JPH07285059A - 光学素子の加工方法およびその実施に用いる保持体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 研磨工具の研磨面と保持体の当接面との間で
光学素子を挟圧保持して研磨する際に、前記光学素子の
前記保持体と接触する面に傷が発生しないようにする。 【構成】 研磨工具２の研磨面２ａと保持体５の当接面
６との間でレンズＬを挟圧保持させた状態で、研磨工具
２を研磨工具用やとい３とともに強制回転させると同時
に、保持体５を保持体用やとい４とともに強制回転させ
てレンズＬの被研磨面の研磨を行う。このときの保持体
５の回転速度は、予め実験的に求めた研磨工具の研磨面
と保持体の当接面との間でレンズを挟圧保持して前記研
磨工具を強制回転させるとともに前記保持体を自由回転
させたときの前記レンズの連れ回り速度とほぼ等しくす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズ等の光学素子の
加工方法およびその実施に用いる保持体に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、図６に示すように、回転軸１０１
に一体的に取付けられた研磨皿１０２の研磨面１０７
と、前記研磨面１０７の法線の方向の回転中心軸を有す
るように支承部材１０５にベアリング６を介して自由回
転自在に支承された押え部材１０４とでレンズ１０３を
挟圧保持し、前記法線と交差する前記研磨面１０７の他
の法線を中心にして前記研磨皿１０２を回転させて、そ
の研磨面１０７とレンズ１０３との当接部における摩擦
による回転モーメントによってレンズ１０３を押さえ部
材１０４とともに連れ回り回転させながら研磨する方法
が提案されている（特公平１−５０５５０号公報参
照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、研磨面とレンズとの接触部に発生する摩
擦力による回転モーメントが小さい場合や、押え部材を
自由回転自在に支持するベアリングに研磨剤等の異物が
侵入して回転摩擦抵抗が大きくなった場合には、レンズ
とともに連れ回り回転する押え部材の回転が不安定にな
り、その結果、レンズの真球度が損われて非対称形状に
なり易い。また、レンズと押え部材との接触部における
摩擦力が小さい場合には、レンズと押え部材とが一体に
回転せず、レンズだけが回転していわゆる押え部材によ
ってこすれが発生してレンズ裏面に傷がつくという問題
点があった。

【０００４】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであって、研磨工具の研磨面と保
持体の当接面との間でレンス等の光学素子を挟圧保持
し、前記研磨工具を強制回転させて前記光学素子の被研
磨面を研磨する際に、前記光学素子と前記保持体とが一
体に回転して前記光学素子の保持体に接触する面にこす
れに起因する傷が発生しない光学素子の加工方法および
その実施に用いる加工工具を実現することを目的とする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の光学素子の加工方法は、研磨工具の研磨面
と保持体の当接面との間で光学素子を挟圧保持し、前記
研磨工具を強制回転させるとともに、前記保持体を強制
回転させる光学素子の加工方法であって、前記保持体
を、前記光学素子の保持体の当接面と接触する面にこす
れが発生しない回転速度で強制回転させることを特徴と
するものである。

【０００６】また、保持体の回転速度を、研磨工具の研
磨面と前記保持体の当接面との間で光学素子を挟圧保持
して前記研磨工具を強制回転させるとともに前記保持体
を自由回転させたときの前記光学素子の連れ回り速度と
ほぼ等しくすると効果的である。

【０００７】本発明の光学素子の加工に用いる保持体
は、光学素子の被研磨面以外の部分に接触する当接面を
有し、該当接面と研磨工具の研磨面との間で前記光学素
子を挟圧保持するための保持体であって、前記当接面
が、ゴム硬度がショアＡ２：６０以下の材料から構成さ
れたことを特徴とするもの、あるいは光学素子の被研磨
面以外の部分に接触する当接面を有し、該当接面と研磨
工具の研磨面との間で前記光学素子を挟圧保持するため
の保持体であって、前記当接面は、前記光学素子との摩
擦係数を増大させるための複数の溝を有することを特徴
とするものである。

【０００８】

【作用】保持体の当接面と接触する光学素子の面にこす
れが発生しない回転速度で保持体を強制回転させるた
め、光学素子の回転速度が安定して高精度な研磨を行う
ことができ、光学素子の保持体の当接面と接触する面に
これすが発生しない。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１０】先ず、本発明の実施に用いる研磨装置につ
いて説明する。

【００１１】図１に示すように、研磨装置１は、研磨面
２ａを有する研磨工具２が固定される研磨工具用やとい
３と、当接面６を有する保持体５が固定される保持体用
やとい４を備えている。

【００１２】研磨工具用やとい３は、図示しないベース
に回転自在に支持されており、図示しないモータ等の回
転駆動手段により強制回転されるように構成されてお
り、保持体用やとい４は、支持体７に軸受７ａを介して
回転自在かつ軸方向に移動自在に支持され、図示上端側
に固定された歯車１２にモータ８の回転軸１４に固定さ
れた歯車１３を噛合することにより強制回転されるとと
もに、その上端に設けたスラスト軸受１１と支持体７に
固定されたカバー１０との間に介在されたスプリング９
により常時白抜矢印の方向に付勢されている。

【００１３】研磨装置１は上述のように構成されている
ため、研磨工具２の研磨面２ａと保持体５の当接面６と
の間に光学素子であるレンズＬを挟圧保持した状態で、
研磨工具２を研磨工具用やとい３とともに強制回転させ
ると同時に保持体５を保持体用やとい４とともに強制回
転させて、レンズＬを研磨することができる。

【００１４】次に、本発明の光学素子の加工方法の第１
実施例について説明する。

【００１５】研磨工具２の研磨面２ａと保持体５の当接
面６との間でレンズＬを挟圧保持させた状態で、研磨工
具２を研磨工具用やとい３とともに矢印方向へ所定の回
転速度で強制回転させると同時に、保持体５を保持体用
やとい４とともに同方向へ後述する方法で求めたレンズ
Ｌの保持体５の当接面６と接触する面にこすれが発生し
ない回転速度で強制回転させ、レンズＬの被研磨面の研
磨を行う。

【００１６】ここで、レンズＬの保持体５の当接面６と
接触する面にこすれが発生しない回転速度を求める方法
の一例について説明する。

【００１７】保持体を上記従来の技術と同様に連れ回り
回転させた場合、図２に示すように、レンズＬは研磨工
具２の矢印方向への回転によってレンズＬの回転中心Ｏ
₁ を通る仮想円Ｃの径方向内側の領域Ａで図示時計回り
の回転モーメントＭ_A を受け、前記仮想円Ｃの径方向外
側の領域Ｂで反時計回りの回転モーメントＭ_B を受ける
ため、レンズＬはＭ_A −Ｍ_B の正味のモーメントを受け
て連れ回りするが、各モーメントＭ_A ，Ｍ_B を計算で求
めることは困難である。

【００１８】そこで、図３に示すように、質量をできる
だけ小さくした保持体２４を球面軸受を有するやとい２
５によって自由回転自在に支持することによって摩擦モ
ーメントを小さくし、前記保持体２４にレンズＬを接着
し、研磨工具２の回転速度ＮｔとレンズＬの連れ回り回
転速度Ｎ₁ との相関を実験的に求めた。その結果を図４
に示す。

【００１９】図４からレンズＬの連れ回り回転速度Ｎ₁
と研磨工具２の回転速度Ｎｔとの相関は次の（１）式で
表わすことができることが判明した。

【００２０】 Ｎ₁ ＝ａ・Ｎｔ^1/2 ・・・・・（１）式 ここで、ａは比例定数 なお、上記（１）式は一例であって、研磨条件が異なる
場合には異なることが予想されるので、実際の加工と同
様の研磨条件で実験することが肝要である。

【００２１】本実施例において、保持体５はウレタンゴ
ム、フッ素ゴム、ニトリルゴム等耐摩耗性の良好なゴム
材料が望ましい。ウレタンゴムは、耐摩耗性が良好であ
って、水溶性研磨剤を使用する場合の耐久性が優れてい
る。フッ素ゴムは、耐油、耐酸、耐アルカリ性に優れて
おり、研削油を使用する場合に用いると効果的である。
ニトリルゴムは、耐摩耗性に優れ、安価であることから
低精度、低コストのレンズ等の光学素子を加工する場合
に用いるとよい。

【００２２】本実施例に関し当接面のゴム硬度がショア
Ａ２：４０、５０、６０および７０の保持体を準備し、
各保持体毎にＬａＳＦｏ１６、ＢＫ７、ＳＦ３の３種類
のガラス素材からなるレンズそれぞれに対して、研磨工
具の回転速度を１５００ｒｐｍ、保持体の回転速度７８
０ｒｐｍに設定して１分間研磨したのち、各レンズの保
持体と当接する面の状態を視認した。その結果を表１に
示す。

【００２３】

【表１】 （評価基準） ○：傷、部分研磨なし △：傷、部分研磨小、規格内 ×：傷、部分研磨大 表１から明らかなように、保持体の当接面のゴム硬度
は、ショアＡ２：６０以下のものが望ましい。

【００２４】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。

【００２５】図５は、第２実施例の保持体の当接面の平
面図である。

【００２６】本実施例の保持体３５は、保持体３５の当
接面３６に、その中心部から周縁部へ放射線状に延在す
る６本の溝３５ａを形成したものである。

【００２７】なお、溝の数は６本に限らず、５本以下ま
たは７本以上とすることができ、その形状も図５に示し
たものに限らず、光学素子との摩擦係数を増大させるも
のであれば、いかなる形状でもよい。

【００２８】本実施例の具体例と比較例との比較実験を
行ったので、その結果を次に説明する。 （第２実施例の具体例）硬度がショアＡ２：７０のフッ
素樹脂製材料からなり、その当接面に６本の幅が１ｍｍ
の放射状の溝を形成した保持体を用い、研磨工具の回転
速度１０００ｒｐｍ、保持体の回転速度６４０ｒｐｍ
で、ＢＫ７からなるレンズを１分間研磨したところ、レ
ンズの被研磨面にこすれに起因する傷は発生しなかっ
た。 （比較例）保持体の当接面に放射状の溝が形成されてい
ない以外は上記具体例と同一条件で研磨を行ったとこ
ろ、レンズの保持体との接触面にこすれによる傷の発生
がみられた。

【００２９】本発明において、研磨工具の研磨面の形状
は加工される光学素子の被研磨面の形状に合わせて球面
または平面とすることができる。また、保持体の当接面
の形状を光学素子の保持体と当接する面にならう形状と
すると、両者が面接触となるため大きな摩擦力が発生
し、こすれに起因する傷の発生防止に効果的である。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載するような効果を奏する。

【００３１】光学素子の保持体の当接面と接触する面に
こすれに起因する傷が発生することがなく、しかも光学
素子の被研磨面を高精度に加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に用いる研磨装置の主要部の模式
一部断面図である。

【図２】保持体を連れ回り回転させたときに研磨工具の
研磨面上のレンズに加わる回転モーメントを示す説明図
である。

【図３】研磨工具の回転速度とレンズの連れ回り回転速
度との関係式を求めるための研磨装置の主要部の模式一
部断面図である。

【図４】図３に示す研磨装置を用いて計測した研磨工具
の回転速度とレンズの連れ回り回転速度との関係を示す
グラフである。

【図５】第２実施例の保持体の当接面の平面図である。

【図６】従来のレンズ研磨方法の実施に用いるレンズ研
磨装置の主要部の模式断面図である。

【符号の説明】

１ 研磨装置 ２ 研磨工具 ２ａ 研磨面 ３ 研磨工具用やとい ４ 保持体用やとい ５，３５ 保持体 ６，３６ 当接面 ７ 支持体 ３５ａ 溝 Ｌ レンズ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 研磨工具の研磨面と保持体の当接面との
   間で光学素子を挟圧保持し、前記研磨工具を強制回転さ
   せるとともに、前記保持体を強制回転させる光学素子の
   加工方法であって、 前記保持体を、前記光学素子の保持体の当接面と接触す
   る面にこすれが発生しない回転速度で強制回転させるこ
   とを特徴とする光学素子の加工方法。
2. 【請求項２】 保持体の回転速度を、研磨工具の研磨面
   と前記保持体の当接面との間で光学素子を挟圧保持して
   前記研磨工具を強制回転させるとともに前記保持体を自
   由回転させたときの前記光学素子の連れ回り速度とほぼ
   等しくしたことを特徴とする請求項１記載の光学素子の
   加工方法。
3. 【請求項３】 光学素子の被研磨面以外の部分に接触す
   る当接面を有し、該当接面と研磨工具の研磨面との間で
   前記光学素子を挟圧保持するための保持体であって、 前記当接面が、ゴム硬度がショアＡ２：６０以下の材料
   から構成されたことを特徴とする光学素子の加工に用い
   る保持体。
4. 【請求項４】 光学素子の被研磨面以外の部分に接触す
   る当接面を有し、該当接面と研磨工具の研磨面との間で
   前記光学素子を挟圧保持するための保持体であって、 前記当接面は、前記光学素子との摩擦係数を増大させる
   ための複数の溝を有することを特徴とする光学素子の加
   工に用いる保持体。
5. 【請求項５】 保持体の当接面は、光学素子の保持体と
   接触する面の形状にならう形状であることを特徴とする
   請求項３または４記載の光学素子の加工に用いる保持
   体。