JPH0919972A - コンタクトレンズモールド充填組み立て装置 - Google Patents
コンタクトレンズモールド充填組み立て装置Info
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Abstract
充填する第1の自動ステーションを含むコンタクトレン
ズ用のモールドを充填し組み立てるための装置を提供す
る。 【解決手段】 前面湾曲モールドは降下自在な透明材
料、たとえば重合可能なハイドロゲルが充填され、後面
湾曲モールドは前面湾曲モールドに結合され、これによ
ってレンズを形成する装置でモールドのパレットを該装
置へ搬送するためのコンベア手段と、後面湾曲モールド
を充填した前面湾曲モールドに対して挙上し整列するた
めのピストン構造の配列と、ピストン配列を往復運動さ
せて前面湾曲モールドと後面湾曲モールドの対を結合さ
せるための往復運動手段と、結合中にモールド周囲の真
空を維持するための真空チャンバと真空引き手段とを含
む。
Description
ンズの製造で使用する成形品を充填し組み立てるための
装置ならびにその方法に関し、さらに特定すれば重合可
能なハイドロゲルを内部に有する成形品を充填組み立て
し真空下でソフトコンタクトレンズを形成するための装
置ならびにその方法に関する。
ーセンの米国特許第4,564,348号では連続運転
または半連続運転法で複数のソフトコンタクトレンズを
製造するためのプラスチックモールドを開示している。
複数のモールドユニットを有するモールドアセンブリに
第1の秤量段階で重合用混合物を充填し、モールドユニ
ットに図5に示すような凸面モールド部材または蓋をか
ぶせる。蓋は凹面モールド部材に正しく整列しゆがみな
く乗るように凹面モールドのなかに保持されている重合
可能な混合物のプールで浮遊しており、自動的に整列す
る。
の米国特許第4,640,489号では、2つのモール
ド部分の一方を他方に比べて可撓性を高めたコンタクト
レンズの製造用モールドを開示している。さらに、該特
許の明細書の背景技術では、従来技術で周知の多数のモ
ールド製造法が説明されている。
の米国特許第4,495,313号では、重合中にモノ
マー混合物の収縮で負圧が発生しこれが上側モールドを
整列し過剰なモノマーをキャビティ内に吸引するような
モールドアセンブリを開示している。
れている発明の商業的応用において、上側のオスモール
ドを載置する組み立てに続けてモールドキャビティの上
側のオス部分に一定の重みをかけ、モールドキャビティ
内の過剰なモノマーを該特許の図1に図示してあるよう
にフランジ間のすき間に移動して、オスモールドの一部
のコロナ放電処理によりモールドキャビティの上側また
はオス部分に好適に接着されるHEMAリングを形成す
る。
クトレンズを形成するためコンタクトレンズモールドに
重合可能なモノマーまたはモノマー混合物を充填して組
み立てるための装置ならびにその方法を提供する。より
特定すれば、コンタクトレンズモールドに重合可能なモ
ノマーまたはモノマー混合物を充填し、モールド部材を
真空中で所定の負荷をかけて組み立て、空気その他のガ
スがモールドキャビティ内にモノマーまたはモノマー混
合物と一緒に取り込まれないようにするための方法なら
びにその装置が開示される。
ールドを充填し組み立てるための装置であって、独特の
搬送装置で搬送される複数の前面湾曲コンタクトレンズ
モールド部材を受け入れ、所定量の重合可能なモノマー
またはモノマー混合物で充填する第1の自動ステーショ
ンを含む装置を提供する。該装置は前面湾曲レンズモー
ルド部材の一部に界面活性剤のコーティングを提供して
過剰なモノマーまたはモノマー混合物の後面湾曲モール
ド部材への好適な密着を提供する第2の自動ステーショ
ンも含む。該装置はさらに独特の搬送装置で搬送される
複数の後面湾曲モールド部材を受け入れ、搬送装置から
後面湾曲モールド部材を取り出してから、予め重合可能
なモノマーまたはモノマー混合物が充填してある複数の
前面湾曲モールド部材に受け入れ位置合わせするための
第3の自動ステーションを含む。第1にモールド部材を
真空引きし、次に後面湾曲モールド部材と前面湾曲モー
ルド部材を組み立ててモールドキャビティから過剰なモ
ノマーまたはモノマー混合物を排除する。アセンブリは
真空中でモールドの組み立て速度を向上しモールド組み
立て時にモールド部材の間に取り込まれてしまう何らか
のガスによる気泡の形成を行なわないように行なわれ
る。
階で複数の前面湾曲モールド部材の組み立てを提供する
ことで、前記モールド部材のそれぞれが冷気を満たした
空間から別個にまた独立して取り出し共通の所定の圧力
をかけてそれぞれの後面湾曲モールド部材をこれに関連
する前面湾曲モールド部材で挟み付けながらそれぞれの
モールド部材に対して独立した往復運動を提供する。
はモノマー混合物を前面湾曲モールドキャビティ内に秤
量することを提供し、前記秤量は真空中または低圧条件
下で行ない、モノマーへのガスの取り込みを防止する、
または他の方法ではモノマーを秤量する時点でモノマー
を圧送するために使用するポンプ圧力の解除により発生
する気泡の形成を防止することである。
材の正確な位置合せとともに高速で多数の小さい独立し
た湾曲モールド部材の組み立てを提供することである。
湾曲モールド部材と第2の凸面または裏面モールドで形
成した複数のレンズモールドへ重合可能なハイドロゲル
を圧送する装置を提供することである。モールドはポリ
スチレンまたはその他の放射に対して透明な材料から形
成する。第2のまたは凸面モールドは第1のまたは凹面
モールドより薄くしてモールドを互いに圧着した時にモ
ールドの適合ができるようにする。圧着圧力を用いて第
1と第2のモールドに形成したフランジを整列させ、フ
ランジが平行になるように、またモールドのそれぞれの
湾曲が整列するようにする。挟持圧力は封止したモール
ドを第1のモールドに形成した円環状の縁に対して密着
しモールド内部に含まれるモノマーから過剰なモノマー
を基本的に押し出すようにも適用できる。前述の全ては
真空中で、高速または量産において実現される。
イドロゲル内部の気泡の取り込みまたは形成を防止する
ことである。
を挟む時の挟持圧力を変化させるための調節自在な手段
を提供することである。前記調節自在な手段はさらに、
それぞれの後面湾曲モールド部材をこれに関連する前面
湾曲モールド部材に対して共通の所定の圧力で挟持しつ
つそれぞれのモールド部材に対して独立した往復運動を
行なうための手段も含む。第1の実施例において、独立
した往復運動はモールド部材のそれぞれにかける圧力を
提供する共通の空気供給源で実現する。第2の実施例に
おいて、この独立した往復運動は適当なスプリング定数
強度を有し個別に加圧するスプリングで実現する。
有するアセンブリを提供し、通常の製造上の寸法変化を
有するようなアセンブリの要素が安定した真空を維持し
ながら往復運動できるようにすることである。
ー混合物からソフトコンタクトレンズを形成するための
方法で有用である。ソフトコンタクトレンズは第1の凸
面状と第2の凹面状のモールドを有するモールドアセン
ブリで形成される。図3に図示したように、モールドは
可視光及び紫外線に透明なポリスチレンで形成し、中央
の彎曲部が凹面31、凸面33、円環状の縁31(c)
を形成し、前記縁で円環状の基本的に同一平面にあるフ
ランジ31(a)と一体化する。凹面31の少なくとも
一部と凸面33の少なくとも一部は、それぞれモールド
アセンブリで製造しようとするコンタクトレンズの前面
または後面湾曲の幾らか小さい寸法を有し、充分に平滑
にして前記重合可能な化合物の重合により形成されるコ
ンタクトレンズと前記表面の当接が最適に受け入れられ
るようにする。モールドは充分に薄くして熱伝導を良く
し、またモールドを取り外す際に分離するためにかける
折り曲げ応力に充分に耐えられるだけの剛性を有する。
この方法で製造されるコンタクトレンズに共通の欠陥は
モノマーとモールドの間に充填時に取り込まれた気泡が
存在することである。
ーは圧送する前に脱気する。さらに詳しくは光学レンズ
を製造するための方法ならびに装置と題する、本発明の
譲受人に譲渡され、本明細書に参照として含めてある米
国特許出願第08/212624号に開示されている。
この処理はモノマーを分注または充填部へ圧送する前に
モノマー混合物に存在している溶解したガスの一部を除
去する。供給ノズルから前面湾曲モールド部材へのモノ
マーのは移出は真空中で行ない、モノマーが充填される
時にモノマーと前面レンズモールドの間にガスが取り込
まれないようにする。
材を充填組み立てする本発明の前述の目的と利点は、同
様な部材は複数図面にわたって同一の参照番号で表わし
てある添付の図面と組み合わせて好適実施例についての
以下の詳細な説明を参照することで当業者にはさらに容
易に理解されよう。
補的な対は最終的に所望のレンズの形状を形成してお
り、これを用いてモノマー混合物の直接一体成型を行な
い、モノマー混合物は米国特許第4680336号、第
4889664号、第5039459号に開示されてい
るような非水性で水に置換自在な溶剤に溶解する。前面
凹面モールド31に重合混合物32を実質的に充填する
分注または充填段階の後で、凹面前面モールド凹面31
を真空中で基盤モールド凸面33にかぶせ、モールドの
間に気泡が取り込まれないようにする。第1と第2のモ
ールドは組み立て段階で互いに圧着し余分なモノマーを
一体成型領域から排除しモールドフランジの整列により
モールドを正しく位置合わせする。
第2のモールドをもう一度圧着させて予備焼成段階に入
り、重合化合物を紫外線ランプからが好ましい放射光に
曝露し、同時にモールドを圧着させる。典型的には、モ
ールドは30秒の放射に対しおよそ40秒間圧着する。
予備焼成段階の完了時に、重合混合物は部分的に重合し
たゲルを形成し、混合物全体の重合が開始される。
に焼成オーブンで焼成し、ここで重合が完了するように
する。可視光または紫外線放射によるこの放射で最終的
に所望のハイドロゲルレンズの形状にポリマー/溶剤混
合物を形成する。重合段階が完了した後、モールドは型
抜き段階で分離し、コンタクトレンズを第1のまたは前
面湾曲モールドに残し、ここからさらに取り外す。前面
及び基盤湾曲モールドは典型的には1回の一体成型用で
あり、使用後には破棄する。型抜き段階の後、溶剤を水
に置換して完全に水和し緩衝されると最終的なレンズの
形状寸法になる水和レンズを製造する。多くの場合、こ
れは元の一体成型ポリマー/溶剤製品より公称値で10
%大きい。
ロキシエチル・メタクリレート(HEMA)とハイドロ
キシエチル・アクリレート、メチル・アクリレート、メ
チルメタクリレート、ビニル・ピロリドン、N−ビニル
・アクリラミド、ハイドロキシプロピル・メタクリレー
ト、イソブチル・メタクリレート、スチレン、エトキシ
エチル・メタクリレート、メトキシ・メトキシ・トリエ
チレングリコール・メタクリレート、グリシジル・メタ
クリレート、ジアセトン・アクリラミド、酢酸ビニル、
アクリラミド、ハイドロキシトリメチレン・アクリレー
ト、メトキシエチル・メタクリレート、アクリル酸、メ
タクリル酸、グリセリル・メタクリレート、ジメチラミ
ノ・エチルアクリレートのうちの1つ又はそれ以上を基
剤とする共重合体を含むようなモノマー又はモノマー混
合物を含む。
特許第4495313号、ラーセンらの米国特許第50
39459号、ラーセンらの米国特許4680336号
に開示されており、これらの開示は本明細書で参照に含
めてある。これらの化合物はアクリル酸またはメタクリ
ル酸と多水アルコールの重合自在な親水性水酸化エステ
ルおよび少なくとも3つの水酸基を有するのが望ましい
ポリハイドロキシル化合物とホウ酸の水置換自在なエス
テルとからなる無水混合物を含む。こうした組成の重合
とその後のホウ酸エステルと水の置換によって親水性コ
ンタクトレンズが得られる。本明細書で説明する本発明
のモールドアセンブリは非水溶性または強靱なコンタク
トレンズを製造するために使用されるが、水和レンズの
製造が好適である。
程度通常は0.05ないし1.0%のジエステル又はト
リエステルからなる少量の交差結合剤を含むのが望まし
い。代表的な交差結合剤の例としては次のようなものが
ある:エチレングリコール・ジアクリレート、エチレン
グリコール・ジメタクリレート、1,2−ブチレン・ジ
メタクリレート、1,3−ブチレン−ジメタクリレー
ト、1,4−ブチレン・ジメタクリレート、プロピレン
グリコール・ジアクリレート、プロピレングリコール・
ジメタクリレート、ジエチルグリコール・ジメタクリレ
ート、ジプロピレングリコール・ジメタクリレート、ジ
エエチレングリコール・ジアクリレート、ジプロピレン
グリコール・ジアクリレート、グリセリン・トリメタク
リレート、トリメチロール・プロパントリアクリレー
ト、トリメチル・プロパン・トリメタクリレートなどが
ある。一般的な交差結合剤は、必ずではないが大抵少な
くとも2つのエチレン不飽和二重結合を有する。
05%ないし1.0%のフリーラジカル触媒を含む。こ
うした触媒の典型的な例としては次のようなものがあ
る。ラウロリル・パーオキサイド、ベンゾイル・パーオ
キサイド、イソプロピル・パーカーボネート、アゾビス
イソブチロニトリルと既知の酸化還元剤たとえば過硫酸
アンモニウム−メタビスルファイト塩の組み合わせなど
がある。紫外線、電子ビーム、又は放射線源からの放射
を用いて重合反応を触媒させることも可能で、任意で重
合イニシエータを添加することも出来る。代表的なイニ
シエータには、カンファキノン、エチル−4−(N,N
−ジメチル−アミノ)ベンゾエート、および4−(2−
ハイドロキシエトキシ)フェニル1−2−ハイドロキシ
ル1−2−プロピルケトンがある。
又はモノマー混合物の重合は組成を重合開始条件に曝す
ことで行うのが望ましい。好適な技術は組成内に紫外線
放射に曝した時点で機能し始めるイニシエータを含め、
重合を効果的に開始させられる強度と持続時間の紫外線
放射に曝し、重合を進めるようにすることである。この
理由から、モールドは紫外線放射に対して透過的である
のが望ましい。予備焼成段階の後、モノマーを更に焼成
段階で紫外線放射に曝し、ここで重合が完了するように
する。残りの反応に必要な持続時間はあらゆる重合可能
な組成について経験的に簡単に特定できる。
ンブリを分解して重合した製品をコンタクトレンズへさ
らに処理できるようにする(このような処理には、例え
ば水洗と水和、レンズの包装および滅菌等を含む)。好
ましくは、前面及び基盤モールドのフランジを把持し、
直接対向する方向にまたは折り曲げるような動きで角度
を付けて互いに引き離す。有利にも、アセンブリは第1
に中程度に加熱されモールド表面から重合製品の分離が
容易になっている。
ロック図、また図1(a)から図1(d)は本発明の方
法の略図である。図1(a)に図示してあるように、専
用の搬送装置またはパレットを充填組み立て部に供給
し、別々のパレットに前面湾曲モールドと後面湾曲モー
ルドを搬送する。図4においてさらに説明するように、
パレットは交互の順番で到着し、順番に後面湾曲モール
ドを第1に含むパレット、その直後に前面湾曲モールド
を載置したパレットが続いて到着する。これらのパレッ
トは充填及びモールド組み立て部へと順次移動し、6秒
ごとにほぼパレット一箇の速度で進む。
合可能なハイドロゲルまたはモノマー10が精密秤量ノ
ズル142を用いて前面湾曲モールドに充填される。精
密秤量ノズル142は秤量または充填部50の一部であ
る。モノマーは真空中で交互のパレットにより搬送され
る前面湾曲モールドのそれぞれに秤量され、モノマーと
前面湾曲モールドの間にガスを取り込む可能性をなくし
ている。さらに、図6においてさらに説明するように、
重合可能なモノマー化合物を脱気して、有意に溶解した
ガスがモノマーに存在しないようにし、またモノマーを
真空条件に曝した時に溶解ガスが気泡を形成しないよう
にしている。
クロリットルの重合可能なハイドロゲルまたはモノマー
を前面湾曲モールドに分注して、モールドキャビティが
あふれないようにし、不完全な一体成型の可能性を回避
する。過剰なモノマーは前面と裏面の湾曲モールドの組
み立ての最終段階で、さらに後述するようにモールドキ
ャビティから除去される。モールド部材を充填組み立て
する本装置の第2の部分は図1(b)に模式的に図示し
てあるスタンプ部で、本発明の譲受人にこれも譲渡され
る表面活性剤をモールド表面に塗布するための方法なら
びにその装置と題する米国特許出願第08/25826
3号にさらに完全に説明してある。図1(b)に図示し
たように、前面湾曲モールド部材を取り囲む円環状のフ
ランジ31(a)はスタンプパッド21で表面活性剤の
薄膜がスタンプされ、これは組み立て時にモールドキャ
ビティからあふれた過剰なモノマーを排除するのに有用
であると分っている。過剰なモノマー(ハイドロキシエ
チルメタクリレートを用いる場合には、これはHEMA
と呼ばれる)がフランジ31(a)と33(a)の間に
移動し、図1(d)に図示したようにモールド組み立て
時に過剰なHEMAのリング34を形成する。このHE
MAリングはコンタクトレンズを形成する重合ハイドロ
ゲル32と同時に焼成される。
ールド剥離界面活性剤をスタンプすることにより、HE
MAリング34は後面湾曲モールドフランジ33(a)
に好適に貼り付き、モールド分解で後面湾曲モールドを
取り外す時に製造工程から除去される。好適実施例にお
いて、剥離用界面活性剤はポリエチレンオキサイド・ソ
ルビタンモノオレエートで、「トゥイーン80(Twe
en80)」の商標名で販売されている。
の往復運動でスタンプヘッド部60に取り付けたピスト
ン22により調節されて動くのに適した複数のスタンプ
21を含み、スタンプ21の個数はモールドパレット3
0が搬送する前面湾曲モールド部材31の個数に相関す
る。
れのスタンプ21の下端の下に間隔を開けて配置するの
に適している水平方向にシフト自在なパッド部材(図示
していない)は、好適な多孔質材料、例えば平均10ミ
クロンの穴寸法を有する多孔性ポリエチレン等から構成
され、表面活性剤を含む溶液が含浸してある。界面活性
剤は高濃度で存在しても良い。パッド部材の上部表面
は、メッシュ寸法1.2ミクロンで秤量装置として機能
し、スタンプヘッドスタンプ21の下端で圧接されるパ
ッド部材にパッド部材の底部から上部へ界面活性剤が浸
透するにつれ比較的小量の界面活性剤だけが通過するよ
うに機能するナイロン製が好ましいフィルタで被覆して
おく。
を参照して組み立て部の動作の方法について説明する。
交互順序で最初に来る後面湾曲モールド33を含むパレ
ット30が組み立て部に進入すると、複数の往復運動す
る真空把持ピストン71が、それぞれ図8〜14と図1
5〜18に図示してある本発明の2つの主要な実施例に
ついてさらに説明するように、下向きに往復運動して交
互順序の最初のパレット30から後面湾曲モールドを取
り出す。後面湾曲モールドはチャンバ71(a)の真空
引きにより持ち上げられる。これは第1の主要実施例に
対応して実施例に図示してあり、往復運動する71に後
面湾曲モールドを固定する。後面湾曲モールドをとり上
げてから、からの後面湾曲モールドパレット30が前進
し、前面湾曲モールドとモノマーを含む第2のパレット
が図1(d)に図示したように往復運動するピストンの
下に前進する。アセンブリ全体の周囲を真空引きしてモ
ールドを組み立てる時にモールドとモノマーの間にガス
が取り込まれないようにする。往復運動するピストン7
0を下向きに駆動して、後面湾曲モールド33をモノマ
ーと接触させ、モールドキャビティ全体にひろげる。往
復運動するピストン71が下向きに下降し続け、過剰な
モノマーはキャビティからあふれ出す。オプションで、
往復運動するピストンの動作をさらに進めて後面湾曲モ
ールド33の平坦な円環状の表面33(a)が前面湾曲
モールドの周辺のエッジ31(c)に押し付け、これに
よってモールド部材を整列し余分なモノマーをフランジ
31(a)とフランジ33(a)の間の空間に押し出
し、剰余HEMAリング34を形成する。後面湾曲モー
ルドは第1の実施例の図8及び図9と第2の実施例の図
17を参照して後述するように前面湾曲モールドに浮動
式移動機構を使って押し付ける。所定時間後チャンバ7
1(a)内の真空は破られるがピストンからの挟持圧力
はアセンブリモジュールの移動中保持される。次に組み
立てたモールドと往復運動するピストン71周辺の真空
が破られるが、往復運動するピストン71が後退するこ
とによってパレット30を組み立て部から予備焼成部へ
転送することができる。
ぞれによるモールドの組み立ては図7および図15に示
したチャートにも説明してあり、往復運動するピストン
71の位置が時間の関数としてプロットしてある。
うに、開始点ゼロにおいて、往復運動するピストン71
は後面湾曲モールドを拾いあげるために下降を開始し、
約0.25秒で後面湾曲モールドに到達し固定する。ピ
ストン70は上向きにパレットより14ミリ上の位置ま
で約0.25秒で往復運動する。次にパレットが前進
し、後面湾曲モールドパレットが除去されて前面湾曲モ
ールドパレットが挿入され、この移動には約0.5秒か
かる。パレットの移動中、真空チャンバは前面湾曲モー
ルドパレット30に向かって下降を開始し図8において
後述するように、モールドパレットに当接してチャンバ
とパレットの間を封止する。封止はゼロ点から約1.2
5秒後に形成され、チャンバ内の窒素は約1.75秒で
真空平衡に達するまで排出される。
内に移動し、真空チャンバがパレット上に下降して封止
すると、往復運動するピストン71と後面湾曲モールド
33が前面湾曲モールドのうえ約5ミリまで部分的に下
降する。1.75秒で、往復運動するピストン71は独
立して下降を開始しゼロ点から約2.5秒でモノマーに
当接する。往復運動するピストンの下降移動が続き、約
3秒で後面湾曲モールドが前面湾曲モールドの縁31
(c)に確実に密着し、正式な組み立てとなる。その少
し後で、チャンバ71(a)内の真空が破られるが、往
復運動するピストン71は後面湾曲モールドに下向きの
力をかけたままで、同時に組み立てモジュールの他の部
分は下向きの移動を続けるので、前面湾曲モールドに対
する後面湾曲モールドの浮動把持を独立的に作成でき
る。約3.4秒で、真空チャンバ内の真空が破れ、約
4.4秒で往復運動するピストン71と、真空チャンバ
と、アセンブリモジュールが後退を開始する.4.75
秒で、組み立てたモールドを含むパレットが組み立て部
から搬出され、後面湾曲モールドを含む新規パレットが
モールド組み立てモジュールの下に挿入される。約5秒
で、往復運動するピストン71は後面湾曲モールド拾い
上げ位置まで移動し、約6秒で組み立てがゼロ開始点で
新規に開始される。
ャートは、第2の実施例に対応したもので、時刻ゼロ)
開始点で開始し、往復運動するピストンが後面湾曲モー
ルドパレットに向かって下降を開始し、後面湾曲モール
ドと約0.5秒で当接する。ピストンは1次支持ビーム
に結合し、これの動きがこれに結合したピストンを上下
させる。真空チャンバ筐体も1次支持ビームに結合して
おり同様に上下する。
置に約1.0秒間留まり、この間にピストンの真空把持
が係合して後面湾曲モールドをそれぞれのピストンに固
定する。ピストンと固定した後面湾曲モールドは上向き
に往復運動してパレット30の上の持ち上げ位置に約
0.5秒で達する。ピストンは約1.5秒間、パレット
が前進して後面湾曲モールドパレットが排除され、前面
湾曲モールドパレットがピストン列の直下に整列するま
で挙上位置に留まる。このパレットの前進には約1.5
秒かかる。
と、ピストンと真空チャンバ(それぞれが1次支持ビー
ムに結合してある)がフロントパレットに向かって下降
を開始し、図16に関連して後述するようにパレットに
対して真空チャンバが封止を形成する。パレットに対す
る真空チャンバの封止はピストンと真空チャンバがフロ
ントに向かって下降を開始してから約0.5秒後に形成
され、この封止はパレット表面に対して圧着される真空
チャンバのO−リングによってなされる。真空ポンプは
チャンバから窒素を排気し、所望の真空厚い約1.5秒
で到達する(ピストンと真空チャンバが最初に降下後
2.0秒)。
支持ビームに接続してあり、それぞれの軸は対応する加
圧スプリングを有し、摺動軸により真空チャンバがパレ
ットを封止したら1次支持ビームとこれに接続したピス
トンが下降を継続できる。下降の2.0秒後、真空チャ
ンバ内の真空の完全な作成とほぼ同時に、ピストンに装
着された後面湾曲モールドがフロントのモノマーに当接
する。約1.5秒で往復運動するピストンが遅い速度
で、後面湾曲モールドをフロントのエッジへ確実に封止
して正式なアセンブリとなるまで、下向きの移動を続け
る。モノマーへの下向きの移動中、ピストン内の真空が
破られるが、ピストンは後面湾曲モールドをフロントに
対する圧着に向かって駆動し続ける。モノマー内の最終
的な下降はゆっくりした速度で進められて、モノマーが
横向きと上向きに閉じたモールドの間を流れ出して、2
つのモールドの間の領域を部分的に充填し、過剰なモノ
マーがフロントから脱出し彎曲部のリップの周辺にHE
MAリングを形成できるようにする。HEMAリングは
モールドアセンブリの一体成型されたモノマーレンズか
ら、2つの湾曲したモールドの接続により分離エッジで
切り放される。
の下降が停止してから約1.0秒の間、チャンバ内の真
空が破られる。しかしこの1.0秒の間に、ピストンと
1次支持ビームは停止しており一定した下向きの挟持圧
力を後面湾曲モールドに向かってかけ続ける。1.0秒
の停止のあと、1次支持ビームと、ピストンと、真空チ
ャンバは0.5秒で順次上向きに上昇する。この後退に
続けて、組み立て終わったモールドのパレットが前進し
て組み立て部から搬出される。これと同時に後面湾曲モ
ールドの新規パレットが組み立て部の下に前進して、処
理がまた始まる。
図4にパレット30(a)およびパレット30(b)と
して2つだけ図示してある交互のパレットの順番に供給
する。図示した本発明の実施例において、パレット30
(a)は8つの後面湾曲モールドを含み、パレット30
(b)は8つのフロントを含む。これらのパレットはコ
ンベア20上でコンベアのそれぞれと材料取り扱い装置
を取り囲む窒素トンネル12へ移動し、重合前に構成部
材の全部に低酸素環境を提供する。材料取り扱いパレッ
トプッシャー13、14はコンベアベルト20から充填
組み立て部15へとパレットを向かわせ、組み立て部も
窒素エンクロージャ16内部に封入されている。エンク
ロージャ16は把持手段17とヒンジ18を用いて上下
に軸旋回する。充填組み立て部15内部にはフロントに
所定の正確な量のモノマーを充填するための充填または
秤量アセンブリ50と、モールド剥離用界面活性剤を前
面湾曲モールドのフランジ部分に塗布するための装置6
0と、一体成型組み立て部70がある。組み立て後、か
らになった後面湾曲モールドパレットは材料取り扱いプ
ッシャー19によって後面湾曲モールドパレット復帰コ
ンベア22に戻され、同時に充填組み立てされたモール
ドアセンブリはそれぞれのパレットでコンベアア21を
通り予備焼成部へ搬送される。
ットを分注組み立て装置内の各部で処理する搬送路22
に押し出す精密装置である。パレットは順次送り出さ
れ、それぞれの送り出しストロークはパレットの幅±
0.1ミリである。これにより充填組み立て部15での
各種モジュールにおいて精密位置合せのためのパレット
配置が可能になる。
0を参照して説明し、図5および図10は充填部50の
部分断面図、また図6はここのモールドキャビティの秤
量前に行なうモノマー脱気の略図である。モノマーは秤
量時またはモールド組み立て時に秤量したモノマーでの
気泡発生を防止するために実質的に脱気され、気泡が重
合中のモノマーのキャビティ形成またはハ゜ト゛リングを起
こすとレンズは欠陥品になり使用できなくなる。
ノマー混合物はコンテナ100に提供され、容量は典型
的には15リットルである。コンテナは線112でモノ
マー脱気システムに接続される。ポンプ114で負圧が
発生してドラム100から線112を通りポンプへとモ
ノマーを吸引し、ポンプ排出口116から排出する。排
出線116を進む間に、モノマーはフィルタ118を通
りモノマー内に存在するかも知れない余分な粒子汚染物
質が除去される。
20に提供される。脱気ユニット内部でモノマーは複数
のチューブ124に分割され、脱気ユニット排出口12
6でまた組み合される。脱気ユニットは典型的には1〜
40Torrの低圧環境で動作し、これは真空ポンプ1
28が提供する。真空ポンプは線130で脱気ユニット
122に接続してあり脱気ユニットからの余剰空気を線
132から排出する。配管部材124は好ましくはガス
透過性の配管、たとえば、ミシガン州ミッドランドのダ
ウコーニング社製74780医療用シリコンラバーから
製造されたニュージャージー州アンドーバーのサニテッ
ク社製STHT配管等から形成される。2本の配管が図
6に図示してあるが、複数の配管、典型的には10本の
配管を脱気ユニット122に設けることが理解されよ
う。
126を通って排出されたあと、モノマーは酸素モニタ
134を通過する。このモニタはモノマー内の残存酸素
を測定して脱気ユニットが正しく機能していることを確
認する。モノマーの酸素含量が高くなったと指示された
場合、欠陥レンズの製造を回避するために問題が是正さ
れるまで製造工程の運転を中断する。
含量が充分低くなったことを確かめたら、モノマーは線
136を通りマニホルド138へ流れる。マニホルドは
ここのコンタクトレンズモールドにモノマー秤量部50
で充填するために使用する複数の精密秤量ポンプ140
へ供給する共通の供給源として使用する。マニホルド1
38へ供給される処理済みモノマーを圧送するために使
用するポンプ140はバーモント州ノーススプリングフ
ィールドのIVEK社製IVEKポンプである。これら
のポンプはノズル精密秤量ノズル142を介してモール
ドキャビティ31へ正確な量で脱気したモノマーを提供
する。
ノマーはポンプ140からノズル精密秤量ノズル142
へ供給線141経由で供給され、供給線は装置の機能を
補助するための接続ブロック143を含む。供給線14
1のそれぞれは関連する排出ノズル142へ接続してあ
り、図5にはそのうちの2本が図示してあり、パレット
パレット30と個別の前面湾曲モールド31の径路上に
直接懸垂されている。秤量部50はモノマー排出ノズル
142のそれぞれを受け入れるマニホルドブロック51
と、パレットの外側周辺部110(a)と協働して使用
し真空ポンプで排気できる密閉した封止を提供してモノ
マーの充填を真空中で行なえるようにする真空シール5
2を含む。マニホルドブロックアセンブリ51は図10
を参照して後述するように一対の配管またはシリンダ5
3,54上で固定したプラットホーム52に対して往復
運動する。秤量モジュール50も一対の内腔スコープ管
55,56を含み、これにより所望すれば光ファイバー
内腔スコープ200によってモノマー秤量の監視を行な
うことができる。
ール50全体が固定指示フレーム52と64に対して、
移動自在な枠62に取り付けてある短距離空気シリンダ
65を用いて、また空気シリンダ63の駆動軸63aに
より固定枠64に対して垂直方向に往復運動する。真空
はマニホルド66と真空線67を通り充填または秤量部
を通り2本の配管53,54の一方に形成した内部マニ
ホルドへ供給される。配管またはシリンダ53,54は
固定した案内配管57,58と往復運動する。真空供給
源も真空マニホルド66と周辺シール52とパレット3
0により形成された秤量充填部50の内部の間に真空の
連通を提供する中空の孔69,69(a)を用いてマニ
ホルドブロック51に形成してある。
ト30とマニホルドブロック51で形成されたキャビテ
ィに下がるように延出している光プローブ201ととも
に図10に図示してある。ダミーまたは目止め202を
別の内腔スコープ配管56に取り付けて、内腔スコープ
を使用しない時には組み立て部50内部真空供給源への
通路を封止しておく。
して前述した材料取り扱いラム14を用いて充填または
秤量部50に前進する。位置につくと、マニホルドアセ
ンブリ51が下向きに空気シリンダ63を用いて往復運
動する。マニホルドアセンブリ51の真空シール52は
パレット30と係合するので、センサーアセンブリ65
が作動し、これによってマニホルド66、真空線67、
マニホルド68、供給源69、および69(a)に真空
引きを行なうバルブが開放される。モールドキャビティ
の充填または秤量に真空は必要とされないが、N2ガス
がモノマーと前面湾曲モールドの間に取り込まれる可能
性を回避することは注意すべきである。またパレット3
0の周辺環境は低酸素N2環境でありチャンバの排気が
N2ガスの排出であることも注意すべきである。秤量チ
ャンバ内に真空が作られたあと、ポンプ140が作動し
て図5に図示したモールドキャビティ凹面31のそれぞ
れに60マイクロリットルの制御された量を供給する。
インチ、内径約.040インチのテフロン製秤量チップ
を含む。各チップは約45度の角度に切断してあり、分
注時には前面湾曲モールド31の水平切線方向で.5ミ
リ以内に来るように配置される。モノマーまたはモノマ
ー混合物を分注すると、図1(a)に図示してあるよう
にチップの回りに上向きに溜るので、チップ角度が被わ
れる。マニホルドアセンブリ51が上向きに往復運動す
ると、モノマーの溜りがノズルチップから逃げ、チップ
表面から余分なモノマーが落ちチップ上に液滴が形成し
ない。この逃げ動作は秤量の正確度を向上させ、モノマ
ー滴下の可能性がなく気泡形成につながるようなモノマ
ーの攪拌が避けられる。
通過するパレットの汚染または予期しない液滴からの分
注部の汚染の可能性がある。モノマーの個別の液滴はモ
ールドキャビティ内に溜った場合またはモノマーの溜り
のうえに落ちた場合でも気泡の「種」となる部位を生成
することが分かっている。チップをモノマー溜りに浸漬
することにより、この可能性を実質的に排除している。
注したあと、マニホルド66で真空が破られ、マニホル
ドアセンブリ51が上向きに空気駆動手段空気シリンダ
63により往復運動してモールド剥離用界面活性剤でモ
ールドフランジを被覆する装置60へパレット30の搬
送ができるようになる。充填モジュール50は空気シリ
ンダ63を用いて高いサービス位置まで上昇できる。
立て部の動作は2つの実施例を参照して説明し、第1の
実施例は図8および図11から図14、また第2の実施
例は図16および図19から図20に図示してある。
ジュール70の外部立面図を表わしており、図9は図示
の目的で切断線A〜A’から離れた2つの軸に沿って割
断した組み立てモジュール70の第1の実施例の部分断
面図を示している。組み立て部70は図9の左側断面a
〜a’で図示してあり後面湾曲モールドが取り付けられ
てそのうちの2つが後面湾曲モールドなしの図9のa〜
a’の右手断面に部分的に見えている。本実施例の好適
な版において往復運動するピストン8本を8組の前面湾
曲モールドおよび後面湾曲モールドを有するパレットに
使用している。往復運動するピストン71は真空筐体7
2内部の復動のために取り付けてあり、主筐体73に担
持されこの内部で浮動する。3つの部材71,72,7
3はさまざまな時刻に、互いに対してもまたパレット3
0とパレット前面湾曲モールド31に対しても往復運動
する。
施例が図示してあり、真空マニホルド筐体72と主筐体
73が円筒状の軸または配管74,75に往復運動する
ように取り付けてあり、往復運動する支持プラットホー
ム78を上下させるサーボモータ77に応じて固定した
フレーム部材76に対して往復運動する。駆動モータ7
7は案内チューブ79および80とクロスメンバ81を
使って枠部材76に固定的に取り付けてある。つまり、
固定した枠部材76、案内チューブ79,80、クロス
メンバ81は装置の往復運動する部材に対して固定して
いる箱型の枠をなす。パレット案内レール82も固定し
たプラットホーム76に対して固定されている。前述し
たように、パレット30は図4に関連して説明しまた図
示した材料取り扱いプッシャ14によってパレット案内
レール82を通って進む。
示してある本発明の第1の実施例について、真空マニホ
ルド筐体72と主筐体73はそれぞれの筐体の対向する
側面には位置してある一対のスプリング部材83,84
により下向きに力がかけられている真空マニホルド筐体
72と相互に往復運動する。真空マニホルド筐体72は
一対のボルト85,86で主筐体73に固定してあり、
ボルトの一方が図9に85として断面で図示してあり、
主筐体に形成した凹部87等の凹部に上向きに往復運動
できるようになっている。同様に、ピストン71と往復
運動するマニホルド部材88、89も往復運動の案内と
2つの筐体部材72、73の間の支持を提供する。
スコープ200と光ファイバープローブ201へのアク
セスを提供し、観察または品質管理のためにこれを組み
立てキャビティ内に挿入することができる。使用しない
場合には、内腔筐体90,91は盲蓋で閉じ、組み立て
匡体内部を真空引きするようにする。
レット30が図1(c)に関連して前述したような往復
運動するピストン71の下に進む。パレットが所定位置
に来ると、組み立てモジュール70は空気駆動モータ7
7とクロスメンバ78によって下向きに往復運動して真
空マニホルド筐体と主筐体の両方を下向きに引き下げ
る。真空マニホルド筐体72はスプリング83,84
で、また主筐体73の上方位置に取り付けてある空気シ
リンダ内部に維持されている空気圧によって、下向きの
位置に力がかかる。空気シリンダ73はシリンダ92そ
れぞれを共通の空気圧源に接続する供給源キャビティ1
02により加圧される。約0.25秒以内に、往復運動
するピストン71はパレット30の後面湾曲モールドと
係合し、真空マニホルド筐体72に形成してあり2つが
図9と図12に図示してある円形のチャンバ95と連通
する半径方向の孔94を有する往復運動するピストン7
1の真空マニホルド71(a)を通して真空引きされ
る。円環状のチャンバ通路95のそれぞれは互いに相互
接続されまた真空マニホルド筐体72の一側面で全ての
4つの円環状のマニホルド95を横断して延在する共通
の供給源97へ連結される。
89は主マニホルド73に真空マニホルド72を接続
し、配管の一方88が図9の断面図に図示してある。真
空マニホルド88は内腔98内部を往復運動し、真空マ
ニホルド89は内腔99内部を往復運動する。これらの
往復運動するマニホルドは基本的には同一のものだが、
2種類の異なる圧力で2つの異なる組み立てモジュール
部材に真空を供給する点で異っている。
長手方向の供給源97は円環状のチャンバ99で終わ
り、ここから往復運動する真空マニホルド89と上側供
給キャビティ102に連通する。供給源102は真空ア
センブリ103の上部に接続してあり、ここから往復運
動するシリンダまたは配管75に連通する。往復運動す
る配管75で維持される真空は遮断弁とマニホルド(図
示していない)を介して真空線104で真空引きされて
なす。つまり、真空管104を真空引きすることによ
り、往復運動するピストン71を通して、真空マニホル
ド筐体内の共通の供給源95、97へ、主筐体内へ往復
運動するマニホルド89を上向きに通り次に往復運動す
る配管75を下向きに通って低酸素環境内に存在するN
2を引き込み排気する。
範囲の一番下の点に到達すると、後面湾曲モールドのそ
れぞれが後面湾曲モールドパレット30から往復運動す
るピストン71を真空引きすることにより取り出され
る。組み立てモジュール70全体が約0.25秒で上向
きに往復運動して組み立てモジュールから、からになっ
たパレット30を搬出して、前面湾曲モールドにそれぞ
れ充填モジュール50でモノマーを充填してある新規パ
レット30(b)を挿入できるようになる。パレット3
0(b)は図4に関連して前述した位置まで進むが、図
2に図示してあるようにパレット30に設けてある位置
合せ孔108、109と協働するテーパー状の位置合せ
ピン106、107を使って正確な位置に位置合わせさ
れる。ピン106のテーパーはモールドの正確な組み立
てのために±.1ミリの精度でパレットを位置合わせす
るために充分である。組み立てサイクルは真空マニホル
ド筐体72と主筐体73の両方が周辺シール110とパ
レット30の外周110(a)の接触するまで下向きに
往復運動することから始まる。周辺シールと接触する
と、真空スイッチが往復運動するクロスヘッド78に隣
接した近位スイッチにより作動し、真空管111を通し
て引かれる第2の真空供給源を作動させて真空マニホル
ド筐体72とプラットホームパレット30の間に形成し
たチャンバを排気する。図9、図12、図14に図示し
てあるように中央内腔につながる共通の供給源115に
より真空マニホルド筐体72の中央を通って真空引きさ
れ、孔116は長手方向のマニホルド96と円環状のチ
ャンバ98へ接続されて真空マニホルド配管88を通り
上部主筐体マニホルド101へ続き、この通路から接続
マニホルドを通り往復運動する駆動配管74の内部へと
マニホルド102および駆動配管75内部について前述
したのと同様に連結がなされる。
真空引きはわずかに異り、配管75に引かれる真空圧が
配管74に引かれる真空圧よりわずかに大きくしてあ
り、後面湾曲モールドがモノマー充填と前面湾曲モール
ドへの圧着前に往復運動するピストン71に保持される
ようにしている。好適実施例において、パレット30周
辺の真空マニホルドに引かれる圧力は5ないし7ミリバ
ール程度であるが、往復運動するピストン71内部に引
かれる圧力は3ないし5ミリバール程度である。真空マ
ニホルド筐体72を介して真空引きへのピストン71の
往復運動が行なえるようにし位置変換中に真空を維持す
るにはピストン71の軸と往復運動する真空マニホルド
筐体ポートの間に封止手段が必要である。ピストン内部
に引かれる真空レベルと主チャンバの真空レベルの差の
大きさがこの条件の重要性ならびに複雑さを増加させ
る。このような封止手段に対するさらなる具体的な条件
は、ピストン71およびO−リング形状の製造時の変化
に対して対応しているか少くとも調節自在にしてあるこ
とである。
リは前述したように真空マニホルドを通るピストン軸の
位置変化に対する複雑さに適合する設計上の解決を示し
ている。図13には単一のスリーブアセンブリが図示し
てあるが、典型的なマニホルドは図5および図8〜図1
2に図示してあるように複数のスリーブとピストンを含
み得ることが理解されよう。
の特定条件による個別の真空管スリーブは真空マニホル
ド筐体204を通って延在する開口部190の内径と一
般に外径が等しい円筒状のスリーブ要素180を含む。
真空配管スリーブ180の内径は一般にピストン軸71
の外径と等しい。
放端に形成した供給源71aを有する。ピストン71は
ピストン71の外部横方向表面を供給源71aに接続す
る一対の半径方向の開口188も有する。スリーブ18
0はスリーブ180の長手方向の軸を横断する2つの横
方向の絞り187を有し、これがピストン71の半径方
向の孔188に接続する。スリーブ180の横方向の絞
り187はスリーブの外部表面に形成された円環状の通
路186に接続する。円環状の通路186のため側方の
通路187は回転方向と無関係に外部真空(後述する)
に接続されたままとなる。
ルド204は筐体部材を形成し、チャンバの真空引きさ
れまたスリーブ180が嵌合する筐体を通り開口部19
0の内部表面で開放端を有する複数の円環状のチャンバ
通路(図示していない)を含む。円環状のチャンバ通路
の他端は外部真空(これも図示していない)に接続され
る。円環状のチャンバ通路と、スリーブ結合180の側
方の絞り187と、ピストンの半径方向の孔188を経
由して、ピストン供給源71aを真空引きすることがで
きピストンが(図1(d)に図示してあるように)モー
ルドを把持できる。
−リング溝181a、181bを含む。これらの溝の一
方181aは横方向絞り187のマニホルドの円環状の
チャンバ通路への外部(第1の)接続とチャンバマニホ
ルドの外部の間の位置に配置してある。他方の溝181
bは第1の接続と真空チャンバの内部の間に配置する。
それぞれの外周方向の溝において、標準O−リング18
2を嵌合して対応する真空(ピストン真空またはチャン
バ真空)の内外への漏洩を防止する。
180を摺動し、このときO−リング184が真空封止
を維持する。動的な動作のため、O−リング183は標
準O−リング182とは異なり、そのスリーブ内を往復
運動するピストン専用に選択する。各ピストン71の製
造上の寸法変化の許容範囲は選択したO−リング183
により吸収される。このスリーブはピストンとこれが往
復運動する筐体部材内の開口との個々の適合の必要性を
なくすことにより、真空マニホルド筐体204に対する
ピストン71のそれぞれの相互運用性を有意に増加させ
ている。
ると、真空マニホルド筐体は往復運動を止めパレット3
0に対して停止したままになる。しかし、上部または主
筐体73はこれに取り付けてあるピストンに沿って下向
きに往復運動を継続し、後面湾曲モールドをモノマーに
接触させ、ゆっくりと外側に移動させて2つの鋳型が組
み立てられると鋳型キャビティを満たすようにさせるこ
とができる。筐体周囲で維持される真空のために2つの
モールドの組み立ては、環境内のN2圧力下で組み立て
た場合より迅速かつ広範に行なうことができる。真空中
で組み立てた場合、分注速度は毎秒5ミリまで高くする
ことができるが、真空なしでは毎秒0.2ないし1m以
上の速度ではモノマーの攪拌が不可避的に発生し、得ら
れるレンズの品質に影響を与え気泡の発生が避けられな
い。つまり、大気条件下で6秒から9秒かかる組み立て
速度は1ないし2秒で実現できる。さらに、真空引きし
ない場合、窒素がモールドの間またはモノマーと後面湾
曲モールドの間に取り込まれるので別の気泡またはパド
ルが発生し、これがレンズを使用を不可能にする。
73の独立した工程を提供しているのは真空マニホルド
筐体72がパレット30に係合したあと下向きに往復運
動しなくなるためである。図示したように、図8と図1
0の装置は任意の把持動作を提供し、上部主筐体が下向
きに往復運動を継続して後面湾曲モールドに分注し、ま
たZ方向の図7に図示してある移動点へ移動を続けスプ
リング83、86を圧縮する。これらのスプリング部材
が圧縮されると、往復運動するピストン71は後面湾曲
モールド33と所定圧力まで加圧してありマニホルド7
3に往復運動のために取り付けてある空気シリンダ93
の間を浮動する。つまり、把持圧力が後面湾曲モールド
に生成されるが、これは空気シリンダ93に維持されて
いる空気圧によって決定されスプリング部材83、84
または駆動モータ往復運動するピストン71により生成
される圧力で決定されない。これによって往復運動する
ピストン71のそれぞれの独立した往復運動または浮動
運動が行なわれ、同時にピストン全部を共通の所定の値
まで加圧できる。つまり、1つの湾曲モールド部材の位
置不整によってパレット30上の湾曲モールド部材組み
立てバッチ全体が駄目になることはない。
持圧力は前面湾曲モールド上に後面湾曲モールドを嵌合
させ、前面湾曲モールド上に形成されている分離リング
31(c)に対して湾曲モールド部材の凸部を嵌合させ
るので、レンズブランク32内のモノマーを過剰なHE
MAリングのモノマーから遮断する。また図7に図示し
てあるように、湾曲モールド部材を嵌合した後、往復運
動するピストン71のそれぞれの真空が104の真空線
の弁を開くことで破られる。そのすこし後に、また所定
の把持時間と所定の把持圧力の後、真空マニホルド筐体
とパレット30の間の真空が真空線111の弁を開くこ
とで破られる。典型的にはこの区間は.5ないし3秒だ
が、望ましくは1.5秒である。把持圧力はレンズ当た
り.5ないし2kgmだが望ましくは1kgm/レンズ
である。この後、駆動モータ77が作動し組み立てモジ
ュール全体が上向きに持ち上がって、新規の後面湾曲モ
ールドと新規の動作サイクルのためにリセットする。任
意の把持動作が提供されない場合には、弾力的な力のか
かったピストン71を真空マニホルド72に固定的に取
り付け、下向きに往復運動して後面湾曲モールドをモノ
マーに嵌合させるが、分離リング31(c)で封止係合
から0.1〜0.2ミリ離れる。第1の実施例のこの変
化において、任意の把持段階を予備焼成段階に設けても
良い。このモノマーに嵌合した時、真空条件、大気圧は
真空が真空マニホルド72で破れた時に湾曲モールド部
材を一緒に「把持」する。
の別の実施例について説明する。この実施例は第1の実
施例と多くの類似した特徴を有しているが、本明細書に
記載の説明と図面を通して明らかになるであろう利点と
改良をいくつか含むものである。これの説明は前述した
図15の時刻チャートにしたがって交互動作の段階ごと
の説明を含む。
上面図が図示してあり、図16〜図18に図示した断面
に対応する横断線を含む。線A〜Aは図16の断面図に
対応し、線B〜Bは図16の断面図に対応し、線C〜C
は図17の断面図に対応している。
立てモジュール250が断面図で図示してある。組み立
て部250は主支持ビーム252を含み、これは図11
に関連して説明したように支持プラットホーム78と同
様に支持プラットホームに固定的に結合してある。プラ
ットホームと主支持ビーム202は駆動手段たとえば図
11に図示したモータ77に類似の応答サーボモータ等
によって上下に一緒に往復運動する。特定の応答サーボ
モータは各種の異なる原理を使用でき、それぞれ従来技
術で周知のたとえばボールねじ駆動手段、油圧手段、空
気圧手段、または磁気駆動手段で有り得ることは理解さ
れよう。
ド支持軸206で主支持ビーム252に接続してある。
気管支基軸206は好適実施例の断面図である図18に
図示してある。一端においてマニホルド支持軸206は
ビーム252の上で螺子切りしてあるナット228で主
支持ビーム252に、また軸206に固定してある強固
な位置決めカラーで下に強固に固定してある。
ニホルド204に延出し、マニホルドが停止して主筐体
が下降し続ける場合に摺動できるようにしてある。摺動
端は軸が次の上向き動作中にマニホルド204に引き込
まれないようにするための端部キャップナット230に
嵌合する。真空シール234を軸206の入り口でマニ
ホルド204の上部に取り付け、シール234で軸20
6がマニホルド内を往復運動した時にマニホルド204
の直下の真空をシステムが保持できるようにする。
ルド204に結合し、一定の応力を真空マニホルドに対
して適用し、軸206に沿って端部キャップナット23
0に向かって押しつける。マニホルドが停止し、たとえ
ばパレット30(図示していない)の上部に係合した場
合等と、主支持ビームが下降を続けた場合に、スプリン
グ226が圧縮される。圧縮によってパレット30に対
してO−リング240を係合するさらなる封止力を提供
し、これによってマニホルドとパレットの間の封止界面
を維持できる。主支持ビームが下降を続けると、軸20
6はマニホルド204を通って摺動を始め、動きに対向
するのはスプリングの力だけなので連続して下降でき
る。
て部はパレットの位置決め孔(図示していない)に差し
込まれてシステムを整列させるための位置決めピン23
6を含む。パレットが組み立て部に配置され、位置決め
ピンで一般に整列されると、組み立ての残りの動作を正
確に実行してパレットの誤供給の可能性を最小限にして
いる。位置決めピン236はマニホルド204を通して
摺動自在に取り付けてあり、上部または外部の端部で応
力スプリング238を経由して主支持筐体252に接続
される。マニホルド204の上部に、位置決めピン23
6がマニホルド204を通る点で取り付けてあるのでピ
ン236への真空シール235でチャンバ内の真空をそ
こなうことなくマニホルドに対して摺動できる。位置決
めピン236の下側または内部の端部はパレットの位置
決め孔と簡単に位置合わせできるように傘状になってい
る。位置決めピンと孔の両方が傘状になっていることで
下向きに移動する位置決めピンがパレット供給精度にお
けるわずかな変動に対してパレットを整列させることが
できる。応力スプリングと摺動自在なピンの取り付けに
よって句組み立てはパレットが誤供給された場合にも障
害を起こさずに済む。このような場合、位置決めピンは
孔に対して正しく位置合わせされていない場合にパレッ
トと接触した時点で上向きに摺動する。
ーム208が上から真空チャンバマニホルド204に強
固な光学プラットホーム支持210により固定的に取り
付けてある。光学プラットホーム208から下向きに延
出しているのは内腔スコープ筐体212で、これは真空
マニホルド204に侵入する光ファイバープローブ21
4を含む。内腔スコープ216は、光ファイバープロー
ブ214と組み合せて、組み立て処理をたとえば品質管
理目的で観察するために使用できる。チャンバ内の真空
を維持するため、内腔スコープ筐体は封止されて真空を
保持するようになっていることが理解されよう。
のピストン218a、218bがそれぞれ本発明の第2
の実施例にしたがって図示してある。図17に図示下図
面は2本のピストンしか図示していないが、本実施例に
含まれるピストンの本数は(図19に図示してあるよう
に)16本であり、ピストンの本数は特定の実施例によ
り組み立て部を変化することがあることは理解されよ
う。
ン218a、218bのそれぞれに固定的に取り付けて
あり、支持カラー220は応力スプリング222によっ
て主支持ビーム252に結合する。ピストン軸218
a、または218bの上部は主支持ビーム252を通っ
て延出しこれと摺動自在な関係を維持する。主支持ビー
ム252に対するピストンの正確な位置はスプリング定
数とピストンによってスプリングにかかる力で決定され
る。ピストンの底部は真空マニホルド204に延出す
る。しかしピストンは真空シール235によってマニホ
ルドで封止的に係合してピストンが往復運動した時に真
空チャンバ内の真空の漏洩を防止している。本実施例の
チャンバ内部の真空圧は5ないし7ミリバールの範囲内
に引かれ、一方ピストン内部の真空圧力範囲は3ないし
5ミリバールに引かれる。真空シール235はマニホル
ドに対するピストンの自由摺動を他では制限しない。
いずれかの端部での開口と、軸の全長に延在する内腔2
24を含む。真空接続ホース254を各ピストン218
a、218bの主支持ビーム252の上に延出する上部
に固定する。接続ホース254と内腔224経由で、外
部真空(図示していない)が吸引を提供して後面湾曲モ
ールド33を把持する。本発明の湾曲モールド部材組み
立て部250の第2の実施例の動作は、図14を参照し
て簡単に説明したが、上記で識別した構成要素に関して
さらに完全に本明細書で開示する。各サイクルの開始時
に独立した後面湾曲モールド33を含むパレット30は
湾曲モールド部材組み立て部250の直下の位置に搬送
される。パレットが配置につくと、主支持ビーム252
とこれに接続された真空マニホルド筐体204が応答サ
ーボモータによりパレットに向かって下向きに駆動され
る。マニホルドの位置決めピン236はパレットの位置
合せ孔に侵入し、マニホルドが下降を続けるとO−リン
グ240がパレット表面に当接する。
支持軸206はマニホルド204を通って下向きに摺動
を開始する。この相対的な動きにより応力スプリング2
26が圧縮され、O−リング240をパレット上に当接
させているマニホルドに一定の圧縮力を供給する。摺動
自在にマニホルド204に接続されているピストン21
8a、218bは主筐体252が下向きに移動を続ける
のでマニホルドに向かってさらに深く摺動を開始する。
この位置変化はピストンの先端がパレット上の後面湾曲
モールド33に接触するまで続き、これに当接する。必
ずしもピストンがそれぞれの後面湾曲モールドに同時に
当接し得ない。個々の後面湾曲モールド手段の厚みと当
接は変動する。このため主支持ビーム252の位置変化
の過剰ストロークがシステムに設計してあり、ビーム2
52はピストン218a、218bを後面湾曲モールド
に当接させるのに必要なだけさらに下向きに移動する。
過剰ストロークは後面湾曲モールドまたはピストンの先
端を簡単に損傷することがあるが、主支持ビームへのピ
ストンの摺動自在な取り付けによる。摺動自在にそれぞ
れのピストンを取り付け、それぞれに個別の応力スプリ
ング222を提供することにより、ピストンを対応する
後面湾曲モールドへ封止するのに充分な力がかかると、
ピストンは下向きの動きを止め、下降し続ける主支持ビ
ームに対して上向きに摺動する。
おいて、ピストン真空が接続ホース254と内腔224
経由で取り付けてある外部真空ポンプで引かれ、真空を
発生して後面湾曲モールド33を把持する。ピストンと
後面湾曲モールドの接続が有効になると、主筐体252
は上向きに後退を始め、ピストン218a、218bを
上向きに引き上げ、マニホルド204をパレット30か
ら係合解除し、最終的に位置決めピン236をパレット
の位置決め孔から開放する。空のパレットはここで自由
に動けるようになり、モールド組み立て部の直下から動
力的に搬送されて所定量のモノマーを充填してある一組
の前面湾曲モールドを含むパレットに置き換えられる。
しく配置されると、応答サーボモータ77が主支持ビー
ム252を新規パレットに向けて下げ始める。サイクル
の前半と同様に、位置決めピン236がパレットの孔に
進入しパレットを整列させる。
240がパレットに当接する。O−リングの短時間の圧
縮後に、マニホルド204は移動を停止する。主支持ビ
ーム252の連続した下向きの位置変化によりマニホル
ド支持軸206の応力スプリング236を圧縮し、一定
の圧縮応力をO−リングに提供し、ここにおいてマニホ
ルド204をパレットに封止することを確実にする。こ
の封止係合が行なわれると、主支持ビーム252は下降
を続け、ここにおいてピストン218a、218bを停
止している真空マニホルドに対して摺動させる。
合が行なわれると、また前面湾曲モールドのモノマー量
による後面湾曲モールドの当接前にチャンバ内部に真空
引きを行なう。真空引きはモノマーに溶解しているガス
による、または下降する後面湾曲モールド33の下に閉
じ込められた空気により発生し兼ねない気泡を消すこと
を目的としている。この真空により第1の組み立て装置
に関して前述したように、後面湾曲モールドが大気中で
行なうよりもかなり速い速度でモノマーに当接して移動
することができる。
腔224を経由した各ピストン218a、218b内部
の真空引きはチャンバ内の真空引きよりわずかに強いこ
とも注意すべきである。チャンバ内の圧力は5から7ミ
リバールの間まで減圧され、ピストン内の圧力は3から
5ミリバールに維持される。この差によって後面湾曲モ
ールドがモノマーと前面湾曲モールドに当接する前にピ
ストン先端で保持されることを確実にしている。ピスト
ン内部の真空は後面湾曲モールドがモノマーに全部接触
したら解除される。後面湾曲モールドがモノマー内を移
動する時主支持ビーム252とピストン218a、21
8bの連続した下降がゆっくりした速度で継続する。モ
ノマーが正しく、横方向と上方向に流れられるように、
また湾曲モールド部材の間の領域を完全に取り込むよう
に移動速度を減速する。減速した下降速度によって過剰
なモノマーが湾曲モールド部材から脱出することができ
る。この過剰なモノマーがHEMAリングを形成し、後
面湾曲モールドが最終的に前面湾曲モールドに圧着され
た時に前面湾曲モールドの分離エッジにより製造される
レンズから切り離される。
離エッジに当接するまでモノマー内を移動する。2つの
モールドが互いに対して当接するアセンブリの下向きス
トロークの変化は主支持ビーム252の下向き位置変化
の過剰ストロークを必要とする。それぞれのピストンの
応力スプリング222は、対応する後面湾曲モールドが
完全に当接されると、過剰ストロークの間に圧縮され、
それぞれのピストンが組み立てたモールドを損傷しない
ようにする。
後面湾曲モールド33全部がそれぞれの前面湾曲モール
ドに対して当接すると、真空チャンバの真空が解除され
る。チャンバ内の真空が解除されると、ピストン218
a、218bとマニホルド204は所定位置に留まり、
結合したモールドに対して一定の力をかけ続ける。
持ビーム252は応答サーボモータ77により上昇位置
まで動力的に移動される。この用意する場合、ピストン
218a、218bの応力スプリングは第1に弛緩し、
次いでパレットからピストンを上昇させる。主支持ビー
ム252が上昇を続けるとマニホルドそれ自体が上昇を
始めるまで支持軸206の応力スプリング226も弛緩
し、パレット表面からO−リング240を係留解除す
る。上向きストローク中の最後の解除はパレット30か
らの位置決めピン236の除去で、このあと完全に組み
立てたレンズモールドで埋められたパレットが組み立て
部から搬出され、新しい後面湾曲モールドの組を有する
次のパレットに置き換えられる。
図示しまた説明したが、態様および詳細における前述の
およびその他の変化は本発明の趣旨およびその範囲を逸
脱することなく行なうことができ、該範囲は添付の請求
項の範囲によってのみ制限されるべきであることは当業
者には理解されよう。
働する位置決め孔を含み前記湾曲モールド部材部材の組
み立て前に前記パレットを整列させることを特徴とする
請求項1に記載の装置。 (2)前記パレットは前記筐体部材の周辺封止と協働す
る周辺封止領域を含み前記真空引きを行なうことができ
るようにしてあることを特徴とする態様1に記載の装
置。 (3)前記1つまたはそれ以上のパレットは前記後面湾
曲モールド部材のための第1の組のパレットと前記前面
湾曲モールド部材のための第2の組のパレットを含む複
数のパレットを含み、前記第1の組の各パレットは前記
第2の組のパレットと互い違いにしてあることを特徴と
する請求項1に記載の装置。 (4)前記第2の手段と、前記筐体部材と、前記支持ビ
ームは同じ方向に往復運動することを特徴とする請求項
1に記載の装置。 (5)前記第2の手段は前記パレットにおいて搬送され
る各後面湾曲モールドのための独立した往復運動する部
材を含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
はそれぞれの往復運動する部材を前記支持ビームに独立
的に結合して、前記所定の圧力のそれぞれの往復運動す
る手段の独立した往復運動を可能にし、前記往復運動す
る部材のそれぞれが前記複数の応力スプリングの1つに
よって独立して力がかけられることを特徴とする態様5
に記載の装置。 (7)前記装置は前記第1の組のパレットの1つから後
面湾曲モールドを取り出すことと前記第2の組の1つか
ら前記前面湾曲モールドに前記後面湾曲モールドを載せ
ることによって前記前面湾曲モールドと前記後面湾曲モ
ールドを組み立てることの間で反復動作することを特徴
とする態様3に記載の装置。 (8)前記ビームが下向きに往復運動する場合に前記筐
体部材と前記支持ビームの間の前記応力スプリングが所
定の圧着力を前記筐体と前記パレットの間に作成し、所
定の圧着力は前記モールド部材の前記真空組み立てのた
めに前記筐体を前記パレットに封止することを特徴とす
る請求項1に記載の装置。 (9)前記チャンバ真空を維持するための前記少くとも
1つの真空スリーブアセンブリは、(a)前記筐体部材
の上部壁に形成された開口部に嵌合し、前記開口部が前
記筐体部材の前記上部壁の上部表面から前記上部表面の
下側へと延在するスリーブ要素であって、前記第2の手
段が往復運動できる前記筐体部材の前記上部壁を通る内
部通路を形成するスリーブ要素と、(b)前記スリーブ
要素の外側周辺表面と前記開口部の内側周辺表面の間に
封止的に配置される少くとも1つの外側O−リングと、
(c)前記スリーブ要素の内部通路と、これの外周付近
で、前記第2の手段の外周の間に封止的に配置され、前
記スリーブ内を前記第2の手段が往復運動する時に前記
チャンバの真空への漏洩を防止することができる少くと
も1つの内側O−リングと、を含むことを特徴とする請
求項3に記載の装置。 (10)前記第2の手段は、端部で開放している内部供
給源を有する細長い少くとも1つの部材を含み、前記供
給源において前記モールド部材を把持するためと前記モ
ールド部材を関連するパレットから取り外すための把持
真空引きが行なえることを特徴とする請求項3に記載の
装置。
在する内腔を有する少くとも1つの細長い要素を含み、
前記内腔において前記要素の他端を介して前記モールド
部材を把持するためと前記モールド部材を関連するパレ
ットから取り外すための把持真空引きが行なえることを
特徴とする請求項3に記載の装置。 (12)前記少くとも1つの細長い要素はさらに、前記
供給源の側面から少くとも1つの半径方向の孔を含み、
少くとも1つの半径方向の孔を介して外部真空が前記把
持真空を引くことができることを特徴とする態様10に
記載の装置。 (13)前記筐体部材は前記筐体部材内部に形成した少
くとも1つの円環状のチャンバ通路導管を含み、少くと
も1つの前記通路は前記外部真空へ第1の端部で、また
前記細長い要素の前記少くとも1つの横方向の通路へ第
2の端部で、結合することができ、該導管を介して前記
細長い要素の前記把持真空引きを行なうことができるこ
とを特徴とする態様12に記載の装置。 (14)前記第2の手段は前記モールド部材の1つをそ
れぞれが把持する複数の細長い要素をさらに含むことを
特徴とする態様13に記載の装置。 (15)前記チャンバの真空を維持するための前記少く
とも1つの真空スリーブアセンブリは複数の真空スリー
ブアセンブリをさらに含むことを特徴とする態様14に
記載の装置。
1つが前記複数の真空スリーブアセンブリの対応する1
つに往復運動し、前記真空スリーブアセンブリのそれぞ
れは、(a)前記筐体部材の開口内部に嵌合し、前記細
長い要素の対応する1つが移動する内部通路を形成し、
全既筐体部材の前記複数の円環状のチャンバ通路の対応
する通路と前記細長い要素の前記少くとも1つの半径方
向の内腔とが接続されて前記外部真空が前記供給源内の
前記把持真空を引くことができるようにする少くとも1
つの横方向の絞りをさらに有するスリーブ要素と、
(b)前記スリーブ要素の外側表面と前記筐体部材の前
記開口部の内側の隣接する表面の間に配置される少くと
も2つの外側O−リングであって、前記外側O−リング
の第1のものは前記筐体部材の上部と前記スリーブの少
くとも1つの横方向の前記絞りと対応する円環状のチャ
ンバ通路の第1の接続の間に配置され、前記外側O−リ
ング、第2のものは前記筐体部材の前記下側と前記第1
の接続の間に配置される少くとも2つの外側O−リング
と、(c)前記細長い要素の前記外側表面と前記スリー
ブの隣接する内側表面の間に前記スリーブ要素の内側周
辺の回りに配置される少くとも2つの内側O−リングで
あって、前記内側O−リングの第1のものは前記筐体部
材の前記横方向の上部と前記細長い部材の前記少くとも
1つの半径方向の孔と前記スリーブ要素の前記横方向の
絞りの間に配置され、第2の内側O−リングは前記筐体
部材の下側と前記第2の接続の間に配置され、前記内側
O−リングは前記スリーブと前記往復運動する要素の両
方で前記往復運動する要素が前記スリーブに対して往復
運動する時に臥係合を維持することができるようにして
ある少くとも2つの内側O−リングとを含み、前記把持
真空または前記チャンバ真空への漏洩が前記スリーブア
センブリ内部の前記細長い要素の往復運動中に防止され
ることを特徴とする態様15に記載の装置。 (17)前記複数の内側と外側のO−リングが配置され
る前記スリーブ要素の対応する内側と外側の表面に複数
の内側と外側の円環状の溝をさらに含むことを特徴とす
る態様16に記載の装置。 (18)前記スリーブ要素の前記少くとも1つの横方向
の絞りは前記細長い要素O前記少くとも1つの半径方向
の孔と前記スリーブ要素の前記横方向の絞りを通る前記
筐体部材の前記円環状のチャンバ通路の回転的に独立し
た接続を提供する外側の円環状の通路を含むことを特徴
とする態様16に記載の装置。
搬送装置で搬送される複数の前面湾曲コンタクトレンズ
モールド部材を受け入れ、所定量の重合可能なモノマー
またはモノマー混合物で充填する第1の自動ステーショ
ンを含むコンタクトレンズ用のモールドを充填し組み立
てるための装置を提供することができる。
チャートであり、(e)は本発明の方法のブロックフロ
ーチャートである。
ズモールドを搬送するために使用する搬送装置の平面図
である。
たモールドの断面図である。
面図である。
マーを分注するために使用する充填部の部分断面側面図
である。
簡略化した模式図である。
時間線図である。
外部の略側面図である。
側面図である。
続を表わす本発明の1つの実施例の秤量または分注部の
模式および部分断面図である。
わす本発明の1つの実施例の組み立て部の摸式および部
分断面図である。
モジュールで使用する真空マニホルドの断面図である。
およびスリーブアセンブリの断面図である。
ある。
チャートと模式的時間線図である。
ュールの外部の部分断面側面図である。
けられた真空ヘッドアセンブリの内部に取り付けてある
往復運動するピストンの断面図である。
匡体内部で往復運動することができる過剰ストロークス
プリングで力のかかるボルトの断面図である。
面線を示す組み立て部の上面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 コンタクトレンズを形成するための前後
の湾曲モールド部材を組み立てるための装置であって、
前記前面湾曲モールド部材のそれぞれを所定量の重合ハ
イドロゲルで充填し、前記モールド部材が1つまたはそ
れ以上のパレットで供給され、 (a)前記パレットを前記装置へ搬送するための第1の
手段と、 (b)前記後面湾曲モールド部材を関連するパレットか
ら除去し、また前記後面湾曲モールド部材を関連する前
面湾曲モールド部材と整列するための第2の手段と、 (c)前記整列させた前後の湾曲モールド部材を取り囲
み前記部材周囲の真空引きを行なうための筐体部材と、 (d)前記筐体部材と前記第2の手段が結合され、前記
第2の手段により除去された前記後面湾曲モールド部材
を前記真空引きの間に前記前面湾曲モールド部材に対し
て圧接させることのできる往復運動自在な支持ビーム
と、 (e)少なくとも1つが前記第2の手段を前記支持ビー
ムに接続し、第2の1つが前記筐体部材を前記支持ビー
ムに接続して、前記筐体部材と前記第2の手段は互いに
前記支持ビームに対して独立して動き前記前面湾曲モー
ルド部材を所定の圧力で前記後面湾曲モールド部材に圧
接できるようにする複数の加圧スプリングとを含む装
置。 - 【請求項2】 コンタクトレンズを形成するための前後
の湾曲モールド部材を組み立てるための装置であって、
前記前面湾曲モールド部材のそれぞれを所定量の重合ハ
イドロゲルで充填し、前記モールド部材が1つまたはそ
れ以上のパレットで供給され、 (a)前記パレットを前記装置へ搬送するための手段
と、 (b)前記装置内で前記パレットを正しく整列するため
の複数の位置合せ要素と、 (c)関連するパレットから前記後面湾曲モールド部材
を取り出し、前記後面湾曲モールド部材を関連する前面
湾曲モールド部材と整列させるための複数の細長いピス
トン要素と、 (d)前記整列させた前後の湾曲モールド部材を取り囲
み前記部材周囲の真空引きを行なうための筐体部材と、 (e)前記筐体部材と前記細長いピストン要素に接続し
てあり前記第2の手段で取り出した前記後面湾曲モール
ド部材を前記真空引きしている間に前記前面湾曲モール
ド部材に圧接できるようにする往復自在な支持ビーム
と、 (f)少なくとも1つが前記支持ビームへ前記位置合わ
せピンのそれぞれを接続し前記位置合わせピンが前記支
持ビームとは独立して往復運動できるようにする複数の
第1の加圧スプリングと、 (g)少なくとも1つが前記細長いピストン要素のそれ
ぞれを前記支持ビームに接続する複数の第2の加圧スプ
リングと、 (h)前記筐体部材を前記支持ビームに接続することに
よって前記筐体部材が前記支持ビームとは独立して移動
できるようにする少なくとも1つの第3のねじりスプリ
ングとを含み、 前記細長いピストン要素と、前記支持ビームと、前記位
置合わせピンと、前記筐体部材が互いに独立して往復運
動し適切な接触圧力が維持される装置。 - 【請求項3】 コンタクトレンズを形成するための前後
の湾曲モールド部材を組み立てるための装置であって、
前記前面湾曲モールド部材のそれぞれを所定量の重合ハ
イドロゲルで充填し、前記モールド部材が1つまたはそ
れ以上のパレットで供給され、 (a)前記パレットを前記装置へ搬送するための第1の
手段と、 (b)前記後面湾曲モールド部材を関連するパレットか
ら取り出して前記後面湾曲モールド部材を関連する前面
湾曲モールド部材と整列するための第2の手段と、 (c)前記整列させた前後の湾曲モールド部材を取り囲
み前記部材周囲の真空引きを行なうための筐体部材と、 (d)前記第2の手段と前記後面湾曲モールド部材を第
2の軸に沿って往復運動させ、前記真空引きの間に前記
後面湾曲モールド部材を前記前面湾曲モールド部材に対
して所定の圧力で圧接するための第3の手段と、 (e)前記筐体に装着される少なくとも1つの真空スリ
ーブアセンブリであって前記第2の手段を取り囲み前記
第2の手段が前記スリーブと前記筐体部材内に往復運動
すると前記筐体部材内でチャンバの真空を維持できるよ
うにするためのスリーブとを含む装置。
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