JP2004361644A

JP2004361644A - レンズ、レンズの製造装置、レンズの製造方法、インク及び曲面部材

Info

Publication number: JP2004361644A
Application number: JP2003159718A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Toyoda; 直之豊田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】レンズにグラデーションのある隠蔽性を与えることが不可能であるという問題があった。
【解決手段】本発明に係るレンズは、インクジェット方式に適した粘度を有する金属インクを前記インクジェット方式により塗布されていることを特徴とする。
【選択図】無し

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンタクトレンズのようなレンズ、レンズの製造装置、レンズの製造方法、インク及び曲面部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンタクトレンズは、虹彩の欠損症のような疾患から眼を保護すること、並びに虹彩の色及び模様をファッションとして擬似的に換えることを目的として、虹彩を覆うという隠蔽性の確保を要することがある。隠蔽性を確保すべく、コンタクトレンズは、金属を含むインク（以下、「金属インク」という。）が塗布される。コンタクトレンズに前記金属インクを塗布する方法として、特開昭５３−４５２５３号公報に記載されているように、前記金属インクをパッド印刷により塗布する方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記パッド印刷に用いられる前記金属インクは高粘度であることから、前記眼の保護並びに虹彩の色及び模様の変更という用途に対応した、位置や範囲によって強弱を有する隠蔽性、即ちグラデーションを有する隠蔽性を得ることが不可能であるという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明に係るレンズは、金属を含むインクであってインクジェット方式に適した粘度を有する前記インクを前記インクジェット方式により塗布されていることを特徴とする。
【０００５】
本発明に係るレンズの製造装置は、金属を含むインクであってインクジェット方式に適した粘度を有する前記インクを前記インクジェット方式によりレンズに塗布することにより、前記金属を含むインクが塗布されたレンズを製造することを特徴とする。
【０００６】
本発明に係るレンズの製造方法は、金属を含むインクであってインクジェット方式に適した粘度を有する前記インクを前記インクジェット方式によりレンズに塗布することにより、前記金属を含むインクが塗布されたレンズを製造することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るインクは、本発明に係る前記レンズに前記インクジェット方式により塗布される、金属を含むインクであることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るレンズの塗布方法は、金属を含むインクであってインクジェット方式に適した粘度を有する前記インクを前記インクジェット方式によりレンズに塗布する工程を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る曲面部材は、金属を含むインクであってインクジェット方式に適した粘度を有する前記インクを前記インクジェット方式により曲面に塗布されたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
本発明のレンズの塗布方法の実施の形態１について説明する。まず、曲面部材であるレンズの一種としてのコンタクトレンズを固定するための固定用治具に、含水性のコンタクトレンズ、例えば、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）を主成分とする重合体からなるコンタクトレンズを固定する。コンタクトレンズは、当該コンタクトレンズに後述される銀インクが良好に”乗る”ようにすべく、乾燥状態であることが望ましい。
【００１１】
次に、金属、例えば銀を含むインク（以下、「銀インク」という。）を従来知られたインクジェット方式により、即ち、前記銀インクを貯めるためのインク貯めと、該インク貯めに貯められた前記銀インクを吐出するための微細加工に好適な吐出用ノズルとからなるインクジェット装置を用いて、前記固定用治具に固定された前記コンタクトレンズに吐出、即ち塗布することにより虹彩の模様を描画する。より詳細には、コンタクトレンズ上の領域であって人間の虹彩に対応する領域に前記銀インクを塗布することにより虹彩の模様を描画する。
【００１２】
前記銀インクは、前記インクジェット方式により吐出する必要があることから、当該インクジェット方式に適した粘度、即ち、パッド印刷に用いられている金属インクの粘度より低い粘度を有する。
【００１３】
前記銀インクは、隠蔽性を高い精度に確保させること及びコンタクトレンズの装着時の違和感を低減させることを企図して該銀インク中で前記銀を微粒子の状態で均一にかつ安定に存在させるべく、粒子を相互に分散させるための粒子分散液を使用すること、又は前記銀をペースト状（例えば、酸化物ペーストや有機金属化合物ペースト）に含有させることが望ましい。
【００１４】
前記粒子分散液の使用により、前記銀インクに含まれる銀同士は、相互に結集することなく相互に分離した状態を維持することが可能になる。他方で、例えば、前記銀を含まないインクに、前記銀を含む酸化物ペースト及び還元剤を含ませた上で加熱処理することにより、２Ａｇ_２Ｏ（二酸化銀）→４Ａｇ（銀）＋Ｏ_２（酸素）の化学反応を経て前記銀をインク中に析出させることができる。
【００１５】
前記銀インクは、前記コンタクトレンズとの密着性を良好にすべく、当該コンタクトレンズの成分である前記２−ヒドロキシエチルメタクリレートを含むことが望ましい。
【００１６】
光沢を得る必要があるときには、コンタクトレンズに過度の熱処理を施すことによる変性及び変形を回避すべく、焼成を加えることなく光沢を得ることができるインクを使用することが望ましい。または、対焼成性に優れた材料からなるコンタクトレンズを用いることが望ましい。
【００１７】
上述した描画に引き続き、虹彩の模様が描画された前記コンタクトレンズを乾燥させる。前記虹彩の模様に色彩を施す必要があるときには、さらに、染料又は顔料を、前記銀インクの吐出と同様の方法により、前記コンタクトレンズのうち前記虹彩の模様が描画された部分に塗布する。
【００１８】
最後に、前記虹彩の模様が施された部分が眼に直接接触することを回避すべく、上記した２−ヒドロキシエチルメタクリレート溶液を前記銀インクの吐出と同様の方法により、前記虹彩の模様が描画されたコンタクトレンズの部分に塗布する。
【００１９】
上記した銀に代えて、当該銀と同様に単元素金属に属する金及び白金を用いることが可能であり、また、金属を含む化合物である金属酸化物及び金属窒化物を用いることが可能である。特に、金属インクを容易に生成するために、及び前記金属インク中で前記金属を安定に存在させるためには、上述した銀の他に金及び白金を用いることが望ましい。
【００２０】
上記したように、実施の形態１のレンズ及びレンズの塗布方法によれば、インクジェット方式に適した粘度、即ち、従来用いられていた金属インクより低い粘度を有する金属インクを用い、しかも、微細加工に適した前記インクジェット方式により塗布することから、レンズの用途に対応したグラデーションを有する隠蔽性を得ることが可能になる。
【００２１】
［実施の形態２］
図１は、実施の形態２のコンタクトレンズを製造する製造装置１００を示す。コンタクトレンズの製造装置１００は、実施の形態１で説明した金属インクをインクジェット方式によりコンタクトレンズに塗布すべく、ヘッド１０２と、ヘッド１０２の位置を制御する第１位置制御装置１０４と、ステージ１０６と、ステージ１０６の位置を制御する第２位置制御装置１０８と、制御部１１２と、タンク１１３とを備えている。
【００２２】
ステージ１０６上には、曲面１０６Ｓを有する固定用治具１０６Ａ（図３）が位置する。第１位置制御装置１０４は、制御部１１２からの信号に応じて、ヘッド１０２をＸ軸、およびＸ軸と直交するＺ軸に沿って移動させる。第２位置制御装置１０８は、制御部１１２からの信号に応じて、Ｘ軸およびＺ軸に直交するＹ軸に沿ってステージ１０６を移動させる。ステージ１０６は、Ｘ軸およびＹ軸で規定される仮想的な平面上に位置する。さらにステージ１０６は、Ｚ軸の周りで回転可能に保持されている。ヘッド１０２およびステージ１０６は上記以外の平行移動および回転の自由度をさらに有している。タンク１１３は、ヘッド１０２に上記した金属インク５０（図５）を供給すべく、金属インク５０を貯蔵している。なお、タンク１１３は、実施の形態１で説明した金属インクに代えて、白色顔料として、酸化チタン、アルミナ等を含むインクを貯蔵することも可能である。
【００２３】
図２は、実施の形態２の製造装置におけるヘッドおよびノズルを示す。図２に示すように、ヘッド１０２は、金属インクを吐出する複数のノズル１１０Ａ、１１０Ｃ、１１０Ｄを有している。ヘッド１０２は、第１位置制御装置１０４によってＸ軸およびＺ軸の方向に移動させられる。一方、ステージ１０６は、第２位置制御装置１０８によってＹ軸の方向に移動させられる。これらの動作によって、ノズル１１０Ａ、１１０Ｃ、１１０Ｄは、曲面１０６Ｓとの間に所定の距離を保ちながら曲面１０６Ｓに対してＸ軸およびＹ軸の方向に相対的に移動、すなわち相対的に走査する。
【００２４】
ヘッド１０２は、公知のインクジェットヘッドと実質的に同じ構造を有している。より具体的には、ヘッド１０２は、ノズル１１０Ａ、１１０Ｃ、１１０Ｄのそれぞれに対応して、金属インク５０が充填されるキャビティー（不図示）、およびそのキャビティーの内部圧力を上昇させてノズル１１０Ａ、１１０Ｃ、１１０Ｄから金属インク５０の液滴を吐出させるためのピエゾ素子（不図示）を有している。
【００２５】
図３（ａ）は、図１の製造装置における固定用治具を示す斜視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す固定用治具を、曲面１０６Ｓの中心を通る平面で切った断面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、ステージ１０６は、固定用治具１０６Ａを有している。固定用治具１０６Ａは、ヘッド１０２側に凸な曲面１０６Ｓを有している。
【００２６】
図３（ｂ）に示すように、曲面１０６Ｓは、ほぼ球面であり、本実施の形態では、その曲率半径は、７．７ｍｍである。この値は、平均的な角膜表面の形状に合わせて選択される。当該選択値に代えて、コンタクトレンズの仕様や個々人の角膜の形状に応じた値にすることも可能である。
【００２７】
コンタクトレンズ７０上には、ノズル１１０Ａ、１１０Ｃ、１１０Ｄから吐出された金属インク５０が着弾、あるいは付着する。
【００２８】
製造装置１００の制御部１１２（図１）は、図示しない外部情報処理装置から入力されるデータに応じて、上記ノズル１１０Ａ、１１０Ｃ、１１０Ｄからの吐出量および吐出タイミングを制御する信号をヘッド１０２に出力する。さらに、コンタクトレンズ７０に対する１１０Ａ、１１０Ｃ、１１０Ｄの相対的位置を制御する信号を第１位置制御装置１０４および第２位置制御装置１０８に出力する。このような構成によって、ノズル１１０Ａ、１１０Ｃ、１１０Ｄは、制御部１１２に入力されたデータに応じて、コンタクトレンズ７０に対して相対的に走査（移動）するとともにコンタクトレンズ７０に金属インク５０を吐出する。本実施の形態では、複数のノズル１１０Ａ、１１０Ｃ、１１０Ｄのうち、一つのノズル１１０Ａを用いてコンタクトレンズに金属インク５０を塗布する。
【００２９】
図４は、実施の形態２の塗布走査の範囲を示し、固定用治具１０６Ａの上部（すなわち曲面１０６Ｓ）を上述のＸ軸およびＹ軸で定義される平面に投影した図である。図５は、コンタクトレンズの製造方法を示す。
【００３０】
固定用治具１０６Ａは、すでに製造装置１００のステージ１０６に位置しており、また、固定用治具１０６Ａに、乾燥状態にあるコンタクトレンズが載置されていることを想定する。図４に示されるように、範囲１１４は、１つのコンタクトレンズに塗布するためにノズル１１０Ａがステージ１０６に対して相対的に移動し得る範囲である。範囲１１４は、曲面１０６ＳをＸＹ平面に投影して得られる円に外接する四角形である。なお、制御部１１２は、範囲１１４を表す座標データと、範囲１１４に含まれる曲面１０６Ｓの範囲を表す座標データと、を図示しない記憶手段に記憶している。なお、この曲面１０６Ｓの範囲を表す座標データは、ＸＹ平面の座標に加えて曲面１０６Ｓ上のＺ座標も含む。
【００３１】
工程の前段階として、ノズル１１０Ａに対応するキャビティと、金属インク５０を貯蔵するタンク１１３と、を結ぶ接続ラインのバルブを開き、常にキャビティに金属インク５０が充填されるようにする。
【００３２】
次に、ノズル１１０Ａを範囲１１４の外側に移動させて、ノズル１１０Ａから金属インク５０が安定して吐出されるまで金属インク５０のフラッシングを行う。金属インク５０が安定して吐出されることが確認された後、図４中の始点ＳからＸ軸の負の方向（図の下方向）へノズル１１０Ａを所定の速度で移動させていく。ノズル１１０Ａの移動は連続的な移動でもよいし、ステッピングモータによる断続的な移動であってもよい。
【００３３】
Ｘ軸に沿ってノズル１１０Ａが移動した後にノズル１１０Ａが範囲１１４の限界に到達した場合には、ステージ１０６がＹ軸の負の方向（図の左方向）に所定の距離だけ移動する。その後、今度はノズル１１０ＡをＸ軸の正の方向（図の上方向）に走査する。Ｘ軸およびＹ軸に沿ったこのようなノズル１１０Ａの相対走査を繰り返した後に、最終的にノズル１１０Ａが図４中の終点Ｅに到達した場合には、終点Ｅから始点Ｓに向けて再び走査を行う。
【００３４】
上述の走査の間にノズル１１０Ａが曲面１０６Ｓの領域に到達した場合には、ノズル１１０Ａから曲面１０６Ｓに向けて金属インク５０が吐出されるように、コンタクトレンズ７０の範囲を示す座標データに基づいて制御部１１２がヘッド１０２に信号を出力する。金属インク５０の吐出は、所定タイミング毎、すなわち所定の時間間隔で行われる。
【００３５】
ここで、制御部１１２は、コンタクトレンズ７０上に位置や範囲に応じた厚さの層が形成されるように、コンタクトレンズ７０上の位置や範囲に応じて吐出のタイミングを制御する。なお、吐出のタイミングを可変にする代わりに、ノズル１１０Ａの移動（走査）速度を可変にしても層の厚さを制御し得る。本実施の形態では、一回の吐出によってノズル１１０Ａから吐出される金属インク５０の体積は、約５ｐｌ（ピコリットル）である。
【００３６】
図５に示すように、上記吐出および走査の繰り返しにより、コンタクトレンズ７０上に所望の描画パターンを形成した後、ステージ１０６を製造装置１００から取り外した後、例えば、常温（２３〜２５℃）で約１分ほど乾燥させる。
【００３７】
実施の形態２の製造装置及び製造方法によれば、微細加工に適したインクジェット方式により、実施の形態１で説明したような金属インクを用いてコンタクトレンズに塗布することから、レンズの用途に対応したグラデーションを有する隠蔽性を得ることが可能になる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係るレンズ及び当該レンズの塗布方法によれば、インクジェット方式に適した粘度、即ち、従来用いられていた金属インクより低い粘度を有する金属インクを用い、しかも、微細加工に適した前記インクジェット方式により塗布することから、レンズの用途に対応したグラデーションを有する隠蔽性を得ることが可能になる。
【００３９】
本発明に係るレンズ及び当該レンズの塗布方法によれば、上記した隠蔽性の確保に加え、前記したレンズへの入射光のうち当該レンズの用途に対応して、位置や範囲により異なる量の光を反射させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態２の製造装置を示す模式図。
【図２】図１の製造装置におけるヘッドおよびノズルを示す模式図。
【図３】（ａ）は実施の形態２の製造装置における固定用治具を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す固定用治具を、曲面１０６Ｓの中心を通る平面で切った断面図。
【図４】実施の形態２の塗布走査の範囲を示す図。
【図５】実施の形態２の製造方法を示す図。
【符号の説明】
１００製造装置
１０２ヘッド
１０４第１位置制御装置
１０６ステージ
１０８第２位置制御装置
１１０Ａノズル
１１０Ｃノズル
１１０Ｄノズル
１０６Ａ固定用治具
１０６Ｓ曲面
１１３タンク
５０金属インク
７０コンタクトレンズ

Claims

金属を含むインクであってインクジェット方式に適した粘度を有する前記インクを前記インクジェット方式により塗布されたことを特徴とするレンズ。
金属を含むインクであってインクジェット方式に適した粘度を有する前記インクを前記インクジェット方式によりレンズに塗布することにより、前記金属を含むインクが塗布されたレンズを製造することを特徴とするレンズの製造装置。
金属を含むインクであってインクジェット方式に適した粘度を有する前記インクを前記インクジェット方式によりレンズに塗布することにより、前記金属を含むインクが塗布されたレンズを製造することを特徴とするレンズの製造方法。
請求項１記載のレンズに前記インクジェット方式により塗布されることを特徴とする金属を含むインク。
金属を含むインクであってインクジェット方式に適した粘度を有する前記インクを前記インクジェット方式によりレンズに塗布する工程を含むことを特徴とするレンズの塗布方法。
金属を含むインクであってインクジェット方式に適した粘度を有する前記インクを前記インクジェット方式により曲面に塗布されたことを特徴とする曲面部材。