JP2020183010A - 研磨方法および光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば変質層の研磨に適用できるものであって、回転対称形状の光学素子の研磨において、レンズの形状や粗さを悪化させることなく研磨することができる研磨方法および光学素子の製造方法を提供すること。【解決手段】研磨方法は、回転軸の一端に固定された研磨工具１０を回転対称形状の被加工物Ｏの径方向に走査し、被加工物Ｏの外周側の所定の位置から、研磨工具１０における進行方向側の外周縁が被加工物Ｏの中心部よりも手前に位置する第一の位置まで、研磨工具１０を第一の方向に回転させながら、研磨工具１０を被加工物Ｏの表面に当接させることにより、被加工物Ｏを研磨し、第一の位置から、研磨工具１０における進行方向側の外周縁が被加工物Ｏの中心部に位置する第二の位置まで、研磨工具１０を第一の方向とは逆の第二の方向に回転させながら、研磨工具１０を被加工物Ｏの表面に当接させることにより、被加工物Ｏを研磨する。【選択図】図１

Description

本発明は、研磨方法および光学素子の製造方法に関する。

例えば、カメラ用レンズにおいて、色収差を低減するためのＥＤ（Extra-low Dispersion）レンズが知られている。このＥＤレンズでは、低分散性のガラス素材が用いられる。一方、ガラス素材を加熱し、溶融したガラス素材を押圧することによりレンズを製造する方法がある。このレンズの製造方法では、前記した低分散性のガラス素材を用いる場合、成形後のレンズの歪を除去するためにアニールを行う。このとき、ガラス素材に含まれるフッ素が原因となり、レンズの表面に変質層が形成される。この変質層は、光の反射率を高めてしまうため、レンズフレアの発生を招くことになる。

特開２０１４−２４７４１号公報

特許文献１には、前記した変質層を研磨して除去する除去工程が開示されている。このような変質層の除去工程では、レンズの形状や粗さを悪化させることなく変質層を研磨する必要がある。例えば、レンズは回転対象形状であるため、レンズの中心部が過剰研磨されて「ヘソ」と呼ばれる凹部または凸部が発生する。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、例えば変質層の研磨に適用できるものであって、回転対称形状の光学素子の研磨において、レンズの形状や粗さを悪化させることなく研磨することができる研磨方法および光学素子の製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る研磨方法は、回転軸の一端に固定された研磨工具を回転対称形状の被加工物の径方向に走査し、前記被加工物の外周側の所定の位置から、前記研磨工具における進行方向側の外周縁が前記被加工物の中心部よりも手前に位置する第一の位置まで、前記研磨工具を第一の方向に回転させながら、前記研磨工具を前記被加工物の表面に当接させることにより、前記被加工物を研磨し、前記第一の位置から、前記研磨工具における進行方向側の外周縁が前記被加工物の中心部に位置する第二の位置まで、前記研磨工具を前記第一の方向とは逆の第二の方向に回転させながら、前記研磨工具を前記被加工物の表面に当接させることにより、前記被加工物を研磨する。

また、本発明に係る研磨方法は、上記発明において、回転軸の一端に固定された研磨工具を回転対称形状の被加工物の径方向に走査し、前記被加工物の外周側の所定の位置から、前記研磨工具における進行方向側の外周縁が前記被加工物の中心部よりも手前に位置する第一の位置まで、前記被加工物の回転方向に対して前記研磨工具を逆方向に回転させながら、前記研磨工具を前記被加工物の表面に当接させることにより、前記被加工物を研磨し、前記第一の位置から、前記研磨工具における進行方向側の外周縁が前記被加工物の中心部に位置する第二の位置まで、前記被加工物の回転方向に対して前記研磨工具を同方向に回転させながら、前記研磨工具を前記被加工物の表面に当接させることにより、前記被加工物を研磨する。

また、本発明に係る研磨方法は、上記発明において、前記第二の位置を前記被加工物の研磨終了位置とする。

また、本発明に係る研磨方法は、上記発明において、前記所定の位置から前記第一の位置まで前記被加工物を研磨した後、前記第一の位置において、前記研磨工具を揺動させながら、前記被加工物のみを回転させることにより、前記被加工物を研磨する。

また、本発明に係る研磨方法は、上記発明において、前記所定の位置から前記第一の位置まで前記被加工物を研磨した後、前記第一の位置において、前記研磨工具と前記被加工物とを接触させたまま、前記研磨工具の回転を停止させ、前記第一の位置において、前記研磨工具を揺動させながら、前記被加工物のみを回転させることにより、前記被加工物を研磨する。

また、本発明に係る研磨方法は、上記発明において、前記第一の位置から前記第二の位置まで前記被加工物を研磨する際に、前記研磨工具と前記被加工物とを接触させたまま、前記被加工物の回転方向に対して前記研磨工具を同方向に回転させる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光学素子の製造方法は、加熱溶融したフツリン酸系ガラス素材からなる成形素材を一対の金型によって押圧して回転対象形状の光学素子を成形する工程と、前記光学素子を加熱して光学素子内の歪を除去する成形後アニール工程と、回転軸の一端に固定された研磨工具を前記光学素子の径方向に走査し、前記研磨工具における進行方向側の外周縁が前記光学素子の中心部よりも手前に位置する第一の位置まで、前記光学素子の回転方向に対して前記研磨工具を逆方向に回転させながら、前記研磨工具を前記光学素子の表面に当接させることにより、前記成形後アニール工程により前記光学素子に形成された変質層を研磨し、前記第一の位置から、前記研磨工具における進行方向側の外周縁が前記光学素子の中心部に位置する第二の位置まで、前記光学素子の回転方向に対して前記研磨工具を同方向に回転させながら、前記研磨工具を前記光学素子の表面に当接させることにより、前記変質層を研磨する。

本発明に係る研磨方法および光学素子の製造方法によれば、被加工物の外周側の所定の位置から第一の位置まで、被加工物の回転方向に対して研磨工具を逆方向に回転させながら被加工物を研磨し、その後、第一の位置から第二の位置まで、被加工物の回転方向に対して研磨工具を同方向に回転させながら被加工物を研磨することにより、被加工物の研磨加工面の全域を均一に研磨することができる。また、本発明に係る研磨方法および光学素子の製造方法によれば、ヘソと呼ばれる凹部または凸部を発生させることなく光学素子を研磨することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る研磨方法の工程１を説明するための説明図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る研磨方法の工程２を説明するための説明図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る研磨方法の工程３を説明するための説明図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る研磨方法の工程４を説明するための説明図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る研磨方法の工程５を説明するための説明図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る研磨方法の工程５を実施する理由を説明するための説明図であり、被加工物と研磨工具とを互いに逆方向に回転させた場合における被加工物の研磨後の形状の一例を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態に係る研磨方法の工程５を実施する理由を説明するための説明図であり、被加工物と研磨工具とを互いに同方向に回転させた場合における被加工物の研磨後の形状の一例を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態に係る研磨方法の工程６を説明するための説明図である。 図９は、本発明の実施の形態に係る研磨方法の工程７を説明するための説明図である。 図１０は、本発明の実施の形態に係る研磨方法の工程７を説明するための説明図であり、被加工物と研磨工具とを互いに逆方向に回転させた場合における被加工物の研磨後の形状の一例を示す図である。 図１１は、被加工物に対して研磨工具を法線接触させながら、被加工物の凹部を研磨した場合における被加工物の研磨後の形状の一例を示す図である。

以下、本発明に係る研磨方法および光学素子の製造方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、以下の実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものも含まれる。

（研磨装置）
本発明の実施形態に係る研磨方法を実施する際の研磨装置としては、例えば非球面形状の被加工物の子午線上に研磨工具を走査して倣い研磨を行う一般的な研磨装置が用いられる。また、研磨の対象となる被加工物としては、表面に変質層が形成された非球面形状の光学素子であるが、表面に変質層が形成されていない非球面形状の光学素子や、表面にコーティングが付与された非球面形状の光学素子、光学素子に非球面形状を転写するための金型等も研磨の対象となる。

前記した光学素子は、例えば低分散性のフツリン酸系ガラス素材からなる成形素材を加熱し、溶融した成形素材を一対の金型によって押圧することにより成形される。そして、前記した変質層は、光学素子を加熱して光学素子内の歪みを除去するアニール工程（成形後アニール工程）において、成形素材に含まれるフッ素が原因となって形成される。

更に、本実施の形態では、具体的には、フツリン酸系ガラス素材からなる成形素材に対して成形前にアニール工程(成形前アニール工程)を行うことにより、成形素材に第一の変質層を形成する。次いで、成形素材を加熱し、溶融した成形素材を一対の金型によって押圧した後、成形後アニール工程を行うことにより、成形素材の非球面に第二の変質層を形成する。この第一および第二の変質層が、本実施の形態に係る研磨方法における研磨の対象となる。

研磨装置は、研磨工具を強制回転させる工具回転軸と、被加工物を強制回転させるワーク回転軸と、可動軸と、を備えている。可動軸は、被加工物を径方向に可動させるＸ軸と、被加工物を高さ方向に可動させるＺ軸と、被加工物を旋回させるＢ軸と、を有している（図１参照）。研磨装置は、これら三つの可動軸を同時に制御することが可能に構成されている。

研磨工具１０は、図１に示すように、図示しない研磨装置の回転軸の一端に固定された工具本体１１と、この工具本体１１の先端に固定された円盤形状の弾性体１２と、この弾性体１２に接着された円盤形状の研磨シート１３と、を備えている。弾性体１２は、例えばスポンジゴム等により構成されている。また、研磨シート１３は、例えば固定砥粒シート、不織布等の研磨布に遊離砥粒を保持させたシート、により構成されている。

研磨工具１０のＸ軸方向の原点は、被加工物Ｏの回転軸と研磨工具１０の回転軸とが一致した点とする。また、研磨工具１０のＹ軸方向の原点は、被加工物Ｏの回転軸と研磨工具１０の回転軸とが一致した点、またはその点から研磨工具１０の半径の１／３を目安に、Ｘ軸方向と直交する方向にずらした点とする。また、被加工物Ｏを研磨する際は、研磨工具１０と被加工物Ｏとの接触点に一定の荷重が付加されている。

（研磨方法）
以下、研磨工具１０を用いた被加工物Ｏの研磨方法について、図１〜図１０を参照しながら説明する。以下の説明では、図１に示すような、回転対称形状かつ非球面形状の光学素子（非球面レンズ）を被加工物Ｏとした場合の例について説明する。なお、この被加工物Ｏは、凹部Ｏ１を有している。

本実施の形態に係る研磨方法では、被加工物Ｏと研磨工具１０の双方を回転させつつ、研磨工具１０を被加工物Ｏの外周側からＸ軸方向（被加工物Ｏの径方向）に走査し、研磨工具１０が被加工物Ｏの中心部Ｏ２に到達した時点で研磨を終了する。

本実施の形態に係る研磨方法では、具体的には、被加工物Ｏの外周側の所定の位置から第一の位置まで、被加工物Ｏの回転方向に対して研磨工具１０を逆方向に回転させながら、研磨工具１０を被加工物Ｏの表面に当接させることにより、被加工物Ｏを研磨する工程（工程１〜３）と、研磨工具１０の回転を停止させる工程（工程４）と、被加工物Ｏの回転のみで研磨を行う工程（工程５）と、第一の位置から第二の位置まで、被加工物Ｏの回転方向に対して研磨工具１０を同方向に回転させながら、研磨工具１０を被加工物Ｏの表面に当接させることにより、被加工物Ｏを研磨する工程（工程６，７）と、をこの順番で行う。

前記した「所定の位置」とは、被加工物Ｏの研磨を開始する位置であり、例えば被加工物Ｏが光学素子である場合、当該光学素子に要求される光学特性に応じて具体的な位置が決定される。例えば、被加工物Ｏである光学素子の外周縁の位置までが光学機能面である場合、被加工物Ｏの外周縁が「所定の位置」となる。また、被加工物Ｏである光学素子の外周縁よりも内側の領域が光学機能面である場合、被加工物Ｏの外周縁よりも内側の位置が「所定の位置」となる。

前記した「第一の位置」とは、研磨工具１０と被加工物Ｏとの回転方向の関係性が切り替わる位置であり、例えば被加工物Ｏが光学素子である場合、当該光学素子の種類に応じて具体的な位置が決定される。本実施の形態における「第一の位置」は、後記する図４に示すように、研磨工具１０における進行方向側の外周縁が被加工物Ｏの中心部Ｏ２よりも手前に位置している場合の、研磨工具１０の中心（回転軸）の位置である。

前記した「第二の位置」とは、被加工物Ｏの研磨を終了する位置である。本実施の形態における「第二の位置」は、後記する図９に示すように、研磨工具１０における進行方向側の外周縁が被加工物Ｏの中心部Ｏ２に位置している場合の、研磨工具１０の中心（回転軸）の位置である。

以下、本実施の形態に係る研磨方法における工程１〜７の詳細について説明する。図１〜図５、図８および図９は、研磨の開始から終了までの一連の流れを示しており、各図の上側が被加工物Ｏの平面図を、下側が被加工物Ｏの正面図を示している。また、これらの図における符号Ａは被加工物Ｏの回転方向を、符号Ｂは研磨工具１０の回転方向を、符号Ｃｔは被加工物Ｏと研磨工具１０との接触部を示している。また、以下で説明する工程１〜７では、基本的には被加工物Ｏに対して研磨工具１０がＸ軸方向に常に走査されており、プレストンの経験則に基づいて各工程における研磨工具１０の滞留時間が制御されている。

ここで、プレストンの経験則は、研磨加工における研磨除去量とその他のパラメータとの関係を示す式であり、下記式（１）で示される。
Ｄ＝ｋＰＶｔ ・・・（１）
上記式（１）において、Ｄは研磨除去量、ｋは研磨シート１３の粒度等によって決定される比例定数、Ｐは研磨圧力、Ｖは被加工物Ｏと研磨工具１０との相対速度、ｔは研磨工具１０の滞留時間である。

（工程１）
工程１は、被加工物Ｏの凹部Ｏ１の周辺を研磨する工程である。ここで、被加工物Ｏの凹部Ｏ１は、図１１に示すように、被加工物Ｏに対して研磨工具１０を法線接触させても研磨することができない。同図に示すような、研磨加工面の一部に曲率半径の小さな凹部Ｏ１を有する被加工物Ｏでは、当該凹部Ｏ１における研磨除去量が少なくなり、被加工物Ｏの研磨加工面の全域を均一に研磨することができない。そして、このように凹部Ｏ１の研磨除去量が少なくなると、同図に示すように、凹部Ｏ１の位置における研磨後の形状が、基準面に対して盛り上がってしまう。

そこで、工程１では、図１に示すように、被加工物Ｏに対して研磨工具１０を法線接触させるのではなく、被加工物Ｏの法線方向に対して、研磨工具１０を、当該研磨工具１０の進行方向とは逆側に所定角度傾斜させる。そして、研磨工具１０の外周縁（角部）を被加工物Ｏの凹部Ｏ１内に接触させて研磨する。被加工物Ｏに対して研磨工具１０をこのように接触させた場合、被加工物Ｏに対する研磨工具１０の接触部Ｃｔは、円形状ではなく、「被加工物Ｏの中心部Ｏ２側が欠けた三日月形状（以下「第一の三日月形状」という）」となる。なお、法線方向に対する研磨工具１０の傾斜角度は予め実験的に求めておく。

また、工程１では、例えば被加工物Ｏを反時計回りに回転させ、研磨工具１０を時計回りに回転させることにより、被加工物Ｏの回転方向と研磨工具１０の回転方向とを逆にする。これは、前記したプレストンの経験則（上記式（１）参照）に基づいて、被加工物Ｏと研磨工具１０の相対回転速度を大きくすることにより、研磨除去量を高めるためである。なお、本実施の形態では、工程１〜工程３における研磨工具１０の回転方向のことを、「第一の方向」と定義する。

（工程２）
工程２では、図２に示すように、研磨工具１０を、当該研磨工具１０の進行方向の側に徐々に傾斜させることにより、被加工物Ｏに対する研磨工具１０の接触状態を、徐々に法線接触へと移行させる。その結果、被加工物Ｏに対する研磨工具１０の接触部Ｃｔは、第一の三日月形状から、円形状へと徐々に変化する。

ここで、前記した工程１では、凹部Ｏ１の周辺を研磨するために、被加工物Ｏに対する研磨工具１０の接触部Ｃｔを第一の三日月形状とし、更に被加工物Ｏの回転方向に対して研磨工具１０を逆方向に回転させる必要があった。一方、後記する図９に示すように、被加工物Ｏの中心部Ｏ２を研磨する工程７では、接触部Ｃｔを円形状、または「被加工物Ｏの外周側が欠けた三日月形状（以下「第二の三日月形状」という）」とし、更に被加工物Ｏの回転方向に対して研磨工具１０を同方向に回転させる必要がある。

このように、被加工物Ｏの外周側を研磨する工程１と被加工物Ｏの中心部Ｏ２を研磨する工程７とでは、必要とされる接触部Ｃｔの形状が異なるため、被加工物Ｏの外周側から中心部Ｏ２へと研磨を進めていく過程で接触部Ｃｔの形状を切り替えていく必要がある。しかしながら、その際に、接触部Ｃｔの形状を瞬時に切り替えてしまうと、被加工物Ｏの研磨面が不連続となり、被加工物Ｏの表面にうねり等の悪影響が生じるおそれがある。

そこで、工程２では、被加工物Ｏに対する研磨工具１０の接触のさせ方を、研磨工具１０の外周縁から中心部Ｏ２へと徐々に移行させることにより、接触部Ｃｔの形状を第一の三日月形状から円形状へと徐々に切り替える。

（工程３）
工程３では、図３に示すように、工程２で移行した被加工物Ｏに対する研磨工具１０の接触のさせ方を維持しつつ、第一の位置まで研磨を進める。すなわち、工程３では、被加工物Ｏに対して研磨工具１０を法線接触させながら、被加工物Ｏを研磨する。なお、工程３における研磨工具１０の動きは、一般的な非球面研磨の場合の動きと同様である。

（工程４）
工程４では、図４に示すように、第一の位置において、研磨工具１０と被加工物Ｏとを接触させたまま、研磨工具１０の回転を停止させる。工程４において、研磨工具１０と被加工物Ｏとを接触させたままにする理由は、仮に研磨工具１０と被加工物Ｏとを離してしまうと、所定の位置〜第一の位置の研磨面と、第一の位置〜第二の位置の研磨面とが不連続となり、被加工物Ｏの表面にうねり等の悪影響が生じるおそれがあるためである。

（工程５）
工程５では、図５に示すように、研磨工具１０の回転を停止させたまま、被加工物Ｏの回転力のみで研磨を行う。すなわち、工程５では、第一の位置の周辺において、研磨工具１０をＸ軸方向に揺動させながら、被加工物Ｏのみを回転させることにより、当該被加工物Ｏを研磨する。

ここで、工程５を実施する理由について、図６および図７を参照しながら説明する。前記したように、第一の位置（図４参照）は、研磨工具１０と被加工物Ｏとの回転方向の関係性が切り替わる位置である。この第一の位置では、図６および図７に示すように、研磨後の形状が盛り上がってしまう不具合が発生する場合がある。

例えば前記した工程３（図３参照）では、図６に示すように、研磨工具１０と被加工物Ｏとが互いに逆方向に回転している。この場合において、研磨工具１０に注目すると、同図のＣ部に示す研磨工具１０の右側（被加工物Ｏの外周側）では、研磨工具１０と被加工物Ｏとの相対回転速度が大きくなり、同図のＤ部に示す研磨工具１０の左側（被加工物Ｏの中心部Ｏ２側）では、研磨工具１０と被加工物Ｏとの相対回転速度が小さくなる。そのため、工程３では、研磨工具１０の左側よりも右側がより多く研磨されることになる。

一方、後記する工程６（図８参照）では、図７に示すように、研磨工具１０と被加工物Ｏとが互いに同方向に回転している。この場合において、研磨工具１０に注目すると、同図のＣ部に示す研磨工具１０の右側（被加工物Ｏの外周側）では、研磨工具１０と被加工物Ｏとの相対回転速度が小さくなり、同図のＤ部に示す研磨工具１０の左側（被加工物Ｏの中心部Ｏ２側）では、研磨工具１０と被加工物Ｏとの相対回転速度が大きくなる。そのため、工程６では、研磨工具１０の右側よりも左側がより多く研磨されることになる。

その結果、図６および図７の下図に示すように、研磨工具１０と被加工物Ｏとの回転方向の関係性が切り替わる第一の位置において、研磨後の形状が盛り上がってしまう不具合が発生する。一般的な非球面研磨技術では、研磨工具１０の滞留時間を延ばすことにより、このような盛り上がり形状を修正するが、本発明の第一の位置で発生する盛り上がり形状は、工程３および工程６における研磨工具１０と被加工物Ｏとの相対回転速度差が原因となって形成されるものであるため、研磨工具１０の滞留時間の制御では修正することができない。

このような理由から、工程５では、上記の相対回転速度差を排除するために、研磨工具１０の回転を一旦停止させ、被加工物Ｏの回転のみで第一の位置の研磨を行う。これにより、工程３と工程６とが切り替わる第一の位置で発生した盛り上がり形状を除去することが可能となる。

（工程６）
工程６では、図８に示すように、研磨工具１０と被加工物Ｏを接触させたまま、被加工物Ｏの回転方向に対して研磨工具１０を同方向に回転させる。工程６において、研磨工具１０と被加工物Ｏとを接触させたままにする理由は、仮に研磨工具１０と被加工物Ｏとを離してしまうと、所定の位置〜第一の位置の研磨面と、第一の位置〜第二の位置の研磨面とが不連続となり、被加工物Ｏの表面にうねり等の悪影響が生じるおそれがあるためである。なお、本実施の形態では、工程６および工程７における研磨工具１０の回転方向であって、第一の方向とは逆の回転方向のことを、「第二の方向」と定義する。

（工程７）
工程７では、図９に示すように、被加工物Ｏの回転方向に対して研磨工具１０を同方向に回転させながら、第二の位置まで被加工物Ｏを研磨する。ここで、前記した工程１〜工程３のように、被加工物Ｏの回転方向に対して研磨工具１０を逆方向に回転させながら中心部Ｏ２周辺を研磨した場合、研磨工具１０の外周縁（角部）による中心部Ｏ２周辺の研磨除去量が多くなる。そのため、例えば図１０に示すように、研磨後の形状が凹凸を有する形状（Ｗ形状）となってしまう。

一方、被加工物Ｏの回転方向に対して研磨工具１０を同方向に回転させながら中心部Ｏ２周辺を研磨した場合、被加工物Ｏの回転数と研磨工具１０の回転数とが同じであると、相対回転速度差がなくなってしまい、被加工物Ｏの中心部Ｏ２が全く研磨されなくなる。

そこで、工程７では、図９に示すように、被加工物Ｏに対して研磨工具１０を法線接触させるのではなく、被加工物Ｏの法線方向に対して、研磨工具１０を、当該研磨工具１０の進行方向の側に所定角度傾斜させて接触させる。これにより、研磨工具１０の外周縁（角部）を被加工物Ｏの中心部Ｏ２に接触させて研磨する。被加工物Ｏに対して研磨工具１０をこのように接触させた場合、被加工物Ｏに対する研磨工具１０の接触部Ｃｔは、円形状ではなく、第二の三日月形状となる。なお、法線方向に対する研磨工具１０の傾斜角度は予め実験的に求めておく。予め行った実験結果によっては、研磨工具１０を傾斜させることなく、法線接触で研磨する場合もある。

なお、工程７では、被加工物Ｏの回転数と研磨工具１０の回転数とが同じであってもよく、あるいは異なっていてもよい。また、工程７では、第二の位置まで研磨工具１０を走査しているが、例えば被加工物Ｏを回転させた際に当該被加工物Ｏの軸心が触れている場合や、第二の位置までの研磨では被加工物Ｏの中心部Ｏ２に盛り上がり形状が形成されてしまう場合は、研磨工具１０における進行方向側の外周縁が、被加工物Ｏの中心部Ｏ２を多少通り過ぎた位置まで研磨工具１０を走査してもよい。

以上説明したような本実施の形態に係る研磨方法および光学素子の製造方法によれば、被加工物Ｏの外周側の所定の位置から第一の位置まで、被加工物Ｏの回転方向に対して研磨工具１０を逆方向に回転させながら当該被加工物Ｏを研磨し、その後、第一の位置から第二の位置まで、被加工物Ｏの回転方向に対して研磨工具１０を同方向に回転させながら被加工物Ｏを研磨することにより、中心部Ｏ２を含む被加工物Ｏの研磨加工面の全域を均一に研磨することができる。また、本実施の形態に係る研磨方法および光学素子の製造方法によれば、ヘソと呼ばれる凹部または凸部を発生させることなく光学素子を研磨することができる。

また、本実施の形態に係る研磨方法および光学素子の製造方法によれば、研磨加工面の一部に曲率半径の小さな凹部Ｏ１を有する被加工物Ｏであっても、当該凹部Ｏ１を含む被加工物Ｏの研磨加工面の全域を均一に研磨することができる。そして、前記したプレストンの経験則（上記式（１）参照）に基づいて、各工程における研磨工具１０の滞留時間を制御することにより、被加工物Ｏの形状を修正することが可能となる。

以上、本発明に係る研磨方法および光学素子の製造方法について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

例えば、前記した研磨方法および光学素子の製造方法では、図１に示すように、外周側に凹部Ｏ１を有する被加工物Ｏを研磨の対象としたが、外周側に凹部Ｏ１を有しない被加工物Ｏであっても、前記した工程１〜工程７を実施することにより、当該被加工物Ｏの研磨加工面の全域を均一に研磨することができる。なおこの場合、工程１，７において、研磨工具１０を傾斜させる必要がない場合もあり、この場合には、被加工物Ｏに対して研磨工具１０を法線接触させながら研磨する。

また、前記した研磨方法および光学素子の製造方法では、工程１〜３において、被加工物Ｏを反時計回り、研磨工具１０を時計回りに回転させ、工程６，７において、被加工物Ｏおよび研磨工具１０を反時計回りに回転させていたが、これらの回転方向は反対でもよい。例えば、工程１〜３において、被加工物Ｏを時計回り、研磨工具１０を反時計回りに回転させ、工程６，７において、被加工物Ｏおよび研磨工具１０を時計回りに回転させてもよい。

１０ 研磨工具
１１ 工具本体
１２ 弾性体
１３ 研磨シート
Ｏ 被加工物
Ｏ１ 凹部
Ｏ２ 中心部

Claims (7)

1. 回転軸の一端に固定された研磨工具を回転対称形状の被加工物の径方向に走査し、前記被加工物の外周側の所定の位置から、前記研磨工具における進行方向側の外周縁が前記被加工物の中心部よりも手前に位置する第一の位置まで、前記研磨工具を第一の方向に回転させながら、前記研磨工具を前記被加工物の表面に当接させることにより、前記被加工物を研磨し、
   前記第一の位置から、前記研磨工具における進行方向側の外周縁が前記被加工物の中心部に位置する第二の位置まで、前記研磨工具を前記第一の方向とは逆の第二の方向に回転させながら、前記研磨工具を前記被加工物の表面に当接させることにより、前記被加工物を研磨する、
   研磨方法。
2. 回転軸の一端に固定された研磨工具を回転対称形状の被加工物の径方向に走査し、前記被加工物の外周側の所定の位置から、前記研磨工具における進行方向側の外周縁が前記被加工物の中心部よりも手前に位置する第一の位置まで、前記被加工物の回転方向に対して前記研磨工具を逆方向に回転させながら、前記研磨工具を前記被加工物の表面に当接させることにより、前記被加工物を研磨し、
   前記第一の位置から、前記研磨工具における進行方向側の外周縁が前記被加工物の中心部に位置する第二の位置まで、前記被加工物の回転方向に対して前記研磨工具を同方向に回転させながら、前記研磨工具を前記被加工物の表面に当接させることにより、前記被加工物を研磨する、
   請求項１に記載の研磨方法。
3. 前記第二の位置を前記被加工物の研磨終了位置とする請求項１または請求項２に記載の研磨方法。
4. 前記所定の位置から前記第一の位置まで前記被加工物を研磨した後、
   前記第一の位置において、前記研磨工具を揺動させながら、前記被加工物のみを回転させることにより、前記被加工物を研磨する、
   請求項２または請求項３に記載の研磨方法。
5. 前記所定の位置から前記第一の位置まで前記被加工物を研磨した後、
   前記第一の位置において、前記研磨工具と前記被加工物とを接触させたまま、前記研磨工具の回転を停止させ、
   前記第一の位置において、前記研磨工具を揺動させながら、前記被加工物のみを回転させることにより、前記被加工物を研磨する、
   請求項４に記載の研磨方法。
6. 前記第一の位置から前記第二の位置まで前記被加工物を研磨する際に、前記研磨工具と前記被加工物とを接触させたまま、前記被加工物の回転方向に対して前記研磨工具を同方向に回転させる請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の研磨方法。
7. 加熱溶融したフツリン酸系ガラス素材からなる成形素材を一対の金型によって押圧して回転対象形状の光学素子を成形する工程と、
   前記光学素子を加熱して光学素子内の歪を除去する成形後アニール工程と、
   回転軸の一端に固定された研磨工具を前記光学素子の径方向に走査し、前記研磨工具における進行方向側の外周縁が前記光学素子の中心部よりも手前に位置する第一の位置まで、前記光学素子の回転方向に対して前記研磨工具を逆方向に回転させながら、前記研磨工具を前記光学素子の表面に当接させることにより、前記成形後アニール工程により前記光学素子に形成された変質層を研磨し、
   前記第一の位置から、前記研磨工具における進行方向側の外周縁が前記光学素子の中心部に位置する第二の位置まで、前記光学素子の回転方向に対して前記研磨工具を同方向に回転させながら、前記研磨工具を前記光学素子の表面に当接させることにより、前記変質層を研磨する、
   光学素子の製造方法。

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