(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の圧力でワークにペン先を押圧して前記ワークに刻印を形成する刻印ペン機構と、
前記刻印ペン機構を前記ワークに対し相対移動させる駆動機構と、を備える刻印装置であって、
前記刻印ペン機構は、
前記ペン先を有するペン軸と、
前記ペン軸を前記ワークに対して進退可能に収納する外筒部と、
前記ペン軸と前記外筒部との間に圧力流体を導入する圧力流体導入部と、を有し、
前記圧力流体導入部は、
前記外筒部内の所定位置に前記ペン軸と前記外筒部とを非接触に保持する保持用導入部と、
前記ペン軸に対し前記ワークと逆方向への押圧力を与え前記ペン先から前記ワークにかかるペン先荷重を調整する調整用導入部と、を有する
ことを特徴とする刻印装置。
【請求項２】
請求項１に記載の刻印装置であって、
前記駆動機構を制御する駆動制御部と、
前記ワークに刻印する内容に関する刻印情報を取得する刻印情報取得手段と、を備え、
前記駆動制御部は、前記刻印情報に基づいて前記駆動機構を制御し、前記刻印ペン機構を前記ワークに対し相対移動させる
ことを特徴とする刻印装置。
【請求項３】
請求項２に記載の刻印装置であって、
前記ワークに関するワーク情報を取得するワーク情報取得手段と、
前記ペン先荷重として適切な設定荷重を設定する荷重設定手段と、
前記調整用導入部から導入する前記圧力流体の圧力を制御する圧力制御部と、を備え、
前記ワーク情報は、少なくとも前記ワークの材質および硬さに関する情報を含み、
前記刻印情報は、少なくとも前記刻印の濃さに関する情報を含み、
前記荷重設定手段は、前記ワーク情報によって指定された材質および硬さを有する前記ワークに対し前記刻印情報によって指定された濃さの前記刻印を形成できる前記設定荷重を設定し、
前記圧力制御部は、前記ペン先荷重が前記設定荷重となるように前記調整用導入部から導入される前記圧力流体の圧力を制御する
ことを特徴とする刻印装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の刻印装置であって、
前記駆動制御部は、前記刻印ペン機構を前記ワークに近接する方向に相対移動させる場合、前記刻印ペン機構の下降速度が１ｍｍ／秒以上３００ｍｍ／秒以下となるように前記駆動機構を制御する
ことを特徴とする刻印装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれか一項に記載の刻印装置であって、
前記ワークの表面形状を取得する表面形状取得手段を備え、
前記駆動制御部は、前記ペン先が前記ワークから離隔した状態において前記刻印ペン機構を移動させる場合、前記ペン先と前記ワークの表面との最短距離が所定の上下駆動距離となるように前記駆動機構を制御する
ことを特徴とする刻印装置。
【請求項６】
請求項５に記載の刻印装置であって、
前記上下駆動距離は、１５．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である
ことを特徴とする刻印装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の刻印装置であって、
前記ワークは、眼鏡レンズである
ことを特徴とする刻印装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、刻印装置に関し、特に、レンズの表面に任意の内容を刻印できる刻印装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、眼鏡レンズやコンタクトレンズなどのレンズの表面には、例えば、レンズメーカを表すマークなどの標識が、レンズの見栄えを損なわないように、かつ、凝視しないと確認できない大きさ、あるいは濃さで、刻印されている。
具体的には、ダイヤモンドペンのペン先をレンズの表面に当てて罫画くことにより、レンズ表面に刻印を形成する方法が知られている。この方法によれば、ペン先からレンズにかかる荷重を変えることにより、刻印の濃さを調整することができる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、外筒部、ペン軸、ダイヤモンドペンおよび圧力気体導入部を備えた刻印装置が記載されている。ここで、ペン軸は、ボールベアリングを介して外筒部に対し上下動可能に収納されている。また、ダイヤモンドペンは、ペン軸の下端部に設けられている。
この刻印装置では、圧力気体導入部から、外筒部とペン軸との間に圧縮流体を導入することにより、ペン軸に上向きの押圧力を作用させる。すると、この上向きの押圧力によってペン軸の負荷重が相殺される。このとき、圧縮流体の圧力を制御してペン軸への押圧力の大きさを変更することにより、ペン先からレンズにかかる荷重を、ペン軸自身の荷重からほとんどゼロにまで自由に調整することができ、刻印の濃さを調整することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１５３６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の刻印装置では、ペン軸がボールベアリングを介して外筒部に収納されていたので、ペン軸および外筒部とボールベアリングとの摩擦力は必ずしも安定せず、ペン軸の上下動も不安定になる。このため、ペン先からレンズにかかる荷重が変動し、刻印の濃さにばらつきが発生するおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、ペン先からワークにかかる荷重が安定しており、均一な濃さの刻印をすることができる刻印装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の刻印装置は、所定の圧力でワークにペン先を押圧して前記ワークに刻印を形成する刻印ペン機構と、前記刻印ペン機構を前記ワークに対し相対移動させる駆動機構と、を備える刻印装置であって、前記刻印ペン機構は、前記ペン先を有するペン軸と、前記ペン軸を前記ワークに対して進退可能に収納する外筒部と、前記ペン軸と前記外筒部との間に圧力流体を導入する圧力流体導入部と、を有し、前記圧力流体導入部は、前記外筒部内の所定位置に前記ペン軸と前記外筒部とを非接触に保持する保持用導入部と、前記ペン軸に対し前記ワークと逆方向への押圧力を与え前記ペン先から前記ワークにかかるペン先荷重を調整する調整用導入部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の刻印装置で刻印をする場合、作業者は、ペン先がワークに当接された状態において、駆動機構を操作し、ペン先を含む刻印ペン機構全体をワークに対して相対移動させる。すると、ワークの表面にペン先の軌跡が残り、これにより任意の刻印を形成することができる。
このとき、圧力流体導入部の調整用導入部から導入する圧力流体の圧力を制御して、ペン軸への押圧力を変更することにより、ペン先荷重を調整し、刻印の濃さを調整することができる。
【０００９】
また、本発明の刻印装置において、ペン軸は、ボールベアリングによらず、保持用導入部から導入された圧力流体によって、外筒部内の所定位置に、外筒部と非接触に保持されている。
このため、ペン軸と外筒部との間にボールベアリングが介在している特許文献１の刻印装置とは異なり、ペン軸の移動に際して摩擦力が作用することが無い。また、ペン軸がボールベアリングとの摩擦によって磨耗することがなくなる。
したがって、本発明の刻印装置によれば、ペン軸の上下動およびペン先荷重が安定し、ワークに均一な濃さの刻印をすることができる。
【００１０】
本発明の刻印装置は、前記駆動機構を制御する駆動制御部と、前記ワークに刻印する内容に関する刻印情報を取得する刻印情報取得手段と、を備え、前記駆動制御部は、前記刻印情報に基づいて前記駆動機構を制御し、前記刻印ペン機構を前記ワークに対し相対移動させることが好ましい。
【００１１】
このような構成によれば、駆動制御部が刻印情報に基づいて駆動機構を制御するので、作業者は、刻印情報取得手段に刻印情報を取得させるだけで、刻印情報に係る刻印をワークに形成することができる。
ここで、刻印情報としては、例えば、刻印の内容であるマークや文字の形状、刻印の大きさや濃さ、刻印の形成される位置などの情報が挙げられる。
刻印情報取得手段に刻印情報を取得させる方法としては、例えば、キーボードやマウスなどの入力装置を用いて作業者が直接入力する方法や、記録媒体に記録された刻印情報を読み込む方法、ネットワークを介して接続された他の情報処理端末などから刻印情報を受信する方法などが挙げられる。
【００１２】
本発明の刻印装置は、前記ワークに関するワーク情報を取得するワーク情報取得手段と、前記ペン先荷重として適切な設定荷重を設定する荷重設定手段と、前記調整用導入部から導入する前記圧力流体の圧力を制御する圧力制御部と、を備え、前記ワーク情報は、少なくとも前記ワークの材質および硬さに関する情報を含み、前記刻印情報は、少なくとも前記刻印の濃さに関する情報を含み、前記荷重設定手段は、前記ワーク情報によって指定された材質および硬さを有する前記ワークに対し前記刻印情報によって指定された濃さの前記刻印を形成できる前記設定荷重を設定し、前記圧力制御部は、前記ペン先荷重が前記設定荷重となるように前記調整用導入部から導入される前記圧力流体の圧力を制御することが好ましい。
【００１３】
刻印の濃さは、一般に、ペン先荷重が大きいほど濃くなる。また、刻印の濃さは、ワークの材質や硬さなど、ワークの条件によっても変動する。例えば、硬度の高いワークと低いワークに同じペン先荷重で刻印する場合、硬度の高いワークのほうが刻印が薄くなる。
これに対し、本発明では、荷重設定手段が、ワーク情報によって指定された材質および硬さを有するワークに対し、刻印情報によって指定された濃さの刻印を形成できる設定荷重を設定する。そして、圧力制御部が、ペン先荷重が設定荷重となるように調整用導入部から導入される圧力流体の圧力を制御するので、材質の異なるワークに対しても、刻印情報によって指定された同じ濃さの刻印を形成することができる。
なお、ワーク情報としては、上記した材質や硬さの他に、凹凸などの表面状態や厚みや曲率などの形状に関する情報なども挙げられる。
【００１４】
本発明の刻印装置において、前記駆動制御部は、前記刻印ペン機構を前記ワークに近接する方向に相対移動させる場合、前記刻印ペン機構の下降速度が１ｍｍ／秒以上３００ｍｍ／秒以下となるように前記駆動機構を制御することが好ましい。
【００１５】
刻印に際しては、まず、ペン先をワークの表面に当接させる必要がある。このとき、駆動機構を用いて、刻印ペン機構をワークに近接する方向に相対移動させるが、刻印ペン機構の下降速度が速いと、ペン先がワークの表面に当接した瞬間のペン先荷重が大きくなり、刻印のその部分のみが濃くなるおそれがある。
本発明では、駆動制御部が、ワークに近接する方向への刻印ペン機構の下降速度が１ｍｍ／秒以上３００ｍｍ／秒以下となるように駆動機構を制御するので、刻印の一部が濃くなることを防止することができる。
【００１６】
ここで、下降速度が１ｍｍ／秒未満であると、刻印にかかる時間が増大するため好ましくない。一方、下降速度が３００ｍｍ／秒を超えると、ペン先が当接した瞬間のペン先荷重が大きくなるおそれがあるので好ましくない。
なお、下降速度は、５０ｍｍ／秒以上２５０ｍｍ／秒以下であることがより好ましく、１００ｍｍ／秒以上２００ｍｍ／秒以下であることがさらに好ましい。
【００１７】
本発明の刻印装置は、前記ワークの表面形状を取得する表面形状取得手段を備え、前記駆動制御部は、前記ペン先が前記ワークから離隔した状態において前記刻印ペン機構を移動させる場合、前記ペン先と前記ワークの表面との最短距離が所定の上下駆動距離となるように前記駆動機構を制御することが好ましい。
【００１８】
複数の文字など、分離した複数の形状を刻印する場合、一の形状を刻印したあと、駆動機構を用いてペン先をワークの表面から離し、他の形状の位置まで移動させた後、再びペン先をワークの表面に当接させて他の形状を刻印する。
このとき、眼鏡レンズのように表面が平坦でないワークでは、ペン先をワークの表面から十分に離しておかないと、他の形状の位置まで移動する前に、ペン先とワークの表面とが当接してしまうおそれがある。
しかし、ペン先とワークの表面との距離を離すと、それだけペン先の移動にかかる時間が増大するため好ましくない。
【００１９】
これに対し、本発明では、駆動制御部が、ペン先とワークの表面との最短距離が所定の上下駆動距離となるように駆動機構を制御するので、意図しない部分でペン先とワークの表面とが当接することを防止できる。
なお、表面形状取得手段がワークの表面形状を取得する方法としては、上述した刻印情報取得手段に刻印情報を取得させる方法と同様の方法が挙げられる。また、光干渉式表面形状測定装置などの装置を用いて、ワークの表面形状を取得することとしてもよい。
【００２０】
本発明の刻印装置では、前記上下駆動距離は、１５．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。
このような構成によれば、ペン先の移動にかかる時間を増大させることなく、意図しない部分でペン先とワークの表面とが当接することを防止できる。
ここで、上下駆動距離が１５．５ｍｍ未満であると、例えば、外部からの衝撃などによりワークの位置が瞬間的にずれた場合や、製造のばらつきにより表面形状取得手段が取得したワークの表面と実際のワークの表面とが異なっていた場合などに、ペン先とワークの表面とが当接することを防止できず好ましくない。
一方、上下駆動距離が２０ｍｍを超えると、刻印にかかる時間を増大させてしまい好ましくない。
【００２１】
本発明の刻印装置では、前記ワークは、眼鏡レンズであることが好ましい。
眼鏡レンズへの刻印では、レンズの見栄えを損なわないように、かつ、凝視しないと確認できない濃さで、刻印を形成する必要があり、刻印の濃さを正確に制御することが必要である。
ここで、本発明の刻印装置は、上述したように刻印の濃さを正確に制御することができ、特に眼鏡レンズへの刻印に適するものである。
【００２２】
本発明の刻印装置は、ペン軸を、保持用導入部から導入された圧力流体によって、外筒部内の所定位置に、外筒部と非接触に保持するので、ペン軸の移動に際して摩擦力が作用することが無い。このため、ペン軸の上下動およびペン先荷重が安定し、ワークに均一な濃さの刻印をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明のレンズ刻印装置の実施形態について説明するが、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。
【００２４】
図１は、本発明の刻印装置の一実施形態を示す概略構成図である。
本実施形態の刻印装置１は、刻印ペン機構１０と、駆動機構２０と、制御用端末３０と、位置合わせ装置４０と、ターンテーブル機構５０と、を備える。本実施形態におけるワークＷは、眼鏡レンズ（累進多焦点レンズ）である。
【００２５】
［刻印ペン機構］
図２に、刻印ペン機構１０の断面図を示す。
刻印ペン機構１０は、ワークＷに当接されるペン先１１を有するペン軸１２と、ペン軸１２をワークＷに対して進退可能に収納する外筒部１３と、ペン軸１２と外筒部１３との間に圧力流体を導入する圧力流体導入部１４と、を有する。
【００２６】
ペン軸１２は、略円柱形状の部材であり、その一端にペン先１１が設けられている。
ペン軸１２は、ペン先１１側の径小部１２１と、径小部１２１を挟んでペン先１１と反対に位置し径小部１２１よりも径が大きい径大部１２２と、を有する。ペン先１１、径小部１２１および径大部１２２は、軸が直線状に連なるように配設されている。
径大部１２２のペン先１１側の端部には、径小部１２１より外側に延出した段差面１２２Ａが形成されている。また、反対側の端部には、略円盤状のフランジ部１２２Ｂが設けられている。
【００２７】
ペン先１１は、略円柱状の軸部１１１と、略円錐形状の先端部１１２と、を有するダイヤモンドペンであり、軸部１１１の先端部１１２と逆側の端部が、径小部１２１の下端の穴（図示省略）に差し込まれて固定されている。
先端部１１２のうち、略円錐形状の頂点部分は、ダイヤモンドによって形成されている。
ペン先１１は、先端部１１２のダイヤモンドが摩耗したときなどに交換できるようになっているが、それ以外にもワークＷの表面状態に応じてペン先１１を交換してもよい。
【００２８】
例えば、ハードコーティングを施した後のレンズ表面に刻印をするときは、図３（ａ）に示すように、先端部１１２の略円錐形状のなす角度が、１４０゜±１０゜程度の比較的鈍角の程度が大きく、レンズ表面に柔らかく当たるペン先１１を使用することが好ましい。ハードコーティングを施したレンズ表面に、鋭い先端部１１２によって刻印をすると、レンズ表面にクラックが入るおそれがあるためである。
一方、表面処理をしていないレンズ基材に刻印をするときは、図３（ｂ）に示すように、１１０±１０゜程度の比較的鋭い先端部１１２を有するペン先１１を用いることが好ましい。レンズ基材に、鈍角の程度の大きい先端部１１２によって刻印をすると、単にレンズ基材の表面を凹ませた状態となり、後の熱処理工程で刻印の凹みが消えてしまうおそれがあるためである。
【００２９】
外筒部１３は、略円筒形状の部材であり、一端が駆動機構２０によって駆動されるペン台２６に固定されている。また、外筒部１３の孔部１３Ａには、ペン軸１２が挿通されている。
外筒部１３の一部には、圧力流体導入部１４が形成され、圧力流体導入部１４と反対側には、圧力流体排出部１３１が形成されている。
【００３０】
圧力流体導入部１４は、外筒部１３の外周面から内周面まで貫通して設けられた２つの孔部１４Ａであり、それぞれの孔部１４Ａの内周には雌ネジが形成されている。図示しないボンベなどの圧力流体供給手段からの配管をこの雌ネジに螺合させることで、ペン軸１２と外筒部１３との間に圧力流体を導入することができる。
圧力流体としては、特に限定はないが、例えば、空気や窒素などを用いることができる。
【００３１】
圧力流体排出部１３１は、外筒部１３の内周面に設けられた２つの孔部１３１Ａと、外筒部１３の外周面に設けられた孔部１３１Ｂと、これらを結ぶ連結孔部１３１Ｃと、を有する。
圧力流体導入部１４から導入された圧力流体は、孔部１３１Ａ、連結孔部１３１Ｃおよび孔部１３１Ｂを介して外部に放出される。
孔部１３１Ｂの内周には雌ネジが形成されているので、孔部１３１Ｂに別途用意した流体回収装置の配管を螺合させ、圧力流体を回収することもできる。
【００３２】
なお、外筒部１３の孔部１３Ａの両端には、リング状のキャップ部材１３２が設けられ、外筒部１３とペン軸１２との間を塞いでいる。キャップ部材１３２は、例えば、フッ素樹脂などの低摩擦材料で形成されていることが好ましい。また、摩擦の発生を抑えるため、キャップ部材１３２とペン軸１２とは、密着されていない。このため、キャップ部材１３２とペン軸１２との隙間から、多少の圧力流体の漏れが発生する。この点で、圧力流体は、空気や窒素などの気体であることが好ましい。
【００３３】
次に、ペン軸１２の動作について説明する。
通常、ペン軸１２は、図２に破線で示すように、フランジ部１２２Ｂによって係止されている。
刻印をするときは、駆動装置２０の駆動によりペン台２６をワークＷに向かって下降させる。ペン先１１の先端がワークＷの表面に当接した後も、更にペン台２６を下降させると、ペン軸１２がワークＷに押されて外筒部１３の中を上昇し、図２に示すように、フランジ部１２２Ｂが元の位置から持ち上げられた位置に移動する。
【００３４】
ここで、圧力流体導入部１４からは、ペン軸１２と外筒部１３との間に圧力流体が導入されている。
保持用導入部１４１から導入された圧力流体は、ペン軸１２を、外筒部１３内の略中心部に外筒部１３と非接触に保持する働きをする。
調整用導入部１４２から導入された圧力流体は、段差面１２２Ａに圧力を加え、ペン軸１２に対しワークＷと逆方向への押圧力を与える働きをする。
【００３５】
圧力流体が導入されないときにペン先１１からワークＷにかかるペン先荷重は、ペン軸１２およびペン先１１の重さに等しい。
これに対し、圧力流体を導入すると、ペン軸１２の重さが調整用導入部１４２からの圧力流体の押圧力で相殺され、ペン先荷重が小さくなる。
このため、調整用導入部１４２からの圧力流体の圧力を上げれば、それだけペン先荷重が小さくなり、極端にはペン先荷重をゼロにすることもできる。
すなわち、刻印ペン機構１０は、ペン軸１２およびペン先１１の重さからゼロの間で、ペン先荷重を調整することができる。
【００３６】
このような刻印ペン機構１０によれば、ペン軸１２がワークＷに対して進退可能に構成されているため、レンズ表面の凸面や凹面の曲面形状、あるいは累進多焦点レンズの複雑な曲面に対しても、一定のペン先荷重で追随性良く罫画くことができるため、一定の濃さで良好な刻印を形成することができる。
なお、ペン先荷重は、３〜９ｇｆ（０．０２９〜０．０８８Ｎ）、特に５〜７ｇｆ（０．０４９〜０．０６９Ｎ）の範囲に調整することが好ましい。この範囲内で、通常は目立たないが、よく見ると明瞭に識別できる程度の、微妙な濃さの刻印を形成できる。
【００３７】
［駆動機構］
駆動機構２０は、図１に示すように、サーボモータなどで構成されるＸ軸駆動機構２１およびＹ軸駆動機構２２と、空気シリンダなどで構成される上下駆動機構２３と、を有し、ペン台２６（図示省略）に結合された刻印ペン機構１０を、３次元の任意の方向に駆動させることができる。
これらのＸ軸駆動機構とＹ軸駆動機構によって、ペン先１１は、水平方向に所定の標識の軌跡を描くように駆動される。
【００３８】
［制御用端末］
図４に、制御用端末の概略構成を示す。
制御用端末３０は、ＣＮＣ（コンピュータ数値制御）装置としての機能を有する情報処理端末であって、入力部３１と、表示部３２と、記録部３３と、メモリ３４と、処理部３５と、などを備える。
入力部３１は、例えばキーボードやマウス、バーコードリーダなどであり、表示部３２は、例えば液晶パネルなどである。作業者は、表示部３２を参照しつつ入力部３１を用いて各種の操作を実施する。
なお、制御用端末３０は、ネットワークを介して他のコンピュータなどに接続されていてもよい。
【００３９】
処理部３５は、駆動制御部３６１、圧力制御部３６２およびターンテーブル制御部３６３を含む制御処理部３６と、刻印情報取得手段３７１、ワーク情報取得手段３７２および表面形状取得手段３７３を含む取得処理部３７と、荷重設定手段３８１を含む演算処理部３８と、を有する。
【００４０】
刻印情報取得手段３７１は、入力部３１に入力された情報や、記録部３３に記録された情報から、ワークＷに刻印する内容に関する刻印情報を取得する。ここで、刻印情報には、少なくとも刻印の濃さに関する情報が含まれる。
同様に、ワーク情報取得手段３７２は、ワークＷに関するワーク情報を取得する。ここで、ワーク情報には、少なくともワークＷの材質および硬さが含まれる。
表面形状取得手段３７３は、入力部３１に入力された情報や、記録部３３に記録された情報、別途用意した表面形状測定装置での測定などにより、ワークＷの表面形状を取得する。
【００４１】
荷重設定手段３８１は、ワーク情報によって指定されたワークＷに対し刻印情報によって指定された濃さの刻印を形成できる設定荷重を設定し、圧力制御部３６２に送信する。
駆動制御部３６１は、刻印情報、ワーク情報および表面形状に基づいて、駆動機構２０を制御する。
圧力制御部３６２は、設定荷重に基づいて、調整用導入部１４２から導入する圧力流体の圧力を制御する。
ターンテーブル制御部３６３は、後述するターンテーブル駆動機構５２の動作を制御する。
【００４２】
［位置合わせ装置およびターンテーブル機構］
位置合わせ装置４０は、図１に示すように、光照射装置４１と、ＣＣＤカメラ４２と、ディスプレイ４３と、を有する。
ターンテーブル機構５０は、ターンテーブル５１と、ターンテーブル駆動機構５２と、を有する。
【００４３】
ターンテーブル５１は、ワークＷを位置決めして固定した位置Ａから刻印ペン機構１０側の位置Ｂに搬送する役割を有し、モーターなどで構成されたターンテーブル駆動機構５２によって駆動される。そして、ターンテーブル駆動機構５２は、ターンテーブル制御部３６３によって制御されている。
ターンテーブル５１は、位置Ａおよび位置Ｂに対応する部分に、ワークＷを吸着保持する図示しない一対のワーク保持具を備えていて、一対のワーク保持具が互いの位置を交互に交換するように１８０゜回転し停止するように制御される。
【００４４】
位置Ｂの上方には刻印ペン機構１０が配置され、位置Ａの上方には光照射装置４１が、下方にはＣＣＤカメラ４２が、配置されている。
ＣＣＤカメラ４２は、光照射装置４１から照射されてワークＷを透過した光を受光するようになっており、ディスプレイ４３と接続されている。
位置合わせ装置４０は、光照射装置４１から位置Ａ側のワーク保持部に固定したワークＷに光を照射し、ワークＷを透過した光をＣＣＤカメラ４２で受け、ＣＣＤカメラ４２の画像をディスプレイ４３に映し出す。
【００４５】
後述するように、ワークＷには、刻印をする前から、位置合わせマークが形成されている（図５参照）。
作業者は、この位置合わせマークの位置をディスプレイ４３で確認しながら、ワークＷを回転させ、位置合わせマークが所定の位置に来るようにして、吸盤でワークＷを固定する。
このようにして位置決めをした後のワークＷは、吸盤で固定されて動かない。
そして、ターンテーブル制御部３６３がターンテーブル駆動機構５２を駆動させ、ターンテーブル５１を１８０゜回転させると、位置決めしたワークＷが刻印ペン機構１０に対して所定の基準位置に正確に配置される。
【００４６】
また、図示しないが、ワークＷを運ぶトレーにはワークＷの作業票の情報が記載されているバーコードが添付されている。制御用端末３０の入力部３１であるバーコードリーダでこのバーコードを読みとることで、刻印情報取得手段３７１に刻印情報を、ワーク情報取得手段３７２にワーク情報を、表面形状取得手段３７３にワークＷの表面形状を、取得させることができる。
なお、これら情報は、バーコードから直接取得せずに、ネットワークを介して他のコンピュータなどから取得するなど、他の手段により取得するようにしてもよい。
【００４７】
［刻印の種類と位置］
図５に、ワークに形成する刻印の種類と位置の一例を示す。
本実施形態において、ワークＷは累進多焦点プラスチックレンズ２００である。
このレンズ２００には、通常の識別マークの他に、レンズ２００の設計を識別するためのマークが形成されている。
【００４８】
レンズ水平線ＨＬ上に２つの丸印が基準点２０１として形成され、これらの基準点２０１の中心がフィッティングポイントを示すようになっている。つまり、基準点２０１が位置あわせマークとなる。位置合わせマークとしての基準点２０１は、例えば、重合型からの転写により形成される。
また、製作者を示す製作者マーク２０２、商品名を表す商品マーク２０３、加入度数を示すマーク２０４等の一般的な刻印が形成されている。
更に、設計を識別するための設計マーク２０５が基準点２０１の３ｍｍ上方に刻印されている。
この設計マーク２０５の累進帯の長さを表す数字４は、累進帯の長さ１４ｍｍの一桁を示し、内寄せ量を示す数字２は、内寄せ量が２ｍｍであることを示している。
これらのマークが基準点２０１近傍に形成されているのは、視野の妨げにならず、かつ、探しやすい位置であるからである。
【００４９】
［刻印装置による刻印］
次に、図１に示した刻印装置１及び図２に示した刻印ペン機構１０を用いて図５に示したような刻印をワークＷの表面に形成する方法について説明する。
【００５０】
まず、ワークＷのトレーに付随してくるバーコードを、入力部３１であるバーコードリーダで読みとる。
これにより、刻印情報取得手段３７１が刻印情報を、ワーク情報取得手段３７２がワーク情報を、表面形状取得手段３７３がワークＷの表面形状を、取得する。
荷重設定手段３８１は、ワーク情報によって指定されたワークＷに対し刻印情報によって指定された濃さの刻印を形成できる設定荷重を設定する。
【００５１】
次に、そのワークＷをターンテーブル５０のワーク保持部（位置Ａ側）に載置する。
レンズ位置決め装置４０のディスプレイ４３を見ながら表示されている位置決めマークが所定の位置に来るようにワークＷを回転させ、ワークＷを正確に位置決めする。そして、真空装置の切り替え弁を作動させ、吸盤でワークＷを吸着させてワークＷをワーク保持部に固定する。
ターンテーブル５０を１８０゜回転させて、位置決めしたワークＷを刻印ペン機構１０の下の位置Ｂに配置させる。このとき、ワークＷは正確に基準位置に配置される。
【００５２】
続いて、駆動制御部３６１が、刻印情報、ワーク情報および表面形状に基づいて、駆動機構２０を駆動させ、刻印を形成する。
具体的には、まず、刻印ペン機構１０は、Ｘ軸駆動機構２１とＹ軸駆動機構２２により、ワークＷの刻印を形成する部分まで移動される。次に、上下駆動機構２３により、刻印ペン機構１０がワークＷ側に移動され、ペン先１１がワークＷの表面に当接される。
このワークＷに近接する方向への下降速度は、駆動制御部３６１により、１ｍｍ／秒以上３００ｍｍ／秒以下となるように制御されている。
【００５３】
続いて、ペン先１１がワークＷの表面に当接した状態において、Ｘ軸駆動機構２１とＹ軸駆動機構２２により刻印ペン機構１０が移動される。ペン先１１が刻印の内容に対応した軌跡を描き、これにより、刻印情報により指定された刻印が、ワークＷの所定の位置に正確に刻印される。
標識中の一筆で描ける線の罫画きが終了した後、刻印ペン機構１０を上昇させ、ペン先１１をワークＷ表面から離間させてから次の刻印箇所へ刻印ペン機構１０を移動させる。
このとき、駆動制御部３６１は、ペン先１１とワークＷの表面との最短距離が所定の上下駆動距離となるように駆動機構２０を制御する。上下駆動距離は、１５．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。
全ての刻印終了後は、刻印ペン機構１０を上昇させ、ターンテーブル５０を回転させ位置ＡにおいてワークＷを取り外す。
【００５４】
なお、このような刻印の形成過程において、ペン軸１２は、保持用導入部１４１から導入された圧力流体によって、外筒部１３内の所定位置に、外筒部１３と非接触に保持されている。
そして、圧力制御部３６２が、ペン先荷重が設定荷重と等しくなるように、調整用導入部１４２から導入する圧力流体の圧力を制御しているので、刻印情報によって指定された濃さの刻印が形成される。
【００５５】
［実施形態の作用効果］
上述のような実施形態の刻印装置１によれば、例えば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）ペン軸１２が、ボールベアリングによらず、保持用導入部１４１から導入された圧力流体によって、外筒部１３内の所定位置に、外筒部１３と非接触に保持されているので、ペン軸１２と外筒部１３との間にボールベアリングが介在している従来の刻印装置とは異なり、ペン軸１２の移動に際して摩擦力が作用することが無い。また、ペン軸１２がボールベアリングとの摩擦によって磨耗することがなくなる。
したがって、本実施形態の刻印装置１によれば、ペン軸１２の上下動およびペン先荷重が安定し、ワークＷに均一な濃さの刻印をすることができる。
【００５６】
（２）駆動制御部３６１が刻印情報に基づいて駆動機構２０を制御するので、作業者は、刻印情報取得手段３７１に刻印情報を取得させるだけで、刻印情報に係る刻印をワークＷに形成することができる。
【００５７】
（３）荷重設定手段３８１が、ワーク情報によって指定された材質および硬さを有するワークＷに対し、刻印情報によって指定された濃さの刻印を形成できる設定荷重を設定し、圧力制御部３６２が、ペン先荷重が設定荷重となるように調整用導入部１４２から導入される圧力流体の圧力を制御するので、材質の異なるワークＷに対しても、刻印情報によって指定された同じ濃さの刻印を形成することができる。
【００５８】
（４）駆動制御部３６１が、ワークＷに近接する方向への刻印ペン機構１０の下降速度が１ｍｍ／秒以上３００ｍｍ／秒以下となるように駆動機構２０を制御するので、刻印の一部が濃くなることを防止することができる。
【００５９】
（５）駆動制御部３６１が、ペン先１１とワークＷの表面との最短距離が所定の上下駆動距離となるように駆動機構２０を制御するので、意図しない部分でペン先１１とワークＷの表面とが当接することを防止できる。
【００６０】
（６）上下駆動距離を、１５．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下としたので、ペン先１１の移動にかかる時間を増大させることなく、意図しない部分でペン先１１とワークＷの表面とが当接することを防止できる。
【００６１】
（７）本実施形態の刻印装置１は、刻印の濃さを正確に制御することができるので、特に眼鏡レンズへの刻印に適するものである。
【００６２】
（８）位置合わせ装置４０でワークＷを加工基準位置に位置合わせをすることができるため、正確な位置に刻印を形成することができる。
【００６３】
［変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態において、トレーに貼付されたバーコードによって取得処理部３７に各種情報を取得させる構成を例示したが、これに限らない。
例えば、キーボードなどの他の入力部３１への入力により、各種情報を取得させる構成としてもよい。また、ネットワークを介して他のコンピュータなどから各種情報を取得する構成としてもよい。
【００６４】
［実施例］
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されない。
【００６５】
［実施例１］
本実施形態の刻印装置１を用いて、プラスチックレンズ基材Ａ（セイコーエプソン株式会社製、商品名「セイコープレステージ」、屈折率１．７４）に、刻印を形成した。設定荷重は、１０ｇｆ（０．０９８Ｎ）である。
このとき、ターンテーブル５１に設けた荷重測定装置により、ペン先荷重を測定した。測定は１日１回とし、３４日間継続した。
【００６６】
［実施例２］
プラスチックレンズ基材Ｂ（セイコーエプソン株式会社製、チオウレタン系プラスチック基材、商品名「セイコースーパールーシャス生地（ＳＬＵ）」、屈折率１．６０）を用いた以外は、実施例１と同様にしてペン先荷重を測定した。設定荷重は、４ｇｆ（０．０３９Ｎ）である。
【００６７】
［比較例１］
ボールベアリングによってペン軸１２を保持する従来の刻印装置を用いた以外は、実施例１と同様にしてペン先荷重を測定した。ただし、測定は２０日間とした。
【００６８】
［比較例２］
ボールベアリングによってペン軸１２を保持する従来の刻印装置を用いた以外は、実施例２と同様にしてペン先荷重を測定した。ただし、測定は２０日間とした。
【００６９】
［ペン先荷重の測定結果］
実施例１および実施例２におけるペン先荷重の測定結果を図６に、比較例１および比較例２におけるペン先荷重の測定結果を図７に示す。
図６および図７から明らかなように、本発明の刻印装置１を用いた実施例１および実施例２では、従来の刻印装置を用いた比較例１および比較例２に比べ、ペン先荷重が安定していることがわかった。
標準偏差を求めたところ、実施例１が０．１９、実施例２が０．１８に対し、比較例１が０．５７、比較例２が０．３４であった。本発明の刻印装置１では、ペン先荷重が飛躍的に安定化されていることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係る実施形態の刻印装置の概略構成を示す図。
【図２】実施形態における刻印ペン機構を示す断面図。
【図３】実施形態におけるペン先の円錐の角度を示す模式図であり、（ａ）は１４０゜、（ｂ）は１１０゜を示している。
【図４】実施形態における制御用端末の概略構成を示す図。
【図５】実施形態においてワークに形成する刻印の種類と位置を模式的に示す平面図。
【図６】実施例に係る刻印装置のペン先荷重の測定結果。
【図７】比較例に係る刻印装置のペン先荷重の測定結果。
【符号の説明】
【００７１】
１…刻印装置、１０…刻印ペン機構、１１…ペン先、１２…ペン軸、１３…外筒部、１４…圧力流体導入部、２０…駆動機構、１４１…保持用導入部、１４２…調整用導入部、３６１…駆動制御部、３６２…圧力制御部、３７１…刻印情報取得手段、３７２…ワーク情報取得手段、３７３…表面形状取得手段、Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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