CN102844699A - 用于塑料镜片的染料涂布装置 - Google Patents
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Abstract
本发明披露的装置具有：输送装置（15），所述输送装置在使待染色表面露出的状态下输送塑料镜片；以及改质装置（21），所述改质装置设置在与前述的待染色表面面对的位置处，并且所述改质装置进行增加待染色表面的润湿性的改质处理。该装置还具有染料喷洒装置（22），该染料喷洒装置沿着输送装置（15）的输送路径在前述改质装置的下游侧上设置在与前述待染色表面相面对的位置处，并且该染料喷洒装置将染料粒喷射至前述待染色表面，使得染料粒附着。
Description
技术领域
本发明涉及用于塑料镜片的染料涂布装置（dyeapplyingapparatus），所述染料涂布装置在将染料涂布至塑料镜片的处理过程中将染料颗粒喷洒并附着至塑料镜片。
背景技术
例如，专利文献1中所述的方法用作传统的给塑料镜片（下文中简称为镜片）染色的方法。专利文献1所公开的染色方法是通过使用喷墨法将染料涂布至镜片然后加热镜片来进行的。
染料是以染料粒微滴（下文简称染料粒）的形式从布置在镜片上方的喷嘴头喷洒的。根据普通喷墨法，染料粒以预定间隔从喷嘴头连续喷洒。在专利文献1所述方法中，一旦染料粒开始从喷嘴头喷洒，喷嘴头和镜片彼此相对移动以使染料涂布至待染色镜片的整个表面。
从喷嘴头喷洒并到达镜片的染料粒一个接一个地附着至镜片表面，如图14A和图14B所示。参考图14A和图14B，参考标号1表示染料粒。即是说，染料粒1附着至半球形的镜片表面。图14A和图14B所示的每个染料粒1尺寸为允许染料粒与相邻的染料粒1接触。当具有该尺寸的每个染料粒1均附着至镜片表面时，镜片表面在被染料粒1包围的区域2中部分露出，如图14A所示。即使加热镜片使染料渗入到镜片内，区域2也不会被染色。
相关技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特许公开No.8-20080。
发明内容
本发明要解决的问题
由于着色不足，使用专利文献1所公开的染色方法染色的镜片颜色可能具有不同于目标颜色的颜色。这是因为，即使染料涂布至整个镜片表面以使得相邻染料粒1彼此接触，被染料粒1包围的区域2也不会被染色，如图14A所示。
此外，尽管喷墨法的显著特征在于不同颜色的染料从多个喷嘴喷出以便优化每个点的喷墨量平衡，从而在外观上形成各种颜色，但是在实践中各个点彼此独立或者彼此部分混合。染料中的着色剂渗透入镜片的难易度随着每个单独颜色（诸如蓝色、红色和黄色）而变化。这恐怕会使染色颜色不同于目标颜色，因为根据塑料板的类型，不同颜色的染料不能均匀地互相混合。
提供本发明是为了解决上述问题，本发明的目标在于提供能够用正确的颜色为镜片充分染色的用于塑料镜片的染料涂布装置。
问题的解决方案
为了实现上述目标，根据本发明提供了一种用于塑料镜片的染料涂布装置，包括：输送装置，所述输送装置输送塑料镜片同时使待染色表面露出；改质装置（modifying device），所述改质装置与待染色表面相对，并进行提高待染色表面润湿性的改质处理；以及染料喷洒装置，所述染料喷洒装置沿着输送装置的输送路径在改质装置下游侧上与待染色表面相对，并将染料粒喷洒并附着至待染色表面。
本发明的效果
根据本发明，由于染料粒附着于润湿性通过改质处理提高的待染色表面，染料粒被润湿并且在待染色表面上散布以使染料恰好流至被染料粒包围的区域。这使得能够可靠地将染料涂布至整个待染色表面，从而充分为塑料镜片染色而避免染色涂布不均匀。
此外，当染料粒润湿并在待染色表面上散布时，形成相邻染料粒的染料在待染色表面上彼此混合。例如，如果由不同颜色的染料形成的染料粒彼此相邻，可以实现这些染料的颜色混合。即是说，由于实际上不同的颜色在待染色表面上混合，因此与颜色通过排列染料粒来表达的情况相比，镜片可以更可靠地染上与目标颜色相同或与目标颜色非常相似的颜色。
此外，根据本发明的用于塑料镜片的染料涂布装置可以持续进行提高待染色表面润湿性的改质处理以及将染料涂布至经改质的待染色表面的操作。因此，使用该用于塑料镜片的染料涂布装置允许以高生产率制成充分染上与目标颜色相同或与目标颜色非常相似的颜色的塑料镜片。
附图说明
图1是说明根据本发明的用于塑料镜片的染料涂布装置的操作的示意图；
图2A是示出镜片移动工作台的平面图；
图2B是沿着图2A中的线B-B截取的截面图；
图3A是示出塑料镜片如何设置在镜片移动工作台上的平面图；
图3B是沿着图3A中的线B–B截取的截面图；
图3C是镜片保持件的透视图；
图4是根据本发明的用于塑料镜片的染料涂布装置内的输送装置的正视图；
图5是根据本发明的用于塑料镜片的染料涂布装置内的输送装置的侧视图；
图6是示出控制装置的配置的框图；
图7是说明根据本发明的为塑料镜片染色的方法的流程图；
图8是示出改质处理装置的布置方式的正视图；
图9A是示出改质处理后塑料镜片的状态的示图；
图9B是示出染料涂布操作后塑料镜片的状态的示图；
图9C是示出另一染料涂布操作后塑料镜片的状态的示图；
图9D是示出又一染料涂布操作后塑料镜片的状态的示图；
图10是示出染料涂布装置的布置方式的正视图；
图11A是示出染料粒附着模式的平面图；
图11B是示出染料粒的另一附着模式的平面图；
图11C是示出染料粒的又一附着模式的平面图；
图11D是示出染料粒的另一附着模式的平面图；
图12A是染料粒以预定斜度（pitch）沿着两个方向布置时染料粒的涂布模式实例的示图；
图12B是染料粒布置为使其密度逐渐变化时染料粒涂布模式的另一实例的示图；
图13A是示出染料涂布在已经历表面改质处理的表面上的状态的平面图；
图13B是沿着图13A中的线B–B截取的截面图；
图14A是示出如何使用传统染色方法将染料粒附着至塑料镜片的平面图；以及
图14B是沿着图14A中的线B–B截取的截面图。
具体实施方式
下文将参考图1至图13A和图13B来详细说明根据本发明的用于塑料镜片的染料涂布装置的实施方式。
根据本发明的用于塑料镜片的染料涂布装置配置为根据图1所示的各个过程为塑料镜片染色。各个过程包括图1所示的改质处理过程A、染料涂布过程B和加热过程C（下文将进行说明）。在该实施方式中，改质处理过程A和染料涂布过程B是由一个染料涂布装置11（下文将进行说明）进行的，而加热过程C是由加热炉12进行的。尽管未示出细节，可以使用能够立即将多个塑料镜片（下文中简称镜片）13加热至预定温度的加热炉或者连续式加热炉来作为加热炉12。
在改质处理过程A中，提高润湿性的改质处理在镜片13的待染色表面14（镜片表面）上进行。例如，该改质处理通过电晕放电处理或常压等离子体处理进行。
电晕放电处理通过向一对电极（未示出）应用高频率、高电压以在电极之间产生电晕放电，并将待染色表面14暴露在电晕放电产生的能量场中来完成。
常压等离子体处理是通过在一对电极之间产生等离子体并将待染色表面14暴露在等离子体产生的能量场中完成的。应注意的是，用于提高镜片13润湿性的处理方法不限于电晕放电处理或等离子体处理，例如，也可以使用利用紫外线辐射镜片13的紫外线表面处理方法。
在染料涂布过程B中，染料的颗粒（下文简称染料粒）喷洒并附着至待染色表面14。可用的喷洒染料粒的方法例如有喷墨法或喷雾法。在该实施方式中，如下文将会详细说明的，染料粒通过使用喷墨法涂布至待染色表面14。
该过程中所用的染料可以是用于传统的已知浸染法中的染料，或者升华染色法也可以使用。所用的分散染料的实例包括分散黄3、分散黄33、分散黄54、分散黄122、分散黄124、分散黄128、分散黄134、分散黄140、分散橙5、分散橙37、分散橙93、分散橙103、分散橙112、分散橙134、分散橙370、分散绿7、分散紫61、分散紫63、分散棕1、分散棕13、分散蓝14、分散蓝27、分散蓝54、分散蓝56、分散蓝149、分散蓝176、分散蓝182、分散蓝193、分散红60、分散红91、分散红146、分散红199、分散红202、分散红207、分散红204、以及分散红291，并且这些分散染料可以单独使用或两种或多种混合使用。
商品实例包括Kayaset蓝906（从日本化药株式会社（Nippon KayakuCo.,Ltd.）获得）、Kayaset棕939（从日本化药株式会社获得）、Kayaset红130（从日本化药株式会社获得）、Kayalon Microester Red C-LS conc（从日本化药株式会社获得）、Kayalon Microester Red AQ-LE（从日本化药株式会社获得）、Kayalon Microester Red DX-LS（从日本化药株式会社获得）、Dianix Blue AC-E（从戴斯达日本株式会社（Dystar Japan Co.,Ltd.）获得）、Dianix Red AC-E 01（从戴斯达日本株式会社获得）、Dianix Yellow AC-Enew（从戴斯达日本株式会社获得）、Kayalon Microester Blue C-LS conc（从日本化药株式会社获得）、Kayalon Microester Blue AQ-LE（从日本化药株式会社获得、Kayalon Microester Yellow AQ-LE（从日本化药株式会社获得）、Kayalon Microester Yellow C-LS（从日本化药株式会社获得）、以及Kayalon Microester Blue DX-LS conc（从日本化药株式会社获得）。
接下来将参考图1–图5详细说明用于进行改质处理过程A和染料涂布过程B的塑料镜片染料涂布装置11的实施方式。
根据该实施方式的塑料镜片染料涂布装置11包括水平对准的处理装置（下文说明）。染料涂布装置11还包括沿着处理装置下方的路径输送镜片13的输送装置15。输送装置15输送镜片13同时将镜片放置在作为镜片移动工作台的第一和第二输送台16和17上。
第一和第二处理单元18和19设置在染料涂布装置11的两个水平端处，以允许操作员（未示出）装载并卸下镜片13。第一处理单元18设置在图1所示的染料涂布装置11的左端，而第二处理单元19设置在另一端，即图11所示染料涂布装置11的右端。操作空间S形成于第一和第二处理单元18和19中，以便由照明幕（light curtain）20划分并朝向装置前侧（沿着从图1的纸张表面出来的方向）打开。
镜片13附接至第一处理单元18中的第一输送台16或者从该第一输送台拆除。镜片13附接至第二处理单元19中的第二输送台16或者从该第二输送台拆除。两个输送台16和17以这种方式使用以便独立地在第一处理单元18和第二处理单元19内装载和卸下镜片13，从而使例如在第一处理单元18进行指定处理的同时镜片13可以设置在第二处理单元19内。以这种方式设置两个处理单元允许进行替换处理，从而提高生产效率。当然，处理单元18和19中的任一个可以省去。
用作处理装置的电晕放电处理装置21和喷墨装置22置于第一与第二处理单元18和19之间，下文将会对其进行详细说明。电晕放电处理装置21进行上述改质处理过程A。在该实施方式中，电晕放电处理装置21用作本发明定义的“改质装置”。喷墨装置22进行上述染料涂布过程B。喷墨装置22用作本发明定义的“染料喷洒装置”。
在第一或第二处理单元18或19中，镜片13被装载入染料涂布装置11内并设置在输送装置15的第一或第二输送台16或17上。在经这些装置处理结束后，镜片13由输送装置15输送至电晕放电处理装置21和喷墨装置22，并返回在装载的情况下镜片设置于其上的第一或第二处理单元18或19。根据该实施方式的染料涂布装置11包括用于自动进行上述各个装置的操作的控制装置23。
输送装置15具有竖直移动第一和第二输送台16和17的功能，也有水平移动所述第一和第二输送台的功能。第一和第二输送台16和17中的每个形成板状，如图2A和图2B所示，并设置在升降滑块（lift slider）24（下文将进行说明）的上端，如图4和图5所示。
两个圆孔25形成于第一和第二输送台16和17内以向上打开，如图2A和图2B所示。圆孔25形成为具有允许保持镜片的镜片保持件26可拆卸地装配在所述圆孔内的尺寸，如图3A和图3B所示。第一和第二输送台16和17中的每个用作本发明定义的“输送台”。
如图3C所示，镜片架26包括柱体26a和面对圆柱体26a的空心部分的弹簧片26b。柱体26a和弹簧片26b通过用塑料整体模制而一体形成。柱体26a的轴向长度稍大于镜片13的厚度。
弹簧片26b设置在将柱体26a的圆周分成三等份的位置。弹簧片26b在一个圆周方向上从柱体26a延伸，并且弯曲以便朝着远端逐步接近柱体26a的轴心。
卡爪（gripper）26c设置在弹簧片26b的远端以便朝着径向中心按压镜片13的外周界表面。一旦被三个弹簧片26b夹住，镜片13就保持在柱体26a的中心部分内。在镜片13被弹簧片26b保持的同时，一旦弹簧片26b发生弹性变形，镜片13就能在柱体26a的平面内径向移动。
按照上述方式配置的镜片保持件26从上方装配入圆孔25同时保持镜片13。即是说，镜片13由所谓的墨盒方案（cartridge scheme）通过镜片保持件26设置在第一和第二输送台16和17上。对于形成于第一和第二输送台16和17中的每个内的两个圆孔25，左眼镜片装配至一个圆孔25中，而右眼镜片13装配至另一个圆孔25中。
镜片保持件26设置在第一和第二输送台16和17上以便镜片13的待染色表面14（由喷墨装置22以染料涂覆的镜片表面）面朝上。因此，在待染色表面14面朝上的同时镜片13由输送台16和17支撑，并且在待染色表面14露出的同时所述镜片由输送装置15输送。在该实施方式中，在染料由染料涂布装置11涂布至镜片13后，在不将镜片13从镜片保持件26上移除的情况下将镜片13输送至加热炉12。
输送第一和第二输送台16和17的输送装置15包括竖直地移动输送台16和17的两个升降装置31、以及水平地移动所述输送台的两个水平移动装置32，如图4和图5所示。
升降装置31采用的布置使用滚珠螺杆机构来提升和下降配备有第一和第二输送台16和17的升降滑块24。
升降滑块24在竖直方向上可移动地由升降底板（base plate）33支撑，所述升降底板由水平移动装置32（下文将进行说明）支撑。升降滑块24移动的方向由设置在升降底板33上的两个导轨34调节。导轨34竖直地延伸并且在水平方向上互相隔开。
升降底板33可旋转地支撑竖直延伸的滚珠丝杠35，并配备有使滚珠丝杠35转动的第一和第二升降伺服电机36和37。
滚珠丝杠35置于两个导轨34之间。滚珠丝杠35用螺纹与由升降滑块24旋转支撑的滚珠丝杠螺母38接合。即是说，当驱动第一和第二升降伺服电机36和37而使滚珠丝杠35旋转时，升降装置31分别与第一和第二输送台16和17一起提升或降低升降滑块24。
第一和第二升降伺服电机36和37的操作是由控制装置23（下文将进行说明）控制的。根据该实施方式的升降装置31包括两个高度测量仪39，用来检测设置在第一和第二输送台16和17中的每一个上的两个镜片13的高度。如图1所示，高度测量仪39位于第一处理单元18与电晕放电处理装置21（下文将进行说明）之间的输送装置15的输送路径上方。
当设置在高度测量仪39下端的接触器向上移动时，高度测量仪39测量该接触器的移动量。当该接触器被镜片13从下往上推动时，根据本实施方式的高度测量仪根据该接触器的移动量来检测镜片13的高度。两个高度测量仪39形成一对以分别测量左眼和右眼镜片13，如图1所示。
由高度测量仪39检测到的数据被发送至控制装置23。控制装置23根据高度测量仪39检测的镜片13的高度来控制升降装置31的操作。即是说，控制装置23让第一和第二升降伺服电机36和37旋转以调节镜片13的高度，以使镜片13能够准备好由电晕放电处理装置21和喷墨装置22进行处理。这样，包括高度测量仪39的升降装置31用作本发明权利要求4中限定的“间隔调节装置”。
水平移动装置31采用的布置使用滚珠螺杆机构来水平地移动升降装置31的升降底板33，如图4和图5所示。在该实施方式中，水平移动装置32用作本发明权利要求5中限定的“移动装置”。升降底板33在水平方向上可移动地由形成为水平延伸的水平移动底板41支撑。
升降底板33移动的方向由设置在水平移动底板41上的两个导轨42调节。导轨42水平延伸并且在竖直方向上互相隔开。水平移动底板41可旋转地支撑水平延伸的滚珠丝杠43，并配备有使滚珠丝杠43转动的第一和第二水平移动伺服电机44和45。
导轨42支撑两个升降底板33。滚珠丝杠43用螺纹与由升降底板33旋转支撑的滚珠丝杠螺母46接合。根据该实施方式的两个水平移动装置32采用的布置共享水平移动底板41和导轨42。即是说，滚珠丝杠43、第一和第二水平移动伺服电机44和45、以及滚珠丝杠螺母46设置在每个升降底板33上。
两个滚珠丝杠43在两个导轨42之间竖直地对准。对应于第一处理单元18的上滚珠丝杠43的一端由第一水平移动伺服电机44驱动。对应于第二处理单元19的下滚珠丝杠43的另一端由第二水平移动伺服电机45驱动。
即是说，当第一水平移动伺服电机44驱动使得上滚珠丝杠43旋转时，第一输送台16水平移动。当第二水平移动伺服电机45驱动使得下滚珠丝杠43旋转时，第二输送台17水平移动。水平移动伺服电机44和45的操作由控制装置23（下文将进行说明）控制。
电晕放电处理装置21包括一个放电头（discharge head）51，如图1所示。放电头51在大气中产生电晕放电51a，如图8所示。放电头51设置在输送路径上方预定高度的位置处，输送装置15沿着所述输送路径水平地输送第一和第二输送台16和17。此外，放电头51放置为向下产生电晕放电51a。
根据本实施方式的电晕放电处理装置21使用放电头51在大气中产生电晕放电51a，进而利用放电发出的电子轰击镜片13的待染色表面14。
在这种情况下，控制装置23控制升降装置31的操作以基于高度测量仪39检测的镜片13的高度来优化放电头51和镜片13的高度。
当电晕放电51a的能量以这种方法撞击到镜片13上时，待染色表面14被激活，并且诸如羰基的极性基产生于待染色表面14上，从而提高了待染色表面14的润湿性。例如，可使用Multidyne 1（型号，从纳威司达有限公司（Navistar Co.,Ltd.）获得）作为电晕放电处理装置。
作为可以构建到根据本发明的染料涂布装置11中的镜片面改质装置，不仅可采用电晕放电处理装置21，例如，而且还可采用常压等离子体处理装置或使用紫外线的表面改质装置（均未示出）。
如果使用的是等离子体处理装置，则放电头51替换为等离子体辐射头。该等离子体辐射头放置成向下发射等离子体。如果使用的是利用紫外线的表面改质装置，则放电头51替换为紫外线发射器。该紫外线发射器放置成向下发射紫外线。
喷墨装置22包括如图1和图10所示的第一至第四喷墨头52至55。第一至第四喷墨头52至55在输送路径延伸的方向上对准。此外，第一至第四喷墨头52至55中的每个均用作使用压电元件（未示出）为染料加压的请求式（on-demand）喷墨头，以将染料以染料粒（颗粒微滴）56的形式喷洒。具有不同颜色的源染料被供应至第一至第四喷墨头52至55。
第一至第四喷墨头52至55设置在预定位置处而同时从中喷洒染料的喷墨孔（未示出）面朝下。预定位置表示在输送路径上方具有预定高度的位置。同样在这种情况下，控制装置23控制升降装置31的操作，以基于高度测量仪39检测的镜片13的高度来优化第一至第四喷墨头52至55和镜片13的高度。
尽管未示出，多个喷墨喷孔形成并以相等间隔布置在第一至第四喷墨头52至55中每个中。这些多个喷墨喷头的阵列在垂直于输送路径延伸方向的水平方向（垂直于图1的纸面的方向）上延伸经过等于或大于镜片13的外径的长度。此外，作为第一至第四喷墨头52至55中的每一个，使用能够控制一个染料粒56微滴的量以及附着于相同位置的多个染料粒56的量的喷墨头。控制装置23控制一个染料粒56的微滴量以及多个染料粒56的量以获得目标颜色。
例如，可使用CF1{产品名称，从东芝泰格株式会社（Toshiba TecCorporation）获得}来作为第一至第四喷墨头52至55中的每一个的模型。
应注意的是，不仅可使用压电式喷墨头，还可使用热式或静电喷墨头来作为第一至第四喷墨头52至55中的每一个。此外，不仅可使用喷墨装置22还可使用喷雾装置（未示出）来作为构建到根据本实施方式的染料涂布装置11中的染料喷洒装置。然而，就在不要求加热以及易于控制墨水微滴的情况下抑制墨水粘结而言，优选地使用压电式染料喷洒装置。
为了使由第一至第四喷墨头52至55涂布至镜片13的染料快速变干，根据本实施方式的喷墨装置22包括卤素加热器57，如图1所示。卤素加热器57沿着输送方向（图1所示从左至右的方向）在第一至第四喷墨头52至55的下游侧上设置在镜片13的输送路径附近并位于输送路径的上方，如图1所示。
控制上述装置的操作的控制装置23包括，例如，控制数据生成单元61、输送装置控制单元62、改质装置控制单元63、染料喷洒装置控制单元64、以及记录数据存储单元65，如图6所示。此外，控制装置23可通信地连接至服务器66并连接至条码读取器67。服务器66具有储存向每个镜片13涂布染料所需的所有数据的功能，以及将控制装置23所需的数据（每个镜片13的规格数据）发送至控制装置23的功能。
条码读取器67读取记录每个镜片13的规格（例如，颜色、密度、索引、以及染色类型）的条形码。该条形码记录在为每个镜片13形成的订货单（未示出）上，并且与该镜片13一起从在前处理装置（未示出）发送至染料涂布装置11。条码读取器67可由操作员在第一处理单元18和第二处理单元19内简单地进行操作。然而，射频识别（RFID）读取器可用于代替条码读取器67。
控制数据生成单元61使用条码读取器67读取每个镜片13的规格，并在实际向该镜片13涂布染料时从服务器66获得所需数据以便满足这些规格。控制数据生成单元61随后根据获得的数据来生成用于控制电晕放电处理装置21和喷墨装置22的数据。
输送装置控制单元62控制输送装置15的四个伺服电机36、37、44和45的操作，以使第一和第二输送台16和17从第一和第二处理单元18和19以列出的顺序向高度测量仪39、电晕放电处理装置21、喷墨装置22、和卤素加热器57移动，然后返回第一和第二处理单元18和19。第一输送台16从第一处理单元18开始输送并返回该第一处理单元。第二输送台17从第二处理单元19开始输送并返回该第二处理单元。根据本实施方式的染料涂布装置11交替地重复第一输送台16将镜片13输送至电晕放电处理装置21和喷墨装置22的第一输送模式以及第二输送台17将镜片13输送至电晕放电处理装置21和喷墨装置22的第二输送模式。
改质装置控制单元63基于控制数据生成单元61生成的控制数据来控制电晕放电处理装置21的操作。
染料喷洒装置控制单元64基于控制数据生成单元61生成的控制数据来控制第一至第四喷墨头52至55的操作。此外，染料喷洒装置控制单元64在通过喷墨装置22进行的染料涂布操作结束后在预定时间段内操作卤素加热器57。
记录数据存储单元65在染料干燥处理结束后以记录文件的形式存储每个镜片13的处理条件数据。
将参考图7中所示的流程图来说明根据本实施方式的塑料镜片染料涂布装置11的操作。要注意的是，在图7所示处理框图中，梯形处理框表示人为操作（人工输入），而菱形处理框表示人为决策。此外，矩形处理框表示装置操作（工序），平行四边形处理框表示基于数据的PC（控制装置）处理。
在使用染料涂布装置11将染料涂布至镜片13的过程中，首先，操作员将左眼和右眼镜片13附接至镜片保持件26，如图7的步骤S1所示。该操作在第一和第二处理单元18和19内进行。
在步骤S2中，操作员选取涂覆有染料的镜片表面（凹面或凸面），在步骤S3中使用条码读取器67将订货单上对应于该镜片表面的条形码读入控制装置23。
在步骤S4中，控制装置23根据使用条码读取器67读取的规格从服务器66获得涂布染料所需的数据。该数据包括，例如，颜色、密度、索引、以及染色类型。在步骤S5中，控制装置23生成用于控制电晕放电处理装置21和喷墨装置22的控制数据。
在按上述方式操作条码读取器67后，操作员将镜片保持件26设置在第一和第二输送台16和17上，如步骤S6所示。进行该操作是为了使待染色表面14面朝上。在以这种方式将镜片保持件26设置在第一和第二输送台16和17上后，操作员操作，例如，启动开关（未示出）（步骤S7）。此时，当镜片保持件26设置在于第一处理单元18内备用的第一输送台16上时，第一输送台16由输送装置15传送至高度测量仪39下方的部分，如图1中的箭头（A）所示。
在由箭头（A）所示的输送线路中，首先，第一和第二输送台16和17由升降装置31降低至预定输送高度。第一输送台16由水平移动装置32移动至高度测量仪39下方并且随后由升降装置31提升。另一方面，在步骤S6中，当镜片保持件26设置在第二处理单元19中的第二输送台17上时，第二输送台17按照图1的箭头（a）所指示的进行输送。即是说，第二输送台17在喷墨装置22和电晕放电处理装置21下面经过时移动至高度测量仪39下方的部分，并且随后提升。
在步骤S7中操作了启动开关后，操作员转向其他处理单元，其中他/她进行步骤S1至S3、S6和S7所示的操作。要注意的是，操作员在经过染料涂布处理的镜片13已经回到一个处理单元后操作启动开关。
升降装置31的提升操作继续直至高度测量仪39的接触器被镜片13提高。此时，在步骤S8中，控制装置23基于高度测量仪39检测的数据来检测镜片13的高度。该高度检测针对左眼和右眼镜片13中的每个进行。
在以这种方式进行高度检测后，输送装置15将第一输送台16或第二输送台17输送至电晕放电处理装置21，如图1中的箭头（B）所示。
更具体地，输送装置15首先将第一或第二输送台16或17降至与电晕放电处理装置21的处理位置相同的高度，然后将第一或第二输送台水平移动至电晕放电处理装置21的处理位置。
在第一或第二输送台16或17输送至电晕放电处理装置21的处理位置后，电晕放电处理装置21进行镜片13的改质处理（步骤S9），如图8所示。
进行该改质处理的同时第一或第二输送台16或17以预定速度在输送方向上由输送装置15输送至下游侧。该改质处理时在整个待染色表面14上均匀地进行，如图9A所示。图9A至图9D是待染色表面14的平面图。
参考图9A，已经进经过改质处理的部分由阴影线区域表示。已经经过该改质处理的待染色表面14对于染料具有更高的活性和更高的润湿性。类似地，当还进行等离子体处理或紫外线表面处理时也可以达到这种效果。此外，待染色表面14可以通过上述改质处理进行清洁。
在改质处理结束后，输送装置15将第一或第二输送台16或17从电晕放电处理装置21输送至喷墨装置22，如图1中的箭头（C）所示。此时，输送装置15的升降装置31调节第一或第二输送台16或17的高度，以使待染色表面14与第一至第四喷墨头52至55中的每一个之间的间隔等于预定间隔。此外，输送装置15的水平移动装置32以预定速度在输送方向上将第一或第二输送台16或17输送至下游侧。
此时，第一或第二输送台16或17在输送方向上从第一至第四喷墨头52至55的上游侧以预定速度进入第一至第四喷墨头52至55下方的部分，然后，例如，在第一至第四喷墨头52至55下方匀速经过。
当第一或第二输送台16或17在喷墨装置22下方经过时，所述喷墨装置根据上述规格喷洒染料粒56（步骤S10）。染料粒56从第一至第四喷墨头52至55在空气中漂浮并附着于待染色表面14。
根据该实施方式的喷墨装置22通过改变（例如）附着于待染色表面的染料粒56的尺寸、数量和涂布模式而能够以任意模式和任意密度涂布染料。此外，与传统的浸染法相比，使用喷墨法的直接染色方案只在完全密封时涂布所需的染料量，因此能防止染料本身变质和添加剂含量发生变化，因而使得能在加热染料时抑制染料着色剂的粘结和变质。
例如，染料可以低密度涂布，如图9B所示，同时燃料也可以高密度涂布，如图9C所示。在以这种方式以高密度涂布染料的过程中，染料粒56以高密度附着于待染色表面14，如图12A所示。作为可实现该操作的第一至第四喷墨头52至55中的每一个，使用能够改变pl等级的一个染料粒56的微滴量并且改变涂布至一个部分的多个染料粒56的量的喷墨头是理想的。
在以任意密度涂布染料以获得任意颜色的过程中，例如，可以采用如图11A至图11D所示的涂布模式。参考图11A至图11D，具有相同颜色的染料粒56由相同的阴影图案表示。可以通过改变（例如）染料粒56的颜色、尺寸、数量和位置来进行多种染料涂布操作，如图11A至图11D所示。
当涂布染料以使燃料的密度连续平稳地变化（逐渐变化）时，染料粒56的大小逐渐变化，如图12B所示。在图12B所示的情况下，一个染料粒56的微滴量和多个染料粒56的量从图12B的上侧向下侧顺序减少。在以这种方式涂布染料的过程中，输送镜片13的方向是图12B中的竖直或水平方向。应注意的是，当镜片13沿着图12B中的水平方向输送时，一个染料粒56的微滴量和多个染料粒56的量在第一至第四喷墨头52至55的相应喷洒部分中可以保持恒定。
此外，当在镜片13上进行梯度染色时，控制装置23可以根据镜片13的形状和期望设计而使用各种控制方法，这些方法包括这样的操作：不仅控制第一至第四喷墨头52至55中的每一个内的一个染料粒56的微滴量和多个染料粒56的量，而且还控制水平移动装置23的运动以将镜片移动速度设置为可变的，以及设置第一至第四喷墨头52至55以均匀地将染料涂布至整个表面同时仅将水平移动装置32的移动速度设定为在梯度线之前和之后可变。
附着有染料粒56的待染色表面14具有通过改质处理提高的润湿性。因此，不同于传统方法，附着于待染色表面14的染料粒56不会保持半球形状。染料粒56在待染色表面14上润湿并且散布，如图13A和图13B所示。即是说，不存在由染料粒56包围的未染色区{见图14A}，如图13A所示。此外，染料粒56的高度降低，这样染料以具有几乎不变的厚度的薄膜形状涂布，如图13B所示。当染料粒56以这种方式在待染色表面14上润湿并散布时，形成相邻染料粒56的染料在待染色表面14上互相混合。结果，由于目标颜色可以形成于待染色表面14上，与例如使用喷墨方案直接将染料涂布至待染色表面的传统方法相比，可使更均匀的颜色渗透入镜片。
在以这种方式涂布染料后，进行干燥处理，如图7所示流程图中的步骤S11所示。此时，输送装置15将第一或第二输送台16或17输送至卤素加热器57下方的部分并停止所述第一或第二输送台，如图1中的箭头（D）所示。然后，输送装置15的升降装置31调节第一或第二输送台16或17的高度，以使待染色表面14与卤素加热器57之间的间隔等于预定间隔。
在每个镜片13被输送至卤素加热器57下方的部分后，卤素加热器57加热待染色表面14一段时间以干燥待染色表面14上的染料。在加热结束后，控制装置23以记录文件的形式储存位于卤素加热器57下方的镜片13的处理条件数据（这时镜片13涂覆有染料）（步骤S12）。该记录文件可用于表示制作历史。
在控制装置23储存记录文件后，输送装置15将第一或第二输送台16或17返回至第一和第二处理单元18或19，如步骤S13所示。此时，第一输送台16从卤素加热器57下方的部分返回至第一处理单元18，如图1中的箭头（E）所示。第二输送台17返回至第二处理单元19，如图1中的箭头（b）所示。
当第一或第二输送台16或17返回至第一和第二处理单元18或19后还向镜片13的下表面涂布染料时，操作员翻转镜片保持件26并将所述镜片保持件设置在第一或第二输送台16或17上。染料涂布装置11在步骤S3和后续步骤中重复上述相同的操作。在双面染色的情况下，上述镜片保持件26的定位机构能够在梯度染色时进行线路控制，这样即使镜片竖直方向在凸面与凹面之间转换时，也在镜片保持件26的接收侧上确保旋转轴线的水平度。
当将染料涂布至镜片13的操作完成时，操作员从第一或第二输送台16或17卸下镜片保持件26，如步骤S14所示。
镜片13从镜片保持件26卸下并被输送至加热炉12（步骤S15）。镜片13在加热炉12中加热，从而使所述镜片固化同时染料渗透入镜片。在通过加热炉12加热镜片13结束之后，镜片13被清理干净（步骤S16）并被输送至染色处理之后的处理过程。
在使用本实施方式中所示的染料涂布装置11为镜片染色的方法中，染料粒56附着于其润湿性通过改质处理得以提高的待染色表面14，并且随后镜片13通过加热固化。因此，染料粒56在待染色表面14上润湿并散布，以使染料流动并均匀散布至由染料粒56包围的区域。
因此，根据本实施方式的染料涂布装置11能可靠地将染料涂布至镜片13的整个待染色表面14，从而充分为镜片13染色，而不会有不均匀的染料涂布。此外，当染料粒56在待染色表面14上润湿并散布时，形成相邻染料粒56的染料在待染色表面14上互相混合。例如，如果由不同颜色的染料形成的染料粒56彼此相邻，则可以形成这些染料的颜色混合。即是说，由于实际上不同的颜色在待染色表面14上混合，因此与颜色由排成直线的染料粒56表达的情况相比，镜片13能更可靠地染上与目标颜色相同或与目标颜色非常相似的颜色。
根据本实施方式的用于塑料镜片的染料涂布装置11可以连续地进行提高待染色表面14润湿性的改质处理以及将染料涂布至经改质的待染色表面14的操作。因此，使用染料涂布装置11允许以高生产率来制造以与目标颜色相同或与目标颜色非常相似的颜色进行充分染色的镜片13。
在本实施方式中，待染色表面14的润湿性通过（例如）电晕放电处理或等离子体处理提高。与使用化学溶液提高润湿性的情况相比，这使得能够方便地保持待染色表面14更洁净。特别是电晕放电处理或等离子体处理允许染料更容易渗透入镜片13，这样可以更高的质量涂布染料，并且即使对于折射率高于1.7的难以染色的高折射镜片而言，染料密度和图案大小也可增加。
在本实施方式中，将染料粒喷洒并附着至镜片13的待染色表面14的处理是通过使用喷墨装置22的喷墨方法进行的。这使得能够方便地进行各种染料涂布操作。另外，例如，由于染料与一个染料粒56微滴量的混合比可以用数值进行管理，因此不仅可能以各种染色模式为镜片13染色，而且还可能通过用相同的染色模式为镜片染色而制造具有良好再现性的镜片13，而使用传统的浸染法几乎不能制成这种具有良好再现性的镜片。
根据本实施方式的染料涂布装置11包括将待染色表面14与电晕放电处理装置21和喷墨装置22中的每一个之间的间隔调节成预定间隔的升降装置31（间隔调节装置）。因此，改质处理和染料涂布操作是在最佳状态下进行的。因此，根据本实施方式，改质处理和染料涂布操作能够可靠地进行，从而提供能高质量地涂布染料的染料涂布装置11。
根据本实施方式的输送装置15包括支撑镜片13同时使待染色表面14面朝上的第一和第二输送台16和17、以及水平移动第一和第二输送台16和17的水平移动装置32。利用这种布置，镜片13可以在被稳定支撑的同时进行输送。另外，从喷墨装置22喷洒的染料粒56在飞出后不会克服重力作用而附着于待染色表面14。因此，包括输送装置15的染料涂布装置11可更可靠地进行改质处理和高准确度的染料涂布操作。
根据本实施方式的染料涂布装置11包括第一和第二输送台16和17，并可以采用两种输送模式。在第一种输送模式中，第一输送台16将镜片13输送至电晕放电处理装置21和喷墨装置22。在第二种输送模式中，第二输送台17将镜片13输送至电晕放电处理装置21和喷墨装置22。
根据本实施方式的染料涂布装置11包括控制相应装置的操作以便交替地重复第一输送模式和第二输送模式的控制装置23。利用这种布置，在电晕放电处理装置21和喷墨装置22操作的同时，操作员可以从一个处理单元移至其他处理单元以便将下一批镜片13设置在第一或第二输送台16或17上。因此，根据本实施方式，可提供具有高加工能力的染料涂布装置11。
尽管已经在上述实施方式中给出待染色表面14面朝上时将染料涂布至镜片13的待染色表面14的实例，不过将镜片13保持直立姿势使得能够在待染色表面14朝向侧面时涂布染料。此外，镜片13与改质装置和染料喷洒装置中的每一个之间的间隔可以在改质装置和染料喷洒装置相对于镜片13移动时进行调节。
参考标号的说明
11...用于塑料镜片的染料涂布装置、12...加热炉、13...塑料镜片、14...待染色表面、15...输送装置、16...第一输送台、17...第二输送台、18...第一处理单元、19...第二处理单元、21...电晕放电处理装置、23...控制装置、26...镜片保持件、31...升降装置、32...水平移动装置、51...放电头、52-55...第一至第四喷墨头、56...染料粒、57...卤素加热器。
Claims (5)
1.一种用于塑料镜片的染料涂布装置，包括：
输送装置，所述输送装置在使待染色表面露出的状态下输送塑料镜片；
改质装置，所述改质装置与所述待染色表面相对，并进行使所述待染色表面上的润湿性提高的改质处理；以及
染料喷洒装置，所述染料喷洒装置沿着所述输送装置的输送路径在所述改质装置的下游侧上与所述待染色表面相对，并将染料粒喷洒并附着至所述待染色表面。
2.根据权利要求1所述的用于塑料镜片的染料涂布装置，其中，所述改质装置用作电晕放电处理装置和等离子体处理装置的其中之一。
3.根据权利要求1所述的用于塑料镜片的染料涂布装置，其中，所述染料喷洒装置包括喷墨染料喷洒装置。
4.根据权利要求1所述的用于塑料镜片的染料涂布装置，还包括间隔调节装置，所述间隔调节装置将所述待染色表面与所述改质装置和所述染料喷洒装置中的每一个之间的间隔调节至预定间隔。
5.根据权利要求1所述的用于塑料镜片的染料涂布装置，其中，所述输送装置包括在使所述待染色表面面朝上的状态下支撑所述塑料镜片的输送台以及水平移动所述输送台的移动装置。
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