JPS6176354A - プラスチツクレンズの製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はプラスチックレンズ、特に、レンズ有効径の径
外部分にツバを備えたプラスチックレンズの製造方法及
びその装置に関する。

〔発明の背景〕

レンズ面の成形が容易で耐衝撃性にすぐれ、軽量、安価
であることから、近年、プラスチックレンズがガラスレ
ンズに代って普及するようになり、ビデオカメラやスチ
ルカメラなどの組レンズの構成レンズとしても用いられ
るようになってきた。

従来より、プラスチックの成形法としてハ種々知られて
いるが、プラスチックはその性質上、冷却固化時に必ず
熱収縮を伴うため、高精度が要求されるプラスチックレ
ンズを成形する場合は、キャビティに注入された溶融状
態のプラスチックを圧縮を加えて冷却固化し、これによ
り上記収縮を補正する射出圧縮成形法が広く採用されて
−する。

しかし、かかる射出圧縮成形法にてプラスチックレンズ
を成形した場合、キャビティの各部に作用する圧縮応力
が一様にならないため、冷却固化後のプラスチックレン
ズに内部歪が発生し、該内部歪によって光学特性が低下
するという欠点がある。

そこで、かかる内部歪を除去したプラスチックレンズの
成形方法として、例えば、特開昭５８−２０５７３６号
公報に示されるように、プラスチックをキャビティに加
熱溶融状態で注入した後、該プラスチックの外周部を大
気圧下に解放したまま圧縮し、その後に冷却固化して所
望形状のプラスチックレンズを成形する方法が知られて
いる。

この方法によれば、低圧力での面賦形が可能となるため
、内部歪のない高精度のプラスチックレンズを成形でき
るが、圧縮によって外周部にはみ出した部分は形状が定
まらないため、これをそのまま鏡筒に組込んでも光軸を
出すことができず、それ故、かかる方法によって成形さ
れたプラスチックレンズには外径仕上げが必要であった
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点な除き、高精
度で外径仕上げが不要なプラスチックレンズを成形する
ための製造方法及びその装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、第１のプラスチ
ックをキャビティに加熱溶融状態で注入した後、該第１
のプラスチックの外周部を大気圧下に解放したまま圧縮
し、これを冷却固化して内部歪のない高精度なレンズ有
効径部分を成形し、しかる後、該レンズ有効径部分の外
周部に新たなキャビティを形成し、該キャビティに第２
のプラスチックを加熱溶融状態で注入後、これを冷却固
化することにより、第１のプラスチックの外周部にはみ
出した部分と第２のプラスチックとを一体化して高精度
なソバを成形するようにした点に特徴がある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明によるプラスチックレンズの製造装置の
一実施例を示す要部断面図である。

この第１図において、ｌは固定型、２は可動型、３は固
定型ｌに設けられた入駒、４は可動型２に設けられた入
駒であって、両入駒３゜４０対向面はレンズ面を形成す
るように鏡面に仕上げられている。また、両入駒３．４
の外径寸法は、レンズ有効径に等しいか、もしくはレン
ズ有効径よりも僅かに大きく設定されており、一方の入
駒３は圧縮シ・リンダなどの図示しない圧縮装置に連結
されている。

５は固定型１と可動凰２との境界面に形成さ庇たパーテ
ィング面、６は固定型ｌに設けられたス゛リープ、７は
可動型２に設けられたスリーブであり、これら両スリー
ブ６．７は図示しない駆動装置によって上下方向に往復
移動されるように構成されている。また、スリーブ６の
上端一箇所にはくさび形の切欠き６ａが形成されており
、可動型１と固定捜２との間＆ｌ工該切欠ぎ６ａに通じ
る第１のプラスチック注入口８が設けられている。さら
に、可動Ｕｌと固定型２との間には、前記第１のプラス
チック注入口８と１８０度対向する位置に第２のプラス
チック注入口９が設けられている。

１０は両入駒３．４の対向面と両スリーブ６゜７の内周
壁とによって形成されるキャビティであり、前記第１の
プラスチック注入口８は油泥切欠ｇ５ａを介して該キャ
ビティ１０と連通している。

また、１１は可動型２内に摺動自在に設けられた閉塞部
材であって、それの先端部分は前記切欠き６ａと同様に
くさび形に加工されている。該閉塞部材１１はばね１２
の如き駆動手段によって常時スリーブ６方向へ付勢され
ており、スリーブ６が図示下方、すなわちパーティング
面５から後退すると、閉塞部材１１の先端部はばね１２
によって切欠ぎ６ａに合致し、これによりスリーブ６の
上端面は画一となる。

次に、かかる製造装置を用いたプラスチックレンズの成
形工程について、第２図囚〜ＣＤＩに示す要部断面図を
基に説明する。

まず、第２図（８）に示す第１段階で、第１のプラスチ
ック１３を第１のプラスチック注入口８より切欠ぎ６ａ
を通してキャビティ１０内に加熱溶融状態で注入する。

該第１のプラスチック１３は、後に詳述するが、例えば
透明なアクリル樹脂であり、約２００℃の溶融状態でキ
ャピテイ１０に注入される。

次に、第２図口に示す第２段階で、両スリーブ６．７を
互いにパーティング面５より僅かに後退するよう移動し
、両スリーブ６．７間に空隙１４を形成する。それと同
時に、圧縮装置（図示せず）により入駒３を図示上方へ
加圧すると、第１のプラスチック１３は圧縮され、その
外周部が空隙１４内に僅かにはみ出る。かかる圧縮動作
は、第１のプラスチック１３の外周部が空隙１４を介し
て大気圧下に解放された状態で行なわれろため、低い圧
縮力で充分である。しかる後、第１のプラスチック１３
がキャビティ１０内で固化するまで冷却（アクリル樹脂
の場合は約１００℃）する。

次に、第２図（ｑに示す第３段階で、両スリーブ６．７
をさらに後退させ、固化した第１のプラスチック１３の
外周部にソバ形成用の新たなキャビティ１５を形成し、
該キャビティ１５と第２のプラスチック注入口９とを連
通させる。この時、スリーブ６の切欠き６ａ内にばばね
１２０弾発力によって閉塞部材１１が嵌入するため、ス
リーブ６の上端面は平坦となり、キャビティ１５は凹凸
のないリング状に形成されろ。

次に、第２図口に示す第４段階で、第２のプラスチック
１６を第２のプラスチック注入口９よりキャビティ１５
に加熱溶融状態で注入し、これをキャビティ１５内で冷
却固化する。該第２のプラスチック１６も後に詳述する
が、例えば第１のプラスチック１３と同一材料のアクリ
ル樹脂である。

その後、可動を２を移動してパーティング面５を開き、
成形されたプラスチックレンズを取出す。

第３図はこのようにして成形されたプラスチックレンズ
の側面図であり、１７はレンズ有効径部、１８はソバ、
１９は第１のプラスチック１３０ランナ・ゲ−）、２０
は第２のプラスチック１６のランナ・ゲートである。

この第３図において、レンズ有効径部１７は、低圧で面
賦形されるため高精度に仕上げられる。

また、ツバ１８は、圧縮工程時に第１のプラスチック１
３の外周部にはみ出した不安定形状部分を第２のプラス
チック１６で包み込んでいろため、形状的に安定してお
り、しかも、スリーブ６に設けられた第１のプラスチッ
ク１３注入用の切欠ぎ６ａを閉塞部材１１で埋め込んだ
状態にて成形されるため、余計な突起がなく、平面度も
高精度に仕上げられる。従って、従来技術では必要とさ
れていた外径仕上げが不要となり、単に、既知の仕上げ
法によって両ランナ・ゲート１９．２０を取除くだけで
、高精度なプラスチックレンズが得、うれる。

なお、かかるプラスチックレンズを鏡筒に組込む場合は
、例えば鏡筒の受部と間隔環（いずれも図示せず）とに
より、精度良く仕上げられたツバ１８を挟圧保持すれば
良く、これにより、光学特性にすぐれた組レンズを提供
できろ。

次に、前述した第１及び第２のプラスチック１３．１６
の材料について説明する。

第１のプラスチック１３は、成形されたレンズの光学性
能に直接影響を及ぼす部分であり、そのため透明材料で
なければならず、例えばポリメチルメタクリレート、ポ
リメチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポ
リシクロヘキシルアクリレートなどのアクリレートまた
はメタクリレート、ポリスチレン、ポリαメチルスチレ
ンなどのスチレン系樹脂、ポリメチルペンテン、ポリカ
ーボネートなどを単独に、またはこれらを共重合した材
料が用いられる。

第２のプラスチック１６は、第１のプラスチック１３と
同一材料であっても異種の材料であっても良いが、その
選定に坐っては、熱膨張係数が第１のプラスチック１３
と同程度であることが望ましい。すなわち、レンズ有効
径部１７を構成する第１のプラスチック１３とツバ１８
を構成する第２のプラスチック１６とに著しい熱膨張率
差があると、成形後のプラスチックレンズが温度変化し
た際に応力が発生し、レンズの面精度が劣化するからで
ある。実験的には、直径が２０〜５０ｍｍの凸レンズの
場合、両者の熱膨張率差が３Ｘ、１０−’／℃程度以内
であれば良いことがわかっている。

なお、本発明に係る製造方法及び製造装置によって成形
されたプラスチックレンズは、前述のように、レンズ有
効径部１７の全面にわたって高精度が得られるため、レ
ンズ面を墨付けする必要はないが、透明なプラスチック
材料によりツバ１８を成形すると、迷光の原因となって
レンズの光学性能が劣化（コントラストの低下）する場
合がある。このような場合は、第２のプラスチック１６
として遮光性のある材料、例えば、カーボンブラックを
０．５　％程度配合したアクリル樹脂を使用すれば良い
。

また、第２のプラスチック１６を注入する際、第１のプ
ラスチック１３がまだ比較的高温にある状態の方が両者
の界面の接着上都合が良い。すなわち、注入時の第２の
プラスチック１６の温度が第１のプラスチック１３に比
べて高すぎると、先に固化している第１のプラスチック
１３が第２′のプラスチック１６により軟化せしめられ
、それによって局部的に応力が発生する場合かある。こ
のような場合は、第２のプラスチック１６の熱変形温度
が第１のプラスチック１３のそれよりも低い材料を選定
すれば良い。これは、同じ材料、例えばポリカーボネー
トで分子量の高いグレードと低いグレードとで組合せて
も良いし、あるいは、ポリメチルメタクリレートとポリ
スチレンのように異種材料としても良い。

さらに、第１のプラスチック注入口８と第２のプラスチ
ック注入口９とは、レンズの光軸を介して相対向する位
置、すなわち、１８０度の対向位置に設けろのが良い。

これは、先に説明した第２図口の第４段階において、第
２のプラスチック１６をツバ形成用のキャビティ１５に
注入した際、加熱溶融状態にある第２のプラスチック１
６がキャビティ１５内で２方向に分岐した後、合流して
ウェルドが発生するためである。

第４図はこの時の状態を説明するための平面図であり、
２１は第２のプラスチック１６の流動を、２２は発生し
たウェルドをそれぞれ示している。

この第４図に示すように、第１のプラスチック注入口８
と第２のプラスチック注入口９とが上記位置関係にあれ
ば、ウェルド２２０発生位置が第１のプラスチック注入
口８と一致するため、第１のプラスチック注入口８より
容易にガス抜けができ、それによってウェルド２２の発
生を僅かに抑えることができる。

なお、上記実施例においては、一方の入駒３のみＶＣ！
ｌＥＭ装置を連結したものについて説明したが、両方の
入駒３．４に王縮装詮を連結しても良い。

また、上記実施例では両入駒３．４を包囲す°る一対の
スリーブ＆、７を設け、両スリーブ６．７が後退するこ
とによりツバ形成用のキャピテイ１５を形成するものに
ついて説明したが、スリーブは必ずしも２個°なくても
１個だけでも良く、１つのスリーブ６または７が後退す
ることによってもキャビティ１５を形成することができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、レンズ有効径の
径外部分にツバを有するプラスチックレンズを高精度に
成形でき、しかも、煩雑な外径仕上げを省略できろもの
であって、上記従来技術の欠点を除いてすぐれた機能の
プラスチックレンズの製造方法及びその装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプラスチックレンズの製造装置の
一実施例を示す要部断面図、第２囚人。 （ロ）、（０９口は第１図に示す製造装置を用いたプラ
スチックレンズの成形工程を説明する要部断面図、Ｍ３
図は本発明により成形したプラスチックレンズの側面図
、第４図は第２のプラスチックの注入状態を説明する平
置図である。 ３．４・・・・・・入駒、５・・・・・・パーティング
面、６゜７・・・・・・スリーブ、６ａ・・・・・・切
欠き、８・・・・・・第１のプラスチック注入口、９・
・・・・・第２のプラスチック注入口、１０・・・・・
・キャビティ、１１・・・・・・閉塞部材、１２・・・
・・・ばね、１３・・・・・・第１のプラスチック、１
４・・・・・・２Ｍ、１５・・・・・・ソバ形成用キャ
ビティ、１６・・・・・・第２のプラスチック。 第１図 第２図 ２ｒＩＡ ｔＪ３図 ！ア 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）成形金型内に射出された溶融状態のプラスチック
   を圧縮することによりプラスチックレンズを成形する方
   法において、パーティング面を介して対向する一対のレ
   ンズ面形成用入駒と、少なくとも一方の入駒を包囲する
   スリーブとによって形成されたキャビティに、第１のプ
   ラスチックを加熱溶融状態で注入し、しかる後、前記ス
   リーブをパーティング面より僅かに後退させるとともに
   、前記入駒を加圧前進させて前記第１のプラスチックを
   押圧しつつ冷却固化し、その後、前記スリーブをパーテ
   ィング面よりさらに後退させて前記第１のプラスチック
   の径外部分に新たなキャビティを形成し、該キャビティ
   に第２のプラスチックを加熱溶融状態で注入し、これを
   冷却固化してレンズ有効径の径外部分にツバを備えたプ
   ラスチックレンズを成形することを特徴とするプラスチ
   ックレンズの製造方法。
2. （２）成形金型内に射出された溶融状態のプラスチック
   を圧縮することによりプラスチックレンズを成形する装
   置において、パーティング面を介して対向する一対のレ
   ンズ面形成用入駒と、該入駒を前進させる加圧手段と、
   前記両入駒のうちの少なくとも一方の入駒を包囲するス
   リーブと、該スリーブをパーティング面より後退させる
   手段と、前記両入駒と前記スリーブとによって形成され
   るキャビティに溶融状態のプラスチックを供給する第１
   のプラスチック注入口と、前記スリーブの後退によって
   形成されるキャビティに溶融状態のプラスチックを供給
   する第２のプラスチック注入口とを備えたことを特徴と
   するプラスチックレンズの製造装置。
3. （３）特許請求の範囲第（２）項において、前記第１の
   プラスチック注入口と前記第２のプラスチック注入口と
   が、レンズの光軸を介して相対向し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。