JP4916448B2 - コーティング液の混入空気の除去方法とその除去装置 - Google Patents
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Description
本発明は、コーティングユニットと称される容器内に貯留されたコーティング液に混入している空気を除去する方法とその除去のために使用する除去装置に関する。
光により色が変化する材料にフォトクロミック材料がある。フォトクロミック物質は、紫外線の有無によって構造が可逆的に変化し、吸収スペクトルが変わる性質を持っており、これは、一つの異性体に特定波長の光を照射すると、光の作用により単一の化学物質が吸収スペクトルの異なる異性体を可逆的に生成する物質の性質である。そして、生成した他の異性体は、熱又は別の波長の光により元の異性体の色へ戻る。
このフォトクロミック材料の性質をレンズに利用したフォトクロミック眼鏡がある。これは、太陽光のような紫外線を含む光が照射される屋外ではレンズが速やかに着色してサングラスとして機能し、光の照射のない屋内では、退色して透明な通常の眼鏡として機能する。
フォトクロミック性を有するレンズの製造方法としては、フォトクロミック性を有しないレンズの表面にフォトクロミックコーティング液を含浸させる方法、モノマーにフォトクロミックコーティング液を溶解させ、それを重合させることにより直接フォトクロミックレンズを得る方法、及びフォトクロミック化合物を含有するコーティング剤を用いてレンズの表面にフォトクロミック性を有する層を設ける方法（コーティング法）が知られている。また、コーティング法によりレンズ上にフォトクロミック性を有する層を形成する為の装置が開示されている。
上述のコーティング法において、レンズ上にフォトクロミックコーティング液を供給する際には、フォトクロミック液を入れたベゼルのノズルからフォトクロミック液をレンズの表面に吐出させて、レンズの表面にコーティング層を形成している。
しかしながら、フォトクロミック液は粘性があり、液体内に空気が混入していると、コーティング層に気泡が形成されてしまう。また、ベゼルのノズルには、液ダレを防止するため、逆止弁を設けている。このような場合、作業の開始時にノズルに空気が混入していることがあり、作業開始前にノズルの空気を外に排出する必要がある。そのため、コーティング液によってノズルをエアパージしていたが、フォトクロミック液は、高価であるため出費が嵩むという問題点があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、フォトクロミックのコーティング被膜に気泡が含まれず、さらには、膜厚斑のない均一な層を得ることができるコーティングノズルの混入空気の除去方法とコーティング装置を提供することにある。
本発明に関連して、複数のレンズを連続してコーティングできる装置として、日本国特開２０００−３３４３６９号公報の技術があり、可撓性フィルムを用いレンズ上のコーティング液を延展する補助機構を付設した装置として、日本国特開２００５−０１３８７３号公報、レンズの形状やコーティング液の粘性に応じてレンズの回転状態を調整する装置として日本国特開２００５−２１８９９４号公報の技術がある。
このフォトクロミック材料の性質をレンズに利用したフォトクロミック眼鏡がある。これは、太陽光のような紫外線を含む光が照射される屋外ではレンズが速やかに着色してサングラスとして機能し、光の照射のない屋内では、退色して透明な通常の眼鏡として機能する。
フォトクロミック性を有するレンズの製造方法としては、フォトクロミック性を有しないレンズの表面にフォトクロミックコーティング液を含浸させる方法、モノマーにフォトクロミックコーティング液を溶解させ、それを重合させることにより直接フォトクロミックレンズを得る方法、及びフォトクロミック化合物を含有するコーティング剤を用いてレンズの表面にフォトクロミック性を有する層を設ける方法（コーティング法）が知られている。また、コーティング法によりレンズ上にフォトクロミック性を有する層を形成する為の装置が開示されている。
上述のコーティング法において、レンズ上にフォトクロミックコーティング液を供給する際には、フォトクロミック液を入れたベゼルのノズルからフォトクロミック液をレンズの表面に吐出させて、レンズの表面にコーティング層を形成している。
しかしながら、フォトクロミック液は粘性があり、液体内に空気が混入していると、コーティング層に気泡が形成されてしまう。また、ベゼルのノズルには、液ダレを防止するため、逆止弁を設けている。このような場合、作業の開始時にノズルに空気が混入していることがあり、作業開始前にノズルの空気を外に排出する必要がある。そのため、コーティング液によってノズルをエアパージしていたが、フォトクロミック液は、高価であるため出費が嵩むという問題点があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、フォトクロミックのコーティング被膜に気泡が含まれず、さらには、膜厚斑のない均一な層を得ることができるコーティングノズルの混入空気の除去方法とコーティング装置を提供することにある。
本発明に関連して、複数のレンズを連続してコーティングできる装置として、日本国特開２０００−３３４３６９号公報の技術があり、可撓性フィルムを用いレンズ上のコーティング液を延展する補助機構を付設した装置として、日本国特開２００５−０１３８７３号公報、レンズの形状やコーティング液の粘性に応じてレンズの回転状態を調整する装置として日本国特開２００５−２１８９９４号公報の技術がある。
本発明のコーティング液の混入空気の除去方法（以下、本発明の混入空気の除去方法ともいう）は、下記工程を含んでなることを特徴とする、空気が混入したコーティング液から空気を除去する方法である。
（Ａ） コーティング液を貯留する筒状の容器と、該容器に接続し、前記コーティング液の逆流を防止する逆止弁と、を含んでなるコーティングユニットを準備する工程；
（Ｂ） 前記逆止弁の下流に存在する前記コーティング液の吐出口を塞ぐ工程；及び
（Ｃ） 前記コーティングユニットを前記容器の軸周りに自転させると同時に公転軸の周りに公転させることによって、コーティング液を前記逆止弁内に導入し、該逆止弁内に存在している空気を容器側に排出し、さらにコーティング液に混入されている空気をコーティング液から除去する工程；
上記本発明においては、前記工程（Ａ）において準備されるコーティングユニットは、前記逆止弁に接続する、コーティング液を吐出するための吐出ノズルを更に有することができる。その場合には、前記工程（Ｂ）における塞止めが、該吐出ノズルの出口を塞ぐことによって行われ、前記工程（Ｃ）において逆止弁内に存在している空気および吐出ノズル内に存在している空気は容器側に排出される。なお、吐出ノズルがついていないコーティングユニットについて脱気した後に吐出ノズルをコーティングユニットに装着した場合には、吐出ノズル内の空気は排出されない。
上記発明は、前記コーティングユニットの公転回転数を、回転作業の初期段階の速度よりも回転作業の後期段階の速度を速くすることが好ましい。
また、上記発明の前記コーティング液は、眼鏡の表面に塗布されるフォトクロミックコーティング液とすることができる。
本発明のコーティング液の混入空気の除去装置（以下、本発明の混入空気除去装置あるいは脱泡装置ともいう）は、自転軸を中心に自転するとともに公転軸を中心に公転するケーシングと、内部にコーティング液を収容する筒状の容器、前記コーティング液の逆流を防止する逆止弁、および該逆止弁の下流に存在し、前記コーティング液の出口を塞ぐ蓋を含んでなるコーティングユニットと、を含んでなり；前記自転軸は、公転軸に対して、公転軸の周りの軌道の周方向外側下向きに配置されており；前記コーティングユニットは、前記蓋を下にして前記ケーシングに着脱可能に支持されており；そして、前記コーティングユニットは自転軸周りに自転すると同時に公転軸周りに公転してコーティング液を前記逆止弁内に導入し、該逆止弁内に存在している空気を容器側に排出し、さらにコーティング液に混入されている空気をコーティング液から除去することを特徴とするコーティング液に混入している空気の除去装置である。
また、上記発明で使用する前記コーティング液は、眼鏡レンズの表面に塗布されるフォトクロミックコーティング液とすることができる。
さらに、上記発明は、前記容器の周囲に外向きのフランジを形成し、該フランジを前記ケーシングに着脱可能に取付けることができる。
（Ａ） コーティング液を貯留する筒状の容器と、該容器に接続し、前記コーティング液の逆流を防止する逆止弁と、を含んでなるコーティングユニットを準備する工程；
（Ｂ） 前記逆止弁の下流に存在する前記コーティング液の吐出口を塞ぐ工程；及び
（Ｃ） 前記コーティングユニットを前記容器の軸周りに自転させると同時に公転軸の周りに公転させることによって、コーティング液を前記逆止弁内に導入し、該逆止弁内に存在している空気を容器側に排出し、さらにコーティング液に混入されている空気をコーティング液から除去する工程；
上記本発明においては、前記工程（Ａ）において準備されるコーティングユニットは、前記逆止弁に接続する、コーティング液を吐出するための吐出ノズルを更に有することができる。その場合には、前記工程（Ｂ）における塞止めが、該吐出ノズルの出口を塞ぐことによって行われ、前記工程（Ｃ）において逆止弁内に存在している空気および吐出ノズル内に存在している空気は容器側に排出される。なお、吐出ノズルがついていないコーティングユニットについて脱気した後に吐出ノズルをコーティングユニットに装着した場合には、吐出ノズル内の空気は排出されない。
上記発明は、前記コーティングユニットの公転回転数を、回転作業の初期段階の速度よりも回転作業の後期段階の速度を速くすることが好ましい。
また、上記発明の前記コーティング液は、眼鏡の表面に塗布されるフォトクロミックコーティング液とすることができる。
本発明のコーティング液の混入空気の除去装置（以下、本発明の混入空気除去装置あるいは脱泡装置ともいう）は、自転軸を中心に自転するとともに公転軸を中心に公転するケーシングと、内部にコーティング液を収容する筒状の容器、前記コーティング液の逆流を防止する逆止弁、および該逆止弁の下流に存在し、前記コーティング液の出口を塞ぐ蓋を含んでなるコーティングユニットと、を含んでなり；前記自転軸は、公転軸に対して、公転軸の周りの軌道の周方向外側下向きに配置されており；前記コーティングユニットは、前記蓋を下にして前記ケーシングに着脱可能に支持されており；そして、前記コーティングユニットは自転軸周りに自転すると同時に公転軸周りに公転してコーティング液を前記逆止弁内に導入し、該逆止弁内に存在している空気を容器側に排出し、さらにコーティング液に混入されている空気をコーティング液から除去することを特徴とするコーティング液に混入している空気の除去装置である。
また、上記発明で使用する前記コーティング液は、眼鏡レンズの表面に塗布されるフォトクロミックコーティング液とすることができる。
さらに、上記発明は、前記容器の周囲に外向きのフランジを形成し、該フランジを前記ケーシングに着脱可能に取付けることができる。
図１は、本発明の実施の形態で説明したフォトクロミックコーティング装置の平面図である。
図２は、図１のフォトクロミックコーティング装置の正面図である。
図３は、図１のフォトクロミックコーティング装置におけるレンズ支持装置の縦（上下方向、以下同じ）断面図である。
図４は、図１のフォトクロミックコーティング装置におけるコーティングユニット支持装置の正面図である。
図５は、図４のコーティングユニット支持装置の側面図である。
図６は、図４のフォトクロミックコーティング装置が支持するコーティングユニットの縦断面図である。
図７のＡは、図６のコーティングユニットの排出口近傍に取付けている液垂れ防止弁（逆止弁）の脱泡前の縦断面図、図７のＢはその液垂れ防止弁の脱泡後の縦断面図である。
図８は、本発明の実施の形態の脱泡装置の概略図である。
図９は、図６のコーティングユニットがケーシングに支持されている状態の断面図である。
図１０は、図１のフォトクロミックコーティング装置におけるレンズ高さ計測センサーの平面図である。
図１１は、図１０のレンズ高さ計測センサーの側面図である。
図１２は、図１のフォトクロミックコーティング装置における塗膜均一化装置の平面図である。
図１３は、図１２の塗膜均一化装置の平面図である。
図１４は、図１のフォトクロミックコーティング装置におけるＵＶ装置の側面図である。
図１５は、図１４のＵＶ装置の拡大側面図である。
図１６は、図１のフォトクロミックコーティング装置の可動式液受け装置の平面図である。
図１７は、図１６の可動式液受け装置の側面図である。
図１８は、レンズのコーティング装置のフロー図である。
図１９のＡは、図１０で示すレンズ高さ計測センサーのレーザ光でレンズの高さを測定している状態の断面図、図１９のＢはレンズのコバ位置の導き方を説明するための断面図である。
図２は、図１のフォトクロミックコーティング装置の正面図である。
図３は、図１のフォトクロミックコーティング装置におけるレンズ支持装置の縦（上下方向、以下同じ）断面図である。
図４は、図１のフォトクロミックコーティング装置におけるコーティングユニット支持装置の正面図である。
図５は、図４のコーティングユニット支持装置の側面図である。
図６は、図４のフォトクロミックコーティング装置が支持するコーティングユニットの縦断面図である。
図７のＡは、図６のコーティングユニットの排出口近傍に取付けている液垂れ防止弁（逆止弁）の脱泡前の縦断面図、図７のＢはその液垂れ防止弁の脱泡後の縦断面図である。
図８は、本発明の実施の形態の脱泡装置の概略図である。
図９は、図６のコーティングユニットがケーシングに支持されている状態の断面図である。
図１０は、図１のフォトクロミックコーティング装置におけるレンズ高さ計測センサーの平面図である。
図１１は、図１０のレンズ高さ計測センサーの側面図である。
図１２は、図１のフォトクロミックコーティング装置における塗膜均一化装置の平面図である。
図１３は、図１２の塗膜均一化装置の平面図である。
図１４は、図１のフォトクロミックコーティング装置におけるＵＶ装置の側面図である。
図１５は、図１４のＵＶ装置の拡大側面図である。
図１６は、図１のフォトクロミックコーティング装置の可動式液受け装置の平面図である。
図１７は、図１６の可動式液受け装置の側面図である。
図１８は、レンズのコーティング装置のフロー図である。
図１９のＡは、図１０で示すレンズ高さ計測センサーのレーザ光でレンズの高さを測定している状態の断面図、図１９のＢはレンズのコバ位置の導き方を説明するための断面図である。
以下、本発明におけるコーティング液の混入空気の除去方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、レンズにフォトクロミック液を自動制御によりコーティングするフォトクロミックコーティング装置を示す。なお、図１のフォトクロミックコーティング装置の下側が装置の前側（Ｙ軸方向）とし、左右を横方向（Ｘ軸方向）とする。
フォトクロミックコーティング装置１は、基台２上にレンズ支持装置３、コーティングユニット支持装置４、レンズ高さ計測センサー６、塗膜均一化装置７、ＵＶ装置８、可動式液受け装置９を備えている。
図３に示すように、レンズ支持装置３は、基台２のほぼ中央部に設けられ、基台２から上方側に突出する円形台座３１を形成させている。基台２の内側にはガイド部材３２が設けられ、ガイド部材３２には軸心を上下（垂直）方向に向けたＺ軸ボールネジ３３が設けられている。Ｚ軸ボールネジ３３は、上端部が回転自在にガイド部材３２に取付けられ、下端部はサーボモータ３４に取付けられている。Ｚ軸ボールネジ３３には、レンズ支持部材３５に取付けられたＺ軸ボールナット３６が螺着している。Ｚ軸ボールネジ３３が回転することにより、レンズ支持部材３５はＺ軸ボールネジ３３に沿って、昇降可能に移動することができる。レンズ支持部材３５の下部にはサーボモータ３７が固定され、サーボモータ３７には上方に延びる回転軸３８が取付けられ、回転軸３８には円形台座に形成された孔３１ａを貫通し、その先端部にはレンズ支持台３９を取付けている。サーボモータ３７を回転させると、レンズ支持台３９が回転軸３８を中心に回転する。
図４及び図５は、コーティングユニット支持装置４を示す。コーティングユニット支持装置４には、基台２上にエアスライドテーブル１１が設けられ、スライドテーブル１１上にはスライドブロック１２がフォトクロミックコーティング装置１の横方向に摺動可能に嵌合している。スライドブロック１２は、ロッドレスシリンダによって、摺動可能であり、ロッドレスシリンダとして、エア方式、チェン方式、マグネット方式、スリット方式、ワイヤ方式が適用できる（以下のロッドレスシリンダについても同様である）。
上方に立設するスライドブロック１２の上端部には、基台２の前側に延びる支持アーム１３が取付けられ、支持アーム１３にはコーティングユニット２１が支持されている。支持アーム１３は、コーティングユニット２１に対して、回動軸１４を軸心にして支持角度を変位可能になるように取付けている。すなわち、図４に示すように、支持アーム１３はコーティングユニット２１を、直立した姿勢でも、想像線に示すように、傾斜させた状態でも支持できる。コーティングユニット２１は、スライドブロック１２がエアスライドテーブル１１上を横方向に摺動することによって、レンズ１０の中心の直上方に移動が可能である。
図６に示すようにコーティングユニット２１は、容器２２、逆止弁（液垂れ防止弁）２３及びノズル２４を備えている。容器２２にはコーティング液が入れられ、ベゼル２２の下部には、逆止弁２３の上端が着脱自在に接続され、逆止弁２３の下端にはノズル２４が着脱自在に接続されている。
図７の（Ａ），（Ｂ）に示すように、逆止弁２３は、上端側の容器２２接続側に第１小径部２３ａ、中央に大径部２３ｂ、そして先端側に第２小径部２３ｃを設けている。第１小径部２３ａと大径部２３ｂの境界にはＯ−リングなどの緩衝材２３ｅを配設した弁座２３ｄを形成し、大径部２３ｂに球形の弁球２５を配設し、弁球２５と第２小径部２３ｃ間にはスプリングバネ２６を圧縮状態で配設している。
容器２２の内部にはプランジャー２７が配設され、プランジャー２７は配管２２ｂに接続された圧縮源（Ｎ２）が負荷すると、コーティング液を押圧し、弁座２３ｄ及び弁球２５からなる弁を開弁する。こうして、スプリングバネ２６によって、弁球２５を弁座２３ｄに付勢させることにより、ノズル２４側から容器２２側へコーティング液の流れを規制する一方、スプリングバネ２６力に抗して弁球２５を押圧するときは、容器２２側からノズル２４側へのコーティング液の流れを許容する。
ここで、本発明に係わる、コーティングユニット２１の内部のコーティング液に含まれる空気（気泡）を除去する脱泡装置１５について説明する。
図８に示す脱泡装置１５は、フォトクロミックコーティング装置１とは別途に設けられ、コーティングユニット２１が、コーティングユニット支持装置４にセットされる前に、脱泡装置１５によって脱泡処理がされる。脱泡装置１５は回転体１６を設け、回転体１６は回転軸（公転軸）１７を中心に回転が可能である。回転体１６の中心から離れた位置には、図９に示すようにコーティングユニット２１を支持するケーシング２８を配置している。ケーシング２８の中央部には孔２８ａを形成し、孔２８ａにはコーティングユニット２１を着脱自在に装着することができる。ケーシング２８の孔２８ａの上面には環状のボス部２８ｂを形成し、ボス部２８ｂには環状のゴムパッキン２２ａがビス２９によって装着されている。ゴムパッキン２２ａは、コーティングユニット２１が脱泡装置１５によって回転される際に、コーティングユニット２１の容器２２の周囲に接触させて、その空回りを抑制するために装着される。コーティングユニット２１が差し込まれる孔２８ａの底部には、緩衝材としてのＯ−リング３０が配設されている。
コーティングユニット２１はケーシング２８内にて、その軸線（自転軸）１８を上下方向に傾斜させ、コーティングユニット２１の下部を回転体１６の外周側に向け、コーティングユニット２１の上部を回転体１６の回転軸（公転軸）１７の上方側に向けている。そして、コーティングユニット２１の先端部には、吐出ノズル２４を設け、吐出口に蓋２４ａを装着している。
ケーシング２８は、駆動モータ１９によって、コーティングユニット２１と共に軸線（自転軸）１８周りに自転するように構成され、回転体１６は駆動モータ２０によって回転軸（公転軸）１７周りに回転或いは公転するように構成されている。コーティングユニット２１は、回転体の回転軸（公転軸）１７に対して公転するとともに、容器２２の自転軸１８周りに自転することができる。
図１０及び図１１は、レンズ高さ計測センサー６を示す。
レンズ高さ計測センサー６は、基台となるスライド板４０が設けられ、スライド板４０は先端側をレンズ支持部材３５側に向け、後端側をフォトクロミックコーティング装置１の一角部に向けて配置され、全体として矩形のフォトクロミックコーティング装置１のほぼ対角線上に設けられている。スライド板４０の上部には、スライド板４０上を進退移動が可能なスライドブロック４１が設けられている。スライドブロック４１の上部には、Ｕ字形状のセンサー取付部材４２が設けられ、その対向する両側端部には、２組のセンサー４３，４４が配設されている。センサーユニット４３，４４は、センサー４３ａ，４４ａに発光部、受光部を設け、発光部はレーザ光を放射し、ミラー４３ｂ，４４ｂがレーザ光を反射し、センサー４３ａ，４４ａはそれを検出することができる。
各センサーユニット４３，４４は、センサー４３ａ，４４ａとミラー４３ｂ，４４ｂとが互い違いにかつ向かい合って配設され、さらに一方のセンサー４３ａ及びミラー４３ｂを結ぶ線に対し、他方のセンサー４４ａ及びミラー４４ｂを結ぶ線が、同じ水平高さ位置でかつ平行に配置されている。これらのセンサー４３ａ，４４ａとミラー４３ｂ，４４ｂとの間にレンズ１０が配置される。センサーユニット４３，４４は、レンズ１０がセンサー４３ａ，４４ａ及びミラー４３ｂ，４４ｂ間に配置されると、光がレンズ１０により屈曲されることによって遮断されてレンズ１０の存在を検知する。
図１２及び図１３は塗膜均一化装置７を示す。
塗膜均一化装置７は、基台２の上にリニアブロック５０が設けられ、リニアブロック５０にはリニアレール５１が、フォトクロミックコーティング装置１の横方向に延在している。リニアブロック５０の一端側にはＸ軸サーボモータ５２が取付けられ、Ｘ軸サーボモータ５２には軸受け５４ａ，５４ｂに軸支されたＸ軸ボールネジ５３を回転可能に取付けている。Ｘ軸ボールネジ５３には、Ｘ軸ボールナット５５が螺着され、サーボモータ５２の回転により、Ｘ軸ボールナット５５は横方向に移動が可能である。Ｘ軸ボールナット５５には、上方向に立設する縦方向リニアブロック５６が設けられている。
縦方向リニアブロック５６には、上部にサーボモータ５７が取付けられ、軸受け５８ａ，５８ｂに軸支されたＺ軸ボールネジ５９には、Ｚ軸ボールナット６０が螺着している。Ｚ軸ボールナット６０には、昇降ステージ６１が取付けられている。サーボモータ５７が回転すると、昇降ステージ６１は上下動することができる。昇降ステージ６１の上部には、レンズ支持部材３５側に延びるアーム６２を設け、アーム６２の先端部には支持ブラケット６３を設けている。支持ブラケット６３には、フォトクロミックコーティング液の膜厚を均一化するためのＰＥＴなどの樹脂製の可撓性フィルム６４を垂下させている。Ｘ軸サーボモータ５２を駆動させて、昇降ステージ６１を横方向に移動させると、フィルム６４はレンズ１０の中心上の半径方向の軌道を通る。
図１４は、ＵＶ装置８を示す。
ＵＶ装置８は、図示しない昇降手段によりメインブロック７０が、上下方向に昇降することができる。メインブロック７０には、ＵＶ昇降ユニット７１が設けられ、この上部にサーボモータ７２が取付けられ、軸受け７３ａ，７３ｂに軸支されたＺ軸ボールネジ７４には、Ｚ軸ボールナット７５が螺着している。Ｚ軸ボールナット７５には、ＵＶ昇降ステージ７６が取付けられている。ＵＶ昇降ステージ７６は、サーボモータ７２が回転すると上下動する。ＵＶ昇降ステージ７６には、レンズ１０の直上方に配置されるＵＶライト７７が設けられている。
ＵＶライト７７の下部には、レンズ１０を囲みステンレスからなる筒体７８が設けられている。筒体７８の周囲には、コイル状に巻回する冷却パイプ７９が配設され、冷却パイプ７９の内部には冷却水が循環することができる。筒体７８の上部には、図１５に示すように、ガス供給口８０が設けられ、筒体７８内に不活性ガスであるＮ２を導入することができ、Ｎ２は筒体７８の下部に設けたガス排出口８１から筒体７８外へ排出される。筒体７８の上部には、図１５に示すように、ＵＶ光を透過させるためのホウケイ酸ガラス製の窓７８ａが設けられている。
図１６及び図１７は、可動式液受け装置９である。
可動式液受け装置９は、基台２の裏面側に一対のガイドレール８３が設けられ、レンズ支持装置３の両端に設けられた一対の可動ユニット８４が、レンズ支持装置３を挟んで進退移動する。可動ユニット８４の上部には、半円形状の一対の液受け部８５が設けられ、一対の液受け部８５が前進すると、環状の筒形状に形成され、外側筒部８６と内側筒部８７との間にレンズ１０から落下するコーティング液を受け入れる。内側筒部８７は、上縁部８５ａがレンズ１０の外周側の下部に配置される。
外側筒部８６には、温度センサーの取付け冶具８８と、レンズ１０の側面にコーティング液が付着するのを防止するへら固定用冶具８９を設けている。なお、符号９０は液受け部８５同士の接続部の隙間を隠す邪魔板である。
以下、本実施形態のレンズのフォトクロミックコーティングの手順について説明する。
図１８は、フォトクロミック眼鏡レンズの製造工程を示すフロー図である。
基材として、チオウレタン樹脂製のレンズ基材を用い、前処理として、アルカリ水溶液や、超音波洗浄によるレンズ１０の洗浄を行う。
次いで、フォトクロミック材料のコーティングを行う前に、フォトクロミック材料の付着性をよくするため、ウレタンプライマーでレンズ１０の表面をコーティングする。この作業は、レンズ１０を回転させながらコーティング液（ウレタンプライマー）を吐出するノズルをレンズの上面中央からレンズの上面端縁まで、レンズの径方向へ直線移動させて行う。すると、コーティング液（ウレタンプライマー）は粘性が小さいので、回転させたレンズ１０の遠心力によって、レンズ１０の表面全体にコーティング液（ウレタンプライマー）を均等に拡散することができる。具体的には、コーティング液（ウレタンプライマー）の塗布時におけるレンズ１０の回転数は約７０ｒｐｍであり、コーティング液（ウレタンプライマー）を塗布した後、１０００ｒｐｍで５秒程度回転させて膜厚を調整している。コーティング層（プライマー層）の厚さは、例えば７μｍである。なお、これらの回転数は、レンズ１０の勾配や、レンズ１０周辺の温度に応じて変更し、適正膜厚になるように調整している。
コーティング層を塗布した後は、常温でコーティング層を１５分間乾燥（固化）させる。ウレタンプライマーからなるコーティング層は、湿気により固化する性質を有する。ここまでの作業が、プライマコーティング工程である。
次いで、レンズのフォトクロミックコーティング工程に入る。図３に示すように、このコーティング作業では、フォトクロミックコーティング装置１のレンズ支持部材３５の中央にレンズ１０をセットする。レンズ１０の位置決めについては、図示しないセンタリング装置によって行われる。レンズ１０の平面方向の位置決めがされると、図１０及び図１１に示すようにレンズ高さ計測センサー６によって、レンズ１０の高さ位置とレンズ１０のコバ（レンズの上面側周端縁）位置が決定される。
高さ位置の決定は、センサーユニット４３，４４のセンサー４３ａ，４４ａとミラー４３ｂ，４４ｂ間にレンズ１０を挟むようにして行われる。そして、レンズ支持部材３５を下方位置から上昇させると、レンズ１０のセンター位置に設置された一方のセンサー４３ａのレーザ光４３ｃがレンズ１０によって、屈折される。これによって、センサー４３ａまでレーザ光４３ｃが達することがなく、レンズ１０の存在が検知される。また、他方のセンサー４４のレーザ光４４ｃは、この状態では、センサーユニット４４のセンサー４４ａのレーザ光４４ｃがミラー４３ｂに反射してセンサー４４ａまで到達しているので、レンズ１０が存在しないことが分かる。さらに、レンズ１０を上昇させると、レーザ光４４ｃがレンズ１０に当たり、レーザ光４４ｃの屈折によりセンサー４４ａから発したレーザ光４４ｃが遮断されるので、レンズ１０の存在が認識される。こうして、レンズ１０のセンター位置（頂点）と、レンズ１０のセンター以外の任意の位置の高さが検出される。
レンズ１０の端縁部であるコバの位置は、レンズ１０のセンターの高さ位置と、他方のセンサーユニット４４でレンズ１０の半径方向の勾配（レンズ面の高さ）を検知することによって導くことができる。すなわち、２点間の距離が分かれば、図１９のＢを参照にして、ｈ‘＝Ｈ０Ｄ２／４Ｌ２（ｈ’：レンズの高さ、ｈ０：レンズの高さ計測値、Ｄ：レンズ直径、Ｌ：センサー間距離、通常は２７ｍｍである）の近似式によって導きだせる。なお、レンズ形状は、レンズの切削加工前であって、円形若しくはほぼ円形であるのでレンズ直径Ｄは、問題なく求められる。こうして、レンズ４３の高さは、コーティングユニット２１のノズル２４の吐出口の直下の適正高さになるように、高さ調整がされる。
レンズ１０の位置決め、勾配が検知された後にフォトクロミック液のコーティング作業が行われる。その前処理として、図８に示すようにコーティングユニット２１の脱泡処理が行われる。すなわち、駆動モータ１９，２０を駆動させることによって、コーティングユニット２１を脱泡装置１５の回転軸１７周りに公転させて、コーティングユニット２１の傾斜軸線１８周りに自転させる。好適な実施形態として、コーティングユニット２１の公転半径は１００〜２００ｍｍであり、公転回転数が６００〜２０００ｒｐｍ、自転回転数が０以上〜３００ｒｐｍである。
こうした脱泡処理を行い回転により、容器２２内のコーティング液がスプリングバネ２６の押圧力に抗して弁球２５を押圧し、コーティング液が逆止弁２３内に浸入し、逆止弁２３内の空気は、それとは逆に容器２２内側に流れる。
本発明で着目すべきところは、脱泡処理によって、容器２２に逆止弁２３を付けたまま行うことにある。これにより、コーティング液が充填されていない逆止弁２３に気泡を含まないコーティング液を充填することができる。また、既に、コーティング液を含んでいる逆止弁２３について、特に、逆止弁２３にはスプリングバネ２６が配設されているので、コイル間に空気が入り込みやすく、この空気を除去できることについて大きな利点がある。高価なフォトクロミック液のエアパージを少量にすることができるからである。また、短時間で確実に脱泡することができる。なお、コーティング作業では、逆止弁２３から蓋２３ａを外し、吐出ノズル２４を接続する。吐出ノズル２４については、脱泡処理がされていないため、エアパージをするが、容量が少ないためエアパージ量は少量ですむ。さらには、逆止弁２３に吐出ノズル２４を接続したまま、吐出ノズル２４に蓋をして脱泡処理してもよい。エアパージを少量若しくは廃止することができる。
なお、コーティング液中の構成成分が十分に均一化されていないコーティング液の撹拌脱泡を行う場合、コーティング液の性状によっては、十分に撹拌、均一化されていないコーティング液が、容器２２から逆止弁２３や吐出ノズル２４に流入し、各々の部位で撹拌脱泡される。これにより、容器２２と逆止弁２３や吐出ノズル２４の各内部でコーティング液の組成が異なってしまう場合がある。防止方法としては、先ず、駆動モータ２０の回転数を小さくして容器２２の公転を抑制しながら駆動モータ１９を回転させることによって、逆止弁２３内にコーティング液が流入するのを抑制する。こうして容器２２内のコーティング液の撹拌を十分に行った後に、駆動モータ２０の回転数を上昇させて逆止弁２３内にコーティング液を流入させ、脱泡処理を行うことができる。手順は多くなるが、予め別容器で通常の遊星式撹拌脱泡装置や撹拌羽根等の他の撹拌手段により、コーティング液の撹拌を十分に行った後に容器２２に移し、本発明の脱泡装置１５によって脱泡処理を行ってもよい。
このように、回転体１６とコーティングユニット２１を回転させることによって、コーティングユニット２１を公転軸１７回りに公転させると同時に自転軸１８回りに自転させることにより、コーティングユニット２１内のコーティング液の撹拌と脱泡を行う。さらには、粘性の大きいフォトクロミックコーティング液の均一化も可能になる。
脱泡処理が終了したコーティングユニット２１は、図４及び図５に示す、コーティングユニット支持装置４によって支持され、コーティングユニット２１のノズル２４がレンズ１０の直上方に配置される。レンズ１０は、レンズ支持部材３５の上で回転（約１００ｒｐｍ）されながら支持され、コーティングユニット２１は容器２２を傾斜させることによって、ノズル２４をレンズ１０の中心位置に固定する。コーティング液は、コーティングユニット２１のプランジャー２７がコーティング液を押圧することにより、逆止弁２３が開弁し、レンズ１０の表面にコーティング液がノズル２４によって吐出される。この吐出作業では、図４の想像線で示されているように、コーティングユニット２１を傾斜させて、ノズル２４の先端をレンズ１０の中心位置（レンズ１０の回転軸上で、レンズ１０の表面から１ｍｍ程度上方の位置）に固定した状態で、レンズ１０の表面へコーティング液を吐出する。
同時に、塗膜均一化装置７のフィルム６４を移動させて、フィルム６４をレンズ面に押し当てて、フィルム６４をレンズ１０の中心からコバまで直線軌道で移動させる。フォトクロミックコーティング液は、粘性が大きくレンズ１０の回転による遠心力では延展しないからである。よって、レンズ１０の回転力とフィルム６４の直線移動によって、コーティング液はレンズ１０の表面全体へ延展される。なお、ノズル２４を傾斜させた理由は、フィルム６４とノズル２４が干渉するのを防止するためである。ノズル２４は、先端形状をＬ字形などに曲げてフィルム６４との干渉を避けてもよい。コーティング液は、上述したように、コーティングユニットを予め、公転軸１７回りに公転させると共に自転軸１８周りに自転させて脱泡したので、コーティング液に気泡が含まれず、全体が均一化されているので、コーティング塗膜に気泡、膜厚斑のない均一な塗膜を得ることができる。
この段階では、レンズ１０上のフォトクロミックコーティング液量は、目的とするフォトクロミック被膜の膜厚よりも多く、レンズ１０上の余分なコーティング液を目的とする液量まで取り除く必要がある。そのため、レンズ１０を回転させて、レンズ１０上のコーティング液を振り落とす作業を行う。レンズ１０の回転数は、装置内温度とレンズ１０の勾配に応じた条件で決定され、例えば６００ｒｐｍでレンズ１０をスピンさせる。
この後、ＵＶ装置８の筒体７８でレンズ１０を囲み、筒体１０内を窒素置換する。窒素雰囲気にするのは、酸素があるとコーティング塗膜が硬化しにくいからである。そして、ＵＶランプ７７の高さ位置を合わせて、ＵＶランプ７７によってコーティング塗膜を硬化させる。ＵＶランプ７７とレンズ１０との間に設置された窓７８ａは、ＵＶ光を筒体７８内へ透過させるのと同時に、３００ｎｍ付近以下の波長の光をカットするためのフィルターの役割も果たしている。
３００ｎｍ付近以下の波長をカットする理由は、フォトクロミックコーティング液の種類によっては、コーティング塗膜に皺が生じ、均一な膜が得られないからである。また、材質をホウケイ酸ガラスとしたのは、耐熱性があり、ＵＶランプの熱で割れないからである。
フォトクロミックコーティングが終了した後、フォトクロミックコーティング層の付着状態を検査し、不良状態のものを排除し、良品についてアニール処理が行われる。この処理は、１１０℃で１時間の熱処理がされる。
こうして、レンズ１０にフォトクロミックコーティング層が形成される。このコーティング層は、脱泡装置１５によって、空気が除去され、また、容器２２のみならず、逆止弁２３（若しくは吐出ノズル２４も含めて）とともに、コーティング液が脱泡、撹拌されているので、コーティングユニット２１の全体として、濃淡のない均一なコーティング液によってコーティング処理ができ、高品質のフォトクロミックレンズの製造が可能となる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の技術的思想に基づいて、勿論、本発明は種々の変形又は変更が可能である。
例えば、各センサーユニット４３，４４について、センサー４３ａ及びミラー４３ｂを結ぶ線に対して、他方のセンサー４４ａ及びミラー４４ｂを結ぶ線を、同じ水平高さ位置に配置したが、高さ位置については一方のセンサーの高低差を変えてもよい。この場合は、センサーの高低差を踏まえて、レンズ１０のコバ位置を求めるようにする。
また、本発明の実施の形態では、フォトクロミックコーティングを例としたが、他のコーティング技術にも適用が可能である。
凹凸面のある眼鏡のレンズに対してコーティングを行ったが、平面ガラスのコーティングについても、本願発明は適用できる。
本発明の混入空気の除去方法は、下記工程を含んでなる。
（Ａ） コーティング液を貯留する筒状の容器と、該容器に接続し、前記コーティング液の逆流を防止する逆止弁と、を含んでなるコーティングユニットを準備する工程；
（Ｂ） 前記逆止弁の下流に存在する前記コーティング液の吐出口を塞ぐ工程；及び
（Ｃ） 前記コーティングユニットを前記容器の軸周りに自転させると同時に公転軸の周りに公転させることによって、コーティング液を前記逆止弁内に導入し、該逆止弁内に存在している空気を容器側に排出し、さらにコーティング液に混入されている空気をコーティング液から除去する工程；
こうすることによって、逆止弁内に混入している空気を除去することによって、コーティング層に気泡が含まれず、膜厚斑のない均一な層を得ることができる。また、従来のように、コーティング液によるエアパージを行う必要がなく、コーティング液の節約ができる。逆止弁を用いることによって、コーティング液の液垂れを防止し、安定したコーティング塗膜の形成が可能になる。
上記混入空気の除去方法では、前記工程（Ａ）において準備されるコーティングユニットは、前記逆止弁に接続する、コーティング液を吐出するための吐出ノズルを更に有することができる。その場合には、前記工程（Ｂ）における塞止めが、該吐出ノズルの出口を塞ぐことによって行われ、前記工程（Ｃ）において逆止弁内に存在している空気および吐出ノズル内に存在している空気は容器側に排出される。したがって、吐出ノズル内の混入空気も除去することができ、より安定したコーティング塗膜の形成が可能である。
前記コーティングユニットの公転回転数を、回転作業の初期段階の速度よりも回転作業の後期段階の速度を速くするようにした上記混入空気の除去方法では、コーティング液の各成分の撹拌が十分でない場合、若しくは、撹拌しにくい性状である場合に、コーティング液を十分に撹拌することができ、コーティング液の均一化を図ることができる。
さらに、上記発明で使用するコーティング液は、眼鏡の表面に塗布されるフォトクロミックコーティング液とすることによって、眼鏡の表面に品質のよいフォトクロミック塗膜を形成することができる。
本発明の混入空気の除去装置は、自転軸を中心に自転するとともに公転軸を中心に公転するケーシングと、内部にコーティング液を収容する筒状の容器、前記コーティング液の逆流を防止する逆止弁、および該逆止弁の下流に存在し、前記コーティング液の出口を塞ぐ蓋を含んでなるコーティングユニットと、を含んでなるコーティング液に混入している空気の除去装置であって、前記自転軸は、公転軸に対して、公転軸の周りの軌道の周方向外側下向きに配置されており；前記コーティングユニットは、前記蓋を下にして前記ケーシングに着脱可能に支持されており；そして前記コーティングユニットは自転軸周りに自転すると同時に公転軸周りに公転してコーティング液を前記逆止弁内に導入し、該逆止弁内に存在している空気を容器側に排出し、さらにコーティング液に混入されている空気をコーティング液から除去する。したがって、本装置を用いることにより、コーティング層に気泡が含まれず、膜厚斑のない均一な層を得ることができる。従来のように、コーティング液によるエアパージを行う必要がなく、コーティング液の節約ができる。
逆止弁の蓋を外して逆止弁に吐出ノズルを接続するとともに吐出ノズルの先端部に蓋を取付けた場合には、吐出ノズル内の混入空気も除去することができ、より安定したコーティング塗膜の形成が可能である。
本発明の混入空気の除去装置は、コーティング液を、眼鏡の表面に塗布されるフォトクロミックコーティング液とすることによって、眼鏡の表面に品質のよいフォトクロミック塗膜を形成することができる。
混入空気の除去装置は、容器の周囲に外向きのフランジを形成し、フランジをケーシングに着脱可能に取付けたので、容器を容易に確実に固定することができ、容器を安定させて回転させることができる。
図１及び図２は、レンズにフォトクロミック液を自動制御によりコーティングするフォトクロミックコーティング装置を示す。なお、図１のフォトクロミックコーティング装置の下側が装置の前側（Ｙ軸方向）とし、左右を横方向（Ｘ軸方向）とする。
フォトクロミックコーティング装置１は、基台２上にレンズ支持装置３、コーティングユニット支持装置４、レンズ高さ計測センサー６、塗膜均一化装置７、ＵＶ装置８、可動式液受け装置９を備えている。
図３に示すように、レンズ支持装置３は、基台２のほぼ中央部に設けられ、基台２から上方側に突出する円形台座３１を形成させている。基台２の内側にはガイド部材３２が設けられ、ガイド部材３２には軸心を上下（垂直）方向に向けたＺ軸ボールネジ３３が設けられている。Ｚ軸ボールネジ３３は、上端部が回転自在にガイド部材３２に取付けられ、下端部はサーボモータ３４に取付けられている。Ｚ軸ボールネジ３３には、レンズ支持部材３５に取付けられたＺ軸ボールナット３６が螺着している。Ｚ軸ボールネジ３３が回転することにより、レンズ支持部材３５はＺ軸ボールネジ３３に沿って、昇降可能に移動することができる。レンズ支持部材３５の下部にはサーボモータ３７が固定され、サーボモータ３７には上方に延びる回転軸３８が取付けられ、回転軸３８には円形台座に形成された孔３１ａを貫通し、その先端部にはレンズ支持台３９を取付けている。サーボモータ３７を回転させると、レンズ支持台３９が回転軸３８を中心に回転する。
図４及び図５は、コーティングユニット支持装置４を示す。コーティングユニット支持装置４には、基台２上にエアスライドテーブル１１が設けられ、スライドテーブル１１上にはスライドブロック１２がフォトクロミックコーティング装置１の横方向に摺動可能に嵌合している。スライドブロック１２は、ロッドレスシリンダによって、摺動可能であり、ロッドレスシリンダとして、エア方式、チェン方式、マグネット方式、スリット方式、ワイヤ方式が適用できる（以下のロッドレスシリンダについても同様である）。
上方に立設するスライドブロック１２の上端部には、基台２の前側に延びる支持アーム１３が取付けられ、支持アーム１３にはコーティングユニット２１が支持されている。支持アーム１３は、コーティングユニット２１に対して、回動軸１４を軸心にして支持角度を変位可能になるように取付けている。すなわち、図４に示すように、支持アーム１３はコーティングユニット２１を、直立した姿勢でも、想像線に示すように、傾斜させた状態でも支持できる。コーティングユニット２１は、スライドブロック１２がエアスライドテーブル１１上を横方向に摺動することによって、レンズ１０の中心の直上方に移動が可能である。
図６に示すようにコーティングユニット２１は、容器２２、逆止弁（液垂れ防止弁）２３及びノズル２４を備えている。容器２２にはコーティング液が入れられ、ベゼル２２の下部には、逆止弁２３の上端が着脱自在に接続され、逆止弁２３の下端にはノズル２４が着脱自在に接続されている。
図７の（Ａ），（Ｂ）に示すように、逆止弁２３は、上端側の容器２２接続側に第１小径部２３ａ、中央に大径部２３ｂ、そして先端側に第２小径部２３ｃを設けている。第１小径部２３ａと大径部２３ｂの境界にはＯ−リングなどの緩衝材２３ｅを配設した弁座２３ｄを形成し、大径部２３ｂに球形の弁球２５を配設し、弁球２５と第２小径部２３ｃ間にはスプリングバネ２６を圧縮状態で配設している。
容器２２の内部にはプランジャー２７が配設され、プランジャー２７は配管２２ｂに接続された圧縮源（Ｎ２）が負荷すると、コーティング液を押圧し、弁座２３ｄ及び弁球２５からなる弁を開弁する。こうして、スプリングバネ２６によって、弁球２５を弁座２３ｄに付勢させることにより、ノズル２４側から容器２２側へコーティング液の流れを規制する一方、スプリングバネ２６力に抗して弁球２５を押圧するときは、容器２２側からノズル２４側へのコーティング液の流れを許容する。
ここで、本発明に係わる、コーティングユニット２１の内部のコーティング液に含まれる空気（気泡）を除去する脱泡装置１５について説明する。
図８に示す脱泡装置１５は、フォトクロミックコーティング装置１とは別途に設けられ、コーティングユニット２１が、コーティングユニット支持装置４にセットされる前に、脱泡装置１５によって脱泡処理がされる。脱泡装置１５は回転体１６を設け、回転体１６は回転軸（公転軸）１７を中心に回転が可能である。回転体１６の中心から離れた位置には、図９に示すようにコーティングユニット２１を支持するケーシング２８を配置している。ケーシング２８の中央部には孔２８ａを形成し、孔２８ａにはコーティングユニット２１を着脱自在に装着することができる。ケーシング２８の孔２８ａの上面には環状のボス部２８ｂを形成し、ボス部２８ｂには環状のゴムパッキン２２ａがビス２９によって装着されている。ゴムパッキン２２ａは、コーティングユニット２１が脱泡装置１５によって回転される際に、コーティングユニット２１の容器２２の周囲に接触させて、その空回りを抑制するために装着される。コーティングユニット２１が差し込まれる孔２８ａの底部には、緩衝材としてのＯ−リング３０が配設されている。
コーティングユニット２１はケーシング２８内にて、その軸線（自転軸）１８を上下方向に傾斜させ、コーティングユニット２１の下部を回転体１６の外周側に向け、コーティングユニット２１の上部を回転体１６の回転軸（公転軸）１７の上方側に向けている。そして、コーティングユニット２１の先端部には、吐出ノズル２４を設け、吐出口に蓋２４ａを装着している。
ケーシング２８は、駆動モータ１９によって、コーティングユニット２１と共に軸線（自転軸）１８周りに自転するように構成され、回転体１６は駆動モータ２０によって回転軸（公転軸）１７周りに回転或いは公転するように構成されている。コーティングユニット２１は、回転体の回転軸（公転軸）１７に対して公転するとともに、容器２２の自転軸１８周りに自転することができる。
図１０及び図１１は、レンズ高さ計測センサー６を示す。
レンズ高さ計測センサー６は、基台となるスライド板４０が設けられ、スライド板４０は先端側をレンズ支持部材３５側に向け、後端側をフォトクロミックコーティング装置１の一角部に向けて配置され、全体として矩形のフォトクロミックコーティング装置１のほぼ対角線上に設けられている。スライド板４０の上部には、スライド板４０上を進退移動が可能なスライドブロック４１が設けられている。スライドブロック４１の上部には、Ｕ字形状のセンサー取付部材４２が設けられ、その対向する両側端部には、２組のセンサー４３，４４が配設されている。センサーユニット４３，４４は、センサー４３ａ，４４ａに発光部、受光部を設け、発光部はレーザ光を放射し、ミラー４３ｂ，４４ｂがレーザ光を反射し、センサー４３ａ，４４ａはそれを検出することができる。
各センサーユニット４３，４４は、センサー４３ａ，４４ａとミラー４３ｂ，４４ｂとが互い違いにかつ向かい合って配設され、さらに一方のセンサー４３ａ及びミラー４３ｂを結ぶ線に対し、他方のセンサー４４ａ及びミラー４４ｂを結ぶ線が、同じ水平高さ位置でかつ平行に配置されている。これらのセンサー４３ａ，４４ａとミラー４３ｂ，４４ｂとの間にレンズ１０が配置される。センサーユニット４３，４４は、レンズ１０がセンサー４３ａ，４４ａ及びミラー４３ｂ，４４ｂ間に配置されると、光がレンズ１０により屈曲されることによって遮断されてレンズ１０の存在を検知する。
図１２及び図１３は塗膜均一化装置７を示す。
塗膜均一化装置７は、基台２の上にリニアブロック５０が設けられ、リニアブロック５０にはリニアレール５１が、フォトクロミックコーティング装置１の横方向に延在している。リニアブロック５０の一端側にはＸ軸サーボモータ５２が取付けられ、Ｘ軸サーボモータ５２には軸受け５４ａ，５４ｂに軸支されたＸ軸ボールネジ５３を回転可能に取付けている。Ｘ軸ボールネジ５３には、Ｘ軸ボールナット５５が螺着され、サーボモータ５２の回転により、Ｘ軸ボールナット５５は横方向に移動が可能である。Ｘ軸ボールナット５５には、上方向に立設する縦方向リニアブロック５６が設けられている。
縦方向リニアブロック５６には、上部にサーボモータ５７が取付けられ、軸受け５８ａ，５８ｂに軸支されたＺ軸ボールネジ５９には、Ｚ軸ボールナット６０が螺着している。Ｚ軸ボールナット６０には、昇降ステージ６１が取付けられている。サーボモータ５７が回転すると、昇降ステージ６１は上下動することができる。昇降ステージ６１の上部には、レンズ支持部材３５側に延びるアーム６２を設け、アーム６２の先端部には支持ブラケット６３を設けている。支持ブラケット６３には、フォトクロミックコーティング液の膜厚を均一化するためのＰＥＴなどの樹脂製の可撓性フィルム６４を垂下させている。Ｘ軸サーボモータ５２を駆動させて、昇降ステージ６１を横方向に移動させると、フィルム６４はレンズ１０の中心上の半径方向の軌道を通る。
図１４は、ＵＶ装置８を示す。
ＵＶ装置８は、図示しない昇降手段によりメインブロック７０が、上下方向に昇降することができる。メインブロック７０には、ＵＶ昇降ユニット７１が設けられ、この上部にサーボモータ７２が取付けられ、軸受け７３ａ，７３ｂに軸支されたＺ軸ボールネジ７４には、Ｚ軸ボールナット７５が螺着している。Ｚ軸ボールナット７５には、ＵＶ昇降ステージ７６が取付けられている。ＵＶ昇降ステージ７６は、サーボモータ７２が回転すると上下動する。ＵＶ昇降ステージ７６には、レンズ１０の直上方に配置されるＵＶライト７７が設けられている。
ＵＶライト７７の下部には、レンズ１０を囲みステンレスからなる筒体７８が設けられている。筒体７８の周囲には、コイル状に巻回する冷却パイプ７９が配設され、冷却パイプ７９の内部には冷却水が循環することができる。筒体７８の上部には、図１５に示すように、ガス供給口８０が設けられ、筒体７８内に不活性ガスであるＮ２を導入することができ、Ｎ２は筒体７８の下部に設けたガス排出口８１から筒体７８外へ排出される。筒体７８の上部には、図１５に示すように、ＵＶ光を透過させるためのホウケイ酸ガラス製の窓７８ａが設けられている。
図１６及び図１７は、可動式液受け装置９である。
可動式液受け装置９は、基台２の裏面側に一対のガイドレール８３が設けられ、レンズ支持装置３の両端に設けられた一対の可動ユニット８４が、レンズ支持装置３を挟んで進退移動する。可動ユニット８４の上部には、半円形状の一対の液受け部８５が設けられ、一対の液受け部８５が前進すると、環状の筒形状に形成され、外側筒部８６と内側筒部８７との間にレンズ１０から落下するコーティング液を受け入れる。内側筒部８７は、上縁部８５ａがレンズ１０の外周側の下部に配置される。
外側筒部８６には、温度センサーの取付け冶具８８と、レンズ１０の側面にコーティング液が付着するのを防止するへら固定用冶具８９を設けている。なお、符号９０は液受け部８５同士の接続部の隙間を隠す邪魔板である。
以下、本実施形態のレンズのフォトクロミックコーティングの手順について説明する。
図１８は、フォトクロミック眼鏡レンズの製造工程を示すフロー図である。
基材として、チオウレタン樹脂製のレンズ基材を用い、前処理として、アルカリ水溶液や、超音波洗浄によるレンズ１０の洗浄を行う。
次いで、フォトクロミック材料のコーティングを行う前に、フォトクロミック材料の付着性をよくするため、ウレタンプライマーでレンズ１０の表面をコーティングする。この作業は、レンズ１０を回転させながらコーティング液（ウレタンプライマー）を吐出するノズルをレンズの上面中央からレンズの上面端縁まで、レンズの径方向へ直線移動させて行う。すると、コーティング液（ウレタンプライマー）は粘性が小さいので、回転させたレンズ１０の遠心力によって、レンズ１０の表面全体にコーティング液（ウレタンプライマー）を均等に拡散することができる。具体的には、コーティング液（ウレタンプライマー）の塗布時におけるレンズ１０の回転数は約７０ｒｐｍであり、コーティング液（ウレタンプライマー）を塗布した後、１０００ｒｐｍで５秒程度回転させて膜厚を調整している。コーティング層（プライマー層）の厚さは、例えば７μｍである。なお、これらの回転数は、レンズ１０の勾配や、レンズ１０周辺の温度に応じて変更し、適正膜厚になるように調整している。
コーティング層を塗布した後は、常温でコーティング層を１５分間乾燥（固化）させる。ウレタンプライマーからなるコーティング層は、湿気により固化する性質を有する。ここまでの作業が、プライマコーティング工程である。
次いで、レンズのフォトクロミックコーティング工程に入る。図３に示すように、このコーティング作業では、フォトクロミックコーティング装置１のレンズ支持部材３５の中央にレンズ１０をセットする。レンズ１０の位置決めについては、図示しないセンタリング装置によって行われる。レンズ１０の平面方向の位置決めがされると、図１０及び図１１に示すようにレンズ高さ計測センサー６によって、レンズ１０の高さ位置とレンズ１０のコバ（レンズの上面側周端縁）位置が決定される。
高さ位置の決定は、センサーユニット４３，４４のセンサー４３ａ，４４ａとミラー４３ｂ，４４ｂ間にレンズ１０を挟むようにして行われる。そして、レンズ支持部材３５を下方位置から上昇させると、レンズ１０のセンター位置に設置された一方のセンサー４３ａのレーザ光４３ｃがレンズ１０によって、屈折される。これによって、センサー４３ａまでレーザ光４３ｃが達することがなく、レンズ１０の存在が検知される。また、他方のセンサー４４のレーザ光４４ｃは、この状態では、センサーユニット４４のセンサー４４ａのレーザ光４４ｃがミラー４３ｂに反射してセンサー４４ａまで到達しているので、レンズ１０が存在しないことが分かる。さらに、レンズ１０を上昇させると、レーザ光４４ｃがレンズ１０に当たり、レーザ光４４ｃの屈折によりセンサー４４ａから発したレーザ光４４ｃが遮断されるので、レンズ１０の存在が認識される。こうして、レンズ１０のセンター位置（頂点）と、レンズ１０のセンター以外の任意の位置の高さが検出される。
レンズ１０の端縁部であるコバの位置は、レンズ１０のセンターの高さ位置と、他方のセンサーユニット４４でレンズ１０の半径方向の勾配（レンズ面の高さ）を検知することによって導くことができる。すなわち、２点間の距離が分かれば、図１９のＢを参照にして、ｈ‘＝Ｈ０Ｄ２／４Ｌ２（ｈ’：レンズの高さ、ｈ０：レンズの高さ計測値、Ｄ：レンズ直径、Ｌ：センサー間距離、通常は２７ｍｍである）の近似式によって導きだせる。なお、レンズ形状は、レンズの切削加工前であって、円形若しくはほぼ円形であるのでレンズ直径Ｄは、問題なく求められる。こうして、レンズ４３の高さは、コーティングユニット２１のノズル２４の吐出口の直下の適正高さになるように、高さ調整がされる。
レンズ１０の位置決め、勾配が検知された後にフォトクロミック液のコーティング作業が行われる。その前処理として、図８に示すようにコーティングユニット２１の脱泡処理が行われる。すなわち、駆動モータ１９，２０を駆動させることによって、コーティングユニット２１を脱泡装置１５の回転軸１７周りに公転させて、コーティングユニット２１の傾斜軸線１８周りに自転させる。好適な実施形態として、コーティングユニット２１の公転半径は１００〜２００ｍｍであり、公転回転数が６００〜２０００ｒｐｍ、自転回転数が０以上〜３００ｒｐｍである。
こうした脱泡処理を行い回転により、容器２２内のコーティング液がスプリングバネ２６の押圧力に抗して弁球２５を押圧し、コーティング液が逆止弁２３内に浸入し、逆止弁２３内の空気は、それとは逆に容器２２内側に流れる。
本発明で着目すべきところは、脱泡処理によって、容器２２に逆止弁２３を付けたまま行うことにある。これにより、コーティング液が充填されていない逆止弁２３に気泡を含まないコーティング液を充填することができる。また、既に、コーティング液を含んでいる逆止弁２３について、特に、逆止弁２３にはスプリングバネ２６が配設されているので、コイル間に空気が入り込みやすく、この空気を除去できることについて大きな利点がある。高価なフォトクロミック液のエアパージを少量にすることができるからである。また、短時間で確実に脱泡することができる。なお、コーティング作業では、逆止弁２３から蓋２３ａを外し、吐出ノズル２４を接続する。吐出ノズル２４については、脱泡処理がされていないため、エアパージをするが、容量が少ないためエアパージ量は少量ですむ。さらには、逆止弁２３に吐出ノズル２４を接続したまま、吐出ノズル２４に蓋をして脱泡処理してもよい。エアパージを少量若しくは廃止することができる。
なお、コーティング液中の構成成分が十分に均一化されていないコーティング液の撹拌脱泡を行う場合、コーティング液の性状によっては、十分に撹拌、均一化されていないコーティング液が、容器２２から逆止弁２３や吐出ノズル２４に流入し、各々の部位で撹拌脱泡される。これにより、容器２２と逆止弁２３や吐出ノズル２４の各内部でコーティング液の組成が異なってしまう場合がある。防止方法としては、先ず、駆動モータ２０の回転数を小さくして容器２２の公転を抑制しながら駆動モータ１９を回転させることによって、逆止弁２３内にコーティング液が流入するのを抑制する。こうして容器２２内のコーティング液の撹拌を十分に行った後に、駆動モータ２０の回転数を上昇させて逆止弁２３内にコーティング液を流入させ、脱泡処理を行うことができる。手順は多くなるが、予め別容器で通常の遊星式撹拌脱泡装置や撹拌羽根等の他の撹拌手段により、コーティング液の撹拌を十分に行った後に容器２２に移し、本発明の脱泡装置１５によって脱泡処理を行ってもよい。
このように、回転体１６とコーティングユニット２１を回転させることによって、コーティングユニット２１を公転軸１７回りに公転させると同時に自転軸１８回りに自転させることにより、コーティングユニット２１内のコーティング液の撹拌と脱泡を行う。さらには、粘性の大きいフォトクロミックコーティング液の均一化も可能になる。
脱泡処理が終了したコーティングユニット２１は、図４及び図５に示す、コーティングユニット支持装置４によって支持され、コーティングユニット２１のノズル２４がレンズ１０の直上方に配置される。レンズ１０は、レンズ支持部材３５の上で回転（約１００ｒｐｍ）されながら支持され、コーティングユニット２１は容器２２を傾斜させることによって、ノズル２４をレンズ１０の中心位置に固定する。コーティング液は、コーティングユニット２１のプランジャー２７がコーティング液を押圧することにより、逆止弁２３が開弁し、レンズ１０の表面にコーティング液がノズル２４によって吐出される。この吐出作業では、図４の想像線で示されているように、コーティングユニット２１を傾斜させて、ノズル２４の先端をレンズ１０の中心位置（レンズ１０の回転軸上で、レンズ１０の表面から１ｍｍ程度上方の位置）に固定した状態で、レンズ１０の表面へコーティング液を吐出する。
同時に、塗膜均一化装置７のフィルム６４を移動させて、フィルム６４をレンズ面に押し当てて、フィルム６４をレンズ１０の中心からコバまで直線軌道で移動させる。フォトクロミックコーティング液は、粘性が大きくレンズ１０の回転による遠心力では延展しないからである。よって、レンズ１０の回転力とフィルム６４の直線移動によって、コーティング液はレンズ１０の表面全体へ延展される。なお、ノズル２４を傾斜させた理由は、フィルム６４とノズル２４が干渉するのを防止するためである。ノズル２４は、先端形状をＬ字形などに曲げてフィルム６４との干渉を避けてもよい。コーティング液は、上述したように、コーティングユニットを予め、公転軸１７回りに公転させると共に自転軸１８周りに自転させて脱泡したので、コーティング液に気泡が含まれず、全体が均一化されているので、コーティング塗膜に気泡、膜厚斑のない均一な塗膜を得ることができる。
この段階では、レンズ１０上のフォトクロミックコーティング液量は、目的とするフォトクロミック被膜の膜厚よりも多く、レンズ１０上の余分なコーティング液を目的とする液量まで取り除く必要がある。そのため、レンズ１０を回転させて、レンズ１０上のコーティング液を振り落とす作業を行う。レンズ１０の回転数は、装置内温度とレンズ１０の勾配に応じた条件で決定され、例えば６００ｒｐｍでレンズ１０をスピンさせる。
この後、ＵＶ装置８の筒体７８でレンズ１０を囲み、筒体１０内を窒素置換する。窒素雰囲気にするのは、酸素があるとコーティング塗膜が硬化しにくいからである。そして、ＵＶランプ７７の高さ位置を合わせて、ＵＶランプ７７によってコーティング塗膜を硬化させる。ＵＶランプ７７とレンズ１０との間に設置された窓７８ａは、ＵＶ光を筒体７８内へ透過させるのと同時に、３００ｎｍ付近以下の波長の光をカットするためのフィルターの役割も果たしている。
３００ｎｍ付近以下の波長をカットする理由は、フォトクロミックコーティング液の種類によっては、コーティング塗膜に皺が生じ、均一な膜が得られないからである。また、材質をホウケイ酸ガラスとしたのは、耐熱性があり、ＵＶランプの熱で割れないからである。
フォトクロミックコーティングが終了した後、フォトクロミックコーティング層の付着状態を検査し、不良状態のものを排除し、良品についてアニール処理が行われる。この処理は、１１０℃で１時間の熱処理がされる。
こうして、レンズ１０にフォトクロミックコーティング層が形成される。このコーティング層は、脱泡装置１５によって、空気が除去され、また、容器２２のみならず、逆止弁２３（若しくは吐出ノズル２４も含めて）とともに、コーティング液が脱泡、撹拌されているので、コーティングユニット２１の全体として、濃淡のない均一なコーティング液によってコーティング処理ができ、高品質のフォトクロミックレンズの製造が可能となる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の技術的思想に基づいて、勿論、本発明は種々の変形又は変更が可能である。
例えば、各センサーユニット４３，４４について、センサー４３ａ及びミラー４３ｂを結ぶ線に対して、他方のセンサー４４ａ及びミラー４４ｂを結ぶ線を、同じ水平高さ位置に配置したが、高さ位置については一方のセンサーの高低差を変えてもよい。この場合は、センサーの高低差を踏まえて、レンズ１０のコバ位置を求めるようにする。
また、本発明の実施の形態では、フォトクロミックコーティングを例としたが、他のコーティング技術にも適用が可能である。
凹凸面のある眼鏡のレンズに対してコーティングを行ったが、平面ガラスのコーティングについても、本願発明は適用できる。
本発明の混入空気の除去方法は、下記工程を含んでなる。
（Ａ） コーティング液を貯留する筒状の容器と、該容器に接続し、前記コーティング液の逆流を防止する逆止弁と、を含んでなるコーティングユニットを準備する工程；
（Ｂ） 前記逆止弁の下流に存在する前記コーティング液の吐出口を塞ぐ工程；及び
（Ｃ） 前記コーティングユニットを前記容器の軸周りに自転させると同時に公転軸の周りに公転させることによって、コーティング液を前記逆止弁内に導入し、該逆止弁内に存在している空気を容器側に排出し、さらにコーティング液に混入されている空気をコーティング液から除去する工程；
こうすることによって、逆止弁内に混入している空気を除去することによって、コーティング層に気泡が含まれず、膜厚斑のない均一な層を得ることができる。また、従来のように、コーティング液によるエアパージを行う必要がなく、コーティング液の節約ができる。逆止弁を用いることによって、コーティング液の液垂れを防止し、安定したコーティング塗膜の形成が可能になる。
上記混入空気の除去方法では、前記工程（Ａ）において準備されるコーティングユニットは、前記逆止弁に接続する、コーティング液を吐出するための吐出ノズルを更に有することができる。その場合には、前記工程（Ｂ）における塞止めが、該吐出ノズルの出口を塞ぐことによって行われ、前記工程（Ｃ）において逆止弁内に存在している空気および吐出ノズル内に存在している空気は容器側に排出される。したがって、吐出ノズル内の混入空気も除去することができ、より安定したコーティング塗膜の形成が可能である。
前記コーティングユニットの公転回転数を、回転作業の初期段階の速度よりも回転作業の後期段階の速度を速くするようにした上記混入空気の除去方法では、コーティング液の各成分の撹拌が十分でない場合、若しくは、撹拌しにくい性状である場合に、コーティング液を十分に撹拌することができ、コーティング液の均一化を図ることができる。
さらに、上記発明で使用するコーティング液は、眼鏡の表面に塗布されるフォトクロミックコーティング液とすることによって、眼鏡の表面に品質のよいフォトクロミック塗膜を形成することができる。
本発明の混入空気の除去装置は、自転軸を中心に自転するとともに公転軸を中心に公転するケーシングと、内部にコーティング液を収容する筒状の容器、前記コーティング液の逆流を防止する逆止弁、および該逆止弁の下流に存在し、前記コーティング液の出口を塞ぐ蓋を含んでなるコーティングユニットと、を含んでなるコーティング液に混入している空気の除去装置であって、前記自転軸は、公転軸に対して、公転軸の周りの軌道の周方向外側下向きに配置されており；前記コーティングユニットは、前記蓋を下にして前記ケーシングに着脱可能に支持されており；そして前記コーティングユニットは自転軸周りに自転すると同時に公転軸周りに公転してコーティング液を前記逆止弁内に導入し、該逆止弁内に存在している空気を容器側に排出し、さらにコーティング液に混入されている空気をコーティング液から除去する。したがって、本装置を用いることにより、コーティング層に気泡が含まれず、膜厚斑のない均一な層を得ることができる。従来のように、コーティング液によるエアパージを行う必要がなく、コーティング液の節約ができる。
逆止弁の蓋を外して逆止弁に吐出ノズルを接続するとともに吐出ノズルの先端部に蓋を取付けた場合には、吐出ノズル内の混入空気も除去することができ、より安定したコーティング塗膜の形成が可能である。
本発明の混入空気の除去装置は、コーティング液を、眼鏡の表面に塗布されるフォトクロミックコーティング液とすることによって、眼鏡の表面に品質のよいフォトクロミック塗膜を形成することができる。
混入空気の除去装置は、容器の周囲に外向きのフランジを形成し、フランジをケーシングに着脱可能に取付けたので、容器を容易に確実に固定することができ、容器を安定させて回転させることができる。
Claims (8)
- 下記工程：
（Ａ） コーティング液を貯留する筒状の容器と、該容器に接続し、前記コーティング液の逆流を防止する逆止弁と、を含んでなるコーティングユニットを準備する工程；
（Ｂ） 前記逆止弁の下流に存在する前記コーティング液の吐出口を塞ぐ工程；及び
（Ｃ） 前記コーティングユニットを前記容器の軸周りに自転させると同時に公転軸の周りに公転させることによって、コーティング液を前記逆止弁内に導入し、該逆止弁内に存在している空気を容器側に排出し、さらにコーティング液に混入されている空気をコーティング液から除去する工程；
を含んでなることを特徴とする、空気が混入したコーティング液から空気を除去する方法。 - 前記工程（Ａ）において準備されるコーティングユニットが、前記逆止弁に接続する、コーティング液を吐出するための吐出ノズルを更に有し、前記工程（Ｂ）における塞止めが、該吐出ノズルの出口を塞ぐことによって行われ、前記工程（Ｃ）において逆止弁内に存在している空気および吐出ノズル内に存在している空気を容器側に排出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記コーティングユニットの公転回転数を、回転作業の初期段階の速度よりも回転作業の後期段階の速度を速くするようにした請求項１に記載の方法。
- 前記コーティング液は、眼鏡の表面に塗布されるフォトクロミックコーティング液である請求項１に記載の方法。
- 自転軸を中心に自転するとともに公転軸を中心に公転するケーシングと、内部にコーティング液を収容する筒状の容器、前記コーティング液の逆流を防止する逆止弁、および該逆止弁の下流に存在し、前記コーティング液の出口を塞ぐ蓋を含んでなるコーティングユニットと、を含んでなるコーティング液に混入している空気の除去装置であって、
前記自転軸は、公転軸に対して、公転軸の周りの軌道の周方向外側下向きに配置されており、
前記コーティングユニットは、前記蓋を下にして前記ケーシングに着脱可能に支持されており、そして
前記コーティングユニットは自転軸周りに自転すると同時に公転軸周りに公転してコーティング液を前記逆止弁内に導入し、該逆止弁内に存在している空気を容器側に排出し、さらにコーティング液に混入されている空気をコーティング液から除去することを特徴とするコーティング液に混入している空気の除去装置。 - 前記コーティングユニットが、前記逆止弁に接続する、コーティング液を吐出するための吐出ノズルを更に含み、前記蓋が該吐出ノズルの先端部に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のコーティング液の混入空気の除去装置。
- 前記コーティング液は、眼鏡の表面に塗布されるフォトクロミックコーティング液である請求項５に記載のコーティング液の混入空気の除去装置。
- 前記容器の周囲に外向きのフランジを形成し、該フランジを前記ケーシングに着脱可能に取付けたことを特徴とする請求項５に記載のコーティング液の混入空気の除去装置。
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