(57)【要約】【課題】高い鏡面精度の反射面を有し、薄い反射鏡を容易に製造できる反射鏡の製造方法及び反射鏡製造装置を提供する。【解決手段】反射鏡の製造方法は、反射鏡の反射面の形状を測定する測定工程（Ｓ１０）と、反射面の設計形状と測定された反射面の形状との差を求める差分算出工程（Ｓ２０）と、求められた差に基づいて反射面の加工される位置を求める位置算出工程（Ｓ４０）と、求められた反射面の加工される位置を、反射面の設計形状の深さと測定された反射面の深さとの差の許容値よりも小さい深さで加工する加工工程（Ｓ５０）とを含み、測定工程（Ｓ１０）と差分算出工程（Ｓ２０）と位置算出工程（Ｓ４０）と加工工程（Ｓ５０）とを繰り返す。【選択図】図３
2020202422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射鏡の反射面の形状を測定する測定工程と、
前記反射面の設計形状と測定された前記反射面の形状との差を求める差分算出工程と、
求められた前記差に基づいて、前記反射面の加工される位置を求める位置算出工程と、
求められた前記反射面の加工される位置を、前記反射面の設計形状の深さと前記測定された反射面の深さとの差の許容値よりも小さい深さで加工する加工工程と、を含み、
前記測定工程と前記差分算出工程と前記位置算出工程と前記加工工程とを繰り返す、
反射鏡の製造方法。
【請求項２】
前記位置算出工程では、最も大きい前記差を有する位置を前記反射面の加工される位置として求める、
請求項１に記載の反射鏡の製造方法。
【請求項３】
前記差に基づいて、前記測定された反射面の形状が許容範囲の内であるか否か判別する形状判別工程を含む、
請求項１又は２に記載の反射鏡の製造方法。
【請求項４】
前記差と前記反射鏡の厚さとに基づいて、加工するか否か判別する加工判別工程を含む、
請求項１から３のいずれか１項に記載の反射鏡の製造方法。
【請求項５】
前記加工工程では、前記反射鏡を塑性変形させる外力よりも小さい加工力により、前記測定された反射面を加工する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の反射鏡の製造方法。
【請求項６】
前記加工工程では、研削加工又は研磨加工を行う、
請求項１から５のいずれか１項に記載の反射鏡の製造方法。
【請求項７】
前記測定工程では、前記反射面の外周に設けられたマーカを基準として、前記反射面の上の位置を特定する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の反射鏡の製造方法。
【請求項８】
反射鏡の反射面の形状を測定する形状測定部と、
測定された前記反射面を加工する加工部と、
前記形状測定部と前記加工部とを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記反射面の加工される位置を、前記反射面の設計形状と前記形状測定部により測定された前記反射面の形状との差に基づいて制御し、前記反射面を加工する深さを、前記反射面の設計形状の深さと前記測定された反射面の深さとの差の許容値よりも小さい深さに制御し、前記形状測定部と前記加工部とに、前記反射面の形状の測定と前記反射面の加工とを繰り返させる、
反射鏡製造装置。
【請求項９】
前記制御部は、最も大きい前記差を有する位置を前記反射面の加工される位置とする、
請求項８に記載の反射鏡製造装置。
【請求項１０】
前記加工部によって前記反射鏡に対して加えられる加工力を測定する、加工力測定部を備え、
前記制御部は、前記加工力を、前記反射鏡を塑性変形させる外力よりも小さく制御する、
請求項８又は９に記載の反射鏡製造装置。
【請求項１１】
前記加工部は、回転して前記反射面を加工する回転体を有し、
前記回転体の回転軸が、鉛直方向と前記回転体の移動方向とに垂直な方向に対して、前記回転体の移動方向に傾いている、
請求項８から１０のいずれか１項に記載の反射鏡製造装置。
【請求項１２】
前記反射鏡を支持する支持部を備え、
前記支持部は、前記反射鏡を載置される載置部を有し、
前記載置部は、前記反射鏡の前記反射面と反対側の非反射面の傾斜に対応して傾斜する、
請求項８から１１のいずれか１項に記載の反射鏡製造装置。
【請求項１３】
前記支持部は、複数点で前記反射鏡を支持する、
請求項１２に記載の反射鏡製造装置。
【請求項１４】
気体を封入した袋により、前記反射鏡を支持する、
請求項８から１３のいずれか１項に記載の反射鏡製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射鏡の製造方法及び反射鏡製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナに用いられる反射鏡として、炭素繊維複合材料から形成された反射鏡が知られている。炭素繊維複合材料から形成された反射鏡は、薄く軽量であるが、成形する際に歪み、凹凸等が生じるために、高周波通信に対応できるマイクロメートルオーダーの鏡面精度を有していない。そこで、形成された反射鏡の反射面の形状を修正して、反射面の鏡面精度を向上させる方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１のアンテナリフレクタの製造方法では、電波反射鏡面と背面構造とを結合する結合部品と、背面構造との相対位置を変えることにより、電波反射鏡面の形状を変化させて、反射面の形状を修正している。
【０００４】
また、反射面の形状を修正する方法として、反射面を加工することが挙げられる。例えば、特許文献２の曲面切削法では、工具の回転軸を切削点における加工面の法線に対して傾斜させた状態で、工具を移動させることにより、大面積の高精度加工面を得ている。特許文献３の研削加工方法では、ワックスにより固定された薄板の表面を切削加工し、ワックスを溶融させて加工歪みによる反りを生じさせた後に、再度、ワックスを固化して薄板を固定して研削することにより、研削面の平坦度を精度良く仕上げている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１９５２３３号公報
【特許文献２】特開２００１−１９８７１８号公報
【特許文献３】特開平１０−２１７０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の製造方法は、結合部品を配置されている位置でのみ電波反射鏡面の形状を変化させるので、電波反射鏡面の局所的な形状を修正できない。また、特許文献２の曲面切削法では、薄い反射鏡は工具の切削加工力により変形しやすいために、薄い反射鏡を高精度で加工することが困難である。特許文献３の研削加工方法では、ワックスを溶融する工程とワックスを固化する工程とワックスを洗浄する工程が必要となり、工程が複雑になる。さらに、反射鏡の反射曲面を加工するために、反射鏡の曲面に応じた凹状の型が必要となり、費用が掛かる。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、高い鏡面精度の反射面を有し、薄い反射鏡を容易に製造できる反射鏡の製造方法及び反射鏡製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の反射鏡の製造方法は、まず、測定工程において、反射鏡の反射面の形状を測定する。次に、差分算出工程において、反射面の設計形状と測定された反射面の形状との差を求め、位置算出工程において、求められた差に基づいて反射面の加工される位置を求める。そして、加工工程において、求められた反射面の加工される位置を、反射面の設計形状の深さと測定された反射面の深さとの差の許容値よりも小さい深さで加工する。本発明の反射鏡の製造方法は上記の工程を繰り返す。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、測定工程と加工工程とを繰り返すので、加工による反射面の変形を含めて反射面の形状を修正でき、高い鏡面精度の反射面を有し薄い反射鏡を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る反射鏡を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態１に係る背面構造体を示す模式図
【図３】本発明の実施の形態１に係る反射鏡の製造方法を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態１に係る測定工程を説明するための模式図
【図５】本発明の実施の形態１に係る算出工程を説明するための模式図
【図６】本発明の実施の形態１に係る加工工程を説明するための模式図
【図７】本発明の実施の形態１に係る反射鏡製造装置の構成を示す図
【図８】本発明の実施の形態１に係る反射鏡製造装置を示す模式図
【図９】本発明の実施の形態１に係る反射鏡製造装置の動作を説明するための模式図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る反射鏡製造装置を示す模式図
【図１１】本発明の実施の形態３に係る加工部の移動方向を説明するための模式図
【図１２】本発明の実施の形態３に係る回転体の回転軸を説明するための模式図
【図１３】本発明の実施の形態４に係る支持部を示す模式図
【図１４】本発明の実施の形態４に係る接続部を示す模式図
【図１５】本発明の実施の形態５に係る反射鏡製造装置を示す模式図
【図１６】本発明の実施の形態６に係る反射鏡の製造方法を示すフローチャート
【図１７】本発明の変形例に係る反射鏡製造装置を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態に係る反射鏡の製造方法について、図面を参照して説明する。
【００１２】
実施の形態１．
まず、図１、図２を参照して、本発明の実施の形態に係る反射鏡の製造方法によって製造される反射鏡１００を説明する。反射鏡１００は、図１に示すように、円形に開口した凹形状に形成され、電波を反射する凹状の反射面１１０を有する。反射鏡１００は、例えば、炭素繊維複合材料製で１ｍｍ以下の厚さに形成されている。ここでの電波は、例えば通信波である。
【００１３】
反射鏡１００は、図２に示すように、反射面１１０と反対側の非反射面１１５に背面構造体１２０を取り付けられる。反射鏡１００は、背面構造体１２０を介して、例えばアンテナ用反射鏡として人工衛星に搭載される。背面構造体１２０は、図示しない板状部材を三角トラス状に組み合わせた構造体であり、反射鏡１００を支持する。背面構造体１２０と反射鏡１００は、図示しない複数のＬ字状の結合部材により結合されている。板状部材と結合部材は、反射鏡１００と同様に、炭素繊維複合材料製である。
【００１４】
次に、図３〜図６を参照して、上記の構成を有する反射鏡１００の製造方法を説明する。図３は、反射鏡１００の製造方法を示すフローチャートである。本実施の形態の反射鏡１００の製造方法は、反射面１１０の形状を測定する測定工程（ステップＳ１０）と、反射面１１０の設計形状１５０と測定された反射面１１０の形状との差を求める差分算出工程（ステップＳ２０）と、測定された反射面１１０の形状が許容範囲の内であるか否か判別する形状判別工程（ステップＳ３０）と、反射面１１０の加工される位置を求める位置算出工程（ステップＳ４０）と、反射面１１０を許容値より小さい深さで加工する加工工程（ステップＳ５０）とを含み、これらの工程を繰り返す。
【００１５】
まず、未加工の反射鏡１００を準備する。未加工の反射鏡１００は、例えば、炭素繊維を含浸した樹脂を、金型により成形し、硬化させることにより形成される。形成された反射鏡１００の厚さは、例えば１ｍｍ以下である。
【００１６】
測定工程（ステップＳ１０）では、反射鏡１００の反射面１１０の形状を測定する。具体的には、反射面１１０の深さＭｉを測定する。例えば、図４に示すように、反射鏡１００の開口の開口面１００ａを基準となるＸＹ平面とし、反射面１１０のＸＹ平面に垂直な方向のＸＹ平面からの深さを反射面１１０の深さＭｉとして測定する。反射面１１０の深さＭｉは、例えばレーザ変位計により、反射面１１０の全体に渡って十分に小さな間隔で測定される。図４では、理解を容易にするために、反射面１１０の凹凸を省略し、反射面１１０の深さ方向を＋Ｚ方向としている。「ｉ」は１からＵの整数であり、測定点を表している。
【００１７】
図３に戻り、差分算出工程（ステップＳ２０）では、反射面１１０の設計形状１５０と測定された反射面１１０の形状との差を求める。具体的には、図５に示すように、測定点ｉのそれぞれにおける反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉと反射面１１０の深さＭｉとの差Δｉを求める。測定点ｉにおける反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉは、測定点ｉに対応する設計上の位置における、反射面１１０の深さの設計値とも表される。
【００１８】
次に、図３に戻り、形状判別工程（ステップＳ３０）では、ステップＳ２０において求められた反射面１１０の設計形状１５０と測定された反射面１１０の形状との差に基づいて、測定された反射面１１０の形状が許容範囲の内であるか否か判別する。具体的には、反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉと測定された反射面１１０の深さＭｉとの差Δｉが許容値以上か否か判別する。差Δｉの許容値は反射面１１０に要求される鏡面精度から予め設定されている。本実施の形態では、差Δｉの許容値は、差Δｉの二乗平均平方根Ｒにより表される。すなわち、本実施の形態では、ステップＳ２０において得られた差Δｉの二乗平均平方根Ｒが予め設定されている値以下か否か判別する。差Δｉの二乗平均平方根Ｒは下記の式（１）により求められる。
【００１９】
【数１】
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【００２０】
ステップＳ２０において得られた差Δｉの二乗平均平方根Ｒが予め設定されている値よりも大きい場合（ステップＳ３０；ＮＯ）、反射面１１０の形状が許容範囲の内でないと判別し、位置算出工程（ステップＳ４０）に進む。一方、ステップＳ２０において得られた差Δｉの二乗平均平方根Ｒが予め設定されている値以下の場合（ステップＳ３０；ＹＥＳ）、反射面１１０の形状が許容範囲の内と判別し、製造処理は終了する。
【００２１】
位置算出工程（ステップＳ４０）では、ステップＳ２０において求められた反射面１１０の設計形状１５０と測定された反射面１１０の形状との差に基づいて、反射面１１０の加工される位置を求める。本実施の形態では、図６に示すように、最も大きな差Δｉを有する測定点ｉの位置を反射面１１０の加工される位置Ｐとして求める。
【００２２】
図３に戻り、加工工程（ステップＳ５０）では、ステップＳ４０において求められた反射面１１０の加工される位置Ｐを、反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉと測定された反射面１１０の深さＭｉとの差Δｉの許容値よりも小さい深さＤで加工する。具体的には、図６に示すように、反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉと測定された反射面１１０の深さＭｉとの差Δｉの許容値よりも小さい深さＤ分、位置Ｐの反射面１１０を削る。前述の通り、反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉと測定された反射面１１０の深さＭｉとの差Δｉの許容値は、反射面１１０に要求される鏡面精度から予め設定されており、本実施の形態の許容値は、差Δｉの二乗平均平方根Ｒにより表される。反射面１１０は、例えば研磨加工により削られる。深さＤは、例えば、１μｍ〜１００μｍである。
【００２３】
次に、図３に戻り、加工工程（ステップＳ５０）が終了すると、製造処理は測定工程（ステップＳ１０）に戻る。製造処理は、ステップＳ２０において得られた差Δｉの二乗平均平方根Ｒが予め設定されている値以下になる（ステップＳ３０；ＹＥＳ）まで繰り返される。以上によって、反射鏡１００を製造できる。
【００２４】
薄い反射鏡１００を加工する場合、反射鏡１００の内部応力が加工により解放され、内部応力による撓み、歪み等が反射鏡１００に生じる。その結果、反射面１１０が変形する。本実施の形態の反射鏡１００の製造方法では、測定工程（ステップＳ１０）と加工工程（ステップＳ５０）とを繰り返すので、加工による反射面１１０の変形を含めて反射面１１０の形状を修正でき、高い鏡面精度の反射面１１０を有する薄い反射鏡１００を容易に製造できる。
【００２５】
また、測定工程（ステップＳ１０）と加工工程（ステップＳ５０）とを繰り返すので、工程が簡単で、費用を抑えることができる。位置算出工程（ステップＳ４０）において、反射面１１０の加工される位置Ｐを特定して加工するので、反射面１１０の局所的な加工を行うことができる。
【００２６】
次に、図７〜図９を参照して、反射鏡１００を製造する反射鏡製造装置２００を説明する。なお、理解を容易にするために、図８の上方向を反射鏡製造装置２００の−Ｚ方向と、図８の下方向、すなわち鉛直方向を反射鏡製造装置２００の＋Ｚ方向として説明する。また、図８の左方向と右方向を反射鏡製造装置２００の−Ｘ方向と＋Ｘ方向と、図８の紙面奥方向と紙面手前方向を反射鏡製造装置２００の−Ｙ方向と＋Ｙ方向として説明する。
【００２７】
反射鏡製造装置２００は、図７、図８に示すように、各部が配置される定盤２１０と、反射鏡１００を支持する支持部２２０と、後述する形状測定部２４０と加工部２５０とを移動させる移動機構２３０と、反射鏡１００の反射面１１０の形状を測定する形状測定部２４０と、反射面１１０を加工する加工部２５０と、各部を制御する制御部２６０とを備える。反射鏡製造装置２００は、反射鏡１００の反射面１１０を加工して、反射鏡１００を製造する。
【００２８】
定盤２１０は、金属製の平板である。図８示すように、支持部２２０と移動機構２３０と制御部２６０が、定盤２１０の上面２１２に設けられる。
【００２９】
支持部２２０は、図８に示すように、定盤２１０の上面２１２に設けられたリニアガイド２１４上に配置され、反射鏡１００を一点支持する。支持部２２０はリニアガイド２１４上を移動する。したがって、反射鏡製造装置２００は支持部２２０の反射鏡１００を支持する位置を調整できる。
【００３０】
支持部２２０は、支持柱２２２と、支持柱２２２と後述する載置部２２６とを接続する回転機構２２４と、反射鏡１００を載置される載置部２２６とを備える。支持柱２２２は、金属製で、載置部２２６を支持する。回転機構２２４は、載置部２２６を支持柱２２２に回転自在に接続する。回転機構２２４は、例えばボールジョイントである。載置部２２６は、回転機構２２４により反射鏡１００の非反射面１１５の形状に対応して支持柱２２２に対して自在に傾く。これにより、支持部２２０は、反射鏡１００の変形を抑えて、反射鏡１００を支持できる。載置部２２６は、反射鏡１００を載置される。反射鏡１００は、開口面１００ａをＸＹ平面に平行な状態で、反射面１１０を−Ｚ方向に向けて載置される。
【００３１】
本実施の形態では、支持部２２０の反射鏡１００を支持する位置を調整できる。さらに、反射鏡１００を載置される支持部２２０の載置部２２６と支持部２２０の支持柱２２２とを接続する支持部２２０の回転機構２２４が自在に傾く。したがって、支持部２２０は、支持による反射鏡１００の変形を抑えつつ、反射鏡１００の変形が自由な状態で、反射鏡１００を支持できる。
【００３２】
移動機構２３０は、形状測定部２４０を±Ｘ方向と±Ｙ方向のそれぞれに移動させ、加工部２５０を±Ｘ方向と±Ｙ方向と±Ｚ方向のそれぞれに移動させる。移動機構２３０は、互いに直交する、Ｘ方向移動機構２３２とＹ方向移動機構２３４とＺ方向移動機構２３６とを備える。Ｘ方向移動機構２３２は、Ｙ方向移動機構２３４に設けられ、形状測定部２４０と加工部２５０とを±Ｘ方向のそれぞれに移動させる。Ｙ方向移動機構２３４は、定盤２１０の上面２１２に設けられ、Ｘ方向移動機構２３２を±Ｙ方向のそれぞれに移動させることにより、形状測定部２４０と加工部２５０とを±Ｙ方向のそれぞれに移動させる。Ｚ方向移動機構２３６は、Ｘ方向移動機構２３２に設けられ、加工部２５０を±Ｚ方向のそれぞれに移動させる。Ｘ方向移動機構２３２とＹ方向移動機構２３４とＺ方向移動機構２３６は、それぞれ、モータ、ボールネジ、スライダ等を備えている。
【００３３】
形状測定部２４０は、Ｘ方向移動機構２３２に設けられる。形状測定部２４０は、±Ｘ方向と±Ｙ方向のそれぞれに移動して、反射鏡１００の反射面１１０の形状を測定する。形状測定部２４０は、例えばレーザ変位計であり、反射面１１０の全体に渡って十分に小さな間隔で、開口面１００ａからの＋Ｚ方向の反射面１１０の深さＭｉを測定する。なお、「ｉ」は測定点を表す１からＵの整数である。
【００３４】
加工部２５０は、Ｚ方向移動機構２３６の＋Ｚ側の端部に設けられる。加工部２５０は、±Ｘ方向と±Ｙ方向と±Ｚ方向のそれぞれに移動して、形状測定部２４０により測定された反射鏡１００の反射面１１０の形状に基づいて、反射面１１０を加工する。加工部２５０は、回転して反射面１１０を加工する回転体２５２と、回転体２５２を回転させる駆動部２５４とを備える。回転体２５２は、例えばフラップホイールである。フラップホイールは、回転して、反射面１１０を研磨する。駆動部２５４は、回転体２５２を回転させるモータを備えている。
【００３５】
制御部２６０は、移動機構２３０と形状測定部２４０と加工部２５０とを制御する。制御部２６０は、反射面１１０の加工される位置Ｐを、反射面１１０の設計形状１５０と形状測定部２４０により測定された反射面１１０の形状との差に基づいて制御する。さらに、制御部２６０は、反射面１１０を加工する深さを、反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉと測定された反射面１１０の深さＭｉとの差Δｉの許容値よりも小さい深さＤに制御する。制御部２６０は、形状測定部２４０と加工部２５０に、反射面１１０の形状の測定と反射面１１０の加工とを繰り返させる。反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉと測定された反射面１１０の深さＭｉとの差Δｉの許容値については、後述する。
【００３６】
制御部２６０は、図７に示すように、各種の処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２６２と、プログラムとデータとを記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２６４と、データを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２６６と、各部の間の信号を入出力する入出力インタフェース２６８とを備える。制御部２６０の機能は、ＣＰＵ２６２が、ＲＯＭ２６４に記憶されたプログラムを実行することによって、実現される。入出力インタフェース２６８は、ＣＰＵ２６２と、移動機構２３０と形状測定部２４０と加工部２５０との間の信号を入出力する。
【００３７】
次に、反射鏡製造装置２００の動作を説明する。反射鏡製造装置２００は、形状測定部２４０による反射鏡１００の反射面１１０の形状の測定と、加工部２５０による反射面１１０の加工とを繰り返す。反射鏡１００は、支持部２２０の載置部２２６に載置され、変形が自由な状態で支持部２２０に支持されている。
【００３８】
まず、ユーザから指示に基づき、制御部２６０が、移動機構２３０に信号を送信して、形状測定部２４０と加工部２５０とを予め設定された初期位置に移動させる。
【００３９】
次に、反射鏡製造装置２００は、反射鏡１００の反射面１１０の形状を測定する。具体的には、制御部２６０は、移動機構２３０と形状測定部２４０とに信号を送信して、形状測定部２４０を移動させて、形状測定部２４０に反射鏡１００の反射面１１０の深さＭｉの測定を開始させる。制御部２６０は、移動機構２３０が送信した測定点ｉを表す信号と、形状測定部２４０が送信した各測定点ｉでの反射面１１０の深さＭｉを表す信号とを受信する。制御部２６０は、移動機構２３０と形状測定部２４０とに、反射面１１０の全体に渡って反射面１１０の深さＭｉを測定させる。
【００４０】
次に、制御部２６０は、反射面１１０の設計形状１５０と測定された反射面１１０の形状との差を求める。具体的には、制御部２６０は、形状測定部２４０が測定した各測定点ｉでの反射面１１０の深さＭｉから、各測定点ｉでの反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉと反射面１１０の深さＭｉとの差Δｉを求める。反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉは、ＲＯＭ２６４又はＲＡＭ２６６に予め記憶されている。
【００４１】
そして、制御部２６０は、反射面１１０の設計形状１５０と測定された反射面１１０の形状との差に基づいて、反射面１１０の反射面の加工される位置Ｐを設定する。本実施の形態では、制御部２６０は、求められた差Δｉのうちの最も大きな差Δｉを有する、測定点ｉの位置を反射面１１０の加工される位置Ｐに設定する。
【００４２】
さらに、制御部２６０は、反射面１１０を加工する深さを、反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉと測定された反射面１１０の深さＭｉとの差Δｉの許容値よりも小さい深さＤに設定する。本実施の形態では、差Δｉの許容値は、差Δｉの二乗平均平方根Ｒにより表される。差Δｉの許容値は、反射面１１０に要求される鏡面精度から予め設定されており、ＲＯＭ２６４又はＲＡＭ２６６に予め記憶されている。
具体的には、制御部２６０は、ＲＯＭ２６４又はＲＡＭ２６６から、差Δｉの許容値を読み出す。そして、制御部２６０は、反射面１１０を加工する深さを、読み出した許容値よりも小さい深さＤに設定する。深さＤは、例えば、１μｍ〜１００μｍである。
【００４３】
次に、反射鏡製造装置２００は、制御部２６０により設定された反射面１１０の反射面の加工される位置Ｐを、制御部２６０により設定された深さＤで加工する。具体的には、制御部２６０は、まず、移動機構２３０に信号を送信して、図９に示すように、加工部２５０の回転体２５２の＋Ｚ側の端部を、最も大きな差Δｉを有する測定点ｉに相当する反射面１１０の加工される位置Ｐの−Ｚ側に移動させる。そして、制御部２６０は、移動機構２３０と加工部２５０とに信号を送信して、加工部２５０に回転体２５２を回転させながら、移動機構２３０に加工部２５０を＋Ｚ方向に移動させて、反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉと測定された反射面１１０の深さＭｉとの差Δｉの許容値よりも小さい深さＤ分、回転体２５２に反射面１１０を研磨させる。これにより、反射面１１０は、反射面１１０の加工される位置Ｐで深さＤ分削られる。制御部２６０は、移動機構２３０から＋Ｚ方向への移動を終了した信号を受信すると、移動機構２３０と加工部２５０とに信号を送信して、加工部２５０に回転体２５２の回転を停止させ、移動機構２３０に形状測定部２４０と加工部２５０とを初期位置に移動させる。以上により、１回分の反射鏡１００の反射面１１０の加工が終了する。
【００４４】
制御部２６０は、形状測定部２４０と加工部２５０とに、反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉと測定された反射面１１０の深さＭｉとの差Δｉ、すなわち、得られている差Δｉから求められた二乗平均平方根Ｒが、予め設定されている許容値よりも小さくなるまで、測定と加工とを繰り返させる。得られている差Δｉから求められた二乗平均平方根Ｒが予め設定されている許容値よりも小さくなると、反射鏡製造装置２００の動作は終了する。以上により、反射鏡製造装置２００は反射鏡１００を製造できる。
【００４５】
薄い反射鏡１００を加工する場合、反射鏡１００の内部応力が加工により解放され、内部応力による撓み、歪み等が反射鏡１００に生じる。その結果、反射面１１０が変形する。反射鏡製造装置２００は、測定と加工とを繰り返すので、加工による反射面１１０の変形を含めて反射面１１０を再度加工でき、高い鏡面精度の反射面１１０を有する反射鏡１００を製造できる。支持部２２０の載置部２２６が、反射鏡１００の非反射面１１５の形状に対応して傾くので、反射鏡製造装置２００は反射鏡１００の変形を抑制できる。反射鏡製造装置２００は、移動機構２３０によって加工部２５０を移動させて、反射面１１０の局所的な加工を行うことができる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態の反射鏡１００の製造方法は、測定工程（ステップＳ１０）と加工工程（ステップＳ５０）とを繰り返すので、加工による反射面１１０の変形を含めて反射面１１０の形状を修正でき、高い鏡面精度の反射面１１０を有する薄い反射鏡１００を容易に製造できる。また、同じ工程を繰り返すので、工程が簡単で費用を抑えることができる。さらに、反射面１１０の局所的な加工を行うことができる。
【００４７】
また、反射鏡製造装置２００は、反射面１１０の形状の測定と反射面１１０の加工とを繰り返すので、加工による反射面１１０の変形を含めて反射面１１０を再度加工でき、高い鏡面精度の反射面１１０を有する反射鏡１００を製造できる。支持部２２０の載置部２２６が、反射鏡１００の非反射面１１５の形状に対応して傾くので、反射鏡製造装置２００は反射鏡１００の変形を抑制できる。また、支持部２２０は、反射鏡１００の変形が自由な状態で反射鏡１００を支持する。これにより、反射鏡製造装置２００は、反射鏡１００が加工により弾性変形しても、弾性変形が解放された状態で反射面１１０の形状を測定できるので、より高い鏡面精度の反射面１１０を有する薄い反射鏡１００を製造できる。さらに、反射鏡製造装置２００は、反射面１１０の局所的な加工を行うことができる。
【００４８】
実施の形態２．
実施の形態１の加工工程（ステップＳ５０）では、反射鏡１００の反射面１１０を研磨加工するが、加工工程（ステップＳ５０）では、反射面１１０を加工する加工力を測定してもよい。また、反射鏡製造装置２００は、加工力を測定する加工力測定部２８０を備えてもよい。
【００４９】
本実施の形態の反射鏡１００の製造方法では、加工工程（ステップＳ５０）が実施の形態１の加工工程（ステップＳ５０）と異なり、その他の工程は実施の形態１と同様である。ここでは、本実施の形態の加工工程（ステップＳ５０）について説明する。
【００５０】
本実施の形態の加工工程（ステップＳ５０）では、実施の形態１と同様に、位置算出工程（ステップＳ４０）において求められた反射面１１０の加工される位置Ｐを、反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉと測定された反射面１１０の深さＭｉとの差Δｉの許容値よりも小さい深さＤで加工する。本実施の形態では、反射面１１０を加工する加工力を測定して、予め設定された加工力よりも小さい加工力で反射面１１０を加工する。さらに、測定された加工力に基づいて反射面１１０を加工する加工力をフィードバック制御して、反射面１１０を予め設定されている範囲の内の加工力で加工する。ここで、予め設定された加工力は、反射鏡１００が塑性変形しない外力である。反射鏡１００が塑性変形しない外力と加工力の予め設定されている範囲は、実験より求められる。
【００５１】
具体的には、深さＤ分、反射面１１０の加工される位置Ｐを研磨加工すると共に、反射鏡１００に加わる＋Ｚ方向の荷重を加工力として測定する。そして、反射鏡１００に加わる＋Ｚ方向の荷重を、予め設定された塑性変形しない＋Ｚ方向の外力よりも小さく、予め設定されている範囲の内に調整する。
【００５２】
本実施の形態の加工工程（ステップＳ５０）では、反射鏡１００が塑性変形しない外力よりも小さい加工力で反射面１１０を加工するので、反射鏡１００の塑性変形を抑えて、反射面１１０を高い鏡面精度で加工できる。また、反射面１１０を予め設定されている範囲の内の加工力で加工するので、反射鏡１００が弾性変形しても、安定した加工ができる。
【００５３】
次に、本実施の形態の反射鏡製造装置２００を説明する。本実施の形態の反射鏡製造装置２００は、図１０に示すように、Ｚ方向移動機構２３６と加工部２５０との間に、加工力を測定する加工力測定部２８０を備える。また、反射鏡製造装置２００の制御部２６０は、反射鏡１００に加えられる加工力を制御する。反射鏡製造装置２００のその他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００５４】
加工力測定部２８０は、例えば、圧縮型のロードセルである。加工力測定部２８０は、加工部２５０が反射鏡１００の反射面１１０を加工する場合に、反射鏡１００に加わる＋Ｚ方向の荷重を加工力として測定する。
【００５５】
制御部２６０は、加工力測定部２８０が測定した加工力に基づいて、加工部２５０が反射鏡１００に加える加工力を制御する。具体的には、制御部２６０は、移動機構２３０に加工部２５０を＋Ｚ方向に移動させて回転体２５２に反射面１１０を研磨させる場合に、加工力測定部２８０に加工力を測定させる。そして、制御部２６０は、測定された加工力に基づいて、加工部２５０を＋Ｚ方向に移動させる速度を調整することにより、反射鏡１００に加えられる加工力を、予め設定された塑性変形しない加工力よりも小さく、予め設定されている範囲に制御する。これにより、反射鏡１００が塑性変形しない加工力で、反射面１１０が加工力されるので、反射鏡製造装置２００は高い鏡面精度の反射面１１０を有する薄い反射鏡１００を容易に製造できる。また、反射面１１０が予め設定されている範囲の内の加工力で加工されるので、反射鏡製造装置２００は、反射鏡１００が弾性変形しても、安定した加工を実現できる。
【００５６】
実施の形態３．
実施の形態１と実施の形態２では、反射鏡製造装置２００の加工部２５０は、＋Ｚ方向に移動して反射鏡１００の反射面１１０を加工するが、加工部２５０は、他の方向に移動して反射面１１０を加工してもよい。
【００５７】
例えば、図１１に示すように、加工部２５０は、−Ｘ方向に移動すると共に、回転体２５２を回転させて反射面１１０を研磨してもよい。加工部２５０は、−Ｘ方向に移動しつつ、実施の形態１又は実施の形態２と同様に、反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉと測定された反射面１１０の深さＭｉとの差Δｉの許容値よりも小さい深さＤ分、反射面１１０を研磨する。これにより、反射鏡製造装置２００は、反射面１１０の広い領域を容易に加工できる。
【００５８】
この場合、図１２に示すように、回転体２５２の回転軸２５２ａが、回転体の移動方向である−Ｘ方向と鉛直方向である−Ｚ方向とに垂直な＋Ｙ方向に対して、−Ｘ方向に傾いていることが好ましい。回転軸２５２ａの＋Ｙ方向に対する傾きθは、例えば３°〜２０°である。これにより、回転体２５２が移動方向に対して傾くので、反射面１１０への回転体２５２の凹凸の転写が抑えられ、反射面１１０の表面粗さを向上できる。
【００５９】
実施の形態４．
実施の形態１の反射鏡製造装置２００の支持部２２０は、反射鏡１００を一点支持するが、支持部２２０は、反射鏡１００を複数点で支持してもよい。
【００６０】
本実施の形態の支持部２２０は、実施の形態１の支持部２２０と同様に、リニアガイド２１４上を移動する。本実施の形態の支持部２２０は、図１３に示すように、支持柱２２２と、載置部２２６を接続する接続部２２３と、回転機構２２４と、３つの載置部２２６とを備える。支持柱２２２と接続部２２３と、接続部２２３と載置部２２６は、実施の形態１の支持柱２２２と載置部２２６と同様に、回転機構２２４により回転自在に接続されている。回転機構２２４は、例えば、ボールジョイントである。
【００６１】
支持柱２２２は、金属製で、接続部２２３と載置部２２６とを支持する。図１４に示すように、接続部２２３はＹ字形の部材であり、３本の腕のそれぞれの端部に回転機構２２４を介して、載置部２２６が設けられている。３つの載置部２２６は、それぞれ、接続部２２３の腕部の端部に設けられ、反射鏡１００を載置される。
【００６２】
本実施の形態の支持部２２０では、接続部２２３と載置部２２６が、回転機構２２４により反射鏡１００の非反射面１１５の形状に対応して支持柱２２２に対して自在に傾く。これにより、支持部２２０は、反射鏡１００の変形を抑えて、反射鏡１００を支持できる。また、本実施の形態の支持部２２０は、３点で反射鏡１００を支持するので、反射鏡１００の自重により載置部２２６に加わる力を分散させ、反射鏡１００の変形を抑えることができる。さらに、本実施の形態の支持部２２０は、実施の形態１の支持部２２０と同様に、反射鏡１００の変形が自由な状態で反射鏡１００を支持できる。
【００６３】
実施の形態５．
反射鏡製造装置２００は、支持部２２０に代えて、気体を封入した袋３１０により反射鏡１００を支持してもよい。
【００６４】
本実施の形態の反射鏡製造装置２００は、実施の形態１〜実施の形態４の支持部２２０に代えて、気体を封入した袋３１０を備える。また、本実施の形態の反射鏡製造装置２００は、反射鏡１００を保持する保持部３２０を備える。本実施の形態の反射鏡製造装置２００のその他の構成は、実施の形態１〜実施の形態４と同様であるので、気体を封入した袋３１０と保持部３２０について説明する。
【００６５】
気体を封入した袋３１０は、空気、窒素等の気体を柔軟な袋に密封した袋であり、例えば空気袋である。気体を封入した袋３１０は、図１５に示すように、定盤２１０の上面２１２に載置される。気体を封入した袋３１０は、反射鏡１００を載せられた状態で反射鏡１００を支持する。保持部３２０は、気体を封入した袋３１０に載せられた反射鏡１００を±Ｘ方向と±Ｙ方向とから挟み込み、反射鏡１００を保持する。保持部３２０は、定盤２１０の上面２１２に設けられたリニアガイド３２２と、リニアガイド３２２上を移動する保持板３２４とを有する。本実施の形態では、保持板３２４が、リニアガイド３２２上を移動して±Ｘ方向と±Ｙ方向とから挟み込み、反射鏡１００を保持する。
【００６６】
反射鏡１００の反射面１１０が加工される場合に、気体を封入した袋３１０は、自在に変形して、反射鏡１００に加えられる加工力を全体で受け止めることができる。したがって、本実施の形態の反射鏡製造装置２００は、加工力の集中よる反射鏡１００の変形を防ぎ、反射面１１０をより高精度に加工できる。さらに、気体を封入した袋３１０は、自在に変形するので、本実施の形態１と実施形態４の支持部２２０と同様に、反射鏡１００の変形が自由な状態で反射鏡１００を支持できる。
【００６７】
実施の形態６．
実施の形態１の反射鏡１００の製造方法は、測定工程（ステップＳ１０）と差分算出工程（ステップＳ２０）と形状判別工程（ステップＳ３０）と位置算出工程（ステップＳ４０）と加工工程（ステップＳ５０）とを含むが、反射鏡１００の製造方法は、他の工程を含んでもよい。
【００６８】
図１６は、本実施の形態の反射鏡１００の製造方法を示すフローチャートである。本実施の形態の反射鏡１００の製造方法は、測定工程（ステップＳ１０）と差分算出工程（ステップＳ２０）と形状判別工程（ステップＳ３０）と加工判別工程（ステップＳ３５）と位置算出工程（ステップＳ４０）と加工工程（ステップＳ５０）とを含み、これらの工程を繰り返す。本実施の形態の測定工程（ステップＳ１０）と差分算出工程（ステップＳ２０）と形状判別工程（ステップＳ３０）と位置算出工程（ステップＳ４０）と加工工程（ステップＳ５０）は、実施の形態１と同様であるので、加工判別工程（ステップＳ３５）について説明する。
【００６９】
本実施の形態では、加工判別工程（ステップＳ３５）は、形状判別工程（ステップＳ３０）の後に行われる。加工判別工程（ステップＳ３５）では、反射鏡１００の厚さと測定された反射面１１０の形状と反射面１１０の設計形状１５０との差とに基づいて、反射面１１０を加工するか否か判別する。
【００７０】
具体的には、反射鏡１００の設計上の厚さと、差分算出工程（ステップＳ２０）において求められた差Δｉの最大値との差を求め、求められた差が予め設定されている厚さよりも厚いか否か判別する。差Δｉは、測定点ｉのそれぞれにおける反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉと反射面１１０の深さＭｉの差である。反射鏡１００の設計上の厚さと差Δｉの最大値の差が予め設定されている厚さ以上である場合（ステップＳ３５；ＹＥＳ）、反射鏡１００を加工すると判別し、位置算出工程（ステップＳ４０）に進む。予め設定されている厚さは、反射鏡１００の剛性、強度、電気特性等から予め設定されている、反射鏡１００の最低限の厚さである。
【００７１】
一方、反射鏡１００の設計上の厚さと差Δｉの最大値との差が予め設定されている厚さよりも薄い場合（ステップＳ３５；ＮＯ）、反射鏡１００を加工しないと判別し、製造処理は終了する。これにより、最低限の厚さよりも薄い反射鏡１００が製造されることを防げる。
【００７２】
本実施の形態の反射鏡１００の製造方法では、加工判別工程（ステップＳ３５）により、最低限の厚さよりも薄い反射鏡１００が製造されることを防ぎ、反射鏡１００の製造効率を向上できる。
【００７３】
以上、本発明の複数の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００７４】
反射鏡１００は、背面構造体１２０を取り付けられた状態で製造されてもよい。例えば、反射鏡１００は、背面構造体１２０を取り付けられた状態で、反射鏡製造装置２００により製造されてもよい。これにより、背面構造体１２０を取り付けられることより生じる反射面１１０の凹凸も加工できるので、より高い鏡面精度の反射面１１０を有し、背面構造体１２０を取り付けられた反射鏡１００を製造できる。
【００７５】
反射鏡製造装置２００は、図１７に示すように、反射鏡１００の反射面１１０の加工によって生じる加工くずを吸引する集塵装置２９２を備えてもよい。集塵装置２９２は、例えば、Ｘ方向移動機構２３２に設けられたダクト２９２ａから加工くずを吸引する。また、反射鏡製造装置２００は、加工部２５０の回転体２５２に付着した加工くずを回転体２５２から除くエアブロー装置２９４を備えてもよい。エアブロー装置２９４は、例えば、Ｘ方向移動機構２３２に設けられたノズル２９４ａから圧縮空気を回転体２５２に吹き付けて、加工くずを回転体２５２から除く。これらにより、反射鏡製造装置２００は、反射面１１０に付着する加工くずを削減して、形状測定部２４０による反射面１１０の形状の測定における測定誤差と、加工部２５０による反射面１１０の加工における加工誤差とを防げる。
【００７６】
反射鏡製造装置２００の支持部２２０は、一点支持又は三点支持に限らず、二点で反射鏡１００を支持してもよい。また、反射鏡製造装置２００では、複数の気体を封入した袋３１０が反射鏡１００を支持してもよい。さらに、支持部２２０と気体を封入した袋３１０が、反射鏡１００を支持してもよい。
【００７７】
反射鏡製造装置２００の形状測定部２４０は、反射鏡１００の反射面１１０の外周部に設けられた図示しないマーカを基準として、反射面１１０の上の位置を特定してもよい。また、測定工程（ステップＳ１０）では、反射面１１０の外周部のマーカを基準として、反射面１１０の上の位置を特定してもよい。形状測定部２４０は、レーザ変位計に限られない。形状測定部２４０は、例えば渦電流センサであってもよい。
【００７８】
反射鏡製造装置２００の加工部２５０は、フラップホイールに限らず、ホイールブラシ、ベルトサンダー等により反射面１１０を研磨してもよい。また、加工部２５０は、研磨加工に限らず、研削加工、切削加工により反射面１１０を加工してもよい。
【００７９】
実施の形態１では、加工部２５０は＋Ｚ方向に移動して反射面１１０を研磨している。また、実施の形態３では、加工部２５０は−Ｘ方向に移動して反射面１１０を研磨している。反射面１１０を加工する場合に、加工部２５０が移動する方向はこれらに限られない。例えば、加工部２５０は、−Ｘ方向と−Ｚ方向に移動して、反射面１１０の設計形状１５０に沿って反射面１１０を加工してもよい。
【００８０】
実施の形態１では、反射面１１０の設計形状１５０の深さＬｉと測定された反射面１１０の深さＭｉとの差Δｉの許容値を、差Δｉの二乗平均平方根Ｒとしている。差Δｉの許容値は、これに限られない。例えば、差Δｉの許容値は、差Δｉの絶対値、差Δｉの絶対値の平均、差Δｉの最大値と最小値との差などであってもよい。また、実施の形態１の反射鏡１００の製造方法は、形状判別工程（ステップＳ３０）を含まなくともよい。
【００８１】
実施の形態２では、反射鏡１００に加わる＋Ｚ方向の荷重を加工力としているが、加工力は反射鏡１００に加わる＋Ｚ方向の荷重に限られない。例えば、実施の形態３と同様に、加工部２５０が−Ｘ方向に移動すると共に反射面１１０を加工する場合には、反射鏡１００に加わる＋Ｚ方向の荷重と、反射鏡１００に加わる−Ｘ方向、すなわち加工部２５０の移動方向の荷重とを加工力としてもよい。また、反射鏡製造装置２００の加工力測定部２８０は、ロードセルに限られず、切削動力計、多成分動力計等であってもよい。
【００８２】
実施の形態６では、反射鏡１００の厚さを反射鏡１００の設計上の厚さとしているが、反射鏡１００の厚さは、反射面１１０を加工される前の反射鏡１００、すなわち準備された未加工の反射鏡１００の実測された厚さであってもよい。未加工の反射鏡１００の厚さは、例えば、未加工の反射鏡１００の端部の厚さを、ノギスを使用して測定することにより得られる。
【符号の説明】
【００８３】
１００  反射鏡、１００ａ  開口面、１１０  反射面、１１５  非反射面、１２０  背面構造体、１５０  反射面の設計形状、２００  反射鏡製造装置、２１０  定盤、２１２  上面、２１４  リニアガイド、２２０  支持部、２２２  支持柱、２２３  接続部、２２４  回転機構、２２６  載置部、２３０  移動機構、２３２  Ｘ方向移動機構、２３４  Ｙ方向移動機構、２３６  Ｚ方向移動機構、２４０  形状測定部、２５０  加工部、２５２  回転体、２５２ａ  回転軸、２５４  駆動部、２６０  制御部、２６２  ＣＰＵ、２６４  ＲＯＭ、２６６  ＲＡＭ、２６８  入出力インタフェース、２８０  加工力測定部、２９２  集塵装置、２９２ａ  ダクト、２９４  エアブロー装置、２９４ａ  ノズル、３１０  気体を封入した袋、３２０  保持部、３２２  リニアガイド、３２４  保持板、ｉ  測定点、Ｌｉ  反射面の設計形状の深さ、Ｍｉ  反射面の深さ、Δｉ  反射面の設計形状の深さと反射面の深さとの差、Ｐ  反射面の加工される位置、Ｄ  許容値よりも小さい深さ、Ｒ  二乗平均平方根、θ  傾き
【図１】
2020202422.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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