JP2000153437A - トーリック形状および非球面形状物体の加工装置 - Google Patents
トーリック形状および非球面形状物体の加工装置Info
- Publication number
- JP2000153437A JP2000153437A JP32772798A JP32772798A JP2000153437A JP 2000153437 A JP2000153437 A JP 2000153437A JP 32772798 A JP32772798 A JP 32772798A JP 32772798 A JP32772798 A JP 32772798A JP 2000153437 A JP2000153437 A JP 2000153437A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toric
- spindle
- air spindle
- workpiece
- grinding wheel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
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6の円弧運動の中心軸とな
るエアスピンドル保持軸9の位置の変化を検出する手段
を中心軸の円周上に複数設け、この検出された位置信号
に対応させて、砥石スピンドル6の円弧運動の中心軸の
位置を常に一定に保つ手段を設けた。
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6の円弧運動の中心軸とな
るエアスピンドル保持軸9の位置の変化を検出する手段
を中心軸の円周上に複数設け、この検出された位置信号
に対応させて、砥石スピンドル6の円弧運動の中心軸の
位置を常に一定に保つ手段を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は形状精度の高いトー
リック形状または非球面形状を形成するのに好適な加工
装置および上記装置によって得られる光学部品ならびに
上記部品を用いた光学装置に関する。
リック形状または非球面形状を形成するのに好適な加工
装置および上記装置によって得られる光学部品ならびに
上記部品を用いた光学装置に関する。
【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。
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】
【本発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、図
３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。
３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。
【０００４】図２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。この装置において、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。
装置の構成を示している。この装置において、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。
【０００５】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、10,000rpm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、円弧状に高精度に揺動できるよ
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。
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、10,000rpm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、円弧状に高精度に揺動できるよ
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。
【０００６】上記アンギュラコンタクト形ころがり軸受
21の回転精度は、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、高精度なころがり軸
受21を使用するのは言うまでもないが、その回転精度を
0.5μm以下におさえることは困難であり、ワーク1の形
状精度をそれ以下におさえることは不可能であった。
21の回転精度は、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、高精度なころがり軸
受21を使用するのは言うまでもないが、その回転精度を
0.5μm以下におさえることは困難であり、ワーク1の形
状精度をそれ以下におさえることは不可能であった。
【０００７】本発明の目的は、エアスピンドル6が円弧
状に揺動する際、アンギュラコンタクト形ころがり軸受
21の回転精度に起因するエアスピンドル保持軸9の変動
をなくし、砥石5とワーク1との相対関係を常に一定に保
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。
状に揺動する際、アンギュラコンタクト形ころがり軸受
21の回転精度に起因するエアスピンドル保持軸9の変動
をなくし、砥石5とワーク1との相対関係を常に一定に保
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。
【０００８】
【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、砥石スピンドルの円弧運
動の中心軸となるエアスピンドル保持軸の位置の変化を
検出する手段を中心軸の円周上に複数設け、この検出さ
れた位置信号に対応させて、上記砥石スピンドルの円弧
運動の中心軸の位置を常に一定に保つ手段を設けたもの
である。
に、本発明は、前述の装置で、砥石スピンドルの円弧運
動の中心軸となるエアスピンドル保持軸の位置の変化を
検出する手段を中心軸の円周上に複数設け、この検出さ
れた位置信号に対応させて、上記砥石スピンドルの円弧
運動の中心軸の位置を常に一定に保つ手段を設けたもの
である。
【０００９】すなわち本発明の加工装置は、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円弧運動の中
心軸の回転フレを検出する手段を中心軸の円周上に複数
設け、この検出された回転フレ信号に基づいて、上記砥
石スピンドルの円弧運動の中心軸の位置を補正させる手
段を設けたことを特徴とする。
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円弧運動の中
心軸の回転フレを検出する手段を中心軸の円周上に複数
設け、この検出された回転フレ信号に基づいて、上記砥
石スピンドルの円弧運動の中心軸の位置を補正させる手
段を設けたことを特徴とする。
【００１０】また、本発明の光学部品は上記トーリック
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、光学ミラー、光学窓からなり、それらを利
用して高精度のレーザビームプリンタ等の応用装置を構
成することができる。
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、光学ミラー、光学窓からなり、それらを利
用して高精度のレーザビームプリンタ等の応用装置を構
成することができる。
【００１１】前述の加工装置で、砥石スピンドルが円弧
運動した時、ころがり軸受の回転精度に起因する中心軸
の変動が発生する。本発明では、その変動を検出すると
ともに、その変動量分だけ、ころがり軸受を支持する支
持部材に対し弾性変形を与え変動分を補正する。従っ
て、実質、上記中心軸の位置は常に一定となる。本発明
によれば、砥石とワークとの相対関係が変動することな
く一定となるので、高い形状精度を有するトーリック形
状および非球面形状物体が加工できる。
運動した時、ころがり軸受の回転精度に起因する中心軸
の変動が発生する。本発明では、その変動を検出すると
ともに、その変動量分だけ、ころがり軸受を支持する支
持部材に対し弾性変形を与え変動分を補正する。従っ
て、実質、上記中心軸の位置は常に一定となる。本発明
によれば、砥石とワークとの相対関係が変動することな
く一定となるので、高い形状精度を有するトーリック形
状および非球面形状物体が加工できる。
【００１２】
【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。同図におい
て、1はワーク、2は回転テーブル、3は直進テーブル、4
はピエゾアクチュエータ、5は砥石、6はエアスピンド
ル、7はウオーム、8ははすば歯車、9はエアスピンドル
保持軸、12はモータ、15は非接触変位計、20a，20bは支
持部材、21はころがり軸受である。本実施例では、エア
スピンドル保持軸9の位置の変化を検出する非接触変位
計15を二つ有している。
面レンズの加工装置の構成を示している。同図におい
て、1はワーク、2は回転テーブル、3は直進テーブル、4
はピエゾアクチュエータ、5は砥石、6はエアスピンド
ル、7はウオーム、8ははすば歯車、9はエアスピンドル
保持軸、12はモータ、15は非接触変位計、20a，20bは支
持部材、21はころがり軸受である。本実施例では、エア
スピンドル保持軸9の位置の変化を検出する非接触変位
計15を二つ有している。
【００１３】エアスピンドル6をウオーム7、はすば歯車
8を介して円弧運動させた場合、上記エアスピンドル保
持軸9において非接触変位計15で計測する部分を0.1μm
以下の真円度に仕上げておけば、アンギュラコンタクト
形ころがり軸受21の転動に伴う変動量は軸フレを検出す
ることにより計測できる。
8を介して円弧運動させた場合、上記エアスピンドル保
持軸9において非接触変位計15で計測する部分を0.1μm
以下の真円度に仕上げておけば、アンギュラコンタクト
形ころがり軸受21の転動に伴う変動量は軸フレを検出す
ることにより計測できる。
【００１４】一方、上記ころがり軸受21を支持している
支持部材20aは、ピエゾアクチュエータ4を変位させるこ
とにより弾性変形し、つまり、エアスピンドル保持軸9
の位置を任意に制御することができる。そこで、軸フレ
量の変動を検出し、その量が常に一定の値以下になるよ
うにピエゾアクチュエータ4を駆動するような閉ループ
制御を行うことにより、エアスピンドル6の円弧運動の
精度を高精度に保つことができる。これにより、ワーク
1の形状精度を向上させることができる。
支持部材20aは、ピエゾアクチュエータ4を変位させるこ
とにより弾性変形し、つまり、エアスピンドル保持軸9
の位置を任意に制御することができる。そこで、軸フレ
量の変動を検出し、その量が常に一定の値以下になるよ
うにピエゾアクチュエータ4を駆動するような閉ループ
制御を行うことにより、エアスピンドル6の円弧運動の
精度を高精度に保つことができる。これにより、ワーク
1の形状精度を向上させることができる。
【００１５】ここでは、砥石5に近い側のみに本発明を
適用したが、エアスピンドル保持軸9の両端に本発明を
具備することもできる。
適用したが、エアスピンドル保持軸9の両端に本発明を
具備することもできる。
【００１６】また、ころがり軸受以外の所謂空気軸受等
を用いた場合、補正量は減少する可能性はあるが、本発
明を適用できることは明らかである。
を用いた場合、補正量は減少する可能性はあるが、本発
明を適用できることは明らかである。
【００１７】さらに、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においても、高精度
な回転軸受として利用できる。
球面形状物体の加工装置以外の装置においても、高精度
な回転軸受として利用できる。
【００１８】
【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。
ック形状および非球面形状物体が加工できる。
【図１】本発明の一実施例の非球面レンズ加工装置を示
す説明図。
す説明図。
【図２】従来の非球面レンズ加工装置を示す説明図。
【図３】非球面レンズの形状を示す斜視図。
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、1
5…非接触変位計、16…レンズ、20a…支持部材、20b…
支持部材、21…ころがり軸受。
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、1
5…非接触変位計、16…レンズ、20a…支持部材、20b…
支持部材、21…ころがり軸受。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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 Ｆターム(参考） 2H042 DC08 DD05 DD09 DE00 3C049 AA03 AA16 AB06 BA04 BA07 BC01 BC02 CA01 CB01
Claims (5)
- 【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
ピンドルの円弧運動の中心軸の回転フレを検出する手段
を中心軸の円周上に複数設け、この検出された回転フレ
信号に基づいて、上記砥石スピンドルの円弧運動の中心
軸の位置を補正させ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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【請求項５】請求項２ないし４のいずれか記載の光学部
品の少なくとも一つを搭載したレーザビームプリンタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32772798A JP2000153437A (ja) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | トーリック形状および非球面形状物体の加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32772798A JP2000153437A (ja) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | トーリック形状および非球面形状物体の加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000153437A true JP2000153437A (ja) | 2000-06-06 |
Family
ID=18202319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32772798A Pending JP2000153437A (ja) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | トーリック形状および非球面形状物体の加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000153437A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111761444A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-10-13 | 浙江三欢齿轮有限公司 | 一种齿轮加工用磨床 |
-
1998
- 1998-11-18 JP JP32772798A patent/JP2000153437A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111761444A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-10-13 | 浙江三欢齿轮有限公司 | 一种齿轮加工用磨床 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040415 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040427 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040622 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041116 |