JP4821388B2 - プラスチックレンズの製造方法及びその製造装置 - Google Patents
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Description
この従来例は、セミフィニッシュレンズを重合する工程と、その後にセミフィニッシュレンズを削り出す工程との2工程とでレンズが製造される。
この従来例では、成形型は製品となるプラスチックレンズの所望形状に合わせたものが複数用意される。
本発明のプラスチックレンズの製造装置は、プラスチックレンズの両側に設けられた成形面を形成する一対の成形部材と、これらの成形部材の外周部を覆うスペーサと、前記成形部材と前記スペーサとによって形成されるキャビティの内部にプラスチックレンズ形成用樹脂原料を注入する樹脂注入装置とを備えたプラスチックレンズの製造装置であって、前記一対の成形部材の少なくとも一方を、柔軟性シートを備えて構成し、この柔軟性シートの面の各位置を前記成形面に合うように変位させる位置制御装置を有し、前記位置制御装置は、前記柔軟性シートの面方向に沿って並んで配置される複数の押圧部材と、これらの押圧部材を前記柔軟性シートの面方向と交差する方向に進退させる進退機構とを備え、前記押圧部材の先端部には前記柔軟性シートと対向する開口を有する通気孔が形成され、この通気孔から前記柔軟性シートに気体を吹き付ける気体供給装置を備えていることを特徴とする。
プラスチック成形用樹脂原料が硬化した後、成形部材やスペーサを外し、プラスチックレンズを取り出す。
従って、本発明では、プラスチックレンズの表面形状が製品毎に異なっても、そのプラスチックレンズの表面に合わせて柔軟性シートを変位させればよいから、製品毎に成形部材を用意する必要がない。そのため、成形部材の保管、管理が容易となる。
しかも、成形部材とスペーサとによって形成されるキャビティの内部にプラスチックレンズ成型用材料を注入し、硬化後は、成形部材とスペーサを外してプラスチックレンズを取り出すことでプラスチックレンズが製造される。そのため、1つの工程でプラスチックレンズが製造されるから、短時間でプラスチックレンズの製造が行えるとともに、レンズ自体を削り出す必要がないから、削り屑等が発生しない。
しかも、複数の押圧部材の進退位置を調整することで、柔軟性シートの面の位置調整が自在に行うことが可能となり、所望のレンズ成形面形状を有するプラスチックレンズを提供することができる。
その上、異なる形状のプラスチックレンズを製造するために、複数の押圧部材の進退位置変更に伴って、各々の押圧部材の先端部と柔軟性シートとの接続角度が変わっても、気体供給装置から供給される気体が押圧部材の先端部から柔軟性シートに吹き付けるため、柔軟性シートの各押圧部材との接続部分を滑らかに変位させることができる。
そのため、製造されるプラスチックレンズの表面が滑らかになり、品質の高い製品を供給することができる。その上、柔軟性シートを繰り返し使用しても、柔軟性シートの押圧部材との接合部分に大きな荷重がかかることがないから、柔軟性シートを長期間使用することができる。
この構成の発明では、他方の成型部材を従来から成形型として使用しているガラス型としたので、製造コストを低く抑えることができる。その上、プラスチックレンズ成形用樹脂を硬化させるために紫外線を用いれば、この紫外線がガラス型を透過するので、プラスチックレンズ成型用樹脂の硬化を効率的に行える。また、ガラス型を球面形状とすることによっても、形状が単一、単純であるため、製造コストをさらに低くすることができる。
この構成の発明では、シリコーンゴムあるいはニトリルゴムはプラスチックレンズ成形用樹脂材料と反応が小さいので、離型性が高い。そのため、硬化されたプラスチックレンズを柔軟性シートから容易に剥がすことができる。
図1は第1実施形態にかかるプラスチックレンズの製造装置を示す概略構成図である。第1実施形態の製造装置で製造されるプラスチックレンズは眼鏡用である。
図1において、プラスチックレンズの製造装置は、内部にキャビティ(空間)が形成された成型用モールド10と、この成型用モールド10の内部キャビティにプラスチックレンズ形成用樹脂原料を注入する樹脂注入装置20と、成型用モールド10に連結された位置制御装置30と、成型用モールド10の内部キャビティに注入されたプラスチックレンズ形成用樹脂原料を硬化する樹脂硬化装置40とを備えて構成されている。
この樹脂硬化装置40は紫外線ランプから構成されるものであり、成型用モールド10に対して近接離隔可能とされる。なお、本実施形態では、樹脂硬化装置40は樹脂原料を紫外線で硬化するものに限定されるものではなく、熱でプラスチックレンズ形成用樹脂原料を硬化するものでもよい。
第1成形部材11は眼鏡レンズの外面を形成するものであって、従来の同様の構成のガラス型から構成される。このガラス型は所定の厚さを有するものであり、中心部が周縁部に比べてやや突出して形成される。第1成形部材11は樹脂硬化装置40に対向するように配置される。
第2成形部材12は眼鏡レンズの内面を形成するものであって、平面略円形の柔軟性シートから構成される。この柔軟性シートはニトリルゴムやシリコーンゴムから所定の厚さで成形される。
なお、第2成形部材12は、その形状を保持し取扱を容易にするために、外周部にリング状の保持部材(図示せず)を設けるものであってもよい。
第1円筒部材131は互いに所定間隔離れて配置された第1成形部材11と第2成形部材12との外周部分を覆うに十分な幅寸法を有する。
第2円筒部材132は、第1成形部材11と第2成形部材12との位置決めを行うもので、その両端部が第1成形部材11と第2成形部材12との外周先端部にそれぞれ当接される。
ノズル21は第1成形部材11が外されて第2成形部材12とスペーサ13とで形成された上部が開口された空間に対向可能とされるが、樹脂注入装置20が使用されない場合には成型用モールド10から離隔した位置に退避している(図1実線参照)。
なお、ノズル21の近傍には成型用モールド10の内部キャビティに注入される樹脂原料の量を検出する光センサ(図示せず)が配置されている。
この制御装置33には製造されるプラスチックレンズのデータが予め入力されており、製造しようとするプラスチックレンズの型番を設定すると、進退機構32が作動し、複数のロッド31がそれぞれ進退し、所定の位置で停止する。
図3及び図4において、各ロッド31は、それぞれステンレス、その他の金属製棒状部材を複数本直列接続して形成されたものであり、ロッド31の先端部分には第2成型部材12を回動可能に支持する継ぎ手34が設けられている。
この継ぎ手34は上端に向かうに従って直径が大きくなる円錐台状に形成されるものであり、その上端面は第2成形部材12に接着剤、その他の適宜な手段によって固定され、その下端部とロッド31の先端部とが互いに回動自在に取り付けられている。
複数のロッド31の前進位置がそれぞれ異なると、第2成形部材12は、その弾性力により弾性変形することになるが、ロッド31と第2成形部材12との間に継ぎ手34が設けられているため、その継ぎ手34が傾くことで、第2成形部材12は滑らかに湾曲することになる(図4参照)。
図5に示される通り、ロッド31は、第2成形部材12の平面内を覆うように複数本が縦横略等間隔に配置されている。これらのロッド31のうち外周部分が第2成型部材12の外周部分と略一致するように配置されている。隣り合うロッド31の寸法は所定寸法、例えば、ロッド31の直径寸法とされている。
進退機構32はロッド31の周面に当接される図示しない一対のロールと、これらのロールを回転駆動する図示しないモータとを備えた駆動ユニットがロッド31の本数だけ配置された構造であり、これらの駆動ユニットが制御装置33で制御される。なお、本実施形態では、進退機構32の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、ロッド31の周面に長手方向に沿ったギアを形成し、このギアと噛合するギアをモータで回転駆動する構成でもよく、要するに、複数のロッド31をそれぞれ独立して進退させる構成であるならば、その具体的な構成は問わない。
[成型用モールド組立工程]
まず、位置制御装置30に設けられた第2成形部材12の外周部に所定のスペーサ13を選択し、セットする。この際、スペーサ13の第2円筒部材132の下面を第2成形部材12の外周部に当接させておく。
そして、製造しようとするプラスチックレンズの内面が形成できるように、第2成形部材12を所望の形状にする。そのため、位置制御装置30を操作して複数のロッド31をそれぞれ進退させ、第2成形部材12をその弾性力に抗して変位させる。
例えば、単焦点レンズを製造する場合には、図1に示される通り、中心部分に配置されたロッド31の前進量を大きくし、その中心部分から径方向に従って複数のロッド31の前進量を徐々に小さくする。これに対して、多焦点レンズを製造する場合には図6に示される通り、ロッド31の前進量を大きくする箇所を複数個所(図では2箇所)とし、その部分から径方向に従って複数のロッド31の前進量を徐々に小さくする。
その後、図7(A)に示される通り、樹脂注入装置20を操作して、第2成形部材12とスペーサ13との間に形成される空間にノズル21からプラスチックレンズ用樹脂原料を注入する。
プラスチックレンズ用樹脂原料を第2成形部材12とスペーサ13とによって形成される空間に所定量注入したら、図7(B)に示される通り、この空間に蓋をするように第1成形部材11でスペーサ13の第2円筒部材132に当接する。
樹脂硬化装置40を作動して成型用モールド10の内部の樹脂原料を硬化する。例えば、樹脂硬化装置40が紫外線照射ランプである場合には第1成形部材11を通じて成型用モールド10の内部の樹脂原料に紫外線を照射する。樹脂原料が硬化することでプラスチックレンズが製造される。
成型用モールド10内の樹脂原料が硬化したら、成型用モールド10を分解し、プラスチックレンズを取り出す。このプラスチックレンズに対して必要に応じて研磨や表面処理等の後処理工程を経て、製品となる。
(1)プラスチック製眼鏡レンズの外面を形成する第1成形部材11と、レンズ内面を形成する第2成形部材12と、これらの成形部材11,12の外周部を覆うスペーサ13とによって形成されるキャビティに注入されたプラスチックレンズ形成用樹脂原料を硬化させるにあたり、第2成形部材12を柔軟性シートから構成し、この柔軟性シートの面方向に沿った位置を所望のレンズ形成面に合うように位置制御装置30で調整することにした。そのため、プラスチックレンズの表面形状が製品毎に異なっても、そのプラスチックレンズの表面に合わせて柔軟性シートからなる第2成形部材12を変位させればよいから、製品毎に成形部材を用意する必要がない。従って、成形部材11,12の保管や管理が容易となる。
しかも、1つの工程でプラスチックレンズが製造されるから、短時間でプラスチックレンズの製造が行えるとともに、レンズ自体を削り出す必要がないから、削り屑等が発生しない。従って、プラスチックレンズの削り屑を廃棄処理しなくてもよいから、環境上好ましい。
従って、位置制御装置30の構造を簡易にし、プラスチックレンズの製造装置を安価に提供することができる。
図8において、第2実施形態の位置制御装置50は、第2成形部材12の面方向沿って並んで配置される複数のロッド51と、これらのロッド51をそれぞれ第2成形部材12の面方向と略直交する方向に独立して進退させる進退機構32と、この進退機構32を制御する制御装置(図8では図示省略)とを備えて構成される。
気体供給装置は、圧縮空気、圧縮窒素、その他の圧縮気体をロッド51の先端部から柔軟性シートからなる第2成形部材12に吹き付けるものである。複数のロッド51の前進位置がそれぞれ異なると、第2成形部材12は、その弾性力により弾性変形することになるが、ロッド51から吹き付けられる圧縮気体によって、第2成形部材12は滑らかに湾曲することになる。
各ロッド51は、その基端側が進退機構32に貫通して設けられている。
なお、第2実施形態においても、複数のロッド51が進退機構32によって、その前進位置が調整される(図9参照)。
(9)ロッド51の先端部には柔軟性シートからなる第2成形部材12と対向する開口を有する通気孔が形成され、この通気孔から第2成形部材12に気体を吹き付ける気体供給装置を備えている。そのため、複数のロッド51の進退位置変更に伴って、各々のロッド51の先端部と第2成形部材12との接続角度が変わっても、気体供給装置から供給される気体がロッド51の先端部から第2成形部材12に吹き付けるため、第2成形部材12の各ロッド51との接続部分を滑らかに変位させることができる。
従って、第2成形部材12を繰り返し使用しても、第2成形部材12のロッド51との接合部分に大きな荷重がかかることがないから、第2成形部材12を長期間使用することができる。
そのため、プラスチックレンズの製造装置の耐久性を向上させることができる。
例えば、前記実施形態では、第1成形部材11を外し、第2成形部材12とスペーサ13とによって形成される空間にプラスチックレンズ成形用樹脂原料を注入していたが、本発明では、図10(A)で示される通り、スペーサ13の周面に注入孔13Aを形成し、図10(B)に示される通り、注入孔13Aにノズル21を挿入し、第1成形部材11、第2成形部材12及びスペーサ13のより形成されるキャビティに直接プラスチックレンズ成形用樹脂原料を注入するものであってもよい。この場合、成型用モールド10、ロッド31及び進退機構32の姿勢を図1に比べて略90度変更することが好ましい。
また、前記実施形態では、第2成形部材12についてのみ柔軟性シートを用いたが、本発明では、第2成形部材12だけでなく、第1成形部材11も柔軟性シートとしてもよい。仮に、第1成形部材11を柔軟性シート以外から形成するものであっても、前記実施形態のようにガラス型に限定されるものではなく、金属製の型としてもよい。金属製の型を用いる場合には金属の熱伝導率が高いため、樹脂硬化装置として熱を発生させる装置を用いた場合には、好適である。
そして、本発明で製造されるプラスチックレンズは眼鏡用に限定されるものではなく、例えば、望遠鏡やカメラのレンズ、その他のプラスチックレンズを製造する場合に適用できる。
Claims (4)
- プラスチックレンズの両側に設けられた成形面を形成する一対の成形部材と、これらの成形部材の外周部を覆うスペーサとによって形成されるキャビティの内部に注入されたプラスチックレンズ形成用樹脂原料を硬化させるプラスチックレンズの製造方法であって、
前記一対の成形部材の少なくとも一方を、柔軟性シートを備えて構成し、この柔軟性シートの面の各位置を成形面に合うように前記柔軟性シートの面方向に沿って並んで配置される複数の押圧部材を前記柔軟性シートの面方向と交差する方向に進退させて変位させ、前記押圧部材の先端部に形成され前記柔軟性シートと対向する開口から前記柔軟性シートに気体を吹き付けることを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。 - 請求項1に記載されたプラスチックレンズの製造方法において、
前記柔軟性シートは前記一対の成型部材の一方にのみ備えて構成され、前記一対の成型部材の他方はガラス型とされることを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。 - プラスチックレンズの両側に設けられた成形面を形成する一対の成形部材と、これらの成形部材の外周部を覆うスペーサと、前記成形部材と前記スペーサとによって形成されるキャビティの内部にプラスチックレンズ形成用樹脂原料を注入する樹脂注入装置とを備えたプラスチックレンズの製造装置であって、
前記一対の成形部材の少なくとも一方を、柔軟性シートを備えて構成し、この柔軟性シートの面の各位置を前記成形面に合うように変位させる位置制御装置を有し、
前記位置制御装置は、前記柔軟性シートの面方向に沿って並んで配置される複数の押圧部材と、これらの押圧部材を前記柔軟性シートの面方向と交差する方向に進退させる進退機構とを備え、
前記押圧部材の先端部には前記柔軟性シートと対向する開口を有する通気孔が形成され、この通気孔から前記柔軟性シートに気体を吹き付ける気体供給装置を備えている
ことを特徴とするプラスチックレンズの製造装置。 - 請求項3に記載されたプラスチックレンズの製造装置において、
前記柔軟性シートはシリコーンゴムあるいはニトリルゴムから成形されていることを特徴とするプラスチックレンズの製造装置。
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