JP5222062B2 - プラスチックレンズ原料液注入方法および注入装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラスチックレンズの原料液を成形型に注入する方法、およびその方法を用いたプラスチックレンズ原料液注入装置に関し、特に眼鏡用プラスチックレンズの原料液を成形型に注入する方法および注入装置に関する。

眼鏡用プラスチックレンズを成形する方法として、プラスチックレンズの原料液であるプラスチックモノマーを成形型内に形成されたキャビティに充填した後、重合・硬化させる注型重合法が知られている。この注型重合法における成形型への原料液注入方法としては、成形型にそのキャビティと成形型外部とを連通する注入孔を設けておき、この成形型を注入孔が最も高くなるように傾斜もしくは垂直に配置した状態で、注入孔に注入ノズルを挿入し、注入ノズルから原料液を吐出させてキャビティに充填する方法が行なわれている（例えば、特許文献１〜３参照）。

このような方法により原料液を注入するにあたっては、成形型内のキャビティを原料液で完全に満たしつつ、成形型から原料液が溢れでないようにする必要がある。そこで、原料液の成形型からの溢れを防止するための方法が従来から種々提案されている。例えば、特許文献１には、成形型の注入孔の外側に注入孔の水平断面積より広い水平断面積を有する液溜構造（モノマー注入部）を設けておき、キャビティから溢れ出た原料液の液面が、前記液溜構造内に位置するように原料液注入量を設定する方法が示されている。この場合、原料液注入量の変動に対する前記液溜構造内での液面高さの変動は、注入孔内での液面高さの変動に比べて小さいので、原料液注入量の誤差やキャビティの容量の誤差を液溜構造によりある程度許容させることができる。

また、特許文献２には、液面高さを検知するセンサを設け、このセンサによって成形型内に注入された原料液の液面が所定の高さになったことを検知したときに原料液の注入を停止する方法が示されている。

また、特許文献３には、注入孔の外側に吸引ノズルを配置しておき、注入ノズルからの原料液の注入と吸引ノズルからの吸引を並行して行ない、注入孔から溢れ出た原料液を吸引ノズルで吸引するとともに、この吸引ノズルによる原料液の吸引により原料液が溢れ出たことを検知して原料液の注入を停止する方法が示されている。

特開平３−２３１８１４号公報 特許第３２５８３２９号公報 特開平１０−２６４１７９号公報

しかしながら、上記特許文献１のように注入孔の外側に液溜構造を設けて、液面が液溜構造内に位置するように原料液注入量を設定する方法は、原料液を過剰に注入することを前提にしているため、その分だけ原料液が無駄になってしまうという問題があった。また、成形したいレンズの形状によってキャビティの容量は変わるので、注入する成形型の容量に応じて原料液注入量を設定する必要があった。

また、上記特許文献２のようにセンサで原料液の液面高さを検知して注入を停止する方法は、液面検知から注入停止までにタイムラグがあるため、注入された原料液の液面の高さに多少のバラツキやズレが生じる場合があった。特に、注入流量が大きい程、バラツキやズレが大きくなるので、注入流量を大きくしての注入時間の短縮には限界があった。また、センサに付着した原料液の除去作業やセンサ位置の調節作業が必要になり作業が煩雑になるという問題もあった。

また、上記特許文献３のように注入孔から溢れ出た原料液を吸引する方法は、注入中に外部の空気を吸引し続けるため、作業環境中の空気中の塵埃が注入口付近に引き寄せられ、それがキャビティ内に侵入するなどして不良の原因となる場合があった。また、吸引ノズルの詰まりを防止するための保守作業、吸引ノズルの位置調節作業、吸引装置の吸引量調節作業等が必要になり作業が煩雑になるという問題もあった。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、成形型に注入されたレンズ原料液の液面を成形型の所定の高さ位置に容易に設定でき、原料液の無駄を少なくすることができるプラスチックレンズ原料液注入方法および注入装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、プラスチックレンズを成形するための成形型に、注入装置を用いて原料液を注入する方法において、前記成形型は、その内部に形成されているキャビティと成形型外部とを連通する注入孔および排出孔を備えており、前記注入装置は、原料液が導入されて先端の開口から吐出する管路であって、その先端開口が前記注入孔に連結される注入管路と、前記排出孔から溢れ出る原料液を先端の開口から流入させる管路であって、その先端開口が前記排出孔に連結され、後端が前記成形型外部と同じ気圧中に開放される排出管路とを有し、前記注入管路にはこの注入管路の開閉を行なう注入バルブが設けられており、前記排出管路にはこの排出管路の開閉を行なう排出バルブと、前記排出管路に原料液が流入したことを検知するための流入検知手段とが設けられており、前記排出バルブを閉じた状態で前記排出管路の先端開口と排出孔を連結する排出管路連結工程と、前記注入バルブを閉じた状態で前記注入管路の先端開口と注入孔を連結する注入管路連結工程と、前記排出バルブを開く排出バルブ開放工程と、前記注入バルブを開いてキャビティへ原料液の注入を開始する注入開始工程と、前記流入検知手段により原料液が前記排出管に流入したことを検知した時に前記注入バルブと排出バルブを閉じる注入停止工程と、前記注入バルブおよび排出バルブを閉じたまま、前記注入管路の先端開口と注入孔との離脱、および、前記排出管路の先端開口と排出孔との離脱を行なう注入排出管路離脱工程とを有し、前記排出バルブ開放工程において、前記排出管路に原料液が流入していた場合にその流入原料液が前記キャビティに再注入されるものである。

また、本発明は、プラスチックレンズを成形するための成形型に原料液を注入する注入装置において、前記成形型は、その内部に形成されているキャビティと成形型外部とを連通する注入孔および排出孔を備えており、前記注入装置は、原料液が導入されて先端の開口から吐出する管路であって、この管路の開閉を行なう注入バルブが設けられ、先端開口が前記注入孔に連結される注入管路と、前記排出孔から溢れ出る原料液を先端の開口から流入させる管路であって、この管路の開閉を行なう排出バルブが設けられるとともに、この管路に原料液が流入したことを検知するための流入検知手段とが設けられ、先端開口が前記排出孔に連結され、後端が前記成形型外部と同じ気圧中に開放される排出管路と、前記注入管路の先端開口と注入孔の連結および離脱を行なう注入管路連結手段と、前記排出管路の先端開口と排出孔の連結および離脱を行なう排出管路連結手段と、前記注入バルブと排出バルブの開閉動作、並びに、前記注入管路連結手段と前記排出管路連結手段の動作を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記排出バルブを閉じた状態で前記排出管路の先端開口と排出孔を連結した後に前記排出バルブを開いて前記排出管路に流入していた原料液をキャビティへ再注入させる機能と、前記注入バルブを閉じた状態で前記注入管路の先端開口と注入孔を連結した後に前記注入バルブを開いてキャビティへ原料液の注入を開始させる機能と、前記流入検知手段からの信号に基づいて原料液が前記排出管路に流入したことを検知する機能と、排出管路への原料液流入を検知したときに前記注入バルブと排出バルブを閉じ、その後注入管路の先端開口を注入孔から離脱させるとともに排出管路の先端開口を排出孔から離脱させる機能とを有するものである。

本発明係るプラスチックレンズ原料液注入方法および注入装置によれば、成形型に注入された原料液が排出孔から溢れて排出管路に流入保持されていると、次の成形型への原料液注入時に排出バルブを開放したとき、排出管内の原料液が次の成形型のキャビティ内に再注入されるので、原料液の無駄を少なくすることができる。
また、本発明によれば、原料液を注入するときの流量、流入検知手段による排出管路への原料液流入検知位置、流入検知手段による排出管路への流入検知から原料液注入停止までのタイムラグ等の影響を受けずに原料液注入完了後の成形型における原料液液面を一定にすることが容易にできる。これにより、原料液液面を揃えるために流量を減ずる必要がなく注入時間の短縮が可能になり、また、成形型における液面を一定にできるので後の工程も効率よく行なうことができる。
また、これらの作用を簡単な機構で行なうことができるので、注入装置の構造が複雑にならずにすみ、装置の保守管理も容易になる。

以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係るプラスチックレンズ原料液注入方法を実施するためのプラスチックレンズ原料液注入装置の機能構成図、図２は本発明に係るレンズ原料液注入手順を示すフローチャート、図３（ａ）は本発明のレンズ原料液注入方法に用いる成形型の正面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図４−１〜図４−１０は本発明によるレンズ原料液注入手順における各状態を示した図である。

はじめに、第１の実施の形態において使用する成形型について図３を参照して説明する。
図３において、成形型７０は眼鏡用プラスチックレンズを成形するための成形型であり、眼鏡レンズの前面を形成するための成形面７１ａ（通常は凹面）を備えた上型モールド７１と、眼鏡レンズの後面を形成するための成形面７２ａ（通常は凸面）を備えた下型モールド７２と、これら上型モールド７１および下型モールド７２（以下、これら２つのモールドを示す場合に単に上下モールド７１、７２ともいう）をそれぞれの成形面７１ａ、７１ｂを内側に対向させて所定の間隔をおいて配置させるとともに前記上下モールド７１、７２の両成形面７１ａ、７１ｂ間の空間の周囲を密閉してキャビティ９０を形成するガスケット８０とからなる。

前記上下モールド７１、７２は、ガラス等の材料から形成され、正面視形状が円形のレンズ形状をしており、それら縁面７１ｂ、７２ｂは円柱状の面からなっている。

前記ガスケット８０は、前記上下モールド７１、７２の周囲に配置される円筒状の円筒体部８１と、この円筒体部８１の外周に設けられて前記キャビティ９０へ原料液を注入する入り口となる注入口部８３と、前記円筒体部８１に設けられて前記キャビティ９０内の気体とキャビティ９０に充填されて溢れた原料液とを排出するときの出口となるとともに、この溢れた原料液を再びキャビティ９０内に注入するときの入口となる排出口部８４とを備えている。このガスケット８０は、弾性を有する樹脂（例えば熱可塑性樹脂）からなり、射出成形等により一体に形成されている。

前記ガスケット８０の円筒体部８１は、両端が開口した円筒状をしている（以下、上型モールド７１が配置される側の開口を上側開口８１ｃ、下型モールド７２が配置される側を下側開口８１ｄともいう）。円筒体部８１の内壁面８１ａには、前記上下モールド７１、７２の両成形面７１ａ、７１ｂの周縁に当接することにより前記上下モールド７１、７２の位置決めとシールを行なう突起帯部８２が全内周にわたって一体に突設されている。この突起帯部８２は、その上面８２ａと側面８２ｂとからなる角部分が上型モールド７１の成形面７１ａ周縁と当接され、側面８２ｂと下面８２ｃとからなる角部分が下型モールド７２の成形面７２ａ周縁と当接される。なお、突起帯部８２の上面８２ａは、前記上型モールド７１の成形面７１ａと接しやすいように内側に行くほど円筒体部８１の上側開口８１ｃ側に向かうように傾斜した面になっている。また、突起帯部８２の側面８２ｂは円筒状の面からなり、成形される眼鏡レンズの縁面を形成する成形面となる。円筒体部８１の内径は、前記上下モールド７１、７２の外径より若干小さく形成されており、この円筒体部８１に挿入された上下モールド７１、７２は、そのそれぞれの縁面７１ｂ、７２ｂが円筒体部８１の弾性復元力により内側に押圧されて保持される。

前記排出口部８４は、前記キャビティ９０と成形型７０の外部とを連通する排出孔８４１と、前記円筒体部８１の外壁面８１ｂに設けられ前記排出孔８４１を内部に有する排出口管部８４２と、この排出口管部８４２の外端に設けられ後述する注入装置１の排出ノズル２３（図１、図４−１）の受け入れ口となる排出ノズル受部８４３とを有する。

前記排出口管部８４２は、前記円筒体部８１の外壁面８１ｂから外側に、この円筒体部８１の直径方向に延設されている管である。

前記排出孔８４１は、前記円筒体部８１と排出口管部８４２を円筒体部８１の直径方向に貫通するように形成された孔で、一方の開口（内側開口）８４１ａが円筒体部８１内に開口し、他方の開口（外側開口）８４１ｂが排出口管部８４２の外端に開口し排出ノズル受部８４３の内部に連通している。前記内側開口８４１ａは、ガスケット８０に保持される上下モールド７１、７２の間に位置するように前記突起帯部８２の側面８２ｂに開口している。

前記排出ノズル受部８４３は、前記排出孔８４１と連通する空洞８４３ｅを有している。この空洞８４３ｅを形成する排出ノズル受部８４３の内壁面８４３ａは、前記排出口管部８４２と連結されている側の端（内側端）８４３ｂの内径が前記排出孔８４１の外側開口８４１ｂの内径より大きく、排出ノズル受部８４３の外側の開口８４３ｃに向かうほど内径が大きくなる円錐面状をしている。そして、この排出ノズル受部８４３の内壁面８４３ａの内側端８４３ｂと、前記排出孔８４１の外側開口８４１ｂとは段状部８４３ｄを介して接続されている。この段状部８４３ｄと排出孔８４１の内壁面８４１ｃとからなる角部分が、前記排出ノズル２３の外周と密着して排出ノズル２３と排出口部８４の連結部分を密閉するシール部８４４となる。

前記注入口部８３は、前記排出口部８４の隣りに並設され、前記キャビティ９０と成形型７０の外部とを連通する注入孔８３１と、前記円筒体部８１の外壁面８１ｂに設けられ前記注入孔８３１を内部に有する注入口管部８３２と、この注入口管部８３２の外端に設けられ後述する注入装置１の注入ノズル１３（図１、図４−１）の受け入れ口となる注入ノズル受部８３３とを有する。

前記注入口管部８３２は、前記円筒体部８１の外壁面８１ｂから外側に、前記排出口管部８４２と並行に延設されている。

前記注入孔８３１は、前記円筒体部８１と注入口管部８３２を前記排出孔８４１に平行な方向に貫通するように形成された孔で、一方の開口（内側開口）８３１ａが円筒体部８１内に開口し、他方の開口（外側開口）８３１ｂが注入口管部８３２の外端に開口し注入口部８３の内部に連通している。前記内側開口８３１ａは、ガスケット８０に保持される上下モールド７１、７２の間に位置するように前記突起帯部８２の側面８２ｂに開口している。

前記注入ノズル受部８３３は、前記注入孔８３１と連通する空洞８３３ｅを有している。この空洞８３３ｅを形成する注入ノズル受部８３３の内壁面８３３ａは、前記注入口管部８３２と連結されている側の端（内側端）８３３ｂの内径が前記注入孔８３１の外側開口８３１ｂの内径より大きく、注入ノズル受部８３３の外側の開口８３３ｃに向かうほど内径が大きくなる円錐面状をしている。そして、この注入ノズル受部８３３の内壁面８３３ａの内側端８３３ｂと、前記注入孔８３１の外側開口８３１ｂとは段状部８３３ｄを介して接続されている。この段状部８３３ｄと注入孔８３１の内壁面８３１ｃとからなる角部分が、前記注入ノズル１３の外周と密着して注入ノズル１３と注入口部８３との連結部分を密閉するシール部８３４となる。

次に、上型モールド７１と下型モールド７２をガスケット８０に組み付けて成形型７０を形成する手順について説明する。
ガスケット８０に、その円筒体部８１の上側開口８１ｃから上型モールド７１をその成形面７１ａを内側にして挿入し、成形面７１ａの周縁部が突起帯部８２の上面８２ａに当接するまで上型モールド７１を挿入する。一方、円筒体部８１の下側開口８１ｄからは下型モールド７２をその成形面７２ａを内側にして挿入し、成形面７２ａの周縁部が突起帯部８２の下面８２ｃに当接するまで下型モールド７２を挿入する。挿入された上型モールド７１と下型モールド７２は、それそれの縁面７１ｂ、７２ｂが円筒体部８１の内壁面８１ａにより内側に押圧されてガスケット８０における所定の位置に保持される。そして、上型モールド７１の成形面７１ａと、下型モールド７２の成形面７２ａと、円筒体部８１の内壁面８１ａ（この例では突起帯部８２の側面８２ｂ）とによって、成形したい眼鏡レン形状に相当する空間であるキャビティ９０が形成される。

ここで、上記した成形型７０の例では、上下モールド７１、７２を突起帯部８２に当接させて位置決めしているが、上下モールド７１、７２の一方を突起帯部８２に当接させずに所望の位置まで挿入することで位置決めをしてもよい。その場合は、突起帯部８２の前記一方のモールド成形面との当接部分を省略でき、モールドの縁面と円筒体部８１の内壁面８１ａとの密着でキャビティ９０を密閉する。また、上下モールドの７１、７２の両方を突起帯部８２に当接させずに所望の位置まで挿入することで位置決めをしてもよい。その場合は、突起帯部８２を省略でき、それぞれのモールド７１、７２の縁面７１ｂ、７２ｂと円筒体部８１の内壁面８１ａとの密着でキャビティ９０を密閉する。

また、上記した成形型７０の例では、上下モールド７１、７２を、ガスケット８０の円筒体部８１の弾性復元力を利用して保持しているが、上下モールド７１、７２を両外側から内側に挟む器具を用いて上下モールド７１、７２を突起帯部８２に押し当てて密閉保持してもよい。その場合は円筒体部８１で上下モールド７１、７２を保持しないので、円筒体部８１の内径は、上下モールド７１、７２の外径とほぼ同じか大きくすることができる。上記した成形型７０は、排出孔８４１が円筒体部８１の直径方向に形成されているので、排出孔８４１の内側開口８４１ａが最上点となるように成形型７０を垂直あるいは傾斜させた状態で原料液の注入を行なうことにより、キャビティ９０に気体が残留させずに原料液を充填することが可能になり好ましい。

また、成形型７０は、注入孔８３１と排出孔８４１の方向が平行で、注入ノズル受部８３３のシール部８３４と排出ノズル受部８４３のシール部８４４の高さがほぼ同じになっているので、注入ノズル１３および排出ノズル２３を同じ方向に同じ高さまで注入口部８３および排出口部８４に挿入することにより、注入ノズル１３と注入口部８３との連結、並びに、排出ノズル２３と排出口部８４を連結させることができ、後述する注入装置１のノズル連結部による連結動作を簡単にできる。

また、注入口部８３と排出口部８４とを並設し、注入ノズル受部８３３と排出ノズル受部８４３を同じ高さに位置させているので、後述する注入装置１の注排口封止部５０（図１）による封止動作を簡単にできる。特に、この例のように、注入ノズル受部８３３の開口８３３ｃと排出ノズル受部８４３の開口８４３ｃとを同一平面上に位置するようにすると、それら開口８３３ｃ、８４３ｃにフィルム等を貼り付けて封止するのが容易になる。

次に、第１の実施の形態に係る眼鏡用プラスチックレンズ原料液注入装置について、図１を参照して説明する。このプラスチックレンズレンズ原料液注入装置１は、成形型７０にレンズ原料液を供給するための注入管路１１を備えた注入部１０と、成形型７０のキャビティ９０内の気体を排出するとともにキャビティ９０から溢れた原料液を流入させて再注入もしくは排出するための排出管路２１を備えた排出部２０と、成形型７０を所定の位置および向きに保持する成形型保持部３０と、成形型７０の注入口部８３と前記注入管路１１の先端部（注入ノズル）１３とを連結する手段（注入管路連結手段）、並びに、成形型７０の排出口部８４と前記排出管路２１の先端部（排出ノズル）２３とを連結する手段（排出管路連結手段）を構成するノズル連結部４０と、原料液の充填が完了した成形型７０の注入口部８３および排出口部８４を封止する注排口封止部５０と、これら注入部１０、排出部２０、成形型保持部３０、ノズル連結部４０、および、注排口封止部５０の動作を制御する制御部６０とを有する。

前記注入部１０は、レンズ原料液が蓄えられた原料液貯留タンク１２（以下、単にタンク１２という）と、このタンク１２に蓄えられた原料液を成形型７０が原料液注入のために配置される位置（注入位置）Ｐに導き先端１１ａの開口から吐出する導管であって、後端１１ｂがタンク１２に接続され、先端開口が成形型７０の注入口部８３の注入孔８３１に連結されて成形型７０内に原料液を注入する注入管路１１と、前記注入管路１１の途中に設けられた開閉バルブであって、このバルブの開閉動作により原料液の注入と停止を行なう注入バルブ１４と、タンク１２内に蓄えられた原料液を注入管路１１に送り出すための加圧手段１５とを有する。

前記タンク１２は、プラスチックレンズの原料液を気密に蓄えておくことができる容器であり、内部の気圧を正圧にする前記加圧手段１５が設けられている。この加圧手段１５によりタンク１２内を加圧することによりタンク１２内の原料液が注入管路１１に押し出されて注入管路１１の先端１１ａから吐出される。加圧手段１５としては、例えばコンプレッサや空気圧タンク等を用いることができる。タンク１２には、原料液を攪拌する手段や原料液を脱気するため減圧手段（例えば真空ポンプ）等を設けてもよい。

タンク１２に蓄えられる眼鏡用プラスチックレンズ原料液としては、公知のモノマーが使用でき、具体的には、例えばメチルメタクリレート単独系のもの、メチルメタクリレートと１種以上の他のモノマーとをモノマー成分とする系のもの、ジエチレングリコールビスアリルカーボネイト系のもの、ジエチレングリコールビスアリルカーボネイトと１種以上の他のモノマーとをモノマー成分とする系のもの、イオウ含有系のもの、ハロゲン含有系のもの、ポリカーボネイト、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、不飽和ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン等の各系のものが挙げられる。なお、ここで言うポリウレタン系のものは、ポリイソシアネート化合物とポリチオール化合物およびポリオール化合物とが反応してできた系のものを言い、例えば、ｍ−キシレンジイソシアネートとペンタエリトリトールテトラキスプロピオネートとの混合モノマー系のものがある。

前記注入管路１１の先端部は、注入管路１１を通ってきた原料液を外部に流出させる筒口であるとともに、成形型７０の注入口部８３と気密に連結される部分となる注入ノズル１３からなっており、この注入ノズル１３はその内部を貫通する吐出孔１３ａを備えた円筒状をしている。注入ノズル１３の先端側には、先に行く程に径が小さくなる円錐状のテーパ面１３ｃが形成されており、その最も径が小さくなる先端１３ｄの中央に吐出孔１３ａの開口１３ｂが位置している。また、注入ノズル１３の後端側には、注入管路１１を構成する管との接続構造１３ｅが設けられている。

注入ノズル１３の先端１３ｄの外径は、成形型７０の注入口部８３（図３）の注入孔８３１の外側開口８３１ｂの内径より小さく、テーパ面１３ｃの最も後端の部分の外径は、注入孔８３１の外側開口８３１ｂの内径より大きく形成されている。このような形状にすることにより、この注入ノズル１３が注入口部８３に挿入され、注入ノズル１３の先端１３ｄが注入孔８３１に挿入されると、注入ノズル１３のテーパ面１３ｃと注入口部８３のシール部８３４とが密着して、注入ノズル１３と注入口部８３との連結部分がシールされる。

注入管路１１を構成する管としては、金属製や樹脂製のものが利用できる。なお、この例では、注入ノズル１３と成形型７０の注入口部８３を連結・離脱させる際に注入ノズル１３を上下に移動させるので、この移動を妨げないように注入管路１１の少なくとも注入ノズル１３が接続される側は柔軟性を有する樹脂チューブで構成されている。また、注入管路１１や注入ノズル１３の吐出孔１３ａの内径は、原料液の注入流量や原料液の特性（例えば粘度や表面張力等）を考慮して適宜設定するとよい。

前記注入管路１１の途中には、前記制御部６０からの信号を受けて開閉が制御される自動調節弁である注入バルブ１４が配置されている。注入バルブ１４が開かれると原料液は注入ノズル１３の吐出孔１３ａの開口１３ｂから吐出し、注入バルブ１４が閉じられると原料液の吐出は停止する。なお、この注入バルブ１４には開度や開閉速度も制御可能なものを用いると注入流量を調整したり、注入途中で注入流量を変更したりできるので好ましい。なお、注入バルブ１４としては、開閉バルブの代わりにローラーポンプを用いることもできる。その場合は、注入管路１１の途中の弾性チューブで構成された部分にローラーポンプを設置し、ローラーポンプのローラーが弾性チューブを潰しながら繰り返し注入管路１１の先端１１ａ側にしごいている状態が注入バルブ１４を開いた状態に相当し、ローラーが弾性チューブを潰したまま停止している状態が注入バルブ１４を閉じた状態に相当する。

前記排出部２０は、成形型７０から排出された原料液を溜め置いて回収するための原料液回収容器（以下、単に回収容器という）２２と、成形型７０のキャビティ９０内の気体やキャビティ９０から溢れ出た原料液を先端２１ａの開口から流入させ、後端２１ｂ側に導く導管であって、後端２１ｂが前記回収容器２２のところに位置し、先端開口が成形型７０の排出口部８４の排出孔８４１に連結される排出管路２１と、この排出管路２１の途中に設けられた開閉バルブである排出バルブ２４と、原料液が前記排出管路２１に流入したことを検知する流入検知手段（センサ）２５とを有する。

前記回収容器２２は、排出管路２１にその先端２１ａから流入した原料液がこの排出管路２１を通って後端２１ｂから流出した場合に、その流出した原料液が注ぎ込まれる容器であり、この回収容器２２に溜まった原料液はレンズ原料液や他の資源として再利用される。排出管路２１の後端２１ｂと回収容器２２との間の空間は、注入位置Ｐと同じ気圧（例えば大気圧）の外気に開放されており、排出管路２１への原料液の流入やその流入した原料液の再注入を容易にしている。

排出管路２１の先端部は、キャビティ９０内の気体とキャビティ９０から溢れ出た原料液の流入並びにこの流入した原料液の流出をさせる筒口であるとともに、成形型７０の排出口部８４と気密に連結される部分となる排出ノズル２３からなっており、この排出ノズル２３は、前記注入ノズル１３と同様の形状をしている。すなわち、この排出ノズル２３はその内部を貫通する流入孔２３ａ（図４−１）を備えた円筒状をしており、先端側には、先に行く程に径が小さくなる円錐状のテーパ面２３ｃが形成されている。そして、そのテーパ面２３ｃの最も径が小さくなる先端２３ｄの中央に流入孔２３ａの開口２３ｂが位置している。また、排出ノズル２３の後端側には、排出管路２１を構成する管との接続構造２３ｅが設けられている。この排出ノズル先端２３ｄの外径は、前記成形型７０の排出口部８４の排出孔８４１の外側開口８４１ｂの内径より小さく、テーパ面２３ｃの最も後端の部分の外径は、排出孔８４１の外側開口８４１ｂの内径より大きく形成されている。このような形状にすることにより、この排出ノズル２３が排出口部８４に挿入され、排出ノズル２３の先端２３ｄが排出孔８４１に挿入されると、排出ノズル２３のテーパ面２３ｃと排出口部８４のシール部８４４とが密着して、排出ノズル２３と排出口部８４との連結部分がシールされる。

排出管路２１を構成する管としては、金属製や樹脂製のものが利用できる。なお、この例では、排出ノズル２３と成形型７０の排出口部８４を連結・離脱させる際に排出ノズル２３を上下に移動させるので、この移動を妨げないように排出管路２１の少なくとも排出ノズル２３が接続される側は、柔軟性を有する樹脂チューブで構成されている。また、排出管路２１や排出ノズル２３の流入孔２３ａの内径は、原料液の流入流量や原料液の特性（例えば粘度、表面張力等）を考慮して適宜設定するとよい。

前記排出管路２１の途中には、前記制御部６０からの信号を受けて開閉が制御される自動調節弁である排出バルブ２４が配置されている。排出バルブ２４が開かれた状態では、排出管路２１内は、外気と同じ気圧（例えば大気圧）になっているので、キャビティ９０から溢れて排出口部８４に達した原料液は、排出ノズル２３の流入孔２３ａから容易に排出管路２１内に流入する。また、原料液が排出管路２１内に流入後、排出バルブ２４を閉じると、排出管路２１内への原料液の流入は停止し排出管路２１内に原料液が滞留したまま保持される。その後排出バルブ２４が開かれると排出管路２１内は再び外気と同じ気圧になるので、流入した原料液はその自重により排出ノズル２３の流入孔２３ａから吐出される。なお、排出バルブ２４には開度や開閉速度も制御可能なものを用いると流入流量や吐出流量を調整できるので好ましい。

前記流入検知手段２５は、原料液が排出管路２１内に流入したかどうかを検知するためのセンサであり、排出管路２１の所定の位置（流入検知位置ＤＰ）まで原料液が流入してきたかどうかを検知できるように排出管路２１の途中に設けられている。この流入検知手段２５による検出値は前記制御部６０に継続して送出され、その検出値に基づいて制御部６０は排出管路２１へ原料液が流入したかどうかを判断する。

流入検知手段２５としては、非接触式や接触式のセンサが利用できるが、原料液に接触させずに測定できるという点で非接触式センサが好ましく、また、原料液は透明なので透明体を検知可能なセンサを用いると好ましい。このような非接触式センサとしては、光電センサ、近接センサ、視覚センサ、超音波センサ、赤外線センサ等が利用できる。本実施の形態では、透過式の光電センサを用いた場合で説明する。

透過式光電センサからなる流入検知手段２５は、光を照射する投光部２５ａと、この投光部２５ａからの光を受光して光量の変化を電気信号に変換し検出値として制御部６０へ出力する受光部２５ｂとを備えている。投光部２５ａと受光部２５ｂは、排出管路２１の途中にこの排出管路２１を挟んで対向して配置されている。投光部２５ａと受光部２５ｂが設置される位置の排出管路２１は、透明な管で構成されており、投光部２５ａから放射された光が排出管路２１を横断して受光部２５ｂに到達可能にしている。この例では、投光部２５ａの投光軸Ａと受光部２５ｂの受光軸とが一致するように配置されており、排出管路２１内を原料液が流入してきたかどうかが検知される位置（流入検知位置）ＤＰは、前記投光軸Ａと排出管路２１とが交差する位置となる。このように構成することにより、流入検知位置ＤＰに原料液が有るときと無い時とで受光部２５ｂで検出される検出値が異なるため、この検出値に基づいて流入検知位置ＤＰまで原料液が流入してきたかどうかを判断することができる。

流入検知位置ＤＰは、排出管路２１の先端２１ａから近いほど、排出管路２１に流入する原料液の量が少ないうちに検知できるので好ましいが、本発明は排出管路２１に流入した原料液を再度キャビティ９０に注入するので、排出管路２１の先端２１ａから離れた位置であってもよい。また、排出ノズル２３の位置より排出管路２１の先端側に流入検知位置ＤＰを設けると、排出バルブ２４に原料液が達する前に検知できるという点で好ましいが、排出バルブ２４より排出管路２１の後端側に設けることもできる。このように本発明においては、流入検知手段２５の設置位置について自由度があるので、本実施の形態のように排出ノズル２３を移動させる必要がある場合でも、その移動の影響を受けない位置に流入検知手段２５を設けることができる。

成形型７０に連結された状態での排出ノズル２３の流入孔２３ａの開口２３ｂの高さ位置は、流入検知位置ＤＰより下側にすると、排出管路２１内に流入した原料液が排出バルブ２４を開いたときに自重により排出ノズル２３から流出しやすくなるので好ましい。なお、排出管路２１内に流入した原料液が成形型７０内に再注入されずに排出管路２１の後端２１ｂに達して流出した場合は前記回収容器２２に注がれて回収される。

前記成形型保持部３０は、図示しない搬送手段によって注入位置Ｐに搬送されてきた成形型７０を所定の位置および向きに保持する装置である。本実施の形態においては、成形型保持部３０は、成形型７０の円筒体部８１を上下から挟む部分である保持部３１と、この保持部３１を駆動する駆動部３２とを有している。成形型７０が注入位置Ｐに搬入された後に、成形型７０はその排出孔８４１の内側開口８４１ａがキャビティ９０における最上点にくるように垂直に立てた状態で、この成形型保持部３０により保持される。原料液注入完了後は、成形型７０は成形型保持部３０から解放され、搬送手段により注入位置Ｐから搬出される。成形型保持部３０の動作は制御部６０によって制御される。

前記ノズル連結部４０は、注入ノズル（注入管路先端部）１３と成形型７０の注入口部８３との連結および離脱、並びに、排出ノズル（排出管路先端部）２３と成形型７０の排出口部８４との連結および離脱を行なう装置であり、注入ノズル１３と排出ノズル２３を保持するノズル保持部４１と、そのノズル保持部４１を上下に移動させる駆動部４２とを有している。

前記ノズル保持部４１は、注入ノズル１３と排出ノズル２３を、それぞれの先端１３ｄ、２３ｄを下向きに、成形型７０の注入孔８３１と排出孔８４１の中心間隔と同じ中心間隔で同じ高さに垂直に保持している。

前記駆動部４２は、ノズル保持部４１を垂直方向に上下に移動させることにより、注入ノズル１３を注入口部８３の注入孔８３１の中心軸上で昇降させるとともに、排出ノズル２３を排出口部８４の排出孔８３４の中心軸上で昇降させる駆動部である。

原料液注入開始前に、両ノズル１３、２３のテーパ面１３ｃ、２３ｃが、注入・排出口部８３、８４のシール部８３４、８４４にそれぞれ密着する位置まで前記ノズル保持部４１を垂直方向に降下させて、両ノズル１３、２３を注入・排出口部８３、８４にそれぞれ連結する。原料液注入完了後は、ノズル保持部４１を垂直方向に上昇させて両ノズル１３、２３を注入・排出口部８３、８４からそれぞれ離脱させ、成形型７０の搬入、搬出、注入、排出口部８３、８４の封止等の工程の妨げにならない位置に待避させる。ノズル連結部４０の動作は制御部６０によって制御される。

なお、本実施の形態においては、成形型７０の注入、排出口部８３、８４のシール部８３４、８４４は、成形型７０が成形型保持部３０によって保持された状態において同じ高さに位置しているので、両ノズル１３、２３はノズル保持部４１に同じ高さで保持されているが、シール部８３４、８４４の高さが異なる場合は、それに合わせてノズル保持部４１における両ノズル１３、２３の取り付け高さを変えるとよい。

また、ノズル保持部４１は、両ノズル１３、２３を保持し、駆動部４２によって上下動させているが、注入ノズル１３と排出ノズル２３を別々に保持して、それぞれ別々に駆動させてもよい。

また、本実施の形態では、成形型７０の位置を固定した状態で、ノズル連結部４０が両ノズル１３、２３を上下動させて連結、離脱を行っているが、両ノズル１３、２３の位置を固定した状態で、ノズル連結部４０が成形型７０を上下動させてもよい。

前記注排口封止部５０は、原料液が充填された成形型７０の注入口部８３および排出口部８４を封止する装置である。本実施の形態では、注入ノズル受部８３３（図３）の開口８３３ｃと排出ノズル受部８４３の開口８４３ｃに、熱接着層を備えた封止フィルム９５を熱圧着により貼り付けて封止しており、封止フィルム９５を供給する封止フィルム供給部５２と、供給されたフィルム９５を両受部８３３、８４３の開口８３３ｃ、８４３ｃに押し当てて加熱するヒータ５１とを有している。なお、成形型７０の封止方法としてはこれ以外の方法も採用でき、例えば、注入ノズル受部８３３と排出ノズル受部８４３にカバーや栓を取り付けたり、注入口管部８３２や排出口管部８４２を圧力を加えながら加熱して溶着させたりしてもよい。

なお、本実施の形態では、注入ノズル受部８３３の開口８３３ｃと排出ノズル受部８４３の開口８４３ｃとが同一平面上位置しているので一枚のフィルムで両開口８３３ｃ、８４３ｃを同時にシールすることができるので好ましい。また、本発明によれば原料液充填完了後の成形型７０内の原料液液面は正確に設定されるので、両受部開口８３３ｃ、８４３ｃに原料液が付着して封止の支障をきたすおそれがない。

前記制御部６０は、前記注入バルブ１４と排出バルブ２４の開閉を制御するバルブ開閉制御機能６１と、前記流入検知手段２５から送られてきた検出値を基に流入検知位置ＤＰに原料液が到達したかどうかを判断する流入検知機能６２と、前記成形型保持部３０の動作を制御する成形型保持制御機能６３と、前記ノズル連結部４０の動作を制御するノズル連結制御機能６４と、前記注排口封止部５０の動作を制御する注排口封止制御機能６５と、これら各機能６１、６２、６３、６４、６５を制御する主制御部６６とを有する。また、前記制御部６０には、前記流入検知手段２５によって検出された検出値に基づいて原料液が流入検出位置ＤＰまで到達したかどうかを前記流入検知機能６２で判定する際に用いる判定値が判定値記憶部６７に予め記憶されている。この判定値としては、例えば、原料液が検出位置ＤＰに達しているときの検出値と達していないときの検出値の境界値であり、予め流入検知位置ＤＰに原料液が有るときと無いときの流入検知手段２５による検出値を調べておき、それぞれの検出値の平均値の中間の値を検出値として設定することができる。前記流入検知機能６２は、前記流入検知手段２５から送信されてくる検出値と前記流入判定値記憶部に記憶されている判定値とを比較して、検出値が判定値より大きいか小さいかで流入検知位置ＤＰにおける原料液の有無を判定する。

制御部６０としては、コンピュータ、プログラム、各機器と信号送受信可能に接続するインターフェース、入力手段、出力手段等で構成される。制御部６０の各機能は、複数の機器、コンピュータ、プログラム等に適宜分散、統合させてもよい。なお、制御部６０の制御の詳細は後述する。

次に、第１の実施の形態の注入装置１の注入動作や制御について、図１、図２および図４−１〜図４−１０を用いて説明する。
はじめに、注入バルブ１４と排出バルブ２４は閉じられた状態にあり、原料液貯留タンク１２には予め調整されたレンズ原料液Ｍが蓄えられている。そして、タンク１２内は加圧手段１５により外気圧より高い状態に加圧されている。また、注入ノズル１３と排出ノズル２３は図１に示す上方の待避位置に待避している。この状態で図示しない搬送装置は、成形型７０を注入位置Ｐに搬入する（ステップＳ１：成形型搬入工程）。

注入位置Ｐに成形型７０が搬入されると、制御部６０の主制御部６６は、成形型保持制御機能６３により成形型保持部３０を動作させて成形型７０を所定の位置および所定の向きで保持させる（ステップＳ２：成形型保持工程、図４−１）。

成形型７０の保持完了後、主制御部６６はノズル連結制御機能６４によりノズル連結部４０を動作させて、注入ノズル１３と排出ノズル２３を所定高さまで降下させる。これにより、注入ノズル１３と排出ノズル２３は注入口部８３の注入ノズル受部８３３および排出口部８４の排出ノズル受部８４３にそれぞれ挿入されて、注入ノズル１３の先端１３ｄおよび排出ノズル２３の先端２３ｄが注入孔８３１および排出孔８４１にそれぞれ挿入される。そして、注入ノズル１３のテーパ面１３ｃと排出ノズル２３のテーパ面２３ｃが注入口部８３のシール部８３４および排出口部８４のシール部８４４にそれぞれ密着して、注入ノズル１３および排出ノズル２３が注入口部８３および排出口部８４にそれぞれ連結される（ステップＳ３：ノズル連結工程、図４−２）。

両ノズル１３、２３の連結完了後、主制御部６６はバルブ開閉制御機能６１により排出バルブ２４を開く（ステップＳ４：排出バルブ開放工程）。これにより排出管路２１内は外気と同じ気圧になる。なお、成形型７０への最初の原料液注入時には、排出管路２１に原料液は流入していないので、流入原料液の再注入は行なわれない。

排出バルブ２４開放後、主制御部６６はバルブ開閉制御機能６１により注入バルブ１４を開く（ステップＳ５：原料液注入開始工程）。これにより注入管路１１を原料液が流れ、注入ノズル１３の先端から原料液Ｍｉの吐出を開始する。吐出された原料液Ｍｉは注入孔８３１を通って成形型７０内に注入されてキャビティー９０の底に溜まりだし、成形型７０内の原料液Ｍの液面ＬＳｍ（図４−３）は徐々に上昇する。このときキャビティ９０内の空気は、排出ノズル２３から排出管路２１を通り、排出管路２１の後端２１ｂから外部に排出される。成形型７０内の原料液Ｍの液面ＬＳｍはさらに上昇を続け、やがて排出孔８４１の内側開口８４１ａに到達し排出孔８４１内を上昇して排出ノズル２３の先端２３ｄに到達する（図４−４）。そして、原料液Ｍは排出ノズル２３の先端より流入し、排出管路２１内に流入した原料液Ｍｅ（図４−５）の液面ＬＳｅは排出管路２１をさらに上昇する。

このとき流入検知機能６２は、流入検知手段２５から送信されてくる検出値と判定値記憶部６７に記憶されている判定値との比較を継続して行なっており、排出管路２１内の原料液Ｍｅの液面ＬＳｅが流入検知位置ＤＰに到達すると、前記流入検知機能６２による判定が原料液無しの判定から原料液有りの判定に変わり原料液流入が検知される。そして、流入検知機能６２は原料液流入を検知したこと示す信号を主制御部６６に送信する（ステップＳ６：流入検知工程）。

流入検知の信号を受信した主制御部６６は、バルブ開閉制御機能６１により注入バルブ１４および排出バルブ２４を閉じる。これにより、キャビティ９０への原料液Ｍの注入が停止されるとともに、排出管路２１内に流入した原料液Ｍｅの液面ＬＳｅの上昇も停止する（ステップＳ７：原料液注入停止工程）、図４−５）。このとき、排出管路２１内の液面ＬＳｅは、流入検知から両バルブ１４、２４の閉止までのタイムラグにより検知位置ＤＰより僅かに上に位置している。

両バルブ１４、２４閉止後、主制御部６６はノズル連結制御機能６４によりノズル連結部４０を動作させ、注入ノズル１３と排出ノズル２３を上昇させて所定の待避位置まで移動させる。これにより両ノズル１３、２３は注入・排出口部８３、８４から離脱する（ステップＳ８：ノズル離脱工程）、図４−６）。このとき両バルブ１４、２４が閉じているため、注入管路１１内にある原料液Ｍｉおよび排出管路２１内にある原料液Ｍｅはそのまま保持される。また、成形型７０の注入口部８３および排出口部８４にあるそれぞれの原料液Ｍの液面ＬＳｍは、注入ノズル１３の先端１３ｄおよび排出ノズル２３の先端２３ｄの先端があった高さ位置にほぼ同じ高さに位置している。

両ノズル１３、２３離脱後、主制御部６６は注排口封止制御機能６５により封止フィルム供給部５２を動作させて熱接着層を備えた封止フィルム９５を注入ノズル受部８３３の開口８３３ｃおよび排出ノズル受部８４３の開口８４３ｃに供給する。そして、ヒータ５１を封止フィルム９５の上面から両受部８３３，８４３の開口８３３ｃ、８４３ｃに押し当てて加熱することにより封止フィルム９５が両開口８３３ｃ、８４３ｃに接着されて注入口部８３および排出口部８４を封止する（ステップＳ９：注入排出口部封止工程）、図４−７）。

注入・排出口部封止後、主制御部６６は成形型保持機能６３により成形型７０を解放し搬送手段に受け渡す。このため、成形型７０は搬送手段により流入位置Ｐから搬出される（ステップＳ１０：成形型搬出工程）。

原料液を注入する次の成形型が無い場合は注入工程を終了し、次の成形型が有る場合は、前記ステップＳ１〜Ｓ１０の処理を注入する成形型が無くなるまで繰り返す。

なお、２個目以降の成形型に原料液を注入する場合は、前の成形型を注入したときに排出管路２１内に流入した原料液が排出管路２１の先端側に滞留保持された状態で、排出ノズル２３と排出口部８４との連結が行なわれる（ステップＳ３：ノズル連結工程）、図４−８）。そして、両ノズル１３、２３連結後、排出バルブ２４が開かれると、その排出管路２１に滞留保持された原料液Ｍｅが自重により排出ノズル２３の先端から吐出してキャビティ９０に再注入される（ステップＳ４：排出バルブ開放工程）、図４−９）。続いて、注入バルブ１４が開くと注入管路１１から原料液Ｍｉが注入され原料液の注入が開始し、排出管路２１から再注入された原料液Ｍｅと合わさる（ステップＳ５：原料液注入開始工程、図４−１０）。

なお、上記例では、排出バルブ２４を開いた後に注入バルブ１４を開くことにより、排出管路２１内に残留した原料液Ｍｅの成形型７０への再注入を容易にしているが、原料液の特性によっては、両バルブ１４、２４をほぼ同時に開いても再注入に影響しない場合がある。その場合はステップＳ４の排出バルブ２４の開放とステップＳ５の注入バルブ１４の開放をほぼ同時に行なって作業時間を短縮してもよい。

また、ノズル駆動部４０が注入ノズル１３と排出ノズル２３を別々に動作できるようにして、排出ノズル２３と排出口部８４を連結して排出バルブ２４を開いた後に、注入バルブ１４と注入口部８３を連結して注入バルブ１４を開くようにしてもよい。

以上の通り本発明の第１の実施の形態においては、成形型７０から溢れ出た原料液Ｍｅが排出管路２１に流入し次の成形型７０への原料液注入時に再注入されるので、原料液Ｍｅの無駄を少なくすることができる。また、流入検知手段２５により流入検知される位置Ｐにかかわらず、原料液注入完了後の成形型７０内の原料液Ｍの液面ＬＳｍの位置が一定にできるので、流入検知手段２５の設置位置の制約が少ない。また、流入検知手段２５による流入検知から注入バルブ１４閉止までのタイムラグがあっても原料液注入完了後の成形型７０内の原料液Ｍの液面ＬＳｍの位置が一定にできるので、流入検知手段２５の制約が少なくまたタイムラグを考慮した機構や制御も必要ない。また、原料液Ｍの注入流量にかかわらず原料液注入完了後の成形型７０内の原料液Ｍの液面ＬＳｍの位置は一定にできるので、従来のように成形型７０内の液面のズレやバラツキを抑えるために注入流量を少なくする必要が無く、原料液注入を短時間で行なうことができる。

次に第２の実施の形態について図面を参照して説明する。図５は本発明の第２の実施の形態の眼鏡用プラスチックレンズ原料液注入装置の機能構成図、図６は本発明の第２の実施の形態に係るレンズ原料液注入の手順を示すフローチャート、図７（ａ）は本発明の第２の実施の形態で用いる成形型の正面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図、図８−１〜図８−１０は本発明の第２の実施の形態における注入手順における状態を示した図である。なお、これらの図において、第１の実施の形態と同様の構成部分については同じ番号を付している。前記第１の実施の形態では、成形型７０を立てた状態で、原料液を上から注入し上から排出しているが、この第２の実施の形態は、成形型７００を立てた状態で、原料液を下から注入し上から排出する場合の例である。

はじめに、第２の実施の形態において用いる成形型７００について、図７を参照して説明する。この第２の実施の形態における成形型７００は眼鏡用プラスチックレンズを成形するための成形型であり、上型モールド７１と、下型モールド７２と、ガスケット８００とからなり、内部に成形したい眼鏡レンズ形状に相当する空間でありキャビティ９０が形成されている。この上型モールド７１と下型モールド７２は前記第１の実施の形態と同じなので説明を省略する。

前記ガスケット８００は、前記上下モールド７１、７２の周囲に配置される円筒状の円筒体部８１と、この円筒体部８１に設けられて前記キャビティ９０へ原料液を注入する入り口となる注入口部８５と、前記円筒体部８１に設けられて前記キャビティ９０内の気体とキャビティ９０に充填されて溢れた原料液とを排出する出口となるとともに、この溢れた原料液を再びキャビティ９０内に注入する入口となる排出口部８４とを備える。円筒体部８１と排出口部８４は、前記第１の実施の形態と同じなので説明を省略する。

前記注入口部８５は、前記キャビティ９０と成形型７００の外部とを連通する注入孔８５１と、円筒体部８１の外壁面８１ｂに設けられ前記注入孔８５１を内部に有する注入口管部８５２と、この注入口管部８５２の外端に設けられ後述する注入装置１００の注入ノズル１３の受け入れ口となる注入ノズル受部８５３とを有する。

前記注入口管部８５２は、前記排出口管部８４２に対して円筒体部８１の外壁面８１ｂで直径方向反対側に、その直径方向外側に延設されている。

前記注入孔８５１は、前記排出口部８４の排出孔８４１の中心軸と同じ円筒体部８１の直径方向に中心軸を有する孔であり、前記円筒体部８１と注入口管部８５２を貫通している。そして、円筒体部８１の内部側に開口する一方の開口（内側開口）８５１ａと、注入口管部８５２の外端側に開口する他方の開口（外側開口）８５１ｂとを有している。前記内側開口８５１ａは、ガスケット８０に保持される上下モールド７１、７２の間に位置するように突起帯部８２の側面８２ｂに開口している。

前記注入ノズル受部８５３は、前記注入孔８５１と連通する空洞８５３ｅを有している。この空洞８５３ｅを形成する注入ノズル受部８５３の内壁面８５３ａは、前記注入口管部８５２と連結されている側の端（内側端）８５３ｂの内径が注入孔８５１の外側開口８５１ｂの内径より大きく、注入ノズル受部８５３の外側の開口８５３ｃに行くほど内径が大きくなる円錐面状をしている。そして、この注入ノズル受部５３の内壁面８５３ａの内側端８５３ｂと、前記注入孔８５１の外側開口８５１ｂとは段状部８５３ｄを介して接続されている。この段状部８５３ｄと注入孔８５１の内壁面８５１ｃとからなる角部分が、前記注入ノズル１３の外周と密着して注入ノズル１３と注入口部８５との連結部分を密閉するシール部８５４となる。

前記上型モールド７１と下型モールド７２を前記ガスケット８００に組み付けて成形型７００を形成する手順については、第１の実施の形態と同じなので説明を省略する。
この成形型７００は、注入孔８５１と排出孔８４１が、前記円筒体部８１の同一の直径方向に上に位置しているので、前記排出孔８４１の内側開口８４１ａが最上点となるように成形型７００を垂直あるいは傾斜させた状態では、注入孔８５１の内側開口８５１ａは最下点に位置する。このように成形型７００を保持した状態で注入孔８５１から原料液を注入するとキャビティ９０に原料液が流入するときの泡の巻き込みが少なく、また、キャビティ９０内に気体が残留させずに原料液を充填することが可能になり好ましい。

次に、第２の実施の形態に係る眼鏡用プラスチックレンズ原料液注入装置１００について、図５を参照して説明する。
このプラスチックレンズレンズ原料液注入装置１００は、前記成形型７００にレンズ原料液を供給するための注入管路１１を備えた注入部１０と、成形型７００のキャビティ９０内の気体を排出するとともにキャビティ９０から溢れた原料液を流入させて再注入もしくは排出するための排出管路２１を備えた排出部２０と、成形型７００を所定の位置および所定の向きに保持する成形型保持部３０と、成形型７００の注入口部８５と注入管路１１の先端部（注入ノズル）１３との連結を行なう注入ノズル連結部（注入管路連結手段）４１０と、成形型７００の排出口部８４と排出管路２１の先端部（排出ノズル）２３との連結を行なう排出ノズル連結部（排出管路連結手段）４２０と、原料液の充填が完了した成形型７００の注入口部８５を封止する注入口封止部５１０と、排出口部８４を封止する排出口封止部５２０と、これら注入部１０、排出部２０、成形型保持部３０、注入ノズル連結部４１０、排出ノズル連結部４２０、注入口封止部５１０および排出口封止部５２０の動作を制御する制御部６００とを有する。

前記注入部１０は、注入ノズル１３を上向きに配置し、この注入ノズル１３を所定位置まで上昇させることにより前記注入口部８５に連結される以外は前記第１の実施の形態と同じなので説明を省略する。

また、前記排出部２０と前記成形型保持部３０も第１の実施の形態と同じなので説明を省略する。

前記注入ノズル連結部４１０は、注入ノズル（注入管路先端部）１３と注入口部８５との連結および離脱を行なう装置であり、注入ノズル１３を保持する注入ノズル保持部４１１とこの注入ノズル保持部４１１を上下に駆動させる駆動部４１２とを有している。

前記注入ノズル保持部４１１は、注入ノズル１３を、その先端１３ｄを上向きに垂直に保持している。前記駆動部４１２は注入ノズル保持部４１１を垂直方向に上下に移動させることにより、注入ノズル１３を注入口部８５の注入孔８５１の中心軸上で昇降させる駆動部である。

前記排出ノズル連結部４２０は、排出ノズル（排出管路先端部）２３と排出口部８４との連結および離脱を行なう装置であり、排出ノズル２３を保持する排出ノズル保持部４２１とこの排出ノズル保持部４２１を上下に駆動させる駆動部４２２とを有している。

前記注入ノズル保持部４２１は、排出ノズル２３を、その先端２３ｄを下向きに垂直に保持している。前記駆動部４２２は、排出ノズル保持部４２１を垂直方向に上下に移動させることにより、排出ノズル２３を排出口部８４の排出孔８４１の中心軸上で昇降させる駆動部である。

原料液注入開始前に、注入ノズル１３のテーパ面１３ｃが注入口部８５のシール部８５４に密着する位置まで注入ノズル保持部４１１を垂直方向に上昇させて、注入ノズル１３を注入口部８５に連結するとともに、排出ノズル２３のテーパ面２３ｃが、排出口部８４のシール部８４４に密着する位置まで排出ノズル保持部４２１を垂直方向に降下させて、排出ノズル２３を排出口部８４に連結する。原料液注入完了後は、注入ノズル保持部４１１を垂直方向に下降させて注入ノズル１３を注入口部８５から離脱させるとともに、排出ノズル保持部４２１を垂直方向に上昇させて排出ノズル２３を排出口部８４から離脱させる。そして、両ノズル１３、２３は成形型７００の搬入、搬出、注入・排出口部８５、８４の封止等の妨げにならない位置に待避させる。両ノズル連結部４１０、４２０の動作は制御部６００によって制御される。

前記注入口封止部５１０は、原料液が充填された成形型７００の注入口部８５を封止する手段である。本実施の形態では、注入口部８５の注入口管部８５２を溶着して封止しており、注入口管部８５２を外側から挟んで潰した状態で溶着させる加圧溶着部５１１を備えている。溶着方法として、超音波溶着や熱板溶着等の方法を用いることができる。なお、排出口封止部５２０は、排出口部８４だけを封止する以外は、第１の実施の形態と同じなので説明を省略する。

前記制御部６００は、前記注入バルブ１４と排出バルブ２４の開閉を制御するバルブ開閉制御機能６１と、前記流入検知手段２５から送られてきた検出値を基に流入検知位置ＤＰに原料液が到達したかどうかを判断する流入検知機能６２と、前記成形型保持部３０の動作を制御する成形型保持制御機能６３と、前記注入ノズル連結部４１０と排出ノズル連結部４２０の動作を制御するノズル連結制御機能６４０と、前記注入口封止部５１０と排出口封止部５２０の動作を制御する注排口封止制御機能６５０と、これら各機能６１、６２、６３、６４０、６５０を制御する主制御部６６とを有する。また、前記制御部６０には、前記流入検知手段２５によって検出された検出値に基づいて原料液が流入検出位置ＤＰまで到達したかどうかを前記流入検知機能６２で判定する際に用いる判定値が判定値記憶部６７に予め記憶されている。制御部６００は、ノズル連結制御機能６４０が注入ノズル連結部４１０と排出ノズル連結部４２０の動作を制御する点と、注排口封止制御機能６５０が前記注入口封止部５１０と排出口封止部５２０の動作を制御する点以外は第１の実施の形態と同じなので説明を省略する。なお、制御部６００の制御の詳細は後述する。

次に、第２の実施の形態の注入装置１００の注入動作や制御について、図５、図６および図８−１〜図８−１０を用いて説明する。
はじめに、注入バルブ１４と排出バルブ２４は閉じられた状態にあり、原料液貯留タンク１２には予め調整されたレンズ原料液Ｍが蓄えられている。そして、タンク１２内は加圧手段１５により外気圧より高い状態に加圧されている。また、注入ノズル１３は下方の待避位置に待避しているとともに、排出ノズル２３は上方の待避位置に待避している。この状態で図示しない搬送装置は、成形型７００を注入位置Ｐまで搬入する（ステップＳ２１：成形型搬入工程）。

注入位置Ｐに成形型７００が搬入されると、制御部６００の主制御部６６は前記成形型保持制御機能６３により成形型保持部３０を動作させて成形型７００を所定の位置および所定の向きで保持させる（ステップＳ２２：成形型保持工程、図８−１）。

成形型７００の保持完了後、主制御部６６は、ノズル連結制御機能６４０により注入ノズル連結部４１０と排出ノズル連結部４２０を動作させて、注入ノズル１３を所定の高さまで上昇させるとともにと排出ノズル２３を所定高さまで降下させる。これにより、注入ノズル１３は注入口部８５の注入ノズル受部８５３に挿入されて注入ノズル１３の先端１３ｄが注入孔８５１に挿入され、注入ノズル１３のテーパ面１３ｃと注入口部８５のシール部８５４が密着して、注入ノズル１３が注入口部８５に連結される。また、排出ノズル２３は排出口部８４の排出ノズル受部８４３に挿入されて排出ノズル２３の先端ｄが排出孔８４１に挿入され、排出ノズル２３のテーパ面２３ｃが排出口部８４のシール部８４４に密着して、排出ノズル２３が排出口部８４に連結される（ステップＳ２３：ノズル連結工程、図８−２）。

両ノズル１３、２３の連結完了後、主制御部６６は前記バルブ開閉制御機能６１により排出バルブ２４を開く（ステップＳ２４：排出バルブ開放工程）。これにより排出管路２１内は外気と同じ気圧になる。なお、最初の成形型７００への原料液注入時には、排出管路２１に原料液は流入していないので、流入原料液の再注入は行なわれない。

排出バルブ開放後、主制御部６６は前記バルブ開閉制御機能６１により注入バルブ１４を開く（ステップＳ２５：原料液注入開始工程）。これにより注入管路１１を原料液Ｍが流れ、注入ノズル１３の先端から原料液Ｍの吐出を開始する。吐出された原料液Ｍは注入孔８５１を通って成形型７００内に注入されて成形型７００内の原料液Ｍの液面ＬＳｍが徐々に上昇する（図８−３）。このときキャビティ９０内にある空気は、排出ノズル２３から排出管路２１に流入し、排出管路２１の後端２１ｂから外部に排出される。成形型７００内の原料液Ｍの液面ＬＳｍはさらに上昇を続け、やがて排出孔８４１の内側開口８４１ａに到達し、さらに排出孔８４１内を上昇して、排出ノズル２３の先端２３ｄに到達する（図８−４）。そして、原料液Ｍは排出ノズル２３の先端２３ｄより流入し、排出管路２１内に流入した原料液Ｍｅの液面ＬＳｅは排出管路２１をさらに上昇する（図８−５）。

このとき流入検知機能６２は、流入検知手段２５から送信されてくる検出値と判定値記憶部６７に記憶されている判定値との比較を継続して行なっており、排出管路２１内の原料液Ｍｅの液面ＬＳｅが流入検知位置ＤＰに到達すると、前記流入検知機能６２による判定が原料液無しの判定から原料液有りの判定に変わり原料液流入が検知される。そして、流入検知機能６２は原料液流入を検知したこと示す信号を主制御部６６に送信する（ステップＳ２６：流入検知工程）。

原料液流入検知の信号を受信した主制御部６６は、バルブ開閉制御機能６１により注入バルブ１４および排出バルブ２４を閉じる。これにより、成形型７００への原料液Ｍの注入が停止されるとともに、排出管路２１内に流入した原料液Ｍｅの液面ＬＳｅの上昇も停止する（ステップＳ２７：原料液注入停止工程、図８−５）。このとき、排出管路２１内の液面ＬＳｅは、流入検知から両バルブ１４、２４の閉止までのタイムラグにより検知位置ＤＰより僅かに上に位置している。

両バルブ１４、２４閉止後、主制御部６６はノズル連結制御機能６４により、注入ノズル連結部４１０を動作させ、注入ノズル１３を降下させて所定の待避位置まで移動させる。これにより注入ノズル１３は注入口部８５から離脱する（ステップＳ２８：注入ノズル離脱工程）。また、主制御部６６は注排口封止制御機能６５により注入口封止部５１０を動作させ、加圧溶着部５１１により注入口管部８５２を両側から加圧して挟んだ状態で加熱して溶着する（ステップＳ２９：注入口部封止工程）。このとき注入口管部８５２の原料液Ｍが充填されている部分を溶着するとキャビティ９０内に泡が入らないという点で好ましい。また、この注入口管部８５２を潰すことにより、排出管路２１内の原料液Ｍｅの液面ＬＳｅが僅かに上昇する場合がある。なお、上記ステップＳ２８とＳ２９の順番は逆でもよいし、同時進行で行なってもよい。

注入口部封止後、主制御部６６はノズル連結制御機能６４０により、排出ノズル連結部４２０を動作させ、排出ノズル２３を上昇させて所定の待避位置まで移動させる。これにより排出ノズル２３は排出口部８４から離脱する（ステップＳ３０：排出ノズル離脱工程、図８−６）このとき両バルブ１４、２４が閉じられているため、注入管路１１内にある原料液Ｍｉおよび排出管路２１内にある原料液Ｍｅはそのまま保持される。また、成形型７００の排出口部８４にある原料液Ｍの液面ＬＳｍは、排出ノズル２３の先端２３ｄがあった高さ位置とほぼ同じ高さに位置している。

排出ノズル２３離脱後、主制御部６６は注排口封止制御機能６５０により封止フィルム供給部５２を動作させて熱接着層を備えた封止フィルム９５を排出ノズル受部８４３の開口８４３ｃに供給する。そして、ヒータ５１を封止フィルム９５の上面から排出ノズル受部８４３の開口８４３ｃに押し当てて加熱することにより封止フィルム９５が排出ノズル受部８４３の開口８４３ｃに接着されて排出口部８４を封止する（ステップＳ３１：排出口部封止工程、図８−７）。

排出口部８４封止後、主制御部６６は成形型保持機能６３により成形型７００を解放し搬送手段に受け渡す。これにより、成形型７００は搬送手段により流入位置Ｐから搬出される（ステップＳ３２：成形型搬出工程）。

原料液を注入する次の成形型が無い場合は注入工程を終了し、次の成形型が有る場合は、前記ステップＳ２１〜Ｓ３２の処理を注入する成形型が無くなるまで繰り返す。なお、２個目以降の成形型に原料液を注入する場合は、その前の成形型を注入したときに排出管路２１内に流入した原料液Ｍｅが排出管路２１の先端側に滞留保持された状態で、排出ノズル１４と排出口部８４との連結が行なわれる（ステップＳ２３：ノズル連結工程、図８−８）。そして、両ノズル１３、２３連結後、排出バルブ２４が開かれると、その排出管路２１に滞留保持された原料液Ｍｅが自重により排出ノズル２３の先端から吐出してキャビティ９０に再注入される（ステップＳ２４：排出バルブ開放工程、図８−９）。続いて、注入バルブ１４が開かれると注入管路１１から原料液Ｍｉが注入され原料液の注入が開始し、排出管路２１から再注入された原料液Ｍｅと合わさる（ステップＳ２５：原料液注入開始工程、図８−１０）。

なお、上記例では、排出バルブ２４を開いた後に注入バルブ１４を開くことにより、排出管路２１内に残留した原料液Ｍｅの成形型７００への再注入を容易にしているが、原料液の特性によっては、両バルブ１４、２４をほぼ同時に開いても再注入に影響しない場合がある。その場合はステップＳ２４およびＳ２５の両バルブ１４、２４の開閉をほぼ同時に行なって作業時間を短縮してもよい。

以上の通り本発明の第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、成形型７００から溢れ出た原料液Ｍｅが排出管路２１に流入し次の成形型７００への原料液注入時に再注入されるので、原料液Ｍｅの無駄を少なくすることができる。また、第１の実施の形態と同様に流入検知手段２５により流入検知される位置Ｐ、流入検知手段２５による流入検知から注入バルブ１４閉止までのタイムラグ、原料液の注入流量等にかかわらず原料液注入完了後の成形型７００内の原料液Ｍの液面ＬＳｍの位置を一定にすることができる。

本発明に係る第１の実施の形態のレンズ原料液注入装置の機能構成図である。 本発明の第１の実施の形態における原料液注入手順を示すフローチャートである。 （ａ）、（ｂ）は発明の第１の実施の形態に用いる成形型の正面図およびＡ−Ａ線断面図である。 図２のフローチャートにおける成形型保持工程（ステップＳ２）後の状態を示す図である。 図２のフローチャートにおけるノズル連結工程（ステップＳ３）後の状態を示す図である。 図２のフローチャートにおける原料液注入開始工程（ステップＳ５）後の状態を示す図である。 図２のフローチャートにおける原料液注入開始工程（ステップＳ５）後であって排出管路に原料液が流入する直前の状態を示す図である。 図２のフローチャートにおける原料液注入停止工程（ステップＳ７）後の状態を示す図である。 図２のフローチャートにおけるノズル離脱工程（ステップＳ８）後の状態を示す図である。 図２のフローチャートにおける注入排出口部封止工程（ステップＳ９）後の状態を示す図である。 図２のフローチャートにおけるノズル連結工程（ステップＳ３）後であって、排出管路に原料液が流入している場合の状態を示す図である。 図２のフローチャートにおける排出バルブ開放工程（ステップＳ４）後であって、排出管路に原料液が流入している場合の状態を示す図である。 図２のフローチャートにおける原料液注入開始工程（ステップＳ５）後であって、排出管路に原料液が流入していた場合の状態を示す図である。 本発明に係る第２の実施の形態のレンズ原料液注入装置の機能構成図である。 本発明の第２の実施の形態における原料液注入手順を示すフローチャートである。 （ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施の形態に用いる成形型の正面図およびＢ−Ｂ線断面図である。 図６のフローチャートにおける成形型保持工程（ステップＳ２２）後の状態を示す図である。 図６のフローチャートにおけるノズル連結工程（ステップＳ２３）後の状態を示す図である。 図６のフローチャートにおける原料液注入開始工程（ステップＳ２５）後の状態を示す図である。 図６のフローチャートにおける原料液注入開始工程（ステップＳ２５）後であって、排出管路に原料液が流入する直前の状態を示す図である。 図６のフローチャートにおける原料液注入停止工程（ステップＳ２７）後の状態を示す図である。 図６のフローチャートにおける排出ノズル離脱工程（ステップＳ３０）後の状態を示す図である。 図６のフローチャートにおける排出口部封止工程（ステップＳ３１）後の状態を示す図である。 図６のフローチャートにおけるノズル連結工程（ステップＳ２３）後であって、排出管路に原料液が流入している場合の状態を示す図である。 図６のフローチャートにおける排出バルブ開放工程（ステップＳ２４４）後であって、排出管路に原料液が流入している場合の状態を示す図である。 図２のフローチャートにおける原料液注入開始工程（ステップＳ２５）後であって、排出管路に原料液が流入していた場合の状態を示す図である。

符号の説明

１…注入装置、１０…注入部、１１…注入管路、１３…注入ノズル、１４…注入バルブ、２０…排出部、２１…排出管路、２３…排出ノズル、２４…排出バルブ、２５…流入検知手段、３０…成形型保持部、４０…ノズル連結部（注入管、排出管路連結手段）、５０…注排口封止部、６０…制御部、７０…成形型、８３、８５…注入口部、８４…排出口部、９０…キャビティ、１００…注入装置、４１０…注入ノズル連結部（注入管路連結手段）、４２０…排出ノズル連結部（排出管路連結手段）、５１０…注入口封止部、５２０…排出口封止部、７００…成形型、８３１…注入孔、８４１…排出孔。

Claims (2)

1. プラスチックレンズを成形するための成形型に、注入装置を用いて原料液を注入する方法において、
   前記成形型は、その内部に形成されているキャビティと成形型外部とを連通する注入孔および排出孔を備えており、
   前記注入装置は、原料液が導入されて先端の開口から吐出する管路であって、その先端開口が前記注入孔に連結される注入管路と、前記排出孔から溢れ出る原料液を先端の開口から流入させる管路であって、その先端開口が前記排出孔に連結され、後端が前記成形型外部と同じ気圧中に開放される排出管路とを有し、前記注入管路にはこの注入管路の開閉を行なう注入バルブが設けられており、前記排出管路にはこの排出管路の開閉を行なう排出バルブと、前記排出管路に原料液が流入したことを検知するための流入検知手段とが設けられており、
   前記排出バルブを閉じた状態で前記排出管路の先端開口と排出孔を連結する排出管路連結工程と、
   前記注入バルブを閉じた状態で前記注入管路の先端開口と注入孔を連結する注入管路連結工程と、
   前記排出バルブを開く排出バルブ開放工程と、
   前記注入バルブを開いてキャビティへ原料液の注入を開始する注入開始工程と、
   前記流入検知手段により原料液が前記排出管に流入したことを検知した時に前記注入バルブと排出バルブを閉じる注入停止工程と、
   前記注入バルブおよび排出バルブを閉じたまま、前記注入管路の先端開口と注入孔との離脱、および、前記排出管路の先端開口と排出孔との離脱を行なう注入排出管路離脱工程とを有し、
   前記排出バルブ開放工程において、前記排出管路に原料液が流入していた場合にその流入原料液が前記キャビティに再注入されるプラスチックレンズ原料液注入方法。
2. プラスチックレンズを成形するための成形型に原料液を注入する注入装置において、
   前記成形型は、その内部に形成されているキャビティと成形型外部とを連通する注入孔および排出孔を備えており、
   前記注入装置は、原料液が導入されて先端の開口から吐出する管路であって、この管路の開閉を行なう注入バルブが設けられ、先端開口が前記注入孔に連結される注入管路と、前記排出孔から溢れ出る原料液を先端の開口から流入させる管路であって、この管路の開閉を行なう排出バルブが設けられるとともに、この管路に原料液が流入したことを検知するための流入検知手段とが設けられ、先端開口が前記排出孔に連結され、後端が前記成形型外部と同じ気圧中に開放される排出管路と、前記注入管路の先端開口と注入孔の連結および離脱を行なう注入管路連結手段と、前記排出管路の先端開口と排出孔の連結および離脱を行なう排出管路連結手段と、前記注入バルブと排出バルブの開閉動作、並びに、前記注入管路連結手段と前記排出管路連結手段の動作を制御する制御部とを有し、
   前記制御部は、前記排出バルブを閉じた状態で前記排出管路の先端開口と排出孔を連結した後に前記排出バルブを開いて前記排出管路に流入していた原料液をキャビティへ再注入させる機能と、前記注入バルブを閉じた状態で前記注入管路の先端開口と注入孔を連結した後に前記注入バルブを開いてキャビティへ原料液の注入を開始させる機能と、前記流入検知手段からの信号に基づいて原料液が前記排出管路に流入したことを検知する機能と、排出管路への原料液流入を検知したときに前記注入バルブと排出バルブを閉じ、その後注入管路の先端開口を注入孔から離脱させるとともに排出管路の先端開口を排出孔から離脱させる機能と、
   を有することを特徴とするプラスチックレンズ原料液注入装置。

Images