JP2000024897A - トーリック形状および非球面形状物体の加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】形状精度の高いトーリック面および非球面を加
工するのに好適なトーリック形状および非球面形状物体
の加工装置を提供する。 【解決手段】砥石スピンドルの自重をエアシリンダまた
はおもり等でキャンセルする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は形状精度の高いトー
リックレンズならびに非球面レンズを形成するのに好適
なトーリック形状および非球面形状物体の加工装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トーリックレンズの加工は特開昭
62−203744号公報に記載されているように、研磨皿を予
め加工すべきレンズ形状と相反関係をなす形状に加工し
ておき、この研磨皿をガラス素材に押しあて砥粒を研磨
皿とガラス素材のすき間に供給し、こすり合わせる光学
研磨法がとられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、図４
の破線で示されるようにトーリック形状のみしか加工で
きないが、例えば、レーザビームプリンタなどの用途で
は、トーリック形状から同図の実線で示されるようなわ
ずかに偏差をもたせた面を有する変形トーリックレンズ
１６を用いることにより、光学的な結像性能を向上でき
ることがわかっている。図３はそのトーリック面および
非球面加工装置の構成を示している。

【０００４】ワーク（被加工物）１は、モータ１２によ
り回転する回転テーブル２上に、同回転テーブル２は前
後に移動可能な直進テーブル３上にそれぞれ設けられて
いる。この直進テーブル３を駆動するために、ピエゾア
クチュエータ４が用いられる。一方、ワーク１を加工す
るために、砥石５が用いられるが、この砥石５は、エア
スピンドル６に取付けられて、１００００rpm ほどの回
転数で、高精度に回転する。また、エアスピンドル６は
その回転軸と平行に設置されたエアスピンドル保持軸９
を中心として、ウオーム７，はすば歯車８により、円弧
状に揺動できるように構成されている。エアスピンドル
保持軸９は高精度なアンギュラコンタクト形ころがり軸
受２１を介して、支持部材２０ａ，２０ｂにより、その
両端が固定されている。

【０００５】エアスピンドル６の円弧運動の角位置の精
度および揺動精度は、ワーク１の表面形状の形状精度に
直接、影響をおよぼす。したがって、高精度なウオーム
７，はすば歯車８を使用するが、エアスピンドル６の自
重によりウオーム７，はすば歯車８の歯が摩耗したり、
歯形がくずれエアスピンドル６の円弧運動の角位置に誤
差が生じたり、さらには振動が発生したりする。これに
より、ワーク１の形状精度を０.２μｍ 以下におさえる
ことは不可能であった。

【０００６】本発明の目的は、エアスピンドル６がその
回転軸と平行に設置されたエアスピンドル保持軸９を中
心として、ウオーム７，はすば歯車８により、円弧状に
揺動する際、エアスピンドル６の自重をキャンセルし、
揺動精度を常に一定に保たせることにより、形状精度の
高いトーリック面および非球面を加工するのに好適なト
ーリック形状および非球面形状物体の加工装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、前述の装置で、砥石スピンドルの自重を
キャンセルする手段を設けたものである。

【０００８】前述の装置で、エアスピンドルが揺動した
時、エアスピンドルの自重によりウオーム，はすば歯車
の歯が摩耗したり、歯形がくずれてエアスピンドル６の
円弧運動の角位置に誤差が生じたり、さらには振動が発
生したりする。それをなくすためにエアスピンドルの自
重をキャンセルする。本発明によれば、ウオーム，はす
ば歯車の歯の噛み合い圧力は常に一定となる。したがっ
て、歯同士の不均一な摩耗や振動がなくなり、また歯形
がくずれにくいので高い揺動精度を維持でき、高精度を
有するトーリック形状および非球面形状物体の加工がで
きる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例の非球面
レンズの加工装置の構成を示している。但しこの場合に
は、エアスピンドル６の自重をキャンセルするエアシリ
ンダ３０を有している。エアスピンドル６をその回転軸
と平行に設置されたエアスピンドル保持軸９を中心とし
て、ウオーム７，はすば歯車８により、円弧状に揺動さ
せた場合、エアスピンドル６の自重をキャンセルするこ
とにより、ワーク１の形状精度を０.２μｍ 以下にする
ことができた。

【００１０】図２は同じく本発明の一実施例の非球面レ
ンズの加工装置の構成を示している。但しこの場合に
は、エアスピンドル６の自重をキャンセルするおもり３
５を設けているところに特徴があり、この部分を除けば
基本的に実施例１の装置構成と同一である。この構成に
おいても実施例１と同様に、ワーク１の形状精度を0.2
μｍ以下にすることができる。

【００１１】また、本発明はトーリック形状および非球
面形状物体の加工装置以外の装置でも、高精度な回転軸
受として利用できる。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、形状精度の高いトーリ
ック形状および非球面形状物体が加工できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の非球面レンズ加工装置を示
す斜視図。

【図２】本発明の一実施例の非球面レンズ加工装置を示
す斜視図。

【図３】従来の非球面レンズ加工装置を示す斜視図。

【図４】非球面レンズの形状を示す斜視図。

【符号の説明】

１…ワーク、２…回転テーブル、３…直進テーブル、４
…ピエゾアクチュエータ、５…砥石、６…エアスピンド
ル、７…ウオーム、８…はすば歯車、９…スピンドル保
持軸、１６…レンズ、２０ａ…支持部材、２０ｂ…支持
部材、２１…ころがり軸受、３０…エアシリンダ、３５
…おもり。

フロントページの続き (72)発明者 森山 茂夫 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 久貝 健一 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日 立工機株式会社内 (72)発明者 和田 聡 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日 立工機株式会社内 (72)発明者 金友 正文 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 3C049 AA03 AA11 AB08 AC02 BA07 BB01 BB08 BC01 BC02 CA01 CA03 CB01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工物の回転装置と、上記被加工物を加
   工する回転砥石を備えた砥石スピンドルと、上記砥石ス
   ピンドルの軸を円弧運動させる手段と、上記被加工物の
   回転軸と上記砥石スピンドルの円弧運動の中心軸間の距
   離を変化させる手段と、上記被加工物の回転角位置を検
   出する第１の検出器と、上記砥石スピンドルの円弧運動
   の角位置を検出する第２の検出器と、上記第１と第２の
   検出器で検出された二つの角位置信号に対応させて、予
   め蓄積手段に蓄積された制御データを読み出し、上記読
   み出された制御データに基づいて上記軸間距離を変化す
   べく構成した制御装置を有して構成したトーリック形状
   および非球面形状物体の加工装置において、上記砥石ス
   ピンドルの自重をキャンセルする手段を設けたことを特
   徴とするトーリック形状および非球面形状物体の加工装
   置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の上記トーリック形状およ
   び非球面形状物体の加工装置を用いて形成した光学レン
   ズ。
3. 【請求項３】請求項１に記載のトーリック形状および非
   球面形状物体の加工装置を用いて形成した光学ミラー。
4. 【請求項４】請求項１に記載のトーリック形状および非
   球面形状物体の加工装置を用いて形成した光学窓。
5. 【請求項５】請求項２，３または４に記載の光学部品の
   うち、少なくともいずれか一つを搭載したレーザビーム
   プリンタ。