JP3533341B2 - 1以上のレンズの表面を処理する方法及び装置 - Google Patents

1以上のレンズの表面を処理する方法及び装置

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JP3533341B2 JP16286499A JP16286499A JP3533341B2 JP 3533341 B2 JP3533341 B2 JP 3533341B2 JP 16286499 A JP16286499 A JP 16286499A JP 16286499 A JP16286499 A JP 16286499A JP 3533341 B2 JP3533341 B2 JP 3533341B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、レンズ面を所望の形状に形成す
る方法及び装置に関し、より詳細には、レンズブランク
を、上昇位置と下降位置の間で独立して移動可能な複数
の関節支持部材によって研磨面上を移動させる方法及び
装置に関する。この複数の関節支持部材が協働すること
で、制御手段から出力された信号に応じてレンズブラン
クを研磨面上で移動させる。
【0002】
【従来技術及びその問題点】眼鏡レンズ及びその他のレ
ンズは、通常、2つの主レンズ面をもったガラス製また
はプラスチック製のレンズブランクから作製される。一
般に、2つの主レンズ面の一方は加工済の仕上げ面であ
り、他方は加工前の未完成面である。この未完成面に
は、所定のレンズ処方データに基づいて動作する機械に
より研削作業、研磨作業及び精研磨作業(仕上げ面形成
作業)が施される。研削作業は、プラスチックレンズの
場合にはボールミルを用いて行われ、ガラスレンズの場
合には研磨板を用いて行われる。これら研削作業によ
り、仕上げ面にかなり近いレンズ面が形成される。しか
しながら、研削作業によるレンズ面は概してその表面が
荒く、所望の光学特性を得るにはその後に研磨作業及び
精研磨作業を必要とする。
【0003】研磨作業及び精研磨作業では、レンズブラ
ンクの被研削面に、レンズ処方により規定された所定の
仕上げ面形状に極めて近似した形状の研磨皿を当接して
作業が行われる。この研磨皿は、当業者間ではツール
(tool)またはラップ (lap)と呼ばれている。
作業中、レンズブランクが設置される装置は、仕上げ面
形状に相当する形状の半球面軌道に沿って、レンズブラ
ンクを研磨皿の研磨面で摺動させる。これによりレンズ
ブランクの被研削面が研磨され、または精研磨される。
研磨皿は、通常二つの主部材からなっている。一つは据
え付け面または心軸(マンドレル)であり、もう一つ
は、このマンドレル上に据え付けられる、着脱可能な研
磨パッドである。レンズブランクは、研磨作業及び精研
磨作業の間、この研磨パッドに対して動かされる。マン
ドレルの形状は、レンズ処方による所定形状に限りなく
近い形状であることが必要であり、このため、異なるレ
ンズ処方に応じて異なるマンドレルが必要となる。
【0004】研磨作業及び精研磨作業の間、堆積したレ
ンズ材料の微粒子を取り除くために、レンズブランクを
研磨皿から時々取り上げて研磨パッドを洗浄する必要が
ある。この洗浄中に研磨パッドがマンドレルから外れる
のを防ぐために、接着剤が用いられる。この接着剤を用
いて研磨パッドをマンドレルに接着することによる難点
は、研磨パッドを長時間使用した後、研磨パッドを交換
する必要性がしばしば生じることである。またこの接着
剤によると、研磨パッドのマンドレルからの取り外し作
業が容易ではなく作業に時間がかかる。定期的に研磨パ
ッドが交換される大量生産の作業現場においては、研磨
パッドのマンドレルからの取り外し作業に多くの時間を
要したので、この取り外し作業はレンズ生産にかかる時
間と費用を増大させる要因の一つとなっていた。
【0005】レンズ面を形成するための従来の機械装置
に関連する他の問題点としては、研磨作業や精研磨作業
に実際に取りかかる前に、手作業による据え付け作業や
セットアップに時間を要していたことが挙げられる。さ
らに、レンズブランクが装着されるアセンブリは、一般
的に、連続して積み重ねられた異なるパーツの組み合わ
せから構成され、かつ、所定の機械許容差を持った個々
のパーツが互いに組み込まれるために、最終的なアセン
ブリ状態が、その設計上の大きさ及び形状とは若干異な
ってしまう。これにより、互いに接合するパーツ間で予
想できない少量の誤差が生じる。この誤差は、レンズブ
ランクにレンズ面を形成するために装置を準備する段階
において必ず補正しなければならない。加えて、これら
寸法誤差があると、装置全体の機械剛性を低下させ、ひ
いては工作精度を低下させる。さらに、互いに関連する
複数のパーツ、及びそれらのアセンブリは、通常、大き
な慣性力をもった移動する塊となるため、研削工具に対
するレンズブランクの正確な移動を困難にする。
【0006】さらに、レンズ面を形成するための従来の
機械装置に関連する他の問題点としては、従来装置は3
軸構成であり、このため、レンズを研磨皿の研磨面上で
移動させるときの移動パターンが限定される。この移動
に係る制限は、所望の仕上げ面を得るには不利な条件と
なる。さらに、これら従来の機械装置によってレンズブ
ランク上に与えられる圧力は、レンズの研削面上に均一
には分布せず、よって完成したレンズの周辺部にしばし
ば歪を生じさせる。
【0007】
【発明の目的】本発明は、以上の従来の問題点に鑑みて
なされたもので、従来のレンズ面形成装置に係る前記欠
点を克服する、1以上のレンズの表面を処理する方法及
び装置を提供することを目的とする。
【0008】さらに本発明は、多くの手作業による準備
作業を必要としないレンズ面処理方法及び装置を提供す
ることを目的とする。
【0009】さらに本発明は、眼鏡レンズ製造業者が予
め多くの研磨皿を用意する必要のないレンズ面処理方法
及び装置を提供することを目的とする。
【0010】
【発明の概要】本発明は、1以上のレンズの表面を処理
する方法及び装置に関するものであり、本装置は、フレ
ーム(12)と;このフレームと一体に上下方向に向け
て固定して設けられた全てが互いに平行をなす直進ガイ
ド(33)と;この直進ガイドに沿って、上昇位置と下
降位置との間をそれぞれ独立して昇降可能に支持された
少なくとも6つの取付ブロック(40)と;少なくとも
一つのレンズブランクを取り外し可能に支持する取付ブ
ラケット(14)と;前記取付ブラケット上の所定箇所
方向変更自在に接続した第1端部(20)と、前記取
付ブロックの一端部に方向変更自在に接続した第2端部
(46)を各々備えて、該取付ブロックと取付ブラケッ
トの間に設けられた少なくとも6つの棒状の関節支持部
材(18)と;前記取付ブロックを、前記直進ガイドに
沿って昇降させ、前記フレームと前記取付ブラケットに
対する前記各関節支持部材の相対位置を変化させて、前
記フレームに対する取付ブラケットの位置関係を変化さ
せる位置変更手段と;前記フレームに対する前記全ての
取付ブロック、関節支持部材及び取付ブラケットの位置
関係を制御するための信号を出力する制御手段と;前記
信号によって前記フレームに対して移動する取付ブラケ
ットの動きに応じて、前記レンズブランクの表面からそ
の材料を除去する除去手段と;を備えている。
【0011】さらに本装置の好ましい実施形態は、前記
取付ブロックを昇降させ、前記フレームと前記取付ブラ
ケットに対する前記各関節支持部材の相対位置を変化さ
せて、前記フレームに対する取付ブラケットの位置関係
を変化させる位置変更手段と;前記フレームに対する
記全ての取付ブロック、関節支持部材及び取付ブラケッ
の位置関係を制御するための信号を出力する制御手段
と;を備えている。各関節支持部材の動きの組み合わせ
により、レンズブランクが取付けられた取付ブラケット
を、レンズブランクの下方に対向させて配置された除去
手段に対して係合しながらあらゆる移動パターンに沿っ
て移動させる。
【0012】フレームに対する各関節支持部材の相対位
置を個々に変化させる位置変更手段は、フレームに回転
可能に接続し、該フレームに対して直立した、少なくと
も6つの送りねじを備えていることが好ましい。各送り
ねじにカラーが螺合し、各カラーに取付ブロックが接続
される。例えばサーボ機構やステップモーター等の駆動
機構が設けられ、この駆動機構が各送りねじに接続し、
制御手段から出力される信号に応じて各送りねじを時計
回転方向または反時計回転方向に回転させる。各送りね
じが回転されると、該送りねじと関連するカラーと取付
ブロックが、送りねじの軸方向に沿って、送りねじの回
転方向に応じた移動方向に移動する。各関節支持部材の
第2端部は、ひとつの送りねじによって支持された対応
する取付ブロックに接続しており、よって送りねじが回
転すると取付ブロックと共に同方向に移動する。
【0013】本発明の好ましい実施形態では、関節支持
部材が方向変更自在に構成され、各関節支持部材は、取
付ブラケット上の所定の複数箇所の一つに接続した第1
のコードと;フレーム上の所定の複数箇所の一つに接続
した第2のコードと;を有している。これら第1のコー
ドと第2のコードの間には、これら第1のコードと第2
のコードの各々に接続したバネが設けられている。この
バネは、各関節支持部材が前記上昇位置と下降位置の間
で移動するとき、各コードにかかる張力を維持する。関
節支持部材は、伸縮可能なので圧縮力を伝達することが
できない。そこで、取付ブロックと取付ブラケットの間
で圧縮力を伝達するために、金属材や複合材料等の所定
の材料からなるスリーブを、各関節支持部材を覆うよう
に設ける。各スリーブは、対向して設けられた二つの開
口を有し、各開口には端部キャップが接続され、この端
部キャップは、対応する開口から外部に突出する球状部
を有している。各球状部は、該球状部の少なくとも一部
を貫通し、かつ対向して延びる一対の円錐孔を有してい
る。各円錐孔は約60°の内角を有している。一対の円
錐孔の間には、これら一対の円錐孔を連通させる貫通孔
が形成されている。フレームに対向する各端部キャップ
の球状部は、対応する取付ブロックに形成された球面凹
部に回転可能に嵌まっている。
【0014】さらに、略120°間隔で離間させて配設
された3つの支持リテーナが取付ブラケットに固定され
ている。各支持リテーナには、取付ブラケットに対向す
る各端部キャップの球状部を回転可能に受ける一対の球
面凹部が形成されている。
【0015】各端部キャップの球状部は、該球状部の周
面に、該周面から延びるリップ部を備えている。前記第
1及び第2のコードは、関節支持部材の一部を構成し、
対応するスリーブ内に延び、さらに端部キャップの球状
部に形成された円錐孔内に延び、さらには、端部キャッ
プ内に形成された前記貫通孔内で支持されている。また
関節支持部材は、取付ブラケットに設けた前記球面凹部
内における所定箇所にその第1端部が方向変更自在に接
続し、かつ、対応する取付ブロックに設けた前記球面凹
部内における所定箇所にその第2端部が方向変更自在に
接続している。本装置の作動中、端部キャップの球状部
は、取付ブロック及び支持リテーナに形成された球面凹
部内で回転し、またそれら球状部が接続したスリーブの
端部内でも回転する。前記リップ部は、取付ブロック及
び支持リテーナに形成された球面凹部内において球状部
の回転量を規定し、これによって、端部キャップから延
びる前記第1及び第2コードが、スリーブ内の鋭利なエ
ッジ部に押圧されて切断されるのを防止する。端部キャ
ップの球状部に形成された円錐孔も、本装置の作動中に
第1及び第2コードが鋭利なエッジ部により切断される
のを防止する。
【0016】研磨皿の形状の除去手段は、所定のレンズ
処方に基づく面形状を備えたマンドレルと;このマンド
レルを覆う研摩面と;からなることが好ましい。本装置
の作動中、レンズブランクは、制御手段から出力される
信号に応じて研磨面に当接しつつ摺動する。
【0017】好ましい実施形態では、取付ブラケット
は、レンズブランクを保持する内周リングと;関節支持
部材の前記第2端部が接続した外周リングと;を有して
いる。これら内周リングと外周リングの間には、これら
内周リングと前記外周リングの各々に接続するダイヤフ
ラムが設けられている。このダイヤフラムは、上下方向
に可撓性を有するが、上下方向以外では殆ど撓むことの
無い、薄い金属材からなる円板状部材として構成される
ことが好ましい。ダイヤフラムの可撓性は、レンズブラ
ンクを、研磨面の形状に対して垂直に研磨面上に押圧さ
せる。上述のように、金属性の薄膜からなるダイヤフラ
ムに関して説明したが、本発明はこれに限定されず、本
発明の広範な特徴事項から逸脱しない範囲において、例
えば、ゴム材等の他の材料からなるダイヤフラムを使用
してもよい。
【0018】さらに本装置には、関節支持部材の上方に
配置され、取付ブロックに隣接し、かつフレームの既知
の位置に固定された位置決めプレートを設けることがで
きる。本装置の作動中、レンズの表面処理を実行する前
に、取付ブロックを移動させて位置決めプレートに当接
させることができ、これによって、関節支持部材の初期
位置即ちホーム位置を設定することができる。このホー
ム位置は制御手段に記憶させることができ、関節支持部
材の移動は、この記憶させた既知のホーム位置を基準と
して行われる。このような制御は、本装置の構成パーツ
を修理、修正または交換したときに特に有効である。即
ち、本装置の構成パーツを修理、修正または交換した場
合においては、個々の構成パーツが、修理、修正または
交換前の配置と全く同じ位置に正確に配置されない虞れ
があるからである。取付ブロックを移動させて位置決め
プレートに接触させることにより、全ての関節支持部材
のホーム位置を先ずリセットし、続いて制御手段に記憶
させることができる。これによって、制御手段に記憶さ
れたレンズ処方データに応じた各関節支持部材相互の移
動が正確に行われる。さらに、取付ブロックは位置決め
プレートに対して当接するまで移動されるので、取付ブ
ロックが接触したときの衝撃を緩和させて本装置が損傷
するのを防ぐ目的で、位置決めプレートにバネ力が付加
されていることが好ましい。
【0019】本発明の他の態様では、進出位置と退避位
置の間で移動可能なロッドを有する空気圧シリンダーを
設けることができる。この空気圧シリンダーは、取付ブ
ラケットに固定されたアダプターに接続している。この
アダプターには、取付ブラケットによって支持されたレ
ンズブランク上に位置する開口が形成されている。空気
圧シリンダーのロッドは、この開口を通って空気圧シリ
ンダーから延出しており、制御手段から出力された信号
に応じて選択的に突出または退避させることができる。
本装置の作動中、ロッドが延出されると該ロッドはレン
ズブランクと係合し、該レンズブランクに所定の圧力を
与える。この圧力により、レンズブランクの表面及び研
磨皿の研磨面に作用する圧力を均一にする。
【0020】また本発明は、レンズを製造する方法に関
するもので、上述した装置を準備するステップと;この
装置と通信しかつ機械的に読み取り可能なレンズ処方デ
ータを記憶した記憶制御手段を準備するステップと;を
有している。本装置は、レンズブランクが除去手段に係
合するように位置変更手段を動作させるべく、制御手段
から出力された信号に応じて本装置を動作させる。その
後レンズブランクは、前記機械的に読み取り可能な処方
データに応じて除去手段上で移動され、これによってレ
ンズブランクが研摩または精研摩される。
【0021】さらに前記方法では、除去手段は、完成品
レンズの所要形状に形成された面を有する研磨皿と、こ
の研磨皿に接着されることなく該研磨皿に覆い被された
研摩面とから構成することができる。レンズブランクが
研摩面と係合した状態で本装置を作動させ、該研摩面の
約半分の第1面が露出するように、レンズブランクを所
定位置まで移動させることができる。この露出された研
磨面を、精研磨作業または研磨作業により発生するレン
ズ粉を除去するために洗浄液で洗浄することができる。
続いて本装置を作動させ、研摩面の残りの約半分の第2
面が露出するように、レンズブランクを移動させること
ができる。この露出された研磨面の第2面も、精研磨作
業または研磨作業により発生するレンズ粉を除去するた
めに洗浄液で洗浄することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】図1は、本発明を適用したレンズ
面形成装置の実施形態を示している。このレンズ面形成
装置10は、フレーム12と、レンズブランク15を支
持するための取付ブラケット14を有している。取付ブ
ラケット14には周縁部16が形成されており、3つの
支持リテーナ17が取付ブラケット14に設置されてい
る。これら3つの支持リテーナ17は、周縁部16に沿
って略120°間隔で離間した状態で配設されている。
各支持リテーナ17は、一対の関節支持部材18を保持
するために設けられている。一対の関節支持部材18
は、その第一端部20が、対応する支持リテーナ17と
方向変更自在の関節状に接続している。
【0023】少なくとも3つの直立した支柱24がフレ
ーム12に固定されている。これら3つの支柱24は仮
想の内接円に沿って配置され、取付ブラケット14をこ
の内接円の内側で支柱24より下方に位置させた状態
で、略120°間隔で互いに離間した状態で配置されて
いる。直立し互いに略平行な一対の送りねじ30が、各
支柱24によって回転可能に支持されている。各送りね
じ30はサーボ機構32に接続している。各サーボ機構
32は、制御手段(図示せず)から出力された信号に応
じて、対応する送りねじ30を時計回りまたは反時計回
りに回転させる。各送りねじ30には、該送りねじ30
の回転に応じて上昇位置と下降位置の間で移動するカラ
ー31が螺合されている。
【0024】なお、送りねじを駆動する手段はサーボ機
構に限らず、例えば、本発明の広範な特徴事項から逸脱
しない範囲において、ステップモーターを代用してもよ
い。また、本実施形態では支柱24を示したが、この支
柱24に限定されることなく、本発明の広範な特徴事項
から逸脱しない範囲において、当業者にとって公知であ
る他の支持手段を代用してもよい。さらに、本実施形態
では、関節支持部材を複数対設け、また同様に送りねじ
を複数対設ける構成にしたが、本発明はこの構成に限定
されることなく、本発明の広範な特徴事項から逸脱しな
い範囲において、それら関節支持部材と送りねじの組み
合わせ方や配置を異ならせてもよい。
【0025】図1に示すように、各支柱24には、柱状
の案内手段として一対のガイドレール33が配設されて
いる。各ガイドレール33は、対応する送りねじ33か
ら離間しかつ略平行に延びている。また各ガイドレール
33は、該レール上に摺動可能に嵌まったブッシュ38
を備えている。そして、レンズ面形成装置10には、6
つの取付ブロック40が設置されている。各取付ブロッ
ク40は、雌ねじが切られたカラー31の一つを保持す
る第1開口42と、ブッシュ38の一つを保持する第2
開口44を有している。したがって、各送りねじ30が
回転すると、対応のカラー31と取付ブロック40が、
矢印Bで示される方向に上昇位置と下降位置の間で送り
ねじ30に沿って移動する。
【0026】取付ブロック40が移動すると、取付ブロ
ック40が送りねじ30回りに回転するのを防ぐように
ガイドレール33が作用しながら、ブッシュ38が送り
ねじ30に沿って直進移動する。さらに、本発明のレン
ズ面形成装置10には、取付ブロック40近傍に、位置
決めプレート45が設けられている。取付ブロック40
の作動中、取付ブロック40は、位置決めプレート45
に接触するまで駆動可能とされており、これによって関
節支持部材18の初期位置即ちホーム位置が設定され
る。このホーム位置は、図示せぬ制御手段に記憶させる
ことができ、関節支持部材18の移動は、この記憶させ
たホーム位置を初期位置として制御手段により調整させ
ることができる。
【0027】図1に示すように、その第1端部20を支
持リテーナ17の一つに方向変更自在に連結する一方
で、各対の関節支持部材18は、互いの距離を広げつつ
フレーム12に向かって延びている。そして関節支持部
材18の各対の一方は、その第2端部46が、複数の支
柱24の一つによって支持された対応する取付ブロック
40に対して方向変更自在に接続しており、前記関節支
持部材18の各対の他方は、その第2端部46が、前記
一つの支柱24と隣接する他方の支柱24によって支持
された対応する取付ブロック40に対して方向変更自在
に接続している。さらに、取付ブロック40は位置決め
プレート45に対して当接するまで移動されるので、取
付ブロック40が接触したときの衝撃を緩和させて本装
置が損傷するのを防ぐ目的で、位置決めプレート45に
バネ47によってバネ力が付加されていることが好まし
い。
【0028】図2に示すように、各関節支持部材18
は、取付ブラケット14にその一端部た連結された第1
フレキシブルコード48と、対応する取付ブロック40
にその一端部が連結された第2フレキシブルコード58
とを備えている。これら第1フレキシブルコード48及
び第2フレキシブルコード58の間にはバネ60が配置
されている。レンズ面形成装置10の作動中、バネ60
は、取付ブロック40が上述した上昇位置と下降位置の
間で移動するとき、第1及び第2フレキシブルコード4
8、58に対するバネ力を常に維持している。バネ60
は、例えばエラストマー等の弾性材から構成することが
できる。第1及び第2フレキシブルコード48、58は
各々、最もその機能に適した材質からなるものであり、
例えば、ホーチスト株式会社(Hoechst AG.)が製造す
るベクトラン(Vectran:登録商標)から構成すること
ができる。
【0029】第1及び第2フレキシブルコード48、5
8はともに可撓性を有しているため、これら第1及び第
2フレキシブルコード48、58に沿って圧縮力は伝達
されない。したがって、適当な材料(例えば金属、プラ
スチックまたは複合材料)からなるスリーブ62が、各
関節支持部材18を覆うように、設けられている。各ス
リーブ62は、支持リテーナ17に対向する第1開放端
64を有し、さらに、対応する取付ブロック40に対向
する第2開放端66を有している。各スリーブ62の第
1開放端64と第2開放端66の各々には、端部キャッ
プ68が回転可能に接続している。
【0030】各端部キャップ68は、対応するスリーブ
62から外側に露出した球状部70を有している。第1
開放端64側の球状部70は、該球状部70の形状に対
応させて支持リテーナ17に形成した球面凹部に嵌ま
り、第2開放端66側の球状部70は、該球状部70の
形状に対応させて取付ブラケット40に形成した球面凹
部に嵌まっている。各端部キャップ68には、球状部7
0のスリーブ62または前記球面凹部内における回転量
を規定するために、各球状部70の周囲にリップ部69
が突設されている。さらに、各端部キャップ68の球状
部70は、該球状部70の一部を貫通して延びる、対向
して穿設された一対の円錐孔71を有している。各円錐
孔71は、図2中の記号φで示す内角を有している。こ
の内角は約60°が好ましい。各球状部70の中心に
は、貫通孔50が設けられており、対向して穿設された
一対の円錐孔71は、この貫通孔50を介して連通して
いる。
【0031】第1及び第2フレキシブルコード48、5
8は各々、対応する端部キャップ68の球状部70に形
成された一対の円錐孔71を貫通し、貫通孔50で保持
されている。各第1フレキシブルコード48は、複数あ
る支持リテーナ17のそれぞれに固定されており、また
各第2フレキシブルコード58は、複数ある取付ブロッ
ク40のそれぞれに固定されている。したがって、レン
ズ面形成装置10の作動中、関節支持部材18が移動す
ると、第1及び第2フレキシブルコード48、58の各
々が、その長さを増加させることなく、端部キャップ6
8の球状部70内において自在に屈曲する。なお、本実
施形態では球状の端部キャップ68を有する関節支持部
材18に関して説明したが、本発明はこれに限定され
ず、本発明の広範な特徴事項から逸脱しない範囲におい
て、例えば自在継手等に置き換えてもよい。
【0032】本装置の作動中、取付ブロック40と関節
支持部材18が上昇位置と下降位置の間で移動すると
き、一方の端部キャップ68の球状部70はスリーブ6
2の第1開放端64内で回転すると同時に支持リテーナ
17に形成された球面凹部内で回転し、他方の端部キャ
ップ68の球状部70はスリーブ62の第2開放端66
内で回転すると同時に取付ブロック40に形成された球
面凹部内で回転する。もし端部キャップ68の球状部7
0が、スリーブ62の対応する開放端内(または球面凹
部内)において過度に回転された場合、第1及び第2フ
レキシブルコード48、58が、スリーブ62の内面に
よって圧接されて、端部キャップ68のエッジ部73に
より切断される虞れがある。このような事態を防止する
ため、第1及び第2フレキシブルコード48、58がス
リーブ62に対して圧接される前に、リップ部69がス
リーブ62に当接するようになっている。このように端
部キャップ68の回転量は制限されており、これによっ
て第1及び第2フレキシブルコード48、58が切断さ
れるのを防いでいる。さらに、端部キャップ68の球状
部70に形成された円錐孔71は、本装置の作動中に第
1及び第2フレキシブルコード48、58が接触して切
断される虞れのある鋭利なエッジ部を無くし、第1及び
第2フレキシブルコード48、58が切断されるのを防
いでいる。
【0033】本実施形態では、フレーム12に対して各
関節支持部材18を移動させる手段はサーボ機構に接続
した一連の送りねじ30であり、この送りねじ30の各
々がその軸方向に沿って、関節支持部材18が接続され
た取付ブロック40を駆動する構成とした。しかし、本
発明はこの構成に限定されず、他の構成を採用すること
も可能である。例えば、図1に示す関節支持部材18
は、空気圧、油圧または水圧ピストンにより駆動させる
ことが可能であり、または各送りねじ30上に設けた管
状部材によって駆動させることも可能である。各管状部
材は、その一端部を対応するカラー31に固着し、他端
部を自在継手や他の継手等を介して関節支持部材18に
連結させることができる。このような装置は、1991
年10月1日に公告された米国特許第5,053,68
7号(出願日:1989年3月15日)に記載されてい
る。
【0034】図3に示すように、取付ブラケット14
は、外周リング74と、該外周リング74と略同心の内
周リング76とを有している。内周リング76内には貫
通孔77が形成されている。内周リング76の上面に
は、この貫通孔77内にレンズブランク15を着脱可能
に保持するクランプ80が取り付けられている。外周リ
ング74と内周リング76の間には、可撓性を有するダ
イヤフラム78が設けられている。ダイヤフラム78
は、互いから離間した略同心円状の複数のくぼみ部79
を有する金属性の薄膜からなることが好ましい。複数の
くぼみ部79により、ダイヤフラム78は、研磨皿82
に対して直交する方向に伸縮可能となっているが、ねじ
れに関してはその剛性は確保されている。
【0035】本実施形態では、外周リング74と内周リ
ング76を有する取付ブラケット14に関して説明した
が、本発明はこれに限定されず、本発明の広範な特徴事
項から逸脱しない範囲において、例えば、正方形、三角
形、六角形または他の形状のブラケットを使用してもよ
い。さらに本実施形態では、金属性の薄膜からなるダイ
ヤフラム78に関して説明したが、本発明はこれに限定
されず、本発明の広範な特徴事項から逸脱しない範囲に
おいて、例えば、エラストマー、ゴム材または合成樹脂
材等からなるダイヤフラムを使用してもよい。
【0036】以下、再度図1を参照しながら説明する。
レンズ面形成装置10の作動中、レンズブランク15は
研磨皿82に当接する。研磨皿82は、所定のレンズ処
方によって設定された完成品レンズの最終形状に相当す
る形状を有する研磨面(研磨パッド)84を備えている
ことが好ましい。レンズブランク15は、関節支持部材
18を介して、研磨面84上を摺動して研磨される。
【0037】本装置の作動中、上述のように、レンズブ
ランク15は、研磨皿82の研磨面84に当接する。こ
とのき、サーボ機構32を作動させて送りねじ30を回
転させ、これにより各取付ブロック40が、送りねじ3
0に沿って、制御手段から出力された信号に応じかつ上
昇位置と下降位置の間で選択的かつ独立して移動する。
この動作により、各関節支持部材18が、対応する取付
ブロック40の移動に応じて移動し、よって取付ブラケ
ット14とレンズブランク15が、研磨皿82の研磨面
84上を制御手段に格納されたレンズ処方データに基づ
く所定のパターンで移動する。
【0038】また、研磨作業または精研磨作業により堆
積したレンズ材料の微粒子を研磨皿82の研磨面84を
洗浄する必要がある。この洗浄作業は一般に、レンズブ
ランク15を研磨皿から持ち上げて、水または洗浄液を
用いて研磨面84を洗浄する。しかしながら、たとえ研
磨面84の洗浄を何度か繰り返したとしても、研磨皿8
2の研磨面84が摩耗限界に達したときには研磨面84
を交換する必要がある。研磨面84の交換を容易にし、
かつ、洗浄作業中に研磨皿82から流れ落ちるのを防ぐ
ために、通常研磨面は、研磨皿に取り外し可能に接着さ
せる接着剤を介して研磨皿に接着されている。しかし、
長時間使用した後では、研磨面と研磨皿を接着剤で確実
に固着し続けるのは困難である。そこで、本発明を適用
したレンズ面形成装置10の特徴は、研磨面を、レンズ
面形状に対応する研磨皿の上面に覆い被せるように位置
させることができ、接着剤を用いずに使用可能な点にあ
る。
【0039】洗浄作業中、関節支持部材18は、レンズ
ブランク15を研磨皿82の研磨面84上で滑らせるよ
うに駆動させることができる。これにより研磨面84の
半分を露出させ、この露出された面が洗浄可能となる。
続いて関節支持部材18を駆動し、研磨面84の残りの
半分の面が露出するようにレンズブランク15を移動さ
せ、このように移動させた後にその残り半分の面を洗浄
する。このように、レンズブランク15が、研磨面84
を研磨皿82上に保持するので、研磨皿上に研磨面を接
着して固着する必要が無くなる。
【0040】図4に示すように、研磨作業または精研磨
作業の間にレンズブランク15に圧を与えるために、進
出位置と退避位置の間で移動可能なロッド87を有する
空気圧シリンダー86を取り付けブラケット14に設け
ることができる。空気圧シリンダー86は、取付ブラケ
ット14に固定されたサポート88上に取り付けられて
いる。サポート88には、レンズブランク15上に位置
する開口90が形成されている。ロッド87はこの開口
90を通って空気圧シリンダー86から延出している。
【0041】レンズ面形成装置10の作動中、レンズブ
ランク15が研磨皿82の研磨面84に当接するとき、
関節支持部材18によって既にレンズブロック15に加
えられている圧力に加え、ロッド87を突出させてさら
なる圧力を加えるように、制御手段から出力された信号
に応じてシリンダー86を選択的に駆動させることがで
きる。シリンダー86の駆動によるさらなる圧力は、レ
ンズブランク15が研磨皿82の研磨面84に当接する
とき、レンズブランク15の表面にかかる圧力の分布を
より均一にする。従来装置ではレンズブランク周縁付近
に段差を生じさせることがあるが、この均一化された圧
力分布により、そのような段差を生じさせることなくレ
ンズ表面全体が研磨されかつ精研磨される。
【0042】図5は、シリンダー86を用いる代わり
に、バネにより付勢された研磨皿82を用いた実施形態
を示している。図に示すように、研磨面84をレンズブ
ランク15に対して付勢させるために、バネ88を研磨
皿82の下部に配置している。この構成によれば、レン
ズブランク15の表面にかかる圧力の分布をより均一化
することに関し、シリンダー86を用いる場合と同様の
効果を得ることができる。バネ88に代えて他の部材に
よって研磨面84をレンズブランク15に対して付勢す
ることも可能であり、本発明の広範な特徴事項から逸脱
しない範囲において、例えば、空気圧、水圧または油圧
シリンダーを用いてもよい。
【0043】本発明を前記実施形態に関して説明した
が、本発明の広範な特徴事項から逸脱しない範囲におい
て種々の修正や変更がされてもよい。したがって、本発
明は例示的に説明されたものであり、限定的に説明され
たものではない。
【0044】
【発明の効果】以上のように、本発明の方法及び装置に
よれば、研磨パッドの研磨皿からの取り外し作業及び装
置のセットアップ作業が容易になり、さらに、レンズブ
ランクの表面及び研磨皿の研磨面にかかる圧力の分布が
均一化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した装置の斜視図である。
【図2】取付ブラケットにその一端部が取り付けられ、
複数ある取付ブロックの一つにその他端部が取り付けら
れた、図1に示す関節支持部材の一つを一部断面で示す
正面図である。
【図3】図1に示す装置の取付ブラケットを示す平面図
である。
【図4】レンズブランクに近接させてブラケットに装着
された、研磨及び/または仕上げ作業の間にレンズブラ
ンクに選択的に圧力を加えるエアシリンダーを示す、図
3に示す取付ブラケットを一部断面にして示す側面図で
ある。
【図5】研磨及び/または仕上げ作業の間に研磨皿の研
磨面をレンズブランクに対して付勢する、バネにより付
加を加えられた研磨皿を示す、本発明を適用した装置の
側面図である。
【符号の説明】
10 レンズ面形成装置(レンズの表面を処理する装
置) 12 フレーム 14 取付ブラケット 15 ダシヤフラム 17 支持リテーナ 18 関節支持部材 24 支柱 30 送りねじ 31 カラー 32 サーボ機構 33 ガイドレール 38 ブッシュ 40 取付ブロック 45 位置決めプレート 48 第1フレキシブルコード 58 第2フレキシブルコード 60 バネ 62 スリーブ 68 端部キャップ 70 球状部 82 研磨皿 84 研磨面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョナサン エム ドゥリー アメリカ合衆国 コネチカット州 06043 ボルトン ワトラス ロード 40 (72)発明者 ローレンス エス ウルフソン アメリカ合衆国 コネチカット州 06107 ウエスト ハートフォード ト ゥニクス ロード 320 (72)発明者 ポール アール エスタブルックス アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01057モンソン チャイルズ ロード 66 (56)参考文献 特開 平8−334313(JP,A) 特開 平9−234638(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23Q 1/00 - 1/76 B24B 13/00 - 13/06

Claims (25)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1以上のレンズの表面を処理する装置
    (10)において、 フレーム(12)と; このフレームと一体に上下方向に向けて固定して設けら
    れた全てが互いに平行をなす直進ガイド(33)と; この直進ガイドに沿って、上昇位置と下降位置との間を
    それぞれ独立して昇降可能に支持された少なくとも6つ
    の取付ブロック(40)と; 少なくとも一つのレンズブランクを取り外し可能に支持
    する取付ブラケット(14)と; 前記取付ブラケット上の所定箇所に方向変更自在に接続
    した第1端部(20)と、前記取付ブロックの一端部に
    方向変更自在に接続した第2端部(46)を各々備え
    て、該取付ブロックと取付ブラケットの間に設けられた
    少なくとも6つの棒状の関節支持部材(18)と; 前記取付ブロックを、前記直進ガイドに沿って昇降さ
    せ、前記フレームと前記取付ブラケットに対する前記各
    関節支持部材の相対位置を変化させて、前記フレームに
    対する取付ブラケットの位置関係を変化させる位置変更
    手段と; 前記フレームに対する前記全ての取付ブロック、関節支
    持部材及び取付ブラケットの位置関係を制御するための
    信号を出力する制御手段と; 前記信号によって前記フレームに対して移動する取付ブ
    ラケットの動きに応じて、前記レンズブランクの表面か
    らその材料を除去する除去手段と; を備えたことを特徴とする1以上のレンズの表面を処理
    する装置。
  2. 【請求項2】 各関節支持部材(18)は、前記第1端
    部と第2端部に対応する第1開放端(64)と第2開放
    端(66)を有するスリーブ(62)内に配置されるこ
    とを特徴とする、請求項1に記載の1以上のレンズの表
    面を処理する装置。
  3. 【請求項3】 前記各関節支持部材は、 一対のコード(48、58)と; この一対のコードの間に接続したバネ(60)と; を備えたことを特徴とする、請求項2に記載の1以上の
    レンズの表面を処理する装置。
  4. 【請求項4】 バネ(60)はコイルばねである、請求
    項3に記載の1以上のレンズの表面を処理する装置。
  5. 【請求項5】 バネ(60)は、エラストマーからなる
    長片であることを特徴とする、請求項3に記載の1以上
    のレンズの表面を処理する装置。
  6. 【請求項6】 前記各関節支持部材(18)は、その第
    1端部が取付ブラケット(14)に接続した第1コード
    (48)と;その第1端部が取付ブロックに接続した第
    2コード(58)と;を備え、 前記制御手段から出力された信号に応じて前記各関節支
    持部材が前記フレームに対して移動するときに前記第1
    コード及び前記第2コードの張力を維持するように、前
    記バネ(60)は、その第1端部が第1コードの第2端
    部に接続し、かつその第2端部が第2コードの第2端部
    に接続した状態で前記第1コードと第2コードの間に設
    けられていることを特徴とする、請求項3に記載の1以
    上のレンズの表面を処理する装置。
  7. 【請求項7】 前記位置変更手段は、前記フレーム(1
    2)に回転可能に配設され、かつ該フレームに対して直
    立した、少なくとも6本の送りねじ(30)と; 前記フレームに接続し、かつ対応する各送りねじから離
    間し、かつ平行に延びる少なくとも6本のガイドレール
    (33)と; 前記各ガイドレール上に設けられ、該ガイドレールの軸
    方向に沿って直進移動する、少なくとも6つのブッシュ
    (38)と; 前記各送りねじに回転可能に螺合された、少なくとも6
    つのカラー(38)と; 前記制御手段から出力された信号に応じて前記送りねじ
    を個々に回転させることにより、各取付ブロックと関節
    支持部材を、上昇位置と下降位置の間でガイドレールに
    沿って移動させる駆動手段と;を備え、 前記各取付ブロックは、対応する前記ブッシュと前記カ
    ラーに接続していることを特徴とする、請求項1に記載
    の1以上のレンズの表面を処理する装置。
  8. 【請求項8】 前記1以上のレンズの表面を処理する装
    置は、さらに、前記スリーブの前記第1端部に形成した
    前記第1開口(64)と、前記第2端部に形成した前記
    第2開口(66)のそれぞれに当接し、前記取付ブラケ
    ットと前記取付ブロックに設けた球状凹部に回転可能に
    嵌まった球状部(70)を有する端部キャップ(68)
    を備え、 前記各関節支持部材(18)は、前記端部キャップ内を
    貫通し、取付ブラケットに設けた前記球面凹部内におけ
    る所定箇所にその第1端部が方向変更自在に接続し、か
    つ前記取付ブロックに設けた前記球面凹部内における所
    定箇所にその第2端部が方向変更自在に接続しているこ
    とを特徴とする、請求項2に記載の1以上のレンズの表
    面を処理する装置。
  9. 【請求項9】 前記各端部キャップの球状部(70)
    は、該球状部の、スリーブ内での回転量、及び、前記取
    付ブラケット及び前記取付ブロックに設けた前記球面凹
    部内での回転量を制限するために、該球状部の周囲から
    延びるリップ部(69)を有していることを特徴とす
    る、請求項8に記載の1以上のレンズの表面を処理する
    装置。
  10. 【請求項10】 前記球状部(70)の各々は、 該球状部の少なくとも一部を貫通して対向して延びる一
    対の円錐孔(71)と; この一対の円錐孔の間に設けられ、これら一対の円錐孔
    を連通させる貫通孔(50)と; を備えていることを特徴とする、請求項9に記載の1以
    上のレンズの表面を処理する装置。
  11. 【請求項11】 前記各円錐孔(71)は約60°の内
    角を有していることを特徴とする、請求項10に記載の
    1以上のレンズの表面を処理する装置。
  12. 【請求項12】 前記フレーム(12)は、略120°
    間隔で離間した状態で配設された少なくとも3つの直立
    した支柱(24)を備え、これら支柱は所定の内接円に
    沿って配置され、各支柱は、一対の送りねじ(30)を
    回転可能に支持し、かつ前記取付ブロック(40)を支
    持し、これら送りねじは互いに略平行に配置され、 取付ブラケット(14)は前記内接円内に配置され、 前記各関節支持部材は、取付ブラケットから、該取付ブ
    ラケットの径方向に広がりながら互いに離間しつつ、対
    応する取付ブロックに接続していることを特徴とする、
    請求項7に記載の1以上のレンズの表面を処理する装
    置。
  13. 【請求項13】 さらに、前記取付ブラケット(14)
    に固定されかつ略120°間隔で互いに離間させて配設
    された少なくとも3つの支持リテーナ(17)を備え、 各支持リテーナは、前記各関節支持部材を覆うスリーブ
    の端部に接続した端部キャップの球状部を回転可能に支
    持することを特徴とする、請求項12に記載の1以上の
    レンズの表面を処理する装置。
  14. 【請求項14】 前記駆動手段は、少なくとも6つのサ
    ーボ機構(32)を有し、各サーボ機構は、対応する前
    記各送りねじ(30)と接続し、前記制御手段から出力
    された信号に応じて前記送りねじを個々に回転させるこ
    とを特徴とする、請求項7に記載の1以上のレンズの表
    面を処理する装置。
  15. 【請求項15】 前記駆動手段は、少なくとも6つのス
    テップモーターを有し、各ステップモーターは、対応す
    る前記各送りねじ(30)と連結され、前記制御手段か
    ら出力された信号に応じて送りねじを個々に回転させる
    ことを特徴とする、請求項7に記載の1以上のレンズの
    表面を処理する装置。
  16. 【請求項16】 前記除去手段は研磨皿(82)であ
    り、 この研磨皿は、所定のレンズ処方によって設定された完
    成品レンズの最終形状に基づいて形成された研磨面(8
    4)を備えていることを特徴とする、請求項1に記載の
    1以上のレンズの表面を処理する装置。
  17. 【請求項17】 1以上のレンズの表面を処理する装置
    (10)において、フレーム(12)と; このフレームに、上昇位置と下降位置との間をそれぞれ
    独立して昇降可能に支持された少なくとも6つの取付ブ
    ロック(40)と; 少なくとも一つのレンズブランクを取り外し可能に支持
    する取付ブラケット(14)と; 前記取付ブラケット上の所定箇所に方向変更自在に接続
    した第1端部(20)と、前記取付ブロックの一端部に
    方向変更自在に接続した第2端部(46)を各々備え
    て、該取付ブロックと取付ブラケットの間に設けられた
    少なくとも6つの棒状の関節支持部材(18)と; 前記取付ブロックを昇降させ、前記フレームと前記取付
    ブラケットに対する前記各関節支持部材の相対位置を変
    化させて、前記フレームに対する取付ブラケットの位置
    関係を変化させる位置変更手段と; 前記フレームに対する前記全ての取付ブロック、関節支
    持部材及び取付ブラケットの位置関係を制御するための
    信号を出力する制御手段と; 前記信号によって前記フレームに対して移動する取付ブ
    ラケットの動きに応じて、前記レンズブランクの表面か
    らその材料を除去する除去手段と; を備え、 前記取付ブラケットは、 レンズブランクを保持する内周リング(76)と; 前記関節支持部材(18)の前記第2端部が連結された
    外周リング(74)と; 前記制御手段から出力された信号に応じてレンズの表面
    が前記研磨面上で移動するとき、レンズブランクの中心
    点に対する前記関節支持部材の心ズレを補正するため
    に、前記内周リングと前記外周リングの間に配置された
    ダイヤフラム(78)と; を備えたことを特徴とする、1以上のレンズの表面を処
    理する装置。
  18. 【請求項18】 前記ダイヤフラム(78)はエラスト
    マーから構成されていることを特徴とする、請求項17
    に記載の1以上のレンズの表面を処理する装置。
  19. 【請求項19】 前記ダイヤフラム(78)は金属材か
    ら構成されていることを特徴とする、請求項17に記載
    の1以上のレンズの表面を処理する装置。
  20. 【請求項20】 前記ダイヤフラム(78)は、互いに
    離間した略同心円状の複数のくぼみ部(79)を有する
    ことを特徴とする、請求項19に記載の1以上のレンズ
    の表面を処理する装置。
  21. 【請求項21】 前記研磨皿(82)は、装置の作動
    中、前記研磨面(84)をレンズブランクに対して付勢
    するためのバネを備えていることを特徴とする、請求項
    16に記載の1以上のレンズの表面を処理する装置。
  22. 【請求項22】 さらに、レンズの表面処理作業を実行
    する前に該作業に係る前記取付ブロック(40)の初期
    位置を設定するため、該取付ブロック(40)が当接可
    能に配置された位置決めプレート(45)を備えている
    ことを特徴とする、請求項1に記載の1以上のレンズの
    表面を処理する装置。
  23. 【請求項23】 1以上のレンズの表面を処理する方法
    において、 フレーム(12)と;このフレームと一体に上下方向に
    向けて固定して設けられた全てが互いに平行をなす直進
    ガイド(33)と;この直進ガイドに沿って、上昇位置
    と下降位置との間をそれぞれ独立して昇降可能に支持さ
    れた少なくとも6つの取付ブロック(40)と;少なく
    とも一つのレンズブランクを取り外し可能に支持する取
    付ブラケット(14)と;前記取付ブラケット上の所定
    箇所に方向変更自在に接続した第1端部(20)と、前
    記取付ブロックの一端部に方向変更自在に接続した第2
    端部(46)を各々備えて、該取付ブロックと取付ブラ
    ケットの間に設けられた少なくとも6つの棒状の関節支
    持部材(18)と;前記取付ブロックを、前記直進ガイ
    ドに沿って昇降させ、前記フレームと前記取付ブラケッ
    トに対する前記各関節支持部材の相対位置を変化させ
    て、前記フレームに対する取付ブラケットの位置関係を
    変化させる位置変更手段と;前記フレームに対する前記
    全ての取付ブロック、関節支持部材及び取付ブラケット
    の位置関係を制御するための信号を出力する制御手段
    と;前記信号によって前記フレームに対して移動する取
    付ブラケットの動きに応じて、前記レンズブランクの表
    面からその材料を除去する除去手段と;を有する装置を
    準備するステップと; 前記取付ブラケットにレンズブランク(15)を取り付
    けるステップと; 機械的に読み取り可能な処方データを記憶させるため
    に、プログラムされた記憶制御手段を準備するステップ
    と; 前記レンズブランクが前記除去手段に係合するように前
    記位置変更手段を動作させるべく、前記制御手段から出
    力された信号に応じて前記装置を動作させるステップ
    と; 前記機械的に読み取り可能な処方データに応じて前記レ
    ンズブランクを移動させるステップと;を有し、 前記機械的に読み取り可能な処方データに応じて前記レ
    ンズブランクを前記除去手段上で移動させるべく前記位
    置変更手段を動作させ、これによって前記レンズブラン
    クを研摩または精研摩することを特徴とする、1以上の
    レンズの表面を処理する方法。
  24. 【請求項24】 前記除去手段は、完成品レンズの所要
    形状に相当する形状に形成された面を有する研磨皿(8
    2)と;この研磨皿に置かれかつ研摩作業または精研摩
    作業の間にレンズブランクと係合させるために設けられ
    た研摩面(84)と;を備えたことを特徴とする、請求
    項23に記載の1以上のレンズの表面を処理する方法。
  25. 【請求項25】 さらに、前記レンズブランク(15)
    が前記研摩面(84)と係合した状態で該研摩面の約半
    分の第1面が露出するように、該レンズブランクを移動
    させるべく前記装置を駆動するステップと; 前記研摩面の露出された前記第1面を洗浄液を用いて洗
    浄するステップと; 前記レンズブランク(15)が前記研摩面(84)と係
    合した状態で該研摩面の残りの約半分の第2面が露出す
    るように、該レンズブランクを移動させるべく前記装置
    を駆動するステップと; 前記研摩面の露出された前記第2面を洗浄液を用いて洗
    浄するステップと; を備えたことを特徴とする、請求項24に記載の1以上
    のレンズの表面を処理する方法。
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