JPH0734883B2

JPH0734883B2 - レンズ染色装置

Info

Publication number: JPH0734883B2
Application number: JP61000440A
Authority: JP
Inventors: 康行冨島; 俊雄杉山
Original assignee: ホ−ヤ株式会社
Priority date: 1986-01-06
Filing date: 1986-01-06
Publication date: 1995-04-19
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: JPS62162084A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、レンズ染色装置に係り、特に好ましくは、眼
鏡レンズの表面に染色濃度勾配（ぼかし染色）を付与す
るのに好適なレンズ染色装置に関する。

（従来の技術）近年、プラスチックレンズは、その優れた染色性から、
色彩変化に富んだファッション性豊かなレンズを作り出
すことができ、特に、染色濃度勾配を連続的に変化され
たグラディエント（ぼかし）レンズは高いファッション
性により高付加価値を有する。一般的にプラスチックレ
ンズの染色装置は染浴槽と、該染浴槽の温度を調整する
機構と、レンズを保持しかつ染浴槽に浸漬操作を行うレ
ンズ浸漬操作機構とを有する。

ぼかし染色の原理は、染浴槽へのレンズの浸漬時間及び
浸漬位置の変化により、レンズ表面に連続的染色濃度勾
配を付与させるものであり、染色時にレンズの下端部を
第７図に示すような運動軌跡を描かせるように染浴槽内
で小振幅小周期上下振動と大周期上下動による複合運動
を行わせいめるものである。その従来のレンズ染色装置
として、例えば特公昭56−10105号公報には、複数の滑
車を介し張られたベルトと電動機に連動されたベルト押
圧用回転杆を制御することにより、さらに、特公昭57−
55604号公報には、電動機に連動されかつ周辺部に凹凸
が形成されたカム部材と前記カム部材と連動する可動ア
ームとレンズホルダーに連結したバネ部材により、上述
の複合運動を行うぼかし染色装置が開示されている。

（解決しようとする課題）一般的にプラスチックレンズの染色濃度と浸漬時間の関
係は、第８図に示すように浸漬初期では、染色速度は速
く、染色濃度が早く進行し、浸漬時間が長くなると染色
速度は遅くなり、やがて所定の飽和染色濃度で定着す
る。

従って、良いぼかし染色レンズ、即ち、染色勾配を一定
（連続的）にするには、レンズ表面のぼかし区間でのレ
ンズの浸漬操作の動きを、レンズ下端が染色液に侵入さ
れる初期はゆっくりした速度で浸漬し、それから次第に
速くし、レンズ下端がその最下方浸漬位置まで達する
と、今度はレンズの染浴槽からの引き上げ操作が開始さ
れ、引き上げ速度は最初速く、あと程ゆっくりとなるよ
うな速度変化を持たせるように制御することが好まし
い。しかし、前述の特公昭56−10105号公報や特公昭57
−55604号公報に開示される浸漬操作機構は、レンズ浸
漬運動の周期が第９図に示すようにサインカーブ曲線を
描き、このため振幅の最下点位置又は、最上点位置にい
く程、レンズの浸漬速度変化が緩慢で、一方、最下点位
置と最上点位置との中間位置ではレンズの浸漬速度変化
が最大となっている。即ち、レンズの最上方浸漬部分で
の浸漬速度が緩慢であるため、レンズの非染色部分から
連続的濃度勾配を有する部分での浸漬時間の速度変化が
少く、濃度勾配差を連続的に付与しにくいといった問題
点があった。

本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので
あり、その目的は、染色条痕のない良好な濃度勾配を有
するぼかしレンズ製造ためのレンズ染色装置を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段）本発明は、かかる目的を達成するためになされたもので
あり、染色溶液を収容した染浴槽にレンズを浸漬し、染
色レンズを製造するレンズ染色装置のレンズ浸漬操作機
構が、正転、逆転を行うモータと、該モータの回転に連動する
ように配設された回転体と、該回転体上に載置され、か
つ、該モーターの回転軸に偏心して取り付けられ、該回
転体上の回転軸を中心に偏心回転装置を行う糸巻リール
と、一端が該糸巻リールに連結され、他端がプーリーを
含む伝達手段を介して、レンズ保持手段に連結され、該
糸巻リールの偏心回転運動及び該モータの正転、逆転運
動に伴う該リールの巻き込み、巻き戻しを該レンズ保持
手段の上下運動に伝達する伝達糸と、該回転体上の回転
位置を検知する検知手段と、該検知手段の検知信号に同
期して該モーターの正転、逆転の回転方向の切り換え及
び回転比の変更を制御する制御手段とを含むことを特徴
とするレンズ染色装置を提供することにある。

また、好ましくは、上記の構成に加え、該回転体が円板
であり、該検知手段が該円板に係接された遮蔽板と、該
遮蔽板の回転軌跡上に対応して所定の角度位置に該レン
ズ染色装置の基台上に配設された２つの光検出素子とか
らなり、該光検出素子の一方が該モータの正転運動を検
知する検出子と、もう一方が該モータの逆転運動を検知
する検出子である。

（作用）モーターの正転、逆転の回転切り換え及び回転比（デュ
ーティー比）の違いによりモーターの回転軸に連動した
リールの伝達糸の巻込み、巻戻しと、リールのモーター
の回転軸に対する偏心回転運動とにより伝達糸のもう一
方の他端に連結されたレンズ保持手段に、小振幅小周期
上下動運動と、大周期上下動運動を付与させているので
レンズ下端が染浴槽に侵入される初期はゆっくりした速
度で入り、次第に速くなり、レンズが最下部位置まで入
ると、引上げが開始され、引上げ速度は最初速く、あと
程ゆっくりとなるような速度変化をもらす。

（実施例）以下、第１図から第６図により本発明の実施例を詳細に
説明する。

第１図は、本実施例のぼかしレンズ染色装置の主要部の
正面図であり、第２図は第１図の右側面図、第３図は第
１図の装置の検知手段の概要を説明する図、第４図は第
１図の装置の浸漬操作機構の駆動状態を説明する図、第
５図はレンズ下端の運動軌跡を説明する図、第６図は制
御部の回路図である。

（染色装置の構成）第１図において、円板１はその中心が可逆同期電動機
（モータ）２（第２図参照）の回転軸（出力軸）に軸支
されており、さらに円板１上には、糸巻きリール３がこ
のモータ２の回転軸から偏心して取り付けられている。
糸巻リール３の周方向リール溝3a（第２図に示す）には
伝達糸４（ロープー−天然繊維、人工繊維、金属製等が
使用できる）の一端が連結固定されており、その固定位
置3bは、糸巻リール３の最大偏心点、即ち糸巻きリール
３の回転中心点3cから糸巻リールの幾何学的中心点3dを
通る直線Ｌの延長線上にある。さらに、モータ２の回転
軸には円板１の裏面に半径方向にＬ字状の金具である遮
蔽板５が取り付けられている。この遮蔽板５の先端5aは
円板１の外周縁から装置の基板16の方へほぼ直角に屈折
している。（第２図参照）また、円板１の回転軸上を軸
心として、糸巻きリール３上に円板１の半径方向に沿っ
て接続板７が取り付けられている。そして、その接続板
７の先端には、リフト用プーリ６が配置されており、そ
のリフト用プーリ６は接続板７の回転に連動するように
なっている。また、このリフト用プーリ６は遮蔽板５か
ら時計方向へ約106度偏位した位置に配置されている。
さらに、本体装置の基台には、伝達糸４を案内する固定
プーリ８、９、10、11、12、13（第２図参照）が配設さ
れており、これらのプーリは、第１図及び第２図に示す
ように、リフト用プーリ６と共に、糸巻きリール３に結
び付けられた伝達糸４の巻き込み、巻き戻し運動を上下
運動に変更されるように配置されている。

また、第１図に示すように、プーリ10の上方には、電源
スイッチ（SW）30と、その電源スイッチ30の左方には電
源表示LED31、スタートスイッチ（SW）32が、更に、プ
ーリ10の左方には染色タイマー33が配設してあり、この
染色タイマー33は浸漬運動時間をセットするためのもの
であり、各10分単位で調整できるようになっている。

符号20は、原点フォトインタラプラ、符号21は、大周期
上下動運動のスタート位置及び上限位置検出用フォトイ
ンタラプタ、符号22は大周期上下動運動下限位置検出用
フォトインタラプタであり、本装置の検知手段の１つで
ある、光検出素子である。第３図は、これらの検出素子
の配置位置を説明する図である。

符号40は遮蔽板５の回転軌跡を示しており、この軌跡上
に検出素子は配置されている。原点フォトインタラプラ
20は水平線に対して垂直方向上方の位置にあり、それか
ら反時計方向へ約137度偏位した位置にスタート位置及
び上限位置検出用フォトインタラプタ21があり、このフ
ォトインタラプタ21から反時計方向へ約112度偏位した
位置に下限位置検出用フォトインタラプタ22がある。こ
れらの光検出素子は、遮蔽板５と共動して、検知手段を
構成し、遮蔽板５が反時計方向又は時計方向へ回転し
て、その先端5aがフォトインタラプタ21及び22を横断す
る時にそれぞれのフォトインタラプタはその検出信号を
制御装置Ｃへ送るようになっている。

次に、制御部の構成について、第２図に基づき説明す
る。

第２図において、取付基板16には、（制御）基板15、ト
ランス17、モータ２が配設され、更に、基板15には、半
導体リレー素子18、ヒートシンク19（第２図からでは３
端子レギュレータも含んだ構成になっている）、IC（図
示せず）、抵抗器（図示せず）等が配設されている。な
お、第２図では、遮蔽板５は下方に移動した状態を示し
ており、符号41は本体装置カバーで、第１図では省略し
てある。

リレー素子18は、モータ２の正回転、逆回転を行う為の
素子であり、5Vのロジック信号を100V系のモータ駆動電
源信号に変換する。

トランス17はロジック回路の電源（直流5V）を商用電源
（交流100V50/60Hz）から作るために使われるもので、
交流100Vから交流8Vに電圧を変換してモータ制御回路Ｃ
（第６図）に供給し、３端子レギュレータは制御回路Ｃ
の中で交流8Vを整流かつ平滑して直流5Vの安定化電源に
変換する。

ヒートシンク19は３端子レギュレータの放熱板であり、
その素子が熱破壊しないように素子内部で発生した熱を
外部へ効率よく逃がすためのものである。

従って、これらの部品からなる制御部は、IC、半導体リ
レー素子及び抵抗等を使ったモータ２を制御するための
基板15を有する制御回路Ｃ及びその電源を商用電源から
作るための必要なトランス17から構成され、光検出素子
は遮蔽板５の回転位置の検出信号に同期して、モータ２
の正転、逆転のデューティー比を切換える制御回路から
なっている。

更に、第６図に示すように、前記制御回路には光検出素
子の他にスタートスイッチ、タイマースイッチの２つの
入力信号源が連結されておりスタート信号とタイマー信
号を制御回路に伝達している。その他制御回路には商用
電源のAC100Vがモータ２の駆動用電源として、トランス
の出力AC8Vが制御回路の電源DC5Vを作るために連結され
ている。また出力として電源表示LED31およびモータ２
が連結されている。

遮蔽板５はモータ２の正回転、逆回転のデューティ比を
制御回路Ｃによって6:5に設定しているとき反時計方向
に回転し、上記デューティ比を5:6に設定した時は、時
計方向に回転する。

（染色装置の小振幅小周期上下動運動と大周期上下動運
動についての説明）糸巻きリール３は、モータ２の正回転及び逆回転によ
り、伝達糸４の巻込み及び巻戻しを行い、その運動は伝
達糸４の他端に連結されたレンズホルダ14の引上げ及び
引下げの上下動の動きに変換され、その連続した動きは
小振幅小周期上下動運動となり、正回転、逆回転による
１周期が上下運動の１サイクルとなる。

また、モータ２の正回転対逆回転のデューティ比は1:1
でないので、正回転と逆回転との運動量の差が糸巻リー
ル３の円板１上の回転の移動量となる。さらにモータ２
のデューティ比の変更は、糸巻リール３の大局的移動方
向を決定し、反時計方向あるいは時計方向に移動する。

従ってその糸巻リール３の円板状の回転運動は、ある一
定のデューティ比でモータ２が駆動している間は、大局
的に一定の方向へ移動していき、そのデュイーティ比が
変更されると反対方向へ移動していく。即ち、円板上の
一定区間を糸巻リール３が往復運動をしていく。その往
復運動が、伝達糸４を介して、レンズホルダ14の上昇及
び下降の上下動運動に変換され、そのデューティ比の変
更は、上昇から下降あるいは、下降から上昇に変化する
ことを意味する。前記糸巻リールの円板上での一定区間
の往復運動の１周期が、上下運動の１サイクルであり、
このサイクルの連続した動きが、大周期上下動運動であ
る。

従って、糸巻リール３は、モータ２の正逆回転による伝
達糸４の巻込み及び巻戻しを行いながら、円板上の一定
区間を移動し、往復運動を行っているので、この運動が
伝達糸４を介して、レンズホルダ14に、小振幅小周期上
下動運動と大周期上下動運動の複合運動を付与せしめ、
染浴槽での浸漬時間と浸漬位置の制御を行わせしめ、レ
ンズ表面に連続的染色濃度勾配を付与する。

また、糸巻リール３はモータ２の回転軸に偏心して取付
けられてあるので、回転の移動量は一定ではない。即
ち、モータ２の回転軸に対する偏心量が変化していくた
めに糸巻リールの角速度が変化する。従って、モータ２
のデューティ比は時間により制御されているので、糸巻
リール３の巻込み、巻戻し量も変化し、さらに、回転移
動量も変化する。

具体的には、反時計方向に糸巻リール３が偏心回転して
いく時、モータ２の正回転対逆回転のデューティ比が6:
5の場合、伝達糸４の巻込み、巻戻し量が増加しつつ、
回転速度も増加していく。また時計方向に糸巻リール３
が偏心回転していく時は、角速度が減少していく時であ
るので、デューティ比の変更時を最大として、徐々に、
伝達糸４の巻込み、巻戻し量が減少していく。

従って、第５図のレンズの下端の運動軌跡に示ように、
レンズホルダ14の浸漬の動きは、反時計方向に糸巻リー
ル３が回転している時は、上下振幅量を増加させ、小周
期上下動運動を行いながら、染色液面への下降速度を速
め、レンズの浸漬量を増加させる。さらに、時計方向に
糸巻リール３が回転している時は、上下振幅量を減少さ
せ、小周期上下動運動を行いながら、レンズを引き上げ
ていく。即ち染色液面から初期の上昇速度は速くかつ後
期はゆっくりとした上昇速度で、レンズを染色液面から
引き上げることになる。この反時計方向及び時計方向の
動きを連続的に行うことにより、レンズホルダ14に、小
振幅小周期上下動運動と大周期上下動運動を付与させ、
ぼかしレンズを得ることができる。

第４図ａは、本装置が停止している状態であり、電源投
入直後はこの状態になっている。遮蔽板５はほぼ垂直位
置にあり、リフト用プーリ６は伝達系４を押圧して水平
方向にある。

第４図ｂは、第４図ａのタイマー33をOFFにしたままス
タートスイッチ32を押した時の状態であり、遮蔽板５の
両側の位置は水平方向から時計方向に31度及び47度にあ
り、リフト用プーリ６は遮蔽板５の左端と90度をなす角
度の方向にある。

第４図ｃは糸巻リール３が時計方向Ａへ変位した状態で
あり、伝達系４を最も巻込んだ状態となり、リンズホル
ダ14は最上限位置にある。（第２図参照）また、円板１
の回転軸3Cに対して、糸巻リール３の回転軸の偏心量Ｈ
が最も少ない状態であり、モータ２の回転角速度をＷと
すると、糸巻リール３の回転速度V₁はV₁＝kwR₁（ｋ＝定
数、ｗ＝角速度、R₁＝半径（偏心量））となり、モータ
２の回転軸に対して糸巻リールの偏心量Ｈが最小の場合
である。即ち、リールの回転速度が最小となり、小振幅
小周期上下動運動の振幅量が最小である振幅点でありか
つ、大周期上下動運動の最上点となる。

第４図ｄは、糸巻リール３が反時計方向Ｂへ最も偏心し
た状態を示しており、伝達系４を最も巻戻した状態とな
り、レンズホルダ14は最下限となり、円板の回転軸3Cに
対して、糸巻リール３の回転軸の偏心量Ｈが最も大きい
状態であり、糸巻リール３の角速度は、V₂＝kwR₂とな
り、γ_２の偏心量Ｈが最大の時であり、角速度も最も最
大となり、小周期上下運動の振幅量が最大であり、か
つ、大周期上下運動の最下点となる。

（レンズ浸漬操作の説明）（初期操作）電源スイッチ30が入って電源リセットがかかるとモ
ータ２は原点フォトインタラプタ20が遮蔽板５によって
遮蔽されるまで時計方向Ａに回転する。それが遮蔽され
るとモータ２は停止する。

でモータ２が停止している時に前記スタートスイ
ッチ32が押されるとモータ２は反時計方向Ｂに回転して
スタート位置及び上限位置検出用フォトインタラプタ21
が遮蔽板５に遮蔽されると停止する。

（浸漬運動操作）の時に前記タイマーSW33がオンになるとモータ２
は制御回路Ｃの動きによって反時計方向Ｂに６、時計方
向Ａに５の割合回転し、前記遮蔽板５が前記下限位置フ
ォトインタラプタ22を遮蔽するまでこの運動を続ける。

遮蔽板５が下限位置検出用フォトインタラプタ22を
遮蔽するとモータ２は制御回路Ｃの動きによって反時計
方向Ｂに５、時計方向Ａに６の割合で回転し、遮蔽板５
が上限位置検出用フォトインタラプタ21を遮蔽するまで
この運動を続ける。

遮蔽板５がフォトインタラプタ21を遮蔽するとモー
タ２は制御回路Ｃの動きによって反時計方向Ｂに６、時
計方向Ａに５の割合で回転し、遮蔽板５が下限位置検出
用フォトインタラプタ22を遮蔽するまでこの運動を続け
る。

前記タイマーSW33がオンの間はとを繰り返して
いる。

（終了動作）前記タイマーSW33がオフになると遮蔽板５がフォト
インタラプタ21を遮蔽しない間はもしくはの運動を
そのまま続けるが、遮蔽するとモータ２は時計方向Ａに
回転し、遮蔽板５が原点フォトインタラプタ20を遮蔽す
ると停止する。

また、モータ２の回転は、電子回路によって、正回転対
逆回転のデューティ比を６対５（反時計方向の場合）、
もしくは５対６（時計方向）に設計している。モータ２
の正回転対逆回転のデューティ比6:5から5:6の変更は、
モータ２の回転軸に取付けられている遮蔽板５が、下限
位置検出用フォトインタラプタ22をよぎった時のみ行わ
れ、逆に、モータ２の正回転対逆回転のデューティ比5:
6から6:5の変更は、遮蔽板５が上限位置検出用フォトイ
ンタラプタ21をよぎった時に行われる。ここで、フォト
インタラプタ21はモータ２が５対６のデューティ比で回
転している時のみ有効であり、６対５のデューティ比で
回転している時は、フォトインタラプタ21に遮蔽板５が
通過しても、制御部では検出信号を同期せず、デューテ
ィ比の変更は行わないようにしてある。またフォトイン
タラプタ22も同様であり、モータ２正回転対逆回転のデ
ューティ比６対５で回転しているのみ有効である。

具体的には、フォトインタラプタ21が有効な時に遮蔽板
５がよぎる回転方向は時計方向即ち逆回転であり、フォ
トインタラプタ22が有効な時に遮蔽板５がよぎる回転方
向は反時計方向即ち正回転である。

さらに本実施例の特徴の１つとして、モータ２の１周期
（正回転及び逆回転）に遮蔽板５（もしくは円板１）が
進む角度をαとし、フォトインタラプタ21及び22の間の
角度をβとする時、β／αは整数にならないように円板
が変位する角度と検出子間の角度との相互関係を設定し
てある。即ち、遮蔽板５がフォトインタラプタ21及び22
をよぎるタイミングをランダムにするためであり、レン
ズホルダ14の大周期上下動運動の角周期の最上点、最下
点の折返し位置がランダムに設定できるようにする為で
ある。具体的に本実施例ではαを12.5゜、βを112゜に
設定している。従って、112゜÷12.5゜＝8.96であり、
９周期目のある時点で切り換わることになる。また、遮
蔽板５がフォトインタラプタ21及び22をよぎる時、電動
機２の１周期の途中であり回転が終了していない場合残
りの回転運動量は、次のデューティ比が変更された回転
運動に重量されるように制御される。

このように、フォトインタラプタ21及び22の位置が固定
であっても、レンズホルダ14の、小周期上下動運動及び
大周期上下動運動における、最上点、最下点位置は一定
にならない。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明
は、上記の実施例にのみ限定されない。例えば、上記実
施例では、ぼかしの範囲は、フォトインタラプタ（上限
SW、下限SW）の位置により設定するようになっている
が、リールの偏心の度合、遮蔽板の幅などを変えても自
由に設定することができる。さらには、電動機の回転量
を決定している基板内の抵抗を可変（例えば、０から10
0kΩ）とし、これを調節することにより設定することも
できる。

上記実施例では、検出手段を光電素子とし、これにフォ
トインタラプタを用いたが、光電素子とせず、マイクロ
スイッチ、近接スイッチ、リードスイッチ等も使用可能
である。

またコンピュータプログラミングによるCPU使用の回路
や、シーケンスコントローラなどが、制御回路として使
用できる。

（発明の効果）本発明のレンズ染色装置は以上説明したような構成にな
っているので、小周期上下動運動と大周期上下動運動の
複合運動を行うと共に、レンズ浸漬運動は、レンズが染
色液槽に侵入される初期はゆっくりした速度で浸漬さ
れ、その後次第に速くなる。そして、レンズが最下部位
置まで入ると、レンズ引き上げが開始され、引上速度
は、最初速く、後程、ゆっくりとなるような速度変化と
なる。従って、染色条痕等のない良好な濃度勾配を有す
るぼかしレンズを製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本実施例のぼかしレンズ染色装置の主要部の
正面図であり、第２図は第１図の右側面図、第３図は第
１図の装置の検知手段の概要を説明する図、第４図は第
１図の装置の浸漬操作機構の駆動状態を説明する図、第
５図はレンズ下端の運動軌跡を説明する図、第６図は制
御部の回路図、第７図はレンズの濃度及び浸漬時間の関
係を説明する図、第８図は従来のぼかし染色装置による
レンズ下端の運動軌跡（１周期）を説明する図、第９図
は、従来の方法によるレンズの浸漬運動を説明する図で
ある。１……円板、２……可逆同期モータ、３……糸巻リー
ル、４……伝達系、５……遮蔽板、６……リフト用プー
リ、14……レンズホルダ、20……原点フォトインタラプ
タ、21……スタート位置及び上限位置検出用フォトイン
タラプタ、22……下限位置検出用フォトインタラプタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】染色溶液を収容した染浴槽にレンズを浸漬
し、染色レンズを製造するレンズ染色装置のレンズ浸漬
操作機構が、正転、逆転を行うモータと、該モータの回転に連動して
配設された回転体と、該回転体上に載置され、かつ、該
モーターの回転軸に偏心して取り付けられ、該回転体上
の回転軸を中心に偏心回転運動を行う糸巻リールと、一
端が該糸巻リールに連結され、他端がプーリーを含む伝
達手段を介してレンズ保持手段に連結され、該糸巻リー
ルの偏心回転運動及び該モータの正転、逆転運動に伴う
該リールの巻き込み、巻き戻しを該レンズ保持手段の上
下運動に伝達する伝達糸と、該回転体上の回転位置を検
知する検知手段と、該検知手段の検知信号に同期して該
モーターの正転、逆転の回転方向の切り換え及び回転比
の変更を制御する制御手段を含むことを特徴とするレン
ズ染色装置。
【請求項２】該回転体が円板であり、該検知手段が該円
板に係接された遮蔽板と、該遮蔽板の回転軌跡上に対応
して所定の角度位置に該装置の基台上に配設された２つ
の光検出素子とからなり、該光検出素子の一方が該モー
タの正転運動を検知する検出しであり、もう一方が該モ
ータの逆転運動を検知する検出子であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のレンズ染色装置。