JPH08174699A - コンタクトレンズの自動成形装置及び方法 - Google Patents

コンタクトレンズの自動成形装置及び方法

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JPH08174699A
JPH08174699A JP7167892A JP16789295A JPH08174699A JP H08174699 A JPH08174699 A JP H08174699A JP 7167892 A JP7167892 A JP 7167892A JP 16789295 A JP16789295 A JP 16789295A JP H08174699 A JPH08174699 A JP H08174699A
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フィン・トリイェ・アンデルセン
Stephen Robert Beaton
スティーブン・ロバート・ビートン
Svend Christensen
スヴェンド・クリステンセン
Allan G Jensen
アラン・ゲー・イェンセン
Ture Kindt-Larsen
テュアー・キント−ラーセン
Victor Lust
ビクター・ラスト
Craig William Walker
クレイグ・ウィリアム・ウォーカー
Daniel Tsu-Fang Wang
ダニエル・ツゥ−ファン・ウォン
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高品質のコンタクトレンズを高速に作成でき
る完全に自動化されたコンタクトレンズの自動成形装置
を提供する。 【構成】 第一のステーションで第一の半成形型中にヒ
ドロゲルを堆積し、第二のステーションで第一の半成形
型上に第二の半成形型を組み立て、組み立てた半成形型
をクランプして放射エネルギーを照射してキャビティ中
のヒドロゲルを重合させ、最後に過剰なヒドロゲルと成
形型の除去を行う。この一連の動作はベルトコンベア上
で自動化されたロボット手段により行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、広くは眼のためのレ
ンズ、特に成形された親水性コンタクトレンズを製作す
る分野に関し、より特定的には、眼のためのレンズを自
動的に製作する高速で自動化されたコンタクトレンズ成
形システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ヒドロゲルコンタクトレンズの直接成形
はラーセンによる米国特許No.4,495,313、ラーセンによ
る米国特許No.4,565,348、ラーセン等による米国特許N
o.4,640,489、ラーセン等による米国特許No.4,680,33
6、ラーセン等による米国特許No.4,889,664、及びラー
セン等による米国特許No.5,039,459に開示されており、
これら全ての米国特許はこの発明の譲受人に譲渡されて
いる。これらの参照文献は各レンズが2x4の成形型ア
レイで搬送される裏側(上側)及び表側(下側)の曲面
の成形型セクション(mold section、ないし成形型部)
の間にモノマーを挟み込むことにより成形されるコンタ
クトレンズ製作工程を開示している。モノマーを重合す
ることによりレンズを形成し、そしてレンズを成形型セ
クションから取り外してさらに水和槽内で処理した後に
消費者の使用のために梱包する。水和及びこのタイプの
レンズの成形型からの取り外しは、ラーセンによる米国
特許No.5,094,609及びラーセンによる米国特許No.5,08
0,839に開示されており、この両方の米国特許はこの発
明の譲受人に譲渡されている。
【0003】現在、部分的に自動化され且つ準自動化さ
れた工程がソフトコンタクトレンズの生産に使用される
が、ハイクオリティなコンタクトレンズを生産するため
に必要な厳格な工程管理及び厳しい公差ということにい
くらかは影響を受け、高い生産率は達成できない。
【0004】典型的には、これらのレンズのための成形
型は、一般的は射出成形により適当な熱塑性プラスチッ
クから形成されており、支持構造を用いてこの種の多く
の成形型を取りまとめる複数のフレーム内に通常は配置
された成形型は、遠隔の成形施設から運送されコンタク
トレンズブランクを製作するための生産施設で使用する
ために保管される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】標準的な大気条件下で
維持されたレンズ成形型の使用はレンズの表面にある反
応性のモノマー組成物を抑制し、従って、このモノマー
組成物を不完全なものとし且つ非均質に硬化させてしま
う。このことは、レンズの物理的性質を悪化させてしま
う。この現象の原因を調べると、レンズ成形型の表面内
及び表面上の酸素分子の存在によることがわかる。これ
は、多くの酸素を吸収する好ましいポリスチレン成形材
固有の能力によるものである。成形中には、この酸素
は、経験的な試験により決定された許容できる最大量を
超える量の反応性モノマー合成物を有する重合インター
フェースに対して解放される。より明確に言えば、酸素
は反応性モノマーと急速に共重合するがこのように形成
された重合チェーンは直ちに途切れる。その結果、モノ
マー反応率、力学的チェーン長及びポリマー分子重を減
少させてしまう。酸素レベルの臨界及び効果的な制御プ
ロトコルを実行する困難性は、反応性モノマー/成形型
のインタフェースにおける酸素レベルが空気中の酸素濃
度(3 x l0ー3 モル/liter)のおおよそ300倍より小
さく制御されなければならないことを認識することによ
りそのことが正しく理解されるであろう。
【0006】この認識された問題は現状技術では、おお
よそ1torrまでに真空にされ6〜12時間より少ない期
間この条件に維持されたチェンバーを利用して成形型を
予め所望の状態におくという、注意深いが、多くの時間
費やし骨の折れる作業により取り扱われてきた。
【0007】標準的な製作上の取り扱い時の脱ガス後の
空気への成形型の短時間の露出でさえ有害である。一分
間の空気への露出でさえ、許容できる条件を再度獲得す
るために5時間の脱ガスが必要となる酸素を吸収する結
果となってしまう。従って、製作ライン直前の脱ガス操
作、特に異なる露出時間で露出された多くの成形型の移
動のための脱ガス操作は実際的ではなく、従来のシステ
ムに対していかなる実際的な改良もなされていなかっ
た。
【0008】この問題は、並置された成形部の表側及び
裏側の曲面が異なる厚さを示しているという事実により
複雑なものとなっており、このことにより、反応性モノ
マー組成部の断面が変化するその表面上を酸素に異なっ
た程度でさらしてしまい、レンズの歪み及びその光学的
性質の劣化をもたらしてしまう。従って、個々の成形型
セクション即ち半成形型(mold halves)における酸素
濃度分布は短時間な脱ガス時間の間は対称であるが、よ
り長い脱ガス期間中にはしだいに非対称となり、その偏
差は表面と裏面の間において一様でない硬化と異なった
特性とを招いてしまう。例えば、凸形のおすの成形型は
例えば約2時間で脱ガスされるが、凹形のめすの成形型
は10時間後でさえも十分には脱ガスされない。
【0009】ソフトコンタクトレンズの商業的な要求は
連続的な又は少なくともほぼ連続的な製作ラインの開発
を求めてきた。そして、製作上の仕様の不安定さは、レ
ンズ製作上の操作の自動的な扱いを要求する。
【0010】上記の米国特許の開示に従ってコンタクト
レンズを製作するのに用いられた生産工程に特徴的な他
の問題は、成形型セクションがフランジにより囲繞され
ており、モノマー又はモノマー混合物が半成形型部を互
いに合わせる前に表側の成形部の曲面に過度に供給され
ることである。それらの半成形型が成形型のキャビティ
を規定すべくともに載置された後に、成形型は加重さ
れ、過度のモノマー又はモノマー混合物は成形型のキャ
ビティからフランジ間の空間へと追い出される。重合の
際には、この過度のモノマー又はモノマー混合物は、生
産ライン又は梱包されたレンズの汚染を防止するために
取り除かねばならないHEMAリング(ヒドロキシエチルメ
タクリレート(hydroxyethyl methacrylate)モノマー
を使用した場合)として現状技術で公知である製作上の
ごみを形成する。
【0011】これらの従来技術の工程では、コロナ放電
装置が裏面側の半成形型の下側に接着領域を形成し、こ
れによりHEMAリングを半成形型が互いに分離される時に
その裏面に選択的に接着させるためにしばしば使用され
ている。
【0012】従来技術の半成形型を分離しレンズを取り
外す工程は、予備加熱、加熱、引き出し(prying)、及
び除去から成る。加熱空気は加熱に用いられ、機械的な
てこが引き出しに用いれれ、HEMAリングの除去は手作業
で行われる。対流による成形型の加熱は、効率的な伝熱
上の技術ではない。成形型のアレイが加熱装置に入った
時から裏面側の半成形型が完全に取り除かれるまでには
1分程度の時間が必要である。
【0013】現在のレンズを取り除く方法は、加熱空気
流を用いて裏面側の半成形型を加熱するものである。加
熱は2つの段階、予備加熱と加熱/引き出しとの段階で
実行される。加熱/引き出しの段階では、成形型は適当
な場所で把持され、引き出しフィンガーが成形型の裏面
の一側部の下に挿入される。そして、上方へのてこの力
がその過熱期間中に印加される。要求する温度に到達す
ると、裏面側の成形型セクションがはがれ、一端がてこ
のフィンガーにより持ち上げられると、その半成形型は
取り外しされる。次に、残りの成形型及びレンズは、加
熱及びてこのステーションから取り除かれ、HEMAリング
のくずは手作業で取り除かれる。レンズの対流加熱にお
いて得られる温度勾配は比較的に小さい。何故ならば、
裏面側の半成形型を加熱するに要する時間がレンズの有
意な熱伝導的な加熱を可能とするからであり、これによ
り温度勾配を減少させ成形型の分離を困難にする。レン
ズ成形型の分離にさらに多くの熱を加えると、裏面側の
成形型を柔軟にしてしまい、効率的な機械的な取り外し
損なう。最後に、HEMAリングのくずを手作業で取り除く
ことは、厳しい労働であり、コストがかかる。
【0014】上記した生産工程はソフトコンタクトレン
ズの生産において効力を有するが、高速な自動化された
生産ラインの開発を妨げる多くの問題を抱えている。成
形型フレームが多くのバッチ工程においてデモールド
(demold)した際に、パワー故障があるとその故障時間
に出力の復旧後であってもかなりの時間の間効果的に全
ての生産ラインを停止し、この間一群のフレームは脱ガ
スされ、生産のために用意される。代わりに、高価な制
御システムがパワー故障中におけるフレームが部分的に
脱ガスされることを防止するために必要となる。
【0015】さらに、大きな成形型アレイを使用した場
合、ポリスチレンフレームが如何様にも歪むと、正確な
自動化した機械加工のための位置決めの問題を引き起こ
し得る。
【0016】
【課題を解決するための手段】この発明は、ソフトコン
タクトレンズのレンズブランクの改良された製作を含ん
でおり、より特定的には、欠陥のあるレンズ又は物理的
若しくは光学的特質が低下したレンズを少量しか生産し
ない、高速且つ大量な生産を提供する連続的な又は少な
くともほぼ連続的な自動化された製作ラインで実行され
るサブシステムステーション、操作、手順及びプロトコ
ルに関わるものである。
【0017】この発明は、レンズ成形型ブランクと反応
性モノマー組成部との間のインターフェースにおける酸
素レベルを、許容できる光学的クオリティを有するレン
ズを最適な製作条件下で確実に生産するレベル内にある
ように制御するプロトコルに応じて、関連する装置によ
り実行する方法を含んでいる。
【0018】従って、この発明は、モノマー又はモノマ
ー混合物を大気の状態、特に空気に露出させることを十
分に最小限にとどめ、レンズを製作するために使用され
るモノマー又はモノマー混合物内に溶解した酸素の量を
減少することを目的とする。
【0019】この発明はまた、コンタクトレンズ成形型
セクションをコンタクトレンズ充填、早期硬化、重合、
及びデモールドステーション内を速く、効率的に且つ正
確な方法で通過させて自動的に移動する完全自動生産ラ
インシステムを組み込むことを目的とする。
【0020】この発明はまた、もろい表及び裏側の曲面
の半成形型をそれらの物品が作られる成形型から取り除
き、それらの半成形型を低酸素環境における高速な自動
化された製作システムにおいて移動させ且つ堆積(モノ
マー又はモノマー混合物を成形型中へ)する高速な装置
を提供することを目的とする。
【0021】この発明はさらに、ポリスチレン半成形型
をそれらの物品が作られる成形型から、自動化されたレ
ンズ成形システムの低酸素環境に15秒より小さい時間
で移動させることを目的とする。
【0022】これらの目的及び他の目的は、成形された
半成形型を第1、第2及び第3のロボット又はアセンブ
リを一般的に備えたロボット装置により自動生産ライン
に移送する、成形型から半成形型を取り除き移送する装
置により達成される。第1のアセンブリは成形型から半
成形型を取り除き、それらを第1の場所へ移送する。第
2のアセンブリは半成形型を第1のアセンブリから受け
取り、それらを第2の場所へ移送する。第3のアセンブ
リはそれらの成形型の部品を第2のアセンブリから受け
取り、それらを自動ラインへの入口であるパレット上の
第3の場所へ移送する。同時に、光学的表面を防護し、
必要があるならば、最も効率的な下流の工程のために曲
面を裏返す。
【0023】この発明はまた、自動コンタクトレンズ生
産施設内に、レンズ成形型アセンブリの形成より前に表
側の曲面の成形型セクションと裏側の曲面の成形型セク
ションとの両方を受け取ることができる搬送パレットが
設けられた自動パレットシステムを組み込むことを目的
とする。
【0024】特に、そのコンタクトレンズパレットシス
テムは、自動コンタクトレンズ生産ライン内を1つ以上
のコンタクトレンズ成形型アセンブリを搬送してその光
学的表面を保護するパレットを備えている。パレットは
個々のコンタクトレンズ成形型アセンブリを受け取るパ
レットの表面に形成された1つ以上の第1の溝を有して
いる。また、コンタクトレンズ成形型アセンブリは表側
の第1の曲面の半成形型と、その片割れの裏側の第2の
曲面の半成形型とを備えている。
【0025】この発明はまた、唯一のパレットキャリア
で搬送され、所定の量の重合可能なモノマー又はモノマ
ー混合物が充填される、複数の表側の曲面の半コンタク
トレンズ成形型を受け取る第1の自動ステーションを含
む、コンタクトレンズのために半成形型の充填且つ組み
立てる装置を提供することを目的とする。装置は、ま
た、裏側の曲面の成形型セクションに余分なヒドロゲル
を選択的に付着させるために、表側の曲面のレンズ成形
型セクションの一部に界面活性剤をコーティングする第
2の自動ステーションを含んでいる。装置は、さらに、
複数の裏側の曲面の成形型セクションを順次受け取り、
搬送パレットからそれらの裏側の曲面の成形型セクショ
ンを取り除き、既に重合可能なモノマー又はモノマー混
合物が充填された複数の表側の曲面の成形型セクション
で複数の裏側の曲面の成形型セクションを受け取り且つ
位置決めする。初めに成形型セクションが真空に引か
れ、次いで、裏側の曲面が表側の曲面に組み合わされ、
成形型のキャビティから過度のモノマーを取り除き、且
つ表側の曲面の成形型セクション上に形成された分割エ
ッジに対して裏側の曲面の成形型セクションをしっかり
位置づけるために裏側の曲面が加重されるか又はクラン
プされる。その組立は、成形型アセンブリの速度を速
め、且つ、さもなければ成形型を組み立てる時に成形型
セクションの間にトラップされるかもしれないガスによ
りガスの気泡が形成することを防止するために真空下で
実行される。
【0026】この発明はまた、硬化ステップの間、より
均一にレンズを硬化させることができ、且つ、硬化中に
成形型からレンズの“こね土(puddling)”又はキャビ
ティを少なくする成形型内でソフトコンタクトレンズを
形成するために重合可能なモノマー又はモノマー混合物
を早期硬化するための装置及び方法を提供することを目
的とする。半成形型は成形型充填及び成形型組み立てス
テーションから早期硬化ステーションへ移動され、低酸
素環境において所定の期間所定の圧力で共にクランプさ
れる。モノマー又はモノマー混合物が重合される際に硬
化中の成形型のコンプライアンスを得るために、第2即
ち凸形の半成形型は第1即ち凹形の半成形型よりも薄
い。クランプ圧力は第1及び第2の半成形型に形成され
たそれらのフランジを整列させ、フランジを平行にし、
成形型の個々の曲面の位置調整を確実に行う。クランプ
圧力はまた、裏側の曲面の半成形型を表側の半成形型に
形成された環状のエッジに対して位置づけ、成形型キャ
ビティ内に含まれるモノマーから余分なモノマーを確実
に切断する。これにより、可能な範囲でベストなレンズ
エッジクオリティを達成できる。
【0027】所定のクランプ期間の後、モノマー又はモ
ノマー混合物は紫外線光源のような化学線にさらし、モ
ノマー又はモノマー混合物を部分的に硬化してゲル状態
とする。クランプ圧力下において第2の所定の露光期間
の後、クランプが解放され、紫外線による露光が終了す
る。そして、部分的に早期硬化されたゲルのようなレン
ズが、成形型に入ったまま、完全な重合及び硬化のため
の拡張硬化ステーション内を移動される。
【0028】この発明はまた、コンタクトレンズ成形型
セクション間に形成されたコンタクトレンズを損傷せず
にコンタクトレンズ成形型セクションを容易に且つ反復
して分離可能な方法及び装置を提供することを目的とす
る。
【0029】この発明はさらに、裏側の曲面の成形型
と、2つの成形型セクションの間に形成されたキャビテ
ィに含まれるコンタクトレンズとの間に有意な温度勾配
を形成し、表側の曲面の成形型から裏側の曲面の成形型
を分離する方法及び装置を提供することを目的とする。
【0030】この発明はまた、レーザビーム又は光エネ
ルギースチームノズルを用い、過度な周囲の加熱又はエ
ネルギーの浪費をすることなく上記温度勾配を形成する
ことを目的とする。
【0031】この発明はさらに、堅実で且つ信頼できる
方法で半成形型を機械的に且つ確実に互いに引き放し、
これにより欠陥のないレンズを生産することを確実に
し、レンズの切れ(tearing)又はレンズ成形型セクシ
ョンの破損を最小限とする自動化された手段を提供する
ことを目的とする。
【0032】この発明はまた、レンズのデモールドの
間、組み立てられた成形型に与えられた温度勾配及び圧
力を制御することにより、どの半成形型にレンズが付着
するかを制御する方法を提供することを目的とする。
【0033】この発明の更なる利点及び効果はこの発明
の好ましい実施例を特定し且つ示す添付の図面を参照し
て与えられる以下の詳細な記述から明らかになるであろ
う。
【0034】この明細書において一部記載され且つ請求
項に記載した、コンタクトレンズ製作システムの態様及
び好ましい特徴は、出願中で同様に譲渡された以下の特
許出願に詳細に記載されている:ウォーレス・アンソニ
ー・マーティンらの米国出願番号No.O8/257802 (代理人
事件整理番号 8997) ソフトコンタクトレンズの低酸素
成形、ヘンリー・アーマンド・タゴバートらの米国出願
No.O8/257801 (代理人事件整理番号 8999) レーザ成形
装置、ダニエル・ツゥーファン・ウォンらの米国出願N
o.O8/257786 (代理人事件整理番号 9001) 生産ラインパ
レットシステム、ビクター・ラストらの米国出願No.O8/
258267 (代理人事件整理番号 9002)成形型から物品を移
動し且つ取り除く装置、ビクター・ラストらの米国出願
No.O8/257785 (代理人事件整理番号 9003)コンタクトレ
ンズ製作用半成形型及び成形アセンブリ、ウォーレス・
アンソニー・マーティンらの米国出願No.O8/258264 (代
理人事件整理番号 9004) コンタクトレンズ成形型充填
・組み立て方法及び装置、テュアー・キントー・ラーセ
ンらの米国出願No.O8/258265 (代理人事件整理番号: 90
06)成形型分離及び装置、ウォーレス・アンソニー・マ
ーティンらの米国出願No.O8/257792 (代理人事件整理番
号: 9007)重合可能なヒドロゲルの成形クランプ及び早
期硬化、ウォーレス・アンソニー・マーティンらの米国
出願No.O8/258263(代理人事件整理番号 9009)成形型解
放材としてのツウィーン(Tween)、ウォーレス・アン
ソニー・マーティンらの米国出願No.O8/257799(代理人
事件整理番号: 9011)UV周期重合炉、ウォーレス・ア
ンソニー・マーティンらの米国出願No.O8/258264(代理
人事件整理番号: 9004) オプタルミック(Opthalmic)
レンズを製作する方法及び装置、ヘンリー・アーマンド
・ダゴバートらの米国出願No.O8/257801(代理人事件整
理番号: 8999)オプタルミックレンズのレーザ補助デモ
ールド。
【0035】
【実施例】この発明のコンタクトレンズ生産ラインパレ
ットシステムの上記目的及び効果については、いくつか
の図面においては同一の要素に同一の符号が付されてい
る添付の図面を伴った、この発明のいくつかの好ましい
実施例の以下に詳細な記述を参照することにより当業者
はより容易に理解されるであろう。
【0036】この発明によれば、硬化段階を実行する前
にレンズブランク成形型を酸素にさらす時間を最小限に
すべく、レンズ成形型ブランクを用意することがレンズ
ブランク製作に統合される。充填(凸形状のレンズ成形
型部のキャビティに反応性モノマー組成部を導入するこ
と)と硬化との間の一分間の遅延でさえ、反応性モノマ
ー/成形型インターフェースにおいて目標最低値とする
酸素濃度 l x l0ー8 モル/cm3を得るのに5時間の脱ガス
が必要となるならば、レンズ成形型ブランクを生産ライ
ンで用意する施設が重要となる。
【0037】従って、酸素レベルの低下は、従来の方法
で実践された脱ガスのみではなく、、成形装置で得られ
る高温度条件において、充填、早期硬化、及び最終硬化
を介してさらなる処理を行うために、窒素のような不活
性物質に可能な限り速く覆われた完全に脱ガスされた成
形型ブランクの清浄な成形により達成される。
【0038】成形型インターフェースにおける酸素レベ
ルを制御する上でのキーパラメータは大気条件に応じた
成形型表面への及び表面からの酸素の拡散、そしてその
後の成形型/反応性モノマー組成物のインタフェースへ
の拡散であることが明らかになっている。成形されたレ
ンズ成形型は、反応性モノマー組成物の感度に対して許
容できない高レベルの、保持されているが移動可能な酸
素を吸収及び吸収メカニズムにより容易に受け入れてし
まう。特に、好ましいポリスチレンの成形型部品の場合
は酸素を吸収する。この出願の目的のために、吸収及び
吸収メカニズムは吸収という用語を使用することにより
略記する。酸素の移動は濃度に応じて起こり、成形型が
真空状態にあるとき、酸素はより低い濃度へ、即ちこの
例では真空へと適当な拡散率で移動する。通常、成形型
の表面は完全に脱ガスする最後の部分であり、それ故、
受け入れがたい、前処理の条件を整えるための長時間の
脱ガスが必要となる。同様な理由により、酸素の再吸収
が表面で起こり、内部への再平衡が成形型材の内部で拡
散率により再度制御される。従って、大気への如何なる
露出も成形型インタフェースにおいて許容できない高レ
ベルの酸素を急激にもたらし、表面の一部にある酸素が
酸素の少ない内部に拡散し、真空又は不活性ガス媒体へ
と除去される前に表面に再捕獲されるに違いない。この
ことは、比較的広範囲な条件を整える処理だけが解決す
るであろう。
【0039】レンズ成形型の内部からの吸収された酸素
の拡散は、残留酸素が一掃された表面においてさえもレ
ンズクオリティを低下させてしまう。従って、成形工程
中にレンズ成形型を取り扱う工程のさらなる改良が必要
となる。特に、大気へのレンズ成形型のいかなる露出
も、その部品の内部へわずかに拡散する酸素の更なる吸
収をもたらすことが予測される。結論を言えば、拡散時
間無しで窒素だけで浄化した表面は、酸素の存在から発
生する成形上の問題を避けるのに十分ではないが、酸素
のない不活性雰囲気では、レンズ成形型の内部に含まれ
ている酸素は容易に且つ比較的速く表面から放出され
る。そして、いったん成形型が反応性モノマーで満たさ
れると、如何なる量の洗浄でもこの問題を解決すること
はないであろう。
【0040】従って、いかなる大気への露出であって
も、かかる露出の時間を最小限にすることによっての
み、レンズ成形型は最適に全体に脱ガスされ、本質的に
完全な脱ガスを行う時間の間窒素下でレンズ成形型を保
持すれば上記問題を十分に解決できることが明らかにな
った。この発明によれば、オフサイトで前もって実行さ
れる射出成形操作はコンタクトレンズ製作ラインに物理
的に統合される。成形装置の高温高圧により、小球状の
供給物の初期の高酸素レベルは効率よく低減され、成形
工程において形成される清浄な表面から容易に且つ選択
的に残留酸素が除去されている。小球状の供給物はまた
射出成形のホッパー内の窒素で脱ガスされ得る。
【0041】好ましい成形型の材料はポリスチレンであ
り、成形型は、光学的クオリティを有する表面に成形さ
れ得、大量生産に適した熱塑性材料から作られ得る。そ
の表面は、重合に使用される放射線に透過であり、以下
で詳細に記述する工程に使用される工程条件下で臨界寸
法を成形型に維持させる力学的性質を有している。適当
な熱塑性材料の例としては、低、中、高濃度のポリエチ
レン、ポリプロピレンのような、それらの共重合を含
む、ポリオレフィン、ポリー4ーメチルペンテン(poly
-4-methylpentene)、及びポリスチレンがある。他の適
合する材料としては、ポリアセタール樹脂、ポリアクリ
レセル(polyacrylethers)、ポリアリレセルスルホン
(polyarylether sulfones)、ナイロン6、ナイロン6
6、及びナイロン11である。熱塑性ポリエステル、及
びフッ素化エチレンプロピレン共重合(fluorinated et
hylene propylene copolymers)、エチレンフッ素エチ
レン共重合(ethylene fluoroethylene copolymers)の
ような各種のフッ素化材料もまた使用され得る。
【0042】特に多くの操作において複数の成形型を使
用する場合には、高クオリティで安定した成形型が必要
であり、成形型用の材料を選択することが重要であるこ
とが明らかになった。この発明では、生産クオリティは
倍率及び曲率で各レンズの個々を調べ分類することによ
り保証されることはない。代わりに、クオリティは、大
変厳しい公差内で個々の成形型部材の寸法を維持し、且
つ全てのレンズを等しく取り扱う特別な継続するステッ
プで成形型を処理することにより保証される。ポリエチ
レン及びポリプロピレンは溶融状態から冷却する間に部
分的に結晶化するので、制御が困難な寸法変化を起こす
比較的大きな収縮が発生する。現在の工程で使用されて
いる成形型のために最も好ましい材料は、結晶化せず、
低収縮であり、光学的クオリティを有する表面へと比較
的低温度で射出成形され得るポリスチレンであることが
さらに知られていた。従って、上記したようなものを含
む他の熱塑性物質はこのようないくつかの性質を有して
いるならば使用できることは理解されるであろう。この
ような望ましい特質を有するポリオレフィンの所定の共
重合又は混合物はまた、米国特許NO.4,565,348により十
分に開示されているかかる特質を有するポリスチレン共
重合物及び混合物と同様に、この発明の目的に適うもの
である。
【0043】効率、操作の容易さ、及びサイクル時間の
面から、射出成形装置は好ましい。自動操作のためのサ
イクル時間は最小化され、平均材料スループットは、3
〜12秒程度と小さく、好ましくは6秒が、米国出願番
号No. O8/257794 に開示されたその新規な条件下で得ら
れる。その6秒の間、材料はある熱塑性の条件で加熱さ
れ、成形型内へと押し出され、成形型から追い出され取
り除かれる。しかしながら、その材料スループット時間
のわずかな間だけ最大マニホールド温度270〜280℃が得
られ、成形温度は215〜220℃であり、従って、射出成形
操作は本質的に完全に脱ガスされた成形型セクションを
各サイクルで送り出すことができることが明らかになっ
たことは驚くべきことであった。
【0044】米国特許No.4,565,348に開示されたような
従来の実施とは異なり、フレームのような関連した支持
構造無しに、完全に形成されたレンズ成形型部を直接製
造するように、成形型は設計されている。従って、デモ
ールドする際に不必要なポリマー材料からその成形型部
を分離するのに必要なものは何もなく、レンズ成形型部
は移送手段に送り出す自動ロボット手段により直接収集
され得る。いかなる所与のサイクルにおいても、多くの
成形型部が用意されるが、取り扱いやすいように、典型
的には凹形状又は凸形状の外形を有する8つのレンズ成
形型部が所与のサイクルで用意され、さらなる操作のた
めに適した規則的な空間アレイでそれらのレンズ成形型
を受容し且つ支持するアルミニウム又はステンレススチ
ールから成るパレットへと自動ロボット手段により移送
される。
【0045】図1及び2に描かれたように、図1のフロ
ーチャートのステップ101及び102で示される射出
成形#1及び#2は、組み合わされたセットで表側及び
裏側の曲面のレンズ成形型部又はセクションをそれぞれ
成形する。図2に示すようにそれらは一列に並んで配置
されるか又は大気により短く露出させるように配置され
ている。それらは、同一平面内で垂直な方向に向いてい
る二股の移動ラインに交差する共通平面内に配置され得
る。
【0046】ロボット手段103及び104が、ステッ
プ105に示すように凹及び凸形状のレンズ成形型をそ
れぞれ受け取り、これらの成形型を高生産率で低酸素環
境へと移送する成形型位置決め及び係合ステーションに
隣接して設けられている。
【0047】図1のステップ106に示すレンズ成形型
セクションの次の完全な脱ガス中に、凹及び凸形状のレ
ンズ成形型を含むパレットはインターリーブされた関係
で、脱ガスされ且つ囲繞された切り込み(infeed)コン
ベアーに並べられ、自動装置がそれらの動作上の相互係
合を成形関係へと変化させ得る。
【0048】インターリーブステーション40を含む連
続コンベアー32は、囲繞され、且つ不活性ガス(便宜
的には窒素)を有するその全長さに亘って加圧されてい
る。窒素の量は重大ではないが、経験的な運転条件下で
大気を効果的に排除するのに十分な窒素圧力を用いるの
が適当である。連続コンベアー32を囲繞する窒素トン
ネル内では、図1のステップ106に示したように、清
浄な状態で用意されたレンズ成形型ブランクが脱ガスさ
れる。
【0049】ステップ107において、複数の凹形状の
レンズ成形型は反応性モノマー組成物で充填され、凹形
状及び凸形状のレンズ成形型は載置されて位置づけら
れ、相補的な成形関係にされる。充填及び組み立て領域
50は、凹形状及び凸形状のレンズ成形型部のパレット
をその領域へ移送し、その領域の終端において対で充填
された成形型を早期硬化領域へと搬送する搬送又は移送
手段32の一部を囲繞している。図2の充填及び組み立
て領域50は、長方形上の断面を有し、適当な熱塑性又
は金属の熱塑性構成で形成された、幾何的には適当な形
状を有し且つ透明な囲いで作られている。
【0050】図1のステップ107で示されているよう
に、凹形状のレンズ成形型セクションはステップ108
で脱ガスされたモノマー組成物で充填され、充填された
凹形状のレンズ成形型が、垂直方向で整列し及び一致し
た関係で凸形状の成形型セクションと係合する窒素トン
ネル内で断続的に形成される真空チェンバーを有する組
立モジュールへと移送される。これにより、反応性モノ
マー組成物は各成形型セクションの光学的表面間でトラ
ップされ、各レンズ成形型セクションの周囲に形成され
ている分割エッジの係合によって少なくとも部分的に密
閉される。真空は解放され、一致した成形型は窒素を通
過して早期硬化ステーション、即ち窒素トンネルの必須
な部分へと移送される。
【0051】以下で詳細に説明するように、凹形状の成
形型セクション上に凸形状の成形型セクションを位置づ
け、これによりこれらの回転軸を同一線上としそれらの
各フランジを平行とする整列手段をも含む装置の周期的
な往復運動により単一のパレット上でその周囲に真空チ
ェンバーが形成される。パレットと密閉して係合する際
に、このようにして形成されたチェンバーは、個々の成
形型の光学的表面間及びそれらの上に如何なるガスの気
泡も含ませないようにするために真空に引かれる。真空
度は、成形型部の組み立てを高速化し且つ取り除かない
と相補的な成形型セクション間を閉じる際にトラップさ
れるかもしれない、モノマー/成形型インタフェースに
おけるガスの気泡を取り除くために選択される。
【0052】成形型部の組み立てに続いて、初期のレン
ズモノマーはステップ109でこの発明の早期硬化モジ
ュール60において早期硬化される。早期硬化の工程で
は、位置決めの際に半成形型をクランプし、その後にモ
ノマー又はモノマー混合物をゲルのような状態に早期硬
化する。
【0053】早期硬化に続いて、以下で詳細に説明する
ようにステップ110において、モノマー又はモノマー
混合物の重合が硬化トンネル75で完了する。
【0054】重合の終了に続いて、ステップ111にお
いて、レンズは裏側の曲面の成形型を加熱し、さらに、
デモールドアセンブリ90において表側の曲面の成形型
から引き出すことによりデモールドされる。最後に、レ
ンズはステップ112において、水和され、検査され、
そして梱包される。
【0055】従って、この発明によれば、高クオリティ
のソフトコンタクトレンズを大量に且つ高速に、そして
低い欠陥数で生産することができる。
【0056】図1及び2を参照すると、第1及び第2の
射出成形型101(a)及び102(a)は、各サイク
ルの終わりに成形型から収集された凹形状及び凸形状の
レンズ成形型部又はセクションのセットを周期的に製造
する(一般的には3〜12秒、好ましくは約6秒)よう
に連続的にサイクル運転される。得られる(且つより良
い操作上の交換に好ましい)幾何的な構成において、デ
モールドのために開いた際に成形型は、垂直平面内に又
は垂直平面に隣接して(一般的には垂直からー5から1
0゜)完了したレンズ成形型部を与える。図2及び図1
のステップ105に示したように、関節で接続されたロ
ボット103及び104の複数のフィンガーは緩やかに
係合して、成形型セットを受け取り、本質的に同一の空
間関係でそれらを維持し、移送ラインに対して概略垂直
な平面からそれらの成形型を移送手段上の平行な平面に
対して90゜回転し、同時に且つ継続的に移送ラインの
水平面の方へ回転し且つ該平面に係合し、図2において
27及び29で一般的に示されるコンベアー手段上の搬
送キャリアパレットで成形型部を位置決めする。
【0057】図2の103及び104で一般に示される
ロボット移送アセンブリは、クランプ手段により瞬間的
に一旦停止される生産ライン上に直接裏側の曲面の成形
型部を載せる。
【0058】図8(a)を参照して以下詳細に説明され
るように、半成形型の光学的表面への接触を防止する逆
方向の射出成形型10(a)から、表側の曲面の半成形
型が放出される。表側の曲面の半成形型は次に他のロボ
ット移送装置により裏返しされ、その下に設けられた静
止したパレット上に載置される。
【0059】複数の成形型部を受け取った後、ベルトコ
ンベアー27及び29によりパレットは図2の矢印で示
される方向にハウジング手段24で一般的示される低酸
素環境へと搬送される。ハウジング手段24は既に述べ
たように窒素で加圧され、低酸素環境の各入口及び出口
点にエアロック手段を備えている場合もある。
【0060】図3及び3(a)はそれぞれ、2つの相補
的な表及び裏側の半成形型から成る成形型アセンブリ内
のモノマー又はモノマー混合物を重合することによりコ
ンタクトレンズを生産するのに有用な第1即ち表側の半
成形型10の一実施例の立面の平面図及び側面図であ
る。表側の半成形型10は好ましくはポリスチレンから
成るが、ソフトコンタクトレンズの引き続く重合を促進
する紫外線又は可視光による放射を透過させるのために
その光に対して十分透明な、既に述べたような適合する
いかなる熱塑性ポリマーでもよい。これに代わって、他
の形式の放射エネルギーがその放射エネルギーに透明な
表側の半成形型を提供するために使用し得る。ポリスチ
レンのような適合した熱塑性物質はまた比較的低温で光
学的クオリティを有する表面を成形し得るような他の望
ましい性質を有しており、すばらしい流動特性を有し且
つ成形中に結晶化せずアモルファス状態を維持し、冷却
中には最小限の収縮特性を示す。
【0061】表側の半成形型10は光学的クオリティを
有する凹形状の表面15を有する中心の曲面であるセク
ションを規定し、その表面は周囲方向に延伸した円形の
周囲分割エッジ14を有する。図3(b)に詳細に拡大
表示された分割エッジ14は、望ましくは、連続的に成
形されるコンタクトレンズのために鋭く均一なプラスチ
ック半径方向の分割線(エッジ)を形成している。表面
15と概略平行な凸形状の表面16は、凹形状の表面1
5から離れて設けられおり、環状で本質的に平行な面を
有するフランジ18は、凹形状の表面15の軸(回転
の)に垂直な平面内において表面15及び16から外側
の半径方向に延伸して形成されている。凹形状の表面1
5はその表側の半成形型により製作されるコンタクトレ
ンズの表側の曲面(倍率曲面)の寸法を有し且つ十分に
滑らかであり、それ故、その表面に接触する、重合可能
な組成物の重合により形成されるコンタクトレンズの表
面は許容可能な光学的クオリティを有する。表側の半成
形型は、ある厚さ(典型的には0.8mm)を有し、熱をす
ばやく伝導し且つデモールド中に成形型アセンブリから
半成形型を分離するのに印加される引き出し力に耐える
のにかなり有効であるように設計されている。
【0062】表側の半成形型即ち曲面の厚さは、従来の
設計では1.5mmであったが、0.8mmに引き下げられた。こ
のことは、サイクル時間に直接的な影響を与え、これを
減少させる。
【0063】図4及び4(a)はそれぞれ、第2即ち裏
側の曲面の半成形型30の立面の平面図及び側面図であ
る。裏側の曲面の半成形型は、表側の曲面の半成形型1
0に関して上記した設計上の考察と全く同一なものに基
づいて設計されている。
【0064】裏側の曲面の半成形型30もまた、好まし
くはポリスチレンから成るが、紫外線又は可視光に対し
て十分透明な、既に述べたような適合したいかなる熱塑
性ポリマーでもよい。裏側の半成形型30は光学的クオ
リティを有する凸形状の表面33を有する中心の屈曲し
たセクション、凸形状の表面33から離れて設られそれ
と概略平行な凹形状の表面34、及び凸形状の表面34
の軸(回転の)に垂直な平面内において表面33及び3
4から外側の半径方向に延伸して形成されて環状で本質
的に平行な面を有するフランジ36を規定している。凸
形状の表面33はその裏側の半成形型により製作される
コンタクトレンズの裏側の曲面(眼の角膜上にある)の
寸法を有し且つ十分に滑らかであり、それ故、その表面
に接触する、重合可能な組成物の重合により形成される
コンタクトレンズの表面は許容可能な光学的クオリティ
を有する。裏側の半成形型は、ある厚さ(典型的には0.
6mm)を有し、熱をすばやく伝導し且つデモールド中に
成形型アセンブリから半成形型を分離するのに印加され
る引き出し力に耐えるのにかなり有効であるように設計
されている。
【0065】その底部の曲面は5.6mmの底部曲面たわみ
で設計されている(図4(a)の所定のたわみ、寸法
“Y”を参照のこと)。5.6mmの底部曲面たわみ及び0.6
mmの厚さは、以下の2つの目的の要求を満たす。
【0066】1.底部曲面たわみは組み立てられた底部
(裏側)の曲面と表側の曲面との間に1.5mm〜3.0mmのギ
ャップを生じさせ、コンタクトレンズを作成する重合の
後に表側の曲面のマトリックスから底部の曲面を機械的
に取り除くことを手助けする。
【0067】2.0.6mm程度の厚さを部分的に有するの
で、底部曲面は、不利益なことに底部曲面上に裂け目を
もたらし得るフランジ(ここでは2つの溶融した流れが
集まる)の末端側での融合線(weld line)の発生を抑
える。
【0068】半成形型10及び30は、一般に、フラン
ジの一側部から延伸しフランジに一体化された三角形状
のタブ26及び37を規定している。タブ37は溶融し
た熱塑性物質を成形型へと供給する注入熱先端部へと延
伸しており、ポリマー波先の流れを滑らかにし、従っ
て、噴出(jetting)、へこみの痕(sink marks)、融
合線、及び半成形型の光学的クオリティに障害を与える
他の望ましくない流れを防止する、タブ内部で傾いた
(例えば45゜)ウェブ部22及び38を有する。半成
形型10及び30はまた、サイクル間で注入熱先端部に
おいて形成する冷めたポリマーの小さな栓(plugs)を
固定するトラップとして成形工程で作用する小さな円形
の突起25及び35を備えている。
【0069】この工程の直接的な対象となるモノマー及
びモノマー混合物は、2ーヒドロキシエチルメタクリレ
ート(HEMA)を基礎とする共重合体と、2ーヒドロキシ
エチルアクリレート(2-hydroxyethyl acrylate)、メ
チルアクリレート(methyl acrylate)、メチルメタク
リレート(methyl methacrylate)、ビニルピロリドン
(vinyl pyrrolidone)、N−ビニルアクリラミド(N-v
inyl acrylamide)、ヒドロキシプロピルメタクリレー
ト(hydroxypropyl methacrylate)、イソブチルメタク
リレート(isobutyl methacrylate)、スチレン(styre
ne)、エトキシエチルメタクリレート(ethoxyethyl me
thacrylate)、メトキシトリエチレングリコールメタク
リレート(methoxy triethyleneglycol methacrylat
e)、グリシジルメタクリレート(glycidyl methacryla
te)、ジアセトンアクリラミド(diacetone acrylamid
e)、ビニルアセテート(vinyl acetate)、アクリラミ
ド(acrylamide)、ヒドロキシトリメチレンアクリレー
ト(hydroxytrimethylene acrylate)、メトキシエチル
メタクリレート(methoxyethyl methacrylate)、アク
リル酸(acrylic acid)、メタクリル酸(methacryl ac
id)、グリセリンメタクリレート(glyceryl methacryl
ate)、及びジメチルアミノエチルアクリレート(dimet
hylamino ethyl acrylate)のような1つ以上のコモノ
マーとを含む。
【0070】好ましい重合可能な組成物がラーセンによ
る米国特許No. 4,495,313、ラーセン等による米国特許N
o. 5,039,459、ラーセン等による米国特許No. 4,680,33
6に開示されており、それらの組成物は、アクリル酸又
はメタクリル酸の重合可能な親水性ヒドロキシエステル
と多価アルコールとの無水混合物と、ホウ酸及び好まし
くは3つのヒドロキシル群を有するポリヒドロキシル組
成物から成る水置換可能なエステルを含む。かかる組成
物の重合後にホウ酸エステルを水で置換すると、親水性
コンタクトレンズを生成する。この明細書で述べるこの
発明の成形型アセンブリは疎水性即ち堅い(ハード)コ
ンタクトレンズを製作するのに使用され得るが、親水性
のレンズ生産にとってより好ましいものである。
【0071】重合可能な組成物は好ましくは少量の架橋
剤、通常は0.05から2%であり、しばしば0.05からl.O%の
ジエステル(diester)又はトリエステル(triester)
を含んでいる。代表的な架橋剤の例は、エチレングリコ
ールジアクリレート(ethylene glycol diacrylate)、
エチレングリコールジメタクリレート(ethylene glyco
l dimethacrylate)、1、2ーブチレンジメタクリレー
ト(1,2-butylene dimethacrylate)、1、3ーブチレ
ンジメタクリレート(1,3-butylene dimethacrylat
e)、1、4ーブチレンジメタクリレート(1, 4-butyle
ne dimethacrylate)、ポリピレングリコールジアクリ
レート(propylene glycol diacrylate)、ポリピレン
グリコールジメタクリレート(propylene glycol dimet
hacrylate)、ジエチルグリコールジメタクリレート(d
iethylglycol dimethacrylate)、ジプロピレングリコ
ールジメタクリレート(dipropylene glycol dimethacr
ylate)、ジエチレングリコールジアクリレート(dieth
ylene glycol diacrylate)、ジプロピレングリコール
ジアクリレート(dipropylene glycol diacrylate)、
グリセリントリメタクリレート(glycerine trimethacr
ylate)、 トリメチルプロパンtトリアクリレート(rim
ethylol propane triacrylate)、トリメチルプロパンt
トリメタクリレート(trimethylol propane trimethacr
ylate)等を含んでいる。典型的な架橋剤は通常、少な
くとも2つのエチレンの不飽和2重結合を有している
が、これは必須ではない。
【0072】重合可能な組成物は一般に触媒をも含んで
おり、通常、約0.05から1%のフリーラジカル触媒を含
む。過酸化ラウロイル(lauroyl peroxide)、過酸化ベ
ンゾイル(benzoyl peroxide)、過炭酸イソプロピル
(isopropyl percarbonate)、アゾビスイソブチロニト
リル(azobisisobutyronitrile)及び硫化ナトリウム異
性重亜硫酸塩アンモニウム化合物等の公知の酸化還元シ
ステムを含む。可視光、紫外光、電子ビーム又は放射線
源による放射がまた、重合開始剤を選択的に付加すると
ともに重合反応を触媒するために使用され得る。代表的
な重合開始剤は、カンホロキノン(camphorquinone)、
エチルー4ー(N、Nージメチルーアミノ)安息香酸エ
ステル(ethyl-4-(N.N-dimethyl-amino ) benzoate)、
及び4ー(2ーヒドロキシエトキシ)フェニルー2ーヒ
ドロキシルー2ープロピルケトン(4-(2-hydroxyethox
y)phenyl-2-hydroxyl-2-propyl ketone)を含む。
【0073】成形型アセンブリ内でのモノマー又はモノ
マー混合物の重合は、好ましくは、その組成物を重合開
始状態にすることにより実行される。好ましい技術とし
ては、紫外線に露出すると作用する重合開始剤を組成物
の中に含ませ、重合を開始し重合を進行させるのに効果
的な強度及び時間で紫外線放射にその組成物にさらすこ
とである。このために、半成形型は好ましくは紫外線放
射に対して透過である。早期硬化ステップの後に、モノ
マーは重合が完全に実行される硬化ステップで紫外線に
再度さらされる。残りの反応に必要な時間は、如何なる
重合可能な組成物に対しても実験的に容易に確かめ得
る。
【0074】図1のステップ108に示されているよう
に、モノマー又はモノマー混合物は溶解したガスを取り
除くために表側の曲面の半成形型の充填の前に脱ガスさ
れる。酸素は上記したように重合に有害な影響を与える
ので取り除かれる。モノマーが、充填ノズルを提供する
ポンプラインの比較的高圧力から放出され、充填及び組
み立てチェンバーの大気の又は大気に近い窒素圧に出会
う際に、ガスの気泡が形成されることを防止するべく、
窒素を含む他のガスは取り除かれる。
【0075】図9に示されているように、重合可能なモ
ノマー又はモノマー混合物は、典型的には15lの容量
を有するコンテナー400に設けられている。コンテナ
ーはライン412によりモノマー脱ガスシステムに接続
されている。吸引はポンプ414により行われており、
モノマーをドラム400からライン412を介してポン
プ414、そしてポンプ吐出416へと吸い上げる。吐
出ライン416を介して流れ、モノマーはモノマー中に
存在するいかなる余分な粒子含有物も取り除くためにフ
ィルター418中を移動する。
【0076】モノマーは次に脱ガスユニット422の入
口420に導かれる。脱ガスユニット中では、モノマー
は複数のチューブ424に分割され、脱ガスの吐出口4
26へと再度結合される。脱ガスユニットは、典型的に
は真空ポンプ428により与えられる約4torrの低周囲
圧力下で運転される。この真空ポンプは、ライン430
により脱ガスユニット422に取り付けられており、ラ
イン432を介して脱ガスユニットから余分な空気を放
出させる。細管(tubing)部材424は、好ましくは、
ミドランド、ミシガンのダウコーニング株式会社により
製作されたQ74780医療用グレードシリコンゴム(Medica
l Grade Silicon Rubber)からアンドバー、ニュージャ
ージのサニテック株式会社(Sanitec,Inc.)により作ら
れたSTHT細管のようなガス通気性細管により成る。2つ
の管が図9には描かれているが、脱ガスユニット422
には典型的には10本ぐらいの複数の管が設けられてい
る。
【0077】モノマーが吐出ライン426により脱ガス
ユニット422から出た後に、酸素モニター434を通
過する。モニターは脱ガスユニットが正しく機能してい
るかを確認するためにモノマー中の残留酸素を測定す
る。もしモノマー中の酸素量が高いことが明らかになる
と、欠陥のレンズの生産を避けるために問題が修正され
るまで生産ラインの運転は停止され得る。
【0078】酸素モニター434がモノマーの酸素量が
十分に低いと断定すると、モノマーはライン436を通
過してマニホールド438に入る。マニホールドはモノ
マー充填及び組み立て投与(ないし定量吐出;dosing)
ステーション50において、個々のコンタクトレンズ成
形型に充填するために使用される複数の精密な投与(な
いし定量吐出;dose)ポンプ440に供給する共通源と
して使用される。マニホールド438に送り出される処
理されたモノマーを吸引するために使用されるポンプ4
40は、ノーススプリングフィールド、バーモントのIV
EK株式会社により製作されたものである。これらのポン
プは、ノズル242を介して成形型キャビティ15へと
脱ガスされたモノマーを正確な1回分の供給量(dose)
分だけ与える。戻りライン442は、ポンプ440によ
って吸い込まれない場合、表側の曲面10のモノマーを
循環させる。
【0079】製作用のレンズ成形型を搬送するための生
産ラインパレット12の平面図が図7(a)に描かれ、
その側面図が図7(b)に、その底の平面図が図7
(c)に描かれている。全てのパレット12は交換可能
であり、表側の曲面又は裏側の曲面のコンタクトレンズ
半成形型を収容していることが理解されるべきである。
図7(a)に示した好ましい実施例では、生産ラインパ
レット12はアルミニウムで作られており、60mmの厚
さ、120mmの長さを有する。他の実施例では、パレット
12はステンレススチールで作られており、80mmの厚
さ、160mmの長さを有する。
【0080】各パレット12は、最終的な所望のレンズ
の形状を規定する相補的な表側10及び裏側30の曲面
の半成形型を備えた個々のコンタクトレンズ成形型アセ
ンブリ39を受け取る複数の溝を有する。1つのこのよ
うな成形型アセンブリ39は図5に示すようにパレット
の溝130(b)内に位置づけられる。コンタクトレン
ズは、通常は約60μl程度の量の重合可能なモノマー又
はモノマー混合物を、充填及び成形型組み立て装置50
におけるパレット溝130(b)内に位置づけられた各
表側の曲面(凹形状の)半成形型10内に入れることに
より形成される。所望の量は、レンズの寸法(即ち、半
径及び厚さ)に依存しており、重合中の副産物の生成、
及び、重合に継続して起こり得る水のそれら副産物及び
希釈剤との交換を考慮しなけらばならない。そして、裏
側の曲面(凸形状)の半成形型30が重合可能な組成物
11の上に載置されるとともに、第1及び第2の半成形
型が整列されて、それらの回転軸が一直線上になり、各
フランジ18及び36が平行になる。半成形型は、表側
の曲面の半成形型の環状のフランジ18を受容し支持す
る環状の溝130(a)内で移動される。溝130
(a)及び130(b)に加えて、パレット12はま
た、表側の曲面の半成形型10の予め規定された角度方
向の位置を与えるために位置づけられた表側の曲面の半
成形型10の3角形状のタブ部26を受け入れる複数の
方向づけられた溝130(c)を有している。溝130
(a)は±0.1mm内迄に各溝内で通常に位置づけられた
半成形型の動きを抑制するように設計されている。所望
ならば、2つの半成形型に関して一直線上に回転軸を並
べるように、第2即ち裏側の半成形型30の3角形状の
タブ37は表側の曲面のタブ26上に重なる。
【0081】図7(a)から7(c)に描かれているよ
うに、この発明のパレット12は、生産ライン施設のモ
ノマー堆積及びコンタクトレンズ成形型組み立てフェー
ズ中にパレットの表面で厳格な真空シールが作られるこ
とを保証すべく設計されている。以下でより詳細に説明
するように、ブラインド位置づけブッシング129
(a)及び129(b)が生産ラインの多くのアセンブ
リ内でパレットを正確に位置決めするためにパレット1
2の対向する端部に設けられている。これらの位置づけ
ブッシングはコンタクトレンズ生産施設の各種のアセン
ブリを通過する際にパレットを正確に位置づけることが
できる。そして、これにより、半成形型を組み立てる前
にパレットの周囲の上部表面140に形成される厳格な
真空シールの芯合わせを補助できる。図7(a)に示さ
れているように、各パレット12(a)のほぼ中心に
は、取り扱い、追跡、及びクオリティ制御の目的のため
の、唯一のバーコード識別135が設けられている。
【0082】図7(b)及び7(c)にさらに示されて
いるように、パレット12の外側の周囲エッジは、以下
でより詳細に説明するように、デモールドステーション
においてパレットの正確な位置づけを可能にする相補的
なガイドレール又はショルダーと係合するノッチ又はく
ぼみ28(a)及び28(b)を有している。さらに、
パレット12は、光学的ボアスコープ又は同様な撮像装
置がパレットの表面でコンタクトレンズ生産工程をリア
ルタイムで観察するために挿入され得るブラインド穴1
28(a)及び128(b)を含んでいる。
【0083】図8(a)は各表側の曲面及び裏側の曲面
の成形型部を各射出成形型101(a)及び102
(a)から各パレット12(a)及び12(b)へと素
早く移送する、図2のロボット移送アセンブリ103及
び104を詳細に示している。射出成形型アセンブリ1
01(a)及び102(a)の成形型キャビティの詳細
な記述は、この発明と同一の譲受人に譲渡された上記し
た出願中の米国特許出願O8/257794“短い成形サイクル
時間を得るための成形型挿入”(代理人事件整理番号 #
9000)に見られる。各移送アセンブリ103及び104
の詳細な記述は、この発明と同一の譲受人に譲渡された
上記した出願中の米国特許出願 O8/258267“成形型から
物品を取り除き且つ移動する装置”(代理人事件整理番
号 #9002)に見られる。
【0084】一般に、ロボット移送アセンブリ103
は、射出成形型アセンブリ101(a)から表側の曲面
のレンズ成形型を取り出し、その成形型を第1の場所へ
移送する第1のロボットアセンブリ715を具備してい
る。アセンブリ717が、アセンブリ715から表側の
曲面のレンズ成形型を受け取り、それらの成形型を第1
の場所から第2の場所へ移送させるために設けられてい
る。また、アセンブリ716が、アセンブリ717から
表側の曲面のレンズ成形型を受け取り、それらの成形型
を第2の場所からロボット716により搬送された表側
の曲面成形型の方向を裏返す裏返しアセンブリ738の
裏返しハンド738(a)へ移動させるために設けられ
ている。ロボットアセンブリ716はそれらの非光学的
(凸な)側により表側の曲面の成形型を取り扱うので、
この裏返しは必要である。従って、表側の曲面のレンズ
成形型を受け取るために瞬間的に停止されるパレット1
2(a)(裏返しハンド738(a)の下)内に各成形
型の非光学面を載置することを可能にするために表側の
曲面の成形型は裏返しされねばならない。
【0085】以下、ロボット移送アセンブリ103及び
104について図8(a)を参照してより詳細に記述す
る。ロボットアセンブリ715(a)及び715(b)
の支持サブアセンブリ716(a)及び716(b)
は、ハンド714(a)及び714(b)を支持するた
めに且つこれらのハンドを成形型101(a)及び10
2(a)と第1の場所との間で移送するためにそれらの
ハンドに接続されている。第1の場所は、好ましくは、
第2のロボットアセンブリ717及び728の移送プラ
ットホーム717(a)及び717(b)の直ぐ上にあ
る。好ましくは、支持フレーム724(a),(b)は
成形型101(a),102(a)に隣接して設けられ
ており、支持サブアセンブリ716(a),(b)は成
形型101(a),102(a)の方へ及びこれらから
遠ざかる方へ滑らかに移動させるフレーム724
(a),(b)上に支持されている。アセンブリ715
(a),(b)がフレーム724(a),(b)に沿っ
て摺動するについれて、ハンド714(a),(b)は
成形型101(a),102(b)に向かう方へ及びこ
れらから遠ざかる方へそれらのアセンブリと共に動く。
【0086】より明確には、アーム716(a),
(b)は摺動可能なようにフレーム724(a),
(b)に装着されており、これらのフレームより外側に
延伸している。また、アーム716(a),(b)は旋
回可能なようにアセンブリ715(a),(b)に装着
されていると共に、ハンド714(a),(b)はそれ
と共に移動するアーム716(a),(b)の外側の端
部に固着されている。この配置により、アーム716
(a),(b)はハンド714(a),(b)を成形型
101(a),102(a)に向かう方へ及びこれらか
ら遠ざかる方へ搬送すると共に、図8(a)に示すよう
に、キャリア717(a),(b)上に成形型部を載置
するべくそれらのハンドを実質的に垂直な方向と実質的
に水平な方向との間で旋回可能なようにしている。
【0087】好ましくは、アーム716(a),(b)
は高速で、低質量なアセンブリであり、ハンド714
(a),(b)を3〜12秒毎、好ましくは6秒毎に一
度の割合で成形型101(a),102(a)内へと移
動し得、これらの成形型から移動させることができる。
また、好ましくは、アームはケブラーという商標で販売
されている材料のごとき高強度で低質量な材料から成
る。
【0088】ハンド714(a),(b)のそれぞれ
は、複数の中空の円柱状のべローを備えており、そのう
ちの2つのベローは各ハンド上に720(a),(b)
で示されている。ベローには、成形型部が排出されると
成形型をそれに係合させ且つ固定するための真空マニホ
ールド及び真空ラインが接続されている。
【0089】上記したように、第2のロボットアセンブ
リ717,728は、第1の場所で、成形型を第1のロ
ボットアセンブリ715(a),(b)から受け取り、
それらの成形型を第2の場所へと移送する。一般に、第
2のロボットアセンブリ717,728は、支持フレー
ム740(a),(b)、プラットホーム717
(a),(b)、及びトレッド被覆支持ライン756
(a),(b)を含んでいる。支持フレーム740
(a),(b)は、ほぼ延伸した立方体又は箱形状を有
しており、上記した第1の場所の直下にある位置から上
記した第2の場所の直下の位置へと延伸している。フレ
ーム740(a),(b)の上部は支持フレーム横方向
の端部間に長手方向に延伸しているチャネル746
(a),(b)を形成している。
【0090】移送プラットホーム717(a),(b)
は、第1のアセンブリ715(a),(b)、特定的に
は、それらのハンド714(a),(b)から成形型を
受け取り、それらの成形型を摺動又は回動する支持フレ
ーム740(a),(b)上で搬送するべく設けられて
いる。
【0091】移送プラットホーム717(a),(b)
の上部は、ハンド部材714(a),(b)から受け取
った半成形型を受容し且つ保持する多数のレセプタクル
766を含むか形成している。好ましくは、移送プラッ
トホーム717(a),(b)上のレセプタクル766
は、アセンブリ715(a)、(b)のハンド714が
移送プラットホーム717(a),(b)の直ぐ上に位
置づけられた際に、ハンド714(a),(b)の各ベ
ロー720がプラットホーム717(a),(b)のレ
セプタクル766のそれぞれと整列するように設けられ
ている。
【0092】移動手段が、移送プラットホーム717
(a),(b)をフレーム740(a)、(b)に沿っ
て移動するように設けられており、好ましくは、移動手
段は支持フレーム740(a),(b)内に装着されブ
ラケットによりプラットホーム717(a),(b)に
結合されたボールネジ及びモータを含む。トレッド75
6(a),(b)は移送プラットホーム717(a),
(b)のための電気的真空、空気支持を保護し且つ経路
を定める。トレッドのプロテクタ756(a),(b)
は支持フレーム740(a),(b)に隣接して設けら
れており、延伸した位置と収縮した位置との間の移動の
ために支持されている。
【0093】一対の第3のロボットアセンブリ716,
726が描かれており、第2のアセンブリ717,72
8から成形型を受け取り、解放可能なようにこれらの成
形型を保持し、これらの成形型を第3の場所へと搬送す
べく設けられている。支持コラム766(a),(b)
は第2の場所と第3の場所との間の移動のために、ロボ
ットアセンブリ716,726を支持する。より明確に
は、支持カラム766(a),(b)は支持され、上記
した第2の場所と第3の場所との間で上方に延伸してい
る。ロボットアセンブリ716,726の第1のアーム
770(a),(b)は、旋回運動のために支持カラム
766(a),(b)によって支持され、この第1のア
ームは支持カラムから外側へ延伸している。また、第2
のアーム722(a),(b)は、これらのアーム77
2(a),(b)の一端の旋回運動のために第1のアー
ム770(a),(b)によって支持され、これらの第
2のアームは第1のアームから外側へ延伸している。
【0094】好ましくは、第3の垂直なアームが延伸可
能な各ロボットアセンブリのために設けられており、こ
のアームは図8(a)に点線で示されたハンド776
(a),(b)を降下及び上昇するために延伸し且つ引
っ込むように構成されている。いかなる適当な手段でも
その第3のアームを延伸し且つ引き込むために使用で
き、例えば、水圧(又は油圧)シリンダー又はスクリュ
ーモータがロボットアセンブリ内に装着され得、この水
圧(又は油圧)シリンダー又はスクリューモータの下端
にハンド776(a),(b)が接続される。
【0095】ハンド776(a),(b)は、半成形型
を受け取り且つ解放可能な様に保持するために設けられ
ており、好ましくはこれらのハンドはさらに半成形型を
把持する複数のベローを有する。
【0096】ロボットアセンブリ716,726の動作
において、アーム770(a),(b)はコラム766
(a),(b)の周囲を旋回し、アーム772(a),
(b)はアーム770(a),(b)上で図8(a)に
示す位置の方へ旋回する。その位置では、それらのアー
ム及びハンド776(a),(b)は移送プラットホー
ム717(a),(b)の第2の伸長した位置の直ぐ上
にある。ハンド776(a),(b)は次に、移送プラ
ットホーム717(a),(b)の方へ降下してこれら
と係合し、半成形型は移送プラットホーム717
(a),(b)からハンド776(a),(b)へと移
送され、ハンドは上昇され、ハンドは移送プラットホー
ム717(a),(b)から遠ざけられる。アーム77
0(a),(b)は次に、反成形型が堆積される位置の
直ぐ上にハンド716(a),(b)が位置づけられる
まで、コラム766(a),(b)のまわりを図8
(a)に示す時計回りに旋回され、同時に、アーム77
2(a),(b)は図8(a)に示すように反時計回り
にアーム770(a)、(b)上を旋回される。次に、
第2のアーム772(a),(b)に装着された垂直ア
ームは、ハンド776(a),(b)を降下するために
延伸され、半成形型はハンド776(a)から裏返し7
38のパレット738(a)へ移送されるか、又は、コ
ンベアー29で搬送されるパレット12(b)の直ぐ上
にあるハンド776(b)から移送され得る。
【0097】精巧に作り上げるためには、ロボット移送
アセンブリ103が半成形型を搬送する際は、ロボット
アセンブリ103の構成要素と半成形型との間の全ての
物理的な接触はそれらの成形型部の光学的表面とは反対
の成形型側部上でなされるのが好ましい。このようにす
ると、ロボットアセンブリ103と、半成形型間で成形
されるコンタクトレンズを成形するために使用される親
水性材料と直接係合する成形型の表面との間には如何な
る物理的接触もない。従って、アセンブリ103が射出
成形型101(a)から半成形型を搬送する際に、半成
形型は裏返しされるとともに、アセンブリ104が射出
成形型102(a)から半成形型を搬送する際に、その
成形型はその位置を維持して搬送パレット上で堆積のた
めに待機する。従って、ロボットアセンブリ103が半
成形型を射出成形型101(a)から搬送する際に、半
成形型はパレット12(a)への移送のためには適当な
方向を向いておらず、その半成形型はパレット12
(a)への移送のために適した方向に向けるために裏返
しされる。裏返しアセンブリ738の好ましい実施例が
このために設けられている。
【0098】上記したように、裏返しアセンブリ738
はハンド738(a)及び支持サブアセンブリ786を
含んでいる。好ましくは、ハンド738(a)は、半成
形型を第3のロボットアセンブリ716、特定的にはそ
のハンド776(a)から受け取り、且つ半成形型がパ
レット12(a)への移動のために裏返しされる間それ
らを保持すべく、ベース及びベローを含んでいる。
【0099】サブアセンブリ786はアセンブリ738
のハンド738(a)を第3及び第4の場所間で移動す
るために設けられている。また、好ましい実施例では、
支持サブアセンブリ786はハンド738(a)を旋回
且つ往復運動させるために使用される。図示されたサブ
アセンブリ738の実施例では、アーム794はサブア
センブリ786から延伸しており、ハンド738(a)
がアーム794の外側即ち第2の終端に旋回移動すべく
固着されている。好ましくは、ハンド738(a)は、
ハンド上のベローが直ぐ上に伸長する位置からこれらの
ベローが直下へ伸長する位置へと実質的に180゜旋回
する。ハンド776(a)から半成形型を受け取ると、
裏返しアセンブリ738はハンド738(a)を下方へ
往復運動させ、以下で詳細に説明するようにクランプ手
段19(a),(b)で一時的に停止されたパレット1
2(a)上へと半成形型を解放する。
【0100】各パレットは、成形型を移送するときにコ
ンベアーベルト27,29上で一旦停止される。図8
(a)及び図6の立面に示す好ましい実施例では、一対
のクランプあご部19(a),(b)を含むクランプメ
カニズム19は、表側の曲面の半成形型が裏返しヘッド
738(a)によってパレット12(a)上に位置づけ
られるように空のパレット12(a)をタイムリーにク
ランプし且つ動作を停止するようにコンベアー27の対
向する側部に設けられている。また、一対のクランプあ
ご部20(a),(b)がコンベアー29上での動作を
停止するように空のパレット12(b)をタイムリーに
クランプするために設けられており、裏側の曲面の半成
形型がロボットアセンブリ726によりパレット上に位
置決めされる。
【0101】表側及び裏側の曲面の半成形型は、それら
の各射出成形型アセンブリ101(a),120(a)
から低酸素環境、好ましくは、表側の曲面のコンベアー
27、裏側の曲面のコンベアー29及び連続的コンベア
ー32部分の周囲のハウジング24により維持された窒
素環境へと移送される。この不活性環境は、加圧された
窒素ガスの雰囲気に各コンベアを囲繞することにより達
成される。以下で詳細に述べるように、生産ライン施設
の各種のステーション内でのパレット及びコンタクトレ
ンズ成形型アセンブリの取り扱いは不活性環境内、好ま
しくは、重合前に全ての構成部品に対して低酸素環境を
与える窒素ガス内で実行される。射出成形型アセンブリ
101(a),102(a)及びロボット移送アセンブ
リ103,104を窒素環境内に囲繞することは可能で
あるが、図8(a)に示した高速のロボットアセンブリ
を6秒の成形サイクル時間で使用すると、移送を15秒
以下で実施できることが明らかになった。大気の酸素に
15秒間露出しこの15秒の間に吸収した酸素を脱ガス
するためには、窒素下でたった3分間の滞留時間しか必
要としない。連続コンベアー32上の3分間の緩衝はま
た、アセンブリラインへ十分の量の成形型を供給するこ
とを保証する。射出成形型装置101(a),102
(a)を大気での冷却のために開放することは、さもな
いと囲繞された環境で成型機械を運転することによって
もたらされる冷却問題を実質的に多少とも解消する。
【0102】クランプメカニズム19,20の動作につ
いて図6を参照しながら説明する。以下で開示する全て
のクランプメカニズムは好ましい実施例の以下の記述と
本質的に同一であることをまず述べておく。特に、クラ
ンプメカニズム19は、クランプあご部19(a),
(b)の下端44(a),(b)を押す1つ以上の空気
シリンダー21から成る。従って、あご部は関連するク
ランプシャフト42(a),(b)の回りを旋回し、各
固定クランプブロック19(c),(d)に近づきあご
部19(a),(b)と整列して位置づけられるパレッ
ト12(a)(図6のファントム線で示す)を把持させ
る。図6に示すように、クランプあご部19(a),
(b)のクランプブロック19(c),(d)は、コン
ベアー27の直ぐ上でその対向する側部に設けられてお
り、空気シリンダー21はコンベアー27の下部に装着
されている。
【0103】パレットを移動するために、各供給コンベ
アー27,29はモータ駆動ベルトの形態の駆動手段を
備えており、その一つが図6の断面で43(a)で描か
れている。それらのベルトは、連続装置40に供給され
るパレット12(a),(b)を支持するのに十分な強
さを有している。図7(b),(c)に図示されている
ように、各パレット129(a),(b)の上昇される
下側の部分138はNedox又はTuframでコーティングさ
れており、クランプあご部19,20で移動ベルトより
上に持ち上げられるか又はプラントの所定の工程位置で
摺動プレートに沿って押し上げられるかされる際に、パ
レットを容易に摺動させ得る。
【0104】パレットコンベアー27,29及び32は
モータ駆動ベルトのそれぞれのための駆動手段を含んで
いる。コンベアー32に対するモータ駆動手段は、充填
/成形型組み立て装置50における処理のために組み立
てられるまで、滑らかに且つ均一におおよそ30mm/secの
好ましい速度で移動される表側及び裏側の曲面のレンズ
成形型部のそれぞれを搬送して、30以上の対のパレッ
ト12(a),12(b)の組を移動することができ
る。同様な方法で、適合したモータは、パレット12
(a),(b)のそれぞれの動作が以下で説明する各連
続コンベアーの終端で終了するまで各パレットが滑らか
に均一におおよそ75mm/secの好ましい速度で移動するよ
うに各パレットを搬送するコンベアーベルト43
(a),(b)のそれぞれを駆動する。さらに、遊びロ
ーラ及びテンショナローラがコンベアー27,29及び
32のベルトの張力を調節するために設けられ得る。
【0105】図6は、コンベアーベルト43(a)上の
パレット12(a)を搬送するコンベアーアセンブリ2
7の断面を示す正面図である。図6の図面はパレットを
搬送する他の上記したコンベアー29及び32のいずれ
にも適用され得る。
【0106】図8(a)は、コンベアー27(表側の曲
面のコンタクトレンズ成形型部を含む)からのパレット
12(a)を、連続コンベアー32に沿った搬送用の供
給コンベアー29(裏側の曲面のコンタクトレンズ成形
型部を含む)からのパレット12(b)の側へ位置決め
するダブルクロスプッシャーを具備するパレットシステ
ムの連続装置40(図8(a)の点線で境界を描いた部
分)を示している。連続装置40は、各供給コンベアー
27,29の終端に設けられており、個々の供給コンベ
アー27及び29から主連続コンベアー32へ送り出す
ためにトラック43に沿ってパレットを同時に押す第1
のアーム141及び第2のアーム142を備えている。
図8(a)に示されているように、第1のアーム141
及び第2のアーム142は、図8(a)のダブル矢印で
示された両方向へトラック147に沿って摺動可能であ
る装着手段145上に平行に設けられている。空気で動
作するリフト手段は、以下でより詳細に説明するよう
に、水平に位置決めされたパレットの平面上に垂直な方
向に第1及び第2のアーム141,142を上昇させ且
つ下降させるために設けられている。アーム141,1
42が上昇した位置にある間、装着手段145はトラッ
ク147に沿って摺動可能に保たれており、それ故、第
1及び第2のアームは上昇位置にある間は引っ込んでお
り、引き続いてそれらの元の位置に到達した後に下降さ
れる。
【0107】連続工程の第1のステップでは、コンベア
ー27からのパレット12(a)の前進動作は、図8
(a)に示すように、第1のアーム141の直前にある
第1の位置“A”で終了する。パレットの前進動作は、
タイミングを合わせる一方法で、ダブルプッシャーの第
1のプッシャーアーム141に1つのパレットを整列さ
せるべく開成且つ閉成する上流の一対のクランプあご部
146(a),(b)によって終了される。あご部14
6(a),(b)が閉じると、パレットの前進動作は終
了し、クランプされたパレットの後ろには複数のパレッ
トが蓄積する。適当な時間に、コンベアー27上で蓄積
するパレットの前進動作が第1の先頭にあるパレットを
図8(a)の“B”で示す第2の位置へ押し出し、第1
のプッシャーアーム141に整列するようにクランプあ
ご部146(a),(b)を開成することにより、1つ
のパレットが解放される。あご部146(a),(b)
は、即座に閉成して、蓄積したパレットの中の次のもの
をクランプしてそれらの前進を防止する。クランプあご
部146(a),(b)の開成及び閉成は、適当なタイ
ミングで実行され、パレットを規則的な方法でプッシャ
ーへと順次運ぶことができる。
【0108】適当な検出の後に、そして、コンピュータ
又はプログラム可能なロジックコントローラにより制御
されて、ダブルプッシャー40のアーム141,142
は、図8(a)のダブル矢印SーS’により示されたS
からS’の第1の方向へトラック147に沿って摺動
し、第1のアーム141はパレット12(a)を第2の
アーム142の位置の直前に設けられ且つ図8(a)の
矢印“C”で示された第2の位置へと押し出す。シーケ
ンサの初期化の間は、第2のアーム142の前に如何な
るものも移動のために位置決めされないので、第2のア
ームはパレットを押し出さないことは明らかである。リ
フト手段は次に、第1及び第2のアーム141,142
を上昇するように命令され、装着手段及びそれらのアー
ムをトラック147に沿って引き込み、引き続き図8
(a)に示すようにそれらの元の位置に降下させて戻
す。
【0109】以下では、定常状態の連続動作が開始する
ところを明確に分けて記述する。図8(a)に示すよう
に、第1及び第2のアーム141,142を元の位置に
引き込んだ後に、又は、好ましくは、アームが引き込ま
れたままその上昇した位置にある間、コンベアー27か
らの表側の曲面のレンズ成形型部を搬送する新しいパレ
ット12(a)が、上記した方法で、空席になった第1
の位置(矢印“A”で示される)に位置決めされる。こ
れと同時に、裏側の曲面の供給コンベアー29からの裏
側の曲面のコンタクトレンズ成形型部を搬送するパレッ
ト12の前進動作は、図8(a)で示される位置“D”
で終了する。裏側の曲面のレンズ成形型部を搬送するパ
レット12(b)を位置Bに合わせる工程は、パレット
12(a)に関して上記したものと本質的に同じであ
る。タイミングをとって、クランプあご部149
(a),(b)はパレット12(b)をクランプするべ
く閉じ、コンベアー29上の他のパレットはクランプさ
れたパレットの後ろで蓄積する。あご部149(a),
(b)は順次開成してパレットを解放すると、コンベア
ー29の移動によりパレット12(b)は押し出され第
2のプッシャーアーム142に整列される。あご部14
9(a),(b)は即座に閉成され、蓄積されたパレッ
トの中の次のものをクランプしてその前進動作を抑制す
る。裏側の曲面のコンタクトレンズ成形型部を搬送する
パレット12(b)は次に、以前に位置決めされた最初
のステップからののもので位置“C”にあるパレット1
2(a)に直に隣接して“D”に位置決めされるととも
に、これら両者のパレットは第2のアーム142に整列
される。適当な検出の後に、ダブルクロスプッシャー4
0のアーム141,142は再び、ダブル矢印により示
された方向にそれらの元の位置からトラック147沿っ
て摺動され、第1のアーム141はパレット12(a)
を第2の位置(“C”)に押し出し且つ第2のアーム1
42は一対のパレット12(a),12(b)を第2の
位置“C”及び“D”から図8(a)の“E”で示す第
3の位置へと押し出す。最後に、プッシャーアーム14
1,142は上昇され、装着手段145及びアームはト
ラック147に沿って引き込まれ、それらの元の位置に
降下される。第1及び第2のアーム141,142が引
き込まれる間に、新しいパレットの組がそれらの各位置
に装填される。明確に言うと、パレット12(a)は
“B”(図8(b))で示される位置に装填され、パレ
ット12(b)は前もって位置決めされたパレット12
(a)に隣接した“D”で示される位置に装填される。
このシーケンスは繰り返される。
【0110】その新しいパレットの組が各位置に装填さ
れている間に、空気駆動手段148により動作可能な第
3のプッシャーアーム144が起動されて、連続コンベ
アー32の駆動ベルト44(a)と係合するために、図
8(a)の矢印“F”で示される方向に隣接して置かれ
ている一対のパレット12(a),(b)が押し出され
る。定常状態での動作では、上記した事象のシーケンス
は繰り返され、一対のパレット12(a),12(b)
は順次連続コンベアー32に沿ってコンタクトレンズ生
産施設の充填組み立てステーションへと移送される。
【0111】各表側の曲面の及び裏側の曲面のレンズ成
形型を搬送する対にされたパレット12(a),12
(b)の複数の組は、充填装置50の入口へとそれらの
前進移動を導く第2の連続装置52(図8(a)に図示
された)に到達する。
【0112】図8(a)に引き続く図8(b)は、連続
コンベアー32からパレットを充填装置50へ移送する
精密なパレット取り扱い装置55を示す。特に、各レン
ズ半成形型を搬送する各パレット12(a),12
(b)の移動は、上記したような方法で、ラム154の
プッシャー154(a)の前の“C”で示される位置に
ある一対の上流クランプあご部153(a),(b)に
より終了する。第1のパレットの移動が停止すると、パ
レット12(a),12(b)が交互並んだ列がその後
ろに蓄積する。あご部153(a),(b)は開成し、
1つのパレット、例えば、裏側の曲面のレンズ半成形型
を搬送するパレット12(b)をラム154のプッシャ
ー154(a)に整列させる。次に、好ましい実施例で
は空気シリンダーユニット154により駆動されるプッ
シャー154(a)はタイムリーに起動され、パレット
12(b)を摺動プレート32(a)に沿って矢印
“H”で示される方向へパレットの長さに等しい距離分
押し出す。この工程は繰り返されてパレット12(a)
をパレット12(b)に係合させ、両方のパレットを矢
印“J”の方向にラム157のラムヘッド157(a)
に整列する位置まで前進させる。サーボモータ駆動され
るラム157はタイムリーに起動され、パレット12
(b)をトラック32(b)に沿って矢印“J”で示さ
れる方向にパレットの幅±0.1mmにおおよそ等しい距離
の分初めに押し出す。このシーケンスは次にパレット1
2(a)について繰り返される。ここで述べた事象のこ
のようなシーケンスは連続的に繰り返され、パレットの
列を押し出し、パレット12(a)及び12(b)が交
互に充填/成形型組み立てステーション50の充填・定
量吐出装置53に入った際にそれらのパレットの精密な
位置決めを可能とする。
【0113】充填及び組立ステーション 全体的には図2及び図8(b)の50で示される充填及
び組立ステーションには、図10(a)、図11及び図
15で更に説明する充填ステーション53、図10
(b)及び図12について説明する表面活性剤適用ステ
ーション54、及び図10(c)、10(d)、13、
14(a)、14(b)及び16について説明する組立
ステーション55の3個の独立したステーションが含ま
れる。
【0114】上に簡単に説明したが、図10(a)及び
11を更に参照すると、ガス抜きしたモノマーあるいは
モノマーの混合物11が高精度の投与ノズル242によ
り表側の曲面の半成形型10中に入れられる。この投与
ノズル242は充填及び組立ステーション50の投与す
なわち充填ステーション53の一部である。モノマー
は、このモノマーと表側の曲面の半成形型10との間に
何らかのガスを取り込んでしまわないように真空状態中
で、交互に入れ替わるパレットに支えられた各表側の曲
面の半成形型10中に投与される。前述したように、モ
ノマーが投与ノズル242から表側の曲面の半成形型1
0をとりまく不活性の大気、窒素あるいは真空の状態中
に比較的高い圧力で放出される時に、分解したガスが十
分に泡を形成する程度までモノマー中に存在しないこと
を保障するために、重合可能なモノマーの混合物が最初
にガス抜きされる。さらに、モノマー溶液中の酸素含有
量を、表側の曲面の成形型のキャビティへの射出の前に
検査する。
【0115】各投与ノズル242には、外径が約0.0
70インチ(1.778mm)、内径が約0.040イ
ンチ(1.016mm)のフッ素樹脂製の投与のための
尖端が含まれる。各尖端はほぼ45゜の角度に切断さ
れ、投与時には表側の曲面の半成形型10の表面15の
水平方向の接線から0.5mm以内に支えられるように
配置される。
【0116】モノマー又はモノマーの混合物が投与され
るときに、図10(a)に示すように、それが尖端の周
りに上方に溜まり、尖端の切り欠き部分は覆われる。マ
ニホールドアセンブリ251が上方に戻るときには、モ
ノマーの溜まりがノズルの尖端を弾き、尖端のどんな余
りものも引き寄せてしまう。この弾く動作により投与の
精度が増大し、モノマーが潜在的に落下するのが阻止さ
れ、結果的に泡を形成してしまうかもしれないモノマー
のどんな動揺をも回避される。
【0117】モノマーの滴が尖端に形成されたときに
は、次々と回されるパレットの汚染や投与ステーション
が、意図しない滴を形成する可能性が存在する。モノマ
ーの個々の滴は、たとえ成形型のキャビティの中又はモ
ノマー溜まりの上端に堆積されたときでも、気泡の種と
なる場所を生じることが分かった。尖端をモノマー溜ま
りで弾くことによりこの可能性は実質上除去できる。
【0118】本発明の望ましい実施例においては、ほぼ
60マイクロリットル(μl)の重合可能なモノマー又
はモノマーの混合物が表側の曲面の半成形型中に堆積さ
れ、該成形型のキャビティが不完全に成形される可能性
を避けるために過剰に投与されることを保障する。この
過剰なモノマーは、以下に説明するように、表側及び裏
側の曲面の半成形型から過剰なHEMA環として取り出
す最終工程で成形型のキャビティから除去される。(ハ
イドロオキシエチルメタアクリレートを用いるときに
は、過剰なモノマーはHEMA環と称する。)
【0119】充填ステーション53では、図11に示す
ように、複数のモノマー供給線241が、一体化された
投与ノズル242(図11ではそのうちの2個のみが描
かれている)に接続され、これらの投与ノズル242
は、パレット12(a)の経路及び個々の表側の曲面の
半成形型10の真上に懸下されている。この投与ステー
ションすなわち充填ステーション53には、各モノマー
投与ノズル242を受け入れるためのマニホールドブロ
ック251及び真空空間の封止252が含まれる。真空
空間の封止252は、パレット12(a)の外周140
と協働して所望の場合に真空空間中でモノマーの堆積が
生じるように真空ポンプで真空にし得る封止された空間
を提供するために用いられる。マニホールドブロック2
51は、以下に図15を参照して説明するように、一対
の管すなわちシリンダー254(a)、254(b)上
で固定台253に対して往復運動する。充填ステーショ
ン53にも一対のボアスコープ管255、256が含ま
れ、ボアスコープ管255、256により、図15に示
すように、所望の場合に光学的なボアスコープ200を
用いてモノマーの投与を観察することができる。
【0120】図15に示すように、枠262と、固定枠
264に固定できるように搭載された空気シリンダー2
63の駆動棒263(a)との間に搭載された短いスト
ロークの空気シリンダー265により、充填ステーショ
ン53全体が固定支持枠でもある真空空間の封止252
及び固定支持枠264に対して垂直方向に往復運動す
る。真空状態は、充填すなわち投与ステーションを介し
てマニホールド及び真空線267から2個の往復運動す
る支持管254(a)、254(b)の一つの中に形成
された内部マニホールド268にと供給される。支持管
すなわち支持シリンダー254(a)、254(b)は
固定ガイド管257、258とともに往復運動する。真
空状態はボア孔269及び269(a)によりマニホー
ルドブロック251中にも形成され、ボア孔269及び
269(a)により、真空マニホールド266と周辺封
止252及びパレット12(a)により画定される充填
ステーション53の内部との間の真空状態が連通され
る。
【0121】光学的ボアスコープ200は図15に示さ
れ、パレット12(a)とマニホールドブロック251
のめくら穴128(a)、(b)中に伸びた光学プロー
ブ201を備えている。ダミーすなわちめくら202が
他方のボアスコープ管256に設けられ、ボアスコープ
200が用いられないときに充填ステーション53の内
部の真空空間へのアクセスを封止する。
【0122】動作時には、パレット12(a)は図8
(b)について前に論じた材料操作ラム157により充
填ステーション53中に進められる。いったん適切な位
置に置かれると、マニホールドブロック251は空気シ
リンダー265により下方に往復運動する。真空状態で
の投与が望ましい場合には、マニホールドブロック25
1上の真空空間の封止252がパレット12(a)と係
合しているときには、センサアセンブリである空気シリ
ンダー265をトリガーすることができ、それにより真
空マニホールド266、真空線267、内部マニホール
ド268及びボア孔269、269(a)を真空に引く
ための弁を開く。成形型のキャビティに充填すなわち投
与するのに真空空間は必要ではなく、窒素ガスがモノマ
ーと表側の曲面の半成形型との間に閉じこめられないよ
うにするのが必要であることに注意すべきである。ま
た、パレット12(a)を取りまいている環境空気は低
酸素の窒素環境であり、空洞の吸引は窒素ガスの吸引で
あることに注意すべきである。投与される空洞が真空状
態とされた後に、(図9に示す)ポンプ440が付勢さ
れ、図10(a)及び11に示した表側の曲面の半成形
型10の各キャビティに60μlの正確な投与量が分配
される。
【0123】モノマーが個々の成形型のキャビティに投
与された後に、マニホールド266の真空状態が破ら
れ、空気駆動手段である空気シリンダー265によりマ
ニホールドアセンブリ251は上方に戻り、モノマーの
溜まり11から投与ノズル242を引き出して、成形型
のフランジ18を成形型解放表面活性剤を用いて塗布す
る装置54へパレット12(a)を運ぶことが可能とな
る。空気シリンダー263は、清掃と修理のための高い
修理位置に組立マニホールド251を持ち上げるのに用
いることができる。
【0124】表面活性剤の塗布 図12に示すように、表面活性剤が成形型のフランジ1
8上にスタンピングステーション54により塗布され
る。スタンピングステーション54には、複数の離れて
置かれた直立したガイド円柱226が置かれる支持部材
すなわち土台224を有する枠構造222が含まれる。
これらの円柱は、スタンピングステーション54がガイ
ド部材に沿って垂直方向に変位できるようにするための
部品を支持するための摺動部材228をその表面に有し
ている。スタンピングステーション54は、適当なガイ
ドブッシュ234及び摺動部材228の仲介物を介して
円柱の上端に最も近い垂直方向の往復運動のために設け
られており、そこでは垂直方向の変位は、ここでは詳述
せず、また所望の場合には土台224上の適当な制御及
び検出ユニット236により操作されうる、適当な付勢
すなわち駆動部材237により実行される。
【0125】スタンピングステーション54はその上に
設けられた複数のスタンプ238を含む。スタンプ23
8のそれぞれはスタンピングステーション54と協働す
る態様で垂直方向の往復運動を行うように調整されてお
り、スタンプ238の数は、成形パレット12(a)に
形成されている成形型の中空部130(b)中に配置さ
れた表側の曲面の半成形型10の数と関連づけられてい
る。各スタンプ238は、少なくとも成形パレット12
(a)の表側の曲面の半成形型10のフランジ18に接
触するように調整された部分においては、約90%のウ
レタンと10%のシリコンの組成で構成されている。
【0126】スタンピングステーション54が上昇した
位置にあるときにスタンピングステーション54の各ス
タンプ238下端の下に隙間をあけて位置するように調
整された水平方向に移動し得るパッド部材240があ
る。パッド部材240は基本的にはクッションであり、
平均して10ミクロンの大きさの穴を有する多孔性のポ
リエチレンなどの適当な多孔性の材料で構成され、それ
には界面活性剤を含んだ溶液がしみこませてあり、その
界面活性剤は高度に集中した状態で存在させることがで
きる。スタンピングパッド部材240の下面は、液体を
通さない物質でできた土台240(a)上に支えられて
いる。パッド部材240の上面は、望ましくはナイロン
製で、編み目の大きさが1.2ミクロンのフィルターに
より覆われ、以下に説明するように、界面活性剤がパッ
ド部材240の底からスタンピングヘッドであるスタン
プ238の底部の端部に押し当たって接触している該パ
ッド部材の最上部まで排出されるときに、計量して供給
する装置として機能し比較的少量の界面活性剤のみを通
過させる。
【0127】スタンピングパッド部材240は水平方向
に移動可能な担持機構241上に支持され、担持機構で
ある担持部材241はスタンプ238の下端部の下に所
定の高さ持ち上げた位置で操作でき、その結果垂直のガ
イド円柱226の間でスタンプ238の下の位置で水平
方向に移動でき、また必要でないときにはその外側に移
動される。この水平方向の移動の動きは、担持部材24
1に作用を及ぼすように接続された適当な付勢シリンダ
ーにより担持部材241に伝えることができ、その結果
パッド部材240に伝えることができる。
【0128】前述した担持部材241は成形パレット軌
道223の上にある高さで置かれ、そのパレットの軌道
223に沿って成形パレット12(a)又は12(b)
が、スタンプ238がコンタクトレンズの形成に関して
更に移送されるのに先立ってその上に置かれた表側の曲
面の半成形型10の表面18(A)に薄膜すなわち表面
活性剤を塗布することが可能となるように、スタンピン
グステーション54の下に位置するように順次進むよう
に調整されている。
【0129】表面活性剤装置の動作 スタンピングステーション54の下に置かれた成形パレ
ット12(a)上の表側の曲面の半成形型10の表面の
フランジ18上に界面活性剤の薄膜の層を堆積するのを
容易にするために、該スタンピングステーションはガイ
ド円柱226上に十分持ち上げられた位置に維持され
る。ガイド円柱226に沿って垂直方向に移動可能な摺
動部材228に作用する駆動部材である持ち上げシリン
ダー237によりこのことが実行される。垂直方向の移
動の程度は、適当な制御及び検出ユニット236により
制御できる。パッド部材240は、パレット12(a)
とスタンピングステーション54のスタンプ238の下
端との間に垂直方向に空間を設けて間挿される。このパ
ッド部材240の間挿は、パッド部材240がスタンプ
238の下に配置されるように担持部材241を水平方
向に移動することにより実行される。その後、スタンピ
ングステーション230は、スタンプ238が下方に移
動されパッド部材240上のフィルター244の上表面
に接触するように付勢され、それにより少量の界面活性
剤がナイロンフィルター244を介して上方に排出さ
れ、スタンプ238のそれぞれの下側に面している表面
に塗布され、その上に界面活性剤の薄い層すなわち塗膜
を形成する。
【0130】パッド部材240がそれで充満される表面
活性剤は、その中に分散された表面活性剤のほぼ100
%の集中の強さを有する溶液であってよい。これによ
り、スタンプ238のパッド部材240との接触表面上
にその層を形成することができる。望ましくは、表面活
性剤は、Tween80(アメリカ合衆国登録商標)す
なわちポリソルベート80で構成すべきである。これは
基本的には、ポリエチレンオキサイドソルビタンモノオ
リエートあるいは同様の等価物であり、ソルビトールの
オレイン酸エステルとほぼ20モルのエチレンオキサイ
ドが各1モルのソルビトールとソルビトールの無水物と
に対して共重合したその無水物とから成る。
【0131】表面活性剤の均一な層すなわち非常に薄い
薄膜が成形パレット12(a)上に置かれた表側の曲面
の半成形型10のそれぞれの表面のフランジ18上に堆
積する事を確実にするために、各スタンプ238は、個
別に適当な付勢スプリング245を設けることにより弾
性力を持たせて搭載される。この付勢スプリング245
は、スタンピングステーション54中に支持されて巻き
付くコイルスプリングであることが望ましく、それによ
り製造上の許容誤差にも関わらず、成形パレット上に置
かれた表側の曲面の半成形型10上の接触フランジ18
の全てに対して均一な圧力がスタンプにより順次及ぼさ
れることを確実にする。その後、表面活性剤が、パッド
を介して吐き出され、ナイロンフィルター244を通っ
て排出され、各スタンプ238の底部の表面上に堆積し
たときに、スタンピングステーション54及びスタンプ
238が垂直方向に持ち上げられ、スタンピングパッド
部材240がその担持部材241とともにガイド円柱2
26の間のその場所からスタンピングステーションの外
に水平方向に移動し、それによりスタンプ238と成形
パレット12(a)上のそれとともに整列された表側の
曲面の半成形型10との間の空間が明けられる。その
後、スタンピングステーション54は再び垂直のガイド
円柱226に沿ってスタンプ238がその表面活性剤で
湿った下側の端部が表側の曲面の半成形型10の表面の
フランジ18に接触するまで下方に移動し、それにより
その上に表面活性剤の薄層すなわち薄膜を積層し、この
層は個々のスタンプ238に作用するスプリング245
のそれぞれにより及ぼされる弾性付勢力により各表側の
曲面の半成形型10の表面のフランジ18上に均一な厚
さで形成される。
【0132】その後、スタンピングステーション54は
再び垂直に上方にガイド円柱226に沿って移動し、裏
側の曲面の半成形型30を備えたその次の成形パレット
12(b)が本装置のスタンピングステーションを通っ
て前進する。この間にスタンプ238を移動するスタン
ピングパッド部材240により界面活性剤で再塗装する
ことが可能となる。
【0133】既に表面活性剤で処理された表側の曲面の
半成形型10の表面のフランジ18を有する成形パレッ
ト12(a)は、裏側の曲面の半成形型30と結合する
ことができるようにスタンピングステーションの外に進
む。このプロセスは、次に、その次に導入される成形パ
レット12(a)の表側の曲面の半成形型10について
同様な連続的な方法で繰り返すことができる。
【0134】上述した構成により、表側の曲面の半成形
型10の特定の表面のフランジ18上に界面活性剤の薄
い均一な層すなわち薄膜を形成することができる。これ
により、その次に裏側の曲面の半成形型30のそこから
の除去、及び裏側の曲面の半成形型30とともにHEM
Aに基づいた環状物質の除去を容易にすることができ
る。このことにより、親水性のポリマーコンタクトレン
ズの成形中に過剰となったHEMA環の残留物を手で取
り除く工程を回避でき、手による操作につきものの不注
意な誤りから帰結される最終的な完成品あるいは生産ラ
イン装置の汚染を回避できる。
【0135】図5に示したように、相補的な一対の表側
(10)及び裏側(30)の曲面の半成形型により成形
型のキャビティと最終的な所望のレンズ8の形状が規定
される。表側の曲面の半成形型10が重合混合物11で
ほぼ充填される充填装置53の投与工程の後、表側の曲
面の半成形型10は、半成形型間に気泡が入り込まない
ように、真空空間中で裏側の曲面の半成形型30により
覆われる。裏側の曲面の半成形型30は、次に、過剰な
モノマーから初めの段階のレンズを切り離し、適当に配
列された歪みのないレンズが確実にでき、両方の半成形
型と初めの段階のレンズ101とを含む成形型のアセン
ブリ39を形成するために、表側の曲面の半成形型10
の周囲の縁14上に止まるようにされる。各表側及び裏
側の曲面の半成形型のそれぞれの側面から伸びているタ
ブ26及び37を設けるには、操作を容易にし、重合し
た後半片を引き離すのを容易にするために、図5に示す
ように、成形型が合わせられている間、互いに重なり合
うように配置するのが望ましい。タブはレンズを円環状
に配向するのにも用いることができる。その理由は、表
側の曲面の半成形型10上のタブ26の位置は凹所13
0(c)により固定され、一方タブ37は次にレンズの
光学特性中に円環状の差異を設けるよう配列する事がで
きるからである。
【0136】成形型のキャビティ101から押し出され
た過剰なモノマーあるいはモノマーの混合物はHEMA
環13を形成し、このHEMA環13は表側の曲面の半
成形型10のフランジ18上に塗布された界面活性剤に
よって裏側の曲面の半成形型30のフランジ36の下側
に優先的に付着する。
【0137】成形型組立装置 本発明の組立ステーションの動作について図10
(c)、10(d)、13、14(a)、14(b)及
び16を参照しながら説明する。ここで、図14(a)
は組立ステーション55の外観の立面図、図14(b)
は説明のために切断線A−A’から2本の離れた軸に沿
って切断した一部断面図である。
【0138】また、半成形型の組立は図13に示したグ
ラフにおいて説明し、該グラフ中には往復運動する組立
ピストン271の位置が時間の関数として記入されてい
る。ゼロ出発地点に示したように、往復運動ピストン2
71は裏側の曲面の半成形型30を拾い上げるために下
降し始め、約0.25秒で裏側の曲面の半成形型30に
達しそれを確保する。次に、ピストン271は約0.2
5秒でパレット12(b)の上方14mmだけ上の位置
まで上方に動く。それから、該パレットを前進させ、そ
こでは裏側の曲面の半成形型のパレット12(b)が取
り去られ、表側の曲面の半成形型12(a)が挿入さ
れ、このパレットの移動に要する時間は約0.5秒であ
る。パレットが移動している間、真空室は表側の曲面の
半成形型のパレット12(a)の方向に下降し始め、該
半成形型のパレット12(a)に接触して、以下に図1
4(b)に関してより詳細に説明するように、真空室と
該パレットとの間を封止する。封止はゼロ地点の後で約
1.25秒でなされ、そのすぐ後に真空室中の窒素が、
真空状態が約1.75秒で均衡に達するまで吸い出され
る。
【0139】往復運動するピストン271は真空室内に
担持され、真空室がパレットの方向に下降して封止され
るときには、往復運動するピストン271と裏側の曲面
の半成形型30とは表側の曲面の半成形型10の上約5
mm上まで少し下げられることに注意すべきである。
1.75秒の時点で往復運動するピストン271は独立
した下方への行程を開始し、ゼロ地点の約2.5秒後に
モノマー11の溜まりに接触する。往復運動するピスト
ン271の下方への行程は連続して、約3秒の時点で裏
側の曲面の半成形型30は、正規の組立を表す表側の曲
面の半成形型10のパーティングエッジ上にきちんと位
置付けされる。その後すぐに、真空通路294の真空状
態が破られるが、往復運動しているピストン271は、
表側の曲面の半成形型10のパーティングエッジ14に
対する裏側の曲面の半成形型30の独立した浮動するク
ランプがそれによってなされるように、組立ステーショ
ンの残りの部分が下方への行程を続行している間、裏側
の曲面の半成形型30上への下方への押圧を維持する。
以下に説明するように、このクランプすなわち「過剰な
行程」の工程は選択的である。約3.4秒の時点で、成
形型のアセンブリを取り巻く真空室の真空状態が破れ、
約4.4秒の時点で往復運動しているピストン271、
真空室及び組立ステーション55が後退し始める。4.
75秒の時点で、組立られた半成形型を収容しているパ
レット12(a)が組立ステーションの外に移動し、裏
側の曲面の半成形型30を収納した新たなパレット12
(b)が組立ステーション55の下に挿入される。その
後、ほぼ5秒の時点で、往復運動ピストン271はその
裏側の曲面の半成形型30の拾い上げ位置に移動し、6
秒の時点でゼロ出発点での組立をもう一度始める。
【0140】組立ステーション55は4個の交互ピスト
ン271を含み、そのうち2個はそれに取り付けられた
裏側の曲面の半成形型と共に図14(b)のA−A’の
左部分に図示され、他の2個は裏側の曲面の半成形型を
有さずに図14(b)のA−A’の右側部に部分的に見
ることができる。往復運動をするピストン271は、8
組の表側の曲面の半成形型及び裏側の曲面の半成形型を
有するパレットのために用いられることを理解すべきで
ある。往復運動するピストン271は真空マニホールド
ハウジング272内で往復運動するために設けられ、主
ハウジング273により担持されるとともに該主ハウジ
ング273内を自由に動きうる。これらの3個の部材2
71、272及び273は、互いに対してかつまたパレ
ット12(b)及び表側の曲面の半成形型を収納するパ
レット12(a)に対して種々の時間に往復運動する。
【0141】図14(b)と図16を参照すると、真空
マニホールドハウジング272及び主ハウジング273
は、シリンダーすなわち管274、275上での往復運
動のために設けられ、往復運動する支持台278を持ち
上げたり下ろしたりするサーボモータ277に応答して
固定された枠部材276に対して往復運動する。駆動モ
ータであるサーボモータ277はガイド管279及び2
80並びに交差部材281により枠部材276に固定で
きるように取り付けられている。かくして、固定枠部材
276、ガイド管279、280及び交差部材281は
本装置の往復運動する部材に対して固定された箱枠を提
供する。また、パレットガイドレール282が、前に説
明し図8(b)に示した材料操作押圧機である材料操作
ラム157により前進させられる組立ステーションに入
り込む各パレット12(a)、(b)に設けられてい
る。ガイドレール282は、また、静止した固定台であ
る枠部材276に対して固定されている。
【0142】図14(b)に示したように、真空マニホ
ールドハウジング272及び主ハウジング273は、相
互に往復運動し合い、真空マニホールドハウジング27
2はそれぞれのハウジングの対向する側に置かれた一対
のスプリング部材283、284により下方に付勢され
ている。真空マニホールドハウジング272は、その中
の1個が図14(b)の断面図に285として示されて
おり、主ハウジング中に形成された凹所287などの凹
所中を上方に自由に往復運動できる、一対のボルト28
5、286により主ハウジング273に確保されてい
る。同様にして、往復運動ピストン271と往復運動マ
ニホールド部材288、289もまた2個のハウジング
部材272、273の間で往復運動するガイド及び支持
を提供する。
【0143】一対のボアスコープハウジング290及び
291により、ボアスコープ200及び観察又は品質管
理の目的で組立キャビティに挿入することのできる光学
プローブ201に対してアクセスすることが可能とな
る。使用しないときには、ボア孔のハウジング290及
び291は、真空状態が組立ハウジング内に引き込まれ
ることができるように、目隠し202により閉じられ
る。
【0144】動作中は、裏側の曲面の半成形型30を収
容したパレット12(b)は、図10(c)に示すよう
に、往復運動するピストン271の下に進められる。パ
レット12(b)がその位置まで来たときに、組立ステ
ーション55はサーボモータ277と支持台278と往
復運動する管274、275とにより下方に移動され、
真空マニホールドハウジング272と主ハウジング27
3とを下方に引き下げる。真空マニホールドハウジング
272は、その下方の位置でスプリング部材283、2
84により付勢されており、個々の往復運動ピストン2
71は、それらが真空マニホールドハウジング272内
に設けられていることにより、また主ハウジング273
の上部に設けられた空気シリンダー293内の空気圧と
により、下方に付勢されている。ほぼ0.25秒以内
に、往復運動ピストン271はパレット12(b)上の
裏側の曲面の半成形型30を固定して、往復運動ピスト
ン271中の真空マニホールド中に真空空間が形成さ
れ、この真空マニホールドは、真空マニホールドハウジ
ング272中に形成された、図14(b)及び図16に
その中の2個が示されている、環状の部屋295と連通
している、図10(c)に示す、放射状に配置したボア
294を有している。これらの環状の部屋である通路2
95は相互に連結されており、さらに、真空マニホール
ドハウジング272の一方の側で4個の環状マニホール
ドである部屋295の全てと交差して延在する(図示し
ない)共通のプレナムに連結されている。
【0145】一対の往復運動する真空のマニホールド部
材288、289が真空マニホールドハウジング272
を主マニホールドハウジング273にマニホールド部材
288の中の一つの管を用いて、図14(b)に示すよ
うに、接続する。真空マニホールド部材288はボア2
98中を往復運動し、一方真空マニホールド部材289
は同様な図示しないボア中を往復運動する。これらの往
復運動するマニホールド部材は基本的には同一である
が、組立ステーションの2個の異なる部分に2個の異な
る圧力の真空状態を与える点で異なる。
【0146】組立ステーションがその行程の最下点に達
したとき、各裏側の曲面の半成形型30は往復運動ピス
トン271により形成された真空状態により裏側の曲面
の半成形型のパレット12(b)から取り外される。次
に、全体の組立ステーション55はほぼ0.25秒で上
方に戻り、該組立ステーション55からコンベア32
(b)に沿って空のパレット12(b)を移動させるこ
とと表側の曲面の半成形型10を搭載した新たなパレッ
ト12(a)を挿入することが可能となる。これらの半
成形型はそれぞれ充填モジュール53でモノマーが投与
されている。パレット12(a)は図10(d)に示し
た位置に移動し、図7(a)に示した、パレット12上
に形成された位置合わせ用めくら孔129(a)、12
9(b)と協働するテーパの付いた位置合わせピン30
6、307により正確な位置に位置合わせされる。ピン
306のテーパは、半成形型を正確に組立るために±
0.1mmの範囲でパレットを位置合わせするのに十分
なように形成されている。
【0147】組立サイクルは、真空マニホールドハウジ
ング272と主ハウジング273の両者をパレット12
(a)の外周140に周辺封止310が接触するまで下
方に移動することにより開始される。周辺封止310と
外周140とが接触したとき、真空の管311及び往復
運動する管274の内部に真空室を形成し真空マニホー
ルドハウジング272及び枠部材276の間に形成され
た空間を真空状態にする第二の真空源を付勢する往復運
動する支持台278に隣接した近接スイッチにより真空
スイッチが付勢される。
【0148】2本の往復運動する管274、275中に
形成された真空状態はわずかに異なっており、管275
中に形成された真空状態は、裏側の曲面の半成形型30
がモノマー及び表側の曲面の半成形型10上に載置され
る前に往復運動ピストン271上に保持されることを確
実にするために管274中に形成される真空状態よりも
わずかに真空度が高いことに注意すべきである。望まし
い実施例においては、パレット12(a)の周囲の真空
マニホールド中の圧力は、5ないし7ミリバールの範囲
にあり、一方往復運動ピストン271内に形成される真
空度は3ないし5ミリバールの水準である。
【0149】真空マニホールドハウジング272中に真
空状態が形成された後、該真空マニホールドハウジング
272は往復運動するのを中止してパレット12(a)
に対して静止し続ける。しかし、上方のハウジングすな
わち主ハウジング273は下方に移動し続けて裏側の曲
面の半成形型30がモノマーに接触して2個の半成形型
が組み合わされたときに成形型のキャビティを満たすた
めに該モノマーを外側にゆっくりと押しやる。該ハウジ
ングの周囲に維持される真空状態により、窒素圧力雰囲
気中で組み合わされた場合よりもより迅速で手早い方法
で2個の曲面の組立が可能となる。真空中で組立られた
場合には、モノマーの載置速度は1秒当たり5mmの速
さに達し、これに反して真空状態でない場合には、1秒
当たり1mm以上の速度ではどんな速度でもモノマーの
不適切な攪拌と気泡が発生し、生産されるレンズの品質
に影響が現れて品質の劣化が生じる。かくして、大気圧
中で6ないし9秒掛かる組立行程が1ないし2秒で実行
できる。さらに、真空状態が形成されない場合には、窒
素を半成形型間又はモノマーと裏側の曲面の半成形型3
0との間に閉じこめそれによりレンズを廃棄すべき場合
がもたらされる他の気泡あるいは液泡を作り出してしま
うことがあり得る。
【0150】真空マニホールドハウジング272はそれ
がパレット12(a)上に位置した後はもはや下方に移
動しないので、2個のマニホールド272、273は独
立に移動する。しかし、上方の主ハウジング273は裏
側の曲面の半成形型30を載せながら下方に移動し続
け、それによりスプリング部材283及び284を完全
に押圧し続ける。これらのスプリング部材283、28
4が押圧されたときには、往復運動ピストン271は、
所定の圧力に加圧された空気シリンダー293と裏側の
曲面の半成形型30との間で遊動する。かくして、裏側
の曲面の半成形型30上の最終的なクランプ圧力は、空
気シリンダー293に維持された空気圧で決定され、ス
プリング部材283、284あるいはサーボモータ27
7により発生された圧力で決定されるのではない。この
ことにより、往復運動ピストン271のそれぞれが独立
に往復運動あるいは遊動することが可能となり、一方で
は全てのピストンを共通の所定値に加圧することが可能
となる。したがって、1個の成形型部品の誤配列によっ
てはパレット12(a)上の成形型のアセンブリ全体は
破壊されない。
【0151】上記クランプ圧力により、裏側の曲面の半
成形型30が表側の曲面の半成形型10上に強く押しつ
けられ、半成形型30の凸状部33(a)が表側の曲面
の半成形型10上に形成されたパーティングエッジ14
に対して位置付けられ、これによりHEMA環13中の
モノマーからレンズブランク8中のモノマーを切り離
す。該半成形型30が位置付けられた後、各往復運動ピ
ストン271中の真空状態が真空線304中の弁を開く
ことにより最初に破られる。その後すぐに、また選択的
に所定のクランプ期間及び所定のクランプ圧力の後に、
真空マニホールドハウジング272とパレット12
(a)との間の真空状態が真空線311中の弁を開くこ
とにより破られる。典型的には、上記期間は0.5ない
し3秒であるが、1.5秒であることが望ましい。クラ
ンプ圧力は1レンズ当たり0.5ないし2Kgであって
よいが、1レンズ当たり1Kgであることが望ましい。
その後、サーボモータ277が付勢され、全組立ステー
ション55が上方に持ち上げられ、新たな裏側の曲面の
半成形型30を拾い上げ新たな動作サイクルを開始する
ためにリセットされる。選択的なクランプ動作がなされ
ない場合には、弾性力により付勢されたピストン271
を真空マニホールド272中に固定できるように設け、
モノマー中に裏側の曲面の半成形型30を十分に位置付
けるためにパーティングエッジ14と噛み合って封止し
た状態から0.1ないし0.2mmのみ下方に移動して
もよい。この実施例においては、選択的なクランプ工程
は早期硬化工程中にも設けてもよい。この方法で真空状
態で半成形型を共に封止しながら成形型のキャビティが
完全に満たされて位置付けされたときには、真空マニホ
ールド272中の真空状態が破られたときに大気圧によ
り半成形型が14.7psi(パウンドパー平方イン
チ)で「クランプ」される。
【0152】図8(b)に示したように、充填及び組立
ステーション50の成形型の組立ステーション55を出
た後に、裏側の曲面の半成形型30を運んだパレット1
2(b)は空であり、供給コンベア29に再循環されて
射出成形型102(a)から新たな裏側の曲面の半成形
型30の組を拾い上げる。このことを実行するために、
裏側の曲面のレンズの半成形型30を拾い上げる点に再
循環するために裏側の曲面の半成形型30の供給コンベ
ア29がパレット12(b)を拾い上げるところで組立
ステーション55の出口から矢印Kで示した方向に空の
パレット12(b)を押すことが、往復運動するラムヘ
ッド156を有するラムアセンブリ155により可能と
される。さらに、図8(b)に示したように、第2の往
復運動ラム155’及びラムヘッド156’が矢印Lで
示した方向に表側の曲面の半成形型10を入れたパレッ
ト12(a)を表側の曲面の半成形型10の供給コンベ
ア27の後方に押すために設けられている。このこと
は、ラインの品質管理システムがパレット12(a)が
整然と並んでいない、すなわちパレットの凹所に正しく
位置付けられていない、あるいはある方法の様式から外
れている、レンズの成形型アセンブリを入れていること
を示した場合だけなされる。誤りの検出は充填及び成形
型組立ステーション50を含む生産ラインの種々の位置
で起こり、パレットはそれらが再循環のためにラム15
5’によって排除されるように(図示しない)制御手段
により目印を付される。コンタクトレンズ生産ライン設
備には、排除されたパレットが再循環で戻っている間あ
るいは表側の曲面の半成形型10の供給コンベア27上
にあるときに、成形型アセンブリを排除されたパレット
から取り除くための吸い込み孔装置が含まれる。
【0153】図8(b)に示したように、8個のコンタ
クトレンズ成形型アセンブリを入れた個々のパレット1
2(a)は、表側の曲面の半成形型10と後面の曲面の
半成形型30とが次に早期硬化工程で一緒にクランプさ
れる早期硬化ステーション60に入る前に、12mm/
secの速さでコンベア32(c)上の充填及び組立ス
テーション50から離れる。
【0154】以下に説明するように、半成形型が圧力を
加えられてクランプされている間、重合混合物は、次
に、望ましくは紫外線灯からの化学作用のある光線に曝
露される。典型的には、半成形型は、化学線が照射され
る30秒間を含む約40秒間クランプされている。早期
硬化工程完了時に、重合混合物は、混合物の全てにわた
って始められた重合を含む部分的に重合したゲルを構成
している。早期硬化工程に引き続き、モノマーと溶媒の
混合物が、次に、紫外線炉装置で硬化され、それによっ
てモノマー中で重合が完成する。この化学作用を有する
可視光線又は紫外線の照射により、最終的に所望のヒド
ロゲルレンズ形態のポリマーと溶媒の混合物ができる。
【0155】本発明の好ましい実施例においては、早期
硬化ステーション60内でパレット12(a)を運ぶの
に2個の分離した装置が説明される。
【0156】第一の位相機構は図8(b)、17、19
及び20について説明し、一方完全に異なった機構を図
21及び22について説明する。各機構が用いる方法
は、クランプ動作及び化学作用線の曝露の点では基本的
には同一で、パレットの操作を有効にするために用いる
装置のみ異なっている。
【0157】図8(b)に示したように、コンベア32
(c)は、早期硬化ステーション60でのバッチ操作の
ために複数のパレットを集める全体的に168で表され
る収集部に複数の成形型を入れたパレット12(a)を
送付する。収集部168には、保持機構166が含まれ
る。保持機構166は、先頭のパレットをコンベア32
(c)上の適所に停止させ、かつ所定数の後続のパレッ
トが該先頭パレットの後ろに集まることを可能にし、早
期硬化装置でのバッチ処理が可能となるように(図示し
ない)制御手段によりタイミングを調整される。好まし
い実施例においては12個のパレットが収集され、6な
いし12秒ごとに1個の割合で生産ラインから新しいパ
レットを連続的に受け入れている間、30ないし60秒
の伸張した時間、早期硬化ステーション60で96個ま
での成形型アセンブリを処理することが可能となる。
【0158】図8(b)に示したように、先頭パレット
12(a’)は保持機構166の後ろで停止され、残り
のパレットはその後ろに集まる。新しいパレットの組が
収集部168で集められている間、12個までのパレッ
トが成形型のクランプ及び早期硬化ステーション60で
処理されており、これにより早期硬化ステーション60
へのパレットの連続的な流れが保障される。
【0159】12個までのパレットを収集部168に収
集した後、保持機構166は引っ込められ、バッチ押し
機アーム173が伸張して12個のパレットをコンベア
32(c)上のアーム171(a)、171(b)内に
便利なように一線上に揃える。適当な追跡機構175と
(図示しない)駆動機構が、バッチ押し機アーム173
の2方向の及び水平垂直方向の運動を可能にするために
設けられることが理解できる。12個のパレットがバッ
チ押し機アーム173のアーム171(a)、(b)の
間に揃えられたならば、図8(b)の矢印Mで示される
水平方向に押し機アーム173が駆動される。成形型の
クランプと早期硬化を受けていた前の組の12個のパレ
ットは、新しい組のパレットがバッチ押し機173によ
り持ち込まれるときに同時にバッチ押し機173のアー
ム171(b)により早期硬化ステーション60から押
し出される。図8(b)の部分的に切り欠いた紫外線重
合炉の図において、6個の前の組のパレットは硬化装置
75中のコンベア31(b)上にこのように押され、以
下に説明するように、紫外線重合のための6個のパレッ
トの2個のバッチにその組が分割される。
【0160】図8(b)に示したように、12個のパレ
ットから成る新しいバッチが、成形型のクランプと早期
硬化をするための早期硬化ステーション60に持ち込ま
れた後、バッチ押しアーム171(b)が矢印Nの方向
に後退し、バッチ切換装置45のラムアセンブリ176
が同時に前のバッチの他方の6個のパレットを押すため
に入口領域177の方に伸び、そこでは6個のパレット
は紫外線循環重合を行う硬化装置75に移動させるため
の第二のコンベア31(a)上に押される。
【0161】図17は早期硬化ステーション60の一実
施例の側面の立面図である。図17に示すように、本早
期硬化ステーション60は、複数個のコンタクトレンズ
を有する複数個のパレットを供給コンベア32(c)か
ら受け入れる。供給コンベア32(c)はパレット12
(a)と成形型アセンブリ39とを選択的に付加しうる
低酸素環境中で早期硬化ステーション60に送付し、こ
の選択的な低酸素環境は窒素ガスで囲い326を圧力維
持することにより達成される。重合する前は、モノマー
は酸素により酸化されやすく、結果的に生産されるレン
ズの劣化を生じる。
【0162】早期硬化ステーション60の早期硬化アセ
ンブリ61は、図17の切り欠き部に部分的に示し、よ
り完全には図19及び20に示してある。本発明と同一
の出願人に譲渡された「成形型のクランプ及び重合可能
なヒドロゲルの早期硬化」という名称の、アメリカ合衆
国に出願され審査に継続中の特許出願No.08/257792(代
理人整理番号9007)に更に詳細に説明したように、該ア
センブリは、中間の支持梁321を上下させる空気シリ
ンダー320と部材323中で往復運動する支持のため
に支えられた往復運動シャフト部材322とにより、コ
ンタクトレンズの成形型を入れたパレットと係合するよ
うに上下させられる。前処理動作の後、パレットは窒素
通気及び施錠機構324を介して、以下で更に詳細に説
明するように、次に硬化装置75での熱と循環する化学
線とにより硬化させるために排出される。
【0163】図18(a)及び18(b)は早期硬化ス
テーション60の他の実施例の図式化した図である。早
期硬化アセンブリ61の各実施例には選択的なクランプ
工程のための多数の垂直方向の往復運動が含まれる。そ
の第1のものは、図18(a)に示された、空気シリン
ダ320と往復運動する支持梁321とからの運動に応
答したものである。矢印Aで示した軸に沿って早期硬化
ステーション60が低下したときに、複数の環状のクラ
ンプ手段340が、パレット12(a)内に担持された
各成形型アセンブリの上方の環状フランジ36と係合す
る。該複数の環状のクランプ手段340は該ステーショ
ンの往復運動する台座である早期硬化アセンブリ61上
に搭載され該早期硬化アセンブリ61と共に移動し、図
18(a)に示す矢印Bの方向に沿って第二の並行する
往復運動をするために該早期硬化ステーション60中に
弾性的に設けられる。
【0164】本発明の実施する際には、クランプ力は、
早期硬化ステーション60の選択的なクランプ手段ある
いは前述した全ての寄せ合わせによる、組立ステーショ
ン55に関して前述した「過剰行程」クランプ装置によ
り、真空状態で組み合わされた半成形型の外側に、大気
圧により発生することもできる。
【0165】図18(a)に示したように、選択的なク
ランプ手段340は、空気スプリング312(a)(図
18(a))あるいは螺旋状スプリング312(b)
(図18(b))さらにまたクランプ部材の物理的質量
により生じた(図式的に示した)スプリング312によ
って枠352中で付勢される。該装置が下降したとき、
クランプ手段340は、スプリング312で決定される
力を伴って、第1及び第2の半成形型と係合してクラン
プする。空気スプリングが用いられる場合には、上記力
は、空気圧手段72により空気室である空気スプリング
312(a)に提供された空気圧の量により決定され
る。クランプ手段340は、図18(a)及び18
(b)においは、説明上2個の環状部材として描かれて
いるが、図17、19、21、及び22に示された実施
例においては、各成形型アセンブリ39のそれぞれに対
して1個づつ、全体で96個の独立した環状のクランプ
手段が存在していることが分かる。
【0166】紫外線灯であってよい複数個の化学作用を
有する光源314が上記クランプ手段上に配置されてい
る。1枚のパイレックス(登録商標)ガラス板395が
早期硬化領域を化学作用光源314から分離している。
このガラス板395により、成形型アセンブリを環境温
度から50゜Cまでの範囲に維持している間、化学作用
光源314を冷やすことが可能となる。該ガラス板39
5は、また、化学作用光源314を放出されるモノマー
から保護する。上記クランプ手段が半成形型に係合して
それらをクランプした後、シャッター機構315が空気
シリンダーにより開かれ、化学作用光源314が各成形
型アセンブリ39の中の重合可能な成分の重合を開始さ
せることが可能となる。シャッター315はその中に形
成された複数の開口313を有し、露光通路347を開
閉するために(図18(a)に矢印Cで示された)X軸
方向に往復運動する。図18(b)の実施例は、光源3
14とシャッター315の配置及び成形型アセンブリを
化学作用光線で露光する方法の点で本質的に図18
(a)の実施例と同様である。
【0167】早期硬化装置69の動作は、310で示す
制御回路により設定される。制御回路310は、空気シ
リンダー320(a)が往復運動する下方位置に付勢さ
れる時間の長さにより、クランプ期間の継続時間を制御
する。また、該制御回路310は成形型に入射する光量
を制御し、シャッター315と空気シリンダー346の
動作を介して露光期間の継続時間を制御する。光の強さ
は、成形型アセンブリ39に関して光源314を上下す
ることにより手で調整することもできる。
【0168】クランプ手段340により加えられる力の
強さは、空気制御器372により、レンズあるいは成形
型アセンブリ39当たり約0.5Kgf(キログラムフ
ォース)ないし2.0Kgfの範囲で変えることがで
き、露光している間、裏側の曲面の半成形型のフランジ
36を表側の曲面の半成形型のフランジ18に平行に保
つために用いてもよい。クランプの加重は10ないし6
0秒間適用されるが、典型的には40秒間である。約1
0秒間の加重の後、紫外線灯314からの化学作用光線
が組み合わされた成形型及び重合可能なモノマー又はモ
ノマーの混合物に印可される。紫外線の光源の強さは、
典型的には2ないし4Mw/cm2で、この強度の光が
10ないし50秒間照射されるが、望ましい実施例にお
いては30秒間照射される。バッチモードでは、上記硬
化は完了するまで続行でき、硬化装置75を省略できる
ことも分かる。パルス化された又は循環する10ないし
150mW/cm2の次元の高強度紫外線を5ないし6
0秒間露光するように、異なった強度及び露光時間を用
いることができることが分かる。
【0169】照射期間の最後に、図18(a)に示すよ
うに、右方向に移動することによりシャッター315が
閉じられ、シリンダー320を、シャフト部材322に
より早期硬化アセンブリ61を持ち上げるように駆動す
ることにより加重が取り除かれる。該アセンブリ61が
持ち上げられることにより、成形型とパレットを取り除
くためにクランプ手段340が持ち上げられ、バッチ押
しアーム173が、前述したように、早期硬化炉を通っ
て移送するために、それらを早期硬化手段からコンベア
31(a)、(b)に移送する。早期硬化時間の間、本
システムの温度は環境温度から50゜Cまで変化するこ
とができる。
【0170】早期硬化プロセスの最後に、モノマーは重
合の開始からある程度の重合までの段階を経る。結果と
して生じるレンズは、最も薄いレンズのある程度の領
域、すなわち縁、を有するゲル状にあり、本体よりより
高い程度に重合している。圧力をかけて縁をクランプし
早期硬化すると、最終的なレンズ製品用のより汚れが無
くより一様に境界づけられた縁が得られる。
【0171】図17、18(a)、及び21、22は、
早期硬化ステーションでのパレット12(a)のバッチ
操作のための第2の実施例を示している。図17、18
(a)、及び19、20について上述したように、第1
の実施例は紫外線灯とクランプ部材とをコンベア手段3
2(c)に担持された成形型アセンブリ39及びパレッ
ト12(a)に係合させまた係合を解くように往復どう
させた。図18(b)及び21、22に示す実施例にお
いては、紫外線灯は静止し、パレット12(a)は、早
期硬化期間ローラーコンベア32(e)から持ち上げら
れてクランプ手段と係合する。更に、第一の実施例にお
いては、コンベアシステムは、早期硬化の後ラインを2
本のライン31(a)、(b)に分割するが、次の早期
硬化実施例においては2本の分離したラインは既に形成
されている。
【0172】図18(b)及び21、22に示された実
施例に用いられたクランプ手段は、図18(b)につい
て前に説明したクランプ手段340を利用している。第
2の実施例においては、複数のクランプ手段340が図
18(b)の側面図にローラー32(e)により示され
たローラーコンベア32(e)の上に設けられている。
複数の持ち上げ支柱381がパレット12(a)の幅に
近い中心上のローラ32(e)群の間に置かれている。
図22においては、パレット12(a)の第一列が示さ
れ、パレット12(a)はローラ32(e)の上にあっ
て、持ち上げ支柱381の頂部に沿って一列に並べられ
た各パレットがその縁を接している。
【0173】パレット12(a)は、早期硬化ステーシ
ョンの装填中空気シリンダー382により持ち上げられ
る停止手段383により所定の位置に配列される。該装
置の装填中に、停止手段383は上方に移動し、必要な
数のパレット12(a)が早期硬化装置中に移動する。
各列中の6個のパレットが移動したときに、第二の停止
手段384が空気シリンダー385により持ち上げら
れ、図22に示したX軸の行程の制限を規制する。別個
の空気シリンダー387が停止手段384と協働して用
いられ、持ち上げ支柱381の中心上にパレット12
(a)の隣り合う縁を整列させる。パレットが整列され
た後、持ち上げ支柱381は中間支持枠388と全体的
に390で表された空気モータとにより上方に移動す
る。
【0174】上記パレットは、図18(a)に12
(a’)で示した位置まで上方に移動し、前述したよう
にそこで該パレットはクランプ部材340と係合する。
また、各クランプ部材340には、上述した「成形型ク
ランプ及び重合可能なヒドロゲルの早期硬化」と題され
た継続中の特許出願記述したように、早期硬化期間中ク
ランプ部材340及び上方の半成形型30(裏側の曲
面)を下方の半成形型10(表側の曲面)に対して駆動
するための、別個に独立した弾性スプリング312
(b)が含まれる。
【0175】パレットと半成形型が空気シリンダー39
0により持ち上げられ、第一及び第二の半成形型がクラ
ンプ手段340により共に組み合わされた後、往復運動
シャッター315(a)が、図18(a)に示したよう
に、移動し、その中に形成された複数の開口がクランプ
手段340に形成された中央開口と一直線上に配列さ
れ、それにより、図18(a)に関して全体的に上述し
たように、化学作用光源314により半成形型中のモノ
マーを露光する事が可能となる。パイレックスガラス板
395が上記化学作用光源314を早期硬化領域から分
離する。クランプ期間及び照射のための露光量は、前述
した方法で制御手段により制御される。
【0176】成形型のアセンブリ39中のモノマーの早
期硬化の次に、パレット12(a)は図17に32
(e)として示したローラーコンベアの所まで下方に移
動し、後続のパレット174により次のコンベア31
(a)、(b)まで移動する。8個のコンタクトレンズ
の成形型のアセンブリを入れた個々のパレット12
(a)は、次に、図2に示したように、2本の軌道上で
紫外線硬化及び重合アセンブリ75に入る。紫外線重合
アセンブリ75において、上記パレットは約5.5mm
/secの速度で運搬される。
【0177】レンズの硬化 本発明を実施するのに望ましい装置は、図8(c)及び
23に示したように、成形型のアセンブリ39を入れた
パレット12(a)を矢印の方向に動かすための一対の
コンベア31(a)、31(b)を含む。コンベア31
(a)、31(b)は、成形型のアセンブリ39(ある
いは複数個の成形型のアセンブリ)を担持するパレット
12(a)を運ぶベルトを含むことが望ましい。可変速
度モータなどの(図示しない)従来からの制御手段がコ
ンベア31(a)、31(b)に接続され、該コンベア
31(a)、(b)がパレット12(a)を重合ゾーン
を通って移動させる速度を制御する。
【0178】参照番号330は、上述した紫外線照射源
のハウジングを全体的に表す。ハウジング330は、コ
ンベア31(a)、31(b)が該ハウジングの下でパ
レット12及び成形型アセンブリ39を担持する空間を
残して両コンベアの通路上にアーチを作るように、両者
の上に配置されている。ハウジング330は1個の一体
成形領域を構成することができる。すなわち、図8
(c)にユニット331及び332として示したよう
に、並んで配列された数個の独立した領域から成るよう
に構成することができる。
【0179】図23は全体的に図8(c)のユニット3
31、332のどちらかの縦断面を示す。各ユニットは
平らな水平な表面33を有することが望ましい。表面3
3には、紫外線を照射するための街で買うことができる
タイプの1個以上の細長い白熱電球が張り付けられる。
図23は多数の白熱電球の中の一つを示しており、これ
は数列の成形型のアセンブリをコンベア上に隣り合わせ
に配列するときに用いるには望ましい配列である。該電
球はそれらの縦軸を平行に隣り合わせに配列され、ユニ
ット331中ではこれらの軸は成形型アセンブリの移動
方向に平行で、ユニット332中ではこれらの軸は成形
型アセンブリ39の移動方向に垂直である。該白熱電球
は、標準的な電球取り付け器335に取り付けられ、こ
の取り付け器335により水平面上にコンベアと成形型
アセンブリに平行に保持される。それぞれの紫外線電球
335は(図示しない)電気的制御手段に接続されてい
る。該電気的制御手段は、電球335が紫外線を発生す
るようにエネルギーを供給する適切な電流を該電球33
5に供給する。その下を成形型アセンブリが移動する電
球335は(例えばMw/cm2として測定された)紫
外線照射強度が該電球の長さに沿った(すなわち縦軸に
沿った)異なる位置では異なっているという特性を有し
ている。電球の各端部領域では上記強度は、該電球から
成形型アセンブリまでの所与の距離において重合し得る
成分の重合を開始させるのには不十分な(0であっても
よい)第一の強度レベル以下である。該電球の両端間に
該電球から成形型アセンブリまでの所与の距離において
その領域中では照射された紫外線の強度は重合し得る成
分の重合を開始させるのに必要な最小レベル以上である
少なくとも1つの領域が存在する。動作中、成形型アセ
ンブリが上記電球の長さに沿って通るときに該成形型ア
センブリが受ける紫外線の強度は少なくとも1度は重合
を開始するの不十分な強度から重合が開始される強度ま
で循環し、重合を開始するには不十分なレベルまで戻
る。
【0180】2以上のこのような電球335を成形型ア
センブリが移動する経路上の隣り合うユニット331中
に端部を接して配列することが望ましい。各電球はその
場合には重合を開始するのに十分な強度の紫外線を照射
する少なくとも1個の領域及び重合を開始するのには不
十分な強度の小さい側面を接する複数の領域を有するこ
とができる。この方法においては、各電球がその両端の
中間地点に重合を開始する一領域のみを有する場合でさ
えも、所与の成形型アセンブリが一連の紫外線電球の下
を通過する間に強度の増加と減少のサイクルが少なくと
も二度起こる。紫外線強度の増加と減少の3ないし6サ
イクル、望ましくは5サイクル、で重合可能な成分が照
射されるように、端部を接した3ないし6個の、更に望
ましくは5個の、電球を用いることが望ましい。
【0181】更に、重合可能な成分が紫外線に照射され
ている間該成分が収縮する傾向に対抗し重合が伝搬する
のを助けるのに十分な温度に該重合可能な成分の温度を
上昇させるのに有効な熱源が設けられている。好ましい
熱源には、成形型アセンブリが紫外線電球の下を通過す
るときに暖かい空気を該成形型アセンブリの下に供給す
るダクトが設けられている。この暖められた空気はハウ
ジングの反対側の端を通って排気され、以下に詳細に説
明するように、ハウジングによって異なる所望の温度を
含む45゜ないし70゜に制御された温度に維持され
る。調整可能な空気通路337によりコンベアとパレッ
トの下側の空気流が正確に調整できる。
【0182】この動作のパラメータをここに説明するよ
うに注意深く制御することにより、比較的短い時間間隔
で成功裏に繰り返して生産できることを示す完全に重合
した優れたコンタクトレンズが生産できることが発見さ
れた。動作に関する何らかの特別な理論により拘束され
るように意図することなく、このシステムの観察された
特性は、紫外線照射の強度が増大すると多数の異なった
場所で重合が開始されその後有効な量の熱に曝すと共に
紫外線照射強度を減少することにより開始された重合が
連続する新たな重合を開始するように優先的に伝搬する
ことができるという命題と一致する。したがって、紫外
線の強度の増加と減少のサイクルが繰り返しなされると
きは、まさに前に始められた重合が伝搬され続けられる
ように新たな重合が開始される。この方法においては、
適当な放射強度を有する電球を選び、電球と重合できる
成分を有する成形型アセンブリとの距離を調整すること
により紫外線強度の低レベルと高レベルの大きさを注意
深く制御し、かつ電球を通過した成形型アセンブリの移
動速度を選択し、端を接して配列された電球の数と長さ
を選択することにより、紫外線強度の変化速度を注意深
く制御することにより、残留する残余の重合されていな
いモノマーが存在せず一方ではポリマー鎖の長さの全体
の分布により優れたコンタクトレンズが供給され、かつ
重合された製品が製品中にあるいは製品と成形型のキャ
ビティの内面との間に何等の空隙も有さずに該成形型の
キャビティを満たした重合した商品が生産される。
【0183】本発明の方法と手段とは以下の例示により
更に説明される。この例示においては、パレット12
(a)は早期硬化ステーション60から重合装置内を縦
方向に移動する一対のコンベアベルト31(a)、31
(a)に供給される。
【0184】上記パレットは、図8(c)に示したよう
に側面を接して配列された連続した6個の小さなユニッ
ト331(図8(c)には5個のみ示してある)と3個
の長いユニット332の下を通過するコンベアベルト上
を、紫外線放射電球で満たされた第一の容器の後で各容
器と共に、移動する。全ての電球はそれぞれのユニット
に同一面上にあるように設けられる。成形型のアセンブ
リが出会う電球を入れた第一のユニットの中でのパレッ
トの面からこの電球の面までの垂直方向の距離は約25
mmから約80mmであるべきである。この順次横切る
ユニット中での電球までの垂直方向の距離は約50ない
し約55mmであるべきである。
【0185】336に類似したダクトが過熱された空気
を、紫外線放射電球を有しない第一のユニット331
(a)を含む6個のユニットの全ての下の空間のそれぞ
れに送る。各ユニットの下のパレットの周りで維持すべ
き望ましい温度は、第一の2個のユニットの下では約4
9゜Cないし約64゜C、他の4個のユニットの下では
約49゜Cないし約59゜Cである。
【0186】パレットを移動させる速度は、所与の成形
型のアセンブリが第一に第一のユニットの下に入る瞬間
から最後のユニットの下から出てくるまでに経過する全
時間が望ましくは約300ないし440秒であるように
十分に大きいことが望ましい。
【0187】このような方法で動作させることにより、
成形型アセンブリは紫外線照射強度の増加と減少の多く
のサイクルに曝される。各サイクルにおいて、紫外線照
射強度は約0から3ないし3.5mW/cm2の範囲で
変動し、その後約0に戻る。電球は本来的に同一の長さ
を有しておりパレットは一定の速度で移動するので、最
初の6個の炉の各サイクルは本質的に同一の時間間隔継
続する。
【0188】成形型除去ステーション 重合が完了した後、成形型除去ステーション中に2個の
半成形型は分離され、第一のすなわち表側の曲面の半成
形型10の中にコンタクトレンズが残され、その後それ
が取り除かれる。表側と裏側の曲面の半成形型は1回の
成形に用いられその後廃棄すなわち棄てられることに言
及すべきである。
【0189】図8(d)に示したように、重合したコン
タクトレンズを成形型アセンブリ中に入れたパレット
は、上述したように、2本のコンベア31(a)、31
(b)に沿って重合炉装置に入り、その後成形型除去ア
センブリ90に入る。パレットはコンベアから移され、
図28に示す二重動ばりコンベア180のそれぞれの輸
送キャリヤー182(a)、182(b)に沿って置か
れる。図28に示したように、輸送キャリヤー182
(a)、182(b)は、水平方向に動いて成形型除去
アセンブリ90中を成形型アセンブリを入れたパレット
を正確に移送する、4個の番号184(a)、(b)、
(c)、(d)で表されるような複数のそれぞれ間隔を
隔てた押しブロックを備えている。
【0190】図28は輸送キャリヤー182(a)を示
す二重動ばりコンベアの一部切断側面図である。図28
に示すように、輸送キャリヤーばり179(a)は適当
な搭載手段197によりその上で水平方向に往復運動す
るために軌道193上に置かれる。モータ191と適当
な駆動リンク装置192が設けられて、押しブロックが
キャリヤーレール183(a)、(b)に沿ってパレッ
トを係合しかつ前進させることを可能にするために軌道
193に沿う輸送キャリヤーばり179(a)の水平方
向の動きを制御する。さらに、図28に示したように、
輸送キャリヤーばり179(a)は、その2個190
(a)、190(d)を同図に示すように、一組の空気
シリンダーにより垂直方向に引っ込むことができる。シ
リンダー190(a)、(d)とモータ191とは制御
手段により輸送キャリヤーばりの往復運動や引っ込み運
動が同時になされるように制御する。
【0191】上に詳述した望ましい実施例においては、
二重動ばりの輸送キャリヤーはコンタクトレンズの成形
型アセンブリを入れたパレットを、望ましくは、そこで
表側の曲面の半成形型と裏側の曲面の半成形型のフラン
ジ部が把持されかつ直接に反対の方向にあるいはある角
度で取り外す種類の動きでお互いから引き離される成形
型除去装置の端から端まで担持する。
【0192】コンタクトレンズの成形型のアセンブリを
まず緩やかに加熱して半成形型の表面から重合した製品
を分離するのを容易にすることが有利である。本発明と
同一の譲受人に譲渡されたアメリカ合衆国に出願され審
査に継続中の「成形型分離装置」と題された特許出願N
o.08/258265(代理人整理番号9006)中でさらに詳細に
説明したように、成形型除去アセンブリ90には、成形
型アセンブリの各半成形型の重なり合っているフランジ
部分の間に形成された空隙内に挿入される1組の取り外
し指により表側の曲面の半成形型から裏側の曲面の半成
形型を離して取り外す前に、コンタクトレンズの成形型
アセンブリの裏側の曲面のレンズの半成形型に、蒸気あ
るいはレーザエネルギーの形態であってもよい正確な量
の熱を加えるための手段が含まれる。
【0193】コンベア31(a)から二重動ばりコンベ
ア180の輸送キャリヤー182(a)にパレット12
(a)を置くために、図8(d)に示すように該パレッ
トは、上流のクランプ顎により第一にクランプされる。
適当な制御手段による制御下で時間配分の決まった方法
において、パレットは、解放され、成形型除去アセンブ
リ90を通って移送するための例えば図28に示される
ようなパレット182の184(a)、184(b)の
ような一対の押しブロックの間の一対のパレットガイド
軌道上に置かれる。同様な方法で、パレット12(a)
をコンベア31(b)から二重動ばりコンベア180の
輸送キャリヤー182(b)へ移送するために、パレッ
ト12(a)は上流のクランプ顎187(a)、(b)
により始めにクランプされ(図8(d))、それから時
間配分されて、該成形型除去装置を通って正確に移送す
るために輸送キャリヤー182の184(a)、184
(b)に類似した一対の押しブロックの間の第二の対の
キャリヤーガイド軌道の上に置かれる。二重動ばりコン
ベア180の輸送キャリヤー182(a)の動作をここ
で図28を参照しながら更に詳細に説明する。クランプ
手段186(a)、(b)及び187(a)、(b)か
ら二重動ばりコンベアへの移送は、第一のアーム196
及び第二のアーム197を有する二重アーム押しアセン
ブリ195により実行される。これは図8(a)につい
て前に説明した配列アセンブリ40とほぼ同様に動作す
る。
【0194】図28に示したように、輸送キャリヤー1
82(a)、(b)には、パレット単体の長さにほぼ等
しい距離に各輸送キャリヤーばり179(a)、(b)
上に等距離で隔てられた複数の押しブロック184
(a)、(b)、(c)、(d)を有する往復運動する
輸送キャリヤーばり179(a)、(b)が含まれる。
各輸送キャリヤーばり179(a)、(b)は、図28
に2個の頭部を有する矢印「A−B」として示した方向
に水平往復運動をするように搭載され、パレット12
(a)を成形型取り外し装置を通って各ガイド軌道に沿
って進行させる。さらに、2個の頭部を有する矢印
「A’−B’」により示した垂直方向に往復運動するよ
うに搭載されている。
【0195】各パレットガイド軌道には、図7(b)及
び30に示したように、パレットの各ノッチ28
(a)、(b)と結合するための一対の軌道ガイドレー
ルすなわち肩が含まれる。対となった1組の肩と各パレ
ットのノッチ28(a)、(b)とは、該パレットがキ
ャリヤーブロック184により成形型除去装置の至る所
で進行させられるときに該パレットを正確に配列すると
ともに、成形型アセンブリ39が成形型を除去されると
きのどんな垂直方向の動きをも防止する。押しブロッ
ク、例えばブロック184(a)は、輸送キャリヤーば
り179(a)が成形型除去アセンブリ90を通ってパ
レットを進めるときに矢印A’で示される垂直方向に往
復運動されたときにパレットの縁と係合し、矢印B’に
より示される垂直方向に輸送キャリヤーばり179
(a)が引っ込むときにパレットの縁との係合を解除す
るものである。
【0196】図8(d)について上述したように、パレ
ット12(a)は、まず、第一に、2本の押しブロック
184(a)及び184(b)の間で平行な1組の軌道
183(a)、(b)上に置かれる。パレットを進める
ために、輸送キャリヤーばり179(a)は図28のB
で示された方向に駆動され、押しブロック184
(a)、(b)はパレット12(a)と係合して該パレ
ットの位置を以前の位置から新たに増大した位置にガイ
ド軌道に沿って進める。増大して進ませる量は用いられ
る成形型除去装置の型により変化する。レーザ成形型除
去装置(図24−27)を用いる場合には、パレットは
増加するように進められ、全パレット長、それからパレ
ット12(a)に担持された成形型アセンブリの対の中
心間の距離に等しい距離を進む。このことにより該レー
ザ成形型除去装置が1対の成形型アセンブリをそれぞれ
が進行しながら成形型除去することが可能となる。そし
て、最後の対が成形型除去されたときに、新たなパレッ
トが適切な位置に進められる。
【0197】蒸気成形型除去装置(図30−39)が用
いられた場合には、蒸気成形型除去装置は1工程でパレ
ット全体の成形型除去を行うので、パレットは1回に1
パレットの割で順次進められる。パレット12(a)を
前進させた後直ちに、輸送キャリヤーばり179(a)
は、輸送キャリヤーばり179(a)(及びその上の押
しブロック)が図28で参照文字Aで示される水平方向
にパレットの下側のその元来の位置まで往復運動できる
ように、垂直方向にキャリヤーレール183(a)、
(b)の面の下に引っ込む。
【0198】水平方向にその元来の位置まで往復運動し
た後、輸送キャリヤーばり179(a)(及び押しブロ
ック184(a)、(b)、・・・等)は垂直方向のそ
の元来の位置、そこでは押しブロック184(a)、
(b)は、図8(d)について上述したように、コンベ
ア31(a)から新たに送られたパレット12(a)と
係合する、まで伸張する。さらに、キャリヤーレール1
83(a)、(b)上を進められた第一のパレット12
(a)は今や押しブロック184(b)、(c)の間で
係合する。二重動ばりコンベア180の輸送キャリヤー
ばり179(a)、(b)の連続的な往復運動により、
成形型除去アセンブリ90を通ってパレットの正確で連
続的な流れが保障される。
【0199】レーザ成形型除去 裏側の曲面の半成形型を加熱することにより、一方の表
面を他方の表面に対してずらすこととなる、より冷えた
レンズのポリマーに対して、加熱された成形ポリマーの
膨張に差が生じる。その結果生じる剪断力によって、重
合されたレンズ及びポリマーの付着が破壊され、成形部
の分離を助ける。成形部の表面間の温度勾配が大きくな
ればなるほど、剪断力が大きくなり、成形部の分離が容
易となる。この効果は、最大の温度勾配が存在するとき
に最大となる。時間が経つにつれ、裏側の曲面の半成形
型の部分からレンズポリマー及び表側の曲面の半成形型
の部分へ、また集合的に周囲の環境中へ、の伝導により
熱が失われる。したがって、加熱された裏側の曲面の半
成形型は速やかに除去され、その結果エネルギーはほと
んどポリマーレンズに伝えられることが無く、該レンズ
の熱による分解の可能性が回避できる。
【0200】本発明においては、裏側の曲面の半成形型
を加熱し、成形型アセンブリを除去する異なった2つの
方法による2個の実施例が開示される。これらの2個の
実施例の第一のものにおいては、裏側の曲面の半成形型
の加熱は、電磁放射源、望ましくは二酸化炭素(C
2)レーザ、を用いて半成形型の少なくとも一方に照
射する方法が採用される。該レーザは10.6ミクロン
(μm)の波長で80ワット(Watt)程度であるこ
とが望ましい。半成形型へのレーザの照射は0.5秒な
いし1秒間なされる。
【0201】レーザの場合には、中間赤外線及び紫外線
の両者で、レーザエネルギーがほぼ100%有効とな
る。というのは、ポリスチレン成形材料はほぼ100%
吸収し、入射光線の非常にわずかな部分のみが反射ある
いは散乱されるからである。この方法においては、大気
中に吸収されるエネルギーはほとんどあるいは全くな
く、それで試料のみが加熱される。
【0202】さらに、これらの周波数での成形材料の吸
収特性の故に、レーザエネルギーの大部分は材料中への
数波長の行程内に吸収されてしまう。この観点から、熱
は表面からの伝導のみにより伝達される。この理由によ
り、レーザ光線の最初の照射により、照射された成形型
の外表面とレンズに接する成形型の面との間に巨大な熱
勾配が形成される。
【0203】上述した目的は、望ましくは二酸化炭素レ
ーザの電磁線源を用いて、成形型部の少なくとも1個あ
るいは2本のビームに分離して同時に2個の裏側の曲面
の半成形型を加熱することによって達せられる。レーザ
は10.6μmの波長で成形型アセンブリ当たり80ワ
ット程度であることが望ましいことが実験で判明してい
る。成形型のレーザへの曝露は0.5秒ないし1秒間で
ある。
【0204】この出力範囲のレーザは流通ガスタイプ及
び封止レーザタイプの両者が利用できる。レーザ成形型
除去装置の好ましい実施例においては、Laser P
hotonics社のmodel580cwパルスレー
ザが図25に示すような光学列に組み立てられた。
【0205】図25を参照すると、入射光線400は図
示しないレーザにより発生される。該入射光線は、ま
ず、レーザ光線を収束させる平凸レンズ412を通過す
る。当業者には容易に理解できるように、上記に特定し
た波長のレーザ光線を用いる光学配列のレンズ他の光学
部品を構成するには、セレン化亜鉛が適当な材料であ
る。
【0206】レーザ光は、さらに、内部拡散器として機
能する積分器418に出会って拡散する。内部拡散器
は、レーザ光線を内部で散乱させ、より均一な光線を提
供するように機能する。レーザによって発生されたその
ままの光線においては、光線の断面の出力分布は典型的
には一定ではない。拡散器を用いない場合には、このこ
とにより被照射物上に高温のスポットと低温のスポット
とが発生することとなる。
【0207】望ましくない特性からレンズと成形型との
結合物のレーザエネルギーに対する不足したあるいは過
剰の曝露が帰結される。レーザ光線の断面方向にそのエ
ネルギーが均一でない場合には、同一の成形型上に両者
の効果が見出される。典型的なレーザ光線は該光線の断
面方向に2次元のガウス分布をしているので、拡散器は
このエネルギー分布を均一にする必要がある。
【0208】積分器418から出射された後、レーザ光
線は均一で弱く収束しており、ビームスプリッタ420
に入射する。ビームスプリッタ420は入射光のエネル
ギーの半分を透過させ、残りの半分を反射する。このビ
ームスプリッタ420で反射された入射光420の半分
は鏡24で反射され、最終的に1個のレンズと成形型と
のアセンブリ39(a)を照射する光線となる。ビーム
スプリッタ420で分離された残りの半分の光線428
は鏡430に入射し、反射されて他のレンズと成形型の
アセンブリ39(b)を照射する。
【0209】この望ましい実施例においては、2個の対
とされその間に重合したレンズを入れた半成形型が成形
型除去装置により同時に加熱を受けることができる。
【0210】本例においては、成形型に入射するレーザ
出力が望ましい80ワットとなるように使用するレーザ
は150ないし200ワットであることに注意せよ。
【0211】本実施例において、システム中の光学部品
の適当な配列を確保するために用いられるヘリウム・ネ
オンレーザ434が示されている。該ヘリウム・ネオン
レーザ434は、鏡438で主レーザ光線400により
用いられる光路方向に反射される光を発生する。配列レ
ーザ光線の主レーザ光線との交点で配列レーザ光線はビ
ームスプリッタ439に遭遇し、該ビームスプリッタ4
39により主レーザ光線と同一の光路に置かれる。
【0212】レーザを用いて裏側の曲面の半成形型部を
加熱した後表側の曲面の半成形型から裏側の曲面の半成
形型を取り除くための好ましい方法は、両成形型部間に
相対的伸張力を印可するべきであることが分かった。こ
の相対的伸張力を印可するために、表側の曲面の半成形
型は図24、26(a)及び26(b)に示した位置に
保持され、そこでは一対の薄い金属の指452、453
が軌道レール450、451及びパレット12(a)の
上方に固定できるように搭載され、取り外し作業中表側
の曲面の半成形型10をパレット12(a)に確保す
る。指453は逆T字形の部材であり、逆T字の一方の
フランジ453(a)で表側の曲面の半成形型10を確
保し、(図26(a)には示されていない)第二の表側
の曲面の半成形型と第二のフランジ453(b)で係合
する。第二のフランジ453(b)は第三のフランジ4
54と協働して第二の表側の曲面の半成形型を適正な位
置に確保する。
【0213】パレット12はレーザ成形型除去装置中を
順次進行するので、レール452ないし454は成形型
アセンブリ39の各列と順次係合して表側の曲面の半成
形型を確保する。裏側の曲面の半成形型のフランジ36
は(図24に図式的に示した)取り外し固定具448と
嵌合し、この取り外し固定具448はパレット12がキ
ャリヤーブロック184により定位置に進められたとき
にフランジ36の両側面と嵌合する。そこで、パレット
12(a)は停止し、一方取り外し固定具448は図2
4の矢印F方向に軸456の周りに回転し、裏側の曲面
の半成形型30に引っ張り力を印可する。取り外し固定
具448の上側の部分は軸456の周りに回転すること
ができ、裏側の曲面の半成形型30のレーザへの曝露の
後指456、458は該裏側の曲面の半成形型を上方に
取り除く。次に、全体のアセンブリが、裏側の曲面の半
成形型を完全に取り除くために、図24に矢印「B’−
B”」で示したように、約10mm持ち上げられる。金
属指456、458がフランジ36の下に停止でき、後
ろに約18゜傾いたときに、取り除かれたレンズの全体
的な質とそれにより帰結される収率が、一方の側からた
だ持ち上げるだけでピボット点の軸を制御しない現在用
いられている取り外し方法に比べてよりよいことが判明
した。
【0214】上述したような機械的な補助が光線に曝露
した後に提供するのに最もよいことが確認された。曝露
と機械的な除去との間の時間がより短かったとしても何
等不利な効果は考えられないが、実際的な条件において
は、曝露と成形型の分離との間の時間は約0.2ないし
約1.5秒であろう。
【0215】裏側の曲面の半成形型の成形型除去のため
の望ましい配列がより十分に図27(a)、27(b)
及び27(c)に示されている。図27(a)は本成形
型除去装置の立面図、図27(b)は図27(a)の切
断線A−A’に沿って取った平面図、図27(c)は図
27(a)の切断線B−B’に沿って取った側面立面図
である。図27(b)に示すように、パレット12
(a)は複数の成形型除去サイクルの第二のサイクルに
あり、そこではレーザ光400は光線428及び422
からレーザマスク429及び423を介してパレット1
2(a)の中の成形型アセンブリの第2列に強い電磁エ
ネルギーを分配する。成形型アセンブリの第1列は、図
24について図示しかつ説明した如く、取り外し固定具
448により成形型が除去されている。取り外し固定具
448はシャフト449によりジャーナルベアリング4
60内で一対のリンク461及び462により回転させ
られる。図27(c)に示したように、リンク462
は、ステッパモータ465のピニオンにより駆動される
ラック464により矢印E方向に引っ張られる。ステッ
パモータ465はそれによりシャフト449を図27
(c)と図24の矢印Fで示した方向にほぼ18゜の円
弧を描いて回転させ、前側の曲面の半成形型10から後
ろ側の曲面の半成形型30を分離する。
【0216】取り外し機構である取り外し固定具448
とシャフト456とが回転した後、(基台469上に搭
載された)アセンブリ全体が、旋回可能な基台469上
に搭載されたローラーカムフォロワ468と係合した摺
動可能なカム467によりピボット点466の周りに、
矢印Gで示す上方向に持ち上げられる。摺動可能なカム
467は空気あるいは電気駆動モータ470により進め
られ、取り付けられた取り外し固定具448が、裏側の
曲面の半成形型を成形型アセンブリから切り離した後に
処分するために引っ込むことができるように、シャフト
449を約10mm上昇させる。
【0217】上述した構成要素の全てが、以下に詳細に
説明するように、分離した裏側の曲面の半成形型を処分
するためにX及びYの両方向に移動できる可動基台47
1上に搭載されている。取り外し固定具448が裏側の
曲面の半成形型をいったん分離し、取り外し固定具44
8がパレット12(a)から自由になるように持ち上げ
られると、基台471は空気駆動モータ472により図
27(a)の矢印Hにより示したX軸に沿って右方向に
移動する。基台472は静止塔473から吊り下げら
れ、円柱塔475により軌道474に沿って往復運動す
るように設けられている。基台471は分離した裏側の
曲面の半成形型を廃棄容器76上に置くために矢印Hの
方向に移動する。同時に、くず処理機構477が空気モ
ータ478に持ち上げられて、取り外し固定具448の
表面に平行にかつその真下に置かれる。そこで、移動可
能な基台471は図27(b)の矢印「J」方向のY軸
に沿って移動し、分離した半成形型を取り外し固定具4
48からこすり落とし、それによりそれらを容器476
中に落下せしめ、真空線480により真空にされる。基
台471は、基台471上に固定できるように設けられ
た空気駆動モータ481によりY軸方向に移動させられ
る。基台471も往復運動するようにレール482、4
83により塔475上に設けられている。
【0218】次に、基台471は、図27(a)と27
(b)に示した矢印JおよびHと反対方向に、その元々
の位置にY軸に沿って戻り、かつX軸に沿って戻る。摺
動カム467は、次に、駆動モータ470により引っ込
められ、取り外し固定具448は、ステッパモータ46
5がシャフト449及び取り外し固定具448をその元
々の位置に戻す間、パレット12(a)上の位置に下が
ることができる。次に、レーザ400が付勢されてパレ
ット12(a)中の第2列の成形型アセンブリを加熱
し、そしてパレット12(a)は往復運動するキャリヤ
ーブロック184により取り外し位置に進められる。パ
レット12(a)は、該パレットの成形型取り外し動作
中の垂直運動及び全ての上下動、偏走、横揺れを防止す
るレール450、451により鋳型除去装置中コンベア
32(f)上に拘束される。
【0219】蒸気成形型除去 上側の曲面の半成形型を加熱して成形型アセンブリの成
形型除去を行うための二つの実施例の第二は蒸気を高エ
ネルギー熱源として用いる。第二の実施例の成形型除去
装置は、目用レンズを入れた複数のコンタクトレンズの
2本の平行な列の成形型除去を同時に行うために、全体
として、2個の本質的に等しい蒸気放出装置と、図8
(d)に境界箱90として示された2個の連合した成形
型除去装置を備えている。平行なラインを2本用いるこ
とは生産ラインの処理量を増大させる。二重動ばりコン
ベア180(a)、180(b)は、各12個の鋳型除
去ステーション内に重ね合わせるために個々の押しブロ
ック184(a)、184(b)の間に一般的に描かれ
た個々のパレットを運ぶ。
【0220】図8(d)に示すように、二重動ばりコン
ベア180(a)、180(b)は平行な1組の軌道か
ら成り、各軌道にはパレット12中に形成された溝28
(a)のそれぞれと結合するための1対の軌道リブが含
まれる。組み合わされたリブと各連結溝28(a)との
組は、成形型除去装置内で運ばれるときにパレットを一
列に保ち、また以下に詳細に説明するように、パレット
12のコンベアに対する全ての垂直運動を防止する。キ
ャリヤーブロック184は、成形型除去行程のためのコ
ンベア経路に沿ってパレットを正確に配置するための適
切な重ね合わせ手段を提供する。
【0221】成形型分離装置の成形型除去アセンブリ9
0のそれぞれは、レンズ成形型中に置かれた各コンタク
トレンズを物理的に曝して、レンズの水和のための(図
8(d)に図式的に89で示した)水和ステーションま
で運ぶために、各コンタクトレンズ成形形11の前側の
曲面の半成形型10から裏側の曲面の半成形型30を物
理的に取り除く。この取り除く行程は、以下に詳細に説
明するように、注意深く制御された状態中で行われ、裏
側の曲面の半成形型30が、図29に図式的に示したレ
ンズ成形型中に形成されたレンズ8の完全性を破壊する
ことなく、前側の曲面の半成形型から分離される。この
ことを実現するために、成形型除去装置はまず各レンズ
成形型アセンブリの裏側の曲面の半成形型30を、該裏
側の曲面の半成形型30に所定量の熱、望ましくは蒸気
の形態での熱、を掛けることによりその各前側の曲面の
半成形型10から素早くかつ効果的に取り除くことがで
きるように、準備する。
【0222】図30(a)ないし30(d)は、1個の
成形型取り外しアセンブリと、成形型アセンブリのパレ
ット12(a)をその上に有する1本の軌道180
(a)とを形象的にかつ一部断面で描いたものである。
この成形型取り外しアセンブリには、8本の蒸気排出ノ
ズル、その2本が527(a)、527(b)として描
かれている、を備えた蒸気排出装置528を担持した往
復運動するはり526が含まれる。この発明の実施化に
おいては、第二のノズルの組を有する別の成形型除去装
置が第二のコンベア軌道180(b)に設けられる。蒸
気成形型除去アセンブリである蒸気排出装置528に
は、分配マニホールドと(図示しない)蒸気熱源とに接
続された8本の蒸気ヘッドノズルが含まれ、その結果蒸
気はパレット12(a)上の各成形型アセンブリに同時
に供給される。熱を与えるために、往復運動するはり5
26は図30(a)の矢印Aの方向に下降し、その結果
蒸気ヘッドノズルが正確にそれぞれの成形型アセンブリ
と嵌合し、蒸気を注意深く制御した温度と継続時間とで
与えることができる。図30(a)は、パレット12
(a)上の成形型アセンブリと嵌合した蒸気ヘッドノズ
ル527(a)、(b)を2個のみ示している。
【0223】図32に全体的な正面平面図を示したよう
に、各蒸気排出装置528は全体的に、それぞれが各蒸
気排出装置528中の、パレット12中に置かれた各レ
ンズ成形型アセンブリの位置に対応した固定した位置に
設けられた複数の個々のノズルアセンブリである蒸気ヘ
ッドノズル527を備えている。したがって、望ましい
実施例においては、各蒸気排出装置528に置かれた8
本の独立したノズルが存在する。
【0224】各蒸気排出装置528及び蒸気ヘッドノズ
ル527は、コンベア180(a)、(b)に対して横
断する面内で動く第一の搭載基台526上で往復運動で
きるように設けられている。第一の搭載基台526は、
レンズ成形型アセンブリを担持したパレット12が蒸気
排出装置528の下で重ね合わせられる時間間隔だけ
の、図30(d)に示した第一の上側位置と、それによ
り各蒸気ヘッドノズル527が裏側の曲面の成形型30
の表面34に接近封止して該表面に蒸気を送れるように
重ね合わせられる図30(a)に示した第二の下側位置
との間で垂直方向に往復運動させられる。搭載基台52
6は、サーボモータにより駆動されるネジ及びナットの
複数のアセンブリにより往復運動するように駆動され
る。
【0225】蒸気排出装置528の詳細な正面立面図を
図32に示す。図32には、カバーアセンブリ650、
2個の蒸気取り入れ口のそれぞれから8個の独立した蒸
気ヘッドノズル527に蒸気を分配するための、カバー
アセンブリ650のすぐ下に置かれた蒸気分配マニホー
ルド630、蒸気を作用させている間裏側の曲面の半成
形型の表面に当てた蒸気圧を除去し調整するための、蒸
気分配マニホールド630のすぐ下に置かれた凝縮マニ
ホールド640、及び本蒸気排出装置528中の個々の
蒸気ヘッドノズル527と2個の蒸気取り入れ口弁67
6(b)、676(a)を保持するための保持板660
も示す。蒸気取り入れ口弁676(b)(及び676
(a))は、プレナム669を介して蒸気取り入れ管6
70と連通し、圧力の掛けられた蒸気を蒸気分配マニホ
ールド630に供給する。さらに、(図示しない)真空
源が適当な配管672を介して、蒸気を取り除き蒸気の
放出中裏側の曲面の半成形型に当てる蒸気圧を調整する
ために、入口671で凝縮マニホールド640に接続さ
れている。蒸気排出装置528の蒸気分配マニホールド
630の上から見た平面図を図34に示す。図34に示
すように、蒸気分配マニホールド630は、それぞれが
各蒸気ヘッドノズル527を締める1組の8個の中空の
ボア660と、各蒸気取り入れ口弁676(a)、67
6(b)を締める中空のボア666(a)、(b)とを
備えている。各ボア666(a)、(b)は、それから
伸びて、以下に詳細に説明する各ノズルに蒸気を供給す
るための各独立した蒸気排出ノズルアセンブリの中心軸
ボアと連通している4個の導管668を備えている。
【0226】蒸気排出装置528の凝縮マニホールド6
40の上から見た平面図を図35に示す。図35に示す
ように、凝縮マニホールド640も、蒸気排出装置のボ
ア660と一軸上に揃えて設けられた1組の中空ボア6
61と、各蒸気取り込み口弁676(a)、676
(b)を収容するための、蒸気排出装置のボア666
(a)、(b)と一軸上に揃えて設けられたボア666
(c)、(d)を備えている。各ボア666(c)、
(d)は、それから伸びて、以下に詳細に説明するよう
に、蒸気を取り除くための各独立した蒸気排出ノズルア
センブリ572の中空の環状環と連通している4個の導
管を備えている。凝縮マニホールド640は、真空源を
入口671で4個の中空ボア661及び各独立した蒸気
ヘッドノズル527の中空環状環とその中に置かれたと
きに連通するチャンネル665も規定する。
【0227】蒸気取り入れ口弁676(b)(676
(a))の詳細な断面図を図36に示す。100゜Cの
蒸気が、図36の矢印Bで示したように中心軸ボア64
1を通って適当な蒸気源から取り入れられ、該弁がその
中に取り付けられたときに蒸気分配マニホールド630
の導管668と放射状に整列される放射状ボア651に
分配される。したがって、蒸気は放射状ボア651から
導管668を介して個々の蒸気ヘッドノズル527のそ
れぞれに分配される。他の実施例においては、放射状ボ
ア651は、蒸気取り入れ口弁の中心ボア641及び蒸
気分配マニホールド630の各導管668と連通する中
空の環状ボア651と置き換えることができる。蒸気取
り入れ口弁676(b)(676(a))には円周部が
環状の窪み659が設けられている。窪み659は、該
弁が蒸気排出装置中に固定されたときに、該弁は、4個
のボア661、チャンネル665及び凝縮マニホールド
640の各導管669と一直線上に整列する。該マニホ
ールド中の蒸気圧を開放するために入り口671が真空
にされたときに、配管665、窪み659及び導管66
9は一直線上に揃うので、蒸気ヘッドノズル527のそ
れぞれが真空になることが保障される。蒸気取り入れノ
ズルであるボア666(a)(666(b))を取り囲
む1組のOリング677(a)、(b)、(c)が設け
られ、このOリングはEDPM又は他の適当なポリマー
で形成され、本蒸気排出装置の各マニホールド内に固定
されたときに密閉する封止を行う。
【0228】個々の蒸気ヘッドノズル527の詳細な断
面図を図33に示す。該ノズル527には、蒸気分配マ
ニホールド630から受け入れた蒸気を排出するために
該ノズルの底部661に配置された排出口642を形成
する中心軸ボア641が含まれる。図34について上述
したように、個々の蒸気ヘッドノズル527の中心軸ボ
ア641は蒸気分配マニホールド630の各導管668
から加圧された蒸気を受け入れる。そこから伸張し、そ
の中の2個643(a)、643(b)が図33中に示
され、排出口642の周りに同心円上に配置された解放
口664(a)、944(b)で終結する複数のボア6
41を備えた中空環状環671が中心軸ボア641を取
り囲んでいる。各ノズル527の環状環671は、真空
源からの真空状態がノズル527のボア643(a)、
(b)に供給できるように、凝縮マニホールド640の
ボア661及び各導管669と連通する。動作中は、解
放口644(a)、(b)は、裏側の曲面の半成形型の
表面に排出口642を介して蒸気が当てられたときに、
該蒸気を同時に排気する。
【0229】蒸気ヘッドノズル527の物理的大きさは
図33に示したものが最良である。該ノズル527は、
その頂面に排出蒸気の入口を有する円筒形の上端662
を本質的に備えている。上端よりも径の小さな円筒形の
下端661は排出口642と解放口644(a)、
(b)とを有する。排出口642と解放口644
(a)、(b)が、裏側の曲面の半成形型の表面に蒸気
を直接当てるために図30(a)に示した裏側の曲面の
半成形型30の窪んだ表面34内に突出するように、ノ
ズル527の下端の径は設計されている。裏側の曲面の
半成形型30中に突出するノズル527の長さはほぼ1
mmないし2.5mmである。
【0230】図33には、搭載ヘッドアセンブリ667
(a)、(b)の蒸気凝縮マニホールド630、640
の中空ボア内にノズル527が位置したときに密閉封止
をなすための、EDPM又は他の適当なポリマーで構成
できるOリング663(a)、(b)、(c)が該ノズ
ルの上端及び下端の周囲を取り巻いているのが示してあ
る。以下に更に詳細に説明するように、ノズル527が
裏側の曲面の半成形型30方向に移動したときに、ノズ
ルの下端661のOリング663(c)は半成形型30
の外面34と共に封止を形成する。Oリング663
(c)と半成形型30とで形成する封止は、ノズル52
7と半成形型30との間の加熱室を創り出し、中央排出
口642から排出された蒸気が半成形型30の外面34
に沿って均一に分配することが可能となり、それにより
コンタクトレンズに隣接する裏側の曲面の半成形型30
の面34の部分に沿って均一な温度特性が保障される。
かくして、均一な温度勾配が背面の曲面のレンズの成形
型の表面34とコンタクトレンズ101との間に創り出
され、成形型除去アセンブリ90中のコンタクトレンズ
101からの裏側の曲面の半成形型30の分離が容易と
なる。さらに、真空排気ポートである解放口644
(a)ないし644(d)及びOリング663(c)
(並びに裏側の曲面のレンズの半成形型の表面と共に作
られた封止)とにより裏側の曲面の半成形型の表面上に
水の凝縮が形成されることが防止される。100゜Cの
蒸気が約2ないし4秒間解放口644(a)、(b)か
ら、蒸気レンズ成形型の表面から同時に蒸気を除去しな
がら排出される。
【0231】図32に示したように、蒸気排出装置のカ
バーアセンブリ650には、ノズル527を該ノズルの
表面に水の凝縮が形成されないような温度に保ち背面の
曲面の半成形型の表面34に水の凝縮が形成されるのを
防止するのを助ける(図示しない)1個以上のヒータカ
ートリッジを収容するボアが含まれる。ヒータカートリ
ッジの温度はノズルの温度を100゜C以上に維持する
ようプログラムするのが望ましい。図32の正面立面図
に示したように、カバーアセンブリ650は、適当なヒ
ータケーブル656(a)、(b)に接続された2個の
ヒータカートリッジ引き入れ口653(a)、(b)を
カートリッジとともに収納する。
【0232】図30(a)に示したように、蒸気ヘッド
ノズル527(a)、(b)が個々のレンズ成形型の裏
側の曲面に蒸気を排出している間に、取り外し具の組5
30(a)、530(b)を、パレット12(a)の一
方の側に置かれた4個のレンズ成形型のそれぞれに対し
て各表側及び裏側の曲面間に形成された空隙の間に挿入
するために、矢印Bに示したように、空気駆動モータ5
32、533により伸張する。同様に、取り外し具の第
二の組530(c)、530(d)を、パレット12
(a)の反対側に置かれた4個のレンズ成形型のそれぞ
れに対して各表側及び裏側の曲面間に形成された空隙の
間に挿入するために、矢印B’の方向に、駆動モータ5
34、535により伸張する。
【0233】次に、図30(b)に示したように、正確
に制御された量の蒸気を吐出した後、蒸気排出装置52
8及び蒸気ヘッドノズル527は、図30(b)に矢印
Dで示したように、空気駆動により引っ込む。このこと
により、吸い上げカップアセンブリユニット590を図
示の如くパレット12(a)と整列させることができ
る。図37ないし39に示すように、各吸い上げカップ
アセンブリ590には、蒸気排出のズル527(a)、
(b)が引っ込んだときにパレット上の対応する裏側の
曲面の成形型アセンブリと正確に嵌合させるための(全
体的に585で示す)8個の吸い上げカップが含まれ
る。
【0234】図37ないし39に示すように、図30
(b)ないし30(d)に示した吸い上げカップアセン
ブリユニット590は、可動基台582上に設けられ、
該可動基台ごとパレット及び成形型アセンブリに対して
垂直及び水平方向に往復運動する。図37ないし39の
詳細図に示したように、各吸い上げアセンブリユニット
590は、各パレットの個々のコンタクトレンズ成形型
と1体1対応させて置かれた吸い上げカップ585を収
納する脚589(a)、(b)を有する搭載ユニット5
88を備えている。かくして、図38に示したように、
各脚589(a)、(b)は、各裏側の曲面のレンズの
成形型を把持するために互いに離れた4個の吸い上げカ
ップ585を有している。全体的に前述したように、吸
い上げカップアセンブリユニット590(a)、(b)
は、以下に詳細に説明するように、取り外し動作の後対
応するレンズ成形型の各裏側の曲面の半成形型30を真
空把持する。搭載ユニット588と脚589(a)、
(b)は、固定されたガイド台582に沿って従来から
の空気力手段によって往復運動する。真空吸い上げは図
37に示した導管591を介して複数の吸い上げカップ
585のそれぞれに提供される。
【0235】望ましい実施例においては、図8(d)の
図式的立面図に示した成形型除去アセンブリ90の取り
外し具は、図31の平面図についてさらに詳細に説明す
る。図示したように、2組の対になった取り外し具53
0(a)−(d)及び540(a)−(d)がそれぞれ
それぞれのパレットコンベア180(a)、180
(b)の対向する側に配列されている。図31に示すよ
うに、取り外し具の第一の組530(a)、(b)及び
第二の組530(c)、(d)は、コンベア180
(a)上のそれぞれ反対側に配置され、これにより、コ
ンベア180(a)上の破線の中心線により示した、正
しく置かれたパレット12中に置かれた8個のレンズの
成形型アセンブリのそれぞれに対して前側の曲面の半成
形型から裏側の曲面の半成形型を取り除くことが可能と
なる。取り外し具の各組530(a)、(b)及び53
0(c)、(d)には、ここで詳細に説明するように、
互いに垂直方向に離れて置かれた上方と下方の指が含ま
れる。上方の取り外し具530(a)には、4個の湾曲
部すなわちレンズ受け入れ領域570を形成する複数の
指516が含まれ、下方の取り外し具530(b)には
4個の湾曲部すなわちレンズ受け入れ領域を形成する複
数の指515が含まれる。同様に、取り外し具540
(a)、(b)の第一の組と取り外し具540(c)、
(d)の第二の組は、それぞれコンベア180(b)の
反対側に配置され、コンベア180(b)の破線の中心
線により示したように、正しく置かれたパレット中の8
個のレンズ成形型アセンブリのそれぞれに対して、裏側
の曲面の半成形型を表側の曲面の半成形型から取り除く
ことが可能となる。以下の説明は、取り外し具の1対の
群、例えば530(a)、(b)、及び530(c)、
(d)、に向けられているが、しかし以下の説明は、コ
ンベア180(b)上で運ばれるパレットに対する他方
の対となった取り外し具の群540(a)−(d)に等
しく適用できることを理解すべきである。
【0236】図29と図30(a)の側面図に詳細に示
したように、取り外し指516の一番上の群は取り外し
指の底の群515の真上に配置され、裏側の曲面の半成
形型30の周囲のフランジ部36と表側の曲面の半成形
型10の周囲のフランジ部18との間で規定される、図
29に示した、空隙A中に同時に挿入できる。取り外し
具530(a)、(b)の一番上と底の指515、51
6はさらに、以下に詳細に説明するように、取り外し動
作を実行するために、相互に対して垂直方向に往復運動
できる。
【0237】図30(a)に更に示したように、取り外
し具530(a)、(b)の各組は、取り外し具の底の
組の指515がレンズ成形型の表側の曲面の環状フラン
ジ部18をパレットの表面に引っかけ、取り外し具の一
番上の組の指516が垂直駆動手段の作用によりはり5
26を図30(c)の矢印Cの方向に持ち上げ、そして
成形型アセンブリの裏側の曲面の半成形型30を表側の
曲面の半成形型10からコンタクトレンズの完全性ある
いは成形型のいずれかを破壊することなく分離する(図
30(c)及び(d))ような方法で挿入される。
【0238】図30(c)に示した成形型分離工程の
間、吸い上げカップアセンブリ590に対する真空吸い
上げが付勢され、各コンタクトレンズをその中に保持
し、取り外し指515の低い方の群により引っかけられ
ている各表側の曲面の半成形型10から各裏側の曲面の
半成形型30を離すように付勢するために、図31に示
した複数の指516を有する取り外し具530(a)、
530(c)の一番上の組が、垂直方向の駆動手段によ
り取り外し具530(b)、530(d)の低い方の群
から分離させられる。
【0239】図29に示したように、取り外し指515
及び516間の制御された持ち上げ力の使用は、凸状部
を内側に反らせる傾向があり、これにより、参照番号8
(a)、8(b)で示すように、裏側の曲面のレンズの
左右両側の分離が開始される。このことは、次には、裏
側の曲面の半成形型の凸状の表面に沿って下方向に進む
材料中での定在波8(c)を起こす。裏側の曲面の半成
形型の上方への移動が材料中での定在波の下方への伝搬
速度を超えないならば、裏側の曲面の半成形型はレンズ
を引き裂くことなくきれいに持ち上げられるであろう。
【0240】裏側の曲面の半成形型30が持ち上げられ
て自由になると、裏側の曲面のフランジ36のコロナ処
理又は表側の曲面の半成形型10の表面活性剤処理によ
って裏側の曲面の半成形型上に優先的に保持されるHE
MA環13が付着している。
【0241】したがって、裏側の曲面の半成形型30は
それぞれの表側の曲面の半成形型10から有効に取り除
かれ、独立した吸い上げカップ585により保持され
る。
【0242】最後に、図30(d)に示したように、取
り外し具の上方と下方の組530(a)、530(c)
及び530(b)、530(d)が図30(d)に矢印
E及びFで示した対向した横方向に引っ込み、今や8個
までの表側の曲面のレンズの半成形型とその中のコンタ
クトレンズとを入れた各パレット12(a)を二重動ば
り180により鋳型除去アセンブリから運び出すことが
できる。吸い上げカップ585は、対応する独立した裏
側の曲面の半成形型を廃棄のために保持する。つまり、
吸い上げカップアセンブリ590はその元々の位置に引
っ込み、そして移動された裏側の曲面のレンズ半成形型
を解放できるようにそこから取り除く。分離された裏側
の曲面の半成形型は引っ込んだ位置でごみ入れ中に落と
され、(図示しない)真空線により排気のために吸い取
られる。
【0243】成形型アセンブリが成形型除去装置90中
で分離された後、重合したコンタクトレンズを中に有す
る表側の曲面の半成形型は、水和、該表側の曲面の半成
形型からの成形型除去、検査及び梱包のための水和ステ
ーションに順次移送される。図8(d)に示したよう
に、引っ込むことのできるアーム202(a)を備えた
二重押し器202が設けられ、二重動ばり180の各移
送キャリヤーからコンベア31(d)へのパレット12
(a)の運動を水和室へ移送するために移す。水和質へ
の移送に先立って、例えば裏側の半成形型が対応する表
側の半成形型から分離されていないなどの何らかの過ち
が発生したかどうかを決定するために、パレットを入れ
た半成形型の完全性が検査される。パレットは、何らか
の過ちが存在するかどうか決定するために適切に検出さ
れる上流のクランプ顎207(a)、(b)の間にまず
クランプされる。パレットを拒絶すべき何らかの誤りが
見出された場合には、その特定のパレットとその中の内
容物とが、図8(d)に示すように、コンベア31
(d)から再循環コンベア31(e)に押し器アセンブ
リ80によって移送される。クランプ顎207(a)、
(b)は拒絶されたパレットを解放し、押し器アーム8
0が該パレットを再循環コンベア31(e)へ押しや
り、そこで拒絶されたパレットは表側の曲面の半成形型
供給コンベア27に運び戻される。上述したように、こ
のコンタクトレンズ生産ライン設備には、拒絶されたパ
レットが元へ循環している間あるいは表側の曲面の半成
形型供給コンベア27上にある間に該拒絶されたパレッ
ト12(a)から成形型アセンブリを取り除くための
(図示しない)吸い上げ穴装置が含まれる。
【0244】成形型除去コンタクトアセンブリを入れた
パレットが拒絶されなかった場合には、それらは交互に
クランプ顎207(a)、(b)によりクランプされ、
水和アセンブリ89への受け渡しのための移送押し器ア
センブリ206にコンベア31(d)により対のものと
して運搬される。移送押し器アセンブリ206に入る前
に、上流のクランプ顎209(a)、(b)は、一対の
パレットをその後ろに溜めることができるようにするた
めに、一時的にパレットをクランプする。制御手段によ
り制御されたときに、クランプされたパレットは解放さ
れて、2個のパレット12(a)、12(a’)を移送
押し器206の往復運動可能な押し器アーム210との
調整のために前方に運ぶことができる。次に、駆動手段
211は、成形型アセンブリを水和室89へ移送するた
めに4個のパレットまで収容するために、押し器アーム
210が2個のパレットを、特に平坦な皿部を有するパ
レット216を、移送装置215の方に押しやることを
可能とする。第一組のパレットがプレート219上に置
かれた後、押し器アーム210はその元々の位置に戻り
第二の組の2個のパレットを受け入れる。押し器アーム
210は、次に、第二の組の2個のパレットを移送押し
器216のプレート上に置くことが可能となり、第一の
組のパレットをプレート上に進めさせることとなる。図
8(d)は、押し器アーム210により一時に2個のパ
レットがそこに押された4個のパレットを入れた移送パ
レット216の平坦なプレート219を示す。
【0245】図8(d)に示したように、移送パレット
210は軌道218(a)、(b)上で水平方向の往復
運動をするように設けられている。安定した状態の動作
では、(図示しない)適当な駆動手段により、移送パレ
ット216と4個のパレットを担持したプレート219
とが、軌道218(a)、(b)を横切って図19
(a)の矢印Kにより示した方向で水和室89方向へ水
和アセンブリ移送点219(b)に達するまで移動する
ことが可能となる。水和アセンブリ移送点219では、
重合したコンタクトレンズを入れた表側の曲面の半成形
型が移送室に有効に移送される。移送パレット216が
移送点219(a)に達した後、水和室89の(図示し
ない)真空把持マトリックスが、移送パレット216上
の4個のパレットから一時に32個までの表側の曲面の
半成形型が移動させるよう付勢され、該マトリックスを
イオン化されていない水槽に移送する適当な受け入れ装
置へそれらを移送する。移送パレット216及び空のパ
レット12(a)を担持したプレート219は、図8
(d)中に矢印Mで示した方向に軌道218に沿ってそ
の元の位置に戻るように移動する。表側の曲面の半成形
型を入れた到来する新しいパレットの組が押し器アーム
210によりプレート219上に押し出されたときに、
空のパレットはプレート219から戻りコンベア31
(f)に移動する。すなわち、押し器アーム210はプ
レート219上の新しいパレット12(a)の第一の組
を押して、第一の組の2個の空のパレットを、プレート
219を出て、表側の曲面のコンベア27の拾い上げ点
まで循環して戻るためにコンベア31(f)と係合させ
る。同様に、押し器アーム210は第二の組の新しいパ
レット12(a)をプレート219上に押しやり、これ
により第一組の前に置かれた新しいパレットがプレート
219上に進み、第二の組の2個の空のパレットがプレ
ート219を出て表側の曲面供給拾い上げ点へ再循環す
るためにコンベア31(f)と係合できる。
【0246】図8(d)に示したように、戻しコンベア
31(f)は、表側の曲面の半成形型の拾い上げ点へ一
度に2個の空のパレットを戻すために表側の曲面の半成
形型供給コンベア27と接続する。往復運動する押しア
ーム224を有する適当な押し手段222が、新しいパ
レットが上述した方法で新しい8個の表側の曲面の半成
形型の組を受け入れるために表側の曲面射出成形型アセ
ンブリ20に運ばれる供給コンベア27上にパレットを
押し出す。
【0247】この発明の具体的な実施態様は次の通りで
ある。 (1)上記第一の半成形型への堆積に先立って上記ヒド
ロゲルをガス抜きするための手段を更に備えた請求項1
ないし4のいずれか1項記載のコンタクトレンズの自動
成形装置。 (2)上記移送手段と上記半成形型とを不活性ガス雰囲
気で囲い込む囲い込み手段を更に備えた請求項1ないし
4のいずれか1項記載のコンタクトレンズの自動成形装
置。 (3)少なくとも450゜F(232゜C)で3ないし
12秒周期以上上記第一及び第二の半成形型を射出成形
するための第一の成形手段を更に備えた上記実施態様
(2)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (4)上記半成形型を上記第一の成形手段から上記移送
手段及び上記不活性ガス雰囲気中に15秒以下で移送す
るためのロボット手段を更に備えた上記実施態様(2)
記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (5)上記第二の自動化したステーションは、全ての過
剰なヒドロゲルを除去し、上記成形型を強く固定かつ整
列させるために真空下で、該成形型を共にクランプする
ためのクランプ手段を更に備えた請求項1ないし4のい
ずれか1項記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (6)各半成形型がフランジ部材を有し、上記コンタク
トレンズの自動成形装置は、上記半成形型の組立に先立
って上記第一の半成形型の上記フランジ部材に界面活性
剤を塗布するためのステーションを更に備えた請求項1
ないし4のいずれか1項記載のコンタクトレンズの自動
成形装置。 (7)上記第一の半成形型を上記移送手段によりパレッ
ト上に乗せて上記第一及び第二の自動化したステーショ
ンに移送する請求項1ないし4のいずれか1項記載のコ
ンタクトレンズの自動成形装置。 (8)上記パレットが、上記半成形型の組立に先立って
上記パレットを正しく配置するために上記第二のステー
ションと協働する配置手段を更に備えた上記実施態様
(7)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (9)上記パレットが、真空中での組立を可能とするた
めに上記第二の自動化したステーションに形成された周
辺封止と協働する周辺封止領域を備えた上記実施態様
(8)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (10)上記移送手段は上記第二の半成形型のための独
立したパレットを更に備え、上記第一の半成形型を有す
るパレットは第二の半成形型を有するパレットと交互に
配置される上記実施態様(7)記載のコンタクトレンズ
の自動成形装置。
【0248】(11)上記第二の自動化したステーショ
ンは、パレット間を循環し、第一の循環サイクルでパレ
ットから第二の半成形型をつまみ上げ、第二の循環サイ
クル中に上記第二の半成形型を上記第一の半成形型上に
堆積して上記成形型を組み立てる上記実施態様(10)
記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (12)上記組立ステーションは、更に(i)一列に並
べられた第一及び第二の半成形型を取り囲み、それによ
り上記半成形型の周りを真空に引くことを可能にするハ
ウジング部材と、(ii)往復運動軸に沿って上記第二
の半成形型を往復運動させ、上記真空に引かれ続けられ
ている間、上記第二の半成形型を上記第一の半成形型に
対して所定の圧力でクランプするための第三の手段とを
備えた請求項1記載のコンタクトレンズの自動成形装
置。 (13)上記組立手段は、更に(i)一列に並べられた
第一及び第二の半成形型を取り囲み、それにより上記半
成形型の周りを真空に引くことを可能にするハウジング
部材と、(ii)往復運動軸に沿って上記第二の半成形
型を往復運動させ、上記真空に引かれ続けられている
間、上記第二の半成形型を上記第一の半成形型に対して
所定の圧力でクランプするための第三の手段とを備えた
請求項2ないし4のいずれか1項記載のコンタクトレン
ズの自動成形装置。 (14)上記ハウジング部材と上記第三の手段とが平行
軸に沿って往復運動する上記実施態様(12)記載のコ
ンタクトレンズの自動成形装置。 (15)上記第三の手段が、上記パレットに担持された
各第二の半成形型のための独立した往復運動部材を備え
た上記実施態様(14)記載のコンタクトレンズの自動
成形装置。 (16)各往復運動部材が、上記第二の半成形型と嵌合
するための固定手段と、上記往復運動部材と上記第二の
半成形型との間を真空に引いてそれにより上記往復運動
部材が上記第二の半成形型をその組み立てられたパレッ
トから持ち上げることを可能とする真空ポートとを備え
た上記実施態様(15)記載のコンタクトレンズの自動
成形装置。 (17)上記往復運動部材のそれぞれが共通の空気プレ
ナムから上記第三の手段に対して独立に付勢されて独立
に往復運動できかつ共通の所定の圧力で各往復運動手段
によりクランプできる上記実施態様(16)記載のコン
タクトレンズの自動成形装置。 (18)上記ハウジング部材は、上記第三の手段に対し
て往復運動でき、かつ該第三の手段に対して第一の位置
に弾性的に付勢されている上記実施態様(17)記載の
コンタクトレンズの自動成形装置。 (19)上記ハウジングと上記第三の手段との間の上記
弾性付勢により、上記半成形型の組立中上記ハウジング
部材中を真空に維持するために所定の大きさの押しつけ
る付勢力が実現される上記実施態様(18)記載のコン
タクトレンズの自動成形装置。 (20)上記第一の手段が、上記第一及び第二の半成形
型が共にクランプされている間に上記重合可能なヒドロ
ゲルを早期硬化するための放射エネルギー源を備えた請
求項1記載のコンタクトレンズの自動成形装置。
【0249】(21)上記第一の手段が上記組立ステー
ション中に設けられ、該組立ステーションの一部の境界
を定め、かつ上記コンタクトレンズの自動成形装置は更
に早期硬化ステーションを備え、該早期硬化ステーショ
ンは、上記第一及び上記第二の半成形型を共にクランプ
するための第二の手段と、上記第一及び第二の半成形型
が共にクランプされている間上記重合可能なヒドロゲル
を前硬化するための放射エネルギー源とを備えている請
求項1記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (22)上記第一の手段が上記組立ステーション中に設
けられ、該組立ステーションの一部の境界を定め、かつ
上記コンタクトレンズの自動成形装置は更に早期硬化ス
テーションを備え、該早期硬化ステーションは、上記第
一及び上記第二の半成形型を共にクランプするための第
二の手段と、上記第一及び第二の半成形型が共にクラン
プされている間上記重合可能なヒドロゲルを前硬化する
ための放射エネルギー源とを備えている請求項3記載の
コンタクトレンズの自動成形装置。 (23)上記早期硬化工程中上記ヒドロゲルが受けるエ
ネルギーの量を変化させるための制御手段を更に備えた
上記実施態様(21)記載のコンタクトレンズの自動成
形装置。 (24)クランプするための上記第二の手段が、上記半
成形型と上記放射エネルギー源との間に配置された往復
運動するクランプ部材を備えた上記実施態様(23)記
載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (25)上記移送手段が、上記半成形型が曝露位置に移
動したときに上記弾性クランプ部材と弾性的に嵌合する
ように該半成形型を移動させる上記実施態様(21)又
は(22)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (26)上記弾性クランプ部材が上記放射エネルギー源
上に設けられ、該放射エネルギー源は上記半成形型が曝
露位置に移動したときに上記弾性クランプ部材が該半成
形型と弾性的に嵌合するように上記弾性クランプ部材を
移動させる上記実施態様(21)又は(22)記載のコ
ンタクトレンズの自動成形装置。 (27)上記弾性クランプ部材が、重合されるコンタク
トレンズの径よりも大きな環状の径を有する環状のシリ
ンダーを備えた上記実施態様(24)記載のコンタクト
レンズの自動成形装置。 (28)上記環状シリンダーは上記半成形型と嵌合する
ように弾性的に付勢されている上記実施態様(27)記
載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (29)上記クランプ圧が0.5ないし2.0Kgfで
ある上記実施態様(28)記載のコンタクトレンズの自
動成形装置。 (30)上記化学作用線は320ないし390nmの紫
外線灯により放射される上記実施態様(26)記載のコ
ンタクトレンズの自動成形装置。
【0250】(31)上記移送手段が、上記パレットを
上記第二の手段と嵌合するように持ち上げる複数の持ち
上げ支柱を備えた上記実施態様(25)記載のコンタク
トレンズの自動成形装置。 (32)上記コンタクトレンズ成形型が、第一の半成形
型と第二の半成形型を備え、各半成形型は、紫外線を透
過する熱可塑性のポリマーでできた構成物から成り、該
構成物は、凹状表面と凸状表面と円周縁との境界を画す
中央の湾曲領域を有し、上記凹状表面と上記凸状表面の
少なくとも一つの少なくとも中心部は、上記成形型アセ
ンブリ中に作られるコンタクトレンズのそれぞれ表側又
は裏側の曲面の大きさを有し、かつ上記表面に接触した
上記重合可能な成分の重合により形成されるコンタクト
レンズの表面が光学的に受け入れることができるように
十分になめらかであり、上記構成物は、上記円周縁と共
に全体を構成しかつ該円周縁を取り巻き更にそこから上
記凹状表面の軸に直交する平面内に伸張した環状フラン
ジを更に有している請求項1記載のコンタクトレンズの
自動成形装置。 (33)上記コンタクトレンズ成形型が、第一の半成形
型と第二の半成形型を備え、各半成形型は、紫外線を透
過する熱可塑性のポリマーでできた構成物から成り、該
構成物は、凹状表面と凸状表面と円周縁との境界を画す
中央の湾曲領域を有し、上記凹状表面と上記凸状表面の
少なくとも一つの少なくとも中心部は、上記成形型アセ
ンブリ中に作られるコンタクトレンズのそれぞれ表側又
は裏側の曲面の大きさを有し、かつ上記表面に接触した
上記重合可能な成分の重合により形成されるコンタクト
レンズの表面が光学的に受け入れることができるように
十分になめらかであり、上記構成物は、上記円周縁と共
に全体を構成しかつ該円周縁を取り巻き更にそこから上
記凹状表面の軸に直交する平面内に伸張した環状フラン
ジを更に有している請求項2ないし4のいずれか1項記
載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (34)上記半成形型のそれぞれが、上記凹状表面の軸
に垂直な面内にあって上記フランジから伸張している全
体的に三角形のタブを更に有し、上記構成物が熱をそこ
を迅速に透過させるのに十分なだけ薄く、上記成形型ア
センブリから上記半成形型を分離するのに掛ける取り外
し力に有効に耐え得るだけ堅い上記実施態様(32)記
載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (35)各半成形型の表面が本質的に酸素を含んでいな
い上記実施態様(32)記載のコンタクトレンズの自動
成形装置。 (36)上記熱可塑性ポリマーがポリスチレンである上
記実施態様(32)記載のコンタクトレンズの自動成形
装置。 (37)各半成形型が本質的に均一な厚さを有している
上記実施態様(32)記載のコンタクトレンズの自動成
形装置。 (38)上記凸状表面の中心部は、該凸状表面に接して
いる重合可能な成分の重合により作ることができるコン
タクトレンズの裏側の曲面の大きさであり、かつ上記凸
状表面は、上記裏側の曲面が目に快適に装着できるよう
なだけ十分になめらかである上記実施態様(32)記載
のコンタクトレンズの自動成形装置。 (39)上記第一の半成形型の少なくとも1個の表面に
界面活性剤を付与するために上記第一及び上記第二のス
テーションの間に配置され、そこで上記界面活性剤が上
記第一及び第二の半成形型間を分離するのを助け、上記
第一の半成形型の上記少なくとも1表面に付着した全て
の過剰なポリマーの成形材料を除去するのを可能にす
る、第三の自動化されたステーションを更に備えた請求
項1記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (40)上記第一の半成形型の少なくとも1個の表面に
界面活性剤を付与するために上記第一及び上記第二のス
テーションの間に配置され、そこで上記界面活性剤が上
記第一及び第二の半成形型間を分離するのを助け、上記
第一の半成形型の上記少なくとも1表面に付着した全て
の過剰なポリマーの成形材料を除去するのを可能にす
る、第三の自動化されたステーションを更に備えた請求
項2ないし4のいずれか1項記載のコンタクトレンズの
自動成形装置。
【0251】(41)上記第三の自動化したステーショ
ンは、(a)上記移送手段の上部に間隔を隔てて配置さ
れ、上記少なくとも1個の第一の半成形型と垂直方向に
一直線上に配列した位置に置くことができる少なくとも
1個のスタンプを備えたスタンプ手段と、(b)上記ス
タンプを界面活性剤で塗布する手段と、(c)上記少な
くとも1個のスタンプの表面活性剤で濡れた表面部分が
上記界面活性剤をそこに塗布できるように上記第一の半
成形型の少なくとも1表面に接触する程度まで上記スタ
ンプ手段を下方に変位させる上記スタンプ手段のための
付勢手段とを備えた上記実施態様(39)記載のコンタ
クトレンズの自動成形装置。 (42)上記第三のステーションが、上記スタンプ手段
と上記少なくとも1個の第一の半成形型との間に間挿す
ることができる界面活性剤を含んだパッド部材と、上記
コンタクトレンズの自動成形装置中のその介在位置から
上記スタンプ手段と上記少なくとも1個の第一の半成形
型との間で該パッド部材を変位させるための手段とを更
に備えた上記実施態様(41)記載のコンタクトレンズ
の自動成形装置。 (43)前記第三のステーションが、上記パッド部材を
上記スタンプ手段の下に交互に配置し、該パッド部材を
その上記コンタクトレンズの自動成形装置中の位置から
引っ込め、上記少なくとも1個のスタンプが下方に進ん
で上記少なくとも1個の第一の半成形型の上記少なくと
も1個の表面と接触できるようにするための操作手段を
備えた上記実施態様(42)記載のコンタクトレンズの
自動成形装置。 (44)上記パッド部材が、上記界面活性剤を含む溶液
のしみこんだ、平均10ミクロンの大きさの穴を有する
多孔性のポリエチレン部材を備えた上記実施態様(4
2)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (45)上記多孔性ポリエチレン部材の、上記スタンプ
部材の上記少なくとも1個のスタンプに面した上面が、
約1.2ミクロンの開口を有する網サイズを有するフィ
ルタにより覆われている上記実施態様(44)記載のコ
ンタクトレンズの自動成形装置。 (46)上記フィルタが、上記少なくとも1個のスタン
プの接触した表面部分に所定量の上記界面活性剤を堆積
するために、上記少なくとも1個のスタンプが接触した
ときその上に掛かる圧力に応じて上記ポリエチレン部材
を通って滲み出し上記フィルタを通って上方に排出され
る界面活性剤の量を制御する上記実施態様(45)記載
のコンタクトレンズの自動成形装置。 (47)界面活性剤を上記パッド部材から取るために上
記パッド部材に接触した上記少なくとも1個のスタンプ
の少なくとも表面部分が90%のウレタンと10%のシ
リコンで構成された混合物で構成されている上記実施態
様(46)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (48)複数の上記第一の半成形型が、上記移送手段に
より担持されたパレット上に設けられ、該第一の半成形
型のそれぞれが、親水性のポリマーコンタクトレンズを
成形するための表側の曲面と取り囲むフランジ部分とを
備え、上記成形型手段が動作するようにそれぞれ1個の
上記スタンプと一直線上に並べられそれにより上記表側
の曲面とそれに関連づけられたスタンプとの接触が上記
界面活性剤の薄い薄膜を上記スタンプから上記表側の曲
面の周りの上記フランジ部分の面している表面へ移し、
それにより上記レンズのための裏側の曲面と上記フラン
ジ部分の表面の粘着的に付着した過剰な成形材料の環と
を備えた第二の半成形型の取り外しを容易にする上記実
施態様(41)記載のコンタクトレンズの自動成形装
置。 (49)上記移送手段が、(a)1個以上のコンタクト
レンズ成形型を上記コンタクトレンズの自動成形装置の
端から端まで担持するための1個以上のパレットで、そ
の表面上に形成された1個以上の第一の半成形型又は1
個以上の第二の半成形型を両コンタクトレンズ成形型を
組み立てる前に受けるための1個以上の第一の窪みを有
するパレットと、(b)上記パレットをステーションか
らステーションへ上記生産ライン設備の端から端まで移
送するためのコンベア手段と、を備えた請求項1記載の
コンタクトレンズの自動成形装置。 (50)上記移送手段が、(a)1個以上のコンタクト
レンズ成形型を上記コンタクトレンズの自動成形装置の
端から端まで担持するための1個以上のパレットで、そ
の表面上に形成された1個以上の第一の半成形型又は1
個以上の第二の半成形型を両コンタクトレンズ成形型を
組み立てる前に受けるための1個以上の第一の窪みを有
するパレットと、(b)上記パレットをステーションか
らステーションへ上記生産ライン設備の端から端まで移
送するためのコンベア手段と、を備えた請求項2ないし
4のいずれか1項記載のコンタクトレンズの自動成形装
置。
【0252】(51)上記移送手段が、上記コンタクト
レンズの自動成形装置中の1以上の自動化したステーシ
ョンで上記パレットの正確な位置合わせを可能とするた
めに上記パレット表面に形成された位置合わせ手段を更
に備えた上記実施態様(49)記載のコンタクトレンズ
の自動成形装置。 (52)上記コンタクトレンズ成形型アセンブリの上記
第一の半成形型及び第二の半成形型のそれぞれが環状の
一平面のフランジ部分を備えた上記実施態様(49)記
載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (53)上記第一の窪みのそれぞれが、上記第一の半成
形型又は上記第二の半成形型のいずれか一方の環状のフ
ランジ部を収納するための窪んだフランジ領域を更に備
えた上記実施態様(52)記載のコンタクトレンズの自
動成形装置。 (54)上記コンタクトレンズ成形型アセンブリの上記
第一の半成形型及び第二の半成形型のそれぞれが、上記
環状のフランジから伸びている一平面のタブ部分を備え
ている上記実施態様(49)記載のコンタクトレンズの
自動成形装置。 (55)上記第一の窪みのそれぞれが、それぞれの第一
の窪みの内部に所定の方位に上記半成形型を正しく据え
るために上記第一の半成形型及び相補的な第二の半成形
型のいずれか一方の上記タブ部分を収納するための窪ん
だタブ領域を更に備えた上記実施態様(54)記載のコ
ンタクトレンズの自動成形装置。 (56)上記コンベア手段が、上記生産ラインの所定の
部分の端から端まで上記パレットを導くレール手段を備
え、上記パレットは、移送されている間上記レール手段
と嵌合するための刻み目を備えた上記実施態様(49)
記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (57)上記コンベア手段が、上記パレットを上記レー
ル手段に沿って駆動するための動ばりを備えた上記実施
態様(56)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (58)上記コンベア手段が、上記生産ラインに沿って
所定の距離パレットを連続的に移送するための1本のベ
ルト手段を備えた上記実施態様(49)記載のコンタク
トレンズの自動成形装置。 (59)上記コンベア手段が、上記レール手段に沿って
所定の距離上記パレットを押すためのラム手段を備えた
上記実施態様(56)記載のコンタクトレンズの自動成
形装置。 (60)上記コンベア手段が、パレットの第一の列と第
二の列とを同時に移送するための第一及び第二のベルト
手段を備え、その運搬のために、上記第一のベルト手段
は上記第一の半成形型を担持したパレットの上記第一の
列を運搬し、上記第二のベルト手段は相補的な第二の半
成形型を担持したパレットの第二の列を運搬する上記実
施態様(49)記載のコンタクトレンズの自動成形装
置。
【0253】(61)上記移送手段が更に、上記第一の
ベルト手段からの上記第一の半成形型を担持したパレッ
トを上記第二のベルト手段からの上記第二の半成形型を
担持したパレットに隣接して配置し、上記隣接して配置
されたパレットを上記コンタクトレンズの自動成形装置
を通って第三のベルト手段上に運ぶことを可能とするた
めの配置手段を備えた上記実施態様(60)記載のコン
タクトレンズの自動成形装置。 (62)上記生産ライン設備の所定の部分でのバッチ処
理のために一連のパレットが上記コンベア手段上に蓄積
することを可能にする蓄積手段を更に備えた上記実施態
様(60)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (63)上記生産ライン設備の所定の部分の端から端ま
でのバッチ処理を可能にするための上記蓄積手段が下流
位置でクランプ手段を備え、該クランプ手段の上流に配
置された1個以上のパレットの運動を停止させ、その背
後でのパレットの蓄積を可能にする上記実施態様(6
2)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (64)上記コンベア手段上の上記パレットをそのバッ
チ処理の後に順次移送することを可能とするためのラム
手段を更に備えた上記実施態様(63)記載のコンタク
トレンズの自動成形装置。 (65)上記自動化した組立ステーションで上記コンタ
クトレンズ成形型を組み立てるため、上記第二の半成形
型を上記第二のパレットの列から取り除く上記実施態様
(61)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (66)上記移送手段が、上記コンタクトレンズ成形型
組立ステーションから上記第二の半成形型を受け取る上
記第二のベルト手段へ上記空のパレットを第四のベルト
手段に沿って戻すための手段を更に備えた上記実施態様
(65)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (67)上記パレットの表面が8個の第一の凹所を備え
た上記実施態様(49)記載のコンタクトレンズの自動
成形装置。 (68)成形型除去のための上記自動化したステーショ
ンが、上記半成形型のそれぞれに形成されたフランジを
有する成形型アセンブリに適合し、該ステーションが、
(a)上記第二の半成形型と上記コンタクトレンズとの
間に温度勾配を形成するために上記第二の半成形型に熱
を加えるための第一の手段と、(b)上記レンズの成形
型除去のための取り外し手段であって、上記コンタクト
レンズ成形型アセンブリの上記第一及び上記第二の半成
形型の上記フランジ間に挿入され、上記第二の半成形型
をそこから取り外すために上記第一の半成形型に対して
上記第二の半成形型を所定の力で上方に付勢するための
第一及び第二の組の取り外し指を備えた取り外し手段と
更にを備えた請求項1記載のコンタクトレンズの自動成
形装置。 (69)成形型除去のための上記自動化したステーショ
ンが、上記半成形型のそれぞれに形成されたフランジを
有する成形型アセンブリに適合し、該ステーションが、
(a)上記第二の半成形型と上記コンタクトレンズとの
間に温度勾配を形成するために上記第二の半成形型に熱
を加えるための第一の手段と、(b)上記レンズの成形
型除去のための取り外し手段であって、上記コンタクト
レンズ成形型アセンブリの上記第一及び上記第二の半成
形型の上記フランジ間に挿入され、上記第二の半成形型
をそこから取り外すために上記第一の半成形型に対して
上記第二の半成形型を所定の力で上方に付勢するための
第一及び第二の組の取り外し指を備えた取り外し手段と
を更に備えた請求項2又は3記載のコンタクトレンズの
自動成形装置。
【0254】(70)上記取り外し手段が、上記第二の
半成形型を上記第一の半成形型から上記熱を加えた後所
定の時間に持ち上げる上記実施態様(68)記載のコン
タクトレンズの自動成形装置。 (71)上記成形型除去ステーションは、上記第二の半
成形型がそれと組み合わされた第一の半成形型から取り
除かれたときに該第二の半成形型を同時に把持する把持
手段を更に備えた上記実施態様(68)記載のコンタク
トレンズの自動成形装置。 (72)上記取り外し手段は、上記第二の組の取り外し
指が上記第一の半成形型を引っかけている間に上記第一
の組の取り外し指をほぼ垂直方向に変位させ、それによ
り上記両半成形型を分離するための手段を備えた上記実
施態様(68)記載のコンタクトレンズの自動成形装
置。 (73)上記第一及び第二の組の取り外し指が、第一の
引っ込んだ位置から第二の伸びた位置まで上記コンタク
トレンズ成形型アセンブリの上記第一及び上記第二の半
成形型の上記フランジ間を伸張可能である上記実施態様
(72)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (74)上記取り外し手段は、上記第二の半成形型に上
記熱が加えられている間、上記コンタクトレンズ成形型
アセンブリの上記半成形型の上記フランジ間に挿入され
る上記実施態様(73)記載のコンタクトレンズの自動
成形装置。 (75)熱を加えるための上記第一の手段が、所定量の
蒸気を加えるための手段を備えた上記実施態様(74)
記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (76)蒸気を加えるための上記第一の手段はコンタク
トレンズ成形型アセンブリと関連づけられたノズルを介
して蒸気を排出するための手段を有する上記実施態様
(75)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (77)上記第一の手段が、上記第二の半成形型の表面
に蒸気を排出する前に上記蒸気排出手段を第一の位置か
ら上記第二の半成形型と接触した第二の位置まで進め、
蒸気を排出した後上記蒸気を加える手段を上記第二の半
成形型から上記第一の一方向に離して引っ込めるための
手段を更に備えた上記実施態様(76)記載のコンタク
トレンズの自動成形装置。 (78)上記自動化した成形型除去ステーションは、上
記第二の半成形型がそのそれぞれの第一の半成形型から
分離されたときに該第二の半成形型を把持するために上
記コンタクトレンズ成形型アセンブリと関連づけられた
把持手段を更に備えた請求項2ないし4のいずれか1項
記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (79)上記自動化した成形型除去ステーションが、コ
ンタクトレンズ成形型アセンブリの第二の半成形型を加
熱するための蒸気ノズルアセンブリを備え、該ノズルア
センブリが、 (a)複数のコンタクトレンズ成形型アセンブリと係合
するための複数の蒸気ノズルであって、そのそれぞれが
(i)上記ノズルと上記コンタクトレンズ成形型アセン
ブリとの間に加熱室を創り出すために上記成形型アセン
ブリに上記ノズルを封止する手段と、(ii)上記加熱
室内に蒸気を排出するための蒸気穴と、(iii)上記
加熱室から蒸気を排出するために上記ノズルのそれぞれ
の中に区画された少なくとも1個のポートとを有する蒸
気ノズルと、 (b)上記コンタクトレンズ成形型アセンブリと係合す
る位置に上記蒸気ノズルを移動させる手段と、 (c)蒸気ノズルアセンブリのそれぞれに対して蒸気を
分配するための第一のプレナムと、 (d)上記加熱室から蒸気を排出するための上記穴ポー
トを介して真空に引き、それにより上記第二の半成形型
と蒸気成形型アセンブリ中のコンタクトレンズとの間に
温度勾配を創り出すための第二のプレナムと、を有する
請求項1ないし4のいずれか1項記載のコンタクトレン
ズの自動成形装置。 (80)上記自動化した成形型除去ステーションが、成
形型除去の前に上記半成形型の一つを加熱するための強
い電磁波放射源を更に備え、上記電磁波は上記一つの半
成形型により吸収されて上記半成形型と成形型を除去さ
れるコンタクトレンズとの間に温度差を創り出す請求項
1記載のコンタクトレンズの自動成形装置。
【0255】(81)上記自動化した成形型除去ステー
ションが、成形型除去の前に上記半成形型の一つを加熱
するための強い電磁波放射源を更に備え、上記電磁波は
上記一つの半成形型により吸収されて上記半成形型と成
形型を除去されるコンタクトレンズとの間に温度差を創
り出す請求項2又は3記載のコンタクトレンズの自動成
形装置。 (82)上記成形型除去ステーションは、更に上記放射
源からの上記電磁波を加熱すべき上記半成形型の外面に
照射するように向けるための手段を備えた上記実施態様
(80)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (83)上記電磁波の照射源はレーザである上記実施態
様(82)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (84)上記電磁波は約1mと約20mとの間の波長を
有している上記実施態様(83)記載のコンタクトレン
ズの自動成形装置。 (85)上記自動化した成形型除去ステーションは第一
及び第二の半成形型の間で成形されたコンタクトレンズ
の成形型を除去するのに特に適合され、上記第一の半成
形型は凹状の表側曲面の半成形型であり、上記第二の半
成形型は凸状の裏側曲面の半成形型であり、該半成形型
のそれぞれは外側に伸張したフランジ部材を有し、該フ
ランジ部材は互いに間隔を空けられかつほぼ並行で、上
記成形型除去ステーションは、(a)少なくとも1対の
下方の取り外し指であって、中間部で共に交わり、下方
のU型の取り外し具を形成する取り外し指と、(b)少
なくとも1対の上方の取り外し指であって、中間部で共
に交わり、上方のU型の取り外し具を形成する取り外し
指と、(c)上記上方及び下方の取り外し具を挿入軸に
沿って第一の運搬位置から第二の挿入位置まで往復運動
させるための第一の手段と、(d)上記上方及び下方の
取り外し具を第一の取り外し軸に沿って第一の挿入位置
から第二の成形型除去位置まで往復運動させるための第
二の手段と、(e)上記第一の手段を上記成形型の上記
フランジ部材の間に上記取り外し具を挿入するように付
勢し、それから上記第二の手段を上記裏側の曲面の半成
形型を上記表側の曲面の半成形型から分離させるように
上記裏側の曲面の半成形型を上方に持ち上げるように順
次付勢するための制御手段とを備えた成形型除去装置を
有している請求項1記載のコンタクトレンズの自動成形
装置。 (86)上記自動化した成形型除去ステーションは第一
及び第二の半成形型の間で成形されたコンタクトレンズ
の成形型を除去するのに特に適合され、上記第一の半成
形型は凹状の表側曲面の半成形型であり、上記第二の半
成形型は凸状の裏側曲面の半成形型であり、該半成形型
のそれぞれは外側に伸張したフランジ部材を有し、該フ
ランジ部材は互いに間隔を空けられかつほぼ並行で、上
記成形型除去ステーションは、(a)少なくとも1対の
下方の取り外し指であって、中間部で共に交わり、下方
のU型の取り外し具を形成する取り外し指と、(b)少
なくとも1対の上方の取り外し指であって、中間部で共
に交わり、上方のU型の取り外し具を形成する取り外し
指と、(c)上記上方及び下方の取り外し具を挿入軸に
沿って第一の運搬位置から第二の挿入位置まで往復運動
させるための第一の手段と、(d)上記上方及び下方の
取り外し具を第一の取り外し軸に沿って第一の挿入位置
から第二の成形型除去位置まで往復運動させるための第
二の手段と、(e)上記第一の手段を上記成形型の上記
フランジ部材の間に上記取り外し具を挿入するように付
勢し、それから上記第二の手段を上記裏側の曲面の半成
形型を上記表側の曲面の半成形型から分離させるように
上記裏側の曲面の半成形型を上方に持ち上げるように順
次付勢するための制御手段とを備えた成形型除去装置を
有している請求項2ないし4のいずれか1項記載のコン
タクトレンズの自動成形装置。 (87)複数個のコンタクトレンズ及び半成形型が上記
移送手段によりパレット上に担持され、上記コンタクト
レンズの自動成形装置は複数個の対となった上方と下方
の取り外し指を備えた上記実施態様(85)記載のコン
タクトレンズの自動成形装置。 (88)上記パレットが2列のコンタクトレンズと半成
形型とを収容し、上記コンタクトレンズの自動成形装置
が上記パレットの第一の側に置かれた第一の組の上方と
下方の取り外し指と、上記パレットの第二の側に置かれ
た第二の組の上方と下方の取り外し指とを備えた上記実
施態様(87)記載のコンタクトレンズの自動成形装
置。 (89)各取り外し具は、複数の外側に伸張した取り外
し指を有する薄い平坦な刃状部材である上記実施態様
(88)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (90)上記は状部材は、挿入のために上記フランジ間
に共に挟まれる上記実施態様(89)記載のコンタクト
レンズの自動成形装置。
【0256】(91)上記成形型除去装置は、少なくと
も1対の上方の取り外し指のそれぞれに対する吸い上げ
カップを更に備えた上記実施態様(85)記載のコンタ
クトレンズの自動成形装置。 (92)上記半成形型の分離後上記上方の取り外し指か
ら上記裏側の曲面の半成形型を取り除くために上記吸い
上げカップを独立に往復運動させるための第三の手段を
更に備えた上記実施態様(91)記載のコンタクトレン
ズの自動成形装置。 (93)上記第二の手段が付勢される前に上記裏側の曲
面の半成形型を加熱するための手段を更に備えた上記実
施態様(85)記載のコンタクトレンズの自動成形装
置。 (94)上記加熱手段が蒸気ノズルを備えた上記実施態
様(93)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (95)上記加熱手段がレーザを備えた上記実施態様
(93)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (96)上記第一の半成形型に充填する前にモノマー又
はモノマーの混合物をガス抜きする工程を更に備えた請
求項5ないし7のいずれか1項に記載のコンタクトレン
ズの自動成型方法。 (97)その上に酸素を吸収するのを防止するために不
活性ガス雰囲気中に上記半成形型を移送する工程を更に
備えた請求項5または6記載のコンタクトレンズの自動
成型方法。 (98)上記第一及び第二の半成形型を少なくとも45
0゜F(232゜C)で3ないし12秒周期以内で成形
する工程を更に備えた上記実施態様(97)記載のコン
タクトレンズの自動成形方法。 (99)上記成形型の組を上記成形工程から上記移送工
程まで不活性ガス内を上記成形工程の完了から15秒以
内に移送する工程を更に備えた上記実施態様(98)記
載のコンタクトレンズの自動成形方法。 (100)上記半成形型をきつく据えて整列させるため
になおも真空である間に上記組立工程において上記半成
形型を共にクランプする工程を更に備えた請求項5ない
し7のいずれか1項に記載のコンタクトレンズの自動成
型方法。
【0257】(101)各半成形型をフランジ部材を用
いて形成し、それから上記半成形型を組み立てる前に上
記第一の半成形型のフランジ部材を表面活性剤で塗布す
る工程を更に備えた請求項5ないし7のいずれか1項に
記載のコンタクトレンズの自動成型方法。 (102)上記第一及び上記第二の半成形型を組にして
異なるパレット上に乗せて移送する工程を更に含む請求
項5ないし7のいずれか1項に記載のコンタクトレンズ
の自動成型方法。 (103)1組の第一の半成形型を有するパレットと1
組の第二の半成形型を有するパレットとを交互に配置す
る工程を更に備えた上記実施態様(102)記載のコン
タクトレンズの自動成形方法。 (104)第一のサイクル中のパレットから1組の第二
の半成形型をつまみ上げ、上記成形型を組み立てるため
の第二のサイクルの間第二のパレット中の上記第一の半
成形型上に上記第二の半成形型を堆積する工程を更に備
えた上記実施態様(103)記載のコンタクトレンズの
自動成形方法。
【0258】
【発明の効果】以上のように、請求項1及び5の発明に
よれば、真空中で第一及び第二の半成形型を組み立て、
クランプの後エネルギー付加して、第一及び第二の半成
形型により形成されるキャビティ中のヒドロゲルを重合
させるように構成したので、ヒドロゲル中に酸素が溶解
せず、コンタクトレンズを効率的に重合でき、完全に自
動化されたコンタクトレンズの製造システムを提供でき
るなどの効果がある。
【0259】請求項2及び6の発明によれば、早期硬化
ステーションを設けて構成したので、請求項1の発明の
効果の他に、より均一のレンズを硬化させることができ
るなどの効果がある。
【0260】請求項3及び7の発明によれば、低酸素環
境下で完全にガス抜きしてヒドロゲルを重合するように
構成したので、低酸素下で均一なレンズを作成すること
ができるなどの効果がある。
【0261】請求項4の発明によれば、成形型除去の前
に半成形型を加熱するように構成したので、重合したレ
ンズの完全性を損なうことなく容易に成形型除去ができ
るなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】低酸素環境における成形型及びコンタクトレン
ズの成形、処理、ハンドリングを含むコンタクトレンズ
生産の連続的な工程のフローチャートである。
【図2】この発明により構成された生産ラインシステム
の立面の平面図である。
【図3】図3は、この発明により成形された第1の(め
すの)、即ち表側の曲面の半成形型の一実施例の平面図
である。図3(a)は、この発明により成形された第1
の(めすの)、即ち表側の曲面の半成形型の一実施例の
立面又は側面図、図3(b)は、図3(a)の一部分の
拡大詳細図である。
【図4】図4は、この発明により成形された第2の(お
すの)、即ち裏側の曲面の半成形型の一実施例の平面
図、図4(a)は、この発明により成形された第2の
(おすの)、即ち裏側の曲面の半成形型の一実施例の立
面又は側面図である。
【図5】パレットキャビティ内に支持され且つ位置合わ
せされた、組合わさった半成形型の一対の拡大断面図で
ある。
【図6】パレットの移動を一旦停止させる典型的な生産
ラインコンベアー及びクランプ装置の断面図である。
【図7】図7(a)は、複数のコンタクトレンズ成形型
をコンタクトレンズ生産施設中を移動させるために使用
される生産ラインパレットキャリアの平面図、図7
(b)は、図7(a)に示した生産ラインパレットキャ
リアの側部立面図、図7(c)は、図7(a)に示した
生産ラインパレットキャリアの底部平面図である。
【図8】図8(a)は、成形すべきレンズのための半成
形型を用意し且つ移送するために使用される射出装置及
び材料処理ロボット装置の平面図を含む、コンタクトレ
ンズの成形のための自動ラインの第1のセクションの概
略平面図である。図8(b)は、この発明において利用
される充填及び組み立てステーション並びに早期硬化ス
テーションを示す、コンタクトレンズの成形のための自
動ラインの第2のセクションの概略平面図である。図8
(c)は、レンズのための硬化炉を示す、コンタクトレ
ンズの成形のための自動ラインの第3のセクションの概
略平面図である。図8(d)は、レンズのためのデモー
ルドセクションを示す、コンタクトレンズの成形のため
の自動ラインの第4のセクションの概略平面図である。
【図9】この発明において利用されるモノマー脱ガス及
びポンプシステムの概略線図である。
【図10】図10(a)は、この発明によるモノマーで
満たされた表側の曲面の半成形型を示す構成図である。
図10(b)は、表側の曲面の半成形型の一部分に成形
型解放のための表面活性剤の塗布を示す構成図である。
図10(c)は、この発明の方法による裏側の曲面の半
成形型の移動を示す構成図である。図10(d)は、こ
の発明の方法で使用される成形型組み立て及びクランプ
ステップを示す構成図である。図10(e)は、この発
明の半成形型を充填し且つ組み立てる方法のフローチャ
ートである。
【図11】成形型キャビティのそれぞれに所定の量のモ
ノマー又はモノマー混合物を堆積させるために使用され
る充填モジュールの部分断面図である。
【図12】スタンプヘッドに表面活性剤を塗布し、その
後、表側の半成形型の一表面部分上にその表面活性剤の
フィルムを堆積して形成するスタンプステーションの立
面の部分断面図である。
【図13】この発明の組立ステップのタイムチャートで
ある。
【図14】図1(a)は、この発明の組立モジュールの
外側の側面図、図14(b)は、図8(a)に示した組
立モジュールの側部部分断面図である。
【図15】往復運動する充填モジュールへの真空系の相
互接続を示す、この発明の定量吐出、充填ステーション
の部分断面図である。
【図16】往復運動する組立ステーションへの真空系供
給ラインを示す、この発明の組立ステーションの部分断
面図である。
【図17】ソフトコンタクトレンズを形成するべく重合
可能なモノマー又はモノマー混合物を早期硬化する一実
施例の部分的に切り取られた立面図である。
【図18】図18(a)は、半成形型同士を共にクラン
プする空気駆動のクランプを使用するこの発明の一実施
例の構成図、図18(b)は、半成形型同士を共にクラ
ンプするスプリング駆動のクランプを使用するこの発明
の第2の実施例の構成図である。
【図19】コンタクトレンズを形成するべく重合可能な
モノマー又はモノマー混合物を早期硬化するのに適した
この発明の一実施例の往復運動部の立面の部分断面図で
ある。
【図20】図19に描かれた装置の端部の立面図であ
る。
【図21】コンタクトレンズを形成するべく重合可能な
モノマー又はモノマー混合物を、早期硬化するのに使用
されるこの発明の第2の実施例の立面の部分断面図であ
る。
【図22】図21に描かれた装置の側部立面図である。
【図23】図8(c)に描かれた重合又は硬化ユニット
の一つの部分断面図である。
【図24】この発明のレーザデモールドの実施例におい
て成形型アセンブリをデモールドするために使用される
デモールド装置の一実施例の斜視図である。
【図25】この発明のレーザの実施例において使用され
る光学的な軌跡を示す概略図である。
【図26】図26(a)は、この発明のレーザデモール
ドの実施例において使用される表側の曲面を保持する手
段の平面図、図26(b)は、表側の曲面を保持するガ
イドを示すレーザデモールドの実施例の一部の部分断面
図である。
【図27】この発明のレーザデモールド装置の第1の立
面図、平面図、及び側面図である。
【図28】図7のパレットの正確な位置決めを行うため
に使用される動げた移動手段の立面の部分断面図であ
る。
【図29】表側の曲面のレンズ成形型から裏側の曲面の
レンズ成形型をリフトして分離する2組の引き出しフィ
ンガーを概略的に示す側面図である。
【図30】図30は、この発明のデモールドステーショ
ンの第2の実施例において複数のコンタクトレンズ成形
型の表側の曲面のレンズ成形型から裏側の曲面のレンズ
成形型を分離するステップを順に示す図である。図30
(a)は、成形型部と係合するスチームノズルと成形型
フランジと係合する引き出しフィンガーとを備えた装置
を示す図である。図30(b)は、スチームノズルを引
き込むところ、及び吸い込みカップアセンブリの係合を
示すずである。図30(c)は、表側の曲面の成形型部
及び成形されたレンズから裏側の曲面の成形型部を取り
除き分離する上方への引き出し動作を示す図である。図
30(d)は、吸い込みアセンブリにより裏側の曲面の
成形型部を取り除く引き出しフィンガーの引き込み、及
び部分的にデモールドされたレンズを含むパレットの前
方への移動を示す図である。
【図31】一対のコンベアーで搬送されたパレットのそ
れぞれに対する2組の引き出しフィンガーを示す、デモ
ールドアセンブリの部分平面図である。
【図32】この発明で使用されるスチーム放出装置の詳
細立面図である。
【図33】裏側の曲面の成形型の表面に対してスチーム
を放出するノズルの詳細断面図である。
【図34】スチーム放出装置の各ノズルアセンブリに対
してスチームを供給する、図32に描かれた装置のスチ
ーム放出マニホールドの平面図である。
【図35】裏側の曲面の成形型の表面に対して放出され
たスチーム量を制御するためにスチーム照射中に余分な
スチーム圧力を逃がす、図32に描かれた装置の凝縮マ
ニホールドの平面図である。
【図36】図32に描かれたスチーム放出装置のスチー
ム吸い込み口のバルブの詳細断面図である。
【図37】図30に描かれたデモールドステーションに
使用される吸い込みカップアセンブリの平面図である。
【図38】図37に描かれた吸い込みカップアセンブリ
の立面の側面図である。
【図39】図37に描かれた吸い込みカップアセンブリ
の立面の正面図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年11月20日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 コンタクトレンズの自動成形装置及び
方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、広くは眼のためのレ
ンズ、特に成形された親水性コンタクトレンズを製作す
る分野に関し、より特定的には、眼のためのレンズを自
動的に製作する高速で自動化されたコンタクトレンズ成
形システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ヒドロゲルコンタクトレンズの直接成形
はラーセンによる米国特許No.4,495,313、ラーセンによ
る米国特許No.4,565,348、ラーセン等による米国特許N
o.4,640,489、ラーセン等による米国特許No.4,680,33
6、ラーセン等による米国特許No.4,889,664、及びラー
セン等による米国特許No.5,039,459に開示されており、
これら全ての米国特許はこの発明の譲受人に譲渡されて
いる。これらの参照文献は各レンズが2x4の成形型ア
レイで搬送される裏側(上側)及び表側(下側)の曲面
の成形型セクション(mold section、ないし成形型部)
の間にモノマーを挟み込むことにより成形されるコンタ
クトレンズ製作工程を開示している。モノマーを重合す
ることによりレンズを形成し、そしてレンズを成形型セ
クションから取り外してさらに水和槽内で処理した後に
消費者の使用のために梱包する。水和及びこのタイプの
レンズの成形型からの取り外しは、ラーセンによる米国
特許No.5,094,609及びラーセンによる米国特許No.5,08
0,839に開示されており、この両方の米国特許はこの発
明の譲受人に譲渡されている。
【0003】現在、部分的に自動化され且つ準自動化さ
れた工程がソフトコンタクトレンズの生産に使用される
が、ハイクオリティなコンタクトレンズを生産するため
に必要な厳格な工程管理及び厳しい公差ということにい
くらかは影響を受け、高い生産率は達成できない。
【0004】典型的には、これらのレンズのための成形
型は、一般的は射出成形により適当な熱塑性プラスチッ
クから形成されており、支持構造を用いてこの種の多く
の成形型を取りまとめる複数のフレーム内に通常は配置
された成形型は、遠隔の成形施設から運送されコンタク
トレンズブランクを製作するための生産施設で使用する
ために保管される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】標準的な大気条件下で
維持されたレンズ成形型の使用はレンズの表面にある反
応性のモノマー組成物を抑制し、従って、このモノマー
組成物を不完全なものとし且つ非均質に硬化させてしま
う。このことは、レンズの物理的性質を悪化させてしま
う。この現象の原因を調べると、レンズ成形型の表面内
及び表面上の酸素分子の存在によることがわかる。これ
は、多くの酸素を吸収する好ましいポリスチレン成形材
固有の能力によるものである。成形中には、この酸素
は、経験的な試験により決定された許容できる最大量を
超える量の反応性モノマー合成物を有する重合インター
フェースに対して解放される。より明確に言えば、酸素
は反応性モノマーと急速に共重合するがこのように形成
された重合チェーンは直ちに途切れる。その結果、モノ
マー反応率、力学的チェーン長及びポリマー分子重を減
少させてしまう。酸素レベルの臨界及び効果的な制御プ
ロトコルを実行する困難性は、反応性モノマー/成形型
のインタフェースにおける酸素レベルが空気中の酸素濃
度(3 x l0ー3 モル/liter )のおおよそ300倍より小
さく制御されなければならないことを認識することによ
りそのことが正しく理解されるであろう。
【0006】この認識された問題は現状技術では、おお
よそ1torrまでに真空にされ6〜12時間より少ない期
間この条件に維持されたチェンバーを利用して成形型を
予め所望の状態におくという、注意深いが、多くの時間
費やし骨の折れる作業により取り扱われてきた。
【0007】標準的な製作上の取り扱い時の脱ガス後の
空気への成形型の短時間の露出でさえ有害である。一分
間の空気への露出でさえ、許容できる条件を再度獲得す
るために5時間の脱ガスが必要となる酸素を吸収する結
果となってしまう。従って、製作ライン直前の脱ガス操
作、特に異なる露出時間で露出された多くの成形型の移
動のための脱ガス操作は実際的ではなく、従来のシステ
ムに対していかなる実際的な改良もなされていなかっ
た。
【0008】この問題は、並置された成形部の表側及び
裏側の曲面が異なる厚さを示しているという事実により
複雑なものとなっており、このことにより、反応性モノ
マー組成部の断面が変化するその表面上を酸素に異なっ
た程度でさらしてしまい、レンズの歪み及びその光学的
性質の劣化をもたらしてしまう。従って、個々の成形型
セクション即ち半成形型(mold halves )における酸素
濃度分布は短時間な脱ガス時間の間は対称であるが、よ
り長い脱ガス期間中にはしだいに非対称となり、その偏
差は表面と裏面の間において一様でない硬化と異なった
特性とを招いてしまう。例えば、凸形のおすの成形型は
例えば約2時間で脱ガスされるが、凹形のめすの成形型
は10時間後でさえも十分には脱ガスされない。
【0009】ソフトコンタクトレンズの商業的な要求は
連続的な又は少なくともほぼ連続的な製作ラインの開発
を求めてきた。そして、製作上の仕様の不安定さは、レ
ンズ製作上の操作の自動的な扱いを要求する。
【0010】上記の米国特許の開示に従ってコンタクト
レンズを製作するのに用いられた生産工程に特徴的な他
の問題は、成形型セクションがフランジにより囲繞され
ており、モノマー又はモノマー混合物が半成形型部を互
いに合わせる前に表側の成形部の曲面に過度に供給され
ることである。それらの半成形型が成形型のキャビティ
を規定すべくともに載置された後に、成形型は加重さ
れ、過度のモノマー又はモノマー混合物は成形型のキャ
ビティからフランジ間の空間へと追い出される。重合の
際には、この過度のモノマー又はモノマー混合物は、生
産ライン又は梱包されたレンズの汚染を防止するために
取り除かねばならないHEMAリング(ヒドロキシエチルメ
タクリレート(hydroxyethyl methacrylate)モノマー
を使用した場合)として現状技術で公知である製作上の
ごみを形成する。
【0011】これらの従来技術の工程では、コロナ放電
装置が裏面側の半成形型の下側に接着領域を形成し、こ
れによりHEMAリングを半成形型が互いに分離される時に
その裏面に選択的に接着させるためにしばしば使用され
ている。
【0012】従来技術の半成形型を分離しレンズを取り
外す工程は、予備加熱、加熱、引き出し(prying)、及
び除去から成る。加熱空気は加熱に用いられ、機械的な
てこが引き出しに用いれれ、HEMAリングの除去は手作業
で行われる。対流による成形型の加熱は、効率的な伝熱
上の技術ではない。成形型のアレイが加熱装置に入った
時から裏面側の半成形型が完全に取り除かれるまでには
1分程度の時間が必要である。
【0013】現在のレンズを取り除く方法は、加熱空気
流を用いて裏面側の半成形型を加熱するものである。加
熱は2つの段階、予備加熱と加熱/引き出しとの段階で
実行される。加熱/引き出しの段階では、成形型は適当
な場所で把持され、引き出しフィンガーが成形型の裏面
の一側部の下に挿入される。そして、上方へのてこの力
がその過熱期間中に印加される。要求する温度に到達す
ると、裏面側の成形型セクションがはがれ、一端がてこ
のフィンガーにより持ち上げられると、その半成形型は
取り外しされる。次に、残りの成形型及びレンズは、加
熱及びてこのステーションから取り除かれ、HEMAリング
のくずは手作業で取り除かれる。レンズの対流加熱にお
いて得られる温度勾配は比較的に小さい。何故ならば、
裏面側の半成形型を加熱するに要する時間がレンズの有
意な熱伝導的な加熱を可能とするからであり、これによ
り温度勾配を減少させ成形型の分離を困難にする。レン
ズ成形型の分離にさらに多くの熱を加えると、裏面側の
成形型を柔軟にしてしまい、効率的な機械的な取り外し
損なう。最後に、HEMAリングのくずを手作業で取り除
くことは、厳しい労働であり、コストがかかる。
【0014】上記した生産工程はソフトコンタクトレン
ズの生産において効力を有するが、高速な自動化された
生産ラインの開発を妨げる多くの問題を抱えている。成
形型フレームが多くのバッチ工程においてデモールド
(demold)した際に、パワー故障があるとその故障時間
に出力の復旧後であってもかなりの時間の間効果的に全
ての生産ラインを停止し、この間一群のフレームは脱ガ
スされ、生産のために用意される。代わりに、高価な制
御システムがパワー故障中におけるフレームが部分的に
脱ガスされることを防止するために必要となる。
【0015】さらに、大きな成形型アレイを使用した場
合、ポリスチレンフレームが如何様にも歪むと、正確な
自動化した機械加工のための位置決めの問題を引き起こ
し得る。
【0016】
【課題を解決するための手段】この発明は、ソフトコン
タクトレンズのレンズブランクの改良された製作を含ん
でおり、より特定的には、欠陥のあるレンズ又は物理的
若しくは光学的特質が低下したレンズを少量しか生産し
ない、高速且つ大量な生産を提供する連続的な又は少な
くともほぼ連続的な自動化された製作ラインで実行され
るサブシステムステーション、操作、手順及びプロトコ
ルに関わるものである。
【0017】この発明は、レンズ成形型ブランクと反応
性モノマー組成部との間のインターフェースにおける酸
素レベルを、許容できる光学的クオリティを有するレン
ズを最適な製作条件下で確実に生産するレベル内にある
ように制御するプロトコルに応じて、関連する装置によ
り実行する方法を含んでいる。
【0018】従って、この発明は、モノマー又はモノマ
ー混合物を大気の状態、特に空気に露出させることを十
分に最小限にとどめ、レンズを製作するために使用され
るモノマー又はモノマー混合物内に溶解した酸素の量を
減少することを目的とする。
【0019】この発明はまた、コンタクトレンズ成形型
セクションをコンタクトレンズ充填、早期硬化、重合、
及びデモールドステーション内を速く、効率的に且つ正
確な方法で通過させて自動的に移動する完全自動生産ラ
インシステムを組み込むことを目的とする。
【0020】この発明はまた、もろい表及び裏側の曲面
の半成形型をそれらの物品が作られる成形型から取り除
き、それらの半成形型を低酸素環境における高速な自動
化された製作システムにおいて移動させ且つ堆積(モノ
マー又はモノマー混合物を成形型中へ)する高速な装置
を提供することを目的とする。
【0021】この発明はさらに、ポリスチレン半成形型
をそれらの物品が作られる成形型から、自動化されたレ
ンズ成形システムの低酸素環境に15秒より小さい時間
で移動させることを目的とする。
【0022】これらの目的及び他の目的は、成形された
半成形型を第1、第2及び第3のロボット又はアセンブ
リを一般的に備えたロボット装置により自動生産ライン
に移送する、成形型から半成形型を取り除き移送する装
置により達成される。第1のアセンブリは成形型から半
成形型を取り除き、それらを第1の場所へ移送する。第
2のアセンブリは半成形型を第1のアセンブリから受け
取り、それらを第2の場所へ移送する。第3のアセンブ
リはそれらの成形型の部品を第2のアセンブリから受け
取り、それらを自動ラインへの入口であるパレット上の
第3の場所へ移送する。同時に、光学的表面を防護し、
必要があるならば、最も効率的な下流の工程のために曲
面を裏返す。
【0023】この発明はまた、自動コンタクトレンズ生
産施設内に、レンズ成形型アセンブリの形成より前に表
側の曲面の成形型セクションと裏側の曲面の成形型セク
ションとの両方を受け取ることができる搬送パレットが
設けられた自動パレットシステムを組み込むことを目的
とする。
【0024】特に、そのコンタクトレンズパレットシス
テムは、自動コンタクトレンズ生産ライン内を1つ以上
のコンタクトレンズ成形型アセンブリを搬送してその光
学的表面を保護するパレットを備えている。パレットは
個々のコンタクトレンズ成形型アセンブリを受け取るパ
レットの表面に形成された1つ以上の第1の溝を有して
いる。また、コンタクトレンズ成形型アセンブリは表側
の第1の曲面の半成形型と、その片割れの裏側の第2の
曲面の半成形型とを備えている。
【0025】この発明はまた、唯一のパレットキャリア
で搬送され、所定の量の重合可能なモノマー又はモノマ
ー混合物が充填される、複数の表側の曲面の半コンタク
トレンズ成形型を受け取る第1の自動ステーションを含
む、コンタクトレンズのために半成形型の充填且つ組み
立てる装置を提供することを目的とする。装置は、ま
た、裏側の曲面の成形型セクションに余分なヒドロゲル
を選択的に付着させるために、表側の曲面のレンズ成形
型セクションの一部に界面活性剤をコーティングする第
2の自動ステーションを含んでいる。装置は、さらに、
複数の裏側の曲面の成形型セクションを順次受け取り、
搬送パレットからそれらの裏側の曲面の成形型セクショ
ンを取り除き、既に重合可能なモノマー又はモノマー混
合物が充填された複数の表側の曲面の成形型セクション
で複数の裏側の曲面の成形型セクションを受け取り且つ
位置決めする。初めに成形型セクションが真空に引か
れ、次いで、裏側の曲面が表側の曲面に組み合わされ、
成形型のキャビティから過度のモノマーを取り除き、且
つ表側の曲面の成形型セクション上に形成された分割エ
ッジに対して裏側の曲面の成形型セクションをしっかり
位置づけるために裏側の曲面が加重されるか又はクラン
プされる。その組立は、成形型アセンブリの速度を速
め、且つ、さもなければ成形型を組み立てる時に成形型
セクションの間にトラップされるかもしれないガスによ
りガスの気泡が形成することを防止するために真空下で
実行される。
【0026】この発明はまた、硬化ステップの間、より
均一にレンズを硬化させることができ、且つ、硬化中に
成形型からレンズの“こね土(puddling)”又はキャビ
ティを少なくする成形型内でソフトコンタクトレンズを
形成するために重合可能なモノマー又はモノマー混合物
を早期硬化するための装置及び方法を提供することを目
的とする。半成形型は成形型充填及び成形型組み立てス
テーションから早期硬化ステーションへ移動され、低酸
素環境において所定の期間所定の圧力で共にクランプさ
れる。モノマー又はモノマー混合物が重合される際に硬
化中の成形型のコンプライアンスを得るために、第2即
ち凸形の半成形型は第1即ち凹形の半成形型よりも薄
い。クランプ圧力は第1及び第2の半成形型に形成され
たそれらのフランジを整列させ、フランジを平行にし、
成形型の個々の曲面の位置調整を確実に行う。クランプ
圧力はまた、裏側の曲面の半成形型を表側の半成形型に
形成された環状のエッジに対して位置づけ、成形型キャ
ビティ内に含まれるモノマーから余分なモノマーを確実
に切断する。これにより、可能な範囲でベストなレンズ
エッジクオリティを達成できる。
【0027】所定のクランプ期間の後、モノマー又はモ
ノマー混合物は紫外線光源のような化学線にさらし、モ
ノマー又はモノマー混合物を部分的に硬化してゲル状態
とする。クランプ圧力下において第2の所定の露光期間
の後、クランプが解放され、紫外線による露光が終了す
る。そして、部分的に早期硬化されたゲルのようなレン
ズが、成形型に入ったまま、完全な重合及び硬化のため
の拡張硬化ステーション内を移動される。
【0028】この発明はまた、コンタクトレンズ成形型
セクション間に形成されたコンタクトレンズを損傷せず
にコンタクトレンズ成形型セクションを容易に且つ反復
して分離可能な方法及び装置を提供することを目的とす
る。
【0029】この発明はさらに、裏側の曲面の成形型
と、2つの成形型セクションの間に形成されたキャビテ
ィに含まれるコンタクトレンズとの間に有意な温度勾配
を形成し、表側の曲面の成形型から裏側の曲面の成形型
を分離する方法及び装置を提供することを目的とする。
【0030】この発明はまた、レーザビーム又は光エネ
ルギースチームノズルを用い、過度な周囲の加熱又はエ
ネルギーの浪費をすることなく上記温度勾配を形成する
ことを目的とする。
【0031】この発明はさらに、堅実で且つ信頼できる
方法で半成形型を機械的に且つ確実に互いに引き放し、
これにより欠陥のないレンズを生産することを確実に
し、レンズの切れ( tearing)又はレンズ成形型セクシ
ョンの破損を最小限とする自動化された手段を提供する
ことを目的とする。
【0032】この発明はまた、レンズのデモールドの
間、組み立てられた成形型に与えられた温度勾配及び圧
力を制御することにより、どの半成形型にレンズが付着
するかを制御する方法を提供することを目的とする。
【0033】この発明の更なる利点及び効果はこの発明
の好ましい実施例を特定し且つ示す添付の図面を参照し
て与えられる以下の詳細な記述から明らかになるであろ
う。
【0034】この明細書において一部記載され且つ請求
項に記載した、コンタクトレンズ製作システムの態様及
び好ましい特徴は、出願中で同様に譲渡された以下の特
許出願に詳細に記載されている:ウォーレス・アンソニ
ー・マーティンらの米国出願番号 No.O8/257802 (代理
人事件整理番号 8997) ソフトコンタクトレンズの低酸
素成形、ヘンリー・アーマンド・タゴバートらの米国出
願No.O8/257801 (代理人事件整理番号 8999) レーザ成
形装置、 ダニエル・ツゥーファン・ウォンらの米国出
願No.O8/257786 (代理人事件整理番号 9001) 生産ライ
ンパレットシステム、ビクター・ラストらの米国出願N
o.O8/258267 (代理人事件整理番号 9002)成形型から物
品を移動し且つ取り除く装置、ビクター・ラストらの米
国出願No.O8/257785 (代理人事件整理番号 9003)コンタ
クトレンズ製作用半成形型及び成形アセンブリ、ウォー
レス・アンソニー・マーティンらの米国出願No.O8/2582
64 (代理人事件整理番号 9004) コンタクトレンズ成形
型充填・組み立て方法及び装置、テュアー・キントー・
ラーセンらの米国出願No.O8/258265 (代理人事件整理番
号: 9006) 成形型分離及び装置、ウォーレス・アンソニ
ー・マーティンらの米国出願No.O8/257792 (代理人事件
整理番号: 9007) 重合可能なヒドロゲルの成形クランプ
及び早期硬化、ウォーレス・アンソニー・マーティンら
の米国出願No.O8/258263(代理人事件整理番号 9009)成
形型解放材としてのツウィーン(Tween)、ウォーレス
・アンソニー・マーティンらの米国出願No.O8/257799
(代理人事件整理番号: 9011)UV周期重合炉、ウォーレ
ス・アンソニー・マーティンらの米国出願No.O8/258264
(代理人事件整理番号: 9004) オプタルミック(Opthal
mic)レンズを製作する方法及び装置、ヘンリー・アー
マンド・ダゴバートらの米国出願No.O8/257801(代理人
事件整理番号: 8999)オプタルミックレンズのレーザ補
助デモールド。
【0035】
【実施例】この発明のコンタクトレンズ生産ラインパレ
ットシステムの上記目的及び効果については、いくつか
の図面においては同一の要素に同一の符号が付されてい
る添付の図面を伴った、この発明のいくつかの好ましい
実施例の以下に詳細な記述を参照することにより当業者
はより容易に理解されるであろう。
【0036】この発明によれば、硬化段階を実行する前
にレンズブランク成形型を酸素にさらす時間を最小限に
すべく、レンズ成形型ブランクを用意することがレンズ
ブランク製作に統合される。充填(凸形状のレンズ成形
型部のキャビティに反応性モノマー組成部を導入するこ
と)と硬化との間の一分間の遅延でさえ、反応性モノマ
ー/成形型インターフェースにおいて目標最低値とする
酸素濃度 l x l0ー8 モル/cm3を得るのに5時間の脱ガス
が必要となるならば、レンズ成形型ブランクを生産ライ
ンで用意する施設が重要となる。
【0037】従って、酸素レベルの低下は、従来の方法
で実践された脱ガスのみではなく、、成形装置で得られ
る高温度条件において、充填、早期硬化、及び最終硬化
を介してさらなる処理を行うために、窒素のような不活
性物質に可能な限り速く覆われた完全に脱ガスされた成
形型ブランクの清浄な成形により達成される。
【0038】成形型インターフェースにおける酸素レベ
ルを制御する上でのキーパラメータは大気条件に応じた
成形型表面への及び表面からの酸素の拡散、そしてその
後の成形型/反応性モノマー組成物のインタフェースへ
の拡散であることが明らかになっている。成形されたレ
ンズ成形型は、反応性モノマー組成物の感度に対して許
容できない高レベルの、保持されているが移動可能な酸
素を吸収及び吸収メカニズムにより容易に受け入れてし
まう。特に、好ましいポリスチレンの成形型部品の場合
は酸素を吸収する。この出願の目的のために、吸収及び
吸収メカニズムは吸収という用語を使用することにより
略記する。酸素の移動は濃度に応じて起こり、成形型が
真空状態にあるとき、酸素はより低い濃度へ、即ちこの
例では真空へと適当な拡散率で移動する。通常、成形型
の表面は完全に脱ガスする最後の部分であり、それ故、
受け入れがたい、前処理の条件を整えるための長時間の
脱ガスが必要となる。同様な理由により、酸素の再吸収
が表面で起こり、内部への再平衡が成形型材の内部で拡
散率により再度制御される。従って、大気への如何なる
露出も成形型インタフェースにおいて許容できない高レ
ベルの酸素を急激にもたらし、表面の一部にある酸素が
酸素の少ない内部に拡散し、真空又は不活性ガス媒体へ
と除去される前に表面に再捕獲されるに違いない。この
ことは、比較的広範囲な条件を整える処理だけが解決す
るであろう。
【0039】レンズ成形型の内部からの吸収された酸素
の拡散は、残留酸素が一掃された表面においてさえもレ
ンズクオリティを低下させてしまう。従って、成形工程
中にレンズ成形型を取り扱う工程のさらなる改良が必要
となる。特に、大気へのレンズ成形型のいかなる露出
も、その部品の内部へわずかに拡散する酸素の更なる吸
収をもたらすことが予測される。結論を言えば、拡散時
間無しで窒素だけで浄化した表面は、酸素の存在から発
生する成形上の問題を避けるのに十分ではないが、酸素
のない不活性雰囲気では、レンズ成形型の内部に含まれ
ている酸素は容易に且つ比較的速く表面から放出され
る。そして、いったん成形型が反応性モノマーで満たさ
れると、如何なる量の洗浄でもこの問題を解決すること
はないであろう。
【0040】従って、いかなる大気への露出であって
も、かかる露出の時間を最小限にすることによっての
み、レンズ成形型は最適に全体に脱ガスされ、本質的に
完全な脱ガスを行う時間の間窒素下でレンズ成形型を保
持すれば上記問題を十分に解決できることが明らかにな
った。この発明によれば、オフサイトで前もって実行さ
れる射出成形操作はコンタクトレンズ製作ラインに物理
的に統合される。成形装置の高温高圧により、小球状の
供給物の初期の高酸素レベルは効率よく低減され、成形
工程において形成される清浄な表面から容易に且つ選択
的に残留酸素が除去されている。小球状の供給物はまた
射出成形のホッパー内の窒素で脱ガスされ得る。
【0041】好ましい成形型の材料はポリスチレンであ
り、成形型は、光学的クオリティを有する表面に成形さ
れ得、大量生産に適した熱塑性材料から作られ得る。そ
の表面は、重合に使用される放射線に透過であり、以下
で詳細に記述する工程に使用される工程条件下で臨界寸
法を成形型に維持させる力学的性質を有している。適当
な熱塑性材料の例としては、低、中、高濃度のポリエチ
レン、ポリプロピレンのような、それらの共重合を含
む、ポリオレフィン、ポリー4ーメチルペンテン(poly
-4-methylpentene)、及びポリスチレンがある。他の適
合する材料としては、ポリアセタール樹脂、ポリアクリ
レセル(polyacrylethers)、 ポリアリレセルスルホン
(polyarylether sulfones)、ナイロン6、ナイロン6
6、及びナイロン11である。熱塑性ポリエステル、及
びフッ素化エチレンプロピレン共重合(fluorinated et
hylene propylene copolymers)、エチレンフッ素エチ
レン共重合(ethylene fluoroethylene copolymers)の
ような各種のフッ素化材料もまた使用され得る。
【0042】特に多くの操作において複数の成形型を使
用する場合には、高クオリティで安定した成形型が必要
であり、成形型用の材料を選択することが重要であるこ
とが明らかになった。この発明では、生産クオリティは
倍率及び曲率で各レンズの個々を調べ分類することによ
り保証されることはない。代わりに、クオリティは、大
変厳しい公差内で個々の成形型部材の寸法を維持し、且
つ全てのレンズを等しく取り扱う特別な継続するステッ
プで成形型を処理することにより保証される。ポリエチ
レン及びポリプロピレンは溶融状態から冷却する間に部
分的に結晶化するので、制御が困難な寸法変化を起こす
比較的大きな収縮が発生する。現在の工程で使用されて
いる成形型のために最も好ましい材料は、結晶化せず、
低収縮であり、光学的クオリティを有する表面へと比較
的低温度で射出成形され得るポリスチレンであることが
さらに知られていた。従って、上記したようなものを含
む他の熱塑性物質はこのようないくつかの性質を有して
いるならば使用できることは理解されるであろう。この
ような望ましい特質を有するポリオレフィンの所定の共
重合又は混合物はまた、米国特許NO.4,565,348により十
分に開示されているかかる特質を有するポリスチレン共
重合物及び混合物と同様に、この発明の目的に適うもの
である。
【0043】効率、操作の容易さ、及びサイクル時間の
面から、射出成形装置は好ましい。自動操作のためのサ
イクル時間は最小化され、平均材料スループットは、3
〜12秒程度と小さく、好ましくは6秒が、米国出願番
号No. O8/257794 に開示されたその新規な条件下で得ら
れる。その6秒の間、材料はある熱塑性の条件で加熱さ
れ、成形型内へと押し出され、成形型から追い出され取
り除かれる。しかしながら、その材料スループット時間
のわずかな間だけ最大マニホールド温度270〜280℃が得
られ、成形温度は215〜220℃であり、従って、射出成形
操作は本質的に完全に脱ガスされた成形型セクションを
各サイクルで送り出すことができることが明らかになっ
たことは驚くべきことであった。
【0044】米国特許No.4,565,348に開示されたような
従来の実施とは異なり、フレームのような関連した支持
構造無しに、完全に形成されたレンズ成形型部を直接製
造するように、成形型は設計されている。従って、デモ
ールドする際に不必要なポリマー材料からその成形型部
を分離するのに必要なものは何もなく、レンズ成形型部
は移送手段に送り出す自動ロボット手段により直接収集
され得る。いかなる所与のサイクルにおいても、多くの
成形型部が用意されるが、取り扱いやすいように、典型
的には凹形状又は凸形状の外形を有する8つのレンズ成
形型部が所与のサイクルで用意され、さらなる操作のた
めに適した規則的な空間アレイでそれらのレンズ成形型
を受容し且つ支持するアルミニウム又はステンレススチ
ールから成るパレットへと自動ロボット手段により移送
される。
【0045】図1及び2に描かれたように、図1のフロ
ーチャートのステップ101及び102で示される射出
成形#1及び#2は、組み合わされたセットで表側及び
裏側の曲面のレンズ成形型部又はセクションをそれぞれ
成形する。図2に示すようにそれらは一列に並んで配置
されるか又は大気により短く露出させるように配置され
ている。それらは、同一平面内で垂直な方向に向いてい
る二股の移動ラインに交差する共通平面内に配置され得
る。
【0046】ロボット手段103及び104が、ステッ
プ105に示すように凹及び凸形状のレンズ成形型をそ
れぞれ受け取り、これらの成形型を高生産率で低酸素環
境へと移送する成形型位置決め及び係合ステーションに
隣接して設けられている。
【0047】図1のステップ106に示すレンズ成形型
セクションの次の完全な脱ガス中に、凹及び凸形状のレ
ンズ成形型を含むパレットはインターリーブされた関係
で、脱ガスされ且つ囲繞された切り込み(infeed)コン
ベアーに並べられ、自動装置がそれらの動作上の相互係
合を成形関係へと変化させ得る。
【0048】インターリーブステーション40を含む連
続コンベアー32は、囲繞され、且つ不活性ガス(便宜
的には窒素)を有するその全長に亘って加圧されてい
る。窒素の量は重大ではないが、経験的な運転条件下で
大気を効果的に排除するのに十分な窒素圧力を用いるの
が適当である。連続コンベアー32を囲繞する窒素トン
ネル内では、図1のステップ106に示したように、清
浄な状態で用意されたレンズ成形型ブランクが脱ガスさ
れる。
【0049】ステップ107において、複数の凹形状の
レンズ成形型は反応性モノマー組成物で充填され、凹形
状及び凸形状のレンズ成形型は載置されて位置づけら
れ、相補的な成形関係にされる。充填及び組み立て領域
50は、凹形状及び凸形状のレンズ成形型部のパレット
をその領域へ移送し、その領域の終端において対で充填
された成形型を早期硬化領域へと搬送する搬送又は移送
手段32の一部を囲繞している。図2の充填及び組み立
て領域50は、長方形上の断面を有し、適当な熱塑性又
は金属の熱塑性構成で形成された、幾何的には適当な形
状を有し且つ透明な囲いで作られている。
【0050】図1のステップ107で示されているよう
に、凹形状のレンズ成形型セクションはステップ108
で脱ガスされたモノマー組成物で充填され、充填された
凹形状のレンズ成形型が、垂直方向で整列し及び一致し
た関係で凸形状の成形型セクションと係合する窒素トン
ネル内で断続的に形成される真空チェンバーを有する組
立モジュールへと移送される。これにより、反応性モノ
マー組成物は各成形型セクションの光学的表面間でトラ
ップされ、各レンズ成形型セクションの周囲に形成され
ている分割エッジの係合によって少なくとも部分的に密
閉される。真空は解放され、一致した成形型は窒素を通
過して早期硬化ステーション、即ち窒素トンネルの必須
な部分へと移送される。
【0051】以下で詳細に説明するように、凹形状の成
形型セクション上に凸形状の成形型セクションを位置づ
け、これによりこれらの回転軸を同一線上としそれらの
各フランジを平行とする整列手段をも含む装置の周期的
な往復運動により、単一のパレット上でその周囲に真空
チェンバーが形成される。パレットと密閉して係合する
際に、このようにして形成されたチェンバーは、個々の
成形型の光学的表面間及びそれらの上に如何なるガスの
気泡も含ませないようにするために真空に引かれる。真
空度は、成形型部の組み立てを高速化し且つ取り除かな
いと相補的な成形型セクション間を閉じる際にトラップ
されるかもしれない、モノマー/成形型インタフェース
におけるガスの気泡を取り除くために選択される。
【0052】成形型部の組み立てに続いて、初期のレン
ズモノマーはステップ109でこの発明の早期硬化モジ
ュール60において早期硬化される。早期硬化の工程で
は、位置決めの際に半成形型をクランプし、その後にモ
ノマー又はモノマー混合物をゲルのような状態に早期硬
化する。
【0053】早期硬化に続いて、以下で詳細に説明する
ようにステップ110において、モノマー又はモノマー
混合物の重合が硬化トンネル75で完了する。
【0054】重合の終了に続いて、ステップ111にお
いて、レンズは裏側の曲面の成形型を加熱し、さらに、
デモールドアセンブリ90において表側の曲面の成形型
から引き出すことによりデモールドされる。最後に、レ
ンズはステップ112において、水和され、検査され、
そして梱包される。
【0055】従って、この発明によれば、高クオリティ
のソフトコンタクトレンズを大量に且つ高速に、そして
低い欠陥数で生産することができる。
【0056】図1及び2を参照すると、第1及び第2の
射出成形型101(a)及び102(a)は、各サイク
ルの終わりに成形型から収集された凹形状及び凸形状の
レンズ成形型部又はセクションのセットを周期的に製造
する(一般的には3〜12秒、好ましくは約6秒)よう
に連続的にサイクル運転される。得られる(且つより良
い操作上の交換に好ましい)幾何的な構成において、デ
モールドのために開いた際に成形型は、垂直平面内に又
は垂直平面に隣接して(一般的には垂直から5から1
0゜)完了したレンズ成形型部を与える。図2及び図1
のステップ105に示したように、関節で接続されたロ
ボット103及び104の複数のフィンガーは緩やかに
係合して、成形型セットを受け取り、本質的に同一の空
間関係でそれらを維持し、移送ラインに対して概略垂直
な平面からそれらの成形型を移送手段上の平行な平面に
対して90゜回転し、同時に且つ継続的に移送ラインの
水平面の方へ回転し且つ該平面に係合し、図2において
27及び29で一般的に示されるコンベアー手段上の搬
送キャリアパレットで成形型部を位置決めする。
【0057】図2の103及び104で一般に示される
ロボット移送アセンブリは、クランプ手段により瞬間的
に一旦停止される生産ライン上に直接裏側の曲面の成形
型部を載せる。
【0058】図8を参照して以下詳細に説明されるよう
に、半成形型の光学的表面への接触を防止する逆方向の
射出成形型10(a)から、表側の曲面の半成形型が放
出される。表側の曲面の半成形型は次に他のロボット移
送装置により裏返しされ、その下に設けられた静止した
パレット上に載置される。
【0059】複数の成形型部を受け取った後、ベルトコ
ンベアー27及び29によりパレットは図2の矢印で示
される方向にハウジング手段24で一般的示される低
酸素環境へと搬送される。ハウジング手段24は既に述
べたように窒素で加圧され、低酸素環境の各入口及び出
口点にエアロック手段を備えている場合もある。
【0060】図3及び3(a)はそれぞれ、2つの相補
的な表及び裏側の半成形型から成る成形型アセンブリ内
のモノマー又はモノマー混合物を重合することによりコ
ンタクトレンズを生産するのに有用な第1即ち表側の半
成形型10の一実施例の立面の平面図及び側面図であ
る。表側の半成形型10は好ましくはポリスチレンから
成るが、ソフトコンタクトレンズの引き続く重合を促進
する紫外線又は可視光による放射を透過させるのために
その光に対して十分透明な、既に述べたような適合する
いかなる熱塑性ポリマーでもよい。これに代わって、他
の形式の放射エネルギーがその放射エネルギーに透明な
表側の半成形型を提供するために使用し得る。ポリスチ
レンのような適合した熱塑性物質はまた比較的低温で光
学的クオリティを有する表面を成形し得るような他の望
ましい性質を有しており、すばらしい流動特性を有し且
つ成形中に結晶化せずアモルファス状態を維持し、冷却
中には最小限の収縮特性を示す。
【0061】表側の半成形型10は光学的クオリティを
有する凹形状の表面15を有する中心の曲面であるセク
ションを規定し、その表面は周囲方向に延伸した円形の
周囲分割エッジ14を有する。図3(b)に詳細に拡大
表示された分割エッジ14は、望ましくは、連続的に成
形されるコンタクトレンズのために鋭く均一なプラスチ
ック半径方向の分割線(エッジ)を形成している。表面
15と概略平行な凸形状の表面16は、凹形状の表面1
5から離れて設けられおり、環状で本質的に平行な面を
有するフランジ18は、凹形状の表面15の軸(回転
の)に垂直な平面内において表面15及び16から外側
の半径方向に延伸して形成されている。凹形状の表面1
5はその表側の半成形型により製作されるコンタクトレ
ンズの表側の曲面(倍率曲面)の寸法を有し且つ十分に
滑らかであり、それ故、その表面に接触する、重合可能
な組成物の重合により形成されるコンタクトレンズの表
面は許容可能な光学的クオリティを有する。表側の半成
形型は、ある厚さ(典型的には0.8mm)を有し、 熱をす
ばやく伝導し且つデモールド中に成形型アセンブリから
半成形型を分離するのに印加される引き出し力に耐える
のにかなり有効であるように設計されている。
【0062】表側の半成形型即ち曲面の厚さは、従来の
設計では1.5mmであったが、0.8mmに引き下げられた。こ
のことは、サイクル時間に直接的な影響を与え、これを
減少させる。
【0063】図4(a)及び4(b)はそれぞれ、第2
即ち裏側の曲面の半成形型30の立面の平面図及び側面
図である。裏側の曲面の半成形型は、表側の曲面の半成
形型10に関して上記した設計上の考察と全く同一なも
のに基づいて設計されている。
【0064】裏側の曲面の半成形型30もまた、好まし
くはポリスチレンから成るが、紫外線又は可視光に対し
て十分透明な、既に述べたような適合したいかなる熱塑
性ポリマーでもよい。裏側の半成形型30は光学的クオ
リティを有する凸形状の表面33を有する中心の屈曲し
たセクション、凸形状の表面33から離れて設られそれ
と概略平行な凹形状の表面34、及び凸形状の表面34
の軸(回転の)に垂直な平面内において表面33及び3
4から外側の半径方向に延伸して形成されて環状で本質
的に平行な面を有するフランジ36を規定している。凸
形状の表面33はその裏側の半成形型により製作される
コンタクトレンズの裏側の曲面(眼の角膜上にある)の
寸法を有し且つ十分に滑らかであり、それ故、その表面
に接触する、重合可能な組成物の重合により形成される
コンタクトレンズの表面は許容可能な光学的クオリティ
を有する。裏側の半成形型は、ある厚さ(典型的には0.
6mm)を有し、 熱をすばやく伝導し且つデモールド中に
成形型アセンブリから半成形型を分離するのに印加され
る引き出し力に耐えるのにかなり有効であるように設計
されている。
【0065】その底部の曲面は5.6mm の底部曲面たわみ
で設計されている(図4(a)の所定のたわみ、寸法
“Y”を参照のこと)。5.6mmの底部曲面たわみ及び0.6
mmの厚さは、以下の2つの目的の要求を満たす。
【0066】1.底部曲面たわみは組み立てられた底部
(裏側)の曲面と表側の曲面との間に1.5mm〜3.0mmのギ
ャップを生じさせ、コンタクトレンズを作成する重合の
後に表側の曲面のマトリックスから底部の曲面を機械的
に取り除くことを手助けする。
【0067】2.0.6mm程度の厚さを部分的に有するの
で、 底部曲面は、不利益なことに底部曲面上に裂け目
をもたらし得るフランジ(ここでは2つの溶融した流れ
が集まる)の末端側での融合線(weld line)の発生を
抑える。
【0068】半成形型10及び30は、一般に、フラン
ジの一側部から延伸しフランジに一体化された三角形状
のタブ26及び37を規定している。タブ37は溶融し
た熱塑性物質を成形型へと供給する注入熱先端部へと延
伸しており、ポリマー波先の流れを滑らかにし、従っ
て、噴出( jetting)、へこみの痕(sink marks)、融
合線、及び半成形型の光学的クオリティに障害を与える
他の望ましくない流れを防止する、タブ内部で傾いた
(例えば45゜)ウェブ部22及び38を有する。半成
形型10及び30はまた、サイクル間で注入熱先端部に
おいて形成する冷めたポリマーの小さな栓( plugs)を
固定するトラップとして成形工程で作用する小さな円形
の突起25及び35を備えている。
【0069】この工程の直接的な対象となるモノマー及
びモノマー混合物は、2ヒドロキシエチルメタクリレ
ート(HEMA)を基礎とする共重合体と、2ヒドロキシ
エチルアクリレート(2-hydroxyethyl acrylate)、メ
チルアクリレート(methyl acrylate)、メチルメタク
リレート( methyl methacrylate)、ビニルピロリドン
(vinyl pyrrolidone)、N−ビニルアクリラミド( N-
vinyl acrylamide)、ヒドロキシプロピルメタクリレー
ト(hydroxypropyl methacrylate)、イソブチルメタク
リレート(isobutyl methacrylate)、スチレン(styre
ne)、エトキシエチルメタクリレート(ethoxyethyl me
thacrylate)、メトキシトリエチレングリコールメタク
リレート(methoxy triethyleneglycol methacrylat
e)、グリシジルメタクリレート(glycidyl methacryla
te)、ジアセトンアクリラミド(diacetone acrylamid
e)、ビニルアセテート(vinyl acetate)、アクリラミ
ド(acrylamide)、ヒドロキシトリメチレンアクリレー
ト(hydroxytrimethylene acrylate)、メトキシエチル
メタクリレート( methoxyethyl methacrylate)、アク
リル酸(acrylic acid)、メタクリル酸(methacryl ac
id)、グリセリンメタクリレート(glyceryl methacryl
ate)、及びジメチルアミノエチルアクリレート(dimet
hylamino ethyl acrylate)のような1つ以上のコモノ
マーとを含む。
【0070】好ましい重合可能な組成物がラーセンによ
る米国特許 No. 4,495,313、ラーセン等による米国特許
No. 5,039,459、ラーセン等による米国特許No. 4,680,3
36に開示されており、それらの組成物は、アクリル酸又
はメタクリル酸の重合可能な親水性ヒドロキシエステル
と多価アルコールとの無水混合物と、ホウ酸及び好まし
くは3つのヒドロキシル群を有するポリヒドロキシル組
成物から成る水置換可能なエステルを含む。かかる組成
物の重合後にホウ酸エステルを水で置換すると、親水性
コンタクトレンズを生成する。この明細書で述べるこの
発明の成形型アセンブリは疎水性即ち堅い(ハード)コ
ンタクトレンズを製作するのに使用され得るが、親水性
のレンズ生産にとってより好ましいものである。
【0071】重合可能な組成物は好ましくは少量の架橋
剤、通常は0.05から2%であり、しばしば0.05からl.O %
のジエステル(diester)又はトリエステル(trieste
r)を含んでいる。代表的な架橋剤の例は、エチレング
リコールジアクリレート(ethylene glycol diacrylat
e)、エチレングリコールジメタクリレート(ethylene
glycol dimethacrylate)、1、2ブチレンジメタク
リレート(1,2-butylene dimethacrylate)、1、3
ブチレンジメタクリレート(1,3-butylene dimethacryl
ate)、1、4ブチレンジメタクリレート(1, 4-buty
lene dimethacrylate)、ポリピレングリコールジアク
リレート( propylene glycol diacrylate)、ポリピレ
ングリコールジメタクリレート(propylene glycol dim
ethacrylate)、ジエチルグリコールジメタクリレート
(diethylglycol dimethacrylate)、ジプロピレングリ
コールジメタクリレート( dipropylene glycol dimeth
acrylate)、ジエチレングリコールジアクリレート( d
iethylene glycol diacrylate)、ジプロピレングリコ
ールジアクリレート( dipropylene glycol diacrylat
e)、グリセリントリメタクリレート(glycerine trime
thacrylate)、 トリメチルプロパンtトリアクリレート
( rimethylol propane triacrylate)、トリメチルプ
ロパンtトリメタクリレート(trimethylol propane tri
methacrylate)等を含んでいる。典型的な架橋剤は通
常、少なくとも2つのエチレンの不飽和2重結合を有し
ているが、これは必須ではない。
【0072】重合可能な組成物は一般に触媒をも含んで
おり、通常、約0.05から1%のフリーラジカル触媒を含
む。過酸化ラウロイル(lauroyl peroxide)、過酸化ベ
ンゾイル(benzoyl peroxide)、過炭酸イソプロピル
(isopropyl percarbonate)、アゾビスイソブチロニト
リル(azobisisobutyronitrile)及び硫化ナトリウム異
性重亜硫酸塩アンモニウム化合物等の公知の酸化還元シ
ステムを含む。可視光、紫外光、電子ビーム又は放射線
源による放射がまた、重合開始剤を選択的に付加すると
ともに重合反応を触媒するために使用され得る。代表的
な重合開始剤は、カンホロキノン(camphorquinone)、
エチル(N、Nジメチルアミノ)安息香酸エ
ステル(ethyl-4-(N.N-dimethyl-amino ) benzoate)、
及び4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル
ドロキシルプロピルケトン(4-(2-hydroxyethox
y)phenyl-2-hydroxyl-2-propyl ketone)を含む。
【0073】成形型アセンブリ内でのモノマー又はモノ
マー混合物の重合は、好ましくは、その組成物を重合開
始状態にすることにより実行される。好ましい技術とし
ては、紫外線に露出すると作用する重合開始剤を組成物
の中に含ませ、重合を開始し重合を進行させるのに効果
的な強度及び時間で紫外線放射にその組成物にさらすこ
とである。このために、半成形型は好ましくは紫外線放
射に対して透過である。早期硬化ステップの後に、モノ
マーは重合が完全に実行される硬化ステップで紫外線に
再度さらされる。残りの反応に必要な時間は、如何なる
重合可能な組成物に対しても実験的に容易に確かめ得
る。
【0074】図1のステップ108に示されているよう
に、モノマー又はモノマー混合物は溶解したガスを取り
除くために表側の曲面の半成形型の充填の前に脱ガスさ
れる。酸素は上記したように重合に有害な影響を与える
ので取り除かれる。モノマーが、充填ノズルを提供する
ポンプラインの比較的高圧力から放出され、充填及び組
み立てチェンバーの大気の又は大気に近い窒素圧に出会
う際に、ガスの気泡が形成されることを防止するべく、
窒素を含む他のガスは取り除かれる。
【0075】図12に示されているように、重合可能な
モノマー又はモノマー混合物は、典型的には15l の容
量を有するコンテナー400に設けられている。コンテ
ナーはライン412によりモノマー脱ガスシステムに接
続されている。吸引はポンプ414により行われてお
り、モノマーをドラム400からライン412を介して
ポンプ414、そしてポンプ吐出416へと吸い上げ
る。吐出ライン416を介して流れ、モノマーはモノマ
ー中に存在するいかなる余分な粒子含有物も取り除くた
めにフィルター418中を移動する。
【0076】モノマーは次に脱ガスユニット422の入
口420に導かれる。脱ガスユニット中では、モノマー
は複数のチューブ424に分割され、脱ガスの吐出口4
26へと再度結合される。脱ガスユニットは、典型的に
は真空ポンプ428により与えられる約4torrの低周囲
圧力下で運転される。この真空ポンプは、ライン430
により脱ガスユニット422に取り付けられており、ラ
イン432を介して脱ガスユニットから余分な空気を放
出させる。細管(tubing)部材424は、好ましくは、
ミドランド、ミシガンのダウコーニング株式会社により
製作されたQ74780医療用グレードシリコンゴム(Medica
l Grade Silicon Rubber)からアンドバー、ニュージャ
ージのサニテック株式会社(Sanitec,Inc.)により作ら
れたSTHT細管のようなガス通気性細管により成る。2つ
の管が図12には描かれているが、脱ガスユニット42
2には典型的には10本ぐらいの複数の管が設けられて
いる。
【0077】モノマーが吐出ライン426により脱ガス
ユニット422から出た後に、酸素モニター434を通
過する。モニターは脱ガスユニットが正しく機能してい
るかを確認するためにモノマー中の残留酸素を測定す
る。もしモノマー中の酸素量が高いことが明らかになる
と、欠陥のレンズの生産を避けるために問題が修正され
るまで生産ラインの運転は停止され得る。
【0078】酸素モニター434がモノマーの酸素量が
十分に低いと断定すると、モノマーはライン436を通
過してマニホールド438に入る。マニホールドはモノ
マー充填及び組み立て投与(ないし定量吐出;dosing)
ステーション50において、個々のコンタクトレンズ成
形型に充填するために使用される複数の精密な投与(な
いし定量吐出;dose)ポンプ440に供給する共通源と
して使用される。マニホールド438に送り出される処
理されたモノマーを吸引するために使用されるポンプ4
40は、ノーススプリングフィールド、バーモントのIV
EK株式会社により製作されたものである。これらのポン
プは、ノズル242を介して成形型キャビティ15へと
脱ガスされたモノマーを正確な1回分の供給量(dose)
分だけ与える。戻りライン442は、ポンプ440によ
って吸い込まれない場合、表側の曲面10のモノマーを
循環させる。
【0079】製作用のレンズ成形型を搬送するための生
産ラインパレット12の平面図が図7(a)に描かれ、
その側面図が図7(b)に、その底の平面図が図7
(c)に描かれている。全てのパレット12は交換可能
であり、表側の曲面又は裏側の曲面のコンタクトレンズ
半成形型を収容していることが理解されるべきである。
図7(a)に示した好ましい実施例では、生産ラインパ
レット12はアルミニウムで作られており、60mmの厚
さ、120mmの長さを有する。他の実施例では、 パレット
12はステンレススチールで作られており、 80mmの厚
さ、160mmの長さを有する。
【0080】各パレット12は、最終的な所望のレンズ
の形状を規定する相補的な表側10及び裏側30の曲面
の半成形型を備えた個々のコンタクトレンズ成形型アセ
ンブリ39を受け取る複数の溝を有する。1つのこのよ
うな成形型アセンブリ39は図5に示すようにパレット
の溝130(b)内に位置づけられる。コンタクトレン
ズは、通常は約60μl程度の量の重合可能なモノマー又
はモノマー混合物を 、充填及び成形型組み立て装置5
0におけるパレット溝130(b)内に位置づけられた
各表側の曲面(凹形状の)半成形型10内に入れること
により形成される。所望の量は、レンズの寸法(即ち、
半径及び厚さ)に依存しており、重合中の副産物の生
成、及び、重合に継続して起こり得る水のそれら副産物
及び希釈剤との交換を考慮しなけらばならない。そし
て、裏側の曲面(凸形状)の半成形型30が重合可能な
組成物11の上に載置されるとともに、第1及び第2の
半成形型が整列されて、それらの回転軸が一直線上にな
り、各フランジ18及び36が平行になる。半成形型
は、表側の曲面の半成形型の環状のフランジ18を受容
し支持する環状の溝130(a)内で移動される。溝1
30(a)及び130(b)に加えて、パレット12は
また、表側の曲面の半成形型10の予め規定された角度
方向の位置を与えるために位置づけられた表側の曲面の
半成形型10の3角形状のタブ部26を受け入れる複数
の方向づけられた溝130(c)を有している。溝13
0(a)は ±0.1mm内迄に各溝内で通常に位置づけられ
た半成形型の動きを抑制するように設計されている。所
望ならば、2つの半成形型に関して一直線上に回転軸を
並べるように、第2即ち裏側の半成形型30の3角形状
のタブ37は表側の曲面のタブ26上に重なる。
【0081】図7(a)から7(c)に描かれているよ
うに、この発明のパレット12は、生産ライン施設のモ
ノマー堆積及びコンタクトレンズ成形型組み立てフェー
ズ中にパレットの表面で厳格な真空シールが作られるこ
とを保証すべく設計されている。以下でより詳細に説明
するように、ブラインド位置づけブッシング129
(a)及び129(b)が生産ラインの多くのアセンブ
リ内でパレットを正確に位置決めするためにパレット1
2の対向する端部に設けられている。これらの位置づけ
ブッシングはコンタクトレンズ生産施設の各種のアセン
ブリを通過する際にパレットを正確に位置づけることが
できる。そして、これにより、半成形型を組み立てる前
にパレットの周囲の上部表面140に形成される厳格な
真空シールの芯合わせを補助できる。図7(a)に示さ
れているように、各パレット12(a)のほぼ中心に
は、取り扱い、追跡、及びクオリティ制御の目的のため
の、唯一のバーコード識別135が設けられている。
【0082】図7(b)及び7(c)にさらに示されて
いるように、パレット12の外側の周囲エッジは、以下
でより詳細に説明するように、デモールドステーション
においてパレットの正確な位置づけを可能にする相補的
なガイドレール又はショルダーと係合するノッチ又はく
ぼみ28(a)及び28(b)を有している。さらに、
パレット12は、光学的ボアスコープ又は同様な撮像装
置がパレットの表面でコンタクトレンズ生産工程をリア
ルタイムで観察するために挿入され得るブラインド穴1
28(a)及び128(b)を含んでいる。
【0083】図8は各表側の曲面及び裏側の曲面の成形
型部を各射出成形型101(a)及び102(a)から
各パレット12(a)及び12(b)へと素早く移送す
る、図2のロボット移送アセンブリ103及び104を
詳細に示している。射出成形型アセンブリ101(a)
及び102(a)の成形型キャビティの詳細な記述は、
この発明と同一の譲受人に譲渡された上記した出願中の
米国特許出願O8/257794“短い成形サイクル時間を得る
ための成形型挿入”(代理人事件整理番号 #9000)に見
られる。各移送アセンブリ103及び104の詳細な記
述は、この発明と同一の譲受人に譲渡された上記した出
願中の米国特許出願 O8/258267 “成形型から物品を取
り除き且つ移動する装置”(代理人事件整理番号 #900
2) に見られる。
【0084】一般に、ロボット移送アセンブリ103
は、射出成形型アセンブリ101(a)から表側の曲面
のレンズ成形型を取り出し、その成形型を第1の場所へ
移送する第1のロボットアセンブリ715を具備してい
る。アセンブリ717が、アセンブリ715から表側の
曲面のレンズ成形型を受け取り、それらの成形型を第1
の場所から第2の場所へ移送させるために設けられてい
る。また、アセンブリ716が、アセンブリ717から
表側の曲面のレンズ成形型を受け取り、それらの成形型
を第2の場所からロボット716により搬送された表側
の曲面成形型の方向を裏返す裏返しアセンブリ738の
裏返しハンド738(a)へ移動させるために設けられ
ている。ロボットアセンブリ716はそれらの非光学的
(凸な)側により表側の曲面の成形型を取り扱うので、
この裏返しは必要である。従って、表側の曲面のレンズ
成形型を受け取るために瞬間的に停止されるパレット1
2(a)(裏返しハンド738(a)の下)内に各成形
型の非光学面を載置することを可能にするために表側の
曲面の成形型は裏返しされねばならない。
【0085】以下、ロボット移送アセンブリ103及び
104について図8を参照してより詳細に記述する。ロ
ボットアセンブリ715(a)及び715(b)の支持
サブアセンブリ716(a)及び716(b)は、ハン
ド714(a)及び714(b)を支持するために且つ
これらのハンドを成形型101(a)及び102(a)
と第1の場所との間で移送するためにそれらのハンドに
接続されている。第1の場所は、好ましくは、第2のロ
ボットアセンブリ717及び728の移送プラットホー
ム717(a)及び717(b)の直ぐ上にある。好ま
しくは、支持フレーム724(a),(b)は成形型1
01(a),102(a)に隣接して設けられており、
支持サブアセンブリ716(a),(b)は成形型10
1(a),102(a)の方へ及びこれらから遠ざかる
方へ滑らかに移動させるフレーム724(a),(b)
上に支持されている。アセンブリ715(a),(b)
がフレーム724(a),(b)に沿って摺動するにつ
いれて、ハンド714(a),(b)は成形型101
(a),102(b)に向かう方へ及びこれらから遠ざ
かる方へそれらのアセンブリと共に動く。
【0086】より明確には、アーム716(a),
(b)は摺動可能なようにフレーム724(a),
(b)に装着されており、これらのフレームより外側に
延伸している。また、アーム716(a),(b)は旋
回可能なようにアセンブリ715(a),(b)に装着
されていると共に、ハンド714(a),(b)はそれ
と共に移動するアーム716(a),(b)の外側の端
部に固着されている。この配置により、アーム716
(a),(b)はハンド714(a),(b)を成形型
101(a),102(a)に向かう方へ及びこれらか
ら遠ざかる方へ搬送すると共に、図8に示すように、キ
ャリア717(a),(b)上に成形型部を載置するべ
くそれらのハンドを実質的に垂直な方向と実質的に水平
な方向との間で旋回可能なようにしている。
【0087】好ましくは、アーム716(a),(b)
は高速で、低質量なアセンブリであり、ハンド714
(a),(b)を3〜12秒毎、好ましくは6秒毎に一
度の割合で成形型101(a),102(a)内へと移
動し得、これらの成形型から移動させることができる。
また、好ましくは、アームはケブラーという商標で販売
されている材料のごとき高強度で低質量な材料から成
る。
【0088】ハンド714(a),(b)のそれぞれ
は、複数の中空の円柱状のべローを備えており、そのう
ちの2つのベローは各ハンド上に720(a),(b)
で示されている。ベローには、成形型部が排出されると
成形型をそれに係合させ且つ固定するための真空マニホ
ールド及び真空ラインが接続されている。
【0089】上記したように、第2のロボットアセンブ
リ717,728は、第1の場所で、成形型を第1のロ
ボットアセンブリ715(a),(b)から受け取り、
それらの成形型を第2の場所へと移送する。一般に、第
2のロボットアセンブリ717,728は、支持フレー
ム740(a),(b)、プラットホーム717
(a),(b)、及びトレッド被覆支持ライン756
(a),(b)を含んでいる。支持フレーム740
(a),(b)は、ほぼ延伸した立方体又は箱形状を有
しており、上記した第1の場所の直下にある位置から上
記した第2の場所の直下の位置へと延伸している。フレ
ーム740(a),(b)の上部は支持フレーム横方向
の端部間に長手方向に延伸しているチャネル746
(a),(b)を形成している。
【0090】移送プラットホーム717(a),(b)
は、第1のアセンブリ715(a),(b)、特定的に
は、それらのハンド714(a),(b)から成形型を
受け取り、それらの成形型を摺動又は回動する支持フレ
ーム740(a),(b)上で搬送するべく設けられて
いる。
【0091】移送プラットホーム717(a),(b)
の上部は、ハンド部材714(a),(b)から受け取
った半成形型を受容し且つ保持する多数のレセプタクル
766を含むか形成している。好ましくは、移送プラッ
トホーム717(a),(b)上のレセプタクル766
は、アセンブリ715(a)、(b)のハンド714が
移送プラットホーム717(a),(b)の直ぐ上に位
置づけられた際に、ハンド714(a),(b)の各ベ
ロー720がプラットホーム717(a),(b)のレ
セプタクル766のそれぞれと整列するように設けられ
ている。
【0092】移動手段が、移送プラットホーム717
(a),(b)をフレーム740(a)、(b)に沿っ
て移動するように設けられており、好ましくは、移動手
段は支持フレーム740(a),(b)内に装着されブ
ラケットによりプラットホーム717(a),(b)に
結合されたボールネジ及びモータを含む。トレッド75
6(a),(b)は移送プラットホーム717(a),
(b)のための電気的真空、空気支持を保護し且つ経路
を定める。トレッドのプロテクタ756(a),(b)
は支持フレーム740(a),(b)に隣接して設けら
れており、延伸した位置と収縮した位置との間の移動の
ために支持されている。
【0093】一対の第3のロボットアセンブリ716,
726が描かれており、第2のアセンブリ717,72
8から成形型を受け取り、解放可能なようにこれらの成
形型を保持し、これらの成形型を第3の場所へと搬送す
べく設けられている。支持コラム766(a),(b)
は第2の場所と第3の場所との間の移動のために、ロボ
ットアセンブリ716,726を支持する。より明確に
は、支持カラム766(a),(b)は支持され、上記
した第2の場所と第3の場所との間で上方に延伸してい
る。ロボットアセンブリ716,726の第1のアーム
770(a),(b)は、旋回運動のために支持カラム
766(a),(b)によって支持され、この第1のア
ームは支持カラムから外側へ延伸している。また、第2
のアーム722(a),(b)は、これらのアーム77
2(a),(b)の一端の旋回運動のために第1のアー
ム770(a),(b)によって支持され、これらの第
2のアームは第1のアームから外側へ延伸している。
【0094】好ましくは、第3の垂直なアームが延伸可
能な各ロボットアセンブリのために設けられており、こ
のアームは図8に点線で示されたハンド776(a),
(b)を降下及び上昇するために延伸し且つ引っ込むよ
うに構成されている。いかなる適当な手段でもその第3
のアームを延伸し且つ引き込むために使用でき、例え
ば、水圧(又は油圧)シリンダー又はスクリューモータ
がロボットアセンブリ内に装着され得、この水圧(又は
油圧)シリンダー又はスクリューモータの下端にハンド
776(a),(b)が接続される。
【0095】ハンド776(a),(b)は、半成形型
を受け取り且つ解放可能な様に保持するために設けられ
ており、好ましくはこれらのハンドはさらに半成形型を
把持する複数のベローを有する。
【0096】ロボットアセンブリ716,726の動作
において、アーム770(a),(b)はコラム766
(a),(b)の周囲を旋回し、アーム772(a),
(b)はアーム770(a),(b)上で図8に示す位
置の方へ旋回する。その位置では、それらのアーム及び
ハンド776(a),(b)は移送プラットホーム71
7(a),(b)の第2の伸長した位置の直ぐ上にあ
る。ハンド776(a),(b)は次に、移送プラット
ホーム717(a),(b)の方へ降下してこれらと係
合し、半成形型は移送プラットホーム717(a),
(b)からハンド776(a),(b)へと移送され、
ハンドは上昇され、ハンドは移送プラットホーム717
(a),(b)から遠ざけられる。アーム770
(a),(b)は次に、反成形型が堆積される位置の直
ぐ上にハンド716(a),(b)が位置づけられるま
で、コラム766(a),(b)のまわりを図8に示す
時計回りに旋回され、同時に、アーム772(a),
(b)は図8に示すように反時計回りにアーム770
(a)、(b)上を旋回される。次に、第2のアーム7
72(a),(b)に装着された垂直アームは、ハンド
776(a),(b)を降下するために延伸され、半成
形型はハンド776(a)から裏返し738のパレット
738(a)へ移送されるか、又は、コンベアー29で
搬送されるパレット12(b)の直ぐ上にあるハンド7
76(b)から移送され得る。
【0097】精巧に作り上げるためには、ロボット移送
アセンブリ103が半成形型を搬送する際は、ロボット
アセンブリ103の構成要素と半成形型との間の全ての
物理的な接触はそれらの成形型部の光学的表面とは反対
の成形型側部上でなされるのが好ましい。このようにす
ると、ロボットアセンブリ103と、半成形型間で成形
されるコンタクトレンズを成形するために使用される親
水性材料と直接係合する成形型の表面との間には如何な
る物理的接触もない。従って、アセンブリ103が射出
成形型101(a)から半成形型を搬送する際に、半成
形型は裏返しされるとともに、アセンブリ104が射出
成形型102(a)から半成形型を搬送する際に、その
成形型はその位置を維持して搬送パレット上で堆積のた
めに待機する。従って、ロボットアセンブリ103が半
成形型を射出成形型101(a)から搬送する際に、半
成形型はパレット12(a)への移送のためには適当な
方向を向いておらず、その半成形型はパレット12
(a)への移送のために適した方向に向けるために裏返
しされる。裏返しアセンブリ738の好ましい実施例が
このために設けられている。
【0098】上記したように、裏返しアセンブリ738
はハンド738(a)及び支持サブアセンブリ786を
含んでいる。好ましくは、ハンド738(a)は、半成
形型を第3のロボットアセンブリ716、特定的にはそ
のハンド776(a)から受け取り、且つ半成形型がパ
レット12(a)への移動のために裏返しされる間それ
らを保持すべく、ベース及びベローを含んでいる。
【0099】サブアセンブリ786はアセンブリ738
のハンド738(a)を第3及び第4の場所間で移動す
るために設けられている。また、好ましい実施例では、
支持サブアセンブリ786はハンド738(a)を旋回
且つ往復運動させるために使用される。図示されたサブ
アセンブリ738の実施例では、アーム794はサブア
センブリ786から延伸しており、ハンド738(a)
がアーム794の外側即ち第2の終端に旋回移動すべく
固着されている。好ましくは、ハンド738(a)は、
ハンド上のベローが直ぐ上に伸長する位置からこれらの
ベローが直下へ伸長する位置へと実質的に180゜旋回
する。ハンド776(a)から半成形型を受け取ると、
裏返しアセンブリ738はハンド738(a)を下方へ
往復運動させ、以下で詳細に説明するようにクランプ手
段19(a),(b)で一時的に停止されたパレット1
2(a)上へと半成形型を解放する。
【0100】各パレットは、成形型を移送するときにコ
ンベアーベルト27,29上で一旦停止される。図8
び図6の立面に示す好ましい実施例では、一対のクラン
プあご部19(a),(b)を含むクランプメカニズム
19は、表側の曲面の半成形型が裏返しヘッド738
(a)によってパレット12(a)上に位置づけられる
ように空のパレット12(a)をタイムリーにクランプ
し且つ動作を停止するようにコンベアー27の対向する
側部に設けられている。また、一対のクランプあご部2
0(a),(b)がコンベアー29上での動作を停止す
るように空のパレット12(b)をタイムリーにクラン
プするために設けられており、裏側の曲面の半成形型が
ロボットアセンブリ726によりパレット上に位置決め
される。
【0101】表側及び裏側の曲面の半成形型は、それら
の各射出成形型アセンブリ101(a),120(a)
から低酸素環境、好ましくは、表側の曲面のコンベアー
27、裏側の曲面のコンベアー29及び連続的コンベア
ー32部分の周囲のハウジング24により維持された窒
素環境へと移送される。この不活性環境は、加圧された
窒素ガスの雰囲気に各コンベアを囲繞することにより達
成される。以下で詳細に述べるように、生産ライン施設
の各種のステーション内でのパレット及びコンタクトレ
ンズ成形型アセンブリの取り扱いは不活性環境内、好ま
しくは、重合前に全ての構成部品に対して低酸素環境を
与える窒素ガス内で実行される。射出成形型アセンブリ
101(a),102(a)及びロボット移送アセンブ
リ103,104を窒素環境内に囲繞することは可能で
あるが、図8に示した高速のロボットアセンブリを6秒
の成形サイクル時間で使用すると、移送を15秒以下で
実施できることが明らかになった。大気の酸素に15秒
間露出しこの15秒の間に吸収した酸素を脱ガスするた
めには、窒素下でたった3分間の滞留時間しか必要とし
ない。連続コンベアー32上の3分間の緩衝はまた、ア
センブリラインへ十分の量の成形型を供給することを保
証する。射出成形型装置101(a),102(a)を
大気での冷却のために開放することは、さもないと囲繞
された環境で成型機械を運転することによってもたらさ
れる冷却問題を実質的に多少とも解消する。
【0102】クランプメカニズム19,20の動作につ
いて図6を参照しながら説明する。以下で開示する全て
のクランプメカニズムは好ましい実施例の以下の記述と
本質的に同一であることをまず述べておく。特に、クラ
ンプメカニズム19は、クランプあご部19(a),
(b)の下端44(a),(b)を押す1つ以上の空気
シリンダー21から成る。従って、あご部は関連するク
ランプシャフト42(a),(b)の回りを旋回し、各
固定クランプブロック19(c),(d)に近づきあご
部19(a),(b)と整列して位置づけられるパレッ
ト12(a)(図6のファントム線で示す)を把持させ
る。図6に示すように、クランプあご部19(a),
(b)のクランプブロック19(c),(d)は、コン
ベアー27の直ぐ上でその対向する側部に設けられてお
り、空気シリンダー21はコンベアー27の下部に装着
されている。
【0103】パレットを移動するために、各供給コンベ
アー27,29はモータ駆動ベルトの形態の駆動手段を
備えており、その一つが図6の断面で43(a)で描か
れている。それらのベルトは、連続装置40に供給され
るパレット12(a),(b)を支持するのに十分な強
さを有している。図7(b),(c)に図示されている
ように、各パレット129(a),(b)の上昇される
下側の部分138はNedox又はTuframでコーティングさ
れており、 クランプあご部19,20で移動ベルトよ
り上に持ち上げられるか又はプラントの所定の工程位置
で摺動プレートに沿って押し上げられるかされる際に、
パレットを容易に摺動させ得る。
【0104】パレットコンベアー27,29及び32は
モータ駆動ベルトのそれぞれのための駆動手段を含んで
いる。コンベアー32に対するモータ駆動手段は、充填
/成形型組み立て装置50における処理のために組み立
てられるまで、滑らかに且つ均一におおよそ30mm/secの
好ましい速度で移動される表側及び裏側の曲面のレンズ
成形型部のそれぞれを搬送して、30以上の対のパレッ
ト12(a),12(b)の組を移動することができ
る。同様な方法で、適合したモータは、パレット12
(a),(b)のそれぞれの動作が以下で説明する各連
続コンベアーの終端で終了するまで各パレットが滑らか
に均一におおよそ75mm/secの好ましい速度で移動するよ
うに各パレットを搬送するコンベアーベルト43
(a),(b)のそれぞれを駆動する。さらに、遊びロ
ーラ及びテンショナローラがコンベアー27,29及び
32のベルトの張力を調節するために設けられ得る。
【0105】図6は、コンベアーベルト43(a)上の
パレット12(a)を搬送するコンベアーアセンブリ2
7の断面を示す正面図である。図6の図面はパレットを
搬送する他の上記したコンベアー29及び32のいずれ
にも適用され得る。
【0106】図8は、コンベアー27(表側の曲面のコ
ンタクトレンズ成形型部を含む)からのパレット12
(a)を、連続コンベアー32に沿った搬送用の供給コ
ンベアー29(裏側の曲面のコンタクトレンズ成形型部
を含む)からのパレット12(b)の側へ位置決めする
ダブルクロスプッシャーを具備するパレットシステムの
連続装置40(図8の点線で境界を描いた部分)を示し
ている。連続装置40は、各供給コンベアー27,29
の終端に設けられており、個々の供給コンベアー27及
び29から主連続コンベアー32へ送り出すためにトラ
ック43に沿ってパレットを同時に押す第1のアーム1
41及び第2のアーム142を備えている。図8に示さ
れているように、第1のアーム141及び第2のアーム
142は、図8のダブル矢印で示された両方向へトラッ
ク147に沿って摺動可能である装着手段145上に平
行に設けられている。空気で動作するリフト手段は、以
下でより詳細に説明するように、水平に位置決めされた
パレットの平面上に垂直な方向に第1及び第2のアーム
141,142を上昇させ且つ下降させるために設けら
れている。アーム141,142が上昇した位置にある
間、装着手段145はトラック147に沿って摺動可能
に保たれており、それ故、第1及び第2のアームは上昇
位置にある間は引っ込んでおり、引き続いてそれらの元
の位置に到達した後に下降される。
【0107】連続工程の第1のステップでは、コンベア
ー27からのパレット12(a)の前進動作は、図8
示すように、第1のアーム141の直前にある第1の位
置“A”で終了する。パレットの前進動作は、タイミン
グを合わせる一方法で、ダブルプッシャーの第1のプッ
シャーアーム141に1つのパレットを整列させるべく
開成且つ閉成する上流の一対のクランプあご部146
(a),(b)によって終了される。あご部146
(a),(b)が閉じると、パレットの前進動作は終了
し、クランプされたパレットの後ろには複数のパレット
が蓄積する。適当な時間に、コンベアー27上で蓄積す
るパレットの前進動作が第1の先頭にあるパレットを
の“B”で示す第2の位置へ押し出し、第1のプッシ
ャーアーム141に整列するようにクランプあご部14
6(a),(b)を開成することにより、1つのパレッ
トが解放される。あご部146(a),(b)は、即座
に閉成して、蓄積したパレットの中の次のものをクラン
プしてそれらの前進を防止する。クランプあご部146
(a),(b)の開成及び閉成は、適当なタイミングで
実行され、パレットを規則的な方法でプッシャーへと順
次運ぶことができる。
【0108】適当な検出の後に、そして、コンピュータ
又はプログラム可能なロジックコントローラにより制御
されて、ダブルプッシャー40のアーム141,142
は、図8のダブル矢印SーS’により示されたSから
S’の第1の方向へトラック147に沿って摺動し、第
1のアーム141はパレット12(a)を第2のアーム
142の位置の直前に設けられ且つ図8の矢印“C”で
示された第2の位置へと押し出す。シーケンサの初期化
の間は、第2のアーム142の前に如何なるものも移動
のために位置決めされないので、第2のアームはパレッ
トを押し出さないことは明らかである。リフト手段は次
に、第1及び第2のアーム141,142を上昇するよ
うに命令され、装着手段及びそれらのアームをトラック
147に沿って引き込み、引き続き図8に示すようにそ
れらの元の位置に降下させて戻す。
【0109】以下では、定常状態の連続動作が開始する
ところを明確に分けて記述する。図8に示すように、第
1及び第2のアーム141,142を元の位置に引き込
んだ後に、又は、好ましくは、アームが引き込まれたま
まその上昇した位置にある間、コンベアー27からの表
側の曲面のレンズ成形型部を搬送する新しいパレット1
2(a)が、上記した方法で、空席になった第1の位置
(矢印“A”で示される)に位置決めされる。これと同
時に、裏側の曲面の供給コンベアー29からの裏側の曲
面のコンタクトレンズ成形型部を搬送するパレット12
の前進動作は、図8で示される位置“D”で終了する。
裏側の曲面のレンズ成形型部を搬送するパレット12
(b)を位置Bに合わせる工程は、パレット12(a)
に関して上記したものと本質的に同じである。タイミン
グをとって、クランプあご部149(a),(b)はパ
レット12(b)をクランプするべく閉じ、コンベアー
29上の他のパレットはクランプされたパレットの後ろ
で蓄積する。あご部149(a),(b)は順次開成し
てパレットを解放すると、コンベアー29の移動により
パレット12(b)は押し出され第2のプッシャーアー
ム142に整列される。あご部149(a),(b)は
即座に閉成され、蓄積されたパレットの中の次のものを
クランプしてその前進動作を抑制する。裏側の曲面のコ
ンタクトレンズ成形型部を搬送するパレット12(b)
は次に、以前に位置決めされた最初のステップからのの
もので位置“C”にあるパレット12(a)に直に隣接
して“D”に位置決めされるとともに、これら両者のパ
レットは第2のアーム142に整列される。適当な検出
の後に、ダブルクロスプッシャー40のアーム141,
142は再び、ダブル矢印により示された方向にそれら
の元の位置からトラック147沿って摺動され、第1の
アーム141はパレット12(a)を第2の位置
(“C”)に押し出し且つ第2のアーム142は一対の
パレット12(a),12(b)を第2の位置“C”及
び“D”から図8の“E”で示す第3の位置へと押し出
す。最後に、プッシャーアーム141,142は上昇さ
れ、装着手段145及びアームはトラック147に沿っ
て引き込まれ、それらの元の位置に降下される。第1及
び第2のアーム141,142が引き込まれる間に、新
しいパレットの組がそれらの各位置に装填される。明確
に言うと、パレット12(a)は“B”(図9)で示さ
れる位置に装填され、パレット12(b)は前もって位
置決めされたパレット12(a)に隣接した“D”で示
される位置に装填される。このシーケンスは繰り返され
る。
【0110】その新しいパレットの組が各位置に装填さ
れている間に、空気駆動手段148により動作可能な第
3のプッシャーアーム144が起動されて、連続コンベ
アー32の駆動ベルト44(a)と係合するために、
の矢印“F”で示される方向に隣接して置かれている
一対のパレット12(a),(b)が押し出される。定
常状態での動作では、上記した事象のシーケンスは繰り
返され、一対のパレット12(a),12(b)は順次
連続コンベアー32に沿ってコンタクトレンズ生産施設
の充填組み立てステーションへと移送される。
【0111】各表側の曲面の及び裏側の曲面のレンズ成
形型を搬送する対にされたパレット12(a),12
(b)の複数の組は、充填装置50の入口へとそれらの
前進移動を導く第2の連続装置52(図8に図示され
た)に到達する。
【0112】図8に引き続く図9は、連続コンベアー3
2からパレットを充填装置50へ移送する精密なパレッ
ト取り扱い装置55を示す。特に、各レンズ半成形型を
搬送する各パレット12(a),12(b)の移動は、
上記したような方法で、ラム154のプッシャー154
(a)の前の“C”で示される位置にある一対の上流ク
ランプあご部153(a),(b)により終了する。第
1のパレットの移動が停止すると、パレット12
(a),12(b)が交互並んだ列がその後ろに蓄積す
る。あご部153(a),(b)は開成し、1つのパレ
ット、例えば、裏側の曲面のレンズ半成形型を搬送する
パレット12(b)をラム154のプッシャー154
(a)に整列させる。次に、好ましい実施例では空気シ
リンダーユニット154により駆動されるプッシャー1
54(a)はタイムリーに起動され、パレット12
(b)を摺動プレート32(a)に沿って矢印“H”で
示される方向へパレットの長さに等しい距離分押し出
す。この工程は繰り返されてパレット12(a)をパレ
ット12(b)に係合させ、両方のパレットを矢印
“J”の方向にラム157のラムヘッド157(a)に
整列する位置まで前進させる。サーボモータ駆動される
ラム157はタイムリーに起動され、パレット12
(b)をトラック32(b)に沿って矢印“J”で示さ
れる方向にパレットの幅±0.1mm におおよそ等しい距離
の分初めに押し出す。このシーケンスは次にパレット1
2(a)について繰り返される。ここで述べた事象のこ
のようなシーケンスは連続的に繰り返され、パレットの
列を押し出し、パレット12(a)及び12(b)が交
互に充填/成形型組み立てステーション50の充填・定
量吐出装置53に入った際にそれらのパレットの精密な
位置決めを可能とする。
【0113】充填及び組立ステーション 全体的には図2及び図9の50で示される充填及び組立
ステーションには、図13(a)図14及び図18
更に説明する充填ステーション53、図13(b)及び
図15について説明する表面活性剤適用ステーション5
4、及び図13(c)13(d)1617
(a)17(b)及び19について説明する組立ステ
ーション55の3個の独立したステーションが含まれ
る。
【0114】上に簡単に説明したが、図13(a)及び
14を更に参照すると、ガス抜きしたモノマーあるいは
モノマーの混合物11が高精度の投与ノズル242によ
り表側の曲面の半成形型10中に入れられる。この投与
ノズル242は充填及び組立ステーション50の投与す
なわち充填ステーション53の一部である。モノマー
は、このモノマーと表側の曲面の半成形型10との間に
何らかのガスを取り込んでしまわないように真空状態中
で、交互に入れ替わるパレットに支えられた各表側の曲
面の半成形型10中に投与される。前述したように、モ
ノマーが投与ノズル242から表側の曲面の半成形型1
0をとりまく不活性の大気、窒素あるいは真空の状態中
に比較的高い圧力で放出される時に、分解したガスが十
分に泡を形成する程度までモノマー中に存在しないこと
を保障するために、重合可能なモノマーの混合物が最初
にガス抜きされる。さらに、モノマー溶液中の酸素含有
量を、表側の曲面の成形型のキャビティへの射出の前に
検査する。
【0115】各投与ノズル242には、外径が約0.0
70インチ(1.778mm)、内径が約0.040イ
ンチ(1.016mm)のフッ素樹脂製の投与のための
尖端が含まれる。各尖端はほぼ45゜の角度に切断さ
れ、投与時には表側の曲面の半成形型10の表面15の
水平方向の接線から0.5mm以内に支えられるように
配置される。
【0116】モノマー又はモノマーの混合物が投与され
るときに、図13(a)に示すように、それが尖端の周
りに上方に溜まり、尖端の切り欠き部分は覆われる。マ
ニホールドアセンブリ251が上方に戻るときには、モ
ノマーの溜まりがノズルの尖端を弾き、尖端のどんな余
りものも引き寄せてしまう。この弾く動作により投与の
精度が増大し、モノマーが潜在的に落下するのが阻止さ
れ、結果的に泡を形成してしまうかもしれないモノマー
のどんな動揺をも回避される。
【0117】モノマーの滴が尖端に形成されたときに
は、次々と回されるパレットの汚染や投与ステーション
が、意図しない滴を形成する可能性が存在する。モノマ
ーの個々の滴は、たとえ成形型のキャビティの中又はモ
ノマー溜まりの上端に堆積されたときでも、気泡の種と
なる場所を生じることが分かった。尖端をモノマー溜ま
りで弾くことによりこの可能性は実質上除去できる。
【0118】本発明の望ましい実施例においては、ほぼ
60マイクロリットル(μl)の重合可能なモノマー又
はモノマーの混合物が表側の曲面の半成形型中に堆積さ
れ、該成形型のキャビティが不完全に成形される可能性
を避けるために過剰に投与されることを保障する。この
過剰なモノマーは、以下に説明するように、表側及び裏
側の曲面の半成形型から過剰なHEMA環として取り出
す最終工程で成形型のキャビティから除去される。(ハ
イドロオキシエチルメタアクリレートを用いるときに
は、過剰なモノマーはHEMA環と称する。)
【0119】充填ステーション53では、図14に示す
ように、複数のモノマー供給線241が、一体化された
投与ノズル242(図14ではそのうちの2個のみが描
かれている)に接続され、これらの投与ノズル242
は、パレット12(a)の経路及び個々の表側の曲面の
半成形型10の真上に懸下されている。この投与ステー
ションすなわち充填ステーション53には、各モノマー
投与ノズル242を受け入れるためのマニホールドブロ
ック251及び真空空間の封止252が含まれる。真空
空間の封止252は、パレット12(a)の外周140
と協働して所望の場合に真空空間中でモノマーの堆積が
生じるように真空ポンプで真空にし得る封止された空間
を提供するために用いられる。マニホールドブロック2
51は、以下に図18を参照して説明するように、一対
の管すなわちシリンダー254(a)、254(b)上
で固定台253に対して往復運動する。充填ステーショ
ン53にも一対のボアスコープ管255、256が含ま
れ、ボアスコープ管255、256により、図18に示
すように、所望の場合に光学的なボアスコープ200を
用いてモノマーの投与を観察することができる。
【0120】図18に示すように、枠262と、固定枠
264に固定できるように搭載された空気シリンダー2
63の駆動棒263(a)との間に搭載された短いスト
ロークの空気シリンダー265により、充填ステーショ
ン53全体が固定支持枠でもある真空空間の封止252
及び固定支持枠264に対して垂直方向に往復運動す
る。真空状態は、充填すなわち投与ステーションを介し
てマニホールド及び真空線267から2個の往復運動す
る支持管254(a)、254(b)の一つの中に形成
された内部マニホールド268にと供給される。支持管
すなわち支持シリンダー254(a)、254(b)は
固定ガイド管257、258とともに往復運動する。真
空状態はボア孔269及び269(a)によりマニホー
ルドブロック251中にも形成され、ボア孔269及び
269(a)により、真空マニホールド266と周辺封
止252及びパレット12(a)により画定される充填
ステーション53の内部との間の真空状態が連通され
る。
【0121】光学的ボアスコープ200は図18に示さ
れ、パレット12(a)とマニホールドブロック251
のめくら穴128(a)、(b)中に伸びた光学プロー
ブ201を備えている。ダミーすなわちめくら202が
他方のボアスコープ管256に設けられ、ボアスコープ
200が用いられないときに充填ステーション53の内
部の真空空間へのアクセスを封止する。
【0122】動作時には、パレット12(a)は図9
ついて前に論じた材料操作ラム157により充填ステー
ション53中に進められる。いったん適切な位置に置か
れると、マニホールドブロック251は空気シリンダー
265により下方に往復運動する。真空状態での投与が
望ましい場合には、マニホールドブロック251上の真
空空間の封止252がパレット12(a)と係合してい
るときには、センサアセンブリである空気シリンダー2
65をトリガーすることができ、それにより真空マニホ
ールド266、真空線267、内部マニホールド268
及びボア孔269、269(a)を真空に引くための弁
を開く。成形型のキャビティに充填すなわち投与するの
に真空空間は必要ではなく、窒素ガスがモノマーと表側
の曲面の半成形型との間に閉じこめられないようにする
のが必要であることに注意すべきである。また、パレッ
ト12(a)を取りまいている環境空気は低酸素の窒素
環境であり、空洞の吸引は窒素ガスの吸引であることに
注意すべきである。投与される空洞が真空状態とされた
後に、(図12に示す)ポンプ440が付勢され、図1
3(a)及び14に示した表側の曲面の半成形型10の
各キャビティに60μlの正確な投与量が分配される。
【0123】モノマーが個々の成形型のキャビティに投
与された後に、マニホールド266の真空状態が破ら
れ、空気駆動手段である空気シリンダー265によりマ
ニホールドアセンブリ251は上方に戻り、モノマーの
溜まり11から投与ノズル242を引き出して、成形型
のフランジ18を成形型解放表面活性剤を用いて塗布す
る装置54へパレット12(a)を運ぶことが可能とな
る。空気シリンダー263は、清掃と修理のための高い
修理位置に組立マニホールド251を持ち上げるのに用
いることができる。
【0124】表面活性剤の塗布 図15 に示すように、表面活性剤が成形型のフランジ1
8上にスタンピングステーション54により塗布され
る。スタンピングステーション54には、複数の離れて
置かれた直立したガイド円柱226が置かれる支持部材
すなわち土台224を有する枠構造222が含まれる。
これらの円柱は、スタンピングステーション54がガイ
ド部材に沿って垂直方向に変位できるようにするための
部品を支持するための摺動部材228をその表面に有し
ている。スタンピングステーション54は、適当なガイ
ドブッシュ234及び摺動部材228の仲介物を介して
円柱の上端に最も近い垂直方向の往復運動のために設け
られており、そこでは垂直方向の変位は、ここでは詳述
せず、また所望の場合には土台224上の適当な制御及
び検出ユニット236により操作されうる、適当な付勢
すなわち駆動部材237により実行される。
【0125】スタンピングステーション54はその上に
設けられた複数のスタンプ238を含む。スタンプ23
8のそれぞれはスタンピングステーション54と協働す
る態様で垂直方向の往復運動を行うように調整されてお
り、スタンプ238の数は、成形パレット12(a)に
形成されている成形型の中空部130(b)中に配置さ
れた表側の曲面の半成形型10の数と関連づけられてい
る。各スタンプ238は、少なくとも成形パレット12
(a)の表側の曲面の半成形型10のフランジ18に接
触するように調整された部分においては、約90%のウ
レタンと10%のシリコンの組成で構成されている。
【0126】スタンピングステーション54が上昇した
位置にあるときにスタンピングステーション54の各ス
タンプ238下端の下に隙間をあけて位置するように調
整された水平方向に移動し得るパッド部材240があ
る。パッド部材240は基本的にはクッションであり、
平均して10ミクロンの大きさの穴を有する多孔性のポ
リエチレンなどの適当な多孔性の材料で構成され、それ
には界面活性剤を含んだ溶液がしみこませてあり、その
界面活性剤は高度に集中した状態で存在させることがで
きる。スタンピングパッド部材240の下面は、液体を
通さない物質でできた土台240(a)上に支えられて
いる。パッド部材240の上面は、望ましくはナイロン
製で、編み目の大きさが1.2ミクロンのフィルターに
より覆われ、以下に説明するように、界面活性剤がパッ
ド部材240の底からスタンピングヘッドであるスタン
プ238の底部の端部に押し当たって接触している該パ
ッド部材の最上部まで排出されるときに、計量して供給
する装置として機能し比較的少量の界面活性剤のみを通
過させる。
【0127】スタンピングパッド部材240は水平方向
に移動可能な担持機構241上に支持され、担持機構で
ある担持部材241はスタンプ238の下端部の下に所
定の高さ持ち上げた位置で操作でき、その結果垂直のガ
イド円柱226の間でスタンプ238の下の位置で水平
方向に移動でき、また必要でないときにはその外側に移
動される。この水平方向の移動の動きは、担持部材24
1に作用を及ぼすように接続された適当な付勢シリンダ
ーにより担持部材241に伝えることができ、その結果
パッド部材240に伝えることができる。
【0128】前述した担持部材241は成形パレット軌
道223の上にある高さで置かれ、そのパレットの軌道
223に沿って成形パレット12(a)又は12(b)
が、スタンプ238がコンタクトレンズの形成に関して
更に移送されるのに先立ってその上に置かれた表側の曲
面の半成形型10の表面18(A)に薄膜すなわち表面
活性剤を塗布することが可能となるように、スタンピン
グステーション54の下に位置するように順次進むよう
に調整されている。
【0129】表面活性剤装置の動作 スタンピングステーション54の下に置かれた成形パレ
ット12(a)上の表側の曲面の半成形型10の表面の
フランジ18上に界面活性剤の薄膜の層を堆積するのを
容易にするために、該スタンピングステーションはガイ
ド円柱226上に十分持ち上げられた位置に維持され
る。ガイド円柱226に沿って垂直方向に移動可能な摺
動部材228に作用する駆動部材である持ち上げシリン
ダー237によりこのことが実行される。垂直方向の移
動の程度は、適当な制御及び検出ユニット236により
制御できる。パッド部材240は、パレット12(a)
とスタンピングステーション54のスタンプ238の下
端との間に垂直方向に空間を設けて間挿される。このパ
ッド部材240の間挿は、パッド部材240がスタンプ
238の下に配置されるように担持部材241を水平方
向に移動することにより実行される。その後、スタンピ
ングステーション230は、スタンプ238が下方に移
動されパッド部材240上のフィルター244の上表面
に接触するように付勢され、それにより少量の界面活性
剤がナイロンフィルター244を介して上方に排出さ
れ、スタンプ238のそれぞれの下側に面している表面
に塗布され、その上に界面活性剤の薄い層すなわち塗膜
を形成する。
【0130】パッド部材240がそれで充満される表面
活性剤は、その中に分散された表面活性剤のほぼ100
%の集中の強さを有する溶液であってよい。これによ
り、スタンプ238のパッド部材240との接触表面上
にその層を形成することができる。望ましくは、表面活
性剤は、Tween80(アメリカ合衆国登録商標)す
なわちポリソルベート80で構成すべきである。これは
基本的には、ポリエチレンオキサイドソルビタンモノオ
リエートあるいは同様の等価物であり、ソルビトールの
オレイン酸エステルとほぼ20モルのエチレンオキサイ
ドが各1モルのソルビトールとソルビトールの無水物と
に対して共重合したその無水物とから成る。
【0131】表面活性剤の均一な層すなわち非常に薄い
薄膜が成形パレット12(a)上に置かれた表側の曲面
の半成形型10のそれぞれの表面のフランジ18上に堆
積する事を確実にするために、各スタンプ238は、個
別に適当な付勢スプリング245を設けることにより弾
性力を持たせて搭載される。この付勢スプリング245
は、スタンピングステーション54中に支持されて巻き
付くコイルスプリングであることが望ましく、それによ
り製造上の許容誤差にも関わらず、成形パレット上に置
かれた表側の曲面の半成形型10上の接触フランジ18
の全てに対して均一な圧力がスタンプにより順次及ぼさ
れることを確実にする。その後、表面活性剤が、パッド
を介して吐き出され、ナイロンフィルター244を通っ
て排出され、各スタンプ238の底部の表面上に堆積し
たときに、スタンピングステーション54及びスタンプ
238が垂直方向に持ち上げられ、スタンピングパッド
部材240がその担持部材241とともにガイド円柱2
26の間のその場所からスタンピングステーションの外
に水平方向に移動し、それによりスタンプ238と成形
パレット12(a)上のそれとともに整列された表側の
曲面の半成形型10との間の空間が明けられる。その
後、スタンピングステーション54は再び垂直のガイド
円柱226に沿ってスタンプ238がその表面活性剤で
湿った下側の端部が表側の曲面の半成形型10の表面の
フランジ18に接触するまで下方に移動し、それにより
その上に表面活性剤の薄層すなわち薄膜を積層し、この
層は個々のスタンプ238に作用するスプリング245
のそれぞれにより及ぼされる弾性付勢力により各表側の
曲面の半成形型10の表面のフランジ18上に均一な厚
さで形成される。
【0132】その後、スタンピングステーション54は
再び垂直に上方にガイド円柱226に沿って移動し、裏
側の曲面の半成形型30を備えたその次の成形パレット
12(b)が本装置のスタンピングステーションを通っ
て前進する。この間にスタンプ238を移動するスタン
ピングパッド部材240により界面活性剤で再塗装する
ことが可能となる。
【0133】既に表面活性剤で処理された表側の曲面の
半成形型10の表面のフランジ18を有する成形パレッ
ト12(a)は、裏側の曲面の半成形型30と結合する
ことができるようにスタンピングステーションの外に進
む。このプロセスは、次に、その次に導入される成形パ
レット12(a)の表側の曲面の半成形型10について
同様な連続的な方法で繰り返すことができる。
【0134】上述した構成により、表側の曲面の半成形
型10の特定の表面のフランジ18上に界面活性剤の薄
い均一な層すなわち薄膜を形成することができる。これ
により、その次に裏側の曲面の半成形型30のそこから
の除去、及び裏側の曲面の半成形型30とともにHEM
Aに基づいた環状物質の除去を容易にすることができ
る。このことにより、親水性のポリマーコンタクトレン
ズの成形中に過剰となったHEMA環の残留物を手で取
り除く工程を回避でき、手による操作につきものの不注
意な誤りから帰結される最終的な完成品あるいは生産ラ
イン装置の汚染を回避できる。
【0135】図5に示したように、相補的な一対の表側
(10)及び裏側(30)の曲面の半成形型により成形
型のキャビティと最終的な所望のレンズ8の形状が規定
される。表側の曲面の半成形型10が重合混合物11で
ほぼ充填される充填装置53の投与工程の後、表側の曲
面の半成形型10は、半成形型間に気泡が入り込まない
ように、真空空間中で裏側の曲面の半成形型30により
覆われる。裏側の曲面の半成形型30は、次に、過剰な
モノマーから初めの段階のレンズを切り離し、適当に配
列された歪みのないレンズが確実にでき、両方の半成形
型と初めの段階のレンズ101とを含む成形型のアセン
ブリ39を形成するために、表側の曲面の半成形型10
の周囲の縁14上に止まるようにされる。各表側及び裏
側の曲面の半成形型のそれぞれの側面から伸びているタ
ブ26及び37を設けるには、操作を容易にし、重合し
た後半片を引き離すのを容易にするために、図5に示す
ように、成形型が合わせられている間、互いに重なり合
うように配置するのが望ましい。タブはレンズを円環状
に配向するのにも用いることができる。その理由は、表
側の曲面の半成形型10上のタブ26の位置は凹所13
0(c)により固定され、一方タブ37は次にレンズの
光学特性中に円環状の差異を設けるよう配列する事がで
きるからである。
【0136】成形型のキャビティ101から押し出され
た過剰なモノマーあるいはモノマーの混合物はHEMA
環13を形成し、このHEMA環13は表側の曲面の半
成形型10のフランジ18上に塗布された界面活性剤に
よって裏側の曲面の半成形型30のフランジ36の下側
に優先的に付着する。
【0137】成形型組立装置 本発明の組立ステーションの動作について図13
(c)、13(d)、16、17(a)、17(b)及
び19を参照しながら説明する。ここで、図17(a)
は組立ステーション55の外観の立面図、図17(b)
は説明のために切断線A−A’から2本の離れた軸に沿
って切断した一部断面図である。
【0138】また、半成形型の組立は図16に示したグ
ラフにおいて説明し、該グラフ中には往復運動する組立
ピストン271の位置が時間の関数として記入されてい
る。ゼロ出発地点に示したように、往復運動ピストン2
71は裏側の曲面の半成形型30を拾い上げるために下
降し始め、約0.25秒で裏側の曲面の半成形型30に
達しそれを確保する。次に、ピストン271は約0.2
5秒でパレット12(b)の上方14mmだけ上の位置
まで上方に動く。それから、該パレットを前進させ、そ
こでは裏側の曲面の半成形型のパレット12(b)が取
り去られ、表側の曲面の半成形型12(a)が挿入さ
れ、このパレットの移動に要する時間は約0.5秒であ
る。パレットが移動している間、真空室は表側の曲面の
半成形型のパレット12(a)の方向に下降し始め、該
半成形型のパレット12(a)に接触して、以下に図1
7(b)に関してより詳細に説明するように、真空室と
該パレットとの間を封止する。封止はゼロ地点の後で約
1.25秒でなされ、そのすぐ後に真空室中の窒素が、
真空状態が約1.75秒で均衡に達するまで吸い出され
る。
【0139】往復運動するピストン271は真空室内に
担持され、真空室がパレットの方向に下降して封止され
るときには、往復運動するピストン271と裏側の曲面
の半成形型30とは表側の曲面の半成形型10の上約5
mm上まで少し下げられることに注意すべきである。
1.75秒の時点で往復運動するピストン271は独立
した下方への行程を開始し、ゼロ地点の約2.5秒後に
モノマー11の溜まりに接触する。往復運動するピスト
ン271の下方への行程は連続して、約3秒の時点で裏
側の曲面の半成形型30は、正規の組立を表す表側の曲
面の半成形型10のパーティングエッジ上にきちんと位
置付けされる。その後すぐに、真空通路294の真空状
態が破られるが、往復運動しているピストン271は、
表側の曲面の半成形型10のパーティングエッジ14に
対する裏側の曲面の半成形型30の独立した浮動するク
ランプがそれによってなされるように、組立ステーショ
ンの残りの部分が下方への行程を続行している間、裏側
の曲面の半成形型30上への下方への押圧を維持する。
以下に説明するように、このクランプすなわち「過剰な
行程」の工程は選択的である。約3.4秒の時点で、成
形型のアセンブリを取り巻く真空室の真空状態が破れ、
約4.4秒の時点で往復運動しているピストン271、
真空室及び組立ステーション55が後退し始める。4.
75秒の時点で、組立られた半成形型を収容しているパ
レット12(a)が組立ステーションの外に移動し、裏
側の曲面の半成形型30を収納した新たなパレット12
(b)が組立ステーション55の下に挿入される。その
後、ほぼ5秒の時点で、往復運動ピストン271はその
裏側の曲面の半成形型30の拾い上げ位置に移動し、6
秒の時点でゼロ出発点での組立をもう一度始める。
【0140】組立ステーション55は4個の交互ピスト
ン271を含み、そのうち2個はそれに取り付けられた
裏側の曲面の半成形型と共に図17(b)のA−A’の
左部分に図示され、他の2個は裏側の曲面の半成形型を
有さずに図17(b)のA−A’の右側部に部分的に見
ることができる。往復運動をするピストン271は、8
組の表側の曲面の半成形型及び裏側の曲面の半成形型を
有するパレットのために用いられることを理解すべきで
ある。往復運動するピストン271は真空マニホールド
ハウジング272内で往復運動するために設けられ、主
ハウジング273により担持されるとともに該主ハウジ
ング273内を自由に動きうる。これらの3個の部材2
71、272及び273は、互いに対してかつまたパレ
ット12(b)及び表側の曲面の半成形型を収納するパ
レット12(a)に対して種々の時間に往復運動する。
【0141】図17(b)と図19を参照すると、真空
マニホールドハウジング272及び主ハウジング273
は、シリンダーすなわち管274、275上での往復運
動のために設けられ、往復運動する支持台278を持ち
上げたり下ろしたりするサーボモータ277に応答して
固定された枠部材276に対して往復運動する。駆動モ
ータであるサーボモータ277はガイド管279及び2
80並びに交差部材281により枠部材276に固定で
きるように取り付けられている。かくして、固定枠部材
276、ガイド管279、280及び交差部材281は
本装置の往復運動する部材に対して固定された箱枠を提
供する。また、パレットガイドレール282が、前に説
明し図9に示した材料操作押圧機である材料操作ラム1
57により前進させられる組立ステーションに入り込む
各パレット12(a)、(b)に設けられている。ガイ
ドレール282は、また、静止した固定台である枠部材
276に対して固定されている。
【0142】図17(b)に示したように、真空マニホ
ールドハウジング272及び主ハウジング273は、相
互に往復運動し合い、真空マニホールドハウジング27
2はそれぞれのハウジングの対向する側に置かれた一対
のスプリング部材283、284により下方に付勢され
ている。真空マニホールドハウジング272は、その中
の1個が図17(b)の断面図に285として示されて
おり、主ハウジング中に形成された凹所287などの凹
所中を上方に自由に往復運動できる、一対のボルト28
5、286により主ハウジング273に確保されてい
る。同様にして、往復運動ピストン271と往復運動マ
ニホールド部材288、289もまた2個のハウジング
部材272、273の間で往復運動するガイド及び支持
を提供する。
【0143】一対のボアスコープハウジング290及び
291により、ボアスコープ200及び観察又は品質管
理の目的で組立キャビティに挿入することのできる光学
プローブ201に対してアクセスすることが可能とな
る。使用しないときには、ボア孔のハウジング290及
び291は、真空状態が組立ハウジング内に引き込まれ
ることができるように、目隠し202により閉じられ
る。
【0144】動作中は、裏側の曲面の半成形型30を収
容したパレット12(b)は、図13(c)に示すよう
に、往復運動するピストン271の下に進められる。パ
レット12(b)がその位置まで来たときに、組立ステ
ーション55はサーボモータ277と支持台278と往
復運動する管274、275とにより下方に移動され、
真空マニホールドハウジング272と主ハウジング27
3とを下方に引き下げる。真空マニホールドハウジング
272は、その下方の位置でスプリング部材283、2
84により付勢されており、個々の往復運動ピストン2
71は、それらが真空マニホールドハウジング272内
に設けられていることにより、また主ハウジング273
の上部に設けられた空気シリンダー293内の空気圧と
により、下方に付勢されている。ほぼ0.25秒以内
に、往復運動ピストン271はパレット12(b)上の
裏側の曲面の半成形型30を固定して、往復運動ピスト
ン271中の真空マニホールド中に真空空間が形成さ
れ、この真空マニホールドは、真空マニホールドハウジ
ング272中に形成された、図17(b)及び図19
その中の2個が示されている、環状の部屋295と連通
している、図13(c)に示す、放射状に配置したボア
294を有している。これらの環状の部屋である通路2
95は相互に連結されており、さらに、真空マニホール
ドハウジング272の一方の側で4個の環状マニホール
ドである部屋295の全てと交差して延在する(図示し
ない)共通のプレナムに連結されている。
【0145】一対の往復運動する真空のマニホールド部
材288、289が真空マニホールドハウジング272
を主マニホールドハウジング273にマニホールド部材
288の中の一つの管を用いて、図17(b)に示すよ
うに、接続する。真空マニホールド部材288はボア2
98中を往復運動し、一方真空マニホールド部材289
は同様な図示しないボア中を往復運動する。これらの往
復運動するマニホールド部材は基本的には同一である
が、組立ステーションの2個の異なる部分に2個の異な
る圧力の真空状態を与える点で異なる。
【0146】組立ステーションがその行程の最下点に達
したとき、各裏側の曲面の半成形型30は往復運動ピス
トン271により形成された真空状態により裏側の曲面
の半成形型のパレット12(b)から取り外される。次
に、全体の組立ステーション55はほぼ0.25秒で上
方に戻り、該組立ステーション55からコンベア32
(b)に沿って空のパレット12(b)を移動させるこ
とと表側の曲面の半成形型10を搭載した新たなパレッ
ト12(a)を挿入することが可能となる。これらの半
成形型はそれぞれ充填モジュール53でモノマーが投与
されている。パレット12(a)は図13(d)に示し
た位置に移動し、図7(a)に示した、パレット12上
に形成された位置合わせ用めくら孔129(a)、12
9(b)と協働するテーパの付いた位置合わせピン30
6、307により正確な位置に位置合わせされる。ピン
306のテーパは、半成形型を正確に組立るために±
0.1mmの範囲でパレットを位置合わせするのに十分
なように形成されている。
【0147】組立サイクルは、真空マニホールドハウジ
ング272と主ハウジング273の両者をパレット12
(a)の外周140に周辺封止310が接触するまで下
方に移動することにより開始される。周辺封止310と
外周140とが接触したとき、真空の管311及び往復
運動する管274の内部に真空室を形成し真空マニホー
ルドハウジング272及び枠部材276の間に形成され
た空間を真空状態にする第二の真空源を付勢する往復運
動する支持台278に隣接した近接スイッチにより真空
スイッチが付勢される。
【0148】2本の往復運動する管274、275中に
形成された真空状態はわずかに異なっており、管275
中に形成された真空状態は、裏側の曲面の半成形型30
がモノマー及び表側の曲面の半成形型10上に載置され
る前に往復運動ピストン271上に保持されることを確
実にするために管274中に形成される真空状態よりも
わずかに真空度が高いことに注意すべきである。望まし
い実施例においては、パレット12(a)の周囲の真空
マニホールド中の圧力は、5ないし7ミリバールの範囲
にあり、一方往復運動ピストン271内に形成される真
空度は3ないし5ミリバールの水準である。
【0149】真空マニホールドハウジング272中に真
空状態が形成された後、該真空マニホールドハウジング
272は往復運動するのを中止してパレット12(a)
に対して静止し続ける。しかし、上方のハウジングすな
わち主ハウジング273は下方に移動し続けて裏側の曲
面の半成形型30がモノマーに接触して2個の半成形型
が組み合わされたときに成形型のキャビティを満たすた
めに該モノマーを外側にゆっくりと押しやる。該ハウジ
ングの周囲に維持される真空状態により、窒素圧力雰囲
気中で組み合わされた場合よりもより迅速で手早い方法
で2個の曲面の組立が可能となる。真空中で組立られた
場合には、モノマーの載置速度は1秒当たり5mmの速
さに達し、これに反して真空状態でない場合には、1秒
当たり1mm以上の速度ではどんな速度でもモノマーの
不適切な攪拌と気泡が発生し、生産されるレンズの品質
に影響が現れて品質の劣化が生じる。かくして、大気圧
中で6ないし9秒掛かる組立行程が1ないし2秒で実行
できる。さらに、真空状態が形成されない場合には、窒
素を半成形型間又はモノマーと裏側の曲面の半成形型3
0との間に閉じこめそれによりレンズを廃棄すべき場
合がもたらされる他の気泡あるいは液泡を作り出してし
まうことがあり得る。
【0150】真空マニホールドハウジング272はそれ
がパレット12(a)上に位置した後はもはや下方に移
動しないので、2個のマニホールド272、273は独
立に移動する。しかし、上方の主ハウジング273は裏
側の曲面の半成形型30を載せながら下方に移動し続
け、それによりスプリング部材283及び284を完全
に押圧し続ける。これらのスプリング部材283、28
4が押圧されたときには、往復運動ピストン271は、
所定の圧力に加圧された空気シリンダー293と裏側の
曲面の半成形型30との間で遊動する。かくして、裏側
の曲面の半成形型30上の最終的なクランプ圧力は、空
気シリンダー293に維持された空気圧で決定され、ス
プリング部材283、284あるいはサーボモータ27
7により発生された圧力で決定されるのではない。この
ことにより、往復運動ピストン271のそれぞれが独立
に往復運動あるいは遊動することが可能となり、一方で
は全てのピストンを共通の所定値に加圧することが可能
となる。したがって、1個の成形型部品の誤配列によっ
てはパレット12(a)上の成形型のアセンブリ全体は
破壊されない。
【0151】上記クランプ圧力により、裏側の曲面の半
成形型30が表側の曲面の半成形型10上に強く押しつ
けられ、半成形型30の凸状部33(a)が表側の曲面
の半成形型10上に形成されたパーティングエッジ14
に対して位置付けられ、これによりHEMA環13中の
モノマーからレンズブランク8中のモノマーを切り離
す。該半成形型30が位置付けられた後、各往復運動ピ
ストン271中の真空状態が真空線304中の弁を開く
ことにより最初に破られる。その後すぐに、また選択的
に所定のクランプ期間及び所定のクランプ圧力の後に、
真空マニホールドハウジング272とパレット12
(a)との間の真空状態が真空線311中の弁を開くこ
とにより破られる。典型的には、上記期間は0.5ない
し3秒であるが、1.5秒であることが望ましい。クラ
ンプ圧力は1レンズ当たり0.5ないし2Kgであって
よいが、1レンズ当たり1Kgであることが望ましい。
その後、サーボモータ277が付勢され、全組立ステー
ション55が上方に持ち上げられ、新たな裏側の曲面の
半成形型30を拾い上げ新たな動作サイクルを開始する
ためにリセットされる。選択的なクランプ動作がなされ
ない場合には、弾性力により付勢されたピストン271
を真空マニホールド272中に固定できるように設け、
モノマー中に裏側の曲面の半成形型30を十分に位置付
けるためにパーティングエッジ14と噛み合って封止し
た状態から0.1ないし0.2mmのみ下方に移動して
もよい。この実施例においては、選択的なクランプ工程
は早期硬化工程中にも設けてもよい。この方法で真空状
態で半成形型を共に封止しながら成形型のキャビティが
完全に満たされて位置付けされたときには、真空マニホ
ールド272中の真空状態が破られたときに大気圧によ
り半成形型が14.7psi(パウンドパー平方イン
チ)で「クランプ」される。
【0152】図9に示したように、充填及び組立ステー
ション50の成形型の組立ステーション55を出た後
に、裏側の曲面の半成形型30を運んだパレット12
(b)は空であり、供給コンベア29に再循環されて射
出成形型102(a)から新たな裏側の曲面の半成形型
30の組を拾い上げる。このことを実行するために、裏
側の曲面のレンズの半成形型30を拾い上げる点に再循
環するために裏側の曲面の半成形型30の供給コンベア
29がパレット12(b)を拾い上げるところで組立ス
テーション55の出口から矢印Kで示した方向に空のパ
レット12(b)を押すことが、往復運動するラムヘッ
ド156を有するラムアセンブリ155により可能とさ
れる。さらに、図9に示したように、第2の往復運動ラ
ム155’及びラムヘッド156’が矢印Lで示した方
向に表側の曲面の半成形型10を入れたパレット12
(a)を表側の曲面の半成形型10の供給コンベア27
の後方に押すために設けられている。このことは、ライ
ンの品質管理システムがパレット12(a)が整然と並
んでいない、すなわちパレットの凹所に正しく位置付け
られていない、あるいはある方法の様式から外れてい
る、レンズの成形型アセンブリを入れていることを示し
た場合だけなされる。誤りの検出は充填及び成形型組立
ステーション50を含む生産ラインの種々の位置で起こ
り、パレットはそれらが再循環のためにラム155’に
よって排除されるように(図示しない)制御手段により
目印を付される。コンタクトレンズ生産ライン設備に
は、排除されたパレットが再循環で戻っている間あるい
は表側の曲面の半成形型10の供給コンベア27上にあ
るときに、成形型アセンブリを排除されたパレットから
取り除くための吸い込み孔装置が含まれる。
【0153】図9に示したように、8個のコンタクトレ
ンズ成形型アセンブリを入れた個々のパレット12
(a)は、表側の曲面の半成形型10と後面の曲面の半
成形型30とが次に早期硬化工程で一緒にクランプされ
る早期硬化ステーション60に入る前に、12mm/s
ecの速さでコンベア32(c)上の充填及び組立ステ
ーション50から離れる。
【0154】以下に説明するように、半成形型が圧力を
加えられてクランプされている間、重合混合物は、次
に、望ましくは紫外線灯からの化学作用のある光線に曝
露される。典型的には、半成形型は、化学線が照射され
る30秒間を含む約40秒間クランプされている。早期
硬化工程完了時に、重合混合物は、混合物の全てにわた
って始められた重合を含む部分的に重合したゲルを構成
している。早期硬化工程に引き続き、モノマーと溶媒の
混合物が、次に、紫外線炉装置で硬化され、それによっ
てモノマー中で重合が完成する。この化学作用を有する
可視光線又は紫外線の照射により、最終的に所望のヒド
ロゲルレンズ形態のポリマーと溶媒の混合物ができる。
【0155】本発明の好ましい実施例においては、早期
硬化ステーション60内でパレット12(a)を運ぶの
に2個の分離した装置が説明される。
【0156】第一の位相機構は図9、20、22及び2
について説明し、一方完全に異なった機構を図24及
び25について説明する。各機構が用いる方法は、クラ
ンプ動作及び化学作用線の曝露の点では基本的には同一
で、パレットの操作を有効にするために用いる装置のみ
異なっている。
【0157】図9に示したように、コンベア32(c)
は、早期硬化ステーション60でのバッチ操作のために
複数のパレットを集める全体的に168で表される収集
部に複数の成形型を入れたパレット12(a)を送付す
る。収集部168には、保持機構166が含まれる。保
持機構166は、先頭のパレットをコンベア32(c)
上の適所に停止させ、かつ所定数の後続のパレットが該
先頭パレットの後ろに集まることを可能にし、早期硬化
装置でのバッチ処理が可能となるように(図示しない)
制御手段によりタイミングを調整される。好ましい実施
例においては12個のパレットが収集され、6ないし1
2秒ごとに1個の割合で生産ラインから新しいパレット
を連続的に受け入れている間、30ないし60秒の伸張
した時間、早期硬化ステーション60で96個までの成
形型アセンブリを処理することが可能となる。
【0158】図9に示したように、先頭パレット12
(a’)は保持機構166の後ろで停止され、残りのパ
レットはその後ろに集まる。新しいパレットの組が収集
部168で集められている間、12個までのパレットが
成形型のクランプ及び早期硬化ステーション60で処理
されており、これにより早期硬化ステーション60への
パレットの連続的な流れが保障される。
【0159】12個までのパレットを収集部168に収
集した後、保持機構166は引っ込められ、バッチ押し
機アーム173が伸張して12個のパレットをコンベア
32(c)上のアーム171(a)、171(b)内に
便利なように一線上に揃える。適当な追跡機構175と
(図示しない)駆動機構が、バッチ押し機アーム173
の2方向の及び水平垂直方向の運動を可能にするために
設けられることが理解できる。12個のパレットがバッ
チ押し機アーム173のアーム171(a)、(b)の
間に揃えられたならば、図9の矢印Mで示される水平方
向に押し機アーム173が駆動される。成形型のクラン
プと早期硬化を受けていた前の組の12個のパレット
は、新しい組のパレットがバッチ押し機173により持
ち込まれるときに同時にバッチ押し機173のアーム1
71(b)により早期硬化ステーション60から押し出
される。図9の部分的に切り欠いた紫外線重合炉の図に
おいて、6個の前の組のパレットは硬化装置75中のコ
ンベア31(b)上にこのように押され、以下に説明す
るように、紫外線重合のための6個のパレットの2個の
バッチにその組が分割される。
【0160】図9に示したように、12個のパレットか
ら成る新しいバッチが、成形型のクランプと早期硬化を
するための早期硬化ステーション60に持ち込まれた
後、バッチ押しアーム171(b)が矢印Nの方向に後
退し、バッチ切換装置45のラムアセンブリ176が同
時に前のバッチの他方の6個のパレットを押すために入
口領域177の方に伸び、そこでは6個のパレットは紫
外線循環重合を行う硬化装置75に移動させるための第
二のコンベア31(a)上に押される。
【0161】図20は早期硬化ステーション60の一実
施例の側面の立面図である。図20に示すように、本早
期硬化ステーション60は、複数個のコンタクトレンズ
を有する複数個のパレットを供給コンベア32(c)か
ら受け入れる。供給コンベア32(c)はパレット12
(a)と成形型アセンブリ39とを選択的に付加しうる
低酸素環境中で早期硬化ステーション60に送付し、こ
の選択的な低酸素環境は窒素ガスで囲い326を圧力維
持することにより達成される。重合する前は、モノマー
は酸素により酸化されやすく、結果的に生産されるレン
ズの劣化を生じる。
【0162】早期硬化ステーション60の早期硬化アセ
ンブリ61は、図20の切り欠き部に部分的に示し、よ
り完全には図22及び23に示してある。本発明と同一
の出願人に譲渡された「成形型のクランプ及び重合可能
なヒドロゲルの早期硬化」という名称の、アメリカ合衆
国に出願され審査に継続中の特許出願No.08/257792(代
理人整理番号9007)に更に詳細に説明したように、該ア
センブリは、中間の支持梁321を上下させる空気シリ
ンダー320と部材323中で往復運動する支持のため
に支えられた往復運動シャフト部材322とにより、コ
ンタクトレンズの成形型を入れたパレットと係合するよ
うに上下させられる。前処理動作の後、パレットは窒素
通気及び施錠機構324を介して、以下で更に詳細に説
明するように、次に硬化装置75での熱と循環する化学
線とにより硬化させるために排出される。
【0163】図21(a)及び21(b)は早期硬化ス
テーション60の他の実施例の図式化した図である。早
期硬化アセンブリ61の各実施例には選択的なクランプ
工程のための多数の垂直方向の往復運動が含まれる。そ
の第1のものは、図21(a)に示された、空気シリン
ダ320と往復運動する支持梁321とからの運動に応
答したものである。矢印Aで示した軸に沿って早期硬化
ステーション60が低下したときに、複数の環状のクラ
ンプ手段340が、パレット12(a)内に担持された
各成形型アセンブリの上方の環状フランジ36と係合す
る。該複数の環状のクランプ手段340は該ステーショ
ンの往復運動する台座である早期硬化アセンブリ61上
に搭載され該早期硬化アセンブリ61と共に移動し、
21(a)に示す矢印Bの方向に沿って第二の並行する
往復運動をするために該早期硬化ステーション60中に
弾性的に設けられる。
【0164】本発明の実施する際には、クランプ力は、
早期硬化ステーション60の選択的なクランプ手段ある
いは前述した全ての寄せ合わせによる、組立ステーショ
ン55に関して前述した「過剰行程」クランプ装置によ
り、真空状態で組み合わされた半成形型の外側に、大気
圧により発生することもできる。
【0165】図21(a)に示したように、選択的なク
ランプ手段340は、空気スプリング312(a)(
21(a))あるいは螺旋状スプリング312(b)
図21(b))さらにまたクランプ部材の物理的質量
により生じた(図式的に示した)スプリング312によ
って枠352中で付勢される。該装置が下降したとき、
クランプ手段340は、スプリング312で決定される
力を伴って、第1及び第2の半成形型と係合してクラン
プする。空気スプリングが用いられる場合には、上記力
は、空気圧手段72により空気室である空気スプリング
312(a)に提供された空気圧の量により決定され
る。クランプ手段340は、図21(a)及び21
(b)においは、説明上2個の環状部材として描かれ
ているが、図20、22、24、及び25に示された実
施例においては、各成形型アセンブリ39のそれぞれに
対して1個づつ、全体で96個の独立した環状のクラン
プ手段が存在していることが分かる。
【0166】紫外線灯であってよい複数個の化学作用を
有する光源314が上記クランプ手段上に配置されてい
る。1枚のパイレックス(登録商標)ガラス板395が
早期硬化領域を化学作用光源314から分離している。
このガラス板395により、成形型アセンブリを環境温
度から50゜Cまでの範囲に維持している間、化学作用
光源314を冷やすことが可能となる。該ガラス板39
5は、また、化学作用光源314を放出されるモノマー
から保護する。上記クランプ手段が半成形型に係合して
それらをクランプした後、シャッター機構315が空気
シリンダーにより開かれ、化学作用光源314が各成形
型アセンブリ39の中の重合可能な成分の重合を開始さ
せることが可能となる。シャッター315はその中に形
成された複数の開口313を有し、露光通路347を開
閉するために(図21(a)に矢印Cで示された)X軸
方向に往復運動する。図21(b)の実施例は、光源3
14とシャッター315の配置及び成形型アセンブリを
化学作用光線で露光する方法の点で本質的に図21
(a)の実施例と同様である。
【0167】早期硬化装置69の動作は、310で示す
制御回路により設定される。制御回路310は、空気シ
リンダー320(a)が往復運動する下方位置に付勢さ
れる時間の長さにより、クランプ期間の継続時間を制御
する。また、該制御回路310は成形型に入射する光量
を制御し、シャッター315と空気シリンダー346の
動作を介して露光期間の継続時間を制御する。光の強さ
は、成形型アセンブリ39に関して光源314を上下す
ることにより手で調整することもできる。
【0168】クランプ手段340により加えられる力の
強さは、空気制御器372により、レンズあるいは成形
型アセンブリ39当たり約0.5Kgf(キログラムフ
ォース)ないし2.0Kgfの範囲で変えることがで
き、露光している間、裏側の曲面の半成形型のフランジ
36を表側の曲面の半成形型のフランジ18に平行に保
つために用いてもよい。クランプの加重は10ないし6
0秒間適用されるが、典型的には40秒間である。約1
0秒間の加重の後、紫外線灯314からの化学作用光線
が組み合わされた成形型及び重合可能なモノマー又はモ
ノマーの混合物に印可される。紫外線の光源の強さは、
典型的には2ないし4Mw/cm2 で、この強度の光が
10ないし50秒間照射されるが、望ましい実施例にお
いては30秒間照射される。バッチモードでは、上記硬
化は完了するまで続行でき、硬化装置75を省略できる
ことも分かる。パルス化された又は循環する10ないし
150mW/cm2 の次元の高強度紫外線を5ないし6
0秒間露光するように、異なった強度及び露光時間を用
いることができることが分かる。
【0169】照射期間の最後に、図21(a)に示すよ
うに、右方向に移動することによりシャッター315が
閉じられ、シリンダー320を、シャフト部材322に
より早期硬化アセンブリ61を持ち上げるように駆動す
ることにより加重が取り除かれる。該アセンブリ61が
持ち上げられることにより、成形型とパレットを取り除
くためにクランプ手段340が持ち上げられ、バッチ押
しアーム173が、前述したように、早期硬化炉を通っ
て移送するために、それらを早期硬化手段からコンベア
31(a)、(b)に移送する。早期硬化時間の間、本
システムの温度は環境温度から50゜Cまで変化するこ
とができる。
【0170】早期硬化プロセスの最後に、モノマーは重
合の開始からある程度の重合までの段階を経る。結果と
して生じるレンズは、最も薄いレンズのある程度の領
域、すなわち縁、を有するゲル状にあり、本体よりより
高い程度に重合している。圧力をかけて縁をクランプし
早期硬化すると、最終的なレンズ製品用のより汚れが無
くより一様に境界づけられた縁が得られる。
【0171】図20、21(a)、及び24、25は、
早期硬化ステーションでのパレット12(a)のバッチ
操作のための第2の実施例を示している。図20、21
(a)、及び22、23について上述したように、第1
の実施例は紫外線灯とクランプ部材とをコンベア手段3
2(c)に担持された成形型アセンブリ39及びパレッ
ト12(a)に係合させまた係合を解くように往復移動
させた。図21(b)及び24、25に示す実施例にお
いては、紫外線灯は静止し、パレット12(a)は、早
期硬化期間ローラーコンベア32(e)から持ち上げら
れてクランプ手段と係合する。更に、第一の実施例にお
いては、コンベアシステムは、早期硬化の後ラインを2
本のライン31(a)、(b)に分割するが、次の早期
硬化実施例においては2本の分離したラインは既に形成
されている。
【0172】図21(b)及び24、25に示された実
施例に用いられたクランプ手段は、図21(b)につい
て前に説明したクランプ手段340を利用している。第
2の実施例においては、複数のクランプ手段340が
21(b)の側面図にローラー32(e)により示され
たローラーコンベア32(e)の上に設けられている。
複数の持ち上げ支柱381がパレット12(a)の幅に
近い中心上のローラ32(e)群の間に置かれている。
図25においては、パレット12(a)の第一列が示さ
れ、パレット12(a)はローラ32(e)の上にあっ
て、持ち上げ支柱381の頂部に沿って一列に並べられ
た各パレットがその縁を接している。
【0173】パレット12(a)は、早期硬化ステーシ
ョンの装填中空気シリンダー382により持ち上げられ
る停止手段383により所定の位置に配列される。該装
置の装填中に、停止手段383は上方に移動し、必要な
数のパレット12(a)が早期硬化装置中に移動する。
各列中の6個のパレットが移動したときに、第二の停止
手段384が空気シリンダー385により持ち上げら
れ、図25に示したX軸の行程の制限を規制する。別個
の空気シリンダー387が停止手段384と協働して用
いられ、持ち上げ支柱381の中心上にパレット12
(a)の隣り合う縁を整列させる。パレットが整列され
た後、持ち上げ支柱381は中間支持枠388と全体的
に390で表された空気モータとにより上方に移動す
る。
【0174】上記パレットは、図21(a)に12
(a’)で示した位置まで上方に移動し、前述したよう
にそこで該パレットはクランプ部材340と係合する。
また、各クランプ部材340には、上述した「成形型ク
ランプ及び重合可能なヒドロゲルの早期硬化」と題され
た継続中の特許出願記述したように、早期硬化期間中ク
ランプ部材340及び上方の半成形型30(裏側の曲
面)を下方の半成形型10(表側の曲面)に対して駆動
するための、別個に独立した弾性スプリング312
(b)が含まれる。
【0175】パレットと半成形型が空気シリンダー39
0により持ち上げられ、第一及び第二の半成形型がクラ
ンプ手段340により共に組み合わされた後、往復運動
シャッター315(a)が、図21(a)に示したよう
に、移動し、その中に形成された複数の開口がクランプ
手段340に形成された中央開口と一直線上に配列さ
れ、それにより、図21(a)に関して全体的に上述し
たように、化学作用光源314により半成形型中のモノ
マーを露光する事が可能となる。パイレックスガラス板
395が上記化学作用光源314を早期硬化領域から分
離する。クランプ期間及び照射のための露光量は、前述
した方法で制御手段により制御される。
【0176】成形型のアセンブリ39中のモノマーの早
期硬化の次に、パレット12(a)は図20に32
(e)として示したローラーコンベアの所まで下方に移
動し、後続のパレット174により次のコンベア31
(a)、(b)まで移動する。8個のコンタクトレンズ
の成形型のアセンブリを入れた個々のパレット12
(a)は、次に、図2に示したように、2本の軌道上で
紫外線硬化及び重合アセンブリ75に入る。紫外線重合
アセンブリ75において、上記パレットは約5.5mm
/secの速度で運搬される。
【0177】レンズの硬化 本発明を実施するのに望ましい装置は、図10及び26
に示したように、成形型のアセンブリ39を入れたパレ
ット12(a)を矢印の方向に動かすための一対のコン
ベア31(a)、31(b)を含む。コンベア31
(a)、31(b)は、成形型のアセンブリ39(ある
いは複数個の成形型のアセンブリ)を担持するパレット
12(a)を運ぶベルトを含むことが望ましい。可変速
度モータなどの(図示しない)従来からの制御手段がコ
ンベア31(a)、31(b)に接続され、該コンベア
31(a)、(b)がパレット12(a)を重合ゾーン
を通って移動させる速度を制御する。
【0178】参照番号330は、上述した紫外線照射源
のハウジングを全体的に表す。ハウジング330は、コ
ンベア31(a)、31(b)が該ハウジングの下でパ
レット12及び成形型アセンブリ39を担持する空間を
残して両コンベアの通路上にアーチを作るように、両者
の上に配置されている。ハウジング330は1個の一体
成形領域を構成することができる。すなわち、図10
ユニット331及び332として示したように、並んで
配列された数個の独立した領域から成るように構成する
ことができる。
【0179】図26は全体的に図10のユニット33
1、332のどちらかの縦断面を示す。各ユニットは平
らな水平な表面33を有することが望ましい。表面33
には、紫外線を照射するための街で買うことができるタ
イプの1個以上の細長い白熱電球が張り付けられる。
26は多数の白熱電球の中の一つを示しており、これは
数列の成形型のアセンブリをコンベア上に隣り合わせに
配列するときに用いるには望ましい配列である。該電球
はそれらの縦軸を平行に隣り合わせに配列され、ユニッ
ト331中ではこれらの軸は成形型アセンブリの移動方
向に平行で、ユニット332中ではこれらの軸は成形型
アセンブリ39の移動方向に垂直である。該白熱電球
は、標準的な電球取り付け器335に取り付けられ、こ
の取り付け器335により水平面上にコンベアと成形型
アセンブリに平行に保持される。それぞれの紫外線電球
335は(図示しない)電気的制御手段に接続されてい
る。該電気的制御手段は、電球335が紫外線を発生す
るようにエネルギーを供給する適切な電流を該電球33
5に供給する。その下を成形型アセンブリが移動する電
球335は(例えばMw/cm2として測定された)紫
外線照射強度が該電球の長さに沿った(すなわち縦軸に
沿った)異なる位置では異なっているという特性を有し
ている。電球の各端部領域では上記強度は、該電球から
成形型アセンブリまでの所与の距離において重合し得る
成分の重合を開始させるのには不十分な(0であっても
よい)第一の強度レベル以下である。該電球の両端間に
該電球から成形型アセンブリまでの所与の距離において
その領域中では照射された紫外線の強度は重合し得る成
分の重合を開始させるのに必要な最小レベル以上である
少なくとも1つの領域が存在する。動作中、成形型アセ
ンブリが上記電球の長さに沿って通るときに該成形型ア
センブリが受ける紫外線の強度は少なくとも1度は重合
を開始するの不十分な強度から重合が開始される強度ま
で循環し、重合を開始するには不十分なレベルまで戻
る。
【0180】2以上のこのような電球335を成形型ア
センブリが移動する経路上の隣り合うユニット331中
に端部を接して配列することが望ましい。各電球はその
場合には重合を開始するのに十分な強度の紫外線を照射
する少なくとも1個の領域及び重合を開始するのには不
十分な強度の小さい側面を接する複数の領域を有するこ
とができる。この方法においては、各電球がその両端の
中間地点に重合を開始する一領域のみを有する場合でさ
えも、所与の成形型アセンブリが一連の紫外線電球の下
を通過する間に強度の増加と減少のサイクルが少なくと
も二度起こる。紫外線強度の増加と減少の3ないし6サ
イクル、望ましくは5サイクル、で重合可能な成分が照
射されるように、端部を接した3ないし6個の、更に望
ましくは5個の、電球を用いることが望ましい。
【0181】更に、重合可能な成分が紫外線に照射され
ている間該成分が収縮する傾向に対抗し重合が伝搬する
のを助けるのに十分な温度に該重合可能な成分の温度を
上昇させるのに有効な熱源が設けられている。好ましい
熱源には、成形型アセンブリが紫外線電球の下を通過す
るときに暖かい空気を該成形型アセンブリの下に供給す
るダクトが設けられている。この暖められた空気はハウ
ジングの反対側の端を通って排気され、以下に詳細に説
明するように、ハウジングによって異なる所望の温度を
含む45゜ないし70゜に制御された温度に維持され
る。調整可能な空気通路337によりコンベアとパレッ
トの下側の空気流が正確に調整できる。
【0182】この動作のパラメータをここに説明するよ
うに注意深く制御することにより、比較的短い時間間隔
で成功裏に繰り返して生産できることを示す完全に重合
した優れたコンタクトレンズが生産できることが発見さ
れた。動作に関する何らかの特別な理論により拘束され
るように意図することなく、このシステムの観察された
特性は、紫外線照射の強度が増大すると多数の異なった
場所で重合が開始されその後有効な量の熱に曝すと共に
紫外線照射強度を減少することにより開始された重合が
連続する新たな重合を開始するように優先的に伝搬する
ことができるという命題と一致する。したがって、紫外
線の強度の増加と減少のサイクルが繰り返しなされると
きは、まさに前に始められた重合が伝搬され続けられる
ように新たな重合が開始される。この方法においては、
適当な放射強度を有する電球を選び、電球と重合できる
成分を有する成形型アセンブリとの距離を調整すること
により紫外線強度の低レベルと高レベルの大きさを注意
深く制御し、かつ電球を通過した成形型アセンブリの移
動速度を選択し、端を接して配列された電球の数と長さ
を選択することにより、紫外線強度の変化速度を注意深
く制御することにより、残留する残余の重合されていな
いモノマーが存在せず一方ではポリマー鎖の長さの全体
の分布により優れたコンタクトレンズが供給され、かつ
重合された製品が製品中にあるいは製品と成形型のキャ
ビティの内面との間に何等の空隙も有さずに該成形型の
キャビティを満たした重合した商品が生産される。
【0183】本発明の方法と手段とは以下の例示により
更に説明される。この例示においては、パレット12
(a)は早期硬化ステーション60から重合装置内を縦
方向に移動する一対のコンベアベルト31(a)、31
(a)に供給される。
【0184】上記パレットは、図10に示したように側
面を接して配列された連続した6個の小さなユニット3
31(図10には5個のみ示してある)と3個の長いユ
ニット332の下を通過するコンベアベルト上を、紫外
線放射電球で満たされた第一の容器の後で各容器と共
に、移動する。全ての電球はそれぞれのユニットに同一
面上にあるように設けられる。成形型のアセンブリが出
会う電球を入れた第一のユニットの中でのパレットの面
からこの電球の面までの垂直方向の距離は約25mmか
ら約80mmであるべきである。この順次横切るユニッ
ト中での電球までの垂直方向の距離は約50ないし約5
5mmであるべきである。
【0185】336に類似したダクトが過熱された空気
を、紫外線放射電球を有しない第一のユニット331
(a)を含む6個のユニットの全ての下の空間のそれぞ
れに送る。各ユニットの下のパレットの周りで維持すべ
き望ましい温度は、第一の2個のユニットの下では約4
9゜Cないし約64゜C、他の4個のユニットの下では
約49゜Cないし約59゜Cである。
【0186】パレットを移動させる速度は、所与の成形
型のアセンブリが第一に第一のユニットの下に入る瞬間
から最後のユニットの下から出てくるまでに経過する全
時間が望ましくは約300ないし440秒であるように
十分に大きいことが望ましい。
【0187】このような方法で動作させることにより、
成形型アセンブリは紫外線照射強度の増加と減少の多く
のサイクルに曝される。各サイクルにおいて、紫外線照
射強度は約0から3ないし3.5mW/cm2 の範囲で
変動し、その後約0に戻る。電球は本来的に同一の長さ
を有しておりパレットは一定の速度で移動するので、最
初の6個の炉の各サイクルは本質的に同一の時間間隔継
続する。
【0188】成形型除去ステーション 重合が完了した後、成形型除去ステーション中に2個の
半成形型は分離され、第一のすなわち表側の曲面の半成
形型10の中にコンタクトレンズが残され、その後それ
が取り除かれる。表側と裏側の曲面の半成形型は1回の
成形に用いられその後廃棄すなわち棄てられることに言
及すべきである。
【0189】図11に示したように、重合したコンタク
トレンズを成形型アセンブリ中に入れたパレットは、上
述したように、2本のコンベア31(a)、31(b)
に沿って重合炉装置に入り、その後成形型除去アセンブ
リ90に入る。パレットはコンベアから移され、図31
に示す二重動ばりコンベア180のそれぞれの輸送キャ
リヤー182(a)、182(b)に沿って置かれる。
図31に示したように、輸送キャリヤー182(a)、
182(b)は、水平方向に動いて成形型除去アセンブ
リ90中を成形型アセンブリを入れたパレットを正確に
移送する、4個の番号184(a)、(b)、(c)、
(d)で表されるような複数のそれぞれ間隔を隔てた押
しブロックを備えている。
【0190】図31は輸送キャリヤー182(a)を示
す二重動ばりコンベアの一部切断側面図である。図31
に示すように、輸送キャリヤーばり179(a)は適当
な搭載手段197によりその上で水平方向に往復運動す
るために軌道193上に置かれる。モータ191と適当
な駆動リンク装置192が設けられて、押しブロックが
キャリヤーレール183(a)、(b)に沿ってパレッ
トを係合しかつ前進させることを可能にするために軌道
193に沿う輸送キャリヤーばり179(a)の水平方
向の動きを制御する。さらに、図31に示したように、
輸送キャリヤーばり179(a)は、その2個190
(a)、190(d)を同図に示すように、一組の空気
シリンダーにより垂直方向に引っ込むことができる。シ
リンダー190(a)、(d)とモータ191とは制御
手段により輸送キャリヤーばりの往復運動や引っ込み運
動が同時になされるように制御する。
【0191】上に詳述した望ましい実施例においては、
二重動ばりの輸送キャリヤーはコンタクトレンズの成形
型アセンブリを入れたパレットを、望ましくは、そこで
表側の曲面の半成形型と裏側の曲面の半成形型のフラン
ジ部が把持されかつ直接に反対の方向にあるいはある角
度で取り外す種類の動きでお互いから引き離される成形
型除去装置の端から端まで担持する。
【0192】コンタクトレンズの成形型のアセンブリを
まず緩やかに加熱して半成形型の表面から重合した製品
を分離するのを容易にすることが有利である。本発明と
同一の譲受人に譲渡されたアメリカ合衆国に出願され審
査に継続中の「成形型分離装置」と題された特許出願N
o.08/258265(代理人整理番号9006)中でさらに詳細に
説明したように、成形型除去アセンブリ90には、成形
型アセンブリの各半成形型の重なり合っているフランジ
部分の間に形成された空隙内に挿入される1組の取り外
し指により表側の曲面の半成形型から裏側の曲面の半成
形型を離して取り外す前に、コンタクトレンズの成形型
アセンブリの裏側の曲面のレンズの半成形型に、蒸気あ
るいはレーザエネルギーの形態であってもよい正確な量
の熱を加えるための手段が含まれる。
【0193】コンベア31(a)から二重動ばりコンベ
ア180の輸送キャリヤー182(a)にパレット12
(a)を置くために、図11に示すように該パレット
は、上流のクランプ顎により第一にクランプされる。適
当な制御手段による制御下で時間配分の決まった方法に
おいて、パレットは、解放され、成形型除去アセンブリ
90を通って移送するための例えば図31に示されるよ
うなパレット182の184(a)、184(b)のよ
うな一対の押しブロックの間の一対のパレットガイド軌
道上に置かれる。同様な方法で、パレット12(a)を
コンベア31(b)から二重動ばりコンベア180の輸
送キャリヤー182(b)へ移送するために、パレット
12(a)は上流のクランプ顎187(a)、(b)に
より始めにクランプされ(図11)、それから時間配分
されて、該成形型除去装置を通って正確に移送するため
に輸送キャリヤー182の184(a)、184(b)
に類似した一対の押しブロックの間の第二の対のキャリ
ヤーガイド軌道の上に置かれる。二重動ばりコンベア1
80の輸送キャリヤー182(a)の動作をここで図3
を参照しながら更に詳細に説明する。クランプ手段1
86(a)、(b)及び187(a)、(b)から二重
動ばりコンベアへの移送は、第一のアーム196及び第
二のアーム197を有する二重アーム押しアセンブリ1
95により実行される。これは図8について前に説明し
た配列アセンブリ40とほぼ同様に動作する。
【0194】図31に示したように、輸送キャリヤー1
82(a)、(b)には、パレット単体の長さにほぼ等
しい距離に各輸送キャリヤーばり179(a)、(b)
上に等距離で隔てられた複数の押しブロック184
(a)、(b)、(c)、(d)を有する往復運動する
輸送キャリヤーばり179(a)、(b)が含まれる。
各輸送キャリヤーばり179(a)、(b)は、図31
に2個の頭部を有する矢印「A−B」として示した方向
に水平往復運動をするように搭載され、パレット12
(a)を成形型取り外し装置を通って各ガイド軌道に沿
って進行させる。さらに、2個の頭部を有する矢印
「A’−B’」により示した垂直方向に往復運動するよ
うに搭載されている。
【0195】各パレットガイド軌道には、図7(b)及
33,34に示したように、パレットの各ノッチ28
(a)、(b)と結合するための一対の軌道ガイドレー
ルすなわち肩が含まれる。対となった1組の肩と各パレ
ットのノッチ28(a)、(b)とは、該パレットがキ
ャリヤーブロック184により成形型除去装置の至る所
で進行させられるときに該パレットを正確に配列すると
ともに、成形型アセンブリ39が成形型を除去されると
きのどんな垂直方向の動きをも防止する。押しブロッ
ク、例えばブロック184(a)は、輸送キャリヤーば
り179(a)が成形型除去アセンブリ90を通ってパ
レットを進めるときに矢印A’で示される垂直方向に往
復運動されたときにパレットの縁と係合し、矢印B’に
より示される垂直方向に輸送キャリヤーばり179
(a)が引っ込むときにパレットの縁との係合を解除す
るものである。
【0196】図11について上述したように、パレット
12(a)は、まず、第一に、2本の押しブロック18
4(a)及び184(b)の間で平行な1組の軌道18
3(a)、(b)上に置かれる。パレットを進めるため
に、輸送キャリヤーばり179(a)は図31のBで示
された方向に駆動され、押しブロック184(a)、
(b)はパレット12(a)と係合して該パレットの位
置を以前の位置から新たに増大した位置にガイド軌道に
沿って進める。増大して進ませる量は用いられる成形型
除去装置の型により変化する。レーザ成形型除去装置
図27−30)を用いる場合には、パレットは増加す
るように進められ、全パレット長、それからパレット1
2(a)に担持された成形型アセンブリの対の中心間の
距離に等しい距離を進む。このことにより該レーザ成形
型除去装置が1対の成形型アセンブリをそれぞれが進行
しながら成形型除去することが可能となる。そして、最
後の対が成形型除去されたときに、新たなパレットが適
切な位置に進められる。
【0197】蒸気成形型除去装置(図33−43)が用
いられた場合には、蒸気成形型除去装置は1工程でパレ
ット全体の成形型除去を行うので、パレットは1回に1
パレットの割で順次進められる。パレット12(a)を
前進させた後直ちに、輸送キャリヤーばり179(a)
は、輸送キャリヤーばり179(a)(及びその上の押
しブロック)が図31で参照文字Aで示される水平方向
にパレットの下側のその元来の位置まで往復運動できる
ように、垂直方向にキャリヤーレール183(a)、
(b)の面の下に引っ込む。
【0198】水平方向にその元来の位置まで往復運動し
た後、輸送キャリヤーばり179(a)(及び押しブロ
ック184(a)、(b)、・・・等)は垂直方向のそ
の元来の位置、そこでは押しブロック184(a)、
(b)は、図11について上述したように、コンベア3
1(a)から新たに送られたパレット12(a)と係合
するまで伸張する。さらに、キャリヤーレール183
(a)、(b)上を進められた第一のパレット12
(a)は今や押しブロック184(b)、(c)の間で
係合する。二重動ばりコンベア180の輸送キャリヤー
ばり179(a)、(b)の連続的な往復運動により、
成形型除去アセンブリ90を通ってパレットの正確で連
続的な流れが保障される。
【0199】レーザ成形型除去 裏側の曲面の半成形型を加熱することにより、一方の表
面を他方の表面に対してずらすこととなる、より冷えた
レンズのポリマーに対して、加熱された成形ポリマーの
膨張に差が生じる。その結果生じる剪断力によって、重
合されたレンズ及びポリマーの付着が破壊され、成形部
の分離を助ける。成形部の表面間の温度勾配が大きくな
ればなるほど、剪断力が大きくなり、成形部の分離が容
易となる。この効果は、最大の温度勾配が存在するとき
に最大となる。時間が経つにつれ、裏側の曲面の半成形
型の部分からレンズポリマー及び表側の曲面の半成形型
の部分へ、また集合的に周囲の環境中への伝導により熱
が失われる。したがって、加熱された裏側の曲面の半成
形型は速やかに除去され、その結果エネルギーはほとん
どポリマーレンズに伝えられることが無く、該レンズの
熱による分解の可能性が回避できる。
【0200】本発明においては、裏側の曲面の半成形型
を加熱し、成形型アセンブリを除去する異なった2つの
方法による2個の実施例が開示される。これらの2個の
実施例の第一のものにおいては、裏側の曲面の半成形型
の加熱は、電磁放射源、望ましくは二酸化炭素( C
2)レーザを用いて半成形型の少なくとも一方に照射
する方法が採用される。該レーザは10.6ミクロン
(μm)の波長で80ワット(Watt)程度であるこ
とが望ましい。半成形型へのレーザの照射は0.5秒な
いし1秒間なされる。
【0201】レーザの場合には、中間赤外線及び紫外線
の両者で、レーザエネルギーがほぼ100%有効とな
る。というのは、ポリスチレン成形材料はほぼ100%
吸収し、入射光線の非常にわずかな部分のみが反射ある
いは散乱されるからである。この方法においては、大気
中に吸収されるエネルギーはほとんどあるいは全くな
く、それで試料のみが加熱される。
【0202】さらに、これらの周波数での成形材料の吸
収特性の故に、レーザエネルギーの大部分は材料中への
数波長の行程内に吸収されてしまう。この観点から、熱
は表面からの伝導のみにより伝達される。この理由によ
り、レーザ光線の最初の照射により、照射された成形型
の外表面とレンズに接する成形型の面との間に巨大な熱
勾配が形成される。
【0203】上述した目的は、望ましくは二酸化炭素レ
ーザの電磁線源を用いて、成形型部の少なくとも1個あ
るいは2本のビームに分離して同時に2個の裏側の曲面
の半成形型を加熱することによって達せられる。レーザ
は10.6μmの波長で成形型アセンブリ当たり80ワ
ット程度であることが望ましいことが実験で判明してい
る。成形型のレーザへの曝露は0.5秒ないし1秒間で
ある。
【0204】この出力範囲のレーザは流通ガスタイプ及
び封止レーザタイプの両者が利用できる。レーザ成形型
除去装置の好ましい実施例においては、Laser P
hotonics社のmodel580cwパルスレー
ザが図28に示すような光学列に組み立てられた。
【0205】図28を参照すると、入射光線400は図
示しないレーザにより発生される。該入射光線は、ま
ず、レーザ光線を収束させる平凸レンズ412を通過す
る。当業者には容易に理解できるように、上記に特定し
た波長のレーザ光線を用いる光学配列のレンズ他の光学
部品を構成するには、セレン化亜鉛が適当な材料であ
る。
【0206】レーザ光は、さらに、内部拡散器として機
能する積分器418に出会って拡散する。内部拡散器
は、レーザ光線を内部で散乱させ、より均一な光線を提
供するように機能する。レーザによって発生されたその
ままの光線においては、光線の断面の出力分布は典型的
には一定ではない。拡散器を用いない場合には、このこ
とにより被照射物上に高温のスポットと低温のスポット
とが発生することとなる。
【0207】望ましくない特性からレンズと成形型との
結合物のレーザエネルギーに対する不足したあるいは過
剰の曝露が帰結される。レーザ光線の断面方向にそのエ
ネルギーが均一でない場合には、同一の成形型上に両者
の効果が見出される。典型的なレーザ光線は該光線の断
面方向に2次元のガウス分布をしているので、拡散器は
このエネルギー分布を均一にする必要がある。
【0208】積分器418から出射された後、レーザ光
線は均一で弱く収束しており、ビームスプリッタ420
に入射する。ビームスプリッタ420は入射光のエネル
ギーの半分を透過させ、残りの半分を反射する。このビ
ームスプリッタ420で反射された入射光420の半分
は鏡24で反射され、最終的に1個のレンズと成形型と
のアセンブリ39(a)を照射する光線となる。ビーム
スプリッタ420で分離された残りの半分の光線428
は鏡430に入射し、反射されて他のレンズと成形型の
アセンブリ39(b)を照射する。
【0209】この望ましい実施例においては、2個の対
とされその間に重合したレンズを入れた半成形型が成形
型除去装置により同時に加熱を受けることができる。
【0210】本例においては、成形型に入射するレーザ
出力が望ましい80ワットとなるように使用するレーザ
は150ないし200ワットであることに注意せよ。
【0211】本実施例において、システム中の光学部品
の適当な配列を確保するために用いられるヘリウム・ネ
オンレーザ434が示されている。該ヘリウム・ネオン
レーザ434は、鏡438で主レーザ光線400により
用いられる光路方向に反射される光を発生する。配列レ
ーザ光線の主レーザ光線との交点で配列レーザ光線はビ
ームスプリッタ439に遭遇し、該ビームスプリッタ4
39により主レーザ光線と同一の光路に置かれる。
【0212】レーザを用いて裏側の曲面の半成形型部を
加熱した後表側の曲面の半成形型から裏側の曲面の半成
形型を取り除くための好ましい方法は、両成形型部間に
相対的伸張力を印可するべきであることが分かった。こ
の相対的伸張力を印可するために、表側の曲面の半成形
型は図27、29(a)及び29(b)に示した位置に
保持され、そこでは一対の薄い金属の指452、453
が軌道レール450、451及びパレット12(a)の
上方に固定できるように搭載され、取り外し作業中表側
の曲面の半成形型10をパレット12(a)に確保す
る。指453は逆T字形の部材であり、逆T字の一方の
フランジ453(a)で表側の曲面の半成形型10を確
保し、(図29(a)には示されていない)第二の表側
の曲面の半成形型と第二のフランジ453(b)で係合
する。第二のフランジ453(b)は第三のフランジ4
54と協働して第二の表側の曲面の半成形型を適正な位
置に確保する。
【0213】パレット12はレーザ成形型除去装置中を
順次進行するので、レール452ないし454は成形型
アセンブリ39の各列と順次係合して表側の曲面の半成
形型を確保する。裏側の曲面の半成形型のフランジ36
は(図27に図式的に示した)取り外し固定具448と
嵌合し、この取り外し固定具448はパレット12がキ
ャリヤーブロック184により定位置に進められたとき
にフランジ36の両側面と嵌合する。そこで、パレット
12(a)は停止し、一方取り外し固定具448は図2
の矢印F方向に軸456の周りに回転し、裏側の曲面
の半成形型30に引っ張り力を印可する。取り外し固定
具448の上側の部分は軸456の周りに回転すること
ができ、裏側の曲面の半成形型30のレーザへの曝露の
後指456、458は該裏側の曲面の半成形型を上方に
取り除く。次に、全体のアセンブリが、裏側の曲面の半
成形型を完全に取り除くために、図27に矢印「B’−
B”」で示したように、約10mm持ち上げられる。金
属指456、458がフランジ36の下に停止でき、後
ろに約18゜傾いたときに、取り除かれたレンズの全体
的な質とそれにより帰結される収率が、一方の側からた
だ持ち上げるだけでピボット点の軸を制御しない現在用
いられている取り外し方法に比べてよりよいことが判明
した。
【0214】上述したような機械的な補助が光線に曝露
した後に提供するのに最もよいことが確認された。曝露
と機械的な除去との間の時間がより短かったとしても何
等不利な効果は考えられないが、実際的な条件において
は、曝露と成形型の分離との間の時間は約0.2ないし
約1.5秒であろう。
【0215】裏側の曲面の半成形型の成形型除去のため
の望ましい配列がより十分に図30(a)、30(b)
及び30(c)に示されている。図30(a)は本成形
型除去装置の立面図、図30(b)は図30(a)の切
断線A−A’に沿って取った平面図、図30(c)は図
30(a)の切断線B−B’に沿って取った側面立面図
である。図30(b)に示すように、パレット12
(a)は複数の成形型除去サイクルの第二のサイクルに
あり、そこではレーザ光400は光線428及び422
からレーザマスク429及び423を介してパレット1
2(a)の中の成形型アセンブリの第2列に強い電磁エ
ネルギーを分配する。成形型アセンブリの第1列は、
27について図示しかつ説明した如く、取り外し固定具
448により成形型が除去されている。取り外し固定具
448はシャフト449によりジャーナルベアリング4
60内で一対のリンク461及び462により回転させ
られる。図30(c)に示したように、リンク462
は、ステッパモータ465のピニオンにより駆動される
ラック464により矢印E方向に引っ張られる。ステッ
パモータ465はそれによりシャフト449を図30
(c)図27の矢印Fで示した方向にほぼ18゜の円
弧を描いて回転させ、前側の曲面の半成形型10から後
ろ側の曲面の半成形型30を分離する。
【0216】取り外し機構である取り外し固定具448
とシャフト456とが回転した後、(基台469上に搭
載された)アセンブリ全体が、旋回可能な基台469上
に搭載されたローラーカムフォロワ468と係合した摺
動可能なカム467によりピボット点466の周りに、
矢印Gで示す上方向に持ち上げられる。摺動可能なカム
467は空気あるいは電気駆動モータ470により進め
られ、取り付けられた取り外し固定具448が、裏側の
曲面の半成形型を成形型アセンブリから切り離した後に
処分するために引っ込むことができるように、シャフト
449を約10mm上昇させる。
【0217】上述した構成要素の全てが、以下に詳細に
説明するように、分離した裏側の曲面の半成形型を処分
するためにX及びYの両方向に移動できる可動基台47
1上に搭載されている。取り外し固定具448が裏側の
曲面の半成形型をいったん分離し、取り外し固定具44
8がパレット12(a)から自由になるように持ち上げ
られると、基台471は空気駆動モータ472により
30(a)の矢印Hにより示したX軸に沿って右方向に
移動する。基台472は静止塔473から吊り下げら
れ、円柱塔475により軌道474に沿って往復運動す
るように設けられている。基台471は分離した裏側の
曲面の半成形型を廃棄容器76上に置くために矢印Hの
方向に移動する。同時に、くず処理機構477が空気モ
ータ478に持ち上げられて、取り外し固定具448の
表面に平行にかつその真下に置かれる。そこで、移動可
能な基台471は図30(b)の矢印「J」方向のY軸
に沿って移動し、分離した半成形型を取り外し固定具4
48からこすり落とし、それによりそれらを容器476
中に落下せしめ、真空線480により真空にされる。基
台471は、基台471上に固定できるように設けられ
た空気駆動モータ481によりY軸方向に移動させられ
る。基台471も往復運動するようにレール482、4
83により塔475上に設けられている。
【0218】次に、基台471は、図30(a)と30
(b)に示した矢印JおよびHと反対方向に、その元々
の位置にY軸に沿って戻り、かつX軸に沿って戻る。摺
動カム467は、次に、駆動モータ470により引っ込
められ、取り外し固定具448は、ステッパモータ46
5がシャフト449及び取り外し固定具448をその元
々の位置に戻す間、パレット12(a)上の位置に下が
ることができる。次に、レーザ400が付勢されてパレ
ット12(a)中の第2列の成形型アセンブリを加熱
し、そしてパレット12(a)は往復運動するキャリヤ
ーブロック184により取り外し位置に進められる。パ
レット12(a)は、該パレットの成形型取り外し動作
中の垂直運動及び全ての上下動、偏走、横揺れを防止す
るレール450、451により鋳型除去装置中コンベア
32(f)上に拘束される。
【0219】蒸気成形型除去 上側の曲面の半成形型を加熱して成形型アセンブリの成
形型除去を行うための二つの実施例の第二は蒸気を高エ
ネルギー熱源として用いる。第二の実施例の成形型除去
装置は、目用レンズを入れた複数のコンタクトレンズの
2本の平行な列の成形型除去を同時に行うために、全体
として、2個の本質的に等しい蒸気放出装置と、図11
に境界箱90として示された2個の連合した成形型除去
装置を備えている。平行なラインを2本用いることは生
産ラインの処理量を増大させる。二重動ばりコンベア1
80(a)、180(b)は、各12個の鋳型除去ステ
ーション内に重ね合わせるために個々の押しブロック1
84(a)、184(b)の間に一般的に描かれた個々
のパレットを運ぶ。
【0220】図11に示すように、二重動ばりコンベア
180(a)、180(b)は平行な1組の軌道から成
り、各軌道にはパレット12中に形成された溝28
(a)のそれぞれと結合するための1対の軌道リブが含
まれる。組み合わされたリブと各連結溝28(a)との
組は、成形型除去装置内で運ばれるときにパレットを一
列に保ち、また以下に詳細に説明するように、パレット
12のコンベアに対する全ての垂直運動を防止する。キ
ャリヤーブロック184は、成形型除去行程のためのコ
ンベア経路に沿ってパレットを正確に配置するための適
切な重ね合わせ手段を提供する。
【0221】成形型分離装置の成形型除去アセンブリ9
0のそれぞれは、レンズ成形型中に置かれた各コンタク
トレンズを物理的に曝して、レンズの水和のための(
11)に図式的に89で示した)水和ステーションまで
運ぶために、各コンタクトレンズ成形形11の前側の曲
面の半成形型10から裏側の曲面の半成形型30を物理
的に取り除く。この取り除く行程は、以下に詳細に説明
するように、注意深く制御された状態中で行われ、裏側
の曲面の半成形型30が、図32に図式的に示したレン
ズ成形型中に形成されたレンズ8の完全性を破壊するこ
となく、前側の曲面の半成形型から分離される。このこ
とを実現するために、成形型除去装置はまず各レンズ成
形型アセンブリの裏側の曲面の半成形型30を、該裏側
の曲面の半成形型30に所定量の熱、望ましくは蒸気の
形態での熱、を掛けることによりその各前側の曲面の半
成形型10から素早くかつ効果的に取り除くことができ
るように、準備する。
【0222】図33(a)ないし34(b)は、1個の
成形型取り外しアセンブリと、成形型アセンブリのパレ
ット12(a)をその上に有する1本の軌道180
(a)とを形象的にかつ一部断面で描いたものである。
この成形型取り外しアセンブリには、8本の蒸気排出ノ
ズル、その2本が527(a)、527(b)として描
かれている、を備えた蒸気排出装置528を担持した往
復運動するはり526が含まれる。この発明の実施化に
おいては、第二のノズルの組を有する別の成形型除去装
置が第二のコンベア軌道180(b)に設けられる。蒸
気成形型除去アセンブリである蒸気排出装置528に
は、分配マニホールドと(図示しない)蒸気熱源とに接
続された8本の蒸気ヘッドノズルが含まれ、その結果蒸
気はパレット12(a)上の各成形型アセンブリに同時
に供給される。熱を与えるために、往復運動するはり5
26は図33(a)の矢印Aの方向に下降し、その結果
蒸気ヘッドノズルが正確にそれぞれの成形型アセンブリ
と嵌合し、蒸気を注意深く制御した温度と継続時間とで
与えることができる。図33(a)は、パレット12
(a)上の成形型アセンブリと嵌合した蒸気ヘッドノズ
ル527(a)、(b)を2個のみ示している。
【0223】図36に全体的な正面平面図を示したよう
に、各蒸気排出装置528は全体的に、それぞれが各蒸
気排出装置528中の、パレット12中に置かれた各レ
ンズ成形型アセンブリの位置に対応した固定した位置に
設けられた複数の個々のノズルアセンブリである蒸気ヘ
ッドノズル527を備えている。したがって、望ましい
実施例においては、各蒸気排出装置528に置かれた8
本の独立したノズルが存在する。
【0224】各蒸気排出装置528及び蒸気ヘッドノズ
ル527は、コンベア180(a)、(b)に対して横
断する面内で動く第一の搭載基台526上で往復運動で
きるように設けられている。第一の搭載基台526は、
レンズ成形型アセンブリを担持したパレット12が蒸気
排出装置528の下で重ね合わせられる時間間隔だけ
の、図34(b)に示した第一の上側位置と、それによ
り各蒸気ヘッドノズル527が裏側の曲面の成形型30
の表面34に接近封止して該表面に蒸気を送れるように
重ね合わせられる図33(a)に示した第二の下側位置
との間で垂直方向に往復運動させられる。搭載基台52
6は、サーボモータにより駆動されるネジ及びナットの
複数のアセンブリにより往復運動するように駆動され
る。
【0225】蒸気排出装置528の詳細な正面立面図を
図36に示す。図36には、カバーアセンブリ650、
2個の蒸気取り入れ口のそれぞれから8個の独立した蒸
気ヘッドノズル527に蒸気を分配するための、カバー
アセンブリ650のすぐ下に置かれた蒸気分配マニホー
ルド630、蒸気を作用させている間裏側の曲面の半成
形型の表面に当てた蒸気圧を除去し調整するための、蒸
気分配マニホールド630のすぐ下に置かれた凝縮マニ
ホールド640、及び本蒸気排出装置528中の個々の
蒸気ヘッドノズル527と2個の蒸気取り入れ口弁67
6(b)、676(a)を保持するための保持板660
も示す。蒸気取り入れ口弁676(b)(及び676
(a))は、プレナム669を介して蒸気取り入れ管6
70と連通し、圧力の掛けられた蒸気を蒸気分配マニホ
ールド630に供給する。さらに、(図示しない)真空
源が適当な配管672を介して、蒸気を取り除き蒸気の
放出中裏側の曲面の半成形型に当てる蒸気圧を調整する
ために、入口671で凝縮マニホールド640に接続さ
れている。蒸気排出装置528の蒸気分配マニホールド
630の上から見た平面図を図38に示す。図38に示
すように、蒸気分配マニホールド630は、それぞれが
各蒸気ヘッドノズル527を締める1組の8個の中空の
ボア660と、各蒸気取り入れ口弁676(a)、67
6(b)を締める中空のボア666(a)、(b)とを
備えている。各ボア666(a)、(b)は、それから
伸びて、以下に詳細に説明する各ノズルに蒸気を供給す
るための各独立した蒸気排出ノズルアセンブリの中心軸
ボアと連通している4個の導管668を備えている。
【0226】蒸気排出装置528の凝縮マニホールド6
40の上から見た平面図を図39に示す。図39に示す
ように、凝縮マニホールド640も、蒸気排出装置のボ
ア660と一軸上に揃えて設けられた1組の中空ボア6
61と、各蒸気取り込み口弁676(a)、676
(b)を収容するための、蒸気排出装置のボア666
(a)、(b)と一軸上に揃えて設けられたボア666
(c)、(d)を備えている。各ボア666(c)、
(d)は、それから伸びて、以下に詳細に説明するよう
に、蒸気を取り除くための各独立した蒸気排出ノズルア
センブリ572の中空の環状環と連通している4個の導
管を備えている。凝縮マニホールド640は、真空源を
入口671で4個の中空ボア661及び各独立した蒸気
ヘッドノズル527の中空環状環とその中に置かれたと
きに連通するチャンネル665も規定する。
【0227】蒸気取り入れ口弁676(b)(676
(a))の詳細な断面図を図40に示す。100゜Cの
蒸気が、図40の矢印Bで示したように中心軸ボア64
1を通って適当な蒸気源から取り入れられ、該弁がその
中に取り付けられたときに蒸気分配マニホールド630
の導管668と放射状に整列される放射状ボア651に
分配される。したがって、蒸気は放射状ボア651から
導管668を介して個々の蒸気ヘッドノズル527のそ
れぞれに分配される。他の実施例においては、放射状ボ
ア651は、蒸気取り入れ口弁の中心ボア641及び蒸
気分配マニホールド630の各導管668と連通する中
空の環状ボア651と置き換えることができる。蒸気取
り入れ口弁676(b)(676(a))には円周部が
環状の窪み659が設けられている。窪み659は、該
弁が蒸気排出装置中に固定されたときに、該弁は、4個
のボア661、チャンネル665及び凝縮マニホールド
640の各導管669と一直線上に整列する。該マニホ
ールド中の蒸気圧を開放するために入り口671が真空
にされたときに、配管665、窪み659及び導管66
9は一直線上に揃うので、蒸気ヘッドノズル527のそ
れぞれが真空になることが保障される。蒸気取り入れノ
ズルであるボア666(a)(666(b))を取り囲
む1組のOリング677(a)、(b)、(c)が設け
られ、このOリングはEDPM又は他の適当なポリマー
で形成され、本蒸気排出装置の各マニホールド内に固定
されたときに密閉する封止を行う。
【0228】個々の蒸気ヘッドノズル527の詳細な断
面図を図37に示す。該ノズル527には、蒸気分配マ
ニホールド630から受け入れた蒸気を排出するために
該ノズルの底部661に配置された排出口642を形成
する中心軸ボア641が含まれる。図38について上述
したように、個々の蒸気ヘッドノズル527の中心軸ボ
ア641は蒸気分配マニホールド630の各導管668
から加圧された蒸気を受け入れる。そこから伸張し、そ
の中の2個643(a)、643(b)が図37中に示
され、排出口642の周りに同心円上に配置された解放
口664(a)、944(b)で終結する複数のボア6
41を備えた中空環状環671が中心軸ボア641を取
り囲んでいる。各ノズル527の環状環671は、真空
源からの真空状態がノズル527のボア643(a)、
(b)に供給できるように、凝縮マニホールド640の
ボア661及び各導管669と連通する。動作中は、解
放口644(a)、(b)は、裏側の曲面の半成形型の
表面に排出口642を介して蒸気が当てられたときに、
該蒸気を同時に排気する。
【0229】蒸気ヘッドノズル527の物理的大きさは
図37に示したものが最良である。該ノズル527は、
その頂面に排出蒸気の入口を有する円筒形の上端662
を本質的に備えている。上端よりも径の小さな円筒形の
下端661は排出口642と解放口644(a)、
(b)とを有する。排出口642と解放口644
(a)、(b)が、裏側の曲面の半成形型の表面に蒸気
を直接当てるために図33(a)に示した裏側の曲面の
半成形型30の窪んだ表面34内に突出するように、ノ
ズル527の下端の径は設計されている。裏側の曲面の
半成形型30中に突出するノズル527の長さはほぼ1
mmないし2.5mmである。
【0230】図37には、搭載ヘッドアセンブリ667
(a)、(b)の蒸気凝縮マニホールド630、640
の中空ボア内にノズル527が位置したときに密閉封止
をなすための、EDPM又は他の適当なポリマーで構成
できるOリング663(a)、(b)、(c)が該ノズ
ルの上端及び下端の周囲を取り巻いているのが示してあ
る。以下に更に詳細に説明するように、ノズル527が
裏側の曲面の半成形型30方向に移動したときに、ノズ
ルの下端661のOリング663(c)は半成形型30
の外面34と共に封止を形成する。Oリング663
(c)と半成形型30とで形成する封止は、ノズル52
7と半成形型30との間の加熱室を創り出し、中央排出
口642から排出された蒸気が半成形型30の外面34
に沿って均一に分配することが可能となり、それにより
コンタクトレンズに隣接する裏側の曲面の半成形型30
の面34の部分に沿って均一な温度特性が保障される。
かくして、均一な温度勾配が背面の曲面のレンズの成形
型の表面34とコンタクトレンズ101との間に創り出
され、成形型除去アセンブリ90中のコンタクトレンズ
101からの裏側の曲面の半成形型30の分離が容易と
なる。さらに、真空排気ポートである解放口644
(a)ないし644(d)及びOリング663(c)
(並びに裏側の曲面のレンズの半成形型の表面と共に作
られた封止)とにより裏側の曲面の半成形型の表面上に
水の凝縮が形成されることが防止される。100゜Cの
蒸気が約2ないし4秒間解放口644(a)、(b)か
ら、蒸気レンズ成形型の表面から同時に蒸気を除去しな
がら排出される。
【0231】図36に示したように、蒸気排出装置のカ
バーアセンブリ650には、ノズル527を該ノズルの
表面に水の凝縮が形成されないような温度に保ち背面の
曲面の半成形型の表面34に水の凝縮が形成されるのを
防止するのを助ける(図示しない)1個以上のヒータカ
ートリッジを収容するボアが含まれる。ヒータカートリ
ッジの温度はノズルの温度を100゜C以上に維持する
ようプログラムするのが望ましい。図36の正面立面図
に示したように、カバーアセンブリ650は、適当なヒ
ータケーブル656(a)、(b)に接続された2個の
ヒータカートリッジ引き入れ口653(a)、(b)を
カートリッジとともに収納する。
【0232】図33(a)に示したように、蒸気ヘッド
ノズル527(a)、(b)が個々のレンズ成形型の裏
側の曲面に蒸気を排出している間に、取り外し具の組5
30(a)、530(b)を、パレット12(a)の一
方の側に置かれた4個のレンズ成形型のそれぞれに対し
て各表側及び裏側の曲面間に形成された空隙の間に挿入
するために、矢印Bに示したように、空気駆動モータ5
32、533により伸張する。同様に、取り外し具の第
二の組530(c)、530(d)を、パレット12
(a)の反対側に置かれた4個のレンズ成形型のそれぞ
れに対して各表側及び裏側の曲面間に形成された空隙の
間に挿入するために、矢印B’の方向に、駆動モータ5
34、535により伸張する。
【0233】次に、図33(b)に示したように、正確
に制御された量の蒸気を吐出した後、蒸気排出装置52
8及び蒸気ヘッドノズル527は、図33(b)に矢印
Dで示したように、空気駆動により引っ込む。このこと
により、吸い上げカップアセンブリユニット590を図
示の如くパレット12(a)と整列させることができ
る。図41ないし43に示すように、各吸い上げカップ
アセンブリ590には、蒸気排出ノズル527(a)、
(b)が引っ込んだときにパレット上の対応する裏側の
曲面の成形型アセンブリと正確に嵌合させるための(全
体的に585で示す)8個の吸い上げカップが含まれ
る。
【0234】図41ないし43に示すように、図33
(b)ないし34(b)に示した吸い上げカップアセン
ブリユニット590は、可動基台582上に設けられ、
該可動基台ごとパレット及び成形型アセンブリに対して
垂直及び水平方向に往復運動する。図41ないし43
詳細図に示したように、各吸い上げアセンブリユニット
590は、各パレットの個々のコンタクトレンズ成形型
と1体1対応させて置かれた吸い上げカップ585を収
納する脚589(a)、(b)を有する搭載ユニット5
88を備えている。かくして、図42に示したように、
各脚589(a)、(b)は、各裏側の曲面のレンズの
成形型を把持するために互いに離れた4個の吸い上げカ
ップ585を有している。全体的に前述したように、吸
い上げカップアセンブリユニット590(a)、(b)
は、以下に詳細に説明するように、取り外し動作の後対
応するレンズ成形型の各裏側の曲面の半成形型30を真
空把持する。搭載ユニット588と脚589(a)、
(b)は、固定されたガイド台582に沿って従来から
の空気力手段によって往復運動する。真空吸い上げは
41に示した導管591を介して複数の吸い上げカップ
585のそれぞれに提供される。
【0235】望ましい実施例においては、図11の図式
的立面図に示した成形型除去アセンブリ90の取り外し
具は、図35の平面図についてさらに詳細に説明する。
図示したように、2組の対になった取り外し具530
(a)−(d)及び540(a)−(d)がそれぞれそ
れぞれのパレットコンベア180(a)、180(b)
の対向する側に配列されている。図35に示すように、
取り外し具の第一の組530(a)、(b)及び第二の
組530(c)、(d)は、コンベア180(a)上の
それぞれ反対側に配置され、これにより、コンベア18
0(a)上の破線の中心線により示した、正しく置かれ
たパレット12中に置かれた8個のレンズの成形型アセ
ンブリのそれぞれに対して前側の曲面の半成形型から裏
側の曲面の半成形型を取り除くことが可能となる。取り
外し具の各組530(a)、(b)及び530(c)、
(d)には、ここで詳細に説明するように、互いに垂直
方向に離れて置かれた上方と下方の指が含まれる。上方
の取り外し具530(a)には、4個の湾曲部すなわち
レンズ受け入れ領域570を形成する複数の指516が
含まれ、下方の取り外し具530(b)には4個の湾曲
部すなわちレンズ受け入れ領域を形成する複数の指51
5が含まれる。同様に、取り外し具540(a)、
(b)の第一の組と取り外し具540(c)、(d)の
第二の組は、それぞれコンベア180(b)の反対側に
配置され、コンベア180(b)の破線の中心線により
示したように、正しく置かれたパレット中の8個のレン
ズ成形型アセンブリのそれぞれに対して、裏側の曲面の
半成形型を表側の曲面の半成形型から取り除くことが可
能となる。以下の説明は、取り外し具の1対の群、例え
ば530(a)、(b)、及び530(c)、(d)、
に向けられているが、しかし以下の説明は、コンベア1
80(b)上で運ばれるパレットに対する他方の対とな
った取り外し具の群540(a)−(d)に等しく適用
できることを理解すべきである。
【0236】図32図33(a)の側面図に詳細に示
したように、取り外し指516の一番上の群は取り外し
指の底の群515の真上に配置され、裏側の曲面の半成
形型30の周囲のフランジ部36と表側の曲面の半成形
型10の周囲のフランジ部18との間で規定される、
32に示した、空隙A中に同時に挿入できる。取り外し
具530(a)、(b)の一番上と底の指515、51
6はさらに、以下に詳細に説明するように、取り外し動
作を実行するために、相互に対して垂直方向に往復運動
できる。
【0237】図33(a)に更に示したように、取り外
し具530(a)、(b)の各組は、取り外し具の底の
組の指515がレンズ成形型の表側の曲面の環状フラン
ジ部18をパレットの表面に引っかけ、取り外し具の一
番上の組の指516が垂直駆動手段の作用によりはり5
26を図34(a)の矢印Cの方向に持ち上げ、そして
成形型アセンブリの裏側の曲面の半成形型30を表側の
曲面の半成形型10からコンタクトレンズの完全性ある
いは成形型のいずれかを破壊することなく分離する(
34(a)及び(b))ような方法で挿入される。
【0238】図34(a)に示した成形型分離工程の
間、吸い上げカップアセンブリ590に対する真空吸い
上げが付勢され、各コンタクトレンズをその中に保持
し、取り外し指515の低い方の群により引っかけられ
ている各表側の曲面の半成形型10から各裏側の曲面の
半成形型30を離すように付勢するために、図35に示
した複数の指516を有する取り外し具530(a)、
530(c)の一番上の組が、垂直方向の駆動手段によ
り取り外し具530(b)、530(d)の低い方の群
から分離させられる。
【0239】図32に示したように、取り外し指515
及び516間の制御された持ち上げ力の使用は、凸状部
を内側に反らせる傾向があり、これにより、参照番号8
(a)、8(b)で示すように、裏側の曲面のレンズの
左右両側の分離が開始される。このことは、次には、裏
側の曲面の半成形型の凸状の表面に沿って下方向に進む
材料中での定在波8(c)を起こす。裏側の曲面の半成
形型の上方への移動が材料中での定在波の下方への伝搬
速度を超えないならば、裏側の曲面の半成形型はレンズ
を引き裂くことなくきれいに持ち上げられるであろう。
【0240】裏側の曲面の半成形型30が持ち上げられ
て自由になると、裏側の曲面のフランジ36のコロナ処
理又は表側の曲面の半成形型10の表面活性剤処理によ
って裏側の曲面の半成形型上に優先的に保持されるHE
MA環13が付着している。
【0241】したがって、裏側の曲面の半成形型30は
それぞれの表側の曲面の半成形型10から有効に取り除
かれ、独立した吸い上げカップ585により保持され
る。
【0242】最後に、図34(b)に示したように、取
り外し具の上方と下方の組530(a)、530(c)
及び530(b)、530(d)が図34(b)に矢印
E及びFで示した対向した横方向に引っ込み、今や8個
までの表側の曲面のレンズの半成形型とその中のコンタ
クトレンズとを入れた各パレット12(a)を二重動ば
り180により鋳型除去アセンブリから運び出すことが
できる。吸い上げカップ585は、対応する独立した裏
側の曲面の半成形型を廃棄のために保持する。つまり、
吸い上げカップアセンブリ590はその元々の位置に引
っ込み、そして移動された裏側の曲面のレンズ半成形型
を解放できるようにそこから取り除く。分離された裏側
の曲面の半成形型は引っ込んだ位置でごみ入れ中に落と
され、(図示しない)真空線により排気のために吸い取
られる。
【0243】成形型アセンブリが成形型除去装置90中
で分離された後、重合したコンタクトレンズを中に有す
る表側の曲面の半成形型は、水和、該表側の曲面の半成
形型からの成形型除去、検査及び梱包のための水和ステ
ーションに順次移送される。図11に示したように、引
っ込むことのできるアーム202(a)を備えた二重押
し器202が設けられ、二重動ばり180の各移送キャ
リヤーからコンベア31(d)へのパレット12(a)
の運動を水和室へ移送するために移す。水和質への移送
に先立って、例えば裏側の半成形型が対応する表側の半
成形型から分離されていないなどの何らかの過ちが発生
したかどうかを決定するために、パレットを入れた半成
形型の完全性が検査される。パレットは、何らかの過ち
が存在するかどうか決定するために適切に検出される上
流のクランプ顎207(a)、(b)の間にまずクラン
プされる。パレットを拒絶すべき何らかの誤りが見出さ
れた場合には、その特定のパレットとその中の内容物と
が、図11に示すように、コンベア31(d)から再循
環コンベア31(e)に押し器アセンブリ80によって
移送される。クランプ顎207(a)、(b)は拒絶さ
れたパレットを解放し、押し器アーム80が該パレット
を再循環コンベア31(e)へ押しやり、そこで拒絶さ
れたパレットは表側の曲面の半成形型供給コンベア27
に運び戻される。上述したように、このコンタクトレン
ズ生産ライン設備には、拒絶されたパレットが元へ循環
している間あるいは表側の曲面の半成形型供給コンベア
27上にある間に該拒絶されたパレット12(a)から
成形型アセンブリを取り除くための(図示しない)吸い
上げ穴装置が含まれる。
【0244】成形型除去コンタクトアセンブリを入れた
パレットが拒絶されなかった場合には、それらは交互に
クランプ顎207(a)、(b)によりクランプされ、
水和アセンブリ89への受け渡しのための移送押し器ア
センブリ206にコンベア31(d)により対のものと
して運搬される。移送押し器アセンブリ206に入る前
に、上流のクランプ顎209(a)、(b)は、一対の
パレットをその後ろに溜めることができるようにするた
めに、一時的にパレットをクランプする。制御手段によ
り制御されたときに、クランプされたパレットは解放さ
れて、2個のパレット12(a)、12(a’)を移送
押し器206の往復運動可能な押し器アーム210との
調整のために前方に運ぶことができる。次に、駆動手段
211は、成形型アセンブリを水和室89へ移送するた
めに4個のパレットまで収容するために、押し器アーム
210が2個のパレットを、特に平坦な皿部を有するパ
レット216を、移送装置215の方に押しやることを
可能とする。第一組のパレットがプレート219上に置
かれた後、押し器アーム210はその元々の位置に戻り
第二の組の2個のパレットを受け入れる。押し器アーム
210は、次に、第二の組の2個のパレットを移送押し
器216のプレート上に置くことが可能となり、第一の
組のパレットをプレート上に進めさせることとなる。
11は、押し器アーム210により一時に2個のパレッ
トがそこに押された4個のパレットを入れた移送パレッ
ト216の平坦なプレート219を示す。
【0245】図11に示したように、移送パレット21
0は軌道218(a)、(b)上で水平方向の往復運動
をするように設けられている。安定した状態の動作で
は、(図示しない)適当な駆動手段により、移送パレッ
ト216と4個のパレットを担持したプレート219と
が、軌道218(a)、(b)を横切って図11の矢印
Kにより示した方向で水和室89方向へ水和アセンブリ
移送点219(b)に達するまで移動することが可能と
なる。水和アセンブリ移送点219では、重合したコン
タクトレンズを入れた表側の曲面の半成形型が移送室に
有効に移送される。移送パレット216が移送点219
(a)に達した後、水和室89の(図示しない)真空把
持マトリックスが、移送パレット216上の4個のパレ
ットから一時に32個までの表側の曲面の半成形型が移
動させるよう付勢され、該マトリックスをイオン化され
ていない水槽に移送する適当な受け入れ装置へそれらを
移送する。移送パレット216及び空のパレット12
(a)を担持したプレート219は、図11中に矢印M
で示した方向に軌道218に沿ってその元の位置に戻る
ように移動する。表側の曲面の半成形型を入れた到来す
る新しいパレットの組が押し器アーム210によりプレ
ート219上に押し出されたときに、空のパレットはプ
レート219から戻りコンベア31(f)に移動する。
すなわち、押し器アーム210はプレート219上の新
しいパレット12(a)の第一の組を押して、第一の組
の2個の空のパレットを、プレート219を出て、表側
の曲面のコンベア27の拾い上げ点まで循環して戻るた
めにコンベア31(f)と係合させる。同様に、押し器
アーム210は第二の組の新しいパレット12(a)を
プレート219上に押しやり、これにより第一組の前に
置かれた新しいパレットがプレート219上に進み、第
二の組の2個の空のパレットがプレート219を出て表
側の曲面供給拾い上げ点へ再循環するためにコンベア3
1(f)と係合できる。
【0246】図11に示したように、戻しコンベア31
(f)は、表側の曲面の半成形型の拾い上げ点へ一度に
2個の空のパレットを戻すために表側の曲面の半成形型
供給コンベア27と接続する。往復運動する押しアーム
224を有する適当な押し手段222が、新しいパレッ
トが上述した方法で新しい8個の表側の曲面の半成形型
の組を受け入れるために表側の曲面射出成形型アセンブ
リ20に運ばれる供給コンベア27上にパレットを押し
出す。
【0247】この発明の具体的な実施態様は次の通りで
ある。 (1)上記第一の半成形型への堆積に先立って上記ヒド
ロゲルをガス抜きするための手段を更に備えた請求項1
ないし4のいずれか1項記載のコンタクトレンズの自動
成形装置。 (2)上記移送手段と上記半成形型とを不活性ガス雰囲
気で囲い込む囲い込み手段を更に備えた請求項1ないし
4のいずれか1項記載のコンタクトレンズの自動成形装
置。 (3)少なくとも450゜F(232゜C)で3ないし
12秒周期以上上記第一及び第二の半成形型を射出成形
するための第一の成形手段を更に備えた上記実施態様
(2)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (4)上記半成形型を上記第一の成形手段から上記移送
手段及び上記不活性ガス雰囲気中に15秒以下で移送す
るためのロボット手段を更に備えた上記実施態様(2)
記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (5)上記第二の自動化したステーションは、全ての過
剰なヒドロゲルを除去し、上記成形型を強く固定かつ整
列させるために真空下で、該成形型を共にクランプする
ためのクランプ手段を更に備えた請求項1ないし4のい
ずれか1項記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (6)各半成形型がフランジ部材を有し、上記コンタク
トレンズの自動成形装置は、上記半成形型の組立に先立
って上記第一の半成形型の上記フランジ部材に界面活性
剤を塗布するためのステーションを更に備えた請求項1
ないし4のいずれか1項記載のコンタクトレンズの自動
成形装置。 (7)上記第一の半成形型を上記移送手段によりパレッ
ト上に乗せて上記第一及び第二の自動化したステーショ
ンに移送する請求項1ないし4のいずれか1項記載のコ
ンタクトレンズの自動成形装置。 (8)上記パレットが、上記半成形型の組立に先立って
上記パレットを正しく配置するために上記第二のステー
ションと協働する配置手段を更に備えた上記実施態様
(7)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (9)上記パレットが、真空中での組立を可能とするた
めに上記第二の自動化したステーションに形成された周
辺封止と協働する周辺封止領域を備えた上記実施態様
(8)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (10)上記移送手段は上記第二の半成形型のための独
立したパレットを更に備え、上記第一の半成形型を有す
るパレットは第二の半成形型を有するパレットと交互に
配置される上記実施態様(7)記載のコンタクトレンズ
の自動成形装置。
【0248】(11)上記第二の自動化したステーショ
ンは、パレット間を循環し、第一の循環サイクルでパレ
ットから第二の半成形型をつまみ上げ、第二の循環サイ
クル中に上記第二の半成形型を上記第一の半成形型上に
堆積して上記成形型を組み立てる上記実施態様(10)
記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (12)上記組立ステーションは、更に(i)一列に並
べられた第一及び第二の半成形型を取り囲み、それによ
り上記半成形型の周りを真空に引くことを可能にするハ
ウジング部材と、(ii)往復運動軸に沿って上記第二
の半成形型を往復運動させ、上記真空に引かれ続けられ
ている間、上記第二の半成形型を上記第一の半成形型に
対して所定の圧力でクランプするための第三の手段とを
備えた請求項1記載のコンタクトレンズの自動成形装
置。 (13)上記組立手段は、更に(i)一列に並べられた
第一及び第二の半成形型を取り囲み、それにより上記半
成形型の周りを真空に引くことを可能にするハウジング
部材と、(ii)往復運動軸に沿って上記第二の半成形
型を往復運動させ、上記真空に引かれ続けられている
間、上記第二の半成形型を上記第一の半成形型に対して
所定の圧力でクランプするための第三の手段とを備えた
請求項2ないし4のいずれか1項記載のコンタクトレン
ズの自動成形装置。 (14)上記ハウジング部材と上記第三の手段とが平行
軸に沿って往復運動する上記実施態様(12)記載のコ
ンタクトレンズの自動成形装置。 (15)上記第三の手段が、上記パレットに担持された
各第二の半成形型のための独立した往復運動部材を備え
た上記実施態様(14)記載のコンタクトレンズの自動
成形装置。 (16)各往復運動部材が、上記第二の半成形型と嵌合
するための固定手段と、上記往復運動部材と上記第二の
半成形型との間を真空に引いてそれにより上記往復運動
部材が上記第二の半成形型をその組み立てられたパレッ
トから持ち上げることを可能とする真空ポートとを備え
た上記実施態様(15)記載のコンタクトレンズの自動
成形装置。 (17)上記往復運動部材のそれぞれが共通の空気プレ
ナムから上記第三の手段に対して独立に付勢されて独立
に往復運動できかつ共通の所定の圧力で各往復運動手段
によりクランプできる上記実施態様(16)記載のコン
タクトレンズの自動成形装置。 (18)上記ハウジング部材は、上記第三の手段に対し
て往復運動でき、かつ該第三の手段に対して第一の位置
に弾性的に付勢されている上記実施態様(17)記載の
コンタクトレンズの自動成形装置。 (19)上記ハウジングと上記第三の手段との間の上記
弾性付勢により、上記半成形型の組立中上記ハウジング
部材中を真空に維持するために所定の大きさの押しつけ
る付勢力が実現される上記実施態様(18)記載のコン
タクトレンズの自動成形装置。 (20)上記第一の手段が、上記第一及び第二の半成形
型が共にクランプされている間に上記重合可能なヒドロ
ゲルを早期硬化するための放射エネルギー源を備えた請
求項1記載のコンタクトレンズの自動成形装置。
【0249】(21)上記第一の手段が上記組立ステー
ション中に設けられ、該組立ステーションの一部の境界
を定め、かつ上記コンタクトレンズの自動成形装置は更
に早期硬化ステーションを備え、該早期硬化ステーショ
ンは、上記第一及び上記第二の半成形型を共にクランプ
するための第二の手段と、上記第一及び第二の半成形型
が共にクランプされている間上記重合可能なヒドロゲル
を前硬化するための放射エネルギー源とを備えている請
求項1記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (22)上記第一の手段が上記組立ステーション中に設
けられ、該組立ステーションの一部の境界を定め、かつ
上記コンタクトレンズの自動成形装置は更に早期硬化ス
テーションを備え、該早期硬化ステーションは、上記第
一及び上記第二の半成形型を共にクランプするための第
二の手段と、上記第一及び第二の半成形型が共にクラン
プされている間上記重合可能なヒドロゲルを前硬化する
ための放射エネルギー源とを備えている請求項3記載の
コンタクトレンズの自動成形装置。 (23)上記早期硬化工程中上記ヒドロゲルが受けるエ
ネルギーの量を変化させるための制御手段を更に備えた
上記実施態様(21)記載のコンタクトレンズの自動成
形装置。 (24)クランプするための上記第二の手段が、上記半
成形型と上記放射エネルギー源との間に配置された往復
運動するクランプ部材を備えた上記実施態様(23)記
載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (25)上記移送手段が、上記半成形型が曝露位置に移
動したときに上記弾性クランプ部材と弾性的に嵌合する
ように該半成形型を移動させる上記実施態様(21)又
は(22)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (26)上記弾性クランプ部材が上記放射エネルギー源
上に設けられ、該放射エネルギー源は上記半成形型が曝
露位置に移動したときに上記弾性クランプ部材が該半成
形型と弾性的に嵌合するように上記弾性クランプ部材を
移動させる上記実施態様(21)又は(22)記載のコ
ンタクトレンズの自動成形装置。 (27)上記弾性クランプ部材が、重合されるコンタク
トレンズの径よりも大きな環状の径を有する環状のシリ
ンダーを備えた上記実施態様(24)記載のコンタクト
レンズの自動成形装置。 (28)上記環状シリンダーは上記半成形型と嵌合する
ように弾性的に付勢されている上記実施態様(27)記
載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (29)上記クランプ圧が0.5ないし2.0Kgfで
ある上記実施態様(28)記載のコンタクトレンズの自
動成形装置。 (30)上記化学作用線は320ないし390nmの紫
外線灯により放射される上記実施態様(26)記載のコ
ンタクトレンズの自動成形装置。
【0250】(31)上記移送手段が、上記パレットを
上記第二の手段と嵌合するように持ち上げる複数の持ち
上げ支柱を備えた上記実施態様(25)記載のコンタク
トレンズの自動成形装置。 (32)上記コンタクトレンズ成形型が、第一の半成形
型と第二の半成形型を備え、各半成形型は、紫外線を透
過する熱可塑性のポリマーでできた構成物から成り、該
構成物は、凹状表面と凸状表面と円周縁との境界を画す
中央の湾曲領域を有し、上記凹状表面と上記凸状表面の
少なくとも一つの少なくとも中心部は、上記成形型アセ
ンブリ中に作られるコンタクトレンズのそれぞれ表側又
は裏側の曲面の大きさを有し、かつ上記表面に接触した
上記重合可能な成分の重合により形成されるコンタクト
レンズの表面が光学的に受け入れることができるように
十分になめらかであり、上記構成物は、上記円周縁と共
に全体を構成しかつ該円周縁を取り巻き更にそこから上
記凹状表面の軸に直交する平面内に伸張した環状フラン
ジを更に有している請求項1記載のコンタクトレンズの
自動成形装置。 (33)上記コンタクトレンズ成形型が、第一の半成形
型と第二の半成形型を備え、各半成形型は、紫外線を透
過する熱可塑性のポリマーでできた構成物から成り、該
構成物は、凹状表面と凸状表面と円周縁との境界を画す
中央の湾曲領域を有し、上記凹状表面と上記凸状表面の
少なくとも一つの少なくとも中心部は、上記成形型アセ
ンブリ中に作られるコンタクトレンズのそれぞれ表側又
は裏側の曲面の大きさを有し、かつ上記表面に接触した
上記重合可能な成分の重合により形成されるコンタクト
レンズの表面が光学的に受け入れることができるように
十分になめらかであり、上記構成物は、上記円周縁と共
に全体を構成しかつ該円周縁を取り巻き更にそこから上
記凹状表面の軸に直交する平面内に伸張した環状フラン
ジを更に有している請求項2ないし4のいずれか1項記
載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (34)上記半成形型のそれぞれが、上記凹状表面の軸
に垂直な面内にあって上記フランジから伸張している全
体的に三角形のタブを更に有し、上記構成物が熱をそこ
を迅速に透過させるのに十分なだけ薄く、上記成形型ア
センブリから上記半成形型を分離するのに掛ける取り外
し力に有効に耐え得るだけ堅い上記実施態様(32)記
載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (35)各半成形型の表面が本質的に酸素を含んでいな
い上記実施態様(32)記載のコンタクトレンズの自動
成形装置。 (36)上記熱可塑性ポリマーがポリスチレンである上
記実施態様(32)記載のコンタクトレンズの自動成形
装置。 (37)各半成形型が本質的に均一な厚さを有している
上記実施態様(32)記載のコンタクトレンズの自動成
形装置。 (38)上記凸状表面の中心部は、該凸状表面に接して
いる重合可能な成分の重合により作ることができるコン
タクトレンズの裏側の曲面の大きさであり、かつ上記凸
状表面は、上記裏側の曲面が目に快適に装着できるよう
なだけ十分になめらかである上記実施態様(32)記載
のコンタクトレンズの自動成形装置。 (39)上記第一の半成形型の少なくとも1個の表面に
界面活性剤を付与するために上記第一及び上記第二のス
テーションの間に配置され、そこで上記界面活性剤が上
記第一及び第二の半成形型間を分離するのを助け、上記
第一の半成形型の上記少なくとも1表面に付着した全て
の過剰なポリマーの成形材料を除去するのを可能にす
る、第三の自動化されたステーションを更に備えた請求
項1記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (40)上記第一の半成形型の少なくとも1個の表面に
界面活性剤を付与するために上記第一及び上記第二のス
テーションの間に配置され、そこで上記界面活性剤が上
記第一及び第二の半成形型間を分離するのを助け、上記
第一の半成形型の上記少なくとも1表面に付着した全て
の過剰なポリマーの成形材料を除去するのを可能にす
る、第三の自動化されたステーションを更に備えた請求
項2ないし4のいずれか1項記載のコンタクトレンズの
自動成形装置。
【0251】(41)上記第三の自動化したステーショ
ンは、(a)上記移送手段の上部に間隔を隔てて配置さ
れ、上記少なくとも1個の第一の半成形型と垂直方向に
一直線上に配列した位置に置くことができる少なくとも
1個のスタンプを備えたスタンプ手段と、(b)上記ス
タンプを界面活性剤で塗布する手段と、(c)上記少な
くとも1個のスタンプの表面活性剤で濡れた表面部分が
上記界面活性剤をそこに塗布できるように上記第一の半
成形型の少なくとも1表面に接触する程度まで上記スタ
ンプ手段を下方に変位させる上記スタンプ手段のための
付勢手段とを備えた上記実施態様(39)記載のコンタ
クトレンズの自動成形装置。 (42)上記第三のステーションが、上記スタンプ手段
と上記少なくとも1個の第一の半成形型との間に間挿す
ることができる界面活性剤を含んだパッド部材と、上記
コンタクトレンズの自動成形装置中のその介在位置から
上記スタンプ手段と上記少なくとも1個の第一の半成形
型との間で該パッド部材を変位させるための手段とを更
に備えた上記実施態様(41)記載のコンタクトレンズ
の自動成形装置。 (43)前記第三のステーションが、上記パッド部材を
上記スタンプ手段の下に交互に配置し、該パッド部材を
その上記コンタクトレンズの自動成形装置中の位置から
引っ込め、上記少なくとも1個のスタンプが下方に進ん
で上記少なくとも1個の第一の半成形型の上記少なくと
も1個の表面と接触できるようにするための操作手段を
備えた上記実施態様(42)記載のコンタクトレンズの
自動成形装置。 (44)上記パッド部材が、上記界面活性剤を含む溶液
のしみこんだ、平均10ミクロンの大きさの穴を有する
多孔性のポリエチレン部材を備えた上記実施態様(4
2)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (45)上記多孔性ポリエチレン部材の、上記スタンプ
部材の上記少なくとも1個のスタンプに面した上面が、
約1.2ミクロンの開口を有する網サイズを有するフィ
ルタにより覆われている上記実施態様(44)記載のコ
ンタクトレンズの自動成形装置。 (46)上記フィルタが、上記少なくとも1個のスタン
プの接触した表面部分に所定量の上記界面活性剤を堆積
するために、上記少なくとも1個のスタンプが接触した
ときその上に掛かる圧力に応じて上記ポリエチレン部材
を通って滲み出し上記フィルタを通って上方に排出され
る界面活性剤の量を制御する上記実施態様(45)記載
のコンタクトレンズの自動成形装置。 (47)界面活性剤を上記パッド部材から取るために上
記パッド部材に接触した上記少なくとも1個のスタンプ
の少なくとも表面部分が90%のウレタンと10%のシ
リコンで構成された混合物で構成されている上記実施態
様(46)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (48)複数の上記第一の半成形型が、上記移送手段に
より担持されたパレット上に設けられ、該第一の半成形
型のそれぞれが、親水性のポリマーコンタクトレンズを
成形するための表側の曲面と取り囲むフランジ部分とを
備え、上記成形型手段が動作するようにそれぞれ1個の
上記スタンプと一直線上に並べられそれにより上記表側
の曲面とそれに関連づけられたスタンプとの接触が上記
界面活性剤の薄い薄膜を上記スタンプから上記表側の曲
面の周りの上記フランジ部分の面している表面へ移し、
それにより上記レンズのための裏側の曲面と上記フラン
ジ部分の表面の粘着的に付着した過剰な成形材料の環と
を備えた第二の半成形型の取り外しを容易にする上記実
施態様(41)記載のコンタクトレンズの自動成形装
置。 (49)上記移送手段が、(a)1個以上のコンタクト
レンズ成形型を上記コンタクトレンズの自動成形装置の
端から端まで担持するための1個以上のパレットで、そ
の表面上に形成された1個以上の第一の半成形型又は1
個以上の第二の半成形型を両コンタクトレンズ成形型を
組み立てる前に受けるための1個以上の第一の窪みを有
するパレットと、(b)上記パレットをステーションか
らステーションへ上記生産ライン設備の端から端まで移
送するためのコンベア手段と、を備えた請求項1記載の
コンタクトレンズの自動成形装置。 (50)上記移送手段が、(a)1個以上のコンタクト
レンズ成形型を上記コンタクトレンズの自動成形装置の
端から端まで担持するための1個以上のパレットで、そ
の表面上に形成された1個以上の第一の半成形型又は1
個以上の第二の半成形型を両コンタクトレンズ成形型を
組み立てる前に受けるための1個以上の第一の窪みを有
するパレットと、(b)上記パレットをステーションか
らステーションへ上記生産ライン設備の端から端まで移
送するためのコンベア手段と、を備えた請求項2ないし
4のいずれか1項記載のコンタクトレンズの自動成形装
置。
【0252】(51)上記移送手段が、上記コンタクト
レンズの自動成形装置中の1以上の自動化したステーシ
ョンで上記パレットの正確な位置合わせを可能とするた
めに上記パレット表面に形成された位置合わせ手段を更
に備えた上記実施態様(49)記載のコンタクトレンズ
の自動成形装置。 (52)上記コンタクトレンズ成形型アセンブリの上記
第一の半成形型及び第二の半成形型のそれぞれが環状の
一平面のフランジ部分を備えた上記実施態様(49)記
載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (53)上記第一の窪みのそれぞれが、上記第一の半成
形型又は上記第二の半成形型のいずれか一方の環状のフ
ランジ部を収納するための窪んだフランジ領域を更に備
えた上記実施態様(52)記載のコンタクトレンズの自
動成形装置。 (54)上記コンタクトレンズ成形型アセンブリの上記
第一の半成形型及び第二の半成形型のそれぞれが、上記
環状のフランジから伸びている一平面のタブ部分を備え
ている上記実施態様(49)記載のコンタクトレンズの
自動成形装置。 (55)上記第一の窪みのそれぞれが、それぞれの第一
の窪みの内部に所定の方位に上記半成形型を正しく据え
るために上記第一の半成形型及び相補的な第二の半成形
型のいずれか一方の上記タブ部分を収納するための窪ん
だタブ領域を更に備えた上記実施態様(54)記載のコ
ンタクトレンズの自動成形装置。 (56)上記コンベア手段が、上記生産ラインの所定の
部分の端から端まで上記パレットを導くレール手段を備
え、上記パレットは、移送されている間上記レール手段
と嵌合するための刻み目を備えた上記実施態様(49)
記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (57)上記コンベア手段が、上記パレットを上記レー
ル手段に沿って駆動するための動ばりを備えた上記実施
態様(56)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (58)上記コンベア手段が、上記生産ラインに沿って
所定の距離パレットを連続的に移送するための1本のベ
ルト手段を備えた上記実施態様(49)記載のコンタク
トレンズの自動成形装置。 (59)上記コンベア手段が、上記レール手段に沿って
所定の距離上記パレットを押すためのラム手段を備えた
上記実施態様(56)記載のコンタクトレンズの自動成
形装置。 (60)上記コンベア手段が、パレットの第一の列と第
二の列とを同時に移送するための第一及び第二のベルト
手段を備え、その運搬のために、上記第一のベルト手段
は上記第一の半成形型を担持したパレットの上記第一の
列を運搬し、上記第二のベルト手段は相補的な第二の半
成形型を担持したパレットの第二の列を運搬する上記実
施態様(49)記載のコンタクトレンズの自動成形装
置。
【0253】(61)上記移送手段が更に、上記第一の
ベルト手段からの上記第一の半成形型を担持したパレッ
トを上記第二のベルト手段からの上記第二の半成形型を
担持したパレットに隣接して配置し、上記隣接して配置
されたパレットを上記コンタクトレンズの自動成形装置
を通って第三のベルト手段上に運ぶことを可能とするた
めの配置手段を備えた上記実施態様(60)記載のコン
タクトレンズの自動成形装置。 (62)上記生産ライン設備の所定の部分でのバッチ処
理のために一連のパレットが上記コンベア手段上に蓄積
することを可能にする蓄積手段を更に備えた上記実施態
様(60)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (63)上記生産ライン設備の所定の部分の端から端ま
でのバッチ処理を可能にするための上記蓄積手段が下流
位置でクランプ手段を備え、該クランプ手段の上流に配
置された1個以上のパレットの運動を停止させ、その背
後でのパレットの蓄積を可能にする上記実施態様(6
2)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (64)上記コンベア手段上の上記パレットをそのバッ
チ処理の後に順次移送することを可能とするためのラム
手段を更に備えた上記実施態様(63)記載のコンタク
トレンズの自動成形装置。 (65)上記自動化した組立ステーションで上記コンタ
クトレンズ成形型を組み立てるため、上記第二の半成形
型を上記第二のパレットの列から取り除く上記実施態様
(61)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (66)上記移送手段が、上記コンタクトレンズ成形型
組立ステーションから上記第二の半成形型を受け取る上
記第二のベルト手段へ上記空のパレットを第四のベルト
手段に沿って戻すための手段を更に備えた上記実施態様
(65)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (67)上記パレットの表面が8個の第一の凹所を備え
た上記実施態様(49)記載のコンタクトレンズの自動
成形装置。 (68)成形型除去のための上記自動化したステーショ
ンが、上記半成形型のそれぞれに形成されたフランジを
有する成形型アセンブリに適合し、該ステーションが、
(a)上記第二の半成形型と上記コンタクトレンズとの
間に温度勾配を形成するために上記第二の半成形型に熱
を加えるための第一の手段と、(b)上記レンズの成形
型除去のための取り外し手段であって、上記コンタクト
レンズ成形型アセンブリの上記第一及び上記第二の半成
形型の上記フランジ間に挿入され、上記第二の半成形型
をそこから取り外すために上記第一の半成形型に対して
上記第二の半成形型を所定の力で上方に付勢するための
第一及び第二の組の取り外し指を備えた取り外し手段と
更に備えた請求項1記載のコンタクトレンズの自動成
形装置。 (69)成形型除去のための上記自動化したステーショ
ンが、上記半成形型のそれぞれに形成されたフランジを
有する成形型アセンブリに適合し、該ステーションが、
(a)上記第二の半成形型と上記コンタクトレンズとの
間に温度勾配を形成するために上記第二の半成形型に熱
を加えるための第一の手段と、(b)上記レンズの成形
型除去のための取り外し手段であって、上記コンタクト
レンズ成形型アセンブリの上記第一及び上記第二の半成
形型の上記フランジ間に挿入され、上記第二の半成形型
をそこから取り外すために上記第一の半成形型に対して
上記第二の半成形型を所定の力で上方に付勢するための
第一及び第二の組の取り外し指を備えた取り外し手段と
を更に備えた請求項2又は3記載のコンタクトレンズの
自動成形装置。 (70)上記取り外し手段が、上記第二の半成形型を上
記第一の半成形型から上記熱を加えた後所定の時間に持
ち上げる上記実施態様(68)記載のコンタクトレンズ
の自動成形装置。
【0254】 (71)上記成形型除去ステーションは、
上記第二の半成形型がそれと組み合わされた第一の半成
形型から取り除かれたときに該第二の半成形型を同時に
把持する把持手段を更に備えた上記実施態様(68)記
載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (72)上記取り外し手段は、上記第二の組の取り外し
指が上記第一の半成形型を引っかけている間に上記第一
の組の取り外し指をほぼ垂直方向に変位させ、それによ
り上記両半成形型を分離するための手段を備えた上記実
施態様(68)記載のコンタクトレンズの自動成形装
置。 (73)上記第一及び第二の組の取り外し指が、第一の
引っ込んだ位置から第二の伸びた位置まで上記コンタク
トレンズ成形型アセンブリの上記第一及び上記第二の半
成形型の上記フランジ間を伸張可能である上記実施態様
(72)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (74)上記取り外し手段は、上記第二の半成形型に上
記熱が加えられている間、上記コンタクトレンズ成形型
アセンブリの上記半成形型の上記フランジ間に挿入され
る上記実施態様(73)記載のコンタクトレンズの自動
成形装置。 (75)熱を加えるための上記第一の手段が、所定量の
蒸気を加えるための手段を備えた上記実施態様(74)
記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (76)蒸気を加えるための上記第一の手段はコンタク
トレンズ成形型アセンブリと関連づけられたノズルを介
して蒸気を排出するための手段を有する上記実施態様
(75)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (77)上記第一の手段が、上記第二の半成形型の表面
に蒸気を排出する前に上記蒸気排出手段を第一の位置か
ら上記第二の半成形型と接触した第二の位置まで進め、
蒸気を排出した後上記蒸気を加える手段を上記第二の半
成形型から上記第一の一方向に離して引っ込めるための
手段を更に備えた上記実施態様(76)記載のコンタク
トレンズの自動成形装置。 (78)上記自動化した成形型除去ステーションは、上
記第二の半成形型がそのそれぞれの第一の半成形型から
分離されたときに該第二の半成形型を把持するために上
記コンタクトレンズ成形型アセンブリと関連づけられた
把持手段を更に備えた請求項2ないし4のいずれか1項
記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (79)上記自動化した成形型除去ステーションが、コ
ンタクトレンズ成形型アセンブリの第二の半成形型を加
熱するための蒸気ノズルアセンブリを備え、該ノズルア
センブリが、 (a)複数のコンタクトレンズ成形型アセンブリと係合
するための複数の蒸気ノズルであって、そのそれぞれが
(i)上記ノズルと上記コンタクトレンズ成形型アセン
ブリとの間に加熱室を創り出すために上記成形型アセン
ブリに上記ノズルを封止する手段と、(ii)上記加熱
室内に蒸気を排出するための蒸気穴と、(iii)上記
加熱室から蒸気を排出するために上記ノズルのそれぞれ
の中に区画された少なくとも1個のポートとを有する蒸
気ノズルと、 (b)上記コンタクトレンズ成形型アセンブリと係合す
る位置に上記蒸気ノズルを移動させる手段と、 (c)蒸気ノズルアセンブリのそれぞれに対して蒸気を
分配するための第一のプレナムと、 (d)上記加熱室から蒸気を排出するための上記穴ポー
トを介して真空に引き、それにより上記第二の半成形型
と蒸気成形型アセンブリ中のコンタクトレンズとの間に
温度勾配を創り出すための第二のプレナムと、を有する
請求項1ないし4のいずれか1項記載のコンタクトレン
ズの自動成形装置。 (80)上記自動化した成形型除去ステーションが、成
形型除去の前に上記半成形型の一つを加熱するための強
い電磁波放射源を更に備え、上記電磁波は上記一つの半
成形型により吸収されて上記半成形型と成形型を除去さ
れるコンタクトレンズとの間に温度差を創り出す請求項
1記載のコンタクトレンズの自動成形装置。
【0255】(81)上記自動化した成形型除去ステー
ションが、成形型除去の前に上記半成形型の一つを加熱
するための強い電磁波放射源を更に備え、上記電磁波は
上記一つの半成形型により吸収されて上記半成形型と成
形型を除去されるコンタクトレンズとの間に温度差を創
り出す請求項2又は3記載のコンタクトレンズの自動成
形装置。 (82)上記成形型除去ステーションは、更に上記放射
源からの上記電磁波を加熱すべき上記半成形型の外面に
照射するように向けるための手段を備えた上記実施態様
(80)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (83)上記電磁波の照射源はレーザである上記実施態
様(82)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (84)上記電磁波は約1mと約20mとの間の波長を
有している上記実施態様(83)記載のコンタクトレン
ズの自動成形装置。 (85)上記自動化した成形型除去ステーションは第一
及び第二の半成形型の間で成形されたコンタクトレンズ
の成形型を除去するのに特に適合され、上記第一の半成
形型は凹状の表側曲面の半成形型であり、上記第二の半
成形型は凸状の裏側曲面の半成形型であり、該半成形型
のそれぞれは外側に伸張したフランジ部材を有し、該フ
ランジ部材は互いに間隔を空けられかつほぼ並行で、上
記成形型除去ステーションは、(a)少なくとも1対の
下方の取り外し指であって、中間部で共に交わり、下方
のU型の取り外し具を形成する取り外し指と、(b)少
なくとも1対の上方の取り外し指であって、中間部で共
に交わり、上方のU型の取り外し具を形成する取り外し
指と、(c)上記上方及び下方の取り外し具を挿入軸に
沿って第一の運搬位置から第二の挿入位置まで往復運動
させるための第一の手段と、(d)上記上方及び下方の
取り外し具を第一の取り外し軸に沿って第一の挿入位置
から第二の成形型除去位置まで往復運動させるための第
二の手段と、(e)上記第一の手段を上記成形型の上記
フランジ部材の間に上記取り外し具を挿入するように付
勢し、それから上記第二の手段を上記裏側の曲面の半成
形型を上記表側の曲面の半成形型から分離させるように
上記裏側の曲面の半成形型を上方に持ち上げるように順
次付勢するための制御手段とを備えた成形型除去装置を
有している請求項1記載のコンタクトレンズの自動成形
装置。 (86)上記自動化した成形型除去ステーションは第一
及び第二の半成形型の間で成形されたコンタクトレンズ
の成形型を除去するのに特に適合され、上記第一の半成
形型は凹状の表側曲面の半成形型であり、上記第二の半
成形型は凸状の裏側曲面の半成形型であり、該半成形型
のそれぞれは外側に伸張したフランジ部材を有し、該フ
ランジ部材は互いに間隔を空けられかつほぼ並行で、上
記成形型除去ステーションは、(a)少なくとも1対の
下方の取り外し指であって、中間部で共に交わり、下方
のU型の取り外し具を形成する取り外し指と、(b)少
なくとも1対の上方の取り外し指であって、中間部で共
に交わり、上方のU型の取り外し具を形成する取り外し
指と、(c)上記上方及び下方の取り外し具を挿入軸に
沿って第一の運搬位置から第二の挿入位置まで往復運動
させるための第一の手段と、(d)上記上方及び下方の
取り外し具を第一の取り外し軸に沿って第一の挿入位置
から第二の成形型除去位置まで往復運動させるための第
二の手段と、(e)上記第一の手段を上記成形型の上記
フランジ部材の間に上記取り外し具を挿入するように付
勢し、それから上記第二の手段を上記裏側の曲面の半成
形型を上記表側の曲面の半成形型から分離させるように
上記裏側の曲面の半成形型を上方に持ち上げるように順
次付勢するための制御手段とを備えた成形型除去装置を
有している請求項2ないし4のいずれか1項記載のコン
タクトレンズの自動成形装置。 (87)複数個のコンタクトレンズ及び半成形型が上記
移送手段によりパレット上に担持され、上記コンタクト
レンズの自動成形装置は複数個の対となった上方と下方
の取り外し指を備えた上記実施態様(85)記載のコン
タクトレンズの自動成形装置。 (88)上記パレットが2列のコンタクトレンズと半成
形型とを収容し、上記コンタクトレンズの自動成形装置
が上記パレットの第一の側に置かれた第一の組の上方と
下方の取り外し指と、上記パレットの第二の側に置かれ
た第二の組の上方と下方の取り外し指とを備えた上記実
施態様(87)記載のコンタクトレンズの自動成形装
置。 (89)各取り外し具は、複数の外側に伸張した取り外
し指を有する薄い平坦な刃状部材である上記実施態様
(88)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (90)上記状部材は、挿入のために上記フランジ間
に共に挟まれる上記実施態様(89)記載のコンタクト
レンズの自動成形装置。
【0256】(91)上記成形型除去装置は、少なくと
も1対の上方の取り外し指のそれぞれに対する吸い上げ
カップを更に備えた上記実施態様(85)記載のコンタ
クトレンズの自動成形装置。 (92)上記半成形型の分離後上記上方の取り外し指か
ら上記裏側の曲面の半成形型を取り除くために上記吸い
上げカップを独立に往復運動させるための第三の手段を
更に備えた上記実施態様(91)記載のコンタクトレン
ズの自動成形装置。 (93)上記第二の手段が付勢される前に上記裏側の曲
面の半成形型を加熱するための手段を更に備えた上記実
施態様(85)記載のコンタクトレンズの自動成形装
置。 (94)上記加熱手段が蒸気ノズルを備えた上記実施態
様(93)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (95)上記加熱手段がレーザを備えた上記実施態様
(93)記載のコンタクトレンズの自動成形装置。 (96)上記第一の半成形型に充填する前にモノマー又
はモノマーの混合物をガス抜きする工程を更に備えた請
求項5ないし7のいずれか1項に記載のコンタクトレン
ズの自動成方法。 (97)その上に酸素を吸収するのを防止するために不
活性ガス雰囲気中に上記半成形型を移送する工程を更に
備えた請求項5または6記載のコンタクトレンズの自動
方法。 (98)上記第一及び第二の半成形型を少なくとも45
0゜F(232゜C)で3ないし12秒周期以内で成形
する工程を更に備えた上記実施態様(97)記載のコン
タクトレンズの自動成形方法。 (99)上記成形型の組を上記成形工程から上記移送工
程まで不活性ガス内を上記成形工程の完了から15秒以
内に移送する工程を更に備えた上記実施態様(98)記
載のコンタクトレンズの自動成形方法。 (100)上記半成形型をきつく据えて整列させるため
になおも真空である間に上記組立工程において上記半成
形型を共にクランプする工程を更に備えた請求項5ない
し7のいずれか1項に記載のコンタクトレンズの自動成
方法。
【0257】(101)各半成形型をフランジ部材を用
いて形成し、それから上記半成形型を組み立てる前に上
記第一の半成形型のフランジ部材を表面活性剤で塗布す
る工程を更に備えた請求項5ないし7のいずれか1項に
記載のコンタクトレンズの自動成方法。 (102)上記第一及び上記第二の半成形型を組にして
異なるパレット上に乗せて移送する工程を更に含む請求
項5ないし7のいずれか1項に記載のコンタクトレンズ
の自動成方法。 (103)1組の第一の半成形型を有するパレットと1
組の第二の半成形型を有するパレットとを交互に配置す
る工程を更に備えた上記実施態様(102)記載のコン
タクトレンズの自動成形方法。 (104)第一のサイクル中のパレットから1組の第二
の半成形型をつまみ上げ、上記成形型を組み立てるため
の第二のサイクルの間第二のパレット中の上記第一の半
成形型上に上記第二の半成形型を堆積する工程を更に備
えた上記実施態様(103)記載のコンタクトレンズの
自動成形方法。
【0258】
【発明の効果】以上のように、請求項1及び5の発明に
よれば、真空中で第一及び第二の半成形型を組み立て、
クランプの後エネルギー付加して、第一及び第二の半成
形型により形成されるキャビティ中のヒドロゲルを重合
させるように構成したので、ヒドロゲル中に酸素が溶解
せず、コンタクトレンズを効率的に重合でき、完全に自
動化されたコンタクトレンズの製造システムを提供でき
るなどの効果がある。
【0259】請求項2及び6の発明によれば、早期硬化
ステーションを設けて構成したので、請求項1の発明の
効果の他に、より均一のレンズを硬化させることができ
るなどの効果がある。
【0260】請求項3及び7の発明によれば、低酸素環
境下で完全にガス抜きしてヒドロゲルを重合するように
構成したので、低酸素下で均一なレンズを作成すること
ができるなどの効果がある。
【0261】請求項4の発明によれば、成形型除去の前
に半成形型を加熱するように構成したので、重合したレ
ンズの完全性を損なうことなく容易に成形型除去ができ
るなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】低酸素環境における成形型及びコンタクトレン
ズの成形、処理、ハンドリングを含むコンタクトレンズ
生産の連続的な工程のフローチャートである。
【図2】この発明により構成された生産ラインシステム
の立面の平面図である。
【図3】図3は、この発明により成形された第1の(め
すの)、即ち表側の曲面の半成形型の一実施例の平面図
である。図3(a)は、この発明により成形された第1
の(めすの)、即ち表側の曲面の半成形型の一実施例の
立面又は側面図、図3(b)は、図3(a)の一部分の
拡大詳細図である。
【図4】図4(a)は、この発明により成形された第2
の(おすの)、即ち裏側の曲面の半成形型の一実施例の
立面又は側面図、図4(b)は、この発明により成形さ
れた第2の(おすの)、即ち裏側の曲面の半成形型の一
実施例の平面図である。
【図5】パレットキャビティ内に支持され且つ位置合わ
せされた、組合わさった半成形型の一対の拡大断面図で
ある。
【図6】パレットの移動を一旦停止させる典型的な生産
ラインコンベアー及びクランプ装置の断面図である。
【図7】図7(a)は、複数のコンタクトレンズ成形型
をコンタクトレンズ生産施設中を移動させるために使用
される生産ラインパレットキャリアの平面図、図7
(b)は、図7(a)に示した生産ラインパレットキャ
リアの側部立面図、図7(c)は、図7(a)に示した
生産ラインパレットキャリアの底部平面図である。
図8】成形すべきレンズのための半成形型を用意し且
つ移送するために使用される射出装置及び材料処理ロボ
ット装置の平面図を含む、コンタクトレンズの成形のた
めの自動ラインの第1のセクションの概略平面図であ
る。
図9】この発明において利用される充填及び組み立て
ステーション並びに早期硬化ステーションを示す、コン
タクトレンズの成形のための自動ラインの第2のセクシ
ョンの概略平面図である。
図10】レンズのための硬化炉を示す、コンタクトレ
ンズの成形のための自動ラインの第3のセクションの概
略平面図である。
図11】レンズのためのデモールドセクションを示
す、コンタクトレンズの成形のための自動ラインの第4
のセクションの概略平面図である。
図12】この発明において利用されるモノマー脱ガス
及びポンプシステムの概略線図である。
図13図13(a)は、この発明によるモノマーで
満たされた表側の曲面の半成形型を示す構成図である。
図13(b)は、表側の曲面の半成形型の一部分に成形
型解放のための表面活性剤の塗布を示す構成図である。
図13(c)は、この発明の方法による裏側の曲面の半
成形型の移動を示す構成図である。図13(d)は、こ
の発明の方法で使用される成形型組み立て及びクランプ
ステップを示す構成図である。図13(e)は、この発
明の半成形型を充填し且つ組み立てる方法のフローチャ
ートである。
図14】成形型キャビティのそれぞれに所定の量のモ
ノマー又はモノマー混合物を堆積させるために使用され
る充填モジュールの部分断面図である。
図15】スタンプヘッドに表面活性剤を塗布し、その
後、表側の半成形型の一表面部分上にその表面活性剤の
フィルムを堆積して形成するスタンプステーションの立
面の部分断面図である。
図16】この発明の組立ステップのタイムチャートで
ある。
図17図17(a)は、この発明の組立モジュール
の外側の側面図、図17(b)は、図8に示した組立モ
ジュールの側部部分断面図である。
図18】往復運動する充填モジュールへの真空系の相
互接続を示す、この発明の定量吐出、充填ステーション
の部分断面図である。
図19】往復運動する組立ステーションへの真空系供
給ラインを示す、この発明の組立ステーションの部分断
面図である。
図20】ソフトコンタクトレンズを形成するべく重合
可能なモノマー又はモノマー混合物を早期硬化する一実
施例の部分的に切り取られた立面図である。
図21図21(a)は、半成形型同士を共にクラン
プする空気駆動のクランプを使用するこの発明の一実施
例の構成図、図21(b)は、半成形型同士を共にクラ
ンプするスプリング駆動のクランプを使用するこの発明
の第2の実施例の構成図である。
図22】コンタクトレンズを形成するべく重合可能な
モノマー又はモノマー混合物を早期硬化するのに適した
この発明の一実施例の往復運動部の立面の部分断面図で
ある。
図23図22に描かれた装置の端部の立面図であ
る。
図24】コンタクトレンズを形成するべく重合可能な
モノマー又はモノマー混合物を、早期硬化するのに使用
されるこの発明の第2の実施例の立面の部分断面図であ
る。
図25図24に描かれた装置の側部立面図である。
図26図10に描かれた重合又は硬化ユニットの一
つの部分断面図である。
図27】この発明のレーザデモールドの実施例におい
て成形型アセンブリをデモールドするために使用される
デモールド装置の一実施例の斜視図である。
図28】この発明のレーザの実施例において使用され
る光学的な軌跡を示す概略図である。
図29図29(a)は、この発明のレーザデモール
ドの実施例において使用される表側の曲面を保持する手
段の平面図、図29(b)は、表側の曲面を保持するガ
イドを示すレーザデモールドの実施例の一部の部分断面
図である。
図30】この発明のレーザデモールド装置の第1の立
面図、平面図、及び側面図である。
図31】図7のパレットの正確な位置決めを行うため
に使用される動げた移動手段の立面の部分断面図であ
る。
図32】表側の曲面のレンズ成形型から裏側の曲面の
レンズ成形型をリフトして分離する2組の引き出しフィ
ンガーを概略的に示す側面図である。
図33図33は、この発明のデモールドステーショ
ンの第2の実施例において複数のコンタクトレンズ成形
型の表側の曲面のレンズ成形型から裏側の曲面のレンズ
成形型を分離するステップを順に示す図である。図33
(a)は、成形型部と係合するスチームノズルと成形型
フランジと係合する引き出しフィンガーとを備えた装置
を示す図である。図33(b)は、スチームノズルを引
き込むところ、及び吸い込みカップアセンブリの係合を
示すずである。
図34図34(a)は、表側の曲面の成形型部及び
成形されたレンズから裏側の曲面の成形型部を取り除き
分離する上方への引き出し動作を示す図である。図34
(b)は、吸い込みアセンブリにより裏側の曲面の成形
型部を取り除く引き出しフィンガーの引き込み、及び部
分的にデモールドされたレンズを含むパレットの前方へ
の移動を示す図である。
図35】一対のコンベアーで搬送されたパレットのそ
れぞれに対する2組の引き出しフィンガーを示す、デモ
ールドアセンブリの部分平面図である。
図36】この発明で使用されるスチーム放出装置の詳
細立面図である。
図37】裏側の曲面の成形型の表面に対してスチーム
を放出するノズルの詳細断面図である。
図38】スチーム放出装置の各ノズルアセンブリに対
してスチームを供給する、図36に描かれた装置のスチ
ーム放出マニホールドの平面図である。
図39】裏側の曲面の成形型の表面に対して放出され
たスチーム量を制御するためにスチーム照射中に余分な
スチーム圧力を逃がす、図36に描かれた装置の凝縮マ
ニホールドの平面図である。
図40図36に描かれたスチーム放出装置のスチー
ム吸い込み口のバルブの詳細断面図である。
図41図33に描かれたデモールドステーションに
使用される吸い込みカップアセンブリの平面図である。
図42図41に描かれた吸い込みカップアセンブリ
の立面の側面図である。
図43図41に描かれた吸い込みカップアセンブリ
の立面の正面図である。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図32】
【図40】
【図6】
【図7】
【図12】
【図18】
【図20】
【図42】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図13】
【図14】
【図15】
【図37】
【図38】
【図16】
【図17】
【図19】
【図21】
【図43】
【図22】
【図23】
【図24】
【図28】
【図36】
【図25】
【図26】
【図27】
【図31】
【図29】
【図39】
【図41】
【図30】
【図33】
【図34】
【図35】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウォーレス・アンソニー・マーティン アメリカ合衆国、32065 フロリダ州、オ レンジ・パーク、サンドルウッド・コート 2603 (72)発明者 ジョナサン・パトリック・アダムス アメリカ合衆国、32258 フロリダ州、ジ ャクソンビル、モーニング・ダブ・ドライ ブ 4345 (72)発明者 フィン・トリイェ・アンデルセン デンマーク国、デーコー−2950 ヴェドバ エク、フーゲル−イゥンデン 8 (72)発明者 スティーブン・ロバート・ビートン アメリカ合衆国、32266 フロリダ州、ネ プチューン・ビーチ、アザレア・プレイス 117 (72)発明者 スヴェンド・クリステンセン デンマーク国、デーコー−3770 アーリン ゲ、オルスケル、リンデスガールスベイ 4 (72)発明者 アラン・ゲー・イェンセン デンマーク国、デーコー−2970 ホルショ ルム、エスデーエル.ユァグトベイ 29 (72)発明者 テュアー・キント−ラーセン デンマーク国、デーコー−2840 ホルテ、 ソレロドベイ 40 (72)発明者 ビクター・ラスト アメリカ合衆国、32257 フロリダ州、ジ ャクソンビル、スコット・ミル・エステイ ツ・ドライブ 2808 (72)発明者 クレイグ・ウィリアム・ウォーカー アメリカ合衆国、32224 フロリダ州、ジ ャクソンビル、ハント・クラブ・ロード 3746 (72)発明者 ダニエル・ツゥ−ファン・ウォン アメリカ合衆国、32225 フロリダ州、ジ ャクソンビル、ナイト・ホーク・コート 13753

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重合可能なヒドロゲルからコンタクトレ
    ンズを自動的に成形するためのコンタクトレンズの自動
    成形装置において、 (a)そのそれぞれが第一及び第二の半成形型を有する
    複数のコンタクトレンズの成形型を複数のステーション
    に及び複数のステーションから移送するための移送手段
    と、 (b)複数の第一の半成形型を受け入れ、その中に所定
    量の重合可能なヒドロゲルを堆積するための第一の自動
    化したステーションと、 (c)上記複数の第一の半成形型を受け入れ、各第一の
    半成形型を第二の半成形型とこの両半成形型間に空気を
    閉じこめないようにするための真空中で組立るための第
    二の自動化したステーションと、 (d)上記第一の半成形型を上記第二の半成形型に対し
    て所定の圧力及び時間でクランプしてコンタクトレンズ
    の成形型のキャビティを規定し、該キャビティから全て
    の過剰なヒドロゲルを取り除くための第一の手段と、 (e)上記第一及び第二の半成形型を一緒にクランプし
    た後上記キャビティ中の上記重合可能なヒドロゲルを重
    合するための放射エネルギー源と、 (f)上記第二の半成形型と全ての過剰なヒドロゲルと
    を上記第一の半成形型と上記成形されたコンタクトレン
    ズとから取り除くための自動化した成形型除去ステーシ
    ョンとを備えたことを特徴とするコンタクトレンズの自
    動成形装置。
  2. 【請求項2】 重合可能なヒドロゲルからコンタクトレ
    ンズを自動的に成形するためのコンタクトレンズの自動
    成形装置において、 (a)そのそれぞれが第一及び第二の半成形型を有する
    複数のコンタクトレンズの成形型を複数のステーション
    に及び複数のステーションから移送するための移送手段
    と、 (b)複数の第一の半成形型を受け入れ、その中に所定
    量の重合可能なヒドロゲルを堆積するための第一の自動
    化したステーションと、 (c)上記複数の第一の半成形型を受け入れ、各第一の
    半成形型を第二の半成形型と組立て、上記成形型のキャ
    ビティを規定し、全ての過剰なヒドロゲルを上記キャビ
    ティから取り除くための第二の自動化したステーション
    と、 (d)上記レンズ全体中での重合を開始するための放射
    エネルギー源を含み、上記第一の半成形型を上記第二の
    半成形型に対して所定の圧力及び時間でクランプするた
    めの早期硬化ステーションと、 (e)上記レンズを早期硬化した後、上記キャビティ中
    の上記重合可能なヒドロゲルを重合させかつ硬化させる
    ための手段と、 (f)前記第二の半成形型と全ての過剰なヒドロゲルと
    を前記第一の半成形型と前記成形されたコンタクトレン
    ズとから取り除くための自動化した成形型除去ステーシ
    ョンとを備えたことを特徴とするコンタクトレンズの自
    動成形装置。
  3. 【請求項3】 重合可能なヒドロゲルから低酸素環境下
    でコンタクトレンズを自動的に成形するためのコンタク
    トレンズの自動成形装置において、 (a)ソフトコンタクトレンズブランクを生産するため
    に十分にガス抜きした第一及び第二の半成形型を射出成
    形するための成形ステーションと、 (b)上記半成形型を上記成形ステーションから受け入
    れ、上記半成形型を低酸素環境下で複数の自動化された
    ステーションに及び複数の自動化されたステーションか
    ら移送するための移送手段と、 (c)複数の第一の半成形型を受け入れ、その中に所定
    量の重合可能なヒドロゲルを堆積するための第一の自動
    化したステーションと、 (d)上記複数の第一の半成形型を受け入れ、各第一の
    半成形型を第二の半成形型と組立るための第二の自動化
    したステーションと、 (e)上記第一の半成形型を上記第二の半成形型に対し
    て所定の圧力及び時間でクランプしてコンタクトレンズ
    の成形型のキャビティを規定し、該キャビティから全て
    の過剰なヒドロゲルを取り除くための第一の手段と、 (f)上記第一及び第二の半成形型を一緒にクランプし
    た後上記キャビティ中の上記重合可能なヒドロゲルを重
    合するための放射エネルギー源と、 (g)上記第二の半成形型と全ての過剰なヒドロゲルと
    を上記第一の半成形型と上記成形されたコンタクトレン
    ズとから取り除くための自動化した成形型除去ステーシ
    ョンとを備えたことを特徴とするコンタクトレンズの自
    動成形装置。
  4. 【請求項4】 重合可能なヒドロゲルからコンタクトレ
    ンズを自動的に成形するためのコンタクトレンズの自動
    成形装置において、 (a)そのそれぞれが第一及び第二の半成形型を有する
    複数のコンタクトレンズの成形型を複数のステーション
    に及び複数のステーションから移送するための移送手段
    と、 (b)複数の第一の半成形型を受け入れ、その中に所定
    量の重合可能なヒドロゲルを堆積するための第一の自動
    化したステーションと、 (c)上記複数の第一の半成形型を受け入れ、各第一の
    半成形型を第二の半成形型と組立て、コンタクトレンズ
    の成形型のキャビティを規定し、全ての過剰なヒドロゲ
    ルを上記キャビティから取り除くための第二の自動化し
    たステーションと、 (d)上記第一の半成形型を上記第二の半成形型に対し
    て所定の圧力及び時間でクランプし、かつ重合を開始す
    るために上記ヒドロゲルを化学作用線に曝露するための
    早期硬化ステーションと、 (e)上記早期硬化の後、上記キャビティ中の上記重合
    可能なヒドロゲルを重合させる硬化ステーションと、 (f)成形型除去の前に上記第二の半成形型を加熱する
    ための加熱手段を有し、該第二の半成形型と全ての過剰
    なヒドロゲルとを上記第一の半成形型と上記成形された
    コンタクトレンズとから取り除くための自動化した成形
    型除去ステーションとを備えたことを特徴とするコンタ
    クトレンズの自動成形装置。
  5. 【請求項5】 重合可能なモノマー又はモノマーの混合
    物からソフトコンタクトレンズを自動的に成形するため
    のコンタクトレンズの自動成型方法において、 (a)そのそれぞれが第一及び第二の半成形型を有する
    複数のコンタクトレンズの成形型を複数のステーション
    に及び複数のステーションから移送する移送工程と、 (b)上記第一の半成形型中に所定量の重合可能なモノ
    マー又はモノマーの混合物を堆積する堆積工程と、 (c)上記半成形型と上記モノマー又はモノマーの混合
    物との間に空気を閉じこめないようにするために真空中
    で上記第一の半成形型を上記第二の半成形型とそれぞれ
    組立る組立工程と、 (d)上記第二の半成形型を上記第一の半成形型に対し
    て所定の圧力及び時間でクランプしてコンタクトレンズ
    の成形型のキャビティを規定し、該キャビティから全て
    の過剰なモノマーを取り除くためのクランプ工程と、 (e)上記第一及び第二の半成形型を放射エネルギーを
    用いて一緒にクランプした後上記キャビティ中の上記モ
    ノマー又はモノマーの混合物を重合する重合工程と、 (f)上記第二の半成形型と全ての過剰なモノマーとを
    上記第一の半成形型と上記成形されたコンタクトレンズ
    とから取り除く取り除き工程とを備えたことを特徴とす
    るコンタクトレンズの自動成形方法。
  6. 【請求項6】 重合可能なモノマーからソフトコンタク
    トレンズを自動的に成形するためのコンタクトレンズの
    自動成型方法において、 (a)そのそれぞれが第一及び第二の半成形型を有する
    複数のコンタクトレンズの成形型を複数のステーション
    に及び複数のステーションから移送する移送工程と、 (b)上記第一の半成形型中に所定量の重合可能なモノ
    マー又はモノマーの混合物を堆積する堆積工程と、 (c)上記半成形型と上記モノマー又はモノマーの混合
    物との間に空気を閉じこめないようにするために真空中
    で上記第一の半成形型を上記第二の半成形型とそれぞれ
    組立る組立工程と、 (d)上記第二の半成形型を上記第一の半成形型に対し
    て所定の圧力及び時間でクランプし、該クランプされた
    モノマー又はモノマーの混合物を上記レンズをゲル状の
    粘度まで早期硬化させるための放射エネルギー源に曝露
    し、該レンズの全てにわたって重合を開始するクランプ
    ・曝露工程と、 (e)上記レンズを早期硬化した後、上記キャビティ中
    の上記モノマー又はモノマーの混合物を重合しかつ硬化
    する重合・硬化工程と、 (f)上記第二の半成形型と全ての過剰なモノマーとを
    上記第一の半成形型と上記成形されたコンタクトレンズ
    とから取り除く取り除き工程とを備えたことを特徴とす
    るコンタクトレンズの自動成形方法。
  7. 【請求項7】 重合可能なモノマー又はモノマーの混合
    物から低酸素環境下でコンタクトレンズを自動的に成形
    するためのコンタクトレンズの自動成型方法において、 (a)ソフトコンタクトレンズブランクを生産するため
    の第一及び第二の半成形型を第一及び第二の自動化され
    た成形ステーションにおいて成形する成形工程と、 (b)上記半成形型を上記成形ステーションから受け入
    れ、上記半成形型を低酸素環境下で複数の自動化された
    ステーションに及び複数の自動化されたステーションか
    ら移送する移送工程と、 (c)上記第一の半成形型中に所定量の重合可能なモノ
    マー又はモノマーの混合物を堆積する堆積工程と、 (d)上記半成形型と上記モノマー又はモノマーの混合
    物との間に空気を閉じこめないようにするために真空中
    で上記第一の半成形型と上記第二の半成形型とをそれぞ
    れ組立る組立工程と、 (e)上記第二の半成形型を上記第一の半成形型に対し
    て所定の圧力及び時間でクランプしてコンタクトレンズ
    の成形型のキャビティを規定し、該キャビティから全て
    の過剰なモノマーを取り除くためのクランプ工程と、 (f)上記第一及び第二の半成形型を放射エネルギーを
    用いて一緒にクランプした後上記キャビティ中の上記モ
    ノマー又はモノマーの混合物を重合する重合工程と、 (g)上記第二の半成形型と全ての過剰なモノマーとを
    上記第一の半成形型と上記成形されたコンタクトレンズ
    とから取り除く取り除き工程とを備えたことを特徴とす
    るコンタクトレンズの自動成形方法。
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