(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金型部品と第２の金型部品とを含む少なくとも２つの金型部品を含んで成り、その中に眼科レンズを含む、少なくとも１つの金型部品を分離する装置において、
ワークステーションに前記金型部品の一方または双方を保持することにより、前記眼科レンズを間に含む前記金型部品を位置決めする手段（８０）；
前記金型部品の少なくとも一方の材料が放射線を十分に吸収して前記材料を昇温させるための強力な電磁放射線源（６２）；
前記放射線源からの放射線を指向させて前記金型部品の一方または双方の外表面に衝突させる手段であって、所定のパターンを前記表面にトレースして相異なる表面領域に対する放射線エネルギーの量を変えるスキャナ手段（６０）を備える放射線指向手段；および、
前記金型部品に前記強力な放射線が衝突する期間内に前記線源からの放射線が衝突した前記金型部分の表面領域に調節された昇温を生じさせるために、前記トレースパターンに応答して前記金型部品に前記強力な放射線が衝突する期間を調節する手段、
を備えた装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記スキャナ手段はＸ−Ｙ方向に移動可能な複数の検流計駆動ミラーを備え、前記放射線指向手段は、前記電磁放射線源と前記ミラーとの間に挿入されて前記放射線を前記ミラーにより反射されて前記金型部品に向けられるビームに収束させて、レンズの薄い領域または前記少なくとも１つの金型またはレンズの材料によるエネルギー吸収が急峻な表面角度の存在に応答して変化する場所におけるエネルギーを低減する放射線パターンの形成を容易にする光学レンズ手段を有する、装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記複数のミラーは前記ミラー２個を備え、第１の検流計が作動的に第１の前記ミラーに接続されて該ミラーを第１の方向に駆動するようにし、第２の検流計が作動的に第２の前記ミラーに接続され該ミラーを第２の方向に駆動するようにしてＸ−Ｙ走査パターンを与える、装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の装置において、
前記ミラーは高エネルギー抵抗ベリリウムを含んでなる金属製である、装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の装置において、
前記スキャナ手段は前記ワークステーションにおける単一のパレット内に配置された複数の前記レンズおよび金型を連続的に走査するのを容易にする、装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の装置において、
前記強力な電磁放射線源はレーザである、装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、
前記レーザは小さなレーザスポットを用いて前記走査パターンをたどるのを容易にする、装置。
【請求項８】
請求項７記載の装置において、
前記パターンは前記レーザスポットによりたどられる螺旋パターンを含む、装置。
【請求項９】
請求項７記載の装置において、
前記パターンは前記レーザスポットによりたどられる格子パターンを含む、装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかに記載の装置において、
前記レーザスポットの直径は約０．８ｍｍである、装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の装置において、
前記位置決め手段は前記第１の金型部品を保持し、それによって第２の金型部品とそれに取り付けられたレンズとを保持し、前記放射線源は前記第２の金型部品の外表面に突き当たるように指向される、請求項１記載の装置。
【請求項１２】
第１の金型部品と第２の金型部品とを含んで成りその中に眼科レンズを含む少なくとも１つの金型部品を分離する方法において、
取付具（８０）内に前記金型部品の少なくとも一方を保持することにより、間に眼科レンズを収容している前記金型部品を保持し；
強力な電磁放射線源（６２）であって、前記金型部品の少なくとも一方の材料がその電磁放射線に対し十分な吸収性を有する強力な電磁放射線源を指向させて前記材料を昇温させ；
前記金型部品の一方または双方の外表面に前記電磁放射線を前記金型部品の種々の表面部分の上に延びている所定の走査パターンで衝突させ；
前記表面パターンを前記放射線で走査する間の前記放射線の衝突期間を調節して前記放射線衝突期間の間に前記電磁放射線が衝突する前記金型表面の温度を上昇させるが前記眼科レンズの温度は本質的に上昇させず；そして、
そのように衝突させた後に前記金型部品を分離する、方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法において、
前記走査パターンは、レンズの薄い領域または前記金型またはレンズの材料によるエネルギー吸収が急峻な表面角度の存在に応答して変化する場所におけるエネルギーを低減する放射線パターンの形成を容易にする、方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の方法において、
単一のパレット内に配置されている間に複数の前記レンズおよび金型の連続走査が容易にされる、方法。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれかに記載の方法において、
前記電磁放射線はレーザエネルギーを含んでなる、方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法において、
前記レーザエネルギーは収束されたレーザスポットを含んでなる、方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法において、
前記レーザスポットの直径は約０．８ｍｍである、方法。
【請求項１８】
請求項１６または１７の記載の方法において、
前記レーザスポットは前記表面を螺旋状走査パターンでたどる、方法。
【請求項１９】
請求項１６または１７に記載の方法において、
前記レーザスポットは前記表面を格子状走査パターンでたどる、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
請求項１２〜１９のいずれかに記載の方法において、
前記第１の金型部品が前記取付具内に保持され、前記電磁放射線が前記第２の金型部品に指向されてこれに突き当たり、前記分離は前記第２の金型部品と前記第１の金型部品との間に引張り力を適用することにより行われる、方法。
【請求項２１】
請求項１２〜２０のいずれかに記載の方法において、
前記取付具内の前記第１の金型部品は眼科レンズの前面を形成するものであり、前記電磁放射線が突き当たる前記第２の金型部品は眼科レンズの背面を形成するものである、方法。
【請求項２２】
請求項１２〜２１のいずれかに記載の方法において、
前記第１の金型部品は前記取付具内に保持され、前記電磁放射線は前記第２の金型部品に指向されてこれに突き当たり、前記分離は前記第１の金型部品およびレンズから前記第２の金型部品を梃作用により引き離すことにより行われる、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は成形された眼科レンズをそれらが製造された金型から分離するための改良された装置および方法に関する。特に、本発明はヒドロゲルコンタクトレンズのような成形された眼科レンズに適しているが、本方法は他の小さな高精度眼科レンズ、例えば眼球内レンズに関して用いられる成形方法にも適合し得る。
【０００２】
ますます一般的になりつつある眼科コンタクトレンズの製造に関連する産業、特に装着者により頻繁な周期的取り替えが意図されているコンタクトレンズの供給に関するこの産業面の驚くべき成長により、断固として高品質でしかも製造費が低廉なレンズの大量生産に対する需要が飛躍的に増大している。その結果、当業界の前述の需要に見合って、そのようなレンズの製造者は、高速自動生産の実施に特に適合性がありしかも費用効率が高くそのため経済的に引き合う方法で十分な正確度または精度で一貫性をもって動作する自動方法および装置の開発に向けて努力することが必要になった。
【０００３】
眼科レンズ、特にヒドロゲル型のソフトコンタクトレンズのような眼科レンズの生産に関して現在開発されている技術によれば、プラスチック金型内で重合可能なモノマーまたはモノマー混合物が通常用いられている。一般に、必須ではないが、眼科コンタクトレンズ用材料は適当な親水性材料、好ましくはいわゆるＨＥＭＡ（ヒドロキシエチルメタクリレート）−系ポリマーから選ばれるが、他の適当な重合性モノマーも以下に述べるようにレンズに用いてもよい。
【０００４】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
軟質ヒドロゲル眼科コンタクトレンズの製造の技術の現状に従って通常用いられている直接成形方法および装置は容易に見出すことができる。例えば、米国特許第５，０８０，８３９号（ラーセン）；および同第５，０３９，４５９号（ラーセン他）；同第４，８８９，６６４号（ラーセン他）；同第４，４９５，３１３号（ラーセン）に開示されている。上述の米国特許中で明らかにされているように、軟質眼科コンタクトレンズの製造はモノマー混合物と水置換可能な非水溶媒を溶解し、その後モノマーと溶媒の混合物を最終的に望まれるヒドロゲルコンタクトレンズの形状をした金型キャビティを与える金型内に置く。その後、モノマーと溶媒の混合物をモノマーまたはモノマー類を重合させる物理的条件に遭わせ、それによりポリマーと溶媒の混合物を最終的なヒドロゲルコンタクトレンズの形で生成する。上述の手順が終了した後、溶媒を水で置換して、最終的なサイズおよび形状が最初の成形ポリマー・溶媒製品と同様である水和レンズを製造する。
【０００５】
レンズ製造用の重合性モノマーフィード材料を受容するために用いられる基本金型は、例えば米国特許第５，０９４，６０９号（ラーセン）；同第４，６４０，４８９号（ラーセン他）；および同第４，５６５，３４８号（ラーセン）に開示されている。普通は、例えば米国特許第４，６４０，４８９号に開示されているように用いられる金型は一般に凹レンズ表面を持つ雌、すなわち前方金型部品と一般に凸レンズ表面を持ち、雌金型部品と対合するように適合されている雄、すなわち後方金型部品とを有する２ピース金型からなり、両金型部品は好ましくはポリスチレンのような熱可塑性材料からなる。上述の米国特許に開示されているように、ポリスチレンとその共重合体は好適な金型材料であると考えられるが、これはレンズを製造するのに用いられるホットメルトの冷却中に結晶化せず、従って上述のように直接成形方法の間に必要とされる処理条件に置かれたときに殆ど又は全く収縮を示さないからである。あるいは、ポリプロピレンまたはポリエチエレンから構成され、本質的には米国特許第４，１２１，８９６号公報の開示に具体的に記載されているような適当な金型を用いてもよい。
【０００６】
成形方法を実施する間、モノマーまたはモノマー混合物は凹型雌金型部品の凹部に過剰量で供給されてから雌および雄金型部品を対合する。雌雄金型部品を組み立てる間、雌雄金型部品は連帯してそれらの間に、すなわち金型の凹凸金型部品の間にレンズ形成空間を画成するとともにレンズ端を提供しているが、余分なモノマーまたはモノマー混合物は金型キャビティから放出または搾出されて対合した金型部品の一方または双方を包囲するフランジ上にまたは２つのフランジの間に延在する。重合時、モノマーまたはモノマー混合物から導かれるこの余分の材料は、各コンタクトレンズを製造するのに用いられるＨＥＭＡ系材料の環状フランジまたはリングを、対合した雌雄金型部品のフランジ構造の間の金型キャビティの外側に、形成されたレンズのまわりに延びるように生成する。上述の米国特許第５，０３９，４５９号；同第４，８８９，６６４号；および同第４，５６５，３４８号の開示に従って、金型およびレンズ用の材料並びに成形シーケンスの間に実施される化学的および物理的方法は、成形されたレンズがレンズの金型に粘着しているときにあるいは対合した金型部品がレンズ材料の重合後に相互に粘着する経口を示すときに時々必要とされることがあるような過大な力を適用する必要がなく、対合した金型部品が容易に分離できるように調節するという要件が示されている。
【０００７】
上述のことを考慮して、金型部品を分離しそれらから成形レンズを取り出す従来技術の方法は本質的に予備加熱段階、加熱段階、および金型部品の物理的または機械的開放とそれに続くレンズ取り出し手順を含む。上述の金型分離およびレンズ取り出し工程に用いられる予備加熱および／または加熱段階は後方金型部品、普通雄すなわち凸金型部品に一般に加熱空気流を適用することにより対流により熱を適用する対策を考慮している。加熱された成形ポリマー材料がより冷たいレンズのポリマー材料に対して異なる膨張が得られるため一方の表面が他方に関してずれる傾向を生じるので、適用される開放力により重合されたレンズと隣接するポリマー金型との間の接着が破壊され、金型部品の分離が助けられる。金型部品表面間の温度勾配が大きいほど発生する剪断力は大きくなり、そして金型部品の分離は容易になる。この効果は最大の熱勾配が存在するときに最大となる。
【０００８】
雄（後方）レンズ金型部品とコンタクトレンズの間に温度勾配を達成するために最近開発されたあるいは現在開発中の技法には、米国特許出願第０８／４３１，５５２号（代理人書類番号第８９９９Ｚ、ＶＴＮ−００７５）に記載されているもののように、レーザによるレンズ取り出し技術を含む方法、または米国特許出願第０８／２５８，２６５号（代理人書類番号第９００６、ＶＴＮ−００８２）に記載されているもののように、蒸気を当てて必要な温度勾配を発生することによる方法がある。これらの内容は引用によりここに導入される。
【０００９】
現在、重合されたコンタクトレンズを金型部品間に位置する金型キャビティ内に収容している対合したレンズ金型部品を物理的に開放分離する手順は機械的な梃の適用により達成されるように適合されており、その際梃または開放作用は対合したレンズ金型部品の一方の側から自動的に実施される。
【００１０】
例えば、上に引用した米国特許第４，８８９，６６４号は、対合した金型部品を開放または分離するために必要とされる力を測定するために用いられる試験固定を開示している。この試験固定としては、レンズ金型の下半分を維持するための保持取付具、および上半分金型部品と下半分金型部品との間に位置決め可能であり、前者と係合して調節された金型分離速度で上半分金型部品を下半分金型部品から開放することができる梃構造が開示されている。一般に、レンズ金型部品を梃作用で離すためのそのような梃構造は複数の梃フィンガー（prying fingers）からなり、これらは上半分金型部品を取り囲むフランジ構造の下方に係合し、その後方は一般に成形されつつあるレンズの背面のカーブを画定しており、そしてそれと係合した梃フィンガーにより上半分金型部品に付与された垂直解除力は通常は対合する金型部品を脱係合するのに十分でありそれらを分離して金型キャビティ内の内容物、実際は成形された眼科コンタクトレンズ、にアクセスすることができる。分離は普通、上または後半分カーブ金型部品のフランジ構造の一方の側から行われ、反対側は支持されていないので、後半分金型部品は下または前カーブ金型部品上で旋回してそれらの間に収容されているレンズの端部で材料をつぶしやすい。これは潜在的に金型分離の間にコンタクトレンズに起こり得る損傷の源であり、レンズが使用できなくなったり、レンズ製造方法が大量生産技法に経済的に引き合わなくなったりする。
【００１１】
そのような対合する金型半分部品を機械的に分離する他の方法は、分離するための力を減らしてもこの手順を容易にするとともに、上半分金型部分に対して蒸気またはレーザを当てることにより加熱作用を適用するのに加えて機械的梃作用を適用して金型半分部品の相互の接着の可能性を防止しまたは少なくともその程度を認め得るほどに緩和するものであるが、該方法は梃フィンガーの接触する上半分金型部品の周に関して梃フィンガーに運動を与えて所定パターンの運動を上半分金型部品のフランジに係合する梃フィンガーに適用するとともにリフト作用を達成するようにすることを意図しており、これは米国特許出願第０８／２５７，８７１号（代理人書類番号９００８；ＶＴＮ−８４）に記載されている通りである。これにより、本質的に、上半分金型部品が下半分金型部品から調節された速度でかつそれらの間に特定の角度方向を保って徐々に分離され、対合した金型半分部品の間の分離がもっとも有利かつ迅速な仕方で実施できるとともに金型半分部品がおよび成形されたレンズがこの特定のレンズ取り出し手順を実施するにおいて遭遇する潜在的損傷の危険を低減または完全に阻止することを保証している。
【００１２】
遭遇する特別の問題は、金型部品は通常フランジに包囲されており、モノマーまたはモノマー混合物は凹状金型部品に過剰に供給されてから金型が対合される局面に関係している。金型部品が一緒に置かれて、レンズを画成し端部を形成した後、過剰のモノマーまたはモノマー混合物は金型キャビティから追放され金型部品の一方または双方のフランジ上または間にある。重合時、この余分の材料は形成されたレンズの周りに環状のフランジまたはリングを形成する。
【００１３】
金型部品を分離しレンズを取り出す上述の方法の局面を繰り返すと、これは基本的には予備加熱、加熱、分離および取り出しからなる。熱空気により加熱が行われ、機械的梃作用により分離が行われ、そして取り出しは手動で行われる。対流により金型を加熱するのは効率的な伝熱技法ではない。というのは、金型が加熱装置に入ってから後方金型部品が完全に取り外されるまでに１分のオーダーの時間を要するからである。
【００１４】
レンズを取り出す現在の方法は、加熱された空気流により後方金型部品に熱を適用する方法である。後方金型部品の加熱は２工程：予備加熱段階および加熱／分離段階で行われる。加熱／分離段階では、金型はその場にクランプされ、梃フィンガーが後方金型部品の下に挿入される。加熱サイクルの間、各後方金型部品に力を適用する。必要な温度に到達すると、後方金型部品は破れて自由になり一端が梃フィンガーにより持ち上げられる。後方金型部品が少なくとも一方の側において前方金型部品から取り外された後、金型はヒーターを出る。後方金型部品および環状のバリを全部取り除く。
【００１５】
熱または冷空気を前方金型部品の外表面に衝突させて他の熱勾配を達成することも可能である。加熱された空気は後方金型部品の外側に吹き付けられ、そこで熱をレンズの上表面に伝える。熱は後方金型、成形されたレンズおよび前方金型を通して熱拡散により運ばれる。上述の方法は金型部品の間からレンズを取り出すのを支援するにはある程度有効であるが、加熱された後方金型部品からレンズを貫通して前方金型部品に達成される温度勾配は相対的に小さい。このアプローチの欠点は熱が金型部品に伝達される仕方に由来する。一定温度の空気流は後方金型部品の外表面をより迅速に加熱するが、熱伝導で熱がレンズ表面に伝わる。熱勾配を増大する唯一の方法は熱をより速く伝達することであるが、このようにすると後方金型部品が軟らかくなり過ぎて持ち上げ用梃フィンガーが係合できなくなる。
【００１６】
上述のように、この方法は十分に満足のゆくものではなかったが、その理由は誘起された熱勾配が金型部品を十分にかつ反復して分離するのに十分ではないからである。
【００１７】
上述のレーザを用いた取り出し方法は、例えば１９９４年３月１５日発行の米国特許第５，２９４，３７９号公報（代理人書類番号ＶＴＮ−０４２）（引用によりその内容がここに導入される）に記載されているように、電磁放射線源や、好ましくは二酸化炭素（ＣＯ2)レーザを用い、金型部品の少なくとも一方に適用している。このレーザは波長範囲が約１μと２０μｍの間であり、好ましくは１０．６μｍの波長である。このレーザに対する金型部品の露光は０．４秒〜１秒間であり、８つの金型の加熱に３７３ワットを必要とする。
【００１８】
加熱された金型ポリマーがより冷たいレンズポリマーに対する差膨張が表面によって異なるので、剪断力により重合されたレンズ／ポリマー金型の接着が破壊され、金型部品の分離の助けとなる。金型部品の表面間の温度勾配が大きいほど、剪断力が大きくなり金型部品の分離が容易になる。この効果は最大の熱勾配が存在するときに最大となる。時間が経つにつれて、後方金型部品からレンズポリマーおよび前方金型部品へ、そして全体として周囲環境への伝導により熱が失われる。従って、加熱された後方金型部品は直ちに取り外され、ポリマーレンズにごくわずかしかエネルギーが伝達されないようにして、レンズの熱分解の可能性を排除している。
【００１９】
レーザは典型的には入手し得るもっとも強力な線源であるため、線源から加工中の製品へのエネルギー伝達効率を最大にする。「強力な」は線源の全出力ではなく、そのエネルギー濃度をいう。効率よくかつ迅速に加熱する能力を持つ他の強力な電磁エネルギー源、例えばマイクロ波発生器、を使用することができる。これらの線源に共通する「強力な」と定義される特徴は、加工中の製品への距離における出力によってカバーされる面積が加工中の製品の面積のオーダーであることである。
【００２０】
また、これらの周波数における金型材料の吸収特性に起因して、レーザーエネルギーの大部分が数波長分以内の行程で金型材料中に吸収される。この点から、熱は表面からの伝熱のみによって移動する。この理由により、レーザービームに対する初期の暴露において、外側の暴露面とレンズに接触した金型部分の表面との間に巨大な熱勾配が生じる。更に、レーザービーム断面における不均一なエネルギー密度により、不均一な加熱も生じ得る。
放射線エネルギーや特にレーザの媒介により行われる上述の成型品の取り出しは一般に満足なものであるが、レンズの厚さと曲率が異なるせいで種々の成形部品または表面において不均一な加熱が行われるという若干の問題があった。
【００２１】
本発明の目的は、スキャナの使用により螺旋パターン、同心円、重なり合った螺旋、円形ラスタ、格子パターンその他の適当な走査経路を選択的にたどるのを容易にして異なるレンズ金型表面領域に付与するエネルギーの量を変えることである。
【００２２】
更に、本発明の具体的な目的は、小さなレーザスポットが固定パレットまたは支持台上に配置された金型部品上の連続する所定の走査パターンをたどり、各金型部品の種々の金型表面に付与され放射線エネルギーの量を調節可能に変化させる、検流計駆動ミラーＸ−Ｙ走査系を提供することにある。
【００２２】
更に、本発明の別の目的は、眼科レンズの調節されたレーザ取り出し方法であって、レーザが走査系により所定のパターをたどって異なる領域に付与されるエネルギーの量を変化させるように調節される方法を提供することにある。
【００２３】
又、本発明の別の目的は、検流計駆動ミラーを内蔵した走査レーザが所定のパターンをたどり金型表面指向したレーザスポットを調節して放射線の強度とレンズおよび金型部品の表面の加熱を調節するようにしたここに記載の装置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上述の点について改良し現在のレーザを用いた取り出し装置および方法における上述したような問題を緩和または完全に解決するために、本発明はスキャナ装置の利用、特に検流計駆動ミラーを備え、小さなレーザスポットを例えば直径０．８ｍｍ程度まで移動するＸ−Ｙスキャナの使用することを意図しており、それによりレーザは螺旋または格子パターンあるいは他の適当なパターンになるように所定の時間、金型部品およびレンズの表面領域をたどる。レーザ光は直径０．８ｍｍに狭められ、すなわち収束されてから検流計に載置され駆動されるミラーに突き当たる。検流計は、そのうち２つ、すなわち、各ミラーにつき１つ必要であるが、次にミラーを動かして金型部品の表面；本質的には基本曲面にわたってビームを所定のパターンに指向させる。好ましくは、ミラーはベリリウムのような金属からなり、ＣＯ2 レーザにより普通に提供される多量のエネルギーに耐えることができる。このため、実際上、種々の領域に付与されるエネルギーの量が変わり、レンズが薄い位置または表面領域部分あるいはレンズまたは金型部品の材料、例えば含まれている熱可塑性樹脂、による吸収の強度がレーザスポットの遭遇する急峻なまたは変化する表面角度のせいで変化する位置または表面領域部分におけるエネルギーを低減するのに有用である。
【００２５】
このように、スキャナの使用によりレーザを用いて金型部品にわたって調節された表面パターンを付与することにより温度上昇を、表面分布において従前よりもさらに精密に調節することができ、その結果取り出し手順中にレンズをあるいは損傷し得るいわゆるホットスポットの形成が防止される。
【００２６】
さらに、レーザ操作パターンにより部品の走査レーザ取り出しの実施において検流計駆動ミラーＸ−Ｙスキャナを有利に使用する他の局面は、複数のレンズ、例えば単一のワークステーションで単一のパレット上に配置された金型に収容された８つのレンズを走査することを可能にすることにあり、パレットをあちこち移動して個々のレーザが各レンズを取り出すようにした移動装置を用いる必要がない。
【００２７】
１０．６ミクロンの波長の中−赤外領域における放射線を生成するＣＯ2 レーザを使用できるが、生成された放射線が金型材料により十分に吸収されて金型材料の温度が上昇さする任意のタイプの高出力ＵＶレーザまたは高強度電磁波エミッタを用いることも可能である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。
１ｍｍ厚ポリスチレンプレートによる赤外線スペクトルにおける放射線の吸収を図１に示す。上述のＣＯ2 レーザについては、生成された放射線の１０．６ミクロン波長は（逆数の）波数９４３．３ｃｍ-1に相当する。
【００２９】
従来、前述の特許出願にも記載されているように、レーザ取り出し系は特別の光学系を用いてターゲット、本質的には金型部品における平均されたレーザ強度を発生するようにしている。一般に、金型部品はパレット上に支持され、該パレットはワークステーションに固定して指向されたレーザスポットを過ぎて連続移動するものであった。それにより、レーザシステムを用いてパレット上に支持された８つの目標とするレンズまたは金型部品を加熱するために、これは比較的大きく、そして、その結果として費用のかかるレーザの使用を必要とした。例えば、８つの金型部品または眼科レンズを加熱するために３７３ワットを必要とするレーザである。
【００３０】
前述とは対照的に、本発明の走査レーザ系は基本レーザビームを最終スポット直径サイズまで絞ってからビームを検流計に載置された一対のミラーに当てる。これらのミラーは検流計による作動に応答してそれぞれＸおよびＹ方向に移動するように適合されており、検流計はマイクロプロセッサにより調節され、レーザビームが各金型部品の表面を逐次所定のパターンで指向、すなわち走査されるようにしている。
【００３１】
図２を参照すると、断面図で一対の対合した金型部品とその間に挟んだレンズが示されている。金型部品は前方部品２０と後方部品２２から成り、好ましくはポリスチレン材料製である。これら２つの金型部品の間にはレンズ２４とレンズを形成する金型のキャビティの外側に過剰ポリマーリング２６がある。
【００３１】
前方および後方金型部品上の同等の位置の間の温度差は３５℃にもなり得るので、後方金型部品を前方金型部品およびレンズから分離するのがおおいに容易である。加熱された流体を用いて後方金型部品を加熱する従来技術の方法は、温度差がほぼ３℃〜５℃となり、最大の温度差を達成するのに１／２〜１．５分を要した。
【００３２】
レンズ／金型の組合せをレーザエネルギーに過剰に漏出すると、金型部品の分離およびレンズの取り出しがふたたび困難となる。金型の損傷、例えば酸化および溶融（軟化）、が生じ、金型の剛性がなくなって金型の分離が妨げられる。さらに、過剰露出はレンズを熱劣化する。
図３を参照すると、本発明の走査レーザ系６０が開示されている。
【００３３】
走査レーザ系６０はレーザビームＬＢを指向して集束レンズ６４またはビームＬを収束する光学系を通して最終直径、好ましくは例えば０．８ｍｍにサイズを絞る。ビームを集束レンズまたは光学系６４の出力側で収束する際にビームは、好ましくはベリリウムのような金属製の第１の高エネルギーミラー６６に突き当たり、該ミラーからビームはやはりベリリウムのような金属製の第２の高エネルギーミラー６８により例えば金型の後方部品２２に向けて再指向される。レーザ走査パターンを形成することおよびビームをパレットまたは支持体（図示しない）上の第１の金型部品から次の金型部品に再指向することができるようにするために、ミラー６６，６８のそれぞれを適当なｘおよびｙ方向において一対の駆動検流計７０，７２により変位されるように適合し、それらの検流計のそれぞれにミラーの一つを結合し、それにより適当なコンピュータープログラムされたマイクロプロセッサ７４により所定の調節された仕方で検流計７０，７２に運動が付与される。
【００３４】
このようにして、適当なレーザ走査パターンが各金型部品に付与される；例えば、円形パターン、格子パターン、重なり螺旋、円形ラスタ若しくはその他の所望の量の熱を種々の金型部品表面領域に付与するように適合された任意の適当なパターンに付与してから、特定のレーザ走査ワークステーションにおける固定パレット上に配置された後続のまたは連続する金型部品に移行する。
【００３５】
検流系駆動ミラー６６，６８を内蔵する走査レーザ系６０を使用する上述のコンセプトを採用したためワット量が相当低減される。例えば、レーザが１．２秒間で必要量のエネルギーを伝達するのにわずか２０３ワットが必要とされるだけである。このように、レーザスポットを非常に迅速に移動することにより、金型材料は切断されずに加熱され、検流計はビームＬＢを１，０００インチ／秒を超える速度で正確に移動させることができる。
【００３６】
金型部品表面領域の上にレーザビームによって生成される温度分布を改善し、そしてそれによりホットスポットすなわち眼科レンズの品質に悪影響を与える不十分な温度差の形成を防止するために、検流系駆動ミラー６６，６８を内蔵する（模式的に図示した）Ｘ−Ｙ走査レーザ系６０が提供され、該系は小さな、例えば０．８ｍｍサイズの移動可能なレーザスポットを形成する。このスキャナはレーザスポットが螺旋パターン、格子パターン、円形スキャン、重なり螺旋若しくはその他の各金型部品２２の表面領域の上の任意の適当な走査経路をたどることを可能にし、それにより異なる領域に付与されたエネルギーの量を変化させ、レンズが薄い場所またはレンズまたは金型部品のプラスチック材料の吸収がレーザビームの当たる急峻な表面角度のせいで大幅に変化することがある場所でエネルギーを低減するのに有用である。これにより、本質的に、走査パターンの形成を調節することが可能となり、それにより種々の表面部分を必要量加熱して適当な温度差を提供して金型半分または部品同士の間の最大の分離効果を得る一方、眼科レンズの完全性と品質を維持することができる。
【００３７】
レンズ／金型の組合せは従来の方法で金型部品の一方または双方（間にレンズがある）を図４および図５に示す取付具に保持する。この取付具の満たすべき第１の要件は、機械的安定性以外に、電磁放射線のビームと干渉を起こさないことである。これが、レンズ／金型の組合せを第１の金型部品だけによって保持して第２の金型部品を照射するのが好ましい理由である。
【００３８】
図４及び図５に示されているのは、図２において金型部品２０，２２およびレンズ２４として同定されているレンズ／金型の組合せと保持取付具８０である。これはレンズ／金型の組合せは前方金型部品および後方金型部品からなり、図２に示すようにレンズがそれらの間に配置されている。
【００３９】
上述の系については、後方金型部品２２だけが放射線に露出することにより加熱される。後方金型部品はより薄いため、迅速で大きな熱勾配を形成するのに十分なポリスチレンの非破壊加熱を可能にする。大量のポリスチレンを含有する、より厚い前方金型部品は迅速に加熱されないので局所的過熱の問題なしには同じ熱勾配が生成されない。
【００４０】
このため、図４を参照すると、抑え（hold down)８２とフィンガー（finger）８４が前方金型部品２０と後方金型部品２２との間に配置されている。レンズ／金型の組合せが保持されているので、レーザエネルギーは走査パターン内で取付具８０のチャネル（channel)８６を通って後方金型部品２２上に指向される。
【００４１】
両方の金型部品を加熱することは可能であるが、後方金型部品２２だけを加熱するのに比べて利益はない。
【００４２】
後方金型部品をレーザで加熱した後これを前方金型部品から取り除くための好適な方法はこれら金型部品の間に相対的引張り力を適用することであることが見出された。図５を参照すると、後方金型部品フランジの下方に配置された薄い金属フィンガー８４は両側が平坦に機械仕上げされている。取付具８０の上部は垂直な持ち上げ力が付与され、金型部品をレーザに露出した後、フィンガー８４が後方金型部品２２を梃作用で持ち上げる。
【００４３】
そのような機械的支援は放射線に露出後０．３秒未満に供給されるのが最善であることが確認された。露出と機械的取り出しとの間の時間がより短くても不都合は考えられないが、実際上は、露出と金型分離との間の時間は約０．２〜約１．５秒である。１．５秒より遅れると、金型分離が困難となり、レンズの取り出しは上述のような露出不足の結果と同じ状態となる。
【００４４】
本発明の示唆する品質の重要性及び利点は、上述の技法に従って後方金型部品をレーザ加熱し取り出すときに一貫してレンズを前方金型部品に保持することにある。
【００４５】
上述のことから、検流形駆動ミラー６６，６８を内蔵したＸ−Ｙ走査レーザ系６０を使用すると単一のワークステーションで単一のパレット上の金型内の複数の眼科レンズ、例えば８つのレンズ調節された放射線エネルギーを走査・適用することが容易になるが、これはパレットを移動させる必要がなく、かつミラーにより走査レーザのＸ−Ｙ変位によりレーザスポットの運動を単に調節しそして各レンズおよびレンズを収容する金型部品の各表面に所定の走査パターンを付与するだけで行うことができる。
【００４６】
予想できるように、レンズの欠陥の増加は高エネルギー領域、すなわちホットスポットがビーム断面に生じることと相関関係がある。このことが予想されるのは、一つの領域における過熱によりレンズが弱くなり、引き裂かれ、剥がれ、すなわち前方金型部品表面から引き離されやすくなるからである。
【００４７】
露出時間およびレーザ走査が最適で、そして楔形梃フィンガーのような成型品取り出し機構が適切であると、ほぼ５秒以内に金型部品を分離しかつレンズを金型から取り出すことができる。
【００４８】
上述のことは好適なポリスチレン金型系についての例示であり、いわゆる当業者には容易に理解できるように、他のレンズ／金型材料系については放射線波長、電力レベル、および露出時間を上述の考察に従って適切に調節して最適の特性を達成する必要がある。
【００４９】
上述の走査レーザ系６０は、固定パレット上に配置された複数の金型部品または眼科レンズ金型の成型品取り出しに関して説明したが、マイクロプロセッサ７４を用いて移動パレットをワークステーションを通過させてたどることによりプログラムすることもできる。さらに、走査領域の電界強度はプログラム可能であり、スポットサイズと走査数によってのみ制限され、後者は上述のように走査経路を同心円、重なり螺旋、円形ラスタ、その他多数の潜在的な走査経路を与えることができる。
【００５０】
本発明の好適な実施の形態と考えられるものについて図示し説明したが、本発明の範囲内で形状または細部に種々の変更を加えることが容易にできることはもちろんである。従って、本発明はここに図示し説明した通りの形態と詳細に限定されるものではなく、ここに開示され、特許請求の範囲に記載されている発明の全体を下回るものではない。
【００５１】
好適な実施の形態は下記の通りである。
（Ａ）第１の金型部品と第２の金型部品とを含む少なくとも２つの金型部品を含んで成り、その中に眼科レンズを含む、少なくとも１つの金型の該部品を分離する装置であって、
ワークステーションに前記金型部品の一方または双方を保持することにより、前記眼科レンズを間に含む前記金型部品を位置決めする手段；
前記金型部品の少なくとも一方の材料が放射線を十分に吸収して前記材料を昇温するための強力な電磁放射線源；
前記放射線源からの放射線を指向させて前記金型部品の一方または双方の外表面に衝突させる手段であって、所定のパターンを前記表面にトレースして相異なる領域に対する放射線エネルギーの量を変えるスキャナ手段を備える放射線指向手段；および、
前記金型部品に前記強力な放射線が衝突する期間内に前記線源からの放射線が衝突した前記金型部分の表面領域の温度に調節された昇温を生じさせるために、前記トレースパターンに応答して前記前記放射線衝突期間を調節する手段、
を備えたことを特徴とする装置。
（１）前記スキャナ手段はＸ−Ｙ方向に移動可能な複数の検流計駆動ミラーを備え、前記放射線指向手段は、前記電磁放射線源と前記ミラーとの間に挿入されて前記放射線を前記ミラーにより反射されて前記金型部品に向けられるビームに収束させて、レンズの薄い領域または前記少なくとも１つの金型またはレンズの材料によるエネルギー吸収が急峻な表面角度の存在に応答して変化する場所におけるエネルギーを低減する放射線パターンの形成を容易にする光学レンズ手段を有する、実施の形態Ａ記載の装置。
（２）前記複数のミラーは前記ミラー２個を備え、第１の検流計が作動的に第１の前記ミラーに接続されて該ミラーを第１の方向に駆動するようにし、第２の検流計が作動的に第２の前記ミラーに接続され該ミラーを第２の方向に駆動するようにしてＸ−Ｙ走査パターンを与える実施の形態１記載の装置。
【００５２】
（３）前記検流計にマイクロプロセッサ手段が接続されて前記ミラーに所定の調節された動作を付与する実施の形態２記載の装置。
（４）前記マイクロプロセッサ手段はコンピュータ制御される実施の形態３記載の装置。
（５）前記ミラーは金属製である実施の形態１記載の装置。
（６）前記金属は高エネルギー抵抗ベリリウムを含んでなる実施の形態５記載の装置。
（７）前記スキャナ手段は前記ワークステーションにおける単一のパレット内に配置された複数の前記レンズおよび金型を連続的に走査するのを容易にする実施の形態Ａ記載の装置。
【００５３】
（８）前記強力な電磁放射線源はレーザである実施の形態Ａ記載の装置。
（９）前記放射線の波長は約１μｍ〜約２０μｍである実施の形態Ａ記載の装置。
（１０）前記レーザは小さなレーザスポットを用いて前記走査パターンをたどるのを容易にする実施の形態８記載の装置。
（１１）前記パターンは前記レーザスポットによりたどられる螺旋パターンを含む実施の形態１０記載の装置。
（１２）前記パターンは前記レーザスポットによりたどられる格子パターンを含む実施の形態１０記載の装置。
（１３）前記レーザスポットの直径は約０．８ｍｍである実施の形態１０記載の装置。
【００５４】
（１４）前記位置決め手段は前記第１の金型部品を保持し、それによって第２の金型部品とそれに取り付けられたレンズとを保持し、前記放射線源は前記第２の金型部品の外表面に突き当たるように指向される実施の形態Ａ記載の装置。
（Ｂ）第１の金型部品と第２の金型部品とを含んで成りその中に眼科レンズを含む少なくとも１つの金型の該部品を分離する方法であって、
取付具内に前記金型部品の少なくとも一方を保持することにより間に眼科レンズを収容している前記金型部品の少なくとも一方を保持し；
強力な電磁放射線源であって、前記金型部品の少なくとも一方の材料がその電磁放射線に対し十分な吸収性を有する強力な電磁放射線源を指向させて前記材料を昇温させ；
前記金型部品の一方または双方の外表面に前記電磁放射線を前記金型部品の種々の表面部分の上に延びている所定の走査パターンで衝突させ；
前記表面パターンを前記放射線で走査する間の前記放射線の衝突期間を調節して前記放射線衝突期間の間に前記電磁放射線が衝突する前記金型表面の温度を上昇させるが前記眼科レンズの温度は本質的に上昇させず；そして、
そのように衝突した後前記金型部品を分離することを特徴とする、
方法。
（１５）前記走査パターンは、レンズの薄い領域または前記金型またはレンズの材料によるエネルギー吸収が急峻な表面角度の存在に応答して変化する場所におけるエネルギーを低減する放射線パターンの形成を容易にする実施の形態Ｂ記載の方法。
（１６）単一のパレット内に配置されている間に複数の前記レンズおよび金型の連続走査が容易にされる実施の形態Ｂ記載の方法。
【００５５】
（１７）前記電磁放射線はレーザエネルギーを含んでなる実施の形態Ｂ記載の方法。
（１８）前記レーザエネルギーの波長は約１μｍ〜２０μｍである実施の形態１７記載の方法。
（１９）前記レーザエネルギーは収束されたレーザスポットを含んでなる実施の形態１７記載の方法。
（２０）前記レーザスポットの直径は約０．８ｍｍである実施の形態１８記載の方法。
（２１）前記レーザスポットは前記表面を螺旋状走査パターンでたどる実施の形態１８記載の方法。
【００５６】
（２２）前記レーザスポットは前記表面を格子状走査パターンでたどる実施の形態１８記載の方法。
（２３）前記レーザスポットは移動可能な検流計駆動ミラーにより指向されるレーザビームにより形成される実施の形態１９記載の方法。
（２４）前記検流計駆動ミラーがマイクロプロセッサによりＸ−Ｙ走査パターン運動をするように調節される実施の形態２３記載の方法。
（２５）前記第１の金型部品が前記取付具内に保持され、前記電磁放射線が前記第２の金型部品に指向されてこれに突き当たり、前記分離は前記第２の金型部品と前記第１の金型部品との間に引張り力を適用することにより行われる実施の形態Ｂ記載の方法。
【００５７】
（２６）前記取付具内の前記第１の金型部品は眼科レンズの前面を形成するものであり、前記電磁放射線が突き当たる前記第２の金型部品は眼科レンズの背面を形成するものである実施の形態Ｂ記載の方法。
（２７）前記第１の金型部品は前記取付具内に保持され、前記電磁放射線は前記第２の金型部品に指向されてこれに突き当たり、前記分離は前記第１の金型部品およびレンズから前記第２の金型部品を梃作用により引き離すことにより行われる実施の形態Ｂ記載の方法。
【００５８】
【発明の効果】
本発明により、スキャナの使用により螺旋パターン、同心円、重なり合った螺旋、円形ラスタ、格子パターンその他の適当な走査経路を選択的にたどるのを容易にして異なるレンズ金型表面領域に付与するエネルギーの量を変えることができる。
【００５９】
また、本発明により、小さなレーザスポットが固定パレットまたは支持台上に配置された金型部品上の連続する所定の走査パターンをたどり、各金型部品の種々の金型表面に付与され放射線エネルギーの量を調節可能に変化させる、検流計駆動ミラーＸ−Ｙ走査系を提供することができる。
【００６０】
さらに、本発明により、眼科レンズの調節されたレーザ取り出し方法であって、レーザが走査系により所定のパターをたどって異なる領域に付与されるエネルギーの量を変化させるように調節される方法を提供することができる。
【００６１】
さらにまた、本発明により、検流計駆動ミラーを内蔵したレーザスキャナが所定のパターンをたどり金型表面指向したレーザスポットを調節して放射線の強度とレンズおよび金型部品の表面の加熱を調節するようにしたここに記載の装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】赤外領域における波数の関数としてのポリスチレンの放射線透過を表すグラフ図である。
【図２】２つの金型部品の間に収容された成形された眼科レンズの断面図である。
【図３】本発明に従う光学的照準合わせおよび走査レーザ系の検流計駆動収束ミラーを説明する全体概略斜視図である。
【図４】本発明に従って金型部品を分離する取付装置の全体概略斜視図である。
【図５】金型部品が分離された後の位置で示した図４の取付装置の側面図である。
【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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