(57)【要約】【課題】ＮＣ制御によるカーブジェネレータによって切削加工された光学レンズの切削面の変曲点近傍に生成されるバックラッシュ等による加工段差を研磨によって確実に取り除くことができ、外観品質、光学精度、寸法精度等の高精度な光学レンズを得る。【解決手段】ＮＣ制御による切削機によって切削加工されたレンズ５の切削面５ｂを研磨パッド１０を取付けた研磨治具と研磨剤を用いて研磨する。研磨に当たっては、硬質のフェルトからなる研磨パッド１０を用いて２回研磨する。第１の研磨工程では、砥粒の平均粒径が１．４〜３．０μｍの研磨剤を用いて２〜６分間荒研磨し、変曲点近傍に発生した加工段差Ｍを取り除く（図１３（ａ））。第２の研磨工程では、新しい研磨パッド１０と交換し、砥粒の平均粒径が０．５〜１．２μｍの研磨剤を用いて３０秒〜１分間仕上げ研磨する（図１３（ｂ））。【選択図】　　　　図１３
2004082324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＣ制御による切削機によって切削加工された光学レンズの切削面を研磨パッドを取付けた研磨治具と研磨剤を用いて研磨する方法において、
前記研磨治具は、弾性材料よりなり内部に流体が供給されることにより表面が膨張してドーム状に変形されるバルーン部材を備え、
前記研磨パッドは、硬質の材料からなり、前記バルーン部材のドーム状表面上に取付けられ、
前記切削面の変曲点近傍に発生している加工段差を取り除く第１の研磨工程と、この第１の研磨工程によって研磨された研磨面を仕上げ研磨する第２の研磨工程とを備え、
前記第１の研磨工程で用いられる研磨剤の砥粒の平均粒径を前記第２の研磨工程で用いられる研磨剤の砥粒の平均粒径より大きくするとともに、第１の研磨工程の研磨時間を第２の研磨工程の研磨時間より長くして研磨する光学レンズの研磨方法。
【請求項２】
請求項１記載の光学レンズの研磨方法において、
第１の研磨工程において砥粒の平均粒径が１．４〜３．０μｍ、研磨時間が２〜６分で、
第２の研磨工程において砥粒の平均粒径が０．５〜１．２μｍ、研磨時間が３０秒〜１分である光学レンズの研磨方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の光学レンズの研磨方法において、
各研磨工程毎に新しい研磨パッドを用いて研磨する光学レンズの研磨方法。
【請求項４】
請求項１，２，３のうちのいずれか１つに記載の光学レンズの研磨方法において、
研磨パッドは硬質のフェルトまたは発泡ウレタンからなる光学レンズの研磨方法。
【請求項５】
ＮＣ制御による切削機によって切削加工された光学レンズの切削面を研磨パッドを取付けてなる研磨治具と研磨材を用いて研磨する方法において、
前記研磨治具は、弾性材料よりなり内部に流体が供給されることにより表面が膨張してドーム状に変形されるバルーン部材を備え、
前記研磨パッドは、前記バルーン部材のドーム状表面上に取付けられ、
前記切削面の変曲点近傍に発生している加工段差を取り除く研磨工程を備え、
前記研磨パッドを前記切削面に押し当てた時のこの研磨パッドの前記加工段差に対する形状追随性は、前記ドーム状表面を前記切削面に押し当てた時のこのドーム状表面の前記加工段差に対する形状追随性よりも低い光学レンズの研磨方法。
【請求項６】
請求項５記載の光学レンズの研磨方法において、
前記研磨パッドの硬さは７０〜８５（ＪＩＳ−Ａ）の範囲内である光学レンズの研磨方法。
【請求項７】
請求項５または６記載の光学レンズの研磨方法において、
前記研磨工程における前記ドーム状表面中央部の硬さは５〜６０（ＪＩＳ−Ａ）の範囲内である光学レンズの研磨方法。
【請求項８】
請求項５，６，７のうちのいずれか１つに記載の光学レンズの研磨方法において、
前記研磨パッドは硬質のフェルトまたは発泡ウレタンからなる光学レンズの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学レンズの研磨方法に関し、特にプラスチックレンズの切削加工された曲面を弾性材料よりなる研磨治具を用いて研磨する場合に好適な研磨方法に関する。
【０００２】
従来、仕上がり寸法よりも肉厚のレンズ（例えば、セミフィニッシュレンズ）を切削、研磨して光学レンズを製造する方法としては、切削機（以下、カーブジェネレータという）によって砂掛けしろ、研磨しろを見込んだ所定の面形状に切削する切削工程と、ラッピング加工に似た砂掛け工程（加工皿を使用）と、研磨装置による研磨工程（研磨皿を使用）の３工程によって製作していた。しかし、最近では高速で高精度のＮＣ（数値）制御のカーブジェネレータが使用されるようになり、切削加工を行なった後研磨することで砂掛け工程を省略し、製造工程を実質的に２工程としている。上記したような高精度なＮＣ制御のカーブジェネレータとしては、一般に市販されているものを使用できる。
【０００３】
ＮＣ制御によるカーブジェネレータで所定の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と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。しかしながら、このような方法で研磨する場合、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、保管場所も広い収納スペースを必要とし、その管理が煩雑であった。
【０００４】
また、球面、トーリック面だけではなく、非球面（頂点から周辺にかけ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。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するための方法として、例えば可撓性シートを用いた研磨装置および研磨治具が知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１１７６０４号公報
【０００７】
前記特開２０００−１１７６０４号公報に記載された研磨装置は、被研磨物を保持する保持具と、流体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り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。
【０００８】
研磨に当たっては、可撓性シートの内圧を変化させることで、ドームの曲率を変化させるようにしている。また、凹面がトーリック面で互いに直交する方向での曲率が大幅に異なる場合、球面状のドームではこのような凹面に追随できないおそれがあるため、可撓性シートの互いに直交する方向の一方の方向の両端部近傍において、押え治具を可撓性シートに押し付けて流体圧によるシートの膨らみ方を抑制することにより、ドームの曲率を互いに直交する方向で異ならせて被研磨物のトーリック面に近づけるようにしている。
【０００９】
このように、流体圧と押え治具とによってドームの曲率を変化させると、１つの治具で広い範囲の凹面形状に対応できるため、凹面の形状毎に異なった研磨治具を用意する必要がなく、研磨治具の数を大幅に削減することができる利点がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ＮＣ制御によるカーブジェネレータによってレンズの凹面を切削加工する場合は、バックラッシュ現象により切削面に加工段差（うねり）が生成されるという問題があった。すなわち、レンズを切削するツール（バイト）は上下左右方向にも移動するというように変曲点を有する複雑な動きをするが、バイトをボールねじを使って移動させている場合、ボールねじの回転方向が変わるときに、ボールねじの遊びにより生じるバックラッシュ等により、変曲点近傍に図１８に示すように数μｍ程度の加工段差Ｍが発生する。また、バイトをリニアモータを使って移動させている場合も移動方向が逆向きになるときの制御の遅れ等により同様の加工段差が発生する。したがって、この加工段差Ｍを次の研磨工程で除去し、所望の曲率の凹面に仕上げる必要がある。なお、図１８において、（ａ）は研磨パッドＰによる研磨中、（ｂ）研磨後の状態を示すもので、Ｓはレンズの凹面、Ｔは研磨治具のバルーン部材（後述する）である。
【００１１】
しかしながら、流体圧によって膨らませてドーム状表面を形成するような研磨治具を用いて研磨する場合は、研磨面が弾性力を有していることから従来金属製の研磨治具に使用しているような比較的柔らかい研磨パッドＰ（例えば、不織布製）を用いて凹面Ｓを研磨しても、図１８（ｂ）に示すように加工段差Ｍの形状に研磨パッドおよびドーム状表面が追随してしまうため加工段差Ｍを完全には取り除くことができず、依然として１〜２μｍ程度の加工段差Ｍが残ってしまうという問題があった。この場合、研磨時間を長くして通常の研磨しろに加えて加工段差分の研磨しろを加えた分だけ研磨すれば、加工段差Ｍを取り除くことができるが、その場合は必要以上に研磨しなければならないため研磨時間が長時間になるばかりか、レンズの外観品質、光学精度が悪化するという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明者らは研磨時間だけでなく研磨パッドの材質、その硬さ、研磨材（砥粒）の平均粒径、研磨回数、ドーム状表面の硬さ等の研磨条件を種々変更して実験を行なったところ、硬質の研磨パッドを用いると、加工段差を確実かつ短時間に取り除くことができることを見出した。また、研磨パッドの硬さをドーム状表面の硬さより硬くすることでより良好に研磨できることを見出した。具体的には、２回研磨する場合は、１回目の研磨工程においては砥粒の平均粒径が１．４〜３．０μｍの研磨剤を用いて２〜６分程度荒研磨すると、加工段差を確実に取り除くことができ、２回目の研磨工程においては砥粒の平均粒径が０．５〜１．２μｍの研磨剤を用いて３０秒〜１分程度仕上げ研磨を行うとレンズの外観品質、光学精度等を損なうことがなく高精度に研磨することができることを見出した。
【００１３】
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、ＮＣ制御によるカーブジェネレータによって切削加工された光学レンズの切削面の変曲点近傍に生成されるバックラッシュ等による加工段差を確実に取り除くことができ、外観品質、光学精度等の高精度な光学レンズを製造し得るようにした光学レンズの研磨方法を提供することにある。
【００１４】
【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、ＮＣ制御による切削機によって切削加工された光学レンズの切削面を研磨パッドを取付けた研磨治具と研磨剤を用いて研磨する方法において、前記研磨治具は、弾性材料よりなり内部に流体が供給されることにより表面が膨張してドーム状に変形されるバルーン部材を備え、前記研磨パッドは、硬質の材料からなり、前記バルーン部材のドーム状表面上に取付けられ、前記切削面の変曲点近傍に発生している加工段差を取り除く第１の研磨工程と、この第１の研磨工程によって研磨された研磨面を仕上げ研磨する第２の研磨工程とを備え、前記第１の研磨工程で用いられる研磨剤の砥粒の平均粒径を前記第２の研磨工程で用いられる研磨剤の砥粒の平均粒径より大きくするとともに、第１の研磨工程の研磨時間を第２の研磨工程の研磨時間より長くして研磨するものである。
【００１５】
第１の発明において、硬質の研磨パッドは、軟質のものに比べて変形し難く、砥粒を切削面に強く押し付ける。また、第１の研磨工程では、砥粒の平均粒径が大きく、研磨時間が長いので、切削面を荒研磨し加工段差を取り除く。第２の研磨工程では、第１の研磨工程に比べて砥粒の平均粒径が小さく研磨時間が短く、第１の研磨工程で研磨された研磨面を仕上げ研磨する。
【００１６】
第２の発明は上記第１の発明において、第１の研磨工程において砥粒の平均粒径を１．４〜３．０μｍ、研磨時間を２〜６分とし、第２の研磨工程において砥粒の平均粒径を０．５〜１．２μｍ、研磨時間を３０秒〜１分としたものである。
【００１７】
第２の発明においては、第１の研磨工程で砥粒の平均粒径が１．４〜３．０μｍ、研磨時間が２〜６分であると、加工段差を確実に取り除くことができる。第２の研磨工程で砥粒の平均粒径が０．５〜１．２μｍ、研磨時間が３０秒〜１分であると、第１の研磨工程によって研磨された研磨面を仕上げ研磨することができる。
【００１８】
第３の発明は上記第１または第２の発明において、各研磨工程毎に新しい研磨パッドを用いて研磨するものである。
【００１９】
第３の発明においては、研磨パッドが各研磨工程毎に新しいものに交換されるので、第１の研磨工程で用いられた研磨パッドに付着している砥粒が第２の研磨工程で研磨面を研磨することがない。
【００２０】
第４の発明は上記第１、第２、第３の発明のうちのいずれか１つにおいて、研磨パッドが硬質のフェルトまたは発泡ウレタンからなるものである。
【００２１】
第４の発明において、硬質のフェルトや発泡ウレタンからなる研磨パッドを使用して研磨した場合、レンズ表面性状（粗さ、形状、だれ等）が良好に研磨される。
【００２２】
第５の発明は、ＮＣ制御による切削機によって切削加工された光学レンズの切削面を研磨パッドを取付けてなる研磨治具と研磨材を用いて研磨する方法において、前記研磨治具は、弾性材料よりなり内部に流体が供給されることにより表面が膨張してドーム状に変形されるバルーン部材を備え、前記研磨パッドは、前記バルーン部材のドーム状表面上に取付けられ、前記切削面の変曲点近傍に発生している加工段差を取り除く研磨工程を備え、前記研磨パッドを前記切削面に押し当てた時のこの研磨パッドの前記加工段差に対する形状追随性は、前記ドーム状表面を前記切削面に押し当てた時のこのドーム状表面の前記加工段差に対する形状追随性よりも低いものである。
【００２３】
第５の発明においては、研磨パッドの加工段差に対する形状追随性がドーム状表面の追随性より低いので、加工段差に対しては研磨パッドが比較的硬いため追随し難く、確実に研磨除去することができるとともに、レンズ切削面形状に対してはドーム状表面が比較的柔らかいため良く追随するため、複雑な凹面形状であっても研磨が可能である。また、ドーム状表面の方が柔らかいことから研磨パッドの表面にドーム状表面が密着し、研磨パッドに均一に力が加わる。
【００２４】
第６の発明は、上記第５の発明において、前記研磨パッドの硬さが７０〜８５（ＪＩＳ−Ａ）の範囲内であるものである。
【００２５】
第６の発明においては、研磨パッドの硬さを７０〜８５（ＪＩＳ−Ａ）の範囲内としているので、良好に研磨することができる。
【００２６】
第７の発明は、上記第５または第６の発明において、前記研磨工程における前記ドーム状表面中央部の硬さは５〜６０（ＪＩＳ−Ａ）の範囲内であるものである。
【００２７】
第７の発明においては、ドーム状表面中央部の硬さを５〜６０（ＪＩＳ−Ａ）の範囲内としているので、良好に研磨することができる。
【００２８】
第８の発明は、上記第５、第６、第７の発明のうちのいずれか１つにおいて、前記研磨パッドが硬質のフェルトまたは発泡ウレタンからなるものである。
【００２９】
第８の発明においては、硬質のフェルトや発泡ウレタンからなる研磨パッドを使用して研磨した場合、レンズ表面性状（粗さ、形状、だれ等）が良好に研磨される。
【００３０】
【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は研磨治具の平面図、図５は研磨パッドが取付けられた同研磨治具の平面図、図６は同研磨治具の底面図である。図７は図５のＶＩＩ　−ＶＩＩ　線断面図、図８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、図１３（ａ）は本発明による研磨中の研磨面を示す図、（ｂ）は研磨後の研磨面を示す図、図１４は研磨剤の砥粒の粒径と粒度分布を示す図表、図１５は研磨剤の比重、平均粒径およびＰＨ値を示す図表、図１６はカーブジェネレータの概略図である。
【００３１】
第１の実施の形態においては、被研磨物として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研磨装置に適用した例を示す。また、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。
【００３２】
レンズ５の製造は、最初にレンズ５の凸面５ａにレンズ保持体７を取付け、このレンズ保持体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、同様にレンズ保持体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。
【００３３】
レンズ５をレンズ保持体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体７を取付ける。
【００３４】
前記レンズ保持体７は、図２に示すように工具鋼等からなるヤトイ１３と、このヤトイ１３と前記レンズ５の凸面５ａとの間に介在される接着剤１６とで構成されている。接着剤１６としては、通常低融点の合金（以下アロイという：ａｌｌｏｙ、例えば、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃｄ、Ｉｎの合金、融点約４７℃）が用いられる。レンズ５とヤトイ１３をアロイ１６を介して固着するには、先ず図３に示すようにレイアウトブロッカーの取付台１５の凹陥部１５ａにヤトイ１３を嵌着する。また、取付台１５の上面にブロッキングリング１４をヤトイ１３の外周を取り囲むように載置して位置決めピン１７で位置決めするとともに固定具１８により固定する。次に、保護フィルム１２が密着されたレンズ５をブロッキングリング１４の上に凸面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の上面によって囲まれた空間に溶融したアロイ１６を充填して冷却固化させる。なお、ヤトイ１３とブロッキングリング１４は、レンズ５の度数、外径、凸面５ａの曲率に応じて大きさの異なるものが用いられる。
【００３５】
このようにしてレンズ保持体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体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。第１の実施の形態では、ＮＣ制御のカーブジェネレータとしてはシュナイダー社製のＨＳＣ１００−Ａを使用した。
【００３６】
図１６は上記したシュナイダー社製カーブジェネレータＨＳＣ１００−Ａを示す概略構成図で、レンズ素材Ａを切削加工する場合、切削ツール（バイト）として焼結した多結晶ダイヤモンドや単結晶の天然ダイヤモンドを切削刃Ｂとして使用している。切削加工では、下軸Ｃ側にレンズＡを取付け、下軸Ｃは移動せず軸回転を行い、上軸Ｄのバイトはレンズ外周から半径方向と上下方向の２軸制御を行い、合計３軸で制御を行って加工する。カーブジェネレータの下軸Ｃは１つで、上軸Ｄは荒切削用の第１のバイトＦが取付けられた第１の上軸部Ｇと、仕上げ切削用の第２のバイトＨが取付けられた第２の上軸部Ｉとの２つを備え、固定された下軸Ｃに対して上軸Ｄがスライドして第１と第２の上軸部Ｇ，Ｉを切り替える構造となっている。このようなカーブジェネレータの加工精度は３μｍ以内（レンズ径５０ｍｍ）、最大表面粗さＲｙは０．３〜０．５μｍ程度である。
【００３７】
このような装置を使用して切削したレンズ５には、凹面５ｂの変曲点近傍に、バックラッシュ等のため、図１３（ａ）に示すように１〜２μｍ程度の加工段差Ｍが存在している。
【００３８】
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って研磨される。以下、本発明に係る研磨方法を採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に設けられレンズ５の凸面５ａをレンズ保持体７（図２）を介して保持するレンズ取付部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。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。
【００３９】
前記揺動装置８は、垂直な回転軸２１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。
【００４０】
切削を終えたレンズ保持体７付きのレンズ５は、前記アーム４のレンズ取付部６にレンズ５の凹面５ｂを下にして装着される。
【００４１】
図４〜図７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２５と、このバルーン部材２５の背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の内部に圧縮空気を供給するバルブ２７とで構成されている。
【００４２】
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、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。また、内フランジ２５Ｃの内端には、上方に突出した環状の係止部２８が一体に設けられている。この係止部２８は、後述する内側固定具２９と係合することでバルーン部材２５と内側固定具２９を仮固定し、研磨治具９の組み立てを容易にするとともに、外側固定具３０を取付けたときにバルーン部材２５が固定具２６から外れるのを防止し、かつ内部の密閉を確実にする。バルーン部材２５の材質としては、例えば硬度が２０〜５０度（ＪＩＳ　Ｋ　６２５３　タイプＡ、以下ＪＩＳ−Ａ）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。
【００４３】
前記固定具２６は、前記内側固定具２９と外側固定具３０との２部材からなり、これらによってバルーン部材２５の内フランジ２５Ｃと係止部２８を内側と外側から挟持することにより、バルーン部材２５の背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、表面側外周縁が面取りされ、裏面外周部に前記内フランジ２５Ｃが嵌合する環状溝３１が形成されている。また、環状溝３１の内周には、前記係止部２８が嵌合する環状の溝３１ａが形成されている。環状溝３１の深さＷは、内フランジ２５Ｃの厚さ（Ｔ）より若干小さく設定されている。また、内側固定具２９は、高さが筒部２５Ｂの高さより低く設定されることにより、バルーン部材２５の内部に前記バルーン部材２５とともに密閉空間３２を形成している。
【００４４】
図７において、前記外側固定具３０は、上方に開放するカップ状に形成されることにより、円板状の底板３０Ａと、この底板３０Ａの上面外周に一体に突設された円筒部３０Ｂとからなり、円筒部３０Ｂの内側が前記内側固定具２９が前記バルーン部材２５の筒部２５Ｂとともに嵌挿される凹陥部３６を形成している。内側固定具２９は、前記バルーン部材２５の筒部２５Ｂとともに凹陥部３６に嵌挿され、外側固定具３０の下面側から複数個の止めねじ３７によって凹陥部３６内に固定され、バルーン部材２５の内フランジ２５Ｃを凹陥部３６の底面に押し付けることによりバルーン部材２５の背面側開口部を外側固定具３０とともに気密に封止する。
【００４５】
このような外側固定具３０は、底面に設けた係合凹部３８および係合溝３８’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。外側固定具３０の凹陥部３６は、前記バルーン部材２５の筒部２５Ｂの外形と略同一の大きさで、深さが１０ｍｍ程度で筒部２５Ｂの高さより低い楕円形の凹部を呈する。したがって、バルーン部材２５を固定具２６に取付けた状態において、筒部２５Ｂは外側固定具３０より上方に突出している。このように外側固定具３０の高さを低くしておくと、レンズ５の研磨時に研磨治具９を首振り旋回運動させてもレンズ５と外側固定具３０との干渉を防止することができる。なお、外側固定具３０の外形は円形にしているが、これは後述する締付部材７０が締付け時に略円形のリング状の場合、均等に力が加わるようにするためである。
【００４６】
図９において、前記バルブ２７は、上端部が前記内側固定具２９に螺合によって取付けられ、下端部が前記外側固定具３０に形成した貫通孔４２内に位置するバルブ本体４３を備え、このバルブ本体４３内にボール５０、円錐コイルばね５１，５３、排気用ピン５２、受座５５およびＥリング５６が組み込まれている。
【００４７】
前記バルブ本体４３の内部は、仕切壁４６によって上下２つの室４７ａ，４７ｂに仕切られており、これら両室を仕切壁４６に設けた中心孔４８によって連通させている。前記ボール５０は、上側の室４７ａに収納され、円錐コイルばね５１よって下方に付勢されることにより、通常前記中心孔４８を閉塞している。
【００４８】
前記排気用ピン５２は、前記下側の室４７ｂに上下動自在に配設され、前記円錐コイルばね５３によって下方に付勢されることにより通常前記受座５５に押し付けられている。排気用ピン５２の上端は、前記中心孔４８内に挿入されて前記ボール５０と近接して対向し、下端部が前記バルブ本体４３の下方に突出している。
【００４９】
前記外側固定部材３０の前記貫通孔４２は、バルーン部材２５の密閉空間３２への圧縮空気の供給時に流体供給口形成部材６１にＯリング６０を介して接続される。供給口形成部材６１は、図示しない空気供給装置に接続されている。貫通孔４２を流体供給口形成部材６１に接続し、空気供給装置からの圧縮空気Ａを前記貫通孔４２に供給すると、貫通孔４２およびバルブ２７の下側の室４７ｂ内の圧力が徐々に高くなり、その圧力でボール５０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２７が開き、圧縮空気Ａがバルブ２７を通ってバルーン部材２５の密閉空間３２に供給され、ドーム部２５Ａを膨張させる。ドーム部２５Ａ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４７ｂ内の圧力が低下し大気圧となるため、ボール５０が円錐コイルばね５１の力により下降して中心孔４８を閉塞する。しかる後、流体供給口形成部材６１を貫通孔４２から抜き取ることにより、バルーン部材２５への圧縮空気の供給を終了する。なお、バルーン部材２５内の圧縮空気を抜いてドーム部２５Ａを元の自然な形状に戻すときは、排気用ピン５２を手で円錐コイルばね５３に抗して押し上げてボール５０を仕切壁４６の着座面から浮き上がらせればよい。ボール５０を突き上げると、小孔４８が開き、密閉空間３２が大気圧になるため、ドーム部２５Ａは自己のもつ復元力により元の形状に復帰する。
【００５０】
前記密閉空間３２に圧縮空気を前記バルブ２７を介して供給し、前記ドーム部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２５Ａの曲率半径は、図８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、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２５Ａの曲率半径を所望の曲率半径とすることができる。なお、図８はドーム部２５Ａの長軸が９０ｍｍφ、長軸に対する短軸の比率が０．９のバルーン部材を備えた研磨治具における治具高さ（研磨治具底面からドーム部中央までの高さ）とドーム部の曲率半径の関係を示す図である。
【００５１】
ドーム部２５Ａの形状をレンズ５の凹面５ｂにより近づけるには長軸、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。ドーム部２５Ａの曲率半径を、レンズ５の凹面５ｂの曲率半径よりも小さく設定すると、レンズ凹面をドーム部２５Ａに押し付ける際に凹面の中央部とドーム部の中央部との間に隙間が生じ難くなるのでより良い。なお、ここで使用した研磨治具９の空気注入前の高さ（密閉空間３２の気圧が大気圧に等しいときの治具高さ）は３０ｍｍである。
【００５２】
ここで、第１の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）、屈折率１．７、凹面５ｂのベースカーブ０．００〜１１．２５〔Ｄ〕、乱視度数範囲０．００〜４．００〔Ｄ〕のレンズの研磨を行なうのに、バルーン部材２５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２５が略円形で外径が１００ｍｍの１種類の計９種類の研磨治具９を用意し、これらを適宜選定し使い分ける。
【００５３】
研磨治具９の選定は、レンズ径と研磨面の曲率によって適宜選定されるが、同一径のレンズの場合、曲率が大きくなるほど長軸が小さい研磨治具を使用するとよい。例えば、直径が７０ｍｍのトーリックレンズを研磨する場合、ベースカーブ０．００〜１．５０〔Ｄ〕で乱視度数０．００〜２．００〔Ｄ〕の場合は長軸１００φ（ｍｍ）の研磨治具、同ベースカーブで乱視度数２．２５〜４．００〔Ｄ〕以上の場合は９０φの研磨治具、ベースカーブ１．７５〜６．００〔Ｄ〕で乱視度数０．００〜４．００〔Ｄ〕の場合は長軸９０φの研磨治具（ただし、ベースカーブ２．７５〜６．００〔Ｄ〕でかつ乱視度数が２．２５〜４．００〔Ｄ〕の場合は８０φ）、ベースカーブ６．２５〜１１．２５〔Ｄ〕で乱視度数０．００〜４．００〔Ｄ〕の場合は長軸８０φの研磨治具（ただし、ベースカーブ１０．００〜１１．２５〔Ｄ〕でかつ乱視度数が２．２５〜４．００〔Ｄ〕の場合は除く）を使用し、ドーム部２５Ａの高さ、圧力、回転速度、研磨時間を適宜設定することで全度数範囲を研磨できることを確認した。
【００５４】
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、例えば発泡ポリウレタン、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厚さ１ｍｍ程度のシート材によって形成されたもので、図５、図７および図１０に示すように前記バルーン部材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６３と、この研磨部６３の周縁から外側に伸びる複数本の固定片６４とで構成されている。
【００５５】
前記研磨部６３は、外周より中心に向かって形成された複数の溝６５により放射状に形成された８個の花弁片６６で構成されている。各花弁片６６は、中心側の幅が狭く、外周側の幅が広くなるように平面視台形状に形成されている。前記固定片６４は、前記８個の花弁片６６のうち、長軸方向と短軸方向に位置する合計４つの花弁片６６の外縁に径方向にそれぞれ延設されている。固定片６４の幅は、花弁片６６の外縁の幅より狭く設定されている。これは、研磨中にバルーン部材２５の変形や固定片６４が後述する締付部材７０から引き出された際、固定片６４が撓み易くするためである。
【００５６】
前記固定片６４は、幅が広すぎると柔軟性に欠けて撓み難くなり、狭すぎると強度的に弱くなるため研磨時に破断し易くなる。したがって、固定片６４の幅は強度と柔軟性を考慮して決められる。例えば、厚さ１ｍｍのフェルトを使用した場合、幅は５〜１５ｍｍ程度とすることが望ましい。５ｍｍ以下では耐久性が低下し、１５ｍｍ以上であると柔軟性が低下し、バルーン部材２５の変形に追随しずらくなる。固定片６４の数としては、２つ以上で一定の間隔をおいて配置されることが望ましい。なお、固定片６４の数が多すぎると、固定片６４と後述する締付部材７０との接触面積が大きくなり、固定片６４にかかる締付部材７０の圧力が分散されて小さくなるため外れ易くなる。反対に少なすぎると研磨パッド１０の研磨治具９に対する安定した固定が得られなくなる。したがって、固定片６４の数としては３〜５つ程度であると、より望ましい。
【００５７】
前記研磨パッド１０は硬質のものを使用することが好ましく、硬質のフェルトや発泡ウレタンを使用することがより好ましい。硬質の研磨パッドを使用することにより、研磨の際、研磨パッドをレンズ切削面に押し当てたときの研磨パッドの加工段差に対する形状の追随がある程度抑制されるため加工段差を取り除くことができる。
【００５８】
また、研磨パッドをレンズ切削面に押し当てた時の研磨パッドの加工段差に対する形状追随性は、前記ドーム状表面をレンズ切削面に押し当てた時のドーム状表面の加工段差に対する形状追随性よりも低くなるように設定して研磨することが好ましい。このように設定すると、研磨パッドよりドーム状表面の方が柔らかいことから、研磨の際、研磨パッドをレンズ切削面に押し当てたときに、ドーム状表面が変形して研磨パッドを切削面の形状に追随させることができるため、カーブジェネレータにより高精度に切削された切削面の面形状を維持しつつ良好に研磨できるとともに、加工段差に対しては研磨パッドの方が硬いため形状の追随がある程度抑制され加工段差を取り除くことができる。また、ドーム状表面の方が研磨パッドより柔らかいことから、研磨パッドをレンズ切削面に押し当てた時にドーム状表面が研磨パッド裏面に密着するため、レンズ研磨面に対して均等に力が加わり良好に研磨することができる。
【００５９】
研磨パッド１０の硬さはバルーン部材のドーム状表面の中央部の硬さより硬く、好ましくは７０〜８５（ＪＩＳ−Ａ）である。この範囲にすることにより、研磨パッドの加工段差に対する形状の追随が適度に抑制され加工段差を取り除くことができるとともに、レンズ切削面に対して適度に追随するため研磨が十分にされない部分が生じるということがない。
【００６０】
研磨パッドの硬さの測定には、ＪＩＳ　Ｋ６２５３タイプＡのデュロメータ（テクロック社製ＧＳ−７１９Ｎ）を使用した。測定は、測定する研磨パッドを６ｍｍを超えるまで積み重ね、それを水平な台の上に載せた状態で前記デュロメータを垂直に一定速度で押し付けて密着させ、最大値を読み取って測定した。また、バルーン部材のドーム状表面中央部の硬さも上記デュロメータを使用して測定した。測定は、研磨治具に空気を供給した状態で研磨治具を水平な台の上に載置し、前記デュロメータをドーム状表面の中央部（頂点部）に一定速度で押し付け、最大値を読み取って測定した。このような測定によるバルーン部材２５のドーム状表面中央部の硬さは５〜６０（ＪＩＳ−Ａ）が好ましい。この範囲内にすることにより、研磨パッドの裏面にドーム状表面を密着させながら研磨パッドをレンズ切削面の形状に追随させることができ、研磨をより良好に行うことができる。
【００６１】
このような研磨パッド１０は、前記締付部材７０によって前記研磨治具９に着脱自在に取付けられる。前記締付部材７０は、図１１に示すように適宜な太さの線ばね７１を円形に折り曲げて両端部７１ａ，７１ｂを互いに交差させたもので、自然状態で前記外側固定具３０の外径より小さい直径を有し、また両端部７１ａ，７１ｂが外側にそれぞれ折り曲げられている。締付部材７０のリング形状は、締付け時に前記各固定片６４に均等に力が加わるように外側固定具３０の外形に合わせて適宜設定する。なお、外側固定具３０の外形が円形で、締付部材７０の締付け時のリング形状が円形の場合は、向きを合わせる必要がないため望ましい。
【００６２】
前記研磨パッド１０を研磨治具９に取付けるには、先ず圧縮空気の供給によってバルーン部材２５を所定のドーム形状とした後、その上に研磨部６３を載置する。次に、締付部材７０の両端部７１ａ，７１ｂを指先で挟んでその間隔を狭めることにより締付部材７０を拡径化し、この状態で締付部材７０を研磨パッド１０の固定片６４に上方から押しつけてこれらの固定片６４を下方に折り曲げ外側固定具３０の外周に接触させる。そして、両端部７１ａ，７１ｂから指先を離すと、締付部材７０は元の形状に復帰して固定片６４を外側固定具３０の外周に締付け固定し、もって研磨パッド１０の取付けが終了する。したがって、接着剤を必要とせず、取付け取外し作業が簡単である。
【００６３】
このような構造からなる研磨装置１は、アーム４のレンズ取付部６にレンズ５をレンズ保持体７を介して装着し、揺動装置８の上面に研磨パッド１０が取付けられた研磨治具９を取付け、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、所望のトーリック面に仕上げる。研磨しろは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）を研磨液に分散させた溶液状のものが用いられる。
【００６４】
さらに本発明に係る研磨方法について詳述する。
研磨に当たっては、上記した通りＮＣ制御のカーブジェネレータにより切削されたレンズ５の凹面５ｂには、図１３（ａ）に示したようにバックラッシュ等に起因して発生する加工段差Ｍが変曲点近傍の切削痕に含まれているので、この加工段差Ｍを研磨によって除去する必要がある。加工段差Ｍを研磨によって取り除く場合、硬質のパッドとある程度の大きさの粒径の砥粒を使用することで好適な研磨力が得られるが、これのみでは研磨時の粒径が影響して研磨の表面粗さに限界がある。このため、本発明においては、研磨条件、特に砥粒の粒径と研磨時間を変えて２回研磨することにより、精緻に鏡面仕上げして加工段差Ｍを取り除くようにしている。
【００６５】
具体的には、カーブジェネレータによって高精度に切削加工された切削面をその面形状を維持しながら荒研磨するとともに加工段差Ｍを取り除く第１の研磨工程と、この第１の研磨工程によって研磨された研磨面を仕上げ研磨する第２の研磨工程を行う。第１の研磨工程では平均粒径が１．４〜３．０μｍの砥粒（酸化アルミナ）を研磨液（例えば、硝酸水溶液）に分散させた研磨剤を用いる。第１の実施の形態では、平均粒径１．５μｍの酸化アルミナからなる研磨剤（以下、研磨剤Ａという）を使用した。温度を８〜１４℃に制御して荒研磨し、研磨時間は２〜６分、研磨圧は１０〜４００ミリバール、回転速度は４００〜６００ｒｐｍである。この第１の研磨工程により研磨加工前に存在していた切削痕はなくなり、加工段差Ｍも図１３（ｂ）に示すように略完全に取り除かれる。
【００６６】
引き続き第２の研磨工程を行う。この第２の研磨工程では第１の研磨工程で使用した研磨パッド１０を新しいものと交換する。また、平均粒径が０．５〜１．２μｍ程度の砥粒（酸化アルミナ）を研磨液（例えば、硝酸水溶液）に分散させた研磨剤を用いて仕上げ研磨する。第１の実施の形態では、平均粒径０．８μｍの酸化アルミナからなる研磨剤（以下、研磨研磨剤Ｂという）を使用した。用いて研磨時間は３０秒〜１分程度、研磨圧は１０〜４００ミリバール、回転速度は４００〜６００ｒｐｍである。
【００６７】
図１４は研磨剤Ａと研磨剤Ｂの砥粒の粒径と粒度分布を示す図である。同図において、曲線Ｓ１　は研磨剤Ｂの粒度分布、曲線Ｓ２　は研磨剤Ａの粒度分布を示す。
この図から明らかなように、研磨剤Ｂは粒度分布のばらつきが少なく、仕上げ研磨に適している。
【００６８】
図１５は研磨剤Ａと研磨剤Ｂの比重、平均粒径およびＰＨ値を示す図である。
【００６９】
研磨装置１によるレンズ５の研磨が終了すると、レンズ５を研磨装置１から取り外して目視による外観検査とレンズメータによる度数検査とジルコンランプの透過光によるレンズ内面の投影検査と非点収差の光学性能検査を行う。検査結果からも、上記した本発明に係る研磨方法によって研磨されたレンズ５は外観品質、光学精度、寸法精度ともに十分に満足いくものであった。
また、硬質のフェルトからなる研磨パッド１０を用いているので、軟質の研磨パッドを用いた従来の研磨方法に比べて必要以上に研磨しろを大きくする必要がなく研磨時間を短縮することができる。
【００７０】
次に、本発明に係る研磨方法の第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、本願の請求項５〜請求項８に記載の発明において、１回研磨で研磨する場合の例である。
【００７１】
第２の実施の形態においては、レンズ５の凸面５ａと凹面５ｂがともに自由曲面からなり、この両面５ａ，５ｂを組み合わせることにより累進効果が得られる累進多焦点プラスチックレンズの凹面５ｂを研磨する場合に適用した例を示す。研磨するレンズ５としては上記した第１の実施の形態と同様にウレタン系またはエピチオ系の合成樹脂からなる凸面５ａ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。
【００７２】
レンズ５の切削方法は、切削する凹面形状が自由曲面形状である以外は上記した第１の実施の形態と同じなのでその説明を省略する。
以下、第２の実施の形態に係る研磨方法について、第１の実施の形態と相違する点を中心に説明する。研磨に使用する装置、研磨治具および研磨パッドについても第１の実施の形態と同じなのでその説明を省略する。
【００７３】
研磨に当たっては、第１の実施の形態でも説明した通り、ＮＣ制御のカーブジェネレータにより切削されたレンズ５の凹面５ｂには、図１３（ａ）に示したようにバックラッシュ等に起因して発生する加工段差Ｍが変曲点近傍の切削痕に含まれているので、この加工段差Ｍを研磨によって除去する必要がある。第２の実施の形態では、研磨パッドの加工段差Ｍに対しての形状追随性をバルーン部材２５のドーム状表面の形状追随性より低くすることにより加工段差Ｍを取り除くことを可能にしている。
【００７４】
第２の実施の形態ではバルーン部材２５はゴム硬度３５度と５０度（ＪＩＳ−Ａ）の２種類を使用し、厚さはいずれも２ｍｍで等厚のものを使用した。
【００７５】
研磨パッド１０は第１の実施の形態と同様に硬質のものを使用し、その硬さをバルーン部材２５のドーム部表面の硬さより硬くなるように設定して研磨した。つまり、研磨パッド１０をレンズ切削面に押し当てた時の研磨パッド１０の加工段差Ｍに対する形状追随性は、ドーム状表面を切削面に押し当てた時の加工段差Ｍに対する形状追随性よりも低くなるように設定した。このようにすることにより、第１の実施の形態と同様、微小な加工段差Ｍに対しては研磨パッド１０の追随がある程度抑制され、加工段差Ｍを取り除くことができるとともに、切削面全体の面形状についてはドーム状表面が変形して研磨パッド１０を追随させることができるため、切削面の面形状を維持しつつ良好に研磨できる。しかも、ドーム状表面が研磨パッド１０の裏面に密着するため研磨面に対して均等に力が加わるという点でも好ましい。
【００７６】
研磨パッド１０の硬さは７０〜８５（ＪＩＳ−Ａ）にするとより好ましい。また、ドーム状表面の中央部の硬さは５〜６０（ＪＩＳ−Ａ）にするとより好ましい。なお、本実施の形態では、ドーム状表面中央部の硬さは、ゴム硬度３５（ＪＩＳ−Ａ）のバルーン部材２５については５〜４５（ＪＩＳ−Ａ）の範囲、ゴム硬度５０のバルーン部材については１５〜６０（ＪＩＳ−Ａ）の範囲に設定して研磨を行った。なお、研磨パッド１０とドーム状表面中央部の硬さの測定方法は、第１の実施の形態と同じである。
【００７７】
また、研磨剤としては、平均粒径が０．８６μｍの砥粒（酸化アルミナ）を研磨液（例えば、硝酸水溶液）に分散させた研磨剤（以下、研磨剤Ｃ）を使用した。
【００７８】
図１７は研磨剤Ｃの砥粒の粒径と粒度分布を示す図である。同図において、曲線Ｓ３　は研磨剤Ｃの粒度分布を示す。この図から明らかなように、研磨剤Ｃは、粒径の小さいものを多数含んでいるが、前記研磨剤Ｂに比べ粒径の大きいものの割合が多く（特に１〜２μｍ程度の粒径の比率が多い）なっているため、加工段差Ｍの除去と仕上げの両方を兼ね備えた研磨に適した研磨剤になっている。研磨剤Ｃの比重は１．１６１、平均粒径は０．８６μｍ、ＰＨ値は３．４である。研磨は温度を８〜１４℃に制御して研磨し、研磨時間は２〜６分間、研磨圧は５〜４００ミリバール、回転速度は４００〜６００ｒｐｍで行なった。この研磨工程により研磨加工前に存在していた加工段差Ｍは、第１の実施の形態と同様に略完全に取り除かれた。
【００７９】
研磨装置１によるレンズ５の研磨が終了した後、第１の実施の形態と同様にレンズ５の外観検査、度数検査、投影検査、光学性能検査を行なったが、外観品質、光学精度、寸法精度ともに十分に満足いくものであった。なお、第１の実施の形態では、加工段差Ｍを取り除く第１の研磨工程の後に研磨面を仕上げ研磨する第２の研磨工程を行なっているが、第２の実施の形態では１回の研磨工程で加工段差Ｍの除去と仕上げ研磨を行なっているため、第１の実施の形態と比べると仕上げの程度は若干劣るものの、製品としては全く問題ないレベルで研磨することができた。また、研磨工程を１回にしているため第１の実施の形態に比べて研磨時間を大幅に短縮することができた。
【００８０】
上記した第１、第２の実施の形態においては、乱視矯正用眼鏡レンズ５のトーリック面からなる凹面と自由曲面からなる凹面を研磨する例について説明したが、本発明はこれに何ら特定されるものではなく、例えば球面、非球面、非トーリック面からなる凹面の研磨にも用いることができる。
【００８１】
次に、本発明に係る研磨方法の第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は、眼鏡レンズの凸面を研磨する場合の例である。
研磨するレンズとしては凸面と凹面の両方が自由曲面形状に切削加工されている以外は第２の実施の形態と同じである。レンズへのレンズ保持体７の取付けは、レンズの凹面にレンズ保持体７を取付ける以外は第１の実施の形態と同じである。使用する研磨装置１、研磨治具９および研磨パッド１０については第１の実施の形態と同じであるが、レンズ保持体７を取付けたレンズを、研磨装置１の揺動装置８に取付具を介して取付け、研磨治具９を研磨装置１のレンズ取付部６に取付ける点で異なる。
【００８２】
レンズの研磨は、１回研磨の場合と２回研磨の場合について行った。第３の実施の形態では、研磨治具９のドーム状表面はレンズ凸面を研磨面に押し付けたときにレンズ凸面形状に追随して凹む必要があることから、ドーム状表面の中央部の硬さは凹面を研磨する場合より柔らかに設定することが好ましく、具体的には５〜２０（ＪＩＳ−Ａ）の範囲に設定するとより好ましい。この例外の研磨条件については、２回研磨の場合は第１の実施の形態と同じであり、１回研磨の場合は第２の実施の形態と同じである。
【００８３】
第３の実施の形態の場合も、第１、第２の実施の形態と同様に加工段差を取り除くことができ良好に研磨することができた。なお、第３の実施の形態では凸面の曲面形状が自由曲面の場合で説明したが、これに限定されるものではなく、例えば球面、非球面、トーリック面、非トーリック面形状であっても良い。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る光学レンズの研磨方法は、ＮＣ制御による切削機によって切削加工された光学レンズの切削面を研磨する方法において、第１の研磨工程で前記切削面の変曲点近傍に発生している加工段差を確実に取り除くことができ、第２の研磨工程で前記第１の研磨工程によって研磨された研磨面を仕上げ研磨することができる。この結果、外観品質、光学精度、寸法精度ともに良好な光学レンズを短時間に製造することができ、特に凹面が非球面、非トーリック面、自由曲面等の複雑な形状の面からなるプラスチック製眼鏡レンズの製作に用いて好適である。
また、本発明は、第１の研磨工程において砥粒の平均粒径を１．４〜３．０μｍ、研磨時間を２〜６分とし、第２の研磨工程において砥粒の平均粒径を０．５〜１．２μｍ、研磨時間を３０秒〜１分としたので、切削面の加工段差を良好に取り除くことができるとともに、より高精度の工学精度、寸法精度を有する研磨面を得ることができる。
さらに、本発明は研磨工程毎に研磨パッドを新しいものに交換しているので、第２の研磨工程において第１の研磨工程で用いた砥粒で研磨することがなく、仕上げ研磨を良好に行うことができる。
【００８５】
また、本発明は、研磨パッドを押し当てた時のこの研磨パッドの加工段差に対する形状追随性を、ドーム状表面を切削面に押し当てたときのこのドーム状表面の加工段差に対する形状追随性よりも低くなるように、研磨パッドとドーム状表面の硬さを設定しているので、高精度に切削された切削面の面形状を維持しつつ良好に研磨できるとともに、加工段差を確実に取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研磨治具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】研磨治具の平面図である。
【図５】研磨パッドが取付けられた同研磨治具の平面図である。
【図６】同研磨治具の底面図である。
【図７】図５のＶＩＩ　−ＶＩＩ　線断面図である。
【図８】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】（ａ）は本発明による研磨中の研磨面を示す図、（ｂ）は研磨後の研磨面を示す図である。
【図１４】研磨剤の砥粒の粒径と粒度分布を示す図表である。
【図１５】研磨剤の比重、平均粒径およびＰＨ値を示す図表である。
【図１６】カーブジェネレータの概略図である。
【図１７】第２の実施の形態において用いられる研磨剤の砥粒の粒径と粒度分布を示す図表である。
【図１８】（ａ）は従来の研磨方法による研磨中の研磨面を示す図、（ｂ）は研磨後の研磨面を示す図である。
【符号の説明】
１…研磨装置、２…装置本体、４…アーム、５…レンズ、５ａ…凸面、５ｂ…凹面、７…レンズ保持体、８…揺動装置、９…研磨治具、１０…研磨パッド、２５…バルーン部材、２５Ａ…ドーム部、２６…固定具、２７…バルブ、３２…密閉空間。
【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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【図１７】
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【図１８】
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