(57)【要約】【課題】  研磨パッドを用いてレンズを研磨加工する際には、研磨パッドが剥がれることなく、研磨パッドを廃棄する際には容易に剥がすことができるレンズの製造方法を提供する。【解決手段】  弾性部材からなる中空ドーム２を備えたポリシャヘッド１の中空ドーム２の表面２ａに研磨パッド３を貼り付けた後、プレス装置６０の受け台６１と加圧冶具６２とで挟んで、７５ｋｇ程度の力でプレスする。これにより、研磨工程では剥がれない程度に研磨パッド３を中空ドーム部２の表面２ａに取り付けできる。一方、接着力の強い接着剤は用いないので、研磨パッド３を破棄するときは、研磨パッド３を中空ドーム部２から容易に剥がすことができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空ドーム状の弾性部材を備えた研磨冶具の前記弾性部材の表面の少なくとも一部に研磨パッドを取り付ける準備工程と、
前記研磨パッドが取り付けられた前記研磨冶具によりレンズを研磨する研磨工程とを有するレンズの製造方法であって、
前記準備工程は、粘着層を介して前記研磨パッドが取り付けられた前記弾性部材を前記表面および裏面の両側から挟んで加圧するプレス工程を備えているレンズの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記プレス工程では、前記中空ドーム状の弾性部材の前記表面および裏面の形状にほぼ一致する形状のプレス型に前記弾性部材を挟み込む、レンズの製造方法。
【請求項３】
請求項２において、前記表面に当たる第１のプレス型および前記裏面に当たる第２のプレス型のいずれか一方は弾性体であり、他方は剛体である、レンズの製造方法。
【請求項４】
請求項１において、前記プレス工程では、前記弾性部材を少なくとも５０ｋｇの力により加圧する、レンズの製造方法。
【請求項５】
請求項１において、前記プレス工程では、前記弾性部材を５０ｋｇ〜１００ｋｇの力により加圧する、レンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨冶具に取り付けられた研磨パッドにより、レンズを研磨する工程を有するレンズの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡などに用いられるレンズを製造する工程では、仕上げ寸法よりも肉厚の厚い一般的にセミフィニッシュレンズと呼ばれるレンズ（以下セミフィニッシュレンズとする）を製造し、そのセミフィニッシュレンズを研磨加工する。研磨加工する際は、アロイと呼ばれる低融点合金を用いてセミフィニッシュレンズを研磨用の保持具に取り付ける。この保持具に取り付けたセミフィニッシュレンズを装用者の処方に応じてほぼ所望の形状となるように荒削りした後、ラッピング加工に似た砂掛け加工と研磨加工が施され、レンズの光学面を精密に仕上げる。
【０００３】
砂掛け加工と研磨加工では、アルミニウム、硬化プラスチック、発泡ウレタン等を素材とする研磨皿が用いられる。研磨皿の表面には、加工の目的に応じて異なる種類の研磨パッドが貼り付けられ、砂掛け加工および研磨加工が行われる。まず、砂掛け加工は、荒削りされた表面をある程度の表面粗さになるまで平滑にするとともに、荒削り時に発生した形状誤差を研磨皿形状に合うように削りとることを目的とするプロセスである。そのため、＃３００から＃１２００程度のメッシュのファイニングパッドと呼ばれる砂掛け加工用の研磨パッドを研磨皿の表面に貼り付け、水をかけながらセミフィニッシュレンズの表面を研磨する。前工程の荒削りの状態によって異なるが、最終的にはＲｍａｘで１０μｍ以下の表面粗さが得られるまで２回以上に分けて加工される。
【０００４】
次の、研磨加工は、砂掛け加工された表面を更に平滑にし、所望の光学面に仕上げることを目的とするプロセスである。研磨加工では、砂掛け加工で使用した研磨皿かこれと同一形状の研磨皿の表面に不織布でできた研磨加工用の研磨パッドを貼り付け、スラリー状の遊離砥粒を供給しながらセミフィニッシュレンズの表面を研磨する。
【０００５】
特許文献１には、研磨皿の代わりに、ゴム等の弾性材よりなる中空ドームの天井外表面に研磨パッドを貼り付ける方法が開示されている。この方法は、中空ドーム内に供給されるエアーの量に応じて中空ドームの天井部の突出量を回転軸が回転中であっても任意に調整することができるので、被研磨面が非球面であっても自由に追従して連続的に効率良く研磨することができる。また、研磨皿を取り替えることなく、一台でいろいろな曲率に対応することができるので、維持費も安く、取り扱いも容易であるというメリットもある。
【０００６】
研磨加工で使用される研磨パッドは、湾曲した面に密着するように花びら形状に先端が分割されており、中空ドームの表面に直接貼り付けられる。研磨パッドは、セミフィニッシュレンズを１つまたは複数加工する度に貼り替える、いわゆるディスポーザブルタイプが一般的に使用されている。研磨パッドも不均一に磨耗する可能性があるので、セミフィニッシュレンズの表面全体を均等な圧力で研磨できなくなったり、研磨パッドの表面にゴミなどが残ると、レンズ表面の精度が低下する要因になるからである。
【特許文献１】特開平８−２０６９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
弾性体からなる中空ドーム状の研磨冶具（本明細書においてはポリシャヘッドと称する）に研磨パッドを取り付けた場合、中空ドームの曲率を変えることができるので、中空ドームの表面が多少でも伸び縮みすることになり、研磨皿と比較したときに研磨パッドが剥がれやすくなる。特に、周縁部が鋭角なプラスチックレンズ等の光学部品を研磨する場合には、ワークであるセミフィニッシュレンズをポリシャヘッドに押し付けた力でポリシャヘッドがワーク形状に応じて変形する。このため、研磨パッドとポリシャヘッドとの間の接着力が研磨に耐え得る強度を保持できず、鋭角な周縁部が接着部分に侵入し易くなり、研磨パッドがポリシャヘッド表面から剥がれてしまう。研磨パッドが剥がれると、剥がれた研磨パッドが折り重なり、これが原因でワーク表面に研磨キズをつけてしまう。このため、大抵の場合は所望の外観品質を得ることができなくなり、歩留り低下の原因になる。
【０００８】
その一方で、接着性の非常に高い接着剤で研磨パッドをポリシャヘッドに取り付けてしまうと、簡単には剥がれなくなるので、研磨パッドを簡単に交換できない。研磨パッドを交換するときにポリシャヘッドに損傷を与えると、ポリシャヘッドの耐久性が低下し、さらには、空気圧で変形しなくなる。研磨パッドをポリシャヘッドに密着させている接着剤を溶剤で溶かすような方法も考えられるが、その作業自体に手間がかかり、溶剤の後処理も面倒である。さらに、ポリシャヘッドの素材も溶剤に耐えうるものにしないといけないので、高価になってしまう。
【０００９】
そこで、本発明においては、研磨中は、研磨パッドがポリシャヘッドから剥がれにくく、研磨パッドの交換は容易に行えるようなレンズの製造方法を提供することを目的としている。そして、歩留まり良く、研磨キズをつけることなく、レンズを研磨できるレンズの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明においては、研磨パッドを通常の両面テープなどの剥がし易い粘着あるいは接着剤で研磨冶具に取り付けると共に、プレス機でプレスすることにより研磨パッドとの密着度を高め、研磨中は剥がれず、研磨パッドを交換するときは剥がし易い状態を作っている。すなわち、本発明のレンズの製造方法は、中空ドーム状の弾性部材を備えた研磨冶具の弾性部材の表面の少なくとも一部に研磨パッドを取り付ける準備工程と、研磨パッドが取り付けられた研磨冶具によりレンズを研磨する研磨工程とを有し、準備工程は、粘着層を介して研磨パッドが取り付けられた弾性部材を表面および裏面の両側から挟んで加圧するプレス工程を備えている。
【００１１】
発明者らの実験によると、研磨パッドを貼り付けただけではなく、プレス機械によりプレスすることで研磨加工中に研磨パッドが剥がれることを防止することができる。一方、プレスしただけであるので、研磨パッドと弾性部材との接着力はそれほど大きく変化せず、研磨パッドを剥がす手間あるいは作業はほとんど変らずに、簡単に行える。したがって、本発明により、研磨中は、研磨パッドがポリシャヘッドから剥がれにくく、研磨パッドの交換は容易に行えるようなレンズの製造方法を提供できる。そして、研磨加工中に研磨パッドが剥がれることがなくなり、ワークであるセミフィニッシュレンズにダメージを与えずに済み、歩留まりを向上し、高性能のレンズを低コストで提供できる。
【００１２】
さらに、プレス工程では、中空ドーム状の弾性部材の表面および裏面の形状にほぼ一致する形状のプレス型に弾性部材を挟み込むようにすることが望ましい。研磨パッドを貼り付けた後にプレスすることにより、研磨加工中に研磨パッドが剥がれるのを防止できるので、接着力あるいは粘着力としては、市販の両面テープなどの力で十分であり、研磨パッドが剥がれる原因は実効的な接触面積が十分でなかったり、微細な気泡などにより接着面積が十分でなかったりする可能性がある。中空ドーム状の弾性部材の表面および裏面の形状にほぼ一致する形状のプレス型に弾性部材を挟み込むことで、研磨パッド全体がほぼ均一に加圧されるので、研磨パッドと中空ドームとの間にある微な空気を追い出しやすくなり、また、研磨パッドの周辺部に漏れなく圧力を加えることができる。
【００１３】
さらに、弾性部材の表面に当たる第１のプレス型および裏面に当たる第２のプレス型のいずれか一方は弾性体であり、他方は剛体であることが望ましい。一方を弾性体にすることで、中空ドームの形状に沿って圧力を加え、研磨パッド全体に圧力をさらに加え易くなる。そして、他方を剛体にすることにより、研磨パッドに十分な圧力を加え易くなる。
【００１４】
プレス工程では、弾性部材を少なくとも５０ｋｇの力により加圧することが望ましい。中空ドームの表面に貼り付けられた研磨パッドを手で押す程度では、圧力が不足し、また、研磨パッド全体にほぼ均一な圧力をほとんど同時に加えることはできない。このため、研磨パッドの耐久性を向上する点では効果がそれほど見られず、研磨中に研磨パッドが剥がれる可能性を払拭できない。これに対し、油圧あるいは空気圧を用いたプレス機械であれば、研磨パッド全体を均一な力で加圧し易い。しかしながら、プレス機械のランニングコスト、作業時間、研磨冶具の弾性部材の耐久性および寿命などを考慮すると、中空ドームに加える圧力はできるだけ小さいことが望ましい。発明者らの実験によると、少なくとも５０ｋｇで加圧することにより研磨中に研磨パッドが剥がれる確率を大幅に低減できる。一方、中空ドームを１００ｋｇ以上に加圧しても、研磨中に研磨パッドが剥がれる割合に有意な差は見られない。したがって、プレス工程では、弾性部材を５０ｋｇ〜１００ｋｇの力により加圧することが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、中空ドーム状の弾性部材の表面に研磨パッドを貼り付けた後に、機械的にプレスすることにより研磨パッドと弾性部材との密着性を、研磨工程では剥がれず、研磨パッドの交換には支障にならない程度に向上できる。したがって、研磨加工を含むレンズの製造過程における歩留まりを向上でき、品質のよいレンズを低コストで提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、レンズの製造過程において、レンズを研磨加工する概略工程をフローチャートにより示してある。ステップ３１に示すように、研磨冶具であるポリシャヘッドの表面に研磨パッドを貼り付ける。図２に断面により示すように、本例のポリシャヘッド１は、全体は円盤状で、中央の上方に凸に湾曲した中空ドーム部２と、中空ドーム部２の周辺を補強するように平坦に形成されたフランジ部５とを備えている。中空ドーム部２は、ゴムあるいはその他の弾性シートにより形成されており、ポリシャヘッド１によりワークである眼鏡レンズのセミフィニッシュレンズを研磨するときに、中空ドーム部２の内部に供給される圧縮空気などの圧力流体により適当な内圧が保持され、ドーム状の形状を保持しながらワークの凹面の曲率に追従して変形し、レンズの全面を均等に研磨加工できるようになっている。
【００１７】
中空ドーム２を構成する弾性シート（弾性部材）は、例えば、厚みが０．１から１０ｍｍ程度のゴム製であり、耐久性と変形容易性を考えると、特に０．２から５ｍｍ程度の厚みのものが望ましい。さらに、弾性部材は、ＪＩＳ−Ａ硬さ（タイプＡデュロメータ）１０〜１００、ヤング率１０２〜１０３Ｎ・ｃｍ−２の物性値を備えたものが用いられている。中空ドーム２を構成する弾性シート（弾性材）としては、他に、天然ゴム、ニトルゴム、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴム、フッ素ゴム等のゴム、ポリエチレン、ナイロン等の熱可塑性樹脂、スチレン系、ウレタン系等の熱可塑性樹脂エラストマーなどがある。
【００１８】
本例の研磨パッド３としては、株式会社スリーエム社製の不織布タイプの研磨パッド（商品名：ブルーパッド）が用いられている。研磨パッド３は、他に、フェルト、不織布等の布、ポリウレタン製等の多孔質素材で構成されるシート、合成樹脂製のシートに短繊維が植毛されたものがある。
【００１９】
ステップ３１の段階では、研磨パッド３は裏面に設けられた粘着層４により中空ドーム２の表面２ａに取り付けられている。粘着層４としては、株式会社積水化学社製の両面接着テープ（型番＃５９５）を用いることができる。この両面接着テープは、基材が和紙で、アクリル系粘着材層を備え、粘着力は１０００ｇ／２５ｍｍである。
【００２０】
次に、ステップ３２において、研磨パッド３が貼り付けられた中空ドーム部２をプレスする。図３に示すように、プレス機６０は、ゴムなどの弾性体でドーム型に凹んだ受け台（プレス型）６１と、中空ドーム部２とほぼ同じ曲面を備えた下に凸のコマ型の金属性の加圧型（プレス型）６２と、これらの型６１および６２の間に圧力を発生させるプレス部（油圧プレス）６３を備えている。受け台６１に、研磨パッド３が取り付けられたポリシャヘッド１を、ドーム部２が下に凸になるようにセットし、プレス部６３を作動させて、ドーム部２を加圧する。これにより、中空ドーム部２の表面および裏面を、それらの形状にほぼ一致する形状のプレス型により挟み込んでプレスすることができる。プレス部６３の圧力は７５ｋｇ程度を目安にセットされている。受け台（下型）６１を剛体にして、上型６２を弾性的な型にすることも可能である。ドーム部２の表面２ａには研磨パッド３が取り付けられており、研磨パッド３の厚みは薄いが若干突き出た状態になる。したがって、微小ではあるが段差のある形状に面する受け台（下型）６１を、弾性的な部材により構成することが望ましい。
【００２１】
ステップ３３において、研磨パッド３が取り付けられたポリシャヘッド１によりワークであるレンズを研磨する。図４に、ステップ３３の研磨工程で使用される研磨装置７０の一例を示してある。この研磨装置７０は、研磨パッド３が貼り付けられたポリシャヘッド１と、ワークであるレンズ７を、低融点金属やワックスなどの接合材７９により取り付けて支持する支持部７８とを備えている。そして、ポリシャヘッド１の研磨パッド３にかかるようにレンズ７を当て、ポリシャヘッド１の内部に適当な圧力の圧縮空気などの圧力流体７２を供給して中空ドーム部２の形状をレンズ７に沿った形状となるように維持し、研磨パッド３とワーク７とが密接した状態にする。さらに、研磨パッド３に研磨剤７７を供給しながらポリシャヘッド１とワーク７の双方を所定の回転数で回転させ、ワーク７を研磨する。
【００２２】
所定の個数のワーク７の研磨工程が終了すると、ステップ３４でポリシャヘッド１から研磨パッド３を剥ぎ取って廃棄し、クリーニングなどを行ってポリシャヘッド１をリフレッシュした後に、ステップ３１に戻って新しい研磨パッド３を貼り付ける。
【００２３】
図５に、プレス工程（ステップ３２）における加圧条件を変えることによる、研磨加工（ステップ３３）に対する影響を調べた実験結果を示してある。図５には、研磨パッド３を貼り付けた状態でドーム部２をプレスする圧力を、０ｋｇから、２５ｋｇピッチで、２００ｋｇまで変化させたときのポリシャヘッド１に対する影響と、研磨加工（ステップ３３）における研磨パッド３の剥れ数を示してある。各プレス圧において、各々５０回の実験を繰り返し、その結果を示してある。なお、５０回の実験で１以上の破損あるいは剥がれが発生すると、実際には利用できないと判定している。
【００２４】
図５から分かるように、プレス圧が２５ｋｇ以下においては、研磨加工中に研磨パッド３が剥がれることがあり、ワーク７にキズを付ける可能性が残るので好ましくない。一方、プレス圧が５０ｋｇ以上においては、５０回の実験では、研磨パッドが剥がれることはなく、レンズの製造過程の実際の研磨工程においても、研磨加工中に研磨パッドが剥がれる可能性は非常に小さいと考えられる。ポリシャヘッド１の損傷状態、例えば、プレスにより傷がついたり、研磨パッドの跡が残って面が荒れたりするような状態が発生するか否かを同時に確認したが、いずれの圧力においても、そのような痕跡は見られなかった。したがって、本実験より、研磨パッド３を中空ドーム部２に貼り付けた状態でプレスするステップ３２において、５０ｋｇ以上の圧力を加えることにより、研磨パッド３が研磨加工中に剥がれることをほぼ完全に防止できることが分かる。
【００２５】
一方、プレス圧を２００ｋｇまで上げても、ポリシャヘッド１に悪影響は見られず、研磨パッド３の剥がれ数にも変化は見られなかった。プレス装置６０により加えられる圧力は低い方が、プレスに要する時間、消費電力、作業上の危険性などすべての点において好ましい。しかしながら、５０ｋｇのプレス圧が下限であるとすると、ステップ３２において圧力を５０ｋｇに調整することは、万一、ポリシャヘッド１の中空ドーム部２に印加される圧力にアンバランスが発生すると部分的に加圧が不足する可能性がある。したがって、プレス圧は５０〜１００ｋｇの範囲が好ましく、さらには、上述したような７５ｋｇにプレス圧をセットしておくことが望ましい。
【００２６】
粘着材４を変えなくても、機械的にプレスすることにより研磨パッド３の剥がれが防止できる理由は明確ではない。しかしながら、研磨パッド３と中空ドーム部２とを挟み込んでプレスすることにより、研磨パッド３、粘着材（両面テープ）４と中空ドーム部２のそれぞれの間にある微小な気泡などに起因する小さな隙間を閉じ、研磨パッド３が中空ドーム部２から浮いた部分をなくすことができ、研磨パッド３の接触面積を増加できるためと考えられる。特に、研磨パッド３の周辺部の接触面積を増加することにより、研磨パッド３の周辺から剥がれることを防止できるので、研磨工程（ステップ３３）において剥がれ難くなると考えられる。
【００２７】
一方、接着剤を強化せずに、プレスすることにより研磨パッド３が研磨工程（ステップ３３）中に剥がれる問題を解決できるので、ステップ３４において研磨パッド３を剥がして捨てるプロセスは変えずに済み、ポリシャヘッド１をリフレッシュする手間が増えるのを防止できる。
【００２８】
なお、本願の発明者らが別途行った実験によると、ポリシャヘッド１と研磨パッド３の密着性（接着性）をより向上させるために、プレス工程（ステップ３２）の前に、研磨パッド３を貼りつけた状態でポリシャヘッド１を加熱することも有用であることが分かっている。加熱条件としては、２０℃から１００℃が望ましく、最も望ましくは７０℃±５℃である。加熱時間は、１０分間が有効である。加熱温度が高すぎると研磨パッド３およびポリシャヘッド１の材質に悪影響を与える可能性がある。また、研磨パッド３は使い捨て型（ディスポーザブルタイプ）であり、ステップ３４で破棄するので、粘着力が強すぎると、上記で説明したように、研磨パッド３を取り替える際に剥がすのが困難になる。一方、加熱温度が低すぎると、接着力を増加させるために費やす時間が長くなりすぎて生産性がダウンするので好ましくない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る製造プロセスを示しフローチャートである。
【図２】ポリシャヘッドの中空ドーム部の表面に研磨パッドが貼られる様子を示す断面図である。
【図３】研磨パッドを接着したポリシャヘッドを、加圧冶具に取り付けて、プレスする様子を示す図である。
【図４】研磨装置の概要を示す図である。
【図５】プレス工程における加圧条件を変えた実験結果を示す表である。
【符号の説明】
【００３０】
１  ポリシャヘッド、２  中空ドーム部、３  研磨パッド、４  粘着層
７  ワーク（レンズ）
６０    プレス装置、６１  受け台、６２  加圧冶具、６３  プレス部
７０    研磨装置
【図１】
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【図２】
2004276229.tif 000004
【図３】
2004276229.tif 000005
【図４】
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【図５】
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