JPH11198014A - プラスチックレンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブロッキング工程で多数必要なプリズムリン
グを廃止して自動化できると共に、切削工程や研磨工程
で必要な加工精度や品質が得られるプラスチックレンズ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 ブロック材５１として従来の低融点金属
の代わりに熱可塑性樹脂を用いて加工ワーク３０の凸面
全体をブロック治具１０に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製の加工ワー
クを切削してレンズ面を形成するプラスチックレンズの
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、眼鏡用レンズは、軽いプラスチッ
クレンズが主流となり、特に遠近両用の多焦点レンズで
は顕著である。多焦点レンズは一枚のレンズに異なる度
数を持たせたレンズであり、例えばレンズの上側が遠く
を見るための遠用部、下側が近くを見るための近用部と
なっており、最近ではレンズの度数が遠用部から近用
部、更にはこれらの中間的な距離を見るための中間部に
かけて連続的に変化する累進多焦点レンズが一般的にな
ってきている。

【０００３】このような多焦点レンズは、使う人の個々
の処方に合わせて度数、乱視の角度などの必要な条件に
従ってレンズ面を切削、研磨することが行われる。この
場合、度数に対応する曲面をレンズの外側の凸面側に形
成したセミフィニッシュレンズを製造しておき、乱視の
角度やプリズム角、更にはレンズ全体の厚さの調整など
は処方に合わせてセミフィニッシュレンズの内側の凹面
側を切削、研磨して完成レンズに仕上げる研磨加工製造
システムがある。多焦点レンズは装用時の水平・垂直方
向の基準となるレンズ水平線が決められている。プリズ
ム量や乱視の軸は人により異なるため、処方に従って一
個毎に凹面側に作り込む。

【０００４】このようなセミフィニッシュシステムにお
ける従来のプラスチックレンズの製造方法を図５〜図１
０を参照して説明する。製造工程は、ブランク（加工ワ
ーク）をブロッキング治具に固定するブロッキング工程
と、ブロッキング治具に固定された加工ワークを切削ホ
イルで切削する切削工程と、切削工程の終了した加工ワ
ークをブロック治具に固定したまま研磨する研磨工程
と、加工ワークをブロック治具から取り外すデブロック
工程を有する。

【０００５】図５はプラスチックレンズとなるべき加工
ワークを固定する際に用いる固定治具を示すものであ
る。この固定治具１００は、切削装置や研磨装置にセッ
トするためのブロック治具１１０とプリズムリング１２
０の組み合わせで構成されている。ブロック治具１１０
は低融点金属を注入するためのブロック材注入口１１１
を備えるリング状であり、切削装置や研磨装置にセット
すると、決まった向きに固定されるようになっている。
プリズムリング１２０は円形の底板とその周囲を囲む周
壁から構成される箱状であり、底板に形成された穴にブ
ロック治具１１０を嵌合して組み合わせて使用するよう
になっている。プリズムリング１２０の周壁上端縁は、
使用する人の処方に合わせて完成レンズにプリズム量を
設定するために斜めに形成され、水平方向からの傾斜θ
が形成されている。このプリズム量は使う人によって個
々に異なるため、傾斜がないものからプリズム量毎に異
なる傾斜θを有するプリズムリングが用意されている。

【０００６】図５に示したようにブロック治具１１０と
プリズムリング１２０とを嵌め合わせ、次に、図６に示
すように、乱視の軸を決めるためにブロック治具１１０
を固定したまま処方に従ってプリズムリングを所定の角
度回転させる。そして、加工ワーク１３０の凸面側をプ
リズムリング１２０の基準線１２１と加工ワーク基準線
１３１とを合わせてプリズムリング１２０上に載置す
る。次に、ブロック治具１１０のブロック材注入口１１
１から融けた低融点金属１４０を加工ワーク１３０とプ
リズムリング１２０とブロック治具１１０から構成され
るキャビティに流し込み、低融点金属１４０を固化させ
る。その後、プリズムリング１２０をはずし、図７に示
すように、加工ワーク１３０が、低融点金属１４０で構
成されるブロック材１４１を介してブロック治具１１０
に所定のプリズム量で、かつ所定の乱視軸を持つように
固定される。

【０００７】切削工程は、図８に示すように、図示しな
い切削機にブロック治具１１０を固定し、回転する切削
ホイル１５０で加工ワーク１３０の凹面側を所定のレン
ズ面になるように切削する。この切削工程では、図９に
示すように、レンズの厚みを減らすために、破線で示し
た元の加工ワーク１３０よりも径が小さくなるまで切削
し、コバ厚がないナイフエッチの特殊なレンズ１３１に
加工する場合もある。

【０００８】研磨工程は、図１０に示すように、研磨治
具１５０に貼られた研磨布１５１を加工ワーク１３２の
切削面にこすり合わせることにより切削面を研磨し、鏡
面加工を行っている。

【０００９】研磨工程が終了した後、加工ワーク１３２
に衝撃を与えて低融点金属１４０と完成した加工ワーク
とを分離させるデブロック工程を行い、形状が完成した
レンズを得る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のプラスチックレンズの製造方法には次のような
問題点がある。

【００１１】まず、ブロッキング工程では、多数のプリ
ズムリング１２０を用意しなければならず、工程が自動
化できないという問題がある。プリズムリング１２０
は、加工ワーク１３０の乱視軸を設定するセット方向を
決め、完成したレンズが必要とするプリズム量を設定
し、更に、ブロック材に使用する低融点金属の成形型と
して機能する。そのため、プリズム量、レンズの径の種
類、加工ワークの凸面側の曲面形状、更にはレンズの屈
折率の種類の組み合わせによって膨大な数のプリズムリ
ング１２０を準備しておく必要がある。

【００１２】このように多数のプリズムリングを用い、
かつ加工ワークのセット方向の調整などがあるため、ブ
ロッキング工程は手作業であり、生産効率が低いという
問題がある。

【００１３】次に、切削工程では、切削精度が低いとい
う問題がある。ブロッキング材１４１は低融点金属であ
り、切削ホイル１５０と当たると切削ホイル１５０が破
損してしまうため、ブロッキング材１４０の径は加工ワ
ーク１３０の凸面より小さくする必要がある。そのた
め、図８に示すように、ブロッキング材１４０で支えら
れていない加工ワーク１３０の外周部が、切削ホイル１
５０で切削される際に切削ホイル１５０の切り込み量に
よって押圧されて矢印の如く撓む現象が生じる。その結
果、加工ワーク１３０の外周部の切削精度が低くなり、
曲率精度が悪くなるという問題がある。この問題は加工
ワーク１３０の外周部の厚みが薄くなるとその影響が大
きくなる。また、加工ワーク１３０の外周部の撓みは中
心部の加工精度にも悪影響を及ぼし、設計通りの形状に
切削されないため、現状では経験から導き出される補正
を行い、設計値通りの形状にすることが行われている。

【００１４】更に、図９に示したようなナイフエッチに
加工する場合は、薄くなったナイフエッチ部が浮いた状
態となっているため、加工精度の悪化は更に大きくな
り、現状では切削条件を変えて狙い通りの品質、精度を
得るようにしているが、形状に合わせて切削条件を変え
ることから、煩雑な作業となっている。また、ナイフエ
ッチに加工する場合は、元の加工ワークの径より小さく
するため、削り込む量に応じて径の小さなプリズムリン
グを用いてブロック材を形成しなければならず、この点
でもプリズムリングの種類が多くなる要素になってい
る。

【００１５】研磨工程では、図１０に示すように、研磨
治具とこすり合わせる圧力で加工ワーク外周部が押圧さ
れて矢印の方向に変形し、外周部での研磨残りやダレが
発生しやすく、外観品質が悪くなるという問題がある。
また、ナイフエッチに加工した場合は、エッチにより研
磨布や研磨治具が破損する場合があり、また、ナイフエ
ッチ部で加工ワークにカケやワレが発生しやすく、これ
で生じたカケがレンズ面を傷つけ、品質が悪くなるとい
う問題がある。

【００１６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、ブロッキング工程で多数必要なプリズムリングを廃
止して自動化できると共に、切削工程や研磨工程で必要
な加工精度や品質が得られるプラスチックレンズの製造
方法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ブロック材として
従来の低融点金属の代わりに熱可塑性樹脂を用いて加工
ワークの凸面全体をブロック治具に固定することによ
り、上記問題点を解消できることを知見した。

【００１８】即ち、熱可塑性樹脂をブロック材として用
いると、熱可塑性樹脂は加工ワークと共に切削可能であ
るため、低融点金属と異なり、加工ワークの径より小さ
くする必要がなく、加工ワークの凸面全体を熱可塑性樹
脂でブロック治具に固定し、加工ワークを熱可塑性樹脂
に半分埋めた状態でブロック治具に固定できる。

【００１９】ブロック治具に対する加工ワークの固定
は、例えば、枠型とブロック治具とを組み合わせて箱状
の固定治具を構成し、この固定治具に溶融した熱可塑性
樹脂を流し込むと共に、前記加工ワークを配置し、該熱
可塑性樹脂を固化させ、その後、前記枠型をブロック治
具から取り外すことで容易にできる。

【００２０】そのため、プリズム量を与えるための加工
ワークのブロック治具に対する傾斜は、例えば前記固定
治具を傾けた状態で熱可塑性樹脂を固化させることで容
易にできる。また、乱視の角度は加工ワーク又はブロッ
ク治具を回転させることで容易に与えることができる。
従って、従来多数必要であったプリズムリングを使用し
なくてもよく、かつこれらの作業は数値制御による自動
装置で自動化が可能である。

【００２１】また、切削工程や研磨工程では、加工ワー
クの凸面全体が固定されているため、切削や研磨の際の
押圧力で加工ワークの外周部が撓むことがない。そのた
め、精度良く切削、研磨できる。また、ナイフエッチ加
工では、ナイフエッチ部が常にブロック材で固定されて
いるため、通常のコバを有するレンズと同等の精度で切
削、研磨できると共に、カケやワレが発生し難く、高品
質のプラスチックレンズを製造できることを見い出し、
本発明をなすに至った。

【００２２】従って、本発明は、プラスチックレンズと
なるべき樹脂製の加工ワークの一方の面全体を熱可塑性
樹脂を介してブロック治具に固定するブロッキング工程
と、前記ブロック治具を切削装置に配置し、前記加工ワ
ークの他方の面を切削してレンズ面を形成する切削工程
とを有することを特徴とするプラスチックレンズの製造
方法を提供する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら具体的に説明する。本発明のプラ
スチックレンズの製造方法は、上述したように、プラス
チックレンズとなるべき樹脂製の加工ワークの一方の面
全体を熱可塑性樹脂を介してブロック治具に固定するブ
ロッキング工程と該ブロック治具を切削装置に配置し、
加工ワークの他方の面を切削してレンズ面を形成する切
削工程とを有する。

【００２４】対象となる加工ワークは、例えば熱硬化性
の合成樹脂で予め凸面側が多焦点レンズとして曲面が形
成され、凹面側が特に加工されていない、いわゆるセミ
フィニッシュのブランクを用いることができる。

【００２５】図１は、ブロッキング工程で用いる加工ワ
ークを固定する固定治具の一形態を示すものである。こ
の固定治具１は、ブロック治具１０と枠型２０の組み合
わせで構成されている。ブロック治具１０は、切削機や
研磨機に所定の向きに嵌合、固定するための嵌合部１１
と、加工ワークの径よりやや大きい円盤状の受板１２を
備える。また、枠型２０は、扁平の有底筒形であり、内
径はブロック治具１０の受板１２の外径とほぼ等しく、
底板２１にはブロック治具１０の嵌合部１１が通る開口
部が形成されている。これらのブロック治具１０と枠型
２０は、図１に示すように、枠型２０の開口部にブロッ
ク治具１０の嵌合部１１を通し、ブロック治具１０の受
板１２が枠型２０の底に納まるように組み立てて使用す
る。

【００２６】図２は、図１に示した固定治具１を用いて
加工ワーク３０をブロッキングする方法を示すものであ
る。ブロッキング工程では、図示しない位置決め制御装
置を用いる。この位置決め制御装置は、ワーク吸着治具
４０を上下に動かして所定の位置で停止させる上下位置
決め機能と、ワーク吸着治具４０を所定の向きに回転さ
せて停止させる回転位置決め機能と、固定治具１を保持
する図示しない保持具を所定の角度で傾斜させる傾斜位
置決め機能と、前記保持具を所定の向きに回転させて停
止させる回転位置決め機能と、前記保持具をＸＹ方向に
所定量移動させる水平方向位置決め機能を有し、数値制
御でこれらの制御を行って所定の位置にワーク吸着治具
４０と前記保持具を配置できるようになっている。

【００２７】そして、加工ワーク３０をワーク吸着治具
４０にセットすると共に、固定治具１を前記図示しない
保持具にセットする。位置決め制御装置を駆動させて、
予め処方に従って設定されているプリズム量を与えるた
めに固定治具１に水平から所定の角度の傾斜θを与え
る。また、加工ワーク３０の乱視の軸を決めるために吸
着治具４０すなわち加工ワーク３０と固定治具１とを所
定の角度で相対的に回転させ、所定の角度に配置させ
る。更に、固定治具１を傾斜させたことに伴うブロック
治具１０の中心軸と加工ワーク３０の中心のずれを補正
するため、水平方向に固定治具１を所定量移動させて、
両者を一致させる。

【００２８】このように固定治具１を所定の位置に配置
して所定の姿勢にした後、固定治具１の枠型２０の中に
溶融したあるいは半溶融状態の熱可塑性樹脂５０を流し
込み、次に、加工ワーク３０を降下させて熱可塑性樹脂
５０の中に侵入させ、図２に示すように、加工ワーク３
０の側面がほぼ埋まる程度の位置で停止させる。この加
工ワーク３０と固定治具１との位置関係が、前記位置決
め制御装置により設定値通りの位置になるように制御さ
れている。その状態を保ったまま熱可塑性樹脂５０を冷
却して固化させる。なお、加工ワーク３０と固定治具１
とを図２に示す位置に配置した後、溶融した熱可塑性樹
脂５０を枠型２０の中に注入するようにしてもよい。

【００２９】熱可塑性樹脂５０が固まった後、枠型２０
をブロック治具１０から取り外す。これにより、図３に
示すように、ブロック治具１０の受板１２の上に熱可塑
性樹脂で構成されるブロック材５１が固定され、加工ワ
ーク３０がブロック治具１０に対して所定の傾斜角度と
乱視軸方向をもってブロック材５１に埋まった状態で固
定される。

【００３０】切削工程は、例えば図８に示した切削ホイ
ル１５０を有する切削装置を用いる。例えば、切削装置
のブロック治具固定具にブロック治具１０を配置し、固
定された切削ホイル１５０に対して加工ワーク３０の凹
面の位置を変えながら切削ホイルと加工ワークとの離間
距離を調整して乱視矯正用の凹部を形成する。この切削
においては、ブロック材５１も同時に切削される。

【００３１】コバ厚をなくしてナイフエッチにする加工
の場合の最終的な加工ワーク３１とブロック材５２の形
状を図４に示す。破線で示した切削前の元の加工ワーク
３０から加工ワーク３０の側面を全部削り、元の加工ワ
ーク３０より径が縮小化した状態まで切削を進め、極端
に厚みを減らしたレンズ３１を製造する例である。

【００３２】所定の形状に切削された加工ワークは、引
き続きブロック治具に固定されたまま図１０に示したよ
うな研磨装置を用いて切削した凹面の研磨を行い、加工
面の鏡面仕上げを行う。

【００３３】研磨工程後、ブロック材５２を例えば熱
風、温水等で加熱し、溶融させて、あるいは溶剤で溶解
して加工ワーク３１をブロック治具１０から取り外すデ
ブロック工程を行い、その後、レンズとしての形状が完
成した加工ワークを洗浄し、検査などを行って次行程へ
送る。ブロック材５２として使用した熱可塑性樹脂は、
加工ワーク３１取り外しの際に溶かしたものはすぐ再利
用可能であり、加工ワーク３１と共に切削された切削粉
は、加熱することにより、熱硬化性樹脂である加工ワー
クの切削粉と分離させて再利用することができる。

【００３４】上述したブロック材を構成する熱可塑性樹
脂としては、加工ワーク３０を固定治具１に固定すると
共に、切削工程や研磨工程で加工ワーク３０と共に切
削、研磨されるため、切削性、研磨性が良好であり、接
着強度が大きく、熱収縮率が低く、加工ワークに付着し
たものの除去のために洗浄が容易で、使用後の回収が容
易なものが好ましい。軟化点は作業性から５０〜１５０
℃、特に６０〜１１０℃の範囲が好ましい。このような
熱可塑性樹脂としては、例えばパラフィン、ＥＶＡ、あ
るいは密ロウに松ヤニなどを配合した各種のワックスを
好適に用いることができる。ワックスとしては、例えば
商品名シフトワックス６６３、アクワックス４４２等を
例示することができる。

【００３５】上述したプラスチックレンズの製造方法に
よれば、加工ワーク３０を固定治具１に固定するブロッ
キング工程では、これまで多数準備しなければならなか
ったプリズムリングが不要になり、レンズの径に応じた
数種類の枠型２０を用意するだけで足りる。また、位置
決め制御装置を用いることが可能になり、数値制御によ
る完全自動化ができ、これまで手作業だったブロッキン
グ工程の生産性を大幅に向上させることができる。

【００３６】また、切削工程では、加工ワーク３０の凸
面全体がブロック材５１で固定され、更にブロック材５
１はブロック治具１０の受板１２で支持されているた
め、切削ロールの押圧力で加工ワーク３０の外周部が従
来のように撓むことがなく、研削精度が大幅に向上す
る。特に、図４に示したようなナイフエッチ加工する場
合、ブロック材５１は加工ワーク３０と共に切削される
ため、加工ワーク３０の外周部の厚みが薄くなっても加
工ワーク３０の周縁は常にブロック材５２で固定されて
いる。そのため、ブロック材５２の厚さとブロック治具
１０の受板１２の厚みの分が加工ワーク３１を支持して
いるので、加工ワーク３１の周縁がナイフエッチになっ
ても撓むことがなく、正確な切削を行うことができる。
また、加工ワークの周縁ばかりでなく、中心部の研削精
度も、周縁部の切削精度の向上に伴って向上する。その
結果、ナイフエッチ加工においても普通のコバを有する
レンズと同等の切削精度で切削することができる。その
ため、形状によって切削条件の設定を変える必要がなく
なり、加工条件が簡素化され、自動化が容易になる。

【００３７】更に、研磨工程では、従来のように、ナイ
フエッチ加工した加工ワーク周縁がブロッキング材に固
定され、切削時と同様に研磨治具の押圧力で撓むことが
ないので、研磨布や研磨治具の破損などが生じなくなる
と共に、加工ワークのカケやワレ、外周部のダレや研磨
残りなどの不良発生が少なくなり、これに伴ってカケが
加工ワーク表面を傷つける不良の発生も減少する。

【００３８】上記プラスチックレンズの製造方法は、ブ
ロッキング工程、切削工程、研磨工程、デブロック工程
がそれぞれ自動化できるため、これらの工程の一貫した
自動化が可能である。

【００３９】上記説明では、加工ワークは凸面側に多焦
点レンズのレンズ面が形成されている例で説明したが、
本発明方法は、あらゆる種類のプラスチックレンズの切
削に適用できる。また、凹面側を切削しているが、逆に
凹面側を治具に固定して凸面側を加工することも勿論可
能である。

【００４０】また、加工ワークを固定治具に傾斜を与え
て固定する場合、固定治具を傾斜させた例で説明した
が、固定治具は水平に保ち、吸着治具を傾斜させること
で同じようにできる。

【００４１】

【発明の効果】本発明のプラスチックレンズの製造方法
によれば、プリズムリングを廃止してこれまで手作業で
あったブロッキング工程を自動化できると共に、レンズ
の形状によらず切削精度、研磨精度を向上させることが
でき、高品質のプラスチックレンズを生産性良く製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラスチックレンズの製造方法に用い
る加工ワークを固定する固定治具の一例を示すもので、
（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【図２】加工ワークと固定治具を熱可塑性樹脂で固定す
る方法を示す説明図である。

【図３】加工ワークを固定治具に熱可塑性樹脂で固定し
た状態を示す断面図である。

【図４】本発明方法により加工ワークをナイフエッチ加
工した状態を示す断面図である。

【図５】従来のブロッキング工程に用いる固定治具を示
すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【図６】従来のブロッキング工程で加工ワークを固定治
具に固定した状態を示すもので、（ａ）は平面図、
（ｂ）は断面図である。

【図７】従来のブロッキング工程で加工ワークを低融点
金属でブロック治具に固定した状態を示す断面図であ
る。

【図８】図７に示したブロック治具に固定した加工ワー
クを切削する状態を示す断面図である。

【図９】従来のブロッキング方法によりブロック治具に
固定した加工ワークをナイフエッチ加工した状態を示す
断面図である。

【図１０】従来のブロッキング方法によりブロック治具
に固定した加工ワークを研磨する状態を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…固定治具、１０…ブロック治具、１１…嵌合部、１
２…受板、２０…枠型、３０…加工ワーク、４０…吸着
治具、５０…熱可塑性樹脂、５１…ブロック材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチックレンズとなるべき樹脂製の
   加工ワークの一方の面全体を熱可塑性樹脂を介してブロ
   ック治具に固定するブロッキング工程と、 前記ブロック治具を切削装置に配置し、前記加工ワーク
   の他方の面を切削してレンズ面を形成する切削工程とを
   有することを特徴とするプラスチックレンズの製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記切削工程において、前記熱可塑性樹
   脂も同時に切削する請求項１記載のプラスチックレンズ
   の製造方法。
3. 【請求項３】 前記ブロッキング工程は、枠型と前記ブ
   ロック治具とを組み合わせて箱状の固定治具を構成し、
   この固定治具に溶融した熱可塑性樹脂を流し込むと共
   に、前記加工ワークを配置し、該熱可塑性樹脂を固化さ
   せ、その後、前記枠型をブロック治具から取り外す工程
   を有する請求項１又は２記載のプラスチックレンズの製
   造方法。
4. 【請求項４】 前記ブロッキング工程において、前記加
   工ワークを前記ブロック治具に対して傾斜を与えて固定
   する請求項１〜３いずれかに記載のプラスチックレンズ
   の製造方法。