JPS6210177B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加熱圧縮成形の制御方法に関し、そ
の目的とするところは、成形時間が短かくて成形
金型からの転写性に優れ、しかも光学的特性の良
好なプラスチツクレンズを得るための加熱圧縮成
形制御方法を提供するにある。投影型テレビジヨ
ン受像機用投影レンズのような大型かつ厚肉のプ
ラスチツクレンズは、その光学的要求仕様により
加熱圧縮成形方法で製作されている。

その成形方法の概略の工程を第１図を用いて説
明する。すなわち、レンズ仕上り体積（肉厚Ｈ、
外径Ｄとする）が同じで、圧縮代として肉厚をΔ
Ｈだけ大きくし、逆に外径をΔＤだけ小さくした
レンズに近似した形状を有する第１図ａに示すよ
うなブランク１を準備する。つぎに、加熱工程に
おいて同ｂのように成形金型２によりこのレンズ
ブランク１表面を加熱し、一定厚さの流動層を形
成させる。ついで圧縮工程において、同ｃの如く
加圧成形すると共に冷却することにより、同ｄに
示すレンズ３を製作する。この従来の加熱圧縮成
形方法においては、成形金型に供給されるレンズ
ブランクの曲率がレンズ物性に大きな影響を与え
ていることが発明者らの研究の結果判つた。すな
わち、第２図に示すようにレンズブランク１の曲
率がキヤビテイ曲率よりも小さな場合には、圧縮
工程においてレンズ表面の中心部にエアーポケツ
ト４を生じると共に、レンズブランク表面の金型
への密着性が不完全となり、レンズ面の転写性が
不充分となる。また、両者の曲率を等しくしても
同様な欠点が生じ易いことが判つた。

この結果、レンズ面精度あるいはレンズ形状精
度が低下し、得られる像面湾曲等を来す各種収差
による光学的特性の低下がみられる。このため本
発明においては、レンズブランク１は第２図ｂに
示すように、成形金型２内面の曲率よりも大きい
曲率を有するものを選択する。すなわち、同図の
鎖線で示すレンズブランク１の中心軸CLから距
離Ｄを距てた位置におけるレンズブランク１の面
とこれに圧接すべき成形金型２の内面の間隙Ｇを
有するように、レンズブランク１を予め形成す
る。そして、種々試験検討の結果、間隙Ｇを一般
に少なくとも0.1mm（Ｄ＝50mmにおいて、但し外
径50mm以下の場合は延長表面を考える）としなけ
れば上記欠点を除き得ないこと、及びＧを余り大
きくすると成形金型２とレンズブランク１間の熱
伝導が悪くなるため圧縮成形に長時間を要すると
共に仕上りレンズに収差の原因となる内部応力を
生じ易くなることが確認された。また、アクリル
系樹脂製のこの種のプラスチツクレンズでは、Ｄ
を50mmとしたＧが0.2mm以上において転写性が完
全に確保され、かつ約0.5mm以上になると内部応
力の発生が目立つて来ることが確められたので、
Ｇの範囲は0.2ないし0.5mmが好適である。

しかしながらこの形状においても、金型パーテ
イング面の移動状態によりレンズブランクの接触
面積及びレンズブランク流動層の変形抵抗が大き
く変化する。このため、金型温度、圧縮ラム速度
等のレンズブランク加熱条件の変動による成形不
良が起る場合がある。

そこで本発明では更に、上記した欠点をなく
し、光学的特性の優れたプラスチツクレンズを製
作する加熱圧縮成形の制御方法を提供する。その
ため、本発明では、成形条件の変動に起因する成
形不良や成形欠陥を防止するために、レンズブラ
ンク加熱工程における成形金型温度を計測し、そ
の情報に基づき圧縮ラム速度を調整することによ
り、加熱圧縮成形状態を制御するようにした。

以下、本発明によるプラスチツクレンズの加熱
圧縮成形制御方法を図に基づいて詳述する。

第３図は、本発明の実施に使用されるプラスチ
ツクレンズの加熱圧縮成形装置及びその制御装置
の一例を示す構成図である。この図において、２
は成形金型、１０はこの成形金型２に形成される
キヤビテイ、１１はレンズブランク１の加熱及び
冷却に供される金型温調流路である。そして圧縮
成形機は、固定盤１２、可動盤１３及びこの可動
盤１３を駆動するための圧縮ラム１４及び圧縮シ
リンダ１５より成り、油圧発生源１６に電気油圧
制御弁２５を介して接続されている。

この制御装置は、その機能により検出部、演算
部および制御部に分けることができる。検出部
は、成形金型２のパーテイング面移動速度を検出
する速度センサー１９、この速度センサー１９に
よつて検出された信号を増幅する速度変速器２
０、およびレンズブランク１の加熱用熱源状態を
計測する温度センサー１７、この温度センサー１
７によつて検出された信号を増幅する温度変換器
１８から構成されている。演算部は、レンズブラ
ンク１の標準加熱条件を設定するための標準金型
温度設定器２１、標準変形速度設定器２２および
前記両センサにより検出された入力情報を基に成
形機に対する制御信号を出力するコントローラ２
３から構成されている。そして制御部は、前記制
御信号を増幅するパワー増幅器２４および制御信
号を作動油の状態量に変換する電気油圧制御弁２
５から構成されている。

このように構成した制御装置の動作を第４図に
示す加熱状態の変動挙動に基づき説明する。第４
図は、第３図に示す装置を用いた本発明によるレ
ンズ成形過程の金型温度、圧縮ラム変位、圧縮シ
リンダ油圧及び圧縮ラム速度をそれぞれ時間的な
変化として捕えたグラフ３０，３１，３２及び３
３を例示する。

成形金型２は、図示の如く金型加熱工程３４に
おいて、標準金型温度設定器２１の条件に基づい
て金型温調流路１１に供給される熱媒体により昇
温される。

成形金型２が所定の温度まで昇温した時点ａ
で、レンズブランク１がキヤビテイ１０に投入さ
れ、レンズブランク加熱工程３５において流動層
が形成される。その後、圧縮工程３６において加
圧、成形され、冷却工程３７を経由してプラスチ
ツクレンズが製作される。

レンズブランク加熱工程３５において、コント
ローラ２３は、レンズブランク加熱源である金型
温度をとらえ、その値と標準金型温度設定器２１
による設定値を比較する。金型温度に偏差のある
場合には、その偏差量をレンズブランクに対する
加熱効果が等価となるレンズブランク変形速度に
変換する。さらにコントローラ２３は、変換され
た変形速度修正量と、標準変形速度設定器２２に
よる設定値を基に、制御対象となるレンズブラン
ク変形速度目標値を算出する。

コントローラ２３は、上記レンズブランク加熱
状態を監視し、制御目標からの偏差が生じた場合
には、その偏差に応じた修正信号を出力し、パワ
ー増幅器２４、電気油圧制御弁２５を介して圧縮
成形機を制御する。すなわち、レンズブランクの
単位変形ストローク当りにレンズブランクへ供給
される熱量を一定に維持することにより、レンズ
ブランクの加熱状態を安定させるように圧縮成形
機を制御する。

以上述べたように本発明によれば、光学的特性
に重要な影響を及ぼすレンズブランク形状ならび
に金型温度及びレンズブランク変形速度がそれぞ
れ適正なレンズブランク加熱状態になるよう管理
されるため、光学的特性の優れたプラスチツクレ
ンズの成形が可能となる。さらに、成形状態を追
跡制御しているため、成形サイクル毎における成
形状態の変動を最小限に抑制することができる。
この結果、成形不良率を従来の1/5以下に低減す
ることができるという実用効果を生じた。

【図面の簡単な説明】

第１図は加熱圧縮成形法の説明図、第２図はレ
ンズブランク形状の概要図、第３図は本発明によ
る制御装置の概略図、第４図は本発明における成
形状態の時間的変化を示すグラフ図である。 １…レンズブランク、２…成形金型、３…レン
ズ、１７…温度センサー、１９…速度センサー、
２３…コントローラ、２５…電気油圧制御弁、３
４…金型加熱工程、３５…レンズブランク加熱工
程、３６…圧縮工程、３７…冷却工程。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 仕上りレンズより肉厚が大きく外形が小さい
   レンズブランクを、成形金型のキヤビテイ内で加
   熱圧縮してプラスチツクレンズを成形する方法に
   おいて、レンズブランクの曲率を前記成形金型内
   面の曲率より大きくすると共に、レンズブランク
   加熱工程における成形金型温度とレンズブランク
   変形速度を計測するようにし、あらかじめ標準成
   形金型温度、標準変形速度を設定しておき、前記
   レンズブランク加熱工程における前記成形金型温
   度の変化と前記標準成形状態を基に演算して得ら
   れる制御目標に、成形状態が追従するように圧縮
   シリンダに供給する作動油の圧力および流量を制
   御することを特徴とするプラスチツクレンズの加
   熱圧縮成形制御方法。