱伝導材料としては、例えば金属、セラミック、樹脂、ガラス等で構成される。
【００３１】
また、本明細書において、光学面は、光学面として有効に機能して利用される領域を指す。また、凹凸形状とは、回折パターン等の微細な段差を有する形状など、入射光に対して光路差を付与する機能を有する構造を指すものである。また、入れ子の基材とは、入れ子を構成する本質的な部分（母材）を意味する。
【００３２】
また、本明細書において、表面加工層とは、凹凸形状を設けるための層であり、メッキ層などがコートされた後、表面を所望の形状にダイヤモンドバイト等により加工が施された層を指す。なお、入れ子の表面には、この表面加工層上に更に保護層や離型層を有していてもよい。
【００３３】
また、突き出し部材は、複数のピン、ブロック、スリーブ状の部材等で構成される。突き出し部材は、型開き方向に沿って光学素子を突き出すことが好ましく、光学面の中心を対称にして略均等な突き出しが行われるように、光学面以外の部分を光学面の周囲にわたって先端が環状の部材で突き出したり、突き出し部材が複数の部材で構成されている場合や突き出し部材の先端が光学面以外の部分に複数箇所で接触する構成とされている場合には、光学面の中心を中心にこれらを対称に配置して突き出したりすることとが更に好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】固定金型と可動金型とで構成される光学素子成形金型の構造を説明する部分側断面図である。
【図２】図１の一部の拡大断面図である。
【図３】図１に示す可動金型のＲ矢視端面図である。
【図４】図１の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５】図１に示す光学素子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６】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７】図１に示す光学素子成形金型における離型を説明する概念図である。
【図８】第２実施形態の金型及び製造方法を説明する断面図である。
【図９】第３実施形態の金型及び製造方法を説明する断面図である
【図１０】第４実施形態の金型及び製造方法を説明する断面図である
【図１１】第５実施形態の金型及び製造方法を説明する断面図である。
【図１２】第６実施形態の金型及び製造方法を説明する断面図である。
【図１３】第７実施形態の金型及び製造方法を説明する断面図である。
【図１４】第８実施形態の金型及び製造方法を説明する断面図である。
【図１５】第９実施形態の金型及び製造方法を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１…可動盤
１２…固定盤
１５…開閉駆動装置
１６…射出装置
３０…制御装置
４１…固定金型
４２…可動金型
４６…金型温度調節機
５１…外周型
５１ａ…端面
５２，２５２…コア部
５３…取付板
５６ａ…光学面成形面
５６ｂ…成形面
６１，３６１…外周型
６１ａ…端面
６２，２６２，４６１…コア部
６３…取付板
６４…可動ピン
６４，３６４…可動ピン
６５ｂ…ピン挿通孔
６６ａ…光学面成形面
６６ｂ…成形面
６７，２６７…ニッケルリンメッキ層
６８…進退機構
８１…突き出し機構
１００…成形装置
１６２ｃ…熱伝導抑制層
ＡＸ…軸
Ｆ１…フランジ面
Ｆ２…フランジ面
ＦＣ…流路空間
ＦＦ…フランジ形成部
ＦＭ…フランジ形成部
ＦＰ…微細形状
ＧＴ…ゲート
ＭＭ…溶融樹脂
ＭＰ…樹脂成形品
ＯＬ…レンズ
ＯＬａ…中心部
ＯＬｂ…フランジ部
ＳＳ…微細構造
Ｓａ…光学面
Ｓｂ…光学面
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態である光学素子成形金型と光学素子の製造方法とについて、図面を参照しつつ説明する。【００３７】
図１は、固定金型と可動金型により構成される光学素子成形金型の構造を説明する部分側断面図であり、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、図１のＰ１部分の拡大断面図であり、図３は、図２（Ａ）に示す可動金型をＲ方向から見た矢視図である。また、図４は、図１の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。【００３８】
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キャビティＣＶは、成形品である光学素子としてのレンズＯＬ（図４等参照）の形状に対応するものとなっている。レンズＯＬは、プラスチック製で、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。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、ＤＶＤ及びＣＤに対して互換可能で、ＢＤ用の波長の光束に対してＮＡ０．８５を満たすレンズである。【００３９】
固定金型４１は、固定側の入れ子としてのコア部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及びコア部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部５２を周囲から保持する型部材である。【００４０】
外周型５１は、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、フランジ形成部ＦＦの表面には、キャビティＣＶを画成するための成形面５６ｂが形成されている。成形面５６ｂは、レンズＯＬのフランジ部ＯＬｂのフランジ面Ｆ１、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、コア部５２を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。【００４１】
コア部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、コア部５２の先端部５２ｂに設けた先端面には、キャビティＣＶを画成するための光学面成形面５６ａが設けられている。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。【００４２】
なお、固定金型４１において、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。また、コア部５２も、熱伝導率が２０Ｗ／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。なお、コア部６２のキャビティＣＶ側の端面は、無電解ニッケルメッキ法を用いて形成されるニッケルリンメッキ層で被覆することができ、このニッケルリンメッキ層によって光学面成形面５６ａを形成することができる。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もできる。【００４３】
可動金型４２は、可動側のコア型としてのコア部６２と、可動側のコア型を支持し、かつ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及びコア部６２を一体に固定する取付板６３と、レンズＯＬを突き出して離型する突き出し部材としての可動ピン６４と、可動ピン６４を固定金型４１に対して前進及び後退させるための進退機構６８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部６２を周囲から保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。【００４４】
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等で構成されている。一方、コア部６２は、外周型６１よりも低熱伝導材料で構成されている。コア部６２の母材すなわち基材を構成する低熱伝導材料は、０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有しており、例えば６−４Ｔｉを母材とすることができる。【００４５】
外周型６１は、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の内部には、コア部６２を支持するためのコア挿通孔６５と、可動ピン６４を支持するためのピン挿通孔６５ｂとが形成されている。ここで、コア挿通孔６５は、円柱状の貫通孔であり、ピン挿通孔６５ｂは、より細径の貫通孔である。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、フランジ形成部ＦＭの表面には、キャビティＣＶを画成するための成形面６６ｂが形成されている。成形面６６ｂは、レンズＯＬのフランジ部ＯＬｂのフランジ面Ｆ２、すなわち一方の環状端面を成形する転写面である。【００４６】
コア部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、コア部６２の先端部６２ｂに設けた先端面には、キャビティＣＶを画成するための光学面成形面６６ａが設けられている。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。コア部６２のキャビティＣＶ側の端面は、被削性を良くするために、無電解ニッケルメッキ法を用いて形成されるニッケルリンメッキ層６７で被覆されており、ニッケルリンメッキ層６７の表面加工によって、ニッケルリンメッキ層６７の表面として光学面成形面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。なお、図面では省略しているが、コア部６２の根元側端面と取付板６３前面との間にはスペーサを介在させることができる。これにより、コア部６２の光学面成形面６６ａと、これに対向するコア部５２の光学面成形面５６ａとの間隔を調整できるようになっている。【００４７】
可動ピン６４は、ピン挿通孔６５ｂに挿入されており、ピン挿通孔６５ｂ内で軸ＡＸに沿って移動可能になっている。つまり、可動ピン６４は、進退機構６８に駆動されて、外周型６１のピン挿通孔６５ｂ内で固定金型４１側に前進したり反対側に後退したりすることができる。ピン挿通孔６５ｂの先端は、キャビティＣＶを画成する成形面６６ｂの一部を構成している。可動ピン６４は、図３に示すように、外周型６１の環状の成形面６６ｂに沿って等間隔で４本配置されており、レンズＯＬのフランジ部ＯＬｂを軸ＡＸに沿ってバランス良く押し出すことを可能にしている。【００４８】
なお、可動ピン６４を設ける個数は、４本に限らず、レンズＯＬのサイズ、許容精度等の仕様に応じて３本以上の様々な本数とすることができる。可動ピン６４は、ブロック状の部材とすることができる。また、可動ピン６４に代えてフランジ部ＯＬｂのフランジ面Ｆ２を押し出すことができるスリーブ状の突き出し部材をコア部６２の周囲に配置して、軸ＡＸに沿って往復動させることもできる。【００４９】
進退機構６８は、可動ピン６４の後方の端部に設けたフランジ状の後端部７２と、後端部７２と取付板６３との間に保持された戻しバネ７３と、後端部７２を支持して軸方向に進退させるピン駆動板７４とを備える。戻しバネ７３が可動ピン６４を後方に付勢するので、可動ピン６４は、後退した状態に保持される付勢力を受け、ピン駆動板７４からの力を受けて必要量だけ突き出される。ピン駆動板７４は、後述する射出成形機のエジェクタによって駆動されて、軸ＡＸに沿って適当なタイミングで離型に必要な距離だけ変位する。【００５０】
図５は、本実施形態の製造方法を実施するための成形装置を説明する正面図である。図示の成形装置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。【００５１】
射出成形機１０は、可動盤１１と、固定盤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１１と固定盤１２との間に可動金型４２と固定金型４１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。【００５２】
可動盤１１は、スライドガイド１５ａによって固定盤１２に対して進退可能に支持されている。可動盤１１は、可動金型４２を着脱可能に支持している。なお、可動盤１１には、エジェクタ４５が組み込まれている。エジェクタ４５は、図１に示す進退機構６８を動作させる部分である。またエジェクタ４５は、可動ピン６４を突出し動作させることによって、可動金型４２内の樹脂成形品ＭＰを固定金型４１側に押し出すものであり、取出し装置２０による移送を可能にする。なお、樹脂成形品ＭＰは、図４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。【００５３】
固定盤１２は、可動盤１１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１２は、固定金型４１を着脱可能に支持している。なお、固定盤１２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。【００５４】
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１１をその背後から支持する。【００５５】
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１１を支持して固定盤１２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、型締め盤１３に対して可動盤１１が近接したり離間したり自在に進退移動し、結果的に、可動盤１１と固定盤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。【００５６】
射出装置１６は、シリンダ１６ａ、原料貯留部１６ｂ、スクリュ駆動部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、固定金型４１と可動金型４２とを型締めした状態で、固定金型４１に設けたスプルの開口に樹脂射出ノズル１６ｄを接触させ、流路空間ＦＣ（図１参照）に対してシリンダ１６ａ中の溶融樹脂を所望のタイミングで供給することができる。【００５７】
取出し装置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に残る樹脂成形品ＭＰを把持して外部に搬出する役割を有する。【００５８】
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間に形成されたキャビティ中に所望の圧力で樹脂を注入させる。エジェクタ制御部３３は、エジェクタ４５を動作させることによって型開き時に可動金型４２に残る樹脂成形品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に残る樹脂成形品ＭＰを把持して射出成形機１０外に搬出させる。【００５９】
金型温度調節機４６は、両金型４１，４２中に形成されているジャケット（不図示）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。この際、両金型４１，４２に埋め込まれた温度センサ（不図示）によって両金型４１，４２の温度を監視することもできる。【００６０】
図６は、図５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４６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）。これにより、両金型４１，４２においてキャビティＣＶを形成する金型部分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のガラス転移温度よりも５０℃低い温度以上であって同ガラス転移温度よりも１０℃高い温度以下に加熱保持した状態とする。【００６１】
次に、開閉駆動装置１５を動作させ、可動盤１１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１１が固定盤１２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）。【００６２】
次に、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Ｓ１３）。そして、射出成形機１０は、キャビティＣＶ中の樹脂圧を保つ。【００６３】
溶融樹脂をキャビティＣＶに導入した後は、図２（Ａ）に示すように、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Ｓ１４）。この際、コア部６２の母材を０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で構成しているので、光学面成形面６６ａに形成された微細構造ＳＳの奥まで溶融樹脂ＭＭを充填することができる（図７（Ａ）参照）。なお、以上の冷却において、両金型４１，４２を積極的に冷却しないことが好ましい。これにより、温度制御が複雑になることや高温媒体による再加熱の際にエネルギーの消費が多くなることを防止できる。また次の樹脂成形品を成形するために、キャビティＣＶに樹脂を充填する際に、射出成形金型を再度加熱することによって成形サイクルの時間が長くなることを防止できる。【００６４】
次に、射出成形機１０において、図２（Ｂ）に示すように、開閉駆動装置１５を動作させて、可動盤１１を後退させる型開きが行われる（ステップＳ１５）。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、樹脂成形品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。【００６５】
次に、射出成形機１０において、図２（Ｃ）に示すように、エジェクタ４５を動作させて、可動ピン６４による樹脂成形品ＭＰの突き出しを行わせる（ステップＳ１６）。具体的には、４つの可動ピン６４を同時に突出させて、レンズＯＬのフランジ部ＯＬｂを軸ＡＸに沿ってバランス良く押し出す。この結果、樹脂成形品ＭＰのうちレンズＯＬが、可動ピン６４の先端面に付勢されて固定金型４１側に押し出されて、レンズＯＬである樹脂成形品ＭＰが可動金型４２から離型される。この際、レンズＯＬが軸ＡＸに沿って傾かないで押し出されるので、図７（Ｂ）に示すように、レンズＯＬの光学面Ｓｂ上に設けた凹凸形状としての微細形状ＦＰが変形されることなく精密な形状に維持される。なお、図７（Ｃ）は、比較のための図であり、コア部６２を用いてレンズＯＬの中心部ＯＬａを突き出した場合を示している。この場合、コア部６２を後退させるコア戻り時に、ゲート側から先に離型することになるので、微細形状ＦＰが崩れて、先端に変形部ＤＰが形成されてしまう離型性不良の傾向が生じてしまう。【００６６】
最後に、取出し装置２０を動作させて、エジェクタ４５に駆動されて動作するピン駆動板７４、可動ピン６４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Ｓ１７）。【００６７】
以上説明した第１実施形態の製造方法によれば、成形工程において、０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で基材が構成されたコア部６２を可動金型４２に組み付けた光学素子成形金型を用いるので、一対の金型４１，４２間のキャビティＣＶに充填された溶融樹脂ＭＭを所望の程度に徐々に冷却することができ、成形サイクルの時間増大を防止しつつ、レンズＯＬの微細形状ＦＰの高転写を達成できる。また、上記製造方法では、離型工程において、可動ピン６４を用いてレンズＯＬの光学面以外の部分としてのフランジ部ＯＬｂを突き出すことによって離型を行うので、コア部６２に密着したレンズＯＬの中心部ＯＬａを軸ＡＸ押し出してコア部６２から分離することができ、離型時の微細形状ＦＰの崩れを防止して良好な離型性を確保することができる。なお、突き出しに際して可動ピン６４を用いるので、コア部６２を進退させる場合に比較して光学面Ｓｂの偏心精度を高めることもできる。【００６８】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る光学素子成形金型と光学素子の製造方法について説明する。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。【００６９】
図８（Ａ）は、本実施形態における固定金型４１及び可動金型４２の部分拡大断面図であり、型閉じ及び型締め状態を示している。また、図８（Ｂ）は、固定金型４１及び可動金型４２の型開き後にレンズＯＬを突き出した状態を示している。【００７０】
図８に示すように、コア部６２の先端部６２ｂにおいて、低熱伝導材料で構成された熱伝導抑制層１６２ｃが設けられている。熱伝導抑制層１６２ｃは、表面加工層であるニッケルリンメッキ層６７と、基材である母材部１６２ｄ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役割を有する。【００７１】
熱伝導抑制層１６２ｃは、具体的には、０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／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、例えば６−４Ｔｉ等の金属材料、ポリイミド等の樹脂材料、ジルコニアやアルミナ等のセラミックスを用いて形成することができる。一方、母材部１６２ｄは、熱伝導率が２０Ｗ／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。【００７２】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に、一対の金型４１，４２間のキャビティＣＶに充填された溶融樹脂を所望の程度に徐々に冷却することができ、成形サイクルの時間増大を防止しつつ、レンズＯＬの微細形状ＦＰの高転写を達成できる。また、本実施形態でも、可動ピン６４を用いてレンズＯＬの光学面以外の部分としてのフランジ部ＯＬｂを突き出すことによって離型を行うので、離型時の微細形状ＦＰの崩れを防止して良好な離型性を確保することができる。【００７３】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る光学素子成形金型と光学素子の製造方法について説明する。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。【００７４】
図９（Ａ）は、本実施形態における固定金型４１及び可動金型４２の部分拡大断面図であり、型閉じ及び型締め状態を示している。また、図９（Ｂ）は、固定金型４１及び可動金型４２の型開き状態を示し、図９（Ｃ）は、可動金型４２から光学素子としてのレンズＯＬを突き出した状態を示している。【００７５】
図９に示すように、固定金型４１のコア部２５２のキャビティＣＶ側の端面は、ニッケルリンメッキ層２６７で被覆されており、ニッケルリンメッキ層２６７の表面加工によって、凹凸形状である微細構造ＳＳを設けた光学面成形面５６ａが転写面として形成されている。【００７６】
これに対応して、固定金型４１において、コア部２５２の基材が低熱伝導材料で構成されており、対向する可動金型４２において、コア部２６２の基材が高熱伝導材料で構成されている。固定金型４１側のコア部２５２の母材、すなわち基材を構成する低熱伝導材料は、熱伝導率が０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有しており、例えば６−４Ｔｉを母材とすることができる。一方、可動金型４２側のコア部２６２の母材、すなわち基材を構成する高熱伝導材料は、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、すなわち低炭素鋼等で構成されている。【００７７】
本実施形態の場合、型開き時は、図９（Ｂ）に示すように、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。この際、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。その後、図９（Ｃ）に示すように、可動ピン６４によってレンズＯＬの突き出しを行わせることで、レンズＯＬが可動金型４２からも離型される。【００７８】
本実施形態においても、一対の金型４１，４２間のキャビティＣＶに充填された溶融樹脂を所望の程度に徐々に冷却することができ、成形サイクルの時間増大を防止しつつ、レンズＯＬの中心部ＯＬａの微細形状ＦＰの高転写を達成できる。また、本実施形態では、微細構造ＳＳを転写するための光学面成形面５６ａを有するコア部２５２を備えた固定金型４１からレンズＯＬを離型する構成であるとともに、凹凸形状を備えたコア部２５２によってレンズＯＬを突き出す構造ではないため、繰返し成形しても中心部ＯＬａの光学面の偏心状態が変動し難く、安定した光学性能を容易に維持することができる。また、固定金型４１と可動金型４２とが離間する際にコア部２５２が離間方向外にずれたり振動したりして微細形状ＦＰを損傷させることを防止できる。これにより、コマ収差を抑制できるとともに高精度の転写を実現した高ＮＡの対物レンズ等のレンズＯＬを得ることができる。【００７９】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態に係る光学素子成形金型と光学素子の製造方法について説明する。なお、第４実施形態に係る成形金型や製造方法は、第３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３実施形態と同様であるものとする。【００８０】
図１０（Ａ）は、本実施形態における固定金型４１及び可動金型４２の部分拡大断面図であり、型閉じ及び型締め状態を示している。また、図１０（Ｂ）は、固定金型４１及び可動金型４２の型開き状態を示し、図１０（Ｃ）は、可動金型４２からレンズＯＬを突き出した状態を示している。【００８１】
図１０で示す固定金型４１において、コア部２５２の基材が低熱伝導材料で構成されており、対向する可動金型４２において、コア部２６２の基材が高熱伝導材料で構成されている。また、固定金型４１のコア部２５２のキャビティＣＶ側の端面は、ニッケルリンメッキ層２６７で被覆されている。【００８２】
さらに、固定金型４１の外周型５１には、適当な配列で複数の突き出し機構８１が埋め込むように設けられている。各突き出し機構８１は、突き出し部材である可動ピン８１ａと、可動ピン８１ａを可動金型４２側に付勢するバネ８１ｂと、可動ピン８１ａを端面５１ａよりも奥に収納可能な収納穴８１ｃとを備える。【００８３】
本実施形態の場合も、型開き時は、図１０（Ｂ）に示すように、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。この際、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。レンズＯＬが突き出し機構８１によって可動金型４２側に押し出されるので、レンズＯＬの離型が安定し確実になる。その後、図１０（Ｃ）に示すように、可動ピン６４によってレンズＯＬの突き出しを行わせることで、レンズＯＬが可動金型４２からも離型される。【００８４】
本実施形態も、第３実施形態と同様に、一対の金型４１，４２間のキャビティＣＶに充填された溶融樹脂を所望の程度に徐々に冷却することができ、成形サイクルの時間増大を防止しつつ、レンズＯＬの中心部ＯＬａの微細形状ＦＰの高転写を達成できる。さらに、レンズＯＬの中心部ＯＬａの光学面の偏心状態が変動し難く、安定した光学性能を容易に維持することができ、コア部２５２が離間方向外にずれたり振動したりして微細形状ＦＰを損傷させることを防止できる。また、本実施形態では、可動ピン８１ａ等を用いてレンズＯＬの光学面以外の部分としてのフランジ部ＯＬｂをコア部２５２から突き出すことによって離型を行うので、離型時に微細構造ＳＳに対応する微細形状ＦＰの崩れをより確実に防止して良好な離型性を確保することができる。【００８５】
〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態に係る光学素子成形金型と光学素子の製造方法について説明する。なお、第５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。【００８６】
図１１（Ａ）は、本実施形態における固定金型４１及び可動金型４２の部分拡大断面図であり、型閉じ及び型締め状態を示している。また、図１１（Ｂ）は、固定金型４１及び可動金型４２の型開き後にレンズＯＬを突き出した状態を示している。【００８７】
図１１に示す外周型３６１及び可動ピン３６４の基材が低熱伝導材料で構成されており、このような基材を構成する低熱伝導材料は、熱伝導率が０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有しており、例えば６−４Ｔｉを基材とすることができる。本実施形態において、フランジ部ＯＬｂのフランジ面Ｆ２の形状を転写するための転写面、すなわち成形面６６ｂは、外周型３６１の先端部と可動ピン３６４の先端部とを合わせた転写部によって形成される。【００８８】
本実施形態の場合、外周型３６１や可動ピン３６４までが放熱を阻止する傾向を持つので、一対の金型４１，４２間のキャビティＣＶに充填された溶融樹脂をより徐々に冷却することができ、微細構造ＳＳに対応する微細形状ＦＰの高転写をより確実に達成できる。【００８９】
〔第６実施形態〕
以下、第６実施形態に係る光学素子成形金型と光学素子の製造方法について説明する。なお、第６実施形態に係る成形金型や製造方法は、第５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５実施形態と同様であるものとする。【００９０】
図１２（Ａ）は、本実施形態における固定金型４１及び可動金型４２の部分拡大断面図であり、型閉じ及び型締め状態を示している。また、図１２（Ｂ）は、固定金型４１及び可動金型４２の型開き後にレンズＯＬを突き出した状態を示している。【００９１】
図１２に示す外周型４６１の先端部４６１ａ及び可動ピン３６４の基材が低熱伝導材料で構成されており、このような基材を構成する低熱伝導材料は、熱伝導率が０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有しており、例えば６−４Ｔｉを基材とすることができる。なお、外周型４６１の本体部分３６１ｂは、熱伝導率が２０Ｗ／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。ここで、外周型４６１の先端部４６１ａと可動ピン３６４とによって形成される転写部は、フランジ部ＯＬｂのフランジ面Ｆ２の形状を転写するための転写面、すなわち成形面６６ｂを成形する。【００９２】
〔第７実施形態〕
以下、第７実施形態に係る光学素子成形金型と光学素子の製造方法について説明する。なお、第７実施形態に係る成形金型や製造方法は、第５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５実施形態と同様であるものとする。【００９３】
図１３（Ａ）は、本実施形態における固定金型４１及び可動金型４２の部分拡大断面図であり、型閉じ及び型締め状態を示している。また、図１３（Ｂ）は、固定金型４１及び可動金型４２の型開き後にレンズＯＬを突き出した状態を示している。【００９４】
図１３に示す各可動ピン３６４の基材が低熱伝導材料で構成されており、このような基材を構成する低熱伝導材料は、熱伝導率が０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有しており、例えば６−４Ｔｉを基材とすることができる。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、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。【００９５】
なお、本実施形態において、フランジ部ＯＬｂのフランジ面Ｆ２の形状を転写するための転写面、すなわち成形面６６ｂは、外周型６１の先端部と可動ピン３６４の先端部とを合わせた転写部によって形成される。つまり、転写部を構成する外周型６１と可動ピン３６４とは、異なる熱伝導率の材料で形成されている。この場合、溶融樹脂の冷却や成形のサイクル時間を調整することが可能となり、例えば、フランジ部ＯＬｂの一部を転写する可動ピン３６４の先端面の面積を調整することにより、溶融樹脂の冷却や成形のサイクル時間の調整を行うことができるほか、非点収差等の光学性能のコントロールを行うことができる。【００９６】
〔第８実施形態〕
以下、第８実施形態に係る光学素子成形金型と光学素子の製造方法について説明する。なお、第８実施形態に係る成形金型や製造方法は、第５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５実施形態と同様であるものとする。【００９７】
図１４（Ａ）は、本実施形態における固定金型４１及び可動金型４２の部分拡大断面図であり、型閉じ及び型締め状態を示している。また、図１４（Ｂ）は、固定金型４１及び可動金型４２の型開き後にレンズＯＬを突き出した状態を示している。【００９８】
図１４に示す複数の可動ピン６４，３６４のうち一部の可動ピン３６４の基材が低熱伝導材料で構成されており、このような基材を構成する低熱伝導材料は、熱伝導率が０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有しており、例えば６−４Ｔｉを基材とすることができる。なお、その他の可動ピン６４や外周型６１は、熱伝導率が２０Ｗ／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。【００９９】
なお、以上の第８実施形態の場合、レンズＯＬから延びるゲートＧＴから離れた可動ピン３６４を低熱伝導材料で形成しており、レンズＯＬのうちゲートＧＴに近い側とゲートＧＴから離れた側との間で溶融樹脂の徐冷の程度を微調整することができる。この際、ゲートＧＴから離れた側を突き出す可動ピン３６４がゲートＧＴに近い側を突き出す可動ピン６４よりも熱伝導率が低い材料で形成しており、ゲートＧＴから離れた側での溶融樹脂の冷却し易さを低減してレンズＯＬとしてほぼ均等な冷却を行うことができる。これにより、面形状の精度誤差による収差劣化を抑制することができ、特にＮＡ０．８０以上の光ピックアップ装置用の対物レンズに好適な光学素子を得ることができる。【０１００】
〔第９実施形態〕
以下、第９実施形態に係る光学素子成形金型と光学素子の製造方法について説明する。なお、第９実施形態に係る成形金型や製造方法は、第５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５実施形態と同様であるものとする。【０１０１】
図１５（Ａ）は、本実施形態における固定金型４１及び可動金型４２の部分拡大断面図であり、型閉じ及び型締め状態を示している。また、図１５（Ｂ）は、固定金型４１及び可動金型４２の型開き後にレンズＯＬを突き出した状態を示している。【０１０２】
図１５に示す外周型３６１の基材が低熱伝導材料で構成されており、このような基材を構成する低熱伝導材料は、熱伝導率が０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有しており、例えば６−４Ｔｉを基材とすることができる。なお、可動ピン６４は、熱伝導率が２０Ｗ／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。【０１０３】
なお、本実施形態において、フランジ部ＯＬｂのフランジ面Ｆ２の形状を転写するための転写面、すなわち成形面６６ｂは、外周型３６１の先端部と可動ピン６４の先端部とを合わせた転写部によって形成される。つまり、転写部を構成する外周型３６１と可動ピン６４とは、異なる熱伝導率の材料で形成されている。その結果、溶融樹脂の冷却や成形のサイクル時間を調整することが可能となり、例えば、フランジ部ＯＬｂの一部を転写する可動ピン６４の先端面の面積を調整することにより、溶融樹脂の冷却や成形のサイクル時間の調整を行うことができるほか、非点収差等の光学性能のコントロールを行うことができる。【０１０４】
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、固定金型４１及び可動金型４２で構成される射出成形金型に設けるキャビティＣＶの形状は、図示のものに限らず、様々な形状とすることができる。すなわち、コア部５２，５２等によって形成されるキャビティＣＶの形状は、単なる例示であり、レンズＯＬの用途等に応じて適宜変更することができる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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