JP2023530591A - レンズブランクを真空ブロッキングするためのブロッキングピース及び方法 - Google Patents

レンズブランクを真空ブロッキングするためのブロッキングピース及び方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、レンズブランク(30)を真空ブロッキングするためのブロッキングピース(10)に関する。ブロッキングピース(10)は、レンズブランク(30)と接触するための上面(12a)を有する、硬質流体透過性材料で形成されるブランク接触要素(12)を含む。ブロッキングピース(10)は、ブランク接触要素(12)の周面(12a)でブランク接触要素(12)を密着して取り囲む上部分(14a)と、ブロッキングピース(10)を締着するためのクランプ装置と係合するようになされた下部分(14b)とを有する指示要素(14)をさらに含む。ブロッキングピース(10)は、レンズブランク(30)をブランク接触要素(12)の上面(12a)に、ブロッキングピース(10)内に真空をかけて、ブランク接触要素(12)の上面(12a)の実質的に全体に、レンズブランク(30)をブランク接触要素(12)の上面(12a)に吸着させる吸引力を提供することによって固定するようになされる。本発明はさらに、レンズブランク(30)をブロッキングする方法、及び硬質流体透過性材料から形成された要素の、ブロッキングピース(10)の一部としての使用に関する。

Description

本発明の実施形態は、レンズブランクを真空ブロッキングするためのブロッキングピース、レンズブランクをブロッキングピースにブロッキングするための方法、及び硬質流体透過性材料から形成される要素の、ブロッキングピースの一部としての使用に関する。実施形態はそれゆえ、レンズブランクをブロッキングするため、及び眼科レンズ、特に眼鏡レンズを製造するためのシステム、装置、及び方法に関する。
特にフリーフォーム表面を有する眼鏡レンズのための、プラスチック材料又は鉱物ガラスで製作される眼鏡レンズの工業大量生産の場合、レンズブランクはブロッキングピースに、ある装置を使ってブロッキングされ、これはブロッキング装置と呼ばれることがあり、レンズブランクを研削又は切削するための機械加工装置とは別のものである。レンズブランクのブロッキングは、レンズブランクを所定の位置に機械的に弾力的に固定し、レンズブランクの屈折力を個別化するためのフライス加工又は研削プロセスを実行するために必要である。レンズブランクがそこにブロッキングされるブロッキングピースにより、レンズブランクを、研削又は切削機械に、ブロッキングピースを介して締まり嵌め及び/又は圧力嵌めにより締着できる。
先行技術によれば、レンズブランクはブロッキングピースに低融点の金属合金を使って取り付けられる。レンズブランクは、ブロッキングピースに関して、レンズブランクの仕上げ済みの前面がブロッキングピースと対向するように位置付けられ、レンズブランクに垂直な表面とブロッキングピースに垂直な表面が相互に関して所定の角度で配置され、ブロッキングピースとレンズブランクの前面との間の空間が液体金属合金で満たされるようにされる。その後、ブロッキングピースは、ブロッキング装置に組み込まれた冷却装置により急冷凝固され、金属合金が硬化し、これによってレンズブランクがブロッキングピースに固定される。このブロッキング方法は、手作業でも、又は自動でも行われ得る。金属合金が硬化した後、ブロッキングピース及びそれに取り付けられたレンズブランクがブロッキング装置から取り外され得る。
ブロッキングステップの後、典型的には以下の製造ステップがブロッキングされたレンズブランクに対して実行され、すなわち、眼鏡レンズの外縁輪郭の切削、レンズブランクの裏面に所期の屈折力を付与するためのフライス加工、フライス加工済みの表面の、ブロッキングされたレンズブランクがその中に挿入される研磨装置による研磨、及び光学表面にシグネチャマークを付し、光学表面を正確に位置決めできるようにすることである。
最後に、完成した眼鏡レンズはブロッキングピースから取り外される。金属合金がブロッキングに使用される場合、この金属合金は加熱され、溶融させられ、再生プロセスに供される。
レンズブランクをブロッキングするための金属合金の使用には環境的な欠点が伴う。したがって、環境上の理由から、レンズブランクのブロッキングに金属合金を使用しないようにする試みがなされてきた。代替的なブロッキング方法が独国特許出願公開第102005038063 A1号明細書に記載されており、これは、光の照射により硬化させることのできるポリマ接着物質又は熱可塑性材料の使用を提案している。
ポリマ又は熱可塑性材料をブロッキングに使用する場合、ブロッキング材料をブロック解除後にブロッキング材料の再使用に供することは、製造プロセス中のブロッキング材料のコンタミネーション並びに時間の経過により生じる材料特性の機械的及び/又は化学的変化から、経済的に合理的でないことが多い。
先行技術で提案されたレンズブランクをブロッキングするための代替的な手法が、欧州特許第2266754 B1号明細書に記載されている。ここで提案される方法は、リング状の凹部を含む支持表面を有するブロッキングピースを用いてレンズブランクを支持面に真空により固定するものである。しかしながら、この手法では多くの場合、凹部によりレンズブランクが望ましくない変形をきたす。
特開平3121763号公報には、相互に組み合う幾つかの円柱形の部分を有する真空アダプタが記載されている。独国特許出願公開第2531134A1号明細書には、レンズに柔軟なシーリングリングが接触する真空アダプタが説明されている。米国特許第3134208A号明細書には、真空化し得る円形の凹部を有する真空アダプタが示されている。その他の真空アダプタは、米国特許第4089102A号明細書及び独国特許出願公開第3924078A1号明細書に記載されている。
欧州特許第出願公開0897777A2号明細書には、中央にレンズブランクを保持する開口を有するブロッキングピースが記載されている。米国特許出願公開第2002/159027A1号明細書には、加工されるレンズが保持装置に2つの磁気要素により固定されてレンズの縁辺が加工される保持装置が記載されている。米国特許第4184292A号明細書には、真空ブロッキングのための従来のブロッキングピースが記載されており、この場合、ブロッキングピースにはばね式バルブが設けられている。米国特許出願公開第2011/097484A1号明細書には、エラストマ材料で製作された保持部が記載されている。米国特許出願公開第2008/051017A1号明細書には、加工中にレンズを保護するために適用されるフォイルが記載されている。
それゆえ、従来の装置及び方法の欠点を持たない、レンズブランクのブロッキング方法及び装置を提供することが望ましい。
この問題は、本発明の実施形態により解決される。本発明の実施形態は、特許請求の範囲のそれぞれの独立項の特徴を有する、レンズブランクを真空ブロッキングするためのブロッキングピース、レンズブランクをブロッキングピースにブロッキングする方法、及び硬質流体透過性材料で形成された要素のブロッキングピースの一部としての使用に関する。任意選択的実施形態は、従属項及び説明文において提供される。
1つの実施形態は、レンズブランクを真空ブロッキングするためのブロッキングピースに関する。このブロッキングピースは、レンズブランクと接触するための上面を有する、硬質流体透過性材料で形成されたブランク接触要素を含む。ブロッキングピースは、ブランク接触要素の周面でブランク接触要素を密着して取り囲む上部分と、クランプ装置と係合してブロッキングピースを締着するようになされた下部分を有する支持要素をさらに含む。ブロッキングピースは、レンズブランクをブランク接触要素の上面に、ブロッキングピース内に真空をかけてブランク接触要素の上面の実質的に全体にわたりレンズブランクをブランク接触要素の上面に吸着させる吸引力を提供することによって固定するようになされている。
他の実施形態は、レンズブランクをブロッキングピースにブロッキングする方法に関する。この方法は、レンズブランクと接触するための上面を有する、硬質流体透過性材料で形成されたブランク接触要素を有するブロッキングピースを提供するステップを含み、ブランク接触要素は、ブランク接触要素の周面で支持要素により密着して取り囲まれる。方法は、レンズブランクをブランク接触要素の上面に、レンズブランクが上面を完全に覆うように配置するステップをさらに含む。さらに、方法は、ブロッキングピース内に真空をかけて、硬質流体透過性材料を通じて、レンズブランクをブランク接触要素の上面全体に吸着させる吸引力を提供するステップを含む。
また別の実施形態は、硬質流体透過性材料で形成された要素の、レンズブランクをブロッキングピースに、ブロッキングピース内に真空をかけてレンズブランクを硬質流体透過性材料で形成された要素に吸着させることによってブロッキングするためのブロッキングピースの一部としての使用に関する。さらに別の実施形態は、本開示によるブロッキングピースの、ブロッキングピース内に真空をかけてレンズブランクを硬質流体透過性材料で形成されたブランク接触要素に吸着させることによってレンズブランクをブロッキングするための使用に関する。
レンズブランクは、眼鏡レンズの未加工前駆体、例えば未加工の前面と未加工の後面を有するレンズブランクに関し得る。レンズブランクは、成形プロセス内で提供され得る。しかしながら、レンズブランクは、眼鏡レンズの一部加工済み前駆体にも関し得る。例えば、レンズブランクは一部又は完全に加工された前面を有し得て、それが保護フォイル又はコーティングで被覆され得る。
ブロッキングピースは、レンズブランクを加工装置、特に処方データに従ってレンズブランクの後面を機械加工及び/又は研削及び/又は切削及び/又は研磨するための、及び/又は提供されたエッジングデータに従って眼鏡レンズのエッジングを行うための加工装置に取り付けるためのアダプタ部品に関する。一方の側、ブロッキングピースはレンズブランクと接触するようになされ、他方の側で、ブロッキングピースはレンズブランクを加工するための加工装置と係合するようになされる。ブロッキングピースは、レンズブランクの可逆的ブロッキングを可能にするようになされ、ブロッキングされたレンズブランクは、レンズブランクの、特に、任意選択的に保護フォイル又はコーティングにより保護され得るレンズブランクの前面の完全性を保ちながらブロック解除され得る。
ブランク接触要素が流体透過性を有するとは、ガスの流体流、特に空気流がブランク接触要素の中に生成され得ることを意味する。特に、ブロッキングピースの外側と内側との間に圧力差をかけることによって、ブランク接触要素内に吸引力が生成され得る。ブランク接触要素が硬質であるとは、ブロッキング及び/又はブロック解除中に、ブランク接触要素への規則的な機械的衝撃によってブランク接触要素の変形が起こらないと予想されることを意味する。換言すれば、ブランク接触要素が硬質であるとは、ブランク接触要素がブロッキングピース内でそれが使用されたときにその形状を保持する硬度及び/又は剛直性を有することを意味する。
支持要素がブランク接触要素をブランク接触要素の周面で「密着して取り囲む」とは、支持要素がブランク接触要素の少なくとも周面を密着してシールすることを意味する。換言すれば、支持要素により密着して取り囲まれたときに、ブランク接触要素の周面でいかなる気体又は空気流も出入りできない。
ブランク接触要素の「上面の実質的に全体」を通じた吸引力とは、吸引力及び吸引から生じ得る空気流がブランク接触要素の上面の特定の小部分領域、例えばブランク接触要素の上面上に設けられた区切られた凹部又は穴に限定されないことを意味する。その代わりに、「上面の実質的に全体」とは、吸引力が上面の大部分にわたり、特に上面の接触可能部分の90%を超える面積にわたり、及び好ましくは接触可能な上面全体にわたり提供されることを意味する。上面の接触可能な部分とは、上面の前記部分が例えば支持要素によりカバーされないが、レンズブランクが接触するためにアクセス可能であることを意味する。
「真空」という用語は、周囲の大気圧より十分に低い圧力に関する。しかしながら、この意味での真空は、厳密な科学的定義が意味し得るような、物質が完全に存在してはならないわけではない。その代わりに、大気圧に関して少なくとも0.3バール、任意選択的に少なくとも0.5バール、任意選択的に少なくとも0.7バール、任意選択的に少なくとも0.8バール低い圧力(すなわち、それぞれ全体で0.7バール、0.5バール、0.3バール、及び0.2バール)は、本願の説明文の意味では真空と考えられる。
本発明は、レンズブランクをブランク接触要素に真空によって接触させるためのブランク接触要素の上面に均一な圧力分布又は力分布が提供され得るという利点を提供する。このことは、区切られた凹部又は穴等の限定的な部分領域内に真空を提供するブロッキングピースを使用する場合に通常発生するような、不均一な圧力分布によるレンズブランクの変形のリスクを低減する。したがって、本発明は、レンズブランクに高い吸引力が加えられ得、それゆえ、ブロッキング中にレンズブランクに強い安定化力が加えられ得て、レンズブランクの局所的変形を生じさせる局所的な圧力変動の危険性を伴わないという利点を提供する。
本発明は、レンズブランクをブロッキングピースに取り付けるために金属合金が不要であり、それゆえ、ブロッキングプロセスの環境適合性を改善でき、コストを削減し得るという別の利点を提供する。さらに、このような金属合金の再生が不要であり、それによってもブロッキングプロセスのコストがさらに削減される。ポリマ及び/又は熱可塑性材料を使用する従来のブロッキング方法と比較しても、再生のための努力を大幅に減少させ、又は完全に省くことができる。
本発明は、レンズブランクのブロッキング及びブロック解除にブロッキング接着物質、例えば金属合金の加熱及び冷却が不要であるというまた別の利点を提供する。したがって、ブロッキングプロセスのエネルギ消費量を削減できる。さらに、加熱及び冷却ステップが不要であることから、その都度の待機時間を必要とせず、これは従来、レンズブランクとブロッキングピースを所望の温度に到達させるのに必要であった。その結果、本発明により、レンズブランクのブロッキング及び/又はブロック解除のために必要な時間と手間の削減が可能となる。
さらに、本発明は、例えば金属合金及び/又はプラスチック材料を使用する場合に必要となる、レンズブランクのブロッキング及び/又はブロック解除のための入熱が不要となるという別の利点を提供する。したがって、特にプラスチック材料で製作されたレンズブランクの、レンズ形状の所期の形状からの逸脱の原因となることが多い、入熱による望ましくない変形を回避できる。
ある実施形態によれば、硬質流体透過性材料は開放気孔率を有する硬質多孔質材料を含み、又はそれからなる。気孔率は、マイクロポロシティ、メソポロシティ、及び/又はマクロポロシティを含み得る。ブランク接触要素の開放気孔率は、有効気孔率とも呼ばれ、そのブランク接触要素を通る流体の流れに寄与させるのに利用可能なポロシティを表すと考えられる。換言すれば、開放気孔率は、ブランク接触要素(又は被加工物全般)がブランク接触要素を通る流体流を誘導させる能力を明示する。一般に、開孔容積だけが流体流に寄与するために利用可能であり、これは、完全に閉鎖した細孔には流体が入り込めず、それゆえ、真空化も通気もできないからである。したがって、開放気孔率(φ)は典型的に、全細孔容積(Vtot)に対する流体流(V)に寄与する細孔容積の比として明示される:
硬質流体透過性材料の開放気孔率は、1%~90%、任意選択的に1.5%~50%、任意選択的に2%~20%、任意選択的に10%~15%の範囲であり得る。一般に、開放気孔率が低いと、剛直性及び機械的安定性が高くなり得、開放気孔率が高いと、流体流の透過性が高くなり得る。材料はそれゆえ、その開放気孔率に関して、機械的安定性と流体透過性との間の兼ね合いに応じて選択され得る。ほとんどのブロッキング用途にとっては、2%~10%の開放気孔率が適当な範囲であり得る。開放気孔率は、様々な技術により特定され得る。任意選択により、マイクロ及びメソポーラス材料の開放気孔率は窒素ガス吸着測定法により特定され得る。マクロポーラス材料の開放気孔率は、アルキメデスの原理による流体飽和測定法により、特に調査対象の被加工物の水吸着能力を特定する水飽和測定法により特定され得る。材料の気孔率には、真空及び、したがって圧力をレンズブランクにかけられる多くの微視的に微細な接触面積が提供されるという有利な効果を有し、前記多数の接触領域は統計的にブランク接触要素の上面全体に分散される。これによって、先行技術において知られているような、真空がかけられるわずかな数の巨視的凹部のみによる、前述の不要な変形が回避される。
ある実施形態によれば、硬質流体透過性材料は以下の材料、すなわちセラミック材料、カーバイド材料、特にシリコンカーバイド、酸化物材料、特にアルミニウム酸化物、及びアルミ発泡体のうちの1つ又は複数を含み、又はそれからなる。これらの材料は、これらが本来的に開放気孔率を呈するか、又は開放気孔率を呈するように製造され得るという利点を提供する。それに加えて、これらの材料はこれらが高い剛直性を示し、それゆえ、圧力下での高い安定性を有するという利点を提供する。したがって、これらの材料は、流体透過性及び機械的安定性の適当な組合せを提供し、それによってこれらはブランク接触要素での使用に適した材料となる。例えば、特定の程度の(開放)気孔率を有する多孔質材料が使用され得、これは従来、研削又は切削プロセスに使用されている。一例を挙げるためにすぎないが、これらの材料は、DIN 69100の仕様による数値「M」の中程度の硬度及び数値60の中程度の粒径を有するシリコンカーバイド(10Cと呼ばれる)であり得る。
ある実施形態によれば、ブランク接触要素の上面は、レンズブランクの、ブランク接触要素の上面と接触することになる前面の標的形状に応じた球面形状である。換言すれば、ブランク接触要素の上面の形状は、上面に吸着させられるレンズブランクが必然的に所望の形状となるように選択される。それゆえ、ブランク接触部要素の上面の曲率半径は、ブロッキングされるレンズブランクの前面の曲率半径に合わせられ得る。ブロッキングされ、ブランク接触要素と接触することになるレンズブランクには、保護フォイル又はコーティングが設けられ、コーティングの厚さは、球面形状の上面の曲率半径を選択する際に任意選択的に検討される。これによって、典型的にある程度の機械的弾性を呈するブロッキングされたレンズブランクは確実に、ブロッキングピースにブロッキングされる際に正確な形状を有し、保持する。そのようにすることにより、レンズブランクの所望の形状からの考え得る球面及び/又は円柱面偏差を回避でき、これは例えばモールドの製造プロセス内、レンズブランクの重合プロセス中、及び/又はレンズブランクのテンパリングプロセス中の偏差により生じ得る。レンズブランクのポリマ材料内の残留張力に起因し得る、ブロック解除後のレンズブランクの前面及び後面に生じる可能性のある形状の平行変化は、結果として得られる眼鏡レンズの光学特性にとっては一般的に無視できる程度である。ブロッキングプロセスによる球面及び/又は円柱面偏差の補償量は、レンズブランクの機械的安定性に依存する。ポリマレンズブランクは典型的に、凸状前面と凹状後面を有し、曲率は、レンズブランク全体にわたりほとんど一定の材料厚さが確保されるように選択される。典型的に使用される、材料CR39又はポリウレタン系高屈折率材料から製作されるレンズブランクの中央領域の厚さは5mm~9mmであり、その曲率半径は80mm~300mmである。このような幾何学形状を有するポリマレンズブランクは、その形状において、本発明のある実施形態による真空ブロッキングにより、最大200Nの吸引力によって直径65mmでのそのサジタル方向への高さが最大70μmだけ全体的に変化し得る。より厚いレンズブランクの場合、この値は安定性の増大により低下する。厚さが約11mmで中程度の曲率半径を有するレンズブランクには、直径65mmでのそのサジタル方向への高さにおいて約50μmの形状の全体的変化が生じ得る。したがって、任意選択的な実施形態によるレンズブランクのブロッキング方法は、レンズブランクの前面の形状を、レンズブランクをブランク接触面に吸着させることにより、ブランク接触要素の上面の形状に合わせるステップを含み得る。
その厚さに関して最適化され、それゆえその製造コストに関して最適化されるレンズブランクは、本発明の実施形態による真空ブロッキングプロセスによる利益を受けられるが、それは、レンズブランクの形状を望ましくない状態に変化させてしまうことの多い加熱及び冷却プロセスを行わずに済むからである。30分間にわたる制御された冷却期間を適用した場合でも、このような望ましくない変形を完全に回避することはできない。したがって、本発明のある実施形態による真空ブロッキングプロセスは、その厚さに関して最適化されたこのようなレンズブランクにとって特に好適である。その厚さに関して最適化されたレンズブランクは、レンズブランクが厚くならないように最適化される。最適化は特に、レンズブランクの前面の曲率半径と個別に調整される後面の曲率半径を適当に組み合わせて、所望の光学パワーを得る一方で、レンズブランクの厚さを最小に保つことを含み得る。それゆえ、レンズブランクの裏面に異なる光学パワーを実現するためには、その前面において適当な曲率半径を有するレンズブランクが選択され得て、それによってレンズブランクの全厚をできるだけ薄く保つことができる。
ある実施形態によれば、ブランク接触要素の周面及び任意選択的に下面の外寸は、ブランク接触要素を密着して取り囲む支持要素の上部分の内寸に実質的に対応する。換言すれば、ブランク接触要素の形状と大きさは任意選択により、ブランク接触要素を受ける支持要素の上部分の内寸に適合させられる。これによって、ブランク接触要素の周面を有効にシールすることができる。ある実施形態によれば、ブランク接触要素は支持要素の上部分の内面に接着により取り付けられる。これによって、ブランク接触要素の周面及び任意選択的に下面の一部のシーリングがさらに緊密となり、ブランク接触要素の上面及び下面又は下面の一部を介して吸引力が確実に発生する。
ある実施形態によれば、支持要素は、ブランク接触要素の下面と、及び任意選択的に周面と流体連通する真空溜めを含む。流体連通は、支持要素のうちブランク接触要素の下面と対向する部分に通し穴を設けて、通し穴が、ブランク要素の下面を、ブランク接触要素の下面と接触する支持面の下面の支持要素内部に配置される真空溜めに接続することによって実現され得る。それゆえ、通し穴は前記支持面を貫通し得る。真空溜めを提供することにより、そこにレンズブランクがブロッキングされたブロッキングピースの内部の真空が、真空溜め、支持要素の内壁及び/又はブランク接触要素のシールされた周面及びブロッキングされたレンズブランクの前面により閉じ込められた体積の中に保持され得るという利点が提供され得る。特に、真空溜めにより、真空及び真空によるレンズブランクのブロッキングを、外部真空源を切断した後でも保持でき得る。
ある実施形態によれば、ブロッキングピース及び特にブロッキングピースの支持要素は、以下の動作、すなわち真空溜めを真空化すること、真空溜め内の真空を保持すること、及び真空溜めに通気させることのうちの1つ又は複数を行うための弁を含む。弁により、真空溜めを真空化するために真空溜めを真空源に接続することができ、それによってレンズブランクをブランク接触面の上面に吸着させる吸引力を発生させてレンズブランクをブロッキングすることができる。真空源は、従来の圧縮空気システムと共に動作するベンチュリノズルを含み得る。大気圧より6バール高い圧力を提供する従来の圧縮エアシステムを適用することにより、接続されたベンチュリノズルは大気圧より0.75~0.9バール低い真空、すなわち約0.1~0.25バールの絶対圧力を容易に提供することができる。弁により、さらに、真空溜めに通気させて真空を破ることによって、ブロッキングされたレンズブランクを釈放できる。したがって、弁により、真空溜めを真空源に接続することによって真空を提供し、レンズブランクをブロッキングすること、真空源から切断されたとときに弁を閉じたままにすることによって真空溜め内の真空を保持すること、及び真空源から切断されたときに、弁を開くことにより、真空溜めに通気させることができる。
ある実施形態によれば、弁はばね式弁として構成され、これはばね力に対抗することによって作動されないかぎり閉状態に保たれる。これによって、ブロッキングピースを真空源から切断した後も真空を保持でき、ばねが自動的に弁を閉じるため、真空源からの切断プロセスが容易になる。ブロッキングピースは、ブロッキングピースを真空源に接続すると自動的に弁が開くように構成され得る。弁を開いて意図的に真空を破り、真空溜めを通気させるために、手動又は自動での動作が必要となり得る。
ある実施形態によれば、支持要素の下部分は支持要素をクランプ装置と係合させるための係合要素を含み、係合要素は任意選択的に、係合要素とクランプ装置との圧力嵌め及び締まり嵌めによる係合を提供するための周辺凹部を有する円錐突起を含む。ブロッキング要素及び特に支持要素の下部分は、従来のブロッキングピースの構造的特性に合わせて調整され得る。これによって、ある実施形態によるブロッキングピースを従来のクランプ装置と共に使用することができる。ブロッキングピースは、標準DIN 58766に従って調整され得る。周辺凹部は、圧力嵌めによる固定のほかに、ブロッキングピースとクランプ装置との締まり嵌めによる固定を提供し得る。
ある実施形態によれば、支持要素の上部分と下部分は、1つの部品として、又は相互に取り付けられる別々の部品として提供される。支持要素は任意選択により、少なくとも部分的に以下の金属材料、すなわちアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼のうちの1つ又は複数で製作される。特に、支持要素はこれらの部分において液密材料で製作され、これによってバンク接触要素を密着して取り囲み、流体流に対してシールする。支持要素が複数の部品を含む場合、これらの部品はねじによって、又はその他の何れかの固定手段によって相互に取り付けられ得る。
ある実施形態によれば、支持要素はブロッキングピースを識別するための情報を提供する識別要素をさらに含み、識別要素により提供される情報にはブロッキングピースの外側からアクセスでき、任意選択により、識別要素は以下の項目、すなわちバーコード、QRコード、人が読むことのできる刻印、及びRFIDチップのうちの1つ又は複数を含み、又はそれからなり得る。これによって、ブロッキングピース及び/又はブロッキングピースにブロッキングされたレンズブランクを識別することができ、それゆえ、レンズブランクを製造ステップに正しく関連付けることが容易になる。識別要素により、刻印等、ユーザが専門の器具を用いずにマニュアルで識別可能であり得、及び/又は自動識別及び/又は読み取り装置、例えばバーコードリーダ及び/又はRFID読み取り装置等により識別可能であり得る。さらに、ブロッキングピースはメモリ要素を含み得て、これは識別要素と別々でも、又はそれと組み合わせられてもよく、ブロッキングされたレンズブランクに関する情報等の情報を記憶する。記憶された情報は、処方データ、シリアル又は製造番号、及び/又はレンズブランクと最終的な眼鏡レンズの製造プロセスに関するその他の情報であり得る。
ある実施形態によれば、ブロッキングピースは、ブロッキングピースの周辺に、ブロッキングピース内及びレンズブランクとブランク接触要素の上面との間に真空を提供するのを支援する1つ又は複数のシーリングリップを含む。シーリングリップは、真空溜め、支持要素、及びブロッキングされたレンズブランクの前面により形成される空隙をシールするのに寄与し得る。シーリングリップはさらに、レンズブランクとブランク接触要素との間の界面において縁辺をさらにシールし得る。しかしながら、このことによって、レンズブランクがブランク接触要素の上面の実質的に全体と接触するという要求事項がなくなるわけではない。
ある実施形態によれば、かけられた真空の、レンズブランクをブランク接触要素の上面に吸着させる吸引力の強さは少なくとも80Nである。任意選択により、吸引力の値は150N~250Nである。その結果、レンズブランクはブロッキングピースに、処方された光学パワーをレンズブランクの後面に提供するための所期の製造プロセスを実行するのに十分な強度と安定性でブロッキングされる。さらに、この強度は、ブランク接触要素の上面の形状に合わせてレンズブランクを変形させるのに適している。しかしながら、この強度は、レンズブランクに対する損傷、例えば不可逆的変形及び/又は前面のひっかき傷等を回避できる範囲である。
ある実施形態によれば、レンズブランクには、ブランク接触要素と対向する面において保護フォイルが設けられ、保護フォイルにより、保護フォイルを持たないレンズブランクの表面の摩擦係数と比較して、摩擦係数が上昇する。それゆえ、フォイルを損傷及びコンタミネーションから防止する効果に加えて、フォイルは摩擦係数を増大させ、それゆえブロッキングされたレンズブランクのブロッキングピースに関する望ましくない相対的摺動のリスクを低下させる。それに加えて、保護フォイルは、レンズブランクをブランク接触要素の上面に押し付ける圧力の局所的な圧力最大値を低下させ得るという利点を提供でき、これは、フォイルの局所的変形によって、圧力がより均等に分散され得るからである。それゆえ、保護フォイルは、適当な硬度、厚さ、及び表面粗さを有するように選択され得る。例えば、ドイツのLOHMANN社により提供される厚さ0.1mmのガラス保護フォイルは、多くのブロッキング用途にとって適当な選択肢であり得る。
ある実施形態によれば、それぞれレンズブランクの前面又は保護フォイルの摩擦係数は、レンズブランクの前面又は保護フォイルに接着剤スプレイを噴霧することによりさらに上昇させ得る。このような接着剤スプレイは、前面に接着する微視的に微細で典型的に数秒で乾燥する小滴からなる。この方法により、摩擦係数を大幅に増大させ得る。例えば、このような接着剤スプレイにより、摩擦係数を、酸化アルミニウムの未処理の上面又は未処理の保護フォイルの約0.35~0.4と比較して、約2.8の値まで増大させ得る。接着剤スプレイは、ブロック解除後に保護フォイルと共に除去され得て、フォイルがない場合は、残留物を残さずに除去できる。例えば、E-COLL社により提供される1成分接着剤スプレイは、好適な結果を提供し得る。代替的又は追加的に、高い表面粗さを有する材料がブランク接触要素として選択され得て、これは例えば上面が研削プロセスにより処理されるシリコンカーバイドであり、それが(未処理の)保護フォイルと共にレンズブランクと上面との間に組み合い効果を提供し、それによってブロッキングピースに関するレンズブランクの望ましくない相対移動のリスクが低減する。
ある実施形態によれば、方法は真空溜め内の真空を新たに入れ替えるステップをさらに含む。このような入れ替えは、レンズブランクがブロッキングピースにブロッキングされるかぎり、定期的に実行され得る。代替的又は追加的に、入れ替えは製造ステップ、例えば機械加工ステップを実行する直前に実行され得る。これによって、レンズブランクに高い機械的衝撃がもたらされる製造ステップを開始する際に、吸引力が確実に完全に回復される。
その上面の曲率半径が異なる様々なブロッキングピースが提供され得る。これによって、その前面の曲率半径が異なるレンズブランクに基づいて、異なる眼鏡レンズを製造できる。換言すれば、異なる曲率半径を有するレンズブランクのために、そのブランク接触要素の上面に対応する曲率半径を有する別々のブロッキングピースが提供され得る。
プリズム型のブロッキングを可能にするために、真空アダプタの球面は、ブランク接触要素の、所定の程度に事前に傾斜された上面を用いて製造され得る。傾斜は、所定の事前勾配を有し得て、すなわちブランク接触要素の上面の中心における法線が下部分の、すなわちブロッキングピースの支持要素の中心軸に関して所定の勾配を有する。眼科光学の分野で一般的に使用されるプリズム効果は0°~10°の範囲内であり、そのため、製造される全レンズの80%超が2°未満の範囲のプリズム効果を有する。これより大きいプリズム効果を有するレンズに対する需要は急激に減少する。最新技術によれば、非球面及び/又は累進レンズだけでなく、プラスチック材料からの球面及び円柱面光学レンズの成形のために、ダイヤモンドツールを用いる高精度の研削プロセス(高速切削)が使用される。このようなプロセスでは、完成した眼鏡レンズの中央の表面が水平接線、すなわち回転軸に垂直な表面を有することが必要であり得る。この条件を満たさないと、ツールの切刃が望ましくなく眼鏡レンズの中に進入して、幾何学中心が不正確となり得る。典型的に切削又は研削作業に続く研磨プロセスにより、原理上、従来のダイヤモンドツールの半径を使って、旋盤プロセスで中央の水平から最大約1.5°だけ偏差する表面を有する光学レンズを、フォーム誤差を生じずに生産することが可能である。この条件に基づき、典型的に0°~6°の範囲の相対的プリズム効果を2つの異なる真空ブロッキングピースでカバーできる。ここで、例えば、0°~3°のプリズム効果を有する様々なレンズは、法線から1.5°傾斜した表面を有するブロッキングピースで生産され得る。3°~6°の範囲は、法線から4.5°傾斜した表面を有するブロッキングピースを用いて生産され得る。
当業者であれば、上述の特徴と下記の説明及び図面の特徴は明確に開示された実施形態及び組合せで開示されるだけでなく、その他の技術的に実現可能な組合せのほか、分離された特徴も発明の開示に含まれることがわかるであろう。下記において、本発明の幾つかの実施形態及び本発明の具体例が本発明を図解する図面に関して説明されているが、本発明は説明された実施形態に限定されない。
その他の任意選択的実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。
任意選択的な実施形態によるブロッキングピースを斜視図及び断面図で示す。 任意選択的実施形態によるブロッキングピースを底面図で示す。 任意選択的な実施形態によるブロッキングピースの、そこにレンズブランクがブロッキングされた状態とブロッキングされていない状態を示す。
図面において、異なる図面の中の対応する、又は同様の特徴には、同じ参照符号が用いられている。
図1A及び1Bは、レンズブランクの真空ブロッキングのための任意選択的実施形態によるブロッキングピース10の斜視図(図1A)と断面図(図1B)を示す。ブロッキングピース10はブランク接触要素12を含み、これは硬質流体透過性材料で形成され、レンズブランクの前面と接触するための上面12aを有する。ブロッキングピース10は、上部分14aと下部分14bを有する支持要素14をさらに含む。支持要素14の上部分14aは、周辺ブランク接触要素12を密着して取り囲み、上部分14aはブロッキングピース10のシーリングリップ16により部分的に覆われる。支持要素14の下部分14bは、クランプ装置と係合するように構成され、この目的のために係合要素18を含む。係合要素18は、レンズブランクの裏面を機械加工するための機械のクランプ装置のそれぞれの相手部分と係合するようになされる。係合要素の周辺凹部20は、クランプ装置(図示せず)との締まり嵌め及び圧力嵌めによる係合を提供する。この実施形態によれば、係合要素18は従来のブロッキングピースの係合要素と同じであり、これによって従来のクランプ装置及び/又はブロッキング装置と十分な互換性を有することが確実になる。これによって、従来のブロッキングピースを、提示されている実施形態によるブロッキングピース10に置き換えることができる。
提示されている実施形態によれば、上面12aは、ブロッキングされる予定のレンズブランクの曲率半径に合わせて調整された曲率半径を有する。ブロッキングされる予定のレンズブランクが典型的にその前面に保護フォイル又はコーティングを備える場合、保護フォイル又はコーティングの厚さは上面12aの曲率半径で考慮され得る。
ブランク接触要素12は硬質の流体透過性材料で製作される。提示されている実施形態によれば、ブランク接触要素12は、酸化アルミニウム等、開放気孔率が10%~15%の多孔質材料で形成される。材料のこの選択により、真空がかけられ、レンズブランクが上面12aに吸着されるときに、ブランク接触要素12の変形を避けるのに十分な剛直性が確保される。他方で、この開放気孔率により、レンズブランクを上面に吸着させるための吸引力を生成させるのに必要な、ブランク接触要素12が流体流を可能にする能力、すなわち流体透過性が確保される。
図1Bはブロッキングピース10の断面図を示しており、特にブランク接触要素12の周辺壁12b及び下面が明らかになっている。周辺壁12bは、支持要素14の上部分14aにより密着して取り囲まれ、流体流が周辺壁12bから出入りできないようになっている。また、ブランク接触要素12の下面12cは支持要素14の上部分14aにより取り囲まれ、上部分14aは、ブランク接触要素12の下面12cと、支持要素14の上部分14aの下に配置された真空溜め22との間の流体接続を可能にするために1つ又は複数の通し穴を含む。前記1つ又は複数の通し穴及びブランク接触要素12の開放気孔率により、ブランク接触要素12の上面12aからブランク接触要素12のバルク体を通って真空溜め22及び、真空溜め22に接続され得る真空源(図示せず)へと吸引力を生成できる。例示のために、ブランク接触要素12は支持要素の上部分14aの下の真空源により生成される吸引力のための拡散手段と考えられ得る。
ブロッキングピースは真空溜め22に取り付けられた弁24をさらに含み、弁24を開き、それを真空源(図示せず)に接続することにより、真空溜め22を真空化できる。弁24はばね式弁であり、弁24を開くための力の衝撃によりばね力が克服されないかぎり、通常閉状態である。ばね式弁24のばね24aは例示的に示されている。同様に、弁24は真空溜め22を通気させて、真空を破り、ブロッキングされたレンズブランクのブロックを解除するために使用され得る。これは、ブロッキングピース10及び特に弁24が真空源24から切断されている間に弁を解放することにより実現され得る。
シーリングリップ16は、支持要素14の上部分14aの周辺に取り付けられて、ブランク接触要素12を取り囲む。シーリングリップ16はレンズブランクを気密状態に接触させるのを支援して、真空溜め22、支持要素14の通し穴(複数の場合もある)、ブランク接触要素12の開放細孔、及びレンズブランクの前面とブランク接触要素12の周辺との間に残っている可能性のある局所的なギャップにより形成される空隙内を真空状態にしやすくする。しかしながら、シーリングリップ16は単に気密シーリングを支援する目的に資するだけであり、レンズブランクがブランク接触要素12の上面12aの全体と接触しないようにするものではない。
図1Bは、提示されている実施形態による支持要素14が幾つかの別々の部品から製作されることをさらに示している。これらの部品は、上部分14a、下部分14b、及び弁24を含む。この幾つかの要素のこのような構成により、異なるブランク接触要素12を有するブロッキングピース等、様々な種類のブロッキングピースの製造が容易となる。この目的のために、異なる上部分14aが提供され得て、これらは各々、様々な種類のブランク接触要素12のうちの1つ又は複数に合わせて調整される。
図2は、図1A及び1Bに提示されるブロッキングピース10によるブロッキングピース10の底面斜視図を示す。底面図から、支持要素14の中央に配置された、係合要素18と同心円状の弁24が明らかとなる。それに加えて、図2では、支持要素14の下面14cに取り付けられた識別要素26も明らかとなる。識別要素はRFIDトランスポンダ等のトランスポンダを含み得て、これは従来のRFIDセンサ及びレシーバにより読み書きされ得る。識別要素26は、ブロッキングピース10に関する、及び/又はブロッキングピース10にブロッキングされるレンズブランクに関する情報、例えばレンズブランクに適用される処方データ及び/又は製造される予定の眼鏡レンズの注文又はシリアル番号を識別するための情報を記憶するために使用され得る。代替的に、又は追加的に、識別要素はその他の種類の識別手段、例えばバーコード及び/又はQRコード及び/又は人が読むことのできる刻印も含み得る。さらに、この底面図は、支持要素の上及び下部分14a、14bを相互に固定する幾つかのねじ28を示している。
図3A及び3Bは、図1A及び1Bに示される任意選択的な実施形態によるブロッキングピースの、レンズブランクがブロッキングピース10にブロッキングされていない状態(図3A)とレンズブランク30がブロッキングピース10にブロッキングされた状態を示す。図3Bにおいてわかるように、ブロッキングされたレンズブランク30はブロッキングピースに、レンズブランクの前面100がブランク接触要素12の上面12aの全体と接触するようにブロッキングされている。レンズブランク30はブロッキングピース10に真空溜め22内に提供される真空によりブロッキングされ、これは多孔質ブランク接触要素を通じてレンズブランク30へと、ブランク接触要素12の上面12aに対する吸引力を生成させる。
図3Aは、本明細書全体を通じてブロッキングピース10とレンズブランク30に関して使用される参照方向をさらに示している。これらは、レンズブランク30の前面100及び後面102、ブロッキングピース10の上側104及び下側106、支持要素14の上部分14a及び下部分14bのほか、ブランク接触要素12の上面12a、周面12b、及び下面12cである。これらの方向及び部品はそれぞれの名前により示されるものとするが、三次元空間におけるブロッキングピース10の向きに応じて、一般的な理解にしたがって常に上側が上向きの方向となるとはかぎらない可能性がある。この説明の中の方向は、単に例示的な目的で提供されている。
以下に、レンズブランクを好ましい実施形態によるブロッキングピースにブロッキングするための本発明の任意選択的な実施形態による方法を例示的に示す。
レンズブランクをブロッキングするために、クランプ装置が使用され、そこに真空ブロッキングピースが機械的に締着される。弁は締着プロセス中に自動的に開く。ブロッキング装置は、それぞれのブランク径に適したセンタリングストップを有する。真空は、圧縮空気システム、例えば産業界で一般的に使用される約6バールの圧力で空気を送達する圧縮空気システムに接続されたベンチュリノズルによって生成され得る。これによって、約0.8バールの真空を生成することができ、これは約0.2バールの絶対圧力に対応する。鋳造又は機械加工されていてよいレンズブランクの球面の前面は、保護フォイル又はコーティングで被覆され、クランプ装置内に締着されたブロッキングピースのブランク接触要素の球面状の上面上に載せられ、センタリングストップを利用して心出しされ、その後、真空がオンに切り替えられる。真空により、レンズブランクはブランク接触要素の上面と接触し、それをブロッキングピースの周面上のシーリングリップの上へと移動させ、そのようにしてシステムが外からシールされるようにし、レンズブランクはブランク接触要素の上面の実質的に全体に密着して取り付けられる。その後、ばね式機構はブロッキングピースの弁を閉じる。ブロッキングされたレンズブランクはブロッキングピースに固定された状態ではなくなり、ブロッキングピースと共にクランプ装置から取り外すことができる。予想外の真空の損失が、例えば生産環境内の長いダウンタイム、週末の休止期間等により生じた場合、真空は単純に加工機械の中の、又はこの目的のために制作された専用の装置で簡単に補給できる。
レンズブランクから加工された眼鏡レンズを真空ブロッキングピースから取り外す、すなわちブロック解除するためには、ブロッキングピースの弁がブロック解除装置の中で開かれ、それゆえブロッキングピースの真空溜めが通気される。この通気プロセスは、圧縮空気を供給することにより強制することができる。また、眼鏡レンズは、外から眼鏡レンズの前面及びシーリングリップと上面との間に集束させた圧縮空気をノズルを使って吹き込むことによってもブロックピースから取り外すことが可能である。原則として、本明細書に記載のブロック解除プロセスはまた、ブロッキングプロセスのために使用されたものと同じ装置内でも実行できる。この場合、「真空化」機能に加えて、「通気」機能を提供でき、これは空気圧切替装置により作動させることができる。
10 ブロッキングピース
12 ブランク接触要素
12a ブランク接触要素の上面
12b ブランク接触要素の周面
12c ブランク接触要素の下面
14 支持要素
14a 支持要素の上部分
14b 支持要素の下部分
14c 支持要素の下面
16 シーリングリップ
18 係合要素
20 係合要素の周辺凹部
22 真空溜め
24 弁
24a ばね式弁のばね
26 識別要素
28 ねじ
30 レンズブランク
100 レンズブランクの前面
102 レンズブランクの後面
104 ブロッキングピースの上側
106 ブロッキングピースの下側

Claims (15)

  1. レンズブランク(30)を真空ブロッキングするためのブロッキングピース(10)であって、
    - 前記レンズブランク(30)と接触するための上面(12a)を有する、硬質流体透過性材料で形成されたブランク接触要素(12)と、
    - 前記ブランク接触要素(12)の周面(12b)で前記ブランク接触要素(12)を密着して取り囲む上部分(14a)と、クランプ装置と係合して前記ブロッキングピース(10)を締着するようになされた下部分(14b)を有する支持要素(14)と、
    を含み、
    前記ブロッキングピース(10)は、前記レンズブランク(30)を前記ブランク接触要素(12)の前記上面(12a)に、前記ブロッキングピース(10)内に真空をかけて、前記ブランク接触要素(12)の前記上面(12a)の実質的に全体にわたり前記レンズブランク(30)を前記ブランク接触要素(12)の前記上面(12a)に吸着させる吸引力を提供することによって固定するようになされるブロッキングピース(10)。
  2. 前記硬質流体透過性材料は、開放気孔率を有する硬質の多孔質材料を含むか、それからなる、請求項1に記載のブロッキングピース(10)。
  3. 前記硬質流体透過性材料は以下の材料、すなわち、セラミック材料、カーバイド材料、特にシリコンカーバイド、酸化物材料、特にアルミニウム酸化物、及びアルミ発泡体のうちの1つ又は複数を含むか、又はそれからなる、請求項1又は2に記載のブロッキングピース(10)。
  4. 前記ブランク接触要素(12)の前記上面(12a)は、前記ブランク接触要素(12)の前記上面(12a)と接触することになる前記レンズブランク(30)の前面(100)の標的形状に応じた球面形状である、請求項1~3の何れか1項に記載のブロッキングピース(10)。
  5. 前記ブランク接触要素(12)の周面(12b)及び任意選択により下面(12c)の外寸は実質的に、前記ブランク接触要素(12)を密着して取り囲む前記支持要素(14)の前記上部分(14a)の内寸に対応し、前記ブランク接触要素(12)は、任意選択により前記支持要素(14)の前記上部分(14a)の内面に接着により取り付けられる、請求項1~4の何れか1項に記載のブロッキングピース(10)。
  6. 前記支持要素(12)は、前記ブランク接触要素(12)の下面(12c)と、及び任意選択により周面(12b)と流体連通する真空溜め(22)を含み、前記支持要素(14)は、以下の動作、すなわち、前記真空溜め(22)の真空化及び前記真空溜め(22)の通気のうちの1つ又は複数を実行するための弁(24)を含む、請求項1~5の何れか1項に記載のブロッキングピース(10)。
  7. 前記弁(24)は、ばね力に対抗することによって作動されないかぎり閉状態のままであるばね式弁として構成される、請求項6に記載のブロッキングピース(10)。
  8. 前記支持要素(14)の前記下部分(14b)は、前記支持要素(18)をクランプ装置と係合させるための係合要素(18)を含み、前記係合要素(18)は任意選択により、前記係合要素(18)の前記クランプ装置とのタイトフィッティング及び締まり嵌め係合を提供するための周辺凹部(20)を有する円錐突起を含む、請求項1~7の何れか1項に記載のブロッキングピース(10)。
  9. 前記支持要素(14)の前記上部分(14a)及び前記下部分(14b)は一体部品として、又は相互に取り付けられる別々の部品として提供され、前記支持要素は少なくとも部分的に、以下の金属材料、すなわちアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼のうちの1つ又は複数で製作される、請求項1~8の何れか1項に記載のブロッキングピース(10)。
  10. 前記支持要素(14)は、前記ブロッキングピース(10)を識別するための情報を提供する識別要素(26)をさらに含み、前記識別要素により提供される前記情報は、前記ブロッキングピース(10)の外部からアクセス可能であり、任意選択により、前記識別要素(26)は以下の項目、すなわちバーコード、QRコード、人が読むことのできるラベル、RFIDチップのうちの1つ又は複数を含むか、それからなり得る、請求項1~9の何れか1項に記載のブロッキングピース(10)。
  11. 前記ブロッキングピース(10)の周辺に、前記ブロッキングピース(10)内及び前記レンズブランク(30)と前記ブランク接触要素(12)の前記上面(12a)との間に真空を提供するのを支援するシーリングリップ(16)をさらに含む、請求項1~10の何れか1項に記載のブロッキングピース(10)。
  12. レンズブランク(30)をブロッキングピース(10)にブロッキングする方法であって、
    - 硬質流体透過性材料から形成されたブランク接触要素(12)を有するブロッキングピース(10)を提供するステップであって、前記ブランク接触要素(12)は、前記レンズブランク(30)と接触するための上面(12a)を有し、前記ブランク接触要素(12)は、前記ブランク接触要素(12)の周面(12a)で支持要素(14)により密着して取り囲まれるステップと、
    - 前記レンズブランク(30)を、前記ブランク接触要素(12)の前記上面(12a)に、前記レンズブランク(30)が前記上面(12a)を完全に覆うように配置するステップと、
    - 前記ブロッキングピース(10)内に真空をかけ、前記レンズブランク(30)を前記ブランク接触要素(12)の上面(12a)の全体に吸着させる吸引力を、前記硬質流体透過性材料を通じて提供するステップと、
    を含む方法。
  13. 前記レンズブランク(30)を前記ブランク接触要素(12)の前記上面(12a)に吸着させる、かけられた真空の吸引力の強度は少なくとも80Nである、請求項12に記載の方法。
  14. 前記レンズブランク(30)には、前記ブランク接触要素(12)と対向する前記前面(100)に保護フォイルが設けられ、前記保護フォイルは、前記保護フォイルを持たない前記レンズブランク(30)の前記前面(100)の摩擦係数と比較して摩擦係数を増大させる、請求項12又は13に記載の方法。
  15. 前記ブロッキングピース(10)内に真空をかけて、硬質流体透過性材料で形成された前記ブランク接触要素(12)に前記レンズブランク(30)を吸着させることによってレンズブランク(30)をブロッキングするための、請求項1~11の何れか1項に記載のブロッキングピース(10)の使用。
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