JP5788875B2 - コンタクトレンズの製造装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンタクトレンズの製造装置及び方法に関する。

最近の１０年間においては、コンタクトレンズは他の視力矯正方法に対する好ましい代替品となっている。需要の増加に伴い、消費者の要望に答えるためには、コンタクトレンズを大規模に製造することが必要になって来た。更に、これらのレンズは、適切且つ効果的な矯正レンズを提供するためには、小さい許容公差で精密製造される必要がある。

回転成形がコンタクトレンズの製造方法として使用されて来た。しかしながら、伝統的な回転成形方法は、以下に説明する幾つかの理由で不利であり、コンタクトレンズの大量生産において採用することが容易ではなかった。

まず初めに、コンタクトレンズのような軸線方向に関して対称な物品の重合成形は、回転成形方法を使用することによって行なわれる。この方法においては、制御された量の重合液が開口した型内に入れられ、該型は、次いでその垂直軸線を中心として、重合液を径方向外方へ動かすための遠心力をもたらすのに十分な回転速度で回転される。制御された回転速度を維持することで、回転によって惹き起される遠心力により、重合液は概ね凹面形状に適合される。重合液が平衡形状に達すると、適当な手段、例えば加熱又は化学線（すなわち、紫外光）に曝すことによって重合液の重合がなされて中実のポリマー製コンタクトレンズが製造される。

回転成形方法において使用される開口した型は、典型的には、円筒形の外壁及びむき出しの凹状成形空洞部を備えた型を特徴としている。成形空洞部の形状は、典型的には、完成したコンタクトレンズの前面の形状を規定し且つ波形曲線、円環状曲線、非球面曲線、及び眼と相互作用することを目的とするその他のこのような特徴若しくは形状、その光学的プロセス、又は瞼のような所望の要素を、所定の形態で備えている。

レンズの後面すなわち裏面の形状係数は、主として、回転の角速度並びに重合液の表面張力及び重力加速度のようなその他の要因によって決められる。

回転成形法において使用される重合液は、典型的には、熱または化学線（すなわち紫外線）のような外部要因によって誘発され、従って、最も一般的には、遊離基重合反応を受ける系と組み合わせて使用される。典型的には、これらの系は、遊離基重合開始剤と共にアクリル酸又はメタクリル酸系の単量体又は単量体の混合物を含んでいる。しかしながら、溶液型材料のようなプレポリマー材料もまた回転成形設備内に適用される。

重合プロセス中における大気中の酸素の阻害作用を避けるために、型と重合液とは、少なくとも初期においては、例えば窒素又はアルゴンからなる不活性ガス雰囲気内に維持される。重合させるために外部誘発剤を使用することによって、重合の開始に先立って、回転中に重合液がその平衡形態に達することが可能になり、また、型内に存在しているか又は重合液中に溶解している酸素を重合液から拡散させるための時間が許容される。

コンタクトレンズを実際に大量に生産する際には、個々の型は、回転式コンベア上に並べられるか又は垂直積層構造内に並べられる。この回転式コンベア構造は、かなり複雑であり且つ型のサイズに対して極めて大きい。このことは、各型がそれ自体の個々の垂直軸線上で別個に回転されることを必要とする。回転式コンベア構造は、過剰な不活性ガスが重合反応中に存在する（大気環境内の）酸素の阻害効果を排除することを必要とするという不利益をこうむることが報告されている。単量体反応物質の重合中に過剰な不活性ガスを使用することによって、蒸気の形態での単量体の混入が生じ且つこれに続いて周囲の物体、特に該装置によって使用されている設備上への単量体の堆積及び／又は重合が生じる。更に別の情報は、Method of Centrifugally Casting Thin Edged Corneal Contact Lenses（端縁が薄い角膜コンタクトレンズの遠心成形法）という名称のOtto Wichterleに付与された米国特許第３，６６０，５４５号（１９６３年１０月２４日出願）（１９７２年５月２日登録）に記載されている。該特許は、これに言及することにより、その前記開示内容が本明細書に参考として組み入れられている。

垂直積層構造においては、内側が概ね円形断面構造の回転重合管は、その一端において複数の概ね円形の型を収容するようになされている。この複数の型は、管内で互いにぴったり合うようになり、各型はそれらの個々の型の空洞部内に重合液反応物質を収容する。重合管すなわち回転管は、その内径が個々の型の内径に適合して締まり嵌めを提供するように製造することができる。該回転管は、個々の型との多点接触を容易にするために、うね状隆起部又はこれに似た構造を備えていることが更に好ましい。この後者の構造によって、型がこの回転管と一緒に回転することが可能になり、不活性ガスが回転可能な管内を通り且つ個々の型を通り過ぎる通路も許容される。適切な従来技術による回転管の設計が“Device and Method for Centrifugally Casting Articles（物品を遠心成形する装置及び方法）”という名称のDavid L. Rawlingらに付与された米国特許第４，５１７，１３８号（１９８３年５月２日出願）（１９８５年５月１４日登録）（以下“’１３８特許”と称される）に開示されている。

回転成形によってレンズを製造するための一つの典型的な従来技術による構造は、前記の’１３８特許によって教示されている構造である。この設計においては、単量体を分与された型が、１つずつ、２つの領域すなわち調整領域と重合領域とを備えている回転管の頂部へ送られる。典型的には、回転管は複数の分与されている型を備えていて、該回転管は基本的には型で満たされている。新しい型の各々が回転管の調整領域内へ導入されると、完全に硬化された型は重合領域の底部から排出される。

この手段によって、個々の型が、最初に調整領域内を、次いで重合領域内をゆっくりと進み、回転管内の型の数は一定のままとなる。この構造により、各型内の重合液は、重合が開始される重合領域内に入る前にその平衡した凹凸形状になることができる。この構造は、コンタクトレンズの連続的な硬化を可能にするが、問題点がないわけではない。

問題点のうちの主要なのはラインクリアランスである。コンタクトレンズは、ある範囲の異なるパラメータ、最も注目すべきは球面拡大率、に応じて製造される。販売用として提供されているコンタクトレンズの典型的な拡大率範囲は、０．２５ジオプタずつのステップで少なくとも＋４．００ジオプタ〜−８．００ジオプタの範囲であり、これは、４９個の別個の設計又は在庫商品識別番号（ＳＫＵ）を表している。製造を一つのＳＫＵから次のＳＫＵへ切り換えるためには、部分的に或いは完全に重合されている全ての製品を回転管から一掃する必要がある。なぜならばＳＫＵを変更するためには、型の設計及び／又は回転管の回転速度を変えることが必要だからである。

典型的には、このラインクリアランスは、ブランク型（例えば、空の型又は筒形のプラグ）を、材料を分与されている型の代わりに回転管の頂部に付加すること、及び全ての製品が重合領域から送り出されるまで回転プロセスを続けることによって達成される。ＳＫＵの変更を行うために必要とされる変更が完了すると、材料を分与された型は再び１つずつ回転管内に付加され、全てのブランクが無くなるまで成形されたブランクが重合領域の底部から排出される。このラインクリアランスは、本来、ある時間を要し、基本的には生産能力が低い期間を表している。

ラインクリアランスの問題は、トーリックレンズが製造されるときには複雑になる。トーリックレンズは非点収差と呼ばれる光学的欠陥のある眼を矯正するために使用される。非点収差は、点対象を集光させて網膜上にシャープな集光像を形成する眼の光学系の機能の低下による視力障害を生じさせる。これは、角膜又はレンズの不規則な又は円環状の湾曲によるものである。トーリックレンズの場合、典型的なレンズの拡大率範囲は、少なくとも１つの筒面拡大率について０．２５ジオプタ刻みで＋４．００ジオプタ〜−８．００ジオプタの範囲に亘る球面拡大率が少なくとも６本の軸線について提供され、全部で２９４個の別個のＳＫＵを示すレンズ倍率が提供される。

ラインクリアランスは、一時的なラインの停止が必要とされる場合に更に別個の問題点を提議する。製造パラメータの偏差が一時的なライン割り込みを形成する場合には、全てのラインはトラブルシューティング又は再スタート前に一掃されなければならない。連続的な流れを有する装置の特性そのものは、型が単に標準的な部品速度で排出されるか再導入されことを指令する。ラインが大きくなるか長くなるにつれて、より長いクリアランス時間が必要とされるであろう。

ラインクリアランスの問題は、回転プロセスがバッチ式又はセミバッチ式のプロセスとして行われる場合には排除することができる。このプロセスにおいては、最初に一つの動作によって、回転管には材料を分与された成形型が充填される。回転管は、各型内に含まれている重合混合物がその平衡形状をとるようにさせるために、所望の回転速度で回転される。次いで、好ましい放射線装置に曝されて重合が開始される。バッチ処理方式においては、紫外線重合が極めて好ましい。なぜならば、熱による開始は加熱時間及び冷却時間を必要とするけれども、紫外線重合は曝露ゼロの状態から最大曝露状態へ殆ど瞬間的に切り換えることが可能となるからである。従って、バッチ式の回転成形プロセスにおけるレンズ製造サイクル全体は、必要とする時間が短く、結局のところ、紫外線重合を使用すると比較的に効率が高い。

しかしながら、回転成形において紫外線による開始を利用するためには、回転管は、紫外線に対して透過性の材料によって作られなければならないという制約を受ける。更に、回転管の製作に使用される材料は、長期間に亘る紫外線ヘの曝露による劣化作用を受けてはならない。なぜならば、長期間に亘る紫外線曝露は、例えば、退色又は機械的劣化を惹き起すからである。この理由により、ほとんどの回転管はガラスによって作られている。

ガラスは、その紫外線（ＵＶ）透過性により回転成形において使用するのに効率の良い材料であるけれども、回転管はまた、型用に精密で真直ぐな内側穴を提供することが出来なければならず且つ重合液の流出が最少で且つ装置内での振動が最少の状態で、それ自体の垂直軸線を中心に回転しなければならない。これらの目的を達成するためにガラス製の回転管を使用することに問題がないわけではない。第一に、ガラスは正確な加工を行なうことが出来ない。回転管の内側穴を正確に形成するためには、高温のガラスロッドのブランクを金属成形機上へ引き出さなければならない。例えば、Method of Forming Precision Bore Glass Tubing（ガラス管に正確な穴を形成する方法）という名称のEverett Samuel Jamesに付与された米国特許第２，４５８，９３４号（１９４１年１１月２２日出願）（１９４９年１月１１日登録）を参照のこと。このプロセスは単調で且つ時間がかかり、傷を含んでいる管が形成されるか又は別の場合には非精密である内側穴を備えている管が形成される虞もある。

第二に、ガラス製の回転管は、管の頂部及び底部を軸受内に正確に取り付けなければならない。典型的には、これは、管の両端を研いでテーパーを形成することによってなされる。管にテーパーが設けられた後に、管は軸受内に取り付けられる。軸受にはまた、回転軸線が内側穴の中心線に正確に沿うように（すなわち“流出”を排除するために）回転管を調整するための手段が設けなければならない。

更に、ガラスは脆性破損を受け易いので、流出を調整しているときに軸受の取り付けによって過度の圧縮力又はその他の過剰な剪断力がガラスにかからないようにしなければならず、ガラスを高い引っ張り応力に曝すことができない。このことにより、予圧高速軸受の使用が排除され、典型的には、製造中に頻繁な管の整合調整が必要となる。

更に、ガラス管は、変動する作用を受け易く且つ回転プロセス中に管の頂部から底部までの連続性の何らかの欠如を呈するかもしれない。ある量の過渡的な撓みは、管内で回転されている個々のレンズの精度に悪影響を及ぼすかも知れない。ガラス自体内に本来的に存在する不均一性もまた、管内の型部分に達する変動する異なる量の紫外線の一因になるかも知れない。このことが管の垂直軸線内で生じた場合には、管内のある種の型部分は有害な作用が起こる可能性を有するレベル変動ＵＶ放射線を受ける。

最後に、回転成形装置に従来技術のガラス管を利用している場合には、ガラス管は不所望な振動を受ける。ガラス管内のこれらの振動は、ガラス管と軸受取り付け部との間に十分に堅牢な結合を維持する機能がないことによるものである。ガラス管を使用している装置内の振動は、十分な精度が欠如している製品（例えば、不所望な不完全性又は欠陥を有するコンタクトレンズ）をもたらすかも知れない。

従来技術の装置の上記した欠点を克服した回転成形によるコンタクトレンズを大量生産する装置、システム、及び方法が必要とされている。

米国特許第３，６６０，５４５号 米国特許第４，５１７，１３８号 米国特許第２，４５８，９３４号

本発明の１つの例示的な実施形態に従って、レンズを回転成形する装置は、長手方向に伸長している空洞部を形成している回転管からなり、前記長手方向に伸長している空洞部は型を収容する構造とされている。一つの例示的な実施例によると、該回転管は金属のような安定性のある非ガラス材料によって作られている。

別の例示的な実施形態に従って、レンズを遠心成形する方法は、第一の回転管を準備するステップと、重合液を含んでいる少なくとも１つの成形型を前記第一の回転管の内側の穴へ導入するステップと、前記重合液を前記第一の回転管内で部分的に硬化させるステップと、前記型を前記第一の回転管から取り出すステップと、少なくとも１つの第二の硬化装置を準備するステップと、前記型を該第二の硬化装置内へ導入するステップと、前記重合液の硬化を完成させるステップと、を含んでいる。

更に、別の例示的な実施形態に従って、レンズを回転成形する設備が提供されている。該設備は、少なくとも１つの型内に収容されている重合液を部分的に硬化させる構造とされている第一の回転管と、前記型内に入れられた重合液の硬化を完成する構造とされている少なくとも１つの第二の硬化装置とを備えている。

更に、別の例示的な実施例形態に従って、レンズを回転成形する設備が提供されている。該設備は、ハウジングと、該ハウジング内に設けられている第一の回転管と、前記ハウジングと前記第一の回転管との間に取り付けられている少なくとも一組の軸受けと、前記第一の回転管を回転させる駆動系と、を備えている。

添付図面は、本明細書に記載の原理による種々の実施形態を示しており且つ本明細書の一部を構成している。図示されている実施形態は、単なる例示であり且つ特許請求の範囲を限定するものではない。
図１は、本発明による設備及び方法の一実施形態による型の断面図である。 図２は、本発明による例示的な設備及び方法の別の実施形態による型の断面図である。 図３は、本発明の例示的な設備及び方法の一実施形態による図２の型の概略図である。 図４は、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による回転管に取り外し可能に係合している図１の型の平面断面図である。 図５は、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による回転管に取り外し可能に係合している図２の型の平面断面図である。 図６は、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による回転管の概略図である。 図７Ａは、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による開口部を備えている回転管の概略図である。 図７Ｂは、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による図７Ａの回転管の断面図である。 図８Ａは、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による複数の開口部を備えている回転管の概略図である。 図８Ｂは、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による図８Ａの回転管の断面図である。 図９Ａは、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による複数の矩形の開口部を備えている回転管の概略図である。 図９Ｂは、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による図９Ａの回転管の断面図である。 図１０Ａは、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による複数の円形開口部を備えている回転管の概略図である。 図１０Ｂは、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による図１０Ａの回転管の断面図である。 図１１Ａは、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による複数のダイヤモンド形状の開口部を備えている回転管の概略図である。 図１１Ｂは、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による図１１Ａの回転管の断面図である。 図１２Ａは、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による複数のテーパーが付けられている開口部を備えている図１０Ａ及び図１０Ｂの回転管の一部分の断面図である。 図１２Ｂは、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による図１１Ａ及び１１Ｂの回転管の一部分の断面図である。 図１３は、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態によるコンタクトレンズ製造設備のブロック図である。 図１４は、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による型保持手段を備えている回転管の断面図である。 図１５は、本発明による例示的な設備及び方法の一実施形態による多段階硬化プロセスのフローチャートである。

図面全体を通して、同一の参照符号は、互いに類似しているが必ずしも同一ではない部材を示している。

以下の記載においては、説明目的のために、本発明による設備及び方法の完全な理解を提供するために多くの特別な細部が記載されている。しかしながら、本設備及び方法は、これらの特別の細部が無い状態で実施しても良いことが当業者にとっては明らかであろう。明細書において、“一つの実施形態”、“一つの実施例”、又はこれと似た用語は、実施形態又は実施例と関連して記載されている特別な特徴、構造、特性は、少なくとも一つの実施例に含まれているが他の実施例には必ずしも含まれていないことを意味している。本明細書の種々の場所における“一つの実施例において”という語句又はこれに似た語句の種々の例は、必ずしも全てが同じ実施例を指しているわけではない。

本発明の例示的な設備及び方法は、対称形の又は非対称形の物品を回転成形するための構造とされている。更に特定すると、本例示的な設備及び方法は、内部に複数の型を収容するようになされている回転可能な管を備えているコンタクトレンズを製造する構造とされており、該回転管は、型内に分散されている物質の重合又は光化学架橋結合を容易化するために化学線を選択的に通過させる構造とされた開口部又は不透明でない材料からなる部分を含んでいる実質的に不透明な材料によって作られている。本明細書において使用されている“開口部“という用語は、部材内に受け入れられる光の量を選択的に制御できる構造とされている回転可能な部材の部分を含むものとして広く解釈される。
型

図１は、本例示的な設備及び方法の実施形態による型（１００）の断面図である。型（１００）は、筒状の側壁（１１０）を備えており、側壁（１１０）の内側には成形キャビティ（１２０）が結合されている。成形キャビティ（１２０）の凹状面は成形品の凸状面（例えば、コンタクトレンズの凸状面すなわち外面）を成形する機能を果たす。

成形キャビティ（１２０）は、型（１００）の筒状の壁（１１０）に結合されている。成形キャビティ（１２０）と筒状の壁（１１０）との間の結合は、成形キャビティ（１２０）と筒状壁（１１０）との間の相対位置が特定の時間中又は所定の動作を通して変わることがないような結合によってなされている。一つの例示的な実施例においては、成形キャビティ（１２０）と筒状の壁（１１０）との間の結合は、成形キャビティ（１２０）を筒状の壁（１１０）に溶接することによってなされる。別の実施例においては、成形キャビティ（１２０）と筒状の壁（１１０）との間の結合は、成形キャビティ（１２０）と筒状壁（１１０）とを例えば射出成型プロセスにおけるように単一の材料片によって作ることによってなされる。更に別の実施例においては、成形キャビティ（１２０）と筒状の壁（１１０）とは取り外しできるように結合されている。例えば、成形キャビティ（１２０）を筒状の壁（１１０）に取り外しできるように結合するための機械的な装置が提供される。

型（１００）は更に、多数の係合用開口部（１３０）を備えている。型（１００）は、以下において更に詳細に説明するように、積層された複数の型からなる円柱として回転管内に導入されても良い。回転管内に入れられる際に、型（１００）は、係合用の開口部（１３０）によって回転管の水平軸線に対して固定される。例えば、係合用開口部（１３０）に係合させるために機械的装置が設けられても良い。一つの例示的な実施例においては、係合用開口部（１３０）は、回転管内に導入された多数の型（１００）を固定するために使用される。

更に別の実施例においては、係合用開口部（１３０）は、底部の型（１００）のみを固定するために使用される。この実施例においては、残りの型（１００）は、底部の型（１００）の頂部状に載置されるか又は該底部の型によって支持されている。更に、この実施例においては、残りの型（１００）の係合用開口部（１３０）は、以下において更に詳細に説明するように、回転管全体に及び個々の型（１００）同士の間への不活性ガスの分散を提供する。

次に図２及び３を参照すると、図２は、本発明の例示的な装置及び方法の例示的な実施例による型（２００）の断面図であり、図３は本発明の例示的な装置及び方法の例示的な実施例による図２の型（２００）の概略図である。図２及び３の実施例においては、成形キャビティ（１２０）と筒状の壁（１１０）との間の結合は、多数の径方向のスポーク（２１０）
によってなされている。図３に示されているように、３本の径方向のスポーク（２１０）が、成形キャビティ（１２０）と筒状の壁（１１０）とを結合している。しかしながら、如何なる数の径方向スポーク（２１０）を使用しても良い。更に、図２及び３に示されているように、径方向のスポーク（２１０）、成形キャビティ（１２０）、及び筒状の壁（１１０）は、例えば単一の射出成型プロセスにおいて単一材料片によって形成されても良い。しかしながら、別の方法として、径方向のスポーク（２１０）、成形キャビティ（１２０）、及び筒状の壁（１１０）は、異なる材料によって別個の部材として形成されても良い。更に、図２及び３の実施例の成形キャビティ（１２０）及び筒状の壁（１１０）は、互いに取り外しできるように結合されても良い。例えば、成形キャビティ（１２０）を筒状の壁（１１０）に取り外しできるように結合する機械的な装置が設けられる。
型と回転管との間の境界部

図４は、本発明の例示的な装置及び方法の一実施例に従って、回転管（４００）に取り外しできるように係合されている図１の型（１００）の水平断面図である。型（１００）は、以下において更に詳細に説明するように、回転管（４００）の内側に配置されている。型（１００）が回転管（４００）の内側に固定されたままであることを確保するために、型（１００）は更に、型（１００）と回転管（４００）とを対称的に回転できる状態に保持する境界リング（４１０）を備えている。境界リング（４１０）は、図４に図示されているように、多数の空隙（４２０）を備えており、これらの空隙は、長手方向に延びており、すなわち別の言い方をすると、型（１００）及び回転管（４００）のZ軸に対して平行に延びている。空隙（４２０）は、当該技術において公知のあらゆる方法によって、境界リング（４１０）内に形成することができる。例えば、一つの実施例においては、境界リング（４１０）は、空隙（４２０）を規定する単一部品として鋳造される。別の実施例においては、境界リング（４１０）は単一部品として形成し、空隙（４２０）は、境界リング（４１０）を、穴開け、中ぐり、エッチング等によって削り取って形成することができる。

更に、回転管（４００）は、回転管（４００）の内壁上に多数の突出部（４３０）を備えている。突出部（４３０）は、回転管（４００）の内側に沿って長手方向に延びており、又は別の言い方をすると、図４に示されているように、回転管（４００）のＺ軸に対して平行に延びている。

回転管（４００）の突出部（４３０）と境界リング（４１０）の空隙（４２０）とは、締まり嵌めを形成しており且つ摩擦力によって定位置に保持されている。締まり嵌めは、回転管（４００）が回転したときに、境界リング（４１０）と型（１００）が回転管（４００）に対して対象な回転状態を維持することができるようにする。空隙（４２０）と突出部（４３０）とは如何なる形状又は形式であっても良い。例えば、図４に示されているように、空隙（４２０）と突出部（４３０）との間の境界線は半円形の線を形成しているけれども、回転管（４００）と境界リング（４１０）との間に十分に堅密な境界を形成する如何なる形状も本発明の例示的な装置及び方法の範囲に含まれる。例えば、回転管（４００）と境界リング（４１０）との間に角度をなしている直線を形成している空隙と突出部との対を使用することもできる。一つの重要な管理基準は、型と管との相対関係が外周の振れ特性を最小にし且つ所望の入力速度と管内の他の型との両方に合致した制御可能な回転変数が維持されることである。

更に、回転管（４００）と境界リング（４１０）との間には、如何なる数の空隙と突出部との対が形成されていても良い。例えば、図４は、空隙と突出部との４つの対を示している。しかしながら、如何なる数の空隙と突出部との対を使用しても良い。更に別の実施例においては、空隙（４２０）は回転管（４００）に形成されており、突出部（４３０）は境界リング（４１０）上に形成されている。

図５は図２の型（２００）の頂部断面図であり、型（２００）は、本例示的な装置及び方法の一実施例による回転管（４００）と取り外し可能に係合されている。図４の型（１００）と同様に、図５の型（２００）は、以下において更に詳細に説明するように、回転管（４００）の内側に配置されている。型（２００）が回転管（４００）の内側に固定されたままであることを確保するために、型（２００）は更に、型（２００）と回転管（４００）とを対称の回転状態に保持する境界リング（４１０）を備えている。境界リング（４１０）は多数の空隙（４２０）を備えており、これらの空隙は、図５に示されているように、型（２００）と回転管（４００）のＺ軸に関して長手方向に延びている。空隙（４２０）は、境界リング（４１０）内に、当該技術において知られている如何なる方法で形成されても良い。例えば、一つの実施例においては、境界リング（４１０）は、空隙（４２０）を規定する単一部品として成型しても良い。別の実施例においては、境界リング（４１０）は単一部品として形成され、空隙（４２０）は、穴開け、中ぐり、エッチング等によって削り取って境界リング（４１０）を形成することができる。

回転管（４００）は、該回転管（４００）の内壁上に多数の突出部（４３０）を備えている。突出部（４３０）は、図５に示されているように、回転管（４００）のＺ軸線に関して回転管（４００）の内側に沿って長手方向に延びている。

回転管（４００）の突出部（４３０）と境界リング（４１０）の空隙（４２０）とは、締まり嵌めを形成しており且つ摩擦力によって定位置に保持されている。該締まり嵌めは、回転管（４００）が回転したときに、境界リング（４１０）と型（１００）が回転管（４００）とが対称の回転状態を維持できるようになされている。空隙（４２０）と突出部（４３０）とは、如何なる形状又は形態であっても良い。例えば、図４に示されているように、空隙（４２０）と突出部（４３０）との間の境界は半円形の線を形成している。しかしながら、回転管（４００）と境界リング（４１０）との間に十分に堅密な締まり嵌めを形成する如何なる形状も本例示的な装置及び方法の範囲に含まれる。例えば、回転管（４００）と境界リング（４１０）との間に角度をなす線を形成している空隙と突出部とを使用しても良い。

更に、回転管（４００）と境界リング（４１０）との間に如何なる数の空隙及び突出部が形成されても良い。例えば、図５には、４つの空隙と突出部との対が図示されている。しかしながら、如何なる数の空隙と突出部との対を使用しても良い。更に別の例示的な実施例においては、空隙（４２０）は回転管（４００）内に形成され、突出部（４３０）は境界リング（４１０）上に形成されている。

もう一つ別の実施例においては、型（図１の符号１００，図２の符号２００）は、能動的な機械的手段によって回転管（４００）内に保持されている。この例示的な実施例を以下において更に詳しく説明する。
回転管

図６は、本例示的な装置及び方法の例示的な実施例による回転管（４００）の概略図である。この例示的な回転管（４００）は、一つの実施形態によると、４つの領域、すなわち２つの軸受け取り付け領域（６００）と、硬化領域（６１０）と、少なくとも１つの駆動領域（６２０）とを備えている。軸受け取り付け領域（６００）は、硬化領域（６１０）の両側に分散されているのが好ましい。駆動領域（６２０）は、回転管（４００）の一端にあっても良いし、又は硬化領域（６１０）と１以上の軸受け取り付け領域（６００）との間にあっても良い。

一つの例示的な実施例によると、回転管（４００）は、精密な内側穴（６３０）を備えている堅牢で理想的な非脆性材料によって作られている。回転管（４００）の内側の穴（６３０）は、多数の包囲されている型（図１の符号１００，図２の符号２００）の型と穴との嵌合における不均衡を最小にするために設けられており、これによって、回転管（４００）の回転によって、回転管（４００）の長手軸線に対する硬化領域（６１０）内に収容されている複数の型（図１の符号１００，図２の符号２００）の同心性を維持しつつ、回転管（４００）と同じ角速度での型（図１の符号１００，図２の符号２００）の同期回転が生じるようになされている。このことにより、型（図１の符号１００，図２の符号２００）内に含まれている光開始組成物（例えば、光化学重合組成物又は光架橋組成物）が化学線（例えば、紫外光）に当てられたときに、回転成形による複数の対称の又は非対称の同一物品の製造が効率的に確保される。

一つの例示的な実施例によると、回転管（４００）は種々の材料によって製造される。例えば、回転管（４００）は、セラミック、カーボンファイバ、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ若しくはテフロン（登録商標））、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、又はその他の適当な剛性の工業材料によって作ることができる。更に、回転管（４００）は、例えば、ステンレス鋼、黄銅、チタン、アルミニウムのような金属によって作ることができる。一般的に、回転管（４００）は、回転管（４００）が回転したときに該回転管（４００）にかかる捩り力に耐えることができる十分に強い材料によって作ることができる。図６の回転管（４００）の種々の特性はまた、ここに記載されている回転管の他の種々の実施例にも適用される。

更に、一つの例示的な実施例によると、回転管（６００）の内側の穴（６３０）は反射性である。内側の穴（６３０）の反射性は、内側の穴（６３０）に例えば銀のような反射コーティングを塗布することによって達成することができる。別の例示的な実施例においては、回転管（６００）の内側の穴（６３０）の反射性は、金属によって作られた回転管（６００）を準備し、内側の穴（６３０）を該内側の穴（６３０）が放射線エネルギを反射するほど十分に滑らかになるように研磨することによって形成される。例えば、回転管（６００）は、ステンレス鋼によって作り、該ステンレス鋼製の回転管（６００）の内側穴（６３０）が研磨されるか、さもなければ十分に滑らかに仕上げられたときに、内側の穴（６３０）は放射線エネルギを反射するように作ることができる。放射エネルギを反射する内側穴（６３０）を設けることによって、回転管（６００）に入射する化学線は、回転管（６００）の型（図１の符号１００，図２の符号２００）内に収容されている重合液の光化学重合反応を比較的均一に開始させ、このようにして、特定のコンタクトレンズをより完全に硬化させることができる。

図７Ａ〜１１Ｂは、本例示的な装置及び方法の幾つかの実施形態による開口部を備えている回転型（４００）を示している。これらの例示的な実施例においては、少なくとも１つの開口部が硬化領域（図６の符号６１０）内に設けられて、化学線がその中を通過することができるようになされている。上記したように、型（図１の符号１００，図２の符号２００）内に含まれている光開始組成物（すなわち、光化学重合組成物又は光架橋組成物）は、開口部を介して入射する化学線に曝されることによって硬化される。硬化領域（図６の符号６１０）内の開口部は、開口しているか又は化学線に対して透過性の材料で満たされている。

図７Ａは、本例示的な装置及び方法の実施例による開口部（７１０）を備えている回転管（７００）の概略図である。図７Ａの実施例は、単一の開口部を備えている回転管（７００）からなり、前記単一の開口部は長穴（７１０）となっている。長穴（７１０）は、硬化領域（６１０）の全長に亘って延びており且つ均一な幅である。長穴（７１０）の幅は、回転管（７００）の外周の０．０５〜４９％の距離を占めている。図７Ｂは、図７Ａの回転管（７００）の断面図である。図７Ｂに図示されているように、回転管（７００）は、長穴（７１０）をより詳しく図示するために、１／４回転だけ回転させてある。長穴（７１０）は、穴開け加工、中ぐり、エッチング、ワイヤーカット、鋳造、又はその他のあらゆる方法によって回転管（７００）に形成することができる。回転管のこの実施例及びその他の実施例に関して、回転管の表面領域には十分に大きな割合の開口部用のスペースを設けて、十分な量の化学線を管内に入射させるようにし、このようにして回転管の内側にある型（図１の符号１００，図２の符号２００）内に含まれている重合液へ曝露の効率を増加させている。

図８Ａは本例示的な装置及び方法の実施例による開口部（８１０）を複数個備えている回転管（８００）の概略図である。図８Ａに示されているように、部材及び特に回転管（８００）内に収容されている型（図１の符号１００，図２の符号２００）への化学線の曝露の効率を増加させる一つの手段は、回転管（８００）の硬化領域（６１０）内の開口部の数を増すことである。図８Ａにおいては、回転管（８００）は、複数の長穴（８１０）を備えており、該複数の長穴（８１０）の各々は、長さが等しく且つ回転管（８００）の型収容部分の全長に亘って延びている。図８Ｂは、図８Ａの回転管の断面図であり、複数の長穴（８１０）を更に詳しく図示している。長穴（８１０）は、回転管（８００）の内部への化学線の安定した且つ均一な透過を提供するように、等しい幅で且つ回転管の周りに等間隔で配置されているのが好ましい。回転管（８００）全体に亘って十分な捩り強さを提供するために、長穴（８１０）同士の間に十分な量の中間の材料（８２０）が残されている。別の言い方をすると、回転管（８００）の捩り強さによって、回転管（８００）の長手軸線に関する型（図１の符号１００，図２の符号２００）の同心性を維持しつつ、回転管（８００）内に収容されている複数の型（図１の符号１００，図２の符号２００）の回転管（８００）と同じ角速度での同期回転が実現される。

次に９Ａを参照すると、本例示的な装置及び方法の実施例による複数の矩形の開口部（９１０）を備えている回転管（９００）の概略図が図示されている。図９Ｂは図９Ａの回転管の断面図である。回転管（９００）全体に亘って矩形の開口部（９１０）をずらして配置させていることによって、捩り歪みを受けない十分に頑丈な回転管（９００）が実現されている。更に、回転管（９００）の潜在的な捩り歪みに応じて又は該捩り歪みとは独立して、回転管（９００）の壁が外方へ撓む振動モードが確立される。この振動モードは、型（図１の符号１００，図２の符号２００）と回転管（９００）の内壁との間の摩擦を低下させ、又は型（図１の符号１００，図２の符号２００）を回転管（９００）の長手軸線に対する非同心状の回転をもたらすかも知れない。図９Ａ及び９Ｂの回転管（９００）内の矩形の開口部（９１０）のずらした配置によって、十分に頑丈な回転管（９００）が提供されている。これは、同じく図８Ａ及び８Ｂと関連して上で述べた十分な量の中間の材料（９２０）を設けることによって達成される。

図１０Ａは、本例示的な装置及び方法の一実施例による複数の円形開口部（１０１０）を備えている回転管（１０００）の概略図である。図１０Ｂは、図１０Ａの回転管（１０１０）の断面図である。既に述べた実施例と同様に、図１０Ａ及び１０Ｂの回転管（１０００）は、円形開口部（１０１０）同士の間に設けられている十分な量の中間の材料（１０２０）が設けられている状態で複数の円形開口部（１０１０）を備えている。この実施例においては、中間の材料（１０２０）の割合は、回転管（１０１０）全体に亘って十分な量の円形開口部（１０１０）を依然として維持しつつ更に増大させて、回転管（１０１０）全体に広がる十分な量の化学線が付与されている。

図１１Ａは、本例示的な装置及び方法の別の実施例による複数のダイヤモンド形状の開口部（１１１０）を備えている回転管（１１００）の概略図である。図１１Ｂは、ダイヤモンド形状の開口部（１１１０）を更に詳しく図示している図１１Ａの回転管（１１００）の断面図である。図１１Ａ及び１１Ｂの実施例においては、回転管（１１００）は、硬化領域（６１０）の周りに複数の開口部（１１１０）が設けられている硬化領域（６１０）を備えている。図１１Ａ及び１１Ｂに図示されている開口部（１１１０）は、概ねダイヤモンド形状である。

しかしながら、開口部（７１０，８１０，９１０，１０１０，１１１０）は、例えば上記の実施例に示した長い長穴、矩かい長穴、又は円のような種々の形状とすることができる。開口部（７１０，８１０，９１０，１０１０，１１１０）は更に、楕円、ダイヤモンド形、三角形、又はこれらの形状のあらゆる組み合わせであっても良い。開口部（７１０、８１０，９１０，１０１０，１１１０）は、回転管（１１００）内に収納されている型（図１の符号１００，図２の符号２００）の更に良好な硬化を可能にするために、回転管（１１００）の硬化領域（６１０）全体に亘って千鳥形態で配置されても良い。一般的に、開口部の形状は、水平方向及び垂直方向の両方向において対称形とし且つ開口部のどちらの側も回転管のＸ−Ｙ面内に位置しないように配置させることができる。これらの開口部は、硬化領域（６１０）内に収容されている型（図１の符号１００，図２の符号２００）に化学線を平均的に均一に分布させることを容易化する設計とされている。不均一な開口部形状又は形状の境界部を効率良く使用して、ＵＶ光の均一性が、回転管の硬化領域内での個々の型（図１の符号１００，図２の符号２００）の配置に関係なく回転管の硬化領域全体に亘って生じることを確保することもできる。レイトレーシング（光線追跡）のような光学的透明性のための種々の公知の手段を、開口部（９１０）の形状及び境界部を最適化するために使用することもできる。

図１２Ａは、本例示的な装置及び方法の実施例による複数のテーパーが付けられている開口部を備えている図１０Ａ及び図１０Ｂの回転管の一部分の断面図である。同様に、図１２Ｂは、本例示的な装置及び方法の実施例による複数のテーパーが付けられている開口部を備えている図１１Ａ及び１１Ｂの回転管の一部分の断面図である。図１２Ａ及び１２Ｂに示されていると共に上記した種々の実施例及びその他の可能な実施例を通して示されているように、開口部（１０１０，１１１０）は、回転管（１０００，１１００）の外側よりも内側に向かってより広くなっている。別の言い方をすると、種々の実施例の開口部（１０１０，１１１０）は、回転管（１０００，１１００）の内側穴から外面に向かってテーパーが付けられている。

特に、図１２Ａにおいては、図１０Ａ及び図１０Ｂの回転管（１０００）に回転管（１０００）の厚みに等しい深さを備えている複数の円形開口部（１０１０）が設けられている。個々の開口部（１０１０）は、２つの異なる半径すなわち回転管（１０００）の外側面に配置されている比較的小さい半径（１２１５Ａ）と、回転管（１０００）の内側面に配置されている比較的大きい半径（１２２０Ａ）とを有している。

同様に、図１２Ｂにおいては、図１１Ａ及び１１Ｂの回転管（１１００）に回転管（１１００）の厚みに等しい深さの複数のダイヤモンド形状の開口部（１１１０）が設けられている。個々の開口部（１１１０）は、２つの異なるサイズのダイヤモンド形状すなわち回転管（１１００）の外面に配置されている比較的小さなサイズ（１２１５Ｂ）と回転管（１０００）の内面上に配置されている比較的大きいサイズ（１２２０Ｂ）とを備えている。

開口部（１０１０，１１１０）内にテーパーを設けることによって、開口部（１０１０，１１１０）は、収容されている型（図１の符号１００，図２の符号２００）への比較的に大きな照射量を付与すると共に、型（図１の符号１００，図２の符号２００）と回転管（１０００，１１００）の内側穴との間の物理的な接触面積を減らす。更に、このような構造によって、型（図１の符号１００，図２の符号２００）からの重合液の溢れが軽減されることが判明した。この溢れの軽減がなければ回転管の内壁が汚染される。重合液の漏れによって、型（図１の符号１００，図２の符号２００）が回転管（１０００，１１００）に付着されるようになり且つ硬化された部分が回転管（１０００，１１００）から排出される硬化サイクルの終了時における封鎖を生じるかも知れない。

溢れたモノマーが回転管の内側穴に付着する傾向はまた、低エネルギの面（典型的には３０ダイン／ｃｍ未満）の回転管を設けることによっても減じられる。この低エネルギ面は、回転管を作る材料（すなわち、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ等）を注意深く選択することによるか回転管の内側穴に疎水性化表面処理を施すことによってなされる。疎水性表面処理剤としては、例えば、適当なシラン結合剤（すなわち、オクタデシルメトキシラン、ジメチル・ジクロロシラン等）がある。別の実施例においては、疎水性面は、回転管の表面にメタンのような炭化水素をプラズマ重合させることによって形成することができる。

本例示的な装置は、ある数の対称形の穴を備えた管を不透明な材料内に備えているものとして説明したが、非対称形の穴の何らかの組み合わせを使用しても良い。更に、本例示的な装置及び方法の教示による他の構造も考えられる。例えば、一つの実施例によると、回転管（１０００）は、“開口部”を包囲している少なくとも１つの透明な又は半透明な窓材を組み入れながら軸受部分に完全な金属部分を備えている半円形の金属部分を備えている。
コンタクトレンズ製造装置

図１３は、本例示的な装置及び方法の一実施例によるコンタクトレンズ製造装置（１３００）のブロック図である。装置（１３００）は、回転管（４００）を収容するハウジング（１３０５）を備えている。ハウジング（１３０５）は、汚染物質が該領域へ入るのを防止するために気密封止されている。更に、ハウジング（１３０５）は、気密封止して装置内へ不活性ガスが導入されるようにしても良い。上記したように、重合プロセス中における雰囲気酸素の阻害作用を避けるために、型（図１の符号１００，図２の符号２００）と重合液とは、例えば、窒素又はアルゴンのような不活性ガスに富み且つ酸素を含まない雰囲気内に保持される。不活性雰囲気によって提供される嫌気性雰囲気と結合された重合のための外部開始剤として例えば化学線のような外部の硬化手段を使用することによって、重合の開始に先立って重合液が回転中にその平衡形状に達することが可能になる。装置内に不活性ガスを使用することによって、更に、型内に存在しているか又は重合液内に溶解している酸素が重合液から外部ヘと拡散するのに十分な時間が付与される。

従って、回転管（４００）を包囲しているハウジング（１３０５）は、ハウジング（１３０５）と回転管（４００）との内部に不活性雰囲気を付与する手段を備えている。ハウジング（１３０５）内の不活性雰囲気は、例えば、回転管（４００）とハウジングの内壁との間の空間内の一つの位置かハウジングの周りに径方向若しくは長手方向に配列された複数の位置に、多数の入口ポート（１３１０）を設けることによって、不活性ガスがハウジング（１３０５）の内部へ進入することを可能にすることによって達成される。このようにして、不活性ガスは、回転管（４００）とハウジング（１３０５）の内壁との間の空間内の単一の位置か又はハウジング（１３０５）の周りに径方向若しくは長手方向に配列された複数の位置において導入される。

ハウジング（１３０５）内へ導入された不活性ガスは、回転管（４００）の硬化領域（６１０）内の開口部を通って自由に拡散する。一つの実施例においては、回転管（４００）内に収容されている型（図１の符号１００，図２の符号２００）は、上記したように、型からなる柱内へのガスの流通をなすように、城郭、切欠き、係合用開口部（図１の符号１３０）、又は筒状の側壁内に設けられている何個かの開口部を備えていても良い。別の実施例においては、型（図１の符号１００，図２の符号２００）は、上記したように複数の径方向のスポーク（２１０）を介して回転管（４００）の筒状の側壁に固定されて、不活性ガスが型（図１の符号１００，図２の符号２００）の柱内を通る長手方向の通路を構成している。

これと同時に、重合液の重合中に過剰な不活性ガスを使用すると、蒸気の形態での単量体の混入が生じ且つそれに続いて周りの物体上への単量体の堆積及び／又は重合が惹き起こされる。特に、単量体の蒸気は、装置（１３００）によって使用されている装置上に堆積され且つ／又は重合される。不活性ガスの回転管（４００）の両端からのハウジング（１００５）からの排出は、種々のガス排出手段によって制御される。一般的に、多量の不活性ガスがハウジング（１３０５）から排出されるのを可能にする多数の不活性ガス排出ポート（１３１５）が設けられる。例えば、不活性ガスの排出は、プラグ、アイリス弁、フラップ弁、プランジャ等によってなされる。一つの例示的な実施例においては、回転管（４００）からの不活性ガスの排出は、型（図１の符号１００，図２の符号２００）の柱を収容している回転管（４００）の頂部及び／又は底部に多数のプラグ（１３１５ａ）を配置することによって制限されるが、硬化領域（６１０）に並置されている領域内へのガスの排出は可能とする。プラグ（１３１５ａ）は、形状が筒状であり且つ型（図１の符号１００，図２の符号２００）と同じ外径とされている。更に、プラグ（１３１５ａ）は、個々の型（図１の符号１００，図２の符号２００）と同じ高さにされている。第二の実施例においては、回転管（４００）の頂部からのガスの排出は、フラップ弁又はアイリス弁によって制御され、一方、底部からのガスの排出は、型（図１の符号１００，図２の符号２００）を回転管（４００）内へ装着するために使用されるプランジャロッドの適切な配置によって制御される。

気密封止されたハウジング（１３０５）の壁は、如何なる材料によって作っても良い。一つの実施例においては、ハウジング（１３０５）の壁は、ガラスによって作ることによりガラス壁を介する装置への化学線の導入を実現している。

別の例示的な実施例においては、ハウジング（１３０５）の壁は、金属のような剛性材料によって作られている。精密加工された金属ハウジングの使用によって、確実且つ正確な自立型回転管ハウジングが提供される。このようなハウジングと回転管との組み合わせを使用することによって、再設置の際に回転管を再整合させる必要なく、メンテナンスのための回転管の迅速な交換が容易となる。ハウジング（１３０５）の壁は、装置へ化学線を透過させるための窓を更に備えている。この窓は、ハウジング（１３０５）内での表面反射による放射線の損失を最小化するために、反射防止剤をコーティングされている。別の例示的な実施例においては、特別な反射防止コーティングを使用して、他の波長の透過を少なくさせながら特定の波長の放射線の透過を最適化している。
コンタクトレンズ製造装置のための駆動装置

回転管（４００）には、軸線から離れる動きを最少化しつつ長手軸線を中心とする正確で滑らかな回転を容易化する手段が設けられ、このようにして、回転管（４００）内に収容されている型（図１の符号１００，図２の符号２００）の長手軸線を中心とする正確な同心円状の回転が可能とされている。これは、当該技術において公知の手段によって行われる。滑らかな長手方向の回転は、例えば、回転管（４００）の軸受け取付け領域（６００）上に取り付けられた軸受のような係合装置（１３２０）によって行なわれる。係合装置（１３２０）は、ハウジング（１３０５）の壁を介して回転管（４００）と係合していて、回転管（４００）の硬化領域（６１０）を完全に包囲しているのが好ましい。

駆動領域（６２０）は、回転管（４００）の底端部に設けられ且つハウジング（１３０５）の外側に配置されている。駆動装置（１３４０）は、駆動領域（６２０）内に設けられて回転管（４００）を回転させる。一つの例示的な実施例においては、駆動装置（１３４０）は駆動プーリーを備えており、該駆動プーリーはチェーン又はベルトによる駆動によって電動モーターに結合されている。該駆動プーリーは、回転管（４００）よりも直径が大きく且つ回転管アセンブリの慣性運動を増大させるために高密度材料によって作られ、このようにして比較的均一な角速度を付与するのが好ましい。

別の例示的な実施例においては、駆動プーリーには、該駆動プーリーを第二の駆動プーリーに磁気的に結合させるために周方向磁石が設けられており、このようにして、回転管（４００）と駆動モーターとの機械的な分離が可能にされている。この手段により、回転管（４００）は、駆動モーターによって惹き起こされる振動から隔絶されている。

更に別の例示的な実施例においては、図１３に示されているように、回転管（４００）は直接駆動される。この実施例においては、駆動領域（６２０）は、永久磁石（１３２５）と、ホール効果トランスジューサ（１３４５）のような回転管（４００）の角速度を推定する手段とが周方向に沿って配列されて取り付けられている。ホール効果トランスジューサ（１３４５）は、負荷に与えられる電流を検知し且つ該素子の印加される電圧を検知電圧として使用することによって、駆動装置（１３４０）に対する消費電力を判定する。永久磁石（１３２５）の周りを円形配列の駆動コイル（１３３０）が取り巻いている。続いて、各駆動コイル（１３３０）に直流が付与され、このようにしてブラシレスの直流モーターが提供される。各コイル（１３３０）ヘの電流付与タイミングは、ホール効果トランスジューサ（１３４５）によって電子的に付与され、このようにして、極めて正確な角度回転が可能になる。
コンタクトレンズ製造装置のための化学線源

回転管（４００）を包囲しているハウジング（１３０５）には、回転管（４００）内の内容物に化学線を照射する手段が設けられている。この照射手段は、ハウジング（１３０５）内部か又はハウジング（１３０５）の外側に保持されており、開口部を備えた回転管（４００）の硬化領域（６１０）の全長に亘って均一に所望の波長の化学線を付与する手段を備えている。

一般的には、化学線を発生する多数の化学線源（１３５０）が設けられる。化学線源（１３５０）の例としては、ＵＶ・ＬＥＤアレイ、蛍光管ランプ、又は水銀放電ランプがある。化学線源（１３５０）がハウジング（１３０５）の内部に配置されている実施例においては、化学線は、回転管（４００）内に配置されている個々の型（図１の符号１００，図２の符号２００）内に含まれている重合液に直に与えられる。

化学線源（１３５０）がハウジング（１３０５）の外部に設けられている実施例においては、ハウジング（１３０５）は、水晶製の窓又はホウケイ酸ガラス製の窓のような化学線を透過させる手段を備えている。一つの例示的な実施例においては、窓は、表面反射による放射線の損失を最少化するために反射防止コーティングがなされている。別の例示的な実施例においては、他の波長の放射線の透過を減らす一方で特定の波長の放射線の透過を最適化するために、特別な反射防止コーティングが使用される。

更に別の例示的な実施例においては、回転管（４００）に入射する放射線の種々の特性を変えるか補正するために、放射線と放射線フィルタとの種々の組み合わせが相互に関連付けられて使用されており、このようにして、回転管（４００）内の重合状態を変えることができる。放射線と放射線フィルタとの種々の組み合わせの使用は、プロセス全体を通してなされるか、又は製造プロセス中の所望のときを考慮してなされる。

一つの例示的な実施例においては、構造的に頑丈なハウジング（１３０５）及び駆動によって発生する振動又は回転の変動による影響が少ない頑丈な回転部材を補助するために、高質量の材料が使用されている。本装置においては、（全ての軸線での）回転安定性と振動の隔絶との両方が回転プロセス中に最適化されることが好ましい。更に、回転管（４００）、ハウジング（１００５）、及び駆動装置は、容易な交換及びメンテナンスを可能にするためにモジュール形態で作られている。

別の例示的な実施例においては、単一の堅牢なハウジング（１３０５）内に多数の回転管（４００）を配列することが可能である。ハウジング（１３０５）内に多数の回転管（４００）を配列することによって、各回転管（４００）内での正確性を犠牲にすることなく比較的に高レベルの生産性が容易化される。管内のスペース及び部品装着のための公知で且つ標準的な装置は、製造プロセス全体の一部分として含まれる。
硬化領域内での型の保持

図１４は、本例示的な装置及び方法の一実施例による型保持装置を備えている回転管（４００）の断面図である。型（図１の符号１００，図２の符号２００）は、種々の手段によって硬化領域（図６の符号６１０）内に保持される。一つの実施例においては、型（図１の符号１００，図２の符号２００）は、回転管（４００）の内壁に対して締まり嵌めをなす寸法に作られ且つ上記したように摩擦力によって定位置に保持される。

別の方法として、型（図１の符号１００，図２の符号２００）は、能動的な機械的装置によって定位置に保持されても良い。一つの実施例においては、型（図１の符号１００，図２の符号２００）は、押し込みロッドを使用して矢印（１４１０）の方向に回転管（４００）の下方端部内へ導入される。型（図１の符号１００，図２の符号２００）は、多数の予荷重式の保持止め具（１４００）を通り過ぎるまで押し込まれる。これらの保持止め具（１４００）は、型（図１の符号１００，図２の符号２００）が上方へ通過するのを許容するが、ひとたび、型（図１の符号１００，図２の符号２００）が保持止め具（１４００）を通り過ぎると、多数のばね（１４０５）が保持止め具（１４００）を径方向内方へ移動させるのに十分な力を付与し、保持止め具（１４００）は、この位置に最後に導入された型（図１の符号１００，図２の符号２００）が載置されて型（図１の符号１００，図２の符号２００）を硬化領域（６１０）内に保持する台を形成する。一つの実施例においては、型（図１の符号１００，図２の符号２００）は、多数の係合用開口部又はガス拡散用開口部（図１の符号１３０）を備えている。これらの多数の係合用開口部又はガス拡散用開口部は、保持止め具（１４００）が型（図１の符号１００，図２の符号２００）に係合し且つ型（図１の符号１００，図２の符号２００）を水平方向及び垂直方向の両方向に固定できるように設けられている。このことにより、型（図１の符号１００，図２の符号２００）は回転管（４００）に対して固定された位置に留まったままとなることが確保される。更に別の実施例においては、係合用開口部（図１の符号１３０）は、型（図１の符号１００，図２の符号２００）の底部が開口した状態とならないように、保持止め具（１４００）を完全に包囲している。このことは、型（図１の符号１００，図２の符号２００）を回転管（４００）内に更に固定する補助となる。上記したように、回転管（４００）は、各型（図１の符号１００，図２の符号２００）を回転管（４００）内の固定位置に固定するための多数の保持止め具（１４００）を備えている。

別の実施例においては、回転管（４００）内へ導入された最後の型（図１の符号１００，図２の符号２００）のための台を提供するために、保持止め具（１４００）が回転管（４００）の下方端部に設けられている。このようにして、底部の型（図１の符号１００，図２の符号２００）は、回転管（４００）に機械的に係合する。残りの係合用開口部（図１の符号１３０）は、回転管（４００）全体及び多数の型（図１の符号１００，図２の符号２００）の間のガスの拡散を可能にするために使用される。

型（図１の符号１００，図２の符号２００）は、個々に又は型の積層された柱として導入される。更に別の実施例においては、押し込みロッド自体が、型（図１の符号１００，図２の符号２００）を回転管（４００）の硬化領域（６１０）内に保持する手段として機能する。これは、処理時間及び簡素性並びにコンタクトレンズ製造装置（図１３の符号１３００）の製造における使用及びメンテナンスにおける簡素性に関して有利であることがわかる。
例示的動作

一つの好ましい動作モードにおいては、不活性ガスは、ガス入口ポート（図１３の符号１３１０）を介してハウジング（１００５）内へ導入される。次いで、重合液を分与されている型（図１の符号１００，図２の符号２００）が、押し込みロットを使用して固定された回転管（４００）内へ下方端部から導入される。これらの型は、個々に導入されるか又は積層柱として導入される。押し込みロッドは、型を保持止め具（１４００）を通過するように持ち上げ、次いで引き抜かれる。型の積層体内の最も下方の型は、次いで、保持止め具（図１４の符号１４００）上に載置される。回転管（図４の符号４００、図７の符号７００、図８の符号８００、図９の符号９００）のための駆動機構が次いでオンにされ、次いで、回転管（４００）が所定のスピードで回転される。この状態で、回転管（４００）の回転によって生じる遠心力が重合液に作用し、該重合液を各型（図１の符号１００，図２の符号２００）の成形キャビティ（図１の符号１２０）の端縁に向かって外方へ押す。回転管（４００）は、この所定のスピードである時間に亘って回転されて、（回転速度、重合液の表面張力、重力加速度のような要因の組み合わせによってもたらされる）凹面がその平衡形状に達するのを可能にする。この時点で、型（図１の符号１００，図２の符号２００）からなる柱は化学線によって照射され、このようにして、その重合及び中実品の形成が開始される。硬化プロセスが完了すると、化学線が消され、回転管（４００）の回転が停止される。次いで、硬化された型（図１の符号１００，図２の符号２００）は、押し込みロッドを上昇させ且つ硬化された型（図１の符号１０図：２の符号２００）を回転管（４００）の頂部から押し上げることによって回収される。

金属製の回転管の使用方法がコンタクトレンズの回転成形用として提供されて来たけれども（例えば、’１３８特許参照）、このような管は重合を開始させるために紫外光（又は、その他の類似の放射線）の使用を排除していることは明らかである。しかしながら、開口部を回転管の壁に配置する簡単な手段を適用することによって、高品質のコンタクトレンズの製造のための頑丈な装置を製造することができることが判明した。開口部の形状及び配置は、物理的に頑丈な構造形態を維持しつつ管内への光の透過を最適化するように選択される。これらの開口部はまた、重合液の上方に不活性雰囲気を提供して酸素阻害という有害な作用を減じるために、コンタクトレンズの型からの迅速且つ均一的なガス交換をも可能にする。

ここに記載した回転管の設計は、特に、外側ケースに結合されたときに、コンタクトレンズのような回転対称品のための容易に変換可能で機械的に頑丈な回転成形装置であって使用中のメンテナンスをほとんど必要としないか又は全く必要としない装置が提供される。
多段階による硬化

図１５は、本例示的な装置及び方法の一実施例による多段階硬化プロセスのフローチャートである。重合液の硬化又は部分的な硬化の後に、次いで、型が、プッシュロッドを使用して回転管（４００）の頂部上配置されている二次硬化装置内へと上方へ押し込まれる。別の方法として、型は、手動によって又はロボットアームによって装置から降ろされる。次いで、二次硬化装置によって型内に収容されている重合液が更に硬化される。該二次硬化装置は、伝統的に採用されている如何なる装置であっても良い。例えば、該二次硬化装置は、伝統的なガラス管とすることができる。

図１５を更に詳細に参照すると、一つの実施例においては、重合液を収容している型が上記したように回転管（４００）内に導入される。（ステップ２１１０）。次に、化学線による照射によってレンズ重合体の部分的な硬化が回転管（４００）内でなされ、それによって、重合が開始され且つ中実品の部分的な形成が開始される。（ステップ２１２０）。従って、本例示的な実施例によると、レンズの初期の架橋が回転管（４００）の硬化領域（図６の符号６１０）内でなされる。

レンズの硬化の初期段階中においては、重合体は、結果的に得られるレンズの表面への欠陥の導入を最も受け易い。欠陥のある光学系を生じる、型の移動の結果としてもたらされる振動又は定常波は、レンズ材料が最も流動性が高いときに生じる。結論として、一つの例示的な実施例によると、レンズは、回転管（４００）の硬化領域（図６の符号６１０）内において、コンタクトレンズの形状が確立され且つ安定する程度まで部分的に形成される。次いで、レンズとレンズの型との組み合わせは、伝統的なガラス管又は別の制御程度が比較的低い環境へ送られて最終的に硬化される。すなわち、例示的な実施例によれば、振動及び振れが最小化されるようにするために、レンズは、ここに教示されている回転管（４００）の制御された環境内で、最初に回転され、照射され、架橋される。特に限定的ではないが、振れが少なく且つ脱係合式の磁気駆動を含む他の特徴を備えた本例示的な回転管（４００）のように比較的に厳しい許容公差によって、表面収差が最小のレンズの初期の形態がもたらされる。

次に再度図１５を参照すると、この部分的に形成されたレンズは、レンズの形状及び表面積が確立された状態で、回転管（４００）から二次硬化管へと送られ（ステップ２１３０及び２１４０）、ここで、この部分的に形成されたレンズは完全に硬化される（ステップ２１５０）。レンズの硬化は、限定的ではないが、光化学又は熱誘導重合を含む何かしらの手段によって二次硬化管内で完了される。更に、別の例示的な実施形態においては、該部分的に形成されたレンズの二段階硬化は、適当に制御されたトンネル炉内で行なわれ、該トンネル炉内では、化学線か熱かそれらの両方によってレンズの硬化が完了される。ひとたび、初期量の架橋が回転管（４００）内で化学線によって生じると、部分的に架橋されたレンズ重合体は、二次硬化管内での回転又は上記したトンネル炉又はその他の硬化装置への導入による影響が少ないか又は全く影響を受けない十分な構造的な安定性を有している。

更に、上記した多段階硬化プロセスの採用により、完全に硬化した製品を製造するのに必要とされる時間が著しく短縮される。回転管（４００）内で製品を部分的に硬化させるのに必要とされる時間は、ほんの短い時間である。供給源を単に分けることによって、最終製品を製造されるのに必要とされる時間が、回転管（４００）を使用する第一の部分的硬化段階と、二次硬化管を使用する第二の完全硬化段階との間で分割される。回転管（４００）内で部分的に硬化された更に多くの製品が多数の二次硬化管内で完全に硬化されるのを可能にするためには、更に別の多数の二次的硬化管が設けられる。

上記の説明は、ここに記載されている原理の実施形態及び実施例を例示し且つ説明するためにのみ提供されたものである。この説明は、排他的であることは意図しておらず、これらの原理をここに開示されているいずれかの形態そのものに限定することを意図していない。上記の教示を参考にして、多くの改造及び変更が可能である。

１００ 型、 １１０ 側壁、
１２０ 成形キャビティ、 １３０ 係合用開口部、
２００ 型、 ２１０ スポーク、
４００ 回転管、 ４１０ 境界リング、
４２０ 空隙、 ４３０ 突出部、
６００ 軸受け取り付け領域、 ６１０ 硬化領域、
６２０ 駆動領域、 ６３０ 内側穴、
７００ 回転管、 ７１０ 長穴、
８００ 回転管、 ８１０ 開口部、
８２０ 中間の材料、 ９００ 回転管、
９１０ 開口部、 ９２０ 中間の材料、
１０００ 回転管、 １０１０ 円形開口部、
１０２０ 中間の材料、 １１００ 回転管、
１１１０ 開口部、 １１２０ 中間の材料、
１２１５Ａ 小さい半径、 １２１５Ｂ 小さいサイズ、
１２２０Ａ 大きい半径、 １２２０Ｂ 大きなサイズ、
１３００ コンタクトレンズ製造装置、
１３０５ ハウジング、 １３１０ 入口ポート、
１３１５ 不活性ガス排出ポート、
１３１５ａ プラグ、 １３２０ 係合装置、
１３２５ 永久磁石、 １３３０ 駆動コイル、
１３４０ 駆動装置、 １３４５ ホール効果トランスジューサ、
１３５０ 化学線源、 １４００ 保持止め具、
１４０５ ばね

Claims (15)

1. レンズを回転成形するための装置であって、
   長手方向に延びている空洞部を形成している回転可能な回転管を備えており、
   前記長手方向に延びている空洞部が少なくとも１つのコンタクトレンズの型を収容できるように構成されており、
   前記回転管が少なくとも部分的に不透明な材料によって作られ、
   化学線の透過を可能にしている少なくとも１つの開口部を形成している少なくとも１つの部分を有しており、該開口部を透過した化学線が前記型の中の材料の重合または光化学架橋結合を促進するようにした、ことを特徴とする装置。
2. 前記回転管が金属によって作られている、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記開口部が、ダイヤモンド形、円形、正方形、卵形からなる群から選択された形状を有している、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記開口部が、前記長手方向に延びている空洞部によって形成されている前記回転管の内側穴から該回転管の外面に向かって先細となっている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記開口部が、前記回転管に入射する化学線を回折させる構造とされている、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記長手方向に延びている空洞部によって形成されている前記回転管の内側穴が、化学線を反射する構造とされている、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記回転管の第一の端部に形成されている第一の軸受け取り付け部分と、前記回転管の第二の端部に形成されている第二の軸受け取り付け部分とを更に備えており、
   前記第一の軸受け取り付け部分と第二の軸受け取り付け部分とが、各々、非脆性の不透明な材料によって作られている、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置。
8. レンズを遠心成形する方法であって、
   長手方向に延びている空洞部を形成している回転可能な回転管であって、少なくとも部分的に不透明な材料によって作られ、化学線の透過を可能にしている少なくとも１つの開口部を形成している少なくとも１つの部分を有する第一の回転管を準備するステップと、
   重合液を収容している複数の型を、前記第一の回転管の前記空洞内に導入するステップと、
   化学線を前記少なくとも１つの開口部を通して前記第一の回転管内に導入して前記重合液に当てることにより前記重合液を前記第一の回転管内で部分的に硬化させるステップと、
   前記複数の型を前記第一の回転管から取り外すステップと、
   少なくとも１つの第二の硬化装置を準備するステップと、
   前記取り外した複数の型を前記第二の硬化装置内へ導入するステップと、
   前記第二の硬化装置内で前記重合液の硬化を完了させるステップと、を含む方法。
9. 前記第一の回転管を回転させて、前記型内に収容されている前記重合液が凹面形状を形成するようにするステップを更に含んでいる、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記第一の回転管の第一の端部に形成されている第一の軸受け取り付け領域、及び前記第一の回転管の第二の端部に形成されている第二の軸受け取り付け領域が設けられており、前記第一の軸受け取り付け領域と前記第二の軸受け取り付け領域とは、各々、非脆性の不透明な材料によって作られている、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の方法。
11. レンズを回転成形する装置であって、
    長手方向に延びている空洞部を形成している回転可能な回転管であって、前記長手方向に延びている空洞部が複数の１つのコンタクトレンズの型を収容できるように構成されており、化学線の透過を可能にしている少なくとも１つの開口部を形成している少なくとも１つの部分を有しており、該開口部を透過した化学線が前記型の中の材料の重合または光化学架橋結合を促進するようにした回転管を有する第一の硬化装置と、
    前記第一の回転管から取り外した前記型を受け入れ、前記型内に収容されている重合液の硬化を完了する構造とされている少なくとも１つの第二の硬化装置と、を備えていることを特徴とする装置。
12. 前記型内に収容されている重合液が凹面形状を形成するように前記回転管を回転させる構造とされている駆動装置と、
    前記回転管に隣接して設けられている化学線源と、を更に備えていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 前記回転管が、該回転管の第一の端部に形成されている第一の軸受け取り付け領域と、前記回転管の第二の端部に形成されている第二の軸受け取り付け領域とを更に備えており、該第一の軸受け取り付け領域と第二の軸受け取り付け領域との各々が、非脆性の不透明な材料によって作られている、ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の装置。
14. 前記化学線源が、ＵＶ・ＬＥＤ、蛍光管ランプ、水銀放電ランプからなる群から選択された発生源からなる、ことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
15. 前記第一の硬化装置が更にハウジングを備えており、前記回転管及び前記化学線源が、前記ハウジング内に気密封止されている、ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。

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