JP2019166607A - Polishing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被加工物の両面の研磨を行う研磨装置に関する。 The present invention relates to a polishing apparatus for polishing both surfaces of a workpiece.
従来、ガラス等の材料からなるレンズ等の光学素子は、研削などの加工が行われた後に砥石によって研磨が行われている。研磨が行われる際には、光学素子は、片面側においてホルダによって保持される(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an optical element such as a lens made of a material such as glass is polished by a grindstone after processing such as grinding. When polishing is performed, the optical element is held by a holder on one side (see, for example, Patent Document 1).
ところで、光学素子が第1の面においてホルダによって保持される場合、第1の面とは反対側の第2の面の研磨が終了した後に、第1の面の研磨を行うために、ホルダに対する光学素子の向きを変えた後、ホルダによって再度保持されることになる。 By the way, when the optical element is held by the holder on the first surface, the polishing of the first surface after the polishing of the second surface opposite to the first surface is completed. After changing the direction of the optical element, it is held again by the holder.
このように、光学素子の向きを変える作業によって研磨に要する加工時間が長くなってしまっていた。 As described above, the processing time required for polishing is increased due to the operation of changing the direction of the optical element.
本発明の目的は、被加工物の研磨を短時間で行うことができる研磨装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a polishing apparatus capable of polishing a workpiece in a short time.
1つの態様では、研磨装置は、被加工物の周縁を保持し、前記被加工物の中心軸方向を回転中心として回転するホルダと、前記ホルダによって保持された前記被加工物の第1の面を研磨する第1の砥石が装着される第1の主軸と、前記ホルダによって保持された前記被加工物のうち前記第1の面とは反対側の第2の面を研磨する第2の砥石が装着される第2の主軸とを備える。 In one aspect, the polishing apparatus holds a peripheral edge of the workpiece, rotates around the central axis direction of the workpiece, and a first surface of the workpiece held by the holder. A first main shaft on which a first grindstone for polishing a surface is mounted, and a second grindstone for polishing a second surface opposite to the first surface of the workpiece held by the holder. And a second main shaft to which is mounted.
前記態様によれば、被加工物の研磨を短時間で行うことができる。 According to the above aspect, the workpiece can be polished in a short time.
本発明の一実施の形態に係る研磨装置について、図面を参照しながら説明する。
図1は、研磨装置1を示す平面図である。
A polishing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing the polishing apparatus 1.
図2は、ホルダ10等を示す拡大平面図である。
図3は、駆動ローラ61及び従動ローラ71の配置例を示す左側面図である。
FIG. 2 is an enlarged plan view showing the
FIG. 3 is a left side view illustrating an arrangement example of the
なお、図1、図2、及び図3に示すX方向、Y方向、及びZ方向は、説明の便宜上の方向に過ぎないが、例えば、X方向及びY方向は水平方向であり、Z方向は鉛直方向である。 The X direction, the Y direction, and the Z direction shown in FIGS. 1, 2, and 3 are only directions for convenience of explanation. For example, the X direction and the Y direction are horizontal directions, and the Z direction is Vertical direction.
図1に示すように、研磨装置1は、ホルダ10と、第1の主軸20と、第2の主軸30と、第1のXYステージ40と、第2のXYステージ50と、ホルダ駆動部60と、従動部70と、クーラント受け部80と、クーラントカバー91,92とを備え、レンズ等の光学素子Wの研磨を行う。光学素子Wの材料は、例えばガラスでなる。なお、光学素子Wは、被加工物の一例であり、被加工物としては、ガラス以外の材料からなるものであってもよい。また、図1及び図2においては、光学素子Wを両凸形状で示すが、メニスカス形状やその他の形状の光学素子Wであってもよい。また、光学素子Wは、非球面形状を呈するものであってもよいし、球面形状を呈するものであってもよい。
As shown in FIG. 1, the polishing apparatus 1 includes a
図2に示すように、ホルダ10は、回転リング11と、チャック12と、固定ネジ13と、押さえ部14と、固定ネジ15とを有する。
As shown in FIG. 2, the
回転リング11は、リング形状(円筒形状)を呈し、周方向の全周に亘って内側に突出する部分において、後述するチャック12に固定される。また、回転リング11の周囲には、後述する駆動ローラ61及び従動ローラ71に接触する凸部11aが周方向の全体に亘って外側に突出する。この凸部11aは、X方向の幅が先端に近づくほど狭まっている。
The rotating
なお、回転リング11は、駆動ローラ61及び従動ローラ71、並びに後述するチャック12及び押さえ部14のいずれよりもX方向に長い。そのため、クーラントが駆動ローラ61や従動ローラ71に飛散するのを抑制することができる。
Note that the rotating
チャック12は、リング形状を呈し、回転リング11に対して複数の固定ネジ13によって固定されている。
The
押さえ部14は、リング形状を呈し、光学素子Wから径方向に突出する周縁Waをチャック12との間に挟み込んだ状態で、固定ネジ15によってチャック12に固定されている。光学素子Wの固定をより強固にするためには、光学素子Wとホルダ10とを接着剤で固定し、光学素子Wの研磨後に接着剤を溶かしてもよい。
The
なお、ホルダ10は、回転リング11が駆動ローラ61に接触し回転することによって、図1に示す光学素子Wの光軸(被加工物の中心軸)A1方向(X方向)を回転中心として回転する。
The
図1に示すように、第1の主軸20は、第1の砥石21と、カップリング22と、砥石回転用モータ23と、取付部材24とを有する。
As shown in FIG. 1, the first
第1の砥石21は、第1の主軸20に対して着脱可能に装着され、光学素子Wの第1の面(図1における左側面)を研磨するのに用いられる。
The
カップリング22は、第1の砥石21の回転軸と砥石回転用モータ23との出力軸とを連結する。
The
砥石回転用モータ23は、第1の砥石21を回転させるためのモータである。
第1の主軸20(第1の砥石21の回転中心A2)は、光学素子Wの光軸A1方向に対して、水平面内において角度θ傾いている。なお、第1の主軸20が光軸A1方向と平行に配置されていてもよいが、角度θ傾けることによって、第1の砥石21の径を大きくすることができるとともに、第1の砥石21をホルダ10に接近させることができる。
The
The first main shaft 20 (the rotation center A2 of the first grindstone 21) is inclined with respect to the optical axis A1 direction of the optical element W by an angle θ in the horizontal plane. Although the first
第1の主軸20の角度θ及び第2の主軸30の角度θは、一例としては30°である。但し、第1の主軸20の角度θと第2の主軸30の角度θが互いに異なる角度であってもよい。
The angle θ of the first
取付部材24は、第1の主軸20を後述する第1のXYステージ40のYテーブル43上に取付けるために配置されている。
The
第2の主軸30は、第2の砥石31と、カップリング32と、砥石回転用モータ33と、取付部材34とを有する。
The second
第2の砥石31は、第2の主軸30に対して着脱可能に装着され、光学素子Wの第1の面とは反対側の第2の面(図1における右側面)を研磨するのに用いられる。
The
カップリング32は、第1の砥石31の回転軸と砥石回転用モータ33との出力軸とを連結する。
The
砥石回転用モータ33は、第2の砥石31を回転させるためのモータである。
第2の主軸30(第2の砥石31の回転中心A3)は、光学素子Wの光軸A1方向に対して、水平面内において角度θ傾いている。なお、第2の主軸30が光軸A1方向と平行に配置されていてもよいが、角度θ傾けることによって、第2の砥石31の径を大きくすることができるとともに、第2の砥石31をホルダ10に接近させることができる。
The
The second main shaft 30 (rotation center A3 of the second grindstone 31) is inclined with respect to the direction of the optical axis A1 of the optical element W by an angle θ in the horizontal plane. The second
取付部材34は、第2の主軸30を後述する第2のXYステージ50のYテーブル53上に取付けるために配置されている。
The
なお、上述のように、ホルダ10が光学素子Wの周縁Waを保持するため、第1の主軸20及び第2の主軸30は、光学素子Wの第1の面及び第2の面を同時に研磨することができる。
As described above, since the
第1のXYステージ40は、Xテーブル41と、X軸駆動モータ42と、Yテーブル43と、Y軸駆動モータ44とを有する。
The
Xテーブル41は、X軸駆動モータ42の駆動によってX方向に移動する。
Yテーブル43及びY軸駆動モータ44は、Xテーブル41上に配置されていることによって、X方向に移動する。また、Yテーブル43は、Y軸駆動モータ44の駆動によってY方向に移動する。
The X table 41 moves in the X direction by driving the
Since the Y table 43 and the Y-
すなわち、Yテーブル43は、X方向及びY方向に移動する。上述のように、Yテーブル43には、第1の主軸20が取付部材24によって取付けられているため、第1の主軸20は、X方向及びY方向に移動可能である。
That is, the Y table 43 moves in the X direction and the Y direction. As described above, since the first
第2のXYステージ50は、Xテーブル51と、X軸駆動モータ52と、Yテーブル53と、Y軸駆動モータ54とを有する。
The
Xテーブル51は、X軸駆動モータ52の駆動によってX方向に移動する。
Yテーブル53及びY軸駆動モータ54は、Xテーブル51上に配置されていることによって、X方向に移動する。また、Yテーブル53は、Y軸駆動モータ54の駆動によってY方向に移動する。
The X table 51 is moved in the X direction by the drive of the
Since the Y table 53 and the Y-
すなわち、Yテーブル53は、X方向及びY方向に移動する。上述のように、Yテーブル53には、第2の主軸30が取付部材34によって取付けられているため、第2の主軸30は、X方向及びY方向に移動可能である。
That is, the Y table 53 moves in the X direction and the Y direction. As described above, since the second
図2に示すように、ホルダ駆動部60は、駆動ローラ61と、駆動軸62と、カップリング63と、ホルダ駆動モータ64とを有する。
As shown in FIG. 2, the
駆動ローラ61は、例えばゴムやウレタンからなるローラであり、回転リング11の凸部11aに接触しながら回転することで、ホルダ10を回転させる。
The driving
駆動軸62は、駆動ローラ61を回転させる動力を伝達する駆動軸である。
カップリング63は、駆動軸62とホルダ駆動モータ64の出力軸とを連結する。
The
The
従動部70は、従動ローラ71と、従動軸72とを有する。
従動ローラ71は、上述のように、回転リング11の凸部11aに接触する凹部71aが周方向の全周に亘って設けられている。この凹部71aは、X方向(回転中心)の幅が底に近づくほど狭まっている。
The driven
As described above, the driven
従動ローラ71は、駆動ローラ61(ホルダ駆動部60)の駆動によって回転する回転リング11の凸部11aに接触することで回転する。
The driven
従動軸72は、ベアリングを介して従動ローラ71を回転可能に支持する。そのため、従動軸72は、回転しない。
The driven
一例ではあるが、図3に示すように、従動ローラ71(従動部70)は、回転リング11(ホルダ10)の周方向に互いに等間隔に3つ配置されている。また、駆動ローラ61(ホルダ駆動部60)は、回転リング11(ホルダ10)の周方向に1つのみ配置されている。なお、ホルダ駆動部60及びこのホルダ駆動部60に隣接する少なくとも1つの従動部70は、回転リング11の取り出し時などにインクジェットヘッド11から遠ざかるように退避した位置と、図3に示すように回転リング11に接触する位置とに移動可能であるとよい。
As an example, as shown in FIG. 3, three driven rollers 71 (driven units 70) are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotating ring 11 (holder 10). Further, only one drive roller 61 (holder drive unit 60) is arranged in the circumferential direction of the rotating ring 11 (holder 10). Note that the
図1に示すように、クーラント受け部80は、光学素子W、第1の砥石21、及び第2の砥石31の下方に配置されている。クーラント受け部80は、研磨時のクーラントを受ける。このクーラントは、クーラント受け部80に接続された排液管によってクーラント受け部80から排出されるとよい。
As illustrated in FIG. 1, the
クーラントカバー91,92は、光学素子W、第1の砥石21、及び第2の砥石31を挟んで互い対向して配置された例えば板状の部材である。クーラントカバー91,92は、研磨時のクーラントの飛散を抑制する。
The coolant covers 91 and 92 are, for example, plate-like members arranged to face each other with the optical element W, the
なお、クーラントカバー91には、第1の主軸20との干渉を回避するための開口部が設けられ、クーラントカバー92には、第2の主軸30との干渉を回避するための開口部が設けられているとよい。
The
以上説明した本実施の形態では、研磨装置1は、ホルダ10と、第1の主軸20と、第2の主軸30とを備える。ホルダ10は、被加工物の一例である光学素子Wの周縁Waを保持し、光学素子Wの光軸A1方向を回転中心として回転する。第1の主軸20は、ホルダ10によって保持された光学素子Wの第1の面を研磨する第1の砥石21が装着される。第2の主軸30は、ホルダ10によって保持された光学素子Wのうち第1の面とは反対側の第2の面を研磨する第2の砥石31が装着される。
In the present embodiment described above, the polishing apparatus 1 includes the
このように、ホルダ10が光学素子Wの周縁Waを保持するため、光学素子Wが片面で保持される場合のように光学素子Wの向きを変える作業を要さずに、第1の面及び第2の面の研磨を行うことができる。よって、本実施の形態によれば、光学素子W(被加工物)の研磨を短時間で行うことができる。
In this way, since the
また、本実施の形態では、第1の主軸20及び第2の主軸30は、光学素子Wの光軸A1方向に対して傾いている。これにより、第1の砥石21及び第2の砥石31の周縁で光学素子Wの研磨を行うことができる。したがって、第1の砥石21及び第2の砥石31の径を大きくすることができるとともに、第1の砥石21及び第2の砥石31をホルダ10に接近させることができる。
In the present embodiment, the first
また、本実施の形態では、第1の主軸20及び第2の主軸30が、光学素子Wの第1の面及び第2の面を同時に研磨する場合、光学素子Wの研磨を更に短時間で行うことができる。
In the present embodiment, when the first
1 研磨装置
10 ホルダ
11 回転リング
11a 凸部
12 チャック
13 固定ネジ
14 押さえ部
15 固定ネジ
20 第1の主軸
21 第1の砥石
22 カップリング
23 砥石回転用モータ
24 取付部材
30 第2の主軸
31 第2の砥石
32 カップリング
33 砥石回転用モータ
34 取付部材
40 第1のXYステージ
41 Xテーブル
42 X軸駆動モータ
43 Yテーブル
44 Y軸駆動モータ
50 第2のXYステージ
51 Xテーブル
52 X軸駆動モータ
53 Yテーブル
54 Y軸駆動モータ
60 ホルダ駆動部
61 駆動ローラ
62 駆動軸
63 カップリング
64 ホルダ駆動モータ
70 従動部
71 従動ローラ
71a 凹部
72 従動軸
80 クーラント受け部
91,92 クーラントカバー
A1 光軸
A2 回転中心
A3 回転中心
W 光学素子
Wa 周縁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
1つの態様では、研磨装置は、被加工物の周縁を保持し、前記被加工物の中心軸方向を回転中心として回転するホルダと、前記ホルダによって保持された前記被加工物の第1の面を研磨する第1の砥石が装着される第1の主軸と、前記ホルダによって保持された前記被加工物のうち前記第1の面とは反対側の第2の面を研磨する第2の砥石が装着される第2の主軸と、前記ホルダを回転させる駆動ローラ、及び前記ホルダに接触することで回転する従動ローラと、前記被加工物、前記第1の砥石、及び前記第2の砥石を挟んで互いに対向して配置された2つのクーラントカバーとを備え、前記ホルダは、前記駆動ローラ及び前記従動ローラに接触しリング形状を呈する回転リングと、当該回転リングに対して固定されリング形状を呈するチャックと、前記被加工物の前記周縁を前記チャックとの間に挟み込んだ状態で当該チャックに固定されリング形状を呈する押さえ部とを有し、前記回転リングは、前記駆動ローラ、前記従動ローラ、前記チャック、及び前記押さえ部よりも、前記被加工物の前記中心軸方向に長く、前記2つのクーラントカバーのうち一方は、前記第1の主軸との干渉を回避するための開口部が設けられ、前記2つのクーラントカバーのうち他方は、前記第2の主軸との干渉を回避するための開口部が設けられている。 In one aspect, the polishing apparatus holds a peripheral edge of the workpiece, rotates around the central axis direction of the workpiece, and a first surface of the workpiece held by the holder. A first main shaft on which a first grindstone for polishing a surface is mounted, and a second grindstone for polishing a second surface opposite to the first surface of the workpiece held by the holder. A second main shaft on which the holder is mounted, a driving roller that rotates the holder, a driven roller that rotates by contacting the holder, the workpiece, the first grindstone, and the second grindstone. Two coolant covers disposed opposite to each other, the holder being in contact with the drive roller and the driven roller and having a ring shape, and a ring shape fixed to the rotation ring. Presenting tea And a pressing portion that is fixed to the chuck and has a ring shape with the periphery of the workpiece sandwiched between the chuck and the rotating ring includes the driving roller, the driven roller, It is longer in the central axis direction of the workpiece than the chuck and the pressing portion, and one of the two coolant covers is provided with an opening for avoiding interference with the first main shaft. The other of the two coolant covers is provided with an opening for avoiding interference with the second main shaft.
Claims (3)
前記ホルダによって保持された前記被加工物の第1の面を研磨する第1の砥石が装着される第1の主軸と、
前記ホルダによって保持された前記被加工物のうち前記第1の面とは反対側の第2の面を研磨する第2の砥石が装着される第2の主軸と
を備えることを特徴とする研磨装置。 A holder that holds the periphery of the workpiece and rotates around the center axis direction of the workpiece;
A first spindle on which a first grindstone for polishing a first surface of the workpiece held by the holder is mounted;
A second main shaft on which a second grindstone for polishing a second surface opposite to the first surface of the workpiece held by the holder is mounted. apparatus.
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CN112059813A (en) * | 2020-09-10 | 2020-12-11 | 同济大学 | Column quadratic curve combination curved surface super smooth shape-preserving polishing device |
DE102020209590A1 (en) | 2020-07-30 | 2021-08-05 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Apparatus and method for polishing an optical element |
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CN112059813A (en) * | 2020-09-10 | 2020-12-11 | 同济大学 | Column quadratic curve combination curved surface super smooth shape-preserving polishing device |
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