(57)【要約】【課題】レンズの熱処理時にレンズの熱変形に十分追従した形態で保持することができ、歪みの発生を軽減防止する。【解決手段】レンズ保持用治具１は、保持すべきプラスチックレンズ２のコバ面２ｃに嵌着される弾性変形自在な環状保持部材３と、この環状保持部材３を縮径方向に付勢する引張りコイルばね４とで構成されている。環状保持部材３は、銅等の帯状の板材または細いばね線材によってＣ字状に折り曲げ形成されることにより、周方向の一部に開放部５を有し、この開放部５に引張りコイルばね４が配設されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部に開放部を有し、保持すべきプラスチックレンズのコバ面に嵌着される弾性変形自在な環状保持部材と、この環状保持部材の開放部に配設され、前記環状保持部材を縮径方向に付勢する弾性部材とからなるレンズ保持用治具。
【請求項２】
請求項１記載のレンズ保持用治具において、
前記環状保持部材が線材または帯状の板材によって形成され、前記弾性部材が引張りコイルばねからなるレンズ保持用治具。
【請求項３】
請求項１または２記載のレンズ保持用治具において、
前記環状保持部材は、レンズ保持前においてプラスチックレンズより小さく、レンズの保持時に拡径されてコバ面に嵌着され、
前記弾性部材は、前記環状保持部材によるレンズの保持状態において、レンズ保持前の長さに比べて３倍以内で伸長するレンズ保持用治具。
【請求項４】
請求項１〜３のうちのいずれか一項記載のレンズ保持用治具において、
前記環状保持部材の幅が、前記プラスチックレンズのコバ厚と同等かそれ以下であるレンズ保持用治具。
【請求項５】
請求項１〜４のうちのいずれか一項記載のレンズ保持用治具において、
前記勘定保持部材に、少なくとも３つの支持脚を周方向に所定の間隔をおいて設けてなるレンズ保持用治具。
【請求項６】
請求項１〜５のうちのいずれか一項記載のレンズ保持用治具を用いてプラスチックレンズに加熱を伴う表面処理を行なうレンズの表面処理方法。
【請求項７】
請求項６記載のレンズの表面処理方法において、
加熱を伴う表面処理が、昇華染色処理、昇華性染料の浸透処理、浸漬染色処理、ハードコート処理およびアニール処理のうちのいずれか一つであるレンズの表面処理方法。
【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の表面処理に用いて好適なレンズ保持用治具およびレンズの表面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学部品は、品質向上や機能の付加のために多くの表面処理が行われている。例えば、近年、眼鏡レンズの主流となっているプラスチック製眼鏡レンズ（以下、プラスチックレンズまたは単にレンズという）の場合は、昇華染色処理、浸漬染色処理、ハードコート処理、反射防止処理さらにはその後の処理として内部応力を緩和させ歪みを取り除くためにアニール（焼鈍し）処理などの各種の表面処理が行われている。
【０００３】
これらの処理のうち、昇華染色処理は、真空容器内において、昇華性染料を所定温度（例えば、１００〜２８０℃程度）に加熱して昇華させ、プラスチックレンズの被染色面（例えば、凹面）に気相にて塗布し、レンズ内に浸透させる染色方法である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
浸漬染色処理は、高温（８０〜１００℃）の染料液中にプラスチックレンズを浸漬して加熱浸透させる染色方法である。
【０００５】
ハードコート処理は、プラスチックレンズの硬度を高めるとともに耐擦傷性を向上させるためにシリコン系樹脂などの有機物質からなるハードコート被膜を形成するもので、ハードコート液をレンズの光学面にディップ＆スピンコート法によって塗布した後、加熱硬化させるものである。
【０００６】
このような表面処理においては、いずれも作業者が直接プラスチックレンズを保持して作業を行うことができず、また、連続加工や工程の機械化に伴うプラスチックレンズの搬送といった面からも、プラスチックレンズを保持するレンズホルダ、すなわちレンズ保持用治具が必要不可欠とされる。
【０００７】
このようなプラスチックレンズの表面処理に用いられるレンズ保持用治具としては、例えば特許文献２、３に記載されている保持具が知られている。
【０００８】
特許文献２に記載されている光学部品用保持具は、板ばねをＣ字状に折り曲げて形成したアームの両端と中央部に押え具をそれぞれ取り付け、これらの押え具によりレンズの外周をアームの弾性力を利用して押圧することにより、３点保持するようにしている。
【０００９】
特許文献３に記載されているレンズ保持治具は、搬送治具に吊り下げられる掛着部と、この掛着部に結合された３本のアームからなるレンズ保持部と、各アームにそれぞれ設けられた３つの保持部とを有し、付勢手段によって各アームを付勢し保持部をレンズの側面に押し付けることにより、同じく３点保持するようにしている。
【００１０】
また、従来の他のレンズ保持治具として、ばねを用いないで保持するようにしたものも提案されている。このレンズ保持治具は、レンズが嵌挿されるリング状の剛体からなり、下端開口部にプラスチックレンズの凹面側外周縁部を支持し落下を防止する支持部を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−６９９０５号公報
【特許文献２】特開２００１−３１１９１４号公報
【特許文献３】特開２００３−７１６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記した特許文献２、３に記載されている従来のレンズ用保持具は、いずれもレンズの外周の三箇所を点接触状態で保持しているため、三箇所に応力が局部的に加わっており、プラスチックレンズ自体が加熱によって軟化し膨張したときに、レンズに歪みが生じ、不良品になるという問題があった。特に、このような熱処理時の問題は、屈折率が高い（例えば、１．７４）レンズほど染色しにくいことから、加熱温度を高くせざるを得ず、その結果、熱による歪みが多く生じる傾向がある。
【００１３】
一方、上記した従来のリング状のレンズ保持治具は、ばね力でレンズを３点保持していないので、応力の局部的発生を解消し得るが、熱膨張によって拡径したとき、肉厚の薄い凸面側光学面の中央部が軟化により陥没して歪むという問題があった。このため、内径をレンズの外径と略等しくしたレンズ保持治具を用いた場合は、拡径を規制し凸面側中央部の陥没を防ぐことができるが、熱膨張によって凸面側中央部が反対に盛り上がるため、同様に歪みが生じてしまう。
【００１４】
本発明は、上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、レンズの熱処理時にレンズの熱変形に十分追従した形態で保持することができ、歪みの発生を軽減防止し得るようにしたレンズ保持用治具およびレンズの表面処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明に係るレンズ保持用治具は、一部に開放部を有し、保持すべきプラスチックレンズのコバ面に嵌着される弾性変形自在な環状保持部材と、この環状保持部材の開放部に配設され、前記環状保持部材を縮径方向に付勢する弾性部材とからなるものである。
【００１６】
また、本発明に係るレンズ保持用治具は、上記発明において、前記環状保持部材が線材または帯状の板材によって形成され、前記弾性部材が引張りコイルばねからなるものである。
【００１７】
また、本発明に係るレンズ保持用治具は、上記発明において、前記環状保持部材が、レンズ保持前においてプラスチックレンズより小さく、レンズの保持時に拡径されてコバ面に嵌着され、前記弾性部材が、前記環状保持部材によるレンズの保持状態において、レンズ保持前の長さに比べて３倍以内で伸長するものである。
【００１８】
また、本発明に係るレンズ保持用治具は、上記発明において、前記環状保持部材の幅が、前記プラスチックレンズのコバ厚と同等かそれ以下とされるものである。
【００１９】
また、本発明に係るレンズ保持用治具は、上記発明において、前記環状保持部材に、少なくとも３つの支持脚を周方向に所定の間隔をおいて設けてなるものである。
【００２０】
また、本発明に係るレンズの表面処理方法は、上記発明のうちのいずれか一つに記載のレンズ保持用治具を用いてプラスチックレンズに加熱を伴う表面処理を行なうものである。
【００２１】
さらに、本発明に係るレンズの表面処理方法は、上記発明において、プラスチックレンズの表面処理が、昇華染色処理、昇華性染料の浸透処理、浸漬染色処理、ハードコート処理およびアニール処理のうちのいずれか一つである方法である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るレンズ保持用治具においては、環状保持部材によってレンズのコバ面を略全周にわたって保持しているので、押圧力が局部的に加わらず、レンズの熱変形に十分追従した形態で保持することができる。したがって、歪みの発生を軽減ないし防止することができ、良好に表面処理することができる。また、歪みの発生が軽減すれば、その後のアニール処理を省略することも可能である。
【００２３】
また、本発明に係るレンズ保持用治具においては、環状保持部材が線材または帯状の板材によって形成され、弾性部材が引張りコイルばねからなるため、レンズ保持用治具を安価に製作することができる。
【００２４】
また、本発明に係るレンズ保持用治具においては、環状保持部材が、レンズ保持前においてプラスチックレンズより小さいので、レンズを保持する時に拡径してコバ面に嵌着する。弾性部材は、環状保持部材によるレンズの保持状態において、レンズ保持前の長さに比べて３倍以内で伸長するので、張力が大きくなりすぎてレンズを変形させたりするおそれがなく、良好な保持を可能にする。
【００２５】
また、本発明に係るレンズ保持用治具においては、環状保持部材の幅がプラスチックレンズのコバ厚と同等かそれ以下であるため、光学面に対する染料やハードコート液の塗布に影響を及ぼすことがない。
【００２６】
また、本発明に係るレンズ保持用治具においては、環状保持部材に少なくとも３つの支持脚を設けてもよく、この場合レンズ保持用治具を設置台に設置したとき、レンズと設置台との接触を防止することができる。
【００２７】
本発明に係るレンズの表面処理方法においては、上記発明に係るレンズ保持用治具を用いているので、押圧力が局部的に加わらず、レンズの熱変形に対してレンズの全周にわたって略均一に追従した形態で保持しているので、良好に表面処理することができる。加熱を伴う表面処理は、昇華染色処理、昇華性染料の浸透処理、浸漬染色処理、ハードコート処理およびアニール処理のうちのいずれであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るレンズ保持用治具の第１の実施の形態を示す正面図である。
【図２】レンズ保持用治具によってレンズを保持した状態を示す斜視図である。
【図３】レンズ保持用治具の第２の実施の形態を示す正面図である。
【図４】レンズ保持用治具の第３の実施の形態を示す正面図である。
【図５】レンズ保持用治具の第４の実施の形態を示す正面図である。
【図６】レンズ保持用治具の側面図である。
【図７】表面処理前のレンズ表面の写真である。
【図８】従来の保持具による表面処理後のレンズ表面の写真である。
【図９】本発明によるレンズ保持用治具による表面処理後のレンズ表面の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１および図２において、レンズ保持用治具１は、保持すべきプラスチックレンズ２の外形状と略等しい形状に形成された環状保持部材３と、この環状保持部材３を縮径方向に付勢する伸縮自在な弾性部材４とで構成されている。
【００３０】
プラスチックレンズ２は、凸面側と凹面側の光学面２ａ、２ｂが所定の曲率半径に仕上加工された、外径が６５〜８０ｍｍの円形マイナスレンズからなり、メタクリレート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリレート系樹脂、ポリエステル系樹脂等のレンズ基材によって製作されている。
【００３１】
レンズ保持用治具１の環状保持部材３は、プラスチックレンズ２のコバ厚（外周面の厚さ）と同等かそれ以下の幅を有する銅等の帯状の板材または細いばね線材によってＣ字状に折り曲げ形成することにより、周方向の一部に開放部５を有し、この開放部５に弾性部材４が掛け渡されている。環状保持部材３の開放端部６ａ、６ｂは、外側に略直角に折り曲げられ、弾性部材４を支持する支持部を形成している。また、環状保持部材３は、レンズ保持前の自然状態において、内径が保持すべきプラスチックレンズ２の外径より若干小さく、レンズ保持時に拡径されてプラスチックレンズ２のコバ面２ｃに嵌着され、環状保持部材３自体の復元力と弾性部材４の張力によってコバ面２ｃを略全周にわたって押圧挟持する。
【００３２】
環状保持部材３の材質としては、耐熱性（１００〜２５０℃）を有するものであれば、金属に特定されるものではなく、例えばフッ素樹脂等を用いることも可能である。
【００３３】
弾性部材４としては、引張りコイルばねが用いられ、その両端に設けたフック部４ａ、４ｂが環状保持部材３の開放端部６ａ、６ｂにそれぞれ係止されている。引張りコイルばね４は、プラスチックレンズ２の大きさに応じて長さ、ばね定数が適宜に決定されるが、レンズ保持用治具１によるレンズ保持時において、レンズ保持前の長さに比べて３倍以内で伸長するように設計されていることが望ましい。伸長量が３倍以上であると、張力が大きくなりすぎて加熱による軟化時にレンズ２を異常な形態に変形させるため好ましくない。
【００３４】
ここで、第１の実施の形態においては、それぞれ１つの環状保持部材３と引張りコイルばね４によってレンズ保持用治具１を製作した例を示したが、本発明はこれに何ら特定されるものではなく、図３および図４に示すように複数の環状保持部材３と引張りコイルばね４を用いることが可能である。
【００３５】
すなわち、図３に示す第２の実施の形態のレンズ保持用治具１０は、周方向に等分に分割して形成した３つの円弧状保持片３Ａ、３Ｂ、３Ｃで環状保持部材３を構成し、円弧状保持片３Ａと３Ｂ、３Ｂと３Ｃおよび３Ｃと３Ａとの間にそれぞれ設けた開放部５に引張りコイルばね４をそれぞれ掛け渡すことにより、円弧状保持片３Ａ、３Ｂ、３Ｃを引張りコイルばね４を介して一連に連結したものである。各円弧状保持片３Ａ、３Ｂ、３Ｃの端部６ａ、６ｂは、外側に略直角に折り曲げられ、引張りコイルばね４のフック部４ａ、４ｂを支持する支持部を形成している。
【００３６】
図４に示す第３の実施の形態のレンズ保持用治具２０は、周方向に等分に分割して形成した４つの円弧状保持片３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄで環状保持部材３を構成し、円弧状保持片３Ａと３Ｂ、３Ｂと３Ｃ、３Ｃと３Ｄおよび３Ｄと３Ａとの間にそれぞれ設けた開放部５に引張りコイルばね４をそれぞれ掛け渡すことにより、円弧状保持片３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄを引張りコイルばね４を介して一連に連結したものである。
【００３７】
環状保持部材３の分割数と引張りコイルばね４の数は、特に限定はされないが、勘定保持部材３のレンズに対する接触部分の割合を極力落とさずに、レンズのコバ面に均等な力を加えるという観点から、３〜４個が好ましい。
【００３８】
図５および図６に示す第４の実施の形態のレンズ保持用治具３０は、細い１本の線材を折り曲げて形成した環状保持部材３と、この環状保持部材３の一部に設けた開放部５に掛け渡された１つの引張りコイルばね４とを備え、さらに環状保持部材３に４つの支持脚３１を周方向に９０°の間隔をおいて放射状に設けた例である。この場合、支持脚３１は、強度を高めるために線材を２つ折りに折り曲げて捻りを加えることにより形成され、かつ斜め下方に所要角度傾斜されている。なお、支持脚３１は、４つに限らず、少なくとも３つ以上であればよい。
【００３９】
このような支持脚３１を備えたレンズ保持用治具３０によれば、設置台に設置したとき、プラスチックレンズ２の凹面側外周縁を設置台から離間させることができる。
【００４０】
次に、プラスチックレンズの加熱を伴う表面処理について説明する。
加熱を伴う表面処理としては、昇華染色処理、昇華性染料の浸透処理、浸漬染色処理、ハードコート処理およびアニール処理があるが、ここでは昇華染色処理とアニール処理について説明する。
【００４１】
先ず、図１〜図６に示すレンズ保持用治具１、１０、２０、３０のうちのいずれか１つ、例えばレンズ保持用治具１に表面処理すべきプラスチックレンズ２を装着する。
【００４２】
プラスチックレンズ２のレンズ保持用治具１への装着に際しては、環状保持部材３を引張りコイルばね４に抗して拡径し、プラスチックレンズ２の外周に嵌着する。そして、環状保持部材３自体の復元力と引張りコイルばね４の張力によって環状保持部材３をプラスチックレンズ２のコバ面２ｃに押し付ける。
【００４３】
レンズ保持用治具１に対してプラスチックレンズ２を装着した後、プラスチックレンズ２をレンズ保持用治具１とともに昇華染色装置の真空容器内に装着する。また、昇華性染料を真空容器内に装着した後、昇華性染料を加熱昇華させてプラスチックレンズ２の被染色面に付着、堆積させ、レンズ内に浸透（拡散）させる。
【００４４】
昇華性染料としては、大気中または真空中で加熱した場合に昇華する染料であればよく、市販品、例えばカヤセットブルー906（日本化薬株式会社製）、カヤセットブラウン939（日本化薬株式会社製）、 カヤセットレッド130（日本化薬株式会社製）Kayalon Microester Red C-LS conc（日本化薬株式会社製）等が用いられる。
【００４５】
昇華染色時において、プラスチックレンズ２は、加熱されることにより径方向および厚さ方向に熱膨張する。このとき、環状保持部材３も、レンズの拡径に追従して拡径するが、プラスチックレンズ２のコバ面２ｃを略全周にわたって均等な押圧力で押圧保持しているので、レンズ２のコバ面２ｃに応力が局部的に集中して歪みを生じさせることがなく、良好に染色することができる。
【００４６】
昇華染色処理が終了した後、プラスチックレンズ２を昇華染色装置から取り出し、プラスチックレンズ２の形状変化を目視によって検査する。この検査は、レンズに映し出される蛍光灯の見え方によってレンズに歪みが生じているか否かを判定する。
【００４７】
図７は、昇華染色前のレンズ表面を撮影した写真で、レンズ中央の白い部分が蛍光灯が映し出されている部分である。映し出された蛍光灯の幅が全長にわたって略一定であり、レンズに歪みが生じていないことを示している。
【００４８】
図８は、内径をレンズ外径と略一致させた従来の剛体からなるリング状のレンズ保持治具を用いて昇華染色した後のレンズ表面を撮影した写真で、映し出された蛍光灯の中央部分が昇華染色前よりも狭まっている。これは、昇華染色によってレンズを加熱したとき、レンズの熱膨張による拡径がレンズ保持治具によって規制されていることにより、肉厚の薄い凸面側中央部が上方に膨張して歪んだことに起因するものである。なお、レンズ保持治具の内径を大きくしてレンズを自由に拡径させた場合は、凸面側中央部が陥没して歪み、レンズ表面に映し出されている蛍光灯の中央部の幅が広がる。
【００４９】
図９は、本発明によるレンズ保持用治具１を用いて昇華染色した後のレンズ表面を撮影した写真である。蛍光灯が昇華染色前と殆ど変わらずに映し出されており、レンズに歪みが発生していないことを示している。これは、上記した通り、環状保持部材３がプラスチックレンズ２のコバ面２ｃを略全周にわたって均等な押圧力で保持しており、レンズの拡径に追従して変形するため、レンズに応力が局部的に集中せず、歪みを生じさせないことによるものと考えられる。また、歪みが生じなければその後のアニール処理が不要になり、レンズの表面処理工程を簡素化することができる。
【００５０】
一方、昇華染色処理において、歪みが生じた場合は、アニール処理することにより内部応力を緩和させ、プラスチックレンズ２の歪みを取り除く。アニール処理は、プラスチックレンズ２をレンズ保持用治具１とともに電気炉に入れて一定温度（１００〜１３０℃）で一定時間加熱した後、徐々に温度を常温まで下げていくことにより、歪みを取り除く。
【００５１】
次に、蛍光灯による表面形状の検査に合格したレンズの染色濃度を染色濃度測定装置（透過率測定装置）によって測定し、染色が正しく行われているか否かを検査する。染色濃度が許容範囲内の場合は合格と判定し、許容範囲外の場合は不良品と判定し、再度染色を行なう。
【００５２】
なお、上記した実施の形態においては、弾性部材４として引張りコイルばねを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず耐熱性のゴム（例えば、シリコーンゴム）を用いてもよい。
【００５３】
さらに、プラスチックレンズ２は円形のレンズに限らず、縁摺り加工された玉形形状のレンズであってもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１…レンズ保持用治具、２…プラスチックレンズ、２ｃ…コバ面、３…環状保持部材、４…弾性部材、５…開放部、１０、２０、３０…レンズ保持用治具、３１…支持脚。
【図１】
2011090209.tif 000003
【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】
2011090209.tif 000009
【図８】
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【図９】
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