(57)【要約】【課題】レンズの曲率、高さを自動的に検知することができ、安定したフォトクロミックのコーティング被膜を形成すること。【解決手段】レンズ高さ計測センサー６が発光器４３ａ，４４ａから受光器４３ｂ，４４ｂへ到達する光をレンズが遮断することによりレンズの存在を検知し、少なくとも２組の発光器４３ａ，４４ａと受光器４３ｂ，４４ｂとを備え、レンズの中心とレンズの他の任意の箇所の２点でレンズ高さを検知することによって、レンズの厚さと勾配を求めるようにした。【選択図】図１０
2007127841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズのコーティング面を上方に向けてレンズの軸線を中心にしてレンズを回転可能に支持するレンズ支持装置と、コーティングユニットによってレンズ上面にコーティング液を塗布するコーティングユニット支持装置と、レンズの高さ位置を検知するレンズ高さ計測センサーと、前記レンズ面に塗布したコーティング液を硬化させるＵＶ装置とを備えたコーティング装置において、
上記レンズ面の任意の箇所と該箇所から離れたレンズ面の他の箇所との２点間のレンズ高差をセンサーによって検知することによって、レンズ面の中心からレンズの端縁上部までの高差を求めるようにしたことを特徴とするコーティング装置。
【請求項２】
レンズのコーティング面を上方に向けてレンズの軸線を中心にしてレンズを回転可能に支持するレンズ支持装置と、コーティングユニットによってレンズ上面にコーティング液を塗布するコーティングユニット支持装置と、レンズの高さ位置を検知するレンズ高さ計測センサーと、前記レンズ面に塗布したコーティング液を硬化させるＵＶ装置とを備えたコーティング装置において、
上記レンズ面の任意の箇所と該箇所から離れたレンズ面の他の箇所との２点間のレンズ高差をセンサーによって検知することによって、レンズ面の曲率半径を求めるようにしたことを特徴とするコーティング装置。
【請求項３】
前記レンズ高さ計測センサーが、２組の発光器と受光器とを備え、発光器から受光器へ到達する光をレンズが遮断することによってレンズの高さを求めるようにした請求項１又は２に記載のコーティング装置。
【請求項４】
レンズのコーティング面を上方に向けてレンズの軸線を中心にしてレンズを回転可能に支持するレンズ支持装置と、コーティングユニットによってレンズ上面にコーティング液を塗布するコーティングユニット支持装置と、レンズの高さ位置を検知するレンズ高さ計測センサーと、前記レンズ面に塗布したコーティング液を硬化させるＵＶ装置とを備えたコーティング装置において、
前記レンズのコーティング液の塗布時にレンズ上面のコーティング液をフィルムの端縁部で延展する塗膜均一化装置を備え、前記レンズを回転させながら前記塗膜均一化装置によって前記レンズ上面の中心部からレンズ上面の端縁部を結ぶ直線軌道に沿って、前記フィルムを移動させながらコーティング液を延展させたことを特徴とするコーティング装置。
【請求項５】
レンズのコーティング面を上方に向けてレンズの軸線を中心にしてレンズを回転可能に支持するレンズ支持装置と、コーティングユニットによってレンズ上面にコーティング液を塗布するコーティングユニット支持装置と、レンズの高さ位置を検知するレンズ高さ計測センサーと、前記レンズ面に塗布したコーティング液を硬化させるＵＶ装置とを備えたコーティング装置において、
前記レンズのコーティング液の塗布時に前記レンズ側面上部にへらを当接させて、レンズ上面からレンズ側面に滴下しようとするコーティング液を前記へらで取り除いたことを特徴とするコーティング装置。
【請求項６】
前記レンズに対するへらの当接端の上部を前記レンズの中心側に傾斜させて配置したことを特徴とする請求項５に記載のコーティング装置。
【請求項７】
前記へらを支持するへら把持部を前記レンズの一外周面から中心方向に移動可能に取付け、各種のレンズ径に応じて前記へらの位置を適合させるようにしてなることを特徴とする請求項５又は６に記載のコーティング装置。
【請求項８】
前記コーティング液は、眼鏡レンズの表面に塗布されるフォトクロミックコーティング液であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のコーティング装置。
【請求項９】
前記レンズ支持装置によって前記レンズを回転させながら前記ＵＶ装置によってＵＶ光をレンズに照射するようにしたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のコーティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼鏡などのレンズに、例えばフォトクロミックコーティングを高品質で行うことができるコーティング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光により色が変化する材料にフォトクロミック物質がある。フォトクロミック物質は、紫外線の有無によって構造が可逆的に変化し、吸収スペクトルが変わる性質を持っており、これは、一つの異性体に特定波長の光を照射すると、光の作用により単一の化学物質が吸収スペクトルの異なる異性体を可逆的に生成する物質の性質である。そして、生成した他の異性体は、熱又は別の波長の光により元の異性体の色へ戻る。
このフォトクロミック材料の性質をレンズに利用したフォトクロミック眼鏡がある。これは、太陽光のような紫外線を含む光が照射される屋外ではレンズが速やかに着色してサングラスとして機能し、光の照射のない屋内では、退色して透明な通常の眼鏡として機能する。
【０００３】
フォトクロミック性を有するレンズの製造方法としては、フォトクロミック性を有しないレンズの表面にフォトクロミックコーティング液を含浸させる方法、モノマーにフォトクロミックコーティング液を溶解させ、それを重合させることにより直接フォトクロミックレンズを得る方法、及びフォトクロミック化合物を含有するコーティング剤を用いてレンズの表面にフォトクロミック性を有する層を設ける方法が知られている。
【特許文献１】特開２０００−３３４３６９号
【特許文献２】特開２００５−０１３８７３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のレンズの製造方法のうち、フォトクロミックコーティング液をコーティングするコーティング法は、レンズを回転させながら、フォトクロミック液を入れたベゼルのノズルからフォトクロミック液をレンズの表面に吐出させて、レンズの表面にコーティング層を形成している。
しかしながら、レンズの大きさ、勾配が同じで同種のレンズをコーティングする場合は、装置の設定が変わらないので問題はないが、大きさ勾配の異なるレンズにコーティング液を塗布する場合、レンズの形状に装置を適合させる必要がある。このような場合、予め、レンズの高さや勾配が分かっていれば、装置の設定をそのパターンに合わせることができるが、レンズの高さ勾配が不明な場合は、あらためてそのレンズの高さ、勾配を調べてから、そのレンズにあった位置に応じて、レンズの高さ若しくはノズルの高さを合わすようにしていた。また、レンズを回転させてスピンコーティングさせた場合には、回転時の遠心力によりコーティング液がレンズの周縁部に溜まり、レンズの側面に滴下する問題もある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、レンズの高さ、勾配を自動的にかつ容易に検知することができ、安定したフォトクロミックのコーティング被膜を形成できるコーティング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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明（第１の局面）のコーティング装置は、レンズのコーティング面を上方に向けてレンズの軸線を中心にしてレンズを回転可能に支持するレンズ支持装置と、コーティングユニットによってレンズ上面にコーティング液を塗布するコーティングユニット支持装置と、レンズの高さ位置を検知するレンズ高さ計測センサーと、前記レンズ面に塗布したコーティング液を硬化させるＵＶ装置とを備えたコーティング装置において、上記レンズ面の中心と該中心から離れたレンズ面の他の箇所との２点間のレンズ高差をセンサーによって検知することによって、レンズ面の中心（回転中心）からレンズの端縁上部までの高差を求めるようにした。
上記目的を達成するために、本発明（第２の局面）のコーティング装置は、レンズのコーティング面を上方に向けてレンズの軸線を中心にしてレンズを回転可能に支持するレンズ支持装置と、コーティングユニットによってレンズ上面にコーティング液を塗布するコーティングユニット支持装置と、レンズの高さ位置を検知するレンズ高さ計測センサーと、前記レンズ面に塗布したコーティング液を硬化させるＵＶ装置とを備えたコーティング装置において、上記レンズ面の中心と該中心から離れたレンズ面の他の箇所との２点間のレンズ高差をセンサーによって検知することによって、レンズ面の曲率半径を求めるようにした。
上記発明（第１の局面又は第２の局面）は、前記レンズ高さ計測センサーが、２組の発光器と受光器とを備え、発光器から受光器へ到達する光をレンズが遮断することによってレンズの高さを求めることができる。
上記目的を達成するために、本発明（第３の局面）のコーティング装置は、レンズのコーティング面を上方に向けてレンズの軸線を中心にしてレンズを回転可能に支持するレンズ支持装置と、コーティングユニットによってレンズ上面にコーティング液を塗布するコーティングユニット支持装置と、レンズの高さ位置を検知するレンズ高さ計測センサーと、前記レンズ面に塗布したコーティング液を硬化させるＵＶ装置とを備えたコーティング装置において、前記レンズのコーティング液の塗布時にレンズ上面のコーティング液をフィルムの端縁部で延展する塗膜均一化装置を備え、前記レンズを回転させながら前記塗膜均一化装置によって前記レンズ上面の中心部からレンズ上面の端縁部を結ぶ直線軌道に沿って、前記フィルムを移動させながらコーティング液を延展させた。
上記目的を達成するために、本発明（第４の局面）のコーティング装置は、レンズのコーティング面を上方に向けてレンズの軸線を中心にしてレンズを回転可能に支持するレンズ支持装置と、コーティングユニットによってレンズ上面にコーティング液を塗布するコーティングユニット支持装置と、レンズの高さ位置を検知するレンズ高さ計測センサーと、前記レンズ面に塗布したコーティング液を硬化させるＵＶ装置とを備えたコーティング装置において、前記レンズのコーティング液の塗布時に前記レンズ側面上部にへらを当接させて、レンズ上面からレンズ側面に滴下しようとするコーティング液を前記へらで取り除いた。
上記発明（第４の局面）は、前記レンズに対するへらの当接端の上部を前記レンズの中心側に傾斜させて配置するとよい。
上記発明（第４の局面）は、前記へらを支持するへら把持部を前記レンズの一外周面から中心方向に移動可能に取付け、各種のレンズ径に応じて前記へらの位置を適合させることができる。
上記発明（第１〜第４の局面）は、前記コーティング液は、眼鏡レンズの表面に塗布されるフォトクロミックコーティング液とすることができる。
上記発明（第１〜第４の局面）は、前記レンズ支持装置によって前記レンズを回転させながら前記ＵＶ装置によってＵＶ光をレンズに照射するようにした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のコーティング装置（第１の局面）は、上記レンズ面の任意の箇所と該箇所から離れたレンズ面の他の箇所との２点間のレンズ高差をセンサーによって検知することによって、レンズ面の中心からレンズの端縁上部までの高差を求めるようにしたので、この２点間のレンズ面の高差からレンズの勾配を求めることができる。また、レンズの勾配に応じて、コーティング時における回転速度を決定することができる。
このコーティング装置は、前記レンズ高さ計測センサーが、２組の発光器と受光器とを備え、発光器から受光器へ到達する光をレンズが遮断することによってレンズの高さを求めるようにしたので、レンズの高差と勾配により、より精密なコーティング時における回転速度を決定できる。この効果は勾配の代わりにレンズの曲率半径（本発明の第２の局面）を求めることによって、同様に達成できる。
本発明のコーティング装置（第３の局面）は、レンズのコーティング液の塗布時にレンズ上面のコーティング液をフィルムの端縁部で延展する塗膜均一化装置を備え、前記レンズを回転させながら前記塗膜均一化装置によって前記レンズ上面の中心部からレンズ上面の端縁部を結ぶ直線軌道に沿って、前記フィルムを移動させながらコーティング液を延展させたので、より均一なコーティングをレンズ面に延展することができる。また、直線軌道なので、操作が容易である。
本発明のコーティング装置（第４の局面）は、レンズのコーティング液の塗布時に前記レンズ側面上部にへらを当接させて、レンズ上面からレンズ側面に滴下しようとするコーティング液を前記へらで取り除いたので、レンズ側面にコーティング液が滴下するのを防止する。
上記発明（第４の局面）は、前記レンズに対するへらの当接端の上部を前記レンズの中心側に傾斜させて配置したので、よりレンズの外周縁上のコーティング液を除去することができる。
上記発明（第４の局面）は、前記へらを支持するへら把持部を前記レンズの一外周面から中心方向に移動可能に取付け、各種のレンズ径に応じて前記へらの位置を適合させるようにしたので、種々のレンズに対して、へらの適応が可能になる。
上記発明（第１〜第４の局面）は、前記コーティング液を、眼鏡レンズの表面に塗布されるフォトクロミックコーティング液であるので、粘度の高いフォトクロミックコーティング液のコーティングに優れた効果を発揮する。
上記発明（第１〜第４の局面）は、前記レンズ支持装置によって前記レンズを回転させながら前記ＵＶ装置によってＵＶ光をレンズに照射するようにしたので、レンズの周縁部の液溜まり領域を軽減するとともに、ＵＶ光の均一化によって品質の良いコーティング層を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明におけるコーティング装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、レンズにフォトクロミック液を自動制御によりコーティングするフォトクロミックコーティング装置を示す。なお、図１のフォトクロミックコーティング装置の下側が装置の前側（Ｙ軸方向）とし、左右を横方向（Ｘ軸方向）とする。
フォトクロミックコーティング装置１は、基台２上にレンズ支持装置３、コーティングユニット支持装置４、レンズ高さ計測センサー６、塗膜均一化装置７、ＵＶ装置８、可動式液受け装置９を備えている。
【０００８】
図３に示すように、レンズ支持装置３は、基台２のほぼ中央部に設けられ、基台２から上方側に突出する円形台座３１を形成している。基台２の内側にはガイド部材３２が設けられ、ガイド部材３２には軸心を上下（垂直）方向に向けたＺ軸ボールネジ３３が設けられ、Ｚ軸ボールネジ３３は上端部が回転自在にガイド部材３２に形成した軸受３２ａに取付けられ、下端部はサーボモータ３４の軸に連結されている。Ｚ軸ボールネジ３３には、レンズ支持部材３５に取付けられたＺ軸ボールナット３６が螺着している。Ｚ軸ボールネジ３３が回転することにより、レンズ支持部材３５はＺ軸ボールネジ３３に沿って、昇降可能に移動することができる。レンズ支持部材３５の下部にはサーボモータ３７が固定され、サーボモータ３７には上方に延びる回転軸３８が取付けられ、回転軸３８には円形台座に形成された孔３１ａを貫通している。図４のＡに示すように、回転軸３８の上部には、吸入ヘッド１５が取付けられ、レンズ支持ヘッド１５の上部にはＯ−リング１５ａが装着されている。また、レンズ支持ヘッド１５及び回転軸３８の中心には吸着孔３８ａが形成され、吸着孔３８ａには、図示しない空気吸引手段が接続されている。空気吸引手段が作動することにより、レンズ支持ヘッド１５がレンズ１０の裏面を吸着して支持できる。
【０００９】
図５は、レンズ１０の中心を出すためのセンタリング冶具１６である。センタリング冶具１６は、図示しない移送手段（若しくは手作業でもよい）に支持される支持部１７に冶具本体１８が取付けられている。冶具本体１８の側面１８ｂの上部には、レンズ１０をセンタリングする階段状の段部ｄを形成している。各段部ｄ１〜ｄ５の中心は、回転軸３８の中心部と一致するように配置されている。そして、段部ｄは、各レンズ１０のサイズの湾曲形状に合わせた形状に形成され、一番下側の段部ｄ１からｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５の順に、小径のレンズ１０から大径のレンズ１０の位置合わせをすることができる。各レンズ１０のサイズに応じた段部ｄ１〜ｄ５に、レンズ１０の下側縁部（レンズの裏側縁部）を当接させることによってレンズ１０の中心を回転軸３８の中心に合わせることができる。
【００１０】
図６及び図７は、コーティングユニット支持装置４を示す。コーティングユニット支持装置４には、基台２上にエアスライドテーブル１１が設けられ、スライドテーブル１１上にはスライドブロック１２が、フォトクロミックコーティング装置１の横方向に摺動可能となるように嵌合している。スライドブロック１２は、ロッドレスシリンダによって、摺動可能であり、ロッドレスシリンダとして、エア方式、チェン方式、マグネット方式、スリット方式、ワイヤ方式が適用できる（以下のロッドレスシリンダについても同様である）。
上方に立設するスライドブロック１２の上端部には、基台２の前側に延びる支持アーム１３が取付けられ、支持アーム１３にはコーティングユニット２１が支持されている。支持アーム１３は、コーティングユニット２１に対して、回動軸１４を軸心にして支持角度が変異可能になるように取付けている。すなわち、図６に示すように、支持アーム１３はコーティングユニット２１を、直立した姿勢でも、想像線に示すように、傾斜させた状態でも支持できる。コーティングユニット２１は、スライドブロック１２がエアスライドテーブル１１上を横方向に摺動することによって、レンズ１０の中心の直上方に移動が可能である。
【００１１】
図８に示すようにコーティングユニット２１は、ベゼル２２、液垂れ防止弁２３及びノズル２４を備えている。ベゼル２２にはコーティング液が入れられ、ベゼル２２の下部には、液ダレ防止弁２３の上端が着脱自在に接続され、液ダレ防止弁２３の下端にはノズル２４が着脱自在に接続されている。
図９に示すように、液ダレ防止弁２３は、上端側のベゼル２２接続側に第１小径部２３ａ、中央に大径部２３ｂ、そして先端側に第２小径部２３ｃを設けている。第１小径部２３ａと大径部２３ｂの境界にはＯ−リングなどの緩衝材２３ｅを配設した弁座２３ｄを形成し、大径部２３ｂに球形の弁球２５を配設し、弁球２５と第２小径部２３ｃ間にはスプリングバネ２６を圧縮状態で配設している。
ベゼル２２の内部にはプランジャー２７が配設され、プランジャー２７は配管２２ｂに接続された圧縮源（Ｎ２）が負荷すると、コーティング液を押圧し、弁座２３ｄ及び弁球２５からなる弁を開弁する。こうして、スプリングバネ２６によって、弁球２５を弁座２３ｄに付勢させることにより、ノズル２４側からベゼル２２側へコーティング液の流れを規制する一方、スプリングバネ２６力に抗して弁球２５を押圧するときは、ベゼル２２側からノズル２４側へのコーティング液の流れを許容する。
【００１２】
図１０及び図１１は、レンズ高さ計測センサー６を示す。
レンズ高さ計測センサー６は、基台となるスライド板４０が設けられ、スライド板４０は先端側をレンズ支持部材３５側に向け、後端側をフォトクロミックコーティング装置１の一角部に向けて配置され、全体として矩形のフォトクロミックコーティング装置１のほぼ対角線上に設けられている。スライド板４０の上部には、スライド板４０上を進退移動が可能なスライドブロック４１が設けられている。スライドブロック４１の上部には、Ｕ字形状のセンサー取付部材４２が設けられ、その対向する両側端部には、２組のセンサーユニット４３，４４が配設されている。センサーユニット４３，４４のセンサー４３ａ，４４ａは、発光部と受光部とを有し発光部によってレーザ光を照射し、ミラー４３ｂ，４４ｂはそのレーザ光を反射してセンサー４３ａ，４３ｂの受光部で受光することができる。
【００１３】
各センサーユニット４３，４４は、センサー４３ａ，４４ａとミラー４３ｂ，４４ｂとが互い違いにかつ向かい合って配設され、さらに一方のセンサー４３ａ及びミラー４３ｂを結ぶ線に対し、他方のセンサー４４ａ及びミラー４４ｂを結ぶ線が、同じ水平高さ位置でかつ平行に配置されている。これらのセンサー４３ａ，４４ａとミラー４３ｂ，４４ｂとの間にレンズ１０が配置される。センサーユニット４３，４４は、レンズ１０がセンサー４３ａ，４４ａ及びミラー４３ｂ，４４ｂ間に配置されると、レーザ光がレンズ１０により屈曲されることによって遮断されてレンズ１０の有無とレンズ面の基台２からの基準高さを検知する。
【００１４】
図１２及び図１３は塗膜均一化装置７を示す。
塗膜均一化装置７は、基台２の上にリニアブロック５０が設けられ、リニアブロック５０にはリニアレール５１が、フォトクロミックコーティング装置１の横方向に延在している。リニアブロック５０の一端側にはＸ軸サーボモータ５２が取付けられ、Ｘ軸サーボモータ５２には軸受け５４ａ，５４ｂに軸支されたＸ軸ボールネジ５３を回転可能に取付けている。Ｘ軸ボールネジ５３には、Ｘ軸ボールナット５５が螺着され、サーボモータ５２の回転により、Ｘ軸ボールナット５５は横方向に移動が可能である。Ｘ軸ボールナット５５には、上方向に立設する縦方向リニアブロック５６が設けられている。
【００１５】
縦方向リニアブロック５６には、上部にサーボモータ５７が取付けられ、軸受け５８ａ，５８ｂに軸支されたＺ軸ボールネジ５９には、Ｚ軸ボールナット６０が螺着している。Ｚ軸ボールナット６０には、昇降ステージ６１が取付けられている。サーボモータ５７が回転すると、昇降ステージ６１は上下動することができる。昇降ステージ６１の上部には、レンズ支持部材３５側に延びるアーム６２を設け、アーム６２の先端部には支持ブラケット６３を設け、支持ブラケット６３にはフォトクロミックコーティング剤の膜厚を均一化するためのＰＥＴからなるフィルム６４を垂下させている。Ｘ軸サーボモータ５２を駆動させて、昇降ステージ６１を横方向に移動させると、フィルム６４はレンズ１０の中心上の半径方向の軌道を通る。
【００１６】
図１４は、ＵＶ装置８を示す。
ＵＶ装置８は、図示しない昇降手段によりメインブロック７０が、上下方向に昇降することができる。メインブロック７０には、ＵＶ昇降ユニット７１が設けられ、この上部にサーボモータ７２が取付けられ、軸受け７３ａ，７３ｂに軸支されたＺ軸ボールネジ７４には、Ｚ軸ボールナット７５が螺着している。Ｚ軸ボールナット７５には、ＵＶ昇降ステージ７６が取付けられている。そして、ＵＶ昇降ステージ７６は、サーボモータ７２が回転すると上下動する。ＵＶ昇降ステージ７６には、レンズ１０の直上方に配置されるＵＶランプ７７が設けられている。
ＵＶランプ７７の下部には、レンズ１０を囲みステンレスからなる筒体７８が設けられている。筒体７８の周囲には、コイル状に巻回する冷却パイプ７９が配設され、冷却パイプ７９の内部には冷却水が循環することができる。筒体７８の上部には、図１５に示すように、ガス供給口８０が設けられ、筒体７８内に不活性ガスであるＮ２を導入することができ、Ｎ２は筒体７８の下部に設けたガス排出口８１から筒体７８外へ排出される。筒状７８の上部には、図１５に示すように、ＵＶ光を透過させるためのホウケイ酸ガラス製の窓７８ａが設けられている。
【００１７】
図１６及び図１７は、可動式液受け装置９である。
可動式液受け装置９は、基台２の裏面側に一対のガイドレール８３が設けられ、レンズ支持装置３の両端に設けられた一対の可動ユニット８４が、レンズ支持装置３を挟んで進退移動する。可動ユニット８４の上部には、略半円形状の一対の液受けトレイ８５が設けられ、一対の液受けトレイ８５が互いに前進すると、略環状に形成され、外側筒部８６と内側筒部８７との間にレンズ１０から落下するコーティング液を回収する。内側筒部８７は、上縁部８５ａがレンズ１０の外周側の下部に位置するように配置される。液受けトレイ８５が互いに対向する面の上縁部には、水平方向に屈曲されたフランジ状の邪魔板９０を形成している。各邪魔板９０は、液受けトレイ８５の接合部の隙間を塞ぐ役割を果たす。
一方の液受けトレイ８５（外側筒部８６側）には、温度センサーの取付け冶具８８と、レンズ１０の側面にコーティング液が付着するのを防止するへら固定用冶具８９を設けている。
【００１８】
図１８に示すように、へら固定用冶具８９は、一方の液受けトレイ８５（外側筒部８７側）に引っ掛けが可能な取付板９１を設け、取付板９１の下面から上方に向けて形成した溝９１ａを外側筒部８７に差し込み、蝶ネジ９２で固定するようにした。取付板９１の上側には、取付板９１に形成した孔９１ｂを摺動する摺動ロッド９３を設け、下側に取付板９１のレンズ１０に対向した面に取付けられた固定ロッド９４を設け、これらのロッド９３，９４の先端部にへら９５の把持部９６を取付けている。摺動ロッド９３には、取付部９１と把持部９６の間にバネ９７を配設し、固定ロッド９４には把持部９６が摺動できるように構成されている。へら９５は、へら９５の当接部側端縁をレンズ１０の中央側に傾斜するように形成し、へら９５の当接縁９５ａは、レンズ１０の外周面１０ａにレンズ１０の軸方向に向くように当接させている。
【００１９】
以下、本実施形態のレンズのフォトクロミックコーティングの手順について説明する。
図１９は、フォトクロミック眼鏡の製造工程を示すフロー図である。
基材として、チオウレタン樹脂製のレンズ基材を用い、前処理として、アルカリ水溶液や、超音波洗浄によるレンズ１０の洗浄を行う。
次いで、フォトクロミック材料のコーティングを行う前に、フォトクロミック材料の付着性をよくするため、ウレタンプライマーでレンズ１０の表面をコーティングする。この作業は、別途の図示しないプライマーコーティング装置によって、レンズ１０を回転させながらコーティング液を吐出するノズルをレンズの上面中央からレンズの上面端縁まで、レンズの径方向へ直線移動させて行う。このプライマーコーティング液は粘性が小さいので、回転させたレンズ１０の遠心力によって、レンズ１０の表面全体にコーティング液を均等に拡散することができる。具体的には、コーティング液の塗布時におけるレンズ１０の回転数は約７０ｒｐｍであり、コーティング液を塗布した後、１０００ｒｐｍで５秒程度回転させて膜厚を調整している。コーティング層の厚さは７μｍである。なお、これらの回転数は、レンズ１０の勾配や、レンズ１０周辺の温度に応じて変更し、適正膜厚になるように調整している。
コーティング層を塗布した後は、常温でコーティング層を１５分間乾燥（固化）させる。ウレタンプライマーからなるコーティング層は、湿気により固化する性質を有する。ここまでの作業が、プライマコーティング工程である。
【００２０】
次いで、レンズのフォトクロミックコーティング作業に入る。このコーティング作業では、プライマーコーティング装置からフォトクロミックコーティング装置１にレンズ１０を移動する。このコーティング作業では、初めにレンズ１０のセンタリングを行う。すなわち、フォトクロミックコーティング装置１のレンズ支持部材３５の中央にレンズ１０をセットする。
レンズ１０のセンタリングは、図５に示すように、その冶具本体１８の段部ｄ１〜ｄ５にレンズ１０をセットすることにより行われる。例えば、直径が６０ｍｍのレンズ１０であれば段部ｄ１（内径６０ｍｍ）にレンズの下側縁部を当接させ、直径が６５ｍｍのレンズ１０であればｄ２（内径６５ｍｍ）にレンズ１０の下側縁部を当接することにより行う。段部ｄは、例えば５ｍｍ間隔のレンズ径に対応することができ、ｄ１からｄ５まで６０ｍｍから８０ｍｍまでのレンズ１０のセンタリングができる。センタリングが完了したものについては、吸着孔３８ａからの空気吸引手段によって、レンズ１０の内面を吸着させて、レンズ１０を支持、固定する。
図４のＡに示すように、レンズ１０の中心が厚いものについては、そのまま支持ヘッド１５に直接、レンズ１０を支持させるようにする。ただし、図４のＢに示すように、レンズ１０の中心の厚みが薄いものについては、レンズ１０の裏面側の凹部にシリコンパッド９８を介在させて、支持ヘッド１５に支持させる。
【００２１】
レンズ１０の平面方向の位置決めがされると、レンズ高さ計測センサー６によって、レンズ１０の高さ、及び図２０のｂに示すレンズ１０の表面側のセンターからレンズ１０のコバ（レンズの上面側周端縁）ｂまでの高低差ｈ’を検知する。レンズ１０の高さを求めるのは、レンズ１０をコーティングユニット２１のノズル２４の高さに合わせるためであり、レンズ１０の高低差ｈ’を検知するのは、レンズ１０の勾配及び曲率を求め、フィルム６４の移動軌跡及びレンズのスピン条件を決定するためである。
検知作業は、レンズ高さ計測センサー６のセンサーユニット４３，４４のセンサー４３ａ，４４ａと、ミラー４３ｂ，４４ｂとの間にレンズ１０を挟むようにして行われる。すなわち、サーボモータ３４を駆動することによって、レンズ支持部材３５を下方位置から上昇させると、レンズ１０のセンター位置に設置された一方のセンサー４３ａのレーザ光４３ｃがレンズ１０によって、屈折される。レーザ光４３ｃがミラー４３ｂまで達せず又は達しても屈折されているので、センサー４３ａまで戻らないので、レンズ１０の存在が検知される。このレンズ１０のセンターを測ることで、基台２を基準としたレンズ１０の高さが分かり、レンズ１０の表面をノズル２４に対する適正高さに配置できる。
【００２２】
図２０のＡに示すように、センサー４３ａのレーザ光が遮断された際に、他方のセンサー４４ａでは、センサー４４ａの発光部からのレーザ光４４ｃがミラー４４ｂを介してセンサー４３ｂに戻っているので、レンズ１０が存在しないことが分かる。さらに、レンズ１０を上昇させると、レーザ光４４ｃがレンズ１０に当たり、レーザ光４４ｃの屈折によりミラー４４ｂではレーザ光４４ｃが達しないか又は屈折されてセンサー４４ａに戻らず、レンズ１０の存在が認識される。こうして、レンズ１０のセンター位置（頂点）と、レンズ１０のセンター以外の任意の位置の高低差ｈ０が検出される。
レンズ１０の中心からコバｂまでの上下方向における高差ｈ’は、レンズ１０のセンターの高さと、他方のセンサーユニット４４で検出したレンズ１０の高低差ｈ０を知ることによって導くことができる。
すなわち、２点間の距離が分かれば、図２０のＢを参照にして、次式からレンズの曲率半径が算出できる。
【００２３】
【数１】
2007127841.tif 000003
ここで、Ｒは、レンズの上面の曲率半径であり、Ｄはレンズの径である。
また、実用上は上式の代わりに、次式のような簡略化した近似式を用いて高差ｈ’を算出することができる。
ｈ’＝Ｈ０Ｄ２／４Ｌ２
なお、上記で算出した曲率半径Ｒの大きさ、即ちレンズ１０の曲率半径、又はレンズ１０の勾配に応じて、次工程でのレンズ１０の回転数、回転時間等が定められる。
【００２４】
レンズ１０の高さ計測では、レンズ１０を回転させ、一定角度ごとに別角度からの高さの計測を繰り返し行うことも可能である。多方面の角度からの測定をおこなうことにより、レンズ１０が傾いて設置された場合や、累進多焦点レンズ等のレンズの曲率が一定でないレンズを高さ計測する際に、より正確に高さを計測することが可能である。例えば、レンズ１０のセンター位置（レンズ表面の回転軸上の点）の高さ計測においては、多角度からの測定を行い、その最小値を採用することにより、より正確な高さを求めることができる。また、中心以外の点の測定では、多角度からの測定を行いその平均値を採用することにより、レンズ１０が傾いて設置された場合の測定誤差を小さくでき、より正確なレンズ１０の曲率を求めることができる。
さらに、高さを計測するセンサー６は、帯状のレーザー光を発する投光部（発光部）と、ＣＣＤラインセンサー等の、微小な受光素子が直線状に配置された受光部からなるセンサーを採用することが出来る。このセンサーを使用すれば、センサーとレンズ１０との位置を少しずつ変更しながら計測しなくても、投光部と受光部の間にレンズ１０を設置するだけで瞬時に高さを計測できる為、レンズの高さ計測時間を短縮することが可能である。
【００２５】
コーティングユニット２１は、図６及び図７に示す、コーティングユニット支持装置４によって支持され、スライドテーブル１１上をスライドブロック１２が移送されることによって、コーティングユニット２１のノズル２４がレンズ１０の直上方に配置される。レンズ１０は、支持ヘッド１５の上で回転可能なように支持され、コーティングユニット２１はベゼル２２を想像線で示すように傾斜させることによって、ノズル２４をレンズ１０の中心位置に固定する。
コーティング液は、コーティングユニット２１のプランジャー２７がコーティング液を押圧することにより、液垂れ防止弁２３が開弁し、レンズ１０の表面にコーティング液がノズル２４によって吐出される。この吐出作業では、コーティングユニット２１を傾斜させて、ノズル２４の先端をレンズ１０の中心位置（レンズ１０の回転軸上で、レンズ１０の表面から１ｍｍ程度上方の位置）に固定した状態で、レンズ１０の表面へコーティング液を吐出する。
なお、ノズル２４を傾斜させた理由は、フィルム６４とノズル２４が干渉するのを防止するためである。ノズル２４は、先端形状をＬ字形などに曲げてフィルム６４との干渉を避けてもよい。
【００２６】
レンズ１０に上に吐出されたコーティング液は、図２０のＣに示す延展補助手段であるフィルム６４によって、レンズ全体に押し広げられるが、このときのレンズ１０の回転数とフィルム６４の移動は、レンズの高さ計測により求めたレンズ高差、勾配を考慮して、レンズ１０の中央部に供給されるコーティング液を最も効率よくレンズ１０上面全体に延展する条件で行われる。すなわち、塗膜均一化装置７によりレンズ１０上に移送されたフィルム６４が、レンズ１０上で撓んだ状態でレンズ１０を回転させると、フィルム６４によって一部塞き止められたコーティング液がレンズ１０上に一時的に溜まるが、この溜まったコーティング液は、フィルム６４の復元力によってほぼ均一の厚さに押し延ばされる。そしてこの状態を保ちながら、フィルム６４をレンズ１０のセンターからコバｂまでの直線軌道に沿って徐々に移動させた場合には、レンズ１０の曲面にしたがってフィルム６４の撓み具合は変化するが、その復元力はあまり変化しない。
【００２７】
よって、フィルム６４の上下方向の位置制御をレンズ曲面に応じて厳密に行わなくても、コート液を基材表面全面に渡ってきれい（但し、曲率に応じてレンズ１０の回転数やフィルム６４の軌道を設定した方が、より緻密なコーティングができる）に覆うように延展させることができる。また、厚みムラを発生しないようにコート液を延展することができるので、コート液の利用率を高くし、高粘度の液を少量でレンズ１０の全体に塗布することが可能である。
また、このコーティング作業では、図１８に示すように、レンズ１０の上面側端縁（レンズ１０の外周面１０ａの上部）に、へら固定用冶具８９のへら９５の縁部を当接させる。へら９５の当接縁９５ａは、レンズ１０の外周面１０ａに傾斜させて配置しているので、当接縁９５ａとレンズ１０との当接部の上側では、レンズ１０の中心側に傾斜し、レンズ１０の外周縁側に溜まったコーティング液を多く取り除くことができる。また、当接縁９５ａとレンズ１０との当接部の下側では、レンズ１０の外周面１０ａとに隙間を形成しているので、レンズ１０の遠心力でコーティング液がへら９５ａ側に案内されるので、レンズ１０の外周面１０ａ側に付着することを防止できる。
へら固定用冶具８９のバネ９７は、へら９５を支持する把持部９６をレンズ１０側に押圧する役割を果たす。これによって、レンズ１０の端縁から外周面１０ａにコーティング液が滴下するのを防止できる。へら９５により除去されたコーティング液は、液受けトレイ８５に滴下して回収される。また、バネ９７の役割として、バネ９７の伸縮により種々のサイズのレンズ１０径に適用が可能となる。
【００２８】
へら９５を当接せずにコーティングを行った場合には、レンズ１０の側面（コバ）にコーティング液が付着し、ＵＶ硬化される。この場合、ＵＶ硬化後のアニール処理において、レンズ１０の側面に不均一に付着したコート液により、レンズ１０に光学的な歪が生じる場合がある。また、側面に付着したコート液の分だけ、レンズ１０の直径が大きくなる為、ハードコート処理や反射防止膜コート処理等の後工程における専用治具とのサイズが合わなくなり、不具合が生じる場合がある。これらの問題を回避する為には、ＵＶ硬化後、研磨装置等でレンズ１０の側面を研磨し付着したコート液を除去する必要があり製造工程が煩雑となる。一方、コーティングの際、へら９５を当接させることによりレンズ側面へコート液が付着するのを防ぐことが可能である為、研磨処理を省略することが出来る。
【００２９】
この段階では、レンズ１０上のフォトクロミックコーティング液量は、目的とするフォトクロミック被膜の膜厚よりも多く、レンズ１０上の余分なコーティング液を目的とする液量まで取り除く必要がある。そのため、レンズ１０を回転させて、レンズ１０上のコーティング液を振り落とす作業を行う。レンズ１０の回転数は、装置内温度とレンズ１０の勾配に応じた条件で決定され、例えば６００ｒｐｍでレンズ１０をスピンさせる。
その後、図１５に示すように、ＵＶ装置８の筒体７８でレンズ１０を囲み、筒体１０内を窒素置換する。窒素雰囲気にするのは、酸素があるとコーティング液の重合反応を阻害するため硬化しにくいからである。また、筒体１０内の窒素置換が開始してから、ＵＶ光によるコーティング塗膜の硬化が完了するまでは、筒体１０内の酸素濃度の上昇を防ぐため、常に筒体１０内にはＮ２が供給される。この際、ＵＶランプ７７点灯後、図示しない２つに分岐されたＮ２供給ラインの一方に設置された電磁弁を閉じることにより、ガス供給口８０より供給されるＮ２の流量を必要最少量に抑えることができる。これにより、ＵＶランプ７７点灯前は、大流量のＮ２で急速に筒体１０内の雰囲気の置換を行い、ＵＶランプ７７点灯後はＮ２の流量を最小限とすることにより、Ｎ２の消費量を節約することができる。
【００３０】
そして、ＵＶランプ７７の高さ位置を合わせて、レンズ１０を回転させながらＵＶランプ７７を照射させてコーティング塗膜を硬化させる。レンズ１０を回転させるのは、レンズ１０の周縁部の液溜まり領域を減少させ、ＵＶ光の均一化を図るためである。なお、ＵＶランプ７７の照射時のレンズ１０の回転数は、１５０ｒｐｍ程度である。
ＵＶランプ７７点灯時には、図示しない空気吸引手段によるレンズ支持ヘッド１５の吸引力を必要最小限に低下させる。これにより、ＵＶ照射時に加熱され変形しやすくなったレンズ１０が吸引力により変形するのを抑制することができる。
ＵＶランプ７７とレンズ１０との間に設置された窓７８ａは、ＵＶ光を筒体７８内へ透過させるのと同時に、３００ｎｍ付近以下の波長の光をカットするためのフィルターの役割も果たしている。
３００ｎｍ付近以下の波長をカットする理由は、フォトクロミックコーティング液の種類によっては、コーティング塗膜に皺が生じ、均一な膜が得られないからである。また、材質をホウケイ酸ガラスとしたのは、耐熱性があり、ＵＶランプの熱で割れないからである。
【００３１】
図４のＢに示すように、レンズ１０の中心が薄いものについては、シリコンパッド９８を配設したが、これはＵＶランプからの照射熱を、レンズ１０からシリコンパッド９８へ逃がしてレンズ１０の温度上昇を抑えることにより、レンズ１０が熱変形するのを抑制するとともに、重合時レンズからの熱伝導で支持具のＯ−リング１５ａが加熱されると、次に処理するレンズ１０がＯ−リング１５ａにより加熱され、スピンコーティング時に、均一なコーティング被膜を得ることができないからである。これを防ぐ手段として、レンズ支持ヘッド１５のＯ−リング部を容易に着脱可能な構造として、レンズを処理する毎にＯ-リング部を交換する方法、レンズ支持ヘッド１５に冷却手段を設け、Ｏ−リング部の加熱を抑制する方法等を採用することができる。
フォトクロミックコーティングが終了した後、フォトクロミックコーティング層の付着状態を検査し、不良状態のものを排除し、良品についてアニール処理が行われる。この処理は、１１０℃で１時間の熱処理がされる。
こうして、レンズ１０にフォトクロミックコーティング層が形成され、濃淡のない均一なコーティング液によってコーティング処理ができ、高品質のフォトクロミックレンズの製造が可能となる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の技術的思想に基づいて、勿論、本発明は種々の変形又は変更が可能である。
例えば、各センサーユニット４３，４４について、センサー４３ａ及びミラー４３ｂを結ぶ線に対して他方のセンサー４４ａ及びミラー４４ｂを結ぶ線を、同じ水平高さに配置したが、高さ位置については一方のセンサーの高低差を変えてもよい。この場合は、センサーの高低差を踏まえて、レンズ１０のコバ位置を求めるようにする。
また、本発明の実施の形態では、フォトクロミックコーティングを例としたが、他のコーティング技術にも適用が可能である。
センサーユニット４３，４４については、２組のセンサーを用いたが１つのセンサーでセンサー位置を変化させて、レンズの中央部と他点の高さ位置を検出して行うことも可能である。但し、時間がかかる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態で説明したフォトクロミックコーティング装置の平面図である。
【図２】図１のフォトクロミックコーティング装置の正面図である。
【図３】図１のフォトクロミックコーティング装置におけるレンズ支持装置の縦（上下方向、以下同じ）断面図である。
【図４】Ａは、図３のレンズ支持装置が、センター部の厚いレンズを支持している状態の断面図、図Ｂは同レンズ支持装置がセンター部の薄いレンズを支持している状態の断面図である。
【図５】図３のレンズ支持装置の中心にレンズの中心を合わせている状態の断面図である。
【図６】図１のフォトクロミックコーティング装置におけるコーティングユニット支持装置の正面図である。
【図７】図６のコーティングユニット支持装置の側面図である。
【図８】図６のフォトクロミックコーティング装置が支持するコーティングユニットの縦断面図である。
【図９】図８のコーティングユニットの排出口近傍に取付けている液垂れ防止弁の概略縦断面図である。
【図１０】図１のフォトクロミックコーティング装置におけるレンズ高さ計測センサーの平面図である。
【図１１】図１０のレンズ高さ計測センサーの側面図である。
【図１２】図１のフォトクロミックコーティング装置における塗膜均一化装置の平面図である。
【図１３】図１２の塗膜均一化装置の平面図である。
【図１４】図１のフォトクロミックコーティング装置におけるＵＶ装置の側面図である。
【図１５】図１４のＵＶ装置の拡大側面図である。
【図１６】図１のフォトクロミックコーティング装置の可動式液受け装置の平面図である。
【図１７】図１６の可動式液受け装置の側面図である。
【図１８】図１６の可動式液受け装置に設けられているへら固定用冶具の側面図である。
【図１９】レンズのコーティング装置のフロー図である。
【図２０】Ａは、図１０で示すレンズ高さ計測センサーのレーザ光でレンズの高さを測定している状態の断面図、Ｂはレンズのコバ位置の導き方を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  フォトクロミックコーティング装置
３  レンズ支持装置
４  コーティングユニット支持装置
６  レンズ高さ計測センサー
７  塗膜均一化装置
８  ＵＶ装置
９  可動式液受け装置
１０  レンズ
１５  支持ヘッド
１６  センタリング冶具
２１  コーティングユニット
３８  回転軸
４２，４３  センサー
４３ａ，４４ａ  発光部
４４ａ，４４ｂ  受光部
６４  フィルム
７７  ＵＶランプ
８９  へら固定用冶具
９６  把持部
９７  バネ
９８  シリコンパッド
【図１】
2007127841.tif 000004
【図２】
2007127841.tif 000005
【図３】
2007127841.tif 000006
【図４】
2007127841.tif 000007
【図５】
2007127841.tif 000008
【図６】
2007127841.tif 000009
【図７】
2007127841.tif 000010
【図８】
2007127841.tif 000011
【図９】
2007127841.tif 000012
【図１０】
2007127841.tif 000013
【図１１】
2007127841.tif 000014
【図１２】
2007127841.tif 000015
【図１３】
2007127841.tif 000016
【図１４】
2007127841.tif 000017
【図１５】
2007127841.tif 000018
【図１６】
2007127841.tif 000019
【図１７】
2007127841.tif 000020
【図１８】
2007127841.tif 000021
【図１９】
2007127841.tif 000022
【図２０】
2007127841.tif 000023