成形金型、製造方法、及びスペーサ
【課題】入れ子のシフト偏芯及びチルト偏芯を調整することができ、簡易に正確な位置決めを行うことができる成形金型を提供すること。
【解決手段】スペーサ８１，８２の型板６１に当接される表面Ｓ３１，Ｓ３２に設けられた第１支持領域ＡＲ１での肉厚Ａと第２支持領域での肉厚Ｂとが異なることにより、第１支持領域ＡＲ１と第２支持領域ＡＲ２との高低差を利用した角度αの角度傾斜又はくさび角を形成することができる。そのため、当該スペーサ８１，８２を型本体６３と型板６１との間に挟むことにより、型本体６３のシフトの調整をしつつ、チルトの調整もすることができる。このようにシフト及びチルトの偏芯調整が可能となるため、例えば光学素子等の高精度な成形品、具体的には、偏芯誤差感度がＤＶＤの約５倍にもなるＢＤ用ピックアップレンズを安定して成形することができる。
【解決手段】スペーサ８１，８２の型板６１に当接される表面Ｓ３１，Ｓ３２に設けられた第１支持領域ＡＲ１での肉厚Ａと第２支持領域での肉厚Ｂとが異なることにより、第１支持領域ＡＲ１と第２支持領域ＡＲ２との高低差を利用した角度αの角度傾斜又はくさび角を形成することができる。そのため、当該スペーサ８１，８２を型本体６３と型板６１との間に挟むことにより、型本体６３のシフトの調整をしつつ、チルトの調整もすることができる。このようにシフト及びチルトの偏芯調整が可能となるため、例えば光学素子等の高精度な成形品、具体的には、偏芯誤差感度がＤＶＤの約５倍にもなるＢＤ用ピックアップレンズを安定して成形することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形に用いられる成形金型等に関し、特に、型板に複数の入れ子状の型本体を配置し、各型本体を型板に対してそれぞれ位置調整できるようにする際に好適な成形金型、これを用いた光学素子の製造方法、並びに、これに組み込まれるスペーサに関する。
【背景技術】
【０００２】
成形金型として、入れ子を保持するとともに、入れ子を当接させる内壁面を移動させることにより、入れ子の位置を調節するものがある（特許文献１参照）。この金型では、直角に延びる壁面の内側に直交する２つの内壁面を設けている。各内壁面は、壁面に螺合するネジ軸によって壁面からの距離を調節可能にして、型板に対する入れ子の偏芯を解消するようにしている。そして、調整後は入れ子押さえによって入れ子を両内壁面に押さえ付けることにより、入れ子を型板に対して固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−９６５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献のような成形金型では、入れ子の軸に垂直な方向に関するシフト偏芯の調整は可能であるが、チルト偏芯の調整が困難であるという問題がある。例えばＮＡの高いレンズにおいては、ＮＡの低いレンズに比べてチルトによる誤差感度が約２〜４倍にもなり、シフト偏芯の調整のみでは十分な精度のレンズを成形できない。また、上記のようなネジ軸によって入れ子を当接させる内壁面を移動させる調節方法では、入れ子の安定した正確な位置決めが困難であり、偏芯にばらつきが生じ得る。
【０００５】
そこで、本発明は、入れ子のシフト偏芯及びチルト偏芯を調整することができ、簡易に正確な位置決めを行うことができる成形金型及びかかる成形金型を用いた光学素子の製造方法、並びに、かかる成形金型に組み込まれるスペーサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る成形金型は、転写面を有する入れ子状の型本体と、型本体を収容する凹所を有する型板と、型本体及び型板のうち一方の部材に分離可能に固定されて、型本体と型板との間に挟まれるように配置されるスペーサと、を備え、スペーサの型本体及び型板に当接される少なくとも一方の面は、第１支持領域と第２支持領域とを有し、第１支持領域での肉厚と第２支持領域での肉厚とが異なる。
【０００７】
上記成形金型では、スペーサの型本体及び型板に当接される少なくとも一方の面に設けられた第１支持領域での肉厚と第２支持領域での肉厚とが異なることにより、第１支持領域と第２支持領域との高低差を利用した角度傾斜又はくさび角を形成することができる。そのため、当該スペーサを型本体と型板との間に挟むことにより、型本体のシフトの調整をしつつ、チルトの調整もすることができる。このようにシフト及びチルトの偏芯調整が可能となるため、例えば光学素子等の高精度な成形品、具体的には、偏芯誤差感度がＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の約５倍にもなるＢＤ（Blu-ray Disc）用ピックアップレンズを、安定して成形することができる。
【０００８】
本発明の具体的な態様又は観点では、上記成形金型において、スペーサは、型本体及び型板のうち一方の部材に固定される際に当該一方の部材に密着する裏面と、型本体を型板に組み付ける際に型本体及び型板のうち他方の部材に当接する表面とを有し、表面は、第１及び第２支持領域を有する。この場合、第１及び第２支持領域が設けられていない裏面を型板及び型本体のうち一方の部材に密着させることにより、スペーサを安定して固定することができる。また、第１及び第２支持領域が設けられている表面を型板及び型本体のうち他方の部材に当接させることにより、型本体を型板に対してわずかに傾斜させて固定することができる。
【０００９】
本発明の別の態様では、スペーサは、第１支持領域及び第２支持領域の少なくともいずれか一方に局所的に形成された支持層を有する。この場合、支持層の形成により第１支持領域での肉厚と第２支持領域での肉厚とを異なるものとし、両支持領域での肉厚の差すなわち高低差を比較的容易に調整することができる。
【００１０】
本発明のさらに別の態様では、第１支持領域及び第２支持領域の少なくともいずれか一方は、スペーサの周辺側に偏在する。この場合、第１支持領域及び第２支持領域の少なくともいずれか一方をスペーサの周辺側に偏在させることにより、第１支持領域及び第２支持領域に対向する型本体又は型板を安定して支持することができる。
【００１１】
本発明のさらに別の態様では、スペーサは、四角形の板状体である。この場合、スペーサが四角形の板状体であるため、均一な厚みにする加工がしやすく、より高精度なスペーサを得ることができる。
【００１２】
本発明に係る光学素子の製造方法は、上述の成形金型を用いて、射出成形を行う。
【００１３】
上記製造方法では、本発明の成形金型を用いて射出成形を行うため、上記した本発明の成形金型における型本体のシフト及びチルトの調整の結果として、可動金型と固定金型との間で高精度で安定した調芯が可能になる。これにより、例えば光学素子等の高精度の成形品を安定して得ることができる。
【００１４】
本発明に係るスペーサは、成形金型の型本体と型板との間に挿入可能な板状のスペーサであって、型本体及び型板に当接される少なくとも一方の面は、第１支持領域と第２支持領域とを有し、第１支持領域での肉厚と第２支持領域での肉厚とが異なる。なお、肉厚とは、上記一方の面に垂直な方向の厚みを意味する。
【００１５】
上記スペーサによれば、型本体及び型板に当接される少なくとも一方の面に設けられた第１支持領域での肉厚と第２支持領域での肉厚とが異なることにより、第１支持領域と第２支持領域との高低差を利用した角度傾斜又はくさび角を形成することができる。そのため、型本体のシフトの調整をしつつ、チルトの調整もすることができる。このようにシフト及びチルトの偏芯調整が可能となるため、例えば光学素子等の高精度な成形品を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の成形金型を組み込んだ成形装置を説明する正面図である。
【図２】（Ａ）は、図１に示す固定金型の一部の端面構造を説明する図であり、（Ｂ）は、固定金型の一部の側方断面の構造を説明する図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は、スペーサの平面図、ＧＧ矢視断面図、ＨＨ矢視断面図，及び側面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、各スペーサの作製工程を説明する図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、第２実施形態のスペーサの平面図、ＧＧ矢視断面図、ＨＨ矢視断面図、及び側面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、第３実施形態のスペーサの平面図、ＧＧ矢視断面図、ＨＨ矢視断面図、及び側面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、各スペーサの作製工程の変形例を説明する図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、各スペーサの作製工程の変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態である成形金型等について、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の成形金型を組み込んだ成形装置を説明する正面図である。図示の成形装置１００は、射出成形によって樹脂成形品を実際に作製する本体としての射出成形機１０と、射出成形機１０を構成する各部の動作を統括的に制御する制御装置３０とを備える。
【００１９】
射出成形機１０は、固定盤１１と、可動盤１２と、型締め盤１３と、開閉駆動装置１５と、射出装置１６とを備える。射出成形機１０は、固定盤１１と可動盤１２との間に固定金型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成形を可能にする。
【００２０】
固定盤１１は、支持フレーム１４の中央に固定されている。固定盤１１は、固定金型４１を着脱可能に支持している。なお、固定盤１１は、タイバーを介して型締め盤１３に固定されており、成形時の型締めの圧力に耐え得るようになっている。
【００２１】
可動盤１２は、リニアガイド１５ａによって固定盤１１に対して進退移動可能に支持されている。可動盤１２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、離型時に可動金型４２から分離すべき樹脂成形品を可動金型４２内から固定金型４１側に押し出すためのものである。
【００２２】
型締め盤１３は、支持フレーム１４の端部に固定されている。型締め盤１３は、型締めに際して、開閉駆動装置１５の動力伝達部１５ｄを介して可動盤１２をその背後から支持する。
【００２３】
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自在に進退移動し、結果的に、可動盤１２と固定盤１１とを互いに近接又は離間させることができ、固定金型４１と可動金型４２との型締め又は離間を行うことができる。
【００２４】
なお、制御装置３０は、金型４１，４２用の型温度制御部、開閉駆動装置１５用の開閉制御部、射出成形機１０用の射出制御部、エジェクタ４５用のエジェクタ制御部等を有している。
【００２５】
図２（Ａ）及び２（Ｂ）に示すように、固定金型４１は、固定盤１１（図１参照）に取り付けられた支持用の基板である型板６１と、この型板６１に収納されて支持される入れ子状の型本体６３とを備える。型板６１は、四角柱状の凹所である収納穴６１ａを有し、型本体６３を着脱可能に固定するための第１及び第２固定装置６４，６５を備えている。一方、型本体６３は、型板６１の収納穴６１ａに収納される四角柱状の部材であり、２つの隣接する側面Ｓ１１，Ｓ１２に板状の部材であるスペーサ８１，８２をそれぞれ分離可能に取り付けた構造を有する。
【００２６】
型板６１において、収納穴６１ａの隣接する２つの平坦な内面Ｐ２１，Ｐ２２は、型本体６３に設けた隣接する側面Ｓ１１，Ｓ１２をスペーサ８１，８２を介してそれぞれ支持する支持面となっている。ここで、詳しくは後述するが、スペーサ８１，８２の型本体６３側の表面Ｓ３１，Ｓ３２には、型本体６３を支持する第１支持領域ＡＲ１と第２支持領域ＡＲ２とが設けられている。第１及び第２支持領域ＡＲ１，ＡＲ２での肉厚は異なっており、その高低差を利用してスペーサ８１，８２には角度傾斜又はくさび角が形成されている。スペーサ８１，８２の第１支持領域ＡＲ１の当接部分Ｓ４１及び第２支持領域ＡＲ２の当接部分Ｓ４２と、収納穴６１ａの内面Ｐ２１，Ｐ２２とは、後述する締付力によって互いに密着している。
【００２７】
この収納穴６１ａにおいて、内面Ｐ２１に対向する内面Ｐ２３側に設けられた第１固定装置６４は、押さえ板６４ａと、ネジ部材６４ｂと、案内部材６４ｃとを備える。押さえ板６４ａは、型本体６３の側面Ｓ１３に当接してこの側面Ｓ１３を内面Ｐ２１側に付勢する。これにより、型本体６３の側面Ｓ１１と型板６１の内面Ｐ２１との間にスペーサ８１が挟まれて適当な締付力で押圧され型本体６３のＡＢ方向に関する位置決めと紙面に垂直な軸まわりのθ回転の調整とをしつつ固定が可能になる。なお、案内部材６４ｃは、押さえ板６４ａの滑らかな移動を案内するためのものである。
【００２８】
収納穴６１ａの内面Ｐ２４側に設けられた第２固定装置６５は、押さえ板６５ａと、ネジ部材６５ｂと、案内部材６５ｃとを備える。押さえ板６５ａは、型本体６３の側面Ｓ１４に当接してこの側面Ｓ１４を内面Ｐ２２側に付勢する。これにより、型本体６３の側面Ｓ１２と型板６１の内面Ｐ２２との間にスペーサ８２が挟まれて適当な締付力で押圧され型本体６３のＣＤ方向に関する位置決めと紙面に垂直な軸まわりのθ回転の調整とをしつつ固定が可能になる。なお、案内部材６５ｃは、押さえ板６５ａの滑らかな移動を案内するためのものである。
【００２９】
型本体６３は、上述の側面Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４の両端に一対の端面６３ａ，６３ｂを有する四角柱又は直方体である。前側の端面６３ａは、図１に示す可動金型４２に対する型合わせ面となっており、中央側に型空間を形成する転写面ＴＳを有する。この端面６３ａに対して、各側面Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４は垂直に延びている。一方、後側の端面６３ｂは、前側の端面６３ａに対して平行に配置されており、型板６１の収納穴６１ａの底面Ｐ５１に当接した状態で固定される。固定金型４１に対して可動金型４２を閉じ合わせる型締め時には、端面６３ａに大きな負荷が働かないようにしているが、端面６３ａに多少の負荷が作用しても、この底面Ｐ５１によって、型本体６３のＥＦ方向への移動が阻止される。
【００３０】
以下、スペーサ８１，８２について詳しく説明する。図３に示すように、各スペーサ８１，８２は、全体として所定の厚みを有する四角形の板状体の基材８１ａ，８２ａで形成されている。上述のように、各スペーサ８１，８２は、型本体６３側の一方の面である表面Ｓ３１，Ｓ３２に、型本体６３を支持する第１支持領域ＡＲ１と第２支持領域ＡＲ２とをそれぞれ有する。表面Ｓ３１，Ｓ３２のうち第１及び第２支持領域ＡＲ１，ＡＲ２以外の領域は、型本体６３を支持しない非支持領域ＡＲ３となっている。
【００３１】
図２及び図３に示すように、第１支持領域ＡＲ１は、スペーサ８１，８２の表面Ｓ３１，Ｓ３２の周辺のうち長手方向の一方の辺側に偏在しており、ＡＢ方向又はＣＤ方向に平行に延びている。第１支持領域ＡＲ１には、薄く一様な無機材料膜によって支持層ＳＬが局所的に形成されている。第１支持領域ＡＲ１の支持層ＳＬは、上述したように当接部分Ｓ４１によって図２に示す型板６１の内面Ｐ２１の上方寄りすなわち開口側に当接して型板６１を支持する。第２支持領域ＡＲ２は、スペーサ８１，８２の表面Ｓ３１，Ｓ３２の周辺のうち長手方向の他方の辺に偏在しており、ＡＢ方向又はＣＤ方向に平行に延びている。第２支持領域ＡＲ２は、第１支持領域ＡＲ１と異なり、支持層ＳＬが設けられていない。すなわち、第２支持領域ＡＲ２の当接部分Ｓ４２は、スペーサ８１，８２の基材８１ａ，８２ａ自体であり、当接部分Ｓ４２によって図２に示す型板６１の内面Ｐ２１の下方寄りすなわち底側に当接して型板６１を支持する。第１支持領域ＡＲ１が支持層ＳＬを有し、第２支持領域ＡＲ２が支持層ＳＬを有しないことから、図３（Ｃ）及び３（Ｄ）に示すように、第１支持領域ＡＲ１での肉厚Ａ（基材８１ａ，８２ａの厚みと支持層ＳＬの厚みとを加算したものであり、図面では支持層の厚みが誇張して表現されている）と第２支持領域ＡＲ２での肉厚Ｂ（基材８１ａ，８２ａの厚み）とは異なるものとなっている。これにより、第１及び第２支持領域ＡＲ１，ＡＲ２の高低差を利用した微小な角度傾斜又はくさび角（図面では角度αとして誇張して表現している）が形成される。その結果、スペーサ８１，８２を図２に示すように組み付けた状態において、スペーサ８１，８２の表面Ｓ３１，Ｓ３２の当接部分Ｓ４１，Ｓ４２が型板６１側に密着することで、型本体６３の側面Ｓ１１を型板６１の内面Ｐ２１から紙面に垂直な軸のまわりに角度αだけ傾けた状態で固定させることができる。具体的には、角度αの大きさは、例えば肉厚Ａと肉厚Ｂとの差が０．５μｍの場合に０．００２８６度、１０μｍの場合に０．０５７３度となる。なお、スペーサ８１，８２によって形成されている傾斜の角度αは、図３（Ｄ）に示すように、基材８１ａ，８２ａの幅Ｃと、第１支持領域ＡＲ１の肉厚Ａと第２支持領域ＡＲ２の肉厚Ｂとの差Ａ−Ｂとによって決まる。また、各スペーサ８１，８２によって形成される傾斜の角度αは個別に調整される。つまり、２方向から傾きを調整することができる。
【００３２】
図３に示すように、スペーサ８１，８２のうち表面Ｓ３１，Ｓ３２の反対側の面である裏面Ｓ３３，Ｓ３４は、表面Ｓ３１，Ｓ３２のように支持層ＳＬは設けられておらず、基材８１ａ，８２ａ自体の平面となっている。スペーサ８１，８２を図２に示すように組み付けた状態において、スペーサ８１，８２の裏面Ｓ３３，Ｓ３４全体は、型本体６３の側面Ｓ１１，Ｓ１２に当接しており、型本体６３側に密着している。
【００３３】
図３に示すように、スペーサ８１，８２には、基材８１ａ，８２ａを一部除去するように穿孔することによって、ネジ止め用の一対の締結孔８５ａ，８５ｂが形成されている。各締結孔８５ａ，８５ｂには、ボルトＢＯが通されており、このボルトＢＯを型本体６３に形成されたねじ穴６３ｃに適度のトルクでねじ込むことにより、ボルトＢＯのヘッド部ＨＤによってスペーサ８１，８２の基材８１ａ，８２ａを締め付けることができる。つまり、ボルトＢＯの締め付けによって、スペーサ８１，８２を型本体６３の側面Ｓ１１，Ｓ１２に所望の付勢力で安定させて固定することができる。なお、各締結孔８５ａ，８５ｂには、締付け用の座８５ｅが形成されている。これらの座８５ｅは、締結孔８５ａ，８５ｂの内径を表面Ｓ３１，Ｓ３２側で大きくすることによって段差状に形成される。これらの座８５ｅにより、ヘッド部ＨＤ上端を表面Ｓ３１，Ｓ３２よりも奥側に配置することができる。
【００３４】
以上をまとめると、図２に示すように、型本体６３を型板６１に固定した場合、スペーサ８１を介して型本体６３の側面Ｓ１１が型板６１の内面Ｐ２１に対して角度αだけ傾斜した状態となり、スペーサ８２を介して型本体６３の側面Ｓ１２が型板６１の内面Ｐ２２に対して角度αだけ傾斜した状態となる。さらに、スペーサ８１，８２は、ボルトＢＯを緩めることによって交換可能であり、様々な厚さ及び傾斜のスペーサ８１，８２を予め用意するとともに、スペーサ８１，８２の厚さ及び傾斜を増減して適切なものに変更することができる。これにより、型板６１に対する型本体６３の位置及び傾斜の調整が可能となり、可動金型４２に対する固定金型４１側の型本体６３の調芯が可能になる。厚み及び傾斜が異なる多数のスペーサを集めたスペーサ・セットを予め準備しておき、このスペーサ・セットの中から選択して型本体６３に対して適切なスペーサ８１，８２に付け替えることで、その厚み及び傾斜を自在に調節することができる。このようなスペーサ・セットを構成するスペーサ８１，８２の厚み及び傾斜の変化を細かくすることで、型本体６３のシフト及びチルトの調芯精度を向上させることができる。各スペーサ８１，８２には、その厚みや傾斜を示す記号や数値を予め刻設しておくことができる。このように、スペーサ８１，８２を利用して型本体６３の位置決め等を可能にすることで、型本体６３の交換時の調芯を確実で高精度にすることができる。さらに、型本体６３の長期間の使用によって再調芯が必要になった場合も、このような再調芯の作業を簡易で確実なもとできる。
【００３５】
以下、スペーサ８１，８２の作製方法について説明する。まず、図４（Ａ）に示すように、スペーサ８１の元となる板材９２を準備する。この板材９２は、目標の板厚よりも大きな板厚を有している平板である。板材９２は、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ４２０）、炭素鋼（例えばＳ４５Ｃ）、超鋼合金等で形成される。このうち、炭素鋼は、比較的柔らかく目標の形状にする加工が容易である。また、超鋼合金は、硬度が高いので加工があまり容易でないが、徐々に切削することで厚みを精密に制御することができる。次に、図４（Ｂ）に示すように、切削や研削を含む機械加工によって、板材９２の表面層９２ａを除去して所望の厚みの基材８１ａ，８２ａを形成する。この基材８１ａ，８２ａの厚みは、図２等に示すスペーサ８１，８２の第２支持領域ＡＲ２での肉厚Ｂとなる。肉厚Ｂは、例えば０．５μｍ単位で調整される。基材８１ａ，８２ａは、平坦度の高い表面９２ｃと裏面９２ｄとを有し、スペーサ８１，８２の表面Ｓ３１，Ｓ３２と裏面Ｓ３３，Ｓ３４とにそれぞれ対応する。次に、型板６１の内面Ｐ２１に当接すべき支持層ＳＬを形成する。まず、図４（Ｃ）に示すように、基材８１ａ，８２ａの表面９２ｃ上にマスクＭを被せて所望の厚みＤに無機材料膜９３を成膜する。マスクＭは、支持層ＳＬが形成されるべき領域が露出するようなパターンとなっている。成膜後、マスクＭを取り除くと、図４（Ｄ）に示すように、表面９２ｃ上に所定のパターンの支持層ＳＬが形成される。ここで、無機材料膜９３を形成するための成膜材料としては、例えば金属、金属化合物、炭素薄膜等を用いることができる。成膜材料の金属として、例えばチタン、クロム等を用いることができる。また、成膜材料の金属化合物として、例えば窒化チタン等を用いることができる。さらに、成膜材料の炭素薄膜として、例えばダイヤモンド・ライク・カーボン等を用いることができる。以上の成膜は、真空蒸着、スパッタリング等のＰＶＤ法によって行うこともできるが、ＣＶＤ法によって行うこともできる。無機材料膜９３の膜厚の制御は、例えばＰＶＤ法やＣＶＤ法による成膜時において、成膜時間の調整によって行う。ただし、単位時間当たりの成膜量を変えることによっても、無機材料膜９３の膜厚を調整することができる。
【００３６】
なお、図２に示すネジ止め用の一対の締結孔８５ａ，８５ｂは、支持層ＳＬを形成する前若しくは後に、機械加工によって、基材８１ａ，８２ａを一部除去するように穿孔して形成する。また、以上の説明では、簡単のため、１つの入れ子状の型本体６３を型板６１に対して配置した形態で説明を行っている。つまり、図示を省略しているが、実際の型板６１は、２つ以上の収納穴６１ａを有しており、収納穴６１ａに対応する個数の型本体６３をスペーサ８１，８２や固定装置６４，６５を利用してそれぞれ調芯可能に固定する。
【００３７】
また、以上では、第１及び第２支持領域ＡＲ１，ＡＲ２を有するスペーサ８１，８２によって、型本体６３の型板６１に対する相対的な位置決めを簡易確実に達成することができる固定金型４１について説明したが、可動金型４２も、上記固定金型４１と同様の構造とすることができる。これにより、可動金型４２においても、上記スペーサ８１，８２によって型本体の型板に対する相対的な位置決めを簡易確実に達成することができる。
【００３８】
以上の説明から明らかなように、本実施形態のスペーサ８１，８２によれば、スペーサ８１，８２の型板６１に当接される表面Ｓ３１，Ｓ３２に設けられた第１支持領域ＡＲ１での肉厚Ａと第２支持領域での肉厚Ｂとが異なることにより、第１支持領域ＡＲ１と第２支持領域ＡＲ２との高低差を利用した角度αの角度傾斜又はくさび角を形成することができる。そのため、当該スペーサ８１，８２を型本体６３と型板６１との間に挟むことにより、型本体６３のシフトの調整をしつつ、チルトの調整もすることができる。このようにシフト及びチルトの偏芯調整が可能となるため、例えば光学素子等の高精度な成形品、具体的には、偏芯誤差感度がＤＶＤの約５倍にもなるＢＤ用ピックアップレンズを安定して成形することができる。
【００３９】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係るスペーサについて説明する。なお、第２実施形態に係るスペーサは、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。
【００４０】
図５に示すように、各スペーサ８１，８２は、第１及び第２支持領域ＡＲ１，ＡＲ２には、支持層ＳＬ１，ＳＬ２がそれぞれ局所的に形成されている。第１支持領域ＡＲ１の支持層ＳＬ１は、当接部分Ｓ４１によって図２に示す型板６１の内面Ｐ２１の上方寄りすなわち開口側に当接して型板６１を支持する。また、第１支持領域ＡＲ２の支持層ＳＬ２は、当接部分Ｓ４２によって図２に示す型板６１の内面Ｐ２１の下方寄りすなわち底側に当接して型板６１を支持する。図５（Ｃ）及び５（Ｄ）に示すように、第１支持領域ＡＲ１での肉厚Ａ（基材８１ａ，８２ａの厚みと支持層ＳＬ１の厚みとを加算したもの）と第２支持領域ＡＲ２での肉厚Ｂ（基材８１ａ，８２ａの厚みと支持層ＳＬ２の厚みとを加算したもの）とは異なるものとなっている。これにより、第１及び第２支持領域ＡＲ１，ＡＲ２の高低差を利用した角度αの角度傾斜又はくさび角が形成される。その結果、スペーサ８１，８２を図２に示すように組み付けた状態において、スペーサ８１，８２の表面Ｓ３１，Ｓ３２の当接部分Ｓ４１，Ｓ４２が型板６１側に密着することで、型本体６３の側面Ｓ１１を型板６１の内面Ｐ２１から角度αだけ傾けた状態で固定させることができる。
【００４１】
以上説明した第２実施形態に係るスペーサによれば、第２支持領域ＡＲ２に支持層ＳＬ２を設けることにより、支持層ＳＬ２を設けない場合よりも型板６１に当接する当接部分Ｓ４２の面積が広くなる。これにより、第１支持領域ＡＲ１の支持層ＳＬ１とともに、型板６１の内面Ｐ２１を安定して支持することができる。
【００４２】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係るスペーサについて説明する。なお、第３実施形態に係るスペーサは、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。
【００４３】
図６に示すように、各スペーサ８１，８２は、全体として所定の厚みを有する楕円形の板状体の基材８１ａ，８２ａで形成されている。図６（Ａ）に示すように、第１支持領域ＡＲ１には、基材８１ａ，８２ａの周辺形状に沿った楕円形の支持層ＳＬが形成されている。第２支持領域ＡＲ２は、第１支持領域ＡＲ１と異なり、支持層ＳＬが設けられていない。第１支持領域ＡＲ１が支持層ＳＬを有し、第２支持領域ＡＲ２が支持層ＳＬを有しないことから、図６（Ｃ）及び６（Ｄ）に示すように、第１支持領域ＡＲ１での肉厚Ａ（基材８１ａ，８２ａの厚みと支持層ＳＬの厚みとを加算したもの）と第２支持領域ＡＲ２での肉厚Ｂ（基材８１ａ，８２ａの厚み）とは異なるものとなっている。これにより、第１及び第２支持領域ＡＲ１，ＡＲ２の高低差を利用した角度αの角度傾斜又はくさび角が形成される。その結果、スペーサ８１，８２を図２に示すように組み付けた状態において、スペーサ８１，８２の表面Ｓ３１，Ｓ３２の当接部分Ｓ４１，Ｓ４２が型板６１側に密着することで、型本体６３の側面Ｓ１１を型板６１の内面Ｐ２１から角度αだけ傾けた状態で固定させることができる。
【００４４】
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、スペーサ８１，８２の作製方法は、例示であり、他の方法によっても作製することができる。例えば、図７（Ａ）に示すように、第１支持領域ＡＲ１を覆うようなパターンを有するマスクＭを肉厚Ａの基材８１ａ，８２ａの表面９２ｃ上に被せ、マスクＭが形成されていない、つまり露出した部分をエッチングする。これにより、図７（Ｂ）に示すように、第１支持領域ＡＲ１には、支持層ＳＬに相当する凸部９４が形成される。エッチングは、例えば反応性ガス等によるドライエッチングや液体によるウェットエッチングによって行うことができる。また、図８（Ａ）に示すように、最初に肉厚Ｂの基材８１ａ，８２ａの表面９２ｃ全体に無機材料膜９３を成膜する。その後、図８（Ｂ）に示すように、この無機材料膜９３上に第１支持領域ＡＲ１を覆うようなパターンを有するマスクＭを被せて、露出した部分の無機材料膜９３をエッチングする。これにより、図８（Ｃ）に示すように、第１支持領域ＡＲ１に支持層ＳＬが形成される。なお、図７、図８において、エッチング後にマスクＭが取り除かれる。
【００４５】
また、以上で説明したスペーサ８１，８２は、型本体６３側に固定する必要はなく、型板６１側に固定することもできる。また、スペーサ８１，８２を型本体６３や型板６１にボルトＢＯで固定する代わりに、ピンや磁石その他の着脱自在な保持部材を用いることができる。
【００４６】
また、上記実施形態で説明した固定装置６４，６５等は例示であり、例えば型本体６３の角部に傾斜側面を設け、この側面と型板の内壁面との間に図２に示す第１及び第２固定装置６４，６５や楔状のブッシュを挿入することによって型本体６３を付勢して固定することもできる。
【００４７】
また、以上の実施形態では、直交する２方向に位置調整可能な例を示したが、１方向にのみ位置調整する成形金型にも、上記実施形態を適用することができる。
【００４８】
また、スペーサ８１，８２、支持層ＳＬ等の形状や大きさは、例示であり、型板６１及び型本体６３を支持できるものでれば、四角形や楕円形以外の形状や大きさにしてもよい。
【００４９】
また、スペーサ８１，８２において、第２支持領域ＡＲ２の肉厚Ｂが第１支持領域ＡＲ１の肉厚Ａよりも大きくなるようにしてもよい。この場合、第１実施形態等のスペーサ８１，８２とは逆方向にチルトを調整することができる。
【００５０】
また、型板６１において、収納穴６１ａに設けた支持面として内面Ｐ２１，Ｐ２２は、互いに直交する必要はなく、適当な鋭角や鈍角で交わるものとすることができる。
【００５１】
また、型本体６３の形状は、四角柱又は直方体に限らず、円柱等とすることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０…射出成形機、 １１…固定盤、 １２…可動盤、 １６…射出装置、 ４１…固定金型、 ４２…可動金型、 ６１…型板、 ６１ａ…収納穴、 ６３…型本体、 ６４…第１固定装置、 ６５…第２固定装置、 ８１，８２…スペーサ、 ８１ａ，８２ａ…基材、 ８５ａ，８５ｂ…締結孔、 ９３…無機材料膜、 １００…成形装置、 ＡＲ１…第１支持領域、 ＡＲ２…第２支持領域、 ＡＲ３…非支持領域、 Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４…内面、 Ｐ５１…底面、 Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４…側面、 Ｓ３１，Ｓ３２…表面、 Ｓ３３，Ｓ３４…裏面、 ＴＳ…転写面、 ＳＬ，ＳＬ１，ＳＬ２…支持層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形に用いられる成形金型等に関し、特に、型板に複数の入れ子状の型本体を配置し、各型本体を型板に対してそれぞれ位置調整できるようにする際に好適な成形金型、これを用いた光学素子の製造方法、並びに、これに組み込まれるスペーサに関する。
【背景技術】
【０００２】
成形金型として、入れ子を保持するとともに、入れ子を当接させる内壁面を移動させることにより、入れ子の位置を調節するものがある（特許文献１参照）。この金型では、直角に延びる壁面の内側に直交する２つの内壁面を設けている。各内壁面は、壁面に螺合するネジ軸によって壁面からの距離を調節可能にして、型板に対する入れ子の偏芯を解消するようにしている。そして、調整後は入れ子押さえによって入れ子を両内壁面に押さえ付けることにより、入れ子を型板に対して固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−９６５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献のような成形金型では、入れ子の軸に垂直な方向に関するシフト偏芯の調整は可能であるが、チルト偏芯の調整が困難であるという問題がある。例えばＮＡの高いレンズにおいては、ＮＡの低いレンズに比べてチルトによる誤差感度が約２〜４倍にもなり、シフト偏芯の調整のみでは十分な精度のレンズを成形できない。また、上記のようなネジ軸によって入れ子を当接させる内壁面を移動させる調節方法では、入れ子の安定した正確な位置決めが困難であり、偏芯にばらつきが生じ得る。
【０００５】
そこで、本発明は、入れ子のシフト偏芯及びチルト偏芯を調整することができ、簡易に正確な位置決めを行うことができる成形金型及びかかる成形金型を用いた光学素子の製造方法、並びに、かかる成形金型に組み込まれるスペーサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る成形金型は、転写面を有する入れ子状の型本体と、型本体を収容する凹所を有する型板と、型本体及び型板のうち一方の部材に分離可能に固定されて、型本体と型板との間に挟まれるように配置されるスペーサと、を備え、スペーサの型本体及び型板に当接される少なくとも一方の面は、第１支持領域と第２支持領域とを有し、第１支持領域での肉厚と第２支持領域での肉厚とが異なる。
【０００７】
上記成形金型では、スペーサの型本体及び型板に当接される少なくとも一方の面に設けられた第１支持領域での肉厚と第２支持領域での肉厚とが異なることにより、第１支持領域と第２支持領域との高低差を利用した角度傾斜又はくさび角を形成することができる。そのため、当該スペーサを型本体と型板との間に挟むことにより、型本体のシフトの調整をしつつ、チルトの調整もすることができる。このようにシフト及びチルトの偏芯調整が可能となるため、例えば光学素子等の高精度な成形品、具体的には、偏芯誤差感度がＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の約５倍にもなるＢＤ（Blu-ray Disc）用ピックアップレンズを、安定して成形することができる。
【０００８】
本発明の具体的な態様又は観点では、上記成形金型において、スペーサは、型本体及び型板のうち一方の部材に固定される際に当該一方の部材に密着する裏面と、型本体を型板に組み付ける際に型本体及び型板のうち他方の部材に当接する表面とを有し、表面は、第１及び第２支持領域を有する。この場合、第１及び第２支持領域が設けられていない裏面を型板及び型本体のうち一方の部材に密着させることにより、スペーサを安定して固定することができる。また、第１及び第２支持領域が設けられている表面を型板及び型本体のうち他方の部材に当接させることにより、型本体を型板に対してわずかに傾斜させて固定することができる。
【０００９】
本発明の別の態様では、スペーサは、第１支持領域及び第２支持領域の少なくともいずれか一方に局所的に形成された支持層を有する。この場合、支持層の形成により第１支持領域での肉厚と第２支持領域での肉厚とを異なるものとし、両支持領域での肉厚の差すなわち高低差を比較的容易に調整することができる。
【００１０】
本発明のさらに別の態様では、第１支持領域及び第２支持領域の少なくともいずれか一方は、スペーサの周辺側に偏在する。この場合、第１支持領域及び第２支持領域の少なくともいずれか一方をスペーサの周辺側に偏在させることにより、第１支持領域及び第２支持領域に対向する型本体又は型板を安定して支持することができる。
【００１１】
本発明のさらに別の態様では、スペーサは、四角形の板状体である。この場合、スペーサが四角形の板状体であるため、均一な厚みにする加工がしやすく、より高精度なスペーサを得ることができる。
【００１２】
本発明に係る光学素子の製造方法は、上述の成形金型を用いて、射出成形を行う。
【００１３】
上記製造方法では、本発明の成形金型を用いて射出成形を行うため、上記した本発明の成形金型における型本体のシフト及びチルトの調整の結果として、可動金型と固定金型との間で高精度で安定した調芯が可能になる。これにより、例えば光学素子等の高精度の成形品を安定して得ることができる。
【００１４】
本発明に係るスペーサは、成形金型の型本体と型板との間に挿入可能な板状のスペーサであって、型本体及び型板に当接される少なくとも一方の面は、第１支持領域と第２支持領域とを有し、第１支持領域での肉厚と第２支持領域での肉厚とが異なる。なお、肉厚とは、上記一方の面に垂直な方向の厚みを意味する。
【００１５】
上記スペーサによれば、型本体及び型板に当接される少なくとも一方の面に設けられた第１支持領域での肉厚と第２支持領域での肉厚とが異なることにより、第１支持領域と第２支持領域との高低差を利用した角度傾斜又はくさび角を形成することができる。そのため、型本体のシフトの調整をしつつ、チルトの調整もすることができる。このようにシフト及びチルトの偏芯調整が可能となるため、例えば光学素子等の高精度な成形品を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の成形金型を組み込んだ成形装置を説明する正面図である。
【図２】（Ａ）は、図１に示す固定金型の一部の端面構造を説明する図であり、（Ｂ）は、固定金型の一部の側方断面の構造を説明する図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は、スペーサの平面図、ＧＧ矢視断面図、ＨＨ矢視断面図，及び側面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、各スペーサの作製工程を説明する図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、第２実施形態のスペーサの平面図、ＧＧ矢視断面図、ＨＨ矢視断面図、及び側面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、第３実施形態のスペーサの平面図、ＧＧ矢視断面図、ＨＨ矢視断面図、及び側面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、各スペーサの作製工程の変形例を説明する図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、各スペーサの作製工程の変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態である成形金型等について、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の成形金型を組み込んだ成形装置を説明する正面図である。図示の成形装置１００は、射出成形によって樹脂成形品を実際に作製する本体としての射出成形機１０と、射出成形機１０を構成する各部の動作を統括的に制御する制御装置３０とを備える。
【００１９】
射出成形機１０は、固定盤１１と、可動盤１２と、型締め盤１３と、開閉駆動装置１５と、射出装置１６とを備える。射出成形機１０は、固定盤１１と可動盤１２との間に固定金型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成形を可能にする。
【００２０】
固定盤１１は、支持フレーム１４の中央に固定されている。固定盤１１は、固定金型４１を着脱可能に支持している。なお、固定盤１１は、タイバーを介して型締め盤１３に固定されており、成形時の型締めの圧力に耐え得るようになっている。
【００２１】
可動盤１２は、リニアガイド１５ａによって固定盤１１に対して進退移動可能に支持されている。可動盤１２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、離型時に可動金型４２から分離すべき樹脂成形品を可動金型４２内から固定金型４１側に押し出すためのものである。
【００２２】
型締め盤１３は、支持フレーム１４の端部に固定されている。型締め盤１３は、型締めに際して、開閉駆動装置１５の動力伝達部１５ｄを介して可動盤１２をその背後から支持する。
【００２３】
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自在に進退移動し、結果的に、可動盤１２と固定盤１１とを互いに近接又は離間させることができ、固定金型４１と可動金型４２との型締め又は離間を行うことができる。
【００２４】
なお、制御装置３０は、金型４１，４２用の型温度制御部、開閉駆動装置１５用の開閉制御部、射出成形機１０用の射出制御部、エジェクタ４５用のエジェクタ制御部等を有している。
【００２５】
図２（Ａ）及び２（Ｂ）に示すように、固定金型４１は、固定盤１１（図１参照）に取り付けられた支持用の基板である型板６１と、この型板６１に収納されて支持される入れ子状の型本体６３とを備える。型板６１は、四角柱状の凹所である収納穴６１ａを有し、型本体６３を着脱可能に固定するための第１及び第２固定装置６４，６５を備えている。一方、型本体６３は、型板６１の収納穴６１ａに収納される四角柱状の部材であり、２つの隣接する側面Ｓ１１，Ｓ１２に板状の部材であるスペーサ８１，８２をそれぞれ分離可能に取り付けた構造を有する。
【００２６】
型板６１において、収納穴６１ａの隣接する２つの平坦な内面Ｐ２１，Ｐ２２は、型本体６３に設けた隣接する側面Ｓ１１，Ｓ１２をスペーサ８１，８２を介してそれぞれ支持する支持面となっている。ここで、詳しくは後述するが、スペーサ８１，８２の型本体６３側の表面Ｓ３１，Ｓ３２には、型本体６３を支持する第１支持領域ＡＲ１と第２支持領域ＡＲ２とが設けられている。第１及び第２支持領域ＡＲ１，ＡＲ２での肉厚は異なっており、その高低差を利用してスペーサ８１，８２には角度傾斜又はくさび角が形成されている。スペーサ８１，８２の第１支持領域ＡＲ１の当接部分Ｓ４１及び第２支持領域ＡＲ２の当接部分Ｓ４２と、収納穴６１ａの内面Ｐ２１，Ｐ２２とは、後述する締付力によって互いに密着している。
【００２７】
この収納穴６１ａにおいて、内面Ｐ２１に対向する内面Ｐ２３側に設けられた第１固定装置６４は、押さえ板６４ａと、ネジ部材６４ｂと、案内部材６４ｃとを備える。押さえ板６４ａは、型本体６３の側面Ｓ１３に当接してこの側面Ｓ１３を内面Ｐ２１側に付勢する。これにより、型本体６３の側面Ｓ１１と型板６１の内面Ｐ２１との間にスペーサ８１が挟まれて適当な締付力で押圧され型本体６３のＡＢ方向に関する位置決めと紙面に垂直な軸まわりのθ回転の調整とをしつつ固定が可能になる。なお、案内部材６４ｃは、押さえ板６４ａの滑らかな移動を案内するためのものである。
【００２８】
収納穴６１ａの内面Ｐ２４側に設けられた第２固定装置６５は、押さえ板６５ａと、ネジ部材６５ｂと、案内部材６５ｃとを備える。押さえ板６５ａは、型本体６３の側面Ｓ１４に当接してこの側面Ｓ１４を内面Ｐ２２側に付勢する。これにより、型本体６３の側面Ｓ１２と型板６１の内面Ｐ２２との間にスペーサ８２が挟まれて適当な締付力で押圧され型本体６３のＣＤ方向に関する位置決めと紙面に垂直な軸まわりのθ回転の調整とをしつつ固定が可能になる。なお、案内部材６５ｃは、押さえ板６５ａの滑らかな移動を案内するためのものである。
【００２９】
型本体６３は、上述の側面Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４の両端に一対の端面６３ａ，６３ｂを有する四角柱又は直方体である。前側の端面６３ａは、図１に示す可動金型４２に対する型合わせ面となっており、中央側に型空間を形成する転写面ＴＳを有する。この端面６３ａに対して、各側面Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４は垂直に延びている。一方、後側の端面６３ｂは、前側の端面６３ａに対して平行に配置されており、型板６１の収納穴６１ａの底面Ｐ５１に当接した状態で固定される。固定金型４１に対して可動金型４２を閉じ合わせる型締め時には、端面６３ａに大きな負荷が働かないようにしているが、端面６３ａに多少の負荷が作用しても、この底面Ｐ５１によって、型本体６３のＥＦ方向への移動が阻止される。
【００３０】
以下、スペーサ８１，８２について詳しく説明する。図３に示すように、各スペーサ８１，８２は、全体として所定の厚みを有する四角形の板状体の基材８１ａ，８２ａで形成されている。上述のように、各スペーサ８１，８２は、型本体６３側の一方の面である表面Ｓ３１，Ｓ３２に、型本体６３を支持する第１支持領域ＡＲ１と第２支持領域ＡＲ２とをそれぞれ有する。表面Ｓ３１，Ｓ３２のうち第１及び第２支持領域ＡＲ１，ＡＲ２以外の領域は、型本体６３を支持しない非支持領域ＡＲ３となっている。
【００３１】
図２及び図３に示すように、第１支持領域ＡＲ１は、スペーサ８１，８２の表面Ｓ３１，Ｓ３２の周辺のうち長手方向の一方の辺側に偏在しており、ＡＢ方向又はＣＤ方向に平行に延びている。第１支持領域ＡＲ１には、薄く一様な無機材料膜によって支持層ＳＬが局所的に形成されている。第１支持領域ＡＲ１の支持層ＳＬは、上述したように当接部分Ｓ４１によって図２に示す型板６１の内面Ｐ２１の上方寄りすなわち開口側に当接して型板６１を支持する。第２支持領域ＡＲ２は、スペーサ８１，８２の表面Ｓ３１，Ｓ３２の周辺のうち長手方向の他方の辺に偏在しており、ＡＢ方向又はＣＤ方向に平行に延びている。第２支持領域ＡＲ２は、第１支持領域ＡＲ１と異なり、支持層ＳＬが設けられていない。すなわち、第２支持領域ＡＲ２の当接部分Ｓ４２は、スペーサ８１，８２の基材８１ａ，８２ａ自体であり、当接部分Ｓ４２によって図２に示す型板６１の内面Ｐ２１の下方寄りすなわち底側に当接して型板６１を支持する。第１支持領域ＡＲ１が支持層ＳＬを有し、第２支持領域ＡＲ２が支持層ＳＬを有しないことから、図３（Ｃ）及び３（Ｄ）に示すように、第１支持領域ＡＲ１での肉厚Ａ（基材８１ａ，８２ａの厚みと支持層ＳＬの厚みとを加算したものであり、図面では支持層の厚みが誇張して表現されている）と第２支持領域ＡＲ２での肉厚Ｂ（基材８１ａ，８２ａの厚み）とは異なるものとなっている。これにより、第１及び第２支持領域ＡＲ１，ＡＲ２の高低差を利用した微小な角度傾斜又はくさび角（図面では角度αとして誇張して表現している）が形成される。その結果、スペーサ８１，８２を図２に示すように組み付けた状態において、スペーサ８１，８２の表面Ｓ３１，Ｓ３２の当接部分Ｓ４１，Ｓ４２が型板６１側に密着することで、型本体６３の側面Ｓ１１を型板６１の内面Ｐ２１から紙面に垂直な軸のまわりに角度αだけ傾けた状態で固定させることができる。具体的には、角度αの大きさは、例えば肉厚Ａと肉厚Ｂとの差が０．５μｍの場合に０．００２８６度、１０μｍの場合に０．０５７３度となる。なお、スペーサ８１，８２によって形成されている傾斜の角度αは、図３（Ｄ）に示すように、基材８１ａ，８２ａの幅Ｃと、第１支持領域ＡＲ１の肉厚Ａと第２支持領域ＡＲ２の肉厚Ｂとの差Ａ−Ｂとによって決まる。また、各スペーサ８１，８２によって形成される傾斜の角度αは個別に調整される。つまり、２方向から傾きを調整することができる。
【００３２】
図３に示すように、スペーサ８１，８２のうち表面Ｓ３１，Ｓ３２の反対側の面である裏面Ｓ３３，Ｓ３４は、表面Ｓ３１，Ｓ３２のように支持層ＳＬは設けられておらず、基材８１ａ，８２ａ自体の平面となっている。スペーサ８１，８２を図２に示すように組み付けた状態において、スペーサ８１，８２の裏面Ｓ３３，Ｓ３４全体は、型本体６３の側面Ｓ１１，Ｓ１２に当接しており、型本体６３側に密着している。
【００３３】
図３に示すように、スペーサ８１，８２には、基材８１ａ，８２ａを一部除去するように穿孔することによって、ネジ止め用の一対の締結孔８５ａ，８５ｂが形成されている。各締結孔８５ａ，８５ｂには、ボルトＢＯが通されており、このボルトＢＯを型本体６３に形成されたねじ穴６３ｃに適度のトルクでねじ込むことにより、ボルトＢＯのヘッド部ＨＤによってスペーサ８１，８２の基材８１ａ，８２ａを締め付けることができる。つまり、ボルトＢＯの締め付けによって、スペーサ８１，８２を型本体６３の側面Ｓ１１，Ｓ１２に所望の付勢力で安定させて固定することができる。なお、各締結孔８５ａ，８５ｂには、締付け用の座８５ｅが形成されている。これらの座８５ｅは、締結孔８５ａ，８５ｂの内径を表面Ｓ３１，Ｓ３２側で大きくすることによって段差状に形成される。これらの座８５ｅにより、ヘッド部ＨＤ上端を表面Ｓ３１，Ｓ３２よりも奥側に配置することができる。
【００３４】
以上をまとめると、図２に示すように、型本体６３を型板６１に固定した場合、スペーサ８１を介して型本体６３の側面Ｓ１１が型板６１の内面Ｐ２１に対して角度αだけ傾斜した状態となり、スペーサ８２を介して型本体６３の側面Ｓ１２が型板６１の内面Ｐ２２に対して角度αだけ傾斜した状態となる。さらに、スペーサ８１，８２は、ボルトＢＯを緩めることによって交換可能であり、様々な厚さ及び傾斜のスペーサ８１，８２を予め用意するとともに、スペーサ８１，８２の厚さ及び傾斜を増減して適切なものに変更することができる。これにより、型板６１に対する型本体６３の位置及び傾斜の調整が可能となり、可動金型４２に対する固定金型４１側の型本体６３の調芯が可能になる。厚み及び傾斜が異なる多数のスペーサを集めたスペーサ・セットを予め準備しておき、このスペーサ・セットの中から選択して型本体６３に対して適切なスペーサ８１，８２に付け替えることで、その厚み及び傾斜を自在に調節することができる。このようなスペーサ・セットを構成するスペーサ８１，８２の厚み及び傾斜の変化を細かくすることで、型本体６３のシフト及びチルトの調芯精度を向上させることができる。各スペーサ８１，８２には、その厚みや傾斜を示す記号や数値を予め刻設しておくことができる。このように、スペーサ８１，８２を利用して型本体６３の位置決め等を可能にすることで、型本体６３の交換時の調芯を確実で高精度にすることができる。さらに、型本体６３の長期間の使用によって再調芯が必要になった場合も、このような再調芯の作業を簡易で確実なもとできる。
【００３５】
以下、スペーサ８１，８２の作製方法について説明する。まず、図４（Ａ）に示すように、スペーサ８１の元となる板材９２を準備する。この板材９２は、目標の板厚よりも大きな板厚を有している平板である。板材９２は、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ４２０）、炭素鋼（例えばＳ４５Ｃ）、超鋼合金等で形成される。このうち、炭素鋼は、比較的柔らかく目標の形状にする加工が容易である。また、超鋼合金は、硬度が高いので加工があまり容易でないが、徐々に切削することで厚みを精密に制御することができる。次に、図４（Ｂ）に示すように、切削や研削を含む機械加工によって、板材９２の表面層９２ａを除去して所望の厚みの基材８１ａ，８２ａを形成する。この基材８１ａ，８２ａの厚みは、図２等に示すスペーサ８１，８２の第２支持領域ＡＲ２での肉厚Ｂとなる。肉厚Ｂは、例えば０．５μｍ単位で調整される。基材８１ａ，８２ａは、平坦度の高い表面９２ｃと裏面９２ｄとを有し、スペーサ８１，８２の表面Ｓ３１，Ｓ３２と裏面Ｓ３３，Ｓ３４とにそれぞれ対応する。次に、型板６１の内面Ｐ２１に当接すべき支持層ＳＬを形成する。まず、図４（Ｃ）に示すように、基材８１ａ，８２ａの表面９２ｃ上にマスクＭを被せて所望の厚みＤに無機材料膜９３を成膜する。マスクＭは、支持層ＳＬが形成されるべき領域が露出するようなパターンとなっている。成膜後、マスクＭを取り除くと、図４（Ｄ）に示すように、表面９２ｃ上に所定のパターンの支持層ＳＬが形成される。ここで、無機材料膜９３を形成するための成膜材料としては、例えば金属、金属化合物、炭素薄膜等を用いることができる。成膜材料の金属として、例えばチタン、クロム等を用いることができる。また、成膜材料の金属化合物として、例えば窒化チタン等を用いることができる。さらに、成膜材料の炭素薄膜として、例えばダイヤモンド・ライク・カーボン等を用いることができる。以上の成膜は、真空蒸着、スパッタリング等のＰＶＤ法によって行うこともできるが、ＣＶＤ法によって行うこともできる。無機材料膜９３の膜厚の制御は、例えばＰＶＤ法やＣＶＤ法による成膜時において、成膜時間の調整によって行う。ただし、単位時間当たりの成膜量を変えることによっても、無機材料膜９３の膜厚を調整することができる。
【００３６】
なお、図２に示すネジ止め用の一対の締結孔８５ａ，８５ｂは、支持層ＳＬを形成する前若しくは後に、機械加工によって、基材８１ａ，８２ａを一部除去するように穿孔して形成する。また、以上の説明では、簡単のため、１つの入れ子状の型本体６３を型板６１に対して配置した形態で説明を行っている。つまり、図示を省略しているが、実際の型板６１は、２つ以上の収納穴６１ａを有しており、収納穴６１ａに対応する個数の型本体６３をスペーサ８１，８２や固定装置６４，６５を利用してそれぞれ調芯可能に固定する。
【００３７】
また、以上では、第１及び第２支持領域ＡＲ１，ＡＲ２を有するスペーサ８１，８２によって、型本体６３の型板６１に対する相対的な位置決めを簡易確実に達成することができる固定金型４１について説明したが、可動金型４２も、上記固定金型４１と同様の構造とすることができる。これにより、可動金型４２においても、上記スペーサ８１，８２によって型本体の型板に対する相対的な位置決めを簡易確実に達成することができる。
【００３８】
以上の説明から明らかなように、本実施形態のスペーサ８１，８２によれば、スペーサ８１，８２の型板６１に当接される表面Ｓ３１，Ｓ３２に設けられた第１支持領域ＡＲ１での肉厚Ａと第２支持領域での肉厚Ｂとが異なることにより、第１支持領域ＡＲ１と第２支持領域ＡＲ２との高低差を利用した角度αの角度傾斜又はくさび角を形成することができる。そのため、当該スペーサ８１，８２を型本体６３と型板６１との間に挟むことにより、型本体６３のシフトの調整をしつつ、チルトの調整もすることができる。このようにシフト及びチルトの偏芯調整が可能となるため、例えば光学素子等の高精度な成形品、具体的には、偏芯誤差感度がＤＶＤの約５倍にもなるＢＤ用ピックアップレンズを安定して成形することができる。
【００３９】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係るスペーサについて説明する。なお、第２実施形態に係るスペーサは、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。
【００４０】
図５に示すように、各スペーサ８１，８２は、第１及び第２支持領域ＡＲ１，ＡＲ２には、支持層ＳＬ１，ＳＬ２がそれぞれ局所的に形成されている。第１支持領域ＡＲ１の支持層ＳＬ１は、当接部分Ｓ４１によって図２に示す型板６１の内面Ｐ２１の上方寄りすなわち開口側に当接して型板６１を支持する。また、第１支持領域ＡＲ２の支持層ＳＬ２は、当接部分Ｓ４２によって図２に示す型板６１の内面Ｐ２１の下方寄りすなわち底側に当接して型板６１を支持する。図５（Ｃ）及び５（Ｄ）に示すように、第１支持領域ＡＲ１での肉厚Ａ（基材８１ａ，８２ａの厚みと支持層ＳＬ１の厚みとを加算したもの）と第２支持領域ＡＲ２での肉厚Ｂ（基材８１ａ，８２ａの厚みと支持層ＳＬ２の厚みとを加算したもの）とは異なるものとなっている。これにより、第１及び第２支持領域ＡＲ１，ＡＲ２の高低差を利用した角度αの角度傾斜又はくさび角が形成される。その結果、スペーサ８１，８２を図２に示すように組み付けた状態において、スペーサ８１，８２の表面Ｓ３１，Ｓ３２の当接部分Ｓ４１，Ｓ４２が型板６１側に密着することで、型本体６３の側面Ｓ１１を型板６１の内面Ｐ２１から角度αだけ傾けた状態で固定させることができる。
【００４１】
以上説明した第２実施形態に係るスペーサによれば、第２支持領域ＡＲ２に支持層ＳＬ２を設けることにより、支持層ＳＬ２を設けない場合よりも型板６１に当接する当接部分Ｓ４２の面積が広くなる。これにより、第１支持領域ＡＲ１の支持層ＳＬ１とともに、型板６１の内面Ｐ２１を安定して支持することができる。
【００４２】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係るスペーサについて説明する。なお、第３実施形態に係るスペーサは、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。
【００４３】
図６に示すように、各スペーサ８１，８２は、全体として所定の厚みを有する楕円形の板状体の基材８１ａ，８２ａで形成されている。図６（Ａ）に示すように、第１支持領域ＡＲ１には、基材８１ａ，８２ａの周辺形状に沿った楕円形の支持層ＳＬが形成されている。第２支持領域ＡＲ２は、第１支持領域ＡＲ１と異なり、支持層ＳＬが設けられていない。第１支持領域ＡＲ１が支持層ＳＬを有し、第２支持領域ＡＲ２が支持層ＳＬを有しないことから、図６（Ｃ）及び６（Ｄ）に示すように、第１支持領域ＡＲ１での肉厚Ａ（基材８１ａ，８２ａの厚みと支持層ＳＬの厚みとを加算したもの）と第２支持領域ＡＲ２での肉厚Ｂ（基材８１ａ，８２ａの厚み）とは異なるものとなっている。これにより、第１及び第２支持領域ＡＲ１，ＡＲ２の高低差を利用した角度αの角度傾斜又はくさび角が形成される。その結果、スペーサ８１，８２を図２に示すように組み付けた状態において、スペーサ８１，８２の表面Ｓ３１，Ｓ３２の当接部分Ｓ４１，Ｓ４２が型板６１側に密着することで、型本体６３の側面Ｓ１１を型板６１の内面Ｐ２１から角度αだけ傾けた状態で固定させることができる。
【００４４】
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、スペーサ８１，８２の作製方法は、例示であり、他の方法によっても作製することができる。例えば、図７（Ａ）に示すように、第１支持領域ＡＲ１を覆うようなパターンを有するマスクＭを肉厚Ａの基材８１ａ，８２ａの表面９２ｃ上に被せ、マスクＭが形成されていない、つまり露出した部分をエッチングする。これにより、図７（Ｂ）に示すように、第１支持領域ＡＲ１には、支持層ＳＬに相当する凸部９４が形成される。エッチングは、例えば反応性ガス等によるドライエッチングや液体によるウェットエッチングによって行うことができる。また、図８（Ａ）に示すように、最初に肉厚Ｂの基材８１ａ，８２ａの表面９２ｃ全体に無機材料膜９３を成膜する。その後、図８（Ｂ）に示すように、この無機材料膜９３上に第１支持領域ＡＲ１を覆うようなパターンを有するマスクＭを被せて、露出した部分の無機材料膜９３をエッチングする。これにより、図８（Ｃ）に示すように、第１支持領域ＡＲ１に支持層ＳＬが形成される。なお、図７、図８において、エッチング後にマスクＭが取り除かれる。
【００４５】
また、以上で説明したスペーサ８１，８２は、型本体６３側に固定する必要はなく、型板６１側に固定することもできる。また、スペーサ８１，８２を型本体６３や型板６１にボルトＢＯで固定する代わりに、ピンや磁石その他の着脱自在な保持部材を用いることができる。
【００４６】
また、上記実施形態で説明した固定装置６４，６５等は例示であり、例えば型本体６３の角部に傾斜側面を設け、この側面と型板の内壁面との間に図２に示す第１及び第２固定装置６４，６５や楔状のブッシュを挿入することによって型本体６３を付勢して固定することもできる。
【００４７】
また、以上の実施形態では、直交する２方向に位置調整可能な例を示したが、１方向にのみ位置調整する成形金型にも、上記実施形態を適用することができる。
【００４８】
また、スペーサ８１，８２、支持層ＳＬ等の形状や大きさは、例示であり、型板６１及び型本体６３を支持できるものでれば、四角形や楕円形以外の形状や大きさにしてもよい。
【００４９】
また、スペーサ８１，８２において、第２支持領域ＡＲ２の肉厚Ｂが第１支持領域ＡＲ１の肉厚Ａよりも大きくなるようにしてもよい。この場合、第１実施形態等のスペーサ８１，８２とは逆方向にチルトを調整することができる。
【００５０】
また、型板６１において、収納穴６１ａに設けた支持面として内面Ｐ２１，Ｐ２２は、互いに直交する必要はなく、適当な鋭角や鈍角で交わるものとすることができる。
【００５１】
また、型本体６３の形状は、四角柱又は直方体に限らず、円柱等とすることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０…射出成形機、 １１…固定盤、 １２…可動盤、 １６…射出装置、 ４１…固定金型、 ４２…可動金型、 ６１…型板、 ６１ａ…収納穴、 ６３…型本体、 ６４…第１固定装置、 ６５…第２固定装置、 ８１，８２…スペーサ、 ８１ａ，８２ａ…基材、 ８５ａ，８５ｂ…締結孔、 ９３…無機材料膜、 １００…成形装置、 ＡＲ１…第１支持領域、 ＡＲ２…第２支持領域、 ＡＲ３…非支持領域、 Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４…内面、 Ｐ５１…底面、 Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４…側面、 Ｓ３１，Ｓ３２…表面、 Ｓ３３，Ｓ３４…裏面、 ＴＳ…転写面、 ＳＬ，ＳＬ１，ＳＬ２…支持層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写面を有する入れ子状の型本体と、
前記型本体を収容する凹所を有する型板と、
前記型本体及び前記型板のうち一方の部材に分離可能に固定されて、前記型本体と前記型板との間に挟まれるように配置されるスペーサと、
を備え、
前記スペーサの前記型本体及び前記型板に当接される少なくとも一方の面は、第１支持領域と第２支持領域とを有し、
前記第１支持領域での肉厚と前記第２支持領域での肉厚とが異なることを特徴とする成形金型。
【請求項２】
前記スペーサは、前記型本体及び前記型板のうち一方の部材に固定される際に当該一方の部材に密着する裏面と、前記型本体を前記型板に組み付ける際に前記型本体及び前記型板のうち他方の部材に当接する表面とを有し、
前記表面は、前記第１及び第２支持領域を有することを特徴とする請求項１に記載の成形金型。
【請求項３】
前記スペーサは、前記第１支持領域及び前記第２支持領域の少なくともいずれか一方に局所的に形成された支持層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成形金型。
【請求項４】
前記第１支持領域及び前記第２支持領域の少なくともいずれか一方は、前記スペーサの周辺側に偏在することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の成形金型。
【請求項５】
前記スペーサは、四角形の板状体であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の成形金型。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の成形金型を用いて、射出成形を行うことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項７】
成形金型の型本体と型板との間に挿入可能な板状のスペーサであって、
前記型本体及び前記型板に当接される少なくとも一方の面は、第１支持領域と第２支持領域とを有し、
前記第１支持領域での肉厚と前記第２支持領域での肉厚とが異なることを特徴とするスペーサ。
【請求項８】
前記第１支持領域及び前記第２支持領域の少なくともいずれか一方に局所的に形成された支持層を有することを特徴とする請求項７に記載のスペーサ。
【請求項９】
前記第１支持領域及び前記第２支持領域の少なくともいずれか一方は、周辺側に偏在することを特徴とする請求項７及び請求項８のいずれか一項に記載のスペーサ。
【請求項１０】
四角形の板状体であることを特徴とする請求項７から請求項９までのいずれか一項に記載のスペーサ。
【請求項１】
転写面を有する入れ子状の型本体と、
前記型本体を収容する凹所を有する型板と、
前記型本体及び前記型板のうち一方の部材に分離可能に固定されて、前記型本体と前記型板との間に挟まれるように配置されるスペーサと、
を備え、
前記スペーサの前記型本体及び前記型板に当接される少なくとも一方の面は、第１支持領域と第２支持領域とを有し、
前記第１支持領域での肉厚と前記第２支持領域での肉厚とが異なることを特徴とする成形金型。
【請求項２】
前記スペーサは、前記型本体及び前記型板のうち一方の部材に固定される際に当該一方の部材に密着する裏面と、前記型本体を前記型板に組み付ける際に前記型本体及び前記型板のうち他方の部材に当接する表面とを有し、
前記表面は、前記第１及び第２支持領域を有することを特徴とする請求項１に記載の成形金型。
【請求項３】
前記スペーサは、前記第１支持領域及び前記第２支持領域の少なくともいずれか一方に局所的に形成された支持層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成形金型。
【請求項４】
前記第１支持領域及び前記第２支持領域の少なくともいずれか一方は、前記スペーサの周辺側に偏在することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の成形金型。
【請求項５】
前記スペーサは、四角形の板状体であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の成形金型。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の成形金型を用いて、射出成形を行うことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項７】
成形金型の型本体と型板との間に挿入可能な板状のスペーサであって、
前記型本体及び前記型板に当接される少なくとも一方の面は、第１支持領域と第２支持領域とを有し、
前記第１支持領域での肉厚と前記第２支持領域での肉厚とが異なることを特徴とするスペーサ。
【請求項８】
前記第１支持領域及び前記第２支持領域の少なくともいずれか一方に局所的に形成された支持層を有することを特徴とする請求項７に記載のスペーサ。
【請求項９】
前記第１支持領域及び前記第２支持領域の少なくともいずれか一方は、周辺側に偏在することを特徴とする請求項７及び請求項８のいずれか一項に記載のスペーサ。
【請求項１０】
四角形の板状体であることを特徴とする請求項７から請求項９までのいずれか一項に記載のスペーサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２０７０１３（Ｐ２０１１−２０７０１３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７６２８８（Ｐ２０１０−７６２８８）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【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２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【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）】
[ Back to top ]