JP4084081B2 - ヤトイ、レンズ保持方法およびこの保持方法を用いた眼鏡レンズの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡レンズ等の光学レンズを保持するレンズ保持具に関し、特にプラスチック眼鏡レンズを研磨する研磨装置に用いて好適なヤトイ、レンズ保持方法およびこの保持方法を用いた眼鏡レンズの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学レンズ、特に眼鏡用プラスチックレンズを仕上げ寸法よりも肉厚の厚いレンズ素材（例えば、セミフィニッシュレンズ）から製造する方法としては、ＮＣ（数値）制御の研削機（以下、カーブジェネレータという）によってレンズ素材を所定の面形状に切削することにより、砂かけ代や研磨代を見込んだ仕上げ寸法よりも肉厚の僅かに厚いレンズを製作し、このレンズを研磨装置によって研磨することにより製作している。
【０００３】
研磨装置としては、例えば一般に市販されているＬＯＨ社製の汎用の研磨装置（ＴＯＲＯ−Ｘ２ＳＬ）がレンズを研磨するために用いられている。この研磨装置は、左右方向に移動自在でかつ前後方向に往復回動自在なアームと、垂直な軸線を中心として首振り旋回運動を行う揺動装置を備えており、この研磨装置を使ってレンズの凹面を研磨する場合は、前記アームにレンズをレンズ保持具を介して取付け、前記揺動装置に研磨治具を取付け、この研磨治具の上面に研磨パッドを配設して前記レンズの凹面に押し付け、この状態で前記アームを前後左右方向に往復運動させるとともに、前記揺動装置を首振り旋回運動させることにより、研磨の軌跡が１周毎に少しずつずれる無軌道研磨軌跡で前記レンズの凹面を、前記研磨パッドと研磨剤とによって研磨するようにしたものである。
【０００４】
切削工程や研磨工程において、レンズを保持するレンズ保持具は、ヤトイと低融点合金（以下、アロイともいう）とからなり、例えばＬＯＨ社製のレイアウトブロッカーと呼ばれる装置によってレンズをレンズ保持具に取付けている。レンズをレンズ保持具に取付けるには、予めレンズの凸面（加工済み面）に傷防止用の保護フィルムを密着させておく。次に、レイアウトブロッカーの取付台にヤトイを嵌着してその周囲をブロッキングリングで取り囲み、このリングの上に前記保護フィルムが密着されたレンズをその凸面を下にして載置する。これにより、ブロッキングリングは上面側内周縁によってレンズの凸面を支持する。そして、レンズ、ヤトイ、ブロッキングリングおよび取付台によって囲まれた空間に溶融したアロイを流し込んで固化させることにより、レンズをヤトイに固定する。
【０００５】
セミフィニッシュレンズ（第１屈折面だけを光学的に仕上げたレンズ）の種類としては、大きさによって分類すると直径が例えば８０，７５，７０，６５ｍｍの４種類があり、また同径のものであってもレンズの第１屈折面の屈折力（度数）によって数種類ある。
【０００６】
眼鏡レンズの屈折力（度数Ｄ：ディオプター）は、近似的に第１屈折面（凸面）の屈折力Ｄ1 と第２屈折面（凹面）の屈折力Ｄ2 との和（Ｄ＝Ｄ1 ＋Ｄ2 ）で表される。第１屈折面および第２屈折面の屈折力（面屈折力）は、その面の曲率ρ（単位は１／ｍ、曲率半径Ｒ＝１／ρ）とレンズの素材の屈折率ｎとにより、以下の式のように定義される。
面屈折力＝（ｎ−１）×ρ＝（ｎ−１）／Ｒ
なお、第１屈折面の屈折力Ｄ1 は特にベースカーブ（以下、ＢＣと略称する）と呼ばれる。
【０００７】
従来のレンズ保持具としては、例えばＵＳＰ５，４２１，７７０号に記載されたものが知られている。このレンズ保持部を図１４に示す。同図において、Ａはヤトイ、Ｂはレンズ、Ｃはアロイである。このヤトイＡは、レンズＢに対向する面ａに凹部Ｄを有し、この凹部Ｄの外周には、鋭角に切り立った段差Ｅが形成されている。また、凹部Ｄには複数の垂直方向に掘られたくぼみＦが設けられている。前記段差ＥはアロイＣに対する抜けを防止する働きをし、前記くぼみＦはアロイＣに対するヤトイＡの回転を防止する働きをすることからヤトイＡとアロイＣとは強固に結合される。
【０００８】
このようなヤトイＡとアロイＣを用いてレンズＢを保持する場合、アロイＣの熱やアロイＣの固化時における収縮による影響でレンズＢが変形することが知られている（特開平７−１１６９５０号）。
【０００９】
しかしながら、従来はプラスチック眼鏡レンズの材質としては、最も汎用的なプラスチックレンズ材料であるジエチレングリコールビスアリルカーボネート系樹脂（ｎ＝１．５０）が用いられ、セミフィニッシュレンズの肉厚も厚く設計されているため、アロイでレンズを固化した低融点合金を介してヤトイに固定したときのアロイの熱や収縮の影響は少なかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近ではレンズ素材の高屈折率化とセミフィニッシュレンズの薄形化が進んでいるため、アロイの熱や収縮による影響が大きくなり、レンズ保持具の改良が急務とされてきた。すなわち、レンズ素材として、屈折率１．５のジエチレングリコールビスアリルカーボネート系樹脂の代わりに屈折率１．５５〜１．７５のウレタン系樹脂やエピチオ系樹脂が用いられ、また、材料コストの低減と、省資源化の要求からセミフィニッシュレンズを薄型化して凹面側の削る量を少なくすると、アロイの熱や収縮による影響が大きくなり、特にマイナスレンズ用のセミフィニッシュレンズの場合、レンズの中心肉厚が薄くなっているため、アロイの熱や収縮による影響を大きく受ける。その上、従来のレンズ保持具はアロイとヤトイの接続強度を強化するための前記したような構造上、中央付近のアロイの量が多くなっているため、アロイの熱や収縮による影響が大きかった。
【００１１】
このようなことから上記した特開平７−１１６９５０号公報では、ヤトイとレンズとの間の空間に底板を設けることによりアロイの量を少なくして固化時の収縮による変形を防止している。しかし、アロイの使用量を少なくしてもレンズの種類によってアロイの中心部の厚さが異なるため、依然として熱や収縮による影響を解消することができない場合があった。
【００１２】
また、従来はアロイによってレンズの中央部分のみを保持しているため、アロイが存在する中央部分と存在しない外側部分とではレンズの強度に差が生じ、このような保持状態で凹面を切削したり研磨すると、凹面でかつ凸面側のアロイが存在する部分と存在しない部分の境部に対応する部分に研磨痕が発生するという問題もあった。
【００１３】
そこで、本発明者らはヤトイとブロッキングリングの高さを変えて種々の実験を行なったところ、レンズの大きさ、形状（特にＢＣ）に関係なくアロイの中心厚が略一定になるように、ヤトイとブロッキングリングの高さを設定すると、アロイの熱や収縮による影響を低減でき、レンズ度数の精度、安定性を向上させることができることを見出した。
また、ブロッキングリングの内径をレンズの直径と略等しくし、アロイをレンズの凸面の略全面に固着すると、アロイの存在する部分と存在しない部分との境部に研磨痕が生じなくなり、レンズ全面にわたって歪みのないレンズを製作することができることを見出した。
さらに、ヤトイのレンズと対向する面に形成される穴を開口部が内端より外側となるように傾斜させると、アロイの中央部の肉厚が厚くならず、熱や収縮による影響を軽減できることを見出した。
【００１４】
本発明は上記した従来の問題および実験結果に基づいてなされたもので、その目的とするところは、アロイとヤトイの結合強度が大きく、アロイの中央部の肉厚が厚くならず、熱や収縮による影響を軽減できるようにしたヤトイを提供することにある。
また、本発明はレンズを安定かつ確実に保持するレンズ保持方法およびこの保持方法を用いた眼鏡レンズの製造方法を提供することにある。
また、本発明は、レンズの大きさ、形状の違いに拘わらずアロイ中心厚を所定範囲内にすることにより、薄形化されたセミフィニッシュレンズであってもレンズ度数の精度、安定性を向上させるようにしたレンズ保持方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明は、レンズの凸面が低融点合金を介して固定されるヤトイにおいて、前記ヤトイのレンズ凸面と対向する面に、前記低融点合金の前記ヤトイからの剥離、脱落、回転を防止する穴の方向が異なる複数の穴を有し、この複数の穴は、そこに入り込んで固まった前記低融点合金の収縮による前記レンズの変形を防止するために、開口部が前記ヤトイの外周寄りで内端が前記開口部より前記ヤトイの中心側に位置するように傾斜しているものである。
【００２４】
第１の発明において、傾斜した穴に充填され固化する低融点合金は、低融点合金とヤトイとの結合強度を増大させ、低融点合金の回転、剥離、脱落を防止する。
開口部が内端よりヤトイの中心側に位置する斜めの穴の場合は、穴に充填されている低融点合金の厚さが加えられるため、低融点合金の中心部における厚さが厚くなり、熱や収縮の影響が大きくなる。これに対して、本発明は開口部がヤトイの外周寄りで内端がヤトイの中心側に位置する傾斜した穴であるため、低融点合金の中心部における厚さが厚くならず、熱や収縮の影響を少なくすることができる。
【００２８】
第２の発明は、レンズの凸面とヤトイとブロッキングリングとの間の空間に溶融した低融点合金を流し込んで固化させることによって前記レンズを中心厚さが１．９０〜３ｍｍの範囲内の固化した低融点合金を介してヤトイに固定するレンズ保持方法において、前記ヤトイは、前記レンズ凸面と対向する面が平坦面であり、設定したい前記固化した低融点合金の中心厚を前記範囲内で所定の範囲に設定し、レンズ凸面と対向させる面の直径が同一で、かつ前記設定した中心厚の所定範囲の上限値と下限値との差以下の間隔で高さが異なるヤトイを含む高さの異なる複数種のヤトイを用意するとともに、同一の直径のレンズに対して一種のブロッキングリングまたは前記設定した中心厚の所定の範囲の上限値と下限値との差より広い間隔で高さが異なる複数種のブロッキングリングを用意し、レンズの直径と凸面のベースカーブに応じて、前記用意したヤトイとブロッキングリングの中から低融点合金の中心厚が前記設定した所定範囲内になるヤトイとブロッキングリングを選択決定し、前記レンズの凸面と前記決定されたヤトイと前記決定されたブロッキングリングとの間の空間に前記低融点合金を流し込んで固化させて前記レンズを前記低融点合金を介してヤトイに固定し、前記複数種のヤトイは、そのヤトイの平坦面に、前記低融点合金の前記ヤトイからの剥離、脱落、回転を防止する穴の方向が異なる複数の穴を有し、この複数の穴は、そこに入り込んで固まった前記低融点合金の収縮による前記レンズの変形を防止するために、開口部が前記ヤトイの外周寄りで内端が前記開口部より前記ヤトイの中心側に位置するように傾斜しているものである。
【００２９】
第２の発明においては、固化した低融点合金の中心厚が所定の範囲内になるように、予め直径とベースカーブの異なるレンズの種類に応じて選択されるヤトイとブロッキングリングを決定する工程を備えているので、レンズを安定した状態で保持することができる。また、傾斜した穴に充填され固化する低融点合金は、低融点合金とヤトイとの結合強度を増大させ、低融点合金の回転、剥離、脱落を防止する。
開口部が内端よりヤトイの中心側に位置する斜めの穴の場合は、穴に充填されている低融点合金の厚さが加えられるため、低融点合金の中心部における厚さが厚くなり、熱や収縮の影響が大きくなる。これに対して、本発明は開口部がヤトイの外周寄りで内端がヤトイの中心側に位置する傾斜した穴であるため、低融点合金の中心部における厚さが厚くならず、熱や収縮の影響を少なくすることができる。
【００３３】
第３の発明に係る眼鏡レンズの製造方法は、第２の発明によるレンズ保持方法により眼鏡レンズを保持した状態で、この眼鏡レンズの保持された側とは反対側の面を切削または研磨する工程を含むものである。
【００３４】
第３の発明においては、レンズを第２の発明によるレンズ保持方法によって保持しているので、レンズの保持側とは反対側の面を良好かつ確実に切削または研磨することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係るヤトイを用いた研磨装置の概略構成図、図２はレンズにレンズ保持体を取付けた状態を示す断面図、図３はレイアウトブロッカーでレンズにレンズ保持体を取付けるときの状態を示す断面図、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はヤトイの平面図、断面図および底面図、図５（ａ）、（ｂ）はブロッキングリングの平面図およびＡ−Ａ線断面図である。図６（ａ）〜（ｄ）はレンズ、ブロッキングリングおよびヤトイの種類と、レンズ中央とヤトイとの隙間の関係を示す図、図７は研磨治具の平面図、図８は図７のVIII−VIII線断面図、図９はバルブの断面図、図１０は研磨パッドの平面図、図１１は研磨パッドの締付部材の斜視図、図１２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ研磨装置の無軌道研磨軌跡を示す概念図である。
【００３６】
本実施の形態においては、乱視矯正用のプラスチック眼鏡レンズのトーリック面からなる凹面を切削、研磨する場合に適用した例を示す。また、切削、研磨するレンズ５としては、高屈折率（ｎ＝１．５５〜１．７５）からなるウレタン系またはエピチオ系の樹脂からなる凸面だけが仕上げられたセミフィニッシュレンズを使用した。
【００３７】
レンズの製造は、最初にレンズ５の凸面５ａにレンズ保持具７を取付け、このレンズ保持具７を介してレンズ５をカーブジェネレータに取付け、レンズ５の凹面５ｂを所定の形状に切削した後、同様にレンズ保持具７を介してレンズ５を研磨装置に取付け、切削された面を研磨することにより行う。
【００３８】
レンズ５をレンズ保持具７に取付けるには、図２に示すように予めレンズ５の凸面５ａに傷防止用の保護フィルム１２を密着させておき、その上に例えばＬＯＨ社製のレイアウトブロッカーと呼ばれる装置によって前記レンズ保持具７を取付ける。レンズ５の種類としては、直径（φ）が８０，７５，７０，６５ｍｍの４種類が用いられる。
【００３９】
図２〜図５において、前記レンズ保持具７は、ヤトイ１３と低融点合金（以下、アロイともいう）１６とからなり、レイアウトブロッカーの取付台１５に前記ヤトイ１３と、このヤトイ１３の外周を取り囲むブロッキングリング１４を嵌着し、このブロッキングリング１４の上に前記保護フィルム１２が密着されたレンズ５を凸面５ａを下にして載置し、レンズ５、ヤトイ１３、ブロッキングリング１４および取付台１５によって囲まれた空間に溶融したアロイ１６を充填して固化させる。次に、レンズ５、ヤトイ１３、ブロッキングリング１４およびアロイ１６からなる一体物を取付台１５から取外し、さらにブロッキングリング１４を取外す。これにより、レンズ５がヤトイ１３とアロイ１６とからなるレンズ保持具７によって保持される。なお、ヤトイ１３が嵌着される前記取付台１５は、アロイ１６を流れ易くするために、４０〜４５°の角度をもって前下がりに傾斜している。
【００４０】
前記ヤトイ１３とブロッキングリング１４の構造を図４および図５に基づいてさらに詳述する。
図４において、ヤトイ１３は、ＳＵＳ３０３等によってカップ状に形成されることにより、円板部１３Ａと、この円板部１３Ａの下面外周部に一体に突設された断面台形状の環状突起１３Ｂとで構成されている。円板部１３Ａの上面は平坦面を形成している。環状突起１３Ｂは、内側に凹陥部１８を有し、またこの環状突起１３の周壁には２つの位置決め用凹部１９が周方向に１８０°離間して形成されており、前記取付台１５の上面に形成した環状凹部２０（図３）に嵌合される。環状凹部２０の中央には前記凹陥部１８に嵌合する截頭円錐形の突起部２１が一体に突設され、さらに前記環状凹部２０の溝底には前記位置決め用凹部１９に嵌合する２つの位置決め部（図示せず）が一体に突設されている。
【００４１】
このようなヤトイ１３は、前記アロイ１６の中心厚Ｍ（図２）がある定められた範囲内に収まるように高さＨが異なる複数種を有している。本実施の形態においては、後述する図６に示すように高さＨが異なる７種類のヤトイ１３が用いられる。
【００４２】
ヤトイ１３の直径Ｄ1 は、レンズ５の直径、ＢＣの違いに拘わらず一定で、例えば４３ｍｍに設定されている。ヤトイ１３の下面中央に設けられる凹陥部１８は、前記取付台１５の突起部２１に適合するように全てのヤトイについて同一の大きさと深さを有するように形成されている（例えば、深さｄ＝１５ｍｍ）。さらに、ヤトイ１３の上面外周寄りには、直径４ｍｍ、深さ７ｍｍ程度の穴２２が周方向に等間隔をおいて４個形成されている。これら４個の穴２２は、開口部２２ａがヤトイ１３の外周寄りで内端２２ｂがヤトイ１３の中心側に位置するように、ヤトイ１３の径方向に６０°程度傾斜した不貫通穴からなる。このように形成された穴２２は、その穴の方向がすべて異なっており、この穴２２に入り込んで固まったアロイ１６とヤトイ１３との嵌合は、あらゆる方向に対して結合力が強いため、アロイ１６のヤトイ１３からの剥離、脱落、回転を防止することができる。また、開口部２２ａがヤトイ１３の外周寄りにあることから、ヤトイ中央のアロイ１６の量が少ないため、アロイ１６の収縮によるレンズ５の変形を少なくすることができる。
【００４３】
図５において、前記ブロッキングリング１４はヤトイ１３と同様にＳＵＳ３０３等によって形成され、レンズ５の直径、ＢＣに対応させた所定の内径と高さを有するものが用いられる。ブロッキングリング１４の外径Ｄａは、直径が異なるレンズ５毎にその直径より大きく、内径Ｄｂがレンズ５の直径と略等しく設定され（厳密にはレンズ径より２ｍｍ程度小さい）、高さＨ0 がレンズ５のＢＣに対応して異なっている。このため、本実施の形態においては、内径Ｄｂ（４種類）と高さＨ0 （２種類）が異なる６種類（８０φと７５φレンズに対してはそれぞれ高さが１種類）のブロッキングリング１４が用いられる。
【００４４】
前記ブロッキングリング１４には、２つの位置決め用孔２３と、アロイ用流通路２４およびアロイ流入口２５が形成されている。２つの位置決め用孔２３はブロッキングリング１４の上下面に開口する貫通孔からなり、ブロッキングリング１４の周方向に等間隔離間して設けられている。アロイ用流通路２４は、前記ブロッキングリング１４の上面で前記２つの位置決め用孔２３から等距離離間した位置に形成された半径方向の溝からなり、外端が前記アロイ流入口２５に連通し、内端がブロッキングリング１４の中心孔２６に連通している。アロイ流入口２５は、ブロッキングリング１４の外周に形成された凹部で構成されている。
【００４５】
このようなブロッキングリング１４は、前記ヤトイ１３が取付台１５上に設置されると、前記位置決め用孔２３と前記取付台１５の上面に突設した位置ピン２７（図３）との嵌合によって前記取付台１５に位置決めされて設置されるとともにボルト等の固定具２８により固定されると、アロイ流入口２５がレイアウトブロッカーのアロイ供給口に接続され、前記ヤトイ１３の周囲を取り囲む。そして、ブロッキングリング１４の上にレンズ５を凸面５ａを下にして設置し、レンズ５を適宜な押圧部材によってブロッキングリング１４に押し付ける。そして、この状態で溶融したアロイ１６を前記アロイ流入口２５に供給すると、アロイ１６は、取付台１５が前下がりに傾斜していることから、アロイ用流通路２４を通ってブロッキングリング１４の中心孔２６に流入してヤトイ１３の上面および外周に供給され、冷却固化することによりレンズ５をヤトイ１３に固定する。使用するヤトイ１３とブロッキングリング１４は、レンズ５の直径およびＢＣに応じて適宜選択する。本実施の形態においては、図６にしたがって選択した。例えば、直径が７０ｍｍで、ＢＣが３．０のレンズ５の研磨を行う場合は、図６（ｃ）図にしたがって高さ１８．５ｍｍのヤトイ１３と、内径６８ｍｍ、高さ７ｍｍのブロッキングリング１４を選択する。
【００４６】
図６（ａ）〜（ｄ）にレンズ、ブロッキングリングおよびヤトイの種類と、レンズ中央とヤトイとの隙間（＝アロイの中心厚）の寸法関係を示す。
同図（ａ）は直径が８０ｍｍで、ＢＣがそれぞれ１．５，１．０，０．９，０．８，０．７，０．６からなる６種類のレンズに用いられるブロッキングリングの内径と高さ、ヤトイの高さおよびレンズ中央とヤトイの上面との隙間（＝アロイの中心厚）を示す。
【００４７】
ブロッキングリング１４は、レンズのＢＣに関係なく内径が全て７８ｍｍ、高さが全て１０ｍｍのものが用いられる。したがって、ブロッキングリング１４は、直径８０ｍｍのレンズに対しては１種類である。一方、ヤトイ１３は、高さが２２５．ｍｍと２３．５ｍｍの２種類が用いられる。レンズ５とヤトイ１３の中央における隙間は、最大で２．８８ｍｍ、最小で２．３４ｍｍである。
【００４８】
同図（ｂ）は直径が７５ｍｍで、ＢＣがそれぞれ２．０，１．７５，０．５，０．４，０．３からなる５種類のレンズに用いられるブロッキングリングの内径と高さ、ヤトイの高さおよびレンズ中央とヤトイとの隙間を示す。ブロッキングリング１４は、レンズのＢＣに関係なく内径が全て７３ｍｍ、高さが全て７ｍｍのものが用いられる。したがって、ブロッキングリング１４は、直径７５ｍｍのレンズに対しては１種類である。一方、ヤトイ１３は、高さが１９．５ｍｍと２０．５ｍｍの２種類が用いられる。レンズ５とヤトイ１３の中央における隙間は、最大で２．８０ｍｍ、最小で１．９０ｍｍである。
【００４９】
同図（ｃ）は直径が７０ｍｍで、ＢＣがそれぞれ４．５，３．７５，３．０，２．５，０．２，０．１からなる６種類のレンズに用いられるブロッキングリングの内径と高さ、ヤトイの高さおよびレンズ中央とヤトイとの隙間を示す。
ブロッキングリング１４は、レンズのＢＣに関係なく内径が全て６８ｍｍで、高さが１０ｍｍと７ｍｍの２種類が用いられる。ヤトイ１３は、高さが１８．５ｍｍ、１９．５ｍｍ、２０．５ｍｍの３種類が用いられる。レンズ５とヤトイ１３の中央における隙間は、最大で２．８９ｍｍ、最小で２．０１ｍｍである。
【００５０】
同図（ｄ）は直径が６５ｍｍで、ＢＣがそれぞれ７．５，６．７５，６．０，５．２５，０からなる５種類のレンズに用いられるブロッキングリングの内径と高さ、ヤトイの高さおよびレンズ中央とヤトイとの隙間を示す。
ブロッキングリング１４は、レンズのＢＣに関係なく内径が全て６３ｍｍで高さが１０ｍｍと７ｍｍの２種類が用いられる。ヤトイ１３は、高さが１７．５ｍｍ、１８．５ｍｍ、１９．５ｍｍ、２１．５ｍｍの４種類が用いられる。レンズ５とヤトイ１３の中央における隙間は、最大で２．６６ｍｍ、最小で１．９５ｍｍである。
【００５１】
本実施の形態においては、ヤトイ１３を７種類、ブロッキングリング１４を６種類（高さ２種類）としたが、これに限らず適宜増減してもよいことは勿論である。
【００５２】
また、直径の異なるレンズ種毎に用いられるブロッキングリング１４の種類としては、１〜２種類程度が望ましく、それ以上であると保管管理が煩雑になるため好ましくない。
【００５３】
なお、ヤトイ１３の高さの種類を、ブロッキングリング１４の高さの種類よりも多くなるようにして、低融点金属の中心厚を所定の範囲内に設定するようにするとより好ましい。ブロッキングリング１４はその取付け、取外しに手間がかかり、またその製造コストも高いことから、取外しが容易で製造コストが安いヤトイの種類を多くすることにより作業性、製造コストの面でより良い。
【００５４】
複数種のヤトイ１３の高さは次ぎのように設定するとより好ましい。初めに設定したいアロイの中心厚を１．９０〜３．００ｍｍの範囲内で設定する。そして、設定した範囲の上限値と下限値との差（以下、範囲幅と記す）以下の間隔でヤトイの高さを設定する。この間隔を一定にすると管理が容易であるのでより好ましい。例えば、本実施の形態のように、アロイの中心厚を１．９０〜３．００ｍｍの範囲に設定した場合は、その設定した範囲の範囲幅は１．１０ｍｍなので、これ以下の間隔で高さの異なるヤトイを設ける。本実施の形態では１．００ｍｍの一定の間隔で７種類のヤトイを製作し、前記範囲幅より広い間隔（３ｍｍ）で高さの異なるブロッキングリングに対して使用した。また同様に、アロイの中心厚を１．９０〜２．５０ｍｍの範囲に設定した場合は、その範囲幅は０．６ｍｍなのでそれ以下の間隔で高さの異なるヤトイを設定すると良い。
【００５５】
上記のように範囲幅以下の間隔で高さを設定した複数のヤトイを、適当な高さと直径のブロッキングリングと組合わせることにより、どのような直径とＢＣのレンズに対してもアロイの中心厚を設定範囲内に設定することができるので好ましい。そして、このように高さを設定したヤトイの種類をブロッキングリングの高さの種類より多くすることにより、少ないブロッキングリングで中心厚を設定範囲内に設定することができるのでより好ましい。なお、ヤトイは、レンズ保持具を取付けたいレンズの直径とＢＣの種類に合わせて必要な種類だけを用意すればよいので、必ずしも全てのヤトイの高さの間隔が設定範囲幅以下になっている必要はない。
【００５６】
このように本発明においては、直径が異なる４種類のレンズ５の凹面の切削、研磨に当たって、７種類からなるヤトイ１３と、６種類（高さ２種類）からなるブロッキングリング１４を用意し、レンズ５の直径とＢＣに対応させて選択して使用することにより、レンズ５の凸面５ａの中央とヤトイ１３の上面との間隔、言い換えればアロイ１６の中心厚Ｍを略一定の値、具体的には上記したとおり１．９０〜３．００ｍｍの範囲内に設定した。隙間が１．９以下であると、溶融したアロイ１６がレンズ５とヤトイ１３との隙間に流れ込まない場合があり、レンズ面にアロイ１６が不均一に固着して度数不良の原因となるため好ましくない。隙間が３．００以上であると、アロイ１６の使用量が増加してアロイ１６の熱や収縮による影響が大きくなりレンズ５の度数が不安定になり、凹面５ｂの形状誤差も大きくなる。なお、１．９〜２．５ｍｍとするとより好ましい。
【００５７】
上述のようにしてレンズ保持具７が取付けられたレンズ５は、３次元ＮＣ制御を行うカーブジェネレータに前記レンズ保持具７を介して取付けられ、凹面５ｂを所定の面形状に切削加工される（加工精度３μｍ以内：５０φ、表面粗さＲｙ０．３〜０．５μｍ）。
【００５８】
切削加工されたレンズ５はその切削加工された面を研磨装置により研磨される。以下、本発明に係るヤトイ１３を用した研磨装置の概略構成について説明する。
図１において、全体を符号１で示す眼鏡レンズの研磨装置は、床面に設置された装置本体２と、この装置本体２に紙面において左右方向に移動自在でかつ水平な軸３を中心として紙面と直交する方向に回動自在に配設されたアーム４と、このアーム４を左右方向に往復移動させるとともに紙面と直交する方向に回動させる図示しない駆動装置と、前記アーム４に設けられたレンズ取付部６と、前記レンズ取付部６の下方に位置するように前記装置本体２に配設され、図示しない駆動装置により垂直な軸線Ｋを中心として首振り旋回運動（自転はしない）を行う揺動装置８等を備えている。また、前記揺動装置８上に着脱自在に設けられた研磨治具９、この研磨治具９に着脱自在に取付けられた研磨パッド１０、前記レンズ取付部６を昇降させる昇降装置１１等を備えている。切削加工されたレンズ５は、前記レンズ保持具７（図２）を介して前記レンズ取付部６に装着される。
【００５９】
このような研磨装置１は前記レンズ保持具７および研磨治具９の構造が新しい点を除いて従来から広く使用されているもので、例えば一般に市販されているＬＯＨ社製の汎用の球面研磨装置（ＴＯＲＯ−Ｘ２ＳＬ）がレンズ５を研磨するために用いられている。
【００６０】
前記揺動装置８は、垂直な回転軸３１に揺動角度α（例えば、５°）で首振り旋回運動するように傾斜して取付けられ、上面に前記研磨治具９が取付けられている。
【００６１】
図７〜図１１において、前記研磨治具９は、弾性材料である天然ゴム、合成ゴムまたはゴム状樹脂によってカップ状に形成された背面側が開放するバルーン部材３１と、このバルーン部材３１の背面側開口部を閉塞し内部を気密に保持する固定具３２と、前記バルーン部材３１の内部に圧縮空気を供給するバルブ３３とで構成されている。
【００６２】
前記バルーン部材３１は、略楕円形で表面が扁平または緩やかな凸曲面からなるドーム部３１Ａと、このドーム部３１Ａの下面外周に一体に延設された略楕円形の筒部３１Ｂと、筒部３１Ｂの後端に一体に延設された環状の内フランジ３１Ｃとで構成されている。バルーン部材３１の材質としては、例えば硬度が２０〜５０度（ＪＩＳ）の天然ゴムに近い合成ゴム（例えば、ＩＩＲ）または天然ゴムが用いられる。バルーン部材３１の厚さＴは全体にわたって略均一で、約０．５〜２ｍｍ（通常１ｍｍ程度の等厚）である。バルーン部材３１の大きさは、研磨するレンズ５の大きさや研磨したい面の形状に応じて複数種類用意することが好ましい。
【００６３】
前記固定具３２は、内側固定具３４と外側固定具３５の２部材からなり、これらによってバルーン部材３１の前記筒部３１Ｂの下端部と内フランジ３１Ｃを内側と外側から挟持することにより、バルーン部材３１の背面側開口部を気密に封止している。内側固定具３４は、バルーン部材３１の筒部３１Ｂの内側の形状と略同一の大きさの楕円板からなり、前記バルーン部材３１のドーム部３１Ａとともに密閉空間３８を形成している。
【００６４】
前記外側固定具３５は、上方に開放する楕円形のカップ状に形成されることにより、前記内側固定具３４が前記バルーン部材３１の筒部３５Ｂとともに嵌挿される凹陥部４０を有し、複数個の止めねじ４１によって前記内側固定具３４が固定されることにより、バルーン部材３１の内フランジ３５Ｃを凹陥部４０の底面に押し付けている。この結果、バルーン部材３１の密閉空間３８は気密に保持されている。このような外側固定具３５は、底面に設けた係合凹部４２と揺動装置８の上面に設けた図示しない係合部との係合によって位置決め固定される。
【００６５】
図９において、前記バルブ３３は、上端部が前記内側固定具３４に螺合によって取付けられ、下端部が前記外側固定具３５に形成した貫通孔５２内に位置するバルブ本体５３を備え、このバルブ本体５３内にボール５３、円錐コイルばね５４，５５、排気用ピン５６、受座５７およびＥリング５８が組み込まれている。
【００６６】
前記バルブ本体５３の内部は、仕切壁６０によって上下２つの室６１ａ，６１ｂに仕切られており、これら両室を仕切壁６０に設けた中心孔６２によって連通させている。前記ボール５３は、上側の室６１ａに収納され、円錐コイルばね５４によって下方に付勢されることにより、通常前記中心孔６２を閉塞している。
【００６７】
前記排気用ピン５６は、前記下側の室６１ｂに上下動自在に配設され、前記円錐コイルばね５５によって下方に付勢されることにより通常前記受座５７に押し付けられている。排気用ピン５６の上端は、前記中心孔６２内に挿入されて前記ボール５３と近接して対向し、下端部が前記バルブ本体５３の下方に突出している。
【００６８】
前記外側固定部材３５の前記貫通孔５２は、バルーン部材３１の密閉空間３８への圧縮空気の供給時に供給口形成部材７１にＯリング７２を介して接続される。供給口形成部材７１は、図示しない空気供給装置に接続されている。貫通孔５２を供給口形成部材７１に接続し、空気供給装置からの圧縮空気Ａを前記貫通孔５２に供給すると、貫通孔５２およびバルブ３３の下側の室６１ｂ内の圧力が徐々に高くなり、その圧力でボール５３を円錐コイルばね５４に抗して押し上げる。これによりバルブ３３が開き、圧縮空気Ａがバルブ３３を通ってバルーン部材３１の密閉空間３８に供給され、ドーム部３１Ａを膨張させる。ドーム部３１Ａの中央の高さが所望の高さになると圧縮空気の供給を停止させる。これにより下側の室６１ｂ内の圧力が低下し大気圧となるため、ボール５３が円錐コイルばね５４の力により下降して中心孔６２を閉塞する。しかる後、流体供給口形成部材７１を貫通孔５２から抜き取ることにより、バルーン部材３１への圧縮空気の供給を終了する。なお、バルーン部材３１内の圧縮空気を抜くときは、排気用ピン５６を円錐コイルばね５５に抗して押し上げてボール５３を仕切壁６０の着座面から浮き上がらせ、中心孔６２を開放させればよい。
【００６９】
前記バルーン部材３１の密閉空間３８に圧縮空気を供給し、前記ドーム部３１Ａを膨張させると、ドーム部３１Ａの中心軸を含む断面の曲率半径が楕円の短軸方向で最小となり、長軸方向で最大となるトーリック面に近い形状が形成される。この場合、ドーム部３１Ａの曲率半径は、ドーム部３１Ａの中央高さ（頂点高さ）に応じて変化するため、適宜な装置によってドーム中央の高さを測定し調整することにより、ドーム部３１Ａの曲率半径をレンズ５の凹面５ｂの形状に近い形状にすることができるが、より正確に形状を合わせるには長軸、短軸の寸法またはその比率を変えたものを複数種用意しておき、レンズ５の凹面形状に近いものを選択して使用することが好ましい。
【００７０】
本実施の形態においては、凹面５ｂがトーリック面でレンズ径６５φ、７０φ、７５φ、８０φ（ｍｍ）、凹面５ｂのベースカーブ０．００〜１１．２５、乱視範囲０．００〜４．００のレンズの研磨を行なうのに、バルーン部材３１の短軸の長軸に対する比率が０．９で、長軸の寸法が６５φ、７０φ、７５φ、８０φ、８５φ、９０φ、９５φ、１００φ（ｍｍ）の８種類と、バルーン部材３１が略円形で外径が１００ｍｍの１種類の計９種類の研磨治具９を使い分け、かつバルーン部材３１のドーム部３１Ａの高さと研磨条件（圧力、回転速度、研磨時間）を適宜設定して研磨を行った。
【００７１】
図７、図８、図１０および図１１において、前記レンズ５の凹面５ｂの研磨に用いられる前記研磨パッド１０は、例えばポリウレタン、フェルト、または不織布等の繊維性の布や合成樹脂等を材料とするシート材によって形成されたもので、図７に示すように前記バルーン部材３１のドーム部３１Ａの正面視形状と略同一の大きさの楕円形に形成された研磨部８０（図１０）と、この研磨部８０の周縁から外側に伸びる複数本の固定片８１とで構成されている。研磨部８０は、外周より中心に向かって形成された複数の溝８２により放射状に形成された８個の花弁片８３で構成されている。前記固定片８１は、前記８個の花弁片８３のうち、長軸方向と短軸方向に位置する４つの花弁片８３の外縁を径方向にそれぞれ延設することにより形成されている。
【００７２】
このような研磨パッド１０は、ばね材によってリング状に形成された締付部材９０（図１１）によって前記研磨治具９に着脱自在に取付けられる。研磨パッド１０の取付けに際しては、先ず研磨部８０をバルーン部材３１のドーム部３１Ａの上に載置する。次に、締付部材９０の両端部９１ａ，９１ｂを指先で挟んでその間隔を狭めることにより締付部材９０を拡径化し、この状態で締付部材９０を研磨パッド１０の固定片８１を上方から押しつけて下方に折り曲げ外側固定具３５の外周に接触させる。そして、両端部９１ａ，９１ｂから指先を離すと、締付部材９０は元の形状に復帰して固定片８１を締付けて外側固定具３５の外周に固定し、もって研磨パッド１０の取付けが終了する。
【００７３】
このような構造からなる研磨装置１にレンズ５が固定されたレンズ保持具７をアーム４のレンズ取付部６に装着し、研磨パッド１０が取付けられた研磨治具９を揺動装置８に取付け、昇降装置１１によってレンズ５を下降させて凹面５ｂを研磨パッド１０の表面に押し付ける。この状態で研磨剤を研磨パッド１０の表面に供給するとともに、アーム４を左右および前後方向に往復運動させながら揺動装置８を首振り旋回運動させる。これらの運動により、研磨の軌跡が図１２（ａ）または（ｂ）に示すように１周毎に少しずつずれる無軌道研磨軌跡でレンズ５の凹面５ｂを前記研磨パッド１０と研磨剤によって研磨し、所望の面形状に仕上げる。研磨代は５〜９μｍ程度である。研磨剤としては、例えば酸化アルミナ、酸化セリウム等の研磨材（砥粒）を研磨液に分散させた溶液状のものが用いられる。なお、研磨に当たっては、研磨条件（研磨材の粒径、研磨時間）を変えて２回研磨（荒研磨、仕上げ研磨）することが望ましい。
【００７４】
このように本発明においては、高さが異なる７種類のヤトイ１３と、高さと内径が異なる６種類のブロッキングリング１４をそれぞれ用意し、直径とＢＣが異なるレンズ毎にそのレンズに対応した高さを有するヤトイ１３とブロッキングリング１４を選択して使用し、アロイ１６の中心厚が１．９０〜３．００ｍｍの範囲内、より好ましくは１．９〜２．５ｍｍの範囲内になるように設定したので、高屈折率のレンズであっても、また凸面カーブの浅いものであってもアロイ１６の熱や収縮による影響を軽減することができ、レンズ度数の精度を安定に維持することができる。
【００７５】
また、本発明においては、ブロッキングリング１４の内径をレンズ５の直径と略等しく設定することで、アロイ１６をレンズ５の凸面５ａの略全面にわたって固着させるようにしたので、アロイ１６が接着している部分と、接着していない部分の境界をレンズ５の外周付近に移動させることができる。したがって、高屈折率レンズでアロイ１６が接着している部分と、していない部分の境界に凹面側に研磨痕が生じないため、レンズの形状誤差として残ることがなく、光学性能の優れたレンズを製作することができる。
【００７６】
さらに、レンズ中央とヤトイとの隙間が１．９０〜３．００ｍｍの範囲内、好ましくは１．９〜２．５ｍｍの範囲内になるように設定しているので、レンズ５の種類によってアロイ１６の使用量が大きく変動せず、したがって、熱的影響をより一層軽減することができる。
【００７７】
【実施例】
エピチオ系樹脂（屈折率１．７１）のセミフィニッシュレンズでは、レンズの中心肉厚が４．５ｍｍ程度以下になると、アロイの熱や収縮の影響が特に大きくなる。そこで、中心肉厚４．５ｍｍのセミフィニッシュレンズについてアロイ１６の中心肉厚を変え、レンズ５の面屈折力の変化量を測定した。
実験条件
セミフィニッシュレンズ：エピチオ系樹脂（屈折率１．７１）
中心肉厚４．５ｍｍ
ＢＣ＝０．８０
直径８０ｍｍ
アロイ１６としては、（株）大阪朝日メタル工場製のＢｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃｄ、Ｉｎ合金（融点４７°Ｃ）を使用した。
測定方法
セミフィニッシュレンズの凸面側にヤトイをアロイを介して取付け、アロイを冷却固化させた後レンズ凹面の面屈折率を測定し、予め測定したヤトイ取付け前のレンズ凹面の面屈折力からの変化率を求めた。
【００７８】
図１３は、レンズ凹面の面屈折力変化量と、低融点合金の中心肉厚の関係を示す図である。この図１３から明らかなように、アロイの中心厚が３ｍｍ以下になると、屈折力の変化量が急激に少なくなることが判った。
【００７９】
上記した実施の形態においては、直径が８０，７５，７０，６５ｍｍの４種類のレンズ５に用いられるレンズ保持具７に適用した例を示したが、本発明はこれに何ら特定されるのではなく、他のレンズ径のものについても同様に適用することが可能である。
また、レンズ面形状は特に限定せず、球面、トーリック面、非球面、非トーリック面、累進多焦点レンズのような自由曲面形状などであってもよい。また、研磨治具はバルーン部材３１で説明したが、これに限らず、例えば金属皿であってもよい。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るヤトイは、レンズ凸面と対向する面に穴の方向が異なる複数の穴を有し、この複数の穴は開口部がヤトイの外周寄りで内端が前記開口部よりヤトイの中心側に位置するように傾斜した穴を設けているので、低融点合金の中心部における厚さが厚くならず熱や収縮の影響が少なくでき、またヤトイと低融点合金の結合強度が大きく、低融点合金がヤトイから剥離して離脱したり回転したりするのを防止することができる。
【００８１】
また、本発明に係るレンズ保持方法は、ヤトイの高さとブロッキングリングの内径と高さを直径とＢＣの異なるレンズ毎に設定し、レンズ中央とヤトイとの間隔を所定の範囲になるようにしたので、レンズ度数の精度および安定性を向上させることができ、特に高屈折率で薄肉化が要求されるレンズの研磨に用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るヤトイを用いた研磨装置の概略構成図である。
【図２】 レンズにレンズ保持体を取付けた状態を示す断面図である。
【図３】 レイアウトブロッカーでレンズにレンズ保持体を取付けるときの状態を示す断面図である。
【図４】 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）はヤトイの平面図、断面図および底面図である。
【図５】 （ａ）、（ｂ）はブロッキングリングの平面図およびＡ−Ａ線断面図である。
【図６】 （ａ）〜（ｄ）はレンズ、ブロッキングリングおよびヤトイの種類と、レンズ中央とヤトイとの隙間の寸法関係を示す図である。
【図７】 研磨治具の平面図である。
【図８】 図７のVIII−VIII線断面図である。
【図９】 バルブの断面図である。
【図１０】 研磨パッドの平面図である。
【図１１】 研磨パッドの締付部材の斜視図である。
【図１２】 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ研磨装置の無軌道研磨軌跡を示す概念図である。
【図１３】 レンズ凹面の面屈折力変化量と、低融点合金の中心肉厚の関係を示す図である。
【図１４】 ヤトイの従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…研磨装置、２…装置本体、５…レンズ、５ａ…凸面、５ｂ…凹面、７…レンズ保持具、９…研磨治具、１０…研磨パッド、１３…ヤトイ、１４…ブロッキングリング、１６…アロイ、２３…穴、Ｍ…アロイの中心厚。
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡レンズ等の光学レンズを保持するレンズ保持具に関し、特にプラスチック眼鏡レンズを研磨する研磨装置に用いて好適なヤトイ、レンズ保持方法およびこの保持方法を用いた眼鏡レンズの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学レンズ、特に眼鏡用プラスチックレンズを仕上げ寸法よりも肉厚の厚いレンズ素材（例えば、セミフィニッシュレンズ）から製造する方法としては、ＮＣ（数値）制御の研削機（以下、カーブジェネレータという）によってレンズ素材を所定の面形状に切削することにより、砂かけ代や研磨代を見込んだ仕上げ寸法よりも肉厚の僅かに厚いレンズを製作し、このレンズを研磨装置によって研磨することにより製作している。
【０００３】
研磨装置としては、例えば一般に市販されているＬＯＨ社製の汎用の研磨装置（ＴＯＲＯ−Ｘ２ＳＬ）がレンズを研磨するために用いられている。この研磨装置は、左右方向に移動自在でかつ前後方向に往復回動自在なアームと、垂直な軸線を中心として首振り旋回運動を行う揺動装置を備えており、この研磨装置を使ってレンズの凹面を研磨する場合は、前記アームにレンズをレンズ保持具を介して取付け、前記揺動装置に研磨治具を取付け、この研磨治具の上面に研磨パッドを配設して前記レンズの凹面に押し付け、この状態で前記アームを前後左右方向に往復運動させるとともに、前記揺動装置を首振り旋回運動させることにより、研磨の軌跡が１周毎に少しずつずれる無軌道研磨軌跡で前記レンズの凹面を、前記研磨パッドと研磨剤とによって研磨するようにしたものである。
【０００４】
切削工程や研磨工程において、レンズを保持するレンズ保持具は、ヤトイと低融点合金（以下、アロイともいう）とからなり、例えばＬＯＨ社製のレイアウトブロッカーと呼ばれる装置によってレンズをレンズ保持具に取付けている。レンズをレンズ保持具に取付けるには、予めレンズの凸面（加工済み面）に傷防止用の保護フィルムを密着させておく。次に、レイアウトブロッカーの取付台にヤトイを嵌着してその周囲をブロッキングリングで取り囲み、このリングの上に前記保護フィルムが密着されたレンズをその凸面を下にして載置する。これにより、ブロッキングリングは上面側内周縁によってレンズの凸面を支持する。そして、レンズ、ヤトイ、ブロッキングリングおよび取付台によって囲まれた空間に溶融したアロイを流し込んで固化させることにより、レンズをヤトイに固定する。
【０００５】
セミフィニッシュレンズ（第１屈折面だけを光学的に仕上げたレンズ）の種類としては、大きさによって分類すると直径が例えば８０，７５，７０，６５ｍｍの４種類があり、また同径のものであってもレンズの第１屈折面の屈折力（度数）によって数種類ある。
【０００６】
眼鏡レンズの屈折力（度数Ｄ：ディオプター）は、近似的に第１屈折面（凸面）の屈折力Ｄ1 と第２屈折面（凹面）の屈折力Ｄ2 との和（Ｄ＝Ｄ1 ＋Ｄ2 ）で表される。第１屈折面および第２屈折面の屈折力（面屈折力）は、その面の曲率ρ（単位は１／ｍ、曲率半径Ｒ＝１／ρ）とレンズの素材の屈折率ｎとにより、以下の式のように定義される。
面屈折力＝（ｎ−１）×ρ＝（ｎ−１）／Ｒ
なお、第１屈折面の屈折力Ｄ1 は特にベースカーブ（以下、ＢＣと略称する）と呼ばれる。
【０００７】
従来のレンズ保持具としては、例えばＵＳＰ５，４２１，７７０号に記載されたものが知られている。このレンズ保持部を図１４に示す。同図において、Ａはヤトイ、Ｂはレンズ、Ｃはアロイである。このヤトイＡは、レンズＢに対向する面ａに凹部Ｄを有し、この凹部Ｄの外周には、鋭角に切り立った段差Ｅが形成されている。また、凹部Ｄには複数の垂直方向に掘られたくぼみＦが設けられている。前記段差ＥはアロイＣに対する抜けを防止する働きをし、前記くぼみＦはアロイＣに対するヤトイＡの回転を防止する働きをすることからヤトイＡとアロイＣとは強固に結合される。
【０００８】
このようなヤトイＡとアロイＣを用いてレンズＢを保持する場合、アロイＣの熱やアロイＣの固化時における収縮による影響でレンズＢが変形することが知られている（特開平７−１１６９５０号）。
【０００９】
しかしながら、従来はプラスチック眼鏡レンズの材質としては、最も汎用的なプラスチックレンズ材料であるジエチレングリコールビスアリルカーボネート系樹脂（ｎ＝１．５０）が用いられ、セミフィニッシュレンズの肉厚も厚く設計されているため、アロイでレンズを固化した低融点合金を介してヤトイに固定したときのアロイの熱や収縮の影響は少なかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近ではレンズ素材の高屈折率化とセミフィニッシュレンズの薄形化が進んでいるため、アロイの熱や収縮による影響が大きくなり、レンズ保持具の改良が急務とされてきた。すなわち、レンズ素材として、屈折率１．５のジエチレングリコールビスアリルカーボネート系樹脂の代わりに屈折率１．５５〜１．７５のウレタン系樹脂やエピチオ系樹脂が用いられ、また、材料コストの低減と、省資源化の要求からセミフィニッシュレンズを薄型化して凹面側の削る量を少なくすると、アロイの熱や収縮による影響が大きくなり、特にマイナスレンズ用のセミフィニッシュレンズの場合、レンズの中心肉厚が薄くなっているため、アロイの熱や収縮による影響を大きく受ける。その上、従来のレンズ保持具はアロイとヤトイの接続強度を強化するための前記したような構造上、中央付近のアロイの量が多くなっているため、アロイの熱や収縮による影響が大きかった。
【００１１】
このようなことから上記した特開平７−１１６９５０号公報では、ヤトイとレンズとの間の空間に底板を設けることによりアロイの量を少なくして固化時の収縮による変形を防止している。しかし、アロイの使用量を少なくしてもレンズの種類によってアロイの中心部の厚さが異なるため、依然として熱や収縮による影響を解消することができない場合があった。
【００１２】
また、従来はアロイによってレンズの中央部分のみを保持しているため、アロイが存在する中央部分と存在しない外側部分とではレンズの強度に差が生じ、このような保持状態で凹面を切削したり研磨すると、凹面でかつ凸面側のアロイが存在する部分と存在しない部分の境部に対応する部分に研磨痕が発生するという問題もあった。
【００１３】
そこで、本発明者らはヤトイとブロッキングリングの高さを変えて種々の実験を行なったところ、レンズの大きさ、形状（特にＢＣ）に関係なくアロイの中心厚が略一定になるように、ヤトイとブロッキングリングの高さを設定すると、アロイの熱や収縮による影響を低減でき、レンズ度数の精度、安定性を向上させることができることを見出した。
また、ブロッキングリングの内径をレンズの直径と略等しくし、アロイをレンズの凸面の略全面に固着すると、アロイの存在する部分と存在しない部分との境部に研磨痕が生じなくなり、レンズ全面にわたって歪みのないレンズを製作することができることを見出した。
さらに、ヤトイのレンズと対向する面に形成される穴を開口部が内端より外側となるように傾斜させると、アロイの中央部の肉厚が厚くならず、熱や収縮による影響を軽減できることを見出した。
【００１４】
本発明は上記した従来の問題および実験結果に基づいてなされたもので、その目的とするところは、アロイとヤトイの結合強度が大きく、アロイの中央部の肉厚が厚くならず、熱や収縮による影響を軽減できるようにしたヤトイを提供することにある。
また、本発明はレンズを安定かつ確実に保持するレンズ保持方法およびこの保持方法を用いた眼鏡レンズの製造方法を提供することにある。
また、本発明は、レンズの大きさ、形状の違いに拘わらずアロイ中心厚を所定範囲内にすることにより、薄形化されたセミフィニッシュレンズであってもレンズ度数の精度、安定性を向上させるようにしたレンズ保持方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明は、レンズの凸面が低融点合金を介して固定されるヤトイにおいて、前記ヤトイのレンズ凸面と対向する面に、前記低融点合金の前記ヤトイからの剥離、脱落、回転を防止する穴の方向が異なる複数の穴を有し、この複数の穴は、そこに入り込んで固まった前記低融点合金の収縮による前記レンズの変形を防止するために、開口部が前記ヤトイの外周寄りで内端が前記開口部より前記ヤトイの中心側に位置するように傾斜しているものである。
【００２４】
第１の発明において、傾斜した穴に充填され固化する低融点合金は、低融点合金とヤトイとの結合強度を増大させ、低融点合金の回転、剥離、脱落を防止する。
開口部が内端よりヤトイの中心側に位置する斜めの穴の場合は、穴に充填されている低融点合金の厚さが加えられるため、低融点合金の中心部における厚さが厚くなり、熱や収縮の影響が大きくなる。これに対して、本発明は開口部がヤトイの外周寄りで内端がヤトイの中心側に位置する傾斜した穴であるため、低融点合金の中心部における厚さが厚くならず、熱や収縮の影響を少なくすることができる。
【００２８】
第２の発明は、レンズの凸面とヤトイとブロッキングリングとの間の空間に溶融した低融点合金を流し込んで固化させることによって前記レンズを中心厚さが１．９０〜３ｍｍの範囲内の固化した低融点合金を介してヤトイに固定するレンズ保持方法において、前記ヤトイは、前記レンズ凸面と対向する面が平坦面であり、設定したい前記固化した低融点合金の中心厚を前記範囲内で所定の範囲に設定し、レンズ凸面と対向させる面の直径が同一で、かつ前記設定した中心厚の所定範囲の上限値と下限値との差以下の間隔で高さが異なるヤトイを含む高さの異なる複数種のヤトイを用意するとともに、同一の直径のレンズに対して一種のブロッキングリングまたは前記設定した中心厚の所定の範囲の上限値と下限値との差より広い間隔で高さが異なる複数種のブロッキングリングを用意し、レンズの直径と凸面のベースカーブに応じて、前記用意したヤトイとブロッキングリングの中から低融点合金の中心厚が前記設定した所定範囲内になるヤトイとブロッキングリングを選択決定し、前記レンズの凸面と前記決定されたヤトイと前記決定されたブロッキングリングとの間の空間に前記低融点合金を流し込んで固化させて前記レンズを前記低融点合金を介してヤトイに固定し、前記複数種のヤトイは、そのヤトイの平坦面に、前記低融点合金の前記ヤトイからの剥離、脱落、回転を防止する穴の方向が異なる複数の穴を有し、この複数の穴は、そこに入り込んで固まった前記低融点合金の収縮による前記レンズの変形を防止するために、開口部が前記ヤトイの外周寄りで内端が前記開口部より前記ヤトイの中心側に位置するように傾斜しているものである。
【００２９】
第２の発明においては、固化した低融点合金の中心厚が所定の範囲内になるように、予め直径とベースカーブの異なるレンズの種類に応じて選択されるヤトイとブロッキングリングを決定する工程を備えているので、レンズを安定した状態で保持することができる。また、傾斜した穴に充填され固化する低融点合金は、低融点合金とヤトイとの結合強度を増大させ、低融点合金の回転、剥離、脱落を防止する。
開口部が内端よりヤトイの中心側に位置する斜めの穴の場合は、穴に充填されている低融点合金の厚さが加えられるため、低融点合金の中心部における厚さが厚くなり、熱や収縮の影響が大きくなる。これに対して、本発明は開口部がヤトイの外周寄りで内端がヤトイの中心側に位置する傾斜した穴であるため、低融点合金の中心部における厚さが厚くならず、熱や収縮の影響を少なくすることができる。
【００３３】
第３の発明に係る眼鏡レンズの製造方法は、第２の発明によるレンズ保持方法により眼鏡レンズを保持した状態で、この眼鏡レンズの保持された側とは反対側の面を切削または研磨する工程を含むものである。
【００３４】
第３の発明においては、レンズを第２の発明によるレンズ保持方法によって保持しているので、レンズの保持側とは反対側の面を良好かつ確実に切削または研磨することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係るヤトイを用いた研磨装置の概略構成図、図２はレンズにレンズ保持体を取付けた状態を示す断面図、図３はレイアウトブロッカーでレンズにレンズ保持体を取付けるときの状態を示す断面図、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はヤトイの平面図、断面図および底面図、図５（ａ）、（ｂ）はブロッキングリングの平面図およびＡ−Ａ線断面図である。図６（ａ）〜（ｄ）はレンズ、ブロッキングリングおよびヤトイの種類と、レンズ中央とヤトイとの隙間の関係を示す図、図７は研磨治具の平面図、図８は図７のVIII−VIII線断面図、図９はバルブの断面図、図１０は研磨パッドの平面図、図１１は研磨パッドの締付部材の斜視図、図１２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ研磨装置の無軌道研磨軌跡を示す概念図である。
【００３６】
本実施の形態においては、乱視矯正用のプラスチック眼鏡レンズのトーリック面からなる凹面を切削、研磨する場合に適用した例を示す。また、切削、研磨するレンズ５としては、高屈折率（ｎ＝１．５５〜１．７５）からなるウレタン系またはエピチオ系の樹脂からなる凸面だけが仕上げられたセミフィニッシュレンズを使用した。
【００３７】
レンズの製造は、最初にレンズ５の凸面５ａにレンズ保持具７を取付け、このレンズ保持具７を介してレンズ５をカーブジェネレータに取付け、レンズ５の凹面５ｂを所定の形状に切削した後、同様にレンズ保持具７を介してレンズ５を研磨装置に取付け、切削された面を研磨することにより行う。
【００３８】
レンズ５をレンズ保持具７に取付けるには、図２に示すように予めレンズ５の凸面５ａに傷防止用の保護フィルム１２を密着させておき、その上に例えばＬＯＨ社製のレイアウトブロッカーと呼ばれる装置によって前記レンズ保持具７を取付ける。レンズ５の種類としては、直径（φ）が８０，７５，７０，６５ｍｍの４種類が用いられる。
【００３９】
図２〜図５において、前記レンズ保持具７は、ヤトイ１３と低融点合金（以下、アロイともいう）１６とからなり、レイアウトブロッカーの取付台１５に前記ヤトイ１３と、このヤトイ１３の外周を取り囲むブロッキングリング１４を嵌着し、このブロッキングリング１４の上に前記保護フィルム１２が密着されたレンズ５を凸面５ａを下にして載置し、レンズ５、ヤトイ１３、ブロッキングリング１４および取付台１５によって囲まれた空間に溶融したアロイ１６を充填して固化させる。次に、レンズ５、ヤトイ１３、ブロッキングリング１４およびアロイ１６からなる一体物を取付台１５から取外し、さらにブロッキングリング１４を取外す。これにより、レンズ５がヤトイ１３とアロイ１６とからなるレンズ保持具７によって保持される。なお、ヤトイ１３が嵌着される前記取付台１５は、アロイ１６を流れ易くするために、４０〜４５°の角度をもって前下がりに傾斜している。
【００４０】
前記ヤトイ１３とブロッキングリング１４の構造を図４および図５に基づいてさらに詳述する。
図４において、ヤトイ１３は、ＳＵＳ３０３等によってカップ状に形成されることにより、円板部１３Ａと、この円板部１３Ａの下面外周部に一体に突設された断面台形状の環状突起１３Ｂとで構成されている。円板部１３Ａの上面は平坦面を形成している。環状突起１３Ｂは、内側に凹陥部１８を有し、またこの環状突起１３の周壁には２つの位置決め用凹部１９が周方向に１８０°離間して形成されており、前記取付台１５の上面に形成した環状凹部２０（図３）に嵌合される。環状凹部２０の中央には前記凹陥部１８に嵌合する截頭円錐形の突起部２１が一体に突設され、さらに前記環状凹部２０の溝底には前記位置決め用凹部１９に嵌合する２つの位置決め部（図示せず）が一体に突設されている。
【００４１】
このようなヤトイ１３は、前記アロイ１６の中心厚Ｍ（図２）がある定められた範囲内に収まるように高さＨが異なる複数種を有している。本実施の形態においては、後述する図６に示すように高さＨが異なる７種類のヤトイ１３が用いられる。
【００４２】
ヤトイ１３の直径Ｄ1 は、レンズ５の直径、ＢＣの違いに拘わらず一定で、例えば４３ｍｍに設定されている。ヤトイ１３の下面中央に設けられる凹陥部１８は、前記取付台１５の突起部２１に適合するように全てのヤトイについて同一の大きさと深さを有するように形成されている（例えば、深さｄ＝１５ｍｍ）。さらに、ヤトイ１３の上面外周寄りには、直径４ｍｍ、深さ７ｍｍ程度の穴２２が周方向に等間隔をおいて４個形成されている。これら４個の穴２２は、開口部２２ａがヤトイ１３の外周寄りで内端２２ｂがヤトイ１３の中心側に位置するように、ヤトイ１３の径方向に６０°程度傾斜した不貫通穴からなる。このように形成された穴２２は、その穴の方向がすべて異なっており、この穴２２に入り込んで固まったアロイ１６とヤトイ１３との嵌合は、あらゆる方向に対して結合力が強いため、アロイ１６のヤトイ１３からの剥離、脱落、回転を防止することができる。また、開口部２２ａがヤトイ１３の外周寄りにあることから、ヤトイ中央のアロイ１６の量が少ないため、アロイ１６の収縮によるレンズ５の変形を少なくすることができる。
【００４３】
図５において、前記ブロッキングリング１４はヤトイ１３と同様にＳＵＳ３０３等によって形成され、レンズ５の直径、ＢＣに対応させた所定の内径と高さを有するものが用いられる。ブロッキングリング１４の外径Ｄａは、直径が異なるレンズ５毎にその直径より大きく、内径Ｄｂがレンズ５の直径と略等しく設定され（厳密にはレンズ径より２ｍｍ程度小さい）、高さＨ0 がレンズ５のＢＣに対応して異なっている。このため、本実施の形態においては、内径Ｄｂ（４種類）と高さＨ0 （２種類）が異なる６種類（８０φと７５φレンズに対してはそれぞれ高さが１種類）のブロッキングリング１４が用いられる。
【００４４】
前記ブロッキングリング１４には、２つの位置決め用孔２３と、アロイ用流通路２４およびアロイ流入口２５が形成されている。２つの位置決め用孔２３はブロッキングリング１４の上下面に開口する貫通孔からなり、ブロッキングリング１４の周方向に等間隔離間して設けられている。アロイ用流通路２４は、前記ブロッキングリング１４の上面で前記２つの位置決め用孔２３から等距離離間した位置に形成された半径方向の溝からなり、外端が前記アロイ流入口２５に連通し、内端がブロッキングリング１４の中心孔２６に連通している。アロイ流入口２５は、ブロッキングリング１４の外周に形成された凹部で構成されている。
【００４５】
このようなブロッキングリング１４は、前記ヤトイ１３が取付台１５上に設置されると、前記位置決め用孔２３と前記取付台１５の上面に突設した位置ピン２７（図３）との嵌合によって前記取付台１５に位置決めされて設置されるとともにボルト等の固定具２８により固定されると、アロイ流入口２５がレイアウトブロッカーのアロイ供給口に接続され、前記ヤトイ１３の周囲を取り囲む。そして、ブロッキングリング１４の上にレンズ５を凸面５ａを下にして設置し、レンズ５を適宜な押圧部材によってブロッキングリング１４に押し付ける。そして、この状態で溶融したアロイ１６を前記アロイ流入口２５に供給すると、アロイ１６は、取付台１５が前下がりに傾斜していることから、アロイ用流通路２４を通ってブロッキングリング１４の中心孔２６に流入してヤトイ１３の上面および外周に供給され、冷却固化することによりレンズ５をヤトイ１３に固定する。使用するヤトイ１３とブロッキングリング１４は、レンズ５の直径およびＢＣに応じて適宜選択する。本実施の形態においては、図６にしたがって選択した。例えば、直径が７０ｍｍで、ＢＣが３．０のレンズ５の研磨を行う場合は、図６（ｃ）図にしたがって高さ１８．５ｍｍのヤトイ１３と、内径６８ｍｍ、高さ７ｍｍのブロッキングリング１４を選択する。
【００４６】
図６（ａ）〜（ｄ）にレンズ、ブロッキングリングおよびヤトイの種類と、レンズ中央とヤトイとの隙間（＝アロイの中心厚）の寸法関係を示す。
同図（ａ）は直径が８０ｍｍで、ＢＣがそれぞれ１．５，１．０，０．９，０．８，０．７，０．６からなる６種類のレンズに用いられるブロッキングリングの内径と高さ、ヤトイの高さおよびレンズ中央とヤトイの上面との隙間（＝アロイの中心厚）を示す。
【００４７】
ブロッキングリング１４は、レンズのＢＣに関係なく内径が全て７８ｍｍ、高さが全て１０ｍｍのものが用いられる。したがって、ブロッキングリング１４は、直径８０ｍｍのレンズに対しては１種類である。一方、ヤトイ１３は、高さが２２５．ｍｍと２３．５ｍｍの２種類が用いられる。レンズ５とヤトイ１３の中央における隙間は、最大で２．８８ｍｍ、最小で２．３４ｍｍである。
【００４８】
同図（ｂ）は直径が７５ｍｍで、ＢＣがそれぞれ２．０，１．７５，０．５，０．４，０．３からなる５種類のレンズに用いられるブロッキングリングの内径と高さ、ヤトイの高さおよびレンズ中央とヤトイとの隙間を示す。ブロッキングリング１４は、レンズのＢＣに関係なく内径が全て７３ｍｍ、高さが全て７ｍｍのものが用いられる。したがって、ブロッキングリング１４は、直径７５ｍｍのレンズに対しては１種類である。一方、ヤトイ１３は、高さが１９．５ｍｍと２０．５ｍｍの２種類が用いられる。レンズ５とヤトイ１３の中央における隙間は、最大で２．８０ｍｍ、最小で１．９０ｍｍである。
【００４９】
同図（ｃ）は直径が７０ｍｍで、ＢＣがそれぞれ４．５，３．７５，３．０，２．５，０．２，０．１からなる６種類のレンズに用いられるブロッキングリングの内径と高さ、ヤトイの高さおよびレンズ中央とヤトイとの隙間を示す。
ブロッキングリング１４は、レンズのＢＣに関係なく内径が全て６８ｍｍで、高さが１０ｍｍと７ｍｍの２種類が用いられる。ヤトイ１３は、高さが１８．５ｍｍ、１９．５ｍｍ、２０．５ｍｍの３種類が用いられる。レンズ５とヤトイ１３の中央における隙間は、最大で２．８９ｍｍ、最小で２．０１ｍｍである。
【００５０】
同図（ｄ）は直径が６５ｍｍで、ＢＣがそれぞれ７．５，６．７５，６．０，５．２５，０からなる５種類のレンズに用いられるブロッキングリングの内径と高さ、ヤトイの高さおよびレンズ中央とヤトイとの隙間を示す。
ブロッキングリング１４は、レンズのＢＣに関係なく内径が全て６３ｍｍで高さが１０ｍｍと７ｍｍの２種類が用いられる。ヤトイ１３は、高さが１７．５ｍｍ、１８．５ｍｍ、１９．５ｍｍ、２１．５ｍｍの４種類が用いられる。レンズ５とヤトイ１３の中央における隙間は、最大で２．６６ｍｍ、最小で１．９５ｍｍである。
【００５１】
本実施の形態においては、ヤトイ１３を７種類、ブロッキングリング１４を６種類（高さ２種類）としたが、これに限らず適宜増減してもよいことは勿論である。
【００５２】
また、直径の異なるレンズ種毎に用いられるブロッキングリング１４の種類としては、１〜２種類程度が望ましく、それ以上であると保管管理が煩雑になるため好ましくない。
【００５３】
なお、ヤトイ１３の高さの種類を、ブロッキングリング１４の高さの種類よりも多くなるようにして、低融点金属の中心厚を所定の範囲内に設定するようにするとより好ましい。ブロッキングリング１４はその取付け、取外しに手間がかかり、またその製造コストも高いことから、取外しが容易で製造コストが安いヤトイの種類を多くすることにより作業性、製造コストの面でより良い。
【００５４】
複数種のヤトイ１３の高さは次ぎのように設定するとより好ましい。初めに設定したいアロイの中心厚を１．９０〜３．００ｍｍの範囲内で設定する。そして、設定した範囲の上限値と下限値との差（以下、範囲幅と記す）以下の間隔でヤトイの高さを設定する。この間隔を一定にすると管理が容易であるのでより好ましい。例えば、本実施の形態のように、アロイの中心厚を１．９０〜３．００ｍｍの範囲に設定した場合は、その設定した範囲の範囲幅は１．１０ｍｍなので、これ以下の間隔で高さの異なるヤトイを設ける。本実施の形態では１．００ｍｍの一定の間隔で７種類のヤトイを製作し、前記範囲幅より広い間隔（３ｍｍ）で高さの異なるブロッキングリングに対して使用した。また同様に、アロイの中心厚を１．９０〜２．５０ｍｍの範囲に設定した場合は、その範囲幅は０．６ｍｍなのでそれ以下の間隔で高さの異なるヤトイを設定すると良い。
【００５５】
上記のように範囲幅以下の間隔で高さを設定した複数のヤトイを、適当な高さと直径のブロッキングリングと組合わせることにより、どのような直径とＢＣのレンズに対してもアロイの中心厚を設定範囲内に設定することができるので好ましい。そして、このように高さを設定したヤトイの種類をブロッキングリングの高さの種類より多くすることにより、少ないブロッキングリングで中心厚を設定範囲内に設定することができるのでより好ましい。なお、ヤトイは、レンズ保持具を取付けたいレンズの直径とＢＣの種類に合わせて必要な種類だけを用意すればよいので、必ずしも全てのヤトイの高さの間隔が設定範囲幅以下になっている必要はない。
【００５６】
このように本発明においては、直径が異なる４種類のレンズ５の凹面の切削、研磨に当たって、７種類からなるヤトイ１３と、６種類（高さ２種類）からなるブロッキングリング１４を用意し、レンズ５の直径とＢＣに対応させて選択して使用することにより、レンズ５の凸面５ａの中央とヤトイ１３の上面との間隔、言い換えればアロイ１６の中心厚Ｍを略一定の値、具体的には上記したとおり１．９０〜３．００ｍｍの範囲内に設定した。隙間が１．９以下であると、溶融したアロイ１６がレンズ５とヤトイ１３との隙間に流れ込まない場合があり、レンズ面にアロイ１６が不均一に固着して度数不良の原因となるため好ましくない。隙間が３．００以上であると、アロイ１６の使用量が増加してアロイ１６の熱や収縮による影響が大きくなりレンズ５の度数が不安定になり、凹面５ｂの形状誤差も大きくなる。なお、１．９〜２．５ｍｍとするとより好ましい。
【００５７】
上述のようにしてレンズ保持具７が取付けられたレンズ５は、３次元ＮＣ制御を行うカーブジェネレータに前記レンズ保持具７を介して取付けられ、凹面５ｂを所定の面形状に切削加工される（加工精度３μｍ以内：５０φ、表面粗さＲｙ０．３〜０．５μｍ）。
【００５８】
切削加工されたレンズ５はその切削加工された面を研磨装置により研磨される。以下、本発明に係るヤトイ１３を用した研磨装置の概略構成について説明する。
図１において、全体を符号１で示す眼鏡レンズの研磨装置は、床面に設置された装置本体２と、この装置本体２に紙面において左右方向に移動自在でかつ水平な軸３を中心として紙面と直交する方向に回動自在に配設されたアーム４と、このアーム４を左右方向に往復移動させるとともに紙面と直交する方向に回動させる図示しない駆動装置と、前記アーム４に設けられたレンズ取付部６と、前記レンズ取付部６の下方に位置するように前記装置本体２に配設され、図示しない駆動装置により垂直な軸線Ｋを中心として首振り旋回運動（自転はしない）を行う揺動装置８等を備えている。また、前記揺動装置８上に着脱自在に設けられた研磨治具９、この研磨治具９に着脱自在に取付けられた研磨パッド１０、前記レンズ取付部６を昇降させる昇降装置１１等を備えている。切削加工されたレンズ５は、前記レンズ保持具７（図２）を介して前記レンズ取付部６に装着される。
【００５９】
このような研磨装置１は前記レンズ保持具７および研磨治具９の構造が新しい点を除いて従来から広く使用されているもので、例えば一般に市販されているＬＯＨ社製の汎用の球面研磨装置（ＴＯＲＯ−Ｘ２ＳＬ）がレンズ５を研磨するために用いられている。
【００６０】
前記揺動装置８は、垂直な回転軸３１に揺動角度α（例えば、５°）で首振り旋回運動するように傾斜して取付けられ、上面に前記研磨治具９が取付けられている。
【００６１】
図７〜図１１において、前記研磨治具９は、弾性材料である天然ゴム、合成ゴムまたはゴム状樹脂によってカップ状に形成された背面側が開放するバルーン部材３１と、このバルーン部材３１の背面側開口部を閉塞し内部を気密に保持する固定具３２と、前記バルーン部材３１の内部に圧縮空気を供給するバルブ３３とで構成されている。
【００６２】
前記バルーン部材３１は、略楕円形で表面が扁平または緩やかな凸曲面からなるドーム部３１Ａと、このドーム部３１Ａの下面外周に一体に延設された略楕円形の筒部３１Ｂと、筒部３１Ｂの後端に一体に延設された環状の内フランジ３１Ｃとで構成されている。バルーン部材３１の材質としては、例えば硬度が２０〜５０度（ＪＩＳ）の天然ゴムに近い合成ゴム（例えば、ＩＩＲ）または天然ゴムが用いられる。バルーン部材３１の厚さＴは全体にわたって略均一で、約０．５〜２ｍｍ（通常１ｍｍ程度の等厚）である。バルーン部材３１の大きさは、研磨するレンズ５の大きさや研磨したい面の形状に応じて複数種類用意することが好ましい。
【００６３】
前記固定具３２は、内側固定具３４と外側固定具３５の２部材からなり、これらによってバルーン部材３１の前記筒部３１Ｂの下端部と内フランジ３１Ｃを内側と外側から挟持することにより、バルーン部材３１の背面側開口部を気密に封止している。内側固定具３４は、バルーン部材３１の筒部３１Ｂの内側の形状と略同一の大きさの楕円板からなり、前記バルーン部材３１のドーム部３１Ａとともに密閉空間３８を形成している。
【００６４】
前記外側固定具３５は、上方に開放する楕円形のカップ状に形成されることにより、前記内側固定具３４が前記バルーン部材３１の筒部３５Ｂとともに嵌挿される凹陥部４０を有し、複数個の止めねじ４１によって前記内側固定具３４が固定されることにより、バルーン部材３１の内フランジ３５Ｃを凹陥部４０の底面に押し付けている。この結果、バルーン部材３１の密閉空間３８は気密に保持されている。このような外側固定具３５は、底面に設けた係合凹部４２と揺動装置８の上面に設けた図示しない係合部との係合によって位置決め固定される。
【００６５】
図９において、前記バルブ３３は、上端部が前記内側固定具３４に螺合によって取付けられ、下端部が前記外側固定具３５に形成した貫通孔５２内に位置するバルブ本体５３を備え、このバルブ本体５３内にボール５３、円錐コイルばね５４，５５、排気用ピン５６、受座５７およびＥリング５８が組み込まれている。
【００６６】
前記バルブ本体５３の内部は、仕切壁６０によって上下２つの室６１ａ，６１ｂに仕切られており、これら両室を仕切壁６０に設けた中心孔６２によって連通させている。前記ボール５３は、上側の室６１ａに収納され、円錐コイルばね５４によって下方に付勢されることにより、通常前記中心孔６２を閉塞している。
【００６７】
前記排気用ピン５６は、前記下側の室６１ｂに上下動自在に配設され、前記円錐コイルばね５５によって下方に付勢されることにより通常前記受座５７に押し付けられている。排気用ピン５６の上端は、前記中心孔６２内に挿入されて前記ボール５３と近接して対向し、下端部が前記バルブ本体５３の下方に突出している。
【００６８】
前記外側固定部材３５の前記貫通孔５２は、バルーン部材３１の密閉空間３８への圧縮空気の供給時に供給口形成部材７１にＯリング７２を介して接続される。供給口形成部材７１は、図示しない空気供給装置に接続されている。貫通孔５２を供給口形成部材７１に接続し、空気供給装置からの圧縮空気Ａを前記貫通孔５２に供給すると、貫通孔５２およびバルブ３３の下側の室６１ｂ内の圧力が徐々に高くなり、その圧力でボール５３を円錐コイルばね５４に抗して押し上げる。これによりバルブ３３が開き、圧縮空気Ａがバルブ３３を通ってバルーン部材３１の密閉空間３８に供給され、ドーム部３１Ａを膨張させる。ドーム部３１Ａの中央の高さが所望の高さになると圧縮空気の供給を停止させる。これにより下側の室６１ｂ内の圧力が低下し大気圧となるため、ボール５３が円錐コイルばね５４の力により下降して中心孔６２を閉塞する。しかる後、流体供給口形成部材７１を貫通孔５２から抜き取ることにより、バルーン部材３１への圧縮空気の供給を終了する。なお、バルーン部材３１内の圧縮空気を抜くときは、排気用ピン５６を円錐コイルばね５５に抗して押し上げてボール５３を仕切壁６０の着座面から浮き上がらせ、中心孔６２を開放させればよい。
【００６９】
前記バルーン部材３１の密閉空間３８に圧縮空気を供給し、前記ドーム部３１Ａを膨張させると、ドーム部３１Ａの中心軸を含む断面の曲率半径が楕円の短軸方向で最小となり、長軸方向で最大となるトーリック面に近い形状が形成される。この場合、ドーム部３１Ａの曲率半径は、ドーム部３１Ａの中央高さ（頂点高さ）に応じて変化するため、適宜な装置によってドーム中央の高さを測定し調整することにより、ドーム部３１Ａの曲率半径をレンズ５の凹面５ｂの形状に近い形状にすることができるが、より正確に形状を合わせるには長軸、短軸の寸法またはその比率を変えたものを複数種用意しておき、レンズ５の凹面形状に近いものを選択して使用することが好ましい。
【００７０】
本実施の形態においては、凹面５ｂがトーリック面でレンズ径６５φ、７０φ、７５φ、８０φ（ｍｍ）、凹面５ｂのベースカーブ０．００〜１１．２５、乱視範囲０．００〜４．００のレンズの研磨を行なうのに、バルーン部材３１の短軸の長軸に対する比率が０．９で、長軸の寸法が６５φ、７０φ、７５φ、８０φ、８５φ、９０φ、９５φ、１００φ（ｍｍ）の８種類と、バルーン部材３１が略円形で外径が１００ｍｍの１種類の計９種類の研磨治具９を使い分け、かつバルーン部材３１のドーム部３１Ａの高さと研磨条件（圧力、回転速度、研磨時間）を適宜設定して研磨を行った。
【００７１】
図７、図８、図１０および図１１において、前記レンズ５の凹面５ｂの研磨に用いられる前記研磨パッド１０は、例えばポリウレタン、フェルト、または不織布等の繊維性の布や合成樹脂等を材料とするシート材によって形成されたもので、図７に示すように前記バルーン部材３１のドーム部３１Ａの正面視形状と略同一の大きさの楕円形に形成された研磨部８０（図１０）と、この研磨部８０の周縁から外側に伸びる複数本の固定片８１とで構成されている。研磨部８０は、外周より中心に向かって形成された複数の溝８２により放射状に形成された８個の花弁片８３で構成されている。前記固定片８１は、前記８個の花弁片８３のうち、長軸方向と短軸方向に位置する４つの花弁片８３の外縁を径方向にそれぞれ延設することにより形成されている。
【００７２】
このような研磨パッド１０は、ばね材によってリング状に形成された締付部材９０（図１１）によって前記研磨治具９に着脱自在に取付けられる。研磨パッド１０の取付けに際しては、先ず研磨部８０をバルーン部材３１のドーム部３１Ａの上に載置する。次に、締付部材９０の両端部９１ａ，９１ｂを指先で挟んでその間隔を狭めることにより締付部材９０を拡径化し、この状態で締付部材９０を研磨パッド１０の固定片８１を上方から押しつけて下方に折り曲げ外側固定具３５の外周に接触させる。そして、両端部９１ａ，９１ｂから指先を離すと、締付部材９０は元の形状に復帰して固定片８１を締付けて外側固定具３５の外周に固定し、もって研磨パッド１０の取付けが終了する。
【００７３】
このような構造からなる研磨装置１にレンズ５が固定されたレンズ保持具７をアーム４のレンズ取付部６に装着し、研磨パッド１０が取付けられた研磨治具９を揺動装置８に取付け、昇降装置１１によってレンズ５を下降させて凹面５ｂを研磨パッド１０の表面に押し付ける。この状態で研磨剤を研磨パッド１０の表面に供給するとともに、アーム４を左右および前後方向に往復運動させながら揺動装置８を首振り旋回運動させる。これらの運動により、研磨の軌跡が図１２（ａ）または（ｂ）に示すように１周毎に少しずつずれる無軌道研磨軌跡でレンズ５の凹面５ｂを前記研磨パッド１０と研磨剤によって研磨し、所望の面形状に仕上げる。研磨代は５〜９μｍ程度である。研磨剤としては、例えば酸化アルミナ、酸化セリウム等の研磨材（砥粒）を研磨液に分散させた溶液状のものが用いられる。なお、研磨に当たっては、研磨条件（研磨材の粒径、研磨時間）を変えて２回研磨（荒研磨、仕上げ研磨）することが望ましい。
【００７４】
このように本発明においては、高さが異なる７種類のヤトイ１３と、高さと内径が異なる６種類のブロッキングリング１４をそれぞれ用意し、直径とＢＣが異なるレンズ毎にそのレンズに対応した高さを有するヤトイ１３とブロッキングリング１４を選択して使用し、アロイ１６の中心厚が１．９０〜３．００ｍｍの範囲内、より好ましくは１．９〜２．５ｍｍの範囲内になるように設定したので、高屈折率のレンズであっても、また凸面カーブの浅いものであってもアロイ１６の熱や収縮による影響を軽減することができ、レンズ度数の精度を安定に維持することができる。
【００７５】
また、本発明においては、ブロッキングリング１４の内径をレンズ５の直径と略等しく設定することで、アロイ１６をレンズ５の凸面５ａの略全面にわたって固着させるようにしたので、アロイ１６が接着している部分と、接着していない部分の境界をレンズ５の外周付近に移動させることができる。したがって、高屈折率レンズでアロイ１６が接着している部分と、していない部分の境界に凹面側に研磨痕が生じないため、レンズの形状誤差として残ることがなく、光学性能の優れたレンズを製作することができる。
【００７６】
さらに、レンズ中央とヤトイとの隙間が１．９０〜３．００ｍｍの範囲内、好ましくは１．９〜２．５ｍｍの範囲内になるように設定しているので、レンズ５の種類によってアロイ１６の使用量が大きく変動せず、したがって、熱的影響をより一層軽減することができる。
【００７７】
【実施例】
エピチオ系樹脂（屈折率１．７１）のセミフィニッシュレンズでは、レンズの中心肉厚が４．５ｍｍ程度以下になると、アロイの熱や収縮の影響が特に大きくなる。そこで、中心肉厚４．５ｍｍのセミフィニッシュレンズについてアロイ１６の中心肉厚を変え、レンズ５の面屈折力の変化量を測定した。
実験条件
セミフィニッシュレンズ：エピチオ系樹脂（屈折率１．７１）
中心肉厚４．５ｍｍ
ＢＣ＝０．８０
直径８０ｍｍ
アロイ１６としては、（株）大阪朝日メタル工場製のＢｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃｄ、Ｉｎ合金（融点４７°Ｃ）を使用した。
測定方法
セミフィニッシュレンズの凸面側にヤトイをアロイを介して取付け、アロイを冷却固化させた後レンズ凹面の面屈折率を測定し、予め測定したヤトイ取付け前のレンズ凹面の面屈折力からの変化率を求めた。
【００７８】
図１３は、レンズ凹面の面屈折力変化量と、低融点合金の中心肉厚の関係を示す図である。この図１３から明らかなように、アロイの中心厚が３ｍｍ以下になると、屈折力の変化量が急激に少なくなることが判った。
【００７９】
上記した実施の形態においては、直径が８０，７５，７０，６５ｍｍの４種類のレンズ５に用いられるレンズ保持具７に適用した例を示したが、本発明はこれに何ら特定されるのではなく、他のレンズ径のものについても同様に適用することが可能である。
また、レンズ面形状は特に限定せず、球面、トーリック面、非球面、非トーリック面、累進多焦点レンズのような自由曲面形状などであってもよい。また、研磨治具はバルーン部材３１で説明したが、これに限らず、例えば金属皿であってもよい。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るヤトイは、レンズ凸面と対向する面に穴の方向が異なる複数の穴を有し、この複数の穴は開口部がヤトイの外周寄りで内端が前記開口部よりヤトイの中心側に位置するように傾斜した穴を設けているので、低融点合金の中心部における厚さが厚くならず熱や収縮の影響が少なくでき、またヤトイと低融点合金の結合強度が大きく、低融点合金がヤトイから剥離して離脱したり回転したりするのを防止することができる。
【００８１】
また、本発明に係るレンズ保持方法は、ヤトイの高さとブロッキングリングの内径と高さを直径とＢＣの異なるレンズ毎に設定し、レンズ中央とヤトイとの間隔を所定の範囲になるようにしたので、レンズ度数の精度および安定性を向上させることができ、特に高屈折率で薄肉化が要求されるレンズの研磨に用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るヤトイを用いた研磨装置の概略構成図である。
【図２】 レンズにレンズ保持体を取付けた状態を示す断面図である。
【図３】 レイアウトブロッカーでレンズにレンズ保持体を取付けるときの状態を示す断面図である。
【図４】 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）はヤトイの平面図、断面図および底面図である。
【図５】 （ａ）、（ｂ）はブロッキングリングの平面図およびＡ−Ａ線断面図である。
【図６】 （ａ）〜（ｄ）はレンズ、ブロッキングリングおよびヤトイの種類と、レンズ中央とヤトイとの隙間の寸法関係を示す図である。
【図７】 研磨治具の平面図である。
【図８】 図７のVIII−VIII線断面図である。
【図９】 バルブの断面図である。
【図１０】 研磨パッドの平面図である。
【図１１】 研磨パッドの締付部材の斜視図である。
【図１２】 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ研磨装置の無軌道研磨軌跡を示す概念図である。
【図１３】 レンズ凹面の面屈折力変化量と、低融点合金の中心肉厚の関係を示す図である。
【図１４】 ヤトイの従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…研磨装置、２…装置本体、５…レンズ、５ａ…凸面、５ｂ…凹面、７…レンズ保持具、９…研磨治具、１０…研磨パッド、１３…ヤトイ、１４…ブロッキングリング、１６…アロイ、２３…穴、Ｍ…アロイの中心厚。
Claims (3)
- レンズの凸面が低融点合金を介して固定されるヤトイにおいて、
前記ヤトイのレンズ凸面と対向する面に、前記低融点合金の前記ヤトイからの剥離、脱落、回転を防止する穴の方向が異なる複数の穴を有し、この複数の穴は、そこに入り込んで固まった前記低融点合金の収縮による前記レンズの変形を防止するために、開口部が前記ヤトイの外周寄りで内端が前記開口部より前記ヤトイの中心側に位置するように傾斜していることを特徴とするヤトイ。 - レンズの凸面とヤトイとブロッキングリングとの間の空間に溶融した低融点合金を流し込んで固化させることによって前記レンズを中心厚さが１．９０〜３ｍｍの範囲内の固化した低融点合金を介してヤトイに固定するレンズ保持方法において、
前記ヤトイは、前記レンズ凸面と対向する面が平坦面であり、
設定したい前記固化した低融点合金の中心厚を前記範囲内で所定の範囲に設定し、
レンズ凸面と対向させる面の直径が同一で、かつ前記設定した中心厚の所定範囲の上限値と下限値との差以下の間隔で高さが異なるヤトイを含む高さの異なる複数種のヤトイを用意するとともに、
同一の直径のレンズに対して一種のブロッキングリングまたは前記設定した中心厚の所定の範囲の上限値と下限値との差より広い間隔で高さが異なる複数種のブロッキングリングを用意し、
レンズの直径と凸面のベースカーブに応じて、前記用意したヤトイとブロッキングリングの中から低融点合金の中心厚が前記設定した所定範囲内になるヤトイとブロッキングリングを選択決定し、
前記レンズの凸面と前記決定されたヤトイと前記決定されたブロッキングリングとの間の空間に前記低融点合金を流し込んで固化させて前記レンズを前記低融点合金を介してヤトイに固定し、
前記複数種のヤトイは、そのヤトイの平坦面に、前記低融点合金の前記ヤトイからの剥離、脱落、回転を防止する穴の方向が異なる複数の穴を有し、この複数の穴は、そこに入り込んで固まった前記低融点合金の収縮による前記レンズの変形を防止するために、開口部が前記ヤトイの外周寄りで内端が前記開口部より前記ヤトイの中心側に位置するように傾斜していることを特徴とするレンズ保持方法。 - 請求項２記載のレンズ保持方法により眼鏡レンズを保持した状態で、この眼鏡レンズの保持された側とは反対側の面を切削または研磨する工程を含むことを特徴とする眼鏡レンズの製造方法。
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