(57)【要約】【課題】光学素子の破損を回避しつつ、光学素子が用いられる光学装置の不具合を抑制できる光学素子を成形できる成形装置を提供する。【解決手段】小開口１０ｄ、１０ｄが、第１の型１０のパーティングラインＰＬと、成形された光学素子ＯＥとが交差する位置ＰＺよりも、光軸直交方向外方に形成されているので、光学面転写面１０ａ、２０ａ，フランジ転写面１０ｂ、２０ｂの間に溶融した樹脂が小開口１０ｄの内部に侵入して、バリを形成する恐れは少ない。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の成形転写面を備えた第１の型と、前記第１の成形転写面に対向して第２の成形転写面を備え前記第１の型に対して相対的に移動可能な第２の型とを有し、前記第１の成形転写面と前記第２の成形転写面とを素材に転写することにより光学素子を成形する光学素子の成形装置であって、
前記第１の型には、開口と、成形された光学素子を保持しつつ前記開口に対して摺動する突き出し部材とが設けられ、
前記開口は、前記第１の型のパーティングラインと、成形された前記光学素子とが交差する位置よりも、光軸直交方向外方に形成されていることを特徴とする光学素子の成形装置。
【請求項２】
前記突き出し部材は、前記光学素子の少なくとも一部を転写形成する転写部を有することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の成形装置。
【請求項３】
前記光学素子は、光学面とフランジ部とを有し、前記突き出し部材は前記フランジ部の側面を保持する保持部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子の成形装置。
【請求項４】
前記保持部には、前記フランジ部の側面に対向して突起もしくは窪みが形成されていることを特徴とする請求項３に記載の光学素子の成形装置。
【請求項５】
前記保持部は、前記フランジ部の側面に対向して斜面を形成していることを特徴とする請求項３に記載の光学素子の成形装置。
【請求項６】
前記突き出し部材は、前記開口に対して摺動するピン部を有し、前記保持部は前記ピン部に対して傾く方向に付勢されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の光学素子の成形装置。
【請求項７】
前記突き出し部材は、外部の振動源を介して振動可能となっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学素子の成形装置。
【請求項８】
前記第１の成形転写面は、一体加工又は同時加工された第１の光学面成形面と第１のフランジ成形面とを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光学素子の成形装置。
【請求項９】
前記第２の成形転写面は、一体加工又は同時加工された第２の光学面成形面と第２のフランジ成形面とを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光学素子の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の成形装置に関し、特に高精度な光学素子の成形に好適な成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂の射出成形に光学素子を成形すると、高精度な形状を有する光学素子を大量生産できるというメリットがある。ところで、光学素子の中でも光ピックアップ装置に用いられる対物レンズ等には、光学面に微細な回折構造を形成しているものがあるが、このような光学素子を、離型後に金型から抜き出す際に光軸に沿って精度良く抜き出さないと回折構造を損傷する恐れがある。これに対し特許文献１には、離型後に、イジェクトピンを用いて成形品のゲート付近を押し出すことで、型に貼り付いた成形品を一方向に引き剥がすことができる技術が開示されている。このようなイジェクトピンを用いると、光学素子の回折構造の損傷を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６５０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、イジェクトピンは型の開口に対して摺動する構成であるため、開口とイジェクトピンとの間には必ず隙間が存在するが、かかる隙間に成形の際に溶融した樹脂が流れ込み、固化することでバリが生じる恐れがある。このようなバリが光ピックアップ装置の対物レンズに生じると、光ディスクを傷つけたり、折損したバリが光ディスク上に落下して読み取りエラー等を生じさせる恐れがある。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、光学素子の破損を回避しつつ、光学素子が用いられる光学装置の不具合を抑制できる光学素子を成形できる成形装置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】
請求項１に記載の光学素子の成形装置は、第１の成形転写面を備えた第１の型と、前記第１の成形転写面に対向して第２の成形転写面を備え前記第１の型に対して相対的に移動可能な第２の型とを有し、前記第１の成形転写面と前記第２の成形転写面とを素材に転写することにより光学素子を成形する光学素子の成形装置であって、
前記第１の型には、開口と、成形された光学素子を保持しつつ前記開口に対して摺動する突き出し部材とが設けられ、
前記開口は、前記第１の型のパーティングラインと、成形された前記光学素子とが交差する位置よりも、光軸直交方向外方に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、前記開口が、前記第１の型のパーティングラインと、成形された前記光学素子とが交差する位置よりも、光軸直交方向外方に形成されているので、前記開口に素材が流れ込んで固化した場合でも、少なくとも光学素子の光軸方向には延在しないため、かかる光学素子を用いる光学装置の不具合を抑制できる。
【０００８】
請求項２に記載の光学素子の成形装置は、請求項１に記載の発明において、前記突き出し部材は、前記光学素子の少なくとも一部を転写形成する転写部を有することを特徴とする。これにより第１の型の設計の自由度を高め、コンパクト化を図れる。
【０００９】
請求項３に記載の光学素子の成形装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記光学素子は、光学面とフランジ部とを有し、前記突き出し部材は前記フランジ部の側面を保持する保持部を有することを特徴とする。前記フランジ部の側面を保持することで、バリの発生を有効に抑制できる。
【００１０】
請求項４に記載の光学素子の成形装置は、請求項３に記載の発明において、前記保持部には、前記フランジ部の側面に対向して突起もしくは窪みが形成されていることを特徴とする。前記突起もしくは前記窪みに対応するようにして前記フランジ部に凹部もしくは凸部が成形されるので、離型時における前記光学素子を保持する保持力を高めることができる。
【００１１】
請求項５に記載の光学素子の成形装置は、請求項３に記載の発明において、前記保持部は、前記フランジ部の側面に対向して斜面を形成していることを特徴とする。前記斜面に対応するようにして前記フランジ部に斜面が成形されるので、離型時における前記光学素子を保持する保持力を高めることができる。
【００１２】
請求項６に記載の光学素子の成形装置は、請求項３〜５のいずれかに記載の発明において、前記突き出し部材は、前記開口に対して摺動するピン部を有し、前記保持部は前記ピン部に対して傾く方向に付勢されていることを特徴とする。これにより前記保持部から光学素子が分離しやすくなる。
【００１３】
請求項７に記載の光学素子の成形装置は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記突き出し部材は、外部の振動源を介して振動可能となっていることを特徴とする。これにより前記突き出し部材から光学素子が分離しやすくなる。
【００１４】
請求項８に記載の光学素子の成形装置は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記第１の成形転写面は、一体加工又は同時加工された第１の光学面成形面と第１のフランジ成形面とを有することを特徴とする。これにより高精度な成形転写面を得ることができる。尚、「一体加工」とは、入れ子が１部品からなり、光学面成形面とフランジ成形面とを連続して加工することをいい、「同時加工」とは、入れ子が複数の部品からなり、複数の部品を入れ子として組み付けた状態で、光学面成形面とフランジ成形面とを連続して加工することをいう。加工難易度や構造に応じて、必要な入れ子を選択できる。
【００１５】
請求項９に記載の光学素子の成形装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、前記第２の成形転写面は、一体加工又は同時加工された第２の光学面成形面と第２のフランジ成形面とを有することを特徴とする。これにより高精度な成形転写面を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光学素子の破損を回避しつつ、光学素子が用いられる光学装置の不具合を抑制できる光学素子を成形できる成形装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】光学素子としてのレンズを、成形装置を用いて成形する工程を示す図である。
【図２】図１の構成をII-II線で示す方向に見た図である。
【図３】図１（ａ）の状態における光学素子の周辺を示す斜視図である。
【図４】本実施の形態にかかる成形時の、保持部周辺を拡大して示す断面図である。
【図５】比較例にかかる成形時の状態を示す図４と同様な図である。
【図６】別の実施の形態にかかる成形装置の断面図である。
【図７】図６の構成を矢印VII方向に見た図である。
【図８】変形例の保持部周辺を拡大して示す断面図である。
【図９】変形例の保持部周辺を拡大して示す断面図である。
【図１０】変形例の保持部周辺を拡大して示す断面図である。
【図１１】変形例の保持部を光軸方向に見た図である。
【図１２】変形例の保持部を光軸方向に見た図である。
【図１３】変形例の保持部を光軸方向に見た図である。
【図１４】変形例の保持部を光軸方向に見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、光学素子としてのレンズを、成形装置を用いて成形する工程を示す図である。図２は、図１の構成をII-II線で示す方向に見た図である。図３は、図１（ａ）の状態における光学素子の周辺を示す斜視図である。成形装置は、第１の型１０と第２の型２０とを含む。本実施の形態では、光学素子として３互換光ピックアップ装置用の対物レンズを成形するものとする。
【００１９】
図１において、第１の型１０は、一体加工により形成された光学面転写面１０ａとフランジ転写面１０ｂとを有する。また第１の型１０にはフランジ転写面１０ｂに連通するようにしてゲートＧＴ（図２参照）が形成されている。一方、第２の型２０は、第１の型１０の光学面転写面１０ａに対向する光学面転写面２０ａと、第１の型１０のフランジ転写面１０ｂに対向するフランジ転写面２０ｂとを、一体加工により形成している。第１の型１０の光学面転写面１０ａとフランジ転写面１０ｂとで、第１の成形転写面を構成し、第２の型２０の光学面転写面２０ａとフランジ転写面２０ｂとで、第２の成形転写面を構成する。尚、光学転写面１０ａ、２０ａの少なくとも一方には、光軸を中心とした回折構造に対応する輪帯溝が形成されているが、ここでは省略する。
【００２０】
第１の型１０は固定され、第２の型２０は不図示の油圧シリンダ等により第１の型１０に対して光軸方向（図１で左右方向）に相対移動可能となっている。
【００２１】
図３に示すように、第１の型１０は、フランジ転写面１０ｂの光軸直交方向外側に隣接して、一対の円弧状凹部１０ｃ、１０ｃを対称的に形成している。更に第１の型１０は、凹部１０ｃ、１０ｃの光軸直交面中央に開口するようにして、光軸方向に延在する一対の小開口１０ｄ、１０ｄを形成している。フランジ転写面１０ｂに開口した小開口１０ｄ、１０ｄ内には、イジェクトピン（ピン部ともいう）３０，３０が摺動可能に配置されており、不図示の油圧シリンダ等によって凹部１０ｃ、１０ｃから突き出し、或いは小開口１０ｄ、１０ｄ内に引き込むように構成されている。尚、図１に示すように、小開口１０ｄ、１０ｄは、第１の型１０のパーティングラインＰＬと、成形された光学素子ＯＥとが交差する位置ＰＺよりも、光軸直交方向外方に形成されている。
【００２２】
イジェクトピン３０，３０の先端には、図３に示すように、円環を１／４に切断したごとき円弧状の保持部３１，３１が接合されている。イジェクトピン３０，３０と保持部３１，３１とで突き出し部材を構成する。保持部３１，３１は、イジェクトピン３０，３０が小開口１０ｄ、１０ｄに引き込まれた状態で、凹部１０ｃ、１０ｃ内に収容され、かかる状態で保持部３１，３１はフランジ転写面１０ｂの内周面の一部となり、即ち光軸に対して略平行な面となる。
【００２３】
次に、本実施の形態の成形装置を用いた光学素子の成形方法について説明する。まず、第２の型２０に対向するようにして第１の型１０をセットする。かかる初期状態で、イジェクトピン３０，３０は小開口１０ｄ、１０ｄ内に引き込まれている。その後、図１（ａ）に示すように、第１の型１０に対して第２の型２０を相対的に接近させ密着させて、所定の保圧にて型締めを行う。
【００２４】
更に第１の型１０と第２の型２０とを不図示のヒータにより加熱することにより、型締め時点での光学面転写面１０ａ、２０ａを所定温度まで加熱した後、不図示のノズルからゲートＧＴを介して任意の圧力に加圧された状態で樹脂を供給する。
【００２５】
次に、溶融した樹脂が光学面転写面１０ａ、２０ａ，フランジ転写面１０ｂ、２０ｂの形状を転写した状態で固化した後、型温度を低下させて樹脂を冷却して固化させる。尚、保持部材３１，３１は、第１の型１０の一部となって、光学素子のフランジ側面の形状を転写形成する転写部として機能する。
【００２６】
その後、第１の型１０と第２の型２０とを相対的に移動させて型開きを行う。かかる状態では、形成された光学素子ＯＥは、第１の型１０側に貼り付いた状態となる。
【００２７】
そこで、図１（ｂ）に示すように、イジェクトピン３０，３０を小開口１０ｄ、１０ｄから突き出すようにすると、保持部３１，３１が光学素子ＯＥのフランジＯＥｂの側面を保持しつつ、光学素子ＯＥを第１の型１０から分離させることができる。これにより、光学素子ＯＥの光学面ＯＥａに形成された微細な回折構造を損傷することなく、光学素子ＯＥを分離させることができる。その後、保持部３１，３１から光学素子ＯＥを取り外すことで、成膜等の後工程に搬送することができる。
【００２８】
図４は、本実施の形態にかかる成形時の状態を示す図であり、図５は、比較例にかかる成形時の状態を示す図である。図５に示す比較例は、イジェクトピン３０，３０が直接、成形された光学素子ＯＥのフランジ部ＯＥｂの光軸直交面に当接して、光学素子ＯＥを押し出す構成である。
【００２９】
しかるに、比較例の構成の場合、互いに摺動するイジェクトピン３０，３０と小開口１０ｄ、１０ｄとの間に僅かな隙間があるので、光学面転写面１０ａ、２０ａ，フランジ転写面１０ｂ、２０ｂの間に溶融した樹脂が侵入して、バリＢＲを生じさせる恐れがある。かかるバリＢＲは、光学素子ＯＥの光学面ＯＥａの方向に突出しているので、かかる光学素子ＯＥを光ピックアップ装置用の対物レンズとして用いた場合、光ディスクを傷つけたり、折損したバリＢＲが光ディスク状に落下して読み取りエラー等を招く恐れがある。
【００３０】
これに対し本実施の形態によれば、図４に示すように、小開口１０ｄ、１０ｄが、第１の型１０のパーティングラインＰＬと、成形された光学素子ＯＥとが交差する位置ＰＺよりも、光軸直交方向外方に形成されているので、光学面転写面１０ａ、２０ａ，フランジ転写面１０ｂ、２０ｂの間に溶融した樹脂が小開口１０ｄの内部に侵入して、バリを形成する恐れは少ない。一方、光学面転写面１０ａ、２０ａ，フランジ転写面１０ｂ、２０ｂの間に溶融した樹脂は、保持部３１と凹部１０ｃとの間に侵入する恐れは残るが、かかる場合、バリは光軸直交方向に成長することになるので、かかる光学素子ＯＥを光ピックアップ装置用の対物レンズとして用いた場合でも、光ディスクを傷つけたりする恐れは低い。
【００３１】
図６は、別の実施の形態にかかる成形装置の断面図である。図７は、図６の構成を矢印VII方向に見た図である。図６に示すように、本実施の形態においては、第１の型１０が、円筒状のコア１１と、コア１１を嵌合したコア支持部材１２の２部品から構成されており、同時加工によって、コア１１の端面に光学面転写面１０ａが形成され、且つコア支持部材１２の端面にフランジ転写面１０ｂが形成されている。コア１１とコア支持部材１２とは成形時に摺動することを前提とせず、従って殆ど隙間なく密着しているため、その間に溶融した樹脂が刺入する恐れはない。尚、第２の型２０を同様の構成としても良い。
【００３２】
更に、イジェクトピン３０，３０に対して保持部３１，３１は、保持部３１，３１の内部に収容されたバネや形状記憶合金等（不図示）によって、図６、７に矢印で示すように、光軸直交方向外側に傾くように付勢されている。この傾きは、保持部３１，３１を第１の型１０の凹部１０ｃ、１０ｃに収納した状態では抑制されている。上述の実施の形態と同様に、保持部３１，３１はフランジ転写面１０ｂの内周面の一部となる。
【００３３】
成形後に、イジェクトピン３０，３０を小開口１０ｄ、１０ｄから突き出すようにすると、保持部３１，３１が凹部１０ｃ、１０ｃから離脱するが、それに連れてイジェクトピン３０，３０に対して傾き、即ち光学素子ＯＥのフランジ部ＯＥｂの側面から離れようとする。かかる作用により、光学素子ＯＥを第１の型１０から分離すると、自動的に保持部３１，３１が光学素子ＯＥから剥がれるようになるため、例え保持部３１，３１がフランジ部ＯＥｂの側面との接着力が強い場合でも、容易且つ迅速に光学素子ＯＥを取り出すことができる。尚、このように保持部３０，３０を付勢する代わりに、又はこれと共に、イジェクトピン３０，３０の端部を振動源に当接させ、分離時に加振させることで、保持部３１，３１が光学素子ＯＥから分離することを促進させることもできる。
【００３４】
図８〜１０は、保持部の変形例を示す図である。図８の変形例では、保持部３１Ａの内周面３１ａが、第２の型（不図示）のある右方に向かって拡径するテーパ状（斜面）となっている。従って、光学素子ＯＥのフランジ部ＯＥｂの側面には対応したテーパ状に成形されるので、不図示のイジェクトピンを図８の矢印で示す方向に押し出したとき、光学素子ＯＥのフランジ部ＯＥｂの側面が、保持部３１Ａから分離することなく、第１の型１０から分離させることができる。斜面の傾き量は微小であるため、保持部３１Ａを光学素子ＯＥから分離する際には支障がない。
【００３５】
図９の変形例では、保持部３１Ｂの内周面３１ａが、第２の型（不図示）のある右方に向かって縮径するテーパ状となっているが、光軸方向の略中央に光軸直交方向外側に向かう段差面３１ｂを形成している。即ち、保持部３１ｂは凸部を有している。従って、光学素子ＯＥのフランジ部ＯＥｂの側面には対応した凹部が成形されるので、不図示のイジェクトピンを図９の矢印で示す方向に押し出したとき、光学素子ＯＥのフランジ部ＯＥｂの側面が保持部３１Ｂから分離することなく、第１の型１０から分離させることができる。凸部の突出量は微小であるため、保持部３１Ｂを光学素子ＯＥから分離する際には支障がない。
【００３６】
図１０の変形例では、保持部３１Ｃの内周面３１ａが、光軸方向の中央に隆起した凸部３１ｃを形成している。従って、光学素子ＯＥのフランジ部ＯＥｂの側面には対応した凹部が成形されるので、不図示のイジェクトピンを図１０の矢印で示す方向に押し出したとき、光学素子ＯＥのフランジ部ＯＥｂの側面が保持部３１Ｂから分離することなく、第１の型１０から分離させることができる。凸部の突出量は微小であるため、保持部３１Ｃを光学素子ＯＥから分離する際には支障がない。尚、保持部の内周面に凹部を設けても良い。
【００３７】
図１１〜１４は、保持部の別な変形例を示す図であるが、いずれの保持部もゲートＧＴとの干渉を避けるべく、光軸方向に見て略Ｃ字形状となっている。図１１に示す保持部３１Ｄは、外周が略矩形状であり、内周が円筒状である。図１２に示す保持部３１Ｅは、外周も内周も円筒状である。図１３に示す保持部３１Ｆは、外周も内周も円筒状であるが、３分割されている。従って、イジェクトピン（不図示）は３本必要である。図１２に示す保持部３１Ｇは、外周も内周も円筒状であるが、肉厚を厚くし且つゲートＧＴまで周方向長を延長した例である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によれば、簡素な構成ながら、高精度な光学素子を成形できる成形装置を提供することができるが、成形の対象は光学素子に限られず、種々の製品が対象になる。突き出し部材は、可動側の型に設けても良いし、固定側、可動側の双方の型に設けても良い。
【符号の説明】
【００３９】
１０ 第１の型
１０ａ 光学面転写面
１０ｂ フランジ転写面
１０ｃ 凹部
１０ｄ 小開口
１１ コア
１２ コア支持部材
２０ 第２の型
２０ａ 光学面転写面
２０ｂ フランジ転写面
３０， イジェクトピン
３１ 保持部
３１Ａ 保持部
３１Ｂ 保持部
３１Ｃ 保持部
３１Ｄ 保持部
３１Ｅ 保持部
３１Ｆ 保持部
３１ａ 内周面
３１ｂ 保持部
３１ｂ 段差面
３１ｃ 凸部
ＧＴ ゲート
ＯＥ 光学素子
ＯＥａ 光学面
ＯＥｂ フランジ部
ＰＬ パーティングライン
【図２】
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【図３】
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【図７】
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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１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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