JP2000061796A - 球面形状の加工方法及び水平位置出し治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】球面レンズの生産開始当初から、安定して一定
の曲率半径の球面レンズを加工し続けることができる球
面形状の加工方法を提供する。 【解決手段】加工する被加工材料１２の、凹凸反転した
曲率半径の球面形状を有する総型工具１１に被加工材料
１２を押しつけ、総型工具１１を回転させて総型工具１
１と被加工材料１２に相対運動を与え、かつ総型工具１
１または被加工材料１２を総型工具球面の接線方向に揺
動運動を与えることによって、被加工材料１１を加工す
る球面形状の加工方法において、揺動運動の振り幅の中
心位置における総型工具１２の中心軸２１と被加工材料
の中心軸２２がなす相対角度をθ0としたときに、θ0＝
一定の加工条件で、継続して多数の被加工材料を加工す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スチルカメラ、ビ
デオカメラ等に用いられる球面形状のレンズを加工する
方法の改良に関するもので、特に加工するレンズの球面
の、凹凸反転した曲率半径の球面形状を有する総型工具
に被加工材料を押しつけ、総型工具の回転による総型工
具と被加工材料の相対運動と、場合により総型工具また
は被加工材料を球面の接線方向に揺動運動を与えること
によって被加工材料を加工する、球面形状の加工方法の
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の球面の被加工材料（レン
ズ）を総型砥石で加工する装置として、図６に示すよう
な傾斜軸タイプの研磨機、図７に示すような垂直軸タイ
プの研磨機、図８に示すような球心揺動タイプの研磨機
をはじめ、様々な種類の研磨機が用いられている。

【０００３】これらの研磨機は、いずれも「総型工具の
回転と被加工材料の連れ回りによる相対運動」、「被加
工材料の総型工具に対する加圧力」、「場合により総型
工具の接線方向への、被加工材料または工具の揺動運
動」によって、被加工材料が総型工具によって加工さ
れ、被加工材料が工具形状を凹凸反転した球面形状に加
工されるものである。

【０００４】前記傾斜軸タイプの研磨機、垂直軸タイプ
の研磨機で、総型砥石により球面形状を加工するとき
の、カンザシおよびカンザシアームの長さをどのように
設定するか、また傾斜軸タイプの研磨機、球心揺動タイ
プの研磨機で球面形状を加工するときの、工具軸の傾斜
角度をどのように設定するか、すなわち総型工具の中心
軸と被加工材料の中心軸の相対位置関係をどのように設
定するかについては、例えば特開平３−１１７５５０号
公報で述べられているように、球面レンズの製造途中
で、加工終了した被加工球面の曲率半径を測定し、前回
加工した被加工球面の曲率半径の測定値と対比して曲率
半径の変化値を求め、工具と被加工材料の相対位置を修
正する、あるいは前記特許公報の従来例で述べられてい
るように、熟練者の勘に頼って作業が行なわれているの
が通例であった。

【０００５】なぜこのような作業が必要かというと、こ
の種の加工方法は、共ずり加工であるため、被加工材料
が総型工具で削られると同時に、総型工具も被加工材料
によって削られ（摩耗し）、徐々に総型工具の球面の形
状が変化し、加工される被加工材料の球面形状もそれに
応じて変化してしまうのである。この球面形状の変化の
度合い（曲率半径が大きくなるのか、小さくなるのか、
すぐに変化するか、ゆっくり変化するか）は、様々な要
因があるが、中でも総型工具と被加工材料の相対位置関
係がどのようになっているかが、最も大きな要因なので
ある。

【０００６】図１０は、従来の球面レンズ製造の場合を
例に、従来の球面形状加工方法を説明するためのフロー
チャートである。

【０００７】従来の球面レンズ製造方法は、まず加工す
べきレンズのプロフィール、すなわち図１１に示す完成
品のレンズの曲率半径Ｒｗと、レンズの加工面の直径Ｄ
ｗ、および、ＲｗとＤｗから計算されるレンズの半開角
θｗ、が提示されると、経験と勘から、揺動中心角度位
置θ0を適当にセットし、実際にレンズ材料を加工す
る。次に加工された被加工球面の曲率半径を、例えば図
９に示す簡易球面計等で測定し、加工された被加工球面
の曲率半径が許容値以内かどうか、またいくつかのレン
ズ材料を加工した後、加工された被加工球面の曲率半径
の変化値が許容値以内かどうかを判断し、許容値外の場
合には、当初設定した揺動中心角度位置θ0を修正し
て、あらためて加工を続行する。

【０００８】この、加工・測定・揺動中心角度位置θ0
の修正という作業を、少なくとも、加工された被加工球
面の曲率半径が許容値内で、かつ曲率半径の変化値が許
容値内になるまで続行する。

【０００９】すなわち、球面レンズの生産途中で、揺動
中心角度位置θ0の調整作業と、生産途中で加工された
被加工球面の曲率半径の測定を行なう必要があり、人手
を省くことができない、あるいは、加工装置に自動的に
これらの作業を行なわせる機能を付加したとすると、非
常に高価な装置になってしまうなど、いずれも球面レン
ズの製造コストを下げられない原因となっていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】球面レンズの生産にお
いて、曲率半径が一定のレンズを継続して作ることは非
常に難しいことであるが、特に加工機のカンザシやカン
ザシアームの長さ、あるいは工具軸の傾斜角度、すなわ
ち総型工具の中心軸とレンズ材料の中心軸の相対角度を
変えると、加工されたレンズの曲率半径の変化値が変わ
ってしまうという問題があった。

【００１１】しかしながら、従来の技術で述べてきたよ
うに、総型工具の中心軸と被加工材料（レンズ）の中心
軸の相対角度をどのように設定するかについては、球面
レンズの製造途中で、加工終了した被加工球面の曲率半
径を測定し、前回加工した被加工球面の曲率半径の測定
値と対比して曲率半径の変化値を求め、工具と被加工材
料の相対位置を修正する、あるいは熟練者の経験と勘に
頼って作業が行なわれているのが通例であった。

【００１２】すなわち、被加工球面の曲率半径は生産途
中で変化してしまうということを前提として、生産の途
中で加工条件をどのように変更していくかを決めること
が、球面レンズの生産を安定させる唯一の方法であっ
た。このため、球面レンズの生産途中での被加工球面の
曲率半径測定が必要で、手間とコストがかかってしま
う、あるいはなかなか曲率半径が安定する相対位置を見
つけられずに、何度も繰り返し条件の変更をしなければ
ならないなどの問題があった。

【００１３】本発明は、これらの問題点に鑑みてなされ
たものであり、球面レンズの生産開始当初から、安定し
て一定の曲率半径の球面レンズを加工し続けることがで
きる球面形状の加工方法及び水平位置出し治具を提供す
ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる球面形状の加工
方法は、加工する被加工材料の、凹凸反転した曲率半径
の球面形状を有する総型工具に前記被加工材料を押しつ
け、前記総型工具を回転させて該総型工具と前記被加工
材料に相対運動を与え、かつ前記総型工具または前記被
加工材料を前記総型工具球面の接線方向に揺動運動を与
えることによって、前記被加工材料を加工する球面形状
の加工方法において、前記揺動運動の振り幅の中心位置
における前記総型工具の中心軸と前記被加工材料の中心
軸がなす相対角度をθ0としたときに、θ0＝一定の加工
条件で、継続して多数の被加工材料を加工することを特
徴としている。

【００１５】また、この発明に係わる球面形状の加工方
法において、加工に使用する前記総型工具の半開角をθ
ｔとし、前記相対角度θ0と前記総型工具の半開角θｔ
の比を、揺動中心位置係数α（＝θ0／θｔ）としたと
きに、工具を交換する際に、交換前に使用していた前記
総型工具の半開角θｔ1と、交換後の前記総型工具の半
開角θｔ2が異なる場合であっても、前記揺動中心位置
係数αが同じ数値となるように、交換後の前記相対角度
θ02を決定し、球面形状加工機の各軸の位置関係を、新
しい総型工具と被加工材料の相対角度がθ02となるよう
に調整し、θ0＝一定の加工条件で、継続して多数の被
加工材料を加工することを特徴としている。

【００１６】また、この発明に係わる球面形状の加工方
法において、前記揺動中心位置係数αを０.３５〜０.６
５の範囲に設定し、使用する総型工具の半開角θｔに応
じて、θ0＝α×θｔとなるように総型工具と被加工材
料の相対角度θ0を決定し、球面形状加工機の各軸の位
置関係を、総型工具と被加工材料の相対角度がθ0とな
るように調整し、θ0＝一定の加工条件で、継続して多
数の被加工材料を加工することを特徴としている。

【００１７】また、この発明に係わる球面形状の加工方
法において、前記揺動中心位置係数αの最適値を決定す
るために、あらかじめ予備加工条件として、任意の揺動
中心位置係数α1、α2の２条件で、予備加工に使用する
工具の半開角θｔ0に応じて、θ01＝α1×θｔ0、θ02
＝α2×θｔ0となるように総型工具と被加工材料の相対
角度θ01とθ02を決定し、 球面形状加工機の各軸の位
置関係を、総型工具と被加工材料の相対角度がθ01、θ
02となるように調整し、それぞれの加工条件で、一定数
の被加工材料を加工したときの、被加工材料の曲率半径
の変化量の測定値ΔＲ1、ΔＲ2の値から、αｂ＝（ΔＲ
1×α2−ΔＲ2×α1）÷（ΔＲ1−ΔＲ2）の計算式によ
り、揺動中心位置係数の最適値αｂを求めておき、前記
揺動中心位置係数の最適値αｂにより、加工に使用する
工具の半開角θｔに応じて、θ0ｂ＝αｂ×θｔとなる
ように総型工具と被加工材料の相対角度の最適値θ0ｂ
を決定し、球面形状加工機の各軸の位置関係を、総型工
具と被加工材料の相対角度が、最適値θ0ｂとなるよう
に調整し、θ0＝一定（θ0ｂ）の加工条件で、継続して
多数の被加工材料を加工することを特徴としている。

【００１８】また、この発明に係わる球面形状の加工方
法において、前記揺動中心位置係数αを、加工するレン
ズの半開角θｗに応じて、実験的に求めた最適範囲を示
す式である、αｂ1（＝０.７３−０.００５×θｗ）＜
α＜αｂ2（＝０.７５−０.００５×θｗ）の範囲で設
定し、使用する総型工具の半開角θｔに応じて、θ0＝
α×θｔとなるように総型工具と被加工材料の相対角度
θ0を決定し、球面形状加工機の各軸の位置関係を、総
型工具と被加工材料の相対角度がθ0となるように調整
し、θ0＝一定の加工条件で、継続して多数の被加工材
料を加工することを特徴としている。

【００１９】また、この発明に係わる球面形状の加工方
法において、前記総型工具と被加工材料の相対角度を所
定の角度θ0に調整するにあたり、下軸工具軸の傾斜角
度を、設定したい前記総型工具と被加工材料の相対角度
θ0と同じ角度に調整し、前記被加工材料の揺動中心位
置を、前記総型工具上で被加工材料が水平となる位置を
中心に揺動するように上軸揺動アームを調整し、前記総
型工具の中心軸と、被加工材料の中心軸のなす角度を所
定の角度θ0として、継続して多数の被加工材料を加工
することを特徴としている。

【００２０】また、本発明に係わる水平位置出し治具
は、請求項６に記載の球面形状の加工方法に用いられる
水平位置出し治具であって、下面が被加工材料の曲率半
径と略一致した球面形状を備え、上面が、被加工材料を
保持するホルダと略同一形状のカンザシ穴を備え、上面
は、前記下面の球面の軸線のうち、前記カンザシ穴を通
る軸線に直角な水平基準面を備え、上面の基準面上に水
準器を取り付けてあることを特徴としている。

【００２１】また、本発明に係わる球面形状の加工方法
は、加工する被加工材料の、凹凸反転した曲率半径の球
面形状を有する総型工具に前記被加工材料を押しつけ、
前記総型工具を回転させて該総型工具と前記被加工材料
に相対運動を与え、揺動運動はさせずに前記被加工材料
を加工する球面形状の加工方法において、前記総型工具
の中心軸と前記被加工材料の中心軸がなす相対角度をθ
0としたときに、θ0＝一定の加工条件で、継続して多数
の被加工材料を加工することを特徴としている。

【００２２】また、この発明に係わる球面形状の加工方
法において、加工に使用する前記総型工具の半開角をθ
ｔとし、前記相対角度θ0と前記総型工具の半開角θｔ
の比を、揺動中心位置係数α（＝θ0／θｔ）としたと
きに、工具を交換する際に、交換前に使用していた前記
総型工具の半開角θｔ1と、交換後の前記総型工具の半
開角θｔ2が異なる場合であっても、前記揺動中心位置
係数αが同じ数値となるように、交換後の前記相対角度
θ02を決定し、球面形状加工機の各軸の位置関係を、新
しい総型工具と被加工材料の相対角度がθ02となるよう
に調整し、θ0＝一定の加工条件で、継続して多数の被
加工材料を加工することを特徴としている。

【００２３】また、この発明に係わる球面形状の加工方
法において、前記揺動中心位置係数αを０.３５〜０.６
５の範囲に設定し、使用する総型工具の半開角θｔに応
じて、θ0＝α×θｔとなるように総型工具と被加工材
料の相対角度θ0を決定し、球面形状加工機の各軸の位
置関係を、総型工具と被加工材料の相対角度がθ0とな
るように調整し、θ0＝一定の加工条件で、継続して多
数の被加工材料を加工することを特徴としている。

【００２４】また、この発明に係わる球面形状の加工方
法において、前記揺動中心位置係数αの最適値を決定す
るために、あらかじめ予備加工条件として、任意の揺動
中心位置係数α1、α2の２条件で、予備加工に使用する
工具の半開角θｔ0に応じて、θ01＝α１×θｔ0、θ02
＝α2×θｔ0となるように総型工具と被加工材料の相対
角度θ01とθ02を決定し、 球面形状加工機の各軸の位
置関係を、総型工具と被加工材料の相対角度がθ01、θ
02となるように調整し、それぞれの加工条件で、一定数
の被加工材料を加工したときの、被加工材料の曲率半径
の変化量の測定値ΔＲ1、ΔＲ2の値から、αｂ＝（ΔＲ
1×α2−ΔＲ2×α1）÷（ΔＲ1−ΔＲ2）の計算式によ
り、揺動中心位置係数の最適値αｂを求めておき、前記
揺動中心位置係数の最適値αｂにより、加工に使用する
工具の半開角θｔに応じて、θ0ｂ＝αｂ×θｔとなる
ように総型工具と被加工材料の相対角度の最適値θ0ｂ
を決定し、球面形状加工機の各軸の位置関係を、総型工
具と被加工材料の相対角度が、最適値θ0ｂとなるよう
に調整し、θ0＝一定（θ0ｂ）の加工条件で、継続して
多数の被加工材料を加工することを特徴としている。

【００２５】また、この発明に係わる球面形状の加工方
法において、前記揺動中心位置係数αを、加工するレン
ズの半開角θｗに応じて、実験的に求めた最適範囲を示
す式である、αｂ1（＝０.７３−０.００５×θｗ）＜
α＜αｂ2（＝０.７５−０.００５×θｗ）の範囲で設
定し、使用する総型工具の半開角θｔに応じて、θ0＝
α×θｔとなるように総型工具と被加工材料の相対角度
θ0を決定し、球面形状加工機の各軸の位置関係を、総
型工具と被加工材料の相対角度がθ0となるように調整
し、θ0＝一定の加工条件で、継続して多数の被加工材
料を加工することを特徴としている。

【００２６】また、この発明に係わる球面形状の加工方
法において、前記総型工具と被加工材料の相対角度を所
定の角度θ0に調整するにあたり、下軸工具軸の傾斜角
度を、設定したい前記総型工具と被加工材料の相対角度
θ0と同じ角度に調整し、前記被加工材料の揺動中心位
置を、前記総型工具上で被加工材料が水平となる位置を
中心に揺動するように上軸揺動アームを調整し、前記総
型工具の中心軸と、被加工材料の中心軸のなす角度を所
定の角度θ0として、継続して多数の被加工材料を加工
することを特徴としている。

【００２７】また、本発明に係わる水平位置出し治具
は、請求項１３に記載の球面形状の加工方法に用いられ
る水平位置出し治具であって、下面が被加工材料の曲率
半径と略一致した球面形状を備え、上面が、被加工材料
を保持するホルダと略同一形状のカンザシ穴を備え、上
面は、前記下面の球面の軸線のうち、前記カンザシ穴を
通る軸線に直角な水平基準面を備え、上面の基準面上に
水準器を取り付けてあることを特徴としている。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００２９】（第１の実施形態）まず、本発明の球面形
状加工方法を球面レンズの製造に適用した場合につい
て、図１に示すフローチャートに基づき説明する。

【００３０】本実施形態の球面形状加工方法では、製造
するレンズのプロフィール（曲率半径、外径、外観形状
等と、それぞれの公差）が与えられると、予め構築され
ているデータベース、あるいは予備実験等に基づき、揺
動中心位置係数の最適値αｂを決定する。さらに、この
揺動中心位置係数を、使用する工具の半開角に掛け合わ
せた角度が「最適な揺動中心角度位置θｂ」であり、揺
動運動を加える場合には、揺動の中央位置がこの「最適
な揺動中心角度位置」となるように、揺動運動を加えな
い場合には、固定される工具と被加工材料の相対角度
を、この「最適な揺動中心角度位置」となるように、加
工機の工具傾斜角やカンザシ位置を調整し、工具と被加
工材料の相対角度をセットする。この相対角度位置で加
工を開始し、この相対角度位置を維持しながら連続して
多数の被加工材料を加工する。多数の被加工材料を加工
すると、使用する機械の構成によっては、工具の摩耗に
よる工具と被加工材料の相対位置のずれが発生する場合
もあるが、この場合には予め工具の摩耗速度を測定して
おき、一定数の被加工材料を加工するごとに機械の位置
を微調整して、工具と被加工材料の相対角度位置が変化
しないように対応する。

【００３１】次に図２は、図６に示す傾斜軸タイプの研
磨機でレンズ材料を加工する場合に、本実施形態のレン
ズ材料加工方法を実施するための、工具半開角と、揺動
中心位置における工具とレンズの相対角度の関係を、模
式的に示した図である。

【００３２】図２の説明の前に、図６の傾斜軸タイプの
研磨機について説明する。

【００３３】図６に示す傾斜軸タイプの研磨機では、工
具軸１１５と工具軸回転モータ１１９は、工具軸支持部
材１２１に取り付けられ、工具軸回転モータ１１９の回
転がプーリ１１８，１１６、ベルト１１７を介して伝え
られることにより、工具軸１１５が回転する。

【００３４】工具軸支持部材１２１は、架台１２０に対
し、図示しない軸を中心に回動自在で、傾斜角を調整す
ることができる。工具軸支持部材１２１は、傾斜角調整
ネジ１２２に取り付けられたハンドル１２３を回転して
工具軸１１５の傾斜角を調整した後、固定ネジ１２４に
より架台１２０に固定される。

【００３５】総型工具１０１は図示しないネジで工具軸
１１５に取り付けられ、工具軸１１５と共に回転する。

【００３６】一方、被加工材料であるレンズ材料１０２
は、ゴム等の保持材１０３を介してホルダ１０４内にお
さめられ、ホルダ１０４の凹部にカンザシ１０５の先端
の球がはまり、ホルダ１０４はカンザシ１０５に対して
回転、傾斜自在となっている。加工中レンズ材料１０２
は総型工具１０１の回転に伴ってレンズ自身の自転トル
クが発生し、ホルダ１０４とともに回転する。

【００３７】カンザシ１０５はネジ１０７でカンザシア
ーム１０６に長さを調整して取り付けられる。またカン
ザシアーム１０６は揺動ベース１０９にピボット１０８
を中心に回動自在に取り付けられており、カンザシアー
ム１０６およびカンザシ１０５の荷重と、場合により図
示しない重り、バネ、エアシリンダ等によって調整され
た荷重がホルダー１０４に加えられ、レンズ材料１０２
が総型工具１０１に押しつけられる。

【００３８】揺動ベース１０９はリンク１１０を介して
揺動回転軸１１１と結合され、リンク１１０の固定長さ
を、ネジ１０９ｂを緩めて調整することにより、揺動ベ
ース１０９の図示左右方向の位置を調整することができ
る。リンク１１０の別の端部は、ネジ１１２で揺動回転
軸１１１に結合されており、揺動回転軸１１１の回転に
伴って揺動ベース１０９が図示左右方向に揺動運動す
る、もしくは揺動回転軸１１１の回転を停止して総型工
具の中心軸とレンズ材料の中心軸の相対角度を一定にし
たまま加工を行なう。この揺動ベース１０９の揺動運動
にともない、カンザシアーム１０６、カンザシ１０５が
図示左右方向に揺動運動し、レンズ材料１０２が総型工
具１０１の表面を揺動する、もしくは一定の位置に停止
する。なお揺動回転軸１１１は図示しないモータにより
一定回転数で回転可能である。

【００３９】以上の構造の研磨機により、総型工具の回
転とレンズ材料の連れ回り、レンズ材料の総型工具に対
する加圧力、場合により総型工具の接線方向へのレンズ
材料の揺動運動によってレンズ材料が総型工具によって
加工され、被加工面が工具形状を凹凸反転した球面に加
工される。

【００４０】図２は、図６の傾斜軸タイプの研磨機の主
要部を模式的に表した図であるが、総型工具１１の半開
角は図示θｔであり、揺動中心における工具中心軸２１
とレンズ材料の中心軸２２の相対角度は図示θ0であ
る。

【００４１】総型工具の半開角θｔは、総型工具の外形
ｄｔと曲率半径Ｒｔを測定することにより、 θｔ＝ａｒｃｓｉｎ(ｄｔ／２Ｒｔ) の式から求めることができる。

【００４２】なお、総型工具の外径ｄｔの測定は、凸面
の工具はマイクロメータで、また凹面の工具は工具顕微
鏡等で正確に行なう。

【００４３】また、総型工具の曲率半径は、ここでは実
測値ではなく、加工したい球面形状の曲率半径の仕様値
とする。

【００４４】レンズ材料の加工は、総型工具１１が中心
軸２１回りに回転し、レンズ材料１２は保持材１３を介
してホルダ１４に納められており、ホルダ１４がカンザ
シ１５によって図示下方向に押しつけられている。この
時レンズ材料１２は、総型工具１１の回転につられて自
転する。

【００４５】揺動運動を付加する場合には、カンザシ１
５が図示左右方向に動くことにより、例えばカンザシ１
５は右端のカンザシ１５ｂの位置から、左端のカンザシ
１５ｃの位置まで動き、ホルダ１４と保持材１３とレン
ズ材料１２は、カンザシの左右方向の動きに伴って、レ
ンズ材料１２が総型工具１１の表面の球の接線方向に沿
って、右端のレンズ材料１２ｂの位置から、左端のレン
ズ材料１２ｃの位置の間で揺動運動する。この時、右端
のレンズ材料１２ｂの位置のレンズ材料の中心軸２２ｂ
と、左端のレンズ材料１２ｃの位置のレンズ材料の中心
軸２２ｃのそれぞれが総型工具の中心軸となす角の平均
値となる位置における、レンズ材料の中心軸２２が総型
工具の中心軸となす角を、揺動中心位置におけるレンズ
材料と工具の相対角度θ0と定義する。

【００４６】この図６に示す傾斜軸タイプのレンズ加工
機を使用して、揺動中心位置における、レンズ材料と工
具の相対角度θ0を正確にセットするために、本実施形
態では、加工機の工具軸の傾斜角を、セットしたい工具
とレンズの相対角度θ0と同じ角度になるように調整
し、上軸は、図示左右方向の揺動の中心位置において、
レンズを工具上にセットした時に、レンズが水平になる
ように調整した。

【００４７】本実施形態では、図６に示す傾斜軸タイプ
の加工機を正確に調整するために、図１４に示すよう
に、加工機の傾斜基準面１２１ｂ上にデジタル傾斜計１
２５を取付け、また揺動ベース１０９の位置を測定する
デジタルスケール１２６を取り付けた。

【００４８】ここではデジタル傾斜計１２５の種類とし
て、Lucas Sensing System Inc.製傾斜計ＤＰ−６０
型、デジタルスケール１２６の種類として、ソニー・プ
レシジョン・テクノロジー（株）製デジタルゲージＤＧ
１００Ｐを使用したが、類似の測定器であれば、いかな
る製品も使用できる。

【００４９】また、レンズ材料の水平位置を正確に決め
るためには、図１５に示す水平位置出し治具を使用し
た。

【００５０】水平位置出し治具は、水準器１３０、治具
１３１、レンズ材料ダミー１３２から構成されており、
治具１３１の上面には実際のホルダーと同じように、カ
ンザシ受け用のカンザシ穴１３４がある。

【００５１】レンズ材料ダミーの下面は、実際に加工す
るレンズの曲率半径と略一致する球面形状となってい
る。

【００５２】また、治具１３１の基準面１３１ｂは、治
具に接着されたレンズ材料ダミー１３２の下面の球面の
中心軸のうち、カンザシ穴１３４の中心を通る軸に垂直
な、水平基準面となっている。

【００５３】また、レンズ材料ダミー１３２の底から、
カンザシ穴１３１ｂの底までの厚さｔは、実際に加工す
るレンズ材料１０２、保持材１０３、ホルダー１０４の
カンザシ穴１０４ｂの底までの厚さの合計とほぼ同じ厚
さになっている。

【００５４】これらの装置、治具を使用して、揺動中心
位置における、レンズ材料と工具の相対角度θ0を正確
にセットする方法は、まずデジタル傾斜計１２５を見な
がら、工具軸１１５の傾斜角を所定の角度θ0に調整し
て、固定ネジ１２４で傾斜角を固定する。

【００５５】次に図１５に示す水平位置出し治具を、レ
ンズ加工に先立ち、図１４の研磨機に、レンズ材料１０
２、保持材１０３、ホルダー１０４の代わりに取付け、
実際に加工する時と同じようにカンザシ１０５をおろし
て、レンズ材料ダミー１３２を総型工具１０１に押しつ
けた状態にする。

【００５６】この状態で、ネジ１０９ｂを緩めて、揺動
ベース１０９を図示左右方向に動かして、水準器で治具
基準面１３１ｂが水平になる位置を捜し、治具基準面１
３１ｂが水平な位置で、デジタルスケール１２６のスケ
ールカウンター１２７の数値を０にリセットする。

【００５７】この状態において、レンズ材料１０２が水
平で、工具軸１１５の傾斜角が、セットしたい工具とレ
ンズの相対角度θ0と同じ角度となるから、総型工具の
中心軸と、レンズ材料の中心軸との実際の相対角度は、
θ0となる。

【００５８】次に、揺動回転軸１１１を回転させた時
に、スケールカウンター１２７の読みが、数値０を中心
に左右均等に動くように、すなわち、スケールカウンタ
ーの読みの最大値と、最小値が、符号を逆にして絶対値
が同じ値となるように、ネジ１０９ｂを緩めて揺動ベー
ス１０９の位置を調整する。

【００５９】この状態において、レンズ材料と総型工具
の相対角度は、揺動の中心位置において、レンズ材料１
０２が水平で、工具軸１１５の傾斜角が、セットしたい
工具とレンズの相対角度θ0と同じ角度であるから、揺
動中心位置におけるレンズ材料と総型工具の実際の相対
角度は、θ0となる。

【００６０】また、本実施形態では、工具の摩耗等によ
り工具を交換する際に、工具の直径（半開角）が工具交
換前と異なる場合には、工具交換前後で揺動中心位置係
数αが同じ値となるように、新しい総型工具と被加工材
料の相対角度を決定する。

【００６１】本実施形態では、この点についての実際の
加工例を、以下に詳しく説明する。球面形状加工用の総
型工具は、その製法上直径を正確に再現良く作ることは
難しく、１個ごとにその直径は微妙に異なる。

【００６２】例えば、Ｒ１０、φ１９.２の仕様の工具
では、１０個の同じ仕様の総型工具の直径のばらつき
は、±０.１mmほどあったが、直径が０.１mm異なると、
半開角にして約１°の誤差が出る。この時レンズ材料と
総型工具の相対角度位置θ0を同じ条件にして加工を行
うと、工具半開角のわずかな差により、加工されたレン
ズの曲率半径の変化値は大きく異なってしまうのであ
る。

【００６３】従って、工具を交換した場合には、工具交
換前の工具半開角をθｔ1、相対角度位置をθ01とし、
その比を揺動中心位置係数α（＝θ01／θｔ1）とした
時に、工具交換後の工具半開角をθｔ2とすれば、工具
交換前後で揺動中心位置係数αの値が同じ数値となるよ
うに、すなわち工具交換後の相対角度位置θ01＝α×θ
ｔ2となるように、相対位置を決定し、加工機を調整す
る。

【００６４】具体的な例として、レンズ球面の曲率半径
Ｒ＝１０.００mm、レンズ径φｗ＝１５.００mm（半開角
４８.５９°）の凹レンズを加工する場合に、工具径φ
ｔ1＝１９.２０mm（半開角θｔ1＝７３.７４°）の工具
１から、工具径φｔ2＝１９.１０mm（半開角θｔ2＝７
２.７５°）の工具２に交換した時に、本実施形態の方
法を取り入れた場合の、加工されたレンズの曲率半径の
変化を測定した。

【００６５】なお、一般に、レンズをブランクから製品
として使用可能な形状、表面状態に仕上げるまでの工程
は、例えば、まずカーブジェネレータでブランクを概略
の球面形状に削り出す粗研削工程、本実施形態で述べて
いる、メタルボンドの総型砥石で適度な形状、粗さに仕
上げる精研削第１工程、精研削第１工程と同様の加工方
法で、レジンボンドの総型砥石でレンズ材料の粗さを更
に良くする精研削第２工程、傷やクラックを除去してレ
ンズ材料表面を、研磨材と、弾性シートを表面に貼った
総型工具で磨きあげる研磨工程など、数多くの工程が必
要となる。この時、各工程で作るべき曲率半径（目標
値）は、次工程に投入した時に、レンズ被加工面の外周
側のエッジが工具球面部に最初に接触するように、各工
程の曲率半径を仕上げることが望ましく、すなわち、凹
球面のレンズでは、前工程ほど曲率半径が小さく、また
凸球面のレンズでは、前工程ほど曲率半径が大きくなる
ように各工程の曲率半径を仕上げていくことが一般的で
ある。

【００６６】本実施形態では、前工程のカーブジェネレ
ータによる粗研削工程で仕上げるレンズ材料の被加工面
の曲率半径が、本実施形態の工程の目標値よりも約０.
０１０mm小さくなるように加工した。

【００６７】また、レンズの曲率半径の測定は、一般に
図９に示すような簡易球面計で行ない、マスターとなる
球面原器との球面高さの差であるΔＨ（μｍ）で示す。
本実施形態の場合には、前工程の方がレンズの曲率半径
が０.０１０mm小さいので、これを簡易球面計で測定す
ると、前工程のΔＨが自工程のΔＨよりも、３.２μｍ
マイナス（リング３０３の径：φ１３mm）になるように
すればよい。

【００６８】使用した総型砥石の種類は、＃１２００の
メタルボンドダイヤモンド砥石であり、あらかじめ皿合
わせと呼ばれる作業を行い、所定の曲率半径の球面形状
に成型された、凸球面総型砥石である。

【００６９】使用した加工機は、前述の図６に示す、傾
斜軸タイプの加工機であり、半開角θｔ1＝７３.７４°
の「工具１」で加工を行う時の工具とレンズの相対角度
θ01＝３６.４０°（揺動中心位置係数α＝０.４９３
６）となるように、先に説明した通り（下軸）工具軸の
傾斜角を３６.４０°に調整し、レンズが水平位置を中
心に揺動するように上軸を調整した。

【００７０】また、使用する工具を、半開角θｔ2＝７
２．７５°の「工具２」に交換した時は、αが同じ値と
なるように、θ02＝３５．９１°となるように調整し
た。（３６．４０／７３．７４＝３５．９１／７２．７
５＝α） それぞれの条件で、１５０個ずつの被加工材料（レン
ズ）を加工した時の、レンズのΔＨ測定値の変化を、図
１６と図１７に示す。

【００７１】また、本実施形態と同時に、比較例とし
て、従来通り「工具１」から「工具２」に交換した時に
も相対角度位置を変更せず、θ02＝３６．４０°で加工
を続けて行った結果も合わせて示す。

【００７２】なお、この工程でのΔＨの目標値は、−
４．０μｍ±１．０μｍとした。（リング３０３の径：
φ１３mm） 図１６及び図１７より、本実施形態の方法では、１５０
個のレンズを加工する間のレンズのΔＨ変化量は（１つ
の工具を使っている間でのΔＨ変化量で、工具交換時の
急激な変化は除く）、工具交換前も後も＋０．２μｍで
あり同等であったが、比較例の方法では、工具交換前は
＋０．２μｍ、工具交換後は−０．６μｍであり工具交
換前後でのレンズΔＨの変化量が大きく異なる結果とな
った。

【００７３】この実施形態と同様の実験を数々行った結
果、揺動中心位置係数αが同じ数値になるように加工機
の調整を行えば、工具径が異なる工具で同じ形状のレン
ズを加工する場合には、加工されたレンズの曲率半径の
変化速度が、ほぼ同じ量になる、ということを、本願発
明者らは見出したのである。

【００７４】本実施形態の方法を取り入れることによ
り、工具交換前後でのレンズのΔＨの変化量は変わらな
いから、一定の決められたタイミングで工具交換を行え
ば、生産途中でレンズのΔＨを測定したり、加工機の位
置調整を行わなくとも、安定して良品のレンズを作り続
けることができ、大幅な人件費の削減を図ることができ
た。

【００７５】（第２の実施形態）第１の実施形態で既に
説明した揺動中心位置係数αは、加工するレンズの形
状、前工程のレンズの曲率半径等により、最適な値が異
なる。そこで、第２実施形態として、揺動中心位置係数
αの最適値αｂの決定方法、およびデータベースの構築
方法について説明する。

【００７６】本実施形態では、曲率半径１０mm凹面、レ
ンズ径１２．３０mm（半開角３７．９５°）のレンズ
を、球面形状の総型砥石で研削加工する場合の例につい
て述べる。

【００７７】使用した砥石は、形状が曲率半径１０mmの
凸球面、直径１７．８２mm（半開角６３．００°）であ
り、種類は＃１２００のメタルボンドダイヤモンド砥石
である。

【００７８】また、前工程のカーブジェネレータによる
粗研削工程で仕上げるレンズ材料の被加工面の曲率半径
は、本実施形態の工程の目標値よりも約０．０１０mm小
さくなるよう、簡易球面計で、ΔＨが２．０μｍマイナ
ス（リング径３０３の径：φ１１mm）になるように加工
した。

【００７９】以上の条件下で、揺動中心位置係数αの最
適値を求めるために、次のような予備実験を行なった。

【００８０】まず、適当な揺動中心位置係数α1、α2、
α3を選定し、実際にレンズ材料を、連続して１００個
程度同じ条件で加工を行なう。本実施形態で選定した揺
動中心位置係数α1、α2、α3は、０．５０、０３５
５、０３０である。

【００８１】この予備実験での揺動中心位置係数の選定
は、０．３５〜０．６５の範囲で、適宜選定する。

【００８２】揺動中心位置係数を、この範囲に選定する
理由は、揺動中心位置係数が０．３５より小さい場合、
すなわち総型工具とレンズの相対角度が小さい場合に
は、揺動によりレンズを最も工具の外側に振った時で
も、図１２に示すように、レンズの最外周が工具の最外
周よりも常に内側にあり、工具の最外周付近には、レン
ズと全く接触しない部分がある。このような場合、レン
ズを加工して工具が摩耗した時に、徐々に工具に段差が
でき、工具の段差と接触したレンズの最外周部分が集中
荷重を受けるため、レンズのエッジが微小に欠ける（ピ
リ、またはチッピングと呼ぶ）、加工されたレンズのΔ
Ｈが安定しないなどの現象が発生し、レンズは不良品と
なってしまう。

【００８３】また、揺動中心位置係数が０．６５より大
きい場合、すなわち、工具とレンズの相対角度が大きい
場合には、今度は工具の中心付近にレンズと接触しない
部分が生じ、工具中心側に段差ができて、レンズのエッ
ジが微小に欠けるなどの現象が発生し、レンズは不良品
となってしまう。

【００８４】あるいは、半開角が大きいレンズを加工す
る場合に、図１３に示すように、工具の最外周からはみ
出したレンズの最外周が、工具の外周面と接触してしま
い、前記と同様レンズの最外周に集中荷重が加わり、レ
ンズのエッジが微小に欠けるなどの現象が発生し、レン
ズは不良品となってしまう。

【００８５】揺動中心位置係数を０．３５〜０．６５の
範囲に設定することは、予備実験に限らず、揺動中心位
置係数を決定する時には常に必要な条件である。

【００８６】本実施形態では、工具の半開角は６３．０
０°であるから、それぞれの揺動中心位置係数に対し、
例えば揺動中心位置係数α＝０．５０の時には、揺動中
心位置におけるレンズ材料と総型工具の相対角度θ0＝
０．５０×６３．００＝３１．５０°になるように加工
機をセットする。

【００８７】同様に、それぞれの揺動中心位置係数から
計算したレンズ材料と総型工具の相対角度位置を基に決
定した揺動位置で、レンズ材料を各１００個ずつ加工し
た時の、でき上がったレンズ材料の被加工面の曲率半径
の測定結果を図１８に示す。

【００８８】曲率半径の測定は、図９に示す簡易球面計
で行ないマスターとなる球面原器との球面高さの差であ
るΔＨ（μｍ）で示す。

【００８９】なお、この工程でのΔＨの目標値は、−
３．０μｍ±１．０μｍとした（リング３０３の径：φ
１１mm）。

【００９０】図１８より、揺動中心位置係数αが０．５
５の条件では、若干のΔＨの変化はあるものの、加工さ
れたレンズのΔＨは常に目標値内に入っている。これに
対し、αが０．５０の条件と、αが０．６０の条件で
は、ΔＨの変化が大きく、すぐに目標値（−３．０μｍ
±１．０μｍ）の公差から外れてしまった。

【００９１】次にΔＨの変化（曲率半径の変化）をグラ
フに表わすと図１９のようになり、いずれの揺動中心位
置係数の場合でも、加工したレンズ材料の個数にほぼ比
例してレンズの被加工面のΔＨ（曲率半径）が変化す
る。

【００９２】更に上記のΔＨの変化データから、それぞ
れの揺動中心位置係数の場合について、加工１個目から
１００個目でのΔＨ変化量をΔＨ変化率として表および
グラフに書くと図２０、図２１のようになり、ΔＨ変化
率は揺動中心位置係数にほぼ比例していることがわか
る。

【００９３】図２１において、データのラインが、Ｙ
（ΔＨ変化率）＝０と交わる時の×（揺動中心位置係
数）の値が、加工を行なった時にレンズの被加工面の曲
率半径が変化しない条件であり、すなわち揺動中心位置
係数の最適値αｂである。

【００９４】このαｂを求めるための計算式は、データ
のラインがほぼ直線であるから、両端の２点の条件か
ら、以下のように計算すれば良い。

【００９５】まず２つの条件の、揺動中心位置係数をα
1、α2とする。

【００９６】本実施形態では、α1＝０．５０、α2＝
０．６０である。

【００９７】つぎにそれぞれの条件でレンズを加工した
時のΔＨ（曲率半径）の変化率を、ΔＲ1、ΔＲ2とす
る。

【００９８】本実施形態では、ΔＲ1＝＋２．０、ΔＲ2
＝−１．８であった。

【００９９】この時、両端の２条件を結ぶ式を、 ΔＲ＝ｐ×α＋ｑ ………（１） とすれば、ΔＲ、αに上記条件を代入し、 ΔＲ1＝ｐ×α１＋ｑ ………（２） ΔＲ2＝ｐ×α２＋ｑ ………（３） （２）、（３）式から、ｐ，ｑを求めると、 ｐ＝(ΔＲ1−ΔＲ2)／(α1−α2) ………（４） ｑ＝ΔＲ1−(ΔＲ1−ΔＲ2)／(α1−α2)×α1 ＝ΔＲ2−(ΔＲ1−ΔＲ2)／(α1−α2)×α2 ………（５） となる。

【０１００】（４）、（５）式を（１）式に代入し、Δ
Ｒ＝０となる時のα（＝αｂ）を求めると、 αｂ＝(ΔＲ1×α2−ΔＲ2×α1)／(ΔＲ1−ΔＲ2) ………（６） となる。

【０１０１】本実施形態の場合のαｂを求めると、 αｂ＝((＋２．０)×０．６０−(−１．８)×０．５０)
／((＋２．０）−(−１．８))＝０．５５３ の計算式により、揺動中心位置係数の最適値αｂ＝０．
５５３を求めることができた。

【０１０２】以上述べてきた方法により求めた揺動中心
位置係数の最適値αｂ＝０．５５３により、あらためて
本実施形態の、曲率半径１０mm凹面、半開角３７．９５
°のレンズを、半開角６３．００°の総型工具を使用し
て、先に述べてきた方法によりθｂ＝０．５５３×６３
＝３４．８４°の揺動中心位置となるように、傾斜軸タ
イプの研磨機の工具傾斜角を３４．８４°に固定し、レ
ンズ材料を水平の位置を中心として揺動するように加工
機をセットした後、多数のレンズ材料を連続して加工し
た。その結果、５００個のレンズ材料を加工している
間、加工後のレンズ材料の被加工面のΔＨ（曲率半径）
はほとんど変化が無く、安定して良品を製造し続けるこ
とができた。

【０１０３】ただし本実施形態の場合には、工具の中心
部の摩耗深さは３０μｍであり、揺動中心の位置の変化
（加工点のずれによる相対位置の変化）はほとんどない
が、摩耗し易い工具を使用した場合や、より多くのレン
ズ材料を加工する場合には、一定数のレンズ材料を加工
するごとに、カンザシやカンザシアームの長さなどを調
整して、レンズ材料が水平になる位置を中心とする揺動
位置を保っていくことが必要である。

【０１０４】（第３の実施形態）第３の実施形態では、
第２の実施形態とは別のタイプの研磨機を使用して、ま
た揺動運動を与えずに球面形状を加工する場合の例につ
いて述べる。

【０１０５】図３は、図７に示す垂直軸タイプの研磨機
を使用して、被加工材料であるレンズ材料を球面加工す
る場合に、本発明の球面形状加工方法を実施するため
の、工具半開角と、揺動中心位置における工具と被加工
材料の相対角度の関係を、模式的に示した図である。

【０１０６】まず、図７に示す垂直軸タイプの研磨機に
ついて説明すると、動作は前記の傾斜軸タイプの研磨機
とほぼ同等であるため、ここでは説明を省略するが、傾
斜軸タイプの研磨機と垂直軸タイプの研磨機の差は、工
具軸が傾斜可能か否かであり、傾斜軸タイプの研磨機で
は、工具軸をある角度傾斜させ、被加工材料はほぼ水平
の位置で加工を行なうのに対し、垂直軸タイプの研磨機
では、工具の傾斜ができないため、被加工材料が傾いた
位置にカンザシおよびカンザシアームの長さを調節し、
工具の中心軸と被加工材料の中心軸に、ある程度相対角
を持たせて加工を行なう。

【０１０７】図３では、総型工具３１の半開角は図示θ
ｔであり、揺動中心における工具中心軸４１と被加工材
料であるレンズ材料の中心軸４２の相対角度は、図示θ
0である。

【０１０８】垂直軸タイプの研磨機は、工具の中心軸４
１が鉛直方向であり、レンズ材料の中心軸４２が傾斜し
ている。揺動運動を加える場合には、レンズ材料の中心
軸４２が、左端の４２ｃから右端の４２ｂの位置まで往
復運動を行ない、揺動の中心位置におけるレンズ材料の
中心軸４２が工具の中心軸４１となす角を、工具とレン
ズ材料の相対角度θ0と定義する。

【０１０９】また、揺動中止位置における、レンズ材料
と工具の相対角度θ0を正確にセットする方法は、図１
５に示す水平出し治具から水準器１３０をはずしたもの
を、レンズ加工に先立ち、図７の研磨機に、レンズ材料
１５２、保持材１５３、ホルダー１５４の代わりに取付
け、実際に加工する時と同じようにカンザシ１５５をお
ろして、レンズ材料ダミー１３２を総型工具１０１に押
しつけた状態にする。

【０１１０】この状態で、ネジ１５９ｂを緩めて、揺動
ベース１５９を図示左右方向に動かして、水準器の代わ
りに例えばLucas Sensing Sysitem Inc.製ＤＰ−６０型
傾斜計等を用いて、基準面１３１ｂの傾斜角度が所定の
角度になるように計測しながら調節し、揺動ベース１５
９の位置を決定する。

【０１１１】以上の構成の研磨機を用いて、本実施形態
では、第２の実施形態と同じ、曲率半径１０mm凹面、半
開角３７．９５°のレンズを、球面形状の総型砥石で研
削加工する場合の例について述べる。使用した総型砥石
は、形状が曲率半径１０mmの凸球面、直径１７．８２mm
（半開角６３．００°）であり、種類は＃１２００のメ
タルボンドダイヤモンド砥石である。

【０１１２】また、前工程のカーブジェネレータによる
粗研削工程で仕上げるレンズ材料の被加工面の曲率半径
は、本実施形態の工程の目標値よりも約０．０１０mm小
さくなるよう、簡易球面計で、ΔＨが２．０μｍマイナ
ス（リング３０３の径：φ１１mm）になるように加工し
た。

【０１１３】以上の条件下で、第２の実施形態と同様、
揺動中心位置係数αの最適値を求めるために、揺動中心
位置係数α＝０．５０、０．５５、０．６０から計算し
た工具とレンズの相対角度位置で、本実施形態の場合に
は揺動運動を与えずに相対角度一定の条件で、レンズ材
料を連続して１００個程度同じ条件で加工を行った。

【０１１４】それぞれの条件で実際にレンズ材料を加工
した時の、レンズの曲率半径の測定結果を、図２２に示
す。

【０１１５】なお、曲率半径の測定は、図９に示す簡易
球面計で行ない、マスターとなる球面原器との球面高さ
の差であるΔＨ（μｍ）で示し、この工程でのΔＨの目
標値は、−３．０μｍ±１．０μｍとした（リング３０
３の径：φ１１mm）。

【０１１６】この予備実験の結果から、揺動中心位置係
数αの最適値αｂは０．５５４と求まり、同じ形状のレ
ンズ、工具の場合には、機械の構成が変わっても、また
揺動運動を与えなくとも、第２の実施形態の傾斜軸タイ
プの研磨機で調べた揺動中心位置係数の最適値αｂ＝
０．５５３とほぼ同じ値となることがわかった。

【０１１７】また、垂直軸タイプの研磨機を用いて、揺
動中心位置係数αの最適値αｂ＝０．５５４から計算し
た、工具とレンズの相対角度３４．９０°により、５０
０個のレンズ材料を連続して加工したが、加工後のレン
ズ材料の被加工面ΔＨ（曲率半径）はほとんど変化が無
く、安定して良品を製造し続けることができた。

【０１１８】（第４の実施形態）第４の実施形態では、
凸球面のレンズを、図８に示す球心揺動タイプの研磨機
で加工する場合の例を述べる。図４は、図８に示す下軸
球心揺動タイプの研磨機でレンズ材料を加工する場合
に、本発明の球面形状加工方法を実施するための、工具
半開角と、揺動中心位置における工具と被加工材料の相
対角度の関係を、模式的に示した図である。

【０１１９】まず、図８に示す球心揺動タイプの研磨機
の動作を説明すると、工具軸２２１は、架台２３０に対
して回動自在に取り付けられた揺動プレート２２０にネ
ジで固定されている。工具軸２２１は、同じく揺動プレ
ート２２０に固定された工具軸回転モータ２２５の回転
がプーリ２２２，２２４、ベルト２２３を介して伝えら
れることにより回転する。総型工具２０１は図示しない
ネジで工具軸２２１に取り付けられ、工具軸２２１と共
に回転する。

【０１２０】揺動プレート２２０は、架台２３０に対し
て、回動自在であるが、その回動中心軸の延長線上に、
総型工具２０１、および被加工材料であるレンズ材料２
０２の球面の中心Ｏを配置する。このため、揺動プレー
ト２２０の回動に伴う総型工具２０１の動きは、前述の
点Ｏを中心とする回動運動となり、工具の球面部は常に
一定の球面内にある。このため、加工されるレンズ材料
２０２は、揺動に伴って上下や左右に動くことがなく、
安定した加工を行なえるのが、球心揺動タイプ研磨機の
特徴である。

【０１２１】揺動プレート２２０の揺動運動は、リンク
２２７を介して揺動回転軸２２６の回転が伝えられるこ
とによって規制される。揺動回転軸２２６は図示しない
モータにより一定回転数で回転が可能であり、揺動プレ
ート２２０は、揺動回転軸２２６の回転に伴って、円弧
上を往復運動する。

【０１２２】一方、レンズ材料２０２は、加工中、ゴム
等の保持材２０３を介してホルダ２０４内におさめられ
る。

【０１２３】ホルダ２０４は、ワーク軸シャフト２０５
と図示しないネジ等で結合しており、ワーク軸シャフト
２０５と共にワーク軸スリーブ２０６内で回転自在な構
造となっている。加工中レンズ材料２０２は総型工具２
０１の回転に伴ってレンズ自身の自転トルクが発生し、
ホルダ２０４、ワーク軸シャフト２０５とともに回転す
る。

【０１２４】ワーク軸スリーブ２０６は、ワーク軸ハウ
ジング２０７内で上下動自在であり、ワーク軸スリーブ
上端でワーク軸ハウジンウ２０７との間に加圧スプリン
グが掛け渡されている。

【０１２５】ワーク軸ハウジング２０７はワーク軸アー
ム２０８でワーク軸スライド２１２に固定され、ワーク
軸スライド２１２はガイド２１３に沿ってワーク軸コラ
ム２１４上を図示上下方向に移動可能である。上下動
は、ワーク軸コラム２１４の図示上端に取り付けられた
エアシリンダ２１５によって行なわれ、ワーク軸スライ
ド２１２が図示上下方向に移動してレンズ材料２０２が
総型工具２０１に押しつけられると、ワーク軸スリーブ
２０６がワーク軸ハウジング２０７に対して、図示上方
向に移動し、加圧スプリング２０９が伸びることによっ
て、加圧のための加圧力が発生する。

【０１２６】加圧力の調整は、加圧スプリング２０９の
初期長さを、ネジ２１１で調整することによって行な
う。

【０１２７】以上の構造の研磨機により、総型工具の回
転とレンズ材料の連れ回り、レンズ材料の総型工具に対
する加圧力、場合により総型工具の接線方向へのレンズ
の揺動運動によってレンズが総型工具によって加工さ
れ、レンズ材料が工具形状を凹凸反転した球面に加工さ
れる。

【０１２８】図４は、前記図８に示した球心揺動タイプ
の研磨機の主要部を模式的に示しているが、総型工具７
１の半開角は図示θｔであり、揺動中心における工具中
心軸８１とレンズ材料の中心軸８２の相対角度は図示θ
0である。

【０１２９】球心揺動タイプの研磨機は、工具側が、工
具の球面の球心点を中心として揺動するが、工具とレン
ズの相対角度の定義は、レンズ側が揺動する傾斜軸タイ
プ、垂直軸タイプの研磨機と同様である。すなわち、揺
動運動を加える場合には、工具の中心軸８１が、左端の
８１ｃから右端の８１ｂの位置まで往復運動を行ない、
揺動の中心位置における工具の中心軸８１がレンズ材料
の中心軸８２となす角を、工具とレンズ材料の相対角度
θ0と定義する。

【０１３０】最適な揺動中心位置係数αｂが求まれば、
工具とレンズの相対角度θ0は、αｂ×θｔにすれば良
い。ただし、凸形状の球面を加工するための凹形状の総
型砥石は、図８に示すように球面エッジ部に面取りが施
してある場合があるため、半開角θｔを計算するための
工具直径は、工具上面から工具顕微鏡等を用いて、球面
の加工径を正確に測定して求める。

【０１３１】次に実際に曲率半径２０mm凸面、φ２０mm
（半開角３０°）のレンズを、曲率半径２０mm凹面、φ
３１．５（半開角５１．９５°）の総型工具で加工する
場合の例について、第２、第３及び第４の実施形態と同
様の予備実験から揺動中心位置係数の最適値αｂを求
め、αｂ＝０．５９２を得た。この値を用いて計算した
工具とレンズ材料の相対角度の最適値３０．７５°を中
心とする揺動位置により、５００個のレンズ材料を連続
して加工したが、加工後のレンズ材料の被加工面のΔＨ
（曲率半径）はほとんど変化が無く、安定して良品を製
造し続けることができた。

【０１３２】このことから、本発明の球面形状の加工方
法は、加工する形状が凸面であっても適用可能で、形状
を選ばず幅広い製品の加工方法として有効であることが
分かった。

【０１３３】（第５の実施形態）第５の実施形態では、
比較的大口径のレンズ、半開角が小さいレンズなどを製
造する時に用いられる、多数個のレンズ材料をレンズ貼
りつけ治具に貼って同時に加工を行なう、多数個貼り方
式の球面形状加工方法の例を述べる。

【０１３４】図５は、図６に示す傾斜軸タイプの研磨機
で多数個貼りのレンズ材料を加工する場合に、本発明の
球面形状加工方法を実施するための、工具とレンズ材料
の半開角と、揺動中心位置における工具と被加工材料の
相対角度の関係を、模式的に示した図である。

【０１３５】図６の説明は第１の実施形態の中で述べて
いるのでここでは省略する。

【０１３６】図５を説明すると、加工するレンズ材料９
３は、接着剤等でレンズ貼りつけ治具９４に貼りつけら
れ、カンザシ９５で工具側に治具ごと押しつけられてい
る。また、多数個貼り方式で加工するレンズは、比較的
加工する径が大きいことが多いため、研削工程において
は工具９０側も砥石部が単一組成の総型砥石ではなく、
φ３〜２０mm程度のペレット型砥石と呼ばれる小さい小
型砥石片９２を、接着剤等でペレット貼りつけ治具９１
に多数個貼りつけた後、加工すべき被加工物であるレン
ズの曲率半径を凹凸反転した曲率半径に、全体の球面形
状を修正したペレット型工具を使用する場合が多い。

【０１３７】多数個貼り方式のレンズ加工方法におい
て、工具９０の半開角は、ペレット貼りつけ治具９１に
貼りつけている多数のペレット型砥石のうち、最外周側
に貼ってあるものの、最も外側の部分までの角度と定義
し、図示θｔとする。

【０１３８】また、ワークの半開角θｗは、ワークの中
心軸９８から、レンズ貼りつけ治具に貼っているいくつ
かのレンズ材料のうち、最外周よりのものの、もっとも
外側の部分までの角度と定義する。

【０１３９】レンズ材料を加工する時には、工具９０が
工具の中心軸９７回りに回転し、レンズ材料９３はレン
ズ貼りつけ治具９４と一体になって、カンザシ９５によ
って図示下方向に押しつけられている。この時ワーク
は、工具９０の回転につられて自転する。

【０１４０】揺動運動を付加する場合には、カンザシ９
５が図示左右方向に動くことによりレンズ貼付治具９４
と一体になったレンズ材料９３が、カンザシの左右方向
の動きに伴って、工具９０の表面の球の接線方向に沿っ
て揺動運動する。この時、レンズ材料９３の貼りつけ範
囲の中心を通る軸をワークの中心軸９８とし、揺動の中
心位置において、ワークの中心軸９８が総型工具の中心
軸となす角を、揺動中心位置におけるレンズ材料と工具
の相対角度θ0と定義する。

【０１４１】この、揺動中心位置におけるワークと工具
の相対角度θ0をどのように決定するかが本発明のポイ
ントであり、既に説明したように本発明では工具の半開
角θｔを基準として、θｔに揺動中心位置係数αを掛け
た角度にθ0を決定する。

【０１４２】最適な揺動中心位置係数αｂが求まれば、
工具とレンズの相対角度θ0は、αｂ×θｔにすれば良
い。

【０１４３】そこで、実際に曲率半径４５mm凹面、φ２
７．５mm（半開角１７．７９°）のレンズを、レンズ貼
り付け治具に、φ８０mm（半開角６２．７°）の範囲に
７個貼りつけたワークを、曲率半径４５mm凸面、φ８７
mm（半開角７５．２°）の範囲に、５５個のφ１０mmの
ペレット状砥石を貼りつけた工具で加工する場合の例に
ついて、第１、第２、第３及び第４の実施形態と同様の
予備実験から揺動中心位置係数の最適値αｂを求め、α
ｂ＝０．４３０を得た。この値を用いて計算した工具と
レンズ材料の相対角度の最適値３２．３４°を中心とす
る揺動位置により、１００個のワーク（レンズ材料は７
００個）を連続して加工したが、加工後のレンズ材料の
被加工面のΔＨ（曲率半径）はほとんど変化が無く、安
定して良品を加工製造し続けることができた。

【０１４４】このことから、本発明の球面形状の加工方
法は、被加工材料であるレンズ材料をレンズ貼付治具に
多数個貼り付け、多数個のレンズ材料を同時に加工する
多数個貼り方式の球面形状加工方法にも適用可能である
ことが分かった。

【０１４５】また、使用する砥石が単一組成の総型砥石
ではなく、φ３〜２０mm程度のペレット型砥石と呼ばれ
る小さい砥石片を、接着剤等でペレット貼りつけ治具に
多数個貼りつけたペレット型工具を使用する場合にも適
用可能であることが分かった。

【０１４６】（第６の実施形態）本実施形態では、図１
のフローチャートの最初の段階で、レンズプロフィール
（曲率半径、レンズ径、レンズ半開角）から揺動中心位
置係数の最適値αｂをどのように決定するか、あるいは
揺動中心位置係数の最適値αｂを決めるための、第２乃
至第５の実施形態で説明したような予備実験を行うため
の条件を、どのように決定するかについて、詳しく説明
する。

【０１４７】本発明者らは、本発明に至る以前に、数々
の実験を行ってきた。

【０１４８】具体的には、加工されるレンズの半開角に
注目し、半開角が約２０°、３０°、４０°、５０°、
６０°程度のレンズについて前記の第１乃至第４の実施
形態と同様の予備実験を行い、それぞれの条件での揺動
中心位置係数の最適値αｂを求めた。

【０１４９】なお、実験では、様々な曲率半径のレンズ
に対しても実験を行ったが、曲率半径が異なっていて
も、レンズの半開角が同じであれば、揺動中心位置係数
の最適値αｂは、ほぼ同じ値になることが判明したた
め、本実施形態では、曲率半径１０mm凹面での実験結果
について説明する。

【０１５０】実験に使用したレンズの半開角θｗ、およ
び、実験から求められた、揺動中心位置係数の最適値α
ｂを、図２３に示す。

【０１５１】図２３及び図２４より、揺動中心位置係数
の最適値αｂは、レンズの半開角θｗにほぼ比例してい
ることがわかり、各データを最小二乗近似して求めた直
線の式は、 αｂ＝０．７４０−０．００５×θｗ ………（７） となった。

【０１５２】そこで、本実施形態では、曲率半径１０m
m、レンズ径φ１５mm（半開角４８．５９°）のレンズ
材料を加工するに当り、揺動中心位置係数が前記（７）
式の値の時と、（７）式−０．０２、（７）式−０．０
１、（７）式＋０．０１、（７）式＋０．０２の４つの
条件の場合を比較して、それぞれ５００個ずつのレンズ
材料を加工し、レンズ曲率半径（ΔＨ）の変化を測定し
た。

【０１５３】本実施形態では、レンズの半開角θｗは４
８．５９°であるから、実験を行った揺動中心位置係数
の値は、０．４７７１、０．４８７１、０．４９７１
（（７）式の値）、０．５０７１，０．５１７１の５条
件である。

【０１５４】加工に使用した工具は、直径φ１９．２０
mm（半開角７３．７４°）の、＃１２００のメタルボン
ドダイヤモンド総型砥石である。

【０１５５】また、前工程のカーブジェネレータによる
粗研削工程で仕上げるレンズ材料の被加工面の曲率半径
は、本実施形態の工程の目標値よりも約０．００６mm小
さくなるよう、簡易球面計で、ΔＨが２．０μｍマイナ
ス（リング径φ１３mm）になるように加工した。

【０１５６】また、本工程のΔＨの目標値は、−４．０
±１．０μｍである。

【０１５７】この時の各条件でのΔＨの測定値を、図２
５の表と図２６のグラフに示す。

【０１５８】以上の実験結果から、揺動中心位置係数α
の差により、加工されたレンズのΔＨ（曲率半径）の変
化量は異なり、α＝０．４８７１〜０．５０７１の範囲
の条件では、５００個のレンズを加工する間、本工程の
ΔＨの目標値、−４．０±１．０μｍの許容値内で、常
に加工することができたが、α＝０．４７７１ではΔＨ
がプラス方向大きく変化し、α＝０．５１７１では、Δ
Ｈがマイナス方向へ大きく変化し加工開始後２５０個目
程度から、ΔＨの目標値、−４．０±１．０μｍを外れ
てしまうという結果となった。

【０１５９】この事から、５００個という大量の数のレ
ンズを継続して安定して加工を行うためには、揺動中心
位置係数αの範囲を、最適値を求める（７）式、αｂ＝
０．７４０−０．００５×θｗに対し、±０．０１程度
の範囲に設定すればよいことがわかった。

【０１６０】本実施形態のように、公式、αｂ＝０．７
４０−０．００５×θｗにより、揺動中心位置係数の最
適値αｂを求めれば、予備実験を行わなくとも、概略安
定位置は見つけ出すことができ、非常に簡単に、安定し
てレンズ加工を続けることができることが分かった。

【０１６１】ただし、揺動中心位置係数の最適値αｂの
値は、概略は（７）式αｂ＝０．７４０−０．００５×
θｗで求められるが、他の条件、例えば前工程との曲率
半径の差を大きくして加工した場合、総型砥石の成分を
変えた場合などに、αｂが微妙に変化する場合があるの
で、望ましくは、第２乃至第５の実施形態で説明したよ
うに、他の条件を実際の加工と同じ条件にして、予備実
験を行い、実際にレンズを加工した結果から揺動中心位
置係数の最適値を求めた方が、より正確な最適値となる
ため、更に多数のレンズを継続して安定加工をすること
ができる。

【０１６２】また、本発明の実施形態では、球面のレン
ズを製造する場合を例にとって述べてきたが、製造する
製品が例えば光ファイバコネクタのような他の用途の球
面形状の製品であっても、本発明の加工方法は適用可能
である。

【０１６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、加工
開始当初から一定の揺動中心位置に加工機をセットし
て、多数の被加工材料を加工するから、生産途中での被
加工材料の曲率半径の測定と、加工機の揺動中心位置の
調整という、非常に熟練を要する作業を行う必要がなく
なる。よって、作業者が初心者であっても、容易に担当
することができ、また測定、調整の作業が無いから加工
途中でのロスタイムを最小限に抑えることができる。

【０１６４】また、工具交換を行った際にも、あらため
て条件出しを行う必要が無く、一回で条件を決定するこ
とができるため、工具交換による生産ロスも最小限に抑
えることができる。

【０１６５】また、揺動中心位置係数αを０．３５〜
０．６５の範囲に設定しておくことにより、工具全面を
有効に使用することができ、工具に段差ができたり、被
加工材料（レンズ）の外周エッジ部と工具外周部が接触
して、被加工材料が破損するなどのトラブル発生を防ぐ
ことができ、加工品質が向上する。

【０１６６】また、揺動中心位置係数の最適値αｂを予
備実験で求め、最適条件に加工機を調整して加工を行う
ことにより、長期間に渡って、一定の曲率半径の球面形
状を安定して作り続けることができる。

【０１６７】これらの、人件費の削減、生産ロスの削減
などの効果により、本発明の方法は、球面形状レンズの
製造コストを著しく下げることができる。

【０１６８】

【図面の簡単な説明】

【図１】球面形状加工方法を示すフローチャートであ
る。

【図２】傾斜軸タイプの研磨機で球面形状を加工すると
きの、工具の半開角および工具と被加工材料の相対角の
定義を示す図である。

【図３】 垂直軸タイプの研磨機で球面形状を加工する
ときの、工具の半開角および工具と被加工材料の相対角
の定義を示す図である。

【図４】球心揺動タイプの研磨機で球面形状を加工する
ときの、工具の半開角および工具と被加工材料の相対角
の定義を示す図である。

【図５】多数個貼り方式のレンズ加工方式における、工
具、レンズの半開角および、工具と被加工材料の相対角
の定義を示す図である。

【図６】傾斜軸タイプの研磨機を示す図である。

【図７】垂直軸タイプの研磨機を示す図である。

【図８】球心揺動タイプの研磨機を示す図である。

【図９】レンズの曲率半径を測定するための、簡易球面
計を示す図である。

【図１０】従来の球面形状加工方法を示すフローチャー
トである。

【図１１】被加工物であるレンズの形状の一例を示す図
である。

【図１２】揺動中心位置係数αが０．３５より小さい場
合の工具摩耗の様子を示す図である。

【図１３】揺動中心位置係数αが０．６５より大きい場
合の、レンズの外周エッジと、工具外周面の接触の様子
を示す図である。

【図１４】傾斜軸タイプの研磨機に測定器を取り付けた
状態を示した図である。

【図１５】水平位置出し治具の構成を示す図である。

【図１６】レンズを多数個製造したときのΔＨの推移を
示す図である。

【図１７】工具交換前後のΔＨの変化を示す図である。

【図１８】揺動中心位置係数の値とΔＨの変化の様子と
の関係を示す図である。

【図１９】加工個数とΔＨの関係を示す図である。

【図２０】揺動中心位置係数の値とΔＨの変化の様子と
の関係を示す図である。

【図２１】揺動中心位置係数の値とΔＨの変化率との関
係を示す図である。

【図２２】揺動中心位置係数の値とΔＨの変化の様子と
の関係を示す図である。

【図２３】レンズの半開角と揺動中心位置係数の最適値
との関係を示す図である。

【図２４】レンズの半開角と揺動中心位置係数との関係
を示す図である。

【図２５】揺動中心位置係数の値とΔＨの変化の様子と
の関係を示す図である。

【図２６】加工個数とΔＨの関係を示す図である。

【符号の説明】

１１，３１ 総型工具 １１ｂ 総型工具の摩耗部 １２，３２ 揺動中心位置におけるレンズ材料 １２ｂ，３２ｂ 揺動の右端におけるレンズ材料 １２ｃ，３２ｃ 揺動の左端におけるレンズ材料 １３，３３，７３ 保持材 １４，３４，７４ ホルダ １５，３５ 揺動中心位置におけるカンザシ １５ｂ 揺動右端におけるカンザシ １５ｃ 揺動左端におけるカンザシ ２１，４１ 工具の中心軸 ２２，４２ 揺動の中心位置におけるレンズ材料の中心
軸 ２２ｂ，４２ｂ 揺動の右端におけるレンズ材料の中心
軸 ２２ｃ，４２ｃ 揺動の左端におけるレンズ材料の中心
軸 ７１ 揺動中心位置における総型工具 ７１ｂ 揺動の右端における総型工具 ７１ｃ 揺動の左端における総型工具 ７２ レンズ材料 ７５ ワーク軸シャフト ８１ 揺動中心位置における工具の中心軸 ８１ｂ 揺動の右端における工具の中心軸 ８１ｃ 揺動の左端における工具の中心軸 ８２ レンズ材料の中心軸 ９０ 工具 ９１ ペレット貼付治具 ９２ ペレット型砥石 ９３ レンズ材料 ９４ レンズ貼付治具 ９５ カンザシ ９７ 工具の中心軸 ９８ ワークの中心軸 １０１，１５１，２０１ 総型工具 １０２，１５２，２０２ レンズ材料 １０３，１５３，２０３ 保持材 １０５，１５５ カンザシ １０６，１５６ カンザシアーム １０７，１０９ｂ，１５７，１５９ｂ ネジ １０８，１５８ ピボット １０９，１５９ 揺動ベース １１０，１６０，２２７ リンク １１１，１６１，２２６ 揺動回転軸 １１２，１６２ ネジ １１５，１６５，２２１ 工具軸 １１６，１６６，２２２ プーリ １１７，１６７，２２３ ベルト １１８，１６８，２２４ プーリ １１９，１６９，２２５ 工具軸回転モータ １２０，１７０ 架台 １２１ 工具軸支持部材 １２１ｂ 傾斜基準面 １２２ 傾斜角調整ネジ １２３ ハンドル １２４ 固定ネジ １２５ デジタル傾斜計 １２６ デジタルスケール １２７ スケールカウンター １３０ 水準器 １３１ 軸 １３２ レンズ材料ダミー １３４，１０４ｂ カンザシ穴 ２０５ ワーク軸シャフト ２０６ ワーク軸スリーブ ２０７ ワーク軸ハウジング ２０８ ワークアーム ２０９ 加圧スプリング ２１０ 与圧調整プレート ２１１ ネジ ２１２ ワーク軸スライド ２１３ ガイド ２１４ ワーク軸コラム ２１５ エアシリンダ ２２０ 揺動プレート ３０１ ダイヤルゲージ ３０２ 固定具 ３０３ リング ３０４ 触針 ３１０ マスター球面 ３１１ 被検レンズ ３２１ レンズ ３２１ｂ 被加工面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 敦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 3C049 AA11 AB01 CA01 CA03 CB10

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工する被加工材料の、凹凸反転した曲
   率半径の球面形状を有する総型工具に前記被加工材料を
   押しつけ、前記総型工具を回転させて該総型工具と前記
   被加工材料に相対運動を与え、かつ前記総型工具または
   前記被加工材料を前記総型工具球面の接線方向に揺動運
   動を与えることによって、前記被加工材料を加工する球
   面形状の加工方法において、 前記揺動運動の振り幅の中心位置における前記総型工具
   の中心軸と前記被加工材料の中心軸がなす相対角度をθ
   0としたときに、θ0＝一定の加工条件で、継続して多数
   の被加工材料を加工することを特徴とする球面形状の加
   工方法。
2. 【請求項２】 加工に使用する前記総型工具の半開角を
   θｔとし、前記相対角度θ0と前記総型工具の半開角θ
   ｔの比を、揺動中心位置係数α（＝θ0／θｔ）とした
   ときに、 工具を交換する際に、交換前に使用していた前記総型工
   具の半開角θｔ1と、交換後の前記総型工具の半開角θ
   ｔ2が異なる場合であっても、前記揺動中心位置係数α
   が同じ数値となるように、交換後の前記相対角度θ02を
   決定し、球面形状加工機の各軸の位置関係を、新しい総
   型工具と被加工材料の相対角度がθ02となるように調整
   し、θ0＝一定の加工条件で、継続して多数の被加工材
   料を加工することを特徴とする請求項１に記載の球面形
   状の加工方法。
3. 【請求項３】 前記揺動中心位置係数αを０.３５〜０.
   ６５の範囲に設定し、使用する総型工具の半開角θｔに
   応じて、θ0＝α×θｔとなるように総型工具と被加工
   材料の相対角度θ0を決定し、 球面形状加工機の各軸の位置関係を、総型工具と被加工
   材料の相対角度がθ0となるように調整し、θ0＝一定の
   加工条件で、継続して多数の被加工材料を加工すること
   を特徴とする請求項２に記載の球面形状の加工方法。
4. 【請求項４】 前記揺動中心位置係数αの最適値を決定
   するために、あらかじめ予備加工条件として、任意の揺
   動中心位置係数α1、α2の２条件で、予備加工に使用す
   る工具の半開角θｔ0に応じて、θ01＝α1×θｔ0、θ0
   2＝α2×θｔ0となるように総型工具と被加工材料の相
   対角度θ01とθ02を決定し、 球面形状加工機の各軸の
   位置関係を、総型工具と被加工材料の相対角度がθ01、
   θ02となるように調整し、 それぞれの加工条件で、一定数の被加工材料を加工した
   ときの、被加工材料の曲率半径の変化量の測定値ΔＲ
   1、ΔＲ2の値から、 αｂ＝（ΔＲ1×α2−ΔＲ2×α1）÷（ΔＲ1−ΔＲ2） の計算式により、揺動中心位置係数の最適値αｂを求め
   ておき、 前記揺動中心位置係数の最適値αｂにより、加工に使用
   する工具の半開角θｔに応じて、θ0ｂ＝αｂ×θｔと
   なるように総型工具と被加工材料の相対角度の最適値θ
   0ｂを決定し、 球面形状加工機の各軸の位置関係を、総型工具と被加工
   材料の相対角度が、最適値θ0ｂとなるように調整し、 θ0＝一定（θ0ｂ）の加工条件で、継続して多数の被加
   工材料を加工することを特徴とする請求項２に記載の球
   面形状の加工方法。
5. 【請求項５】 前記揺動中心位置係数αを、加工するレ
   ンズの半開角θｗに応じて、実験的に求めた最適範囲を
   示す式である、αｂ1（＝０.７３−０.００５×θｗ）
   ＜α＜αｂ2（＝０.７５−０.００５×θｗ）の範囲で
   設定し、使用する総型工具の半開角θｔに応じて、θ0
   ＝α×θｔとなるように総型工具と被加工材料の相対角
   度θ0を決定し、 球面形状加工機の各軸の位置関係を、総型工具と被加工
   材料の相対角度がθ0となるように調整し、θ0＝一定の
   加工条件で、継続して多数の被加工材料を加工すること
   を特徴とする請求項２に記載の球面形状の加工方法。
6. 【請求項６】 前記総型工具と被加工材料の相対角度を
   所定の角度θ0に調整するにあたり、下軸工具軸の傾斜
   角度を、設定したい前記総型工具と被加工材料の相対角
   度θ0と同じ角度に調整し、前記被加工材料の揺動中心
   位置を、前記総型工具上で被加工材料が水平となる位置
   を中心に揺動するように上軸揺動アームを調整し、前記
   総型工具の中心軸と、被加工材料の中心軸のなす角度を
   所定の角度θ0として、継続して多数の被加工材料を加
   工することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項
   に記載の球面形状の加工方法。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の球面形状の加工方法に
   用いられる水平位置出し治具であって、下面が被加工材
   料の曲率半径と略一致した球面形状を備え、上面が、被
   加工材料を保持するホルダと略同一形状のカンザシ穴を
   備え、上面は、前記下面の球面の軸線のうち、前記カン
   ザシ穴を通る軸線に直角な水平基準面を備え、上面の基
   準面上に水準器を取り付けてあることを特徴とする水平
   位置出し治具。
8. 【請求項８】 加工する被加工材料の、凹凸反転した曲
   率半径の球面形状を有する総型工具に前記被加工材料を
   押しつけ、前記総型工具を回転させて該総型工具と前記
   被加工材料に相対運動を与え、揺動運動はさせずに前記
   被加工材料を加工する球面形状の加工方法において、 前記総型工具の中心軸と前記被加工材料の中心軸がなす
   相対角度をθ0としたときに、θ0＝一定の加工条件で、
   継続して多数の被加工材料を加工することを特徴とする
   球面形状の加工方法。
9. 【請求項９】 加工に使用する前記総型工具の半開角を
   θｔとし、前記相対角度θ0と前記総型工具の半開角θ
   ｔの比を、揺動中心位置係数α（＝θ0／θｔ）とした
   ときに、 工具を交換する際に、交換前に使用していた前記総型工
   具の半開角θｔ1と、交換後の前記総型工具の半開角θ
   ｔ2が異なる場合であっても、前記揺動中心位置係数α
   が同じ数値となるように、交換後の前記相対角度θ02を
   決定し、球面形状加工機の各軸の位置関係を、新しい総
   型工具と被加工材料の相対角度がθ02となるように調整
   し、θ0＝一定の加工条件で、継続して多数の被加工材
   料を加工することを特徴とする請求項８に記載の球面形
   状の加工方法。
10. 【請求項１０】 前記揺動中心位置係数αを０.３５〜
    ０.６５の範囲に設定し、使用する総型工具の半開角θ
    ｔに応じて、θ0＝α×θｔとなるように総型工具と被
    加工材料の相対角度θ0を決定し、 球面形状加工機の各軸の位置関係を、総型工具と被加工
    材料の相対角度がθ0となるように調整し、θ0＝一定の
    加工条件で、継続して多数の被加工材料を加工すること
    を特徴とする請求項９に記載の球面形状の加工方法。
11. 【請求項１１】 前記揺動中心位置係数αの最適値を決
    定するために、あらかじめ予備加工条件として、任意の
    揺動中心位置係数α1、α2の２条件で、予備加工に使用
    する工具の半開角θｔ0に応じて、θ01＝α１×θｔ0、
    θ02＝α２×θｔ0となるように総型工具と被加工材料
    の相対角度θ01とθ02を決定し、 球面形状加工機の各
    軸の位置関係を、総型工具と被加工材料の相対角度がθ
    01、θ02となるように調整し、 それぞれの加工条件で、一定数の被加工材料を加工した
    ときの、被加工材料の曲率半径の変化量の測定値ΔＲ
    1、ΔＲ2の値から、 αｂ＝（ΔＲ1×α2−ΔＲ2×α1）÷（ΔＲ1−ΔＲ2） の計算式により、揺動中心位置係数の最適値αｂを求め
    ておき、 前記揺動中心位置係数の最適値αｂにより、加工に使用
    する工具の半開角θｔに応じて、θ0ｂ＝αｂ×θｔと
    なるように総型工具と被加工材料の相対角度の最適値θ
    0ｂを決定し、 球面形状加工機の各軸の位置関係を、総型工具と被加工
    材料の相対角度が、最適値θ0ｂとなるように調整し、 θ0＝一定（θ0ｂ）の加工条件で、継続して多数の被加
    工材料を加工することを特徴とする請求項９に記載の球
    面形状の加工方法。
12. 【請求項１２】 前記揺動中心位置係数αを、加工する
    レンズの半開角θｗに応じて、実験的に求めた最適範囲
    を示す式である、αｂ1（＝０.７３−０.００５×θ
    ｗ）＜α＜αｂ2（＝０.７５−０.００５×θｗ）の範
    囲で設定し、使用する総型工具の半開角θｔに応じて、
    θ0＝α×θｔとなるように総型工具と被加工材料の相
    対角度θ0を決定し、 球面形状加工機の各軸の位置関係を、総型工具と被加工
    材料の相対角度がθ0となるように調整し、θ0＝一定の
    加工条件で、継続して多数の被加工材料を加工すること
    を特徴とする請求項９に記載の球面形状の加工方法。
13. 【請求項１３】 前記総型工具と被加工材料の相対角度
    を所定の角度θ0に調整するにあたり、下軸工具軸の傾
    斜角度を、設定したい前記総型工具と被加工材料の相対
    角度θ0と同じ角度に調整し、前記被加工材料の揺動中
    心位置を、前記総型工具上で被加工材料が水平となる位
    置を中心に揺動するように上軸揺動アームを調整し、前
    記総型工具の中心軸と、被加工材料の中心軸のなす角度
    を所定の角度θ0として、継続して多数の被加工材料を
    加工することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか
    １項に記載の球面形状の加工方法。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の球面形状の加工方
    法に用いられる水平位置出し治具であって、下面が被加
    工材料の曲率半径と略一致した球面形状を備え、上面
    が、被加工材料を保持するホルダと略同一形状のカンザ
    シ穴を備え、上面は、前記下面の球面の軸線のうち、前
    記カンザシ穴を通る軸線に直角な水平基準面を備え、上
    面の基準面上に水準器を取り付けてあることを特徴とす
    る水平位置出し治具。