コンタクトレンズの製造方法と、それに用いる製造装置
【課題】型の浪費を無くして、安価にコンタクトレンズｗ０を製造する。
【解決手段】上側に雄型１ａ，１０１ａ，２０１ａを、そして下側に雌型１ｂ，１０１ｂ，２０１ｂを位置させて、雌型に重合性材料ｗ１を供給し、次に雄型と雌型とを上下へ相対変位させて成形キャビティＣＴを形成させる。成形キャビティＣＴ内にて、前記重合性材料ｗ１を、雌型と雄型とで上下から挟みつけた状態のまま重合させて、コンタクトレンズｗ０の成形を行う
【解決手段】上側に雄型１ａ，１０１ａ，２０１ａを、そして下側に雌型１ｂ，１０１ｂ，２０１ｂを位置させて、雌型に重合性材料ｗ１を供給し、次に雄型と雌型とを上下へ相対変位させて成形キャビティＣＴを形成させる。成形キャビティＣＴ内にて、前記重合性材料ｗ１を、雌型と雄型とで上下から挟みつけた状態のまま重合させて、コンタクトレンズｗ０の成形を行う
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンタクトレンズの成形を合理的に実施することを可能としたコンタクトレンズの製造方法と、この方法の実施に使用されるコンタクトレンズの成形型及びそれに用いる製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンタクトレンズの成形手法として、例えば、特許文献１〜５に開示されているようなキャストモールド法がある。
このキャストモールド法では、例えば、射出成形機に取り付けた金型により、プラスチック材料からなる雌雄の成形型を作成する。そして、成形型を嵌合状に組み合わせて成形型の内側に成形キャビティを形成する。この成形キャビティ内に重合性材料（モノマー）を供給して重合させることにより、コンタクトレンズ半製品を成形する。
ここで使用される成形型は一般には使い捨てとされ、例えば、１個のコンタクトレンズの成形に雌雄一対の成形型が消費される。
【０００３】
この手法には、次に示すような問題点がある。
ａ：成形型に使用されるプラスチック材料は、医療用中間材料として高度に管理されて生産されたもので高価であり、また使い捨てであるので成形型の各部の寸法精度を確保するには高いコストが要求される。
ｂ：成形型のみで成形されたコンタクトレンズの外周縁（エッジ部）の形状を安定的に滑らかな曲面とするには、雌雄の成形型の嵌合状態を注意深く管理することが必要であり、コンタクトレンズの外周縁の全面を滑らかな曲面とすることは殆ど不可能である。
ｃ：雌雄の成形型の内方に形成された成形キャビティ内には、成形キャビティの容量よりも多い量の重合性材料を供給し、オーバーフローさせた状態で重合させるが、成形済みのコンタクトレンズ半製品のエッジ部の、重合後の重合性材料を分離させるさいに生じるバリやリング状の不要物を、分別し廃棄する処理を行う必要がある。
ｄ：重合後の重合性材料を型から分離させるさいに、型を変形させたり、また破壊したりする処理が必要であると、型の使い捨ては必然的となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１６６４３６号公報
【特許文献２】特開２０００−２８９０４１号公報
【特許文献３】特開２０００−１８５３２５号公報
【特許文献４】特開平１１−３２０６９９号公報
【特許文献５】特開平０６−１７０８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来のキャストモールド法の利点を維持しながら、既述の問題点を改良することの出来るコンタクトレンズの製造方法と、その成形型及び製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、コンタクトレンズの製造方法は、コンタクトレンズの、ベースカーブを成形するための凸面部分を有する雄型と、コンタクトレンズの、フロントカーブを成形するための凹面部分を有する雌型とからなる成形型を形成し、前記雄型及び前記雌型は前記凸面部分が上側に、そして凹面部分が下側に位置されて、前記雄型及び前記雌型を非接触状態で対向させて、前記凸面部分と前記凹面部分との間に、周囲が開放された状態に保持される成形キャビティを形成し、該成形キャビティ内の重合性材料が重合硬化する過程で、前記雄型及び前記雌型の相対距離を短縮することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のコンタクトレンズの製造装置は、コンタクトレンズのベースカーブを成形する凸面部分を有する雄型と、コンタクトレンズのフロントカーブを成形する凹面部分を有する雌型と、前記雄型及び前記雌型を上下へ相対変位させるとともに、前記雄型及び前記雌型を非接触状態で対向させる型駆動部と、前記雄型及び前記雌型内に挟まれた重合性材料の、重合開始から終了までの、前記雄型及び前記雌型の相対距離を狭める制御をする制御部を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、重合性材料の重合が進むにつれて収縮してゆく重合性材料を、雌型と雄型とが相対距離を狭めながら挟みつけた状態のまま重合させる。従って、重合性材料は常に雌型と雄型と密着した状態に保たれるため、形状をコンタクトレンズ側に写し取ることができる。また、剥離装置を具備し、剥離のために雄型及び雌型を変形させることなく剥離させるので、雄型及び雌型は多数回使用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るコンタクトレンズの製造装置の第１の実施例を示す図である。
【図２】上記製造装置の一部を示す拡大図である。
【図３】上記製造装置の一部である雄型及び雌型などを示す断面図である。
【図４】上記製造装置で製造されるコンタクトレンズの断面図である。
【図５】上記製造装置の型駆動部の作動を示す図である。
【図６】上記製造装置の雄型及び雌型と検出センサの関係を示す図である。
【図７】上記製造装置のリング部材とコンタクトレンズとの関係を示す図である。
【図８】本発明に係るコンタクトレンズの製造装置の第２の実施例を示す図である。
【図９】本発明に係るコンタクトレンズの製造装置の第３の実施例の一部を示す図である。
【図１０】上記第３の実施例の製造装置で製造されたコンタクトレンズ半製品の断面を示す図である。
【図１１】上記第３の実施例で使用される切削装置の図である。
【図１２】本発明に係るコンタクトレンズの製造装置の第４の実施例の一部を示す図である。
【図１３】上記第４の実施例の製造装置の一部を変更した製造装置を示す図である。
【図１４】上記第５の実施例の製造装置の一部を変更した製造装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１０】
先ず、本発明に係るコンタクトレンズの製造装置の一実施例について説明する。
〈全体概要〉
図１は上記製造装置の一実施例を示す図であり、図２は図１の一部を拡大して示す拡大図である。
製造装置１００は雄型１ａと雌型１ｂからなる成形型１、雄型１ａ及び雌型１ｂを上下へ相対変位させる型駆動部２、成形型１を加熱する加熱部３、成形型１に対し重合性材料を供給する材料供給部４、及び、型駆動部２が落下させたコンタクトレンズｗ０を後工程へ搬出するレンズ搬出部５を備えている。
【００１１】
〈成形型１の説明〉
図３Ａにおいて、雄型１ａは全体として底壁ａ１付の円筒形状を呈するもので、底壁ａ１の下面が下方へ凸となる湾曲面からなる成形面ａ２を有し、周面壁ａ３の上部に径大部ａ４を形成されている。成形面ａ２は図４に示すコンタクトレンズｗ０の角膜側の曲面であるベースカーブＢＣを成形するためのもので、例えば型中心線回りｂ１の回転軌跡面であり、鏡面状に加工され、外周の直径は、コンタクトレンズｗ０の直径よりやや小さい大きさである。
【００１２】
一方、雌型１ｂは、全体として頂壁ｃ1付の円筒形状を呈するもので、頂壁ｃ１の上面が下方へ凹となる湾曲面からなる成形面ｃ２を有し、周面壁ｃ３の下部に径大部ｃ４を形成されている。成形面ｃ２は図４に示すコンタクトレンズｗ０の前側の曲面であるフロントカーブＦＣを成形するためのもので、例えば型中心線ｂ2回りの回転軌跡面であり、外周の直径は、コンタクトレンズｗ０の外周に大略合致した大きさである。このように、成形面ａ２の直径よりも成形面ｃ２の直径の方がやや大きい。
【００１３】
これら雄型１ａと雌型１ｂでコンタクトレンズｗ０を製造するときは、雄型１ａの型中心線ｂ1と、雌型１ｂの型中心線ｂ２とを合致させ、図３Ａに示すように、これら雄型１ａと雌型１ｂとの間に重合性材料ｗ１を供給した後、これら雄型１ａ及び雌型１ｂを図３Ｂに示すように近接させ、非接触状態で対向させる。これにより、雄型１ａと雌型１ｂとの間に外周縁の全周範囲が型外空間に開放された状態の成形キャビティＣＴが形成される。この成形キャビティＣＴ内に分注した重合性材料ｗ１は、図３Ｃに示すように、雄型１ａ及び雌型１ｂで挟圧されて、雄型１ａ及び雌型１ｂに忠実に倣いコンタクトレンズ状になる。ここで、重合性材料ｗ１を、加熱或いは紫外線照射などして重合させると、コンタクトレンズｗ０が成形される。この後、雄型１ａと雌型１ｂとを離反させてコンタクトレンズｗ０をこれら雄型１ａ及び雌型１ｂから離脱させ型外へ取り出す。
【００１４】
このような製造処理において、コンタクトレンズｗ０の外周縁ｄ１は成形型１によってはその外形は成形されず、重合性材料ｗ１の性状（比重、粘度、表面張力など）に従い自由状態下で成形される。コンタクトレンズｗ０の外周縁ｄ１は、雄型１ａよりもレンズ半径方向の外方へ張り出した態様として、成形される。
尚、上記したコンタクトレンズｗ０の製造において重合性材料ｗ１を紫外線で重合させる場合には、雄型１ａ及び又は雌型１ｂは紫外線を透過させる材料を使用する必要がある。
【００１５】
型材料は、紫外線透過率、熱伝導率、重合性材料との撥水性、離型性、濡れ性、表面張力、表面処理との相性、耐久性、素材の加工性、などの特性から選択される。使用される材料として、アルミ、銅、真鍮、ステンレス等合金鋼、などの金属材料、石英ガラス、水晶などの非金属材料、ポリプロピレン、ナイロン、ポリアセタール、ポリ四弗化エチレン、変性ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチック材料が使用出来る。雄型雌型は同じ材料である必要はなく、雌型雄型それぞれに要求される特性を有する材料を選択する。
【００１６】
型表面処理は撥水性、離形性などモノマーとの相性を目的として行うコーティング、耐久性向上、防錆、コーティングの下地を目的として行うメッキ、密着力の向上を目的として行うプラズマ処理がある。表面処理は雌型／雄型への処理方法の組み合わせ、処理範囲は全体、または部分へ、光学特性、生体安全性を考慮の上選択する。型材料の選択、型表面処理の選択は、硬化した重合性材料と型との付着力に影響を与える。
【００１７】
〈型駆動部２の説明〉
型駆動部２は、定置される本体フレーム6、上軸7、駆動機構8、及び、型位置制御部9を備えている。
本体フレーム6は縦長いもので、方形ブロックからなる台部６ａ、この台部６ａから起立された支柱部6ｂ、及び、支柱部6ｂから前方へ片持ち状に張り出された梁部6ｃを有している。台部６ａの上面中央位置には上下向きの円形孔ｅ１が形成されており、この円形孔ｅ１は上端に径大箇所を形成されている。この径大箇所にはこれと同心に雌型１ｂの径大部ｃ４が嵌合状に圧入されて固定されており、また台部６ａの上面のうち、雌型１ｂを取り巻く環状範囲には、環状の溝形部材１１が固定されている。
【００１８】
梁部6ｃは台部６ａの真上に位置されており、円形孔ｅ１と同心にこれよりも大きな径の円形透孔ｅ２が形成されている。この円形透孔ｅ２には案内筒１２が同心に挿着されている。そして、この案内筒１２内にはこれと同心に上下向きの上軸７がこれの中心線ｂ３回りの回転を規制された状態で上下摺動のみ可能に挿入されており、上軸7の下端面には下向きの円形孔ｅ３が形成されている。この円形孔ｅ３は下端に径大箇所を形成され、この径大箇所には雌型１ｂと同心に雄型１ａの径大部ａ4が嵌合状に圧入されて固定されている。
【００１９】
図５は型駆動部２の作動を示す図である。上軸7の下端面で雄型１ａの全周を取り囲む環状範囲にはリング部材１３が雄型１ａと同心に固定されている。リング部材１３の内孔は円形とされ、雄型１ａの径大部ａ４より下方の外周面に、上下摺動自在に外嵌されると共に、図示しないスプリングの弾力或いは磁石の磁力などで上向きへ付勢された状態となっている。したがって、上軸７が案内筒１２に対して図５Ａに示すようにその最上位置まで上昇されたときは、リング部材１３は、これの上面が上軸７の下端面に押されて雄型１ａの周面壁ａ３に外嵌された状態で、上向きの付勢力に抗して一定距離だけ降下変位した状態となる。一方、上軸７が案内筒１２に対して図５Ｂに示すように一定距離以上に降下されると、図示しないスプリング又は磁石などの上向きの付勢力によりリング部材１３が上昇変位されてこれの上面が上軸７の下端面に衝接されて上軸７に対するリング部材１３のそれ以上の相対的な上昇変位が規制される。したがって、リング部材１３の上面は案内筒１２の下端面から離反した状態になる。
【００２０】
駆動機構8は梁部６ｃの上側にボルトを介して固定された支持部材１４と、この支持部材１４の上部に固定されたサーボモータ１５と、このサーボモータ１５の出力軸であり上軸７の雌ネジ７ａに螺入されたネジ軸１６とを備えている。そして、サーボモータ１５が正逆に回転作動されることによりネジ軸１６が正逆に回転されて、上軸７が上下駆動されるようになっている。
【００２１】
型位置制御部９（図２）は、図３Ａに示すように、雄型１ａと雌型１ｂとの間に供給された重合性材料ｗ１が、雄型１ａ及び雌型１ｂの近接作動により、図３Ｃに示すように、雄型１ａ及び雌型１ｂに忠実に倣いコンタクトレンズ状になるとき、この重合性材料ｗ１の外周縁ｄ１の位置を検出する光学式の検出センサ９ａを有しており、この検出センサ９ａの検出信号に関連してサーボモータ１５を、その検出信号に対応した量だけ回転させる。
【００２２】
図６Ａは、雌型１ｂと検出センサ９ａとの関係を示す図である。検出センサ９ａは、光線ｆ１の出射と入射との時間関係で重合性材料ｗ１の外周縁ｄ１の位置を検出して、外周縁ｄ１の直径を把握し、この直径が目的とするコンタクトレンズｗ０の直径に合致するようにサーボモータ１５を制御する。
【００２３】
図６Ｂは、重合性材料ｗ１が、重合が進むにつれて収縮して硬化するとき、重合開始時点（時刻ｔ０）から完了（時刻ｔ１）までの変化を、外周縁ｄ１の位置の、初期値（ｐ０）から目標値（ｐ１）までの変化については実線ｉにより、雄型１ａ、雌型１ｂの中央における重合性材料ｗ１の厚さＴＨの初期値（ＴＨ０）から目標値（ＴＨ１）までの変化については二点鎖線ｋにより示している。
【００２４】
尚、点線ｊは、サーボモータ１５によって型１ａ、１ｂの近接制御を行わないときの、外周縁ｄ１位置であって、重合が進むにつれて収縮し、検出センサ９ａから離れ、最終的にはｐ２に到達する様子を示している。この際、収縮による形状変化により雄型１ａと雌型１ｂからの剥離が発生する。
【００２５】
本実施例では、重合を進めていく過程で、序々に雄型１ａと雌型１ｂとの相対距離ＴＨをＴＨ０からＴＨ１まで狭めてゆく。この狭める距離は、検出センサ９ａによって検出され、重合性材料ｗ１の外周縁ｄ１の位置に基づいて制御される。この動作により、重合性材料ｗ１は常に雄型１ａと雌型１ｂとに押し付けられた状態となり、外周縁ｄ１は雄型１ａから序々にはみ出してくる。外周縁ｄ１の位置が、位置ｐ１に達することを検出センサ９ａで検出するまで制御装置９がサーボモータ１５を制御作動させる。すなわち、重合性材料ｗ１の厚さに合致する前記相対距離ＴＨを２点鎖線ｋのように変化させたときに、実線ｉとなるような変化が観測されれば、重合性材料ｗ１の重合は計画通りに行われていると判断出来る。
【００２６】
検出センサ９ａによって検出される外周縁ｄ１のはみ出し位置が実線ｉに従ったはみ出し位置の状態を保っているかどうかを監視し、はみ出し位置の変化が起こったときには次回のコンタクトレンズの製造において、重合性材料ｗ１の分注量を増減させる。はみ出し位置の変化が少ないのは（或いは多い）、分注量が少ないからであり（或いは多い）、これを反映することにより、実線ｉとなるような変化が観測されるまで修正を繰り返す。
【００２７】
〈加熱部３の説明〉
図２に示すように、加熱部３は雄型１ａを電力で加熱するヒータ１７ａと、雌型１ｂを電力で加熱するヒータ１７ｂとを具備すると共に、これらヒータ１７ａ、１７ｂに通電することで雄型１ａと雌型１ｂのそれぞれを独立して自動的に任意な温度に加熱調整出来る構成とされている。このさい、一方のヒータ１７ａは雄型１ａの内孔に埋設されて円形孔ｅ３内に位置されており、また他方のヒータ１７ｂは雌型１ｂの内孔に埋設されて円形孔ｅ１内に位置されている。
【００２８】
〈材料供給部４の説明〉
図１及び図２に示すように、材料供給部4は、上軸７に結合部材１８を介して同体状に固定されたシリンダ装置１９と、雌型１ｂの成形面ｃ２上に重合性材料ｗ１を分注する分注ノズル２０と、重合性材料ｗ１を分注ノズル２０へ供給するためのポンプ２１と、重合性材料ｗ１を貯溜するための容器２２とを備えている。シリンダ装置１９は型駆動部２の作動に関連したタイミングで空気圧などにより左右方向へ出入り作動される出力ロッド１９ａを具備しており、この出力ロッド１９ａの先端に分注ノズル２０が固定されている。ポンプ２１は容器２２内の重合性材料ｗ１を適当なタイミングで必要量だけ吸引し分注ノズル２０まで送り出すものである。
【００２９】
〈レンズ搬出部５の説明〉
図２に示すように、レンズ搬出部５は、型駆動部２の雄型１ａの真下位置に落下された重合硬化の終了した重合性材料ｗ１を受け入れるための多数のトレー２３と、これらのトレー２３を適当なタイミングで一定経路上を移動させるための搬送装置２４とからなっている。トレー２３は底面を軟質材で形成して、受け入れる重合性材料ｗ１に過大な衝撃が付与されないようにするのがよい。搬送装置２４は、供給コンベア２４ａ、供給滑りガイド２４ｂ、水平搬送部２４ｃ、搬出滑りガイド２４ｄ、及び、搬出コンベア２４ｅを備えている。供給コンベア２４ａはトレー２３を型駆動部２の右側位置に移動させ、型駆動部２の作動に関連した適当なタイミングで、供給滑りガイド２４ｂ上を滑り移動させて水平搬送部２４ｃの搬送始端ｇ１に移動させる。水平搬送部２４ｃは複数の案内車２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに巻き掛けられた搬送チェーン２６を介して、搬送始端ｇ１に位置したトレー２３を上軸７が一定高さ以上に上昇された時点で左側へ水平移動させ、雄型１ａの真下で一時停止させた後、再び水平移動させて搬送終端ｇ２に移動させ、ここからは搬出滑りガイド２４ｄ上を滑り移動させて搬出コンベア２４ｅの搬送始端に移動させる。搬送チェーン２６はトレー２３の両脇下面を支持して搬送するが、雄型１ａとは干渉しない形態とされている。搬出コンベア２４ｅはこれの搬出始端に位置したトレー２３を後工程まで搬出する。
【００３０】
次に上記した本実施例の製造装置を使用することによるコンタクトレンズの製造例について説明する。
重合性材料ｗ１を容器２２内に貯溜させておく。重合性材料ｗ１としては、例えばｎ−ブチルアクリレート、メチルメタアクリレートなどのアクリル酸エステル、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、ジメチルメタアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドなどのアクリルアミド類、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルピペリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタムなどのＮ−ビニルラクタム類、アクリル酸、メタアクリル酸などのアクリル酸系、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、２.３−ジヒドロキシプロピルメタクリレート、ジエチレングリコールメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレートなどのアクリル酸系エステル類、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタクリレートなどのシリコーン化合物などが挙げられる。
【００３１】
これらの材料は単独で使用しても或いは２種以上を混合して使用してもよい。また重合性材料ｗ１は好ましい重合を行わせるため、架橋剤、重合開始剤、増感剤などの必要な添加剤が混合されたものとされる。
【００３２】
カルボニル基を含むメタクリル酸などのイオン性モノマーの使用量は１％未満に控え、ＦＤＡ分類でII類となるＮ−ビニルピロリドン、メチルメタクリレートからなる非イオン性素材を用いることが好ましい。その理由は、イオン性ソフトコンタクトレンズは脂質が付着し汚れやすく、アレルギー障害などの眼障害の原因となりやすく、また脂質が付着すると酸素透過性が落ち、眼にとっては良くないからである。その点、非イオン性ソフトコンタクトレンズは、脂質が付着しにくいため、眼障害の発生率も下がり、レンズの使用開始時と比較しても酸素透過性の低下が小さい。
【００３３】
製造装置全体の制御は、制御部９により行われる。
初期状態では、水平搬送部２４ｃ上にはトレー２３が存在しておらず、雄型１ａは上軸７と共に図１及び図５Ａに示すように最上位置に位置され、また材料供給装置4のシリンダ装置１９は図１に示す高さに保持されるのであり、この時点では出力ロッド１９ａはシリンダ装置の本体内に退入した状態となっている。
【００３４】
この状況の下で、製造装置１００の作動を開始させると、先ず材料供給部４のシリンダ装置１９の出力ロッド１９ａが図２に示すように左方へ進出し、分注ノズル２０を通じて図３Ａに示すように雌型１ｂの成形面ｃ２上に一定量の重合性材料ｗ１を供給する。この供給が終了した後、出力ロッド１９ａは元位置に復帰されてシリンダ装置１９は短縮状態となる。
【００３５】
一方で、各ヒータ１７ａ、１７ｂに通電され、雄型１ａ及び雌型１ｂがその対応するヒータ１７ａ、１７ｂで加熱され予め計画された温度に制御される。
次にサーボモータ１５が作動され、上軸７が降下される。これにより、雄型１ａの成形面ａ２が図５Ｂに示すように雌型１ｂの成形面ｃ２に近づき、成形面ｃ２上の重合性材料ｗ１を図３Ｂに示すように押圧し、雄型１a及び雌型１bに忠実に倣いコンタクトレンズ状に径大化させる。そして、重合性材料ｗ１の外周縁ｄ１が図３Ｃに示すように雄型１ａの成形面ａ２の外周まで拡大されたとき、検出センサ９ａがこれを検出してサーボモータ１５を停止させ、雄型１ａの下降を停止させる。この停止時点を初回停止時点と呼ぶこととする。この初回停止時点の後、雄型１ａと雌型１ｂの間の空間は最終段階の成形キャビティＣＴとして機能するのであり、この成形キャビティＣＴは重合性材料ｗ１の成形中、常に、外周縁が型外空間に開放された状態に保持される。
【００３６】
成形キャビティＣＴ内では重合性材料ｗ１が成形面ａ２、ｃ２から熱を付与されて温度上昇すると、重合性材料ｗ１のラジカル重合が開始される。
並行してサーボモータ１５が作動され雄型１ａを下降させる。この下降により重合性材料ｗ１がコンタクトレンズ状に成形されて、重合物の外周縁ｄ１は雄型１ａの成形面ａ２の外周からその半径方向へはみ出す。このときのはみ出しは、リング部材１３により引き剥がしを行うため、雄型１ａの外周からはみ出させている。はみ出した外周縁ｄ１が位置ｐ１に達したことを検出センサ９ａが検出すると制御部９により、サーボモータ１５を停止させる。
【００３７】
重合が終了するに必要な時間が経過したとき、成形キャビティＣＴ内の重合性材料ｗ１は、目的とする形状の、コンタクトレンズｗ０となる。
またコンタクトレンズｗ０の外周縁ｄ１は表面張力により形成されるため、ベースカーブとフロントカーブを結ぶ滑らかな曲面となる。
重合性材料ｗ１の重合が終了するのに必要な時間が経過した後、雄型１ａと雌型１ｂを型中心線方向ｂ1、ｂ２へ離反させると、表面処理効果及び重合性材料ｗ１の重合による収縮により先に雌型１ｂから離脱する。従って、コンタクトレンズは雄型１ａ側に残った状態となり、雄型１ａとともに上昇する。このように、雄型１ａと雌型１ｂは、繰り返し使用出来るため、成形面ａ２、ｃ２はコーティングやプラズマ処理などによる表面処理を施しても、コストの上昇分は分散される。
【００３８】
上軸７が最上位置の近傍まで上昇したとき、リング部材１３の上面が案内筒１２の下端面に衝接する。以後、上軸７が最上位置に到達するまで、リング部材１３は案内筒１２により下方へ押されて雄型１ａの周面壁ａ３に案内されつつ雄型１ａ上をこれに付与される上向きの付勢力に抗しつつ略水平姿勢のまま維持される。図７はリング部材１３と重合性材料ｗ１との関係を示す図であるが、リング部材１３の姿勢の維持により、リング部材１３は雄型１ａに密着されたコンタクトレンズｗ０のうち雄型１ａの半径の外側へ張り出した外周部ｄ２に衝接し、重合性材料ｗ１を下方へ押して雄型１ａから離脱させ真下へ落下させる。雄型１ａと雌型１ｂは次のコンタクトレンズｗ０の作成に利用される。
この一方では、上軸７の上昇が適当に進行したとき、供給コンベア２４ａから１つのトレー２３が供給滑りガイド２４ｂ上を滑り移動されて水平搬送部２４ｃの搬送チェーン２６上に供給され、水平搬送部２４ｃはこのトレー２３を雄型１ａの真下に移動させ一時停止させる。そして、雄型１ａから離脱されて落下する重合性材料ｗ１をこのトレー２３内に受け取り、一時停止の時間が経過した後、再びこのトレー２３を搬出側へ移動させ、搬出滑りガイド２４ｄ上を滑り移動されて搬出コンベア２４ｅ上に送り出される。搬出コンベア２４ｅはこのトレー２３を次工程へ向け搬送する。
こうして実施例の製造装置１００から搬出された重合性材料ｗ１は次工程以降で、膨潤、水和、外観検査、ブリスタ容器内への収納などの処理を受けて製品化される。
【００３９】
本実施例においては、ガイドされて離合する雄型、雌型により、全外周縁が型外空間に開放された態様の成形キャビティが形成され、重合性材料は雄型と雌型とで上下から挟みつけられた状態のまま重合されてコンタクトレンズの成形を行うため、サーボモータの押圧により型自体が変形することがない。
また、余分となる重合性材料が無いため、バリとして雄型、雌型に付着して残ってしまうこともなく、雄型及び雌型は連続的に多数回使用出来る。
雄型及び雌型を多数回繰り返し使用する事により、雄型及び雌型の材料や表面処理にコストをかけることが可能になり、より生産性が高まるという効果がある。
コンタクトレンズの外周の縁は表面張力により形成されるため、ベースカーブとフロントカーブが接合する外周の縁が滑らかな曲面のコンタクトレンズを製造することが出来る。
【実施例２】
【００４０】
次に、本発明に係わるコンタクトレンズ製造装置の、印刷を含む実施例について説明する。
印刷には、眼の美容効果を目的にした、装用者の瞳孔範囲に、装飾用の独特のパターンを１種類以上の着色剤で着色したカラーコンタクトレンズ、及び、製造管理するための、製品の識別用の回転マーク、反転マーク、製品名、ブランド名、ロットNo、”サンプル”等の装飾用以外のパターンまたはマークの印刷がある。
これらの製品を提供することが出来ることが本装置の特徴である。
図８に実施例の製造装置２００を示す。製造装置２００は雄型１０１ａと雌型１０１ｂを上下へ相対変位させる型駆動部１０２、重合性材料を供給する分注ノズル１１１、印刷装置１１０及びコンタクトレンズｗ０を後工程へ搬出するレンズ搬出部５を備えている。
【００４１】
印刷装置１１０は、ハ方向に回転自在に支持された金属又はナイロン製の印刷凹版プレート１１７、インクカップ１２４、印刷パット１１６を有している。印刷凹版プレート１１７の凹部に、インクカップ１２４内のインク（カラーインク）１２１を付着させ、ハ方向に回転させる。軸１０９を中心に印刷パット１１６を印刷凹版プレート１１７に押し付け、印刷凹版プレート１１７に付着したインクを転写させる。その後、印刷パット１１６を１８０度反転させ、シリンダ１２８でロ方向に前進させる。この状態で雄型１０１ａを下降すると、雄型１０１ａにインクを付着させることが出来る。
【００４２】
印刷装置１１０をロ方向逆方向に後退させた後、シリンダ１１２により、分注ノズル１１１の先端を容器１２０に漬け、分注装置１１９により重合性材料ｗ１を吸い上げ、雌型１０１ｂの直上に位置させ分注する。重合性材料ｗ１の重合を開始させて、重合終了するまでに雄型１０１ａと雌型１０１ｂの隙間を僅ずつ狭める。隙間を狭めることにより重合性材料ｗ１が偏平化されて、重合物の外周縁ｄ１が雄型１０１ａの成形面の外周からその半径方向へはみ出す。このときの外周縁ｄ１のはみ出し量を検出センサ９ａで監視しながら、雄型１０１ａと雌型１０１ｂの隙間を僅ずつ狭める。外周縁ｄ１が位置ｐ１に達したことを検出センサ９ａが検出すると、雄型１０１ａと雌型１０１ｂの近接を停止する。尚、重合性材料ｗ１が変形不可能な状態となった後には雄型１ａ及び雌型１ｂと重合性材料ｗ１との密着が維持されるように成形型１を重合性材料ｗ１に押圧させる。次に雄型１０１ａを上昇させ、容器搬入ハンド１０４をホ方向に移動し直下に位置させる。その後、剥離リング１１３により剥離させて落下により検査容器１０５に収容する。
【００４３】
上記実施例においては、インク１２１が付着した印刷パット１１６をニ方向に回転させて上を向かせたが、インク１２１が付着した面を下向きのまま、雌型１０１ｂの真上に位置させて雌型１０１ｂに押し付ければ、雌型１０１ｂに対してインク１２１を供給出来る。同様にして、雄型１０１ａ、雌型１０１ｂの両方にインクを付着させても良い。
【００４４】
重合性材料の間にインクを挟んだサンドイッチ構造とすることも出来る。
この場合、まずシリンダ１１２を下降（方向イ）することにより、重合性材料ｗ１を保有した容器１２０に分注ノズル１１１の先端を漬け、分注装置１１９によりレンズ体積の1/3から1/2の重合性材料ｗ１を吸い上げて、分注ノズル１１１を上昇させる（方向イ逆方向）。
【００４５】
シリンダ１２８により、分注ノズル１１１を雌型１０１ｂの上に位置させ、重合性材料ｗ１を雌型１０１ｂの凹部に分注する。シリンダ１２８を後退させ、サーボモータ１１５により、雄型１０１ａと雌型１０１ｂの隙間を最終レンズ厚さの１／２まで狭める。重合性材料ｗ１の重合を開始させて、ほぼ重合が終了するまで、雄型１０１ａと雌型１０１ｂの隙間を僅ずつ狭める。狭めるのは、先の実施例と同様に、収縮する重合性材料ｗ１を収縮による体積の減少よりもやや大きく圧縮して、雄型１０１ａと雌型１０１ｂに押し付け続ける為である。隙間を狭めることにより重合性材料ｗ１が偏平化されて、重合物の外周縁ｄ１が雄型１０１ａの成形面の外周からその半径方向へはみ出す。このときの外周縁ｄ１のはみ出しは、先の実施例における位置ｐ１より手前（図６Ｂ、ｐ１１）となる程度である。重合がほぼ終了する時点で、サーボモータ１５を停止させる。尚、この最初の重合においては、検出センサ９ａを用いた外周縁ｄ１の監視を行っても行わなくても良い。次の重合により最終的に形が決められるからである。
【００４６】
印刷装置１１０により、印刷凹版プレート１１７に付着したインクを転写させる。その後、印刷パット１１６を１８０度反転させ、シリンダ１２８でロ方向に前進させる。
この状態で雄型１０１ａを下降する事により、雄型１０１ａに張り付いたままの状態の薄い中心厚レンズの凸側を、印刷パット１１６に押し付け、インクを付着させる。
【００４７】
印刷装置１１０をロ方向逆方向に後退させた後、シリンダ１１２により、分注ノズル１１１の先端を容器１２０に漬け、分注装置１１９によりレンズ体積の残り分の重合性材料ｗ１を追加分として吸い上げる。分注ノズル１１１を雌型１０１ｂの直上に位置させ、分注装置１１９によりレンズ体積残り分を計量分注する。
【００４８】
再度、雄型１０１ａと雌型１０１ｂの間隔を狭め中心隙間を目標中心厚の寸前で停止して、成形キャビティを形成する。重合性材料ｗ１の重合を開始させて、ほぼ重合終了するまでに雄型１０１ａと雌型１０１ｂの隙間を僅ずつ狭める。隙間を狭めることにより重合性材料ｗ１が偏平化されて、重合物の外周縁ｄ１が雄型１０１ａの成形面の外周からその半径方向へはみ出す。このときの外周縁ｄ１のはみ出し量を検出センサ９ａで監視しながら、雄型１０１ａと雌型１０１ｂの隙間を僅ずつ狭める。外周縁ｄ１が位置ｐ１に達したことを検出センサ９ａが検出すると、雄型１０１ａと雌型１０１ｂの近接を停止する。雄型１０１ａを上昇させ、容器搬入ハンド１０4をホ方向に移動し直下に位置させる。その後、剥離リング１１３により剥離させて落下させ、検査容器１０５に収容する。
【００４９】
尚、上記実施例において、サーボモータ１５或いは１１５により、一対の雄型１ａ、雌型１ｂ、或いは、一対の雄型１０１ａ、雌型１０１ｂの相対間隔を制御する例を示したが、１つの駆動系により複数の雄型、雌型の相対距離を同時に制御しても良い。
【００５０】
上記実施例において、雄型１ａ、１０１ａ、雌型１ｂ、１０１ｂの材料、或いは型表面処理を適宜選択することにより、重合性材料に対する雄型１ａ、１０１ａ、の付着力を、雌型１ｂ、１０１ｂの付着力よりも高くしておくことも可能である。このようにすれば、雄型１ａ、１０１ａ、と雌型１ｂ、１０１ｂとを離間させたときに、より確実に重合性材料を雄型１ａに付着させて雌型１ｂから引き剥がすことが出来る。
以上の実施例１、実施例２の方法は、ハード及びソフトコンタクトレレンズの何れでも製造を可能とするものである。
【実施例３】
【００５１】
先の実施例１及び２では、コンタクトレンズｗ０の外周縁の形体を表面張力により完成させる場合について説明したが、この実施例３では、外周縁の形体については切削加工により完成させる場合について説明する。
【００５２】
この実施例３で使用する製造装置は、先の実施例で使用される図１又は図8に示す製造装置１００、２００において雌型１ｂ又は１０１ｂの一部のみに変更を加えた構造とする。
図９はこのような構造とした製造装置３００を部分的に示している。
図９Ａにおいて、雄型２０１ａは実施例１又は実施例２の雄型１ａ、１０１ａと同一のものである。一方、雌型２０１ｂは、成形面ｃ２の外周の直径、及び、成形面ｃ２の最下点から外周までの高さｈ０１が、実施例１又は実施例２で使用した雌型１ｂ又は１０１ｂのそれに較べて大きい。
【００５３】
次に図９に係わる製造装置３００を使用することによる、コンタクトレンズｗ０の製造例について説明する。以下の説明において実施例１及び２の場合と同一のものには同一の符号を付して説明を省略する。
制御部９（図１）の制御により、雌型２０１ｂの成形面ｃ２上に重合性材料ｗ１が分注ノズル２０を通じて供給される。実施例１及び２の場合には雌型１ｂ、１０１ｂに分注される重合性材料ｗ１の量はコンタクトレンズｗ０の体積に合致した量としていたが、本実施例の場合における重合性材料ｗ１の量はコンタクトレンズｗ０の体積に対応する量よりも多い量である。
【００５４】
次に実施例１の場合に準じて、サーボモータ１５が作動され、雄型２０１ａが下降される。この下降により雄型２０１ａと雌型２０１ｂとの間に外周縁の全周範囲が型外空間に開放された状態の成形キャビティＣＴが形成され、この成形キャビティＣＴ内において重合性材料ｗ１が上下方向から圧縮されて扁平化される。
【００５５】
雄型２０１ａは重合性材料ｗ１の重合がほぼ完了するまでの間、下降させる。この際、雄型２０１ａと雌型２０１ｂの相対距離ＴＨは、実施例１のように検出センサ９ａの検出信号により制御するのではない。本実施例の場合は、重合性材料ｗ１が重合する過程において、雄型２０１ａを重合性材料ｗ１の重合による体積減少（図６Ｂの破線ｊ）の収縮量と同一若しくはそれ以上の速度で減少させる。相対距離ＴＨは雄型２０１ａの凸面部分や雌型２０１ｂの凹面部分に分注された重合性材料ｗ１が体積減少により剥離しようとする速度或いはそれよりも大きい速度にする。これにより重合性材料ｗ１の外周縁ｄ３は、重合性材料ｗ１が重合する過程で、その位置を維持するか、或いは成形キャビティＣＴの半径方向へ拡大し続けるようになる。
【００５６】
このように相対速度を制御することにより、雄型２０１ａの凸面部分と雌型２０１ｂの凹面部分は成形キャビティＣＴ内の重合性材料ｗ１が重合硬化する過程で、重合性材料ｗ１の体積減少にも拘わらず、常に、重合性材料ｗ１における図１０に示す外周縁ｄ３以外の範囲において隙間の生じないように密接した状態に保持される。剥離しようとする速度或いはそれよりも大きい速度にした場合は、常に雄型２０１ａと雌型２０１ｂで重合性材料ｗ１を押し続ける状態になる。
溝形部材１１は、雌型２０１ｂの外周縁から溢れ出た重合性材料ｗ１を受ける。尚、重合性材料ｗ１はこのように溢れ出ないような量において分注するのが好ましい。
【００５７】
成形キャビティＣＴ内の重合性材料ｗ１が重合終了すると、成形キャビティＣＴ内の重合性材料ｗ１は、図１０に示すようにコンタクトレンズｗ０の全体の形体を内包した硬化成形物ｗ１’となる。
この硬化成形物ｗ１’の外周縁ｄ３の上面部分は、雄型２０１ａや雌型２０１ｂの成形面ａ２、ｃ２の濡れ性や表面張力の作用により環状溝ｄ４の形成された形状となる。雌型２０１ｂは、先に説明したように実施例1や2の雌型１bや雄型101ｂより大きいため、硬化成形物ｗ１’がコンタクトレンズｗ０の全体の形体を内包し且つ、外周縁ｄ３以外の範囲ではコンタクトレンズｗ０の対応する部分の形体をもつことができる。
【００５８】
重合性材料ｗ１が重合終了した後に、雄型２０１ａと雌型２０１ｂを上下方向へ離反させると、実施例１の場合の重合硬化後の重合性材料ｗ１（コンタクトレンズｗ０）と同様に、硬化成形物ｗ１’は雄型２０１ａ側に接着した状態となって、雄型２０１ａと同体状に上昇される。
【００５９】
上軸７がこれの移動範囲の最上位置へ向け上昇する過程で、リング部材１３は実施例１の場合に準じて硬化成形物ｗ１’を雄型２０１ａから離脱させる。このような製造装置による硬化成形物ｗ1’の製造処理は雄型２０１ａ及び雌型２０１ｂを取り替えることなく連続的に繰り返される。
【００６０】
雄型２０１ａから離脱した硬化成形物ｗ１’は実施例１の場合に準じてトレー２３に受け取られ、次工程の作業場所まで搬送される。
次工程ではトレー２３で搬送された硬化成形物ｗ１’を受け取り、これの外周縁ｄ３を図１１Ａに示す切削装置３０１により切削する。
【００６１】
切削装置３０１は、上面部にワーク固定部２０２ａが形成された縦向きの主軸２０２、主軸２０２を回転自在に支持する支持部２０３、主軸２０２を回転させる駆動部２０４、ワーク固定部２０２ａに真空圧を付与する真空圧付与部２０５、及び、ワーク固定部２０２ａに固定された硬化成形物ｗ１’を切削するための切削部２０６を備えている。
【００６２】
主軸２０２は上部に径大部２０２ｂを有すると共に径大部２０２ｂの下面からは小径部２０２ｃが下方へ同心状に延出されている。支持部２０３は本体部２０３ａの上下箇所に一対のボールベアリング２０７ａ、２０７ｂを装着され、これらボールベアリング２０７ａ、２０７ｂの内孔内に小径部２０２ｃが挿設され下端部を本体部２０３ａの下側へ延出されている。
【００６３】
駆動部２０４は電動モータ２０８とこれの回転を主軸２０２に伝達するためのベルト伝動手段２０９とを備え、ベルト伝動手段２０９は電動モータ２０８の出力軸に固定されたプーリ２１０と主軸２０２の小径部２０２ｃの下端に固定されたプーリ２１１と、これらプーリ２１０、２１１間に掛け回された伝動ベルト２１２とからなっている。
【００６４】
ワーク固定部２０２ａは図１１Ｂに示すように、径大部２０２ｂの上面箇所に下細り状の雌テーパ面ｎ１が形成されると共に、径大部２０２ｂの外周最上部に小径段部ｎ２が形成され、この小径段部ｎ２にゴム質のＯリング２１３を嵌着され固定化されている。Ｏリング２１３の上部は径大部２０２ｂの上端面よりも上方へ張り出している。
【００６５】
真空圧付与部２０５は電動式の真空ポンプ２１４と、これの発生した真空圧をワーク固定部２０２ａに付与するための通気路２１５とを備えている。通気路２１５は、主軸２０２の中心位置に形成され雌テーパ面ｎ１の底部の内側に開口された直状孔ｐ１と、この直状孔ｐ１の下端開口と真空ポンプ２１４とを相対回転自在に連通させた管２１５ａとで形成されている。
【００６６】
切削部２０６は硬化成形物ｗ１’の外周縁ｄ３を切削するためのバイト２０６ａを矢印方向ｎ３の回動可能に設けている。
切削装置３０１で硬化成形物ｗ１’を切削するときは、硬化成形物ｗ１’をワーク固定部２０２ａの雌テーパ面ｎ１の上側端縁部に、凸面側を下向きにして主軸２０２と同心に載置し、硬化成形物ｗ１’の凸面側の外周寄り位置の環状箇所をＯリング２１３の上部に当接させた後、真空圧付与部２０５を作動させる。これにより真空ポンプ２１４の発生した真空圧が通気路２１５を通じることにより雌テーパ面ｎ１と硬化成形物ｗ１’とで囲まれた空間内に付与され、硬化成形物ｗ１’はＯリング２１３に圧接されて主軸２０２と同心状に位置され強力に固定された状態となる。
【００６７】
次に電動モータ２０８を作動させるのであり、これにより硬化成形物ｗ１’は主軸２０２と共に回転される。この回転中、バイト２０６ａが予め定められた軌跡を経て動作されることにより、硬化成形物ｗ１’の外周縁ｄ３が切削され、予定された形体のコンタクトレンズｗ０となる。
上記した切削装置３０１による一連の処理は全自動的或いは半自動的に行わせることが生産の能率化を図る上で好ましいが、これに限定するものではない。
【実施例４】
【００６８】
この実施例４では上記実施例３における製造装置３００の一部を変形した製造装置によりコンタクトレンズｗ０を製造する場合ついて説明する。図１２はこの実施例４に係わる製造装置４００を部分的に示している。
先の実施例３では、雄型２０１ａと雌型２０１ｂで形成される成形キャビティＣＴは外周縁の全周範囲が型外空間に開放されていたが、この実施例では図１２に示すように成形キャビティＣＴの全外面が型で包囲される。
【００６９】
この実施例4の製造装置４００は、図１に示すリング部材１３に代えて、図1２に示すように、エッジ型２１６を設けている。エッジ型２１６は外周面の上端箇所に外方へ張り出した鍔部２１６ａを形成されたものであって、雄型２０１ａの径大部ａ４より下方部位の外周面を取り囲むように雄型２０１ａと同心に配置された環状である。エッジ型２１６は、雄型２０１ａの径大部ａ４より下方の外周面箇所に上下摺動自在に外嵌されている。そして、エッジ型２１６と、雄型２０１ａの径大部ａ４との間には、雌型２０１ｂに対するエッジ型２１６の作用を変化させるための型保持部２１７が形成されている。
【００７０】
この型保持部２１７は、上下端箇所に内周側へ張り出した鍔部２１８ａ、２１８ｂを有する環状部材２１８、上側の鍔部２１８ａと雄型２０１ａの径大部ａ４の上面との間に設けられた流体圧伸縮部２１９、及び、エッジ型２１６と雄型２０１ａの径大部ａ４の下面との間に設けられた圧縮バネ２２０とからなっている。この圧縮バネ２２０は流体圧伸縮部２１９に準じたものに置き換えて、該圧縮バネ２２０と同様に機能させることも差し支えない。
【００７１】
流体圧伸縮部２１９は空気圧などの流体圧を付与され或いは消失されることにより伸縮作動する。流体圧伸縮部２１９が流体圧を付与されて伸張作動されたときは、環状部材２１８が上昇して環状部材２１８の鍔部２１８ｂ、及び、雄型２０１ａの径大部ａ４の下面が衝接し、エッジ型２１６は環状部材２１８に連動しつつ圧縮バネ２２０の弾力に抗して上方へ変位される。一方、流体圧伸縮部２１９に付与されていた流体圧が消失されたときは、圧縮バネ２２０の弾力が環状部材２１８を介して流体圧伸縮部２１９を短縮作動させると共にエッジ型２１６を圧縮バネ２２０の弾力で下方へ変位させる状態となる。
【００７２】
雄型２０１ａの固定された上軸７は外周面の下端部に環状の切欠部ｑ１を形成されており、この切欠部ｑ１は上軸７に対する環状部材２１８の上方変位を可能としている。その他の点は図９に示す実施例３の製造装置３００と同一の構成とされている。
【００７３】
次に図１２に示す製造装置４００を使用することによる、コンタクトレンズｗ０の製造例について説明する。以下の説明において実施例１、２及び３の場合と同一のものには同一の符号を付して説明を省略する。
上軸７が最高位置まで上昇して雄型２０１ａと雌型２０１ｂが離反している状態で、雌型２０１ｂの成形面ｃ２上に重合性材料ｗ１が供給される。この重合性材料ｗ１の量は後述の成形キャビティＣＴの容積よりも幾分多いものとする。
【００７４】
次に流体圧伸縮部２１９に流体圧が付与されない状態のまま、雄型２０１ａを実施例３の場合と同様に漸次に下降させる。雄型２０１ａと雌型２０１ｂの相対距離ＴＨが図６ＢにおけるＴＨ０に到達したとき、エッジ型２１６の下面は雌型２０１ｂの外周縁に隙間の生じない状態に接触する。これにより、雄型２０１ａ、雌型２０１ｂ及びエッジ型２１６により全ての外表面体を囲った状態の成形キャビティＣＴが形成される。この後も、雄型２０１ａの下降が継続されると、これに伴ってエッジ型２１６は圧縮バネ２２０の弾力に抗しつつ上方へ相対変位され、一方では雄型２０１ａが雌型２０１ｂに近接していく。したがって成形キャビティＣＴの容積は漸次に減少される。
【００７５】
成形キャビティＣＴの容積を超える重合性材料ｗ１は、圧縮バネ２２０の弾力に抗してエッジ型２１６を押し上げ、雌型２０１ｂの外周縁から漸次に溢れ落ち溝形部材１１の溝内に流れ込む。以後、雄型２０１ａは、成形キャビティＣＴ内に重合性材料ｗ１が満たされ続けるような速度で降下される。
【００７６】
重合性材料Ｗ１の重合硬化が終了したとき、雄型２０１ａと雌型２０１ｂの相対距離ＴＨが図６Ｂに示すＴＨ１に到達し、雄型２０１ａの下降が停止される。この状態に至る過程において、成形キャビティＣＴ内には重合性材料ｗ１が満たされ続けるため、成形キャビティＣＴ内の硬化成形物ｗ１’は成形キャビティＣＴの表面の形体に合致したものとなる。
【００７７】
この後、上軸７が雄型２０１ａ及びこれに接着した状態の硬化成形物ｗ１’と一緒に上昇されるが、この上昇の前に、流体圧伸縮部２１９に流体圧が付与されて、エッジ型２１６が図１２Ｂに示すように雄型２０１ａに対して距離ｒ１だけ上昇変位されるのであり、これによりエッジ型２１６の下面は雌型２０１ｂから離れ、成形キャビティＣＴ内の硬化成形物ｗ１’に触れない状態となる。この状態を維持されつつ、上軸７がこれの作動範囲内の最上位置に上昇される。上軸７が該最上位置に到達した時点で、それまで流体圧伸縮部２１９に付与されていた流体圧が消失される。これにより、エッジ型２１６は図１２Ｃに示すように圧縮バネ２２０の弾力により雄型２０１ａに対して下降変位され、環状部材２１８の鍔部２１８ａが流体圧伸縮部２１９やエッジ型２１６の径大部２１６ａによりその下降を規制されるまで下降される。エッジ型２１６はこの下降中に、雄型２０１ａに接着している硬化成形物ｗ１’の外周縁ｄ３を圧縮バネ２２０の弾力で下方へ押し下げることにより、硬化成形物ｗ１’を雄型２０１ａから離脱させる。このような製造装置４００による硬化成形物ｗ１’の製造は雄型２０１ａ、雌型２０１ｂ及びエッジ型２１６を取り替えることなく連続的に繰り返される。そして雄型２０１ａから落下した硬化成形物ｗ１’は実施例３の場合と同様に、トレー２３に受け止められて次の工程に搬送され、切削装置３０１により切削加工されてコンタクトレンズｗ０となる。
エッジ型２１６を設けたことにより、切削加工すべき硬化成形物ｗ１’は、ほぼ揃った形で切削装置３０１に供給されることになる。
【実施例５】
【００７８】
図１３はこの実施例４の製造装置４００をさらに変形した製造装置５００を示している。雄型２０１ａ、雌型２０１ｂ及びエッジ型２１６のそれぞれの成形面ａ２、ｃ２、ｓ１はコンタクトレンズｗ０の形体に可能な限り近似したものにすることが好ましい。このようにすれば、切削装置３０１による切削加工の手間が軽減される。
上記実施例３及び４の製造装置３００、４００によるコンタクトレンズｗ０の製造において、実施例２の製造装置２００による印刷処理に準じた印刷処理を実行させることも可能である。
【実施例６】
【００７９】
図１４は、実施例５の製造装置５００をさらに変形した製造装置６００を示している。本実施例においては、エッジ型３１６はコンタクトレンズｗ０の端部の型となっており、雄型２０１ａ、雌型２０１ｂ及びエッジ型３１６の成形面ｓ２（３１６を拡大した図１４Ａ’参照）により、コンタクトレンズｗ０自体の形体を形成し、図１１で示した切削装置３０１による切削工程を省略する。
【００８０】
雄型２０１ａは金属材料を使用し、エッジ型３１６はエンジニアリングプラスチック材料を使用し、雄型２０１ａとの嵌めあい寸法は重合温度において雄型２０１ａに止まり嵌めとし、追い重合温度で隙間嵌めとする。プラスチック材料は雄型２０１ａに対して膨張率が大きいので、金属材料である雄型２０１ａとの隙間が広がるのである。ここにおいて、重合温度は５０度程度であり、追い重合温度は１００度であって、重合温度５０度において重合性材料ｗ１はほぼ硬化し、追い重合温度１００度においてはさらなる重合による収縮は少なく、それよりも熱膨張による体積増加の方が大きくなる。エッジ型３１６は、何れの温度においても雄型２０１ａの側面を移動可能である。
【００８１】
エッジ型３１６には、成形面ｓ２が形成されており、コンタクトレンズｗ０の端部の最終形体を形成する型であり、雄型２０１ａの下側の鍔部ａ５と上側の径大部ａ４の間で摺動し、径大部ａ４の下面との間に設けられた圧縮バネ２２０により支持されている（図１４Ａ）。
【００８２】
重合性材料ｗ１を、雌型２０１ｂに分注して、雄型２０１ａを下降する。雄型２０１ａと雌型２０１ｂの相対距離ＴＨが図６ＢにおけるＴＨ０に到達したとき、エッジ型３１６の下面は雌型２０１ｂの外周縁に隙間の生じない状態に接触する。このとき、エッジ型３１６と雄型２０１ａとの嵌めあい寸法は雄型２０１ａに止まり嵌めであるため、成形キャビティＣＴは密閉された空間となる。そして、余分な重合性材料ｗ１は落下し、完成品となるコンタクトレンズｗ０に匹敵する量だけが、成形キャビティＣＴに残る（図１４Ｂ）。
この後、重合性材料ｗ１は重合により体積を縮減させるが、これに対応した量だけ雄型２０１ａを下降させる。一方、エッジ型３１６は、雌型２０１ｂの外周縁に接触しているため、雄型２０１ａはエッジ型３１６の内周を滑って下降する。このときの重合温度は、５０度である。重合が終了した状態では、雄型２０１ａ、雌型２０１ｂ及びエッジ型３１６により全ての外表面体を囲った状態の成形キャビティＣＴは、完成品のコンタクトレンズｗ０の形状となっている。
【００８３】
この後１００度にまで加温する追い重合を行う。この工程においては、重合性材料ｗ１は熱により膨張する。このため、雄型２０１ａは膨張にあわせて上昇させるが、エッジ型３１６は雌型２０１ｂに接触したままとなる。この状態のままであると、膨張した重合性材料ｗ１がエッジ型３１６の角部に当り、重合性材料ｗ１を傷つけることになるため、エッジ型３１６の材料としてはプラスチックを使用する。プラスチックであるために、エッジ型３１６も追い重合による加温で膨張し、雄型２０１ａとの間に隙間を生じさせる。このため、膨張した重合性材料ｗ１がエッジ型３１６に当り、重合性材料ｗ１を傷つけることが無い（図１４Ｃ）。
【００８４】
追い重合が終了すると温度を下げ、エッジ型３１６と雄型２０１ａとの嵌めあい寸法が雄型２０１ａに止まり嵌めの状態に戻してから、雄型２０１ａと雌型２０１ｂとを引き離す（図１４Ｄ）。その後は、エッジ型３１６を実施例１のリング部材１３と同じように用いて、重合性材料ｗ１の引き剥がしを行う。引き剥がされた重合性材料ｗ１は、成品のコンタクトレンズｗ０となっており、その後の切削工程は不要である。
【符号の説明】
【００８５】
１ 成形型
１ａ，１０１ａ、２０１ａ 雄型
１ｂ，１０１ｂ、２０１ｂ 雌型
２ 型駆動部
３ 加熱部
４ 材料供給部
５ レンズ搬出部
６ 本体フレーム
７ 上軸
８ 駆動機構
９ 型位置制御部
１３ リング部材
２３ トレー
２４ レンズ搬出部
ＢＣ ベースカーブ
ＣＴ 成形キャビティＣＴ
ＦＣ フロントカーブ
ａ２ 雄型成形面（処理面）
ｃ２ 雌型成形面（処理面）
ｄ１ 重合性材料ｗ１の外周縁
ｄ２ 重合性材料ｗ１の外周部
ｄ３ 重合性材料ｗ１の外周部
ＴＨ 相対距離
ｗ０ コンタクトレンズ
ｗ１ 重合性材料
ｗ１’硬化成形物
１００、２００、３００、４００、５００、６００ 製造装置
１１０ 印刷装置
２１６、３１６ エッジ型
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンタクトレンズの成形を合理的に実施することを可能としたコンタクトレンズの製造方法と、この方法の実施に使用されるコンタクトレンズの成形型及びそれに用いる製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンタクトレンズの成形手法として、例えば、特許文献１〜５に開示されているようなキャストモールド法がある。
このキャストモールド法では、例えば、射出成形機に取り付けた金型により、プラスチック材料からなる雌雄の成形型を作成する。そして、成形型を嵌合状に組み合わせて成形型の内側に成形キャビティを形成する。この成形キャビティ内に重合性材料（モノマー）を供給して重合させることにより、コンタクトレンズ半製品を成形する。
ここで使用される成形型は一般には使い捨てとされ、例えば、１個のコンタクトレンズの成形に雌雄一対の成形型が消費される。
【０００３】
この手法には、次に示すような問題点がある。
ａ：成形型に使用されるプラスチック材料は、医療用中間材料として高度に管理されて生産されたもので高価であり、また使い捨てであるので成形型の各部の寸法精度を確保するには高いコストが要求される。
ｂ：成形型のみで成形されたコンタクトレンズの外周縁（エッジ部）の形状を安定的に滑らかな曲面とするには、雌雄の成形型の嵌合状態を注意深く管理することが必要であり、コンタクトレンズの外周縁の全面を滑らかな曲面とすることは殆ど不可能である。
ｃ：雌雄の成形型の内方に形成された成形キャビティ内には、成形キャビティの容量よりも多い量の重合性材料を供給し、オーバーフローさせた状態で重合させるが、成形済みのコンタクトレンズ半製品のエッジ部の、重合後の重合性材料を分離させるさいに生じるバリやリング状の不要物を、分別し廃棄する処理を行う必要がある。
ｄ：重合後の重合性材料を型から分離させるさいに、型を変形させたり、また破壊したりする処理が必要であると、型の使い捨ては必然的となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１６６４３６号公報
【特許文献２】特開２０００−２８９０４１号公報
【特許文献３】特開２０００−１８５３２５号公報
【特許文献４】特開平１１−３２０６９９号公報
【特許文献５】特開平０６−１７０８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来のキャストモールド法の利点を維持しながら、既述の問題点を改良することの出来るコンタクトレンズの製造方法と、その成形型及び製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、コンタクトレンズの製造方法は、コンタクトレンズの、ベースカーブを成形するための凸面部分を有する雄型と、コンタクトレンズの、フロントカーブを成形するための凹面部分を有する雌型とからなる成形型を形成し、前記雄型及び前記雌型は前記凸面部分が上側に、そして凹面部分が下側に位置されて、前記雄型及び前記雌型を非接触状態で対向させて、前記凸面部分と前記凹面部分との間に、周囲が開放された状態に保持される成形キャビティを形成し、該成形キャビティ内の重合性材料が重合硬化する過程で、前記雄型及び前記雌型の相対距離を短縮することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のコンタクトレンズの製造装置は、コンタクトレンズのベースカーブを成形する凸面部分を有する雄型と、コンタクトレンズのフロントカーブを成形する凹面部分を有する雌型と、前記雄型及び前記雌型を上下へ相対変位させるとともに、前記雄型及び前記雌型を非接触状態で対向させる型駆動部と、前記雄型及び前記雌型内に挟まれた重合性材料の、重合開始から終了までの、前記雄型及び前記雌型の相対距離を狭める制御をする制御部を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、重合性材料の重合が進むにつれて収縮してゆく重合性材料を、雌型と雄型とが相対距離を狭めながら挟みつけた状態のまま重合させる。従って、重合性材料は常に雌型と雄型と密着した状態に保たれるため、形状をコンタクトレンズ側に写し取ることができる。また、剥離装置を具備し、剥離のために雄型及び雌型を変形させることなく剥離させるので、雄型及び雌型は多数回使用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るコンタクトレンズの製造装置の第１の実施例を示す図である。
【図２】上記製造装置の一部を示す拡大図である。
【図３】上記製造装置の一部である雄型及び雌型などを示す断面図である。
【図４】上記製造装置で製造されるコンタクトレンズの断面図である。
【図５】上記製造装置の型駆動部の作動を示す図である。
【図６】上記製造装置の雄型及び雌型と検出センサの関係を示す図である。
【図７】上記製造装置のリング部材とコンタクトレンズとの関係を示す図である。
【図８】本発明に係るコンタクトレンズの製造装置の第２の実施例を示す図である。
【図９】本発明に係るコンタクトレンズの製造装置の第３の実施例の一部を示す図である。
【図１０】上記第３の実施例の製造装置で製造されたコンタクトレンズ半製品の断面を示す図である。
【図１１】上記第３の実施例で使用される切削装置の図である。
【図１２】本発明に係るコンタクトレンズの製造装置の第４の実施例の一部を示す図である。
【図１３】上記第４の実施例の製造装置の一部を変更した製造装置を示す図である。
【図１４】上記第５の実施例の製造装置の一部を変更した製造装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１０】
先ず、本発明に係るコンタクトレンズの製造装置の一実施例について説明する。
〈全体概要〉
図１は上記製造装置の一実施例を示す図であり、図２は図１の一部を拡大して示す拡大図である。
製造装置１００は雄型１ａと雌型１ｂからなる成形型１、雄型１ａ及び雌型１ｂを上下へ相対変位させる型駆動部２、成形型１を加熱する加熱部３、成形型１に対し重合性材料を供給する材料供給部４、及び、型駆動部２が落下させたコンタクトレンズｗ０を後工程へ搬出するレンズ搬出部５を備えている。
【００１１】
〈成形型１の説明〉
図３Ａにおいて、雄型１ａは全体として底壁ａ１付の円筒形状を呈するもので、底壁ａ１の下面が下方へ凸となる湾曲面からなる成形面ａ２を有し、周面壁ａ３の上部に径大部ａ４を形成されている。成形面ａ２は図４に示すコンタクトレンズｗ０の角膜側の曲面であるベースカーブＢＣを成形するためのもので、例えば型中心線回りｂ１の回転軌跡面であり、鏡面状に加工され、外周の直径は、コンタクトレンズｗ０の直径よりやや小さい大きさである。
【００１２】
一方、雌型１ｂは、全体として頂壁ｃ1付の円筒形状を呈するもので、頂壁ｃ１の上面が下方へ凹となる湾曲面からなる成形面ｃ２を有し、周面壁ｃ３の下部に径大部ｃ４を形成されている。成形面ｃ２は図４に示すコンタクトレンズｗ０の前側の曲面であるフロントカーブＦＣを成形するためのもので、例えば型中心線ｂ2回りの回転軌跡面であり、外周の直径は、コンタクトレンズｗ０の外周に大略合致した大きさである。このように、成形面ａ２の直径よりも成形面ｃ２の直径の方がやや大きい。
【００１３】
これら雄型１ａと雌型１ｂでコンタクトレンズｗ０を製造するときは、雄型１ａの型中心線ｂ1と、雌型１ｂの型中心線ｂ２とを合致させ、図３Ａに示すように、これら雄型１ａと雌型１ｂとの間に重合性材料ｗ１を供給した後、これら雄型１ａ及び雌型１ｂを図３Ｂに示すように近接させ、非接触状態で対向させる。これにより、雄型１ａと雌型１ｂとの間に外周縁の全周範囲が型外空間に開放された状態の成形キャビティＣＴが形成される。この成形キャビティＣＴ内に分注した重合性材料ｗ１は、図３Ｃに示すように、雄型１ａ及び雌型１ｂで挟圧されて、雄型１ａ及び雌型１ｂに忠実に倣いコンタクトレンズ状になる。ここで、重合性材料ｗ１を、加熱或いは紫外線照射などして重合させると、コンタクトレンズｗ０が成形される。この後、雄型１ａと雌型１ｂとを離反させてコンタクトレンズｗ０をこれら雄型１ａ及び雌型１ｂから離脱させ型外へ取り出す。
【００１４】
このような製造処理において、コンタクトレンズｗ０の外周縁ｄ１は成形型１によってはその外形は成形されず、重合性材料ｗ１の性状（比重、粘度、表面張力など）に従い自由状態下で成形される。コンタクトレンズｗ０の外周縁ｄ１は、雄型１ａよりもレンズ半径方向の外方へ張り出した態様として、成形される。
尚、上記したコンタクトレンズｗ０の製造において重合性材料ｗ１を紫外線で重合させる場合には、雄型１ａ及び又は雌型１ｂは紫外線を透過させる材料を使用する必要がある。
【００１５】
型材料は、紫外線透過率、熱伝導率、重合性材料との撥水性、離型性、濡れ性、表面張力、表面処理との相性、耐久性、素材の加工性、などの特性から選択される。使用される材料として、アルミ、銅、真鍮、ステンレス等合金鋼、などの金属材料、石英ガラス、水晶などの非金属材料、ポリプロピレン、ナイロン、ポリアセタール、ポリ四弗化エチレン、変性ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチック材料が使用出来る。雄型雌型は同じ材料である必要はなく、雌型雄型それぞれに要求される特性を有する材料を選択する。
【００１６】
型表面処理は撥水性、離形性などモノマーとの相性を目的として行うコーティング、耐久性向上、防錆、コーティングの下地を目的として行うメッキ、密着力の向上を目的として行うプラズマ処理がある。表面処理は雌型／雄型への処理方法の組み合わせ、処理範囲は全体、または部分へ、光学特性、生体安全性を考慮の上選択する。型材料の選択、型表面処理の選択は、硬化した重合性材料と型との付着力に影響を与える。
【００１７】
〈型駆動部２の説明〉
型駆動部２は、定置される本体フレーム6、上軸7、駆動機構8、及び、型位置制御部9を備えている。
本体フレーム6は縦長いもので、方形ブロックからなる台部６ａ、この台部６ａから起立された支柱部6ｂ、及び、支柱部6ｂから前方へ片持ち状に張り出された梁部6ｃを有している。台部６ａの上面中央位置には上下向きの円形孔ｅ１が形成されており、この円形孔ｅ１は上端に径大箇所を形成されている。この径大箇所にはこれと同心に雌型１ｂの径大部ｃ４が嵌合状に圧入されて固定されており、また台部６ａの上面のうち、雌型１ｂを取り巻く環状範囲には、環状の溝形部材１１が固定されている。
【００１８】
梁部6ｃは台部６ａの真上に位置されており、円形孔ｅ１と同心にこれよりも大きな径の円形透孔ｅ２が形成されている。この円形透孔ｅ２には案内筒１２が同心に挿着されている。そして、この案内筒１２内にはこれと同心に上下向きの上軸７がこれの中心線ｂ３回りの回転を規制された状態で上下摺動のみ可能に挿入されており、上軸7の下端面には下向きの円形孔ｅ３が形成されている。この円形孔ｅ３は下端に径大箇所を形成され、この径大箇所には雌型１ｂと同心に雄型１ａの径大部ａ4が嵌合状に圧入されて固定されている。
【００１９】
図５は型駆動部２の作動を示す図である。上軸7の下端面で雄型１ａの全周を取り囲む環状範囲にはリング部材１３が雄型１ａと同心に固定されている。リング部材１３の内孔は円形とされ、雄型１ａの径大部ａ４より下方の外周面に、上下摺動自在に外嵌されると共に、図示しないスプリングの弾力或いは磁石の磁力などで上向きへ付勢された状態となっている。したがって、上軸７が案内筒１２に対して図５Ａに示すようにその最上位置まで上昇されたときは、リング部材１３は、これの上面が上軸７の下端面に押されて雄型１ａの周面壁ａ３に外嵌された状態で、上向きの付勢力に抗して一定距離だけ降下変位した状態となる。一方、上軸７が案内筒１２に対して図５Ｂに示すように一定距離以上に降下されると、図示しないスプリング又は磁石などの上向きの付勢力によりリング部材１３が上昇変位されてこれの上面が上軸７の下端面に衝接されて上軸７に対するリング部材１３のそれ以上の相対的な上昇変位が規制される。したがって、リング部材１３の上面は案内筒１２の下端面から離反した状態になる。
【００２０】
駆動機構8は梁部６ｃの上側にボルトを介して固定された支持部材１４と、この支持部材１４の上部に固定されたサーボモータ１５と、このサーボモータ１５の出力軸であり上軸７の雌ネジ７ａに螺入されたネジ軸１６とを備えている。そして、サーボモータ１５が正逆に回転作動されることによりネジ軸１６が正逆に回転されて、上軸７が上下駆動されるようになっている。
【００２１】
型位置制御部９（図２）は、図３Ａに示すように、雄型１ａと雌型１ｂとの間に供給された重合性材料ｗ１が、雄型１ａ及び雌型１ｂの近接作動により、図３Ｃに示すように、雄型１ａ及び雌型１ｂに忠実に倣いコンタクトレンズ状になるとき、この重合性材料ｗ１の外周縁ｄ１の位置を検出する光学式の検出センサ９ａを有しており、この検出センサ９ａの検出信号に関連してサーボモータ１５を、その検出信号に対応した量だけ回転させる。
【００２２】
図６Ａは、雌型１ｂと検出センサ９ａとの関係を示す図である。検出センサ９ａは、光線ｆ１の出射と入射との時間関係で重合性材料ｗ１の外周縁ｄ１の位置を検出して、外周縁ｄ１の直径を把握し、この直径が目的とするコンタクトレンズｗ０の直径に合致するようにサーボモータ１５を制御する。
【００２３】
図６Ｂは、重合性材料ｗ１が、重合が進むにつれて収縮して硬化するとき、重合開始時点（時刻ｔ０）から完了（時刻ｔ１）までの変化を、外周縁ｄ１の位置の、初期値（ｐ０）から目標値（ｐ１）までの変化については実線ｉにより、雄型１ａ、雌型１ｂの中央における重合性材料ｗ１の厚さＴＨの初期値（ＴＨ０）から目標値（ＴＨ１）までの変化については二点鎖線ｋにより示している。
【００２４】
尚、点線ｊは、サーボモータ１５によって型１ａ、１ｂの近接制御を行わないときの、外周縁ｄ１位置であって、重合が進むにつれて収縮し、検出センサ９ａから離れ、最終的にはｐ２に到達する様子を示している。この際、収縮による形状変化により雄型１ａと雌型１ｂからの剥離が発生する。
【００２５】
本実施例では、重合を進めていく過程で、序々に雄型１ａと雌型１ｂとの相対距離ＴＨをＴＨ０からＴＨ１まで狭めてゆく。この狭める距離は、検出センサ９ａによって検出され、重合性材料ｗ１の外周縁ｄ１の位置に基づいて制御される。この動作により、重合性材料ｗ１は常に雄型１ａと雌型１ｂとに押し付けられた状態となり、外周縁ｄ１は雄型１ａから序々にはみ出してくる。外周縁ｄ１の位置が、位置ｐ１に達することを検出センサ９ａで検出するまで制御装置９がサーボモータ１５を制御作動させる。すなわち、重合性材料ｗ１の厚さに合致する前記相対距離ＴＨを２点鎖線ｋのように変化させたときに、実線ｉとなるような変化が観測されれば、重合性材料ｗ１の重合は計画通りに行われていると判断出来る。
【００２６】
検出センサ９ａによって検出される外周縁ｄ１のはみ出し位置が実線ｉに従ったはみ出し位置の状態を保っているかどうかを監視し、はみ出し位置の変化が起こったときには次回のコンタクトレンズの製造において、重合性材料ｗ１の分注量を増減させる。はみ出し位置の変化が少ないのは（或いは多い）、分注量が少ないからであり（或いは多い）、これを反映することにより、実線ｉとなるような変化が観測されるまで修正を繰り返す。
【００２７】
〈加熱部３の説明〉
図２に示すように、加熱部３は雄型１ａを電力で加熱するヒータ１７ａと、雌型１ｂを電力で加熱するヒータ１７ｂとを具備すると共に、これらヒータ１７ａ、１７ｂに通電することで雄型１ａと雌型１ｂのそれぞれを独立して自動的に任意な温度に加熱調整出来る構成とされている。このさい、一方のヒータ１７ａは雄型１ａの内孔に埋設されて円形孔ｅ３内に位置されており、また他方のヒータ１７ｂは雌型１ｂの内孔に埋設されて円形孔ｅ１内に位置されている。
【００２８】
〈材料供給部４の説明〉
図１及び図２に示すように、材料供給部4は、上軸７に結合部材１８を介して同体状に固定されたシリンダ装置１９と、雌型１ｂの成形面ｃ２上に重合性材料ｗ１を分注する分注ノズル２０と、重合性材料ｗ１を分注ノズル２０へ供給するためのポンプ２１と、重合性材料ｗ１を貯溜するための容器２２とを備えている。シリンダ装置１９は型駆動部２の作動に関連したタイミングで空気圧などにより左右方向へ出入り作動される出力ロッド１９ａを具備しており、この出力ロッド１９ａの先端に分注ノズル２０が固定されている。ポンプ２１は容器２２内の重合性材料ｗ１を適当なタイミングで必要量だけ吸引し分注ノズル２０まで送り出すものである。
【００２９】
〈レンズ搬出部５の説明〉
図２に示すように、レンズ搬出部５は、型駆動部２の雄型１ａの真下位置に落下された重合硬化の終了した重合性材料ｗ１を受け入れるための多数のトレー２３と、これらのトレー２３を適当なタイミングで一定経路上を移動させるための搬送装置２４とからなっている。トレー２３は底面を軟質材で形成して、受け入れる重合性材料ｗ１に過大な衝撃が付与されないようにするのがよい。搬送装置２４は、供給コンベア２４ａ、供給滑りガイド２４ｂ、水平搬送部２４ｃ、搬出滑りガイド２４ｄ、及び、搬出コンベア２４ｅを備えている。供給コンベア２４ａはトレー２３を型駆動部２の右側位置に移動させ、型駆動部２の作動に関連した適当なタイミングで、供給滑りガイド２４ｂ上を滑り移動させて水平搬送部２４ｃの搬送始端ｇ１に移動させる。水平搬送部２４ｃは複数の案内車２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに巻き掛けられた搬送チェーン２６を介して、搬送始端ｇ１に位置したトレー２３を上軸７が一定高さ以上に上昇された時点で左側へ水平移動させ、雄型１ａの真下で一時停止させた後、再び水平移動させて搬送終端ｇ２に移動させ、ここからは搬出滑りガイド２４ｄ上を滑り移動させて搬出コンベア２４ｅの搬送始端に移動させる。搬送チェーン２６はトレー２３の両脇下面を支持して搬送するが、雄型１ａとは干渉しない形態とされている。搬出コンベア２４ｅはこれの搬出始端に位置したトレー２３を後工程まで搬出する。
【００３０】
次に上記した本実施例の製造装置を使用することによるコンタクトレンズの製造例について説明する。
重合性材料ｗ１を容器２２内に貯溜させておく。重合性材料ｗ１としては、例えばｎ−ブチルアクリレート、メチルメタアクリレートなどのアクリル酸エステル、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、ジメチルメタアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドなどのアクリルアミド類、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルピペリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタムなどのＮ−ビニルラクタム類、アクリル酸、メタアクリル酸などのアクリル酸系、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、２.３−ジヒドロキシプロピルメタクリレート、ジエチレングリコールメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレートなどのアクリル酸系エステル類、トリス（トリメチルシロキシ）シリルプロピルメタクリレートなどのシリコーン化合物などが挙げられる。
【００３１】
これらの材料は単独で使用しても或いは２種以上を混合して使用してもよい。また重合性材料ｗ１は好ましい重合を行わせるため、架橋剤、重合開始剤、増感剤などの必要な添加剤が混合されたものとされる。
【００３２】
カルボニル基を含むメタクリル酸などのイオン性モノマーの使用量は１％未満に控え、ＦＤＡ分類でII類となるＮ−ビニルピロリドン、メチルメタクリレートからなる非イオン性素材を用いることが好ましい。その理由は、イオン性ソフトコンタクトレンズは脂質が付着し汚れやすく、アレルギー障害などの眼障害の原因となりやすく、また脂質が付着すると酸素透過性が落ち、眼にとっては良くないからである。その点、非イオン性ソフトコンタクトレンズは、脂質が付着しにくいため、眼障害の発生率も下がり、レンズの使用開始時と比較しても酸素透過性の低下が小さい。
【００３３】
製造装置全体の制御は、制御部９により行われる。
初期状態では、水平搬送部２４ｃ上にはトレー２３が存在しておらず、雄型１ａは上軸７と共に図１及び図５Ａに示すように最上位置に位置され、また材料供給装置4のシリンダ装置１９は図１に示す高さに保持されるのであり、この時点では出力ロッド１９ａはシリンダ装置の本体内に退入した状態となっている。
【００３４】
この状況の下で、製造装置１００の作動を開始させると、先ず材料供給部４のシリンダ装置１９の出力ロッド１９ａが図２に示すように左方へ進出し、分注ノズル２０を通じて図３Ａに示すように雌型１ｂの成形面ｃ２上に一定量の重合性材料ｗ１を供給する。この供給が終了した後、出力ロッド１９ａは元位置に復帰されてシリンダ装置１９は短縮状態となる。
【００３５】
一方で、各ヒータ１７ａ、１７ｂに通電され、雄型１ａ及び雌型１ｂがその対応するヒータ１７ａ、１７ｂで加熱され予め計画された温度に制御される。
次にサーボモータ１５が作動され、上軸７が降下される。これにより、雄型１ａの成形面ａ２が図５Ｂに示すように雌型１ｂの成形面ｃ２に近づき、成形面ｃ２上の重合性材料ｗ１を図３Ｂに示すように押圧し、雄型１a及び雌型１bに忠実に倣いコンタクトレンズ状に径大化させる。そして、重合性材料ｗ１の外周縁ｄ１が図３Ｃに示すように雄型１ａの成形面ａ２の外周まで拡大されたとき、検出センサ９ａがこれを検出してサーボモータ１５を停止させ、雄型１ａの下降を停止させる。この停止時点を初回停止時点と呼ぶこととする。この初回停止時点の後、雄型１ａと雌型１ｂの間の空間は最終段階の成形キャビティＣＴとして機能するのであり、この成形キャビティＣＴは重合性材料ｗ１の成形中、常に、外周縁が型外空間に開放された状態に保持される。
【００３６】
成形キャビティＣＴ内では重合性材料ｗ１が成形面ａ２、ｃ２から熱を付与されて温度上昇すると、重合性材料ｗ１のラジカル重合が開始される。
並行してサーボモータ１５が作動され雄型１ａを下降させる。この下降により重合性材料ｗ１がコンタクトレンズ状に成形されて、重合物の外周縁ｄ１は雄型１ａの成形面ａ２の外周からその半径方向へはみ出す。このときのはみ出しは、リング部材１３により引き剥がしを行うため、雄型１ａの外周からはみ出させている。はみ出した外周縁ｄ１が位置ｐ１に達したことを検出センサ９ａが検出すると制御部９により、サーボモータ１５を停止させる。
【００３７】
重合が終了するに必要な時間が経過したとき、成形キャビティＣＴ内の重合性材料ｗ１は、目的とする形状の、コンタクトレンズｗ０となる。
またコンタクトレンズｗ０の外周縁ｄ１は表面張力により形成されるため、ベースカーブとフロントカーブを結ぶ滑らかな曲面となる。
重合性材料ｗ１の重合が終了するのに必要な時間が経過した後、雄型１ａと雌型１ｂを型中心線方向ｂ1、ｂ２へ離反させると、表面処理効果及び重合性材料ｗ１の重合による収縮により先に雌型１ｂから離脱する。従って、コンタクトレンズは雄型１ａ側に残った状態となり、雄型１ａとともに上昇する。このように、雄型１ａと雌型１ｂは、繰り返し使用出来るため、成形面ａ２、ｃ２はコーティングやプラズマ処理などによる表面処理を施しても、コストの上昇分は分散される。
【００３８】
上軸７が最上位置の近傍まで上昇したとき、リング部材１３の上面が案内筒１２の下端面に衝接する。以後、上軸７が最上位置に到達するまで、リング部材１３は案内筒１２により下方へ押されて雄型１ａの周面壁ａ３に案内されつつ雄型１ａ上をこれに付与される上向きの付勢力に抗しつつ略水平姿勢のまま維持される。図７はリング部材１３と重合性材料ｗ１との関係を示す図であるが、リング部材１３の姿勢の維持により、リング部材１３は雄型１ａに密着されたコンタクトレンズｗ０のうち雄型１ａの半径の外側へ張り出した外周部ｄ２に衝接し、重合性材料ｗ１を下方へ押して雄型１ａから離脱させ真下へ落下させる。雄型１ａと雌型１ｂは次のコンタクトレンズｗ０の作成に利用される。
この一方では、上軸７の上昇が適当に進行したとき、供給コンベア２４ａから１つのトレー２３が供給滑りガイド２４ｂ上を滑り移動されて水平搬送部２４ｃの搬送チェーン２６上に供給され、水平搬送部２４ｃはこのトレー２３を雄型１ａの真下に移動させ一時停止させる。そして、雄型１ａから離脱されて落下する重合性材料ｗ１をこのトレー２３内に受け取り、一時停止の時間が経過した後、再びこのトレー２３を搬出側へ移動させ、搬出滑りガイド２４ｄ上を滑り移動されて搬出コンベア２４ｅ上に送り出される。搬出コンベア２４ｅはこのトレー２３を次工程へ向け搬送する。
こうして実施例の製造装置１００から搬出された重合性材料ｗ１は次工程以降で、膨潤、水和、外観検査、ブリスタ容器内への収納などの処理を受けて製品化される。
【００３９】
本実施例においては、ガイドされて離合する雄型、雌型により、全外周縁が型外空間に開放された態様の成形キャビティが形成され、重合性材料は雄型と雌型とで上下から挟みつけられた状態のまま重合されてコンタクトレンズの成形を行うため、サーボモータの押圧により型自体が変形することがない。
また、余分となる重合性材料が無いため、バリとして雄型、雌型に付着して残ってしまうこともなく、雄型及び雌型は連続的に多数回使用出来る。
雄型及び雌型を多数回繰り返し使用する事により、雄型及び雌型の材料や表面処理にコストをかけることが可能になり、より生産性が高まるという効果がある。
コンタクトレンズの外周の縁は表面張力により形成されるため、ベースカーブとフロントカーブが接合する外周の縁が滑らかな曲面のコンタクトレンズを製造することが出来る。
【実施例２】
【００４０】
次に、本発明に係わるコンタクトレンズ製造装置の、印刷を含む実施例について説明する。
印刷には、眼の美容効果を目的にした、装用者の瞳孔範囲に、装飾用の独特のパターンを１種類以上の着色剤で着色したカラーコンタクトレンズ、及び、製造管理するための、製品の識別用の回転マーク、反転マーク、製品名、ブランド名、ロットNo、”サンプル”等の装飾用以外のパターンまたはマークの印刷がある。
これらの製品を提供することが出来ることが本装置の特徴である。
図８に実施例の製造装置２００を示す。製造装置２００は雄型１０１ａと雌型１０１ｂを上下へ相対変位させる型駆動部１０２、重合性材料を供給する分注ノズル１１１、印刷装置１１０及びコンタクトレンズｗ０を後工程へ搬出するレンズ搬出部５を備えている。
【００４１】
印刷装置１１０は、ハ方向に回転自在に支持された金属又はナイロン製の印刷凹版プレート１１７、インクカップ１２４、印刷パット１１６を有している。印刷凹版プレート１１７の凹部に、インクカップ１２４内のインク（カラーインク）１２１を付着させ、ハ方向に回転させる。軸１０９を中心に印刷パット１１６を印刷凹版プレート１１７に押し付け、印刷凹版プレート１１７に付着したインクを転写させる。その後、印刷パット１１６を１８０度反転させ、シリンダ１２８でロ方向に前進させる。この状態で雄型１０１ａを下降すると、雄型１０１ａにインクを付着させることが出来る。
【００４２】
印刷装置１１０をロ方向逆方向に後退させた後、シリンダ１１２により、分注ノズル１１１の先端を容器１２０に漬け、分注装置１１９により重合性材料ｗ１を吸い上げ、雌型１０１ｂの直上に位置させ分注する。重合性材料ｗ１の重合を開始させて、重合終了するまでに雄型１０１ａと雌型１０１ｂの隙間を僅ずつ狭める。隙間を狭めることにより重合性材料ｗ１が偏平化されて、重合物の外周縁ｄ１が雄型１０１ａの成形面の外周からその半径方向へはみ出す。このときの外周縁ｄ１のはみ出し量を検出センサ９ａで監視しながら、雄型１０１ａと雌型１０１ｂの隙間を僅ずつ狭める。外周縁ｄ１が位置ｐ１に達したことを検出センサ９ａが検出すると、雄型１０１ａと雌型１０１ｂの近接を停止する。尚、重合性材料ｗ１が変形不可能な状態となった後には雄型１ａ及び雌型１ｂと重合性材料ｗ１との密着が維持されるように成形型１を重合性材料ｗ１に押圧させる。次に雄型１０１ａを上昇させ、容器搬入ハンド１０４をホ方向に移動し直下に位置させる。その後、剥離リング１１３により剥離させて落下により検査容器１０５に収容する。
【００４３】
上記実施例においては、インク１２１が付着した印刷パット１１６をニ方向に回転させて上を向かせたが、インク１２１が付着した面を下向きのまま、雌型１０１ｂの真上に位置させて雌型１０１ｂに押し付ければ、雌型１０１ｂに対してインク１２１を供給出来る。同様にして、雄型１０１ａ、雌型１０１ｂの両方にインクを付着させても良い。
【００４４】
重合性材料の間にインクを挟んだサンドイッチ構造とすることも出来る。
この場合、まずシリンダ１１２を下降（方向イ）することにより、重合性材料ｗ１を保有した容器１２０に分注ノズル１１１の先端を漬け、分注装置１１９によりレンズ体積の1/3から1/2の重合性材料ｗ１を吸い上げて、分注ノズル１１１を上昇させる（方向イ逆方向）。
【００４５】
シリンダ１２８により、分注ノズル１１１を雌型１０１ｂの上に位置させ、重合性材料ｗ１を雌型１０１ｂの凹部に分注する。シリンダ１２８を後退させ、サーボモータ１１５により、雄型１０１ａと雌型１０１ｂの隙間を最終レンズ厚さの１／２まで狭める。重合性材料ｗ１の重合を開始させて、ほぼ重合が終了するまで、雄型１０１ａと雌型１０１ｂの隙間を僅ずつ狭める。狭めるのは、先の実施例と同様に、収縮する重合性材料ｗ１を収縮による体積の減少よりもやや大きく圧縮して、雄型１０１ａと雌型１０１ｂに押し付け続ける為である。隙間を狭めることにより重合性材料ｗ１が偏平化されて、重合物の外周縁ｄ１が雄型１０１ａの成形面の外周からその半径方向へはみ出す。このときの外周縁ｄ１のはみ出しは、先の実施例における位置ｐ１より手前（図６Ｂ、ｐ１１）となる程度である。重合がほぼ終了する時点で、サーボモータ１５を停止させる。尚、この最初の重合においては、検出センサ９ａを用いた外周縁ｄ１の監視を行っても行わなくても良い。次の重合により最終的に形が決められるからである。
【００４６】
印刷装置１１０により、印刷凹版プレート１１７に付着したインクを転写させる。その後、印刷パット１１６を１８０度反転させ、シリンダ１２８でロ方向に前進させる。
この状態で雄型１０１ａを下降する事により、雄型１０１ａに張り付いたままの状態の薄い中心厚レンズの凸側を、印刷パット１１６に押し付け、インクを付着させる。
【００４７】
印刷装置１１０をロ方向逆方向に後退させた後、シリンダ１１２により、分注ノズル１１１の先端を容器１２０に漬け、分注装置１１９によりレンズ体積の残り分の重合性材料ｗ１を追加分として吸い上げる。分注ノズル１１１を雌型１０１ｂの直上に位置させ、分注装置１１９によりレンズ体積残り分を計量分注する。
【００４８】
再度、雄型１０１ａと雌型１０１ｂの間隔を狭め中心隙間を目標中心厚の寸前で停止して、成形キャビティを形成する。重合性材料ｗ１の重合を開始させて、ほぼ重合終了するまでに雄型１０１ａと雌型１０１ｂの隙間を僅ずつ狭める。隙間を狭めることにより重合性材料ｗ１が偏平化されて、重合物の外周縁ｄ１が雄型１０１ａの成形面の外周からその半径方向へはみ出す。このときの外周縁ｄ１のはみ出し量を検出センサ９ａで監視しながら、雄型１０１ａと雌型１０１ｂの隙間を僅ずつ狭める。外周縁ｄ１が位置ｐ１に達したことを検出センサ９ａが検出すると、雄型１０１ａと雌型１０１ｂの近接を停止する。雄型１０１ａを上昇させ、容器搬入ハンド１０4をホ方向に移動し直下に位置させる。その後、剥離リング１１３により剥離させて落下させ、検査容器１０５に収容する。
【００４９】
尚、上記実施例において、サーボモータ１５或いは１１５により、一対の雄型１ａ、雌型１ｂ、或いは、一対の雄型１０１ａ、雌型１０１ｂの相対間隔を制御する例を示したが、１つの駆動系により複数の雄型、雌型の相対距離を同時に制御しても良い。
【００５０】
上記実施例において、雄型１ａ、１０１ａ、雌型１ｂ、１０１ｂの材料、或いは型表面処理を適宜選択することにより、重合性材料に対する雄型１ａ、１０１ａ、の付着力を、雌型１ｂ、１０１ｂの付着力よりも高くしておくことも可能である。このようにすれば、雄型１ａ、１０１ａ、と雌型１ｂ、１０１ｂとを離間させたときに、より確実に重合性材料を雄型１ａに付着させて雌型１ｂから引き剥がすことが出来る。
以上の実施例１、実施例２の方法は、ハード及びソフトコンタクトレレンズの何れでも製造を可能とするものである。
【実施例３】
【００５１】
先の実施例１及び２では、コンタクトレンズｗ０の外周縁の形体を表面張力により完成させる場合について説明したが、この実施例３では、外周縁の形体については切削加工により完成させる場合について説明する。
【００５２】
この実施例３で使用する製造装置は、先の実施例で使用される図１又は図8に示す製造装置１００、２００において雌型１ｂ又は１０１ｂの一部のみに変更を加えた構造とする。
図９はこのような構造とした製造装置３００を部分的に示している。
図９Ａにおいて、雄型２０１ａは実施例１又は実施例２の雄型１ａ、１０１ａと同一のものである。一方、雌型２０１ｂは、成形面ｃ２の外周の直径、及び、成形面ｃ２の最下点から外周までの高さｈ０１が、実施例１又は実施例２で使用した雌型１ｂ又は１０１ｂのそれに較べて大きい。
【００５３】
次に図９に係わる製造装置３００を使用することによる、コンタクトレンズｗ０の製造例について説明する。以下の説明において実施例１及び２の場合と同一のものには同一の符号を付して説明を省略する。
制御部９（図１）の制御により、雌型２０１ｂの成形面ｃ２上に重合性材料ｗ１が分注ノズル２０を通じて供給される。実施例１及び２の場合には雌型１ｂ、１０１ｂに分注される重合性材料ｗ１の量はコンタクトレンズｗ０の体積に合致した量としていたが、本実施例の場合における重合性材料ｗ１の量はコンタクトレンズｗ０の体積に対応する量よりも多い量である。
【００５４】
次に実施例１の場合に準じて、サーボモータ１５が作動され、雄型２０１ａが下降される。この下降により雄型２０１ａと雌型２０１ｂとの間に外周縁の全周範囲が型外空間に開放された状態の成形キャビティＣＴが形成され、この成形キャビティＣＴ内において重合性材料ｗ１が上下方向から圧縮されて扁平化される。
【００５５】
雄型２０１ａは重合性材料ｗ１の重合がほぼ完了するまでの間、下降させる。この際、雄型２０１ａと雌型２０１ｂの相対距離ＴＨは、実施例１のように検出センサ９ａの検出信号により制御するのではない。本実施例の場合は、重合性材料ｗ１が重合する過程において、雄型２０１ａを重合性材料ｗ１の重合による体積減少（図６Ｂの破線ｊ）の収縮量と同一若しくはそれ以上の速度で減少させる。相対距離ＴＨは雄型２０１ａの凸面部分や雌型２０１ｂの凹面部分に分注された重合性材料ｗ１が体積減少により剥離しようとする速度或いはそれよりも大きい速度にする。これにより重合性材料ｗ１の外周縁ｄ３は、重合性材料ｗ１が重合する過程で、その位置を維持するか、或いは成形キャビティＣＴの半径方向へ拡大し続けるようになる。
【００５６】
このように相対速度を制御することにより、雄型２０１ａの凸面部分と雌型２０１ｂの凹面部分は成形キャビティＣＴ内の重合性材料ｗ１が重合硬化する過程で、重合性材料ｗ１の体積減少にも拘わらず、常に、重合性材料ｗ１における図１０に示す外周縁ｄ３以外の範囲において隙間の生じないように密接した状態に保持される。剥離しようとする速度或いはそれよりも大きい速度にした場合は、常に雄型２０１ａと雌型２０１ｂで重合性材料ｗ１を押し続ける状態になる。
溝形部材１１は、雌型２０１ｂの外周縁から溢れ出た重合性材料ｗ１を受ける。尚、重合性材料ｗ１はこのように溢れ出ないような量において分注するのが好ましい。
【００５７】
成形キャビティＣＴ内の重合性材料ｗ１が重合終了すると、成形キャビティＣＴ内の重合性材料ｗ１は、図１０に示すようにコンタクトレンズｗ０の全体の形体を内包した硬化成形物ｗ１’となる。
この硬化成形物ｗ１’の外周縁ｄ３の上面部分は、雄型２０１ａや雌型２０１ｂの成形面ａ２、ｃ２の濡れ性や表面張力の作用により環状溝ｄ４の形成された形状となる。雌型２０１ｂは、先に説明したように実施例1や2の雌型１bや雄型101ｂより大きいため、硬化成形物ｗ１’がコンタクトレンズｗ０の全体の形体を内包し且つ、外周縁ｄ３以外の範囲ではコンタクトレンズｗ０の対応する部分の形体をもつことができる。
【００５８】
重合性材料ｗ１が重合終了した後に、雄型２０１ａと雌型２０１ｂを上下方向へ離反させると、実施例１の場合の重合硬化後の重合性材料ｗ１（コンタクトレンズｗ０）と同様に、硬化成形物ｗ１’は雄型２０１ａ側に接着した状態となって、雄型２０１ａと同体状に上昇される。
【００５９】
上軸７がこれの移動範囲の最上位置へ向け上昇する過程で、リング部材１３は実施例１の場合に準じて硬化成形物ｗ１’を雄型２０１ａから離脱させる。このような製造装置による硬化成形物ｗ1’の製造処理は雄型２０１ａ及び雌型２０１ｂを取り替えることなく連続的に繰り返される。
【００６０】
雄型２０１ａから離脱した硬化成形物ｗ１’は実施例１の場合に準じてトレー２３に受け取られ、次工程の作業場所まで搬送される。
次工程ではトレー２３で搬送された硬化成形物ｗ１’を受け取り、これの外周縁ｄ３を図１１Ａに示す切削装置３０１により切削する。
【００６１】
切削装置３０１は、上面部にワーク固定部２０２ａが形成された縦向きの主軸２０２、主軸２０２を回転自在に支持する支持部２０３、主軸２０２を回転させる駆動部２０４、ワーク固定部２０２ａに真空圧を付与する真空圧付与部２０５、及び、ワーク固定部２０２ａに固定された硬化成形物ｗ１’を切削するための切削部２０６を備えている。
【００６２】
主軸２０２は上部に径大部２０２ｂを有すると共に径大部２０２ｂの下面からは小径部２０２ｃが下方へ同心状に延出されている。支持部２０３は本体部２０３ａの上下箇所に一対のボールベアリング２０７ａ、２０７ｂを装着され、これらボールベアリング２０７ａ、２０７ｂの内孔内に小径部２０２ｃが挿設され下端部を本体部２０３ａの下側へ延出されている。
【００６３】
駆動部２０４は電動モータ２０８とこれの回転を主軸２０２に伝達するためのベルト伝動手段２０９とを備え、ベルト伝動手段２０９は電動モータ２０８の出力軸に固定されたプーリ２１０と主軸２０２の小径部２０２ｃの下端に固定されたプーリ２１１と、これらプーリ２１０、２１１間に掛け回された伝動ベルト２１２とからなっている。
【００６４】
ワーク固定部２０２ａは図１１Ｂに示すように、径大部２０２ｂの上面箇所に下細り状の雌テーパ面ｎ１が形成されると共に、径大部２０２ｂの外周最上部に小径段部ｎ２が形成され、この小径段部ｎ２にゴム質のＯリング２１３を嵌着され固定化されている。Ｏリング２１３の上部は径大部２０２ｂの上端面よりも上方へ張り出している。
【００６５】
真空圧付与部２０５は電動式の真空ポンプ２１４と、これの発生した真空圧をワーク固定部２０２ａに付与するための通気路２１５とを備えている。通気路２１５は、主軸２０２の中心位置に形成され雌テーパ面ｎ１の底部の内側に開口された直状孔ｐ１と、この直状孔ｐ１の下端開口と真空ポンプ２１４とを相対回転自在に連通させた管２１５ａとで形成されている。
【００６６】
切削部２０６は硬化成形物ｗ１’の外周縁ｄ３を切削するためのバイト２０６ａを矢印方向ｎ３の回動可能に設けている。
切削装置３０１で硬化成形物ｗ１’を切削するときは、硬化成形物ｗ１’をワーク固定部２０２ａの雌テーパ面ｎ１の上側端縁部に、凸面側を下向きにして主軸２０２と同心に載置し、硬化成形物ｗ１’の凸面側の外周寄り位置の環状箇所をＯリング２１３の上部に当接させた後、真空圧付与部２０５を作動させる。これにより真空ポンプ２１４の発生した真空圧が通気路２１５を通じることにより雌テーパ面ｎ１と硬化成形物ｗ１’とで囲まれた空間内に付与され、硬化成形物ｗ１’はＯリング２１３に圧接されて主軸２０２と同心状に位置され強力に固定された状態となる。
【００６７】
次に電動モータ２０８を作動させるのであり、これにより硬化成形物ｗ１’は主軸２０２と共に回転される。この回転中、バイト２０６ａが予め定められた軌跡を経て動作されることにより、硬化成形物ｗ１’の外周縁ｄ３が切削され、予定された形体のコンタクトレンズｗ０となる。
上記した切削装置３０１による一連の処理は全自動的或いは半自動的に行わせることが生産の能率化を図る上で好ましいが、これに限定するものではない。
【実施例４】
【００６８】
この実施例４では上記実施例３における製造装置３００の一部を変形した製造装置によりコンタクトレンズｗ０を製造する場合ついて説明する。図１２はこの実施例４に係わる製造装置４００を部分的に示している。
先の実施例３では、雄型２０１ａと雌型２０１ｂで形成される成形キャビティＣＴは外周縁の全周範囲が型外空間に開放されていたが、この実施例では図１２に示すように成形キャビティＣＴの全外面が型で包囲される。
【００６９】
この実施例4の製造装置４００は、図１に示すリング部材１３に代えて、図1２に示すように、エッジ型２１６を設けている。エッジ型２１６は外周面の上端箇所に外方へ張り出した鍔部２１６ａを形成されたものであって、雄型２０１ａの径大部ａ４より下方部位の外周面を取り囲むように雄型２０１ａと同心に配置された環状である。エッジ型２１６は、雄型２０１ａの径大部ａ４より下方の外周面箇所に上下摺動自在に外嵌されている。そして、エッジ型２１６と、雄型２０１ａの径大部ａ４との間には、雌型２０１ｂに対するエッジ型２１６の作用を変化させるための型保持部２１７が形成されている。
【００７０】
この型保持部２１７は、上下端箇所に内周側へ張り出した鍔部２１８ａ、２１８ｂを有する環状部材２１８、上側の鍔部２１８ａと雄型２０１ａの径大部ａ４の上面との間に設けられた流体圧伸縮部２１９、及び、エッジ型２１６と雄型２０１ａの径大部ａ４の下面との間に設けられた圧縮バネ２２０とからなっている。この圧縮バネ２２０は流体圧伸縮部２１９に準じたものに置き換えて、該圧縮バネ２２０と同様に機能させることも差し支えない。
【００７１】
流体圧伸縮部２１９は空気圧などの流体圧を付与され或いは消失されることにより伸縮作動する。流体圧伸縮部２１９が流体圧を付与されて伸張作動されたときは、環状部材２１８が上昇して環状部材２１８の鍔部２１８ｂ、及び、雄型２０１ａの径大部ａ４の下面が衝接し、エッジ型２１６は環状部材２１８に連動しつつ圧縮バネ２２０の弾力に抗して上方へ変位される。一方、流体圧伸縮部２１９に付与されていた流体圧が消失されたときは、圧縮バネ２２０の弾力が環状部材２１８を介して流体圧伸縮部２１９を短縮作動させると共にエッジ型２１６を圧縮バネ２２０の弾力で下方へ変位させる状態となる。
【００７２】
雄型２０１ａの固定された上軸７は外周面の下端部に環状の切欠部ｑ１を形成されており、この切欠部ｑ１は上軸７に対する環状部材２１８の上方変位を可能としている。その他の点は図９に示す実施例３の製造装置３００と同一の構成とされている。
【００７３】
次に図１２に示す製造装置４００を使用することによる、コンタクトレンズｗ０の製造例について説明する。以下の説明において実施例１、２及び３の場合と同一のものには同一の符号を付して説明を省略する。
上軸７が最高位置まで上昇して雄型２０１ａと雌型２０１ｂが離反している状態で、雌型２０１ｂの成形面ｃ２上に重合性材料ｗ１が供給される。この重合性材料ｗ１の量は後述の成形キャビティＣＴの容積よりも幾分多いものとする。
【００７４】
次に流体圧伸縮部２１９に流体圧が付与されない状態のまま、雄型２０１ａを実施例３の場合と同様に漸次に下降させる。雄型２０１ａと雌型２０１ｂの相対距離ＴＨが図６ＢにおけるＴＨ０に到達したとき、エッジ型２１６の下面は雌型２０１ｂの外周縁に隙間の生じない状態に接触する。これにより、雄型２０１ａ、雌型２０１ｂ及びエッジ型２１６により全ての外表面体を囲った状態の成形キャビティＣＴが形成される。この後も、雄型２０１ａの下降が継続されると、これに伴ってエッジ型２１６は圧縮バネ２２０の弾力に抗しつつ上方へ相対変位され、一方では雄型２０１ａが雌型２０１ｂに近接していく。したがって成形キャビティＣＴの容積は漸次に減少される。
【００７５】
成形キャビティＣＴの容積を超える重合性材料ｗ１は、圧縮バネ２２０の弾力に抗してエッジ型２１６を押し上げ、雌型２０１ｂの外周縁から漸次に溢れ落ち溝形部材１１の溝内に流れ込む。以後、雄型２０１ａは、成形キャビティＣＴ内に重合性材料ｗ１が満たされ続けるような速度で降下される。
【００７６】
重合性材料Ｗ１の重合硬化が終了したとき、雄型２０１ａと雌型２０１ｂの相対距離ＴＨが図６Ｂに示すＴＨ１に到達し、雄型２０１ａの下降が停止される。この状態に至る過程において、成形キャビティＣＴ内には重合性材料ｗ１が満たされ続けるため、成形キャビティＣＴ内の硬化成形物ｗ１’は成形キャビティＣＴの表面の形体に合致したものとなる。
【００７７】
この後、上軸７が雄型２０１ａ及びこれに接着した状態の硬化成形物ｗ１’と一緒に上昇されるが、この上昇の前に、流体圧伸縮部２１９に流体圧が付与されて、エッジ型２１６が図１２Ｂに示すように雄型２０１ａに対して距離ｒ１だけ上昇変位されるのであり、これによりエッジ型２１６の下面は雌型２０１ｂから離れ、成形キャビティＣＴ内の硬化成形物ｗ１’に触れない状態となる。この状態を維持されつつ、上軸７がこれの作動範囲内の最上位置に上昇される。上軸７が該最上位置に到達した時点で、それまで流体圧伸縮部２１９に付与されていた流体圧が消失される。これにより、エッジ型２１６は図１２Ｃに示すように圧縮バネ２２０の弾力により雄型２０１ａに対して下降変位され、環状部材２１８の鍔部２１８ａが流体圧伸縮部２１９やエッジ型２１６の径大部２１６ａによりその下降を規制されるまで下降される。エッジ型２１６はこの下降中に、雄型２０１ａに接着している硬化成形物ｗ１’の外周縁ｄ３を圧縮バネ２２０の弾力で下方へ押し下げることにより、硬化成形物ｗ１’を雄型２０１ａから離脱させる。このような製造装置４００による硬化成形物ｗ１’の製造は雄型２０１ａ、雌型２０１ｂ及びエッジ型２１６を取り替えることなく連続的に繰り返される。そして雄型２０１ａから落下した硬化成形物ｗ１’は実施例３の場合と同様に、トレー２３に受け止められて次の工程に搬送され、切削装置３０１により切削加工されてコンタクトレンズｗ０となる。
エッジ型２１６を設けたことにより、切削加工すべき硬化成形物ｗ１’は、ほぼ揃った形で切削装置３０１に供給されることになる。
【実施例５】
【００７８】
図１３はこの実施例４の製造装置４００をさらに変形した製造装置５００を示している。雄型２０１ａ、雌型２０１ｂ及びエッジ型２１６のそれぞれの成形面ａ２、ｃ２、ｓ１はコンタクトレンズｗ０の形体に可能な限り近似したものにすることが好ましい。このようにすれば、切削装置３０１による切削加工の手間が軽減される。
上記実施例３及び４の製造装置３００、４００によるコンタクトレンズｗ０の製造において、実施例２の製造装置２００による印刷処理に準じた印刷処理を実行させることも可能である。
【実施例６】
【００７９】
図１４は、実施例５の製造装置５００をさらに変形した製造装置６００を示している。本実施例においては、エッジ型３１６はコンタクトレンズｗ０の端部の型となっており、雄型２０１ａ、雌型２０１ｂ及びエッジ型３１６の成形面ｓ２（３１６を拡大した図１４Ａ’参照）により、コンタクトレンズｗ０自体の形体を形成し、図１１で示した切削装置３０１による切削工程を省略する。
【００８０】
雄型２０１ａは金属材料を使用し、エッジ型３１６はエンジニアリングプラスチック材料を使用し、雄型２０１ａとの嵌めあい寸法は重合温度において雄型２０１ａに止まり嵌めとし、追い重合温度で隙間嵌めとする。プラスチック材料は雄型２０１ａに対して膨張率が大きいので、金属材料である雄型２０１ａとの隙間が広がるのである。ここにおいて、重合温度は５０度程度であり、追い重合温度は１００度であって、重合温度５０度において重合性材料ｗ１はほぼ硬化し、追い重合温度１００度においてはさらなる重合による収縮は少なく、それよりも熱膨張による体積増加の方が大きくなる。エッジ型３１６は、何れの温度においても雄型２０１ａの側面を移動可能である。
【００８１】
エッジ型３１６には、成形面ｓ２が形成されており、コンタクトレンズｗ０の端部の最終形体を形成する型であり、雄型２０１ａの下側の鍔部ａ５と上側の径大部ａ４の間で摺動し、径大部ａ４の下面との間に設けられた圧縮バネ２２０により支持されている（図１４Ａ）。
【００８２】
重合性材料ｗ１を、雌型２０１ｂに分注して、雄型２０１ａを下降する。雄型２０１ａと雌型２０１ｂの相対距離ＴＨが図６ＢにおけるＴＨ０に到達したとき、エッジ型３１６の下面は雌型２０１ｂの外周縁に隙間の生じない状態に接触する。このとき、エッジ型３１６と雄型２０１ａとの嵌めあい寸法は雄型２０１ａに止まり嵌めであるため、成形キャビティＣＴは密閉された空間となる。そして、余分な重合性材料ｗ１は落下し、完成品となるコンタクトレンズｗ０に匹敵する量だけが、成形キャビティＣＴに残る（図１４Ｂ）。
この後、重合性材料ｗ１は重合により体積を縮減させるが、これに対応した量だけ雄型２０１ａを下降させる。一方、エッジ型３１６は、雌型２０１ｂの外周縁に接触しているため、雄型２０１ａはエッジ型３１６の内周を滑って下降する。このときの重合温度は、５０度である。重合が終了した状態では、雄型２０１ａ、雌型２０１ｂ及びエッジ型３１６により全ての外表面体を囲った状態の成形キャビティＣＴは、完成品のコンタクトレンズｗ０の形状となっている。
【００８３】
この後１００度にまで加温する追い重合を行う。この工程においては、重合性材料ｗ１は熱により膨張する。このため、雄型２０１ａは膨張にあわせて上昇させるが、エッジ型３１６は雌型２０１ｂに接触したままとなる。この状態のままであると、膨張した重合性材料ｗ１がエッジ型３１６の角部に当り、重合性材料ｗ１を傷つけることになるため、エッジ型３１６の材料としてはプラスチックを使用する。プラスチックであるために、エッジ型３１６も追い重合による加温で膨張し、雄型２０１ａとの間に隙間を生じさせる。このため、膨張した重合性材料ｗ１がエッジ型３１６に当り、重合性材料ｗ１を傷つけることが無い（図１４Ｃ）。
【００８４】
追い重合が終了すると温度を下げ、エッジ型３１６と雄型２０１ａとの嵌めあい寸法が雄型２０１ａに止まり嵌めの状態に戻してから、雄型２０１ａと雌型２０１ｂとを引き離す（図１４Ｄ）。その後は、エッジ型３１６を実施例１のリング部材１３と同じように用いて、重合性材料ｗ１の引き剥がしを行う。引き剥がされた重合性材料ｗ１は、成品のコンタクトレンズｗ０となっており、その後の切削工程は不要である。
【符号の説明】
【００８５】
１ 成形型
１ａ，１０１ａ、２０１ａ 雄型
１ｂ，１０１ｂ、２０１ｂ 雌型
２ 型駆動部
３ 加熱部
４ 材料供給部
５ レンズ搬出部
６ 本体フレーム
７ 上軸
８ 駆動機構
９ 型位置制御部
１３ リング部材
２３ トレー
２４ レンズ搬出部
ＢＣ ベースカーブ
ＣＴ 成形キャビティＣＴ
ＦＣ フロントカーブ
ａ２ 雄型成形面（処理面）
ｃ２ 雌型成形面（処理面）
ｄ１ 重合性材料ｗ１の外周縁
ｄ２ 重合性材料ｗ１の外周部
ｄ３ 重合性材料ｗ１の外周部
ＴＨ 相対距離
ｗ０ コンタクトレンズ
ｗ１ 重合性材料
ｗ１’硬化成形物
１００、２００、３００、４００、５００、６００ 製造装置
１１０ 印刷装置
２１６、３１６ エッジ型
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンタクトレンズの、ベースカーブを成形するための凸面部分を有する雄型と、コンタクトレンズの、フロントカーブを成形するための凹面部分を有する雌型とからなる成形型を形成し、前記雄型及び前記雌型は前記凸面部分が上側に、そして凹面部分が下側に位置されて、前記雄型及び前記雌型を非接触状態で対向させて、前記凸面部分と前記凹面部分との間に、周囲が開放された状態に保持される成形キャビティを形成し、
該成形キャビティ内の重合性材料が重合硬化する過程で、前記雄型及び前記雌型の相対距離を短縮することを特徴とするコンタクトレンズの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記雄型及び前記雌型の相対距離の短縮は、該重合性材料の外周縁が前記成形キャビティの半径外方向へ向け拡大し続ける量を短縮することを特徴とするコンタクトレンズの製造方法。
【請求項３】
コンタクトレンズの、ベースカーブを成形するための凸面部分を有する雄型と、コンタクトレンズの、フロントカーブを成形するための凹面部分を有する雌型からなる成形型であって、前記凸面部分が上側に、そして凹面部分が下側に位置されて、前記雄型及び前記雌型を非接触状態で対向させて、前記凸面部分と前記凹面部分との間に、周囲が開放された状態に保持される成形キャビティを形成し、
成形キャビティ内の重合性材料が重合硬化する過程における、重合性材料の外周縁の位置が前記成形キャビティからはみ出し続けるように前記雄型及び前記雌型の相対距離を制御することを特徴とするコンタクトレンズの製造方法。
【請求項４】
請求項１又は３に記載のコンタクトレンズの製造方法において、前記制御部は前記重合性材料の外周縁の位置が前記成形キャビティからはみ出す量が、前記雄型及び前記雌型の間隔を狭めたときに予想される量と相違する場合に、次のコンタクトレンズ製造の際、前記成形キャビティ内に分注する重合性材料を修正することを特徴とするコンタクトレンズの製造方法。
【請求項５】
請求項１又は３に記載のコンタクトレンズの製造方法において、前記雄型に付着した状態で重合硬化した重合性材料に対して、その凸側となる面にカラー印刷を行い、
さらに、前記雌型に重合性材料を追加して、カラー印刷された重合性材料が付着したままの雄型との間に再度成形キャビティを形成することを特徴とするコンタクトレンズの製造方法。
【請求項６】
請求項１又は３に記載のコンタクトレンズの製造方法において、前記成形キャビティ内の前記雄型、前記雌型或いは両方にカラー印刷を行い、前記重合性材料を前記成形キャビティ内に分注することを特徴とするコンタクトレンズの製造方法。
【請求項７】
コンタクトレンズの、ベースカーブを成形する凸面部分を有する雄型と、
コンタクトレンズの、フロントカーブを成形する凹面部分を有する雌型と、
前記雄型及び前記雌型を上下へ相対変位させるとともに、前記雄型及び前記雌型を非接触状態で対向させる型駆動部と、
前記雄型及び前記雌型内に挟まれた重合性材料の重合開始から終了までの、前記雄型及び前記雌型の相対距離を狭める制御をする制御部を備えたことを特徴とするコンタクトレンズの製造装置。
【請求項８】
請求項７記載のコンタクトレンズの製造装置において、前記制御部は、重合の過程で、重合性材料の外周縁の位置が、前記雄型及び前記雌型からはみ出し続けるように前記雄型及び前記雌型の相対距離を制御することを特徴とするコンタクトレンズの製造装置。
【請求項９】
請求項７記載のコンタクトレンズの製造装置において、前記重合性材料に対する雄型の付着力が、雌型の付着力よりも大きいことを特徴とするコンタクトレンズの製造装置。
【請求項１０】
請求項７記載のコンタクトレンズの製造装置において、前記雄型からはみ出した重合性材料に衝接することにより、重合性材料を該雄型から離脱させるリング部材を備えていることを特徴とするコンタクトレンズの製造装置。
【請求項１１】
請求項７記載のコンタクトレンズの製造装置において、前記凸面部分と前記凹面部分との間に形成された空間の外周部に形成される環状開口を包囲するエッジ型を備え、該エッジ型は前記相対距離が狭められるとき、該エッジ型により包囲される前記成形キャビティ内の容積を超える分の重合性材料を該成形キャビティ外へ溢れ出させることを特徴とするコンタクトレンズの製造装置。
【請求項１】
コンタクトレンズの、ベースカーブを成形するための凸面部分を有する雄型と、コンタクトレンズの、フロントカーブを成形するための凹面部分を有する雌型とからなる成形型を形成し、前記雄型及び前記雌型は前記凸面部分が上側に、そして凹面部分が下側に位置されて、前記雄型及び前記雌型を非接触状態で対向させて、前記凸面部分と前記凹面部分との間に、周囲が開放された状態に保持される成形キャビティを形成し、
該成形キャビティ内の重合性材料が重合硬化する過程で、前記雄型及び前記雌型の相対距離を短縮することを特徴とするコンタクトレンズの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記雄型及び前記雌型の相対距離の短縮は、該重合性材料の外周縁が前記成形キャビティの半径外方向へ向け拡大し続ける量を短縮することを特徴とするコンタクトレンズの製造方法。
【請求項３】
コンタクトレンズの、ベースカーブを成形するための凸面部分を有する雄型と、コンタクトレンズの、フロントカーブを成形するための凹面部分を有する雌型からなる成形型であって、前記凸面部分が上側に、そして凹面部分が下側に位置されて、前記雄型及び前記雌型を非接触状態で対向させて、前記凸面部分と前記凹面部分との間に、周囲が開放された状態に保持される成形キャビティを形成し、
成形キャビティ内の重合性材料が重合硬化する過程における、重合性材料の外周縁の位置が前記成形キャビティからはみ出し続けるように前記雄型及び前記雌型の相対距離を制御することを特徴とするコンタクトレンズの製造方法。
【請求項４】
請求項１又は３に記載のコンタクトレンズの製造方法において、前記制御部は前記重合性材料の外周縁の位置が前記成形キャビティからはみ出す量が、前記雄型及び前記雌型の間隔を狭めたときに予想される量と相違する場合に、次のコンタクトレンズ製造の際、前記成形キャビティ内に分注する重合性材料を修正することを特徴とするコンタクトレンズの製造方法。
【請求項５】
請求項１又は３に記載のコンタクトレンズの製造方法において、前記雄型に付着した状態で重合硬化した重合性材料に対して、その凸側となる面にカラー印刷を行い、
さらに、前記雌型に重合性材料を追加して、カラー印刷された重合性材料が付着したままの雄型との間に再度成形キャビティを形成することを特徴とするコンタクトレンズの製造方法。
【請求項６】
請求項１又は３に記載のコンタクトレンズの製造方法において、前記成形キャビティ内の前記雄型、前記雌型或いは両方にカラー印刷を行い、前記重合性材料を前記成形キャビティ内に分注することを特徴とするコンタクトレンズの製造方法。
【請求項７】
コンタクトレンズの、ベースカーブを成形する凸面部分を有する雄型と、
コンタクトレンズの、フロントカーブを成形する凹面部分を有する雌型と、
前記雄型及び前記雌型を上下へ相対変位させるとともに、前記雄型及び前記雌型を非接触状態で対向させる型駆動部と、
前記雄型及び前記雌型内に挟まれた重合性材料の重合開始から終了までの、前記雄型及び前記雌型の相対距離を狭める制御をする制御部を備えたことを特徴とするコンタクトレンズの製造装置。
【請求項８】
請求項７記載のコンタクトレンズの製造装置において、前記制御部は、重合の過程で、重合性材料の外周縁の位置が、前記雄型及び前記雌型からはみ出し続けるように前記雄型及び前記雌型の相対距離を制御することを特徴とするコンタクトレンズの製造装置。
【請求項９】
請求項７記載のコンタクトレンズの製造装置において、前記重合性材料に対する雄型の付着力が、雌型の付着力よりも大きいことを特徴とするコンタクトレンズの製造装置。
【請求項１０】
請求項７記載のコンタクトレンズの製造装置において、前記雄型からはみ出した重合性材料に衝接することにより、重合性材料を該雄型から離脱させるリング部材を備えていることを特徴とするコンタクトレンズの製造装置。
【請求項１１】
請求項７記載のコンタクトレンズの製造装置において、前記凸面部分と前記凹面部分との間に形成された空間の外周部に形成される環状開口を包囲するエッジ型を備え、該エッジ型は前記相対距離が狭められるとき、該エッジ型により包囲される前記成形キャビティ内の容積を超える分の重合性材料を該成形キャビティ外へ溢れ出させることを特徴とするコンタクトレンズの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１８９９９２（Ｐ２０１２−１８９９９２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９６０５（Ｐ２０１２−９６０５）
【出願日】平成２４年１月２０日（２０１２．１．２０）
【出願人】（５００２５６５１０）株式会社メック技研 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月２０日（２０１２．１．２０）
【出願人】（５００２５６５１０）株式会社メック技研 (1)
【Ｆターム（参考）】
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