JPH1114305A

JPH1114305A - 加工用のインプロセス光干渉式測定装置およびその測定装置を備えた加工装置、およびインプロセス光測定に適した加工工具

Info

Publication number: JPH1114305A
Application number: JP18776397A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Handa; 博久半田
Original assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Corp; Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date: 1997-06-26
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 1999-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】ラッピングやポリッシングなどの加工におい
て、加工中に干渉縞検出ができず、平面形状の精密測定
ができない。【解決手段】ワーク１１が加工機構ベース３上に載置
され、ワーク１１の上に載せられたラップ盤５が回転駆
動される。ラップ盤５とワーク１１の間へはラップ液が
供給される。ラップ盤５には、測定窓９として、複数の
貫通穴が設けられている。ワーク１１の上方には、ラッ
プ盤５を挟んで干渉計が設けられている。干渉計は、測
定窓を通してワーク１１の加工面の干渉縞を検出する。
検出結果を基に、ラップ盤５の回転制御や、ワーク１１
の位置制御が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物を対象と
して光学的干渉縞計測を行う測定装置に関し、特に、加
工中の計測を可能にする測定装置に関する。本発明は、
ラッピングやポリッシング加工法などの砥粒加工中の測
定に好適に適用される。また、本発明は、上記測定装置
を備えた加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ゲージブロック等の精密仕上
げのために、ラッピングあるいはポリッシングなどとい
われ、砥粒を利用した加工が行われている。この加工法
では、基準になる加工工具（ラップ盤など）と被加工物
が互いに押しつけられ、両者に相対運動が与えられる。
これにより、被加工物と加工工具が擦り合わされる。こ
のときに、被加工物と加工工具の間に砥粒を介在させ
る。砥粒を介在させる方式には、遊離砥粒方式や固定砥
粒方式がある。遊離砥粒方式では、液体と砥粒を混合し
た加工液が用いられ、この加工液が、加工工具と被加工
物の間に供給される。また、固定砥粒方式では、加工工
具側の摺り合わせ面に砥粒が埋め込まれる。このような
加工法は、表面の精密仕上げに適しており、例えば、上
記のゲージブロックをはじめとするゲージや精密部品の
加工、レンズやミラー等の光学部品の加工、半導体ウエ
ハの精密加工等に利用されている。

【０００３】砥粒加工された被加工物の表面精度や寸法
精度を測定するために、光学的な干渉縞検出を行う測定
装置が用いられる。この種の測定装置としては、フィゾ
ー式干渉計やマイケルソン式干渉計などが知られてお
り、加工物の表面形状に応じて生成される干渉縞の像を
利用した計測が行われる。砥粒加工機に被加工物をセッ
トした状態では被加工物が加工工具に覆われており、そ
のため、加工中のインプロセス測定を行うことはできな
い。そこで、通常、被加工物は加工機から取り外され、
洗浄された後、測定装置にセットされ、それから測定が
行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般にラッピングやポ
リッシング加工では、ミクロンからサブミクロン以上の
高い加工精度が要求されることが多い。特に高精度が要
求されるとき、被加工物が洗浄後に計測され、再度、被
加工物が加工機にセットされて加工される。このように
して、要求精度が得られるまで加工・洗浄・測定を繰り
返さなければならず、作業が非常に煩雑である。そのた
め、高精度の加工部品、特に、光学部品やゲージ類など
の加工コストは非常に高くなりがちであった。

【０００５】また、近年、半導体素子の高密度化の要求
が高い。この要求に応えるために製造プロセス途中の半
導体ウエハを、遊離砥粒を用いたポリッシングによって
平坦化した後、再度パターンニングする方法が研究され
ている。このときのポリッシング工程において、平坦化
の検出のために、加工工具に変位計を組み込んだものが
提案されている。この手法では、被加工物の表面粗さの
変化を加工中に計測することは可能である。しかし、平
面度等の形状精度の測定はできない。

【０００６】このように、従来、ラッピングあるいはポ
リッシング加工中に、加工面の形状精度を測定すること
ができる装置はなかった。特に、光学的な干渉縞検出を
用いた精密測定はできなかった。そのため、加工中に被
加工物を加工機からいちいち取り外して形状測定を行う
必要があり、このことが生産性や加工精度の向上を妨げ
る要因となる。

【０００７】以上では、従来技術の問題を、砥粒加工を
例にして説明した。しかし、上記の問題は、砥粒加工に
限られるものではない。砥粒加工以外の加工でも、加工
面の光学的な干渉縞検出を加工中に行うことはできず、
そのために同様の問題があった。

【０００８】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、本発明の目的の一つは、加工中に、すなわちイン
プロセスにて、被加工物の表面形状を精密測定すること
ができる干渉縞式測定装置を提供することにある。また
本発明のもう一つの目的は、上記の新規測定装置を備
え、高精度な加工の自動化に寄与する加工装置を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明のインプロセス測定装置は、加工中の被加
工物を対象として光学的な干渉縞計測を行う測定装置で
あって、加工工具を貫通して設けられ、加工中に被加工
物の加工面を照射する光が通過する測定窓と、加工工具
を挟んで被加工物と対向して位置し、前記測定窓を通し
て光学的な干渉縞検出を行う干渉計とを含み、加工中の
被加工物の干渉縞計測ができる。

【００１０】好ましくは、上記の加工工具による加工
は、互いに擦り合わされる加工工具と被加工物の間に砥
粒を介在させる砥粒加工である。ただし、本発明は砥粒
加工には限られず、他の加工にも応用できる。この点
は、下記の他の態様の測定装置や加工装置においても同
様である。

【００１１】本発明によれば、干渉計の前を通過する測
定窓を通して、被加工物が干渉計から見える。従って、
被加工物と測定窓が対面している部分において、干渉縞
の検出が可能であり、加工中に平面度などの表面形態の
測定ができる。従って、信頼度が高く確実な加工（ラッ
ピングやポリッシングなど）が可能となる。さらに、従
来の自動加工では、例えば、加工開始からの経過時間等
を目安に加工機を制御していた。本発明によれば、加工
しながら表面形態が分かるので、要求精度が得られた時
点で加工を終了できる。また例えば、測定結果を基に、
表面形態を目標に近づけるように加工機を制御すること
ができる。以上のように、本発明によれば、信頼度が高
く確実な加工が可能となり、さらに、高精度加工の自動
化に寄与することができる。

【００１２】本発明によって得られた干渉縞の像は、画
像表示装置に出力したり、プリンタで印刷することによ
り、目視計測に利用してもよい。また、画像処理を行っ
て、平面度等を数値化してもよい。

【００１３】本発明の測定装置を適用する加工機は、加
工工具側を駆動するタイプでも、被加工物側を駆動する
タイプでも、両者を駆動するタイプでもよい。例えば周
知のラッピング加工機であって、被加工物を加工工具の
回転軸からオフセットさせた状態で両者を回転させるタ
イプのものでもよい。この場合、加工工具を基準とする
と、被加工物は、公転および自転を行う。また、本発明
の適用される加工機は、加工工具や被加工物が回転する
ものに限られず、例えば、加工工具が直線運動を行って
もよい。

【００１４】本発明の測定装置を砥粒加工機に適用する
場合は、遊離砥粒方式の加工機にも、固定砥粒方式の加
工機にも適用可能である。また、被加工物の片面のみを
加工する加工機はもちろん、両面加工等の複数面加工を
行う加工機にも適用可能である。

【００１５】本発明において、被加工物は特に限定され
ず、例えばゲージブロックをはじめとするゲージや精密
部品、レンズやミラー等の光学部品、半導体ウエハなど
が挙げられる。また、加工面は、平面でも、レンズ製造
時のような曲面でもよい。例えば、真球とのずれという
かたちで表面形態を特定できる。

【００１６】また、干渉計を利用する測定であれば、平
面度をはじめ、各種の表面形態の測定が可能である。ま
た、測定窓から見える部分であれば、被加工物の加工面
以外の測定も可能である。例えば、被加工物がレンズ用
ガラス等の透明部材である場合に、加工面の反対側の表
面についての干渉縞検出を行い、これにより、被加工物
の寸法精度を求めることが考えられる。その他、被加工
物の両側のそれぞれに測定窓や干渉計を設けることによ
り、被加工物の寸法精度を測定することもできる。これ
は、被加工物が透明でないときにも有効である。

【００１７】また、加工中と、加工後に被加工物を加工
機から取り外したときとで、被加工物の表面形状が異な
る場合もある。この理由は、被加工物の性質や加工機の
仕様にあり、加工中と加工後の温度差にあり、加工中の
押圧力にあり、またそのほかの要因にある。このとき
は、例えば、加工中と加工後の表面形態の変化を予め求
めておき、この変化を見込んだ加工を行えばよい。

【００１８】ところで、加工工具の測定窓が小さいとき
には、一度の測定では、狭い範囲の表面形状しか分から
ない。このときでも、測定窓の数を増やせば、加工物の
広範囲の干渉縞が推測できる。隣合う測定窓から得られ
た加工縞を、適当な線でつなぐようにしてもよい。さら
に、好適には、下記の態様にて、推測に頼らず、広範囲
の実際の表面形態の測定ができる。

【００１９】（２）本発明の一態様の測定装置は、干渉
縞を表す干渉縞画像を生成する画像生成手段と、加工工
具と被加工物との位置関係が異なるときの複数の干渉縞
画像を基に、前記測定窓より広い範囲で連続する干渉縞
画像を得る画像処理手段とを含む。

【００２０】加工工具と被加工物との位置関係が異なれ
ば、測定窓からは被加工物上の異なる部分が見える。従
って、複数の干渉縞画像から、被加工物の異なる部分の
干渉縞が得られる。これらの画像を用いて、合成処理ま
たは同等の処理などを行うことにより、測定窓よりも広
い範囲の干渉縞が分かる。計測タイミングや画像枚数の
調整により、被加工物全体の干渉縞を得ることもでき
る。

【００２１】好ましくは、被加工物の加工面と比べて測
定窓が小さく設定され、複数の測定窓が所定配置で被加
工物上に並ぶように設定される。この設定であれば、測
定窓を設けたことにより加工能力が落ちて仕上がりに影
響がでるなどの心配がない。一回の測定で得られた干渉
縞画像には、離散した複数の窓部分画像が含まれ、複数
枚の干渉縞画像が上記のように合成される。従って、測
定窓を設けたことによる加工処理への影響を確実に回避
しつつ、広範囲で連続する干渉縞画像が得られる。

【００２２】なお、この態様では、特に、被加工物と干
渉計の位置関係が重要な要素となる。両者の位置関係が
ずれると、このずれに応じて、合成用の画像間で干渉縞
が移動してしまい、良好な結果が得られない。後述する
実施形態に示すように、被加工物を加工台上に配置し、
その上に加工工具を配置することは、被加工物をより確
実に支持できる点で有利である。

【００２３】（３）本発明の一態様の測定装置では、加
工工具に対して干渉計側に設けられ、加圧流体を吐出す
ることにより加工液を吹き飛ばし、干渉計での測定への
加工液の影響を抑える流体吹付器が含まれる。加工液
は、例えば、砥粒加工に用いられ砥粒を含むラップ液
や、その他の加工用の潤滑油などである。吹き付け用の
流体は、例えば、空気や窒素である。この態様は、被加
工物の下に加工工具を配置し、さらにその下に干渉計を
配置したときに好適である。干渉計に加工液が落下する
のを防止できる。

【００２４】（４）また、本発明の一態様の測定装置で
は、加工工具に対して干渉計側に設けられ、加工液を吸
引回収することにより、干渉計での測定への加工液の影
響を抑える吸引器が含まれる。この態様でも同様の効果
が得られる。

【００２５】（５）本発明の一態様では、加工装置に上
記の測定装置が備えられ、前記加工工具が被加工物の上
側に配置されており、加工液を前記測定窓から加工面へ
所定時間ごとに供給する加工液供給装置が設けられ、干
渉計を用いた測定は、加工液を供給してから、加工液の
膜厚が安定した後に行われる。

【００２６】この態様では、干渉計が加工工具の上側に
位置するので、加工液が測定窓を通って干渉計に当たる
心配がない。むしろ、測定窓を加工液の供給口として利
用できるので、加工液の供給が容易になる。ただし、加
工液の供給直後は、測定窓に加工液が多くたまり、加工
液の膜厚が安定しない場合がある。そこで、膜厚の安定
を待ってから測定を行う。このように、本態様の構成
は、本発明を簡単に実現することができる。

【００２７】（６）本発明の加工装置は、上記の測定装
置を備えており、また、加工工具と被加工物の少なくと
も一方を駆動して加工を行う加工用駆動装置と、前記干
渉計の出力を基に被加工物の加工面の表面形態を測定す
る表面形態測定手段と、表面形態測定手段の測定結果に
基づいて加工用駆動装置を制御する駆動装置制御手段と
を含む。なお、前述のように、加工工具駆動装置は、加
工工具を駆動するものでも、被加工物を駆動するもので
も、両者を駆動するものでもよい。

【００２８】上記の加工装置では、加工しながら、被加
工物の平面度などの表面形態が分かる。従って、要求精
度が得られた時点で、駆動装置制御手段は、加工用駆動
装置を制御して、加工を終了させることができる。ま
た、測定結果に応じて、加工工具と被加工物の相対運動
速度等を変更することもできる。このように、本発明に
よれば、表面形状の測定結果を基にした、高精度な自動
加工が可能となる。

【００２９】（７）また、本発明の一態様の加工装置
は、前記加工用駆動装置による駆動方向と交差する方向
へ、被加工物を加工工具に対して相対的に移動させる交
差方向移動手段と、前記表面形態測定手段の測定結果に
基づいて、前記交差方向移動手段を制御することによ
り、加工面の表面形態を調整する移動手段制御装置とを
含む。上記の交差方向移動手段は、加工工具を移動させ
ても、被加工物を移動させても、両者を移動させてもよ
い。測定結果に基づいた交差移動方向移動手段の制御に
より、表面形状を積極的に調整できるので、高精度な自
動加工が可能となる。

【００３０】この態様では、上記の交差方向に沿った被
加工物と加工工具との相対的な位置関係に応じて、加工
結果として得られる表面形態が異なるように加工機を設
定しておく必要がある。この加工機設定は、加工工具の
形状変更や駆動速度変更など、意識的な設定変更でもよ
い。また、この加工機設定は、下記に例示するように経
験則を利用したものでもよい。

【００３１】（８）すなわち、砥粒加工などにおいて、
回転式の加工工具を採用したとき、被加工物を回転軸の
近くに位置させると加工面の中央が凸になる傾向があ
り、逆に被加工物を回転軸から遠ざけると加工面の中央
が凹になる傾向がある、ということが知られている。

【００３２】そこで、本発明の一態様の加工装置は、加
工工具により被加工物を加工する加工装置であって、被
加工物に対して相対的に回転し、加工中に被加工物の加
工面測定用の光照射を行うための測定窓を備えた加工工
具と、加工工具を挟んで被加工物と対向して位置し、前
記測定窓を通して光学的な干渉縞検出を行う干渉計と、
前記干渉計の出力を基に、目標加工面を基準とした被加
工物の加工面の凹凸を検出する凹凸検出手段と、凹凸検
出手段の検出結果を基に、加工工具の回転軸からの被加
工物配置のオフセット量を制御して、加工面の凹凸を調
整するオフセット量制御手段とを含む。

【００３３】上記の装置によれば、加工中に得られた干
渉縞を基に、被加工物の凹凸が判定される。そして、被
加工物の中央が凸であれば、オフセット量制御手段が、
被加工物を工具回転軸の方へ移動させる。被加工物の中
央が凹であれば、オフセット量制御手段が、被加工物を
工具回転軸から遠ざける。従って、目標加工面に近い形
状の加工面を（例えば平面加工であれば平面度の高い加
工面を）、自動加工によって得ることができる。

【００３４】（９）なお、被加工物の凹凸の判定は、例
えば、干渉計と加工面の距離がそれぞれ異なるときの干
渉計の出力を基に、加工面の凹凸状態を検出することに
よって可能となる。画像間での干渉縞の移動方向を見れ
ば、凹凸の判定ができる。

【００３５】（１０）本発明の一態様の加工工具は、加
工中に、干渉縞検出用の干渉計が発した光が通過して被
加工物に達するための測定窓を備えたことを特徴とす
る。この加工工具を使用する加工装置に干渉計を装着す
ることにより、上記の本発明の効果が得られる。

【００３６】

【発明の実施の形態】

「実施形態１」以下、本発明の好適な実施の形態（以
下、実施形態という）について、図面を参照し説明す
る。本実施形態では、本発明の測定装置が砥粒加工装置
に適用される。図１は、ラッピング加工機の斜視図であ
り、理解を容易にするために装置の一部については断面
が示されている。ラップマスター方式といわれる一般的
な加工機との相違点として、加工工具たるラップ盤と、
被加工物たるワークとの配置が上下に逆である。本実施
形態の測定装置は、加工面の平面度測定用であり、図１
の加工機に一体に備えられている。

【００３７】装置ベース１の上には円柱形の加工機構ベ
ース３が搭載されている。加工機構ベース３の構造は、
一般的に使用される上皿式のラップ加工装置のものとほ
ぼ同様である。加工機構ベース３の上側には、円板形の
ラップ盤５が設けられており、ラップ盤５の中央には回
転軸７が固定されている。この回転軸７が、加工機構ベ
ース３の中心部に設けられた垂直方向の穴に嵌められて
おり、回転軸７は、図示しない軸受により、加工機構ベ
ース３に対して回転自在に軸支されている。さらに加工
機構ベース３内部にはモータが備えられており、このモ
ータにより回転軸７が反時計方向（矢印Ｘ）に回転駆動
される。ラップ盤５の下面（加工基準面）は、加工機構
ベース３の上面と平行である。本実施形態の特徴とし
て、図示のように、ラップ盤５には多数の測定窓９が設
けられている。各測定窓９は、ラップ盤５を厚さ方向に
貫通する円形の開口である。

【００３８】加工機構ベース３とラップ盤５との間に
は、被加工物たる円板形状のワーク１１が３個、配置さ
れている。ワーク１１は、ラップ盤５の回転軸７を中心
にして１２０度おきに等間隔に位置し、かつ、回転軸７
から等距離に位置している。各ワーク１１は、同一外径
のワーク台１３に載せられている。ワーク台１３は、加
工機構ベース３に埋め込まれたリング形状のベアリング
Ａ１４によって、加工機構ベース３に対して回転自在に
支持されている。また、各ワーク１１は、側方から２個
のベアリングＢ１５によって支持されている。２個のベ
アリングＢ１５の配置は、ワーク１１をワーク台１３と
同軸の位置に保持できるように設定されている。回転す
るラップ盤５とともにワーク１１が移動しようとする
と、この移動を２つのベアリングＢ１５が阻止する。こ
のようにして、ワーク１１は、両ベアリングにより、加
工機構ベース３上の決まった位置で回転自在に支持され
ている。なお、本実施形態では、３個のワーク１１が同
時に加工されるが、加工個数はこれに限られない。実際
の加工に差し支えない範囲で、ワーク１１の配置も自由
である。

【００３９】ラップ盤５は、ワーク１１の上に載せられ
ており、自重によってワーク１１に押しつけられてい
る。必要に応じ、ラップ盤５の中央に重りを載せるなど
して、加工加重を付加してもよい。ラップ盤５が反時計
方向に回転するとき、これにつれて、ワーク１１は、加
工機構ベース３上の同一位置で回転する。ラップ盤５を
基準にすると、ワーク１１は、回転軸７を中心にした公
転と、ワーク１１自身の中心軸を中心にした自転とを行
う。

【００４０】本実施形態では、遊離砥粒方式が採用され
ている。ラップ盤５が回転している状態で、図示しない
ラップ液供給装置が、所定位置で、加工液たるラップ液
をラップ盤５に滴下する。ラップ液供給装置は、適当な
周期毎に自動的に所定量のラップ液を供給する。なお、
ラップ液供給装置は、作業者が操作する手動式のもので
もよい。ラップ液は、液中に砥粒を混ぜたものである。
本実施形態では、ラップ液ごしに干渉縞検出を行うの
で、測定への影響を極力抑えるために砥粒サイズは小さ
いほうがよい。粒径１μｍ以下の砥粒を使うことが好ま
しく、本実施形態では、粒径０．２５μｍのダイヤモン
ド砥粒を使用している。この砥粒を混ぜた適度な粘度を
もつラップ液が、測定窓９を伝わり、ラップ盤５とワー
ク１１の境界面に侵入する。このようにして、ワーク１
１の上面がラッピング加工される。

【００４１】装置ベース１上には、加工機構ベース３の
横に、円柱形状の支持柱１７が設けられ、支持柱１７の
上には干渉計本体１９が取り付けられている。干渉計本
体１９は、加工機構ベース３の上方へはり出しており、
先端部分はワーク１１の上方に位置している。この先端
部分に干渉計が収納されており、干渉計が下方のワーク
１１の加工面を対象として干渉縞検出を行う。干渉計
は、フィゾー式等の周知のものでよい。本実施形態の場
合、干渉計は下方へ平行光線を照射し、この光線が測定
窓９を通り、ワーク１１上のラップ液を通過して加工面
に達し、加工面で反射する。反射光を基に干渉計では干
渉縞を表す像が生成される。干渉計の検出範囲はワーク
１１の大きさにほぼ等しく、これに合わせて干渉計本体
１９の下側の開口の大きさも設定されている。従って、
干渉計は一度に一つのワーク１１の全範囲についての干
渉縞の像を生成する。

【００４２】干渉計本体１９は、図示しないアクチュエ
ータにより、支持柱１７に対して回転され（矢印Ｙ）、
かつ、水平長手方向（図示の矢印Ｚ）に伸縮される。従
って、干渉計は、２次元方向に移動可能であり、３つの
ワーク１１の上方に位置して、各ワーク１１を計測可能
である。

【００４３】干渉計による干渉縞の検出を正確に行うた
めには、測定窓９がワーク１１と対面している部分にお
いて、加工面上にラップ液の均一な皮膜が形成されてい
る必要がある。このような均一な皮膜が得られるよう
に、ラップ盤５の回転数が適度に制御される。これによ
り、加工中において干渉計を用いて加工面の干渉縞を検
出し、平面精度を計測することができる。

【００４４】図２〜図４を用いて、上記の干渉計を用い
て得られる干渉縞の像について説明する。図２〜図４
は、ＣＣＤカメラ等を用いて干渉縞の像を画像化したも
のである。

【００４５】図２は、ラップ盤５が回転している最中で
あって、盤上にラップ液を滴下した直後に撮影されたも
のである。条件としては、ワーク１１はゲージ用のステ
ンレス部材であり、ワーク１１の直径は約５０ｍｍ、各
測定窓９の直径は８ｍｍであり、ラップ盤５は、同図の
領域において、図中の右下方向に約３０ｍｍ／ｓｅｃの
速度で移動の最中である。

【００４６】図２の状態では、ラップ液供給直後である
ために、まだ、ラップ液の膜厚が安定していない。図２
の中央部に丸印をつけた窓部ではラップ液が多少余分で
あり、表面張力が作用して窓部周辺にラップ液が集まっ
ており、そのために干渉縞が乱れている。また、図２の
右上に丸印をつけた窓部では、ラップ盤の移動に伴い、
移動方向と反対側（移動方向に沿った後ろ側）の縁部に
て余分なラップ液がかき寄せられ、ここでも干渉縞が乱
れている。しかし、ラップ液が適量になっている他の窓
部分では、ラップ液がワーク１１の表面上に薄く塗り広
げられるように均一の液膜を形成しており、良好な干渉
像が得られている。ラップ液の供給から適当な時間をお
けば全体に膜厚が均一化するので、これを待ってから実
際の測定をするとよい。

【００４７】図３は、好適な条件のもとで撮影された干
渉縞の画像を示している。ラップ液の膜厚が均一になる
回転速度でラップ盤５が回転駆動され、かつ、ラップ液
の供給後に膜厚が安定した後に撮影された画像である。
図３は、加工開始からかなり早い時期に撮影された画像
である。また、図４は、比較用の画像であり、図３に示
されるワークそのものを、加工前に別の従来の干渉計を
用いて計測することにより得られた干渉像である。

【００４８】図３と図４を比較すると、干渉縞の全体的
な形状はかなり近似していることがわかる。従って、本
実施形態の測定装置には、加工中における加工面の平面
形状の測定を十分な精度で実現する能力があることがわ
かる。

【００４９】図３の画像の利用法の例を説明する。干渉
像は、例えば、加工機に備えられた表示装置に表示され
る。作業者は、表示を見て平面度を目視判定する。そし
て、平面度が要求値に達していると判断したとき、加工
機を止めてワーク１１を取り出す。従って、要求精度が
得られたか否かを確認するために、加工途中でいちいち
ワーク１１を加工機から取り出して測定を行う必要がな
い。

【００５０】ただし、この手法では、図３の画像をその
まま利用している。図３の画像では、測定窓以外の部分
であって干渉縞が見えない部分がかなり広い。見えない
部分については、窓部分の像を基にした作業者の推量に
頼らなくてはならない。この点に鑑みて、適当な補間処
理などの画像処理によって隣合う窓同士の縞模様をつな
いでしまう手もある。また、好ましくは、下記のような
手法を用いて、ワーク１１全体の実際の干渉像を得るの
がよい。

【００５１】図５は、ワーク全体の干渉像を得るための
手法を示しており、この手法では、複数画像を合成する
ことにより、ラップ盤５に遮られて見えない部分がなく
なる。図５は、一つの測定窓９の部分の干渉縞の画像で
ある。画像Ｂは、画像Ａを撮影してから、ラップ盤５が
少し回転した後に撮影された画像である。画像Ａと画像
Ｂとでは、撮影時のラップ盤５の位置が異なり、ワーク
１１の位置は同じである。従って、両画像では、ワーク
１１上で干渉縞のできる位置は同じであり、また、ワー
ク１１の異なる部分が測定窓９から見えている。２つの
画像から測定窓部分（すなわちラップ盤５以外の部分）
を抽出して合成すれば、画像Ａのみのときより広い範囲
の干渉像が得られる。このような処理をさらに複数の画
像について行うことにより、ワーク全体の干渉像が得ら
れる。

【００５２】本実施形態では、合成処理として、具体的
には下記のような手法が用いられる。図５の下側には、
画像Ａ、画像Ｂについて、図中のラインＬに沿った明る
さ強度の分布が示されている。横軸はラインＬ上の位
置、縦軸は明るさ強度であり、図示のごとく画像Ａ、画
像Ｂは２５６階調の画像である。明るさ強度は、画像デ
ータ中の画素ごとのデータに含まれている。

【００５３】図５において、縦軸上のＩRは、ラップ盤
部分の平均的な明るさ強度である。ラップ盤は、どの部
分もほぼ一定の明るさ強度に映るようにその表面が仕上
げられている。また、ラップ盤５の干渉像が生成されな
いように、ラップ盤表面は適当な粗さに仕上げられてい
る。本実施形態では、ラップ盤の材質や仕上げ、干渉計
の調整や画像の適当な前処理により、ＩRが約１９２
（２５６階調の中間）になるように設定されている。Ｉ
Rの値は、光学系ノイズや性能でも多少変化するので、
使用前に予め測定を繰り返して適切な値を調べておくこ
とが好ましい。

【００５４】図５に示されるように、画像Ａ、画像Ｂの
双方において、ラップ盤がないところでは、干渉縞の明
暗に応じて周期的に明るさ強度が変化し、ラップ盤のあ
るところでは明るさ強度がほぼ一定になる。

【００５５】ここでは、画像Ａをベースとして、この画
像Ａに画像Ｂを合成する。両画像で同位置（ｍ，ｎ）
（ｍ、ｎは画像中の座標）の画素ｐに着目する。画像
Ａ、画像Ｂにおける画素ｐ（ｍ，ｎ）の明るさ強度を、
それぞれ、ＩA（ｍ，ｎ）、ＩB（ｍ，ｎ）とする。この
ＩA（ｍ，ｎ）、ＩB（ｍ，ｎ）とＩRの差の絶対値ａ
ｐ、ｂｐを、下式に従って求める。

【００５６】

【数１】ａｐ＝｜ＩR−ＩA(m,n)｜ｂｐ＝｜ＩR−ＩB(m,n)｜ａｐ＜ｂｐであれば、画像Ｂのデータ中の画素ｐの明る
さ強度をもって、画像Ａのデータ中の画素ｐの明るさ強
度を置き換える。すなわち、画像Ａのデータ中のＩA
（ｍ，ｎ）を、ＩB（ｍ，ｎ）に置き換える。ａｐ≧ｂ
ｐであれば、置き換えは行わず、当該画素ｐに関し、画
像Ａのデータをそのままとする。

【００５７】画素ｐが図示の位置にあるとき、画像Ａに
ついては画素ｐがラップ盤部分にあり、ａｐがほぼ０で
ある。画像Ｂでは画素ｐが干渉縞の暗い部分にある。ｂ
ｐがａｐよりも大きいので、ＩA（ｍ，ｎ）がＩB（ｍ，
ｎ）に置き換えられる。一方、画素ｑ（ｍ１，ｎ１）に
ついてみると、画像Ａでは画素ｑが干渉縞の明るい部分
にある。画像Ｂでは画素ｐがラップ盤部分にあり、ｂｑ
はほぼ０である。従って、ＩA（ｍ１，ｎ１）は、ＩB
（ｍ１，ｎ１）には置き換えられず、そのままとされ
る。

【００５８】同様の処理が、画像全体について行われ
る。図５の上部においては、画像Ｂにしか表されない三
日月型の干渉像部分があるが、この三日月型の部分が上
記の処理結果として画像Ａに加わる。さらに複数の画像
Ｃ、Ｄ・・を用いて、Ａ＋Ｃ、Ａ＋Ｄという調子で同様
の処理を行うことにより、さらに広い範囲の干渉像が画
像Ａに加わる。このようにして、ワーク１１の全体を網
羅する干渉像が得られる。原理的には、例えば、少なく
とも図６のように測定窓を配置しておけば、どの位置に
どの大きさのワークが配置されたときでも、ワーク全体
の干渉像を得ることができる。なお、ここでは、各画素
の明るさ強度を処理対象としたが、その他のデータであ
って干渉縞を表すもの（例えば、色値や輝度値）を処理
対象としても、同様の処理が可能である。

【００５９】次に、本実施形態の加工装置による自動加
工について説明する。図７は、ラップ加工装置の全体構
成を示すブロック図である。前述のように、ワーク１１
の上にラップ盤５が配置され、その上方の干渉計本体１
９内に干渉計２１が配置されている。干渉計２１にはカ
メラ装置が内蔵されており、干渉縞の像を撮影した画像
はコントローラ２３へ送られる。コントローラ２３に
は、測定部２５、アクチュエータ制御部２７、ラップ液
供給制御部２９、モータ制御部３１が設けられている。

【００６０】測定部２５において、干渉縞画像生成部２
５ａは、干渉計２１の出力を基に、干渉縞の画像のデジ
タルデータを生成する。この画像生成部２５ａには、図
５を用いて説明した画像合成を行う画像合成部２５ｂが
含まれる。測定部２５は、干渉計２１を制御して、ラッ
プ盤５の角度位置が少しずつ異なるときの複数の干渉像
を取得する。そして、干渉縞画像生成部２５ａでは、前
述の画像合成により、複数の干渉像から、ワーク全体に
渡って連続する干渉縞を表す画像が生成される。平面度
判定部２５ｃは、画像合成部２５ｂにて生成された画像
を用いて、加工面の平面度を判定する。干渉縞の像から
平面度を得るための構成自体は周知であり、ここでの説
明は省略する。

【００６１】アクチュエータ制御部２７は、アクチュエ
ータ３３を制御している。アクチュエータ３３は、前述
のように、干渉計本体１９を支持柱に対して回転させ、
また干渉計本体１９を伸縮させる。これにより、干渉計
２１は３つのワーク１１のそれぞれの上方に移動する。
ラップ液供給制御部２９は、ラップ液供給装置３５を制
御対象として、ラップ液の供給位置、供給時期、供給量
を制御している。ラップ液供給装置３５は、前述のよう
に、ラップ盤５にラップ液を滴下する。モータ制御部３
１は、ラップ盤５を回転させるモータ３７の回転、停止
および回転速度を制御する。

【００６２】コントローラ２３は、さらに、ラップ盤５
の高さ方向の位置を検出する位置センサ３９と接続され
ている。位置センサ３９の出力を基に、ラップ盤の移動
量が分かり、また、ワーク１１の厚さや、ラップ加工に
よって削られた量が分かる。

【００６３】また、コントローラ２３には、出力装置と
してのディスプレイ４１とキーボード等の入力装置４３
が接続されている。ディスプレイ４１には、干渉画像生
成部２５ａで生成された画像が表示される。入力装置４
３は、作業者が、装置の運転、停止やその他の指示を入
力するための装置である。ディスプレイ４１は、作業者
の操作に必要な画面表示も適宜行う。

【００６４】次に、図７の装置の動作を説明する。加工
開始時、モータ制御部３１がモータ３７を回転させる。
ラップ盤が回転しはじめ、ラップ盤５に対しワーク１１
が公転および自転を行う。これとともに、ラップ液供給
制御部２９がラップ液供給装置３５にラップ液を供給さ
せ、ラップ液は測定窓を通ってラップ盤５とワーク１１
の隙間に入る。このようにしてラップ加工が行われる。

【００６５】アクチュエータ制御部２７は、アクチュエ
ータ３３を制御して、干渉計２１を、３つのワーク１１
の上方へ順番に移動させる。各ワーク１１の上方では、
干渉計２１が、測定部２５の指示に従い、ワーク１１の
干渉縞の像を検出してカメラ装置にて撮影し、コントロ
ーラ２３に送る。アクチュエータ３３および干渉計１９
は、この動作を所定周期で繰り返し行う。

【００６６】ラップ液供給制御部２９は、所定時間おき
にラップ液を供給させる。この供給から一定の時間が経
過するまでは、干渉縞の検出は行われない。図２のよう
にラップ液が不均一な状態では、正確な平面度判断が難
しいからである。この処理では、例えば干渉計２１での
撮影処理が禁止され、あるいは、測定部２５でのデータ
処理が禁止される。

【００６７】測定部２５では、干渉計２１の出力を基
に、加工中のワーク１１の加工面の平面度を求める。平
面度が得られるたびに、その平面度が要求精度に達して
いるか否かが判断される。コントローラ２３では、ま
た、位置センサ３９の出力より、ワーク１１の厚さが加
工要求値に達したか否かが判断される。ワーク１１の厚
さが加工要求値に達し、かつ、平面度が要求精度に達し
ていると判断されたとき、モータ制御部３１はモータ３
７を停止させる。

【００６８】このように、本実施形態によれば、ラップ
加工しながら、ワークの平面度などの表面形態が分か
る。要求精度が得られた時点で、モータを停止してラッ
プ加工を終了させることができる。従って、表面形状の
測定結果を基にした、高精度な自動加工が可能となる。

【００６９】なお、本実施形態の加工機は、ワーク１１
がラップ盤５の回転につられて自転するタイプであり、
ワーク１１には特に積極的な回転は与えられるない。こ
れに対し、遊星歯車機構等を用いてワーク１１の自転を
決まった回転数で行わせるタイプの加工機にも、当然、
本実施形態を同様に適用可能である。

【００７０】「実施形態２」実施形態１では、一般的な
砥粒加工機の方式と異なり、ラップ盤が上に、ワークが
下に配置されている。これにより、干渉計の配置等が容
易で本発明が簡便に実現されている。実施形態２では、
一般的な方式の砥粒加工機、すなわち、ラップ盤の上に
ワークを配置する加工機に本発明が適用される。なお、
実施形態２の全体構成や原理は実施形態１と同様である
ので、実施形態１と相違する部分を中心に説明する。

【００７１】図８は、実施形態２の加工装置のラップ盤
５ａの部分を示している。ラップ盤５ａは加工基準面
（ワーク１１と擦り合わされる面）を上側にして配置さ
れている。ラップ盤５ａは、図示しないモータにより回
転駆動される。実施形態２では、ラップ盤５ａは上下に
移動しない。ワーク１１ａは、ラップ盤５ａの上に、加
工面を下側にして載せられている。ワーク１１ａは、図
示しない位置保持手段（ベアリング等）により、実施形
態１と同様、同一位置にて回転自在に保持されている。
加工加重を付加する場合、ワーク１１ａに重りを載せれ
ばよい。

【００７２】実施形態２では、干渉計２１ａがラップ盤
５ａの下側に配置されており、上方に位置するワーク１
１ａの干渉縞検出を行う。実施形態１と同様、干渉計２
１ａは、平面方向に移動可能であり、各ワーク１１ａを
対象とした計測を行うことができる。

【００７３】実施形態２では、ラップ盤５ａ上のラップ
液が測定窓９に流れこみ、ラップ盤５ａの裏側に回り込
んでたれ落ちる。落下したラップ液が干渉計にかかる
と、測定結果が悪影響を受けるおそれがあるため、下記
の対策が採られている。

【００７４】まず、ラップ液を供給するために、ローラ
式のラップ液塗布装置５１が用いられる。塗布装置５１
は、ペンキ等の一般的な塗布剤用の器具と同様の原理で
ラップ液をラップ盤５ａに塗布する。塗布装置５１のロ
ーラはラップ液に浸され、ローラにはラップ液が染み込
んだ状態で保持されている。ローラをラップ盤５ａの基
準面（上面）に接触させることにより、加工に必要な最
小限のラップ液が均一にラップ盤５ａに塗布される。従
って、ラップ液のたれ落ち量が最小限に抑えられる。

【００７５】また、干渉計２１ａより少し高い位置であ
って、干渉計２１ａよりもラップ盤回転方向に少し手前
側には（干渉計２１ａの斜め上方）、真空吸引式のラッ
プ液回収装置５３が設けられている。回収装置５３は、
干渉計２１ａの測定の邪魔にならないように、特に干渉
計２１ａの干渉光路に空気の揺らぎを生じさせないよう
に配置されている。回収装置５３により、干渉計２１ａ
の手前上方で空気が吸い込まれる。ラップ盤５ａの底面
や測定窓の内周面に降りてきたラップ液も、空気ととも
に回収装置５３に吸い込まれる。従って、干渉計２１ａ
より手前の位置で予めたれ落ちそうなラップ液が効果的
に回収されるので、干渉計２１ａへのラップ液のたれ落
ちを防止できる。

【００７６】ラップ盤５ａの配置変更に対応する変形を
のぞき、実施形態２のその他の構成は、実施形態１と同
様である。実施形態２では、ローラ式ラップ液塗布装置
５１を採用し、また、ラップ液回収装置５３を設けた。
これにより、ラップ盤の上にワークを載せる通常方式の
加工装置でも、本発明を問題なく実現できる。

【００７７】なお、真空式のラップ液回収装置の代わり
に、加圧流体を吹き付ける吹付装置を設けてもよい。加
圧流体としては、空気や窒素等、加工や測定に影響のな
いものがよい。この場合、上記とは逆に、ラップ液が、
干渉計２１ａにかかる前に吹き飛ばされる。

【００７８】実施形態１または２では、それぞれ、加工
機がワーク１１の片面を加工する。これに対し、ワーク
１１の両面を加工する加工機にも、実施形態１または２
を同様に適用可能である。また、両面加工タイプの加工
機に実施形態１、２の両方を適用することにより、上下
の干渉計から、両側加工面の平面度の同時計測が可能と
なる。また、実施形態１、２では、ラップ盤５、ワーク
１１は平面に置かれていた。これに対し、ラップ盤５や
ワーク１１を縦に配置しても、また、その他の適当な角
度に配置しても、同様に実施形態１や２を適用できる。
これらの変形は、下記の実施形態３においても同様に適
用可能である。

【００７９】「実施形態３」実施形態１では、平面度の
測定結果を基に、要求平面度が得られたか否かが判定さ
れる。実施形態３の装置は、さらに、測定結果を基に、
ワークとラップ盤の位置関係を制御して、平面度を要求
精度に近づける。なお、実施形態３において、実施形態
１と同様の構成については説明を省略する。

【００８０】図９は、実施形態３のラップ盤５ｂの底面
図であり、ラップ盤５ｂのサイズは実施形態１よりも大
きい。ラップ盤５ｂの回転軸７の近くの位置Ｄ１にワー
ク１１を配置したときと、回転軸７から離れた位置Ｄ３
にワーク１１を配置したときとでは、加工後の平面形状
が下記のように異なることが経験的に知られている。す
なわち、ワーク１１が回転軸に近いほど（Ｄ１）、加工
面の平面形状が中心部で凹になる傾向がある。また、ワ
ーク１１が回転軸から遠いほど（Ｄ３）、加工面の平面
形状が中央で凸になる傾向がある。

【００８１】そこで、実施形態３では、加工途中に加工
面の形状が凹であるか、凸であるかを判定する手段を備
える。さらに、凹凸の判断結果に応じて、ワーク１１の
回転軸７からの距離（オフセット量）を制御する手段を
備える。ラップ加工は図９の位置Ｄ２でスタートする。
加工途中で加工面が凹と判断されたときは、ワーク１１
を位置Ｄ１へ移動させる。加工途中で加工面が凸と判断
されたときは、ワーク１１を位置Ｄ３へ移動させる。こ
のようにして、加工中の平面度を見ながらワーク１１を
移動させて、凹凸のない、平面度の高い加工面を得るこ
とができる。なお、上記のようにワークの位置を３カ所
から選択するのではなく、凹凸の程度に合わせて無段階
に調整してもよい。

【００８２】図１０は、上記の原理を実現するための構
成を実施形態１に付加した加工装置のブロック図であ
る。実施形態１と同様の構成には同一符号が付されてい
る。図１０では、ラップ盤５ｂの半径方向へワーク１１
を移動させるワーク・アクチュエータ６１が設けられて
いる。このワーク・アクチュエータ６１は、ワーク１１
を、ベアリングＡ、ベアリングＢやワーク台とともに移
動させる。ワーク・アクチュエータ６１は、コントロー
ラ１００のワーク位置制御部１０６によって制御されて
いる。ワーク位置制御部１０６は、ワーク・アクチュエ
ータ６１を駆動し、ラップ盤５ｂの回転軸から任意の距
離のところにワーク１１を位置させることができる。

【００８３】また、本実施形態では、干渉計２１を本体
内で上下に移動させる上下位置アクチュエータ６３が設
けられている。上下位置アクチュエータ６３は、干渉計
本体１９を平面内で移動させるアクチュエータ３３とと
もに、コントローラ１００のアクチュエータ制御部１０
４に制御されている。上下位置アクチュエータ６３は、
干渉計２１の高さ位置をわずかに変化させる。これによ
り、干渉計２１は、ワーク１１との距離が異なるときの
干渉像を生成し、コントローラ１００へ出力する。

【００８４】コントローラ１００の測定部１０２におい
て、干渉縞画像生成部１０２ａと画像合成部１０２ｂ
は、実施形態１と同様の構成である。平面度・凹凸判定
部１０２ｃは、実施形態１と同様の平面度判定ととも
に、加工面の凹凸の判定を行う。干渉計２１からは、複
数の高さ位置で得られた干渉像が入力される。それぞれ
の高さ位置では、画像合成部１０２ｂでの合成処理に必
要な枚数分の像が入力される。平面度・凹凸判定部１０
２ｃでは、干渉計２１の高さ位置が異なる画像間の干渉
縞の移動方向が検出され、移動方向を基に加工面が凹で
あるか凸であるかが判定される。いわゆるフリンジスキ
ャン手法である。判定結果は、ワーク位置制御部１０６
に出力され、ワーク１１の位置制御に用いられる。

【００８５】次に、実施形態３の加工装置の動作を説明
する。加工開始時、ワーク１１は図９の位置Ｄ２に配置
されている。実施形態１と同様にしてラップ加工が開始
される。所定のタイミングで、加工面の平面度および凹
凸が判定される。所定タイミングとは、例えば、位置セ
ンサ３９の出力を基に、ワーク１１の厚さが所定値に達
したと判断されたときである。このとき、干渉計２１が
ある高さ位置にある状態で、実施形態１と同様にして干
渉縞の画像（画像合成部にて合成された画像）が生成さ
れる。アクチュエータ制御部１０４が干渉計２１を上下
方向に少し移動させる。この位置で、再び干渉縞の画像
が生成される。平面度・凹凸判定部１０２ｃは、複数の
画像から平面度の判定と凹凸の判定を行う。

【００８６】ワーク１１の加工面の凹凸が小さいとき、
ワーク１１はそのままの位置Ｄ２にある。加工面が凹で
あると判断されたとき、ワーク位置制御部１０６は、ワ
ーク・アクチュエータ６１を駆動して、ワーク１１を位
置Ｄ１へ移動させる。逆に加工面が凸であると判断され
たとき、ワーク位置制御部１０６はワーク１１を位置Ｄ
３へ移動させる。以上の、凹凸判断およびワーク１１の
位置制御は、３つのワーク１１のそれぞれについて独立
して行われる。

【００８７】ワーク１１の移動後、実施形態１と同様
に、ワーク厚さ、平面度を見ながらのラップ加工が継続
される。適当な間隔で、上記と同様に、加工面の凹凸の
検出と、検出結果に基づいたワーク位置の制御が行われ
る。ワーク厚さが要求値に達し、平面度が要求値に達し
た時点で、モータ制御部３１がモータ３７を停止させ、
ラップ加工が終了する。

【００８８】以上に説明したように、実施形態３では、
干渉計を用いて得られた測定結果に基づいてワークを移
動させ、ワークとラップ盤の位置関係を変化させる。こ
れにより、加工途中で加工面が凹や凸になっているとき
でも、この凹凸を減らして加工面を平面に近づけること
ができる。従って、さらに高精度な自動加工が可能とな
る。

【００８９】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明した。上記の変形例として、本発明の一態様の加工
工具が備える測定窓によって、加工中に、干渉縞検出用
の干渉計が発した光を通過させて被加工物表面の干渉縞
測定を行うのみでなく、光変位計等の光測定器を使用し
て、より広範囲の変位検出を行うことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の測定装置付きのラップ
加工装置の斜視図である。

【図２】図１の装置の干渉計を用いて得られた干渉像
の一例を示す中間調画像の説明写真である。

【図３】図１の装置の干渉計を用いて得られた干渉像
の一例を示す中間調画像の説明写真である。

【図４】図３と比較用のための干渉像であって、加工
前のワークを用いて得られた干渉像を示す中間調画像の
説明写真である。

【図５】ワーク全体の干渉像を得るための、複数の干
渉像の合成処理を示す図である。

【図６】図５の処理を用いてワーク全体の干渉像を得
るために必要な測定窓の配置例であって、窓数を少なく
したときの配置を示す、ラップ盤の平面図である。

【図７】図１のラッピング加工機の全体構成のブロッ
ク図である。

【図８】実施形態２のラッピング加工機の構成を示す
断面図である。

【図９】実施形態３のラッピング加工機のラップ盤の
底面図である。

【図１０】実施形態３のラッピング加工機の全体構成
のブロック図である。

【符号の説明】

１装置ベース、３加工機構ベース、５ラップ盤、
７回転軸、９測定窓、１１ワーク、１４ベアリ
ングＡ、１５ベアリングＢ、１９干渉計本体、２１
干渉計、２３，１００コントローラ、２５，１０２
測定部、２５ａ，１０２ａ干渉縞画像生成部、２５
ｂ，１０２ｂ画像合成部、２５ｃ平面度判定部、２
７，１０４アクチュエータ制御部、２９ラップ液供
給制御部、３１モータ制御部、３３アクチュエー
タ、３５ラップ液供給装置、３７モータ、３９位置
センサ、６１ワーク・アクチュエータ、６３上下位
置アクチュエータ、１０２ｃ平面度・凹凸判定部、１
０６ワーク位置制御部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加工中の被加工物を対象として光学的な
干渉縞計測を行う測定装置であって、加工工具を貫通して設けられ、加工中に被加工物の加工
面を照射する光が通過する測定窓と、加工工具を挟んで被加工物と対向して位置し、前記測定
窓を通して光学的な干渉縞検出を行う干渉計と、を含み、加工中の被加工物の干渉縞計測ができることを
特徴とする加工用のインプロセス光干渉式測定装置。
【請求項２】請求項１に記載の測定装置において、干渉縞を表す干渉縞画像を生成する画像生成手段と、加工工具と被加工物との位置関係が異なるときの複数の
干渉縞画像を基に、前記測定窓より広い範囲で連続する
干渉縞画像を得る画像処理手段と、を含むことを特徴とする加工用のインプロセス光干渉式
測定装置。
【請求項３】請求項１、２のいずれかに記載の測定装
置において、加工工具に対して干渉計側に設けられ、加圧流体を吐出
することにより加工液を吹き飛ばし、干渉計での測定へ
の加工液の影響を抑える流体吹付器を含むことを特徴と
する加工用のインプロセス光干渉式測定装置。
【請求項４】請求項１、２のいずれかに記載の測定装
置において、加工工具に対して干渉計側に設けられ、加工液を吸引回
収することにより、干渉計での測定への加工液の影響を
抑える吸引器を含むことを特徴とする加工用のインプロ
セス光干渉式測定装置。
【請求項５】請求項１、２のいずれかに記載の測定装
置を備えた加工装置であって、前記加工工具が被加工物の上側に配置されており、加工液を前記測定窓から加工面へ所定時間ごとに供給す
る加工液供給装置が設けられ、干渉計を用いた測定は、加工液を供給してから、加工液
の膜厚が安定した後に行われることを特徴とする加工装
置。
【請求項６】請求項１〜４のいずれかに記載の測定装
置を備えた加工装置または請求項５に記載の加工装置で
あって、加工工具と被加工物の少なくとも一方を駆動して加工を
行う加工用駆動装置と、前記干渉計の出力を基に被加工物の加工面の表面形態を
測定する表面形態測定手段と、表面形態測定手段の測定結果に基づいて加工用駆動装置
を制御する駆動装置制御手段と、を含むことを特徴とする加工装置。
【請求項７】請求項６に記載の加工装置において、前記加工用駆動装置による駆動方向と交差する方向へ、
被加工物を加工工具に対して相対的に移動させる交差方
向移動手段と、前記表面形態測定手段の測定結果に基づいて、前記交差
方向移動手段を制御することにより、加工面の表面形態
を調整する移動手段制御装置と、を含むことを特徴とする加工装置。
【請求項８】加工工具により被加工物を加工する加工
装置において、被加工物に対して相対的に回転し、加工中に被加工物の
加工面測定用の光照射を行うための測定窓を備えた加工
工具と、加工工具を挟んで被加工物と対向して位置し、前記測定
窓を通して光学的な干渉縞検出を行う干渉計と、前記干渉計の出力を基に、目標加工面を基準とした被加
工物の加工面の凹凸を検出する凹凸検出手段と、凹凸検出手段の検出結果を基に、加工工具の回転軸から
の被加工物配置のオフセット量を制御して、加工面の凹
凸を調整するオフセット量制御手段と、を含むことを特徴とする加工装置。
【請求項９】請求項８に記載の加工装置であって、前記凹凸検出手段は、干渉計と加工面の距離がそれぞれ
異なるときの干渉計の出力を基に、加工面の凹凸状態を
検出することを特徴とする加工装置。
【請求項１０】請求項１〜４のいずれかに記載の測定
装置において、前記加工工具による加工は、互いに擦り合わされる加工
工具と被加工物の間に砥粒を介在させる砥粒加工である
ことを特徴とする加工用のインプロセス光干渉式測定装
置。
【請求項１１】請求項５〜９のいずれかに記載の加工
装置において、前記加工工具による加工は、互いに擦り合わされる加工
工具と被加工物の間に砥粒を介在させる砥粒加工である
ことを特徴とする加工装置。
【請求項１２】被加工物の加工に用いられる加工工具
であって、加工中に、干渉縞検出用の干渉計が発した光
が通過して被加工物に達するための測定窓を備えたこと
を特徴とする加工工具。