(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ保持皿を着脱自在かつ水平方向に回動自在に保持し、かつ該レンズ保持皿を水平方向に互いに直交する２軸の軸心に対し揺動自在に支持するリンク機構と、該リンク機構の上方に配され、前記レンズ保持皿を吸着・開放する吸引機構とを有する上軸と、該上軸に対向して配され、研磨工具を回転自在に保持する下軸とを備えた光学素子研磨装置において、
前記レンズ保持皿と前記研磨工具とに、互いに反発する磁性手段を設けたことを特徴とする光学素子研磨装置。
【請求項２】
前記レンズ保持皿に設けた磁性手段は、電磁石であることを特徴とする請求項１記載の光学素子研磨装置。
【請求項３】
前記磁性手段は、双方とも永久磁石であることを特徴とする請求項１記載の光学素子研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光学素子研磨装置に係わり、詳しくは研磨加工終了後、研磨装置から光学素子を容易に離脱させるようにした光学素子研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、研磨加工終了後、研磨装置から光学素子を離脱させる手段として、特開平４−２５０９６３号公報所載の技術が開示されている。図８において、図示を省略したハウジングに回転自在に支持された回転軸１０１の先端にレンズ受け１０２を介して被加工レンズ１０３を吸着保持するレンズ研磨機のワーク保持装置であって、レンズ１０３の径方向の移動量を規制すべく回転軸１０１の先端外周部に円筒状の枠１０４を着脱自在に設けるとともに、この枠１０４におけるレンズ１０３の外周部に当接する端部に軸方向のすり割り１０５を形成して枠１０４を分割構成し、枠１０４の外周部に押圧リング１０６を配置し、この押圧リング１０６を枠１０４の前記端部側に移動自在または径方向に変形自在とする移動手段１０７を設けて、枠１０４の一部または全部の分割片を押圧して枠１０４の前記端部をレンズ１０３側に移動自在として構成したものである。
【０００３】
上記構成のワーク保持装置によって、レンズ１０３の下方同軸上に位置する研磨工具１０８に当接し、研磨加工がなされるものであるが、このときには、枠１０４の端部を開状態にしてレンズ１０３の径方向の移動量が規制される。そして、レンズ１０３の研磨加工終了後、レンズ１０３を研磨工具１０８から離脱する時、枠１０４の端部が、押圧リング１０６を介して移動手段１０７の作動によりレンズ１０３側に移動して、レンズ１０３の外周部を挟持し、レンズ１０３を研磨工具１０８から確実に離脱する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記従来技術において、枠１０４により挟持すべきレンズ１０３の外周部の幅（コバ厚）が１ｍｍ以下の場合などのように充分に確保できない形状のものや、外径５ｍｍ以下の小径レンズの場合には、レンズ１０３が枠１０４から外れたり、枠１０４の端部がうまくレンズ１０３側に移動せずに挟持できなかったりするという問題点がある。
【０００５】
また、枠１０４がレンズ１０３に直接接触して挟持することにより、レンズ１０３の外周部に締めつけ力が作用し、外周部に欠けを生じさせるという問題点もある。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、レンズの形状を問うことなく、直接レンズに接触することなしに、瞬時に研磨工具からレンズを剥離することができる光学素子研磨装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１、２または３に係る発明は、レンズ保持皿を着脱自在かつ水平方向に回動自在に保持し、かつ該レンズ保持皿を水平方向に互いに直交する２軸の軸心に対し揺動自在に支持するリンク機構と、該リンク機構の上方に配され、前記レンズ保持皿を吸着・開放する吸引機構とを有する上軸と、該上軸に対向して配され、研磨工具を回転自在に支持する下軸とを備えた光学素子研磨装置において、前記レンズ保持皿と前記研磨工具とに、互いに反発する磁性手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】
請求項１、２または３に係る発明の作用では、レンズ保持皿と研磨工具とに、互いに反発する磁性手段を設けたことにより、レンズ保持皿と研磨工具との間に磁力が互いに離反する方向に作用する。
請求項２に係る発明の作用では、上記作用に加え、レンズ保持皿を電磁石でＯＮ−ＯＦＦ切替えして、瞬間的な反発力を励起し、離脱を促進させる。また、搬送されるレンズ保持皿には磁気が残留することはない。
請求項３に係る発明の作用では、上記作用に加え、レンズ保持皿と研磨工具との双方を永久磁石で構成することにより機構を簡易化させる。
【０００９】
【実施例１】
図１〜図２は実施例１を示し、図１は光学素子研磨装置のワークホルダのリンク機構の模式図、図２は光学素子研磨装置の要部を示す正面図である。
【００１０】
図１において、６は、図示を省略した光学素子研磨装置の上軸に連結されたステーで、このステー６の下端部にはリンク機構１が連結されている。リンク機構１は、一対のコの字型の第１揺動部材１１と第２揺動部材１２からなり、各々の端部１１ａ，１１ｂと１２ａ，１２ｂとにおいて、支持軸１３により回動自在に連結されている。第１揺動部材１１は、その中心部において、支持軸１３と直交する支軸１４により、ステー６の下端部に回動自在に取り付けられている。
【００１１】
図２において、第２揺動部材１２には、その中心部に保持穴１２ｃが垂直に穿設され、その内壁には、上端面から嵌入されたフランジ付ベアリング７が抜止め部材１５により固定されている。フランジ付ベアリング７にはレンズ３を貼付したレンズ保持皿２が水平方向に回動自在に装着される。リンク機構１は、支軸１４の軸心Ｘと、支持軸１３の軸心Ｙと、フランジ付ベアリング７の軸心Ｚ（以下加工軸Ｚとよぶ）とによって、３次元の方向に回動自在に構成されている（図１参照）。
【００１２】
レンズ保持皿２は、その上部の円柱部２ｂの外径がフランジ付ベアリング７の内径部にガタを生ずることなく緊密かつ円滑に嵌合し得る寸法に形成され、その下部には、フランジ部２ｃが設けられている。フランジ部２ｃの上面側には、フランジ付ベアリング７の内輪に相当する位置に段部２ｄが形成されている。さらに、レンズ保持皿２の下部の円柱部分は、永久磁石２ａにより形成され、その下端面にはレンズ３がピッチなどにより貼付保持されている。永久磁石２ａは、下端側がＮ極、上端側がＳ極となるように形成され、磁力線は下方に向う。
【００１３】
リンク機構１の上方には、レンズ保持皿２を吸着・離脱する吸引機構１０が配設されている。１６はこの吸引機構１０のエアシリンダであり、そのシリンダ軸１７の軸心が加工軸Ｚと一致する位置に、止め具１９によりステー６に固定されている。そして、エアシリンダ１６の上端、下端それぞれに、図示を省略した空圧制御装置に通じたエアチューブ２０、２１が設けられ、そのエアー送り側のバルブの切替えにより、シリンダ軸１７の上下動作を行うものである。また、シリンダ軸１７の下端部には、吸着パッド１８が取着されている。エアシリンダ１６の上端には、図示を省略した真空制御装置に通じたエアチューブ２２が連結され、エアーの吸引・排出の切替えにより、シリンダ軸１７を介して吸着パッド１８へレンズ保持皿２の吸着、離脱を行うものである。
【００１４】
リンク機構１の下方には、加工軸Ｚと同軸上に、レンズ保持皿２に対向して、図示を省略した下軸が配設されている。下軸は研磨工具３０を回転自在に保持している。研磨工具３０は貼付台４と砥石８とからなり、砥石８は貼付台４に貼付されている。貼付台４の周りには、コイル５が上面から見て左巻きに卷回されて配設されており、その両端は電流制御装置９に接続されている。この電流制御装置９により、コイル５への電流の供給と供給・停止の切替えとが行われ、研磨工具３０に磁力線の発生・消滅がなされる。なお、貼付台４は、鉄、ステンレス鋼などの磁性材料にて形成され、電磁石の鉄心の作用をなす。
【００１５】
本実施例の作用について説明する。まず、レンズ３を貼付したレンズ保持皿２をフランジ付ベアリング７の下側から挿入するとともに、エアチューブ２０からのエアー供給により、シリンダ軸１７を下降させ、吸着パット１８をレンズ保持皿２の上面に密着させる。さらに、エアチューブ２２からエアーの吸引により、レンズ保持皿２を吸着パッド１８に吸着させることにより、レンズ保持皿２をリンク機構１に保持する。
【００１６】
つぎに、図示を省略した上軸が下降し、レンズ保持皿２に貼付保持されているレンズ３の加工面が、研磨工具３０の砥石８の加工面上に当接する位置に到達すると、エアチューブ２２を通じてのエアー吸引を停止し、エアチューブ２０からエアチューブ２１へのエアー切替えにより、吸着パッド１８をレンズ保持皿２から離脱させる。つぎに、砥石８の加工面上に、図示を省略した給水装置により、クーラントが供給され、図示を省略した下軸に設けられたモータにより、研磨工具３０が高速回転を開始するとともに、下軸が所定の角度だけ傾斜し、所定の揺動角度範囲内にて揺動運動することにより、研磨加工が行われる。
【００１７】
所定時間経過後、研磨加工が終了し、下軸の揺動運動が停止するのと同時に、エアチューブ２１からエアチューブ２０へのエアー切替えにより、吸着パッドを下降させ、エアチューブ２２を通じてのエアー吸引を再開することにより、レンズ保持皿２をリンク機構１に吸着保持させる。上軸を低速で上昇させることにより、レンズ保持皿２を研磨工具３０から離脱させようとするのであるが、このとき同時に、電流制御装置９の作動により、コイル５に図２の矢印の方向に電流Ｉを流す。すると、コイル５の中心軸上に、貼付台４から上方に向かう磁力線が発生し、これがレンズ保持皿２側に設けられた永久磁石２ａによるレンズ保持皿２から下方に向かう磁力線とちょうど相反発することになり、その斥力によりレンズ保持皿２と研磨工具３０との離脱を促進させる。そして、離脱が完了すると同時に、電流制御装置９からの電流を停止させ、上軸が上昇しきって、一連の動作が終了する。
【００１８】
本実施例によれば、レンズ加工面に直接接触したり、レンズに物理的な力を加えたりすることがないため、レンズ加工面にキズをつけたり、ＮＲ品質などの球面精度に悪影響を与えることなく、研磨工具からレンズ保持皿を離脱させることができる。また、電磁石の電流のＯＮ−ＯＦＦによる瞬間的な作用により、離脱を促進させることができる。
【００１９】
【実施例２】
図３は実施例２を示し、光学素子研磨装置の下軸の一部を示す構成図である。本実施例の基本構成は実施例１と同様であり、研磨工具を保持する下軸の構成が異なるのみなので、その部分のみ示し、他の共通部分の図と説明を省略する。
【００２０】
図３において、研磨工具３１は、砥石３２と貼付台３３とからなり、砥石３３の中心部には孔３２ａが穿設され、貼付台３３の貼付面には棒状の突起部３３ｂが立設され、孔３２ａと突起部３３ｂとは適当な隙間を隔てて嵌合している。この突起部３３ｂの先端は砥石３２の加工面上に突出しない範囲で接近した位置まで延長されている。また、貼付台３３の下部は図示を省略した下軸に連結している。コイル５は貼付台３３の周りを上面から見て左巻きに卷回し電流制御装置９に接続されている。その他の構成は実施例１と同一である。
【００２１】
上記構成により、レンズ保持皿２を研磨工具３１から離脱させようとするとき、実施例１と同様に、コイル５に電流制御装置９より図３の矢印の方向に電流Ｉを流すと、磁力線が上方に向かって発生し、下方に向かう永久磁石２ａの磁力線と反発して、斥力が作用し、レンズ保持皿２と研磨工具３１との離脱を促進させる。突起部３３ｂが電磁石の鉄心の作用をして、磁力線を強めている。
【００２２】
本実施例によれば、実施例１の効果に加え、磁性体である貼付台３３の突起部３３ｂの先端が砥石３２の加工面に接近しているので、磁力線が遮られることがなく、厚手の砥石を必要とする研磨工具の場合に特に有効である。
【００２３】
【実施例３】
図４は実施例３を示し、光学素子研磨装置の下軸の一部を示す構成図である。本実施例の基本構成は実施例１と同様であり、研磨工具を保持する下軸の構成が異なるのみなので、その部分のみ示し、他の共通部分の図と説明を省略する。
【００２４】
図４において、研磨工具４１は砥石４２と貼付台４３とからなる。砥石４２は、その結合材（ボンド）に鉄などの強磁性体を用いており、その周りは、電流制御装置９の接続しているコイル５が上面から見て左巻きに卷回している。これにより、砥石４２自体が電磁石の機能を有することとなる。貼付台４３は砥石４２を貼付し、下部にて図示を省略した下軸に連結されている。その他の構成は実施例１と同一である。
【００２５】
上記構成により、レンズ保持皿２を研磨工具４１から離脱させようとするとき、実施例１と同様に、コイル５に電流制御装置９より図４の矢印の方向に電流Ｉを流すと、磁力線が上方に向かって発生し、下方に向かう永久磁石２ａの磁力線と反発して、斥力が作用し、レンズ保持皿２と研磨工具４１との離脱を促進させる。
【００２６】
本実施例によれば、実施例１の効果に加え、砥石４２自体が電磁石としての機能を有するため、磁力線の反発作用にによる離脱促進の効果を、最も接近した位置にて直接的に発揮させることができる。
【００２７】
【実施例４】
図５は実施例４を示し、光学素子研磨装置の要部を示す正面図である。本実施例の基本構成は実施例１と同様であり、レンズ保持皿の構成と研磨工具を保持する下軸の構成とが異なるのみなので、それらの部分のみ示し、他の共通部分については、同一の部材には同一に符号を付し説明を省略する。
【００２８】
図５において、５０はレンズ保持皿で、その上部の円柱部５０ｂの外径は、フランジ付ベアリング７の内径部にガタを生ずることなく、緊密かつ円滑に嵌合しうる寸法に形成されており、下部の円柱部５０ｆは、円柱部５０ｂの外径よりもやや大きくなっている。そして、円柱部５０ｂ，５０ｆの境界にできた段部５０ｅがフランジ付ベアリング７の内輪に当てつくように形成されている。円柱部５０ｆの下端面には、レンズ３がピッチなどによって、貼付保持されている。なお、このレンズ保持皿５０は鉄、ステンレス鋼などの磁性材料によって形成されている。また、レンズ保持皿５０の円柱部５０ｆの周りには、電流制御装置９に接続されたコイル５が下面からみて左巻きに卷回されており、レンズ保持皿５０自体が電磁石の機能を有するようになっている。
【００２９】
リンク機構１の下方には、加工軸Ｚと同軸上に、研磨工具５１が図示を省略した下軸に連結されている。研磨工具５１は砥石５２と貼付台５３とからなり、貼付台５２の上端部は永久磁石５３ａで形成されており、その上端面に砥石５２が貼付されている。永久磁石５３ａは上端側にＮ極、下端側にＳ極を配するように形成され、磁力線は上方に向かっている。
【００３０】
上記構成により、レンズ保持皿５０を研磨工具５１から離脱させようとするとき、実施例１と同様に、電流制御装置９より図５の矢印の方向に電流Ｉを流すと、磁力線が下方に向かって発生し、上方に向かう永久磁石５３ａの磁力線と反発して、斥力が作用し、レンズ保持皿５０と研磨工具５１との離脱を促進させる。離脱が完了すると同時に、電流制御装置９からの電流を停止させ、上軸が上昇しきって、一連の動作が終了する。これにより、レンズ保持皿５０の磁気は消滅する。
【００３１】
本実施例によれば、実施例１の効果に加え、永久磁石をレンズ保持皿の側に設けていないので、量産加工など多数のレンズ保持皿を必要とするときに、その製作費を安価にすることができる。また、自動加工ラインにおいて、レンズ保持皿に磁気がないので、自動着脱や搬送時に発生する思わぬトラブル（アームやパレットの搬送時に永久磁石付きのレンズ保持皿が磁気により吸着したり、倒れたり、またはレンズ保持皿どうしが吸着することなど）を回避することができる。
【００３２】
【実施例５】
図６は実施例５を示し、光学素子研磨装置の要部を示す正面図である。本実施例は、上軸側は実施例４と同一であり、下軸側は実施例１と同一の構成となっている。すなわち、レンズ保持皿５０と研磨工具３０の双方に電流制御装置９に接続されたコイル５を卷回したものである。その構成は、前出の実施例と同一のため、同一の部材には同一の符号を付し説明を省略する。
【００３３】
上記構成において、研磨加工終了後に、レンズ保持皿５０を研磨工具３０から離脱させようとするとき、同時に双方の電流制御装置９を作動させることにより、図６の矢印の方向に電流Ｉを流す。すると、双方のコイル５の内側に、互いに相反発する方向に磁力線が発生し、斥力となって、レンズ保持皿５０と研磨工具３０との離脱を促進させる。離脱が完了すると同時に、電流制御装置９の電流を停止させる。
【００３４】
本実施例によれば、実施例１と同一の効果に加え、永久磁石を全く用いないので、実施例４と同様に、レンズ保持皿を安価に製作できるとともに、搬送に伴う磁気の悪影響を回避することができる。
【００３５】
【実施例６】
図７は実施例６を示し、光学素子研磨装置の要部を示す正面図である。本実施例は、上軸側は実施例１と同一であり、下軸側は実施例４と同一の構成となっている。すなわち、レンズ保持皿２と研磨工具５１の双方に永久磁石を配備したものである。その構成は、前出の実施例と同一のため、同一の部材には同一の符号を付し説明を省略する。
【００３６】
上記構成においては、レンズ保持皿２の研磨工具５１からの離脱時のみならず、加工開始から終了まで、常時、レンズ保持皿２および研磨工具５１に配備された永久磁石２ａ，５３ａの磁力線が、相反発するように作用するため、加工中は斥力による反発力Ｐに対抗するだけの加圧力Ｎを上軸側から掛ける必要がある。例えば、Ｆｋｇｆ  の加工圧力を得たいときには、Ｎ＝Ｆ＋Ｐの加圧力となる。そうして、加工終了後の離脱時には、加圧力を停止することによって、双方の永久磁石の反発力によって、離脱を促進させることができる。
【００３７】
本実施例によれば、実施例１の効果に加え、電磁石を用いずに、永久磁石のみを用いたので、光学素子研磨装置の全体の機構を簡易化することができる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１、２または３に係る発明によれば、レンズの形状を問うことなく、直接レンズに接触することなしに、瞬時に研磨工具からレンズを剥離することができる。
請求項２に係る発明によれば、上記効果に加え、レンズ保持皿に磁気が残留していないので、レンズ保持皿の搬送に伴う磁気の悪影響を回避することができる。
請求項３に係る発明によれば、上記効果に加え、光学素子研磨装置の全体の機構を簡易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の光学素子研磨装置のワークホルダのリンク機構の模式図である。
【図２】実施例１の光学素子研磨装置の要部を示す正面図である。
【図３】実施例２の光学素子研磨装置の下軸の一部を示す構成図である。
【図４】実施例３の光学素子研磨装置の下軸の一部を示す構成図である。
【図５】実施例４の光学素子研磨装置の要部を示す正面図である。
【図６】実施例５の光学素子研磨装置の要部を示す正面図である。
【図７】実施例６の光学素子研磨装置の要部を示す正面図である。
【図８】従来技術のレンズ研磨装置のワーク保持装置の要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  リンク機構
２  レンズ保持皿
２ａ  永久磁石
３  レンズ
４  貼付台
５  コイル
８  砥石
９  電流制御装置
１０  吸引機構
１１  第１揺動部材
１２  第２揺動部材
１３  支持軸
１４  支軸
３０  研磨工具
【図１】
0003607734.tif 000002
【図２】
0003607734.tif 000003
【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】
0003607734.tif 000008
【図８】
0003607734.tif 000009