(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼鏡用の被加工レンズの周縁をレンズ枠形状データに従って加工するにあたり、レンズ保持ユニットによって保持された前記被加工レンズのレンズ面に、前記レンズ枠形状データに従ってスタイラスをトレースさせ、該スタイラスのレンズ厚み方向の変位を検出することで、前記レンズ面の位置を測定するレンズ測定方法において、
前記被加工レンズの仕上げ寸法と１次荒加工の寸法との間のレンズ面に前記スタイラスをトレースさせ、前記スタイラスをトレースさせた点の測定データと、予め与えられた被加工レンズのレンズ面情報を含むレンズ設計データとを用いて、前記トレースした点より離間した点におけるレンズ面の位置である周面仕上げ加工後の被加工レンズのレンズ面とレンズ周面との交差エッジ部の位置を割り出すようにしたことを特徴とするレンズ測定方法。
【請求項２】
眼鏡用の被加工レンズの周縁をレンズ枠形状データに従って加工するにあたり、レンズ保持ユニットによって保持された前記被加工レンズのレンズ面に、前記レンズ枠形状データに従ってスタイラスをトレースさせ、該スタイラスのレンズ厚み方向の変位を検出することで、前記レンズ面の位置を測定するレンズ測定方法において、
前記スタイラスを、レンズ周面にヤゲン加工する際のヤゲン頂点のレンズ保持軸方向の延長線上の位置でレンズ面にトレースさせ、前記スタイラスをトレースさせた点の測定データと、予め与えられた被加工レンズのレンズ面情報を含むレンズ設計データとを用いて、該トレースした点より離間した点を、ヤゲン基部に相当するレンズ周面とレンズ面との交差エッジ部としたことを特徴とするレンズ測定方法。
【請求項３】
前記スタイラスを一対用いて、被加工レンズの表裏レンズ面にトレースさせることで、表裏レンズ面の位置を同時に測定することを特徴とする請求項1又は２に記載のレンズ測
定方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のレンズ測定方法を用いて、被加工レンズのレンズ面の位置データを取得し、該データに基づいて被加工レンズの周面加工を行うことを特徴とするレンズ加工方法。
【請求項５】
前記周面加工の際にレンズ周面にヤゲンを形成することを特徴とする請求項４に記載のレンズ加工方法。
【請求項６】
前記周面加工の後に、該周面に対して前記取得したデータを利用して溝加工を施すことを特徴とする請求項４に記載のレンズ加工方法。
【請求項７】
前記周面加工の後に、該レンズ周面とレンズ面との交差エッジ部に、前記取得したデータを利用して面取り加工を施すことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のレンズ加工方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、眼鏡レンズ等の被加工レンズをレンズ枠に枠入れするために、該被加工レンズの周縁を所定形状に加工するレンズ加工装置及びレンズ加工方法に関する。
背景技術
この種のレンズ加工装置として、従来では、砥石でレンズの周面を研削することにより、レンズ周縁を所定形状に加工する砥石式レンズ加工装置が一般的であったが、プラスチックレンズに限った場合、切削加工が可能であることから、最近では、カッタでレンズ周面を切削する切削式レンズ加工装置が開発されてきている。特開平９−３０９０５１号公報や特開平１１−０２８６５０号公報等にこの種の切削式レンズ加工装置の例が開示されている。また、特開平４−３１５５６３号公報や特開平５−４１５６号公報に、砥石（周面加工用の回転加工工具）でレンズの周面を研削してレンズ周縁を所定形状に加工する場合に、レンズの割れを防いだり、適切な加工を効率良く行ったりすることを目的として、レンズ周縁厚さに応じて、砥石の研削荷重を設定変更する技術が開示されている。
ところで、上記特開平９−３０９０５１号公報や特開平１１−０２８６５０号公報に記載されている切削式レンズ加工装置では、眼鏡レンズに要求される全ての加工メニューを、１台の装置でワンチャック（＝異なる装置間でのレンズの移動のない１回のレンズ保持動作）で実行することまではできなかった。即ち、通常の眼鏡レンズの加工メニューとしては、
▲１▼レンズ周面の切削加工（ヤゲン加工を含む）
▲２▼レンズ周面への溝彫り加工
▲３▼レンズ周面とレンズ面との交差エッジ部への面取り加工
が揚げられるが、これら全ての項目を１台の装置でワンチャックでこなせるものはなかった。特に、ヤゲン加工、溝彫り加工、面取り加工は、高い加工精度が要求されるため、加工対象のレンズ形状やレンズ位置の測定までを含めてワンチャックで行えるのが理想であるが、それを実現できるものがなかった。また、特開平４−３１５５６３号公報や特開平５−４１５６号公報に記載の技術のように、砥石の研削荷重をレンズ周縁厚さに応じて設定変更するだけでは、必ずしも精度の良い加工や良好な仕上げ面を有する加工を行うことができなかった。
本発明は、上記事情を考慮し、眼鏡レンズ加工に要求される測定から各種項目の加工までをワンチャックで実行することができ、しかも、高精度な加工を実現可能なレンズ加工装置及びレンズ加工方法を提供することを目的とする。
発明の開示
第１の発明は、眼鏡用の被加工レンズの周縁を形状データに従って加工するレンズ加工装置において、前記被加工レンズをレンズ中心部で保持し、保持した被加工レンズをレンズ中心回りに回転させるレンズ保持ユニットと、該レンズ保持ユニットに保持された被加工レンズの周面を回転切削工具により所定断面形状に切削する周面切削加工装置と、前記レンズ保持ユニットに保持され且つ前記周面切削加工装置により周面切削された被加工レンズの周面に溝加工を施す溝加工装置と、前記レンズ保持ユニットに保持され且つ前記周面切削加工装置により周面切削された被加工レンズの周面とレンズ面との交差エッジ部に面取りを施す面取り加工装置と、前記レンズ保持ユニットに保持された被加工レンズのレンズ面形状及びレンズ面位置を測定するレンズ形状測定装置と、を具備したことを特徴とする。
この装置では、レンズ保持ユニットで保持した被加工レンズに対して、周面切削加工装置によりレンズ周面の切削加工を施すことができ、溝加工装置によりレンズ周面への溝加工を施すことができ、面取り加工装置によりレンズ周面エッジ部の面取り加工を施すことができる。しかも、同じく前記レンズ保持ユニットで保持した被加工レンズのレンズ面形状とレンズ面位置を、レンズ形状測定装置により計測することができる。従って、ワンチャックで被加工レンズを保持した状態のまま、レンズ形状及び位置の計測により、ヤゲン加工が必要な場合は、周面切削により精度良くヤゲンを形成することができ、溝加工が必要な場合は、精度良くレンズ周面に溝を形成することができる。また、面取りを行う場合にも、前記の計測データや加工内容に基づき、レンズ周面エッジ部に精度良く面取り部を形成することができる。
また、本発明のように回転切削工具でレンズの周面を切削加工するようにした場合は、砥石による研削と比較して、切り込み量を自由に設定することができるので、仕上げ形状に至るまでの過程を自在に制御することができる。例えば、何回レンズを回転させて仕上げまで行うかとか、何秒で加工を終わらせるかとかの目標設定が任意にできる。
第２の発明は、第１の発明における周面切削加工装置、溝加工装置、面取り加工装置が固定的に配されており、これら加工装置に対して前記レンズ保持ユニットを移動することにより、保持した被加工レンズに対する加工動作を行わせる加工動作機構部を備えていることを特徴とする。
この装置では、被加工レンズ側を、加工装置の工具に対して移動することにより、加工装置に加工動作を行わせる。従って、加工装置側は単に工具を回転させるだけでよくなり、装置構成が簡単になる。
第３の発明は、第１又は第２の発明において、周面切削加工装置と溝加工装置とが基板上に隣接して配置され、且つ、前記溝加工装置の回転工具の軸線が、前記レンズ保持ユニットのレンズ保持軸と垂直な方向で前記基板と平行な方向に向けて配置され、しかも、前記溝加工装置の回転工具の軸線と前記周面切削加工装置の回転切削工具の軸線と前記レンズ保持軸の軸線とが同じ高さに配置されていることを特徴とする。
この装置では、周面切削加工装置と溝加工装置とを隣接配置している上、それらの軸線とレンズ保持軸の軸線の高さを揃えているので、コンパクトな加工装置を実現できる。
第４の発明は、第１〜第３の発明において、レンズ保持ユニットが、レンズ保持軸とレンズ押さえ軸とを備え、レンズ保持軸には先端に被加工レンズを装着するレンズホルダ受けが設けられ、一方、レンズ押さえ軸側は、レンズ保持軸と同軸に配されると共に、アーム部を介してレンズ保持軸方向にスライド可能に取り付けられており、しかも、該レンズ押さえ軸はエアシリンダの圧力を受けてレンズ保持軸側に移動し、その先端のレンズ押さえによって被加工レンズをレンズ保持軸側に押圧し、それにより、レンズ保持軸とレンズ押さえ軸間に被加工レンズを挟持するものであることを特徴とする。
この装置では、レンズ保持力を得るための駆動源にエアを使用しているので、レギュレータの圧力設定を変えることにより、レンズ材質等に応じてレンズ保持力（いわゆるチャック圧）を自由に調節することができる。
第５の発明は、第１〜第４の発明において、前記溝加工装置及び面取り加工装置が共通のボールエンドミルで構成されていることを特徴とする。
この装置によれば、溝加工及び面取り加工を溝彫り用の小径のエンドミルで行うので、従来の砥石に夜加工に比べて、他の箇所との干渉が少なく、小さな面取りを正確に仕上げることができる。また、１個のエンドミルを溝彫り加工と面取り加工に兼用するので、工具数を減らすことができてコスト削減に寄与することができるし、溝彫り加工と面取り加工とを、ワンチャックのままほぼ連続して行うことができるため、加工時間の短縮も図れる。また、工具の兼用により駆動系が１つで済むため、装置の小型化及びコストの削減を図ることができる。また、工具の数を増やさないため、工具の管理も楽になる。
第６の発明は、眼鏡用の被加工レンズをレンズ中心部で保持し、保持した被加工レンズの周面を周面加工用の回転加工工具により削り取ると共に、被加工レンズをレンズ中心回りに周回させることにより、被加工レンズの全周にわたって周面を削り取り、それにより所定の周縁形状のレンズを加工するレンズ加工方法において、前記被加工レンズをレンズ保持ユニットによって保持し、このレンズ保持ユニットによる保持状態を維持したままで、ヤゲン加工を含むレンズ周面の切削加工と、レンズ周面への溝彫り加工と、レンズ周面とレンズ面との交差エッジ部への面取り加工とを行うことを特徴とする。
この方法は、眼鏡レンズに要求される全ての加工メニューを、１台の装置でワンチャック（＝異なる装置間でのレンズの移動のない１回のレンズ保持動作）で実行するものである。すなわち、ヤゲン加工、溝彫り加工、面取り加工のように、特に高い加工精度が要求される加工を、ワンチャックで行うことにより、加工のたびにチャックし直す必要があった従来の場合に比較して、高い精度で行うことを可能にする。
第７及び第８の発明は、被加工レンズをレンズ中心部で保持し、保持した被加工レンズの周面を周面加工用の回転加工工具により削り取ると共に、被加工レンズをレンズ中心回りに周回させることにより、被加工レンズの全周にわたって周面を削り取り、それにより所定の周縁形状のレンズを加工する方法において、被加工レンズの材種またはレンズ周縁厚さに応じて、周面切削用の回転加工工具の回転速度と、被加工レンズの周回時の回転速度と、所定削り代だけ削り取るための被加工レンズの周回数との少なくともいずれかを設定変更することを特徴とする。
前記周面加工用の回転加工工具としては、被加工レンズの周面を外周に設けた切削刃で切削するカッタの場合がある。
例えばプラスチックレンズの場合、軟らかい材種と硬い材種がある。また、眼鏡レンズの場合、度数によりレンズ周縁厚さ（コバ厚）が異なる。これを一様な加工条件で加工すると、材種の硬さやレンズ周縁厚さに応じて当然加工負荷が異なってくるので、加工負荷の違いにより加工精度にバラツキが出る上、加工能率にも影響が出る可能性がある。そこで、第７〜第９の発明では、材種やレンズ周縁厚さに応じて、加工条件を設定変更するようにしている。
この場合の加工条件としては、カッタや砥石等の周面切削用回転加工工具の回転速度と、被加工レンズの周回時の回転速度と、所定削り代だけ削り取るための被加工レンズの周回数とがあり、少なくともこれらのパラメータのうちの１つを設定変更することにより、加工条件の適切化を図る。
例えば、眼鏡レンズの場合、最終的な仕上げ形状に近づくにつれて、レンズ周縁形状が円形ではなくなるので、回転中心から加工ポイント（工具をレンズに干渉させて、実際にレンズを削り取っているポイント）までの動径（半径）が、被加工レンズの回転角度によって変化する。そこで、レンズの回転による加工ポイントの周速を均一にするべく、レンズの回転時の角速度を制御する。そうすることにより、工具に対するレンズの移動速度（加工ポイントの移動速度）が等しくなるので、全周をほぼ等しい条件で加工することができる。
また、レンズの回転角速度は変化させずに、回転加工工具側の回転速度を加工ポイントの移動に従って変化させることにより、全周をほぼ等しい条件で加工することもできる。
第１０の発明は、所定の周縁形状に加工された被加工レンズの周面に回転溝彫り工具を突き当てながら、被加工レンズをレンズ中心回りに周回させることにより、被加工レンズの周面に溝を形成するレンズ加工方法において、被加工レンズの材種に応じて、回転溝彫り工具の回転速度と、被加工レンズの周回時の回転速度との少なくともいずれかを設定変更することを特徴とする。
第１１の発明は、所定の周縁形状に加工された被加工レンズの周面とレンズ面との交差エッジ部に回転面取り工具を押し当てながら、被加工レンズをレンズ中心回りに周回させることにより、前記エッジ部に面取りを施すレンズ加工方法において、被加工レンズの材種に応じて、回転面取り工具の回転速度と、被加工レンズの周回時の回転速度との少なくともいずれかを設定変更することを特徴とする。
溝彫りと面取りは、大きな削り代を削り取る加工ではないので、１回だけレンズを周回させれば、加工を完了する。従って、周面加工の場合にはレンズの周回数を設定変更可能なパラメータとして加えていたが、ここではそれをパラメータから外している。また、溝彫り加工と面取り加工は、レンズ周縁厚さの違いによって加工負荷に影響を受ける加工項目ではないので、レンズ周縁厚さについても条件から外してある。そして、条件としては被加工レンズの材種だけを残し、パラメータとして、回転溝彫り工具や面取り工具の回転速度と、被加工レンズの周回時の回転速度とを設定変更するようにしている。
このように、２つのパラメータのうちの少なくとも１つを、被加工レンズの材種に応じて設定変更することにより、加工条件の適切化を図ることができる。
第１２の発明は、被加工レンズをレンズ中心部で保持し、保持した被加工レンズの周面を周面加工用の回転加工工具により削り取ると共に、被加工レンズをレンズ中心回りに周回させることにより、被加工レンズの全周にわたって周面を削り取り、それにより所定の周縁形状のレンズを加工する方法において、前記被加工レンズの周面を荒加工するときと、その後に仕上げ加工するときとで、前記周面切削用の回転加工工具の回転速度と、被加工レンズの周回時の回転速度との少なくともいずれか一方を設定変更することを特徴とする。
第１３の発明は、第１２の発明において、周面加工用の回転加工工具として、被加工レンズの周面を外周に設けた切削刃で切削するカッタを用いることを特徴とする。
第１４の発明は、第１３の発明において、荒加工と仕上げ加工とを同じカッタで行うことを特徴とする。
一般的に荒加工は、仕上げ加工を行う手前までの削り代を取り除く工程であるから、寸法的な精度や仕上げ面精度を出す必要はなく、早く所定の削り代を取り除くことができればよい。そこで、送りスピード（レンズの周回回転速度）を上げたり、削り込み深さを深く設定することで、それを実現する。ここで、削り込み深さを深くするには、砥石による研削の場合は研削荷重を大にすればよいし、カッタによる切削の場合は切削深さ方法の送り速度を大きく設定すればよい。一方、仕上げ加工は、寸法的な精度や仕上げ面精度を出すための工程であるから、砥石やカッタ等の回転加工工具の回転速度を上げて、送りスピードを遅くするのが一般的である。
その際、カッタで周面切削する場合は、カッタの回転速度を変えることで、荒加工と仕上げ加工の両方を行うことができる。
第１５の発明は、眼鏡用の被加工レンズの周縁をレンズ枠形状データに従って加工するにあたり、レンズ保持ユニットによって保持された前記被加工レンズのレンズ面に、前記レンズ枠形状データに従ってスタイラスをトレースさせ、該スタイラスのレンズ厚み方向の変位を検出することで、前記レンズ面の位置を測定するレンズ測定方法において、前記スタイラスをトレースさせた点の測定データと、予め与えられた被加工レンズのレンズ面情報を含むレンズ設計データとを用いて、前記トレースした点より離間した点におけるレンズ面の位置を割り出すことを特徴とする。
第１５の発明において、前記レンズ設計データには、レンズ面に関する全座標データ（レンズ面情報）が含まれている。従って、レンズを保持した状態でレンズ枠形状データに従ってレンズ面にスタイラスをトレースさせてレンズ面の位置を実測すれば、その実測データと、別途与えられるレンズ設計データとに基づいて、レンズ面の任意の位置の位置データを割り出すことができる。従って、例えばヤゲン加工する場合には、ヤゲン基部におけるコバの両端エッジ部の位置データを演算で割り出して、そのデータに基づいてヤゲン加工することにより、ヤゲンの位置を精度良く仕上げることができる。
第１６の発明は、第１５の発明において、前記トレースした点より離間した点を、周面仕上げ加工後の被加工レンズのレンズ面とレンズ周面との交差エッジ部としたことを特徴とする。
第１６の発明の場合、レンズ面の位置を求める点を、周面仕上げ加工後の被加工レンズのレンズ面とレンズ周面との交差エッジ部としたので、例えばヤゲン加工する場合、レンズ周面に溝加工する場合、あるいは、前記エッジ部に面取り加工を施す場合、それらを精度よく仕上げることができる。
第１７の発明は、第１６の発明において、前記スタイラスを、レンズ周面にヤゲン加工する際のヤゲン頂点のレンズ保持軸方向の延長線上の位置でレンズ面にトレースさせ、該トレースした点より離間した点を、ヤゲン基部に相当するレンズ周面とレンズ面との交差エッジ部としたことを特徴とする。
第１７の発明では、ヤゲン加工する場合に、ヤゲン基部に相当するレンズ周面とレンズ面との交差エッジ部の位置データを取得するので、その交差エッジ部のデータに基づいてヤゲンの位置を精度良く仕上げることができる。
第１８の発明は、第１５〜第１７のいずれかの発明において、前記スタイラスを一対用いて、被加工レンズの表裏レンズ面にトレースさせることで、表裏レンズ面の位置を同時に測定することを特徴とする。
第１８の発明では、一対のスタイラスで表裏レンズ面の位置を同時に測定するので、それらのデータからコバ厚を算出することができる。
第１９の発明は、第１５〜第１８のいずれかの発明のレンズ測定方法を用いて、被加工レンズのレンズ面の位置データを取得し、該データに基づいて被加工レンズの周面加工を行うことを特徴とする。
第１９の発明では、前述の測定方法で取得したデータに基づいてレンズの周面加工を行うので、周面の加工精度を高くすることができる。
第２０の発明は、第１９の発明において、前記周面加工の際にレンズ周面にヤゲンを形成することを特徴とする。
第２０の発明では、前述の測定方法で取得したデータに基づいて、レンズの周面にヤゲンを形成するので、ヤゲン位置を精度良く仕上げることができる。
第２１の発明は、第１９の発明において、前記周面加工の後に、該周面に対して前記取得したデータを利用して溝加工を施すことを特徴とする。
第２１の発明では、前述の測定方法で取得したデータに基づいて、レンズの周面に溝を形成するので、溝の位置を精度良く仕上げることができる。
第２２の発明は、第１９〜第２１のいずれかの発明において、前記周面加工の後に、該レンズ周面とレンズ面との交差エッジ部に、前記取得したデータを利用して面取り加工を施すことを特徴とする。
第２２の発明では、前述の測定方法で取得したデータに基づいて、レンズ周面とレンズ面との交差エッジ部に面取り加工を施すので、面取り部を精度良く仕上げることができる。
発明を実施するための最良の形態
第１図は実施形態のレンズ加工装置の全体構成を示す斜視図、第２図は同全体構成を示す平面図、第３図は同全体構成を装置手前側から見た正面図である。以下、これらの図面を参照にしながら、本発明の実施形態にかかるレンズ加工装置及びレンズ加工方法を説明する。なお、この実施の形態にかかるレンズ加工装置は、従来一般的であった、砥石でレンズ周面を研削する研削式のものではなく、回転切削工具でレンズ周面を強制切削する切削式レンズ加工装置である。この種の切削式レンズ加工装置は、プラスチックレンズの場合に特に有効であり、加工効率の向上を図ることができる。
これらの図において、加工装置１０は、各機構部が基台１１に取り付けられることにより構成されている。基台１１の基板１１ａは水平に設けられており、この基板１１ａ上には、レンズ保持ユニット１２と、レンズの周面切削加工を行うカッタ回転機構部１３と、溝加工並びに面取り加工を行うエンドミル回転機構部１４とが設けられている。これらは、基板１１ａ上のほぼ同じ平面内にレイアウトされ、カッタ回転機構部１３とエンドミル回転機構部１４とが、共に装置の手前側に配置され、レンズ保持ユニット１２が装置に奥側に配置されている。
また、基板１１ａには測定ユニット１５が設けられている。測定ユニット１５は、レンズ形状測定装置としての測定ヘッド１６を有しており、該測定ユニット１６は、カッタ回転機構部１３とエンドミル回転機構部１４との干渉を避けるために、カッタ回転機構部１３とエンドミル回転機構部１４の上方の空きスペースに配設されている。
レンズ保持ユニット１２は、被加工レンズ１を保持すると共に、レンズ周方向の加工位置を移動するために、被加工レンズ１をレンズ中心回りに周回させるものである。カッタ回転機構部１３は、被加工レンズ１の周縁を強制切削するカッタ（回転切削工具）１３１を有しており、該カッタ１３１を水平な軸回りに回転させることで、被加工レンズ１の周面の平切削並びにヤゲン切削を行うものである。エンドミル回転機構部１４は、加工工具としてボールエンドミル（以下、単に「エンドミル」という）１４１を有しており、該エンドミル１４１を水平な軸回りに回転させることで、レンズ１の周面に溝（この溝は、リムレスフレームにレンズを装着する際にナイロンなどの糸を通すためのもの）を形成したり、被加工レンズ１の周面とレンズ面との交差エッジ部に面取りを施したりするものである。測定ユニット１５は、レンズ１のコバ厚及びコバ厚方向のレンズ位置を測定する測定ヘッド１６を有しており、該測定ヘッド１６を必要に応じて上下方向に旋回させることのできるものである。
レンズ保持ユニット１２は、後述する機構により、基板１１ａの面と平行で且つカッタ１３１の軸と垂直な方向（以後Ｙ軸方向と呼ぶ）にスライド可能に設けられると共に、基板１１ａの面と平行で且つカッタ１３１の軸と平行な方向（以後Ｚ軸方向と呼ぶ）にスライド可能に設けられている。
カッタ回転機構部１３は、基板１１ａ上に固定されている。カッタ回転機構部１３のカッタ１３１はスピンドル１３２に取り付けられており、カッタ回転用モータ１３３の回転をベルト１３４でスピンドル１３２に伝えることで、自身の軸芯回りに回転させられる。
基板１１ａには切り込み動作機構部２４が設けられている。切り込み動作機構部（加工動作機構部に相当）２４は、レンズ保持ユニット１２をＹ軸方向に移動させて、レンズ１をカッタ１３１やボールエンドミル１４１に対して切り込み動作させる機構である。
基板１１ａの下側には、加工粉の吸引除去装置を構成する図示略のダクトが配されており、そのダクトが、基板１１ａに開口された掃除口９９３に接続されている。掃除口９９３の上方には、空気噴射装置としてのエアー噴射ノズル９９２が複数配されている。これらエアー噴射ノズル９９２は、カッタ１３１の近傍及びエンドミル１４１の近傍に配されており、レンズ保持ユニット１２に装着された被加工レンズ１に対して周面切削加工や溝彫り加工あるいは面取り加工を行っているときの加工粉をエアー噴射ノズル９９２で吹き飛ばし、吹き飛ばした加工粉を掃除口９９３から吸引除去するようになっている。
レンズ加工装置１０の各機構部は、基板１１ａ下側等に設けられた後述の制御装置（図示略）によって、電気的に制御される。
基台１１の基板１１ａ上には、Ｙ軸方向に移動するＹテーブル２０が設けられている。このＹテーブル２０は、Ｙ軸方向に向くように基板１１ａに固定された平行な２本のレール２１、２１上に摺動可能に設けられると共に、前述の切り込み動作機構部２４と連結されており、該切り込み動作機構部２４によりＹ軸方向へ移動制御される。
Ｙテーブル２０の上面には、Ｚ軸方向に向くように２本のレール３１、３１が固定されている。これらレール３１、３１には、Ｚテーブル３０が摺動可能に設けられている。Ｚテーブル３０は、Ｙテーブル２０上に固定されたＺテーブル移動機構部（レンズをその軸芯方向に移動させる軸芯方向移動機構部）３３によって移動制御される。Ｚテーブル移動機構部３３には、Ｚ軸用モータ３３１が設けられている。Ｚ軸用モータ３３１の回転軸には、ボールネジ３３２が連結されており、このボールネジ３３２には、Ｚテーブル３０に固定されたスライドブロック３３３が螺合している。Ｚ軸用モータ３３１は、後述の制御装置からの指令に応じて、正逆両方向に回転する。
Ｚ軸用モータ３３１が回転することにより、ボールネジ３３２が回転する。そして、このボールネジ３３２の回転によってスライドブロック３３３が移動し、スライドブロック３３３と一体にＺテーブル３０が、レール３１，３１に沿って移動する。Ｚテーブル３０の上面には、レンズ保持ユニット１２が固定されている。
第４図はレンズ保持ユニット１２の詳細構成を示す平面図である。
レンズ保持ユニット１２は、カッタ１３１（第２図参照）の軸と平行なレンズ保持軸１２１を有している。レンズ保持軸１２１は、レンズ保持ユニット１２内の回転機構部によって回転させられる。レンズ保持軸１２１の先端には、レンズホルダ受け１２１ａが固定され、レンズホルダ受け１２１ａには、被加工レンズ１が固定されたレンズホルダ１９が着脱自在に取り付けられている。
また、レンズ保持ユニット１２には、前記レンズ保持軸１２１と同軸に、レンズ押さえ軸（これもレンズ保持軸と言える）１２２がアーム部１２２ｂを介してレンズ保持軸１２１方向にスライド可能に取り付けられている。レンズ押さえ軸１２２は、エアシリンダ１２３の圧力を受けてレンズ１側に移動し、その先端のレンズ押さえ１２２ａによってレンズ１を押圧し、レンズ保持軸１２１との間でレンズ１を挟み込んで保持する。
この場合、レンズホルダ１９の端面（凹面状に形成されている）に、両面接着パッド１９１を介して、レンズ１の凸側レンズ面１Ａが接着されており、レンズ押さえ１２２ａは、レンズ１の凹側レンズ面１Ｂに圧接する。また、レンズ押さえ１２２ａは、レンズ押さえ軸１２２の先端に全方向揺動自在に取り付けられており、レンズ１の凹側レンズ面１Ｂに片当たりせずに、バランスよく圧接するようになっている。
レンズ保持ユニット１２のケース１２ａ内に設けられた前記エアーシリンダ１２３は、外部に設けられた図示されていないエアーポンプから送られるエアーの圧力によって、そのロッド１２３ａをＺ軸方向に移動させる。ロッド１２３ａの先端には、アーム１２３ｂが固定され、ロッド１２３ａと一体に移動するように設けられている。このアーム１２３ｂには、ガイドテーブル１２３ｃ及びレンズ押さえ軸１２２のアーム部１２２ｂが固定されている。レンズ押さえ軸１２２は、ケース１２ａに形成されたＺ軸方向に延びる長穴１２ｂに沿って移動できるように設けられている。レンズ押さえ軸１２２の先端には、レンズ押さえ１２２ａがＺ軸周りに正逆自由回転できるよう設けられている。
ガイドテーブル１２３ｃは、レール台１２４の側面にＺ軸方向に平行となるように設けられたレール１２４ａに摺動可能に嵌合している。これにより、エアーシリンダ１２３のロッド１２３ａが移動すると、これと一体にアーム１２３ｂ、ガイドテーブル１２３ｃ、及びレンズ押さえ軸１２２がＺ軸方向に移動して、レンズ押さえ１２２ａがレンズ１に対して圧接したり、離間したりする。
また、ケース１２ａ内には、レンズ回転用モータ１２５が設けられている。このレンズ回転用モータ１２５の軸１２５ａには、カップリング１２５ｂを介して小径のギア１２５ｃが連結されている。このギア１２５ｃは、大径のギア１２５ｄに連結されている。さらにギア１２５ｄの同軸にはプーリ１２５ｅが設けられており、このプーリ１２５ｅは、ベルト１２５ｆを介して、前記軸１２１上に固定されたプーリ１２１ｂに連結されている。
これにより、レンズ回転用モータ１２５が駆動されると、軸１２５ａの回転がカップリング１２５ｂ、ギア１２５ｃに伝達され、さらに、ギア１２５ｄで減速され、この減速された回転がプーリ１２５ｅ、ベルト１２５ｆ、プーリ１２１ｂを介してレンズ保持軸１２１に伝達され、レンズ１が回転する。
また、レンズ保持軸１２１にはスリット板１２１ｃが固定されており、このスリット板１２１ｃの回転位置を、ケース１２ａ内に固定された光センサ１２６が検出することにより、レンズ保持軸１２１に保持されたレンズ１の原点位置が検出される。
このような構成のレンズ保持ユニット１２では、レンズホルダ受け１２１ａにレンズ１が固定されると、エアシリンダ１２３が駆動して、レンズ押さえ軸１２２が図面左側に移動する。そして、レンズ１をレンズ押さえ１２２ａによって押圧することにより、レンズ１が固定される。レンズ１の加工時及びレンズ測定時は、レンズ回転用モータ１２５が駆動して、レンズ保持軸１２１が回転し、それによりレンズ１が回転する。また、レンズ１が回転することにより、レンズ押さえ１２２ａも一体に回転する。
第５図（ａ）はＹ軸方向移動機構としての切り込み動作機構部２４の概略構成を示す平面図、第５図（ｂ）は（ａ）図のＶｂ−Ｖｂ矢視図である。切り込み動作機構部２４は、基板１１ａの開口下面に取り付けた凹形部材６８の凹部上面に固定されている。凹形部材６８の凹部上面には、間隔をおいて２つの軸受支持部材６１、６１が設けられ、これら支持部材６１、６１にＹ軸方向を向いたボールネジ６２が回転自在に取り付けられている。ボールネジ６２の一端は、凹形部材６８に固定された切り込み用モータ６３の軸と連結されている。
切り込み用モータ６３は、後述の制御装置からの指令に従って正逆両方向に回転し、この切り込み用モータ６３の回転と連動してボールネジ６２が回転する。ボールネジ６２には、移動ブロック６４が螺合されており、この移動ブロック６４が、前述したＹテーブル２０に連結されている。よって、Ｙテーブル２０及びレンズ保持ユニット１２は、切り込み動作機構部２４の移動ブロック６４と一体にＹ軸方向に移動する。これにより、レンズ１のカッタ１３１への切り込み動作が行われる。
移動ブロック６４にはスイッチ片６４１が取り付けられている。このスイッチ片６４１は、移動ブロック６４が切り込み量計測の基準となる原点位置にあるときに、凹形部材６８に固定された光センサ６４２をオンにする。また、移動ブロック６４が一方のリミット位置にあるときに、凹形部材６８に固定された光センサ６４３をオンにする。また、移動ブロック６４が他方のリミット位置にあるときに、凹形部材６８に固定された光センサ６４４をオンにする。
次に、エンドミル回転機構部１４について説明する。エンドミル回転機構部１４は、カッタ回転機構部１３のカッタ１３１に隣接して配設されており、基板１１ａの上に、エンドミル１４１の軸線を、レンズ保持ユニット１２のレンズ保持軸１２１及びレンズ押さえ軸１２２と垂直な方向で且つ基板１１ａと平行な方向に向けて固定されている。しかも、エンドミル１４１の軸線とカッタ１３１の軸線とレンズ保持軸１２１及びレンズ押さえ軸１２２の軸線は、同じ高さに位置している。エンドミル回転機構部１４には、エンドミル１４１を回転駆動するスピンドルモータ１４２が設けられている。
次に、第６図〜第８図を参照して測定ユニット１５について説明する。
測定ユニット１５は、一対のスタイラス１６１，１６２を備えた測定ヘッド１６を有する。第８図に示すように、測定ヘッド１６は、基板１１ａ上に間隔をおいて立設した２つの支持壁１５１，１５１に、旋回軸１５２を介して取り付けられている。旋回軸１５２は、カッタ１３１の軸と平行に配されており、支持壁１５１，１５１の上端近くの高さに、上下方向回動可能に支持されている。この旋回軸１５２には、測定ヘッド１６の下方に突設した２本のアーム１６３，１６３が固定されており、これにより、旋回軸１５２を回すことで、測定ヘッド１６が、第６図（ａ）及び第７図（ａ）に示すアンロード位置（測定に供しないときの待避位置）と、第６図（ｂ）及び第７図（ｂ）に示すロード位置（測定に供するときの位置）との間で回動するようになっている。
旋回軸１５２は一端が片方の支持壁１５１から水平方向に突出しており、この突出端が、基板１１ａ上に架台１５４を介して固定されたエア駆動式の測定ヘッド回転アクチュエータ１５５の回転軸１５５ａに、カップリング１５２ａを介して連結されている。測定ヘッド１６は、エア駆動式の回転アクチュエータ１５５によってアンロード位置とロード位置とに移動させられるので、アンロード位置とロード位置には、測定ヘッド１６が確実に止まるように、ストッパ１５６、１５７が設けられている（第６図参照）。ストッパ１５６、１５７は、非旋回側の部材、つまり支持壁１５１に固定されたブラケット１５６ａ、１５７ａに設けられており、これらのストッパ１５６、１５７に測定ヘッド１６の特定箇所が当たることで、測定ヘッド１６の位置決めが行われるようになっている。
アンロード位置側のストッパ１５６は、特に正確な位置決め機能を発揮する必要のないものであるが、ロード位置側のストッパ１５７は、測定ヘッド１６による計測精度に影響を及ぼすため、きわめて正確な位置決め機能を発揮する必要がある。そのため、ロード側のストッパ１５７としては、位置決め位置を精度よく調整できるマイクロヘッド（１／１０００ｍｍ）が用いられている。このマイクロヘッド式のストッパ１５７で位置決めすることにより、ロード位置に移動させられた測定ヘッド１６のスタイラス１６１、１６２は、レンズ保持軸１２１の回転中心やカッタ１３１の回転中心と同一の高さレベルに正確に保持される。また初期の位置決めに対するズレも調整できるようになっている。
また、回転アクチュエータ１５５で測定ヘッド１６をアンロード位置またはロード位置に移動したとき、ストッパ１５６、１５７に測定ヘッド１６の特定箇所が衝突すると衝撃が生じるおそれがあるので、測定ヘッド１６のアーム１６３及び支持壁１５１に固定されたブラケット１５６ａには、衝撃吸収作用を果たす緩衝器（ショックアブソーバー）１５８、１５９が設けられている。これらの緩衝器１５８、１５９は、測定ヘッド１６がストッパ１５６、１５７に当たる直前に、相手側部材に当接して緩衝作用を発揮し、ストッパ１５６、１５７への測定ヘッド１６の当たりを軟らかくする役目を果たす。
また、測定ヘッド１６をロード位置に移動したときには、ロード位置に測定ヘッド１６が倒れていることを確認しておく必要があるので、第６図、第７図に示すように、ロード位置側には、支持壁１５１に固定されたブラケット１６０ａに光学センサ１６０を設けて、測定ヘッド１６の有無を検出するようにしている。
このようにロード位置とアンロード位置間で旋回可能に構成されることで、測定ヘッド１６は、必要なときに、上方から測定すべき位置（ロード位置）に供給され、不必要なときには、上方の待避位置（アンロード位置）へ待避することができようになっている。従って、こうしてカッタ１３１やエンドミル１４１による作業の邪魔にならないように測定ヘッド１６が搭載されていることにより、一旦、レンズ保持ユニット１２によりレンズ１を保持したら、測定から加工までチャッキングを解かずに、ワンチャックで作業を進めることができる。また、特殊な場合として、レンズ１の加工途中で必要に応じて測定を実行する場合にも、レンズ１のチャッキングを解かずに、そのままレンズ１を保持した状態で、レンズ１のコバ厚等を測定することができる。
次に、測定ヘッド１６の具体的な構成を述べる。第２図や第７図（ａ）に示すように、測定ヘッド１６には、レンズ保持ユニット１２に保持された被加工レンズ１の凸側レンズ面及び凹側レンズ面に接触する一対のスタイラス（測定子）１６１，１６２が設けられている。一対のスタイラス１６１、１６２は、レンズ厚み方向（旋回軸１５２と平行な方向）に平行な一直線上に位置しており、互いに球状の先端部を対向させて配されている。
第９図（ａ）は測定ヘッド１７の原理構成を示す図、第９図（ｂ）、（ｃ）はスタイラス１６１の先端構成を示す図である。
各スタイラス１６１、１６２は、図示しない案内機構により平行移動するように配されたアーム１６４、１６５に取り付けられている。スタイラス１６１（もう一方のスタイラス１６２も同じ構成）は、第９図（ｂ）、（ｃ）に詳細を示すように、棒状のスタイラス本体１６１ａの先端に、真球状のスチールボール（摩耗や形状変形に強い超鋼製の２φ程度の鋼球）１６１ｂを取り付けた構造のものである。スタイラス本体１６１ａの側面には平坦面が形成されており、スチールボール１６１ｂは、その平坦面側に寄せてスタイラス本体１６１ａに偏心して溶接により取り付けられている。
この場合、スタイラス本体の真ん中にスチールボールを取り付けることがまず考えられるが、そうすると取付誤差や加工誤差により実際は真ん中から外れた位置にスチールボールが付いてしまうおそれが大きく、そうするとスタイラスの中心座標のずれ補正が難しい。この点、前記のようにスタイラス本体１６１ａの側面に平坦面を形成し、その平坦面の延長面上にスチールボール１６１ｂの外周が接するようにスチールボール１６１ｂを取り付けるようにすれば、スチールボール１６１ｂの中心位置は、スタイラス本体１６１ａの平坦面からスチールボール１６１ｂの半径分の距離のところに配置されることになる。従って、正確にスチールボール１６１ｂの中心位置座標を把握することができるようになり、それを測定に反映させることができる。
このようなスタイラス１６１、１６２を取り付けたアーム１６４、１６５は、平行移動することにより、相互の間隔を開いたり閉じたりする。アーム１６４、１６５は、バネ（図示例では圧縮バネ）１６６ａ，１６７ａを内蔵したリニアエンコーダ１６６、１６７の可動子１６６ｂ、１６７ｂに連結されおり、バネ１６６ａ，１６７ａによって互いに閉じ方向に付勢されている。リニアエンコーダ１６６、１６７は、可動子１６６ｂ、１６７ｂの移動位置を電気的に検出するもので、各リニアエンコーダ１６６、１６７によりスタイラス１６１，１６２の位置が検出される。
上記のようにスタイラス１６１、１６２は、バネ１６６ａ，１６７ａによって閉じ方向に付勢されていて自動的に閉じるが、開き方向には何らかの駆動機構で動かしてやらなければならない。そこで、アーム１６４、１６５の上方には、一対のプーリ１７１、１７２に巻回されたループ状のベルト１７３が配され、プーリ１７１をスタイラス開閉用ＤＣモータ１７０で回転させてベルト１７３を周回動させることにより、ベルト１７３に設けた係合片１７３ａ、１７３ｂで、アーム１６４，１６５を引っ掛けて、開き方向に動かすようになっている。
なお、この場合も、光センサ１７４、１７５で係合片１７３ａの位置を検出することにより、スタイラス１６１、１６２が開いているか閉じているかを検出できるようになっている。また、光センサ１７６、１７７によって、各アーム１６４、１６５が原点位置にあるか否かを検出できるようになっている。
第１０図、第１１図に測定ヘッド１６のスタイラス１６１、１６２によるレンズ位置の測定の原理を示す。スタイラス１６１、１６２は、レンズ保持軸１２１と平行な同一直線上で対向している。ここで、第９図のベルト１７３を駆動して、スタイラス１６１、１６２を開いた状態で、両スタイラス１６１、１６２の先端間にレンズ１を移動し、ベルト１７３を反対側に戻すと、リニアエンコーダ１６６、１６７内のバネ１６６ａ、１６７ａの作用で、スタイラス１６１、１６２が閉じて、第１０図に示すように、一方のスタイラス１６１はレンズ１の凸側レンズ面１Ａに先端が当接し、他方のスタイラス１６２はレンズ１の凹側レンズ面１Ｂに先端が当接する。
今、レンズ枠形状データ（＝形状データ）に基づいてレンズ１を移動制御すると、第１１図に示すように、スタイラス１６１、１６２は、形状データに沿った軌跡Ｓをトレースする。
第１２図は形状データの説明図である。第１２図において、レンズ保持ユニット１２により保持されたレンズ１の保持中心点をＯｃ（ここでは光学中心に設定する）とする。そうすると、軌跡Ｓ上の任意の点Ｓｉは、Ｏｃを原点とする極座標である動径情報（ρｉ，θｉ）で表すことができる。ここで、ρｉは、Ｏｃから軌跡Ｓ上の任意の点Ｓｉまでの距離（動径長）、θｉはＯｃを通る規準線ＯｃＳｏに対して直線ＯｃＳｉがなす角度（動径角）である。形状データがこのような方法で与えられている場合、動径長ρｉに基づく量だけ切り込み動作機構部２４を制御することで、レンズ１がスタイラス１６１、１６２に対してレンズ半径方向に移動し、スタイラス１６１、１６２が、レンズ保持軸１２１の中心軸線から動径長ρｉの位置に位置付けられる。また、動径角θｉに基づく量だけレンズ保持ユニット１２のレンズ回転機構部を制御することで、レンズ１がスタイラス１６１、１６２に対して動径角θｉだけ回転させられる。スタイラス１６１、１６２の先端は、レンズ１の凸側レンズ面１Ａ及び凹側レンズ面１Ｂ上をトレースするので、スタイラス１６１、１６２の移動量をリニアエンコーダ１６６、１６７で検出することにより、動径情報に対応したコバ厚方向（Ｚ軸方向）のレンズ位置データ（Ｚｉ）を得ることができる。そして、この検出動作を動径情報（ρｉ，θｉ）の全てについて実行することで、レンズ動径形状軌跡（ρｉ，θｉ）上における凸側レンズ面１Ａの位置データ及び凹側レンズ面１Ｂの位置データ（ρｉ，θｉ，Ｚｉ）を得ることができる。そして、これら凸側レンズ面１Ａの位置データ及び凹側レンズ面１Ｂの位置データにより、レンズ動径形状軌跡（ρｉ，θｉ）上におけるレンズ厚さ（コバ厚）を算出することができる。
次にカッタ回転機構部１３のカッタ１３１について説明する。
第１３図はカッタ１３１の構成を示している。このカッタ１３１は、第１３図（ｂ）に示すように、外周面に突出した形の２枚の切削刃１３１ａを有しており、切削刃１３１ａは円周方向に１８０度間隔で設けられている。切削刃１３１ａは、微細結晶ダイヤモンドと超硬合金を超高圧下で焼結接合した層状のチップで構成されている。カッタ１３１は、第１３図（ａ）に示すように、小ヤゲン溝Ｙ１ａを有する小ヤゲンカッタＹ１（例：メタルフレーム用）と、大ヤゲン溝Ｙ２ａを有する大ヤゲンカッタＹ２（例：プラスチックセルフレーム用）と、ヤゲン溝のない平削り用カッタＨ１（例：縁無しフレーム用）との３つのカッタを同一軸線上に並べて一体に連結したものであり、加工種目に応じて各カッタ部分を使い分けられるようになっている。
ヤゲン溝Ｙ１ａ、Ｙ２ａは、第１３図（ｃ）に示すようになっている。ヤゲン角度は例えば１１０〜１２５度、ヤゲン高さは、小ヤゲンの場合は例えば０．４〜０．６８ｍｍ、大ヤゲンの場合は例えば０．７〜０．９ｍｍになっている。また、ヤゲン溝Ｙ１ａ、Ｙ２ａの隣りの平面部は、片側のみ例えば３．５〜５度のテーパ面となっている。これは、ヤゲンの隣りにフレームに対する逃げを作るためである。
第１４図にカッタ１３１によるレンズ１の周縁切削の原理を示す。
カッタ１３１とレンズ１の干渉部位で見ると、カッタ１３１は上から下に回転し、レンズ１は下から上に回転する。そして、干渉部位でカッタ１３１の切削刃１３１ａがレンズ１を、設定された切り込み量だけ強制切削する。今、レンズ枠形状データ（＝形状データ）に基づいて加工プログラムを作成し、その加工プログラムに従ってレンズ１を移動制御すると、カッタ１３１はレンズ１の移動内容に応じてレンズ１の周面を削っていく。
平削りの場合は、平削り用カッタＨ１の前の適正位置にレンズ１を位置決めして、カッタ１３１を回転させながら、切り込み動作機構部２４を駆動することにより加工を行う。また、ヤゲン加工の場合は、第１５図に示すように、ヤゲンカッタＹ１、Ｙ２の前の適正位置にレンズ１を位置決めして、Ｚテーブル移動機構部３３のＺ軸方向の移動と合わせて、カッタ１３１を回転させながら、切り込み動作機構部２４を駆動することにより加工を行う。図において、１ａはヤゲンを示す。
第１６図、第１７図、第１８図（ａ）、（ｂ）に、エンドミル１４１による溝彫りとコバ（レンズ周面）の両端エッジ部の面取りの原理を示す。形状加工されたレンズ１の端面（周面）に溝１ｂを彫る場合は、第１６図、第１７図に示すように、レンズ１を移動制御することで、回転するエンドミル１４１の先端に対するレンズ端面のアプローチを行う。
アプローチが完了したら、レンズ１を回転させながら、切り込み量を切り込み動作機構部２４により適当に設定する。そうすると、レンズ１の回転にともなって、レンズ端面に、予め設定された深さ（切り込み量）の溝１ｂが連続形成される。加工中は、レンズ１の形状データに基づいて、エンドミル１４１が現在接触している端面位置とレンズ中心との距離を計算し、この距離に応じてレンズ１のＹ軸方向の位置を移動制御する。また、加工中は、形状データに基づいて、端面の特定の位置、例えば端面の幅方向（コバ厚方向）の中心位置、あるいは、レンズ前面（凸側レンズ面１Ａ）から一定距離の位置にエンドミル１４１の先端が常に位置するように、レンズ１をＺ軸方向に移動制御する。
このような制御を継続してレンズ１が１回転することにより、レンズ端面には溝１ｂがレンズ全周にわたって形成される。エンドミル１４１は、元の開始点に戻ると、アプローチのときとは逆方向に移動してレンズ１から離れる。
また、コバの両端エッジ部（レンズ周面とレンズ面との交差エッジ部）に割れや欠け防止のための糸面取りを施す場合は、第１８図に示すように、エンドミル１４１の先端のＲ部を利用する。図（ａ）はレンズ周面に溝１ｂを加工したものについて面取りを行う場合、図（ｂ）はレンズ周面にヤゲン１ａを加工したものについて面取りを行う場合をそれぞれ示している。凸面側のエッジ部１ｃや凹面側のエッジ部１ｄをエンドミル１４１の先端で落とす場合、エンドミル１４１の先端Ｒ部の肩部分を利用する。
このとき、エッジ部１ｃ、１ｄの位置座標データを利用して、エンドミル１４１に対するレンズ１の位置出し（面取りのための）を行う。つまり、エッジ部１ｃ、１ｄの形状等により面取り寸法（ΔＺ，ΔＹ）がほぼ決まるから、面取りを行うエンドミル１４１の中心位置及びＲ部の半径とエッジ部１ｃ，１ｄの位置データとを計算に入れることで、レンズ１のエッジ部１ｃ、１ｄとエンドミル１４１の先端間の相互位置関係である、取り代Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ２１、Ｑ２２が決まる。よって、エンドミル１４１の中心の座標と、前記取り代Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ２１、Ｑ２２のデータにより、制御すべきレンズ１のエッジ部１ｃ、１ｄの位置座標データを決定することができ、その位置座標データに基づいて、レンズ１をＹ軸方向及びＺ軸方向に位置制御すると共に周回動作させることにより、適正な面取りのためのレンズ１とエンドミル１４１の相互位置出しが行われる。つまり、レンズ１をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動し且つ周回動作させることにより、加工すべきエッジ部１ｃ、１ｄを、固定位置で回転駆動されているエンドミル１４１の先端Ｒ部に対して正確に位置出しすることができる。これは、エンドミル１４１の形状及び位置情報とレンズ１の位置情報とを正確に把握していることからできることである。なお、凸面側の面取りと凹面側の面取りは、それぞれエンドミル１４１に対するレンズ１のアプローチを含めて独立して行われる。
第１９図は、この加工装置１０において使用しているレンズホルダ１９の構成を示す図、第２０図はレンズホルダ１９によってレンズ１を保持する様子を示す図である。第１９図（ａ）及び第２０図に示すように、レンズホルダ１９は、第４図に示した筒状のレンズホルダ受け１２１ａの内周に嵌まる嵌合軸部１９３と、レンズホルダ受け１２１ａの端面に当たる嵌合軸部フランジ１９４と、第１０図及び第２０図に示すように、レンズ１の凸側レンズ面１Ａに両面接着パッド１９１を介して圧接するレンズ保持用フランジ１９６とを有したパイプ状のものである。嵌合軸部フランジ１９４には、レンズホルダ受け１２１ａ側の突起（図示略）に嵌まる回り止め用切欠１９５が形成されている。嵌合軸部１９３は、例えば長さが３５ｍｍ、外径が１４ｍｍφ程度、中心孔７の穴径が１０ｍｍφ程度である。嵌合軸部フランジ１９４は、レンズホルダ受け１２１ａへの嵌合軸部１９３の嵌合量を規定するもので、厚さが５ｍｍ程度、外径が２０ｍｍφ程度である。また、嵌合軸部フランジ１９４の周面には、前記レンズホルダ受け１２１ａに対するレンズホルダ１９の回転を防止する回転防止部としての切欠き溝１９５が形成されている。この切欠き溝１９５のレンズ保持用フランジ１９６側とは反対側の開放部には、レンズホルダ受け１２１ａへの嵌合を容易にするために外側に開いたテーパ面１９５ａが形成されている。
レンズ保持用フランジ１９６は、嵌合軸部１９３の先端側外周に設けられて嵌合軸部フランジ１９４と厚さおよび外径が略等しく、嵌合軸部フランジ１９４との間に５ｍｍ程度の間隔が設定されている。このレンズ保持用フランジ１９６の両面接着パッド１９１が密接される面は、レンズ１の凸側レンズ面１Ａに対応した凹球面状のレンズ保持面１９７とされている。レンズ保持面１９７の曲率半径は、凸側レンズ面１Ａの曲率半径より大きいとレンズ保持面１９７の中心部のみが凸側レンズ面１Ａに接触して外周部が非接触となるため、不安定な保持となり、反対に小さいとレンズ保持面１９７の外周部のみが凸側レンズ面１Ａに接触して中心部が非接触となるため比較的安定した保持となって軸ずれ等を防止可能になるが、小さすぎると接触面積等が小さくなって保持が不安定になる。すなわち、レンズ保持面１９７の曲率半径は、凸側レンズ面１Ａの曲率半径に応じて適切な大きさに設定すべきものと考えられる。
ここで、レンズ１が単焦点レンズの場合、一般的に対応する度数範囲が広いので、凸側レンズ面の曲面の曲率の度合で規定されるベースカーブとして度数に応じて適切なカーブのものが選べるように、曲率半径の異なるベースカーブがいくつか設定されており、その設定されているそれぞれの曲率半径の曲面のベースカーブを特定するために「…カーブ」と称している。例えば、一般的な単焦点レンズの場合、０カーブから１１カーブまで１２種類用意されている。いま、カーブの近似したものを一群とする複数のレンズ群、例えば０〜３カーブの第１レンズ群、４〜６カーブの第２レンズ群および７〜１１カーブの第３レンズ群に分類する。本実施の形態においては、レンズ保持面１９７の曲率半径が異なるレンズホルダ１９を各レンズ群毎に用意し、上記した０〜３カーブの第１レンズ群に用いられるものは４カーブに、４〜６カーブの第２レンズ群に用いられるものは７カーブに、７〜１１カーブの第３レンズ群に用いられるものは１１カーブに設定している。すなわち、レンズホルダ１９は、レンズ群の数と対応する数の種類（３種類）からなり、各レンズ群に属するレンズ１の凸側レンズ面１Ａより曲率半径が小さいレンズ保持面１９７を有し（ただし、１１カーブのレンズについては、同一のカーブのレンズホルダとなる）、レンズ１の凸側レンズ面１Ａに対して外当たりになるようにしている。このように、各レンズ群毎にレンズホルダ１９のレンズ保持面１９７の曲率をレンズ１の凸側レンズ面１Ａより深くすると、第１９図（ｂ）に示すようにレンズ保持面１９７の外周縁部で重点的に保持することができる。ただし、レンズ保持面１９７の曲率のみが異なるだけで、レンズホルダ１９の他の構造は全く同一である。なお、凸側レンズ面１Ａとレンズ保持面１９７との曲率半径の差が大きいと、これら両面の密着度が低くなるため、差は小さいことが望ましい。
また、本実施の形態においては、レンズホルダ１９が必ず外当たりするようにレンズ１の凸側レンズ面１Ａとレンズ保持面１９７とのカーブ差を少なくとも１カーブ以上設定したが、同一カーブもしくは±１カーブぐらいまでは両面接着パッド１９１の厚さや特性によりカバーすることが可能である。
また、第１９図（ｂ）に示すように、前記凹球面よりなるレンズ保持面１９７には、両面接着パッド１９１との密着結合力を増すための微小凹凸１９８が周方向に放射状に形成されており、微小凹凸１９８の各山と谷は、環状のレンズ保持面１９７の半径方向にほぼ一定の角度で延びている。
第１９図（ｃ）、（ｄ）は、本レンズホルダ１９のレンズ保持面１９７に形成した微小凹凸１９８の断面形状と、該微小凹凸１９８に対してパッド１９１を密着させた状態をそれぞれ示す図、第１９図（ｅ）、（ｆ）は、比較例として、従来のレンズホルダにおける微小凹凸１９９の断面形状と、該微小凹凸１９９に対してパッド１９１を密着させた状態をそれぞれ示す図である。いずれも、レンズ保持面１９７の周方向に微小凹凸１９８、１９９の山が連なった断面形状をなしている。
従来のレンズホルダでは、第１９図（ｅ）、（ｆ）に示すように微小凹凸１９９の断面形状を、回転方向を考慮した片斜面形にし、回転で生じるパッド１９１への食い込み作用により、パッド１９１との結合力を維持するようになっていた。即ち、微小凹凸１９９の山の頂点１９９ａを境に、その回転方向前側の壁面１９９ｂが垂直面で構成され、反対側の壁面１９９ｃが斜面で構成されていた。
しかし、このような片斜面形の微小凹凸１９９をレンズ保持面１９７に形成した場合、パッド１９１に対する食い込み作用でパッド１９１との結合力が得られるものの、第１９図（ｆ）に示すようにパッド１９１との密着度が低くなるので、必ずしも高いレンズ保持力を発揮できないという問題があった。また、片斜面形であるため、パッド１９１との間に圧接力が作用した際に、パッド厚が厚い場合などはアンバランスな回転力を与えてしまい、パッド１９１が僅かに回転方向へずれることで、高精度のレンズ保持に影響が出るおそれがある。
それに対し、本レンズホルダ１９（φ２０）では、厚めの接着パッドを使用すると共にレンズ保持面１９７の凹凸１９８の断面形状を、第１９図（ｃ）、（ｄ）に示すように両斜面形に形成している。即ち、凹凸１９８の山の頂点１９８ａを境に、その回転方向前側の壁面１９８ｂと、反対側の壁面１９８ｃとを、同じ傾斜角度（４５度）の斜面で構成している。
従って、第１９図（ｄ）に示すように、パッド１９１を微小凹凸１９８に圧接させた際に、両方の斜面に均等にパッド１９１が密着することになり、接触面積の増大により、パッドの適度な可撓性や変形性が生かされ、レンズ保持力の増大が図れる。また、同じ傾斜角度の両斜面に均等にパッド１９１が圧接するので、アンバランスな回転力が相殺されて発生しなくなり、従ってパッド１９１が回転ずれして、レンズの保持精度が低下するようなこともなくなる。
また、レンズ保持力の増大が図れることにより、レンズ保持用フランジ１９６の小径化を図ることもできる。このことは、以下に述べる利点を生む。
まず、径の小さいレンズの加工が可能になる。この他に、レンズカーブに応じて用意していたレンズホルダの種類を少なくする（弱度と強度、もしくはその中間に１種か２種を加える程度にする）ことができる。つまり、一般的には、レンズカーブに応じて使い分けができるように、レンズ保持面１９７の曲率を段階的に変えた複数種のレンズホルダ１９を用意している。その場合、全てのレンズカーブに応じてレンズホルダを用意するのは現実的ではないため、１種のレンズホルダで、何種類か（弱度、強度、もしくはその中間の度数用）のレンズカーブの範囲をカバーするようにしている。
第２１図は、ある曲率のレンズ保持面１９７と、レンズ面１Ａの関係を示している。レンズ保持面１９７の曲率よりレンズ面１Ａの曲率が大きい場合、レンズ保持面１９７の外周縁がレンズ面１Ａに当たり、レンズ保持面１９７のカーブとレンズ面１Ａのカーブとの間に深さの差Ｆができる。この深さの差Ｆが大きいと、レンズ保持面１９７とレンズ面１Ａの密着度が低くなるため、その差が大きくならないように、レンズ面１Ａに対応したレンズホルダを用意して選択できるようにしている。
ところが、同じカーブの場合でも、レンズ保持面１９７（レンズ保持用フランジ１９６）の外径の小径化を図ると、前述の深さの差Ｆを減らすことができ、多くのカーブのレンズに対応できるようになる。従って、小径化したレンズホルダによれば、カバーできるレンズカーブ範囲を広げることができ、結果として、レンズホルダの種類を減らすことができる。
なお、上記の例では、レンズ保持面１９７に形成した微小凹凸１９８の断面形状を山形にしているが、山の頂点や谷の底をＲ形状にして滑らかな波形状としてもよい。また、上記の例では、微小凹凸１９８の山と谷を環状のレンズ保持面１９７の半径方向に連続的に延ばしているが、微小凹凸をレンズ保持面１９７全体に分散的に配置してもよい。
第２２図はレンズ加工装置１０における制御装置を中心とした電気的な接続関係を示すブロック図である。ただし、ここでは、主要な構成のみを示す。制御装置は、サーボモータ制御部１００１とＩ／Ｏ制御部１００２とからなる。両制御部１００１、１００２は互いにデータのやりとりを行い、且つ、図示略のホストコンピュータともデータのやりとりを行う。加工システム全体を管理するホストコンピュータからは、レンズの形状データ（動径情報、凸側レンズ面形状、凹側レンズ面形状、レンズ厚、外径等を含む）や加工情報等が送られ、制御部１００１、１００２は、この送られた形状データや加工情報に基づいて、レンズに対し必要な加工を施す。
サーボモータ制御部１００１は、Ｘ軸サーボモータ（レンズ回転用モータ１２５）、Ｙ軸サーボモータ（切り込み動作用モータ６３）、Ｚ軸サーボモータ（Ｚ方向移動用モータ３３１）の駆動制御を行う。また、Ｉ／Ｏ制御部１００２は、カッタ回転機構部１３のカッタ回転用モータ（ＴＯＯＬ用モータ）１３３、面取りモータ（エンドミル回転機構部１４のスピンドルモータ１４２）、レンズチャックエアーシリンダ１２３、測定ヘッド用回転アクチュエータ１５５、冷却用エアブロー１０１０、スタイラス開閉用ＤＣモータ１７０を、制御部や電磁弁１０２１〜１０２６を介して駆動制御し、必要な動作を行わせる。その際、各種センサの信号を制御に利用する。
また、Ｉ／Ｏ制御部１００２は、測定用リニアエンコーダ１６６、１６７の検出信号をカウンタユニット１０３０でカウントして取り込む。更に、表示操作部１１００に対して必要な表示を行うと共に、操作信号を取り込む。また、集塵機インターフェースや搬送ロボットインターフェースに必要な信号を送る。
次に第２３図のフローチャートに従って、制御部１００１及び１００２で行われる制御の流れを説明する。
被加工レンズ１をレンズ保持ユニット１２にセットしてスタートの操作を行うと、最初に、ホストコンピュータより送られて来る測定軌跡データを入力する（ステップＳ１）。次いで、測定ヘッド１６を下降させてロード位置に位置決めし（ステップＳ２）、スタイラス１６１，１６２をレンズ１に対してローディングし（ステップＳ３）、レンズ位置を測定して（ステップＳ４）、その測定データをホストコンピュータへ送る（ステップＳ５）。
レンズの全周について測定が完了すると、スタイラス１６１、１６２をレンズ１からアンローディングし（ステップＳ６）、測定ヘッド１６をアンロード位置に上昇させる（ステップＳ７）。次に、ホストコンピュータより加工軌跡データを入力し（ステップＳ８）、カッタ回転機構部１３のモータ（ＴＯＯＬモータ）１３３を回転させると共に、エアーブローを開始し（ステップＳ９）、集塵機を運転する（ステップＳ１０）。
そして、所定回転数でカッタ１３１を回すことで荒加工を強制切削により実施し（ステップＳ１１）、次にカッタ用のモータ１３３の回転速度を変更して（ステップＳ１２）、仕上げ加工を同じくカッタ１３１による強制切削で行う（ステップＳ１３）。このとき、ヤゲン加工が必要な場合は、ヤゲンカッタＹ１、Ｙ２を選択して加工を行う。
仕上げ加工が終了すると、カッタ１３１を停止し（ステップＳ１４）、面取りモータ１４２を回転して（ステップＳ１５）、エンドミル１４１により凸側レンズ面及び凹側レンズ面のエッジ部に対する面取りを行う（ステップＳ１７）。その前に、ヤゲン加工の代わりに、レンズ周面に対する溝彫り加工が必要な場合には、面取り加工に先立って、面取りモータ１４２でエンドミル１４１を回して、レンズ端面の溝彫りを実行する（ステップＳ１６）。面取りが全周にわたり完了したら、面取りモータ１４２及びエアーブローを停止し（ステップＳ１８）、集塵機も停止して（ステップＳ１９）、１個のレンズの加工を終了する。
上記の荒加工及び仕上げ加工は同じカッタで行う。即ち、平削りの場合は平削りカッタＨ１、小ヤゲンの場合は小ヤゲンカッタＹ１、大ヤゲンの場合は大ヤゲンカッタＹ２を選択し、同一カッタで荒加工から仕上げ加工まで行う。従って、工程移動を行わずにワンチャックで連続的な加工が可能であり、加工時間の短縮や装置の小型化を実現することができる。また、荒加工用と仕上げ加工用の工具を別に用意しなくてよいので、工具の配置スペースを小さくできる上、工具の管理も楽になる。
また、カッタ１３１でレンズ１を強制切削するので、切り込み量を適当に設定しながら切削を進めることができる。従って、仕上げ形状に至るまでの過程を、形状データに最適な加工条件で決めることができる。例えば、何回の回転で切削を完了するかとか、何秒で切削を完了するかとかの目標設定が任意にできるようになるので、加工時間の短縮と加工精度の向上を図ることができる。
また、面取り加工を溝彫り用の小径のエンドミル１４１の先端のＲ部で行うので、砥石に比べて、他の箇所との干渉が少なく、小さな面取りを正確に仕上げることができる。特に、１個のエンドミル１４１を溝彫り加工と面取り加工に兼用するので、工具数を減らすことができてコスト削減に寄与することができるし、溝彫り加工と面取り加工を、ワンチャックのままほぼ連続して行うことができるため、加工時間の短縮も図れる。また、工具の兼用により駆動系が１つで済むため、装置の小型化及びコストの削減を図ることができる。また、工具の数を増やさないため、工具の管理も楽になる。
また、本レンズ加工装置１０の場合、加工装置としてのカッタ１３１やエンドミル１４１の上方に、レンズ測定を行う測定ヘッド１６を配置し、必要なときにだけ、測定ヘッド１６を前に倒して、レンズ保持ユニット１２に保持されたレンズ１の測定が行えるようにしているので、測定ヘッド１６を無理なレイアウトをせずに加工装置１０上に搭載することができる。また、カッタ１３１やエンドミル１４１の上方の空きスペースを有効利用して測定ヘッド１６を加工装置１０上に搭載しているので、加工装置１０の平面面積を拡大せずに済み、加工装置１０の小型化を図ることができる。また、レンズ保持ユニット１２にレンズを保持した状態で、測定から加工までの一連の工程を全てこなすことができるので、工程移動のためのレンズの持ち替えが全くなくなり、レンズの持ち替えによる加工精度の低下の心配もなくなって、レンズ形状を正確に仕上げることができる。
次に、加工精度の向上や加工効率等の向上を図るために、本レンズ加工装置１０において実行される各種方法について説明する。
まず、このレンズ加工装置１０では、カッタ１３１の回転速度（＝工具回転速度）、カッタ１３１による周面切削時のレンズ保持軸１２１の回転速度（＝送りスピード）、周面切削加工のためのレンズ１の周回数（＝切削回転数）、溝彫り時や面取り時のエンドミル１４１の回転速度（＝工具回転速度）、そのときのレンズ保持軸１２１の回転速度（送りスピード）等を変更可能なパラメータとして持っており、レンズ１の材種（硝種＝ここではプラスチックの種類）や度数（コバ厚＝レンズ肉厚）、仕上げ加工と荒加工の加工工程の別などに応じて、それらパラメータの設定を行うことにより、最適な加工条件を選べるようになっている。
例えば、レンズ１の材種（硝種）や度数（コバ厚）に応じてパラメータ（カッタ回転速度＝工具回転速度、レンズ保持軸回転速度＝送りスピード、加工周回数＝切削回転数）を変えることにより、レンズ１の材種や度数によらず、加工負荷を揃えることができるようになって、レンズサイズやレンズ形状（ヤゲン位置を含む）を正確に均一に仕上げることができるし、加工箇所をきれいに仕上げることができる。また、適正な加工条件の選択により、加工応力の低減を図ってレンズ軸のずれを少なくできるし、工具寿命を延ばしたり、加工時間を短縮したりすることもできる。
また、仕上げ加工と荒加工の加工工程の別に応じて、パラメータ（カッタ回転速度＝工具回転速度、レンズ保持軸回転速度＝送りスピード）を変えることにより、同じカッタで加工しながらも、仕上げ面を良好にすることができるし、レンズサイズやレンズ形状（ヤゲン位置を含む）を正確に仕上げることができる。また、適正な加工条件の選択により、加工応力の低減を図ってレンズ軸のずれを少なくできるし、工具寿命を延ばすこともできる。
また、同じ加工工程において、カッタ１３１の回転速度やレンズの回転角速度を変えることで、切削速度の均一化を図ることができるので、加工面を均質な状態に仕上げることができる。
また、エンドミル１４１による溝彫り加工時あるいは面取り加工時にも、レンズ１の材種（＝材質の種類＝硝種＝ここではプラスチックの種類）に応じて、パラメータ（エンドミル回転速度＝工具回転速度、レンズ保持軸回転速度＝送りスピード）を変えることにより、レンズ１の材種によらず、精度良く溝や面取り部を形成することができる。また、適正な加工条件の選択により、工具寿命を延ばしたり、加工時間を短縮したりすることもできる。
第２４図は加工工程の種類別に応じて定められたパラメータ（カッタ回転速度＝工具回転速度、レンズ保持軸回転速度＝送りスピード）の実例を示す表である。
第２４図において、表の左欄の項目欄における最上欄がレンズの種類を特定する欄であり、この欄の上段の項目である「ＨＹ１→加工スピード」は、レンズの材質に対応して定まる加工スピードを区別する段である。すなわち、この段の項目欄の右に数字１、２が記載されている欄があるが、この数字１は、レンズの材質がジエチレンギリコールビスアリルカーボネート系（ｎｄが１．５０）やポリウレタン系（特に好ましい）であることを示す。また、数字２は、レンズの材質がエピチオ系樹脂であることを示す。この数字１の欄の下の欄に「厚」「薄」が記載されている欄があるが、これはレンズ肉厚を厚い場合と薄い場合との２つに分類してそれぞれにパラメータを付与するためのものである。
さらに、上記「厚」「薄」が記載されている欄の下の欄に記載されている「００」「０２」「０５」等の数値は、それぞれの数値がある段と同じ段における項目欄で指定される加工の種類ごとで区別される加工スピードの種類毎に定義される速度を表す記号（コード）である。
例えば、「周面荒加工の送りスピード」では、コード「０２」は「１回転２２秒」であること、コード「０３」は「１回転３０秒」であること、コード「０４」は「１回転３８秒」であることをそれぞれ表す。
また、「周面荒加工の工具回転速度」では、コード「０５」は「９６００ｒｐｍ」であること、コード「０４」は「８０００ｒｐｍ」であることをそれぞれ表す。
さらに、「周面仕上げ加工の送りスピード」では、コード「０５」は「１回転４６秒」であることを表す。「周面仕上げ加工の工具回転速度」では、コード「００」は「２０００ｒｐｍ」であること、コード「０２」は「３８００ｒｐｍ」であることをそれぞれ表す。
「溝彫り加工の送りスピード」では、コード「０２」は「１回転２２秒」、コード「０４」は「１回転３８秒」（「周面荒加工の送りスピード」の場合と同じ）であることを表し、「溝彫り加工の工具回転速度」では、コード「０１」は「２８０００ｒｐｍ」であること、コード「００」は「２００００ｒｐｍ」であることをそれぞれ表す。
「面取り加工の送りスピード」では、コード「０２」は「１回転２２秒」、コード「０４」は「１回転３８秒」（「周面荒加工の送りスピード」の場合と同じ）であることを表し、「面取り加工の工具回転速度」では、コード「００」は「２００００ｒｐｍ」、コード「０１」は「２８０００ｒｐｍ」であることをそれぞれ表す。
上記表で掲げた例では、数字１で指定される材質では、肉厚が異なっても同一の加工条件で行うようにしているが、数字２で指定される材質では、材料強度が数字１のものより脆いため、ゆっくり時間をかけた加工にするとともに、肉厚によっても多少加工条件を異ならしめている。
このような制御により、レンズ１の材種や度数によらず、加工負荷を揃え、レンズサイズやレンズ形状（ヤゲン位置を含む）を正確に均一に仕上げるとともに、加工箇所をきれいに仕上げるためには、上述の送りスピード（レンズ軸回転速度）や工具回転速度を適切なものにするほかに、加工周回数（切削回転数）を適切に設定することが重要である。
第２５図は軸ずれ等がなく所定の精度の加工が可能な場合の荒加工におけるレンズの最大肉厚と切削回転数（加工周回数）との関係を実験的に求めた結果を示すグラフである。図において、縦軸Ｙが切削回転数（加工周回数）であり、横軸Ｘがレンズの最大肉厚（単位；ｍｍ）である。
ここで、最大肉厚とは、マイナスレンズの場合には、レンズの外径の最大コバ厚であり、プラスレンズの場合は、レンズ枠形状での最大肉厚である。また、この場合のレンズ保持軸回転速度（送りスピード）は、周速が一定で軸ずれが発生しない条件、例えば、荒ずりで１回転２２秒程度を基準とする。加工周回数は円形のレンズに対してカッターがスパイラル状の軌跡で切り込まれていく周回数と均一に仕上げ加工分が残された形状に調整加工する最後の１周回（定数）とを加えたものである。
第２５図において、直線１はレンズの材種（材質の種類）として、中間的な切削性を有するポリウレタン系レンズ（例えば、屈折率ｎｄが１．５６〜１．７４程度のもの）を想定したものである。
このグラフから、最大肉厚が５．９ｍｍを超える場合には、ポリウレタン系レンズにおいては、Ｙ＝０．８Ｘ−３．１＋１（定数）の関係を示している（四捨五入）。ここで、例えば材質が異なるエピチオ系樹脂レンズにおいては、Ｙ＝０．８７Ｘ−３．１＋１（定数）の関係を用いることができる。また、最大肉厚が５．９ｍｍ以下の場合には、Ｙの値がＸに依存せずに一律に２とする。なお、この場合、トータルの切削回転数のうち、最終の１回転を除いては切削の際の切り込み軌跡がスパイラル状であることは後述する通りである（例えば、第２８図（ａ）等参照）。
上述のグラフ等を用いることにより、レンズの肉厚に応じて加工周回数（切削回転数）を適切な値に設定することができる。
また、このレンズ加工装置１０では、ヤゲン加工の際に必要なレンズ位置データを正確に得るために、次に述べるような演算機能を備えている。第２６図を用いて説明する。
通常、レンズ面１Ａ、１Ｂの位置データを得るためには、測定ヘッドのスタイラス１６１、１６２を、レンズ形状データに従ってレンズ面１Ａ、１Ｂ上でトレースさせ、その軌跡の各点において各スタイラス１６１、１６２の位置を検出することにより、レンズ面の位置１ｅ、１ｆを計測している。この場合のスタイラス１６１、１６２のトレース位置は、レンズ１がヤゲン加工されたときに形成されるヤゲン１ａの頂点のレンズ保持軸方向の延長線ＳＴ上である。
しかし、そのようにして求めた位置データ（１ｅ、１ｆの座標データ）に基づいて、そのままヤゲン加工をすると、ヤゲン１ａの位置を正確に仕上げることができないという問題がある。即ち、加工した状態でのレンズ周面におけるヤゲン１ａの位置を、レンズ周面の両端エッジ部１ｃ、１ｄを基準にして精度良く出したいのに、実際のヤゲン加工は、両端エッジ部１ｃ、１ｄの位置よりヤゲン高さＳＨ分だけ外周側の位置１ｅ、１ｆで測定したデータに基づいて行っている。従って、ヤゲン１ａが高精度に仕上がらない。
そこで、予めレンズ形状データで規定される位置からヤゲン高さＳＨを引いた位置で、スタイラス１６１、１６２をトレースさせることにより、加工後の状態におけるレンズ周面の両端エッジ部１ｃ、１ｄの位置を予め計測して、その位置データに基づいてヤゲン加工することが考えられている。
しかし、そうすると、スタイラス１６１、１６２を、レンズ形状データで規定される位置よりもレンズ中心側でトレースさせなくてはならないため、スタイラス１６１、１６２をトレースさせるためのデータを、予めレンズ形状データとは別に作成しなくてはならない。また、レンズ中心側でトレースさせるため、最終的に利用可能性のあるレンズ面１Ａ、１Ｂの範囲に、スタイラス１６１、１６２の接触痕が残るおそれもある。
そこで、本レンズ加工装置１０では、点１ｅ、１ｆの座標測定データと、別途与えられるレンズ１の設計データに基づいて、点１ｃ、１ｄの座標値を算出するようにしている。
ここで、レンズ１の設計データとは、レンズ物性データ（屈折力、アッベ数、比重等）、処方関連データ（レンズ度数、乱視軸、加入度、プリズム、基底方向、偏心、外径、遠用ＰＤ、近用ＰＤ、レンズ厚、ＶＲ値（ＣＲ値＋ＶＣ値））、フレームデータ（形状、ＤＢＬ、ＦＰＤ、フレームカーブ、フレームカーブ等）、フレーム前傾角、ヤゲン種、その他加工指定データである。この場合のレンズ１の設計データには、動径データ、凸側レンズ面形状データ、凹側レンズ面形状データ、レンズ厚データ、外径データが含まれており、この中には凸側レンズ面１Ａ及び凹側レンズ面１Ｂの形状を規定する有限数の座標データ（ρｉ，θｉ，Ｚｉ）が含まれていて、非球面レンズの場合にも、凸側レンズ面１Ａ及び凹側レンズ面１Ｂの任意の点の座標を取り出すことができる。従って、ヤゲン頂点のレンズ保持軸方向の延長線ＳＨ上のトレース点において測定した実測データと、この設計データを利用することにより、点１ｃ、１ｄの位置を精度良く算出することができ、これらの点１ｃ、１ｄの座標データを用いることで、ヤゲン１ａを精度良く加工することができる。なお、設計データは、ホストコンピュータのレンズ設計プログラムデータから与えられるようになっている。
また、本レンズ加工装置１０では、レンズ形状やレンズ位置を測定する測定ヘッド１６を、必要に応じて、レンズ保持ユニット１２に保持されたレンズ１に対して、待避場所からアプローチすることができるようになっているので、加工前の計測の他に、特別な場合には、加工途中で、レンズ形状やレンズ位置を計測することもできる。次に、そのような加工途中で測定を実施する場合の例について説明する。
第２７図は加工工程の例を示す。（ａ）は通常の場合の加工工程、（ｂ）は特別な場合の加工工程を示す。（ａ）の加工工程は、未加工レンズの段階でレンズ測定を行うもの、（ｂ）の加工工程は、荒加工の途中の段階でレンズ測定を行うものである。本レンズ加工装置１０では、レンズの材種（硝種）や度数（コバ厚）に応じて、（ａ）の加工工程か、（ｂ）の加工工程か、を選択して加工を実施するようにしている。このように（ｂ）の特別な加工工程を選択肢に設けている理由は、レンズにより、未加工レンズの段階と荒加工の途中の段階でのレンズ測定値に差が出る場合があり、全ての場合を（ａ）の通常の加工工程で統一すると、最終仕上げ加工でヤゲン位置が正確に仕上がらないことがあるためである。
（ａ）に示す通常の加工工程の場合は、最初にレンズの測定を行う。次に荒加工を実施し、その後、仕上げ加工を実施し、最後に面取り加工を実施して、最終形状のレンズを得る。荒加工は、仕上げ用の削り代を残したところまで行い、仕上げ加工で最後の削り代を取り除いて最終寸法に仕上げる。
一方、（ｂ）に示す特別な加工工程の場合は、最初に１次荒加工を実施し、その後でレンズの測定を実施する。第２８図（ａ）、（ｂ）に示すように、１次荒加工は、仕上げ寸法に対して測定可能幅ＳＫを残した寸法まで行う。通常の加工工程における荒加工では、残りの仕上げ用の削り代のみを残すが、この程度の削り代の範囲にスタイラス１６１、１６２をトレースさせるのは難しい。そこで、この加工工程では、敢えて１次荒加工により、測定できる範囲の幅（例えば１．５〜１．８ｍｍ程度）を残したところまで加工するのである。
何故そうするかというと、前述したように、未加工レンズから一気に仕上げ用の削り代を残したところまで荒加工すると、特殊レンズの場合など、レンズの保持状態が変化する場合がある。即ち、レンズの保持状態によっては、未加工レンズの段階では、これから荒加工で取り除こうとする部分が補強効果を発揮して保持バランスをとり、変形を表に現れないように留めていたものが、荒加工でその部分が取り除かれることにより、補強効果がなくなって、保持変形が表に現れる場合がある。従って、そのような場合、未加工レンズの段階でレンズ測定値を求めても、実際に荒加工した後の段階ではその当初のレンズの位置データが変わってしまい信頼性が低下してしまうからである。例えば、小玉のついたバイフォーカルレンズやレンズのコバ厚が厚いレンズなどである。
このように、１次荒加工を行った段階でレンズ測定を実施し、レンズ保持の変形を受けない状態でコバ厚を含むレンズ情報を得たら、その後で２次荒加工により、仕上げ用の削り代を残した段階まで取り除き、後は通常の場合の加工工程と同様に、仕上げ加工を実施し、最後に面取り加工を実施して、最終形状のレンズを得る。
このように荒加工の途中の段階でレンズ測定を実施することにより、信頼性の高いレンズ測定値を得ることができるので、その後の仕上げ加工をそのレンズ測定値を用いて行うことにより、レンズ形状及びヤゲン形状を正確に仕上げることができる。本実施例では、工具としてカッタを用いた例を掲げたが、カッタと同程度の制御が維持できれば、カッタのかわりに砥石を用いてもよい。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明は、眼鏡用の被加工レンズをレンズ中心部で保持し、保持した被加工レンズの周面を周面加工用の回転加工工具により削り取ると共に、被加工レンズをレンズ中心回りに周回させることにより、被加工レンズの全周にわたって周面を削り取り、それにより所定の周縁形状のレンズを加工する場合に、被加工レンズをレンズ保持ユニットによって保持し、このレンズ保持ユニットによる保持状態を維持したままで、ヤゲン加工を含むレンズ周面の切削加工と、レンズ周面への溝彫り加工と、レンズ周面とレンズ面との交差エッジ部への面取り加工とを行うようにしたもので、これにより、眼鏡レンズ加工に要求される測定から各種項目の加工までをワンチャックで実行することができ、しかも、高精度な加工を実現可能なレンズ加工装置及びレンズ加工方法を提供することを可能にしている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置の全体構成を示す斜視図である。
第２図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置の全体構成を示す平面図である。
第３図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置の全体構成を示す正面図である。
第４図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるレンズ保持ユニットの詳細構成を示す平面図である。
第５図の（ａ）は本発明の実施形態のレンズ加工装置における切り込み動作機構部の詳細構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＶｂ−Ｖｂ矢視図である。
第６図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置における測定ユニットの側面図であり、（ａ）は測定ヘッドがアンロード位置にある状態を示し、（ｂ）はロード位置にある状態を示す。
第７図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置における測定ユニットの平面図であり、（ａ）は測定ヘッドがアンロード位置にある状態を示し、（ｂ）はロード位置にある状態を示す。
第８図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置における測定ユニットの正面図である。
第９図の（ａ）は本発明の実施形態のレンズ加工装置の測定ヘッドの原理構成図、（ｂ）はスタイラスの先端部の詳細を示す側面図、（ｃ）は同正面図である。
第１０図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置の測定ヘッドのスタイラスをレンズにローディングした状態を示す平面図である。
第１１図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置の測定ヘッドのスタイラスをレンズにローディングした状態を示す側面図である。
第１２図は、形状データの説明図である。
第１３図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるカッタ回転機構部のカッタの構成を示し、（ａ）は半断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はヤゲンカッタの要部拡大図である。
第１４図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるカッタ回転機構部のカッタでレンズを加工している状態を示す側面図である。
第１５図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるカッタ回転機構部のヤゲンカッタでレンズを加工している状態を示す平面図である。
第１６図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるエンドミル回転機構部のエンドミルでレンズ端面に溝彫りを行っている状態及びレンズ端面のエッジ部に面取りを行っている状態を示す平面図である。
第１７図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるエンドミルで溝彫りまたは面取りを行っている状態を示す側面図である。
第１８図は、（ａ）は本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるエンドミルで溝彫り及び面取りを行う場合の説明に用いる拡大図、（ｂ）はヤゲンのある場合の面取りの説明図である。
第１９図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるレンズホルダの説明図で、（ａ）はレンズホルダの側面図、（ｂ）は同レンズホルダのレンズ保持面の平面図、（ｃ）は前記レンズ保持面に形成されている微小凹凸の断面図、（ｄ）はその微小凹凸にパッドを圧接させた状態を示す断面図、（ｅ）は従来のレンズホルダのレンズ保持面に形成されている微小凹凸の断面図、（ｆ）はその微小凹凸にパッドを圧接させた状態を示す断面図である。
第２０図は、レンズホルダ１９によってレンズ１を保持する様子を示す図である。
第２１図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置におけるレンズホルダとレンズの曲率の関係による密着度の説明に用いる断面図である。
第２２図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置の電気的構成の概略を示すブロック図である。
第２３図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置で行われる加工プロセスを示すフローチャートである。
第２４図は、加工工程の種類別に応じて定められたパラメータ（カッタ回転速度＝工具回転速度、レンズ保持軸回転速度＝送りスピード）の実例を示す表である。
第２５図は、軸ずれ等がなく所定の精度の加工が可能な場合のレンズの最大肉厚と切削回転数（加工周回数）との関係を実験的に求めた結果を示すグラフである。
第２６図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置で行われるレンズ測定の補正方法の説明図である。
第２７図は、本発明の実施形態のレンズ加工装置で選択可能な加工工程（ａ）、（ｂ）の流れ図である。
第２８図は、第２３図の（ｂ）の加工工程の説明図で、（ａ）はレンズの正面図、（ｂ）はレンズの断面図である。
１…レンズ、１２…レンズ保持ユニット、１２１…レンズ保持軸、１２１ａ…レンズホルダ受け、１２２…レンズ押さえ軸、１２２ａ…レンズ押さえ、１２３…エアシリンダ、１３…カッタ回転機構部（周面切削加工装置）、１３１…カッタ（回転切削工具）、１４…エンドミル回転機構部（溝加工装置、面取り加工装置）、１４１…エンドミル（回転工具）、１５…測定ユニット、１６…測定ヘッド、１６１，１６２…スタイラス、１９…レンズホルダ、９９２…空気噴射ノズル（空気噴射装置）、９９３…掃除口（吸引除去装置）
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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