JP2005074550A - Curvature setting device for polishing jig and method for injecting air to polishing jig - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研磨治具用曲率設定装置におけるエアの注入方法に関し、特に、プラスチックレンズのトーリック面、非球面、非トーリック面、任意の自由曲面形状等からなる面を研磨する研磨装置に用いられる研磨治具のバルーン部材のドーム状表面の曲率をレンズの研磨したい面の形状に応じて自動的に設定する研磨治具用曲率設定装置および研磨治具へのエア注入方法に関するものである。 The present invention relates to a method of injecting air in a curvature setting device for a polishing jig, and in particular, used for a polishing device for polishing a toric surface, an aspheric surface, a non-toric surface, a surface having an arbitrary free-form surface, etc. of a plastic lens. The present invention relates to a curvature setting device for a polishing jig that automatically sets a curvature of a dome-shaped surface of a balloon member of a polishing jig according to a shape of a surface to be polished of a lens, and a method of injecting air into the polishing jig.
従来、NC制御のカーブジェネレータで球面やトーリック面形状に切削されたレンズの凹面を研磨装置によって研磨するには、研磨したい凹面の形状に略一致する凸面を有する金属製の研磨治具に研磨パッドを貼付け、これを研磨したい凹面に押し付けた状態で研磨治具とレンズを相対的に摺動させることにより行っていた。したがって、このような研磨方法では研磨したいレンズの凹面の形状毎に異なった研磨治具を用意する必要がある。例えば、乱視矯正用のトーリックレンズの場合、トーリック面(円弧を、その円弧と同一面内にあり円弧の曲率中心を通らない軸の回りに回転させて得られる面の一部)が3000〜4000種類にも及ぶため、その数だけの研磨治具を用意する必要があった。このため、研磨治具の製造コストが嵩むばかりか、多数の研磨治具を整然と保管するために広い収納スペースを必要とし、またその管理も煩雑であった。 Conventionally, in order to polish a concave surface of a lens cut into a spherical or toric surface shape by an NC control curve generator with a polishing apparatus, a polishing pad is attached to a metal polishing jig having a convex surface substantially matching the shape of the concave surface to be polished. Is applied by sliding the polishing jig and the lens relative to each other in a state where the polishing jig is pressed against the concave surface to be polished. Therefore, in such a polishing method, it is necessary to prepare different polishing jigs for each concave shape of the lens to be polished. For example, in the case of a toric lens for correcting astigmatism, a toric surface (a part of a surface obtained by rotating an arc around the axis that is in the same plane as the arc and does not pass through the center of curvature of the arc) is 3000 to 4000. Since there are many types, it was necessary to prepare as many polishing jigs as there were. For this reason, not only the manufacturing cost of the polishing jig is increased, but also a large storage space is required for orderly storing a large number of polishing jigs, and the management thereof is complicated.
また、球面やトーリック面だけではなく、非球面(頂点から周辺にかけて曲率が連続的に変化する回転面の一部)形状、非トーリック面(曲率が異なる互いに垂直な主経線をもつ面で、少なくとも一方の主経線の断面が円ではない面)形状、累進多焦点レンズのような自由曲面形状など複雑な形状の凹面を形成する場合があり、このような場合には従来の研磨治具を用いた研磨方法では、研磨できないという問題があった。 Also, not only spherical surfaces and toric surfaces, but also aspherical surfaces (parts of rotating surfaces whose curvature continuously changes from the apex to the periphery), non-toric surfaces (surfaces having mutually perpendicular principal meridians with different curvatures, at least On the other hand, a concave surface with a complicated shape, such as a free-form surface such as a progressive multifocal lens, may be formed. The conventional polishing method has a problem that it cannot be polished.
そこで、このような問題を解決するための方法として、特許文献1に記載された研磨装置とその研磨治具が提案されている。
Therefore, as a method for solving such a problem, a polishing apparatus and a polishing jig described in
上記特開2000−117604号公報に記載された研磨装置は、被研磨物を保持する保持具と、空気圧によってドーム状に膨らまされる可撓性シートを有する研磨治具と、前記可撓性シートの表面に貼付けられる研磨パッドとを備え、前記保持具の左右および前後往復運動と、前記研磨治具の首振り旋回運動により研磨の軌跡が1周毎に少しずつずれる無軌道研磨軌跡で前記被研磨物の被研磨面を、前記研磨パッドと前記被研磨面との間に供給される研磨剤によって研磨するようにしたものである。 The polishing apparatus described in JP 2000-117604 A includes a holding tool for holding an object to be polished, a polishing jig having a flexible sheet that is inflated into a dome shape by air pressure, and the flexible sheet. A polishing pad that is attached to the surface of the workpiece, and the object to be polished in a track-free polishing locus in which the locus of polishing is slightly shifted every round by the reciprocating motion of the holder in the right and left and back and forth directions and the swinging movement of the polishing jig. A surface to be polished of an object is polished by an abrasive supplied between the polishing pad and the surface to be polished.
このように、空気圧によってドームの曲率を変化させると、1つの治具で広い範囲の凹面形状に対応できるため、凹面の形状毎に異なった研磨治具を用意する必要がなく、研磨治具の数を大幅に削減することができる利点がある。 In this way, if the curvature of the dome is changed by air pressure, a single jig can handle a wide range of concave shapes, so there is no need to prepare different polishing jigs for each concave shape. There is an advantage that the number can be greatly reduced.
上記した研磨治具の使用に当たっては、作業性を向上させる上でドームの曲率設定作業を被研磨面の曲率に応じて自動的に行い得るようにした装置の開発が望まれている。 In using the above-described polishing jig, it is desired to develop an apparatus capable of automatically performing a dome curvature setting operation in accordance with the curvature of the surface to be polished in order to improve workability.
上記した特開2000−117604号公報に開示された研磨装置は、可撓性シートの内圧を変えることによってドーム部の曲率を設定しているが、圧力の変動量に対するドーム部の変形量が大きい場合には曲率に応じた圧力調整が難しい場合があり、また可撓性シートの劣化により同じ圧力であっても所望の曲率が得られなくなる場合もある。 The polishing apparatus disclosed in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-117604 sets the curvature of the dome portion by changing the internal pressure of the flexible sheet, but the deformation amount of the dome portion with respect to the pressure fluctuation amount is large. In some cases, it may be difficult to adjust the pressure according to the curvature, and the desired curvature may not be obtained even with the same pressure due to deterioration of the flexible sheet.
そこで、本発明者らは、予めドーム部の頂点高さと曲率との相関を測定しておき、エアの供給によりバルーン部材のドーム部を、その頂点高さが所望の曲率に相応する高さになるまで膨張させてドーム部の形状を設定する方法を用いることを考えた。 Therefore, the present inventors have previously measured the correlation between the vertex height of the dome portion and the curvature, and by supplying air, the dome portion of the balloon member is adjusted to a height corresponding to the desired curvature. It was considered to use a method of inflating until the dome portion was set.
かかる方法を用いた装置の実用化に当たっては、所定の頂点高さに正確かつ短時間にエアを注入できる装置であることが望まれる。より短時間にエアを注入するにはエアの単位時間当たりの注入量を多くすればよいが、エアの注入を停止するタイミングがずれるとエア注入量の誤差も多くなり正確な頂点高さが得られなくなるおそれがある。これに対して、エアの単位時間当たりの注入量を少なくするとエア注入停止のタイミングのずれによる影響は少なくなるが、エア注入に時間がかかり、レンズ製造にかかる時間が増加してしまう。 In putting a device using such a method into practical use, it is desired that the device can inject air accurately at a predetermined apex height in a short time. In order to inject air in a shorter time, the amount of air injected per unit time may be increased. However, if the timing of stopping air injection is shifted, the error in the air injection amount increases and an accurate apex height is obtained. There is a risk of being lost. On the other hand, if the injection amount of air per unit time is reduced, the influence of the deviation of the timing of stopping the air injection is reduced, but it takes time to inject air and increases the time required to manufacture the lens.
エアを過剰に注入してしまった場合には、注入されたエアを排出して所定の頂点高さにする方法も考えられるが、エア注入機構の他にエアの排出機構も必要になるため、装置の構造が複雑になり、また排出操作に時間がかかるという問題が生じる。また、ドーム部の曲率設定作業はレンズの研磨面の形状が変わるごとに行う必要があるため、作業者の負担を軽減するよう、より簡易な操作でエア注入が行える装置であることも望まれている。 If air is excessively injected, a method of discharging the injected air to a predetermined apex height is also conceivable, but an air discharge mechanism is also required in addition to the air injection mechanism. There is a problem that the structure of the apparatus becomes complicated and the discharging operation takes time. In addition, since it is necessary to perform the curvature setting of the dome every time the shape of the polished surface of the lens changes, it is also desirable that the device can inject air with a simpler operation so as to reduce the burden on the operator. ing.
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、エアの流量をエア注入途中に少ない流量に変更することにより過剰に注入することがなく、ドーム部の頂点高さを所定の高さに確実にしかも短時間に設定することができ、作業者による頂点高さの調整作業の負担を軽減し得るようにした研磨治具用曲率設定装置および研磨治具へのエア注入方法を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems. The object of the present invention is to change the air flow rate to a low flow rate during air injection so that the dome portion does not inject excessively. A curvature setting device for a polishing jig and a polishing jig that can reliably set the vertex height to a predetermined height in a short time and reduce the burden of the operator on the adjustment of the vertex height. The object is to provide a method of injecting air into the device.
上記目的を達成するために第1の発明は、研磨治具のバルーン部材にエアを供給することにより前記バルーン部材の表面をドーム状に膨張させて所定の曲率に設定する研磨治具用曲率設定装置であって、前記バルーン部材にエアを供給するためのエア注入口を有し前記研磨治具が設置される設置台と、前記エア注入口にエアを注入するエア供給手段と、前記バルーン部材の表面の高さを検知する高さ測定装置とを有し、前記高さ測定装置は複数の異なる高さを検知することが可能であり、前記高さ測定装置からの検知信号に基づいて前記エア供給手段の単位時間当たりのエア供給流量を少ない流量に変更しエアを注入するものである。 To achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a curvature setting for a polishing jig in which the surface of the balloon member is inflated into a dome shape by supplying air to the balloon member of the polishing jig and set to a predetermined curvature. An apparatus having an air inlet for supplying air to the balloon member and having the polishing jig installed thereon, an air supply means for injecting air into the air inlet, and the balloon member A height measuring device for detecting the height of the surface of the device, the height measuring device is capable of detecting a plurality of different heights, and based on a detection signal from the height measuring device The air supply means changes the air supply flow rate per unit time to a low flow rate and injects air.
第2の発明は、上記第1の発明において、前記エア供給手段が単位時間当たりのエア供給流量が異なる複数の分岐流路を有し、前記高さ測定装置からの検知信号に基づいて、これら分岐流路を切り替えることにより流量を変更するものである。 According to a second invention, in the first invention, the air supply means includes a plurality of branch flow paths having different air supply flow rates per unit time, and based on detection signals from the height measurement device, The flow rate is changed by switching the branch flow path.
第3の発明は、研磨治具のバルーン部材にエアを供給することにより前記バルーン部材の表面をドーム状に膨張させて所定の曲率に設定する研磨治具へのエア注入方法であって、エア供給開始後、前記バルーン部材の表面の高さが、所定の高さより所定距離低い状態になったことを検知した検知信号に基づいて単位時間当たりのエア供給量を少ない流量に変更し、前記バルーン部材の表面が前記所定の高さになったことを検知した検知信号に基づいてエアの供給を停止して前記バルーン部材の表面を所定の高さに設定するものである A third invention is a method for injecting air into a polishing jig in which air is supplied to a balloon member of a polishing jig to inflate the surface of the balloon member into a dome shape and set to a predetermined curvature. After the supply is started, the air supply amount per unit time is changed to a low flow rate based on a detection signal that detects that the height of the surface of the balloon member is lower than the predetermined height by a predetermined distance, and the balloon The supply of air is stopped based on a detection signal that detects that the surface of the member has reached the predetermined height, and the surface of the balloon member is set to a predetermined height.
本発明においては、エアの注入開始時にはエアの流量を多くして注入し、バルーン部材の表面の高さが所定の高さに近づくと、エア供給量を少ない流量に変更し、前記バルーン部材の表面が前記所定の高さになると、エアの供給を停止するようにしているので、エアを短時間に注入することができ、また、エアの過剰に注入される量が少なく、頂点高さを正確に設定することができる。 In the present invention, the air flow is increased at the start of air injection, and when the height of the surface of the balloon member approaches a predetermined height, the air supply amount is changed to a lower flow rate. When the surface reaches the predetermined height, the supply of air is stopped, so that the air can be injected in a short time, and the amount of excessively injected air is small and the apex height is reduced. It can be set accurately.
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係るエア注入方法を採用した研磨治具用曲率設定装置の一実施の形態を示す正面図、図2は同じく曲率設定装置を示す側断面図、図3は設置台に研磨治具を設置した状態を示す平面図、図4は図3のIV−IV線における拡大断面図、図5はエア注入口部の構造とバルブを示す断面図、図6はエア供給時のカバー部材の状態を示す断面図、図7は高さ測定装置の断面図、図8はエアの供給回路を示す図である。図9は同じく曲率設定装置が用いられる研磨装置の概略構成図、図10は研磨パッドが取付けられた研磨治具を示す平面図、図11は同じく研磨治具を示す底面図、図12は図10のXII−XII線断面図、図13は研磨治具の高さとバルーン部材のドーム部の曲率半径との関係を示す図、図14は研磨パッドを示す平面図、図15は研磨パッドの締付部材を示す斜視図、図16(a)、(b)は無軌道研磨軌跡を示す図、図17(a)、(b)、(c)は高さ測定装置のゼロ点調整とドーム部の頂点高さの測定を説明するための図、図18は曲率設定装置によるバルーン部材の曲率設定操作の手順を示すフローチャート、図19は曲率設定装置のブロック図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a curvature setting device for a polishing jig adopting an air injection method according to the present invention, FIG. 2 is a side sectional view showing the curvature setting device, and FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3, FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure and valve of the air inlet, and FIG. 6 is a cover when air is supplied. FIG. 7 is a sectional view of the height measuring device, and FIG. 8 is a diagram showing an air supply circuit. 9 is a schematic configuration diagram of a polishing apparatus in which the curvature setting apparatus is used, FIG. 10 is a plan view showing a polishing jig to which a polishing pad is attached, FIG. 11 is a bottom view showing the polishing jig, and FIG. 10 is a sectional view taken along line XII-XII, FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the height of the polishing jig and the radius of curvature of the dome portion of the balloon member, FIG. 14 is a plan view showing the polishing pad, and FIG. FIGS. 16A and 16B are diagrams showing trackless polishing trajectories, and FIGS. 17A, 17B and 17C are zero-point adjustments of the height measuring device and the dome portion. FIG. 18 is a flowchart for explaining the vertex height measurement, FIG. 18 is a flowchart showing the procedure of the curvature setting operation of the balloon member by the curvature setting device, and FIG. 19 is a block diagram of the curvature setting device.
本発明に係る研磨治具用曲率設定装置は、眼鏡レンズを研磨するための研磨装置に用いられるものである。本実施の形態においては、乱視矯正用のプラスチックレンズのトーリック面からなる凹面を研磨する場合に適用した例を示す。研磨するレンズとしては、ウレタン系またはエピチオ系の樹脂からなる凸面だけが仕上げられたセミフィニッシュレンズを使用した。 The curvature setting device for a polishing jig according to the present invention is used in a polishing device for polishing a spectacle lens. In the present embodiment, an example applied to polishing a concave surface made of a toric surface of a plastic lens for correcting astigmatism is shown. As a lens to be polished, a semi-finished lens having only a convex surface made of urethane or epithio resin was used.
先ず、本発明に係る研磨治具用曲率設定装置を説明する前に研磨装置と、この研磨装置に用いられる研磨治具の構成等について概略説明する。
図9において、全体を符号1で示す眼鏡レンズの研磨装置は、床面に設置された装置本体2と、この装置本体2に紙面において左右方向に移動自在でかつ水平な軸3を中心として紙面と直交する方向に回動自在に配設された門型のアーム4と、このアーム4を左右方向に往復移動させるとともに紙面と直交する方向に回動させる図示しないアーム用駆動装置と、前記アーム4に設けられレンズ5がレンズ保持体7を介して取付けられるレンズ取付部6と、このレンズ取付部6の下方に位置するように前記装置本体2に配設され、図示しない治具用駆動装置により垂直な軸線Kを中心として首振り旋回運動(自転はしない)を行う揺動装置8等を備えている。また、前記揺動装置8上に着脱自在に設けられた研磨治具9、この研磨治具9に着脱自在に取付けられた研磨パッド10、前記レンズ取付部6を昇降させるレンズ用昇降装置11等を備えている。前記揺動装置8は、垂直な回転軸21に対して揺動角度α(例えば、5°)で首振り旋回運動するように傾斜して取付けられ、上面に前記研磨治具9が設置されている。
First, before explaining the curvature setting apparatus for a polishing jig according to the present invention, the configuration of the polishing apparatus and the polishing jig used in this polishing apparatus will be outlined.
In FIG. 9, a spectacle lens polishing apparatus denoted as a whole by
このような研磨装置1は、研磨治具9の構造が新しい点を除いて従来から広く使用されているもので、例えば一般に市販されているLOH社製の汎用の研磨装置(TORO−X2SL)がレンズ5を研磨するために用いられている。
Such a
前記レンズ5は、凸面5aだけが仕上げられたセミフィニッシュレンズからなり、予め3次元NC制御を行うカーブジェネレータによって凹面5bが所定のトーリック面形状に切削加工されている(加工精度3μm以内:レンズ径50mm、最大表面粗さRy0.3〜0.5μm)。このカーブジェネレータおよび前記研磨装置1にレンズ5を取付けるため、予めレンズ凸面5aには、例えばLOH社製のレイアウトブロッカーと呼ばれる装置によって前記レンズ保持体7が凸面5aに取付けられる。
The
前記レンズ保持体7は、工具鋼等からなるヤトイ13と、このヤトイ13とレンズ5を接着する接着剤16とで構成されている。接着剤16としては、通常低融点合金、例えばビスマス、鉛、錫、インジウム、ガリウムからなる合金(融点約49℃)が用いられる。
The
研磨装置1によるレンズ5の凹面研磨は、アーム4のレンズ取付部6に凹面5bが切削加工されたレンズ5をレンズ保持体7を介して装着し、研磨パッド10が取付けられた研磨治具9を揺動装置8に取付け、レンズ用昇降装置11によってレンズ5を下降させて凹面5bを研磨パッド10の表面に押し付ける。この状態で研磨剤を研磨パッド10の表面に供給するとともに、アーム4を左右および前後方向に往復運動させながら揺動装置8を首振り旋回運動させる。これらの運動により、研磨の軌跡が図16(a)または(b)に示すように1周毎に少しずつずれる無軌道研磨軌跡でレンズ5の凹面5bを前記研磨パッド10と研磨剤とによって研磨し、所望のトーリック面に仕上げる。研磨代は5〜9μm程度である。研磨剤としては、例えば酸化アルミナ、ダイヤモンドパウダー等の研磨材(砥粒)を研磨液(例えば、硝酸水溶液)に分散させた溶液状のものが用いられる。
The concave surface polishing of the
図4、図5、図10〜図12において、前記研磨治具9は、弾性材料によってカップ状に形成された背面側が開放するバルーン部材25と、このバルーン部材25の下面側開口部を閉塞し内部を気密に保持する固定具26と、前記バルーン部材25の内部にエア23を供給するバルブ27とで構成されている。
4, 5, and 10 to 12, the polishing
前記バルーン部材25は、正面視形状が略楕円形で表面が扁平または緩やかな凸曲面からなるドーム部25Aと、このドーム部25Aの外周より下方に向かって一体に延設された略楕円形の筒部25Bと、この筒部25Bの後端に一体に延設された環状の内フランジ25Cとで構成されている。
The
バルーン部材25の材質としては、例えば硬度が20〜50度(JIS)の天然ゴムに近い合成ゴム(例えば、IIR)または天然ゴムが用いられる。バルーン部材25の厚さTは全体にわたって略均一で、約0.5〜2mm(通常1mm程度の等厚)である。バルーン部材25の大きさは、研磨するレンズ5の大きさや研磨したい面の形状に応じて複数種類用意することが好ましい。
As the material of the
図4および図12において、前記固定具26は、積層配置される内側固定具29と外側固定具30の2部材からなり、これらによってバルーン部材25の前記筒部25Bの下端部と内フランジ25Cを内側と外側から挟持することにより、バルーン部材25の下面側開口部を気密に封止している。
4 and 12, the fixing
前記内側固定具29は、バルーン部材25の筒部25Bの内側の形状と略同一の大きさの楕円板からなり、前記バルーン部材25のドーム部25Aとともに密閉空間32を形成している。
The
前記外側固定具30は、上方に開放する楕円形のカップ状に形成された本体30Aと、この本体30Aの下面に一体に突設された突条体30Bとで構成され、本体30Aの凹陥部36に前記内側固定具29が前記バルーン部材25の筒部25Bとともに嵌挿され、複数個の止めねじ37によって固定されている。これにより、バルーン部材25の内フランジ25Cは凹陥部36の底面に押し付けられ、バルーン部材25の密閉空間32を気密に保持している。
The
外側固定具30の前記突条体30Bは、外側固定具30の凹陥部36の長径方向において本体30A下面の全長にわたって延在し、この突条体30Bの下面には2つの係合凹部38,39と、本体30Aの上面に開放する貫通孔42(図11、図12)が形成され、左右両側面には係合溝40(図4、図11)がそれぞれ全長にわたって形成されている。
The protruding
図5において、前記バルブ27は、上端部が前記内側固定具29に設けたねじ孔41に螺合し、下端部が前記外側固定具30の貫通孔42内に位置するバルブ本体43を備え、このバルブ本体43内にはボール44、円錐コイルばね45,46、排気用ピン47、受座48およびEリング49が組み込まれている。
In FIG. 5, the
前記バルブ本体43の内部は、連通孔52を有する仕切壁50によって上下2つの室51a,51bに仕切られている。前記ボール44は、上側の室51aに収納され、円錐コイルばね45によって下方に付勢されることにより、通常前記連通孔52の上側開口部に形成した弁座53に着座することにより連通孔孔52を閉塞している。
The inside of the
前記排気用ピン47は、前記下側の室51bに上下動自在に配設されて前記受座48とEリング49を貫通し、円錐コイルばね46によって下方に付勢されることにより通常前記受座48に押し付けられている。排気用ピン47の上端47aは前記連通孔52に遊挿されて前記ボール44と近接して対向し、下端部47bが前記バルブ本体43の下方に突出している。
The
図10、図11、図14および図15において、前記レンズ5の凹面5bの研磨に用いられる前記研磨パッド10は、例えばポリウレタン、フェルト、または不織布等の繊維性の布や合成樹脂等を材料とするシート材によって形成されたもので、前記バルーン部材25のドーム部25Aの正面視形状と略同一の大きさの楕円形に形成された研磨部55(図14)と、この研磨部55の周縁から外側に伸びる複数本の固定片56とで構成されている。研磨部55は、外周より中心に向かって形成された複数の溝57により放射状に分割形成された8個の花弁片58で構成されている。前記固定片56は、前記8個の花弁片58のうち、長軸方向と短軸方向に位置する4つの花弁片58の外縁を径方向にそれぞれ延設することにより形成されている。
10, 11, 14, and 15, the
このような研磨パッド10は、ばね材によってリング状に形成した図14に示す締付部材60によって前記研磨治具9に着脱自在に取付けられる。研磨パッド10の取付けに際しては、予めエア23の供給によってバルーン部材25のドーム部25Aを所定の形状に膨張させた後、このドーム部25Aの上に研磨パッド10の研磨部55を載置する。次に、締付部材60の両端部60a,60bを指で挟んでその間隔を狭めることにより締付部材60を拡径化させ、この状態で締付部材60を固定片56に上方から押しつけて下方に折り曲げ外側固定具30の外周に嵌着する。そして、両端部60a,60bから指を離すと、締付部材60は元の小径な形状に復帰するため固定片56を締付けて外側固定具30の外周に押し付け、もって研磨パッド10の取付けが終了する。
Such a
次に、本発明に係る研磨治具用曲率設定装置の構造等について説明する。
図1〜図6において、全体を符号70で示す研磨治具用曲率設定装置は、作業台71上に設置された箱型の筐体72と、この筐体72の上面後端部で幅方向中央に立設された縦長箱型のカバー73とを備え、また筐体72の一側には、前記バルーン部材25にエア23を供給する前記エア供給装置(エアコンプレッサー)77が配設されている。
Next, the structure and the like of the curvature setting device for a polishing jig according to the present invention will be described.
1 to 6, a curvature setting device for a polishing jig, generally indicated by
前記筐体72の上面中央には、前記研磨治具9を前後方向に往復移動させる研磨治具搬送装置74が設置され、前面には操作部80が設けられ、内部には制御部82が配設されている。筐体72の上面板72Aは、前記研磨治具搬送装置74が設置される基台を形成している。
At the center of the upper surface of the
前記カバー73は前面下部が開放して前記研磨治具搬送装置74の後半部を収納しており、内部上方には前記バルーン部材25のドーム部25Aの頂点高さを測定する高さ測定装置75と、この高さ測定装置75を昇降させる昇降装置76が配設されている。
The
前記操作部80には、電源スイッチ81、レンズ5の指示書にしたがってバルーン部材25のドーム部25Aの頂点高さを前記制御部82に入力するための高さデータ入力手段83、スタート釦84、一時停止釦85等が設けられている。この場合、本実施の形態においては、高さデータ入力手段83として操作釦を用いた例を示しているが、これに限らず例えばキーボード、バーコードリーダ、外部に接続されたコンピュータ、ネットワーク経由でのデータ入力等であってもよい。
The
前記研磨治具搬送装置74は、上方および下方に開放した前後方向に長い箱型の固定ケース90と、この固定ケース90の上面開口部の一部を覆うように当該ケース90内に前後方向に移動自在に配設され前記研磨治具9が設置される設置台91と、この設置台91を治具装着位置C1 と高さ測定位置C2 との2位置間において往復移動させる駆動装置92等で構成されている。治具装着位置C1 は、研磨治具搬送装置74の上面前方位置であり、高さ測定位置C2 は研磨治具搬送装置74の上面後方位置で、高さ測定装置75の真下の位置である。
The polishing
前記固定ケース90は、前記筐体72の基台72A上に前後に対向して設置された2枚の端板94,94(図2)と、これらの端板94,94を連結する左右対称的な一対の外枠96,96(図4)とで構成されている。外枠96は、金属板の折曲加工によってコ字状に形成されることにより、垂直板96aと、上側水平片96bおよび下側水平片96cとで構成されている。また、上側水平片96bは、図3に示すように全長にわたって幅が一定ではなく、前半部96b−1の幅が後半部96b−2の幅より狭く設定されており、左右の外枠96,96の上側水平片96bの前半部96b−1間の間隔D1 が前記外側固定具30の突条体30Bの幅より僅かに広く設定されている。一方、後半部96b−2間の間隔D2 は、前半部96b−1間の間隔D1 より狭く設定され、その対向する内側先端部196c,196cは研磨治具9が高さ測定位置C2 に移動したとき、前記突条体30Bの係合溝40(図4)に係入することにより、バルーン部材25へのエア供給時における研磨治具9のエア23による浮き上がりを規制している。そして、内側先端部分196cの前端部分196eは、係合溝40への係入がスムーズに行くようにするために切り溝196dの形成によって上方に適宜角度をもって折り曲げられている。
The fixed
各外枠96の下側水平片96cは、前記基台72Aの上面から離間しており、適宜な隙間Gが設定されている。この隙間Gは、固定ケース90の上方側開放部から研磨剤がケース内部に浸入した場合、ケース外部への研磨剤の流出を可能にしている。なお、外枠96の前後両端は前後の端板94の内側面に取付けた支持部材154によって支持されている。
The lower
前記設置台91は、フッ素樹脂等の摩擦係数の小さい材料によって矩形板状に形成され、上面中央には前記外側固定具30の突条体30Bが嵌合する嵌合溝97(図4)が形成されている。また、嵌合溝97の底面は、バルーン部材25のドーム部25Aの頂点高さを測定するときの基準面(H)を形成しており、エア注入口部95と、前後一対の位置決め用ピン99a,99b(図11)が設けられている。一方、設置台91の下面両側部寄りには、それぞれ前後2つずつ合計4つからなる駆動力伝達用の係合部100(図4)が形成されている。係合部100は、水平断面円形(または矩形)の凹部によって形成されている。このような設置台91は、通常前記研磨治具搬送装置74の前記治具装着位置C1 に停止した状態で上方から前記研磨治具9が設置される。設置台91が高さ測定位置C2 に位置している状態での嵌合溝97の上面と前記上側水平片96bの後半部96b−2の内側先端部196c下面との高さ間隔は、前記外側固定具30の突条体30Bの係合溝40より下の部分の高さと同じになるように構成されているので、研磨治具9が高さ測定位置C2 に移動すると、突条体30Bの下面と嵌合溝97の上面(高さ測定の基準面)とが接触した状態で研磨治具9が固定される。
The
図5および図6において、前記研磨治具用曲率設定装置70のエア注入口部95は、前記注入口部材98と、この注入口部材98を覆うカバー部材102とで構成されている。
5 and 6, the air
前記注入口部材98は、円板状の本体98Aと、この本体98Aの下面中央に一体に突設された雄ねじ部98Bとからなり、本体98Aの上面中央に凹部103が形成され、内部にはエア注入口104が形成されている。前記凹部103の内径は、前記排気用ピン47の下端部47bの外径より大きく設定され、排気用ピン47の遊嵌を可能にしている。前記エア注入口104は、本体98Aの中心を通る径方向に形成された横孔104Aと、上端が前記横孔104Aに連通し下端が前記雄ねじ部98Bの下面に開放する垂直な縦孔104Bとによって形成され、横孔104Aの両端の開口部104aが本体98Aの外周面にそれぞれ開放している。なお、横孔104Aはこれに限らず、例えば図5に2点鎖線105で示すように斜めに形成し、本体98Aの上面外周部に形成した斜面106に開口させてもよい。
The
前記雄ねじ部98Bは、内部に前記縦孔104Bを有する筒状に形成され、外周に前記設置台91の上面に形成したねじ孔111に螺合する雄ねじが形成されている。前記ねじ孔111は前記エア23の供給通路を形成し、前記エア供給装置77に配管112(図1)を介して接続されている。
The
前記カバー部材102は、ゴム等の弾性材料によってカップ状に形成されることにより、中央に丸い開口115を有する円板状の弾性変形部102Aと、この弾性変形部102Aの外周に一体に連設され前記本体98Aの外周を取り囲む円筒部102Bとで構成されている。前記弾性変形部102Aは、エア供給時以外は図5に示すように注入口部材98の上面116に密着しており、研磨液がエア注入口104に浸入するのを防止している。
The
前記円筒部102Bは、前記弾性変形部102Aより厚肉に形成されて下端部が前記注入口部材98の本体98Aの外周面下端部に溶着等によって固定されている。また、円筒部102Bの内周面と前記本体98Aの外周面との間には、環状の隙間120が形成されており、この隙間120に前記エア注入口104が連通している。また、円筒部102Bは、外径が前記外側固定具30の貫通孔42の孔と同程度か若干小さく設定されることにより、貫通孔42への嵌合を容易にしているが、エア23の供給によってカバー部材102内の圧力、すなわち前記隙間120内の圧力が高くなると、外側に弾性変形して前記貫通孔42の内壁に押し付けられるように構成されている。
The
前記エア供給装置77からエア23を注入口部材98に供給すると、エア23はエア注入口104を通って隙間120に導かれ、カバー部材102内の圧力を上昇させる。このため、弾性変形部102Aは図6に示すように上方に弾性変形して注入口部材98の上面116から離間し、バルブ本体43の下面43aに密着し、エア注入口104とバルブ27の下側の室51b(図5)とを連通させる。エア23が下側の室51bに供給されると、下側の室51bの圧力が上昇するため、この圧力によってボール44が円錐コイルばね45に抗して押し上げられて連通孔52を開く。したがって、エア23は連通孔52を通ってバルーン部材25内に注入され、ドーム部25Aを膨張させる。
When the
ドーム部25Aの頂部が所定の高さになり、エア23の供給を停止すると、エア注入口104内の圧力が低下するため、弾性変形部102Aは、元の状態に弾性復帰し、注入口部材98の上面116に密着する。また、エア23の注入停止により、下側の室51b内の圧力も低下するため、ボール44が円錐コイルばね45のばね力によって下降して連通孔52を閉塞し、もってバルーン部材25へのエア23の注入が終了する。なお、バルーン部材25の内部を大気圧に戻すときは、排気用ピン47によってボール44を押し上げてバルブ27の連通孔52を開き、バルーン部材25の密閉空間32を大気に開放させればよい。
When the top of the
図2および図4において、前記設置台91を前後方向に直線往復移動させる前記駆動装置92としては、市販のロッドレスエアシリンダが用いられる。このロッドレスエアシリンダ92は、前後方向に長いシリンダ本体150と、このシリンダ本体150によって前後方向に直線往復移動される可動部材151とで構成されている。シリンダ本体150は、上面がガイド板152によって覆われ、下面側に開口部が長手方向の略全長にわたって形成され、内部に図示しないピストンが摺動自在に組み込まれており、前後端が前記各端板94,94にそれぞれ固定されている。
2 and 4, a commercially available rodless air cylinder is used as the
前記可動部材151は、金属板の折曲げ加工によって正面視形状が上方に開放するコ字状に形成されることにより、底部151Aと、左右方向に対向する一対の側部151B,151Cとで構成されている。底部151Aは、前記シリンダ本体150の下方に位置し、シリンダ本体150内のピストンに対して連結部材153を介して固定されている。また、底部151Aは前記基台72Aの上面から離間している。
The
前記各側部151B,151Cは、上端面の前後端に上方に向かって一体に突設された係合部155a(図2)をそれぞれ有している。各側部151B,151Cの係合部155aは、前記設置台91の係合部100に下方からそれぞれ係入されており、これらの係合部100と155aとで前記シリンダ本体150の駆動力を前記設置台91に伝達する駆動力伝達部を形成している。すなわち、ロッドレスエアシリンダ92の駆動時に係合部155aが係合部100の内壁を押圧するため、設置台91は可動体151と一体に移動する。なお、係合部155aの上端は係合部100に接触していない。これは、駆動力伝達部が単に駆動力を伝達するだけで、研磨治具9を含む設置台91の重量を支持しないようにするためである。
Each of the
前記ガイド部材152は、前記シリンダ本体150の上面全体を覆っており、上面に前記設置台91が前後方向にスライド自在に載置されている。また、ガイド部材152は、左右両側端に下方にそれぞれ折り曲げ形成された折曲片152a,152aを一体に有している。ガイド部材152はシリンダ本体150の上面に必要により介在部材156を介して載置され、ガイド部材152の前後両端は、前後の端板94の内側面に取付けた支持板157によって支持されている。そして、ガイド部材153はシリンダ本体の上面を覆っているので、固定ケース90上方の開口から侵入した研磨剤がシリンダ本体に直接降りかかるのを防止している。
The
図2において、前記昇降装置76は、前記カバー73の背面板に垂直に取付けたZ軸ガイド160と、前記高さ測定装置75が搭載されたスライダ161と、このスライダ161を前記Z軸ガイド160に沿って昇降させる駆動装置162等で構成されている。この駆動装置162にはステッピングモータを使用している。
In FIG. 2, the elevating
前記高さ測定装置75は、図7に示すように前記高さ検出手段88と、この高さ検出手段88を検知する検知手段170と、前記検知手段170が設置台91の基準面H(図17)からの高さを検知できるように検知手段170の高さを手動で調整するゼロ点調整機構171とで構成されている。
As shown in FIG. 7, the
前記高さ検出手段88は、筒体172にベアリング173を介して摺動自在に嵌挿されたロッド174と、このロッド174の下端に取付けられた接触端子175と、ロッド174の上端部に嵌合されビス176によって固定された抜け止めリング177とで構成されている。前記抜け止めリング177は、前記筒体172の上端部を支持する保持部材178の上面に載置されており、これによりロッド174が筒体172から抜け落ちるのを防止している。接触端子175の下面は平坦面に形成され、ドーム部25Aの頂点Pと接触する。
The
前記検知手段170は、ホルダー180と、このホルダー180に取付けられた第1、第2のセンサ181,182とで構成されている。第1、第2のセンサ181,182は、発光部(発光素子としては例えば、発光ダイオード)181a,182aと、受光部(受光素子としては例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトIC)181b,182bとからなるフォトセンサが用いられる。本実施の形態では、発光素子が発光ダイオード、受光素子がフォトトランジスタからなるフォトセンサを使用している。
The detection means 170 includes a
前記ホルダー180は、前記保持部材178の上方に位置するように連結板183を介して保持部材178に取付けられており、先端部が前記ロッド174の上方に位置している。また、このホルダー180は、前記ロッド174の上端部が挿入可能が貫通孔(または凹部)184を有し、この貫通孔184の内壁に前記第1、第2のセンサ181,182が上下方向に1〜3mm程度離間して配設されている。第1、第2のセンサ181,182は、それぞれ前記貫通孔184の内壁に互いに対向するように周方向に180°離間して埋設された一対の発光ダイオードとフォトトランジスタ(181aと181b、182aと182b)でそれぞれ構成されている。フォトトランジスタ181b,182bは、発光ダイオード181a,182aから出た光を受光して電気信号に変換し、前記制御部82に送出するように構成されている。前記ロッド174が上昇して発光ダイオード181aの光を遮るとフォトトランジスタ181bの出力信号が変化し、また発光ダイオード182aの光を遮るとフォトトランジスタ182bの出力信号が変化する。これにより高さ検出手段88が第1、第2のセンサ181,182によって検知される。
The
前記ゼロ点調整機構171は、前記筒体172を保持する保持部材186と、この保持部材186を上下動させる調整用ねじ187と、この調整用ねじ187が取付けられたねじ用支持部材188等で構成されている。
The zero
調整用ねじ185は、前記保持部材178が螺合され、上端につまみ185Aを一体に有し、またこのつまみ185Aと前記ねじ用支持部材186との間の部分にはロックナット190が螺合している。一方、調整用ねじ185の下端側にはリング191が取付けられており、このリング191と前記保持部材178との間には圧縮コイルばね192が弾装され、前記保持部材178のバックラッシュによるがたつきを防止している。前記ねじ用支持部材186は、前記スライダ161の下面に固定されている。
The holding
前記制御部82は、操作部80から入力された頂点高さのデータに応じて高さ測定装置75の高さを変えるように駆動装置162を制御する機能、研磨治具搬送装置74の設置台91を前後に移動させる駆動装置92を制御する機能、高さ測定装置75の検知手段170からの検知信号に応じて前記配管112の途中に設けたエア注入制御機器166を制御し、エア23の供給、停止、流量を制御する機能などを有している。制御部82は、エア注入中に第1のセンサ181からの検知信号を受信すると、より少ない流量での注入に切り替るようエア注入制御機器166に制御信号を送る。そして、第2のセンサ182からの検知信号を受信すると、ドーム部25Aの頂点高さが所定の高さになったと判定してエアの供給を停止するようエア注入制御機器166に制御信号を送る。
The
図8はエア注入制御機器166の注入回路を示す図で、分岐流路A1 ,A2 を有しエアコンプレッサ77とバルーン部材25を接続する配管112と、分岐流路A1 ,A2 の手前側に設けられた圧力調整器Jと、各A1 ,A2 に設けられた流量調整器F1 ,F
2 と、分岐流路A1 ,A2 を切り替える切替バルブGを備えている。分岐流路A1 を流れるエア23の短時間当たりの流量は、流量調整器F1 ,F2 により分岐流路A2 を流れるエア23の単位時間当たりの流量より十分に大きく設定されている。この場合、エア流量の制御は、第1のセンサ181から検知信号を受信した制御部80が切替バルブGに分岐流路をA1 からA2 に切り替えるように制御信号を送ることにより行う。
Figure 8 is a diagram showing the injection circuit of the air
2 and a switching valve G for switching the branch flow paths A 1 and A 2 . Flow rate per
次に、曲率設定方法および研磨治具用曲率設定装置70によるバルーン部材25の曲率設定操作の手順を図18に示すフローチャートに基づいて説明する。
作業開始前に予め高さ測定装置75のゼロ点調整を行う。
Next, the procedure of the curvature setting operation of the
Before starting the work, the zero point adjustment of the
ゼロ点調整とは、高さ測定装置75が基準面Hからの高さを正確に検出できるようにするために行うもので、高さ測定装置75が基準面Hの高さをゼロとして検知するように、スライダ161に対する高さ測定装置75の高さ位置を調整することである。
Zero point adjustment is performed so that the
このゼロ点調整を行なう際には、スライダ161を図17(a)に示すように最下点位置(ゼロ点調整位置Q1 )に位置させる。このゼロ点調整位置Q1 は、高さゼロを検知する場合の位置であり、予め設定されているスライダ161の原点位置Q0 から所定のパルス数(本実施例では20,000パルス)のパルス信号をステッピングモータ162に送り下降させた位置である。
When this zero point adjustment is performed, the
原点位置Q0 は、高さ測定装置75の高さや研磨治具の高さ測定範囲等を考慮して所定の高さに設定されている。本実施例では、スライダ161を上昇させたときに原点位置決めセンサ163による検知信号によりスライダ161がZ軸ガイド上の所定の高さで停まるようにしてあり、その位置を原点位置Q0 としている。なお、以下の説明では、スライダ161のZ軸ガイド上の位置をパルス数で表す場合は、スライダ161を上昇させるパルスをプラス、下降させるパルスをマイナスとしてカウントし、原点位置Q
0 の位置をパルス数20,000とし、ゼロ点調整位置Q1 をパルス数ゼロとしている。
The origin position Q 0 is set to a predetermined height in consideration of the height of the
The zero position is set to 20,000 pulses, and the zero point adjustment position Q 1 is set to zero pulses.
スライダ161をゼロ点調整位置Q1 に下降させた状態において、図17(a)においては接触端子175は下面が基準面Hに接触し、抜け止めリング177が保持部材178の上面から上方に離間し、ロッド174の上端が第1のセンサ181より下方に位置し、発光ダイオード181aの光を遮らない状態を示している。
In the state where the
次に、調整ねじ185を回転させて保持部材178を徐々に下降させ、発光ダイオード181aから出た光をロッド174が遮り第1のセンサ181が検知した瞬間に調整ねじ185の回転を止め、その位置で保持部材178を固定し、高さ測定装置75のゼロ点調整を終了する(この状態を二点鎖線で示す)。この時、ゼロ点調整位置Q1 において、接触端子175が基準面Hに接触し、かつ検知手段170が高さ検出手段88を検出した状態であり、パルス数ゼロのときに高さ測定装置75によって検知される高さがゼロに調整されたことになる。
Next, the holding
次に、電源スイッチ81をONにし(図18のステップ200)、設置台91を治具装着位置C1 に移動復帰させる(ステップ201)。また、ステップ202でステッピングモータ162にパルス信号を送りスライダ161を原点位置Q0 まで上昇させ、高さ測定装置を上方に待機させる(図17(b))。スライダ161が所定の位置まで上昇すると原点位置決めセンサ163がスライダ161を検知し、その検知信号が制御部に送られると制御部によりステッピングモータ162の駆動が停止され、原点位置Q0 にスライダ161が停止する。
Next, (step 200 in FIG. 18) and the
次ぎに、研磨すべきレンズ5の指示書の加工指示欄に記載されている研磨治具9を選択して設置台91に設置する(ステップ203)。この時、バルーン部材25には研磨パッド10は未だ取付けられていない。研磨治具9を設置台91に設置するには、図5に示すように研磨治具9を設置台91に載置して注入口部材98を貫通孔42にカバー部材102を介して嵌挿するとともに、図12に示す位置決め用凹部38,39と位置決めピン99a,99bを係合させることにより、研磨治具9を設置台91に対して前後左右方向に位置決めすればよい。この状態において、バルブ本体43の下面43aが図5に示すようにカバー部材102の弾性変形部102Aの上面と僅かな隙間を保って対向し、排気用ピン47の下端部が凹部103内に遊挿され、バルーン部材25へのエア23の供給が可能な状態となる。
Next, the polishing
次に、設置台91に設置された研磨治具9のバルーン部材25の頂点高さのデータを指示書にしたがって確認し、そのデータを高さデータ入力手段83により制御部82に入力する(ステップ204)。
Next, the vertex height data of the
データ入力と研磨治具9の設置台91への設置が終了すると、スタート釦84を操作する(ステップ205)。これにより、制御部82が入力されたデータに基づいて演算処理し、ステッピングモータ162を所定のパルス数だけ駆動してスライダ161を原点位置Q0 から図17(c)に示すように所定量下降させ、高さ測定装置75を入力データに応じた所定の高さ位置に保持する(ステップ206)。
When the data input and the installation of the polishing
ステッピングモータ162の制御について図19によりさらに詳しく説明すると、制御部82に入力され頂点高さデータ記憶部193に記憶されている頂点高さデータを、演算処理部194においてパルス数に換算して、スライダ161の原点位置Q0 のパルス数からこの頂点高さのパルス数を引いたパルス数を算出し、そのパルス数のパルス信号をパルス発振器195から発生させ、駆動回路196にてステッピングモータ駆動信号に変換してステッピングモータ162に送り、ステッピングモータ162を駆動させスライダ161を下降させる。
The control of the stepping
また、高さ測定装置75の下降開始と略同時にエアシリンダ92が駆動して設置台91が治具装着位置C1 から高さ測定位置C2 へ移動を開始する(ステップ207)。この設置台91の移動は、ロッドレスエアシリンダ92の可動部材151がシリンダ本体150によって移動されると、可動部材151の係合部155a(図4)が設置台91の係合部100を可動部材151の移動方向に押圧し、設置台91をガイド部材152の上面に沿って移動させることにより行われる。高さ測定装置75と設置台91のそれぞれの移動速度は、設置台91の高さ測定位置C2 への到着が高さ測定装置75の所定位置到着より先になるように設定されている。
Further, it starts lowering substantially
高さ測定装置75と研磨治具9が所定位置に移動し、その移動完了が確認されると(ステップ208)、制御部82からの信号によって切替バルブGを閉止状態から分岐流路A1 とバルーン部材25が接続された状態に切り替える。これにより、エア供給装置77から供給されるエア23は分岐流路A1 および切替バルブGを介してバルーン部材25に注入される。(ステップ209:第1の注入工程)。
When the
第1の注入工程は、注入時間を短縮するために大流量で注入する。この大流量による注入は、第1のセンサ181がロッド174を検知するまで行われる(ステップ210)。バルーン部材25にエア23を注入し、ドーム部25Aを膨張させると、ドーム部25Aが膨張するため、頂点P(図7)の高さが徐々に高くなり、接触端子175を押し上げる。そして、ロッド174が発光ダイオード181aの光を遮り、第1のセンサ181がロッド174を検知すると、その検知信号が制御部82に送出される。制御部82は、この検知信号によってドーム部25Aの高さが所定の高さより所定距離低い高さ、すなわち制御部82に入力した値より1〜3mm程度低い高さになったと判定し、切替バルブGを切り替えて分岐流路A2 をバルーン部材25に接続することにより、エア23の注入量を小流量に切り替える(ステップ211:第2の注入工程)。
In the first injection step, the injection is performed at a large flow rate in order to shorten the injection time. The injection with the large flow rate is performed until the
小流量によるエア23の注入によってさらに高さ検出手段88がドーム部25Aによって押し上げれ、ロッド174が発光ダイオード182aの光を遮り、第2のセンサ182がロッド174を検知すると(ステップ212)、その検知信号が制御部82に送出される。制御部82は、この検知信号によってドーム部25Aの高さが所定の高さになったと判定し、切替バルブGを閉止することにより、エア供給装置77からのエア23の供給を停止させる(ステップ213)。
When the
前記密閉空間32にエア23を注入し、ドーム部25Aを膨張させると、ドーム部25Aの中心軸を含む断面の曲率半径が楕円の短軸方向(図10Y方向)で最小となり、長軸方向(図10X方向)で最大となるトーリック面に近い形状が形成される。この場合、ドーム部25Aの曲率半径は、図13に示すようにドーム部25Aの中央高さ(頂点高さ)に応じて変化するため、高さ測定装置75によってドーム中央の高さを測定し調整することにより、ドーム部25Aの曲率半径を所望の曲率半径にすることができる。なお、図13はドーム部25Aの長軸が90mmφ、長軸に対する短軸の比率が0.9のバルーン部材25を備えた研磨治具9における治具高さ(研磨治具底面からドーム部中央までの高さ)とドーム部25Aの曲率半径の関係を示す図である。
When
バルーン部材25に対するエア23の注入が終了すると、高さ測定装置75を原点位置Q0 に復帰させ(ステップ214)、設置台91を治具装着位置C1 に復帰させ(ステップ215)、さらに研磨治具9を設置台91から取外すと(ステップ216)、研磨治具用曲率設定装置70によるバルーン部材25の曲率設定操作が終了し(ステップ217)、電源スイッチをOFFにする(ステップ218)。さらに、他のバルーン部材25の曲率設定操作を継続して行う場合は、上記ステップ203以下の操作を繰り返し行う。
When the injection of the
バルーン部材25にエア23が注入された研磨治具9は、設置台91から取外された後、研磨パッド10が取付けられ、図9に示した研磨装置1の揺動装置8に装着されることにより、レンズ5の凹面研磨に供される。
The polishing
このような研磨治具用曲率設定装置70においては、エア23の注入を大流量による第1の注入工程によってある程度の高さまで一気に膨張させ、その後小流量による第2の注入工程によってゆっくり膨張させて所定の高さにするようにしているので、エア注入停止時期の誤差によるエア注入量の誤差を少なくすることができる。また、第2のセンサ182が検知してからエア注入を停止するまでの間の注入量を少なくすることができる。したがって、注入に要する時間が短くて頂点高さの誤差が小さく、注入後にエアを抜いて高さを調整するといった作業が不要で、曲率設定作業を完全自動化させることができる。
In such a
また、高さ検出手段170として、第1、第2のセンサ181,182を用い、その検知信号に基づいて制御部82が切替バルブGを制御し、エア23の流量を切り替えたりエア23の供給を停止させるだけでよいので、構造も簡単で、安価に製作することができる。
また、この実施の形態の場合、流量を切り替えたときの圧力変化を少なくできるため、密閉空間32内の圧力が高い場合でも少流量のエアを安定して注入でき好ましい。
Further, the first and
In the case of this embodiment, since the pressure change when the flow rate is switched can be reduced, a small flow rate of air can be stably injected even when the pressure in the sealed
図20はエア注入回路の他の実施の形態を示す図である。
この実施の形態は、図8に示した圧力調整器Jを配管112中に配置する代わりに各分岐流路A1 ,A2 に圧力調整器J1 ,J2 をそれぞれ設けたものである。分岐流路A1 を流れるエア23は、圧力調整器J1 ,J2 により分岐流路A2 を流れるエア23の圧力よりも大きく設定されている。
このように第1、第2の注入工程においてエア23の圧力と流量を切り替えるようにしても、上記した実施の形態と同様な効果が得られるものである。
FIG. 20 is a diagram showing another embodiment of the air injection circuit.
This embodiment, pressure regulator J 1 to the branch paths A 1, A 2, instead of placing a pressure regulator J shown in FIG. 8 in the
Thus, even if the pressure and flow rate of the
なお、上記した実施の形態では、流量の多い第1の注入工程と、流量の少ない第2の注入工程の2段階注入方式の場合を説明したが、単位時間当たりの流量の異なる3つ以上の注入工程を流量が多い順に段階的に切り替えて行うようにしてもよい。この場合、切り替える回数に応じて検知手段のセンサを増やすとよい。 In the above-described embodiment, the case of the two-stage injection method of the first injection process having a high flow rate and the second injection process having a low flow rate has been described. However, three or more different flow rates per unit time are used. The injection process may be performed step by step in order of increasing flow rate. In this case, it is preferable to increase the number of sensors of the detection means according to the number of times of switching.
図21はエア注入回路のさらに他の実施の形態を示す図である。
この実施の形態は、図8に示したエア注入回路に分岐流路A3 を追加して設け、この分岐流路A3 に流量調整器F3 を設け、切替バルブG’’により3つの分岐流路A1 ,A2 ,A3 を切り替えるようにしたものである。
FIG. 21 is a diagram showing still another embodiment of the air injection circuit.
In this embodiment, a branch passage A 3 is additionally provided in the air injection circuit shown in FIG. 8, a flow regulator F 3 is provided in the branch passage A 3, and three branches are provided by a switching valve G ″. The flow paths A 1 , A 2 and A 3 are switched.
分岐流路A3 に流れるエア23は、流量調整器F3 により分岐流路A2 に流れるエア23の流量よりも多く、かつ分岐流路A1 に流れるエアの流量よりも少なく設定されている。そして、制御部82は、頂点高さデータ記憶部に記憶されている頂点高さデータに応じて、第1の注入工程で使用する分岐流路を選択し、切替バルブG’’に制御信号を送り分岐流路を切り替える。例えば、テータ記憶部に記憶している頂点高さが所定の高さ以下の場合は、最初に分岐流路A3 に切り替えて中流量の速度で注入し、第1のセンサが検知した時に分岐流路A2 に切り替えて小流量の速度で注入する。また、データ記憶部に記憶している頂点高さが前記所定の高さ以上の場合には、最初に分岐流路A1 に切り替えて大流量の速度で注入し、第1のセンサが検知したときに分岐流路A2 に切り替えて小流量の速度で注入する。このようにすることにより、頂点高さに応じて適当な注入量を選択できるため、頂点高さが低い場合でも正確に頂点高さを設定することができ、また頂点高さが高い場合にはより大流量の注入に切り替えることができるので、より短時間での注入が可能となる。なお、頂点高さがさらに低い場合(例えば、エア注入前とエア注入後の高さの差が第1と第2のセンサ181,182の高さの差程度以下の場合)には、最初から分岐流路A2 を使用して小流量で注入し、第1のセンサ181からの検知信号を受信してもそのまま注入するようにしてもよい。
The
図22にエア注入回路のさらに別の実施の形態を示す図である。
この実施の形態は、1つの流路に流量調整器F4 を設け、この流量調整器F4 を制御部から制御して流量を変更するようにしたものである。この場合、バルブG’’’は切替機能を有さない開閉のみのバルブである。最初に流量調整器F4 に流量を大きくするように制御信号を送った後、バルブG’’’を開いてエアを注入する。第1のセンサから検知信号が送られてくると、制御部は流量調整器F4 に流量を小さくするように制御信号を送る。第2のセンサから検知信号が送られてくると、バルブG’’’を閉じるように制御部からバルブG’’’に制御信号を送る。このようにすると上記した実施の形態のように切替バルブで分岐流路を切り替える場合に比べ制御は複雑になるが、注入流量を任意に変更できるという利点がある。なお、この場合は高さ検出手段からの検知信号に応じて連続的に大流量から小流量に変化させることもできる。
FIG. 22 is a diagram showing still another embodiment of the air injection circuit.
In this embodiment, a flow rate regulator F 4 is provided in one flow path, and the flow rate regulator F 4 is controlled by a control unit to change the flow rate. In this case, the valve G ′ ″ is an open / close valve that does not have a switching function. First, a control signal is sent to the flow rate regulator F 4 to increase the flow rate, and then the valve G ′ ″ is opened to inject air. When a detection signal is sent from the first sensor, the control unit sends a control signal to the flow rate regulator F 4 so as to reduce the flow rate. When a detection signal is sent from the second sensor, a control signal is sent from the control unit to the valve G ′ ″ so as to close the valve G ′ ″. In this way, the control is more complicated than when the branch flow path is switched by the switching valve as in the above-described embodiment, but there is an advantage that the injection flow rate can be arbitrarily changed. In this case, the flow rate can be continuously changed from a large flow rate to a small flow rate according to a detection signal from the height detection means.
なお、上記した実施の形態では検知手段170としてギャップ型のフォトセンサを用いたが、これに限らず反射型のフォトセンサを用いてもよい。
In the above-described embodiment, the gap type photosensor is used as the
1…研磨装置、5…レンズ、5a…凸面、5b…凹面、9…研磨治具、23…エア、25…バルーン部材、25A…ドーム部、27…バルブ、70…研磨治具用曲率設定装置、74…研磨治具搬送装置、75…高さ測定装置、77…エア供給装置、83…高さデータ入力手段、88…高さ検出手段、166…エア注入制御機器、170…検知手段、171…ゼロ点調整機構、174…ロッド、175…接触端子、181…第1のセンサ、182…第2のセンサ、A1 ,A2 ,A3 …分岐流路、C1 …治具装着位置、C2 …高さ測定位置、H…基準面、F1 ,F2 ,F3 …流量調整器、G、G’’…切替バルブ、G’’’…バルブ、J1 ,J2 ,J3 …圧力調整器。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記バルーン部材にエアを供給するためのエア注入口を有し前記研磨治具が設置される設置台と、
前記エア注入口にエアを注入するエア供給手段と、
前記バルーン部材の表面の高さを検知する高さ測定装置とを有し、
前記高さ測定装置は複数の異なる高さを検知することが可能であり、
前記高さ測定装置からの検知信号に基づいて前記エア供給手段の単位時間当たりのエア供給流量を少ない流量に変更しエアを注入することを特徴とする研磨治具用曲率設定装置。 A polishing jig curvature setting device that expands the surface of the balloon member into a dome shape by supplying air to the balloon member of the polishing jig and sets the predetermined curvature.
An installation base having an air inlet for supplying air to the balloon member and on which the polishing jig is installed;
Air supply means for injecting air into the air inlet;
A height measuring device for detecting the height of the surface of the balloon member;
The height measuring device can detect a plurality of different heights;
A curvature setting device for a polishing jig, wherein air is injected by changing an air supply flow rate per unit time of the air supply means to a low flow rate based on a detection signal from the height measuring device.
前記エア供給手段は、単位時間当たりのエア供給流量が異なる複数の分岐流路を有し、
前記高さ測定装置からの検知信号に基づいて、これら分岐流路を切り替えることにより流量を変更することを特徴とする研磨治具用曲率設定装置。 The curvature setting device for a polishing jig according to claim 1,
The air supply means has a plurality of branch flow paths with different air supply flow rates per unit time,
A curvature setting device for a polishing jig, wherein the flow rate is changed by switching these branch flow paths based on a detection signal from the height measuring device.
エア供給開始後、前記バルーン部材の表面の高さが、所定の高さより所定距離低い高さになったことを検知した検知信号に基づいて単位時間当たりのエア供給量を少ない流量に変更し、前記バルーン部材の表面が前記所定の高さになったことを検知した検知信号に基づいてエアの供給を停止して前記バルーン部材の表面を所定の高さに設定することを特徴とする研磨治具へのエア注入方法。
A method of injecting air into a polishing jig to set a predetermined curvature by expanding the surface of the balloon member into a dome shape by supplying air to the balloon member of the polishing jig,
After starting the air supply, the air supply amount per unit time is changed to a low flow rate based on the detection signal that the height of the surface of the balloon member is a predetermined distance lower than the predetermined height, A polishing treatment, wherein the supply of air is stopped and the surface of the balloon member is set to a predetermined height based on a detection signal that detects that the surface of the balloon member has reached the predetermined height. How to inject air into the tool.
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