JPH09300478A - 光学素子の成形方法、成形用ガスケット、光学素子の成形に用いる注入機 - Google Patents

光学素子の成形方法、成形用ガスケット、光学素子の成形に用いる注入機

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JPH09300478A
JPH09300478A JP8121964A JP12196496A JPH09300478A JP H09300478 A JPH09300478 A JP H09300478A JP 8121964 A JP8121964 A JP 8121964A JP 12196496 A JP12196496 A JP 12196496A JP H09300478 A JPH09300478 A JP H09300478A
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molding
raw material
gasket
injection
cavity
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JP8121964A
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Etsuro Nakamura
悦朗 中村
Hideki Tsujii
秀樹 辻井
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Original Assignee
Nikon Corp
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    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/0048—Moulds for lenses
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
    • B29D11/0048—Moulds for lenses
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Abstract

(57)【要約】 【課題】注入時の作業性がよく、また、ばり取り等の後
工程が不要な光学素子の成形方法、成形用ガスケット、
成形に用いる注入機を提供することにある。 【解決手段】２枚の母型１５、１６と、これらの間に挾
まれた成形用ガスケット１０によって形成したキャビテ
ィに、成形用ガスケット１０の上部に設けた排出口１２
を用いて空気抜きをしながら、成形用ガスケット１０の
上部に設けた注入口１１より液状のプラスチック原料を
注入し、キャビティ内でプラスチック原料を硬化させて
光学素子を成形する。プラスチック原料を注入する際、
注入口１１及び排出口１２の少なくとも一方より溢れ出
た液状のプラスチック原料は、貯留部１３で受け止めら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック製の
光学素子、特に、眼鏡用プラスチックレンズの成形方
法、成形用ガスケット、成形に用いる注入機に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より眼鏡用プラスチックレンズの成
形方法の一つとして、成形用ガスケットを用いた注型法
がある。図７に、従来の注型法の概略を示す。ここで
は、射出成形により製作された合成樹脂製の成形用ガス
ケット１と、ガラス製の凸型母型２、凹型母型３と、金
属製の押さえばね４とで成形型を構成する。凸型母型２
の凸面側、及び、凹型母型３の凹面側は、それぞれ光学
研磨されている。
【０００３】そして、まず、型組工程において、成形用
ガスケット１に前述の２枚の母型２、３を嵌め込み、こ
れらを押さえばね４で押さえて成形型を形成する。その
後、注入工程において、成形型内部（以下、キャビティ
という）に液体状のプラスチック原料（例えば、モノマ
ー）５を入れる。モノマー５を注入した後、成形型を重
合炉に入れ、モノマー５を硬化させる。離型工程におい
て成形型を解体し、プラスチックレンズ６を取り出す。
【０００４】注入工程におけるモノマー５の注入には、
例えば、成形用ガスケット１の一部をめくって注入管を
差し込み注入する方法や、成形用ガスケット１に注入口
を設け、そこに注入管を差し込んで注入する方法が用い
られる。なお、何れの注入方法においても、空気が残ら
ないようにキャビティをモノマー５で満たす必要があ
る。キャビティに空気を残したまま重合すると、これが
プラスチックレンズ６内に泡となって残ってしまうから
である。気泡が存在するプラスチックレンズ６は、当
然、不良品となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、成形用
ガスケット１の一部をめくってモノマー５を注入する方
法では、成形用ガスケット１と母型２、３間の合わせ目
にモノマー５が入り込んでレンズ６にバリとなって残る
ため、後工程にバリ取りが必要であった。また、成形用
ガスケット１の一部をめくって注入管を差し込むといっ
た作業は、非常に煩雑であった。
【０００６】一方、成形用ガスケット１に注入口を設
け、そこに注入管を差し込んでモノマー５を注入する方
法においては、キャビティに空気が残らないよう、注入
口までモノマー５を満たすが、この場合、モノマー５が
注入口のどの位置まで上がってきているのかわからない
ため、注入末期においては成形型からモノマー５が溢れ
出ないよう、注入速度を極端に遅くする等の非常に神経
を使う作業が必要であった。なお、モノマー５が溢れ出
た場合、溢れ出たモノマーは、成形型周囲に付着して固
化し、後工程に様々な問題を発生させる。また、反対
に、モノマー５の注入不足の場合は、成形型内に隙間が
生じ、この隙間が先程説明した気泡の原因となる。
【０００７】このような問題を鑑み、本発明の目的は、
注入時の作業性がよく、また、ばり取り等の後工程が不
要な光学素子の成形方法、成形用ガスケット、成形に用
いる注入機を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
の本発明の成形方法の一態様によれば、２枚の母型と、
これらの間に挾まれた成形用ガスケットによって形成し
たキャビティに、前記成形用ガスケットの上部に設けた
排出口を用いて空気抜きをしながら、前記成形用ガスケ
ットの上部に設けた注入口より液状のプラスチック原料
を注入し、前記キャビティ内で前記プラスチック原料を
硬化させて光学素子を成形する光学素子の成形方法にお
いて、前記注入口及び前記排出口の少なくとも一方より
溢れ出た液状のプラスチック原料を受け止める貯留部が
設けられた成形用ガスケットを用いて前記成形を行うこ
とを特徴とする光学素子の成形方法が提供される。
【０００９】上記問題を解決するための本発明の成形用
ガスケットの一態様によれば、２枚の母型と一体化する
ことで光学素子を成形するためのキャビティを形成する
成形用ガスケットにおいて、前記キャビティに液状のプ
ラスチック原料を注入するための注入口と、前記キャビ
ティより溢れ出た前記プラスチック原料を受け止める貯
留部とが設けられていることを特徴とする成形用ガスケ
ットが提供される。
【００１０】上記問題を解決するための本発明の注入機
の一態様によれば、２枚の母型と、これらの間に挾まれ
た成形用ガスケットによって形成したキャビティに、前
記成形用ガスケットの上部に設けた排出口を用いて空気
抜きをしながら、前記成形用ガスケットの上部に設けた
注入口より液状のプラスチック原料を注入する注入機に
おいて、前記注入口及び前記排出口の少なくとも一方よ
り溢れ出た液状のプラスチック原料を受け止める貯留部
を備えたことを特徴とする注入機が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１には、本発明に係る成形用ガ
スケットの第１の実施形態を用いた成形型の一例が示さ
れている。
【００１２】同図において成形用ガスケット１０の両側
には、凸型母型１５、凹型母型１６が組み込まれてい
る。これら３つの部品は、ここでは図示省略した押さえ
ばねに挾まれて一体化しており、この状態で、光学素子
を成形するための成形型を構成する。成形型の内部（キ
ャビティ）の形状は、目的の光学素子に合わせて決定さ
れる。本実施形態では、光学素子として眼鏡用プラスチ
ックレンズを採用する。成形用ガスケット１０の上部に
は、液状のプラスチック原料（本実施形態では、モノマ
ー）を注入するための注入管１７が差し込まれる注入口
１１と、原料注入時の空気抜きとしての役目を果たすと
共に、キャビティが原料で満たされたのち余分な原料が
溢れ出る排出口１２と、溢れ出た原料を受け止める貯留
部１３と、貯留部１３の両側に形成された２つの上向き
凸部１４が設けられている。成形用ガスケット１０の上
部の断面は、図２に示されている。凸型母型１５及び凹
型母型１６は、それぞれ耐熱性を有するガラスで形成さ
れており、凸型母型１５の凸面側、及び、凹型母型１６
の凹面側は、それぞれ光学研磨されている。図１におい
て、これら２つの母型は、部分的に切り欠かれて図示さ
れている。注入管１７は、金属製パイプである。
【００１３】注入口１１は、テーパ状に形成されてお
り、入口が広くなっている。注入口１１には、注入管１
７が圧入されるが、注入口１１をこのようにテーパ状に
形成しておけば、注入管１７と注入口１１内壁の隙間が
無くなり、原料注入時に空気を巻き込むようなことがな
い。
【００１４】以上の構成を有する成形型において、注入
管１７を通してキャビティに原料が注入されると、注入
された分だけ内部の空気が排出口１２より排出される。
注入を続けていくと、やがてキャビティは原料で満たさ
れ、その後は、排出口１２より余分な原料が溢れ出る。
溢れ出た原料は、貯留部１３に溜められる。原料の注入
は、貯留部１３が溢れ出す前に停止すればよい。貯留部
１３の容量は十分に大きくしてあるので、手作業で注入
を行う場合において、注入停止のタイミングをとるのは
容易である。また、排出口１２は、図２に示すように、
成形型の中心軸上に位置するように設けてある。成形型
が円形状であるため、注入時に発生する泡は、その最上
部付近に集まるが、排出口１２が中心軸上に存在すれ
ば、集まった泡が抜け易くなる。
【００１５】なお、一般に、注型法に用いられる成形型
は、原料の硬化後解体される。解体された型の構成部品
のうち、成形用ガスケットは捨てられることもあるが、
２枚の母型と押さえばねについては、普通、洗浄されて
再利用される。
【００１６】したがって、これらの母型や押さえばね
に、注入時に溢れたモノマーが固化してこびりついてい
ると、再利用の際、これらの洗浄に多くの時間と労力が
必要となる。
【００１７】しかしながら、本実施形態のような貯留部
を設けておけば、注入時に溢れ出た原料は、この貯留部
に溜まるので、母型や押さえばねを原料で汚すことよう
なことがない。また、注入作業の終了間際において、原
料が注入口あるいは排出口のどの位置まで上がってきた
かを確認しつつ、注入速度を緩めていくといった煩雑な
作業が必要ない。
【００１８】キャビティへの原料注入が完了したら、注
入口１１、排出口１２、貯留部１３の上部開口を封止手
段で密閉する。注入口１１、排出口１２と共に、貯留部
１３をも密閉すれば、貯留部１３に原料があっても、成
形型の移動中、原料が貯留部１３からこぼれることがな
い。また、この封止手段は、キャビティへの空気や塵埃
の侵入を防ぐ効果もある。なお、本実施形態では、封止
手段として、金属膜と樹脂膜から成る２重構造の封止用
テープを用いている。このテープは、樹脂膜側を成形型
上部の各口に重ね合わせ、金属膜側を加熱、押圧するこ
とで、成形型上部に熱圧着することができる。なお、合
成樹脂製の栓を圧入して封止したり、紫外線硬化樹脂を
用いて封止したりしても構わない。
【００１９】図３には、図１の成形型に原料を自動注入
する場合の構成例が示されている。貯留部１３には、吸
い取り管１９が挿入されている。また、この周囲には、
排出口１２を中心に光学センサー２０ａ、２０ｂ、２１
ａ、２１ｂが配置されている。光学センサー２０ａの上
端部には、発光素子が埋め込まれている。この発光素子
から出射された光は、光学センサー２０ｂの下端部に設
けられた受光素子で受光される。また、光学センサー２
１ａの上端部に設けられた発光素子からの光は、光学セ
ンサー２０ｂの下端部に設けられた受光素子で受光され
る。図４は、本自動注入機のブロック図である。光学セ
ンサー２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂは、同図に示す
ように制御装置３０に接続されている。制御装置３０
は、作業員の操作を受け付ける操作パネル３１からの操
作信号のほか、光学センサ２０ｂ、２１ｂの検出結果に
基づいて、供給装置３２の動作を制御する。一方、吸い
取り管１９は、吸い取り装置３３に連結している。吸い
取り装置３３の稼働により、吸い取り管１９による原料
の吸引が行われる。制御装置３０は、この吸い取り装置
３３の制御も行う。
【００２０】そして、制御装置３０は、光学センサー２
０ｂ、２１ｂを用いて排出口１２からの原料の溢れ出し
を検出し、供給装置３２の注入動作を停止させる。原料
として用いているモノマーは透明であるが、溢れ出るモ
ノマーは一種のレンズとなり、発光側センサー２０ａ、
２１ａからの光の透過率の変化を受光側センサー２０
ｂ、２１ｂで検知することができる。なお、貯留部１３
に溜った原料は、吸い取り管１９で絶えず吸い取るよう
にしている。したがって、注入停止のタイミングが例え
遅れたとしても、原料が貯留部１３から溢れ出るような
ことはない。また、貯留部１３の底面には原料が１か所
に集まるよう傾斜が付けてあり、効率的な吸い取りが行
われる。なお、手作業でよければ、この吸い取りは、ス
ポイト、注射器を用いて行ったり、ガーゼやスポンジの
ように海綿状のものに原料を含浸させるようにしても構
わない。
【００２１】なお、実際の作業工程では、原料の溢れ出
しを検出したのち、原料を流し続けている状態のまま注
入管１７を注入口１１から抜き取り、注入管１７を抜き
取った注入口１１を原料で満たしてから、注入停止を行
うことが好ましい。注入口１１に注入管１７を差し込ん
だ場合、注入口１１内において注入管１７の先端部分に
相当する体積分、原料が不足することになり、前述した
ように封止手段で密閉したのち、例えば、該成形型を横
すると、この部分の空気がキャビティ内に回り込んでし
まうからである。
【００２２】成形用ガスケット１０の２か所の凸部１４
は、自動注入機の取り付け金具１８との位置決めに使わ
れる。
【００２３】注入終了後は、貯留部１３の上部開口を含
む成形用ガスケット１０上面部全てを封止テープで密閉
し、重合炉に搬送する。貯留部１３をも封止テープで封
止しておけば、成形型の搬送中、該貯留部１３から原料
がこぼれることがない。重合炉ではモノマー５を硬化さ
せる。モノマー５の硬化が完了したら、その後、重合炉
から成形型を運び出し、離型工程において、この成形型
を解体し、目的のプラスチックレンズを取り出す。な
お、成形型は、重合炉内に配置される際、横にされるこ
ともある。しかしながら、注入口１１を原料で満たして
から、注入停止を行うといった先程の注入方法を用いて
いれば、成形型が横にされた際、注入口１１の空気がキ
ャビティ内に回り込んでしまうといった問題は起こらな
い。
【００２４】図５には、本発明に係る成形用ガスケット
の第２の実施形態が示されている。ここでは、成形用ガ
スケット１０の貯留部１３の外側部分に鍔１０ａを形成
し、鍔１０ａの下面２か所に下向きの凸部１４を設けて
いる。２か所の凸部１４は、先程と同様、自動注入機と
の位置決めに使われるが、鍔１０ａを形成することで、
該成形型の吊り下げが可能となる。これにより、重合工
程など後工程への自動搬送も簡単に簡単に行えるように
なる。また、成形型の吊り下げが可能になれば、成形型
の下に支持台等を配置することなく、注入管１７の圧入
作業や、封止テープの圧着作業が行えるようになる。
【００２５】図６には、本発明に係る成形用ガスケット
の第３の実施形態が示されている。縁厚の薄い形状を有
するレンズを注型法で製造する場合、いままで説明した
ようなタイプの成形用ガスケットをそのまま用いると、
注入口１１、排出口１２、および、貯留部１３の形成ス
ペースを確保をすることができなくなる。そこで、本実
施形態では、凸型母型１５の周縁を切り欠き、成形用ガ
スケット１０の厚さをかせいでいる。
【００２６】このように構成すれば、縁厚の薄い形状の
レンズの成形も可能となる。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、プラスチック原料の注
入時において、母型や押さえばねをはじめとする再利用
部品を該原料で汚すことがないので、これらの部品の洗
浄作業が不要となる。
【００２８】また、本発明によれば、注入口や排出口か
ら原料を溢れ出させたのち、注入の停止を行えばよいの
で、注入終了間ぎわにおいて注入速度を遅くする等の煩
雑な作業は不要となる。
【００２９】また、空気抜きが完全に行われるため、気
泡による製品不良も低減する。
【００３０】また、注入口より溢れ出た原料を検出する
検出手段と、検出手段が、溢れ出たプラスチック原料を
検出した場合に、注入手段の注入を停止させる停止手段
とを備えれば、注入作業を完全に自動化できる。なお、
貯留部から原料を吸い取る吸い取り手段をさらに備えた
場合、注入スピードをさらに上げることができ、注入時
間が短縮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である成形用ガスケッ
トを用いた成形型（押さえばねは図示せず）の立体図で
ある。
【図２】図１の成形用ガスケットの上部の部分断面図で
ある。
【図３】図１の成形型に原料の自動注入を施す様子を示
した立体図である。
【図４】本発明に係る自動注入機の一実施形態のブロッ
ク図である。
【図５】本発明の第２の実施形態である成形用ガスケッ
トの、正面側からの断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態である成形用ガスケッ
トを用いた成形型（押さえばねは図示せず）の、側面側
からの断面図である。
【図７】従来の注型法の概略を示した説明図である。
【符号の説明】
１、１０・・・成形用ガスケット、 ２、１５・・・凸
型母型、 ３、１６・・・凹型母型、 ４・・押さえば
ね、 ５・・・プラスチック原料、 ６・・・プラスチ
ックレンズ、 １１・・・注入口、 １２・・・排出
口、 １３・・・貯留部、 １４・・・凸部、 １７・
・・注入管、 １８・・・取り付け金具、１９・・・吸
い取り管、 ２０ａ、２１ａ・・・光学センサー（発光
側）、２０ｂ、２１ｂ・・・光学センサー（受光側）、
３０・・・制御装置、 ３１・・・操作パネル、 ３
２・・・供給装置、 ３３・・・吸い取り装置

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】２枚の母型と、これらの間に挾まれた成形
    用ガスケットによって形成したキャビティに、前記成形
    用ガスケットの上部に設けた排出口を用いて空気抜きを
    しながら、前記成形用ガスケットの上部に設けた注入口
    より液状のプラスチック原料を注入し、前記キャビティ
    内で前記プラスチック原料を硬化させて光学素子を成形
    する光学素子の成形方法において、 前記注入口及び前記排出口の少なくとも一方より溢れ出
    た液状のプラスチック原料を受け止める貯留部が設けら
    れた成形用ガスケットを用いて前記成形を行うことを特
    徴とする光学素子の成形方法。
  2. 【請求項２】請求項１において、 前記プラスチック原料の注入中もしくは注入後に、前記
    貯留部に溜った前記プラスチック原料を吸い取ることを
    特徴とする光学素子の成形方法。
  3. 【請求項３】請求項１または２において、 前記キャビティに前記プラスチック原料を注入した後、
    前記注入口、前記排出口、および、前記貯留部を密閉す
    ることを特徴とする光学素子の成形方法。
  4. 【請求項４】２枚の母型と一体化することで光学素子を
    成形するためのキャビティを形成する成形用ガスケット
    において、 前記キャビティに液状のプラスチック原料を注入するた
    めの注入口と、 前記キャビティより溢れ出た前記プラスチック原料を受
    け止める貯留部とが設けられていることを特徴とする成
    形用ガスケット。
  5. 【請求項５】２枚の母型と、これらの間に挾まれた成形
    用ガスケットによって形成したキャビティに、前記成形
    用ガスケットの上部に設けた排出口を用いて空気抜きを
    しながら、前記成形用ガスケットの上部に設けた注入口
    より液状のプラスチック原料を注入する注入機におい
    て、 前記注入口及び前記排出口の少なくとも一方より溢れ出
    た液状のプラスチック原料を受け止める貯留部を備えた
    ことを特徴とする注入機。
  6. 【請求項６】請求項５において、 前記プラスチック原料の注入中もしくは注入後に、前記
    貯留部に溜ったプラスチック原料を吸い取る吸い取り手
    段をさらに備えたことを特徴とする注入機。
  7. 【請求項７】請求項５または６において、 前記溢れ出たプラスチック原料を検出する検出手段と、 前記検出手段が、溢れ出たプラスチック原料を検出した
    場合に、原料の注入を停止させる停止手段と、をさらに
    備えたことを特徴とする注入機。
JP8121964A 1996-05-16 1996-05-16 光学素子の成形方法、成形用ガスケット、光学素子の成形に用いる注入機 Pending JPH09300478A (ja)

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