JPS63232951A - 研磨方法及び研磨装置 - Google Patents

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］ 本発明は研磨方法及び研磨装置に関し、特に被研磨物の
微小望域の研磨に好適な研磨方法及び研磨装置に関する
。この様な研磨は、たとえばレンズ、プリズム及びミラ
ー等の光学素子の研磨に用いられる。

［従来の技術及びその問題点］ 一般に、レンズ、プリズム及びミラー等の光学素子は、
ガラス等の素材を所定の形状に整形した後に、機能面即
ち光が透過及び／または反射する面を研磨して表面粗さ
を次第に小さくし且つ同時に所定の面精度とすることに
より製造されている。

研磨工程においては、遊離砥粒を用いた研磨方法あるい
は固定砥粒を用いた研磨方法が採用される。遊離砥粒は
適宜の液体中に分散せしめられた研磨剤の形態にて使用
されることが多く、研磨工具と被研磨物との間に該研磨
剤を供給しながら被研磨物に対し研磨工具を摺動させて
研磨が行なわれる。また、固定砥粒は研磨工具の少なく
とも表面に固定されて使用され、被研磨物に対し研磨工
具を摺動させて研、磨が行なわれる。

しかして、この様な研磨においては、研磨を継続するう
ちに表面形状精度が次第に低下することがあり、この場
合には修正研磨が必要となる。被研磨面が非球面の場合
は特にその傾向が大きい。

即ち、光学素子としては、従来より一般に機能面が平面
または球面のものが広く用いられているが、近年、次第
に光学的性能の向上や特殊な特性が要求されるにつれて
モ面及び球面以外の機能面（いわゆる非球面）を有する
光学素子が製造される様になっている。非球面形状とし
ては光軸のまわりに回転対称な面はもちろんのこと光軸
のまわりに回転非対称な面もある。この様な非球面形状
はたとえば数値制御による研削加工により創成され、該
面をその表面形状精度をできるだけくずさない様にして
表面粗さを次第に小さくすべく研磨が行なわれる。従っ
て、非球面の研磨においては特に表面精度が低下しやす
いので修正研磨の必要性が高くなる。

修正研磨は、一般に、比較的小さな研磨工具を用いて被
研磨面を部分的に研磨することによりなされる。

第３図は従来の修正研磨方法の一例を示す図である。

第３図において、２は被研磨物保持手段であり、該保持
手段は不図示の駆動手段により上下方向のまわりに回転
せしめられる様になっている。

保持手段２の上面上には被研磨物４が固定保持されてい
る。該被研磨物の上面が被研磨面であり。

該被研磨面は回転対称凸非球面である。

６は研磨工具であり、該工具は基体６ａと被研磨物４に
対し直接接触して研磨作用をなす研磨体（たとえば、発
泡ポリウレタンシート）６ｂとからなる。８は研磨工具
保持体であり、該保持体の下端と上記基体６ａ上部とは
球継手により接続されている。

修正研磨は被研磨物の回転中心から所望の距離Ｒの輪帯
状部分について行なわれ、図示される様に研磨工具６を
被研磨面上の所定の位置に配置した上で保持体８を介し
て研磨工具６を被研磨物４に対し所望の圧力で押圧せし
める。そして、被研磨物は保持手段２により上下方向の
まわりに回転せしめられる。

しかして、この様な方法で小領域の研磨を行なうと、図
示される様に、研磨工具６の被研磨物４との接触面の大
きさに対する該接触面から球継手までの高さの比が大き
くなり、従って工具６の被研磨面上での移動安定性が低
下し、所望の良好な表面形状精度を得ることが困難とな
る。

また、第３図の様な球継手を用いないで、研磨工具自体
を被研磨面に適合する様な姿勢に維持して研磨を行なう
ことも考えられるが、この場合には姿勢制御を極めて厳
密に行なうことが必要となり、わずかでも姿勢がくずれ
ると被研磨物に対し工具が片当りして良好な研磨ができ
ず、表面形状を良好に維持できなくなる。この様な問題
を解決するためには、研磨体としてピッチ等の比較的軟
質のものを使用し該研磨体の厚さを比較的厚くしておく
ことにより、該研磨体を被研磨而に適合させることが考
えられる。しかしながら、この場合には工具を被研磨面
に抑圧すると、該研磨体が変形により横方向即ち被研磨
面に沿った方向に次第に広がり、形状がくずれてきて、
工具寿命が短くなり、頻繁な工具交換を要するという難
点がある。

そこで、本発明は工具寿命を充分に維持して比較的小さ
な被研磨面を効率良く研磨することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、以−ヒの釦き目的は、棒状の４１！１
−質研磨工具を筒状部材中に保持し、該筒状部材先端か
ら上記研磨工具先端を突出させる様に研磨工具を押し出
して該工具先端を被研磨物に押圧し、上記筒状部材先端
と被研磨物との間隔を上記工具の突出部分が上記押圧に
対し実質上径方向に変形しない程度に小さく維持しなが
ら研磨することを特徴とする、研磨方法、 により達成される。

また、本発明によれば、この様な研磨方法の実施に好適
に使用される装ことして、 棒状の軟質研磨工具と、該工具を内部に保持せる筒状部
材と、上記工具を筒状部材に対し移動させるための手段
と、上記筒状部材を被研磨物の被研磨而に沿って移動さ
せる手段とを有することを特徴とする、研磨装置、 が提供される。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。

第１図は本発明による研磨方法の一実施例の説明図であ
る。

第１図において、２は被研磨物保持手段であり、該保持
手段は不図示の駆動手段により上下方向のまわりに回転
せしめられる様になっている。

保持手段２の上面上には被研磨物４が固定保持されてい
る０本実施例では、該被研磨物は上記第３図の場合と同
様に上面が被研磨面であり、該被研磨面は回転対称凸非
球°面である。

１０は軟質研磨工具であり、該工具は断面円形状の細長
い棒状である。該工具の直径は所望の研磨領域に応じて
適宜設定されるが、たとえば１〜５ｍｍ程度である。該
工具の材料としては、ピッチ等の粘弾性体が好適に用い
られる。該研磨工具は円筒状保持部材１２内に収容され
ており、該保持部材内でその長さ方向に移動可能となっ
ている。円筒状保持部材１２の下端は開放されており、
また該保持部材の上端にはエアーパイプ１４が接続され
ており、該パイプは圧縮空気源に接続されている。

」二記筒状保持部材１２は数値制御移動アーム１６の先
端に固定されている。

研磨時には、移動アーム１６を適宜制御して被研磨物４
の回転中心から所望の距離Ｒの輪帯状部分に対応する位
置へと円筒状保持部材１２を移動させ且つ所定の姿勢を
維持する。尚、被研磨物の形状は予め測定機で測定して
おき、保持部材１２の下端と被研磨而との間隙Ｈをでき
るだけ小さく（たとえば０．１〜０．２ｍｍ）維持する
。

そして、圧縮空気源からエアーバイブ１４を介して保持
部材１２内に適宜の圧力のエアーを導入して、研磨工具
１０を該保持部材下端から突出させ所望の圧力（たとえ
ば１００〜Ｌ　ＯＯＯｇ　／　ｃｍ２）で被研磨面に押
圧する。

一方、被研磨物４は保持手段２により上下方向のまわり
に回転せしめられ、更に不図示の研磨剤供給手段より研
磨位置に研磨剤が供給される。

以上の様にして、被研摩面の所望の輪帯状部分の研摩が
なされる。隣接する輪帯状部分の研磨を継続して行なう
場合には、移動アーム１６により研磨工具保持部材１２
を適宜移動させ更に該保持部材の姿勢を適宜変化させ更
にエアー圧を適宜設定すればよい。

以上の様な本実施例においては、研磨の進行とともに研
磨工具１０が消耗しても自動的に工具が保持部材１２内
から押し出されて同一圧力で被研磨物に押圧されるので
、研磨条件を一定に維持することができる。

尚、本実施例において、研磨工具１０とその保持部材１
２どの間の摺動性及び気密性を良好とするために、研磨
工具外周面に予め潤滑剤を塗布しておくことができる。

また、本実施例において、研磨工具保持部材１２の下端
と被研磨面との間隙はできるだけ小さいのが好ましいが
、この間隙Ｈの許容最大値は使用する研磨工具の軟かさ
及び研磨の際に該研磨工具を被研磨面に押圧する圧力に
応じて、該抑圧によっても研磨工具が横方向（即ち被研
磨面に沿った方向）に実質上変形しない様な距離であれ
ばよい。

本実施例は修正研磨に特に好適である。

第２図は上記実施例における研磨工具保持部材近傍の変
形例を示す部分断面図である。

：５２図において、研磨工具１０は上記第１図の場合と
同一であり、該研磨工具は円筒形の保持部材ｌｚ内に収
容されている。研磨工具ｌｏは保持部材１２内において
摺動回部であり、その下端から突出可詣である。該・保
持部材内には研磨工具の上方にコイルバネ２０が配置さ
れており、該バネの上下にプレート２２．２４が配置さ
れている。

上方のプレート２２の上方において、保持部材１２内に
はメネジが形成されており、該ネメジに嵌合して送りネ
ジ２６が配置されている。保持部材１２の上部にはモー
タ２８が取付けられており、該モータの駆動回転軸は上
記送りネジ２６に接続されている。

従って、本例においては、上記モータ２８により送りネ
ジ２６を回転させて適宜の距離下方に移動させることに
よりバネ２０を圧縮し、これにより研磨工具ｌＯを所望
の圧力で保持部材１２の下端から突出させることができ
る。

尚、本例において、研磨工具保持部材１２は上記実施例
と同様に移動アームに固定されており、同様に位置及び
姿勢を制御される。

本例においても、上記実施例と同様の効果がある。

上記実施例においては研磨工具としてピッチを用いた例
が示されているが、本発明においては研磨工具は被研磨
物に押圧された時に被研磨面の面形状にならう程度に軟
質のものであれば使用することができる。

本発明において、研磨剤中に含まれる研磨砥粒の粒径は
、所望の表面粗さの程度に応じて適宜法めることができ
、光学面を得るための微小粒径から艶消し面程度更には
研削面と称される表面粗さを得るための粒径までのどの
様なものでもよい。

［発明の効果］ 以りの様な本発明によれば、棒状の軟質研磨工具を筒状
保持部材中に保持して、該工具を保持部材かられずかに
突出させ所望の押圧力にて被研磨面に対し圧力を印加し
て研磨を行なうので、被研磨面と接触する工具面積を小
さくしても工具が径方向に変形することがなく、更に該
工具は被研磨面への押正により該面にならって良好な接
触状態が得られ、従って工具寿命を充分に維持して効率
良く且つ被研磨面を傷つけることなく小領域の研磨を行
なうことができ、容易に良好な表面形状精度を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による研磨方法の説明図である。 第２図は研磨工具保持部材近傍を示す部分断面図である
。 第３図は従来の研磨方法の説明図である。 ４：被研磨物、　　　　　１０：研磨工具、１２：保持
部材、　　　　１４：エアーパイプ、１６：移動アーム
、　　　２０：コイルバネ、２６・：送りネジ、　　　
　２８：モータ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）棒状の軟質研磨工具を筒状部材中に保持し、該筒
   状部材先端から上記研磨工具先端を突出させる様に研磨
   工具を押し出して該工具先端を被研磨物に押圧し、上記
   筒状部材先端と被研磨物との間隔を上記工具の突出部分
   が上記押圧に対し実質上径方向に変形しない程度に小さ
   く維持しながら研磨することを特徴とする、研磨方法。
2. （２）筒状部材からの研磨工具の押し出しを圧縮空気を
   用いて行なう、特許請求の範囲第１項の研磨方法。
3. （３）筒状部材からの研磨工具の押し出しをバネを用い
   て行なう、特許請求の範囲第１項の研磨方法。
4. （４）棒状の軟質研磨工具と、該工具を内部に保持せる
   筒状部材と、上記工具を筒状部材に対し移動させるため
   の手段と、上記筒状部材を被研磨物の被研磨面に沿って
   移動させる手段とを有することを特徴とする、研磨装置
   。
5. （５）研磨工具がピッチからなる、特許請求の範囲第４
   項の研磨装置。
6. （６）筒状部材が円筒形状である、特許請求の範囲第４
   項の研磨装置。
7. （７）筒状部材に対する研磨工具移動のための手段が圧
   縮空気を利用して駆動する手段である、特許請求の範囲
   第４項の研磨装置。
8. （８）筒状部材に対する研磨工具移動のための手段がバ
   ネを利用して駆動する手段である、特許請求の範囲第４
   項の研磨装置。