JP3998682B2 - レンズの射出圧縮成形方法 - Google Patents
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本発明は、熱可塑性樹脂を射出圧縮成形してレンズを成形するレンズの射出圧縮成形方法に関する。たとえば、成形品の変形を極力抑えることができるレンズの射出圧縮成形方法に関する。
従来、熱可塑性樹脂から眼鏡レンズを得る成形方法として、射出圧縮成形方法が知られている。
この射出圧縮成形方法は、溶融樹脂の収縮を補正して、均一で高精度な形状精度を得るために、眼鏡レンズ成形用キャビティ内に圧縮代を残して成形型を型締めし、ついで、眼鏡レンズ成形用キャビティ内に溶融樹脂を射出充填したのち、前記圧縮代を圧縮し、こののち、溶融樹脂を冷却して、眼鏡レンズを得る方法である。（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）
また、上述の冷却工程では、一定型締め力で型締めされた成形型内で圧縮された溶融樹脂は冷却による成形収縮に伴って成形型内の樹脂圧が減少していく。冷却が進むことで、成形型内の樹脂圧が更に減少していき、冷却が完了すると、成形品は取り出し（エジュクト）工程で、成形型から離型される。
この射出圧縮成形方法は、溶融樹脂の収縮を補正して、均一で高精度な形状精度を得るために、眼鏡レンズ成形用キャビティ内に圧縮代を残して成形型を型締めし、ついで、眼鏡レンズ成形用キャビティ内に溶融樹脂を射出充填したのち、前記圧縮代を圧縮し、こののち、溶融樹脂を冷却して、眼鏡レンズを得る方法である。（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）
また、上述の冷却工程では、一定型締め力で型締めされた成形型内で圧縮された溶融樹脂は冷却による成形収縮に伴って成形型内の樹脂圧が減少していく。冷却が進むことで、成形型内の樹脂圧が更に減少していき、冷却が完了すると、成形品は取り出し（エジュクト）工程で、成形型から離型される。
ところで、高精度なレンズを得るためには、眼鏡レンズ成形用キャビティの凹凸面形状がレンズに正確に転写される転写性を上げることが重要であるとともに、ヒケ、収縮変形、内部歪みの発生、さらには離型時の変形を抑えることが重要である。そのため、眼鏡レンズ成形用キャビティに充填された溶融樹脂を全体的に均一に、かつ、十分に冷却させる冷却工程が必要である。
従来の射出圧縮成形方法では、冷却工程において、樹脂にかかる圧力を一定に維持したまま、所定時間だけ冷却し、こののち、一気に型開きして樹脂にかかる圧力を急激に低下させている。従って、この方法では冷却時間が十分でないと、離型時の成形品に変形が生じ易い。
また、離型工程での型開きの仕方によっては部分的剥離が起こり、セパレーションという離型不良が発生し易いという課題があった。
本発明の目的は、このような従来の課題を解消し、離型時の成形品の変形を極力抑えることができるレンズの射出圧縮成形方法を提供することにある。
従来の射出圧縮成形方法では、冷却工程において、樹脂にかかる圧力を一定に維持したまま、所定時間だけ冷却し、こののち、一気に型開きして樹脂にかかる圧力を急激に低下させている。従って、この方法では冷却時間が十分でないと、離型時の成形品に変形が生じ易い。
また、離型工程での型開きの仕方によっては部分的剥離が起こり、セパレーションという離型不良が発生し易いという課題があった。
本発明の目的は、このような従来の課題を解消し、離型時の成形品の変形を極力抑えることができるレンズの射出圧縮成形方法を提供することにある。
本発明のレンズの射出圧縮成形方法は、一対の間隔保持プレートを互いに連結するタイバーと、このタイバーに沿って移動可能に設けられた可動ダイプレートと、前記一対の間隔保持プレートの一方と前記可動ダイプレートとの間に設けられレンズ凹凸面成形用の一対のキャビティ形成部材を含むレンズ成形用キャビティを内部に有する成形型と、前記一対の間隔保持プレートの他方と前記可動ダイプレートとの間に設けられ前記可動ダイプレートを一方の間隔プレートに対して進退させる進退機構とを備え、熱可塑性樹脂からなるレンズを成形するレンズの射出圧縮成形方法であって、前記進退機構を前進動作させて、成形型を型閉じし、かつ、この型閉じ状態において、前記レンズ成形用キャビティの厚みが成形品の厚みより厚い所定厚みになる位置に前記可動型のキャビティ形成部材を移動させるキャビティ容積設定工程と、前記キャビティ容積設定工程で設定されたレンズ成形用キャビティ内に熱可塑性溶融樹脂を射出したのち、その溶融樹脂を成形型内に封じ込める樹脂射出封込み工程と、前記進退機構を前進動作させて、前記可動型のキャビティ形成部材を固定型のキャビティ形成部材に向かって前進させ、前記レンズ成形用キャビティ内に射出された溶融樹脂を圧縮する樹脂加圧工程と、前記樹脂加圧工程終了後に溶融樹脂を予め設定した所定時間冷却する冷却工程と、前記冷却工程終了後に、前記進退機構の後退速度を制御しながら、前記可動型のキャビティ形成部材と固定型のキャビティ形成部材との相対位置が所定時間略一定に維持され、かつ、前記レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂にかかる圧力が前記冷却工程時にかかる圧力から低下される初期離型操作を実行したのち、固定型に対して可動型を型開きする本離型操作を行う離型工程とを備えたことを特徴とする。
このようなレンズの射出圧縮成形方法によれば、まず、キャビティ容積設定工程において、成形型が型閉じされ、かつ、この型閉じされた状態において、レンズ成形用キャビティの厚みが成形品の厚みより厚い所定厚みになる位置に可動型のキャビティ形成部材が移動される。
次に、樹脂射出封込み工程において、設定されたレンズ成形用キャビティ内に溶融樹脂が射出される。溶融樹脂の射出時には、レンズ成形用キャビティは成形品の厚みより厚く拡大設定されているから、成形型との不適切な樹脂抵抗も発生することなく、樹脂の射出充填を円滑に行うことができる。キャビティ内に射出された溶融樹脂は成形型内に封じ込められる。つまり、溶融樹脂が成形型の外部へ戻る（逆流する）ことが阻止される。
次に、樹脂射出封込み工程において、設定されたレンズ成形用キャビティ内に溶融樹脂が射出される。溶融樹脂の射出時には、レンズ成形用キャビティは成形品の厚みより厚く拡大設定されているから、成形型との不適切な樹脂抵抗も発生することなく、樹脂の射出充填を円滑に行うことができる。キャビティ内に射出された溶融樹脂は成形型内に封じ込められる。つまり、溶融樹脂が成形型の外部へ戻る（逆流する）ことが阻止される。
次に、樹脂加圧工程において、可動型のキャビティ形成部材が固定型のキャビティ形成部材に向かって前進される。このとき、レンズ成形用キャビティを含む成形型内には溶融樹脂が充填、封じ込められているから、レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂が加圧される。なお、樹脂加圧工程の開始時期については、樹脂の射出充填完了後でもよく、あるいは、射出充填完了直前の時点でもよい。
次に、冷却工程において、樹脂加圧工程終了後に溶融樹脂が予め設定した所定時間冷却される。すると、レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂は、圧縮された状態で冷却され、その冷却が進行していくにつれ、次第に固化され、収縮されていく。
次に、冷却工程において、樹脂加圧工程終了後に溶融樹脂が予め設定した所定時間冷却される。すると、レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂は、圧縮された状態で冷却され、その冷却が進行していくにつれ、次第に固化され、収縮されていく。
最後に、離型工程において、冷却工程終了後に、初期の離型操作において、進退機構の後退速度が制御され、可動型のキャビティ形成部材と固定型のキャビティ形成部材との相対位置が所定時間略一定に維持された状態で、レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂にかかる圧力が低下され、こののち、固定型に対して可動型が型開きされる。つまり、初期の離型工程において、レンズ成形用キャビティ内の樹脂にかかる圧力を低下させていっても、可動型のキャビティ形成部材と固定型のキャビティ形成部材との相対位置が略一定に維持されているから、成形品の変形を抑えることができる。
このこと、つまり、樹脂にかかる圧力を低下させるにも関わらず、可動型のキャビティ形成部材と固定型のキャビティ形成部材との相対位置が略一定に維持されているから、冷却工程を短くしても、離型工程において、成形品が変形することが少なく、高精度なレンズ成形品を得ることができる。従って、高精度なレンズを得ることができると同時に、成形サイクルも短縮できる。
このこと、つまり、樹脂にかかる圧力を低下させるにも関わらず、可動型のキャビティ形成部材と固定型のキャビティ形成部材との相対位置が略一定に維持されているから、冷却工程を短くしても、離型工程において、成形品が変形することが少なく、高精度なレンズ成形品を得ることができる。従って、高精度なレンズを得ることができると同時に、成形サイクルも短縮できる。
以上の構成において、冷却工程では、予め設定した所定時間、前記可動型のキャビティ形成部材と固定型のキャビティ形成部材との相対位置を略一定に維持しつつ、前記レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂にかかる圧力を、前記離型工程における圧力低下速度よりも緩やかな速度で徐々に低下させることが望ましい。
このようにすれば、冷却工程においても、可動型のキャビティ形成部材と固定型のキャビティ形成部材との相対位置が略一定に維持された状態で、レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂にかかる圧力が緩やかな速度で徐々に低下されていくから、得られる成形品が均一に冷却される。その結果、ヒケや歪みの発生を低減でき、しかも、冷却時間、ひいては、全体の成形サイクルも短縮できる。
このようにすれば、冷却工程においても、可動型のキャビティ形成部材と固定型のキャビティ形成部材との相対位置が略一定に維持された状態で、レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂にかかる圧力が緩やかな速度で徐々に低下されていくから、得られる成形品が均一に冷却される。その結果、ヒケや歪みの発生を低減でき、しかも、冷却時間、ひいては、全体の成形サイクルも短縮できる。
また、離型工程および冷却工程のうち少なくとも初期の離型工程では、可動型のキャビティ形成部材と固定型のキャビティ形成部材との間隔の変化を圧縮時のレンズ成形用キャビティ厚さと取り出し成形品厚さとの差の値以内に維持しつつ、レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂にかかる圧力を低下させることが望ましい。
ここで、圧縮時のレンズ成形用キャビティ厚さと取り出し成形品厚さとの差の値は、通常、レンズの素材特性やレンズ度数によって異なる値をとる。
ここで、圧縮時のレンズ成形用キャビティ厚さと取り出し成形品厚さとの差の値は、通常、レンズの素材特性やレンズ度数によって異なる値をとる。
また、前記進退機構をトグルリンク機構によって構成するとともに、前記トグルリンク機構を前進動作させて、成形型を型閉じし、かつ、このトグルリンク機構を伸張動作限界位置まで動作させ、前記レンズ成形用キャビティを最小容積に設定した状態において、前記タイバーの伸び量が所望値になるように、一対の間隔保持プレート間の距離を調整する型締め力調整工程を備え、前記樹脂加圧工程では、前記トグルリンク機構を伸張動作限界位置まで動作させることが望ましい。
このようにすれば、トグルリンク機構を前進動作させて、成形型を型閉じし、かつ、このトグルリンク機構を伸張動作限界位置まで動作させて、レンズ成形用キャビティを最小容積に設定した状態において、タイバーの伸び量が所望値になるように、一対の間隔保持プレート間の距離を調整する型締め力調整工程を備えたので、樹脂加圧工程における動作制御を簡易にできる。
つまり、トグルリンク機構を前進動作限界位置まで動作させ、レンズ成形用キャビティを最小容積に設定した状態において、タイバーの伸び量が予め設定した所望値（たとえば、ΔＬ）になるように、一対の間隔保持プレート間の距離を調整しておけば、樹脂加圧工程では、トグルリンク機構を伸張動作限界位置まで動作させるだけでよい。樹脂加圧工程におけるタイバーの伸び量は、型締め力調整工程における伸び量（ΔＬ）と、レンズ成形用キャビティ内の樹脂容量により成形型が閉じきらないことからくるタイバーの伸び量（α）とを合算した量であるから、型締め力調整工程において、伸び量（α）を考慮して伸び量（ΔＬ）を設定しておけば、樹脂加圧工程では、進退機構を前進動作限界位置まで動作させるだけでよい。
つまり、トグルリンク機構を前進動作限界位置まで動作させ、レンズ成形用キャビティを最小容積に設定した状態において、タイバーの伸び量が予め設定した所望値（たとえば、ΔＬ）になるように、一対の間隔保持プレート間の距離を調整しておけば、樹脂加圧工程では、トグルリンク機構を伸張動作限界位置まで動作させるだけでよい。樹脂加圧工程におけるタイバーの伸び量は、型締め力調整工程における伸び量（ΔＬ）と、レンズ成形用キャビティ内の樹脂容量により成形型が閉じきらないことからくるタイバーの伸び量（α）とを合算した量であるから、型締め力調整工程において、伸び量（α）を考慮して伸び量（ΔＬ）を設定しておけば、樹脂加圧工程では、進退機構を前進動作限界位置まで動作させるだけでよい。
さらに、このような方法を採用すれば、冷却工程や離型工程における動作制御もより簡易に行うことができる。たとえば、冷却工程において、溶融樹脂が予め設定した所定時間冷却されると、レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂は、圧縮された状態で冷却され、その冷却が進行していくにつれ、次第に固化され、収縮されていく。樹脂の収縮に伴い、可動ダイプレートは徐々に前進される。可動ダイプレートが前進すると、一対の間隔保持プレートの間隔が縮小することになり、つまり、タイバーが弾性回復することになり、レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂に作用している圧力が次第に低下していく。
このようにして、レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂が、次第に冷却固化され、収縮していくに伴い、可動ダイプレートの前進、タイバーの弾性回復を通じて、レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂に作用している圧力を緩やかにかつ徐々に低下させることができる。そのため、得られる成形品全体が均一に冷却される結果、ヒケや歪みの発生を低減でき、しかも、冷却時間、ひいては、全体の成形サイクルも短縮できる。
もとより、成形型については、トグルリンク機構を伸張動作限界位置まで動作させた状態において、前記成形型のレンズ成形用キャビティの厚みが成形品の厚みよりも小さくなるような成形型を用いる。
もとより、成形型については、トグルリンク機構を伸張動作限界位置まで動作させた状態において、前記成形型のレンズ成形用キャビティの厚みが成形品の厚みよりも小さくなるような成形型を用いる。
また、型締め力調整工程では、前記他方の間隔保持プレートを一方の間隔保持プレートに対して接近離間させて調整する、ことが望ましい。
通常、射出圧縮装置には、他方の間隔保持プレートを一方の間隔保持プレートに対して接近離間させて、両プレート間の間隔を調整するための型厚調整装置が装備されているから、その型厚調整装置を利用して、他方の間隔保持プレートを一方の間隔保持プレートに対して接近離間させることができる。
通常、射出圧縮装置には、他方の間隔保持プレートを一方の間隔保持プレートに対して接近離間させて、両プレート間の間隔を調整するための型厚調整装置が装備されているから、その型厚調整装置を利用して、他方の間隔保持プレートを一方の間隔保持プレートに対して接近離間させることができる。
また、樹脂射出封込み工程では、前記レンズ成形用キャビティ内に溶融樹脂を射出したのち、前記レンズ成形用キャビティにランナを介して通じるスプルー内に遮断部材を突出させて、溶融樹脂を射出するノズル通路を閉塞することが望ましい。
このような方法であれば、遮断部材をノズル通路に突出させるだけの動作でよいから、レンズ成形用キャビティ内に溶融樹脂を射出完了した時点で、直ちにその射出充填した溶融樹脂をその内部に封じ込めることができる。従って、射出完了直前から樹脂加圧工程を開始する場合であっても、樹脂の逆流を確実に防止できる。
このような方法であれば、遮断部材をノズル通路に突出させるだけの動作でよいから、レンズ成形用キャビティ内に溶融樹脂を射出完了した時点で、直ちにその射出充填した溶融樹脂をその内部に封じ込めることができる。従って、射出完了直前から樹脂加圧工程を開始する場合であっても、樹脂の逆流を確実に防止できる。
また、本発明のレンズの射出圧縮成形方法として、一対の間隔保持プレートを互いに連結するタイバーと、このタイバーに沿って移動可能に設けられた可動ダイプレートと、前記一対の間隔保持プレートの一方と前記可動ダイプレートとの間に設けられレンズ凹凸面成形用の一対のキャビティ形成部材を含むレンズ成形用キャビティを内部に有する成形型と、前記一対の間隔保持プレートの他方と前記可動ダイプレートとの間に設けられ前記可動ダイプレートを一方の間隔プレートに対して進退させる進退機構とを備え、前記成形型は、前記一方の間隔保持プレートに固定され内部に前記レンズ成形用キャビティを形成するキャビティ形成部材を有する固定型と、前記可動ダイプレートに固定された可動型とを有し、前記可動型は、内部に前記レンズ成形用キャビティを形成するキャビティ形成部材を有する型本体と、前記可動ダイプレートに固定され前記型本体を前記固定型に向かって移動自在に保持した型取付部材と、この型取付部材と型本体との間に介在された弾性部材とを有し、かつ、この弾性部材によって型取付部材と型本体とが一定の間隔だけ開閉可能に構成され、前記進退機構の作動によって、成形型が型閉じされた状態において、前記可動ダイプレートが一方の間隔保持プレートに向かって前進するとレンズ成形用キャビティが縮小される構造の成形装置を用いて、熱可塑性樹脂からなるレンズを成形するレンズの射出圧縮成形方法であって、前記進退機構を前進動作させて、成形型を型閉じし、かつ、この型閉じ状態において、前記レンズ成形用キャビティの厚みがレンズ成形品の厚みより厚い所定厚みになる位置に前記可動型のキャビティ形成部材を移動させるキャビティ容積設定工程と、前記キャビティ容積設定工程で設定されたレンズ成形用キャビティ内に熱可塑性溶融樹脂を射出したのち、その溶融樹脂を成形型内に封じ込める樹脂射出封込み工程と、前記進退機構を前進動作させて、前記可動ダイプレートに固定された前記可動型のキャビティ形成部材を一方の間隔保持プレートに固定された固定型のキャビティ形成部材に向かって前進させ、レンズ成形用キャビティの厚みがレンズ成形品の厚み以下になる位置で前記他方の間隔保持プレートと可動ダイプレートとの相対位置を一定に保持し、前記レンズ成形用キャビティ内に射出された溶融樹脂を圧縮する樹脂加圧工程と、前記樹脂加圧工程終了後に溶融樹脂を予め設定した所定時間冷却する冷却工程と、前記冷却工程終了後に、前記進退機構の後退速度を制御しながら、前記可動型のキャビティ形成部材と固定型のキャビティ形成部材との相対位置が所定時間略一定に維持され、かつ、前記レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂にかかる圧力が前記冷却工程時にかかる圧力から低下される初期離型操作を実行したのち、固定型に対して可動型を型開きする本離型操作を行う離型工程とを備えたことを特徴とする。
このようにしても、上記と同様な効果が期待できる。
このようにしても、上記と同様な効果が期待できる。
以下、本発明の一実施形態を図を参照しながら詳細に説明する。
［装置構成］
本実施形態は、本発明にかかる射出圧縮成形方法を眼鏡レンズ（メニスカス形状の眼鏡レンズ：単焦点、多焦点、累進多焦点）の射出圧縮成形装置に適用したもので、図１に本実施形態の全体構成が示されている。なお、ここで成形される眼鏡レンズの材料は、ＰＭＭＡ系（ポリメチルメタクリレート）やＰＣ系（ポリカーボネート）などの熱可塑性樹脂である。
本実施形態の射出圧縮成形装置は、成形型５０を有する型締装置６０と、原料樹脂を可塑化計量して成形型５０内に射出充填する射出手段としての射出装置８０と、成形型５０の温度を予め設定された温度に制御する金型温度調節装置５１とから構成されている。
［装置構成］
本実施形態は、本発明にかかる射出圧縮成形方法を眼鏡レンズ（メニスカス形状の眼鏡レンズ：単焦点、多焦点、累進多焦点）の射出圧縮成形装置に適用したもので、図１に本実施形態の全体構成が示されている。なお、ここで成形される眼鏡レンズの材料は、ＰＭＭＡ系（ポリメチルメタクリレート）やＰＣ系（ポリカーボネート）などの熱可塑性樹脂である。
本実施形態の射出圧縮成形装置は、成形型５０を有する型締装置６０と、原料樹脂を可塑化計量して成形型５０内に射出充填する射出手段としての射出装置８０と、成形型５０の温度を予め設定された温度に制御する金型温度調節装置５１とから構成されている。
型締装置６０は、一対の間隔保持プレートとしての固定ダイプレート６１およびリヤプレート６２と、この固定ダイプレート６１およびリヤプレート６２を互いに連結する複数本のタイバー６３と、このタイバー６３に沿って移動可能に設けられた可動ダイプレート６４と、リヤプレート６２と可動ダイプレート６４との間に設けられ可動ダイプレート６４を固定ダイプレート６１に対して進退させる進退機構としてのトグルリンク機構６５とから構成されている。なお、固定ダイプレート６１と可動ダイプレート６４との間には、成形型５０が設けられている。
固定ダイプレート６１は、架台６６に固定されている。
リヤプレート６２は、型厚調整装置６７を介して架台６６に固定されている。型厚調整装置６７は、周知の装置で、リヤプレート６２を固定ダイプレート６１に対して接近離間させることができる。ここに、型厚調整装置６７は、一対の間隔保持プレートとしての固定ダイプレート６１およびリヤプレート６２間の距離を調整する間隔調整手段を構成している。
更に、タイバー６３と連結されたリヤプレート６２は型厚調整装置６７を介して摺動自在になっているため、タイバー６３の伸びに対応できるようになっている。
また、タイバー６３には、そのタイバー６３の伸び量を検出するタイバー伸び量検出手段としての伸び量検出センサ６８が設けられている。
固定ダイプレート６１は、架台６６に固定されている。
リヤプレート６２は、型厚調整装置６７を介して架台６６に固定されている。型厚調整装置６７は、周知の装置で、リヤプレート６２を固定ダイプレート６１に対して接近離間させることができる。ここに、型厚調整装置６７は、一対の間隔保持プレートとしての固定ダイプレート６１およびリヤプレート６２間の距離を調整する間隔調整手段を構成している。
更に、タイバー６３と連結されたリヤプレート６２は型厚調整装置６７を介して摺動自在になっているため、タイバー６３の伸びに対応できるようになっている。
また、タイバー６３には、そのタイバー６３の伸び量を検出するタイバー伸び量検出手段としての伸び量検出センサ６８が設けられている。
伸び量検出センサ６８の検出値は、たとえば、本実施形態の装置では０〜１０００μεの範囲で図示省略のディスプレイに表示される。このディスプレイに表示された伸び量検出センサ６８の検出値（歪量）から、タイバー６３の伸び量を求めることができる。つまり、１με＝１マイクロストレイン＝１ｍ当たり０．００１ｍｍの伸び量であるから、ディスプレイに表示された歪量を基に、タイバー６３の伸び量を求めることができる。
また、型締め力［ｔｏｎ］は、次の式から求めることができる。
型締め力［ｔｏｎ］＝με（表示歪量）×簡易係数
なお、簡易係数は、タイバーの弾性係数、タイバーの径、タイバーの本数により求められる。
また、型締め力［ｔｏｎ］は、次の式から求めることができる。
型締め力［ｔｏｎ］＝με（表示歪量）×簡易係数
なお、簡易係数は、タイバーの弾性係数、タイバーの径、タイバーの本数により求められる。
トグルリンク機構６５は、可動ダイプレート６４およびリヤプレート６２間に架設され中間部が内方へ屈曲可能な複数本のトグルリンク７１Ａ，７１Ｂと、リヤプレート６２の中央にタイバー６３と平行に支持され図示省略の型締め用モータによって回転するボールねじ７２と、このボールねじ７２に螺合されたクロスヘッド７３と、このクロスヘッド７３と各トグルリンク７１Ａ，７１Ｂの屈曲部とを連結する連結リンク７４Ａ，７４Ｂとから構成されている。従って、クロスヘッド７３が前進（図１中右方へ移動）すると、連結リンク７４Ａ，７４Ｂを介してトグルリンク７１Ａ，７１Ｂが伸び（可動ダイプレート６４が進出し）、逆に、クロスヘッド７３が後退（図１中左方へ移動）すると、連結リンク７４Ａ，７４Ｂを介してトグルリンク７１Ａ，７１Ｂが内方へ屈曲する（可動ダイプレート６４が後退する）。なお、トグルリンク機構についは、ダブルリンク機構など種々の機構があり、構造的にも複雑であるが、本実施形態の説明では、原理的な態様を中心に説明する。
射出装置８０は、ホッパ８１から投入された原料樹脂を可塑化、混練、計量する射出シリンダユニット８２を備える。射出シリンダユニット８２には、内部にスクリュー（図示省略）が収納されているとともに、先端に成形型５０内に入り込めるロング射出ノズル８５が取り付けられている。なお、射出シリンダユニット８２の外部には、バンドヒータ（図示省略）が巻かれている。
金型温度調節装置５１は、成形型５０の各部（インサート、インサートガイド部材など）に温調流体を供給できるように接続されている。つまり、金型温度調節装置５１によって、成形型５０の各部が、予め成形するレンズの種類に応じて設定された温度になるように、供給される温調流体の温度が制御される。
金型温度調節装置５１は、成形型５０の各部（インサート、インサートガイド部材など）に温調流体を供給できるように接続されている。つまり、金型温度調節装置５１によって、成形型５０の各部が、予め成形するレンズの種類に応じて設定された温度になるように、供給される温調流体の温度が制御される。
図２は成形型５０の断面図、図３は図２の III−III 線断面図、図４は図２のIV−IV線断面図である。
成形型５０は、図２に示すように、パーティングラインＰＬにおいて左右に型分割される可動型１と固定型２とを備える。これらの間には、２個の眼鏡レンズ成形用キャビティ３と、この各眼鏡レンズ成形用キャビティ３にゲートＧを介して連結されこれらキャビティ３を結ぶランナ４９とが形成されている。ランナ４９に対してはスプルーブッシュ４７によって形成されるスプルー４８が直角に形成されている。ここに、２個の眼鏡レンズ成形用キャビティ３、ランナ４９およびスプルー４８を含んでモールド構成体４５が形成されている。なお、ランナ４９およびスプルー４８は、成形型５０内の樹脂流路を形成している。
成形型５０は、図２に示すように、パーティングラインＰＬにおいて左右に型分割される可動型１と固定型２とを備える。これらの間には、２個の眼鏡レンズ成形用キャビティ３と、この各眼鏡レンズ成形用キャビティ３にゲートＧを介して連結されこれらキャビティ３を結ぶランナ４９とが形成されている。ランナ４９に対してはスプルーブッシュ４７によって形成されるスプルー４８が直角に形成されている。ここに、２個の眼鏡レンズ成形用キャビティ３、ランナ４９およびスプルー４８を含んでモールド構成体４５が形成されている。なお、ランナ４９およびスプルー４８は、成形型５０内の樹脂流路を形成している。
可動型１の型本体４は、インサートガイド部材５および型板６，７からなる。固定型２の型本体８は、インサートガイド部材９および型板１０からなる。各インサートガイド部材５，９の内部には、前記キャビティ３を形成するキャビティ形成部材としての眼鏡レンズ成形用オプティカルインサート１１，１２がパーティングラインＰＬに対して直角方向へ摺動可能に収納されている。なお、インサートガイド部材５，９およびインサート１１，１２などには、図示していないが、金型温度調節装置５１から供給される温調流体を循環させる温調流体循環溝が形成されている。
固定型２の型本体８は、固定ダイプレート６１に固定された型取付部材１５に固定されている。可動型１の型本体４は、第１部材１６Ａと第２部材１６Ｂとからなる型取付部材１６に図３に示すボルト１７で連結されているとともに、型本体４と型取付部材１６との間にはボルト１７の外周に挿入された弾性部材としての皿ばね１７Ａが介装されている。型取付部材１６は、可動ダイプレート６４に固定されている。
固定型２の型本体８は、固定ダイプレート６１に固定された型取付部材１５に固定されている。可動型１の型本体４は、第１部材１６Ａと第２部材１６Ｂとからなる型取付部材１６に図３に示すボルト１７で連結されているとともに、型本体４と型取付部材１６との間にはボルト１７の外周に挿入された弾性部材としての皿ばね１７Ａが介装されている。型取付部材１６は、可動ダイプレート６４に固定されている。
型本体４と型取付部材１６との間には、隙間Ｓが設けられるようになっており、型本体４と型取付部材１６とはガイドピン１８でガイドされながら隙間Ｓ分だけ左右に開閉できるようになっている。すなわち、型閉じ後に可動ダイプレート６４の進出により、可動ダイプレート６４を介して型取付部材１６が押圧されることにより、隙間Ｓが閉じられる。
型取付部材１６には、油圧シリンダ１９が設けられている。油圧シリンダ１９のピストン２０に連結されたピストンロッド２１は、油圧シリンダ１９の一端面に固定されたバックインサート２２内を貫通し、その先端にＴ字クランプ部材２３を備えている。Ｔ字クランプ部材２３は、インサート１１の他端面に形成されたＴ字溝２４に係脱自在に係合されている。これにより、インサート１１が交換可能になっている。
型取付部材１５には、油圧シリンダ２６が設けられている。油圧シリンダ２６のピストン２７に連結されたピストンロッド２８は、型取付部材１５内を貫通し、その先端にＴ字クランプ部材２９を備えている。Ｔ字クランプ部材２９は、インサート１２の一端面に形成されたＴ字溝３０に係脱自在に係合されている。これにより、インサート１２が交換可能になっている。
型取付部材１５には、油圧シリンダ２６が設けられている。油圧シリンダ２６のピストン２７に連結されたピストンロッド２８は、型取付部材１５内を貫通し、その先端にＴ字クランプ部材２９を備えている。Ｔ字クランプ部材２９は、インサート１２の一端面に形成されたＴ字溝３０に係脱自在に係合されている。これにより、インサート１２が交換可能になっている。
油圧シリンダ１９の他端には受圧部材３２が固定されている。型取付部材１６に形成された孔３３から挿入されたエジェクトロッド３４により受圧部材３２が押圧されると、油圧シリンダ１９、バックインサート２２およびインサート１１も押圧され、キャビティ３で成形されたレンズが可動型１および固定型２の型分割時に突き出されるようになっている。
可動型１および型取付部材１６の中央には、エジェクトピン３５が左右方向へ進退自在に配置されている。エジェクトピン３５の他端には、一定ストロークで左右方向へ変位可能な受圧部材３６が固定されている。型取付部材１６に形成された孔３７から挿入されたエジェクトロッド３８により受圧部材３６が押圧されると、エジェクトピン３５が押し出される。
可動型１および型取付部材１６の中央には、エジェクトピン３５が左右方向へ進退自在に配置されている。エジェクトピン３５の他端には、一定ストロークで左右方向へ変位可能な受圧部材３６が固定されている。型取付部材１６に形成された孔３７から挿入されたエジェクトロッド３８により受圧部材３６が押圧されると、エジェクトピン３５が押し出される。
なお、受圧部材３２には、エジェクトリターンピン３９の外周に巻回されたばね４０のばね力が図３中左向きに作用している。また、受圧部材３６にも、図４に示すように、エジェクトリターンピン４１の外周に巻回されたばね４２のばね力が図４中左向きに作用しており、さらに、その受圧部材３６が所定の位置に位置決めされている。従って、エジェクトロッド３４，３８が後退すると、受圧部材３２，３６も後退して旧位に復帰するようになっている。
ノズルシャット機構９０は、図４に示すように、遮断部材としてのノズルシャットピン９１を備えている。ノズルシャットピン９１は、スプルーブッシュ４７の側壁にそのスプルーブッシュ４７の中心線とほぼ垂直方向に進退可能に嵌挿され、その後端が接続片９２を介して油圧シリンダ９３のピストンロッド９４に連結されている。油圧シリンダ９３は、シリンダ取付板９５を介して型取付部材１５に固定されている。スプルーブッシュ４７に射出ノズル８５が圧接した状態において、ノズルシャットピン９１がスライドして射出ノズル８５の先端開口部を塞ぐことにより、樹脂の逆流が阻止されるようになっている（たとえば、実公平６−９８２６号参照）。
［レンズの成形手順］
まず、成形しようとするレンズの種類に応じて、インサート１１，１２を交換する。インサート１１，１２の交換にあたっては、型取付部材１６を含む可動型１を後退させて、固定型２から型分割させる。また、油圧シリンダ１９のピストンロッド２１を進出させるとともに、油圧シリンダ２６のピストンロッド２８を進出させ、これらピストンロッド２１，２８の先端に取り付けられたＴ字クランプ部材２３，２９をインサートガイド部材５，９から突出させる。
まず、成形しようとするレンズの種類に応じて、インサート１１，１２を交換する。インサート１１，１２の交換にあたっては、型取付部材１６を含む可動型１を後退させて、固定型２から型分割させる。また、油圧シリンダ１９のピストンロッド２１を進出させるとともに、油圧シリンダ２６のピストンロッド２８を進出させ、これらピストンロッド２１，２８の先端に取り付けられたＴ字クランプ部材２３，２９をインサートガイド部材５，９から突出させる。
新たに可動型１および固定型２の型本体４，８に装着されるインサート１１，１２を、図示しないロボットのアームで保持しながら水平移送させ、インサート１１，１２のＴ字溝２４，３０をＴ字クランプ部材２３，２９に係合させる。こののち、油圧シリンダ１９のピストンロッド２１を後退させてインサート１１を引き込み、また、油圧シリンダ２６のピストンロッド２８を後退させてインサート１２を引き込む。これにより、インサート１１，１２はインサートガイド部材５，９に嵌合される。
このようにして、プラスレンズ成形の場合には、中心肉厚が周辺部より厚いキャビティ３を有するインサートに、また、マイナスレンズ成形の場合には、中心肉厚が周辺部より薄いキャビティ３を有するインサートにそれぞれ交換する。
このようにして、プラスレンズ成形の場合には、中心肉厚が周辺部より厚いキャビティ３を有するインサートに、また、マイナスレンズ成形の場合には、中心肉厚が周辺部より薄いキャビティ３を有するインサートにそれぞれ交換する。
さて、メニスカス形状を有する眼鏡レンズの成形にあたっては、図５のフローチャートに示す手順で行う。
ＳＴ（ステップ）１において、樹脂加圧条件の設定を行う。これは、予め、適正な圧力をキャビティ３内の樹脂に付加するために、成形されるレンズ特性（レンズ形状およびレンズ度数など）に応じて、型締め力を調整するためのものである。たとえば、図６に示すように、予め、レンズ度数に対応して適切な型締め力を設定しておき、これを基に樹脂加圧条件の設定を行う。無論、この樹脂加圧条件はレンズ樹脂特性に応じて変化されることは自明であり、レンズ樹脂特性に対しては、すべての成形条件において、考慮されなければならない。
ＳＴ（ステップ）１において、樹脂加圧条件の設定を行う。これは、予め、適正な圧力をキャビティ３内の樹脂に付加するために、成形されるレンズ特性（レンズ形状およびレンズ度数など）に応じて、型締め力を調整するためのものである。たとえば、図６に示すように、予め、レンズ度数に対応して適切な型締め力を設定しておき、これを基に樹脂加圧条件の設定を行う。無論、この樹脂加圧条件はレンズ樹脂特性に応じて変化されることは自明であり、レンズ樹脂特性に対しては、すべての成形条件において、考慮されなければならない。
まず、図７（Ａ）に示すように、パーティングラインＰＬが密着するまで成形型５０を型閉じする。つまり、トグルリンク機構６５のクロスヘッド７３を可動ダイプレート６４に接近する方向へ前進させると、トグルリンク７１Ａ，７１Ｂが伸びて可動ダイプレート６４が固定ダイプレート６１に向かって進出され、可動型１の型本体４と型取付部材１６との間に介装された皿ばね１７Ａが圧縮されない状態で隙間Ｓ（Ｓ１）を保って型閉じされる。
続いて、図７（Ｂ）に示すように、クロスヘッド７３を更に前進させ、原点（ゼロ位置）まで移動させると、トグルリンク７１Ａ，７１Ｂが伸びきる。すると、タイバー６３が伸ばされて型締め力が発生する。このとき（機械的ＥＮＤ型締め時）、キャビティ３は、図８に示すように、成形されるレンズ容積（肉厚）より小さくなるように設定されている。つまり、機械的エンド型締め時に、キャビティ３が、取出し成形品（肉厚）より小さくなるように設定されている。
続いて、図７（Ｂ）に示すように、クロスヘッド７３を更に前進させ、原点（ゼロ位置）まで移動させると、トグルリンク７１Ａ，７１Ｂが伸びきる。すると、タイバー６３が伸ばされて型締め力が発生する。このとき（機械的ＥＮＤ型締め時）、キャビティ３は、図８に示すように、成形されるレンズ容積（肉厚）より小さくなるように設定されている。つまり、機械的エンド型締め時に、キャビティ３が、取出し成形品（肉厚）より小さくなるように設定されている。
皿ばね７１Ａが圧縮されない状態で型閉じしたときのクロスヘッド位置が可動ダイプレート６４に近い程、トグルリンク７１Ａ，７１Ｂが伸ばされた状態となり、タイバー６３の伸び量は少なく、型締め力は弱くなる。つまり、型閉じしたときのクロスヘッド位置は固定ダイプレート６１とリヤプレート６２との間隔で決まるから、型厚調整装置６７によってリヤプレート６２を位置調整することにより型締め力を設定する。
ここでは、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、成形型５０をパーティングラインＰＬで型閉じしたとき（Ａの状態）の固定ダイプレート６１とリヤプレート６２との間隔Ｌに対して、機械的エンド型締め時（Ｂの状態）のタイバー６３の伸び量ΔＬを管理することにより、型締め力を設定する。
ここでは、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、成形型５０をパーティングラインＰＬで型閉じしたとき（Ａの状態）の固定ダイプレート６１とリヤプレート６２との間隔Ｌに対して、機械的エンド型締め時（Ｂの状態）のタイバー６３の伸び量ΔＬを管理することにより、型締め力を設定する。
ＳＴ２において、計量を行う。射出装置８０において、ホッパ８１に投入された原料樹脂を可塑化し、その可塑化された溶融樹脂を射出シリンダユニット８２内に導入して計量する。ここでは、２個のレンズ成形用キャビティ３、ランナ４９およびスプルー４８を有するモールド構成体４５に必要な量の溶融樹脂を計量する。
ＳＴ３において、パーティングラインＰＬで型閉じする。図９に示すように、トグルリンク機構６５のクロスヘッド７３を前進させると、トグルリンク７１Ａ，７１Ｂが伸びて可動ダイプレート６４が固定ダイプレート６１に向かって進出されるから、可動型１の型本体４と型取付部材１６との間に介装された皿ばね１７Ａが圧縮されない状態で隙間Ｓを保って、成形型５０をパーティングラインＰＬで型閉じする。この状態では、隙間Ｓは最大開き量（Ｓ１）に設定されている。また、キャビティ３は、図１０に示すように、成形品の厚みに拡大分を加えた厚みよりも大きく拡大されている。
ＳＴ４において、キャビティ容積の設定を行う。図１１に示すように、クロスヘッド７３を予め設定した位置（キャビティ容積設定位置）まで前進させると、トグルリンク７１Ａ，７１Ｂが伸びて可動ダイプレート６４が固定ダイプレート６１に向かって移動され、キャビティ拡大位置まで移動される。キャビティ拡大量は、クロスヘッド位置の設定により決定される。これにより、成形型５０の隙間Ｓはキャビティ拡大分を残して縮小される（隙間Ｓ３）。このとき、キャビティ３の容積（肉厚）は、図１２に示すように、成形されるレンズ容積（肉厚）、つまり、取出し成形品の肉厚より大きく拡大された状態にある。また、皿ばね１７Ａは圧縮されるため、その反力として、幾分かの型締め力が発生している（そのため、固定ダイプレート６１とリヤプレート６２との間隔がＬ'）。
ＳＴ５において、射出を行う。計量工程によって計量された溶融樹脂を射出ノズル８５の通路を通じてモールド構成体４５に射出する。つまり、射出装置８０の射出シリンダユニット８２内に導入して計量した溶融樹脂をスクリューの回転により射出する。すると、溶融樹脂が射出ノズル８５、スプルーブッシュ４７のスプルー４８、ランナ４９およびゲートＧを通じてキャビティ３内に充填されていく。樹脂がキャビティ３に充填されるとき、射出速度は一定制御されている。また、キャビティ３は大きく拡大していることから、成形型５０との不適切な樹脂抵抗も発生せずに、射出充填が進行する。
ＳＴ６において、樹脂を型内に封じ込める。溶融樹脂の射出充填完了直前に、クロスヘッド７３の前進を直ちに開始させ、かつ、射出充填完了後にノズルシャット機構９０によって射出ノズル８５を直ちに閉じる。つまり、ノズルシャットピン９１をスプルー４８内に突出させて射出ノズル８５の通路先端を閉じる。これにより、溶融樹脂は成形型５０内に封じ込められる。
ＳＴ７において、樹脂加圧を行う。ＳＴ６において、クロスヘッド７３の前進開始によって、クロスヘッド７３が原点（ゼロ位置）まで前進して停止すると、トグルリンク７１Ａ，７１Ｂは伸びきるため、成形型５０内に封じ込められた溶融樹脂は圧縮加圧される。
このとき、図１３に示すように、成形型５０が機械的エンドまで閉じられたときの成形型５０のキャビティ容積（肉厚）を、成形されるレンズ容積（肉厚）より、小さくすることにより、成形されるレンズに必要な量の溶融樹脂が充填され、圧縮されても、成形型５０の隙間Ｓが機械的ＥＮＤ（エンド）まで閉じきらないように設定されている。型本体４と型取付部材１６との隙間Ｓが閉じきらないため、つまり、隙間Ｓ４があるため、型取付部材１６に当接しているインサート１１がキャビティ３内の樹脂をダイレクトに押すことになる。これにより、キャビティ３内の樹脂は、図１４に示すように、取出し成形品の肉厚と機械的ＥＮＤ型締め時の肉厚との間に圧縮される。
ここで、キャビティ３内の樹脂を圧縮する圧力を示すタイバー６３の伸び量は、型締め力によるタイバー６３の伸び量（ΔＬ）と、キャビティ３内に樹脂容量により成形型５０が閉じきらないことからくるタイバー６３の伸び量（α）とを合算した量（ΔＬ＋α）となる。このことから、適正な圧力をキャビティ３内の樹脂に付加するためには、相互に関係する樹脂容量と型締め力とを、レンズ特性に応じて、それぞれ適宜決定すればよい。
このとき、図１３に示すように、成形型５０が機械的エンドまで閉じられたときの成形型５０のキャビティ容積（肉厚）を、成形されるレンズ容積（肉厚）より、小さくすることにより、成形されるレンズに必要な量の溶融樹脂が充填され、圧縮されても、成形型５０の隙間Ｓが機械的ＥＮＤ（エンド）まで閉じきらないように設定されている。型本体４と型取付部材１６との隙間Ｓが閉じきらないため、つまり、隙間Ｓ４があるため、型取付部材１６に当接しているインサート１１がキャビティ３内の樹脂をダイレクトに押すことになる。これにより、キャビティ３内の樹脂は、図１４に示すように、取出し成形品の肉厚と機械的ＥＮＤ型締め時の肉厚との間に圧縮される。
ここで、キャビティ３内の樹脂を圧縮する圧力を示すタイバー６３の伸び量は、型締め力によるタイバー６３の伸び量（ΔＬ）と、キャビティ３内に樹脂容量により成形型５０が閉じきらないことからくるタイバー６３の伸び量（α）とを合算した量（ΔＬ＋α）となる。このことから、適正な圧力をキャビティ３内の樹脂に付加するためには、相互に関係する樹脂容量と型締め力とを、レンズ特性に応じて、それぞれ適宜決定すればよい。
ＳＴ８において、冷却を行う。これには、成形型５０の各部（インサート、インサートガイド部材など）の温度が、成形するレンズ特性に応じてＴｇ点以下の設定された温度になるように、金型温度調節装置５１によって温調流体の温度制御を行う。
キャビティ３に充填された樹脂は、圧縮された状態で冷却が進行していくにつれ、固化され、収縮されていく。樹脂の収縮に伴い、可動ダイプレート６４は徐々に前進されていく。可動ダイプレート６４が前進すると、固定ダイプレート６１とリヤプレート６２との間隔が縮小することになり、つまり、タイバー６３が弾性回復することになり、キャビティ３内の樹脂にかかっている圧力が低下していく。
キャビティ３に充填された樹脂は、圧縮された状態で冷却が進行していくにつれ、固化され、収縮されていく。樹脂の収縮に伴い、可動ダイプレート６４は徐々に前進されていく。可動ダイプレート６４が前進すると、固定ダイプレート６１とリヤプレート６２との間隔が縮小することになり、つまり、タイバー６３が弾性回復することになり、キャビティ３内の樹脂にかかっている圧力が低下していく。
図１５は、冷却工程における型締め力とタイバー６３の伸び量との関係を示している。図中、点P1は射出前に予めレンズ特性（非球面単焦点レンズ、度数−４.００Ｄ、直径７６ｍｍ、レンズ成形品中心厚１．１ｍｍ）に応じて、設定した型締め力の設定操作を示すものであり、そこから一旦、型を開き（点P２）、そして、溶融樹脂の充填が開始され、型締めが行われ、点P3がトグルリンク７１Ａ、７１Ｂが伸びきった点で最も型締め力が大きい点である。
この図からも判るように、型締め力（キャビティ３内の樹脂にかかっている圧力）およびタイバー６３の伸び量は、共に同じ傾向を示し、冷却工程初期（図１５のP3〜P5区間）には若干低下するが、その後（P5〜P6区間）はきわめて緩やかな低下傾向（殆ど変化しない状態）を示している。
また、P6〜P10の区間は離型工程の初期の工程（一次工程）で、タイバーの伸び量を制御している区間である。本発明ではこの区間の制御はセパレーション不良、あるいはレンズ品質に大きく影響する区間であることを発見した。
P6〜P8の区間ではここでも型締め力をゆるかに低下させてタイバーの弾性回復を制御していき、P8〜P10の区間では変化量を大きくして弾性回復させる。
次に、これ以降の区間は、更に、型締め力を低下させ、金型が一気に開いていく通常の本離型工程へと続いていく。
この図からも判るように、型締め力（キャビティ３内の樹脂にかかっている圧力）およびタイバー６３の伸び量は、共に同じ傾向を示し、冷却工程初期（図１５のP3〜P5区間）には若干低下するが、その後（P5〜P6区間）はきわめて緩やかな低下傾向（殆ど変化しない状態）を示している。
また、P6〜P10の区間は離型工程の初期の工程（一次工程）で、タイバーの伸び量を制御している区間である。本発明ではこの区間の制御はセパレーション不良、あるいはレンズ品質に大きく影響する区間であることを発見した。
P6〜P8の区間ではここでも型締め力をゆるかに低下させてタイバーの弾性回復を制御していき、P8〜P10の区間では変化量を大きくして弾性回復させる。
次に、これ以降の区間は、更に、型締め力を低下させ、金型が一気に開いていく通常の本離型工程へと続いていく。
尚、本実施例では冷却工程と離型工程との境界を便宜上明確にするため、領域ではなく点Pとして示している。
型締め力の減少によるタイバー６３の弾性回復と冷却時間の関係は実験的検証により求めることができる。従って、予め、使用される材料とレンズ特性とによって、適正な冷却時間を定めることにより、型締め力は制御される。
即ち、レンズ度数が強度になっていくほど、あるいはレンズ外径が大きくなっていくほど、あるいはレンズ厚みが厚くなっていくほど、冷却時間を多くするほうが好ましい。
但し、これはレンズ材料によりも大きく変化することは勿論である。
型締め力の減少によるタイバー６３の弾性回復と冷却時間の関係は実験的検証により求めることができる。従って、予め、使用される材料とレンズ特性とによって、適正な冷却時間を定めることにより、型締め力は制御される。
即ち、レンズ度数が強度になっていくほど、あるいはレンズ外径が大きくなっていくほど、あるいはレンズ厚みが厚くなっていくほど、冷却時間を多くするほうが好ましい。
但し、これはレンズ材料によりも大きく変化することは勿論である。
ＳＴ９において、離型動作を行う。離型動作では、トグルリンク機構６５のクロスヘッド７３をリヤプレート６２に向かって後退させる。クロスヘッド７３が後退すると、伸びきったトグルリンク７１Ａ，７１Ｂは縮む方向へ作用して、タイバー６３は弾性回復していく。
トグルリンク７１Ａ，７１Ｂと結合している可動ダイプレート６４は、クロスヘッド７３の後退に伴って、成形型５０が開く方向、つまり、リヤプレート６２の方向へ移動するが、タイバー６３の弾性回復により、リヤプレート６２は固定ダイプレート６１の方向へ移動するため、可動ダイプレート６４の移動量とタイバー６３の弾性回復による縮み量とが相殺するように作用することになり、見かけ上、固定ダイプレート６１と可動ダイプレート６４との間隔（つまり、固定型２のインサート１２と可動型１のインサート１１との相対位置）はあまり変化のない状態のままで、クロスヘッド７３は後退を続ける。
トグルリンク７１Ａ，７１Ｂと結合している可動ダイプレート６４は、クロスヘッド７３の後退に伴って、成形型５０が開く方向、つまり、リヤプレート６２の方向へ移動するが、タイバー６３の弾性回復により、リヤプレート６２は固定ダイプレート６１の方向へ移動するため、可動ダイプレート６４の移動量とタイバー６３の弾性回復による縮み量とが相殺するように作用することになり、見かけ上、固定ダイプレート６１と可動ダイプレート６４との間隔（つまり、固定型２のインサート１２と可動型１のインサート１１との相対位置）はあまり変化のない状態のままで、クロスヘッド７３は後退を続ける。
図１６は、冷却工程（S3〜S6、P3’〜P6’の区間）および一次離型工程（S6〜S10、P6’〜P10’の区間）における型締め力とダイプレート間隔（固定ダイプレート６１と可動ダイプレート６４との間隔）との関係を示している。この図からも判るように、型締め力（キャビティ３内の樹脂にかかっている圧力）は、冷却工程終了後の一次離型工程（P6’〜P10’の区間）に入ると急激に低下するが、固定ダイプレート６１と可動ダイプレート６４との間隔は、初期の離型工程（S6〜S10の区間）においても、あまり変化のない状態のままであることを示している。ここでは、固定ダイプレート６１と可動ダイプレート６４との間隔（つまり、固定型２のインサート１２と可動型１のインサート１１との間隔）の変化が圧縮時のレンズ成形用キャビティ厚さと取り出し成形品厚さとの差の値以内（例えば、本実施例では、0.3ｍｍ以内）に維持されるようになっている。
従って、離型の初期工程において、樹脂にかかる圧力を低下させるにも関わらず、可動型１のインサート１１と固定型２のインサート１２との相対位置が略一定に維持されているから、金型内で圧力を受けた樹脂がゆるやかに無理なく減圧されるため冷却工程を短くしても、離型工程において、成形品が変形することが少なく、高精度なレンズ成形品を得ることができる。
ちなみに、キャビティ３内の樹脂にかかっている圧力はクロスヘッド７３の後退速度を調整することで制御することができるから、クロスヘッド７３の後退速度を調整することにより、キャビティ３内の樹脂にかかっている圧力の減少を制御することができる。クロスヘッド７３の後退とタイバー６３の弾性回復との関係は、予め、実験的検証で適正な関係が求められているから、使用される材料とレンズ特性とによってクロスヘッド７３の制御条件を定めることができる。
ちなみに、キャビティ３内の樹脂にかかっている圧力はクロスヘッド７３の後退速度を調整することで制御することができるから、クロスヘッド７３の後退速度を調整することにより、キャビティ３内の樹脂にかかっている圧力の減少を制御することができる。クロスヘッド７３の後退とタイバー６３の弾性回復との関係は、予め、実験的検証で適正な関係が求められているから、使用される材料とレンズ特性とによってクロスヘッド７３の制御条件を定めることができる。
ＳＴ１０において、成形品エジェクト動作を行う。クロスヘッド７３を最後まで後退させると、可動ダイプレート６４と固定ダイプレート６１との間隔は最大となり、成形型５０はパーティングラインＰＬより分割されて開かれ、成形品はエジェクトされ、成形型５０から分離される。
たとえば、以上の一連の工程から、図１７に示す成形品１０１が得られる。この成形品１０１は、２個のレンズ成形用キャビティ３によって成形された眼鏡レンズ１０２と、ランナ４９によって成形され２個の眼鏡レンズ１０２を連結する連結部１０３と、スプルー４８によって成形され連結部１０３の中央部から直角にかつレンズ１０２の厚み方向へ延びる棒状部１０４とから形成されている。この後、レンズ１０２は、耐摩耗性ハードコート液に浸漬処理されたのち、レンズ１０２と連結部１０３とがカッタ装置により切り離される。これにより、１個の成形品１０１からハードコート液によるコーティング膜で被覆された２個の眼鏡レンズ１０２を同時に得ることができる。
たとえば、以上の一連の工程から、図１７に示す成形品１０１が得られる。この成形品１０１は、２個のレンズ成形用キャビティ３によって成形された眼鏡レンズ１０２と、ランナ４９によって成形され２個の眼鏡レンズ１０２を連結する連結部１０３と、スプルー４８によって成形され連結部１０３の中央部から直角にかつレンズ１０２の厚み方向へ延びる棒状部１０４とから形成されている。この後、レンズ１０２は、耐摩耗性ハードコート液に浸漬処理されたのち、レンズ１０２と連結部１０３とがカッタ装置により切り離される。これにより、１個の成形品１０１からハードコート液によるコーティング膜で被覆された２個の眼鏡レンズ１０２を同時に得ることができる。
［実施形態の効果］
本実施形態によれば、キャビティ容積設定工程において、キャビティ容積（厚み）を成形品の厚みより厚い厚みに設定し、次に、樹脂射出封込み工程において、設定されたキャビティ３内に溶融樹脂を射出するとともに、樹脂を成形型５０内に封じ込め、この状態において、樹脂加圧工程において、トグルリンク機構６５を伸張動作させてタイバー６３を伸ばし、このタイバー６３の伸びによる反力をキャビティ３内の樹脂に掛けながら、樹脂の冷却工程を進行させるようにしたので、成形品のヒケや歪みの発生を低減でき、しかも、成形サイクルを短縮できる。
本実施形態によれば、キャビティ容積設定工程において、キャビティ容積（厚み）を成形品の厚みより厚い厚みに設定し、次に、樹脂射出封込み工程において、設定されたキャビティ３内に溶融樹脂を射出するとともに、樹脂を成形型５０内に封じ込め、この状態において、樹脂加圧工程において、トグルリンク機構６５を伸張動作させてタイバー６３を伸ばし、このタイバー６３の伸びによる反力をキャビティ３内の樹脂に掛けながら、樹脂の冷却工程を進行させるようにしたので、成形品のヒケや歪みの発生を低減でき、しかも、成形サイクルを短縮できる。
すなわち、冷却工程において、キャビティ３内の溶融樹脂が所定時間冷却されると、キャビティ３内の溶融樹脂は、圧縮された状態で冷却が進行していくにつれ、次第に固化され、収縮されていく。樹脂の収縮に伴い、可動ダイプレート６４は徐々に前進される。可動ダイプレート６４が前進すると、固定ダイプレート６１とリヤプレート６２との間隔が縮小することになり、つまり、タイバー６３が弾性回復することになり、キャビティ３内の溶融樹脂に作用している圧力が次第に低下していく。従って、キャビティ３内の溶融樹脂が、次第に冷却固化され、収縮していくに伴い、可動ダイプレート６４の前進、タイバー６３の弾性回復を通じて、キャビティ３内の溶融樹脂に作用している圧力を次第に緩やかに低下させることができるから、得られる成形品全体を均一に冷却させることができ、その結果、ヒケや歪みの発生を低減でき、しかも、冷却時間、ひいては、全体の成形サイクルも短縮できる。ちなみに、本実施形態の方法によれば、直径７６ｍｍ、度数−４．００Ｄの場合で、冷却時間８０秒で離型工程に移行することができる。
また、離型工程においては、冷却工程終了後に、所定期間、可動型１のインサート１１と固定型２のインサート１２との相対位置が略一定に維持された状態で、レンズ成形用キャビティ３内の溶融樹脂にかかる圧力が低下され、こののち、固定型２に対して可動型１が型開きされるから、つまり、初期の離型工程において、レンズ成形用キャビティ３内の樹脂にかかる圧力を低下させていっても、可動型１のインサート１１と固定型２のインサート１２との相対位置が略一定（可動型１のインサート１１と固定型２のインサート１２との間隔の変化が圧縮時のレンズ成形用キャビティ厚さと取り出し成形品厚さとの差の値以内）に維持されているから、成形品の変形を抑えることができる。
このこと、つまり、樹脂にかかる圧力を低下させるにも関わらず、可動型１のインサート１１と固定型２のインサート１２との相対位置が略一定に維持されているから、冷却工程を短くしても、離型工程において、成形品が変形することが少なく、高精度なレンズ成形品を得ることができる。従って、高精度なレンズを得ることができると同時に、成形サイクルも短縮できる。
このこと、つまり、樹脂にかかる圧力を低下させるにも関わらず、可動型１のインサート１１と固定型２のインサート１２との相対位置が略一定に維持されているから、冷却工程を短くしても、離型工程において、成形品が変形することが少なく、高精度なレンズ成形品を得ることができる。従って、高精度なレンズを得ることができると同時に、成形サイクルも短縮できる。
また、可動ダイプレート６４を固定ダイプレート６１に対して進退させる機構として、トグルリンク機構６５を用い、このトグルリンク機構６５を伸張動作させて、成形型５０を型閉じし、かつ、このトグルリンク機構６５を最も伸びきった位置まで動作させ、キャビティ３の容積を最小容積（最小厚み）に設定した状態において、タイバー６３の伸び量が所望値になるように、固定ダイプレート６１とリヤプレート６２との距離を調整するようにしたので、樹脂加圧工程における動作制御を簡易にできる。
つまり、トグルリンク機構６５を伸張動作限界位置まで動作させ、キャビティ３の容積を最小容積に設定した状態において、タイバー６３の伸び量が予め設定した所望値（たとえば、ΔＬ）になるように、固定ダイプレート６１とリヤプレート６２との距離を調整しておけば、樹脂加圧工程では、トグルリンク機構６５を伸張動作限界位置まで動作させるだけでよい。樹脂加圧工程におけるタイバー６３の伸び量は、型締め力調整工程における伸び量（ΔＬ）と、キャビティ３内の樹脂容量により成形型５０が閉じきらないことからくるタイバー６３の伸び量（α）とを合算した量であるから、型締め力調整工程において、伸び量（α）を考慮して伸び量（ΔＬ）を設定しておけば、樹脂加圧工程では、トグルリンク機構６５を伸張動作限界位置まで動作させるだけでよい。
また、型締め力調整工程では、リヤプレート６２を固定ダイプレート６１に対して接近離間させるようにしたから、通常の型厚調整装置６７を利用して、リヤプレート６２を固定ダイプレート６１に対して接近離間させることができる。
また、樹脂射出封込み工程では、キャビティ３内に充填して樹脂の封じ込みにあたって、スプルー４８内にノズルシャットピン９１を突出させて、熱可塑性樹脂を射出するノズル通路を閉塞するようにしたので、ノズルシャットピン９１をノズル通路に突出させるだけの動作でよく、キャビティ３内に溶融樹脂を射出完了した時点で、直ちにその射出充填した熱可塑性樹脂をその内部に封じ込めることができる。従って、射出完了直前から樹脂加圧工程が開始させる場合であっても、樹脂の逆流を防止できる。
また、樹脂射出封込み工程では、キャビティ３内に充填して樹脂の封じ込みにあたって、スプルー４８内にノズルシャットピン９１を突出させて、熱可塑性樹脂を射出するノズル通路を閉塞するようにしたので、ノズルシャットピン９１をノズル通路に突出させるだけの動作でよく、キャビティ３内に溶融樹脂を射出完了した時点で、直ちにその射出充填した熱可塑性樹脂をその内部に封じ込めることができる。従って、射出完了直前から樹脂加圧工程が開始させる場合であっても、樹脂の逆流を防止できる。
［変形例］
なお、本発明は、上記実施形態で述べた構造、方法に限られるものでなく、次のような例も含む。
前記実施形態では、可動ダイプレート６４を固定ダイプレート６１に対して進退させる機構として、トグルリンク機構６５を用いたが、これに限られない。要は、リヤプレート６２と可動ダイプレート６４との間に設けられ、可動ダイプレートを固定ダイプレート６１に対して進退させる機構であって、可動ダイプレートを固定ダイプレート６１に向かって前進させ、かつ、タイバーの伸び量が予め設定した値になった位置で、リヤプレート６２と可動ダイプレート６４との相対位置を一定に保持できる機構であれば、どのような構造でもよい。
なお、本発明は、上記実施形態で述べた構造、方法に限られるものでなく、次のような例も含む。
前記実施形態では、可動ダイプレート６４を固定ダイプレート６１に対して進退させる機構として、トグルリンク機構６５を用いたが、これに限られない。要は、リヤプレート６２と可動ダイプレート６４との間に設けられ、可動ダイプレートを固定ダイプレート６１に対して進退させる機構であって、可動ダイプレートを固定ダイプレート６１に向かって前進させ、かつ、タイバーの伸び量が予め設定した値になった位置で、リヤプレート６２と可動ダイプレート６４との相対位置を一定に保持できる機構であれば、どのような構造でもよい。
また、前記実施形態では、モールド構成体４５は２個のレンズ成形用キャビティ３を含んでいたが、１個のみのレンズ成形用キャビティでもよく、あるいは、３個以上のレンズ成形用キャビティを含んだものでもよい。
また、前記実施形態では、溶融樹脂の射出完了直前に圧縮を開始するようにしたが、たとえば、レンズの種別（マイナスレンズかプラスレンズ）によって、溶融樹脂の射出が完了してから、射出を開始するようにしてもよい。
また、前記実施形態では、リヤプレート６２と固定ダイプレート６１との間隔を調整するにあたって、リヤプレート６２を固定ダイプレート６１に対して接近離間させるようにしたが、これとは逆でもよい。
また、前記実施形態では、リヤプレート６２と固定ダイプレート６１との間隔を調整するにあたって、リヤプレート６２を固定ダイプレート６１に対して接近離間させるようにしたが、これとは逆でもよい。
また、上述した実施形態では、眼鏡レンズの射出圧縮成形装置について説明したが、必ずしも眼鏡レンズに限られるものでなく、他のレンズ一般にも利用できる。
本発明は、熱可塑性樹脂を射出圧縮成形してレンズを成形するレンズの成形方法、特に、眼鏡レンズの製造方法に好適である。
１ 可動型
２ 固定型
３ レンズ成形用キャビティ
４ 型本体
１１ インサート（レンズ凹面成形用キャビティ形成部材）
１２ インサート（レンズ凸面成形用キャビティ形成部材）
１６ 型取付部材
４５ モールド構成体
４８ スプルー（樹脂流路）
４９ ランナ（樹脂流路）
５０ 成形型
６１ 固定ダイプレート（一方の間隔保持部材）
６２ リヤダイプレート（他方の間隔保持部材）
６３ タイバー
６４ 可動ダイプレート
６５ トグルリンク機構（進退機構）
６７ 型厚調整装置（間隔調整手段）
６８ 伸び量検出センサ（タイバー伸び量検出手段）
８５ 射出ノズル
９１ ノズルシャットピン（遮断部材）
２ 固定型
３ レンズ成形用キャビティ
４ 型本体
１１ インサート（レンズ凹面成形用キャビティ形成部材）
１２ インサート（レンズ凸面成形用キャビティ形成部材）
１６ 型取付部材
４５ モールド構成体
４８ スプルー（樹脂流路）
４９ ランナ（樹脂流路）
５０ 成形型
６１ 固定ダイプレート（一方の間隔保持部材）
６２ リヤダイプレート（他方の間隔保持部材）
６３ タイバー
６４ 可動ダイプレート
６５ トグルリンク機構（進退機構）
６７ 型厚調整装置（間隔調整手段）
６８ 伸び量検出センサ（タイバー伸び量検出手段）
８５ 射出ノズル
９１ ノズルシャットピン（遮断部材）
Claims (7)
- 一対の間隔保持プレートを互いに連結するタイバーと、このタイバーに沿って移動可能に設けられた可動ダイプレートと、前記一対の間隔保持プレートの一方と前記可動ダイプレートとの間に設けられレンズ凹凸面成形用の一対のキャビティ形成部材を含むレンズ成形用キャビティを内部に有する成形型と、前記一対の間隔保持プレートの他方と前記可動ダイプレートとの間に設けられ前記可動ダイプレートを一方の間隔プレートに対して進退させる進退機構とを備え、熱可塑性樹脂からなるレンズを成形するレンズの射出圧縮成形方法であって、
前記進退機構を前進動作させて、成形型を型閉じし、かつ、この型閉じ状態において、前記レンズ成形用キャビティの厚みが成形品の厚みより厚い所定厚みになる位置に前記可動型のキャビティ形成部材を移動させるキャビティ容積設定工程と、
前記キャビティ容積設定工程で設定されたレンズ成形用キャビティ内に熱可塑性溶融樹脂を射出したのち、その溶融樹脂を成形型内に封じ込める樹脂射出封込み工程と、
前記進退機構を前進動作させて、前記可動型のキャビティ形成部材を固定型のキャビティ形成部材に向かって前進させ、前記レンズ成形用キャビティ内に射出された溶融樹脂を圧縮する樹脂加圧工程と、
前記樹脂加圧工程終了後に溶融樹脂を予め設定した所定時間冷却する冷却工程と、
前記冷却工程終了後に、前記進退機構の後退速度を制御しながら、前記可動型のキャビティ形成部材と固定型のキャビティ形成部材との相対位置が所定時間略一定に維持され、かつ、前記レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂にかかる圧力が前記冷却工程時にかかる圧力から低下される初期離型操作を実行したのち、固定型に対して可動型を型開きする本離型操作を行う離型工程とを備えたことを特徴とするレンズの射出圧縮成形方法。 - 請求項１に記載のレンズの射出圧縮成形方法において、
前記冷却工程では、予め設定した所定時間、前記可動型のキャビティ形成部材と固定型のキャビティ形成部材との相対位置を略一定に維持しつつ、前記レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂にかかる圧力を、前記離型工程における圧力低下速度よりも緩やかな速度で徐々に低下させることを特徴とするレンズの射出圧縮成形方法。 - 請求項１または請求項２に記載のレンズの射出圧縮成形方法において、
前記離型工程および冷却工程のうち少なくとも初期の離型工程では、前記可動型のキャビティ形成部材と固定型のキャビティ形成部材との間隔の変化を圧縮時のレンズ成形用キャビティ厚さと取り出し成形品厚さとの差の値以内に維持しつつ、前記レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂にかかる圧力を低下させることを特徴とするレンズの射出圧縮成形方法。 - 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のレンズの射出圧縮成形方法において、
前記進退機構をトグルリンク機構によって構成するとともに、
前記トグルリンク機構を伸長動作させて、成形型を型閉じし、かつ、このトグルリンク機構を伸張動作限界位置まで動作させ、前記レンズ成形用キャビティを最小容積に設定した状態において、前記タイバーの伸び量が所望値になるように、一対の間隔保持プレート間の距離を調整する型締め力調整工程を備え、
前記樹脂加圧工程では、前記トグルリンク機構を伸張動作限界位置まで動作させることを特徴とするレンズの射出圧縮成形方法。 - 請求項４に記載のレンズの射出圧縮成形方法において、
前記型締め力調整工程では、前記他方の間隔保持プレートを一方の間隔保持プレートに対して接近離間させて調整することを特徴とするレンズの射出圧縮成形方法。 - 請求項１〜請求項５のいずれかに記載のレンズの射出圧縮成形方法において、
前記樹脂射出封込み工程では、前記レンズ成形用キャビティ内に溶融樹脂を射出したのち、前記レンズ成形用キャビティにランナを介して通じるスプルー内に遮断部材を突出させて、溶融樹脂を射出するノズル通路を閉塞することを特徴とするレンズの射出圧縮成形方法。 - 一対の間隔保持プレートを互いに連結するタイバーと、このタイバーに沿って移動可能に設けられた可動ダイプレートと、前記一対の間隔保持プレートの一方と前記可動ダイプレートとの間に設けられレンズ凹凸面成形用の一対のキャビティ形成部材を含むレンズ成形用キャビティを内部に有する成形型と、前記一対の間隔保持プレートの他方と前記可動ダイプレートとの間に設けられ前記可動ダイプレートを一方の間隔プレートに対して進退させる進退機構とを備え、
前記成形型は、前記一方の間隔保持プレートに固定され内部に前記レンズ成形用キャビティを形成するキャビティ形成部材を有する固定型と、前記可動ダイプレートに固定された可動型とを有し、前記可動型は、内部に前記レンズ成形用キャビティを形成するキャビティ形成部材を有する型本体と、前記可動ダイプレートに固定され前記型本体を前記固定型に向かって移動自在に保持した型取付部材と、この型取付部材と型本体との間に介在された弾性部材とを有し、かつ、この弾性部材によって型取付部材と型本体とが一定の間隔だけ開閉可能に構成され、前記進退機構の作動によって、成形型が型閉じされた状態において、前記可動ダイプレートが一方の間隔保持プレートに向かって前進するとレンズ成形用キャビティが縮小される構造の成形装置を用いて、熱可塑性樹脂からなるレンズを成形するレンズの射出圧縮成形方法であって、
前記進退機構を前進動作させて、成形型を型閉じし、かつ、この型閉じ状態において、前記レンズ成形用キャビティの厚みがレンズ成形品の厚みより厚い所定厚みになる位置に前記可動型のキャビティ形成部材を移動させるキャビティ容積設定工程と、
前記キャビティ容積設定工程で設定されたレンズ成形用キャビティ内に熱可塑性溶融樹脂を射出したのち、その溶融樹脂を成形型内に封じ込める樹脂射出封込み工程と、
前記進退機構を前進動作させて、前記可動ダイプレートに固定された前記可動型のキャビティ形成部材を一方の間隔保持プレートに固定された固定型のキャビティ形成部材に向かって前進させ、レンズ成形用キャビティの厚みがレンズ成形品の厚み以下になる位置で前記他方の間隔保持プレートと可動ダイプレートとの相対位置を一定に保持し、前記レンズ成形用キャビティ内に射出された溶融樹脂を圧縮する樹脂加圧工程と、
前記樹脂加圧工程終了後に溶融樹脂を予め設定した所定時間冷却する冷却工程と、
前記冷却工程終了後に、前記進退機構の後退速度を制御しながら、前記可動型のキャビティ形成部材と固定型のキャビティ形成部材との相対位置が所定時間略一定に維持され、かつ、前記レンズ成形用キャビティ内の溶融樹脂にかかる圧力が前記冷却工程時にかかる圧力から低下される初期離型操作を実行したのち、固定型に対して可動型を型開きする本離型操作を行う離型工程とを備えたことを特徴とするレンズの射出圧縮成形方法。
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