JPH02256457A

JPH02256457A - 研磨装置

Info

Publication number: JPH02256457A
Application number: JP1077893A
Authority: JP
Inventors: Keigo Umezawa; 梅沢　計吾; Kazuo Ushiyama; 一雄牛山
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-03-29
Filing date: 1989-03-29
Publication date: 1990-10-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はガラスレンズ等の光学素子を研磨する研磨装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

研磨液中に於て被研磨部材を研磨する所謂液中研磨は１
９７０年１１月３０日社団法人日本物理学会発行「結晶
の加工と表面」第１５４頁乃至第１５６頁記載の［ボウ
ル・フィード・ポリレンズ」に於て、あるいは実開昭５
５−４１２９５号公報所載の「液中研磨装置」に於て公
知であり、当該技術分野に於ても光学素子の表面を最大
粗さで、数十人の高精度な平滑面を得るには有効な方法
として従来より実施されているところである。

しかして、第６図は光学素子としてのレンズを研磨する
際の具体的な液中研磨装置の縦断面図である。同図にお
いて、１は被研削部材としてのガラスレンズであるとと
もにこのガラスレンズ１は貼付皿２に貼付けられ、研磨
工具３上に載置されている。また、貼付皿２は揺動機構
４に連結支持されたカンデラ５により支持されるととも
に研磨工具３は回転軸５に装着されている。

さらに、回転軸６には研磨液８を収納した液槽７が装着
され、前記ガラスレンズｌおよび研磨工具３等は図示の
如く液槽７に収納された研磨液８中に浸漬された状態に
セットされている。

因で、前記回転軸６の回転に伴う研磨工具３の回転と揺
動機構４を介して揺動されるカンデラ５に支持されるガ
ラスレンズｌが従属回転しなから液槽７の研磨液８中に
於て、研磨工具３による研磨加工が遂行される。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来の液中研磨における研磨液８の容量は液槽７中
に収納されて限りがあり、かっ液槽７中に収納された研
磨液８は連続的に使用されるので、研磨された硝材の微
細なスラッジが液Ｉ！７の研磨液８中に浮遊し、これが
原因となって被研磨部材としてのガラスレンズ１表面の
キズ発生も短時間で起り、逆に液中研階は研磨時間が長
く掛るものであって、キズ発生の欠点はより顕著となる
。しかも研磨時間が長いと光学硝材の１部と特殊低分散
硝子のＦＫＯＩ、ＦＫＯ２，ＣａＦＫ９５等の硝材では
研磨工具であるピッチ皿の表面に研磨剤と微細に研磨さ
れたスラッジが堆積し、これが原因となって被研磨部材
としてのガラスレンズ１にキズが連続的に発生し、研磨
加工を完了し得ないこととなる。

また、前記硝材は、その硝材の持つ性質から熱の影響を
受は易く、閉ざされた研磨液７中で長時間の研磨加工が
続くと研磨熱の為に液温か上昇する結果、ガラスレンズ
１の表面に砂目状のヤケが発生し、以後研磨は進行しな
くなる欠点があった。

因で、本発明は従来の液中研磨における欠点を解決すべ
く開発されたもので、研磨加工中に発生するスラッジに
よるキズの発生がなく、研階熱によるヤケの発生がない
、短時間で且つ効果的に高精度、高品質な研磨面が容易
に得られる研磨装置の提供を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明装置の概念図である。

被研磨部材ｌの加工槽７は回転軸６に回転自在に装着さ
れるとともにこの加工槽７内には一定温度の研磨液８を
その供給源に連結される供給ノズル９を介して大量かつ
連続的に供給し得るように構成され、かつ前記加工槽７
の研磨液８中の回転軸６に研磨工具３を回転自在に装着
するとともにこの研磨工具３上に被研磨部材１を貼付皿
２および図示しない揺動機構に連結したカンデラ６を介
して支持することにより構成されている。

〔作　用〕

本発明研磨装置は加工槽７を回転軸６を介して回転する
とともに加工槽７内に供給ノズル９を介して大量かつ連
続的に一定温度の研磨液８を供給し、回転軸６により回
転される研磨工具３によりこの研磨工具３の上側に揺動
機構に連結されるカンデラ５および貼付皿２を介して支
持される被研磨部材１を研磨することにより発生する微
細なスラッジを前記加工槽７より排出せしめるべく溢流
せしめ、研磨液８中に浮遊するスラッジによる被研磨部
材１表面のキズの発生を防止するとともに研磨液８の液
切れによるヤケ、研磨熱によるヤケの発生を防止し、良
い面精度を長く維持し得る研磨加工作用を得ることがで
きる。

〔実　施　例〕

以下本発明研磨装置の実施例を図面とともに説明する。

（第１実施例）第２図は本発明研磨装置の第１実施例を示す断面図であ
る。

被研磨部材１は貼付皿２に貼付けられ、ＩＺ動機構４に
連結されたカンデラ５によって研磨工具３上に支持され
ている。

また前記研磨工具３は回転軸６に回転自在に装着される
とともに前記カンザク５先端部、貼付皿２およびこれに
貼付けられた被研磨部材ｌとともに加工槽７の研磨液８
中に浸漬セットされている。

さらに前記加工槽７は底部中央に設けた軸着部１０を回
転軸６に水蜜的に装着することにより回転軸６によって
回転自在に支持されるとともに、この加工槽７の外側に
は当該加工槽７の上側開口部７ａより外側に流出する研
磨液８の受槽１１が配設されている。

そして、前記受槽Ｉ■の底部に設けられた前記回転軸６
の軸受部１２および回転軸６の外側には水蜜カバー１３
が配設されている。

また、１４は研磨液８の供給槽であって、この供給槽１
４には図示しない加熱部および冷却部が設けられるとと
もに両部の制御部が設けられ、当該供給槽１４内の研磨
液８を２５±１°Ｃの一定温度に保持し得るように構成
されている。

そして、前記供給槽１４には給水ポンプ１５および撹拌
羽根１６を設けるとともに給水ポンプ１５を介して供給
槽１４内の研磨液８を吸い上げ供給パイプ１７とその先
端部に連結した供給ノズル９を介して前記加工槽７内に
連続的に研磨液８を供給し得るように構成されている。

さらに、前記受槽１１の底部に設けた排出部１８は前記
供給槽４に連結され、前記加工槽７の上側開口部７ａか
ら流出する研磨液８は受槽１１および排出部１８を介し
て供給槽１４内に回収し得るように構成されている。

以上の構成から成る研磨装置において、カンデラ５およ
び貼付皿２を介して研磨工具３上側に支持された被研磨
部材ｌは、下軸側の回転軸６０回転と上軸側のカンデラ
５に連結された揺動機構４の揺動運動を介して従属回転
をしつつ前記回転軸６の回転により回転される加工槽７
内に給水ポンプ１５．供給パイプ１７および供給ノズル
９を介して供給槽１４より連続的に供給される研磨液８
中において研磨加工される。

しかして、前記加工槽７内における被研磨部材ｌの研磨
加工の進行、において発生する微細なスラッジが加工槽
７内に浮遊するが、加工槽７の回転による遠心力の作用
によりスラッジは加工槽７の周辺に流されるとともに加
工槽７内に連続的に供給されその上側開口部７ａより溢
流する研磨液８とともに槽外に排出され、受槽１１内に
受けられる。従って、被研磨部材１の研磨加工面にスラ
ッジが介在するのを防止することができるとともに研磨
加工中に発生するスラッジによるキズ発生を阻止するこ
とができるものである。

尚、受槽１１内に流出する研磨液８は水蜜的な軸着部Ｉ
Ｏおよび水蜜カバー１３により回転軸６の軸部と水蜜的
に遮断されている。

また、受槽１１を介して供給槽１４内に回収される研磨
液８は、当該供給槽１４に設けられた制御部を介して加
熱部および冷却部によって加温あるいは冷却されつつ２
５±１°Ｃの温度に制御されるとともに給水ポンプ１５
に連結された撹拌羽根１６によって研磨液８に混合され
る研磨剤の沈澱を防止しつつ給水ポンプ１５にて供給槽
１４内より研磨液８を給水し、供給パイプ１７．供給ノ
ズル９を介して加工槽７に連続的に供給する。

従って、従来の液中研磨における研磨時間の短縮化に要
求される加工条件の高圧、高速化によりて起る周速によ
って研磨液が周辺に流れ被研磨部材ｌと研磨工具３が液
不足になって発生するヤケを、前記供給槽１４における
研磨液８を一定温度に制御する構成と一定温度の研磨液
８を加工槽７内における加工条件に応じて、大量かつ連
続的に供給することによって防止しつつ研磨加工するこ
とができる。

（第２実施例）第３図は本発明研磨装置の第２実施例を示す断面図であ
る。

さて、当該実施例における研磨装置は前記第１実施例に
おける研磨装置の構成に比較して、第３図には図示され
ない揺動機構に連結される上軸例のカンデラ６に貼付皿
２を介して研磨工具１９を設けるとともに下軸側の回転
軸６に貼付皿２ｏを介して被加工部材１を支持すること
により構成するとともに加工槽７に研磨液８の供給源（
図示しない）としての恒温槽（図示しない）より一定温
度の研磨液８を供給ノズル９を介して連続的に供給する
が、加工槽７の上側開口部７ａより溢流する研磨液８を
加工槽７の外側に配設した受槽１１にて受けつつ排出部
１８より排出槽（図示しない）に排出し、循環せしめる
ことなく構成した点を相違点とする。

尚、図中、２１は加工槽７の底部中央に設けた回転軸６
との水蜜的な軸受部、２２は受槽１１の底部に設けた軸
受部２３と回転軸６の外周に設けた水蜜カバーを示すも
のである。

以上の構成から成る研磨装置による被研磨部材ｌの研磨
加工は第１実施例の研磨装置と同様に遂行し得るが、特
に前記構成上の相違点における加工槽７内に連続的に一
定温度の研磨液８を供給するが、槽外に溢流後の研磨液
８は受槽１１にて受けた後、排出部１８より排出槽に排
出し、再度使用しない使い捨て方式のため、被研磨部材
ｌの研磨加工によって発生するスラッジを回転する加工
槽７の遠心力によって周辺に流し、かつ供給ノズル９よ
り新しい研磨液８を加工槽７内に大量かつ連続的に供給
して上側開口部７ａより研磨液８を溢流させつつ、この
溢流研磨液８とともに加工槽７外に排出することにより
スラッジによる被研磨部材ｌの研磨面に発生するキズを
防止することができる。

（第３実施例）第４図は本発明研磨装置の第３実施例を示す断面図であ
る。

第４図示の研磨装置は、その加工槽７内における構成中
、前記第３図示の第２実施例における研磨装置の加工槽
７内における構成と同一部分の構成については同一番号
を符してその説明を省略し、その他の構成について以下
に補充する。

まず、２４は加工槽７内に恒温槽より供給ノズル９を介
して連続的に供給される研磨液であるが、この研磨液２
５は研磨剤としてＣｅｎｔやＺｒＯｘなどの平均粒径が
０．２μ−から１／ｌ／■の大きな粒径を持つ研磨剤を
配合することにより構成されている。

また、２５は加工槽７内に設けられた撹拌部材で、この
撹拌部材２５は支持装置（図示しない）に支持された支
持腕２６を介して撹拌板２７を設けることにより構成さ
れている。

か＼る構成から成る研磨装置において、加工槽７内に設
けた撹拌部材２５により、供給ノズル９を介して大量か
つ連続的に加工槽７内に供給される研磨液８を撹拌し、
研磨液８中の研磨剤を常時撹拌せしめて、これが加工槽
７の底部に沈澱するのを防止し、研磨剤が研磨加工に有
効に寄与し得るようにすると同時に回転軸６によって回
転する加工槽７の遠心力によって周辺に流れる研磨液８
を槽の中心に戻す作用を発揮することができる。

斯様にして、当該実施例による研磨装置によれば、より
大きな粒径の研磨剤を使用することにより、加工能力が
向上し、研磨時間の短縮が可能となる。

尚、前記撹拌部材２５の構成については前記作用効果を
発揮し得れば、前記構成に限定されず、例えば、撹拌板
２７を回転自在に支持腕２６に支持するとともにこれを
モーター等の回転駆動手段によって回転し得るように構
成して実施することも可能である。

また、加工槽７に対する研鹸液８の供給について一定温
度の研磨液８を連続的に供給し、槽外に溢出せしめつつ
研磨加工を遂行する構成については前記第１および第２
実施例と同様であるが、槽外に溢出せしめた研磨液８を
第１あるいは第２実施例の如く処理するかについてはこ
れを限定するものではない、闇って、処理方法に従った
必要な構成を施しつつ実施するもので、その構成につい
ては特に図示しない。

（第４実施例）第５図は本発明の第４実施例を示す断面図である。

さて、当該実施例の研磨装置は第２図示の第１実施例に
おける研磨装置を設計変更したもので、第２図と同一構
成部分は同一番号を符して、その説明を省略することに
する。

まず、加工槽２８内にセットされる被研磨部材１は前記
第３図示の研磨装置と同様に貼付皿２０を介して下軸側
の回転軸６に支持されるとともに研磨工具１９は貼付皿
２を介して上軸側のカンザシ５に支持されている。

また、加工槽２８は水蜜的な軸着部ＩＯを介して回転軸
６に対して回転自在に装着されるとともに底板２９を外
周部に向って傾斜せしめ、かつ外周部に環状方向間に複
数個開口した排液口３０を設けることにより構成されて
いる。

さらに、２４は研磨液を示し、この研磨液２４は、前記
第３実施例における研磨液と同様の構成から成るもので
ある。

以上の構成から成る研磨装置による被研磨部材１の研磨
加工は第１実施例と同様に遂行されるが、加えて、当該
実施例においては、特に加工槽２８の構成上、同種２８
内に供給される研磨液２４中の研磨剤が底部に沈澱堆積
するのを外周部方向に傾斜する低板２９によって外周に
案内するとともに外周部に設けた複数個の廃液口３０を
介して研磨液２４を排出することにより防止することが
できる、また、か−る作用効果を同様に被研磨部材１の
研磨によって発生する微細なスラッジを回転する加工槽
２８の遠心力によって周辺に流した後、研磨液２４とと
もに排液口３０より槽外に排出し得る作用効果が得られ
、加工槽２８の上側開口部２８ａより溢出する研磨液２
４によって排出せしめる作用との相乗作用を発揮し得る
。

従って、加工槽２８の容量は回転によって溢れる量と各
排液口３０から排出する量、すなわち排液口３０の大き
さと数を設定し、供給槽１４（恒温槽）からの研磨液２
４の補給量のバランスを配慮して設定する必要がある。

また、研磨液２４は研磨剤がＣｅＯ！やＺｒ０ｔ等の平
均粒径が０．２μ−から１μ−までの大きな粒径を持つ
ものであるから、加工条件よりも高圧、高速にできるた
め研磨時間の大幅な実現が可能になる。

さらに、一定温度の研磨液２４を大量かつ連続的に供給
することにより研磨された微細なスラッジが速やかに排
出されるので研磨液２４の劣化は遅く、微細なスラッジ
による被研磨部材１へのキズの影響も少ない。

しかも、当該実施例の構成から成る研磨装置は市販され
る循環方式の研磨機に加工槽を付設するとともに恒温槽
を設置するだけで安価に構成し得る。

尚、前記した各実施例の構成中、加工槽の構成について
は加工槽の上側開口部より研磨液を溢出させる構成に加
えて加工槽の底部に設けた排出口あるいは底部外周に設
けた複数の排液口を介して排出する構成について説明し
てきたが、これらの構成に加えて加工槽の壁面に排出孔
を配設する構成等の排出手段を設けることにより実施す
ることができる。

〔発明の効果〕

本発明研磨装置によれば以下の各効果を得ることができ
る。

（１）　　光学硝材の１部と特殊低分散硝子ＦＫＯ１゜
ＦＫＯ２，ＣａＦＫ９５等の研磨時に良く見られるピッ
チ皿表面に研磨剤と研磨された微細なスラッジが堆積し
て起るピッチ皿の白色変化もな（、したがって白色変化
によって連続的に発生するキズがなくなる。

（２）一定温の研磨液中で研磨されるので、液切れによ
るヤケの発生、磨熱によるヤケの発生を防止出来る。

（３）一定温の研磨液中で研磨されるので、ポリシャー
の熱による変化がない、従って良い面精度を長く維持出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明研磨装置の概念図、第２図は本発明研磨
装置の第１寞施例を示す断面図、第３図は本発明研磨装
置の第２実施例を示す断面図、第４図は本発明研磨装置
の第３実施例を示す断面図。第５図は本発明の第４実施例を示す断面図、第６図は従
来の液中研磨の実施例を示す断面図である。ｌ・・・被研磨部材　　　　　２・・・貼付皿３・・・
研磨工具　　　　　　４・・・揺動機構５・・・カンザ
シ　　　　　　６・・・回転軸７・・・加工槽　　　　
　　　８・・・研磨液９・・・供給ノズル　　　　１０
・・・軸着部１１・・・受槽１３・・・水蜜カバー１５・・・給水ポンプ１７・・・供給パイプ１９・・・研磨工具２１・・・軸受部２３・・・軸受部２５・・・撹拌部材２７・・・撹拌板２９・・・底板

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被研磨部材、被研磨部材の支持部材および研磨工
具を研磨液中に浸漬し得る加工槽と加工槽の槽外に溢流
する研磨液を受ける受槽と前記加工槽内に連続的に一定
温度の研磨液を供給する供給手段を備えることを特徴と
する研磨装置。