(57)【要約】【課題】一般的な熱硬化性の樹脂を成形してレンズを製造するにあたって、上型及び下型と胴型とのギャップに樹脂が浸入することで製造されるレンズにバリが生じることを防止する。【解決手段】上型及び下型並びに該上型及び該下型の周囲を囲む胴型を含む成形型を用い、熱硬化性の樹脂を成形してレンズを得るレンズの製造方法であって、樹脂は常温から加熱されるに従って粘度が低下して粘度が最も低くなり、更に加熱することによって粘度が高くなり、完全硬化して所定の硬度に達する特性を有し、上型又は下型の一方の型の成形面に樹脂を供給する供給工程と、供給された樹脂を加熱して硬化させる硬化工程と、上型の成形面と下型の成形面との間隔を広げ、硬化された樹脂からなるレンズを成形型から取り出す離型工程と、を含み、硬化工程の際に、加熱された樹脂の粘度が最も低くなったときよりも後で、加熱されている樹脂を上型の成形面と下型の成形面とで挟んで変形させることで該樹脂を成形する成形工程を行う。【選択図】図４
2012071489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型及び下型並びに該上型及び該下型の周囲を囲む胴型を含む成形型を用い、熱硬化性の樹脂を成形してレンズを得るレンズの製造方法であって、
前記樹脂は常温から加熱されるに従って粘度が低下して粘度が最も低くなり、更に加熱することによって粘度が高くなり、完全硬化して所定の硬度に達する特性を有し、
前記上型又は前記下型の一方の型の成形面に前記樹脂を供給する供給工程と、
供給された前記樹脂を加熱して硬化させる硬化工程と、
前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面との間隔を広げ、硬化された前記樹脂からなる前記レンズを前記成形型から取り出す離型工程と、を含み、
前記硬化工程の際に、加熱された前記樹脂の粘度が最も低くなったときよりも後で、加熱されている前記樹脂を前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで挟んで変形させることで該樹脂を成形する成形工程を行うレンズの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズの製造方法であって、
前記下型に前記樹脂を供給し、前記樹脂の粘度が最も低くなる前に、前記上型の前記成形面を前記樹脂に接触させない状態で保持し、前記硬化工程の加熱により軟化された前記樹脂の粘度が最も低くなった後、前記成形工程において前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで前記樹脂を挟んで成形するレンズの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のレンズの製造方法であって、
前記供給工程で前記上型の前記成形面に前記樹脂を供給し、
前記硬化工程において、前記上型における前記樹脂が供給された前記成形面を鉛直方向下方に向けて、前記下型の前記成形面を前記樹脂に接触させていない状態のまま、前記樹脂を加熱し、該樹脂の粘度が最も低くなった後、前記成形工程において前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで前記樹脂を挟んで成形するレンズの製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズの製造方法であって、
前記樹脂の粘度が最も低くなった後で、前記粘度が加熱前の状態と同等以上になったときに、前記成形工程において前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで前記樹脂を挟んで成形するレンズの製造方法。
【請求項５】
上型及び下型並びに該上型及び該下型の周囲を囲む胴型を含む成形型を備え、該成形型で熱硬化性の樹脂を成形してレンズを得るレンズの製造装置であって、
前記樹脂は常温から加熱されるに従って粘度が低下して粘度が最も低くなり、更に加熱することによって粘度が高くなり、完全硬化して所定の硬度に達する特性を有し、
前記上型又は前記下型の一方の成形面に前記樹脂を供給する供給部と、
前記樹脂を加熱して硬化させる加熱部と、
前記樹脂を前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで挟んで変形させることで該樹脂を成形する成形型駆動部と、
前記加熱部によって前記樹脂が加熱されている際に、前記成形型駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、加熱により軟化された前記樹脂の粘度が最も低くなったときよりも後で、前記成形型駆動部を制御して、前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで挟んで前記樹脂を成形するレンズの製造装置。
【請求項６】
請求項５に記載のレンズの製造装置であって、
前記制御部は、前記下型の前記成形面に供給された前記樹脂の粘度が最も低くなる前に、前記上型の前記成形面を前記樹脂に接触させない状態で保持し、前記加熱部の加熱により軟化された前記樹脂の粘度が最も低くなった後で、前記成形型駆動部を制御して、前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで挟んで前記樹脂を成形するレンズの製造装置。
【請求項７】
請求項５に記載のレンズの製造装置であって、
前記供給部は前記上型の前記成形面に前記樹脂を供給し、
前記上型の前記成形面を鉛直方向下方に向けて前記下型の前記成形面を前記樹脂に接触させていない状態で該樹脂を前記加熱部で加熱し、前記制御部は、前記樹脂の粘度が最も低くなった後、前記成形型駆動部を制御して、前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで挟んで前記樹脂を成形するレンズの製造装置。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか１項に記載のレンズの製造装置であって、
前記制御部は、前記樹脂の粘度が最も低くなった後で、前記粘度が加熱前の状態と同等以上になったときに、前記成形型駆動部を制御して、前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで挟んで前記樹脂を成形するレンズの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズの製造方法及びレンズの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などに用いられる撮像ユニットは、一般に、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの固体撮像素子と、固体撮像素子の受光面に結像するレンズユニットとで構成される。レンズユニットに含まれるレンズは、近年、安価で成形性に優れる熱硬化性の樹脂で形成されたレンズが用いられている。
【０００３】
熱硬化性の樹脂からなるレンズは、一般に、上型及び下型並びに上型及び下型の周囲を囲む胴型で構成される成形型を用いて、樹脂を圧縮成形し、加熱して硬化させることによって製造される。
【０００４】
ここで、図６に熱硬化性の樹脂を加熱によって温度上昇させていったときの樹脂の粘度の経時変化を示す。
【０００５】
図６に示すように、熱硬化性の樹脂は、常温から加熱していくと一旦粘度が低下してサラサラの状態になる。更に加熱していくと硬化が始まって粘度が上昇していき、ついには完全硬化して、所定の硬度になる。なお、この状態から温度を下げても硬化した状態のままであり、加熱前のような粘性の液体の状態には戻らない。このように一旦粘度が低下するため、圧縮成形において、上型及び下型と胴型とのギャップに軟化した樹脂が浸入しやすく、硬化後、離型されたレンズにバリが生じてしまうことがある。
【０００６】
熱硬化性樹脂以外の特殊な樹脂を成形してレンズを得る方法としては、特許文献１がある。特許文献１には、成形される樹脂として、熱重合開始剤及び光重合開始剤の両方を含有するエネルギー硬化性の樹脂を使用し、成形前に光重合させて樹脂の粘度をある程度まで高めておき、その状態で圧縮成形し、その後に熱重合させて硬化せることで、上型及び下型と胴型とのギャップに樹脂が浸入することを防止するレンズの製造方法が記載されている。しかし、このレンズの製造方法は、成形材料である樹脂が熱重合開始剤及び光重合開始剤の両方を含有する特殊な樹脂である場合にしか適用できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１２６０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、一般的な熱硬化性の樹脂を成形してレンズを製造するにあたって、上型及び下型と胴型とのギャップに樹脂が浸入することで製造されるレンズにバリが生じることを防止するレンズの製造方法やレンズの製造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上型及び下型並びに該上型及び該下型の周囲を囲む胴型を含む成形型を用い、熱硬化性の樹脂を成形してレンズを得るレンズの製造方法であって、
前記樹脂は常温から加熱されるに従って粘度が低下して粘度が最も低くなり、更に加熱することによって粘度が高くなり、完全硬化して所定の硬度に達する特性を有し、
前記上型又は前記下型の一方の型の成形面に前記樹脂を供給する供給工程と、
供給された前記樹脂を加熱して硬化させる硬化工程と、
前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面との間隔を広げ、硬化された前記樹脂からなる前記レンズを前記成形型から取り出す離型工程と、を含み、
前記硬化工程の際に、加熱された前記樹脂の粘度が最も低くなったときよりも後で、加熱されている前記樹脂を前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで挟んで変形させることで該樹脂を成形する成形工程を行うレンズの製造方法。
【００１０】
上型及び下型並びに該上型及び該下型の周囲を囲む胴型を含む成形型を備え、該成形型で熱硬化性の樹脂を成形してレンズを得るレンズの製造装置であって、
前記樹脂は常温から加熱されるに従って粘度が低下して粘度が最も低くなり、更に加熱することによって粘度が高くなり、完全硬化して所定の硬度に達する特性を有し、
前記上型又は前記下型の一方の成形面に前記樹脂を供給する供給部と、
前記樹脂を加熱して硬化させる加熱部と、
前記樹脂を前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで挟んで変形させることで該樹脂を成形する成形型駆動部と、
前記加熱部によって前記樹脂が加熱されている際に、前記成形型駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、加熱により軟化された前記樹脂の粘度が最も低くなったときよりも後で、前記成形型駆動部を制御して前記樹脂を成形するレンズの製造装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、加熱開始によって一旦樹脂の粘度が低くなり、粘度が最も低くなったときよりも後で、上型及び下型により樹脂に圧力をかけて変形させ、上型及び下型と胴型とのギャップに樹脂が浸入することを防止できる。こうして、一般的な熱硬化性の樹脂を成形してレンズを製造するにあたって、製造されたレンズにバリが生じることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】レンズの構成を示す断面図である。
【図２】製造装置の構成を示す概略図である。
【図３】レンズの製造の手順の一例を示す図である。
【図４】熱硬化性の樹脂を加熱によって温度上昇させていったときの樹脂の粘度の経時変化と、圧力をかけるタイミングを説明するためのグラフである。
【図５】レンズの製造の手順の別の例を示す図である。
【図６】熱硬化性の樹脂を加熱によって温度上昇させていったときの樹脂の粘度の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、レンズの構成を示している。
図１に示すように、レンズ１は、表裏で一対の光学面を有するレンズ部２と、レンズ部２の周囲に鍔状に広がるフランジ部３とで構成されている。図１の例で、レンズ１は、レンズ部２の上側の光学面が凹の面であり、レンズ部２の下側の光学面が凸の面である。
【００１４】
リフロー処理では、撮像ユニット全体が高温に晒されるため、レンズ１を形成する樹脂は、硬化後にはリフロー槽などの高温に晒されても熱変形しない程度の耐熱性を有する。そのような樹脂としては、エネルギー硬化性の樹脂を用いることができ、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、等の熱により硬化する熱硬化性の樹脂を用いることができる。
【００１５】
レンズ１を形成する樹脂の耐熱性は、硬化物のガラス転移温度が２００℃以上であることが好ましく、２５０℃以上であることがより好ましく、３００℃以上であることが特に好ましい。樹脂にこのような高い耐熱性を付与するためには、分子レベルで運動性を束縛することが必要であり、有効な手段としては、（１）単位体積あたりの架橋密度を上げる手段、（２）剛直な環構造を有する樹脂を利用する手段（例えばシクロヘキサン、ノルボルナン、テトラシクロドデカン等の脂環構造、ベンゼン、ナフタレン等の芳香環構造、９，９’−ビフェニルフルオレン等のカルド構造、スピロビインダン等のスピロ構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平９−１３７０４３号公報、同１０−６７９７０号公報、特開２００３−５５３１６号公報、同２００７−３３４０１８号公報、同２００７−２３８８８３号公報等に記載の樹脂）、（３）無機微粒子など高Ｔｇの物質を均一に分散させる手段（例えば特開平５−２０９０２７号公報、同１０−２９８２６５号公報等に記載）等が挙げられる。これらの手段は複数併用してもよく、流動性、収縮率、屈折率特性など他の特性を損なわない範囲で調整することが好ましい。
【００１６】
また、レンズ１を形成する樹脂は、成形型の形状転写適性等、成形性の観点から硬化前には適度な流動性を有していることが好ましい。具体的には常温で液体であり、粘度が１０００〜５００００ｍＰａ・ｓ程度のものが好ましい。
【００１７】
また、レンズ１を形成する樹脂は、形状転写精度の観点からは硬化反応による体積収縮率が小さい樹脂が好ましい。樹脂の硬化収縮率としては１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、３％以下であることが特に好ましい。硬化収縮率の低い樹脂としては、例えば（１）高分子量の硬化剤（プレポリマ−など）を含む樹脂（例えば特開２００１−１９７４０号公報、同２００４−３０２２９３号公報、同２００７−２１１２４７号公報等に記載、高分子量硬化剤の数平均分子量は２００〜１００，０００の範囲であることが好ましく、より好ましくは５００〜５０，０００の範囲であり、特に好ましくは１，０００〜２０，０００の場合である。また該硬化剤の数平均分子量／硬化反応性基の数で計算される値が、５０〜１０，０００の範囲にあることが好ましく、１００〜５，０００の範囲にあることがより好ましく、２００〜３，０００の範囲にあることが特に好ましい。）、（２）非反応性物質（有機/無機微粒子，非反応性樹脂等）を含む樹脂（例えば特開平６−２９８８８３号公報、同２００１−２４７７９３号公報、同２００６−２２５４３４号公報等に記載）、（３）低収縮架橋反応性基を含む樹脂（例えば、開環重合性基（例えばエポキシ基（例えば、特開２００４−２１０９３２号公報等に記載）、オキセタニル基（例えば、特開平８−１３４４０５号公報等に記載）、エピスルフィド基（例えば、特開２００２−１０５１１０号公報等に記載）、環状カーボネート基（例えば、特開平７−６２０６５号公報等に記載）等）、エン／チオール硬化基（例えば、特開２００３−２０３３４号公報等に記載）、ヒドロシリル化硬化基（例えば、特開２００５−１５６６６号公報等に記載）等）、（４）剛直骨格樹脂（フルオレン、アダマンタン、イソホロン等）を含む樹脂（例えば、特開平９−１３７０４３号公報等に記載）、（５）重合性基の異なる２種類のモノマーを含み相互貫入網目構造（いわゆるＩＰＮ構造）が形成される樹脂（例えば、特開２００６−１３１８６８号公報等に記載）、（６）膨張性物質を含む樹脂（例えば、特開２００４−２７１９号公報、特開２００８−２３８４１７号公報等に記載）等を挙げることができ、本発明において好適に利用することができる。また上記した複数の硬化収縮低減手段を併用すること（例えば、開環重合性基を含有するプレポリマーと微粒子を含む樹脂など）が物性最適化の観点からは好ましい。
【００１８】
また、レンズ１を形成する樹脂は、高−低２種類以上のアッベ数の異なる樹脂の混合物が望まれる。高アッベ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が５０以上であることが好ましく、より好ましくは５５以上であり特に好ましくは６０以上である。屈折率（ｎｄ）は１．５２以上であることが好ましく、より好ましくは１．５５以上であり、特に好ましくは１．５７以上である。このような樹脂としては、脂肪族の樹脂が好ましく、特に脂環構造を有する樹脂（例えば、シクロヘキサン、ノルボルナン、アダマンタン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の環構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平１０−１５２５５１号公報、特開２００２−２１２５００号公報、同２００３−２０３３４号公報、同２００４−２１０９３２号公報、同２００６−１９９７９０号公報、同２００７−２１４４号公報、同２００７−２８４６５０号公報、同２００８−１０５９９９号公報等に記載の樹脂）が好ましい。低アッベ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が３０以下であることが好ましく、より好ましくは２５以下であり特に好ましくは２０以下である。屈折率（ｎｄ）は１．６０以上であることが好ましく、より好ましくは１．６３以上であり、特に好ましくは１．６５以上である。このような樹脂としては芳香族構造を有する樹脂が好ましく、例えば９,９’−ジアリールフルオレン、ナフタレン、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール等の構造を含む樹脂（具体的には例えば、特開昭６０−３８４１１号公報、特開平１０−６７９７７号公報、特開２００２−４７３３５号公報、同２００３−２３８８８４号公報、同２００４−８３８５５号公報、同２００５−３２５３３１号公報、同２００７−２３８８８３号公報、国際公開第２００６／０９５６１０号パンフレット、特許第２５３７５４０号公報等に記載の樹脂等）が好ましい。
【００１９】
また、レンズ１を形成する樹脂には、屈折率を高めたり、アッベ数を調整したりするために、無機微粒子をマトリックス中に分散させることが好ましい。無機微粒子としては、例えば、酸化物微粒子、硫化物微粒子、セレン化物微粒子、テルル化物微粒子が挙げられる。より具体的には、例えば、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ニオブ、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ランタン、酸化イットリウム、硫化亜鉛等の微粒子を挙げることができる。特に上記高アッベ数の樹脂に対しては、酸化ランタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましく、低アッベ数の樹脂に対しては、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましい。無機微粒子は、単独で用いても２種以上を併用してもよい。また、複数の成分による複合物であってもよい。また、無機微粒子には光触媒活性低減、吸水率低減などの種々の目的から、異種金属をドープしたり、表面層をシリカ、アルミナ等異種金属酸化物で被覆したり、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、有機酸（カルボン酸類、スルホン酸類、リン酸類、ホスホン酸類等）又は有機酸基を持つ分散剤などで表面修飾してもよい。無機微粒子の数平均粒子サイズは通常１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度とすればよいが、小さすぎると物質の特性が変化する場合があり、大きすぎるとレイリー散乱の影響が顕著となるため、１ｎｍ〜１５ｎｍが好ましく、２ｎｍ〜１０ｎｍが更に好ましく、３ｎｍ〜７ｎｍが特に好ましい。また、無機微粒子の粒子サイズ分布は狭いほど望ましい。このような単分散粒子の定義の仕方はさまざまであるが、例えば、特開２００６−１６０９９２号に記載されるような数値規定範囲が好ましい粒径分布範囲に当てはまる。ここで上述の数平均１次粒子サイズとは、例えばＸ線回折（ＸＲＤ）装置あるいは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などで測定することができる。無機微粒子の屈折率としては、２２℃、５８９ｎｍの波長において、１．９０〜３．００であることが好ましく、１．９０〜２．７０であることが更に好ましく、２．００〜２．７０であることが特に好ましい。無機微粒子の樹脂に対する含有量は、透明性と高屈折率化の観点から、５質量％以上であることが好ましく、１０〜７０質量％が更に好ましく、３０〜６０質量％が特に好ましい。
【００２０】
樹脂に微粒子を均一に分散させるためには、例えばマトリックスを形成する樹脂モノマーとの反応性を有する官能基を含む分散剤（例えば特開２００７−２３８８８４号公報実施例等に記載）、疎水性セグメント及び親水性セグメントで構成されるブロック共重合体（例えば特開２００７−２１１１６４号公報に記載）、あるいは高分子末端又は側鎖に無機微粒子と任意の化学結合を形成しうる官能基を有する樹脂（例えば特開２００７−２３８９２９号公報、特開２００７−２３８９３０号公報等に記載）等を適宜用いて微粒子を分散させることが望ましい。
【００２１】
また、レンズ１を形成する樹脂には、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル基含有化合物等の公知の離型剤やヒンダードフェノール等の酸化防止剤等の添加剤が適宜配合されていてもよい。
【００２２】
また、レンズ１を形成する樹脂には、必要に応じて硬化触媒又は開始剤を配合することができる。具体的には、例えば特開２００５−９２０９９号公報（段落番号〔００６３〕〜〔００７０〕）等に記載の熱又は活性エネルギー線の作用により硬化反応（ラジカル重合あるいはイオン重合）を促進する化合物を挙げることができる。これらの硬化反応促進剤の添加量は、触媒や開始剤の種類、あるいは硬化反応性部位の違いなどによって異なり一概に規定することはできないが、一般的には硬化反応性樹脂の全固形分に対して０．１〜１５質量％程度が好ましく、０．５〜５質量％程度がより好ましい。
【００２３】
レンズ１を形成する樹脂は、上記成分を適宜配合して製造することができる。この際、液状の低分子モノマー（反応性希釈剤）等に他の成分を溶解することができる場合には別途溶剤を添加する必要はないが、このケースに当てはまらない場合には溶剤を用いて各構成成分を溶解することにより硬化性樹脂を製造することができる。該硬化性樹脂に使用できる溶剤としては、組成物が沈殿することなく、均一に溶解又は分散されるものであれば特に制限はなく適宜選択することができ、具体的には、例えば、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）、エステル類（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等）、エーテル類（例えば、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等）アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコール等）、芳香族炭化水素類（例えば、トルエン、キシレン等）、水等を挙げることができる。硬化性樹脂が溶剤を含む場合には溶剤を乾燥させた後に成形を行うことが好ましい。
【００２４】
図２は、レンズ１を製造する製造装置の構成を概略的に示している。
製造装置１００は、下型１０と、上型２０と、胴型３１とで構成される成形型を備える。製造装置１００は、成形型を用いて、熱硬化性の樹脂を成形してレンズを得るためのものである。
【００２５】
胴型３１は、円筒状に形成されている。上型２０は、胴型３１内に挿入される円柱状の本体部２１と、本体部２１の基端部に設けられ、本体部２１の周囲に鍔状に広がる鍔部２４とで構成されている。鍔部２４は、胴型３１の軸方向の上側の端部に当接し、胴型３１内への本体部２１の挿入量を規定する。同様に、下型１０は、胴型３１内に挿入される円柱状の本体部１１と、本体部１１の基端部に設けられ、本体部１１の周囲に鍔状に広がる鍔部１４とで構成されている。鍔部１４は、胴型３１の軸方向の下側の端部に当接し、胴型３１内への本体部１１の挿入量を規定する。
【００２６】
上型２０の本体部２１の外周面及び下型１０の本体部１１の外周面と胴型３１の内周面とのそれぞれの間には、本体部１１，２１の挿し抜きを可能とするために僅かなギャップが設けられている。
【００２７】
上型２０の本体部２１の先端面、及び、下型１０の本体部１１の先端面は成形面である。上型２０の本体部２１の成形面は、レンズ１の表裏の面のうち一方の面（図１のレンズ１の上側面）の形状を反転した形状であって、下型１０の本体部１１の成形面は、レンズ１の表裏の面のうち他方の面（図１のレンズ１の下側面）の形状を反転した形状である。
上型２０の成形面の略中央部にレンズ１のレンズ部２の一方の光学面を反転した形状の光学面成形部２２が形成され、下型１０の成形面の略中央部にレンズ１のレンズ部２の他方の光学面を反転した形状の光学面成形部１２が形成されている。上型２０の成形面において光学面成形部２２の周囲に平坦部２３が形成され、下型１０の成形面において光学面成形部１２の周囲に平坦部１３が形成されている。図２の製造装置１００の例では、上型２０の光学面成形部２２は、レンズ１のレンズ部の凹状の光学面を反転させた凸の面状に形成され、下型１０の光学面成形部１２は、レンズ１のレンズ部の凸状の光学面を反転させた凹の面状に形成されている。
【００２８】
上型２０の本体部２１及び下型１０の本体部１１が、それぞれ胴型３１内に挿入された状態で、上型２０の成形面と、下型１０の成形面と、胴型３１の内周面で囲まれてキャビティが形成される。このキャビティで樹脂を成形する。
【００２９】
また、製造装置１００は、樹脂を供給する供給部５１と、成形型駆動部５２と、加熱部５４と、成形型駆動部５２及び加熱部５４の駆動を制御する制御部５３とを備えている。
【００３０】
供給部５１は、上型２０と下型１０の間に進出するノズルから下型１０の成形面に樹脂を供給する。
【００３１】
成形型駆動部５２は、上型２０の本体部２１の基端部を保持し、上型２０を昇降させることによって、下型１０の成形面と上型２０の成形面との間隔を変える。
【００３２】
加熱部５４は、成形型の胴型３１の外周近傍に配されている。加熱部５４は、上型２０の本体部２１及び下型１０の本体部１１がそれぞれ胴型３１内に挿入された状態で、キャビティに収容されている樹脂に熱を供給する。
【００３３】
制御部５３は、成形型駆動部５２を駆動し、上型２０と下型１０との間隔を調整し、また、上型２０の成形面と下型１０の成形面とで挟むことによって樹脂の成形を実行する。また、制御部５３は、加熱部５４を駆動し、該加熱部５４から樹脂に熱を供給させることで樹脂の硬化を実行する。製造装置１００は、制御部５３によって、加熱により硬化する樹脂の粘度の変化に伴って上型２０と下型１０との間隔を調整することができる。
【００３４】
図３に、製造装置１００を用いたレンズ１の製造方法の一例を説明する。
【００３５】
（供給工程）
先ず、図３Ａに示すように、下型１０の本体部１１を胴型３１に挿入する。供給部５１を用いて、下型１０の成形面に樹脂Ｍを供給する。供給する樹脂Ｍは、加熱されていない常温（約２５℃）であり、図６の左端の粘度（最低の粘度よりも少し高い粘度）になっている。また、供給された樹脂Ｍは粘度と表面張力によって下型の成形面の中央部に保持され、下型１０と胴型３１との嵌合面までは拡がらない状態で下型１０の成形面上に保持される。このため、樹脂Ｍが下型１０の本体部１１と胴型３１とのギャップに浸入しない。このように樹脂Ｍが下型１０の成形面の中央部に保持され、下型１０と胴型３１との嵌合面までは拡がらない状態は加熱を開始して樹脂Ｍの粘度が低下し、流動性が高くなっても維持されるように供給量を制御することが重要である。粘度の低下した樹脂Ｍが下型１０と胴型３１との嵌合面まで拡がってしまうと嵌合部のギャップに侵入してバリなどが発生したり、型同士が樹脂Ｍで接着された状態になってしまうなどの不具合が発生する。なお、下型１０の成形面に樹脂Ｍを供給した後で、本体部１１を胴型３１に挿入してもよい。
【００３６】
（硬化工程）
次に、図３Ｂに示すように、制御部５３が加熱部５４を駆動することで、加熱部５４から樹脂Ｍに熱が供給され始める。加熱部５４による加熱を開始する際に、上型２０の成形面は、樹脂Ｍに接触することなく、離れた状態とする。つまり、樹脂Ｍは、上型２０の成形面によって何ら圧力をうけていない状態とする。
【００３７】
次に、熱硬化性の樹脂Ｍを加熱によって温度上昇させていったときの樹脂Ｍの粘度の経時変化と、圧力をかけるタイミングについて図４に基づいて説明する。
図４のグラフは、横軸が経過時間（Ｓ）を示し、縦軸が粘度（ｍＰａ・Ｓ）を示している。時間ｔ０で加熱を開始したものとし、開始時点において、樹脂Ｍの粘度は常温時のものとする。また、時間ｔ０以降、樹脂Ｍを加熱しつづけているものとする。図４に示すように、樹脂は、加熱開始とともに粘度が低下し、軟化していく。そして、加熱によって、樹脂Ｍは、ある時点で粘度が最も低くなる。加熱開始から樹脂Ｍの粘度が最も低くなる時間をｔ１とする。ちなみに、樹脂Ｍは粘度が最も低い状態では、水のような高い流動性を有する。また、加熱を続行しつづけると、樹脂Ｍは、時間ｔ１で粘度が上昇し硬化し始め、加熱開始前（つまり、時間ｔ０のとき）の粘度と等しくなる。樹脂Ｍの粘度が加熱前の状態と同じになる時間をｔ２とする。更に、樹脂Ｍは、時間ｔ２後も加熱されて粘度が上昇し続けて硬化が次第に進み、最終的に硬化する。樹脂Ｍが完全に硬化して、それ以降、粘度が一定になって変化しなくなる時間をｔ３とする。硬化工程は、時間ｔ０における樹脂Ｍの加熱開始から、時間ｔ３で樹脂Ｍが完全に硬化するまで行う。
【００３８】
図３Ｂ及び図４に示すように、樹脂Ｍは、時間ｔ０から時間ｔ１の間では粘度が低下し続けるため、この間に樹脂Ｍに圧力を加えて成形を行おうとすると、樹脂Ｍが下型１１と胴型３１とのギャップへ押し流されてしまいやすい。そこで、時間ｔ１が経過するまでは、上型２０の成形面を樹脂Ｍから離して、該樹脂Ｍに圧力がかからない状態とする。そして、樹脂Ｍが時間ｔ１を経過した後で、図３Ｃに示す成形工程に進む。
【００３９】
（成形工程）
図３Ｃに示す成形工程では、加熱により軟化されて樹脂の粘度が最も低くなったとき（図４の時間ｔ１）よりも後で、加熱部５４によって樹脂Ｍを加熱しつつ、上型２０の鍔部２４が胴型３１の端部に接触するまで、本体部２１の成形面を下降させる。そして、下型１０の成形面に供給された樹脂Ｍを上型２０の成形面と下型１０の成形面とで挟むことにより、樹脂Ｍが変形する程度の圧力をかける。こうすることで、樹脂Ｍが上型２０の成形面と下型１０の成形面にならって変形する。そして、上型２０及び下型１０の各成形面に設けられている光学面成形部１２，２２で、レンズ１のレンズ部２の表裏の光学面が成形される。また、上型２０及び下型１０の各成形面の平坦部１３，２３で、レンズ１のフランジ部が成形される。そして、樹脂Ｍを成形面に倣って変形させた状態で、樹脂Ｍを完全に硬化させる。
【００４０】
（離型工程）
次いで、図３Ｄに示すように、上型２０の本体部２１を胴型３１から抜き取り、上型２０の成形面と下型１０の成形面との間隔を広げ、レンズ１を下型１０の成形面上から取り出す。こうして、樹脂Ｍを成形してなるレンズ１が得られる。レンズ１の取り出しは、例えばアーム等を用いて自動的に行う。
【００４１】
この製造方法によれば、加熱によって一旦軟化された樹脂Ｍの粘度が最も低くなったときよりも後で、上型２０及び下型１０により樹脂Ｍに圧力をかけて変形させる。このため。樹脂Ｍが上型２０及び下型１０と胴型３１とのそれぞれの間のギャップに浸入することを防止できる。こうして、使用する樹脂Ｍに一般的な熱硬化性樹脂を用いてレンズを製造する場合でも、製造されたレンズ１にバリが生じることを防止できる。
【００４２】
上述した製造方法では、下型１０に供給された樹脂Ｍの粘度が最も低くなる前までは、上型２０の成形面が樹脂Ｍに接触させないものとした。しかし、このとき、成形型駆動部５４の制御によって上型２０の成形面が、樹脂Ｍに圧力が加わらない程度に接触していてもよい。樹脂Ｍに圧力が加わらない程度とは、上型の成形面が樹脂に接触して樹脂が押され、樹脂の粘度が最も低くなる状態でも樹脂Ｍが下型１０と胴型３１との嵌合面にまで拡がらないことをいう。
【００４３】
成形工程において、樹脂Ｍの粘度が最も低くなった後、粘度が加熱前の状態と同等以上になったときに（つまり、図４の時間ｔ２以降に）、成形型駆動部５４の制御によって、上型２０の成形面と下型１０の成形面との間隔を狭めて樹脂Ｍを変形させてもよい。
【００４４】
図５は、製造装置１００を用いたレンズ１の製造方法の別の例を示す。図５に示す例では、上型として第１の型１１０を使用し、下型として第２の型１２０を使用する。第１の型１１０は、下型１０の構成と同じであり、第２の型１２０は上型２０の構成と同じである。すなわち、第１の型１１０は、胴型３１内に挿入される円柱状の本体部１１１と、本体部１１１の基端部に設けられ、本体部１１１の周囲に鍔状に広がる鍔部１１４とで構成されている。鍔部１１４は、胴型３１の軸方向の端部に当接し、胴型３１内への本体部１１１の挿入量を規定する。第２の型１２０は、胴型３１内に挿入される円柱状の本体部１２１と、本体部１２１の基端部に設けられ、本体部１２１の周囲に鍔状に広がる鍔部１２４とで構成されている。鍔部１２４は、胴型３１の軸方向の端部に当接し、胴型３１内への本体部１２１の挿入量を規定する。第１の型１１０の成形面の略中央部にレンズ１のレンズ部２の他方の光学面を反転した形状の光学面成形部１１２が形成され、第２の型１２０の成形面の略中央部にレンズ１のレンズ部２の一方の光学面を反転した形状の光学面成形部１２２が形成されている。第１の型１１０の成形面には光学面成形部１１２の周囲に平坦部１１３が形成され、第２の型１２０の成形面には光学面成形部１２２の周囲に平坦部１２３が形成されている。
【００４５】
（供給工程）
先ず、図５Ａに示すように、上型として用いる第１の型１１０の成形面を上方に向けた状態で配し、第１の型１１０の本体部１１１を胴型３１に挿入する。供給部５１を用いて、第１の型１１０の成形面に樹脂Ｍを供給する。供給する樹脂Ｍは、加熱されていない常温時の粘度とする。樹脂Ｍを第１の型１１０の成形面に供給した後、第１の型１１０を回転させて該第１の型１１０の成形面を鉛直方向下方へ向ける。供給された樹脂Ｍの供給量は、第１の型１１０を成形面が下になるように姿勢を変えることで、樹脂Ｍに働く重力が下方に働き、表面張力で保持される。先の例では供給された樹脂Ｍに働く重力が下型の成形面で受けられ、その結果、下型の成形面中央部に盛り上がった樹脂Ｍが横方向に拡がるように作用するのに対して、この例では、樹脂Ｍに働く重力によって樹脂Ｍは成形面から垂れ下がるが、横方向に拡がる力にはならないので、胴型３１との嵌合部まで拡がることはない。第１の型１１０の回転は、回転駆動可能なアーム等を用いて自動的に行うことができる。
【００４６】
（硬化工程）
次に、図５Ｂに示すように、回転させた第１の型１１０の成形面に付着している樹脂Ｍに第２の型１２０の成形面を接触させていない状態で、制御部５３が加熱部５４を駆動することで、加熱部５４から第１の型１１０の成形面に付着している樹脂Ｍに熱が供給され始める。樹脂Ｍは、図４で説明したように、加熱によって一旦粘度が低下して、粘度が最も低くなる時間を境に、粘度が上昇して硬化し始め、最終的に硬化する。
【００４７】
（成形工程）
図５Ｃに示す成形工程では、硬化工程の際に、加熱により軟化された樹脂の粘度が最も低くなったとき（図４の時間ｔ１）よりも後において、加熱部５４によって樹脂Ｍを加熱しつつ、第２の型２０の鍔部１２４が胴型３１の下側の端部に接触させる。こうすることで、第１の型１１０の成形面に付着している樹脂Ｍが、第２の型１２０の成形面と第１の型１１０の成形面とで挟まれることにより、樹脂Ｍが第２の型１２０の成形面と第１の型１１０の成形面にならって変形する。そして、第２の型１２０及び第１の型１１０の各成形面に設けられている光学面成形部１１２，１２２で、レンズ１のレンズ部２の表裏の光学面が成形される。また、第２の型１２０及び第１の型１１０の各成形面の平坦部１１３，１２３で、レンズ１のフランジ部が成形される。そして、樹脂Ｍを変形させた状態で、加熱を行い、樹脂Ｍを完全に硬化させる。
【００４８】
（離型工程）
次いで、第２の型１２０の本体部１２１を胴型３１から抜き取り、第２の型１２０の成形面と第１の型１１０の成形面との間隔を広げ、レンズ１を第１の型１１０と第２の型１２０の間から取り出す。こうして、樹脂Ｍを成形してなるレンズ１が得られる。
【００４９】
上述した例において、加熱により軟化された樹脂の粘度が最も低くなったときよりも後で、加熱されている樹脂Ｍを上型の成形面と下型の前記成形面とで挟んで変形させるタイミングは、予め樹脂Ｍの経過時間に対する粘度の変化を測定した測定データに基づいて決定されてもよい。測定データとしては、成形に用いる樹脂Ｍごとに加熱により軟化された樹脂の粘度が最も低くなる時間、又は、粘度が加熱前の状態と同じになるまで高くなる時間を用いることができる。測定データは、製造装置１００に設けられた記憶部に記憶されていてもよい。
【００５０】
本明細書は、以下の内容を開示する。
（１）上型及び下型並びに該上型及び該下型の周囲を囲む胴型を含む成形型を用い、熱硬化性の樹脂を成形してレンズを得るレンズの製造方法であって、
前記樹脂は常温から加熱されるに従って粘度が低下して粘度が最も低くなり、更に加熱することによって粘度が高くなり、完全硬化して所定の硬度に達する特性を有し、
前記上型又は前記下型の一方の型の成形面に前記樹脂を供給する供給工程と、
供給された前記樹脂を加熱して硬化させる硬化工程と、
前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面との間隔を広げ、硬化された前記樹脂からなる前記レンズを前記成形型から取り出す離型工程と、を含み、
前記硬化工程の際に、加熱された前記樹脂の粘度が最も低くなったときよりも後で、加熱されている前記樹脂を前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで挟んで変形させることで該樹脂を成形する成形工程を行うレンズの製造方法。
（２）（１）に記載のレンズの製造方法であって、
前記下型に前記樹脂を供給し、前記樹脂の粘度が最も低くなる前に、前記上型の前記成形面を前記樹脂に接触させない状態で保持し、前記硬化工程の加熱により軟化された前記樹脂の粘度が最も低くなった後、前記成形工程において前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで前記樹脂を挟んで成形するレンズの製造方法。
（３）（１）に記載のレンズの製造方法であって、
前記供給工程で前記上型の前記成形面に前記樹脂を供給し、
前記硬化工程において、前記上型における前記樹脂が供給された前記成形面を鉛直方向下方に向けて、前記下型の前記成形面を前記樹脂に接触させていない状態のまま、前記樹脂を加熱し、該樹脂の粘度が最も低くなった後、前記成形工程において前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで前記樹脂を挟んで成形するレンズの製造方法。
（４）（１）から（３）のいずれか１つに記載のレンズの製造方法であって、
前記樹脂の粘度が最も低くなった後で、前記粘度が加熱前の状態と同等以上になったときに、前記成形工程において前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで前記樹脂を挟んで成形するレンズの製造方法。
（５）上型及び下型並びに該上型及び該下型の周囲を囲む胴型を含む成形型を備え、該成形型で熱硬化性の樹脂を成形してレンズを得るレンズの製造装置であって、
前記樹脂は常温から加熱されるに従って粘度が低下して粘度が最も低くなり、更に加熱することによって粘度が高くなり、完全硬化して所定の硬度に達する特性を有し、
前記上型又は前記下型の一方の成形面に前記樹脂を供給する供給部と、
前記樹脂を加熱して硬化させる加熱部と、
前記樹脂を前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで挟んで変形させることで該樹脂を成形する成形型駆動部と、
前記加熱部によって前記樹脂が加熱されている際に、前記成形型駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、加熱により軟化された前記樹脂の粘度が最も低くなったときよりも後で、前記成形型駆動部を制御して、前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで挟んで前記樹脂を成形するレンズの製造装置。
（６）（５）に記載のレンズの製造装置であって、
前記制御部は、前記下型の前記成形面に供給された前記樹脂の粘度が最も低くなる前に、前記上型の前記成形面を前記樹脂に接触させない状態で保持し、前記加熱部の加熱により軟化された前記樹脂の粘度が最も低くなった後で、前記成形型駆動部を制御して、前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで挟んで前記樹脂を成形するレンズの製造装置。
（７）（５）に記載のレンズの製造装置であって、
前記供給部は前記上型の前記成形面に前記樹脂を供給し、
前記上型の前記成形面を鉛直方向下方に向けて前記下型の前記成形面を前記樹脂に接触させていない状態で該樹脂を前記加熱部で加熱し、前記制御部は、前記樹脂の粘度が最も低くなった後、前記成形型駆動部を制御して、前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで挟んで前記樹脂を成形するレンズの製造装置。
（８）（５）から（７）のいずれか１つに記載のレンズの製造装置であって、
前記制御部は、前記樹脂の粘度が最も低くなった後で、前記粘度が加熱前の状態と同等以上になったときに、前記成形型駆動部を制御して、前記上型の前記成形面と前記下型の前記成形面とで挟んで前記樹脂を成形するレンズの製造装置。
【符号の説明】
【００５１】
１  レンズ
２  レンズ部
３  フランジ部
１０  下型
２０  上型
３１  胴型
１００  製造装置
Ｍ  樹脂
【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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