以下、本発明の一態様における実施の形態� ��ついて、図面を参考にしつつ説明する。
 図1は本発明の一態様における、レーザ光を 用いた染色方法に使用される染色システムの 概略図、図2は染色用装置の概略構成を示し� �図である。
 染色システムは、染色用の基体を作成する� ��めの染色用基体作成装置100、染色用基体に� ��布された染料を透明樹脂体であるプラスチ� ��クレンズ10(本実施形態では、透明樹脂体と� ��てプラスチックレンズを用いる)に昇華性染 料を蒸着(転写)させるための真空気相転写機2 0、昇華性染料が蒸着したプラスチックレン� �10にレーザ光を照射し染色を行うための染色 装置30からなる。
 染色用基体作成装置100は、モニタ101、パー� ��ナルコンピュータ(以下、PCと略す)102、イン クジェットプリンタ103等から構成される。104 はキーボード、マウス等のPCを操作するため� ��操作部である。PC102は、ハードディスクに� �憶されている染色用基体作成用プログラム� �実行してインクジェットプリンタ103から染� �用基体1を出力させるために用いられる。な� ��、PC102のハードディスクには、プラスチッ� �レンズを染色するための染色用基体を作成� �るための染色用基体作成ソフトのプログラ� �の他に、プラスチックレンズの各種基材情� �、基体に塗布するための染色用インクの色� �ータ等が記憶されている。

 染色用基体1は、インクジェットプリンタ103 に使用可能な紙等の媒体に所定の形状にて染 色用インクが塗布(出力)されたものである。� ��お、染色用基体1の熱の吸収効率を上げるた めに、裏面(印刷を行わない面)の全域が黒色� ��なっているものが使用される。
 また、インクジェットプリンタ103に用いら� ��る染色用インクは、少なくとも赤、青、黄� ��の計3色が用いられる。染色用インク中に含 有される染料は昇華性を有しつつ、昇華時の 熱に耐えうる染料を使用する必要がある。さ らにプラスチックレンズ10へ染料が蒸着した� ��と、発色作業を行い、染料をプラスチック� ��ンズ10へ定着させたときに染色がムラのな� �状態にてプラスチックレンズ10に行われてい る必要がある。これらの点を考慮した場合、 染料としてはキノフタロン系昇華性染料また はアントラキノン系昇華性染料が好適に用い られる。

 図1に示す真空気層転写機20には、プラス� ��ックレンズ10や染色用基体1等を出し入れす� ��ための図示無き開閉扉が設けられている。� ��空気相転写機20内の上部には、染色用基体1� ��熱して染料を昇華させるための熱源として� ��加熱ランプ21が設置される。本実施形態で� �用される加熱ランプ21はハロゲンランプを使 用しているが、染色用基体1と非接触にて加� �が可能なものであればこれに限るものでは� �い。また、真空気相転写機20の床部には、染 色用治具200が置かれ、この染色用治具200にプ ラスチックレンズ10や染色用基体1を取り付け る。また、22はロータリーポンプであり、真� ��気相転写機20内をほぼ真空にさせるために� �用する。23はリークバルブであり、このバル ブを開くことで、ほぼ真空になった真空気相 転写機20内に外気を入れ、大気圧に戻すもの� ��ある。染色用治具200はレンズ10(染色予定面� ��ある表面)と染色用基体1(インク塗布面)とを 非接触にて向き合うように保持する。

 なお、使用されるプラスチックレンズ10の� �質は、ポリカーボネート系樹脂(例えば、ジ� ��チレングリコールビスアリルカーボネート� ��合体(CR-39))、ポリウレタン系樹脂、アリル� �樹脂(例えば、アリルジグリコールカーボネ� ��ト及びその共重合体、ジアリルフタレート� ��びその共重合体)、フマル酸系樹脂(例えば� �ベンジルフマレート共重合体)、スチレン系� ��脂、ポリメチルアクリレート系樹脂、繊維� ��樹脂(例えば、セルロースプロピオネート)� �さらにチオウレタン系樹脂(MR-7、MR-8)やチオ� ��ポキシ系等の高屈折率の材料や、その他、� ��来より染色性に劣るとされた高屈折率材料� ��を用いることができる。
 また、染色装置30は真空気相転写機20にて昇 華性染料がついたプラスチックレンズ10にレ� ��ザ光を照射して所定温度で加熱し、染料を� ��着、発色させるために用いられる。

 図2は染色装置30の構成を示した概略図であ� ��。
 染色装置30は、所定の波長のレーザ光を出� �するレーザ光源33、レーザ光の光径を広げる ためのビームエキスパンダ35、反射ミラー36� �シリンドリカルレンズ37、XY移動ステージ32� �駆動機構38、制御部39、コントロール部40等� �備える。
 レーザ光源33は赤外域の波長のレーザ光を� �射する。本実施形態では波長10.2~10.8μmのCO ₂ レーザ光を出射する光源を用いているが、こ れに限るものではなく、プラスチックレンズ 10の基材に吸収可能な赤外域の波長、または� ��外域(近紫外を含む)の波長のレーザ光を出� �するものであれば使用可能である。この場� �には、基材の表面に染料と吸収剤(照射され� ��レーザ光の波長を吸収可能な吸収剤)とをこ の順番に積層させておき、レーザ光を吸収剤 に向けて照射して吸収剤を加熱させる。この 吸収剤への加熱によって基材と染料を間接的 に加熱することにより、染料を基材に定着さ せることができる。なお、レーザビームの長 さは、これに限るものでなく、好ましくは1mm 以上、さらに好ましくは5mm以上の長さを有し ていればよい。

 レーザ光源33から出射したレーザ光は、ビ� �ムエキスパンダ35により光径を広げられ、反 射ミラー36により折り曲げられた後、シリン� ��リカルレンズ37により所定位置にラインフ� �ーカスされる。本実施形態ではレーザ光源� �ら直径2.2mmのレーザ光を出射するものとし、 これをビームエキスパンダにより、5倍の11.0m mまで拡げ、シリンドリカルレンズにより長� �11.0mmの線状レーザ光を照射するものとして� �る。
なお、レーザビームの長さは、これに限るも のではなく、少なくとも1mm以上の長さを有し ていることが好ましい。

 ラインフォーカスされるレーザ光の照射先� ��は、移動ステージ32が上下前後左右方向に� �動可能に設置されている。移動ステージ32は 、駆動機構38の駆動によって移動する。駆動� ��構38の駆動制御は制御部39によって行われ、 その制御情報(移動方向や移動速度)は、コン� ��ロール部40により設定される。移動ステー� �32上には、載置台11が置かれ、昇華性染料が� ��着されたプラスチックレンズ10がその蒸着� �(染色予定面)を上向きにして置かれる。なお 、コントロール部40は、レーザ光の出力も設� ��することができる。
 本実施形態は、昇華性染料をレーザ光によ� ��加熱するのではなく、レーザ光を基材に対� ��て照射し、基材(プラスチックレンズ10)の表 面を溶融しない程度に加熱し、高分子の分子 構造が緩み、染料が浸透しやすくなる状態と して、昇華性染料が持つ基材への親和性によ り基材内部に昇華性染料を取り込み定着させ るものである。なお、本実施形態でいう、基 材の表面が溶融しない程度とは、レーザ照射 した透明樹脂体の表面が荒れて白く乱反射を 起こすことのない状態である。より具体的に プラスチックレンズを例に挙げると、レンズ を通して見える像が歪んだり、レンズの曲率 が変化しレンズ度数が許容範囲以上に変わっ てしまうこと等、光学的な影響が生じる状態 となっていないことである。

 したがって、レーザ光の出力は、プラスチ� ��クレンズが溶融しない温度であって、且つ� ��材を構成する高分子の分子構造が緩むのに� ��要な温度となるように、レーザ光による染� ��予定面への単位面積辺りの照射エネルギ密� ��が決定されている。このような照射エネル� ��密度の調節は、コントロール部40によって� �ーザ光源33から出射するレーザ光の出力を調 節する他に、プラスチックレンズに対するレ ーザ光の走査速度やデフォーカスによっても 行うことが可能である。
 また、本実施形態ではレーザ光を走査せず� ��レンズ側を移動させることにより、染色予� ��面に対して相対的にレーザ光を走査するも� ��としているが、これに限るものではなく、� ��ーザ光を走査するようにしてもよい。また� ��シリンドリカルレンズを用いたラインフォ� ��カスではなく、単にレーザ光をスポット光� ��してレンズに向けて照射し、これを走査す� ��こともできる。この場合もスポット径は1mm� ��上が好ましい。

 以下、プラスチックレンズ10の染色方法の� �用を説明する。
 図2に示すように、プラスチックレンズ10の� ��面に昇華性染料が塗布された状態で、昇華� ��染料が塗布された面を上向きにして、載置� ��11に置かれる。次に、プラスチックレンズ10 の昇華性染料塗布面に、CO ₂ レーザ光を照射する。CO ₂ レーザ光はパワーが強すぎるので、レーザ光 をビームエキスパンダ35及びシリンドリカル� ��ンズ37を用いて、ラインフォーカスしてい� �。さらに、ラインフォーカスの焦点をプラ� �チックレンズ10の昇華性染料塗布面に合わせ ずに、デフォーカスしている。
 これにより、照射されるライン光は、広が� ��を持ち光の密度が弱められている。

 図3にレーザ光のスキャン方法を示す。プラ スチックレンズ10は、直径100mm程度であり、� �さは薄い箇所で2mm、厚い箇所で8mmであり、� �部で異なっている。プラスチックレンズ10の 表面には、昇華性染料が塗布されている。本 実施の形態では、移動ステージをXY(前後左右 )方向に移動させることにより、図3に示すよ� ��に、第1スキャン、折り返して第2スキャン� �また折り返して第3スキャンを行っている。� ��1スキャンと第2スキャンとでは、2mm横方向� �移動させているので、第1スキャンと第2スキ ャンとでは、9mm重なりをもたせている。以下 のスキャンも同様である。各スキャンは、プ ラスチックレンズ10の全領域を被うようにし� ��いる。
 なお、レンズ表面に照射されるレーザ光の� ��さをレンズ径以上とすれば、一回のスキャ� ��にて染色を行うこともできる。スキャン速� ��は一律に決定されるものではないが、本実� ��形態においては、プラスチックレンズ10が� �融しない温度であって、かつプラスチック� �ンズ10の基材を構成する高分子の分子構造が 緩むのに必要な温度となるように、スキャン 速度を設定する必要がある。さらに言えば、 プラスチックレンズ10がこのような温度を維� ��していくのに必要なスキャン温度を設定す� ��必要がある。また、レーザ光を染色予定の� ��ンズ面全域に対して素早く繰り返し走査し� ��、レンズ表面全体の温度を上述した温度に� ��持させるような方法であってもよい。

 レーザ光源33はCO ₂ レーザであり、波長は10.2~10.8μmである。この 波長は、赤外光であり、昇華性染料は、この 波長の光をほとんど吸収しない。本実施の形 態では、プラスチックレンズ10の材料として� ��チオウレタン系やチオエポキシ系等の高い� ��折率を持つ材料を使用している。本実施の� ��態で用いられるプラスチックレンズ10の材� �は、10.2~10.8μmの波長を50~90%程度吸収する。
 CO ₂ レーザ光は、染料に吸収されにくく、プラス チックレンズ10に吸収されるので、プラスチ� ��クレンズ10の表面のみを加熱して、樹脂の� �分子の分子構造を緩くして、高分子の分子� �造が緩んだ部分に昇華性の分散染料を拡散� �せることにより、分散染料をプラスチック� �ンズ10の表面に定着させることができる。こ のような分散染料の定着による染色は、プラ スチックレンズ10の材料に対する分散染料の� ��和性によるものであると考えられる。

 色素が、プラスチックレンズ10の表面から� �部に拡散されると、洗っても落ちることな� �プラスチックレンズ10に色素が残る現象が染 色である。
 染料とは、色を持つ物質(色素)のうち、プ� �スチックレンズ10等に対して定着力を有する 物質である。また、染色とは、基本的には染 料分子と、プラスチックレンズ10の分子間の� ��和性に基づく現象である。
 ここで、親和性とは、分子の持つ電気的な� ��ラスとマイナスの吸引力や、分子同士の引� ��に基づく力である。親和性とは、配向力、� ��起力、分散力、水素結合等の物理結合力に� ��づくものである。

 本実施の形態によれば、プラスチックレン� ��10の表面部分のみが高い温度まで加熱され� �。染色した後、プラスチックレンズ10を切断 して測定したところ、染料が深さ20μm程度ま� ��浸透していることを確認した。
 このとき、プラスチックレンズ10の内部は� �ほとんど加熱されないため、プラスチック� �ンズ10の表面層(厚みとして100μm程度)が黄変� ��たとしても、プラスチックレンズ10(厚み2~8m m)の全体が黄変することがないため、プラス� ��ックレンズ10を染色した時に、染色の色調� �変化することがない。また、染料は、レー� �光をほとんど吸収しないので、加熱される� �とがなく昇華されないため、染色の濃度が� �化することがない。

 また、本発明に係る染色方法及び染色装� ��は、透明樹脂体が1.60以上の高い屈折率を有 するプラスチックレンズを染色するのに特に 好適である。従来のオーブン加熱による染色 法では、1.60以上の屈折率をもつ、例えばチ� �ウレタン系やチオエポキシ系樹脂製のプラ� �チックレンズを染色するのは困難であり、14 0℃以上で2時間以上加熱しなければ十分な濃� ��で染色することができなかった。しかし、� ��業性を考えた場合、短時間での染色が必要� ��あり150℃以上の更に高い温度にすることに� ��り短時間での染色は可能になるが、レンズ� ��体が黄変したり、レンズの変形が起きてし� ��う。なお、本実施の形態ではレンズ面に染� ��を載せる方法として真空中にて昇華性染料� ��加熱してレンズに染料を蒸着させる方法を� ��いたが、これに限るものではない。例えば� ��気圧中にて昇華性染料を昇華させ、レンズ� ��に蒸着させても良いし、スピンコート法に� ��レンズ面に染料を塗布することも可能であ� ��。

 次に、具体的な実施例について説明する。
<実施例1>
1.テスト条件
(1)プラスチックレンズ表面への染料の塗布 � ��相転写方式 
(1-1)使用機材
 プリンタ EPSON MJ-8000C
 インク  ニデック製 TTS INK RED NK-1
      ニデック製 TTS INK YELLOW NK-1
      ニデック製 TTS INK BLUE NK-1
 印刷ソフトウェア ニデック製 TTS-PS1.0
 気相転写装置 TTM-1000      

(1-2)印刷
 転写用の紙にMJ-8000Cを使って表1のデータ(黄 色、赤色、青色、ブラウン色)で印刷した。

(1-3)気相転写
 印刷した転写紙とMR8レンズ(S-2・50)を治具に セットし、TTM-1000に入れて転写作業を行った� ��この時の条件は、真空度0.5kPa、転写紙の温� ��は225℃。MR8レンズの屈折率は、1.60である。
(1-4)レーザ照射テスト
実験器具 レーザ シンラッド社製 t100A 100W
     レーザ光の出力 15W
     DPを出たレーザ光の直径 2.2mm
     ビームエクスパンダ倍率 5倍 出力ビ ーム直径 11.0mm
     デフォーカス量 50mm
     スキャン速度 10mm/s
実験方法 染料を塗布したレンズをステージ� ��セットして、ステージを動かしながら照射� ��せる。

2.テスト結果
 色の着色、基材表面のダメージ、コーティ� ��グ後の膜の物性について評価した。 
(1)色の着色:レーザ光照射完了した後、アセ� �ンを浸した布で拭きあげて、着色できてい� �か確認した。各色とも所望する濃度にて染� �されていた。
(2)基材表面のダメージ:眼鏡レンズに使用し� �いる現行のハードコートと反射防止コート� �行った後、表面の反射を見て、照射した部� �のダメージ(基材溶融による凸凹)がないか確 認した。各色に染色されたレンズ表面を確認 したが、何れもダメージはなかった。
(3)膜の物性:レーザ光により、ハードコート� �基材との密着性の影響が心配されるため、JI S K5400 碁盤目法、碁盤目テープ法に従い、� �ッターナイフで碁盤目を作り、ニチバンの� �ロファンテープで剥離試験をおこなった。
 結果としては、膜剥がれは無く、問題ない� ��

<実施例2>
 レンズはCR-39、条件はレーザ光出力が20W、� �フォーカス50mm、スキャン速度40mm/sである。
 テスト結果は、各色何れも問題がないこと� ��確認した。

<実施例3>
 レンズは屈折率1.74のレンズ、条件はレーザ 光出力が15W、デフォーカス50mm、スキャン速� �10mm/sである。
 テスト結果は、各色何れも問題がないこと� ��確認した。

<実施例4>
 実施例4では赤外線吸収剤を使って染色可能 か否かを検討した。
 基材はポリカーボネート平板(t=1)に実施例� �同様の手法、条件にて染料を塗布し、その� �、赤外線吸収剤(KP Deeper NR paste:日本化薬株 式会社 製)をアセトンに溶かし、気相転写用 の紙に塗布した。赤外線吸収剤が塗布された 紙を用いて気相転写により染料が塗布された 平板上に赤外線吸収剤を積層させた。
 レーザ装置(ファイバーカップリング式高出 力半導体レーザ 45W 波長808nm) イエナオプテ ィック レーザダイオード社製、集光レンズ( f=30mm)を使用した。レンズ下面から基材表面� �での距離を約38mmとして、赤外レーザ光を集� ��レンズを介して基材(吸収剤)に向けて照射� �た。このときの入力電流約10A(約2w程度)とし� ��。テスト結果は各色何れも問題ないことを� ��認した。

(まとめ)
 気相転写では通常オーブンを使用して染料� ��定着(染色)していたが、CO ₂ レーザ光で短時間に着色できることを確認で きた。CO ₂ レーザ光の照射が強すぎると、基材にダメー ジがあり、弱すぎると着色できないところも 見られる。
 色(染料)に影響なく染色できているが、基� �別に条件を変更することは必要と思われる� �

 次に、本実施形態のレーザ光による透明樹� ��体の染色と、オーブンを用いた透明樹脂体� ��染色との比較を、実施例5,及び比較例1とし� ��以下に示す。
 <実施例5>
 実施例5では、透明樹脂体としてメーカーが 異なる2種類のMR8レンズ(CHMIGLAS CORP.製の1.60SP� �NC S-2.00、 SOMO Optical Co.,Ltd製の160ASP NC S-2. 00)を用意した。この2種類のプラスチックレ� �ズに対して実施例1と同じ基材、インク(赤色 、黄色、青色)を用いて気相転写方式により� �々のレンズ表面に染料を塗布した。転写用� �紙に出力させる各色インクの印刷データは� �赤,黄,青=170,100,320とした。気相転写条件とし ては、真空度0.2kPa、転写紙の温度225℃とした 。染料定着のためのレーザ照射は、COHERENT社� �� CO ₂ レーザGEM30Aを用いて、レーザ光の出力21.4W、� ��フォーカス量240mm、スキャン速度12.4mm/sにて 行った。
 染色後のプラスチックレンズを、アセトン� ��浸した布で拭きあげた後、各レンズの染色� ��態を(株)村上色彩研究所製DOT-3:D65-10を用い� �測定した。その結果を表2に示す。なお、レ� ��ザによる染色を行ったCHMIGLAS CORP製MR8レン� �をA-Laser, SOMO Optical Co.,Ltd製MR8レンズをB-Lase rとして表記する。また、得られた測定結果� �プロットしたものを図4に示す。

 <比較例1>
 実施例5と同じ2種類のMR8レンズを用いて、� �施例5と同条件にてレンズ表面に染料を塗布� ��た。染料が塗布されたプラスチックレンズ� ��定着のためにオーブン(ヤマト科学(株)製 DK N612)内に入れ、150℃にて1時間加熱を行った。 加熱後のプラスチックレンズを、アセトンを 浸した布で拭きあげた後、実施例5同様に測� �した。その結果を表2に示す。なお、オーブ� ��による染色を行ったCHMIGLAS CORP製MR8レンズ� �A-Oven,SOMO Optical Co.,Ltd製MR8レンズをB-Ovenとし て表記する。また、得られた測定結果をプロ ットしたものを図4に示す。

(まとめ)
 一般的に同じ材質で作られたレンズであっ� ��も、製造元が違えば製造過程等によって重� ��度が異なるため、得られるレンズの染色性� ��異なる傾向にある。実施例5、比較例1で示� �ように、同素材であって製造元が異なる2種� ��のレンズを、オーブンでの染色とレーザ定� ��による染色で比較をしたところ、オーブン� ��染色した場合よりレーザで定着・染色させ� ��方が2種のレンズの色の差は小さくなる結果 が得られ、本発明の優位性が確認された。Y� �(視感透過率)を見ると、同じ染料を塗布して あるにもかかわらず、レーザで染色したレン ズに対しオーブンのレンズの方がうすくなっ ている。これは、塗布した染料が基材の中に 拡散し染料される前に少しオーブンの方が再 昇華しているためである。そのため、オーブ ンのレンズの方が色に差が出てきていると考 えられる。

 本発明は、上記記載した実施例に限定され� ��、色々な応用が可能である。
 例えば、本実施の形態では、レーザ光とし� ��、CO ₂ レーザ光を使用しているが、半導体レーザ等 を使用しても良い。
 また、本実施の形態では、プラスチックレ� ��ズ10の表面に染料を塗布する方法として、� �相転写方式を使用しているが、他の塗布方� �を使用しても良い。