JP2003225851A - 研磨方法及び研磨機 - Google Patents

研磨方法及び研磨機

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JP2003225851A
JP2003225851A JP2002027750A JP2002027750A JP2003225851A JP 2003225851 A JP2003225851 A JP 2003225851A JP 2002027750 A JP2002027750 A JP 2002027750A JP 2002027750 A JP2002027750 A JP 2002027750A JP 2003225851 A JP2003225851 A JP 2003225851A
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shaped
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Masaki Shimizu
正樹 清水
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 長手方向と該長手方向と直交する短手方向と
の曲率半径が異なり、該短手方向が凹面である研磨面を
有するワークの研磨面を、前加工において生じたうねり
を除去し、かつ、うねりを生じることなく研磨できると
ともに、研磨時に研磨ヤトイ等の補助具を必要としない
研磨方法と研磨機を提供する。 【解決手段】 研磨面5aの短手方向の全幅より大きい
直径を有する一対の円盤状研磨具17,29を用い、該
一対の円盤状研磨具の軸線方向を上記長手方向に対して
平面視において互いに反対方向に傾斜させて、該一対の
円盤状研磨具を研磨面の短手方向全幅及び長手方向一部
に同時に接触させ、該一対の円盤状研磨具の軸線方向と
長手方向との傾斜関係を維持したまま、該一対の円盤状
研磨具を回転させながら研磨面に対して相対的に上記長
手方向に移動させて研磨面を研磨することを特徴とする
研磨方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、長手方向と該長手方向と直交す
る短手方向との曲率半径が異なり、短手方向が凹面であ
る研磨面を研磨するための研磨方法および研磨機に関す
る。
【0002】
【従来技術およびその問題点】例えば、fθレンズ(ミ
ラー)は、その表面の長手方向(主走査方向)と長手方
向に直交する短手方向(副走査方向)の曲率半径が異な
り、かつ表面の短手方向が凸面をなしている場合が多
い。
【0003】このようなfθレンズは通常合成樹脂材料
の成形品で構成されるため、その金型の表面(研磨面)
は、fθレンズの凹凸を逆にした形状をなしている。こ
のような形状の金型の研磨面を研磨する研磨機として
は、例えば次のようなものがある。
【0004】一例としては、軸線回りに高速回転する回
転部材の先端に、金型の短手方向の幅より直径が小さい
硬質球状の研磨具を固着し、高速回転する研磨具を、金
型の研磨面に接触させながら長手方向に往復移動させ、
かつ研磨面との接触位置を短手方向に徐々にずらすこと
により、研磨面全体を研磨するものである。
【0005】しかし、この研磨機では、研磨具と研磨面
の接触位置を短手方向にずらしながら研磨を行うので、
金型の研磨面に小さなうねりが生じてしまい、そのた
め、レンズ表面にうねりがない理想的なfθレンズを製
造することができない。
【0006】また、その他の例としては、金型を、金型
保持部材である研磨ヤトイ(治具)の嵌合用凹部に嵌合
して、金型の研磨面と研磨ヤトイの上面を連続させ、軸
線回りに高速回転する回転部材の先端に、金型の研磨面
の短手方向の幅より直径の大きい軟質材料からなる研磨
具(弾性球ポリッシャー)を固着し、この研磨具を、高
速回転させながら研磨面と研磨ヤトイの上面とに接触さ
せ、研磨面の長手方向に往復移動させることにより、研
磨面全体を研磨するものがある。
【0007】しかし、この研磨機は、研磨具が柔らかい
うえに、研磨具と研磨面の摩擦抵抗が大きいために研磨
具は高速回転しながら研磨面を研磨できないので、前加
工において生じた研磨面の微少な残存うねりを完全に除
去することができない。さらに、研磨時に研磨ヤトイを
必要としているので、研磨ヤトイの製作、取り付けに要
するコストが負担になっていた。
【0008】
【発明の目的】本発明は、長手方向と該長手方向と直交
する短手方向との曲率半径が異なり、該短手方向が凹面
である研磨面を有するワークの研磨面を、前加工におい
て生じたうねりを除去し、かつ、うねりを生じることな
く研磨できるとともに、研磨時に研磨ヤトイ等の補助具
を必要としない研磨方法および研磨機を提供することを
目的とする。
【0009】
【発明の概要】本発明の研磨方法は、長手方向と該長手
方向と直交する短手方向との曲率半径が異なり、該短手
方向が凹面である研磨面の研磨方法であって、上記研磨
面の短手方向の全幅より大きい直径を有する一対の円盤
状研磨具を用い、該一対の円盤状研磨具の軸線方向を上
記長手方向に対して平面視において互いに反対方向に傾
斜させて、該一対の円盤状研磨具を研磨面の短手方向全
幅及び長手方向一部に同時に接触させ、該一対の円盤状
研磨具の軸線方向と長手方向との傾斜関係を維持したま
ま、該一対の円盤状研磨具を回転させながら研磨面に対
して相対的に上記長手方向に移動させて研磨面を研磨す
ることを特徴としている。
【0010】上記円盤状研磨具の軸線方向を、上記長手
方向に対して傾斜角は略45゜傾斜させるのが好まし
い。
【0011】本発明の研磨機は、長手方向と該長手方向
と直交する短手方向との曲率半径が異なり、該短手方向
が凹面である研磨面を有するワークの研磨機であって、
上記研磨面の短手方向の全幅より大きい直径を有する一
対の円盤状研磨具と;この一対の円盤状研磨具をその軸
線方向を上記長手方向に対して平面視において互いに反
対方向に傾斜させて保持する保持手段と;上記一対の円
柱形研磨具を軸線回りにそれぞれ回転駆動する研磨具回
転手段と;上記一対の円盤状研磨具を保持した保持手段
と上記ワーク研磨面とを相対的に上記長手方向に往復移
動させる往復移動手段と;上記保持手段と上記ワーク研
磨面とを相対的に接離移動させる接離手段と:上記接離
手段と往復移動手段を制御して、上記一対の円盤状研磨
具による研磨面の研磨を制御する制御手段と;を有する
ことを特徴としている。
【0012】上記円盤状研磨具の軸線方向が、平面視に
おいて、上記長手方向に対して略45°傾斜しているの
が好ましい。
【0013】また、上記弾性部材がブラシであるのが好
ましい。
【0014】また、上記弾性部材がバフであるのが好ま
しい。
【0015】円盤状研磨具が比較的硬い場合は、上記接
離手段と上記往復移動手段をNC制御して、上記研磨具
を常時一定圧力で上記研磨面に接触させるのが好まし
い。
【0016】また、円盤状研磨具が比較的軟らかい場合
は、上記接離手段と上記往復移動手段とをNC制御し
て、上記研磨具の中心軸を常時上記研磨面から一定距離
だけ離しつつ、上記研磨具を研磨面に常時接触させるよ
うにするのが好ましい。
【0017】さらに、上記ワークをfθレンズ製造用の
金型とすることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て添付図面を参照しながら説明する。床面上には、平面
視長方形をなす載置板1が固定されており、この載置板
1の上面には、載置板1の長手方向に往復移動可能なス
ライダ3が装着されている。このスライダ3は図示を省
略した移動用モータ(往復移動手段)に、この移動用モ
ータの回転運動を直線運動に変換する駆動力伝達機構
(図示略)を介して連係されており、移動用モータが正
逆両方向に回転することにより、載置板1上を直線的に
往復移動する。
【0019】スライダ3の上面には、図示を省略したf
θレンズを製造するための金型(ワーク)5が固定され
ている。この金型5の上面である研磨面(ワーク研磨
面)5aは、金型5の長手方向Xとこの長手方向に直交
する短手方向Yの断面がともに凹状の曲線をなしてお
り、さらに上記長手方向Xと短手方向Yの曲率半径が互
いに異なる、いわゆるトーリック形状をなしている。
【0020】研磨機7は、上記のスライダ3と、図示を
省略したマシニングセンタに研磨装置を取り付けたもの
からなり、研磨装置は以下のような構成である。スライ
ダ3上には、マシニングセンタに設けられた上下方向を
向く支持部材9が備えられている。この支持部材9は、
図示を省略した昇降用モータ(接離手段)が正逆両方向
に回転することによりZ方向に昇降するものである。支
持部材9の下端には、平面視円弧状をなすとともに水平
方向を向く第1の取付部(保持手段)11が連設されて
おり、第1の取付部11の一端には、大径部13aと小
径部13bとからなる水平な第1の円筒部13が固着さ
れている。この第1の円筒部13の内部には回転駆動用
モータ(研磨具回転手段)(図示略)が内蔵されてい
る。また、第1の円筒部13の内部には、第1の円筒部
13と同方向を向くスピンドル15がその軸線回りに回
転自在に取り付けられており、スピンドル15の先端部
は第1の円筒部13の先端から突出している。このスピ
ンドル15の中心軸は、平面視において短手方向Yに対
して45°傾いており、さらにスピンドル15は回転駆
動用モータに連係されており、回転駆動用モータが回転
することにより高速回転、例えば毎分数百乃至数千、あ
るいは数万回転で回転する。
【0021】スピンドル15の先端外周面には、スピン
ドルの放射方向を向くホイール型のブラシ(円盤状研磨
具)17が固着されている。このブラシ17は、スピン
ドル15に固着された環状部材19にナイロン、羊毛、
豚毛等の毛21を植毛したものである。
【0022】第1の取付部11の他端には、短寸直線状
をなす水平な第2の取付部(保持手段)23が連設され
ており、第2の取付部23の先端面には、大径部25a
と小径部25bとからなる第2の円筒部25が固着され
ている。この第2の円筒部25の内部には、先端が第2
の円筒部25から突出するとともに、その中心軸が平面
視において短手方向Yに対して45°傾き、かつスピン
ドル15の中心軸と直交するスピンドル27がその軸線
回りに回転自在に取り付けられている。スピンドル27
は、第2の円筒部25に内蔵された回転駆動用モータ
(図示略)に連係されており、スピンドル15と同じ回
転速度で回転する。また、スピンドル27の先端には、
ブラシ17と同様のホイール型のブラシ(円盤状研磨
具)29が固着されている。
【0023】金型5の上方には、研磨液Wを研磨面5a
に供給する研磨液供給装置31が配設されている。
【0024】上記の回転駆動用モータ、移動用モータ、
昇降用モータ、及び研磨液供給装置31は、マシニング
センタに内蔵された制御回路(制御手段)(図示略)に
接続されている。この制御回路は、上記の回転駆動用モ
ータ、移動用モータ、昇降用モータ、研磨液供給装置3
1を、予め入力されたNCデータに基づいてNC制御
(数値制御)することにより、研磨作業の開始から終了
までの間、2つのブラシ17、29の周縁部を常時研磨
面5aに回転接触させ、研磨液Wを研磨面5aに供給す
るものである。制御回路による制御方法には以下の2つ
の方法がある。
【0025】一つの制御方法は、研磨機7のマシニング
センタの電源をONにした状態でサイクルスイッチ(図
示略)を押して移動用モータを回転させ、その回転方向
と回転速度を制御するとともに、回転駆動用モータを回
転させ、研磨液供給装置31から研磨面5aに研磨液W
を常時供給し、さらに、昇降用モータを回転させて、移
動用モータの回転によって変化する長手方向X及び上下
方向Zの研磨面5aと2つのブラシ17、29の位置関
係に応じて、昇降用モータの回転速度と回転方向を制御
し、ブラシ17、29の上下方向位置を微調整して、ブ
ラシ17、29の周縁部を研磨面5aに常時一定圧力で
接触させるものである。
【0026】このような制御を行うと、金型5が長手方
向に沿って直線的に往復移動し、ブラシ17、29の周
縁部が常時一定圧力で研磨面5aに回転接触することに
より、研磨面5a全体が研磨される。サイクルスイッチ
を押してから所定時間が経過すると、昇降用モータが逆
転してブラシ17、29が研磨面5aから上方に離れ、
回転駆動用モータと移動用モータの回転が停止して、ス
ライダ3の直線移動とブラシ17、29の回転動作が停
止し、研磨作業が終了する。この制御方法は、ブラシ1
7、29の毛21が硬い場合に適するものである。
【0027】もう一つの制御方法は、研磨機7のマシニ
ングセンタの電源をONにした状態でサイクルスイッチ
を押して移動用モータを回転させ、その回転方向と回転
速度を制御するとともに、回転駆動用モータを回転さ
せ、研磨液供給装置31から研磨面5aに研磨液Wを常
時供給し、さらに、昇降用モータを回転させて、移動用
モータの回転によって変化する長手方向X及び上下方向
Zの研磨面5aと2つのブラシ17、29の位置関係に
応じて、昇降用モータの回転速度と回転方向を制御し、
ブラシ17、29の上下方向位置を微調整して、ブラシ
17、29の周縁部を研磨面5aに常時接触させつつ両
スピンドル15、27と研磨面5aの距離を常時一定に
保つものである。
【0028】このような制御を行うと、金型5が長手方
向に沿って直線的に往復移動し、両スピンドル15、2
7が研磨面5aと常時一定距離を保ったまま、2つのブ
ラシ17、29の周縁部が常時研磨面5aに回転接触す
ることにより、研磨面5a全体が研磨される。サイクル
スイッチを押してから所定時間が経過すると、昇降用モ
ータが逆転してブラシ17、29が研磨面5aから上方
に離れ、回転駆動用モータと移動用モータの回転が停止
して、スライダ3の直線移動とブラシ17、29の回転
動作が停止し、研磨作業が終了する。この制御方法は、
ブラシ17、29の毛21が軟らかい場合に適するもの
である。
【0029】以上のような本実施形態によれば、高速回
転するブラシ17、29により研磨面5aを研磨し、か
つ、研磨時に研磨面5aがブラシ17、29に対して長
手方向Xにのみ移動し短手方向Yには移動しないので、
金型5の研磨面5a全体をうねりのないように研磨する
ことができる。さらに、中心軸であるスピンドル15、
27がともに短手方向Yに対して45°傾き、かつ、両
スピンドル15、27が直交する2つのブラシ17、2
9を用いて研磨面5aを研磨しているので、前加工によ
り生じた研磨面5aの長手方向Xと短手方向Yのうねり
を同時に除去することができるとともに、研磨面5aに
は互いに直交する二方向の微少な研磨痕が格子状に残る
ので、研磨後の研磨面5aは、fθレンズ製造用の金型
として問題のない状態になる。
【0030】また、研磨時に研磨ヤトイのような補助具
を要しないので、研磨ヤトイの製作、取り付けが不要で
あり、コスト的にも有利である。
【0031】なお、本実施形態のブラシ17、29の短
手方向Yの幅は研磨面5aの短手方向Yの幅より大きい
が、研磨面5aの短手方向Yの幅と同じ寸法としてもよ
い。また、研磨機7は、fθレンズを製造するための金
型5以外のワークの研磨にも用いることができ、さら
に、研磨機7は、ワークの研磨面の長手方向Xの断面形
状が凸状の曲線や直線をなしていても研磨することがで
きる。
【0032】さらに、スピンドル15、27の先端部に
は、ホイールの型ブラシ17、29の代わりに、カップ
型ブラシや、ホイール型のフェルトバフ、フランネルバ
フ、コットンモップバフ等の研磨具を取り付けることが
でき、このような研磨具によっても本実施形態と同様の
研磨効果が得られる。
【0033】
【発明の効果】以上のように本発明は、長手方向と該長
手方向と直交する短手方向との曲率半径が異なり、該短
手方向が凹面である研磨面を有するワークの研磨面を、
前加工において生じたうねりを除去し、かつ、うねりを
生じることなく研磨できるとともに、研磨時に研磨ヤト
イ等の補助具を必要としないのでコスト的にも有利であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図2】同じく、平面図である。
【符号の説明】
1 載置板 3 スライダ 5 金型(ワーク) 5a 研磨面(ワーク研磨面) 7 研磨機 9 支持部材 11 第1の取付部(保持手段) 13 第1の円筒部 13a 大径部 13b 小径部 15 スピンドル 17 ブラシ(円盤状研磨具) 19 環状部材 21 毛 23 第2の取付部(保持手段) 25 第2の円筒部 25a 大径部 25b 小径部 27 スピンドル 29 ブラシ(円盤状研磨具) 31 研磨液供給装置 W 研磨液 X 金型の長手方向 Y 金型の短手方向 Z 上下方向

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長手方向と該長手方向と直交する短手方
    向との曲率半径が異なり、該短手方向が凹面である研磨
    面の研磨方法であって、 上記研磨面の短手方向の全幅より大きい直径を有する一
    対の円盤状研磨具を用い、該一対の円盤状研磨具の軸線
    方向を上記長手方向に対して平面視において互いに反対
    方向に傾斜させて、該一対の円盤状研磨具を研磨面の短
    手方向全幅及び長手方向一部に同時に接触させ、該一対
    の円盤状研磨具の軸線方向と長手方向との傾斜関係を維
    持したまま、該一対の円盤状研磨具を回転させながら研
    磨面に対して相対的に上記長手方向に移動させて研磨面
    を研磨することを特徴とする研磨方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の研磨方法において、上記
    円盤状研磨具の軸線方向を、上記長手方向に対して傾斜
    角は略45゜傾斜させた研磨方法。
  3. 【請求項3】 長手方向と該長手方向と直交する短手方
    向との曲率半径が異なり、該短手方向が凹面である研磨
    面を有するワークの研磨機であって、 上記研磨面の短手方向の全幅より大きい直径を有する一
    対の円盤状研磨具と;この一対の円盤状研磨具をその軸
    線方向を上記長手方向に対して平面視において互いに反
    対方向に傾斜させて保持する保持手段と;上記一対の円
    柱形研磨具を軸線回りにそれぞれ回転駆動する研磨具回
    転手段と;上記一対の円盤状研磨具を保持した保持手段
    と上記ワーク研磨面とを相対的に上記長手方向に往復移
    動させる往復移動手段と;上記保持手段と上記ワーク研
    磨面とを相対的に接離移動させる接離手段と:上記接離
    手段と往復移動手段を制御して、上記一対の円盤状研磨
    具による研磨面の研磨を制御する制御手段と;を有する
    ことを特徴とする研磨機。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の研磨機において、上記円
    盤状研磨具の軸線方向が、平面視において、上記長手方
    向に対して略45°傾斜している研磨機。
  5. 【請求項5】 請求項3または4記載の研磨機におい
    て、上記研磨具がブラシである研磨機。
  6. 【請求項6】 請求項3または4記載の研磨機におい
    て、上記研磨具がバフである研磨機。
  7. 【請求項7】 請求項3ないし6のいずれか1項記載の
    研磨機において、上記接離手段と上記往復移動手段をN
    C制御して、上記研磨具を常時一定圧力で上記ワーク研
    磨面に接触させる研磨機。
  8. 【請求項8】 請求項3ないし6のいずれか1項記載の
    研磨機において、上記接離手段と上記往復移動手段とを
    NC制御して、上記研磨具の中心軸を常時上記ワーク研
    磨面から一定距離だけ離しつつ、上記研磨具をワーク研
    磨面に常時接触させるようにした研磨機。
  9. 【請求項9】 請求項3ないし8のいずれか1項記載の
    研磨機において、上記ワークがfθレンズ製造用の金型
    である研磨機。
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