JP2000084818A

JP2000084818A - 研磨装置及び研磨方法

Info

Publication number: JP2000084818A
Application number: JP10256583A
Authority: JP
Inventors: Toru Matsuzaki; 亨松崎
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1998-09-10
Publication date: 2000-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】誰が操作しても、容易に目的の面形状を高い
精度で得られるようにする。【解決手段】研磨工具を成す回転テーブル１０に光学
素子Ａを押し付ける複数の加圧部材３０，３０，…と、
複数の加圧部材毎にその加圧力を調節する形状制御回路
ユニット３６と、を備えている。研磨量を増やしたい箇
所に対しては、その箇所に対応した加圧部材３０による
加圧力を増加させ、研磨量を減らしたい箇所に対して
は、その箇所に対応した加圧部材３０による加圧力を減
少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ、棒状ミラ
ー等の光学素子の研磨装置及び研磨方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、棒状ミラーやプリズム等の光学
素子の表面仕上げは、研磨用砥粒と研磨用弾性工具との
組み合わせで行われる。この研磨では、光学素子の被研
磨面と研磨用弾性工具の研磨面との間に、研磨用砥粒を
介在させ、光学素子を研磨用弾性工具に対して相対移動
させて、両者の間に介在する研磨用砥粒が主たる材料除
去を行う。このような研磨では、ラップ盤式研磨装置と
言われる研磨装置が用いられることが多い。

【０００３】このラップ盤式研磨装置は、図３及び図４
に示すように、回転テーブル（研磨用弾性工具）１と、
被研磨物である光学素子Ａを保持しておく円盤状の加工
枠２と、この加工枠２が入る円筒状の加工ステーション
３と、加工ステーション３を目的の位置に位置させる位
置決め機構４と、を備えている。

【０００４】加工ステーション３は、位置決め機構４に
より、回転テーブル１上の所定の位置に位置決めされ
る。このように、加工ステーション３が位置決めされた
状態で、回転テーブル１が回転すると、回転テーブル１
の内周側と外周側との速度差により、加工ステーション
３がその場で回転する。この結果、加工ステーション３
内の加工枠２及び光学素子Ａも回転し、回転テーブル１
に対する相対移動で、光学素子Ａが研磨される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のラップ式研磨装
置を用いての研磨では、所望の面精度を得るために、加
工ステーション３の前後（回転テーブルの半径方向）の
出入量や、回転テーブル１の回転数等のパラメータの微
妙な調節が必要とされる。例えば、棒状ミラーを研磨す
る場合に、研磨過程で両端部側が中心部に比べて凸にな
ってきたとき、加工ステーション３の前後の出入量や回
転テーブル１の回転数をどの程度変えれば良いかを数値
化することが非常に難しく、熟練者の長年の経験と勘に
よって、これらのパラメータを変えている。また、被研
磨物Ａの大きさや形状が変わった場合も、同様に、熟練
者の長年の経験と勘によってパラメータを定めている。

【０００６】このように、従来技術では、多くの経験を
重ねている熟練者でなければ、高い面精度を安定して得
ることができないという問題点がある。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に着目
し、加工者の経験に左右されずに、高い面精度を安定し
て得ることができる研磨装置及び研磨方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の第一の研磨装置は、

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る研磨装置の一
実施形態について、図１及び図２を用いて説明する。

【００１０】この実施形態における研磨装置は、図１及
び図２に示すように、回転テーブル１０と、被研磨物で
ある光学素子Ａを保持しておく円盤状の加工枠１２と、
この加工枠１２が入る円筒状の加工ステーション１５
と、加工ステーション１５を目的の位置に位置させる位
置決め機構２０と、光学素子Ａを回転テーブル１０に押
し付ける複数の加圧部材３０，３０，…と、複数の加圧
部材３０，３０，…を支持する支持板３３と、支持板３
３と加工ステーション１５と連結する連結ピン３７と、
各加圧部材３０，３０，…の加圧力を制御する形状制御
回路ユニット３６と、この形状制御回路ユニット３６や
回転テーブル１０を制御する制御装置３９と、を備えて
いる。

【００１１】回転テーブル１０は、図２に示すように、
その上面に研磨脂又はポリウレタンパッド１１が施され
ている。円筒状の加工ステーション１５の下部外周側に
は、外周側に突出した鍔部１６が形成されている。この
円筒状の加工ステーション１５内には、前述したよう
に、円盤状の加工枠１２が収められる。加工枠１２に
は、光学素子Ａの外形に合った貫通孔１３が形成され、
この貫通孔１３に光学素子Ａが収められる。

【００１２】位置決め機構２０は、加工ステーション１
５の外形状に合った円弧部分が形成されている本体２１
と、この本体２１を回転テーブル１０の半径方向（以
下、前後方向とする）に移動させるハンドル２２と、本
体が前後移動しないように止めておくクランプ２３と、
本体２１の円弧部分の両端に設けられている球形状のロ
ーラ２４，２４と、を有している。この位置決め機構２
０は、本体２１が回転テーブル１０上に位置して、この
本体２１に設けられているローラ２４，２４で加工ステ
ーション１５を受け、加工ステーション１５の前後方向
の位置を定めると共に、この加工ステーション１５が回
転テーブル１０の回転に伴って移動しないようにするも
のである。本体２１に設けられているローラ２４，２４
は、加工ステーション１５の外周面及び鍔１６に接触す
る。

【００１３】加圧部材３０は、被研磨物である光学素子
Ａに接触するパッド３１と、パッド３１を支えるシリン
ダ３２とを有している。このシリンダ３２の中に、圧電
素子の一種であるピエゾ素子が埋め込まれている。複数
の加圧部材３０，３０，…は、加工枠１２に収められた
光学素子Ａ上に位置するよう、各加圧部材３０，３０，
…の上端部が支持板３３に固定されている。この支持板
３３は、連結ピン３７，３７，…で加工ステーション１
５に連結される。

【００１４】形状制御回路ユニット３６は、位置決め機
構２０の本体２１上に設けられている。この形状制御回
路ユニット３６は、複数の加圧部材３０，３０，…のピ
エゾ素子とケーブル３５で接続されている。なお、加工
ステーション１５及び支持板３３は、後述するように、
その場で回転するので、支持板３３の中心には、ロータ
リコネクタ３４が設けられ、このロータリコネクタ３４
に形状制御回路ユニット３６からのケーブル３５が接続
されている。この形状制御回路ユニット３６は、加工者
による制御装置３９の操作に応じて、複数の加圧部材３
０，３０，…のピエゾ素子毎に、ピエゾ素子に対する印
加電圧を調節することができる。

【００１５】次に、以上で説明した研磨装置を用いての
研磨方法について説明する。

【００１６】まず、被研磨物である光学素子Ａにあっ
た、加工枠１２及び加圧部材付きの支持板３３を準備す
る。

【００１７】次に、位置決め機構２０のハンドル２２を
回して、本体２１を前後動させて、加工ステーション１
５の位置を定める。この位置決めされた加工ステーショ
ン１５の中に加工枠１２を入れ、この加工枠１２の貫通
孔１３に光学素子Ａを入れる。

【００１８】次に、光学素子Ａ上に加圧部材３０，３
０，…が位置するように、加圧部材付き支持板３３を置
く。そして、連結ピン３７，３７，…を用いて、支持板
３３と加工ステーション１５とを連結する。

【００１９】以上のように、光学素子Ａや加圧部材付き
支持板３３のセットが終了すると、制御装置３９を操作
して、回転テーブル１０を回転させる。回転テーブル１
０が回転すると、回転テーブル１０の内周側と外周側と
の速度差で、回転テーブル１０上に置かれている加工ス
テーション１５は、その場で回転する。この加工ステー
ション１５の自転で、加工ステーション１５内の加工枠
１２及び光学素子Ａも、加工ステーション１５の自転に
伴って回転する。

【００２０】このように、研磨工具である回転テーブル
１０の回転、及び被研磨物である光学素子Ａの回転によ
る、研磨工具１０と被研磨物Ａとの相対移動により、光
学素子Ａは、研磨される。

【００２１】例えば、棒状ミラーを研磨している過程
で、その両端部側が中心部に比べて凸になってた場合に
は、制御装置３９を操作して、棒状ミラーの両端部側に
位置している加圧部材３０による加圧力を高める。する
と、棒状ミラーの両端部側の研磨量が増えて、棒状ミラ
ーの被研磨面が平坦になる。なお、この実施形態では、
加工ステーション１５に鍔１６を設けたが、これは、加
圧部材３０の加圧力を増加させると、この反力で支持板
３３及び加工ステーション１５が上昇しようとするの
で、位置決め機構２０のローラ２４で加工ステーション
１５の鍔１６を押さえて、支持板３３及び加工ステーシ
ョン１５を上昇させないためである。

【００２２】以上のように、本実施形態では、研磨量を
増やしたい箇所に対しては、その箇所に対応した加圧部
材３０による加圧力を増加させ、研磨量を減らしたい箇
所に対しては、その箇所に対応した加圧部材３０による
加圧力を減少させれば良いので、高い精度で目的の面精
度を容易に得ることができる。しかも、加圧力と研磨量
との関係は、数値化し易いので、これを標準化しておけ
ば、誰でも、容易に目的の面精度に光学素子を研磨する
ことができる。

【００２３】なお、以上の例では、研磨過程で加圧力を
調節したが、同一の被研磨物を複数研磨して、その研磨
傾向がある程度把握できた場合には、研磨開始前に加圧
力を調節するようにしてもよい。

【００２４】また、この実施形態では、加圧部材付き支
持板３３を加工ステーション１５に連結したが、加工ス
テーション１５と共に回転する加工枠１２に支持板３３
を連結してもよい。また、この実施形態の加圧部材３０
は、ピエゾ素子を有するものであるが、この換わりに、
例えば、空気圧シリンダを有するものであってもよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、研磨量を増やしたい箇
所に対しては、その箇所に対応した加圧部材による加圧
力を増加させ、研磨量を減らしたい箇所に対しては、そ
の箇所に対応した加圧部材による加圧力を減少させれば
良いので、高い精度で目的の面精度を容易に得ることが
できる。しかも、加圧力と研磨量との関係は、数値化し
易いので、これを標準化しておけば、誰でも、容易に目
的の面精度に光学素子を研磨することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態における研磨装置の平
面図である。

【図２】図１におけるII−II線断面図である。

【図３】従来の研磨装置の平面図である。

【図４】図３におけるIＶ−IＶ線断面図である。

【符号の説明】

１０…回転テーブル、１５…加工ステーション、２０…
位置決め機構、３０…加圧部材、３３…支持板、３６…
形状制御回路ユニット、３７…連結ピン、３９…制御装
置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学素子の被研磨面を研磨工具に接触さ
せ、該光学素子を該研磨工具に対して相対移動させて、
該光学素子の該被研磨面を研磨する研磨装置において、前記光学素子を前記研磨工具に押し付ける加圧力を調節
できる複数の加圧部材と、複数の前記加圧部材毎に、前記加圧力を調節する加圧力
制御手段と、を備えていることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】請求項１に記載の研磨装置において、前記加圧部材は、圧電素子を有している、ことを特徴とする研磨装置。
【請求項３】請求項１に記載の研磨装置において、前記加圧部材は、流体圧シリンダを有している、ことを特徴とする研磨装置。
【請求項４】光学素子の被研磨面を研磨工具に接触さ
せ、該光学素子を該研磨工具に対して相対移動させて、
該光学素子の該被研磨面を研磨する研磨方法において、複数箇所で前記光学素子を前記研磨工具に押し付け、各
箇所毎に、該光学素子を押し付ける加圧力を調節して、
該光学素子を研磨する、ことを特徴とする研磨方法。