光学素子の製造方法及び光学素子
【課題】離型のためにコア部を突き出して成形品を取り出す際に、フランジ端面の機能を保ちつつ、光学面の変形や傷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】型開き工程において、比較的浅い第２光学面ＯＳ２を成形する第２金型４２にレンズ１０を残しており、第２金型４２の型開き後の突き出し工程とその後の成形品取り出し工程とにおいて、レンズ１０に設けられたゲート部ＧＰが変形することを防ぐことができる。また、第１光学面ＯＳ１を成形する第１金型４１を型開き時にレンズ１０が残らない金型とするため、第１金型４１によって形成されるフランジ部１２の部分厚さが小さくなることで第１転写面Ｓ１とパーティング面ＰＳ１との距離が比較的近くなり、第１転写面Ｓ１からエアが抜けやすくなる。以上により、レンズ１０の外観不良を低減し、高精度なレンズ１０を製造することができる。
【解決手段】型開き工程において、比較的浅い第２光学面ＯＳ２を成形する第２金型４２にレンズ１０を残しており、第２金型４２の型開き後の突き出し工程とその後の成形品取り出し工程とにおいて、レンズ１０に設けられたゲート部ＧＰが変形することを防ぐことができる。また、第１光学面ＯＳ１を成形する第１金型４１を型開き時にレンズ１０が残らない金型とするため、第１金型４１によって形成されるフランジ部１２の部分厚さが小さくなることで第１転写面Ｓ１とパーティング面ＰＳ１との距離が比較的近くなり、第１転写面Ｓ１からエアが抜けやすくなる。以上により、レンズ１０の外観不良を低減し、高精度なレンズ１０を製造することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製の光学素子の製造方法等に関し、特に射出成形装置を用いたランナー部付きの光学素子の製造方法、及び当該方法によって製造した光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製レンズの製造方法として、射出成形という手法が知られているが、形状転写後の樹脂製レンズを型面から離す離型に際して、樹脂製レンズを外側に突き出す必要がある。このような樹脂製レンズの突き出し工程として、例えば曲率が比較的大きい光学面転写用のコア金型部（以下、コア部）を周囲の型部分から突出させるように前進させることで、樹脂製レンズの取り出しを可能にするものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、特許文献１のような光学素子の製造方法では、曲率が大きく型面に深く嵌り込むような樹脂製レンズの場合、樹脂製レンズの突き出し工程後に樹脂製レンズから延びるランナー部やスプル―部等を取出装置に把持させて成形品を型外に取り出す際に、コア部に樹脂製レンズが張り付いてゲート部が曲がってしまう。このようなゲート部の変形により、樹脂製レンズの光学面にまで微小な変形が達することがあったり、レンズが傾いて離型されるため不均一な離型力が加わり光学面が微小に変形することがあったりする。そのため、結果的に所望の光学面が得られなくなり、或いは製品の歩留まり率を下げることになる。特に、ＢＤ（ブルーレイディスク）用の対物レンズは、曲率が大きく突起量が大きくなってコア部の転写面が深くなりやすく、レンズ部分に高い形状精度が要求されるにもかかわらずレンズ部分のサイズが小さい。よって、ゲート部の変形が光学面に及びやすい傾向があり、離型時の光学面の変形を低減することが望ましい。また、ゲート部の変形によりレンズが傾いて離型されると、離型の際にレンズの光学面が金型に接触し、レンズの光学面に三日月状の傷を生じる虞があり、この場合も、結果的に所望の光学面が得られなくなり、或いは製品の歩留まり率を下げることになってしまうので、離型時の光学面の傷を低減することが望ましい。
【０００４】
また、製品部分であるレンズ部分を突き出す部材とランナー等の非製品部分を突き出す部材とでは型内での構造がそれぞれ異なる場合、突き出すタイミングを完全に一致させることは困難となり、突き出すタイミングの違いにより、ゲート部に曲がりを生じさせてしまうことがある。そして、突き出しの段階でゲート部に曲がりが生じてしまうと、後の取出しの際に、コア部にレンズが張り付くことによるゲート部の曲がりをよりいっそう引き起こしやすくなってしまう。
【０００５】
また、成形時においては、金型の境界であるパーティング面からエア抜きやガス抜きが行われる。また、その効果を上げるために０．１μｍ〜１０μｍ程度の隙間又はエアベントが形成されることがある。特許文献１のような光学素子の製造方法では、曲率が比較的大きい光学面がパーティング面から離れているため、成形時のエア抜けやガス抜けが悪くなり、曲率が比較的大きい光学面にエア溜まりや微小な面くもり等の外観不良が生じるおそれがある。
【０００６】
ここで、曲率が比較的大きい光学面側のフランジ部に突き出しピンを設置してピン突き出しをし、取出装置で把持する前にコア部の離型を済ませることによって、樹脂製レンズの取り出し工程において、ゲート部が曲がる問題が解決すると考えられる。しかしながら、ピン突き出しの場合、樹脂製レンズのフランジ部にある取付基準面に突き出しバリ（不要な微小な突起）が生じる。そのため、樹脂製レンズをレンズホルダに取り付ける際に、樹脂製レンズが傾き、コマ収差が発生するという問題が生じる。また、曲率が比較的大きい光学面を金型の固定側とし、曲率が比較的小さい光学面を金型の可動側とし、曲率が比較的小さい光学面側のフランジ部をピン突き出しすれば、ゲート部が曲がる問題やエア溜まりの問題が解決すると考えられる。しかしながら、曲率が比較的小さい光学面側をピン突き出しした場合、曲率が比較的小さい光学面の外周に存在するフランジ端面（円環状の鏡面部）の面積が小さくなるため、スキュー調整時にレンズ傾きの検出が難しくなる問題が生じる。
【０００７】
また、コア突き出し及びピン突き出しのどちらの場合も、製品部分である光学素子を突き出す部材とランナー等の非製品部分を突き出す部材とでは型内での構造がそれぞれ異なる場合、突き出すタイミングを完全に一致させることは困難となる。突き出すタイミングが異なると、そのタイミングのずれによって、ゲート部に曲がりを生じさせてしまうが、ＢＤ用のピックアップレンズのような場合、ゲート部の僅かな曲がりにより、その影響が光学機能面へ伝わり所望の収差性能が得られなくなる虞がある。特に、複数の突き出し部材でフランジ部を突き出すピン突き出しの場合、光学素子を突き出す複数の突き出し部材とランナー部を突き出す部材とで、突き出すための部品点数が多くなるためより一層突き出しのタイミングを合わせることが難しく、よりゲート部の曲がりを生じさせやすくなってしまうことが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２００６５２号公報
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、離型のためにコア部を突き出して成形品を取り出す際に、フランジ端面の機能を保ちつつ、光学面の変形や傷を低減できる光学素子の製造方法及び当該方法によって製造した光学素子を提供することを目的とする。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る光学素子の製造方法は、光情報記録媒体への情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に組み込まれ、開口数が０．７５以上の光学素子のうち第１光学面を成形するための第１の金型と、光学素子のうち第２光学面を成形するための第２の金型とを有する射出成型装置を用いた光学素子の製造方法であって、第２光学面は、第１光学面よりも曲率が小さく、第１の金型と第２の金型とで形成する型空間及び流路空間に溶融樹脂を射出して光学素子及びランナー部を成形する成形工程と、第２の金型に光学素子を残すように、第１の金型と第２の金型とを相対的に移動させて型開きする型開き工程と、第２の金型に設けたコア部を、コア部を周囲から保持する保持部に対して第１の金型側に相対的に移動させて、光学素子を第１の金型側へ突き出し、第２の金型に設けた突出部材を第１の金型側に移動させて、ランナー部を第１の金型側へ突き出す突き出し工程と、を備える。
【００１１】
上記光学素子の製造方法によれば、型開き工程において第１の金型に対して第２の金型を離すように移動させる際に、曲率が小さく面深さが比較的浅い第２光学面を成形する第２の金型（一般的には、可動金型）に光学素子を残しており、第２の金型に設けたコア部による型開き後の突き出し工程とその後の取出装置による成形品取り出し工程とにおいて、光学素子に設けられたゲート部が変形することを防ぐことができる。これは、曲率が比較的小さい第２光学面を成形する第２転写面が第１光学面を成形する第１転写面よりも浅いため、コア部の第２転写面への第２光学面の張り付き力が比較的小さくなって成形品をコア部から外しやすくなるからである。また、第１光学面を成形する第１の金型を型開き時に光学素子が残らない金型（一般的には、固定金型）とするため、第１の金型によって形成されるフランジ部の部分厚さを、第１の金型に光学素子を残す場合に比較して小さくすることになる。そのため、第１転写面と、第１及び第２の金型との当接面であるパーティング面との距離が近くなり、第１転写面からエアやガスが抜けやすくなる。以上により、光学素子の外観不良を低減し、高精度な光学素子を製造することができる。これは、特に、例えばＢＤ用光ピックアップ装置用の対物レンズのような偏肉比ｐ（最厚部の厚み÷最薄部の厚み）が比較的高いレンズにおいて有効である。また、ゲート部の変形によりレンズが傾いて離型され、離型の際にレンズの光学面が金型に接触し、レンズの光学面に三日月状の傷が付いてしまうのを防ぐことが可能となる。さらに、光学素子を突き出すコア部とランナー部を突き出す突出部材とで突き出すタイミングの違いにより、突き出し時にゲート部に曲がりが生じたとしても、成形品をコア部から外しやすくなっているため、後の取出しの際に、ゲート部のさらなる曲がりを防止することができる。
【００１２】
また、第２光学面側のコアを突き出すことによって光学素子を離型するため、第１光学面側にある光学素子の取付基準面上に突き出しピンによるバリが生じることを防ぐことができ、レンズホルダに取り付ける際にレンズが傾き、コマ収差が発生するという問題が生じることを防ぐことができる。これにより、光学素子を精度良く光ピックアップ装置等に取り付けることができる。さらに、光学素子をコア突き出しによって離型するため、光学面の外周（例えば、フランジ部）において、端面部分の面積を十分に確保することができる。これにより、端面において光が十分な強さで確実に反射されるものとなり、効率良くスキュー調整することができる。
【００１３】
また、曲率が比較的小さい第２光学面を成形する第２転写面が第１光学面を成形する第１転写面よりも浅いため、コア部の第２転写面への第２光学面の張り付き力が比較的小さくなって成形品をコア部から外しやすくなるが、その一方、第２光学面よりも曲率の大きい第１光学面を第１の金型（一般的に固定金型）で成形するため、型開きの際に光学素子が第１の金型側に張り付いて残りやすくなってしまうことが考えられる。それに対し、第２の金型側に設ける流路空間の体積を第１の金型側に設ける流路空間の体積よりも大きくする等することで光学素子が第２の金型側（一般的に可動金型）に残りやすくすることができる。しかしその場合、流路空間で成形されるランナー部の第２の金型側への張り付きが強まってしまうが、本発明では、第２の金型にランナー部を第１金型側へ突き出す突出部材を設けているので、ランナー部をスムーズ（円滑）に離型することを可能としている。
【００１４】
さらに、コア突き出しとすることにより、ピン突き出しに比べて突き出すための部品点数を少なくすることが可能となる。そのため、光学素子を突き出す部材とランナー部を突き出す部材とで突き出すタイミングをより合わせやすくでき、突き出しの際のゲート曲がりを低減することができる。その結果、ＢＤ用のピックアップレンズのような高い成形精度が必要となるレンズに対しても所望の収差を得ることが可能となる。
【００１５】
なお、本明細書においてコア突き出しとは、光学素子の光学機能面を成形する転写面を有する突き出し部材で、その転写面を光学素子の光学機能面に当接させて突き出すものであり、ピン突き出しとは、光学素子の光学機能部の外周に設けたフランジ部を複数の突き出し部材で突き出すものをいう。
【００１６】
本発明の具体的な態様又は側面では、突き出し工程において、コア部で光学素子を第１の金型側へ突き出すタイミングと、突出部材でランナー部を第１の金型側へ突き出すタイミングが異なる。ここで、突き出すタイミングが異なるとは、それぞれをほぼ同時に突き出した際における若干のタイミングのズレであることを意味する。
コア突き出し及びピン突き出しのどちらの場合も、製品部分である光学素子を突き出す部材とランナー等の非製品部分を突き出す部材とでは型内での構造がそれぞれ異なる場合、突き出すタイミングを完全に一致させることは困難となる。本発明では、コア突き出しとすることにより、ピン突き出しに比べて、光学素子を突き出すタイミングとランナー部を突き出すタイミングをより合わせやすくすることができる。
【００１７】
本発明の別の側面では、成形工程は、複数の光学素子及び複数のランナー部を成形する。複数の光学素子及び複数のランナー部を一度に成形する場合、光学素子及びランナー部を突き出すための部品がより多くなるため、突き出しのタイミングをそれぞれ合わせることがより一層困難となる。本発明では、コア突き出しとすることにより、ピン突き出しに比べて、突き出す部材の部品点数を少なくできるため、比較的突き出しのタイミングを合わせることを可能としている。
【００１８】
本発明のさらに別の側面では、上記光学素子の製造方法において、成形工程前に、型空間内を真空引きする。この場合、比較的曲率の大きい第１光学面を成形する第１転写面にも溶融樹脂が確実に充填されて転写精度が向上し、光学素子の外観を良好なものとすることができる。
【００１９】
本発明のさらに別の側面では、光学素子は、第１光学面と第２光学面とを有する光学機能部と、光学機能部の周囲に配置されるフランジ部とを有するレンズであり、光学素子は、フランジ部の外周縁に成形工程において形成されるゲート部を有し、レンズのレンズ光軸に垂直な方向のレンズ外径をＤとし、フランジ部のレンズ光軸に平行な方向のフランジ厚さをＴとし、ゲート部のレンズ光軸に平行な方向のゲート厚さをＨとし、ゲート部のレンズ光軸に垂直な方向のゲート長さをＬとし、ゲート部のレンズ光軸に垂直な方向のゲート幅をＷとしたときに、以下の条件式（１）〜（３）を満たす。
０．０５Ｄ≦Ｗ≦０．４Ｄ （１）
０．５Ｔ≦Ｈ≦Ｔ （２）
０．１（ｍｍ）≦Ｌ≦２．０（ｍｍ） （３）
この場合、光学素子の成形時における要素が上記条件式（１）〜（３）を満たすことにより、樹脂注入時に溶融樹脂が確実に充填されるとともに適切なゲートシール時間を設けることができ、かつ突き出し工程とその後の取出装置による成形品取り出し工程とにおいてゲート部が変形しにくくなるため、光学機能部の変形を確実に防ぐことができる。
【００２０】
本発明のさらに別の側面では、フランジ部のうち第１の金型によって形成される部分厚さをｔ１としたきに、以下の条件式（４）を満たす。
０≦ｔ１＜０．５Ｔ （４）
この場合、上記条件式（４）が満たされることにより、型開き工程において、光学素子を第２の金型側に確実に残すことができる。
【００２１】
本発明のさらに別の側面では、レンズのフランジ部のうち、第１の金型側の第１フランジ外径をｄ１とし、第２の金型側の第２フランジ外径をｄ２としたときに、以下の条件式（５）を満たす。
ｄ１＜ｄ２ （５）
この場合、上記条件式（５）が満たされることにより、第２の金型単体のみで、光学素子の外径に対応する転写面を形成することができるため、光学素子の外径を高精度に維持することができる。
【００２２】
本発明のさらに別の側面では、第１の金型と第２の金型の当接面であるパーティング面は、フランジ部のレンズ光軸に平行な方向のフランジ厚さの中心よりも、レンズ光軸に平行な方向において第１の金型側に位置している。この場合、第１転写面とパーティング面との距離を近くすることができ、第１転写面からエアやガスが抜けやすくすることができる。また、第２の金型側に光学素子を残しやすくすることができる。
【００２３】
本発明のさらに別の側面では、第１の金型は、コア部と、コア部を保持する保持部とを有し、第１の金型のコア部によって、光学機能部の第１光学面と、フランジ部のうち第１光学面側に設けられる第１フランジ面の少なくとも一部を形成し、第１の金型のコア部の第２の金型に対向する先端部の外周部分は、第１光学面と第１フランジ面との間に環状の凹部を形成するための環状の凸部を有する。この場合、フランジ部を形成するフランジ空間を広くすることができ、溶融樹脂の流動性を向上させることができる。また、この場合、第１の金型において光学素子が冷却により収縮した際に第１コア部に食い付いて密着しやすくなるが、第１の金型によって成形される第１光学面を第２光学面よりも先に離型することで、離型変形等を確実に防止できる。
【００２４】
本発明のさらに別の側面では、光学素子は、第１光学面に微細形状を有する。この場合、第１光学面が微細形状を有することにより、第１の金型において第１コア部と第１光学面とが密着しやすくなるが、第１光学面を第２光学面よりも先に離型することで、離型変形等を確実に防止できる。
例えば、ＢＤ、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）及びＣＤ（コンパクトディスク）の３種類の光ディスクの互換を共通の対物レンズで行うトリプル互換レンズのように、曲率が大きい方の光学面に微細な段差を有する回折構造が形成されているような光学素子の場合において、取出しの際にゲート部が曲がりを有し光学素子が傾いて離型されたとしても、回折構造を崩すことはないため高い光利用効率を得ることが可能となる。
【００２５】
本発明のさらに別の側面では、光学素子は、光学素子の軸上レンズ厚をｄ（ｍｍ）とし、５００ｎｍ以下の波長の光束における光学素子の焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、０．８≦ｄ／ｆ≦２．０である。この場合、第１光学面の曲率が大きく突起量も大きくなるが、このような光学素子に対しても、光学素子の外観不良を低減し、高精度な光学素子を製造することができる。
【００２６】
本発明のさらに別の側面では、光学素子は、光ピックアップ装置用の対物レンズである。
【００２７】
本発明のさらに別の側面では、光学素子は、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤの３種類の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置用の対物レンズである。非常に高い成形精度が求められるＢＤ、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）及びＣＤ（コンパクトディスク）の３種類の光ディスクの互換を共通の対物レンズで行うトリプル互換レンズにおいて、より有用となる。
なお、本明細書において、ＢＤとは、波長３９０〜４１５ｎｍ程度の光束、ＮＡ０．８〜０．９程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．０５〜０．１２５ｍｍ程度であるＢＤ系列光ディスクの総称であり、単一の情報記録層のみ有するＢＤや、２層又はそれ以上の情報記録層を有するＢＤ等を含むものである。更に、本明細書においては、ＤＶＤとは、ＮＡ０．６０〜０．６７程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度であるＤＶＤ系列光ディスクの総称であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ− Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等を含む。また、本明細書においては、ＣＤとは、ＮＡ０．４５〜０．５１程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが１．２ｍｍ 程度であるＣＤ系列光ディスクの総称であり、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等を含む。尚、記録密度については、ＢＤの記録密度が最も高く、次いでＤＶＤ、ＣＤの順に低くなる。
【００２８】
本発明のさらに別の側面では、突き出し工程後に、成形工程によって成形された成形品のうち光学素子を除いた部分を把持し、光学素子を第２の金型から離間させる。この場合、光学素子を把持しないので、把持による傷が光学素子につくことを防止することができる。
【００２９】
上記課題を解決するため、本発明に係る光学素子は、上述の光学素子の製造方法で製造することによって得られる。
【００３０】
上記光学素子は、上述の製造方法で製造されることにより、高精度な光学素子となる。これは、特に、例えばＢＤ用光ピックアップ装置用の対物レンズのような偏肉比ｐ（最厚部の厚み÷最薄部の厚み）が比較的高いレンズにおいて有効である。また、光学素子の取付基準面上に突き出しピンによるバリが生じることを防ぐことができ、光学素子を精度良く光ピックアップ装置等に取り付けることができる。さらに、光学面の外周（例えば、フランジ部）において、端面部分の面積を十分に確保することができ、効率良くスキュー調整することができる。また、ゲート部の変形により光学素子が傾いて離型される際に光学面が金型に接触することを防止でき、光学面に三日月状などの傷のない光学素子にすることができる。突き出しの際のゲート曲がりを低減することができ、ＢＤ用のピックアップレンズのような高い成形精度が必要となるレンズに対しても所望の収差性能を満たすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に係る光学素子の製造方法を実施するための成形金型を説明する側方断面図である。
【図２】光学素子を成形するための型空間を説明する図である。
【図３】図３Ａは、光学素子であるレンズの断面図であり、図３Ｂは、レンズの第２光学面からみた平面図である。
【図４】図２の比較例を説明する図である。
【図５】図１に示す成形金型を用いた成形方法を説明するフローチャートである。
【図６】図６Ａ、図６Ｂは、光学素子の製造工程を説明する概念図である。
【図７】図２の型空間及び図３の光学素子の変形例について説明する図である。
【図８】第２実施形態に係る光学素子の製造方法で用いられる型空間及び光学素子を説明する図である。
【図９】図８の型空間及び光学素子の変形例について説明する図である。
【図１０】図８の型空間及び光学素子の別の変形例について説明する図である。
【図１１】第３実施形態に係る光学素子の製造方法で用いられる型空間及び光学素子を説明する図である。
【図１２】第４実施形態に係る光学素子の製造方法で用いられる型空間及び光学素子を説明する図である。
【図１３】図１２の型空間及び光学素子の変形例について説明する図である。
【図１４】第５実施形態に係る光学素子の製造方法で用いられる型空間及び光学素子を説明する図である。
【図１５】図１４の型空間及び光学素子の変形例について説明する図である。
【図１６】第６実施形態に係る光学素子の製造方法で用いられる型空間及び光学素子を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る光学素子の製造方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３３】
図１に示すように、本実施形態の製造方法を実施するための射出成形装置１００は、成形金型４０を備え、成形金型４０は、第１の金型４１と第２の金型４２とを備える。ここで、第２金型４２は、開閉駆動装置７９に駆動されてＡＢ方向に往復移動可能になっている。第２金型４２を第１金型４１に向けて移動させ、両金型４１，４２をパーティング面ＰＳ１，ＰＳ２で型合わせして型締めすることにより、図２に部分的に拡大して示すように、光学素子としてのレンズ１０を成形するための型空間ＣＶと、これに樹脂を供給するための流路空間ＦＣとが形成される。なお、型空間ＣＶや流路空間ＦＣは成形金型４０内に複数個形成される場合もある。
【００３４】
図２に示すように、型空間ＣＶは、第１及び第２転写面Ｓ１，Ｓ２に挟まれた本体空間ＣＶ１と、第３、第４、第５、及び第６転写面Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６に囲まれたフランジ空間ＣＶ２とを備える。ここで、本体空間ＣＶ１に臨む一対の対向する第１及び第２転写面Ｓ１，Ｓ２は、図３Ａ及び３Ｂに拡大して示すレンズ１０のうち中央の光学機能部１１の第１及び第２光学面ＯＳ１，ＯＳ２を形成するための部分である。この場合、一方の第１転写面Ｓ１は、他方の第２転写面Ｓ２よりも深く曲率が大きくなっており、第１光学面ＯＳ１の微細構造又は微細形状ＦＳを転写するための微細な凹凸パターンＦＰが設けられている。一方、フランジ空間ＣＶ２を囲む第３、第４、第５、及び第６転写面Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６は、レンズ１０のうちフランジ部１２を形成するための部分である。ここで、フランジ空間ＣＶ２に臨む第３、第４、及び第６転写面Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６は、図３Ａ及び３Ｂに拡大して示すレンズ１０のうち第１、第２、及び第３フランジ面１２ａ，１２ｂ，１２ｃを形成するための部分である。また、フランジ空間ＣＶ２に臨む第５転写面Ｓ５は、レンズ１０の外周側面ＳＳを形成するための部分である。図３Ａに示すフランジ部１２の第１フランジ面１２ａには、レンズ１０の外周側面ＳＳに隣接する外縁に、環状の凹部ｕ１が設けられている。この凹部ｕ１を形成する凸転写面Ｓ７は、レンズ１０の軸上レンズ厚ｄを調整するために第１金型４１において後述する第１コア部６４ａの底面に不図示のスペーサを入れる際の調整代となる。凸転写面Ｓ７は、図２に示すように、保持部６４ｂの端面を第１コア部６４ａの端面よりも突出させることにより形成される。なお、流路空間ＦＣは、図２、３Ａ、及び３Ｂに示す成形品ＭＰのうちランナー部ＲＰを形成する空間として、ランナー部分ＲＳを有しており、このランナー部分ＲＳは、ゲート部分ＧＳを介して型空間ＣＶに連通している。このゲート部分ＧＳの空間により、成形品ＭＰにおいてレンズ１０とランナー部ＲＰとをつなぐゲート部ＧＰが形成される。
【００３５】
図３Ａ及び３Ｂ等に示す成形品ＭＰのうち、本体であるレンズ１０は、樹脂製であり、上述のように、光学的機能を有する光学機能部１１と、光学機能部１１の外縁から半径方向外側に設けられた略環状のフランジ部１２とを備える。レンズ１０は、第１光学面ＯＳ１側の突起が大きな肉厚型の光ピックアップ用の対物レンズである。具体的には、レンズ１０は、例えば波長４０５ｎｍで開口数（ＮＡ）０．８５のＢＤ（ブルーレイディスク）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。ここで、レンズ１０の光学的な仕様については、ＮＡ０．８５に限らず、例えばＮＡ０．７５以上の様々な光ピックアップ用の対物レンズの規格に対応するものとすることができる。また、レンズ１０は、レンズ１０の軸上レンズ厚をｄ（ｍｍ）とし、５００ｎｍ以下の波長の光束におけるレンズ１０の焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、０．８≦ｄ／ｆ≦２．０である。
【００３６】
光学機能部１１において、一方の第１光学面ＯＳ１は、レーザ光源側に配置されるものであり、光情報記録媒体である光ディスク側に配置される他方の第２光学面ＯＳ２よりも大きく突出し曲率が大きくなっている。さらに、第１光学面ＯＳ１の曲率が極めて大きいため、レンズ１０は、中心部で肉厚が極めて大きく、偏肉比ｐ（最厚部の厚み÷最薄部の厚み）が高くなっている。なお、第１光学面ＯＳ１には、回折構造である微細構造又は微細形状ＦＳが設けられている。この微細形状ＦＳ等は、同心の輪帯状に形成されている。一方、第２光学面ＯＳ２は、回折構造等を有しない鏡面となっている。
【００３７】
フランジ部１２は、第１光学面ＯＳ１側にレンズ光軸ＯＡに垂直な方向に延びる第１フランジ面１２ａと、第２光学面ＯＳ２側にレンズ光軸ＯＡに垂直な方向に延びる第２フランジ面１２ｂ、第３フランジ面１２ｃとを有する。第３フランジ面１２ｃは、アライメント用の端面としての鏡面となっている。レンズ１０の成形時には、フランジ部１２の外周側面ＳＳの一部にゲート部ＧＰが形成されるが、成形金型４０から取り出した後の仕上げ処理によって除去される。
【００３８】
以下、レンズ１０及び型空間ＣＶの寸法について説明する。なお、図２、図３Ａ、及び３Ｂに示すように、型空間ＣＶの寸法は、レンズ１０の各要素に対応したものであり、レンズ１０の寸法と略同様である。すなわち、樹脂の成形収縮率をαとすると、型空間ＣＶの寸法の（１−α）倍がレンズ１０の寸法となる。よって、以下ではレンズ１０の寸法について説明する。
【００３９】
図３Ａ及び３Ｂに示すように、レンズ１０の寸法は、レンズ１０のレンズ光軸ＯＡに垂直な方向のレンズ外径をＤとし、フランジ部１２のレンズ光軸ＯＡに平行な方向のフランジ厚さをＴとし、ゲート部ＧＰのレンズ光軸ＯＡに平行な方向のゲート厚さをＨとし、ゲート部ＧＰのレンズ光軸ＯＡに垂直な方向のゲート長さをＬとし、ゲート部ＧＰのレンズ光軸ＯＡに垂直な方向のゲート幅をＷとしたときに、以下の条件式（１）〜（３）を満たす。
０．０５Ｄ≦Ｗ≦０．４Ｄ （１）
０．５Ｔ≦Ｈ≦Ｔ （２）
０．１（ｍｍ）≦Ｌ≦２．０（ｍｍ） （３）
【００４０】
上記条件式（１）〜（３）を満たすようなレンズ１０は、後述する樹脂注入工程（ステップＳ１４）において樹脂注入時に溶融樹脂が確実に充填されるとともに適切なゲートシール時間を設けることができ、かつ突き出し工程（ステップＳ１７）と成形品取り出し工程（ステップＳ１８）とにおいてゲート部ＧＰが変形しにくく、ゲート部ＧＰの変形が光学機能部１１に及びにくくなるため、ゲート部ＧＰの変形を確実に防ぐことができる。なお、上記条件式（１）〜（３）を満たす範囲であれば、ゲート部ＧＰの形状については、特に制限はなく、例えば直方体とすることができる。
【００４１】
また、レンズ１０のレンズ光軸ＯＡに平行な方向のフランジ厚さをＴとし、フランジ部１２のうち固定側の第１金型４１によって形成される部分厚さをｔ１としたきに、以下の条件式（４）
０≦ｔ１＜０．５Ｔ （４）
を満たす。なお、より好ましくは、以下の条件式（４ａ）
０≦ｔ１＜０．２Ｔ （４ａ）
を満たすものとする。なお、フランジ部１２のうち可動側の第２金型４２によって形成される部分厚さをｔ２としたときに、上記条件式（４）に対応するように、部分厚さｔ２は、０．５Ｔ≦ｔ２≦Ｔの範囲となっている。
【００４２】
本実施形態では、図２に示すように、第１金型４１と第２金型４２の当接面であるパーティング面ＰＳ１，ＰＳ２は、フランジ部１２のレンズ光軸ＯＡに平行な方向のフランジ厚さＴの中心よりも、レンズ光軸ＯＡに平行な方向において第１金型４１側に位置している。これにより、第１金型４１の第１転写面Ｓ１とパーティング面ＰＳ１との距離が近くなっており、第１転写面Ｓ１からエアやガスが抜けやすくなる。
【００４３】
上記条件式（４）を満たすことにより、型開き工程において、レンズ１０を可動側の第２金型４２側に確実に残すことができる。
【００４４】
また、レンズ１０のフランジ部１２のうち、第１フランジ面１２ａ側の外径をｄ１とし、第２フランジ面１２ｂ側の外径をｄ２としたときに、以下の条件式（５）
ｄ１＜ｄ２ （５）
を満たす。なお、より好ましくは、以下の条件式（５ａ）
ｄ１＜ｄ２−０．０１０（ｍｍ） （５ａ）
を満たすものとする。
【００４５】
上記条件式（５）を満たすことにより、第２金型４２単体のみで、レンズ１０のレンズ外径Ｄに対応する第４転写面Ｓ４を形成することができるため、レンズ１０のレンズ外径Ｄを高精度に維持することができる。一方、ｄ１＝ｄ２の場合、例えば第１金型４１側と第２金型４２側と間に芯ずれ（レンズ光軸ＯＡと軸ＡＸとのずれ）が起きた時にレンズ１０のレンズ外径Ｄがｄ３となり（図４参照）、結果的に所期のレンズ外径Ｄ（＝ｄ２）よりも大きくｄ３＞ｄ２となってしまう。よって、芯ずれ量によってレンズ外径Ｄが変化してしまい、レンズ外径Ｄを高精度に作るために、第２金型４２の第２フランジ面１２ｂに対応する第４転写面Ｓ４の外径（ｄ２に相当）を精度良く作っても無意味になってしまう。また、ｄ１＞ｄ２であると、第１金型４１の第３転写面Ｓ３の外径（ｄ１に相当）を精度良く作っても、ｄ１に関して、第１金型４１側はフランジ部１２の厚さが第２金型４２側に比べて小さくなるため、レンズ１０をホルダ等に取り付ける際にレンズ１０がガタついてしまい精度良い位置決めができなくなってしまう。
【００４６】
図１に戻って、固定側の第１金型４１は、図２に示す型空間ＣＶを第１金型４１から形成する中心部としての第１コア部６４ａと、第１コア部６４ａの周囲に設けられる周辺部としての保持部６４ｂと、第１コア部６４ａや保持部６４ｂを背後から支持する受板６４ｃとを備える。ここで、第１コア部６４ａは、保持部６４ｂに形成された貫通孔６４ｇ中に組み込まれて不図示のボルトで固定されている。なお、保持部６４ｂの端面６４ｅには、図２に示す成形品ＭＰのランナー部分ＲＳ等となるべき凹部が形成されている。
【００４７】
可動側の第２金型４２は、図２に示す型空間ＣＶを第２金型４２から形成する中心部としての第２コア部７４ａと、第２コア部７４ａの周囲に設けられる周辺部としての保持部７４ｂと、第２コア部７４ａや保持部７４ｂを背後から支持する受板７４ｃと、成形品ＭＰのランナー部ＲＰ等を突き出して離型するための突出部材７４ｐと、第２コア部７４ａ及び突出部材７４ｐを背後から押す可動ロッド７５，７６と、可動ロッド７５，７６を軸ＡＸ方向に進退移動させる進退機構部７８とを備える。
【００４８】
第２コア部７４ａは、保持部７４ｂに形成された貫通孔７４ｇ中に軸ＡＸ方向に沿って進退移動可能に組み込まれている。突出部材７４ｐも、保持部７４ｂに形成された貫通孔７４ｈ中に軸ＡＸ方向に沿って進退移動可能に組み込まれている。ここで、第２コア部７４ａは、バネ７４ｓによって一定以上の力で後方に付勢されている。つまり、第２コア部７４ａは、前進する可動ロッド７５に駆動されて第１金型４１側に前進し、可動ロッド７５の後退に伴って伸張するバネ７４ｓに従って自動的に後退して元の位置に復帰する。また、突出部材７４ｐは、可動ロッド７６に駆動されて第１金型４１側に前進し、型閉じの際に後述する第１金型４１側の保持部６４ｂによる外力や、樹脂流入時の樹脂圧力により後退して元の位置に復帰する。また、第２コア部７４ａと同様に、突出部材７４ｐにもバネを用いることで自動的に後退して元の位置に復帰するようにしてもよい。なお、保持部７４ｂの端面７４ｅには、図２に示す成形品ＭＰのランナー部分ＲＳ等となるべき凹部が形成されている。
【００４９】
なお、曲率の比較的大きい第１光学面ＯＳ１を固定側の金型で成形する場合、第１及び第２金型４１，４２の型開きの際に軸ずれによる光学面の変形が生じやすくなる可能性があるが、例えば実開平７−９９４５号公報に開示されるように型板にテーパピンやテーパブロックを使用することで解決可能である。
【００５０】
図５は、図１に示す成形金型４０を用いた光学素子の製造方法を概念的に説明するフローチャートである。
【００５１】
まず、開閉駆動装置７９を動作させ、第２金型４２を第１金型４１に向けて相対的に前進させることで型閉じを開始させる（ステップＳ１１）。なお、両金型４１，４２の表面は、成形に適する温度まで加熱されている。
【００５２】
開閉駆動装置７９の閉動作を継続することにより、第１金型４１と第２金型４２とが接触する型当たり位置まで移動して型閉じが完了し、開閉駆動装置７９の閉動作をさら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行われる（ステップＳ１２）。
【００５３】
次に、不図示の真空装置を動作させて、型締めされた第１金型４１と第２金型４２との間の型空間ＣＶ内を真空引きする（ステップＳ１３）。これにより、型空間ＣＶは適度に減圧された状態となり、比較的曲率の大きい第１転写面Ｓ１にも溶融樹脂が確実に充填される。
【００５４】
次に、不図示の射出装置を動作させて、型空間ＣＶ中に、必要な圧力で溶融樹脂を注入する射出を行わせる（ステップＳ１４）。そして、射出装置は、型空間ＣＶ中の樹脂圧を保つ。
【００５５】
溶融樹脂を型空間ＣＶに導入した後、型空間ＣＶ中の溶融樹脂が放熱によって徐々に冷却されるので、かかる冷却にともなって溶融樹脂が固化し成形が完了するのを待つ（ステップＳ１５）。
【００５６】
次に、開閉駆動装置７９を動作させて、第２金型４２を相対的に後退させる型開きが行われる（ステップＳ１６）。第２金型４２の後退に伴って第１金型４１と第２金型４２とが離間する。この結果、図６Ａに示すように、成形品ＭＰすなわちレンズ１０は、第２金型４２側に残る。つまり、レンズ１０は、可動側の第２金型４２に埋め込むように保持された状態で第１金型４１から離型される。
【００５７】
次に、進退機構部７８を動作させて、可動ロッド７５，７６により、第２金型４２に残った成形品ＭＰを第１金型４１側に突き出す（ステップＳ１７）。これにより、図６Ｂに示すように、成形品ＭＰの離型が行われる。この際、レンズ１０は保持部７４ｂから完全に押し出された状態となっている。
【００５８】
この状態で、不図示の取出装置を動作させて、成形品ＭＰを第２金型４２から離間させるとともに外部に搬出する（ステップＳ１８）。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１０を除いた部分を把持する。この際、レンズ１０の第２光学面ＯＳ２の曲率が小さく面深さが比較的浅いため、第２コア部７４ａの第２転写面Ｓ２への第２光学面ＯＳ２の張り付き力は比較的小さい。よって成形品ＭＰを第２コア部７４ａから外しやすいので、レンズ１０外周の一部に偏った力が加えられることを防止できる。
【００５９】
以上説明した本実施形態の光学素子の製造方法によれば、型開き工程（ステップＳ１６）において第１金型４１に対して第２金型４２を離すように移動させる際に、比較的浅い第２光学面ＯＳ２を成形する第２金型４２にレンズ１０を残しており、第２金型４２の第２コア部７４ａによる型開き後の突き出し工程（ステップＳ１７）と取出装置による成形品取り出し工程（ステップＳ１８）とにおいて、レンズ１０に設けられたゲート部ＧＰが変形することを防ぐことができる。これは、曲率が比較的小さい第２光学面ＯＳ２を成形する第２転写面Ｓ２が第１光学面ＯＳ１を成形する第１転写面Ｓ１よりも浅くなり、第２コア部７４ａの第２転写面Ｓ２への第２光学面ＯＳ２の張り付き力が比較的小さくなって成形品ＭＰを第２コア部７４ａから外しやすくなるからである。また、第１光学面ＯＳ１を成形する第１金型４１を型開き時にレンズ１０が残らない金型とするために、第１金型４１によって形成されるフランジ部１２の部分厚さｔ１を第１金型４１にレンズ１０を残す場合に比較して小さくすることになる。そのため、第１転写面Ｓ１とパーティング面ＰＳ１との距離が比較的近くなり、第１転写面Ｓ１からエアやガスが抜けやすくなる。以上により、レンズ１０の外観不良を低減し、高精度なレンズ１０を製造することができる。これは、特に、例えばＢＤ用光ピックアップ装置用の対物レンズのような偏肉比ｐ（最厚部の厚み÷最薄部の厚み）が比較的高いレンズにおいて有効である。
また、曲率が比較的小さい第２光学面ＯＳ２を成形する第２転写面Ｓ２が第１光学面ＯＳ１を成形する第１転写面Ｓ１よりも浅いため、第２コア部７４ａの第２転写面Ｓ２への第２光学面ＯＳ２の張り付き力が比較的小さくなってレンズ１０を第２コア部７４ａから外しやすくなるが、その一方、第２光学面ＯＳ２よりも曲率の大きい第１光学面ＯＳ１を第１金型４１で成形するため、型開きの際にレンズ１０が第１金型４１側に張り付いて残りやすくなってしまうことが考えられる。それに対し、第２金型４２側に設ける流路空間ＦＣの体積を増やすことでレンズ１０が第２金型４２側に残りやすくすることができる。しかしその場合、流路空間ＦＣで成形されるランナー部ＲＰの第２金型４２側への張り付きが強まってしまうが、第２金型４２にランナー部ＲＰを第１金型４１側へ突き出す突出部材７４ｐを設けているので、ランナー部ＲＰをスムーズに離型することを可能としている。
さらに、ゲート部ＧＰの変形によりレンズ１０が傾いて離型され、離型の際にレンズ１０の第１光学面ＯＳ１が金型に接触し、レンズ１０の第１光学面ＯＳ１に三日月状の傷が付いてしまうのを防ぐことが可能となる。さらに、レンズ１０を突き出す第２コア部７４ａとランナー部ＲＰを突き出す突出部材７４ｐとで突き出すタイミングの違いにより、突き出し時にゲート部ＧＰに曲がりが生じたとしても、レンズ１０を第２コア部７４ａから外しやすくなっているため、後の取出しの際に、ゲート部ＧＰのさらなる曲がりを防止することができる。
さらに、コア突き出しとすることにより、ピン突き出しに比べて突き出すための部品点数を少なくすることが可能となる。そのため、レンズ１０を突き出す第２コア部７４ａとランナー部ＲＰを突き出す突出部材７４ｐとで突き出すタイミングをより合わせやすくでき、突き出しの際のゲート部ＧＰの曲がりを低減することができる。その結果、ＢＤ用のピックアップレンズのような高い成形精度が必要となるレンズ１０に対しても所望の収差を得ることが可能となる。
【００６０】
また、レンズ１０をコア突き出しによって離型するため、レンズ１０の取付基準面上にピン突き出し時のバリが生じることを防ぐことができる。これにより、レンズ１０を精度良く光ピックアップ装置等に取り付けることができる。さらに、レンズ１０をコア突き出しによって離型するため、光学面の外周（例えば、フランジ部１２）において、端面部分の面積を十分に確保することができる。これにより、端面において光が十分な強さで確実に反射されるものとなり、効率良くスキュー調整することができる。
【００６１】
なお、第１実施形態において、図７に示すように、フランジ部１２の第１フランジ面１２ａに段差構造ｂ１を設けてもよい。段差構造ｂ１は、レンズ１０の中心側の段差がレンズ１０の外側の段差よりもレーザ光源側に向かって高くなっている。第１金型４１の第１コア部６４ａの外側には、段差構造ｂ１を形成するための段差状の凸転写面Ｓ２１が設けられている。
【００６２】
レンズ１０が段差構造ｂ１を有することにより、第１フランジ面１２ａ側に第１コア部６４ａと保持部６４ｂとの境界によるバリが生じても、レンズ１０をレンズホルダ等に取り付ける際に、バリをホルダ等と段差構造ｂ１との間に形成される空間に収めることができる。これにより、レンズ１０をホルダ等に精度良く取り付けることができる。
【００６３】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る光学素子の製造方法について説明する。なお、第２実施形態に係る光学素子の製造方法は、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に示すように、レンズ１０は、フランジ部１２の第２フランジ面１２ｂ側に段差構造ｂ２を有する。段差構造ｂ２は、レンズ１０の外側の段差がレンズ１０の中心側の段差よりも情報記録媒体側に向かって高くなっている。第２金型４２の保持部７４ｂの内側には、段差構造ｂ２を形成するための段差状の凸転写面Ｓ２２が設けられている。
【００６５】
レンズ１０が段差構造ｂ２を有することにより、第２フランジ面１２ｂ側に第２コア部７４ａと保持部７４ｂとの境界によるバリが生じても、バリを段差構造ｂ２で形成される空間に収めることができる。これにより、成形時にバリの長さがばらつくことにより情報記録媒体とレンズ１０との間の距離（ＷＤ：ワーキングディスタンス）が変化することを防止することができる。
【００６６】
なお、第２実施形態において、図９に示すように、フランジ部１２の第１フランジ面１２ａに第１実施形態で説明した段差構造ｂ１を設けてもよい。
【００６７】
また、第２実施形態において、図１０に示す段差構造ｂ３のように、段差構造ｂ３のレンズ１０の中心側の段差がレンズ１０の外側の段差よりも情報記録媒体側に向かって高くなっていてもよい。この場合、第２金型４２の第２コア部７４ａの外側に段差構造ｂ３を形成するための段差状の凸転写面Ｓ２３が設けられている。第２コア部７４ａの凸転写面Ｓ２３は、保持部７４ｂの第４転写面Ｓ４よりもパーティング面ＰＳ２から深くなっている。なお、図１０において、フランジ部１２の第１フランジ面１２ａに段差構造ｂ１を設けない構造としてもよい。
【００６８】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る光学素子の製造方法について説明する。なお、第３実施形態に係る光学素子の製造方法は、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１１に示すように、レンズ１０は、光学機能部１１とフランジ部１２との間に凹部ｍ１を有する。つまり、レーザ光源側の光学機能部１１とフランジ部１２との境界が環状に窪んだ形状となっている。第１金型４１の第１コア部６４ａの第１転写面Ｓ１と第３転写面Ｓ３との境界には、凹部ｍ１を形成するための環状の凸部を構成する面として凸転写面Ｓ２４が設けられている。凸転写面Ｓ２４は、第３転写面Ｓ３よりもパーティング面ＰＳ１から浅くなっている。
【００７０】
凹部ｍ１を形成する凸転写面Ｓ２４を設けることにより、フランジ部１２を形成するフランジ空間ＣＶ２を広くすることができ、溶融樹脂の流動性を向上させることができる。
【００７１】
なお、第３実施形態において、フランジ部１２の第１フランジ面１２ａに、第１及び第２実施形態で説明した段差構造ｂ１を設けてもよい。
【００７２】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態に係る光学素子の製造方法について説明する。なお、第４実施形態に係る光学素子の製造方法は、第２及び第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２及び第３実施形態と同様であるものとする。
【００７３】
図１２に示すように、第１コア部６４ａの先端面は、主要な部分がレンズ１０の第１光学面ＯＳ１を形成するための第１転写面Ｓ１となっている。そのため、第１転写面Ｓ１を有する第１コア部６４ａの周りに第３転写面Ｓ３を有する保持部６４ｂが配置されることで、第１コア部６４ａの外縁部が、本体空間ＣＶ１とフランジ空間ＣＶ２との境界に食い込んだ状態となっている。
【００７４】
第１コア部６４ａの外縁部がレンズ１０の第１光学面ＯＳ１と第１フランジ面１２ａとの間に食い込みやすい構造となっているため、型空間ＣＶ内に充填された溶融樹脂が完全に固化すると、樹脂の収縮によりレンズ１０が第１金型４１から離型しにくくなり、外観不良の原因となる。そのため、第１金型４１を型開き時にレンズ１０が残らない固定金型とすることで、溶融樹脂が完全に固化する前にレンズ１０を良好な外観を保ちつつ確実に第１金型４１から離型することができる。
【００７５】
なお、第４実施形態において、第１実施形態のように、フランジ部１２の第２フランジ面１２ｂ側に段差構造ｂ２を設けない構造としてもよい。また、第４実施形態において、フランジ部１２の第１フランジ面１２ａに、第１及び第２実施形態で説明した段差構造ｂ１を設けてもよい。
【００７６】
また、図１３に示すように、フランジ部１２の第１フランジ面１２ａ側に段差構造ｂ４を有していてもよい。段差構造ｂ４は、レンズ１０の外側の段差がレンズ１０の中心側の段差よりもレーザ光源側に向かって高くなっている。第１金型４１の保持部６４ｂの内側には、段差構造ｂ４を形成するための段差状の凸転写面Ｓ２５が設けられている。これにより、第１フランジ面１２ａ側に第１コア部６４ａと保持部６４ｂとの境界によるバリが生じてもレンズ１０をレンズホルダ等に取り付ける際に、バリをホルダ等と段差構造ｂ４との間に形成される空間に収めることができる。これにより、レンズ１０をホルダ等に精度良く取り付けることができる。
【００７７】
〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態に係る光学素子の製造方法について説明する。なお、第５実施形態に係る光学素子の製造方法は、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。
【００７８】
図１４に示すように、第１金型４１は、第１コア部６４ａと保持部６４ｂとに分割されていない構造となっている。つまり、第１金型４１は、第１実施形態で説明した第１コア部６４ａと保持部６４ｂとを一体化した金型部６４ｄを有しており、金型部６４ｄによってレンズ１０の第１光学面ＯＳ１と第１フランジ面１２ａ等を成形する。
【００７９】
なお、第５実施形態において、図１５に示すように、フランジ部１２の第１フランジ面１２ａ側の外縁、すなわち凹部ｕ１の側面にテーパＴＰが設けられていることがより好ましい。第１金型４１には、金型部６４ｄの第３転写面Ｓ３の外側にテーパＴＰを形成するための傾斜転写面Ｓ２６が設けられている。
【００８０】
第１金型４１にテーパＴＰを設けることにより、レンズ１０が第１金型４１から抜けやすくなり、型開き時にレンズ１０を可動側の第２金型４２に残しやすくすることができる。
【００８１】
〔第６実施形態〕
以下、第６実施形態に係る光学素子の製造方法について説明する。なお、第６実施形態に係る光学素子の製造方法は、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。
【００８２】
図１６に示すように、レンズ１０のフランジ部１２のうち第１金型４１によって形成される部分厚さｔ１がｔ１＝０となっている。すなわち、レンズ１０のフランジ厚さＴが、フランジ部１２のうち第２金型４２によって形成される部分厚さｔ２と等しくなっている。これにより、第１転写面Ｓ１からエアがより抜けやすくなる。また、レンズ１０が第１金型４１から抜けやすくなるため、型開き時にレンズ１０を可動側の第２金型４２に残しやすくすることができる。
【００８３】
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い。例えば第２金型４２を固定し、第１金型４１を可動とすることで型閉じ工程を行うことができる。この場合、レンズ１０が残った第２金型４２側にレンズ１０の突き出し機構等を設ける。
【００８４】
また、第１金型４１と第２金型４２とを水平に配置する必要はなく、第１金型４１と第２金型４２とを上下に配置する竪型の成形金型とすることもできる。
【００８５】
上記実施形態では、レンズ１０が光ピックアップ用の対物レンズとしたが、同様の形状を有し中心肉厚が大きな小型のレンズについても、本実施形態と同様の手法で製造することにより、光学面の変形や傷を低減してすることができ、要求精度が高い場合に対応することができる。
【００８６】
上記実施形態では、コア部６４ａの戻し力をバネによって与えているが、バネ以外の手段でコア部６４ａを戻すこともできる。
【００８７】
上記実施形態において、レンズ１０の外周側面ＳＳが円筒面であるとしたが、外周側面ＳＳはレンズ光軸ＯＡに対称な形状で無くてもよい。すなわち、外周側面ＳＳは略角柱面であってもよいし、円筒面と角柱面を組み合せた面で有ってもよい。また、外周側面ＳＳに僅かなテーパを形成することができ、保持部７４ｂの第５転写面Ｓ５にも僅かなテーパを形成することができる。
【００８８】
上記実施形態において、レンズ１０の光学面は、光学面に微細形状ＦＳ等を設けずに、平滑なものであってもよい。
【００８９】
上記実施形態において、第１及び第２金型４１，４２の型締め後、真空引きを行ったが（ステップＳ１３）、型空間ＣＶ内に溶融樹脂が確実に充填され、転写精度が維持されれば、真空引きを行わなくてもよい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製の光学素子の製造方法等に関し、特に射出成形装置を用いたランナー部付きの光学素子の製造方法、及び当該方法によって製造した光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製レンズの製造方法として、射出成形という手法が知られているが、形状転写後の樹脂製レンズを型面から離す離型に際して、樹脂製レンズを外側に突き出す必要がある。このような樹脂製レンズの突き出し工程として、例えば曲率が比較的大きい光学面転写用のコア金型部（以下、コア部）を周囲の型部分から突出させるように前進させることで、樹脂製レンズの取り出しを可能にするものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、特許文献１のような光学素子の製造方法では、曲率が大きく型面に深く嵌り込むような樹脂製レンズの場合、樹脂製レンズの突き出し工程後に樹脂製レンズから延びるランナー部やスプル―部等を取出装置に把持させて成形品を型外に取り出す際に、コア部に樹脂製レンズが張り付いてゲート部が曲がってしまう。このようなゲート部の変形により、樹脂製レンズの光学面にまで微小な変形が達することがあったり、レンズが傾いて離型されるため不均一な離型力が加わり光学面が微小に変形することがあったりする。そのため、結果的に所望の光学面が得られなくなり、或いは製品の歩留まり率を下げることになる。特に、ＢＤ（ブルーレイディスク）用の対物レンズは、曲率が大きく突起量が大きくなってコア部の転写面が深くなりやすく、レンズ部分に高い形状精度が要求されるにもかかわらずレンズ部分のサイズが小さい。よって、ゲート部の変形が光学面に及びやすい傾向があり、離型時の光学面の変形を低減することが望ましい。また、ゲート部の変形によりレンズが傾いて離型されると、離型の際にレンズの光学面が金型に接触し、レンズの光学面に三日月状の傷を生じる虞があり、この場合も、結果的に所望の光学面が得られなくなり、或いは製品の歩留まり率を下げることになってしまうので、離型時の光学面の傷を低減することが望ましい。
【０００４】
また、製品部分であるレンズ部分を突き出す部材とランナー等の非製品部分を突き出す部材とでは型内での構造がそれぞれ異なる場合、突き出すタイミングを完全に一致させることは困難となり、突き出すタイミングの違いにより、ゲート部に曲がりを生じさせてしまうことがある。そして、突き出しの段階でゲート部に曲がりが生じてしまうと、後の取出しの際に、コア部にレンズが張り付くことによるゲート部の曲がりをよりいっそう引き起こしやすくなってしまう。
【０００５】
また、成形時においては、金型の境界であるパーティング面からエア抜きやガス抜きが行われる。また、その効果を上げるために０．１μｍ〜１０μｍ程度の隙間又はエアベントが形成されることがある。特許文献１のような光学素子の製造方法では、曲率が比較的大きい光学面がパーティング面から離れているため、成形時のエア抜けやガス抜けが悪くなり、曲率が比較的大きい光学面にエア溜まりや微小な面くもり等の外観不良が生じるおそれがある。
【０００６】
ここで、曲率が比較的大きい光学面側のフランジ部に突き出しピンを設置してピン突き出しをし、取出装置で把持する前にコア部の離型を済ませることによって、樹脂製レンズの取り出し工程において、ゲート部が曲がる問題が解決すると考えられる。しかしながら、ピン突き出しの場合、樹脂製レンズのフランジ部にある取付基準面に突き出しバリ（不要な微小な突起）が生じる。そのため、樹脂製レンズをレンズホルダに取り付ける際に、樹脂製レンズが傾き、コマ収差が発生するという問題が生じる。また、曲率が比較的大きい光学面を金型の固定側とし、曲率が比較的小さい光学面を金型の可動側とし、曲率が比較的小さい光学面側のフランジ部をピン突き出しすれば、ゲート部が曲がる問題やエア溜まりの問題が解決すると考えられる。しかしながら、曲率が比較的小さい光学面側をピン突き出しした場合、曲率が比較的小さい光学面の外周に存在するフランジ端面（円環状の鏡面部）の面積が小さくなるため、スキュー調整時にレンズ傾きの検出が難しくなる問題が生じる。
【０００７】
また、コア突き出し及びピン突き出しのどちらの場合も、製品部分である光学素子を突き出す部材とランナー等の非製品部分を突き出す部材とでは型内での構造がそれぞれ異なる場合、突き出すタイミングを完全に一致させることは困難となる。突き出すタイミングが異なると、そのタイミングのずれによって、ゲート部に曲がりを生じさせてしまうが、ＢＤ用のピックアップレンズのような場合、ゲート部の僅かな曲がりにより、その影響が光学機能面へ伝わり所望の収差性能が得られなくなる虞がある。特に、複数の突き出し部材でフランジ部を突き出すピン突き出しの場合、光学素子を突き出す複数の突き出し部材とランナー部を突き出す部材とで、突き出すための部品点数が多くなるためより一層突き出しのタイミングを合わせることが難しく、よりゲート部の曲がりを生じさせやすくなってしまうことが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２００６５２号公報
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、離型のためにコア部を突き出して成形品を取り出す際に、フランジ端面の機能を保ちつつ、光学面の変形や傷を低減できる光学素子の製造方法及び当該方法によって製造した光学素子を提供することを目的とする。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る光学素子の製造方法は、光情報記録媒体への情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に組み込まれ、開口数が０．７５以上の光学素子のうち第１光学面を成形するための第１の金型と、光学素子のうち第２光学面を成形するための第２の金型とを有する射出成型装置を用いた光学素子の製造方法であって、第２光学面は、第１光学面よりも曲率が小さく、第１の金型と第２の金型とで形成する型空間及び流路空間に溶融樹脂を射出して光学素子及びランナー部を成形する成形工程と、第２の金型に光学素子を残すように、第１の金型と第２の金型とを相対的に移動させて型開きする型開き工程と、第２の金型に設けたコア部を、コア部を周囲から保持する保持部に対して第１の金型側に相対的に移動させて、光学素子を第１の金型側へ突き出し、第２の金型に設けた突出部材を第１の金型側に移動させて、ランナー部を第１の金型側へ突き出す突き出し工程と、を備える。
【００１１】
上記光学素子の製造方法によれば、型開き工程において第１の金型に対して第２の金型を離すように移動させる際に、曲率が小さく面深さが比較的浅い第２光学面を成形する第２の金型（一般的には、可動金型）に光学素子を残しており、第２の金型に設けたコア部による型開き後の突き出し工程とその後の取出装置による成形品取り出し工程とにおいて、光学素子に設けられたゲート部が変形することを防ぐことができる。これは、曲率が比較的小さい第２光学面を成形する第２転写面が第１光学面を成形する第１転写面よりも浅いため、コア部の第２転写面への第２光学面の張り付き力が比較的小さくなって成形品をコア部から外しやすくなるからである。また、第１光学面を成形する第１の金型を型開き時に光学素子が残らない金型（一般的には、固定金型）とするため、第１の金型によって形成されるフランジ部の部分厚さを、第１の金型に光学素子を残す場合に比較して小さくすることになる。そのため、第１転写面と、第１及び第２の金型との当接面であるパーティング面との距離が近くなり、第１転写面からエアやガスが抜けやすくなる。以上により、光学素子の外観不良を低減し、高精度な光学素子を製造することができる。これは、特に、例えばＢＤ用光ピックアップ装置用の対物レンズのような偏肉比ｐ（最厚部の厚み÷最薄部の厚み）が比較的高いレンズにおいて有効である。また、ゲート部の変形によりレンズが傾いて離型され、離型の際にレンズの光学面が金型に接触し、レンズの光学面に三日月状の傷が付いてしまうのを防ぐことが可能となる。さらに、光学素子を突き出すコア部とランナー部を突き出す突出部材とで突き出すタイミングの違いにより、突き出し時にゲート部に曲がりが生じたとしても、成形品をコア部から外しやすくなっているため、後の取出しの際に、ゲート部のさらなる曲がりを防止することができる。
【００１２】
また、第２光学面側のコアを突き出すことによって光学素子を離型するため、第１光学面側にある光学素子の取付基準面上に突き出しピンによるバリが生じることを防ぐことができ、レンズホルダに取り付ける際にレンズが傾き、コマ収差が発生するという問題が生じることを防ぐことができる。これにより、光学素子を精度良く光ピックアップ装置等に取り付けることができる。さらに、光学素子をコア突き出しによって離型するため、光学面の外周（例えば、フランジ部）において、端面部分の面積を十分に確保することができる。これにより、端面において光が十分な強さで確実に反射されるものとなり、効率良くスキュー調整することができる。
【００１３】
また、曲率が比較的小さい第２光学面を成形する第２転写面が第１光学面を成形する第１転写面よりも浅いため、コア部の第２転写面への第２光学面の張り付き力が比較的小さくなって成形品をコア部から外しやすくなるが、その一方、第２光学面よりも曲率の大きい第１光学面を第１の金型（一般的に固定金型）で成形するため、型開きの際に光学素子が第１の金型側に張り付いて残りやすくなってしまうことが考えられる。それに対し、第２の金型側に設ける流路空間の体積を第１の金型側に設ける流路空間の体積よりも大きくする等することで光学素子が第２の金型側（一般的に可動金型）に残りやすくすることができる。しかしその場合、流路空間で成形されるランナー部の第２の金型側への張り付きが強まってしまうが、本発明では、第２の金型にランナー部を第１金型側へ突き出す突出部材を設けているので、ランナー部をスムーズ（円滑）に離型することを可能としている。
【００１４】
さらに、コア突き出しとすることにより、ピン突き出しに比べて突き出すための部品点数を少なくすることが可能となる。そのため、光学素子を突き出す部材とランナー部を突き出す部材とで突き出すタイミングをより合わせやすくでき、突き出しの際のゲート曲がりを低減することができる。その結果、ＢＤ用のピックアップレンズのような高い成形精度が必要となるレンズに対しても所望の収差を得ることが可能となる。
【００１５】
なお、本明細書においてコア突き出しとは、光学素子の光学機能面を成形する転写面を有する突き出し部材で、その転写面を光学素子の光学機能面に当接させて突き出すものであり、ピン突き出しとは、光学素子の光学機能部の外周に設けたフランジ部を複数の突き出し部材で突き出すものをいう。
【００１６】
本発明の具体的な態様又は側面では、突き出し工程において、コア部で光学素子を第１の金型側へ突き出すタイミングと、突出部材でランナー部を第１の金型側へ突き出すタイミングが異なる。ここで、突き出すタイミングが異なるとは、それぞれをほぼ同時に突き出した際における若干のタイミングのズレであることを意味する。
コア突き出し及びピン突き出しのどちらの場合も、製品部分である光学素子を突き出す部材とランナー等の非製品部分を突き出す部材とでは型内での構造がそれぞれ異なる場合、突き出すタイミングを完全に一致させることは困難となる。本発明では、コア突き出しとすることにより、ピン突き出しに比べて、光学素子を突き出すタイミングとランナー部を突き出すタイミングをより合わせやすくすることができる。
【００１７】
本発明の別の側面では、成形工程は、複数の光学素子及び複数のランナー部を成形する。複数の光学素子及び複数のランナー部を一度に成形する場合、光学素子及びランナー部を突き出すための部品がより多くなるため、突き出しのタイミングをそれぞれ合わせることがより一層困難となる。本発明では、コア突き出しとすることにより、ピン突き出しに比べて、突き出す部材の部品点数を少なくできるため、比較的突き出しのタイミングを合わせることを可能としている。
【００１８】
本発明のさらに別の側面では、上記光学素子の製造方法において、成形工程前に、型空間内を真空引きする。この場合、比較的曲率の大きい第１光学面を成形する第１転写面にも溶融樹脂が確実に充填されて転写精度が向上し、光学素子の外観を良好なものとすることができる。
【００１９】
本発明のさらに別の側面では、光学素子は、第１光学面と第２光学面とを有する光学機能部と、光学機能部の周囲に配置されるフランジ部とを有するレンズであり、光学素子は、フランジ部の外周縁に成形工程において形成されるゲート部を有し、レンズのレンズ光軸に垂直な方向のレンズ外径をＤとし、フランジ部のレンズ光軸に平行な方向のフランジ厚さをＴとし、ゲート部のレンズ光軸に平行な方向のゲート厚さをＨとし、ゲート部のレンズ光軸に垂直な方向のゲート長さをＬとし、ゲート部のレンズ光軸に垂直な方向のゲート幅をＷとしたときに、以下の条件式（１）〜（３）を満たす。
０．０５Ｄ≦Ｗ≦０．４Ｄ （１）
０．５Ｔ≦Ｈ≦Ｔ （２）
０．１（ｍｍ）≦Ｌ≦２．０（ｍｍ） （３）
この場合、光学素子の成形時における要素が上記条件式（１）〜（３）を満たすことにより、樹脂注入時に溶融樹脂が確実に充填されるとともに適切なゲートシール時間を設けることができ、かつ突き出し工程とその後の取出装置による成形品取り出し工程とにおいてゲート部が変形しにくくなるため、光学機能部の変形を確実に防ぐことができる。
【００２０】
本発明のさらに別の側面では、フランジ部のうち第１の金型によって形成される部分厚さをｔ１としたきに、以下の条件式（４）を満たす。
０≦ｔ１＜０．５Ｔ （４）
この場合、上記条件式（４）が満たされることにより、型開き工程において、光学素子を第２の金型側に確実に残すことができる。
【００２１】
本発明のさらに別の側面では、レンズのフランジ部のうち、第１の金型側の第１フランジ外径をｄ１とし、第２の金型側の第２フランジ外径をｄ２としたときに、以下の条件式（５）を満たす。
ｄ１＜ｄ２ （５）
この場合、上記条件式（５）が満たされることにより、第２の金型単体のみで、光学素子の外径に対応する転写面を形成することができるため、光学素子の外径を高精度に維持することができる。
【００２２】
本発明のさらに別の側面では、第１の金型と第２の金型の当接面であるパーティング面は、フランジ部のレンズ光軸に平行な方向のフランジ厚さの中心よりも、レンズ光軸に平行な方向において第１の金型側に位置している。この場合、第１転写面とパーティング面との距離を近くすることができ、第１転写面からエアやガスが抜けやすくすることができる。また、第２の金型側に光学素子を残しやすくすることができる。
【００２３】
本発明のさらに別の側面では、第１の金型は、コア部と、コア部を保持する保持部とを有し、第１の金型のコア部によって、光学機能部の第１光学面と、フランジ部のうち第１光学面側に設けられる第１フランジ面の少なくとも一部を形成し、第１の金型のコア部の第２の金型に対向する先端部の外周部分は、第１光学面と第１フランジ面との間に環状の凹部を形成するための環状の凸部を有する。この場合、フランジ部を形成するフランジ空間を広くすることができ、溶融樹脂の流動性を向上させることができる。また、この場合、第１の金型において光学素子が冷却により収縮した際に第１コア部に食い付いて密着しやすくなるが、第１の金型によって成形される第１光学面を第２光学面よりも先に離型することで、離型変形等を確実に防止できる。
【００２４】
本発明のさらに別の側面では、光学素子は、第１光学面に微細形状を有する。この場合、第１光学面が微細形状を有することにより、第１の金型において第１コア部と第１光学面とが密着しやすくなるが、第１光学面を第２光学面よりも先に離型することで、離型変形等を確実に防止できる。
例えば、ＢＤ、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）及びＣＤ（コンパクトディスク）の３種類の光ディスクの互換を共通の対物レンズで行うトリプル互換レンズのように、曲率が大きい方の光学面に微細な段差を有する回折構造が形成されているような光学素子の場合において、取出しの際にゲート部が曲がりを有し光学素子が傾いて離型されたとしても、回折構造を崩すことはないため高い光利用効率を得ることが可能となる。
【００２５】
本発明のさらに別の側面では、光学素子は、光学素子の軸上レンズ厚をｄ（ｍｍ）とし、５００ｎｍ以下の波長の光束における光学素子の焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、０．８≦ｄ／ｆ≦２．０である。この場合、第１光学面の曲率が大きく突起量も大きくなるが、このような光学素子に対しても、光学素子の外観不良を低減し、高精度な光学素子を製造することができる。
【００２６】
本発明のさらに別の側面では、光学素子は、光ピックアップ装置用の対物レンズである。
【００２７】
本発明のさらに別の側面では、光学素子は、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤの３種類の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置用の対物レンズである。非常に高い成形精度が求められるＢＤ、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）及びＣＤ（コンパクトディスク）の３種類の光ディスクの互換を共通の対物レンズで行うトリプル互換レンズにおいて、より有用となる。
なお、本明細書において、ＢＤとは、波長３９０〜４１５ｎｍ程度の光束、ＮＡ０．８〜０．９程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．０５〜０．１２５ｍｍ程度であるＢＤ系列光ディスクの総称であり、単一の情報記録層のみ有するＢＤや、２層又はそれ以上の情報記録層を有するＢＤ等を含むものである。更に、本明細書においては、ＤＶＤとは、ＮＡ０．６０〜０．６７程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度であるＤＶＤ系列光ディスクの総称であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ− Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等を含む。また、本明細書においては、ＣＤとは、ＮＡ０．４５〜０．５１程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが１．２ｍｍ 程度であるＣＤ系列光ディスクの総称であり、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等を含む。尚、記録密度については、ＢＤの記録密度が最も高く、次いでＤＶＤ、ＣＤの順に低くなる。
【００２８】
本発明のさらに別の側面では、突き出し工程後に、成形工程によって成形された成形品のうち光学素子を除いた部分を把持し、光学素子を第２の金型から離間させる。この場合、光学素子を把持しないので、把持による傷が光学素子につくことを防止することができる。
【００２９】
上記課題を解決するため、本発明に係る光学素子は、上述の光学素子の製造方法で製造することによって得られる。
【００３０】
上記光学素子は、上述の製造方法で製造されることにより、高精度な光学素子となる。これは、特に、例えばＢＤ用光ピックアップ装置用の対物レンズのような偏肉比ｐ（最厚部の厚み÷最薄部の厚み）が比較的高いレンズにおいて有効である。また、光学素子の取付基準面上に突き出しピンによるバリが生じることを防ぐことができ、光学素子を精度良く光ピックアップ装置等に取り付けることができる。さらに、光学面の外周（例えば、フランジ部）において、端面部分の面積を十分に確保することができ、効率良くスキュー調整することができる。また、ゲート部の変形により光学素子が傾いて離型される際に光学面が金型に接触することを防止でき、光学面に三日月状などの傷のない光学素子にすることができる。突き出しの際のゲート曲がりを低減することができ、ＢＤ用のピックアップレンズのような高い成形精度が必要となるレンズに対しても所望の収差性能を満たすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に係る光学素子の製造方法を実施するための成形金型を説明する側方断面図である。
【図２】光学素子を成形するための型空間を説明する図である。
【図３】図３Ａは、光学素子であるレンズの断面図であり、図３Ｂは、レンズの第２光学面からみた平面図である。
【図４】図２の比較例を説明する図である。
【図５】図１に示す成形金型を用いた成形方法を説明するフローチャートである。
【図６】図６Ａ、図６Ｂは、光学素子の製造工程を説明する概念図である。
【図７】図２の型空間及び図３の光学素子の変形例について説明する図である。
【図８】第２実施形態に係る光学素子の製造方法で用いられる型空間及び光学素子を説明する図である。
【図９】図８の型空間及び光学素子の変形例について説明する図である。
【図１０】図８の型空間及び光学素子の別の変形例について説明する図である。
【図１１】第３実施形態に係る光学素子の製造方法で用いられる型空間及び光学素子を説明する図である。
【図１２】第４実施形態に係る光学素子の製造方法で用いられる型空間及び光学素子を説明する図である。
【図１３】図１２の型空間及び光学素子の変形例について説明する図である。
【図１４】第５実施形態に係る光学素子の製造方法で用いられる型空間及び光学素子を説明する図である。
【図１５】図１４の型空間及び光学素子の変形例について説明する図である。
【図１６】第６実施形態に係る光学素子の製造方法で用いられる型空間及び光学素子を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る光学素子の製造方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３３】
図１に示すように、本実施形態の製造方法を実施するための射出成形装置１００は、成形金型４０を備え、成形金型４０は、第１の金型４１と第２の金型４２とを備える。ここで、第２金型４２は、開閉駆動装置７９に駆動されてＡＢ方向に往復移動可能になっている。第２金型４２を第１金型４１に向けて移動させ、両金型４１，４２をパーティング面ＰＳ１，ＰＳ２で型合わせして型締めすることにより、図２に部分的に拡大して示すように、光学素子としてのレンズ１０を成形するための型空間ＣＶと、これに樹脂を供給するための流路空間ＦＣとが形成される。なお、型空間ＣＶや流路空間ＦＣは成形金型４０内に複数個形成される場合もある。
【００３４】
図２に示すように、型空間ＣＶは、第１及び第２転写面Ｓ１，Ｓ２に挟まれた本体空間ＣＶ１と、第３、第４、第５、及び第６転写面Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６に囲まれたフランジ空間ＣＶ２とを備える。ここで、本体空間ＣＶ１に臨む一対の対向する第１及び第２転写面Ｓ１，Ｓ２は、図３Ａ及び３Ｂに拡大して示すレンズ１０のうち中央の光学機能部１１の第１及び第２光学面ＯＳ１，ＯＳ２を形成するための部分である。この場合、一方の第１転写面Ｓ１は、他方の第２転写面Ｓ２よりも深く曲率が大きくなっており、第１光学面ＯＳ１の微細構造又は微細形状ＦＳを転写するための微細な凹凸パターンＦＰが設けられている。一方、フランジ空間ＣＶ２を囲む第３、第４、第５、及び第６転写面Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６は、レンズ１０のうちフランジ部１２を形成するための部分である。ここで、フランジ空間ＣＶ２に臨む第３、第４、及び第６転写面Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６は、図３Ａ及び３Ｂに拡大して示すレンズ１０のうち第１、第２、及び第３フランジ面１２ａ，１２ｂ，１２ｃを形成するための部分である。また、フランジ空間ＣＶ２に臨む第５転写面Ｓ５は、レンズ１０の外周側面ＳＳを形成するための部分である。図３Ａに示すフランジ部１２の第１フランジ面１２ａには、レンズ１０の外周側面ＳＳに隣接する外縁に、環状の凹部ｕ１が設けられている。この凹部ｕ１を形成する凸転写面Ｓ７は、レンズ１０の軸上レンズ厚ｄを調整するために第１金型４１において後述する第１コア部６４ａの底面に不図示のスペーサを入れる際の調整代となる。凸転写面Ｓ７は、図２に示すように、保持部６４ｂの端面を第１コア部６４ａの端面よりも突出させることにより形成される。なお、流路空間ＦＣは、図２、３Ａ、及び３Ｂに示す成形品ＭＰのうちランナー部ＲＰを形成する空間として、ランナー部分ＲＳを有しており、このランナー部分ＲＳは、ゲート部分ＧＳを介して型空間ＣＶに連通している。このゲート部分ＧＳの空間により、成形品ＭＰにおいてレンズ１０とランナー部ＲＰとをつなぐゲート部ＧＰが形成される。
【００３５】
図３Ａ及び３Ｂ等に示す成形品ＭＰのうち、本体であるレンズ１０は、樹脂製であり、上述のように、光学的機能を有する光学機能部１１と、光学機能部１１の外縁から半径方向外側に設けられた略環状のフランジ部１２とを備える。レンズ１０は、第１光学面ＯＳ１側の突起が大きな肉厚型の光ピックアップ用の対物レンズである。具体的には、レンズ１０は、例えば波長４０５ｎｍで開口数（ＮＡ）０．８５のＢＤ（ブルーレイディスク）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。ここで、レンズ１０の光学的な仕様については、ＮＡ０．８５に限らず、例えばＮＡ０．７５以上の様々な光ピックアップ用の対物レンズの規格に対応するものとすることができる。また、レンズ１０は、レンズ１０の軸上レンズ厚をｄ（ｍｍ）とし、５００ｎｍ以下の波長の光束におけるレンズ１０の焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、０．８≦ｄ／ｆ≦２．０である。
【００３６】
光学機能部１１において、一方の第１光学面ＯＳ１は、レーザ光源側に配置されるものであり、光情報記録媒体である光ディスク側に配置される他方の第２光学面ＯＳ２よりも大きく突出し曲率が大きくなっている。さらに、第１光学面ＯＳ１の曲率が極めて大きいため、レンズ１０は、中心部で肉厚が極めて大きく、偏肉比ｐ（最厚部の厚み÷最薄部の厚み）が高くなっている。なお、第１光学面ＯＳ１には、回折構造である微細構造又は微細形状ＦＳが設けられている。この微細形状ＦＳ等は、同心の輪帯状に形成されている。一方、第２光学面ＯＳ２は、回折構造等を有しない鏡面となっている。
【００３７】
フランジ部１２は、第１光学面ＯＳ１側にレンズ光軸ＯＡに垂直な方向に延びる第１フランジ面１２ａと、第２光学面ＯＳ２側にレンズ光軸ＯＡに垂直な方向に延びる第２フランジ面１２ｂ、第３フランジ面１２ｃとを有する。第３フランジ面１２ｃは、アライメント用の端面としての鏡面となっている。レンズ１０の成形時には、フランジ部１２の外周側面ＳＳの一部にゲート部ＧＰが形成されるが、成形金型４０から取り出した後の仕上げ処理によって除去される。
【００３８】
以下、レンズ１０及び型空間ＣＶの寸法について説明する。なお、図２、図３Ａ、及び３Ｂに示すように、型空間ＣＶの寸法は、レンズ１０の各要素に対応したものであり、レンズ１０の寸法と略同様である。すなわち、樹脂の成形収縮率をαとすると、型空間ＣＶの寸法の（１−α）倍がレンズ１０の寸法となる。よって、以下ではレンズ１０の寸法について説明する。
【００３９】
図３Ａ及び３Ｂに示すように、レンズ１０の寸法は、レンズ１０のレンズ光軸ＯＡに垂直な方向のレンズ外径をＤとし、フランジ部１２のレンズ光軸ＯＡに平行な方向のフランジ厚さをＴとし、ゲート部ＧＰのレンズ光軸ＯＡに平行な方向のゲート厚さをＨとし、ゲート部ＧＰのレンズ光軸ＯＡに垂直な方向のゲート長さをＬとし、ゲート部ＧＰのレンズ光軸ＯＡに垂直な方向のゲート幅をＷとしたときに、以下の条件式（１）〜（３）を満たす。
０．０５Ｄ≦Ｗ≦０．４Ｄ （１）
０．５Ｔ≦Ｈ≦Ｔ （２）
０．１（ｍｍ）≦Ｌ≦２．０（ｍｍ） （３）
【００４０】
上記条件式（１）〜（３）を満たすようなレンズ１０は、後述する樹脂注入工程（ステップＳ１４）において樹脂注入時に溶融樹脂が確実に充填されるとともに適切なゲートシール時間を設けることができ、かつ突き出し工程（ステップＳ１７）と成形品取り出し工程（ステップＳ１８）とにおいてゲート部ＧＰが変形しにくく、ゲート部ＧＰの変形が光学機能部１１に及びにくくなるため、ゲート部ＧＰの変形を確実に防ぐことができる。なお、上記条件式（１）〜（３）を満たす範囲であれば、ゲート部ＧＰの形状については、特に制限はなく、例えば直方体とすることができる。
【００４１】
また、レンズ１０のレンズ光軸ＯＡに平行な方向のフランジ厚さをＴとし、フランジ部１２のうち固定側の第１金型４１によって形成される部分厚さをｔ１としたきに、以下の条件式（４）
０≦ｔ１＜０．５Ｔ （４）
を満たす。なお、より好ましくは、以下の条件式（４ａ）
０≦ｔ１＜０．２Ｔ （４ａ）
を満たすものとする。なお、フランジ部１２のうち可動側の第２金型４２によって形成される部分厚さをｔ２としたときに、上記条件式（４）に対応するように、部分厚さｔ２は、０．５Ｔ≦ｔ２≦Ｔの範囲となっている。
【００４２】
本実施形態では、図２に示すように、第１金型４１と第２金型４２の当接面であるパーティング面ＰＳ１，ＰＳ２は、フランジ部１２のレンズ光軸ＯＡに平行な方向のフランジ厚さＴの中心よりも、レンズ光軸ＯＡに平行な方向において第１金型４１側に位置している。これにより、第１金型４１の第１転写面Ｓ１とパーティング面ＰＳ１との距離が近くなっており、第１転写面Ｓ１からエアやガスが抜けやすくなる。
【００４３】
上記条件式（４）を満たすことにより、型開き工程において、レンズ１０を可動側の第２金型４２側に確実に残すことができる。
【００４４】
また、レンズ１０のフランジ部１２のうち、第１フランジ面１２ａ側の外径をｄ１とし、第２フランジ面１２ｂ側の外径をｄ２としたときに、以下の条件式（５）
ｄ１＜ｄ２ （５）
を満たす。なお、より好ましくは、以下の条件式（５ａ）
ｄ１＜ｄ２−０．０１０（ｍｍ） （５ａ）
を満たすものとする。
【００４５】
上記条件式（５）を満たすことにより、第２金型４２単体のみで、レンズ１０のレンズ外径Ｄに対応する第４転写面Ｓ４を形成することができるため、レンズ１０のレンズ外径Ｄを高精度に維持することができる。一方、ｄ１＝ｄ２の場合、例えば第１金型４１側と第２金型４２側と間に芯ずれ（レンズ光軸ＯＡと軸ＡＸとのずれ）が起きた時にレンズ１０のレンズ外径Ｄがｄ３となり（図４参照）、結果的に所期のレンズ外径Ｄ（＝ｄ２）よりも大きくｄ３＞ｄ２となってしまう。よって、芯ずれ量によってレンズ外径Ｄが変化してしまい、レンズ外径Ｄを高精度に作るために、第２金型４２の第２フランジ面１２ｂに対応する第４転写面Ｓ４の外径（ｄ２に相当）を精度良く作っても無意味になってしまう。また、ｄ１＞ｄ２であると、第１金型４１の第３転写面Ｓ３の外径（ｄ１に相当）を精度良く作っても、ｄ１に関して、第１金型４１側はフランジ部１２の厚さが第２金型４２側に比べて小さくなるため、レンズ１０をホルダ等に取り付ける際にレンズ１０がガタついてしまい精度良い位置決めができなくなってしまう。
【００４６】
図１に戻って、固定側の第１金型４１は、図２に示す型空間ＣＶを第１金型４１から形成する中心部としての第１コア部６４ａと、第１コア部６４ａの周囲に設けられる周辺部としての保持部６４ｂと、第１コア部６４ａや保持部６４ｂを背後から支持する受板６４ｃとを備える。ここで、第１コア部６４ａは、保持部６４ｂに形成された貫通孔６４ｇ中に組み込まれて不図示のボルトで固定されている。なお、保持部６４ｂの端面６４ｅには、図２に示す成形品ＭＰのランナー部分ＲＳ等となるべき凹部が形成されている。
【００４７】
可動側の第２金型４２は、図２に示す型空間ＣＶを第２金型４２から形成する中心部としての第２コア部７４ａと、第２コア部７４ａの周囲に設けられる周辺部としての保持部７４ｂと、第２コア部７４ａや保持部７４ｂを背後から支持する受板７４ｃと、成形品ＭＰのランナー部ＲＰ等を突き出して離型するための突出部材７４ｐと、第２コア部７４ａ及び突出部材７４ｐを背後から押す可動ロッド７５，７６と、可動ロッド７５，７６を軸ＡＸ方向に進退移動させる進退機構部７８とを備える。
【００４８】
第２コア部７４ａは、保持部７４ｂに形成された貫通孔７４ｇ中に軸ＡＸ方向に沿って進退移動可能に組み込まれている。突出部材７４ｐも、保持部７４ｂに形成された貫通孔７４ｈ中に軸ＡＸ方向に沿って進退移動可能に組み込まれている。ここで、第２コア部７４ａは、バネ７４ｓによって一定以上の力で後方に付勢されている。つまり、第２コア部７４ａは、前進する可動ロッド７５に駆動されて第１金型４１側に前進し、可動ロッド７５の後退に伴って伸張するバネ７４ｓに従って自動的に後退して元の位置に復帰する。また、突出部材７４ｐは、可動ロッド７６に駆動されて第１金型４１側に前進し、型閉じの際に後述する第１金型４１側の保持部６４ｂによる外力や、樹脂流入時の樹脂圧力により後退して元の位置に復帰する。また、第２コア部７４ａと同様に、突出部材７４ｐにもバネを用いることで自動的に後退して元の位置に復帰するようにしてもよい。なお、保持部７４ｂの端面７４ｅには、図２に示す成形品ＭＰのランナー部分ＲＳ等となるべき凹部が形成されている。
【００４９】
なお、曲率の比較的大きい第１光学面ＯＳ１を固定側の金型で成形する場合、第１及び第２金型４１，４２の型開きの際に軸ずれによる光学面の変形が生じやすくなる可能性があるが、例えば実開平７−９９４５号公報に開示されるように型板にテーパピンやテーパブロックを使用することで解決可能である。
【００５０】
図５は、図１に示す成形金型４０を用いた光学素子の製造方法を概念的に説明するフローチャートである。
【００５１】
まず、開閉駆動装置７９を動作させ、第２金型４２を第１金型４１に向けて相対的に前進させることで型閉じを開始させる（ステップＳ１１）。なお、両金型４１，４２の表面は、成形に適する温度まで加熱されている。
【００５２】
開閉駆動装置７９の閉動作を継続することにより、第１金型４１と第２金型４２とが接触する型当たり位置まで移動して型閉じが完了し、開閉駆動装置７９の閉動作をさら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行われる（ステップＳ１２）。
【００５３】
次に、不図示の真空装置を動作させて、型締めされた第１金型４１と第２金型４２との間の型空間ＣＶ内を真空引きする（ステップＳ１３）。これにより、型空間ＣＶは適度に減圧された状態となり、比較的曲率の大きい第１転写面Ｓ１にも溶融樹脂が確実に充填される。
【００５４】
次に、不図示の射出装置を動作させて、型空間ＣＶ中に、必要な圧力で溶融樹脂を注入する射出を行わせる（ステップＳ１４）。そして、射出装置は、型空間ＣＶ中の樹脂圧を保つ。
【００５５】
溶融樹脂を型空間ＣＶに導入した後、型空間ＣＶ中の溶融樹脂が放熱によって徐々に冷却されるので、かかる冷却にともなって溶融樹脂が固化し成形が完了するのを待つ（ステップＳ１５）。
【００５６】
次に、開閉駆動装置７９を動作させて、第２金型４２を相対的に後退させる型開きが行われる（ステップＳ１６）。第２金型４２の後退に伴って第１金型４１と第２金型４２とが離間する。この結果、図６Ａに示すように、成形品ＭＰすなわちレンズ１０は、第２金型４２側に残る。つまり、レンズ１０は、可動側の第２金型４２に埋め込むように保持された状態で第１金型４１から離型される。
【００５７】
次に、進退機構部７８を動作させて、可動ロッド７５，７６により、第２金型４２に残った成形品ＭＰを第１金型４１側に突き出す（ステップＳ１７）。これにより、図６Ｂに示すように、成形品ＭＰの離型が行われる。この際、レンズ１０は保持部７４ｂから完全に押し出された状態となっている。
【００５８】
この状態で、不図示の取出装置を動作させて、成形品ＭＰを第２金型４２から離間させるとともに外部に搬出する（ステップＳ１８）。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１０を除いた部分を把持する。この際、レンズ１０の第２光学面ＯＳ２の曲率が小さく面深さが比較的浅いため、第２コア部７４ａの第２転写面Ｓ２への第２光学面ＯＳ２の張り付き力は比較的小さい。よって成形品ＭＰを第２コア部７４ａから外しやすいので、レンズ１０外周の一部に偏った力が加えられることを防止できる。
【００５９】
以上説明した本実施形態の光学素子の製造方法によれば、型開き工程（ステップＳ１６）において第１金型４１に対して第２金型４２を離すように移動させる際に、比較的浅い第２光学面ＯＳ２を成形する第２金型４２にレンズ１０を残しており、第２金型４２の第２コア部７４ａによる型開き後の突き出し工程（ステップＳ１７）と取出装置による成形品取り出し工程（ステップＳ１８）とにおいて、レンズ１０に設けられたゲート部ＧＰが変形することを防ぐことができる。これは、曲率が比較的小さい第２光学面ＯＳ２を成形する第２転写面Ｓ２が第１光学面ＯＳ１を成形する第１転写面Ｓ１よりも浅くなり、第２コア部７４ａの第２転写面Ｓ２への第２光学面ＯＳ２の張り付き力が比較的小さくなって成形品ＭＰを第２コア部７４ａから外しやすくなるからである。また、第１光学面ＯＳ１を成形する第１金型４１を型開き時にレンズ１０が残らない金型とするために、第１金型４１によって形成されるフランジ部１２の部分厚さｔ１を第１金型４１にレンズ１０を残す場合に比較して小さくすることになる。そのため、第１転写面Ｓ１とパーティング面ＰＳ１との距離が比較的近くなり、第１転写面Ｓ１からエアやガスが抜けやすくなる。以上により、レンズ１０の外観不良を低減し、高精度なレンズ１０を製造することができる。これは、特に、例えばＢＤ用光ピックアップ装置用の対物レンズのような偏肉比ｐ（最厚部の厚み÷最薄部の厚み）が比較的高いレンズにおいて有効である。
また、曲率が比較的小さい第２光学面ＯＳ２を成形する第２転写面Ｓ２が第１光学面ＯＳ１を成形する第１転写面Ｓ１よりも浅いため、第２コア部７４ａの第２転写面Ｓ２への第２光学面ＯＳ２の張り付き力が比較的小さくなってレンズ１０を第２コア部７４ａから外しやすくなるが、その一方、第２光学面ＯＳ２よりも曲率の大きい第１光学面ＯＳ１を第１金型４１で成形するため、型開きの際にレンズ１０が第１金型４１側に張り付いて残りやすくなってしまうことが考えられる。それに対し、第２金型４２側に設ける流路空間ＦＣの体積を増やすことでレンズ１０が第２金型４２側に残りやすくすることができる。しかしその場合、流路空間ＦＣで成形されるランナー部ＲＰの第２金型４２側への張り付きが強まってしまうが、第２金型４２にランナー部ＲＰを第１金型４１側へ突き出す突出部材７４ｐを設けているので、ランナー部ＲＰをスムーズに離型することを可能としている。
さらに、ゲート部ＧＰの変形によりレンズ１０が傾いて離型され、離型の際にレンズ１０の第１光学面ＯＳ１が金型に接触し、レンズ１０の第１光学面ＯＳ１に三日月状の傷が付いてしまうのを防ぐことが可能となる。さらに、レンズ１０を突き出す第２コア部７４ａとランナー部ＲＰを突き出す突出部材７４ｐとで突き出すタイミングの違いにより、突き出し時にゲート部ＧＰに曲がりが生じたとしても、レンズ１０を第２コア部７４ａから外しやすくなっているため、後の取出しの際に、ゲート部ＧＰのさらなる曲がりを防止することができる。
さらに、コア突き出しとすることにより、ピン突き出しに比べて突き出すための部品点数を少なくすることが可能となる。そのため、レンズ１０を突き出す第２コア部７４ａとランナー部ＲＰを突き出す突出部材７４ｐとで突き出すタイミングをより合わせやすくでき、突き出しの際のゲート部ＧＰの曲がりを低減することができる。その結果、ＢＤ用のピックアップレンズのような高い成形精度が必要となるレンズ１０に対しても所望の収差を得ることが可能となる。
【００６０】
また、レンズ１０をコア突き出しによって離型するため、レンズ１０の取付基準面上にピン突き出し時のバリが生じることを防ぐことができる。これにより、レンズ１０を精度良く光ピックアップ装置等に取り付けることができる。さらに、レンズ１０をコア突き出しによって離型するため、光学面の外周（例えば、フランジ部１２）において、端面部分の面積を十分に確保することができる。これにより、端面において光が十分な強さで確実に反射されるものとなり、効率良くスキュー調整することができる。
【００６１】
なお、第１実施形態において、図７に示すように、フランジ部１２の第１フランジ面１２ａに段差構造ｂ１を設けてもよい。段差構造ｂ１は、レンズ１０の中心側の段差がレンズ１０の外側の段差よりもレーザ光源側に向かって高くなっている。第１金型４１の第１コア部６４ａの外側には、段差構造ｂ１を形成するための段差状の凸転写面Ｓ２１が設けられている。
【００６２】
レンズ１０が段差構造ｂ１を有することにより、第１フランジ面１２ａ側に第１コア部６４ａと保持部６４ｂとの境界によるバリが生じても、レンズ１０をレンズホルダ等に取り付ける際に、バリをホルダ等と段差構造ｂ１との間に形成される空間に収めることができる。これにより、レンズ１０をホルダ等に精度良く取り付けることができる。
【００６３】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る光学素子の製造方法について説明する。なお、第２実施形態に係る光学素子の製造方法は、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に示すように、レンズ１０は、フランジ部１２の第２フランジ面１２ｂ側に段差構造ｂ２を有する。段差構造ｂ２は、レンズ１０の外側の段差がレンズ１０の中心側の段差よりも情報記録媒体側に向かって高くなっている。第２金型４２の保持部７４ｂの内側には、段差構造ｂ２を形成するための段差状の凸転写面Ｓ２２が設けられている。
【００６５】
レンズ１０が段差構造ｂ２を有することにより、第２フランジ面１２ｂ側に第２コア部７４ａと保持部７４ｂとの境界によるバリが生じても、バリを段差構造ｂ２で形成される空間に収めることができる。これにより、成形時にバリの長さがばらつくことにより情報記録媒体とレンズ１０との間の距離（ＷＤ：ワーキングディスタンス）が変化することを防止することができる。
【００６６】
なお、第２実施形態において、図９に示すように、フランジ部１２の第１フランジ面１２ａに第１実施形態で説明した段差構造ｂ１を設けてもよい。
【００６７】
また、第２実施形態において、図１０に示す段差構造ｂ３のように、段差構造ｂ３のレンズ１０の中心側の段差がレンズ１０の外側の段差よりも情報記録媒体側に向かって高くなっていてもよい。この場合、第２金型４２の第２コア部７４ａの外側に段差構造ｂ３を形成するための段差状の凸転写面Ｓ２３が設けられている。第２コア部７４ａの凸転写面Ｓ２３は、保持部７４ｂの第４転写面Ｓ４よりもパーティング面ＰＳ２から深くなっている。なお、図１０において、フランジ部１２の第１フランジ面１２ａに段差構造ｂ１を設けない構造としてもよい。
【００６８】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る光学素子の製造方法について説明する。なお、第３実施形態に係る光学素子の製造方法は、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１１に示すように、レンズ１０は、光学機能部１１とフランジ部１２との間に凹部ｍ１を有する。つまり、レーザ光源側の光学機能部１１とフランジ部１２との境界が環状に窪んだ形状となっている。第１金型４１の第１コア部６４ａの第１転写面Ｓ１と第３転写面Ｓ３との境界には、凹部ｍ１を形成するための環状の凸部を構成する面として凸転写面Ｓ２４が設けられている。凸転写面Ｓ２４は、第３転写面Ｓ３よりもパーティング面ＰＳ１から浅くなっている。
【００７０】
凹部ｍ１を形成する凸転写面Ｓ２４を設けることにより、フランジ部１２を形成するフランジ空間ＣＶ２を広くすることができ、溶融樹脂の流動性を向上させることができる。
【００７１】
なお、第３実施形態において、フランジ部１２の第１フランジ面１２ａに、第１及び第２実施形態で説明した段差構造ｂ１を設けてもよい。
【００７２】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態に係る光学素子の製造方法について説明する。なお、第４実施形態に係る光学素子の製造方法は、第２及び第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２及び第３実施形態と同様であるものとする。
【００７３】
図１２に示すように、第１コア部６４ａの先端面は、主要な部分がレンズ１０の第１光学面ＯＳ１を形成するための第１転写面Ｓ１となっている。そのため、第１転写面Ｓ１を有する第１コア部６４ａの周りに第３転写面Ｓ３を有する保持部６４ｂが配置されることで、第１コア部６４ａの外縁部が、本体空間ＣＶ１とフランジ空間ＣＶ２との境界に食い込んだ状態となっている。
【００７４】
第１コア部６４ａの外縁部がレンズ１０の第１光学面ＯＳ１と第１フランジ面１２ａとの間に食い込みやすい構造となっているため、型空間ＣＶ内に充填された溶融樹脂が完全に固化すると、樹脂の収縮によりレンズ１０が第１金型４１から離型しにくくなり、外観不良の原因となる。そのため、第１金型４１を型開き時にレンズ１０が残らない固定金型とすることで、溶融樹脂が完全に固化する前にレンズ１０を良好な外観を保ちつつ確実に第１金型４１から離型することができる。
【００７５】
なお、第４実施形態において、第１実施形態のように、フランジ部１２の第２フランジ面１２ｂ側に段差構造ｂ２を設けない構造としてもよい。また、第４実施形態において、フランジ部１２の第１フランジ面１２ａに、第１及び第２実施形態で説明した段差構造ｂ１を設けてもよい。
【００７６】
また、図１３に示すように、フランジ部１２の第１フランジ面１２ａ側に段差構造ｂ４を有していてもよい。段差構造ｂ４は、レンズ１０の外側の段差がレンズ１０の中心側の段差よりもレーザ光源側に向かって高くなっている。第１金型４１の保持部６４ｂの内側には、段差構造ｂ４を形成するための段差状の凸転写面Ｓ２５が設けられている。これにより、第１フランジ面１２ａ側に第１コア部６４ａと保持部６４ｂとの境界によるバリが生じてもレンズ１０をレンズホルダ等に取り付ける際に、バリをホルダ等と段差構造ｂ４との間に形成される空間に収めることができる。これにより、レンズ１０をホルダ等に精度良く取り付けることができる。
【００７７】
〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態に係る光学素子の製造方法について説明する。なお、第５実施形態に係る光学素子の製造方法は、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。
【００７８】
図１４に示すように、第１金型４１は、第１コア部６４ａと保持部６４ｂとに分割されていない構造となっている。つまり、第１金型４１は、第１実施形態で説明した第１コア部６４ａと保持部６４ｂとを一体化した金型部６４ｄを有しており、金型部６４ｄによってレンズ１０の第１光学面ＯＳ１と第１フランジ面１２ａ等を成形する。
【００７９】
なお、第５実施形態において、図１５に示すように、フランジ部１２の第１フランジ面１２ａ側の外縁、すなわち凹部ｕ１の側面にテーパＴＰが設けられていることがより好ましい。第１金型４１には、金型部６４ｄの第３転写面Ｓ３の外側にテーパＴＰを形成するための傾斜転写面Ｓ２６が設けられている。
【００８０】
第１金型４１にテーパＴＰを設けることにより、レンズ１０が第１金型４１から抜けやすくなり、型開き時にレンズ１０を可動側の第２金型４２に残しやすくすることができる。
【００８１】
〔第６実施形態〕
以下、第６実施形態に係る光学素子の製造方法について説明する。なお、第６実施形態に係る光学素子の製造方法は、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。
【００８２】
図１６に示すように、レンズ１０のフランジ部１２のうち第１金型４１によって形成される部分厚さｔ１がｔ１＝０となっている。すなわち、レンズ１０のフランジ厚さＴが、フランジ部１２のうち第２金型４２によって形成される部分厚さｔ２と等しくなっている。これにより、第１転写面Ｓ１からエアがより抜けやすくなる。また、レンズ１０が第１金型４１から抜けやすくなるため、型開き時にレンズ１０を可動側の第２金型４２に残しやすくすることができる。
【００８３】
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い。例えば第２金型４２を固定し、第１金型４１を可動とすることで型閉じ工程を行うことができる。この場合、レンズ１０が残った第２金型４２側にレンズ１０の突き出し機構等を設ける。
【００８４】
また、第１金型４１と第２金型４２とを水平に配置する必要はなく、第１金型４１と第２金型４２とを上下に配置する竪型の成形金型とすることもできる。
【００８５】
上記実施形態では、レンズ１０が光ピックアップ用の対物レンズとしたが、同様の形状を有し中心肉厚が大きな小型のレンズについても、本実施形態と同様の手法で製造することにより、光学面の変形や傷を低減してすることができ、要求精度が高い場合に対応することができる。
【００８６】
上記実施形態では、コア部６４ａの戻し力をバネによって与えているが、バネ以外の手段でコア部６４ａを戻すこともできる。
【００８７】
上記実施形態において、レンズ１０の外周側面ＳＳが円筒面であるとしたが、外周側面ＳＳはレンズ光軸ＯＡに対称な形状で無くてもよい。すなわち、外周側面ＳＳは略角柱面であってもよいし、円筒面と角柱面を組み合せた面で有ってもよい。また、外周側面ＳＳに僅かなテーパを形成することができ、保持部７４ｂの第５転写面Ｓ５にも僅かなテーパを形成することができる。
【００８８】
上記実施形態において、レンズ１０の光学面は、光学面に微細形状ＦＳ等を設けずに、平滑なものであってもよい。
【００８９】
上記実施形態において、第１及び第２金型４１，４２の型締め後、真空引きを行ったが（ステップＳ１３）、型空間ＣＶ内に溶融樹脂が確実に充填され、転写精度が維持されれば、真空引きを行わなくてもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報記録媒体への情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に組み込まれ、開口数が０．７５以上の光学素子のうち第１光学面を成形するための第１の金型と、前記光学素子のうち第２光学面を成形するための第２の金型とを有する射出成型装置を用いた光学素子の製造方法であって、
前記第２光学面は、前記第１光学面よりも曲率が小さく、
前記第１の金型と前記第２の金型とで形成する型空間及び流路空間に溶融樹脂を射出して前記光学素子及びランナー部を成形する成形工程と、
前記第２の金型に前記光学素子を残すように、前記第１の金型と前記第２の金型とを相対的に移動させて型開きする型開き工程と、
前記第２の金型に設けたコア部を、前記コア部を周囲から保持する保持部に対して前記第１の金型側に相対的に移動させて、前記光学素子を前記第１の金型側へ突き出し、前記第２の金型に設けた突出部材を前記第１の金型側に移動させて、前記ランナー部を前記第１の金型側へ突き出す突き出し工程と、
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】
前記突き出し工程において、前記コア部で前記光学素子を前記第１の金型側へ突き出すタイミングと、前記突出部材で前記ランナー部を前記第１の金型側へ突き出すタイミングが異なることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記成形工程は、複数の前記光学素子及び複数の前記ランナー部を成形することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記成形工程前に、前記型空間内を真空引きすることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記光学素子は、前記第１光学面と前記第２光学面とを有する光学機能部と、前記光学機能部の周囲に配置されるフランジ部とを有するレンズであり、
前記光学素子は、前記フランジ部の外周縁に前記成形工程において形成されるゲート部を有し、
前記レンズのレンズ光軸に垂直な方向のレンズ外径をＤとし、前記フランジ部の前記レンズ光軸に平行な方向のフランジ厚さをＴとし、前記ゲート部の前記レンズ光軸に平行な方向のゲート厚さをＨとし、前記ゲート部の前記レンズ光軸に垂直な方向のゲート長さをＬとし、前記ゲート部の前記レンズ光軸に垂直な方向のゲート幅をＷとしたときに、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
０．０５Ｄ≦Ｗ≦０．４Ｄ
０．５Ｔ≦Ｈ≦Ｔ
０．１（ｍｍ）≦Ｌ≦２．０（ｍｍ）
【請求項６】
前記フランジ部のうち第１の金型によって形成される部分厚さをｔ１としたきに、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項５に記載の光学素子の製造方法。
０≦ｔ１＜０．５Ｔ
【請求項７】
前記レンズの前記フランジ部のうち、前記第１の金型側の第１フランジ外径をｄ１とし、前記第２の金型側の第２フランジ外径をｄ２としたときに、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項５に記載の光学素子の製造方法。
ｄ１＜ｄ２
【請求項８】
前記第１の金型と前記第２の金型の当接面であるパーティング面は、前記フランジ部の前記レンズ光軸に平行な方向のフランジ厚さの中心よりも、前記レンズ光軸に平行な方向において第１の金型側に位置していることを特徴とする請求項５に記載の光学素子の製造方法。
【請求項９】
前記第１の金型は、コア部と、前記コア部を保持する保持部とを有し、
前記第１の金型の前記コア部によって、前記光学機能部の前記第１光学面と、前記フランジ部のうち前記第１光学面側に設けられる第１フランジ面の少なくとも一部を形成し、
前記第１の金型の前記コア部の前記第２の金型に対向する先端部の外周部分は、前記第１光学面と前記第１フランジ面との間に環状の凹部を形成するための環状の凸部を有することを特徴とする請求項５に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記光学素子は、前記第１光学面に微細形状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製造方法。
【請求項１１】
前記光学素子は、前記光学素子の軸上レンズ厚をｄ（ｍｍ）とし、５００ｎｍ以下の波長の光束における前記光学素子の焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、０．８≦ｄ／ｆ≦２．０であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１２】
前記光学素子は、光ピックアップ装置用の対物レンズであることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１３】
前記光学素子は、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤの３種類の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１４】
前記突き出し工程後に、前記成形工程によって成形された成形品のうち前記光学素子を除いた部分を把持し、前記光学素子を前記第２の金型から離間させることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の光学素子の製造方法で製造したことを特徴とする光学素子。
【請求項１】
光情報記録媒体への情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に組み込まれ、開口数が０．７５以上の光学素子のうち第１光学面を成形するための第１の金型と、前記光学素子のうち第２光学面を成形するための第２の金型とを有する射出成型装置を用いた光学素子の製造方法であって、
前記第２光学面は、前記第１光学面よりも曲率が小さく、
前記第１の金型と前記第２の金型とで形成する型空間及び流路空間に溶融樹脂を射出して前記光学素子及びランナー部を成形する成形工程と、
前記第２の金型に前記光学素子を残すように、前記第１の金型と前記第２の金型とを相対的に移動させて型開きする型開き工程と、
前記第２の金型に設けたコア部を、前記コア部を周囲から保持する保持部に対して前記第１の金型側に相対的に移動させて、前記光学素子を前記第１の金型側へ突き出し、前記第２の金型に設けた突出部材を前記第１の金型側に移動させて、前記ランナー部を前記第１の金型側へ突き出す突き出し工程と、
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】
前記突き出し工程において、前記コア部で前記光学素子を前記第１の金型側へ突き出すタイミングと、前記突出部材で前記ランナー部を前記第１の金型側へ突き出すタイミングが異なることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記成形工程は、複数の前記光学素子及び複数の前記ランナー部を成形することを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記成形工程前に、前記型空間内を真空引きすることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記光学素子は、前記第１光学面と前記第２光学面とを有する光学機能部と、前記光学機能部の周囲に配置されるフランジ部とを有するレンズであり、
前記光学素子は、前記フランジ部の外周縁に前記成形工程において形成されるゲート部を有し、
前記レンズのレンズ光軸に垂直な方向のレンズ外径をＤとし、前記フランジ部の前記レンズ光軸に平行な方向のフランジ厚さをＴとし、前記ゲート部の前記レンズ光軸に平行な方向のゲート厚さをＨとし、前記ゲート部の前記レンズ光軸に垂直な方向のゲート長さをＬとし、前記ゲート部の前記レンズ光軸に垂直な方向のゲート幅をＷとしたときに、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
０．０５Ｄ≦Ｗ≦０．４Ｄ
０．５Ｔ≦Ｈ≦Ｔ
０．１（ｍｍ）≦Ｌ≦２．０（ｍｍ）
【請求項６】
前記フランジ部のうち第１の金型によって形成される部分厚さをｔ１としたきに、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項５に記載の光学素子の製造方法。
０≦ｔ１＜０．５Ｔ
【請求項７】
前記レンズの前記フランジ部のうち、前記第１の金型側の第１フランジ外径をｄ１とし、前記第２の金型側の第２フランジ外径をｄ２としたときに、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項５に記載の光学素子の製造方法。
ｄ１＜ｄ２
【請求項８】
前記第１の金型と前記第２の金型の当接面であるパーティング面は、前記フランジ部の前記レンズ光軸に平行な方向のフランジ厚さの中心よりも、前記レンズ光軸に平行な方向において第１の金型側に位置していることを特徴とする請求項５に記載の光学素子の製造方法。
【請求項９】
前記第１の金型は、コア部と、前記コア部を保持する保持部とを有し、
前記第１の金型の前記コア部によって、前記光学機能部の前記第１光学面と、前記フランジ部のうち前記第１光学面側に設けられる第１フランジ面の少なくとも一部を形成し、
前記第１の金型の前記コア部の前記第２の金型に対向する先端部の外周部分は、前記第１光学面と前記第１フランジ面との間に環状の凹部を形成するための環状の凸部を有することを特徴とする請求項５に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記光学素子は、前記第１光学面に微細形状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製造方法。
【請求項１１】
前記光学素子は、前記光学素子の軸上レンズ厚をｄ（ｍｍ）とし、５００ｎｍ以下の波長の光束における前記光学素子の焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、０．８≦ｄ／ｆ≦２．０であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１２】
前記光学素子は、光ピックアップ装置用の対物レンズであることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１３】
前記光学素子は、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤの３種類の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置用の対物レンズであることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１４】
前記突き出し工程後に、前記成形工程によって成形された成形品のうち前記光学素子を除いた部分を把持し、前記光学素子を前記第２の金型から離間させることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の光学素子の製造方法で製造したことを特徴とする光学素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
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【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−３７７５８（Ｐ２０１３−３７７５８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２０４１６０（Ｐ２０１２−２０４１６０）
【出願日】平成２４年９月１８日（２０１２．９．１８）
【分割の表示】特願２０１２−５３７０４０（Ｐ２０１２−５３７０４０）の分割
【原出願日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月１８日（２０１２．９．１８）
【分割の表示】特願２０１２−５３７０４０（Ｐ２０１２−５３７０４０）の分割
【原出願日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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