(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックレンズの眼球側の面を規定する第１の壁部と、物体側の面を規定する第２の壁部とで形成され、前記第１の壁部と前記第２の壁部間の端幅が７ｍｍより大きいキャビティをテープで塞いで成型用モールドを形成し、前記テープの前記第１の壁部及び第２の壁部間の端幅の中央よりも前記第１の壁部の壁側に注入穴を開けてプラスチック原液を注入して成型するプラスチックレンズの製造方法において、
前記テープへ注入穴を設ける前に、前記テープで塞がれた前記第１および第２の壁部の間隔を計測することを特徴とするプラスチックレンズの製造方法。
【請求項２】
プラスチックレンズの眼球側の面を規定する第１の壁部と、物体側の面を規定する第２の壁部とで形成され、前記第１の壁部と前記第２の壁部間の端幅が７ｍｍより大きいキャビティをテープで塞いだ成型用モールドを支持するモールド保持装置と、
前記テープの前記第１の壁部及び第２の壁部間の端幅の中央よりも前記第１の壁部の壁側にプラスチック原液を注入する注入穴を形成できる穴開け装置とを有するプラスチックレンズの製造装置において、
前記第１および第２の壁部の間隔を計測する計測装置を有することを特徴とするプラスチックレンズの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックレンズなどのプラスチック製品を成型するための製造方法および製造装置に関し、特に、テープ等によって複数の型を組み立てて構成した成型用モールドに適した製造方法および製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックレンズの製造方法として粘着テープを用いた、いわゆるテープモールド法が知られている。この方法では、図１および図２に示すような成型用モールド５が用いられる。この成型用モールド５は、一方の面をレンズ成型面１ａおよび２ａとする２枚のガラス型１および２を互いの成型面１ａおよび２ａを所定の間隔をもって対向させて、この状態で両方のガラス型１および２の外周面１ｂおよび２ｂにまたがるように、また、両方のガラス型の外周面１ｂおよび２ｂの全周に粘着テープ３を粘着巻回して２枚のガラス型１および２を固定保持して形成される。そして、２枚のガラス型１および２の間に形成された空間（キャビティ）４に重合して硬化するプラスチックレンズの原料液が注入され、加熱などの処理を行って重合硬化され、プラスチックレンズが成型される。
【０００３】
このようなレンズモールド５にプラスチックレンズ原料液（原液）を注入する方法としては、２枚のガラス型１および２の周面に粘着巻回された粘着テープ３を一部剥がして開口を作る方法がある。この方法では、次のような工程でプラスチックレンズが製造される。
【０００４】
１．予め準備された粘着テープ３を粘着巻回して形成されたレンズモールド５を人手により粘着テープ３の一部を繋ぎ合わせ部から剥がして開口を形成する。
【０００５】
２．プラスチックレンズ原料液を充填したタンクと注入管を濾過装置などを介して配管接続し、その注入管の先端を開口に入れる。
【０００６】
３．ポンプ、圧送するなどの手段により原料液をレンズモールド５に注入する装置を用い、原液をキャビティ４に注入する。
【０００７】
４．キャビディ４に原液を充填した後、再び粘着テープ３の剥がした部分を貼りつけてキャビティ４を密封する。
【０００８】
５．原液を硬化する。
【０００９】
その他に、先端の鋭利な注入管の先端部分をレンズモールド５の粘着テープ３を突き破って挿入し、原液を注入する方法もある。そして、キャビティ４に原液を充填した後に、注入管を抜き取って、突き破られた注入管の挿入口を別の粘着テープではりつけたり、接着剤を塗布して閉鎖する方法が用いられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上述したような粘着テープ３を剥がして注入管を挿入して樹脂を充填する一連の作業は人手によって行われている。この原液に作業員が触れると皮膚がかぶれる可能性があり、また、原液の刺激臭を嗅ぐと気分が悪くなる可能性がある。このため、換気などの設備の完備した遮断された環境で、ドラフターを用いて作業を行ったり、あるいはメガネ、マスク、手袋などの保護具をつけて作業が行われている。従って、非常に作業効率が悪く、また、プラスチックレンズの製造コストを下げることができない大きな要因の１つとなっている。このため、原液を注入する工程を自動化することが急務となっており、様々な自動化方法および機器が検討されている。
【００１１】
そこで、本発明においては、ガラス型１および２を粘着テープ３で固定してキャビティ４を形成したモールド５に原液の注入工程を自動化するに際し、安定した形状で品質の良い製品を製造することができるプラスチック製品の製造方法および製造装置を提供することを目的としている。複数のガラス型を粘着テープで固定した成型用モールドにおいては、ガラス型の間で粘着テープが内側に湾曲してしまうことが多く、自動化すると人手によって粘着テープの形状を補正したり、湾曲した粘着テープの形状を補うように原液を注入するといったプロセスがとれない。従って、成型用モールド内に原液を完全に満たすことができずに気泡が発生する原因となり、あるいは、成型用モールド通りの形の製品が得られずに、その後の製造プロセスにおいて障害が発生することが懸念される。このため、本発明においては、特に、型と型をテープで繋げて原液を注入するキャビティを形成しているプラスチックレンズ用のモールドのような成型用モールドを用いる際に、テープの歪みによる原液の充填不良を防止できる製造方法および製造装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明のプラスチック製品の製造方法においては、テープの中央部分ではなく、原液の充填不良の発生し易い壁状の型の近傍に注入穴を設けることによりキャビティ内に隙間なく原液を充填できるようにしている。すなわち、複数の壁部で形成され、複数の壁部間の端幅が７ｍｍより大きいキャビティをテープで塞いで成型用モールドを形成し、テープに注入穴を開けてプラスチック原液を注入して成型する本発明のプラスチック製品の製造方法においては、テープの複数の壁部間の端幅の中央よりも壁部の少なくとも１つの壁側に注入穴を設けることを特徴としている。このように、壁際から原液を注入することによってテープに歪みや撓みが発生していても隙間なく原液をキャビティ内に注入することができるので、原液を注入する工程を自動化することが可能となり、作業環境を改善でき、また、製造コストを下げることが可能になる。
【００１４】
特に、プラスチック製品はプラスチックレンズであり、成型用モールドを形成する複数の壁部はプラスチックレンズの眼球側の面を規定する第１の壁部と、物体側の面を規定する第２の壁部とを備えている成型用モールドを対象としている場合は、第１の工程において、テープの第１の壁部及び第２の壁部間の端幅の中央よりも第１の壁部の壁側に注入穴を設けることが望ましい。第１の壁部はキャビティの内部に突き出た凸面となるので、第１の壁部の近傍に注入穴を開けることにより原液が凸面に沿って流れながらキャビティ内に注入される。従って、キャビティ内に気泡が発生せずに品質の良いプラスチックレンズを製造することができる。
【００１５】
さらに、テープで塞がれた第１および第２の壁部の間隔を計測する工程を設けておくことにより、キャビティの幅が自動計測されるので、注入穴を開ける位置を間違えることがなくなる。また、成型用モールドのデータを外部から導入する必要もなくなるので、プラスチック製品の製造装置の製造コストを下げることができる。
【００１６】
このような製造方法は、複数の壁部で形成され、複数の壁部間の端幅が７ｍｍより大きいキャビティをテープで塞いだ成型用モールドを支持するモールド保持装置と、テープの複数の壁部間の端幅の中央よりも壁部の少なくとも１つの壁側にプラスチック原液を注入する注入穴を形成できる穴開け装置とを有するプラスチック製品の製造装置で採用することができる。さらに、プラスチックレンズ成型用モールド用の製造装置においては、上述したように、テープの第１の壁部及び第２の壁部間の端幅の中央より第１の壁部の壁側に注入穴を形成することが望ましく、第１および第２の壁部の間隔を計測する計測装置をさらに設けることにより、誤動作を防止できると共に製造装置の製造コストを下げることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。図３に、プラスチックレンズの成型用モールドにプラスチックレンズ原料液（原液）を注入する処理を自動的に行うプラスチックレンズの製造装置１０に平面的な配置を示してある。図１および図２に示したような構成で所定の曲率およびレンズ厚みなどが得られるように予め形成された成型用モールド５が搬送ベルト９により、凸面を上にした水平な状態で順番に送られてくる。これらの成型用モールド５はモールド供給装置１１によって２つづつ同時に把持（チャッキング）し、計測ステーション２０に移送する。詳しくは後述するが、計測ステーション２０では、成型用モールド５を垂直に立て、成型用モールド５の頂点の位置のガラス型の外周面１ｂおよび２ｂにダイヤルゲージを接触し、その状態でテープ３を横断するように移動する。そして、移動するときにダイヤルゲージの先端が上下に変化する位置によってガラス型１および２の間、すなわち、キャビティ４の端幅（レンズのコバ厚に相当する寸法）８が算出される。本例の製造装置１０においては、この端幅８によって原液の注入位置が決定され、さらに、原液の注入パターンが決定される。計測ステーション２０では、次に、成型用モールド５を垂直に立てた状態で１８０°旋回して下側から注入穴を開ける。その後、再び１８０°旋回して注入穴が上方を向いた状態に成型用モールド５をセットする。
【００１８】
注入穴が形成された成型用モールド５は、計測ステーション２０から移送用チャック１２ａに移される。そして、移送用チャック２０は、移送用ベルト１２によって直線状に往復動される。移送用チャック１２ａは、成型用モールド５を計測ステーション２０から注入ステーション５０に向かって移動し、注入ステーション５０のチャック６１で成型用モールド５が保持される。図４に、成型用モールド５にプラスチックレンズの原液を注入する注入ステーション５０の概要を示してある。本例の注入ステーション５０は、製造装置１０の下部に収納された加圧プラスチックレンズ原料液供給装置から加圧された原液が原液供給管５１を介して供給されており、原料５９の吐出量を制御するピンバルブ５２に接続されている。ピンバルブ５２の上部には注入パターンを変えるためのパスルモータ５３が設置されており、ピンバルブ５２の先端に設けられた注入針５４から成型用モールド５のキャビティ４に注入する原液の流量および時間が制御できるようになっている。成型用モールド５に原液を充填した最後に成型用モールドから溢れ出した余剰の原液は、真空吸引する吸引ノズル５５によって吸引され、真空発生装置５７に繋がった耐圧瓶５６に溜められる。吸引ノズル５５と耐圧瓶５６を接続する配管の間に原液の有無を感知する静電容量センサー５８が設けられており、吸引ノズル５５によって溢れた原液が吸引されると、ピンバルブ５２をオフにして原液の注入を自動的に止められるようになっている。
【００１９】
注入ステーション５０で原液が注入された成型用モールド５は、そのままチャック６１に保持された状態でロータリー式の移送手段６０によって１８０°水平方向に旋回し、封止ステーション７０に移動する。封止ステーション７０では、成型用モールド５に形成された注入口にＵＶ硬化樹脂が塗布され、さらに紫外線が照射されてＵＶ樹脂が硬化される。このようにして注入口が封止された成型用モールド５は、ロータリー式の移送手段６０から外される。そして、反転用チャック１５によって水平状態にされてパレットに移送するための搬送装置９０に乗せられる。搬送装置９０は、原液が密封された成型用モールド５を熱重合用の専用パレット９１にパレタイジングする為のロボットである。従って、本例の製造装置１０によって、供給された成型用モールド５に原液を注入して専用パレット９１に収納される工程を完全に無人作業で行うことができる。
【００２０】
以下では、本例の製造装置１０の計測ステーション２０の構成および処理をさらに詳しく説明する。図５に示すように、計測ステーション２０においては、チャック２９によって垂直状態に保持された成型用モールド５の端幅８がダイヤルゲージ２１によって計測される。そのために、まず、ダイヤルゲージ２１の先端２２が眼球側の面を規定するガラス型１の外周面１ｂに接触した状態にセットされ、その高さを原位置として記憶する。次に、ダイヤルゲージ２１が粘着テープ３を横断するように物体側の面を規定するガラス型２の外周面２ｂに向かって動かされる。この過程において、まず、ダイヤルゲージの先端２２が０．１ｍｍ程度落ち込んだ場所をガラス型１との境界、すなわち、キャビティ４の開始点として検出し、記憶する。さらにダイヤルゲージ２１をガラス型２の方向に移動させダイヤルゲージの先端２２が原位置になった場所をガラス型２との境界、すなわち、キャビティ５の終点として検出し記憶する。開始点と終点の座標が判れば、その間の距離も判るので、キャビティの端幅８が計測できたことになる。
【００２１】
本例の製造装置においては、このようにして計測された端幅（コバ厚み）８によって原液の注入パターンを決定すると共に、注入穴の位置も決定するようにしている。従って、本例の製造装置は、成型用モールド５を受け取るだけでその後の処理を自動的に行えるようになっており、成型用モールド５の設計データなどを取得しなくても作業を行うことができる。従って、設計データや成型用モールド５を形成したデータの授受が不要なので構成を簡易化することができ、製造装置の製造コストを下げることができる。また、供給された個々の成型用モールド５に対し、端幅８だけでその後の処理を管理することができるので、製造装置の制御系統も簡易化でき、誤動作も防止できる。従って、高速で処理が可能であり、さらに、信頼性も高い製造装置を提供することができる。
【００２２】
端幅８が計測された成型用モールド５は、チャック２９に保持されたまま、図６に示すように、その計測された部分が１８０°下を向くように垂直方向に旋回され、注入穴７が形成される。穴開けユニット２５は、端幅８に沿った方向に移動できるようになっており、エアヒーターにより２００℃前後に加熱した圧縮空気を所定の位置に０．１〜１秒ほど吹きつけて注入穴７を加工できるようになっている。圧縮空気の圧力および空気の吹き付け時間は粘着テープの種類、注入口の加工面積により変えることができる。例えば、穴開ユニット２５先端に内径３ｍｍの金属ノズル２６を取り付けて２〜４Kgｆ／  の圧縮空気を使用し、吹き付け時間は０．２秒程度に設定することができる。
【００２３】
図７に、テープ３に注入穴７を加工する工程をフローチャートを用いて示してある。まず、ステップ３１でダイヤルゲージ２１を用いて端幅８を計測する。次に、ステップ３２で計測された端幅８を判断し、端幅８が７ｍｍを越していればステップ３３で眼球側のガラス型１の内側から最小距離Ｌである３ｍｍの所に注入穴７を設ける。一方、端幅が７ｍｍ以下の場合は、ステップ３４で端幅８の中心に注入穴７を設ける。本例の製造装置１０においては、端幅８をダイアルゲージ２１によって計測するときに、ガラス型１の内側の基準点（計測開始点）のデータが得られており、さらに、成型用モールド５を１８０°回転してダイヤルゲージ２１で計測した箇所に下側から穴が開けられるようにしている。従って、穴開けユニット２５は、ダイヤルゲージ２１で測定された基準点に基づきガラス型１の内側から最小距離Ｌだけ離れた位置、あるいは、テープ３の中央の所定の穴開け位置に正確に移動し注入穴７を開けることができる。
【００２４】
図８に、成型用モールド５に設けられた注入穴７から原液５９をキャビティ４に注入する様子を示してある。上記のような工程によって注入穴７は、端幅８がある程度あるときは、ガラス型１、すなわち、眼球側の面を規定するガラス型に近い位置に形成される。ガラス型１の内面１ａは眼球側の面を規定しているためにキャビティ４の内部に向かって張り出した凸状になっていることが多い。従って、注入された原液５９は、ガラス型１の内面１ａを伝わって静かに流れ込む。このため、注入途中で原液が乱流となって原液５に気泡が発生したり、注入穴７の反対側のテープ３に対し、圧送された原液５がダイレクトに放出されてテープ３とガラス型１または２との間に隙間が発生して原液５が漏れだすなどといったトラブルを未然に防止することができる。
【００２５】
図９にキャビティ４に原液５９の充填が終了したときの状態を示してある。図９（ａ）に示すように、ガラス型１および２の外周面１ｂおよび２ｂに巻かれた粘着テープ３は薄くて剛性がほとんどない。このため、ガラス型の外周面１ｂおよび２ｂの近傍ではほぼガラス型と同じ形状になるが、ガラス型１および２の中間部分、すなわち、端幅８の中央付近では、テープ３に歪みや撓みが発生し易い。殆どの場合、図９に示したように、テープ３はキャビティ４に向かって張り出した形状となるように湾曲しており、端幅８の中央部が凹んだ形状になる。従って、図９（ｂ）に示すように端幅８の中央部に注入穴７を設けると、注入穴７から原液５９が溢れて注入が停止されたときにガラス型１および２の近傍の部分３９には原液５９が充填されておらず、大きな気泡が発生する。このままの状態でＵＶ硬化樹脂で密封してレンズの製造を続けると、成型用モールド５を垂直状態から水平状態に置き直したときに気泡がキャビティ４の中央に移動して設計通りの球面が得られなくなってしまう。垂直状態のまま樹脂を重合させても良いが、この場合は、レンズの端（コバ）の部分に大きな気泡があるので、レンズの形状が円形にならない。従って、レンズをチャッキングしたり、あるいは、レンズの中央を出すなどの作業において非常に障害となり、精度が高く高品質の眼鏡用レンズを製造することが不可能になる。
【００２６】
これに対し、図９（ａ）に示したように、注入穴７を第１のガラス型１の近傍に設定すると、ガラス型１および２とテープ３が形成するキャビティ４の上部の鋭角な空間にまで原液を充填することができる。従って、気泡等のレンズの性能に直に影響を及ぼす欠陥を未然に防止することができ、また、レンズの縁の部分が欠けてレンズの中心が機械では判らないなどのその後の加工に障害なる欠陥も未然に防止することができる。
【００２７】
このように、注入穴の位置は、ガラス型に近いことが望ましく、さらには、眼球側の面を形成するガラス型１の近傍に注入穴７を設けることが望ましい。しかしながら、注入穴７がガラス型１または２に近すぎると、注入ステーション５０で注入穴７から挿入される注入針５４がガラス型１の内面１ａに衝突する可能があり、ガラス型１の成型面１ａを傷付けてしまう可能性がある。そこで、本例においては、ガラス型１と注入穴７との最小距離Ｌを３ｍｍに設定して、端幅８が十分ある場合には端幅８の値に関係なく注入穴７の位置を決定できるようにしている。また、モールド５の端幅８が短いと、ガラス型１あるいはガラス型２と最小距離Ｌを確保できない可能性がある。本例では、図７のステップ３２に示したように、最小距離Ｌの２倍に対して１ｍｍ程度余裕を持たせた端幅８が７ｍｍ以下のケースがこれに相当し、このようなモールド５に対しては、両方のガラス型１および２から最も遠い距離、すなわち、端幅８の中央に注入穴７を設けるようにしている。もちろん、これらの最小距離３ｍｍおよび最小距離を確保するための７ｍｍという距離は例示に過ぎず、注入針の太さや、ガラス型の形状、さらに、注入針の侵入深さなどを考慮して決定することができる。
【００２８】
このように、ガラス壁１および２をテープ３で接続した成型用モールド５に原液の注入穴７を開ける際に、ガラス壁１にできるだけ近い位置に開けることによって、上記のように気泡の発生や形状に欠けのない優れたプラスチックレンズを確実に成型することができる。従って、原液の注入工程を自動化して、作業員が気泡の状態などを１つ１つ確認しなくとも十分な性能を備えたプラスチックレンズを量産することができる。さらに、ガラス壁と注入穴との最小距離を設定することによって、注入工程を自動化してもガラス型を傷つける可能性も無くすことができる。また、最小距離が確保できないときはテープ３の中央に注入穴を設けるといった処理を設けておくことにより、どのような端幅の成型用モールド５に対しても自動的に注入穴の位置を設定することが可能となる。
【００２９】
なお、本例ではプラスチックレンズの製造装置に基づき本発明を詳細に説明したが、型枠の壁部と壁部をテープで塞いでモールド用の空間（キャビティ）を形成するテープモールド法においては、プラスチックレンズに限らず、その他の製品においても同様であり、上記にて開示したように注入穴を設ける製造方法および製造装置を用いることにより、気泡の発生や端が欠けるなどのトラブルを未然に防止し、品質の良い製品を製造することが可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の製造方法および製造装置を用いることにより、ガラス型の間を粘着テープで塞いだプラスチックレンズの成型用モールドのようにテープが内側に湾曲してしまう恐れがある成型用モールドに対してもプラスチック原液の注入工程を自動化することができる。例えば、眼球側のガラス型から最小距離だけ離れた位置に注入穴を開けることにより、気泡が発生したり、形状に欠けがあるようなプラスチック製品が製造されるのを防止できる。このため、本発明により、モールドに原液の注入工程を完全に自動化することが可能となり、気泡や形状の欠けのない品質の良いプラスチック製品を自動的に製造することができる。従って、本発明により、生産性を高め、プラスチック製品の製造コストを低減し、また、製造時間を短縮することができる。さらに、注入工程を完全に自動化することによって、プラスチック原料液の持つ臭気やガス等の作業環境の問題を回避することが可能となり、環境対策の費用を軽減でき、また、作業員の労力も軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】テープモールド法を用いたプラスチックレンズの成型用モールドの外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す成型用モールドの構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係るプラスチックレンズの製造装置の概要を示す平面図である。
【図４】図３に示す製造装置の注入ステーションの概略構成を示す図である。
【図５】図３に示す製造装置の計測ステーションでキャビティの端幅を計測する様子を模式的に示す図である。
【図６】図３に示す製造装置の計測ステーションで注入穴を開ける様子を模式的に示す図である。
【図７】図３に示す製造装置の注入穴を開ける処理を示すフローチャートである。
【図８】図３に示す製造装置において、注入穴から原液の注入を開始したときの様子を示す図である。
【図９】図３に示す製造装置において、原液の充填が終了したときの様子を示す図であり図９（ａ）は注入穴をガラス型の近くに設けたケースを示し、図９（ｂ）はテープの中央に設けたケースを示す。
【符号の説明】
１、２・・ガラス型
１ａ、２ａ・・成型面
１ｂ、２ｂ・・ガラス型の外周面
４・・キャビティ（原液を充填する空間）
５・・成型用モールド
７・・注入穴
８・・端幅（コバ厚）
１０・・製造装置
２０・・計測ステーション
２５・・穴開けユニット
２９・・計測ステーションのチャック
５０・・注入ステーション
６１・・ロータリーのチャック
７０・・封止ステーション
【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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