專利名稱：透鏡用鑄型的制造方法
技術領域：
本發明涉及利用熱垂下成形法的透鏡用鑄型的制造方法。
背景技術：
作為眼鏡透鏡用玻璃模具(glass mold)的成形方法，采用如下方法，即，使用通過 機械的磨削研磨法、機械的磨削法、放電加工等的電加工法制成的耐熱性母型，使玻璃坯料 接觸于該母型并加熱軟化，對母型的面形狀進行轉印的方法等的，按要獲得的面形狀的每 一個使用磨削程序，對具有對應的面形狀的母型進行成形的方法。近年來，對通過引入軸對稱的非球面透鏡設計而獲得了厚度薄輕量化的多焦點眼 鏡透鏡的需求不斷增大。作為用于獲得這樣的復雜的形狀的透鏡的模具的成形法，提出了 熱垂下成形法(例如參照日本特開平6-130333號公報和日本特開平4-275930號公報，將 其全部的記述在這里特別作為公開而引用)。熱垂下成形法是如下成形法，即，將玻璃材料載置在模上，加熱到其軟化點以上的 溫度而使玻璃材料軟化，并且使其與模密接，由此將模形狀轉印到玻璃材料的上表面而獲 得具有所希望的面形狀的成形品。玻璃材料的加熱能夠在成批式加熱爐或連續式加熱爐中 進行，但從生產性的方面出發，連續式加熱爐被廣泛地應用。根據連續式加熱爐，當將加熱對象物搬送到爐內時，通過在搬送方向上以具有規 定的溫度分布的方式對爐內進行溫度控制，從而能夠在爐內連續地進行升溫過程、高溫保 持過程、降溫過程等一連串的處理。可是，由于連續式加熱爐如上述那樣，在搬送方向上具 有溫度分布，所以在加熱對象物的面內各部分中，變形量容易變得不均勻。例如在具有從入 口朝向出口變為高溫那樣的溫度分布的連續式加熱爐內，在利用熱垂下成形法對玻璃材料 進行成形的情況下，玻璃材料是越前方越早變為高溫，變形量變大。當像這樣根據玻璃材 料的位置而變形量不同時，由于根據玻璃材料下表面的位置與成形模成形面密接的定時較 大地相異，所以產生眼鏡校正所不需要的散光(astigmatism)，或與設計值的誤差變為非對 稱，眼鏡的佩戴使用感下降。相對于此，日本特開昭63-306390號公報、其全部記述在這里特別作為公開而引 用，其中，提出了在連續式加熱爐內對陶瓷制品進行燒成、金屬噴鍍、硬釬焊等時，通過使加 熱對象物在爐內旋轉，能夠使加熱的均勻性提高。可是，在利用熱垂下成形法的玻璃材料的 成形中，當使軟化途中的玻璃材料較大地旋轉時，有成形精度下降的擔憂。
發明內容
因此本發明的目的在于提供一種眼鏡透鏡用鑄型，其通過使用了連續式加熱爐的熱垂下成形法，能夠成形具有優越的佩戴使用感的眼鏡透鏡。本發明者們為了實現上述目標，經過銳意研究的結果，獲得以下見解。在多焦點眼鏡透鏡中，具有屈光度(dioptric power)從上部向下部連續地變化 的漸進面的漸進屈光度透鏡(progressive dioptric powerlenses)，作為遠近兩用透鏡而 被廣泛地使用。在上述漸進面中，在近用部中曲率大(曲線深)，在遠用部中曲率小(曲線 淺)。因此，用于形成漸進面的模具的成形面，也在近用部成形部中曲率大，在遠用部成形部 中曲率變小。進而，在用于通過熱垂下成形法對上述模具成形面進行成形的成形模的成形 面中，也在與模具成形面的近用部成形部對應的部分中曲率大，在與遠用部成形部對應的 部分中曲率變小。因此本發明者們新發現，利用該形狀的特征和連續式加熱爐中的加熱的不均勻 性，在連續式加熱爐內的朝向成形模搬送方向而溫度上升的區域中，通過以近用部成形部 相當側變為前方、遠用部成形部相當側變為后方的方式搬送成形模(在成形面上配置有玻 璃材料)，從而對加熱軟化導致的變形進行控制，能夠容易地形成模具成形面。這是因為，在 通過熱垂下成形法形成漸進面的情況下，由于近用部成形側的變形量大，遠用部成形側的 變形量小，所以為了使近用部成形部相當側較大地變形，通過將其向高溫側配置，能夠利用 爐內的溫度分布而控制變形量。本發明基于以上見解而完成。一種制造方法，是透鏡用鑄型的制造方法，該透鏡用鑄型將在成形面上配置了被 成形玻璃材料的成形模導入連續式加熱爐內，一邊在該爐內搬送一邊施加加熱處理，由此 將上述被成形玻璃材料的上表面成形為用于形成包含漸進面的成形面形狀，其中，包含以包含具有朝向成形模搬送方向而溫度上升的溫度分布的升溫區域的方式，對上 述連續式加熱爐進行溫度控制；作為上述成形模，使用在成形面上具有曲率分布的成形模；以及以通過與成形模的搬送方向正交、并且通過成形面的幾何中心的假想直線而被二 分的搬送方向側的部分中，包含在成形面上曲率成為最大的部分的方式，在上述升溫區域 中搬送成形模。
圖1表示熱垂下成形法的說明圖。圖2表示法線方向上實質上等厚的玻璃的一個例子(剖面圖)。圖3中表示成形模成形面上的相當于遠用部測定基準點的位置和相當于近用部 測定基準點的位置的配置例。圖4是升溫區域中的成形模的搬送方向決定方法的說明圖。圖5是升溫區域中的成形模的搬送方向決定方法的說明圖。圖6是升溫區域中的成形模的搬送方向決定方法的說明圖。圖7是升溫區域中的成形模的搬送方向決定方法的說明圖。圖8是升溫區域中的成形模的搬送方向決定方法的說明圖。圖9是升溫區域中的成形模的搬送方向決定方法的說明圖。圖10是升溫區域中的成形模的搬送方向決定方法的說明圖。
圖11是用于制造漸進屈光度透鏡用鑄型的玻璃材料的下表面和成形模成形面的 接觸的說明圖。圖12表示連續式加熱爐內的溫度分布的確認中使用的傳感器的布局。圖13表示連續式加熱爐內的溫度分布的確認時的電爐內布局。圖14表示連續式加熱爐內的溫度分布的確認結果(測溫(中心部)偏差結果)。圖15表示連續式加熱爐內的溫度分布的確認結果(行進方向和與行進方向正交 的方向的溫度分布)。圖16表示在實施例1中成形的玻璃材料的上表面形狀的與設計值的形狀誤差。圖17表示在比較例1中成形的玻璃材料的上表面形狀的與設計值的形狀誤差。
具體實施例方式本發明涉及一種透鏡用鑄型的制造方法(以下，也稱為“方式I”)，將在成形面 上配置了被成形玻璃材料的成形模向連續式加熱爐內導入，一邊在該爐內搬送一邊施加加 熱處理，由此將上述被成形玻璃材料的上表面成形為用于形成包含漸進面的面的成形面形 狀。在方式I中，包含以包含具有溫度朝向成形模搬送方向上升的溫度分布的升溫區域的 方式，對連續式加熱爐進行溫度控制；作為上述成形模，使用在成形面上具有曲率分布的成 形模；以及在上述升溫區域中搬送成形模，使得在通過與成形模的搬送方向正交、并且通過 成形面的幾何中心的假想直線而被二分的搬送方向側的部分中，包含在成形面上曲率變為 最大的部分。通過方式I制造的鑄型，能夠是漸進屈光度透鏡用鑄型。漸進屈光度透鏡指的是， 具有遠用部和近用部，并且具有從遠用部到近用部而屈光度漸進地變化的漸進面的透鏡。 在漸進屈光度透鏡中，有在凸面配置有漸進面的凸面(外表面)漸進屈光度透鏡，在凹面配 置有漸進面的凹面(內表面)漸進屈光度透鏡。凸面漸進屈光度透鏡在凸面具有漸進面， 通過凸面的光學面表面形狀而形成漸進屈光度。凹面屈光度透鏡除了凹凸的不同之外也是 相同的。利用通過本發明制造的鑄型而能夠成形的漸進屈光度透鏡，是上述任一種方式均 可。在本發明中，通過熱垂下法制造透鏡用鑄型。圖1表示熱垂下成形法的說明圖。通常，在熱垂下成形法中，在以成為玻璃材料下表面中央部和成形模成形面離開 的狀態的方式將被成形玻璃材料配置在成形模上的狀態下(圖1(a))實施加熱處理。由此， 被成形玻璃材料的下表面通過自重而變形，與成形模成形面密接(圖1(b))，成形模成形面 形狀被轉印到玻璃材料上表面，結果，能夠將玻璃材料上表面成形為所希望形狀。制造的鑄 型能夠作為用于通過澆鑄聚合法制造塑料透鏡的成形模的上半模或下半模而使用。更具體 地，以通過熱垂下成形法成形的玻璃材料上表面配置在成形模內部的方式，通過墊片等將 上半模和下半模組合而組裝成形模，通過向該成形模的型腔注入塑料透鏡原料液進行聚合 反應，從而能夠獲得具有漸進面的透鏡。在漸進面中，在近用部中曲率變為最大(曲率半徑最小)，在遠用部中曲率變為最 小(曲率半徑最大)。因此，在上述鑄型的成形面(在澆鑄聚合時配置在成形模的型腔內部 的面)中，在近用部成形部中曲率變為最大，在遠用部成形部中曲率變為最小。而且，在用于制造上述鑄型的熱垂下成形法用成形模的成形面中，在近用部成形部相當部(用于將玻 璃材料上表面成形為近用部成形部的部分)中曲率變為最大，在近用部成形部相當部(用 于將玻璃材料上表面成形為遠用部成形部的部分)中曲率變為最小。即，上述成形模在成 形面上具有曲率分布，在成形面上的至少一部分中，具有在任意的2點不同的曲率。為了使 曲率像這樣在面內不同的成形模成形面與被成形玻璃材料的下表面密接，使應該與近用部 成形部相當部密接的部分較大地變形，使應該與遠用部成形部相當部密接的部分的變形較 小。因此在方式I中，以包含具有朝向成形模搬送方向而溫度上升的分度分布的升溫 區域的方式對連續式加熱爐進行溫度控制，并且在上述升溫區域中搬送成形模，使得在通 過與成形模的搬送方向正交、并且通過成形面的幾何中心的假想直線而被二分的搬送方向 側的部分中，包含在成形面上曲率變為最大的部分，即為了與成形面密接而需要使其較大 地變形的部分。在上述日本特開昭63-306390號公報記載的方法中，作為向連續式加熱爐 內的溫度分布導致的加熱的不均勻性的對策，以加熱狀態變得均勻的方式使加熱對象物旋 轉，相對于此，在方式I中利用連續式加熱爐內的加熱的不均勻性，意圖地改變同一加熱對 象物的加熱變形量，由此能夠使用連續式加熱爐生產性良好地對漸進屈光度透鏡用鑄型進 行量產。作為方式I的一個方式，能夠舉出用于對作為包含漸進面的面，具有復曲面和漸 進面的復合面的透鏡進行成形的透鏡用鑄型的制造方法(以下，也稱為“方式II”)。艮口， 方式II涉及用于對具有復曲面和漸進面的復合面的透鏡進行成形的透鏡用鑄型的制造方 法。方式II包含將在成形面上配置了被成形玻璃材料的成形模向連續式加熱爐內 導入，一邊在該爐內搬送一邊施加加熱處理，由此將上述被成形玻璃材料的上表面成形為 用于形成上述復合面的成形面形狀，還包含作為上述成形模，使用具有成形面的成形模，該成形面在面內具有曲率分布，并 且，在通過幾何中心的假想直線上，在從幾何中心起距離大致相等的相向的位置具有2點 在該直線上曲率變為最大的點；作為上述連續式加熱爐，使用包含在兩側面配置了熱源的側方加熱區域的連續式 加熱爐，并且對上述連續式加熱爐進行溫度控制，使得包含具有朝向成形模搬送方向而溫 度上升的溫度分布的升溫區域；以成形模搬送方向與上述假想直線大致正交的方式，在上述側方加熱區域中搬送 成形模；以及以在通過與成形模的搬送方向正交的上述假想直線二分的搬送方向側的部分中 包含在成形面上曲率變為最大的部分的方式，在上述升溫區域中搬送成形模。近年來，正在開發具有屈光度從上部朝向下部連續地變化的漸進面和復曲面的復 合面的眼鏡透鏡。在上述眼鏡透鏡的漸進面中，如上所述，在近用部中曲率大(曲線深)，在 遠用部中曲率小(曲線淺)。因此，用于形成漸進面的模具的成形面，也在近用部成形部中 曲率大，在遠用部成形部中曲率變小。進而，在用于通過熱垂下成形法對上述模具成形面進 行成形的成形模的成形面中，在與模具成形面的近用部成形部對應的部分中曲率大，在與 遠用部成形部對應的部分中曲率變小。
另一方面，在上述眼鏡透鏡中，在復曲面中在主經線上的對稱的位置，具有2點曲 率變為最大的點。在主經線上曲率變為最大的點中，曲線在主經線上變得最深。用于形成 這樣的復曲面的模具的成形面，也在與主經線對應的軸上，在對稱的位置具有2點曲率變 為最大的點。進而，在用于通過熱垂下成形法對上述模具成形面進行成形的成形模的成形 面中，也與模具成形面同樣地在與主經線對應的軸上，在對稱的位置具有2點曲率變為最 大的點。即，在上述成形模成形面中，存在如下軸，該軸在將幾何中心作為基準而對稱的位 置具有2點曲率變為最大的點。關于漸進面形成用的成形模，如上述那樣，本發明者們新發現，利用漸進面形成用 的成形模成形面的形狀的特征和連續式加熱爐中的加熱的不均勻性，在連續式加熱爐內的 朝向成形模搬送方向而溫度上升的區域中，通過以近用部成形部相當側變為前方、遠用部 成形部相當側變為后方的方式搬送成形模(在成形面上配置有玻璃材料)，能夠控制加熱 軟化導致的變形，容易地形成模成形面。進而本發明者們新發現，利用復曲面形成用的成形模成形面的形狀的特征，以對 應于上述主經線的軸與搬送方向大致正交的方式，使配置有被成形玻璃材料的成形模，通 過在兩側面配置有熱源的連續式加熱爐內，由此能夠控制加熱軟化導致的變形，容易地形 成模具成形面。例如在具有從入口朝向出口而變為高溫那樣的溫度分布的連續式加熱爐 內，當將被成形玻璃材料配置在上述形狀的成形面上要進行成形時，由于越是搬送方向側 (高溫側)越早變形，根據玻璃材料下表面的位置而與成形模成形面密接的定時較大地不 同，所以有產生眼鏡校正中不需要的散光，或與設計值的誤差變為非對稱，眼鏡的佩戴使用 感下降的情況。相對于此，如果在連續式加熱爐內設置在兩側面配置了熱源的區域，在此基 礎上以上述軸與搬送方向大致正交的方式將成形模搬送到該區域的話，能夠左右均等地對 應該較大地變形的部分進行加熱，能夠使玻璃材料下表面與成形模成形面密接的定時在面 內各部中一致。方式II基于以上見解而完成。如上所述，方式II通過熱垂下法制造具有復曲面和漸進面的復合面的眼鏡透鏡 用鑄型。作為具有復曲面和漸進面的復合面的眼鏡透鏡，能夠舉出兩面非球面型漸進屈光 度透鏡。這樣的眼鏡透鏡具有復合面，該復合面是包含復曲面(toric)的軸對稱形狀和包 含漸進要素的非對稱性的形狀的復合面。上述復合面是相對于通過主子午線的軸左右對 稱，并且在子午線方向不是對稱而是曲率不同的形狀。例如兩面非球面型漸進屈光度透鏡 的凸面相對于通過幾何中心的子午線是軸對稱的形狀，并且最遠離子午線的位置的弧矢高 度(sagittal height)具有如下形狀，即在子午線方向成為一方的曲率變大的形狀，在相反 的方向成為曲率變小的非對稱的形狀。換句話說，相對于主子午線是左右對稱，僅在主子午 線上的一方包含相當于近用屈光度的曲率大的形狀。在方式II中，在具有用于形成上述復合面的成形面的成形模中，分別特別指定具 有軸對稱性的曲率的最大方向、和沒有對稱性的最大曲率，對應于上述被特別指定的基準 位置決定成形模的搬送方向。搬送方法的詳細在后面敘述。具有上述復合面的透鏡在復曲面中，在主經線上在對稱的位置(從幾何中心起的 距離大致相同的位置)具有2點曲率變為最大的點。S卩，在主經線上，在對稱的位置存在2 點曲線變得最深的點。如上所述，在用于形成復曲面的模具的成形面中，也在與主經線對應的軸上，在對稱的位置存在2點曲率變為最大的點。進而，在用于通過熱垂下成形法對上 述模具成形面進行成形的成形模的成形面中，也與模具成形面同樣地在與主經線對應的軸 上，在對稱的位置存在2點曲率變為最大的點。即，在上述成形模成形面中，當假定通過幾 何中心的假想直線時，在假想直線上在從幾何中心起的據率大致相等的相向的位置，存在2 點曲率變為最大的點。為了使被成形玻璃材料的下表面如上述那樣與在面內曲率不同的成 形模成形面密接，需要使要與曲率大的部分密接的部分較大地變形。因此在方式II中，利用成形模成形面的對稱性，在連續式加熱爐內設置在兩側面 配置了熱源的區域，以在該區域中的成形模搬送方向與上述假想直線大致正交的方式搬送 成形模。由此，能夠對在同一軸上要較大地變形的2處均等地進行加熱變形。在方式II中，以上述方式進行復曲面中的變形控制。另一方面，以上述方式進行 漸進面中的變形控制。這樣根據方式II，通過針對復曲面和漸進面分別控制加熱導致的變 形，從而能夠在面內使玻璃材料下表面和成形模成形面的密接的定時均勻化。當玻璃材料 下表面和成形面密接的定時在面內各部較大地不同時，有眼鏡校正中不需要的散光產生， 或與設計值的誤差變為非對稱，眼鏡的佩戴使用感下降的情況，相對于此，根據方式II，能 夠獲得可成形具有優越的佩戴使用感的眼鏡透鏡的鑄型。以下，針對本發明的透鏡用鑄型的制造方法，更詳細地進行說明。[被成形玻璃材料]在本發明中通過在連續式加熱爐內通過而對上表面進行成形的玻璃材料，優選是 要與成形模成形面密接的下表面的形狀是球面、平面或具有中心對稱性的非球面的玻璃材 料。這是因為，例如球面形狀的玻璃材料下表面在面內曲率為固定，所以在與在面內曲率不 同的成形模成形面密接時，在面內的變形量的不同特別明顯化。在玻璃材料的下表面為平 面或具有中心對稱性的非球面的情況下也是同樣的。即使在這樣的情況下，如前面說明過 的那樣，根據本發明，在連續式加熱爐內能夠控制玻璃材料的加熱變形量。進而，作為被成 形玻璃材料，優選具有上述形狀的下表面并且在上表面包含散光成分(復曲面)的玻璃材 料。關于被成形玻璃材料的下表面形狀如上所述。另一方面，被成形玻璃材料的上表 面形狀沒有特別限制，能夠是球面、平面、非球面等各種形狀。優選上述被成形玻璃材料的 上表面和下表面是球面形狀。由于上下表面均是曲率為一定的玻璃材料加工容易，所以使 用上述形狀的玻璃材料對生產性的提高是有效的。上述玻璃材料優選使用凹凸面為球面形 狀、并且在法線方向上等厚或實質上等厚的玻璃材料。在這里，“在法線方向上實質上等厚” 指的是，玻璃材料上的至少在幾何中心測定的法線方向厚度的變化率是1.0%以下，優選是 0.8%以下。在圖2中表示這樣的玻璃材料的概略剖面圖。圖2中，玻璃材料206是具有凹凸面的彎月面形狀(meniscus shape)，外形是圓 形。進而玻璃材料凹面202和凸面201的表面形狀均是球面形狀。玻璃材料兩面的法線方向表示在玻璃材料表面上的任意的位置中，與玻璃材料表 面所成的角度是垂直的方向。因此法線方向根據面上的各位置而變化。例如圖2的方向 204表示玻璃材料凹面上的點208的法線方向，法線方向204與凹凸面所成的交點分別成為 208和209，因此208和209的間隔成為法線方向的厚度。另一方面，作為其它的玻璃凹面 上的位置，例如有210、212，其法線方向分別是方向203和方向205。在法線方向203上210和211的間隔、在法線方向205上212和213的間隔是法線方向的厚度。在法線方向上等 厚的玻璃材料中，上下表面的法線方向間隔像這樣成為相同的值。也就是說，在法線方向上 等厚的玻璃材料中，上下表面成為共有同一中心(圖1中的207)的球面的一部分。上述那樣的大致圓形形狀的玻璃材料呈對幾何中心具有中心對稱性的形狀。另一 方面，成形模成形面具有與成形品(鑄型)對應的形狀，因此具有在近用部成形部相當部中 曲線大，與此相比在遠用部成形部相當部中曲線小的非對稱形狀。如上所述，在本發明中對 應于朝向加工對象物的行進方向而溫度上升的連續式加熱爐特有的溫度不均勻，通過在熱 軟化加工中在溫度高的方向配置玻璃材料形狀變化量大的位置，從而能夠對在面內曲率不 同的復雜面形狀的漸進面容易地進行成形。再有，W02007/058353A1的全記載在這里特別 作為公開而引用，如其中記載的那樣，當玻璃材料能夠近似為粘彈性體時，在利用熱垂下成 形法的加熱軟化前后，法線方向的玻璃厚度實質上不變化，因此使用在法線方向等厚的玻 璃材料，具有加熱軟化時的形狀控制容易的優點。如上所述，為了將玻璃材料近似為粘彈性體，優選相對于玻璃材料的法線方向厚 度，玻璃材料的外徑充分大，以及相對于玻璃的鉛直方向變形量，玻璃材料的外徑充分大。 具體地，在本發明中使用的玻璃材料，優選法線方向厚度為2 10mm，更優選為5 7mm。另 一方面，優選上述玻璃材料的外徑為60 90mm，更優選為65 86mm。再有，玻璃材料的外 徑指的是玻璃材料的下表面周緣端部的任意一點，和周緣端部上的相向的點的距離。作為玻璃材料，沒有特別限定，但冕類、火石類、鋇類、磷酸鹽類、含氟類、氟磷酸類 等的玻璃適合。作為玻璃材料的構成成分，第一，優選例如包含Si02、B203、Al2O3、玻璃材料 組成以摩爾百分比是SiO2為45 85%、A1203為4 32%、Na20+Li20為8 30% (其中， Li2O是Na2CHLi2O的70%以下)、ZnO禾Π /或F2的合計量是2 13% (其中F2 < 8 % )、 Li20+Na20/Al203 是 2/3 4/1、Si02+Al203+Na20+Li20+Zn0+F2 > 90% 的玻璃。此外第二，優選例如玻璃材料組成以摩爾百分比是SiO2為50 76%、Al2O3為 4. 8 14. 9 %、Na2CHLi2O 為 13. 8 27. 3 % (其中，Li2O 是 Na2CHLi2O 的 70 % 以下)、 ZnO 和 / 或 F2 的合計量是 3 11% (其中 F2 <8%)、Li20+Na20/Al203 是 2/3 4/1、 Si02+Al203+Na20+Li20+Zn0+F2 > 9O % 的玻璃。進而第三，進一步優選例如由SiO2 (63. 6% )、Al2O3 (12. 8 % Na2O (10. 5% )、 B2O3 (1· 5% ),Zn0(6. 3% ) ,Li2O (4. 8% ) ,As2O3 (0. 3% ),Sb203(0. 2% )構成的玻璃組成。而 且在不超過10%的范圍中，其它的金屬氧化物，例如MgO、PbO、CdO、B2O3、TiO2, &02、著色金 屬氧化物等，能夠為了玻璃的穩定化、熔融的容易、著色等而添加。此外作為玻璃材料的其他特征，例如在熱的性質中，應變點450 480°C、退火 點480 621°C、軟化點610 770°C、玻璃化轉變溫度(Tg)是450 620°C、屈服點(Ts) 是535 575"C、比重是2. 47 3. 65 (g/cm3)、折射率是Ndl. 52300 1. 8061、熱擴散比率 是0. 3 0. 4cm2*min、泊松比0. 17 0. 26、光彈性常數2. 82 X 10E-12、楊氏模量6420 9000kgf/mm2、線膨脹系數8 10 X 10E_6/°C適合。特別是應變點460°C、退火點490°C、軟化 點650°C、玻璃化轉變溫度(Tg)是485°C、屈服點(Ts)是535°C、比重是2. 47 (g/cm3)、折射 率是Ndl. 52300、熱擴散比率是0. 3576cm2*min、泊松比0. 214、光彈性常數2. 82X 10E-12、 楊氏模量8340kgf/mm2、線膨脹系數8. 5 X 10E_6/°C的玻璃材料特別優選。[側方加熱區域中的成形模的搬送方向]
通常，連續式加熱爐的熱源設置在加熱對象物搬送路徑的上方和/或下方。相對 于此，在本發明中，在連續式加熱爐內能夠設置在兩側面配置了熱源的區域(側方加熱區 域)。優選該區域至少作為玻璃的軟化變形進行的區域，更優選是將被成形玻璃材料加熱到 該玻璃的玻璃化轉變溫度以上的區域。在本發明中，優選以從入口朝向出口，依次有升溫區 域、恒溫保持區域、冷卻區域的方式對連續式加熱爐進行溫度控制。通過連續地通過上述一 連串的區域，從而能夠連續地進行玻璃材料的加熱處理。在該情況下，側方加熱區域至少能 夠作為升溫區域，優選作為升溫區域和恒溫保持區域，更優選作為包含升溫區域、恒溫保持 區域和冷卻區域的爐內全部區域。在方式II中，上述側方加熱區域中的成形模的搬送優選以搬送方向與假想直線 大致正交的方式進行，該假想直線通過成形模成形面上的幾何中心，并且在該直線上從幾 何中心起的距離大致相等的相向的位置，具有2點曲率變為最大的點。通過方式II制造的 眼鏡透鏡用鑄型，用于對具有復曲面和漸進面的復合面的眼鏡透鏡進行成形。復曲面在主 經線上的對稱的位置具有2點曲率變為最大的點。在該用于成形該復曲面的鑄型成形面， 存在被轉印為主經線的直線。進而，在用于成形上述鑄型成形面的成形模成形面中，也存在 與被轉印為主經線的直線相當的直線、即與眼鏡透鏡的復曲面的主經線相當的線。而且上 述假想直線成為與眼鏡透鏡的復曲面的主經線相當的線。如果以該假想直線與搬送方向正 交的方式通過側方加熱區域的話，能夠均等地加熱曲線較深的2處，能夠使玻璃材料下表 面與成形模成形面的密接的定時在面內均勻。再有，在本發明中，“從幾何中心起的距離大 致相等”，包含從幾何中心起的距離相等的情況，和距離差異Imm以下的程度的情況。此外， “假想直線與搬送方向大致正交”，指的是假想直線與搬送方向所成的角度為90° 士5°以 下。在方式II中，將側方加熱區域中的搬送方向作為上述方向也可，但考慮作業性，優選從 連續式加熱爐導入起將搬送方向作為上述方向。再有，在上述側方加熱區域中，包含一部分 在上述假想直線與搬送方向大致正交的狀態下進行搬送的期間也可，但為了變形控制，優 選應該將該期間抑制在10% 15%左右來作為恒溫保持區域內，更優選作為加熱到Tg以 上的區域。上述假想直線例如是相當于在成形模成形面上眼鏡透鏡的左右對稱的最大曲率 方向的軸的直線。此外，也能夠根據成形模成形面的3維形狀測定來特別指定。其詳細在 后面敘述。在上述側方加熱區域中，作為設置在加熱爐的側面的熱源，采用將面或棒狀的加 熱器縱或橫地配置為排列面狀，能夠將高度為加熱對象物以上的大小的加熱器在加熱對象 物的正橫側面各配置1個到多個。來自兩側面的加熱，通過在行進方向或高度方向配置的 1個到多個加熱器區域進行溫度控制，從兩側面以同一條件進行能夠提高加熱的均勻性，因 此優選。[升溫區域中的成形模的搬送方向]在本發明中，在連續式加熱爐內的具有朝向成形模搬送方向而溫度上升的溫度部 分的升溫區域中，以在通過與成形模的搬送方向正交、并且通過成形面的幾何中心的假想 直線而二分的搬送方向側的部分中，包含在成形面上曲率變為最大的部分的方式，對成形 模進行搬送。通過像這樣以要最大地變形的部分位于爐內的高溫側的方式對玻璃材料進行 搬送，能夠降低成形面和玻璃材料下表面的密接的定時的不均，對變形進行控制。當玻璃材料下表面和成形面密接的定時在面內各部中較大地不同時，有眼鏡校正中不需要的散光產 生，或與設計值的誤差變為非對稱，眼鏡的佩戴使用感下降的情況，相對于此，根據本發明， 能夠獲得可成形具有優越的佩戴使用感的眼鏡透鏡的鑄型。上述曲率變為最大的部分，是成形模成形面上的近用部成形部相當部分。更詳細 地，可以是相當于成形模成形面的近用部測定基準點的位置。作為測定眼鏡透鏡的折射率的基準點，在JIS T7315、JIS T7313或JIS T7330中 規定有屈光度測定基準點。屈光度測定基準點是眼鏡透鏡的物體側或眼球側的面上的例如 以直徑8. 0 8. 5mm左右的圓包圍的部分。在利用通過本發明制造的鑄型能夠成形的眼鏡 透鏡中，存在遠用部測定基準點和近用部測定基準點這2個屈光度測定基準點。漸進屈光 度透鏡的位于遠用部測定基準點和近用部測定基準點之間的中間區域被稱為漸進帶，屈光 度漸進地變化。進而，近用部測定基準點配置在從主子午線起相當于左右任一個的位置的 眼球的輻輳(convergence)的位置，對應于眼球的左右區分而決定配置在主子午線的左右 的哪一方。在通過熱垂下成形法對玻璃材料進行成形而成為鑄型的情況下，在該鑄型中， 作為玻璃材料上表面(與成形面密接的面的相反面)的面被轉印到眼鏡透鏡。成形模成形 面的“相當于屈光度測定基準點的位置”，指的是在制造的鑄型表面中，相對于成為被轉印 為眼鏡透鏡的屈光度測定基準點的部分的眼鏡材料上表面的部分，優選在法線方向上相向 的、與玻璃材料下表面密接的部分。圖3中表示成形模成形面上的“相當于遠用部測定基準 點的位置”和“相當于近用部測定基準點的位置”的配置例。如上所述，以在通過和成形模的搬送方向正交的上述假想直線二分的搬送方向側 的部分中，包含在成形面上曲率變為最大的部分的方式，在上述升溫區域中搬送成形模。例 如，在圖3所示的方式中，在成形面上曲率變為最大的部分，被包含在相當于近用部測定基 準點的位置。如圖3所示，在使相當于主子午線的線與連續式加熱爐內的上述升溫區域中 的成形模搬送方向一致的情況下，與成形模的搬送方向正交、并且通過成形面的幾何中心 的假想直線，成為與相當于主子午線的線正交，并且通過成形面的幾何中心的直線(圖3中 的線A)。但是，本發明并不限定于在升溫區域中以相當于主子午線的線與成形模搬送方向 一致的方式進行搬送的方式。優選升溫區域中的搬送，以平均曲率從成形模成形面的幾何 中心朝向周緣部變為最大的方向與搬送方向變為大致相等的方式來進行。平均曲率從成形 模成形面的幾何中心朝向周緣部變為最大的方向，是例如在圖3所示方式中在成形面上以 空白箭頭表示的方向、即從幾何中心起朝向相當于近用部測定基準點的位置的方向。該方 向成為在成形面上曲線最苛刻的方向，因此通過在升溫區域中使該方向與搬送方向大致一 致，能夠獲得可成形佩戴使用感良好的眼鏡透鏡的鑄型，因此優選。再有，上述“大致相等”、 “大致一致”包含士5°以下程度不同的情況。作為連續式加熱爐內的升溫區域中的搬送方向決定方法，能夠舉出，第一，根據成 形模成形面的3維形狀測定計算成為最大曲率的方向來特別指定的方法(方法1)，第二，根 據眼鏡透鏡的處方值，基于散光軸、近用部測定基準點和遠用部測定基準點來特別指定的 方法(方法2)。在方法2中，基于成形模成形面設計值，將散光軸作為基準，以相當于近用 部測定基準點的位置在升溫區域中配置在高溫側的方式來決定搬送方向即可。以下，針對方法1進行說明。在方法1中，根據通過成形模成形面的幾何中心的直線上的3點以上的坐標，進行該方向的透鏡剖面的近似的曲率半徑的計算。在該計算方法中進行全方向的曲率半徑的計 算，根據其結果來特別指定最小曲率半徑及其方向。在近似曲率半徑計算中，根據3點對聯 立方程式進行求解，或由3點以上的坐標根據最小二乘法進行近似的曲率半徑的計算。成形模成形面的表面形狀，能夠在將成形面的高度縱橫地分割的格子狀陣列的各 格子上，通過高度的數值來表示。形狀種類是也包含漸進面形狀的自由曲面。關于該自由 曲面，為了求取任意的位置的坐標值，能夠使用下述式1表示的B-樣條函數來表現。[數1]
h+mk+m/fcy)= ΣΣ " (ΧΚνΜ (式1)(式 1)
J=I j=l式1中，m是樣條函數的階數(m-1 次數)，h禾Π k是樣條函數的節點數_2m，cij 是系數，Nmi (χ)，Nmi (y)是m階的B-樣條函數。樣條函數的詳細可參照文獻“〉^一<新 L· ^応用O數學20、^ ，^ >関數i O応用”作者市田浩三、吉本富士市，發行教育出 版。其全記載在這里特別作為公開而引用。接著針對曲率半徑的計算進行說明。首先，敘述利用聯立方程式的計算方法的具 體例子。如圖4所示那樣，使用通過成形模成形面的幾何中心、連結端和端的直線上的3點 AOB的坐標值，根據圓的數式的聯立方程式計算其剖面的近似曲率半徑。當將在計算中使用 的3點作為A(XI，Y1)、0(X2，Υ2)、Β(Χ3，Υ3)時，如圖4所示，ZX剖面的坐標值成為A(XI， Zl)、0(Χ2，Ζ2)、Β(Χ3，Ζ3)。為了求取通過該3點AOB的圓的數式，求解以下的聯立方程式。 其中，必要條件是該3點在ZX剖面中不在直線上。當將a、b分別作為圓的中心的X、Z坐標 值，將r作為圓的半徑時，聯立方程式成為下述數式2。[數 2](xl-a)2+(Zl-b)2 = r2(X2-a)2+ (Z2-b)2 = r2 (式 2)(X3-a)2+ (Z3-b)2 = r2為了決定最小曲率半徑及其方向，如圖5所示，以角度θ間距針對U1，U2，…，Un 方向的剖面求取近似曲率半徑。角度θ例如能夠作為0.1 1°。另一方面，如圖6所示，當將在角度α的方向的計算中使用的3點作為C(X1，Y1)、 0 (X2，Y2)、D (X3，Y3)時，如圖 7 所示，ZW 剖面的坐標值成為 C (Wl，Z1)、0 (W2，Z2)、B (W3，Z3)。 為了求取通過該3點COD的圓的數式，求解下述式3的聯立方程式。其中，必要條件是該3 點在ZW剖面中不在直線上。[數3](ffl-a)2+(Zl-b)2 = r2(W2-a)2+ (Z2_b)2 = r2 (式 3)(W3-a)2+ (Z3_b)2 = r2在上述式2、3中，a、b分別是圓的中心的W、Z坐標值，r是圓的半徑，W1、W2、W3的 坐標值在全部方向中是相同值。因此zi、Z2、Z3根據B-樣條函數成為式4那樣。[數4]Zl = / (XI，Yl)
12
Z2 = f (X2, Y2) (式 4)Z3 = f (X3, Y3)作為一個例子，在表1中表示在上述方法中在漸進面中，各軸10°間距的共計18 方向的曲率半徑的計算例。表1中，PU P2、P3是軸上的坐標值，軸方向表示“計算對象剖 面與X軸方向所成的角(deg)”。通過表1，能夠特別指定60度方向成為最大曲率方向(最 小曲率半徑方向)的情況。[表1]
權利要求
一種制造方法，是透鏡用鑄型的制造方法，將在成形面上配置了被成形玻璃材料的成形模導入連續式加熱爐內，一邊在該爐內搬送一邊施加加熱處理，由此將上述被成形玻璃材料的上表面成形為用于形成包含漸進面的面的成形面形狀，其中，包含對上述連續式加熱爐進行溫度控制，以使連續式加熱爐包含升溫區域，該升溫區域具有朝向成形模搬送方向而溫度上升的溫度分布；作為上述成形模，使用在成形面上具有曲率分布的成形模；以及在上述升溫區域中搬送成形模，以使在通過假想直線而被二分的搬送方向側的部分中，包含在成形面上曲率成為最大的部分，該假想直線與成形模的搬送方向正交、并且通過成形面的幾何中心。
2.根據權利要求1所述的制造方法，其中，上述升溫區域中的搬送以如下方式進行， 艮口，平均曲率從成形面的幾何中心朝向周緣部變為最大的方向、與搬送方向大致相等。
3.根據權利要求1或2所述的制造方法，其中，對上述連續式加熱爐進行溫度控制，以 使從成形模導入口側起，將上述升溫區域、恒溫保持區域、以及冷卻區域以該順序配置。
4.根據權利要求1 3的任一項所述的控制方法，其中，包含在上述升溫區域中，對 成形模進行旋轉搖動。
5.根據權利要求4所述的制造方法，其中，上述旋轉搖動中的搖動角度和振幅，基于上 述透鏡的加入屈光度和/或內移量而被決定。
6.根據權利要求4或5所述的制造方法，其中，上述旋轉搖動中的搖動角度是將搬送方 向作為基準士5 45°的范圍，并且振幅是0.01 IHz的范圍。
7.根據權利要求3 6的任一項所述的制造方法，其中，在上述恒溫保持區域中旋轉成 形模，以使在與通過假想直線而被二分的搬送方向側的相反側的部分中，包含在成形面上 曲率成為最大的部分，該假想直線與成形模的搬送方向正交、并且通過成形面的幾何中心。
8.根據權利要求3 7的任一項所述的制造方法，其中，在上述恒溫保持區域中搬送的 成形模上配置的被成形玻璃材料的溫度，是該玻璃的玻璃化轉變溫度以上的溫度。
9.根據權利要求1 8的任一項所述的制造方法，其中，包含所述漸進面的面是復曲面和漸進面的復合面，上述成形模在上述假想直線上，在從幾何中心起的距離大致相等的相向的位置，具有2 點在該直線上曲率變為最大的點，該制造方法還包含作為上述連續式加熱爐，使用包含側方加熱區域的連續式加熱爐，該側方加熱區域在 兩側面配置了熱源，在上述側方加熱區域中搬送成形模，以使成形模搬送方向與上述假想直線大致正交。
10.根據權利要求9所述的制造方法，其中，上述側方加熱區域是將被成形玻璃材料加 熱到該玻璃的玻璃化轉變溫度以上的區域。
11.根據權利要求1 10的任一項所述的制造方法，其中，作為上述被成形玻璃材料， 使用下表面是球面、平面或具有中心對稱性的非球面的玻璃。
12.根據權利要求11所述的制造方法，其中，作為上述被成形玻璃材料，使用上表面和 下表面是球面的玻璃。
全文摘要
本發明涉及透鏡用鑄型的制造方法，該透鏡用鑄型將在成形面上配置了被成形玻璃材料的成形模導入連續式加熱爐內，一邊在該爐內搬送一邊施加加熱處理，由此將上述被成形玻璃材料的上表面成形為用于形成包含漸進面的的面的成形面形狀。本發明的透鏡用鑄型的制造方法包含以包含具有朝向成形模搬送方向而溫度上升的溫度分布的升溫區域的方式對連續式加熱爐進行溫度控制；作為上述成形模，使用在成形面上具有曲率分布的成形模；以及在上述升溫區域中搬送成形模，使得在通過與成形模的搬送方向正交、并且通過成形面的幾何中心的假想直線而被二分的搬送方向側的部分中，包含在成形面上曲率變為最大的部分。
文檔編號B29C33/38GK101965256SQ200880125959
公開日2011年2月2日 申請日期2008年11月25日 優先權日2008年1月31日
發明者瀧澤茂, 清水秀隆, 田口紀明 申請人:Hoya株式會社