(57)【要約】【課題】簡単な構造で設置台の摺動時の負荷が小さく、また研磨液が駆動装置内に浸入しないようにした研磨治具用曲率設定装置を提供する。【解決手段】基台７２Ａ上に設置された固定ケース９０と、固定ケース９０内に配設された設置台９１と、この設置台９１を往復移動させるエアシリンダ９２と、ガイド部材１５２とで研磨治具搬送装置７４を構成する。固定ケース９０を、前後一対の端板９４，９４と、これらの端板間に横架された左右一対の外枠９６，９６とで上方および下方に開放した箱型に形成する。エアシリンダ９２をシリンダ本体１５０と可動部材１５１とで構成し、可動部材１５１の底部１５１Ａをシリンダ本体１５０内のピストンに連結部材１５３を介して連結し、上側水平片９６ｂで研磨治具９の浮き上がりを防止する。可動部材１５１の係合部１５５ａと、設置台９１の係合部１００との係合によってエアシリンダ９２の駆動力を設置台９１に伝達する。【選択図】　　　　図４
2004114244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨治具のバルーン部材にエアを供給することにより前記バルーン部材の表面をドーム状に膨張させて所定の形状に設定する研磨治具用曲率設定装置において、
上方および下方に開放した固定ケースと、この固定ケース内に配設され前記研磨治具が設置される設置台と、前記固定ケース内に配設され前記設置台を往復移動させる駆動装置と、前記設置台を摺動自在に支持するガイド部材とからなる研磨治具搬送装置を具備し、
前記駆動装置は、前記固定ケース内に横架されたシリンダ本体と、このシリンダ本体によって往復移動される可動部材とで構成され、前記可動部材が底部と、この底部の両側に設けられ前記シリンダ本体を挟んで対向する側部とからなり、前記底部が前記シリンダ本体の下方において当該シリンダ本体内のピストンに連結部材を介して連結され、前記側部と前記設置台に互いに係合する駆動力伝達用の係合部を設けたことを特徴とする研磨治具用曲率設定装置。
【請求項２】
請求項１記載の研磨治具用曲率設定装置において、
前記側部と前記設置台に設けられた互いに係合する前記係合部は、前記可動部材の往復移動方向において遊びを有し、垂直方向においては互いに接触しないように係合していることを特徴とする研磨治具用曲率設定装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の研磨治具用曲率設定装置において、前記ガイド部材は前記シリンダ本体上方を覆っていることを特徴とする研磨治具用曲率設定装置。
【請求項４】
請求項１，２または３記載の研磨治具用曲率設定装置において、
前記固定ケースを、基台上に設置された前後に対向する一対の端板と、これらの端板間に横架された左右一対の外枠とで構成し、前記端板間にシリンダ本体を横架し、前記外枠と前記基台との間に隙間を形成したことを特徴とする研磨治具用曲率設定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨治具用曲率設定装置に関し、特に、プラスチックレンズのトーリック面、非球面、非トーリック面、任意の自由曲面形状等からなる面を研磨する研磨装置に用いられる研磨治具のバルーン部材のドーム状表面の形状をレンズの面の形状に応じて自動的に設定する研磨治具用曲率設定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＮＣ制御のカーブジェネレータで球面やトーリック面形状に切削されたレンズの凹面を研磨装置によって研磨するには、研磨したい凹面の形状に略一致する凸面を有する金属製の研磨治具に研磨パッドを貼付け、これを研磨したい凹面に押し付けた状態で研磨治具とレンズを相対的に摺動させることにより行っていた。したがって、このような研磨方法では研磨したいレンズの凹面の形状毎に異なった研磨治具を用意する必要がある。例えば、乱視矯正用のトーリックレンズの場合、トーリック面（円弧を、その円弧と同一面内にあり円弧の曲率中心を通らない軸の回りに回転させて得られる面の一部）が３０００〜４０００種類にも及ぶため、その数だけの研磨治具を用意する必要があった。このため、研磨治具の製造コストが嵩むばかりか、多数の研磨治具を整然と保管するために広い収納スペースを必要とし、またその管理も煩雑であった。
【０００３】
また、球面やトーリック面だけではなく、非球面（頂点から周辺にかけて曲率が連続的に変化する回転面の一部）形状、非トーリック面（曲率が異なる互いに垂直な主経線をもつ面で、少なくとも一方の主経線の断面が円ではない面）形状、累進多焦点レンズのような自由曲面形状など複雑な形状の凹面を形成する場合があり、このような場合には従来の研磨治具を用いた研磨方法では、研磨できないという問題があった。そこで、このような問題を解決するための方法として、例えば特許文献１に記載された研磨装置とその研磨治具が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特許文献１に特開２０００−１１７６０４号公報
【０００５】
上記特開２０００−１１７６０４号公報に開示された研磨装置は、被研磨物を保持する保持具と、空気圧によってドーム状に膨らまされる可撓性シートを有する研磨治具と、前記可撓性シートの表面に貼付けられる研磨パッドとを備え、前記保持具の左右および前後往復運動と、前記研磨治具の首振り旋回運動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被研磨物の被研磨面を、前記研磨パッドと前記被研磨面との間に供給される研磨剤によって研磨するようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した研磨治具の使用に当たっては、作業性を向上させる上で曲率設定作業を被研磨面の形状に応じて自動的に行い得るようにした曲率設定装置の開発が望まれる。
また、その装置の開発に当たっては、研磨治具を搬送する際の移動時の負荷を極力小さくし研磨治具搬送時に支障が生じ難い構造とすることが好ましい。また、研磨剤が直接降りかかる場所で使用されることが多いことから、研磨剤が駆動装置内に浸入しないように十分な対策を講じた構造とする必要がある。
【０００７】
本発明は上記した従来の問題および要請に応えるべくなされたもので、その目的とするところは、比較的簡単な構造で設置台の移動時の負荷が小さく、また研磨剤が駆動装置内に浸入しないかまたは浸入し難い構造とした研磨治具用曲率設定装置を提供することにある。
【０００８】
【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、研磨治具のバルーン部材にエアを供給することにより前記バルーン部材の表面をドーム状に膨張させて所定の形状に設定する研磨治具用曲率設定装置において、上方および下方に開放した固定ケースと、この固定ケース内に配設され前記研磨治具が設置される設置台と、前記固定ケース内に配設され前記設置台を往復移動させる駆動装置と、前記設置台を摺動自在に支持するガイド部材とからなる研磨治具搬送装置を具備し、前記駆動装置は、前記固定ケース内に横架されたシリンダ本体と、このシリンダ本体によって往復移動される可動部材とで構成され、前記可動部材が底部と、この底部の両側に設けられ前記シリンダ本体を挟んで対向する側部とからなり、前記底部が前記シリンダ本体の下方において当該シリンダ本体内のピストンに連結部材を介して連結され、前記側部と前記設置台に互いに係合する駆動力伝達用の係合部を設けたものである。
【０００９】
第１の発明においては、シリンダ本体は内部で往復移動するピストンの動きを外部に伝えるための開放部を有しているが、この開放部は下面側において開放し、この開放部を通して可動部材の底部とピストンとが連結部材を介して接続されているので、研磨剤が駆動装置に上方から降りかかってもシリンダ本体内に浸入し難い。また、固定ケースは上方および下方に開放しているので、固定ケースの上方開放部から侵入した研磨剤は下方開放部を通って排出される。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明において、前記側部と前記設置台に設けられた互いに係合する前記係合部は、前記可動部材の往復移動方向において遊びを有し、垂直方向においては互いに接触しないように係合しているものである。
【００１１】
第２の発明においては、側部に設けられた係合部と設置台に設けられた係合部との間に可動部材の往復移動方向において遊びを有するとともに垂直方向において間隔を有しており、駆動装置の駆動時に可動部材の移動方向において前記側部の係合部が設置台の係合部と接触して押圧することで駆動力を設置台に伝達している。側部の係合部と設置台の係合部との間には間隔があるため、駆動力を伝達しているとき以外は前記側部の係合部と設置台の係合部との間に力が加わらないので可動部材や設置台に歪みが生じない。また、垂直方向においては接触しないため、設置台の重量や研磨治具の取付け、取外しの際に加わる力はガイド部材に加わるだけで、可動部材には加わらないため可動部材の変形は生じない。このため可動部材や設置台の歪みが原因となる寸法の狂いが生じないため摺動抵抗の増加を防止することができる。また、互いの係合部が接触しない範囲であれば設置台と駆動装置との位置に多少の誤差があっても支障がないため、装置組立時の位置合わせも容易である。
【００１２】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、前記ガイド部材が前記シリンダ本体上面を覆っているものである。
【００１３】
第３の発明においては、ガイド部材がシリンダ本体上側を覆っているので、研磨剤が駆動装置に直接降りかからず、シリンダ本体内へ研磨剤がさらに浸入し難い。
【００１４】
第４の発明は、上記第１、第２または第３の発明において、前記固定ケースを、基台上に設置された前後に対向する一対の端板と、これらの端板間に横架された左右一対の外枠とで構成し、前記端板間にシリンダ本体を横架し、前記外枠と前記基台との間に隙間を形成したものである。
【００１５】
第４の発明においては、対向する一対の端板の間に左右一対の外枠とシリンダ本体とを横架し、外枠と基台との間に隙間を形成しているので、固定ケース内に浸入した研磨剤が左右一対の外枠の下方の開放部を通り、外枠と基台との間の隙間を通って外部に排出されるので、固定ケース内に溜まることがなく、保守、掃除も容易である。
【００１６】
【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は本発明に係る研磨治具用曲率設定装置の一実施の形態を示す正面図、図２は同じく曲率設定装置を示す側断面図、図３は設置台に研磨治具を設置した状態を示す平面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線における拡大断面図、図５はエア注入口部の構造とバルブを示す断面図、図６はエア供給時のカバー部材の状態を示す断面図である。図７は同じく曲率設定装置が用いられる研磨装置の概略構成図、図８は研磨パッドが取付けられた研磨治具を示す平面図、図９は同じく研磨治具を示す底面図、図１０は図８のＸ−Ｘ線断面図、図１１は研磨治具の高さとバルーン部材のドーム部の曲率半径との関係を示す図、図１２は研磨パッドを示す平面図、図１３は研磨パッドの締付部材を示す斜視図、図１４（ａ）、（ｂ）は無軌道研磨軌跡を示す図、図１５は曲率設定装置によるバルーン部材の曲率設定操作の手順を示すフローチャートである。
【００１７】
本発明に係る研磨治具用曲率設定装置は、眼鏡レンズを研磨するための研磨装置に用いられるものである。本実施の形態においては、乱視矯正用のプラスチックレンズのトーリック面からなる凹面を研磨する場合に適用した例を示す。研磨するレンズとしては、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。
【００１８】
先ず、本発明に係る研磨治具用曲率設定装置を説明する前に研磨装置と、この研磨装置に用いられる研磨治具の構成等について概略説明する。
図７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門型のアーム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アーム用駆動装置と、前記アーム４に設けられレンズ５がレンズ保持体７を介して取付けられるレンズ取付部６と、このレンズ取付部６の下方に位置するように前記装置本体２に配設され、図示しない治具用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を昇降させるレンズ用昇降装置１１等を備えている。前記揺動装置８は、垂直な回転軸２１に対して揺動角度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が設置されている。
【００１９】
このような研磨装置１は、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。
【００２０】
前記レンズ５は、凸面５ａだけが仕上げられたセミフィニッシュレンズからなり、予め３次元ＮＣ制御を行うカーブジェネレータによって、凹面５ｂが所定のトーリック面形状に切削加工されている（加工精度３μｍ以内：レンズ径５０ｍｍ、最大表面粗さＲｙ０．３〜０．５μｍ）。このカーブジェネレータおよび前記研磨装置にレンズ５を取付けるため、予めレンズ凸面５ａには、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体７が取付けられる。
【００２１】
前記レンズ保持体７は、工具鋼等からなるヤトイ１３と、このヤトイ１３とレンズ５を接着する接着剤１６とで構成されている。接着剤１６としては、通常低融点合金、例えばビスマス、鉛、錫、カドミウム、インジウムからなる合金（融点約４７℃）が用いられる。
【００２２】
研磨装置１によるレンズ５の凹面研磨は、アーム４のレンズ取付部６に凹面５ｂが切削加工されたレンズ５をレンズ保持体７を介して装着し、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、レンズ用昇降装置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１４（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と研磨剤とによって研磨し、所望のトーリック面に仕上げる。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、ダイヤモンドパウダー等の研磨材（砥粒）を研磨液（例えば硝酸水溶液）に分散させた溶液状のものが用いられる。
【００２３】
図４、図５、図８〜図１０において、前記研磨治具９は、弾性材料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２５と、このバルーン部材２５の下面側開口部を閉塞し内部を気密に保持する固定具２６と、前記バルーン部材２５の内部にエア２３を供給するバルブ２７とで構成されている。
【００２４】
前記バルーン部材２５は、正面視形状が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２５Ａと、このドーム部２５Ａの外周より下方に向かって一体に延設された略楕円形の筒部２５Ｂと、この筒部２５Ｂの後端に一体に延設された環状の内フランジ２５Ｃとで構成されている。
【００２５】
バルーン部材２５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２５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２５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。
【００２６】
前記固定具２６は、積層される内側固定具２９と外側固定具３０の２部材からなり、これらによってバルーン部材２５の前記筒部２５Ｂの下端部と内フランジ２５Ｃを内側と外側から挟持することにより、バルーン部材２５の下面側開口部を気密に封止している。内側固定具２９は、バルーン部材２５の筒部２５Ｂ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２５のドーム部２５Ａとともに密閉空間３２を形成している。
【００２７】
前記外側固定具３０は、上方に開放する楕円形のカップ状に形成された本体３０Ａと、この本体３０Ａの下面に一体に突設された突条体３０Ｂとで構成され、本体３０Ａの凹陥部３６に前記内側固定具２９が前記バルーン部材２５の筒部２５Ｂとともに嵌挿され、複数個の止めねじ３７によって固定されている。これにより、バルーン部材２５の内フランジ２５Ｃは凹陥部３６の底面に押し付けられ、バルーン部材２５の密閉空間３２を気密に保持している。
【００２８】
外側固定具３０の前記突条体３０Ｂは、凹陥部３６の長径方向において本体３０Ａ下面の全長にわたって延在し、この突条体３０Ｂの下面には２つの係合凹部３８，３９と、本体３０Ａの上面に開放する貫通孔４２（図９、図１０）が形成され、左右両側面には係合溝４０（図４、図９）がそれぞれ全長にわたって形成されている。
【００２９】
図５において、前記バルブ２７は、上端部が前記内側固定具２９に設けたねじ孔４１に螺合し、下端部が前記外側固定具３０の貫通孔４２内に位置するバルブ本体４３を備え、このバルブ本体４３内にはボール４４、円錐コイルばね４５，４６、排気用ピン４７、受座４８およびＥリング４９が組み込まれている。
【００３０】
前記バルブ本体４３の内部は、連通孔５２を有する仕切壁５０によって上下２つの室５１ａ，５１ｂに仕切られている。前記ボール４４は、上側の室５１ａに収納され、円錐コイルばね４５によって下方に付勢されることにより、通常前記連通孔５２の上側開口部に形成した弁座５３に着座することにより連通孔５２を閉塞している。
【００３１】
前記排気用ピン４７は、前記下側の室５１ｂに上下動自在に配設されて前記受座４８とＥリング４９を貫通し、円錐コイルばね４６によって下方に付勢されることにより通常前記受座４８に押し付けられている。排気用ピン４７の上端４７ａは前記連通孔５２に遊挿されて前記ボール４４と近接して対向し、下端部４７ｂが前記バルブ本体４３の下方に突出している。
【００３２】
図８、図９、図１２および図１３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、前記バルーン部材２５のドーム部２５Ａ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５５（図１２）と、この研磨部５５の周縁から外側に伸びる複数本の固定片５６とで構成されている。研磨部５５は、外周より中心に向かって形成された複数の溝５７により放射状に分割形成された８個の花弁片５８で構成されている。前記固定片５６は、前記８個の花弁片５８のうち、長軸方向と短軸方向に位置する４つの花弁片５８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。
【００３３】
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図１３に示す締付部材６０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、予めエア２３の供給によってバルーン部材２５のドーム部２５Ａを所定の形状に膨張させた後、このドーム部２５Ａの上に研磨パッド１０の研磨部５５を載置する。次に、締付部材６０の両端部６０ａ，６０ｂを指で挟んでその間隔を狭めることにより締付部材６０を拡径化させ、この状態で締付部材６０を固定片５６に上方から押しつけて下方に折り曲げ外側固定具３０の外周に嵌着する。そして、両端部６０ａ，６０ｂから指を離すと、締付部材６０は元の小径な形状に復帰するため固定片５６を締付けて外側固定具３０の外周に押し付け、もって研磨パッド１０の取付けが終了する。
【００３４】
次に、本発明に係る研磨治具用曲率設定装置の構造等について説明する。
図１〜図６において、全体を符号７０で示す研磨治具用曲率設定装置は、作業台７１上に設置された箱型の筐体７２と、この筐体７２の上面後端部で幅方向中央に立設された縦長箱型のカバー７３とを備え、また筐体７２の一側には、前記バルーン部材２５にエア２３を供給する前記エア供給装置（エアコンプレッサー）７７が配設されている。
【００３５】
前記筐体７２の上面中央には、前記研磨治具９を前後方向に往復移動させる研磨治具搬送装置７４が設置され、前面には操作部８０が設けられ、内部には制御部８２が配設されている。筐体７２の上面板７２Ａは、前記研磨治具搬送装置７４が設置される基台を形成している。
【００３６】
前記カバー７３は前面下部が開放して前記研磨治具搬送装置７４の後半部を収納しており、内部上方には前記バルーン部材２５のドーム部２５Ａの頂点高さを測定する高さ測定装置７５と、この高さ測定装置７５を昇降させる昇降装置７６が配設されている。
【００３７】
前記操作部８０には、電源スイッチ８１、レンズ５の指示書にしたがってバルーン部材２５のドーム部２５Ａの頂点高さを前記制御部８２に入力するための高さデータ入力手段８３、スタート釦８４、一時停止釦８５等が設けられている。この場合、本実施の形態においては、高さデータ入力手段８３として操作釦を用いた例を示しているが、これに限らず例えばキーボード、バーコードリーダ、外部に接続されたコンピュータ、ネットワーク経由でのデータ入力等であってもよい。
【００３８】
前記制御部８２は、高さデータ入力手段８３によって当該制御部８２に入力されたデータに対応する高さと前記高さ測定装置７５の高さ検出手段８８によって検出されたドーム部２５Ａの高さとが等しくなるように前記エア供給装置７７から供給されるエア２３の量を調整する。
【００３９】
前記研磨治具搬送装置７４は、上方および下方に開放した前後方向に長い箱型の固定ケース９０と、この固定ケース９０の上面開口部の一部を覆うように当該ケース９０内に前後方向に移動自在に配設され前記研磨治具９が設置される設置台９１と、この設置台９１を治具装着位置Ｃ１　と高さ測定位置Ｃ２　との２位置間において往復移動させる駆動装置９２等で構成されている。治具装着位置Ｃ１　は、研磨治具搬送装置７４の上面前方位置であり、高さ測定位置Ｃ２　は研磨治具搬送装置７４の上面後方位置で、高さ測定装置７５の真下の位置である。
【００４０】
前記固定ケース９０は、前記筐体７２の基台７２Ａ上に前後に対向して設置された２枚の端板９４，９４（図２）と、これらの端板９４，９４を連結する左右対称的な一対の外枠９６，９６（図４）とで構成されている。外枠９６は、金属板の折曲加工によってコ字状に形成されることにより、垂直板９６ａと、上側水平片９６ｂおよび下側水平片９６ｃとで構成されている。また、上側水平片９６ｂは、図３に示すように全長にわたって幅が一定ではなく、前半部９６ｂ−１の幅が後半部９６ｂ−２の幅より狭く設定されており、左右の外枠９６，９６の上側水平片９６ｂの前半部９６ｂ−１間の間隔Ｄ１　が前記外側固定具３０の突条体３０Ｂの幅より僅かに広く設定されている。一方、後半部９６ｂ−２間の間隔Ｄ２　は、前半部９６ｂ−１間の間隔Ｄ１　より狭く設定され、その対向する内側先端部１９６ｃ，１９６ｃは研磨治具９が高さ測定位置Ｃ２　に移動したとき、前記突条体３０Ｂの係合溝４０（図４）に係入することで、バルーン部材２５へのエア供給時における研磨治具９のエア２３による浮き上がりを規制している。そして、内側先端部分１９６ｃの前端部分１９６ｅは、係合溝４０への係入がスムーズに行くようにするために切り溝１９６ｄの形成によって上方に適宜角度をもって折り曲げられている。
【００４１】
各外枠９６の下側水平片９６ｃは、前記基台７２Ａの上面から離間しており、適宜な隙間Ｇが設定されている。この隙間Ｇは、固定ケース９０の上方側開放部から研磨剤がケース内部に浸入した場合、ケース外部への研磨剤の流出を可能にしている。なお、外枠９６の前後両端は前後の端板９４の内側面に取付けた支持部材１５４によって支持されている。
【００４２】
前記設置台９１は、フッ素樹脂等の摩擦係数の小さい材料によって矩形板状に形成され、上面中央には前記外側固定具３０の突条体３０Ｂが嵌合する嵌合溝９７（図４）が形成されている。また、嵌合溝９７の底面には、注入口部材９８と、前後一対の位置決め用ピン９９ａ，９９ｂ（図１０）が設けられている。一方、設置台９１の下面両側部寄りには、それぞれ前後２つずつ合計４つからなる駆動力伝達用の係合部１００（図４）が形成されている。係合部１００は、水平断面円形（または矩形）の凹部によって形成されている。このような設置台９１は、通常前記研磨治具搬送装置７４の前記治具装着位置Ｃ１　に停止した状態で上方から前記研磨治具９が設置される。設置台９１が高さ測定位置Ｃ２　に位置している状態での嵌合溝９７の上面と前記上側水平片９６ｂの後半部９６ｂ−２の内側先端部１９６ｃ下面との高さ間隔は、前記外側固定具３０の突条体３０Ｂの係合溝４０より下の部分の高さと同じになるように構成されているので、研磨治具９が高さ測定位置Ｃ２　に移動すると、突条体３０Ｂの下面と嵌合溝９７の上面（高さ測定の基準面）とが接触した状態で研磨治具９が固定される。
【００４３】
図５および図６において、前記研磨治具用曲率設定装置７０のエア注入口部９５は、前記注入口部材９８と、この注入口部材９８を覆うカバー部材１０２とで構成されている。
【００４４】
前記注入口部材９８は、円板状の本体９８Ａと、この本体９８Ａの下面中央に一体に突設された雄ねじ部９８Ｂとからなり、本体９８Ａの上面中央に凹部１０３が形成され、内部にはエア注入口１０４が形成されている。前記凹部１０３の内径は、前記排気用ピン４７の下端部４７ｂの外径より大きく設定され、排気用ピン４７の遊嵌を可能にしている。前記エア注入口１０４は、本体９８Ａの中心を通る径方向に形成された横孔１０４Ａと、上端が前記横孔１０４Ａに連通し下端が前記雄ねじ部９８Ｂの下面に開放する垂直な縦孔１０４Ｂとによって形成され、横孔１０４Ａの両端の開口部１０４ａが本体９８Ａの外周面にそれぞれ開放している。なお、横孔１０４Ａはこれに限らず、例えば図５に２点鎖線１０５で示すように斜めに形成し、本体９８Ａの上面外周部に形成した斜面１０６に開口させてもよい。
【００４５】
前記雄ねじ部９８Ｂは、内部に前記縦孔１０４Ｂを有する筒状に形成され、外周に前記設置台９１の上面に形成したねじ孔１１１に螺合する雄ねじが形成されている。前記ねじ孔１１１は前記エア２３の供給通路を形成し、前記エア供給装置７７に配管１１２（図１）を介して接続されている。
【００４６】
前記カバー部材１０２は、ゴム等の弾性材料によってカップ状に形成されることにより、中央に丸い開口１１５を有する円板状の弾性変形部１０２Ａと、この弾性変形部１０２Ａの外周に一体に連設され前記本体９８Ａの外周を取り囲む円筒部１０２Ｂとで構成されている。前記弾性変形部１０２Ａは、通常エア供給時以外は図５に示すように注入口部材９８の上面１１６に密着しており、研磨剤がエア注入口１０４に浸入するのを防止している。
【００４７】
前記円筒部１０２Ｂは、前記弾性変形部１０２Ａより厚肉に形成されて下端部が前記注入口部材９８の本体９８Ａの外周面下端部に溶着等によって固定されている。また、円筒部１０２Ｂの内周面と前記本体９８Ａの外周面との間には、環状の隙間１２０が形成されており、この隙間１２０に前記エア注入口１０４が連通している。また、円筒部１０２Ｂは、外径が前記外側固定具３０の貫通孔４２の孔径と同程度か若干小さく設定されることにより、貫通孔４２への嵌合を容易にしているが、エア２３の供給によってカバー部材１０２の内部圧力、すなわち前記隙間１２０内の圧力が高くなると、外側に弾性変形して前記貫通孔４２の内壁に押し付けられるように構成されている。
【００４８】
前記エア供給装置７７からエア２３を注入口部材９８に供給すると、エア２３はエア注入口１０４を通って隙間１２０に導かれ、カバー部材１０２内の圧力を高める。このため、弾性変形部１０２Ａは図６に示すように上方に弾性変形して注入口部材９８の上面１１６から離間し、バルブ本体４３の下面４３ａに密着し、エア注入口１０４とバルブ２７の下側の室５１ｂ（図５）とを連通させる。エア２３が下側の室５１ｂに供給されると、上記した通り下側の室５１ｂの圧力が上昇するため、この圧力によってボール４４が円錐コイルばね４５に抗して押し上げられて連通孔５２を開く。したがって、エア２３は連通孔５２を通ってバルーン部材２５内に注入され、ドーム部２５Ａを膨張させる。
【００４９】
ドーム部２５Ａの頂部が所定の高さになり、エア２３の供給を停止すると、エア注入口１０４内の圧力が低下するため、弾性変形部１０２Ａは、元の状態に弾性復帰し、注入口部材９８の上面１１６に密着する。また、エア２３の注入停止により、下側の室５１ｂ内の圧力も低下するため、ボール４４が円錐コイルばね４５のばね力によって下降して連通孔５２を閉塞し、もってバルーン部材２５へのエア２３の注入が終了する。なお、バルーン部材２５の内部を大気圧に戻すときは、排気用ピン４７によってボール４４を押し上げてバルブ２７の連通孔５２を開き、バルーン部材２５の密閉空間３２を大気に開放させればよい。
【００５０】
図２および図４において、前記設置台９１を前後方向に直線往復移動させる前記駆動装置９２としては、市販のロッドレスエアシリンダが用いられる。また、このロッドレスエアシリンダ９２は、前後方向に長いシリンダ本体１５０と、このシリンダ本体１５０によって前後方向に直線往復移動される可動部材１５１とで構成されている。シリンダ本体１５０は、上面がガイド部材１５２によって覆われ、下面側に開口部が長手方向の略全長にわたって形成され、内部に図示しないピストンが摺動自在に組み込まれており、前後端が前記各端板９４，９４にそれぞれ固定されている。
【００５１】
前記可動部材１５１は、金属板の折曲げ加工によって正面視形状が上方に開放するコ字状に形成されることにより、底部１５１Ａと、左右方向に対向する一対の側部１５１Ｂ，１５１Ｃとで構成されている。底部１５１Ａは、前記シリンダ本体１５０の下方に位置し、シリンダ本体１５０内のピストンに対して連結部材１５３を介して固定されている。このように形成することにより、簡単な構造で可動部材の移動方向における十分な強度を得ることができる。また、底部１５１Ａは前記基台７２Ａの上面から離間している。
【００５２】
前記各側部１５１Ｂ，１５１Ｃは、上端面の前後端に上方に向かって一体に突設された係合部１５５ａ（図２）をそれぞれ有している。各側部１５１Ｂ，１５１Ｃの係合部１５５ａは、前記設置台９１の係合部１００にそれぞれ下方から係入されており、これらの係合部１００と１５５ａとで前記シリンダ本体１５０の駆動力を前記設置台９１に伝達する駆動力伝達部を形成している。すなわち、ロッドレスエアシリンダ９２の駆動時に係合部１５５ａが係合部１００を押圧するため、設置台９１は可動部材１５１と一体に移動する。なお、係合部１５５ａと係合部１００とは、可動部材１５１の往復移動方向において遊びを有している。このため、駆動装置９２の駆動時には係合部１５５ａが係合部１００と接触し押圧するが、それ以外のときは互いの係合部に対して力を加えないため、可動部材１５１や設置台９１に歪みが生じ難い。また、係合部１５５ａの上端は係合部１００に接触していない。これは、駆動力伝達部が単に駆動力を伝達するだけで、研磨治具９を含む設置台９１の重量を支持しないようにするためである。なお、係合部１５５ａ，１００の数や位置はこれに限定されない。
【００５３】
前記ガイド部材１５２は、前記シリンダ本体１５０の上面全体を覆っており、上面に前記設置台９１が前後方向にスライド自在に載置されている。また、ガイド部材１５２は、左右両側端に下方にそれぞれ折り曲げ形成された折曲片１５２ａ，１５２ａを一体に有している。ガイド部材１５２はシリンダ本体１５０の上面に必要により介在部材１５６を介して載置され、ガイド部材１５２の前後両端は前後の端板９４の内側面に取付けた支持板１５７によって支持されている。前記ガイド部材１５２は前記シリンダ本体１５０の上面全体を覆っているので、固定ケース９０上方の開口から浸入した研磨剤が前記シリンダ本体１５０に直接降りかかるのを防止している。なお、ガイド部材１５２のシリンダ上面への設置方法はこれに限らず、例えばシリンダ本体１５０の上面に直接固定してもよい。このようにした場合、ガイド部材１５２をシリンダ本体１５０の上面に設置しているので、ガイド部材１５２を固定ケース９０内に横架するための部材を必要としないかあるいは簡素化でき、装置の軽量化、コストの低減ができる。そして、装置組立の際の位置合わせも容易である。
【００５４】
図２において、前記昇降装置７６は、前記カバー７３の背面板に垂直に取付けられたＺ軸ガイド１６０と、前記高さ測定装置７５が搭載されたスライダ１６１と、このスライダ１６１を前記Ｚ軸ガイド１６０に沿って昇降させる駆動装置１６２等で構成されている。
【００５５】
前記高さ測定装置７５は、下方に前記高さ検出手段８８を備え、この高さ検出手段８８によってドーム部材２５のドーム部２５Ａの頂点高さを検出し、その検知信号を前記制御部８２に送出するように構成されている。高さ測定装置７５としては、接触によってドーム部２５Ａの頂点高さを検知するセンサが用いられるが、これに限らず非接触で検出する光学的なセンサであってもよい。
【００５６】
前記制御部８２は、入力された頂点高さのデータに応じて高さ測定装置７５の高さを変える機能と、高さ測定装置７５による検知信号に応じて前記配管１１２の途中に設けたバルブ１６６（図１）を開閉しエア２３の供給を制御する機能とを有している。
【００５７】
次に、曲率設定方法および研磨治具用曲率設定装置７０によるバルーン部材２５の曲率設定操作の手順を図１５に示すフローチャートに基づいて説明する。
作業開始前に予め基準面の高さ（設置台９１の嵌合溝９７の上面の高さ）を零に合わせておく。次に、電源スイッチ８１をＯＮにし（ステップ２００）、設置台９１を治具装着位置Ｃ１　に移動復帰させる（ステップ２０１）。次に、高さ測定装置７５を原点位置に復帰させる（ステップ２０２）。
【００５８】
次に、研磨すべきレンズ５の指示書の加工指示欄に記載されている研磨治具９を選択して設置台９１に設置する。このとき、バルーン部材２５には研磨パッド１０が未だ取付けられていない。研磨治具９を設置台９１に設置するには、図５に示すように研磨治具９を設置台９１に載置して注入口部材９８を貫通孔４２にカバー部材１０２を介して嵌挿するとともに、図１０に示す位置決め用凹部３８，３９と位置決めピン９９ａ，９９ｂを係合させることにより、研磨治具９を設置台９１に対して前後左右方向に位置決めすればよい。この状態において、バルブ本体４３の下面４３ａが図５に示すようにカバー部材１０２の弾性変形部１０２Ａの上面と僅かな隙間を保って対向し、排気用ピン４７の下端部が凹部１０３内に遊挿され、バルーン部材２５へのエア２３の供給が可能な状態となる。また、設置台９１に設置された研磨治具９のバルーン部材２５の頂点高さのデータを指示書にしたがって確認し、そのデータを高さデータ入力手段８３により制御部８２に入力する（ステップ２０４）。
【００５９】
データ入力と研磨治具９の設置台９１への設置が終了すると、スタート釦８４を操作する（ステップ２０５）。これにより、昇降装置７６が駆動して高さ測定装置７５がＺ軸ガイド１６０に沿って下降を開始する（ステップ２０６）。高さ測定装置７５は、高さ検出手段８８の高さが制御部８２に入力した頂点高さのデータと等しくなるまで下降する。
【００６０】
また、高さ測定装置７５の下降開始と略同時にエアシリンダ９２が駆動して設置台９１が治具装着位置Ｃ１　から高さ測定位置Ｃ２　へ移動を開始する（ステップ２０７）。この設置台９１の移動は、ロッドレスエアシリンダ９２の可動部材１５１がシリンダ本体１５０によって移動されると、可動部材１５１の係合部１５５ａ（図４）が設置台９１の係合部１００を可動部材１５１の移動方向に押圧し、設置台９１をガイド部材１５２の上面に沿って移動させることにより行われる。高さ測定装置７５と設置台９１のそれぞれの移動速度は、設置台９１の高さ測定位置Ｃ２　への到着が高さ測定装置７５の所定位置到着より先になるように設定されている。
【００６１】
高さ測定装置７５と研磨治具９が所定位置に移動し、その移動完了が確認されると（ステップ２０８）、制御部８２からの信号によってバルブ１６６を開き、エア供給装置７７からエア２３を注入口部材９８に供給し、バルーン部材２５への注入を開始する（ステップ２０９）。バルーン部材２５にエア２３が供給されると、ドーム部２５Ａは密閉空間３２内の圧力上昇に伴い徐々に膨張して頂点高さが高くなる。そして、頂点高さが所定の高さ、すなわち制御部８２に入力した値と等しくなると、高さ検出手段８８がその高さを検知し（ステップ２１０）、高さ測定装置７５が検知信号を制御部８２に送出する。そして、制御部８２はこの検知信号に基づいてバルブ１６６を閉じ、エア供給装置７７からのエア２３の供給を停止させる（ステップ２１１）。
【００６２】
前記密閉空間３２にエア２３を注入し、ドーム部２５Ａを膨張させると、ドーム部２５Ａの中心軸を含む断面の曲率半径が楕円の短軸方向（図８Ｙ方向）で最小となり、長軸方向（図８Ｘ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２５Ａの曲率半径は、図１１に示すようにドーム部２５Ａの中央高さ（頂点高さ）に応じて変化するため、高さ測定装置７５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２５Ａの曲率半径を所望の曲率半径にすることができる。なお、図１１はドーム部２５Ａの長軸が９０ｍｍ、長軸に対する短軸の比率が０．９のバルーン部材２５を備えた研磨治具９における治具高さ（研磨治具底面からドーム部中央までの高さ）とドーム部２５Ａの曲率半径の関係を示す図である。
【００６３】
バルーン部材２５に対するエア２３の注入が終了すると、高さ測定装置７５を原点位置に復帰させ（ステップ２１２）、設置台９１を治具装着位置Ｃ１　に復帰させ（ステップ２１３）、さらに研磨治具９を設置台９１から取外すと（ステップ２１４）、研磨治具用曲率設定装置７０によるバルーン部材２５の曲率設定操作が終了し（ステップ２１５）、電源スイッチをＯＦＦにする（ステップ２１６）。さらに、他のバルーン部材２５の曲率設定操作を継続して行う場合は、上記ステップ２０３以下の操作を繰り返し行う。
【００６４】
バルーン部材２５にエア２３が注入された研磨治具９は、設置台９１から取外された後、研磨パッド１０が取付けられ、図７に示した研磨装置１の揺動装置８に装着されることにより、レンズ５の凹面研磨に供される。
【００６５】
このような研磨治具用曲率設定装置７０においては、駆動装置１６２としてステッピングモータを用い、高さ測定装置７５を上下動させることによりバルーン部材２５のドーム部２５Ａの頂点高さを高精度に測定することができる。例えば、０．１ｍｍ程度の僅かな高さの変化の測定が可能である。また、頂点高さによる曲率の測定は、バルーン部材２５が経時変化により劣化していてもドーム部２５Ａの頂点高さが制御部８２に入力したデータと一致するまでドーム部２５Ａを膨張させるだけでよいので、ドーム部２５Ａの内圧測定に比べてバルーン部材２５の劣化による影響が少なく、レンズ５の凹面５ｂの曲率に近づけることができる。また、頂点高さにより曲率を設定していることから、周囲温度の影響を受けない。
【００６６】
また、作業者は研磨治具９を設置台９１の上に設置して高さデータ入力手段８３を操作し、頂点高さのデータを制御部８２に入力するだけでよく、設置台９１による研磨治具９の搬送、エアの供給、停止および頂点高さの測定については自動的に行われるため、作業者の負担が軽減される。
【００６７】
さらに、治具装着位置Ｃ１　と高さ測定位置Ｃ２　との間を研磨治具搬送装置７４によって接続し、治具装着位置Ｃ１　において設置台９１に研磨治具９が設置されると、高さ測定位置Ｃ２　に研磨治具９を自動的に搬送するようにしているので、作業者の負担が軽減され、研磨治具９を誤って高さ検出手段８８に当てたりすることがない。
【００６８】
また、研磨治具搬送装置７４の駆動装置としてエアシリンダ９２を用い、下面側に開放部を設け、この下面側開放部を介してシリンダ本体１５０内のピストンと可動部材１５１の底部１５１Ａを連結部材１５３によって連結しているので、研磨剤がエアシリンダ９２に降りかかってもシリンダ本体１５０の内部に浸入し難い。さらに、シリンダ本体１５０の上面をガイド部材１５２によって覆うと、研磨剤がシリンダ本体１５０に直接降りかからないため、さらに浸入し難くなる。さらに、固定ケース９０の下方を開放し基台７２Ａとの間に適宜な隙間Ｇを設けているので、上方からケース内に侵入した研磨剤は前記隙間Ｇから外部に排出され、内部に溜まることがない。
【００６９】
また、設置台９１と可動部材１５１とを動力伝達用の係合部１００，１５５ａによって互いに係合させているので、設置台９１の移動時の負荷を軽減することができる。すなわち、可動部材１５１に対する設置台９１の取付け構造として、止めねじによって強固に固定した場合は、止めねじを締め付ける際に加えられた外力が可動部材１５１や設置台９１に多少なりとも歪みを生じさせ、その歪みが生じたまま固定される。また、固定後に加えられた外力、例えば研磨治具を設置台９１に取付け取外しする際に加えられた力などにより、可動部材１５１や設置台９１に歪みが生じそれが残存する場合もある。また、可動部材１５１と設置台９１との間の膨張率の違いによって歪みが生じる場合もある。このように可動部材１５１や設置台９１に歪みが生じると、研磨治具搬送装置の寸法にくるいが生じ、特に研磨治具９を搬送する際に接触する部分の寸法に影響をする寸法のくるいが生じた場合、研磨治具９を搬送する際の負荷（摺動抵抗）を増大させ、円滑な移動が得られなくなり、研磨治具９の搬送に支障が出る場合がある。このため、大きな駆動力で駆動するようにしなければならないという問題がある。一方、止めねじによって設置台９１と可動部材１５１を固定せず単に設置台９１をガイド部材１５２上に載置し、可動部材１５１の係合部１５５ａを設置台９１の係合部１００に係入させた構造においては、設置台９１、可動部材１５１が歪んだりすることがないため、研磨治具９を搬送するときの摺動抵抗の増大を防止することができ、小さな駆動力で円滑に移動させることができる。
【００７０】
さらに、ガイド部材１５２によって設置台９１を摺動自在に支持し、可動部材１５１の係合部１５５ａを設置台９１の係合部１００に下方から係入しているので、可動部材１５１はエアシリンダ９２の駆動時に係合部１５５ａによって係合部１００を設置台９１の移動方向に押圧するだけで、設置台９１を支持する必要がない。このため、設置台９１の重量が可動部材１５１に加わらず、可動部材１５１や設置台９１の変形を防止することができる。
【００７１】
図１６は本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
この実施の形態においては、ガイド部材１５２’が外枠９６に取付けられている以外は上記した実施の形態と全く同一である。ガイド部材１５２’は設置台９１の両側部を摺動自在に支持している。この場合もシリンダ本体１５０の開口部が下向きなので研磨剤が浸入し難い。また、設置台９１はガイド部材１５２’で支持され、可動部材１５１の係合部１５５ａは設置台９１の係合部１００と垂直方向において接触していないことから、設置台９１の重量や研磨治具９の取付け取外しの際に加えられた力などが可動部材１５１に加えられないため、可動部材１５１や設置台９１に歪みが生じ難い。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る研磨治具用曲率設定装置によれば、簡単な構造で研磨治具搬送時の負荷を小さくすることができる。これにより駆動力の小さい駆動装置を使用することができ、装置の小型化、コストの低減ができる。また、研磨治具搬送装置に研磨剤が降りかかっても、駆動装置内部には浸入せず、さらにケース内に浸入した研磨剤も外部に確実に排出されるため、故障が少なく研磨治具搬送装置の耐久性を向上させることができ、また保守、掃除も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研磨治具用曲率設定装置の一実施の形態を示す正面図である。
【図２】同じく曲率設定装置を示す側断面図である。
【図３】設置台に研磨治具を設置した状態を示す平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線における拡大断面図である。
【図５】エア注入口部の構造とバルブを示す断面図である。
【図６】エア供給時の弾性部材の状態を示す断面図である。
【図７】同じく曲率設定装置が用いられる研磨装置の概略構成図である。
【図８】研磨パッドが取付けられた研磨治具を示す平面図である。
【図９】同じく研磨治具を示す底面図である。
【図１０】図８のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】研磨治具の高さとバルーン部材のドーム部の曲率半径との関係を示す図である。
【図１２】研磨パッドを示す平面図である。
【図１３】研磨パッドの締付部材を示す斜視図である。
【図１４】（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ある。
【図１５】曲率設定装置によるバルーン部材の曲率設定操作の手順を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…研磨装置、５…レンズ、５ａ…凸面、５ｂ…凹面、８…揺動装置、９…研磨治具、１０…研磨パッド、２３…エア、２５…バルーン部材、２５Ａ…ドーム部、２７…バルブ、７０…研磨治具用曲率設定装置、７２Ａ…基台、７４…研磨治具搬送装置、７５…高さ測定装置、７７…エア供給装置、８３…高さデータ入力手段、８８…高さ検出手段、９０…固定ケース、９１…設置台、９２…駆動装置（エアシリンダ）、９４…端板、９６…外枠、１００…係合部、１５０…シリンダ本体、１５１…可動部材、１５２…ガイド部材、１５３…連結部材、１５５ａ…係合部、Ｃ１　…治具装着位置、Ｃ２　…高さ測定位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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