JPH09239645A - 研磨装置及び研磨方法 - Google Patents
研磨装置及び研磨方法Info
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- JPH09239645A JPH09239645A JP8047299A JP4729996A JPH09239645A JP H09239645 A JPH09239645 A JP H09239645A JP 8047299 A JP8047299 A JP 8047299A JP 4729996 A JP4729996 A JP 4729996A JP H09239645 A JPH09239645 A JP H09239645A
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- polishing
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- polishing tool
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学素子のうねりを効率良く除去する。
【解決手段】 ボイスコイルモータ３８により、光学素
子１０の研磨面１１に対して垂直方向に、研磨工具２０
を振動数３０Ｈｚ以下で振動させる。すると、光学素子
１０のうねりに対して研磨工具２０が倣うことがなく、
うねりの凸部が積極的に研磨され、うねりが効率良く除
去される。
子１０の研磨面１１に対して垂直方向に、研磨工具２０
を振動数３０Ｈｚ以下で振動させる。すると、光学素子
１０のうねりに対して研磨工具２０が倣うことがなく、
うねりの凸部が積極的に研磨され、うねりが効率良く除
去される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子を研磨す
る研磨方法、及びこの方法を実現する研磨装置に関す
る。
る研磨方法、及びこの方法を実現する研磨装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】レンズやミラー等の光学素子製造の最終
仕上げ工程として、光学素子の表面粗さの向上のために
研磨加工が行われる。この研磨方法の一つとして、光学
素子に比し小径の工具を用い、この工具を自転、公転等
させながら研磨面を走査して、仕上げ面を創設する研磨
方法が挙げられる。この方法を実現する装置としは、従
来、例えば、図３に示すようなものがある。
仕上げ工程として、光学素子の表面粗さの向上のために
研磨加工が行われる。この研磨方法の一つとして、光学
素子に比し小径の工具を用い、この工具を自転、公転等
させながら研磨面を走査して、仕上げ面を創設する研磨
方法が挙げられる。この方法を実現する装置としは、従
来、例えば、図３に示すようなものがある。
【０００３】この研磨装置は、研磨工具１と、この研磨
工具１を自転等させる工具ヘッドとを備えている。研磨
工具１は、実際に研磨面に接触して研磨を行う研磨パッ
ド２と、この研磨パッド２が取り付けられるパッド取付
座３と、このパッド取付座３が下端に設けられている工
具軸４とを有している。工具ヘッド５は、研磨工具１を
光学素子１０に押し付ける加圧機構と、研磨工具１を回
転させる工具駆動機構とを内蔵している。研磨時には、
研磨工具１の工具軸４を光学素子１０の研磨面に対して
常に垂直になるように工具ヘッド５の向きが制御されつ
つ、研磨工具１の研磨パッド２が光学素子１０の研磨面
全域と均等に接するよう、工具ヘッド５と共に研磨工具
１が走査されて、光学素子１０が研磨される。
工具１を自転等させる工具ヘッドとを備えている。研磨
工具１は、実際に研磨面に接触して研磨を行う研磨パッ
ド２と、この研磨パッド２が取り付けられるパッド取付
座３と、このパッド取付座３が下端に設けられている工
具軸４とを有している。工具ヘッド５は、研磨工具１を
光学素子１０に押し付ける加圧機構と、研磨工具１を回
転させる工具駆動機構とを内蔵している。研磨時には、
研磨工具１の工具軸４を光学素子１０の研磨面に対して
常に垂直になるように工具ヘッド５の向きが制御されつ
つ、研磨工具１の研磨パッド２が光学素子１０の研磨面
全域と均等に接するよう、工具ヘッド５と共に研磨工具
１が走査されて、光学素子１０が研磨される。
【０００４】また、近年では、以上の研磨装置の他、研
磨工具を超音波振動させながら、これを光学素子に押し
付けて、光学素子を研磨するものがある。この研磨装置
は、数メガＨｚという高振動数で、研磨工具１を光学素
子１０の研磨面に対して平行な方向に超音波振動させる
ことで、効率的に表面粗さの向上を図っている。なお、
ここで、問題としている表面粗さとは、数μｍオーダの
広がりを持ち、数ｎｍオーダの深さの凹凸のことであ
る。
磨工具を超音波振動させながら、これを光学素子に押し
付けて、光学素子を研磨するものがある。この研磨装置
は、数メガＨｚという高振動数で、研磨工具１を光学素
子１０の研磨面に対して平行な方向に超音波振動させる
ことで、効率的に表面粗さの向上を図っている。なお、
ここで、問題としている表面粗さとは、数μｍオーダの
広がりを持ち、数ｎｍオーダの深さの凹凸のことであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
いずれの従来技術でも、数ｍｍ〜十数ｍｍオーダの広が
りを持ち、数十ｎｍオーダの深さのうねり、つまり、表
面粗さとして問題となる凹凸に比べて周期の長い凹凸に
対しては、研磨工具１がこのうねりに倣ってしまい、非
常に長時間研磨を行わなければ、このうねりを除去する
ことができないという問題点がある。特に、近年のよう
に、Ｘ線光学ミラー等、使用波長が短いものに関して
は、先に述べた程度のうねりが存在すると、光線が目標
位置へ到達せず、光学素子としての性能が著しく悪化し
てしまうため、うねりの存否が重大な問題となる。
いずれの従来技術でも、数ｍｍ〜十数ｍｍオーダの広が
りを持ち、数十ｎｍオーダの深さのうねり、つまり、表
面粗さとして問題となる凹凸に比べて周期の長い凹凸に
対しては、研磨工具１がこのうねりに倣ってしまい、非
常に長時間研磨を行わなければ、このうねりを除去する
ことができないという問題点がある。特に、近年のよう
に、Ｘ線光学ミラー等、使用波長が短いものに関して
は、先に述べた程度のうねりが存在すると、光線が目標
位置へ到達せず、光学素子としての性能が著しく悪化し
てしまうため、うねりの存否が重大な問題となる。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点につい
て着目してなされたもので、光学素子のうねりを効率良
く除去することができる研磨方法、及びこの方法を実現
する研磨装置を提供することを目的とする。
て着目してなされたもので、光学素子のうねりを効率良
く除去することができる研磨方法、及びこの方法を実現
する研磨装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の研磨装置は、研磨工具（２０）を光学素子（１０）に
接触させつつ相対移動させて、光学素子（１０）を研磨
する研磨装置において、光学素子（１０）の研磨面（１
１）に対して垂直方向成分を有する方向に、研磨工具
（２０）を振動数３０Ｈｚ以下で振動させる加振手段
（３８）を備えていることを特徴とするものである。
の研磨装置は、研磨工具（２０）を光学素子（１０）に
接触させつつ相対移動させて、光学素子（１０）を研磨
する研磨装置において、光学素子（１０）の研磨面（１
１）に対して垂直方向成分を有する方向に、研磨工具
（２０）を振動数３０Ｈｚ以下で振動させる加振手段
（３８）を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】ここで、以上の研磨装置の加振手段は、電
磁石を有し、電磁石を駆動させることで、研磨工具（２
０）を振動させるものであってもよい。
磁石を有し、電磁石を駆動させることで、研磨工具（２
０）を振動させるものであってもよい。
【０００９】また、前記目的を達成するための研磨方法
は、光学素子（１０）の研磨面（１１）に、研磨工具
（２０）を接触させつつ相対移動させると共に、研磨面
（１１）に対して垂直方向成分を有する方向に研磨工具
（１０）を振動数３０Ｈｚ以下で振動させて、光学素子
（１０）を研磨することを特徴とするものである。
は、光学素子（１０）の研磨面（１１）に、研磨工具
（２０）を接触させつつ相対移動させると共に、研磨面
（１１）に対して垂直方向成分を有する方向に研磨工具
（１０）を振動数３０Ｈｚ以下で振動させて、光学素子
（１０）を研磨することを特徴とするものである。
【００１０】また、前記目的を達成するための他の研磨
方法は、予め、光学素子（１０）と同じ試験用光学素子
（１０）の研磨面（１１）に対して垂直方向成分を有す
る方向に、研磨工具（２０）を各種振動数で振動させつ
つ、試験用光学素子（１０）を研磨して、試験用光学素
子（１０）の研磨面（１１）のうねりを最も効率良く除
去できる研磨工具（２０）の振動数（以下、うねり除去
最大効率振動数とする。）を調べ、光学素子（１０）の
研磨面（１１）に、研磨工具（２０）を接触させつつ相
対移動させると共に、研磨面（１１）に対して垂直方向
成分を有する方向に研磨工具（２０）を前記うねり除去
最大効率振動数で振動させて、光学素子（１０）を研磨
することを特徴とするものである。
方法は、予め、光学素子（１０）と同じ試験用光学素子
（１０）の研磨面（１１）に対して垂直方向成分を有す
る方向に、研磨工具（２０）を各種振動数で振動させつ
つ、試験用光学素子（１０）を研磨して、試験用光学素
子（１０）の研磨面（１１）のうねりを最も効率良く除
去できる研磨工具（２０）の振動数（以下、うねり除去
最大効率振動数とする。）を調べ、光学素子（１０）の
研磨面（１１）に、研磨工具（２０）を接触させつつ相
対移動させると共に、研磨面（１１）に対して垂直方向
成分を有する方向に研磨工具（２０）を前記うねり除去
最大効率振動数で振動させて、光学素子（１０）を研磨
することを特徴とするものである。
【００１１】なお、以上において、（ ）内の符号は、
以下で説明する実施形態における対応部位の符号であ
る。
以下で説明する実施形態における対応部位の符号であ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る一実施形態と
しての研磨装置について説明する。
しての研磨装置について説明する。
【００１３】この研磨装置は、図１に示すように、光学
素子１０を研磨する研磨工具２０と、この研磨工具２０
を回転させつつ振動させる工具ヘッド３０と、この工具
ヘッド３０を移動させるＸＹＺ移動機構５２と、研磨工
具２０の振動電力を供給するアンプ５３と、ＸＹＺ移動
機構５２及びアンプ５３を駆動制御するコントローラ５
１とを備えている。なお、以下の説明の都合上、光学素
子１０に対する研磨工具２０の遠近方向をＺ方向（光学
素子１０に近づく方向を−Ｚ方向とする。）、このＺ方
向に垂直な方向をＸ方向、このＸ方向及びＺ方向に垂直
な方向をＹ方向とする。
素子１０を研磨する研磨工具２０と、この研磨工具２０
を回転させつつ振動させる工具ヘッド３０と、この工具
ヘッド３０を移動させるＸＹＺ移動機構５２と、研磨工
具２０の振動電力を供給するアンプ５３と、ＸＹＺ移動
機構５２及びアンプ５３を駆動制御するコントローラ５
１とを備えている。なお、以下の説明の都合上、光学素
子１０に対する研磨工具２０の遠近方向をＺ方向（光学
素子１０に近づく方向を−Ｚ方向とする。）、このＺ方
向に垂直な方向をＸ方向、このＸ方向及びＺ方向に垂直
な方向をＹ方向とする。
【００１４】研磨工具２０は、実際に光学素子１０の研
磨面１１に接触して研磨を行う円板状の研磨パッド２１
と、この研磨パッド２１が取り付けられる円板状のパッ
ド取付座２２と、このパッド取付座２２が下端に設けら
れている工具軸２３と、この工具軸２３の上端に設けら
れている押圧力受け座２４とを有している。なお、パッ
ド取付座２２、工具軸２３、押圧力受け座２４は、一体
物である。
磨面１１に接触して研磨を行う円板状の研磨パッド２１
と、この研磨パッド２１が取り付けられる円板状のパッ
ド取付座２２と、このパッド取付座２２が下端に設けら
れている工具軸２３と、この工具軸２３の上端に設けら
れている押圧力受け座２４とを有している。なお、パッ
ド取付座２２、工具軸２３、押圧力受け座２４は、一体
物である。
【００１５】工具ヘッド３０は、研磨工具２０をその工
具軸２３が伸びている方向（±Ｚ方向）に振動させるボ
イスコイルモータ３８と、このボイスコイルモータ３８
と共に研磨工具２０をその工具軸２３が伸びている方向
（−Ｚ方向）に押すエアシリンダピストン３６と、研磨
工具２０をその工具軸２３まわりに回転させる工具回転
モータ４０と、この工具回転モータ４０の出力軸４１と
研磨工具２０の工具軸２３とを連結するベルト４２と、
研磨工具２０の工具軸２３の回りに設けられているコイ
ルバネ４５と、これらを覆うヘッドハウジング３１とを
備えている。
具軸２３が伸びている方向（±Ｚ方向）に振動させるボ
イスコイルモータ３８と、このボイスコイルモータ３８
と共に研磨工具２０をその工具軸２３が伸びている方向
（−Ｚ方向）に押すエアシリンダピストン３６と、研磨
工具２０をその工具軸２３まわりに回転させる工具回転
モータ４０と、この工具回転モータ４０の出力軸４１と
研磨工具２０の工具軸２３とを連結するベルト４２と、
研磨工具２０の工具軸２３の回りに設けられているコイ
ルバネ４５と、これらを覆うヘッドハウジング３１とを
備えている。
【００１６】ヘッドハウジング３１は、ボイスコイルモ
ータ３８、研磨工具２０の押圧力受け座２４、コイルバ
ネ４５が収納される加振モータ収納室３４と、エアシリ
ンダピストン３６が±Ｚ方向に移動可能に収納される円
筒状のシリンダ室３２とが形成されている。シリンダ室
３２は、加振収納モータ室３４の＋Ｚ側つまり加振モー
タ収納室３４の上部に形成されている。シリンダ室３２
と加振モータ収納室３４との間には、エアシリンダピス
トン３６のピストンロッド３７が挿通するピストンロッ
ド挿通孔３３が形成されている。加振モータ収納室３４
の−Ｚ側、つまり加振モータ収納室３４の下部には、研
磨工具２０の工具軸２３が挿通される工具軸挿通孔３５
が形成されている。
ータ３８、研磨工具２０の押圧力受け座２４、コイルバ
ネ４５が収納される加振モータ収納室３４と、エアシリ
ンダピストン３６が±Ｚ方向に移動可能に収納される円
筒状のシリンダ室３２とが形成されている。シリンダ室
３２は、加振収納モータ室３４の＋Ｚ側つまり加振モー
タ収納室３４の上部に形成されている。シリンダ室３２
と加振モータ収納室３４との間には、エアシリンダピス
トン３６のピストンロッド３７が挿通するピストンロッ
ド挿通孔３３が形成されている。加振モータ収納室３４
の−Ｚ側、つまり加振モータ収納室３４の下部には、研
磨工具２０の工具軸２３が挿通される工具軸挿通孔３５
が形成されている。
【００１７】電磁石を有しこれを駆動することで振動す
るボイスコイルモータ３８は、加振モータ収納室３４内
に、±Ｚ方向に移動可能に設けられている。加振モータ
収納室３４の内周面とボイスコイルモータ３８の外周面
との間には、ボイスコイルモータ３８を±Ｚ方向に滑ら
かに移動させるために、ガイドローラ３９が設けられて
いる。ボイスコイルモータ３８の上端面には、エアシリ
ンダピストン３６のピストンロッド３７の下端が接触し
ている。また、ボイスコイルモータ３８の下端面には、
研磨工具２０の押圧力受け座２４が接触している。
るボイスコイルモータ３８は、加振モータ収納室３４内
に、±Ｚ方向に移動可能に設けられている。加振モータ
収納室３４の内周面とボイスコイルモータ３８の外周面
との間には、ボイスコイルモータ３８を±Ｚ方向に滑ら
かに移動させるために、ガイドローラ３９が設けられて
いる。ボイスコイルモータ３８の上端面には、エアシリ
ンダピストン３６のピストンロッド３７の下端が接触し
ている。また、ボイスコイルモータ３８の下端面には、
研磨工具２０の押圧力受け座２４が接触している。
【００１８】研磨工具２０の工具軸２３は、ヘッドハウ
ジング３１の工具軸挿通孔３５に挿通されている。この
工具軸２３の外周面と工具軸挿通孔３５の内周面との間
には、ヘッドハウジング３１に対して研磨工具２０を±
Ｚ方向に滑らかに移動させるため、さらに研磨工具２０
の工具軸２３を滑らかに回転させるための軸受４６が設
けられている。
ジング３１の工具軸挿通孔３５に挿通されている。この
工具軸２３の外周面と工具軸挿通孔３５の内周面との間
には、ヘッドハウジング３１に対して研磨工具２０を±
Ｚ方向に滑らかに移動させるため、さらに研磨工具２０
の工具軸２３を滑らかに回転させるための軸受４６が設
けられている。
【００１９】コイルバネ４５は、研磨工具２０の工具軸
２３の回りで、且つ、研磨工具２０の押圧力受け座２４
とヘッドハウジングとの間に、圧縮された状態で配され
ている。ＸＹＺ移動機構５２は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方
向に工具ヘッド３０を移動させる機能の他、ＺＸ平面内
及びＺＹ平面内で工具ヘッド３０を傾ける機能も有して
いる。
２３の回りで、且つ、研磨工具２０の押圧力受け座２４
とヘッドハウジングとの間に、圧縮された状態で配され
ている。ＸＹＺ移動機構５２は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方
向に工具ヘッド３０を移動させる機能の他、ＺＸ平面内
及びＺＹ平面内で工具ヘッド３０を傾ける機能も有して
いる。
【００２０】以上で説明した研磨装置を用いて、実際
に、光学素子１０を研磨する際には、まず、ＸＹＺ移動
機構５２を駆動して、研磨工具２０の研磨パッド２１を
光学素子１０の研磨面１１に接触させる。そして、エア
シリンダピストン３６でボイスコイルモータ３８及び研
磨工具２０を＋Ｚ方向に押した状態で、ボイスコイルモ
ータ３８を駆動し研磨工具２０をＺ方向に振動、及び、
工具回転モータ４０を駆動し研磨工具２０を自転させつ
つ、ＸＹＺ移動機構５２を駆動して工具２０をＸ方向及
びＹ方向に走査して、光学素子１０を研磨する。この
際、研磨工具２０が取り付けられている工具ヘッド３０
は、ＸＹＺ移動機構５２により、研磨工具２０の工具軸
２３が光学素子１０の研磨面１１に対して常に垂直にな
るよう、傾けられる。
に、光学素子１０を研磨する際には、まず、ＸＹＺ移動
機構５２を駆動して、研磨工具２０の研磨パッド２１を
光学素子１０の研磨面１１に接触させる。そして、エア
シリンダピストン３６でボイスコイルモータ３８及び研
磨工具２０を＋Ｚ方向に押した状態で、ボイスコイルモ
ータ３８を駆動し研磨工具２０をＺ方向に振動、及び、
工具回転モータ４０を駆動し研磨工具２０を自転させつ
つ、ＸＹＺ移動機構５２を駆動して工具２０をＸ方向及
びＹ方向に走査して、光学素子１０を研磨する。この
際、研磨工具２０が取り付けられている工具ヘッド３０
は、ＸＹＺ移動機構５２により、研磨工具２０の工具軸
２３が光学素子１０の研磨面１１に対して常に垂直にな
るよう、傾けられる。
【００２１】ここで、光学素子１０のうねり除去量と、
研磨工具２０の振動数との関係について、試験を行った
ので、この試験について説明する。この試験では、研磨
工具２０の走査速度を６０mm/secに、エアシリンダピス
トン３６による研磨工具２０の押圧力を２００gfに、研
磨工具２０の回転数を３０rpmに設定した。また、研磨
剤としては、酸化セリウムを水で希釈したものを用い、
研磨パッド２１としては、針入度１５度のピッチを用い
た。
研磨工具２０の振動数との関係について、試験を行った
ので、この試験について説明する。この試験では、研磨
工具２０の走査速度を６０mm/secに、エアシリンダピス
トン３６による研磨工具２０の押圧力を２００gfに、研
磨工具２０の回転数を３０rpmに設定した。また、研磨
剤としては、酸化セリウムを水で希釈したものを用い、
研磨パッド２１としては、針入度１５度のピッチを用い
た。
【００２２】以上のような研磨条件下において、研磨工
具２０の振動数を変えて、光学素子１０のうねりの除去
量を測定したところ、図２に示すような結果が得られ
た。なお、同図において、横軸は、研磨工具２０の加振
振動数で、縦軸は、研磨開始してから１５分後に残存し
ていたうねり量である。また、この試験での研磨工具２
０の振幅は、研磨パッド２１の弾性変形限度量以内であ
る。同図に示すように、研磨工具２０の振動数が１０Ｈ
ｚのとき、最も残存うねり量が少なく（以下、残存うね
り量が最も少なくなる振動数をうねり除去最大効率振動
数とする。）、振動数が１０Ｈｚよりも大きくなるに伴
って残存うねり量が多くなり、振動数が３０Ｈｚよりも
大きくなると、さらに振動数を多くしても残存うねり量
は実質的に変らなくなる。従って、同図より、研磨工具
２０を３０Ｈｚ以下で、好ましくは１０Ｈｚで振動させ
ることで、うねりを効率良く除去できることが理解でき
る。
具２０の振動数を変えて、光学素子１０のうねりの除去
量を測定したところ、図２に示すような結果が得られ
た。なお、同図において、横軸は、研磨工具２０の加振
振動数で、縦軸は、研磨開始してから１５分後に残存し
ていたうねり量である。また、この試験での研磨工具２
０の振幅は、研磨パッド２１の弾性変形限度量以内であ
る。同図に示すように、研磨工具２０の振動数が１０Ｈ
ｚのとき、最も残存うねり量が少なく（以下、残存うね
り量が最も少なくなる振動数をうねり除去最大効率振動
数とする。）、振動数が１０Ｈｚよりも大きくなるに伴
って残存うねり量が多くなり、振動数が３０Ｈｚよりも
大きくなると、さらに振動数を多くしても残存うねり量
は実質的に変らなくなる。従って、同図より、研磨工具
２０を３０Ｈｚ以下で、好ましくは１０Ｈｚで振動させ
ることで、うねりを効率良く除去できることが理解でき
る。
【００２３】そこで、この実施形態では、試験と同様の
研磨条件の下、研磨工具２０を１０Ｈｚで振動させて、
光学素子１０を研磨したので、非常に効率良くうねりを
除去することができる。具体的には、この実施形態の場
合、まったく研磨工具２０を振動させない場合や、３０
Ｈｚ以上で研磨工具２０を振動させた場合と比べて、う
ねり除去効率が３倍以上になる。
研磨条件の下、研磨工具２０を１０Ｈｚで振動させて、
光学素子１０を研磨したので、非常に効率良くうねりを
除去することができる。具体的には、この実施形態の場
合、まったく研磨工具２０を振動させない場合や、３０
Ｈｚ以上で研磨工具２０を振動させた場合と比べて、う
ねり除去効率が３倍以上になる。
【００２４】ところで、光学素子１０の研磨面１１に対
して垂直方向（Ｚ方向）成分を有する方向に、研磨工具
２０を比較的低振動数で振動させることで、光学素子１
０のうねり除去効率が高まる理由は、以下のような理由
である。
して垂直方向（Ｚ方向）成分を有する方向に、研磨工具
２０を比較的低振動数で振動させることで、光学素子１
０のうねり除去効率が高まる理由は、以下のような理由
である。
【００２５】「発明が解決しようとする課題」で既に述
べたように、研磨工具２０をまったく振動させない場合
には、研磨工具２０が光学素子１０のうねりに倣ってし
まい、うねりを効率良く除去できない。また、光学素子
１０の研磨面１１に対して平行な方向に、数メガＨｚと
いう高振動数で研磨工具２０超音波振動させる従来技術
でも、細かく且つ素速く研磨工具２０を光学素子１０に
摺接させて、研磨効率を高めている結果、研磨工具２０
をまったく振動させない場合よりもうねりを効率良く除
去できる。しかし、研磨工具２０を超音波振動させて
も、研磨工具２０をまったく振動させない場合と同様
に、研磨工具２０が光学素子１０のうねりに倣うという
現象が積極的に解消されないため、それほど、効率良く
うねりを除去することができない。
べたように、研磨工具２０をまったく振動させない場合
には、研磨工具２０が光学素子１０のうねりに倣ってし
まい、うねりを効率良く除去できない。また、光学素子
１０の研磨面１１に対して平行な方向に、数メガＨｚと
いう高振動数で研磨工具２０超音波振動させる従来技術
でも、細かく且つ素速く研磨工具２０を光学素子１０に
摺接させて、研磨効率を高めている結果、研磨工具２０
をまったく振動させない場合よりもうねりを効率良く除
去できる。しかし、研磨工具２０を超音波振動させて
も、研磨工具２０をまったく振動させない場合と同様
に、研磨工具２０が光学素子１０のうねりに倣うという
現象が積極的に解消されないため、それほど、効率良く
うねりを除去することができない。
【００２６】これに対して、この実施形態では、光学素
子１０の研磨面１１に対して垂直方向（Ｚ方向）成分を
有する方向に、研磨工具２０を比較的低振動数で振動さ
せるので、研磨工具２０が光学素子１０のうねりに倣う
ことがなく、うねりの凸部が積極的に研磨される。従っ
て、うねりを効率的に除去することができる。
子１０の研磨面１１に対して垂直方向（Ｚ方向）成分を
有する方向に、研磨工具２０を比較的低振動数で振動さ
せるので、研磨工具２０が光学素子１０のうねりに倣う
ことがなく、うねりの凸部が積極的に研磨される。従っ
て、うねりを効率的に除去することができる。
【００２７】なお、この実施形態における１０Ｈｚとい
う、うねり除去最大効率振動数は、研磨工具２０の走査
速度、研磨工具２０の押圧力、研磨パッド２１の硬さに
応じて変るので、これらの値を変える場合には、予め、
これらの値を変えた研磨条件下で、研磨試験を行い、こ
の研磨条件下でのうねり除去最大効率振動数を求め、こ
のうねり除去最大効率振動数で研磨工具２０を振動させ
つつ、光学素子１０を研磨することが好ましい。従っ
て、研磨装置には、各種研磨条件下においても、効率良
くうねりを除去できるようにするため、研磨工具２０の
振動数を変える振動数可変機構を設けることが好まし
い。
う、うねり除去最大効率振動数は、研磨工具２０の走査
速度、研磨工具２０の押圧力、研磨パッド２１の硬さに
応じて変るので、これらの値を変える場合には、予め、
これらの値を変えた研磨条件下で、研磨試験を行い、こ
の研磨条件下でのうねり除去最大効率振動数を求め、こ
のうねり除去最大効率振動数で研磨工具２０を振動させ
つつ、光学素子１０を研磨することが好ましい。従っ
て、研磨装置には、各種研磨条件下においても、効率良
くうねりを除去できるようにするため、研磨工具２０の
振動数を変える振動数可変機構を設けることが好まし
い。
【００２８】また、この実施形態では、研磨工具２０の
加振手段として、電磁石の駆動で振動するボイスコイル
モータ３８を用いたが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、例えば、エア圧を振動させるパルスエアシ
リンダ等を用いてもよい。
加振手段として、電磁石の駆動で振動するボイスコイル
モータ３８を用いたが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、例えば、エア圧を振動させるパルスエアシ
リンダ等を用いてもよい。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、光学素子の研磨面に対
して垂直方向成分を有する方向に、研磨工具を比較的低
振動数で振動させているので、光学素子のうねりに対し
て研磨工具が倣うことがなく、うねりの凸部が積極的に
研磨されるので、効率良くうねりを除去することができ
る。
して垂直方向成分を有する方向に、研磨工具を比較的低
振動数で振動させているので、光学素子のうねりに対し
て研磨工具が倣うことがなく、うねりの凸部が積極的に
研磨されるので、効率良くうねりを除去することができ
る。
【図１】本発明に係る一実施形態としての研磨装置の構
成を示す説明図である。
成を示す説明図である。
【図２】研磨工具の振動数と光学素子の残存うねり量と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図３】従来の研磨装置の斜視図である。
１０…光学素子、１１…研磨面、２０…研磨工具、２１
…研磨パッド、２２…パッド取付座、２３…工具軸、２
４…押圧力受け座、３０…工具ヘッド、３１…ヘッドハ
ウジング、３２…シリンダ室、３４…加振モータ収納
室、３６…エアシリンダピストン、３７…ピストンロッ
ド、３８…ボイスコイルモータ、４０…工具回転モー
タ、５１…コントローラ、５２…ＸＹＺ移動機構、５３
…アンプ。
…研磨パッド、２２…パッド取付座、２３…工具軸、２
４…押圧力受け座、３０…工具ヘッド、３１…ヘッドハ
ウジング、３２…シリンダ室、３４…加振モータ収納
室、３６…エアシリンダピストン、３７…ピストンロッ
ド、３８…ボイスコイルモータ、４０…工具回転モー
タ、５１…コントローラ、５２…ＸＹＺ移動機構、５３
…アンプ。
Claims (4)
- 【請求項１】研磨工具を光学素子に接触させつつ相対移
動させて、該光学素子を研磨する研磨装置において、 前記光学素子の研磨面に対して垂直方向成分を有する方
向に、前記研磨工具を振動数３０Ｈｚ以下で振動させる
加振手段を備えていることを特徴とする研磨装置。 - 【請求項２】請求項１記載の研磨装置において、 前記加振手段は、電磁石を有し、該電磁石を駆動させる
ことで、前記研磨工具を振動させるものであることを特
徴とする研磨装置。 - 【請求項３】研磨工具を光学素子に接触させつつ相対移
動させて、該光学素子を研磨する研磨方法において、 前記光学素子の研磨面に、前記研磨工具を接触させつつ
相対移動させると共に、該研磨面に対して垂直方向成分
を有する方向に該研磨工具を振動数３０Ｈｚ以下で振動
させて、該光学素子を研磨することを特徴とする研磨方
法。 - 【請求項４】研磨工具を光学素子に接触させつつ相対移
動させて、該光学素子を研磨する研磨方法において、 予め、前記光学素子と同じ試験用光学素子の研磨面に対
して垂直方向成分を有する方向に、前記研磨工具を各種
振動数で振動させつつ、該試験用光学素子を研磨して、
該試験用光学素子の研磨面のうねりを最も効率良く除去
できる該研磨工具の振動数（以下、うねり除去最大効率
振動数とする。）を調べ、 前記光学素子の研磨面に、前記研磨工具を接触させつつ
相対移動させると共に、該研磨面に対して垂直方向成分
を有する方向に該研磨工具を前記うねり除去最大効率振
動数で振動させて、該光学素子を研磨することを特徴と
する研磨方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8047299A JPH09239645A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 研磨装置及び研磨方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8047299A JPH09239645A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 研磨装置及び研磨方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09239645A true JPH09239645A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=12771416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8047299A Pending JPH09239645A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 研磨装置及び研磨方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09239645A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005096016A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-04-14 | Japan Science & Technology Agency | 振動研磨方法およびその装置 |
| JP2008238398A (ja) * | 2008-05-12 | 2008-10-09 | Kazumasa Onishi | ラップ盤の製造装置 |
| JP2011210011A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Fujikura Rubber Ltd | 外乱抑制荷重制御装置 |
| CN111185816A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-22 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 二维随机振动抛光机床及其抛光方法 |
-
1996
- 1996-03-05 JP JP8047299A patent/JPH09239645A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005096016A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-04-14 | Japan Science & Technology Agency | 振動研磨方法およびその装置 |
| JP4702765B2 (ja) * | 2003-09-24 | 2011-06-15 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 振動研磨方法およびその装置 |
| JP2008238398A (ja) * | 2008-05-12 | 2008-10-09 | Kazumasa Onishi | ラップ盤の製造装置 |
| JP4705971B2 (ja) * | 2008-05-12 | 2011-06-22 | 一正 大西 | ラップ盤の製造装置 |
| JP2011210011A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Fujikura Rubber Ltd | 外乱抑制荷重制御装置 |
| CN102782594A (zh) * | 2010-03-30 | 2012-11-14 | 藤仓橡胶工业株式会社 | 干扰抑制负载控制装置 |
| CN111185816A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-22 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 二维随机振动抛光机床及其抛光方法 |
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