JP4907796B2

JP4907796B2 - レンズプラズマコーティングシステム

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Publication number: JP4907796B2
Application number: JP2001247138A
Authority: JP
Inventors: 康夫松沢; クックウィンタートンリン
Original assignee: ノバルティスアーゲー
Priority date: 2000-08-17
Filing date: 2001-08-16
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2021-08-16
Also published as: DE60124185T2; US7078074B2; ATE344130T1; US20050142287A1; EP1180429A3; US20020025389A1; JP2002194551A; EP1180429A2; US6881269B2; DE60124185D1; EP1180429B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンタクトレンズ、あるいはその他の光学レンズ、特にシリコン含有ポリマーから作られたレンズをコーティングするためのシステムに関する。今後、この用語、シリコンポリマーは、固体シリコンポリマー、シリコンエラストマー及びシリコンヒドロゲルを含む眼科の用途に適したシリコン含有ポリマーを示すのに使用される。コンタクトレンズ材料としてのシリコンポリマーの利点が認められている。しかしながら、シリコンポリマーには幾つかの不利点がある。例えば、目の涙膜内である種の材料はレンズに付着し易く、レンズの光学的透明性を低下させる。このシリコンレンズ、特に、シリコンエラストマー又はヒドロゲルレンズは粘着性があり、この特性によりレンズが角膜に付くことがあり、その材料の疎水生がレンズの濡れ性を阻害している。
【０００２】
【従来の技術】
これらの問題を解消するには、電気的グロー放電重合を使用して非常に薄い親水性コーティングを入手することが知られている。このコーティングプロセスは、シリコンレンズコアをプラズマ雲に配置するか、その中で該レンズコアを移動させて、材料がそのコアに付着するようにするのが一般的である。種々の材料が使用できるが、メタン等の炭化水素を使用することができる。
【０００３】
重合コーティングは、レンズの酸素及び二酸化炭素透過性をそれ程又は全く低下させずに非常に濡れ易い表面を作り出す。この重合コーティングは、又、そうでなければレンズに付く涙膜の材料に対して効果的なバリヤーとなり、それによって発生する可能性がある光学的透明性の劣化を防止する。
【０００４】
従来のプラズマ重合レンズコーティング技術は、１個以上のシリコンレンズコアを対向する電極間の反応室内に配置されたバッチ装置を使用する。その後、反応室を密封し、真空装置で減圧する。バッチ装置を動作圧まで吸引するにはかなりの時間を要する。反応室が適切な圧力になったら、プロセスガスを室内に導入し、電極が付勢される。得られたプラズマ雲により薄いポリマーコーティングをレンズに付着させることができる。適当な時間が経過した後、電極の作動を止め、反応室内を大気状態に戻してレンズを取り出すことができる。
【０００５】
プラズマ雲の中を通してレンズを動かすことが好ましいと認められている。従って、あるシステムでは、シリコンレンズコアを電極間に配置した回転車に載せて、その車でレンズをプラズマ雲中に搬送する。これらのシステムは、他のバッチシステムと区別するため「連続」システムとして説明されることがある。しかしながら、そのようなシステムの全ては、１以上のグループのシリコンレンズコアを該システムに対して出し入れする際に、繰り返し加圧及び減圧しなければならない反応室を各システムが必要とする点で、本開示の目的のためにはバッチシステムと見なされる。
【０００６】
バッチシステムの一実施例がPeymanらに付与された米国特許第４，３１２，７５７５号で示されている。「シリコンコンタクトレンズの表面に付着されたメタンのプラズマポリマーの極薄コーティング」Journal of Biomedical Material Research, ２２巻、９１９〜９３７頁（１９８８年）において、Peng Ho及びYasudaは、対向アルミニウム電極が配置されたベル状真空室を有するバッチシステムを記載している。回転可能なアルミニウム板はその電極間に置かれ、バッチシステム内で誘導モータで駆動される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来技術の構成及び方法の不具合を認識してそれに対処する。従って、本発明の目的は優れたレンズプラズマコーティングシステムを提供することである。
【０００８】
この目的及び他の目的は光学レンズの表面を処理するためのシステムによって達成される。このシステムは第１入口ゲートと第１出口ゲートを有する入口室を備えている。前記第１入口ゲートと前記第１出口ゲートは、前記ゲートを閉鎖するとき前記入口室を密閉する。前記入口室は前記第１入口ゲートと前記第１出口ゲートとの間に延びるコンベヤを有する。第１負圧源は前記入口室と選択的に連通している。コーティング室は、第２入口ゲートと第２出口ゲートを有する。前記第２入口ゲート及び前記第２出口ゲートは、それらが閉鎖するとき前記コーティング室を密閉する。前記コーティング室は中に配置された少なくとも１対の離間した電極と、前記電極間で前記レンズを搬送するように前記第２入口ゲート及び前記第２出口ゲートとの間に延びるコンベヤを有する。プラズマガス源は、プラズマガスを前記コーティング室に導入するために前記コーティング室と連通する。第２負圧源は前記コーティング室と連通する。電源は、前記第２負圧源によって前記コーティング室内の所定圧力の設定時に前記ガスのプラズマ雲が前記電極間で得られるように、各前記電極に所定電位を印加するために前記電極に接続される。出口室は第３入口ゲート及び第３出口ゲートを有する。前記第３入口ゲート及び前記第３出口ゲートは、そのゲートを閉鎖するとき前記出口室を密閉し、前記出口室は前記第３入口ゲート及び前記第３出口ゲートとの間に延びるコンベヤを有する。第３負圧源は前記出口室と選択的に連通する。前記入口室は、前記第１出口ゲート及び前記第２入口ゲートを介して前記コーティング室と連通し、それにより前記入口室コンベヤ及び前記コーティング室コンベヤは、前記レンズを前記入口室から前記コーティング室へ送るように連通する。前記コーティング室は、前記第２出口ゲート及び前記第３入口ゲートを介して前記出口室に連通しており、それにより前記コーティング室コンベヤと前記出口室コンベヤは、前記コーティング室から前記出口室へ送るように連通している。
【０００９】
従って、本発明の一形態は光学レンズの表面を処理するためのシステムであって、前記システムは、
第１入口ゲートと第１出口ゲートを有する入口室であって、前記第１入口ゲートと前記第１出口ゲートは、閉鎖するとき前記入口室を密閉し、前記入口室が前記第１入口ゲートと前記第１出口ゲートとの間に延びるコンベヤを含んでいる、入口室と、
前記入口室と選択的に連通する第１負圧源と、
第２入口ゲートと第２出口ゲートを有するコーティング室であって、前記第２入口ゲート及び前記第２出口ゲートは、閉鎖するとき前記コーティング室を密閉し、前記コーティング室は中に配置された少なくとも１対の離間した電極と、前記電極間で前記レンズを搬送するように前記第２入口ゲート及び前記第２出口ゲートとの間に延びるコンベヤを有する、コーティング室と、
プラズマガスを前記コーティング室に導入するために前記コーティング室と連通するプラズマガス源と、
前記コーティング室と連通する第２負圧源と、
前記第２負圧源によって前記コーティング室内の所定圧力の設定時に前記ガスのプラズマ雲が前記電極間で得られるように、各前記電極の所定電位を印加するために前記電極と連通する電源と、
第３入口ゲート及び第３出口ゲートを有する出口室であって、前記第３入口ゲート及び前記第３出口ゲートは、閉鎖するとき前記出口室を密閉し、前記出口室は前記第３入口ゲート及び前記第３出口ゲートとの間に延びるコンベヤを有する、出口室と、
前記出口室と選択的に連通する第３負圧源とを具備し、
前記入口室は、前記第１出口ゲート及び前記第２入口ゲートを介して前記コーティング室と連通し、それにより前記入口室コンベヤ及び前記コーティング室コンベヤは、前記レンズを前記入口室から前記コーティング室へ送るように連通しており、
前記コーティング室は、前記第２出口ゲート及び前記第３入口ゲートを介して前記出口室に連通し、それにより前記コーティング室コンベヤと前記出口室コンベヤは、前記コーティング室から前記出口室へ送るように連通する該システムに関連する。
【００１０】
本発明に係る光学レンズの表面を処理する方法は、第１光学レンズを用意し、中に配置された１対の離間電極を有するコーティング室を設ける工程を有する。プラズマガスを前記コーティング室に保持する。ガスのプラズマ雲を前記電極間に生成するように、第１所定圧力を前記コーティング室で保持し、所定電位を各前記電極で保持する。入口室を前記コーティング室から上流側に設け、前記第１レンズを前記入口室内に移動させる。ガスを前記コーティング室に近接した前記入口室の少なくとも一部に導入し、前記入口室の少なくとも一部を前記第１所定圧力にする。前記入口室を前記コーティング室と連通させ、前記第１レンズを前記入口室から前記コーティング室に、そして前記プラズマ雲を通して移動させる。出口室を前記コーティング室から下流側に設ける。ガスを前記コーティング室に近接した前記出口室の少なくとも一部に導入し、前記出口室の少なくとも一部を前記第１所定圧力にする。前記第１レンズを前記コーティング室から前記出口室へ移動させる。
【００１１】
従って、本発明の他の形態は、光学レンズの表面を処理する方法であって、前記方法は、
（Ａ）前記光学レンズを用意する工程と、
（Ｂ）中に配置された１対の離間電極を有するコーティング室を設ける工程と、
（Ｃ）プラズマガスを前記コーティング室に保持する工程と、
（Ｄ）前記ガスのプラズマ雲を前記電極間に生成するように、前記コーティング室の第１所定圧力及び各前記電極の所定電位を保持する工程と、
（Ｅ）前記コーティング室から上流側に入口室を設ける工程と、
（Ｆ）前記第１レンズを前記入口室内に移動させる工程と、
（Ｇ）前記ガスを前記コーティング室に近接した前記入口室の少なくとも一部に導入し、前記入口室の少なくとも一部を前記第１所定圧力にする工程と、
（Ｈ）前記入口室を前記コーティング室と連通させる工程と、
（Ｉ）前記第１レンズを前記入口室から前記コーティング室に、そして前記プラズマ雲を通して移動させる工程と、
（Ｊ）出口室を前記コーティング室から下流側に設ける工程と、
（Ｋ）前記ガスを前記コーティング室に近接した前記出口室の少なくとも一部に導入し、前記出口室の少なくとも一部を前記第１所定圧力にする工程と、
（Ｌ）前記第１レンズを前記コーティング室から前記出口室へ移動させる工程とを有する。
【００１２】
この明細書に含まれ、その一部を構成する添付図面は、本発明の１つ以上の実施形態を例示し、その説明と共に本発明の原理を説明する。
【００１３】
当業者に対する、本発明の最良の形態を含む完全で使用を可能にする本発明の開示が添付図面を参照する明細書に述べられている。
本明細書及び図面の参照符号の繰り返し使用は本発明の同じあるいは類似構成あるいは要素を示すものである。
【００１４】
【発明の実施形態】
ここで、１つ以上の実施例が添付図面で例示される本発明の現在好ましい実施形態を詳細に記載する。各実施例は、本発明を限定しない説明によって行なわれる。実際、本発明の範囲又は趣旨から逸脱せずに本発明で変形と改変が実施されることは、当業者に明らかであろう。例えば、１つの実施形態の一部として例示され説明される特徴は、他の実施形態に関して使用して更に他の実施形態を作成することができる。従って、本発明は、特許請求の範囲及びそれらの均等の範囲内に入るような変形と改変をカバーするものである。
【００１５】
本発明は、レンズコアがコーティング領域を繰り返し加圧や減圧されることを必要とせずに、システム中に入り、通過し、出ることができる光学的レンズコーティングシステムに関係する。ここでの説明は、メタン含有プラズマ雲を使用して親水性ポリマーコーティングをシリコンレンズコアに付着することが記載されているが、この説明は具体的な目的の場合に過ぎず、他のプラズマ及びレンズ材料が使用できる。例えば、このシステムは、望ましいコーティングをレンズコアに付着される炭化水素かその他の適切な材料から発生したにせよ適切なプラズマを使用することができる。さらに、このプラズマは、レンズコア表面を酸化して親水性層を形成するように酸化ガスから構成することもできる。ここで使用しているように、「コーティング」はそのような層を含む。さらに、このシステムは、コーティングを形成するのに望ましい材料から作られたレンズに関連して使用することができる。従って、ここでのシリコンレンズコアとメタンプラズマの記載は、本発明の範囲あるいは趣旨を限定するものではないことが当業者に分かるはずである。
【００１６】
さらに、このシステムは、レンズコアを処理するためにプラズマを発生する適当な装置と方法を使用してもよい。そのような装置と方法は当業者が理解できるはずであり、従って、ここでは詳しく説明しない。そこで、プラズマを発生させるために以下説明される特定の装置は、具体的な目的のためにだけ用意されるものであることを理解されたい。
【００１７】
このシステムの説明に入る前に、ここで図１Ａを参照すると、レンズコアが、外フレーム１２及び垂直中間部材１４を有する保持トレー１０に配置される。図１Ａは典型的な保持トレーを示している。７列のワイヤホルダー１６が各隣接垂直部材間に延びている。２つの外カラム１８、２０では、各列が４個のホルダーを含み、一方、２つの中カラム２２、２４の各列が３個のホルダーを有している。従って、このトレーは全体で７８個のホルダーを有している。
【００１８】
図１Ｂ及び図１Ｃを参照する。各ホルダー１６には１つの環状ワイヤリム２６と、そのワイヤリム２６から半径方向内側に延びる５つのワイヤステムがある。レンズコア３０は、ステム２８上に配置されるように各ホルダーに配置される。ホルダー１６は、Winterton及びGrantに付与された米国特許第５，８７４，１２７号に更に詳しく説明されている。
【００１９】
図１Ａを再度参照し、また図２も参照すると、各保持トレー１０は、１対のフック３２をフレームの対向外垂直部材１４に有する。トレーキャリヤ３６上の対応フック３４は、保持トレー１０がトレーキャリヤ３６に懸架されるようにフック３２を収納する。図２に示された実施形態では、キャリヤ３６は４個の保持トレー１０、従って３９２個レンズコア以下を保持することができる。
【００２０】
図３をここで参照する。トレーキャリアは直線プラズマコーティングシステム４０内に配置される。最初、トレーは、各々約５メートルの長さの５つのサブ室（ここでは「領域」と称する）４２Ａ〜４２Ｅから成る乾燥室を移動する。トレーキャリヤは、必要な真空及びコーティング付着ターゲットに合わせるのに約２０分間又は十分な所定の時間乾燥室でトータル２０分間留まっている。
【００２１】
レンズコアが親水性材料を含有できるならば、それらコアは、湿り気があり、そのため、環境から水分を吸収することができる。そのため、乾燥時間を見込むことが望ましい。必要なら、乾燥領域は、一定の相対湿度レベル、例えば、さらに乾燥を可能にするための１０％以下に維持し、又、コーティング領域に入る前にレンズコアを配置する乾燥バッファ領域を備える。
【００２２】
図２、図４Ａ及び図４Ｂをも参照すると、各トレーキャリヤは、「金属片（スラグ）」４６として画定された長方形スロット４４内に収容される。１対のボルトは金属片でキャリヤを固定する。ボア４８はトレーキャリヤ下の金属片４６を突き出る。乾燥室は、金属片及びキャリヤ（以下、それ以外で示されなければ「キャリヤ」として集約的に参照する）を搬送するためにコンベヤを備えている。このコンベヤは、各々が対向回転歯車５２、５４間に延びる領域４２Ａ〜４２Ｅの個々のコンベヤから構成される。サーボモータ５６はコンベヤを駆動させ、パソコンで制御加工であり、主要フレームシステム又は他のプログラム可能な論理回路（ここでは「ＰＬＣ」と称する）で制御可能である。２個の側面部材はコンベヤのそれぞれの側面に置かれ、ローラー６０が各側面部材の間隙６２に配置され、トレーが側面部材を通過するときにそのトレーをガイドする。
【００２３】
一方の側面部材に取付けた光源６４は、もう一方の側面部材に対して光を発し、そこで光が光検出器６６で検出される。この光源６４及び光検出器６６は、光が金属片４６のボア４８を通して間を通るように整合される。光検出器６６はＰＬＣに信号を出力し、そのＰＬＣはサーボモータ５６を制御する。従って、光が第一乾燥領域４２Ａに入ると同時に、光源６４と光検出器６６間で光ビームを金属片が初めに遮断すると、ＰＬＣはキャリヤの存在を検出する。その他のキャリヤ検出システムを光検出器の代わりに利用してもよい。例えば、圧力又はコンタクトマイクロスイッチも使用することができる。ボア４８が光源／光検出器対に達すると、光検出器６６は再度光ビームを検出し、ＰＬＣはサーボモータ５６を予めプログラムした適当な時間、例えば４分間停止する。この時間の最終に、ＰＬＣが再度モータを動かして、キャリヤを第二乾燥領域４２Ｂに通す。乾燥領域４２Ｂは、側面部材とコンベヤを９０度回転してキャリヤを領域４２Ｃに通過することができるように別の機構を領域４２Ｂに備えた以外は領域４２Ａのように、コンベヤ、モータ及び側面部材を有している。しかしながら、各領域では、光源／光検出器対が領域内のキャリヤの有無を検出するために設けられている。ＰＬＣは、キャリヤが次の領域で待機していなければキャリヤを１つの乾燥領域から隣りの乾燥領域に移動させる。
【００２４】
領域４２Ａへの入口は開放していてもよく、あるいは所定のシステムに適切なように、適当なカバーを有することができる。それぞれの導管（ダクト）６８は適当なエア処理システム（図示せず）から制御エア又はガスを供給して各乾燥領域に向ける。エア制御システムは、適正に温度制御され加湿エアをその導管に例えば約２１．１℃±１．１℃で連続的に送るように独立して制御することができる。
【００２５】
図３を再度参照する。キャリヤが十分な時間乾燥領域４２Ｅにあり、キャリヤが入口ロック７０内で待機しておらず、また以下更に詳しく説明するように、適切な条件が入口ロック７０に存在すれば、ＰＬＣはスリットバルブ７２を通してキャリヤを入口ロック内に入れる。入口ロックは、乾燥領域のようにコンベヤ５０と側面部材５８を有する。光源及び光検出器対は、又、キャリヤが入口ロック内にいつ十分に入ったかをＰＬＣが検知するように設けられる。
【００２６】
また、図５Ａ及び図５Ｂを参照する。入口スリットバルブ７２は、その内側面の周縁部を区画する密封材料７６を有する扉７４を備えている。扉７４は開閉位置間のリンク機構７８で可動なようにヒンジが取付けられている。ＰＬＣはリンク機構７８を制御する。扉が閉鎖位置にあれば、シール７６が入口ロック７０内への入口通路８０を包囲し、密閉する。
【００２７】
入口ロック７０の光源及び光検出器対がボア（図２）を介してキャリヤの有無を検出すれば、ＰＬＣは入口ロックの両端のスリットバルブを閉じる。入口ロックはステンレス鋼室であり、その室に入口、出口及びセンサーが以下説明するように連通することができる。スリットバルブを除いては入口ロックは閉鎖室である。従って、スリットバルブを閉じると、入口ロックが密閉される。
【００２８】
キャリヤが入口ロック内にあり、室が密閉されているとき、ＰＬＣはバルブ８２とポンプ８４を作動させて入口ロックを汲み出し、それにより真空状態を内部に形成する。特に、ポンプにより入口ロック７０の内部を大気圧から所定の低圧、例えば１mトール以下までにする。ＰＬＣは、入口ロックのハウジングを通して延びる圧力センサー８５によって入口ロックの圧力をモニターする。
【００２９】
ロックハウジング及び以下説明される入口ホールド、入口バッファ、コーティング、出口バッファ、出口ホールド及び出口ロック室のハウジングは、全てステンレス鋼から製造されることが分かるが、このハウジングは適当な材料で、適当な構造で作ることができる。さらに、５つの乾燥領域及び以下説明する５つの出口領域のハウジングはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の固いポリマーから製造してもよいが、鋼又はその他適当な材料から製造してもよい。
【００３０】
圧力センサー８５から、入口ロック７０の内部圧力が予め設定された低い圧力以下であり、予め設定された最小時間、例えば２９０秒が経過したことがＰＬＣに知らされると、バルブ８２が動作しているために、ＰＬＣは入口ロック７０及び入口ホールド室間のスリットバルブ８６を開け、キャリヤが入口ホールド内に入るように入口ロック及び入口ホールド双方でコンベヤを動かす。
【００３１】
入口ホールドには垂直側面部材と光源／光検出器対が備えられている。スラグボア４８（図２）が光検出器と整合し、それによりキャリヤが完全に入口ホールドにあることをＰＬＣに示すと、ＰＬＣはスリットバルブ８６とスリットバルブ９０を閉じて入口ホールドを密閉する。スリットバルブ９０を閉じた後、ＰＬＣは、乾燥ガス、例えば窒素のソース（図示せず）に接続されたガスライン９４を入口ロック８８の内部に開放するバルブ９２を動かす。ＰＬＣは、圧力センサー８４が入口ロックの大気圧を示すまで乾燥ガスが入った入口ロックのガス抜き（vent／ベント）を続ける。
【００３２】
このガスは例えば３ppm未満の低水分含有量である点で「乾燥」状態にある。乾燥したガス抜きガスは、レンジコアあるいは室壁による望ましくない水分吸収を防止するために好ましい。好ましい実施形態では、１つの乾燥ガス源がこのガス抜きガスを、ライン９４及び入口ロックから下流の他の室用のガス抜きラインへ供給するために使用される。従って、室がここでは「それぞれの」ガス抜き源を有するものとして呼ばれているが、これはガス抜きライン全てが同じ究極のガス抜きガス源で供給できる構造になっていることが分かるはずである。同様に、個々の真空ポンプが図３に示されて、本明細書で説明されているが、多室へのポンプ用ラインが負圧の同一源に連通することができる。
【００３３】
バルブ８６を開く前に、ＰＬＣは、入口ホールド８８内部を真空ポンプ１００に開放するバルブを作動することによって設定低圧力以下の圧力にする。入口ロック圧力及び入口ホールド圧力が＋／−５mトール以下であることを圧力センサー８５及び１０２が示せば、ＰＬＣはスリットバルブ８６を開けてキャリヤを入口ホールド内へリヤを移動させる。
【００３４】
先行する乾燥段階にもかかわらず、レンズコアはなお水分を幾分含有することができる。従って、入口ホールドはバッファ及び乾燥段階の双方として作用する。入口ホールドで真空状態を形成する繰り返しポンプ吸引により水蒸気が室壁、延いてはレンズコアから吸引され、それにより乾燥した環境が作られる。乾燥ガスは、この状態を維持するためＰＬＣで作動するバルブ１０４により室をガス抜きのに使用される。キャリヤが入口ホールドに入り、ＰＬＣが室を密閉すると、ポンプ１００がトレーキャリヤ、スラグ及びレンズコアから水蒸気を吸引するようにバルブが開いたままになる。
【００３５】
スリットバルブ８６及び９０を閉めたために十分な時間が経過したとＰＬＣが判断すれば、ＰＬＣはバルブ９８を閉め、マスフローコントローラー１０８と入口ホールド内部間のバルブ１０６を開ける。当業者にその構造と動作が分かるこのマスフローコントローラーは、この実施形態では、ＰＬＣから独立して制御可能であり、共通ライン１１０から入口ホールド内にプロセスガスを導入する。
【００３６】
入口ホールド８８の内部圧力が約所定レベルであることをセンサー１０２が示したとき、ＰＬＣはスリットバルブ９０を開け、入口ホールドのコンベヤモータ及び入口バッファ１１２のコンベヤモータを作動してキャリヤを入口バッファに入れる。また、入口バッファは、垂直側面部材５８と、スラグボアが光源と光検出器に整合したときにＰＬＣに判断させる光源．光検出器対とを備え、それによりキャリヤが入口バッファ内に完全にあることを示す。それで、ＰＬＣはスリットバルブ９０を閉め、入口ホールドが望ましい予め設定した圧力に達するまでバルブ９８を通して入口ホールドをポンプ吸引する。その時、上記説明した他の状態になったら、ＰＬＣはスリットバルブ８６を開け、隣のキャリヤを入口ホールド内に送る。
【００３７】
入口バッファは、そうしなければ入口ホールドからコーティング領域に流れる非プロセスガスから下流コーティング領域を隔離するのを助成する。この入口バッファは、又、コーティング領域に入るために待機しているキャリヤ用の待機室として機能する。ＰＬＣによって制御され、入口バッファを真空ポンプ１１６に開放するバルブ１１４によってプロセス圧力で入口バッファが維持される。ＰＬＣは、圧力センサー１１８で入口バッファの圧力をモニターし、マスフローコントローラー１２２を介してプロセスガスライン１１０に接続されたバルブ１２０によりプロセスガスを入口バッファに導入する。必要であれば、ＰＬＣはバルブ１２４を介して入口バッファを乾燥ガスでガス抜きすることができる。
【００３８】
入口バッファから、キャリヤはタンデムコーティング領域１２６、１２８を移動する。ＰＬＣは、コーティング領域内部を真空ポンプ１３３及び１３４にさらす圧力バルブ１３０及び１３２により約プロセス圧力にコーティング領域を保持する。ＰＬＣは、マスフローコントローラー１４０及び１４２を介してプロセスガスライン１１０に接続されるバルブ１３６及び１３８によってプロセスガスをコーティング領域に供給する。この実施形態では１つのバルブ／マスフローコントローラーを各コーティング領域に対して示しているが、そのようなそれぞれの対を各室の前方部分及び後方部分に設けて各部分へのガス流を個々に制御することができることが分かる。必要ならＰＬＣはバルブ１４４及び１４６を介して乾燥ガスでコーティング領域をガス抜きすることができる。ＰＬＣは圧力センサー１４８／１４９及び１５０／１５１によりコーティング領域の圧力をモニターする。
【００３９】
出口バッファ１５２は第２コーティング領域の後に続く。入口バッファ及びコーティング領域の場合のように、出口バッファ１５２はコンベヤと、ＰＬＣによって作動できるサーボモータを備えている。出口バッファ１５２は、又、垂直部材５８と光源及び光検出器対を備えている。ＰＬＣは、真空ポンプ１５６に連通するバルブ１５４によって出口バッファ内のプロセス圧力レベルを維持する。このＰＬＣは圧力センサー１５８によって出口バッファの圧力をモニターし、ライン１１０から、マスフローコントローラー１６０からの出口バッファへのプロセスガス流をバルブ１６２によって制御する。
【００４０】
出口バッファ１１２と第１コーティング領域１２６との間、第１コーティング領域１２６と第２コーティング領域１２８との間、あるいは第２コーティング領域１２８と出口バッファとの間にはスリットバルブはない。その代わり、鋼肩部１６４が幾つか一部横に本システム内に延びて、２つのコーティング領域を通して入口バッファから出口バッファへ延びるチャンネルを作っている。従って、入口バッファ室、コーティング領域及び出口バッファ室は分割された共通の室を構成する。上記のように、ＰＬＣは、それぞれのバルブとマスフローコントローラーによる本システムの作動時にはこの共通の室をプロセス圧力に維持し、また室内のプロセスガスを維持する。上記説明された入口ホールドの選択的な加圧と減圧及び以下説明する出口ホールドの選択的な加圧と減圧のために、本システムは、コーティング領域を加圧し、減圧する必要もなく、継続的なトレーキャリヤでレンズコアをコーティングすることができる。
【００４１】
例示したコーティング領域１２６及び１２８は同様に構成される。従って、説明を簡単にするために、コーティング領域１２６の構造だけをここで説明する。
【００４２】
コーティング領域１２６は２つのタンデム配置のマグネトロンを備え、各々１対の対向電極１６６、１６８を有する。マグネトロンの使用は用途に応じたオプションである。図６Ａの概略断面図を参照する。コーティング領域は、そうしなければプラズマ雲がレンズコアへ当たるのに邪魔となる垂直部材５８（図４Ａ、図４Ｂ）が付いていない。プラズマ雲は、長方形のチタンプレート１７０及び１７２を備える電極１６６及び１６８が発生させる。各チタンプレートは、４個の２mm〜３mmセラミックボタン１７８によってそれぞれ磁気装置１７４及び１７６から分離される。各チタンプレートは、高さが約５０cm、厚さが約０．１６cm（１／１６インチ）及び長さが約１８cmである。
【００４３】
各磁気装置１７４及び１７６は、例えばステンレス鋼から作られ、冷却水が管１８０からポンプ注入できる外部金属ボックスを備えることができる。また、図６Ｂを参照する。各ボックスの内部には中央長方形鋼コア１８２と周囲の長方形鋼リング１８４がある。一連の永久磁石１８６はコア１８２とリング１８４の間に延在し、中央コア１８２が磁気の「Ｓ」極及び外部リング１８４が磁気の「Ｎ」極となるように図６Ｂに示したように、Ｎ−Ｓパターンで配置される。完全一致の反対極も使用できるが、すなわちＮ／Ｓ磁石を全体として逆にしてもよい。各永久磁石は約５．１cm（２インチ）間隙で隣接平行磁石から分離される。チタンプレート１７０及び１７２は、トランス１９４を介してＡＣ電源１８８により同じ電位に励起される。この磁石の強度を変化させて当業者がプラズマの程度を制御することができる。
【００４４】
約７cm〜１０cmの距離がチタンプレート１７２と１７８を分離する。励起したら、このチタンプレート１７２及び１７８は、当技術で分かるように、その間にプラズマ雲を生成する。しかし、このチタンプレートとそれぞれの磁石装置間の２mm〜３mm間隙が小さいために、十分なプラズマがそこでは発生しない。チタンプレート後方の磁石装置により生成する磁界もプラズマ生成を阻害する。これはプレート間に予想でき、安定した、比較的均一なプラズマ雲を生成する。激しく成長する長方形プラズマ領域１８８は、チタンプレートの各々の前で、直ちに生成されるが、領域１８８間のプラズマ雲１９０はプラズマ精度は低いが、均一性が優れている。特に、プラズマ雲は垂直方向で均一性が高い。プラズマ雲１９０はコンベヤ５０上に配置され、従って、レンズコアを移動するのはこの雲による。
【００４５】
図３を再度参照する。各電極対１６６／１６８はそれ自体の圧力センサー１４８／１４９及び真空スロットールバルブ１３０を有する。上記のように、各電極対はそれ自体のプロセスガススロットールバルブも備えることができる。ＰＬＣは、各電極対が配置される領域の圧力を常にモニターし、それに応じてバルブ１３０及び１３６を調節して処理圧力条件を保持する。すなわち、１つの実施形態では、その領域へのプロセスガス流速が一定である。しかし、スロットールバルブ１３０は処理圧力に設定され、そのため、流出速度を制御して所定圧力を保持する。従って、均一プラズマ雲は１つの電極対から隣の電極対までばらつきがない状態にある。更に、各バルブ１３６からのプロセスガス入口は、一方の電極１６６又は１６８の後方に配置され、それでプロセスガスラインからの流れが電極で遮断され、プラズマ雲を乱さない。同じ目的を達成する他のガスの迂回機構も構成可能であるが、電極対を使用することが便利な解決手段である。
【００４６】
本発明の一実施形態では、プロセスガスが７０％メタン及び３０％エア（窒素と酸素の乾燥混合物）である。プロセスガスに酸素を含有させると、コーティング領域が日常的に清掃する必要がないように堆積物が無い反応（プラズマ）室を維持するために非常に有効な手段となることが分かった。連続プラズマ装置では、堆積物がコーティング室内、特に電極上に溜まるのを防止あるいは低減する処理ガスを利用することは非常に有利であることが分かる。
【００４７】
上述したように、コーティング領域１２６、１２８には垂直部材又は光源／光検出器対がない。その代わり、それぞれのコンベヤが予め設定した速度、例えば５m／秒で連続的に走行するように、ＰＬＣが各領域のサーボモータを一定速度で動かす。かくして、キャリヤが入口バッファのコンベヤから領域１２６のコンベヤ上に動くと、そのキャリヤは２つのコーティング領域の４個のマグネトロンを連続して通過する。
【００４８】
ＰＬＣは、キャリヤが入口バッファコンベヤからコーティング領域のコンベヤに移動したことを入口バッファの光検出器が示したときに、タイマーを開始し、このタイマーの終了時のみに入口バッファからコーティング領域内に次のキャリヤを送る。１つの好ましい実施形態では、時間の長さが３００秒であり、この時間は出口バッファが下流キャリヤを出口ホールド室１９６に移動させるのに十分な時間となり、それによりキャリヤがコーティング領域に積み上げられないようにする。
【００４９】
出口ホールド１９６は入口ホールドの鏡像（ミラー）である。ＰＬＣはバルブ２００を通してポンプ１９８で真空状態にする。ＰＬＣは圧力センサー２０２によって出口ホールド内の圧力をモニターし、バルブ２０６によるライン１１０及びマスフローコントローラー２０４からのプロセスガスの導入を制御する。
【００５０】
出口ホールド圧力が略コーティング領域圧力、例えば５０ミリトールであることを圧力センサー２０２が示し、キャリヤが出口バッファ内に存在することを出口バッファ１５２の光検出器が示すと、ＰＬＣは、出口バッファと出口ホールド間のスリットバルブ２０８を開け、出口ホールド及び出口バッファのコンベヤを動かしてキャリヤを出口ホールドへ移送させる。この移送が完了したことを出口ホールドの光検出器が判断したら、ＰＬＣは、出口ホールドの下流端でスリットバルブ２０８及びスリットバルブ２１０を閉じる。その後、ＰＬＣはバルブ２００を絞ってプロセスガスを取り除き、出口ホールドを１ミリトール以下あるいはその他幾つか望ましい真空圧にする。
【００５１】
出口ロック室２０８は出口ホールドから下流側にある。スリットバルブ２１０を開ける前に、ＰＬＣは出口ロックをポンプ吸引して、出口ロック内部に対する真空ポンプ２１２の使用を制御するスロットールバルブ２１０で設定低圧以下の圧力にする。圧力センサー２０２と出口ロックの圧力センサー２１４から、出口ホールド圧力及び出口ロック圧力が略上記設定低圧力以下であることをＰＬＣが判定したら、ＰＬＣはスリットバルブ２１０を開け、出口ホールド及び出口ロックコンベヤを動かしてキャリヤを出口ロックへ移動させる。この時点で、ＰＬＣはスリットバルブ２１０及びスリットバルブ２１６を閉じ、出口ロック圧力が周囲レベルに達したことを圧力センサー２１４が示すまでバルブ２１８を絞ることによって乾燥ガスで出口ロックをガス抜きする。ＰＬＣが、出口ロックの周囲圧力条件と、キャリヤが出口ロック内にあることを検出すれば、ＰＬＣはスリットバルブ２１６を開け、出口ロック及び第１度出口領域２２０Ａのコンベヤを動かしてキャリヤを出口領域に移動させる。出口領域の光検出器が、キャリヤの移送完了を示したら、ＰＬＣはスリットバルブ２１６を閉じ、出口ロック２０８を設定された低圧にポンプ吸引して戻し、次のキャリヤを受ける。
【００５２】
出口領域２２０Ａ〜２２０Ｅの構造は、乾燥領域４２Ａ〜４２Ｅの構造と同様である。それらの領域は手動又は自動システムで最終領域２２０から取り除き、今コーティングされたレンズがホルダー１６に出る（図１）。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明に係るレンズコーティングシステム及び方法で使用するためのレンズ保持トレーの斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａにおける保持トレーの拡大斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｂのライン１Ｃ‐１Ｃに沿った断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るレンズコーティングシステム及び方法で使用するためのレンズトレーキャリヤ及びスラグ（すなわちキャリヤ保持装置）の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るレンズコーティングシステムの図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態に係るレンズコーティングシステムの部分斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａのライン４Ｂ−４Ｂに沿った断面図である。
【図４Ｃ】本発明の実施形態に係るレンズコーティングシステムの部分斜視図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態に係るレンズコーティングシステムの部分斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａで図示した一つの室とバルブの断面図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態に係るレンズコーティングシステムの断面図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態に係るレンズコーティングシステムのコーティング室で使用するための磁気装置の内部磁気配置の平面図である。
【符号の説明】
４０プラズマコーティングシステム
４２Ａ〜４２Ｅサブ室（乾燥室）
５８一対の電極
７０入口ホールド（室）
８６スリットバルブ
１２６第１コーティング領域（室）
１２８第２コーティング領域（室）
１９６出口ホールド（室）

Claims

光学レンズの表面を処理するためのシステムであって、前記システムは、
第１入口ゲート及び第１出口ゲートを有する入口室であって、前記第１入口ゲート及び前記第１出口ゲートは、閉鎖するとき前記入口室を密閉し、前記入口室は前記第１入口ゲート及び前記第１出口ゲートの間に延びるコンベヤを有する、入口室と、
前記入口室と選択的に連通する第１負圧源と、
第２入口ゲート及び第２出口ゲートを有するコーティング室であって、前記第２入口ゲート及び前記第２出口ゲートは、閉鎖するとき前記コーティング室を密閉し、前記コーティング室は中に配置された少なくとも１対の離間した電極と、前記電極間で前記レンズを搬送するように前記第２入口ゲート及び前記第２出口ゲートの間に延びるコンベヤとを有する、コーティング室と、
プラズマガスを前記コーティング室に導入するために前記コーティング室と連通するプラズマガス源と、
前記コーティング室と連通する第２負圧源と、
前記第２負圧源によって前記コーティング室内の所定圧力が設定された時に、前記ガスのプラズマ雲が前記電極間で得られるように、各前記電極に所定電位を印加するために前記電極に接続される電源と、
第３入口ゲート及び第３出口ゲートを有する出口室であって、前記第３入口ゲート及び前記第３出口ゲートは、閉鎖するとき前記出口室を密閉し、前記出口室は前記第３入口ゲート及び前記第３出口ゲートの間に延びるコンベヤを有する、出口室と、
前記出口室と選択的に連通する第３負圧源とを具備し、
前記入口室は、前記第１出口ゲート及び前記第２入口ゲートを介して前記コーティング室と連通し、それにより前記入口室コンベヤ及び前記コーティング室コンベヤは、前記レンズを前記入口室から前記コーティング室へ送るように連通し、
前記コーティング室は、前記第２出口ゲート及び前記第３入口ゲートを介して前記出口室に連通し、それにより前記コーティング室コンベヤ及び前記出口室コンベヤは、前記コーティング室から前記出口室へ送るように連通する、システムであって、
前記入口室は、
入口ロック室と、
前記入口ロック室から下流にあり、前記第１出口ゲート及び前記第２入口ゲートにより前記コーティング室に連通する入口ホールド室と、
前記入口ホールド室及び前記入口ロック室の間に配置され、それにより前記入口ロック室及び前記入口ホールド室は、その間のゲートを閉鎖したときに、互いに密閉されるゲートとを具備し、
前記第１負圧源は前記入口ロック室及び前記入口ホールド室の各々に選択的に連通し、
前記システムは、前記入口ホールド室内に導入するために前記入口ホールド室と連通する前記プラズマガス源を有することを特徴とする光学レンズの表面を処理するためのシステム。
前記ガスはプラズマ重合可能なガスであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
内部にガス抜き（ベント）ガスを導入するために前記入口ロック室と連通するガス抜き源を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
内部にガス抜きガスを導入するために前記入口ホールド室と連通するガス抜き源を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記出口室は、
前記第２出口ゲート及び前記第３入口ゲートによって前記コーティング室に連通する出口ホールド室と、
前記出口ホールド室から下流側の出口ロック室と、
前記出口ホールド室及び前記出口ロック室が、その間のゲートを閉じたときに互いに密閉されるように、前記出口ロック室及び前記出口ホールド室の間に配置されたゲートとを具備し、
前記第３負圧源は、前記出口ロック室及び前記出口ホールド室の各々と選択的に連通することと、
前記システムは、プラズマガスを前記出口ホールド室内に導入するために前記出口ホールド室と連通するプラズマガス源を有することと、を特徴とする請求項１に記載のシステム。
内部にガス抜きガスを導入するために前記出口ロック室と連通するガス抜き源を有することを特徴とする請求項５に記載のシステム。
内部にガス抜きガスを導入するために前記出口ホールド室と連通するガス抜き源を有することを特徴とする請求項５に記載のシステム。
前記入口室から上流側にあり、前記第１入口ゲートによって前記入口室と連通する乾燥室を備え、前記乾燥室は、前記乾燥室への入口及び前記第１入口ゲートの間に延びるコンベヤと、前記乾燥室と連通し、それにより所定の相対湿度を有するガスを前記乾燥室の内部領域に供給するガス源と、を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記乾燥室は一連のタンデム配置されたサブ室を具備することを特徴とする請求項８に記載のシステム。
前記入口室コンベヤ、前記コーティング室コンベヤ、前記出口室コンベヤ、前記第１負圧源、前記第２負圧源、前記第３負圧源、前記ガス源、前記第１出口ゲート、前記第２入口ゲート、前記第２出口ゲート及び前記第３入口ゲートと連動している制御システムであって、
前記コーティング室内の前記所定圧力を維持するために前記第２負圧源を作動し、
前記コーティング室内の前記ガスを維持するために前記ガス源を作動し、
前記入口室が周囲圧力であり、前記第１出口ゲートが閉鎖されると、前記レンズを前記入口室内に移動するために前記入口室コンベヤを作動し、
その後、前記第１入口ゲートが閉鎖しているとき、前記第１出口ゲートに隣接した前記入口室内の領域を前記所定圧力にするために前記第１負圧源を作動し、
その後、前記第１出口ゲート及び前記第２入口ゲートを開き、前記入口室コンベヤ及び前記コーティング室コンベヤを作動させて前記レンズを前記入口室から前記コーティング室内及び前記電極間に移動させ、
前記第３入口ゲートに隣接した前記出口室内の領域を前記所定圧力にするために前記第３負圧源を作動し、
その後、前記第２出口ゲート及び前記第３入口ゲートを開き、前記コーティング室コンベヤ及び前記出口室コンベヤを作動させて前記レンズを前記コーティング室から前記出口室に移動させ、
その後、前記第３入口ゲートを閉鎖するように構成された制御システム、を具備することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記コーティング室内にタンデム配置の前記離間した複数対の電極を具備することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記ガスを、前記コーティング室内に導入するためにそれぞれの前記プラズマガス源を有することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
前記コーティング室と連通するそれぞれ前記第２負圧源を具備することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
前記離間した電極から上流側の入口バッファ領域と、前記離間した電極から下流側の出口バッファ領域と、を具備することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
光学レンズの表面を処理する方法であって、前記方法は、
（Ａ）前記光学レンズを用意する工程と、
（Ｂ）中に配置された１対の離間電極を有するコーティング室を設ける工程と、
（Ｃ）プラズマガスを前記コーティング室に保持する工程と、
（Ｄ）前記ガスのプラズマ雲を前記電極間に生成するように、前記コーティング室の第１所定圧力及び各前記電極の所定電位を保持する工程と、
（Ｅ）前記コーティング室から上流側に入口室を設ける工程であって、入口ロック室及び入口ホールド室を有する入口室を設け、前記入口ホールド室は前記コーティング室と連通し、前記入口ロック室は前記入口ホールド室から上流側にあり、該入口ホールド室と連通する、工程と、
（Ｆ）前記第１レンズを前記入口ロック室内に移動させる工程と、
（Ｍ）前記入口ロック室及び前記入口ホールド室を第２所定圧力にする工程と、
（Ｎ）前記入口ロック室を前記入口ホールド室と連通させ、前記レンズを前記入口ロック室から前記入口ホールド室に移動させる工程と、
（Ｏ）前記入口ホールド室を前記入口ロック室から密閉する工程と、
（Ｇ）前記ガスを前記入口ホールド室内に導入し、前記入口ホールド室を前記第１所定圧力にする工程と、
（Ｈ）前記入口ホールド室を前記コーティング室と連通させる工程と、
（Ｉ）前記第１レンズを前記入口ホールド室から前記コーティング室へ、そして前記プラズマ雲を通して移動させる工程と、
（Ｊ）出口室を前記コーティング室から下流側に設ける工程と、
（Ｋ）前記ガスを前記コーティング室に隣接した前記出口室の少なくとも一部に導入し、前記出口室の少なくとも一部を前記第１所定圧力にする工程と、
（Ｌ）前記第１レンズを前記コーティング室から前記出口室へ移動させる工程と、
を含むことを特徴とする光学レンズの表面を処理する方法。
前記ガスはプラズマ重合可能なガスであることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
前記第１レンズを前記入口室から前記コーティング室へ、そして前記プラズマ雲を通して移動させる工程（Ｉ）に続いて、前記入口室を前記コーティング室から密閉し、前記入口室の少なくとも一部を周囲圧力にし、前記第２レンズを前記入口室内に入れ、その後、前記第２レンズに対して工程（Ｇ）ないし（Ｌ）を実施することを有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
前記第１所定圧力及び前記第２所定圧力が等しくないことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
工程（Ｊ）は、出口ホールド室及び出口ロック室を有する前記出口室を設け、前記出口ホールド室は前記コーティング室と連通し、前記出口ロック室は前記出口ホールド室から下流側にあり、該出口ホールド室と連通する工程を有し、
工程（Ｋ）は、前記ガスを前記出口ホールド室内に導入し、前記出口ホールド室を前記第１所定圧力にする工程を有し、
工程（Ｌ）は、前記出口ホールド室を前記コーティング室と連通させ、前記第１レンズを前記出口ホールド室内に移動させる工程を有し、
工程（Ｌ）に続いて、
（Ｍ）前記ガスを前記出口ホールド室から排出する工程と、
（Ｎ）前記出口ロック室を前記出口ホールド室の圧力に等しい圧力にする工程と、
（Ｏ）前記出口ホールド室を前記出口ロック室と連通させ、前記レンズを前記出口ホールド室から前記出口ロック室内に移動させる工程と、
（Ｐ）前記出口ロック室を前記出口ホールド室から密閉する工程と、を有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
工程（Ｌ）において前記第１レンズを前記出口室内に移動させ、前記第２レンズを前記入口室内に移動させる工程に続いて、前記出口室を前記コーティング室から密閉し、前記第１レンズが配置される前記出口室の一部を周囲圧力にし、前記コーティング室を前記入口室にまで開き、前記第２レンズを前記コーティング室内に送り込む工程を有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。