JP2009136969A - 眼鏡レンズ周縁加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズの粗加工時の大きな加工音の発生を低減しつつ、レンズの軸ずれの発生を低減する。
【解決手段】眼鏡レンズを保持するレンズチャック軸を回転するレンズ回転手段と、レンズの周縁を粗加工する粗砥石が取り付けられた砥石回転軸を回転する砥石回転手段と、レンズチャック軸と砥石回転軸との軸間距離を変動させる軸間距離変動手段と、粗加工時に前記レンズチャック軸に加わるトルクを検知するセンサを持つトルク検知手段と、粗加工時に粗砥石の回転方向とレンズの回転方向とを同一方向に回転させると共に、トルクが所定の閾値内に収まるように軸間距離又はレンズ回転速度を制御する一方で、トルクが所定の閾値内であっても、粗砥石のレンズへの切り込み量が所定の切り込み設定量に達するまでとするように軸間距離変動手段を制御する加工制御手段と、を備える。
【選択図】 図７

Description

本発明は、眼鏡レンズの周縁を加工する眼鏡レンズ周縁加工装置に関する。

眼鏡店で使用される眼鏡レンズ周縁加工装置においては、レンズチャック軸に保持された眼鏡レンズを回転しながら、粗砥石が取り付けられた砥石回転軸とレンズチャック軸との軸間距離を玉型データに基づいて変化させ、粗砥石によってレンズ周縁を粗加工するものが主流である。粗砥石によるプラスチックレンズの粗加工に際しては、図１（ａ）のように粗砥石１６６の回転方向と眼鏡レンズＬＥの回転方向とが逆にされたダウンカット方式が採用されている。これは、図１（ｂ）のように、粗砥石１６６の回転方向とレンズＬＥの回転方向とが同じであるアップカット方式であると、レンズＬＥに粗砥石１６６が深く切り込まれたときに、矢印ＦＢのようにレンズＬＥを砥石側に引っ張る力が増大し、レンズチャック軸の回転角度に対してレンズＬＥの軸角度がずれてしまう、いわゆる軸ずれが大きく発生してしまうためである。これに対して、ダウンカット方式では、レンズＬＥに粗砥石１６６が深く切り込まれたときでも、矢印ＦＡのようにレンズＬＥを砥石１６６側に引っ張る力が働かない（又は弱い）ため、軸ずれの発生は少ない。

なお、ダウンカット方式では軸ずれの発生が少ないものの、近時では水や油などが付着しにくい撥水物質がレンズ表面にコーティングされた撥水レンズがあり、この撥水レンズの加工時に軸ずれが起こりやすくなる。この軸ずれを軽減する方法として、レンズを保持するレンズチャック軸の回転トルクを検知し、回転トルクが所定値内に入るようにレンズ回転速度を減速し、又はレンズチャック軸と砥石回転軸の軸間距離を離す方向に移動ささせる技術が提案されている（特許文献１参照）。また、別の方法として、レンズを一定速度で回転させ、レンズが１回転する間の切り込み量が略一定となるように、レンズチャック軸と砥石回転軸との軸間距離を変動させる技術が提案されている（特許文献２参照）
特開２００４−２５５５６１号公報 特開２００６−３３４７０１号公報

ところで、ダウンカット方式は、アップカット方式に対して粗加工時の加工音が大きいという問題がある。ダウンカット方式における大きな加工音の発生を抑えるために、幾つかの取り組みがなされたが、実際に効果を上げた例は無い。アップカット方式を採用すると、通常のレンズにおいても上記のような軸ずれの問題があり、撥水レンズではさらに軸ずれの問題が大きくなる。

また、撥水レンズに対する軸ずれを軽減する方法として、ダウンカット方式で上記特許文献１による技術を用いたところ、粗加工の進行により、回転トルクがレンズの回転方向に対して反対側のプラス側に掛かる場合と、回転トルクがレンズの回転方向と同じ方向のマイナス側に掛かる場合が頻繁に起こり、軸間距離の変化又はレンズ回転速度の制御が難しく、適用が難しかった。また、切り込み量が増大したときに、レンズに加わるトルクの許容値を急激に超えてしまい、レンズを砥石から急激に遠ざけてトルクを減少させるように制御すると、レンズチャック軸が上下方向の振動してしまう。

一方、ダウンカット方式で上記特許文献２を採用する際、レンズ厚が不明の場合には、最も厚いレンズを想定し、軸ずれが発生しないように、安全を見込んで極めて少ない切り込み量にする必要がある。この場合、レンズの回転数が多くなり、加工時間が長くなる。レンズ厚を測定するとしても、精度良くレンズ厚を測定することは容易でなく、乱視レンズでは動径角によってレンズ厚が異なるため、レンズ全体に亘ってレンズ厚を知ることはさらに難しい。

本発明は、粗加工時の大きな加工音の発生を低減しつつ、レンズの軸ずれの発生を低減できる眼鏡レンズ周縁加工装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１） 眼鏡レンズを保持するレンズチャック軸を回転するレンズ回転手段と、レンズの周縁を粗加工する粗砥石が取り付けられた砥石回転軸を回転する砥石回転手段と、前記レンズチャック軸と前記砥石回転軸との軸間距離を変動させる軸間距離変動手段とを備え、玉型データに基づいてレンズを回転しながら前記軸間距離を変動させ、眼鏡レンズの周縁を前記粗砥石により粗加工する眼鏡レンズ周縁加工装置において、粗加工時に前記レンズチャック軸に加わるトルクを検知するセンサを持つトルク検知手段と、粗加工時に前記砥石回転手段による粗砥石の回転方向と前記レンズ回転手段によるレンズの回転方向とを同一方向に回転させると共に、前記トルク検知手段により検知されたトルクが所定の閾値内に収まるように前記軸間距離変動手段の軸間距離又は前記レンズ回転手段によるレンズ回転速度を制御する一方で、前記トルク検知手段により検知されたトルクが所定の閾値内であっても、前記粗砥石のレンズへの切り込み量が所定の切り込み設定量に達するまでとするように前記軸間距離変動手段を制御する加工制御手段と、を備えることを特徴とする。
（２） （１）の眼鏡レンズ周縁加工装置において、前記加工制御手段は、前記トルク検知手段により検知されたトルクが前記所定の閾値を超えているときには、その超えたトルクに応じて切り込み量を減少させ、前記トルク検知手段により検知されたトルクが前記所定の閾値を下回っているときは、前記所定の切り込み設定量に達するまで徐々に切り込み量を増加させるように前記前記軸間距離変動手段を制御することを特徴とする。
（３） （１）の眼鏡レンズ周縁加工装置において、前記加工制御手段は、前記粗砥石のレンズへの切り込み量が所定の切り込み設定量に達するまでとすると共に、前記トルク検知手段により検知されたトルクが前記所定の閾値を超えているときには、その超えたトルクに応じてレンズの回転速度を減速し、前記トルク検知手段により検知されたトルクが前記所定の閾値を下回っているときは、レンズの回転速度が所定値となるまで徐々に回転速度を速めるように前記レンズ回転手段を制御することを特徴とする。
（４） （１）〜（３）の何れかの眼鏡レンズ周縁加工装置において、レンズ表面が滑りやすいレンズの周縁を加工するときのソフト加工モードと通常のレンズの周縁を加工するときのノーマル加工モードとを選択するモード選択手段を備え、ノーマル加工モード時におけるトルクの前記所定の閾値がソフト加工モード時に対して高く設定されていると共に、前記切り込み設定量がソフト加工モード時に対して大きく設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、粗加工時の大きな加工音の発生を低減しつつ、レンズの軸ずれの発生を低減できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２は、本発明に係る眼鏡レンズ周縁加工装置の加工部の概略構成図である。

加工装置本体１のベース１７０上にはキャリッジ部１００が搭載され、キャリッジ１０１が持つレンズチャック軸１０２Ｌ，１０２Ｒに挟持された被加工レンズＬＥの周縁は、砥石スピンドル１６１ａに同軸に取り付けられた砥石群１６８に圧接されて加工される。砥石群１６８は、ガラス用粗砥石１６２、高カーブのレンズにヤゲンを形成するヤゲン斜面を有する高カーブヤゲン仕上げ用砥石１６３、低カーブのレンズにヤゲンを形成するＶ溝ＶＧ及び平坦加工面を持つ仕上げ用砥石１６４、平鏡面仕上げ用砥石１６５、プラスチック用粗砥石１６６から構成される。砥石回転軸である砥石スピンドル１６１ａは、モータ１６０により回転される。

キャリッジ１０１の左腕１０１Ｌにレンズチャック軸１０２Ｌが、右腕１０１Ｒにレンズチャック軸１０２Ｒが、それぞれ回転可能に同軸に保持されている。レンズチャック軸１０２Ｒは、右腕１０１Ｒに取り付けられたモータ１１０によりレンズチャック軸１０２Ｌ側に移動され、レンズＬＥが２つのレンズチャック軸１０２Ｌ、１０２Ｒにより保持される。また、２つのレンズチャック軸１０２Ｌ、１０２Ｒは、左腕１０１Ｌに取り付けられたモータ１２０によりギヤ等の回転伝達機構を介して同期して回転する。なお、モータ１２０の回転軸には、レンズチャック軸１０２Ｌ、１０２Ｒの回転を検出するエンコーダ１２０ａが備えられている。これらによりレンズ回転手段が構成される。エンコーダ１２０ａは、レンズ周縁加工時にレンズチャック軸１０２Ｌ、１０２Ｒに加わるトルクを検知するセンサとして使用される。

キャリッジ１０１は、レンズチャック軸１０２Ｌ、１０２Ｒ及び砥石スピンドル１６１ａと平行に延びるシャフト１０３，１０４に沿って移動可能なＸ軸移動支基１４０に搭載されている。支基１４０の後部には、シャフト１０３と平行に延びる図示なきボールネジが取り付けられており、ボールネジはＸ軸移動用モータ１４５の回転軸に取り付けられている。モータ１４５の回転により、支基１４０と共にキャリッジ１０１がＸ軸方向（レンズチャック軸の軸方向）に直線移動される。これらによりＸ軸方向移動手段が構成される。モータ１４５の回転軸には、キャリッジ１０１のＸ軸方向の移動を検出する検出器であるエンコーダ１４６が備えられている。

また、支基１４０には、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向（レンズチャック軸１０２Ｌ、１０２Ｒと砥石スピンドル１６１ａの軸間距離が変動される方向）に延びるシャフト１５６，１５７が固定されている。キャリッジ１０１はシャフト１５６，１５７に沿ってＹ軸方向に移動可能に支基１４０に搭載されている。支基１４０にはＹ軸移動用モータ１５０が固定されている。モータ１５０の回転はＹ軸方向に延びるボールネジ１５５に伝達され、ボールネジ１５５の回転によりキャリッジ１０１はＹ軸方向に移動される。これらにより、Ｙ軸方向移動手段が構成される。モータ１５０の回転軸には、キャリッジ１０１のＹ軸方向の移動を検出する検出器であるエンコーダ１５０ａが備えられている。

図２において、キャリッジ１０１の上方には、レンズコバ位置測定部（レンズ形状測定部）２００Ｆ、２００Ｒが設けられている。図３はレンズ前面のレンズコバ位置を測定する測定部２００Ｆの概略構成図である。図２のベース１７０上に固設された支基ブロック２００ａに取付支基２０１Ｆが固定され、取付支基２０１Ｆに固定されたレール２０２Ｆ上をスライダー２０３Ｆが摺動可能に取付けられている。スライダー２０３Ｆにはスライドベース２１０Ｆが固定され、スライドベース２１０Ｆには測定子アーム２０４Ｆが固定
されている。測定子アーム２０４Ｆの先端部にＬ型のハンド２０５Ｆが固定され、ハンド２０５Ｆの先端に測定子２０６Ｆが固定されている。測定子２０６ＦはレンズＬＥの前側屈折面に接触される。

スライドベース２１０Ｆの下端部にはラック２１１Ｆが固定されている。ラック２１１Ｆは取付支基２０１Ｆ側に固定されたエンコーダ２１３Ｆのピニオン２１２Ｆと噛み合っている。また、モータ２１６Ｆの回転は、ギヤ２１５Ｆ、アイドルギヤ２１４Ｆ、ピニオン２１２Ｆを介してラック２１１Ｆに伝えられ、スライドベース２１０ＦがＸ軸方向に移動される。レンズコバ位置測定中、モータ２１６Ｆは常に一定の力で測定子２０６ＦをレンズＬＥに押し当てている。モータ２１６Ｆによる測定子２０６Ｆのレンズ屈折面に対する押し当て力は、レンズ屈折面にキズが付かないように、軽い力で付与されている。測定子２０６Ｆのレンズ屈折面に対する押し当て力を与える手段としては、バネ等の周知の圧力付与手段とすることもできる。エンコーダ２１３Ｆはスライドベース２１０Ｆの移動位置を検知することにより、測定子２０６ＦのＸ軸方向の移動位置を検知する。この移動位置の情報、レンズチャック軸１０２Ｌ，１０２Ｒの回転角度の情報、Ｙ軸方向の移動情報により、レンズＬＥの前面のコバ位置（レンズ前面位置も含む）が測定される。

レンズＬＥの後面のコバ位置を測定する測定部２００Ｒの構成は、測定部２００Ｆと左右対称であるので、図３に図示した測定部２００Ｆの各構成要素に付した符号末尾の「Ｆ」を「Ｒ」に付け替え、その説明は省略する。

レンズコバ位置の測定は、測定子２０６Ｆがレンズ前面に当接され、測定子２０６Ｒがレンズ後面に当接される。この状態で玉型データに基づいてキャリッジ１０１がＹ軸方向に移動され、レンズＬＥが回転されることにより、レンズ周縁加工のためのレンズ前面及びレンズ後面のコバ位置が同時に測定される。なお、測定子２０６Ｆ及び測定子２０６Ｒが一体的にＸ軸方向に移動可能に構成されたコバ位置測定手段においては、レンズ前面とレンズ後面が別々に測定される。また、上記のレンズコバ位置測定部では、レンズチャック軸１０２Ｌ，１０２ＲをＹ軸方向に移動するものとしたが、相対的に測定子２０６Ｆ及び測定子２０６ＲをＹ軸方向に移動する機構とすることもできる。

以上、キャリッジ部１００、レンズコバ位置測定部２００Ｆ、２００Ｒの構成は、基本的に特開２００３−１４５３２８号公報に記載されたものを使用できるので、詳細は省略する。

なお、図２の眼鏡レンズ周縁加工装置におけるＸ軸方向移動手段及びＹ軸方向移動手段の構成は、レンズチャック軸（１０２Ｌ，１０２Ｒ）に対して砥石スピンドル１６１ａを相対的にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する構成としても良い。また、レンズコバ位置測定部２００Ｆ、２００Ｒの構成においても、レンズチャック軸（１０２Ｌ，１０２Ｒ）に対して測定子２０６Ｆ，２０６ＲがＹ軸方向に移動する構成としても良い。

図４は装置の制御系ブロック図である。制御部５０には、眼鏡枠形状測定部２（特開平４−９３１６４号公報等に記載したものを使用できる）、スイッチ部７、メモリ５１、レンズコバ位置測定部２００Ｆ、２００Ｒ、タッチパネル式の表示手段及び入力手段としてのディスプレイ５、等が接続されている。制御部５０はディスプレイ５が持つタッチパネル機能により入力信号を受け、ディスプレイ５の図形及び情報の表示を制御する。また、制御部５０には、キャリッジ部１００の各モータ１１０，１４５，１６０，１２０，１５０がそれぞれドライバ６１，６２，６３，６４，６５を介して接続されている。

次に、本装置によるレンズＬＥの回転方向について説明する。本装置では粗加工時の大きな加工音の発生を低減するために、粗加工時のレンズＬＥの回転をアップカット方式（レンズＬＥを粗砥石１６６と同一方向に回転する方式）を採用している。以下に、アップカット方式の場合に、ダウンカット方式に対して大きな加工音の発生が低減される理由を説明する。

図６（ａ）は、ダウンカット方式によるレンズＬＥの粗加工状態を模式的に示した図であり、図６（ｂ）は、アップカット方式によるレンズＬＥの粗加工状態を模式的に示した図である。各図において、斜線部分ＬＥｃは、レンズが一定角度回転されたときに、粗砥石１６６により切削される部分を示している。

図６（ａ）のダウンカット方式では、レンズＬＥが一定角度回転されたとき、矢印ＣＡのように、粗砥石１６６の回転によりレンズＬＥの外周端から中心に向かって斜線部分ＬＥｃが削られる。レンズＬＥの外周端からの切削であると、レンズＬＥに衝撃が加わりやすい。レンズを一定角度回転する毎に断続的な衝撃が加わることでレンズＬＥが振動するため、大きな加工音が発生すると思われる。これに対して、図６（ｂ）のアップカット方式では、レンズＬＥが一定角度回転されたときに、矢印ＣＢに示すよう、粗砥石１６６の回転によりレンズＬＥの回転中心に近い位置からレンズＬＥの外周端に向かって斜線部分ＬＥｃが徐々に削られる。レンズＬＥの回転中心に近い位置からの切削であれば、レンズへの衝撃が弱いため、レンズＬＥの振動も少ない。これにより、アップカット方式は、ダウンカット方式に対して加工音の発生が小さいと考えられる。

次に、本装置の加工動作を説明する。まず、眼鏡フレームＦの玉型データを入力する。眼鏡枠形状測定部２により測定された眼鏡フレームＦの玉型データ（ｒｎ，θn）（ｎ＝１，２，３，…，Ｎ）は、スイッチ部７が持つスイッチを押すことにより入力され、メモリ５１に記憶される。ディスプレイ５の画面５００ａには、入力された玉型データに基づく玉型図形ＦＴが表示され、装用者の瞳孔間距離（ＰＤ値）、眼鏡フレームＦの枠中心間距離（ＦＰＤ値）、玉型の幾何中心ＦＣに対する光学中心ＯＣの高さ等のレイアウトデータを入力できる状態となる。レイアウトデータは、画面５００ｂに表示される所定のタッチキーを操作することにより入力できる。また、タッチキー５１０，５１１，５１２及び５１３により、レンズの材質、フレームの種類、加工モード、面取り加工の有無等の加工条件を設定できる。

また、レンズＬＥの加工に先立ち、レンズＬＥのレンズ前面に固定治具であるカップを周知の軸打器を使用して固定する。このとき、レンズＬＥの光学中心ＯＣにカップを固定する光心モードと、玉型の幾何中心ＦＣに固定する枠心モードがある。光心モード／枠心モードの選択は、タッチキー５１４により選択できる。ここでは、枠心モードとした場合を説明する。すなわち、玉型の幾何中心ＦＣがレンズチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌに保持され、レンズの回転中心（レンズの加工中心）となる。

また、撥水コートが施された、滑りやすいレンズでは粗加工時に軸ずれがより発生しやすい。滑りやすいレンズの加工時に使用するソフト加工モードと、撥水コートが施されていない通常のプラスチックレンズの加工時に使用するノーマル加工モードと、をタッチキー５１５により選択できる。はじめに、ソフト加工モードが選択された場合を説明する。

レンズチャック軸にレンズＬＥが保持された後、スイッチ７のスタートスイッチが押されると、制御部５０によりレンズ形状測定部２００Ｆ、２００Ｒが作動され、玉型データに基づいてレンズ前面及びレンズ後面のコバ位置が検知される。ヤゲン加工が設定されている場合は、レンズ前面及びレンズ後面のコバ位置の検知結果と玉型データに基づいて、ヤゲン位置の軌跡データが求められる（ヤゲン軌跡データの演算については、周知の方法が使用できる）。

レンズ形状の測定が完了すると、粗砥石１６６による粗加工に移行する。この粗加工に際して、始めに未加工レンズＬＥの外径寸法を取得するための測定ステップが実行される。レンズチャック軸１０２Ｒ，１０２ＬのＸ軸方向の移動により、レンズＬＥが粗砥石１６６の位置に移動される。次に、モータ１５０の駆動によりレンズＬＥが砥石１６６側へ移動される。粗加工の開始時には、図５に示すように、玉型の幾何中心ＦＣ、レンズＬＥの光学中心ＯＣ及び粗砥石１６６の回転中心１６６Ｃ（砥石回転軸の中心）とが一直線上（Ｙ軸上）に位置するように、モータ１２０の駆動によりレンズＬＥが回転される。そして、モータ１５０の駆動により、レンズチャック軸１０２，１０２ＬがＹ軸方向に移動され、レンズＬＥが粗砥石１６６に当接される。このとき、制御部５０は、モータ１５０の駆動パルス信号とエンコーダ１５０ａから出力されるパルス信号とを比較し、両者に所定以上のズレが生じたときに、レンズＬＥが粗砥石１６６に当接した状態になったと検知する。制御部５０は、このときのレンズチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌの中心（玉型の幾何中心ＦＣ）と砥石回転軸の中心１６６Ｃとの軸間距離Ｌａ、幾何中心ＦＣとレンズＬＥの光学中心ＯＣとの距離Ｌｂ及び粗砥石１６６の半径ＲＣに基づいて、以下の式でレンズＬＥの外径寸法である半径ｒＬを求める。

軸間距離Ｌａは、レンズＬＥが粗砥石１６６に当接したと検知されたときのエンコーダ１５０ａからのパルス信号から得られる。距離Ｌｂは、始めに入力されたレイアウトデータのＦＰＤ値、ＰＤ値及び玉型の幾何中心ＦＣに対する光学中心ＯＣの高さデータから求められる。粗砥石１６６の半径ＲＣは設計的に既知の値であり、メモリ５１に記憶されている。

また、枠心モードの場合、幾何中心ＦＣがレンズチャック中心となるので、半径ｒＬとレイアウトデータ（光学中心ＯＣと幾何中心ＦＣの位置関係のデータ）に基づいて、レンズチャック中心であるＦＣを中心にしたレンズ外径データ（ｒＬＥｎ，θｎ）（ｎ＝１，２，３，…，Ｎ）に置き換えられる。

なお、レンズＬＥの外径寸法の測定は、粗砥石１６６の回転を止めて行うことが好ましいが、加工時間を短縮するために、粗加工を連続して行えるように粗砥石１６６を回転しながら測定を行ってもよい。この場合、粗砥石１６６が回転されていることによりレンズＬＥの当接部分は多少研削されるが、その量は多くても１ｍｍ程であるので、近似的にレンズＬＥの半径ｒＬが得られる。また、次に説明する切り込み量の管理について、レンズ外径測定時の研削量を見込んでおけば、実用上の問題は少ない。レンズ外径測定時に当接させる部材は、粗砥石１６６に限らず、砥石回転軸１６１ａに取り付けられた他の砥石であっても良い。

また、未加工レンズＬＥの外径寸法を測定する手段としては、レンズコバ位置測定部２００Ｆ又は２００Ｒを利用することもできる。例えば、制御部５０は、図５と同じく、光学中心ＯＣと玉型の幾何中心ＦＣとを結ぶ直線がＹ軸上に位置するようにレンズＬＥを回転した後、レンズコバ位置測定部２００Ｆの測定子２０６Ｆ（又はレンズコバ位置測定部２００Ｒの測定子２０６Ｒ）を玉型ＦＴ上に当接させる。その後、測定子２０６Ｆをレンズの外周に向かって移動するように、レンズＬＥのＹ軸移動を制御する。測定子２０６ＦがレンズＬＥの屈折面に接触している状態から外れると、エンコーダ２１３Ｆのコバ位置の検知情報が急激に変化する。このときのＹ軸方向の軸間距離をエンコーダ１５０ａから得ることにより、レンズＬＥの加工前の外径寸法である半径ｒＬを算出することができる。また、レンズＬＥの加工前の外径寸法を予め分かっていれば、これを操作者がディスプレイ５の所定の入力画面で入力することにより、外径寸法を取得されるようにしても良い。

レンズ外径寸法の取得ステップが終了すると、続けて粗加工ステップに移行する。アップカット方式の採用に伴う粗加工時のレンズＬＥの軸ずれを低減するために、ソフト加工モードにおける粗加工の制御を、図７及び図８を使用して説明する。ソフト加工モードでは、レンズチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌに加わるトルクＴθが閾値Ｔθｓ内に収まるように、レンズチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌと砥石回転軸１６６ａの軸間距離Ｌ又はレンズＬＥ（レンズチャック軸）の回転速度を制御する。本実施形態では、トルクＴθが閾値Ｔθｓ内に収まるように、軸間距離Ｌを変化させ、切り込み量Ｄを減少させる。そして、トルクＴθが閾値Ｔθｓ内のときは、切り込み量Ｄを予め設定された切り込み設定量ｄｎとなるように、軸間距離Ｌの変化を制御する。

トルクＴθは、モータ１２０への回転指令信号（指令パルス）とエンコーダ１２０ａによる実際の回転角の検出信号（出力パルス）との差により検知される。ソフト加工モードでの閾値Ｔθｓは、粗加工のアップカット方式においても、軸ずれの発生が十分に抑えられる値（軸ずれが発生するときの限界トルクＴθｒに対して余裕を見込んだ低い値）として設定され、メモリ５１に記憶されている。例えば、ソフト加工モードでの閾値Ｔθｓは、１．５Ｎｍ（ニュートン・メートル）であり、これは後述するノーマルモードでの閾値ＴθＮ（例えば、２．６Ｎｍ）より低い値とされている。

また、ソフト加工モードでの切り込み設定量ｄｎは、トルクＴθが閾値Ｔθｓ内であっても、粗砥石１６６が深く切り込まれることがないように設定されている。粗砥石１６６とレンズＬＥの回転方向とを同一とするアップカット方式では、切り込み量Ｄが大きいと（粗砥石１６６がレンズＬＥに深く食い込む）、図１（ｂ）の矢印ＦＢで示したように、レンズＬＥを砥石１６６側に引っ張る力が増大し、レンズＬＥに加わるトルクＴθも急激に増加し易い。トルクＴθが閾値Ｔθｓを超えて急激に増加すると、上記の軸間距離Ｌを減少させる制御をしたとしても、直ぐにトルクＴθが閾値Ｔθｓ内に収まらないために、軸ずれが発生しやすくなる。また、軸間距離Ｌを急激に大きく変化させると、レンズチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌが振動しやすくなり、軸ずれも発生しやすく、加えてトルクＴθの検知も不安定になる。粗工加工時には、切り込み量Ｄに制限を設けることにより、これらの問題を軽減し、アップカット方式に伴う問題を軽減することができる。

図７は、トルクＴθの変化と切り込み量Ｄの変化との関係を示した図である。図７（ａ）はトルクＴθの時系列の変化を示し、図７（ｂ）は切り込み量Ｄの時系列の変化を示す。粗加工の開始時には、制御部５０は、先のレンズ外径寸法の測定ステップに続いて、レンズＬＥを回転させないまま、レンズチャック軸１０２Ｒ，１０１を粗砥石１６６側に移動させる。エンコーダ１２０ａにより検知されるトルクＴθが閾値Ｔθｓを超えず、切り込み量Ｄが切り込み設定量ｄｎに達した場合は、制御部５０はレンズＬＥを粗砥石１６６の回転方向と同一の方向に回転させる（アップカット）。なお、レンズＬＥの回転速度は、等速で回転されるものとする。

制御部５０は、レンズＬＥを回転させながら、トルクＴθが閾値Ｔθｓを超えない間は、軸間距離Ｌを切り込み設定量ｄｎにて進めていく。そして、図７（ａ）のように、時刻ｔ１で閾値Ｔθｓに対してトルクＴθがΔＴ１だけ超えた場合、次の所定角度ΔθだけレンズＬを回転する時刻ｔ２のときには、図７（ｂ）に示すように、切り込み設定量ｄｎに対して、ΔＴ１に応じた量ΔＷ１だけレンズＬＥを逃がすように、軸間距離Ｌを制御する。この時刻ｔ２でも、まだ、トルクＴθが閾値Ｔθｓに対してΔＴ２（例えば、ΔＴ１の２倍）だけ超えていた場合、次の所定角度ΔθだけレンズＬを回転する時刻ｔ３では、さらにΔＴ２に応じてΔＷ２（ΔＷ１の２倍）だけレンズＬＥを逃がすように、軸間距離Ｌを制御する。次の時刻ｔ３でのトルクＴθが閾値Ｔθｓに対してΔＴ３（ΔＴ１の半分）だけ超えていた場合、次の時刻ｔ４では、さらにΔＴ３に応じてΔＷ３（ΔＷ１の半分）だけレンズＬＥを逃がすように、軸間距離Ｌを制御する。切り込み量Ｄを減少させることにより、トルクＴθも減少方向に向かい、閾値Ｔθｓを下回るようになる。これにより、レンズＬＥに掛かる負荷を防止して、軸ずれが抑えられる。

次に、時刻ｔ４以降に検知されたトルクＴθが閾値Ｔθｓを下回るようになったら、今度は、次の時刻ｔ５では所定量ΔＷ０だけ切り込み量を増やすように、軸間距離Ｌを制御する。例えば、レンズ回転用のモータ１２０が５パルス回転する毎にＹ軸移動用のモータ１５０を１パルス回転させて、軸間距離Ｌを一定量づつ次第に縮めていく。以降、トルクＴθが閾値Ｔθｓを下回っている間は、所定角度Δθ毎に等速でレンズＬＥを回転させ、所定量ΔＷ０だけ徐々に切り込み量を増やすように（一定の傾きで切り込み量を増やすように）、軸間距離Ｌを制御する。そして、トルクＴθが閾値Ｔθｓを下回っている場合であっても、切り込み量Ｄが予め設定された切り込み設定量ｄｎに達した時刻ｔｂでは、切り込み設定量ｄｎの軸間距離Ｌとなるように制御する。

レンズの２回転目以降も、同様に、トルクＴθが閾値Ｔθｓ内に収まるように軸間距離Ｌを制御する一方で、トルクＴθが閾値Ｔθｓ内の場合は、切り込み量Ｄが切り込み設定量ｄｎまでとなるように軸間距離Ｌを制御する。

ここで、切り込み設定量ｄｎは、レンズの回転数に関わらず一定でも良いが、好ましくは、レンズＬＥの回転数ｎの増加に伴って増加させる。回転中心ＦＣから粗加工されるレンズ周縁までの距離ｒＬＥが長い場合は、レンズＬＥに加わるトルクが大きく、距離ｒＬＥが短くなればレンズＬＥに加わるトルクも小さくなる。このため、レンズＬＥの回転数ｎに応じて、距離ｒＬＥが短くなるにつれて切り込み設定量ｄｎを増加させることにより加工時間を短縮させることができる。例えば、レンズＬＥの回転数が１回転増えたときの、切り込み量の増加量をαとすると、レンズＬＥがｎ回転目の場合の切り込み設定量ｄｎは、

となる。レンズＬＥの１回転目は切り込み設定量ｄ１、２回転目の場合にはｄ２＝ｄ１＋α、３回転目の場合にはｄ３＝ｄ１＋２×α・・・となる。ここで、１回転目の切り込み設定量ｄ１は、レンズＬＥの直径及びレンズ厚が平均的なものを基準にして、軸ずれが発生しない量として設定されている。例えば、切り込み設定量ｄ１は３ｍｍであり、αは０．５ｍｍに設定されている。レンズ厚が平均的な厚さより厚い場合であっても、前述のトルクＴθの検知結果に基づく軸間距離Ｌによる切り込み量の変化により、軸ずれを抑えることができる。

図８は、以上のような制御によるレンズＬＥの加工軌跡を模式的に示した図である。レンズＬＥの外周Ｎｅに対して１つ内側の点線Ｎ１は、レンズＬＥの一回転目の切り込み設定量ｄ１で加工されるときの軌跡を示している。実際の粗加工では、上記のようなトルクＴθが閾値Ｔθｓ内に収まるように、切り込み設定量ｄ１に対してΔＷ１、ΔＷ２等のように切り込み量を少なくした箇所では、斜線部ＬＣ１で示す如く、レンズ周縁が大きく粗加工される。点線Ｎ１より一つ内側の点線Ｎ２は、レンズＬＥが２回転目入ったときに、切り込み設定量ｄ２で加工される軌跡を示している。２回転目の軌跡Ｎ２は、レンズＬＥが１回転された後の外径寸法を基準にして、切り込み設定量ｄ２だけ軸間距離Ｌを短くしたものとなる。レンズＬＥが１回転された加工後の外径寸法は、レンズＬＥの回転角θｎ毎に制御した軸間距離Ｌをメモリ５１に記憶しておくことにより、求めることができる。レンズＬＥの２回転目の粗加工においても、トルクＴθが閾値Ｔθｓ内に収まるように軸間距離Ｌが制御されることにより、加工後の外径寸法は軌跡Ｎ２に対して逃げ量（ΔＷ１、ΔＷ２等）の分だけ大きく切削される。レンズＬＥの３回転目の軌跡も、加工後の外径寸法を基準に切り込み設定量ｄ３だけ軸間距離Ｌを短くしたものとされる。４回転目以降も同様に行われる。最終的には玉型ＦＴに対してヤゲン砥石等による仕上げ加工代分を残した形状でレンズ周縁が粗加工される。

なお、２回転目以降の切り込み設定量ｄｎについて、上記のように粗加工されたレンズ周縁の外径寸法を基準にすることが好ましいが、これは制御部５０の演算処理に時間を要する。切り込み設定量ｄｎが軸ずれに対して余裕を見て設定されている場合、レンズＬＥの２回転目については、軌跡Ｎ１を基準にして切り込み設定量ｄ２をとるようにしてもよい。３回転目以降についても同様に予め設定した軌跡を基準にし、切り込み設定量で制御する。この場合であっても、レンズチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌに加わるトルクＴθが閾値Ｔθｓ内に収まるように、軸間距離Ｌ（又はレンズチャック軸の回転速度）を制御していることにより、実質的な軸ずれを抑えることができる。

上記のような軸間距離Ｌの制御により、レンズＬＥの厚みが分からなくても、あるいは、乱視レンズのようにレンズの回転角度によって厚みが変化する場合であっても、アップカットの加工に伴う軸ずれを抑えることができる。また、アップカット方式を採用したことにより、大きな加工騒音の発生を抑えることができる。

上記はトルクＴθの検知による軸間距離Ｌの制御方式であるが、レンズＬＥの回転速度を制御する方法であっても、同様に軸ずれを抑えた加工が行える。すなわち、切り込み設定量ｄｎで軸間距離Ｌを制御しながらレンズＬＥを一定の回転速度ｖ（予め軸ずれが発生しないように設定された速度）で回転させるが、トルクＴθが閾値Ｔθｓを超えたときは、その差（ΔＴ）に応じてレンズＬＥの回転速度を遅くするように、レンズチャック軸１０２Ｒ、１０２Ｌの回転速度を制御する。トルクＴθが閾値Ｔθｓを下回っているときは、回転速度ｖとなるまで、徐々に回転速度を速くする。これにより、軸ずれが抑えた粗加工が行われる。

次に、ノーマルモードを選択した場合について説明する。撥水コートが施されていない通常のプラスチックレンズの加工においては、ノーマルモードを選択すると、軸ずれの発生を抑えつつ、加工時間を短くできる。ノーマルモードにおいても、レンズＬＥは粗砥石１６６の同一方向に回転されるアップカット方式で行われる。ノーマルモードでは、ソフトモードに対してトルクＴθの検知により軸間距離Ｌ（又はレンズＬＥの回転速度）を変えるときの閾値Ｔθｓの値が高い値に設定されている。例えば、ソフトモードでの閾値Ｔθｓが１．５Ｎｍに対して、ノーマルモードでは閾値Ｔθｓが２．６Ｎｍに設定されている。また、切り込み設定量ｄｎについても、ノーマルモードでは、ソフトモードに対して大きく設定されている。例えば、ソフトモードでの切り込み設定量ｄ１が２ｍｍの設定に対して、ノーマルモードでは切り込み設定量ｄ１が５ｍｍに設定されている。トルクＴθの検知により軸間距離Ｌを変えるときの閾値Ｔθｓがソフトモード時より高く設定されていることにより、切り込み設定量ｄｎのまま粗加工が進められやすい。また、切り込み設定量ｄｎがソフトモード時より大きく設定されているため、同一の玉型にレンズＬＥを粗加工する際、レンズＬＥの回転数が少なくなる。これにより、粗加工の時間が短くされる。

粗加工終了後、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にレンズチャック軸１０２Ｒ，１０２Ｌが移動され、仕上げ用砥石１６３又は１６４により玉型データに基づいて仕上げ加工される。仕上げ加工はヤゲン加工、平加工があるが、これらは周知の方法により加工されるので、説明は省略する。

ダウンカット方式とアップカット方式を説明する図である。 眼鏡レンズ周縁加工装置の加工部の概略構成図である。 レンズコバ位置測定部の概略構成図である。 眼鏡レンズ周縁加工装置の制御系ブロック図である。 未加工レンズの外径寸法を取得する為の測定ステップを説明する図である。 ダウンカット方式とアップカット方式によるレンズの粗加工状態を説明する図である。 ソフト加工モードにおける粗加工の制御を説明する図である。 ソフト加工モードでのレンズの加工軌跡を模式的に示した図である。

符号の説明

ＬＥ レンズ
５ ディスプレイ
５０ 制御部
１０２Ｌ レンズチャック軸
１０２Ｒ レンズチャック軸
１２０ モータ
１２０ａ エンコーダ
１４５ モータ
１５０ モータ
１５０ａ エンコーダ
１６０ モータ
１６１ａ 砥石スピンドル
１６６ 粗砥石

Claims (4)

1. 眼鏡レンズを保持するレンズチャック軸を回転するレンズ回転手段と、レンズの周縁を粗加工する粗砥石が取り付けられた砥石回転軸を回転する砥石回転手段と、前記レンズチャック軸と前記砥石回転軸との軸間距離を変動させる軸間距離変動手段とを備え、玉型データに基づいてレンズを回転しながら前記軸間距離を変動させ、眼鏡レンズの周縁を前記粗砥石により粗加工する眼鏡レンズ周縁加工装置において、
   粗加工時に前記レンズチャック軸に加わるトルクを検知するセンサを持つトルク検知手段と、
   粗加工時に前記砥石回転手段による粗砥石の回転方向と前記レンズ回転手段によるレンズの回転方向とを同一方向に回転させると共に、前記トルク検知手段により検知されたトルクが所定の閾値内に収まるように前記軸間距離変動手段の軸間距離又は前記レンズ回転手段によるレンズ回転速度を制御する一方で、前記トルク検知手段により検知されたトルクが所定の閾値内であっても、前記粗砥石のレンズへの切り込み量が所定の切り込み設定量に達するまでとするように前記軸間距離変動手段を制御する加工制御手段と、
   を備えることを特徴とする眼鏡レンズ周縁加工装置。
2. 請求項１の眼鏡レンズ周縁加工装置において、前記加工制御手段は、前記トルク検知手段により検知されたトルクが前記所定の閾値を超えているときには、その超えたトルクに応じて切り込み量を減少させ、前記トルク検知手段により検知されたトルクが前記所定の閾値を下回っているときは、前記所定の切り込み設定量に達するまで徐々に切り込み量を増加させるように前記前記軸間距離変動手段を制御することを特徴とする眼鏡レンズ周縁加工装置。
3. 請求項１の眼鏡レンズ周縁加工装置において、前記加工制御手段は、前記粗砥石のレンズへの切り込み量が所定の切り込み設定量に達するまでとすると共に、前記トルク検知手段により検知されたトルクが前記所定の閾値を超えているときには、その超えたトルクに応じてレンズの回転速度を減速し、前記トルク検知手段により検知されたトルクが前記所定の閾値を下回っているときは、レンズの回転速度が所定値となるまで徐々に回転速度を速めるように前記レンズ回転手段を制御することを特徴とする眼鏡レンズ周縁加工装置。
4. 請求項１〜３の何れかの眼鏡レンズ周縁加工装置において、
   レンズ表面が滑りやすいレンズの周縁を加工するときのソフト加工モードと通常のレンズの周縁を加工するときのノーマル加工モードとを選択するモード選択手段を備え、
   ノーマル加工モード時におけるトルクの前記所定の閾値がソフト加工モード時に対して高く設定されていると共に、前記切り込み設定量がソフト加工モード時に対して大きく設定されていることを特徴とする眼鏡レンズ周縁加工装置。

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