JP4743835B2 - 光学レンズのコーティング装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ表面に塗布したコーティング溶液を紫外線の照射によって硬化させコーティング被膜を形成する光学レンズのコーティング装置に関するものである。

光学レンズ、特に眼鏡レンズの製作においては、遮光性、防眩性、調光性、耐擦傷性等を向上させるために、眼鏡レンズの表面にその目的に応じた材質のコーティング被膜を形成することが行われている（例えば、非特許文献１、特許文献１，２参照）。

特許文献１に記載されたレンズのコーティング装置は、レンズ表面にコーティング溶液を塗布し、紫外線の照射によって前記コーティング溶液を硬化させる一連の工程を自動的に行うようにしたものである。コーティング溶液の硬化に際しては、硬化ステーション内の空気を窒素置換している。

特許文献２に記載されたコーティング装置は、レンズの表面に塗布した光硬化性のコーティング剤に紫外線を照射して硬化させることによりコーティング材の硬化体からなるコート層を形成するコーティング装置において、未硬化状態のコーティング剤層の厚さが厚くてもそれを均一かつ均質に硬化させることを目的とするものである。このため、光重合を実施する光重合室に加えて、その重合室の前室として重合予備室を設け、両室を十分に不活性ガスで置換した上で、光硬化性コーティング剤が塗布されたレンズを重合予備室に一端保持した後に、光重合室に移動させて紫外線を照射することにより重合させるようにしている。重合室と予備室を設けた理由は、窒素置換に要する時間を短縮し、均一な膜厚を得るとと発色時の色むらやレンズの光学特性の低下を防止するためである。

眼鏡レンズに形成するコーティング被膜の材質としては、通常光重合開始剤を添加した紫外線（以下、ＵＶという）硬化樹脂が用いられる。光重合開始剤としては、内部硬化と表面硬化に寄与する２種類のＵＶ重合開始剤を混合した混合物が用いられる。内部硬化性のＵＶ重合開始剤としては、一般にビスアシルフォスフィンオキサイド（ＢＡＰＯ）やビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイドが用いられ、表面硬化性のＵＶ重合開始剤としては、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンが用いられる（例えば、特許文献１参照）。ＢＡＰＯは、長波長側での光感度を高め、深部（膜内部）の硬化を促進させることが可能であり、特に厚膜や光透過性の低い材料系（例えば、顔料、インキコーティング）には非常に有効な重合開始剤である。

「眼鏡」メディカル葵出版、1986年5月22日発行 p.81〜83 特開２０００−３３４３６９号公報 特開２００４−２９０８５７号公報

通常、眼鏡レンズに周囲の明るさによって透過光量を調整する調光用被膜（フォトクロコート膜）を形成する場合、眼鏡レンズの被コーティング面にＵＶ重合開始剤を混入したＵＶ硬化型の調光用コーティング溶液を塗布し、ＵＶを照射して硬化させている。ＵＶの照射に際しては、ＵＶフィルターを用いて特定範囲の波長を透過、遮断している。例えば、約３２０〜３５０ｎｍ以下の短波長の光を遮断し、それ以上の長波長の光を透過させるＵＶフィルターを用いている。

しかしながら、調光用コーティング被膜の場合は、遮光性、防眩性、耐擦傷性等の他のコーティング被膜の膜厚（通常：１μｍ程度）に比べて膜厚が５μｍ、好ましくは３０μｍ以上と相対的に厚いため、表面硬化の進行が過剰になると、内部フォトクロ層のラジカル反応部位どうしの反応確率が低下したり長波長側のＵＶがフォトクロ層の内部まで届かなくなるため、膜内部の硬化に長時間を要し、生産性が低下するという問題があった。このような従来の問題について、前記特許文献１，２に記載されたコーティング装置は、いずれも何らの対策も講じていない。

本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、複数種の光学フィルターを用いることによりコーティング溶液の硬化処理を短時間に行うことができ、生産性を向上させることができる光学レンズのコーティング装置を提供するところにある。

上記目的を達成するために、第１の発明は、光学レンズの被コーティング面に塗布したコーティング溶液に光源から出た紫外線を照射して硬化させる光学レンズのコーティング装置において、前記光源を収納するハウジングと、前記ハウジングの下面に設けられた透明板と、前記光源と前記透明板との間に配設されたフィルター切替機構と、コーティング溶液が塗布された光学レンズを上方に開放した収納部に収納して塗布位置から前記ハウジングの下方となる紫外線の受光位置に搬送するレンズラックと、前記レンズラックを上昇させて前記透明板に密接することにより前記収納部を閉塞させるラック昇降手段と、前記レンズラック内の空気を窒素置換する窒素置換手段とを備え、前記フィルター切替機構を、前記光源から出た紫外線のうちそれぞれ異なった特定範囲の波長を透過する少なくとも第１、第２の光学フィルターと、前記第１、第２の光学フィルターを前記光源と前記光学レンズとの間に選択的に介在させるフィルター切替手段とで構成したものである。

第２の発明は、前記第１の光学フィルターの遮断波長を前記第２の光学フィルターの遮断波長より長くし、前記コーティング溶液の硬化開始から一定時間経過するまでは前記フィルター切替手段により前記第１の光学フィルターを前記光源と前記光学レンズとの間に介在させ、一定時間経過後は前記第１の光学フィルターの代わりに前記第２の光学フィルターを前記光源と前記光学フィルターとの間に介在させるものである。

第３の発明は、前記光源から放射される紫外線の照射強度を前記フィルターの透過率に応じて切り替える照射強度切替手段を備えたものである。

第４の発明は、前記レンズラックが２枚一組のレンズを収納するものである。
第５の発明は、前記第１、第２の光学フィルターは、それぞれ２枚のレンズが並ぶ方向に長く形成され、２枚のレンズに同時に紫外線を照射できるものである。
第６の発明は、前記第１、第２の光学フィルターは、２枚のレンズが並ぶ方向とは直交する方向に並べられ、前記フィルター切替手段は、前記第１、第２の光学フィルターをこれらが並ぶ方向に移動させるものである。

本発明においては、遮断波長が相対的に異なる少なくとも第１、第２の光学フィルターを備えているので、コーティング溶液の硬化処理開始時において相対的に遮断波長の長い第１の光学フィルターを用いると、長波長側での感度を高めることができ、コーティング溶液の膜内部の硬化を促進させる。その後、遮断波長が相対的に短い第２の光学フィルターを用いることで、膜全体を硬化させる。これにより、膜内部から表面までが均質なコーティング被膜を形成することができ、また硬化時間を短縮することができるため、生産性が向上する。
紫外線の照射強度は、フィルターの透過率によって変え、透過率が高い場合は照射強度を弱くし、透過率が低い場合は照射強度を強くし、コーティング溶液を速やかに硬化させる。
本発明においては、レンズを収納するレンズラックをハウジングの透明板に密接して密閉し、内部の空気を窒素置換するだけでよいので、ハウジング全体を窒素置換する必要が無く、窒素の使用量を少なくすることができる。
また、本発明においては、２枚一組のレンズを１つのレンズラック内に収納して搬送、硬化処理を行うようにしているので、生産性を一層向上させることができる。

以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る光学レンズのコーティング装置の一実施の形態の一部を破断して示す外観斜視図、図２は同コーティング装置のクリーンルーム内の各種装置、手段等の配置関係を示す概略平面図、図３は塗布装置の外観斜視図、図４は同塗布装置の概略側断面図、図５はコーティング溶液のへら機構とレンズ外周用溶液平滑化機構を示す外観斜視図、図６はコーティング溶液の回収装置を示す外観斜視図、図７はレンズラックを硬化部に移動させた状態を示す外観斜視図、図８はレンズラックの平面図、図９は図８のＩＸ−ＩＸ断面図、図１０は光線照射装置とフィルター切替機構の正面図、図１１は同光線照射装置とフィルター切替機構の側面図である。

図１および図２において、全体を符号１で示すコーティング装置は、左右一対の眼鏡レンズ２の被コーティング面２ａ（図５）にＵＶ硬化型の調光用コーティング溶液を塗布して均一な膜厚とし、ＵＶを照射して硬化させる一連の工程を自動的に行う装置であって、床面に設置された前後方向に長い立方体の筐体３を備えている。

眼鏡レンズ２は、被コーティング面２ａである凸面が所定の曲率半径の光学面に研磨仕上げされ、凹面が未加工（または光学面に研磨された）の円形のプラスチックレンズであって、外径が例えば、６５ｍｍ、７０ｍｍ、７５ｍｍ、８０ｍｍ等の種類がある。なお、１つの眼鏡フレームに装着される２枚一組からなる眼鏡レンズ２を左眼用と右眼用を区別して説明する場合は、左眼用に添え字「Ｌ」を付し、右眼用に添え字「Ｒ」を付して示す。

前記筐体３は、複数本のフレームによって形成した箱型の骨組構造体４と、この骨組構造体４の底板５と、骨組構造体４の内部を上下２つの室６，７に仕切る基台８と、下方の室６の各壁面を構成する不透明な観音開きの扉９と、上方の室７の各壁面および天井面を構成するプレート１０等で構成されている。

前記下方の室６の内部には、制御盤１１、窒素ガス供給装置１２、ＵＶコントローラ１３、コーティング溶液回収装置１４の一部構成部材等が収納されている。前記制御盤１１は、後述する各種搬送手段、塗布装置４２、光線照射装置１５１等をシーケンス制御するためのもので、図示を省略した外部入力装置が接続されている。外部入力装置としては、例えばパーソナルコンピュータが用いられ、各種搬送手段、塗布装置４２、光線照射装置１５１等の動作のタイミング、動作時間等を各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒに応じて設定し、その信号が前記制御盤１１に入力される。

一方、前記上方の室７は、清浄な空気が供給管１５によって上から下に向けて供給されることにより内圧が大気圧より若干高いクリーンルーム（以下、クリーンルーム７と称す）を形成しており、内部には前記各種搬送機構、塗布装置４２、光線照射装置１５１等が収納されている。クリーンルーム７の壁面および天井面を形成する前記プレート１０は、壁面に対しては透明なプラスチック板が用いられ、天井面に対してはステンレス板が用いられている。また、クリーンルーム７の前面を形成するプラスチック板１０ａは、開閉自在な扉を形成している。

さらに、クリーンルーム７の内部構造を詳述すると、大きく分けて３つの領域、すなわちトレー搬送部２１と、コーティング溶液の塗布部２２および硬化部２３とに分かれている。トレー搬送部２１は、２枚一組の眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒを収納するトレー２４を装置の前方から後方に向けて搬送する部分であり、クリーンルーム７の右側部の前後方向全長にわたる領域を占めている。塗布部２２は、眼鏡レンズ２の被コーティング面２ａにコーティング溶液を塗布する部分で、トレー搬送部２１の左側でかつクリーンルーム７の前半部分の領域を占めている。硬化部２３は、眼鏡レンズ２の被コーティング面２ａに塗布されたコーティング溶液を硬化させる部分で、前記塗布部２２より後方の領域を占めている。

前記トレー２４は、プラスチックの射出成形によって箱型に形成されており、上面に各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒが被コーティング面２ａを上にしてそれぞれ載置される２つの載置部を有し、後壁に当該トレー２４の識別番号を示すバーコード２５が貼付されている。

前記トレー搬送部２１には、前記トレー２４を前方から後方に向かって搬送する第１の搬送手段３０が設けられている。第１の搬送手段３０は、モータの駆動によって断続的に走行するベルトコンベアを備え、前端部がクリーンルーム７の前面側プラスチック板１０ａに設けた開口部３１から前方に突出し、後端部が同じくクリーンルーム７の後面側プラスチック板１０ｂに設けた開口部３２から後方に突出しており、前方側突出部の上面に前記トレー２４が載置されると、走行して前記トレー２４をクリーンルーム７内の第１の受渡位置Ｔ₁ に搬送するように構成されている。

前記第１の受渡位置Ｔ₁ は、前記第１の搬送手段３０の上方であって前記前面側プラスチック板１０ａの開口部３１に近い部分で、この第１の受渡位置Ｔ₁ 付近には前記トレー２４を係止する図示を省略したトレーストッパと、前記バーコード２５を光学的に読み取るバーコードリーダ３５が配置されている。

前記バーコードリーダ３５は、ベルトコンベアの上方に設けた取付板３６の中央に取付けられている。バーコードリーダ３５がバーコード２５を読み取ると、その信号は図示を省略したホストコンピュータに送られる。ホストコンピュータは、バーコードリーダ３５からのバーコード信号を受信すると、当該トレー２４に収納されている各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒのレンズ度数、外径、中心厚等のコーティングに必要なレンズ情報を前記外部入力装置に送出する。なお、トレー２４への眼鏡レンズ２の搭載、トレー２４の第１の搬送手段３０への装着およびトレー２４へのバーコード２５の貼付作業は作業者によって行われる。

前記塗布部２２には、第１のレンズ載置台４１と、眼鏡レンズ２にコーティング溶液６３を塗布する塗布装置４２が配置されている。第１のレンズ載置台４１は、２枚一組からなる眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒがそれぞれ載置される２つのレンズ載置台からなり、第１の受渡位置Ｔ₁ の左方で前記塗布装置４２より前方位置、つまり第２の受渡位置Ｔ₂ に設けられている。２つのレンズ載置台４１の間隔ｄ₁ は、前記トレー２４に収納されている２つの眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒの間隔ｄ₂ より大きく設定されている（ｄ₁ ＞ｄ₂ ）。

前記第１の受渡位置Ｔ₁ から第２の受渡位置Ｔ₂ への眼鏡レンズ２の搬送は、第２の搬送手段４４によって行われる。第２の搬送手段４４は、クリーンルーム７の前端部上方に左右方向に延在するように設けたレール４５に沿って往復移動する左右一対の挟持手段４６Ａ，４６Ｂを備えている。これらの挟持手段４６Ａ，４６Ｂは、各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒのコバ面（外周面）を挟持する開閉自在な３本の挟持ピン４７を有し、前記第１の受渡位置Ｔ₁ と第２の受渡位置Ｔ₂ の間を往復移動するように構成されている。また、一対の挟持手段４６Ａ，４６Ｂは、接近離間自在でかつ上下動自在に設けられ、通常は第１の受渡位置Ｔ₁ の上方に待機している。この待機状態において、一対の挟持手段４６Ａ，４６Ｂは、前記トレー２４内の眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒの間隔ｄ₂ と同一の間隔に保持されており、トレー２４が第１の受渡位置Ｔ₁ に搬送されてきて停止すると、下降してその内部に収納されている各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒの外周を保持して第２の受渡位置Ｔ₂ の上方に搬送し、２つのレンズ載置台４１の間隔ｄ₁ と等しい間隔に広げられた後、下降して各レンズ載置台４１上に各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒを載置し、しかる後再び上昇して元の待機位置である第１の受渡位置Ｔ₁ の上方に復帰するように駆動制御される。各挟持手段４６Ａ，４６Ｂの前記３本の挟持ピン４７は、同一円周上に位置し、放射方向に同期して開閉するように構成されている。

前記一対の挟持手段４６Ａ，４６Ｂによってトレー２４内の各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒを保持して搬送し第１のレンズ載置台４１の上に載置すると、第１の搬送手段３０は再び駆動して空になったトレー２４を後述する第７の受渡位置Ｔ₇ に搬送する。

図３〜図６において、前記塗布装置４２は、前記第１の載置台４１の後方に設置された塗布容器５０と、この塗布容器５０内に落下した余剰のコーティング溶液６３を再使用するために回収する前記コーティング溶液回収装置１４等を備えている。

コーティング溶液６３としては、光重合開始剤を配合したＵＶ硬化型の調光用組成物が用いられる。光重合開始剤としては、内部硬化と表面硬化に寄与する２種類のＵＶ重合開始剤を混合した混合物が用いられる。内部硬化性のＵＶ重合開始剤としては、前述したＢＡＰＯまたはビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイドが用いられる。表面硬化性のＵＶ重合開始剤としては、前述した１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンが用いられる。

前記塗布容器５０は、上方に向かって開放する左右方向に長い直方体の容器からなり、内部には前記各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒが設置される左右一対の回転台５１と、各回転台５１を個々独立に回転させる２つのステッピングモータ５６が配設されている。また、前記塗布容器５０の上方には、各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒの被コーティング面２ａにコーティング溶液６３を滴下する左右一対のコーティング溶液滴下手段５２と、各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒの被コーティング面２ａの外周縁部に溜まる余分なコーティング溶液６３を取り除くへら機構５３と、各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒのコバ面２ｂに付着しているコーティング溶液６３の膜厚を平滑化させるレンズ外周用溶液平滑化機構５４が配設されている。

前記回転台５１は、載置された眼鏡レンズ２を真空吸着するとステッピングモータ５６の駆動によって回転し、被コーティング面２ａに塗布されているコーティング溶液６３の膜厚を遠心力によって均一化させる。回転台５１の回転速度は、低速（例えば、１５ｒｐｍ）、高速（例えば、５４ｒｐｍ）の順で二段階に切り替えられる。左右一対の回転台５１の間隔は、前記第１の載置台４１の間隔ｄ₁ と等しい。一対の回転台５１の間隔をトレー２４内の眼鏡レンズ２の間隔ｄ₂ より大きくした理由は、遠心力によって各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒから飛散するコーティング溶液６３が隣接する他の眼鏡レンズに付着しないようにするためである。なお、塗布容器５０の上面板の下面で各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒが挿入される各開口部５８の周りには、遠心力によって眼鏡レンズ２から飛散したコーティング溶液６３が隣接する他の眼鏡レンズ２に付着するのを防止する截頭円錐形の遮蔽板５９が取付けられている。

図５において、前記左右一対のコーティング溶液滴下手段５２は、ノズル６０と、コーティング溶液６３を貯蔵する交換可能な容器６１と、コーティング溶液６３の滴下時にノズル６０を容器６１とともに上下および前後方向に移動させる駆動装置６６とを備え、コーティング溶液６３の滴下時に容器６１内のコーティング溶液６３に所定の圧力を加えることによって前記ノズル６０より眼鏡レンズ２の被コーティング面２ａ上に所定量のコーティング溶液６３を滴下するように構成されている。

図３および図４において、前記駆動装置６６は、クリーンルーム７の天井面に左右一対のガイドバー６７によって前後方向に移動自在に配設された第１のスライド板６８と、このスライド板６８を前後方向に移動させる第１のモータ６９と、この第１のモータ６９の回転を前記第１のスライド板６８に伝達するボールねじ７０を備えている。また、前記第１のスライド板６８の下方に上下動自在に設けられた第２のスライド板７１と、前記第１のスライド板６８に垂直に取付けられ前記第２のスライド板７１を上下動させる上下シリンダ７２と、前記第２のスライド板７１にそれぞれ左右一対のガイドバー７４によって上下動自在に取付けられた左右一対からなる第３のスライド板７５と、前記第２のスライド板７１にそれぞれ取付けられ前記各第３のスライド板７５をそれぞれ個々独立に上下動させる左右一対からなる第２のモータ７６と、これらの第２のモータ７６の回転を前記各第３のスライド板７５にそれぞれ伝達する２本のボールねじ７８等を備えている。そして、各第３のスライド板７５の前面に、前記各コーティング溶液滴下手段５２がそれぞれ取付けられている。

眼鏡レンズ２にコーティング溶液６３を滴下する際、コーティング溶液滴下手段５２は、図５に示すように前記駆動装置６６によってノズル６０が眼鏡レンズ２の外周から中心に向かって螺旋状に移動するように駆動制御される。そして、眼鏡レンズ２の被コーティング面２ａに滴下されたコーティング溶液６３は、回転台５１の回転による遠心力によって被コーティング面２ａ全体に略均一に広がり、その一部は飛散して塗布容器５０内に落下する。

このように、前記塗布装置４２によって各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒの被コーティング面２ａにコーティング溶液６３をスピンコート法によりそれぞれ塗布すると、コーティング溶液６３は被コーティング面２ａの外周縁部において表面張力により膜厚が厚くなって盛り上がる。この外周縁部の膜厚が厚いコーティング溶液６３は、次工程である硬化工程において紫外線の照射によって硬化したとき、皺が発生するおそれがある。このため、各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒの被コーティング面２ａの外周縁部におけるコーティング溶液６３を平滑化して余分なコーティング溶液６３を取り除くために前記へら機構５３が前記各コーティング溶液滴下手段５２の近傍に位置するように前記第３のスライド板７５に取付けられている。

図５において、前記へら機構５３は、前記第３のスライド板７５に取付けられた支持アーム８０と、この支持アーム８０の先端部にノズル６０の一側に位置するように取付けられた取付板８２と、この取付板８２の下端に取付けられたホルダー８３と、このホルダー８３の前端面に形成したスリット８４に着脱可能に差し込み固定されたへら板８５等で構成されている。ホルダー８３は、垂直線に対して眼鏡レンズ２（２Ｌ）方向に所要角度（例えば、４５°）傾斜するように支持アーム８２に取付けられている。このため、へら板８５もホルダー８３と同一角度で同方向に傾斜している。また、へら板８５は、コーティング溶液滴下手段５２の前後方向（図５の矢印Ａ、Ｂ方向）に対して後端側が前端より眼鏡レンズ２から離間するように所要角度（例えば、３０°）傾斜している。すなわち、へら板８５は垂直線および前後方向の水平線に対して交差するように傾いた状態で取付けられている。このため、へら機構５３の使用時にへら板８５は前端が眼鏡レンズ２Ｌの被コーティング面２ａの外周縁左側縁に接触し、眼鏡レンズ２Ｌの回転により前記被コーティング面２ａの外周縁全周にわたって溜まっている余分なコーティング溶液６３を削ぎ落とす。なお、へら機構５３は、不使用時（コーティング溶液の非滴下時）において眼鏡レンズ２Ｌの後方に待機しており、使用時（コーティング溶液の滴下後）に前記第１のスライド板７５の前進移動によって眼鏡レンズ２Ｌの左側方に移動し、へら板８５を被コーティング面２ａの外周縁に接触させる。また、図５においては左眼用眼鏡レンズ２Ｌのへら機構５３を示したが、右眼用の眼鏡レンズ２Ｒのへら機構５３も全く同一構造であるため、その説明を省略する。

同じく図５において、前記レンズ外周用溶液平滑化機構５４は、眼鏡レンズ２Ｌ（右側の眼鏡レンズ２Ｒのレンズ外周用溶液平滑化機構５４も同様）のコバ面２ｂに付着しているコーティング溶液６３の膜厚を平滑化させるためのもので、駆動装置９０の駆動によって作動する保持機構９１と、一対のコーティング溶液除去部材９２とを備えている。前記保持機構９１は、伸縮自在なパンダグラフ機構からなり、通常引張りコイルばね９３によって短縮した状態に保持されており、作動時に前記駆動装置９０の駆動により引張りコイルばね９３に抗して伸長すると、前記一対のコーティング溶液除去部材９２を眼鏡レンズ２Ｌのコバ面２ｂに所定圧で押し付けるように構成されている。前記駆動装置９０としては、エアシリンダが用いられる。

前記コーティング溶液除去部材９２は、吸着性に優れた発泡樹脂（スポンジ）によって円柱状に形成され、パンダグラフ機構９１の前端に設けた取付板９４の表面に前後方向に所定の間隔をおいて垂直に取付けられており、眼鏡レンズ２Ｌのコバ面２ｂに押し付けられることにより、コバ面２ｂに付着しているコーティング溶液６３を薄く引き延ばし、均一な膜厚とする。なお、前記へら機構５３とレンズ外周用溶液平滑化機構５４は、コーティング溶液滴下手段５２によるコーティング溶液６３の滴下後に略同時に作動するように構成されている。

図６において、前記眼鏡レンズ２の被コーティング面２ａから遠心力で飛散したり、へら機構５３によって取り除かれた余分なコーティング溶液６３は、塗布容器５０内に溜まると前記コーティング溶液回収装置１４によって回収され再利用される。コーティング溶液回収装置１４は、吸引ポンプ１００と、コーティング溶液６３を回収する複数本の回収容器１０１とを備え、これらの回収容器１０１をパイプ１０２によって直列に接続し、その一端を前記吸引ポンプ１００に接続し、他端側を二股に分岐して前記塗布容器５０内に挿入し、その開口部を各へら機構５３の真下にそれぞれ位置させている。前記吸引ポンプ１００は、前記筐体３の下方の室６に収納されている。

再び図１および図２において、前記塗布部２２の上方には、第２、第３および第４の受渡位置Ｔ₂ ，Ｔ₃ ，Ｔ₄ 間を往復移動する第３の搬送手段１１０が設けられている。第３の受渡位置Ｔ₃ は、前記塗布装置４２が配置されている位置である。第４の受渡位置Ｔ₄ は、第３の受渡位置Ｔ₃ の後方位置で、空のレンズラック１２０が待機している位置である。

前記第３の搬送手段１１０は、図１に示すようにクリーンルーム７の左内壁に設けた水平なレール１１１に沿って前後方向に移動するスライダー１１２と、このスライダー１１２を往復移動させる図示を省略したモータと、前記スライダー１１２に上下動自在に設けられた水平な取付板１１３と、この取付板１１３を上下動させる図示を省略した駆動装置と、前記取付板１１３の下面に取付けた左右一対の挟持手段１１４Ａ，１１４Ｂ等で構成されている。このような第３の搬送手段１１０は、前記第１の載置台４１に載置された眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒを一対の挟持手段１１４Ａ，１１４Ｂによって保持して前記塗布装置４２の上方に搬送して塗布容器５０内の各回転台５１上に載置し、各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒへのコーティング溶液６３の滴下塗布が終了した後、各回転台５１上の眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒを再び保持して第４の受渡位置Ｔ₄ に搬送し、当該第４の受渡位置Ｔ₄ に待機している空のレンズラック１２０にそれぞれ収納するように駆動制御される。

前記各挟持手段１１４Ａ，１１４Ｂは、各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒのコバ面２ｂを挟持する開閉自在な４本の挟持ピン１１６を有し、前記第２の受渡位置Ｔ₂ 〜第４の受渡位置Ｔ₄ 間を往復移動するように構成されている。４本の挟持ピン１１６は、左右にそれぞれ前後２本ずつ設けられ、前後に対向する２本の挟持ピンどうしが互いに接近離間するように構成されている。

また、一対の挟持手段１１４Ａ，１１４Ｂは、通常第２の受渡位置Ｔ₂ の上方位置に待機しており、各第１の載置台４１に眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒが載置されると、これらレンズを保持して第３の受渡位置Ｔ₃ に搬送して塗布容器５０内の各回転台上５１にそれぞれ載置し、コーティング溶液６３の塗布が終了した後、各回転台５１上の眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒを再び把持して塗布容器５０から取り出し、第４の受渡位置Ｔ₄ に搬送するように駆動制御される。一対の挟持手段１１４Ａ，１１４Ｂの間隔は、前記第１の載置台４１の間隔ｄ₁ と同一に設定されている。塗布容器５０の各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒを収納する収納部の上面開口部は、前記第３の搬送手段１１０による眼鏡レンズ２の収納、取出しを容易にするために、前記挟持ピン１１６が最大に開いた状態におけるこれらピンに外接する円よりも大きい円形に形成されている。

図７〜図９において、前記レンズラック１２０は、ベースプレート１２１と、このベースプレート１２１上に配置され各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒを個々に収納する２つのケース、すなわち左眼用眼鏡レンズ２Ｌを収納する固定ケース１２２Ａと、この固定ケース１２２Ａの右側に接近離間する方向に移動自在に配置され右眼用眼鏡レンズ２Ｒを収納する可動ケース１２２Ｂと、前記可動ケース１２２Ｂを固定ケース１２２Ａ方向に付勢する引張りコイルばね１２３とで構成されている。

前記ベースプレート１２１は、上プレート１２１Ａと下プレート１２１Ｂとからなり、上プレート１２１Ａが下プレート１２１Ｂ上に上下動自在に設置されている。一方、下プレート１２１Ｂは、前後方向に平行に延在する左右一対のガイドバー１２４によって摺動自在に支持されており、第４の搬送手段１４７（図２）によって前記第４の受渡位置Ｔ₄ と硬化部２３と第５の受渡位置Ｔ₅ との間を往復移動するように構成されている。レンズラック１２０を搬送する第４の搬送手段１４７としては、例えばモータによって駆動されるベルトが用いられる。

前記固定ケース１２２Ａは、前記上プレート１２１Ａの上面左端部に固定されており、眼鏡レンズ２Ｌを収納する上方に開放した収納部１２５を有している。収納部１２５は、眼鏡レンズ２Ｌを収納する穴部１２５Ａと、この穴部１２５Ａに一端がそれぞれ連通する前後方向に長い４つのピン用溝部１２５Ｂとで構成されている。穴部１２５Ａは、眼鏡レンズ２の挿入、取出しを容易にするために、上方に向かって拡径化するテーパ状に形成されている。また、テーパ状の穴部１２５Ａは、後述する光線照射装置１５１によるコーティング溶液６３の硬化時において眼鏡レンズ２Ｌの外周縁部に対するＵＶの照射を容易にする。ピン用溝部１２５Ｂは、前記第３の搬送手段１１０の挟持手段１１４Ａの挟持ピン１１６による眼鏡レンズ２Ｌの収納部１２５内への収納を可能にするための溝であり、穴部１２５Ａの前方側と後方側にそれぞれ２つずつ互いに対向するように形成されている。また、これらのピン用溝部１２５Ｂは、後述する第５の搬送手段１８１による眼鏡レンズ２Ｌの取り出しを可能にしている。さらに、収納部１２５の内壁には、眼鏡レンズ２Ｌの外周縁部の左右両端部を支持する左右一対の段部１２６が設けられている。

また、固定ケース１２２Ａには、コーティング溶液６３の硬化時に収納部１２５内の空気を排気し不活性ガスに置換するために、Ｏリング１２８と、排気用通路１２９および不活性ガス供給用通路１３０が設けられている。

前記Ｏリング１２８は、固定ケース１２２Ａの上面で前記収納部１２５の周囲に形成した環状溝１２７に嵌着されている。

前記排気用通路１２９は、固定ケース１２２Ａの肉厚内に形成されており、一端が前記収納部１２５の内壁に開口し、他端が配管１３１を介して図示を省略した真空ポンプに接続されている。前記不活性ガス供給用通路１３０は、同じく固定ケース１２２Ａの肉厚内に形成されており、一端が前記収納部１２５の底面中央に開口し、他端が配管１３２によって前記窒素ガス供給装置（窒素置換手段）１２（図１）に接続され、収納部１２５に不活性ガスである窒素ガス（Ｎ₂ ）を供給する。さらに、前記収納部１２５の内部中央で眼鏡レンズ２Ｌの真下には、窒素ガスによる眼鏡レンズ２Ｌの浮き上がりを防止する遮蔽板１３３が設けられている。

前記可動ケース１２２Ｂは、固定ケース１２２Ａと左右対称で外観形状が若干異なるが、内部構造は全く同一である。このため、可動ケース１２２Ｂは、上方に開放し眼鏡レンズ２Ｒを収納する収納部１３４と、排気用通路１３５および不活性ガス供給用通路１３６が形成され、上面には収納部１３４を取り囲む環状溝１３７が形成されている。前記環状溝１３７には、Ｏリング１３８が装填されている。

前記収納部１３４は、上方に向かって拡径化するテーパ状の穴部１３４Ａと、この穴部１３４Ａに一端がそれぞれ連通する４つのピン用溝部１３４Ｂとで構成され、内部には段部１３９と遮蔽板１４０が設けられている。前記ピン用溝部１３４Ｂは、前記第３の搬送手段１１０の挟持手段１１４Ｂに設けた挟持ピン１１６による眼鏡レンズ２Ｒの収納部１３４内への収納を可能にしている。

このような固定ケース１２２Ａと可動ケース１２２Ｂとは、レンズラック１２０が前記第４の受渡位置Ｔ₄ に待機している状態において、間隔設定手段１４４（図７）によって収納部１２５と１３４の間隔が広く設定されている。すなわち、前記第１のレンズ載置台４１の間隔ｄ₁ と等しくなるように最大に離間した状態に保持されている。前記間隔設定手段１４４は、前記第４の受渡位置Ｔ₄ の装置固定部側に横設されたエアシリンダからなり、通常可動ロッド１４６により可動ケース１２２Ｂに突設されているプレート１４３を固定ケース１２２Ａから引張りコイルばね１２３に抗して離間する方向に付勢している。そして、このエアシリンダ１４５は、レンズラック１２０が第４の受渡位置Ｔ₄ から硬化部２３に向かって移動する直前にＯＦＦ状態に切り替えてロッド１４６を後退させ、プレート１４３の押圧状態を解除する。このため、可動ケース１２２Ｂは、引張りコイルばね１２３のばね力によって左方に移動して固定ケース１２２Ａに当接し、これによって両ケース１２２Ａ，１２２Ｂの収納部１２５，１３４の中心間の間隔が狭められる。なお、収納部１２５，１３４の中心間の間隔は、前記トレー２４内における眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒの間隔ｄ₂ と等しい。

前記硬化部２３には、レンズラック１２０を上プレート１２１Ａとともに昇降させるラック昇降手段１５０が配設され、さらにその上方には光線照射装置１５１が配設されている。前記ラック昇降手段１５０は、左右一対のエアシリンダで構成され、前記レンズラック１２０が硬化部２３に停止すると駆動して上プレート１２１Ａを光線照射装置１５１の下面高さまで押し上げるように構成されている。

前記光線照射装置１５１は、密閉型のハウジング１５２と、このハウジング１５２内に水平に配設された光源としてのＵＶランプ１５３と、このＵＶランプ１５３から放射されるＵＶの照射強度を切り替える照射強度切替手段（図示せず）を備えている。ハウジング１５２の内部には、コーティング溶液６３の硬化時にＵＶランプ１５３の温度上昇を防ぐために冷却空気１５４が供給される。このため、冷却空気用配管１５５と、排気用配管１５６の一端がハウジング１５２の上面に接続されている。また、排気用配管１５６の他端側は、シロッコファン１５７（図１）に接続されている。ＵＶランプ１５３としては、水銀灯、メタルハライドランプ等が用いられ、波長範囲が例えば、３５０ｎｍ〜４００ｎｍのＵＶを放射する。なお、一般的には、３６５ｎｍのＵＶがコーティング溶液６３の表面硬化に必要な代表的な波長である。

前記ハウジング１５２の底面側開口部は、透明板１６０によって密閉されている。前記レンズラック１２０は、コーティング溶液６３の硬化時に前記エアシリンダ１５０によって紫外線の受光位置に押し上げられると、前記固定ケース１２２Ａと可動ケース１２２Ｂとが透明板１６０の下面にＯリング１２８，１３８を介してそれぞれ押し付けられ、これにより各ケース１２２Ａ，１２２Ｂの収納部１２５，１３４が閉塞される。そして、各ケース１２２Ａ，１２２Ｂは、収納部１２５，１３４が透明板１６０によって閉塞されると、内部の空気が窒素ガスに置換され、しかる後ＵＶランプ１５３から放射されたＵＶを各光学レンズ２Ｌ，２Ｒに照射することにより、コーティング溶液６３の硬化処理が行われる。なお、レンズラック１２０内の空気を窒素ガスに置換する理由は、コーティング溶液６３が空気中の酸素に反応して硬化するのを防止するためである。

前記ハウジング１５２の内部には、さらにシャッター機構１６１とフィルター切替機構１６２が配設されている。

前記シャッター機構１６１は、ＵＶランプ１５３とフィルター切替機構１６２との間に配設されており、通常は閉状態に保持することによりＵＶランプ１５３から出たＵＶを遮断し、コーティング溶液６３の硬化時に開くように構成されている。

図７、図１０および図１１において、前記フィルター切替機構１６２は、シャッター機構１６１と前記透明板１６０との間に配設され、前記ＵＶランプ１５３から出たＵＶのうちそれぞれ異なった特定範囲の波長を透過、遮断する第１、第２の光学フィルター１６４，１６５と、前記第１、第２の光学フィルター１６４，１６５をＵＶランプ１５３と光学レンズ２との間に選択的に介在させるフィルター切替手段１６６とで構成されている。

前記第１の光学フィルター１６４としては、約３７０〜３９０ｎｍの波長のＵＶを遮断するＵＶフィルターが用いられる。前記第２の光学フィルター１６５としては、好ましくは約３５０ｎｍ以下の波長のＵＶを遮断するＵＶフィルターが用いられる。第１の光学フィルター１６４と第２の光学フィルター１６５は、図７に示すように同一の大きさでかつ同一平面上に配設され、互いに対向する長辺が接合されることにより、一枚の平板を形成しており、左右一対のガイドシャフト１６８Ａ，１６８Ｂに複数個のスライドブロック１６９を介して移動自在に保持されている。各ガイドシャフト１６８Ａ，１６８Ｂの両端部は、一対のシャフト支持部材１７１，１７２によって支持されている。スライドブロック１６９は、各フィルター１６４，１６５に対して２個ずつ、合計４個用いられ、各フィルター１６４，１６５の上面両端部にそれぞれ固定されている。

前記フィルター切替手段１６６は、一方のガイドバー１６８Ａの側部に平行に配設されたエアシリンダ（以下、エアシリンダという）からなり、その可動ロッド１７３の先端に前記４個のスライドブロック１６９のうちの１つ（１６９ａ）が連結されている。可動ロッド１７３の移動ストロークは、第１、第２の光学フィルター１６４，１６５の短辺長さと略等しい。エアシリンダ１６６の非駆動時において、第１の光学フィルター１６４はＵＶランプ１５３の真下に位置し、第２の光学フィルター１６５はＵＶランプ１５３の真下より後方側に待機している。また、第１の光学フィルター１６４は、前記光線照射装置１５１によるコーティング溶液６３の硬化開始から一定時間経過するまではＵＶランプ１５３の真下に位置し、一定時間経過するとエアシリンダ１６６の駆動によって前方に移動するように構成されている。そして、この第１の光学フィルター１６５の前方への移動により第２の光学フィルター１６５が前進移動して光学レンズ２とＵＶランプ１５３との間に介在されている（図１１）。

このように、内部硬化性と表面硬化性の光重合開始剤を配合したコーティング溶液６３を光線照射装置１５１によって硬化処理する際に、処理開始時においては遮断波長が長い第１の光学フィルター１６４をＵＶランプ１５３と光学レンズ２Ｌ，２Ｒとの間に介在させて長波長側での感度を高めると、コーティング溶液６３の表面側が硬化する前に膜内部側の硬化を促進させることができる。そして、処理開始から一定時間経過して膜内部側が硬化すると、第１の光学フィルター１６４を前進させてＵＶランプ１５３の下方から退避位置に移動させ、代わりに遮断波長が短い第２の光学フィルター１６５をＵＶランプ１５３と光学レンズ２Ｌ，２Ｒとの間に介在させる。第２の光学フィルター１６５は、遮断波長が第１の光学フィルター１６４よりも短いため、長波長側のＵＶで膜内部の硬化を進行させ、同時に短波長側のＵＶで表面側を硬化させる。したがって、コーティング溶液６３を内部側から表面側まで均質に硬化させることができる。また、処理開始時においては、膜内部側を硬化させているので、表面側が過剰に硬化して膜内部側が硬化しないといったおそれがなく、硬化処理時間を短縮することができる。

また、コーティング溶液６３を硬化させる際には、第１、第２の光学フィルター１６４，１６５の切り替えに際しては、前記した照射強度切替手段によってＵＶの照射強度を光学フィルターの透過率に応じて切り替える。すなわち、紫外線の照射強度は、フィルターの透過率が高い場合はを弱くし、透過率が低い場合は強くし、これによりコーティング溶液６３を速やかに硬化させる。なお、照射強度の切替えは、ＵＶランプ１５３への印加電圧を切り替えればよい。

再び図１および図２において、前記第４の搬送手段１４７は、前記光線照射装置１５１によるコーティング溶液６３の硬化処理が終了すると、前記レンズラック１２０を前記硬化部２３より第５の受渡位置Ｔ₅ に搬送する。第５の搬送位置Ｔ₅ の後方には、第６の受渡位置Ｔ₆ が設けられている。第６の受渡位置Ｔ₆ には、左右一対からなる第２の載置台１８０が設けられている。第２の載置台１８０は、前記第１の載置台４１と全く同一構造である。また、第５の受渡位置Ｔ₅ と第６の受渡位置Ｔ₆ との間の上方空間には、第５の搬送手段１８１が設けられている。この第５の搬送手段１８１は、第５の受渡位置Ｔ₅ に搬送されて停止したレンズラック１２０内から各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒをそれぞれ取り出して第６の受渡位置Ｔ₆ に搬送し、前記第２の載置台１８０上にそれぞれ載置するもので、前記第３の搬送手段１１０と類似した構造ではあるが、シリンダによって駆動する点で異なっている。また、各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒを挟持する一対の挟持手段１８２Ａ，１８２Ｂの間隔が、トレー２４内における眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒの間隔ｄ₂ と等しく設定されている点でも異なっている。

前記第２の載置台１８０上に載置された各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒは、第６の搬送手段１９０によって保持して第７の受渡位置Ｔ₇ に搬送され、この第７の受渡位置Ｔ₇ に待機している空のトレー２４に収納される。第７の受渡位置Ｔ₇ は、前記第６の受渡位置Ｔ₆ の右真横であって前記第１の搬送手段３０の上方位置である。第７の受渡位置Ｔ₇ には、空のトレー２４を停止させる図示を省略したトレーストッパが設けられている。

前記第６の搬送手段１９０は、前記第６の受渡位置Ｔ₆ と第７の受渡位置Ｔ₇ の間を往復移動して眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒを搬送するもので、前記第２の搬送手段４４と略同一に構成されている。このため、その詳細についての説明を省略する。前記第１の搬送手段３０は、第７の受渡位置Ｔ₇ に待機している空のトレー２４に各眼鏡レンズ２Ｌ，２Ｒが収納されると駆動して前記トレー２４をクリーンルーム７の外部後方に搬送する。

このように、本発明に係るコーティング装置１は、遮断波長が長い第１の光学フィルター１６４と、遮断波長が短い第２の光学フィルター１６５とを備え、コーティング溶液６３の硬化処理開始時においてはＵＶランプ１５３から放射されたＵＶを第１の光学フィルター１６４を介してコーティング溶液６３に照射するようにしたので、長波長側のＵＶにより膜内部側を表面側が硬化する以前に硬化させることができる。また、硬化処理開始から一定時間経過後は、第１、第２の光学フィルター１６４，１６５を切り替え、ＵＶランプ１５３から放射されたＵＶを第２の光学フィルター１６５を介してコーティング溶液６３に照射するようにしたので、長波長側と短波長側のＵＶを効果的に利用してコーティング溶液６３の膜内部と表面側を同時に硬化させることができる。したがって、表面側の硬化によってＵＶが内部側に届かなくなるといったことがなく、膜内部から表面まで均質に硬化させることができる。また、硬化処理時間の短縮と、生産性の向上を図ることができ、特に厚膜で光透光性の低いコーティング溶液の硬化処理に有効である。

なお、上記した実施の形態は、遮断波長が異なる２枚の光学フィルター１６４，１６５を用いた例について説明したが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、コーティング溶液によっては２種類以上の光学フィルターを用いるようにしてもよい。
また、本発明は眼鏡レンズ２に調光用のコーティング被膜を形成する例について説明したが、これに何ら特定されるものではなく、遮光性、防眩性、耐擦傷性等のコーティング被膜を形成する場合にも適用することが可能である。

本発明は眼鏡レンズに限らずカメラ等の光学レンズにも適用することが可能である。

本発明に係る光学レンズのコーティング装置の一実施の形態の一部を破断して示す外観斜視図である。 同コーティング装置のクリーンルーム内の各種装置、手段等の配置関係を示す概略平面図である。 塗布装置の外観斜視図である。 同塗布装置の概略側断面図である。 コーティング溶液のへら機構とレンズ外周用溶液平滑化機構を示す外観斜視図である。 コーティング溶液の回収装置を示す外観斜視図である。 レンズラックを硬化部に移動させた状態を示す外観斜視図である。 レンズラックの平面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ断面図である。 光線照射装置とフィルター切替機構の正面図である。 同光線照射装置とフィルター切替機構の側面図である。

符号の説明

１…コーティング装置、２…眼鏡レンズ、３…筐体、７…クリーンルーム、１２…窒素ガス供給装置、２２…塗布部、２３…硬化部、４２…塗布装置、５２…コーティング溶液滴下手段、６３…コーティング溶液、１２０…レンズラック、１５０…エアシリンダ、１５１…光線照射装置、１５２…ハウジング、１５３…ＵＶランプ、１６０…透明板、１６１…シャッター機構、１６２…フィルター切替機構、１６４…第１の光学フィルター、１６５…第２の光学フィルター、１６６…フィルター切替手段。

Claims (6)

1. 光学レンズの被コーティング面に塗布したコーティング溶液に光源から出た紫外線を照射して硬化させる光学レンズのコーティング装置において、
   前記光源を収納するハウジングと、
   前記ハウジングの下面に設けられた透明板と、
   前記光源と前記透明板との間に配設されたフィルター切替機構と、
   コーティング溶液が塗布された光学レンズを上方に開放した収納部に収納して塗布位置から前記ハウジングの下方となる紫外線の受光位置に搬送するレンズラックと、
   前記レンズラックを上昇させて前記透明板に密接することにより前記収納部を閉塞させるラック昇降手段と、
   前記レンズラック内の空気を窒素置換する窒素置換手段とを備え、
   前記フィルター切替機構を、前記光源から出た紫外線のうちそれぞれ異なった特定範囲の波長を透過する少なくとも第１、第２の光学フィルターと、
   前記第１、第２の光学フィルターを前記光源と前記光学レンズとの間に選択的に介在させるフィルター切替手段とで構成したことを特徴とする光学レンズのコーティング装置。
2. 前記第１の光学フィルターの遮断波長を前記第２の光学フィルターの遮断波長より長くし、
   前記コーティング溶液の硬化開始から一定時間経過するまでは前記フィルター切替手段により前記第１の光学フィルターを前記光源と前記光学レンズとの間に介在させ、一定時間経過後は前記第１の光学フィルターの代わりに前記第２の光学フィルターを前記光源と前記光学フィルターとの間に介在させることを特徴とする請求項１記載の光学レンズのコーティング装置。
3. 前記光源から放射される紫外線の照射強度を前記フィルターの透過率に応じて切り替える照射強度切替手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光学レンズのコーティング装置。
4. 前記レンズラックが２枚一組のレンズを収納することを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１つに記載の光学レンズのコーティング装置。
5. 前記第１、第２の光学フィルターは、それぞれ２枚のレンズが並ぶ方向に長く形成され、２枚のレンズに同時に紫外線を照射できるものであることを特徴とする請求項４記載の光学レンズのコーティング装置。
6. 前記第１、第２の光学フィルターは、２枚のレンズが並ぶ方向とは直交する方向に並べられ、
   前記フィルター切替手段は、前記第１、第２の光学フィルターをこれらが並ぶ方向に移動させるものであることを特徴とする請求項４または請求項５記載の光学レンズのコーティング装置。

Images