JPWO2011125844A1 - 眼鏡レンズのマーキング装置および眼鏡レンズのレイアウトマーク印刷方法 - Google Patents

眼鏡レンズのマーキング装置および眼鏡レンズのレイアウトマーク印刷方法 Download PDF

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Abstract

眼鏡レンズの光学面に印刷するレイアウトマークの印刷データを作成する印刷データ作成装置(H)を備える。印刷データに基づいて搬送装置(A)と協働して眼鏡レンズにレイアウトマークを印刷するインクジェットプリンタからなる印刷装置(D)を備える。眼鏡レンズに印刷されたインクを硬化させるUV硬化装置(E)を備える。印刷データ作成装置は、レイアウトマークの画像データと、眼鏡レンズの表面状態と対応する複数の印刷条件からなる印刷条件データとを記憶する記憶部(101)を有する。印刷データ作成装置は、複数の印刷条件の中から選択された印刷条件と画像データとに基づいて印刷データを作成する処理部(100)とを有している。

Description

本発明は、インクジェットプリンタを用いる眼鏡レンズのマーキング装置および眼鏡レンズのレイアウトマーク印刷方法に関する。
累進屈折力眼鏡レンズにおいて、アンカットレンズ(玉形加工前のフィニッシュトレンズ)の光学面や、セミフィニッシュトレンズの累進面からなる光学的に仕上げられた側の面に、レンズの玉型加工や光学性能検査の際に必要な情報を一時的に印刷することが行われている。
この印刷される情報としては、加工基準点(フィッティングポイント)、水平基準線、垂直基準線、遠用部測定位置(遠用測定基準点)、近用部測定位置(近用部設定基準点)、プリズム測定基準点等の位置表示マーク(以下、これらを総称して基準位置表示という)や、眼鏡レンズ(以下、単にレンズとも云う)の左右を示す表示マーク(以下、レンズ左右表示マークという)や、レンズ製品名、メーカー名、基材名等のレンズを識別するための表示マーク(以下、レンズ識別表示マークという)などがある。以下、これらの情報の一つまたは複数の組み合わせからなる表示をレイアウトマークという。
図16は、レイアウトマークが施されたアンカットレンズからなる左眼用の累進屈折力レンズの例を示す図である。累進屈折力レンズ110のレイアウトマークは、通常はレンズの前面に白色のインクで印刷されている。この例におけるレイアウトマークは、累進屈折力レンズ110の二つの永久アライメント基準マーク111A、111Bを通る水平基準線112A、112Bと、遠用部測定基準点の位置を示す遠用部測定位置表示マーク113と、近用部設計基準点の位置を示す近用部測定位置表示マーク114と、プリズム測定基準点の位置を示すドット115と、フィッティングポイントの高さ位置を示す表示線116と、レンズ左右表示マーク117と、レンズ識別表示マーク118と、プリズム測定基準点を通る垂直基準線119A、119Bとの組み合わせによって構成されている。なお、この例におけるフィッティングポイントの位置は、垂直基準線119A、119Bとフィッティングポイント高さ位置表示線116との交点から判断できるようになっている。
このようなレイアウトマークは、通常レンズを玉型加工した後は不要となるため、アルコール等の有機溶剤で簡単に除去できるインクで印刷されている。
従来、このようなレイアウトマークを印刷する方法としては、予めレイアウトマーク毎に版を用意し、版からスタンプにインクを転写した後、スタンプからレンズの光学面に転写する方式が一般的であった。しかし、近年では、インクジェットプリンタを用いて吐出パターンを変えることで、様々なレイアウトマークに対応できる印刷方式の技術が提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
特許文献1に記載されているマーキング方法は、パターン生成部で生成したパターンに基づいて熱溶融したホットメルトインクをインクジェットヘッドから微小液滴としてレンズの表面に吐出して所定のパターン等を印刷する方法である。
特許文献2に記載されているマーキング方法は、任意の数値を指定して与えたインセット量および累進帯長からレイアウトパターンを生成するパターン生成工程を有し、このパターン生成工程で生成されたレイアウトパターンを、インクジェットプリンタを用いてレンズの印刷面に印刷する方法である。
特開2003−145747号公報 特開2005−313548号公報
インクジェットプリンタを用いて印刷するためには、上記特許文献1,2に開示されているように、先ず、プリントヘッドから微小な液滴からなるインクをレンズの光学面に向けて噴出させて付着させる。その後、インクを乾燥、硬化させてレンズに定着させる。マークは、このようにインクをレンズに付着させて硬化させることにより形成される。しかしながら、マーキングが施されるレンズ基材の光学面には、さまざまなコーティング(例えば、ハードコート、反射防止膜、防汚コート(水やけ防止コート)、静電気防止コート、防曇コート、UVコートなど)が施されている場合がある。このため、コーティングの有無やコーティングの種類によりインクの付着の程度(濡れ性)や定着の程度が異なり、印刷が不鮮明になったり、インクの跡が残ったりするという問題があった。
例えば、撥水撥油性の高い防汚コートのようにレンズと液滴との接触角が大きい場合は、液滴の径が小さくなり、マークが薄めに形成されてしまう。また、液滴とレンズとの接触角が小さいコーティング(例えば、ハードコート、ARコート、撥水撥油性能の比較的低い防汚コートなど)では、隣接する液滴どうしが接触して凝集してしまうことがあった。また、コーティングが施されておらず基材表面あるいはハードコート上にマーキングする場合は、マークを拭き取ってもインクの跡が残ることがあった。
本発明は、上記した従来の問題および要請に応えるべくなされたものである。本発明の目的は、コーティングの有無、コーティングの種類、レンズの種類等に応じて適切な印刷条件で印刷する眼鏡レンズのレイアウトマーク印刷装置およびレイアウトマーク印刷方法を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明に係る眼鏡レンズのマーキング装置は、眼鏡レンズを保持するレンズ保持装置と、前記レンズ保持装置を水平方向および上下方向に移動させる搬送装置と、前記眼鏡レンズを撮像し画像処理する画像処理装置と、前記眼鏡レンズの高さを測定する高さ測定装置と、前記眼鏡レンズの光学面に印刷するレイアウトマークの印刷データを作成する印刷データ作成装置と、前記印刷データに基づいて前記搬送装置と協働して前記眼鏡レンズにレイアウトマークを印刷するインクジェットプリンタからなる印刷装置と、前記眼鏡レンズに印刷されたインクを硬化させるUV硬化装置とを備え、前記印刷データ作成装置は、前記レイアウトマークの画像データと、眼鏡レンズの表面状態と対応する複数の印刷条件からなる印刷条件データとを記憶する記憶部と、前記複数の印刷条件の中から選択された印刷条件と前記画像データとに基づいて前記印刷データを作成する処理部とを有しているものである。
本発明に係る眼鏡レンズのレイアウトマーク印刷方法は、眼鏡レンズを保持する工程と、前記眼鏡レンズの印刷面の表面状態が入力される工程と、前記表面状態に対応して設定された複数の印刷条件の中から印刷対象の眼鏡レンズに適合する印刷条件を選択する工程と、前記選択された印刷条件に従ってインクジェットプリンタによってレイアウトマークを印刷する工程とによって実施する。
本発明によれば、コーティングの有無、コーティングの種類、レンズの種類等に応じて適切な印刷条件で印刷することができる。このため、マークが薄くなったり、隣り合う液滴が接触したり、マークを拭き取ったとき、マークの跡が残ったりすることがない。
本発明においては、印刷装置としてインクジェットプリンタを用いているので、インクの吐出パターンを変えることで、様々なレイアウトマークを印刷することができる。
図1は、本発明に係る眼鏡レンズのマーキング装置の概略構成を示す断面図である。 図2は、図1のII−II線断面図である。 図3は、図1のIII −III 線断面図である。 図4は、マーキング装置を含む眼鏡レンズの供給システムの全体構成図である。 図5は、レンズの高さを説明するための図である。 図6は、レイアウトマーク工程を説明するためのフローチャートである。 図7は、印刷データ生成工程を説明するためのフローチャートである。 図8Aは、第1の搬送装置の動作フローを示す図である。 図8Bは、第1の搬送装置の動作フローを示す図である。 図8Cは、第1の搬送装置の動作フローを示す図である。 図8Dは、第1の搬送装置の動作フローを示す図である。 図9Aは、第2の搬送装置の動作フローを示す図である。 図9Bは、第2の搬送装置の動作フローを示す図である。 図9Cは、第2の搬送装置の動作フローを示す図である。 図9Dは、第2の搬送装置の動作フローを示す図である。 図10は、累進屈折力レンズにおける画像処理装置の位置合わせ時の表示画面を示す図である。 図11は、累進屈折力レンズにおける画像処理装置の印刷結果チェック時の表示画面を示す図である。 図12は、二重焦点レンズに表示されるレイアウトマークの例を示す図である。 図13は、二重焦点レンズにおける画像処理装置の位置合わせ時の表示画面を示す図である。 図14は、二重焦点レンズにおける画像処理装置の印刷結果チェック時の表示画面を示す図である。 図15Aは、基材上の印刷状態を模式的に示す図である。 図15Bは、ハードコーティング上の印刷状態を模式的に示す図である。 図15Cは、防汚コーティング上の印刷状態を模式的に示す図である。 図15Dは、防汚コーティング上の印刷状態を模式的に示す図である。 図16は、累進屈折力レンズにおけるレイアウトマークの例を示す図である。
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
図1〜図4において、全体を符号1で示す眼鏡レンズのマーキング装置は、床面に設置された筐体2と、この筐体2の内部に配設された搬送装置A(A1,A2)と、レンズ保持装置B(B1,B2)と、画像処理装置C(C1,C2)と、印刷装置Dと、紫外線硬化装置(以下、UV硬化装置という)Eと、高さ測定装置Fと、制御装置(PLC=プログラマブル・ロジック・コントローラ)Gと、印刷制御用コンピュータHおよび入力手段J等を備えている。
筐体2は、底板2aと、天井板2bと、前面板2cと、背面板2dおよび左右一対の側板2e、2fとからなる左右方向に長い横長箱型に形成されている。筐体2の前面側には、作業テーブル3と、タッチパネル4と、2組の操作ボタン5A,5Bと、筐体2内にレンズ6を投入する2つの投入口7A,7Bが設けられている。なお、レンズ6について、左右のレンズを区別して示すときは、添字R,Lを付す。
タッチパネル4および操作ボタン5A,5Bは、図4に示す入力手段Jを構成しており、搬送装置A、レンズ保持装置B、画像処理装置C、印刷装置D、UV硬化装置E、高さ測定装置F等を操作するためのものである。
筐体2の内部は、基台8と、左右一対の仕切板9A,9Bとによって第1〜第4の室10A〜10Dに仕切られている。基台8の後端と左右両端とは、背面板2dと左右の側板2e、2fの高さ方向中間部に固定されている。この基台8より下方の空間は、筐体2の長手方向全長にわたって延在する第1の室10Aを形成している。基台8より上方の空間は、一対の仕切板9A,9Bによって筐体2の長手方向に並ぶ3つの室に仕切られることにより第2〜第4の室10B〜10Dを形成している。第1の室10Aと第2〜第4の室10B〜10Dは、基台8の前端が前面板2cより後方に離間して位置することにより、それぞれ連通している。仕切板9A,9Bの上端は、天井板2bに固定されている。仕切板9A,9Bの下端の一部は、基台8に固定されている。仕切板9A,9Bの前後端は、前面板2cと背面板2dに固定されている。
第1の室10Aには、取付板11と、搬送装置Aおよびレンズ保持装置Bが配設されている。第2の室10Bには、第1の画像処理装置C1が配設されている。第3の室10Cには、印刷装置D、UV硬化装置Eおよび高さ測定装置Fが配設されている。第4の室10Dには、第2の画像処理装置C2が配設されている。第1の画像処理装置C1と第2の画像処理装置C2は、画像処理装置Cを構成している。
取付板11は、基台8の前端部下面に下方へ延びるように設けられている。この取付板11の前面側には、レンズ6を保持するレンズ保持装置Bが搬送装置Aを介して配設されている。
搬送装置Aは、それぞれ独立に動作する第1、第2の搬送装置A1,A2で構成されている。レンズ保持装置Bは、第1、第2のレンズ保持装置B1,B2で構成されている。
第1の搬送装置A1は、第1のレンズ保持装置B1を水平方向に搬送する横移動機構19と、第1のレンズ保持装置B1を昇降させる昇降機構20とで構成されている。
横移動機構19は、上下一対の横移動用ガイドレール21と、ボールねじ軸22と、横移動モータ23と、横移動テープ部24等によって構成されている。前記横移動用ガイドレール21は、前記取付板11の前面に水平に設けられている。前記ボールねじ軸22は、前記ガイドレール21どうしの間に水平に設けられている。前記横移動モータ23は、前記ボールねじ軸22を回転させるためのものである。前記横移動テーブル24は、前記ボールねじ軸22が回転することによって、ガイドレール21に沿って水平方向に移動させられる。
ボールねじ軸22の左端は、横移動用モータ23の出力軸に連結されている。ボールねじ軸22の右端は、軸受25によって回転自在に軸支されている。横移動用モータ23と軸受25は、取付板11に固定されている。横移動テーブル24の背面には、ガイドレール21に沿って摺動するスライダ26と、ナット27とが設けられている。ナット27は、ボールねじ軸22に螺合しており、ボールねじ軸22の回転を直線運動に変換して横移動テーブル24に伝達するものである。
昇降機構20は、左右一対のガイドレール30と、ボールねじ軸31と、昇降用モータ32と、昇降テーブル33等によって構成されている。前記左右一対のガイドレール30は、前記横移動テーブル24の前面に設けられている。これらのガイドレール30は、互いに平行になる状態で上下方向に延びている。前記ボールねじ軸31は、前記ガイドレール30どうしの間にこれらのガイドレール30と平行に設けられている。前記昇降用モータ32は、前記ボールねじ軸31を回転させるものである。前記昇降テーブル33は、前記ボールねじ軸31が回転することによってガイドレール30に沿って昇降させられる。
ボールねじ軸31の下端は、昇降用モータ32の出力軸に連結されている。ボールねじ軸31の上端は、軸受34によって回転自在に軸支されている。昇降用モータ32と軸受34は、横移動テーブル24に固定されている。昇降テーブル33の背面には、ガイドレール30に沿って摺動するスライダ35と、ナット36とが設けられている。ナット36は、ボールねじ軸31に螺合しており、ボールねじ軸31の回転を直線運動に変換して昇降テーブル33に伝達するものである。
このような第1の搬送装置A1の横移動テーブル24は、横移動用モータ23の駆動時に第1の室10A内において第2、第3の室10B,10Cの下方を往復移動する。昇降テーブル33は、昇降用駆動モータ32の駆動により上昇する。昇降テーブル33が上昇して第2の室10B内に停止しているときに第1のレンズ保持装置B1に対するレンズ6の着脱と、第1の画像処理装置C1によるレンズ6の撮像および画像処理が行われる。また、昇降テーブル33が上昇している状態で第3の室10Cの内部およびその下方を通過するときに、高さ測定装置Fによるレンズ高さの測定と、印刷装置Dによるレンズ6へのマーキングと、UV硬化装置Eによるインクの硬化とが行われる。
第2の搬送装置A2は、第1の搬送装置A1と同様に構成されるもので、第2のレンズ保持装置B2を水平方向に搬送する横移動機構40と、第2のレンズ保持装置B2を昇降させる昇降機構41とで構成されている。
横移動機構40は、前記取付板11の前面に設けられた前記一対のガイドレール21と、ボールねじ軸42と、横移動用モータ43と、横移動テーブル44等によって構成されている。前記ボールねじ軸42は、前記一対のガイドレール21どうしの間に水平に延びるように設けられている。前記横移動用モータ43は、前記ボールねじ軸42を回転させるものである。前記横移動テーブル44は、前記ボールねじ軸42が回転することによってガイドレール21に沿って水平方向に移動させられる。
ボールねじ軸42は、前記ボールねじ軸22の下方にこれと平行に設けられている。ボールねじ軸42の右端は、横移動用モータ43の出力軸に連結されている。ボールねじ軸42の左端は、軸受45によって回転自在に軸支されている。横移動用モータ43および軸受45は、取付板11に固定されている。横移動テーブル44の背面には、ガイドレール21に沿って摺動するスライダ46と、ナット47とが設けられている。ナット47は、ボールねじ軸42に螺合しており、ボールねじ軸42の回転を直線運動に変換して横移動テーブル44に伝達する。
昇降機構41は、左右一対のガイドレール50と、ボールねじ軸51と、昇降用モータ52と、昇降テーブル53等で構成されている。前記ガイドレール50は、前記横移動テーブル44の前面に設けられている。これらのガイドレール50は、互いに平行になる状態で上下方向に延びている。前記ボールねじ軸51は、前記ガイドレール50どうしの間にこれらと平行になるように設けられており、上下方向に延びている。前記昇降用モータ52は、前記ボールねじ軸51を回転させるものである。前記昇降テーブル53は、前記ボールねじ軸51が回転することによって、ガイドレール50に沿って昇降させられる。
ボールねじ軸51の下端は、昇降用モータ52の出力軸に連結されている。ボールねじ軸51の上端は、軸受54によって回転自在に軸支されている。昇降用モータ52および軸受54は、横移動テーブル44に固定されている。昇降テーブル53の背面には、ガイドレール50に沿って摺動するスライダ55と、ナット56とが設けられている。ナット56は、ボールねじ軸51に螺合しており、ボールねじ軸51の回転を直線運動に変換して昇降テーブル53に伝達する。なお、ガイドレール21は、第1搬送装置A1の横移動テーブル24と、第2の搬送装置A2の横移動テーブル44との両方に共通に使用されている。
このような第2の搬送装置A2の横移動テーブル44は、横移動用モータ43の駆動時に、第1の室10A内にあって第3、第4の室10C,10Dの下方を往復移動する。昇降テーブル53は、昇降用駆動モータ52の駆動により上昇する。昇降テーブル53が上昇して第4の室10D内に停止しているときに第2のレンズ保持装置B2に対するレンズ6の着脱と、第2の画像処理装置C2によるレンズ6の撮像および画像処理が行われる。昇降テーブル53が上昇した状態で第3の室10Cの内部および下方を通過するときに、高さ測定装置Fによるレンズ高さの測定と、印刷装置Dによるレンズ6へのマーキングと、UV硬化装置Eによるインクの硬化とが行われる。
第1、第2の搬送装置A1,A2と、第1、第2のレンズ保持装置B1,B2および第1、第2の画像処理装置C1,C2とを使用する理由は、マーキング工程の迅速化を図るためである。すなわち、この実施の形態によるマーキング装置1は、一方のレンズ搬送装置とレンズ保持装置および画像処理装置側で第1の作業を行っている間に、他方の搬送装置とレンズ保持装置および画像処理装置側において第2の作業を行うことができる。前記第1の作業は、レンズ6の搬入・搬出、撮像および画像処理である。前記第2の作業は、レンズ6へのマーキング、レンズの高さ測定、インクの硬化、撮像および画像処理である。
第1のレンズ保持装置B1は、第1の搬送装置A1の昇降テーブル33の前面上部に設けられた水平なレンズ用テーブル60と、このレンズ用テーブル60上に設置された左右一対のレンズ保持台61とを備えている。レンズ用テーブル60は、画像処理のためにカメラ写り込み部分がすべて艶消しの黒色とされている。
左右一対のレンズ保持台61は、図1において左側に右眼用のレンズ(6R)が設置され、右側に左眼用のレンズ6(L)が設置されるもので、それぞれ不図示の真空発生装置に接続されている。これらのレンズ保持台61の上面には、図示を省略した真空パッドが配設されている。真空発生装置は、真空源(真空タンクまたはエジェクタ)と、真空状態と真空破壊状態とを切り替える遠隔操作弁とを有している。遠隔操作弁は、制御装置Gからの駆動信号によって切り替え制御される。
レンズ保持台61へのレンズ6の供給は、第1の搬送装置A1の横移動テーブル24を第2の室10Bの真下に停止させた状態で行われる。すなわち、先ず、作業者がレンズ6を把持して投入口7Aより筐体2内に搬入し、レンズ保持台61上に載置する。このとき、レンズ6の光学面が上に位置付けられ、かつレンズ6の幾何学中心がレンズ保持台61の中心と一致させられる。前記光学面は、マーキングが施される印刷面である。
次に、真空発生装置がレンズ保持台61から真空排気させることによって、レンズ6がレンズ保持台61に吸着保持される。レンズ保持台61にレンズ6を供給する工程は、レンズ6がレンズ保持台61に吸着保持されることによって終了する。
第2のレンズ保持装置B2は、第1のレンズ保持装置B1と全く同一の構成である。すなわち、第2のレンズ保持装置B2は、第2の搬送装置A2の昇降テーブル53の前面上部に設けられた水平なレンズ用テーブル70と、このレンズ用テーブル70上に設置された左右一対のレンズ保持台71とを備えている。レンズ用テーブル70は、画像処理のためカメラ写り込み部分がすべて艶消しの黒色とされている。
一対のレンズ保持台71のうち、図1において左側に位置するレンズ保持台71は、眼鏡フレームに装着される右眼用のレンズ(6R)が設置されるものである。右側に位置するレンズ保持台71は、左眼用のレンズ6(L)が設置されるものである。これらのレンズ保持台71は、それぞれ不図示の真空発生装置に接続されている。レンズ保持台71の上面には、図示を省略した真空パッドが配設されている。真空発生装置は、真空源(真空タンクまたはエジェクタ)と、真空状態と真空破壊状態とを切り替える遠隔操作弁とを有している。なお、真空源は、第1、第2のレンズ保持装置B1,B2に別々に設けてもよいし、共用するようにしてもよい。
レンズ保持台71へのレンズ6の供給は、第2の搬送装置A2の横移動テーブル44が第4の室10Dの真下に停止している状態で行われる。すなわち、先ず、作業者がレンズ6を把持して投入口7Bより筐体2内に搬入し、レンズ保持台71上に載置する。このとき、レンズ6の光学面が上に位置付けられ、かつレンズ6の幾何学中心がレンズ保持台71の中心と一致させられる。前記光学面は、マーキングが施される印刷面である。しかる後、レンズ保持台71を真空発生装置によって真空排気し、レンズ6をレンズ保持台71に吸着させることによって、レンズ6をレンズ保持台71に供給する工程が終了する。
第1の画像処理装置C1は、第1のレンズ保持装置B1に保持されているレンズ6(R)、6(L)を撮像し画像処理するものである。この第1の画像処理装置C1は、撮像手段(CCDカメラ)80と、照明装置(LED)81と、撮像装置用モニタ82と、コントローラ83とを備えている。前記撮像手段80は、レンズ6を撮像するためのものである。前記照明装置81は、レンズ6を照明するためのものである。前記撮像装置用モニタ82は、前記筐体2上に設置されている。前記コントローラ83は、前記撮像手段80と、照明装置81およびモニタ82の動作を制御するとともに画像処理を行う。
コントローラ83は、以下の4つの機能を有している。
(1)第1の機能は、CCDカメラ80が撮影しているレンズ映像をモニタ82上に表示する撮像表示機能である。
(2)第2の機能は、撮影されているレンズ画像から、レンズ6上の印刷基準(累進屈折力レンズの場合は隠しマークあるいはそこへ付された印点、二重焦点レンズの場合はセグメントの角部あるいはそこへ付された印点)を画像処理により検出する印刷基準検出機能である。なお、隠しマークやセグメント角部には、予め拭き取り容易なインクで印点を付しておくことが好ましい。この理由は、位置特定が容易になるからである。
(3)第3の機能は、位置合わせが正確に行われているか否かをチェックする保持位置チェック機能である。
(4)第4の機能は、印刷結果をチェックする印刷チェック機能である。
保持位置チェック機能は、左右のレンズ保持台61に対してレンズ6(R)、6(L)の位置および向きがそれぞれ正しいかどうか、および、印刷後のレンズ6(R)、6(L)が保持位置からずれていないかどうかを確認するための機能である。保持位置チェック機能は、例えば、以下の5つの機能からなる。
(1)第1の機能は、レンズの印刷基準点の位置合わせのための目標位置およびその許容範囲(以下、印刷基準点判定領域)を示すマーク(位置決めマーク)をレンズ映像上に重ねて画面上に表示する位置決めマーク表示機能である。
(2)第2の機能は、レンズの印刷基準点が印刷基準点判定領域に位置しているかどうかを判定するレンズ位置判定機能である。
(3)第3の機能は、すべての判定結果が正常かどうかを判定するレンズ位置最終判定機能である。
(4)第4の機能は、レンズ位置最終判定機能による判定結果がOKでない場合に次の処理に移れないようにするインターロック制御機能である。
(5)第5の機能は、これらの判定結果をモニタ上に表示するレンズ位置チェック結果表示機能である。
印刷チェック機能は、レンズ6に対してレイアウトマークが正しい位置および向きに印刷されているかどうか、レイアウトマークの間違いがないかどうか、印刷が予め設定した通りに印刷されているかどうか、鮮明に印刷されているかどうか、などを確認するための機能である。印刷チェック機能は、具体的には例えば以下の7つの機能からなる。
(1)第1の機能は、印刷後にレンズの位置がずれていないかを印刷基準点が印刷基準点判定領域に位置しているかどうかにより判定するレンズ位置ずれ判定機能である。
(2)第2の機能は、レイアウトマークの位置を判定するために、その許容領域(以下、マーク位置判定領域という)をレンズ映像上に重ねて画面上に表示するマーク位置判定領域表示機能である。
(3)第3の機能は、印刷されたレイアウトマークがマーク位置判定領域内に位置しているかどうかを判定するマーク位置判定機能である。
(4)第4の機能は、設計上のレイアウトマークと印刷されたレイアウトマークをパターンマッチングによって照合し、マークが正しいかどうかを判定するマーク内容判定機能である。
(5)第5の機能は、全ての判定結果が正常かどうかを判定するマーク印刷最終判定機能である。
(6)第6の機能は、マーク印刷最終判定機能による判定結果がOKでない場合に、レンズを取り外せないようにする機能である。ただし、レンズは、オペレータが確認してこの機能を無効とすることにより、取り外し可能である。
(7)第7の機能は、これらの判定結果をモニタに表示する印刷チェック結果表示機能である。なお、マーク位置判定は部分的に行ってもよい。例えば、印刷基準点の近傍の線、例えば、水平線の印刷基準点側の端部だけを評価してもよい。
また、マークが正しいか否かを判定するマーク内容判定も部分的に行ってもよい。例えば左右表示とレンズ種識別表示だけを評価してもよい。なお、撮影画像が所定の寸法で表示されるようにCCDカメラ80に対するレンズ用テーブル60の上面の高さ位置(撮像位置S2)が設定されている。そして、その撮像画像の所定の寸法に合わせて位置合わせ用マークや判定領域が設定されている。この撮像位置S2の設定は、撮像位置映像における印刷基準点間が所定距離になるように、レンズ用テーブル60の高さ位置を調整することにより行うことができる。なお、テーブル60の高さ位置を調整する代わりに映像の倍率を調整したり、マークや判定領域の倍率を調整したりしてもよい。また、CCDカメラ80を左右のレンズ毎に一つづつ設けてもよい。
第2の画像処理装置C2は、第4の室10D内に配設され、第2のレンズ保持装置B2に保持されているレンズ6を撮像し、画像処理する点で第1の画像処理装置C1と異なっている。しかし、第2の画像処理装置C2の構成は、第1の画像処理装置C1と全く同一である。このため、同一構成部品については同一符号をもって示し、その説明を省略する。
印刷装置Dは、第3の室10Cの中央に配設されている。この印刷装置Dは、インクジェットプリンタからなり、プリントヘッド85と、インク供給ユニット86と、印刷装置用モニタ87と、ドライバ88(図4)と、コントローラ89と、制御装置Gや印刷制御用コンピュータHとのインターフェース等を備えている。プリントヘッド85としては、レンズ6の直径をカバーする幅のラインヘッドが用いられる。プリントヘッドは、マーキング条件に合わせて高さを微調整できる機能を有したものを用いてもよい。インク供給ユニット86はプリントヘッドへUV硬化インクを供給するための装置で、インクボトル、供給チューブ、インク補充手段、加圧インク強制供給手段で構成されている。インクボトル内のインクは沈降を抑制するためにマグネットスタラーで常時攪拌されている。
UV硬化装置Eは、印刷装置Dによってレンズ6に塗布されたインクを硬化させるものである。このUV硬化装置Eは、図示していないUV光源ユニットと、UV照射ユニットとを備え、印刷装置Dの一側に配設されている。UV光源ユニットは、UV光源と点灯回路を備えている。UV光源の点灯、消灯は、制御装置Gによって制御される。UV照射ユニットは、ライトガイド部90とUV照射部91を備えている。ライトガイド部90はUV光源からの光をUV照射部91まで導く光ファイバー束からなる。UV照射部91は、ライトガイド部90によって導かれてきた光をレンズ6の印刷面に照射するものである。このUV照射部91は、ライトガイド部90の光ファイバ束の端部を揃え下向きに第3の室10Cの前後方向にライン状に並べて配設されている。UV照射部91は、レンズ6の直径より幅が広くなる帯状にUV光をレンズ6に向けて照射するようになっている。このUV照射部91がライトガイド部90を備えていることにより、UV光源ユニットにおける光源の発熱や冷却ファンによる空気の流れの影響を受けないようにすることができる。
高さ測定装置Fは、レンズ6の上面中央の高さを測定するものである。この高さ測定装置Fは、左右一対のハイトゲージ94A,94Bを有し、印刷装置Dを挟んでUV硬化装置Eとは反対側に配設されている。ハイトゲージ94A,94Bの下端には、伸縮自在な測定子95がそれぞれ設けられている。ハイトゲージ94A,94Bは、前記測定子95がレンズ6によって押し上げられて上方へ移動するときの移動量に基づいてレンズ6の高さを測定する。測定データは、制御部Gに送られる。ハイトゲージ94A,94Bの間隔は、左右のレンズ保持台61(71)の間隔と等しい。なお、レンズ6のカーブを測定するために、ハイトゲージ94A,94Bの両側にレンズ6の縁部側の高さを測定する一対のハイトゲージを設けてもよい。なお、本実施の形態では接触式の計測器を用いたが、非接触式の計測器(例えばレーザ変位計)を用いることもできる。
図4は、マーキング装置を含む眼鏡レンズの供給システムの一部を示した構成図である。眼鏡レンズ供給システムは、発注元からのオンラインでの眼鏡レンズの注文に応じて眼鏡レンズを製造するシステムである。
図4において、注文端末96は、発注元に設置された端末であり、通信回線98を介してレンズ製造元であるレンズメーカの工場と接続されている。発注元としては、例えば眼鏡店、眼科医院、個人、レンズメーカの営業所がある。通信回線98としては例えば、公衆通信回線、専用回線、インターネット等を利用することができ、途中に中継局を設けるようにしてもよい。なお、図4においては、注文用端末は一つしか示していないが、通信回線98を介して多数の注文端末が製造元に接続可能になっている。
注文端末96は、通信回線98を介して工場側に接続するための通信手段を有し、レンズを注文するために必要な情報が送受信可能になっているオンライン注文用端末としてのコンピュータである。この注文端末96には、眼鏡フレームの形状(リム枠の内周形状や玉形となるレンズの外周形状)を測定するフレーム形状測定装置62が接続されている。前記注文端末96は、前記フレーム形状測定装置62からのデータを受信可能である。
製造元としての工場側には、工場サーバ97と、レンズマーキング装置1とが設けられている。工場サーバ97は、注文端末96からの注文を受注する処理と、その受注内容に基づいてレンズの製造に必要なデータを作成する処理とを行うとともに、それらデータを記憶するコンピュータである。
工場サーバ97は、処理部102と記憶部103とを備えている。処理部102は、受注処理機能102aと、設計データ作成処理機能102bと、加工データ作成処理機能102cとを有している。前記受注処理機能102aは、注文端末96からの注文を受注し受注データ103aとして記憶する機能である。設計データ作成処理機能102bは、前記受注データ103aに基づいて眼鏡レンズの形状を計算し設計データ104bとして記憶する機能である。加工データ作成処理機能102cは、前記受注データ103aや設計データ104bに基づいて各種製造工程における装置の制御データや加工条件を作成し加工データ104cとして記憶する機能である。
記憶部103は、前記受注データ103a、設計データ104b、および、加工データ104cを記憶するとともに、処理部102での処理に必要な、レンズ情報104d、フレーム情報等も記憶されている。レンズ情報104dには、レイアウトマーク情報やそのレイアウトマーク画像データも含まれている。
ここで、受注データとしては、例えば、眼鏡レンズ情報、眼鏡フレーム情報、処方値、レイアウト情報などがある。眼鏡レンズの情報としては、レンズ材質、屈折率、レンズ前後面の光学設計の種類、レンズ外径、レンズ中心厚、コバ厚、偏心、ベースカーブ、累進帯長、インセット量、ヤゲン加工の種類、染色カラー、コーティングの種類、などがある。眼鏡フレーム情報としては、製品識別名、フレームサイズ、素材、フレームカーブ、玉形形状、フレームトレーサによって測定されたフレーム形状やレンズ形状などがある。処方値としては、球面屈折力、乱視屈折力、乱視軸、処方プリズム、加入屈折力などがある。レイアウト情報としては、瞳孔間距離、近用瞳孔間距離、アイポイント位置などがある。
制御装置Gは、マーキング装置1全体を制御するもので、上記した搬送装置A、レンズ保持装置B、画像処理装置C、印刷装置D、UV硬化装置E、高さ測定装置F、印刷制御用コンピュータHおよび入力手段Jが接続されている。
印刷制御用コンピュータHは、処理部100と記憶部101とを備えており、制御装置Gに接続されるとともに、工場サーバ97にネットワークを介して接続されている。この印刷制御用コンピュータHは、工場サーバ97とのデータ送受信、印刷データの作成、作成した印刷データの制御装置Gへの送信、制御装置Gの制御、データ送受信等を行うものである。
処理部100は、レンズ種類識別処理部100aと、印刷面識別処理部100bと、印刷データ作成処理部100cと、印刷データ送信処理部100dとを有している。前記レンズ種類識別処理部100aは、レンズの種類を識別する機能を有している。前記印刷面識別処理部100bは、印刷面の表面状態を識別する機能を有している。印刷データ作成処理部100cは、前記印刷面識別処理部100bの識別結果に基づいて印刷条件を決定し、レイアウトマークと前記設定された印刷条件とに基づいて印刷データを作成する機能を有している。前記印刷データ送信処理部100dは、前記印刷データを送信する機能を有している。
記憶部101は、注文データ記憶部101aと、レンズ情報記憶部101bと、レイアウトマーク記憶部101cと、印刷条件データ記憶部101dとを有している。前記注文データ記憶部101aは、注文端末96から送られてくる受注データを記憶する機能を有している。レンズ情報記憶部101bは、レンズ情報を記憶する機能を有している。レイアウトマーク記憶部101cは、レイアウトマークを記憶する機能を有している。印刷条件データ記憶部101dは、印刷条件データを記憶する機能を有している。
図1において、CCDカメラ80、UV照射ユニット91およびプリントヘッド85は、基台8の上面(水平基準面H)からの高さが、それぞれHi,Hc,Hpに設定されている。また、ハイトゲージ94A,94Bは、非測定時における測定子95の下端高さがHmに設定されている。プリントヘッド85は、測定子95より低い位置に配置され、さらに低い位置にUV照射ユニット91が配置されている(Hm>Hp>Hc)。このようにUV照射ユニット91を低い位置に配置すると、照射ユニット91から出た光がプリントヘッド85に当たらないのでヘッドに付着しているインクの固化を防止することができる。
次に、上記構造からなるマーキング装置1の第1の搬送装置A1による印刷動作を図6〜図8に基づいて説明する。
図6はレンズ印刷工程のフローチャートである。
1.原点合わせ
昇降用モータ32の原点合わせおよびハイトゲージ94A,94Bの測定値のゼロ合わせを行なう(ステップS1)。
ハイトゲージ94A,94Bによるレンズ高さの測定時におけるゼロ合わせは、先ず、図5に示すように、厚さが既知の値(例えば、2mm)の基準平板200をレンズ保持台61(71)によって吸着保持する。そして、レンズ用テーブル60(70)を高さ測定位置S1(図1)まで上昇させる。高さ測定位置S1は、高さ測定装置Fの真下で、水平基準面Hから基準平板200の上面がハイトゲージ94A,94Bの測定範囲内に納まる所定の高さ測定時高さTmである。そして、このときのハイトゲージ94A,94Bによる測定値をゼロとして調整する。このゼロ合わせは各ハイトゲージ94A,94Bに対してそれぞれ行なう。
昇降用モータ32の原点合わせは、レンズ用テーブル60の上面が基台8の上面(水平基準面)と一致するときのレンズ用テーブル60の高さをレンズ用テーブル60の高さ原点とする。そして、このレンズ用テーブル60が高さ原点にあるときの昇降用モータ32の回転位置(回転数および回転角度)を昇降用モータ32の回転位置原点とする。原点合わせは、毎回行う必要はなく、適宜間隔で実施してよい。なお、図5において、レンズ用テーブル60(70)の上面から右眼用のレンズ保持台61(71)上端までの高さをBr、左眼用のレンズ保持台61(71)上端までの高さをBlとしている。また、レンズ用テーブル60(70)の上面からレンズ6(R)の上面中央までの高さをXRとし、レンズ6(L)の上面中央までの高さをXLとしている。また、基準平板200からレンズ6(R)の高さをMr、レンズ6(L)の高さをMlとしている。なお、右眼用のレンズ保持台61(71)上端からレンズ6(R)の上面中央までの高さをMRとする。左眼用のレンズ保持台61(71)上端からレンズ6(L)の上面中央までの高さをMLとする。このとき、レンズ用テーブル60の上面からレンズ6(R)、6(L)の上面中央までの高さXR、XL(図5、図8(a)参照)は、左右のレンズ保持台61の高さをBr、Bl(図5)とした場合、次のようになる。
XR=Br+S+Mr=Br+MR
XL=Bl+S+Ml=Bl+ML
2.レンズ準備
レンズを以下の手順によって準備する(ステップS2)。
(1)製造指示書にしたがって、印刷するレンズ(アンカットレンズまたはセミフィニッシュとレンズ)を左右一組用意する。なお、左右のうちの片方だけや、片方を二つ用意してもよい。
(2)累進屈折力レンズの場合は、隠しマークのところに印点を打つ。
(3)レンズ6をトレーに載せ、製造指示書を添付する。
(4)トレーを印刷工程に送る。
3.レンズ情報取得
レンズ情報を以下の手順によって取得する(ステップS3)。
(1)指示書に印刷された識別コード(例えば、バーコードやRFIDタグ)を識別コードリーダ(例えば、バーコードリーダやRFIDリーダ)で読み取り、読み取った識別コードを制御装置Gから印刷制御用コンピュータHに送る。
(2)印刷制御用コンピュータHは、識別コードを工場サーバ97に送信し、工場サーバ97からレイアウトマーク印刷に必要な処理対象情報(レンズ情報、レイアウトマーク情報、レイアウトマーク画像データなど)を取得し、レンズ情報記憶部101bに記憶する。
(3)印刷制御用コンピュータHは、取得した処理対象情報のうち、第1の画像処理装置C1のレンズ保持工程および印刷チェック工程に必要なデータを第1の画像処理装置C1のコントローラ83に送信する。
4.印刷データ生成
印刷データを生成する(ステップS4)。
印刷データの生成は、図7に示すステップS20〜S25の手順によって行なう。
(1)印刷制御用コンピュータHは、取得したレンズ情報に基づいてレンズの種類を識別する(ステップS20)。
(2)印刷制御用コンピュータHは、取得したレンズ情報に基づいて、印刷面状態判定処理プログラムにより、印刷面の状態(濡れ性、定着性、カーブ等)を判別する(ステップS21)。なお、濡れ性と定着性は印刷面のコーティングイングの有無、コーティングイングの種類から特定してもよい。
(3)印刷すべきレイアウトマークを取得する(ステップS22)。
(4)判別された印刷面の状態に応じて、印刷条件設定プログラムが印刷条件を決定する。具体的には、表1に示すような印刷条件テーブルを予め作成しておき、これに基づいて、印刷条件(線幅、1ドット当たりの液量、ドットの間隔、搬送速度、印刷面とプリンタヘツドの間隔)を決定する(ステップS23)。
Figure 2011125844
表1に示す印刷条件テーブルは、レンズの凸面の表面状態に対応した印刷条件を表している。前記表面状態は、コーティングの有無と、コーティングの種類とによって異なる。表1においては、コーティングが施されていない表面状態を基材として記載してある。表1に示すコーティングの種類は、ハードコーティングと、ARコーティングと、2種類の防汚コーティングである。
前記基材(セミレンズ)は、工場内で研磨加工が施されるレンズである。この基材に印刷されるマークは、研磨加工を行ううえでブロック基準や、光学測定点のレイアウト基準や、レンズ種の確認のために必要なマークである。このマークは、研磨工程が終了した後に有機溶剤によって拭き取られて除去される。このため、基材にマークを印刷するときに要求される事項としては、次の三つの事項がある。
第1の要求事項は、レイアウト基準点の視認が容易であることである。
第2の要求事項は、除去が容易であることである。
第3の要求事項は、除去後に基材上にマークの痕跡(ゴースト)が残らないことである。
基材にマークを印刷するときの印刷条件は、上述した要求事項を満足するために、次の二つの印刷条件が設定されている。
第1の印刷条件は、マークを構成するライン線幅を細くし、ゴーストや除去性能を向上させる。
第2の印刷条件は、レンズ状に滴下するインク量を減らし、ゴーストや除去性能を向上させる。
特に、長期間保管された基材の場合は、ゴースト対策はレンズ品質に大きく影響する。また、UV硬化型のインクは、毒性のない有機溶剤(エチルアルコール)で拭き取ることができるから、作業環境を容易に良好に保つことができる。すなわち、マークを除去するにあたってアセトン(毒性を有する有機溶剤)を使用する場合は、アセトン用の排気設備が必要になるからである。また、アセトンを使用する場合は、作業者がマスクを着用し、直接手で触れないようにすることが必要である。しかも、この場合、作業者は、特殊健康診断を受診しなければならない。
基材を形成するプラスチックレンズ材料は、次の1〜7に示すものがある。
1.ポリカーボネート、2.ジエチレングリコールビスアリルカーボネート単独重合体、3.ジエチレングリコールビスアリルカーボネートと1種以上の他のモノマーとをモノマー成分とする共重合体、4.ポリウレタン系、5.ポリチオウレタン系、6.ポリウレタンウレア系、7.エピチオ系等である。
ハードコーティングは、プラスチックレンズ基材上に設けられたハードコート膜である。ハードコート膜は、次の2種類のものがある。
(1)酸化タングステン(WO3)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ケイ素(SiO2)、酸化アルミニウム(Al23)、酸化チタニウム(TiO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化スズ(SnO2)、酸化ベリリウム(BeO)又は酸化アンチモン(Sb25)等を単独又は2種以上を併用した金属酸化物コロイド粒子などを主成分としたコーティング組成物からなるハードコート膜である。
(2)下記一般式(I)で表される有機ケイ素化合物を主成分としたコーティング組成物からなるハードコート膜である。
Figure 2011125844
上記式Iにおいて、R11及びR12は、それぞれ独立に、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数6〜8のアリール基、炭素数1〜8のアシル基、ハロゲン基、グリシドキシ基、エポキシ基、アミノ基、フェニル基、メルカプト基、メタクリロキシ基及びシアノ基の中から選ばれる有機基を示す。R13は、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアシル基及び炭素数6〜8のフェニル基の中から選ばれる有機基を示し、a及びbは、それぞれ独立に0又は1の整数である。
ハードコーティング処理のみで出荷されるレンズは、レンズ表面の濡れ性が高くなる(インクの接触角が小さくなる)。このため、マーキング時のインクの付着状態は、ドット状の状態ではなく、拡がった状態になる。このハードコーティングが施されたレンズに印刷行うにあたって、インクの液適量は、前記基材と比べて若干多く設定され、後述する防汚コーティングと比べて少なく設定される。また、上述した基材とは異なり、出荷レンズへのマーキングとなることから、視認し易くなるように線幅が基材の線幅より太く形成される。
ARコーティングは、プラスチックレンズ基材上に設けられた反射防止膜(蒸着膜)である。反射防止膜は、レンズ等の光学基板表面の反射を減少させるために設けられたZrO2、SiO2、TiO2、Ta25 、Y23、MgF2、Al23などから形成される単層または多層膜(但し、最外層にSiO2膜を有する)、またCrO2などの着色膜(但し、最外層にSiO2膜を有する)である。
反射防止膜としては、例えば、以下のA,Bのようなものがある。
(反射防止コートA)
酸化ジルコニウム(高屈折率層)と二酸化ケイ素(低屈折率層)からなる酸化物被覆層である多層反射防止膜である。
(反射防止コートB)
SiO2層よりなる低屈折率層と酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化イットリウムの複合高屈折率層とからなる多層反射防止膜である。
防汚コーティングは、撥水性を有するコーティング膜を意味する。この種の膜としては、次の二つの膜がある。
(1)フッ素系撥水物質からなる撥水性硬化膜を反射防止膜の最外層に形成した防汚コーニング膜である。
(2)反射防止膜を構成する膜層に、撥水機能を有する変性シリコ−ンオイルや有機物資を含有させてハイブリッド層として反射防止膜の最外層に形成し、撥水機能性膜の防汚コーニング膜である。
防汚コーティングは、基材やハードコーティングなどと比べてインクの濡れ性が低い(インクの接触角が大きい)ために、ドット形状となるようにレンズ上にインクが付着する。同じ防汚コーティングであっても、撥水性が高いものほどこの傾向が顕著に現れる。この種の防汚コーティングにマークを印刷するにあたって、基材やハードコーティング膜に印刷する場合と同等の視認性を得るためには、インクの液滴量を増やさなければならない。なお、インクの液滴量を増やし過ぎると、近接したドットが繋がり、外観性能を低下させる現象が発生する。また、マークを構成するライン線幅は、太く構成し、視認性を高くする必要がある。
表1において、インクに対する濡れ性は、レンズ表面の撥水性を意味している。接触角が小さいことは、レンズ面でインクが濡れ拡がる状態を示し、接触角が大きいことは、ドット状にインクが付着する状態を示している。
表1において、インクの定着性は、レンズ表面へのインクの密着性のことである。この密着性が高いほどインクが拭き取り難くなる。また、レンズの密着性が高いほどマークを除去した後にマークの痕跡が残り易い。インクの密着性が高いレンズは、レンズ面に化学的ダメージを受け易い。
表1において、線幅は、マークを表現するラインの太さを表している。基材のマークは、工場内行われる研磨工程が終了してマークを除去するまで使用するものである。このため、基材に印刷するマークの線幅は、除去性を向上させるために、細く形成される。レンズの表面状態がハードコーティング、ARコーティング、防汚コーティングである場合は、出荷に向けてマーク品質や視認性を確保するために、線幅が太く形成される。線幅を変えるためには、線幅が異なる複数種類のレイアウトマークの画像データを形成しておき、これらの画像データの中から必要なものを選ぶことによって行われる。
表1において、1ドット当たりの液量は、マークの1ドットを構成するインク粒の数量を意味する。液滴量が増えると、同一付着点のインク量が増大し、液滴量が減ると、同一付着点のインク量が減少する。基材やハードコーティングレンズに印刷する場合のインクの液滴数は、濡れ性が高くインクが濡れ拡がるために、相対的に少なく設定される。一方、防汚コーティングレンズに印刷する場合のインクの液滴数は、インクがドット状に付着するために液滴数を増やす。このように液滴数が増加することによって、防汚コーティングレンズに印刷されたマークの視認性や外観品質が向上する。
表1において、ヘッド幅方向の解像度は、インクジェットプリンタの印刷方向とは直交する方向の解像度である。この解像度は、印刷ヘッドのノズルピッチに基づいて決まる。ノズルピッチとは、前記印刷方向とは直交する方向に並ぶ多数のノズルの間隔である。これらの多数のノズルのうち、たとえば一つおきに位置するノズルを使用して印刷を行うことによって、印刷ヘッドを交換することなく前記解像度が1/2になる。ヘッド幅方向の解像度は、レンズの表面状態に対応させて変えることが望ましい。
表1において、搬送方向の解像度は、インクジェットプリンタの印刷方向の解像度である。この解像度は、印刷ヘッドからインクを滴下するときの周波数と、印刷ヘッドの移動速度(搬送速度)を変えることにより制御される。この解像度を一定とした場合、同一付着点に噴出されるインク粒の数を減らすことによって、速くマーキングすることが可能になる。一方、同一付着点に多数のインクの粒を付着させる場合は、マーキング速度を低くする必要がある。
基材やハードコーティング等のインクの接触角が小さくなるレンズ表面にマークを印刷する場合は、解像度が低く設定される。防汚コーティングレンズ面は、高解像度で印刷される。
インクの粒がレンズ面に付着することによって形成されたドットの形状は、図15A〜図15Dに示すように、印刷条件に対応して変化する。図15A〜図15Dにおいて、インクの粒がレンズに付着して形成されたドットを符号201によって示す。
図15Aには、基材上に印刷された線の一部が拡大して描かれている。印刷の対象が基材である場合は、インクの濡れ性が高い(接触角小)から、少量のインクでラインを構成し、線幅を細くする(ドットを減らす)。このマーキング方法を採用することによって、マーク除去後に痕跡(ゴースト)が残ることを防止できるとともに、マーク除去性の向上を図ることができる。
図15Bには、ハードコーティング上に印刷された線の一部が拡大して描かれている。ハードコーティングは、濡れ性が高い(接触角小)から、少量のインクでラインを構成する。線幅は、基材の線幅より太く形成する(ドットを増やす)。このようなマーキング方法を採用することによって、マークの視認性(マーク品質)を向上できるとともに、マークの除去後に痕跡が残ることがないようにマークの除去性を向上させることができる。
図15Cと図15Dには、防汚コーティング上に印刷された線の一部が拡大して描かれている。防汚コーティングは、インクの濡れ性が低い(接触角大)から、基材やハードコーティングなどに印刷する場合に比べると多くのインクでドットが形成される。線幅は、基材やハードコーティングなどに印刷する場合と比べると太く形成される(ドットを増やす)。このようなマーキング方法を採ることによって、視認性(マーク品質)が向上する。
図15Dに示す線の線幅は、図15Cに示した線と同一である。また、図15Dに示す線は、図15Cに示す線を印刷する場合と比べてインク量が相対的に少なくなるように印刷されている。図15Dに示すように線を印刷することによって、線が相対的に薄く見えるようになる。すなわち、防汚コーティングに印刷する場合は、各ドットどうしのインクが接しない範囲で可及的ドットの径を大きくすることによって、マークの視認性や品質を向上させることができる。
(5)印刷制御用コンピュータHは、表1を用いて印刷条件を決定した後、印刷データを生成する(ステップS24)。
印刷データの生成プログラムは、決定された印刷条件と該当するレイアウトマーク画像に基づいて制御装置Gに送られる印刷データを生成する。印刷データには、印刷画像、液量、搬送速度、線幅、吐出ノズルなどの情報が含まれる。なお、印刷あるいは、印刷とUV硬化を繰り返し行うように印刷条件を設定するようにしてもよい。この場合は、その繰り返し回数も印刷データに含めるとよい。これにより、撥水撥油性の高いコーティング上に印刷する場合にも鮮明に印刷することができる。
(6) 生成された印刷データは、印刷制御用コンピュータHから制御装置Gに送られる(ステップS25)。第1の画像処理装置C1に必要なデータは、第1の画像処理装置C1のコントローラ83に送られる。また、印刷搬送速度データは、制御装置Gに送信される。
5.硬化条件データの生成
図6のステップS5において、硬化条件データを生成する。
印刷制御用コンピュータHは、印刷条件に基づいて、硬化条件データ(レンズとUV照射ユニットとの間隔、送り速度、UV光源点灯条件など)を生成する。生成された硬化条件データは、制御装置Gに送られる。
この実施の形態によるマーキング装置1は、調光機能を有する染料で表面処理が施された調光レンズにもレイアウトマークを印刷できるものである。この種のレンズは、強いUV硬化処理を行うとレンズの調光機能が損なわれてしまう。このため、前記硬化条件は、調光レンズの機能を維持させる条件を基準として設定されている。この構成を採ることにより、この実施の形態によるマーキング装置1は、どのようなタイプのレンズにもレイアウトマークを印刷することができるものとなった。
6.レンズセット
レンズ6を以下の手順により第1のレンズ保持装置B1に装着する(ステップS6)。
(1)第1の画像処理装置C1は、印刷制御用コンピュータHから必要なデータを受け取ると、レンズ種別(累進屈折力レンズまたは二重焦点レンズ)を判断する。そして、第1の画像処理装置C1は、そのレンズ種別に応じた位置決め用マークの表示データ、レンズ位置判定領域の設定、およびその表示データの作成、印刷結果判定領域の設定、およびその表示データの作成を行い、コントローラ83に記憶する。
(2)レンズ用テーブル60が撮像位置S2に待機している状態で、CCDカメラ80と照明装置81がONになる。そして、レンズ用テーブル60の映像がモニタ82に表示され、その映像上に位置決め用マークとレンズ位置判定領域、レンズ種別が表示される。
(3)オペレータは印刷対象のレンズ6が、ペアなのか、右レンズのみ(一つもしくは二つ)なのか、左レンズのみ(一つもしくは二つ)なのかをタッチパネル4で指定する。なお、レンズ情報取得時に自動的に設定されるようにしてもよい。
(4)オペレータはレンズ6をレンズ保持台61に載置する。コントローラ83は判定領域に印刷基準点が存在するかどうかをリアルタイムで判定し、存在する場合は「正常」、存在しない場合は「異常」を表示する。すべての判定が「正常」になるまでは次のステップヘの操作は受け付けないようにしている。オペレータはすべての印刷基準点が判定領域内と判定されるまでレンズ6の位置を調節する。
(5)真空吸着装置が作動してレンズ6をレンズ保持台61に吸着保持させる。
(6)レンズ位置が正常と判定されたら、オペレータは印刷開始ボタンを押す。
7.レンズ高さ計測
(1)レンズ6(R),6(L)の高さを測定する(ステップS7)。
図8(a)において、レンズ用テーブル60は横移動の際にUV照射ユニット91が邪魔にならない高さまで下方に移動した後、水平方向に移動して高さ測定位置S1の下方に移動する。そして、レンズ用テーブル60が高さ測定時高さTmまで上昇させられる。
(2)レンズ用テーブル60が高さ測定時高さTmまで上昇すると、レンズ6(R),6(L)の上面中央がハイトゲージ94A,94Bの測定子95と接触してこれらを押し上げ、その上昇移動量がレンズ6(R),6(L)の高さMR,ML(図5)として測定され、制御装置Gに送信される。
(3)制御装置Gは、高さ測定装置Fによる測定結果および印刷データに基づいてレンズ用テーブル60の移動制御データ(横移動用モータ23および昇降用モータ32の制御データ)を作成する。
8.印刷工程
レンズ6(R),6(L)にレイアウトマークを印刷装置Dによって以下の手順により印刷する(ステップS8)。
(1)レンズ6(R),6(L)の高さ測定が終了すると、レンズ用テーブル60は、所要高さだけ下降した後、印刷装置Dの下方に移動して所定量上昇し、印刷位置S3に停止し、レンズ6(R)の上面とプリントヘッド85の間隔をDpにする(図8(b),(c)参照)。
印刷位置S3でのレンズ用テーブル60の上面高さは、印刷時のプリントヘッド85と高さ測定位置S1との間隔がDpである場合、
右レンズ印刷時が、Hp−Dp−XRの位置であり、
左レンズ印刷時が、Hp−Dp−XLの位置である。
レンズ用テーブル60が上昇して印刷位置S3に停止すると、プリントヘッド85はインクを吐出してレンズ6(R)にレイアウトマークを印刷する。レンズ6(R)の印刷中におけるレンズ用テーブル60の横移動速度は、印刷データにしたがう。レンズ6(R)へのレイアウトマークの印刷が完了すると、レンズ用テーブル60は、水平移動または若干下降してレンズ6(L)をプリントヘッド85の下方に位置させ、レンズ6(L)の上面中央高さがプリントヘッド85より下方にDp(図8(c)参照)だけ位置する高さまで上昇して停止する。この高さ位置は、レンズ6(L)の印刷位置S3である。そして、プリントヘッド85がインクを吐出してレンズ6(L)にレイアウトマークを印刷する。レンズ6(L)の印刷中におけるレンズ用テーブル60の横移動速度は、印刷データにしたがう。
9.硬化工程
レンズ6に印刷されたインクをUV硬化装置Eによって硬化させる(ステップS9)。
レンズ6(R),6(L)へのレイアウトマークの印刷が終了すると、レンズ用テーブル60は、所要高さだけ下方に下がった後、レンズ6(R)の上面中央とUV照射ユニット91との間隔がDc(図8(c)参照)になる高さ位置まで上昇し、硬化位置S4を通過する。硬化位置S4は、UV硬化装置Eの下方であり、UV照射ユニット91がUVをレンズ6(R),6(L)に照射し、レンズに塗布されているインクをUV硬化させる。
レンズ用テーブル60が硬化位置S4を通過する時の速度は、前記硬化条件データにしたがう。
硬化位置S4でのレンズ用テーブル60の上面高さは、硬化時のUV照射ユニット91とレンズ6との間隔がDc(例えば、1mm)である場合、
右レンズ硬化時が、Hc−Dc−XRの位置であり、
左レンズ印刷時が、Hc−Dc−XLの位置である。
10.印刷結果チェック工程
レイアウトマークが印刷された結果を以下の手順によってチェックする(ステップS10)。
(1)硬化工程が終了した後、レンズ用テーブル60は、第1の画像処理装置C1の下方に水平移動する。そして、上昇して撮像位置S2の下方に停止する(図8(d))。
撮像位置S2でのCCDカメラ80とレンズ用テーブル60との位置関係は、レンズ用テーブル60の左右のレンズ設置基準位置(左右のレンズ保持台61のそれぞれの中心位置)の中心を通る垂直線上にCCDカメラ80が位置し、CCDカメラ80の撮像エリアが所定の寸法になる(例えば、左右のレンズ保持台61の中心間(150mm)が1100ピクセルになるように、CCDカメラ80とレンズ用テーブル60の間隔Di(図8(d)が設定されている。このときのレンズ用テーブル60の高さはHi−Diの位置である。なお、撮像時のレンズ用テーブル60の高さは、UV照射ユニット91の高さ位置より上方にしておくと、UV照射ユニット91からの光が撮像位置に入らないため好ましい。
(2)CCDカメラ80と照明装置81をONにして、レンズ用テーブル60にセットされているレンズ6を撮像し、その映像がモニタ82に表示される。モニタ82には、前記映像上に位置決め用マークとレンズ位置判定領域、レンズ種別、マーク位置判定領域、マーク内容判定領域が表示される。
(3)コントローラ83は、レンズ位置判定領域に印刷基準点が存在するかどうか、マーク位置判定領域にマークが存在するかどうかを判定し、判定結果をモニタ82に表示する。また、マーク内容判定領域に表示されているマークと、設計上のマークをパターンマッチングにより比較し印刷の有無、内容に間違いがないかを判定し、判定結果をモニタ82に表示する。
(4)判定結果がエラーの場合は、エラーメッセージを表示して、オペレータの確認操作を促す。
11.レンズ取り出し
オペレータはレンズ取り出しボタンを押す。制御装置Gは真空吸着装置のバルブを操作してレンズ保持台61の真空を破壊し、レンズ6の吸着保持状態を解除する。オペレータはレンズ6をマーキング装置1から取り出し、トレーに戴せ、次の工程に送る(ステップ11)。
図9(a)〜(d)は、第2の搬送装置A2の動作フローを示す図である。
第2の搬送装置A2の動作フローは、上記した第1の搬送装置A1の動作フローと全く同一であるため、その説明を省略する。異なる点は、第2の搬送装置A2によって搬送されるレンズ6は、第1の搬送装置A1によって搬送されるレンズ6とは異なったレンズであるため、その高さをR’、XL’としている点である。
このように、この実施の形態によるマーキング装置1は、2系統のマーキング処理を交互に繰り返し連続的に行なうようにしているので、マーキング処理を能率よく行うことができ、生産性を向上させることができる。また、印刷装置D、UV硬化装置Eおよび高さ測定装置Fを共用しているので、部品点数を削減でき、装置を簡素化および低廉化することができる。
このように2系統のマーキング処理を交互に繰り返すことが可能なマーキング装置は、請求の範囲の形式で表現すると次のようになる。
眼鏡レンズの光学面にレイアウトマークを印刷する眼鏡レンズのマーキング装置において、
前記眼鏡レンズを保持するレンズ保持装置と、
前記レンズ保持装置を水平方向および垂直方向に移動させる搬送装置と、
前記眼鏡レンズを撮像し画像処理する画像処理装置と、
前記眼鏡レンズの高さを測定する高さ測定装置と、
前記眼鏡レンズにレイアウトマークを印刷するインクジェットプリンタからなる印刷装置と、
前記眼鏡レンズに印刷されたインクを硬化させるUV硬化装置とを具備してなり、 前記レンズ保持装置は、それぞれ一対の眼鏡レンズを保持可能な第1、第2のレンズ保持装置を備え、
前記画像処理装置は、第1、第2の画像処理装置を備え、
前記搬送装置は、前記第1のレンズ保持装置を昇降自在に保持し、前記第1の画像処理装置、前記高さ測定装置、前記印刷装置および前記UV硬化装置間を往復移動する第1の搬送装置と、前記第2のレンズ保持装置を昇降自在に保持し、前記第2の画像処理装置、前記高さ測定装置、前記印刷装置および前記UV硬化装置間を往復移動する第2の搬送装置とを備えていることを特徴とする眼鏡レンズのマーキング装置。
このように構成された眼鏡レンズのマーキング装置によれば、第1のレンズ保持装置に保持されている眼鏡レンズを、第1の画像処理装置、高さ測定装置、印刷装置およびUV硬化装置による第1のマーキング処理形態と、第2のレンズ保持装置に保持されている眼鏡レンズを、第2の画像処理装置、高さ測定装置、印刷装置およびUV硬化装置による第2のマーキング処理形態を採用し、これらの処理形態を交互に繰り返すことにより、マーキングを能率よく行なうことができ、生産性を向上させることができる。
また、高さ測定装置、印刷装置およびUV硬化装置を第1、第2のレンズ保持装置に保持されている眼鏡レンズのマーキング処理に共用しているので、装置を簡素化することができる。
図10は、累進屈折力レンズ110の場合における第1の画像処理装置C1の位置合わせ時の表示画面を示す図である。なお、図16に示す表示マークと同一の表示マークについては同一符号を以て示し、その説明を省略する。120Aは右レンズ耳側垂直位置決めライン、120Bは右レンズ鼻側垂直位置決めライン、121Aは右レンズ耳側判定領域、121Bは右レンズ鼻側判定領域、122は印刷基準点画像である。123Aは左レンズ耳側垂直位置決めライン、123Bは左レンズ鼻側垂直位置決めライン、124Aは左レンズ耳側判定領域、124Bは左レンズ鼻側判定領域である。
レンズ110(R)において、印刷基準点画像122は、右レンズ耳側判定領域121Aと右レンズ鼻側判定領域121B内にそれぞれ位置している。一方、左レンズ110(L)においては、印刷基準点画像122が左レンズ鼻側判定領域124Aの外側に位置し、左レンズ耳側判定領域124Bについてはその領域内に位置している。このため、判定結果は、異常と表示される。
図11は、同じく累進屈折力レンズ110の場合における第1の画像処理装置C1の印刷結果チェック時の表示画面を示す図である。図16に示す表示マークと同一の表示マークについては同一符号を以て示し、その説明を省略する。130はレイアウト画像、131はマーク位置判定領域である。レンズ110(R)において、レイアウト画像130は、耳側と鼻側のマーク位置判定領域131内にそれぞれ位置している。このため、右レンズ110(R)は、正常と判定される。一方、レンズ110(L)においては、レイアウト画像130が耳側と鼻側のマーク位置判定領域131の外側にそれぞれ位置している。
このため、レンズ110(L)は、異常と判定される。
上記した実施の形態においては、レンズとして図16に示す累進屈折力レンズ110にレイアウトマークを印刷する例について説明したが、本発明はこれに限らず図12に示す二重焦点レンズにもレイアウトマークを印刷することができる。
図12において、150は二重焦点レンズ、151はセグメント、152は遠用部垂直基準線、153は遠用部水平基準線、154近用部垂直基準線、155は遠用部光学中心である。
図13は、二重焦点レンズ150の場合における画像処理装置Cの位置合わせ時の表示画面を示す図である。160は印刷基準領域、161A,161Bは右レンズの耳側と鼻側の垂直位置決めライン、162A,162Bは左レンズの耳側と鼻側の垂直位置決めライン、163、164は右レンズと左レンズの水平位置決めライン、165はマーク位置判定領域、166はレイアウトマーク画像である。
レンズ150(R)において、セグメント151の鼻側と耳側の角部は印刷基準領域160内にそれぞれ位置している。このため、レンズ150(R)は、正常と判定される。
一方、レンズ150(L)において、セグメント151の鼻側角部は印刷基準領域160内に位置し、耳側角部は印刷基準領域160の外側に位置している。このため、レンズ150(L)は、異常と判定される。
図14は、同じく二重焦点レンズ150の場合における第1の画像処理装置C1の印刷結果チェック時の表示画面を示す図である。
レンズ150(R)において、レイアウトマーク画像166は、鼻側と耳側のマーク位置判定領域165内にそれぞれ位置している。このため、レンズ150(R)は、正常と判定される。一方、レンズ150(L)において、レイアウトマーク画像166は鼻側マーク位置判定領域165内に位置し、耳側マーク位置判定領域165についてはその外側に位置している。このため、レンズ150(L)は、異常と判定される。
1…マーキング装置、2…筐体、6…レンズ、19…横移動機構、20…昇降機構、60、70…レンズ用テーブル、61,71…レンズ保持台、A…搬送装置、A1…第1の搬送装置、A2…第2の搬送装置、B…レンズ保持装置、B1…第1のレンズ保持装置、B2…第2のレンズ保持装置、C…画像処理装置、C1…第1の画像処理装置、C2…第2の画像処理装置、D…印刷装置、E…UV硬化装置、F…高さ測定装置、G…制御装置(PLC)、H…印刷制御用コンピュータ、J…入力手段。

Claims (8)

  1. 眼鏡レンズを保持するレンズ保持装置と、
    前記レンズ保持装置を水平方向および上下方向に移動させる搬送装置と、
    前記眼鏡レンズを撮像し画像処理する画像処理装置と、
    前記眼鏡レンズの高さを測定する高さ測定装置と、
    前記眼鏡レンズの光学面に印刷するレイアウトマークの印刷データを作成する印刷データ作成装置と、
    前記印刷データに基づいて前記搬送装置と協働して前記眼鏡レンズにレイアウトマークを印刷するインクジェットプリンタからなる印刷装置と、
    前記眼鏡レンズに印刷されたインクを硬化させるUV硬化装置とを備え、
    前記印刷データ作成装置は、前記レイアウトマークの画像データと、眼鏡レンズの表面状態と対応する複数の印刷条件からなる印刷条件データとを記憶する記憶部と、
    前記複数の印刷条件の中から選択された印刷条件と前記画像データとに基づいて前記印刷データを作成する処理部とを有していることを特徴とする眼鏡レンズのマーキング装置。
  2. 請求項1記載の眼鏡レンズのマーキング装置において、前記眼鏡レンズの表面状態は、インクに対する濡れ性とインクの定着性とのうち少なくともいずれか一方によって特定され、
    前記印刷条件は、レイアウトマークの線幅と、前記インクジェットプリンタから噴出された一つのインク粒の液量と、眼鏡レンズに付着した前記インク粒からなるドットの解像度とのうち少なくともいずれか一つが前記表面状態に応じて変化するように設定され、
    前記レイアウトマークの線幅は、前記濡れ性と前記定着性とのうち少なくともいずれか一方が高いほど相対的に細く形成され、
    前記液量は、前記濡れ性と前記定着性とのうち少なくともいずれか一方が高いほど相対的に少なく設定され、
    前記解像度は、前記濡れ性と前記定着性とのうち少なくともいずれか一方が高いほど相対的に低く設定されることを特徴とする眼鏡レンズのマーキング装置。
  3. 請求項1記載の眼鏡レンズのマーキング装置において、前記眼鏡レンズは、調光機能を有する染料で染色された調光レンズを含み、
    前記UV硬化装置は、予め定めた硬化条件に基づいてインクを硬化させるものであり、
    前記硬化条件は、前記調光レンズの機能が維持される条件を基準として設定されていることを特徴とする眼鏡レンズのマーキング装置。
  4. 請求項1記載の眼鏡レンズのマーキング装置において、前記画像処理装置は、眼鏡レンズ上にカメラによって撮像可能に設けられた印刷基準点を画像処理により検出する機能と、
    前記印刷基準点が予め定めた許容範囲内に位置しているか否かを判定する機能と、
    前記印刷基準点が前記許容範囲の外に位置している場合は次の処理への移行を規制する機能とを有していることを特徴とする眼鏡レンズのマーキング装置。
  5. 請求項4記載の眼鏡レンズのマーキング装置において、前記印刷基準点は、隠しマークの水平基準マークに裸眼で視認できるように予め付けられた印点であることを特徴とする眼鏡レンズのマーキング装置。
  6. 請求項1記載の眼鏡レンズのマーキング装置において、前記画像処理装置は、眼鏡レンズに印刷されたレイアウトマークを画像処理により検出する機能と、
    前記印刷されたレイアウトマークと前記画像データとをパターンマッチングにより比較し、印刷されたレイアウトマークが正しいか否かを判定する機能とを有していることを特徴とする眼鏡レンズのマーキング装置。
  7. 眼鏡レンズを保持する工程と、
    前記眼鏡レンズの印刷面の表面状態が入力される工程と、
    前記表面状態に対応して設定された複数の印刷条件の中から印刷対象の眼鏡レンズに適合する印刷条件を選択する工程と、
    前記選択された印刷条件に従ってインクジェットプリンタによってレイアウトマークを印刷する工程と、
    を備えたことを特徴とする眼鏡レンズのレイアウトマーク印刷方法。
  8. 請求項7記載の眼鏡レンズのレイアウトマーク印刷方法において、前記表面状態は、インクに対する濡れ性とインクの定着性とのうち少なくともいずれか一方によって特定され、
    前記印刷条件は、レイアウトマークの線幅と、前記インクジェットプリンタから噴出された一つのインク粒の液量と、眼鏡レンズに付着した前記インク粒からなるドットの解像度とのうち少なくともいずれか一つが前記表面状態に応じて変化するように設定され、
    前記レイアウトマークの線幅は、前記濡れ性や前記定着性が高いほど相対的に細く形成され、
    前記液量は、前記濡れ性や前記定着性が高いほど相対的に少なく設定され、
    前記解像度は、前記濡れ性や前記定着性が高いほど相対的に低く設定されることを特徴とする眼鏡レンズのレイアウトマーク印刷方法。
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