JPH0330932A - 大口径のプラスチックレンズの成形方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラスチックレンズの成形方法に関し、特に、
大口径で高精度を要するプラスチックレンズの成形方法
に関する。

〔従来の技術〕

従来プラスチックレンズの成形方法に関する大口径かつ
高精度なプラスチックレンズの成形方法としては、特開
昭６２−１５９２０号公報および特開昭６２−２３７２
３号公報に開示される成形金型のヒートサイクルを併用
した射出圧縮成形方法、あるいは特開昭５９−１２４８
１９号公報に開示される、プラスチックレンズブランク
をあらかじめ加熱により軟化させ、プラスチック材料の
ガラス転移点温度以下に設定された成形金型で押圧成形
する成形方法が公知である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、前記従来の技術の成形方法として挙げた射出
圧縮成形方法によれば、成形金型のヒートサイクルによ
り、比較的胸肉の成形品の場合には、内部と表面部のプ
ラスチック材料温度の差を小さくすることのできる作用
効果を得られるが、成形品の肉厚が増大するにつれて、
冷却に膨大な時間がかかり、かつ、大偏肉の成形品の場
合には、厚肉部の中心部と薄肉部の温度差を解決できず
、高い面精度を得ることができないといった欠点を有す
るものであった。

また、前記従来の成形方法として挙げた特開昭５９−１
２４８１９号公報所載の成形方法によれば、−旦冷却し
たものを、表面から再加熱する方法であるので、前記成
形方法における温度差の欠点を解消し得る反面、プラス
チックレンズブランクの表面を、プラスチック材料のビ
カット軟化点以上まで加熱する必要があり、プラスチッ
ク材料をかかる温度まで加熱すると、プラスチックレン
ズブランクの表面が熱変形によってダレるので、成形金
型にて加圧成形した際に、成形金型の成形面とプラスチ
ックレンズブランク表面間に空気の巻き込み等の面精度
悪化の原因が惹起されるとともに成形品の表面が荒れ易
い等の問題点を有するものであった。

さらに、かかる成形方法は、外径が１００ｍｍを越える
超大口径の拡大投影用プラスチックレンズの成形を主目
的とするもので、得られる形状精度は５μｍ以下程度で
、カメラの撮影系に用いるプラスチックレンズ等に要求
されるような高い精度を得ることができないものである
等の問題点を有するものであった。

そこで、本発明は、かかる従来の成形方法における問題
点を解決するために開発されたもので、大口径かつ厚肉
、大偏肉な形状の成形品においても、極めて高精度な成
形品を短時間にて成形することのできる成形方法の提供
を目的とするものである。

〔課題を解決する手段および作用〕

本発明の概念を第１図の説明図とともに説明する。

第１のプロセス ほぼ最終形状に加工したプラスチックレンズブランクを
、表面が材料の熱変形温度以下の温度（ＴＢ）になるま
で加熱する。

第２のプロセス 前記プロセスにて加熱後のプラスチックレンズブランク
の材料のガラス転移点以上の温度（ＴＤＢ）に加熱され
た一対の成形金型に搬入する。

第３のプロセス 成形金型間に搬入された、前記プラスチックレンズブラ
ンクを、前記成形金型にて、２０ｋｇ　（／Ｃ−以下の
圧力を付加し、前記プラスチックレンズ部材の表面を軟
化させつつ押圧成形した後、前記成形金型の温度を、材
料のガラス軟化点以下の温度（ＴＤＭ）まで徐冷する。

第４のプロセス 前記成形金型の徐冷後、さらに成形金型の温度を材料の
熱変形温度付近の温度（ＴＤＥ）まで冷却した後、成形
金型の型開きを行うとともに成形後のプラスチックレン
ズブランクを離型する。

前記本発明成形方法における第１乃至第４のプロセスに
おいて、プラスチックレンズブランクの加熱温度は、材
料の熱変形温度以下であるので、プラスチックレンズブ
ランクの軟化は起こらず、熱変形によるダレの発生を阻
止し得る作用を有する。また、かかるプラスチックレン
ズブランクの加熱に加えて、前記金型の加熱も並行して
遂行されるとともに成形金型間に搬入されたプラスチッ
クレンズブランクの押圧成形は、成形金型にプラスチッ
クレンズブランクが接触すると成形金型表面とプラスチ
ックレンズブランク表面は等温となる。而して、その間
に転写状態に保持された状態下に成形金型からの熱伝導
により、プラスチックレンズブランクは表面からガラス
転移点以上に加熱され軟化し、成形金型の圧力により押
圧成形される。しかる後、成形金型温度とプラスチック
レンズブランク温度から設定される冷却速度によって徐
冷するとともに、成形金型を材料の熱変形温度付近まで
、第３のプロセスにおける成形金型の冷却速度より速い
速度で冷却後、成形後のプラスチックレンズの離型を行
うことにより、短時間の成形時間と高い成形精度を得ら
れるものである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について詳述する。

（第１実施例） 第２図は本発明成形方法の実施に使用する成形装置を示
す概要図、第３図は本実施例にて成形するレンズ形状を
示す側面図、第４図および第５図は成形後の面精度を示
す干渉縞の状態図である。

さて、第２図において、１はプラスチックレンズブラン
クを保持しつつ搬送する搬送装置で、当該搬送装置１に
はこれを駆動するアクチエエータ２を備える。

また、前記搬送装置１の搬送方向上には、プラスチック
レンズブランクを加熱する電気炉３およびこれを成形す
る成形室４が配設されている。

さらに、前記成形室４内には、固定された上型５と可動
自在な下型６が同軸上に対向して配設されるとともに下
型６には、これを駆動するエアシリンダ７およびこれを
制御する空圧回路（不図示）を装備し、かつ、前記電気
炉３、上型５および下型６の温度を制御する温調装置８
，９．１０を装備するとともに装置全体の動作をコント
ロールするシーケンス制御装置（不図示）を設けること
により構成されている。

以上の構成から成る成形装置により、大口径プラスチッ
クレンズを成形する場合には、まず、搬送装置１を介し
て、ほぼ最終形状に加工したプラスチックレンズブラン
クを保持搬送しつつあらかじめ所定の温度に温調装置８
により制御される電気炉３内に搬入し、該電気炉３内に
てプラスチックレンズブランクを所定時間加熱後、前記
搬送装置１を介して、加熱後のプラスチックレンズブラ
ンクを成形室４内に搬入するとともに上型５と下型６間
にセット保持する。

しかる後、あらかじめ、温調装置９，１０にて制御され
る上下型５，６のうちの下型６を空圧回路を介してエア
シリンダ７制御しつつ上昇して、前記プラスチックレン
ズブランクを所定圧に加圧しつつ押圧成形するとともに
上下型５．６を徐冷する。

また、前記上下型５，６の徐冷工程において金型温度が
材料のＴｇ点になると、より速い速度で冷却した後、下
型６の押圧を解除し、下型６をエアシリンダ７を介して
下降することにより、成形後のプラスチックレンズブラ
ンクを離型するとともに再度、搬送装置１を作動して、
成形後のプラスチックレンズを成形室４内より搬出し、
回収することにより所望の大口径プラスチックレンズの
成形を完了する。

以下同様にして順次大口径プラスチックレンズの成形を
連続して遂行することができる。

尚、第３図に示した平凸レンズの外径は２８ｍｍ、光学
面の径は、平面側が２５ｍｍ、凸面側が２３ｍｍ、凸面
の曲率半径が４１．２ｍｍ、中心肉厚が４ｍｍであると
ともに、材料はポリカポネートである。

また、下記の表１にポリカポネートのガラス転移温度と
熱変形温度を示すとともに表２に、前記した実施例にお
ける成形条件を示す。

以上の本実施例によれば、第４図および第５図に示す通
り、材料がポリカポネートである大口径プラスチックレ
ンズを高い面精度にて成形することができる。

表１ （第３実施例） 第８図は本発明の第３実施例にて成形するプラスチック
レンズの側面図である。

しかして、本実施例では、第８図示の形状から成るメニ
ユの凹レンズをポリカーボネートにより成形する場合の
実施例であって、前記レンズの形状寸法中、外径は４０
ｍｍ、光学面の径は凸面側が３５ｍｍ、凹面側りが２７
ｍｍ。

凸面の曲率半径が５５．２ｍｍ、凹面の曲率半径が１７
．８ｍｍ、中心肉厚が３ｍｍである。

また、成形方法については、下記の表５に示す成形条件
により、第１実施例と同様の方法にて成形するものであ
る。

因って、本実施例によれば、従来の成形方法では高精度
の成形が困難であった大口径かつ大偏肉凹レンズでも、
高精度にて成形することが可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、あらかじめほぼ最
終形状に加工されたプラスチンクレンズブランクを素材
として成形するので厚肉や、偏肉の形状に対しても、長
い冷却時間を必要とせずレンズ内の温度分布による厚肉
部の収縮による面精度劣化がなく、また金型によって形
状を保持された状態で、軟化、転写、固化が起きるので
ブランクの軟化による精度の劣化などがなく、非常に良
い転写性を示し、高精度な大口径プラスチックレンズを
短時間で成形することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念を示す説明図、第２図は本発明の
実施に使用する成形装置の概要図、第３図は本発明の第
１および第２実施例にて成形するプラスチックレンズの
形状を示す側面図、第４図および第５図は第１実施例に
て成形したプラスチックレンズの面精度を示す干渉縞の
状態図で第４図は平面側、第５図は凸面側をそれぞれ示
し、第６図および第７図は第２実施例にて成形したプラ
スチックレンズの面精度を示す干渉縞の状態図で、第６
図は平面側、第７図は凸面側をそれぞれ示し、第８図は
第３実施例にて成形するプラスチックレンズの形状を示
す側面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ほぼ最終形状に加工したプラスチックレンズ部材
   の表面温度を、該当プラスチックレンズ部材の材料の熱
   変形温度以下の温度まで加熱する第１のプロセスと、第
   １のプロセスにて加熱した、前記プラスチックレンズ部
   材を当該プラスチックレンズ部材の材料のガラス転移点
   以上の温度に加熱された一対の成形金型間に搬入する第
   ２のプロセスと、前記一対の成形金型により、前記プラ
   スチックレンズ部材を２０ｋｇｆ／ｃｍ＾２以下の圧力
   を付加しつつ押圧成形した後、前記成形金型温度を、前
   記プラスチックレンズ部材の材料のガラス転移点以下ま
   で徐冷する第３のプロセスと、前記成形金型温度を、ひ
   きつづき、前記プラスチックレンズ部材の材料の熱変形
   温度付近まで前記第３のプロセスにおける徐冷速度より
   速い速度で冷却した後、前記プラスチックレンズ部材を
   離型する第４のプロセスとから成形することを特徴とす
   る大口径プラスチックレンズの成形方法。