JP2000117604A

JP2000117604A - 研磨装置及び研磨治具

Info

Publication number: JP2000117604A
Application number: JP10288404A
Authority: JP
Inventors: Tadayoshi Ogawa; 忠義小川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-10-09
Filing date: 1998-10-09
Publication date: 2000-04-25
Anticipated expiration: 2018-10-09
Also published as: JP3829500B2

Abstract

(57)【要約】【課題】トーリック面のように非球面形状の凹面を研
磨する研磨治具の必要な数を減少できる研磨装置及びそ
の研磨装置に用いられる研磨治具を提供する。【解決手段】無軌道研磨軌跡を与える研磨装置におい
て、研磨治具１をアルミニウムや鋳鉄などの硬い材質か
ら可撓性シート２に変更し、この可撓性シート２を流体
圧力で風船状に膨らませてドーム２ａを形成する研磨治
具とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨装置及び研磨
治具に関し、特に、非球面状の凹面の研磨に適した研磨
装置及びその研磨装置に用いられる研磨治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】乱視を矯正する眼鏡レンズのトーリック
面（互いに直行する断面での曲率半径を異にする面）等
の非球面状の凹面を研磨する装置としては、例えば図９
に示すようなＬＯＨ社製のＴｏｒｏ−Ｘ−２０００と呼
ばれる研磨装置が知られている。

【０００３】図９は、その研磨装置の主要部を示すもの
で、被研磨物としてのレンズ２０は、凸面側が保持具１
３０に固定され、凹面２１側を下にして取り付けられ
る。保持具１３０は、下方に保持したレンズ２０を所定
の空気圧で押圧できるようになっていると共に、応力が
加わると自由に下向きの角度を変えることができる首振
り機構が設けられている。また、この保持具１３０は、
駆動装置に取り付けられ、紙面左右方向や紙面前後方向
に所定の往復運動が与えられるようになっている。ま
た、この駆動装置は保持具１３０を上下方向に昇降でき
るようになっている。

【０００４】一方、レンズ２０の凹面を研磨するドーム
状の研磨治具１０１は、アルミニウムや鋳鉄で作られて
いて、首振り旋回運動を行う揺動装置１４０の先端に着
脱自在に装着されている。レンズ２０を保持する保持具
１３０は、このような研磨治具１０１の首振り旋回運動
の力を受け、研磨治具１０１の首振り旋回運動に対応し
た首振りを行っている。

【０００５】このような保持具１３０の往復運動と研磨
治具１０１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が形成される。

【０００６】このような研磨装置でレンズの研磨を行う
ときは、ドーム状の研磨治具１０１の表面に研磨材を保
持する研磨布を貼着し、研磨材を研磨布に保持させる。
また、レンズ２０を保持具１３０に固定する。そして、
保持具１３０を下降させてレンズ凹面２１と研磨治具１
０１とを密着させた後、駆動装置を駆動させて保持具１
３０に往復運動を与えると共に、揺動装置１４０を駆動
させて研磨治具１０１に首振り旋回運動を与える。

【０００７】これにより、この研磨装置は、保持具１３
０に与えられる空気圧による押圧と首振りでレンズ凹面
２１と研磨治具１０１とを均一な研磨圧力で密着させな
がら、研磨治具１０１の首振り旋回運動と保持具１３０
の往復運動を組み合わせて無軌道研磨軌跡で良好な研磨
を行うことができる。

【０００８】そのため、研磨治具１０１と被研磨物であ
るレンズ凹面２１は、上述したように常に密着して研磨
を行わなければならないため、研磨治具１０１のドーム
形状は、レンズ凹面２１の面形状と完全に一致する必要
がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レンズ
凹面２１がトーリック面であると、研磨治具１０１のド
ーム形状は３０００〜４０００種類も必要である。この
ような多数の研磨治具１０１を必要とすることは、広大
な研磨治具の保管スペースを必要とし、かつ、コスト高
を招く大きな要因になっており、コスト低減並びに保管
スペースの低減から、研磨治具１０１の必要な保有数を
減少させる自由度の高い研磨治具が要望されていた。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、トーリック面のような非球面形状あるいは任意の自
由曲面形状を有する凹面を研磨する自由度の高い研磨治
具を用いて研磨治具の必要な数を減少できる研磨装置及
びその研磨装置に用いられる研磨治具を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、被研磨物を保持する保持具
と、前記保持具に所定の往復運動を与える駆動装置と、
前記被研磨物を研磨する研磨布を保持する研磨治具と、
前記研磨治具を装着できると共に、この研磨治具に首振
り旋回運動を与える揺動装置とを備え、前記被研磨物を
無軌道研磨軌跡で研磨する研磨装置において、前記研磨
治具が、流体圧力で膨らんでドーム状を形成する可撓性
シートを備えることを特徴とする研磨装置を提供する。

【００１２】すなわち、上述した無軌道研磨軌跡を与え
る研磨装置のドーム状の研磨治具を、アルミニウムや鋳
鉄などの硬い材質から可撓性シートに変更し、この可撓
性シートに流体圧力で風船状に膨らませてドームを形成
するようにしたものである。

【００１３】このようないわば風船研磨治具を用いるこ
とにより、流体圧力でドーム状に膨らんだ可撓性シート
を被研磨物の凹面を押圧させると、可撓性シートは、被
研磨物の凹面の形状に応じて変形し、凹面全体に同じ圧
力で密着できる。また、可撓性シートをゴムなどの弾性
を有するシートとすれば、流体圧力を変えることによ
り、ドームの曲率を変えることができる。そのため、可
撓性シートを用いた風船式の研磨治具は、自由度が高
く、一つで広い範囲の凹面の形状に対応することができ
るので、多数の研磨治具を用意することが不要になり、
研磨治具の数を大幅に減らすことができる。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の研
磨装置において、前記可撓性シートが弾性を有し、流体
圧力の圧力変化でドームの曲率を可変できるように構成
されていることを特徴とする研磨装置を提供する。

【００１５】可撓性シートをゴムのような弾性を有する
シートで構成すれば、流体圧力を上げると研磨治具のド
ームが膨らみを増してドームの曲率を小さくすることが
でき、したがって、ドームの曲率を流体圧力の圧力変化
で変えることができる。これによって、研磨治具がより
多数の被研磨物の凹面の形状に対応できるので、更に研
磨治具の数を減らすことができる。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の研磨装置において、前記可撓性シートのドームの曲
率が、互いに直交する方向で異なっていることを特徴と
する研磨装置を提供する。

【００１７】レンズのトーリック面の互いに直行する断
面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。そのため、
ドームの形状を球面ではなく、トーリック面に近づける
必要があり、ドームの曲率を互いに直交する方向で異な
らしめることが有効である。

【００１８】請求項４記載の発明は、請求項３記載の研
磨装置において、前記可撓性シートにより形成されるド
ームが、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、流体圧力による膨らみを抑制されていること
を特徴とする研磨装置を提供する。

【００１９】研磨治具のドーム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、流体圧力による膨ら
みを抑制することにより、ドームの曲率を互いに直交す
る方向で異ならしめることができる。

【００２０】請求項５記載の発明は、被研磨物を保持す
る保持具と、前記保持具に所定の往復運動を与える駆動
装置と、前記被研磨物を研磨する研磨布を保持するドー
ム状の研磨治具と、前記研磨治具を着脱自在に装着でき
ると共に、この研磨治具に首振り旋回運動を与える揺動
装置とを備え、前記被研磨物を無軌道研磨軌跡で研磨す
る研磨装置を構成する前記研磨治具において、流体の圧
力で膨らんでドーム状を形成する可撓性シートと、前記
可撓性シートの周端部と密着して該可撓性シートと共に
封入空間を構成するシート固定治具と、前記封入空間に
前記流体を供給する流体口とを備えることを特徴とする
研磨治具を提供する。

【００２１】前述した研磨装置の揺動装置に着脱自在に
装着される研磨治具であり、可撓性シートを風船状に膨
らませるために、可撓性シートと封入空間を構成するシ
ート固定治具と、この封入空間に流体を送る流体口とを
備えた構成となっている。

【００２２】請求項６記載の発明は、請求項５記載の研
磨治具において、前記シート固定治具が、前記揺動装置
に着脱可能であり、前記流体口を備える固定治具本体
と、該固定治具本体との間に前記可撓性シートの周端部
を挟んで前記固定治具本体と前記可撓性シートとの間に
前記封入空間を形成させる押圧治具とを備えることを特
徴とする研磨治具を提供する。

【００２３】この研磨治具は、可撓性シートを風船状に
膨らませるために、シート固定治具に可撓性シートの周
端部を押圧治具で挟むことにより、可撓性シートを風船
として機能させ、流体圧力でドーム状に膨らませること
ができる。

【００２４】請求項７記載の発明は、請求項６記載の研
磨治具において、前記固定治具本体の上面の一方向の両
端部に存し、前記可撓性シートの膨らみを抑制し、前記
可撓性シートのドームの曲率を互いに直交する方向で異
ならしめる押さえ治具が、前記一方の方向に移動可能に
配置されていることを特徴とする研磨治具を提供する。

【００２５】押さえ治具で可撓性シートのドーム両端部
を押さえることにより、その方向のドームの曲率が小さ
くなり、押さえ治具で押さえない方向のドームの曲率は
変化しないので、可撓性シートのドームの曲率を互いに
直交する方向で異ならしめることができる。また、この
押さえ治具は、移動可能となっているため、可撓性シー
トを押さえる位置を変更でき、これによって、ドームの
曲率が小さい方の曲面の曲率を変えることができる。

【００２６】請求項８記載の発明は、請求項６記載の研
磨治具において、前記押圧治具が、前記可撓性シートの
膨らみを抑制し、前記可撓性シートのドームの曲率を互
いに直交する方向で異ならしめる押さえ部を備えること
を特徴とする研磨治具を提供する。

【００２７】ドームの一方の方向の曲率を変えるため、
押圧治具に可撓性シートの膨らみを抑制する押さえ部を
設けた。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に限定される
ものではない。

【００２９】図１は、本発明の研磨装置の一実施形態の
主要部を示すものである。

【００３０】被研磨物としてのレンズ２０は、凸面側が
保持具３０に固定される。被研磨物２０の凸面は、この
保持具３０の接着部材３１に固定され、この接着部材３
１は取り付け治具３２に固定されている。この取り付け
治具３２は保持具本体３３に設けられている柔軟な風船
部材３４に着脱自在に取り付けられている。保持具３０
は、後述する駆動装置で昇降できるようになっている。

【００３１】また、図２に示すように、空気圧が供給さ
れて形状を維持する風船部材３４が柔軟な首振り機構と
して機能し、被研磨物２０に研磨治具１から応力が加わ
ると、図の一点鎖線で示すように、自由に下向きの角度
を変えることができるようになっている。

【００３２】一方、レンズ凹面２１を研磨する研磨治具
１は、首振り旋回運動を行う揺動装置４０の先端に着脱
自在に装着できるようになっている。この研磨治具１
は、被研磨物２０の面積より大きい面積の略円形の可撓
性シート２と、この可撓性シート２を固定しているシー
ト固定治具３とから構成されている。

【００３３】可撓性シート２は、空気などの流体の圧力
を受けて膨らみ、膨らんだ後にも変形するものであれば
よく、例えばゴムシートが好ましい。このゴムシート
は、予めドーム状に成形されていても良い。

【００３４】シート固定治具３は、可撓性シート２とほ
ぼ同径の円盤状の固定治具本体４と、この固定治具本体
４とほぼ同じ外径を有する平板リング状の押圧治具５と
を備え、可撓性シート２を固定治具本体４に被せ、更
に、押圧治具５を可撓性シート２の上に置き、押圧治具
５と固定治具本体４とをボルト６で固定した構造になっ
ている。したがって、可撓性シート２と固定治具本体４
とは封入空間７を構成する。また、固定治具本体４には
空気や油などの流体を封入空間７に流入させる流体口８
が取り付けられており、圧力空気配管等と接続すること
により、流体圧力を封入空間７に供給し、内部から可撓
性シート２を膨張させ、図１に示すように、可撓性シー
ト２をドーム２ａに形成できるようになっている。な
お、シート固定治具３あるいは圧力空気源との間の配管
には、図示しない圧力調整弁が設けられ、可撓性シート
２のドーム２ａが被研磨物２０を押圧するときに生じる
体積減少による圧力増加を抑制するため、封入空間７内
の空気を逃がして圧力を一定に保つようになっている。

【００３５】固定治具本体４の下面には、逆テーパーの
チャッキング部９が突出し、揺動装置４０の先端に配置
されているチャック用爪４１でチャッキング部９を押さ
えて着脱自在に固定できるようになっている。

【００３６】図３に、研磨装置全体の構成を示す。この
研磨装置１００は、被研磨物２０を保持する保持具３０
と、保持具３０に所定の往復運動を与える駆動装置５０
と、被研磨物２０を研磨する研磨布を保持する研磨治具
１と、研磨治具１を装着できると共に、この研磨治具１
に首振り旋回運動を与える揺動装置４０とを備える。被
研磨物２０を保持する保持具３０は、駆動装置５０に取
り付けられている。この駆動装置５０は、保持具３０を
上下に昇降できると共に、空気圧で被研磨物２０をその
下に配置されている研磨治具１に押圧できるようになっ
ている。また、この駆動装置５０は、保持具３０に対
し、紙面の左右方向に往復運動及び紙面前後方向に支点
５１を中心として往復運動を与えることができるように
構成されている。

【００３７】このような保持具３０に与えられる往復運
動と研磨治具１に与えられる首振り旋回運動の組み合わ
せにより、図４（ａ）や図４（ｂ）に示すような無軌道
研磨軌跡が形成され、研磨の軌跡が１周毎に少しずつず
れる研磨を行うことができるようになっている。

【００３８】この研磨装置１００で、被研磨物凹面２１
を研磨するには、ドーム２ａの表面に、研磨材を保持す
る図示しない研磨布を貼着し、研磨材を研磨布に保持さ
せる。あるいは、研磨布を貼着した可撓性シート２をシ
ート固定治具３に装着してもよい。また、レンズ２０の
凸面を接着部材３１に固定し、保持具３０に装着する。
そして、研磨治具１に所定の圧力の流体を流体口８から
封入空間７に流入させて可撓性シート２を膨張させてド
ーム２ａを形成する。次に、保持具３０を下降させてレ
ンズ凹面２１と研磨治具１の可撓性シート２（研磨布）
とを所定の圧力で密着させる。これにより、空気圧によ
る保持具３０の下方への押圧力と、これに対向する研磨
治具１の流体圧力による形状維持性により、被研磨物凹
面２１に所定の圧力で研磨治具１の可撓性シート２が密
着する。その後、駆動装置５０を駆動させて保持具３０
に往復運動を与えると共に、揺動装置４０を駆動させて
研磨治具１に首振り旋回運動を与える。

【００３９】これにより、この研磨装置１００は、流体
圧力で膨張した可撓性シート２のドーム２ａが、被研磨
物凹面２１の表面形状に追随して常に凹面２１に密着し
ながら、研磨治具１の首振り旋回運動と保持具３０の往
復運動を組み合わせた無軌道研磨軌跡で良好な研磨を行
うことができる。

【００４０】本発明の研磨治具１は、流体圧力で膨らん
だ可撓性シート２でドーム２ａが形成されるので、ドー
ムの形状を保持すると共に、被研磨物の凹面２１の表面
形状に追随できるため、凹面２１がトーリック面のよう
な非球面であっても、非球面の形状に倣って変形し、密
着性を保ち、均一な研磨を行うことができる。大きい曲
率と小さい曲率を有するトーリック面の研磨を行うとき
は、これらの曲率の平均に近い曲率のドーム２ａを形成
して研磨を行うことが好ましい。また、本発明の研磨治
具１は、トーリック面のみならず、任意の自由曲面形状
を有する凹面を、高精度かつごく短時間で研磨すること
ができる。例えば、通常は累進多焦点レンズの凸面に形
成されている曲面を凹面側に形成したレンズの凹面の研
磨にも極めて有効である。

【００４１】また、本発明の研磨治具１は、可撓性シー
ト２を弾性を有する素材、例えばゴムで構成した場合、
流体圧力を変更すると、膨張の程度が異なってくるの
で、流体圧力を変更することにより、ドームの曲率も変
更できる。この場合の圧力は、例えば１．２〜２ｋｇ／
ｃｍ²の範囲とすることができる。

【００４２】このように、本発明の研磨治具１は、自由
度が高く、一つの研磨治具で従来の数十〜数百種類の硬
質の研磨治具を兼用できるため、必要な研磨治具は、従
来の３０００〜４０００の必要数に対し、例えば１０種
類程度で足り、必要な研磨治具の数を大幅に低減でき
る。

【００４３】また、被研磨物２０より研磨治具１を大き
くすることにより、研磨時に研磨治具１の可撓性シート
２が被研磨物２０を包み込むように押圧するため、被研
磨物の端面、レンズでいうコバと凹面２１が交差する鋭
角部が包囲されるように研磨されることから、いわば面
取りを行うことになり、後の面取り作業が容易になる利
点もある。

【００４４】本発明の研磨装置１００は、このような研
磨治具１を用いているので、必要な研磨治具の数が大幅
に減少するため、コストを低減できると共に、研磨治具
の保管スペースを低減できる。また、研磨治具の取り替
えの回数も減少し、生産性も良好である。

【００４５】本発明の研磨治具は、レンズのトーリック
面のような非球面の研磨に好適であるが、レンズのトー
リック面の互いに直交する断面での大きい曲率と小さい
曲率が大幅に異なる場合、球面状のドームではこのよう
な凹面に追随できず、凹面全体に密着することができな
くなるおそれがある。そのため、ドームの形状を球面で
はなく、トーリック面に近づける必要があり、ドームの
曲率を互いに直交する方向で異ならしめることが有効で
ある。

【００４６】図５は、ドームの曲率を互いに直交する方
向で異ならしめるための研磨治具の一形態を示すもの
で、（ａ）は一部断面を含む側面図、（ｂ）は平面図で
ある。

【００４７】この研磨治具１ｂは、上述した研磨装置１
００を構成するもので、円盤形の固定治具本体４の上面
にドーム状の可撓性シート２が配置され、可撓性シート
２の周端部が固定治具本体４と同じ径を有する平板リン
グ状の押圧治具５で挟まれ、固定治具本体４と押圧治具
５がボルト６で締められている。その結果、可撓性シー
ト２の周端部と固定治具本体４の周端部とが気密状態で
密着し、固定治具本体４と可撓性シート２とが封入空間
７を構成し、可撓性シート２が風船として膨張できるよ
うになっている。固定治具本体４の下面には、固定治具
本体４を貫通して封入空間７内に連通している流体口８
と逆テーパー状のチャッキング部９とが設けられてい
る。この流体口８には、圧力空気のパイプが接続でき、
封入空間７内に圧力空気を導入できるようになってい
る。また、チャッキング部９は、揺動装置４０のチャッ
ク用爪４１で噛み合わされ、揺動装置３０に着脱自在に
固定できるようになっている。

【００４８】この研磨治具１ｂの中心から紙面左右方向
（Ｃ方向）の押圧治具５の両方には、ドーム２ｂの端部
を上から押さえて膨らみを抑制する押さえ板１０が、押
圧治具５と固定治具本体４とを固定しているボルト６で
固定されている。この押さえ板１０は、ｃ方向に移動し
て固定できるようになっている。

【００４９】この押さえ板１０により、ドーム２ｂのＣ
方向は、端部近傍で押さえ板１０で膨らみが抑制され、
図５（ａ）の破線に示す元の大きな曲率から、押さえ板
１０の端縁から立ち上がる実線で示す小さな曲率に変更
されている。一方、ドーム２ｂの中心でＣ方向と直交す
る方向のＳ方向の曲率は破線で示すように変更がなく、
ドーム２ｂのＳ方向の曲率は、図５（ａ）の破線で示す
ように、押圧治具５の内周縁から立ち上がる大きな曲率
である。その結果、Ｃ方向で曲率が小さく、Ｓ方向で曲
率が大きく、互いに直交する方向で曲率の異なるドーム
２ｂが形成されたことになる。この変形ドーム２ｂは、
レンズのトーリック面の表面形状に近くなり、単純な球
面状のドームよりも深いトーリック面を研磨するのに適
した形状となっている。

【００５０】この研磨治具１ｂでは、押さえ板１０の位
置を変更することにより、Ｓ方向の曲率をそのままにし
てＣ方向の曲率を変更することができる。したがって、
トーリック面の表面形状によって、押さえ板１０の位置
を適宜変更して、Ｓ方向とＣ方向の曲率の比を変えるこ
とができる。

【００５１】また、この変型ドーム２ｂでも、可撓性シ
ート２をゴムのような弾性を有するシートとすれば、流
体圧力を変えることによって、Ｃ方向、Ｓ方向それぞれ
の曲率を変更することができる。そのため、押さえ板１
０の位置を変更できることと合わせて、ドーム２ｂの形
状の変更の自由度はかなり高い。

【００５２】図６は、同じくドームの曲率を互いに直交
する方向で異ならしめるための研磨治具の他の形態を示
すもので、（ａ）は一部断面を示す側面図、（ｂ）は平
面図である。

【００５３】この研磨治具１ｃは、固定治具本体４は図
５と同じであるが、押さえ治具がなく、代わりに押圧治
具１２が、単純なリング状から、Ｃ方向の内面側に張り
出した２つの押さえ部１２ａが設けられている構造に変
更されている。この押さえ板により、ドーム２ｃのＣ方
向の端部近傍で膨らみが抑制され、Ｃ方向の曲率が小さ
くなるようになっている。

【００５４】この押圧治具１２の構造では、ドーム２ｃ
を押さえる位置を変更できないが、押さえ部１２ａの位
置を変更したいくつかの押圧治具１２を用意しておくこ
とにより、広い種類のトーリック面に対応できる。

【００５５】更に、図７は、可撓性シート２自体がＣ方
向とＳ方向で互いの曲率が異なるドーム２ｄに形成さ
れ、ドーム２ｄの曲率を互いに直交する方向で異ならし
めるようになっている研磨治具１ｄを示している。この
ようなドーム２ｄは、例えば配合剤の混練りが終わった
ゴムを所定の型に入れて加硫することにより得ることが
できる。

【００５６】本実施形態の研磨装置及び研磨治具は、主
にレンズの凹面を研磨する場合について説明してきた
が、レンズに限らず、あらゆる種類の凹面の研磨に適用
できることはいうもでもない。

【００５７】

【実施例】図５に示した研磨治具１ｂを用いて、Ｓ方向
とＣ方向のゴムシートのドーム２ｂの曲率Ｒを空気圧の
圧力を変えて測定した。ドームの直径は１５０ｍｍ、押
さえ治具１０によるドーム２ｂの押さえ位置は、ドーム
の端縁から１０ｍｍの位置である。ドームの中心、その
中心から２０ｍｍ、４０ｍｍのＳ方向とＣ方向のそれぞ
れの位置でのドーム２ｂの直径を測定した。なお、圧力
はゲージ圧で示している。その結果を図８に示す。
（ａ）はドーム２ｂの曲率の大きいＳ方向の測定結果、
（ｂ）はドーム２ｂの曲率の小さなＣ方向の測定結果を
示す。

【００５８】図８の結果より、例えば、空気圧が０．３
ｋｇ（ゲージ圧）ではドーム中心のＳ方向のドーム直径
は１４４Ｒであるのに対し、Ｃ方向のドーム直径は１１
４Ｒであり、空気圧が０．９ｋｇ（ゲージ圧）では、ド
ーム中心のＳ方向のドーム直径は９９Ｒであるのに対
し、Ｃ方向のドーム直径は７７Ｒである。

【００５９】このように、押さえ板１０の効果により、
Ｓ方向のＲが大きく、Ｃ方向のＲが小さくなっていて、
レンズのトーリック面に近いドーム形状が得られている
ことを示している。また、空気圧の上昇により、ゴムシ
ートが膨張するため、ドーム２ｂの直径が小さくなるこ
とが認められる。このことから、空気圧を調整すること
により、ドーム２ｂの直径をある程度自由に調整できる
ことが認められる。

【００６０】

【発明の効果】本発明の研磨装置は、可撓性シートでド
ームを形成した研磨治具を用いたことにより、トーリッ
ク面に限らず、任意の自由曲面形状を有する凹面を、高
精度かつごく短時間で研磨することができるので、一つ
の研磨治具で広い範囲の被研磨物の研磨面形状に柔軟に
対応できる。そのため、従来の硬い材質で形成したドー
ムの必要数より大幅に減少した数の研磨治具を用意すれ
ばよいので、コストを低減することができると共に、研
磨治具の保管スペースを大幅に低減できる。

【００６１】また、本発明の研磨治具は、本発明の研磨
装置に着脱自在に取り付けることができる研磨治具であ
り、可撓性シートでドームを形成したことにより、トー
リック面に限らず、任意の自由曲面形状を有する凹面
を、高精度かつごく短時間で研磨することができるの
で、一つの研磨治具で広い範囲の被研磨物の研磨面形状
に柔軟に対応でき、そのため、用意する研磨治具の数を
少なくできるので、コストを低減することができると共
に、研磨治具の保管スペースを大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨装置の主要部を示す概念図であ
る。

【図２】保持具の首振りを説明する概念図である。

【図３】本発明の研磨装置の全体の構成を示す概略図で
ある。

【図４】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の研磨装置
の無軌道研磨軌跡を示す概念図である。

【図５】本発明の研磨治具の一実施形態を示すもので、
（ａ）は一部断面を含む側面図、（ｂ）は平面図であ
る。

【図６】本発明の研磨治具の他の実施形態を示すもの
で、（ａ）は一部断面を含む側面図、（ｂ）は平面図で
ある。

【図７】本発明の研磨治具の更に他の実施形態を示す側
面図である。

【図８】押さえ治具を用いてドームの互いに直交する方
向の曲率を変えた実験の結果を示すグラフであり、
（ａ）は大きな直径の方向のドームの直径、（ｂ）は小
さな直径の方向のドームの直径を示す。

【図９】従来の研磨装置の主要部を示す概念図である。

【符号の説明】

１ｂ、１ｃ、１ｄ…研磨治具２…可撓性シート２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ…ドーム４…固定治具本体５…押圧治具６…ボルト７…封入空間８…流体口９…チャッキング部１０…押さえ治具２０…被研磨物２１…凹面３０…保持具４０…揺動装置５０…駆動装置１００…研磨装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被研磨物を保持する保持具と、前記保持
具に所定の往復運動を与える駆動装置と、前記被研磨物
を研磨する研磨布を保持する研磨治具と、前記研磨治具
を装着できると共に、この研磨治具に首振り旋回運動を
与える揺動装置とを備え、前記被研磨物を無軌道研磨軌
跡で研磨する研磨装置において、前記研磨治具が、流体圧力で膨らんでドーム状を形成す
る可撓性シートを備えることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】請求項１記載の研磨装置において、前記可撓性シートが弾性を有し、流体圧力の圧力変化で
ドームの曲率を可変できるように構成されていることを
特徴とする研磨装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の研磨装置におい
て、前記可撓性シートのドームの曲率が、互いに直交する方
向で異なっていることを特徴とする研磨装置。
【請求項４】請求項３記載の研磨装置において、前記可撓性シートにより形成されるドームが、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、流体圧
力による膨らみを抑制されていることを特徴とする研磨
装置。
【請求項５】被研磨物を保持する保持具と、前記保持
具に所定の往復運動を与える駆動装置と、前記被研磨物
を研磨する研磨布を保持するドーム状の研磨治具と、前
記研磨治具を着脱自在に装着できると共に、この研磨治
具に首振り旋回運動を与える揺動装置とを備え、前記被
研磨物を無軌道研磨軌跡で研磨する研磨装置を構成する
前記研磨治具において、流体の圧力で膨らんでドーム状を形成する可撓性シート
と、前記可撓性シートの周端部と密着して該可撓性シー
トと共に封入空間を構成するシート固定治具と、前記封
入空間に前記流体を供給する流体口とを備えることを特
徴とする研磨治具。
【請求項６】請求項５記載の研磨治具において、前記シート固定治具が、前記揺動装置に着脱可能であ
り、前記流体口を備える固定治具本体と、該固定治具本
体との間に前記可撓性シートの周端部を挟んで前記固定
治具本体と前記可撓性シートとの間に前記封入空間を形
成させる押圧治具とを備えることを特徴とする研磨治
具。
【請求項７】請求項６記載の研磨治具において、前記固定治具本体の上面の一方向の両端部に存し、前記
可撓性シートの膨らみを抑制し、前記可撓性シートのド
ームの曲率を互いに直交する方向で異ならしめる押さえ
治具が、前記一方の方向に移動可能に配置されているこ
とを特徴とする研磨治具。
【請求項８】請求項６記載の研磨治具において、前記押圧治具が、前記可撓性シートの膨らみを抑制し、
前記可撓性シートのドームの曲率を互いに直交する方向
で異ならしめる押さえ部を備えることを特徴とする研磨
治具。