JP5780719B2 - 研磨工具、光学素子の製造方法及び光学素子成形用金型の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、レンズやミラー等の光学素子あるいは光学素子成形用金型等の被加工物の加工に使用される研磨工具、光学素子の製造方法及び光学素子成形用金型の製造方法に関するものである。

現在、レンズやミラー等の光学素子あるいは光学素子成形用金型等の被加工物の各点で曲率が異なるいわゆる非軸対称自由曲面の表面形状を仕上げ研磨する場合に、被加工物表面の面積に比べて小さい接触面積の研磨工具を用いて研磨加工を行っている。この研磨工具は、回転軸に円盤状の研磨体が取付けられて構成されており、研磨装置に装着される。この種の研磨工具を用いた研磨加工では、研磨体を一定の回転速度で回転させながら研磨体の外周表面を被加工物表面に一定圧力で圧接させ、除去深さに応じて計算された滞留時間に基づいて送り方向の速度を変化させて直線溝状に任意の深さで部分除去を行う。そして、被加工物又は研磨工具を送り方向と直交する方向に送りピッチ分だけ一定間隔ずらし、除去部分を重ねることにより、被加工物の全面を任意の形状に研磨加工する。このとき、以下のプレストンの経験式に示すように研磨除去量ｒが変動する。
ｒ＝Ｐ×Ｖ×Ｋ×Ｔ

ただし、ｒ：研磨除去量、Ｐ：圧力、Ｖ：研磨工具と被加工物表面の相対速度、Ｋ：プロセス変数（研磨工具の材質及び外周表面状態を含む）、Ｔ：滞留時間である。上述の式に従って研磨除去すると、研磨工具一回転周期の圧力、速度、工具表面性状の分布によって被加工物表面に研磨工具一回転周期のうねりが発生し、光学素子の被加工物表面の品位が低下することが知られている。これは、工具一回転の間に圧力、工具回転速度、研磨体表面の空孔の占有面積分布や厚み分布により、工具一回転周期のプロセス変動が発生するためである。このため、従来は、研磨工具をＸ軸方向に走査して被加工物の表面を研磨した後、形態の異なる研磨工具により、再度、研磨加工を施すか、又は同一の研磨工具をＸ軸方向と直交するＹ軸方向に走査して被加工物の表面を研磨していた。これにより被加工物である光学素子の表面のうねりを平滑化し、光学素子の表面の品位の低下を抑制していた（特許文献１参照）。

特開平１１−９０８０６号公報

しかしながら、上記従来の方法では、研磨工具による研磨加工後、被加工物表面のうねりを平滑化させるために、再度、形態の異なる研磨工具により研磨加工を施さなければならないので、研磨加工時間が延びてしまう。この結果、光学素子等の被加工物の生産性が低下し、また、被加工物の製作コストにも影響することとなる。

また、上記従来の方法では、被加工物表面のうねりを低減することはできるが、同一の研磨体で複数回に亘って被加工物表面を研磨加工することとなるので、目標とする形状からずれてしまい、光学素子等の被加工物表面の品位が低下することがある。例えば、加工条件によっては、研磨体と被加工物の間に均一に研磨液が入り込まず、研磨体の被加工物との接触面内で研磨除去の進展速度が異なる場合がある。この結果、場所によって研磨除去深さが異なる表面仕上がりとなり、被加工物の表面の品位が低下することがある。

そこで、本発明は、高品位な被加工物表面を短時間で形成できる研磨工具、光学素子の製造方法及び光学素子成形用金型の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、被加工物の表面を研磨加工する研磨工具であって、回転軸と、前記回転軸に設けられ、外周表面を加工面として被加工物に押圧することによって前記被加工物を加工する、円盤状の第１の研磨体、及び前記第１の研磨体に隣接する円盤状の第２の研磨体とを備え、前記第１の研磨体は、前記第２の研磨体よりも外周表面が空孔率の高い形状に形成され、前記第２の研磨体は、前記第１の研磨体よりも剛性の高い材質からなり、前記第１の研磨体の半径は、前記第２の研磨体の半径よりも、前記押圧による前記第１の研磨体の弾性変形量と前記第２の研磨体の弾性変形量の差分だけ大きいことを特徴とする。

また、本発明は、上記研磨工具を用いて光学素子を製造することを特徴とする。
また、本発明は、上記研磨工具を用いて光学素子成形用金型を製造することを特徴とする。

本発明によれば、第１の研磨体の外周表面が空孔率の高い形状に形成されたことにより、被加工物表面と第１の研磨体の外周表面との間に研磨液の膜ができにくくなり、膜による浮き上がりが抑制され、高い研磨除去能率を得ることができる。また、第１の研磨体とは異なる第２の研磨体が剛性の高い材質からなるので、第２の研磨体の外周表面がうねりの谷部には接触しにくく、山部には接触し易くなり、うねりの平滑化能力が高くなる。そして、これら互いに異なる機能を有する第１の研磨体及び第２の研磨体を隣接して回転軸に設けたため、研磨による除去とうねりの平滑化とを一度に行え、高品位な被加工物表面を短時間で得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る研磨工具の説明図である。 本発明の第２実施形態に係る研磨工具の説明図である。 本発明の他の実施形態に係る研磨工具の説明図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１に示す研磨装置１００は、研磨装置本体に装着されている研磨工具１０を用いて、不図示のＸＹステージに載置された被加工物Ｗの表面に加工を施すものである。被加工物Ｗは、表面Ｗａが平面、球面、或いは非軸対称自由曲面等の非水平面である。この被加工物Ｗは、例えば、レンズやミラー等の光学素子あるいは光学素子成形用金型等である。研磨工具１０は、回転軸１と、互いに隣接するように回転軸１に設けられた、少なくとも２つの円盤状の研磨体７，８からなり、研磨工具１０の回転軸１が研磨装置１００の工具回転装置３に取付けられることで、研磨装置本体に回転可能に支持されている。第１の研磨体７と第２の研磨体８は、外周表面が加工面７ａ，８ａとなっている。第１の研磨体７と第２の研磨体８は、それぞれ円盤面の中心部を貫通する回転軸１に固定されている。これにより、第１の研磨体７と第２の研磨体８は、互いに隣接するように回転軸１に取付けられる。この研磨工具１０は、工具回転装置３に取付けられ、工具回転装置３により回転軸１回りに回転駆動される。そして、研磨工具１０を被加工物Ｗに圧接させて、第１の研磨体７及び第２の研磨体８を回転軸１と平行な方向に、被加工物Ｗに対して相対的に移動させて加工する。研磨工具１０の被加工物Ｗに対する相対的な移動は、例えば、不図示のＸＹステージによる被加工物Ｗの移動によって実行される。

研磨装置１００は、工具回転装置３に連結された支持部材４を上下方向に移動させる不図示のＺコラムを備えている。ここでは、図１に示すように、上方向をＺ軸方向、下方向を−Ｚ軸方向と称することにする。研磨装置１００は、研磨工具１０の回転軸１を一定の回転速度で回転させながら、Ｚコラムを−Ｚ軸方向に下降させることで、研磨工具１０の各研磨体７，８の加工面である外周表面７ａ，８ａを被加工物Ｗの表面Ｗａに圧接させるよう動作する。そして、研磨装置１００は、被加工物Ｗの表面Ｗａへの圧接力、研磨体７，８の外周表面７ａ，８ａの表面Ｗａに対する相対速度及び滞留時間を調整することにより、各研磨体７，８の被加工物Ｗの表面Ｗａへの押し込み深さを制御する。そして−Ｚ軸方向の加圧方向に各研磨体７，８を被加工物Ｗの表面Ｗａに圧接させて回転させている状態で、回転軸１と平行な移動方向である送り方向Ｓに送ることにより、表面Ｗａには送り方向Ｓに直線状に延びる所定の切り込み深さ及び所定の幅の溝が形成される。被加工物Ｗの表面Ｗａに対して研磨工具１０を移動させる方法として、被加工物Ｗを研磨工具１０に対して移動させてもよいし、研磨工具１０を被加工物Ｗに対して移動させるようにしてもよい。

本第１実施形態では、研磨工具１０の回転軸１は、研磨工具１０と、研磨対象である被加工物Ｗとの相対的な移動方向と平行に配置される。各研磨体７，８は、円盤面の中心部を貫通する回転軸１に固定されており、中心部を中心に回転軸１と一体に回転する。

研磨体７は、発泡樹脂で形成された第１の研磨体であり、外周表面７ａには、多数の空孔が形成されている。この発泡樹脂としては、発泡ポリウレタン樹脂が好ましい。これに対し、研磨体８は、無発泡樹脂で形成された第２の研磨体であり、外周表面８ａには、空孔はほとんど形成されていない。つまり、研磨体７の外周表面７ａは、研磨体８の外周表面８ａよりも空孔率の高い形状に形成されている。この無発泡樹脂としては、無発泡ポリウレタン樹脂が好ましい。研磨体８は、無発泡ポリウレタン樹脂で形成されているので、発泡ポリウレタン樹脂で形成されている研磨体７よりも剛性が高く弾性変形しにくい。言い換えれば、研磨体７は、研磨体８よりも剛性が低く弾性変形しやすい。

研磨体８は、研磨体７に隣接して配置されており、研磨体８は、研磨工具１０と被加工物との相対的な移動方向が、送り方向（Ｘ軸方向）となる時、研磨体７に対して上流側に位置するように配置されている。そして、研磨体７は、研磨体８よりも僅かに大径に形成されている。なお研磨体７は、被加工物Ｗの表面Ｗａに押圧される圧力による研磨体７の弾性変形量と研磨体８の弾性変形量の差分と同じ量だけ、研磨体８と比較して大きい半径で形成されている。この形状であれば、加圧された際に研磨体７と研磨体８が被加工物Ｗに押し付けられる荷重が同一になる。

なお、研磨体８の厚さは、１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましい。１．０ｍｍより小さいと、研磨体８の剛性が低いため、研磨体８が被加工物Ｗの表面Ｗａの形状にならってしまい、うねりが除去できない。１．５ｍｍより大きいと、研磨体７とその隙間を含めて４ｍｍを超えてしまい、除去痕のサイズが４ｍｍより大きくなる。このため、短い波長の形状を修正することができず、必要な加工精度を得ることができなくなる。研磨体７の厚さは、研磨体８より厚く、かつ研磨体８と隙間を加えて４ｍｍ以下となる厚みに設定することが好ましい。研磨体７より研磨体８が厚くなると、研磨体８で生成したうねりを研磨体７で平滑化しきれない。つまり、研磨体７は、研磨体８よりも厚く形成されている。研磨体の厚さとは、回転軸と垂直に交わる研磨体の側面である円盤面間の距離のことである。また、本第１実施形態では、互いに隣接する研磨体７，８の間隔を０．５ｍｍ以下としている。これは、研磨体７、研磨体８及びその隙間の合計を４ｍｍ以下にすることで、除去痕のサイズを４ｍｍ以下として必要な加工精度を確保するためである。このように間隔を空けて各研磨体７，８を回転軸１に配置する。

以上の構成により、研磨工具１０を用いて被加工物Ｗの表面Ｗａを研磨加工する際に、研磨体７，８を回転軸１の回転方向に回転させながら−Ｚ軸方向に下降させ、研磨体７，８の外周表面７ａ，８ａを被加工物Ｗの表面Ｗａに圧接させる。研磨体７は、発泡ポリウレタン樹脂で形成されているので、弾性変形して被加工物Ｗの表面に密着しながら回転する。

また、研磨体７は、発泡ポリウレタン樹脂で形成されているので、外周表面７ａには多数の空孔が形成されており、形成した空孔に研磨液（研磨砥粒）が空孔に入り込み易い。したがって、研磨体７の外周表面７ａと、被加工物Ｗの表面Ｗａとの間に研磨液の膜が形成されるのを抑制することができ、研磨体７が表面Ｗａに対して浮き上がるのを抑制することができる。また、多数の空孔により研磨砥粒を多量に保持することができ、研磨体７の外周表面７ａと被加工物Ｗの表面Ｗａの間に供給される研磨砥粒の数が増加するため、研磨除去能率が高くなる。このように、研磨体７によって被加工物Ｗの表面Ｗａが効果的に研磨されるが、被加工物Ｗの表面Ｗａには、研磨体７によって周期的なうねりが形成されることがある。

研磨工具１０の被加工物Ｗに対する移動方向が、図１に示すように、送り方向Ｓ（Ｘ軸方向）の場合、研磨体７によって被加工物Ｗの表面Ｗａに形成されたうねりは、研磨体７の次に（最後に）通過する研磨体８により平滑化される。具体的に説明すると、研磨体８は、無発泡ポリウレタン樹脂で形成されているので、研磨体７よりも剛性が高く、被加工物Ｗの表面Ｗａへ圧接しても、弾性変形しにくい。したがって、研磨体８の外周表面８ａは、うねりの谷部には接触にくく山部には接触し易いので、研磨体８によるうねりの平滑化能力が高い。この研磨体８により被加工物Ｗの表面Ｗａに形成されたうねりの山部が除去され、被加工物Ｗの表面Ｗａが効果的に平滑化される。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態である研磨工具１１を、図２（ａ）に示す。図１と同一部分には同一符号を附して説明を省略する。研磨工具１１は、回転軸１と、互いに隣接するように回転軸１に設けられた、３つの円盤状の研磨体７，８，９からなり、研磨工具１１の回転軸１が研磨装置１００の工具回転装置３に取付けられることで、研磨装置本体に回転可能に支持されている。第１の研磨体７と第２の研磨体８と第３の研磨体９は、外周表面が加工面７ａ，８ａ，９ａとなっている。第１の研磨体７と第２の研磨体８と第３の研磨体９は、それぞれ円盤面の中心部を貫通する回転軸１に固定されている。これにより、第１の研磨体７と第２の研磨体８、及び第１の研磨体７と第３の研磨体９は、互いに隣接するように回転軸１に取付けられ、中心部を中心に回転軸１と一体に回転する。

研磨体９は研磨体８と同様、無発泡樹脂で形成され、外周表面９ａには、空孔はほとんど形成されていない。つまり、研磨体７の外周表面７ａは、研磨体９の外周表面９ａよりも空孔率の高い形状に形成されている。この無発泡樹脂としては、無発泡ポリウレタン樹脂が好ましい。研磨体９は、無発泡ポリウレタン樹脂で形成されているので、発泡ポリウレタン樹脂で形成されている研磨体７よりも剛性が高く弾性変形しにくい。言い換えれば、研磨体７は、研磨体９よりも剛性が低く弾性変形しやすい。

次に、研磨工具１１を用いた本実施形態における被加工物の加工方法について図２（ｂ）を用いて説明する。研磨工具１１は、被加工物Ｗの表面ＷａにＸ軸方向に亘って溝を形成した後、研磨工具１１を送り方向Ｓ（Ｘ軸方向）と直交するＹ軸方向に一定間隔Ｐ（送りピッチ）だけずらし、既に形成されている溝に一部を重ねて送り戻り方向（−Ｘ軸方向）に移動する。本実施形態においては、このように、研磨工具１１をＹ軸方向に一定間隔Ｐずつスライドさせる。研磨工具１１の被加工物に対する移動方向を、送り方向（Ｘ軸方向）と送り戻り方向（−Ｘ軸方向）とに交互に切り換えて、被加工物Ｗの全表面に任意の形状に研磨加工を施す。なお、被加工物Ｗの表面Ｗａに対して研磨工具１１を移動させる方法として、被加工物Ｗを研磨工具１１に対して移動させてもよいし、研磨工具１１を被加工物Ｗに対して移動させるようにしてもよい。

研磨体９は、研磨体７に隣接して配置されており、研磨体９は、研磨工具１１の被加工物に対する移動方向が、送り戻り方向（−Ｘ軸方向）となる際の、研磨体７に対する上流側に配置される。

また、研磨工具１１を、被加工物Ｗに対して送り戻り方向（−Ｘ軸方向）に相対移動させる場合、研磨体７により被加工物Ｗの表面Ｗａに形成されるうねりは、研磨体７の次に（最後に）通過する研磨体９により平滑化される。つまり、研磨体９は、無発泡ポリウレタン樹脂で形成されているので、上記研磨体８と同様に、研磨体７よりも剛性が高く、うねり平滑化能力も高いため、被加工物Ｗの表面Ｗａが効果的に平滑化される。第２実施形態では、研磨体７の両側に剛性の高い研磨体８，９が隣接配置されている。したがって、研磨工具１１の被加工物に対する移動方向が、送り方向Ｓ（Ｘ軸方向）と送り戻り方向（−Ｘ軸方向）とに交互に切り換わる場合に、いずれの方向においても、研磨による除去の後、うねりの平滑化を行うことができる。

以上、研磨工具１１の被加工物に対する移動方向が、送り方向（Ｘ軸方向）の場合には、研磨体７で表面Ｗａを研磨除去した後に研磨体８で表面Ｗａのうねりを平滑化する。また、送り戻り方向（−Ｘ軸方向）の場合には、研磨体７で表面Ｗａを研磨除去した後に研磨体９で表面Ｗａのうねりを平滑化する。したがって、研磨工具１１の被加工物Ｗに対する移動方向と直交する方向にピッチＰずつずらしながら、移動方向を交互に切り換えて移動させることにより、被加工物Ｗの表面全体の研磨除去とうねりの平滑化とを一度に行うことができる。つまり、研磨工具１１を被加工物Ｗの表面Ｗａに対して一回走査するだけで、研磨除去とうねりの平滑化とを行うことができる。このように、各研磨体に異なる機能を持たせたことにより、自由曲面形状の研磨に際して、高品位な被加工物表面を短時間で得ることができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態である研磨工具１２を、図３（ａ）に示す。図２と同一部分には同一符号を附して説明を省略する。図３（ａ）において、研磨体９の外周表面９ａには、０．１ｍｍ以上、研磨体９の厚み以下の複数の溝９ｂが回転軸と平行な方向に沿って２°以下刻みで形成されている。仮に深さが０．１ｍｍより小さい場合、研磨体９を加圧した際、研磨体９が変形し溝の底部が被加工物Ｗの表面Ｗａに接触してしまい、溝の効果を発揮できないことがある。研磨体９の外周表面９ａには、複数の溝９ｂが形成されているので、研磨体９の外周表面９ａと、被加工物Ｗの表面Ｗａとの間に研磨液の膜が形成されるのを抑制することができ、研磨体９が表面Ｗａに対して浮き上がるのを抑制することができる。したがって、被加工物Ｗの表面Ｗａに形成されたうねりの平滑化能力がさらに向上する。この溝は、研磨体８にも形成されていてもよく、研磨体９には形成せず、研磨体８のみに形成されていてもよい。研磨体８または研磨体９の片方のみに形成すると、溝を形成した方の研磨体のうねり平滑化能力が向上し、研磨体８および研磨体９両方に形成すると、研磨体８および研磨体９両方のうねり平滑化能力が向上し、より高品位な被加工物表面を得ることができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態である研磨工具１３を、図３（ｂ）に示す。図２と同一部分には同一符号を附して説明を省略する。図３（ｂ）において、本第４実施形態では、研磨工具１３は、第１の研磨体である研磨体７、第２の研磨体である研磨体８の（両）側面８ｃ，８ｄに接触して設けられるステンレス等の金属板からなる変形防止用の円盤状の支持部材２１ａ，２１ｂを備えている。支持部材２１ａ，２１ｂは、被加工物Ｗの表面Ｗａに接触しないように半径が研磨体８よりも小さく設定されている。支持部材２１ａ，２１ｂは研磨体８の弾性変形量より０．１ｍｍ小さく設定するのがよい。これより大きいと、研磨体８が弾性変形したときに支持部材２１ａ、２１ｂが、被加工物Ｗの表面Ｗａに接触してしまい、これより小さいと、研磨体８を支持するのに十分な剛性を得ることができなくなることがある。なお、支持部材２１ａ、２１ｂは、厚さが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。これより厚いと他の研磨体と接触し、これより薄いと研磨体８を支持するの十分な剛性を得ることができないことがある。

以上の構成により、研磨加工中に研磨体８が送り方向Ｓに力を受けても、支持部材２１ａ，２１ｂに研磨体８が支持されているので、研磨体８のよれを防止することができる。これにより、研磨体８がよれることで発生する研磨除去のムラを抑制することができ、より高品位な被加工物表面を得ることが可能となる。また、支持部材２１ａ，２１ｂにより、研磨体８の剛性に関して、より低い剛性の材料を選択することも可能となる。この支持部材は、研磨体９にも形成されていてもよく、研磨体８には形成せず、研磨体９のみに形成されていてもよい。研磨体８又は研磨体９の片方のみに形成すると、形成した研磨体の研磨除去のムラを抑制することができ、研磨体８及び研磨体９の両方に形成すると、両方の研磨体の研磨除去のムラを抑制することができるため、より高品位な被加工物表面を得ることが可能である。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態である研磨工具１４を、図３（ｃ）に示す。図２と同一部分には同一符号を附して説明を省略する。図３（ｃ）において、研磨工具１４は、円盤状の３つの研磨体２２，２３，２４を備えている。研磨体２２は、発泡樹脂としての発泡ポリウレタン樹脂で形成された第１の研磨体であり、外周表面２２ａには、多数の空孔が形成されている。これに対し、研磨体２３は、無発泡樹脂としての無発泡ポリウレタン樹脂で形成された第２の研磨体であり、研磨体２４は、無発泡樹脂としての無発泡ポリウレタン樹脂で形成された第３の研磨体である。外周表面２３ａ，２４ａには、空孔はほとんど形成されていない。つまり、研磨体２２の外周表面２２ａは、研磨体２３，２４の外周表面２３ａ，２４ａよりも空孔率の高い形状に形成されている。

また、研磨体２３，２４は、無発泡ポリウレタン樹脂で形成されているので、発泡ポリウレタン樹脂で形成されている研磨体２２よりも剛性が高く弾性変形しにくい。言い換えれば、研磨体２２は、研磨体２３，２４よりも剛性が低く弾性変形しやすい。研磨体２３，２４は、研磨体２２に隣接して配置されている。研磨体２３は、研磨工具の被加工物に対する移動方向が送り方向Ｓ（Ｘ軸方向）となる際の研磨体２２に対する移動方向上流に配置され、研磨体２４は、移動方向が、送り戻り方向（−Ｘ軸方向）となる際の研磨体２２に対する移動方向上流に配置されている。そして、研磨体２２は、研磨体２３，２４よりも僅かに大径に形成されている。

なお、研磨体２３及び研磨体２４の移動方向と平行な方向の厚さは、例えば１．０ｍｍに設定されている。研磨体２２の厚さは、例えば２．０ｍｍに設定されている。これは、研磨体２２、研磨体２３、及び研磨体２４の厚みの合計を４ｍｍ以下にすることで、除去痕のサイズを４ｍｍ以下として必要な加工精度を確保するためである。つまり、研磨体２２は、研磨体２３及び研磨体２４よりも厚く形成されている。また、研磨体２３，２４の外周表面２３ａ，２４ａには、深さ０．１ｍｍ以上、研磨体２３及び２４の厚み以下の複数の溝２３ｂ，２４ｂが回転軸方向と平行な方向に沿って２°以下の刻みで形成されている。深さが０．１ｍｍ以下の場合、研磨体２３，２４を加圧した際、研磨体２３，２４が変形し溝の底部が被加工物Ｗの表面Ｗａに接触してしまい、溝の効果を発揮できない。また、角度に関しては、２°より大きいと研磨液の膜が発生し、研磨体が被加工物表面に接触することを妨げるため、加工能率が著しく小さくなる。また、本第５実施形態では、互いに隣接する研磨体２２，２３の間隔及び研磨体２２，２４の間隔を空けず０ｍｍとし、各研磨体２２，２３，２４を回転軸１に配置している。間隔を開けないと、工具全体の除去痕が小さくなるため、より短い波長の形状まで修正加工することができ、高品位な被加工物表面を得ることができる。

本第５実施形態では、研磨体２３と研磨体２４とは、同一材質で同一形状（同一の径、同一の幅及び同一の溝間隔）に形成されており、研磨体２２を挟んで左右対称に構成されている。したがって、本第５実施形態では、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏するほか、各研磨体２３，２４において、研磨工具の被加工物に対する移動方向が＋Ｘ軸方向、−Ｘ軸方向のどちらでも研磨体２２にて発生したうねりを同様に平滑化することが可能となる。したがって、自由曲面形状の研磨に際して、より高品位な被加工物表面を短時間で得ることができる。また、本第５実施形態では、研磨体２３，２４には溝２３ｂ，２４ｂが形成されている。したがって、研磨工具の被加工物に対する移動方向が＋Ｘ軸方向、−Ｘ軸方向のいずれにおいても、各研磨体２３，２４が浮き上がるのを抑制することができ、効果的にうねりを平滑化することができる。

なお、上記実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記第４実施形態では、支持部材２１ａ，２１ｂの形状を円盤状、材質をステンレスとしたが、研磨体８のよれを防止することができれば、その形状及び材質は任意に設定することが可能である。また、第４実施形態では、研磨体８に支持部材２１ａ，２１ｂを設けたが、研磨体７又は研磨体９にも同様に支持部材を設けてもよく（すなわち、第１及び第２の研磨体のうち、少なくとも一方に支持部材を設けてもよく）、この場合も同様の効果を奏するものである。

また、第１実施形態では、互いに隣接する研磨体７，８の間隔を０．５ｍｍとしたが、その間隔は任意であり、どの間隔に設定しても同様の効果を奏するものである。また、上記第５実施形態では、研磨体２２，２３及び研磨体２２，２４の間隔を０ｍｍとしたが、研磨体の配置が左右対称であればその間隔は任意であり、どの間隔に設定しても同様の効果を奏するものである。

また、上記第２〜第５実施形態では、研磨体が３つの場合について説明したが、これに限定するものではない。上記第２〜第５実施形態では、研磨工具の被加工物に対する移動方向がＸ軸方向と−Ｘ軸方向とに交互に切り換わる場合について説明したが、移動方向が一方向のみの場合には、研磨体７（研磨体２２）に対して送り方向下流の研磨体は省略可能である。

また、研磨体７と研磨体８との間に別の研磨体を介挿させておいてもよく、また、研磨体７と研磨体９との間に別の研磨体を介挿させておいてもよい。同様に、研磨体２２と研磨体２３との間に別の研磨体を介挿させておいてもよく、また、研磨体２２と研磨体２４との間に別の研磨体を介挿させておいてもよい。この場合、研磨体８，２３又は研磨体９，２２が最後に被加工物表面を通過することとなり、効果的にうねりを平滑化することができる。なお、この場合、研磨体７，２２を挟んで左右対称に同数の研磨体を設けるのがよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、発泡樹脂が発泡ポリウレタン樹脂の場合について説明したが、発泡樹脂が発泡エポキシ樹脂や発泡フェノール樹脂等であってもよい。同様に、無発泡樹脂が無発泡ポリウレタン樹脂の場合について説明したが、無発泡樹脂が無発泡エポキシ樹脂や無発泡フェノール樹脂等であってもよい。

１ 回転軸
７ 研磨体（第１の研磨体）
８ 研磨体（第２の研磨体）
９ 研磨体（第３の研磨体）
１０，１１，１２，１３，１４ 研磨工具

Claims (7)

1. 回転軸と、
   前記回転軸に設けられ、外周表面を加工面として被加工物に押圧することによって前記被加工物を加工する、円盤状の第１の研磨体、及び前記第１の研磨体に隣接する円盤状の第２の研磨体とを備え、
   前記第１の研磨体は、前記第２の研磨体よりも外周表面が空孔率の高い形状に形成され、
   前記第２の研磨体は、前記第１の研磨体よりも剛性の高い材質からなり、
   前記第１の研磨体の半径は、前記第２の研磨体の半径よりも、前記押圧による前記第１の研磨体の弾性変形量と前記第２の研磨体の弾性変形量の差分だけ大きいことを特徴とする被加工物の表面を研磨加工する研磨工具。
2. 前記第１の研磨体の前記第２の研磨体とは反対側に隣接して前記回転軸に設けられ、外周表面を加工面とする円盤状の第３の研磨体を備え、
   前記第１の研磨体は、前記第３の研磨体よりも外周表面が空孔率の高い形状に形成され、
   前記第３の研磨体は、前記第１の研磨体よりも剛性の高い材質からなることを特徴とする請求項１に記載の研磨工具。
3. 前記第１の研磨体及び前記第２の研磨体のうち、少なくとも一方の研磨体の側面に設けられる変形防止用の支持部材を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨工具。
4. 前記第１の研磨体は、発泡樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の研磨工具。
5. 前記第２の研磨体の外周表面には、送り方向と平行に複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の研磨工具。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の研磨工具を用いて光学素子を製造することを特徴とする光学素子の製造方法。
7. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の研磨工具を用いて光学素子成形用金型を製造することを特徴とする光学素子成形用金型の製造方法。

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