JP2002233939A

JP2002233939A - 光学曲面の研磨方法

Info

Publication number: JP2002233939A
Application number: JP2001031220A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamamoto; 武山本
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2002-08-20

Abstract

(57)【要約】【課題】被加工物の光学曲面を熟練を要することな
く、簡単に、短時間で研磨する。【解決手段】被加工物５１の光学曲面５１ａを反転さ
せた形状で且つ光学曲面５１ａの全面または全面に近い
大きさを有した研磨部材５２の研磨作業面５２ａと光学
曲面５１ａとの間に研磨剤を介在させ、研磨作業面５２
ａを光学曲面５１ａに押圧し、被加工物５１の光学曲面
５１ａまたは研磨部材５２の研磨作業面５２ａの一方ま
たは双方を振動させて光学曲面を研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物の光学曲
面を研磨する研磨方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学素子や光学素子を成形する型部材に
おける回転軸非対称の自由曲面に対しては、工具を手に
持ち、工具を自由曲面に倣わせながら研磨するによって
光学曲面としている。

【０００３】このような手作業での研磨に対し、特開平
１０−２３０４４８号公報には、研磨装置を用いて光学
曲面を研磨することが記載されている。

【０００４】図１０は上記公報に記載された研磨装置を
示し、ベース１０上にＹ軸テーブル１３が載置され、Ｙ
軸テーブル１３上にＸ軸テーブル１２が載置され、Ｘ軸
テーブル１２上にＢ軸位置決め機構１５が支持され、Ｂ
軸位置決め機構１５上にＡ軸位置決め機構１７が載置さ
れており、ワーク９を保持したワーク取付テーブル１８
がＡ軸位置決め機構１７に取り付けられている。Ｂ軸位
置決め機構１５はワーク取付テーブル１８をＹ軸線（図
中のＸ軸とＺ軸とに垂直な軸線をいう）に平行な軸線廻
りで移動制御し、Ａ軸位置決め機構１７はワーク取付テ
ーブル１７をＸ軸線に平行な軸線廻りで移動制御するも
のである。

【０００５】これに対し、ワーク取付テーブル１８の上
方には、Ｚ軸位置決め機構１９が設けられており、この
Ｚ軸位置決め機構１９にスピンドル２２Ａが取り付けら
れ、スピンドル２２Ａに工具２３が取り付けられてワー
ク９と対向している。従って、Ｚ軸位置決め機構１９が
作動することにより、工具２３の先端がワーク９の表面
に押圧し、この押圧によってワーク９の光学曲面の研磨
が行われる。

【０００６】この装置では、ワーク９の形状から予め計
算しておいた加工データに基づき、ワーク９を載置した
ワーク取付テーブル１８をＸ、Ｙ、Ａ及びＢ方向の４方
向を制御して、工具２３の回転軸芯或いは工具９の表面
の任意の部位をワーク９の各加工点における法線方向に
一致させて研磨加工を行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、工具を
手に持って行う研磨では、熟練した作業者しか研磨作業
に対応することができない不便さがあるばかりでなく、
研磨に要する作業時間が非常に長くなり、作業性が悪い
ものとなっている。

【０００８】特開平１０−２３０４４８号公報に記載さ
れた研磨装置では、工具２３の先端を所定圧力でワーク
９表面に押圧した状態で、ワーク取付テーブル１８をＸ
Ｙ方向と、Ｘ軸線に平行な軸線廻りのＡ方向と、Ｙ軸線
に平行な軸線廻りのＢ方向とに移動制御するため、研磨
装置自体が非常に複雑な構造となり、その制御が複雑と
なっている。

【０００９】また、研磨に際しては、ワーク形状から予
め計算しておいた加工データに基いて、工具２３の回転
軸芯または工具２３の表面の任意の部位をワークの各加
工点に一致させるように工具２３とワーク９とを相対的
に位置決めするため、極めて複雑な計算を行う必要があ
ると共に、研磨に長時間を要し、研磨コストの増大を招
いている。

【００１０】本発明は、このような従来の問題点を考慮
してなされたものであり、熟練した作業者でなくとも研
磨ができ、研磨作業が極めて容易で、短時間での研磨が
でき、これにより、安価な研磨が可能な光学曲面の研磨
方法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の発明は、被加工物の光学曲面を反転させ
た形状で且つ前記光学曲面の全面または全面に近い大き
さを有した研磨部材の研磨作業面と前記光学曲面との間
に研磨剤を介在させ、研磨作業面を光学曲面に押圧し、
被加工物の光学曲面または研磨部材の研磨作業面の一方
または双方を振動させて光学曲面を研磨することを特徴
とする。

【００１２】この発明では、被加工物の光学曲面の全面
または全面に近い大きさを有する研磨部材の研磨作業面
を研磨剤を介在させて光学曲面に押圧し、光学曲面また
は研磨作業面もしくは双方を振動させて研磨加工を行う
ため、熟練が不要となると共に、研磨作業が極めて容易
で、短時間での研磨ができ、しかも研磨装置の構造を簡
単とすることができる。

【００１３】請求項２の発明は、被加工物の光学曲面を
反転させた形状を有する研磨部材の研磨作業面と被加工
物の光学曲面との間にペースト状の研磨剤を介在させ、
研磨部材の研磨作業面と被加工物の光学曲面とを押圧状
態としながら研磨作業面と光学曲面とを相対的に振動さ
せ、研磨作業面の粗い表面にペースト状の研磨剤を保持
させて光学曲面を研磨することを特徴とする。

【００１４】この発明では、研磨部材の研磨作業面と被
加工物の光学曲面とを押圧状態としながら研磨作業面と
光学曲面とを相対的に振動させるため、研磨作業面と光
学曲面との間に介在したペースト状の研磨剤が研磨作業
面の粗い表面に良好に保持された状態となる。このた
め、研磨剤が有効に作用し、迅速な研磨加工を行うこと
ができると共に、光学曲面を高精度に研磨することがで
きる。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の光学曲面の研磨方法であって、前記研磨部材が弾性体
であることを特徴とする。

【００１６】この発明では、研磨部材をシリコーンゴム
などの弾性体としているため、光学曲面の各部位の研磨
方向が一律でない研磨が行うことができる。すなわち、
研磨部材の研磨作業面を光学曲面に押圧した状態で、光
学曲面の中心のおおよそ面直な方向に対し研磨部材を振
動させることにより、研磨方向がおおよそ光学曲面の中
心を中心とした同心円状になる。このため、研磨方向が
一律でない研磨が行われ、短時間に高い表面粗さ（精
度）が得られるようになる。

【００１７】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
かに記載の光学曲面の研磨方法であって、前記研磨部材
は、光学曲面の任意の部位での研磨量が異なるように制
御されることを特徴とする。

【００１８】この発明では、光学曲面の任意の部位での
研磨量が異なるように制御されるため、研磨量の少ない
箇所や粗さが局部的に所望値から外れているときに、直
ちに追加の研磨加工を行うことができ、所定の精度の光
学曲面を研磨することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施の形
態により、具体的に説明する。なお、各実施の形態にお
いて、同一の部材には同一の符号を付して対応させてあ
る。

【００２０】（実施の形態１）図１及び図２は、本発明
の実施の形態１であり、図１はこの形態の研磨工程前に
おける被加工物と研磨部材の配置状態を示している。

【００２１】被加工物としての型部材５１が下方に、型
部材５１を研磨加工する研磨部材５２が上方に位置する
ように対向している。

【００２２】型部材５１はプレスチックレンズの成形を
行うものであり、全体がセラミックによって成形されて
いる。研磨加工前において、型部材５１の上端面部分
は、回転軸非対称の凹形状の光学曲面５１ａとなってい
る。

【００２３】研磨部材５２は弾性体によって形成されて
いる。弾性体としては、人工木材（ケミカルウッド（例
えば商品名「サイコウッド」、日本石油化学（株））が
使用されている。この研磨部材５２における型部材５１
の光学曲面５１ａと接する下端面部分は研磨作業面５２
ａとなっている。研磨作業面５２ａは、型部材５１の光
学曲面５１ａの凹形状を転写した凸形状となっている。
この研磨作業面５２ａの大きさは、光学曲面５１ａの全
面と同じとなるものである。具体的には、型部材５１の
光学曲面５１ａを形成する上端部が、３２ｍｍ×３２ｍ
ｍの角柱形状となっているため、研磨部材５２の研磨作
業面５２ａを形成する下端部は３２ｍｍ×３２ｍｍの角
柱形状となっている。この場合、研磨部材５２の下端部
は光学曲面５１ａを形成する上端部の大きさ（太さ）よ
りも大きく（例えば１．５〜３ｍｍ（約５〜１０％）程
度大きく）しても良い。なお、研磨部材５２の研磨作業
面５２ａの表面粗さＲｍａｘは、５〜１０μｍであり、
型部材５１の研磨加工前の光学曲面５１ａの表面粗さＲ
ｍａｘは０．０８〜０．１２μｍとなっている。

【００２４】型部材５１の下端側は、複数本のボルト
（図示省略）によって振動発生装置５３に固定されてい
る。振動発生装置５３は研磨装置の下側基台５４の凹部
内に位置決めされて固定されている。型部材５１を取り
付けた振動発生装置５３は、図１の紙面に対して左右方
向に２μｍの振幅となるように制御されて振動する超音
波振動子を内蔵しており、これにより型部材５１の光学
曲面５１ａを振動させる。

【００２５】一方、研磨部材５２の上端側は、型部材５
１と同様に、複数本のボルト（図示省略）によって振動
発生装置５５に固定されている。研磨部材５２側の振動
発生装置５５においても、研磨装置の上側基台５６の凹
部内に位置決めされて固定される。研磨部材５２を取り
付けた振動発生装置５５は、図１の紙面に対して垂直方
向に２μｍの振幅となるように制御されて振動する超音
波振動子を内蔵しており、研磨部材５２の研磨作業面５
２ａを振動させる。

【００２６】これらの振動発生装置５３及び５５は、そ
れぞれ制御装置（コントロール装置）に接続されてお
り、研磨加工の開始信号が入力されると、内蔵している
超音波振動子が駆動する。なお、振動発生装置５３及び
５５の超音波振動子としては、１〜５μｍの範囲の振幅
で振動するものであれば適宜変更することができる。

【００２７】下側基台５４及び上側基台５６は、垂直方
向に延びる平行な４本または３本のガイドピン５７によ
って連結されており、ガイドピン５７により上側基台５
６は上下方向（Ｚ方向）に精度良く摺動するようになっ
ている。このガイドピン５７により、研磨部材５２の研
磨作業面５２ａと型部材５１の光学曲面５１ａとが上下
方向で合致するように位置合わせされる。なお、上側基
台５６は、ストッパ（図示省略）によって任意の高さ位
置での固定が可能となっている。

【００２８】この研磨装置を用いて型部材５１の光学曲
面５１ａを研磨する場合には、前工程の研削加工を終え
たＲｍａｘ０．０８〜０．１２μｍの表面粗さの光学曲
面５１ａを有する型部材５１と、Ｒｍａｘ５〜１０μｍ
の表面粗さの研磨作業面５２ａを有する研磨部材５２と
を、対応した振動発生装置５３、５５にボルトによって
固定する。そして、研磨工程の前に、型部材５１の光学
曲面５１ａ及び研磨部材５２の研磨作業面５２ａの位置
調整を行う。この位置調整においては、研磨部材５２が
下方向に移動したとき、その研磨作業面５２ａ及び型部
材５１のと光学曲面５１ａの凹凸がずれることのないよ
うに精度良く一致させる。

【００２９】次に、上側基台５６と共に振動発生装置５
５及び研磨部材５２をガイドピン５７に沿って下降させ
て、研磨部材５２の研磨作業面５２ａと型部材５１の光
学曲面５１ａとを合わせる。この直前には、型部材５１
の光学曲面５１ａの上面或いは研磨部材５２の研磨作業
面５２ａに、ダイヤモンドペーストなどの研磨剤を塗布
しておく。ダイヤモンドペーストとしては、平均粒径
０．６μｍの研磨粒子のものを使用するが、０．１μｍ
〜１μｍの平均粒径から選択して用いることができる。

【００３０】型部材５１の光学曲面５１ａと研磨部材５
２の研磨作業面５２ａとを合わせた状態では、上側基台
５６と振動発生装置５５と研磨部材５２との自重が研磨
加工圧力として光学曲面５１ａに作用する状態でストッ
パにより上側基台５６を停止させる。この高さ位置で振
動発生装置５３が光学曲面５１ａを紙面の左右方向に振
幅２μｍで振動させると共に、振動発生装置５５が研磨
作業面５２ａを紙面に垂直方向に振幅２μｍで振動さ
せ、ペースト状の研磨剤を介在させて研磨加工を行う。

【００３１】なお、ここでの振動は振幅が１ｍｍ程度以
下のいわゆるバイブレータ（振幅０．５〜１．０ｍｍ）
でも良く、超音波によるもの（振幅１〜５μｍ）でも良
い。また、振動発生装置５３及び５５による各面の振動
の方向は相互の直角方向に限定するものではなく、相対
的に摺接すれば良い。このため同一方向であっても良
く、あるいは交差する方向あっても良い。

【００３２】このような研磨加工によって研磨作業面５
２ａの粗い面の凹凸にペースト状研磨剤に含有されてい
る研磨粒子が保持された状態となると共に、この保持さ
れた研磨粒子の間にも研磨粒子が保持された状態となっ
て光学曲面５１ａの研磨加工が行われる。

【００３３】このようにして研磨加工された型部材５１
の光学曲面５１ａの全面は、約２５分程で表面粗さＲｍ
ａｘが０．０２〜０．０４μｍとなった。これに対し、
従来の手作業による研磨作業によって同程度の表面粗さ
とする場合には、約２時間を要し、図１０のようにワー
ク取付テーブル１８をＸＹ方向及びＸ軸線、Ｙ軸線回り
に位置制御して研磨加工する場合には、約１時間を要し
ており、この実施の形態では、これらに比べて加工時間
が大幅に短縮することが可能となっている。

【００３４】なお、研磨部材５２の大きさを型部材５１
の光学曲面５１ａと同じ或いは５〜１０％程大きくして
いるが、光学曲面５１ａの周囲で光学的有効機能面を越
えた領域が形成されている場合には、少なくとも光学的
有効機能面を研磨加工するための研磨作業面を有してい
れば良く、この場合には光学曲面５１ａよりも小さな研
磨作業面５２ａを有した研磨部材５２を用いることがで
きる。

【００３５】以上のように、この実施の形態では、研磨
部材５２の研磨作業面５２ａを型部材５１の光学曲面５
１ａを反転させた形状とすると共に弾性体としての人工
木材により作製し、この研磨部材５２の研磨作業面５２
ａ（表面粗さＲｍａｘ５〜１０μｍ）と、研磨加工前に
おける表面粗さＲｍａｘ０．０８〜０．１２μｍの光学
曲面５１ａとをペースト状の研磨剤を介在させた状態で
合わせ、この合わせ状態で振動させるという簡便の方法
により、光学曲面５１ａの全面を表面粗さＲｍａｘ０．
０２〜０．０４μｍの均一な鏡面に研磨することがで
き、しかも回転軸非対称の光学曲面５１ａの面形状を崩
すことなく、短時間で研磨することが可能となってい
る。

【００３６】（実施の形態２）図３〜図５は、本発明の
実施の形態２を示し、被加工物として実施の形態１と同
様な型部材５１（研磨加工前の光学曲面５１ａの表面粗
さは０．０８〜０．１２μｍ）が用いられている。型部
材５１は下側基台５４の凹部に固定されている振動発生
装置６０に取り付けられている。振動発生装置６０は上
下方向に振動可能なバイブレータ（振幅０．５〜１．０
ｍｍ）を内蔵し、光学曲面５１ａを上下に振動させるよ
うになっている。

【００３７】型部材５１には、上側基台５９の下面に固
定された研磨部材５８が対向している。この実施の形態
における研磨部材５８は、ゴム硬度が５５度のシリコー
ンゴムからなる弾性体によって以下の手順によって作製
されている。

【００３８】まず、回転軸非対称の光学曲面５１ａを一
端側に有する研磨加工前の型部材５１を用意する。この
型部材５１の一端側は、４０ｍｍ×４０ｍｍの寸法の四
角柱形状となっている。この型部材５１の光学曲面５１
ａの外周に対して、四角形状の枠体或いは肉厚のテープ
からなる治具を隙間のないように密着させて光学曲面５
１ａを囲み、光学曲面５１ａ及び治具の内部を洗浄す
る。

【００３９】次に、光学曲面５１ａと治具とによって形
成された空間内に、撹拌及び脱泡処理された液状のシリ
コーンゴムを流し込む。流し込みの後、所定の温度雰囲
気内で一定時間放置することによりシリコーンゴムを硬
化させる。そして、硬化したシリコーンゴムを型部材５
１から離型して研磨部材５８とする。このような成形に
よって、研磨部材５８には、光学曲面５１ａを転写した
Ｒｍａｘ約０．０８〜０．１２μｍの表面粗さの研磨作
業面５８ａが形成される。なお、シリコーンゴムからな
る研磨部材５８は、耐摩耗性、弾性及び反復使用性の観
点から５０〜６０度のゴム硬度となっていることが好ま
しい。図４はシリコーンゴムが硬化した後の離型直後の
状態を示し、光学曲面５１ａおよび研磨作業面５８ａの
各形状の理解のために点線を用いて記載してある。この
実施の形態の研磨部材５８は、型部材５１の外周を取り
囲んで成形されているため、その研磨作業面５８ａは型
部材５１の光学曲面５１ａと同じ大きさとなっている。

【００４０】このようにして作製された研磨部材５８を
上側基台５９に固定する。この固定にあっては、研磨部
材５８が下方に移動したときに、その研磨作業面５８ａ
及び型部材５１の光学曲面５１ａの凹凸がずれることな
く、精度良く一致するように研磨部材５８と型部材５１
との位置の調整を行う。また、上側基台５９への研磨部
材５８の固定は、直接に行っても良く、研磨部材５８に
一体的に取り付けた板材を介して間接的に行っても良
い。

【００４１】位置調整を行った固定の後、研磨部材５８
による型部材５１の研磨を行う。研磨に先立って、光学
曲面５１ａ或いは研磨作業面５８ａに対して、０．４〜
０．７μｍの平均粒径の粒子を含有したダイヤモンドペ
ーストなどのペースト状の研磨剤を塗布し、実施の形態
１と同様に、光学曲面５１ａと研磨作業面５８ａとを合
わせる。その後、ストッパ（図示省略）の位置を下げて
研磨部材５８に０．５〜１．０Ｎの加圧力が付与される
ようにした後、ガイドピン５７に対して上側基台５９を
位置固定する。

【００４２】次に、振動発生装置６０によって型部材５
１を上下方向に振動（振幅０．６ｍｍ）させる。この振
動によりシリコーンゴムからなる研磨部材５８はその弾
性のために弾性変形する。これにより、図５に示すよう
に、研磨部材５８は光学曲面５１ａの範囲を越えた大き
さと、光学曲面５１ａの範囲にほぼ一致する大きさとな
り、研磨方向がおおよそ光学曲面５１ａの中心（図４の
点線で示した交点、すなわち光学曲面５１ａの領域の中
心軸線位置）を中心とした同心円状の研磨が行われる。
これにより、光学曲面５１ａの曲面形状を崩すことなく
研磨を行うことができる。

【００４３】このようにして研磨加工が行われた光学曲
面５１ａは、約３５分程の研磨加工時間で表面粗さＲｍ
ａｘが０．０２〜０．０４μｍになる。この研磨加工時
間は、従来の手作業による研磨作業や、加工データに基
づく制御を行う機械研磨に比べて短縮されている。

【００４４】このような実施の形態では、研磨加工する
型部材５１の光学曲面５１ａをシリコーンゴムを用いて
型取り（転写成形）することにより、研磨作業面５８ａ
を有した研磨部材を作製するため、研磨部材５８の作製
がより簡便となり、低コストとなる。また、これにより
研磨部材５８の研磨作業面５８ａを光学曲面５１ａの全
面に確実に且つ簡単に対応させることができる。

【００４５】また、型部材５１を上下方向に振動させる
と共に、型部材５１と研磨部材５８とを圧接状態で研磨
加工しているため、研磨方向が光学曲面５１ａの中心を
中心とした同心円状となると共に、光学曲面５１ａの面
形状を崩すことなく研磨を行うことができ、短時間で光
学曲面５１ａを所望の鏡面とすることができる。

【００４６】（実施の形態３）図６〜図８は本発明の実
施の形態３を示す。この実施の形態の研磨部材６１は、
弾性体であるシリコーンゴム（ゴム硬度５５度）により
３５ｍｍ×４０ｍｍの太さとなるように成形されてお
り、研磨作業面６１ａとの反対側の面（上面）には、複
数本の棒状の研磨押圧部材６２が突出した状態で取り付
けられている。

【００４７】研磨押圧部材６２が取り付けられる研磨部
材６１の上面は、矩形状となっており、研磨押圧部材６
２は矩形の中心位置と、中心からの対角位置とに配置さ
れている。従って、この実施の形態では、研磨押圧部材
６２は全部で５本が研磨部材６１に取り付けられてい
る。

【００４８】研磨押圧部材６２の取り付けは、実施の形
態２で説明した治具を用いた研磨部材６１の成形の際
に、上述した位置となるように同部材６１の上面に孔を
５箇所形成し、この孔のそれぞれに研磨押圧部材６２を
差し込むことにより行われる。この場合、それぞれの孔
の深さは、各孔の先端（底部）と研磨作業面６１ａとの
距離が同じとなるように設定されるものである。それぞ
れの研磨押圧部材６２の上端は、個々に独立している棒
状の振動発生装置６３に取り付けられており、これらの
振動発生装置６３は上側基台６４下面の凹部内に固定さ
れている。それぞれの振動発生装置６３は、制御装置
（図示省略）によってその振動が制御されるようになっ
ており、それぞれの振動発生装置６３は同時に或いは単
独で駆動される。

【００４９】この振動発生装置６３の駆動によって、研
磨押圧部材６２が軸方向（紙面の上下方向）に振動す
る。この軸方向の振動は、この実施の形態では、４μｍ
の振幅で行われる。研磨押圧部材６２の軸方向の振動に
よって、研磨部材６１の研磨作業面６１ａが振動し、型
部材５１との間に供給されたペースト状の研磨剤を介し
て型部材５１の光学曲面５１ａが研磨される。

【００５０】このような研磨押圧部材６２は、振動発生
装置６３による振動を研磨作業面６１ａに伝達するもの
であり、この伝達のため、研磨押圧部材６２としては、
その材料の硬度（この実施の形態では、ゴム硬度５０〜
６０度のシリコーンゴム）よりも硬度が大きい材料が選
択される。このため、例えば、鉄、黄銅、アルミニウム
等の金属やＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリ
ル樹脂などのプラスチック、その他の材料を使用するこ
とができる。

【００５１】なお、研磨の際に、ペースト状の研磨剤を
用いる理由は、研磨作業面６１ａの振動に伴い、この振
動に追従させて研磨剤を押し出し及び引き戻しする速度
を早くするためである。

【００５２】以上の研磨部材６１側に対し、被加工物と
しての型部材５１は振動発生装置６０に固定されてお
り、この振動発生装置６０が下側基台５４の凹部内に固
定されている。型部材５１を固定した振動発生装置６０
は、振幅２μｍでの振動を紙面に対して左右方向および
垂直方向を組み合わせた方向となるように制御された超
音波振動子を内蔵している。

【００５３】なお、この実施の形態における研磨部材６
１の研磨作業面６１ａの面粗さ及び研磨加工前の型部材
５１の光学曲面５１ａの面粗さは実施の形態２と同じと
なっている。

【００５４】この実施の形態においても、研磨部材６１
が下降したときに、その研磨作業面６１ａと型部材５１
の光学曲面５１ａの凹凸がずれることなく精度良く一致
するように研磨部材６１及び型部材５１の位置調整を行
う。この位置調整の後、上側基台６４を下降させて、図
８に示すように、研磨部材６１の研磨作業面６１ａと型
部材５１の光学曲面５１ａとを合わせる。このとき、型
部材５１の光学曲面５１ａ或いは研磨部材６１の研磨作
業面６１ａに対し、０．４〜０．７μｍの平均粒径の研
磨粒子を含有したダイヤモンドペーストなどのペースト
状の研磨剤を塗布する。

【００５５】その後、実施の形態２と同様に、ストッパ
の位置を下げて、研磨部材６１における研磨押圧部材６
２のない位置（すなわち各研磨押圧部材６２の間に相当
する位置）での加圧力が０．５Ｎ〜１．０Ｎの範囲にな
るように調整した後、上側基台６４をガイドピン５７に
対して位置固定する。

【００５６】次に、振動発生装置６０による紙面に対す
る左右方向および垂直方向の組み合わせの振動（振幅２
μｍ）と、５個の振動発生装置６３による同時の上下方
向の振動（振幅４μｍ）とを同時に行って研磨加工す
る。

【００５７】図９はこの研磨加工の状態を示す。研磨時
の振動によって、研磨部材６１は光学曲面５１ａの範囲
を越えた大きさと、光学曲面５１ａの範囲にほぼ一致す
る大きさとなり、研磨方向がおおよそ光学曲面５１ａの
中心（図７の点線で示した交点、すなわち光学曲面５１
ａの領域の中心軸線位置）を中心とした同心円状の研磨
が行われる。これにより、光学曲面５１ａの曲面形状を
崩すことなく研磨を行うことができる。

【００５８】研磨加工の後、振動発生装置６０、６３の
振動を一旦停止し、上側基台６４の固定を解除して上方
に移動させる。そして、型部材５１の光学曲面５１ａか
らペースト状の研磨剤を除去した後、光学曲面５１ａの
面形状を精測する。

【００５９】この精測に基づいて、研磨加工の不足な領
域を把握し、不足領域に対して、再度の研磨加工を行
う。すなわち、ペースト状の研磨剤を塗布し、上側基台
６４を下降し、次いで上述と同様にして加圧力をかけ、
この状態で不足領域に対応した研磨押圧部材６２のみを
振動させる。

【００６０】このようにして、追加の研磨加工を行って
所望の面形状を有し、さらに表面粗さの優れた鏡面（Ｒ
ｍａｘ０．０１〜０．０３μｍ）となっている光学曲面
５１ａを得る。この実施の形態において、上述した精測
作業を除いた研磨加工時間は約４２分程である。

【００６１】このような実施の形態では、光学曲面５１
ａを型取りして研磨部材６１とし、この研磨部材６１に
対して研磨押圧部材６２を複数本数配置するため、光学
曲面の各部位に対する研磨力を変化させることにより研
磨量を調整することが可能となる。

【００６２】なお、この実施の形態においては、次のよ
うにして研磨加工を行うことが可能である。

【００６３】まず、型部材５１の光学曲面５１ａが回転
軸対称の曲面となるように研削加工により成形する。加
工された回転軸対称の光学曲面５１ａを、シリコーンゴ
ムによって転写して研磨部材６１を成形すると共に、研
磨部材６１の上面に複数本の研磨押圧部材６２を取り付
ける。

【００６４】そして、ペースト状の研磨剤を光学曲面５
１ａ及び研磨作業面６１ａの間に介在させ、振動発生装
置６０によって、振幅２μｍの振動を紙面に対して左右
方向及び垂直方向の組み合わせで行う。この振動と同時
に、それぞれの研磨押圧部材６２の振動を個別に制御し
て行う。この制御は、例えば、中心部の研磨押圧部材６
２の振動時間に比べて対角位置にある研磨押圧部材６２
の振動時間を長くしたり、中心部の研磨押圧部材６２の
振動の振幅に比べて対角位置にある研磨押圧部材６２の
振動の振幅を大きくする等によって行うことができる。
このように研磨押圧部材６２の振動を個別に制御するこ
とにより、光学曲面５１ａの各部位における研磨量が異
なるように研磨加工することができる。

【００６５】そして、このようにして、研磨量を異なる
ように光学曲面５１ａを研磨加工することにより、回転
軸対称の光学曲面から回転軸非対称の光学曲面を成形す
ることができる。

【００６６】なお、本発明は以上の実施の形態に限定さ
れることなく種々変形が可能である。例えば、各実施の
形態では、被加工物として、プラスチックレンズ成形用
のセラミック製の型部材を用いているが、超硬合金であ
っても良く、ガラスレンズ成形用の型部材であっても良
く、さらには、ガラスレンズ等の光学素子であっても良
い。

【００６７】また、研磨部材の弾性体としてシリコーン
ゴムを用いたが、ウレタンゴムやネオプレンゴム等の他
のゴム材料を用いることができる。これらのゴムでは、
ゴム成形用金型によって成形することができる。この場
合には、研磨部材の大きさ（断面積）を被加工物の大き
さ（断面積）よりも大きくして製作することが簡単とな
る。また、これらのゴム材料の場合には、４５〜８０度
のゴム硬度とすることができる。

【００６８】さらに、光学曲面としては、回転軸非対称
の光学曲面に限らず、回転軸対称の光学曲面であっても
良く、特に、回転軸非対称の光学曲面に対して有効であ
る。

【００６９】また、さらに被加工物の光学曲面または研
磨部材の研磨作業面のいずれか一方を振動させるだけで
あっても光学曲面を研磨することができる。

【００７０】以上の実施の形態から明らかなように、本
発明は次の発明を包含している。

【００７１】（１）被加工物の光学曲面を反転させた形
状で且つ前記光学曲面の全面または全面に近い大きさを
有した研磨部材の研磨作業面と前記光学曲面との間に研
磨剤を介在させ、研磨作業面を光学曲面に押圧し、少な
くとも研磨作業面を振動させて光学曲面を研磨する方法
であって、前記研磨作業面の振動を、当該作業面の任意
の部位で異なるように制御することを特徴とする光学曲
面の研磨方法。

【００７２】このような構成では、光学曲面の任意の部
位に対する研磨量を異なるように制御することができる
ため、回転軸対称の光学曲面から回転軸非対称の光学曲
面を創成することができる。

【００７３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、研磨に際して
の熟練が不要となると共に、研磨作業が極めて容易で、
短時間での研磨ができ、しかも研磨装置の構造を簡単と
することができる。

【００７４】請求項２の発明によれば、研磨剤が有効に
作用するため、迅速な研磨加工を行うことができると共
に、光学曲面を高精度に研磨することができる。

【００７５】請求項３の発明によれば、請求項１または
２の発明の効果に加えて、光学曲面の各部位の研磨方向
が一律でない研磨が行うことができ、短時間に高い表面
粗さ（精度）を得ることができる。

【００７６】請求項４の発明によれば、請求項１〜３の
いずれかの発明の効果に加えて、研磨量の少ない箇所や
粗さが局部的に所望値から外れているときであっても、
迅速に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の研磨前の断面図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態１の研磨状態の断面図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態２の研磨前の断面図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態２の研磨部材及び型部材の
斜視図である。

【図５】本発明の実施の形態２の研磨状態の断面図であ
る。

【図６】本発明の実施の形態３の研磨前の断面図であ
る。

【図７】本発明の実施の形態３の研磨部材及び型部材の
斜視図である。

【図８】本発明の実施の形態３の研磨時の断面図であ
る。

【図９】本発明の実施の形態３の研磨状態の断面図であ
る。

【図１０】従来の研磨装置の正面図である。

【符号の説明】

５１型部材５１ａ光学曲面５２研磨部材５３振動発生装置５５振動発生装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工物の光学曲面を反転させた形状で
且つ前記光学曲面の全面または全面に近い大きさを有し
た研磨部材の研磨作業面と前記光学曲面との間に研磨剤
を介在させ、研磨作業面を光学曲面に押圧し、被加工物
の光学曲面または研磨部材の研磨作業面の一方または双
方を振動させて光学曲面を研磨することを特徴とする光
学曲面の研磨方法。
【請求項２】被加工物の光学曲面を反転させた形状を
有する研磨部材の研磨作業面と被加工物の光学曲面との
間にペースト状の研磨剤を介在させ、研磨部材の研磨作
業面と被加工物の光学曲面とを押圧状態としながら研磨
作業面と光学曲面とを相対的に振動させ、研磨作業面の
粗い表面にペースト状の研磨剤を保持させて光学曲面を
研磨することを特徴とする光学曲面の研磨方法。
【請求項３】前記研磨部材が弾性体であることを特徴
とする請求項１または２記載の光学曲面の研磨方法。
【請求項４】前記研磨部材は、光学曲面の任意の部位
での研磨量が異なるように制御されることを特徴とする
請求項１〜３のいずれかに記載の光学曲面の研磨方法。