JP2008537908A - 研磨ホイール - Google Patents

Abstract

本発明は、物品を研磨するように構成された研磨ホイール（１０）に関する。研磨ホイールは、軸（２６）と同軸の軸方向の空洞（１８）が設けられたハブ（１２）を備える。研磨ホイールは、さらに、ハブ（１２）に固定され、軸（２６）と同軸の、高分子弾性体材料から作られている下地層（１４）を備える。下地層（１４）は、軸（２６）に対して略対称の形状を有している外面（２０）を有する。研磨ホイール（１０）はさらに、外面（２０）に固定され、軸（２６）と同軸の連続被覆層（１６）を備える。連続被覆層（１６）は、高分子弾性体材料から作られ、外面（２０）のほぼ全体を覆う。

Description

本発明は、物品、より詳細には光学物品、例えば光学レンズを研磨するように構成された研磨ホイールに関する。本発明はまた、研磨ホイールの製造方法、物品の研磨方法、および物品を研磨するためのコンピュータプログラム製品に関する。

本発明による物品は、例えば、ガラス、プラスチック、または例えば鋳物などの金属から製造されてよい。本発明の物品は、光を集光するあるいは分散するためのいかなる光学物品も含む。前記光学物品は、例えば、望遠鏡、顕微鏡、カメラなどの光学システムの一部でよい。

光学レンズは、眼鏡、およびコンタンクトレンズなどの眼科用装置、ならびにカメラ、望遠鏡、顕微鏡、および距離計などの精密機器で使用される。これらのレンズは、通常、無機ガラスまたはプラスチックなどの透過性材料の第１の側面上に特有の曲面を、及び、この材料の反対の側面上に異なる曲面を与えることによって製造される。レンズの第２の側面上にレンズの第１の側面上のカーブと異なるカーブを作り出すことにより、光を所望のポイントに集束することができる。

レンズの製造プロセスは、一般に、最初にガラスまたはプラスチック製のブランク（blank）を研削またはその他の方法で機械加工して略所望の１つの曲面または複数の曲面を実現することから始まる。研削プロセスは、レンズの表面上に表面粗さを作り出し、この表面粗さによって、レンズへまたはレンズから渡す光の望ましくない拡散が起きやすくなる。この表面粗さを低減するために、より平滑な表面を得るようにレンズが研磨される。さらに、研磨は、より正確な曲面をレンズ表面にもたらすことができ、それによってレンズから出た光をより正確に集束することが可能になる。

眼鏡に使用されるブランクは、通常、ジエチレングリコールビス（diethylene glycol bis）（アリルカーボネート（allyl carbonate））（ＣＲ−３９）またはポリカーボネート（polycarbonate）などの熱硬化性ポリマーを射出成形または鋳造することによって製造される。通常、これらのブランクの寸法は、直径７０〜８０ｍｍ、厚さ８〜２０ｍｍである。ブランクはまた、レンズの所望の度に近いベースカーブを含むこともできる。ベースカーブを備えるブランクが形成された後、所望の度のレンズを作るために（例えば眼鏡の規定に合わせるために）、その背面が研削される。

殆どの自動研削機は、刃具を有し、刃具に対してレンズを回転させ、２つの軸に沿って移動させている間、この刃具は定置に保持される。レンズが簡単な球状および／または円筒状の切断面に加えてある曲面を必要とする場合、レンズは、ずれた光心（すなわち誘起プリズム（induced prism））を生成するように傾けながら、研削することができる。レンズは、研削後、紙やすりで磨かれ、次いで研磨される。研磨機は、通常、一致するが反対のレンズの曲面を有するブロックに取り付けられた研磨パッドである、ラップ（lap）を利用する。ラップおよびレンズは、研削プロセスによって残された表面粗さを取り除き、かつレンズ曲面の任意の最終的な修正を行うために、擦り合わせられる。この研磨方法は、各々のレンズの規定に対して別々のラップが必要になるという欠点を有する。したがって、典型的なレンズ製造設備は、規定要件の広範囲に適合する眼鏡を製造するのに利用可能な何千ではないにせよ何百もの異なるラップを持つことになる。

より進歩した研磨機が最近開発されてきており、この研磨機は、研磨ホイールなどの形削り工具が取り付けられた工具主軸を担持する回動ヘッドを利用している。レンズに対して、回転する研磨ホイールが、左右方向を有する第１の水平軸（「Ｘ軸」）および前後方向を有する第２の水平軸（「Ｙ軸」）に沿って移動する。さらに、ホイールが取り付けられた主軸が「Ｚ軸」に沿って垂直に移動する。主軸はまた、「Ｃ軸」の周りを円方向に移動する。これらの最新の研磨機は、通常、位置フィードバックシステムを利用してホイールの移動を制御する。

研磨ホイールは、きめの細かい研磨面を有し、この研磨面がレンズの表面と接触し、その全体にわたって移動するときにレンズの表面粗さを低減することができる。ホイールの表面は、通常、レンズ表面のカーブした外形をたどるために曲線状になっている。したがって、研磨ホイールは、通常、円筒状または球状のものである。

一般に、これらの研磨ホイールは、回転可能なモータ駆動式主軸を受容するための軸および対応する軸方向の空洞を有する。ホイールの接触表面は、ホイールまたはレンズが軸の周りを回転する間ホイールとレンズとの間の連続的な接触を可能にするために、この軸に対して対称である。

従来の研磨ホイールは、通常、平板から切断され、球状のアルミニウム製ハブを囲む球状の天然ゴム下地に接着されたウレタン製の外皮を有する。平板は、下地の球状に適合するよう平板を折り畳むことができるように切断される。しかし、この折り畳み技術は、常に不連続な表面を生じさせ、外皮内の隙間が折り畳みの接合点で形成される傾向がある。これらの隙間は、研磨プロセス中にレンズの縁部に引っかかり、ゴム下地を引き剥がし始めることがあるので、研磨工具の限られた寿命の原因の一部となる。時間が経過すると、外側の外皮も、隙間の交差部で割れ始めることがある。

当技術分野で周知のウレタン製の外皮もまた、一度摩耗すると交換が困難である。ゴム製下地から摩耗したウレタン製の外皮を取り除き、新しいものと交換するには、有害な化学物質の使用が必要になる。また、周知のホイールのゴム下地も、そのアルミニウム製ハブそれぞれから引き離している傾向を欠点としている。さらに、アルミニウム製ハブと同心であるゴム下地及び外側ウレタンのシェルを生成し維持することは難しいことが多い。ハブと同心でない、下地、外側シェル、またはその両方を備える研磨ホイールは、研磨プロセス中にレンズの表面上に低周波を付与する可能性があり、言い換えると、それは研磨作業の精度を低下させる。

本発明は、上記で述べた従来技術の欠点を回避するように考えられたものであり、物品を研磨するように構成された研磨ホイールに関し、この研磨ホイールは、軸と同軸の軸方向の空洞が設けられたハブであって、好ましくは軸方向の空洞に対して略対称な球状の外面を有しているハブと、ハブに固定され、軸と同軸の、高分子弾性体材料から作られた下地層であって、前記下地層が外面を有し、前記軸に対して略対称形状を有している前記外面と、前記外面に固定され、軸と同軸の連続被覆層であって、外面のほぼ全体を被覆している高分子弾性体材料から作られている連続被覆層と、を備えている。

連続被覆層は、下地層１４の外面２０のほぼ全体を被覆し、高分子弾性体の特性を有している任意の連続層でもよい。連続被覆層は、例えば、天然ゴム、合成ゴム、シリコン材料またはそれらの任意の組合せから作られてもよい。連続被覆層１６は、研磨粒子などの研磨成分を必ずしも備える必要はないことが理解される必要がある。多くの代替品が存在する。研磨成分は、研磨液および連続被覆層の両方、連続被覆層１６のみまたは研磨液のみに含まれてもよい。有利には、連続研磨層１６の硬度は、下地層の硬度よりも高い。

好ましくは、連続被覆層は、ウレタンバインダから作られる。本発明の好ましい実施形態では、連続被覆層は、ほぼ均一の厚さを有する。本発明の一実施形態によれば、連続被覆層の硬度は、下地層の硬度よりも高い。好ましくは、下地層は、例えば天然ゴム、合成ゴム、シリコン材料またはそれらの任意の組合せを備えている、高分子弾性体の特性を有している任意の組成物から作られてもよい。より好ましくは、下地層は、ポリウレタン材料から作られる。

本発明の一実施形態によれば、連続被覆層は、研磨粒子を備える。好ましくは、研磨粒子は、砥粒である。より好ましくは、研磨粒子は、ダイヤモンド、酸化セシウム、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ホウ素、立方晶窒化ホウ素、エメリー（emery）、酸化ジルコニウム、酸化セリウムおよびガーネットから成るグループから選択される。

外面２０は、球状、円環状、または円筒状であり、より一般的には、任意の対称のまたは軸２６に対して略対称の形状を有することができる。好ましい実施形態では、外面（２０）は球状である。

好ましい実施形態では、研磨ホイールは、軸と同軸の軸方向の空洞が設けられたハブと、前記ハブに固定され、軸と同軸の、高分子弾性体材料から作られている下地層であって、前記軸に対して略対称形状を有している外面を有している下地層と、を備える。

本発明はまた、物品を研磨するように構成された研磨ホイールを製造する方法に関し、研磨ホイールは、軸（２６）と同軸の軸方向の空洞（１８）が設けられたハブ（１２）と、ハブ（１２）に固定され、軸（２６）と同軸の、高分子弾性体材料から作られている下地層（１４）であって、下地層（１４）が外面（２０）を有し、軸（２６）に対して略対称形状を有している外面（２０）と、を備えている研磨ホイールにおいて、その方法は、下地層の外面（２０）が、外面（２０）のほぼ全体を被覆する連続被覆層（１６）を得るように高分子弾性体材料で被覆される被覆ステップを含む。

被覆ステップは、当業者に周知の任意の適した被覆技術を意味することができ、連続的な方法を用いて高分子弾性体材料でほぼ外面全体を覆うことができる。第１の実施形態では、被覆ステップは、例えば浸漬被覆または溶射などのコーティング技術を用いることによって実現される。第２の実施形態では、被覆ステップは、成形技術を用いることによって実現される。

有利には、被覆ステップの後、高分子弾性体材料が硬化される硬化ステップが付随している。

本発明の一実施形態では、下地層は、このような被覆技術、好ましくは成形技術を用いることによってハブに固定される。有利には、一旦ハブに固定された後、下地層の外面は、軸に対して略対称形状を得るように機械加工される。

本発明はまた、物品を研磨する方法にも関し、この方法は、（ａ）ある表面粗さを有している第１の側面を備えている物品を提供するステップと、（ｂ）上記で説明したような研磨ホイールを提供するステップと、（ｃ）回転するステップと、（ｄ）表面粗さを低減するために物品の第１の側面を研磨ホイールに接触させるステップと、を備えている。

本発明の一実施形態では、回転するステップにおいて、物品および研磨ホイールは、回転要素を使用することによって互いに相対的に回転している。回転要素は、シャフトであってもよい。研磨ホイールには、前記シャフトを受容するように構成されたハブ１２が設けられてよい。

本発明の他の実施形態では、回転要素は、物品自体でもよい。さらに別の実施形態では、回転要素は、物品と研磨ホイールの両方でもよい。物品は、例えば、特に光学用レンズの光学物品でよい。物品は、ガラスまたは金属製の鋳物でもよい。

本発明の一実施形態では、この方法は、第１の側面のある領域は、略放物線状の曲面または球状の曲面を有し、この方法は、（ｅ）より正確な放物線状の曲面または球状の曲面を生み出すために、物品の一部分を取り除くよう第１の側面のその領域を研磨ホイールに接触させているステップをさらに備えている。

本方法の一実施形態によれば、物品はレンズであり、第１の側面は、第１のジオプトリー（diopter）Ｄ_１を有している第１の曲面および第２のジオプトリーＤ_２を有している第２の曲面を含み、この場合、Ｄ_１はＤ_２と等しくない。

本方法の一実施形態によれば、接触するステップは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、およびＣ軸に沿って研磨ホイールを制御するステップを備える。

本発明の好ましい実施形態では、研磨ホイールは、コンピュータ数値制御装置によって制御されている。

好ましくは、物品は、ガラスまたはプラスチック製のレンズである。

本発明はまた、データ処理装置用のコンピュータプログラム製品にも関し、コンピュータプログラム製品は、データ処理装置にロードされたときに上記で説明した方法のステップの少なくとも１つを装置に実行させる１組の命令を備えている。

明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本発明の現時点で好ましい実施形態を例示する。上記の概略的な説明は以下の好ましい実施形態の詳細な説明と相まって、本発明の原理を説明する働きをする。

本発明は、連続研磨層を有する研磨ホイールを提供する。より詳細には、その周りにウレタンバインダおよび研磨粒子を備える研磨層が形成されるポリウレタン下地に取り付けられたハブを有している研磨ホイールが提供される。研磨ホイールは、隙間のない連続研磨表面を有するので、研磨作業中に研磨層が分裂するあるいは別の形で裂ける可能性が低減される。本発明の下地層および研磨層はまた、振動、減衰、剛性に関して特に良好な特徴を有し、その結果穏やかな研磨作業が可能になる研磨ホイールも提供する。さらに、ウレタン下地は、当技術分野で周知の他の下地材料と比べてハブから分離しにくく、それによって研磨ホイールの使用可能な寿命が延びる。最終的には、本発明による研磨ホイールはまた、機械の故障または作業者のミスが発生した場合、弱化または破壊が非常に起こりにくくなる。

したがって、本発明の一態様は、軸方向の空洞を有するハブと、球状の外面を有し、ハブに固定され、ハブと同軸のポリウレタン下地と、下地層の外面に固定されたウレタンバインダ及び研磨粒子を備える連続研磨層とを備えている光学レンズを研磨するための研磨ホイールである。

本発明の研磨層は、ポリウレタン下地をウレタンバインダおよび研磨粒子を備えている研磨組成物でコーティングすることにより、形成することができる。様々なコーティング技術は、浸漬被膜、溶射又は一体成型を含む研磨組成物を適用するために使用されることができる。したがって、本発明の別の態様によれば、球形の外面を有し、軸方向の空洞を有するハブに固定されたポリウレタン下地を提供するステップ、ウレタンバインダおよび複数の研磨粒子を備えている研磨組成物を提供するステップ、および下地層の外面上に連続的な球状の研磨層を形成するために下地層の外面を研磨組成物でコーティングするステップによって研磨ホイールを製造する方法が提供される。

本発明のさらに別の態様は、連続研磨層を有する球状の研磨ホイールとレンズを接触させることによって、光学レンズを研磨する方法である。この方法は、レンズまたは２つまたはそれ以上の異なる曲面を有するレンズの両側をすばやく正確に研磨するのに特に有用である。というのは、単一のホイールが複数の曲面を研磨することができ、それによって、各々のレンズのカーブに合わせて異なるラップを設置する必要が解消されるからである。

次に本発明による研磨ホイール１０を、図１〜４を参照して説明する。研磨ホイール１０は、軸方向の空洞１８を有するハブ１２、下地層１４、および研磨層１６を含む。本発明によれば、下地層１４は、球状の外面２０を有する。本明細書では、これ以後、用語「球状」は、それだけに限定されないが、回転楕円、および円錐台などの半球状を含む球体を近似する形状を有することを示す。図１に示す実施形態はまた、下地層１４がハブ１２に固定される所に内面２２を含む。連続研磨層１６が、下地層１４の球状の外面２０の周辺に形成される。

研磨ホイール１０の形状は、その意図される用途に応じて変更することができるが、ホイールは、たいてい、ハブ軸２６を取り囲む球状の表面２８を備えて形成される。さらに、ハブ、下地層、および研磨層は、軸２６と同軸であることが好ましい。

特定の好ましい実施形態では、ハブ１２は、金属製である。特に好ましいのは、アルミニウムであり、その機械加工性および腐食耐性がその理由である。しかし、例えば、鋼、特にステンレス鋼などの他の金属もまた本発明によって企図される。ハブはまた、例えばポリカーボネート材料または樹脂材などのポリマー材料のようなものから製造されてもよい。有利には、ハブは、１０００ＭＰａより大きな弾性率を有する。ハブ１２は、鍛造、鋳造、機械加工、または当技術分野で周知でもある他のいかなる適切な製造技術によっても製造されてよい。ハブ１２は、レンズを研磨するのに適したいかなるサイズでもよく、そのようなサイズは、当業者には容易に理解されるであろう。例えば、特定の好ましい実施形態では、ハブ１２は、約５ｍｍ〜約５０ｍｍの軸２６から外面２４までの半径を有しており、より好ましくは約１０ｍｍ〜約４０ｍｍであり、さらに好ましくは約２０ｍｍ〜約３０ｍｍである。

ハブ１２は、当技術分野で周知のような任意の方法で、シャフト（図示せず）を受容するように構成された空洞１８を有することが好ましい。例えば、空洞１８は、シャフトへのねじ込み式の連結のためにねじ山を切られてよく、または相補的な寸法のシャフトと摩擦嵌合を生み出すように先細にされてもよい。特に好ましい実施形態では、空洞１８は、部分的にねじ山が切られ、部分的に平滑にされ、この場合シャフトのねじ山が切られた部分は、平滑部分よりもわずかに大きい。この実施形態では、空洞の平滑な部分は、シャフトを受容するように寸法設定され、ねじ山が切られた部分は、シャフトからのホイールの取り外しを容易にするように設計された工具に合わせて寸法設定される。

あるいは、ホイール１０は、シャフト上に締め付けられてよい。このような締め付け構成は、例えば、一方の端部に環状フランジを有し、反対の端部にボルトを受容するためのねじ山が切られた連結部を有するシャフトを提供するステップ、ホイールがフランジに当接するようにシャフトをホイールに通して位置決めするステップ、およびホイールがシャフトに固定されるようにシャフトの反対側にナットを締め付けるステップを伴う。

ハブ１２がその上に取り付けられたシャフトは、回転可能なモータ駆動式シャフトでよい。あるいは、ハブ１２がその上に取り付けられたシャフトは、固定式の非回転式シャフトでよい。このような実施形態では、レンズが、静止したホイールに対して回転される。

好ましくは、軸２６に対して対称である外面２４を備えるハブ１２が構築される。このような対称は、研磨ホイール１０が回転するときにそのバランスを保つことを助け、ホイールがレンズに接触するときに生み出されることがあるいかなるジャイロ振動も最小に抑える働きをすることになる。

下地層１４が、ハブ１２に固定することが可能であり、ショア硬度Ａスケール（shore A hardness）で約１５〜約３５の硬さを有するポリウレタン高分子弾性体から作られる。これらの下地は、振動、減衰、および剛性に関して特に良好な特徴を有し、それによって穏やかな研磨作業を可能にする研磨ホイールを提供することが見出されている。市販されている多様なキャスタブルなポリエステルポリウレタンは、それらのポリエステルポリウレタンがショア硬度Ａスケール約１５〜約３５の硬さを有すならば、本発明での使用に適している。当業者なら、上記の基準に合うポリウレタンを容易に選択できるであろう。例えば、本発明に適したポリウレタンは、下地の弾力性を高めるために付加されたＳａｎｔｉｃｉｚｅｒ １６０という可塑剤を備え、ショア高度Ａスケールで１５〜２０の硬さのＣａｓｔ Ｕｒｅｔｈａｎｅ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ Ｕｎｉｒｏｙａｌ Ａｄｉｐｒｅｎｅ（登録商標）である。

特定の好ましい形態では、下地層１４が、ポリウレタンをハブ周りの大きめのサイズの鋳型に注ぎこむことによって、ハブ１２に固定される。鋳型が設置され、ポリウレタンが硬化した後、下地は、所望の寸法になるように精密研削される。下地は、レンズを研磨するのに適したサイズまたは形状に研削することが可能であり、そのようなサイズおよび形状は、当業者には容易に理解されるであろう。好ましくは、下地は、軸２６を取り囲み、それに対して対称である球状の外面２０を有する。特定の好ましい実施形態では、下地は、内面２２から外面２０までの径方向の厚さの寸法が、約３ｍｍ〜約２０ｍｍ、より好ましくは約５ｍｍ〜約１５ｍｍ、さらにより好ましくは約５ｍｍ〜約１０ｍｍである。

研磨層１６は、研磨ホイール１０の研磨表面として機能し、研磨プロセス中、レンズ表面と直接に接触する。研磨層は、微細な砥粒（研磨粒子）を有し、この砥粒は、レンズの表面にわたって移動されるときにレンズ表面から薄い層を取り除くことができ、それによってレンズの表面粗さが低減される。研磨層は、通常、レンズ表面のカーブ形状をたどるために曲線状になっている。

研磨層１６は、その中に研磨粒子が組み込まれた硬化されたウレタンバインダである。研磨層は、下地層１４を未硬化の液体ウレタンバインダおよびその中に懸濁された複数の研磨粒子を備える研磨組成物でコーティングすることによって形成される。浸漬被覆、一体成形、または溶射を含めて、当技術分野で周知のいかなる適用可能なコーティング技術も、研磨組成物を下地に施与するために使用されてよい。

研磨組成物が固定された後、ウレタンが硬化されて下地の周辺に硬いシェルを形成し、ここで研磨粒子の一部分が露出される。次いでこのシェルは、レンズを研磨するのに適したサイズおよび形状に研削され、そのようなサイズおよび形状は、当業者には容易に理解されるであろう。好ましくは、研磨層は、内面から外面の径方向の厚さの寸法が約０．１ｍｍ〜約２．５ｍｍ、好ましくは０．２ｍｍ〜０．８ｍｍである球状の作業係合表面を生み出すように成形される。しかし、研磨層の厚さは、個々の研磨ホイールおよび研磨用途に応じて、これよりも大きくても小さくてもよい。好ましくは、研磨層の厚さは、均一である。

研磨層のウレタンは、ショア硬度Ａスケールで約６６〜約９６の硬さを有する。より弾力のある研磨表面を生み出すために、この層のウレタンは、下地のウレタンよりも硬くなっている。市販されている多様なウレタンは、それらがショア硬度Ａスケールで約６６〜約９９の硬さを有するのであれば、本発明での使用に適している。当業者なら、上記の基準に合ったポリウレタンを容易に選択することができるであろう。

本発明の実施で使用される研磨粒子は、標準サイズで市販されている。好ましくは、粒子は約０．５μｍ〜２０．０μｍの間で個別的に寸法決定され、約０．５μｍ〜約１．５μｍがより好ましい。特定の実施形態では、研磨粒子は、全て１つの近似サイズである。粒子は、酸化ジルコニウム、ダイヤモンド、酸化セシウム、酸化セリウム、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ホウ素、立方晶窒化ホウ素、エメリー、ガーネットおよび同類のものなどの研磨材であるが、酸化ジルコニウムまたは酸化セリウムが好ましい。粒子は、研磨層内でランダムに分布されてよく、あるいはマトリクスを形成してもよい。ランダムな分布またはマトリクスのいずれにおいても、粒子が研磨層全域に均一に分布されることが好ましい。使用される粒子の量は、研磨される表面が構成される材料によって決まる。

本発明の別の態様によれば、研磨ホイールを製造する新規の方法が提供される。この方法は、（ａ）球状の外面を有し、ハブに固定されたポリウレタン下地を提供するステップと、（ｂ）液体ウレタンバインダおよび複数の研磨粒子を備えている研磨組成物を提供するステップと、（ｃ）下地の外面上に連続の球状の研磨層を形成するために下地の外面を研磨組成物でコーティングするステップと、（ｄ）硬い外面を形成するためにウレタンバインダを硬化させるステップとを有する。

コーティングは、それだけには限定されないが、浸漬被覆、溶射、および一体成形を含めた、当技術分野で周知のいくつかのコーティングプロセスの任意のものによって、下地の外面に施与される。

本発明のさらに別の態様によれば、光学レンズを研磨する改良された方法が提供される。この方法は、（ａ）表面粗さを有する第１の側面を有する光学レンズブランクを提供するステップと、（ｂ）連続ウレタン研磨層を有する球状の研磨ホイールを提供するステップと、（ｃ）ステップ（ｂ）のホイールまたはステップ（ａ）のレンズブランクあるいはその両方である回転要素を提供するステップと、（ｄ）表面粗さを低減するためにレンズの第１の側面を研磨ホイールに接触させるステップとを含む。研磨されるレンズは、ガラスまたはプラスチックが好ましい。

レンズの第１の側面は、通常、研削プロセスによって生成された略放物線のまたは球状の曲面を有している領域を有する。特定の好ましい実施形態によれば、レンズを研磨する方法は、さらに、より正確な放物線または球状の曲面を生成するために、レンズの一部分を取り除くようこの領域を研磨ホイールに接触させるステップを含む。このステップは、通常、ステップ（ｄ）と同時に行われる。

特定の実施形態では、研磨されるレンズは、二焦点レンズなどの２つ又はそれ以上の異なる曲面を有し、レンズの一部分は、遠視（hyperopia）（遠視（farsightedness））を修正するための第１の曲面を有し、レンズの別の部分は近距離で物体を見るための異なる曲面を有する。２つまたはそれ以上の異なる曲面を有するレンズの他の例としては、乱視を修正するためのものがある。したがって、本発明のこの態様の特定の実施形態によれば、レンズの第１の側面は、第１のジオプトリーＤ_１を有する第１の曲面および第２のジオプトリーＤ_２を有する第２の曲面を備え、この場合、Ｄ_１とＤ_２とは等しくない。

本発明のレンズ研磨方法は、レンズが、定置した研磨ホイールに対して回転する、または研磨ホイールが、定置したレンズに対して回転する、あるいは研磨ホイールおよびレンズが、それぞれに対して相対的に、ただし逆方向に回転するプロセスに利用することができる。

本発明による研磨ホイールを装備した最新の研磨機は、複雑な角度を有するレンズの研磨および単一の機械によるレンズの２側面の研磨に特に良好に適している。例えば、好ましいレンズの研磨方法では、研磨ホイールが、最新の研磨機の回転シャフトまたは主軸に取り付けられ、この回転シャフトまたは主軸は、好ましくはコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）によって、ホイールの回転速度、ならびに左右方向を有する第１の水平軸（「Ｘ軸」）および前後方向を有する第２の水平軸（「Ｙ軸」）に沿ったホイールの移動を制御することができ、各々の軸の方向は、シャフトまたは主軸に相対的である。さらに、ホイールが取り付けられた主軸の移動は、「Ｚ軸」に沿って垂直に、かつ「Ｃ軸」の周りを回転式に制御され、各々の軸の方向もまた、シャフトまたは主軸に相対的である。これらの最新の研磨機は、通常、位置フィードバックシステムを利用して、ホイールの移動を制御する。このような最新の研磨機器制御スキームは、当業者によって容易に理解される。

［実施例］
本発明を、以下の実施例によってより詳細に説明するが、これらの実施例は、いずれの方法においても本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［比較例Ｉ］
研磨プロセスの材料除去率を測定するプロセスには、外縁上に大きな面取り面を備える切断表面を生成することが必要になる。この面取り面は、研磨プロセス中に接触されることはなく、測定の固定基準となる。

レンズがブロックで固定され、表面が切断される。固定されたレンズの表面が、次いで粗面計で測定される。粗面計は、通常、表面粗さを測定するのに使用されるが、この場合は、研磨前後の切断表面間の相違を測定するのに使用することができる。このレンズ表面は、次いで、従来の研磨ホイールを用いて４００秒間研磨され、粗面計で再度測定される。研磨された領域は、そこから一部の材料が取り除かれており、研磨プロセス中接触されない面取り面領域に比べて低くなっている。研磨前後にとられた測定トレースが並べられ、それらの間の相違が、この面取り面の領域を共通の基準点として得られた材料除去率となる。

図５に示すように、約４５ミクロンの材料が、研磨作業中にレンズ表面から除去される。

［実施例２］
研磨プロセスの材料除去率の測定プロセスには、外縁上に大きな面取り面を備える切断表面を生成することが必要になる。この面取り面は、研磨プロセス中には接触されず、測定の固定基準となる。

レンズがブロックで固定され、表面が切断される。固定されたレンズの表面が、次いで粗面計で測定される。粗面計は、通常、表面粗さを測定するのに使用されるが、この場合は、研磨前後の切断表面間の相違を測定するのに使用することができる。このレンズ表面は、次いで、本発明による研磨ホイールを用いて４００秒間研磨され、粗面計で再度測定される。研磨された領域は、そこから一部の材料が取り除かれており、研磨プロセス中接触されない面取り面に比べて低い。研磨前後にとられた測定トレースが並べられ、それらの間の相違が、この面取り面の領域を共通の基準点として得られた材料除去率となる。

図６に示すように、約３０ミクロンの材料が、研磨作業中にレンズ表面から取り除かれる。

図を参照した上記の詳細な説明は、物品を研磨するように構成された研磨ホイール１０を示す。研磨ホイールは、軸２６と同軸の軸方向の空洞１８が設けられたハブ１２と、ハブ１２に固定され、軸２６と同軸の、高分子弾性体材料から作られた下地層１４であって、下地層１４が外面２０を有し、軸２６に対して略対称形状を有する外面２０と、外面２０に固定され、軸２６と同軸である連続被覆層１６であって、外面２０をほぼ全体的に被覆する高分子弾性体材料から作られた連続被覆層１６とを備える。

上記で述べた見解では、図面を参照した詳細な説明は、本発明を限定せずに例示することを実証する。添付された特許請求の範囲内に含まれる多くの代替形態が存在する。１つの請求項のいかなる引用符号も、その請求項を限定するものとして解釈されてはならない。用語「備えている（comprising）」は、請求項内で列挙されたもの以外の他の要素またはステップの存在を除外しない。要素またはステップの前の用語「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、このような要素またはステップの複数の存在を除外するものではない。

本発明による研磨ホイールの特定の実施形態を示す断面図であり、ハブ、ウレタン下地、および研磨層を示す。 図１に示された研磨ホイールの上面図である。 図１に示された研磨ホイールの斜視図である。 ハブが研磨層を超えて延びる研磨ホイールの別の実施形態を示す図である。 従来の研磨ホイールを用いる研磨作業中のレンズ表面からの材料の除去を示すグラフである。 本発明による研磨ホイールを用いる研磨作業中のレンズ表面からの材料の除去を示すグラフである。

符号の説明

１０ 研磨ホイール
１２ ハブ
１４ 下地層
１６ 研磨層
１８ 軸方向の空洞
２０ 球状の外面
２２ 内面
２４ 外面
２６ ハブ軸
２８ 球状の表面

Claims (22)

1. 物品を研磨するように構成された研磨ホイール（１０）であって、
   軸（２６）と同軸の軸方向の空洞（１８）が設けられたハブ（１２）と、
   前記ハブ（１２）に固定され、前記軸（２６）と同軸の、高分子弾性体材料から作られている下地層（１４）であって、前記下地層（１４）が外面（２０）を有し、前記軸（２６）に対して略対称形状を有している前記外面（２０）と、
   前記外面（２０）に固定され、前記軸（２６）と同軸である連続被覆層（１６）であって、該外面（２０）のほぼ全体を被覆する高分子弾性体材料から作られている連続被覆層（１６）と、を備えていることを特徴とする研磨ホイール。
2. 前記連続被覆層（１６）の硬度が、前記下地層（１４）の硬度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の研磨ホイール。
3. 前記連続被覆層（２０）が、研磨粒子を備えていることを特徴とする請求項１に記載の研磨ホイール。
4. 前記外面（２０）が、球状であることを特徴とする請求項１に記載の研磨ホイール。
5. 前記連続被覆層（１６）が、ウレタンバインダから作られていることを特徴とする請求項１に記載の研磨ホイール。
6. 前記下地層が、ポリウレタン材料から作られていることを特徴とする請求項１に記載の研磨ホイール。
7. 前記ハブ（１２）が、前記軸方向の空洞（１８）に対して略対称な球状の外面を有していることを特徴とする請求項１に記載の研磨ホイール。
8. 前記連続被覆層（１６）が、ほぼ均一の厚さを有していることを特徴とする請求項１に記載の研磨ホイール。
9. 前記研磨粒子が、ダイヤモンド、酸化セシウム、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ホウ素、立方晶窒化ホウ素、エメリー、酸化ジルコニウム、酸化セリウムおよびガーネットから成るグループから選択された砥粒であることを特徴とする請求項３に記載の研磨ホイール。
10. 物品を研磨するように構成された研磨ホイールを製造する方法であって、
    軸（２６）と同軸の軸方向の空洞（１８）が設けられたハブ（１２）と、
    前記ハブ（１２）に固定され、前記軸（２６）と同軸の、高分子弾性体材料から作られた下地層（１４）であって、前記軸（２６）に対して略対称形状を有する外面（２０）を有する下地層（１４）と、を備えている研磨ホイールにおいて、
    前記方法は、前記外面（２０）のほぼ全体を覆う連続被覆層（１６）を得るように、前記下地層の前記外面（２０）が高分子弾性体材料で被覆される被覆ステップを備えていることを特徴とする方法。
11. 前記被覆ステップが、コーティング技術によって行われることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記被覆ステップが、成形技術によって行われることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
13. 前記被覆ステップの後に、高分子弾性体材料が硬化される硬化ステップが付随していることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
14. 前記下地層（１４）が、成形技術を用いることによって前記ハブ（１２）に固定されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
15. 前記下地層（１４）の前記外面（２０）が、前記軸（２６）に対して略対称形状を得るように機械加工されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 物品を研磨する方法であって、
    （ａ）ある表面粗さを有している第１の側面を備える物品を提供するステップと、
    （ｂ）請求項１による研磨ホイールを提供するステップと、
    （ｃ）前記物品および前記研磨ホイールが回転要素を用いることによって互いに相対的に回転する、回転ステップと、
    （ｄ）前記表面粗さを低減するために前記物品の前記第１の側面を前記研磨ホイールに接触させるステップと、を備えていることを特徴とする方法。
17. 前記第１の側面のある領域が、略放物線の曲面または球状の曲面を有し、
    （ｅ）より正確な放物線の曲面または球状の曲面を生成するために、前記物品の一部分を取り除くように前記第１の側面の前記領域を前記研磨ホイールに接触させるステップと、をさらに備えていることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 前記物品が、レンズであり、前記第１の側面が、第１のジオプトリーＤ_１を有している第１の曲面および第２のジオプトリーＤ_２を有している第２の曲面を備え、この場合Ｄ_１とＤ_２とは等しくないことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
19. 前記接触するステップが、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、およびＣ軸に沿って前記研磨ホイールを制御するステップを備えていることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
20. 前記研磨ホイールが、コンピュータ数値制御装置によって制御されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
21. 前記物品が、ガラスまたはプラスチック製のレンズであることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
22. データ処理装置用のコンピュータプログラム製品であって、前記データ処理装置にロードされたとき、請求項１６に記載の方法のステップの少なくとも１つを前記装置に実行させる１組の命令を備えていることを特徴とするコンピュータプログラム製品。

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