(57)【要約】【課題】セラミックス、ガラス、金属、半導体、プラスチックなどの材料からなるワークを研磨する研磨ポリシャにおいて、ワークを短時間で高精度に研磨する。【解決手段】ワークを研磨する研磨面３を有する研磨ポリシャ１であって、樹脂６に木くず５が混入されて研磨面３に露出している。樹脂６に木くず５を混入することにより、研磨ポリシャ１の研磨面３に空孔が確保されて研磨材７の保持能力が向上する。そのため、この研磨ポリシャ１を用いれば、ワークを短時間で高精度に研磨することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを研磨する研磨面を有する研磨ポリシャであって、
樹脂に木くずが混入されて前記研磨面に露出していることを特徴とする研磨ポリシャ。
【請求項２】
前記木くずは、研磨材を保持する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の研磨ポリシャ。
【請求項３】
前記木くずは、おがくずであることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨ポリシャ。
【請求項４】
前記樹脂は、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の研磨ポリシャ。
【請求項５】
前記エポキシ樹脂に対する前記おがくずの混入率は、５〜２０質量％の範囲内であることを特徴とする請求項４に記載の研磨ポリシャ。
【請求項６】
前記エポキシ樹脂は、主剤と硬化剤との配合比が２：１〜１０：１の範囲内の二液型であることを特徴とする請求項４または５に記載の研磨ポリシャ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の研磨ポリシャとワークとの間に、研磨材を含む研磨液体を介在させた状態で、前記ワークに対して前記研磨ポリシャを相対的に移動させることにより、前記研磨材で前記ワークを研磨することを特徴とする研磨方法。
【請求項８】
前記ワークは、ガラス、金属、半導体、結晶、プラスチックまたはセラミックスからなることを特徴とする請求項７に記載の研磨方法。
【請求項９】
基材を準備する基材準備工程と、
前記基材を荒削りしてワークを製造するワーク製造工程と、
請求項７に記載の研磨方法により、前記ワークを研磨して製品化する製品化工程と
を含むことを特徴とする製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学鏡面などの高精度研磨面を得るための研磨ポリシャ、研磨方法および製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の研磨ポリシャとしては、従来、発泡体のポリウレタンパッド、網目やナイフで溝を形成したピッチ、不織布、パフなどが使用されていた（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２８５９６１号公報（段落〔０００５〕の欄）
【特許文献２】特開２００７−３００７３号公報（段落〔００４１〕の欄）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの研磨ポリシャでは、特にアルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素などセラミックスからなる硬いワークの研磨に対しては、研磨ポリシャの弾性や粘弾性、布の特性から自ずと研磨性能が不足するため、ワークを高精度に研磨しようとすると、研磨時間が長引くという課題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑み、ワークを短時間で高精度に研磨することが可能な研磨ポリシャおよび研磨方法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】
【０００６】
本発明に係る第１の研磨ポリシャは、ワーク（１０）を研磨する研磨面（３）を有する研磨ポリシャ（１）であって、樹脂（６）に木くず（５）が混入されて前記研磨面に露出している研磨ポリシャとしたことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る第１の研磨方法は、上記研磨ポリシャ（１）とワーク（１０）との間に、研磨材（７）を含む研磨液体（１２）を介在させた状態で、前記ワークに対して前記研磨ポリシャを相対的に移動させることにより、前記研磨材で前記ワークを研磨する研磨方法としたことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る製造方法は、基材（９）を準備する基材準備工程と、前記基材を荒削りしてワーク（１０）を製造するワーク製造工程と、上記研磨方法により、前記ワークを研磨して製品化する製品化工程とを含む製造方法としたことを特徴とする。
【０００９】
なお、ここでは、本発明をわかりやすく説明するため、実施の形態を表す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施の形態に限定されるものでないことは言及するまでもない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、樹脂に木くずを混入することにより、研磨ポリシャの研磨面に空孔が確保されて研磨材の保持能力が向上することから、ワークを短時間で高精度に研磨することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る研磨ポリシャを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。
【図２】同実施の形態１に係る研磨ポリシャを用いた製品の製造方法を示す工程図であって、（ａ）は基材準備工程を示す図、（ｂ）はワーク製造工程を示す図、（ｃ）は製品化工程の第１段階を示す図、（ｄ）は製品化工程の第２段階を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
【００１３】
図１および図２は、本発明の実施の形態１に係る図である。
【００１４】
研磨ポリシャ１は、図１に示すように、所定の直径（例えば、２．５ｍ）および厚さ（例えば、１５ｍｍ）の円盤状に形成された本体２を有しており、本体２の表面（図１（ｂ）上面）には研磨面３が平面状に形成されている。この本体２は、エポキシ樹脂（樹脂）６に多数のおがくず（木くず）５がほぼ均一に混入されたものであり、おがくず５の一部は、研磨面３に露出して研磨材７を保持する機能を有している。各おがくず５の形状は、特に限定されず、例えば、チップ、スライス、円形、三角錐、四角錐など種々の形状とすることができ、２種以上の形状が混在しても構わない。各おがくず５のサイズ（大きさ）は、特に限定されないが、入手容易性および取扱い性の観点から、２〜３．５ｍｍ程度が好ましい。また、おがくず５は、セルロース（繊維素）とヘミセルロース（擬繊維素）とがリグニンを介して結合したポーラスな３次元網目構造により、適度な緩衝性を発現する特性を有している。
【００１５】
このように、研磨ポリシャ１は、おがくず５がエポキシ樹脂６に混入されて研磨面３に露出しているため、研磨面３に空孔が確保されて研磨材７の保持能力が向上する。その結果、研磨ポリシャ１は、研磨能力（単位時間当たりの研磨量）が高いものとなる。例えば、ビッカース硬度（ヴィッカース硬さ）７程度のコーディエライト（ビッカース硬度：７．４）の研磨に研磨ポリシャ１を使用することもできる。また、研磨ポリシャ１は、上述したとおり、研磨面３に露出したおがくず５に緩衝性があるため、おがくず５に保持された研磨材７によって被研磨物（研磨対象物）が損傷を受ける事態を回避することができる。したがって、この研磨ポリシャ１を用いれば、被研磨物を短時間で高精度に研磨することが可能となる。特に、ビッカース硬度１２程度のジルコニア（ビッカース硬度：１２．３）、アルミナ（ビッカース硬度：１２．７）、サイアロン（ビッカース硬度：１２．７）などや、さらに硬い炭化ケイ素（ビッカース硬度：２１．６）などの、硬くて加工に時間がかかる材料の研磨において、時間短縮の効果が大きい。また、コーディエライト、サイアロン、炭化ケイ素については、鏡面の加工においても、従来の加工に比べて大幅な時間短縮が可能となる。
【００１６】
さらに、研磨ポリシャ１におがくず５を混入すると、研磨材７の保持能力が高くなり、切削能力が向上する。従来、切削能力が低い研磨ポリシャ１では、被研磨物の端部に縁ダレを起こしやすく、こうした縁ダレを防止するためには、被研磨物の端部に被研磨物と同じ材料のヤトイ（ダミー）を接合した状態で研磨するなどの方法が採用されていた。研磨ポリシャ１の切削能力が向上することにより、このような縁ダレを起こしにくくなり、ヤトイが不要となることが期待できる。
【００１７】
また、エポキシ樹脂６を使用する場合は、主剤と硬化剤の配合比を被研磨物の硬さに応じて選択することにより、研磨ポリシャ１の硬度を最適にすることもできる。
【００１８】
しかも、研磨ポリシャ１に含まれるおがくず５は、山林間伐の現場や製材工場で多量に発生するにもかかわらず、そのまま放置されるか、或いは燃料として利用する程度しか用途が見出せなかったところ、本発明では、エポキシ樹脂６に混入する材料として使うので、限られた木材資源を有効活用して地球環境の保全に寄与することができる。
【００１９】
この研磨ポリシャ１は、次のようにして製造することができる。
【００２０】
まず、常温で液状の二液型のエポキシ樹脂６を用意し、その主剤と硬化剤とを配合し、おがくず５をこれに混入して均一に分散させる。
【００２１】
このとき、おがくず５の樹種は問わないが、ラワンなどの南洋材より、スギ、ヒノキなどの国産材が好ましい。これは、南洋材のおがくず５は、国産材のおがくず５に比べて吸水率が高いため、エポキシ樹脂６におがくず５を混入したときに、おがくず５に含まれる湿気により、エポキシ樹脂６が早期に硬化してしまい、その後の取扱い性が低下するからである。
【００２２】
また、エポキシ樹脂６の主剤と硬化剤との配合比は、２：１〜１０：１の範囲内で、被研磨物の硬さに応じて決定することが好ましい。すなわち、被研磨物が軟らかければ、この配合比を２：１に近付けてエポキシ樹脂６の硬さを小さくし、逆に、被研磨物が硬ければ、この配合比を１０：１に近付けてエポキシ樹脂６の硬さを大きくするのが好ましい。このように、被研磨物の硬さに応じてエポキシ樹脂６の主剤と硬化剤との配合比を適宜選定することにより、セラミックス、ガラス、金属、半導体、プラスチックなど多種類の材料からなる被研磨物を研磨することが可能となる。ここで、主剤と硬化剤との配合比を２：１〜１０：１の範囲内に限定したのは、この範囲を超えて硬化剤が少なくなると、エポキシ樹脂６が硬化しなくなるとともに、逆に、この範囲を超えて硬化剤が少なくなると、エポキシ樹脂６がゴム状になるからである。
【００２３】
さらに、エポキシ樹脂６に対するおがくず５の混入率は、５〜２０質量％の範囲内とすることが好ましい。それは、この混入率が５質量％未満だと、研磨面３に露出するおがくず５の割合が低下し、研磨材７の保持能力、ひいては研磨ポリシャ１の研磨能力が低下するとともに、逆に、この混入率が２０質量％を超えると、エポキシ樹脂６とおがくず５との混合物の粘度が増大し、この混合物の取扱い性が低下するからである。
【００２４】
こうして、おがくず５がエポキシ樹脂６に均一に分散した状態で、エポキシ樹脂６を硬化させる。このとき、必要に応じてエポキシ樹脂６を加熱してもよい。すると、おがくず５がエポキシ樹脂６に均一に分散した固体状態の混合物が得られる。次に、この混合物の表面を切削して平面状の研磨面３を形成する。さらに、この研磨面３に、研磨スラリーを供給・保持するための溝を形成する。
【００２５】
これにより、円盤状の研磨ポリシャ１が完成する。
【００２６】
また、この研磨ポリシャ１を用いてワークを研磨することにより、光学素子（製品）を製造する際には、次の手順による。
【００２７】
まず、基材準備工程で、図２（ａ）に示すように、基材９を準備する。
【００２８】
次いで、ワーク製造工程に移行し、図２（ｂ）に示すように、基材９を荒削りしてワーク１０を製造する。
【００２９】
最後に、製品化工程に移行し、ワーク１０の底面１０ａを研磨して製品化する。それには、図２（ｃ）に示すように、研磨ポリシャ１の上側にワーク１０を載置し、研磨ポリシャ１の研磨面３とワーク１０の底面１０ａとの間に、研磨材７を含む研磨液体１２をスラリー供給ノズル１３から供給して介在させる。この状態で、ワーク１０に対して研磨ポリシャ１を相対的に移動させる。すると、ワーク１０の底面１０ａが研磨材７で研磨される。このとき、研磨ポリシャ１は、上述したとおり、研磨能力が高いので、ワーク１０の底面１０ａの研磨に要する時間を短縮することができる。
【００３０】
その結果、図２（ｄ）に示すように、ワーク１０が製品化されて、光学鏡面１１ａを有する光学素子１１が完成する。ここで、光学素子１１の製造が終了する。
［発明のその他の実施の形態］
【００３１】
なお、上述した実施の形態１では、二液型のエポキシ樹脂６におがくず５を混入して研磨ポリシャ１を製造する場合について説明したが、二液型のエポキシ樹脂６以外の樹脂（例えば、一液型のエポキシ樹脂、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）、ＰＥＧＭＡ（ポリエチレングリコールモノメタクリレート）、ＴＭＰＴＡ（トリメチロールプロパントリアクリレート）、ウレタン樹脂など）を代用または併用することもできる。但し、この樹脂としては、ある程度の粘度を持っている方が、おがくず５が混入されたときに均一に分散しやすい点で好ましい。
【００３２】
また、上述した実施の形態１では、おがくず５をエポキシ樹脂６に混入して研磨ポリシャ１を製造する場合について説明したが、おがくず５以外の木くず（例えば、かんなくず、かんなくずを細かく砕いたもの、樹木の幹や枝を細かく砕いたもの等）を代用または併用することもできる。
【００３３】
さらに、上述した実施の形態１では、研磨ポリシャ１の研磨面３が平面状である場合について説明したが、製品１１の形状に応じて、この研磨面３を球面状などの曲面状に形成しても構わない。
【００３４】
さらにまた、上述した実施の形態１では、円盤状の研磨ポリシャ１を製造する場合について説明したが、研磨ポリシャ１をシート状に製造して、これを研磨皿（図示せず）に貼り付けるようにしても構わない。
【実施例１】
【００３５】
以下、本発明の実施例１について説明する。
【００３６】
常温で液状の二液型のエポキシ樹脂として、ジャパンエポキシレジン（株）製の「エピコート（登録商標）８２７」を用意し、その主剤と硬化剤とを７：１の配合比で配合し、これにスギのおがくずを１５質量％混入して均一に分散させ、その状態でエポキシ樹脂を常温で硬化させた後、研磨面および溝を形成することにより、研磨ポリシャ（実施例１）を製造した。
【００３７】
一方、研磨材としてダイヤモンド砥粒０．４ｇ（２ｃｔ）を純水１００ｃｍ3 に懸濁させてスラリーにし、これを研磨液体として用いた。
【００３８】
そして、セラミックスの中でも難加工材であるサイアロン（窒化ケイ素）に対する研磨能力を確かめたところ、この研磨ポリシャは、エポキシ樹脂のみからなる研磨ポリシャの約３倍の研磨能力を発揮することが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、ファインセラミックス製の基板の裏面に銀めっきが施された高剛性の鏡（ミラー）のほか、半導体露光装置やカメラ、顕微鏡に使用されるガラスレンズなどの光学素子を製造する生産過程において好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１……研磨ポリシャ
２……本体
３……研磨面
５……おがくず（木くず）
６……エポキシ樹脂（樹脂）
７……研磨材
９……基材
１０……ワーク
１０ａ……底面
１１……光学素子（製品）
１１ａ……光学鏡面
１２……研磨液体
１３……スラリー供給ノズル
【図１】
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【図２】
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