JP3787457B2

JP3787457B2 - Polishing tool

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Publication number: JP3787457B2
Application number: JP12791699A
Authority: JP
Inventors: 要古川; 政一佐藤; 憲久斎藤; 学安藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-05-10
Filing date: 1999-05-10
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2019-05-10
Also published as: JP2000317797A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズやミラー等の光学素子を研磨する研磨装置に使用される研磨工具に関し、特に、光学素子の非球面形状を研磨する際に使用される被加工面よりも小径の研磨工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
球面形状や非球面形状をもつレンズやミラー等の光学素子の表面を精密に仕上げるための研磨加工においては、光学素子の仕上げ面の表面粗さの向上や、光学素子の性能を著しく低下させる小周期のうねり（リップル）の平滑化を目的として、ポリシャにピッチを材料とした研磨工具が多く使われている。
【０００３】
これらの光学素子の非球面形状を研磨するための従来の研磨工具は、図２０に図示するように構成されており、研磨面に複数の凸部を有するピッチを用いたポリシャ１０２は、工具基台（工具シャンク）１０４に支持されたゴム等の弾性体１０３に直接貼り付けられている。この弾性体１０３は、研磨工具１０１のポリシャ１０２が非球面形状のどの場所にも追従しうるようにするためのものであり、また、非球面上の小周期のうねり（リップル）を平滑化する目的で使用する研磨工具は、被加工物の被加工面よりも小径に形成されたものが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
非球面量が大きな光学素子を研磨する場合、被加工面は場所ごとに曲率が大きく変わるため、工具形状の必要変形量が大きくなるけれども、従来の研磨工具においては、ポリシャは、弾性体に一体的に形成され、しかも弾性体の表面を全面覆っているため、ポリシャが硬い場合には、ポリシャの変形量が規制され、弾性体も自由に動くことができず、大きな変形量を確保することが困難であった。すなわち、必要変形量が大きくなると、変形量に対して工具が剛性的に強く、被加工面の非球面形状によっては、面の形状に倣って変形することができず、工具内の接触状態が場所により不均一になり、工具内の圧力分布が被加工面の場所によって異なることになり、研磨後の形状を劣化させるという欠点があった。
【０００５】
このために、研磨工具のポリシャ面を非球面形状に確実に倣わせるためには、ゴム等の弾性体の硬度を下げるか、あるいは、より変形を大きくしうるように弾性体の厚みを厚くする必要がある。
【０００６】
しかし、ポリシャのバックアップとなる弾性体の硬度が低くなるにしたがって被加工面上の小周期のうねりが平滑化しにくくなるという事実がある。すなわち、平滑化したいうねり頂部に対して、工具が均一に接触しない現象が発生し、うねりの平滑化能率が悪いという欠点が生じる。また、非球面の形状変化に追従させるために、工具径を小さくするということが考えられるが、工具径を小さくすればするほど、うねりの平滑化能率が低下し、研磨時間が大幅に長くなるという欠点があるとともに、平滑化したいうねりの周期によっては、うねりを平滑化することができなくなる。すなわち、効率良くうねりを平滑化するためには、あまり工具径を小さくすることはできない。
【０００７】
また、従来の研磨工具において用いられているピッチを材料としたポリシャは脆く、割れが発生しやすいという欠点をもっており、特に、前述した従来の研磨工具のような構成においては、ピッチポリシャはゴム等の弾性体に直接貼り付けられているために、研磨時の運動による弾性体の変形でピッチポリシャに応力が作用し、研磨中にポリシャが破壊してしまうという問題点がある。この現象は、特に、研磨時の横方向（工具運動方向）の動き、すなわちせん断方向の応力による影響が大きい。
【０００８】
このような横方向の変形を少なくするために、弾性体の硬度を上げるか、あるいは、弾性体の変形や歪みを少なくするために、弾性体の厚みを薄くするなどの対策も考えられるが、この場合には、前述したように、弾性体の変形量が少なくなるためにポリシャを被加工物の非球面形状に追従させ倣わせることが困難になる。
【０００９】
このように非球面形状を研磨する際には、研磨工具の弾性体部分は相矛盾する特性を満足しなければならない。
【００１０】
そこで、本発明は、上記のような従来技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、曲率変化の大きい非球面形状の研磨に際して、ポリシャの割れや破損を生じさせることなく、被加工面の曲率変化に追従することができかつ小周期のうねりの平滑化を効率良く行なうことができる研磨工具を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の研磨工具は、ポリシャと、該ポリシャを保持する弾性体と、前記ポリシャを保持する前記弾性体を取り付ける円柱状の工具基台を備えた研磨工具において、前記ポリシャと前記弾性体との間に面に垂直方向には変形可能であるが面と同方向には変形し難い剛性を有する格子状の板状部材が介在されており、前記ポリシャは複数の独立したポリシャ小片で構成されているとともに前記弾性体は複数の独立した弾性部片で構成され、前記各ポリシャ小片と前記各弾性部片とは前記格子状の板状部材を間に挟んで相対する部位にそれぞれ取り付けられており、隣り合う前記弾性部片の間には、荷重方向に対し直角方向に倒れ防止用の倒れ防止壁が設けられていること、を特徴とする。
【００１２】
【作用】
本発明の研磨工具によれば、曲率変化が大きな非球面などの被加工面を研磨する場合において、ポリシャ研磨面は、曲率が大きく変化する被加工面であっても被加工面の形状にスムーズに追従することができ、ポリシャ研磨面全面が被加工面に均一に当たり、形状劣化を生じることなく、被加工面全面を均一に研磨することができる。さらに、ポリシャ研磨面は、小周期のうねりの凹凸形状に追従することなく、うねりを効率良く平滑化することができ、レンズやミラー等の光学素子の非球面形状を高精度に研磨することができる。特に、工具径をうねりの周期の２倍以上とすることにより、うねりを容易にかつより効率良く平滑化することが可能となる。
【００１３】
また、ポリシャを複数の独立したポリシャ小片で構成するとともに弾性体も同様に複数の独立した弾性部片で構成し、これらを面に垂直方向には容易に変形可能であるが、面と同方向には変形し難い剛性を有する格子状の板状部材に取り付けることにより、ポリシャ研磨面の変形量を大きくすることができ、被加工面の大きな形状変化に対しても速やかにスムーズに追従することができる。このため、ポリシャ研磨面は、被加工面の形状に倣って変形するため、被加工面に全面均一に当たり、均一な研磨を行なうことができ、また、研磨による形状変化を起こすこともなく、さらに、うねりも効率良く平滑化することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は第１の参考例の研磨工具の断面図であり、図２は第１の参考例の研磨工具に用いる板ばね部分の平面図であり、図３は第１の参考例の研磨工具の変形例を示す断面図である。
【００１６】
本参考例の研磨工具１は、図１に図示するように、ポリシャ２、薄い板状部材３、弾性体４および工具基台（工具シャンク）５から構成され、工具基台５は、金属等で、被加工物の被加工面に対して十分小さい径を有する円柱状に形成され、工具径をφ２０ｍｍとする。工具基台５の被加工物と対向する面には、厚みが２ｍｍのポリクロロプレンゴムからなる弾性体４、さらに、薄い板状部材としての厚さが約０．０５ｍｍ程度の板ばね状の金属板（以下、単に板ばねともいう。）３、厚さが０．５ｍｍのピッチで形成されたポリシャ２が順次貼り付けられた構成となっている。
【００１７】
薄い板状部材としての板ばね３は、図２に図示するように、中央セグメント３ａとそれを取り囲む６個の周辺セグメント３ｂとから形成され、中央セグメント３ａと６個の周辺セグメント３ｂはそれぞれ細い径方向の帯状体３ｃで連結され、また、６個の周辺セグメント３ｂは隣接する周辺セグメント同士がそれぞれ細い周方向の帯状体３ｄにより連結されている。これらの中央セグメント３ａと周辺セグメント３ｂ、および径方向帯状体３ｃと周方向帯状体３ｄは、φ２０ｍｍの一枚の薄板をエッチング加工することによって作製される。板ばね３は、このような形状により、垂直方向（板ばね面に対して直角方向）およびねじれには容易に変形可能であるが、横方向（板ばね面と同じ方向）および円周方向には変形しにくい構造になっている。また、板ばね３の材質としては、ＳＵＳ、ばね鋼、またはリン青銅等を用いることができ、その厚みは約０．０３〜０．２ｍｍが望ましい。
【００１８】
ポリシャ２を構成するピッチは、複数の凸部からなる形状パターンを有するポリシャであって、凸パターンに応じた転写板を転写型と工具の間に挟み、ピッチを取り付ける工具基台に合わせ、ピッチをその軟化温度に加熱し工具基台５側にピッチを転写し形成される。この際、工具基台５側には予めゴム等の弾性体４が焼き付けられており、さらに、弾性体４の上に図２に図示するような形状の板ばね３が接着剤によって貼り付けられている。より接着の信頼性を向上するために、この板ばね３のピッチ成形面には予め溶剤に溶かした液体状のピッチを一様に塗布し、その上にピッチを転写成形してもよい。
【００１９】
本参考例の研磨工具１は、以上のように構成されており、ポリシャ２と弾性体４との間に、軸方向（工具を被研磨面に押し付ける方向）には柔軟で、横方向（研磨の運動方向）には強度（剛性）をもつ薄い板状部材としての板ばね（金属板）３を介在させることにより、研磨中にせん断力によってピッチポリシャが破壊するという恐れもなく、かつ曲率が大きく変化する非球面などを研磨するときでもポリシャを一様に被加工面に接触させることが可能となる。
【００２０】
すなわち、図４の（ａ）および（ｂ）に図示するように、被加工面Ｌの形状が非球面であって、研磨する場所において部分的に曲率が変化している被加工面Ｌを本参考例の研磨工具１を用いて研磨する場合において、板ばね３は軸方向にほとんど剛性がないために、ポリシャを弾性体に直接形成した場合と変わりなく、弾性体４が充分な役目を果たして軽い荷重でも被加工面の形状に沿って変形する。これにより、ポリシャ研磨面は、曲率が変化する被加工面Ｌであっても被加工面Ｌの形状にスムーズに追従することができ、ポリシャ研磨面全面が被加工面Ｌに均一に当たり、全面を均一に研磨することができる。これによって、被加工面Ｌの曲率が場所によって異なるような面を研磨しても、研磨後の形状精度を高精度に仕上げることができる。また、図４の（ｃ）に図示するように、工具径Ｄの１／２以下の周期（ピッチ）Ｐをもつうねり（リップル）に対しては、ポリシャ２は、板状部材としての板ばね３と弾性体４との作用により、うねりの凹凸形状に追従することなく、うねりを平滑化することができる。
【００２１】
実際の研磨に際しては、研磨工具を、図示しない揺動機構により揺動運動させながら、図５に図示するような走査軌跡により、被加工面Ｌ上を全面走査させることによって均一な除去を行なった。ここで、研磨工具の運動は、公転運動でも同じ結果が得られた。また、ポリシャの接触面全面の研磨速度が一定となるように、研磨工具の公転と自転運動と組み合わせて研磨することも可能である。
【００２２】
このように研磨を行なう際に、被加工面Ｌとポリシャ（ピッチ）との間に相対速度が生じ、それに伴なってせん断力が発生し、このせん断力によって前述のポリクロロプレンゴムからなる弾性体３は横方向に大きく変形する。しかし、ピッチからなるポリシャ２と弾性体４との境界部分には板ばね３が介在し、この板ばね３がポリシャ２を変形させようとする力を保持する。このためにポリシャ２が大きく変形することがなく、ポリシャ（ピッチ）２の割れを防止することができる。
【００２３】
また、前述した参考例における薄い板状部材としての板ばね３に代えて、図３に図示するように、厚み０．２ｍｍ〜１ｍｍ程度のポリウレタン発泡シート３ｘを用いることもできる。研磨加工時に生じる横方向のせん断力をポリウレタン発泡シート３ｘの引っ張り強度にて受けるようにするものである。
【００２４】
この変形例の場合においても、工具基台５側に予めゴム等の弾性体４が焼き付けられており、その上にφ２０ｍｍで厚み０．５ｍｍのポリウレタン発泡シート３ｘが接着剤によって貼り付けられる。そして、その後に前述した参考例と同様にポリシャ２が形成される。
【００２５】
なお、ポリシャ２と弾性体４との間に介在させる板状部材３ｘとしては、ポリウレタン発泡シートに限定されるものではなく、それに相当するような特性（引っ張り強度、柔軟性、接着剤およびピッチとの相性）をもつものであれば、その他のものでもよい。
【００２６】
以上のように図１および図３に図示する参考例においては、研磨工具のピッチと弾性体の間に、軸方向（工具を被研磨面に押し付ける方向）には柔軟で、横方向（研磨の運動方向）には強度（剛性）をもつ板ばね、あるいはシートを挟み込んだ構成であるので、研磨中にせん断力によってポリシャが破壊されるという恐れもなく、そして、ローカル的に曲率が変化している非球面形状の被加工物を研磨する場合にも、前述したように、被加工面の非球面形状にスムーズに追従して沿わせることができ、被加工面を均一に研磨することができ、さらに、工具径の１／２以下の周期（ピッチ）をもつうねりに対して、ポリシャ研磨面は、うねりの凹凸形状に追従することなく、うねりを平滑化することができる。
【００２７】
次に、第２の参考例の研磨工具について、図６ないし図９を参照して説明する。
【００２８】
図６の（ａ）は第２の参考例の研磨工具の断面図であり、同（ｂ）は同研磨工具におけるポリシャの端面図であり、図７の（ａ）および（ｂ）は本発明の第２の参考例の研磨工具に用いることができる板状部材の平面図であり、図８の（ａ）は本発明の第２の参考例の研磨工具の変形例を示す断面図であり、同（ｂ）は同研磨工具のポリシャの端面図である。
【００２９】
図６の（ａ）および（ｂ）において、本参考例の研磨工具１１は、ポリシャ１２、薄い板状部材（板ばね等の金属板）１３、弾性体１４および工具基台（工具シャンク）１５から構成され、工具基台１５は、金属等の磁性体で、被加工物の被加工面に対して十分小さい径を有する円柱状に形成され、さらに、被加工面上の除去したいうねりの周期（ピッチ）の２倍以上の径を有することが好ましく（図９の（ｃ）参照）、例えば、うねりの周期が１０ｍｍであるような場合には、工具径をφ２０ｍｍ以上とする。
【００３０】
本参考例の研磨工具に使用されるポリシャ１２には、厚みが０．５ｍｍ〜１ｍｍに形成されたピッチを使用し、このポリシャ１２は、図６の（ｂ）に図示するように、円周方向に独立した複数のポリシャ小片１２ａ、すなわち、中央部から放射状に延びる複数の線により分離された形状に相当する６個に分割配置されたポリシャ小片１２ａから構成されている。そして、厚みが３ｍｍのポリクロロプレンゴムからなる弾性体１４もポリシャ１２と同様に分割配置された６個の弾性部片１４ａ（図示しない）に形成されている。
【００３１】
ポリシャ１２と弾性体１４との間に挟みこまれる板状部材としての板ばね１３は、厚さが０．０５ｍｍ程度のＳＵＳの板ばねが使用される。複数個に分割されたポリシャ小片１２ａおよび弾性部片１４ａは、この板ばね１３により、それぞれ完全に独立して動くのではなく、ポリシャが一体であるようにすなわち一つの工具として作用するように構成している。
【００３２】
以上のように構成された本参考例においては、ポリシャ１２および弾性体１４を複数に分割することにより、従来の研磨工具に比べて変形量を大きくすることができ、図９の（ａ）および（ｂ）に図示するように、ポリシャ研磨面は、曲率の異なる被加工面であっても被加工面の形状にスムーズに追従できるようになる。そして、複数のポリシャ小片１２ａおよび弾性部片１４ａを板ばね１３で連結することにより、複数のポリシャ小片１２ａは、それぞれが個々に独立して動くことがなく、複数のポリシャ小片１２ａが一体となって作用する。このため、工具径Ｄの１／２以下の周期（ピッチ）Ｐをもつうねりに対しては、図９の（ｃ）に図示するように、ポリシャ１２が一体的にうねりに作用することとなり、ポリシャ１２が一体の従来例に比べてもうねりの平滑化能率を低下することなく、うねりを平滑化することができる。このように、非球面量が大きく被加工面の曲率が場所によって大きく変化する面を研磨する場合でも、形状変化がなく、さらに、うねりを平滑化することができる。
【００３３】
また、ポリシャ１２の材質としては、ピッチの他に、発泡ウレタンゴムやシリコンゴムを用いることもでき、弾性体としては、ポリクロロプレンゴム、シリコンゴムなどのほかスポンジ状のゴムを用いることができる。
【００３４】
また、板状部材としての板ばね１３の材質としては、ＳＵＳ、ばね鋼、リン青銅等を用いることができ、図７の（ａ）あるいは同（ｂ）に図示するように、形状の変化量に対して十分変化できる形状とすることも可能である。
【００３５】
すなわち、板ばね１３は、図７の（ａ）あるいは同（ｂ）に図示するように、分離された複数のポリシャ小片１２ａに対応するように６個のセグメント１３ａに区分され、これらのセグメント１３ａは、中央部に設けられた貫通穴１３ｂとポリシャ小片や弾性部片が位置しない部分に対応する部分に貫通穴１３ｂからそれぞれ放射状に延びる複数のスリット１３ｃとによって分割され、図７の（ａ）に図示する板ばね１３の各セグメント１３ａは、その中央部の貫通穴１３ｂの周りとスリット１３ｃの端部に位置する外周部において連結されており、同（ｂ）に図示する板ばね１３の各セグメント１３ａは、中央部の貫通穴１３ｂから放射状に形成されたスリット１３ｃの中間部の一部で互いに連結されるように形成されている。板ばね１３は、このような形状とすることにより、垂直方向（板ばね面に対して直角方向）には容易に変形可能であるが、横方向（板ばね面と同じ方向）には変形しにくい構造となり、被加工面の大きな形状変化に対しても速やかにスムーズに追従することを可能にする。
【００３６】
また、ポリシャの形状は、図８の（ａ）および（ｂ）に図示するように構成することもできる。すなわち、円周方向に分離するとともに径方向にも分離し、独立したポリシャ小片１２ｘａの個数を多くして、非球面の大きな形状変化にもさらにスムーズに追従することができるようになる。このとき、ポリシャ１２ｘの大きさは前述した例と同様にうねりの周期の２倍程度の径とし、φ２０ｍｍとした。また、弾性体１４ｘも、ポリシャ小片１２ｘａと同形状に分離し、板ばね１３ｘにおいても、ポリシャ１２ｘのポリシャ小片１２ｘａと同様のセグメントに分割することができる。
【００３７】
以上のように構成した研磨工具を用いた実際の研磨に際しては、図５に図示すると同様に、研磨工具が、図示しない揺動機構により揺動運動しながら、被加工面上を全面走査することによって均一な除去を行った。
【００３８】
以上のように、図６ないし図９に図示する本参考例の研磨工具においては、ミラーやレンズ等の被加工面よりも小径とし、円柱形状の工具基台１５上に複数の独立した弾性部片からなる弾性体１４，１４ｘを有し、該弾性体１４，１４ｘ上に円板状の板状部材としての板ばね１３、１３ｘと、板ばね１３、１３ｘ上に弾性体１４，１４ｘの位置に対応した複数の独立したポリシャ小片１２ａ、１２ｘａからなるポリシャ１２、１２ｘを有する。このため、研磨工具１１により被加工面を研磨する際に、非球面量が大きく場所によって曲率変化が大きな被加工面を研磨する場合においても、ポリシャ研磨面は、被加工面の形状に倣って変形する。その結果、被加工面に全面均一に当たり、均一な研磨を行なうことができ、また、研磨による形状変化を起こすこともない。さらに、被加工面上の除去したいうねりの周期の２倍以上の径を有する工具により、目的とする工具径の１／２以下のうねりを平滑化することができる。すなわち、本参考例の研磨工具によれば、非球面レンズなどの光学素子を精度良く研磨することが可能となる。
【００３９】
次に、本発明の第１の実施例の研磨工具について、図１０ないし図１５を参照して参考例とともに説明する。
【００４０】
図１０の（ａ）は第３の参考例の研磨工具の断面図であり、同（ｂ）は同研磨工具の下面図である。
【００４１】
図１０の（ａ）および（ｂ）において、本参考例の研磨工具２１は、独立した複数のポリシャ小片２２ａからなるポリシャ２２、複数のポリシャ小片２２ａをそれぞれ保持する複数の保持部分２３ａとこれらの複数の保持部分２３ａを縦横に連結する格子状の連結部分２３ｂからなる板状部材２３、独立した複数の弾性部片２４ａからなる弾性体２４および工具基台（工具シャンク）２５から構成されている。工具基台２５は、好ましくは金属等の磁性体で構成され、被加工物の被加工面に対して十分小さい径を有する円柱状に形成され、工具径をφ３０ｍｍとする。
【００４２】
本参考例の研磨工具におけるポリシャ２２を構成するポリシャ小片２２ａとしては、径がφ４ｍｍで厚みが０．５ｍｍ〜１ｍｍの円柱形状に形成されたピッチを使用し、これらのポリシャ小片２２ａは、板状部材２３の保持部分２３ａ上にそれぞれ貼着され、格子状に整列される。なお、ポリシャ２２を構成するポリシャ小片２２ａの材質には、ピッチの他に発泡ポリウレタンなどを用いることもできる。
【００４３】
ポリシャ小片２２ａを保持する板状部材２３は、厚みが０．０５ｍｍのＳＵＳ、ばね鋼あるいはリン青銅等の板ばねによって形成され、複数のポリシャ小片２２ａをそれぞれ保持する複数の保持部分２３ａとこれらの保持部分２３ａを縦横に連結する網目状の連結部分２３ｂとから構成されており、格子状に形成されている。
【００４４】
また、弾性体２４を構成する複数の弾性部片２４ａは、厚みが３ｍｍのポリクロロプレンゴム、シリコンゴムあるいはスポンジ状のゴム等で構成され、ポリシャ小片２２ａと同様の形状で径がφ４ｍｍ程度に形成されて、板状部材２３を挟んでポリシャ小片２２ａに対応する位置にそれぞれ取り付けられ、そして、それぞれ工具基台２５に貼着されている。
【００４５】
このように、複数のポリシャ小片２２ａからなるポリシャ２２と複数の弾性部片２４ａからなる弾性体２４は、それらの間に挟みこまれる格子状の板状部材２３にそれぞれ貼着された状態で、工具基台２５に取り付けられている。したがって、複数個に分割されたポリシャ小片２２ａは、それぞれ完全に独立して動くことなく、複数のポリシャ小片２２ａは一体のポリシャであるように、すなわち一つのφ３０ｍｍの工具として作用するように構成されている。
【００４６】
以上のように構成された本参考例の研磨工具２１においては、ポリシャ２２および弾性体２３を複数に分割することにより、従来の研磨工具に比べて変形量を大きくすることができ、ポリシャ研磨面は、図１１に図示するように、曲率が大きく異なる被加工面Ｌであっても被加工面Ｌの形状にスムーズに追従できるようになる。すなわち、非球面量が大きく被加工面の曲率が場所によって大きく変化する面を研磨する場合でも、ポリシャ研磨面が被加工面全面に均一に当たり、ポリシャ研磨面内の圧力分布を一様にすることができ、研磨後の形状変化が少なく、精度良く研磨することが可能となる。そして、複数のポリシャ小片２２ａおよび弾性部片２３ａを、格子状の板状部材２３により連結することにより、複数のポリシャ小片２２ａが独立して個々に動くことがなく、複数のポリシャ小片２２ａが一体となってφ３０ｍｍの工具として作用するために、工具径の１／２以下、すなわち１５ｍｍ以下の周期（ピッチ）をもつうねりに対しては、ポリシャ２２が一体的にうねりに作用することとなり、ポリシャが一体の従来の研磨工具に比べても、うねりの平滑化能率を低下することなく、うねりを効率よく平滑化することができる。
【００４７】
本参考例における研磨工具を用いた実際の研磨に際しては、図５に図示すると同様に、研磨工具が、図示しない揺動機構により揺動運動させながら、被加工面上を全面走査することによって均一な除去を行った。
【００４８】
本発明の第１の実施例の研磨工具を図１２に示す。本実施例の研磨工具は、弾性体２４を構成する複数の弾性部片２４ａが研磨荷重方向のみに動くように、すなわち、横方向の動きを規制するように、隣り合う弾性部片２４ａの間に倒れ防止壁２６を工具基台２５上に設けている。なお、その他の構成は、図１０に図示する第３の参考例と同様であり、同一部材には同一の符号を付してある。
【００４９】
これらの倒れ防止壁２６は、弾性部片２４ａの荷重方向に対し直角方向の動きを規制する。これにより、研磨加工時の研磨圧力を横方向に逃がすことがなく、研磨圧力を被加工面に効率よく作用させることができる。
【００５０】
さらに、図１３に図示するように、弾性体２４を構成する複数の弾性部片として、コイルばね２４ｘを用いることもできる。この例では、定常状態での長さが３ｍｍのコイルばね２４ｘを用いた。なお、その他の構成は、図１０に図示する第３の参考例と同様であり、同一部材には同一の符号を付してある。
【００５１】
さらに、弾性体の変形例として、図１４に示すようなシリンダ手段とすることもできる。すなわち、工具シャンク２５ｘにおいて、その表面に穿設した複数のシリンダ穴２７に連通する圧力室２８を形成し、複数個のシリンダ穴２７には個々に独立して移動可能な可動体２９をそれぞれ挿入してあり、圧力室２８に加圧エアーを導入することにより、可動体２９は図中下方向に加圧されている。これらの可動体２９は、前述した実施例と同様に配置された格子状の板状部材２３およびポリシャ小片２２ａにそれぞれ対応して配列されており、各可動体２９は、前述した実施例の弾性部片２４ａや２４ｘと同様の機能をする。
【００５２】
また、板状部材２３の変形例として、図１５に図示するように、ポリシャ２２を構成するポリシャ小片２２ａを保持する保持部分２３ｘａの厚さを他の連結部分２３ｘｂよりも厚く形成した格子状の板状部材２３ｘとすることができる。例えば、ポリシャ小片２２ａの保持部分２３ｘａの厚みを０．１ｍｍとし、その他の連結部分２３ｘｂの厚みを０．０５ｍｍとした。このように、ポリシャ小片２２ａを保持する保持部分２３ｘａを他の部分２３ｘｂより厚くすることにより、個々のポリシャ小片２２ａ部分の剛性を強くすることができ、うねり等の平滑化が容易にできるようになる。また、他の連結部分２３ｘｂは薄いために、大きな非球面の形状にはスムーズに倣うことができることは云うまでもない。
【００５３】
以上のように、図１０、図１２ないし図１５に図示する実施例およびその変形例においては、ミラーやレンズ等の被加工面を該被加工面よりも小径の研磨工具を用いて研磨する際に、特に非球面量が大きく場所による曲率変化が大きな形状を研磨する際に、円板形状の工具基台上に複数の独立した弾性部片からなる弾性体と複数の独立したポリシャ小片からなるポリシャを有し、これらの弾性部片とポリシャ小片との間に格子状の板状部材を介在させた構成とした工具により、非球面量が大きな被加工物を研磨する場合においても、被加工面の形状に倣って変形するため、研磨工具全面が被加工面に均一に当たり、均一な研磨を行なうことができ、研磨による形状変化を起こすこともない。
【００５４】
また、研磨工具を、非球面上の除去したいうねりの周期の２倍以上の工具径に設定することにより、非球面量が大きくても、形状に追従することができるため、効率よくうねりを平滑化することができる。すなわち、本実施例の研磨工具によれば、非球面レンズなどの光学素子を精度良く研磨することが可能となる。
【００５５】
次に、第４の参考例の研磨工具について、図１６および図１７を参照して説明する。
【００５６】
図１６において、本参考例の研磨工具３１は、ポリシャとしてのピッチ３２、輪帯状の弾性体３４および工具基台３５から構成され、工具基台３５は、被加工物の被加工面に対して小さい径を有する円柱状で好ましくは金属等の磁性体で構成され、工具径はφ２０ｍｍとする。工具基台３５の被加工物と対向する面の中央部には工具基台３５の外径と同心円状で、径φ１０ｍｍ、高さ２ｍｍの突出部３６が設けられている。輪帯状の弾性体３４は、工具基台３５の突出部３６に嵌合するように取り付けられ、突出部３６の突き出し量よりも少なくとも１ｍｍ以上厚く、その厚みが約３ｍｍで、ＪＩＳ硬度１５〜３０程度のポリクロロプレンゴムまたは樹脂により構成され、この弾性体３４上には、厚みが０．５ｍｍ〜１ｍｍの（ピッチ）ポリシャ３２が成形されている。
【００５７】
このポリシャ３２は、例えば、複数の凸部からなる形状パターンを有するものであって、凸パターンに応じた転写板を転写型と工具の間に挟み、ピッチを取り付ける工具基台３５に合わせ、ピッチをその軟化温度に加熱し工具基台３５側にピッチを転写して成形される。この際、工具基台３５側には予めゴム等の弾性体３４が焼き付けられている。
【００５８】
以上のように構成される本参考例の研磨工具３１は、工具の押し付け方向（研磨面に対して直角方向）には、輪帯状の硬度の低い弾性体３４を介在させていることにより容易に変形可能であり、横方向（研磨面に対して水平方向、すなわち研磨の運動方向）に対しては、輪帯状の弾性体３４は工具基台３５中央の突出部３６によりその変形が規制されるために、変形しにくく、横方向の変形量は少ない。
【００５９】
したがって、被加工面の形状が非球面であって、研磨する場所において部分的に曲率が変化している被加工物を研磨する場合に、ポリシャ３２の研磨面は、硬度の低い弾性体３４が充分な役目を果たし、軽荷重でも被加工面の非球面形状に沿って変形するため、ポリシャ３２の研磨面全面が均一に被加工面に当たり、被加工面を均一に研磨することができる。これにより、被加工面の曲率が場所によって変化するような面を研磨しても、研磨後の形状精度を高精度に仕上げることができる。また、研磨を行なうことによって、被加工面と（ピッチ）ポリシャ研磨面との間に相対速度が生じ、それに伴なって発生するせん断力によって、ポリシャ３２と弾性体３４には横方向の力が作用する。しかし、工具基台３５の中央部に同心円状の突出部３６が設けられ、この突出部３６が輪帯状の弾性体３４の芯となることにより、弾性体３４の横方向（研磨の運動方向）の変形は少なく押さえられる。すなわち、弾性体３４に貼り付けられている（ピッチ）ポリシャ３２の横方向の変形も同様に突出部３６により押さえられる。これにより、ポリシャを構成するピッチの割れや破壊を防ぐことができる。また、ピッチを被加工面に押し付ける際には、硬度の低いゴムまたは樹脂等の弾性体を使用しているため、工具の押し付け方向には剛性が低く、前述したように、局部的に曲率が変化している被加工物を研磨する場合にも、被研磨面の非球面形状に沿ってスムーズに変形する。
【００６０】
次に、本参考例の変形例を図１７に図示する。この変形例は、弾性体の変形を規制する部材として、工具基台３５ｘの中央部ではなく外周部に沿って同心円状の環状突出部３７を工具基台３５ｘと一体的に設けるものであり、この環状突出部３７内に円板状のゴム等の弾性体３４ｘを嵌合するように工具基台３４ｘに焼き付け、その上にさらに厚み０．５〜１ｍｍの（ピッチ）ポリシャ３２ｘが成形されている。工具基台３５ｘの環状突出部３７が弾性体３４ｘを包囲する構成により、研磨によって生じる横方向のせん断力による弾性体３４ｘの変形を規制する。
【００６１】
この変形例においても、図１６に図示する第４の参考例と同様の作用を奏することができる。
【００６２】
このように、第４の参考例の研磨工具によれば、工具基台の中央部に同心円状の突出部を設け、この突出部を輪帯状の硬度の低いゴムまたは樹脂の弾性体の芯として用いることにより、あるいは、工具基台の周辺部に同心円状の環状突出部を設け、この環状突出部で円板状の硬度の低い弾性体を包囲することにより、弾性体横方向（研磨の運動方向）の変形を少なくすることができる。すなわち、軸方向（工具を被研磨面に押し付ける方向）には柔軟で横方向（研磨の運動方向）には強度をもつ構成であるので、研磨中に生じるせん断力によって、ポリシャが破壊されるという恐れがなく、かつ、曲率が変化する非球面などを研磨する時でもポリシャを一様に被加工面に接触させることが可能となる。
【００６３】
次に、第５の参考例の研磨工具について、図１８の（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。
【００６４】
図１８の（ａ）および（ｂ）において、本参考例の研磨工具４１は、小さな研磨荷重で、任意の曲率の被加工面形状に簡単にならわせることができるようにするものである。ピッチを材料とするポリシャ４２、弾性体４４および工具基台（工具シャンク）４５から構成され、工具基台４５は、好ましくは被加工物の被加工面に対して十分小さい径を有する円柱状の金属等の磁性体で形成され、工具径をφ２０ｍｍとする。工具基台４５の被加工物と対向する面には、厚みが２ｍｍでＪＩＳ硬度３０程度のポリクロロプレンゴムからなる円板状の弾性体４４が取り付けられ、この弾性体４４上に厚みが０．５ｍｍ〜１ｍｍのピッチポリシャ４２が成形されている。このピッチポリシャ４２は、弾性体４４の外周部に沿って工具径の１／５〜１／２０程度の幅、厚み０．５〜１ｍｍの輪帯状に成形される。具体的には、図１８の（ｂ）に図示するように、幅１〜２ｍｍ、厚み１ｍｍ程度の複数の帯状の凸状部片４２ａを弾性体４４の外周部にある間隔をおいて配設した形状パターンを有するポリシャとする。ピッチの成形は、例えば、このような凸状パターンに応じた転写板を転写型と工具の間に挟み、ピッチを取り付ける工具基台４５に合わせ、ピッチをその軟化温度に加熱し工具基台４５側にピッチを転写して成形される。この際、工具基台４５側には予めゴム等の弾性体４４が焼き付けられている。
【００６５】
本参考例の研磨工具４１は、以上のように構成されており、研磨時においてポリシャとして作用するのは複数の凸状部片４２ａのみであり、そして、工具の押し付け力が小さくても容易に変形可能で、被加工面の形状が非球面であって、研磨する場所において部分的に曲率が変化している被加工物を研磨する場合においても、ほぼ線接触に近い形で被加工面に当たるため、面接触する工具に比べて、ピッチポリシャ研磨面の部分的な変化ははるかに小さく抑えることができ、研磨工具の弾性体の硬度を下げる必要もなく、軽い研磨荷重でも非球面の被加工面の形状に沿って変形し、ポリシャ研磨面が均一に被加工面に当たり、全面を均一に研磨することができる。これによって、被加工面の曲率が場所によって異なる面を研磨しても、研磨後の形状精度を高精度に仕上げることができる。
【００６６】
このように、本参考例の研磨工具によれば、研磨の際に、前記のように硬度の高い弾性体であっても、低い研磨荷重でポリシャ研磨面を被加工面に押し付けることができるため、ピッチポリシャを破損することもなく、うねりの平滑化にも有利となる。
【００６７】
また、本参考例の変形例を図１９に図示する。この変形例は、ピッチを使用する代わりに、厚み０．５〜１ｍｍ程度の（発泡）ポリウレタンをリング状に形成し、このリング状ポリシャ４２ｘを前記工具基台に貼り付けたものである。また、（発泡）ポリウレタンに代え、四フッ化エチレン樹脂（テフロン）等も利用することができ、ポリシャとして使用できるものであれば、他の材質のものでも良く、特にピッチに限定されるものではない。
【００６８】
このように、（発泡）ポリウレタン、四フッ化エチレン樹脂（テフロン）等をポリシャとする場合は、ピッチのように脆く、割れを発生しやすいという欠点がなく、しかも、それ自体多少の弾力性をもっているために、バックアップとしての弾性体は特に必要とせず、工具基台面に直に貼り付けて使用することも可能である。
【００６９】
本参考例の研磨工具によれば、曲率が変化する非球面などを研磨する時でも少ない研磨荷重で前記ポリシャ研磨面が線接触状に一様に被加工面に接触するため、追従性が良く、したがって、ポリシャの変形量も少なくてすむため、研磨中にピッチポリシャが破壊してしまうという問題もない。そして、ピッチポリシャのバックアップとしての弾性体の硬度も低くする必要がない。このように、ポリシャとして硬度の高い工具を用い、軽荷重で研磨を行なうことができるため、うねりの平滑化の能率を上げることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、曲率変化が大きな非球面などの被加工面を研磨する場合において、ポリシャ研磨面は、曲率が大きく変化する被加工面であっても被加工面の形状にスムーズに追従することができる。このため、ポリシャ研磨面全面が被加工面に均一に当たり、形状変化を生じることなく、被加工面全面を均一に研磨することができる。さらに、ポリシャ研磨面は、小周期のうねり（リップル）の凹凸形状に追従することなく、うねりを効率良く平滑化することができ、レンズやミラー等の光学素子の非球面形状を高精度に研磨することができる。
【００７１】
また、ポリシャを複数の独立したポリシャ小片で構成するとともに弾性体も同様に複数の独立した弾性部片で構成し、これらを垂直方向には容易に変形可能であるが、横方向には変形しにくい格子状の板状部材に取り付けられており、隣り合う前記弾性部片の間には、荷重方向に対し直角方向に倒れ防止用の倒れ防止壁が設けられることにより、ポリシャ研磨面の変形量を大きくすることができる。その結果、被加工面の大きな形状変化に対しても速やかにスムーズに追従することができ、ポリシャ研磨面は、被加工面の形状に倣って変形するため、被加工面に全面均一に当たり、研磨圧力を逃がすことなく効率よく被加工面に作用させて均一な研磨を行なうことができる。さらに研磨による形状劣化を起こすこともなく、小周期のうねりも効率良く平滑化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の参考例の研磨工具の断面図である。
【図２】第１の参考例の研磨工具に用いる板状部材の平面図である。
【図３】第１の参考例の研磨工具の変形例を示す断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は第１の参考例の研磨工具による被加工物の非球面を研磨する態様を示す図であり、（ｃ）は同研磨工具による被加工物のリップルを研磨除去する態様を示す図である。
【図５】第１の参考例の研磨工具の被加工面に対する研磨走査軌跡を示す図である。
【図６】（ａ）は第２の参考例の研磨工具の断面図であり、（ｂ）は同研磨工具におけるポリシャの端面図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は第２の参考例の研磨工具に用いることができる板状部材の平面図である。
【図８】（ａ）は第２の参考例の研磨工具の変形例を示す断面図であり、（ｂ）は同研磨工具の変形例におけるポリシャの端面図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は第２の参考例の研磨工具による被加工物の非球面を研磨する態様を示す図であり、（ｃ）は同研磨工具による被加工物のリップルを研磨除去する態様を示す図である。
【図１０】（ａ）は第３の参考例の研磨工具の断面図であり、（ｂ）は同研磨工具の下面図である。
【図１１】第３の参考例の研磨工具による被加工物の非球面を研磨する態様を示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施例の研磨工具を示す断面図である。
【図１３】本発明の第１の実施例の研磨工具の一変形例を示す断面図である。
【図１４】本発明の第１の実施例の研磨工具の他の変形例を示す断面図である。
【図１５】本発明の第１の実施例の研磨工具の他の変形例を示す断面図である。
【図１６】第４の参考例の研磨工具の断面図である。
【図１７】第４の参考例の研磨工具の変形例を示す断面図である。
【図１８】（ａ）は第５の参考例の研磨工具の断面図であり、（ｂ）は同研磨工具におけるポリシャの平面図である。
【図１９】本発明の第５の参考例の研磨工具における他のポリシャの平面図である。
【図２０】従来の研磨工具の一例を図示する断面図である。
【符号の説明】
１研磨工具
２ポリシャ
３板状部材（板ばね）
３ａ中央セグメント
３ｂ周辺セグメント
３ｘポリウレタン発泡シート
４弾性体
５工具基台
１１研磨工具
１２，１２ｘポリシャ
１２ａ，１２ｘａポリシャ小片
１３，１３ｘ板状部材（板ばね）
１３ａセグメント
１３ｂ貫通穴
１３ｃスリット
１４弾性体
１５工具基台
２１研磨工具
２２ポリシャ
２２ａポリシャ小片
２３，２３ｘ板状部材（板ばね）
２３ａ，２３ｘａ保持部分
２３ｂ，２３ｘｂ連結部分
２４弾性体
２４ａ弾性部片
２４ｘコイルばね
２５，２５ｘ工具基台
２６倒れ防止壁
２７シリンダ穴
２８圧力室
２９可動体
３１，３１ｘ研磨工具
３２，３２ｘポリシャ
３４，３４ｘ弾性体
３５，３５ｘ工具基台
３６突出部
３７（環状）突出部
４１研磨工具
４２ポリシャ
４２ａ凸状部片
４２ｘリング状ポリシャ
４４弾性体
４５工具基台[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polishing tool used in a polishing apparatus for polishing an optical element such as a lens or a mirror, and more particularly to a polishing tool having a smaller diameter than a processing surface used when polishing an aspherical shape of an optical element. Is.
[0002]
[Prior art]
In polishing processing to precisely finish the surface of optical elements such as spherical and aspherical lenses and mirrors, the surface roughness of optical elements is improved and the performance of optical elements is significantly reduced. For the purpose of smoothing the swell (ripple) of the period, a polishing tool using a pitch as a material for a polisher is often used.
[0003]
A conventional polishing tool for polishing the aspherical shape of these optical elements is configured as shown in FIG. 20, and a polisher 102 using a pitch having a plurality of convex portions on the polishing surface is used as a tool base. It is directly affixed to an elastic body 103 such as rubber supported on a table (tool shank) 104. This elastic body 103 is for allowing the polisher 102 of the polishing tool 101 to follow any location of the aspherical shape, and smoothes the undulations (ripple) of the short period on the aspherical surface. As the polishing tool used for the purpose, a tool formed to have a smaller diameter than the processing surface of the workpiece is used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When polishing an optical element with a large amount of aspherical surface, the curvature of the surface to be processed varies greatly from place to place, so the required amount of deformation of the tool shape increases. However, in conventional polishing tools, the polisher is integrated with the elastic body. If the polisher is hard, the amount of deformation of the polisher is restricted and the elastic body cannot move freely, ensuring a large amount of deformation. It was difficult. That is, when the required amount of deformation increases, the tool is rigidly strong against the amount of deformation, and depending on the aspherical shape of the work surface, it cannot be deformed following the shape of the surface, and the contact state in the tool is It becomes non-uniform depending on the location, the pressure distribution in the tool varies depending on the location of the work surface, and there is a drawback that the shape after polishing is deteriorated.
[0005]
For this reason, in order to ensure that the polisher surface of the polishing tool conforms to the aspherical shape, the hardness of the elastic body such as rubber is lowered or the thickness of the elastic body is increased so that the deformation can be increased. There is a need to.
[0006]
However, there is a fact that the undulation of a short period on the surface to be processed becomes difficult to smooth as the hardness of the elastic body serving as a back-up for the polisher decreases. In other words, the phenomenon that the tool does not come into uniform contact with the smoothed waviness top occurs and the smoothing efficiency of waviness is poor. In order to follow the shape change of the aspherical surface, it is conceivable to reduce the tool diameter. However, the smaller the tool diameter, the lower the swell smoothing efficiency and the longer the polishing time. In addition to the disadvantages described above, the waviness cannot be smoothed depending on the smoothed waviness period. In other words, in order to smooth the swell efficiently, the tool diameter cannot be made too small.
[0007]
Further, a polisher made of pitch used in a conventional polishing tool has a disadvantage that it is brittle and easily cracks. In particular, in a configuration like the conventional polishing tool described above, the pitch polisher is rubber or the like. Therefore, there is a problem in that stress is applied to the pitch polisher due to deformation of the elastic body due to movement during polishing, and the polisher is destroyed during polishing. This phenomenon is particularly affected by the lateral movement (tool movement direction) during polishing, that is, the shearing direction stress.
[0008]
In order to reduce such deformation in the lateral direction, measures such as increasing the hardness of the elastic body or reducing the thickness of the elastic body to reduce deformation and distortion of the elastic body can be considered, In this case, as described above, since the amount of deformation of the elastic body is reduced, it is difficult to make the polisher follow the aspherical shape of the workpiece.
[0009]
Thus, when polishing an aspherical shape, the elastic body portion of the polishing tool must satisfy contradictory characteristics.
[0010]
Therefore, the present invention has been made in view of the unsolved problems of the prior art as described above, and without polishing or breaking the polisher when polishing an aspherical shape having a large curvature change, It is an object of the present invention to provide a polishing tool that can follow a change in curvature of a surface to be processed and can efficiently smooth a swell of a short period.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the polishing tool of the present invention is a polishing tool comprising a polisher, an elastic body that holds the polisher, and a cylindrical tool base to which the elastic body that holds the polisher is attached. Between the polisher and the elastic body, it has a rigidity that is deformable in a direction perpendicular to the surface but difficult to deform in the same direction as the surface. Lattice A plate-like member is interposed, the polisher is composed of a plurality of independent polisher pieces, and the elastic body is composed of a plurality of independent elastic pieces, and each of the polisher pieces and the elastic pieces are Said Lattice It is attached to each part facing each other with a plate-like member in between In addition, a fall prevention wall for preventing the fall in a direction perpendicular to the load direction is provided between the adjacent elastic parts. It is characterized by that.
[0012]
[Action]
According to the polishing tool of the present invention, when polishing a work surface such as an aspherical surface having a large curvature change, the polished surface of the polisher has a smooth shape even if the work surface has a large change in curvature. Thus, the entire polished surface of the polisher uniformly hits the surface to be processed, and the entire surface to be processed can be uniformly polished without causing shape deterioration. Furthermore, the polished surface of the polisher can efficiently smooth the undulation without following the irregular shape of the undulation of a short period, and can polish the aspherical shape of an optical element such as a lens or a mirror with high accuracy. it can. In particular, by setting the tool diameter to at least twice the waviness period, it is possible to smooth the waviness easily and more efficiently.
[0013]
Also, the polisher is composed of a plurality of independent polisher pieces and the elastic body is also composed of a plurality of independent elastic pieces, which can be easily deformed in the direction perpendicular to the surface, but in the same direction as the surface Has rigidity that is difficult to deform Lattice By attaching to the plate-like member, it is possible to increase the amount of deformation of the polished surface of the polisher, and to quickly and smoothly follow a large shape change of the work surface. For this reason, since the polished surface of the polisher deforms following the shape of the surface to be processed, the entire surface can be uniformly contacted with the surface to be processed, and uniform polishing can be performed. The swell can also be smoothed efficiently.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
1 is a cross-sectional view of a polishing tool of a first reference example, FIG. 2 is a plan view of a leaf spring portion used in the polishing tool of the first reference example, and FIG. 3 is a polishing tool of the first reference example. It is sectional drawing which shows this modification.
[0016]
As shown in FIG. 1, the polishing tool 1 of the present reference example includes a polisher 2, a thin plate member 3, an elastic body 4, and a tool base (tool shank) 5. The tool base 5 is made of metal or the like. Thus, it is formed in a cylindrical shape having a sufficiently small diameter with respect to the work surface of the work piece, and the tool diameter is set to φ20 mm. On the surface of the tool base 5 facing the workpiece, an elastic body 4 made of polychloroprene rubber having a thickness of 2 mm, and a leaf spring-like metal having a thickness of about 0.05 mm as a thin plate member A plate (hereinafter, also simply referred to as a leaf spring) 3 and a polisher 2 formed with a pitch of 0.5 mm in thickness are sequentially attached.
[0017]
As shown in FIG. 2, the leaf spring 3 as a thin plate member is formed of a central segment 3a and six peripheral segments 3b surrounding the central segment 3a, and the central segment 3a and the six peripheral segments 3b are thin. The six peripheral segments 3b are connected by a strip 3d in the circumferential direction, and adjacent peripheral segments are connected by a thin strip 3d in the circumferential direction. The central segment 3a and the peripheral segment 3b, and the radial strip 3c and the circumferential strip 3d are produced by etching a thin plate having a diameter of 20 mm. With this shape, the leaf spring 3 can be easily deformed in the vertical direction (perpendicular to the leaf spring surface) and torsion, but in the lateral direction (the same direction as the leaf spring surface) and in the circumferential direction. Is difficult to deform. Moreover, as a material of the leaf | plate spring 3, SUS, spring steel, phosphor bronze, etc. can be used, The thickness is desirably about 0.03-0.2 mm.
[0018]
The pitch of the polisher 2 is a polisher having a shape pattern composed of a plurality of convex portions, and a transfer plate corresponding to the convex pattern is sandwiched between the transfer mold and the tool, and the pitch is adjusted to the tool base to which the pitch is attached. Is heated to its softening temperature, and the pitch is transferred to the tool base 5 side. At this time, an elastic body 4 such as rubber is baked in advance on the tool base 5 side, and a leaf spring 3 having a shape as shown in FIG. 2 is stuck on the elastic body 4 with an adhesive. ing. In order to further improve the reliability of bonding, a liquid pitch previously dissolved in a solvent may be uniformly applied to the pitch forming surface of the leaf spring 3, and the pitch may be transferred and molded thereon.
[0019]
The polishing tool 1 of this reference example is configured as described above, and is flexible between the polisher 2 and the elastic body 4 in the axial direction (direction in which the tool is pressed against the surface to be polished) and in the lateral direction (polishing). By interposing a leaf spring (metal plate) 3 as a thin plate member having strength (rigidity) in the direction of movement of the pitch, there is no fear that the pitch polisher is destroyed by shearing force during polishing, and the curvature is Even when polishing an aspherical surface that varies greatly, the polisher can be brought into uniform contact with the surface to be processed.
[0020]
That is, as shown in FIGS. 4A and 4B, the surface L to be processed is an aspherical surface, and the surface L to be processed whose curvature is partially changed at the place to be polished is used. When polishing using the polishing tool 1 of the reference example, since the leaf spring 3 has almost no rigidity in the axial direction, the elastic body 4 plays a sufficient role as it is when the polisher is directly formed on the elastic body. Even a light load deforms along the shape of the work surface. As a result, the polished surface can smoothly follow the shape of the processed surface L even if the processed surface L has a variable curvature, and the entire polished surface of the polished surface uniformly hits the processed surface L so that the entire surface is covered. Uniform polishing is possible. Thereby, even if a surface whose curvature of the surface to be processed L varies depending on the location, the shape accuracy after polishing can be finished with high accuracy. Also, as shown in FIG. 4C, the polisher 2 is a plate spring as a plate-like member for undulation (ripple) having a period (pitch) P that is ½ or less of the tool diameter D. By the action of 3 and the elastic body 4, the undulation can be smoothed without following the irregular shape of the undulation.
[0021]
During actual polishing, the polishing tool was swung by a rocking mechanism (not shown), and the entire surface to be processed L was scanned by a scanning locus as shown in FIG. . Here, the same result was obtained for the revolving motion of the polishing tool. Further, it is possible to perform polishing in combination with the revolution and rotation of the polishing tool so that the polishing rate of the entire contact surface of the polisher is constant.
[0022]
When polishing is performed in this way, a relative speed is generated between the work surface L and the polisher (pitch), and a shearing force is generated accordingly, and the elastic body made of the polychloroprene rubber is caused by the shearing force. 3 is greatly deformed in the lateral direction. However, a leaf spring 3 is interposed at a boundary portion between the polisher 2 and the elastic body 4 having a pitch, and the leaf spring 3 holds a force for deforming the polisher 2. For this reason, the polisher 2 is not greatly deformed, and cracking of the polisher (pitch) 2 can be prevented.
[0023]
Moreover, it replaces with the leaf | plate spring 3 as a thin plate-shaped member in the reference example mentioned above, As shown in FIG. 3, the polyurethane foam sheet 3x about 0.2 mm-1 mm in thickness can also be used. The transverse shear force generated during the polishing process is received by the tensile strength of the polyurethane foam sheet 3x.
[0024]
Also in the case of this modification, the elastic body 4 such as rubber is baked in advance on the tool base 5 side, and a polyurethane foam sheet 3x having a diameter of 20 mm and a thickness of 0.5 mm is stuck on the elastic body 4 with an adhesive. Then, the polisher 2 is formed similarly to the reference example described above.
[0025]
The plate-like member 3x interposed between the polisher 2 and the elastic body 4 is not limited to a polyurethane foam sheet, and has characteristics corresponding to it (tensile strength, flexibility, adhesive, pitch, and the like). Others may be used as long as they have compatibility with each other.
[0026]
As described above, in the reference examples shown in FIGS. 1 and 3, the pitch between the polishing tool and the elastic body is flexible in the axial direction (direction in which the tool is pressed against the surface to be polished) and in the lateral direction (polishing). (Direction of motion) is a structure that sandwiches a leaf spring or sheet with strength (rigidity), so there is no fear that the polisher will be destroyed by shearing force during polishing, and the curvature will change locally Even when polishing an aspherical workpiece, the workpiece can smoothly follow the aspherical shape of the workpiece surface as described above, and the workpiece surface can be uniformly polished. Furthermore, for a waviness having a period (pitch) of ½ or less of the tool diameter, the polished surface can smooth the waviness without following the irregular shape of the waviness.
[0027]
next, Second of reference An example polishing tool will be described with reference to FIGS.
[0028]
(A) in FIG. Second of reference It is sectional drawing of the polishing tool of an example, The same (b) is an end elevation of the polisher in the polishing tool, (a) And (b) of FIG. 2 of reference It is a top view of the plate-shaped member which can be used for the polishing tool of an example, (a) of FIG. 2 of reference It is sectional drawing which shows the modification of the polishing tool of an example, The same (b) is an end elevation of the polisher of the polishing tool.
[0029]
In (a) and (b) of FIG. reference An example polishing tool 11 includes a polisher 12, a thin plate member (metal plate such as a leaf spring) 13, an elastic body 14, and a tool base (tool shank) 15. The tool base 15 is made of a magnetic material such as metal. It is preferable that the body is formed in a cylindrical shape having a sufficiently small diameter with respect to the work surface of the work piece, and further has a diameter that is twice or more the period (pitch) of the removed swell on the work surface. (See FIG. 9 (c)) For example, when the waviness period is 10 mm, the tool diameter is set to φ20 mm or more.
[0030]
Book reference For the polisher 12 used in the polishing tool of the example, a pitch formed with a thickness of 0.5 mm to 1 mm is used. As shown in FIG. The plurality of independent polisher pieces 12a, that is, the polisher pieces 12a divided into six pieces corresponding to a shape separated by a plurality of lines extending radially from the central portion. The elastic body 14 made of polychloroprene rubber having a thickness of 3 mm is also formed on six elastic pieces 14 a (not shown) that are divided and arranged similarly to the polisher 12.
[0031]
As the plate spring 13 as a plate member sandwiched between the polisher 12 and the elastic body 14, a SUS plate spring having a thickness of about 0.05 mm is used. The plurality of divided pieces of the polisher 12a and the elastic piece 14a are not moved completely independently by the leaf spring 13, but are configured so that the polisher is integrated, that is, acts as one tool. is doing.
[0032]
Book configured as above reference In the example, by dividing the polisher 12 and the elastic body 14 into a plurality of parts, the amount of deformation can be increased as compared with a conventional polishing tool, and as shown in FIGS. 9A and 9B, Even if the polished surface has a different curvature, the polished surface can smoothly follow the shape of the processed surface. Then, by connecting the plurality of polisher pieces 12a and the elastic part pieces 14a with the leaf spring 13, the plurality of polisher pieces 12a do not move independently of each other, and the plurality of polisher pieces 12a are integrated. Act. For this reason, as shown in FIG. 9 (c), the polisher 12 acts on the undulation integrally with the undulation having a period (pitch) P of 1/2 or less of the tool diameter D. The waviness can be smoothed without reducing the smoothing efficiency of the waviness as compared with the conventional example in which the polisher 12 is integrated. In this way, even when a surface having a large aspheric amount and a curvature of the surface to be processed that varies greatly depending on the location is polished, the shape does not change and the waviness can be smoothed.
[0033]
Further, as the material of the polisher 12, foamed urethane rubber or silicon rubber can be used in addition to the pitch, and as the elastic body, sponge-like rubber can be used in addition to polychloroprene rubber and silicon rubber.
[0034]
Further, as the material of the plate spring 13 as the plate-like member, SUS, spring steel, phosphor bronze, or the like can be used, and as shown in FIG. It is also possible to make the shape sufficiently changeable.
[0035]
That is, the leaf spring 13 is divided into six segments 13a so as to correspond to a plurality of separated pieces of polisher 12a, as shown in FIGS. 7A and 7B, and these segments 13a. Is divided into a through hole 13b provided in the center and a plurality of slits 13c extending radially from the through hole 13b into a portion corresponding to a portion where the polisher small piece or the elastic piece is not located, as shown in FIG. Each segment 13a of the leaf spring 13 shown in FIG. 5 is connected around the through hole 13b in the center and at the outer periphery located at the end of the slit 13c, and each of the leaf springs 13 shown in FIG. The segments 13a are formed so as to be connected to each other at a part of the intermediate portion of the slit 13c formed radially from the through hole 13b in the central portion. By adopting such a shape, the leaf spring 13 can be easily deformed in the vertical direction (perpendicular to the leaf spring surface) but deformed in the lateral direction (the same direction as the leaf spring surface). It becomes a difficult structure, and it is possible to quickly and smoothly follow large changes in the shape of the work surface.
[0036]
The shape of the polisher can also be configured as shown in FIGS. 8A and 8B. That is, it can be separated in the circumferential direction as well as in the radial direction, and the number of independent polisher pieces 12xa can be increased to more smoothly follow a large shape change of the aspherical surface. At this time, the size of the polisher 12x was set to a diameter of about twice the waviness period as in the above-described example, and was set to φ20 mm. The elastic body 14x can also be separated into the same shape as the polisher piece 12xa, and the leaf spring 13x can also be divided into segments similar to the polisher piece 12xa of the polisher 12x.
[0037]
In actual polishing using the polishing tool configured as described above, as shown in FIG. 5, the polishing tool scans the entire surface to be processed while swinging by a swing mechanism (not shown). The uniform removal was performed.
[0038]
As described above, the book illustrated in FIGS. reference The polishing tool of the example has elastic bodies 14 and 14x each having a smaller diameter than a work surface such as a mirror or a lens, and a plurality of independent elastic pieces on a cylindrical tool base 15. The elastic body Polishers comprising plate springs 13 and 13x as disk-like plate members on 14 and 14x, and a plurality of independent polisher pieces 12a and 12xa corresponding to the positions of the elastic bodies 14 and 14x on the plate springs 13 and 13x. 12, 12x. For this reason, when polishing the work surface with the polishing tool 11, the polisher polished surface follows the shape of the work surface even when polishing the work surface with a large amount of aspheric surface and a large curvature change depending on the location. Deform. As a result, the entire surface of the workpiece can be uniformly hit, and uniform polishing can be performed, and shape change due to polishing does not occur. Furthermore, the waviness of 1/2 or less of the target tool diameter can be smoothed by a tool having a diameter of twice or more the period of the removed waviness on the work surface. Ie book reference According to the example polishing tool, it becomes possible to polish an optical element such as an aspheric lens with high accuracy.
[0039]
Next, the first of the present invention 1 With reference to FIGS. 10 to 15, the polishing tool of the embodiment of FIG. Along with reference examples explain.
[0040]
(A) in FIG. Third of reference It is sectional drawing of the example polishing tool, The same (b) is a bottom view of the polishing tool.
[0041]
In (a) and (b) of FIG. reference The polishing tool 21 of the example includes a polisher 22 composed of a plurality of independent polisher pieces 22a, a plurality of holding portions 23a that respectively hold the plurality of polisher pieces 22a, and a grid-like connection that connects these holding portions 23a vertically and horizontally. It comprises a plate-like member 23 made up of a portion 23b, an elastic body 24 made up of a plurality of independent elastic pieces 24a, and a tool base (tool shank) 25. The tool base 25 is preferably made of a magnetic material such as a metal, and is formed in a cylindrical shape having a sufficiently small diameter with respect to the surface to be processed of the workpiece, and the tool diameter is φ30 mm.
[0042]
Book reference As the polisher small piece 22a constituting the polisher 22 in the polishing tool of the example, a pitch formed in a cylindrical shape having a diameter of φ4 mm and a thickness of 0.5 mm to 1 mm is used. Are attached to the holding portions 23a and aligned in a grid pattern. In addition to the pitch, polyurethane foam or the like can be used as the material of the polisher piece 22a constituting the polisher 22.
[0043]
The plate-like member 23 that holds the polisher piece 22a is formed of a plate spring such as SUS, spring steel, or phosphor bronze having a thickness of 0.05 mm, and a plurality of holding portions 23a that respectively hold the plurality of polisher pieces 22a and these The holding portion 23a includes a mesh-like connecting portion 23b that connects the holding portion 23a vertically and horizontally, and is formed in a lattice shape.
[0044]
The plurality of elastic pieces 24a constituting the elastic body 24 are made of polychloroprene rubber, silicon rubber, sponge rubber, or the like having a thickness of 3 mm, and have the same shape as the polisher small piece 22a and a diameter of about φ4 mm. Then, they are respectively attached at positions corresponding to the polisher pieces 22a with the plate-like member 23 interposed therebetween, and are respectively attached to the tool base 25.
[0045]
Thus, the polisher 22 consisting of a plurality of polisher pieces 22a and the elastic body 24 consisting of a plurality of elastic pieces 24a are respectively attached to the grid-like plate-like member 23 sandwiched between them. It is attached to the tool base 25. Accordingly, the plurality of polisher pieces 22a do not move completely independently of each other, and the plurality of polisher pieces 22a are configured so as to act as an integral polisher, that is, as a single φ30 mm tool. ing.
[0046]
Book configured as above reference In the polishing tool 21 of the example, by dividing the polisher 22 and the elastic body 23 into a plurality of parts, the amount of deformation can be increased compared to the conventional polishing tool, and the polished surface of the polisher is as shown in FIG. Even if it is a work surface L having greatly different curvatures, the shape of the work surface L can be smoothly followed. In other words, even when polishing a surface with a large amount of aspherical surface and the curvature of the workpiece surface varies greatly depending on the location, the polisher polishing surface uniformly strikes the entire processing surface and the pressure distribution in the polishing surface is uniform. Therefore, the shape change after polishing is small and polishing can be performed with high accuracy. Then, by connecting the plurality of polisher pieces 22a and the elastic part pieces 23a by the lattice-like plate-like member 23, the plurality of polisher pieces 22a do not move independently, and the plurality of polisher pieces 22a are integrated. Therefore, for the undulation having a period (pitch) of 1/2 or less of the tool diameter, that is, 15 mm or less, the polisher 22 acts on the undulation integrally. However, even if it is compared with the conventional polishing tool with which waviness is integrated, waviness can be smoothed efficiently without lowering the smoothing efficiency of waviness.
[0047]
Book reference In actual polishing using the polishing tool in the example, as shown in FIG. 5, uniform removal is performed by scanning the entire surface of the workpiece while the polishing tool is swung by a swing mechanism (not shown). Went.
[0048]
The first of the present invention Example of Polishing tools In FIG. Show. The polishing tool of this example is The fall prevention wall 26 is provided between the adjacent elastic parts 24a so that the plurality of elastic parts 24a constituting the elastic body 24 move only in the polishing load direction, that is, in order to restrict lateral movement. Provided on stand 25 Have The Other configurations are shown in FIG. Third reference It is the same as that of an example, and the same code | symbol is attached | subjected to the same member.
[0049]
These fall prevention walls 26 restrict the movement of the elastic piece 24a in the direction perpendicular to the load direction. Thereby, the polishing pressure at the time of the polishing process is not released in the lateral direction, and the polishing pressure can be efficiently applied to the surface to be processed.
[0050]
Furthermore, as illustrated in FIG. 13, a coil spring 24 x can be used as a plurality of elastic pieces constituting the elastic body 24. In this example, a coil spring 24x having a length of 3 mm in a steady state is used. Other configurations are shown in FIG. Third reference It is the same as that of an example, and the same code | symbol is attached | subjected to the same member.
[0051]
Furthermore, as a modification of the elastic body, cylinder means as shown in FIG. 14 may be used. That is, in the tool shank 25x, pressure chambers 28 communicating with a plurality of cylinder holes 27 formed on the surface thereof are formed, and movable bodies 29 that can be moved independently are inserted into the plurality of cylinder holes 27, respectively. The movable body 29 is pressurized downward in the figure by introducing pressurized air into the pressure chamber 28. These movable bodies 29 are arranged corresponding to the lattice-like plate-like members 23 and the polisher pieces 22a arranged in the same manner as in the above-described embodiment, and each movable body 29 is elastic in the above-described embodiment. It performs the same function as the pieces 24a and 24x.
[0052]
As a modification of the plate-like member 23, as shown in FIG. 15, a lattice-like shape in which the holding portion 23xa holding the polisher piece 22a constituting the polisher 22 is made thicker than the other connecting portions 23xb. It can be a plate-like member 23x. For example, the thickness of the holding portion 23xa of the polisher piece 22a is 0.1 mm, and the thickness of the other connecting portion 23xb is 0.05 mm. Thus, by making the holding portion 23xa for holding the polisher piece 22a thicker than the other portions 23xb, the rigidity of the individual polisher piece 22a can be increased, and smoothing such as swell can be facilitated. Become. In addition, since the other connecting portions 23xb are thin, it goes without saying that a large aspherical shape can be copied smoothly.
[0053]
As described above, in the embodiment shown in FIGS. 10 and 12 to 15 and the modifications thereof, the surface to be processed such as a mirror or a lens is polished using a polishing tool having a smaller diameter than the surface to be processed. In particular, when polishing a shape having a large amount of aspherical surface and a large curvature change depending on the location, it is composed of an elastic body composed of a plurality of independent elastic pieces and a plurality of independent polisher pieces on a disk-shaped tool base. Even when a workpiece having a large aspheric surface is polished with a tool having a polisher and a lattice plate member interposed between the elastic piece and the small piece of polisher. Since the surface is deformed following the shape of the surface, the entire surface of the polishing tool hits the surface to be processed uniformly, and uniform polishing can be performed without causing a shape change due to the polishing.
[0054]
In addition, by setting the polishing tool to a tool diameter that is at least twice the period of the removed waviness on the aspherical surface, even if the amount of aspherical surface is large, it is possible to follow the shape, thereby smoothing the waviness efficiently. Can be That is, according to the polishing tool of the present embodiment, it is possible to accurately polish an optical element such as an aspheric lens.
[0055]
Next 4 The polishing tool of the reference example will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
[0056]
In FIG. 16, the polishing tool 31 of this reference example is composed of a pitch 32 as a polisher, a ring-shaped elastic body 34 and a tool base 35, and the tool base 35 is against the workpiece surface of the workpiece. A cylindrical shape having a small diameter, preferably made of a magnetic material such as metal, and the tool diameter is 20 mm. A protrusion 36 having a diameter of 10 mm and a height of 2 mm is provided at the center of the surface of the tool base 35 facing the workpiece, which is concentric with the outer diameter of the tool base 35. The ring-shaped elastic body 34 is attached so as to be fitted to the protruding portion 36 of the tool base 35, is at least 1 mm thicker than the protruding amount of the protruding portion 36, has a thickness of about 3 mm, and has a JIS hardness of 15 to 30 A (pitch) polisher 32 having a thickness of 0.5 mm to 1 mm is formed on the elastic body 34.
[0057]
The polisher 32 has, for example, a shape pattern composed of a plurality of convex portions, and a transfer plate corresponding to the convex pattern is sandwiched between the transfer mold and the tool, and the pitch is adjusted to the tool base 35 to which the pitch is attached. Is heated to its softening temperature, and the pitch is transferred to the tool base 35 side to be molded. At this time, an elastic body 34 such as rubber is baked in advance on the tool base 35 side.
[0058]
The polishing tool 31 of the present reference example configured as described above can be easily obtained by interposing a ring-shaped elastic body 34 having low hardness in the pressing direction of the tool (perpendicular to the polishing surface). In the lateral direction (the horizontal direction with respect to the polishing surface, that is, the polishing movement direction), the deformation of the ring-shaped elastic body 34 is restricted by the protrusion 36 at the center of the tool base 35. Therefore, it is difficult to deform and the amount of lateral deformation is small.
[0059]
Therefore, when polishing a workpiece whose shape of the workpiece surface is aspheric and partially changes in curvature at the location to be polished, the polishing surface of the polisher 32 is made of an elastic body 34 having a low hardness. Since it plays a sufficient role and deforms along the aspherical shape of the work surface even with a light load, the entire polishing surface of the polisher 32 uniformly hits the work surface, and the work surface can be uniformly polished. Thereby, even if it grind | polishes the surface where the curvature of a to-be-processed surface changes with places, the shape precision after grinding | polishing can be finished with high precision. In addition, by polishing, a relative speed is generated between the work surface and the (pitch) polisher polishing surface, and due to the shearing force generated therewith, a lateral force is exerted on the polisher 32 and the elastic body 34. Works. However, a concentric projecting portion 36 is provided at the center of the tool base 35, and this projecting portion 36 serves as a core of the ring-shaped elastic body 34, so that the elastic body 34 is laterally moved (direction of polishing movement). The deformation of is suppressed little. That is, the lateral deformation of the (pitch) polisher 32 affixed to the elastic body 34 is similarly suppressed by the protrusion 36. Thereby, the crack and destruction of the pitch which comprise a polisher can be prevented. In addition, when pressing the pitch against the surface to be processed, an elastic body such as rubber or resin having low hardness is used, so the rigidity in the pressing direction of the tool is low, and the curvature is locally as described above. Even when a changing workpiece is polished, the workpiece is smoothly deformed along the aspherical shape of the surface to be polished.
[0060]
Next, a modification of this reference example is shown in FIG. In this modification, as a member for restricting deformation of the elastic body, a concentric annular protrusion 37 is provided integrally with the tool base 35x along the outer peripheral portion instead of the center portion of the tool base 35x. The annular base 37 is baked on the tool base 34x so as to fit an elastic body 34x such as a disc-like rubber, and a (pitch) polisher 32x having a thickness of 0.5 to 1 mm is formed thereon. Yes. With the configuration in which the annular projecting portion 37 of the tool base 35x surrounds the elastic body 34x, the deformation of the elastic body 34x due to the lateral shearing force generated by polishing is regulated.
[0061]
Also in this modified example, the first shown in FIG. 4 The same effects as those of the reference example can be obtained.
[0062]
Thus, the second 4 According to the polishing tool of the reference example, a concentric protrusion is provided at the center of the tool base, and the protrusion is used as a core of a rubber or resin elastic body having a low ring-shaped hardness, or By providing a concentric annular protrusion around the periphery of the tool base and surrounding the disk-like elastic body having a low hardness with this annular protrusion, deformation in the elastic body lateral direction (polishing motion direction) is reduced. can do. That is, since the structure is flexible in the axial direction (direction in which the tool is pressed against the surface to be polished) and strong in the lateral direction (direction of polishing movement), the polisher is destroyed by the shearing force generated during polishing. Even when polishing an aspherical surface or the like that has no fear and changes in curvature, the polisher can be uniformly brought into contact with the surface to be processed.
[0063]
Next 5 The polishing tool of the reference example will be described with reference to FIGS. 18 (a) and 18 (b).
[0064]
18 (a) and 18 (b), the polishing tool 41 of the present reference example can be easily adapted to the shape of a work surface having an arbitrary curvature with a small polishing load. It is composed of a polisher 42 made of pitch material, an elastic body 44, and a tool base (tool shank) 45. The tool base 45 is preferably a cylindrical shape having a sufficiently small diameter with respect to the work surface of the work piece. The tool diameter is 20 mm. A disc-like elastic body 44 made of polychloroprene rubber having a thickness of 2 mm and a JIS hardness of about 30 is attached to the surface of the tool base 45 facing the workpiece. A pitch polisher 42 of 5 mm to 1 mm is formed. The pitch polisher 42 is formed along the outer peripheral portion of the elastic body 44 into a ring shape having a width of about 1/5 to 1/20 of the tool diameter and a thickness of 0.5 to 1 mm. Specifically, as shown in FIG. 18B, a plurality of strip-shaped convex pieces 42 a having a width of 1 to 2 mm and a thickness of about 1 mm are arranged at intervals on the outer peripheral portion of the elastic body 44. A polisher having a shaped pattern is used. In forming the pitch, for example, a transfer plate corresponding to such a convex pattern is sandwiched between the transfer mold and the tool, and the pitch is adjusted to the tool base 45 to which the pitch is attached, and the pitch is heated to its softening temperature to be the tool base 45. Molded by transferring the pitch to the side. At this time, an elastic body 44 such as rubber is baked in advance on the tool base 45 side.
[0065]
The polishing tool 41 of the present reference example is configured as described above, and only the plurality of convex portion pieces 42a act as a polisher at the time of polishing, and easily even if the pressing force of the tool is small. Even when polishing a workpiece that is deformable and whose workpiece surface has an aspherical shape and the curvature of the workpiece is partially changed at the location to be polished, the workpiece hits the workpiece surface in a form that is substantially close to line contact. Therefore, compared to a tool that makes contact with the surface, the partial change of the polished surface of the pitch polisher can be much smaller, and it is not necessary to lower the hardness of the elastic body of the polishing tool. The surface is deformed along the shape of the surface, the polished surface of the polisher hits the surface to be processed uniformly, and the entire surface can be polished uniformly. As a result, even if the surface of the surface to be processed has a different curvature depending on the location, the shape accuracy after polishing can be finished with high accuracy.
[0066]
Thus, according to the polishing tool of the present reference example, the polishing surface can be pressed against the processing surface with a low polishing load even when the elastic body has high hardness as described above. The pitch polisher is not damaged and is advantageous for smoothing the swell.
[0067]
A modification of this reference example is shown in FIG. In this modification, instead of using the pitch, (foamed) polyurethane having a thickness of about 0.5 to 1 mm is formed in a ring shape, and this ring-shaped polisher 42x is attached to the tool base. Also, instead of (foamed) polyurethane, tetrafluoroethylene resin (Teflon) or the like can be used, and any other material may be used as long as it can be used as a polisher. Absent.
[0068]
In this way, when (polyurethane) polyurethane, tetrafluoroethylene resin (Teflon), etc. are used as a polisher, there is no disadvantage that it is brittle like a pitch and easily cracks, and it has some elasticity per se. Therefore, an elastic body as a backup is not particularly required, and it can be used by directly sticking to the tool base surface.
[0069]
According to the polishing tool of this reference example, even when polishing an aspherical surface or the like whose curvature changes, the polisher polishing surface comes into contact with the processing surface uniformly in a line contact manner with a small polishing load. Therefore, since the amount of deformation of the polisher can be reduced, there is no problem that the pitch polisher is destroyed during polishing. Further, it is not necessary to reduce the hardness of the elastic body as a backup for the pitch polisher. As described above, since a tool having high hardness can be used as a polisher and polishing can be performed with a light load, the efficiency of smoothing the undulation can be increased.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when polishing a processed surface such as an aspherical surface having a large curvature change, the polisher polished surface is a processed surface even if the polished surface has a large change in curvature. Smoothly follow the shape. Therefore, the entire polished surface of the polisher uniformly hits the surface to be processed, and the entire surface to be processed can be uniformly polished without causing a change in shape. Furthermore, the polished surface of the polisher can smoothly smooth the waviness without following the irregular shape of ripples in a short period, and aspherical shapes of optical elements such as lenses and mirrors can be polished with high accuracy. can do.
[0071]
The polisher is composed of a plurality of independent polisher pieces and the elastic body is also composed of a plurality of independent elastic parts, which can be easily deformed in the vertical direction but deformed in the lateral direction. Hateful Lattice Mount on plate Between the adjacent elastic parts, a fall prevention wall is provided for preventing the fall in a direction perpendicular to the load direction. As a result, the amount of deformation of the polished surface of the polisher can be increased. As a result, it can quickly and smoothly follow large changes in the shape of the work surface, and the polished surface of the polisher deforms following the shape of the work surface. Make it work on the work surface efficiently without releasing the polishing pressure. Uniform polishing is possible The further Without causing shape deterioration due to polishing, small Periodic waviness can also be smoothed efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a polishing tool of a first reference example.
FIG. 2 is a plan view of a plate-like member used for the polishing tool of the first reference example.
FIG. 3 is a sectional view showing a modification of the polishing tool of the first reference example.
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing an aspect of polishing an aspheric surface of a workpiece by the polishing tool of the first reference example, and FIG. 4C is a ripple of the workpiece by the polishing tool. It is a figure which shows the aspect which grinds and removes.
FIG. 5 is a diagram showing a polishing scanning locus with respect to a processing surface of the polishing tool of the first reference example.
[Fig. 6] (a) Second of reference It is sectional drawing of the polishing tool of an example, (b) is an end view of the polisher in the polishing tool.
FIG. 7 (a) and (b) Second of reference It is a top view of the plate-shaped member which can be used for the polishing tool of an example.
[Figure 8] (a) Second of reference It is sectional drawing which shows the modification of the example polishing tool, (b) is an end view of the polisher in the modification of the polishing tool.
FIG. 9 (a) and (b) Second of reference It is a figure which shows the aspect which grind | polishes the aspherical surface of the workpiece by the polishing tool of an example, (c) is a figure which shows the aspect which grinds and removes the ripple of the workpiece by the polishing tool.
FIG. 10 (a) Third of reference It is sectional drawing of the polishing tool of an example, (b) is a bottom view of the polishing tool.
FIG. 11 Third of reference It is a figure which shows the aspect which grind | polishes the aspherical surface of the workpiece by the grinding tool of an example.
FIG. 12 shows the first of the present invention. 1 Examples of polishing tools The It is sectional drawing shown.
FIG. 13 shows the first of the present invention. 1 Examples of polishing tools one It is sectional drawing which shows a modification.
FIG. 14 shows the first of the present invention. 1 It is sectional drawing which shows the other modification of the polishing tool of the Example.
FIG. 15 shows the first of the present invention. 1 It is sectional drawing which shows the other modification of the polishing tool of the Example.
FIG. 16 4 It is sectional drawing of the polishing tool of the reference example.
FIG. 17 4 It is sectional drawing which shows the modification of the polishing tool of the reference example.
FIG. 18 (a) is the first 5 It is sectional drawing of the grinding | polishing tool of the reference example, (b) is a top view of the polisher in the grinding tool.
FIG. 19 shows the first of the present invention. 5 It is a top view of the other polisher in the polishing tool of the reference example.
FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional polishing tool.
[Explanation of symbols]
1 Polishing tool
2 Polishers
3 Plate-shaped member (leaf spring)
3a Central segment
3b Peripheral segment
3x polyurethane foam sheet
4 Elastic body
5 Tool base
11 Polishing tool
12,12x Polisher
12a, 12xa Polisher piece
13, 13x Plate member (leaf spring)
13a segment
13b Through hole
13c slit
14 Elastic body
15 Tool base
21 Abrasive tools
22 Polisher
22a Polisher piece
23,23x Plate member (leaf spring)
23a, 23xa holding part
23b, 23xb connecting part
24 Elastic body
24a Elastic part
24x coil spring
25,25x Tool base
26 Fall prevention wall
27 Cylinder hole
28 Pressure chamber
29 Movable body
31,31x polishing tool
32, 32x polisher
34, 34x elastic body
35,35x Tool base
36 Projection
37 (annular) protrusion
41 Polishing tool
42 Polisher
42a Convex part
42x ring polisher
44 Elastic body
45 Tool base

Claims

In a polishing tool comprising a polisher, an elastic body that holds the polisher, and a cylindrical tool base to which the elastic body that holds the polisher is attached,
Between the polisher and the elastic body is interposed a lattice-like plate-like member having rigidity that is deformable in a direction perpendicular to the surface but difficult to deform in the same direction as the surface,
The polisher is composed of a plurality of independent polisher pieces and the elastic body is composed of a plurality of independent elastic pieces;
Each of the polisher pieces and each of the elastic pieces are respectively attached to opposing portions with the lattice-like plate-like member interposed therebetween, and the adjacent elastic pieces are perpendicular to the load direction. A polishing tool, characterized in that a fall prevention wall for preventing fall is provided in a direction.