(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスまたはプラスチックの基材と、前記基材上に形成された所望の光学面を有する硬化した樹脂層とからなる複合型光学素子の製造方法において、
金型における所望の光学面を形成する成形面に光エネルギー硬化型樹脂を必要量吐出する工程と、
前記金型の成形面の光軸と前記基材の光軸とを一致させた状態で前記金型と前記基材とを相対的に近接させることにより、所望の厚さの光エネルギー硬化型樹脂層を形成する工程と、
前記基材側から光エネルギーを照射することにより前記光エネルギー硬化型樹脂層を硬化させる工程と、
前記基材の下部外周面全体を支持したリング状の基材受けを上昇させることにより、硬化した樹脂層と前記基材とからなる複合型光学素子を前記金型から離型する工程と、
からなる一連の工程を順次行って、複数の複合型光学素子を製造する方法であって、
一の複合型光学素子を製造する一連の工程のうちの一工程を、他の複合型光学素子を製造する一連の工程のうちの他の工程と同時に行うことを特徴とする複合型光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記ガラスまたはプラスチックの基材の樹脂層を形成する面が凸面であることを特徴とする請求項１記載の複合型光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ガラスまたはプラスチックレンズの表面に所望形状を有する樹脂層を形成した複合型光学素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の複合型光学素子の製造方法としては、例えば、特開昭６２−２２７７１１号公報、特開昭６０−７３８１６号公報に開示された方法が知られている。かかる製造方法では、
（１）ガラスまたはプラスチックレンズの成形面に必要量の樹脂を吐出する。
（２）所望の形状を有する金型により所定樹脂厚になるまで樹脂を押し拡げる。
（３）樹脂を硬化する。
（４）金型より離型する。
のようにして複合型光学素子を製造していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の従来の複合型光学素子の製造方法では、成形を行うべきガラスまたはプラスチックレンズ基材の表面に樹脂を吐出していたので、基材成形面が凸面の場合には、樹脂が高粘度でなければ外周部にたれてしまい、成形できなくなるという問題点があった。特に、図４に示す如く、基材１の曲率が小さい場合に、この傾向は顕著となり、樹脂２のたれ３が大きくなる。
【０００４】
また、図５に示す如く、基材１凸面に樹脂層を設ける場合、その金型４は凹形状となっているため、樹脂を拡げるべく金型が樹脂に接する瞬間は、樹脂と金型との接触角θが小さくなり、気泡を巻き込みやすく、外観品質を著しく低下させるという問題点もあった。
【０００５】
これらの問題点を解決するためには、凸面の基材成形面に対して凹面の成形面を持つ金型に樹脂を吐出するようにすればよい。しかし、この方法では成形において金型を占有する時間が、樹脂吐出工程，金型と基材による樹脂拡げ工程，硬化工程，離型工程の各工程に亘るため、成形サイクルタイムが長くなるという欠点が生じる。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、低粘度樹脂や曲率の小さな基材に対しても樹脂が基材外周部にたれることがなく、また、外観品質を低下させる気泡の巻き込みを発生させることもなく、さらに、基材凸面への成形を短い成形サイクルタイムで行うことのできる複合型光学素子の製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、ガラスまたはプラスチックの基材と、前記基材上に形成された所望の光学面を有する硬化した樹脂層とからなる複合型光学素子の製造方法において、金型における所望の光学面を形成する成形面に光エネルギー硬化型樹脂を必要量吐出する工程と、前記金型の成形面の光軸と前記基材の光軸とを一致させた状態で前記金型と前記基材とを相対的に近接させることにより、所望の厚さの光エネルギー硬化型樹脂層を形成する工程と、前記基材側から光エネルギーを照射することにより前記光エネルギー硬化型樹脂層を硬化させる工程と、前記基材の下部外周面全体を支持したリング状の基材受けを上昇させることにより、硬化した樹脂層と前記基材とからなる複合型光学素子を前記金型から離型する工程と、からなる一連の工程を順次行って、複数の複合型光学素子を製造する方法であって、一の複合型光学素子を製造する一連の工程のうちの一工程を、他の複合型光学素子を製造する一連の工程のうちの他の工程と同時に行う。
【０００８】
【作用】
上記構成からなる本発明の複合型光学素子の製造方法では、基材凸面に成形する場合の金型成形面が凹面形状となっていることに着目し、樹脂吐出を金型成形面に行う。これにより、樹脂の粘度，基材の曲率に関係なく、樹脂の外周部へのたれを防ぐことができる。そしてさらに、金型と基材による樹脂押し拡げの際に生じる、基材と樹脂の接触瞬間の気泡の巻き込みが、接触角が大きくなることで防止される。また、樹脂を金型に吐出する工程を樹脂拡げ工程，硬化工程，離型工程とは別の所で行うことにより、樹脂吐出工程を前記各工程と同時に行わしめ、成形サイクルタイムを短縮する。
【０００９】
以下、添付図面を参照して本発明に係る複合型光学素子の製造方法のいくつかの実施例を説明する。
【００１０】
【実施例１】
まず、本発明の実施例１を説明する。図１は本発明による複合型光学素子の製造方法を実現するための製造装置を示す図である。図示の通り、この装置では、金型４ａ，４ｂをターンテーブル１１上に設置し、図中左位置では金型４ａの成形面に樹脂を滴下し、右位置では基材１表面への樹脂層の形成，硬化，離型を行うようになっている。
【００１１】
ターンテーブル１１は軸８を中心として水平面内を回転自在となっており、このターンテーブル１１の回転中心に対して、１８０度反対の位置に金型４ａと４ｂとが固定されている。そして、ターンテーブル１１の停止位置は、基材１の光軸と金型４ａ，４ｂの光軸とが正確に一致するようになっている。
【００１２】
金型４ａの直上には、樹脂吐出装置９が設けられ、紫外線硬化型の樹脂２を必要量吐出するようになっている。一方、金型４ｂは光学ガラス製のレンズ基材１と光軸が一致した状態に停止しており、基材１を載置した基材受け５は、支柱６に沿って上下移動自在となっている。ここで本実施例では、樹脂粘度２０００ｃｐｓ程度の非常に流れやすい樹脂を用い、さらに基材１成形面は曲率４０ｍｍという小さい曲率のガラスレンズを用いている。
【００１３】
次に、本実施例の動作を説明する。
この装置では、金型４ａの成形面に樹脂吐出装置９から必要量の樹脂を吐出する工程と、すでに吐出が完了している金型４ｂで成形工程とを並行して行う。即ち、金型４ａに樹脂２を吐出している間に、金型４ｂの成形面上にある樹脂は基材１の下降により押し拡げられ、所望厚さの樹脂層２ａとなったのち、紫外線照射装置７から基材１を介して照射される紫外線により硬化する。その後、基材受け５を上昇すると、複合型光学素子１０が金型４ｂから離型される。金型４ｂでの成形工程が終了するまでには、金型４ａでの樹脂吐出は充分に完了しているので、離型完了と同時にターンテーブル１１を反転し、すでに樹脂を吐出された金型４ａでの成形工程を新たに行う。
【００１４】
上記本実施例によれば、基材外周部への樹脂だれのない、かつ、気泡混入のない良好な複合型光学素子を得ることができる。また、製造工程のサイクルタイムも樹脂吐出に要する時間の分だけ短縮することができる。
【００１５】
【実施例２】
次に、本発明の実施例２を説明する。図２は複合型光学素子の製造装置を示す図である。前述の実施例１では金型をターンテーブルで旋回させていたが、この実施例では、樹脂吐出装置９を旋回させることとした。
【００１６】
樹脂吐出装置９はエアチューブ１２を通して圧縮空気を送り込むことにより、所定量の紫外線硬化型樹脂２を吐出するようになっている。そして、樹脂吐出装置９は支持部材１３を介して回転柱１４に支持されており、金型４ａ，４ｂのいずれにも樹脂吐出を行い得るようになっている。
【００１７】
次に、金型４ａ，４ｂの光軸上には、光学ガラス基材１を支持する基材受け５が昇降自在に設けられている。すなわち、基材受け５は支柱６に沿って移動自在なクロスローラ１５に取り付けられ、ボール螺子１６の回動に従って昇降するようになっている。そして、支柱６の上部にはボール螺子１６を駆動すべく、パルスモータ１７，プーリ１８，ベルト１９，プーリ２０が設けられており、パルスモータ１７に与える駆動パルスにより基材受け５の移動距離，移動速度を制御できるようになっている。なお、２１はモータ取付部材、２２はボール螺子１６を支持する支持部材である。
【００１８】
また、装置上方には紫外線照射装置７が設置され、回転軸２３を中心に回動する両面ミラー２４および、２つのミラー２５を介して、左右の金型４ａ，４ｂのいずれにも紫外線を照射することができるようになっている。これらのミラー２４，２５は樹脂の重合開始波長（３６５ｎｍ）付近を充分に反射するものである。また、両面ミラー２４の回動駆動にはソレノイド等の駆動手段を用いる。
【００１９】
次に、本実施例の動作を説明する。
まず、基材受け５を充分に上昇させ、基材受け５に基材１ａを載置する。基材１ａの載置はロボット（図示せず）により行う。金型４ａに樹脂吐出装置９から樹脂２を吐出し、必要量の樹脂を吐出し終えたら、樹脂吐出装置９を旋回し、基材受け５を下降させて、複合型光学素子１０の成形を行う。本実施例では、基材１が金型４ａ上の樹脂２に接する直前まで基材受け５を高速下降し、その後、下降速度を０．３〜２ｍｍ／Ｓｅｃに低下させ、所望の樹脂厚になるまで下降する。
【００２０】
次に、紫外線照射装置７により樹脂層２ａを硬化する。ここでは図中右側の金型４ｂを例に説明する。紫外線照射装置７が発する紫外線は、回転軸２３を中心に回転する両面ミラー２４と、金型４ｂ上にあるミラー２５によって反射し、基材１ｂを透過して樹脂層２ａに到る。樹脂層２ａが硬化したら、紫外線照射を終了し、パルスモータ１７を回転させて基材受け５を上昇させ、金型４ｂから樹脂層２ａを引き剥し、樹脂層２ａと基材１ａとからなる複合型光学素子１０を得る。そして、基材１ｂの基材受け５が充分に上昇したら、搬送ロボット（図示せず）により複合型光学素子１０を排出し、新たな基材を載置するとともに、樹脂吐出装置９を旋回して最初の工程に戻る。以上のようにして本実施例では、金型４ａに樹脂を吐出している間には、金型４ｂで成形を行い、金型４ｂに樹脂を吐出している間には、金型４ａで成形を行う。これにより、実施例１と同様、サイクルタイムを短縮することができる。
【００２１】
また本実施例では、実施例１の効果に加えて、次の効果がある。すなわち、本実施例では、実施例１と異なり、金型をターンテーブルで移動することなく固定したので、金型と基材との光軸ズレをより小さくすることができる。また、本実施例によると、光源からの光路を変化させることにより、光源からの光の照射位置を変化させているので、複数の複合型光学素子を、それぞれに異なる位置にて同時に成形するような場合でも、１つの光源のみで足りるので、成形装置を簡略化し、コストを削減することができる。
【００２２】
なお本実施例では、樹脂吐出工程を、成形工程（樹脂拡げ，硬化，離型）の時間中に行うようにしたが、両者の時間を比較して、例えば樹脂吐出時間が成形時間の１／２であれば、金型の数を３個以上設け、成形工程を行うユニットを２台にするようにすれば、さらにサイクルタイムを短縮することができる。なお、このような改良は実施例１にも有効であることはいうまでもない。
【００２３】
【実施例３】
次に、本発明の実施例３を説明する。図３は複合型光学素子の製造装置を示す図である。この実施例では、４つのユニット（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を用意して、４つの金型を各ユニットに順送りして、全工程を並行して行うようにした。
【００２４】
ユニットＡは、金型４ａに樹脂吐出装置９から必要量の紫外線硬化型樹脂２を吐出供給するものである。ここで、金型４ａの外周には基材受けとしてのリング状の基材位置決め部材２６が嵌装されており、金型４ａの光学面２７の光軸と基材の光軸とを一致させ、かつ、所望の樹脂厚が得られるようスラスト方向の位置決めを行うようになっている。次に、ユニットＢは、吸着パッド２８に吸着された基材１を基材位置決め部材２６に載置、押圧し、所望厚さの樹脂層２ａを形成するためのもの、また、ユニットＣは紫外線照射装置７により基材１側から紫外線を照射し、樹脂層２ａを硬化するものである。さらに、ユニットＤは基材位置決め部材２６を光軸に沿って上昇させ、金型４ｄから成形済みの複合型光学素子１０を剥離するためのユニットである。
【００２５】
本実施例の各ユニットは、ターンテーブル（図示せず）でつながっており、各ユニットの機能は独立して動作する。すなわち、ユニットＡで樹脂吐出を終えた金型４ａは、ユニットＢへ移動して樹脂層２ａを形成し、さらにユニットＣで樹脂硬化した後、ユニットＤで複合型光学素子１０を剥離して、再びユニットＡに戻る。
【００２６】
上記本実施例によれば、各ユニットに必ず一つの金型が存在するので、成形サイクルタイムは４ユニットのうち、最も時間を要する工程のみの時間となり、一層短時間での製造が可能となる。また、各ユニット間の搬送は、ターンテーブル以外の、例えばベルト駆動にしてもよい。また、基材１の搬送はエア吸引以外の、チャック保持などにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の複合型光学素子の製造方法によれば、凸面の基材に樹脂層を形成する際に、樹脂粘度や、基材の曲率半径にかかわりなく、基材外周部への樹脂だれのない複合型光学素子を得ることができる。また、外観品質を低下させる原因となる気泡混入を発生させることもない。さらに、成形サイクルタイムを大幅に短縮し、製造コスト全体を引き下げることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１による複合型光学素子の製造方法を実現する製造装置を示す図である。
【図２】本発明の実施例２による複合型光学素子の製造方法を実現する製造装置を示す図である。
【図３】本発明の実施例３による複合型光学素子の製造方法を実現する製造装置を示す図である。
【図４】従来技術の問題点を説明するための図である。
【図５】従来技術の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１  基材
２  樹脂
２ａ  樹脂層
３  たれ
４，４ａ，４ｂ  金型
７  紫外線照射装置
９  樹脂吐出装置
１０  複合型光学素子
【図１】
0003631260.tif 000002
【図２】
0003631260.tif 000003
【図３】
0003631260.tif 000004
【図４】
0003631260.tif 000005
【図５】
0003631260.tif 000006