JP2002144204A - 研磨治具、研磨装置、及び光学部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 曲率の大きな被研磨物でも安定して研磨を可
能にする研磨治具を提供する。 【解決手段】 レンズホルダ３の凹部にはレンズ４が保
持されている。レンズホルダ３の上面は球面をなしてお
り、同じ曲率の球面状の凹部を有するカップ５の凹部に
嵌り込んで、球面接触をなしている。カップ５の上面に
はホルダ部６が設けられている。この状態で、研磨皿１
を回転させると共に、揺動装置によりホルダ部６を揺動
させる。すると、その揺動に応じてレンズホルダ３とレ
ンズ４が傾くが、レンズホルダ３とカップ５が広い面積
を有する球面接触をしているので、ホルダ部６に加えら
れる押し付け力は、安定してレンズホルダ３を介してレ
ンズ４に伝達され、レンズ４と研磨材２間の圧力は安定
な値に保たれるので、レンズ４の傾きが大きくなる端部
の研磨に際しても、安定な研磨を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被研磨物（レンズ
等）であって、特に曲率が大きいものを研磨するときに
用いるのに適当な研磨治具、それを用いた研磨装置、お
よびこの研磨装置を用いた光学部材の製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】レンズ等の光学部材の製造には、その表
面の研磨工程が不可欠である。例えば、レンズを製造す
る場合、まず始めにカーブジェネレータと呼ばれる切削
装置により、その表面が所定の曲率を持つように加工す
る。この状態では表面の粗さが非常に粗いので、その
後、ダイヤモンドラッピングと呼ばれる研磨工程によ
り、その表面を研磨して平滑なものとしている。

【０００３】図４にこのような研磨装置の１例を示す。
研磨すべき被研磨物であるレンズ１４の曲率に合わせた
曲率を有する研磨皿１１の曲面部には、ダイヤモンドペ
レット等の研磨材１２が固着されている。レンズ１４は
レンズホルダ１３に、松脂等の後で剥離が可能な接着剤
等を用いて接着されている。

【０００４】レンズホルダ１３には、その中心部に保持
部１３ａが設けらており、保持部１３ａの上端平面部に
は、半球状の凹部である球面軸受部１３ｂが設けられて
いる。この球面軸受部１３ｂには、先端に球状部を有す
るかんざしピン１５が嵌りこんでいる。なお、図４は、
中心軸を通る縦断面図であり、各部材は、研磨材１２を
除いて中心軸に対して回転対称となっている。

【０００５】図４に示すような状態で、研磨皿１１を中
心軸の周りに回転させると同時に、かんざしピン１５を
揺動させる。すると、研磨皿１１の研磨材１２とレンズ
１４の間に相対運動が発生して研磨が行われる。この
間、かんざしピン１５を下方に押し付けることにより、
研磨材１２とレンズ１４間に圧力が加えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図４に示すような研磨
装置で曲率の大きな被研磨物を研磨しようとすると、レ
ンズの周辺部を研磨する際に、研磨材１２とレンズ１４
間にかかる圧力が低下してしまい、十分な研磨ができな
かったり、レンズ１４が踊ってしまったりして、甚だし
い場合にはレンズ１４の縁が欠けてしまうという問題点
があった。

【０００７】これは、レンズ１４の周辺部を研磨すると
きには、かんざしピン１５の揺動により、研磨皿１１の
回転中心とかんざしピン１５の中心軸がずれ、それによ
り、レンズホルダ１３とレンズ１４が傾くことになる
が、レンズ１４の曲率が大きい場合にはこの傾き角度が
大きくなり、かんざしピン１５の押し付け力が十分にレ
ンズホルダ１３より下に伝わらなくなるためである。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、曲率の大きな被研磨物でも安定して研磨を可能
にする研磨治具、この研磨治具を使用した研磨装置、及
びこの研磨装置を使用した光学部材の製造方法を提供す
ることを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、研磨装置に用いられる研磨治具であっ
て、球を平面で切り取り、その平面側に被研磨物を取り
付けるための凹部を設けた基本形状を有する被研磨物ホ
ルダ部と、片側面が前記被研磨物ホルダ部の球面と同じ
曲率を有するような凹部が形成され、当該凹部が形成さ
れた面と反対側の面には、それ自体を保持し揺動させる
ための保持部が設けられたカップ部とを、前記被研磨物
ホルダ部の球面部と前記カップ部の凹部とが接触するよ
うに組み合わせてなることを特徴とする研磨治具（請求
項１）である。

【００１０】本手段においては、被研磨物ホルダ部の凹
部に、後に剥がすことができる接着剤等を用いて被研磨
物を固着する。凹部の形状と被研磨物の形状が同一の場
合は、単に被研磨物を凹部に嵌め込むだけでよい場合も
ある。そして、被研磨物ホルダ部の球面側をカップ部の
凹部に嵌め込み、この状態で被研磨物を研磨皿の上に載
置する。そして、研磨皿を回転させると共に、カップ部
の保持部を揺動させて研磨を行う。この際、カップ部の
保持部を下に押し付けることにより、研磨皿の研磨材と
被研磨物の間に圧力を加える。

【００１１】すなわち、本手段においては、従来のかん
ざしピンが行っていた役割を、カップ部が行うことにな
る。従来技術においては、かんざしピンとレンズ（被研
磨物）ホルダの間の接触がほとんど点接触に近かったた
め、レンズ（被研磨物）ホルダが傾くと押し付け力が十
分に伝達されなかった。しかし、本手段においては、カ
ップ部と被研磨物ホルダ部の接触は、接触面積の大きな
球面接触となっているので、被研磨物ホルダ部が大きく
傾いても、カップ部と被研磨物ホルダ部間の力の伝達は
安定して行われる。よって、曲率の大きな被研磨物の周
辺部を研磨する場合でも、被研磨物を十分な圧力で研磨
材に押し付けることができ、安定した研磨を行うことが
できる。

【００１２】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、前記保持部には、前記被研磨
物ホルダ部の球面部と前記カップ部の凹部との間に潤滑
剤を供給するための貫通穴が設けられていることを特徴
とするもの（請求項２）である。

【００１３】本手段においては、保持部に設けられた貫
通穴を通して、被研磨物ホルダ部の球面部とカップ部の
凹部との間に潤滑剤を供給することができるので、両者
の球面接触部の摩擦抵抗が小さくなり、カップを揺動さ
せたときに、被研磨物と研磨材との間の摺動がスムース
に行われる。

【００１４】前記課題を解決するための第３の手段は、
回転する研磨皿と、前記第１の手段又は第２の手段であ
る研磨治具と、当該研磨治具のカップ部を揺動させる装
置とを有してなることを特徴とする研磨装置（請求項
３）である。

【００１５】本装置においては、かんざしピンと従来の
被研磨物ホルダに代えて、前記第１の手段又は第２の手
段である研磨治具を用いているので、前記第１の手段の
説明で述べたとおり、曲率の大きな被研磨物の周辺部を
研磨する場合でも、被研磨物を十分な圧力で研磨材に押
し付けることができ、安定した研磨を行うことができ
る。

【００１６】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第３の手段であり、かつ、前記第２の手段を有する
ものであって、前記潤滑剤として、研磨皿と被研磨物と
の間に供給される研磨液を使用していることを特徴とす
るもの（請求項４）である。

【００１７】前記潤滑材としては、水、潤滑油等、適当
なものを使用することができるが、研磨皿と被研磨物と
の間に供給される研磨液を潤滑材として使用することが
特に好ましい。すなわち、研磨皿と被研磨物との間に
は、主として摩擦熱により温度が上昇するのを冷却する
ために研磨液が供給されている。よって、この研磨液を
前記潤滑材として利用すれば、特別な潤滑液を必要とせ
ず、かつ、研磨中に研磨液と潤滑液が混じっても、何ら
問題を引き起こすことがない。

【００１８】前記課題を解決するための第５の手段は、
前記第３の手段又は第４の手段を用いて表面を研磨する
工程を有してなることを特徴とする光学部材の製造方法
（請求項５）である。

【００１９】本手段は、表面の研磨に前記第３の手段又
は第４の手段を用いている他は従来の光学部材の製造方
法と同じである。本手段によれば、大きな曲率を有する
光学部材を精度よく製作することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例
を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態
の１例であるレンズ研磨装置を示す概要図であり、中心
軸を含む縦断面図である。図１において、１は研磨皿、
２は研磨材、３は被研磨物ホルダ部であるレンズホル
ダ、４はレンズ、５はカップ部であるカップ、６は保持
部、７は貫通穴である。図において、研磨材２以外の要
素は、中心軸に対して回転対称な形状を有している。

【００２１】研磨皿１と研磨材２は従来技術と同じであ
り、研磨皿１の曲面部には、ダイヤモンドペレット等の
研磨材２が固着されている。レンズホルダ３は、後に示
すような形状を有し、その凹部には、松脂等の後に剥離
可能な接着剤によりレンズ４が保持されている。レンズ
ホルダ３の上面は球面をなしており、同じ曲率の球面状
の凹部を有するカップ５の凹部に嵌り込んで、球面接触
をなしている。カップ５の上面には保持部６が設けら
れ、その中心部には貫通穴７が設けられている。

【００２２】この状態で、研磨皿１を回転させると共
に、揺動装置により保持部６を揺動させる。すると、そ
の揺動に応じてレンズホルダ３とレンズ４が傾くが、レ
ンズホルダ３とカップ５が広い面積を有する球面接触を
しているので、保持部６に加えられる押し付け力は、安
定してレンズホルダ３を介してレンズ４に伝達される。
よって、レンズ４と研磨材２間の圧力は安定な値に保た
れるので、レンズ４の傾きが大きくなる端部の研磨に際
しても、安定な研磨を行うことができる。

【００２３】また、貫通穴７を介して、レンズホルダ３
とカップ５の接触面に潤滑剤を供給することにより、レ
ンズホルダ３とカップ５の相対運動をスムースに行わせ
ることができる。供給された潤滑剤は、レンズホルダ３
の周囲から流れ出すが、潤滑剤として、研磨皿１に設け
られた貫通穴１ａより、研磨皿１とレンズ４の間に供給
される研磨液を使用すれば、特別な潤滑剤を用意する必
要がなく、また、潤滑剤と研磨液が混じり合っても問題
を生じることがない。

【００２４】なお、図では、レンズ４の曲率と、レンズ
ホルダ３の球面の曲率を大きく異なったように描いてあ
るが、両者はなるべく近くしたほうが、動きがスムース
になる。ただし、両者の曲率を同じとする必要性はな
い。

【００２５】図２は、カップ５の形状の例を示す図であ
り、（ａ）は断面図、（ｂ）は下側から見た図である。
カップ５の下面には、レンズホルダ４の球面と同じ曲率
を有する球状の凹部５ａが設けられている。図において
はカップ５の上表面は平面に描かれてあるが、凹部の曲
率半径が小さくなれば、これに合わせて球面状とした方
が、全体の重量を小さくすることができる。上面側には
保持部６が設けられ、その中心に貫通穴７が設けられて
いるのは前述のとおりである。

【００２６】図３は、レンズホルダの形状の例を示す図
であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は下側から見た図であ
る。レンズホルダ３は、球を平面で切断した形状を基本
形状とし、上面側が球状面３ａとなっている。その平面
側に、レンズを保持するための凹部３ｂが設けられてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例であるレンズ研磨装
置を示す概要図である。

【図２】カップの形状の例を示す図である。

【図３】レンズホルダの形状の例を示す図である。

【図４】従来の研磨装置の１例を示す図である。

【符号の説明】

１…研磨皿 １ａ…貫通穴 ２…研磨材 ３…レンズホルダ ３ａ…球状面 ３ｂ…凹部 ４…レンズ ５…カップ ５ａ…球状の凹部 ６…保持部 ７…貫通穴

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 研磨装置に用いられる研磨治具であっ
   て、球を平面で切り取り、その平面側に被研磨物を取り
   付けるための凹部を設けた基本形状を有する被研磨物ホ
   ルダ部と、片側面に前記被研磨物ホルダ部の球面と同じ
   曲率を有するような凹部が形成され、当該凹部が形成さ
   れた面と反対側の面には、それ自体を保持し揺動させる
   ための保持部が設けられたカップ部とを、前記被研磨物
   ホルダ部の球面部と前記カップ部の凹部とが接触するよ
   うに組み合わせてなることを特徴とする研磨治具。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の研磨治具であって、前
   記保持部には、前記被研磨物ホルダ部の球面部と前記カ
   ップ部の凹部との間に潤滑剤を供給するための貫通穴が
   設けられていることを特徴とする研磨治具。
3. 【請求項３】 回転する研磨皿と、請求項１又は請求項
   ２に記載の研磨治具と、当該研磨治具のカップ部を揺動
   させる装置とを有してなることを特徴とする研磨装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の研磨装置であり、か
   つ、請求項２に記載の研磨治具を有するものであって、
   前記潤滑剤として、研磨皿と被研磨物との間に供給され
   る研磨液を使用していることを特徴とする研磨装置。
5. 【請求項５】 請求項３又は請求項４に記載の研磨装置
   を用いて表面を研磨する工程を有してなることを特徴と
   する光学部材の製造方法。