レンズ製造方法
【課題】レンズ上の段差構造を全域に亘って均一に高転写させることができるとともに、レンズの巨視的な表面形状を高精度にできるレンズ製造方法を提供すること。
【解決手段】キャビティＣＶの充填時の樹脂の射出率を１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上とするので、キャビティＣＶの全体にわたって輪帯状の段差構造に対応する微細構造ＳＳに樹脂が十分入りきらない状態で固化することを防止できる。これにより、回折パターンＦＰの全体的な転写率低下とレンズ透過光量の低下とを抑えることができる。また、射出率を３０ｃｍ３／ｓｅｃ以下とすることで、キャビティＣＶ内を緩やかに充填して回折パターンＦＰの転写率が不均一に低下することを防止しつつ、レンズＯＬを巨視的に見た場合の表面形状精度を向上させることができる。
【解決手段】キャビティＣＶの充填時の樹脂の射出率を１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上とするので、キャビティＣＶの全体にわたって輪帯状の段差構造に対応する微細構造ＳＳに樹脂が十分入りきらない状態で固化することを防止できる。これにより、回折パターンＦＰの全体的な転写率低下とレンズ透過光量の低下とを抑えることができる。また、射出率を３０ｃｍ３／ｓｅｃ以下とすることで、キャビティＣＶ内を緩やかに充填して回折パターンＦＰの転写率が不均一に低下することを防止しつつ、レンズＯＬを巨視的に見た場合の表面形状精度を向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の金型によって形成されるキャビティ内に樹脂を注入することによって射出成形を行うレンズ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレンズ製造方法として、高精度のプラスチックレンズを短いサイクルタイムで成形するため、一般的なステンレス鋼よりも熱伝導率の低いセラミックスコアを有する金型を用いるとともに、金型内部温度を樹脂のガラス転移点Ｔｇよりも５〜２０℃低くするものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
別のレンズ製造方法として、高精度の回折レンズを高転写性で作製するため、微細構造を有するコアの母材の熱伝導率を２０Ｗ／ｍＫ以下とした金型であって、このコアを比較的熱伝導度の大きなメッキで被覆した金型を用いるものがある（特許文献２参照）。
【０００４】
さらに別のレンズ製造方法として、回折レンズ構造を高精度に成形体に転写させるため、セラミックス系材料の断熱層上に微細形状を有する表面加工層を形成した金型であって、断熱層の熱伝導率を１０Ｗ／ｍＫ以下とし、その厚みを０．１〜３ｍｍとした金型を用いるものがある（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平５−２００７８９
【特許文献２】特開２００４−２８４１１０
【特許文献３】特開２００２−９６３３５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、ＢＤ（Blu-Ray Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の複数の記録媒体に対する記録又は再生に共用される互換型の対物レンズに関連して、非球面上に輪帯状の段差構造が設けられている回折レンズの開発に携わってきた。このような輪帯状段差構造付きの回折レンズについては、成形の簡便さから、固定型及び可動型を型締めした状態で形成されるキャビティにパーティングラインに沿った側面から樹脂を注入するサイドゲート方式が採用されている。この際、回折レンズ構造を有する金型のコアに断熱層を設けて転写性を向上させる手法を用いている。
【０００６】
本発明者は、上記のようなサイドゲート方式の成形方法を用いた回折レンズの開発の過程で様々な成形条件を試みた結果、回折レンズの回折構造の均一な転写性を確保し透過光量の低下を抑えることが容易でないことを確認した。そして、本発明者は、このような回折構造の転写性の不均一化や透過光低下について、鋭意研究した結果、このような特性劣化が樹脂の射出率に関連することを見出した。
【０００７】
具体的には、上記のようなサイドゲート方式の成形方法を用いる場合、樹脂が流入するゲートからみて、段差構造に樹脂が流れ込み易い方向（すなわちゲート直交方向；樹脂流動方向が段差構造の延在方向に概ね沿っている方向）と、段差構造に樹脂が流れ込み難い方向（すなわちゲート方向；樹脂流動方向が段差構造の延在方向と概ね直交している方向）とが生まれる。本発明者は、回折レンズの成形に際してゲート方向に関して相対的に転写性が劣化する傾向が生じると考えた。つまり、回折レンズのゲート方向では、段差構造に樹脂が入りきらない状態で固化し、段差構造の転写率が局所的に不十分となると考えられる。段差構造の転写が不十分な場合、段差構造における光の回折や屈折が設計通り発現せず散乱光が生じるため、結像に寄与する光の透過光量が落ちることになる。
【０００８】
なお、上記特許文献１の手法では、射出率が１ｃｍ３／ｓｅｃ以下と低すぎるため、例え低熱伝導率のコアの表面に段差構造を設けて成形したとしても、流動樹脂の熱量が奪われやすく樹脂の粘度が高くなってしまう。よって、全体に亘って段差構造に樹脂が入りきらない状態で固化してしまい、レンズ上の段差構造の全体的な転写率は不十分となり、レンズ透過光量が低いものとなるおそれがあると考えられる。
【０００９】
上記特許文献２，３の手法では、回折レンズ上の輪帯状段差構造の転写性を全体的に向上させることができるが、キャビティ充填時の射出率が低すぎる場合は、輪帯状段差構造に流動樹脂が入り込む前に固化が起こり始め、全体に亘って段差構造に樹脂が入りきらない状態で固化してしまい、段差構造の転写が不十分となってレンズ透過光量が低下すると考えられる。反対に、キャビティ充填時の射出率が高すぎる場合は、流動樹脂自体の流線方向への慣性が強くなるため、ゲート方向において段差構造の溝を満たすことなく飛び越えやすくなり、段差構造が転写されにくく、ゲート方向の転写率が相対的に劣位になり、全体に亘って均一に転写された場合に比べてレンズ透過光量が低いものとなると考えられる。また、レンズを巨視的に見た場合のレンズ両面の表面形状精度を得ることが困難となるとも考えられる。
【００１０】
そこで、本発明は、レンズ上の段差構造を全域に亘って均一に高転写させることができるとともに、レンズの巨視的な表面形状を高精度にできるレンズ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】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係るレンズ製造方法は、一対の金型によって形成されるキャビティ内に樹脂を注入することによって、輪帯状の段差構造を備えたレンズを射出成形するレンズ製造方法であって、一対の金型のうち、輪帯状の段差構造に対応する転写面を有する少なくとも一方の金型は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で形成された断熱部を転写面側に有し、キャビティの外周側面側からキャビティ内に樹脂を注入するとともに、キャビティの充填時の樹脂の射出率を１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上３０ｃｍ３／ｓｅｃ以下とすることを特徴とする。なお、以上において、キャビティの充填時とは、樹脂のフローフロントがキャビティの入口であるゲートを通過した時以降から、キャビティが樹脂で満たされる時点までを指し、射出率とは、射出成形機の可塑化機構が単位時間に射出する樹脂の体積を指す。また、断熱部は、金型の基材そのものである場合と、金型の基材上に断熱層として設けられる場合とのいずれも含む。なお、金型が、例えばコア部と外周型といった複数の金型部材で構成される場合、レンズの光学面を転写するための転写面を有するコア部の金型基材に対して断熱部を設けることができる。
【００１２】
上記のレンズ製造方法では、少なくとも一方の金型が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で形成された断熱部を転写面側に有するので、キャビティ内に導入された流動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、成形サイクルタイムの増大を防止しつつレンズの輪帯状の段差構造を構成する凹凸形状の転写性向上に寄与できる。この際、キャビティの充填時の樹脂の射出率を１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上とするので、キャビティの全体にわたって段差構造に樹脂が十分入りきらない状態で固化することを防止できる。これにより、段差構造の全体的な転写率低下とレンズ透過光量の低下とを抑えることができる。また、キャビティの充填時の樹脂の射出率を３０ｃｍ３／ｓｅｃ以下とするので、レンズのゲート方向（樹脂の流動方向が段差構造の延びる方向と直交している方向）においてキャビティ内に導入された流動樹脂が段差構造の溝を満たすことなく飛び越えてしまい転写率が特定のゲート方向で相対的に劣化することを防止できる。これにより、レンズ上で特定方向に偏って発生する段差構造の転写率の不均一とレンズ透過光量の低下とを抑えることができる。また、射出率を３０ｃｍ３／ｓｅｃ以下とすることで、キャビティ内を緩やかに充填することができ、レンズを巨視的に見た場合の表面形状精度を向上させることができる。つまり、微細な輪帯状段差構造を有するレンズの成形であっても、より均一な転写性を実現して、レンズに光を照射した際の透過光の光量分布が一様で良好な波面収差を有するレンズを得ることができる。さらに、例えば輪帯状段差構造による回折光を利用する場合には、その回折効率を向上できるなど、レンズの透過光量をより高めることができる。
【００１３】
本発明の具体的な態様又は観点では、上記レンズ製造方法において、少なくとも一方の金型は、断熱部上に設けられた表面加工層を有している。この場合、金型の転写面上に所望の段差構造を高精度で形成することができる。なお、表面加工層とは、段差構造を構成する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、ダイヤモンドバイト等により表面を所望の形状に加工した層を指す。転写面の表面には、この表面加工層上にさらに保護層や離型層を設けてもよい。
【００１４】
本発明の別の態様では、断熱部が、６−４Ｔｉで形成され、３ｍｍ以上の厚さを有する。この場合、断熱部が加工しやすく金型に組み込みやすいものとなる。
【００１５】
本発明のさらに別の態様では、断熱部の熱伝導率が、３Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。この場合、段差構造の転写性を向上させることができる。
【００１６】
本発明のさらに別の態様では、断熱部が、ジルコニアセラミックスで形成され、０．１ｍｍ以上の厚さを有する。この場合、段差構造の転写性を向上させることができる。
【００１７】
本発明のさらに別の態様では、断熱部が、溶射によって形成されることを特徴とする。この場合、様々な金型形状に対応しやすい。
【００１８】
本発明のさらに別の態様では、キャビティ内に樹脂を注入する際の一対の金型の内部温度が、ガラス転移点に対して−３℃以上＋５℃以下である。この場合、キャビティ内に適度な粘度で樹脂が導入されるので、転写率を向上させることができるだけでなく、樹脂が急冷されないので、複屈折が低減される。
【００１９】
本発明のさらに別の態様では、キャビティの充填時の樹脂の射出率が、１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上２７ｃｍ３／ｓｅｃ以下である。この場合、ゲート方向及びゲート直交方向に関してより均一な転写が可能になり、かつ、巨視的な表面形状の精度をより向上させることができる。
【００２０】
本発明のさらに別の態様では、キャビティの充填時におけるキャビティの気圧が、大気圧よりも０．０５ＭＰａ以上低い。この場合、レンズの全体的な転写率を向上させることができるだけでなく、均一な転写を確保することができ、ウェルドライン等の外観不良を低減することができる。
【００２１】
本発明のさらに別の態様では、キャビティ内に注入される樹脂が、シクロオレフィン樹脂であり、キャビティの充填時のシクロオレフィン樹脂の射出率が、２．５ｃｍ３／ｓｅｃ以上２４．５ｃｍ３／ｓｅｃ以下である。この場合、レンズ全体にわたる複屈折を小さくでき、かつ、フローマークやジェッティングなどの外観不良を低減でき、良好な光学特性が得られる。
【００２２】
本発明のさらに別の態様では、キャビティの充填時の樹脂の射出率が、１７ｃｍ３／ｓｅｃ以上２４．５ｃｍ３／ｓｅｃ以下である。この場合、ＮＡ０．８以上の光ピックアップ用対物レンズであっても、さらにウェルドライン等の外観不良を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
〔第１実施形態〕
以下、本発明に係る第１実施形態のレンズ製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態のレンズ製造方法を実施するための射出成形機１０を説明する正面図である。射出成形機１０は、第１金型である固定金型４１と第２金型である可動金型４２とで構成されるサイドゲート方式の成形金型４０を備えており、この成形金型４０中に固定金型４１側から樹脂を注入することによって射出成形を行い、複数の回折レンズを有する成形品を作製する。
【００２５】
射出成形機１０は、固定盤１１と、可動盤１２と、開閉駆動装置１５と、射出装置１６と、温度調節装置１８と、減圧装置１９と、制御装置２０とを備える。射出成形機１０は、可動盤１２と固定盤１１との間に固定金型４１と可動金型４２とを挟持して両金型４１，４２を型締めすることにより型空間すなわちキャビティＣＶ（図２参照）を形成し、かかるキャビティＣＶを利用した射出成形を可能にする。ここで、射出成形機１０は、成形金型４０の型開き及び型閉じが横方向すなわち水平方向となっている。なお、縦方向に型開き及び型閉じするタイプの射出成形機に上記成形金型４０を組み込むこともできる。
【００２６】
固定盤１１は、支持フレーム１４の中央側上面に固定されており、固定盤１１の内側は、固定金型４１を着脱可能に支持している。可動盤１２は、後述する開閉駆動装置１５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の内側は、可動金型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４５が組み込まれている。このエジェクタ４５は、型開き時に可動金型４２に残される成形品を可動金型４２内から固定金型４１側に押し出すためのものである。
【００２７】
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、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１２が近接したり離間したりと自在に変位し、結果的に、可動盤１２と固定盤１１とを互いに近接するように型閉じすることができ、所望の型締め力で両者を締め付けることができる。
【００２８】
射出装置１６は、シリンダ１６ａ、原料貯留部１６ｂ、スクリュ１６ｃ、樹脂射出端１６ｄ、及び駆動部１６ｅを備える。射出装置１６は、ノズル状の樹脂射出端１６ｄから金型温度よりも高温に温度制御された状態で溶融樹脂を吐出することができる。射出装置１６は、シリンダ１６ａの樹脂射出端１６ｄを固定盤１１を介して固定金型４１のスプル部分ＳＰ（図２参照）に対して分離可能に接続することができ、固定金型４１と可動金型４２とを型締めした状態で形成されるキャビティＣＶ中に溶融樹脂を所望のタイミングで供給することができる。
【００２９】
温度調節装置１８は、成形金型４０を構成する両金型４１，４２に接続されており、両金型４１，４２中においてキャビティに隣接して形成されている流路に加熱用媒体を循環させることにより、両金型４１，４２の型閉じ及び型締め中を含む成形時に両金型４１，４２の温度を適切に保つ。
【００３０】
減圧装置１９は、成形金型４０の可動金型４２側に連結されており、型締め状態の成形金型４０中に形成されるキャビティＣＶ（図２参照）内を大気に比較して所望の程度に減圧することができる。
【００３１】
制御装置２０は、射出装置制御部２２と、開閉制御部２５と、減圧制御部２６と、エジェクタ制御部２７とを備える。
【００３２】
射出装置制御部２２は、駆動部１６ｅ等を動作させることによって、原料貯留部１６ｂからシリンダ１６ａに導入された樹脂を適度な粘度に加熱溶融させるとともに、両金型４１，４２間に形成されたキャビティＣＶ（図２参照）中に所望の射出率で溶融樹脂を供給する。つまり、射出装置制御部２２の制御下で駆動部１６ｅによる樹脂の押し出し量や温度を調整することができ、具体的には、キャビティＣＶの充填時の樹脂の射出率を１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上３０ｃｍ３／ｓｅｃ以下、好ましくは１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上２７ｃｍ３／ｓｅｃ以下とする。これにより、両金型４１，４２の転写面に形成された段差構造を全面にわたって均一かつ十分に転写することが可能になる。射出装置１６によって射出され成形金型４０のキャビティＣＶ内に供給される樹脂は、例えば複屈折が生じにくいシクロオレフィン樹脂であり、この場合、キャビティＣＶの充填時の樹脂の射出率を好ましくは２．５ｃｍ３／ｓｅｃ以上２４．５ｃｍ３／ｓｅｃ以下とする。
【００３３】
なお、射出装置制御部２２は、例えばシリンダ１６ａの周囲に形成されているヒータに適宜通電することにより、樹脂の可塑化時等においてシリンダ１６ａ延いては樹脂を必要な温度に保つ。
【００３４】
制御装置２０の制御下で動作する型温度制御部２４は、温度調節装置１８を適宜動作させることにより、成形に際して両金型４１，４２の内部温度を適切に保つ。具体的には、型温度制御部２４の制御下で、成形時、例えばキャビティＣＶ（図２参照）の充填時に、成形金型４０の内部温度を樹脂のガラス転移点に対して−３℃以上＋５℃以下とする。これにより、キャビティＣＶ内に導入された樹脂が適度な粘度で転写面に接するとともに、樹脂が急冷されず緩やかに固化することになる。
【００３５】
開閉制御部２５は、開閉駆動装置１５の動作を制御しており、両金型４１，４２の開閉タイミングや型締力を調整する。
【００３６】
減圧制御部２６は、減圧装置１９を適宜動作させることにより、成形に際して両金型４１，４２間に形成されたキャビティＣＶ（図２参照）内の圧力を調整する。具体的には、減圧制御部２６の制御下で、成形時、例えば成形金型４０のキャビティＣＶの充填開始前に、キャビティＣＶ内を大気圧よりも０．０５ＭＰａ以上低い状態に維持することで、キャビティＣＶ内の空間の樹脂への置換を行い易くする。
【００３７】
エジェクタ制御部２７は、可動盤１２に組み込まれたエジェクタ４５の動作を制御しており、型開き時に一方の可動金型４２に残る成形品を可動金型４２内から押し出して離型し、複数の回折レンズを有する成形品の射出成形機１０外への搬出を可能にする。
【００３８】
図２は、成形金型４０の構造を説明する側断面図である。また、図３（Ａ）〜３（Ｃ）は、キャビティ周辺の拡大断面図であり、図４は、図１等に示す成形金型４０によって成形されるレンズＯＬの側断面図である。
【００３９】
図２に示すように、成形金型４０を構成する固定金型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。固定金型４１と可動金型４２とを型合わせして型締めを行うことにより、図４に示すレンズＯＬを成形するための複数のキャビティＣＶが形成されるとともに、各キャビティＣＶに樹脂を供給するための流路部分ＦＣが形成される。流路部分ＦＣは、スプル部分ＳＰと、ランナ部分ＲＰと、ゲート部分ＧＰとで構成される。ここで、ゲート部分ＧＰは、キャビティＣＶの外周側面に開口する樹脂導入路であるが、ランナ部分ＲＰよりも断面積が小さくなっている。図面では詳細を省略しているが、この成形金型４０によって射出成形される成形品は、複数のレンズＯＬを含むものであり、成形品に対応する樹脂充填用の空間は、軸状のスプル部分ＳＰからランナ部分ＲＰが複数放射状に分岐し、分岐した各ランナ部分ＲＰの先端部にゲート部分ＧＰを介してキャビティＣＶが連通する構造となっている。また、ゲート部分ＧＰには、減圧装置１９に連通する減圧用のスリットやバルブ付きの開口等が設けられており、キャビティＣＶ内を射出直前に減圧することができるようになっている。
【００４０】
図３（Ａ）に示すように、両金型４１，４２に挟まれた空間であるキャビティＣＶは、成形品の本体部分であるレンズ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、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。このレンズ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。
【００４１】
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を一体に固定する受板（不図示）とを備える。
【００４２】
外周型５１は、図２の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、このフランジ形成部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。この成形面５６ｂは、レンズＯＬのフランジ部ＯＬｂのフランジ面Ｆ１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を挿入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。
【００４３】
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。この光学面成形面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。
【００４４】
なお、以上の固定金型４１において、外周型５１は、熱伝導率が１０Ｗ／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１０Ｗ／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５２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、この光学面成形面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。
【００４５】
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、成形品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、外周型６１及びコア部６２を一体に固定する受板（不図示）と、可動ピン６４の進退移動を可能にする伝達機構（不図示）とを備える。可動金型４２は、図１の開閉駆動装置１５により、軸ＡＸに沿って往復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。
【００４６】
なお、外周型６１は、熱伝導率が１０Ｗ／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１０Ｗ／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。
【００４７】
外周型６１は、図２の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内部には、コア部６２を挿入支持するためのコア挿通孔６５と、可動ピン６４を挿入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、このフランジ形成部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。この成形面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。
【００４８】
コア部６２は、それ自体で射出時の樹脂の急冷を防止する断熱部として機能する。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。この光学面成形面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。光学面成形面６６ａは、輪帯状の段差構造に対応する微細構造ＳＳを有しており、中心部ＯＬａの光学面Ｓｂ上に輪帯状の段差構造に相当する回折パターンＦＰを形成する。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、この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の表面として微細構造ＳＳを含む光学面成形面６６ａがされている。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。
【００４９】
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、不図示の伝達機構を介して図１のエジェクタ４５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、外周型６１の環状の成形面６６ｂに沿って４つ等間隔で配置されており、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。
【００５０】
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つ以上の様々な本数とすることができる。また、可動ピン６４に代えてコア部６２を用い、レンズＯＬの中心部ＯＬａを直接可動金型４２外に押し出すこともできる。
【００５１】
図５は、射出装置１６に設けられているシリンダ１６ａの樹脂射出端１６ｄ及びその周辺の内部構造を説明する拡大断面図である。樹脂射出端１６ｄは、ノズル孔８１を有し、このノズル孔８１からは、シリンダ１６ａに挿通されたスクリュ１６ｃの操作によって、所望の温度に過熱された樹脂を所望の射出率で吐出させることができる。スクリュ１６ｃの先端には、ヘッド８２が取り付けられている。このヘッド８２とスクリュ本体８３との間には、逆止リング８４が設けられており、樹脂をヘッド８２の前方に送り出すことを可能にする一方、ヘッド８２の前方に送り出された樹脂がスクリュ本体８３側に戻ることを防止している。
【００５２】
射出装置１６は、シリンダ１６ａ内に樹脂を供給しつつスクリュ１６ｃを適当な速度で回転させることにより、射出に適する溶融状態の樹脂をシリンダ１６ａ内のヘッド８２の前方に蓄える。そして、溶融樹脂の射出時、つまり樹脂射出端１６ｄを図２に示す固定金型４１に設けた流路部分ＦＣの端部ＦＣａに対して気密に接続し、かつ、流路部分ＦＣやキャビティＣＶ内を適度に減圧した状態において、スクリュ１６ｃを前進させる。この際のスクリュ１６ｃの前進速度をＶ〔ｃｍ／ｓｅｃ〕とし、シリンダ１６ａの内径（バレル内径）で定まる断面積をＡ〔ｃｍ２〕として、溶融樹脂の射出率ＩＲは、Ｖ×Ａ〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕で与えられる。つまり、スクリュ１６ｃの前進速度Ｖによって射出率ＩＲを任意に設定することができる。
【００５３】
図６は、図２等に示すキャビティＣＶを溶融樹脂で充填する様子を示す模式図である。樹脂の充填開始とともに、ゲート部分ＧＰを介して、キャビティＣＶ内に溶融樹脂ＭＰが注入される。この溶融樹脂ＭＰは、ゲート部分ＧＰの位置から一様に広がるようにキャビティＣＶ内を徐々に満たす。この際、中央側の溶融樹脂ＭＰは、ゲート方向Ｄ１に沿ってキャビティＣＶの中心を通るように移動し、その際、コア部６２の表面に形成された輪帯状の微細構造ＳＳの溝を横切って流れる。一方、周辺側の溶融樹脂ＭＰは、キャビティＣＶの周辺に沿って移動し、その際、コア部６２の表面に形成された輪帯状の微細構造ＳＳの溝に沿って流れる。つまり、キャビティＣＶにおいて、ゲート方向Ｄ１の輪帯状の微細構造ＳＳは、樹脂が横切るように流れて充填され、ゲート直交方向Ｄ２の輪帯状の微細構造ＳＳは、樹脂が沿うように流れて充填される。このように、輪帯状の微細構造ＳＳがゲート方向Ｄ１及びゲート直交方向Ｄ２に関して異なる流動状態で充填されるので、微細構造ＳＳの転写率すなわちレンズＯＬ上の回折パターンＦＰの形状精度の均一性確保の観点で、射出率ＩＲの制御が極めて重要になる。樹脂の射出率ＩＲを適切に設定することで、輪帯状の微細構造ＳＳを構成する溝の充填過程がゲート方向Ｄ１とゲート直交方向Ｄ２とで異なっていても、得られるレンズＯＬ上の回折パターンＦＰを略一様にでき、レンズＯＬの透過光量の局所的な低下を抑えることができる。また、レンズＯＬを巨視的に見た場合の光学面Ｓａ，Ｓｂの表面形状精度を向上させることができる。
【００５４】
図７は、図１等に示す成形装置を用いた対物レンズＯＬの製造方法の概要を説明するフローチャートである。まず、不図示の金型温度調節機により、固定金型４１と可動金型４２と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成形に適する温度状態とする。
【００５５】
次に、開閉駆動装置１５を動作させ、可動金型４２を固定金型４１側に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とが接触する型閉じ状態となり、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）。
【００５６】
次に、不図示の射出装置を動作させて、型締めされた固定金型４１と可動金型４２との間に形成されたキャビティＣＶ中に、溶融樹脂をゲート部ＧＰ等を介して必要な圧力及び射出率で注入する射出を行わせる（ステップＳ１３）。この際、減圧装置１９を適宜動作させて、キャビティＣＶ内を予め大気に比較して所望の程度に減圧しておく。
【００５７】
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Ｓ１４）。
【００５８】
次に、開閉駆動装置１５を動作させて、可動金型４２を後退させ、可動金型４２を固定金型４１から離間させる型開きを行わせる（ステップＳ１５）。この結果、成形品である対物レンズ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。
【００５９】
次に、エジェクタ４５を動作させて、突き出しピン６４による対物レンズＯＬの突き出しを行わせる（ステップＳ１６）。この結果、対物レンズＯＬが、突き出しピン６４の先端面に付勢されて固定金型４１側に押し出されて、対物レンズＯＬが可動金型４２から離型される。
【００６０】
なお、両金型４１，４２から離型された対物レンズＯＬは、この対物レンズＯＬのゲート部（不図示）から延びるスプル部等を把持することによって、成形装置の外部に搬出される（ステップＳ１７）。さらに、搬出後の対物レンズＯＬは、ゲート部の除去等の外形加工を施されて出荷用の製品とされる。
【００６１】
以上説明した第１実施形態のレンズ製造方法によれば、一方の可動金型４２が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で形成されたコア部６２を光学面成形面６６ａに近接して有するので、キャビティＣＶ内に導入された流動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、成形サイクルタイムの増大を防止しつつレンズＯＬに設けた輪帯状の段差構造としての回折パターンＦＰの転写性向上に寄与できる。この際、キャビティＣＶの充填時の樹脂の射出率を１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上とするので、キャビティＣＶの全体にわたって輪帯状の段差構造に相当する微細構造ＳＳの溝に樹脂が十分入りきらない状態で固化することを防止できる。また、回折パターンＦＰの全体的な転写率低下とレンズ透過光量の低下とを抑えることができる。一方、射出率を３０ｃｍ３／ｓｅｃ以下とすることで、キャビティＣＶ内を緩やかに充填して回折パターンＦＰの転写率が不均一に低下することを防止しつつ、レンズＯＬを巨視的に見た場合の表面形状精度を向上させることができる。
【００６２】
特に、本実施形態の製造方法によって得られるレンズＯＬは、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤに対して互換可能な三波長互換の微細段差構造付き光ピックアップ装置用の対物レンズである。三波長互換の対物レンズの場合、複雑化かつ緻密化した環状の構造である微細構造ＳＳを有するので、このような対物レンズについては、均一で高い転写率が求められるだけでなく、高ＮＡで非常に高曲率な光学面Ｓｂの形状精度も求められる。本実施形態によれば、これらの要求を比較的簡易に満足するレンズＯＬを提供できる。
【００６３】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係るレンズ製造方法について説明する。なお、第２実施形態に係るレンズ製造方法は、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。
【００６４】
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。
【００６５】
この場合、コア部６２の先端部６２ｂにおいて、断熱部とし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。この熱伝導抑制層１６２ｃは、表面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、成形のレンズＯＬの急速な冷却を防止する役割を有する。
【００６６】
熱伝導抑制層１６２ｃは、具体的には、０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上１０Ｗ／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。熱伝導抑制層１６２ｃが６−４Ｔｉで形成される場合、その厚みを例えば３ｍｍ以上とする。また、熱伝導抑制層１６２ｃがジルコニアセラミックスで形成される場合、その厚みを０．１ｍｍ以上とする。一方、母材部１６２ｄは、熱伝導率が１０Ｗ／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。
【００６７】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係るレンズ製造方法について説明する。なお、第３実施形態に係るレンズ製造方法は、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。
【００６８】
図９は、図１、５等示す射出装置１６の変形例を示す図である。この場合、シリンダ１６ａやスクリュ１６ｃを備える可塑化シリンダ部１６Ａとは別に、射出シリンダ部１６Ｂを設けている。可塑化シリンダ部１６Ａは、回転するが前進しないスクリュ１６ｃによって、射出シリンダ部１６Ｂに溶融樹脂を供給する。射出シリンダ部１６Ｂは、シリンダ１１６ａとプランジャ１１６ｃとを備える。射出シリンダ部１６Ｂは、可塑化シリンダ部１６Ａからの供給を受けて、射出に適する溶融状態の樹脂をシリンダ１１６ａ内のプランジャ１１６ｃの前方部分に蓄える。そして、溶融樹脂の射出タイミングに際し、樹脂射出端１１６ｄを固定金型４１に設けた流路部分ＦＣの端部ＦＣａに対して気密に接続し、プランジャ１１６ｃを前進させる。この際のプランジャ１１６ｃの前進速度をＶ〔ｃｍ／ｓｅｃ〕とし、シリンダ１１６ａの内径（バレル内径）で定まる断面積をＡ〔ｃｍ２〕として、溶融樹脂の射出率ＩＲは、Ｖ×Ａ〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕で与えられる。つまり、プランジャ１１６ｃの前進速度Ｖによって射出率ＩＲを任意に設定することができる。
【００６９】
〔具体的な実施例の説明〕
以下、本発明の製造方法の具体的な実施例について説明する。
【００７０】
〔実施例１〕
本実施例のレンズ製造方法の対象は、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの三波長互換タイプの光ピックアップ用対物レンズ（レンズ径５ｍｍφ）とした。なお、この光ピックアップ用対物レンズは、片面のみに輪帯状段差構造を有する。本製造例において、材料樹脂は、シクロオレフィン系樹脂とした。また、材料樹脂のガラス転移点Ｔｇは、１２３℃であり、樹脂温度２６０℃で射出し、成形金型４０の射出時の金型温度は１２３℃であった。以下の表１は、実験結果をまとめたものである。
【表１】
以上の表１において、３つのタイプの成形金型（コア部６２）について測定結果をまとめている。第１タイプの成形金型は、ステンレス鋼を母材部１６２ｄすなわち基材とし、溶射によって形成したジルコニアセラミックスを熱伝導抑制層１６２ｃすなわち断熱部としたものである。また、第２タイプの成形金型は、焼結によって形成したジルコニアセラミックスをコア部６２としたものである。さらに、第３タイプの成形金型は、６−４Ｔｉをコア部６２としたものである。熱伝導率の欄は、断熱部を構成する低熱伝導性材料の常温における熱伝導率を表している。また、断熱部厚さの欄は、熱伝導抑制層１６２ｃを特に設けた場合はその厚みとし、熱伝導抑制層１６２ｃを特に設けていない場合はコア部６２全体の厚みとしている。実験では、射出率を０．５〜４０〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕の範囲で変化させ、評価項目として透過光量と収差性能とを調べた。
【００７１】
ここで、透過光量の評価は、ステンレス鋼で形成したコア部の表面に転写用のニッケルリンメッキ層を形成した従来型の金型で成形したレンズの透過光量を基準とした。具体的には、従来の金型で形成したレンズの透過光量をＴ１とし、実施例の金型で形成したレンズの透過光量をＴ２とした場合、透過光量評価値はＥ＝（Ｔ２／Ｔ１）×１００〔％〕で与えられ、評価ランクの記号は、以下の表２のように設定されている。なお、透過光量の測定には、コニカミノルタオプト社製のスポット像解析装置（ＫＶＳＡ１０００Ａ）を用いた。
【表２】
また、収差性能の評価は、目的とする集光特性からのズレを透過波面収差として計測した。評価ランクの記号は、以下の表３のように設定されている。なお、波面収差の測定には、コニカミノルタオプト社製の干渉計（ＫＶＩＩ４０５Ａ）を用いた。
【表３】
以上の実施例１から、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下で、射出率を１．２〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以上３０〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以下とすることで、従来に比較して転写性が向上して透過光量が高くなるとともに、射出率が適正に調整されることで、レンズの両光学面について必要な表面形状精度を得ることができることが分かる。特に、射出率を１．２〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以上２７〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以下とすることは、透過光量を向上させ、かつ、レンズ両面の形状精度（収差の少なさとして評価）を向上させるので、より好ましい。さらに、本実施例のようにシクロオレフィン系樹脂を用いる場合、射出率が２．５〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以上２４．５〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以下とすることで、レンズ全体の複屈折率を低減できることを確認しており、かつ、外観不良（低射出率のときに発生するフローマーク、高射出率のときに発生するジェッティング）を低減できることを確認している。さらに、射出率を１７〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以上２４．５〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以下とすることで、ＮＡ０．８５の光ピックアップ用対物レンズにおいてウェルドラインと呼ばれる外観不良を低減できるので好ましい。なお、ステンレス鋼で形成したコア部からなる従来型の金型の場合、熱伝導率が高すぎる結果として、レンズ収差性能をある程度確保できても、十分な転写性が得られないことを実験的に確認している。
【００７２】
特に、三波長互換タイプの光ピックアップ用対物レンズでは、レンズ面に複雑化かつ緻密化した輪帯状段差が設けられるので、均一で高い転写性を得ることは一般に容易でないが、上記の評価からも明らかなように、本発明の製造方法により、三波長互換タイプの光ピックアップ用対物レンズに必要とされる均一で高い転写性を実現できる。
【００７３】
また、上記三波長互換タイプの光ピックアップ用対物レンズを含む高ＮＡのレンズでは、非常に高曲率のレンズ面を成形することになるが、本発明の製造方法により、高曲率のレンズ面を高精度で形成できる。
【００７４】
〔実施例２〕
本実施例のレンズ製造方法の対象は、レンズ径５ｍｍφのＢＤ光ピックアップ用のコリメータレンズとした。なお、このコリメータレンズは、片面のみに輪帯状段差構造を有する。本製造例の条件は、実施例１の製造条件と同様とした。すなわち、材料樹脂をシクロオレフィン系樹脂とし、そのガラス転移点Ｔｇが１２３℃で、射出時の樹脂温度が２６０℃で、金型温度が１２３℃であった。以下の表４は、実験結果をまとめたものである。
【表４】
以上の表４において、実施例１と同様に、３つのタイプの成形金型（コア部６２）について測定結果をまとめている。熱伝導率の欄は、断熱部を構成する低熱伝導性材料の常温における熱伝導率を表している。また、断熱部厚さの欄は、熱伝導抑制層１６２ｃを特に設けた場合はその厚みとし、熱伝導抑制層１６２ｃを特に設けていない場合はコア部６２全体の厚みとしている。実験では、射出率を０．５〜４０〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕の範囲で変化させ、評価項目として透過光量と収差性能とを調べた。
【００７５】
以上の実施例２から、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下で、射出率を１．２〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以上３０〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以下とすることで、従来に比較して転写性が向上して透過光量が高くなるとともに、射出率が適正に調整されることで、レンズの両光学面について必要な表面形状精度を得ることができることが分かる。特に、射出率を１．２〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以上２７〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以下とすることは、透過光量を向上させ、かつ、レンズ両面の形状精度（収差の少なさとして評価）を向上させるので、より好ましい。さらに、本実施例のようにシクロオレフィン系樹脂を用いる場合、射出率が２．５〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以上２４．５〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以下とすることで、レンズ全体の複屈折率を低減できることを確認しており、かつ、外観不良（低射出率のときに発生するフローマーク、高射出率のときに発生するジェッティング）を低減できることを確認している。
【００７６】
〔輪帯状段差構造の転写率について〕
以下では輪帯状段差構造の転写率の方向性に関する傾向を確認する試験について説明する。試験の対象は、レンズ径５ｍｍφのＢＤ光ピックアップ用のコリメータレンズとした。レンズ製造の条件は、実施例１，２の製造条件と同様とした。すなわち、材料樹脂をシクロオレフィン系樹脂とし、そのガラス転移点Ｔｇが１２３℃で、射出時の樹脂温度が２６０℃で、金型温度が１２３℃であった。また、コア部６２の構造は、ステンレス鋼を母材部１６２ｄすなわち基材とし、溶射によって形成したジルコニアセラミックスを熱伝導抑制層１６２ｃすなわち断熱部としたものとなっている。以下の表５は、転写率に関する実験結果をまとめたものである。
【表５】
以上の表５において、転写率とは、回折輪帯のピッチをＰｍとし、成形品であるレンズＯＬのダレ量をＷｍとして、
転写率＝（Ｐｍ−Ｗｍ）／Ｐｍ
で与えられる。ここで、ダレ量Ｗｍは、コア部６２に形成された回折パターンの溝ＤＰａにレンズＯＬの突起が十分入り込んでない部分ＰＬａの幅によって決定される。また、図６に示すゲート方向Ｄ１とゲート直交方向Ｄ２とに関してこれに交差する領域の微細構造ＳＳの転写性を確認した。
【００７７】
以上の実験から、射出率が過小でも過大でもない条件において、転写性が全体的かつ均一に向上することが分かった。なお、射出率が１〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕（すなわち１．２〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕より小）と低すぎる場合、転写しきらない状態で樹脂が硬化してしまい、転写率が全体に低下すると考えられる。射出率が３２〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕（すなわち３０〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕より大）と高すぎる場合、樹脂流動の慣性が強すぎるため、ゲート方向Ｄ１の段差構造において樹脂が入り込みにくくなり、ゲート方向Ｄ１の段差構造の転写率が、ゲート直交方向Ｄ２に比べて相対的に劣化すると考えられる。
【００７８】
以上をまとめると、熱伝導率が１０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以下で、全体的な転写性が向上するといえる。さらに、射出率を１．２〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以上３０〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以下とすることで、ゲート方向Ｄ１とゲート直交方向Ｄ２とに関して輪帯状段差構造の転写率の差がなくなり、均一な転写が達成されることを確認した。
〔その他〕
詳細な実施例の記載は省略するが、熱伝導率１．２〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕の断熱厚さ１ｍｍを有するコア部６２を備え、金型温度がＴｇ−３〔℃〕以上Ｔｇ＋５〔℃〕以下とすることで、キャビティ内に適度な粘度で樹脂が導入されるので、転写率を向上させることができるだけでなく、樹脂が急冷されないので、複屈折が低減され好ましい。
【００７９】
また、詳細な実施例の記載は省略するが、熱伝導率１．２〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕の断熱厚さ１ｍｍを有するコア部６２を備え、樹脂が劣化しない範囲で樹脂温度を高くすることで、樹脂粘度を小さくすることができ、より転写率が向上して透過光量が高くなり好ましい。
【００８０】
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、上記実施形態では、可動金型４２のコア部６２又は熱伝導抑制層１６２ｃを０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で形成しているが、固定金型４１のコア部５２を同様の構造として断熱部を設けることもできる。
【００８１】
また、以上では、レンズＯＬとして、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤに対して互換可能の光ピックアップ装置用の対物レンズを想定しているが、それ以外の用途のレンズＯＬを同様の製造方法で得ることもできる。例えば他の複数種類の記録媒体に関して互換可能な光ピックアップ装置用の対物レンズを、上記製造方法で作製することができる。また、微細段差構造付きのコリメータレンズ、補正光学素子、撮像光学素子、ファインダー光学素子も、上記製造方法で同様に作製することができる。
【００８２】
また、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５２，６２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。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】第１実施形態の成形装置を説明する正面図である。
【図２】固定金型と可動金型とで構成される成形金型の構造を説明する側断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１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４】射出成形されるレンズの側面図である。
【図５】射出装置のシリンダの樹脂射出端及びその周辺の内部構造を説明する拡大断面図である。
【図６】図２等に示すキャビティを溶融樹脂で充填する様子を示す模式図である。
【図７】本実施形態のレンズ製造方法の基本的流れを説明するフローチャートである。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、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実施形態の射出装置を説明する拡大断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０…射出成形機、 １１…固定盤、 １２…可動盤、 １５…開閉駆動装置、 １６…射出装置、 １８…温度調節装置、 １９…減圧装置、 ４１…固定金型、 ４２…可動金型、 ＣＶ…型空間、 ＧＰ…ゲート部分、 ＯＬ…レンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の金型によって形成されるキャビティ内に樹脂を注入することによって射出成形を行うレンズ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレンズ製造方法として、高精度のプラスチックレンズを短いサイクルタイムで成形するため、一般的なステンレス鋼よりも熱伝導率の低いセラミックスコアを有する金型を用いるとともに、金型内部温度を樹脂のガラス転移点Ｔｇよりも５〜２０℃低くするものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
別のレンズ製造方法として、高精度の回折レンズを高転写性で作製するため、微細構造を有するコアの母材の熱伝導率を２０Ｗ／ｍＫ以下とした金型であって、このコアを比較的熱伝導度の大きなメッキで被覆した金型を用いるものがある（特許文献２参照）。
【０００４】
さらに別のレンズ製造方法として、回折レンズ構造を高精度に成形体に転写させるため、セラミックス系材料の断熱層上に微細形状を有する表面加工層を形成した金型であって、断熱層の熱伝導率を１０Ｗ／ｍＫ以下とし、その厚みを０．１〜３ｍｍとした金型を用いるものがある（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平５−２００７８９
【特許文献２】特開２００４−２８４１１０
【特許文献３】特開２００２−９６３３５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、ＢＤ（Blu-Ray Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の複数の記録媒体に対する記録又は再生に共用される互換型の対物レンズに関連して、非球面上に輪帯状の段差構造が設けられている回折レンズの開発に携わってきた。このような輪帯状段差構造付きの回折レンズについては、成形の簡便さから、固定型及び可動型を型締めした状態で形成されるキャビティにパーティングラインに沿った側面から樹脂を注入するサイドゲート方式が採用されている。この際、回折レンズ構造を有する金型のコアに断熱層を設けて転写性を向上させる手法を用いている。
【０００６】
本発明者は、上記のようなサイドゲート方式の成形方法を用いた回折レンズの開発の過程で様々な成形条件を試みた結果、回折レンズの回折構造の均一な転写性を確保し透過光量の低下を抑えることが容易でないことを確認した。そして、本発明者は、このような回折構造の転写性の不均一化や透過光低下について、鋭意研究した結果、このような特性劣化が樹脂の射出率に関連することを見出した。
【０００７】
具体的には、上記のようなサイドゲート方式の成形方法を用いる場合、樹脂が流入するゲートからみて、段差構造に樹脂が流れ込み易い方向（すなわちゲート直交方向；樹脂流動方向が段差構造の延在方向に概ね沿っている方向）と、段差構造に樹脂が流れ込み難い方向（すなわちゲート方向；樹脂流動方向が段差構造の延在方向と概ね直交している方向）とが生まれる。本発明者は、回折レンズの成形に際してゲート方向に関して相対的に転写性が劣化する傾向が生じると考えた。つまり、回折レンズのゲート方向では、段差構造に樹脂が入りきらない状態で固化し、段差構造の転写率が局所的に不十分となると考えられる。段差構造の転写が不十分な場合、段差構造における光の回折や屈折が設計通り発現せず散乱光が生じるため、結像に寄与する光の透過光量が落ちることになる。
【０００８】
なお、上記特許文献１の手法では、射出率が１ｃｍ３／ｓｅｃ以下と低すぎるため、例え低熱伝導率のコアの表面に段差構造を設けて成形したとしても、流動樹脂の熱量が奪われやすく樹脂の粘度が高くなってしまう。よって、全体に亘って段差構造に樹脂が入りきらない状態で固化してしまい、レンズ上の段差構造の全体的な転写率は不十分となり、レンズ透過光量が低いものとなるおそれがあると考えられる。
【０００９】
上記特許文献２，３の手法では、回折レンズ上の輪帯状段差構造の転写性を全体的に向上させることができるが、キャビティ充填時の射出率が低すぎる場合は、輪帯状段差構造に流動樹脂が入り込む前に固化が起こり始め、全体に亘って段差構造に樹脂が入りきらない状態で固化してしまい、段差構造の転写が不十分となってレンズ透過光量が低下すると考えられる。反対に、キャビティ充填時の射出率が高すぎる場合は、流動樹脂自体の流線方向への慣性が強くなるため、ゲート方向において段差構造の溝を満たすことなく飛び越えやすくなり、段差構造が転写されにくく、ゲート方向の転写率が相対的に劣位になり、全体に亘って均一に転写された場合に比べてレンズ透過光量が低いものとなると考えられる。また、レンズを巨視的に見た場合のレンズ両面の表面形状精度を得ることが困難となるとも考えられる。
【００１０】
そこで、本発明は、レンズ上の段差構造を全域に亘って均一に高転写させることができるとともに、レンズの巨視的な表面形状を高精度にできるレンズ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】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係るレンズ製造方法は、一対の金型によって形成されるキャビティ内に樹脂を注入することによって、輪帯状の段差構造を備えたレンズを射出成形するレンズ製造方法であって、一対の金型のうち、輪帯状の段差構造に対応する転写面を有する少なくとも一方の金型は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で形成された断熱部を転写面側に有し、キャビティの外周側面側からキャビティ内に樹脂を注入するとともに、キャビティの充填時の樹脂の射出率を１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上３０ｃｍ３／ｓｅｃ以下とすることを特徴とする。なお、以上において、キャビティの充填時とは、樹脂のフローフロントがキャビティの入口であるゲートを通過した時以降から、キャビティが樹脂で満たされる時点までを指し、射出率とは、射出成形機の可塑化機構が単位時間に射出する樹脂の体積を指す。また、断熱部は、金型の基材そのものである場合と、金型の基材上に断熱層として設けられる場合とのいずれも含む。なお、金型が、例えばコア部と外周型といった複数の金型部材で構成される場合、レンズの光学面を転写するための転写面を有するコア部の金型基材に対して断熱部を設けることができる。
【００１２】
上記のレンズ製造方法では、少なくとも一方の金型が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で形成された断熱部を転写面側に有するので、キャビティ内に導入された流動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、成形サイクルタイムの増大を防止しつつレンズの輪帯状の段差構造を構成する凹凸形状の転写性向上に寄与できる。この際、キャビティの充填時の樹脂の射出率を１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上とするので、キャビティの全体にわたって段差構造に樹脂が十分入りきらない状態で固化することを防止できる。これにより、段差構造の全体的な転写率低下とレンズ透過光量の低下とを抑えることができる。また、キャビティの充填時の樹脂の射出率を３０ｃｍ３／ｓｅｃ以下とするので、レンズのゲート方向（樹脂の流動方向が段差構造の延びる方向と直交している方向）においてキャビティ内に導入された流動樹脂が段差構造の溝を満たすことなく飛び越えてしまい転写率が特定のゲート方向で相対的に劣化することを防止できる。これにより、レンズ上で特定方向に偏って発生する段差構造の転写率の不均一とレンズ透過光量の低下とを抑えることができる。また、射出率を３０ｃｍ３／ｓｅｃ以下とすることで、キャビティ内を緩やかに充填することができ、レンズを巨視的に見た場合の表面形状精度を向上させることができる。つまり、微細な輪帯状段差構造を有するレンズの成形であっても、より均一な転写性を実現して、レンズに光を照射した際の透過光の光量分布が一様で良好な波面収差を有するレンズを得ることができる。さらに、例えば輪帯状段差構造による回折光を利用する場合には、その回折効率を向上できるなど、レンズの透過光量をより高めることができる。
【００１３】
本発明の具体的な態様又は観点では、上記レンズ製造方法において、少なくとも一方の金型は、断熱部上に設けられた表面加工層を有している。この場合、金型の転写面上に所望の段差構造を高精度で形成することができる。なお、表面加工層とは、段差構造を構成する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、ダイヤモンドバイト等により表面を所望の形状に加工した層を指す。転写面の表面には、この表面加工層上にさらに保護層や離型層を設けてもよい。
【００１４】
本発明の別の態様では、断熱部が、６−４Ｔｉで形成され、３ｍｍ以上の厚さを有する。この場合、断熱部が加工しやすく金型に組み込みやすいものとなる。
【００１５】
本発明のさらに別の態様では、断熱部の熱伝導率が、３Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。この場合、段差構造の転写性を向上させることができる。
【００１６】
本発明のさらに別の態様では、断熱部が、ジルコニアセラミックスで形成され、０．１ｍｍ以上の厚さを有する。この場合、段差構造の転写性を向上させることができる。
【００１７】
本発明のさらに別の態様では、断熱部が、溶射によって形成されることを特徴とする。この場合、様々な金型形状に対応しやすい。
【００１８】
本発明のさらに別の態様では、キャビティ内に樹脂を注入する際の一対の金型の内部温度が、ガラス転移点に対して−３℃以上＋５℃以下である。この場合、キャビティ内に適度な粘度で樹脂が導入されるので、転写率を向上させることができるだけでなく、樹脂が急冷されないので、複屈折が低減される。
【００１９】
本発明のさらに別の態様では、キャビティの充填時の樹脂の射出率が、１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上２７ｃｍ３／ｓｅｃ以下である。この場合、ゲート方向及びゲート直交方向に関してより均一な転写が可能になり、かつ、巨視的な表面形状の精度をより向上させることができる。
【００２０】
本発明のさらに別の態様では、キャビティの充填時におけるキャビティの気圧が、大気圧よりも０．０５ＭＰａ以上低い。この場合、レンズの全体的な転写率を向上させることができるだけでなく、均一な転写を確保することができ、ウェルドライン等の外観不良を低減することができる。
【００２１】
本発明のさらに別の態様では、キャビティ内に注入される樹脂が、シクロオレフィン樹脂であり、キャビティの充填時のシクロオレフィン樹脂の射出率が、２．５ｃｍ３／ｓｅｃ以上２４．５ｃｍ３／ｓｅｃ以下である。この場合、レンズ全体にわたる複屈折を小さくでき、かつ、フローマークやジェッティングなどの外観不良を低減でき、良好な光学特性が得られる。
【００２２】
本発明のさらに別の態様では、キャビティの充填時の樹脂の射出率が、１７ｃｍ３／ｓｅｃ以上２４．５ｃｍ３／ｓｅｃ以下である。この場合、ＮＡ０．８以上の光ピックアップ用対物レンズであっても、さらにウェルドライン等の外観不良を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
〔第１実施形態〕
以下、本発明に係る第１実施形態のレンズ製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態のレンズ製造方法を実施するための射出成形機１０を説明する正面図である。射出成形機１０は、第１金型である固定金型４１と第２金型である可動金型４２とで構成されるサイドゲート方式の成形金型４０を備えており、この成形金型４０中に固定金型４１側から樹脂を注入することによって射出成形を行い、複数の回折レンズを有する成形品を作製する。
【００２５】
射出成形機１０は、固定盤１１と、可動盤１２と、開閉駆動装置１５と、射出装置１６と、温度調節装置１８と、減圧装置１９と、制御装置２０とを備える。射出成形機１０は、可動盤１２と固定盤１１との間に固定金型４１と可動金型４２とを挟持して両金型４１，４２を型締めすることにより型空間すなわちキャビティＣＶ（図２参照）を形成し、かかるキャビティＣＶを利用した射出成形を可能にする。ここで、射出成形機１０は、成形金型４０の型開き及び型閉じが横方向すなわち水平方向となっている。なお、縦方向に型開き及び型閉じするタイプの射出成形機に上記成形金型４０を組み込むこともできる。
【００２６】
固定盤１１は、支持フレーム１４の中央側上面に固定されており、固定盤１１の内側は、固定金型４１を着脱可能に支持している。可動盤１２は、後述する開閉駆動装置１５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の内側は、可動金型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４５が組み込まれている。このエジェクタ４５は、型開き時に可動金型４２に残される成形品を可動金型４２内から固定金型４１側に押し出すためのものである。
【００２７】
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、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１２が近接したり離間したりと自在に変位し、結果的に、可動盤１２と固定盤１１とを互いに近接するように型閉じすることができ、所望の型締め力で両者を締め付けることができる。
【００２８】
射出装置１６は、シリンダ１６ａ、原料貯留部１６ｂ、スクリュ１６ｃ、樹脂射出端１６ｄ、及び駆動部１６ｅを備える。射出装置１６は、ノズル状の樹脂射出端１６ｄから金型温度よりも高温に温度制御された状態で溶融樹脂を吐出することができる。射出装置１６は、シリンダ１６ａの樹脂射出端１６ｄを固定盤１１を介して固定金型４１のスプル部分ＳＰ（図２参照）に対して分離可能に接続することができ、固定金型４１と可動金型４２とを型締めした状態で形成されるキャビティＣＶ中に溶融樹脂を所望のタイミングで供給することができる。
【００２９】
温度調節装置１８は、成形金型４０を構成する両金型４１，４２に接続されており、両金型４１，４２中においてキャビティに隣接して形成されている流路に加熱用媒体を循環させることにより、両金型４１，４２の型閉じ及び型締め中を含む成形時に両金型４１，４２の温度を適切に保つ。
【００３０】
減圧装置１９は、成形金型４０の可動金型４２側に連結されており、型締め状態の成形金型４０中に形成されるキャビティＣＶ（図２参照）内を大気に比較して所望の程度に減圧することができる。
【００３１】
制御装置２０は、射出装置制御部２２と、開閉制御部２５と、減圧制御部２６と、エジェクタ制御部２７とを備える。
【００３２】
射出装置制御部２２は、駆動部１６ｅ等を動作させることによって、原料貯留部１６ｂからシリンダ１６ａに導入された樹脂を適度な粘度に加熱溶融させるとともに、両金型４１，４２間に形成されたキャビティＣＶ（図２参照）中に所望の射出率で溶融樹脂を供給する。つまり、射出装置制御部２２の制御下で駆動部１６ｅによる樹脂の押し出し量や温度を調整することができ、具体的には、キャビティＣＶの充填時の樹脂の射出率を１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上３０ｃｍ３／ｓｅｃ以下、好ましくは１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上２７ｃｍ３／ｓｅｃ以下とする。これにより、両金型４１，４２の転写面に形成された段差構造を全面にわたって均一かつ十分に転写することが可能になる。射出装置１６によって射出され成形金型４０のキャビティＣＶ内に供給される樹脂は、例えば複屈折が生じにくいシクロオレフィン樹脂であり、この場合、キャビティＣＶの充填時の樹脂の射出率を好ましくは２．５ｃｍ３／ｓｅｃ以上２４．５ｃｍ３／ｓｅｃ以下とする。
【００３３】
なお、射出装置制御部２２は、例えばシリンダ１６ａの周囲に形成されているヒータに適宜通電することにより、樹脂の可塑化時等においてシリンダ１６ａ延いては樹脂を必要な温度に保つ。
【００３４】
制御装置２０の制御下で動作する型温度制御部２４は、温度調節装置１８を適宜動作させることにより、成形に際して両金型４１，４２の内部温度を適切に保つ。具体的には、型温度制御部２４の制御下で、成形時、例えばキャビティＣＶ（図２参照）の充填時に、成形金型４０の内部温度を樹脂のガラス転移点に対して−３℃以上＋５℃以下とする。これにより、キャビティＣＶ内に導入された樹脂が適度な粘度で転写面に接するとともに、樹脂が急冷されず緩やかに固化することになる。
【００３５】
開閉制御部２５は、開閉駆動装置１５の動作を制御しており、両金型４１，４２の開閉タイミングや型締力を調整する。
【００３６】
減圧制御部２６は、減圧装置１９を適宜動作させることにより、成形に際して両金型４１，４２間に形成されたキャビティＣＶ（図２参照）内の圧力を調整する。具体的には、減圧制御部２６の制御下で、成形時、例えば成形金型４０のキャビティＣＶの充填開始前に、キャビティＣＶ内を大気圧よりも０．０５ＭＰａ以上低い状態に維持することで、キャビティＣＶ内の空間の樹脂への置換を行い易くする。
【００３７】
エジェクタ制御部２７は、可動盤１２に組み込まれたエジェクタ４５の動作を制御しており、型開き時に一方の可動金型４２に残る成形品を可動金型４２内から押し出して離型し、複数の回折レンズを有する成形品の射出成形機１０外への搬出を可能にする。
【００３８】
図２は、成形金型４０の構造を説明する側断面図である。また、図３（Ａ）〜３（Ｃ）は、キャビティ周辺の拡大断面図であり、図４は、図１等に示す成形金型４０によって成形されるレンズＯＬの側断面図である。
【００３９】
図２に示すように、成形金型４０を構成する固定金型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。固定金型４１と可動金型４２とを型合わせして型締めを行うことにより、図４に示すレンズＯＬを成形するための複数のキャビティＣＶが形成されるとともに、各キャビティＣＶに樹脂を供給するための流路部分ＦＣが形成される。流路部分ＦＣは、スプル部分ＳＰと、ランナ部分ＲＰと、ゲート部分ＧＰとで構成される。ここで、ゲート部分ＧＰは、キャビティＣＶの外周側面に開口する樹脂導入路であるが、ランナ部分ＲＰよりも断面積が小さくなっている。図面では詳細を省略しているが、この成形金型４０によって射出成形される成形品は、複数のレンズＯＬを含むものであり、成形品に対応する樹脂充填用の空間は、軸状のスプル部分ＳＰからランナ部分ＲＰが複数放射状に分岐し、分岐した各ランナ部分ＲＰの先端部にゲート部分ＧＰを介してキャビティＣＶが連通する構造となっている。また、ゲート部分ＧＰには、減圧装置１９に連通する減圧用のスリットやバルブ付きの開口等が設けられており、キャビティＣＶ内を射出直前に減圧することができるようになっている。
【００４０】
図３（Ａ）に示すように、両金型４１，４２に挟まれた空間であるキャビティＣＶは、成形品の本体部分であるレンズ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、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。このレンズ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。
【００４１】
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を一体に固定する受板（不図示）とを備える。
【００４２】
外周型５１は、図２の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、このフランジ形成部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。この成形面５６ｂは、レンズＯＬのフランジ部ＯＬｂのフランジ面Ｆ１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を挿入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。
【００４３】
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。この光学面成形面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。
【００４４】
なお、以上の固定金型４１において、外周型５１は、熱伝導率が１０Ｗ／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１０Ｗ／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５２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、この光学面成形面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。
【００４５】
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、成形品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、外周型６１及びコア部６２を一体に固定する受板（不図示）と、可動ピン６４の進退移動を可能にする伝達機構（不図示）とを備える。可動金型４２は、図１の開閉駆動装置１５により、軸ＡＸに沿って往復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。
【００４６】
なお、外周型６１は、熱伝導率が１０Ｗ／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１０Ｗ／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。
【００４７】
外周型６１は、図２の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内部には、コア部６２を挿入支持するためのコア挿通孔６５と、可動ピン６４を挿入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、このフランジ形成部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。この成形面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。
【００４８】
コア部６２は、それ自体で射出時の樹脂の急冷を防止する断熱部として機能する。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。この光学面成形面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。光学面成形面６６ａは、輪帯状の段差構造に対応する微細構造ＳＳを有しており、中心部ＯＬａの光学面Ｓｂ上に輪帯状の段差構造に相当する回折パターンＦＰを形成する。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、この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の表面として微細構造ＳＳを含む光学面成形面６６ａがされている。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。
【００４９】
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、不図示の伝達機構を介して図１のエジェクタ４５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、外周型６１の環状の成形面６６ｂに沿って４つ等間隔で配置されており、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。
【００５０】
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つ以上の様々な本数とすることができる。また、可動ピン６４に代えてコア部６２を用い、レンズＯＬの中心部ＯＬａを直接可動金型４２外に押し出すこともできる。
【００５１】
図５は、射出装置１６に設けられているシリンダ１６ａの樹脂射出端１６ｄ及びその周辺の内部構造を説明する拡大断面図である。樹脂射出端１６ｄは、ノズル孔８１を有し、このノズル孔８１からは、シリンダ１６ａに挿通されたスクリュ１６ｃの操作によって、所望の温度に過熱された樹脂を所望の射出率で吐出させることができる。スクリュ１６ｃの先端には、ヘッド８２が取り付けられている。このヘッド８２とスクリュ本体８３との間には、逆止リング８４が設けられており、樹脂をヘッド８２の前方に送り出すことを可能にする一方、ヘッド８２の前方に送り出された樹脂がスクリュ本体８３側に戻ることを防止している。
【００５２】
射出装置１６は、シリンダ１６ａ内に樹脂を供給しつつスクリュ１６ｃを適当な速度で回転させることにより、射出に適する溶融状態の樹脂をシリンダ１６ａ内のヘッド８２の前方に蓄える。そして、溶融樹脂の射出時、つまり樹脂射出端１６ｄを図２に示す固定金型４１に設けた流路部分ＦＣの端部ＦＣａに対して気密に接続し、かつ、流路部分ＦＣやキャビティＣＶ内を適度に減圧した状態において、スクリュ１６ｃを前進させる。この際のスクリュ１６ｃの前進速度をＶ〔ｃｍ／ｓｅｃ〕とし、シリンダ１６ａの内径（バレル内径）で定まる断面積をＡ〔ｃｍ２〕として、溶融樹脂の射出率ＩＲは、Ｖ×Ａ〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕で与えられる。つまり、スクリュ１６ｃの前進速度Ｖによって射出率ＩＲを任意に設定することができる。
【００５３】
図６は、図２等に示すキャビティＣＶを溶融樹脂で充填する様子を示す模式図である。樹脂の充填開始とともに、ゲート部分ＧＰを介して、キャビティＣＶ内に溶融樹脂ＭＰが注入される。この溶融樹脂ＭＰは、ゲート部分ＧＰの位置から一様に広がるようにキャビティＣＶ内を徐々に満たす。この際、中央側の溶融樹脂ＭＰは、ゲート方向Ｄ１に沿ってキャビティＣＶの中心を通るように移動し、その際、コア部６２の表面に形成された輪帯状の微細構造ＳＳの溝を横切って流れる。一方、周辺側の溶融樹脂ＭＰは、キャビティＣＶの周辺に沿って移動し、その際、コア部６２の表面に形成された輪帯状の微細構造ＳＳの溝に沿って流れる。つまり、キャビティＣＶにおいて、ゲート方向Ｄ１の輪帯状の微細構造ＳＳは、樹脂が横切るように流れて充填され、ゲート直交方向Ｄ２の輪帯状の微細構造ＳＳは、樹脂が沿うように流れて充填される。このように、輪帯状の微細構造ＳＳがゲート方向Ｄ１及びゲート直交方向Ｄ２に関して異なる流動状態で充填されるので、微細構造ＳＳの転写率すなわちレンズＯＬ上の回折パターンＦＰの形状精度の均一性確保の観点で、射出率ＩＲの制御が極めて重要になる。樹脂の射出率ＩＲを適切に設定することで、輪帯状の微細構造ＳＳを構成する溝の充填過程がゲート方向Ｄ１とゲート直交方向Ｄ２とで異なっていても、得られるレンズＯＬ上の回折パターンＦＰを略一様にでき、レンズＯＬの透過光量の局所的な低下を抑えることができる。また、レンズＯＬを巨視的に見た場合の光学面Ｓａ，Ｓｂの表面形状精度を向上させることができる。
【００５４】
図７は、図１等に示す成形装置を用いた対物レンズＯＬの製造方法の概要を説明するフローチャートである。まず、不図示の金型温度調節機により、固定金型４１と可動金型４２と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成形に適する温度状態とする。
【００５５】
次に、開閉駆動装置１５を動作させ、可動金型４２を固定金型４１側に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とが接触する型閉じ状態となり、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）。
【００５６】
次に、不図示の射出装置を動作させて、型締めされた固定金型４１と可動金型４２との間に形成されたキャビティＣＶ中に、溶融樹脂をゲート部ＧＰ等を介して必要な圧力及び射出率で注入する射出を行わせる（ステップＳ１３）。この際、減圧装置１９を適宜動作させて、キャビティＣＶ内を予め大気に比較して所望の程度に減圧しておく。
【００５７】
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Ｓ１４）。
【００５８】
次に、開閉駆動装置１５を動作させて、可動金型４２を後退させ、可動金型４２を固定金型４１から離間させる型開きを行わせる（ステップＳ１５）。この結果、成形品である対物レンズ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。
【００５９】
次に、エジェクタ４５を動作させて、突き出しピン６４による対物レンズＯＬの突き出しを行わせる（ステップＳ１６）。この結果、対物レンズＯＬが、突き出しピン６４の先端面に付勢されて固定金型４１側に押し出されて、対物レンズＯＬが可動金型４２から離型される。
【００６０】
なお、両金型４１，４２から離型された対物レンズＯＬは、この対物レンズＯＬのゲート部（不図示）から延びるスプル部等を把持することによって、成形装置の外部に搬出される（ステップＳ１７）。さらに、搬出後の対物レンズＯＬは、ゲート部の除去等の外形加工を施されて出荷用の製品とされる。
【００６１】
以上説明した第１実施形態のレンズ製造方法によれば、一方の可動金型４２が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で形成されたコア部６２を光学面成形面６６ａに近接して有するので、キャビティＣＶ内に導入された流動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、成形サイクルタイムの増大を防止しつつレンズＯＬに設けた輪帯状の段差構造としての回折パターンＦＰの転写性向上に寄与できる。この際、キャビティＣＶの充填時の樹脂の射出率を１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上とするので、キャビティＣＶの全体にわたって輪帯状の段差構造に相当する微細構造ＳＳの溝に樹脂が十分入りきらない状態で固化することを防止できる。また、回折パターンＦＰの全体的な転写率低下とレンズ透過光量の低下とを抑えることができる。一方、射出率を３０ｃｍ３／ｓｅｃ以下とすることで、キャビティＣＶ内を緩やかに充填して回折パターンＦＰの転写率が不均一に低下することを防止しつつ、レンズＯＬを巨視的に見た場合の表面形状精度を向上させることができる。
【００６２】
特に、本実施形態の製造方法によって得られるレンズＯＬは、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤに対して互換可能な三波長互換の微細段差構造付き光ピックアップ装置用の対物レンズである。三波長互換の対物レンズの場合、複雑化かつ緻密化した環状の構造である微細構造ＳＳを有するので、このような対物レンズについては、均一で高い転写率が求められるだけでなく、高ＮＡで非常に高曲率な光学面Ｓｂの形状精度も求められる。本実施形態によれば、これらの要求を比較的簡易に満足するレンズＯＬを提供できる。
【００６３】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係るレンズ製造方法について説明する。なお、第２実施形態に係るレンズ製造方法は、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。
【００６４】
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。
【００６５】
この場合、コア部６２の先端部６２ｂにおいて、断熱部とし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。この熱伝導抑制層１６２ｃは、表面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、成形のレンズＯＬの急速な冷却を防止する役割を有する。
【００６６】
熱伝導抑制層１６２ｃは、具体的には、０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上１０Ｗ／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。熱伝導抑制層１６２ｃが６−４Ｔｉで形成される場合、その厚みを例えば３ｍｍ以上とする。また、熱伝導抑制層１６２ｃがジルコニアセラミックスで形成される場合、その厚みを０．１ｍｍ以上とする。一方、母材部１６２ｄは、熱伝導率が１０Ｗ／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。
【００６７】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係るレンズ製造方法について説明する。なお、第３実施形態に係るレンズ製造方法は、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。
【００６８】
図９は、図１、５等示す射出装置１６の変形例を示す図である。この場合、シリンダ１６ａやスクリュ１６ｃを備える可塑化シリンダ部１６Ａとは別に、射出シリンダ部１６Ｂを設けている。可塑化シリンダ部１６Ａは、回転するが前進しないスクリュ１６ｃによって、射出シリンダ部１６Ｂに溶融樹脂を供給する。射出シリンダ部１６Ｂは、シリンダ１１６ａとプランジャ１１６ｃとを備える。射出シリンダ部１６Ｂは、可塑化シリンダ部１６Ａからの供給を受けて、射出に適する溶融状態の樹脂をシリンダ１１６ａ内のプランジャ１１６ｃの前方部分に蓄える。そして、溶融樹脂の射出タイミングに際し、樹脂射出端１１６ｄを固定金型４１に設けた流路部分ＦＣの端部ＦＣａに対して気密に接続し、プランジャ１１６ｃを前進させる。この際のプランジャ１１６ｃの前進速度をＶ〔ｃｍ／ｓｅｃ〕とし、シリンダ１１６ａの内径（バレル内径）で定まる断面積をＡ〔ｃｍ２〕として、溶融樹脂の射出率ＩＲは、Ｖ×Ａ〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕で与えられる。つまり、プランジャ１１６ｃの前進速度Ｖによって射出率ＩＲを任意に設定することができる。
【００６９】
〔具体的な実施例の説明〕
以下、本発明の製造方法の具体的な実施例について説明する。
【００７０】
〔実施例１〕
本実施例のレンズ製造方法の対象は、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの三波長互換タイプの光ピックアップ用対物レンズ（レンズ径５ｍｍφ）とした。なお、この光ピックアップ用対物レンズは、片面のみに輪帯状段差構造を有する。本製造例において、材料樹脂は、シクロオレフィン系樹脂とした。また、材料樹脂のガラス転移点Ｔｇは、１２３℃であり、樹脂温度２６０℃で射出し、成形金型４０の射出時の金型温度は１２３℃であった。以下の表１は、実験結果をまとめたものである。
【表１】
以上の表１において、３つのタイプの成形金型（コア部６２）について測定結果をまとめている。第１タイプの成形金型は、ステンレス鋼を母材部１６２ｄすなわち基材とし、溶射によって形成したジルコニアセラミックスを熱伝導抑制層１６２ｃすなわち断熱部としたものである。また、第２タイプの成形金型は、焼結によって形成したジルコニアセラミックスをコア部６２としたものである。さらに、第３タイプの成形金型は、６−４Ｔｉをコア部６２としたものである。熱伝導率の欄は、断熱部を構成する低熱伝導性材料の常温における熱伝導率を表している。また、断熱部厚さの欄は、熱伝導抑制層１６２ｃを特に設けた場合はその厚みとし、熱伝導抑制層１６２ｃを特に設けていない場合はコア部６２全体の厚みとしている。実験では、射出率を０．５〜４０〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕の範囲で変化させ、評価項目として透過光量と収差性能とを調べた。
【００７１】
ここで、透過光量の評価は、ステンレス鋼で形成したコア部の表面に転写用のニッケルリンメッキ層を形成した従来型の金型で成形したレンズの透過光量を基準とした。具体的には、従来の金型で形成したレンズの透過光量をＴ１とし、実施例の金型で形成したレンズの透過光量をＴ２とした場合、透過光量評価値はＥ＝（Ｔ２／Ｔ１）×１００〔％〕で与えられ、評価ランクの記号は、以下の表２のように設定されている。なお、透過光量の測定には、コニカミノルタオプト社製のスポット像解析装置（ＫＶＳＡ１０００Ａ）を用いた。
【表２】
また、収差性能の評価は、目的とする集光特性からのズレを透過波面収差として計測した。評価ランクの記号は、以下の表３のように設定されている。なお、波面収差の測定には、コニカミノルタオプト社製の干渉計（ＫＶＩＩ４０５Ａ）を用いた。
【表３】
以上の実施例１から、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下で、射出率を１．２〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以上３０〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以下とすることで、従来に比較して転写性が向上して透過光量が高くなるとともに、射出率が適正に調整されることで、レンズの両光学面について必要な表面形状精度を得ることができることが分かる。特に、射出率を１．２〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以上２７〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以下とすることは、透過光量を向上させ、かつ、レンズ両面の形状精度（収差の少なさとして評価）を向上させるので、より好ましい。さらに、本実施例のようにシクロオレフィン系樹脂を用いる場合、射出率が２．５〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以上２４．５〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以下とすることで、レンズ全体の複屈折率を低減できることを確認しており、かつ、外観不良（低射出率のときに発生するフローマーク、高射出率のときに発生するジェッティング）を低減できることを確認している。さらに、射出率を１７〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以上２４．５〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以下とすることで、ＮＡ０．８５の光ピックアップ用対物レンズにおいてウェルドラインと呼ばれる外観不良を低減できるので好ましい。なお、ステンレス鋼で形成したコア部からなる従来型の金型の場合、熱伝導率が高すぎる結果として、レンズ収差性能をある程度確保できても、十分な転写性が得られないことを実験的に確認している。
【００７２】
特に、三波長互換タイプの光ピックアップ用対物レンズでは、レンズ面に複雑化かつ緻密化した輪帯状段差が設けられるので、均一で高い転写性を得ることは一般に容易でないが、上記の評価からも明らかなように、本発明の製造方法により、三波長互換タイプの光ピックアップ用対物レンズに必要とされる均一で高い転写性を実現できる。
【００７３】
また、上記三波長互換タイプの光ピックアップ用対物レンズを含む高ＮＡのレンズでは、非常に高曲率のレンズ面を成形することになるが、本発明の製造方法により、高曲率のレンズ面を高精度で形成できる。
【００７４】
〔実施例２〕
本実施例のレンズ製造方法の対象は、レンズ径５ｍｍφのＢＤ光ピックアップ用のコリメータレンズとした。なお、このコリメータレンズは、片面のみに輪帯状段差構造を有する。本製造例の条件は、実施例１の製造条件と同様とした。すなわち、材料樹脂をシクロオレフィン系樹脂とし、そのガラス転移点Ｔｇが１２３℃で、射出時の樹脂温度が２６０℃で、金型温度が１２３℃であった。以下の表４は、実験結果をまとめたものである。
【表４】
以上の表４において、実施例１と同様に、３つのタイプの成形金型（コア部６２）について測定結果をまとめている。熱伝導率の欄は、断熱部を構成する低熱伝導性材料の常温における熱伝導率を表している。また、断熱部厚さの欄は、熱伝導抑制層１６２ｃを特に設けた場合はその厚みとし、熱伝導抑制層１６２ｃを特に設けていない場合はコア部６２全体の厚みとしている。実験では、射出率を０．５〜４０〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕の範囲で変化させ、評価項目として透過光量と収差性能とを調べた。
【００７５】
以上の実施例２から、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下で、射出率を１．２〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以上３０〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以下とすることで、従来に比較して転写性が向上して透過光量が高くなるとともに、射出率が適正に調整されることで、レンズの両光学面について必要な表面形状精度を得ることができることが分かる。特に、射出率を１．２〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以上２７〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以下とすることは、透過光量を向上させ、かつ、レンズ両面の形状精度（収差の少なさとして評価）を向上させるので、より好ましい。さらに、本実施例のようにシクロオレフィン系樹脂を用いる場合、射出率が２．５〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以上２４．５〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以下とすることで、レンズ全体の複屈折率を低減できることを確認しており、かつ、外観不良（低射出率のときに発生するフローマーク、高射出率のときに発生するジェッティング）を低減できることを確認している。
【００７６】
〔輪帯状段差構造の転写率について〕
以下では輪帯状段差構造の転写率の方向性に関する傾向を確認する試験について説明する。試験の対象は、レンズ径５ｍｍφのＢＤ光ピックアップ用のコリメータレンズとした。レンズ製造の条件は、実施例１，２の製造条件と同様とした。すなわち、材料樹脂をシクロオレフィン系樹脂とし、そのガラス転移点Ｔｇが１２３℃で、射出時の樹脂温度が２６０℃で、金型温度が１２３℃であった。また、コア部６２の構造は、ステンレス鋼を母材部１６２ｄすなわち基材とし、溶射によって形成したジルコニアセラミックスを熱伝導抑制層１６２ｃすなわち断熱部としたものとなっている。以下の表５は、転写率に関する実験結果をまとめたものである。
【表５】
以上の表５において、転写率とは、回折輪帯のピッチをＰｍとし、成形品であるレンズＯＬのダレ量をＷｍとして、
転写率＝（Ｐｍ−Ｗｍ）／Ｐｍ
で与えられる。ここで、ダレ量Ｗｍは、コア部６２に形成された回折パターンの溝ＤＰａにレンズＯＬの突起が十分入り込んでない部分ＰＬａの幅によって決定される。また、図６に示すゲート方向Ｄ１とゲート直交方向Ｄ２とに関してこれに交差する領域の微細構造ＳＳの転写性を確認した。
【００７７】
以上の実験から、射出率が過小でも過大でもない条件において、転写性が全体的かつ均一に向上することが分かった。なお、射出率が１〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕（すなわち１．２〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕より小）と低すぎる場合、転写しきらない状態で樹脂が硬化してしまい、転写率が全体に低下すると考えられる。射出率が３２〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕（すなわち３０〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕より大）と高すぎる場合、樹脂流動の慣性が強すぎるため、ゲート方向Ｄ１の段差構造において樹脂が入り込みにくくなり、ゲート方向Ｄ１の段差構造の転写率が、ゲート直交方向Ｄ２に比べて相対的に劣化すると考えられる。
【００７８】
以上をまとめると、熱伝導率が１０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以下で、全体的な転写性が向上するといえる。さらに、射出率を１．２〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以上３０〔ｃｍ３／ｓｅｃ〕以下とすることで、ゲート方向Ｄ１とゲート直交方向Ｄ２とに関して輪帯状段差構造の転写率の差がなくなり、均一な転写が達成されることを確認した。
〔その他〕
詳細な実施例の記載は省略するが、熱伝導率１．２〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕の断熱厚さ１ｍｍを有するコア部６２を備え、金型温度がＴｇ−３〔℃〕以上Ｔｇ＋５〔℃〕以下とすることで、キャビティ内に適度な粘度で樹脂が導入されるので、転写率を向上させることができるだけでなく、樹脂が急冷されないので、複屈折が低減され好ましい。
【００７９】
また、詳細な実施例の記載は省略するが、熱伝導率１．２〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕の断熱厚さ１ｍｍを有するコア部６２を備え、樹脂が劣化しない範囲で樹脂温度を高くすることで、樹脂粘度を小さくすることができ、より転写率が向上して透過光量が高くなり好ましい。
【００８０】
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、上記実施形態では、可動金型４２のコア部６２又は熱伝導抑制層１６２ｃを０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で形成しているが、固定金型４１のコア部５２を同様の構造として断熱部を設けることもできる。
【００８１】
また、以上では、レンズＯＬとして、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤに対して互換可能の光ピックアップ装置用の対物レンズを想定しているが、それ以外の用途のレンズＯＬを同様の製造方法で得ることもできる。例えば他の複数種類の記録媒体に関して互換可能な光ピックアップ装置用の対物レンズを、上記製造方法で作製することができる。また、微細段差構造付きのコリメータレンズ、補正光学素子、撮像光学素子、ファインダー光学素子も、上記製造方法で同様に作製することができる。
【００８２】
また、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５２，６２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。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】第１実施形態の成形装置を説明する正面図である。
【図２】固定金型と可動金型とで構成される成形金型の構造を説明する側断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１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４】射出成形されるレンズの側面図である。
【図５】射出装置のシリンダの樹脂射出端及びその周辺の内部構造を説明する拡大断面図である。
【図６】図２等に示すキャビティを溶融樹脂で充填する様子を示す模式図である。
【図７】本実施形態のレンズ製造方法の基本的流れを説明するフローチャートである。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、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実施形態の射出装置を説明する拡大断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０…射出成形機、 １１…固定盤、 １２…可動盤、 １５…開閉駆動装置、 １６…射出装置、 １８…温度調節装置、 １９…減圧装置、 ４１…固定金型、 ４２…可動金型、 ＣＶ…型空間、 ＧＰ…ゲート部分、 ＯＬ…レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の金型によって形成されるキャビティ内に樹脂を注入することによって、輪帯状の段差構造を備えたレンズを射出成形するレンズ製造方法であって、
前記一対の金型のうち、前記輪帯状の段差構造に対応する転写面を有する少なくとも一方の金型は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で形成された断熱部を前記転写面側に有し、
前記キャビティの外周側面側から前記キャビティ内に樹脂を注入するとともに、前記キャビティの充填時の樹脂の射出率を１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上３０ｃｍ３／ｓｅｃ以下とすることを特徴とするレンズ製造方法。
【請求項２】
前記少なくとも一方の金型は、前記断熱部上に設けられた表面加工層を有していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ製造方法。
【請求項３】
前記断熱部は、６−４Ｔｉで形成され、３ｍｍ以上の厚さを有することを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載のレンズ製造方法。
【請求項４】
前記断熱部の熱伝導率は、３Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載のレンズ製造方法。
【請求項５】
前記断熱部は、ジルコニアセラミックスで形成され、０．１ｍｍ以上の厚さを有することを特徴とする請求項４に記載のレンズ製造方法。
【請求項６】
前記断熱部は、溶射によって形成されることを特徴とする請求項５に記載のレンズ製造方法。
【請求項７】
前記キャビティ内に樹脂を注入する際の前記一対の金型の内部温度は、ガラス転移点に対して−３℃以上＋５℃以下であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のレンズ製造方法。
【請求項８】
前記キャビティの充填時の樹脂の射出率は、１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上２７ｃｍ３／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のレンズ製造方法。
【請求項９】
前記キャビティの充填時における前記キャビティの気圧は、大気圧よりも０．０５ＭＰａ以上低いことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のレンズ製造方法。
【請求項１０】
前記キャビティ内に注入される樹脂は、シクロオレフィン樹脂であり、前記キャビティの充填時のシクロオレフィン樹脂の射出率は、２．５ｃｍ３／ｓｅｃ以上２４．５ｃｍ３／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載のレンズ製造方法。
【請求項１１】
前記キャビティの充填時の樹脂の射出率は、１７ｃｍ３／ｓｅｃ以上２４．５ｃｍ３／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項４に記載のレンズ製造方法。
【請求項１】
一対の金型によって形成されるキャビティ内に樹脂を注入することによって、輪帯状の段差構造を備えたレンズを射出成形するレンズ製造方法であって、
前記一対の金型のうち、前記輪帯状の段差構造に対応する転写面を有する少なくとも一方の金型は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する低熱伝導材料で形成された断熱部を前記転写面側に有し、
前記キャビティの外周側面側から前記キャビティ内に樹脂を注入するとともに、前記キャビティの充填時の樹脂の射出率を１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上３０ｃｍ３／ｓｅｃ以下とすることを特徴とするレンズ製造方法。
【請求項２】
前記少なくとも一方の金型は、前記断熱部上に設けられた表面加工層を有していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ製造方法。
【請求項３】
前記断熱部は、６−４Ｔｉで形成され、３ｍｍ以上の厚さを有することを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載のレンズ製造方法。
【請求項４】
前記断熱部の熱伝導率は、３Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載のレンズ製造方法。
【請求項５】
前記断熱部は、ジルコニアセラミックスで形成され、０．１ｍｍ以上の厚さを有することを特徴とする請求項４に記載のレンズ製造方法。
【請求項６】
前記断熱部は、溶射によって形成されることを特徴とする請求項５に記載のレンズ製造方法。
【請求項７】
前記キャビティ内に樹脂を注入する際の前記一対の金型の内部温度は、ガラス転移点に対して−３℃以上＋５℃以下であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のレンズ製造方法。
【請求項８】
前記キャビティの充填時の樹脂の射出率は、１．２ｃｍ３／ｓｅｃ以上２７ｃｍ３／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のレンズ製造方法。
【請求項９】
前記キャビティの充填時における前記キャビティの気圧は、大気圧よりも０．０５ＭＰａ以上低いことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のレンズ製造方法。
【請求項１０】
前記キャビティ内に注入される樹脂は、シクロオレフィン樹脂であり、前記キャビティの充填時のシクロオレフィン樹脂の射出率は、２．５ｃｍ３／ｓｅｃ以上２４．５ｃｍ３／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載のレンズ製造方法。
【請求項１１】
前記キャビティの充填時の樹脂の射出率は、１７ｃｍ３／ｓｅｃ以上２４．５ｃｍ３／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項４に記載のレンズ製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−８２８３８（Ｐ２０１０−８２８３８Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５１８５４（Ｐ２００８−２５１８５４）
【出願日】平成２０年９月２９日（２００８．９．２９）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２９日（２００８．９．２９）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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