JP2002086335A - 光学素子の研削・研磨加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学素子が砥石との摺動抵抗によって回転す
る加工において、光学素子の回転を常にある値以上の回
転速度に保ち、光学素子を良好に加工する。 【解決手段】 砥石に光学素子１を当接させ、砥石を駆
動回転させて光学素子１を加工する光学素子の研削・研
磨加工装置において、光学素子１を回転自在に保持する
ワーク支持軸２と、ワーク支持軸２に設置された羽根車
２３と、羽根車２３に圧縮流体を噴出するエアノズル２
５に連通する圧縮空気供給装置２６と、ワーク支持軸２
の回転数を測定する回転数計測器２７と、ワーク支持軸
２の回転数に基づいて圧縮空気供給装置を作動させる制
御装置２８と、を具備し、砥石の回転に従属して回転す
る光学素子１の回転数が低下した際に、エアノズル２５
から圧縮流体を噴出して羽根車に回転力を付与し、ワー
ク支持軸２と光学素子１の回転数を保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子の研削・
研磨加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学素子の研削・研磨加工装置に関する
従来技術としては、例えば、特公平７−１１２６６７号
公報に記載されているものがある。

【０００３】図１３はこの光学素子の研削・研磨加工装
置を示す斜視概念図である。研削・研磨加工装置の上軸
（図示省略）には、ステー部材１０１が固設されてい
る。ステー部材１０１の下端部には、コ字状の第１揺動
部材１０２が、その中心軸線を揺動中心として揺動自在
に取り付けられている。第１揺動部材１０２の両先端部
には、コ字状の第２揺動部材１０３の両先端部が揺動自
在に取り付けられている。第２揺動部材１０３は、第１
揺動部材１０２の両先端部を結ぶ軸線まわりに揺動でき
る。そして、加工される光学素子であるワーク１０４を
軸先端部にて支持するワーク支持軸１０５は、第２揺動
部材１０３の中心部に、回転自在に支承されている。

【０００４】ここで、第１揺動部材１０２の揺動中心で
ある軸線Ｘと、第２揺動部材１０３の揺動中心である軸
線Ｙと、ワーク支持軸１０５の回転中心である軸線Ｚと
は、Ｏ点で交わっており、Ｏ点はワーク１０４の下方に
位置している。

【０００５】図１４は、加工時のワーク１０４と砥石１
０８の正面略断面図である。ワーク１０４の研削・研磨
加工を行う砥石１０８は、ワーク１０４の被加工面１０
４ａを転写した形状の砥石面１０８ａを有する。ワーク
１０４の研削・研磨加工を行う際は、砥石面１０８ａと
被加工面１０４ａとを当接させ、この当接部に加工液
（図示省略）を供給し、砥石１０８を砥石軸１０８ｂま
わりに回転させつつ、砥石１０８を被加工面１０４ａに
ならって揺動させる。このとき、ワーク１０４は、砥石
１０８との摺動抵抗によって軸線Ｚまわりに回転させら
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成では、ワーク
１０４は、駆動回転する砥石１０８と当接することで、
摺動抵抗によって従属的に回転させられる。ワーク１０
４の直径が３ｍｍ以下になる場合、砥石１０８の直径の
減少によりワーク１０４に付与される回転モーメントが
減少し、また、ワーク１０４と砥石１０８との接触面積
が減少する。このため、ワーク１０４と砥石１０８との
摺動抵抗が減少し、ワーク１０４の回転が極めて低速に
なる、または停止することがある。

【０００７】さらに、回転する砥石１０８の砥石面１０
８ａの周速度は、中心付近では小さく、外縁付近では大
きい。したがって、砥石１０８に当接したワーク１０４
の被加工面１０４ａでは、当接場所によって加工の取り
代が異なる。すなわち、ワーク１０４の被加工面１０４
ａのうち、主に砥石１０８の中心付近に当接する部分の
取り代は小さく、主に外周付近に当接する部分の取り代
は大きくなる。加工中にワーク１０４の回転が減速また
は停止する場合、被加工面１０４ａの部分によって取り
代の差が大きくなり、球面形状精度が悪化する。逆に、
加工中にワーク１０４が適度に回転すると、被加工面１
０４ａは砥石１０８の中心付近にも外縁付近にも当接
し、被加工面１０４ａ全面の取り代がほぼ均一になり、
良好な球面形状精度、表面精度が得られる。

【０００８】また、ワーク１０４の回転が減速または停
止した場合、加工液が被加工面１０４ａと砥石面１０８
ａとの隙間全体に供給されず、加工液の効果が充分に得
られないので、球面形状精度、表面精度が悪化する。し
かし、加工中にワーク１０４が適度に回転すると、被加
工面１０４ａと砥石面１０８ａとの隙間に介在する加工
液が隙間全体へと流動させられ、被加工面１０４ａ全体
で潤滑や冷却といった加工液の効果が得られる。

【０００９】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、光学素子が砥石との摺動抵抗に
よって回転する加工において、光学素子の回転を常にあ
る値以上の回転速度に保ち、光学素子を良好に加工する
ことができる光学素子の研削・研磨加工装置を提供する
ことを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る研削・研磨加工装置は、砥
石に光学素子を当接させ、砥石を駆動回転させる、光学
素子の研削・研磨加工装置において、光学素子を回転自
在に保持するワーク支持軸と、上記ワーク支持軸に設置
された羽根車と、上記羽根車に圧縮流体を噴出する圧縮
流体噴出手段と、上記ワーク支持軸の回転数を測定する
回転数測定手段と、上記ワーク支持軸の回転数に基づい
て上記圧縮流体噴出手段を作動させる制御装置と、を具
備することとした。

【００１１】また、本発明の請求項２に係る研削・研磨
加工装置は、請求項１にあって、光学素子はレンズであ
ることとした。

【００１２】さらに、本発明の請求項３に係る研削・研
磨加工装置は、請求項１または２にあって、圧縮流体は
圧縮空気であることとした。

【００１３】また、本発明の請求項４に係る研削・研磨
加工装置は、請求項１、２または３のいずれかにあっ
て、回転数測定手段は、回転体に取り付けた反射板から
の反射光を検出し、検出の時間間隔から回転体の回転数
を割り出す装置であることとした。

【００１４】本発明の請求項１に係る光学素子の研削・
研磨加工装置によれば、加工中にワーク支持軸の回転数
を回転数測定手段により検出し、この回転数が設定下限
値以下となった場合、ワーク支持軸に設置された羽根車
に、圧縮流体供給手段から圧縮流体が供給され、ワーク
支持軸に回転力が付与される。また、ワーク支持軸の回
転数が設定上限値以上となった場合、羽根車に圧縮流体
供給手段から圧縮流体を供給し、ワーク支持軸の回転を
減少させる力を付与する。そして、ワーク支持軸すなわ
ち砥石に当接している光学素子の回転数を設定値範囲内
に維持し、光学素子の球面形状、表面精度を良好な状態
に加工する。

【００１５】本発明の請求項２に係る光学素子の研削・
研磨加工装置によれば、光学素子としてのレンズを良好
に加工する。

【００１６】本発明の請求項３に係る光学素子の研削・
研磨加工装置によれば、圧縮空気を羽根車に噴射して羽
根車の回転数を維持する付勢力を確実に作用させる。

【００１７】本発明の請求項４に係る光学素子の研削・
研磨加工装置によれば、回転数測定手段は、光学素子と
一体的に回転する回転体に光を照射し、回転体の一部分
に取り付けた反射板からの反射光を検出する。このと
き、反射板は回転体と同じ回転数で回転し、反射板から
の反射光は間欠的に検出される。

【００１８】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）発明の実施の形
態１は、請求項１，２，３または４記載の発明に対する
実施の形態である。発明の実施の形態１を図１、図２、
図３、図４に基づいて説明する。図１は実施の形態１に
おける光学素子の研削・研磨加工装置の斜視概念図、図
２は同装置の要部を示す正面略断面図、図３は同要部を
示す側面図、図４は同要部を示す斜視図である。

【００１９】各図において、光学素子はレンズ１とす
る。研削・研磨加工装置の上軸１１は、上下方向に移動
可能で、かつ、加圧可能である。この上軸１１にはネジ
孔１２が形成され、ステー部材１４の上部に形成された
貫通孔１４ａに貫通させたボルト１３をネジ孔１２に螺
着することによって、ステー部材１４が上軸１１に固設
されている。

【００２０】ステー部材１４の下端部には、コ字状の第
１揺動部材１５に固定された支軸１７が、ステー部材１
４に設けた軸受１６を介して揺動可能に設置され、ナッ
ト１８で締め付け固定されている。第１揺動部材１５
は、その中心軸線（支軸１７、軸線Ｘ）まわりで（ａ）
方向に揺動可能である。

【００２１】第１揺動部材１５の両先端部には、それぞ
れ支軸２１が固定され、コ字状の第２揺動部材１９の両
先端部がその両端部に設けた軸受２０を介して支軸２１
に支持されている。第２揺動部材１９は支軸２１（軸線
Ｙ）まわりで（ｂ）方向に揺動可能である。

【００２２】支軸１７，２１の各中心軸線はＯ点で交差
する構成であり、第１揺動部材１５および第２揺動部材
１９はそれぞれ、Ｏ点を中心に（ａ）および（ｂ）方向
に揺動するようになっている。

【００２３】第２揺動部材１９の中央下部には、第２揺
動部材１９に設けた軸受２２を介してワーク支持軸２が
その下端部をＯ点に向けて回転可能に支持されている。
ワーク支持軸２は、軸受２２に支持される軸部２ａの下
端に略円柱状の皿保持部２ｂを有し、皿保持部２ｂ内に
磁石２ｃが設置されている。

【００２４】レンズ保持皿３は、磁性ステンレス材から
なり、円柱状の本体の一端にレンズ１の裏面（被加工面
１ａとは反対側の面）と接着するレンズ接着面３ａを有
する凹状のレンズ保持部と、本体の他端に皿保持部２ｂ
を密に内挿する内挿孔３ｂとを有する。ワーク支持軸２
は、皿保持部２ｂを内挿孔３ｂに内挿した状態で、磁石
２ｃでレンズ保持皿３を磁力吸引することによって、接
着してあるレンズ１の被加工面１ａを下方向に向けた状
態でレンズ保持皿３をワーク支持軸２に対して相対的に
回転しないように保持することができる。

【００２５】第２揺動部材１９の中央上部の貫通孔１９
ａには、ワーク支持軸２の軸部２ａの上端が突出してお
り、側面に羽根部を有する羽根車２３が軸部２ａの上部
に同軸に固設されて第２揺動部材１９の上方に配設され
ている。また、軸部２ａの上部側面には、軸部２ａの側
面の一部を被うように反射板２４が貼り付けられてい
る。

【００２６】羽根車２３の横位置には、エアノズル２５
が配設されている。エアノズル２５は、その根元部２５
ａが上軸１１に固設され、その先端部２５ｂは羽根車２
３に向いている。さらに、根元部２５ａは圧縮空気供給
装置２６に連通しており、圧縮空気供給装置２６から圧
縮空気を供給し、エアノズル２５の先端部２５ｂから羽
根車２３の羽根部へと圧縮空気を噴出することができ
る。エアノズル２５と圧縮空気供給装置２６により圧縮
流体供給手段を構成し、エアノズル２５は流体噴出部と
して機能する。

【００２７】また、ワーク支持軸２の軸部２ａ上部の横
位置には、回転数測定手段としての回転数計測器２７が
配設されている。回転数計測器２７は、その発光部２７
ａおよび受光部２７ｂが反射板２４を貼り付けたワーク
支持軸２の軸部２ａ上部に対向しており、支柱２７ｃに
よって上軸１１に固設されている。発光部２７ａからは
光線が照射されており、その照射光線が反射板２４に当
たった場合に、反射板２４で反射した反射光線を受光部
２７ｂが感知する。ワーク支持軸２が回転していると
き、反射板２４からの反射光線は間欠的に感知され、回
転数計測器２７は、受光部２７ｂが反射光線を感知する
時間的間隔から、ワーク支持軸２の回転数を算出する。

【００２８】圧縮空気供給装置２６と回転数計測器２７
とは、制御装置２８に接続している。制御装置２８は、
回転数計測器２７からワーク支持軸２の回転数の測定結
果を得ており、この測定結果がある設定値以下となった
場合に、圧縮空気供給装置２６を作動させて圧縮空気を
エアノズル２５に供給する。

【００２９】レンズ保持皿３を介してワーク支持軸２に
保持したレンズ１の被加工面１ａを加工する砥石４は、
レンズ１の被加工面１ａを転写した形状の砥石面４ａを
上端に有し、下端で研削・研磨加工装置本体の下軸（図
示省略）に螺着されている。下軸は、砥石４の中心軸ま
わりに駆動回転し、また、レンズ１の被加工面１ａに沿
って揺動することができる。

【００３０】上記構成の光学素子の研削・研磨加工装置
によるレンズの研削・研磨加工を説明する。まず、レン
ズ１を接着保持したレンズ保持皿３をワーク支持軸２で
磁力吸引によって保持する。次に、研削・研磨加工装置
の上軸１１を下降させ、レンズ１の被加工面１ａを砥石
４の砥石面４ａに当接させる。

【００３１】そして、上軸１１の荷重機構（図示省略）
によってレンズ１の被加工面１ａに加わる荷重の大きさ
を調節し、加工液をレンズ１と砥石４との間に供給し、
下軸（図示省略）により砥石４を駆動回転させつつ揺動
運動させることによって、被加工面１ａが砥石４の砥石
面４ａにより加工される。このとき、レンズ１は、駆動
回転する砥石４の砥石面４ａからの摺動抵抗を受け、従
属的に回転させられ、ワーク支持軸２も同じ回転数で回
転する。また、レンズ１と砥石４とが当接することによ
ってレンズ１に伝達される荷重や振動を分散するよう
に、第１揺動部材１５および第２揺動部材１９は、Ｏ点
まわりで自在に揺動する。

【００３２】加工中、制御装置２８は、回転数測定器２
７によって測定されるワーク支持軸２の回転数（すなわ
ちレンズ１の回転数）を常に監視している。そして、ワ
ーク支持軸２の回転数が設定下限値以下となった場合、
圧縮空気供給装置２６を作動させ、エアノズル２５から
羽根車２３へと圧縮空気を噴出させる。これによって、
ワーク支持軸２は、その回転数を増加させる力を得る。

【００３３】発明の実施の形態１における光学素子の研
削・研磨加工装置では、加工中、光学素子（レンズ）１
と砥石４との摺動抵抗が低下し、レンズ１およびワーク
支持軸２の従属的回転の回転数が低下した場合、ワーク
支持軸２に固設された羽根車２３にエアノズル２５から
圧縮空気が噴射され、羽根車２３に回転する力が付与さ
れることで、レンズ１およびワーク支持軸２の回転数は
増加する。したがって、加工中にレンズ１の回転数が低
下することに起因する悪影響を防止することができる。
すなわち、レンズ１の被加工面１ａの局所に過大な荷重
が加わることによって球面形状精度が悪化するのを防止
できるとともに、加工液がレンズ１と砥石４との隙間全
体に行き渡らないことによって表面精度が悪化するのを
防止することができる。

【００３４】（実施の形態２）発明の実施の形態２は、
請求項１，２，３または４記載の発明に対する実施の形
態である。発明の実施の形態２を図５、図６に基づいて
説明する。図５は発明の実施の形態２における光学素子
の研削・研磨加工装置の要部を示す斜視図、図６は同要
部を示す上面断面図である。

【００３５】発明の実施の形態２における光学素子の研
削・研磨加工装置には、エアノズル２５が羽根車２３に
付与する回転力とは反対方向の回転力を付与する圧縮空
気を噴出する第２エアノズル３１が配設されている。第
２エアノズル３１は、エアノズル２５の反対側からその
先端部３１ａが羽根車２３を向くように、エアノズル２
５と同様に上軸１１に固設されている。第２エアノズル
３１の根元部（図示省略）は第２圧縮空気供給装置３２
が連通しており、第２圧縮空気供給装置３２から第２エ
アノズル３１に圧縮空気を供給し、第２エアノズル３１
の先端部３１ａから羽根車２３に対して圧縮空気を噴出
することができる。第２エアノズル３１からの圧縮空気
は、羽根車２３の回転を減速する力を付与する。第２エ
アノズル３１と第２圧縮空気供給装置３２により圧縮流
体供給装置を構成している。

【００３６】制御装置２８は、第２圧縮空気供給装置３
２にも接続しており、回転数計測器２７によって測定し
たワーク支持軸２の回転数が設定上限値以上となった場
合、第２圧縮空気供給装置３２を作動させる。その他の
構成は発明の実施の形態１と同様とする。

【００３７】上記構成の光学素子の研削・研磨加工装置
によるレンズの研削・研磨加工では、加工中、制御装置
２８は、回転数測定器２７によって測定されるワーク支
持軸２の回転数（すなわちレンズ１の回転数）を常に監
視している。そして、ワーク支持軸２の回転数が設定上
限値以上となった場合、第２圧縮空気供給装置３２を作
動させ、第２エアノズル３１から羽根車２３へと圧縮空
気を噴出させる。これによって、ワーク支持軸２は、そ
の回転数を減少させる力を得る。その他の作用は発明の
実施の形態１と同様である。

【００３８】発明の実施の形態２における光学素子の研
削・研磨加工装置では、ワーク支持軸２の回転数が設定
値以下あるいは設定値以上となった場合においても、ワ
ーク支持軸２の回転数を設定値範囲内に維持することが
できる。

【００３９】すなわち、加工中、光学素子（レンズ）１
と砥石４との摺動抵抗が上昇し、レンズ１およびワーク
支持軸２の従属的回転の回転数が上昇した場合、ワーク
支持軸２に固設された羽根車２３に第２エアノズル３１
から圧縮空気が噴射され、羽根車２３の回転数を減少す
る力が付与されることで、レンズ１およびワーク支持軸
２の回転数は減少する。したがって、加工中にレンズ１
の回転数が増加することに起因する悪影響を防止するが
できる。すなわち、レンズ１の被加工面１ａと砥石４の
砥石面４ａとの相対的な速度差が小さくなり、光学素子
の取り代が減少するのを防止できるとともに、局所的に
レンズ１の被加工面１ａと砥石４の砥石面４ａとの相対
速度差がゼロとなり、レンズ１のその位置における球面
形状精度が著しく悪化するのを防止することができる。
また、加工中、光学素子（レンズ）１と砥石４との摺動
抵抗が低下してレンズ１およびワーク支持軸２の従属的
回転の回転数が低下した場合、実施の形態１と同様にし
てエアノズル２５からの圧縮空気によりレンズ１および
ワーク支持軸の回転数を増加させることができる。その
他の効果は発明の実施の形態１と同様である。

【００４０】（実施の形態３）発明の実施の形態３は、
請求項１または２記載の発明に対する実施の形態であ
る。発明の実施の形態３を図７、図８に基づいて説明す
る。図７は発明の実施の形態３における光学素子の研削
・研磨加工装置の要部を示す正面略断面図、図８は同要
部を示す上面断面図である。

【００４１】第２揺動部材１９の中央上部の貫通孔１９
ａに、ワーク支持軸２の軸部２ａの上端が突出してお
り、羽根車２３が軸部２ａの上部に同軸に固設され第２
揺動部材１９の上方に配設されている。羽根車２３は、
カバー４１により羽根車２３を非接触で内包するよう
に、その上面と羽根部が内包部材としてのカバー４１に
囲まれている。カバー４１は、第２揺動部材１９の中央
上部に固設されており、羽根車２３は、カバー４１と第
２揺動部材１９の上面により全体が囲まれている。

【００４２】カバー４１上部に回転数測定手段としての
回転数計測器４２が固設されており、回転数計測器４２
の測定軸４２ａはワーク支持軸２の軸部２ａ上端と結合
している。回転数計測器４２は、測定軸４２ａが発電機
（図示省略）の一部となっていて、測定軸４２ａの回転
数に応じ起電力が生じることによって、回転数を計測す
る器械であり、制御装置２８に接続している。

【００４３】羽根車２３の羽根部に対向するカバー４１
の側面には、ノズル取り付け口４１ａが開設されてエア
ノズル２５が固定されており、エアノズル２５から噴出
する圧縮空気を羽根車２３に当てて羽根車２３を加速さ
せる構造となっている。また、カバー４１の側面のノズ
ル取り付け口４１ａと対向するカバー４１の側面には排
出口４１ｂが貫通されており、エアノズル２５から噴出
した圧縮空気は排出口４１ｂからカバー４１の外側へ排
出される。また、カバー４１内に噴出された圧縮空気の
一部は、第２揺動部材１９の貫通孔１９ａと、ワーク支
持軸２および軸受２２の隙間を通り、カバー４１の外側
へ排出される。その他の構成は発明の実施の形態１と同
様とする。なお、ワーク支持軸２の軸部２ａへの反射板
２４の配設は不要である。

【００４４】上記構成の光学素子の研削・研磨加工装置
によるレンズの研削・研磨加工では、エアノズル２５か
らカバー４１内に噴出した圧縮空気が拡散されず、少な
い圧力損失で羽根車２３に当たる。また、カバー４１の
内部、軸受２２とワーク支持軸２の隙間などの気圧が外
部の大気より高くなる。また、回転数計測器４２はワー
ク支持軸２の回転数を直結で検出する。その他の作用は
発明の実施の形態１と同様である。

【００４５】発明の実施の形態３における光学素子の研
削・研磨加工装置では、圧縮空気はエアノズル２５から
カバー４１内に噴出されて少ない圧力損失で羽根車２３
に当たるので、より大きい回転力をワーク支持軸２に付
与することができる。また、カバー４１内部、軸受２２
とワーク支持軸２の隙間は、大気圧より高い気圧とな
り、加工液が侵入しないので、加工液の付着によってこ
れらの部品が損耗するのを低減することができる。ま
た、回転数計測器４２が直結でワーク支持軸２の回転数
を測定するので、非接触で測定する際のように、噴霧状
の加工液で測定を妨げられるようなことがない。その他
の効果は発明の実施の形態１と同様である。

【００４６】（実施の形態４）発明の実施の形態４は、
請求項１，２または３記載の発明に対する実施の形態で
ある。発明の実施の形態４を図９、図１０に基づいて説
明する。図９は発明の実施の形態４における光学素子の
研削・研磨加工装置の要部を示す正面略断面図、図１０
は光学素子の研削・研磨加工装置の要部を示す斜視図で
ある。

【００４７】第２揺動部材１９には、側面から上面へと
貫通するＬ字状のエア孔１９ｂが開設されており、第２
揺動部材１９の側面側に開口したエア孔１９ｂの開口部
にはエアチューブ５１が固設され、第２揺動部材１９の
上面側に開口したエア孔１９ｂの開口部にはエアノズル
５２の根元部５２ａが固設されている。エアチューブ５
１の他端側は圧縮空気供給装置２６に連通し、エアノズ
ル５２は略Ｌ字状に曲げられて先端部５２ｂを羽根車２
３に向けてあり、第２揺動部材１９が揺動する場合にあ
っても、エアノズル５２の先端部５２ｂと羽根車２３の
位置関係が相対的に移動しないようになっている。そし
て、圧縮空気供給装置２６から供給される圧縮空気は、
エアチューブ５１、エア孔１９ｂ、エアノズル５２を通
じて羽根車２３に噴射される。

【００４８】第２揺動部材１９の中央上部に回転数測定
手段としての回転数計測器５３が固設されており、回転
数計測器５３の測定軸５３ａは上下に貫通して回転自在
に支承されている。測定軸５３ａの下端はワーク支持軸
２の軸部２ａと、上端は羽根車２３とそれぞれ結合して
おり、これらは一体として回転自在である。回転数計測
器５３は、測定軸５３ａが発電機（図示省略）の一部と
なっていて、測定軸５３ａの回転数に応じ起電力が生じ
ることによって、回転数を計測する器械である。

【００４９】エアチューブ５１に連通する圧縮空気供給
装置２６と、回転数計測器５３は、制御装置２８に接続
している。制御装置２８は、回転数計測器５３からワー
ク支持軸２の回転数の測定結果を得ており、この測定結
果がある設定値以下となった場合に、圧縮空気供給装置
２６を作動させる。その他の構成は実施の形態１と同様
である。なお、ワーク支持軸２への反射板２４の配設は
不要である。

【００５０】上記構成の光学素子の研削・研磨加工装置
では、加工中、制御装置２８は、回転数計測器５３によ
って測定されるワーク支持軸２の回転数（すなわちレン
ズ１の回転数）を常に監視している。そして、ワーク支
持軸２の回転数が設定下限値以下となった場合、圧縮空
気供給装置２６を作動させ、エアノズル５２から羽根車
２３へと圧縮空気を噴出させる。これによって、ワーク
支持軸２は、その回転数を増加させる力を得る。その他
の作用は、発明の実施の形態１と同様である。

【００５１】発明の実施の形態４における光学素子の研
削・研磨加工装置では、エアノズル５２が第２揺動部材
１９に固設してあるので、第２揺動部材１９の揺動が大
きい場合でも、エアノズル５２は羽根車２３に確実に向
いており、エアノズル５２の先端部５２ｂから噴出され
る圧縮空気によって羽根車２３を確実に回転させること
ができる。また、回転数計測器５３が第２揺動部材１９
に固設してあるので、第２揺動部材１９の揺動によって
回転数の計測に失敗する恐れをなくすることができる。
その他の効果は、発明の実施の形態１と同様である。

【００５２】（実施の形態５）発明の実施の形態５は、
請求項１または４記載の発明に対する実施の形態であ
る。発明の実施の形態５を図１１に基づいて説明する。
図１１は発明の実施の形態５における光学素子の研削・
研磨加工装置の要部を示す斜視図である。

【００５３】発明の実施の形態５における光学素子の研
削・研磨加工装置には、図１１に示すように、発明の実
施の形態１において設けた羽根車２３、エアノズル２
５、圧縮空気供給装置２６の代わりに、それぞれ羽根車
６１、流体ノズル６２、圧縮流体供給装置６３が配設さ
れている。

【００５４】羽根車６１はワーク支持軸２の軸部２ａ上
端に同軸に固設されている。流体ノズル６２は、その先
端部が羽根車６１を向くように、研削・研磨加工装置本
体（図示省略）に固設されている。流体ノズル６２には
圧縮流体供給装置６３が連通されており、圧縮流体供給
装置６３から圧縮水を流体ノズル６２に供給し、流体ノ
ズル６２から羽根車６１へ圧縮水を噴出することができ
る。圧縮流体供給装置６３は制御装置２８に接続してい
る。流体ノズル６２と圧縮流体供給装置６３により圧縮
流体噴出手段を構成している。その他の構成は発明の実
施の形態１と同様とする。

【００５５】上記構成の光学素子の研削・研磨加工装置
では、加工中、制御装置２８は、回転数計測器２７によ
って測定されるワーク支持軸２の回転数（すなわちレン
ズ１の回転数）を常に監視している。そして、ワーク支
持軸２の回転数が設定下限値以下となった場合、圧縮流
体供給装置６３を作動させ、流体ノズル６２から羽根車
６１へと圧縮水を噴出させる。これによって、ワーク支
持軸２は、その回転数を増加させる力を得る。その他の
作用は発明の実施の形態１と同様である。

【００５６】発明の実施の形態５における光学素子の研
削・研磨加工装置では、圧縮空気を羽根車２３に当てる
代わりに、比重が大きい圧縮水を羽根車６１に当てるの
で、より大きい回転力をワーク支持軸２に付与すること
ができる。その他の効果は発明の実施の形態１と同様で
ある。

【００５７】（実施の形態６）発明の実施の形態６は、
請求項１、２、３または４記載の発明に対する実施の形
態である。発明の実施の形態６を図１２に基づいて説明
する。図１２は実施の形態６における光学素子の研削・
研磨加工装置の要部を示す正面略断面図である。

【００５８】砥石４は、レンズ１の被加工面１ａを転写
した形状の砥石面４ａを上端に有し、下端で研削・研磨
加工装置本体の下軸（図示省略）に螺着されている。下
軸は、砥石４の中心軸まわりに駆動回転し、砥石面４ａ
に沿って揺動することができる。

【００５９】ワーク支持軸７１は、上側が開口した略カ
ップ状であり、下端でレンズ１を接着剤による貼り付け
で保持し、上側の開口部の底面に球面状のへこみである
カンザシ受け部７１ａを有する。ワーク支持軸７１の外
周面には、羽根車２３が同軸で固設されており、また回
転数計測器２７の発光部２７ａからの照射光線を反射す
る反射板２４が貼り付けられている。

【００６０】エアノズル２５は、その先端部２５ｂがワ
ーク支持軸７１に固設した羽根車２３に向かうように、
研削・研磨加工装置本体（図示省略）に固設されてい
る。ワーク支持軸７１がある程度、揺動した場合でも、
エアノズル２５から噴出する圧縮空気が羽根車２３に当
たるように、羽根車２３の幅の広さ、エアノズル２５の
大きさは設定されている。

【００６１】回転数計測器２７は、その発光部２７ａお
よび受光部２７ｂがワーク支持軸７１側面の反射板２４
に向く高さ位置で、研削・研磨加工装置本体に固設され
ている。ワーク支持軸７１がある程度、揺動した場合で
も、回転数計測器２７の発光部２７ａおよび受光部２７
ｂが反射板２４と同じ高さ位置となるように、回転数計
測器２７の位置、反射板２４の大きさが設定されてい
る。

【００６２】カンザシ７２は、下端に略球状の押さえ部
７２ａを有し、他端で水平方向および上下方向に移動自
在な研削・研磨加工装置本体の上軸（図示省略）に固設
されている。カンザシ７２は、押さえ部７２ａでワーク
支持軸７１のカンザシ受け部７１ａに当接し、その自重
によってワーク支持軸７１を下方向へ押さえつける。

【００６３】レンズ１の研削・研磨加工するときは、ワ
ーク支持軸７１は砥石４の砥石面４ａ上にレンズ１の被
加工面１ａが当接するように載置され、カンザシ受け部
７１ａをカンザシ７２の押さえ部７２ａで押さえつけ
る。砥石４を回転させながら、砥石４を揺動かつ回転さ
せると、ワーク支持軸７１のカンザシ受け部７１ａとカ
ンザシ７２の押さえ部７２ａとが滑らかに接触している
ので、レンズ１の被加工面１ａと砥石４の砥石面４ａと
の摺動抵抗によってワーク支持軸７１はその中心軸まわ
りで従属的に回転する。この動作をさせながら、レンズ
１と砥石４との間に加工液を供給することによって、レ
ンズ１の被加工面１ａは加工される。

【００６４】エアノズル２５に連通する圧縮空気供給装
置２６と、回転数計測器２７は、制御装置２８に接続し
ている。制御装置２８は、回転数計測器２７からワーク
支持軸７１の回転数の測定結果を得ており、この測定結
果がある設定値以下となった場合に、圧縮空気供給装置
２６を作動させる。

【００６５】本実施の形態では、上軸に固設したカンザ
シ７２と下軸に螺着した砥石４との間にワーク支持軸７
１とレンズ１を保持し、カンザシ７２を介してワーク支
持軸７１を回転かつ揺動自在としており、その他、第１
揺動部材、第２揺動部材に関すること以外の構成は、発
明の実施の形態１と同様とする。

【００６６】上記構成の光学素子の研削・研磨加工装置
では、加工中、制御装置２８は、回転数測定器２７によ
って測定されるワーク支持軸７１の回転数（すなわちレ
ンズ１の回転数）を常に監視している。そして、ワーク
支持軸７１の回転数が設定下限値以下となった場合、圧
縮空気供給装置２６を作動させ、エアノズル２５から羽
根車２３へと圧縮空気を噴出させる。これによって、ワ
ーク支持軸７１は、その回転数を増加させる力を得る。
その他、第１揺動部材、第２揺動部材に関すること以外
の作用は、発明の実施の形態１と同様である。

【００６７】発明の実施の形態６における光学素子の研
削・研磨加工装置では、加工中、光学素子（レンズ）１
と砥石４との摺動抵抗が低下し、レンズ１およびワーク
支持軸７１の従属的回転の回転数が低下した場合、ワー
ク支持軸７１に固設された羽根車２３に圧縮空気が噴射
され、回転する力が付与されることで、レンズ１および
ワーク支持軸７１の回転数は増加する。したがって、ワ
ーク支持軸７１をカンザシ７２によって支持する加工方
法においても、加工中にレンズ１の回転数が低下するこ
とに起因する悪影響を防止することができる。すなわ
ち、レンズ１の被加工面１ａの局所に過大な荷重が加わ
ることによって球面形状精度が悪化するのを防止するこ
とができるとともに、加工液がレンズ１と砥石４との隙
間全体に行き渡らないことによって表面精度が悪化する
のを防止することができる。

【００６８】各発明の実施の形態において、レンズ１の
被加工面１ａは凸面、砥石４の砥石面４ａは凹面とした
が、被加工面１ａを凹面、砥石面４ａを凸面としても構
わない。

【００６９】また、各発明の実施の形態において、加工
される光学素子は単体のレンズ１としたが、多数貼りの
レンズ、プリズム、シリコンウェハなど他のワークとし
ても構わない。

【００７０】さらに、各発明の実施の形態において、ワ
ーク支持軸２，７１の回転数を検出する機構として、ワ
ーク支持軸２，７１に貼り付けた反射板２４からの反射
光を感知し、その時間的間隔から回転数を算出する回転
数計測器２７、または、ワーク支持軸２に固設された発
電機が回転によって起電力を発生し、その起電力から回
転数を算出する回転数計測器４２，５３を用いたが、ワ
ーク支持軸２，７１の回転数を検出する他の手段を用い
ても構わない。

【００７１】また、発明の実施の形態５において、羽根
車２３への作動流体として水（液体）を用いたが、加工
液など他の液体を用いても構わない。

【００７２】さらに、各発明の実施の形態において、他
の実施の形態で用いた構成を複数採り入れても構わな
い。

【００７３】なお、上記した具体的実施の形態から次の
ような構成の技術的思想が導き出される。 （付記） （１）砥石に光学素子を当接させ、砥石を駆動回転させ
て光学素子を加工する光学素子の研削・研磨加工装置に
おいて、光学素子を一体的に保持し、研削・研磨加工装
置の上軸に揺動部材を介して回転自在に保持されるワー
ク支持軸と、上記ワーク支持軸に設置された羽根車と、
上記羽根車に圧縮流体を噴出する圧縮流体噴出手段と、
上記ワーク支持軸の回転数を測定する回転数測定手段
と、上記ワーク支持軸の回転数に基づいて上記圧縮流体
噴出手段を作動させる制御装置と、を具備することを特
徴とする光学素子の研削・研磨加工装置。

【００７４】（２）上記圧縮流体噴出手段は、上記羽根
車の回転数を増加させることを特徴とする付記（１）に
記載の光学素子の研削・研磨加工装置。

【００７５】（３）上記圧縮流体噴出手段は、上記羽根
車の回転数を増加させる圧縮流体噴出手段と、上記羽根
車の回転数を減少させる第２圧縮流体噴手段からなるこ
とを特徴とする付記（１）に記載の光学素子の研削・研
磨加工装置。

【００７６】（４）上記圧縮流体噴出手段は、流体噴出
部を上記上軸または上記揺動部材に取り付けたことを特
徴とする付記（１）〜（３）のいずれかに記載の光学素
子の研削・研磨加工装置。

【００７７】（５）上記羽根車は、上記揺動部材に取り
付けた内包部材で囲み、上記内包部材に上記圧縮流体噴
出手段の流体噴出部を取り付けたことを特徴とする付記
（２）に記載の光学素子の研削・研磨加工装置。

【００７８】（６）上記回転数測定手段は、上記ワーク
支持軸の回転数に応じて生じる起電力により、上記ワー
ク支持軸の回転数を計測することを特徴とする付記
（１）〜（５）に記載の光学素子の研削・研磨加工装
置。

【００７９】付記（１）の光学素子の研削・研磨加工装
置によれば、光学素子の研削・研磨加工中、砥石の回転
に従属して回転する光学素子の回転数が設定下限値以下
に低下するのを防ぐことができる。これにより、光学素
子の回転数が低下することに起因する悪影響、例えば、
光学素子の被加工面の局所に砥石からの過大な荷重が加
わり、その局所の取り代が過大となり、球面形状精度が
悪化するのを防止できるとともに、また、加工液が光学
素子と砥石との隙間全体に供給されず、加工液の効果が
充分に得られず、球面形状精度、表面精度が悪化するこ
とを防止することができる。

【００８０】付記（２）の光学素子の研削・研磨加工装
置によれば、羽根車に回転する力を付与し、砥石の回転
に従属して回転する光学素子の回転数を増加して光学素
子の回転数が設定下限値以下に低下するのを防止するこ
とができる。その他の効果は付記（１）と同様である。

【００８１】付記（３）の光学素子の研削・研磨加工装
置によれば、砥石の回転に従属して回転する光学素子の
回転数の低下あるいは上昇に対応して、羽根車に回転す
る力を付与あるいは回転を抑える力を付与し、加工中の
光学素子の回転数を設定値範囲内に保持することができ
る。その他の効果は付記（１）と同様である。

【００８２】付記（４）の光学素子の研削・研磨加工装
置によれば、羽根車に圧縮流体を確実に噴出することが
できる。さらに、揺動部材に流体噴出部を取り付けた場
合には、光学素子の移動（例えば揺動）に応じて移動す
る羽根車と流体噴出部との位置関係を一定に保つことが
できる。

【００８３】付記（５）の光学素子の研削・研磨加工装
置によれば、圧縮流体噴出手段から噴出する圧縮流体の
圧力損失を少ない状態で羽根車に当て、より大きい回転
力をワーク支持軸に付与することができる。

【００８４】付記（６）の光学素子の研削・研磨加工装
置によれば、ワーク支持軸の回転数を直結で検出するこ
とができる。これにより、噴霧状の加工液などが介在す
るワーク支持軸周りの雰囲気やワーク支持軸の移動（例
えば揺動）によってワーク支持軸の回転数の計測ができ
なくなる恐れが無くなり、確実に加工に適した光学素子
の回転数を保持することができる。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係る光学素子の研削・研磨加工装置によれば、光学素
子の研削・研磨加工中、光学素子の回転数が設定下限値
以下に低下することがなく、光学素子の回転数が低下す
ることに起因する悪影響、例えば、光学素子の被加工面
の局所に砥石からの過大な荷重が加わり、その局所の取
り代が過大となり、球面形状精度が悪化することや、ま
た、加工液が光学素子と砥石との隙間全体に供給され
ず、加工液の効果が充分に得られず、球面形状精度、表
面精度が悪化することを防止することができる。

【００８６】本発明の請求項２に係る光学素子の研削・
研磨加工装置によれば、レンズの球面形状精度や表面精
度を悪化させることなく加工することができる。

【００８７】本発明の請求項３に係る光学素子の研削・
研磨加工装置によれば、圧縮空気を羽根車に噴射し、ワ
ーク支持軸の回転数を制御する付勢力を与え、砥石に当
接している光学素子の回転を加工に適した回転数にする
ことができる。

【００８８】本発明の請求項４に係る光学素子の研削・
研磨加工装置によれば、砥石の回転に従属回転する光学
素子の回転数を正確に計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における光学素子の研削
・研磨加工装置を示す斜視概念図である。

【図２】本発明の実施の形態１における光学素子の研削
・研磨加工装置の要部を示す正面略断面図である。

【図３】本発明の実施の形態１における光学素子の研削
・研磨加工装置の要部を示す側面略断面図である。

【図４】本発明の実施の形態１における光学素子の研削
・研磨加工装置の要部を示す斜視図である。

【図５】本発明の実施の形態２における光学素子の研削
・研磨加工装置の要部を示す斜視図である。

【図６】本発明の実施の形態２における光学素子の研削
・研磨加工装置の要部を示す上面断面図である。

【図７】本発明の実施の形態３における光学素子の研削
・研磨加工装置の要部を示す正面略断面図である。

【図８】本発明の実施の形態３における光学素子の研削
・研磨加工装置の要部を示す上面断面図である。

【図９】本発明の実施の形態４における光学素子の研削
・研磨加工装置の要部を示す正面略断面図である。

【図１０】本発明の実施の形態４における光学素子の研
削・研磨加工装置の要部を示す斜視図である。

【図１１】本発明の実施の形態５における光学素子の研
削・研磨加工装置の要部を示す斜視図である。

【図１２】本発明の実施の形態６における光学素子の研
削・研磨加工装置の要部を示す正面略断面図である。

【図１３】従来技術の光学素子の研削・研磨加工装置を
示す斜視概念図である。

【図１４】従来技術における加工中のレンズと砥石とを
示す正面略断面図である。

【符号の説明】

１ レンズ ２，７１ ワーク支持軸 ３ レンズ保持皿 ４ 砥石 ２３，６１ 羽根車 ２４ 反射板 ２５，５２ エアノズル ２６ 圧縮空気供給装置 ２７，４２，５３ 回転数計測器 ２８ 制御装置 ３１ 第２エアノズル ３２ 第２圧縮空気供給装置 ４１ カバー ６２ 流体ノズル ６３ 圧縮流体供給装置 ７２ カンザシ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥石に光学素子を当接させ、砥石を駆動
   回転させる、光学素子の研削・研磨加工装置において、 光学素子を回転自在に保持するワーク支持軸と、 上記ワーク支持軸に設置された羽根車と、 上記羽根車に圧縮流体を噴出する圧縮流体噴出手段と、 上記ワーク支持軸の回転数を測定する回転数測定手段
   と、 上記ワーク支持軸の回転数に基づいて上記圧縮流体噴出
   手段を作動させる制御装置と、を具備することを特徴と
   する光学素子の研削・研磨加工装置。
2. 【請求項２】 光学素子はレンズであることを特徴とす
   る請求項１記載の光学素子の研削・研磨加工装置。
3. 【請求項３】 圧縮流体は圧縮空気であることを特徴と
   する請求項１または２記載の光学素子の研削・研磨加工
   装置。
4. 【請求項４】 回転数測定手段は、回転体に取り付けた
   反射板からの反射光を検出し、検出の時間間隔から回転
   体の回転数を割り出す装置であることを特徴とする請求
   項１、２または３のいずれかに記載の光学素子の研削・
   研磨加工装置。