説明

プラスチックレンズ成形装置

【課題】プラスチックレンズ製造のコスト低減を図ることができるとともに、環境負荷も低いプラスチックレンズ成型装置を提供すること
【解決手段】長寸方向と短寸方向とが互いに直交するプラスチックレンズを成形するプラスチックレンズ成形装置であって、前記プラスチックレンズの材料樹脂を注入するモールド型を備え、このモールド型は、互いに対向するとともに間にキャビティが形成された一対の型と、これらの型の外周面に巻き付けられるテープとを有し、前記型は、それぞれ前記プラスチックレンズの長寸方向に対応する長寸部分と短寸部分に対応する短寸部分とをそれぞれ有する異形形状であることを特徴とするプラスチックレンズ成形装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラスチックレンズ成形装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、眼鏡用のプラスチックレンズとして、軽くて透明度の高いプラスチックレンズが多く用いられている。眼鏡用のプラスチックレンズを製造する方法としては、プラスチックレンズの眼球側の面および物体側の面の形状に応じた一対の成形型を用意し、この成形型を組み合わせて形成されるキャビティ内に重合性の原料組成物を注入して重合(硬化)を行う、いわゆる注型重合が一般的である。
【0003】
例えば、特許文献1から4に記載されているように、一対の円形形状のガラス製の成形型を対向配置させ、その外周面を粘着テープで固定したものを用意する。
次に、対向配置された円形の成形型および粘着テープで構成されるキャビティの内部にノズルを差し込み、重合性の原料組成物を注入する。その後、熱または紫外線により原料組成物を重合させることで、所定形状のプラスチックレンズが形成される。
このプラスチックレンズは、ハードコート処理や反射防止処理など、各種の表面処理を行った後、いわゆる玉型加工により眼鏡フレームに合った形状に切削される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2000−292313号公報
【特許文献2】特開2002−120232号公報
【特許文献3】特開2003−53746号公報
【特許文献4】特開2006−215217号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、このようなプラスチックレンズの製造方法では、玉型加工における切削により大量の切削屑が生じることとなる。重合後のプラスチックレンズは、架橋体であり、リサイクルはできず、このような大量の切削屑は廃棄する以外にない。
従って、製造コストの面から問題がある。特に近年、プラスチックレンズの高屈折率化に伴い、原料として特殊なモノマーを使用することも多く、より製造コストが高くなっているため、問題が大きい。また、切削屑を大量に廃棄することから環境負荷の面でも問題がある。
【0006】
そこで、本発明の目的は、プラスチックレンズ製造のコスト低減を図ることができるとともに、環境負荷も低いプラスチックレンズ成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の成形装置は、長寸方向と短寸方向とが互いに直交するプラスチックレンズを成形するプラスチックレンズ成形装置であって、前記プラスチックレンズの材料樹脂を注入するモールド型を備え、このモールド型は、互いに対向し、間にキャビティが形成された一対の型と、これらの型の外周面に巻き付けられるテープとを有し、前記型は、それぞれ前記プラスチックレンズの長寸方向に対応する長寸部分と短寸部分に対応する短寸部分とをそれぞれ有する異形形状であることを特徴とする。
【0008】
この発明によれば、長寸方向と短寸方向とを有する異形モールド型を用いるため、平面円形のモールド型を用いる場合より、キャビティの容積が小さくなる。例えば、楕円形状のプラスチックレンズを製造する場合、円形のモールド型では、プラスチックレンズの長寸方向長さ寸法以上の半径を有するキャビティを形成する必要があるが、異形モールド型では、プラスチックレンズの長寸方向と短寸方向の長さ寸法に近いキャビティを形成するだけでよい。
このため、プラスチックレンズの材料の使用量が少なくすむので、プラスチックレンズの製造コストを削減することができる。また、原料廃棄物量が減少するので、環境負荷を低減させることもできる。
【0009】
本発明の成形装置は、前記一対の型の外周面に前記テープを巻き付けるテープ巻付装置を備え、この巻付装置は、前記一対の型を装着するとともに前記一対の型を回転させる回転装置と、この回転装置に装着された前記一対の型に向けて前記テープを繰り出すテープ繰出装置と、前記一対の型に繰り出された前記テープを前記一対の型の外周面に押し付ける複数のテープ押えロールとを備え、これらのテープ押えロールは前記一対の型を挟んでわけて配置され、前記一対の型の外周面を押圧するように互いに近接離隔することが好ましい。
【0010】
この発明によれば、テープ押えロールが異形モールド型の回動中心に互いに近接離隔するので、異形モールド型が回動する際、長寸方向と短寸方向との長さ寸法の違いにより回動中心と外周面との距離が連続的に変化しても、これに合わせてテープ押えロールが異形モールド型の外周面に当接し続けることとなる。
このため、テープはテープ押えロールにより異形モールド型の外周面に連続して押えつけられるので、テープを異形モールド型の外周面に正確に貼り付けることができる。
【0011】
本発明の成形装置では、前記テープ繰出装置は、前記回転装置に装着された前記一対の型の外周面に巻き付けられる前記テープの巻付開始位置が一定となるように当該巻付開始位置と前記一対の型の回転中心とを結ぶ線分と平行となる線分に沿って往復移動することが好ましい。
【0012】
この発明によれば、テープ繰出装置からテープが繰り出されて異形モールド型の外周面に貼り付けられる際、上記のテープ押えロールの近接離隔する動きに合わせてテープ繰出装置が従動する。
このため、テープ繰出装置と異形モールド型の外周面とを連結するテープの姿勢が一定方向(角度)に維持されることとなる。
よって、貼り合わされるテープの張力が一定に保たれ、テープと異形モールド型の外周面との角度も一定となるので、例えば、張力が変化することでテープの貼りあわせにムラが生じたり、貼り合わせ角度が一定でないことでテープが外周面からずれたりといったおそれがない。
したがって、この発明では、テープを異形モールド型の外周面により一層正確かつ均一に貼り合わせることができる。
【0013】
本発明の成形装置では、前記異形モールド型は、凹レンズを成形する場合には長寸方向に沿った部分に注入口を形成し、凸レンズを成形する場合には短寸方向に沿った部分に注入口を形成することが好ましい。
【0014】
この発明によれば、凹レンズを成形する場合には長寸方向に沿った方向部分に注入口を形成し、凸レンズを成形する場合には短寸方向に沿った方向部分に注入口を形成するので、注入口が形成される箇所がプラスチックレンズの肉厚な箇所となる。
このため、プラスチックレンズの材料をキャビティに注入する際、例えば、注入針を用いる場合、注入口へ注入針を挿通しやすい。
よって、キャビティにプラスチックレンズ材料を容易に注入することができ、作業性を向上させることができる。さらに、薄肉のプラスチックレンズを製造する際にも作業に困難を伴わずに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本実施形態におけるプラスチックレンズの外形を示す平面図。
【図2】(A)凹レンズのA−A断面図、(B)凹レンズのB−B断面図。
【図3】(A)凸レンズのA−A断面図、(B)凸レンズのB−B断面図。
【図4】(A)本実施形態における異形モールド型の平面図、(B)本実施形態における異形モールド型の断面図。
【図5】(A)〜(C)本実施形態におけるプラスチックレンズ成形方法を説明するための概略図。
【図6】(D),(E)本実施形態におけるプラスチックレンズ成形方法を説明するための概略図。
【図7】本実施形態における異形モールド型をセンタリングする方法を説明するための概略図。
【図8】本実施形態における異形モールド型の外周面にテープを貼り付ける装置を示す模式図。
【図9】本実施形態における異形モールド(凹レンズ)にプラスチックレンズ材料を注入する方法を説明する模式図。
【図10】本実施形態における異形モールド(凸レンズ)にプラスチックレンズ材料を注入する方法を説明する模式図。
【発明を実施するための形態】
【0016】
図1から図3に基づいて本発明の実施形態に適用できるプラスチックレンズについて説明する。
図1は、本実施形態におけるプラスチックレンズの外形を示す平面図である。図2は、(A)凹レンズのA−A断面図、(B)凹レンズのB−B断面図である。図3は、(A)凸レンズのA−A断面図、(B)凸レンズのB−B断面図である。
図1に示すように本実施形態で製造するプラスチックレンズL0は、眼鏡用のプラスチックレンズLの外形に対し若干大きい楕円形状である。このプラスチックレンズL0を切削および研磨することで眼鏡用のプラスチックレンズLが得られる。
なお、A−A線が短寸方向であり、B−B線が長寸方向である。
【0017】
図2および図3に示すように、本実施形態では、プラスチックレンズL0として凹レンズL1や凸レンズL2を成形することができる。
凹レンズL1は、例えば、近視用の眼鏡プラスチックレンズに用いられ、眼鏡用のプラスチックレンズL(図1)の長寸方向方向の外周面端部は短寸断面の外周面端部より肉厚に形成されている。
また、凸レンズL2は、例えば、遠視用の眼鏡プラスチックレンズに用いられ、眼鏡用のプラスチックレンズL(図1)の短寸方向方向の外周面端部が長寸断面の外周面端部より肉厚に形成されている。
【0018】
図4に基づいて本実施形態における型について説明する。
図4は、(A)が本実施形態における型の平面図であり、(B)が本実施形態における型の断面図である。
図4に示すように、第1型11は、平面楕円形状のガラス型であり、その外周面の一部には切欠13が形成されている。
なお、この第2型12は、第1型11と異なるR(半径)の曲面を有するものである。そして、一対の第1型11と第2型12とを対向させ、その外周面にテープTを貼り付ける(図6参照)ことで、キャビティが形成された異形モールド型10が得られる(図9および図10参照)。
【0019】
図5から図10に基づいて本実施形態におけるプラスチックレンズ製造装置について説明する。
図5(A)〜(C)は、本実施形態におけるプラスチックレンズ成形方法を説明するための概略図である。図6(D),(E)は、本実施形態におけるプラスチックレンズ成形方法を説明するための概略図である。図7は、本実施形態における異形モールド型をセンタリングする装置を説明するための概略図である。図8は、本実施形態における異形モールド型の外周面にテープを貼り付ける装置を示す模式図である。
【0020】
図5(A)および図7に示すように、本実施形態における第1型11および第2型12のセンタリングには、7ツ爪求心チャックを用いる。これは、第1型11と第2型12との求心装置が示されている。後述するように、第1型11または第2型12の中心を保持部材30で保持させる必要から求心装置が必要となるからである。
求心装置は、円周方向を7分割した位置に回転軸20をもうけ、各回転軸にレバー21を取り付け、その先端に位置決めピン22がついている。回転軸20は、概位置決め台23にベアリングを介して取り付けられている。
さらに、回転軸20の下方にはプーリーが取り付き、タイミングベルトを介してチャック開閉用駆動機器とつながっている。
したがって、位置決めピン22はチャック開閉用駆動機器を作動させることで同期して動く構成となり、第1型11および第2型12を求心する。
なお、センタリングは、チャックを用いる方法でなく、眼鏡用のプラスチックレンズの外径に対応する段差付の皿を用いても良い。
【0021】
図5(B)に示すように、第1型11および第2型12のキャビティを形成しない側の曲面をそれぞれ保持部材30により保持し、これとは反対側の曲面に第1型11および第2型12の寸法計測を行う計測装置31を用いてプラスチックレンズL0(図1)の作成に必要な寸法および形状を計測する。
なお、詳細な計測手順は特許文献1に示されている。
【0022】
図5(C)に示すように、第1型11および第2型12のそれぞれの方向出しを行う。上記寸法および形状の計測後、保持部材30に保持したまま保持部材30を回動させて方向出しを行う。
このとき、第1型11および第2型12のそれぞれに形成された切欠13,14を基に図示しないセンサーに認識させることによって、これらの向きを調整する。ここで、センサーとしては、例えば、CCDカメラ等を用いることができ、画像処理により切欠13,14を識別して方向出しをすることができる。
【0023】
図6(D)に示すように、保持部材30に保持された第1型11および第2型12は、それぞれ対向配置される。
このとき、上記寸法計測(図5(B)参照)および方向出し(図5(C)参照)により、所定のプラスチックレンズL0(図1参照)が形成できるようにキャビティを成形すべく、第1型11および第2型12を対向配置させる。
【0024】
図6(E)に示すように、対向配置した第1型11および第2型12の外周面にテープTを貼り付ける。
ここで、図8に基づいて、このテープTを貼り付ける装置の詳細について説明する。
図8に示すように、テープ巻付装置4は、テープTを供給するテープ繰出装置としてのテープフィーダー40と、このテープフィーダー40から供給されたテープTを挟んで第1型11および第2型12の外周面とそれぞれ対向配置されるテープ押えロールとしての第1ローラー41および第2ローラー42と、第1型11および第2型12の回動にともなう長寸方向と短寸方向との長さ寸法による距離変化に対応させて第1ローラー41と第2ローラー42との相対位置を調整するローラー調整機構43と、第1型11および第2型12の回動に対応させてテープフィーダー40の位置を調整するフィーダー調整機構44と、保持部材30を一方向(図8中反時計方向)に回転させる図示しない回転駆動機構と、を備えている。
【0025】
テープフィーダー40は第1型11および第2型12と第1ローラー41との間にテープTを供給するものである。このテープTは、第1型11および第2型12側の外周面に粘着剤が設けられており、第1ローラー41で第1型11および第2型12の外周面に押えられたテープTは、そのまま第1型11および第2型12の外周面に貼り付けられて送られる。
第1ローラー41は硬質ゴムからなる1個のローラー本体411と、このローラー本体411を回転可能に支持するフレーム412とを備えている。
第2ローラー42は第1型11および第2型12を挟んで第1ローラー41と対向配置されており、硬質ゴムからなる2個一対のローラー本体421と、これらのローラー本体421を回転可能に支持するフレーム422とを備えている。ローラー本体421はテープTを第1型11および第2型12の外周面に押えるものである。
フレーム412,422の端部にはローラー調整機構43が連結されている。
このローラー調整機構43は、ばね若しくは空圧機構、油圧機構により構成されており、第1ローラー41と第2ローラー42を第1型11および第2型12の回動中心に対して近接離隔させるものである。
【0026】
フィーダー調整機構44はテープフィーダー40をテープTの供給方向とは直交する方向に移動させるものであり、ボールねじ441およびモーター442を備えている。このモーター442は制御装置45と接続されており、この制御装置45から供給される信号によりテープフィーダー40の供給位置を調整する。
また、制御装置45は変位検知部451を備えており、この変位検知部451がローラー調整機構43から得られる変位を検知し、そのデータを制御装置45へフィードバックしている。
【0027】
次に、図9および図10に基づいて、樹脂注入装置5の説明をする。
図9は、本実施形態における異形モールド(凹レンズ)にプラスチックレンズ材料を注入する方法を説明する模式図である。図10は、本実施形態における異形モールド(凸レンズ)にプラスチックレンズ材料を注入する方法を説明する模式図である。
図9に示すように、樹脂注入装置5は、異形モールド型設置部51と、供給部52と、原料貯蓄部53と、原料供給装置54とを備えている。
異形モールド型設置部51には、複数のモールド抑え部511が配設され、これらのモールド抑え部511により、第1型11および第2型12の外周面にテープTが巻き付けられて形成される異形モールド型10が保持されている。
なお、この異形モールド型10は、凹レンズL1(図2参照)を製造するためのモールド型である。
この異形モールド型10の長寸方向の外周面端部のテープTには、樹脂原料を注入するための注入口Hが形成されている。この注入口Hは、異形モールド型10をモールド抑え部511にて保持させ、異形モールド型設置部51に装着してから形成しても、異形モールド型設置部51に装着する以前に形成してもかまわない。
【0028】
供給部52は、異形モールド型設置部51に設置された異形モールド型10のキャビティに樹脂原料を注入するとともに、異形モールド型10の注入口Hから溢れ出た樹脂原料を吸引して取り除く。
供給部52は、供給部本体521と、供給部本体521に接続される注入針522と、供給部本体521に接続される排液部523と、供給部本体521に接続される吸引センサー524と、供給部本体521に接続される原料供給部525と、を備えている。
原料貯蓄部53は異形モールド型10の注入口Hから溢れ出た樹脂原料を貯蔵するものである。
原料供給装置54は供給部52に樹脂原料を供給する。
図10に示すように、異形モールド型10は台座Bに載置され、異形モールド型10の短寸方向の外周面端部のテープTには、樹脂原料を注入するための注入口Hが形成されている。
なお、この異形モールド型10は、凸レンズL2(図3参照)を製造するためのモールド型であり、その他の構成は図9と同様である。
【0029】
上記より、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)本実施形態では、楕円形状の異形モールド型10を用いるため、円形のモールド型を用いる場合より、キャビティの容積が小さくなる。
具体的には、平面円形のモールド型では、プラスチックレンズL0の長寸方向の長さ寸法以上の半径を有するキャビティを形成する必要があるが、異形モールド型10では、プラスチックレンズL0の長寸方向と短寸方向の長さ寸法に近いキャビティを形成するだけでよい。
このため、プラスチックレンズL0の材料使用量が少なくすむので、眼鏡用のプラスチックレンズLの製造コストを削減することができる。また、原料廃棄物量が減少するので、環境負荷を低減させることもできる。
【0030】
(2)本実施形態では、第1ローラー41および第2ローラー42が第1型11と第2型12との回動中心に互いに近接離隔するので、これらが回動する際、長寸方向と短寸方向との長さ寸法の違いにより回動中心と外周面との距離が連続的に変化しても、これに合わせて第1ローラー41および第2ローラー42が外周面に当接し続けることとなる。
このため、テープTは第1ローラー41および第2ローラー42により第1型11と第2型12との外周面に連続して押えつけられるので、テープTを第1型11と第2型12との外周面に正確に貼り付けることができる。
【0031】
(3)本実施形態では、テープフィーダー40からテープTが繰り出されて第1型11と第2型12との外周面に貼り付けられる際、上記の第1ローラー41および第2ローラー42の近接離隔する動きに合わせてテープフィーダー40が従動する。
このため、テープフィーダー40と第1型11と第2型12との外周面とを連結するテープTが一定方向(角度)に維持されることとなる。
よって、貼り合わされるテープTの張力が一定に保たれ、テープTと第1型11と第2型12との外周面との角度も一定となるので、例えば、張力が変化することでテープTの貼り合わせにムラが生じたり、貼り合わせ角度が一定でないことでテープが第1型11と第2型12との外周面からずれたりといったおそれがない。
したがって、本実施形態では、テープTを第1型11と第2型12との外周面により一層正確かつ均一に貼り合わせることができる。
【0032】
(4)本実施形態では、凹レンズL1を成形する場合には長寸方向に沿った方向部分に注入口Hを形成し、凸レンズL2を成形する場合には短寸方向に沿った方向部分に注入口Hを形成するので、注入口Hが形成される箇所がプラスチックレンズL0の肉厚な箇所となる。
このため、プラスチックレンズL0の材料をキャビティに注入する際、注入口Hへ注入針522を挿通しやすい。
よって、キャビティにプラスチックレンズL0の材料を容易に注入することができ、作業性を向上させることができるとともに、薄肉のプラスチックレンズL0を製造する際にも作業に困難を伴わずに行うことができる。
【0033】
(5)本実施形態では、第1型11と第2型12との外周面にそれぞれ切欠13,14を設けているので、第1型11および第2型12の方向を容易に認識することができるとともに、容易に方向出しを行うことができる。
【0034】
(6)本実施形態では、変位検知部451により第1ローラー41および第2ローラー42の近接離隔する動きを検知し、制御装置45に伝達し、モーター442を従動させている。
このため、簡易な構成で第1ローラー41および第2ローラー42の動きに精度よくテープフィーダー40を従動させることができる。
【0035】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
本実施形態では、楕円形状の異形モールド型10を用いたが、これに限らず、矩形状のものや、三角形状のものを用いてもよく、最終的に得られるレンズの形状に合わせた形状であればいずれでもよい。
本実施形態では、切欠13,14をCCDカメラ等の画像処理により認識するとしたがこれに限らず、例えば、第1型11と第2型12との外周面に切欠13,14を認識するための認識部材を当接させて物理的に切欠13,14を認識してもよい。
本実施形態では、変位検知部451として物理的な手段を用いたが、これに限らず、レーザーによる光学的な手段により変位を検知してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0036】
本発明は、眼鏡用プラスチックレンズに利用できる他、防塵ガラス、防塵水晶、コンデンサプラスチックレンズ、プリズム等の光学プラスチックレンズの製造方法として好適に利用できる。
【符号の説明】
【0037】
4…テープ巻付手段(テープ巻付装置)、10…異形モールド型(モールド型)、11…上型(型)、12…下型(型)、40…テープフィーダー(テープ繰出装置)、41…第1ローラー(テープ押えロール)、42…第2ローラー(テープ押えロール)、442…モーター、H…注入口、L0…プラスチックレンズ、L1…凹レンズ、L2…凸レンズ、T…テープ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
長寸方向と短寸方向とが互いに直交するプラスチックレンズを成形するプラスチックレンズ成形装置であって、
前記プラスチックレンズの材料樹脂を注入するモールド型を備え、
このモールド型は、互いに対向するとともに間にキャビティが形成された一対の型と、これらの型の外周面に巻き付けられるテープとを有し、前記型は、それぞれ前記プラスチックレンズの長寸方向に対応する長寸部分と短寸部分に対応する短寸部分とをそれぞれ有する異形形状であることを特徴とするプラスチックレンズ成形装置。
【請求項2】
請求項1に記載されたプラスチックレンズ成形装置において、
前記一対の型の外周面に前記テープを巻き付けるテープ巻付装置を備え、
この巻付装置は、前記一対の型を装着し、前記一対の型を回転させる回転装置と、この回転装置に装着された前記一対の型に向けて前記テープを繰り出すテープ繰出装置と、前記一対の型に繰り出された前記テープを前記一対の型の外周面に押し付ける複数のテープ押えロールとを備え、
これらのテープ押えロールは前記一対の型を挟んでわけて配置され、前記一対の型の外周面を押圧するように互いに近接離隔することを特徴とするプラスチックレンズ成形装置。
【請求項3】
請求項2に記載されたプラスチックレンズ成形装置において、
前記テープ繰出装置は、前記回転装置に装着された前記一対の型の外周面に巻き付けられる前記テープの巻付開始位置が一定となるように当該巻付開始位置と前記一対の型の回転中心とを結ぶ線分と平行となる線分に沿って往復移動することを特徴とするプラスチックレンズ成形装置。
【請求項4】
請求項1から請求項3のいずれかに記載の成形装置において、
前記異形モールド型は、凹レンズを成形する場合には長寸方向に沿った方向部分に注入口を形成し、
凸レンズを成形する場合には短寸方向に沿った方向部分に注入口を形成することを特徴とするプラスチックレンズ成形装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2010−240866(P2010−240866A)
【公開日】平成22年10月28日(2010.10.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−88863(P2009−88863)
【出願日】平成21年4月1日(2009.4.1)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】