(57)【要約】本発明は、研磨面（１６）を有する弾力性のあるクッション（１２）を支持する球状表面（１４）を有する剛体ベース（１１）を備え、剛体ベース（１１）の直径は５０乃至６５ｍｍ、球状表面（１４）の曲率半径は５４乃至６０ｍｍ、クッション（１２）の厚さは１３乃至１６ｍｍ、クッション（１２）の圧縮抵抗は１０％の圧縮で実質的に０．０８１６乃至０．１５３０ｋｇｆ／ｃｍ２（０．０８乃至０．１５ｂａｒ）、７０％の圧縮で実質的に０．５６０８乃至０．８１５８ｋｇｆ／ｃｍ２（０．５５乃至０．８ｂａｒ）である光学表面（２１）を磨くためのツール（１０）に関する。また、本発明は、光学表面、特に眼科用レンズ、さらに具体的にはフリーフォームレンズを磨くためのそのようなツールの使用方法に関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学表面（２１）を磨くためのツール（１０）であって、
前記ツール（１０）は、研磨面（１６）を有する弾力性のあるクッション（１２）を支持する球状表面（１４）を有する剛体ベース（１１）を備え、
前記剛体ベース（１１）の直径は、５０乃至６５ｍｍであり、
前記球状表面（１４）の曲率半径は、５４乃至６０ｍｍであり、
前記弾力性のあるクッション（１２）の厚さは、１３乃至１６ｍｍであり、
前記弾力性のあるクッション（１２）の圧縮抵抗は、１０％の圧縮で実質的に０．０８１６乃至０．１５３０ｋｇｆ／ｃｍ２（０．０８乃至０．１５ｂａｒ）であり、７０％の圧縮で実質的に０．５６０８乃至０．８１５８ｋｇｆ／ｃｍ２（０．５５乃至０．８ｂａｒ）である、光学表面を磨くためのツール。
【請求項２】
請求項１記載の光学表面を磨くためのツールにおいて、
前記弾力性のあるクッション（１２）の圧縮抵抗は、１５％の圧縮で実質的に０．１０２０乃至０．１６３２ｋｇｆ／ｃｍ２（０．１０乃至０．１６ｂａｒ）であり、５０％の圧縮で実質的に０．２０３９乃至０．３０５９ｋｇｆ／ｃｍ２（０．２０乃至０．３０ｂａｒ）である、光学表面を磨くためのツール。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光学表面を磨くためのツールにおいて、
前記弾力性のあるクッション（１２）の厚さは、１４乃至１５ｍｍである、光学表面を磨くためのツール。
【請求項４】
請求項１又は２記載の光学表面を磨くためのツールにおいて、
前記剛体ベース（１１）の球状表面の曲率半径は、５４乃至５６ｍｍである、光学表面を磨くためのツール。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか一つに記載の光学表面を磨くためのツールにおいて、
前記剛体ベース（１１）の直径は、５５乃至６５ｍｍである、光学表面を磨くためのツール。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか一つに記載の光学表面を磨くためのツールにおいて、
前記弾力性のあるクッション（１２）は、Eurocell 130（登録商標）である、光学表面を磨くためのツール。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちのいずれか一つに記載の光学表面を磨くためのツールにおいて、
前記弾力性のあるクッションの研磨面は、前記弾力性のあるクッション（１２）に取り付けられることができる別個の研磨パッド（１３）によって形成される、光学表面を磨くためのツール。
【請求項８】
請求項７記載の光学表面を磨くためのツールにおいて、
前記研磨パッド（１３）は、上層（１７）及び底層（１８）を備え、前記上層は、アブレシブスラリーを保持するようになった毛羽層である、光学表面を磨くためのツール。
【請求項９】
請求項８記載の光学表面を磨くためのツールにおいて、
前記研磨パッドの底層（１８）は、ポリウレタンが含浸された不織布である、光学表面を磨くためのツール。
【請求項１０】
光学表面、特に眼科用レンズ、さらに具体的にはフリーフォームレンズを磨くための請求項１乃至９のうちのいずれか一つに記載のツールの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学面を磨くためのツール及び光学面を磨く際のそのようなツールの使用に関する。より詳細には、研磨面を有する弾力性のあるクッションを支持する剛体を備えた光学面を磨くためのツール及びそのような光学面を磨くためのツールの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学レンズの製造では、研磨ツールによって予め加工されたレンズ表面を研磨することが知られている。一般的なタイプの研磨ツールは、その上にレンズの表面が取り付けられる、研磨されるレンズと同じ表面を、ある程度有する支持部を備える。ツールは、レンズと接触させられ、レンズの表面は、ツールとレンズとの間の圧力と、それらの間の相対的な角速度との複合効果によって研磨スラリーの援助で研磨される。研磨プロセスの目的は、レンズの粗さを１０ナノメートル未満までに減らすことである。
【０００３】
一般に様々な面のレンズが知られている。まず、レンズの表面は、球面状、非球面状、トーリック（toric）状又は非トロイダル面状(atoric)にすることができる。また、フリーフォーム（自由曲面）（free-forms）と呼ばれる、より多くの不規則な面を持つレンズが開発されている。フリーフォームレンズ（自由曲面レンズ）は、１３ジオプター（dioptres）から０ジオプター（局所的に平らな面）の局所的な曲率を含む様々な面を有する。これらのフリーフォームレンズを研磨する場合、２０マイクロメートル以上までレンズの厚さを薄くすると同時に１０ナノメートル未満のレンズの粗さを得ることではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、製造業者は、彼らの裁量で、すべて同じ研磨機に取り付けることができる多くの様々なツールを有する。これらのツールの各々は、研磨されるレンズの表面にだいたい適応される。
【０００５】
ＥＰ１６５５１０２は、その上に弾性体が取り付けられる硬質表面を有する研磨ツールを使用する方法を開示する。弾性体の直径は２０〜６０ｍｍの間である。たいていの眼鏡レンズの処方のレンズを磨くことができるように５〜５０ｍｍの範囲の曲率半径を有する５〜１０のタイプの弾性体と、１００〜２００ｍｍの間の曲率半径を有するいくつかの弾性体を準備することが開示されている。
【０００６】
米国２００８／００４７３０１は、研磨面を有する弾力性のあるパッドを支持する剛体を備える研磨ツールの使用方法を開示する。また、様々なフリーフォームレンズを研磨することができる１０８個の異なる装置を使用する方法を開示する。
【０００７】
さまざまな研磨ツールは、眼鏡レンズの処方のレンズを磨くことができるために必要とされる。従って、あるレンズを他のレンズの後に磨くために、研磨ツールを換える必要がる。これは、面倒であり、研磨処理を遅くする。また、非常に多くの異なるツールを有することは高価である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従って、本発明は、非常に多くのすべてのレンズを磨くのに使用できる単一の研磨ツールを確立することを目的とする。具体的には、本発明は、一般的な面及び自由曲面を研磨するのに使用できる単一の研磨ツールを提供することを目的とし、一般的な面及び自由曲面は、眼科レンズで通常使用されるあらゆる有機材料で作られ、以下の曲率範囲、すなわち０乃至−１１ジオプターの間の球面、０乃至−４ジオプターの間のシリンダ、及び、−１１ジオプターの面に沿った最大許容できる（組み合わされた）局所的な凹面曲率で３．５ジオプターまで追加の曲率範囲内の曲率を有する。これらが磨かれるとき、レンズは円形または楕円形をしている。レンズの直径は５０〜７０ｍｍである。楕円形のレンズの直径の間の最大の差は１５ｍｍである。
【０００９】
この目的は、請求項１による研磨ツールで達成される。すなわち、研磨面を有する弾力性のあるクッションを支持する球状表面を有する剛体ベースを備えた光学表面を磨くためのツールであって、剛体ベースの直径は、５０乃至６５ｍｍであり、球状表面の曲率半径は、５４乃至６０ｍｍであり、弾力性のあるクッションの厚さは、１３乃至１６ｍｍであり、弾力性のあるクッションの圧縮抵抗は、１０％の圧縮で実質的に０．０８１６乃至０．１５３０ｋｇｆ／ｃｍ２（０．０８乃至０．１５ｂａｒ）であり、７０％の圧縮で実質的に０．５６０８乃至０．８１５８ｋｇｆ／ｃｍ２（０．５５乃至０．８ｂａｒ）である、光学表面を磨くためのツールで達成される。
【００１０】
研磨用ツールは、研磨機に取り付けられ、レンズは、ツールとレンズとの間の圧力と、それらの間の相対的な角速度との複合効果によって研磨スラリーの援助で研磨される。各レンズに対し、研磨機は、異なるプログラムを作成されることができ、すなわち、レンズと研磨機との間の力、回転速度、移行などを変えることができる。記載されたツールに関して、多種多様のレンズは、同じツールで研磨される。研磨機は、研磨される面の曲率に応じて、研磨パラメータ（速度、圧力など）の値を自動的に変更するように予めプログラムされることができる。
【００１１】
好ましくは、弾力性のあるクッションの圧縮抵抗は、１５％の圧縮で実質的に０．１０２０乃至０．１６３２ｋｇｆ／ｃｍ２（０．１０乃至０．１６ｂａｒ）であり、５０％の圧縮で実質的に０．２０３９乃至０．３０５９ｋｇｆ／ｃｍ２（０．２０乃至０．３０ｂａｒ）である。研磨中、弾力性のあるクッションは、レンズ表面への圧力及び力を再分配するように変形する。圧縮抵抗は、クッションが圧力下でどのくらい変形するかを示すと共にクッションが圧力及び力を再分配できるのはどの程度かを示すパラメータである。圧縮抵抗は、特に１５乃至５０％の圧縮率の範囲で適切である。これは、弾力性のあるクッションが研磨中に通常経験する可能性がある圧縮であるためである。圧力の小さな増加が変形（圧縮の割合）の比較的大きな増加を引き起こす。これは、レンズ表面上に良い力の再分配を確実にする。
【００１２】
好ましくは、弾力性のクッションの厚さは１４乃至１５ｍｍである。研磨中にわずかに変形する弾力性のあるクッションは、圧力を再分配してレンズ表面を押圧する。そのためには、一定の厚みを持っている必要がある。一方、弾力性のあるクッションが厚すぎる場合には、研磨中に曲がって壊れる可能性がある。１４〜１５ｍｍの厚さに関して、良好な再分配力のバランス及び破壊確率が達成される。
【００１３】
好ましくは、剛体ベースの球状表面の曲率半径は、５４〜６０ｍｍである。研磨中に、弾力性のあるクッションは、変形して圧力を再分配しレンズ面上に圧力をかける。この方法では、研磨はレンズ面全体にわたって等しく、必要な表面粗さが達成され同時に材料（stock）の除去がレンズの表面全体で均一に分配されるのをだれでも確実にすることができる。弾力性のあるクッションは、部分的に力を再分配して圧力をかけることができるが、この効果は当然に制限される。剛体ベースの曲率が研磨されるレンズ面の曲率とより密接に対応している場合、その力は等しく再分配される必要はない。しかし、様々な曲率半径を有する多種多様のレンズは、この単一のツールを使用して研磨される必要があり、研磨ツールに最適なフォームは５４〜６０ｍｍの剛体の球状表面の曲率半径で得られることがわかった。
【００１４】
好ましくは、剛体ベースの直径は、５５乃至６５ｍｍである。ツールの直径が大きければ大きいほど回転中のその先端部での速度は速くなり、これは、研磨工程で除去されるより多くの材料につながる。一方、研磨中のツールの必要な直線運動は、大きな径で減少される。これは、小さな動きでレンズの表面全体をすでにカバーするためである。これは、研磨時間を減少する。５０乃至６５ｍｍの直径では、満足のいく結果が達成されるが、５５乃至６５ｍｍの直径で改善された結果が達成される。
【００１５】
好ましくは、弾力性のあるクッションは、Recticel社から商業的に入手可能なEurocell 130（登録商標）のようなスポンジである。このスポンジは、ポリエーテルから作られ、必要な圧縮抵抗及び１１０ｋｇ／ｍ３〜１３０ｋｇ／ｍ３の特有の密度を有する。
好ましくは、弾力性のあるクッションの研磨面は、弾力性のあるクッションに取り付けられることができる別個の研磨パッドによって形成される。別個の研磨パッドは、接着剤を使用して弾力性のあるクッションに取り付けられることができる。従って、研磨パッドと弾力性のあるクッションは、別々に製造することができ、それはより容易である。
好ましくは、研磨パッドは、上層及び底層を備え、上層は、アブレシブスラリーを保持するようになった毛羽層である。より好ましくは、研磨パッドの底層は、ポリウレタンが含浸された不織布である。研磨パッドの機能は、研磨スラリーを保持して、研磨スラリーをレンズと接触させることである。これらの特性を持つパッドは適切に機能するが長くは続かないことが示されている。他の研磨パッドに関し、そのパッドは、より頻繁に交換する必要があり、それは高価であり、研磨処理が遅くなる。
【００１６】
多くの商業的に入手可能な研磨パッドは所望の特性を有する。例えば、適当なパッドは、Filwel Co., Ltdから商業的に入手可能なBellatrix Polishing PAD K0034（登録商標）及びEMINESS technologiesから商業的に入手可能なPolitex（登録商標）である。使用されるアブレシブスラリーは、酸化アルミニウムの水溶液にすることができる。
【００１７】
本発明の特定の実施例が添付の図面を参照して制限されない実施例によってのみ以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、その構成要素が分離して示された本発明の好適実施例による研磨ツールを示す断面図である。
【図２】図２は、使用中の本発明の好適実施例による研磨ツールを示す断面図である。
【図３】図３は、本発明で使用可能な研磨パッドの斜視図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明で使用可能な弾力性のあるクッションの圧縮抵抗のグラフである。
【図４ｂ】図４ｂは、図４ａに示されたグラフの詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１には、本発明の好適実施例による研磨ツールがその個々の構成要素からどのように構成されているかを示す。第１の構成要素は剛体（１１）である。剛体（１１）は、その上に弾力性のあるクッション（１２）が取り付けられる表面（１４）を備える。この好適実施例では、弾力性のあるクッションの研磨面は、研磨パッド（１３）によって形成される。参照符号１５は、研磨機に取り付けられる剛体（１１）の側面を示すのに使用されている。
【００２０】
本発明によれば、表面（１４）は、球面であり、５４乃至６０ｍｍの間の曲率半径を有する。ツールの直径は、５０乃至６５ｍｍであり、弾力性のあるクッション（１２）の厚さは、１３乃至１６ｍｍである。弾力性のあるクッションは、１５％乃至６０％の間で圧縮されたときに０．１４２８乃至０．４０７９ｋｇｆ／ｃｍ２（０．１４乃至０．４ｂａｒ）の間の圧縮抵抗を有する。
【００２１】
図２は、剛体（１１）、弾力性のあるクッション（１２）及び研磨パッド（１３）で完全に組み合わされた研磨ツール（１０）の概略断面図を示す。研磨パッドの上面（１６）は、レンズ（２０）の表面（２１）を磨くために使用され、ツールの研磨面とみなすことができる。
【００２２】
磨かれるレンズ面（２１）は、研磨ツールの表面（１６）に正確に対応していない。実際に、レンズの広い範囲（０乃至−１１ジオプターの間の球面、０乃至−４ジオプターの間のシリンダ、及び、−１１ジオプターの面に沿った最大許容できる組み合わされた局所的な凹面曲率で３．５ジオプターまで追加）が同じツールで磨かれるので、全く異なる。弾力性のあるクッション（１２）は、レンズと接するときに変形する。これは、レンズの表面（１６）上への力の再分配を確実にする。これは、所望の荒さ及び均一な材料（stock）の除去が表面全体で得られることができるのを確実にする。
【００２３】
ツールは、レンズの全領域で同じであるが、研磨機が作動するプログラムは、異なることができる。研磨プログラムのいくつかのパラメータは、例えば、ツールの回転速度（ω１）、レンズの回転速度（ω２）、ツールの横変位及び速度（ｖ）、ツールの軸とレンズの軸との間の傾斜、レンズと研磨機との間の力、及び、研磨時間にすることができる。
【００２４】
図３は、本発明によるツールの研磨面（１６）を形成することができる研磨パッド（１３）の斜視図を示す。底面（１９）は、弾力性のクッションにパッドを容易に取り付けるために接着剤を有することができる。図示の研磨パッドは、二つの層を有する。上層（１７）は、アブレシブスラリーを保持するように設計されている。この目的のために、それは、垂直方向の複数の孔を有するのが好ましい。使用されるアブレシブスラリーは、酸化アルミニウムの懸濁液にすることができる。底層（１８）は、不織布であることが好ましい。
【００２５】
図４ａは、本発明で使用されることができる弾力性のあるクッションの圧縮に対する抵抗性のグラフを示す。グラフは、Recticel社から商業的に入手可能なEurocell 130（登録商標）のクッションの圧縮に対する抵抗性を示す。圧縮抵抗は、特に１５乃至５０％の圧縮率の範囲で適切である。これは、弾力性のあるクッションが研磨中に通常経験する可能性がある圧縮であるためである。グラフで見られるように、この範囲では、圧力の小さな増加が変形（圧縮の割合）の比較的大きな増加を引き起こす。これは、レンズ表面上に良い力の再分配を確実にする。図４ｂは、低範囲の圧縮のより詳細な図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【国際調査報告】
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