(57)【要約】本発明は、コンタクトレンズ形成面を有する第１の型部品及び第２の型部品を組立てるための装置及び方法を提供する。この第１の型部品は、コンタクトレンズ形成面上に反応混合物を有する。この装置は、第２の型部品が第１の型部品上の反応混合物に接触していない第１の位置から第２の型部品のコンタクトレンズ形成面の大部分が第１の型部品上の反応混合物で濡れる位置まで第２の型部品を制御可能に移動させるときに、第１の型部品が移動しないようにするための移動防止手段を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンタクトレンズ形成面を有する第１の型部品及び第２の型部品を組立てるための装置であって、
前記第１の型部品が前記コンタクトレンズ形成面上に反応混合物を有しており、
前記装置が、前記第２の型部品が前記第１の型部品上の前記反応混合物に接触していない第１の位置から前記第２の型部品の前記コンタクトレンズ形成面の大部分が前記第１の型部品上の前記反応混合物で濡れる位置まで前記第２の型部品を制御可能に移動させるときに、前記第１の型部品が移動しないようにするための移動防止手段を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記移動防止手段が真空を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記移動防止手段が機械的手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記移動防止手段が可動式の機械的手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記移動防止手段がフィンガーを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記移動防止手段がウェイトを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記装置が、前記第１の型部品を前記第１の位置から前記第２の位置に０．３５ｍｍ／秒の速度で移動することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の型部品が０．１ｍｍ／秒〜０．３ｍｍ／秒の速度で移動することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
コンタクトレンズ形成面を有する第１の型部品及び第２の型部品を組立てるための装置であって、
前記第１の型部品が前記コンタクトレンズ形成面上に反応混合物を有しており、
前記装置が、前記第２の型部品が前記第１の型部品上の前記反応混合物に接触していない第１の位置から前記第２の型部品の前記コンタクトレンズ形成面の大部分が前記第１の型部品上の前記反応混合物で濡れる位置まで前記第２の型部品を制御可能に移動させるためのノズルを含み、
前記ノズルが、１ｍｍ／秒未満の速度で前記第１の位置から前記第２の位置まで移動することを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記ノズルが、０．３５ｍｍ／秒未満の速度で移動することを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
コンタクトレンズ形成面を有する第１の型部品と第２の型部品を組立てるための方法であって、
前記型部品の少なくとも一方が前記コンタクトレンズ形成面上に反応混合物を有しており、
前記方法が、前記反応混合物が前記型部品の一方に接触している第１の位置から前記第１の型部品及び前記第２の型部品の前記コンタクトレンズ形成面の大部分が前記第１の型部品上の前記反応混合物で濡れる位置まで前記第２の型部品を制御可能に移動させるときに、前記第１の型部品が移動するのを防止するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記第１の型部品が移動するのを防止するステップが、真空源を用いて前記第１の型部品を保持して達成することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の型部品が移動するのを防止するステップが、機械的フィンガーを用いて前記第１の型部品を保持して達成することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の型部品が移動するのを防止するステップが、真空を用いて前記第１の型部品を保持して達成することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の型部品が移動するのを防止するステップが、機械的手段を用いて前記第１の型部品を保持して達成することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の型部品が移動するのを防止するステップが、前記第１の型部品に向けて機械的手段を移動させることにより達成することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の型部品が移動するのを防止するステップが、前記第１の型部品に荷重をかけて達成することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２の型部品が制御可能に移動する前記ステップが、０．３５ｍｍ／秒未満の速度で行われることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
コンタクトレンズ形成面を有する第１の型部品と第２の型部品を組立てるための方法であって、
前記第１の型部品が前記コンタクトレンズ形成面上に反応混合物を有しており、
前記方法が、前記第２の型部品が前記第１の型部品上の前記反応混合物に接触していない第１の位置から、前記第２の型部品の前記コンタクトレンズ形成面の大部分が前記第１の型部品上の前記反応混合物で濡れる位置まで前記第１の型部品を制御可能に移動させるときに、前記第２の型部品が移動するのを防止するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
コンタクトレンズ形成面を有する第１の型部品と第２の型部品を組立ててこれらの間にコンタクトレンズ形成するための方法であって、
前記型部品の少なくとも一方に反応混合物を導入するステップと、
前記第１の型部品と前記第２の型部品を０．３５ｍｍ／秒未満の速度で組立てるステップとを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本願は、言及することを以ってその全てを本願の一部とする、発明の名称が本願と同一の２００１年８月９日出願のペグラム（Pegram）他による米国特許出願０９／９２５，１１１号の一部継続出願である。
【０００２】
発明の分野
本発明は、コンタクトレンズの製造に用いる型を組立てるための装置及び方法に関し、詳細には、コンタクトレンズ形成のために反応混合物を含む型の組立てに関する。
【０００３】
発明の背景
本願の譲受人に譲渡されたラーセン（larsen）による米国特許第４，５６４，３４８号に、連続的または半連続的な運転方法で複数のソフトコンタクトレンズを製造するためのプラスチック型が開示されている。第１の注入ステップで、複数の型ユニットを有する型組立体が重合混合物で満たされ、次いで型ユニットが図５に示されているような凸状型部材すなわち蓋で覆われ、次いでその蓋が凹状型部材に歪むことなく適切に配置される。蓋は、凹状型部材内の重合混合物のプール上を自由に浮遊して蓋自身で整合する。
【０００４】
本願の譲受人に譲渡されたラーセン（larsen）による米国特許第４，６４０，４８９号に、２つの型部分の内の一方が他方よりも柔軟性を有する、コンタクトレンズを形成するための型が開示されている。加えて、従来技術の多数の型の構造が、この明細書の背景の部分に説明されている。
【０００５】
本願の譲受人に譲渡されたラーセン（larsen）による米国特許第４，４９５，３１３号に、重合中のモノマー混合物の収縮により負の圧力が生じ、この圧力により上側の半型が整合し、過剰なモノマーがキャビティ内に引き込まれる型組立体が開示されている。
【０００６】
米国特許第４，６４０，４８９号に開示されている発明の商業的応用では、上側の雄型の半型を配置して組立てた後に型キャビティの上側の雄型部分を固定用のウェイトで荷重して、型キャビティ内の余分なモノマーを全て、この特許文献４の図１に例示されているフランジ間に押し出してＨＥＭＡリングを形成する。このＨＥＭＡリングは、雄型部分のコロナ放電処置により型キャビティの上側部分すなわち雄型部分に付着するのが好ましい。
【０００７】
米国特許第５，６５８，６０２号に、コンタクトレンズ型の充填及び組立てのための方法及び装置が開示されている。この方法では、真空環境下で注入及び型部品の組立てが行われる。真空を利用することにより型部品の迅速な組立てが可能になるが、装置及び手順が複雑になり、装置及び工程を予定どおりに維持するためには頻繁なメンテナンスが必要である。しかしながら、真空を利用しないで型部品を組立てようとすると、得られるコンタクトレンズの欠陥が増えてしまう。欠陥の多くは、反応混合物に含まれる気泡によることが明らかである。
【０００８】
真空環境を必要とせず、なお欠陥のないコンタクトレンズを製造できる、コンタクトレンズ型の組立ての方法及び装置が要望されている。
【０００９】
発明の要約
本発明は、組立てステップ及び注入ステップに真空環境を必要としないにもかかわらず、反応混合物を含む型キャビティ内に空気及び／または他の気体が閉じ込められることなく、反応混合物でコンタクトレンズを形成するためのコンタクトレンズ型を組立てる装置及び方法である。第１の型部品を固定しながら第２の型部品を第１の型部品に向けて移動させる装置及び方法では、反応混合物を含む型キャビティ内に空気及び／または他の気体が閉じ込められないことを見出した。更に、型部品の組立てに有利な速度を決定した。組立装置にこのような速度を用いると、コンタクトレンズに形成される欠陥を低減させることができる。
【００１０】
本発明は、型組立体を組立てる方法及び装置を提供する。この型組立体は、コンタクトレンズ形成面を有する第１の型部品及び第２の型部品を含み、第１の型部品は、コンタクトレンズ形成面上に反応混合物を有する。この装置は、第２の型部品が第１の型部品上の反応混合物に接触していない第１の位置から第２の型部品のコンタクトレンズ形成面が第１の型部品上の反応混合物で実質的に濡れる位置まで第２の型部品を制御可能に移動させるときに、第１の型部品が移動しないようにするための移動防止手段を含む。
【００１１】
移動防止手段を用いない型部品の組立て中に、第１の型部品内の反応混合物に第２の型部品が接触すると、第２の型部品が、その反応混合物のウィッキング動作によって第１の型部品を制御不能に持ち上げて第２の型部品に向かって移動させ、型部品組立ての制御が不能となって反応混合物中に空気が入り込むことがあることが分かった。
【００１２】
本発明の前記した目的及び利点は、当業者であれば、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば容易に理解できるであろう。全ての図面において、同一構成部分には同一の参照番号を付した。
【００１３】
好適な実施形態の詳細な説明
上記した米国特許第５，６５８，６０２号に、注入及び型部品の組立てのための装置及び方法について開示されており、言及することを以ってその全てを本明細書の一部とする。
【００１４】
本発明は、反応混合物からコンタクトレンズを形成する工程に有用である。コンタクトレンズは、図２を用いて説明する従来技術で開示された第１の型部品及び第２の型部品を有する型組立体で形成されるのが好ましい。図２に例示されている例示的な実施形態では、型組立体３５は、第１の型部品３７及び第２の型部品３６を含み、これらの部品は、可視光及び紫外光に対して透明なポリスチレンから形成されるのが好ましい。しかしながら、他の材料、例えば、他のプラスチック材料、金属、ガラス、及び水晶などを本発明に用いることができ、その多くは従来技術で開示されている。第１の型部品３７は、凹面３１を画定する中央の曲線部分、周縁３１ｃ、及びこの縁と一体の実質的に平坦なフランジ３１ａを含む。このフランジ３１ａは、一側に延びてタブ３１ｄを形成している。第２の型部品３６は、凸面３３、フランジ３３ａ、及びタブ３３ｄを含む。型組立体が組立てられると、反応混合物３４がコンタクトレンズを形成するキャビティ３２が画定される。通常は、過剰な反応混合物３４ａはキャビティ３２からオーバーフローしてフランジ３１ａに溜まる。凹面３１及び凸面３３の少なくとも一部が、コンタクトレンズ形成面、すなわち型組立体３５で形成されるコンタクトレンズの前面及び後面の寸法を有する表面である。図示されているように、凹面３１の全てがコンタクトレンズ形成面であるが、別の第１の型部品及び／または型組立体では異なる。好適な実施形態では、第１の型部品は、本明細書ではフロントカーブ型、またはフロントカーブ、フロントカーブ半型、またはＦＣなどと呼び、第２の型部品は、バックカーブ型、またはバックカーブ、バックカーブ半型、またはＢＣなどと呼ぶ。バックカーブ半型は、装着した時に目に接触するコンタクトレンズの後面を形成し、フロントカーブ半型は反対側の表面を形成する。
【００１５】
図２に示されていない好適な実施形態では、各型部品はほぼ同じ厚みで、１グラム未満であるのが好ましい。好適な実施形態ではまた、型部品は使い捨てである。しかしながら、本発明を利用して、再使用可能または使い捨て用の様々な材料を含み様々なデザインにすることができる型部品、またはここで記載する型部品とはその他の点で異なる型部品を用いてコンタクトレンズの表面に生じる欠陥の数を低減することができる。好適な型部品は、米国特許出願第０９／３０５，８８９号（名称：「眼用装置を製造するための型、成形システム、及び成形装置（Mold, Molding System and Molding Machine for Making Ophthalmic Devices）」）（代理人整理番号：ＶＴＮ４２４）に開示されており、言及することを以って本明細書の一部とする。
【００１６】
図２の部分断面図に示されているように、組立て前に、型組立体３５及び型部品は、好ましくはキャリヤーすなわちパレット３０で搬送される（好適なキャリヤー３０が図４及び図５に示されている）。キャリヤー３０は、複数の孔２７を有するのが好ましい。これらの孔２７は、キャリヤー３０の全厚みを貫通する傾斜した側面２８と、孔の周りの支持レッジ２９によって画定されている。図２に示されているように、支持レッジ２９は、好ましくはフランジ３１ａを受容するために型部品３７の外形に類似し、かつタブ３１ｄを受容して第１の型部品３７を一方向に配置可能にする形状を有する。必要に応じて、位置合わせ及びセンサリングのためにパレットを貫通する別の孔４３を設けることができ、また、射出成形品の射出成形ゲートからの材料の残滓を受容する空間を得るために浅いグリル４４をパレットに設けることもできる。キャリヤー３０は、トレーサビリティのためにバーコードまたはメモリーチップ（不図示）を含むことができる。
【００１７】
キャリヤーは、１または複数の型部品及び／または型組立体を搬送することができる。キャリヤーはまた、フラットパネルである必要はなく、あらゆるデザインにすることができる。別法では、本発明は、型部品及び型組立体を自立型として、キャリヤーに取り付けなくてもステップからステップに搬送可能にすることを企図する。例えば、第１の型部品を、脚、またはコンタクトレンズパッケージに類似の構造を含むように形成する。好適な実施形態では、型組立てに先立って、それぞれのキャリヤーは１種類の型部品を搬送する。ここでは、組立てに先立ってフロントカーブを搬送するキャリヤーすなわちパレットを３０ｂと呼び、バックカーブを搬送するパレットを３０ａと呼ぶ。従って、パレット３０ｂはフロントカーブを搬送するパレットを指し、パレット３０ａはバックカーブを搬送するパレットを指す。
【００１８】
反応混合物は、重合時にヒドロゲルまたはシリコーンヒドロゲルを生成するモノマーを含む。別法では、反応混合物は、型の中に入れる前に部分的に重合していて、型の中で架橋結合してコンタクトレンズを形成する混合物とすることができる。本発明を用いてソフトコンタクトレンズを形成するのが好ましいが、ハードコンタクトレンズを形成することもできる。本発明に有用な反応混合物が、米国特許第４，４９５，３１３号、同第４，６８０，３３６号、同第５，０３９，４５９号、同第５，７７６，９９９号、同第５，７８９，４６１号、同第５，７６０，１００号、同第５，９６５，６３１号、同第５，８４９，８１１号、同第６，０８７，４１５号、同第５，９９８，４９８号、同第４，８８９，６６４号、同第５，７１０，３０２号、国際公開番号ＷＯ９４２１６９８、欧州特許第４０６１６１号、日本公開番号２００００１６９０５、国際公開番号ＷＯ９６／２４０７４に開示されている。これらの特許及び公開特許、並びに本明細書に記載した他の全ての特許に言及することを以ってその全てを本明細書の一部とする。加えて、反応混合物は、従来技術で開示されているように型部品に入れる前にガス抜きするのが好ましい。
【００１９】
反応混合物を含む型を組立てた後、型組立体を更に、硬化、重合、架橋結合、水酸化、及び洗浄の処置を行い、かつ／または他の方法で反応混合物を改変してコンタクトレンズを形成する。重合ヒドロゲルの場合、重合混合物を化学光にあて加熱する予備硬化ステップで型組立体を互いにクランプするのが好ましい。予備硬化ステップの終了時に、重合混合物が部分的に重合したゲルを形成し、次いで、硬化ステップで型組立体を更に露光及び加熱する。このような予備硬化及び硬化が、例えば、言及することを以って本明細書の一部とする米国特許第５，５９７，５１９号及び同第５，７５３，１５０号に開示されている。コンタクトレンズ形成を完了させるための更なるステップまたは代替ステップが、上に列記した特許を含む従来技術に開示されており、当業者に周知である。
【００２０】
図１ｆは、本発明の方法のブロック図であり、図１ａ−図１ｅは、本発明の方法の一実施形態の模式図である。図１ａに例示されているように、第１の型部品３７及び第２の型部品３６を保持したキャリヤーすなわちパレット３０が堆積ステーション及び／または組立てステーションに送られる。バックカーブを保持したパレットが第１のシーケンスで、フロントカーブを保持したパレットがそれに続く交互シーケンスで、パレットが送られるようにすることができる。好適な実施形態では、隣接するレーンすなわちトラックを設けて、一方のレーンはバックカーブを保持したパレットに用い、他方のレーンはフロントカーブを保持したレーンに用いることができる。このようなレーンが図４に示されている。レーンは、平滑な金属表面を有するのが好ましい。この表面上でパレットが押されて或いは引張られて、あるステーションすなわち装置から次の装置に移動する。好適な実施形態では、型部品は、周囲環境で射出成形され、スタンピングステーション、堆積ステーション、及び組立てステーションに送られ、７０秒未満で完全に組立てられる。これについては、名称が「周囲環境でのコンタクトレンズの製造工程（Process Of Manufacturing Contact Lenses In Ambient Environment）」である１９９８年１２月２８日出願の米国特許出願第０９／２２２，２６６号（現在は、米国特許第６，２４１，９１８号（代理人整理番号：ＶＴＮ−４２１））に開示されており、言及することを以って本明細書の一部とする。
【００２１】
好適な実施形態では、型部品を組立てるための本方法の第１のステーションは、図１ａに模式的に例示された任意選択のスタンピングステーションである。この詳細は、本願の譲渡人に譲渡された１９９４年６月１０日出願の米国特許出願第０８／２５８，２６３号（名称：型表面に界面活性剤を塗るための方法及び装置「（Method and Apparatus For Applying a Surfactant to Mold Surfaces）」）並びに米国特許第５，６５８，６０２号に記載されており、これらに言及することを以って本明細書の一部とする。図１ａに例示されているように、第１の型部品３７のフランジ３１ａに、スタンプパッド２１で薄いフィルム状界面活性剤をスタンピングする。フィルム状界面活性剤は、キャビティ３２から押出された余分な反応混合物を除去する際に有用である。余分な反応混合物３４ａについては、図２を用いて既に説明した。図１ｅに示されているように、型組立ての際に、余分な反応混合物がフランジ３１ａとフランジ３３ａとの間の外周部に押出される。余分な反応混合物３４は、コンタクトレンズを形成する反応混合物と同時に硬化してもよいし、または他の更なる工程ステップに先立って図１ｅに示されている組立てステップの後に除去してもよい。
【００２２】
従来技術で開示されたように、フロントカーブ型フランジ３１ａに型リリース用界面活性剤をスタンピングし、余分な反応混合物３４がバックカーブ半型フランジ３３ａに優先的に付着し、硬化後の型を外す工程のバックカーブ半型を取り外すときに製造ラインから除去される。好適な実施形態では、型リリース用界面活性剤は、「Ｔｗｅｅｎ８０」という商標で販売されているポリエチレンオキシド・ソルビタン・モノオレエート（polyethylene oxide sorbitan mono-oleate）である。
【００２３】
スタンピングヘッドステーション５０は、そこに取り付けられたピストン２２に一致して垂直方向に往復運動するように適合された複数のスタンプ２１を含む。スタンプ２１の数は、型パレット３０によって搬送されるフロントカーブ３７の数と同じである。
【００２４】
分離用界面活性剤をフランジにスタンピングするステップも任意選択のステップの１つである。このステップは、型取り外しステップの前のフランジ洗浄ステップで代替することができる。この型取り外しステップでは、少なくとも１つの型部品が取り外されて型組立体内に形成されたコンタクトレンズが露出される。別法では、オーバーフローした反応混合物を取り込むようにフランジを形成してもよいし、フランジからオーバーフローした反応混合物をフランジに設けられたドレインによって除去してもよい。また、例えばコロナ放電処置によりフランジを処理して、一方の型部品に優先的にオーバーフローした反応混合物が付着するようにしてもよい。
【００２５】
フロントカーブのスタンピングの後、パレット３０ｂを図１ｂに例示されているように堆積ステーションに移送する。別法では、パレット３０ａ及びパレット３０ｂを堆積ステーション内に移送することができる。好適な実施形態では、パレット３０ｂを堆積ステーション６０の下側に配置し、パレット３０ａを隣接するレーンに配置して、反応混合物をフロントカーブのみに堆積させる。所定量の反応混合物３４（例えば、重合可能なヒドロゲル）を、注入ステーションすなわち充填ステーション６０の一部である高精度注入ノズル１４２によってフロントカーブ半型内に堆積させる。図３に示されているように、好適な実施形態では、注入装置６０は、８つのノズルを含む（この側面図には４つのノズルのみが示され、残りの４つのノズルは裏側に位置する）。注入装置は２つの供給ライン９１を含む。反応混合物は、ポンプ（不図示）によってそれぞれの供給ライン９１に送られる。この供給ラインは、コネクタ９３（図３に一部が破線で示されている）によって、通路９５が穿孔された（図３に破線で示されている）マニフォールド９４に連結されている。それぞれのマニフォールド９４の通路９５により、供給ラインのそれぞれが４つの等しい通路（この内、２つの通路のみが図示され、残りの２つは裏側に位置する）に分岐している。４つの通路は、別の４つのコネクタ９３（この内、２つのコネクタのみが図示され、残りの２つは裏側に位置する）によって、注入ノズル１４２である４本のチューブ９６に連結されている。これらのチューブは、好ましくは金属支持プレートである支持プレート９７に挿入され取り付けられている。マニフォールドは、プラスチック材料デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ）から機械加工により形成されており、ボルト９９によって支持プレート９７に固定されている。支持プレート９７は、例えばボルトやねじなどの機械的手段で、好ましくは金属を含むコラム９８に取り付けられている。コラム９８は、サーボモータ（不図示）によって堆積装置を上下動させる。しかしながら、サーボモータではなく、圧縮空気手段、従来のソレノイド、またはステップモータなどを用いることもできる。動作させるときは、注入装置６０を、フロントカーブ半型を保持しているパレットの直上まで下げ、ポンプを作動させて反応混合物をフロントカーブ半型内に入れる。反応混合物とフロントカーブ半型３７の間に空気が残存しないようにするために、真空下で反応混合物をそれぞれのフロントカーブ半型に入れる。しかしながら、これは、現在では好ましくない。
【００２６】
各ノズル１４２は、外径が約０．０７０インチ（約１．７７８ｍｍ）、内径が約０．０４０インチ（約１．０１６ｍｍ）のテフロン（登録商標）製ノズル先端を含む。それぞれの先端は、約４５度の角度で切断されており、注入時にフロントカーブ３７の水平接線から約０．５ｍｍ以内に配置される。
【００２７】
反応混合物すなわちモノマー混合物を注入するとき、図１ｂに例示されているようにモノマー混合物が上に向かってノズル先端の周りに溜まるため、ノズル先端の傾斜部が隠れている。マニフォールド組立体５１が上方に持ち上がられるとき、反応混合物のプールがノズル先端を吸引して、ノズル先端面から余分な全ての反応混合物が吸い取られるため、ノズル先端に液滴が形成されない。このウィッキング作用（wicking action）により、注入精度が増し、反応混合物が滴下することがなく、気泡を形成するような反応混合物の撹拌が防止される。
【００２８】
ノズル先端に反応混合物の液滴が形成されると、偶発的な滴下により、その下を通過するパレットまたは注入ステーションが汚染される可能性がある。モノマーの個々の液滴が、たとえ型キャビティすなわち混合物プールの上部に落下したとしても、気泡が生じる元となる部位が形成されることが分かっている。ノズル先端が反応混合物のプールによりウィッキングされることにより、この可能性が実質的に排除される。
【００２９】
本発明の好適な実施形態では、約６０μｌ〜約９０μｌの反応混合物をフロントカーブ半型内に堆積させて、型キャビティに過剰に反応混合物が含まれるようにして不完全なモールディングが起こらないようにする。過剰な反応混合物は、後述するフロントカーブ型とバックカーブ型を組立てる最終ステップで型キャビティからオーバーフローするのが好ましい。
【００３０】
組立装置の動作方法を、図１ｃ−図１ｅ及び図４−図６を参照して以下に説明する。図１ｃ−図１ｆに、図５及び図６に例示されている組立装置によって実施されるバックカーブ半型をピックアップするステップと、フロントカーブ半型を保持して固定するステップと、フロントカーブ半型とバックカーブ半型を組立てて型組立体を形成するステップとが示されている。これらのステップでは、ノズル７１がバックカーブ半型の直上まで下がり、そこで真空引きして、図１ｃに示されているようにバックカーブ半型が持ち上げられる。バックカーブ半型を保持しているノズルが、フロントカーブ半型の上方に移動する、すなわちフロントカーブ半型がバックカーブ半型の下側に位置し、次いで、フロントカーブ半型が移動防止手段によって固定され、バックカーブ半型がフロントカーブ半型の上に配置される。加えて、組立装置及び方法により、バックカーブ半型をフロントカーブ半型内に押し込むのが好ましい。図２に示されているように、組立てが完了した型組立体は、第２の型部品３６の凸面３３に接触している周縁３１ｃを有する。しかしながら、代替の実施形態では、型組立てステップは、例えば図１ｅに示されているように型部品同士が接触しないで終了し、コンタクトレンズのエッジは代替のステップで形成される。例えば、コンタクトレンズエッジは、後の硬化ステップで環状マスクを用いて、コンタクトレンズのエッジが形成される型の領域で反応混合物が硬化しないようにして形成することができる。
【００３１】
図４及び図５に、好ましくは１６のノズル７１を含む組立てステーションすなわち組立装置７０が示されている。ノズルは、ばね１６１及びロッドすなわちチューブ７２を含むばね付勢されたチューブを含む。チューブ７２は、パレットに対して付勢されている。チューブは、軸受け７４及び軸受け７５、並びにチューブの溝（不図示）に嵌合する保持リング７６を介してブロック２４の開口７３に取り付けられている。チューブ７２はチャンバ７１ａを有する。チャンバ７１ａは、チューブ７２を貫通する孔７８、軸受け及びチューブに機械加工により形成された溝からなる通路８１、及びブロック２４の孔８２を介して真空源（不図示）と連通している。真空ブロック１６９が、主支持ブロック１５５に取り付けられたブロック２４に取り付けられている。主支持ブロックはシャフト２５に取り付けられている。これらの部品は、ボルトやねじ１５６（一部のみが図示されている）によって互いに取り付けられている。
【００３２】
図示されているように、組立装置７０は更に、パレットが移動するための面を備えた固定プラットフォーム１９１を含む。プラットフォーム１９１は、真空プレナム１６７に連通した真空孔１６６を有する。真空プレナムは、真空源（不図示）に連通した真空ライン１６８に接続されている。
【００３３】
第１の型部品及び第２の型部品を保持する２対のパレットが、バックカーブパレット３０ａをその上のノズル７１と整合させるウォーキングビームまたは他のプッシャー（不図示）によって実質的に同時に組立装置７０内に配置される。図４及び図５には、各パレットの最も右の孔２７に唯２つの半型を保持する唯１対のパレット３０ａ及び３０ｂが示されている。動作する場合、合計で１６のバックカーブ半型と１６のフロントカーブ半型を保持する４つのパレットが、実質的に同時に組立装置７０内に送られる。組立装置は、表面１６５にパレット用に３つのレーンを備えている。第１のレーン１５１は、好ましくはフロントカーブパレット３０ｂ用であり、第２のレーン１５２は、好ましくはバックカーブパレット３０ａ用であり、第３のレーン１５３は、好ましくは空のバックカーブパレット３０ａを半型ローディングステーション（不図示）に戻すためのレーンである。好適な実施形態では、好ましくは３つのレーンが互いに近接し、幅がパレットの実際の幅に極めて近い。
【００３４】
４つのパレットすなわち第１のレーン１５１及び第２のレーン１５２のそれぞれにおける２つのパレットが組立てステーション７０内に送られた後、８つの真空グリップノズル７１の２セットがシャフト２５の動きによって下方に移動し、ノズル７１の下側に位置する第２のレーン１５２のパレットからバックカーブ半型をピックアップする。シャフト２５が、好ましくはボールねじサーボであるサーボモータ（不図示）によって上下に移動する。サーボモータの代わりに、圧縮空気シリンダーなども用いることができる。バックカーブ半型がチューブ７２内のチャンバ７１ａの真空引きによって持ち上げられ、これによりバックカーブ半型がノズル７１の先端５８に固定される。ノズルがバックカーブ上方の最も下に位置し、バックカーブ半型をピックアップする直前にノズル７１の真空引きを開始し、以下の記載に従って型組立てが終了するまで、または概ね終了するまで継続する。
【００３５】
バックカーブをピックアップした後、サーボモータがシャフト２５を上方に移動させ、これによりノズル７１も上昇する。次いで、図４に矢印１３３で示されている、好ましくはアームを備えた空気シリンダーであるプッシャー１３３が、フロントカーブを保持している２つのパレット３０ｂを第１のレーン１５１から、２つの空のバックカーブパレット３０ａが配置されている第２のレーン１５２に送り、これにより空のバックカーブパレット３０ａが、空のパレットを型部品ローディングステーションに戻すための第３のレーン１５３に送られる。プッシャー１３３が移動のサイクルを終了すると、反応混合物を含むフロントカーブ半型を保持するフロントカーブパレットが、バックカーブ半型を保持するノズルの下側であって、第２のレーン１５２に設けられた真空孔１６６の上側に配置される。
【００３６】
パレット３０ｂがノズル７１の下側に配置された後、ノズル７１を、シャフト２５を移動させるサーボモータによってフロントカーブに向かって下げる。ノズル７１は、フロントカーブ型の反応混合物の表面の直上で停止させる。この時点で、真空孔１６６の真空引きを開始する。好適な真空圧力は、０．８絶対気圧未満である。パレットとフロントカーブの真空シールを得ることができるが、全ての部品が平滑であるため、フロントカーブ型をパレットに固定するためにはフロントカーブ型に十分な真空をかける。真空を確立できたら、シャフト２５を動かすサーボモータでノズル７１を徐々に降下させて、バックカーブを反応混合物に接触させ、更に押し下げてバックカーブのコンタクトレンズ形成表面の大分部分、好ましくは実質的部分、更に好ましくは全てが反応混合物に濡れるようにする。この時点で、図１ｅまたは図２に示されている型組立体のように、バックカーブ半型が好ましくはフロントカーブ半型に完全にすわるまで、ノズルの組立てスピードを上げることができる。バックカーブ型のコンタクトレンズ形成面が濡れたら、フロントカーブを固定する真空引きを停止する。更に、サーボモータが、好ましくは完全にすわっている位置を越え、これによりノズル７１のばね１６１の圧迫によって余分な反応モノマー３４ａが除去され、型部分が互いに整合して型組立体にコンタクトレンズの適当なエッジが形成される。
【００３７】
型組立体が形成されたら、型組立体３５内の反応混合物３４の更なる処置のために、ウォーキングビームまたは他のプッシャーが、組立装置７０から型組立体３５を保持するパレットを押出して次のステーションに送る。
【００３８】
本発明の開示された実施形態に従った半型の組立ては、図６のチャートにも示されている。このチャートでは、往復運動するノズル７１の位置が時間の関数としてプロットされている。
【００３９】
図６は、組立装置７０におけるノズル７１の時間に対する位置を示すグラフである。図６に例示されているように、開始点Ａでは、往復運動するノズル７１が最も高い位置すなわち定位置にある。点Ａでバックカーブの上方にあるノズルが、バックカーブをピックアップするために降下し始め、バックカーブに達してバックカーブを固定する（点Ａ−点Ｃ）。これに要する時間は約０．５秒である。次いで、ノズル７１を、約０．２５秒でパレット３０の上方約２０ｍｍの位置まで上昇させる（点Ｄ）。次いで、空のバックカーブパレット３０ｂをノズルの下から押出してフロントカーブパレット３０ａをノズル７１の下側に送る。このとき、ノズルは移動しない（図６の点Ｄから点Ｅ）。フロントカーブパレット３０ｂがノズルの下側の所定の位置にある状態で、ノズルを、フロントカーブ半型の反応混合物の上方約１ｍｍまで降下させる（点Ｆ）。次いで、フロントカーブを真空引きしながら、約５秒かけてノズルを約１ｍｍ〜約１．５ｍｍ降下させ、バックカーブのコンタクトレンズ形成面が、その大部分、好ましくは実質的な完全に、更に好ましくは完全にフロントカーブのモノマー混合物に濡れるようにする。この動きは、点Ｆと点Ｇの間に示されている。好適な実施形態では、点Ｇで、フロントカーブを所定の位置に保持する真空引きを停止して、ノズルを迅速に点Ｈに下げて、このノズルによる圧力で型組立体を互いにクランプする。点Ｈで、ノズル７１の真空引きを停止する。ノズルをこの位置に短時間保持し、この間に、型部品に対するノズルの下方への圧力により余分な反応モノマーが型組立体から押出され（点Ｈから点Ｉ）、コンタクトレンズのエッジが形成され、図２に示されているような型組立体が形成される。点Ｉでノズルを上昇させ始め、点Ｊでノズルを停止し、任意選択でバックカーブがノズルから離れるようにノズルから空気を吹出す。次いで、ノズルを定位置まで上昇させる。フロントカーブパレットを組立装置から出し、好ましくはウォーキングビームの動作により新しいパレットを組立装置に送り、この工程を繰り返す。バックカーブが反応モノマーで濡れる際のバックカーブが反応モノマーに移動（点Ｆから点Ｇ）する速度は、反応モノマーが型部品によって押出されるのを防止するべく、反応モノマーが型部品に濡れる速度に近づける、好ましくはその速度よりも遅くし、より好ましくはその速度よりもやや遅くする。
【００４０】
好適な実施形態が図６に示されているが、コンタクトレンズの欠陥形成を低減するには、図６に関して定義された点Ｆから点Ｇへのノズルの移動にかかる時間を、３秒以上、より好ましくは３．５秒〜１０秒、最も好ましくは４秒〜６秒にすべきである。型組立て中にバックカーブがフロントカーブの反応モノマーに対して移動する好適な速度、すなわち点Ｆから点Ｇへの移動速度は、０．３５ｍｍ／秒、より好ましくは０．１ｍｍ／秒〜０．３ｍｍ／秒、最も好ましくは０．２ｍｍ／秒〜０．３ｍｍ／秒である。
【００４１】
本発明の代替の実施形態では、真空を利用したバックカーブのピックアップ及びフロントカーブの引下げは、引下げまたはピックアップ用の機械的フィンガーなどの代替機械的手段によって達成することができる。更に下方に引下げるには、型部品に対するウェイト、またはフロントカーブのフランジを固定するには十分に小さいが型組立てを可能にする十分に大きい孔を備えた、パレット上に配置することができるプレートを用いて達成することができる。別法では、フロントカーブがパレットにスナップ嵌めして引張力によって保持されるように、フロントカーブとパレットをデザインすることができる。別法では、例えば、バックカーブが反応モノマーに接触しているときに、ノズル先端の下側に突き出たばね付勢されたリングなどの機械的アタッチメントがフロントカーブを固定できるように（組立てを行う部分の外側）、フロントカーブが大きなフランジを有するなど、型部品を様々に形成することができる。フロントカーブがバックカーブよりも相当大きい従来技術による実施形態では、フロントカーブをコンタクトレンズのモールディングに用いた後、コンタクトレンズのパッケージとして用いることができる。別のオプションでは、金属を含むフロントカーブ型の固定のために磁気を用いる。当業者であれば、本発明の開示から他の移動防止手段も明らかであろう。
【００４２】
図７ｄ−図７ｆに示されている本発明の実施形態では、移動防止手段によってフロントカーブを固定することができる。この移動防止手段は、組立て中に、フロントカーブのフランジを押圧してそのフロントカーブを固定することができる可動フィンガー８４を含む。好適な実施形態では、それぞれのフロントカーブのフランジの２つ以上の部分に２つ以上のフィンガーを用いて、型部品の組立て中のフロントカーブの移動を防止することができる。これらのフィンガー８４は、言及することを以って本明細書の一部とする米国特許第５，８５０，１０７号に開示されている型取り外し工程に用いられる下部の一連のフィンガーと類似のものである。このようなフィンガーは、厚みが０．３ｍｍ〜１．５ｍｍのＵ字型にして支持体に取り付けることができる。この支持体は、１つまたは複数のフィンガーを、パレットが移送される位置に近接した位置から、図７ｄに示されているようにフィンガーがパレット上のフロントカーブ型のフランジに配置されている位置まで移動させることができる。他の組立ての方法及び装置は、上記の通りとすることができる。
【００４３】
別法では、バックカーブを固定して、フロントカーブを制御可能に移動させてバックカーブに接触させることができる。バックカーブは、ノズルが動かないということを除いて上記したノズル７１に類似したノズルの真空によって固定することができる。別法では、上記したフロントカーブ用の任意の移動防止手段を用いてバックカーブを固定し、例えば１つまたは複数のピストンを用いて、フロントカーブを個々にまたは２つ以上の群で、固定されたバックカーブに制御可能に接触させることができる。別法では、例えば、可動ノズルや可動ピストンなどの上記した移動手段の任意の組み合わせにより、バックカーブとフロントカーブを個々にまたは２つ以上の群で互いに制御可能に接触させることができる。これらの代替の実施形態では、第１の型部品及び／または第２の型部品（フロントカーブ及び／またはバックカーブ）が、両方の型部品が反応モノマーに接触する直前から、第１の型部品及び第２の型部品のコンタクトレンズ形成面が、その大部分、より好ましくは実質的に完全に、最も好ましくは完全に反応モノマーに濡れるまで移動するのに、好ましくは、３．０秒以上、より好ましくは３．５秒〜１０秒、最も好ましくは４秒〜６秒かかるように両方のカーブが相対運動するのが好ましい。型組立て中に、第１の型部品及び第２の型部品が反応モノマーに接触する直前から、両型部品のコンタクトレンズ形成面が、その大部分、より好ましくは実質的に完全に、最も好ましくは完全に反応モノマーに濡れるまで、一方或いは両方の型部品の移動により、両型部品が互いに近づく好適な相対移動速度は、０．３５ｍｍ／秒、より好ましくは０．１ｍｍ／秒〜０．３ｍｍ／秒、最も好ましくは０．２ｍｍ／秒〜０．３ｍｍ／秒である。反応モノマーは、完全に組立てる前に一方の型部品に導入すなわち堆積するかまたは両型部品間に注入する。
【００４４】
本発明は、特に、本発明の好適な実施形態を用いて図を参照しながら説明してきたが、当業者であれば、本発明の概念及び範囲から逸脱することなく、形態及び細部における前記したまたは他の変更が可能であることを理解できよう。従って、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１ａ】本発明の方法の一実施形態の流れを例示する模式図である。
【図１ｂ】本発明の方法の一実施形態の流れを例示する模式図である。
【図１ｃ】本発明の方法の一実施形態の流れを例示する模式図である。
【図１ｄ】本発明の方法の一実施形態の流れを例示する模式図である。
【図１ｅ】本発明の方法の一実施形態の流れを例示する模式図である。
【図１ｆ】本発明の方法の一実施形態の流れを示すフローチャートである。
【図２】本発明の好適な実施形態に用いられるキャリヤーの部分断面図を示す組立てられた型の断面図である。
【図３】それぞれの第１の型部品に反応混合物を所定量堆積させるために用いられる充填ステーションの側面図である。
【図４】本発明の一実施形態の組立装置を上から見た斜視図である。
【図５】図４に示されている線５−５に沿って見た組立体モジュールの部分側断面図である。
【図６】本発明の一実施形態の組立てステップの概略的なスケジュールを例示するグラフである。
【図７ｄ】本発明の方法の代替の実施形態の流れを例示する模式図である。
【図７ｅ】本発明の方法の代替の実施形態の流れを例示する模式図である。
【図７ｆ】本発明の方法の代替の実施形態の流れを例示する線図である。
【図１ｆ】
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【図６】
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【図７ｆ】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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