JP3730812B2 - レンズ加工方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡レンズ等の被加工レンズをレンズ枠に枠入れするため、該被加工レンズの周縁を所定形状に加工するレンズ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、眼鏡レンズをレンズ枠に枠入れするために所定の周縁形状に加工する場合、例えば砥石でレンズ周面を研削したり、カッタでレンズ周面を切削したりすることで、被加工レンズをレンズ枠形状データに従った所定の周縁形状に仕上げている。この場合、工具である砥石やカッタとしては、所定の公差で製作されたものが一般的には使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば、前述のように周面加工したレンズの周面エッジ部に精密な糸面取りを施すような場合、前記の砥石やカッタで周面加工した後で、面取り工具をレンズの周面エッジ部に正確に位置合わせしなければならない。そのためには、周面加工した段階で、レンズの周面エッジ部の位置データを高精度で把握していなければならない。
【０００４】
この点、従来では、公差の範囲で製作された工具の標準的な寸法データを用いて、前記の周面エッジ部の位置データを割り出している。
【０００５】
しかし、実際の工具には公差の範囲のバラツキがあり、前述の標準的な寸法データを用いて周面エッジ部の座標を割り出しても、その座標データには公差レベルの誤差が含まれていることになる。従って、そのようにして求めたレンズ周面エッジ部の座標データに基づいて以降の面取り加工を行っても、精度の良い面取り加工を行うことはできない。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮し、工具の公差によらず、高精度の加工を行うことのできるレンズ加工方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、眼鏡用の被加工レンズの周縁をレンズ枠形状データに従って加工するレンズ加工方法において、前記被加工レンズの周面を加工する工具の寸法を実測して工具寸法実測データを取得する工程と、前記レンズ枠形状データに従って前記工具で被加工レンズの周面を加工する工程と、前記工具で被加工レンズの周面を加工した後のレンズ寸法を割り出す際に、該レンズ寸法を前記工具寸法実測データを用いて算出する工程と、該算出したレンズ寸法に基づいて以後の加工を行う工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記工具がカッタであり、前記被加工レンズの周面を加工する工程において、前記レンズ枠形状データに従ってカッタにより被加工レンズの周面を切削することを特徴とする。
【０００９】
本発明のレンズ加工方法では、予め工具の寸法を実測することにより工具寸法データを正確に把握しておき、加工後のレンズ寸法を割り出す際に、実測した工具寸法実測データに基づいてレンズ寸法を算出するようにしている。従って、算出したレンズ寸法に公差レベルの誤差が含まれないようにすることができ、高精度のレンズ寸法割り出しが可能になり、この割り出したデータに基づいて以後の加工を行うことにより高精度の加工ができるようになる。
【００１０】
工具は砥石でもカッタでもよく、例えば、ヤゲン溝があるカッタの場合には、ヤゲン溝の底部を基準点にして、各部の主要寸法（径や基準点からの距離など）を実測しておく。その場合の主要寸法は、加工後のレンズ寸法に影響を与える可能性のあるもの全てである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記以後の加工として、レンズ周面とレンズ面との交差エッジ部の面取り加工を行うことを特徴とする。
【００１２】
工具寸法を正確に実測した場合、その実測データに基づいて、周面加工後のレンズ周面エッジ部の座標を精度良く割り出すことができる。従って、その座標データを利用することで、周面エッジ部への面取り加工を精度良く行うことができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３において、前記面取り加工をボールエンドミルの先端アール部で行うことを特徴とする。
【００１４】
ボールエンドミルの先端でレンズの面取りを行う場合、周面加工したレンズの周面エッジ部に対するボールエンドミルの位置決めを極めて精度よく行わなければならないが、工具寸法実測データに基づいてエッジ部の座標を求めると、実際にその工具で加工した状態におけるレンズ寸法を高精度で求めることができるので、ボールエンドミルを精度良くエッジ部に対して位置決めすることができ、面取り加工を精度良く行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
ここではまず、本発明のレンズ加工方法を実施するためのレンズ加工装置を説明する。本発明の加工方法は、このレンズ加工装置でレンズ加工を行う際に実施される。図１はレンズ加工装置の全体構成を示す斜視図、図２は同全体構成を示す平面図、図３は同全体構成を装置手前側から見た正面図である。
【００１６】
この加工装置１０は、従来一般的に知られている、砥石でレンズ周面を研削する研削式のものではなく、回転切削工具でレンズ周面を強制切削する切削式レンズ加工装置である。この種の切削式レンズ加工装置は、プラスチックレンズの場合に有効であり、加工効率の向上を図ることができる。
【００１７】
この加工装置１０は、各機構部が基台１１に取り付けられることにより構成されている。基台１１の基板１１ａは水平に設けられており、この基板１１ａ上には、レンズ保持ユニット１２と、レンズの周面切削加工を行うカッタ回転機構部１３と、溝加工並びに面取り加工を行うエンドミル回転機構部１４とが設けられている。これらは、基板１１ａ上のほぼ同じ平面内にレイアウトされ、カッタ回転機構部１３とエンドミル回転機構部１４とが、共に装置の手前側に配置され、レンズ保持ユニット１２が装置に奥側に配置されている。
【００１８】
また、基板１１ａには測定ユニット１５が設けられている。測定ユニット１５は、レンズ形状測定手段としての測定ヘッド１６を有しており、該測定ユニット１６は、カッタ回転機構部１３とエンドミル回転機構部１４との干渉を避けるために、カッタ回転機構部１３とエンドミル回転機構部１４の上方の空きスペースに配設されている。
【００１９】
レンズ保持ユニット１２は、被加工レンズ１を保持すると共に、レンズ周方向の加工位置を移動するために、被加工レンズ１をレンズ中心回りに周回させるものである。カッタ回転機構部１３は、被加工レンズ１の周縁を強制切削するカッタ（周面加工手段）１３１を有しており、該カッタ１３１を水平な軸回りに回転させることで、被加工レンズ１の周面の平切削並びにヤゲン切削を行うものである。エンドミル回転機構部１４は、溝彫り加工手段及び面取り加工手段としてボールエンドミル（以下、単に「エンドミル」という）１４１を有しており、該エンドミル１４１を水平な軸回りに回転させることで、レンズ１の周面に溝（この溝は、リムレスフレームにレンズを装着する際にナイロンなどの糸を通すためのもの）を形成したり、被加工レンズ１の周面とレンズ面との交差エッジ部に面取りを施したりするものである。
【００２０】
測定ユニット１５は、レンズ１のコバ厚及びコバ厚方向のレンズ位置を測定する測定ヘッド１６を有しており、該測定ヘッド１６を必要に応じて上下方向に旋回させることのできるものである。
【００２１】
レンズ保持ユニット１２は、後述する機構により、基板１１ａの面と平行で且つカッタ１３１の軸と垂直な方向（以後Ｙ軸方向と呼ぶ）にスライド可能に設けられると共に、基板１１ａの面と平行で且つカッタ１３１の軸と平行な方向（以後Ｚ軸方向と呼ぶ）にスライド可能に設けられている。
【００２２】
カッタ回転機構部１３は、基板１１ａ上に固定されている。カッタ回転機構部１３のカッタ１３１はスピンドル１３２に取り付けられており、カッタ回転用モータ１３３の回転をベルト１３４でスピンドル１３２に伝えることで、自身の軸芯回りに回転させられる。
【００２３】
基板１１ａには切り込み動作機構部２４が設けられている。切り込み動作機構部２４は、レンズ保持ユニット１２をＹ軸方向に移動させて、レンズ１をカッタ１３１やボールエンドミル１４１に対して切り込み動作させる機構である。
【００２４】
基板１１ａの下側には、加工粉の吸引除去手段を構成する図示略のダクトが配されており、そのダクトが、基板１１ａに開口された掃除口９９３に接続されている。掃除口９９３の上方には、空気噴射手段としてのエアー噴射ノズル９９２が複数配されている。これらエアー噴射ノズル９９２は、カッタ１３１の近傍及びエンドミル１４１の近傍に配されており、レンズ保持ユニット１２に装着された被加工レンズ１に対して周面切削加工や溝彫り加工あるいは面取り加工を行っているときの加工粉をエアー噴射ノズル９９２で吹き飛ばし、吹き飛ばした加工粉を掃除口９９３から吸引除去するようになっている。
【００２５】
レンズ加工装置１０の各機構部は、基板１１ａ下側等に設けられた後述の制御装置（図示略）によって、電気的に制御される。
【００２６】
基台１１の基板１１ａ上には、Ｙ軸方向に移動するＹテーブル２０が設けられている。このＹテーブル２０は、Ｙ軸方向に向くように基板１１ａに固定された平行な２本のレール２１、２１上に摺動可能に設けられると共に、前述の切り込み動作機構部２４と連結されており、該切り込み動作機構部２４によりＹ軸方向へ移動制御される。
【００２７】
Ｙテーブル２０の上面には、Ｚ軸方向に向くように２本のレール３１、３１が固定されている。これらレール３１、３１には、Ｚテーブル３０が摺動可能に設けられている。Ｚテーブル３０は、Ｙテーブル２０上に固定されたＺテーブル移動機構部（レンズをその軸芯方向に移動させる軸芯方向移動機構部）３３によって移動制御される。Ｚテーブル移動機構部３３には、Ｚ軸用モータ３３１が設けられている。Ｚ軸用モータ３３１の回転軸には、ボールネジ３３２が連結されており、このボールネジ３３２には、Ｚテーブル３０に固定されたスライドブロック３３３が螺合している。Ｚ軸用モータ３３１は、後述の制御装置からの指令に応じて、正逆両方向に回転する。
【００２８】
Ｚ軸用モータ３３１が回転することにより、ボールネジ３３２が回転する。そして、このボールネジ３３２の回転によってスライドブロック３３３が移動し、スライドブロック３３３と一体にＺテーブル３０が、レール３１，３１に沿って移動する。Ｚテーブル３０の上面には、レンズ保持ユニット１２が固定されている。
【００２９】
図４はレンズ保持ユニット１２の詳細構成を示す平面図である。
レンズ保持ユニット１２は、カッタ１３１（図２参照）の軸と平行なレンズ保持軸１２１を有している。レンズ保持軸１２１は、レンズ保持ユニット１２内の回転機構部によって回転させられる。レンズ保持軸１２１の先端には、レンズホルダ受け１２１ａが固定され、レンズホルダ受け１２１ａには、被加工レンズ１が固定されたレンズホルダ１９が着脱自在に取り付けられている。
【００３０】
また、レンズ保持ユニット１２には、前記レンズ保持軸１２１と同軸に、レンズ押さえ軸（これもレンズ保持軸と言える）１２２がアーム部１２２ｂを介してレンズ保持軸１２１方向にスライド可能に取り付けられている。レンズ押さえ軸１２２は、エアシリンダ１２３の圧力を受けてレンズ１側に移動し、その先端のレンズ押さえ１２２ａによってレンズ１を押圧し、レンズ保持軸１２１との間でレンズ１を挟み込んで保持する。
【００３１】
この場合、レンズホルダ１９の端面（凹面状に形成されている）に、両面接着パッド１９１を介して、レンズ１の凸側レンズ面１Ａが接着されており、レンズ押さえ１２２ａは、レンズ１の凹側レンズ面１Ｂに圧接する。また、レンズ押さえ１２２ａは、レンズ押さえ軸１２２の先端に全方向揺動自在に取り付けられており、レンズ１の凹側レンズ面１Ｂに片当たりせずに、バランスよく圧接するようになっている。
【００３２】
レンズ保持ユニット１２のケース１２ａ内に設けられた前記エアーシリンダ１２３は、外部に設けられた図示されていないエアーポンプから送られるエアーの圧力によって、そのロッド１２３ａをＺ軸方向に移動させる。ロッド１２３ａの先端には、アーム１２３ｂが固定され、ロッド１２３ａと一体に移動するように設けられている。このアーム１２３ｂには、ガイドテーブル１２３ｃ及びレンズ押さえ軸１２２のアーム部１２２ｂが固定されている。レンズ押さえ軸１２２は、ケース１２ａに形成されたＺ軸方向に延びる長穴１２ｂに沿って移動できるように設けられている。レンズ押さえ軸１２２の先端には、レンズ押さえ１２２ａがＺ軸周りに正逆自由回転できるよう設けられている。
【００３３】
ガイドテーブル１２３ｃは、レール台１２４の側面にＺ軸方向に平行となるように設けられたレール１２４ａに摺動可能に嵌合している。これにより、エアーシリンダ１２３のロッド１２３ａが移動すると、これと一体にアーム１２３ｂ、ガイドテーブル１２３ｃ、及びレンズ押さえ軸１２２がＺ軸方向に移動して、レンズ押さえ１２２ａがレンズ１に対して圧接したり、離間したりする。
【００３４】
また、ケース１２ａ内には、レンズ回転用モータ１２５が設けられている。このレンズ回転用モータ１２５の軸１２５ａには、カップリング１２５ｂを介して小径のギア１２５ｃが連結されている。このギア１２５ｃは、大径のギア１２５ｄに連結されている。さらにギア１２５ｄの同軸にはプーリ１２５ｅが設けられており、このプーリ１２５ｅは、ベルト１２５ｆを介して、前記軸１２１上に固定されたプーリ１２１ｂに連結されている。
【００３５】
これにより、レンズ回転用モータ１２５が駆動されると、軸１２５ａの回転がカップリング１２５ｂ、ギア１２５ｃに伝達され、さらに、ギア１２５ｄで減速され、この減速された回転がプーリ１２５ｅ、ベルト１２５ｆ、プーリ１２１ｂを介してレンズ保持軸１２１に伝達され、レンズ１が回転する。
【００３６】
また、レンズ保持軸１２１にはスリット板１２１ｃが固定されており、このスリット板１２１ｃの回転位置を、ケース１２ａ内に固定された光センサ１２６が検出することにより、レンズ保持軸１２１に保持されたレンズ１の原点位置が検出される。
【００３７】
このような構成のレンズ保持ユニット１２では、レンズホルダ受け１２１ａにレンズ１が固定されると、エアシリンダ１２３が駆動して、レンズ押さえ軸１２２が図面左側に移動する。そして、レンズ１をレンズ押さえ１２２ａによって押圧することにより、レンズ１が固定される。レンズ１の加工時及びレンズ測定時は、レンズ回転用モータ１２５が駆動して、レンズ保持軸１２１が回転し、それによりレンズ１が回転する。また、レンズ１が回転することにより、レンズ押さえ１２２ａも一体に回転する。
【００３８】
図５（ａ）はＹ軸方向移動機構としての切り込み動作機構部２４の概略構成を示す平面図、図５（ｂ）は（ａ）図のＶｂ−Ｖｂ矢視図である。切り込み動作機構部２４は、基板１１ａの開口下面に取り付けた凹形部材６８の凹部上面に固定されている。凹形部材６８の凹部上面には、間隔をおいて２つの軸受支持部材６１、６１が設けられ、これら支持部材６１、６１にＹ軸方向を向いたボールネジ６２が回転自在に取り付けられている。ボールネジ６２の一端は、凹形部材６８に固定された切り込み用モータ６３の軸と連結されている。
【００３９】
切り込み用モータ６３は、後述の制御装置からの指令に従って正逆両方向に回転し、この切り込み用モータ６３の回転と連動してボールネジ６２が回転する。ボールネジ６２には、移動ブロック６４が螺合されており、この移動ブロック６４が、前述したＹテーブル２０に連結されている。よって、Ｙテーブル２０及びレンズ保持ユニット１２は、切り込み動作機構部２４の移動ブロック６４と一体にＹ軸方向に移動する。これにより、レンズ１のカッタ１３１への切り込み動作が行われる。
【００４０】
移動ブロック６４にはスイッチ片６４１が取り付けられている。このスイッチ片６４１は、移動ブロック６４が切り込み量計測の基準となる原点位置にあるときに、凹形部材６８に固定された光センサ６４２をオンにする。また、移動ブロック６４が一方のリミット位置にあるときに、凹形部材６８に固定された光センサ６４３をオンにする。また、移動ブロック６４が他方のリミット位置にあるときに、凹形部材６８に固定された光センサ６４４をオンにする。
【００４１】
次に、エンドミル回転機構部１４について説明する。エンドミル回転機構部１４は、カッタ回転機構部１３のカッタ１３１に隣接して配設されており、基板１１ａの上に、エンドミル１４１の軸線を、レンズ保持ユニット１２のレンズ保持軸１２１及びレンズ押さえ軸１２２と垂直な方向で且つ基板１１ａと平行な方向に向けて固定されている。しかも、エンドミル１４１の軸線とカッタ１３１の軸線とレンズ保持軸１２１及びレンズ押さえ軸１２２の軸線は、同じ高さに位置している。エンドミル回転機構部１４には、エンドミル１４１を回転駆動するスピンドルモータ１４２が設けられている。
【００４２】
次に、図６〜図８を参照して測定ユニット１５について説明する。
測定ユニット１５は、一対のスタイラス１６１，１６２を備えた測定ヘッド１６を有する。図８に示すように、測定ヘッド１６は、基板１１ａ上に間隔をおいて立設した２つの支持壁１５１，１５１に、旋回軸１５２を介して取り付けられている。旋回軸１５２は、カッタ１３１の軸と平行に配されており、支持壁１５１，１５１の上端近くの高さに、上下方向回動可能に支持されている。この旋回軸１５２には、測定ヘッド１６の下方に突設した２本のアーム１６３，１６３が固定されており、これにより、旋回軸１５２を回すことで、測定ヘッド１６が、図６（ａ）及び図７（ａ）に示すアンロード位置（測定に供しないときの待避位置）と、図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すロード位置（測定に供するときの位置）との間で回動するようになっている。
【００４３】
旋回軸１５２は一端が片方の支持壁１５１から水平方向に突出しており、この突出端が、基板１１ａ上に架台１５４を介して固定されたエア駆動式の測定ヘッド回転アクチュエータ１５５の回転軸１５５ａに、カップリング１５２ａを介して連結されている。測定ヘッド１６は、エア駆動式の回転アクチュエータ１５５によってアンロード位置とロード位置とに移動させられるので、アンロード位置とロード位置には、測定ヘッド１６が確実に止まるように、ストッパ１５６、１５７が設けられている（図６参照）。ストッパ１５６、１５７は、非旋回側の部材、つまり支持壁１５１に固定されたブラケット１５６ａ、１５７ａに設けられており、これらのストッパ１５６、１５７に測定ヘッド１６の特定箇所が当たることで、測定ヘッド１６の位置決めが行われるようになっている。
【００４４】
アンロード位置側のストッパ１５６は、特に正確な位置決め機能を発揮する必要のないものであるが、ロード位置側のストッパ１５７は、測定ヘッド１６による計測精度に影響を及ぼすため、きわめて正確な位置決め機能を発揮する必要がある。そのため、ロード側のストッパ１５７としては、位置決め位置を精度よく調整できるマイクロヘッド（１／１０００ｍｍ）が用いられている。このマイクロヘッド式のストッパ１５７で位置決めすることにより、ロード位置に移動させられた測定ヘッド１６のスタイラス１６１、１６２は、レンズ保持軸１２１の回転中心やカッタ１３１の回転中心と同一の高さレベルに正確に保持される。
【００４５】
また、回転アクチュエータ１５５で測定ヘッド１６をアンロード位置またはロード位置に移動したとき、ストッパ１５６、１５７に測定ヘッド１６の特定箇所が衝突すると衝撃が生じるおそれがあるので、測定ヘッド１６のアーム１６３及び支持壁１５１に固定されたブラケット１５６ａには、衝撃吸収作用を果たす緩衝器（ショックアブソーバー）１５８、１５９が設けられている。これらの緩衝器１５８、１５９は、測定ヘッド１６がストッパ１５６、１５７に当たる直前に、相手側部材に当接して緩衝作用を発揮し、ストッパ１５６、１５７への測定ヘッド１６の当たりを軟らかくする役目を果たす。
【００４６】
また、測定ヘッド１６をロード位置に移動したときには、ロード位置に測定ヘッド１６が倒れていることを確認しておく必要があるので、図６、図７に示すように、ロード位置側には、支持壁１５１に固定されたブラケット１６０ａに光学センサ１６０を設けて、測定ヘッド１６の有無を検出するようにしている。
【００４７】
このようにロード位置とアンロード位置間で旋回可能に構成されることで、測定ヘッド１６は、必要なときに、上方から測定すべき位置（ロード位置）に供給され、不必要なときには、上方の待避位置（アンロード位置）へ待避することができようになっている。従って、こうしてカッタ１３１やエンドミル１４１による作業の邪魔にならないように測定ヘッド１６が搭載されていることにより、いったんレンズ保持ユニット１２によりレンズ１を保持したら、測定から加工までチャッキングを解かずに、ワンチャックで作業を進めることができる。また、特殊な場合として、レンズ１の加工途中で必要に応じて測定を実行する場合にも、レンズ１のチャッキングを解かずに、そのままレンズ１を保持した状態で、レンズ１のコバ厚等を測定することができる。
【００４８】
測定ヘッド１６の具体的な構成を述べると、図２や図７（ａ）に示すように、測定ヘッド１６には、レンズ保持ユニット１２に保持された被加工レンズ１の凸側レンズ面及び凹側レンズ面に接触する一対のスタイラス（測定子）１６１，１６２が設けられている。一対のスタイラス１６１、１６２は、レンズ厚み方向（旋回軸１５２と平行な方向）に平行な一直線上に位置しており、互いに球状の先端部を対向させて配されている。
【００４９】
図９は測定ヘッド１７の原理構成を示す図である。
各スタイラス１６１、１６２は、図示しない案内機構により平行移動するように配されたアーム１６４、１６５に取り付けられている。スタイラス１６１（もう一方のスタイラス１６２も同じ構成）は、図９（ｂ）、（ｃ）に詳細を示すように、棒状のスタイラス本体１６１ａの先端に、真球状のスチールボール（摩耗や形状変形に強い超鋼製の２φ程度の鋼球）１６１ｂを取り付けた構造のものである。スタイラス本体１６１ａの側面には平坦面が形成されており、スチールボール１６１ｂは、その平坦面側に寄せてスタイラス本体１６１ａに偏心して溶接により取り付けられている。
【００５０】
この場合、スタイラス本体の真ん中にスチールボールを取り付けることがまず考えられるが、そうすると取付誤差や加工誤差により実際は真ん中から外れた位置にスチールボールが付いてしまうおそれが大きく、そうするとスタイラスの中心座標のずれ補正が難しい。この点、前記のようにスタイラス本体１６１ａの側面に平坦面を形成し、その平坦面の延長面上にスチールボール１６１ｂの外周が接するようにスチールボール１６１ｂを取り付けるようにすれば、スチールボール１６１ｂの中心位置は、スタイラス本体１６１ａの平坦面からスチールボール１６１ｂの半径分の距離のところに配置されることになる。従って、正確にスチールボール１６１ｂの中心位置座標を把握することができるようになり、それを測定に反映させることができる。
【００５１】
このようなスタイラス１６１、１６２を取り付けたアーム１６４、１６５は、平行移動することにより、相互の間隔を開いたり閉じたりする。アーム１６４、１６５は、バネ（図示例では圧縮バネ）１６６ａ，１６７ａを内蔵したリニアエンコーダ１６６、１６７の可動子１６６ｂ、１６７ｂに連結されおり、バネ１６６ａ，１６７ａによって互いに閉じ方向に付勢されている。リニアエンコーダ１６６、１６７は、可動子１６６ｂ、１６７ｂの移動位置を電気的に検出するもので、各リニアエンコーダ１６６、１６７によりスタイラス１６１，１６２の位置が検出される。
【００５２】
上記のようにスタイラス１６１、１６２は、バネ１６６ａ，１６７ａによって閉じ方向に付勢されていて自動的に閉じるが、開き方向には何らかの駆動機構で動かしてやらなければならない。そこで、アーム１６４、１６５の上方には、一対のプーリ１７１、１７２に巻回されたループ状のベルト１７３が配され、プーリ１７１をスタイラス開閉用ＤＣモータ１７０で回転させてベルト１７３を周回動させることにより、ベルト１７３に設けた係合片１７３ａ、１７３ｂで、アーム１６４，１６５を引っ掛けて、開き方向に動かすようになっている。
【００５３】
なお、この場合も、光センサ１７４、１７５で係合片１７３ａの位置を検出することにより、スタイラス１６１、１６２が開いているか閉じているかを検出できるようになっている。また、光センサ１７６、１７７によって、各アーム１６４、１６５が原点位置にあるか否かを検出できるようになっている。
【００５４】
図１０、図１１に測定ヘッド１６のスタイラス１６１、１６２によるレンズ位置の測定の原理を示す。スタイラス１６１、１６２は、レンズ保持軸１２１と平行な同一直線上で対向している。ここで、図９のベルト１７３を駆動して、スタイラス１６１、１６２を開いた状態で、両スタイラス１６１、１６２の先端間にレンズ１を移動し、ベルト１７３を反対側に戻すと、リニアエンコーダ１６６、１６７内のバネ１６６ａ、１６７ａの作用で、スタイラス１６１、１６２が閉じて、図１０に示すように、一方のスタイラス１６１はレンズ１の凸側レンズ面１Ａに先端が当接し、他方のスタイラス１６２はレンズ１の凹側レンズ面１Ｂに先端が当接する。
【００５５】
今、レンズ枠形状データ（＝形状データ）に基づいてレンズ１を移動制御すると、図１１に示すように、スタイラス１６１、１６２は、形状データに沿った軌跡Ｓをトレースする。
【００５６】
例えば、形状データとして動径情報（ρi,θｉ）が与えられている場合、動径長ρｉに基づく量だけ切り込み動作機構部２４を制御することで、レンズ１がスタイラス１６１、１６２に対してレンズ半径方向に移動し、スタイラス１６１、１６２が、レンズ保持軸１２１の中心軸線から動径長ρｉの位置に位置付けられる。また、動径角θｉに基づく量だけレンズ保持ユニット１２のレンズ回転機構部を制御することで、レンズ１がスタイラス１６１、１６２に対して動径角θｉだけ回転させられる。スタイラス１６１、１６２の先端は、レンズ１の凸側レンズ面１Ａ及び凹側レンズ面１Ｂ上をトレースするので、スタイラス１６１、１６２の移動量をリニアエンコーダ１６６、１６７で検出することにより、動径情報に対応したコバ厚方向（Ｚ軸方向）のレンズ位置データ（Ｚｉ）を得ることができる。そして、この検出動作を動径情報（ρi,θｉ）の全てについて実行することで、レンズ動径形状軌跡（ρi,θｉ）上における凸側レンズ面１Ａの位置データ及び凹側レンズ面１Ｂの位置データ（ρi,θｉ，Ｚｉ）を得ることができる。そして、これら凸側レンズ面１Ａの位置データ及び凹側レンズ面１Ｂの位置データにより、レンズ動径形状軌跡（ρi,θｉ）上におけるレンズ厚さ（コバ厚）を算出することができる。
【００５７】
次にカッタ回転機構部１３のカッタ１３１について説明する。
図１２はカッタ１３１の構成を示している。このカッタ１３１は、図１２（ｂ）に示すように、外周面に突出した形の２枚の切削刃１３１ａを有しており、切削刃１３１ａは円周方向に１８０度間隔で設けられている。カッタ１３１は、図１２（ａ）に示すように、小ヤゲン溝Ｙ１ａを有する小ヤゲンカッタＹ１（例：メタルフレーム用）と、大ヤゲン溝Ｙ２ａを有する大ヤゲンカッタＹ２（例：プラスチックセルフレーム用）と、ヤゲン溝のない平削り用カッタＨ１（例：縁無しフレーム用）との３つのカッタを同一軸線上に並べて一体に連結したものであり、加工種目に応じて各カッタ部分を使い分けられるようになっている。
【００５８】
ヤゲン溝Ｙ１ａ、Ｙ２ａは、図１２（ｃ）に示すようになっている。ヤゲン角度は例えば１１０〜１２５度、ヤゲン高さは、小ヤゲンの場合は例えば０．４〜０．６８ｍｍ、大ヤゲンの場合は例えば０．７〜０．９ｍｍになっている。また、ヤゲン溝Ｙ１ａ、Ｙ２ａの隣りの平面部は、片側のみ例えば３．５〜５度のテーパ面となっている。これは、ヤゲンの隣りにフレームに対する逃げを作るためである。
【００５９】
図１３にカッタ１３１によるレンズ１の周縁切削の原理を示す。
カッタ１３１とレンズ１の干渉部位で見ると、カッタ１３１は上から下に回転し、レンズ１は下から上に回転する。そして、干渉部位でカッタ１３１の切削刃１３１ａがレンズ１を、設定された切り込み量だけ強制切削する。今、レンズ枠形状データ（＝形状データ）に基づいて加工プログラムを作成し、その加工プログラムに従ってレンズ１を移動制御すると、カッタ１３１はレンズ１の移動内容に応じてレンズ１の周面を削っていく。
【００６０】
平削りの場合は、平削り用カッタＨ１の前の適正位置にレンズ１を位置決めして、カッタ１３１を回転させながら、切り込み動作機構部２４を駆動することにより加工を行う。また、ヤゲン加工の場合は、図１４に示すように、ヤゲンカッタＹ１、Ｙ２の前の適正位置にレンズ１を位置決めして、Ｚテーブル移動機構部３３のＺ軸方向の移動と合わせて、カッタ１３１を回転させながら、切り込み動作機構部２４を駆動することにより加工を行う。図において、１ａはヤゲンを示す。
【００６１】
図１５、図１６、図１７（ａ）、（ｂ）に、エンドミル１４１による溝彫りとコバ（レンズ周面）の両端エッジ部の面取りの原理を示す。形状加工されたレンズ１の端面（周面）に溝１ｂを彫る場合は、図１５、図１６に示すように、レンズ１を移動制御することで、回転するエンドミル１４１の先端に対するレンズ端面のアプローチを行う。
【００６２】
アプローチが完了したら、レンズ１を回転させながら、切り込み量を切り込み動作機構部２４により適当に設定する。そうすると、レンズ１の回転にともなって、レンズ端面に、予め設定された深さ（切り込み量）の溝１ｂが連続形成される。加工中は、レンズ１の形状データに基づいて、エンドミル１４１が現在接触している端面位置とレンズ中心との距離を計算し、この距離に応じてレンズ１のＹ軸方向の位置を移動制御する。また、加工中は、形状データに基づいて、端面の特定の位置、例えば端面の幅方向（コバ厚方向）の中心位置、あるいは、レンズ前面（凸側レンズ面１Ａ）から一定距離の位置にエンドミル１４１の先端が常に位置するように、レンズ１をＺ軸方向に移動制御する。
【００６３】
このような制御を継続してレンズ１が１回転することにより、レンズ端面には溝１ｂがレンズ全周にわたって形成される。エンドミル１４１は、元の開始点に戻ると、アプローチのときとは逆方向に移動してレンズ１から離れる。
【００６４】
また、コバの両端エッジ部（レンズ周面とレンズ面との交差エッジ部）に割れや欠け防止のための糸面取りを施す場合は、図１７に示すように、エンドミル１４１の先端のＲ部を利用する。図（ａ）はレンズ周面に溝１ｂを加工したものについて面取りを行う場合、図（ｂ）はレンズ周面にヤゲン１ａを加工したものについて面取りを行う場合をそれぞれ示している。凸面側のエッジ部１ｃや凹面側のエッジ部１ｄをエンドミル１４１の先端で落とす場合、エンドミル１４１の先端Ｒ部の肩部分を利用する。
【００６５】
このとき、エッジ部１ｃ、１ｄの位置座標データを利用して、エンドミル１４１に対するレンズ１の位置出し（面取りのための）を行う。つまり、エッジ部１ｃ、１ｄの形状等により面取り寸法（ΔＺ，ΔＹ）がほぼ決まるから、面取りを行うエンドミル１４１の中心位置及びＲ部の半径とエッジ部１ｃ，１ｄの位置データとを計算に入れることで、レンズ１のエッジ部１ｃ、１ｄとエンドミル１４１の先端間の相互位置関係である、取り代Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ２１、Ｑ２２が決まる。よって、エンドミル１４１の中心の座標と、前記取り代Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ２１、Ｑ２２のデータにより、制御すべきレンズ１のエッジ部１ｃ、１ｄの位置座標データを決定することができ、その位置座標データに基づいて、レンズ１をＹ軸方向及びＺ軸方向に位置制御すると共に周回動作させることにより、適正な面取りのためのレンズ１とエンドミル１４１の相互位置出しが行われる。つまり、レンズ１をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動し且つ周回動作させることにより、加工すべきエッジ部１ｃ、１ｄを、固定位置で回転駆動されているエンドミル１４１の先端Ｒ部に対して正確に位置出しすることができる。これは、エンドミル１４１の形状及び位置情報とレンズ１の位置情報とを正確に把握していることからできることである。なお、凸面側の面取りと凹面側の面取りは、それぞれエンドミル１４１に対するレンズ１のアプローチを含めて独立して行われる。
【００６６】
図１８は、この加工装置１０において使用しているレンズホルダ１９の構成を示す。図１８（ａ）に示すように、レンズホルダ１９は、図４に示した筒状のレンズホルダ受け１２１ａの内周に嵌まる嵌合軸部１９３と、レンズホルダ受け１２１ａの端面に当たる嵌合軸部フランジ１９４と、図１０に示すように、レンズ１の凸側レンズ面１Ａに両面接着パッド１９１を介して圧接するレンズ保持用フランジ１９６とを有したパイプ状のものである。嵌合軸部フランジ１９４には、レンズホルダ受け１２１ａ側の突起（図示略）に嵌まる回り止め用切欠１９５が形成されている。
【００６７】
また、レンズ保持用フランジ１９６の環状端面はレンズ保持面１９７とされ、レンズ１の凸側レンズ面１Ａに対応した凹球面状に形成されている。図１８（ｂ）に示すように、この凹球面よりなるレンズ保持面１９７には、両面接着パッド１９１との密着結合力を増すための微小凹凸１９８が周方向に放射状に形成されており、微小凹凸１９８の各山と谷は、環状のレンズ保持面１９７の半径方向にほぼ一定の角度で延びている。
【００６８】
図１８（ｃ）、（ｄ）は、本レンズホルダ１９のレンズ保持面１９７に形成した微小凹凸１９８の断面形状と、該微小凹凸１９８に対してパッド１９１を密着させた状態をそれぞれ示す図、図１８（ｅ）、（ｆ）は、比較例として、従来のレンズホルダにおける微小凹凸１９９の断面形状と、該微小凹凸１９９に対してパッド１９１を密着させた状態をそれぞれ示す図である。いずれも、レンズ保持面１９７の周方向に微小凹凸１９８、１９９の山が連なった断面形状をなしている。
【００６９】
従来のレンズホルダでは、図１８（ｅ）、（ｆ）に示すように微小凹凸１９９の断面形状を、回転方向を考慮した片斜面形にし、回転で生じるパッド１９１への食い込み作用により、パッド１９１との結合力を維持するようになっていた。即ち、微小凹凸１９９の山の頂点１９９ａを境に、その回転方向前側の壁面１９９ｂが垂直面で構成され、反対側の壁面１９９ｃが斜面で構成されていた。
【００７０】
しかし、このような片斜面形の微小凹凸１９９をレンズ保持面１９７に形成した場合、パッド１９１に対する食い込み作用でパッド１９１との結合力が得られるものの、図１８（ｆ）に示すようにパッド１９１との密着度が低くなるので、必ずしも高いレンズ保持力を発揮できないという問題があった。また、片斜面形であるため、パッド１９１との間に圧接力が作用した際に、パッド厚が厚い場合などはアンバランスな回転力を与えてしまい、パッド１９１が僅かに回転方向へずれることで、高精度のレンズ保持に影響が出るおそれがある。
【００７１】
それに対し、本レンズホルダ１９（φ２０）では、厚めの接着パッドを使用すると共にレンズ保持面１９７の凹凸１９８の断面形状を、図１８（ｃ）、（ｄ）に示すように両斜面形に形成している。即ち、凹凸１９８の山の頂点１９８ａを境に、その回転方向前側の壁面１９８ｂと、反対側の壁面１９８ｃとを、同じ傾斜角度（４５度）の斜面で構成している。
【００７２】
従って、図１８（ｄ）に示すように、パッド１９１を微小凹凸１９８に圧接させた際に、両方の斜面に均等にパッド１９１が密着することになり、接触面積の増大により、パッドの適度な可撓性や変形性が生かされ、レンズ保持力の増大が図れる。また、同じ傾斜角度の両斜面に均等にパッド１９１が圧接するので、アンバランスな回転力が相殺されて発生しなくなり、従ってパッド１９１が回転ずれして、レンズの保持精度が低下するようなこともなくなる。
【００７３】
また、レンズ保持力の増大が図れることにより、レンズ保持用フランジ１９６の小径化を図ることもできる。このことは、以下に述べる利点を生む。
【００７４】
まず、径の小さいレンズの加工が可能になる。この他に、レンズカーブに応じて用意していたレンズホルダの種類を少なくする（弱度と強度、もしくはその中間に１種か２種を加える程度にする）ことができる。つまり、一般的には、レンズカーブに応じて使い分けができるように、レンズ保持面１９７の曲率を段階的に変えた複数種のレンズホルダ１９を用意している。その場合、全てのレンズカーブに応じてレンズホルダを用意するのは現実的ではないため、１種のレンズホルダで、何種類か（弱度、強度、もしくはその中間の度数用）のレンズカーブの範囲をカバーするようにしている。
【００７５】
図１９は、ある曲率のレンズ保持面１９７と、レンズ面１Ａの関係を示している。レンズ保持面１９７の曲率よりレンズ面１Ａの曲率が大きい場合、レンズ保持面１９７の外周縁がレンズ面１Ａに当たり、レンズ保持面１９７のカーブとレンズ面１Ａのカーブとの間に深さの差Ｆができる。この深さの差Ｆが大きいと、レンズ保持面１９７とレンズ面１Ａの密着度が低くなるため、その差が大きくならないように、レンズ面１Ａに対応したレンズホルダを用意して選択できるようにしている。
【００７６】
ところが、同じカーブの場合でも、レンズ保持面１９７（レンズ保持用フランジ１９６）の外径の小径化を図ると、前述の深さの差Ｆを減らすことができ、多くのカーブのレンズに対応できるようになる。従って、小径化したレンズホルダによれば、カバーできるレンズカーブ範囲を広げることができ、結果として、レンズホルダの種類を減らすことができる。
【００７７】
なお、上記の例では、レンズ保持面１９７に形成した微小凹凸１９８の断面形状を山形にしているが、山の頂点や谷の底をＲ形状にして滑らかな波形状としてもよい。また、上記の例では、微小凹凸１９８の山と谷を環状のレンズ保持面１９７の半径方向に連続的に延ばしているが、微小凹凸をレンズ保持面１９７全体に分散的に配置してもよい。
【００７８】
図２０はレンズ加工装置１０における制御装置を中心とした電気的な接続関係を示すブロック図である。ただし、ここでは、主要な構成のみを示す。制御装置は、サーボモータ制御部１００１とＩ／Ｏ制御部１００２とからなる。両制御部１００１、１００２は互いにデータのやりとりを行い、且つ、図示略のホストコンピュータともデータのやりとりを行う。加工システム全体を管理するホストコンピュータからは、レンズの形状データ（動径情報、レンズ厚、外径等を含む）や加工情報等が送られ、制御部１００１、１００２は、この送られた形状データや加工情報に基づいて、レンズに対し必要な加工を施す。
【００７９】
サーボモータ制御部１００１は、Ｘ軸サーボモータ（レンズ回転用モータ１２５）、Ｙ軸サーボモータ（切り込み動作用モータ６３）、Ｚ軸サーボモータ（Ｚ方向移動用モータ３３１）の駆動制御を行う。また、Ｉ／Ｏ制御部１００２は、カッタ回転機構部１３のカッタ回転用モータ（ＴＯＯＬ用モータ）１３３、面取りモータ（エンドミル回転機構部１４のスピンドルモータ１４２）、レンズチャックエアーシリンダ１２３、測定ヘッド用回転アクチュエータ１５５、冷却用エアブロー１０１０、スタイラス開閉用ＤＣモータ１７０を、制御部や電磁弁１０２１〜１０２６を介して駆動制御し、必要な動作を行わせる。その際、各種センサの信号を制御に利用する。
【００８０】
また、Ｉ／Ｏ制御部１００２は、測定用リニアエンコーダ１６６、１６７の検出信号をカウンタユニット１０３０でカウントして取り込む。更に、表示操作部１１００に対して必要な表示を行うと共に、操作信号を取り込む。また、集塵機インターフェースや搬送ロボットインターフェースに必要な信号を送る。
【００８１】
次に図２１のフローチャートに従って、制御部１００１及び１００２で行われる制御の流れを説明する。
被加工レンズ１をレンズ保持ユニット１２にセットしてスタートの操作を行うと、最初に、ホストコンピュータより送られて来る測定軌跡データを入力する（ステップＳ１）。次いで、測定ヘッド１６を下降させてロード位置に位置決めし（ステップＳ２）、スタイラス１６１，１６２をレンズ１に対してローディングし（ステップＳ３）、レンズ位置を測定して（ステップＳ４）、その測定データをホストコンピュータへ送る（ステップＳ５）。
【００８２】
レンズの全周について測定が完了すると、スタイラス１６１、１６２をレンズ１からアンローディングし（ステップＳ６）、測定ヘッド１６をアンロード位置に上昇させる（ステップＳ７）。次に、ホストコンピュータより加工軌跡データを入力し（ステップＳ８）、カッタ回転機構部１３のモータ（ＴＯＯＬモータ）１３３を回転させると共に、エアーブローを開始し（ステップＳ９）、集塵機を運転する（ステップＳ１０）。
【００８３】
そして、所定回転数でカッタ１３１を回すことで荒加工を強制切削により実施し（ステップＳ１１）、次にカッタ用のモータ１３３の回転速度を変更して（ステップＳ１２）、仕上げ加工を同じくカッタ１３１による強制切削で行う（ステップＳ１３）。このとき、ヤゲン加工が必要な場合は、ヤゲンカッタＹ１、Ｙ２を選択して加工を行う。
【００８４】
仕上げ加工が終了すると、カッタ１３１を停止し（ステップＳ１４）、面取りモータ１４２を回転して（ステップＳ１５）、エンドミル１４１により凸側レンズ面及び凹側レンズ面のエッジ部に対する面取りを行う（ステップＳ１７）。その前に、ヤゲン加工の代わりに、レンズ周面に対する溝彫り加工が必要な場合には、面取り加工に先立って、面取りモータ１４２でエンドミル１４１を回して、レンズ端面の溝彫りを実行する（ステップＳ１６）。面取りが全周にわたり完了したら、面取りモータ１４２及びエアーブローを停止し（ステップＳ１８）、集塵機も停止して（ステップＳ１９）、１個のレンズの加工を終了する。
【００８５】
上記の荒加工及び仕上げ加工は同じカッタで行う。即ち、平削りの場合は平削りカッタＨ１、小ヤゲンの場合は小ヤゲンカッタＹ１、大ヤゲンの場合は大ヤゲンカッタＹ２を選択し、同一カッタで荒加工から仕上げ加工まで行う。従って、工程移動を行わずにワンチャックで連続的な加工が可能であり、加工時間の短縮や装置の小型化を実現することができる。また、荒加工用と仕上げ加工用の工具を別に用意しなくてよいので、工具の配置スペースを小さくできる上、工具の管理も楽になる。
【００８６】
また、カッタ１３１でレンズ１を強制切削するので、切り込み量を適当に設定しながら切削を進めることができる。従って、仕上げ形状に至るまでの過程を、形状データに最適な加工条件で決めることができる。例えば、何回の回転で切削を完了するかとか、何秒で切削を完了するかとかの目標設定が任意にできるようになるので、加工時間の短縮と加工精度の向上を図ることができる。
【００８７】
また、面取り加工を溝彫り用の小径のエンドミル１４１の先端のＲ部（アール部）で行うので、砥石に比べて、他の箇所との干渉が少なく、小さな面取りを正確に仕上げることができる。特に、１個のエンドミル１４１を溝彫り加工と面取り加工に兼用するので、工具数を減らすことができてコスト削減に寄与することができるし、溝彫り加工と面取り加工を、ワンチャックのままほぼ連続して行うことができるため、加工時間の短縮も図れる。また、工具の兼用により駆動系が１つで済むため、装置の小型化及びコストの削減を図ることができる。また、工具の数を増やさないため、工具の管理も楽になる。
【００８８】
また、本レンズ加工装置１０の場合、加工手段としてのカッタ１３１やエンドミル１４１の上方に、レンズ測定を行う測定ヘッド１６を配置し、必要なときにだけ、測定ヘッド１６を前に倒して、レンズ保持ユニット１２に保持されたレンズ１の測定が行えるようにしているので、測定ヘッド１６を無理なレイアウトをせずに加工装置１０上に搭載することができる。また、カッタ１３１やエンドミル１４１の上方の空きスペースを有効利用して測定ヘッド１６を加工装置１０上に搭載しているので、加工装置１０の平面面積を拡大せずに済み、加工装置１０の小型化を図ることができる。また、レンズ保持ユニット１２にレンズを保持した状態で、測定から加工までの一連の工程を全てこなすことができるので、工程移動のためのレンズの持ち替えが全くなくなり、レンズの持ち替えによる加工精度の低下の心配もなくなって、レンズ形状を正確に仕上げることができる。
【００８９】
次に、加工精度の向上や加工効率等の向上を図るために、本レンズ加工装置１０において実行される各種方法について説明する。
【００９０】
まず、このレンズ加工装置１０では、カッタ１３１の回転速度、カッタ１３１による周面切削時のレンズ保持軸１２１の回転速度（送りスピード）、周面切削加工のためのレンズ１の周回数、溝彫り時や面取り時のエンドミル１４１の回転速度、そのときのレンズ保持軸１２１の回転速度（送りスピード）等を変更可能なパラメータとして持っており、レンズ１の材種（硝種＝ここではプラスチックの種類）や度数（コバ厚）、仕上げ加工と荒加工の加工工程の別などに応じて、それらパラメータの設定を行うことにより、最適な加工条件を選べるようになっている。
【００９１】
例えば、レンズ１の材種（硝種）や度数（コバ厚）に応じてパラメータ（カッタ回転速度、レンズ保持軸回転速度、加工周回数）を変えることにより、レンズ１の材種や度数によらず、加工負荷を揃えることができるようになって、レンズサイズやレンズ形状（ヤゲン位置を含む）を正確に均一に仕上げることができるし、加工箇所をきれいに仕上げることができる。また、適正な加工条件の選択により、加工応力の低減を図ってレンズ軸のずれを少なくできるし、工具寿命を延ばしたり、加工時間を短縮したりすることもできる。
【００９２】
また、仕上げ加工と荒加工の加工工程の別に応じて、パラメータ（カッタ回転速度、レンズ保持軸回転速度）を変えることにより、同じカッタで加工しながらも、仕上げ面を良好にすることができるし、レンズサイズやレンズ形状（ヤゲン位置を含む）を正確に仕上げることができる。また、適正な加工条件の選択により、加工応力の低減を図ってレンズ軸のずれを少なくできるし、工具寿命を延ばすこともできる。
【００９３】
また、同じ加工工程において、カッタ１３１の回転速度やレンズの回転角速度を変えることで、切削速度の均一化を図ることができるので、加工面を均質な状態に仕上げることができる。
【００９４】
また、エンドミル１４１による溝彫り加工時あるいは面取り加工時にも、レンズ１の材種（硝種＝ここではプラスチックの種類）に応じて、パラメータ（エンドミル回転速度、レンズ保持軸回転速度）を変えることにより、レンズ１の材種によらず、精度良く溝や面取り部を形成することができる。また、適正な加工条件の選択により、工具寿命を延ばしたり、加工時間を短縮したりすることもできる。
【００９５】
また、このレンズ加工装置１０では、ヤゲン加工の際に必要なレンズ位置データを正確に得るために、次に述べるような演算機能を備えている。図２２を用いて説明する。
【００９６】
通常、レンズ面１Ａ、１Ｂの位置データを得るためには、測定ヘッドのスタイラス１６１、１６２を、レンズ形状データに従ってレンズ面１Ａ、１Ｂ上でトレースさせ、その軌跡の各点において各スタイラス１６１、１６２の位置を検出することにより、レンズ面の位置１ｅ、１ｆを計測している。この場合のスタイラス１６１、１６２のトレース位置は、レンズ１がヤゲン加工されたときに形成されるヤゲン１ａの頂点のレンズ保持軸方向の延長線ＳＴ上である。
【００９７】
しかし、そのようにして求めた位置データ（１ｅ、１ｆの座標データ）に基づいて、そのままヤゲン加工をすると、ヤゲン１ａの位置を正確に仕上げることができないという問題がある。即ち、加工した状態でのレンズ周面におけるヤゲン１ａの位置を、レンズ周面の両端エッジ部１ｃ、１ｄを基準にして精度良く出したいのに、実際のヤゲン加工は、両端エッジ部１ｃ、１ｄの位置よりヤゲン高さＳＨ分だけ外周側の位置１ｅ、１ｆで測定したデータに基づいて行っている。従って、ヤゲン１ａが高精度に仕上がらない。
【００９８】
そこで、予めレンズ形状データで規定される位置からヤゲン高さＳＨを引いた位置で、スタイラス１６１、１６２をトレースさせることにより、加工後の状態におけるレンズ周面の両端エッジ部１ｃ、１ｄの位置を予め計測して、その位置データに基づいてヤゲン加工することが考えられている。
【００９９】
しかし、そうすると、スタイラス１６１、１６２を、レンズ形状データで規定される位置よりもレンズ中心側でトレースさせなくてはならないため、スタイラス１６１、１６２をトレースさせるためのデータを、予めレンズ形状データとは別に作成しなくてはならない。また、レンズ中心側でトレースさせるため、最終的に利用可能性のあるレンズ面１Ａ、１Ｂの範囲に、スタイラス１６１、１６２の接触痕が残るおそれもある。
【０１００】
そこで、本レンズ加工装置１０では、点１ｅ、１ｆの座標測定データと、別途与えられるレンズ１の設計データ（動径データ、凸側レンズ面形状データ、凹側レンズ面形状データ、レンズ厚データ、外径データ）に基づいて、点１ｃ、１ｄの座標値を算出するようにしている。この場合のレンズ１の設計データには、凸側レンズ面１Ａ及び凹側レンズ面１Ｂの形状を規定する有限数の座標データ（ρｉ，θｉ，Ｚｉ）が含まれており、非球面レンズの場合にも、凸側レンズ面１Ａ及び凹側レンズ面１Ｂの任意の点の座標を取り出すことができる。従って、ヤゲン頂点のレンズ保持軸方向の延長線ＳＨ上のトレース点において測定した実測データと、この設計データを利用することにより、点１ｃ、１ｄの位置を精度良く算出することができ、これらの点１ｃ、１ｄの座標データを用いることで、ヤゲン１ａを精度良く加工することができる。なお、設計データは、ホストコンピュータのレンズ設計プログラムデータから与えられるようになっている。
【０１０１】
また、本レンズ加工装置１０では、レンズ形状やレンズ位置を測定する測定ヘッド１６を、必要に応じて、レンズ保持ユニット１２に保持されたレンズ１に対して、待避場所からアプローチすることができるようになっているので、加工前の計測の他に、特別な場合には、加工途中で、レンズ形状やレンズ位置を計測することもできる。次に、そのような加工途中で測定を実施する場合の例について説明する。
【０１０２】
図２３は加工工程の例を示す。（ａ）は通常の場合の加工工程、（ｂ）は特別な場合（本発明の加工方法を実施する場合）の加工工程を示す。（ａ）の加工工程は、未加工レンズの段階でレンズ測定を行うもの、（ｂ）の加工工程は、荒加工の途中の段階でレンズ測定を行うものである。本レンズ加工装置１０では、レンズの材種（硝種）や度数（コバ厚）に応じて、（ａ）の加工工程か、（ｂ）の加工工程か、を選択して加工を実施するようにしている。このように（ｂ）の特別な加工工程を選択肢に設けている理由は、レンズにより、未加工レンズの段階と荒加工の途中の段階でのレンズ測定値に差が出る場合があり、全ての場合を（ａ）の通常の加工工程で統一すると、最終仕上げ加工でヤゲン位置が正確に仕上がらないことがあるためである。
【０１０３】
（ａ）に示す通常の加工工程の場合は、最初にレンズの測定を行う。次に荒加工を実施し、その後、仕上げ加工を実施し、最後に面取り加工を実施して、最終形状のレンズを得る。荒加工は、仕上げ用の削り代（例えば０．２５〜０．３５ｍｍ）を残したところまで行い、仕上げ加工で最後の削り代を取り除いて最終寸法に仕上げる。
【０１０４】
一方、（ｂ）に示す特別な加工工程の場合は、最初に１次荒加工を実施し、その後でレンズの測定を実施する。図２４（ａ）、（ｂ）に示すように、１次荒加工は、仕上げ寸法に対して測定可能幅ＳＫを残した寸法まで行う。通常の加工工程における荒加工では、残りの仕上げ用の削り代を残すが、この程度の削り代の範囲にスタイラス１６１、１６２をトレースさせるのは難しい。そこで、この加工工程では、敢えて１次荒加工により、測定できる範囲の幅（例えば１．５〜１．８ｍｍ程度）を残したところまで加工するのである。
【０１０５】
何故そうするかというと、前述したように、未加工レンズから一気に仕上げ用の削り代を残したところまで荒加工すると、特殊レンズの場合など、レンズの保持状態が変化する場合がある。即ち、レンズの保持状態によっては、未加工レンズの段階では、これから荒加工で取り除こうとする部分が補強効果を発揮して保持バランスをとり、変形を表に現れないように留めていたものが、荒加工でその部分が取り除かれることにより、補強効果がなくなって、保持変形が表に現れる場合がある。従って、そのような場合、未加工レンズの段階でレンズ測定値を求めても、実際に荒加工した後の段階ではその当初のレンズの位置データが変わってしまい信頼性が低下してしまうからである。
【０１０６】
このように、１次荒加工を行った段階でレンズ測定を実施し、レンズ保持の変形を受けない状態でコバ厚を含むレンズ情報を得たら、その後で２次荒加工により、仕上げ用の削り代を残した段階まで取り除き、後は通常の場合の加工工程と同様に、仕上げ加工を実施し、最後に面取り加工を実施して、最終形状のレンズを得る。
【０１０７】
このように荒加工の途中の段階でレンズ測定を実施することにより、信頼性の高いレンズ測定値を得ることができるので、その後の仕上げ加工をそのレンズ測定値を用いて行うことにより、レンズ形状及びヤゲン形状を正確に仕上げることができる。
【０１０８】
次に、各種の公差や誤差を補正する方法について説明する。
【０１０９】
まず、カッタ１３１の公差や誤差を補正する方法について説明する。
本レンズ加工装置１０においては、カッタ１３１による周面切削加工の後に、レンズ周面の両端エッジ部１ｃ、１ｄの面取りを行う。ここで、面取りを正確に行うには、カッタ１３１で周面切削した段階でのエッジ部１ｃ、１ｄの位置が正確に把握されている必要がある。つまり、ヤゲン加工後のレンズ形状が正確に把握されていなければならない。
【０１１０】
そのために、本レンズ加工装置１０では、製作されたカッタ１３１を実測し、カッタ１３１の形状データを、その加工公差レベルを超えた高精度の単位での実測値による位置データとして持ち、加工時の計算に反映させるようにしているのである。
【０１１１】
図２５は必要な実測データの例を示している。これらのデータは、ヤゲンカッタＹ１、Ｙ２のヤゲン溝Ｙ１ａ、Ｙ１ｂの底部を基準にして実測した値であり、ＴＤ１〜ＴＤ５は径変化する各ポイントの直径、ＴＷ１〜ＴＤ４は各ポイント間の距離である。これらのデータにより、ヤゲンカッタＹ１、Ｙ２の形状が、カッタ毎に個別に特定される。このようなデータを予めレンズ加工装置１０の制御部に入力しておくことにより、レンズの周面切削段階で、カッタ１３１の公差や誤差による加工誤差までを含めてレンズ形状を把握することができる。従って、ヤゲン位置を含めて、レンズ形状の精度を高めることができ、周面切削後のエンドミル１４１による面取り加工を精度良く行うことができる。
【０１１２】
次に、測定ヘッド１６のスタイラス１６１、１６２の誤差を補正する方法を説明する。
一対のスタイラス１６１、１６２は、レンズ面に当接する先端の位置が互いに正確に一致している、つまり、正確に同芯であることが理想であるが、現実には必ずしも一致していない場合が想定される。そこで、レンズの加工に先立って、予め測定原器を用いることで、２つのスタイラス１６１、１６２の「芯ずれ」量を測定する。
【０１１３】
図２６は測定原器５０の構成を示す。
測定原器５０は、図２６（ａ）に示すように、レンズホルダに相当する部分５９と、レンズに相当する矩形状の平板部（厚み４．００ｍｍ）５７とを一体に形成したものである。レンズホルダに相当する部分５９は、レンズホルダ受け１２１ａの内周に嵌まる嵌合軸部５３と、回り止め用切欠５５を有した嵌合軸部フランジ５４と、平板部５７につながるフランジ５６とを有している。
【０１１４】
平板部５７は、嵌合軸部５３の中心軸線に対して精度良く直交するように形成されている。平板部５７の表裏面には、図２６（ｂ）に示すような、円環形のＶ溝５８Ａと、十字形のＶ溝５８Ｂがけがかれている。円環形のＶ溝５８Ａは、その中心を嵌合軸部５３の中心軸線に置いて所定径（通常加工する未加工レンズより小さい径）でけがかれている。また、十字形のＶ溝５８Ｂは、その交差点を前記中心軸線に置いてけがかれている。ここで重要なことは、十字形のＶ溝５８Ｂの一方が嵌合軸部５３の回り止め用切欠５５の位置と一致し、他方が回り止め用切欠５５に直交する位置と一致していることで、さらに、図２６（ｃ）に示すように、表面と裏面のＶ溝５８Ａ、５８Ｂの位置が精度良く一致していることである。また、Ｖ溝５８Ａ、５８Ｂの開き角度が、精度良く所定角度（９０度）に設定されていることである。
【０１１５】
次にこの測定原器５０を用いて両スタイラス１６１、１６２の「ずれ」を計測する手順を説明する。計測にあたり、まず、測定原器５０を、レンズ保持ユニット１２のレンズホルダ受け１２１ａに、通常のレンズを固定したレンズホルダと同様にセットする。そして、スタイラス１６１、１６２の「ずれ」を、レンズ径方向（Ｙ軸方向）と、上下方向に分けて計測する。
【０１１６】
図２７はＹ軸方向の「ずれ」を計測する場合を示している。
この場合は、円環形のＶ溝５８Ａを利用するため、平板部５７をある角度だけ回して、円環形のＶ溝５８Ａがスタイラス１６１、１６２の位置に来るようにする。その状態で、スタイラス１６１、１６２の各先端を、測定原器５０の平板部５７の表裏面のＶ溝５８Ａ以外の場所に当接させる。
【０１１７】
次に、測定原器５０をＹ軸方向に移動して、スタイラス１６１、１６２の先端が円環形のＶ溝５８Ａを横断するように操作する。すると、図２７（ｂ）に示すように、スタイラス１６１、１６２の先端が、Ｖ溝５８Ａのある平板部５７の表裏面をＹ軸方向にトレースする。その際、Ｖ溝５８Ａを通過する過程で、スタイラス１６１、１６２は、Ｖ溝５８Ａの深さ方向に変位する。そこで、Ｖ溝５８Ａの一番深いところにスタイラス１６１、１６２の先端が当接したときのＹ軸方向の測定原器５０の位置を読みとる。これを各スタイラス１６１、１６２ごとに行うと、それぞれに読みとったＹ軸方向の値の差が、スタイラス１６１、１６２のＹ軸方向の「ずれ」として検出されることになる。
【０１１８】
図２８は上下方向（Ｙ軸方向と直交する方向）の「ずれ」を計測する場合を示している。
この場合は、十字形のＶ溝５８Ａのうち１本を利用するため、平板部５７をある角度だけ回して、十字形のＶ溝５８Ａの１本がスタイラス１６１、１６２の高さと同じ水平位置に来るようにする。その状態で、スタイラス１６１、１６２の各先端を、測定原器５０の平板部５７の表裏面のＶ溝５８Ｂ以外の場所に当接させる。
【０１１９】
次に、測定原器５０を僅かに回して（矢印Ｘ方向に移動して）、スタイラス１６１、１６２の先端が、水平に位置させた十字のＶ溝５８Ａを上下方向に横断するように操作する。すると、図２８（ｂ）に示すように、スタイラス１６１、１６２の先端がＶ溝５８Ｂのある平板部５７の表裏面を上下方向にトレースする。その際、Ｖ溝５８Ｂを通過する過程で、スタイラス１６１、１６２は、前述したのと同様に、Ｖ溝５８Ｂの深さ方向に変位する。そこで、Ｖ溝５８Ｂの一番深いところにスタイラス１６１、１６２の先端が当接したときの回転方向の測定原器５０の位置（角度）を読みとる。これを各スタイラス１６１、１６２ごとに行うと、それぞれに読みとった回転方向の値の差が、スタイラス１６１、１６２の上下（回動）方向の「ずれ」として検出されることになる。
【０１２０】
このようにスタイラス１６１、１６２の「ずれ」を検出したら、その「ずれ」に関するデータをレンズ加工装置１０の制御部に入力しておく。そうすると、スタイラス１６１、１６２を用いてレンズ測定して得たデータを、前記の「ずれ」を考慮して補正することができ、より精度のよい測定値を得ることができる。つまり、両方のスタイラス１６１、１６２の芯ずれ量を補正値として持たせることで、スタイラス１６１、１６２で測定した測定値に反映させるのである。
【０１２１】
補正の例としては次のような態様が考えられる。
即ち、片方のスタイラス１６１（１６２側でもよい）を基準側として決めておき、基準側として決めておいたスタイラス１６１を、正しく指令したポイントに沿ってトレースさせる。そうすると、それと反対の非基準側のスタイラス１６２は、本来と違うポイント、つまり、指令したポイントから前記「ずれ」量だけずれたポイントをトレースすることになるが、その位置での測定データは、前記「ずれ」量が分かっているので、レンズ設計データがあれば、演算して本来のポイントにおける測定値に補正することができる。従って、このようにレンズ設計データを利用して補正することにより、精度の良い測定値を得ることができる。また、Ｚ軸方向の補正は、平板部５７の厚み（４．００ｍｍ）を基準値として、両スタイラス１６１、１６２を接近・離間して平板部５７の厚みを測定することにより、ずれ量を把握し補正する。
【０１２２】
次に、カッタ１３１とエンドミル１４１の高さのずれを補正する方法を説明する。
エンドミル１４１は、カッタ１３１で周面研削したレンズ１の周面エッジ部１ｃ、１ｄに対し面取りを施す。そのため、カッタ１３１とエンドミル１４１は、その中心高さが正確に合っているのが、精度の良い面取り加工を行う上で望ましい。しかし、カッタ１３１とエンドミル１４１の高さを正確に揃えるには、高さ合わせのための特別な調整機構を新たに設けなくてはならず、装置が複雑化するという問題がある。
【０１２３】
そこで、カッタ１３１とエンドミル１４１の高さの微妙な「ずれ」を機械的に合わせるのではなく、予めその「ずれ」量を測定し、その「ずれ」量を補正値としてレンズ加工装置１０に持たせることにより、容易に正確な面取り加工ができるようにしている。
【０１２４】
図２９はカッタ１３１とエンドミル１４１の高さの「ずれ」を計測する方法の説明図である。
まず、図２９（ａ）に示すように、カッタ１３１に対するレンズ１のＹ軸方向の位置と回転角度位置を制御しながら、カッタ１３１で周面を削ることにより、矩形体１０１を形成する。次に、エンドミル１４１がカッタ１３１と同じ高さにあるものと仮定して、削り深さを一定に設定する以外、カッタ１３１による切削時と同じ駆動条件で矩形体１０１を動かすことにより、矩形体１０１の周面にエンドミル１４１で溝を彫る。
【０１２５】
そうすると、カッタ１３１とエンドミル１４１が現実に同じ高さにあれば、図２９（ｂ）に示すように、溝１０２の深さＳＦは一定になるが、カッタ１３１とエンドミル１４１の高さが異なる場合には、図２９（ｃ）に示すように、溝１０２の深さが一定にならなくなる。これは、図２９（ａ）に示すように、エンドミル１４１がカッタ１３１の中心高さよりずれている場合、エンドミル１４１がカッタ１３１と同じ高さにあるものと仮定して行った加工ポイントよりも、実際の加工ポイントがずれてしまうことにより起こる。ここで、溝１０２の深さの違いは、エンドミル１４１の高さの「ずれ」に比例する。従って、矩形体１０１の辺の中心から一定距離だけ両端方向（角部の方向）に隔たったポイントにおける溝１０２の深さＳＦ１、ＳＦ２の差（ＳＦ２−ＳＦ１）を求めることで、エンドミル１４１のカッタ１３１に対する高さの「ずれ」を換算することができる。
【０１２６】
このようにして求めた高さの「ずれ」を補正値として持ち、エンドミル１４１による溝彫り加工や面取り加工の際の制御値に反映させることにより、溝彫り加工や面取り加工の精度を上げることができる。また、単に補正値を持たせるだけでよいので、高さ合わせの機構が不要になり、装置コストの削減も図れる。
【０１２７】
以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態のような切削式レンズ加工装置に限らず、砥石でレンズ周面を研削する方式のレンズ加工装置にも適用することができる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、工具（例えばカッタ）の実測データを利用して、加工後のレンズ寸法を算出するようにしたので、算出したレンズ寸法に公差レベルの誤差が含まれないようにすることができる。従って、高精度のレンズ寸法割り出しが可能になり、割り出したデータに基づいて以後の加工を行うことにより、高精度の加工（例えばボールエンドミルによる面取り加工）ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のレンズ加工方法を実施するためのレンズ加工装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】同加工装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】同加工装置の全体構成を示す正面図である。
【図４】同加工装置におけるレンズ保持ユニットの詳細構成を示す平面図である。
【図５】（ａ）は同加工装置における切り込み動作機構部の詳細構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）図のＶｂ−Ｖｂ矢視図である。
【図６】同加工装置における測定ユニットの側面図であり、（ａ）は測定ヘッドがアンロード位置にある状態を示し、（ｂ）はロード位置にある状態を示す。
【図７】同加工装置における測定ユニットの平面図であり、（ａ）は測定ヘッドがアンロード位置にある状態を示し、（ｂ）はロード位置にある状態を示す。
【図８】同加工装置における測定ユニットの正面図である。
【図９】（ａ）は前記測定ヘッドの原理構成図、（ｂ）はスタイラスの先端部の詳細を示す側面図、（ｃ）は同正面図である。
【図１０】前記測定ヘッドのスタイラスをレンズにローディングした状態を示す平面図である。
【図１１】前記測定ヘッドのスタイラスをレンズにローディングした状態を示す側面図である。
【図１２】同加工装置におけるカッタ回転機構部のカッタの構成を示し、（ａ）は半断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はヤゲンカッタの要部拡大図である。
【図１３】前記カッタでレンズを加工している状態を示す側面図である。
【図１４】前記ヤゲンカッタでレンズを加工している状態を示す平面図である。
【図１５】前記加工装置におけるエンドミル回転機構部のエンドミルでレンズ端面に溝彫りを行っている状態及びレンズ端面のエッジ部に面取りを行っている状態を示す平面図である。
【図１６】前記エンドミルで溝彫りまたは面取りを行っている状態を示す側面図である。
【図１７】（ａ）は同エンドミルで溝彫り及び面取りを行う場合の説明に用いる拡大図、（ｂ）はヤゲンのある場合の面取りの説明図である。
【図１８】前記加工装置におけるレンズホルダの説明図で、（ａ）はレンズホルダの側面図、（ｂ）は同レンズホルダのレンズ保持面の平面図、（ｃ）は前記レンズ保持面に形成されている微小凹凸の断面図、（ｄ）はその微小凹凸にパッドを圧接させた状態を示す断面図、（ｅ）は従来のレンズホルダのレンズ保持面に形成されている微小凹凸の断面図、（ｆ）はその微小凹凸にパッドを圧接させた状態を示す断面図である。
【図１９】同レンズホルダとレンズの曲率の関係による密着度の説明に用いる断面図である。
【図２０】前記加工装置の電気的構成の概略を示すブロック図である。
【図２１】同加工装置で行われる加工プロセスを示すフローチャートである。
【図２２】同加工装置で行われるレンズ測定の補正方法の説明図である。
【図２３】同加工装置で選択可能な加工工程（ａ）、（ｂ）の流れ図であり、（ｂ）の加工工程が本発明の加工方法に相当する。
【図２４】図２３の（ｂ）の加工工程の説明図で、（ａ）はレンズの正面図、（ｂ）はレンズの断面図である。
【図２５】同加工装置で行われるカッタ形状の補正データを示す図である。
【図２６】前記測定ヘッドに設けられたスタイラスの芯ずれ補正に用いる測定原器の構成図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ１−Ｃ１矢視及びＣ２−Ｃ２矢視部の断面図である。
【図２７】測定原器によるスタイラスの芯ずれ量の求め方の説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ１−Ｂ１矢視断面図である。
【図２８】図２７の場合と別の方向の芯ずれ量の求め方の説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ２−Ｂ２矢視断面図である。
【図２９】同加工装置のカッタとエンドミルの高さのずれ量の求め方の説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）はずれがない場合の矩形体の正面図、（ｃ）はずれがある場合の矩形体の正面図である。
【符号の説明】
１ レンズ
１２ レンズ保持ユニット
１６ 測定ヘッド（レンズ形状測定手段）
１３１ カッタ（周面加工手段）
１４１ エンドミル（溝彫り加工手段、面取り加工手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡レンズ等の被加工レンズをレンズ枠に枠入れするため、該被加工レンズの周縁を所定形状に加工するレンズ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、眼鏡レンズをレンズ枠に枠入れするために所定の周縁形状に加工する場合、例えば砥石でレンズ周面を研削したり、カッタでレンズ周面を切削したりすることで、被加工レンズをレンズ枠形状データに従った所定の周縁形状に仕上げている。この場合、工具である砥石やカッタとしては、所定の公差で製作されたものが一般的には使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば、前述のように周面加工したレンズの周面エッジ部に精密な糸面取りを施すような場合、前記の砥石やカッタで周面加工した後で、面取り工具をレンズの周面エッジ部に正確に位置合わせしなければならない。そのためには、周面加工した段階で、レンズの周面エッジ部の位置データを高精度で把握していなければならない。
【０００４】
この点、従来では、公差の範囲で製作された工具の標準的な寸法データを用いて、前記の周面エッジ部の位置データを割り出している。
【０００５】
しかし、実際の工具には公差の範囲のバラツキがあり、前述の標準的な寸法データを用いて周面エッジ部の座標を割り出しても、その座標データには公差レベルの誤差が含まれていることになる。従って、そのようにして求めたレンズ周面エッジ部の座標データに基づいて以降の面取り加工を行っても、精度の良い面取り加工を行うことはできない。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮し、工具の公差によらず、高精度の加工を行うことのできるレンズ加工方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、眼鏡用の被加工レンズの周縁をレンズ枠形状データに従って加工するレンズ加工方法において、前記被加工レンズの周面を加工する工具の寸法を実測して工具寸法実測データを取得する工程と、前記レンズ枠形状データに従って前記工具で被加工レンズの周面を加工する工程と、前記工具で被加工レンズの周面を加工した後のレンズ寸法を割り出す際に、該レンズ寸法を前記工具寸法実測データを用いて算出する工程と、該算出したレンズ寸法に基づいて以後の加工を行う工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記工具がカッタであり、前記被加工レンズの周面を加工する工程において、前記レンズ枠形状データに従ってカッタにより被加工レンズの周面を切削することを特徴とする。
【０００９】
本発明のレンズ加工方法では、予め工具の寸法を実測することにより工具寸法データを正確に把握しておき、加工後のレンズ寸法を割り出す際に、実測した工具寸法実測データに基づいてレンズ寸法を算出するようにしている。従って、算出したレンズ寸法に公差レベルの誤差が含まれないようにすることができ、高精度のレンズ寸法割り出しが可能になり、この割り出したデータに基づいて以後の加工を行うことにより高精度の加工ができるようになる。
【００１０】
工具は砥石でもカッタでもよく、例えば、ヤゲン溝があるカッタの場合には、ヤゲン溝の底部を基準点にして、各部の主要寸法（径や基準点からの距離など）を実測しておく。その場合の主要寸法は、加工後のレンズ寸法に影響を与える可能性のあるもの全てである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記以後の加工として、レンズ周面とレンズ面との交差エッジ部の面取り加工を行うことを特徴とする。
【００１２】
工具寸法を正確に実測した場合、その実測データに基づいて、周面加工後のレンズ周面エッジ部の座標を精度良く割り出すことができる。従って、その座標データを利用することで、周面エッジ部への面取り加工を精度良く行うことができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３において、前記面取り加工をボールエンドミルの先端アール部で行うことを特徴とする。
【００１４】
ボールエンドミルの先端でレンズの面取りを行う場合、周面加工したレンズの周面エッジ部に対するボールエンドミルの位置決めを極めて精度よく行わなければならないが、工具寸法実測データに基づいてエッジ部の座標を求めると、実際にその工具で加工した状態におけるレンズ寸法を高精度で求めることができるので、ボールエンドミルを精度良くエッジ部に対して位置決めすることができ、面取り加工を精度良く行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
ここではまず、本発明のレンズ加工方法を実施するためのレンズ加工装置を説明する。本発明の加工方法は、このレンズ加工装置でレンズ加工を行う際に実施される。図１はレンズ加工装置の全体構成を示す斜視図、図２は同全体構成を示す平面図、図３は同全体構成を装置手前側から見た正面図である。
【００１６】
この加工装置１０は、従来一般的に知られている、砥石でレンズ周面を研削する研削式のものではなく、回転切削工具でレンズ周面を強制切削する切削式レンズ加工装置である。この種の切削式レンズ加工装置は、プラスチックレンズの場合に有効であり、加工効率の向上を図ることができる。
【００１７】
この加工装置１０は、各機構部が基台１１に取り付けられることにより構成されている。基台１１の基板１１ａは水平に設けられており、この基板１１ａ上には、レンズ保持ユニット１２と、レンズの周面切削加工を行うカッタ回転機構部１３と、溝加工並びに面取り加工を行うエンドミル回転機構部１４とが設けられている。これらは、基板１１ａ上のほぼ同じ平面内にレイアウトされ、カッタ回転機構部１３とエンドミル回転機構部１４とが、共に装置の手前側に配置され、レンズ保持ユニット１２が装置に奥側に配置されている。
【００１８】
また、基板１１ａには測定ユニット１５が設けられている。測定ユニット１５は、レンズ形状測定手段としての測定ヘッド１６を有しており、該測定ユニット１６は、カッタ回転機構部１３とエンドミル回転機構部１４との干渉を避けるために、カッタ回転機構部１３とエンドミル回転機構部１４の上方の空きスペースに配設されている。
【００１９】
レンズ保持ユニット１２は、被加工レンズ１を保持すると共に、レンズ周方向の加工位置を移動するために、被加工レンズ１をレンズ中心回りに周回させるものである。カッタ回転機構部１３は、被加工レンズ１の周縁を強制切削するカッタ（周面加工手段）１３１を有しており、該カッタ１３１を水平な軸回りに回転させることで、被加工レンズ１の周面の平切削並びにヤゲン切削を行うものである。エンドミル回転機構部１４は、溝彫り加工手段及び面取り加工手段としてボールエンドミル（以下、単に「エンドミル」という）１４１を有しており、該エンドミル１４１を水平な軸回りに回転させることで、レンズ１の周面に溝（この溝は、リムレスフレームにレンズを装着する際にナイロンなどの糸を通すためのもの）を形成したり、被加工レンズ１の周面とレンズ面との交差エッジ部に面取りを施したりするものである。
【００２０】
測定ユニット１５は、レンズ１のコバ厚及びコバ厚方向のレンズ位置を測定する測定ヘッド１６を有しており、該測定ヘッド１６を必要に応じて上下方向に旋回させることのできるものである。
【００２１】
レンズ保持ユニット１２は、後述する機構により、基板１１ａの面と平行で且つカッタ１３１の軸と垂直な方向（以後Ｙ軸方向と呼ぶ）にスライド可能に設けられると共に、基板１１ａの面と平行で且つカッタ１３１の軸と平行な方向（以後Ｚ軸方向と呼ぶ）にスライド可能に設けられている。
【００２２】
カッタ回転機構部１３は、基板１１ａ上に固定されている。カッタ回転機構部１３のカッタ１３１はスピンドル１３２に取り付けられており、カッタ回転用モータ１３３の回転をベルト１３４でスピンドル１３２に伝えることで、自身の軸芯回りに回転させられる。
【００２３】
基板１１ａには切り込み動作機構部２４が設けられている。切り込み動作機構部２４は、レンズ保持ユニット１２をＹ軸方向に移動させて、レンズ１をカッタ１３１やボールエンドミル１４１に対して切り込み動作させる機構である。
【００２４】
基板１１ａの下側には、加工粉の吸引除去手段を構成する図示略のダクトが配されており、そのダクトが、基板１１ａに開口された掃除口９９３に接続されている。掃除口９９３の上方には、空気噴射手段としてのエアー噴射ノズル９９２が複数配されている。これらエアー噴射ノズル９９２は、カッタ１３１の近傍及びエンドミル１４１の近傍に配されており、レンズ保持ユニット１２に装着された被加工レンズ１に対して周面切削加工や溝彫り加工あるいは面取り加工を行っているときの加工粉をエアー噴射ノズル９９２で吹き飛ばし、吹き飛ばした加工粉を掃除口９９３から吸引除去するようになっている。
【００２５】
レンズ加工装置１０の各機構部は、基板１１ａ下側等に設けられた後述の制御装置（図示略）によって、電気的に制御される。
【００２６】
基台１１の基板１１ａ上には、Ｙ軸方向に移動するＹテーブル２０が設けられている。このＹテーブル２０は、Ｙ軸方向に向くように基板１１ａに固定された平行な２本のレール２１、２１上に摺動可能に設けられると共に、前述の切り込み動作機構部２４と連結されており、該切り込み動作機構部２４によりＹ軸方向へ移動制御される。
【００２７】
Ｙテーブル２０の上面には、Ｚ軸方向に向くように２本のレール３１、３１が固定されている。これらレール３１、３１には、Ｚテーブル３０が摺動可能に設けられている。Ｚテーブル３０は、Ｙテーブル２０上に固定されたＺテーブル移動機構部（レンズをその軸芯方向に移動させる軸芯方向移動機構部）３３によって移動制御される。Ｚテーブル移動機構部３３には、Ｚ軸用モータ３３１が設けられている。Ｚ軸用モータ３３１の回転軸には、ボールネジ３３２が連結されており、このボールネジ３３２には、Ｚテーブル３０に固定されたスライドブロック３３３が螺合している。Ｚ軸用モータ３３１は、後述の制御装置からの指令に応じて、正逆両方向に回転する。
【００２８】
Ｚ軸用モータ３３１が回転することにより、ボールネジ３３２が回転する。そして、このボールネジ３３２の回転によってスライドブロック３３３が移動し、スライドブロック３３３と一体にＺテーブル３０が、レール３１，３１に沿って移動する。Ｚテーブル３０の上面には、レンズ保持ユニット１２が固定されている。
【００２９】
図４はレンズ保持ユニット１２の詳細構成を示す平面図である。
レンズ保持ユニット１２は、カッタ１３１（図２参照）の軸と平行なレンズ保持軸１２１を有している。レンズ保持軸１２１は、レンズ保持ユニット１２内の回転機構部によって回転させられる。レンズ保持軸１２１の先端には、レンズホルダ受け１２１ａが固定され、レンズホルダ受け１２１ａには、被加工レンズ１が固定されたレンズホルダ１９が着脱自在に取り付けられている。
【００３０】
また、レンズ保持ユニット１２には、前記レンズ保持軸１２１と同軸に、レンズ押さえ軸（これもレンズ保持軸と言える）１２２がアーム部１２２ｂを介してレンズ保持軸１２１方向にスライド可能に取り付けられている。レンズ押さえ軸１２２は、エアシリンダ１２３の圧力を受けてレンズ１側に移動し、その先端のレンズ押さえ１２２ａによってレンズ１を押圧し、レンズ保持軸１２１との間でレンズ１を挟み込んで保持する。
【００３１】
この場合、レンズホルダ１９の端面（凹面状に形成されている）に、両面接着パッド１９１を介して、レンズ１の凸側レンズ面１Ａが接着されており、レンズ押さえ１２２ａは、レンズ１の凹側レンズ面１Ｂに圧接する。また、レンズ押さえ１２２ａは、レンズ押さえ軸１２２の先端に全方向揺動自在に取り付けられており、レンズ１の凹側レンズ面１Ｂに片当たりせずに、バランスよく圧接するようになっている。
【００３２】
レンズ保持ユニット１２のケース１２ａ内に設けられた前記エアーシリンダ１２３は、外部に設けられた図示されていないエアーポンプから送られるエアーの圧力によって、そのロッド１２３ａをＺ軸方向に移動させる。ロッド１２３ａの先端には、アーム１２３ｂが固定され、ロッド１２３ａと一体に移動するように設けられている。このアーム１２３ｂには、ガイドテーブル１２３ｃ及びレンズ押さえ軸１２２のアーム部１２２ｂが固定されている。レンズ押さえ軸１２２は、ケース１２ａに形成されたＺ軸方向に延びる長穴１２ｂに沿って移動できるように設けられている。レンズ押さえ軸１２２の先端には、レンズ押さえ１２２ａがＺ軸周りに正逆自由回転できるよう設けられている。
【００３３】
ガイドテーブル１２３ｃは、レール台１２４の側面にＺ軸方向に平行となるように設けられたレール１２４ａに摺動可能に嵌合している。これにより、エアーシリンダ１２３のロッド１２３ａが移動すると、これと一体にアーム１２３ｂ、ガイドテーブル１２３ｃ、及びレンズ押さえ軸１２２がＺ軸方向に移動して、レンズ押さえ１２２ａがレンズ１に対して圧接したり、離間したりする。
【００３４】
また、ケース１２ａ内には、レンズ回転用モータ１２５が設けられている。このレンズ回転用モータ１２５の軸１２５ａには、カップリング１２５ｂを介して小径のギア１２５ｃが連結されている。このギア１２５ｃは、大径のギア１２５ｄに連結されている。さらにギア１２５ｄの同軸にはプーリ１２５ｅが設けられており、このプーリ１２５ｅは、ベルト１２５ｆを介して、前記軸１２１上に固定されたプーリ１２１ｂに連結されている。
【００３５】
これにより、レンズ回転用モータ１２５が駆動されると、軸１２５ａの回転がカップリング１２５ｂ、ギア１２５ｃに伝達され、さらに、ギア１２５ｄで減速され、この減速された回転がプーリ１２５ｅ、ベルト１２５ｆ、プーリ１２１ｂを介してレンズ保持軸１２１に伝達され、レンズ１が回転する。
【００３６】
また、レンズ保持軸１２１にはスリット板１２１ｃが固定されており、このスリット板１２１ｃの回転位置を、ケース１２ａ内に固定された光センサ１２６が検出することにより、レンズ保持軸１２１に保持されたレンズ１の原点位置が検出される。
【００３７】
このような構成のレンズ保持ユニット１２では、レンズホルダ受け１２１ａにレンズ１が固定されると、エアシリンダ１２３が駆動して、レンズ押さえ軸１２２が図面左側に移動する。そして、レンズ１をレンズ押さえ１２２ａによって押圧することにより、レンズ１が固定される。レンズ１の加工時及びレンズ測定時は、レンズ回転用モータ１２５が駆動して、レンズ保持軸１２１が回転し、それによりレンズ１が回転する。また、レンズ１が回転することにより、レンズ押さえ１２２ａも一体に回転する。
【００３８】
図５（ａ）はＹ軸方向移動機構としての切り込み動作機構部２４の概略構成を示す平面図、図５（ｂ）は（ａ）図のＶｂ−Ｖｂ矢視図である。切り込み動作機構部２４は、基板１１ａの開口下面に取り付けた凹形部材６８の凹部上面に固定されている。凹形部材６８の凹部上面には、間隔をおいて２つの軸受支持部材６１、６１が設けられ、これら支持部材６１、６１にＹ軸方向を向いたボールネジ６２が回転自在に取り付けられている。ボールネジ６２の一端は、凹形部材６８に固定された切り込み用モータ６３の軸と連結されている。
【００３９】
切り込み用モータ６３は、後述の制御装置からの指令に従って正逆両方向に回転し、この切り込み用モータ６３の回転と連動してボールネジ６２が回転する。ボールネジ６２には、移動ブロック６４が螺合されており、この移動ブロック６４が、前述したＹテーブル２０に連結されている。よって、Ｙテーブル２０及びレンズ保持ユニット１２は、切り込み動作機構部２４の移動ブロック６４と一体にＹ軸方向に移動する。これにより、レンズ１のカッタ１３１への切り込み動作が行われる。
【００４０】
移動ブロック６４にはスイッチ片６４１が取り付けられている。このスイッチ片６４１は、移動ブロック６４が切り込み量計測の基準となる原点位置にあるときに、凹形部材６８に固定された光センサ６４２をオンにする。また、移動ブロック６４が一方のリミット位置にあるときに、凹形部材６８に固定された光センサ６４３をオンにする。また、移動ブロック６４が他方のリミット位置にあるときに、凹形部材６８に固定された光センサ６４４をオンにする。
【００４１】
次に、エンドミル回転機構部１４について説明する。エンドミル回転機構部１４は、カッタ回転機構部１３のカッタ１３１に隣接して配設されており、基板１１ａの上に、エンドミル１４１の軸線を、レンズ保持ユニット１２のレンズ保持軸１２１及びレンズ押さえ軸１２２と垂直な方向で且つ基板１１ａと平行な方向に向けて固定されている。しかも、エンドミル１４１の軸線とカッタ１３１の軸線とレンズ保持軸１２１及びレンズ押さえ軸１２２の軸線は、同じ高さに位置している。エンドミル回転機構部１４には、エンドミル１４１を回転駆動するスピンドルモータ１４２が設けられている。
【００４２】
次に、図６〜図８を参照して測定ユニット１５について説明する。
測定ユニット１５は、一対のスタイラス１６１，１６２を備えた測定ヘッド１６を有する。図８に示すように、測定ヘッド１６は、基板１１ａ上に間隔をおいて立設した２つの支持壁１５１，１５１に、旋回軸１５２を介して取り付けられている。旋回軸１５２は、カッタ１３１の軸と平行に配されており、支持壁１５１，１５１の上端近くの高さに、上下方向回動可能に支持されている。この旋回軸１５２には、測定ヘッド１６の下方に突設した２本のアーム１６３，１６３が固定されており、これにより、旋回軸１５２を回すことで、測定ヘッド１６が、図６（ａ）及び図７（ａ）に示すアンロード位置（測定に供しないときの待避位置）と、図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すロード位置（測定に供するときの位置）との間で回動するようになっている。
【００４３】
旋回軸１５２は一端が片方の支持壁１５１から水平方向に突出しており、この突出端が、基板１１ａ上に架台１５４を介して固定されたエア駆動式の測定ヘッド回転アクチュエータ１５５の回転軸１５５ａに、カップリング１５２ａを介して連結されている。測定ヘッド１６は、エア駆動式の回転アクチュエータ１５５によってアンロード位置とロード位置とに移動させられるので、アンロード位置とロード位置には、測定ヘッド１６が確実に止まるように、ストッパ１５６、１５７が設けられている（図６参照）。ストッパ１５６、１５７は、非旋回側の部材、つまり支持壁１５１に固定されたブラケット１５６ａ、１５７ａに設けられており、これらのストッパ１５６、１５７に測定ヘッド１６の特定箇所が当たることで、測定ヘッド１６の位置決めが行われるようになっている。
【００４４】
アンロード位置側のストッパ１５６は、特に正確な位置決め機能を発揮する必要のないものであるが、ロード位置側のストッパ１５７は、測定ヘッド１６による計測精度に影響を及ぼすため、きわめて正確な位置決め機能を発揮する必要がある。そのため、ロード側のストッパ１５７としては、位置決め位置を精度よく調整できるマイクロヘッド（１／１０００ｍｍ）が用いられている。このマイクロヘッド式のストッパ１５７で位置決めすることにより、ロード位置に移動させられた測定ヘッド１６のスタイラス１６１、１６２は、レンズ保持軸１２１の回転中心やカッタ１３１の回転中心と同一の高さレベルに正確に保持される。
【００４５】
また、回転アクチュエータ１５５で測定ヘッド１６をアンロード位置またはロード位置に移動したとき、ストッパ１５６、１５７に測定ヘッド１６の特定箇所が衝突すると衝撃が生じるおそれがあるので、測定ヘッド１６のアーム１６３及び支持壁１５１に固定されたブラケット１５６ａには、衝撃吸収作用を果たす緩衝器（ショックアブソーバー）１５８、１５９が設けられている。これらの緩衝器１５８、１５９は、測定ヘッド１６がストッパ１５６、１５７に当たる直前に、相手側部材に当接して緩衝作用を発揮し、ストッパ１５６、１５７への測定ヘッド１６の当たりを軟らかくする役目を果たす。
【００４６】
また、測定ヘッド１６をロード位置に移動したときには、ロード位置に測定ヘッド１６が倒れていることを確認しておく必要があるので、図６、図７に示すように、ロード位置側には、支持壁１５１に固定されたブラケット１６０ａに光学センサ１６０を設けて、測定ヘッド１６の有無を検出するようにしている。
【００４７】
このようにロード位置とアンロード位置間で旋回可能に構成されることで、測定ヘッド１６は、必要なときに、上方から測定すべき位置（ロード位置）に供給され、不必要なときには、上方の待避位置（アンロード位置）へ待避することができようになっている。従って、こうしてカッタ１３１やエンドミル１４１による作業の邪魔にならないように測定ヘッド１６が搭載されていることにより、いったんレンズ保持ユニット１２によりレンズ１を保持したら、測定から加工までチャッキングを解かずに、ワンチャックで作業を進めることができる。また、特殊な場合として、レンズ１の加工途中で必要に応じて測定を実行する場合にも、レンズ１のチャッキングを解かずに、そのままレンズ１を保持した状態で、レンズ１のコバ厚等を測定することができる。
【００４８】
測定ヘッド１６の具体的な構成を述べると、図２や図７（ａ）に示すように、測定ヘッド１６には、レンズ保持ユニット１２に保持された被加工レンズ１の凸側レンズ面及び凹側レンズ面に接触する一対のスタイラス（測定子）１６１，１６２が設けられている。一対のスタイラス１６１、１６２は、レンズ厚み方向（旋回軸１５２と平行な方向）に平行な一直線上に位置しており、互いに球状の先端部を対向させて配されている。
【００４９】
図９は測定ヘッド１７の原理構成を示す図である。
各スタイラス１６１、１６２は、図示しない案内機構により平行移動するように配されたアーム１６４、１６５に取り付けられている。スタイラス１６１（もう一方のスタイラス１６２も同じ構成）は、図９（ｂ）、（ｃ）に詳細を示すように、棒状のスタイラス本体１６１ａの先端に、真球状のスチールボール（摩耗や形状変形に強い超鋼製の２φ程度の鋼球）１６１ｂを取り付けた構造のものである。スタイラス本体１６１ａの側面には平坦面が形成されており、スチールボール１６１ｂは、その平坦面側に寄せてスタイラス本体１６１ａに偏心して溶接により取り付けられている。
【００５０】
この場合、スタイラス本体の真ん中にスチールボールを取り付けることがまず考えられるが、そうすると取付誤差や加工誤差により実際は真ん中から外れた位置にスチールボールが付いてしまうおそれが大きく、そうするとスタイラスの中心座標のずれ補正が難しい。この点、前記のようにスタイラス本体１６１ａの側面に平坦面を形成し、その平坦面の延長面上にスチールボール１６１ｂの外周が接するようにスチールボール１６１ｂを取り付けるようにすれば、スチールボール１６１ｂの中心位置は、スタイラス本体１６１ａの平坦面からスチールボール１６１ｂの半径分の距離のところに配置されることになる。従って、正確にスチールボール１６１ｂの中心位置座標を把握することができるようになり、それを測定に反映させることができる。
【００５１】
このようなスタイラス１６１、１６２を取り付けたアーム１６４、１６５は、平行移動することにより、相互の間隔を開いたり閉じたりする。アーム１６４、１６５は、バネ（図示例では圧縮バネ）１６６ａ，１６７ａを内蔵したリニアエンコーダ１６６、１６７の可動子１６６ｂ、１６７ｂに連結されおり、バネ１６６ａ，１６７ａによって互いに閉じ方向に付勢されている。リニアエンコーダ１６６、１６７は、可動子１６６ｂ、１６７ｂの移動位置を電気的に検出するもので、各リニアエンコーダ１６６、１６７によりスタイラス１６１，１６２の位置が検出される。
【００５２】
上記のようにスタイラス１６１、１６２は、バネ１６６ａ，１６７ａによって閉じ方向に付勢されていて自動的に閉じるが、開き方向には何らかの駆動機構で動かしてやらなければならない。そこで、アーム１６４、１６５の上方には、一対のプーリ１７１、１７２に巻回されたループ状のベルト１７３が配され、プーリ１７１をスタイラス開閉用ＤＣモータ１７０で回転させてベルト１７３を周回動させることにより、ベルト１７３に設けた係合片１７３ａ、１７３ｂで、アーム１６４，１６５を引っ掛けて、開き方向に動かすようになっている。
【００５３】
なお、この場合も、光センサ１７４、１７５で係合片１７３ａの位置を検出することにより、スタイラス１６１、１６２が開いているか閉じているかを検出できるようになっている。また、光センサ１７６、１７７によって、各アーム１６４、１６５が原点位置にあるか否かを検出できるようになっている。
【００５４】
図１０、図１１に測定ヘッド１６のスタイラス１６１、１６２によるレンズ位置の測定の原理を示す。スタイラス１６１、１６２は、レンズ保持軸１２１と平行な同一直線上で対向している。ここで、図９のベルト１７３を駆動して、スタイラス１６１、１６２を開いた状態で、両スタイラス１６１、１６２の先端間にレンズ１を移動し、ベルト１７３を反対側に戻すと、リニアエンコーダ１６６、１６７内のバネ１６６ａ、１６７ａの作用で、スタイラス１６１、１６２が閉じて、図１０に示すように、一方のスタイラス１６１はレンズ１の凸側レンズ面１Ａに先端が当接し、他方のスタイラス１６２はレンズ１の凹側レンズ面１Ｂに先端が当接する。
【００５５】
今、レンズ枠形状データ（＝形状データ）に基づいてレンズ１を移動制御すると、図１１に示すように、スタイラス１６１、１６２は、形状データに沿った軌跡Ｓをトレースする。
【００５６】
例えば、形状データとして動径情報（ρi,θｉ）が与えられている場合、動径長ρｉに基づく量だけ切り込み動作機構部２４を制御することで、レンズ１がスタイラス１６１、１６２に対してレンズ半径方向に移動し、スタイラス１６１、１６２が、レンズ保持軸１２１の中心軸線から動径長ρｉの位置に位置付けられる。また、動径角θｉに基づく量だけレンズ保持ユニット１２のレンズ回転機構部を制御することで、レンズ１がスタイラス１６１、１６２に対して動径角θｉだけ回転させられる。スタイラス１６１、１６２の先端は、レンズ１の凸側レンズ面１Ａ及び凹側レンズ面１Ｂ上をトレースするので、スタイラス１６１、１６２の移動量をリニアエンコーダ１６６、１６７で検出することにより、動径情報に対応したコバ厚方向（Ｚ軸方向）のレンズ位置データ（Ｚｉ）を得ることができる。そして、この検出動作を動径情報（ρi,θｉ）の全てについて実行することで、レンズ動径形状軌跡（ρi,θｉ）上における凸側レンズ面１Ａの位置データ及び凹側レンズ面１Ｂの位置データ（ρi,θｉ，Ｚｉ）を得ることができる。そして、これら凸側レンズ面１Ａの位置データ及び凹側レンズ面１Ｂの位置データにより、レンズ動径形状軌跡（ρi,θｉ）上におけるレンズ厚さ（コバ厚）を算出することができる。
【００５７】
次にカッタ回転機構部１３のカッタ１３１について説明する。
図１２はカッタ１３１の構成を示している。このカッタ１３１は、図１２（ｂ）に示すように、外周面に突出した形の２枚の切削刃１３１ａを有しており、切削刃１３１ａは円周方向に１８０度間隔で設けられている。カッタ１３１は、図１２（ａ）に示すように、小ヤゲン溝Ｙ１ａを有する小ヤゲンカッタＹ１（例：メタルフレーム用）と、大ヤゲン溝Ｙ２ａを有する大ヤゲンカッタＹ２（例：プラスチックセルフレーム用）と、ヤゲン溝のない平削り用カッタＨ１（例：縁無しフレーム用）との３つのカッタを同一軸線上に並べて一体に連結したものであり、加工種目に応じて各カッタ部分を使い分けられるようになっている。
【００５８】
ヤゲン溝Ｙ１ａ、Ｙ２ａは、図１２（ｃ）に示すようになっている。ヤゲン角度は例えば１１０〜１２５度、ヤゲン高さは、小ヤゲンの場合は例えば０．４〜０．６８ｍｍ、大ヤゲンの場合は例えば０．７〜０．９ｍｍになっている。また、ヤゲン溝Ｙ１ａ、Ｙ２ａの隣りの平面部は、片側のみ例えば３．５〜５度のテーパ面となっている。これは、ヤゲンの隣りにフレームに対する逃げを作るためである。
【００５９】
図１３にカッタ１３１によるレンズ１の周縁切削の原理を示す。
カッタ１３１とレンズ１の干渉部位で見ると、カッタ１３１は上から下に回転し、レンズ１は下から上に回転する。そして、干渉部位でカッタ１３１の切削刃１３１ａがレンズ１を、設定された切り込み量だけ強制切削する。今、レンズ枠形状データ（＝形状データ）に基づいて加工プログラムを作成し、その加工プログラムに従ってレンズ１を移動制御すると、カッタ１３１はレンズ１の移動内容に応じてレンズ１の周面を削っていく。
【００６０】
平削りの場合は、平削り用カッタＨ１の前の適正位置にレンズ１を位置決めして、カッタ１３１を回転させながら、切り込み動作機構部２４を駆動することにより加工を行う。また、ヤゲン加工の場合は、図１４に示すように、ヤゲンカッタＹ１、Ｙ２の前の適正位置にレンズ１を位置決めして、Ｚテーブル移動機構部３３のＺ軸方向の移動と合わせて、カッタ１３１を回転させながら、切り込み動作機構部２４を駆動することにより加工を行う。図において、１ａはヤゲンを示す。
【００６１】
図１５、図１６、図１７（ａ）、（ｂ）に、エンドミル１４１による溝彫りとコバ（レンズ周面）の両端エッジ部の面取りの原理を示す。形状加工されたレンズ１の端面（周面）に溝１ｂを彫る場合は、図１５、図１６に示すように、レンズ１を移動制御することで、回転するエンドミル１４１の先端に対するレンズ端面のアプローチを行う。
【００６２】
アプローチが完了したら、レンズ１を回転させながら、切り込み量を切り込み動作機構部２４により適当に設定する。そうすると、レンズ１の回転にともなって、レンズ端面に、予め設定された深さ（切り込み量）の溝１ｂが連続形成される。加工中は、レンズ１の形状データに基づいて、エンドミル１４１が現在接触している端面位置とレンズ中心との距離を計算し、この距離に応じてレンズ１のＹ軸方向の位置を移動制御する。また、加工中は、形状データに基づいて、端面の特定の位置、例えば端面の幅方向（コバ厚方向）の中心位置、あるいは、レンズ前面（凸側レンズ面１Ａ）から一定距離の位置にエンドミル１４１の先端が常に位置するように、レンズ１をＺ軸方向に移動制御する。
【００６３】
このような制御を継続してレンズ１が１回転することにより、レンズ端面には溝１ｂがレンズ全周にわたって形成される。エンドミル１４１は、元の開始点に戻ると、アプローチのときとは逆方向に移動してレンズ１から離れる。
【００６４】
また、コバの両端エッジ部（レンズ周面とレンズ面との交差エッジ部）に割れや欠け防止のための糸面取りを施す場合は、図１７に示すように、エンドミル１４１の先端のＲ部を利用する。図（ａ）はレンズ周面に溝１ｂを加工したものについて面取りを行う場合、図（ｂ）はレンズ周面にヤゲン１ａを加工したものについて面取りを行う場合をそれぞれ示している。凸面側のエッジ部１ｃや凹面側のエッジ部１ｄをエンドミル１４１の先端で落とす場合、エンドミル１４１の先端Ｒ部の肩部分を利用する。
【００６５】
このとき、エッジ部１ｃ、１ｄの位置座標データを利用して、エンドミル１４１に対するレンズ１の位置出し（面取りのための）を行う。つまり、エッジ部１ｃ、１ｄの形状等により面取り寸法（ΔＺ，ΔＹ）がほぼ決まるから、面取りを行うエンドミル１４１の中心位置及びＲ部の半径とエッジ部１ｃ，１ｄの位置データとを計算に入れることで、レンズ１のエッジ部１ｃ、１ｄとエンドミル１４１の先端間の相互位置関係である、取り代Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ２１、Ｑ２２が決まる。よって、エンドミル１４１の中心の座標と、前記取り代Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ２１、Ｑ２２のデータにより、制御すべきレンズ１のエッジ部１ｃ、１ｄの位置座標データを決定することができ、その位置座標データに基づいて、レンズ１をＹ軸方向及びＺ軸方向に位置制御すると共に周回動作させることにより、適正な面取りのためのレンズ１とエンドミル１４１の相互位置出しが行われる。つまり、レンズ１をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動し且つ周回動作させることにより、加工すべきエッジ部１ｃ、１ｄを、固定位置で回転駆動されているエンドミル１４１の先端Ｒ部に対して正確に位置出しすることができる。これは、エンドミル１４１の形状及び位置情報とレンズ１の位置情報とを正確に把握していることからできることである。なお、凸面側の面取りと凹面側の面取りは、それぞれエンドミル１４１に対するレンズ１のアプローチを含めて独立して行われる。
【００６６】
図１８は、この加工装置１０において使用しているレンズホルダ１９の構成を示す。図１８（ａ）に示すように、レンズホルダ１９は、図４に示した筒状のレンズホルダ受け１２１ａの内周に嵌まる嵌合軸部１９３と、レンズホルダ受け１２１ａの端面に当たる嵌合軸部フランジ１９４と、図１０に示すように、レンズ１の凸側レンズ面１Ａに両面接着パッド１９１を介して圧接するレンズ保持用フランジ１９６とを有したパイプ状のものである。嵌合軸部フランジ１９４には、レンズホルダ受け１２１ａ側の突起（図示略）に嵌まる回り止め用切欠１９５が形成されている。
【００６７】
また、レンズ保持用フランジ１９６の環状端面はレンズ保持面１９７とされ、レンズ１の凸側レンズ面１Ａに対応した凹球面状に形成されている。図１８（ｂ）に示すように、この凹球面よりなるレンズ保持面１９７には、両面接着パッド１９１との密着結合力を増すための微小凹凸１９８が周方向に放射状に形成されており、微小凹凸１９８の各山と谷は、環状のレンズ保持面１９７の半径方向にほぼ一定の角度で延びている。
【００６８】
図１８（ｃ）、（ｄ）は、本レンズホルダ１９のレンズ保持面１９７に形成した微小凹凸１９８の断面形状と、該微小凹凸１９８に対してパッド１９１を密着させた状態をそれぞれ示す図、図１８（ｅ）、（ｆ）は、比較例として、従来のレンズホルダにおける微小凹凸１９９の断面形状と、該微小凹凸１９９に対してパッド１９１を密着させた状態をそれぞれ示す図である。いずれも、レンズ保持面１９７の周方向に微小凹凸１９８、１９９の山が連なった断面形状をなしている。
【００６９】
従来のレンズホルダでは、図１８（ｅ）、（ｆ）に示すように微小凹凸１９９の断面形状を、回転方向を考慮した片斜面形にし、回転で生じるパッド１９１への食い込み作用により、パッド１９１との結合力を維持するようになっていた。即ち、微小凹凸１９９の山の頂点１９９ａを境に、その回転方向前側の壁面１９９ｂが垂直面で構成され、反対側の壁面１９９ｃが斜面で構成されていた。
【００７０】
しかし、このような片斜面形の微小凹凸１９９をレンズ保持面１９７に形成した場合、パッド１９１に対する食い込み作用でパッド１９１との結合力が得られるものの、図１８（ｆ）に示すようにパッド１９１との密着度が低くなるので、必ずしも高いレンズ保持力を発揮できないという問題があった。また、片斜面形であるため、パッド１９１との間に圧接力が作用した際に、パッド厚が厚い場合などはアンバランスな回転力を与えてしまい、パッド１９１が僅かに回転方向へずれることで、高精度のレンズ保持に影響が出るおそれがある。
【００７１】
それに対し、本レンズホルダ１９（φ２０）では、厚めの接着パッドを使用すると共にレンズ保持面１９７の凹凸１９８の断面形状を、図１８（ｃ）、（ｄ）に示すように両斜面形に形成している。即ち、凹凸１９８の山の頂点１９８ａを境に、その回転方向前側の壁面１９８ｂと、反対側の壁面１９８ｃとを、同じ傾斜角度（４５度）の斜面で構成している。
【００７２】
従って、図１８（ｄ）に示すように、パッド１９１を微小凹凸１９８に圧接させた際に、両方の斜面に均等にパッド１９１が密着することになり、接触面積の増大により、パッドの適度な可撓性や変形性が生かされ、レンズ保持力の増大が図れる。また、同じ傾斜角度の両斜面に均等にパッド１９１が圧接するので、アンバランスな回転力が相殺されて発生しなくなり、従ってパッド１９１が回転ずれして、レンズの保持精度が低下するようなこともなくなる。
【００７３】
また、レンズ保持力の増大が図れることにより、レンズ保持用フランジ１９６の小径化を図ることもできる。このことは、以下に述べる利点を生む。
【００７４】
まず、径の小さいレンズの加工が可能になる。この他に、レンズカーブに応じて用意していたレンズホルダの種類を少なくする（弱度と強度、もしくはその中間に１種か２種を加える程度にする）ことができる。つまり、一般的には、レンズカーブに応じて使い分けができるように、レンズ保持面１９７の曲率を段階的に変えた複数種のレンズホルダ１９を用意している。その場合、全てのレンズカーブに応じてレンズホルダを用意するのは現実的ではないため、１種のレンズホルダで、何種類か（弱度、強度、もしくはその中間の度数用）のレンズカーブの範囲をカバーするようにしている。
【００７５】
図１９は、ある曲率のレンズ保持面１９７と、レンズ面１Ａの関係を示している。レンズ保持面１９７の曲率よりレンズ面１Ａの曲率が大きい場合、レンズ保持面１９７の外周縁がレンズ面１Ａに当たり、レンズ保持面１９７のカーブとレンズ面１Ａのカーブとの間に深さの差Ｆができる。この深さの差Ｆが大きいと、レンズ保持面１９７とレンズ面１Ａの密着度が低くなるため、その差が大きくならないように、レンズ面１Ａに対応したレンズホルダを用意して選択できるようにしている。
【００７６】
ところが、同じカーブの場合でも、レンズ保持面１９７（レンズ保持用フランジ１９６）の外径の小径化を図ると、前述の深さの差Ｆを減らすことができ、多くのカーブのレンズに対応できるようになる。従って、小径化したレンズホルダによれば、カバーできるレンズカーブ範囲を広げることができ、結果として、レンズホルダの種類を減らすことができる。
【００７７】
なお、上記の例では、レンズ保持面１９７に形成した微小凹凸１９８の断面形状を山形にしているが、山の頂点や谷の底をＲ形状にして滑らかな波形状としてもよい。また、上記の例では、微小凹凸１９８の山と谷を環状のレンズ保持面１９７の半径方向に連続的に延ばしているが、微小凹凸をレンズ保持面１９７全体に分散的に配置してもよい。
【００７８】
図２０はレンズ加工装置１０における制御装置を中心とした電気的な接続関係を示すブロック図である。ただし、ここでは、主要な構成のみを示す。制御装置は、サーボモータ制御部１００１とＩ／Ｏ制御部１００２とからなる。両制御部１００１、１００２は互いにデータのやりとりを行い、且つ、図示略のホストコンピュータともデータのやりとりを行う。加工システム全体を管理するホストコンピュータからは、レンズの形状データ（動径情報、レンズ厚、外径等を含む）や加工情報等が送られ、制御部１００１、１００２は、この送られた形状データや加工情報に基づいて、レンズに対し必要な加工を施す。
【００７９】
サーボモータ制御部１００１は、Ｘ軸サーボモータ（レンズ回転用モータ１２５）、Ｙ軸サーボモータ（切り込み動作用モータ６３）、Ｚ軸サーボモータ（Ｚ方向移動用モータ３３１）の駆動制御を行う。また、Ｉ／Ｏ制御部１００２は、カッタ回転機構部１３のカッタ回転用モータ（ＴＯＯＬ用モータ）１３３、面取りモータ（エンドミル回転機構部１４のスピンドルモータ１４２）、レンズチャックエアーシリンダ１２３、測定ヘッド用回転アクチュエータ１５５、冷却用エアブロー１０１０、スタイラス開閉用ＤＣモータ１７０を、制御部や電磁弁１０２１〜１０２６を介して駆動制御し、必要な動作を行わせる。その際、各種センサの信号を制御に利用する。
【００８０】
また、Ｉ／Ｏ制御部１００２は、測定用リニアエンコーダ１６６、１６７の検出信号をカウンタユニット１０３０でカウントして取り込む。更に、表示操作部１１００に対して必要な表示を行うと共に、操作信号を取り込む。また、集塵機インターフェースや搬送ロボットインターフェースに必要な信号を送る。
【００８１】
次に図２１のフローチャートに従って、制御部１００１及び１００２で行われる制御の流れを説明する。
被加工レンズ１をレンズ保持ユニット１２にセットしてスタートの操作を行うと、最初に、ホストコンピュータより送られて来る測定軌跡データを入力する（ステップＳ１）。次いで、測定ヘッド１６を下降させてロード位置に位置決めし（ステップＳ２）、スタイラス１６１，１６２をレンズ１に対してローディングし（ステップＳ３）、レンズ位置を測定して（ステップＳ４）、その測定データをホストコンピュータへ送る（ステップＳ５）。
【００８２】
レンズの全周について測定が完了すると、スタイラス１６１、１６２をレンズ１からアンローディングし（ステップＳ６）、測定ヘッド１６をアンロード位置に上昇させる（ステップＳ７）。次に、ホストコンピュータより加工軌跡データを入力し（ステップＳ８）、カッタ回転機構部１３のモータ（ＴＯＯＬモータ）１３３を回転させると共に、エアーブローを開始し（ステップＳ９）、集塵機を運転する（ステップＳ１０）。
【００８３】
そして、所定回転数でカッタ１３１を回すことで荒加工を強制切削により実施し（ステップＳ１１）、次にカッタ用のモータ１３３の回転速度を変更して（ステップＳ１２）、仕上げ加工を同じくカッタ１３１による強制切削で行う（ステップＳ１３）。このとき、ヤゲン加工が必要な場合は、ヤゲンカッタＹ１、Ｙ２を選択して加工を行う。
【００８４】
仕上げ加工が終了すると、カッタ１３１を停止し（ステップＳ１４）、面取りモータ１４２を回転して（ステップＳ１５）、エンドミル１４１により凸側レンズ面及び凹側レンズ面のエッジ部に対する面取りを行う（ステップＳ１７）。その前に、ヤゲン加工の代わりに、レンズ周面に対する溝彫り加工が必要な場合には、面取り加工に先立って、面取りモータ１４２でエンドミル１４１を回して、レンズ端面の溝彫りを実行する（ステップＳ１６）。面取りが全周にわたり完了したら、面取りモータ１４２及びエアーブローを停止し（ステップＳ１８）、集塵機も停止して（ステップＳ１９）、１個のレンズの加工を終了する。
【００８５】
上記の荒加工及び仕上げ加工は同じカッタで行う。即ち、平削りの場合は平削りカッタＨ１、小ヤゲンの場合は小ヤゲンカッタＹ１、大ヤゲンの場合は大ヤゲンカッタＹ２を選択し、同一カッタで荒加工から仕上げ加工まで行う。従って、工程移動を行わずにワンチャックで連続的な加工が可能であり、加工時間の短縮や装置の小型化を実現することができる。また、荒加工用と仕上げ加工用の工具を別に用意しなくてよいので、工具の配置スペースを小さくできる上、工具の管理も楽になる。
【００８６】
また、カッタ１３１でレンズ１を強制切削するので、切り込み量を適当に設定しながら切削を進めることができる。従って、仕上げ形状に至るまでの過程を、形状データに最適な加工条件で決めることができる。例えば、何回の回転で切削を完了するかとか、何秒で切削を完了するかとかの目標設定が任意にできるようになるので、加工時間の短縮と加工精度の向上を図ることができる。
【００８７】
また、面取り加工を溝彫り用の小径のエンドミル１４１の先端のＲ部（アール部）で行うので、砥石に比べて、他の箇所との干渉が少なく、小さな面取りを正確に仕上げることができる。特に、１個のエンドミル１４１を溝彫り加工と面取り加工に兼用するので、工具数を減らすことができてコスト削減に寄与することができるし、溝彫り加工と面取り加工を、ワンチャックのままほぼ連続して行うことができるため、加工時間の短縮も図れる。また、工具の兼用により駆動系が１つで済むため、装置の小型化及びコストの削減を図ることができる。また、工具の数を増やさないため、工具の管理も楽になる。
【００８８】
また、本レンズ加工装置１０の場合、加工手段としてのカッタ１３１やエンドミル１４１の上方に、レンズ測定を行う測定ヘッド１６を配置し、必要なときにだけ、測定ヘッド１６を前に倒して、レンズ保持ユニット１２に保持されたレンズ１の測定が行えるようにしているので、測定ヘッド１６を無理なレイアウトをせずに加工装置１０上に搭載することができる。また、カッタ１３１やエンドミル１４１の上方の空きスペースを有効利用して測定ヘッド１６を加工装置１０上に搭載しているので、加工装置１０の平面面積を拡大せずに済み、加工装置１０の小型化を図ることができる。また、レンズ保持ユニット１２にレンズを保持した状態で、測定から加工までの一連の工程を全てこなすことができるので、工程移動のためのレンズの持ち替えが全くなくなり、レンズの持ち替えによる加工精度の低下の心配もなくなって、レンズ形状を正確に仕上げることができる。
【００８９】
次に、加工精度の向上や加工効率等の向上を図るために、本レンズ加工装置１０において実行される各種方法について説明する。
【００９０】
まず、このレンズ加工装置１０では、カッタ１３１の回転速度、カッタ１３１による周面切削時のレンズ保持軸１２１の回転速度（送りスピード）、周面切削加工のためのレンズ１の周回数、溝彫り時や面取り時のエンドミル１４１の回転速度、そのときのレンズ保持軸１２１の回転速度（送りスピード）等を変更可能なパラメータとして持っており、レンズ１の材種（硝種＝ここではプラスチックの種類）や度数（コバ厚）、仕上げ加工と荒加工の加工工程の別などに応じて、それらパラメータの設定を行うことにより、最適な加工条件を選べるようになっている。
【００９１】
例えば、レンズ１の材種（硝種）や度数（コバ厚）に応じてパラメータ（カッタ回転速度、レンズ保持軸回転速度、加工周回数）を変えることにより、レンズ１の材種や度数によらず、加工負荷を揃えることができるようになって、レンズサイズやレンズ形状（ヤゲン位置を含む）を正確に均一に仕上げることができるし、加工箇所をきれいに仕上げることができる。また、適正な加工条件の選択により、加工応力の低減を図ってレンズ軸のずれを少なくできるし、工具寿命を延ばしたり、加工時間を短縮したりすることもできる。
【００９２】
また、仕上げ加工と荒加工の加工工程の別に応じて、パラメータ（カッタ回転速度、レンズ保持軸回転速度）を変えることにより、同じカッタで加工しながらも、仕上げ面を良好にすることができるし、レンズサイズやレンズ形状（ヤゲン位置を含む）を正確に仕上げることができる。また、適正な加工条件の選択により、加工応力の低減を図ってレンズ軸のずれを少なくできるし、工具寿命を延ばすこともできる。
【００９３】
また、同じ加工工程において、カッタ１３１の回転速度やレンズの回転角速度を変えることで、切削速度の均一化を図ることができるので、加工面を均質な状態に仕上げることができる。
【００９４】
また、エンドミル１４１による溝彫り加工時あるいは面取り加工時にも、レンズ１の材種（硝種＝ここではプラスチックの種類）に応じて、パラメータ（エンドミル回転速度、レンズ保持軸回転速度）を変えることにより、レンズ１の材種によらず、精度良く溝や面取り部を形成することができる。また、適正な加工条件の選択により、工具寿命を延ばしたり、加工時間を短縮したりすることもできる。
【００９５】
また、このレンズ加工装置１０では、ヤゲン加工の際に必要なレンズ位置データを正確に得るために、次に述べるような演算機能を備えている。図２２を用いて説明する。
【００９６】
通常、レンズ面１Ａ、１Ｂの位置データを得るためには、測定ヘッドのスタイラス１６１、１６２を、レンズ形状データに従ってレンズ面１Ａ、１Ｂ上でトレースさせ、その軌跡の各点において各スタイラス１６１、１６２の位置を検出することにより、レンズ面の位置１ｅ、１ｆを計測している。この場合のスタイラス１６１、１６２のトレース位置は、レンズ１がヤゲン加工されたときに形成されるヤゲン１ａの頂点のレンズ保持軸方向の延長線ＳＴ上である。
【００９７】
しかし、そのようにして求めた位置データ（１ｅ、１ｆの座標データ）に基づいて、そのままヤゲン加工をすると、ヤゲン１ａの位置を正確に仕上げることができないという問題がある。即ち、加工した状態でのレンズ周面におけるヤゲン１ａの位置を、レンズ周面の両端エッジ部１ｃ、１ｄを基準にして精度良く出したいのに、実際のヤゲン加工は、両端エッジ部１ｃ、１ｄの位置よりヤゲン高さＳＨ分だけ外周側の位置１ｅ、１ｆで測定したデータに基づいて行っている。従って、ヤゲン１ａが高精度に仕上がらない。
【００９８】
そこで、予めレンズ形状データで規定される位置からヤゲン高さＳＨを引いた位置で、スタイラス１６１、１６２をトレースさせることにより、加工後の状態におけるレンズ周面の両端エッジ部１ｃ、１ｄの位置を予め計測して、その位置データに基づいてヤゲン加工することが考えられている。
【００９９】
しかし、そうすると、スタイラス１６１、１６２を、レンズ形状データで規定される位置よりもレンズ中心側でトレースさせなくてはならないため、スタイラス１６１、１６２をトレースさせるためのデータを、予めレンズ形状データとは別に作成しなくてはならない。また、レンズ中心側でトレースさせるため、最終的に利用可能性のあるレンズ面１Ａ、１Ｂの範囲に、スタイラス１６１、１６２の接触痕が残るおそれもある。
【０１００】
そこで、本レンズ加工装置１０では、点１ｅ、１ｆの座標測定データと、別途与えられるレンズ１の設計データ（動径データ、凸側レンズ面形状データ、凹側レンズ面形状データ、レンズ厚データ、外径データ）に基づいて、点１ｃ、１ｄの座標値を算出するようにしている。この場合のレンズ１の設計データには、凸側レンズ面１Ａ及び凹側レンズ面１Ｂの形状を規定する有限数の座標データ（ρｉ，θｉ，Ｚｉ）が含まれており、非球面レンズの場合にも、凸側レンズ面１Ａ及び凹側レンズ面１Ｂの任意の点の座標を取り出すことができる。従って、ヤゲン頂点のレンズ保持軸方向の延長線ＳＨ上のトレース点において測定した実測データと、この設計データを利用することにより、点１ｃ、１ｄの位置を精度良く算出することができ、これらの点１ｃ、１ｄの座標データを用いることで、ヤゲン１ａを精度良く加工することができる。なお、設計データは、ホストコンピュータのレンズ設計プログラムデータから与えられるようになっている。
【０１０１】
また、本レンズ加工装置１０では、レンズ形状やレンズ位置を測定する測定ヘッド１６を、必要に応じて、レンズ保持ユニット１２に保持されたレンズ１に対して、待避場所からアプローチすることができるようになっているので、加工前の計測の他に、特別な場合には、加工途中で、レンズ形状やレンズ位置を計測することもできる。次に、そのような加工途中で測定を実施する場合の例について説明する。
【０１０２】
図２３は加工工程の例を示す。（ａ）は通常の場合の加工工程、（ｂ）は特別な場合（本発明の加工方法を実施する場合）の加工工程を示す。（ａ）の加工工程は、未加工レンズの段階でレンズ測定を行うもの、（ｂ）の加工工程は、荒加工の途中の段階でレンズ測定を行うものである。本レンズ加工装置１０では、レンズの材種（硝種）や度数（コバ厚）に応じて、（ａ）の加工工程か、（ｂ）の加工工程か、を選択して加工を実施するようにしている。このように（ｂ）の特別な加工工程を選択肢に設けている理由は、レンズにより、未加工レンズの段階と荒加工の途中の段階でのレンズ測定値に差が出る場合があり、全ての場合を（ａ）の通常の加工工程で統一すると、最終仕上げ加工でヤゲン位置が正確に仕上がらないことがあるためである。
【０１０３】
（ａ）に示す通常の加工工程の場合は、最初にレンズの測定を行う。次に荒加工を実施し、その後、仕上げ加工を実施し、最後に面取り加工を実施して、最終形状のレンズを得る。荒加工は、仕上げ用の削り代（例えば０．２５〜０．３５ｍｍ）を残したところまで行い、仕上げ加工で最後の削り代を取り除いて最終寸法に仕上げる。
【０１０４】
一方、（ｂ）に示す特別な加工工程の場合は、最初に１次荒加工を実施し、その後でレンズの測定を実施する。図２４（ａ）、（ｂ）に示すように、１次荒加工は、仕上げ寸法に対して測定可能幅ＳＫを残した寸法まで行う。通常の加工工程における荒加工では、残りの仕上げ用の削り代を残すが、この程度の削り代の範囲にスタイラス１６１、１６２をトレースさせるのは難しい。そこで、この加工工程では、敢えて１次荒加工により、測定できる範囲の幅（例えば１．５〜１．８ｍｍ程度）を残したところまで加工するのである。
【０１０５】
何故そうするかというと、前述したように、未加工レンズから一気に仕上げ用の削り代を残したところまで荒加工すると、特殊レンズの場合など、レンズの保持状態が変化する場合がある。即ち、レンズの保持状態によっては、未加工レンズの段階では、これから荒加工で取り除こうとする部分が補強効果を発揮して保持バランスをとり、変形を表に現れないように留めていたものが、荒加工でその部分が取り除かれることにより、補強効果がなくなって、保持変形が表に現れる場合がある。従って、そのような場合、未加工レンズの段階でレンズ測定値を求めても、実際に荒加工した後の段階ではその当初のレンズの位置データが変わってしまい信頼性が低下してしまうからである。
【０１０６】
このように、１次荒加工を行った段階でレンズ測定を実施し、レンズ保持の変形を受けない状態でコバ厚を含むレンズ情報を得たら、その後で２次荒加工により、仕上げ用の削り代を残した段階まで取り除き、後は通常の場合の加工工程と同様に、仕上げ加工を実施し、最後に面取り加工を実施して、最終形状のレンズを得る。
【０１０７】
このように荒加工の途中の段階でレンズ測定を実施することにより、信頼性の高いレンズ測定値を得ることができるので、その後の仕上げ加工をそのレンズ測定値を用いて行うことにより、レンズ形状及びヤゲン形状を正確に仕上げることができる。
【０１０８】
次に、各種の公差や誤差を補正する方法について説明する。
【０１０９】
まず、カッタ１３１の公差や誤差を補正する方法について説明する。
本レンズ加工装置１０においては、カッタ１３１による周面切削加工の後に、レンズ周面の両端エッジ部１ｃ、１ｄの面取りを行う。ここで、面取りを正確に行うには、カッタ１３１で周面切削した段階でのエッジ部１ｃ、１ｄの位置が正確に把握されている必要がある。つまり、ヤゲン加工後のレンズ形状が正確に把握されていなければならない。
【０１１０】
そのために、本レンズ加工装置１０では、製作されたカッタ１３１を実測し、カッタ１３１の形状データを、その加工公差レベルを超えた高精度の単位での実測値による位置データとして持ち、加工時の計算に反映させるようにしているのである。
【０１１１】
図２５は必要な実測データの例を示している。これらのデータは、ヤゲンカッタＹ１、Ｙ２のヤゲン溝Ｙ１ａ、Ｙ１ｂの底部を基準にして実測した値であり、ＴＤ１〜ＴＤ５は径変化する各ポイントの直径、ＴＷ１〜ＴＤ４は各ポイント間の距離である。これらのデータにより、ヤゲンカッタＹ１、Ｙ２の形状が、カッタ毎に個別に特定される。このようなデータを予めレンズ加工装置１０の制御部に入力しておくことにより、レンズの周面切削段階で、カッタ１３１の公差や誤差による加工誤差までを含めてレンズ形状を把握することができる。従って、ヤゲン位置を含めて、レンズ形状の精度を高めることができ、周面切削後のエンドミル１４１による面取り加工を精度良く行うことができる。
【０１１２】
次に、測定ヘッド１６のスタイラス１６１、１６２の誤差を補正する方法を説明する。
一対のスタイラス１６１、１６２は、レンズ面に当接する先端の位置が互いに正確に一致している、つまり、正確に同芯であることが理想であるが、現実には必ずしも一致していない場合が想定される。そこで、レンズの加工に先立って、予め測定原器を用いることで、２つのスタイラス１６１、１６２の「芯ずれ」量を測定する。
【０１１３】
図２６は測定原器５０の構成を示す。
測定原器５０は、図２６（ａ）に示すように、レンズホルダに相当する部分５９と、レンズに相当する矩形状の平板部（厚み４．００ｍｍ）５７とを一体に形成したものである。レンズホルダに相当する部分５９は、レンズホルダ受け１２１ａの内周に嵌まる嵌合軸部５３と、回り止め用切欠５５を有した嵌合軸部フランジ５４と、平板部５７につながるフランジ５６とを有している。
【０１１４】
平板部５７は、嵌合軸部５３の中心軸線に対して精度良く直交するように形成されている。平板部５７の表裏面には、図２６（ｂ）に示すような、円環形のＶ溝５８Ａと、十字形のＶ溝５８Ｂがけがかれている。円環形のＶ溝５８Ａは、その中心を嵌合軸部５３の中心軸線に置いて所定径（通常加工する未加工レンズより小さい径）でけがかれている。また、十字形のＶ溝５８Ｂは、その交差点を前記中心軸線に置いてけがかれている。ここで重要なことは、十字形のＶ溝５８Ｂの一方が嵌合軸部５３の回り止め用切欠５５の位置と一致し、他方が回り止め用切欠５５に直交する位置と一致していることで、さらに、図２６（ｃ）に示すように、表面と裏面のＶ溝５８Ａ、５８Ｂの位置が精度良く一致していることである。また、Ｖ溝５８Ａ、５８Ｂの開き角度が、精度良く所定角度（９０度）に設定されていることである。
【０１１５】
次にこの測定原器５０を用いて両スタイラス１６１、１６２の「ずれ」を計測する手順を説明する。計測にあたり、まず、測定原器５０を、レンズ保持ユニット１２のレンズホルダ受け１２１ａに、通常のレンズを固定したレンズホルダと同様にセットする。そして、スタイラス１６１、１６２の「ずれ」を、レンズ径方向（Ｙ軸方向）と、上下方向に分けて計測する。
【０１１６】
図２７はＹ軸方向の「ずれ」を計測する場合を示している。
この場合は、円環形のＶ溝５８Ａを利用するため、平板部５７をある角度だけ回して、円環形のＶ溝５８Ａがスタイラス１６１、１６２の位置に来るようにする。その状態で、スタイラス１６１、１６２の各先端を、測定原器５０の平板部５７の表裏面のＶ溝５８Ａ以外の場所に当接させる。
【０１１７】
次に、測定原器５０をＹ軸方向に移動して、スタイラス１６１、１６２の先端が円環形のＶ溝５８Ａを横断するように操作する。すると、図２７（ｂ）に示すように、スタイラス１６１、１６２の先端が、Ｖ溝５８Ａのある平板部５７の表裏面をＹ軸方向にトレースする。その際、Ｖ溝５８Ａを通過する過程で、スタイラス１６１、１６２は、Ｖ溝５８Ａの深さ方向に変位する。そこで、Ｖ溝５８Ａの一番深いところにスタイラス１６１、１６２の先端が当接したときのＹ軸方向の測定原器５０の位置を読みとる。これを各スタイラス１６１、１６２ごとに行うと、それぞれに読みとったＹ軸方向の値の差が、スタイラス１６１、１６２のＹ軸方向の「ずれ」として検出されることになる。
【０１１８】
図２８は上下方向（Ｙ軸方向と直交する方向）の「ずれ」を計測する場合を示している。
この場合は、十字形のＶ溝５８Ａのうち１本を利用するため、平板部５７をある角度だけ回して、十字形のＶ溝５８Ａの１本がスタイラス１６１、１６２の高さと同じ水平位置に来るようにする。その状態で、スタイラス１６１、１６２の各先端を、測定原器５０の平板部５７の表裏面のＶ溝５８Ｂ以外の場所に当接させる。
【０１１９】
次に、測定原器５０を僅かに回して（矢印Ｘ方向に移動して）、スタイラス１６１、１６２の先端が、水平に位置させた十字のＶ溝５８Ａを上下方向に横断するように操作する。すると、図２８（ｂ）に示すように、スタイラス１６１、１６２の先端がＶ溝５８Ｂのある平板部５７の表裏面を上下方向にトレースする。その際、Ｖ溝５８Ｂを通過する過程で、スタイラス１６１、１６２は、前述したのと同様に、Ｖ溝５８Ｂの深さ方向に変位する。そこで、Ｖ溝５８Ｂの一番深いところにスタイラス１６１、１６２の先端が当接したときの回転方向の測定原器５０の位置（角度）を読みとる。これを各スタイラス１６１、１６２ごとに行うと、それぞれに読みとった回転方向の値の差が、スタイラス１６１、１６２の上下（回動）方向の「ずれ」として検出されることになる。
【０１２０】
このようにスタイラス１６１、１６２の「ずれ」を検出したら、その「ずれ」に関するデータをレンズ加工装置１０の制御部に入力しておく。そうすると、スタイラス１６１、１６２を用いてレンズ測定して得たデータを、前記の「ずれ」を考慮して補正することができ、より精度のよい測定値を得ることができる。つまり、両方のスタイラス１６１、１６２の芯ずれ量を補正値として持たせることで、スタイラス１６１、１６２で測定した測定値に反映させるのである。
【０１２１】
補正の例としては次のような態様が考えられる。
即ち、片方のスタイラス１６１（１６２側でもよい）を基準側として決めておき、基準側として決めておいたスタイラス１６１を、正しく指令したポイントに沿ってトレースさせる。そうすると、それと反対の非基準側のスタイラス１６２は、本来と違うポイント、つまり、指令したポイントから前記「ずれ」量だけずれたポイントをトレースすることになるが、その位置での測定データは、前記「ずれ」量が分かっているので、レンズ設計データがあれば、演算して本来のポイントにおける測定値に補正することができる。従って、このようにレンズ設計データを利用して補正することにより、精度の良い測定値を得ることができる。また、Ｚ軸方向の補正は、平板部５７の厚み（４．００ｍｍ）を基準値として、両スタイラス１６１、１６２を接近・離間して平板部５７の厚みを測定することにより、ずれ量を把握し補正する。
【０１２２】
次に、カッタ１３１とエンドミル１４１の高さのずれを補正する方法を説明する。
エンドミル１４１は、カッタ１３１で周面研削したレンズ１の周面エッジ部１ｃ、１ｄに対し面取りを施す。そのため、カッタ１３１とエンドミル１４１は、その中心高さが正確に合っているのが、精度の良い面取り加工を行う上で望ましい。しかし、カッタ１３１とエンドミル１４１の高さを正確に揃えるには、高さ合わせのための特別な調整機構を新たに設けなくてはならず、装置が複雑化するという問題がある。
【０１２３】
そこで、カッタ１３１とエンドミル１４１の高さの微妙な「ずれ」を機械的に合わせるのではなく、予めその「ずれ」量を測定し、その「ずれ」量を補正値としてレンズ加工装置１０に持たせることにより、容易に正確な面取り加工ができるようにしている。
【０１２４】
図２９はカッタ１３１とエンドミル１４１の高さの「ずれ」を計測する方法の説明図である。
まず、図２９（ａ）に示すように、カッタ１３１に対するレンズ１のＹ軸方向の位置と回転角度位置を制御しながら、カッタ１３１で周面を削ることにより、矩形体１０１を形成する。次に、エンドミル１４１がカッタ１３１と同じ高さにあるものと仮定して、削り深さを一定に設定する以外、カッタ１３１による切削時と同じ駆動条件で矩形体１０１を動かすことにより、矩形体１０１の周面にエンドミル１４１で溝を彫る。
【０１２５】
そうすると、カッタ１３１とエンドミル１４１が現実に同じ高さにあれば、図２９（ｂ）に示すように、溝１０２の深さＳＦは一定になるが、カッタ１３１とエンドミル１４１の高さが異なる場合には、図２９（ｃ）に示すように、溝１０２の深さが一定にならなくなる。これは、図２９（ａ）に示すように、エンドミル１４１がカッタ１３１の中心高さよりずれている場合、エンドミル１４１がカッタ１３１と同じ高さにあるものと仮定して行った加工ポイントよりも、実際の加工ポイントがずれてしまうことにより起こる。ここで、溝１０２の深さの違いは、エンドミル１４１の高さの「ずれ」に比例する。従って、矩形体１０１の辺の中心から一定距離だけ両端方向（角部の方向）に隔たったポイントにおける溝１０２の深さＳＦ１、ＳＦ２の差（ＳＦ２−ＳＦ１）を求めることで、エンドミル１４１のカッタ１３１に対する高さの「ずれ」を換算することができる。
【０１２６】
このようにして求めた高さの「ずれ」を補正値として持ち、エンドミル１４１による溝彫り加工や面取り加工の際の制御値に反映させることにより、溝彫り加工や面取り加工の精度を上げることができる。また、単に補正値を持たせるだけでよいので、高さ合わせの機構が不要になり、装置コストの削減も図れる。
【０１２７】
以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態のような切削式レンズ加工装置に限らず、砥石でレンズ周面を研削する方式のレンズ加工装置にも適用することができる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、工具（例えばカッタ）の実測データを利用して、加工後のレンズ寸法を算出するようにしたので、算出したレンズ寸法に公差レベルの誤差が含まれないようにすることができる。従って、高精度のレンズ寸法割り出しが可能になり、割り出したデータに基づいて以後の加工を行うことにより、高精度の加工（例えばボールエンドミルによる面取り加工）ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のレンズ加工方法を実施するためのレンズ加工装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】同加工装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】同加工装置の全体構成を示す正面図である。
【図４】同加工装置におけるレンズ保持ユニットの詳細構成を示す平面図である。
【図５】（ａ）は同加工装置における切り込み動作機構部の詳細構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）図のＶｂ−Ｖｂ矢視図である。
【図６】同加工装置における測定ユニットの側面図であり、（ａ）は測定ヘッドがアンロード位置にある状態を示し、（ｂ）はロード位置にある状態を示す。
【図７】同加工装置における測定ユニットの平面図であり、（ａ）は測定ヘッドがアンロード位置にある状態を示し、（ｂ）はロード位置にある状態を示す。
【図８】同加工装置における測定ユニットの正面図である。
【図９】（ａ）は前記測定ヘッドの原理構成図、（ｂ）はスタイラスの先端部の詳細を示す側面図、（ｃ）は同正面図である。
【図１０】前記測定ヘッドのスタイラスをレンズにローディングした状態を示す平面図である。
【図１１】前記測定ヘッドのスタイラスをレンズにローディングした状態を示す側面図である。
【図１２】同加工装置におけるカッタ回転機構部のカッタの構成を示し、（ａ）は半断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はヤゲンカッタの要部拡大図である。
【図１３】前記カッタでレンズを加工している状態を示す側面図である。
【図１４】前記ヤゲンカッタでレンズを加工している状態を示す平面図である。
【図１５】前記加工装置におけるエンドミル回転機構部のエンドミルでレンズ端面に溝彫りを行っている状態及びレンズ端面のエッジ部に面取りを行っている状態を示す平面図である。
【図１６】前記エンドミルで溝彫りまたは面取りを行っている状態を示す側面図である。
【図１７】（ａ）は同エンドミルで溝彫り及び面取りを行う場合の説明に用いる拡大図、（ｂ）はヤゲンのある場合の面取りの説明図である。
【図１８】前記加工装置におけるレンズホルダの説明図で、（ａ）はレンズホルダの側面図、（ｂ）は同レンズホルダのレンズ保持面の平面図、（ｃ）は前記レンズ保持面に形成されている微小凹凸の断面図、（ｄ）はその微小凹凸にパッドを圧接させた状態を示す断面図、（ｅ）は従来のレンズホルダのレンズ保持面に形成されている微小凹凸の断面図、（ｆ）はその微小凹凸にパッドを圧接させた状態を示す断面図である。
【図１９】同レンズホルダとレンズの曲率の関係による密着度の説明に用いる断面図である。
【図２０】前記加工装置の電気的構成の概略を示すブロック図である。
【図２１】同加工装置で行われる加工プロセスを示すフローチャートである。
【図２２】同加工装置で行われるレンズ測定の補正方法の説明図である。
【図２３】同加工装置で選択可能な加工工程（ａ）、（ｂ）の流れ図であり、（ｂ）の加工工程が本発明の加工方法に相当する。
【図２４】図２３の（ｂ）の加工工程の説明図で、（ａ）はレンズの正面図、（ｂ）はレンズの断面図である。
【図２５】同加工装置で行われるカッタ形状の補正データを示す図である。
【図２６】前記測定ヘッドに設けられたスタイラスの芯ずれ補正に用いる測定原器の構成図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ１−Ｃ１矢視及びＣ２−Ｃ２矢視部の断面図である。
【図２７】測定原器によるスタイラスの芯ずれ量の求め方の説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ１−Ｂ１矢視断面図である。
【図２８】図２７の場合と別の方向の芯ずれ量の求め方の説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ２−Ｂ２矢視断面図である。
【図２９】同加工装置のカッタとエンドミルの高さのずれ量の求め方の説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）はずれがない場合の矩形体の正面図、（ｃ）はずれがある場合の矩形体の正面図である。
【符号の説明】
１ レンズ
１２ レンズ保持ユニット
１６ 測定ヘッド（レンズ形状測定手段）
１３１ カッタ（周面加工手段）
１４１ エンドミル（溝彫り加工手段、面取り加工手段）
Claims (4)
- 眼鏡用の被加工レンズの周縁をレンズ枠形状データに従って加工するレンズ加工方法において、
前記被加工レンズの周面を加工する工具の寸法を実測して工具寸法実測データを取得する工程と、
前記レンズ枠形状データに従って前記工具で被加工レンズの周面を加工する工程と、
前記工具で被加工レンズの周面を加工した後のレンズ寸法を割り出す際に、該レンズ寸法を前記工具寸法実測データを用いて算出する工程と、
該算出したレンズ寸法に基づいて以後の加工を行う工程と、
を有することを特徴とするレンズ加工方法。 - 前記工具がカッタであり、前記被加工レンズの周面を加工する工程において、前記レンズ枠形状データに従ってカッタにより被加工レンズの周面を切削することを特徴とする請求項１記載のレンズ加工方法。
- 前記以後の加工として、レンズ周面とレンズ面との交差エッジ部の面取り加工を行うことを特徴とする請求項１または２記載のレンズ加工方法。
- 前記面取り加工をボールエンドミルの先端アール部で行うことを特徴とする請求項３記載のレンズ加工方法。
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1999
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