【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研削によるレンズのセンタリング工程において、レンズ素材の側周面の真円加工に水溶性または水性の研削液を用いることで、真円加工後のレンズ洗浄工程を簡略化し、レンズの製造コストを大幅に削減できるレンズ加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レンズのセンタリング工程では、レンズ素材の側周面の真円加工に油性の研削液を用いるのが一般的であった。例えば、「レンズ・プリズムの工作技術」（昭和４４年１０月２５日発行）中央科学社によると、研削液は、切れ味、砥石寿命、切り屑の分離、機械の保守などの点で油性研削液が優れており、特にベルクランプによる芯取加工においては、レンズ面とホルダ面との摩擦係数を小さくして、芯出し精度を高めるためにも油性研削液を使用することが望ましい。
【０００３】
しかし、水性や水溶性に比べて、油性の研削液は冷却効果が劣る、値段が高い、作業者の体質によってかぶれることがあるなどの問題がある。
【０００４】
また、油性の研削液を使用した場合、次工程であるスムージング・ポリッシング工程あるいは、コーティング工程を行う前に、油分の除去作用を有する洗浄を実施する必要がある。すなわち、センタリング工程において油性の研削液を使用した場合、センタリング工程後の洗浄に油分を除去する工程が必要であり、洗浄コストおよび洗浄装置コストが高くなる。
【０００５】
詳しく説明すると、図１１に示すように、油性の研削液を用いて真円加工を行った場合のレンズ洗浄工程は、一般的には６工程で構成され、第１工程（ステップ１０１）では溶剤洗浄による油分の除去、第２工程（ステップ１０２）では溶剤成分の除去、第３工程（ステップ１０３）では活性剤による洗浄、第４および５工程（ステップ１０４、１０５）では一般水および純水による洗浄を行い、第６工程（ステップ１０６）にて乾燥となる。
【０００６】
また、洗浄および濯ぎ作用を高める超音波発信機も併用させるのが一般的であり、従って洗浄にかかる装置コストも高くなる。
【０００７】
さらに上記文献によると、センタリング工程の真円加工で用いるダイヤモンド砥石は、結合材はブロンズ、スチール、ニッケル系などのメタルボンドで、円筒部の粒度Ｄ７０（２００番）〜面取部の粒度Ｄ５０（３００番）、集中度は一般に高めで、目詰りで切れ味が悪くなったとき、または、砥石形状精度が崩れた場合は、１００番程度のＧＣ砥石等でクリーニングまたは、形状修正をする。
【０００８】
つまり、センタリング工程のダイヤモンド砥石は、メタルボンドを使用しているため、砥石のメンテナンス等を加味すると砥石に要するコスト高が問題となる。
【０００９】
具体的に説明すると、図１２の（ａ）に示すように、レンズＲ０ のセンタリング工程に用いる砥石１０５は、砥石ベース部１０５ａとメタル砥石部１０５ｂで構成され、矢印ＡＢＣで示すような砥石軌跡で加工していく場合、図９の（ｂ）に示すように、加工数の増加に伴って、破線で示すようにメタル砥石部１０５ｂに摩耗部Ｔが発生し、いわゆるメタル砥石部１０５ｂの偏摩耗が発生する。
【００１０】
このようなメタル砥石部の偏摩耗に伴い、加工されたレンズの側面部に角度が生じたり、外周部におけるテーパ等が発生するため、砥石の形状修正が必要となる。すなわち、図９の（ｃ）に示すように、形状修正のための表面層１０５ｃを除去エリアＷとして除去するドレッシング工程が必要となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術によれば、前述のように、センタリング工程で油性の研削液を使用するため、洗浄コストおよび装置コストが高いという問題がある。しかしながら水性や水溶性の研削液を用いると、例えばベルクランプ方式の場合、油性に比べて、水溶性または水性の研削液ではレンズ面とホルダ面との摩擦係数が大きくなり、芯出し能力が下がるため、芯出し精度が問題となる。
【００１２】
さらに、水溶性または水性の研削液は、油性の研削液に比べて、切り屑の沈降作用が大であり、機械の保守なども問題となる。
【００１３】
また、センタリング工程において用いられる砥石は、結合材にブロンズ、スチール、ニッケル系などのメタルボンドのダイヤモンド砥石を使用しているため、砥石の摩耗や、クリーニング作用を兼ねたドレッシングによって、砥石形状が変化し、その結果、レンズ形状の維持が困難になり、形状維持に多大の時間を要する。つまり、センタリング工程の砥石がメタルボンド砥石であるために、メンテナンス等を加味すると砥石に関するコスト高が問題となる。
【００１４】
このように従来のセンタリング工程では、砥石コストが高く、しかも、油性の研削液を用いることで洗浄工程数が多くなり、その結果、レンズの製造コストが極めて高くなるという未解決の課題があった。
【００１５】
本発明は、上記従来技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、Ａ面とＢ面の２面を有するレンズ素材の側周面の真円加工において、油性に替えて水溶性または水性の研削液を使用し、かつ、メタルボンド砥石に比べて砥石寿命の長い電着砥石を用いることで、センタリング工程における洗浄コストおよび砥石コストを削減し、レンズ製造コストの大幅な低減を図ることができるレンズ加工方法を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のレンズ加工方法は、Ａ面とＢ面の２つの光学面を有するレンズ素材を製作する粗研削加工工程と、製作されたレンズ素材の側周面を水性または水溶性の研削液と電着砥石を用いて真円加工する真円加工工程と、真円加工されたレンズ素材のＡ面とＢ面をスムージングする精研削工程と、スムージングされたレンズ素材のＡ面とＢ面をポリッシングする研磨工程と、ポリッシングされたレンズ素材をコーティングする前に、前記研削液を除去するための活性剤と水によって洗浄するレンズ洗浄工程を有することを特徴とする。
【００１７】
真円加工されたレンズ素材を水のみによって洗浄した後に、Ａ面とＢ面をスムージングするとよい。
【００１８】
また、Ａ面とＢ面の２つの光学面を有するレンズ素材を製作する粗研削加工工程と、製作されたレンズ素材のＡ面とＢ面をスムージングする精研削工程と、スムージングされたレンズ素材のＡ面とＢ面に水溶性溶剤またはノニオン系活性剤を含んだ物質からなる塗膜を付着させ、水性または水溶性の研削液と電着砥石を用いて側周面を真円加工する真円加工工程と、真円加工されたレンズ素材のＡ面とＢ面をポリッシングする研磨工程と、ポリッシングされたレンズ素材をコーティングする前に、前記研削液を除去するための活性剤と水によって洗浄するレンズ洗浄工程を有するレンズ加工方法でもよい。
【００１９】
真円加工されたレンズ素材を水のみによって洗浄した後に、Ａ面とＢ面をポリッシングするとよい。
【００２０】
また、Ａ面とＢ面の２つの光学面を有するレンズ素材を製作する粗研削加工工程と、製作されたレンズ素材のＡ面とＢ面をスムージングする精研削工程と、スムージングされたレンズ素材のＡ面とＢ面をポリッシングする研磨工程と、ポリッシングされたレンズ素材のＡ面とＢ面に水溶性溶剤またはノニオン系活性剤を含んだ物質からなる塗膜を付着させ、水性または水溶性の研削液と電着砥石を用いて側周面を真円加工する真円加工工程と、真円加工されたレンズ素材をコーティングする前に、前記研削液を除去するための活性剤と水によって洗浄するレンズ洗浄工程を有するレンズ加工方法でもよい。
【００２１】
真円加工における水性または水溶性の研削液が、８５％以上の水を含有するとよい。
【００２２】
真円加工における水性または水溶性の研削液の供給量が毎分４０リットル以下であるとよい。
【００２３】
【作用】
レンズ素材のセンタリング（芯取）のための、側周面の真円加工において、電着砥石を用いることで砥石コストを軽減し、また、水溶性または水性の研削液を用いることでレンズ洗浄工程を簡単化し、加工コストを大幅に低減することができる。油性の研削液を用いた場合に比べて、レンズ素材の両面（Ａ面、Ｂ面）とホルダ面との摩擦係数が大きくなり、芯出し能力が下がるのを補うためには、例えば芯出し回転数を多くする等の、芯出し条件の変更を行うことで、芯出し作用を強化する。
【００２４】
このように、芯出し回転数等の芯出し条件を変えて芯出し能力の向上を図ることで、水溶性または水性の研削液を用いて油性の場合と同等の芯出し精度を出すことが可能となる。
【００２５】
また、レンズの両面に、水によって洗浄可能な水溶性溶剤または、ノニオン系活性剤を含む低摩擦剤（クリーム）を塗布することにより、摩擦を低減し、芯出し能力を向上させることができる。
【００２６】
レンズ素材のセンタリングのための側周面の真円加工は、Ａ面、Ｂ面のスムージングおよびポリッシングの前または後、あるいはスムージングとポリッシングの間に行われるが、いずれの場合でも、真円加工に用いた水性または水溶性の研削液を除去するレンズ洗浄工程は、油分の除去を必要とせず活性剤と水のみによる低コストで簡単な洗浄行程であり、しかも、レンズ加工の仕上げ工程であるコーティング工程の前に行うことで、例えばポリッシング等において用いた研削液をも一括して除去できるため、レンズ洗浄にかかるコストを大幅に低減できる。
【００２７】
また、水溶性または水性の研削液は、油性の研削液に比べて、切り屑の沈降作用が大であるため、カバーを設けて研削液のかかるエリアを小さくし、カバー内の研削液の排出経路の傾斜を大きく、かつ、短くすることにより、切り屑の沈降を抑制できる。
【００２８】
研削液が飛散する動作領域においては、機械の摺動部や可動部にそれぞれ個別にカバー部材を設置することで、切り屑の沈降による動作不良を防止する。
【００２９】
一方、真円加工を行う砥石には、砥石寿命の長い電着砥石を使用することにより、メタルボンド砥石を用いた場合に比べて、砥石の形状修正等にかかるコストを低減する。
【００３０】
なお、電着砥石の場合は、メタルボンド砥石に対し切れ刃層が少ないため、水溶性または水性の研削液では目詰りを生じやすい。そこで、砥石の表面に、レンズの切り屑の除去を促進させる排水性強化のための傾斜溝等の溝部を設けて、溝付きの砥石形状にすることにより、目詰りを低減する。
【００３１】
また、電着砥石の砥石寿命を維持させるために、加工するレンズ素材に品質を確保できるかぎりにおいて、ダイヤモンド粒径の大きいダイヤモンド砥石を使用する。そして、ダイヤモンドの突き出し量を大きくすることによって、研削面の粗さを確保することにより、砥石寿命を維持向上させ、砥石コストを低減する。
【００３２】
このように、水溶性または水性の研削液を用いることで、真円加工後のレンズ洗浄工程において油分を除去するための溶剤を用いる工程を省略して洗浄コストを下げるとともに、メンテナンスコストの低い電着砥石を用いることで、砥石コストと加工コストの双方を削減し、レンズの製造コストを大幅に低減できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
図１は、一実施の形態において用いられるベルクランプ方式の芯出しクランプ装置を備えたレンズ芯取機を示すもので、これは、図示中央の固定側ベルホルダ１にレンズＲ１ を吸着して仮保持し、第１の回転駆動部３によってベルホルダ１、２を低速回転させながら、可動側ベルホルダ２を下方へ移動させて、固定側ベルホルダ１と可動側ベルホルダ２との間にレンズＲ１ を低圧挟持する過程で可動側ベルホルダ２のレンズ当接部２ａとレンズＲ１ の接触点に作用する接線力等を利用して、各ベルホルダ１、２のレンズ当接部１ａ、２ａに対してレンズＲ１ の２つの光学面（レンズ面）であるＡ面、Ｂ面の球面部を滑らせることで芯出しを行い、さらにレンズＲ１ の吸着を解除して、両ベルホルダ１、２の間にレンズＲ１ を低圧挟持した状態で、第２の回転駆動部７によって両ベルホルダ１、２を高速回転させることで芯出しを完了するように構成されている。
【００３５】
図１に示すように、固定側ベルホルダ１は、中空部１１ａを有するスピンドル１１と一体的に結合され、スピンドル１１の軸受１２によって回転自在に支持されている。スピンドル１１の中空部１１ａは、ニップル１１ｂによって図示しない真空源に接続され、固定側ベルホルダ１のレンズ当接部１ａにレンズＲ１ を吸着するための真空吸着力を発生させる。また、可動側ベルホルダ２は、スピンドル２１の一端にこれと一体的に結合され、スピンドル２１は軸受２２によって回転自在に支持されている。
【００３６】
両ベルホルダ１、２を回転させる第１の回転駆動部３は、モータ３０の駆動を電磁クラッチ３０ａの作動により、固定側ベルホルダ１のスピンドル１１に伝達する回転軸３２およびギア側３３、３４と可動側ベルホルダ２のスピンドル２１に伝達するギア列３５、３６に連結自在である。
【００３７】
第１の回転駆動部３によるベルホルダ１、２の回転数は、１５０ｒｐｍ以下の低速回転で任意に制御され、砥石５によってレンズＲ１ の側周面を研削するセンタリング工程（芯取）に用いられる。
【００３８】
砥石５は、不図示の回転源より、砥石スピンドル５１に回転を伝達し、回転できる構成とする。加工時の砥石周速度は３５ｍ／秒以下で制御を可能としている。砥石周速度をこれ以上高速にすれば、研作速度は増すが、装置のコスト高となる。また、砥石５は、スピンドル１１、２１に対し、平行に移動する機構５３を有する不図示の軸方向スライドユニットと垂直に移動する機構５２を有する不図示の送りスライドユニットに連結され、レンズＲ１ の側周面等を研削する。
【００３９】
両ベルホルダ１、２を回転させる第２の回転駆動部７は、モータ７０の駆動を電磁クラッチ７０ａの作動により、固定側ベルホルダ１のスピンドル１１に伝達する回転軸３２およびギア側３３、３４と可動側ベルホルダ２のスピンドル２１に伝達するギア列３５、３６に連結自在である。
【００４０】
第２の回転駆動部７によるベルホルダ１、２の回転数は、２０００ｒｐｍ以下の高速範囲で任意に制御され、両ベルホルダ１、２を高速回転させて自動クランプによるレンズ芯出しを行う工程に用いる。
【００４１】
可動側ベルホルダ２を軸方向へ移動させる軸方向駆動部４は、可動側ベルホルダ２の軸中心を加圧し、移動させるもので、可動側ベルホルダ２の回転中心と軸方向駆動部４の駆動軸を合致させたピストン４１を有するシリンダ４２と中心押圧治具４３，４４、フレキシブルジョイント４５、シリンダ４２の移動検出用センサ４６等を有する。
【００４２】
シリンダ４２は、不図示の本体ベース上に支持され、上記のようにシリンダ４２の軸中心と可動側ベルホルダ２の軸中心は、同一直線上に配設され、中心押圧治具４３、シリンダ４２のピストン４１に連結され、中心押圧治具４３は、フレキシブルジョイント４５に連結され、可動側ベルホルダ２のスピンドル２１にも連結される。
【００４３】
シリンダ４２の移動検出用センサ４６は、シリンダ４２のハウジングに配設され、レンズＲ１ に可動側ベルホルダ２が到達したことを検出するセンサであり、レンズＲ１ までの移動距離が変化した場合、移動検出用センサ４６は、シリンダ４２のハウジングの軸方向に移動できるように構成されている。
【００４４】
シリンダ４２は、図示しない加圧方向切り換え弁を経由して、低圧挟持のための低圧レギュレータと高圧挟持のための高圧レギュレータに接続自在である。加圧方向切り換え弁は、可動側ベルホルダ２の下方向への軸移動と上方向への軸移動に用いる。
【００４５】
高圧レギュレータとの接続は、レンズＲ１ の側周面等の研削時であり、低圧レギュレータとの接続は、レンズＲ１ を吸着した固定側ベルホルダ１に向かって可動側ベルホルダ２を軸方向に移動させ、自動クランプによるレンズ芯出しにおいて両ベルホルダ１、２を高速回転させる工程で行う。
【００４６】
砥石５の駆動部は、前述のように、不図示の芯取機の支持台ベースの上面に配設された軸方向スライドユニット、送りスライドユニット、砥石スピンドル５１等を備えている。砥石５によってレンズＲ１ の側周面等を研削する研削動作領域であるエリアには、不図示の研削液供給手段により、研削液を供給する。この研削液は、水溶性または、水性のものを用いる。
【００４７】
カバー８は、砥石５、可動側ベルホルダ２、固定側ベルホルダ１を覆うように配設され、砥石５による研削動作領域に供給された研削液が、軸方向スライドユニット、送りスライドユニット等に飛散しないように構成される。
【００４８】
カバー８の砥石スピンドル５１と接する部位は、前述の軸方向スライドユニット、送りスライドユニットによる砥石５の自在な作動を妨げないように構成される。また、カバー８は、カバー８に回収された研削液の排出を速やかにするため、その流動路の傾斜が大きく、かつ短くなるように形成され、底部には研削液排水口８０が設けられる。
【００４９】
そして、前記研削液供給手段は、毎分４０リットル以下の供給量で制御を可能とする。これ以上に供給量を増加させ、研削速度を増加させることは可能であるが、供給装置のコスト高となる。
【００５０】
さらに、固定側ベルホルダ１のスピンドル１１には、スピンドルカバー１３が連結され、可動側ベルホルダ２のスピンドル２１の軸受２２の外周に隣接する位置には円筒状のスピンドルカバー２３が配設される。
【００５１】
可動側ベルホルダ２のスピンドルカバー２３は、内面側に多穴を有し、この多穴に接続された不図示の空気の供給源より、軸受２２の円周部に空気を噴出できるように構成される。
【００５２】
砥石５は、図２に示すように、円盤の筒状部（母材表面）に砥粒（ダイヤモンド）を電着方式により固着したものであり、図２の（ａ）に示すように、砥石５の母材であるベース５ａには、回転方向に対して、両側面よりある角度を有して、排水性強化のための溝部５ｂが設けられる。
【００５３】
例えば、砥石ベースの全周に、回転方向に対し、両側面より、３０°の角度を有する溝部を設け、溝幅および溝深さを２ｍｍとする。このような構成の砥石ベースに、図２の（ｂ）に示すように、粒径５３〜４４μｍのダイヤモンド粒を電着し、母材表面におけるダイヤモンド突き出し量２４〜２０μｍになるように固着したものを用いる。
【００５４】
あるいは、図３に示すように、溝部のない円盤の円筒部（母材表面）に、砥粒（ダイヤモンド）を電着方式により固着した砥石５０を用いてもよい。これは、ベース５０ａの表面形状に排水性強化のための創意工夫を施したものではなく、砥粒（ダイヤモンド）の粒度の選定とダイヤモンド突き出し量の関係を工夫することにより目詰りを防ぎ、長寿命化を可能とした砥石であり、例えば、図３の（ｂ）に示すように、ベース５０ａに、粒径８８〜７４μｍのダイヤモンド粒を電着し、ダイヤモンド突き出し量３０〜２５μｍになるように固着したものである。
【００５５】
図１の装置によるベルクランプ方式の芯出しを行い、レンズの側周面を真円加工するセンタリング工程において、油性ではなく、水溶性または水性の研削液を用いた場合は、レンズ面（Ａ面、Ｂ面）とホルダ面との摩擦係数が大きくなり、芯出し能力が下がるため、芯出し作用を増すように芯出し回転数を増加させる等の芯出し条件の変更を行うとよい。これによって、油性研削液を用いた場合と同等の芯出し精度等を得ることができる。
【００５６】
また、レンズＲ１ のＡ面、Ｂ面に、水にて洗浄可能な水溶性溶剤や、ノニオン系活性剤を少なくとも１種類含有する塗膜をつけることにより摩擦を低減させるとよい。
【００５７】
また、水溶性または水性研削液は、油性の研削液に比べて、切り屑の沈降作用が大きい。そこで、カバー８を設けて研削液のかかるエリアを小さくし、研削液の経路の傾斜を大きく、かつ、短くすることが好ましい。
【００５８】
研削液が飛散する動作領域においては、切り屑の沈降による動作不良を防止するために、機械の摺動部および可動部にスピンドルカバー１３、２３を設置する。
【００５９】
また、真円加工に、結合材としてブロンズ、スチール、ニッケル系などのメタルボンドを用いたダイヤモンド砥石を使用すると、砥石の磨耗とクリーニング作用を兼ねたドレッシングにより、砥石形状が変化して、レンズ外周面の円筒度および側面部の面取角度に変化が生じ、レンズ形状の維持が困難、もしくは、形状維持するために多大の時間を要する。そこで、上記のように、クリーニング作用を兼ねたドレッシングによって砥石形状が変化しにくい、砥石寿命の長い電着砥石を用いる。
【００６０】
電着砥石の場合は、メタルボンド砥石に比べて切れ刃層が少ないため、図２に示すように溝部を設けて、水溶性または水性の研削液を用いた場合の排水性を強化することで、レンズの切り屑の除去を促進させ、砥石の目詰りを防止する。
【００６１】
あるいは、図３に示すように、砥石寿命を維持向上させるために、加工するレンズの素材での品質を維持できるかぎりにおいて、ダイヤモンド粒径の大きいものを使用し、ダイヤモンドの突き出し量をコントロールして、研削面の粗さを維持する。
【００６２】
Ａ面とＢ面の２つのレンズ面を有するレンズ素材のセンタリング工程における側周面の真円加工において、前述のように、水溶性または、水性の研削液を用いると、真円加工後のレンズ洗浄工程を大幅に簡単化できる。すなわち、レンズ加工の仕上げ工程であるコーティング工程の直前に、油分の除去作用をしない活性剤と水による簡単で低コストのレンズ洗浄を行うのみでよい。このような簡単なレンズ洗浄工程を、コーティングの前に行い、真円加工およびスムージングやポリッシングにおいて用いられた研削液を一括して除去すれば、レンズ加工コストの低減に大きく貢献できる。
【００６３】
レンズ加工において、レンズ素材の側周面の真円加工を、スムージング工程およびポリッシング工程の前に行う場合のレンズ加工工程を図４に示す。同図に示す加工工程は、粗研削によってレンズ素材を製作し、第１工程（ステップ１）で水性または水溶性の研削液と電着砥石を用いてレンズ素材の側周面の真円加工を行い、その後速やかに、あるいは水のみの洗浄の後に、第２工程（ステップ２）でスムージング（精研削）およびポリッシング（研磨）を行い、その後、第４工程（ステップ４）で仕上げのコーティングを行う前に、第３工程（ステップ３）で活性剤と水によるレンズ洗浄を行う。
【００６４】
粗研削後にスムージングを行ったレンズ素材を真円加工する場合は、第２工程（ステップ２）においてポリッシングのみを行う。
【００６５】
図５は、図４の第３工程であるレンズ洗浄工程を示すフローチャートである。
【００６６】
第１工程（ステップ１１）では活性剤による洗浄、第２および第３工程（ステップ１２、１３）では一般水・純水による洗浄を経て、第４工程（ステップ１４）で乾燥させる。研削液の汚れのレベルに応じては、第１工程を割愛する場合もある。
【００６７】
すなわち、真円加工において水溶性または水性の研削液を用いることで、真円加工後のレンズ洗浄工程において油性の研削液を用いた場合のような油分を除去するための溶剤や活性剤を用いる工程を省略して洗浄コストを下げることが可能となる。
【００６８】
このようにしてセンタリング工程を低コスト化し、加えて、メタルボンド砥石に替えて砥石寿命の長い電着砥石を用いることで、砥石コストを削減する。その結果、レンズの製造コストを大幅に低減できる。
【００６９】
次に、以下の評価レンズを用いて、真円加工における水性および水溶性研削液の濃度の違いによる次工程の精研削および研磨の除去量に対する影響を調査した。
【００７０】
まず、粗研削工程完了レンズを水性または水溶性の研削液を用いて、真円加工を行う際の、水性または水溶性の研削液に含まれる主成分Ｈ２ Ｏ（水）の比率の違いにより、次工程のスムージング工程での単位時間の除去量の比較実験を実施した。その結果を図６および図７のグラフに示す。ただし、真円加工後は、速やかに、スムージングを完了させた。
【００７１】
《評価レンズ１》
芯取外径 Ф３０
材料外径 Ф３２
Ｚ係数 ０．１５
材質 ＬＡＫ１４（摩耗度 ８１）
レンズ形状 メニスカスレンズ
球面部加工状態 粗研削工程完了品：面粗さ６μｍ
【００７２】
《スムージング工程》
研削液：主成分Ｈ２ Ｏ（水）を９５％含有する研削液
最低中心除去量：５０μｍ／分
【００７３】
図６および図７のグラフより、真円加工に用いた水性または水溶性の研削液のＨ２ Ｏ（水）の比率が低い方が、スムージング工程（精研削工程）における除去能力の低下があるが、水の比率が８５％までは最低中心取り代を満足し、加工可能であることがわかった。
【００７４】
次に、スムージング工程を完了後のレンズを水性または水溶性の研削液にて、真円加工を行う場合の、研削液に含まれる主成分Ｈ２ Ｏ（水）の比率と、次工程の研磨（ポリッシング）工程での単位時間の除去量の比較実験を実施した。その結果を図８および図９のグラフに示す。ただし、真円加工後は、速やかに、研磨を完了させた。
【００７５】
《評価レンズ２》
芯取外径 Ф３０
材料外径 Ф３２
Ｚ係数 ０．１５
材質 ＬＡＫ１４（摩耗度 ８１）
レンズ形状 メニスカスレンズ
球面部加工状態 スムージング工程完了品：面粗さ０．５μｍ
【００７６】
《研磨工程》
研削液：２０リットルの水に酸化セリウム２００ｇを混入させた研磨液
最低中心除去量：６μｍ／分
【００７７】
図８および図９のグラフからわかるように、全体的には、真円加工に用いた水性または水溶性の研削液のＨ２ Ｏ（水）の比率が低い方が、研磨（ポリッシング）工程における除去能力の低下があるが、水の比率が８５％以上であれば、加工可能であった。
【００７８】
さらに、水成分の比率を減少させて、加工検討する可能性はあるものの、研削液のコストおよび洗浄効率を考慮した場合、トータルのコスト高が予測できる。
【００７９】
このように、水性または水溶性の研削液を用いる真円加工では、８５％以上の水分を含む研削液であれば、次工程でスムージングやポリッシングを行う場合の研削・研磨効率を損うことなく、低コストのレンズ加工を行うことができる。
【００８０】
また、従来技術では、レンズ面とホルダ面との摩擦係数を小さくして、芯出し精度を高めるためにも油性の研削液を使用することが望ましいとされていたが、研削液を水溶性または水性にした場合は、油性と同等の芯出し精度を得るためには、芯出し回転数を増加させればよいことが判明している。
【００８１】
加えて、メタルボンド砥石に比べて、電着砥石は、形状修正することなく使用できる加工数が多いことも判明している。
【００８２】
すなわち、水溶性または水性の研削液と電着砥石を用いて真円加工することにより、油性の研削液とメタルボンド砥石を用いて加工する場合に比べて、レンズ洗浄工程に費やす時間が短くなり、その結果、レンズ１個当りの加工時間を大幅に短縮できることが判明した。
【００８３】
図４のフローチャートに示すレンズ加工では、粗研削後のレンズ素材に水性または水溶性の研削液と電着砥石を用いて真円加工を行い、スムージングおよびポリッシング工程後に、レンズ洗浄を行って仕上げのコーティングを施す工程が示されているが、前述のように、粗研削に続いてスムージングを完了後に、水性または水溶性の研削液と電着砥石を用いた真円加工を行ってもよいし、また、粗研削後にスムージングとポリッシングを行い、その後に水性または水溶性の研削液と電着砥石を用いた真円加工を行う方法でもよい。
【００８４】
そして、スムージングのみまたは、スムージングとポリッシングを完了後の、レンズ面が低摩擦であるレンズ素材に真円加工を行う場合は、真円加工における芯出しを容易にするために、水にて洗浄可能な水溶性溶剤またはノニオン系活性剤を少なくとも１種類以上含んだクリーム塗膜をレンズ面につけるとより一層芯出し効率を向上させることができる。
【００８５】
次に、以下のスムージング完了後の評価レンズ３を用いて加工条件Ａ（油性の研削液）、加工条件Ｂ（水溶性の研削液、クリーム塗膜なし）、加工条件Ｃ（水溶性の研削液、クリーム塗膜）、加工条件Ｄ（水溶性の研削液、クリーム塗膜）による真円加工の比較実験を行った。
【００８６】
【００８７】
《共通条件》
低圧加圧 ６９０ｋＰａ
高圧加圧 ２０００ｋＰａ
第１の回転駆動部によるベルホルダの１サイクル回転数 １０回転
研削面のかけの大きさ ０．３ｍｍ以下
芯出しおよび芯取加工後の偏心精度 ３０秒以下
【００８８】
なお、研削面のかけは、図１０に示すように、研削時に研削面であるレンズの側周面と球面部の境界に発生するものである。
【００８９】
加工条件Ａ
研削液：油性（鉱物油）
砥石 ：メタルボンド砥石
ダイヤモンド粒径：５３〜４４μｍ
芯出し回転数：４００ｒｐｍ
芯出し時間 ：５秒
【００９０】
加工条件Ｂ
研削液：水溶性（水９０％）
砥石 ：電着砥石
ダイヤモンド粒径：５３〜４４μｍ
砥石詳細仕様：図２
芯出し回転数：６００ｒｐｍ
芯出し時間 ：５秒
【００９１】
【００９２】
加工条件Ｄ
研削液：水溶性（水９０％）
砥石 ：電着砥石
ダイヤモンド粒径：８８〜７４μｍ
砥石詳細仕様：図３
芯出し回転数：４００ｒｐｍ
芯出し時間 ：４秒
その他条件：球面部に水溶性のクリームを塗布
クリーム成分：トリエタノールアミンを溶媒で希釈したもの
【００９３】
従来技術では、レンズ面とホルダ面との摩擦係数を小さくして、芯出し精度を高めるためにも油性の研削液を使用することが望ましいとされていたが、加工条件Ａ、Ｂを比較することで、研削液を水性または水溶性にした場合に、油性と同等の芯出し精度を得るためには、芯出し回転数を増加させればよいことが判明した。
【００９４】
また、加工条件Ａ、Ｃ、Ｄを比較すると、芯出し回転数を増加させないで、レンズ面に水溶性溶剤または、ノニオン系活性剤を少なくとも１種類以上含んだ物質を塗布することによりレンズ面とホルダ面との摩擦係数を小さくすると、より一層芯出し時間を短縮できることがわかる。
【００９５】
さらに、スムージングとポリッシング完了後のレンズについて、油性または水溶性の研削液を用いた真円加工後、研削液を付着した状態にて、部品箱に収納し、水または空気との化学反応で発生する外観不良（ヤケ）の比較実験を行った。
【００９６】
《評価レンズ４》
芯取外径 Ф３０
材料外径 Ф３２
Ｚ係数 ０．１５
材質 ＬＡＫ１４（摩耗度 ８１）
レンズ形状 メニスカスレンズ
球面部加工状態 研磨完了品
【００９７】
《共通条件》
真円加工における研削液への浸食時間：１０分
放置時間 ：７２時間
【００９８】
条件Ｅ
研削液：油性（鉱物油）
【００９９】
条件Ｆ
研削液：水溶性（水９０％）
【０１００】
【０１０１】
【０１０２】
上記の条件Ｅ〜Ｈにおいてヤケの実験を行った結果を以下の表１に示す。
【０１０３】
【表１】
【０１０４】
表１から、研磨完了レンズで、水溶性または水性の研削液を用いて、真円加工後、レンズ洗浄を実施しない状態にて、部品箱に収納した場合は、レンズ球面部に水溶性溶剤または、ノニオン系活性剤の少なくとも１種類以上の物質からなる塗膜をつけて真円加工を行うことで、前述のように自動クランプにおける芯出し効率を向上できることに加えて、コーティング前のレンズ洗浄までレンズを保管する間、レンズ面に水または空気との化学反応で発生する外観不良（ヤケ）を防止できることが、判明した。
【０１０５】
【発明の効果】
本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。
【０１０６】
Ａ面とＢ面の２面を有するレンズ素材のセンタリング工程における側周面の真円加工において、水溶性または水性の研削液を用いることで、真円加工後のレンズ洗浄工程を簡略化するとともに、メンテナンスコストの低い電着砥石を用いることで、レンズ加工コストを大幅に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レンズ芯取機のベルホルダ式レンズ芯出し装置を示すものである。
【図２】電着砥石の一例を説明する図である。
【図３】電着砥石の別の例を説明する図である。
【図４】レンズ加工工程を示すフローチャートである。
【図５】水溶性または水性研削液を用いた真円加工後のレンズ洗浄工程を示すフローチャートである。
【図６】評価レンズ１による水性の研削液の水分含有量がスムージング除去量に及ぼす影響を調べた結果を示すグラフである。
【図７】評価レンズ１による水溶性の研削液の水分含有量がスムージング除去量に及ぼす影響を調べた結果を示すグラフである。
【図８】評価レンズ２による水性の研削液の水分含有量が研磨除去量に及ぼす影響を調べた結果を示すグラフである。
【図９】評価レンズ２による水溶性の研削液の水分含有量が研磨除去量に及ぼす影響を調べた結果を示すグラフである。
【図１０】レンズの研削面と球面部の境界に発生する「かけ」を説明する図である。
【図１１】従来例による油性研削液での真円加工後の洗浄工程を示すフローチャートである。
【図１２】従来例によるメタルボンド砥石を説明する図である。
【符号の説明】
１ 固定側ベルホルダ
２ 可動側ベルホルダ
３ 第１の回転駆動部
４ 軸方向駆動部
５、５０ 砥石
５ａ、５０ａ ベース
５ｂ 溝部
７ 第２の回転駆動部
８ カバー
１３、２３ スピンドルカバー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention simplifies the lens cleaning process after rounding by using a water-soluble or aqueous grinding fluid for rounding the side peripheral surface of the lens material in the centering process of the lens by grinding. The present invention relates to a lens processing method that can significantly reduce costs.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the centering step of a lens, an oil-based grinding fluid has generally been used for round processing of a side peripheral surface of a lens material. For example, according to Chuo Kagakusha, “Lens / prism machining technology” (issued October 25, 1969), a grinding fluid is an oil-based grinding fluid in terms of sharpness, wheel life, chip separation, and machine maintenance. In particular, in centering using a bell clamp, it is desirable to use an oil-based grinding fluid in order to reduce the coefficient of friction between the lens surface and the holder surface and increase the centering accuracy.
[0003]
However, compared to water-based or water-soluble, oil-based grinding fluids have problems such as poor cooling effect, high cost, and rash depending on the constitution of the worker.
[0004]
In addition, when an oil-based grinding fluid is used, it is necessary to perform cleaning having an oil-removing action before performing a smoothing / polishing step or a coating step which is the next step. That is, when an oil-based grinding fluid is used in the centering step, a step of removing oil is required for cleaning after the centering step, which increases the cost of cleaning and the cost of the cleaning apparatus.
[0005]
More specifically, as shown in FIG. 11, the lens cleaning step in the case of performing round processing using an oil-based grinding fluid generally includes six steps, and the first step (step 101) uses a solvent. Removal of oil by washing, removal of solvent components in the second step (step 102), washing with an activator in the third step (step 103), and use of general water and pure water in the fourth and fifth steps (steps 104 and 105). Washing is performed, and drying is performed in the sixth step (step 106).
[0006]
In addition, it is common to use an ultrasonic transmitter for enhancing the washing and rinsing functions, and therefore, the cost of the apparatus for washing is also increased.
[0007]
Further, according to the above-mentioned document, the diamond grindstone used in the perfect circle processing in the centering step is a metal bond such as bronze, steel, nickel or the like, and has a particle size D70 (No. 200) of the cylindrical portion to a particle size D50 (C50) of the chamfered portion. No. 300), the degree of concentration is generally high, and when the sharpness is deteriorated due to clogging, or when the accuracy of the grinding wheel shape is lost, cleaning or shape correction is performed using a GC grinding wheel of approximately 100 or the like.
[0008]
That is, since the diamond grindstone in the centering step uses a metal bond, the cost required for the grindstone becomes a problem when the maintenance of the grindstone is taken into consideration.
[0009]
More specifically, as shown in FIG. 0 The grindstone 105 used in the centering step is composed of a grindstone base portion 105a and a metal grindstone portion 105b. When the grindstone 105 is machined along a grindstone trajectory indicated by an arrow ABC, the number of machining is as shown in FIG. With the increase, the wear portion T is generated on the metal grindstone portion 105b as shown by a broken line, and so-called uneven wear of the metal grindstone portion 105b is generated.
[0010]
With such uneven wear of the metal grindstone portion, an angle is generated on the side surface portion of the processed lens, and a taper or the like occurs on the outer peripheral portion, so that the shape of the grindstone needs to be corrected. That is, as shown in FIG. 9C, a dressing step for removing the surface layer 105c for shape correction as the removal area W is required.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above prior art, as described above, since an oil-based grinding fluid is used in the centering step, there is a problem that the cleaning cost and the equipment cost are high. However, when a water-based or water-soluble grinding fluid is used, for example, in the case of a bell clamp system, the coefficient of friction between the lens surface and the holder surface is increased with a water-soluble or water-based grinding fluid compared to oiliness, and the centering ability is reduced. Therefore, the alignment accuracy becomes a problem.
[0012]
Further, a water-soluble or water-based grinding fluid has a greater sedimentation effect of chips than an oil-based grinding fluid, and also causes problems in maintenance of a machine.
[0013]
In addition, since the grinding stone used in the centering process uses a metal-bonded diamond grinding stone such as bronze, steel, or nickel as the bonding material, the shape of the grinding stone changes due to wear of the grinding stone and dressing that also serves as a cleaning action. However, as a result, it becomes difficult to maintain the lens shape, and much time is required for maintaining the shape. That is, since the grindstone in the centering step is a metal-bonded grindstone, the cost for the grindstone becomes a problem when maintenance is taken into consideration.
[0014]
As described above, in the conventional centering process, there is an unsolved problem that the cost of the grinding wheel is high and the number of cleaning processes is increased by using an oil-based grinding fluid. As a result, the manufacturing cost of the lens becomes extremely high. .
[0015]
The present invention has been made in view of the above-mentioned unresolved problems of the related art, and has been developed in consideration of the problem that, in the rounding of a side peripheral surface of a lens material having two surfaces A and B, a water-soluble material is used instead of oil. The use of abrasive or water-based grinding fluid and the use of electrodeposited grinding wheels with a longer grinding wheel life than metal-bonded grinding wheels reduce the cost of cleaning and grinding wheels in the centering process and significantly reduce lens manufacturing costs. It is an object to provide a lens processing method that can be achieved.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the lens processing method of the present invention includes a rough grinding process for manufacturing a lens material having two optical surfaces, A surface and B surface, A perfect circular processing step of performing perfect circular processing using a water-soluble grinding fluid and an electrodeposition grindstone; a fine grinding step of smoothing the A surface and the B surface of the perfect circular processed lens material; A polishing step of polishing the surfaces B and B; and a lens cleaning step of cleaning with an activator for removing the grinding fluid and water before coating the polished lens material.
[0017]
It is preferable to smooth the surface A and the surface B after cleaning the lens material after the perfect circular processing with only water.
[0018]
Further, a rough grinding process for manufacturing a lens material having two optical surfaces, A surface and B surface, a fine grinding process for smoothing the A surface and B surface of the manufactured lens material, and a rough grinding process for manufacturing a smoothed lens material A perfect circle formed by attaching a coating film made of a substance containing a water-soluble solvent or a nonionic activator to surfaces A and B, and processing the side surface into a perfect circle using an aqueous or water-soluble grinding fluid and an electrodeposition grindstone. A processing step, a polishing step of polishing the A-side and the B-side of the rounded lens material, and cleaning with an activator and water for removing the grinding liquid before coating the polished lens material. A lens processing method having a lens cleaning step may be used.
[0019]
The surface A and the surface B are preferably polished after the lens material having been subjected to the round processing is washed only with water.
[0020]
Further, a rough grinding process for manufacturing a lens material having two optical surfaces, A surface and B surface, a fine grinding process for smoothing the A surface and B surface of the manufactured lens material, and a rough grinding process for manufacturing a smoothed lens material A polishing step of polishing the A surface and the B surface, and applying a coating film made of a substance containing a water-soluble solvent or a nonionic activator to the A surface and the B surface of the polished lens material; A round processing step of rounding the side peripheral surface using a liquid and an electrodeposition grindstone, and cleaning with an activator and water for removing the grinding liquid before coating the round processed lens material. A lens processing method having a lens cleaning step may be used.
[0021]
The water-based or water-soluble grinding fluid in the round processing preferably contains 85% or more of water.
[0022]
The supply amount of the aqueous or water-soluble grinding fluid in the round processing is preferably 40 liters per minute or less.
[0023]
[Action]
In the roundness processing of the side peripheral surface for centering (centering) of the lens material, the cost of the grinding wheel is reduced by using an electrodeposition whetstone, and the lens cleaning process is performed by using a water-soluble or aqueous grinding fluid. Can be simplified, and the processing cost can be greatly reduced. Compared to the case where an oil-based grinding fluid is used, the coefficient of friction between both surfaces (A and B surfaces) of the lens material and the holder surface is increased, and in order to compensate for a decrease in centering ability, for example, centering rotation is required. By changing the centering condition, such as increasing the number, the centering action is enhanced.
[0024]
In this way, by changing the centering conditions such as the centering rotation speed and improving the centering ability, it is possible to achieve the same centering accuracy as the oil-based case using a water-soluble or aqueous grinding fluid. It becomes.
[0025]
In addition, by applying a water-soluble solvent washable with water or a low friction agent (cream) containing a nonionic activator to both surfaces of the lens, friction can be reduced and centering ability can be improved.
[0026]
The roundness processing of the side peripheral surface for centering the lens material is performed before or after smoothing and polishing of the A side and the B side, or between the smoothing and the polishing. The lens cleaning process that removes the used aqueous or water-soluble grinding fluid is a low-cost and simple cleaning process using only the activator and water without the need to remove oil, and coating is a finishing process for lens processing. By performing before the process, for example, the grinding liquid used in polishing or the like can be removed at a time, so that the cost for lens cleaning can be significantly reduced.
[0027]
In addition, since the water-soluble or water-based grinding fluid has a greater settling action of chips than the oil-based grinding fluid, a cover is provided to reduce the area to which the grinding fluid is applied, and the grinding fluid in the cover is discharged. By making the inclination of the path large and short, the settling of chips can be suppressed.
[0028]
In the operating region where the grinding fluid is scattered, cover members are individually provided on sliding and movable parts of the machine, thereby preventing malfunction due to settling of chips.
[0029]
On the other hand, by using an electrodeposited grindstone having a long grindstone life as a grindstone for performing round processing, the cost required for correcting the shape of the grindstone and the like is reduced as compared with the case where a metal bond grindstone is used.
[0030]
In the case of an electrodeposition grindstone, since the cutting edge layer is smaller than that of a metal bond grindstone, clogging easily occurs with a water-soluble or aqueous grinding fluid. Therefore, the surface of the grindstone is provided with a groove portion such as an inclined groove for enhancing drainage for facilitating removal of chips from the lens, and is formed into a grooved grindstone shape to reduce clogging.
[0031]
Further, in order to maintain the life of the electrodeposition whetstone, a diamond whetstone having a large diamond particle diameter is used as long as the quality of the lens material to be processed can be ensured. Then, by increasing the amount of protrusion of the diamond, the roughness of the ground surface is ensured, thereby maintaining and improving the life of the grinding wheel and reducing the cost of the grinding wheel.
[0032]
As described above, by using the water-soluble or water-based grinding liquid, the step of using a solvent for removing oil in the lens cleaning step after the round processing is omitted, and the cleaning cost is reduced, and the maintenance cost is reduced. By using the grinding wheel, both the grinding wheel cost and the processing cost can be reduced, and the manufacturing cost of the lens can be significantly reduced.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0034]
FIG. 1 shows a lens centering machine provided with a centering clamp device of a bell clamp type used in one embodiment. 1 The movable side bell holder 2 is moved downward while the bell holders 1 and 2 are rotated at a low speed by the first rotation drive unit 3 so that the fixed side bell holder 1 and the movable side bell holder 2 Lens R 1 In the process of holding the lens at low pressure, the lens contact portion 2a of the movable-side bell holder 2 and the lens R 1 Is applied to the lens contact portions 1a and 2a of the bell holders 1 and 2 using a tangential force or the like acting on the contact point 1 Centering is performed by sliding the spherical portions of the two optical surfaces (lens surfaces) A and B, 1 Is released, and the lens R is placed between the bell holders 1 and 2. 1 In a state in which the two bell holders 1 and 2 are rotated at a high speed by the second rotation driving unit 7 in a state where the pressure is held at a low pressure, the centering is completed.
[0035]
As shown in FIG. 1, the fixed-side bell holder 1 is integrally connected to a spindle 11 having a hollow portion 11a, and is rotatably supported by a bearing 12 of the spindle 11. The hollow portion 11a of the spindle 11 is connected to a vacuum source (not shown) by a nipple 11b, and a lens R is attached to the lens contact portion 1a of the fixed-side bell holder 1. 1 To generate a vacuum suction force for sucking. The movable-side bell holder 2 is integrally connected to one end of a spindle 21, and the spindle 21 is rotatably supported by a bearing 22.
[0036]
The first rotation drive unit 3 that rotates the bell holders 1 and 2 is movable with the rotation shaft 32 and the gear sides 33 and 34 that transmit the drive of the motor 30 to the spindle 11 of the fixed-side bell holder 1 by the operation of the electromagnetic clutch 30a. It is freely connectable to gear trains 35 and 36 that transmit to the spindle 21 of the side bell holder 2.
[0037]
The number of rotations of the bell holders 1 and 2 by the first rotation drive unit 3 is arbitrarily controlled at a low speed of 150 rpm or less. 1 It is used in the centering step (centering) of grinding the side peripheral surface of.
[0038]
The grindstone 5 is configured to transmit rotation from a rotation source (not shown) to the grindstone spindle 51 and rotate. The grinding wheel peripheral speed at the time of processing can be controlled at 35 m / sec or less. If the peripheral speed of the grinding wheel is further increased, the polishing speed increases, but the cost of the apparatus increases. The grindstone 5 is connected to an axial slide unit (not shown) having a mechanism 53 for moving parallel to the spindles 11 and 21 and a feed slide unit (not shown) having a mechanism 52 for moving vertically. 1 Grind the side peripheral surface of.
[0039]
The second rotation drive unit 7 that rotates the bell holders 1 and 2 is movable with the rotation shaft 32 and the gear sides 33 and 34 that transmit the drive of the motor 70 to the spindle 11 of the fixed bell holder 1 by the operation of the electromagnetic clutch 70a. It is freely connectable to gear trains 35 and 36 that transmit to the spindle 21 of the side bell holder 2.
[0040]
The number of rotations of the bell holders 1 and 2 by the second rotation drive unit 7 is arbitrarily controlled within a high-speed range of 2000 rpm or less, and is used in a step of rotating both bell holders 1 and 2 at a high speed and performing lens centering by automatic clamping.
[0041]
The axial drive unit 4 for moving the movable bell holder 2 in the axial direction presses and moves the axial center of the movable bell holder 2, and moves the rotation center of the movable bell holder 2 and the drive shaft of the axial drive unit 4. It has a cylinder 42 having a matched piston 41, center pressing jigs 43 and 44, a flexible joint 45, a sensor 46 for detecting the movement of the cylinder 42, and the like.
[0042]
The cylinder 42 is supported on a main body base (not shown). As described above, the axis center of the cylinder 42 and the axis center of the movable-side bell holder 2 are disposed on the same straight line. The center pressing jig 43 is connected to the piston 41, connected to the flexible joint 45, and also connected to the spindle 21 of the movable bell holder 2.
[0043]
The movement detection sensor 46 of the cylinder 42 is provided in the housing of the cylinder 42, and the lens R 1 Is a sensor for detecting that the movable-side bell holder 2 has reached 1 The movement detection sensor 46 is configured to be able to move in the axial direction of the housing of the cylinder 42 when the movement distance up to has changed.
[0044]
The cylinder 42 can be connected to a low-pressure regulator for low-pressure clamping and a high-pressure regulator for high-pressure clamping via a pressure direction switching valve (not shown). The pressurizing direction switching valve is used for the downward axial movement and the upward axial movement of the movable-side bell holder 2.
[0045]
The connection to the high-pressure regulator is 1 When grinding the side peripheral surface of the lens, the connection with the low-pressure regulator is 1 The movable bell holder 2 is moved in the axial direction toward the fixed bell holder 1 to which the bell holder 1 is sucked, and the two bell holders 1 and 2 are rotated at a high speed in lens centering by automatic clamping.
[0046]
As described above, the drive unit of the grindstone 5 includes the axial slide unit, the feed slide unit, the grindstone spindle 51, and the like disposed on the upper surface of the support base of the centering machine (not shown). Lens R by whetstone 5 1 Grinding fluid is supplied by an unillustrated grinding fluid supply unit to an area which is a grinding operation region for grinding the side peripheral surface of the workpiece. As the grinding fluid, a water-soluble one or an aqueous one is used.
[0047]
The cover 8 is provided so as to cover the grindstone 5, the movable-side bell holder 2, and the fixed-side bell holder 1, and the grinding fluid supplied to the grinding operation area by the grindstone 5 does not scatter to the axial slide unit, the feed slide unit, and the like. It is configured as follows.
[0048]
The portion of the cover 8 that is in contact with the grindstone spindle 51 is configured so as not to hinder the free operation of the grindstone 5 by the aforementioned axial slide unit and feed slide unit. Further, the cover 8 is formed so that the flow path thereof has a large and short slope in order to quickly discharge the grinding fluid collected by the cover 8, and a grinding fluid drain port 80 is provided at the bottom.
[0049]
The grinding fluid supply means enables control at a supply rate of 40 liters per minute or less. Although it is possible to further increase the supply amount and increase the grinding speed, the cost of the supply device increases.
[0050]
Further, a spindle cover 13 is connected to the spindle 11 of the fixed-side bell holder 1, and a cylindrical spindle cover 23 is disposed at a position adjacent to the outer periphery of the bearing 22 of the spindle 21 of the movable-side bell holder 2.
[0051]
The spindle cover 23 of the movable-side bell holder 2 has a plurality of holes on the inner surface side, and is configured so that air can be blown out to the circumferential portion of the bearing 22 from an air supply source (not shown) connected to the holes. You.
[0052]
As shown in FIG. 2, the grindstone 5 is one in which abrasive grains (diamond) are fixed to a cylindrical portion (base material surface) of a disk by an electrodeposition method, and as shown in FIG. The base 5a, which is the base material of No. 5, is provided with a groove 5b at a certain angle from both sides with respect to the rotation direction to enhance drainage.
[0053]
For example, a groove having an angle of 30 ° from both sides with respect to the rotation direction is provided on the entire circumference of the grindstone base, and the groove width and the groove depth are set to 2 mm. As shown in FIG. 2 (b), diamond grains having a particle diameter of 53 to 44 μm are electrodeposited on the grindstone base having such a configuration and fixed so as to have a diamond protrusion amount of 24 to 20 μm on the surface of the base material. Is used.
[0054]
Alternatively, as shown in FIG. 3, a grindstone 50 in which abrasive grains (diamonds) are fixed to a cylindrical portion (base material surface) of a disk having no groove by an electrodeposition method may be used. This is not an ingenuity for enhancing the drainage property of the surface shape of the base 50a, but it prevents clogging by devising the relationship between the selection of the grain size of the abrasive grains (diamonds) and the amount of the diamond protrusion, thereby preventing the clogging. This is a grindstone that has a longer life. For example, as shown in FIG. 3B, a diamond particle having a particle size of 88 to 74 μm is electrodeposited on the base 50a so that the protrusion amount of the diamond is 30 to 25 μm. It is stuck.
[0055]
In the centering step of performing centering of the bell clamp system by the apparatus of FIG. 1 and rounding the side peripheral surface of the lens, if a water-soluble or aqueous grinding fluid is used instead of oil, the lens surface (A surface , B surface) and the friction coefficient between the holder surface and the centering ability are reduced. Therefore, it is preferable to change the centering condition such as increasing the centering rotation speed so as to increase the centering action. As a result, it is possible to obtain the same centering accuracy as when using an oil-based grinding fluid.
[0056]
Also, the lens R 1 The friction may be reduced by applying a water-soluble solvent washable with water or a coating film containing at least one nonionic activator to surfaces A and B.
[0057]
In addition, the water-soluble or aqueous grinding fluid has a greater sedimentation effect of chips than the oil-based grinding fluid. Therefore, it is preferable to provide the cover 8 to reduce the area to which the grinding liquid is applied, and to increase and decrease the inclination of the path of the grinding liquid.
[0058]
In the operating area where the grinding fluid is scattered, the spindle covers 13 and 23 are installed on sliding and movable parts of the machine in order to prevent malfunction due to settling of chips.
[0059]
In addition, if a diamond grindstone using a metal bond such as bronze, steel, or nickel is used as a binder in the round processing, the shape of the grindstone changes due to the dressing that combines the wear of the grindstone and the cleaning action. A change occurs in the cylindricity of the surface and the chamfer angle of the side portion, and it is difficult to maintain the lens shape, or it takes a lot of time to maintain the shape. Therefore, as described above, an electrodeposited grindstone with a long grindstone life is used, in which the shape of the grindstone is unlikely to change due to dressing that also serves as a cleaning action.
[0060]
In the case of an electrodeposited whetstone, since the cutting edge layer is smaller than that of a metal bond whetstone, a groove is provided as shown in FIG. 2 to enhance drainage when a water-soluble or aqueous grinding fluid is used. Promotes the removal of chips from the lens and prevents clogging of the grindstone.
[0061]
Alternatively, as shown in FIG. 3, in order to maintain and improve the life of the grindstone, as long as the quality of the lens material to be processed can be maintained, a diamond having a large particle diameter is used, and the protrusion amount of the diamond is controlled. Maintain the roughness of the ground surface.
[0062]
As described above, when a water-soluble or water-based grinding fluid is used in the rounding of the side peripheral surface in the centering step of the lens material having the two lens surfaces A and B, the lens after the rounding is used. The cleaning process can be greatly simplified. That is, it is only necessary to perform simple and low-cost lens cleaning with an activator that does not remove oil content and water immediately before the coating step, which is a finishing step of lens processing. If such a simple lens cleaning step is performed before coating, and the grinding fluid used in the round processing and the smoothing or polishing is removed at a time, the lens processing cost can be greatly reduced.
[0063]
FIG. 4 shows a lens processing step in the case of performing round processing on the side peripheral surface of the lens material before the smoothing step and the polishing step in the lens processing. In the processing step shown in the figure, a lens material is manufactured by rough grinding, and in a first step (step 1), a circular processing of the side peripheral surface of the lens material is performed using an aqueous or water-soluble grinding fluid and an electrodeposition grindstone. Smoothing (fine grinding) and polishing (polishing) are performed in the second step (step 2) immediately or after washing with water only, and then finishing coating is performed in the fourth step (step 4). Prior to the third step (step 3), lens cleaning with an activator and water is performed.
[0064]
In the case where the lens material subjected to smoothing after the rough grinding is processed into a perfect circle, only polishing is performed in the second step (step 2).
[0065]
FIG. 5 is a flowchart showing a lens cleaning step, which is the third step in FIG.
[0066]
In the first step (step 11), cleaning with an activator is performed, in the second and third steps (steps 12 and 13), cleaning with general water / pure water is performed, and then drying is performed in a fourth step (step 14). The first step may be omitted depending on the level of contamination of the grinding fluid.
[0067]
That is, by using a water-soluble or water-based grinding fluid in the round processing, a solvent or an activator for removing oil as in the case of using an oil-based grinding fluid in a lens cleaning step after the round processing is used. By omitting the steps, it is possible to reduce the cleaning cost.
[0068]
Thus, the cost of the centering step is reduced, and in addition, the cost of the grinding wheel is reduced by using an electrodeposited grinding wheel having a long grinding wheel life in place of the metal bond grinding wheel. As a result, the manufacturing cost of the lens can be significantly reduced.
[0069]
Next, using the following evaluation lenses, the influence of the difference in the concentration of the aqueous and water-soluble grinding fluid in the round processing on the removal amount of the fine grinding and polishing in the next step was investigated.
[0070]
First, the main component H contained in the aqueous or water-soluble grinding fluid when performing round processing using the aqueous or water-soluble grinding fluid for the lens having undergone the rough grinding process. 2 A comparison experiment was performed on the removal amount per unit time in the next smoothing step depending on the difference in the ratio of O (water). The results are shown in the graphs of FIGS. However, after the round processing, smoothing was completed promptly.
[0071]
<< Evaluation lens 1 >>
Outer diameter of centering Ф30
Material outer diameter Ф32
Z coefficient 0.15
Material LAK14 (Abrasion 81)
Lens shape Meniscus lens
Spherical part processing state Finished product of rough grinding process: Surface roughness 6μm
[0072]
《Smoothing process》
Grinding fluid: Main component H 2 Grinding fluid containing 95% O (water)
Minimum center removal: 50 μm / min
[0073]
From the graphs of FIG. 6 and FIG. 2 The lower the O (water) ratio, the lower the removal ability in the smoothing step (fine grinding step). However, it can be seen that up to 85% of water satisfies the minimum centering allowance and can be processed. Was.
[0074]
Next, the main component H contained in the grinding fluid when the lens after the completion of the smoothing step is subjected to round processing with an aqueous or water-soluble grinding fluid. 2 A comparative experiment was performed on the ratio of O (water) and the removal amount per unit time in the subsequent polishing (polishing) step. The results are shown in the graphs of FIGS. However, after the round processing, the polishing was completed immediately.
[0075]
<< Evaluation lens 2 >>
Outer diameter of centering Ф30
Material outer diameter Ф32
Z coefficient 0.15
Material LAK14 (Abrasion 81)
Lens shape Meniscus lens
Spherical part processed state Smoothing process completed product: Surface roughness 0.5μm
[0076]
《Polishing process》
Grinding liquid: polishing liquid with 200 g of cerium oxide mixed in 20 liters of water
Minimum center removal: 6 μm / min
[0077]
As can be seen from the graphs of FIG. 8 and FIG. 2 The lower the O (water) ratio, the lower the removal ability in the polishing (polishing) step. However, if the water ratio was 85% or more, processing was possible.
[0078]
Further, although there is a possibility of studying the processing by reducing the ratio of the water component, the total cost can be expected to be high when the cost of the grinding fluid and the cleaning efficiency are considered.
[0079]
As described above, in the round processing using an aqueous or water-soluble grinding fluid, a grinding fluid containing 85% or more of moisture does not impair the grinding / polishing efficiency when performing smoothing or polishing in the next step. In addition, low-cost lens processing can be performed.
[0080]
Further, in the prior art, it has been considered that it is desirable to use an oil-based grinding fluid in order to reduce the coefficient of friction between the lens surface and the holder surface and increase the centering accuracy. It has been found that in the case of water-based, in order to obtain the same centering accuracy as that of oiliness, it is sufficient to increase the centering rotation speed.
[0081]
In addition, it has been found that the electrodeposited grindstone can be used in a larger number of processes without correcting the shape as compared with the metal bond grindstone.
[0082]
In other words, by performing perfect circular processing using a water-soluble or aqueous grinding fluid and an electrodeposited grinding wheel, the time spent in the lens cleaning process is reduced compared to processing using an oil-based grinding fluid and a metal bond grinding wheel. As a result, it has been found that the processing time per lens can be greatly reduced.
[0083]
In the lens processing shown in the flowchart of FIG. 4, the lens material after the coarse grinding is subjected to a perfect circular processing using an aqueous or water-soluble grinding fluid and an electrodeposition grindstone, and after the smoothing and polishing steps, the lens is cleaned to finish the lens. Although the step of applying the coating is shown, as described above, after completing the rough grinding and the smoothing, a round processing using an aqueous or water-soluble grinding fluid and an electrodeposition grindstone may be performed, Alternatively, a method may be used in which smoothing and polishing are performed after rough grinding, and then round processing is performed using an aqueous or water-soluble grinding fluid and an electrodeposition grindstone.
[0084]
When smoothing only or smoothing and polishing are completed, and the lens surface with a low friction is subjected to perfect circular processing, it can be washed with water to facilitate centering in perfect circular processing. If a cream coating containing at least one kind of a water-soluble solvent or a nonionic activator is applied to the lens surface, the centering efficiency can be further improved.
[0085]
Next, using the evaluation lens 3 after completion of the following smoothing, processing conditions A (oil-based grinding fluid), processing conditions B (water-soluble grinding fluid, no cream coating), and processing conditions C (water-soluble grinding fluid) , Cream coating film) and processing conditions D (water-soluble grinding fluid, cream coating film).
[0086]
[0087]
《Common conditions》
Low pressure pressurization 690kPa
High pressure 2000kPa
1 cycle rotation speed of the bell holder by the first rotation drive unit 10 rotations
The size of the ground surface is 0.3mm or less
Eccentricity after centering and centering 30 seconds or less
[0088]
As shown in FIG. 10, the grinding surface is generated at the boundary between the side peripheral surface of the lens, which is the grinding surface, and the spherical portion during grinding.
[0089]
Processing condition A
Grinding fluid: oily (mineral oil)
Whetstone: Metal bond whetstone
Diamond particle size: 53-44 μm
Centering rotation speed: 400 rpm
Centering time: 5 seconds
[0090]
Processing condition B
Grinding fluid: water soluble (90% water)
Whetstone: Electroplated whetstone
Diamond particle size: 53-44 μm
Detailed specification of whetstone: Fig. 2
Centering rotation speed: 600 rpm
Centering time: 5 seconds
[0091]
[0092]
Processing condition D
Grinding fluid: water soluble (90% water)
Whetstone: Electroplated whetstone
Diamond particle size: 88-74 μm
Detailed specification of whetstone: Fig. 3
Centering rotation speed: 400 rpm
Centering time: 4 seconds
Other conditions: Apply a water-soluble cream to the spherical surface
Cream component: Triethanolamine diluted with solvent
[0093]
In the prior art, it has been considered that it is desirable to use an oil-based grinding fluid in order to reduce the coefficient of friction between the lens surface and the holder surface and increase the centering accuracy. However, the processing conditions A and B are compared. Thus, it has been found that when the grinding fluid is made water-based or water-soluble, in order to obtain the same centering accuracy as that of the oil, the centering rotation speed should be increased.
[0094]
When processing conditions A, C, and D are compared, a water-soluble solvent or a substance containing at least one or more nonionic activators is applied to the lens surface without increasing the centering rotation speed, and thus the lens surface and the lens surface are coated. It can be seen that the centering time can be further reduced by reducing the coefficient of friction with the holder surface.
[0095]
Furthermore, after smoothing and polishing are completed, the lens is processed into a round shape using an oil-based or water-soluble grinding fluid, then stored in a parts box with the grinding fluid attached, and is generated by a chemical reaction with water or air. A comparative experiment of poor appearance (burn) was performed.
[0096]
<< Evaluation lens 4 >>
Outer diameter of centering Ф30
Material outer diameter Ф32
Z coefficient 0.15
Material LAK14 (Abrasion 81)
Lens shape Meniscus lens
Spherical part processing state Polished product
[0097]
《Common conditions》
Erosion time to grinding fluid in round processing: 10 minutes
Idle time: 72 hours
[0098]
Condition E
Grinding fluid: oily (mineral oil)
[0099]
Condition F
Grinding fluid: water soluble (90% water)
[0100]
[0101]
[0102]
Table 1 shows the results of the burn test performed under the above conditions E to H.
[0103]
[Table 1]
[0104]
From Table 1, when the lens is finished in a polished lens and is stored in a parts box in a state where the lens is not cleaned after the circular processing using a water-soluble or aqueous grinding fluid, a water-soluble solvent or In addition to improving the centering efficiency of the automatic clamp as described above, by applying a coating film made of at least one or more substances of nonionic activators, the lens can be cleaned before coating. It has been found that during storage of the lens, poor appearance (burn) caused by a chemical reaction of the lens surface with water or air can be prevented.
[0105]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and has the following effects.
[0106]
In the rounding of the side peripheral surface in the centering process of the lens material having the two surfaces A and B, a water-soluble or aqueous grinding fluid is used to simplify the lens cleaning process after the rounding. By using an electrodeposition grindstone having a low maintenance cost, the lens processing cost can be significantly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a bell holder type lens centering device of a lens centering machine.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an electrodeposition grindstone.
FIG. 3 is a diagram illustrating another example of an electrodeposition grindstone.
FIG. 4 is a flowchart showing a lens processing step.
FIG. 5 is a flowchart showing a lens cleaning process after round processing using a water-soluble or aqueous grinding fluid.
FIG. 6 is a graph showing the results of examining the effect of the water content of the aqueous grinding fluid on the amount of smoothing removed by the evaluation lens 1;
FIG. 7 is a graph showing the results of examining the effect of the water content of a water-soluble grinding fluid on the amount of smoothing removed by the evaluation lens 1;
FIG. 8 is a graph showing a result of examining the effect of the water content of an aqueous grinding fluid on the polishing removal amount by the evaluation lens 2.
FIG. 9 is a graph showing the results of examining the effect of the water content of a water-soluble grinding fluid on the polishing removal amount by the evaluation lens 2.
FIG. 10 is a view for explaining a “kake” occurring at a boundary between a ground surface and a spherical portion of a lens.
FIG. 11 is a flowchart showing a cleaning process after a perfect circular processing with an oil-based grinding fluid according to a conventional example.
FIG. 12 is a diagram illustrating a metal bond grindstone according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 fixed side bell holder
2 Movable bell holder
3 First rotation drive unit
4 axis drive unit
5,50 whetstone
5a, 50a base
5b Groove
7 Second rotation drive unit
8 Cover
13,23 Spindle cover
