JP2002187055A

JP2002187055A - 光学部品の研磨方法、平滑処理方法

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Publication number: JP2002187055A
Application number: JP2000390424A
Authority: JP
Inventors: Makoto Miyazawa; 信宮沢
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】ファイニングパッドやダイヤシート、不織布
製研磨パッド等の研磨部材を用いることなく、光学部品
の研磨や平滑処理を実現する光学部品の研磨方法、平滑
処理方法を提供する。【解決手段】スラリ中に粒子状のポリマーを含むこと
により、光学部品を平滑加工や研磨加工する際、曲面形
状を有する各種ポリシャの表面に貼り付けて使用する研
磨部材を不要とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学部品の研磨方
法および平滑処理方法に関し、特にスラリを用いた光学
部品の研磨および平滑処理に関する。

【０００２】

【従来の技術】工業分野の中で光学部品と呼ばれるもの
としては、カメラレンズ、望遠鏡用レンズ、顕微鏡用レ
ンズ、ステッパー用集光レンズ、眼鏡レンズ等に代表さ
れる光学レンズの他に、プリズム、カバーガラス、光学
フィルタ等を挙げることができる。これらの中でも特に
プラスチック眼鏡レンズは、成形後に屈折面の形状創成
を行う比率が高く数量も多い。このため、プラスチック
眼鏡レンズを代表例として従来の技術について説明す
る。

【０００３】従来、眼鏡レンズの研磨は特開昭４７−１
４７７６に示されるように、仕上げ寸法よりも肉厚の厚
い一般的にセミフィニッシュレンズと呼ばれる研磨加工
前の眼鏡レンズ（以下セミフィニッシュレンズとする）
を、一般的にアロイと呼ばれる低融点合金を用いて研磨
用の保持具に固定し、この保持具に固定したセミフィニ
ッシュレンズを装用者の処方に応じてほぼ所望の曲面形
状となるように粗削りした後、ラッピング加工に似た砂
掛け加工と研磨加工が施され、レンズの光学面を精密に
仕上げることが行われている。中でも図２に示す砂掛け
加工と研磨加工では、アルミニウムや硬化プラスチッ
ク、発泡ウレタン等をその素材とした曲面形状を有する
硬質の研磨皿（以降、硬質ポリシャとする）が用いられ
る。また、加工の目的に応じて硬質ポリシャ表面に異な
る種類の研磨パッドを貼り付け、砂掛け加工および研磨
加工を行っている。具体的には、砂掛け加工の目的は粗
削りされた表面をある程度の表面粗さになるまで平滑化
するとともに、粗削り時に発生した形状誤差を硬質ポリ
シャ形状に合うように削りとることにある。その加工
は、粒径１０〜２０μｍ程度のシリコンジオキサイド、
アルミニウムオキサイド、シリコンカーバイド等の砥粒
をその表面に保持したファイニングパッドと呼ばれる砂
掛け加工用の研磨パッドを硬質ポリシャの表面に貼り付
け、水をかけながら行われる。前記の粗削りの状態によ
って異なるが、最終的にはＲｍａｘで１０μｍ以下の表
面粗さが得られるまで２回以上に分けて加工されるのが
通常である。

【０００４】続く研磨加工の目的は、砂掛け加工された
表面を更に平滑にし所望の光学面に仕上げることにあ
る。研磨加工では、砂掛け加工で使用した硬質ポリシャ
かこれと同一形状の硬質ポリシャ表面に不織布でできた
研磨加工用の研磨パッドを貼り付け、砥粒を加工液中に
分散させたスラリを供給しながら行われる。

【０００５】また、近年では前記の硬質ポリシャを用い
ずにゴム等の弾性材で中空ドーム状のポリシャ（以降、
弾性ポリシャとする）を構成し、この弾性ポリシャの表
面に研磨パッドを貼り付けるとともに圧縮空気を前記中
空ドーム内に送り込み、ワーク形状に倣って研磨加工を
行う方法も特開平８−２０６９５２に示されている。

【０００６】一方、これら砂掛けおよび研磨加工で使用
される研磨パッドの多くは、前記ポリシャの曲面形状に
馴染むように図３に示すような花びら形状をしており、
図２に示す硬質ポリシャ１３、もしくは図示しない弾性
ポリシャの表面に貼り付けて用いられる。また、これら
の加工に用いられる研磨パッドは、ワークを１つ加工す
る度に貼り替える、いわゆるディスポーザブルタイプが
一般的に使用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来技術に示した硬質あるいは弾性ポリシャの表面に研
磨パッドを貼り付ける方法では、前記ポリシャの表面に
直接研磨パッドを貼り付けている。従って、加工が完了
した後に前記ポリシャの表面から使用済みの研磨パッド
を剥がす際、研磨パッドと前記ポリシャ表面との間に作
業者の指の爪や先端が薄く鋭角なヘラなどを挿入してパ
ッド剥がし作業を行う必要があり、多大な工数を必要と
している。

【０００８】また、弾性ポリシャを用いる場合は、その
原理上、ワークを前記ポリシャに押し付けた力で弾性部
材がワーク形状に応じて変形する。よって、研磨パッド
と前記ポリシャとの間の接着強度が不十分だとワークの
エッジが接着部分に侵入し易くなり、場合によっては加
工途中で研磨パッドが前記ポリシャ表面から剥がれてし
まうことがある。研磨パッドが剥がれると、剥がれた研
磨パッドがワーク表面にキズをつけてしまうため、大抵
の場合は所望の外観品質を得ることができなくなる。従
って、少なくとも加工完了までの接着力を確保するため
に、強力な接着強度を有する接着材料を用いらざるを得
ない。その結果、加工完了後に研磨パッドを前記ポリシ
ャ表面から剥がす時には、塩化メチレンやアセトン等の
有機溶剤を使用して接着剤を溶解する必要があった。更
に、弾性ポリシャを用いる場合は、ファイニングパッド
のような柔軟性の無い研磨パッドをポリシャ表面に貼り
付けることは極めて困難であった。従って、弾性ポリシ
ャを用いて平滑処理（砂掛け加工）を行うことは不可能
に近いものであった。

【０００９】更には、このような従来の研磨パッドの貼
り付け方法では、研磨パッドを剥す作業は前述している
ように手作業に頼らざるを得ないため、使用済みの研磨
パッドを剥がす作業の自動化は、その構成上非常に困難
な状況にあった。

【００１０】以上、プラスチック眼鏡レンズの砂掛け加
工および研磨加工を例に説明をしたが、これらの問題点
はプラスチック眼鏡レンズの製造に限ったものではな
く、曲面形状を有する各種ポリシャ、およびファイニン
グパッドやダイヤシート、不織布製研磨パッド等の研磨
部材を用いて様々な光学部品を砂掛け加工や研磨加工す
る際には共通した課題であった。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、眼鏡レンズ等に代表される光学部品を砂掛け加工や
研磨加工する際、曲面形状を有する各種ポリシャの表面
に貼り付けて使用する研磨部材を不要とする光学部品の
研磨方法および平滑処理方法を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため鋭意検討を重ねた結果、スラリを用いた光
学部品の研磨方法および平滑処理方法において、前述の
ファイニングパッドやダイヤシート、不織布製研磨パッ
ド等の研磨部材の使用をやめ、前記スラリ中にポリマー
粒子および砥粒を含むことが有効であることを知見し
た。

【００１３】すなわち、スラリ中に粒子状のポリマーを
含むことにより、砥粒がポリマー粒子の表面に付着ある
いは突き刺さり保持される。そして、曲面形状を有する
各種ポリシャとワークとの間に砥粒が保持されたポリマ
ー粒子が介在することによりワークが削りとられ、研磨
あるいは平滑化が行われる。ワークの材質、形状などに
合わせて砥粒やポリマーの粒径および材質を適宜選択す
ることで平滑処理も鏡面研磨も可能となる。その結果、
前記の各種研磨部材を不要とするので、加工の前後に必
須であった各種研磨部材の貼付、剥離といった作業が不
要となる。従って、それに付随していた工数を削減でき
るばかりでなく容易に前記工程の自動化が可能となる。

【００１４】また、弾性ポリシャを用いる場合では、ポ
リシャに強力に接着された前記の各種研磨部材を剥がす
必要がないので、塩化メチレンやアセトン等の有機溶剤
も不要となった。

【００１５】更に、従来は不可能に近かった弾性ポリシ
ャを用いた平滑処理も可能となった。従って、請求項１
に記載の発明は、スラリを用いた光学部品の研磨におい
て、前記スラリ中にポリマー粒子および砥粒を含むこと
を特徴とする光学部品の研磨方法を提供する。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の光
学部品の研磨方法において、曲面を有するポリシャを用
いて研磨することを特徴とする光学部品の研磨方法を提
供する。請求項３記載の発明は、請求項２記載の光学部
品の研磨方法において、前記曲面を有するポリシャは弾
性を有することを特徴とする光学部品の研磨方法を提供
する。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項２または３
記載の光学部品の研磨方法において、前記曲面を有する
ポリシャは中空構造であることを特徴とする光学部品の
研磨方法を提供する。

【００１８】請求項５記載の発明は、請求項１〜４いず
れかに記載の光学部品の研磨方法において、前記光学部
品がプラスチックレンズであることを特徴とする光学部
品の研磨方法を提供する。

【００１９】請求項６記載の発明は、請求項１〜４いず
れかに記載の光学部品の研磨方法において、前記光学部
品がガラスレンズであることを特徴とする光学部品の研
磨方法を提供する。

【００２０】請求項７記載の発明は、請求項１〜４いず
れかに記載の光学部品の研磨方法において、前記光学部
品が液晶表示体のカバー部材であることを特徴とする光
学部品の研磨方法を提供する。

【００２１】請求項８記載の発明は、スラリを用いた光
学部品の平滑処理において、前記スラリ中にポリマー粒
子および砥粒を含むことを特徴とする光学部品の平滑処
理方法を提供する。

【００２２】請求項９記載の発明は、請求項８記載の光
学部品の平滑処理方法において、曲面を有するポリシャ
を用いて平滑化することを特徴とする光学部品の平滑処
理方法を提供する。請求項１０記載の発明は、請求項９
記載の光学部品の平滑処理方法において、前記曲面を有
するポリシャは弾性を有することを特徴とする光学部品
の平滑処理方法を提供する。

【００２３】請求項１１記載の発明は、請求項９または
１０記載の光学部品の平滑処理方法において、前記曲面
を有するポリシャは中空構造であることを特徴とする光
学部品の平滑処理方法を提供する。

【００２４】請求項１２記載の発明は、請求項８〜１１
いずれかに記載の光学部品の平滑処理方法において、前
記光学部品がプラスチックレンズであることを特徴とす
る光学部品の平滑処理方法を提供する。

【００２５】請求項１３記載の発明は、請求項８〜１１
いずれかに記載の光学部品の平滑処理方法において、前
記光学部品がガラスレンズであることを特徴とする光学
部品の平滑処理方法を提供する。

【００２６】請求項１４記載の発明は、請求項８〜１１
いずれかに記載の光学部品の平滑処理方法において、前
記光学部品が液晶表示体のカバー部材であることを特徴
とする光学部品の平滑処理方法を提供する。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。本発明は、スラリを用
いて光学部品を研磨または平滑処理する場合の全般に適
用できることは言うまでもない。すなわち、下記の実施
の形態に制限されるものではない。

【００２８】図１は、本発明の光学部品の研磨方法の一
実施形態を示す概要図で、ポリマー粒子５と砥粒６を含
む加工液７をワーク１と中空の弾性ポリシャ２の間に供
給するとともに、図示しない相対および回転運動機構に
よりワーク１と弾性ポリシャ２とを摺り合わせ研磨加工
する概略図を表している。

【００２９】本発明で用いるポリマー粒子５の材質とし
ては、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、ナイロン樹脂等の
各種樹脂類が例示できるが、適度に弾性を有するもので
あれば、これらに限るわけではない。ポリマー粒子の弾
性としては、望ましくは被加工物と同等かそれ以下の硬
さを有し、なおかつ砥粒よりも低い硬度であることが好
ましい。また、ポリマー粒子径としては、ワーク１の材
質や混合する砥粒６の材質や砥粒径にもよるが、０．１
〜３００μｍ程度のもの、望ましくは１〜５０μｍ程度
のものを用いることが好ましい。

【００３０】一方、砥粒の粒径は、光学面を得るための
鏡面研磨の場合であれば、０．０１〜３μｍ程度のも
の、望ましくは０．０２〜２μｍ程度のものを用いるこ
とが好ましい。また、平滑処理に用いる場合であれば、
平滑度合いに応じて、１〜５００μｍ程度のものを用い
ることができる。また、砥粒６の材質としては、ワーク
１の材質がプラスチックであれば、Ａｌ_２Ｏ_３、ガラス
であればＣｅO_２などが例示できる。

【００３１】図１には、ポリシャとして弾性材からなる
中空のものを例示したが、ワークの形状に応じて硬質タ
イプのポリシャを選択しても構わないし、中実の弾性ポ
リシャも選択可能である。また、図１に示す中空の弾性
ポリシャ２の弾性材の素材としては、厚さ０．１〜１０
ｍｍ、ＪＩＳＡ硬さ（タイプＡデュロメ−タ）１０〜
１００、ヤング率１０^２〜１０^３Ｎ・ｃｍ^−２、耐熱
温度１００℃までの範囲の物性を有するニトリルゴムが
望ましいが、これら以外にも上記物性を示すものであれ
ば、天然ゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、シリコ
ンゴム、フッ素ゴムや他の素材を用いても良い。また、
弾性ポリシャ２はポリシャ内部の圧力調整により、その
形状をコントロールするわけだが、ポリシャ内部に供給
または封止する流体としては空気、水等が例示できる。

【００３２】また、硬質ポリシャの材質としては、従来
技術でも例示したアルミニウムや硬化プラスチック、発
泡ウレタン等を挙げることができる。

【００３３】以下に、一例として、プラスチック眼鏡レ
ンズで、凸面側が成形型で光学的に仕上げられ、凹面側
を所望の曲面形状に切削加工した後に、ポリシャで研磨
加工して鏡面化する場合について説明する。

【００３４】まず、従来同様プラスチック眼鏡レンズ成
形工程を経て、所望のセミフィニッシュレンズ成形を行
う。次に、成形されたセミフィニッシュレンズをブロッ
ク冶具に貼り付け、続いて形状創成工程でセミフィニッ
シュレンズの凹面を顧客の処方を満足する形状に削り出
す。切削により創成されたセミフィニッシュレンズ（以
降、ワーク１と呼ぶ）を研磨装置に取り付け、ポリマー
粒子５および砥粒６を含む加工液７を図示しない加工液
供給手段によりワーク１と弾性ポリシャ２との間に供給
した。なお、ポリマー粒子５としては粒径１０μｍのウ
レタン樹脂を、また、砥粒６としては中心粒径が１．２
μｍのＡｌ_２Ｏ_３を、弾性ポリシャ２としては形状が半
球状で厚さ３ｍｍ、ＪＩＳＡ硬さ（タイプＡデュロメ
−タ）６０のニトリルゴムを用いた。なお、弾性ポリシ
ャ２は、０．８ＭＰａの圧縮空気３をポリシャ内部に供
給して形状をコントロールした。これらの条件のもと、
ワーク１と弾性ポリシャ２をそれぞれ回転するととも図
示しない運動機構により相対的に揺動させ、また図示し
ない加圧手段により研磨圧力４を付加することにより、
従来と同等以上の光学面を得ることができた。結果、従
来の研磨パッドを用いない研磨加工を実現した。

【００３５】

【発明の効果】本発明の光学部品の研磨方法、平滑処理
方法によれば、スラリ中に粒子状のポリマーを含むこと
により、眼鏡レンズ等に代表される光学部品を砂掛け加
工や研磨加工する際、曲面形状を有する各種ポリシャの
表面に貼り付けて使用する研磨部材を不要とすることが
可能となった。加えて、これら研磨部材に付随する付帯
作業工数や研磨部材の剥離に必要であった有機溶剤を一
切不要とすることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨方法の一実施形態を示す概要図で
ある。

【図２】従来技術の研磨方法の一実施形態を示す概要図
である。

【図３】従来技術の研磨方法に用いられる研磨部材（研
磨パッド）の一例を示す概要図である。

【符号の説明】

１ワーク２弾性ポリシャ３圧縮空気４研磨圧力５ポリマー粒子６砥粒７加工液８研磨パッド９レンズ１０レンズ保持具１１レンズ保持部１２研磨部材１３剛体の研磨皿１４ポリシャ保持部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スラリを用いた光学部品の研磨におい
て、前記スラリ中にポリマー粒子および砥粒を含むこと
を特徴とする光学部品の研磨方法。
【請求項２】請求項１記載の光学部品の研磨方法にお
いて、前記ポリマー粒子は弾性を有することを特徴とする光学
部品の研磨方法。
【請求項３】請求項１または２記載の光学部品の研磨
方法において、曲面形状を有するポリシャを用いて研磨することを特徴
とする光学部品の研磨方法。
【請求項４】請求項３記載の光学部品の研磨方法にお
いて、前記曲面形状を有するポリシャは弾性を有することを特
徴とする光学部品の研磨方法。
【請求項５】請求項３または４記載の光学部品の研磨
方法において、前記曲面形状を有するポリシャは中空構造であることを
特徴とする光学部品の研磨方法。
【請求項６】請求項１〜５いずれか記載の光学部品の
研磨方法において、前記光学部品がプラスチックレンズであることを特徴と
する光学部品の研磨方法。
【請求項７】請求項１〜５いずれか記載の光学部品の
研磨方法において、前記光学部品がガラスレンズであることを特徴とする光
学部品の研磨方法。
【請求項８】請求項１〜５いずれか記載の光学部品の
研磨方法において、前記光学部品が液晶表示体のカバー部材であることを特
徴とする光学部品の研磨方法。
【請求項９】スラリを用いた光学部品の平滑処理にお
いて、前記スラリ中にポリマー粒子および砥粒を含むこ
とを特徴とする光学部品の平滑処理方法。
【請求項１０】請求項９記載の光学部品の平滑処理方
法において、前記ポリマー粒子は弾性を有することを特徴とする光学
部品の平滑処理方法。
【請求項１１】請求項９または１０記載の光学部品の
平滑処理方法において、曲面形状を有するポリシャを用いて平滑化することを特
徴とする光学部品の平滑処理方法。
【請求項１２】請求項１１記載の光学部品の平滑処理
方法において、前記曲面形状を有するポリシャは弾性を有することを特
徴とする光学部品の平滑処理方法。
【請求項１３】請求項１１または１２記載の光学部品
の平滑処理方法において、前記曲面形状を有するポリシャは中空構造であることを
特徴とする光学部品の平滑処理方法。
【請求項１４】請求項９〜１３いずれか記載の光学部
品の平滑処理方法において、前記光学部品がプラスチックレンズであることを特徴と
する光学部品の平滑処理方法。
【請求項１５】請求項９〜１３いずれか記載の光学部
品の平滑処理方法において、前記光学部品がガラスレンズであることを特徴とする光
学部品の平滑処理方法。
【請求項１６】請求項９〜１３いずれか記載の光学部
品の平滑処理方法において、前記光学部品が液晶表示体のカバー部材であることを特
徴とする光学部品の平滑処理方法。