JP4051994B2 - 複合レンズの成型方法及び複合レンズ - Google Patents
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非球面複合層を持った複合レンズの成形方法及び複合レンズに関し、詳しくは、成形型と複合層との転写面の外周部に離型方向に対して略直交する面をもつことによって、成形型と複合層との離型を小さな力で容易に行えるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガラスレンズ等の単レンズに光硬化性樹脂からなる非球面複合層を形成した、いわゆる複合レンズは比較的安価に非球面レンズを成形する手段として実用化されている。この複合レンズは光学ガラス製の単レンズのレンズ面に紫外線硬化性樹脂等からなる複合層を形成することによって製作される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複合層の成形段階においては、成形型の転写面形状を確実に転写させるために転写面が鏡面状に仕上げられており、このため、成形型と複合層との密着度が非常に高く成形型からどのように剥離し離型するかが問題となっていた。
【０００４】
上述した問題の解決方法として温度差による複合層と成形型との線膨張係数の差を用いたり、複合層と成形型とが密着しないように転写面の一部に鏡面状にしない部分を配置する方法をとっていた。
【０００５】
前者の方法は、温度差を与える方法として加熱や冷却する手段が特別に必要となったり、樹脂とガラスとの間の密着性との兼ね合いよりガラスとの間において剥離が発生することもあり、確実な方法とは言えず量産性に不向きであった。
【０００６】
また、後者の方法では鏡面状に仕上げないためにあえて荒れた面とするため、複合層と成形型との接する面積が増加し、このため、逆に接する部分の密着性が上がってしまったり、同じ面粗さをもった成形型が作りがたく、よって剥離時の条件が成形型によって異なることから剥離するための設備に負担をしいることとなり、この場合も量産性に不向きであった。
【０００７】
本発明は、上述したような課題を解消するためになされたもので、成形型と複合層との離型を確実かつ容易に行えるようにした複合レンズの成形方法及び複合レンズを得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため本発明による複合レンズの成形方法は、単レンズの少なくとも一面に成形型を用いて光硬化性樹脂からなる複合層を転写することにより成形する複合レンズの成形方法において、上記成形型は、鏡面をなす第１の転写面と、上記第１の転写面の外周部から延在し、上記成形型の離型方向と直交する水平な第２の転写面と、上記第２の転写面の外周縁部に仰角方向に傾斜する第３の転写面と、を有するようにしたものである。
【０００９】
上述した複合レンズの成形方法によれば、成形型と複合層との転写面の外周部に成形型の離型方向に対して略直交する面をもつようにしたことによって、成形型を複合層から離型したときの剥がす力に対して直交する面には摩擦力が発生することもなく、従って、成形型を複合層から剥がす力は成形型と複合層との密着力と同等の力でよく、この略直交する面が離型のきっかけとなり、略直交な面が剥離したときの外周部から空気が入り込むことによって曲率をもつ成形型と複合層との転写面の密着力が低下し成形型の剥離が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による複合レンズの成形方法及び複合レンズの実施の形態の例を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は複合レンズの成形装置とその成形方法の一例を示す。
符号１がレンズ支持台であり、このレンズ支持台１上に単レンズからなるガラスレンズ（以下、レンズ２という）が載置される。符号３がレンズ２上に塗布等により形成される紫外線硬化樹脂からなる複合層であり、この複合層３を成形型４により転写し、この後、レンズ２側から紫外線Ｕを照射することにより複合層３が硬化され、成形型４を離型することでレンズ２と複合層３とが一体化された複合レンズが製作できる。
【００１２】
ところで、上述した複合レンズの成形においては、複合層３と接する成形型４の転写面は鏡面加工されていることから、複合層３と成形型４とに密着力が生じ複合レンズの形成後に複合層３から成形型４を剥離（離型）する方法については従来の技術で説明した方法以外にも種々提案されている。
【００１３】
そこで、成形型４の剥離を確実かつ容易に行えるようにした複合レンズ成形方法の一例の要部の拡大図を図２に示す。
【００１４】
すなわち、成形型４には複合層３のレンズ面を鏡面加工するための第１の転写面４ａを有し、この第１の転写面４ａの外周部には成形型４の離型方向Ｗに対して平行する鏡面加工された垂直な第２の転写面４ｂが形成され、この第２の転写面４ｂの外周部には成形型４の離型方向Ｗに対して直交する向きで鏡面加工された、いわゆる水平な第３の転写面４ｃが形成されている。この第３の転写面４ｃは第１の転写面４ａの延長線上より凸状部５にされている。
ここで第３の転写面４ｃで形成される面は、図２に示すように、複合レンズの光軸に略直交するものとなる。
【００１５】
次に、上述のようにすることで複合層３から成形型４の剥離が低減できる原理を図３に示した成形型が曲面状にされた場合と、図４に示した複合レンズの成形型とを比較して説明する。
【００１６】
まず、図３において複合層３上で成形型との間で離型に有効である外周部の点で、成形型４と複合層３との密着力をＦ1 としたとき、離型に働く力を密着力であるＦ1 と同等にするためには、成形型４の外周部では曲率をもつために、成形型４を垂直に動かす力Ｆ2 は、離型に働く力Ｆ1 と摩擦力Ｆ3 との合力となる。このため、成形型４を離型するためには離型に働く力Ｆ1 よりも大きな力Ｆ2 が必要となることが判る。
【００１７】
これに対して、図４において成形型４の外周部に水平な第３の転写面４ｃを形成した場合では、離型外周部の水平な第３の転写面４ｃでは、離型に働く力Ｆ1 は複合層３との密着力Ｆ1 と同等であるため、成形型４を垂直に動かす力はＦ1 と同じでよい。従って、成形型４の外周部に水平な第３の転写面４ｃを形成することにより、離型に必要な力を図３の場合のＦ2 からＦ1 へ軽減された力により成形型の離型が可能になることが理解できる。
【００１８】
つまり、成形型４は外周部の水平な第３の転写面４ｃが離型のきっかけとなり、このあと、第３の転写面４ｃが剥離されることで、ここから空気が第１の転写面４ａに入り込むことにより確実かつ容易に剥離することができる。ここで、離型に必要なトルクを図３と図４とで比較すると、成形型４を引き上げる力をそれぞれＷ0 、Ｗ1 とすると、Ｗ1 ≒１／３Ｗ1 の関係となり、離型に必要な力が低減されたことが実験値から確認された。
【００１９】
ここで、上述した第３の転写面４ｃの一形態を図５に示す。これによれば、第３の転写面４ｃの外周縁部に仰角方向に僅かに緩く傾斜する鏡面加工した第４の転写面４ｄを設けたものである。このようにすることであっても、第４の転写面４ｄは成形型４の離型方向と略直交する面となり、この場合、僅かに緩く傾斜する第４の転写面４ｄは離型に働く力に対して摩擦力は無視できる小さなものとなり、従って、上述した図２に示した場合と同様に離型に必要な力を軽減することができ、成形型を引き上げたとき水平な第３の転写面４ｃと共に第４の転写面４ｄが剥離のきっかけとなり確実かつ容易に剥離することができる。
【００２０】
また、図６にさらに他の複合レンズの成形方法の形態を示す。これによれば、第３の転写面４ｃに相当する転写面が全体に仰角方向に僅かに緩く傾斜する（余弦分の負荷増加は見込まれるが僅かである）鏡面加工した第３の転写面４ｅを設けたものである。この場合も第３の転写面４ｅは、成形型４の離型方向と略直交する面となり、この場合、僅かに緩く傾斜する第３の転写面４ｅは離型に働く力に対して摩擦力は無視できる小さなものとなり、従って、上述した図２に示した場合と同様に離型に必要な力を軽減することができ、成形型を引き上げたとき第３の転写面４ｅが剥離のきっかけとなり確実かつ容易に剥離することができる。
【００２１】
また、図７に本発明の実施の形態を示す。これによれば、上述の例において第２の転写面４ｂとしていた離型方向に平行な転写面を設けず、第１の転写面４ａの外周部から成形型の離型方向と直交する水平な鏡面加工した第２の転写面４ｆを設け、この第２の転写面４ｆの外周縁部に仰角方向に僅かに緩く傾斜する鏡面加工した第３の転写面４ｇを設けたものである。このようにすることであっても、第３の転写面４ｇは成形型４の離型方向と略直交する面となり、この場合、僅かに緩く傾斜する第３の転写面４ｇは離型に働く力に対して摩擦力は無視できる小さなものとなり、従って、離型に必要な力を軽減することができ、成形型を引き上げたとき水平な第２の転写面４ｆと共に第３の転写面４ｇが剥離のきっかけとなり確実かつ容易に剥離することができる。
【００２２】
また、上述した図２、図５及び図６の各実施の形態において、第１の転写面４ａの外周部を延長線上より凸状部５にすることによって、レンズ２に塗布した樹脂量のバラツキを吸収し成形型４外へのはみ出しを防止することができる。
【００２３】
さらに、第１の転写面４ａの外周部に設けられる剥離のきっかけとなる略直交する面を有する凸状部５は、第１の転写面４ａの外周部の全域あるいは外周部の一部に形成されることであってもよい。
【００２４】
本発明は、上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００２５】
尚、本例の実施の形態では、ガラスレンズの一面に複合層を成形する方法について説明したが、ガラスレンズの両面に複合層を成形する場合についても本発明の成形方法が広く適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による複合レンズの成形方法は、成形型と複合層との鏡面をなす転写面の外周部の一部又は全域に、成形型の離型方向に対して当該成形型と複合層との離型のきっかけとなる略直交する面をもつようにしたことで、複合層から成形型が小さな引き剥がし力で容易にかつ確実に分離することができるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本例による成形方法を実施するための成形装置の概要図である。
【図２】 複合レンズの成形方法の一形態の説明図である。
【図３】 従来の成形方法における成形型の引き剥がし力の原理図である。
【図４】 成形型の引き剥がし力の原理図である。
【図５】 複合レンズの成形方法の一形態の説明図である。
【図６】 複合レンズの成形方法の一形態の説明図である。
【図７】 本発明の成形方法の実施形態の説明図である。
【符号の説明】
９…ストロボ装置、１０…ベース板金、１１…ロックアームレバー、１２…支点軸、１３…ロックアーム、１３ａ…水平受け面、１４…リターン片、１５…レバー、１６…ボス、１７…回転支点部、１８…抑え板、２２…プランジャー、２３…ソケット、２６…プランジャーホルダー、４４…ポップアップ板金、４６…コイルばね、４９…ワイヤー、５３…傾斜面板、５４…リリースばね
【発明の属する技術分野】
本発明は、非球面複合層を持った複合レンズの成形方法及び複合レンズに関し、詳しくは、成形型と複合層との転写面の外周部に離型方向に対して略直交する面をもつことによって、成形型と複合層との離型を小さな力で容易に行えるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガラスレンズ等の単レンズに光硬化性樹脂からなる非球面複合層を形成した、いわゆる複合レンズは比較的安価に非球面レンズを成形する手段として実用化されている。この複合レンズは光学ガラス製の単レンズのレンズ面に紫外線硬化性樹脂等からなる複合層を形成することによって製作される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複合層の成形段階においては、成形型の転写面形状を確実に転写させるために転写面が鏡面状に仕上げられており、このため、成形型と複合層との密着度が非常に高く成形型からどのように剥離し離型するかが問題となっていた。
【０００４】
上述した問題の解決方法として温度差による複合層と成形型との線膨張係数の差を用いたり、複合層と成形型とが密着しないように転写面の一部に鏡面状にしない部分を配置する方法をとっていた。
【０００５】
前者の方法は、温度差を与える方法として加熱や冷却する手段が特別に必要となったり、樹脂とガラスとの間の密着性との兼ね合いよりガラスとの間において剥離が発生することもあり、確実な方法とは言えず量産性に不向きであった。
【０００６】
また、後者の方法では鏡面状に仕上げないためにあえて荒れた面とするため、複合層と成形型との接する面積が増加し、このため、逆に接する部分の密着性が上がってしまったり、同じ面粗さをもった成形型が作りがたく、よって剥離時の条件が成形型によって異なることから剥離するための設備に負担をしいることとなり、この場合も量産性に不向きであった。
【０００７】
本発明は、上述したような課題を解消するためになされたもので、成形型と複合層との離型を確実かつ容易に行えるようにした複合レンズの成形方法及び複合レンズを得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため本発明による複合レンズの成形方法は、単レンズの少なくとも一面に成形型を用いて光硬化性樹脂からなる複合層を転写することにより成形する複合レンズの成形方法において、上記成形型は、鏡面をなす第１の転写面と、上記第１の転写面の外周部から延在し、上記成形型の離型方向と直交する水平な第２の転写面と、上記第２の転写面の外周縁部に仰角方向に傾斜する第３の転写面と、を有するようにしたものである。
【０００９】
上述した複合レンズの成形方法によれば、成形型と複合層との転写面の外周部に成形型の離型方向に対して略直交する面をもつようにしたことによって、成形型を複合層から離型したときの剥がす力に対して直交する面には摩擦力が発生することもなく、従って、成形型を複合層から剥がす力は成形型と複合層との密着力と同等の力でよく、この略直交する面が離型のきっかけとなり、略直交な面が剥離したときの外周部から空気が入り込むことによって曲率をもつ成形型と複合層との転写面の密着力が低下し成形型の剥離が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による複合レンズの成形方法及び複合レンズの実施の形態の例を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は複合レンズの成形装置とその成形方法の一例を示す。
符号１がレンズ支持台であり、このレンズ支持台１上に単レンズからなるガラスレンズ（以下、レンズ２という）が載置される。符号３がレンズ２上に塗布等により形成される紫外線硬化樹脂からなる複合層であり、この複合層３を成形型４により転写し、この後、レンズ２側から紫外線Ｕを照射することにより複合層３が硬化され、成形型４を離型することでレンズ２と複合層３とが一体化された複合レンズが製作できる。
【００１２】
ところで、上述した複合レンズの成形においては、複合層３と接する成形型４の転写面は鏡面加工されていることから、複合層３と成形型４とに密着力が生じ複合レンズの形成後に複合層３から成形型４を剥離（離型）する方法については従来の技術で説明した方法以外にも種々提案されている。
【００１３】
そこで、成形型４の剥離を確実かつ容易に行えるようにした複合レンズ成形方法の一例の要部の拡大図を図２に示す。
【００１４】
すなわち、成形型４には複合層３のレンズ面を鏡面加工するための第１の転写面４ａを有し、この第１の転写面４ａの外周部には成形型４の離型方向Ｗに対して平行する鏡面加工された垂直な第２の転写面４ｂが形成され、この第２の転写面４ｂの外周部には成形型４の離型方向Ｗに対して直交する向きで鏡面加工された、いわゆる水平な第３の転写面４ｃが形成されている。この第３の転写面４ｃは第１の転写面４ａの延長線上より凸状部５にされている。
ここで第３の転写面４ｃで形成される面は、図２に示すように、複合レンズの光軸に略直交するものとなる。
【００１５】
次に、上述のようにすることで複合層３から成形型４の剥離が低減できる原理を図３に示した成形型が曲面状にされた場合と、図４に示した複合レンズの成形型とを比較して説明する。
【００１６】
まず、図３において複合層３上で成形型との間で離型に有効である外周部の点で、成形型４と複合層３との密着力をＦ1 としたとき、離型に働く力を密着力であるＦ1 と同等にするためには、成形型４の外周部では曲率をもつために、成形型４を垂直に動かす力Ｆ2 は、離型に働く力Ｆ1 と摩擦力Ｆ3 との合力となる。このため、成形型４を離型するためには離型に働く力Ｆ1 よりも大きな力Ｆ2 が必要となることが判る。
【００１７】
これに対して、図４において成形型４の外周部に水平な第３の転写面４ｃを形成した場合では、離型外周部の水平な第３の転写面４ｃでは、離型に働く力Ｆ1 は複合層３との密着力Ｆ1 と同等であるため、成形型４を垂直に動かす力はＦ1 と同じでよい。従って、成形型４の外周部に水平な第３の転写面４ｃを形成することにより、離型に必要な力を図３の場合のＦ2 からＦ1 へ軽減された力により成形型の離型が可能になることが理解できる。
【００１８】
つまり、成形型４は外周部の水平な第３の転写面４ｃが離型のきっかけとなり、このあと、第３の転写面４ｃが剥離されることで、ここから空気が第１の転写面４ａに入り込むことにより確実かつ容易に剥離することができる。ここで、離型に必要なトルクを図３と図４とで比較すると、成形型４を引き上げる力をそれぞれＷ0 、Ｗ1 とすると、Ｗ1 ≒１／３Ｗ1 の関係となり、離型に必要な力が低減されたことが実験値から確認された。
【００１９】
ここで、上述した第３の転写面４ｃの一形態を図５に示す。これによれば、第３の転写面４ｃの外周縁部に仰角方向に僅かに緩く傾斜する鏡面加工した第４の転写面４ｄを設けたものである。このようにすることであっても、第４の転写面４ｄは成形型４の離型方向と略直交する面となり、この場合、僅かに緩く傾斜する第４の転写面４ｄは離型に働く力に対して摩擦力は無視できる小さなものとなり、従って、上述した図２に示した場合と同様に離型に必要な力を軽減することができ、成形型を引き上げたとき水平な第３の転写面４ｃと共に第４の転写面４ｄが剥離のきっかけとなり確実かつ容易に剥離することができる。
【００２０】
また、図６にさらに他の複合レンズの成形方法の形態を示す。これによれば、第３の転写面４ｃに相当する転写面が全体に仰角方向に僅かに緩く傾斜する（余弦分の負荷増加は見込まれるが僅かである）鏡面加工した第３の転写面４ｅを設けたものである。この場合も第３の転写面４ｅは、成形型４の離型方向と略直交する面となり、この場合、僅かに緩く傾斜する第３の転写面４ｅは離型に働く力に対して摩擦力は無視できる小さなものとなり、従って、上述した図２に示した場合と同様に離型に必要な力を軽減することができ、成形型を引き上げたとき第３の転写面４ｅが剥離のきっかけとなり確実かつ容易に剥離することができる。
【００２１】
また、図７に本発明の実施の形態を示す。これによれば、上述の例において第２の転写面４ｂとしていた離型方向に平行な転写面を設けず、第１の転写面４ａの外周部から成形型の離型方向と直交する水平な鏡面加工した第２の転写面４ｆを設け、この第２の転写面４ｆの外周縁部に仰角方向に僅かに緩く傾斜する鏡面加工した第３の転写面４ｇを設けたものである。このようにすることであっても、第３の転写面４ｇは成形型４の離型方向と略直交する面となり、この場合、僅かに緩く傾斜する第３の転写面４ｇは離型に働く力に対して摩擦力は無視できる小さなものとなり、従って、離型に必要な力を軽減することができ、成形型を引き上げたとき水平な第２の転写面４ｆと共に第３の転写面４ｇが剥離のきっかけとなり確実かつ容易に剥離することができる。
【００２２】
また、上述した図２、図５及び図６の各実施の形態において、第１の転写面４ａの外周部を延長線上より凸状部５にすることによって、レンズ２に塗布した樹脂量のバラツキを吸収し成形型４外へのはみ出しを防止することができる。
【００２３】
さらに、第１の転写面４ａの外周部に設けられる剥離のきっかけとなる略直交する面を有する凸状部５は、第１の転写面４ａの外周部の全域あるいは外周部の一部に形成されることであってもよい。
【００２４】
本発明は、上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００２５】
尚、本例の実施の形態では、ガラスレンズの一面に複合層を成形する方法について説明したが、ガラスレンズの両面に複合層を成形する場合についても本発明の成形方法が広く適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による複合レンズの成形方法は、成形型と複合層との鏡面をなす転写面の外周部の一部又は全域に、成形型の離型方向に対して当該成形型と複合層との離型のきっかけとなる略直交する面をもつようにしたことで、複合層から成形型が小さな引き剥がし力で容易にかつ確実に分離することができるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本例による成形方法を実施するための成形装置の概要図である。
【図２】 複合レンズの成形方法の一形態の説明図である。
【図３】 従来の成形方法における成形型の引き剥がし力の原理図である。
【図４】 成形型の引き剥がし力の原理図である。
【図５】 複合レンズの成形方法の一形態の説明図である。
【図６】 複合レンズの成形方法の一形態の説明図である。
【図７】 本発明の成形方法の実施形態の説明図である。
【符号の説明】
９…ストロボ装置、１０…ベース板金、１１…ロックアームレバー、１２…支点軸、１３…ロックアーム、１３ａ…水平受け面、１４…リターン片、１５…レバー、１６…ボス、１７…回転支点部、１８…抑え板、２２…プランジャー、２３…ソケット、２６…プランジャーホルダー、４４…ポップアップ板金、４６…コイルばね、４９…ワイヤー、５３…傾斜面板、５４…リリースばね
Claims (6)
- 単レンズの少なくとも一面に成形型を用いて光硬化性樹脂からなる複合層を転写することにより成形する複合レンズの成形方法において、
上記成形型は、鏡面をなす第１の転写面と、
上記第１の転写面の外周部から延在し、上記成形型の離型方向と直交する水平な第２の転写面と、
上記第２の転写面の外周縁部に仰角方向に傾斜する第３の転写面と、を有する
ことを特徴とする複合レンズの成形方法。 - 請求項１記載の複合レンズの成形方法において、
上記第２の転写面は鏡面加工されていることを特徴とする複合レンズの成形方法。 - 請求項２記載の複合レンズの成形方法において、
上記第３の転写面は鏡面加工されていることを特徴とする複合レンズの成形方法。 - 単レンズの少なくとも一面に樹脂からなる複合層を有し、成形型により上記複合層が成形される複合レンズにおいて、
上記複合層は、上記成形型の鏡面をなす転写面により成形される第１の面と、
上記第１の面の外周部から延在し、上記複合層の成形時に形成された光軸に対して直交する水平な第２の面と、
上記第２の面の外周縁部に仰角方向に傾斜する第３の面と、を有する
ことを特徴とする複合レンズ。 - 請求項４記載の複合レンズにおいて、
上記第２の面は鏡面加工されていることを特徴とする複合レンズ。 - 請求項４記載の複合レンズにおいて、
上記第３の面は鏡面加工されていることを特徴とする複合レンズ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002120930A JP4051994B2 (ja) | 2002-04-23 | 2002-04-23 | 複合レンズの成型方法及び複合レンズ |
| PCT/JP2003/005100 WO2003090993A1 (fr) | 2002-04-23 | 2003-04-22 | Procede pour former une lentille composite |
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