JP4063917B2 - ソフトコンタクトレンズを水和させるための自動化装置 - Google Patents
ソフトコンタクトレンズを水和させるための自動化装置 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に眼鏡レンズ、特に成形された親水性コンタクトレンズの製造分野に関し、より詳細には重合後にレンズの型抜き及び水和をするための高速自動化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
親水性コンタクトレンズの成形はラーセン(Larsen)の米国特許第4,495,313号、ラーセンの米国特許第4,565,348号、ラーセンらの米国特許第4,640,489号、ラーセンらの米国特許第4,680,336号、ラーセンらの米国特許第4,889,664号、及びラーセンらの米国特許5,039,459号に開示されており、これらは全て本発明の譲受人に譲渡されている。この従来方法では、コンタクトレンズの製造方法が開示されており、その方法によると各々のレンズは2×4個の金型列に載せられ、前面湾曲(下側)成形部と裏面湾曲(上側)成形部の間にモノマーまたはモノマー混合物をはさみこむことにより作成される。モノマーを重合してレンズを形成し、次に金型各部から取り出して水和槽内で処理を施し消費者向けの包装を行う。特にヒドロゲルの重合中にレンズは収縮する傾向にある。収縮率を減少させるため、モノマーは、前述の特許に開示されているように、ホウ酸エステルのような不活性希釈剤の存在下で重合させて、重合中のヒドロゲルレンズ内の間隙を埋める。水和工程において希釈剤を次に水と置換する。
【0003】
希釈剤を水と置換しレンズを水和させるという従来技術の方法は非常に時間がかかった。2部分からなる金型を開きレンズを大量のグループにまとめて数時間にわたり浸出タンクに浸漬する。浸出タンクは温湯と少量の界面活性剤と、塩類を含む。レンズを浸出タンク内に挿入すると、レンズは水があるとすぐに膨張し、成形に用いた金型から離れる。ホウ酸エステル希釈剤はグリセロールとホウ酸に加水分解してレンズのマトリックスに水を残し、それによって希釈剤が水と置換してレンズが水和する。
【0004】
塩類とph緩衝剤が水の中で使用されるので、レンズ内の水が人間の涙液と実質的に同等の浸透圧とphを有しており、それ故に利用者がレンズを装用した際に目を刺激しない。レンズを形成したポリマーがイオン特性を有する場合、緩衝剤がレンズ内のイオン成分を中和する。中和によってレンズの寸法が一時的に不安定になり完了するまでに長時間を必要とする。
【0005】
レンズは次に洗浄タンクへ送られ、そこでさらに長時間にわたって希釈剤と界面活性剤の除去を続ける。更にレンズは、温湯と塩類を満たした別の大容量平衡タンクへ搬送されて更に数時間にわたり希釈剤と界面活性剤の除去及びレンズの平衡を完了させる。平衡段階にはレンズの形成に用いられたポリマーに含まれるあらゆるイオン成分の中和の完了が必須である。この後、レンズを平衡タンクから取り出して清浄食塩水で洗浄し、検査及び包装に送る。
【0006】
米国特許第5,080,839号及び第5,094,609号では、それぞれソフトコンタクトレンズを中和する方法ならびにコンタクトレンズを水和させるチャンバーが開示されており、前述の従来技術の方法に対する実質的に改良が示されている。これらの特許では、オスとメスの部材からなり、レンズを反転又は裏返しにせずにレンズの水和を可能とする水和キャビティを形成する独特のチャンバーの使用を教示している。両側からレンズに向かってキャビティ内に液流を導入して浸出性の物質をレンズから抽出する。この方法では使用する浸出液の液量と水和、水洗、抽出に必要な時間を大幅に減少している。これら特許に開示された装置により自動処理に適したフレーム上の配置が可能となった。この方法では塩類を使わずに、脱イオン水と少量の界面活性剤を用いてレンズを水和し、金型キャビティからレンズを取り出すので、処理時間が大幅に減少し、時間のかかる作業であったレンズ原型となるポリマーのイオン中和を水和処理中に行う必要がなくなった。脱イオン水を使用する場合、処理の最終工程は製品パッケージに緩衝食塩水をレンズと共に導入し、その後、パッケージ内にレンズを封止して最終製品レンズの平衡(イオン中和、最終的水和、及びレンズの最終寸法合わせ)が室温のパッケージ内で又は滅菌中に行われる。
【0007】
従来技術の文献に教示されているように、時間のかかるイオン中和を基本的には水和工程外の工程でしかもレンズを包装封止した後に行うことが出来るため、脱イオン水の使用がこの方法の重要な段階(ステップ)である。
【0008】
前述の特許で説明されたチャンバーと工程により水和中のレンズの自動処理が可能になったが、これらのチャンバーを高い生産速度で取り扱い、完全自動化装置においてこの方法を実施するための好適な自動化機器は容易に入手できなかったか、あるいは従来技術では教示していなかった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、米国特許第5,080,839号に開示された水和処理において高い生産速度を可能にする自動化方法及びその装置を提供することである。さらに、本発明の目的は、処理量が多く生産速度が高い自動化装置において成形された親水性コンタクトレンズが中に入っているレンズ金型ならびに米国特許第5,094,069号に開示されたチャンバーの取り扱い及び操作を容易にする高速ロボット装置を提供することである。
【0010】
本発明の目的は、第一のロボットアセンブリが生産ラインキャリアからコンタクトレンズ金型を取り外す、成形親水性コンタクトレンズを水和させるための自動化手段を提供することである。この場合、コンタクトレンズ金型の各々にはコンタクトレンズが付いている。第一ロボットアセンブリが金型を第一ステージング領域へ移送し、そこでレンズ金型をレンズ金型キャリアと上部チャンバープレートに挟み、第一水和キャリアを形成する。次に第一回転搬送装置が第一水和キャリアを第一取出し配置ロボットアセンブリに渡す。この第一取出し配置ロボットアセンブリは、第一水和キャリアを水和槽に浸漬してレンズを水和しさらにレンズ金型からレンズを外す。レンズを水和槽に浸漬している間、各レンズはそれぞれの金型から上部チャンバープレート内にあるレンズ搬送手段へと送られる。所定の時間経過後、第二取出し配置ロボットアセンブリが水和槽から第一水和キャリアを取り出してそのキャリアを第二回転搬送装置に置き、そこで第二の回転装置は第一の水和キャリアを回転させて、レンズ金型キャリアとレンズ金型を上部チャンバープレートから外す分解ステーションに水和キャリアを移送する。第一および第二取出し配置ロボットアセンブリを第二ロボットアセンブリと総括的に称する。第三ロボットアセンブリは金型と金型キャリアプレートを分解するため水和キャリアを整合させる。金型キャリアプレートを分解ステーションで取り外した後、第三ロボットアセンブリは次に上部チャンバープレートとコンタクトレンズを一連のステップを介して搬送してレンズをフラッシュし、レンズと上部チャンバープレートを、水和基盤部材と組み立てるための組立てアセンブリに搬送して次の抽出ステーションでレンズを処理するために第二水和キャリアを形成する。次に、第二水和キャリアを複数のフラッシュステーションまたは抽出ステーションを介して運搬し、そのステーションで新鮮な脱イオン水を各々の水和ステーションの水和チャンバー内に導入して水和チャンバーから浸出性の物質を洗い流す。フラッシュステーションの間を移動する間に、水和チャンバー内に残存している液体により物質移動交換によりコンタクトレンズからの不純物が抽出される。各フラッシュステーションで、新鮮な脱イオン水を水和チャンバー内に導入してそれまでに抽出された不純物と加水分解物を取り除く。仕上げロボット分解装置が水和基盤部材から上部チャンバープレートとレンズ搬送手段を外して完全に水和したレンズを検査及び包装ステーションへの移動の準備の整った凹面レンズ保持手段内に供給する。
【0011】
本発明の目的は、主として液体灌流装置を通して、ソフトで含水性で滑りやすいコンタクトレンズの高速ロボット操作を行うための方法ならびに装置を提供することであり、これにより、物理的にレンズを損傷したりレンズを逸失したりまたはレンズを反転又は裏返しにすることなく、レンズを搬送し、キャリアから移動させる。
【0012】
更に本発明の目的は、後にレンズを液体搬送媒体中で取り扱う際に障害となる気泡の形成を最小限に抑えるレンズの取り扱いの方法を提供することである。
【0013】
更に本発明の目的は、成形コンタクトレンズが中に入っている個々の独立した多数の金型を迅速かつ効率的に取り扱い、次に前記レンズを取り出してレンズキャリアへ移動させた後、前記個別の金型部品を排出するロボット取扱い装置を提供することである。更に本発明の目的は、複数のコンタクトレンズを取り扱う高速ロボット装置を提供することであり、この装置はコンタクトレンズをレンズキャリア要素に表面張力で固定し、レンズをそのキャリア要素から空気あるいは水の流体の流れによって分離する装置である。
【0014】
更に本発明の目的は、複数の第一水和キャリアを、第一取出し配置ロボットアセンブリから水和槽を経由して、第一の水和キャリアを水和槽から取り出す第二取出し配置ロボットアセンブリへ搬送するためのウォーキングビーム装置を提供することである。
【0015】
更に本発明の目的は、製造ラインパレットから水和ステーションと抽出ステーションを経由して最終的に検査キャリアへとレンズを搬送するために使用するロボットアセンブリの各々をシーケンス化し、且つ、整合させるための自動制御手段を提供することである。
【0016】
更に別の本発明の目的は、上記2つの親出願に記載したようなソフトコンタクトレンズを水和させるための方法と装置に比較して、本装置の全体の歩留りを向上させる改良した取扱い装置を提供することである。
【0017】
本発明はレンズが対になっている第一と第二の金型の間で成形される成形コンタクトレンズに特に言及して説明するが、本発明の水和装置は、所望の光学表面を切削研磨する際にヒドロゲルが乾燥状態に保持される旋盤切削法で形成されるレンズの水和にも等しく好適であり、さらに、レンズの所望の光学表面と同じ形状を有する金型において液状モノマーに遠心力を付与するスピンキャスト製法によるレンズにも使用できることが理解できる。
【0018】
本発明の目的は、レンズを型から取り外して水和させるのに用いられる液体の量を顕著に減少させ、さらに水和処理で使用される薬品の量を顕著に減少させる、コンタクトレンズを水和するための自動化方法ならびにその装置を提供することである。
【0019】
さらに、本発明の目的は、浸出性物質を水、アルコール、又はその他の有機溶媒またはこれらの混合物を用いて除去し、これによって未反応のモノマー、触媒および/又は部分的に反応したコモノマー希釈剤、またはその他の不純物を親水性コンタクトレンズから洗い流すための高速自動化装置ならびにその方法を提供することである。
【0020】
最後に、本発明の目的は、本発明に引例として用いられた「コンタクトレンズの一括成形」と題する米国特許出願第08/258,655号に、より十分説明されているような自動製造ラインで形成されたコンタクトレンズを水和するための高速自動化方法ならびにその装置を提供することである。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ソフトコンタクトレンズを水和するための自動化方法および装置、特に、希釈剤の存在の下で一対をなす金型で成形され、触媒の存在の下において紫外線で重合した成形親水性コンタクトレンズを水和するための自動化方法ならびにその装置である。1994年6月10日提出の「コンタクトレンズの一括成形」と題する米国特許出願第08/258,155号にもっと十分に説明されているように、重合工程が完了した後に、金型のそれぞれの部分は、コンタクトレンズを前面湾曲金型の方に選択的に貼りつけた状態で、分離すなわち離型される。本明細書で説明する発明は、該特許出願で開示された自動製造ラインとの組み合わせで優先的に利用されるが、所望の光学表面を切削研磨する際にヒドロゲルが乾燥状態に保持される旋盤切削法で形成されるレンズの水和にも等しく好適であり、さらに、レンズの所望の光学表面と同じ形状を有する金型において液状モノマーに遠心力を付与するスピンキャスト製法によるレンズにも好適であることが理解できる。
【0022】
本発明はさらに、本発明に引例として用いた1994年6月10日提出の「ソフトコンタクトレンズを水和するための自動化方法及びその装置」と題した2つの親出願、米国特許出願第08/258,556号に例示した装置を改良し単純化したものである。
【0023】
本発明は、モノマー及びモノマーの混合物、例えば、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)と1つ以上のコモノマーからなる共重合体、からなる親水性コンタクトレンズの水和に特に好適である。コモノマーの例としては、2−ヒドロキシエチルアクリレート、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、ビニルピロリドン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルアクリルアミド、ヒドロキシプロピルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、スチレン、エトキシエチルメタクリレート、メトキシトリヱチレングリコールメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ジアセトンアクリルアミド、酢酸ビニル、アクリルアミド、ヒドロキシトリメチレンアクリレート、メトキシエチルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、グリセリンメタクリレート及びジメチルアミノエチルアクリレートが挙げられる。
【0024】
好適な重合性組成物は、ラーセン(Larsen)の米国特許第4,495,313号、ラーセンらの米国特許第5,039,495号、ラーセンらの米国特許第4,680,336号に開示してあり、例えば、アクリル酸またはメタクリル酸と多価アルコールの重合性ヒドロキシエステルと、水置換性エステルあるいはホウ酸と、好ましくは少なくとも3価のポリヒドロキシ化合物からなる無水混合物が挙げられる。このような組成物を重合した後に、ホウ酸エステルを水と置換することによって親水性コンタクトレンズが得られる。
【0025】
重合性組成物は、好ましくは一般に0.05ないし2%、通常は0.05ないし1.0%のジエステル又はトリエステルからなる少量の架橋剤を含有する。代表的な架橋剤の例としては次のようなものが挙げられる。例えば、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,2−ブチレンジメタクリレート、1,3−ブチレンジメタクリレート、1,4−ブチレンジメタクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、ジエチルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、グリセリントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等がある。一般的な架橋剤は、必ずではないが、大抵少なくとも2個のエチレン性不飽和二重結合を有する。
【0026】
重合性組成物は一般に、触媒、通常は0.05%ないし1.0%の遊離基触媒を含む。こうした触媒の典型的な例としては次のようなものが挙げられる。例えば、ラウロイルペルオキシド、イソプロピルパーカーボネート、アゾビスイソブチロニトリル及び既知の酸化還元剤、例えば過硫酸アンモニウム−メタ亜硫酸ナトリウムの組み合わせ等がある。紫外線、電子ビーム、又は放射線源からの照射を用いて重合反応に触媒作用を及ぼすように使用することも可能であり、場合によっては重合開始剤を添加することもできる。代表的な開始剤には、カンファーキノン、エチル−4−(N,N−ジメチル−アミノ)ベンゾエート、および4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル1−2−ヒドロキシル−2−プロピルケトンが挙げられる。
【0027】
組立て金型内でのモノマー又はモノマー混合物の重合は、組成物を重合開始条件にさらすことによって行うことが好ましい。好適な技術としては、紫外線照射にさらした際に作用する開始剤を組成物中に添加し、その組成物を、重合を開始し進めることが可能な効果的な強さと持続時間で、紫外線照射にさらすことである。この理由から、金型対は紫外線照射に対して透過性であることが望ましい。早期硬化段階の後、モノマーを再度、硬化段階で紫外線にさらし、ここで重合が進行し完了する。残りの反応に必要な時間については、どのような重合性組成物でも実験により容易に確認することができる。
【0028】
レンズを重合した後、水和処理の準備として離型を行う。本発明の水和処理を用いることによってモノマー、又はモノマー混合物に使用する希釈剤を加水分解させた後、加水分解の生成物と、未反応か部分的に反応したモノマーあるいは抑制剤、界面活性剤も合わせて抽出あるいは浸出させる。水和段階においては、レンズの成形に用いた金型にまだ貼りついている複数のレンズを、少量の界面活性剤を含む脱イオン水槽に浸漬する。水和槽はレンズ内で希釈剤として使用したホウ酸エステルをグリセロールとホウ酸に加水分解し、これをコンタクトレンズと水和タンク内の液体との間の加水分解生成物の濃度勾配による物質移動の物理的現象によって置換する。
【0029】
同時に、脱イオン水と表面活性剤があると、レンズは膨張し、レンズを形成した金型に対して剪断力が発生し、それによってコンタクトレンズが金型から分離する。コンタクトレンズと金型が分離したら、これらを水和槽から取り出し、金型を廃棄する。そして、レンズは、米国特許第5,094,609号に記載した方法と同様の方法で水和チャンバー内に配置する。レンズが水和チャンバー内にある時、チャンバー内に脱イオン水を導入し、チャンバーを定期的にフラッシュし、コンタクトレンズから不純物を抽出する。抽出が続くと、レンズと新鮮な脱イオン水の各々のバッチとの間の濃度勾配が減少するため、抽出ステーションの各々の間に滞留時間を設けることが有効である。本発明の好適な実施態様では、一連の別個のステップ、すなわち、新鮮な脱イオン水を水和キャビティに約2秒間導入するステップと一方、浸出又は物質移動交換の滞留時間が各々の抽出又は洗浄ステーションの間で約72秒間継続するステップで抽出を行う。このような一連の抽出ステップを6回繰り返した後、加水分解生成物、モノマー及び表面活性剤は、検出可能なレベル以下に減少した。
【0030】
本発明の方法(プロセス)においては、含水性コンタクトレンズは、様々な技術で移動する。例えば、重力、表面張力、及び凸レンズ保持面から凹レンズ保持面へあるいはその逆にレンズに導入する流体が挙げられる。本発明では空気と水の両方を相応しい流体として使用する。これによりレンズをチャンバーからチャンバーへ移動する際に、そのレンズを直接機械的に取り扱う必要がなくなり、レンズに対する物理的損傷が最小限に抑えられる。
【0031】
ソフトコンタクトレンズを水和するための自動化の方法ならびにその装置の本発明の前述の目的と利点は、添付図面に関連して以下の好適な実施例の詳細な説明を参照すれば、当業者がさらに容易に理解できよう。この図面では同様の部材(要素)は幾つかの図にわたって同じ参照番号で示してある。
【0032】
【発明の実施の形態】
図1、図2、図3は本発明のレンズ金型及び親水性コンタクトレンズを水和させるための自動化手段の好ましい実施例を概略的にブロック図で示したものである。図1に示したように、製造ラインコンベア11を有する自動製造ラインは複数のパレットを第一ロボットアセンブリ12へ供給し、第一ロボットアセンブリ12は、レンズ金型及びコンタクトレンズを製造ラインコンベア11の製造ラインパレットから本発明の水和装置10へと搬送する。
【0033】
パレットの配置は好適なものであればどのようなものでも十分であるが、本発明では4個の独立した製造ラインパレットから同時に取り出した32個のコンタクトレンズを1度に取り扱う水和キャリアについて説明する。このような配置により、望ましいバッチの大きさと便利なロボット処理のバランスがうまくとれるが、しかし、コンタクトレンズ製造ラインの出力速度と形状により、種々の製造ラインパレットの形状やコンタクトレンズの構成がふさわしくなるものと理解できる。
【0034】
説明のために、用語X軸は図1の水平方向の軸(直線軸)を示し、Y軸は図1の垂直方向の軸(交差軸)を示し、Z軸は図1の平面に対して直交している(垂直軸)。
【0035】
製造ラインコンベア11からレンズ金型とコンタクトレンズを搬送する前に、図1の点線で示した囲み14で概略的に示された第一アセンブリ装置が、戻りコンベア21からステージング領域24にレンズ金型キャリアプレートを搬送する。このレンズ金型キャリアプレートは、製造ラインコンベア11から個々のレンズ金型とそのレンズ金型に入っているコンタクトレンズを受け取る。第一アセンブリ装置14については図11〜16に付随する説明においてより詳細に説明するが、その第一アセンブリ装置14の概略的な動きは図2の14に示した。すなわち、第一アセンブリ装置14がY軸を最初に動いてレンズ金型キャリアプレートをステージングキャリア領域24に近づけ、それにより、短いZ軸ストロークでレンズ金型キャリアプレートを配置する。図1の点線の囲み12で示し、且つ、図17、18にさらに詳細に示した第一ロボットアセンブリ12は、個々のレンズ金型とそれに入っているコンタクトレンズを、図2の12aで示したX軸の動きと、短いZ軸のストロークで、製造ラインコンベア11上の製造ラインパレットからステージング領域24のレンズ金型キャリアプレートに搬送し、レンズ金型をレンズ金型キャリアプレートに配置する。点線の囲み14内に配置された第一アセンブリ装置14は、次にY軸で第二の戻りストロークを行い、上部チャンバープレートをレンズ金型とレンズ金型キャリアプレートとの組立体の上に配置して第一水和キャリアを形成する。
【0036】
第一水和キャリアは、次に図2の囲み16aに示したように短い円弧状のストロークで動き、次に図1に図示された点線の囲み16内のステージング領域24に隣接して配設された第一回転搬送装置16aにより135°回転させられる。点線の囲み16内のステージング領域24は図10〜15に更に詳しく述べられており、この領域内には第一アセンブリ領域24、第一回転搬送装置16a、第一水和キャリアを水和タンク26に移送する第一取出し配置ロボットアセンブリ、水和タンク26のウォーキングビーム搬送機、及び、第一水和キャリアを水和タンク26から取り外す第二取出し配置ロボットアセンブリが含まれている。2つの取出し配置ロボットアセンブリの相対的な動きは、図2の囲み16に示されており、図では、第一取出し配置ロボットアセンブリが第一回転搬送装置16aから第一水和キャリア200を受け取り、最初はZ軸方向に、次にX軸方向にそして次にZ軸を下ってそのキャリアを対角線的に移送し、水和タンク26内に第一水和キャリアを配置する。所定の時間経過後、第二取出し配置ロボットアセンブリは水和タンク26から第一水和キャリアを取り出して第二回転搬送装置18aに預ける。この第二回転搬送装置18aは、図2の囲み18に示されているように、第一水和キャリアを45°回転させる。回転の後、第二回転搬送装置18aは、第一水和キャリアをX軸方向の第一分解ステーションに搬送する。これによりロボット分解搬送装置28がレンズ金型キャリアプレートとそれに入っているレンズ金型を第一水和キャリアから外すことが可能になる。第三ロボットアセンブリは、分解のために第一水和キャリアを位置合わせする際に第二回転搬送装置18aを補助する。次にロボット分解搬送装置28は、図2の囲み18bに示したようにY軸方向内で動き、レンズ金型を回収ビン内に廃棄し、次に続けて戻りコンベア21に進み、レンズ金型キャリアプレートを、点線14について説明した第一アセンブリ装置14に戻すことができるようにする。
【0037】
第三ロボットアセンブリは、回転したばかりの第一水和キャリアを分解ステーションで受け取り、図2の囲み18bに示された一連の動きによってその第一水和キャリアを搬送する。第三ロボットアセンブリは図1の点線による囲み18内に見出すことができる。この第三ロボットアセンブリについては図23、24、25に関して、後にさらに図示説明する。第三ロボットアセンブリは、第一水和キャリアからレンズ金型キャリアプレートとレンズ金型を外した後、複数のレンズ搬送手段及びそこに接着したコンタクトレンズを有している上部チャンバープレートを、コンタクトレンズをフラッシュできるようにするために、図2の囲み18bに示されたようにZ軸方向に持ち上げる。上部チャンバープレートを次に反転し、更にX軸方向に移送し、Z軸に沿って水和基盤キャリアまで降下させ、第二水和キャリアを形成する。次に第二水和キャリアはストロークの短いインデックスコンベア30により、図1の点線による囲み20内の抽出ラインを通って、前進する。この図1の抽出ラインは6個の抽出ステーション32を有しており、それぞれはZ軸方向に動き、コンタクトレンズから浸出性化合物をフラッシュ及び抽出する。Z軸方向の動きの内の2つの動きを図2の囲み20に示す。抽出ステーションについては図26〜29に更に図示する。フラッシュ及び抽出が完了した後、上部チャンバープレートは、図1の点線囲み22内に全体的に配置される第二ロボット分解装置により取り外される。図2で示したように、第二ロボット分解装置は短いZ軸ストロークで上部チャンバープレートを取り外し、次に長いY軸ストロークで上部チャンバープレートを戻りコンベア21に搬送する。水和基盤キャリアはコンタクトレンズを中に入れたままX軸方向に最終ステージング領域36へと移送される。ロボットレンズ搬送装置38は次に個々のコンタクトレンズを水和基盤キャリアから取り外し、それらを図1の40に全体的に配置されている複数の検査キャリアに搬送する。水和基盤キャリアは、コンタクトレンズを外した後、図2の囲み22に示されているようにY軸方向に動き、戻りコンベア21に戻る。次に、中にコンタクトレンズを入れた水和基盤キャリアをX軸方向に最終ステージング領域36に移送する。ロボットレンズ搬送装置38は次に個々のコンタクトレンズを水和基盤キャリアから取り外し、それらを、図1の40に全体的に配置している複数の検査キャリアに搬送する。コンタクトレンズを空にした後、水和基盤キャリアを図2の囲み22に示すようにY軸方向に動かし、戻りコンベア21に戻す。第二ロボット分解装置については図30〜33に関して後にさらに詳細に説明する。次に、図1の点線囲み24で全体的に示す洗浄ステーションで上部チャンバープレートと水和基盤キャリアを洗浄する。洗浄ステーションについては、図34〜36に関して後にさらに詳細に説明する。各種のロボットアセンブリとロボット装置のタイミングと相対的相互作用については、図3に象徴的に示した制御手段5に配置したプログラム可能な論理制御装置によって決定される。
【0038】
図3は水和装置10の立面図を模式的に示したものであるが、本発明の主な構成要素の全てではない。図3に示したように、12で全体的に示される第一ロボットアセンブリは、複数のコンタクトレンズ金型とコンタクトレンズを製造ラインコンベア11からアセンブリステージング領域24へ搬送する。第一ロボットアセンブリ12は、アセンブリステージング領域24で組み立てられる第一水和キャリアの形成に用いられるレンズ金型キャリアプレートと上部チャンバープレートを供給する。次に、第一水和キャリアは、16aで示され第一取出し配置ロボットアセンブリのために配置された第一回転搬送装置16aによって回転する。それによって水和タンク26に入れる前に、第一回転搬送装置16aから第一水和キャリアを受け取る。水和タンク26に少量の界面活性剤を含有する脱イオン水を満たす。この脱イオン水は充填用アセンブリ43を用いて満たされ、温度自動制御ヒーターにより70〜80℃の恒温に保持される。タンク45は水和装置10での使用のために脱イオン水を蓄積し加圧するためのものであり、この脱イオン水を岐管33によってアセンブリの様々なステーションに分配する。水和装置10で使用する前にその脱イオン水の脱ガスを行う。図3はまた、6個の抽出ステーション32を示しており、この抽出ステーション32への脱イオン水の供給も共通の岐管33で行う。回収サンプタンク4は脱イオン廃棄水を抽出ステーション32から回収し、排水管4aを介してフロア排水に脱イオン廃棄水を排出するために使用する。最終分解ステーション40はロボット分解装置34も含み、このロボット分解装置34は、上部チャンバープレートを水和基盤キャリアから取り外す際にコンタクトレンズをフラッシュする。
【0039】
水和キャリアアセンブリ
第一水和キャリアと第二水和キャリアを図4A〜図10に示してある。その図で図4Aは上部チャンバープレート50の上面図あるいは平面図であり、図8Aはレンズ金型キャリアプレート74の平面図であり、図5Aに示したように上部チャンバープレート50とレンズ金型キャリアプレート74を一体化すると第一水和キャリアが形成される。
【0040】
図6と図7は水和基盤キャリア60を示し、図4Aの上部チャンバープレート50を組み合わせて第二水和キャリアを形成する。第一水和キャリアと第二水和キャリアの詳細な断面図を図9と図10にそれぞれに示してあるが、図9は第一水和キャリアの1個の水和チャンバーの詳細な断面図を示し、図10は第二水和アキャリアの1個の水和チャンバーの詳細な断面図を示している。
【0041】
図4Aと図4Bで示したように、上部チャンバープレート50はその説明を容易にするために平面図、立面図で示し、一方、図5Aには上部チャンバープレート50がレンズ金型キャリアプレート74と組み合わせて組立て図で示されている。上部チャンバープレート50は、ハードコートアルミニウム等の金属やデルリン、ポリカーボネート等のプラスチックで形成される。上部チャンバープレート50は図4Bで示す複数のオリフィス51を含む。オリフィス51の各々は単体のコンタクトレンズ受け取り手段52を有する。そのうちの32個が図4Aに4×8アレーで示されている。上部チャンバープレート50はまた、4個のドリル開口部53を含み、その2個のドリル開口部53は、上部チャンバープレート50上で斜めに離れた2個の位置合わせピン54を受ける。4個の位置合せピン54が使用できるが、2個でも十分な結果となることがわかった。4個のドリル開口部53に対角線方向の2個の位置合わせピン54を使用すると、4個のドリル開口部を有するレンズ金型キャリアプレート74を対称的に使用することができる。レンズ金型キャリアプレート74が各々の操作サイクルで1度裏返されるので、ドリル開口部53と位置合わせピン54は対称的に使用することが望ましい。
【0042】
上部チャンバープレート50は複数の磁石58によってレンズ金型キャリアプレート74に固定されているが、そのうちの32個を図4Aに示す。磁石58は磁石ホルダー56、56(a)、57、57(a)および57(b)によって上部チャンバープレート50に固定されている。これらの磁石58は、以下さらに詳細に説明するように、レンズ金型キャリアプレート74の磁石鋼ボタン80と位置合わせされる。本発明の実施例では磁石58を用いたが、「ソフトコンタクトレンズを水和するための自動化方法及びその装置」と題した親出願の米国特許出願第08/258,556号に図示したグリップ装置と同様の、ポリカーボネートや液晶ポリマー等のいろいろな速離グリップ手段を利用できることが理解されるはずである。
【0043】
レンズ金型キャリアプレート74については図8A、図8B、図8C、図9に示したように、さらに詳細に説明する。レンズ金型キャリアプレート74は32個の開口部76を有し、これら開口部76は個々のレンズ金型9とその中で成形されたコンタクトレンズ8を受け取るのに用いる。レンズ金型9のくぼみは弾性シリコンゴム製のワッシャー78内に受け取られる。図9に関して後に説明するが、このワッシャー78はレンズ金型9のくぼみを中央に配置し、レンズ金型9が上部チャンバープレート50のレンズ受け取り手段52と接触した場合、上部チャンバープレート50とレンズ金型9との間に弾性カッピングを供給する。
【0044】
図8Bに示したように、緩衝ワッシャー78をレンズ金型キャリア74内の中心に配置し、開口部76の中心に形成した環状O−リング溝82内に取り付ける。緩衝ワッシャー78の作動面はレンズ金型キャリアプレート74の両端で対称である。これによってレンズ金型キャリアプレート74のどちら側も、第一水和キャリアを組み立てる時に、レンズ金型9を受けることができる。
【0045】
図8Cに示したように、磁石鋼ボタン80は、レンズ金型キャリアプレート74内に圧入することによって凹部77内に固定する。この磁石鋼ボタン80は17−4pHステンレス鋼であり、酸化や通常の作業条件下の別の反応を防止する。磁石鋼ボタン80は、上部チャンバープレート50に固定した磁石58と協働し、図5Aに第一水和キャリアとして示してあるように、レンズ金型プレート74と上部チャンバープレート50を1つの組立て体(アセンブリ)として保持する。位置合わせピン54は、上部チャンバープレート50に形成したドリル開口部53の2つに係合する。
【0046】
構造の1つの任意の形態は2つの平らな部品にレンズ金型キャリアプレート74を作り、組立て時にその部品間に緩衝ワッシャー78と磁石鋼ボタン80を挟むことである。
【0047】
本発明で使用したコンタクトレンズ受け取り手段52は、図5B〜図5Dに示してあり、この図で凸状レンズ付着表面53はコンタクトレンズ8を受け、1つのステーションから次のステーションへのコンタクトレンズ8の移送時に表面張力を有するコンタクトレンズ8を保持するように成形する。このコンタクトレンズ受け取り手段52はポリエーテルエーテルケントン(PEEK)で成形するのが好ましく、このPEEKは望ましい表面仕上げと本発明の作業条件下の長い製造寿命の表面エネルギーを与える。中心オリフィス62は流体を流して凸状レンズ付着表面53によって保持されるコンタクトレンズ8を凸状レンズ付着表面53から落とすようになっている。環状側壁56は凸状レンズ付着表面53を囲み、移送時に正確に中心にないコンタクトレンズ8のロスを防止する。複数の開口部55を環状側壁56に形成して、コンタクトレンズ8が連続する脱イオン水流で洗い流される場合に、例えば図10に示したように、凸状レンズ付着表面53を水和基盤キャリア60の凹面に組ませる場合、水和チャンバーのフラッシュ時に、フラッシュ用流体が出ることができる。
【0048】
第二水和キャリアの形成に使用した水和基盤キャリア60は、複数の凹面レンズ保持手段61が設けられた複数の層のキャリアを示す図6と図7に関してさらに十分に図示説明する。複数の層は、例えばアルミニウム等の金属、あるいはポリカーボネート等のプラスチック、あるいはそれらの混合物から作成してもよい。好ましい態様では上部層はアルミニウムで形成され、内部岐管(マニホールド)層はポリカーボネートで形成され、水和基盤キャリア60は小さな突起を備えたステンレス鋼で形成されキャリア間に所定の間隔を有し、底部層はデルリン(Delrin)で形成され摩擦を少なくしている。凹面レンズ保持手段61の各々は、凹面レンズ保持手段61とその中に入っているコンタクトレンズ8との間に流体を導入するための中央の流体オリフィス62を有する。後に説明するように、この流体は空気でも水でもよい。流体オリフィス62の各々は、複数の流体通路で接続しており、この流体通路は岐管の各層を介して、図6に示した4個の上向きに延在する流体接合部材63へ延びている。これらの流体接合部材63により導入される流体は、プレート層65に形成された4個のV字形導管に接合することによって一連の交差岐管66に流れる。交差岐管66は岐管層67内に形成され、凹面レンズ保持手段61の各々に形成した流体オリフィス62に直接供給する。凹面レンズ保持手段61の各列の間には、排水溝70があり、この排水溝70は外側に延在して凹面レンズ保持手段61により形成された水和チャンバーから、回収と排水用の抽出ステーションの下に配置された回収サンプタンク4に流れる液を排出する。回収サンプタンク4は、図3と図26に概略的に示してある。
【0049】
図10に示したように、図6と図7に示した水和基盤キャリア60は、図4Aに示した上部チャンバープレート50と組み合わせて複数の水和チャンバーを内部に有する第二水和キャリアを形成する。図4Aの上部チャンバープレート50と、図6と図7の水和基盤キャリア60に関して図示した実施例では、32個の別個の水和チャンバーがコンタクトレンズ受け取り手段52と凹面レンズ保持手段61の各々との間に形成されている。上部チャンバープレート50を下降させて水和基盤キャリア60と係合させると、上向きに延在する流体接合部材63は、上部チャンバープレート50に形成した位置決め開口部59(a)、59(b)を通り、コンタクトレンズ受け取り手段52を凹面レンズ保持手段61に位置合わせして複数の水和チャンバーを形成する。コンタクトレンズ受け取り手段52の周縁壁56に形成した複数の開口部55は、凹面レンズ保持手段61の流体ポート62と、上部チャンバープレート50のポート51を介して導入される流体用の複数の流体排出開口部となる。これにより水和チャンバーのフラッシュ時に流体がコンタクトレンズ8の両側から水和チャンバー内に導入でき、凹面レンズ保持手段61のリム61cによって得られる流体の平衡によってフラッシュの後、凹面レンズ保持手段61内に留まる。
【0050】
第一水和キャリアを図5Aと図9に示してあるが、図5Aは図4Aに示した上部チャンバープレート50の端面図であり、図9は内部に形成した1個の水和チャンバーの拡大断面図である。前面が湾曲(カーブ)したレンズ金型9はレンズ金型キャリアプレート74内に固定され、ゴム緩衝ワッシャー78内で中央に配置され、レンズ金型9の環状フランジを環状凹部79a内で中央に配置する。上部チャンバープレート50、レンズ金型9、およびレンズ金型キャリア74を組み立てる際に、コンタクトレンズ8はまだレンズ金型9に付着している。これらコンタクトレンズ8の水和の間、図9に示した第一水和キャリアは、水和タンク26に配置される際に反転される。そして、コンタクトレンズ8が水和すると、コンタクトレンズ8はレンズ金型9から離れ、コンタクトレンズ受け取り手段52の凸状レンズ付着表面53に重力により移る。その後、第一水和キャリアを水和タンク26から取り出せば、コンタクトレンズ8がコンタクトレンズ受け取り手段52の凸状レンズ付着表面53に表面張力によって固定される。
【0051】
水和段階及びアセンブリ
第一ロボットアセンブリ12と第二ロボットアセンブリ、第一回転搬送装置16aと第二回転搬送装置18a及び第一アセンブリ装置14は、図11〜図22に示してある。これらの領域は図1の点線囲み12、14、16に該当する。
【0052】
図11〜図16に示した第一アセンブリ装置14は、レンズ金型キャリアプレート74をアセンブリステーション24に配置することによって、この第一アセンブリ装置14の作動の第一サイクルを開始する。
【0053】
第一アセンブリ装置
第一アセンブリ装置14は図1の点線囲み14内にあり、図11の正面図、図15の平面図及び図16の側面図に示されている。この第一アセンブリ装置14は、戻りコンベア21とアセンブリステージング領域24の間を前後に往復運動する4個の真空把持アセンブリ101からなる往復運動セットを含む。真空把持アセンブリ101はZ軸方向での往復運動のために往復運動フレーム部材102上に取り付けられ、図16に示したように、Y軸(図1の)方向の往復運動のためにキャリッジ部材104上に取り付けられる。キャリッジ部材104は図20の断面図に示すIKOボールねじドライブ103に沿って位置104aまで往復運動する。キャリッジ部材104は、回転ねじ込みロッド106によりY軸に沿って往復運動するボールねじドライブ105に取り付けてある。キャリッジ部材104は、リニアガイド107、108上での往復運動のためベアリング部材によって支持される。リニアガイド107、108は、水和装置10のフレーム112に固定したプレート部材110によって支持される。別のIKOボールねじドライブ103は、キャリッジ部材104に対してフレーム部材102を往復運動させるために用いられ、真空把持アセンブリ101のためのマルチレベル動作を行う。
【0054】
図16を参照する。図において、作動中、レンズ金型キャリアプレート74は戻りコンベア21によって領域14に戻り、真空把持アセンブリ101(a)により図16に示した位置102bへ持ち上げられる。キャリッジ部材104は、図1のZ軸方向で且つ104aで示した位置に往復運動する。垂直に隙間ができると、キャリッジ部材104は、104で示した位置までY軸方向に往復運動し、さらに、フレーム部材102はアセンブリステージング領域24でレンズ金型キャリアプレート74を分離するため位置102aから位置102bまで往復運動する。
【0055】
図19に示したように、次の組み立て作業のためにレンズ金型キャリアプレート74を整合し、位置合わせするのに使用する一対の往復ピン128に合わせてレンズ金型キャリアプレート74をアセンブリステージング領域24に配置する。位置合わせは固定ガイド114、115及び可動ガイド116によってさらに容易となり、これらの固定ガイド114、115及び可動ガイド116の操作については図11に関して後にさらに説明する。上部チャンバープレート50とレンズ金型キャリアプレート74を誤って位置合わせしたり、不適切に載置したりすれば、赤外線を光学路117に沿って伝送してステーションの操作を中止する。
【0056】
図16を参照する。図において真空グリップ101とフレーム部材102は、102aで示した位置まで上がり、その後、戻りコンベア21まで戻る。それらが往復運動により戻ると、真空グリップ101はZ軸方向に101aと102cで図示した位置までさらに上げられる。第一水和キャリアの2個の要素、すなわちレンズ金型キャリアプレート74及び上部チャンバープレート50の高さが異なっている限り、2つのレベルの往復運動が必要である。レンズ金型キャリアプレート74をアセンブリステージング領域24に配置した後、しかも上部チャンバープレート50がこのレンズ金型キャリアプレート74と整合する前に、第一ロボットアセンブリ12は、複数のコンタクトレンズ8を製造ラインコンベア11からレンズ金型キャリアプレート74に分配する。
【0057】
第一ロボットアセンブリ
第一ロボットアセンブリ12については図17と図18でさらに十分説明するが、図17は図1の点線囲み12で示した領域の平面図であり、図18はその正面図である。図17に示したように、本発明の好ましい実施例では、32個のレンズ金型9を製造ラインコンベア11からアセンブリステージング領域24へ1回で移送する。これらのレンズ金型9は4個の製造ラインパレット7a,7b,7c及び7dによって運ばれ、可動ストッパー11aによって製造ラインコンベア11上に保持される。図18に120で示した真空ヘッドアセンブリは、位置120aから製造ラインコンベア11を超えて、位置120まで図18の矢印Cの方向に移動する。真空ヘッドアセンブリ120は32個の別個の真空把持カップを含み、この真空把持カップは前面が湾曲したレンズ金型9の環状フランジの周囲を把持し、製造ラインコンベア11とアセンブリステージング領域24との間で搬送する。
【0058】
図18に示した真空ヘッドアセンブリ120は、キャリッジ122内の空気圧シリンダによってZ軸に沿って往復運動する。同様にキャリッジ122は図20に関して前に説明したIKOボールねじ機構によってX軸方向に往復運動する。この図20では、固定あるいは据え付け支持部材が、製造ラインコンベア11とアセンブリステージング領域24の間の距離にまたがるフレーム部材124、125に固定可能に取り付けられている。真空ヘッドアセンブリ120によって搬送されるこれら吸引ヘッドの各々の真空源のために圧力監視センサーが備えてある。レンズ金型9を落としたり、位置合わせに誤りがあったりした場合、水和装置10の動作とこの水和装置10内の様々なロボット要素の同期を制御するプログラム可能な論理制御装置に異常信号が送られる。4個の真空グリッパが図18の端面図に示されているが、32個のグリッパが製造ラインパレット7a〜7dとレンズ金型キャリアプレート74用に図17に示したマトリックスアレー状に設けてあることがわかる。
【0059】
図17に示したレンズ金型キャリアプレート74は、図19に示した先細位置合わせピン128によって所定の位置に位置合わせするが、これらの位置合わせピン128は、図18に示したように、空気圧シリンダ129によりレンズ金型キャリアプレート74の最初の係合のために上向きに往復運動がなされる。これらの位置合わせピン128は、図8Aに示した位置決め開口部75の2つと係合する。本発明の好ましい実施例では、2個の位置合わせピン128を、X軸とY軸の両方の動きに対してレンズ金型キャリア74を確実に配置するよう設けている。上部チャンバープレート50に1個以上の磁石58をレンズ金型キャリアプレート74の磁石鋼ボタン80と協働して設けて、レンズ金型キャリアプレート74をZ軸方向に保持する。これによってレンズ金型キャリアプレート74が、上部チャンバープレート50(内部に磁石58を有する)を所定の位置に下げた時に、Z軸方向に飛び出ないように防止する。
【0060】
図17に示したように、レンズ金型キャリア74を固定し、位置合わせした後、レンズ金型9は図18の120aで示した位置から120で示した位置まで真空ヘッドアセンブリ120によって移送される。次に、図9に関して前にも説明したが、コンタクトレンズ8を有するレンズ金型9の各々をレンズ金型キャリアプレート74に配置する。第一ロボットアセンブリ12が矢印Cの方向に往復運動している間に、可動ストッパー11aが下がり、製造ラインパレット7a〜7dは製造ラインコンベア11に沿ってパレット戻りコンベア11bに移送され、製造ラインパレット7a〜7dの新しいセットが、入り込む製造ラインコンベア11から11cで組み立てられる。次に、ストッパー11aを再び上げ、新しいマトリックスを図17に示したように組み立てる。
【0061】
レンズ金型9をレンズ金型キャリアプレート74に置いた後、第一ロボットアセンブリ12は矢Cとは逆の方向に往復運動し、新しいレンズ金型9をピックアップし、一方、図16に示した第一アセンブリ装置14は上部チャンバープレート50を戻りコンベア21からピックアップし、図11と図16に示したように、その上部チャンバープレート50を軸方向に沿ってアセンブリステージング領域24まで搬送する。次に、上部チャンバープレート50をZ軸方向に下げてレンズ金型キャリアプレート74とその内部のレンズ金型9上に配置し、図5Aに示したように第一水和キャリアを形成する。次に、第一アセンブリ装置14は真空把持アセンブリ101を最初はZ軸方向に、次は矢印Aとは逆方向に引っ込めて新しいレンズ金型キャリアプレート74をピックアップし、水和装置10の別のスタートサイクルを開始する。
【0062】
第一回転搬送装置
通常、16aで示される第一回転搬送装置16aの動作は、図11、図15、図18及び図19に示されている。第一水和キャリアの組み立てが完了した後、位置合わせピン128を空気圧シリンダ129によってレンズ金型キャリアプレート74から引き出す。次に、図18の矢印Cで示したように、空気圧シリンダ130の可動整合ガイド116をX軸方向に往復運動させ、第一水和キャリアを、第一回転搬送装置16aのジョー(jaw )132a、132b間のレールに沿ってスライドさせる。ジョー132a、132bを空気力で開閉し、図15と図19に示したように、回転エアシリンダ138によって軸136の周囲に回転できるように取り付けてある。この配置ストロークは、図19に矢印Aで示したように、組み立てた第一水和キャリアをアセンブリステージング領域24から位置24(a)に移動させる。この第一水和キャリアを整合ガイド114、115で初めはガイドするが、次には、そのガイドがプッシュプレート116により第一回転搬送装置16aのジョー132a、132b内に位置24(a)で入ると、1対のレール602、604の先端にスライドする。シリンダ130のストロークを長くし、回転軸136を動かし図19の点線でマークした位置24(a)から、アセンブリステージング領域24での組立て動作と同時に回転運動を行うことができ、それにより本願に示した水和装置10に関して組立てサイクル時間を圧縮する。ジョー132a、132bはクランク軸606の回転に対し支持され、その回転動作によって組み立てた第一水和キャリアを軸136の周りに回転させる機械的な利点が与えられる。一旦、第一水和キャリアが第一回転搬送装置16aによって受け入れられると、ジョー132a、132bと第一水和キャリアは図2の16aに示したように、135°の時計回りに回転して取出し配置ロボットアセンブリ202に手渡すように図11と図18に示した点線になる。
【0063】
取出し配置ロボットアセンブリ
取出し配置ロボットアセンブリ(総括的に第二ロボットアセンブリと称する)は、図2の囲み16で示した動きを含み、図11、図12および図22に関して説明した第一および第二取出し配置ロボットアセンブリ202、204を含む。
【0064】
図11に示したように、2個の取出し配置ロボットアセンブリ202、204は、ある角度を付けたブラケット206、208上に斜めのZ軸往復運動ができるように取り付けられている。図22は第一取出し配置ロボットアセンブリ202のドライブ機構を示す。第二取出し配置ロボットアセンブリ204は略同じドライブ機構を使用するが、水和タンク26の反対側からである。取出し配置ロボットユニット202、204の各々は、図12と22に示したように、第一水和キャリア200を把持する一対の把持ジョー214、215を有する。把持ジョー214、215は空気圧モーター216、217により作動し、これら空気圧モーター216、217は、キャリッジ部材206にオフセットブラケット608により固定可能に取り付けられており、このオフセットブラケット608は、ハウジング218に取り付けたIKOボールねじドライブ221によって斜めのZ軸に沿って往復運動する。ガイドレール219、220と、モーター222で駆動する回転ねじドライブ221はハウジング218内にある。ナット部材223は取出し配置ロボットアセンブリ202に固定可能に取り付けてあり、モーター222が回転すると、ガイドレール219、220に沿って取出し配置ロボットアセンブリ202を引き出す。取出し配置ロボットアセンブリ202は図12と図22に矢印「Z」で示した動きの範囲に沿うばかり往復運動するのではなく、図22の矢印Xで示したように、図1のX軸に沿って図12と図22に示した位置Bまでも往復運動する。下方ドライブユニット224は、図11と図12に示したように、ブラケット206の下側に固定するキャリッジ部材210を駆動する。下方ドライブユニット224もまたIKOボールねじ機構であり、その動作はIKOボールねじドライブ221に関して前に説明した動作と本質的に同じである。
【0065】
取出し配置ロボットアセンブリ202は図11と図12に示したように、Z軸方向に斜め下方に往復運動をして、第一回転搬送装置16aの回転シリンダ138によって図11と図12に示した位置まで回転した第一水和キャリア200を係合させる。空気圧モーター216、217が作動すると、空気手段を解除して第一回転搬送装置16aのジョー132a、132bを開放する。次に、第一取出し配置ロボットアセンブリ202は、第一水和アセンブリ200が水和タンク26をクリアするまで図11と図12の矢印Z方向に上向きに往復運動する。垂直に十分な隙間が確保されると、ドライブ224を作動して図11の矢印Xで示したように、X軸方向にキャリッジ部材210と第一取出し配置ロボットアセンブリ202を引き出す。第一取出し配置ロボットアセンブリ202は第一水和キャリア200の各々を第一回転搬送装置から受け取り、それら各々を水和タンク26に取り付けたウォーキングビームアセンブリの第一開放スロットに配置する。図11の位置Bに示したように、第一水和キャリア200が下方レール部材610上のウォーキングビームアセンブリ内に確実に配置されるまで、第一水和キャリア200は、Z軸の方向に下向きに往復運動する。次に、空気圧シリンダ216、217を作動して把持ジョー214、215を開き、第一水和アセンブリ200が水和タンク26内で静止できるようにする。次に、第一取出し配置ロボットアセンブリ202はZ軸に沿って反対方向に戻り、垂直の隙間を作り、その後、X軸に沿って戻り次の第一水和キャリア200を第一回転搬送装置から受け取る。
【0066】
各動作のサイクル時に、第二取出し配置ロボットアセンブリ204は水和タンク26の端部でZ軸方向に動き始める。第二取出し配置ロボットアセンブリ204が水和タンク26のウォーキングビームアセンブリの最後の第一水和キャリア200に達するまで、その第二取出し配置ロボットアセンブリ204をZ軸に沿って下向きに往復運動する。次に、第一水和キャリア200を水和タンク26から引き出すため、第二取出し配置ロボットアセンブリ204のジョー部材244、245を空気圧シリンダ246、247で作動して第一水和キャリア200に係合させる。次に、第二取出し配置ロボットアセンブリ204をZ軸に沿って上向きに往復運動して第一水和アセンブリ200を水和タンク26から引き出す。次に、水和タンク26をクリアした後、第二取出し配置ロボットアセンブリ204が図11と図12に示した位置204aに達するまで、その第二取出し配置ロボットアセンブリ204を矢印Bの方向にX軸を往復運動する。次に、第二取出し配置ロボットアセンブリ204のキャリッジ212をZ軸方向に下向きに往復運動させ、第一水和キャリア200を、図11と図15に番号18aで全体的に示した第二回転搬送装置18aで処置する。第二回転搬送装置については後にさらに詳細に説明するが、その第二回転搬送装置18aは第一水和キャリア200を保持し、図2の囲み18bで示したように、45°の動きで第一水和キャリア200を回転させ、次に、第一水和キャリア200をX軸方向で移送して第一分解ステーションと図23〜図25に関して図示説明した第三ロボットアセンブリに移送することができる。
【0067】
水和
図11〜図15に示したように、水和タンク26は、第一水和キャリア200を脱イオン水溶液内に完全に浸漬させている。この場合、脱イオン水溶液は少量、典型的には0.005容積%ないし5容積%のオーダの界面活性剤を含有する。適切な界面活性剤として、重合性(ポリマー)界面活性剤類、この場合、好ましくは商品名「ツイーン80」として市販されているポリエチレンオキシドソルビタンモノオレエートが挙げられる。
【0068】
この溶液は、レンズ打ち抜きを行う時間のかかるイオン中和を水和工程(プロセス)時に行う必要がない限り、ラーセンの米国特許第4,495,313号に代表する先行技術の方法で使用した水溶液とは実質的に異なるものである。脱イオン水を水和工程で使用する場合、最終的なレンズの平衡(イオン中和、最終的水和、及び最終的なレンズの寸法)が室温であるいは滅菌工程時に行われるように、緩衝食塩水をレンズの最終包装に添加する。そのような中和によってレンズの寸法が一時的に不安定となり、完了するまでに長時間が必要になり、そのため、一連の成形入力と一連のパッケージ出力を有する自動製造ラインに配置すると、望ましくない大きなバッチ作業となる。
【0069】
水和タンク26内の移動時間はある程度、水タンク26の温度に依存する。0.05%界面活性剤を含有する脱イオン水の水和タンク26の場合、HEMAソフトコンタクトレンズ8の望ましい滞留時間は55℃ないし90℃の温度で3ないし10分である。好ましい実施例では、水和温度を70℃±5℃に保持した場合、5分の滞留時間が有利であることがわかった。
【0070】
注目すべきは、水和タンク26内に滞留している間、コンタクトレンズ8は水和し、膨潤し、それにより前面の湾曲したレンズ金型9から分離する。上部チャンバープレート50とレンズ金型9とレンズ金型キャリアプレート74が第一回転搬送装置16aによって16aにおいて反転されているので、コンタクトレンズ8がレンズ金型9から離れるとすぐに、重力を受ける。第一水和キャリア200が動くと、コンタクトレンズ8は定めた水和チャンバー(図9に示した)内を動く。取出し配置ロボットアセンブリ204によって第一水和キャリア200が水和タンク26から引き上げられると、コンタクトレンズ8は上部チャンバープレート50の凸状レンズ付着表面53の上に落ち着く。
【0071】
第一および第二の取上げ配置ロボットアセンブリ202、204の運動速度は、第一水和キャリア200を水和タンク26に対して挿入するか取り外す際に、著しく変化する。第一取上げ配置ロボットアセンブリ202が水和タンク26の入口に達した時、駆動モーター222の速度がかなり落ち、水和タンク26への挿入が毎秒40mmを超えない速度で続けられる。水和タンク26への挿入が毎秒40mmを超えると、気泡が凸状レンズ付着表面53とレンズ金型9との間に形成した水和チャンバー内に捕捉される場合があり、続いて、コンタクトレンズ8がレンズ金型9から凸状レンズ付着表面53に移るのが妨害される。レンズ金型キャリアプレート74と凸状レンズ付着表面53による後続のコンタクトレンズ8の取り扱いは、水和タンク26に浸漬したままで表面張力と重力によるものであり、コンタクトレンズ8と凸状レンズ付着表面53との間に捕捉した気泡が第一水和キャリア200の取扱い能力を弱める。
【0072】
同様に、第二取出し配置ロボットアセンブリ204は第一水和キャリア200を水和タンク26から取り出す際に、第一水和キャリア200の速度は水和タンク26に浸漬したままで24mm/秒に限定される。第一水和キャリア200を水和タンク26から取り出した後、第二取出し配置ロボットアセンブリ204が第二回転搬送装置へ送るため第一水和キャリア200を動かす際に、上向きの動きを加速する。
【0073】
水和タンク搬送
前にも説明したように、第一取出し配置ロボットアセンブリ202は、第一水和キャリア200を水和タンク26の先端に配置し、第二取出し配置ロボットアセンブリ204は、第一水和キャリア200を水和タンク26の末端から取り外す。水和タンク26の先端から末端への搬送は、図4Aと図11〜図15に関してこれから説明するウォーキングビームアセンブリにより行われる。
【0074】
ウォーキングビームアセンブリは、水和タンク26内にある各第一水和キャリア200の2個の固定支持体と、水和タンク26内の各第一水和キャリア200の2個の可動支持体を有する。可動支持体は垂直に動かすことによってサイクルを開始して第一水和キャリア200の各々と係合し、固定支持体からこれらの第一水和キャリア200を持ち上げる。次に、可動支持体は水和タンク26内の第一水和キャリア200の各々を水和タンク26の後部にある1カ所にまとめて搬送する。次に、可動支持体を下ろし、第一水和キャリア200を固定支持体に下げて戻し、最終的な戻しストロークにおいて可動支持体をその元の位置に戻す。従って、第一水和キャリア200の各々は水和タンク26を介して始めから終わりまで1個のスロットだけ進む。
【0075】
図13と図15に示したように、1対の長いレール610、612を水和タンク26の長さに沿って平行に離し、支持ブラケット614により水和タンク26の底部上方にわずかに上げて配置する。この支持ブラケット614は、タンク壁624の内部に取り付けた1対のサイドブロック620、622に調整ねじ616、618により調節可能に取り付けてある。長いレール610、612の各々は図15で見ることができる複数のノッチを有し、そのノッチは搬送通路に沿って各々のノッチ場所で第一水和キャリア200を受ける。図13と図15に示したように、複数の固定支持ピンがあり、その内の2個が図13に626、628で示してあり、そのピン626、628の列は図11に長いブラケット部材630に固定可能に取り付けて示してある。図11、12に示したように、4個の第一水和キャリア200があり、その第一水和キャリア200の内の3個を200a、200b及び200cで列挙し、200aは水和タンク26の最初のスロット内に配置し、200cは水和タンク26の最終のスロットに配置している。図11と13に示したように、第一水和キャリア200を固定支持体上に配置し、その第一水和キャリア200の最下端部を長い支持レール610、612に載せ、その最上フランジを図13の626と628に類似した固定支持体上に載せる。
【0076】
図4Aを参照する。図4Aでは上部チャンバープレート50の両側から外側に延びる4個のタブ632a、b、634a、b、636a、bおよび638a、bがあることがわかる。それらのタブ632a、b、634a、b、636a、bおよび638a、bは第一水和キャリア200の周りで対称的に間隔をあけ、第一水和キャリア200の向きに関係なく第一水和キャリア200の対称的な運用を可能とする。端部のタブ632a、b及び638a、bで注目されるように、水和タンク26を通して第一水和キャリア200を移送する可動な支持部材の係合面の対応形成の突起を係合するように使用する複数のノッチ632c、dがある。
【0077】
第一取出し配置ロボットアセンブリ202は水和タンク26に第一水和キャリア200を置くと、最下の長さ方向の縁部(図4Aにおいて50aで示した)は長い支持レール610、612の上で静止するよう載っており、グリップジョー215を開けると、第一水和キャリア200は上部タブ632a、bでゆるみ、前に説明したように、固定支持ピン626、628に静止するようになる。可動支持体を第一水和キャリア200に係合させると、それらの可動支持体は、最下位のタブ638a、bと、第一水和キャリア200の高さの約3/4の高さに位置するタブ634a、bに係合する。可動支持体は1対の長い可動支持プレート640、642によって支持され、長い可動支持プレート640、642は水和タンク26の側壁に平行であり、水和タンク26の長さ方向に延びる1対の長いビーム644、646で支持される。可動支持プレート640、642の1個が、第一取出し配置ロボットアセンブリ202の重量を軽くするために内部に開けた複数の丸い孔と、幾つかの場所に640aで示した内部に機械加工で作った複数のスロットを有して図11に示してある。可動支持プレート640、642の各々は、内部に多くの機械加工スロットがあり、各スロットは図13に示したように、1対の係合できる可動支持ピン648〜654を受ける。最下位の可動支持ピン648、650は第一水和キャリア200の最下位のタブ638a、bに係合し、一方、第二のセットの可動支持ピン652、654はタブ634a、bに係合する。図13に示した位置では第一水和キャリア200aは、固定した位置に静止している。このとき、可動支持プレート640、642に取り付けられている可動支持ピン648〜654は、係合タブ634a、b及び638a、bの下方に位置付けられている。4個の可動支持ピン648〜654を図13に示したが、各可動支持プレート640、642には4個の可動支持ピン648〜654があり、2個のピンが可動支持プレート640の各スロットに取り付けてあることが理解できる。対応するピンは可動支持プレート642(図示せず)に形成したスロットに取り付けてある。可動支持プレート640、642と全体的に648〜654で示した可動支持ピンは、図11の矢印囲みDで示したように、第一ストローク、垂直ストロークで丸い囲みで動き、第一水和キャリア200を支持レール610、612から上げ、タブ632a、bを固定支持ピン626、628の上方に移動させる。垂直に隙間を作った後、全体の機構は、第一水和キャリア200の各々が装置を貫通する1個のスロットを通るまで、X軸に沿って往復運動する。次に、第一水和キャリア200が水平支持レール610、612上に再び静止するようになるまで、全体の機構を垂直軸に沿って下ろす。可動支持プレート640、642は、可動支持ピン648〜654が第一水和キャリア200の上部チャンバープレート50に形成したタブ下方になるまで下降し続ける。可動支持プレート640、642が最下部分に到達したら、全体の機構の前方に向かってX軸に沿って往復運動で戻り、新たにサイクルを開始する。
【0078】
垂直軸に沿った動きを空気圧シリンダ656により行う。この空気圧シリンダ656は水和タンク26の上方の中央にあり、ビーム644、646と可動支持プレート640、642を支持するヨークアセンブリに接続されている。Z軸ストローク時に分離を防止し、垂直方向に相互アセンブリをガイドするために使用する4個のガイドベアリング658a〜dがある。空気圧シリンダ656はX軸方向の往復運動のために支持ブラケット660上に可動取り付けしてあり、この支持ブラケット660は、空気圧駆動シリンダ656が水和タンク26の第一水和キャリア200のすべてを長さ方向の支持レール610、612から一旦上げたら、トラック部材666a、b、668a、bに沿う往復運動のための1対の回転用トラス支持体662、664によって支持される。リニア駆動モーター670は約1スロットの距離だけトラック部材666a、bと668a、bに沿って全体のアセンブリを移動させる。新しいX軸の向きになった後、空気圧シリンダ656は水平支持レール610、612上の所定の位置に第一水和キャリア200を下ろす。可動支持ピン648、654が下降を続けると、第一水和キャリア200のタブ632a、bの最上部分は固定支持ピン626、628上で止まる。
【0079】
本装置サイクル時間は変わるが、全体として製造ラインのサイクル速度にある程度依存する。前に述べた温度での水和は3分から8分、好ましくは5分続くので、全体として製造ラインのサイクル速度で分離するように、全体の製造ラインの出力を水和時間に受け入れるのに十分なスロットを水和タンク26に備えることが望ましい。
【0080】
第二回転搬送装置
第二回転搬送装置18aの動作を図11、14および図15に関して後に説明する。この動作では第二回転搬送装置18aは第一水和キャリア200を受け取り図2の囲み18bに示したように第一水和キャリア200を円弧45°回転させる。本発明の第二回転搬送装置18aは、第三ロボットアセンブリで前に説明した機能の幾つかが、これから詳細に説明するように第二回転搬送装置18aによるものとした点で、本出願で説明した同じ装置と区別される。
【0081】
図14に示したように、第二回転搬送装置18aは、ブラケット部材254により往復運動フレーム253に固定可能に取り付けてある回転シリンダ255の回転に応じて軸251の周囲を旋回する回転フレーム250を有する。回転シリンダ255は、回転フレーム250を図11に示した位置から図15および14に示した水平位置まで45°回転させる。回転フレーム250は回転シリンダ255とジャーナルベアリング256により軸251の周囲を軸(シャフト)250aの周囲を回転する。回転シリンダ255とジャーナルベアリング256の両方共、往復運動フレーム253にブラケット取り付けしてある。回転フレーム250はX軸に沿った往復運動のためにローラとトラック機構257により一方でまた空気圧シリンダ駆動機構259により他方で支持してある。回転フレーム250は、第一水和キャリア200を第二取出し配置ロボットアセンブリ204から受け取り、搬送時にそれを支持する1対のL字状支持レール260、261とバックプレート258を備えている。L字状支持レール260、261は軸250aにスライド可能に取り付けてあり、空気圧シリンダ260aと261aによって往復運動して第一水和キャリア200との着脱を行う。第二取出し配置ロボットアセンブリ204は、204aで示した位置からZ軸下向きに下り始めると、第二回転搬送装置18aは図11にEで示した位置まで反時計周りに45°回転し、L字状サイドレール260、261を上向きに角度を付け、開放して第一水和キャリア200を受け取る。第一水和キャリア200を第二取出し配置ロボットアセンブリ204によって外すと、第一水和キャリア200は、位置合わせブロック258aと258bとの間でストッパープレート258に静止することになる。次に、空気圧シリンダ260a、261aがL字状支持レール260、261を閉めてその間に第一水和キャリア200を把持する。次に、第二回転搬送装置18aを図14と図15に示した実線位置まで回転させる。回転は、図14に示したように軸251の周囲に回転フレーム250を回転させる回転シリンダ255により行う。次に、空気圧シリンダ駆動機構259を作動させて第一水和キャリア200を搬送用X軸方向に第一分解領域まで搬送し、第三ロボットアセンブリに渡す。
【0082】
第三ロボットアセンブリ
図15と特に図23に位置Aで示したように、第二回転搬送装置18aは第一水和キャリア200を第二取出し配置ロボットアセンブリ204から受け取る。次に、第二回転搬送装置18aは第一水和キャリア200を全体的にBで示した第一分解ステーションに移送する。第三ロボットアセンブリ300も位置Bまで移動し、第二回転搬送装置18aのサイドレール260、261とバックプレート258で今なお支持されている第一水和キャリア200の下方に位置する。前に指摘したように、この搬送はIKOリニアドライブ259で行われる。図21Aおよび図21Bに示したように、第三ロボットアセンブリ300は1対のテーパーの付いた位置合わせピン305を有し、その位置合わせピン305の1個を図21Bに拡大して詳細に示す。位置合わせピン305は上部チャンバープレート50の開口を貫通し、一方、1対の雌型ソケット301を、レンズ金型キャリアプレート74に形成した開口53を通して下ろす。位置合わせピン305を雌型ソケット301に差し込めば、3個の第二回転搬送装置18a、第三ロボットアセンブリ300、および第一ロボット分解装置360は整合して位置合わせがなされる。第一ロボット分解装置36は、図21Aに示した弾力的なカップリング365によって位置合わせに応じることが可能になる。位置Bで第一ロボット分解装置360は、個々のレンズ金型9とレンズ金型キャリアプレート74を第一水和キャリア200から取り外し、図21A〜図23についてこれから説明するように、上部チャンバープレート50、それに支持されたレンズ受け取り手段52、その凸状レンズ付着面53、およびその上に載っているコンタクトレンズ8を残す。第一ロボット分解装置360は複数の個々の真空グリップ370を有し、その真空グリップ370は取り外しのために1つずつ各レンズ金型9に係合する。第一ロボット分解装置360は、これからさらに詳細に説明するように、レンズ金型キャリアプレート74に係合する真空グリップ372も備えている。レンズ金型9とレンズ金型キャリアプレート74を第一水和キャリア200から引き離した後、第一ロボット分解装置360はレンズ金型9を回収ビンに廃棄し、レンズ金型キャリアプレート74を、第一アセンブリ装置14に返すための戻りコンベア21に戻す。第一水和キャリア200を分解した後、第三ロボットアセンブリ300は上部チャンバープレート50を把持し、文字Cで示した位置に移動し、そこで第一水和キャリア200はZ軸に沿って上向きに往復運動してフラッシュステーションに達する。この間、コンタクトレンズ8は図9に示した凸状レンズ付着面53に載ったままである。コンタクトレンズ8をフラッシュするのは、特に、水和タンク26の温度になっているコンタクトレンズ8を冷却するためであり、また水和タンク26から引き上げたコンタクトレンズ8に残っている水溶液をわずかでも洗い流すためであり、また大気の環境にあっても十分確実にコンタクトレンズ8を水和するためである。このフラッシュ工程は、サイクル時間を短縮するために便利な開放水和ユニットがあれば、省略できる。フラッシュの後、第三ロボットアセンブリ300は位置Dまで移動しそこで180°回転する。第二回転搬送装置18aから上部チャンバープレート50の搬送が行われている間、図23に関してこれから説明するが、水和基盤キャリア60は所定の位置へ進み、上部チャンバープレート50を受け取る。第三ロボットアセンブリ300の最終的な動きはZ軸を下降する動きであり、水和基盤キャリア60を上部チャンバープレート50とつなぎ、その上、390で通常、示した短いストロークの搬送装置は第二水和キャリアを矢印Eの方向に前進させ、第一フラッシュステーション400の下に配置する。第三ロボットアセンブリ300は図23、24、25に示してあり、図25が第三ロボットアセンブリ300の拡大端面図を示している。第三ロボットアセンブリ300の動きの範囲と、水和装置10内の別の装置とのその相互作用は複雑であり、図2の図21Aと図21Bにまとめてある。
【0083】
第三ロボットアセンブリ300の装置は図25に最もよく図示されている。この第三ロボットアセンブリ300は回転プレート304に取り付けた吸引把持手段301、302を備えている。吸引把持手段302は上部チャンバープレート50に形成した開口部53と整合させるための位置合わせピン305を有している。回転プレート304は、プレート部材307に固定したベアリングアセンブリ306で回転できるようになっている。プレート部材307は、IKOボールねじドライブアセンブリ308により固定フレーム309に対して垂直に、またIKOボールねじドライブアセンブリ310によりX軸に沿って水平に往復運動する。回転プレート304は駆動シリンダ312によって回転する。2個のIKOボールねじドライブアセンブリ308、310の相対的な相互作用は図24に示したが、垂直ドライブアセンブリ308はIKOボールねじドライブアセンブリ314によってX軸に沿って往復運動する被動水平部材310上で支持される。
【0084】
第一ロボット分解装置360はさらに図21Aに示してあるが、複数の吸引グリップがレンズ金型9とレンズ金型キャリアプレート74の両方を固定し、それらを上部チャンバープレート50から持ち上げて使用済みのレンズ金型9を廃棄し、レンズ金型キャリアプレート74を戻りコンベア21に戻す。第一ロボット分解装置360はX軸での垂直運動のために水平往復運動する走行キャリア362に取り付けてある。空気圧シリンダ364は走行キャリア362に固定され、フレーム366に走行キャリア362が接続しているため第一ロボット分解装置360を往復運動させる。
【0085】
第三ロボットアセンブリ300が位置Bで上部チャンバープレート50を固定した後、空気圧シリンダ364はフレーム366を下ろし、図21Bに示したように第一ロボット分解装置360の金型グリップ370を個々の前面の湾曲したレンズ金型9とレンズ金型キャリアプレート74に係合させる。第一ロボット分解装置360はアレーで各レンズ金型9を個々に把持する個々の金型グリップ370のアレーとレンズ金型キャリアプレート74を把持する複数のキャリアグリップ372を有している。各グリップ370、372は、垂直の往復運動のために空気圧シリンダ364に固定可能に接続され、フレーム366に個々に支持されている。本発明の好ましい1つの実施例では第一ロボット分解装置360は32個の個々の金型グリップ370の4×8のアレーと8個の大きなキャリアグリップ372を有している。グリップ370、372の各々には真空が作られており、空気圧シリンダ364はレンズ金型キャリアプレート74とレンズ金型9の各々を上部チャンバープレート50から外して上げ、図1のY軸あるいは図21Aの矢印Aの方向でのその水平往復運動を開始する。第一ロボット分解装置360は回収受け器368の上方で止まり、個々の金型グリップ370の各々に通じる真空ラインを開け、それにより研磨とリサイクルのため回収受け器368にレンズ金型9を落とすことができる。エアブローも行い、レンズ金型9を金型グリップ370から確実に離す。次に、走行キャリア362は戻りコンベア21へレンズ金型キャリアプレート74を図23の21aで通常示した位置まで搬送する。走行キャリア362と第一ロボット分解装置360は、固定フレーム部材369に固定するIKOボールねじドライブ363によって矢印Aの方向に搬送される。IKOボールねじドライブ363の構造と動作は図20と図22に関して前に説明したものと本質的に同じである。
【0086】
第一水和キャリア200を分解した後、第三ロボットアセンブリ300は、上部チャンバープレート50とコンタクトレンズ8を図1に示したようにX軸方向に搬送し、次に、フラッシュステーション380でコンタクトレンズ8をフラッシュするために、上部チャンバープレート50を図24に示した位置Cまで上げる。フラッシュステーション380は、上部チャンバープレート50上のコンタクトレンズ8のアレーに対応し、本発明の好ましい実施例では32本のノズルの4×8アレーであるアレーの形態をとるノズル381のアレーを有する。脱イオン水フラッシュ溶液は空気圧制御バルブ382で調整され、しかもその時間は0.5ないし5秒である。このフラッシュによりコンタクトレンズ8が水和タンク26の約70℃の温度から冷却され、コンタクトレンズ8に残存する水和による残留水溶液すべてが取り除かれる。フラッシュサイクルを完了した後、第三ロボットアセンブリ300は図1と図24のX軸方向に移動し、図24に矢印Dで示したように180°回転し、次にZ軸を下りて水和基盤キャリア60と合体して第二水和キャリア400を形成する。図6と図7に示したように、水和基盤キャリア60は4個の直立導管63を有しており、これら導管63は上部チャンバープレート50に形成した開口部59を通過して(図4Aに示したように)上部チャンバープレート50を水和基盤キャリア60に位置合わせし、それにより図10に示した個々の水和チャンバーを形成する。
【0087】
水和基盤キャリア60を図23に示したエアシリンダドライブ385によって配置する。このエアシリンダドライブ385はプッシュアーム386を戻りコンベア21から図23に示した位置Dへ駆動させる。水和基盤キャリア60は、それらが戻りコンベア21に沿って戻ると、戻りコンベア21上に吊られたブリッジ387に当たる。上部チャンバープレート50は、これも戻りコンベア21に沿って戻るが、上部チャンバープレート50がブリッジ387の下を通過できる高さがあり、図11〜図16に関して前に説明したように第一アセンブリ装置14に進む。上部チャンバープレート50より高い水和基盤キャリア60はブリッジ387に当たり、図23に21bで示した位置で保持される。プッシュアーム386はそのストロークを点線位置386aで開始し、水和基盤キャリア60を1対のガイド間に戻す。ガイドのうちの一方は図23に示した組立て位置Bの388で示してある。
【0088】
水和基盤キャリア60を空気圧シリンダストッパーで保持し、一方、プッシュアーム386はそれが位置21bで水和基盤キャリア60に当たらずに戻れるように位置Dにある。上部チャンバープレート50はまた、上部チャンバープレート50とレンズ金型キャリアプレート74が適切にシーケンス化されるように、位置21aのストッパーで引き止められる。
【0089】
組み立て後、第二水和キャリア400を割送りコンベアで搬送する。この割送りコンベアは、リニアプッシュプレート392を図1と図23のX軸方向に駆動させる空気圧シリンダ390を有する。リニアプッシュプレート392は水和基盤キャリア60の幅に等しい割送りの距離だけ水和基盤キャリア60を前進させ、次に図23に示した位置に戻る。割送りコンベアの通路は、第二水和キャリア400の長さに等しい通路幅を形成し、しかも開放回収サンプタンク4上方に移送するため水和基盤キャリア60を支持するガイド394と395で作られる。組み立てられた3個の第二水和キャリア400は図23に示されており、第一抽出ステーション32から続いている。空気圧シリンダを作動すると、プッシュプレート392は、ガイド394と395で形成したコンベア通路に沿って第二水和キャリア400の全体のストリングを前進させるか割送りする。
【0090】
図3に示したように、抽出あるいは割送りの通路に沿って連続的に配置された6個の抽出ステーション32がある。第二水和キャリア400の各々は空気圧シリンダドライブ390によって抽出コンベア通路下方に段階的に割送りされる。6個の抽出ステーション32の各々は第二水和キャリア400を受け取り、その内部の脱イオン水を定期的にフラッシュし、交換して水和生成物をコンタクトレンズ8から浸出し且つ搬送がなされる。
【0091】
先行技術水和槽は満足な結果を達成するためには120〜180分が必要であったが、5分ないし10分サイクルのフラッシュと浸出により内部に検出可能な汚染物のないコンタクトレンズ8を製造できることがわかった。好ましい実施例では、約18秒のフラッシュサイクル(このサイクルでの実際のサイクルは1〜2秒)が各抽出ステーション32で行われ、この抽出ステーション32は水和基盤キャリア60の3個の幅に対応する距離だけ互いに離れている。従って、水和基盤キャリア60の段階的な割送りは1〜2秒のフラッシュ(17秒のフラッシュ期間中)と68秒の浸出サイクルとなり、コンタクトレンズ8から浸出可能な材料を最大限交換することができる。このサイクルは全体で7分より若干長い時間で6度繰り返され、本発明の装置を走行する全体の時間は水和タンク26を含めて約15分である。
【0092】
抽出ステーション
代表的な抽出ステーション32を図26〜29に示した。図では上部チャンバープレート50と水和基盤キャリア60を組み合わせて第二水和キャリア400を形成する。図27と図29に示したフラッシュ岐管410は、脱イオン水供給導管401、岐管部材402、403及び複数の係合可能なノズル404を有している。係合可能なノズル404は、32個の直接係合カップリング406と4個のソケットカップリング407を有し、このソケットカップリング407は、上部チャンバープレート50の開口部59を通る直立流体カップリング63内で受ける。直接係合カップリング406は、上部チャンバープレート50に形成し図10に詳細に示した個々の開口部51内で受けられる。これらの直接係合カップリングは、流体を空気あるいは脱イオン水の形態で、開口部51を介して図10に示した水和チャンバーに供給する。流体はまた、ソケットカップリング407により直立導管カップリング63を経由して水和基盤キャリア60に供給される。直立導管カップリング63は内部の流体を岐管通路64と66を介して水和基盤キャリア60に形成した開口部62の各々に送る。このようにフラッシュ岐管410を下ろして第二水和キャリア400と係合させると、コンタクトレンズ8は1〜2秒間両側からフラッシュされ、前の抽出サイクルからの残留脱イオン水を除去し、水和チャンバーに新鮮な浸出溶液を供給する。脱イオン水は水和チャンバーの半径方向開口部55を通して流れ、水和基盤キャリア60に形成したV字形トラフ70で集められる。次に、廃棄水を水和基盤キャリア60の側に送ってその下の回収サンプタンク4に排水する。抽出岐管(マニールド)410は、固定フレーム412に固定可能に取り付ける空気圧シリンダ411によって垂直に往復運動がなされる。キャリアプレート413は空気圧シリンダ411の駆動ピストンに取り付けられ、PLC制御指示に従ってZ軸を垂直に往復運動する。バルブ部材415も、抽出岐管410を通る脱イオン水の流れを制御するために設けてある。抽出岐管410はキャリアプレート412にブラケット部材417によって固定されている。
【0093】
分離ステーション
上部チャンバープレート50を水和基盤キャリア60から分離し、コンタクトレンズ8を水和基盤キャリア60からレンズ搬送手段へ搬送する本発明の分離ステーションを、図30〜図33に関してさらに詳細に図示説明する。この図のうち図30は分離装置の正面端面図である。図31は最終抽出分離の部分断面図であり、図32は上部平面図であり、図33は全体の水和装置10の端面図である。
【0094】
図30、31、32、33に示した装置は図1の点線囲み22にある。第二分解装置420は図30に示してあり、第二水和キャリア400と接触している。第二分解装置420は垂直往復運動キャリア421を有しており、このキャリア421は、抽出搬送ラインから戻りコンベア21まで図1に示したようにY軸に沿って移動するため空気圧シリンダ422に固定してある。空気圧シリンダ422は水和フレームによって固定されるプレート423により固定可能に支持されている。Z軸の垂直往復運動は、キャリッジ424をZ軸に沿って往復運動させるIKOボールねじドライブ429で行う。第二分解装置420の水平移動はフレーム423とドライブローラー425、426により支持する。垂直往復運動のキャリッジ424は、ハウジング429内にあるIKOドライブによって水平横キャリッジ421に対して往復運動する。
【0095】
図31に示したように、第二分解装置420は搬送ヘッド430を有しており、この搬送ヘッド430には流体射出ノズルのアレーと真空グリップ432が備えてあり、この真空グリップ432は、戻りコンベア21への搬送のために上部チャンバープレート50を搬送ヘッド430に固定するよう使用する。個々のノズル431には上部チャンバープレート50に形成した外側に傾いた開口部51に対座する1個のOリングシールが備えてある。第二分解装置420には真空グリップ432用の真空と、ノズル431用の脱イオン水とが供給される。その両方とも、第二分解装置420と共に走行するフレキシブルな導管435を通して供給される。好ましい実施例では4個の真空グリップ432を使用し、2個は上部チャンバープレート50の両端で用いる。取り付けブラケット手段437は、水岐管430を第二分解装置420に固定し、真空グリップ432を供給する真空ラインにカップリング438、439を備えている。第二水和キャリア400の分解時に、脱イオン水は、上部チャンバープレート50に取り付けた凸状レンズ付着表面53の各々のオリフィス51を介して供給される。脱イオン水は、真空を真空グリップ432にかけている間、供給される。二つの分離は水の投与時に起こり、それによって、コンタクトレンズ8が水和基盤キャリア60の凹形保持手段61に確実に残る。
【0096】
図30に側面図で、プッシュプレート440が示されており、このプッシュプレート440は、コンタクトレンズ8をレンズ搬送手段450で取り外した後、水和基盤キャリア60を戻りコンベア21に戻すために使用する。プッシュプレート440は、フレーム部材444に固定した駆動シリンダ443によって図1のY軸に沿って往復運動するアーム441によりキャリッジ部材442に接続してある。水和基盤キャリア60からレンズ搬送手段450までのコンタクトレンズ8の搬送にセンサー445が使用される。レンズ搬送手段450は水平部材452に対し垂直と水平の両方の往復運動のために取り付けるキャリッジ部材451を有している。レンズ搬送手段450は32本の下向きフィンガーの4×8アレーを備え、フィンガーの各々は凸レンズ装着面453が端部となる。レンズ搬送手段450は、1995年5月1日に出願された「コンタクトレンズ搬送装置」と題する同時係属出願の米国特許第08/431,633号にさらに完全に説明してある。
【0097】
図32に示したように、第二分解装置420が空気圧シリンダドライブ422を通過すると、第二分解装置420は上部チャンバープレート50を図32に示した位置から戻りコンベア21上の21dで示した位置まで移動する。第二分解装置420が21d上方の位置に到達したら、真空グリップ432を開放する前に、第二分解装置420はZ軸を再び往復運動して上部チャンバープレート50を戻りコンベア21に下ろす。上部チャンバープレート50を戻りコンベア21に置いた後、第二分解装置420は図32に示した位置に戻って別のサイクルを開始する。
【0098】
同様に、レンズ搬送手段450によってコンタクトレンズ8を水和基盤キャリア60から外した後、プッシュプレート440は、ガイドレール460、461間の水和基盤キャリア60を戻りコンベア21に近接する位置21eに移送する。別のドライブシリンダ機構で作動する第二プッシュプレート462は、第二プッシュプレート462をその走行通路に沿って駆動させるために使用される。ドライブシリンダ463は図1のX軸の往復運動のために支持ビーム465に沿って取り付けてある。ドライブシリンダ463は、プッシュプレート462を図32に示した位置からコンベア21に近接する位置462aに移動させる。
【0099】
このように、第二水和キャリア400は分解し、上部チャンバープレート50と水和基盤キャリア60は次の作業サイクルのために戻りコンベア21に沿って連続的に戻される。IKOボールねじドライブを、様々な構成要素を動かすために水和装置全体に使用したが、同じ目的を得るため、ロッドレスシリンダ、空気圧あるいは油圧シリンダ、機械ねじあるいは鎖伝動装置などの別のドライブ機構を使用することができることは理解できるはずである。
【0100】
洗浄ステーション
本発明の水和装置はまた、図1に点線囲み24内に示した洗浄ステーションも備えている。この洗浄ステーションは図34〜図36にさらに図示してあり、これらの図で図30は裏側から見た立面図であり、図35と図36は図34の線A−1と線B−1に沿った断面図である。
【0101】
洗浄ステーション24は、本発明の上部チャンバープレート50と水和基盤部材キャリア60を交互に搬送するために使用する戻りコンベア21を有する。図34に示したように、1対の水和基盤キャリア60と1枚の上部チャンバープレート50は洗浄チャンバー500に示してある。洗浄チャンバー500は複数のノズルアレー501a、501b、502a、502b、503a、503bを有している。ノズルアレー501aと501bの相互作用は図36に示してあり、その相互作用では精密に焦点を合わせた複数のインピンジメントジェットが複数の高速インピンジメントノズル(その1本が504で示されている)によってできる。高速インピンジメントノズルをスプレーノズル505に変えて上部チャンバープレート50と水和基盤キャリア60の通し洗浄が行える。
【0102】
ノズルアレー501bにも同様に高速インピンジメントノズル504とスプレーノズル505が交互に備えてある。上部チャンバープレート50と水和基盤キャリア60が戻りコンベア21に沿って戻ると、水和基盤キャリア60のレンズ受取り面は上を向き、一方、上部チャンバープレート50の凸状レンズ付着表面53は下向きであることに注目する必要がある。従って、ノズルアレー501a、501bは高速インピンジメント洗浄を行って水和サイクル時にどちらの部材にも付着した全てのコンタクトレンズ8あるいはその成分を除去する。ノズルアレー501a、501bからのバックスプレーは、ハウジング505と、洗浄水をドレイン507を介して排水することも行う溜めます506とによって洗浄チャンバー500内に入れられる。ノズルアレー502a,502b、503a、503bはフラッドジェットノズルであり、ノズル501a、501bによるスプレー洗浄時に、コンタクトレンズ8あるいはその部分のわずかでもフラッシュするようにする。
【0103】
洗浄ステーションは、タンク508に貯める脱イオン水をそれ自身が別に補給できる。タンク508で利用できる水圧はポンプ509によって高められ、スプレーシーケンスは510で通常、示される複数のバルブで制御される。
【0104】
本発明は好ましい実施例に関して特に図示説明してきたが、この発明は当業者に理解できるものである。形態と詳細の変更は、本発明の趣旨と範囲を逸脱することなくその中でなされるものであり、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものである。
【0105】
本発明の好ましい実施態様は次の通りである。
(A)自動化装置において、
(a)各々が内部にコンタクトレンズを有する複数のコンタクトレンズ金型をキャリアから取り外し、前記金型を金型キャリアと複数のレンズ搬送手段と共に組み立てて第一水和キャリアを形成するための第一ロボットアセンブリと、
(b)前記第一水和キャリアを水和槽内に浸漬して前記レンズを水和し、前記金型から前記レンズを外し、前記レンズが前記金型から前記レンズ搬送手段に搬送可能になる第二ロボットアセンブリであって、前記第二ロボットアセンブリは所定の時間の後、前記第一水和キャリアを前記水和槽から取り外す、第二ロボットアセンブリと、
(c)前記第一水和キャリアを前記水和槽を介して搬送するための搬送装置と、
(d)前記金型を前記レンズ搬送手段から取り外し、前記レンズ搬送手段と前記レンズを次の処理ステーションへ移送するための第三ロボットアセンブリとを有することを特徴とする成形親水性コンタクトレンズを水和させるための自動化装置。
(1)前記第一ロボットアセンブリは、1個あるいはそれ以上のキャリアによって保持される複数のコンタクトレンズを取り出し、それらをレンズ金型キャリアに配置する取り出し配置ロボットである実施態様(A)に記載の自動化装置。
(2)前記レンズ搬送装置は、前記コンタクトレンズ金型を係合し、水和チャンバーを間に形成する複数のレンズ搬送アセンブリを有する実施態様(1)に記載の自動化装置。
(3)前記レンズ搬送手段は、
2つの処理ステーションの間にあるコンタクトレンズの搬送を容易にする搬送フレームと、
一方の端部に凸レンズ装着面を有する本体部分と、前記本体部分を反対側の端部の前記搬送フレームに取り付けるための手段を有する複数のキャリア要素と、 各要素の前記本体部分を介して延在し、流体を前記凸レンズ装着面とその上のコンタクトレンズキャリアとの間に導入して前記レンズを外すための流体ラインを有する上部チャンバープレートを含む実施態様(A)に記載の自動化装置。
(4)前記レンズ搬送手段は、前記金型キャリア内の複数の磁石鋼を係合させて前記金型の各々を前記キャリア要素に固定するための複数の磁石をさらに含む実施態様(3)に記載の自動化装置。
(5)前記凸レンズ装着面は、コンタクトレンズの凹面に通常、一致して前記凸レンズ装着面がコンタクトレンズを表面張力で保持することができる実施態様(3)に記載の自動化装置。
【0106】
(6)前記本体部分は、ポリエーテルエーテルケトンからなり、内部に複数の開口部が形成された周縁壁を有し、前記はコンタクトレンズ装着面の周囲に近接して形成される実施態様(5)に記載の自動化装置。
(7)前記本体部分は、コンタクトレンズ装着面の周囲に近接して形成した環状肩部を含む実施態様(3)に記載の自動化装置。
(8)前記第二ロボットアセンブリは、前記水和アセンブリを所定の角度で前記水和槽内にスライドさせる実施態様(A)に記載の自動化装置。
(9)前記第二ロボットアセンブリは、前記水和アセンブリを所定の速度で前記水和槽内にスライドさせる実施態様(A)に記載の自動化装置。
(10)コンタクトレンズ金型を前記レンズ搬送手段上に配置した状態で、前記第二ロボットアセンブリが前記水和アセンブリを前記水和槽内にスライドさせる実施態様(8)に記載の自動化装置。
【0107】
(11)前記所定の角度は水和槽の表面から45°±20°である実施態様(10)に記載の自動化装置。
(12)前記所定の速度は40mm/秒を超えない実施態様(9)に記載の自動化装置。
(13)前記手段は、水和槽の温度を55℃から90℃までの所定の温度に加熱するためのヒーターをさらに含む実施態様(A)に記載の自動化装置。
(14)前記所定の温度は70℃である実施態様(13)に記載の自動化装置。
(15)前記水和槽は、界面活性剤を中に含む脱イオン水の槽である実施態様(A)に記載の自動化装置。
【0108】
(16)前記界面活性剤は、前記水和槽の0.005%ないし5%の範囲にある実施態様(15)に記載の自動化装置。
(17)前記第三ロボットアセンブリは、前記レンズ金型と前記金型キャリアプレートを第一水和キャリアから取り外すための第一ロボット分解装置を含む実施態様(2)に記載の自動化装置。
(18)前記第三ロボットアセンブリは、前記レンズ搬送プレートを係合させ、水和基盤と組み立てるために前記プレートを反転させて第二水和キャリアを形成するための回転搬送装置をさらに含む実施態様(17)に記載の自動化装置。
(19)前記第一ロボット分解装置は、第三ロボット装置と協働させて複数の真空グリップを前記複数のコンタクトレンズ金型に整合させる位置合わせ手段を含む実施態様(17)に記載の自動化装置。
(20)前記上部チャンバープレートは、各々がそれぞれのキャリア要素と関連してそれに取り付けたレンズを受け取る複数の凹レンズ保持面を有する水和キャリアと、前記キャリア要素の前記本体部分を介して延在し、流体を前記凸レンズ装着面と前記レンズとの間に導入して前記凸レンズ装着面から前記レンズを外し、前記レンズを前記凹レンズ保持面に搬送するための流体ラインを含む実施態様(3)に記載の自動化装置。
【0109】
(21)前記第二ロボットアセンブリは、前記水和キャリアを前記水和槽から24cm/秒を超えない速度で取り出すための取出しユニットをさらに含む実施態様(A)に記載の自動化装置。
(22)前記凹レンズ保持面は、前記凹レンズ保持面と前記凸レンズ装着面との間に水和チャンバーを形成する実施態様(3)に記載の自動化装置。
(23)前記レンズ搬送プレートは、各々が水和するレンズと関連する複数の凸レンズ搬送要素を含み、前記自動化手段はさらに複数の第二水和キャリアを含み、前記第二水和キャリアの各々は、前記凸レンズ搬送要素と協働して複数の水和チャンバーをその間に形成するように配置した複数の凹レンズ保持面を有し、前記凹レンズ保持面は、前記第三ロボットアセンブリが前記レンズ搬送プレートと前記レンズを前記第二水和キャリアと組み立てて、前記後続の処理ステーションに移送する実施態様(A)に記載の自動化装置。
(24)前記装置は、前記第二水和キャリアとその中に形成した前記水和チャンバーを受け取るための複数の抽出ステーションをさらに含む実施態様(23)に記載の自動化装置。
(25)前記装置は、前記第二水和キャリアの各々を前記抽出ステーションを通して前進させるための割送りコンベアをさらに含む実施態様(23)に記載の自動化装置。
【0110】
(26)前記金型は、前記複数のコンタクトレンズ金型を前記第一ロボットアセンブリから受け取るための複数の開口部を形成し、前記開口部の各々は前記コンタクトレンズ金型の1個を受け取るための弾性部材を内部に有する実施態様(A)に記載の自動化装置。
(27)前記金型キャリアは、上部チャンバープレートにより保持された複数の磁石と協働して前記金型キャリアを前記上部チャンバープレートに固定するための複数の磁石鋼をさらに含む実施態様(26)に記載の自動化装置。
(28)前記上部チャンバープレートは前記複数のレンズ搬送手段を支持し、前記レンズ搬送手段の1個は、前記金型キャリアで保持された前記コンタクトレンズ金型の1個と整合してそれにより第一水和キャリアを形成する実施態様(27)に記載の自動化装置。
(B)親水性レンズを水和させるための自動化装置であって、
(a)複数のキャリアからなり、各々のキャリアは、
(i)複数のレンズキャリア要素を有するレンズ搬送プレートを有し、各レンズキャリア要素は凸面レンズ装着表面を有し、各装着表面は、前記凸面レンズ装着表面とその上のコンタクトレンズキャリアとの間に流体を導入するための流体ポートをその内部に形成し、各キャリアはさらに、
(ii)水和基盤を有し、前記水和基盤は複数の凹面レンズ保持表面を形成し、凹面レンズ保持表面がレンズキャリア要素と関連してその両者の間に水和チャンバーを形成し、各凹面レンズ保持表面も、前記凹面レンズ保持表面と前記水和チャンバー内のコンタクトレンズとの間に流体を導入するための流体ポートを内部に形成してあり、さらに、
(b)複数の自動化抽出ステーションであって、前記各々のステーションが排出岐管を有し、前記排出岐管が前記キャリアと協働して各水和チャンバー内部に流体を流す複数の自動化抽出ステーションと、
(c)前記水和キャリア手段の各々を、前記複数の自動化抽出ステーションを介して搬送するためのインデックス搬送手段と、
(d)各ステーションでの流体の流れを各ステーションへの各キャリア手段の搬送に合わせるシーケンス化のための制御装置とを有することを特徴とする自動化装置。
(29)新鮮な脱イオン水を、各抽出ステーションの前記水和チャンバー内に導入し、浸出性物質を前記水和チャンバーからフラッシュする実施態様(B)に記載の自動化装置。
(30)前記装置は、前記自動化抽出ステーションの各々の間の搬送通路を含み、前記水和チャンバー内の流体と、前記抽出ステーションの各々の間の前記搬送通路で伸びる滞留時間を用いて不純物を前記コンタクトレンズから物質移動交換によって抽出する実施態様(29)に記載の自動化装置。
【0111】
(31)前記制御装置は前記伸びる滞留時間と各水和チャンバーを通る脱イオン水の流れの時間を制御する実施態様(30)に記載の自動化装置。
(32)前記レンズキャリアの各々は、複数の半径方向開口部を内部に形成して周縁壁を有する本体部分を含み、前記周縁壁は前記コンタクトレンズ装着面の周囲に近接して形成されている実施態様(B)に記載の自動化装置。
(33)前記手段は、前記レンズ搬送プレートと前記水和キャリアを分離するための最終ステーションをさらに含み、前記最終ステーションは流体廃棄岐管を有して流体を前記凸レンズ装着面に形成したピボットに供給して前記キャリア手段の分離前に、前記レンズを前記凹レンズ保持面に確実に搬送する実施態様(B)に記載の自動化装置。
(34)前記搬送手段は、前記キャリアを、前記水和槽を介して移送するためのウォーキングビームをさらに含む実施態様(B)に記載の自動化装置。
(35)前記搬送手段は、少なくとも1対の固定支持体と、前記キャリアの各々のための1対の可動支持体を有する少なくとも1個のウォーキングビームをさらに含む実施態様(30)に記載の自動化装置。
【0112】
(36)前記搬送手段は、前記キャリアの各々を前記水和タンク内で斜めに支持するための少なくとも2対の固定支持体と、2個のウォーキングビームをさらに含み、各々のウォーキングビームは前記キャリアの各々のための1対の可動支持体を有する実施態様(30)に記載の自動化装置。
(37)前記搬送フレームは、搬送時に前記コンタクトレンズの各々を中央に配置し支持するための弾性支持体を含む実施態様(3)に記載の自動化装置。
(38)前記第三ロボットアセンブリは、
(a)前記レンズ搬送プレートを係合させ、そのプレートを前記第一ロボット分解装置に搬送するための回転搬送装置と、
(b)第二水和キャリアを形成する前に、前記金型と前記レンズ搬送プレートを分解するため前記キャリアを位置合わせするための第三ロボット装置をさらに含む実施態様(17)に記載の自動化装置。
(39)前記第三ロボット装置は、前記キャリアを位置合わせするため前記キャリアを貫通する少なくとも1本のテーパーの付いたピンを有し、前記分解装置は前記テーパーの付いたピンを嵌めるための少なくとも1個の雌部材を有する実施態様(38)に記載の自動化装置。
(C)金型キャリアプレート、内部に複数のコンタクトレンズを備えた複数のコンタクトレンズ金型及び前記コンタクトレンズを受け取るための複数のレンズ搬送部材を有するキャリアを具備する水和キャリアを搬送し分解するための自動化装置であって、前記自動化装置は、
(a)水和キャリアを第一方向で受け取り、前記キャリアを分解用の第二位置まで回転し移動させるための回転搬送装置と、
(b)前記キャリアを前記第二位置で受け取るためのロボット装置であって、前記ロボット装置は、前記第二位置で前記水和キャリアを介して延びる1対の位置合わせピンを有するロボット装置と、
(c)前記金型キャリアプレートと前記コンタクトレンズ金型を取り外すための分解装置であって、前記分解装置は、前記位置合わせピンを受け取りそれによって前記金型キャリアプレートと前記コンタクトレンズ金型を取り外す前に、前記水和キャリアを前記第二位置に位置合わせするための1対の位置合わせ部材を有する分解装置とを有することを特徴とする自動化装置。
(40)前記分解装置は複数の真空グリップを含み、そのうちの1個の真空グリップは各コンタクトレンズ金型を固定し取り外すためのものである実施態様(C)に記載の自動化装置。
【0113】
(41)前記分解装置は前記金型キャリアプレート用の少なくとも1個の真空グリップを含む実施態様(3)に記載の自動化装置。
(42)前記ロボット装置は分解時に前記キャリアプレートと前記レンズ搬送部材を固定するための少なくとも1個の真空グリップを含む実施態様(C)に記載の自動化装置。
(43)前記ロボット装置は前記キャリア、前記レンズ搬送部材及びコンタクトレンズをフラッシュステーションに移送し、上げて前記コンタクトレンズをフラッシュする実施態様(42)に記載の自動化装置。
(44)前記ロボット装置は、水和基盤と組み立てるため前記キャリア、前記レンズ搬送部材及びコンタクトレンズを移送し、反転させて第二水和キャリアを形成する実施態様(42)に記載の自動化装置。
(45)前記回転搬送装置は、前記水和キャリアを受け取るための1対の往復運動L字形ブラケット部材を含み、前記回転搬送装置は前記キャリアを受け取るための第一開放位置と、前記キャリアを第二の場所に移送するための第二閉鎖位置を有する実施態様(42)に記載の自動化装置。
【0114】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、親水性成形コンタクトレンズを水和するための自動化手段を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の各ロボット操作装置の構成と相対的位置をブロック図で示した本発明の上面図である。
【図2】 本発明の水和装置を通してレンズを搬送する際に、各ロボット操作装置で与えられた相対的運動の概略図である。
【図3】 図1に示した装置の立面図であり、本発明の主要構成部を概略的に示す図である。
【図4A】 本発明でレンズ搬送装置として利用される上部チャンバープレートの平面図である。
【図4B】 図4Aに示した上部チャンバープレートの側面図である。
【図5A】 レンズ金型キャリアに取り付けられ第一水和アセンブリを形成する図4Aに示した上部チャンバープレートの端面図である。
【図5B】 本発明で利用した1個のレンズ搬送要素の平面図である。
【図5C】 図5Bに示したレンズ搬送要素の側面図である。
【図5D】 図5Bの切断線C−C’に沿ったレンズ搬送要素の断面図である。
【図6】 本発明で利用した水和基盤キャリアの側面図あるいは立面図である。
【図7】 図6に示した水和基盤キャリアの上面図である。
【図8A】 自動化製造ラインからコンタクトレンズ金型とレンズを受け取るのに使用されるレンズ金型キャリアの上面図である。
【図8B】 図8Aの切断線B−Bに沿った詳細断面図である。
【図8C】 図8Aの切断線C−Cに沿った詳細断面図である。
【図9】 水和槽を通して搬送するために組み立てられる図4Aの上部チャンバープレートにより形成した第一水和キャリアの1個のレンズ搬送手段と、コンタクトレンズ金型とその中に固定したコンタクトレンズ、及び図8(a)のレンズ金型キャリアの部分断面立面図である。
【図10】 図4Aの上部チャンバーを図6と図7の水和基盤キャリアと組み合わせて形成した第二水和キャリアの1個のレンズ搬送手段の部分断面立面図である。
【図11】 本発明の水和タンクを通して第一水和キャリアを搬送する第一アセンブリ装置の部分と、第一回転搬送装置および第二ロボットアセンブリの第一及び第二取出し配置ユニットを立面で示した、本発明の水和タンクの部分断面側面図である。
【図12】 第一及び第二取出し配置ロボットアセンブリの動作を概略的に示す本発明の水和タンクの部分断面側面図である。
【図13】 ウォーキングビーム機構を示すために図11の切断線B−B’に沿った本発明の水和タンクの部分断面側面図である。
【図14】 図11の切断線C−C’に沿った第二回転搬送装置の部分断面端面図である。
【図15】 図11に示した水和装置の部分の上面図である。
【図16】 図11と図15に示した第一ロボットアセンブリの正面概略端面図である。
【図17】 第一ロボットアセンブリ装置、第一アセンブリ装置、第一回転搬送装置及び第一アセンブリ領域の上面図である。
【図18】 図16に示した水和装置の部分の側面立面図である。
【図19】 第一水和キャリアを組み立てるために使用する組立てステーションの詳細な上面図である。
【図20】 本発明で使用するロボットアセンブリ用の代表的な搬送アームの詳細断面図である。
【図21A】 本発明の第一ロボット分解装置の端面立面図である。
【図21B】 図21Aに示した第一ロボット分解装置の部分の部分詳細断面図である。
【図22】 図11〜図15に示した第二ロボットアセンブリに使用する取出し配置ロボットの概略平面図である。
【図23】 第二水和キャリアを形成するのに使用する第二回転搬送装置、第三ロボットアセンブリ、フラッシュステーション及び組立てステーションを示す本発明用の水和装置の第二部分の上面図である。
【図24】 図23に示した装置の部分の立面側面図である。
【図25】 図23と図24に示した装置第三ロボット装置の部分断面立面端面図である。
【図26】 本発明の抽出ステーションの概略立面図である。
【図27】 図26に示した抽出装置のフラッシュヘッドの詳細部分断面図である。
【図28】 図27に示したフラッシュあるいは抽出ヘッドの端面図である。
【図29】 図3、図26、図27に示した本発明の抽出ステーションで利用するレンズフラッシュヘッドの下面の上面図である。
【図30】 本発明で利用する分離ステーションの側面立面図である。
【図31】 本発明で利用する第二分解装置の部分の部分断面立面端面図である。
【図32】 第二水和キャリアを分解するために使用する分離ステーションの部分断面上面図である。
【図33】 図30と図32に示した分離ステーションの部分断面立面端面図である。
【図34】 本発明で使用する洗浄ステーションの部分断面側面図である。
【図35】 図34に示した洗浄ステーションの部分断面立面端面図である。
【図36】 図34に示した洗浄ステーションの切断線A−Aに沿った部分の部分詳細断面図である。
Claims (32)
- 成形親水性コンタクトレンズ(8)を水和させるための自動化装置(10)において、
(a)内部にコンタクトレンズ(8)をそれぞれに有する複数のレンズ金型(9)を運ぶ1つまたはそれ以上のパレット(7a〜7d)から、前記コンタクトレンズ(8)をそれぞれに有する前記複数のレンズ金型(9)を取り出してレンズ金型キャリアプレート(74)と上部チャンバープレート(50)との間に配置して、前記コンタクトレンズ(8)をそれぞれに有する前記複数のレンズ金型(9)、前記レンズ金型キャリアプレート(74)、および前記上部チャンバープレート(50)を含む第一水和キャリア(200)を形成する第一ロボットアセンブリ(12)であって、前記上部チャンバープレート(50)が複数のレンズ受け取り手段(52)を有する、前記第一ロボットアセンブリ(12)と、
(b)前記第一水和キャリア(200)を水和槽(26)内に浸漬して前記コンタクトレンズ(8)を水和させることにより、前記コンタクトレンズ(8)を前記レンズ金型(9)から剥離させて前記レンズ受け取り手段(52)に移し替えることを可能とする第二ロボットアセンブリ(202、204)であって、所定の時間の後に前記第一水和キャリア(200)を前記水和槽(26)から取り出す前記第二ロボットアセンブリ(202、204)と、
(c)前記第一水和キャリア(200)を前記水和槽(26)を通して搬送する搬送装置(640〜654)と、
(d)前記第一水和キャリア(200)の前記レンズ金型(9)と前記レンズ金型キャリアプレート(74)を前記第一水和キャリア(200)の前記上部チャンバープレート(50)と前記コンタクトレンズ(8)から取り外し、前記上部チャンバープレート(50)と前記コンタクトレンズ(8)を次の処理ステーションへ移送する第三ロボットアセンブリ(300)と、
を有する、自動化装置(10)。 - 請求項1に記載の自動化装置(10)において、
前記第一ロボットアセンブリ(12)は、前記パレット(7a〜7d)から前記レンズ金型(9)を取り出して前記レンズ金型キャリアプレート(74)内に配置する取り出し配置ロボットである、自動化装置(10)。 - 請求項1に記載の自動化装置(10)において、
前記レンズ受け取り手段(52)は、
前記コンタクトレンズが付着される凸状のレンズ付着面(53)を一方の端部に有する本体部分と、
流体を前記レンズ付着面(53)とその上に付着している前記コンタクトレンズ(8)との間に導入して前記コンタクトレンズ(8)を前記レンズ付着面(53)から離すための、前記本体部分を貫通する流体ライン(62)と、
を有する、自動化装置(10)。 - 請求項3に記載の自動化装置(10)において、
前記上部チャンバープレート(50)は、前記レンズ金型キャリアプレート(74)が有する複数の磁石鋼(80)と係合して前記上部チャンバープレート(50)と前記レンズ金型キャリアプレート(74)を固定するための複数の磁石(58)をさらに含む、自動化装置(10)。 - 請求項3に記載の自動化装置(10)において、
前記凸状のレンズ付着面(53)は、全体的にコンタクトレンズ(8)の凹面に一致することにより、コンタクトレンズ(8)を表面張力で保持することができるように形成さ れている、自動化装置(10)。 - 請求項5に記載の自動化装置(10)において、
前記本体部分は、ポリエーテルエーテルケトンで形成され、複数の開口部(55)が形成された周縁壁(56)を有し、前記周縁壁(56)は前記レンズ付着面(53)の周縁に近接して形成されている、自動化装置(10)。 - 請求項1に記載の自動化装置(10)において、
前記第二ロボットアセンブリ(202、204)は、前記第一水和キャリア(200)を所定の角度で前記水和槽(26)内にスライドさせるように構成されている、自動化装置(10)。 - 請求項1に記載の自動化装置(10)において、
前記第二ロボットアセンブリ(202、204)は、前記第一水和キャリア(200)を所定の速度で前記水和槽(26)内にスライドさせるように構成されている、自動化装置(10)。 - 請求項7に記載の自動化装置(10)において、
前記第二ロボットアセンブリ(202、204)は、前記レンズ金型(9)が前記レンズ受け取り手段(52)の上方に位置するように前記第一水和キャリア(200)を回転させた状態で、前記第一水和キャリア(200)を前記水和槽(26)内にスライドさせるように構成されている、自動化装置(10)。 - 請求項1に記載の自動化装置(10)において、
前記水和槽(26)は、界面活性剤を中に含む脱イオン水の槽である、自動化装置(10)。 - 請求項2に記載の自動化装置(10)において、
前記第三ロボットアセンブリ(300)は、前記レンズ金型(9)と前記レンズ金型キャリアプレート(74)を前記第一水和キャリア(200)から取り外すための第一ロボット分解装置(360)を含む、自動化装置(10)。 - 請求項11に記載の自動化装置(10)において、
前記第三ロボットアセンブリ(300)は、前記上部チャンバープレート(50)を掴んで反転させて水和基盤(60)と組み立てて第二水和キャリア(400)を形成する回転搬送装置をさらに含む、自動化装置(10)。 - 請求項11に記載の自動化装置(10)において、
前記第一ロボット分解装置(360)は、複数の真空グリップ(370)を前記複数のレンズ金型(9)に整合させる位置合わせ手段(301、305)を含む、自動化装置(10)。 - 請求項12に記載の自動化装置(10)において、
前記水和基盤(60)は、前記凸状のレンズ付着面(53)と協働してそれらの間に複数の水和チャンバーを形成するように配置した複数の凹状のレンズ保持面(61)を有し、前記第三ロボットアセンブリ(300)は、前記上部チャンバープレート(50)と前記水和基盤(60)とを組み合わせて前記第二水和キャリア(400)を形成し、前記次の処理ステーションへ移送するように構成されている、自動化装置(10)。 - 請求項14に記載の自動化装置(10)において、
前記複数の水和チャンバーが形成されている前記第二水和キャリア(400)を受け取るための複数の抽出ステーション(32)をさらに含む、自動化装置(10)。 - 請求項14に記載の自動化装置(10)において、
前記第二水和キャリア(400)の各々を前記抽出ステーション(32)の各々を通して前進させるための割送りコンベア(390〜395)をさらに含む、自動化装置(10)。 - 請求項1に記載の自動化装置(10)において、
前記レンズ金型キャリアプレート(74)は、前記複数のレンズ金型(9)を前記第一ロボットアセンブリ(12)から受け取るための複数の開口部(76)を有し、前記開口部(76)の各々は、前記レンズ金型(9)の1個を受け取るための弾性部材(78)を内部に有する、自動化装置(10)。 - 請求項17に記載の自動化装置(10)において、
前記レンズ金型キャリアプレート(74)は、上部チャンバープレート(50)が有する複数の磁石(58)と協働して前記レンズ金型キャリアプレート(74)を前記上部チャンバープレート(50)に固定するための複数の磁石鋼(80)をさらに含む、自動化装置(10)。 - 請求項18に記載の自動化装置(10)において、
前記上部チャンバープレート(50)は、前記レンズ受け取り手段(52)の1つ1つが、前記レンズ金型キャリアプレート(74)で保持された前記レンズ金型(9)の1つ1つと整合するように前記複数のレンズ受け取り手段(52)を支持することにより、前記第一水和キャリア(200)を形成する、自動化装置(10)。 - 請求項1に記載の自動化装置(10)において、
前記搬送手段(640〜654)は、前記第一水和キャリア(200)を、前記水和槽(26)を介して移送するためのウォーキングビームアセンブリをさらに含む、自動化装置(10)。 - 請求項20に記載の自動化装置(10)において、
前記ウォーキングビームアセンブリは、前記第一水和キャリア(200)の各々のための、少なくとも1対の固定支持体(626、628)と、少なくとも1対の可動支持体(648〜654)を有する、自動化装置(10)。 - 請求項21に記載の自動化装置(10)において、
前記少なくとも1対の固定支持体(626、628)は、前記第一水和キャリア(200)の各々を前記水和槽(26)内で斜めに支持するように構成されている、自動化装置(10)。 - 請求項3に記載の自動化装置(10)において、
前記レンズ金型キャリアプレート(74)は、前記レンズ金型(9)の各々を中央に位置付けて支持するための弾性支持体(78)を含む、自動化装置(10)。 - 請求項11に記載の自動化装置(10)において、
前記第三ロボットアセンブリ(300)は、
(a)前記第一水和キャリア(200)に係合して、その第一水和キャリア(200)を前記第一ロボット分解装置(360)に搬送するための回転搬送装置(18a)と、
(b)前記レンズ金型(9)と前記レンズ金型キャリアプレート(74)を前記上部チャンバープレート(50)から分解するために前記第一水和キャリア(200)を位置合わせするロボット装置をさらに含む、自動化装置(10)。 - 請求項24に記載の自動化装置(10)において、
前記第三ロボットアセンブリ(300)は、前記第一水和キャリア(200)を位置合わせするために前記第一水和キャリア(200)に通される少なくとも1本のテーパーの付いたピン(305)を有し、前記第一ロボット分解装置(360)は前記テーパーの付いたピン(305)が入り込む少なくとも1つの位置合わせソケット(301)を有する、自動化装置(10)。 - レンズ金型キャリアプレート(74)と、内部にコンタクトレンズ(8)をそれぞれに有する複数のレンズ金型(9)と、前記コンタクトレンズ(8)を受け取るための複数のレンズ受け取り手段(52)を有する上部チャンバープレート(50)とを具備する水和キャリア(200)を操作、搬送、分解するための自動化装置(10)であって、前記自動化装置(10)は、
(a)前記水和キャリア(200)を第一位置で受け取るとともに、前記水和キャリア(200)を回転させ第二位置まで搬送するための回転搬送装置(18a)と、
(b)前記水和キャリア(200)を前記第二位置で受け取るためのロボットアセンブリ(300)であって、前記第二位置で前記水和キャリア(200)に通される1対の位置合わせピン(305)を有する前記ロボットアセンブリ(300)と、
(c)前記水和キャリア(200)の前記レンズ金型キャリアプレート(74)と前記レンズ金型(9)を前記水和キャリア(200)の前記上部チャンバープレート(50)と前記コンタクトレンズ(8)から取り外すための分解装置(360)であって、前記水和キャリア(200)に通された前記位置合わせピン(305)を受け入れるための1対の位置合わせソケット(301)を有することにより、前記水和キャリア(200)を前記第二位置に位置合わせする前記分解装置(360)と、
を有する、自動化装置(10)。 - 請求項26に記載の自動化装置(10)において、
前記分解装置(360)は複数の真空グリップ(370)を含み、1つ1つの真空グリップ(370)が1つ1つのレンズ金型(9)を掴んで取り外すように構成されている、自動化装置(10)。 - 請求項26に記載の自動化装置(10)において、
前記分解装置(360)は前記レンズ金型キャリアプレート(74)を掴んで取り外すための少なくとも1つの真空グリップ(372)を含む、自動化装置(10)。 - 請求項26に記載の自動化装置(10)において、
前記ロボットアセンブリ(300)は、前記レンズ受け取り手段(52)を有する前記上部チャンバープレート(50)を掴むための少なくとも1つの真空グリップ(302)を含む、自動化装置(10)。 - 請求項29に記載の自動化装置(10)において、
前記ロボットアセンブリ(300)は、前記コンタクトレンズ(8)をフラッシュするために、前記レンズ受け取り手段(52)を有する前記上部チャンバープレート(50)と前記コンタクトレンズ(8)とをフラッシュステーション(380)に移送して持ち上げるように構成されている、自動化装置(10)。 - 請求項29に記載の自動化装置(10)において、
前記ロボットアセンブリ(300)は、第二水和キャリア(400)を形成するために、前記レンズ受け取り手段(52)を有する前記上部チャンバープレート(50)と前記コンタクトレンズ(8)とを移送し反転させて水和基盤(60)と組み立てるように構成されている、自動化装置(10)。 - 請求項29に記載の自動化装置(10)において、
前記回転搬送装置(18a)は、前記第一水和キャリア(200)を受け取るための往復運動する1対のL字形支持レール(260、261)を含むとともに、前記支持レール(260、261)を開いて前記第一水和キャリア(200)を受け取る開放位置と、支持レール(260、261)を閉じて前記第一水和キャリア(200)をそれらの間に把持する閉鎖位置とを有する、自動化装置(10)。
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