KR20000075488A

KR20000075488A - 렌즈 제작용 개스킷

Info

Publication number: KR20000075488A
Application number: KR1019997007547A
Authority: KR
Inventors: 수카이씨; 화이트잭씨
Original assignee: 테크놀러지 리소스 인터내셔날 코포레이션
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1998-02-19
Publication date: 2000-12-15
Also published as: US6099763A; EP1009581A1; KR20000075461A; JP2001512383A; AU6658698A; US6082987A; EP1009624A4; CN1249710A; EP1009581A4; CN1067010C; JP2001512374A; EP1009624A1; AU6172798A; USD449321S1; WO1998036868A1; CN1249703A; US6068464A; WO1998036898A1

Abstract

본 발명의 렌즈 제작용 개스킷(20)은 축방향으로 연장하는 보어(30)가 관통하여 형성되어 있으며, 가장자리에 의해 에워싸여 있는 전방 몰드(40)와, 림에 의해 에워싸여 있는 후방 몰드(50)를 포함하며, 상기 가장자리의 크기는 상기 개스킷의 보어의 적어도 일부분내에서 상보적으로 수용할 수 있도록 되어 있기 때문에 가장자리와 보어는 이들 사이에 밀봉부를 형성하고, 그리고 상기 림의 크기는 상기 개스킷의 보어의 적어도 일부분내에서 상보적으로 수용할 수 있도록 되어 있기 때문에 림과 보어는 이들 사이에 밀봉부를 형성하게 된다. 상기 전방 몰드와 후방 몰드 모두가 개스킷의 보어내에 배치될 때, 소정의 체적(31)이 전방 몰드의 후방면과 후방 몰드의 전방면과 그리고 개스킷의 내부 사이에 형성된다. 전방 몰드와 후방 몰드 중 선택된 하나의 몰드는, 보어내에 배치된 다른 몰드에 대해 상기 몰드들 사이의 복수 개의 축방향 분리 거리 중 소망의 거리 만큼 상기 보어내에서 축방향으로 활주 가능하게 이동하기 때문에, 상기 체적은 각각의 분리 거리에 대해 상이해진다. 이렇게 상이한 체적은 렌즈의 배율 차이와 일치하므로, 상기 개스킷은 상이한 렌즈를 성형할 수 있게 된다.

Description

렌즈 제작용 개스킷{GASKET FOR LENS MAKING}

유리 혹은 안경은 사용자의 형태학적 특성과 심리학적 특성 뿐만 아니라 사용자 개개인의 처방에 맞게 제작되어야 한다. 안경용 교정 렌즈는 유리 혹은 플라스틱 등의 투명한 재질로 이루어져 있으며, 소망의 효과, 즉 시력 향상을 위해 광 초점을 정확히 맞추는 효과를 얻기 위해 적합한 크기 및 형상으로 되어 있다.

렌즈는 그 광학 특성을 결정하는 기하학적 형상을 최대한 활용한다. 개개의 렌즈 형상은 3가지의 요소, 즉 (1) 렌즈의 양 표면의 굴곡, (2) 렌즈의 중심 및 모서리의 두께, (3) 렌즈의 직경에 의해 특징이 부여된다. 렌즈의 양 표면은 구형, 원통형, 원환체, 평면형, 비구면(통상 타원형) 및 프로그레시브(progressive) 형상 등을 포함하는 다양한 기하학적 형상을 이용할 수 있다. 예컨대, 렌즈의 표면은, 렌즈의 상이한 축들을 따라 일정한 반경을 가지기 때문에 이 표면은 구면으로 알려져 있듯이 대칭이 된다. 구면 렌즈의 표면은 구의 일부 형상과 거울상이며, 모든 자오선(meridian)이 동일한 곡률 반경을 갖게 된다. 구면 렌즈는 오목 렌즈이거나 볼록 렌즈 중 어느 것일 수 있다.

또한, 렌즈의 표면은 상이한 곡률 반경을 갖는 2개의 축을 구비할 수 있는 데, 이 때 렌즈의 표면은 비대칭이 된다. 비점 수차(非點收差) 표면은 이러한 비대칭 표면의 일례이며, 2개의 주요 자오선이 서로 다른 곡률 반경을 갖는 것에 특징이 있다. 최대의 곡률 반경을 갖는 자오선을 "축"이라 하고, 그 보다 작은 반경을 갖는 자오선을 "수직 축"이라고 한다. 난시용 렌즈의 표면의 대부분은 원통형의 표면과 원환체의 표면으로 되어 있다. 평면과 비구면은 종래에 사용되었던 렌즈 표면의 다른 형태이다.

원통형 표면에 있어서는, 축을 따라 진행하는 주요 자오선은 무한대의 곡률 반경, 즉 평탄하거나 혹은 일직선이며, 수직 축은 원통의 원형 반지름과 동일한 곡률 반경을 갖는다. 따라서, 오목한 원통형 표면은 그 표면에서 원통을 상보적으로 수용할 수 있도록 형성되어 있으며, 볼록한 표면은 이러한 원형의 외면과 닮았다.

원환체 표면은 토러스(torus: 즉, 타이어의 내측 튜브의 형상)의 측면과 닮았다. 따라서, 원환체의 표면은 원통형의 표면과 유사하지만, 종축이 직선인 원통형 표면의 것과 달리 굴곡을 이루고 있다. 원환체 표면에서의 수직 축 혹은 자오선은 축의 반경 보다 더 작은 곡률 반경을 갖는다. 구형 표면 및 원통형 표면과 마찬가지로, 원환체 표면은 토러스의 외면의 형상을 갖도록 만듦으로써 볼록할 수 있거나, 혹은 토러스의 내면의 형상을 갖도록 만듦으로써 오목할 수도 있다.

비점 수차(astigmatic) 표면은 난시 교정용으로 사용되며, 이 때 각막은 둥글지 않고 타원형이다. 비점 수차의 각막의 긴 부분이 향하는 방향은 사람마다 각기 다르다. 예컨대, 어떤 사람은 5도에서, 다른 사람은 30도에서 또는 다른 각도에서 축을 가질 수 있다. 렌즈 표면의 축은 각막의 긴 부분의 방향성과 일치하도록 정렬되어야 한다.

각기 다른 렌즈 표면을 조합하여 이용할 수 도 있다. 렌즈의 전방면은 구형이지만, 후방면은 구형, 원통형 또는 원환체형일 수 있다. 전방면은 또한 평면으로 될 수 있다. 렌즈에서 최적의 표면 조합은 광학 특성, 용도, 및 렌즈의 외관에 의해 결정된다.

전술한 현상에 추가하여, 두께 또한 렌즈의 중요한 특성이 된다. 렌즈를 성형하기 위해 사용된 유리 혹은 플라스틱은 두께의 결정에 있어 중요한 요소가 된다. 현재, 대부분의 렌즈는 플라스틱으로 제작되는데, 그 이유는 중량, 밀도, 굴절률 및 내충격성에 있어 우수한 성질을 갖기 때문이다. 렌즈에 사용된 플라스틱의 예로는 메틸 메타클레이트(상표명 "플레시그라스(Plexiglas)" 혹은 "퍼스펙스 (Perspex)" 로 잘 알려져 있음)와, 또한 CR39 로 알려진 단디알릴 그리콜 카보네이트를 들 수 있다.

CR39 는 모든 형태의 광학용 렌즈를 전부 만들 수 있기 때문에 현재 사용중인 렌즈들 중 가장 인기 좋은 렌즈이다. CR39 는 폴리에스테르 그룹, 중합 가능한 열경화성 수지의 군에 속하는, 석유 정제에 의한 부산물이다. 생산에 있어서, 먼저 CR39 로부터 단량체를 얻어낸다. 이 단량체는 그리셀린 오일의 점성을 갖는 투명한 액체로서 저온 저장시 액체로 존재하지만, 실온에서 몇 개월 지나면 경화된다. 렌즈를 성형하기 위해, 액체 단량체는 2개의 몰드와 개스킷에 의해 한정된 체적 내에 배치되어 담기게 된다. 일단 단량체가 상기 체적내에 있게 되면, 그 단량체는 경화하여 몰드의 형상을 취하면서 경화된 중합체 렌즈를 형성하게 된다.

중합체 렌즈를 성형하기 위해 사용되는 유리 몰드는 CR39 렌즈 제작에 있어 중요하다. 이 몰드는 요구되는 광학적 특성에 따른 렌즈와 일치하는 형상을 형성하게 되고, 완성된 렌즈의 표면 질은, 렌즈의 표면이 내측 몰드의 표면의 정확한 재생이기 때문에 몰드의 정확도에 따라 결정될 것이다. 따라서, 몰드 표면은 매우 정확하게 준비되어야 하고, 제작 후에 중합 공정에 따른 변형에 견딜 수 있도록 열적으로 단단해야 한다.

렌즈에 두 초점 혹은 세 초점을 형성하도록 제공된 추가 배율(add power)의 전방 몰드 또한 렌즈 제작에 사용될 수 있다. 이 추가 배율 몰드는 렌즈의 전방면에 추가 배율 세그머트(segment)를 형성하도록 몰드의 오목한 절반부 속으로 절단된 오목한 함몰부의 세그먼트 커브를 포함한다. 이 세그먼트 커브는 추가 배율 세그먼트의 판독을 위한 경사가 가파른 볼록면과 함께 소정 거리의 볼록한 표면을 형성하게 된다.

전술한 바와 같이, 액체 단량체는 2개의 몰드와 개스킷에 의해 한정된 체적 속으로 배치되어 렌즈를 형성한다. 도 1의 단면도에 도시된 바와 같이, T형 개스킷(G)으로 알려진 종래의 개스킷은 하나의 보어(B)와 2개의 단부를 구비하며, 이들 단부 각각은 해당 몰드(M)를 상보적으로 수용한다. 각각의 T형 개스킷(G)은 몰드(M) 사이에서 예정된 축방향으로의 분리를 결정하기 때문에 배율이 가변하는 렌즈를 성형하기 위해 각기 다른 T형 개스킷(G)이 요구된다. 다시 말해서, 하나의 T형 개스킷(G)은 낮은 배율의 렌즈를 형성하기 위해 사용된 또 다른 T형 개스킷과 대조적으로 보다 큰 배율의 렌즈를 성형하기 위해 몰드를 더욱 떨어지게 설정한다. 따라서, 제작자는 +2 렌즈용 T형 개스킷, -3 렌즈용 개스킷, -4 렌즈용 개스킷을 분리 유지하여야 한다.

또한, 당업자들에게는, T형 개스킷(G)에서 비점 수차 표면을 형성하기 위해 개스킷의 단부를 몰드(M)의 내면과 동일한 형상을 갖도록 해야하는 것이 알려져 있다. 예컨대, 후방 몰드(M)가 오목한 원환체형 표면을 형성할 경우, T형 개스킷(G)의 일단부가 몰드(M)를 누설 없이 수납하도록 설계된 상보적인 볼록한 형상을 가져야 한다. 또, 상기 몰드 형상을 이용하여 각기 다른 배율의 렌즈를 만들기 위해 각기 다른 T형 개스킷(G)이 제공되어야 한다.

렌즈를 만들기 위해 두 가지의 제조 방법이 사용되는데, 즉 직접 중합 방법과 미완성 렌즈의 중합 방법이 있다. 직접 중합 방법에 있어서, 상부 몰드는 필요 없고, 단량체를 체적에 충전시키기 위해 몰드 공동으로 향하는 노즐을 필요로 한다. 그 다음, 조작자는 상부 몰드를 T형 개스킷과 정렬되도록 배치하여 과다한 단량체를 짜내고 기포를 제거한다. 2개의 광택 처리한 몰드와 개스킷에 의해 한정되는 체적은 경화될 때 렌즈의 형상을 만들게 된다. 이러한 종래의 시스템의 단점을 취급이 어렵고, 주변이 지저분해지며, 그리고 단량체 낭비가 심하다는 데 있다. 또한, 체적내에 기포가 그대로 남아 있을 수도 있고, 이는 성형된 렌즈를 손상시킬 수도 있다. 추가적으로, 상기 방법은 노동력이 많이 소모되며, 따라서 노동력이 풍부한 후진 국가에서 주로 적용되는 방법이다.

상부 몰드를 T형 개스킷에 고정시킨 후 단량체를 경화시키기 위해, 충전된 개스킷 조립체들을 래크(rack)에 저장하고 제어된 온도 사이클에서 14 내지 16 시간 동안 오븐에 집어넣어 정확한 정도의 중합 반응을 행한다. 이러한 시간 동안의 경화 공정을 완료한 후, 개스킷 조립체를 끄집어 낸 다음 렌즈를 몰드 사이에서 제거한다. 이러한 직접 중합 방법을 이용하여 제작한 렌즈는, 모서리 다듬기, 캐스팅 응력을 제거하기 위한 어닐링(annealing), 렌즈 결함을 찾기 위한 검사, 초점 측정기를 이용한 렌즈 배율 검사 등의 별도의 마무리 작업이 요구되지 않는다. 일단 렌즈가 완성되면, 소매상으로 유통할 수 있도록 포장되거나 혹은 소비자의 안경에 직접 장착될 수 있다.

두 번째 방법에 따른 미완성 렌즈의 중합 방법은 "세미(semi)"로 알려진 렌즈를 생성하게 된다. 직접 중합 방법에 의한 렌즈와는 달리, 세미 렌즈는 경화가 완료된 후 드러나게 되는 오목한 미완성의 표면을 구비한다. 따라서, 마무리 작업을 거의 필요로 하지 않고, 안경에 장착될 렌즈를 성형하는 대신에, 상기 세미 렌즈만은 몰드에 의해 성형된 단 하나의 다듬질 처리된 표면을 구비하며, 다른 표면은 경화가 완료된 후 기계적인 다듬질 처리된다. 따라서, 세미 렌즈는, 하나의 표면을 몰드에 의해 마무리 처리되고 다른 표면을 경화 후 기계적 다듬질 처리하는 다단계에 걸쳐 제작된다. 몰드에 의해 성형된 렌즈의 표면은 항상 추가 배율 없이 또는 추가 배율이 있는 상태에서 전방의 구형 표면이 된다.

세미 렌즈의 다듬질되지 않은 표면은 유리 렌즈와 동일한 방법으로 특수 선반 혹은 제너레이터(generator)를 사용하여 항시 표면가공 된다. 중합체 렌즈는 원형의 홀더 상에 장착되고, 표면은 다이아몬드 연마 휠에 의해 가공된다. 렌즈에 대한 다이아몬드 연마 휠의 상대 위치와 각도를 조정함으로써 원하는 곡률을 얻게 된다. 그 다음, 상기 표면을 다듬질 처리하여 적절한 표면을 구비한 공구로 윤내기 처리한다. 다듬질 및 윤내기 처리에 사용된 금속 공구는, 그 공구 자체의 형상과 동일한 표면을 얻게 해준다. 따라서, 표면 처리될 각종의 렌즈를 제작하기 위해 수많은 종류의 공구를 필요로 한다. 일반적으로 반가공 처리된 렌즈를 미리 준비해 두고 필요에 따라, 즉 소비자의 기호에 맞는 렌즈 제작의 요청이 있을 때마다 렌즈를 기계 가공한다.

세미 렌즈는, 직접 중합 방법에 따라 제작된 렌즈와는 달리 배율이 높은 렌즈, 예컨대 무수정체(aphakic) 렌즈 혹은 매우 높은 원통형의 배율을 구비한 렌즈의 제작을 위해 사용된다. 이러한 높은 배율의 렌즈는 직접 중합 방법에 의해 제작될 수 없는데, 그 이유는 렌즈의 중심과 가장자리 사이의 두께 차가 큰 응력을 만들게 되어 T형 개스킷을 구비한 유리 몰드를 깨뜨릴 수 있기 때문이다.

세미 렌즈를 제작하는 또 다른 이유는 각기 다른 소비자의 요구에 부합하고, 양산 체제에서 제작할 수 없는 수많은 종류의 렌즈가 필요하기 때문이다. 예컨대, 의사 처방은 전방면에는 소정의 추가 배율을, 그리고 후방면에는 여러 방향성들 중 하나의 비점 수차를 설정하는 것을 요구할 수도 있다. 다시 말해서, 추가 배율 부분의 방향성은, 평탄한 상부가 수평으로, 그러나 비점 수차 표면의 방향성은 사람마다 각기 다른 각막의 가늘고 긴 부분에 따라 변하게 되도록 하여야 한다. 해당 분야에 잘 알려진 바와 같이, 수많은 치환 방법이 특수한 추가 배율과, 다른 방향성에서 주어진 비점 수차의 후방면을 위해 사용된다. 따라서, 무한한 종류의 렌즈를 대량 생산한다는 것은 불가능하며, 소매상들은 통상 세미 렌즈를 미리 구매 해놓고 주문 즉시 비점 수차의 표면을 기계 가공하여야 한다.

본 발명은 렌즈 캐스팅(casting)을 위한 장치 및 방법과 상기 캐스팅에 사용되는 개스킷(gasket)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 캐스팅 된 렌즈를 경화시키기 위한 방법과, 렌즈를 성형하기 위해 사용하는 몰드(mold)로부터 경화된 렌즈를 분리시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 T형 개스킷의 단면도이며,

도 2는 본 발명의 스텝형 개스킷의 단면도이고,

도 3은 개스킷에 마련된 포트를 도시하고 있는, 본 발명의 직선형의 벽을 구비한 개스킷의 단면도이며,

도 4는 전방 몰드가 가장자리를 에워싸는 환상 링을 형성하고 있는, 몰드와 개스킷의 분해도이고,

도 5는 조립 스테이션, 로봇 아암 및 충전 스테이션을 도시한 본 발명에 따른 시스템의 사시도이며,

도 6은 후드 외측에 배치된 조립 스테이션의 평면도이고,

도 7은 피스톤이 상사점에 있을 때를 도시한 조립 스테이션의 측단면도이며,

도 8은 피스톤이 하사점에 있을 때를 카메라와 함께 도시한 도 7의 측단면도이고,

도 9는 본 발명에 사용되는 방사상의 클램프를 도시한 사시도이며,

도 10은 본 발명의 시스템에 설치되는 로봇 아암의 측면도이고,

도 11은 로봇 아암이 충전 스테이션으로 이동한 상태를, 그리고 로봇 아암이 개스킷과 방사상의 클램프를 조립 스테이션으로부터 픽업한 상태(파선으로 도시)를 도시한 본 발명의 시스템의 평면도이며,

도 12는 충전 스테이션의 정면도이고,

도 13은 렌즈 성형 조립체가 먼저 도달했을 때, 도 12의 선 13-13을 따라 취한 충전 스테이션의 측단면도이며,

도 14는 충전이 개시될 때, 즉 니들이 개스킷으로 삽입되고 선형 액츄에이터가 후방 몰드를 정확한 축방향 분리 거리 만큼 이동시켰을 때, 도 13에 도시된 충전 스테이션의 측단면도이고,

도 15는 조립 스테이션 및 충전 스테이션에서 성형된 렌즈를 경화시키기 위한 UV 경화 장치를 개략적으로 부분 도시한 단면도이며,

도 16은 몰드를 경화된 렌즈로부터 분리시키기 위해 사용된 본 발명의 분리 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고,

도 17A는 개스킷의 보어 속으로 후방 몰드를 수납시키도록 정렬되어 있는 개스킷을 도시한 조립 고정구의 단면도이며,

도 17B는 조립 스테이션에서 후방 몰드가 개스킷으로 삽입된 상태를 도시한 도 17A의 단면도이다.

본 발명은 전술한 단점을 해결하고 획기적인 렌즈 성형 방법을 제공한다. 구체적으로, 본 발명은 한 종류의 렌즈만 성형하도록 한정되어 있는 종래의 T형 개스킷과는 달리, 모든 형태의 배율과 렌즈의 기하학적 형상을 제작하기 위해 사용할 수 있는 개스킷을 제공한다. 또한, 본 발명은 자동화를 이용하는 렌즈의 성형 장치 및 방법에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 종래의 방법에서 이용한 것과 마찬가지로 시차별로 성형된 렌즈를 경화시키는 방법을 포함한다. 더욱이, 본 발명은 렌즈의 성형 및 모양 만들기에 사용한 몰드로부터 경화된 렌즈를 분리시키기 위한 장치 및 방법을 포함한다.

본 발명의 개스킷은 전방 몰드 및 후방 몰드 중 적어도 하나 이상이 개스킷의 보어내에서 이동 가능하게 배치되도록 구성되어 있다. 적어도 하나 이상의 몰드는 보어내에서 하나의 몰드에서 소망의 축방향 분리 거리 만큼 몰드 사이에서 축방향으로 이동 할 수 있다. 각기 다른 소망의 축방향 분리 거리는 개별의 렌즈 배율과 일치한다. 또한, T형 개스킷과 달리 본 발명의 개스킷은 소망의 렌즈 표면을 제작하기 위해 다른 표면(즉, 구형 혹은 비점 수차의 표면)을 구비하는 여러 종류의 몰드를 사용한다. 복수 배율의 렌즈를 사용하기 위해 단일의 개스킷을 사용하기 때문에, 본 발명의 개스킷은 "유니버설 개스킷(universal gasket)" 이라고 칭할 수 있다.

추가적으로, 공지된 바와 같이, 종래의 T형 개스킷은 정해진 분리 위치에서 몰드를 위치 설정 및 지지하는 데, 이는 단량체를 경화시 약 10 내지 15% 수축시킨다는 문제를 야기한다. T형 개스킷을 사용할 경우 몰드는 고정된 상태로 남아 있기 때문에, 전술한 수축은 렌즈의 내부 응력을 발생시켜 어닐링 작업이 요구된다. 이와는 대조적으로, 본 발명의 개스킷은 경화중 단량체 체적의 수축에 따라 몰드가 어느 정도의 축방향 운동을 허용시킴으로써 응력을 감소시킨다. 따라서, 본 발명에 따른 개스킷으로 렌즈를 제작할 때, 어닐링 작업이 항시 필요하지 않게 된다.

본 발명의 캐스팅 방법은, 정확한 두께와 배율의 렌즈가 몰드 사이에서 성형될 수 있도록, 2개의 몰드중 적어도 하나 이상을 다른 몰드에 대해 회전 방향 및 축방향 모두로 위치 설정시키는 것을 포함한다. 렌즈의 치수를 결정하기 위해 개스킷을 설계를 변경하는 종래의 것과는 달리, 본 발명은 몰드를 개스킷 내에서 서로에 대해 적절한 축방향으로의 분리 거리에 위치시키기 위해 정확한 공차를 갖는 최신식의 운동 제어 장치를 포함하는 자동화 기술을 이용한다. 또한, 본 발명은 몰드를 적절한 방향성을 갖도록 각각에 대해 회전시키기 위한, 즉 원환체 후방면을 추가 배율과 적절하게 정렬되도록 회전시키기 위한 자동화 기술을 포함한다.

그 다음, 단량체를 개스킷의 보어와 2개의 몰드에 의해 형성된 체적으로 주입시킴으로써 소망의 렌즈가 성형된다. 상기 단량체는, 개스킷 속으로 단량체를 부어 넣어 후방 몰드가 개스킷 위로 위치하게 될 때 넘쳐흐르도록 하는 방법을 사용하는 대신에 니들(needle)을 사용하여 주입된다. 본 발명이 채택하고 있는 주입 방법은 단량체의 소모량을 상당히 줄이고 또 렌즈 속에 기포가 형성될 확률을 상당히 감소시킬 수 있게 해준다.

본 발명을 이용한 렌즈 제작은 렌즈 성형에 소요되었던 노동력을 불필요하게 함으로써 렌즈 제작에 필요한 렌즈 몰드 장치의 수를 상당히 줄일 수 있기 때문에 더욱 경제적이고 효과적이다.

더욱이, 본 발명을 이용하여 제작된 렌즈는 종래의 렌즈 보다 향상되었다. 세미 렌즈로부터의 절단 및 윤내기 처리한 렌즈의 기계 가공 처리된 표면의 질은, 유리 몰드에 의해 직접 제작한 것 보다 더 낮다. 해당 분야에 잘 알려진 바와 같이, 몰드를 가능한 완전하게 만들기 위해 기능공들은 몰드의 절단, 연마, 윤내기 작업에 많은 시간을 투자함으로써 전방 및 후방 유리 몰드를 형성한다. 한편, 제너레이터에 의해 절단된 렌즈의 표면은 정확성이 결여될 수 있다.

따라서, 본 발명은 특별한 처방에 맞게 설계된 단 하나의 유니버설 개스킷을 사용하여 동시에 어떠한 축방향으로의 방향성을 갖는 렌즈를 주문 생산할 수 있게 해준다. 종래의 시스템과는 달리, 더 이상 렌즈의 커팅 혹은 렌즈의 생성을 필요로 하지 않는다. 다시 말해서, 본 발명을 사용하여 일단 렌즈가 경화되면, 종래 기술에 따른 마무리 처리된 세미 렌즈와는 달리 바로 그것이 완성품이 된다. 따라서, 본 발명은 종래 기술 보다 신속하고 경제적이다.

또한, 본 발명은 단량체의 경화에 요구되는 시간을 상당히 단축시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 종래 기술에 의한 경화는 렌즈의 설계에 따라 14 시간 이상이 걸릴 수 있다. 본 발명은 유니버설 개스킷의 사용에 따라 가변적인 일단계 공정을 포함한다. 실제로, 렌즈는 약 1분 만에 경화될 수 있다.

또 다른 관점에 있어서의 본 발명은 경화된 렌즈를 몰드로부터 분리시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 이는 이산화탄소 가스 등의 유체를 렌즈와 하나의 몰드의 계면에 공급하는 단계를 포함한다. 직전에 경화가 완료되어 몰드-렌즈-몰드 샌드위치의 온도 보다 더 낮은 온도의 상기 가스는 구성 부품들의 수축을 유발시킨다. 렌즈를 성형하는 중합체와 유리 몰드는 상이한 열팽창 계수를 갖고 있기 때문에 수축률의 차이가 있다. 이러한 상이한 수축률은 몰드의 표면과 렌즈의 해당하는 표면 사이의 접합을 파손하는 데 일조하게 된다. 이러한 관점에서 볼 때, 본 발명은 전술한 구성 부품들을 분리시켜 물리적으로 끄집어내는 단계를 통상 필요로 하는 종래 기술에 비해 향상된 것이다.

특정의 처방에 부합하는 렌즈는 본 발명에 의해 신속하게 제작될 수 있다. 렌즈의 배율 및 표면의 형상에 무관하게, 실현 가능한 렌즈의 제작 속도는 종래의 기술에 비해 현저하게 빨라졌다. 예컨대, 종래의 시스템은 만약 소망의 렌즈가 미리 준비된 것일 경우, 소매상들이 약 1시간 내에 제작 판매할 수 있도록 해준다. 즉, 추가 배율이 요구되는 원환체 렌즈를 필요로 하는 처방이 있을 경우에는, 1시간의 시간으로는 도저히 제작할 수 없다. 이러한 상황에 있어서, 종래의 기술에 따라 판매상은 전방면에 추가 배율이 있는 세미 렌즈를 사용하고, 또 소망의 원환체 처방에 따라 제너레이터를 이용하여 렌즈의 후방면을 절단해야 한다. 해당 분야에 잘 알려진 바와 같이, 제너레이터의 사용은 시간 집약적이므로, 1시간 이내의 서비스를 제공하기 위해서는 적합하지 못하다. 이와는 대조적으로, 본 발명은 30분 이내에서 렌즈의 성형 및 경화가 가능하도록 해주기 때문에, 한정된 개수의 렌즈를 준비하고 있는 소매상들로 하여금 세미 렌즈로부터 다른 렌즈를 성형하기 위해 소요되는 시간 보다 더 빨리 제작할 수 있게 해준다.

더욱이, 본 발명은 의사들이 자신의 처방에 알맞은 렌즈를 환자의 대기 시간을 단축시킨 상태로 만들 수 있는 기회를 제공하게 된다. 본 발명에 의해 렌즈 제작에 소요되는 제작 속도의 단축과 경화 시간을 단축시킴에 따라, 환자/소비자를 위한 '온 스톱(one-stop)' 쇼핑을 제공함으로써 사업에 있어서의 경쟁력이 향상된다. 따라서, 환자는 눈 검사를 받을 수 있고 약 30분 동안 기다려 검사 결과에 알맞은 안경을 찾아갈 수 있게 된다.

본 발명은 예시의 목적으로 다음의 실시예를 통해 구체적으로 설명될 것이다. 그러나, 이들 실시예들은 당업자들에 의해 다양하게 변형 및 수정될 수 있을 것이다. 본 명세서와 청구의 범위에서 단수형 명사로 표현한 용어는 문맥에 따라 복수의 의미로도 사용될 수 있다. 이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예들이 설명될 것이며, 동일한 구성에 대한 참조 부호는 동일하게 사용할 것이다.

도 2 내지 도 17B에 도시된 바와 같이, 본 발명은 렌즈 캐스팅 방법과 이를 위한 개스킷을 제공한다. 또한, 본 발명은 캐스팅 된 렌즈를 경화시키는 방법과, 그리고 렌즈 캐스팅을 위해 사용한 구성 부품으로부터 경화된 렌즈를 분리시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

개스킷

본 발명의 개스킷(20)은 성형할 렌즈에 각각 해당되도록 상이하게 설계된 종래의 개스킷과는 달리, 배율이 가변적인 렌즈를 성형하기 위해 사용될 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 개스킷(20)은 제1 단부(22), 대향하는 제2 단부(24), 제1 단부(22)를 제2 단부(24)에 연결하는 본체부, 그리고 종방향으로 혹은 축방향으로 연장하는 축(L)을 구비한다. 이 개스킷(20)은 외면(26)을 구비하며 상기 마주하는 2개의 단부(22, 24) 사이에서 개스킷(20)을 통과하여 축방향으로 연장하는 보어(30)를 형성한다. 이 보어(30)는 개스킷(20)의 종방향의 축(L)을 에워싸는 내면(32)을 형성한다.

개스킷(20)의 외면(26)은 바람직하게 원형 또는 환형(도 9에 도시)이기 때문에, 양호한 실시예에 따른 개스킷(20)의 형상은 거의 관상이다. 비록, 단면이 다른 형상(예, 단면이 타원형, 다각형, 비원형인 형상)의 개스킷도 사용될 수 있지만, 제작 및 자동화의 용이성을 고려하여 종래의 것과 마찬가지로 원형의 단면이 가장 바람직하다.

개스킷(20)의 보어(30)는 그 내부에 전방 몰드(40)와 후방 몰드(50) 모두를 수용한다. 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 전방 몰드(40)는 전방면(42), 이와 대향하는 후방면(44), 및 이를 에워싸는 가장자리(46)를 구비한다. 상기 가장자리(46)의 크기는 적어도 보어(30)의 일부에서 상보적으로 수용될 수 있도록 선택되므로 상기 가장자리(46)와 개스킷(20)의 내면(32)은 이들 사이에 확실한 누설 방지용 밀봉부를 형성한다.

이와 마찬가지로, 후방 몰드(50)는 전방면(52), 이와 대향하는 후방면(54) 및 이것을 에워싸는 림(56)을 구비한다. 이 림(56)의 크기는 보어(30)의 최소한 일부 내에 상보적으로 수납할 수 있게 되어 있기 때문에 개스킷(20)의 내면(32)과 림(56)은 또한 이들 사이에 확실한 누설 방지용 밀봉부를 형성한다. 양호한 실시예에 따른 개스킷(20)은 도 9에 도시된 바와 같이 그 단면이 원형으로 되어 있기 때문에, 몰드(40, 50)는 또한 원형이고 그에 해당하는 직경을 갖는다. 전방 몰드(40)와 후방 몰드(50) 모두가 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 개스킷(20)의 보어(30) 내에 배치될 때, 이러한 구성 부품의 조합을 렌즈 성형 조립체(10), 렌즈 성형 구조체 또는 렌즈 캐스팅 셀이라고 칭하기로 한다.

몰드(40, 50)가 개스킷(20) 내부에 배치될 때, 전방 몰드(40)의 후방면(44)과, 후방 몰드(50)의 전방면(52)과, 그리고 개스킷(20)의 내면(32)에 의해 한정되어 소정의 체적이 형성된다. 다시 말해서, 몰드(40, 50)는 보어(30) 내에서 서로 일정한 간격을 두고 떨어져 배치되기 때문에, 이들 몰드 사이에 체적이 형성된다. 이 체적은 공동(31)으로 일컫어지며, 그 크기는 렌즈 성형용 유체가 상기 공동 속으로 주입되어 그곳에서 경화될 때 소망의 렌즈를 형성할 수 있는 적절한 크기로 되어 있다. 상기 공동(31)은 도 4에서 파선으로 도시되어 있다.

렌즈 성형용 유체로는 단량체가 바람직하다. 양호한 단량체의 예로는 미국 조오지아주 몬로빌 소재의 P.P.G 사에서 제작하여, 제품명 CR424 로 시판되고 있는 것을 들 수 있다. 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 공지된 다른 렌즈 성형용 유체도 본 발명에서 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 단량체를 공동(31) 속으로 주입시키기 위한 주입 수단을 포함한다. 양호한 주입 수단은 이하에 상세히 설명된 바와 같은 주입 니들(injection needle)을 구비한다. 본 발명은, 또한 개스킷(20)의 외면(26)과 보어(30) 사이를 통하는 유체를 공급하기 위한 공급 수단을 구비한다. 양호한 공급 수단은, 상기 유체가 보어(30)와 통하여 공동(31)내에 있는 공기와 외면(26) 바깥의 공기 사이를 통하도록 하여 단량체의 주입과 몰드(40, 50)의 축방향 운동을 용이하게 해주도록 제공되는 통기 니들(vent needle)을 구비한다.

전방 몰드(40) 또는 후방 몰드(50)는 보어(30) 내에서 다른 몰드에 대해, 상기 몰드들 사이에서 축방향으로 분리 거리들 중 하나의 거리 만큼 축방향으로 이동 할 수 있다. 따라서, 각각의 축방향 분리 거리에 따라 체적이 달라지며, 또한 공동(31) 내부에 성형된 렌즈의 치수는 각각의 축방향 분리 거리에 따라 달라진다. 후술하는 바와 같이, 본 발명의 충전 스테이션은 보어(30) 내에서 후방 몰드(50)를 전방 몰드(40)에 대해 예정된 위치에 정확히 위치시키기 위해 컴퓨터 서브시스템(혹은 컴퓨터 혹은 마이크로프로세서 등과 같은 제어 장치), 로봇 아암, 선형 액츄에이터 혹은 서보 모터를 이용한다. 자동화는 정확한 공차를 갖는 최첨단 운동 제어 장치에 의해 자동화가 실행되므로, 본 발명에 의한 렌즈의 질은 종래의 시스템에 의한 것 보다 향상된다.

도 2를 참조하면, 개스킷(20)의 보어(30)는, 보어(30) 길이의 일부를 따라 감소하고 개스킷의 제1 단부(22)에 인접한 제1 직경을 형성한다. 상기 제1 직경은 전방 몰드(40)의 가장자리(46)를 상보적으로 수용할 수 있는 크기이다. 또한, 보어(30)는 보어(30)의 길이의 일부를 따라 연장하고 개스킷(20)의 제2 단부(24)에 인접한 일정한 제2 직경을 형성하는데, 이 제2 직경은 후방 몰드(50)의 림(56)을 상보적으로 수납할 수 있는 크기로 되어 있다.

상기 제1 직경과 제2 직경 사이에서, 보어(30) 내부에는 전이 섹션(34)이 존재한다. 상기 전이 섹션(34)은 보어(30) 내부에서 고정 및 기지(旣知)의 위치에서 전방 몰드(40)를 위치시키기 위한 삽입 스텝(36) 혹은 릿지(ridge)를 포함한다. 상기 삽입 스텝(36)은 제1 직경과 제2 직경의 연결부에서 개스킷(20)의 내면(32)에 형성되어 있다. 전방 몰드(40)는, 이것이 전이 섹션(34)의 스텝(36)과 맞물리게 될 때까지 개스킷(20)의 내면을 따라 활주 가능하게 수용된다. 가장자리(46)에 인접한 전방 몰드(40)의 후방면(44)의 일부는 전이 섹션(34)과 상보적으로 맞물릴 수 있도록 형성되어 그들 사이에 확실한 누설 방지용의 밀봉부를 형성한다. 다시 말해서, 전이 섹션(34)은 각이진 기하학적 형상을 구비하며, 전방 몰드(40)는 전이 섹션(34)의 일부와 상보적으로 일치하여 공동(31)에 배치된 단량체의 누출을 실질적으로 방지하는 밀봉부를 형성하도록 대응하게 각이진 가장자리(46)를 구비한다. 전이 섹션(34)의 각도는 내면(32)에 대해 직각이거나, 이 직각으로부터 20도 이상, 바람직하게는 10도로 오프셋될 수 있다. 전방 몰드(40)의 가장자리(46)와 전이 섹션(34)은 이들 사이에 확실한 누설 방지를 위한 밀봉부가 개재될 수 있도록 서로 상보적인 다른 형상을 구비할 수도 있다.

상기 실시예에 있어서, 후방 몰드(50)는, 전이 섹션(34)에서 고정 배치되어 있는 전방 몰드(40)로부터 소망의 축방향 분리 거리 만큼 떨어져 배치되도록 보어(30)의 최소한 일부를 따라 축방향으로 이동할 수 있다. 본 발명의 개스킷(20)은 자동화 기술에 사용될 수 있도록 설계되어 있기 때문에, 제2 직경은 개스킷(20)의 제2 단부(24)와 전이 섹션(34) 사이에서 보어(30)의 내면(32)을 따라 일정하다. 후방 몰드(50)의 직경은 제2 직경과 실질적으로 동일하기 때문에, 후방 몰드(50)는 보어(30) 속으로 삽입될 수 있고, 그 보어를 따라 전방 몰드(40)로부터 소망의 축방향 분리 거리 만큼 축방향으로 활주하게 된다. 전술한 바와 같이, 전방 몰드(40)와 후방 몰드(50)는 개스킷(20)의 보어(30) 내에 배치될 때, 개스킷(20)의 내면(32)과 몰드(40, 50)에 의해 한정된 공동(31)은 누설이 일어나지 않게 액체 단량체 등의 유체를 유동시킬 수 있게 된다.

전이 섹션(도시 생략)을 구비하는 개스킷의 변형례에 있어서, 보어의 제1 직경은, 전이 섹션에 인접하고 축방향으로 연장하는 간극을 형성하기 위해 내측으로 이동한 다음 급속히 팽창하는 개스킷의 제1 단부로부터 일정하게 유지될 수 있다. 상기 간극의 크기는 그 간극에 전방 몰드의 가장자리를 상보적으로 수납할 수 있을 정도의 크기이다. 상기 실시예는 전이 섹션에 인접한 위치에서 전방 몰드를 구속한다. 즉, 전방 몰드가 보어내에 축방향으로 삽입될 때, 이 몰드는 간극의 소정 위치에 스냅식으로 끼워져 전이 섹션에 인접하게 고정 및 분리 가능하게 유지된다.

도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예가 도시되어 있으며, 이 실시예는 전이 섹션 혹은 스텝이 없는 개스킷(20)을 포함한다. 그 대신, 제1 직경과 제2 직경은 동일하기 때문에, 보어(30)는 전장을 따라 일정한 직경을 갖는다. 따라서, 전이 섹션을 구비한 개스킷의 실시예에서 후방 몰드(50)를 활주 가능하게 위치설정하는 것과 마찬가지로, 전방 몰드(40) 및/또는 후방 몰드(50)는 직선형의 벽을 구비한 개스킷 내부에 이동 가능하게 위치된다. 해당 분야에 잘 알려진 바와 같이, 하나의 몰드는 설정 위치에 남아 있는 반면 다른 하나의 몰드는 전이 섹션을 구비한 상기 실시예와 마찬가지로 보어(30) 내에서 축방향으로 이동할 수 있다. 변형례로서, 양 몰드(40, 50)는 서로에 대해 동시에, 또는 시차를 두고 독립적으로 이동할 수 있다. 또한, 상기 양호한 실시예에 따른 개스킷(20)은, 이것이 렌즈 성형 공정에서 정확하게 정렬되는 것을 보장하기 위해 제2 단부(24)에 인접한 키이 노치(28)를 구비한다.

전이 섹션을 구비한 개스킷의 실시예와 직선형의 벽을 구비한 개스킷의 실시예를 비교하면, 전이 섹션을 구비한 개스킷은, 비록 전방 몰드(40)를 통한 누설이 거의 일어나지 않지만, 소량의 액체 단량체가 전이 섹션(34)과 전방 몰드(40) 사이에서 침투 및 스며 나올 수 있다. 따라서, 경화된 렌즈를 개스킷(20)으로부터 제거할 때, 이 렌즈는 그 외측의 외주부를 따라 깨끗하지 않기 때문에 전방 몰드(40)와 전이 섹션(34)의 연결부 속으로 누출하는 렌즈 재료를 제거하기 위해 후속의 경화물 가공이 요구될 수 있다. 또한, 개스킷(20)을 재사용하기 전에 반드시 청소 및 제거되어야 할 소정의 단량체가 전이 섹션(34)에 인접한 보어(30)에 잔존할 수 있다. 따라서, 경화된 렌즈의 기계 가공 및/또는 재사용을 위한 개스킷(20)과 전방 몰드(40)를 청소해야 하기 때문에, 상기 실시예에 따른 전이 섹션을 구비한 개스킷을 재사용하기 위해 추가의 시간 및 비용이 소모될 것이다. 또 다른 단점으로는, 전이 섹션(34)을 구비하는 개스킷의 재사용 빈도 및 그 수명은 개스킷의 청소에 따라 더욱 단축될 가능성이 높다는 것이다. 그러나, 전이 섹션을 구비한 개스킷의 실시예는, 전방 몰드(40)가 기지의 위치에 있고, 또 후방의 몰드(50)가 소망의 축방향의 분리 거리 만큼 떨어져 고정된 위치에 대해 축방향으로 이동하기 때문에, 자동화 시스템에 더욱 간단히 사용할 수 있다.

비록 자동화는 직선형 벽을 구비한 실시예에서는 더욱 복잡해지지만, 전방 몰드와 개스킷의 청소 비용을 현저하게 줄일 수 있다는 점에서 이러한 개스킷의 사용은 장기적으로 볼 때 비용이 덜 들 수 있다. 따라서, 직선형 벽을 구비한 실시예는 유효 수명이 더 길어질 수 있다.

도 2 및 도 3을 다시 참조하면, 본 발명의 개스킷(20) 각각은, 개스킷(20)의 외면(26)과 내면(32) 사이에서 개스킷(20)의 본체 부분에 형성된 최소한 1개 이상, 양호하게는 2개 이상의 포트(38, 39)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 포트(38, 39)는 보어(30), 보다 구체적으로 전방 몰드(40)의 후방면(44), 전방 몰드(50)의 전방면(52), 그리고 개스킷(20)의 내면(32) 사이에 형성된 공동(31)과 유체 연통 상태에 있다. 각각의 포트(38, 39)는 니들의 일부를 수납할 수 있도록 되어 있기 때문에, 상기 니들은 보어(30) 자체에 삽입되지 않고 상기 공동(31)과 유체 연통 상태에 있게 된다. 주입 니들은 하나의 포트(즉, 주입 포트(38))와 유체 연통 상태로 배치되며, 통기 니들은 다른 포트(즉, 통기 포트(39))와 유체 연통 상태로 배치된다. 다시 말해서, 하나의 포트(38)는 공동(31)속으로 단량체를 추가하기 위해 사용되며, 다른 포트(39)는 주입되는 단량체에 의해 공동(31) 내에서 이동된 공기를 통기시키기 위해 사용된다. 또한, 통기 포트(39)는, 몰드(40, 50)의 상대 축방향 운동에 따라 몰드(40, 50)를 서로에 대해 축방향으로 이동시킴으로써 이동된 공기가 상기 체적으로 유입 혹은 배출되도록 외측 개스킷(20)과 공동(31) 사이의 유체 연통을 제공한다. 양호하게는, 상기 니들은 더 가파른 각도에서 관통하는 것과는 달리, 개스킷(20)의 종축(L)에 거의 평행한 방향으로 대응하는 포트(38, 39) 속으로 개스킷(20)을 관통한다. 종축(L)과의 이러한 작은 각도 혹은 평행한 배열은, 니들의 팁이 몰드(40, 50) 중 하나와 접촉하게 될 확률을 최소화시킨다. 그러나, 더 가파른 각도는 종축(L)에 수직할 수 있고, 개스킷은 여전히 적절한 기능을 하게 된다.

포트(38, 39)는, 공동(31)이 상대적으로 작을 때, 즉 전방 몰드(40)의 후방면(44)이 후방 몰드(50)의 전방면(40)에 매우 인접하게 될 때 유리하다. 이 때, 니들의 팁을 보어(30)로 삽입시킴으로써, 2개의 몰드(40, 50)의 하나 또는 양 표면(44, 52)과 접촉할 수 있다. 이러한 접촉은 몰드의 일면을 손상시킬 염려가 있기 때문에, 렌즈는 정확한 치수가 될 수 없고, 또는 단량체가 공동으로 주입될 때 누설이 일어날 수 있다.

또한, 공동 내의 공기를 통기시키기 위해 개스킷(20)을 관통하는 구멍(도시 생략)을 구비할 수 있다. 즉, 공동(31)은 포트(39)와 니들을 통과하는 대신 외측의 공기와 직접 통하게 된다.

본 발명의 개스킷(20)과 관련한 또 다른 관점은 개스킷의 재료에 있다. 양호한 실시예에 따른 특징은, 개스킷의 재료가 유체의 중합의 억제를 피하기 위해 렌즈 성형 유체와 화학적으로 호환 가능하다는 데 있다. 개스킷 재료는 "UV" 안정제 및 산화방지제 등의 라디칼이 없는 억제제를 포함해서는 안된다. UV 안정제는 접착제 등을 개스킷 재료로부터 끄집어내어 국부적으로 단량체와 혼합시키기 위해 단량체가 용매로서 작용하기 때문에 단량체로 용해될 수 있고, 렌즈의 가장자리가 경화 후 약간 습윤 상태로 남아 있게 하는 원인 제공을 한다. 상기 습윤은 단량체가 개스킷(20) 및 몰드(40, 50)에 접착되어 재사용 전에 그것의 청소가 요구되고 또 청소 비용이 증가하게 되는 문제를 야기시킬 수 있다. 따라서, 소망의 개스킷은 경화 중에 렌즈 단량체를 방해하지 않게 되는 광학 단량체와 호환 가능한 중합체 엘라스토머가 된다. 개스킷 재료의 또 다른 특징은 예컨대, 경도계로 측정시 40 내지 70 가 되는, 상대적으로 소프트하다는 데 있다. 개스킷 재료가 장기적인 안정성을 갖는지에 대해서 또한 고려되어야 한다.

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 적절한 개스킷 재료의 예로는, 미국 텍사스 휴스턴 소재의 쉘 오일 캄패니에 시판하는 KRATONG, 스틸렌-에틸렌-프로필렌(부틸렌) 블록 공중합체를 포함하는 열가소성 고무를 들 수 있다. 이러한 고무는 미국 일리노이주 캐리 소재의 GLS 코오포레이션에서 시판하는 상표명 DYNAFLEXG 2703, 2711, 2712 의 고무를 포함한다. 이들 고무는, 약 43 내지 62의 쇼어 A 경도, 약 0.9g/cc 의 비중, 300%의 신장에서 약 355% 내지 470% 범위의 인장 모듈 계수, 약 680 내지 1000psi 의 파괴 압력에서 견디는 인장 강도, 그리고 약 113 내지 127의 파단 강도를 갖는다. 또 다른 고려 대상의 개스킷 재료는 PVC 계통을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 개스킷 재료는 단일의 재료에만 한정되는 것은 아니다. 실질적으로, 소망의 개스킷 물질은 렌즈를 성형하기 위해 사용되는 구체적인 단량체 화합물에 따라 결정될 수 있다. 즉, 소정의 개스킷 재료는 특정의 렌즈 성형 유체로, 그리고 다른 형태의 개스킷 재료는 또 다른 렌즈 재료로 되는 것이 바람직하다. 또 다른 재료는 엘라스토머 PVC, 실리콘, 에틸렌 비닐 아세데이트 혹은 이들의 혼합물을 포함한다.

또한, 본 발명은 개스킷(20)으로부터 통기 니들(232) 혹은 주입 니들(252)을 제거한 후 개스킷(20)을 밀봉시키기 위한 밀봉 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 양호하게는, 이 밀봉 수단은 PVC, 실리콘, KRATONG, 에틸렌 비닐 아세테이트 혹은 이들의 혼합물로 형성된 개스킷을 포함한다. 즉, 개스킷 재료는 자체 밀봉식이기 때문에 화합물은 니들을 제거한 후 누설을 방지하게 된다.

다른 밀봉 수단의 예로는, 예컨대 니들을 제거한 후 물리적으로 틀어막을 수 있는 니들 구멍을 들 수 있다. 변형례로서, 밀봉 수단은 개스킷으로의 유체 누설을 방지하기 위해 개스킷에 잔류하는 니들을 구비할 수 있지만, 상기 실시예는 니들의 일부가 개스킷(20)을 벗어나 연장함에 따른 취급상의 제약과, 충전 스테이션에서 니들을 일정하게 대체함에 따른 공정상의 제약 때문에 바람직하지 못하다. 밀봉 수단의 또 다른 실시예는, 니들 구멍으로 누설하는 단량체를 경화시키는 것으로서, 예컨대, 니들의 배출 구멍에 인접한 단량체를 UV 광, 열 혹은 다른 경화 공급원에 신속히 노출시키는 것이다. 니들에 있는 단량체를 밀봉 수단으로서 응고시키는 대신, 개스킷(20) 자체에 가해진 열은 또한 니들 구멍을 밀봉하기 위해 사용될 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 몰드의 변형례가 도시되어 있다. 전방 몰드(40)는 후방면(44)에 인접한 가장자리(46)를 에워싸는 환상 링(60)을 구비하고 있다. 이 환상 링(60)은 후방 몰드(50)의 전방면(52)에 인접한 공동(31) 면적을 증가시키므로, 이로 인해 니들이 종축(L)에 거의 수직하게 삽입되면 포트(38, 39) 또는 니들의 팁과 더 잘 연통하게 된다. 성형된 렌즈의 최종적으로 부풀어 오른 부분은 경화가 완료된 후에 제거될 것이다. 해당 분야의 종사자라면, 환상 링이 후방 몰드(50)의 전방면(52)에 변형으로 또는 추가로 설치될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

렌즈 캐스팅의 장치 및 방법

개략적으로, 렌즈 성형 장치(10)는, 먼저 조립 스테이션(110)에서 처리된 다음, 충전 스테이션(200)에서 처리되며, 이에 대해서는 도 5에 도시되고 참조 번호 "100" 으로 나타낸다. 프레임(104)은 스테이션(110, 200)을 지지한다. 바람직한 실시예에서, 몰드(40, 50)는 서로에 대해 회전 가능하게 정렬되고, 조립 스테이션(110)에서 개스킷(20)의 보어(30)내에 위치한다. 충전 스테이션(200)에서, 몰드(40, 50)는 소망의 축방향 분리 거리(예컨대, 소망하는 두께의 렌즈를 생산하기 위한 적절한 분리 거리)로 서로에 대해 일정 간격을 두고 보어(30) 내에서 축방향으로 이동한다. 렌즈 성형 유체는 또한 충전 스테이션(200)에서 2개의 몰드(40, 50)와 보어(30) 사이에 형성된 공동(31)으로 주입된다. 본 발명의 방법은 직선형 벽을 구비한 개스킷과 대조적으로, 전이 섹션을 구비한 개스킷의 실시예를 참조하여 설명될 것이다.

A. 조립 스테이션

도 5 내지 도 8을 참조하면, 조립 스테이션(110)은 몰드(40, 50)가 보어(30)내에 삽입되도록 개스킷(20)을 지지하기 위한 지지 수단을 포함한다. 조립 스테이션(110)은 3개의 위치 설정 콜릿(collet), 즉 전방 몰드 위치 설정 콜릿(120), 후방 몰드/개스킷 위치 설정 콜릿(130), 및 클램프 위치 설정 콜릿(150)을 구비하는 것이 바람직하다. 이 콜릿은 레일(114)을 따라 활주하는 플레이트(112)상에 배열되어 있다. 유입 실린더 또는 전기 실린더와 같은 구동 실린더(116)는 적재 위치와 조립 위치 사이의 레일(114)을 따라 활주 플레이트(112)를 구동시킨다. 도 6에 도시된 적재 위치에서, 활주 플레이트(112)는 후드(102)의 외주에 배열되고, 도 5에 도시된 조립 위치에서, 활주 플레이트(112)는 후드(102)의 외주에 배열되어 있다.

후드(102)는 유리 또는 투명 플라스틱으로 제조되는 것이 바람직하고, 격벽으로 기능하고 충전 스테이션(200)과 로봇 아암(160)(이에 관해서는 이후 기술함)을 보호하고 조작자가 부품과 접촉하는 것을 보호한다. 후드(102)는 또한 안전 고려를 위해, 예컨대 로봇 아암으로부터 부주의하게 접촉되는 것으로부터 조작자를 보호하기 위해 사용된다.

바람직한 실시예에 있어서, 전방 몰드(40)는 조립 스테이션(110)에 인접하게 위치한 1개의 저장 스테이션(도시 생략)에 저장된다. 개스킷(20)은 또한 조립 스테이션(110)에 인접하게 위치되거나, 다른 위치에 저장되고, 전방 몰드(40)가 저장된 동일한 저장 스테이션에 저장된다. 개스킷(20) 각각은 각각의 보어(30)내에 위치하는 1개의 후방 몰드(50)를 구비하는 것이 바람직하다. 이후 상세히 기술한 바와 같이, 후방 몰드(50)는 경화를 완료하여 경화된 렌즈가 2개의 몰드(40, 50)로부터 분리된 후에 각 개스킷(20)의 보어(30)에 위치되는 것이 바람직하다. 해당 분야에 잘 알려진 바와 같이, 개스킷(20)과 몰드(40, 50)는 다른 조합체, 예컨대 몰드(40, 50)와 개스킷(20) 모두에 별개 부품으로 저장될 수 있고, 전방 몰드(40)가 개스킷(20)에 위치하고 후방 몰드(50)가 별도로 저장되거나, 또는 양 몰드(40, 50)가 개스킷(20)의 보어(30)내에 배치 및 저장된다는 것을 알 수 있다.

바람직한 실시예에 따라 공정을 시작하기 위해, 조작자는 성형될 렌즈의 변수(예컨대, 추가 배율을 포함하는 처방)를, 예컨대 키보드에 의해 컴퓨터 서브시스템(도시 생략)에 입력한다. 컴퓨터 서브시스템은 또한 컴퓨터 프로그램을 작동시키기 위해 메모리 서브시스템과 하드 디스크를 포함하고 있다. 컴퓨터 서브시스템과 같은, 본 발명의 전기적 요소를 구동하기 위해 사용되는 동력 수단(도시 생략)으로는 120V AC 전원이 바람직하다.

컴퓨터 프로그램에 사용된 알고리즘은 소망하는 렌즈를 성형하기 위해 사용되는 적절한 전방 몰드(40)와 후방 몰드(50)를 결정하고, 컴퓨터 서브시스템은 사용하기에 적합한 몰드를 나타내는 출력을 제공한다. 전방 몰드(40)는 일반적으로 구형이고, 후방 몰드(50)는 구형 또는 비점 수차, 예컨대 원환체 또는 원통형이다. 전방 몰드(40)는 또한 추가 배율을 위해 이중 초점 렌즈 또는 삼중 초점 렌즈를 형성하기에 적합한 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 컴퓨터 서브시스템은 사용에 적합한 몰드를 나타내는 출력을 모니터에 표시한다. 다른 실시예는 적합한 몰드가 저장되는 특정한 위치 위의 저장 스테이션에 있는 라이트(도시 생략)를 추가로 조명한다. 지시 라이트는 조작자로 하여금 적합한 몰드를 위치시키는 것을 인식할 수 있게 해줌으로써 조작자가 렌즈 제작을 위해 부주의하게 바람직하지 못한 몰드를 선택할 확률을 감소시킨다.

렌즈 성형 구조체(10)의 구성 부품을 조립 스테이션(110)의 활주 플레이트(112)로 이송하기 위한 하나의 방법은 조작자가 직접 수동으로 구성 부품을 이동시키는 것이다. 본 발명은 또한 렌즈 성형 구조체(10)의 구성 부품을 조립 스테이션(110)의 플레이트(112)로 이동시키기 위한 자동화 수단(도시 생략)을 사용할 수 있다. 이 자동화 시스템에 있어서, 컴퓨터 서브시스템은 전기적 제어 아암(도시 생략)을 배향하여 적절한 몰드(40, 50)와 1개의 개스킷(20)을 조립 스테이션(110)의 플레이트(112)로 이송한다. 일단 몰드(40, 50)와 개스킷(20)이 플레이트(112)로 이송된 다음, 플레이트(112)는 레일(114)을 따라 적재 위치로부터 후드(102) 외주의 조립 위치로 활주하게 된다.

조립 스테이션(110)의 전방 몰드 위치 설정 콜릿(120)은 1개의 전방 몰드(40)를 수용하기에 적합한 직립의 원형 립(122)을 구비하고 있다. 다른 전방 몰드 지지 수단은 진공 지지체(도시 생략), 스프링 클립(도시 생략) 등을 포함한다. 전방 몰드 위치 설정 콜릿(120)은 전방 몰드가 콜릿(120)상에 위치될 때까지 계속해서 처리되는 것을 차단하기 위해 콜릿 또는 인터로크(interlock)상에 전방 몰드가 위치하는 것을 나타내는 라이트(도시 생략)를 구비할 수 있다.

구형 전방 몰드(40)의 회전 방향성은 전방 몰드 위치 설정 콜릿(120)상에 위치할 때 아무런 문제가 없다. 그러나, 방향성은 추가 배율 렌즈 또는 비대칭 몰드를 형성하기에 적합한 전방 몰드에서는 중요하다. 바람직한 실시예에 따르면, 전방 몰드 위치 설정 콜릿(120)은 일련의 평행 마킹 라인(도시 생략)으로 표시되어 있다. 조작자는 편평한 상부의 상부 부분을 형성하는 라인을 정렬하여 이 라인이 마킹 라인에 정렬하거나 평행하게 정렬되도록 한다. 따라서, 추가 배율을 갖는 전방 몰드는 2개의 위치중 하나에 위치될 수 있고, 이들 위치는 서로에 대해 180°오프셋되거나 마킹 라인에 평행하게 되어 있다. 식별할 수 있는 마킹이 전방 몰드 또는 비대칭 전방 몰드상에 존재하지 않는 프로그레시브 추가 배율 전방 몰드에 대해서, 몰드는 정렬을 위해 사용되는 라인이 에칭 또는 새겨질 수 있다. 전자 눈(도시 생략) 등은 공정을 속행시키기 이전에 적절한 위치 설정을 확인하는데 사용할 수 있다. 이미징 장치를 사용하는 자동화된 변형례에 따르면, 전방 몰드가 전방 몰드 위치 설정 콜릿(120)상에 적절히 배치될 수 있다.

추가 배율이 적절한 방향성을 갖게하는 이유는 공기 방울이 추출되는 것을 방지하기 위해 평탄한 상부가 렌즈 성형 유체로 공동(31)을 충전하는 동안 수직방향으로 배향되도록 하는 것이다. 예컨대, 평탄한 상부가 충전하는 동안 수평방향으로 배향되면, 방울이 공동(31)내에 잔류하게 된다. 또한, 성형된 렌즈에 추가 배율이 정확히 배향되는 것을 보장하기 위해 전방 몰드(40)를 비점 수차의 후방 몰드(50)에 대해 적절하게 위치 설정시키는 것이 중요하다.

전방 몰드 위치 설정 콜릿(120)은 이온화된 공기 공급부(도시 생략)로부터 이온화된 공기를 전방 몰드(40)의 후방면(44)으로 향하게 하는 복수 개의 공기 구멍(124) 또는 오목한 통기구를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 이온화된 공기는, 전방 몰드(40)를 개스킷(20)의 보어(30)에 위치시키기 전에 먼지와 다른 불순물(이후 기술하는 바와 같이 발생하게 됨)이 제거되도록 해준다.

후방 몰드/개스킷 위치 설정 콜릿(130)은, 보어(30)내에 배치된 후방 몰드(50)에 밀접한 개스킷(20)의 단부인, 개스킷(20)의 제2 단부(24)를 지지하기에 적합한 개스킷 지지 립(132:lip)을 구비하고 있다. 전방 몰드(40)와 함께, 또는 변형례로서 자동화된 시스템과 함께, 조작자는 콜릿(130)상에 후방 몰드(50)가 마련된 개스킷(20)을 위치시킨다. 개스킷(20)과 후방 몰드(50)를 지지하기 위한 다른 수단으로는 각 요소에 별개의 콜릿, 진공 콜릿, 그립퍼(gripper) 등을 포함한다.

전술한 바와 같이, 후방 몰드(50)는, 이것이 저장 스테이션에 위치하기 전에 개스킷(20)의 보어(30)내에 위치되는 것이 바람직하다. 후방 몰드(50)의 방향성은 개스킷(20)의 보어(30)내에 미리 결정된 방향성으로 하는 것이 중요하다. 전방 몰드(40) 및 후방 몰드(50)는 초기에 서로에 대해 정확한 상대적 방향성을 가지도록 할 필요는 없지만, 그 대신 하나의 몰드가 다른 몰드와 정확히 정렬되도록 이후에 회전할 수 있도록 기지의 위치에 있어야 한다.

개스킷(20)의 회전 위치는 조립 스테이션(110)에 위치할 때 후방 몰드(50)가 후방 몰드/개스킷 위치 설정 콜릿(130)상에 기지의 회전 방향성을 갖도록 하는 것이 중요하다. 또한, 개스킷(20)의 위치도 중요한 데, 그 이유는 주입 니들과 통기 니들이 삽입되는 포트(38, 39)를 구비할 수 있기 때문이다. 따라서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 개스킷(20)의 바람직한 실시예는 제2 단부(24)에 인접한 키이 노치(28) 또는 개스킷(20)이 지지 립(132)상에 정확히 정렬되도록 하는 다른 수단을 구비하고 있다. 일 실시예에 있어서, 개스킷(20)의 키이 노치(28)가 적절하게 정렬되지 않으면, 인터로크 수단(도시 생략)은 렌즈 성형 공정의 속행을 차단한다. 예컨대, 인터로크 수단이 후방 몰드/개스킷 위치 설정 콜릿(130)상에 적절하게 위치됨으로써 상호 체결이 이루어질 때까지 활주 플레이트(112)는 적재 위치에서 조립 위치까지 이동하지 않게 된다. 또한, 인터로크 수단은 조립 스테이션(110)에 경고등 또는 컴퓨터 서브시스템의 모니터상에 메시지와 같은 시각적 지시를 또한 제공할 수 있다.

조립 스테이션(110)은 또한 전방 몰드(40)를 개스킷(20)의 보어(30)내에 삽입하기 위한 수단, 양호하게는 이동 가능한 아암을 포함한다. 전방 몰드 삽입 수단(도시 생략)의 변형례로서 조작자가 수동으로 전방 몰드(40)를 이동하거나 삽입하는 것, 슬라이드, 공기압, 선형 모터, 갠트리 로봇(gantry robot) 등의 이용을 포함한다.

바람직한 실시예에 사용된 이동 가능한 아암은 전방 몰드 위치 설정 콜릿(120)상에 배치된 전방 몰드(40)를 들어 올려 개스킷(20)의 보어(30)내로 제1 단부(22)를 통해 전방 몰드(40)의 후방면(54)이 전이 섹션(34)의 삽입 스텝(36)과 접촉할 때까지 전방 몰드(40)를 축방향으로 가압한다. 개스킷과 관련하여 전술한 바와 같이, 전이 섹션(34)은 전방 몰드(40)를 기지의 고정 위치에 위치시키는데 사용되고 전방 몰드(40)와 스텝(36) 사이에 실질적으로 누설 방지용 밀봉부를 형성한다. 일단 전방 몰드(40)가 개스킷(20)의 보어(30)내에 적절하게 위치되고, 이동 가능한 아암이 삽입 몰드로부터 분리되고 부적당한 위치로 이동되거나, 변형례로서, 후방 몰드/개스킷 위치 설정 콜릿(130)상에 개스킷(20)을 지지하기 위해 전방 몰드(40)에 맞물리게 된다.

바람직한 실시예에 따르면, 이동 가능한 아암은 도 5 및 도 10에 도시된 로봇 아암(160)이고, 전방 몰드(40)의 전방면(42)으로 분리 가능하게 맞물리는 공압 그립퍼(162)를 구비한다. 로봇 아암(160)의 일례로는 미츠비시 전자(MitsubishiElectronic)사로부터 시판되고 있는 상표명 "Movemater RV-M2" 를 들 수 있다. 컴퓨터 서브시스템은 로봇 아암(160)의 동작을 안내 및 제어한다. 로봇 아암(160)은 또한 로봇 아암(160)의 운동을 제어하기 위해 컴퓨터 서브시스템과 인터페이스하는 내장 컴퓨터를 포함할 수 있다.

도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이, 로봇 아암(160)의 본체는 후드(102)의 외주 내에 배치되어 있다. 쇼울더(164)는 로봇 아암(160)의 본체를 상부 아암에 연결시키고, 엘보우(166)에 의해 팔뚝(167)에 연결된다. 공압 그립퍼(162)는 손목(168)에서 로봇 아암(160)의 팔뚝(167)에 연결되어 있다. 로봇 아암(160)은 베이스에 있는 피봇에서 수평방향으로 회전하고, 쇼울더(164), 엘보우(166) 및 로봇 손목(168)의 이동에 의해 상승하기 때문에 모든 범위로 이동할 수 있다. 손목 툴 플레이트(169)는 공압 그립퍼(162)와 로봇의 손목(168) 사이에 위치되어, 공압 그립퍼(162)에 완전 회전 운동을 제공한다. 로봇 아암(160)은 손을 제외하고 5 자유도를 제공하며, 대형의 포지션 메모리가 DC 서보 모터(도시 생략)에 의해 구동되고, 내장 루트형 공압 라인(도시 생략)을 포함한다.

본 발명의 실시예는 몰드 위치 설정 콜릿(120)상에 위치될 때의 초기 방향성에 무관하게, 개스킷(20)의 보어(30)내에 전방 몰드(40)를 이동시킬 때, 전방 몰드(40)를 소망하는 방향으로의 방향성을 갖게하는 로봇 아암(160)을 수반하고 있다. 즉, 로봇 아암(160)은 전방 몰드(40)를 개스킷(20)에 대해 예정된 방향성으로 보어(30)내에 적절하게 위치시킬 필요가 있을 때 그 몰드(40)를 비틀어 돌린다. 그러나, 전방 몰드(40)는, 로봇 아암(160)이 기준점을 가질 수 있도록 로봇 아암(160)으로 감지 할 수 있는 수단에 의해 마킹할 필요가 있다.

조립 스테이션(110)은 또한 후방 몰드(50)를 개스킷(20)의 보어(30)내에 삽입하기 위한 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 후방 몰드 삽입 수단은 후방 몰드/개스킷 위치 설정 콜릿(130)의 일부이고, 또한 개스킷(20)의 보어(30)로부터 후방 몰드(50)를 제거하기 위한 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 후방 몰드 삽입 수단은 후방 몰드(50)를 보어(30)내에 삽입 및 보어(30)내로부터 후방 몰드(150)를 분리할 수 있다.

후방 몰드 삽입 수단은 후방 몰드(50), 예컨대 후방면(54)의 일부와 분리 가능하게 맞물리고, 개스킷(20)의 보어(30)로부터 후방 몰드(50)를 분리하거나 개스킷의 보어내에 후방 몰드(50)를 삽입하기에 적합한 이동식 피스톤(134)을 포함하는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 후방 몰드 삽입 수단은 후방 몰드(50)의 후방면(54)에 분리 가능하게 맞물리기에 적합한 몰드 지지 플레이트(136)와, 이 몰드 지지 플레이트를 분리하기 위해 몰드 지지 플레이트(136)에 연결되는 수단을 포함하고 있다. 후방 몰드(50)용 이동식 몰드 지지 플레이트(136)는 후방 몰드/개스킷 위치 설정 콜릿(130)의 지지 립(132)에 의해 에워싸여 있다.

몰드 지지 플레이트(136)는 몰드 지지 플레이트(136)가 지지 립(132)과 실질적으로 동일한 높이에 있게되는, 도 7에 도시된 삽입 위치와, 수축 위치 사이를 이동할 수 있다. 도 8에 도시된 수축 위치에서, 몰드 지지 플레이트(136)는 지지 프레임(138)으로 이동하거나 수축하며, 지지 립(132)과 실린더 장착판(140) 사이를 연장하는 복수 개의 직립 지지 로드(139)를 구비한다. 몰드 지지 플레이트(136)는 완전한 수축 위치에 있을 때, 실린더 장착판(140)에 인접하게 위치한다. "T"형 피스톤(134) 중 일부는 실린더(142) 내부를 이동하고, 몰드 지지 플레이트(136)에 고정 부착된다. 다른 구동 수단(예컨대 전기 솔레노이드)이 사용될 수 있지만, "T"형 피스톤(134)은 공기압으로 제어되는 것이 바람직하고 적절한 공기 포트를 통해 실린더(142)에 인가되는 정압의 공기압에 따라 이동한다. 즉, 피스톤(134)은 제1 포트(144)를 통해 인가된 가압 공기에 따라 실린더(142)에서 상방으로 그리고 제2 포트(146)를 통해 인가된 가압 공기에 따라 하방으로 이동된다. 몰드 지지 플레이트(136)는 고정되어 있는 피스톤(134)과 함께 대응하게 이동한다.

후방 몰드(50)와 개스킷(20)이 후방 몰드/개스킷 위치 설정 콜릿(130)상에 적재될 때, 후방 몰드(50)는 몰드 지지 플레이트(136)에 인접하게 된다. 복수 개의 진공 포트(148)는 진공원(도시 생략)에 연결되고, 몰드 지지 플레이트(136)에 위치된다. 몰드 지지 플레이트(136)가 삽입 위치에 있을 때, 진공 포트(148)를 연통하고 진공원의 구동에 의해 후방 몰드(50)의 후방면(54)에 흡입력을 발생시킨다. 이 흡입력은 몰드 지지 플레이트(136)가 수축 위치를 향해 이동할 때 보어(30)내로부터 후방 몰드(50)를 당겨 분리하기에 충분하다. 즉, 후방 몰드(50)는 진공원의 구동과 후방 몰드 지지 플레이트(136)의 동시 이동에 의해 보어(30)로부터 수축 위치로 당겨진다. 바람직한 실시예에 따르면, 후방 몰드(50)는, 로봇 아암(160)이 전방 몰드 위치 설정 콜릿(120)으로부터 전방 몰드(40)를 이동시켜 개스킷(20)의 제1 단부(22)를 통해 전방 몰드를 삽입할 때와 거의 동시에 개스킷(20)으로부터 후퇴한다.

또한, 본 발명은 개스킷(20)의 종축(L)에 대해 개스킷 지지 수단을 회전하기 위한 회전 수단을 포함한다. 비점 수차의 몰드 표면은 다른 축을 따라 진행하는 다른 반경을 갖는다. 해당 분야에 잘 알려진 바와 같이, 전방 몰드(40)에 대한 후방 몰드(50)의 방향성은 추가 배율을 갖는 다중 초점 렌즈를 성형하기 위해 설계된 전방 몰드에 특히 적절하다. 따라서, 회전 수단을 이용하여 전방 몰드(40)에 대해 후방 몰드(50)의 회전 위치를 조정할 필요가 있으며, 이는 후방 몰드가 수축 위치에 있을 때 가능하다.

회전 수단은 필요에 따라 개스킷(20) 또는 후방 몰드(50) 각각을 소망하는 각도로 회전시키기 위해 지지 립(132) 또는 몰드 지지 플레이트(136)중 하나를 배향시키는 컴퓨터 서브시스템을 에워싸고 있다. 압축 공기가 피스톤(134)을 이동시키고, 후방 몰드(50)가 회전될 때까지의 배향에서 개스킷(20)의 보어(30)에 재삽입되도록 몰드 지지 플레이트(136)가 삽입 위치로 복귀한다. 따라서, 후방 몰드(50)는 재삽입시 전방 몰드(40)에 대해 소망하는 회전 방향에 위치하고, 전방 몰드(40)에 대한 비점 수차 후방 몰드(50)에 적절한 방향성을 제공한다. 후방 몰드(50)를 유지하는 몰드 지지 플레이트(136)를 회전시키는 대신, 개스킷(20)과 전방 몰드(40)를 연결하고 있는 지지 립(132)을 회전시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 후방 몰드(50)의 선택된 치수, 특히 후방 몰드(50)의 높이를 결정하기 위한 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예는 전방 몰드의 치수가 특정의 공차 범위에 속하도록 한 조건에서 작동하는데, 이 치수는 전방 몰드를 성형하기 위해 연삭 기술을 사용하기 때문에 상당히 정확하다. 그러나, 이러한 조건은 후방 몰드(50), 특히 몰드가 수평방향으로 배치될 때의 그 중앙 두께 또는 높이에 있어서는 덜 정확하다. 즉, 동일한 형태의 렌즈를 제작하기 위해 사용되는 후방 몰드(50)의 후방면(54)에서 후방 몰드(50)의 전방면(52)의 상부까지의 높이는 다른 후방 몰드들간에서는 약간 차이날 수 있다. 후방 몰드들 간의 공차는 렌즈 성형시 미치는 영향이 큰 매개 변수이고, 실제로, 5/100(0.05) 밀리미터 이상일 수 있고, 바람직한 실시예에서 렌즈를 성형하기 위한 소망의 정확도를 보장하도록 요구되는 최소의 공차이다. 따라서, 본 발명은 측정 수단을 사용한다.

후방 몰드(50)의 높이를 측정하기 위해, 일 실시예에 따른 측정 수단은 수축 위치에 있을 때 후방 몰드(50)의 프로파일 중 적어도 일부의 이미지를 광학적으로 수용하기 위한 수단과, 후방 몰드(50)의 이미지를 디지털화시키기 위한 수단과, 그리고 후방 몰드(50)의 높이 또는 두께에 관한 정보 등과 같이 후방 몰드(50)의 디지털화된 이미지로부터 정보를 산출하기 위한 수단으로 구성되어 있다. 상기 정보 산출 수단은 컴퓨터 서브시스템과 통하고 메모리 서브시스템에 저장되는 신호를 발생한다.

바람직한 광학 수용 수단인 카메라(149)는, 몰드 지지 플레이트(136)가 수축 위치로 이동될 때 후방 몰드(50)를 관찰하도록 배치된다. CCD 또는 유사한 카메라(149)는 후방 몰드(50)의 이미지를 기록하고, 디지털화 수단과 산출 수단은 후방 몰드(50)의 높이를 측정하기 위해 사용된다. 카메라(149)는 또한 후방 몰드(50)의 이미지를 적절하게 수용하도록 게인 컨트롤(gain control), 자동 조리개 등을 사용할 수 있다.

디지털화 수단은 캡쳐 보드(capture board)로 알려진 프레임 그래버(grabber: 도시 생략)일 수 있다. 디지털화 수단의 변형례로는 아날로그 카메라와 프레임 그래버, 스캐닝 가능한 선형 센서 등을 대체하기 위한 디지털 카메라가 있다. 산출 수단과 디지털화 수단은 동일한 요소로서 일체로 구성될 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 몰드(40, 50)는 치수를 나타내는 바코드로 미리 측정되고 표시될 수 있다. 조작자는 바코드를 스캐닝하고, 후방 몰드(50)를 후방 몰드/개스킷 위치 설정 콜릿(130)상에 위치하기 전에 후방 몰드(50)의 치수를 컴퓨터 서브시스템에 신호로 보낸다. 바코드는 1개의 몰드 표면(예컨대, 후방 몰드(50)의 전방면(52))에 잉크로 표시되어 바코드 이미지가 경화된 렌즈에 전송됨으로써 렌즈의 트랙킹을 보조할 수 있다. 바코드는 다른 렌즈의 제작을 위해 사용하기 이전에 몰드 표면에 위치할 수 있다. 렌즈로 반송된 바코드는 유리를 사용할 때 절단될 수 있는 위치에 배치된다. 또한, 후방 몰드(50)의 후방면(54) 자체는 전방면(52)에 재인쇄되도록 바코드의 정보에 대응하는 표시로 에칭될 수 있다.

상기 실시예에 있어서 컴퓨터 서브시스템은 복수 개의 후방 몰드(50) 중 어느 것을 주어진 렌즈 배율을 위해 사용할 것인지 미리 알지 못하기 때문에, 특정한 몰드의 다른 특징을 내장하는 거대한 열람표를 저장 및 사용하기 위한 컴퓨터 서브시스템이 필요하게 된다. 예컨대, 시스템이 다수의 몰드를 사용하면, 카메라(149)로 각 후방 몰드(50)를 투시하고 바코드로부터 정보를 얻는 것이 더욱 간단해질 수 있다. 따라서, 후방 몰드(50)의 높이는 본 실시예에서 각 후방 몰드(50)로부터 얻어지고, 이렇게 얻어진 높이는 정확한 두께를 갖는 렌즈를 얻기 위해 이후 몰드(40, 50) 사이의 소망하는 축방향 분리 거리를 계산하는데 사용된다. 즉, 몰드(40, 50)가 개스킷(20)의 보어(30)내에 축방향으로 이동하는 후방 몰드(50)의 얻어진 높이는 상기 축방향의 분리 거리를 계산하는데 사용된다.

조립 과정을 계속하면, 후방 몰드(50)는 계산된 소망의 축방향 분리 거리에 삽입되는 것과는 반대로, 개스킷(20)의 제2 단부(24)에 인접 위치하도록 재삽입된다. 2개의 몰드(40, 50)와 보어(30)에 의해 형성된 체적을 가는 공동(31)은, 후방 몰드(50)가 보어(30)에 삽입되는 거리가 짧기 때문에 그 공동을 통기시킬 필요가 없게 된다. 이후 상세히 기술한 바와 같이, 충전 스테이션(200)은 전방 몰드(40)로부터 소망하는 축방향 분리 거리까지 보어(30)내에서 후방 몰드(50)를 축방향으로 이동시키기 위한 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 전방 몰드(40)와 후방 몰드(50) 사이의 축방향 분리 거리는 조립 스테이션(10)에서 중요하지 않다.

그러나, 또 다른 변형례에 따르면, 후방 몰드 삽입 수단을 이용하여 전방 몰드(40)로부터 소망하는 축방향 분리 거리까지 후방 몰드(50)를 보어(30)내에 삽입하는 것을 고려하였다. 반드시 요구 사항은 아니지만, 상기 변형례에서 조정 동안 공동(31)을 통기시키기 위해 니들 또는 다른 수단을 이용함으로써, 서로에 대해 이동시 몰드(40, 50)가 보어(30)의 내면(32)에 대해 오정렬되지 않도록 하는데에 바람직하다.

조립 스테이션(110)의 마지막 콜릿은 클램프 위치 설정 콜릿(150)이다. 보어(30)내에 몰드(40, 50)를 고정하기 위한 수단은 클램프 위치 설정 콜릿(150)상에 저장된다. 클램프 위치 설정 콜릿(150)은 개스킷(20)을 수용하기 위해 일정한 치수를 갖는 원형 만입부를 구비한다. 렌즈 성형 조립체(10)의 고정 수단은 선택적으로 이 위치에 부가될 수 있다. 고정 수단은 개스킷(20)의 보어(30)내에 서로에 대해 각 몰드를 움직이지 않게 유지하는데 사용할 수 있다. 따라서, 몰드(40, 50)가 서로에 대해 소망하는 위치로부터 분리되도록 축방향으로 이동된 후에, 고정 수단은 몰드(40, 50)를 단단하게 고정하여 이들간의 상대적 위치는 변하지 않는다. 따라서, 상기 바람직한 실시예에 따르면, 고정 수단은 클램프 위치 설정 콜릿(150)에서 개스킷(20)의 외면(26) 둘레에 배치되고, 충전 스테이션(200)에서 완전히 체결된다.

도 9를 참조하면, 고정 수단의 바람직한 실시예는, 개스킷(20)의 외면(26)을 에워싸고 죔으로써, 몰드(40, 50)의 위치를 유지시키는 방사상의 클램프(152)로 되어 있다. 상기 방사상의 클램프(152)는 벨트 부분(156)과, 벨트를 체결하기 위해 사용되는 로크(158)를 구비한다. 체결된 벨트는 몰드(40, 50)가 상대 위치를 변하지 않도록 보장하고, 개스킷(20)이 몰드(40, 50)와 형성하는 밀봉을 증대하기 위해 개스킷(20)의 본체를 내향으로 가압한다. 그러나, 몰드(40, 50)가 마련되어 있는 개스킷(20)의 마찰력은 단량체가 경화시 수축할 때 다른 몰드를 향해 활주하지 못하도록 몰드(예컨대, 스텝형 개스킷의 경우 후방 몰드(50))를 구속하지 못한다. 방사상의 클램프(152)의 다른 장점은 렌즈 성형 조립체(10)의 취급시 로봇 아암(160) 또는 조작자가 파지하기 위해 캠 또는 다른 돌출부와 같은 핸들 부재(154)를 제공할 수 있다는 데 있다.

조립 스테이션(110)에서 구성 부품을 정렬할 때, 로봇 아암(160)은 후방 몰드/개스킷 위치 설정 콜릿(130)으로부터 클램프 위치 설정 콜릿(150)까지 보어(30)에서 2개의 몰드(40, 50)가 마련된 개스킷(20)을 이동시킨다. 렌즈 성형 조립체(10)를 클램프 위치 설정 콜릿(150)에서 반경방향 클램프(152)로 삽입하기 전에, 필요에 따라 로봇 아암(160)은 개스킷(20)을 비튼다. 예컨대, 후방 몰드(50)가 수축 위치에 있을 때 개스킷(20)이 비틀리면, 개스킷(20)이 미리 결정된 방향에 있도록 클램프 위치 설정 콜릿(150)으로 이동하는 동안 로봇 아암(160)은 개스킷(20)을 회전시킨다. 이 회전은 개스킷(20)의 포트(38, 39)가 주입 니들(252)과 통기 니들(232)을 삽입하기 위한 정확한 위치에 있고, 기포를 붙잡는 것을 방지하기 위해 충전 스테이션(200)에 위치될 때 편평한 상부가 거의 똑바로 배향되도록 해준다. 편평한 상부가 적절하게 배향되지 않으면, 가장자리에서 표면 장력의 발생으로 높은 에너지 면적이 존재하기 때문에 가장자리를 따라 공기 방울을 분리하는 경향이 발생한다.

또한, 반경방향 클램프(152)는 관통하는 복수 개의 개구(도시 생략)를 구비하고, 1개의 개구가 개스킷(20)의 각 포트(38, 39)와 정렬한다. 주입 니들(252)은 1개의 개구를 통해 삽입되고 통기 니들(232)은 다른 개구를 통해 삽입되어 양 니들(232, 252)이 개스킷(20)의 각 포트(38, 39)와 연통하게 된다.

본 발명의 변형례에 따르면, 상기와 같은 고정 수단을 사용하지 않을 수도 있다. 그러나, 개스킷은 두꺼워야 하고, 몰드는 누설이 발생하지 않도록 개스킷 내에 꼭 끼워 맞춤되어야 한다. 이러한 변형례는 자동화를 위해 바람직하지 못하다.

B. 충전 스테이션

개스킷(20)을 조립한 후에, 조립 스테이션(10)에서 몰드(40, 50)와, 반경방향의 클램프(152) 및 로봇 아암(160)은 도 11에 도시된 바와 같이 형성된 렌즈 조립체를 충전 스테이션(200)으로 반송한다. 다른 충전 스테이션(200)으로 이동하는 로봇 아암(160)은 파선으로 도시되어 있다.

도 12 내지 도 14를 참조하면, 충전 스테이션(200)은 렌즈 성형 구조체(10)를 지지하기 위한 수단과, 몰드(40, 50) 사이의 복수 개의 축방향 분리 거리 중 소망의 거리 만큼 전방 몰드(40)에 대해 후방 몰드(50)를 축방향으로 이동(예컨대, 후방 몰드(50)가 스텝형 개스킷을 구비하는 실시예의 경우 후방 몰드(50)가 이동함)시키기 위한 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 직선형 벽을 구비한 개스킷이 스텝형 개스킷 대신에 사용되면 전방 몰드(40)도 또한 이동될 수 있다.

충전 스테이션(200)은 상부 브래킷(212)과 하부 브래킷(214)을 지지하기 위한 직립 지지 플레이트(210)를 구비한다. 상부 브래킷(212)은 통기 조립체(230)를 지지하고, 하부 브래킷(214)은 충전 조립체(250)를 지지한다.

축방향 이동 수단은 보어(30) 내부를 활주하도록 몰드와 결합하는 단부가 마련된 원통형 피스톤(220)을 구비하는 것이 바람직하다. 출력을 발생하는 선형 액츄에이터(222) 또는 서보 모터는, 프레임의 베이스상에 위치하고 슬라이드(도시 생략)가 횡방향으로 이동하거나 활주하는 볼 나사(도시 생략)를 포함한다. 선형 액츄에이터(222)를 피스톤(220)에 기계적으로 연결하기 위한 수단, 특히 커플러(224)는 선형 액츄에이터(222)의 출력을 피스톤(220)의 운동으로 변환시킨다. 피스톤(220)은 전방 몰드(40)에 대해 개스킷(20)의 보어(30)내에 위치하는 후방 몰드(50)를 축방향으로 이동시킨다. 도 13은 개스킷(20)의 보어(30)를 따라 밀기 전의 후방 몰드(50)를 도시하며, 도 14는 소망하는 분리 거리가 그 사이에 존재하고 공동(31)이 소망하는 치수를 갖도록 전방 몰드(40)를 향해 후방 몰드(50)를 밀어 붙인 상태로 있는 원통형 피스톤(220)을 도시한다. 전기 또는 공기압이 선형 액츄에이터(222)를 작동하는데 사용된다.

일 실시예에 따르면, 피스톤(220)이 후방 몰드(50)를 당기는 것과는 반대로, 후방 몰드(50)는 전방 몰드(40)를 향해 보어(30)로 더 가압될 수 있다. 즉, 조립 스테이션(110)에 조립될 때, 전방 몰드(40)와 후방 몰드(50) 사이의 분리는 피스톤(220)이 렌즈를 성형하기 위해 후방 몰드(50)에 가해지는 유일한 작용이 상기 푸싱이 되도록 해준다. 그러나, 진공원(도시 생략)에 연결되는 진공 라인(도시 생략)은 피스톤(220)을 통해 연장하여, 진공 또는 흡입이 후방 몰드(50)의 후방면(54)에 작용하여 후방 몰드(50)를 밀거나 당길 수 있다. 피스톤(220)이 후방 몰드(50)를 밀어서 렌즈가 부적절하게 성형되거나 주입된 단량체가 후방 몰드(50)를 지나 누설되는 원인이 되는 몰드의 기울어짐을 억제하도록 진공 라인은 또한 피스톤(220)이 후방 몰드(50)에 단단하게 맞물리는 것을 보장할 수 있다.

충전 스테이션(200)은 전방 몰드(40) 및 후방 몰드(50), 또는 공동(31) 중간에 보어(30)와, 개스킷(20)의 외면(26) 외부 사이에 유체를 공급하기 위한 공급 수단을 포함한다. 추가적으로, 충전 스테이션(200)은 렌즈 성형 유체의 소망하는 양을 공동(31)으로 주입시키기 위한 수단을 포함한다. 상기 공급 수단은 또한 통기 조립체(230)로 알려져 있고, 주입 수단은 또한 충전 조립체(250)로 알려져 있다. 통기 조립체(230)와 충전 조립체(250)의 구조 및 작동은 거의 유사하다.

통기 조립체(230)는 베이스 단부(234)와 팁 단부(236)를 구비하는 통기 니들(232)을 포함하고, 개스킷(20)의 일부를 관통하도록 되어 있다. 통기 니들(232)의 팁 단부(236)는 유체, 예컨대 공기가 이들 사이를 흐르도록 베이스 단부(234)와 유체 연통 상태로 있다.

통기 조립체(230)는 또한 제1 위치와 제2 위치 사이의 통기 니들(232)을 이동시키기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 도 14에 도시된 제1 위치에서, 통기 니들(232)의 팁 단부(236)는 공동(31)과 유체 연통 상태로 있고, 도 13에 도시된 제2 위치에서, 팁 단부(236)는 개스킷(20)과 보어(30)로부터 일정 간격을 두고 있다. 이동 수단으로는 커플러 블록(246)과 접촉하는 시린져(syringe) 피스톤(244)을 구동하는 공기압 실린더(240)가 바람직하다. 시린져 지지 블록(242)은 통기 니들(232)을 붙들고, 커플러 블록(246)에 고정 부착된다. 따라서, 시린져 지지 블록(242)과 통기 니들(232)은 시린져 피스톤(244)에 대응하여 이동한다. 통기 니들(232)이 제2 위치에 있을 때 보호 덮개(도시 생략)는 선택적으로 통기 니들(232)의 팁을 차폐한다.

주입 수단, 또는 충전 조립체(250)는 공동(31)과 유체 연통하도록 개스킷(20)의 일부를 관통하는 삽입 단부(254)와, 렌즈 성형 유체의 공급과 유체 연통하는 수용 단부(256)와, 그리고 이들 사이를 연장하는 통로(도시 생략)를 구비하는 주입 니들(252)을 포함하고 있다. 통로는 수용 단부(256)로부터 통로를 통해, 삽입 단부(254)로부터 공동(31)으로 렌즈 성형 유체가 횡방향으로 이동하도록 허용한다.

충전 조립체는 또한 도 14에 도시되어 있고, 주입 니들(252)의 삽입 단부(254)가 공동(31)과 유체 연통하는 삽입 위치와 수축 위치 사이에 주입 니들(252)을 이송하기 위한 수단을 포함한다. 도 13에 도시된 수축 위치에서, 삽입 단부(254)는 개스킷(20)으로부터 일정 간격을 두고 있다. 충전 조립체의 이송 수단은 통기 조립체(230)와 유사하게 공기압 실린더(260), 시린져 피스톤(262), 커플러 블럭(264) 및 시린져 지지 블럭(266)을 포함한다. 주입 니들(252)은 충전 라인과 유체 연통하는 충전 도관(도시 생략)에 연결되어 있다. 보호 덮개(도시 생략)는 또한 수축 위치에 있을 때 주입 니들(252)의 팁을 선택적으로 차폐한다.

로봇 아암(160)은, 전술한 바와 같이, 렌즈 성형 구조체(10)를 충전 스테이션(200)으로 이동하고 충전 스테이션(200)의 지지 수단상에 위치시킨다. 통기 니들(232)은 제1 위치로 이동되고, 니들(232)은 개스킷(20)에 삽입되어 개스킷(20)의 1개의 포트(39)를 통해 개구(31)와 연통한다. 따라서, 통기 니들(232)은 개구(31)로부터 공기가 배출되도록 하여 1개의 몰드가 축방향 이동 수단의 피스톤(220)에 의해 다른 몰드에 대해 활주될 때, 이들 사이에 대기압이 존재한다.

컴퓨터 서브시스템은 개스킷(20)의 스텝(36)에 인접하게 위치하고, 전방 몰드(40)의 좌표계로 표시된다. 원통형 피스톤(220)은 선형 액츄에이터(222)에 부착되고, 성형될 소망의 렌즈 두께를 정확히 얻기 위해 후방 몰드(50)를 활주한다. 전술한 바와 같이, 컴퓨터 서브시스템은 조립 스테이션(110)에서 카메라(149)에 의해 기록되는 이미지로부터 바코드 데이터, 또는 다른 수단으로부터 후방 몰드(50)의 실제 높이를 확인한다. 따라서, 컴퓨터 서브시스템은 소망하는 두께를 갖는 렌즈를 성형하기 위해 후방 몰드(50)를 전방 몰드(40)를 향해 예정된 거리로 인가하도록 배향하고, 컴퓨터 서브시스템은 과정 초기에 확인된 특정 후방 몰드(50)의 높이를 이용한다. 정확도를 향상하기를 원한다면, 컴퓨터 서브시스템은 단량체가 경화될 때 발생하는 수축(대략 부피의 10 내지 15%)을 고려한 축방향 분리 거리를 조정할 수 있다. 후방 몰드(50)를 축방향으로 이동한 후, 전방 몰드(40) 및 후방 몰드(50)는 서로에 대해 정확한 회전 방향성을 갖게 되고 소망하는 축방향 거리로 서로에 대해 분리된다.

다음 단계는 렌즈 성형 유체, 즉 액체 단량체를 공동(31)으로 주입하는 단계이다. 통기 니들(232)은 최고점에서 공동(31)과 이미 연통 상태로 있으므로, 주입 니들(252)은 공동(31)과 연통하도록 다른 포트(38)에 삽입된다. 단량체는 주입 니들(252)을 통해 공동(31)으로 공급된다. 본 발명은 후방 몰드(40, 50)의 분리와 주입되는 단량체의 양에 무관하게 공동(31)의 효과적인 배출과 충전을 허용한다.

도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 개스킷(20)은 출구 포트(39) 아래에 배치된 주입 포트(38)에 위치되어 단량체가 공동(31)에 주입될 때 발생할 수 있는 어떠한 공기 방울을 효과적으로 제거 및 배출한다. 그러나, 사용된 충전 또는 주입 속도는 거품이 형성되지 않도록 충분히 낮아야 한다.

충전 스테이션(200)은 주입 수단에 의해 부가된 단량체의 레벨을 감지하기 위한 감지 수단을 구비한다. 이 감지 수단은 통기 니들(232)과 유체 연통 상태에 있고 니들(232)의 팁 단부(236)에서 국부적으로 또는 공동(31)에서 대기압 이하를 산출하기 위한 수단과, 통기 니들(232)과 유체 연통 상태에 있고 부피를 이용하여 압력을 감지하기 위한 수단을 구비한다. 통기 니들(232)은 팁 단부(236)로부터 약 1/2 인치로 공기를 니들(232)의 출구를 통해 인출하여 팁 단부(236) 또는 공동(31)의 압력을 대기압보다 낮게 하는(예컨대, 약간의 진공을 발생시키는) 제1 라인(248)에 의해 진공원(도시 생략)에 연결되어 있다. 도시의 간략화를 위해, 제1 라인(248)은 실제 보다 니들(232)의 베이스 단부(234)에 더 근접하게 도시되어 있다. 진공을 감지하는 제2 라인(도시 생략)은 진공 센서(도시 생략)에 연결된다.

액체 단량체가 공동(31)을 채우고 공동(31)의 최고 위치에 위치되는 통기 니들(232)에 도달할 때, 진공 센서는 압력 증가, 예컨대 압력의 증가 및 하강을 감지하고, 단량체 충전을 차단하기 위해 컴퓨터 서브시스템을 사용한다. 해당 분야에 잘 알려진 바와 같이, 단량체의 소모량은 미소 마이크로그램으로, 예컨대 니들(232)의 작은 부분을 채우는데 필요한 양이다. 이와 대조적으로, 종래 기술 장치에서 낭비되는 단량체의 양은 상당히 많다.

사용된 진공은 대기압보다 다소 낮을 수 있다. 진공의 주요 목적은 충전을 보조하는 것이 아니라, 충전 센서로 작용하는 것이기 때문에 하강 압력은 반드시 필요하지 않다. 다시 말해서, 만약 공동(31)내에 진공이 존재하지 않는다면, 기포 형성 확률을 더 감소시킬 수 있다는 점에서 상기 충전 중에 유리할 수 있겠지만, 이러한 장점은 공동(31)을 대기로 통기시키는 것과 비교하면 그다지 중요한 것은 아니다.

해당 분야에 잘 알려진 바와 같이, 개스킷(20)이 전자 눈(도시 생략), 다른 광학 센서(도시 생략) 등의 단량체로 채워질 때, 감지하기 위한 다른 센서가 사용될 수 있다.

충전 과정을 수행하는 다른 방법은 컴퓨터 서브시스템이 공동(31)으로 주입하기 위해 단량체의 양을 계산하고, 일단 계산된 부피가 첨가된 후 공동(31)을 채우는 것을 정지하는 방법이다. 따라서, 이러한 변형례의 충전 방법에서는 센서의 사용은 선택 사양이다. 몰드(40, 50)가 소망하는 축방향 분리 거리에서 공동(31)이 완전히 채워지도록 몰드(40, 50)가 서로에 대해 축방향으로 이동하기 전에, 주입되는 단량체의 양은 미리 결정할 수도 있다.

통기 니들(232)과 주입 니들(252)이 개스킷(20)으로 들어가는 위치는 변할 수 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 각각의 팁이 포트(38, 39)와 유체 연통할 때까지 니들(232, 252)은 개스킷(20)의 일부를 통해 축방향으로 이동한다. 이 포트는 또한 공동(31)과 유체 연통하게 된다. 이러한 구조는 각 니들(232, 252)이 외면에 수직한 개스킷(20)을 통해 횡단하여 니들의 팁이 물리적으로 공동(31)으로 들어가도록 하는 것이 바람직하다. 전방 몰드(40)와 후방 몰드(50)가 낮은 배율 렌즈를 형성할 때 짧은 거리로 축방향으로 분리되면 통기 니들(232) 또는 주입 니들(252) 중 일부를 삽입하는 것은 변형례에서 문제를 유발할 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 환상 링(60)을 구비하는 몰드는 짧은 분리 거리에 사용될 수 있다.

충전을 완료한 후, 니들(232, 252)은 수축되고, 개스킷(20)은 밀봉 수단, 바람직하게는 개스킷 자기 밀봉의 재료에 의해 밀봉된다. 서로에 대해 소망하는 거리로 보어(30)에 몰드(40, 50)를 고정하여 고정 수단의 방사상의 클램프(152)가 체결될 수 있다. 해당 분야에 잘 알려진 바와 같이, 축방향 이동 수단이 전방 몰드(40)에 대해 정확한 위치에 후방 몰드(50)를 위치한 다음 단량체가 주입되기 전에 반경방향 클램프(152)는 변형례로서 체결될 수 있다.

본 발명은 복수 개의 충전 스테이션(200) 및 조립 스테이션(110)을 사용할 수 있다. 예컨대, 2개의 조립 스테이션과 2개의 충전 스테이션을 동시에 사용할 수 있다. 1개의 로봇 아암은 1개의 렌즈 성형 조립체를 조립하는 반면, 다른 렌즈 성형 조립체는 충전 스테이션에 단량체를 주입하게 된다. 로봇 아암은 새로 조립된 렌즈 성형 구조체를 충전하기 위해 다른 충전 스테이션으로 반송하고, 렌즈 성형 조립체를 단량체가 주입되는 곳으로 제거한다. 이러한 공정은 계속 반복된다. 다른 실시예로는, 4개의 스테이션과 2개의 로봇 아암을 구비하며, 1개의 로봇 아암이 충전 스테이션상에서 렌즈 성형 조립체를 조립 및 적재하기 위해 사용되고 다른 로봇 아암은 충전 스테이션을 적하하기 위해 사용된다. 해당 분야에 잘 알려진 바와 같이, 복수 개의 로봇 아암과 충전 스테이션의 다른 변형이 적용될 수 있음을 알 것이다.

경화 방법

로봇 아암(160)은 단량체가 주입된 렌즈 성형 장치(10)를 충전 스테이션 (200)으로부터 제거하여 조작자 또는 단량체 경화를 위한 다른 자동화 장치로 이송한다. 본 발명의 경화 방법은 단량체를 자외선("UV") 광에 노출시키는 것을 포함하는데, 이는 종래 기술 보다 덜 중요하다. 자외선 광의 노출은 양호한 실시예의 유일한 단계이다. 변형례로서, 자외선 광에 단량체를 노출시킨 후, 단량체를 적외선(IR) 오븐에서 예정된 시간 동안 가열시킨다. 제2 가열 단계는 UV 단계에 충분한 경화가 행해지지 않았다면 강화된 중합체 렌즈를 형성하도록 단량체를 응고시키는 단계가 된다.

UV 광에 대한 소망의 노출 시간은 20초 내지 30분, 양호하게는 30초 내지 2분, 가장 양호하게는 45초 내지 1.5분이다. 상기 노출 단계는 단량체를 복수 개의 UV 광원 사이에, 양호하게는 UV 광이 유리 몰드를 통하여 공동(31) 속의 단량체로 지나도록 개스킷(20)의 각 단부에 하나씩 인접하게 배치시킴으로써 일어나게 된다. UV 광원(312)의 광도는 양호하게 350나노미터의 파장에서 1제곱 센티미터당 약 1.2 - 1.3 ×10^-2와트가 바람직하다.

렌즈 성형 조립체(10)를 노출시키는 공정은 예컨대 도 15에 도시된 경화 스테이션(300)을 이용함으로써 자동화될 수 있다. 조작자는 클램프(152)의 핸들 부재(154)를 가동성 실린더 로드(310)에 연결하여 클램프(152)와 렌즈 성형 조립체(10)를 상향으로 이동시킨다. 상단 위치에서, 2개의 몰드(40, 50)는 각각 UV 광원(312)에 노출되기 때문에 UV 광은 단량체와 상호 작용하도록 몰드를 관통하게 된다. 컴퓨터 서브 시스템 혹은 다른 자동화 수단 혹은 수동의 수단은 소망의 시간 동안 UV 광원(312)에 에너지를 가하고, 그 후 조작자가 클램프(152)와 렌즈 성형 조립체(10)를 제거할 수 있도록 가동성 실린더 로드(310)를 하강시킨다.

본 발명의 경화 방법은 독특한 개스킷의 설계에 의해 종래의 방법 보다 더 빠르고, 덜 복잡하며, 그리고 더욱 효과적이다. 이러한 경화 방법은 단량체를 완전히 경화시키고, 경화된 단량체에 생성되는 응력을 줄이기 때문에, 경화된 렌즈는 종래 기술을 이용하여 경화시킨 렌즈 보다 더 강하다. 또한, 단량체의 체적이 경화시 10 내지 15% 정도 수축하게 될 때, 후방 몰드(50)가 개스킷(20)의 보어(30)를 따라 미끄러지기 때문에 응력은 줄어들게 된다. 이와는 대조적으로, 종래의 T형 개스킷에 있는 몰드는 응력의 수축에는 무관하게 고정된 채로 남아 있게 된다.

분리 장치 및 방법

액체 단량체가 경화된 후, 응고된 렌즈는 개스킷(20)과 몰드(40, 50)로부터 분리시켜야 한다. 개스킷(20)은 유연하기 때문에, 2개의 몰드(40, 50)와 이들 사이에 샌드위치 된 렌즈는 방사상의 클램프(152)를 제거한 후 개스킷(20)으로부터 쉽게 미끄러져 나올 수 있다. 그러나, 렌즈로부터의 몰드(40, 50) 분리는, 렌즈와 이것과 접촉하는 몰드의 표면 사이의 표면 장력에 의해 강력한 접합이 생성되기 때문에 더 어렵다. 따라서, 본 발명은 새로 성형된 렌즈로부터 몰드(40, 50)를 분리시키기 위한 장치 및 방법을 또한 포함한다.

도 16을 참조하면, 본 발명의 분리 장치(400)는 렌즈와 몰드를 지지하기 위한 지지 수단과, 렌즈와 몰드 중 적어도 하나 이상의 일부로 유체를 공급하는 수단을 포함한다. 해당 분야에 잘 알려진 바와 같이, 렌즈 및 몰드는 상이한 재료로 형성되기 때문에 열팽창 계수가 서로 다르다. 유체(양호하게는 가스)의 온도는 열 공급원(즉, UV 광 혹은 IR 오븐)으로부터 곧바로 제거한 렌즈와 몰드의 온도 보다 더 낮다. 이 가스의 온도는 항시 대기의 온도 보다 낮고, 또 렌즈 및 몰드의 온도는 대기 온도 보다 더 높다.

사용 가능한 가스의 예로는 압축된 공기, 산소, 질소, 가장 양호하게는 이산화탄소를 들 수 있다. 상기 공급 수단에 의해 공급된 가스는 온도가 더 높은 몰드-렌즈-몰드 샌드위치(410)를 냉각시켜 유리 몰드와 경화된 단량체가 수축되도록 한다. 냉각될 유리와 중합체 렌즈의 열팽창 계수가 상이하기 때문에, 2개의 재료에는 상이한 수축률이 존재하게 된다. 이러한 수축률의 차이는 몰드(40, 50)와, 렌즈의 대응하는 표면 사이의 표면 접합을 파괴시키는 것을 보조한다. 당업자에 공지된 바와 같이, 가스와 몰드-렌즈-몰드 샌드위치(410) 사이의 온도 차이가 더 커질수록 냉각이 더 신속해지고 렌즈가 더 효과적으로 몰드(40, 50)로부터 분리된다.

상기 공급 수단은 대기압 보다 높은 압력에서 가스 공급부(418)에 연결된 노즐(412)을 구비한다. 이 노즐(412)은 가스의 공급부(418)와 유체 연통하는 유입부(414)와, 렌즈와 몰드를 향해, 구체적으로 렌즈와 하나의 몰드의 계면에 가스를 안내하는 배출부(416)를 구비한다. 예컨대, 각각의 노즐(412)은 배출부(416)에서 약 0.3밀리미터로 줄어들게 되는 약 3밀리미터의 내경을 지닐 수 있다. 이러한 노즐(412)은 이곳으로부터 방출하는 유체의 속도를 고속으로 증가시킨다. 공급 수단은 하나의 노즐(412), 더욱 양호하게는 2개의 노즐, 그리고 가장 양호하게는 몰드-렌즈-몰드 샌드위치(410)의 가장자리 둘레에 약 90도의 간격을 두고 배치되어 있는 4개의 노즐을 구비한다. 도 16은 4개의 노즐이 구비된 실시예를 도시하고 있다.

상기 지지 수단은 렌즈와 몰드를 그 위에 지지하도록 된 상부면(422)과 이와 대향하는 하부면(424)을 구비하고, 수평으로 배치된 부재(420)를 포함한다. 또한, 양호한 지지 수단은 회전축(R)을 구비한다. 본 발명은 지지 수단 혹은 공급 수단의 노즐(412) 중 선택된 하나를 다른 하나에 대해 이동시키기 위한 수단을 더 포함한다. 당업자들에 공지된 바와 같이, 노즐(412)은 몰드-렌즈-몰드 샌드위치(4100에 대해 회전할 수 있고, 노즐(412)과 샌드위치(410)는 반대 방향으로 회전할 수 있거나, 혹은 노즐(412)과 샌드위치(410) 모두가 동일한 방향으로 다른 속도로 회전할 수 있기 때문에 이들 사이에는 상대 운동이 존재하게 된다. 또한, 상기 공급 수단과 상기 지지 수단 사이에는 상대 운동이 존재하지 않는다는 것을 알 수 있다.

그러한, 양호한 실시예에 따르면, 지지 수단은 회전축(R)을 중심으로 회전하는 반면, 노즐(412)은 고정된 채로 남기 때문에 몰드-렌즈-몰드 샌드위치(410)는 노즐(412)에 대해 회전하게 된다. 상기 부재(420)를 회전시키기 위한 수단은 회전 출력을 발생시키는 모터(430)와, 대향 단부를 구비하는 세그먼트(432)를 포함하는 것이 바람직하다. 세그먼트(432)의 일단부는 모터(430)에 연결되고, 세그먼트의 타단부는 상기 부재(420)의 하부면(424)의 일부에 연결되어 모터(430)의 출력은 상기 부재(420)를 그 회전축(R)을 중심으로 회전시키게 된다. 상기 모터(430)는 전기, 압축된 공기, 또는 다른 공지된 수단에 의해 구동된다.

도 16에 도시된 바와 같이, 각각의 노즐(412)의 배출부(416)는, 렌즈의 두께에 무관하게 하나의 노즐(412)의 적어도 하나 이상의 배출부(416)가 렌즈와 인접한 몰드의 계면으로 향하기 때문에 다른 노즐(412)에 대해 상이한 높이에서 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 각각의 노즐(412)은 가스를 몰드-렌즈-몰드 샌드위치(410)의 가장자리의 상이한 높이에서 공급하여 재료를 냉각시킨다. 이와 관련하여 회전 수단은 몰드-렌즈-몰드 샌드위치(410)와 노즐(412) 사이의 상대 회전 운동을 유발시킨다. 렌즈와 몰드의 계면에 가스의 공급은, 가스가 노즐(412)의 배출부(416)를 빠져나간 후 팽창 및 퍼지기 때문에 가스 속도, 노즐 구조, 노즐(412)의 배출부(416)와 몰드-렌즈-몰드 샌드위치(410) 사이의 분리 거리 등과 같은 변수에 따라, 약 1밀리미터 이상의 수직 높이를 덮는 것을 보조한다.

고속의 이산화탄소(양호하게는 가스상)가 노즐(412)로부터 렌즈와 몰드(40, 50)의 계면으로 공급될 때, 가스 분자의 일부는 상기 계면에 도달하게 된다. 이산화탄소의 일부는 렌즈-몰드-렌즈 샌드위치(410)에 도달하여 렌즈와 몰드 사이에 있는 공간을 관통한 후 확장할 때 드라이아이스로 변한다. 상기 팽창은 인접한 렌즈 및 몰드를 서로 멀어지게 힘을 가하여, 구성 부품의 근접한 접촉을 파괴시키는 것을 보조한다. 관통하는 이산화탄소는 추가적으로 렌즈와 몰드를 그 계면에 냉각시키고 이들 사이의 상이한 수축을 가속시킨다. 그리고, 더욱 분리가 이루어질수록, 이산화탄소가 더 깊게 침투하여 팽창 및 냉각을 지속시키게 된다. 전술한 바와 같은 본 발명의 장치 및 방법은 몰드와 렌즈가 구성 부품상에서 일어나는 어떠한 외부의 물리적 혹은 기계적 전단 응력 없이도 분리 가능할 수 있게 한다.

그러나, 본 발명은 또한 렌즈 혹은 몰드 중 선택된 하나의 일부를 물리적으로 굽히기 위한 벤딩 수단을 포함할 수 있다. 양호한 벤딩 수단은 적어도 2개 이상의 맞물림 부재(도시 생략)를 포함하는데, 각각의 맞물림 부재는 렌즈의 분리 부분과 분리 가능하게 맞물리도록 된 접촉면과, 상기 맞물림 부재를 서로에 대해 이동시키기 위한 수단을 구비하므로 대응하는 접촉면은 렌즈가 구부러지게 만든다. 상기 접촉면은 무딘 톱니, 마디진 표면, 혹은 맞물림 부재와 렌즈의 가장자리 사이의 미끄럼을 방지하는 다른 형태의 수단으로 형성될 수 있다.

상기 이동 수단은 출력을 발생시키는 하나 이상의 액츄에이터, 하나의 대응하는 맞물림 부재에 각각의 선형 액츄에이터를 기계적으로 연결시키는 수단, 그리고 액츄에이터에 에너지를 가하는 수단을 포함한다. 액츄에이터의 출력은 연결된 맞물림 부재의 이동으로 전환된다. 따라서, 맞물림 부재의 접촉면은 렌즈의 소성에 반하여 내측으로 꽉 죄어져 유리 몰드로부터 렌즈를 변형시킴으로써 약간의 물리적 변형을 유발하여 이들 사이의 표면 장력에 따른 접합력을 파괴시킨다. 렌즈의 대향하는 가장자리는 고정식 맞물림 부재 혹은 분리형 액츄에이터에 연결된 또 다른 맞물림 부재 중 하나에 반발하게 배치될 수 있으며, 여기서 2개의 액츄에이터는 이들의 대응하는 맞물림 부재를 서로를 향해 이동시킨다. 구성 부품들을 분리시키기 위해 저온의 가스를 사용하는 것에 비해 물리적으로 렌즈를 변형시키는 것은 덜 바람직하다.

몰드로부터 렌즈를 분리시키는 또 다른 수단은, 조작자에 의해 상기 구성 부품들을 미끈미끈한 물로 침수시키는 것이다. 이러한 변형례는 렌즈 및 몰드를 청소하는 동시에 분리를 허용한다.

몰드(40, 50)가 경화된 렌즈로부터 분리된 후, 몰드(40, 50) 및 개스킷(20)을 재사용 또는 폐기시킬 수 있다. 만약, 상기 구성 부품들을 재사용할 경우, 조작자는 후방 몰드(50)를 개스킷(20)에 대해 예정된 회전 위치에서 개스킷(20)의 보어(30)로 배치하면 된다. 조작자는 도 17A 및 도 17B에 도시된 바와 같은 조립 고정구(500)를 사용하여 보어(30)로의 후방 몰드(50) 삽입을 보조하고 또 후방 몰드(50)의 물리적 취급을 감소시킬 수 있다.

만약 조건이 허락할 경우, 개스킷(20)은 또 다른 렌즈를 제작하기 위해 다시 사용할 수 있다. 그러나, 개스킷(20)의 수명은 유리 몰드의 수명 보다 훨씬 짧다. 개스킷(20)의 청소에 비용이 많이 들거나 또는 개스킷이 손상될 경우, 그것을 폐기 처분하여 재활용을 위해 분쇄된다.

상기 조립체 고정구(500)는 후방 몰드(50)의 후방면을 수평으로 지지하도록 제공된 중앙부(510)를 구비한다. 조립체 고정구(500)의 중앙부(510) 둘레에는 스프링 장전식 리시버(receiver: 512)가 설치되어 개스킷(20)의 제2 단부와 맞물리게 된다. 따라서, 중앙부(510)는 후방 몰드(50)를 붙들며, 개스킷(20)은 스프링 장전식 리시버(512)에 반발하게 하방으로 밀리게 됨으로써, 후방 몰드(50)는 개스킷(20)의 보어(30)로 수납된다.

후방 몰드(50)는 마킹(marking)이 되는데, 예컨대 렌즈, 즉 후방면(54)을 성형할 때 단량체와 접촉하지 않는 표면상에 새겨진 선에 의해 마킹된다. 조작자는 후방 몰드(50)를 정렬 장치에 대해 소망의 회진 위치에 정렬시킨다. 개스킷(20)에 대한 원환체 후방 렌즈의 회전 위치는 조립 스테이션(110)에서의 위치 설정을 위한 기지의 위치에 있어야 한다. 그 다음, 조작자는 개스킷(20)을 조립체 고정구(500) 위에 배치하여 후방 몰드(50)에서 새겨진 라인으로 등록될 개스킷(20)상의 마킹을 회전 가능하게 방향 설정을 한다. 양호한 실시예에 따르면, 상기 개스킷(20)은 이것이 소망의 회전 위치에 있을 때 조립체 고정구(500)에 의해서만 수용될 것이기 때문에, 개스킷(20)과 후방 몰드(500)가 서로에 대해 소망의 회전 위치에 있게 되도록 보장하는 것을 보조한다. 키이 노치(28)는 개스킷(20)을 스프링 장전식 리시버(512)와 적절히 정렬되도록 보장하기 위해 사용될 수 있다. 도 17A는 적절하게 정렬되어 있는 구성 부품들을 도시한 것이다.

도 17B는 후방 몰드(50)가 보어(30)의 일부에 수용되도록 조작자가 조립체 고정구(500)상에 하방향으로 개스킷(20)을 밀어 넣을 상태를 도시한 것이다. 조작자가 하방으로 밀어 넣기 시작할 때, 개스킷(20)은 스프링력에 반발하게 이동하여 후방 몰드(50)를 개스킷 보어(30)로 수납시킨다. 후방 몰드(50)가 보어930) 내에서 예정된 거리 만큼 축방향으로 수납될 때, 개스킷(20)의 이동은 리시버(512)에 의해 정지되어, 더 이상 압축될 수 없게 된다. 따라서, 후방 몰드(50)는 소정의 거리에서 보어(30) 속으로 배치된다.

보어(30) 내부에서 후방 몰드(50)의 축방향 위치는 비록 중요한 것을 아니지만, 조립 장치는, 후방 몰드가 개개의 조작자에 따라 발생할 수 있는 불일치 없이 매 시간마다 동일한 거리 만큼 일관되게 위치 설정되는 것을 보장 해준다. 이는 본 발명의 조작, 예컨대 후방 몰드(50)가 보어(30) 속으로 너무 멀리 삽입되어 조립 스테이션(110)에서 후방 몰드(50)를 후퇴 위치로 이동시키는 몰드 지지 플레이트(136)의 작동을 방해하지 못하도록 보장해주는 조작을 향상시킨다. 해당 분야에 공지된 바와 같이, 이러한 공정은 로봇 아암 혹은 이와 유사한 장치가 기지의 회전 위치에서 개스킷(20)의 보어(30)에 후방 몰드(50)를 배치시키는 공정을 수행하도록 함으로써 자동화 될 수 있다.

이러한 취급을 도시한 사시도로부터 알 수 있는 바와 같이, 개스킷(20)에 후방 몰드(50)를 저장하기가 또한 쉬워진다. 렌즈를 성형하기 위해 사용된 몰드의 표면(44, 52)은 활성 표면이기 때문에 사용자의 손에 묻은 오염물이 주형을 더럽힐 수 있다. 그러나, 렌즈의 성형과 직접 관련이 없는 주형(40, 50)의 다른 표면에는 손이 닿아도 괜찮다. 후방 몰드(50)를 보어(30)에 배치하기 용이하기 때문에 활성 면은 개스킷(20)에 의해 보호되고 그리고 전방면(42)에 의해 전방 몰드(40)의 취급 즉, 로봇 아암(160) 전방면(52)과 접촉하게 된다.

그 다음, 전방 몰드(40)와 개스킷/후방 몰드(20, 50)는 추가의 렌즈를 성형하기 위해 조립 스테이션(110) 근처의 적절한 저장 영역으로 이동된다. 조작자는, 예컨대 구성 부품들을 이동 벨트위에 배치시킨다. 캐리어에 저장 가능한 전방 몰드(40)를 하나의 벨트상에 배치하고, 개스킷/후방 몰드(20, 50)를 또 다른 벨트상에 배치한다. 센서는 벨트의 단부에 몰드가 도달한 것을 감지하고 필요에 따라 해당하는 벨트의 움직임을 정지시킨다. 그 다음, 벨트의 단부에서 조작자는 정확한 저장 위치에 구성 부품들을 배치하여 본 발명의 방법을 반복시킬 수 있다.

비록 본 발명은 양호한 실시예를 통해 설명되었지만, 이러한 구체적인 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구의 범위에 의해 한정된다.

Claims

렌즈를 성형하기 위한 구조체로서,

a. 제1 단부, 이에 대향하는 제2 단부, 상기 제1 단부를 제2 단부에 연결시키는 본체부, 그리고 축방향으로 관통 연장하며 내면을 형성하게 되는 보어를 구비하는 개스킷과,

b. 전방면, 이에 대향하는 후방면을 구비하며, 가장자리에 의해 에워싸여 있는 전방 몰드로, 상기 가장자리의 크기는 상기 가장자리와 보어가 이들 사이에 밀봉부를 형성하도록 상기 개스킷의 보어의 적어도 일부분내에서 상보적으로 수용할 수 있는 크기로 되어 있는 전방 몰드와,

c. 전방면, 이에 대향하는 후방면을 구비하며, 림에 의해 에워싸여 있는 후방 몰드로, 상기 림의 크기는 상기 림과 보어가 이들 사이에 밀봉부를 형성하도록 상기 개스킷의 보어의 적어도 일부분내에서 상보적으로 수용할 수 있는 크기로 되어 있는 후방 몰드를 포함하며,

상기 전방 몰드와 상기 후방 몰드가 상기 개스킷의 보어내에 배치될 때, 상기 전방 몰드의 후방면과 상기 후방 몰드의 전방면과 그리고 상기 개스킷의 내면 사이에는 소정의 체적이 형성되며,

상기 전방 몰드와 상기 후방 몰드 중 선택된 하나의 몰드는, 보어내에 배치된 다른 몰드에 대해 상기 몰드들 사이의 복수 개의 축방향 분리 거리 중 소망의 거리 만큼 상기 보어내에서 축방향으로 이동함으로써, 상기 체적이 분리 거리 각각에 따라 상이해지는 것을 특징으로 하는 구조체.
제1항에 있어서, 상기 전방 및 후방 렌즈와 상기 개스킷의 내면 사이에 형성된 상기 체적으로 렌즈 성형용 유체를 주입시키기 위한 주입 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조체.
제2항에 있어서, 상기 주입 수단은,

a. 상기 개스킷의 외면으로부터 상기 체적으로 관통하는 삽입 단부와, 렌즈 성형용 유체의 공급부와 유체 연통 상태로 있게 되는 수납 단부와, 그리고 렌즈 성형용 유체가 상기 수납 단부로부터 통로를 지나 상기 삽입 단부를 빠져나가 상기 체적으로 이동시키기 위해 마련된 통로를 구비하는 주입 니들과,

b. 상기 주입 니들의 삽입 단부가 개스킷의 보어와 유체 연통 상태로 있게 되는 삽입 위치와, 삽입 단부가 개스킷과 개스킷의 보어로부터 떨어지게 되는 인출 위치 사이에서 상기 주입 니들을 이송시키기 위한 이송 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조체.
제1항에 있어서, 상기 전방 몰드와 상기 후방 몰드 중 선택된 하나의 몰드를 다른 하나의 몰드와 상기 개스킷에 대해 보어를 중심으로 회전 가능하게 방향성을 갖게 하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조체.
제1항에 있어서, 상기 개스킷의 보어는 개스킷의 제1 단부에 인접하고 상기 보어의 일부를 따라 연장하는 제1 직경과, 개스킷의 제2 단부에 인접하고 상기 보어의 일부를 따라 연장하는 제2 직경과, 그리고 상기 제1 직경과 제2 직경 중간의 전이 섹션을 형성하며, 상기 제1 직경의 크기는 상기 전방 몰드의 가장자리를 상보적으로 수납할 수 있는 크기이며, 상기 전방 몰드의 후방면의 일부는 상기 전이 섹션과 상보적으로 맞물려 상기 전이 섹션과의 사이에서의 누출을 실질적으로 방지하는 밀봉부를 형성하도록 한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 구조체.
제5항에 있어서, 상기 개스킷의 제2 직경의 크기는 상기 후방 몰드가 상기 보어의 적어도 일부를 따라 상기 전이 섹션에 인접하게 배치된 전방 몰드로부터 소망의 분리 거리 만큼 축방향으로 이동 가능하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 구조체.
제1항에 있어서, 니들이 상기 개스킷으로 관통하여 상기 개스킷으로부터 제거된 후 상기 개스킷을 밀봉시키기 위한 밀봉 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조체.
제7항에 있어서, 상기 밀봉 수단은 렌즈 성형용 유체와 호환성 있는 중합 에라스토머로 형성된 개스킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조체.
제8항에 있어서, 상기 중합 엘라스토머는 엘라스토머 PVC, 실리콘, 크래이톤(Krayton), 에틸렌 비닐 아세테이트 혹은 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 구조체.
제1항에 있어서, 상기 몰드의 축방향 운동이 서로에 대해 용이하게 이루어지도록 하기 위해 전방 몰드와 후방 몰드 중간에 있는 보어와 개스킷의 외면 사이를 통하는 유체를 공급하기 위한 공급 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조체.
제1항에 있어서, 상기 공급 수단은 상기 개스킷의 보어와 연통하도록 개스킷의 본체부를 관통하게 되어 있는 팁 단부와, 이에 대향하는 베이스 단부를 구비하는 통기 니들을 포함하며, 상기 팁 단부는 상기 베이스 단부와의 사이에 유체 유동을 허용하도록 상기 베이스 단부와 유체 연통 상태로 있는 것을 특징으로 하는 구조체.
제1항에 있어서, 상기 개스킷은 렌즈 성형용 유체와 호환성 있는 중합 에라스토머로 형성되는 것을 특징으로 하는 구조체.
제12항에 있어서, 상기 중합 엘라스토머는 엘라스토머 PVC, 실리콘, 크래이톤(Krayton), 에틸렌 비닐 아세테이트 혹은 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 구조체.
제1항에 있어서, 상기 개스킷은 상기 개스킷의 외면과 상기 보어 중간에 형성된 하나 이상의 포트를 더 포함하며, 상기 포트는 보어와 유체 연통 상태로 있는 것을 특징으로 하는 구조체.
제14항에 있어서, 상기 포트는 상기 전방 몰드의 후방면과 상기 후방 몰드의 전방면과 그리고 개스킷의 내면 사이에 형성된 상기 체적과 유체 연통 상태로 있는 것을 특징으로 하는 구조체.
제14항에 있어서, 상기 포트는 상기 니들의 일부가 보어로 삽입되지 않고 상기 니들이 개스킷의 보어와 유체 연통 상태로 있게 되도록 상기 니들의 일부를 상기 포트의 내부에 수납할 수 있게 되어 있는 것을 특징으로 하는 구조체.
전방 몰드와 후방 몰드를 이용하여 렌즈를 성형시키기 위한 개스킷으로,

제1 단부와, 이와 대향하는 제2 단부와, 상기 제1 단부를 상기 제2 단부에 연결시키고 축방향으로 관통 연장하는 보어를 형성하는 본체부를 포함하며,

상기 본체부는 외면과, 내면을 형성하는 보어를 구비하며, 상기 보어는 상기 전방 몰드와 상기 후방 몰드 중 선택된 하나의 몰드가 다른 몰드에 대해 상기 몰드들 사이의 복수 개의 축방향 분리 거리 중 소망의 거리 만큼 축방향으로 이동하도록 전방 몰드와 후방 몰드를 그 내부에 수납하기에 충분한 단면적을 가지는 것을 특징으로 하는 개스킷.
제17항에 있어서, 상기 개스킷의 보어는 개스킷의 제1 단부에 인접하고 상기 보어의 일부를 따라 연장하는 제1 직경과, 개스킷의 제2 단부에 인접하고 상기 보어의 일부를 따라 연장하는 제2 직경과, 그리고 상기 제1 직경과 제2 직경 중간의 전이 섹션을 형성하며, 상기 제1 직경의 크기는 상기 전방 몰드를 상보적으로 수납할 수 있는 크기이며, 상기 전방 몰드의 일부는 상기 전이 섹션과 상보적으로 맞물려 상기 전이 섹션과의 사이에서의 누출을 실질적으로 방지하는 밀봉부를 형성하도록 한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 개스킷.
제18항에 있어서, 상기 개스킷의 제2 직경의 크기는 상기 후방 몰드가 상기 보어의 적어도 일부를 따라 상기 전이 섹션에 인접하게 배치된 전방 몰드로부터 소망의 분리 거리 만큼 축방향으로 이동 가능하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 개스킷.
제17항에 있어서, 상기 개스킷은 렌즈 성형용 유체와 호환성 있는 중합 에라스토머로 형성되는 것을 특징으로 하는 개스킷.
제20항에 있어서, 상기 중합 엘라스토머는 엘라스토머 PVC, 실리콘, 크래이톤(Krayton), 에틸렌 비닐 아세테이트 혹은 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 개스킷.