(57)【要約】【課題】ダイヤモンドの結晶方位に対する研磨方向の依存性が小さく、研磨速度が従来のダイヤモンド研磨装置よりも大きなダイヤモンド研磨装置、並びに研磨方法を提供する。【解決手段】ダイヤモンド研磨装置は、回転する研磨板４０と、保持機構とを備える。保持機構は、研磨対象であるダイヤモンドと研磨板４０の研磨面４１とを接触させた状態で保持する。研磨板４０の研磨面４１は、少なくともダイヤモンドとの摺動面の素材がガラスであり、かつ、このガラスの軟化点が７２０℃以上８３０℃以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する研磨板と、
研磨対象であるダイヤモンドと前記研磨板の研磨面とを接触させた状態で保持する保持機構とを備えるダイヤモンド研磨装置であって、
前記研磨面のうち、少なくともダイヤモンドとの摺動面の素材がガラスであり、かつ、このガラスの軟化点が７２０℃以上８３０℃以下であるダイヤモンド研磨装置。
【請求項２】
前記研磨面が、前記摺動面の周速度を２０ｍ／ｓ、前記保持機構が前記ダイヤモンドを前記研磨面に接触させる圧力を１ＭＰａとした場合において、前記ダイヤモンドの表面のうち、前記研磨面との摺動面につながる面からの黒体放射を利用して放射温度計で測定したダイヤモンドの表面の初期昇温速度が２０℃／ｓ以上となる研磨面である請求項１に記載のダイヤモンド研磨装置。
【請求項３】
前記ガラスが、ソーダライムガラスである請求項１又は２に記載のダイヤモンド研磨装置。
【請求項４】
前記ガラスが、ホウケイ酸ガラスである請求項１又は２に記載のダイヤモンド研磨装置。
【請求項５】
ダイヤモンドを研磨板に接触させて保持する接触保持工程と、
前記研磨板を回転させ、前記ダイヤモンドを研磨する研磨工程とを備えるダイヤモンドの研磨方法であって、
前記研磨板の研磨面のうち、少なくともダイヤモンドとの摺動面の素材がガラスであり、かつ、このガラスの軟化点が７２０℃以上８３０℃以下であるダイヤモンドの研磨方法。
【請求項６】
前記研磨面が、前記摺動面の周速度を２０ｍ／ｓ、前記ダイヤモンドを前記研磨面に接触させる圧力を１ＭＰａとした場合において、前記ダイヤモンドの表面のうち、前記研磨面との摺動面につながる面からの黒体放射を利用して放射温度計で測定したダイヤモンドの表面の初期昇温速度が、２０℃／ｓ以上となる研磨面である請求項５に記載のダイヤモンドの研磨方法。
【請求項７】
前記研磨面におけるダイヤモンドとの摺動面の周速度が、１０ｍ／ｓ以上４０ｍ／ｓ以下である請求項５又は６に記載のダイヤモンドの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤモンドを研磨するためのダイヤモンド研磨装置に関する。また、本発明は、ダイヤモンドの研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
宝飾材料や切削工具材料等に用いられる天然又は人工のダイヤモンドの研磨には、スカイフと呼ばれる鋳鉄製の研磨板を備えた研磨装置が用いられている。この研磨装置による研磨（加工）では、オリーブオイルなどでスラリー化したダイヤモンド砥粒をスカイフに塗布する。この砥粒の一部は、スカイフ表面（研磨面）に自然に形成された空孔や前処理加工によって形成した表面の凹凸に保持される。一方、保持されなかった砥粒は、研磨板上で遊離砥粒として存在する。そして、これらのダイヤモンド砥粒がダイヤモンドを高速で擦過することで研磨が行われる。このような研磨装置では、遊離砥粒、又は研磨板上に保持されたダイヤモンド砥粒が、ダイヤモンド加工面の縁部（ダイヤモンドの複数の面で構成される稜線）を叩くことで、縁部に欠けが生じやすい。これは、ダイヤモンド工具などのように精密な形状の切刃稜線が必要とされる製品を作製する場合に問題となる。また、この研磨装置で単結晶ダイヤモンドを加工する場合、単位時間当たりの研磨量（研磨速度）が、ダイヤモンドの結晶方位に対する研磨板の擦過方向（研磨方向）によって大きく異なる。すなわち、研磨対象であるダイヤモンドには、容易に研磨が可能な容易加工方向と、容易加工方向に比べて研磨速度の劣る難加工方向が存在する。このような、ダイヤモンドの研磨速度が研磨方向に依存するという性質（研磨方向依存性）は、円弧形状の稜線を形成する場合など、研磨方向を連続的に変化させていく必要がある加工を行う場合において、正確な加工を行うことを困難にするという問題点がある。
【０００３】
一方、レーザや集束イオンビーム(ＦＩＢ：Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ)などのビームによってダイヤモンドの表面にエネルギーを集中し、このエネルギーによる熱や、イオンの衝撃によりダイヤモンド表面を加工するビーム加工技術が提案されている（例えば、特許文献１）。この技術では、ダイヤモンド砥粒を用いないので、ダイヤモンド端部の欠けが発生することはない。また、同様に、方向依存性による影響も受け難い。しかし、この加工技術では、加工面の内部に結晶性が劣化した変質層が形成される。よって、ビーム加工技術は、ダイヤモンド工具等のトリミングや粗加工で用いられるに留まり、中仕上げ、最終仕上げ工程等では、上記のスカイフを用いた研磨装置が用いられている。
【０００４】
スカイフを用いた研磨装置の問題点を解消することを目的として、ダイヤモンド砥粒を用いずに、研磨板とダイヤモンドとの熱化学反応等を利用した研磨装置や研磨加工方法が提案されている。これらは、研磨板とダイヤモンドとの擦過による機械的な研磨に加え、ダイヤモンドと研磨板との間に生じる摩擦熱に起因して、（１）研磨板（研磨面の素材）に生じる化学反応によりダイヤモンド（炭素）が研磨板素材中に拡散する、（２）大気中や研磨板中に含まれる酸素や酸化物がダイヤモンドと反応したり、これらが触媒物質として働いたりすることで二酸化炭素として昇華する、（３）ダイヤモンドがより加工が容易なグラファイトやアモルファスカーボンへ相変態する、といった熱化学反応等を利用するものである。この熱化学反応等による研磨は、スカイフを備える研磨装置と比べて、研磨速度の方向依存性が小さい（例えば、非特許文献１）。
【０００５】
この研磨装置や研磨方法において、様々な検討が行われている。例えば、前述の酸素や酸化物との反応等を促進するために、光学ガラスや石英ガラス等の酸化物を含む素材を研磨板とする技術が提案されている（例えば、特許文献２、３）。また、ダイヤモンドと石英ガラスよりなる研磨板との摺動面に紫外線光の照射を行い、光化学反応による加工を付加する技術も提案されている（例えば、非特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−０４１３８７号公報
【特許文献２】特開２００１−２１２７６６号公報
【特許文献３】特開２００９−５６５１７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】張光均、他４名，「ダイヤモンド工具の研磨に関する研究（第３報）」，精密工学会誌，公益社団法人  精密工学会，平成５年，第５９巻，２号，ｐ．２８１−２８６
【非特許文献２】峠睦、他２名，「光化学反応を応用したダイヤモンド基板のハイブリッド研磨加工」，砥粒加工学会誌，公益社団法人  砥粒加工学会，平成２４年１１月，第５６巻，１１号，ｐ．７３４−７３７
【非特許文献３】原野佳津子、他２名，「バインダレスナノ多結晶ダイヤモンドの摩耗特性２」，２０１１年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集，公益社団法人  砥粒加工学会，平成２３年９月，ｐ．１７３−１７４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述の技術によっても、ダイヤモンドの容易加工方向および難加工方向のいずれに対しても、十分な研磨速度を達成できる技術は提案されていない。したがって、ダイヤモンドの各方向を研磨する必要がある場合には、効率的な研磨が行えない。例えば、Ｒバイトのように、曲面を備える単結晶ダイヤモンド切削工具を加工する場合には、容易加工方向と難加工方向の両方の研磨を連続的に行う必要がある。よって、加工方向による研磨速度の依存性が大きいと、難加工方向のみ加工が進まなくことで輪郭精度が悪化したり、加工に多大な時間が必要となったりする。また、同じく切削工具等に用いられるダイヤモンドとして、バインダレスナノ多結晶ダイヤモンド（ＮＰＤ：Ｎａｎｏ―Ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｄｉａｍｏｎｄ）が知られている。ＮＰＤを構成する個々のダイヤモンド結晶子の結晶方位は、研磨面に対して無秩序にさまざまな方向を向いている。したがって、ＮＰＤを用いた工具の輪郭精度を向上させる加工においても、加工面に難加工方向の結晶面が含まれるので、効率的な研磨が難しいのが現状である。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、ダイヤモンドの研磨速度を向上できるダイヤモンド研磨装置、および、ダイヤモンドの研磨速度を向上できるダイヤモンドの研磨方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、研磨速度のダイヤモンドの結晶方位に対する研磨方向依存性を緩和できるダイヤモンド研磨装置、および、研磨速度のダイヤモンドの結晶方位に対する研磨方向依存性を緩和できるダイヤモンドの研磨方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、ダイヤモンド研磨装置が備える研磨板において、研磨面の少なくともダイヤモンドと接触する部分の素材を、軟化点が一定範囲のガラスとすることで上記の目的を達成できるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明のダイヤモンド研磨装置は、研磨板と、保持機構とを備える。研磨板は回転する。保持機構は、研磨対象であるダイヤモンドと研磨板の研磨面とを接触させた状態で保持する。そして、この研磨板の研磨面のうち、少なくともダイヤモンドとの摺動面の素材がガラスであり、かつ、このガラスの軟化点が７２０℃以上８３０℃以下である。
【００１２】
本発明のダイヤモンドの研磨方法は、接触保持工程と、研磨工程とを備える。接触保持工程では、研磨板にダイヤモンドを接触させて保持する。研磨工程では、研磨板を回転させ、研磨板の研磨面とダイヤモンドを摺動させることで、ダイヤモンドを研磨する。そして、少なくとも摺動面の素材はガラスであり、かつ、このガラスの軟化点が７２０℃以上８３０℃以下である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のダイヤモンド研磨装置によれば、他の素材の研磨面を備える研磨装置よりも大きな研磨速度を実現できる。また、本発明のダイヤモンド研磨装置によれば、他の素材の研磨面を備える研磨装置よりも研磨速度のダイヤモンドの結晶方位に対する研磨方向依存性を緩和できる。
【００１４】
本発明のダイヤモンドの研磨方法によれば、他の素材の研磨面を用いて行うダイヤモンドの研磨方法よりも大きな研磨速度でダイヤモンドを研磨することができる。また、本発明のダイヤモンドの研磨方法によれば、他の素材の研磨面を用いて行うダイヤモンドの研磨方法よりも、ダイヤモンドの結晶方位に対する研磨方向依存性を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１に係るダイヤモンド研磨装置における保持機構及び保持機構支持台の構成を説明するための模式図である。（Ａ）は、模式上面図であり、（Ｂ）は、模式側面図である。
【図２】実施形態１に係るダイヤモンド研磨装置における研磨板及び研磨板支持台の構成を説明するための模式図である。（Ａ）は、模式上面図であり、（Ｂ）は、模式側面図である。
【図３】実施形態１に係るダイヤモンド研磨装置における防振台の構成を説明するための模式図である。（Ａ）は、模式正面図であり、（Ｂ）は、模式側面図である。
【図４】ダイヤモンド原石の研磨板（研磨面）に対する角度調整方法を説明するための模式上面図である。
【図５】ダイヤモンド原石の研磨板（研磨面）に対する角度調整方法を説明するための模式側面図である。
【図６】ダイヤモンド原石の研磨板（研磨面）に対する角度調整方法を説明するための研磨対象面の模式図である。
【図７】変形例１に係る保持機構を示す概略上面図である。
【図８】変形例３に係る昇降機構を付加した研磨板支持台を説明するための模式図である。
【図９】実施形態２に係るダイヤモンド研磨装置を説明するための模式図である。（Ａ）は、装置の上面図であり、（Ｂ）は、装置の正面図である。
【図１０】試験例１に係る研磨試験の結果を示すグラフである。（ａ）は、実施例１に係る本発明の研磨装置による試験結果を、（ｂ）は、実施例２に係る本発明の研磨装置による試験結果を、（ｃ）は、比較例１に係る研磨装置による試験結果を、（ｄ）は、比較例２に係る研磨装置による試験結果をそれぞれ示す。
【図１１】試験例１で用いた各研磨装置による、研磨開始から３０秒後までの温度変化を示すグラフである。
【図１２】試験例２に係る、本発明のダイヤモンド研磨装置を用いたＮＰＤの研磨速度と、非特許文献３に記載のＮＰＤの研磨速度とを比較したグラフである。
【図１３】試験例３に係る、研磨後の刃先交換型チップのノーズ部のＦＥ−ＳＥＭ像である。（ａ）は先端部の全体像を、（ｂ）は切刃稜線部の拡大像をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、各図において、同一又は相当の部材には同一の符号を用いる。ここでは、図１〜図８に記載した実施例１に係るダイヤモンド研磨装置を例として、先に本発明のダイヤモンド研磨装置の構成を説明する。その後、このダイヤモンド研磨装置を用いて、本発明のダイヤモンドの研磨方法を説明する。
【００１７】
＜実施形態１＞
［ダイヤモンド研磨装置］
本実施形態１のダイヤモンド研磨装置は、保持機構１０と、ガイドピン台２０と、保持機構支持台３０と、研磨板４０と、研磨板支持台５０と、台座部（ここでは防振台６０）とを備える。以下、各構成につき説明する。
【００１８】
（保持機構及び保持機構支持台）
図１は、実施形態１に係るダイヤモンド研磨装置の要部である保持機構１０及び保持機構支持台３０を示す図である。保持機構１０は、研磨対象であるダイヤモンド原石を後述する研磨板４０の研磨面４１に接触させた状態で保持する部材である。保持機構支持台３０は、この保持機構１０を支持する部材である。
【００１９】
この例では、保持機構支持台３０が、２本のネジ（ガイドピン）２１Ａ、２１Ｂが立設されるネジ台（ガイドピン台）２０を備える。また、保持機構１０が、ネジ台２０に立設される２本のネジ２１Ａ、２１Ｂに支持される２つの支持部１１Ａ、１１Ｂと、先端側にダイヤモンド原石やダイヤモンド工具等（図示せず）を取り付ける取付部１２とを有する。保持機構１０は、各ネジ２１Ａ、２１Ｂを回転させることにより、各支持部１１Ａ、１１Ｂの各ネジ２１Ａ、２１Ｂに対する軸方向の位置が調節可能である。
【００２０】
保持機構１０は、取付部１２に、ダイヤモンド（ダイヤモンド原石やダイヤモンド工具等）を取り付ける取付具１２０がネジで固定されている。各支持部１１Ａ、１１Ｂに、それぞれ各ネジ２１Ａ、２１Ｂが挿通される貫通孔が形成され、各貫通孔には各ネジ２１Ａ、２１Ｂに螺合するナットが埋設されている。また、各支持部１１Ａ、１１Ｂの上面にはナット２２が配置されている。このナット２２は、各ネジ２１Ａ、２１Ｂに螺合し、各ネジ２１Ａ、２１Ｂにより各支持部１１Ａ、１１Ｂの位置を調整した後、ダブルナットとして作用して緩みを防止する。ダイヤモンド原石やダイヤモンド工具は、例えば、ダイヤモンド原石を保持するホルダー、及び、台金やシャンク等に保持された状態で取付具１２０に取り付けられ、保持具を取付具１２０にネジで固定することで取付部１２に取り付けられる。
【００２１】
また、保持機構１０は、図１（Ａ）に示すように、取付部１２及び各支持部１１Ａ、１１Ｂをそれぞれ頂点とする三角形の枠状体である。ここでは、保持機構１０の形状は、各支持部１１Ａ、１１Ｂを連結するフレームを底辺とする二等辺三角形の枠状に形成されている。そして、保持機構１０は、プラスチック製であり、具体的には、繊維強化したフェノール樹脂で形成されている。
【００２２】
保持機構１０には、図１（Ａ）に示すように、取付部１２と各支持部１１Ａ、１１Ｂを連結する各フレームの側面からそれぞれ外方に突出する２つの第１突起部１３を有する。また、スライドベース３３には、各第１突起部１３と平行に２つの第２突起部２３が設けられている。この第１突起部１３と第２突起部２３との間に、振動減衰性の高いゴムや引張バネ（図示せず）などを掛け渡して取り付けることで、保持機構１０に保持されたダイヤモンド原石を研磨板４０に接触させる方向に引張力を作用させることができ、ダイヤモンド原石の研磨板４０に対する接触圧を調整する加工圧調整手段を構成することができる。この加工圧調整手段に用いるゴムやバネは、保持機構１０よりも軽量のものを用いるとよい。
【００２３】
ネジ台２０は、保持機構支持台３０の上部に支持されている。ネジ台２０は、各ネジ２１Ａ、２１Ｂの位置ずれを防止する２つの円錐状の穴２４が設けられており（図１（Ｂ）参照）、各穴の頂点に各ネジの先端が接触している。穴２４の円錐の頂角は、ネジの先端が穴の頂点に接触し、ネジの先端以外の面が穴２４の内面に接触しないようにネジ先端角の倍以上の角度を有する。保持機構支持台３０は、図１（Ｂ）に示すように、マグネットベース３１が設けられた架台３２と、この架台３２上に水平方向にスライド自在に載置されたスライドベース３３とを有し、このスライドベース３３上にネジ台２０が固定されている。また、保持機構支持台３０は、往復運動用モータ３５を有し、このモータ３５の回転軸にクランク３６が取り付けられており、スライドベース３３とクランク３６とがコネクティングロッド３７を介して連結されている。そして、モータ３５を駆動してクランク３６を回転させることで、コネクティングロッド３７を介してスライドベース３３を前後方向にスライドさせることが可能である。これにより、保持機構１０を基端側（図１、左側）から先端側（図１、右側）の方向（研磨板の径方向）に往復運動させることができる。保持機構支持台３０は、マグネットベース３１の磁力によって後述する防振台６０の上面に固定され、取り外し自在に取り付けられる。
【００２４】
（研磨板及び研磨板支持台）
図２は、実施形態１に係るダイヤモンド研磨装置の要部である研磨板４０及び研磨板支持台５０を示す図である。
【００２５】
研磨板４０は、上面に研磨面４１を有する。研磨板４０はガラスから構成される。ここでは、フロート法により製造された板状のソーダライムガラス（軟化点：７３０±１０℃程度）を円形に切断したものである。そして、研磨板４０は、後述する研磨板支持台５０（具体的にはスピンドル５１の上面）にボルト等により固定され、このスピンドル５１の回転により水平に回転する。ボルト等により固定されることで、研磨板４０を着脱自在とでき、研磨板４０の交換が容易となる。
【００２６】
研磨板４０に用いるガラスは、軟化点が７２０℃〜８３０℃の範囲のものであれば特に制限されない。本発明におけるガラスの軟化点とは、ＪＩＳ  Ｒ  ３１０３に基づいて、粘度が１０７．６ｄ・Ｐａｓとなる温度をいう。この軟化点の範囲を満たすものとしては、本例で用いたソーダライムガラスのほかに、この軟化点の範囲を満たすホウケイ酸ガラス等を用いることができる。ソーダライムガラスとしては、組成式：Ｎａ２Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ２系のもの、および、この組成の一部を他の酸化物で置換した、組成式：Ｎａ２Ｏ・Ｋ２Ｏ−ＣａＯ・ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系のものが挙げられる。また、ホウケイ酸ガラスとしては、組成式：Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系のもの、この組成式のホウケイ酸ガラスにＡｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、およびＫ２Ｏの少なくともいずれかを加えた組成のもの等が挙げられる。
【００２７】
ガラスの製法としては、特に制限されるものではないが、例えば、フロート法、フュージョン法、ダウンドロー法等が挙げられる。なお、本発明においては、フロート法により製造されたガラスを用いることが好ましい。
【００２８】
研磨面４１の表面粗さおよび平坦度は、小さいほうが望ましい。なお、フロート法により製造されたガラスの表面粗さ程度であれば、基本的には研磨面を調整しなくとも、本発明の研磨板として好適に用いることができる。また、研磨板４０を研磨板支持台５０に内蔵するスピンドル５１の回転部に固定した際の研磨板４０の面振れは、０．２μｍ以下とすることが望ましい。研磨板４０の面振れによるダイヤモンドの欠損が生じ難いからである。なお、本発明において面振れとは、研磨板４０の回転による研磨面４１の高さの変動をいう。
【００２９】
本実施形態では、研磨板４０は上記軟化点の範囲を満たすガラスのみから構成されているが、研磨板４０は少なくとも研磨面４１とダイヤモンドとの摺動部分が上述の軟化点を備えるガラスで構成されていればよい。よって、鋼や強化プラスチック等の素材の表面にガラスをボルト等で機械的に固定したものや、これらの表面にガラスをコーティングしたもの等を用いることもできる。
【００３０】
研磨板４０と後述する研磨板支持台５０に内蔵するスピンドル５１の回転部との接触面（研磨板４０とスピンドル５１との接触面）には、フェルト等の緩衝部材を設置してもよい。研磨板４０をスピンドル５１に固定する際の研磨板の割れを抑制するためである。
【００３１】
本発明のダイヤモンド研磨装置が備える研磨面４１は、この研磨面４１に接触するダイヤモンドの表面のうち、側面の初期昇温速度が２０℃／ｓ以上となる素材であることが好ましい。初期昇温速度が上記の値以上となるような動摩擦係数を備える素材を研磨面４１に用いることで、熱化学反応等を利用した研磨を効率的に行うことができる。これにより、他の素材の研磨面を備える研磨装置よりも大きな研磨速度、および方向依存性の低減を達成することが可能となる。ここで、本発明における初期昇温速度とは、ダイヤモンドの表面のうち側面の温度の上昇速度であって、摺動面における研磨板の周速度を２０ｍ／ｓ、保持機構１０によりダイヤモンドを研磨面４１に接触させる圧力を１ＭＰａとした場合に、黒体放射を利用して放射温度計で測定した研磨面とダイヤモンドとの接触開始から２秒後までのダイヤモンドの上昇温度を接触開始からの時間（２秒）で除した値、すなわち{［（接触開始２秒後のダイヤモンドの側面の温度）−（接触開始時のダイヤモンドの側面の温度）］／２}をいう。
【００３２】
研磨板支持台５０は、研磨板４０の中心に固定されるスピンドル５１と、スピンドル５１を回転自在に軸支する軸受５２と、スピンドル５１に連結される駆動プーリ５３とを有し、研磨板４０と一体化されている。すなわち、スピンドル５１の上端に研磨板４０が固定され、スピンドル５１の下端に駆動プーリ５３が連結されている。軸受５２は、エアー軸受である。駆動プーリ５３は、研磨板駆動モータの回転軸に取り付けられたプーリとベルトで連結されている（図示せず）。研磨板支持台５０は、ボルト５５によって後述する防振台６０の上面に固定され、取り外し自在に取り付けられる。また、研磨板支持台５０には、取手５４が設けられており、取り外した研磨板支持台５０の持ち運びを容易にする。なお、スピンドルと駆動モータとが一体に構成されたビルトインモータスピンドルを用いることも可能である。
【００３３】
（防振台）
図３は、実施形態１に係るダイヤモンド研磨装置の要部である防振台６０を示す図である。この図では、防振台６０に２つの研磨板支持台５０を取り付けた状態を示す。防振台６０は、ネジ台２０を上部に支持する保持機構支持台３０が取り付けられると共に（図１参照）、研磨板支持台５０が取り付けられる。保持機構支持台３０は、図１に示すように、保持機構１０に保持されたダイヤモンドが研磨板４０の研磨面４１に接触する位置に取り付けられる。そして、保持機構１０は、研磨板４０に接触するダイヤモンドと、ネジ２１Ａ、２１Ｂに支持される２つの支持部１１Ａ、１１Ｂとにより、３点支持された状態となる。また、研磨板支持台５０の上部に支持された研磨板４０の研磨面４１が作業者の目の高さに合うように防振台６０の上面よりも高い位置にある。具体的には、研磨板４０の研磨面４１が防振台の上面よりも２０ｃｍ〜４０ｃｍの範囲で高い位置にある。
【００３４】
防振台６０には、振動を抑制する錘部材（図示せず）が設けられている。この例では、防振台６０の内部にコンクリートブロックを配置して、これを錘部材としている。また、防振台６０には、上述した研磨板駆動モータ６５が取り付けられており、モータ６５に連動して研磨板支持台５０の駆動プーリ５３を回転させることで、スピンドル５１を介して研磨板４０を水平に回転させる（図２参照）。
【００３５】
以上説明した実施形態１に係るダイヤモンド研磨装置は、次の効果を奏する。
【００３６】
（１）本発明におけるダイヤモンド研磨装置は、軟化点が７２０℃から８３０℃のガラスからなる研磨面４１を備えることで、他の素材の研磨面を備える研磨装置よりも大きな研磨速度を、並びに、研磨速度がダイヤモンドの研磨方向に依存することの緩和を、それぞれ達成することが可能となる。このような効果を達成できる理由は次のように推測される。研磨板４０の研磨面４１がガラスであることで、保持機構１０により研磨面４１に接触させた状態で保持されたダイヤモンドが、研磨板４０が回転することで研磨面のガラスと摺動し、摩擦熱が発生する。この摩擦熱によりガラスが軟化し、ガラスの表面がダイヤモンドとの摺動面にあわせて微妙に変形する。この変形により、ガラスとダイヤモンドとの接触面積が増大し、効率的かつ均一的に摩擦熱が発生するだけでなく、ダイヤモンド表面の炭素原子を、結合基又は触媒として作用するガラス表面の酸素原子に効率よく接触させることが可能となると考えられる。また、本発明におけるダイヤモンド研磨装置は、ダイヤモンドの欠損を防止することができる。これは、ガラスが軟化することで、研磨によって生じる微小な振動が小さくなり、研磨板４０とダイヤモンドとの間に発生する衝撃力を減少させることができるためと推測される。
【００３７】
（２）保持機構１０が、研磨板４０に接触するダイヤモンド原石やダイヤモンド工具と２つの支持部１１Ａ、１１Ｂとで３点支持状態となる形状である。よって、各ネジ２１Ａ、２１Ｂにより、各支持部１１Ａ、１１Ｂの各ネジ２１Ａ、２１Ｂに対する軸方向の位置を独立して調節可能となり、保持機構１０の取付部１２に取り付けたダイヤモンドの研磨板４０（研磨面４１）に対する角度（ピッチ角及びロール角）を任意に調整することができる。
【００３８】
（３）保持機構１０が、軽量なプラスチックで形成されているため、保持機構１０の慣性質量が小さい。そのため、例えば、研磨加工中に研磨板４０の研磨面４１に微小な異物が付着する等の、完全には抑制しきれない原因による衝撃が発生した場合、設定した接触圧以上の力がダイヤモンドに生じることとなる。このような場合に、保持機構１０の取付部１２が研磨板４０から離れる方向（上方）に変位する（逃げる）ことで、ダイヤモンド原石やダイヤモンド工具が受ける衝撃を吸収・緩和することができる。また、保持機構１０の熱抵抗率が高い（熱伝導率が低い）ため、ダイヤモンドに発生した熱が保持機構１０を伝って逃げ難くなり、ダイヤモンドの昇温速度を高め、熱化学反応等による研磨を促進することができる。さらに、保持機構１０の振動減衰性が高く、研磨板４０とダイヤモンドとの間の衝撃力の発生をより抑制することができ、ダイヤモンドの欠損をより効果的に防止することができる。
【００３９】
（４）保持機構１０が三角形状であるため、ねじれ剛性が高く、研磨加工中に変形し難い。
【００４０】
（５）ネジ台２０が固定されたスライドベース３３が前後方向にスライド可能であり、保持機構１０を基端側の支持部１１Ａ、１１Ｂから先端側の取付部１２の方向に往復運動できるため、保持機構１０の取付部１２に取り付けたダイヤモンドを研磨板４０に対して半径方向に往復運動させることができる。これにより、研磨板４０の研磨面４１の同じ領域のみがダイヤモンドに接触し摩滅することを防止することができ、研磨能率を高め、研磨板４０の寿命を延ばすことができる。
【００４１】
（６）ダイヤモンドの研磨板４０に対する接触圧を調整する加工圧調整手段を備えることで、保持機構１０の自重のみ（取付具１２０、及びダイヤモンド原石、ダイヤモンド工具並びにそれらの保持具を含む）では、十分な接触圧が得られない場合や、所定の接触圧によりダイヤモンドを研磨したい場合等に、加工圧調整手段により接触圧を調整することで、所定の接触圧を得ることができる。また、加工圧調整手段が、振動減衰性の高いバネやゴムの引張力を利用することで、所定の接触圧を得られながら、上述したような完全には抑制しきれない原因による衝撃が発生したときに、ダイヤモンドが受ける衝撃を吸収・緩和する効果を得ることができる。また、加工圧調整手段に用いられるゴムやバネは、保持機構１０よりも軽量であるので、保持機構１０の総質量（慣性質量）も比較的小さく維持することができる。
【００４２】
（７）研磨板４０の研磨面４１が作業者の目の高さに合うように防振台６０の上面よりも高い位置にあることから、研磨板４０とダイヤモンドとの接触状態を、防振台６０に干渉されることなく、側方からルーペで観察することができる。そのため、例えばダイヤモンドの面合わせが容易であり、作業効率を向上させることができる。また、セッティング時にダイヤモンド原石やダイヤモンド工具の刃先が欠損するリスクを軽減することができる。
【００４３】
（８）防振台６０の内部にコンクリートブロックの錘部材が配置されていることで、研磨板４０の回転による振動を抑制することができる。また、コンクリートは、振動減衰性が高く、コスト面でも有利である。
【００４４】
（９）研磨板支持台５０が防振台６０に複数（２つ）取り付けられており、各研磨板４０に対し、それぞれ保持機構支持台３０を取り付けることで、各研磨板４０でダイヤモンドの研磨加工が可能であり、同時に複数のダイヤモンドの研磨加工を行うことも可能である。
【００４５】
その他、保持機構支持台３０がマグネットベース３１の磁力によって防振台６０に容易に取り付け、取り外し可能であるため、研磨板４０に対する保持機構１０の向きを適宜変更することができる。また、１つの研磨板４０（研磨板支持台５０）に対し、複数の保持機構１０（保持機構支持台３０）を取り付けることで、複数のダイヤモンドの研磨加工を同時に行うことも可能である。
【００４６】
次に、研磨板に接触するダイヤモンドと２つの支持部とにより３点支持された状態となる保持機構を用いた場合の具体的なダイヤモンドの研磨板に対する角度調整方法について、図４〜６を用いて説明する。
【００４７】
図４は、支持部１１Ａ、１１Ｂがネジ２１Ａ，２１Ｂに支持され、取付部１２にホルダー（図示せず）を介してダイヤモンド原石１００を取り付けた保持機構１０を上面から見た模式図である。図５は、図４に示す保持機構１０の取付部１２にホルダー（図示せず）を介して取り付けたダイヤモンド原石１００が研磨板４０の研磨面４１に接触している状態を、支持部１１Ｂ側から支持部１１Ａ側に見た模式図である。図６は、同じく図４に示す保持機構１０の取付部１２にホルダー（図示せず）を介して取り付けたダイヤモンド原石１００が研磨板４０の研磨面４１に接触しているときの支持部１１Ａ、１１Ｂ側から取付部１２側に向かって見た模式図である。
【００４８】
このときのネジ２１Ａ下端から保持機構１０下面までの長さをａ（図６参照）、ネジ２１Ｂ下端から保持機構１０下面までの長さをｂ（図６参照）、ダイヤモンド原石１００の研磨面４１との接触面（接触点）から保持機構１０下面までの距離をｃ（図５参照）、保持機構１０の下面上におけるダイヤモンド原石１００の取り付け位置からネジ２１Ａ、２１Ｂが挿通される支持部（貫通孔）１１Ａ、１１Ｂの中心Ａ，Ｂを結ぶ線分ＡＢへ下ろした垂線の長さをｄ（図４参照）、この垂線と線分ＡＢとの交点ＤからＡまでの長さをｅ、ＡＢ間の距離をＬ、ネジ２１Ａ、２１Ｂの下端が当接するネジ台２０の面から研磨面４１までの距離をｇ（図５参照）とする。
【００４９】
また、保持機構１０の下面が研磨板４０の研磨面４１と平行であるとき、ＢからＡに向かうベクトルＢ→Ａの方向をＸ軸、保持機構１０の下面上の線分ＡＢに垂直なベクトルに平行であって、ダイヤモンド原石１００側に向かう方向をＹ軸、Ｘ軸及びＹ軸に垂直で、且つ、ダイヤモンド原石１００から研磨板４０に向かうベクトルに平行な方向をＺ軸とする。
【００５０】
保持機構１０の下面の角度は、保持機構１０下面から下向きに鉛直な方向の単位ベクトルの方向余弦で定義することができる。その方向余弦は保持機構１０の下面と研磨面４１とが平行にあるときを初期状態とする。そして、Ｙ軸に関して角度φ回転させ、後にＸ軸に関して角度θ回転させる一連の操作を前提とする（θ,φ）によって表現される。角度θがピッチ角、角度φがロール角である。
【００５１】
＜変形例１＞
上記した実施形態１では、図１（Ａ）に示すように、三角形状の保持機構１０を用いる場合を説明したが、保持機構１０の形状は、例えば図７に示すように、Ｔ字状とすることができる。
【００５２】
図７に示す保持機構１０は、２本のネジ２１Ａ、２１Ｂに支持される２つの支持部１１Ａ、１１Ｂと、先端側にダイヤモンド（図示せず）を取り付ける取付部１２とを有する点は、実施形態１と同様であり、研磨板に接触するダイヤモンドと２つの支持部とで３点支持状態となる形状である。この保持機構１０は、各支持部１１Ａ，１１Ｂを連結するフレームの中央部から直交方向に延びるフレームを有し、その先端が取付部１２になっている。
【００５３】
＜変形例２＞
上記した実施形態１では、ダイヤモンドの研磨板に対する接触圧を調整する加工圧調整手段に振動減衰性の高いゴムやバネの引張力を利用する場合を説明したが、他にも、例えば、磁石の反発力を利用することができる。
【００５４】
例えば、保持機構の上面に衝撃吸収材（例、ゴム、ゲル、エラストマー等）を介して磁石を取り付けると共に、その上方にこの磁石に反発する別の磁石を適宜な台に固定して配置し、ダイヤモンドを研磨板に接触させる方向に反発力を作用させることで、加工圧調整手段を構成する。保持機構に取り付ける磁石は、保持機構よりも軽量のものを用いるとよい。
【００５５】
＜変形例３＞
ダイヤモンドに圧力を加える場合、上述の加工圧調整手段に加えて、又は、上述の加工圧調整手段に代えて、研磨板支持台５０により圧力を加えてもよい。すなわち、研磨板支持台に、昇降機構を付加してもよい。図８に、昇降機構を付加した研磨板支持台５０ａを示す。研磨板支持台５０ａは、研磨面４１を露出させた状態で研磨板４０が固定されたスピンドル５１を内部に収納する。そして、研磨板駆動モータ（図示せず）と、このモータの回転軸に取り付けられたプーリと（図示せず）、このモータの回転力をスピンドル５１に伝達するベルト５６と、研磨板４０の下に位置し、スピンドル５１に固定された駆動プーリ５３とを備える。
【００５６】
研磨板支持台５０ａは、図８に示すように、その内部にスピンドル５１を収納することができる筒状体である。内部には、流体軸受の一種である気体を用いた静圧軸受５７ａ，５７ｂが形成されている。本変形例の静圧軸受５７ａ，５７ｂは多孔質タイプのもので、吸気口５８ａから導入した気体を研磨板支持台５０ａの内部に導入し、その気体によって研磨板支持台５０ａの内部でスピンドル５１を回転自在に軸支する。なお、余剰の気体は、排気口５８ｂから排出される。
【００５７】
静圧軸受５７ａ，５７ｂの合計長さ（スピンドル５１の軸方向長さ）は、スピンドル５１の径の２倍以上とすることが好ましい。そうすることで、スピンドル５１（研磨板４０）の回転を安定させることができる。
【００５８】
研磨板支持台５０ａの内底部５０ａｃには、スラスト球ｓｂを配置する窪みが形成されている。そのため、研磨板支持台５０ａに収納されたスピンドル５１（研磨板４０）を回転させれば、ジャイロ効果により研磨板４０の回転が安定する。なお、スラスト球ｓｂを内底部５０ａｃに設け、スピンドル５１にそのスラスト球を受け入れる窪みを設けても構わない。
【００５９】
＜実施形態２＞
図９に示す実施形態２に係るダイヤモンド研磨装置は、ダイヤモンド原石を保持する保持機構とこれを保持する支持台の構成が、図１に示した実施形態１に係るダイヤモンド研磨装置の構成と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。
【００６０】
この実施形態では、保持機構が、研磨板４０の研磨面４１に対して垂直方向に延びるリニアガイド８０である。また、保持機構が、研磨板４０の研磨面４１に対して平行方向に取り付けられる平行板バネ７０からなり、リニアガイド８０に沿って移動自在に支持される。そして、先端側には、ダイヤモンド原石１００を取り付ける取付部１２を有する。取付部１２には、ダイヤモンド原石１００を取り付ける取付具１２０が固定されている。ここでは、ダイヤモンド原石１００を保持具であるシャンク１１１に固着したダイヤモンド工具１１０とし、このシャンク１１１を取付具１２０にネジで固定することで、ダイヤモンド原石１００を取付部１２に取り付けている。
【００６１】
平行板バネ７０は、所定の間隔をあけて互いに平行に配置された一対の板バネ７１からなり、両端部において両板バネ７１がスペーサ７２によって所定の間隔を保って連結されている。各板バネ７１には、ばね鋼が用いられている。リニアガイド８０は、図９（Ｂ）に示すように、マグネットベース３１が設けられており、マグネットベース３１の磁力によって防振台６０の上面に固定され、取り外し自在に取り付けられている。
【００６２】
研磨板４０は、実施形態１と同様に、上面の研磨面４１の素材が、軟化点が７２０℃以上８２０℃以下のガラスである。また、研磨板４０は、防振台６０に取り外し自在に取り付けられ研磨板支持台５０に支持されており、研磨板４０の研磨面４１が作業者の目の高さに合うように防振台６０の上面よりも高い位置にある。
【００６３】
このダイヤモンド研磨装置を用いて研磨作業を行う場合、リニアガイド８０により平行板バネ７０の高さを調節して、平行板バネ７０に保持されたダイヤモンド工具１１０のダイヤモンド原石１００の被研磨面が研磨板４０の研磨面４１に接触する位置で固定する。平行板バネ７０は、ダイヤモンド原石１００と研磨板４０との間の接触圧により撓みが生じても、取付部１２の研磨板４０（研磨面４１）に対する角度を一定に保つ機能を持つため、平行板バネ７０を用いることで、ダイヤモンド原石１００の被研磨面（接触面）の角度を維持したまま、所定の接触圧で研磨加工を行うことができる。
【００６４】
上記した実施形態２に係るダイヤモンド研磨装置は、研磨対象であるダイヤモンドが、寸法・形状が一定の人工ダイヤモンドである場合や、ダイヤモンド工具（特に、すくい面）を再研磨する場合に有効である。また、上記した実施形態２に係るダイヤモンド研磨装置において、十分な接触圧が得られない場合は、例えば、平行板バネに錘を載せたり、或いは、実施形態１や変形例２で説明したゴムやバネの引張力や磁石の反発力を利用することで加工圧調整手段により接触圧を調整してもよい。
【００６５】
[ダイヤモンドの研磨方法]
本発明のダイヤモンドの研磨方法は、接触保持工程と研磨工程を備える。接触保持工程ではダイヤモンド研磨装置の保持機構１０により、ダイヤモンドと研磨板４０の研磨面４１とが接するように保持する。なお、ダイヤモンドは、研磨板４０が水平に回転している状態で接触させるものとする。研磨工程では、この回転している研磨板４０の研磨面４１により、ダイヤモンドを研磨する。この際、保持機構支持台３０が、スライドベース３３によって径方向に往復運動させられることで、ダイヤモンドが研磨面４１の一か所で研磨されることを防ぎ、研磨面４１の劣化を防止する。そして、この研磨板４０は、少なくとも研磨面４１がガラスであり、このガラスの軟化点が７２０℃以上８３０℃以下である。
【００６６】
接触保持工程において、保持機構１０によりダイヤモンドと研磨板４０の研磨面４１とが接するように保持させるが、この際にダイヤモンドを研磨板４０に接触させる方向に引張力を作用させてもよい。これにより、研磨対象であるダイヤモンドを、より確実に研磨面４１に接触させることが可能となる。例えば、前述のように、加工圧調整手段を設けることで、ダイヤモンド原石１００を研磨板４０に接触させる方向に引張力を作用させることができ、ダイヤモンド原石１００の研磨板４０に対する接触圧を調整することができる。
【００６７】
研磨工程において使用する研磨面は、摺動面における研磨板の周速度を２０ｍ／ｓ、保持機構１０によりダイヤモンドを研磨面４１に接触させる圧力を１ＭＰａとした場合に、ダイヤモンドの表面の接触開始から２秒後までの初期昇温速度が、２０℃／ｓ以上となる素材であることが好ましい。
【００６８】
初期昇温速度が上記の値以上となるガラス研磨板を用いることで、熱化学反応等を利用した研磨をより効率的に行うことができる。これにより、他の素材の研磨面を使用した研磨方法よりも大きな研磨速度、およびダイヤモンドの結晶方位に対する方向依存性の低減を達成することが可能となる。
【００６９】
平均温度がこの範囲となることで、熱化学反応が進行し、より研磨速度が向上することとなる。
【００７０】
本発明のダイヤモンドの研磨方法において、研磨面におけるダイヤモンドとの摺動面の回転速度が、１０ｍ／ｓ以上４０ｍ／ｓ以下であることが好ましい。
【００７１】
摺動面の回転速度をこの範囲とすることで、十分な摩擦熱が得られるため、研磨工程が行いやすい。
【００７２】
≪試験例１≫
［実施例１］
ダイヤモンドの結晶方位に対する研磨速度、および研磨中のダイヤモンドの温度を測定した。以下、実施例１に用いた試料、研磨装置、研磨板、及び試験方法を説明する。
【００７３】
（試料）
上下面を＜１００＞面とした、直径３ｍｍ、高さ５ｍｍの円柱形状に成形した高圧合成Ｉｂ型ダイヤモンド（単結晶ダイヤモンド）を用意した。このダイヤモンドの一方の面を下面（底面）とし、この下面を超硬合金製シャンクに銀を用いてろう付けしたものを試料とした。また、試料には、温度を測定するために、あらかじめ側面にグラファイト（ファインケミカルジャパン株式会社製、ＦＣ−１６９）を塗布しておいた。
【００７４】
（研磨装置）
研磨装置は、上述の実施形態１に係るダイヤモンド研磨装置に加工圧調整手段を付加したものを用いた。加工圧調整手段は、実施例１に係るダイヤモンド研磨装置の第１突起部１３と第２突起部２３との間に、市販の引張バネを掛け渡して取り付けたものである。試料と研磨面との間に加工圧調整手段により加わる接触圧は、複数のばね強さの引張ばねを用意し、これらを所望の接触圧が得られるような引張ばねに交換することで調整した。所望の接触圧が得られているかは、市販の工業用薄型力センサ（日本キスラー株式会社製、９１３０Ｂ）を用いて計測した。また、研磨板４０は、研磨面の面振れによるダイヤモンドの欠損が生じないように、面振れを０．２μｍ以下となるように調整した。面振れは、研磨板の外周近傍の高さをレーザ式変位センサ（オムロン株式会社製、ＺＳ−ＨＬ）により測定し，研磨板の回転による高さの変動を面振れとして測定した。さらに、スライドベース３３の往復運動が、研磨板４０の周速度が１０〜４０ｍ／ｓの部分を往復するように設定した。
【００７５】
（研磨板）
研磨板は、フロート法により製造された厚さ２０ｍｍのソーダライムガラス（セントラル硝子株式会社製、組成式および質量比：１７Ｎａ２Ｏ−５ＣａＯ・４ＭｇＯ−５Ａｌ２Ｏ３−７３ＳｉＯ２）を、直径２５０ｍｍの円形に切断したものを用いた。このソーダライムガラス製の研磨板の軟化点を表１に示す。
【００７６】
【表１】
2014161990.tif 000003
【００７７】
（試験方法）
ダイヤモンド研磨装置の保持機構１０の角度（θ、φ）が（０°、０°）となる状態で、試料の上面（シャンクに取り付けていない面）と研磨板４０の研磨面４１が、水平に接するように試料を保持機構１０に取り付けた。この角度を初期角度とする。初期角度を維持したまま、接触圧が試料及び保持機構１０の重さも含めて１ＭＰａとなるように、加圧調整機構を調整し、試料を水平に回転している研磨板４０の研磨面４１に接触させ、この状態を保持した。そして、接触開始から１５分に達するまでの研磨量（μｍ）を測定し、研磨速度（μｍ／ｈ）を演算した。この結果を、図１０（ａ）に示す。
【００７８】
同じく、あらかじめ試料の側面に塗布しておいたグラファイトの最も高温の箇所の温度（℃）を、赤外線サーモグラフィー（株式会社アピステ製、ＦＳＶ−１２００）を用い、研磨開始後、ダイヤモンドの温度が実質的に一定、もしくは周期的変動のみになったときの温度（以下、平均温度という）を図１０（ａ）に示す。
【００７９】
以下、同様に、ピッチ角θ、ロール角φは０°とし、このときの研磨方向を＜１００＞方向としたときのヨー角を０°として、０°、１５°、３０°、および４５°の各ヨー角について研磨量の測定と温度の測定を行った。ただし、１５分に達するまでの研磨量が微量であり、研磨量を測定できなかった場合には、研磨時間を１時間として再度研磨を行った。なお、ヨー角が４５°の場合が、ダイヤモンドの結晶方位としては＜１１０＞方向に相当する。そして、それぞれの角度において、研磨量から研磨速度を演算し、あわせて、平均温度をそれぞれ決定した。この各角度における研磨速度および平均温度を図１０（ａ）に、研磨開始から３０秒後までの＜１００＞方向の温度変化を図１１に示す。
【００８０】
［実施例２］
上記実施例１のソーダライムガラス製の研磨板に代えて、フロート法により製造された厚さ２０ｍｍのホウケイ酸ガラス（ショット日本株式会社製、テンパックス、組成式および質量比：４．０Ｎａ２Ｏ／Ｋ２Ｏ−１３Ｂ２Ｏ３−２Ａｌ２Ｏ３−８１ＳｉＯ２）を直径２００ｍｍの円形に切断した研磨板を用いた以外は実施例１と同様にして、各角度における研磨量及び温度を測定した。このホウケイ酸ガラス製の研磨板の軟化点を表１に、演算した各角度における研磨速度および平均温度を図１０（ｂ）に、＜１００＞方向の温度変化を図１１に示す。
【００８１】
［比較例１］
上記実施例１のソーダライムガラス製の研磨板に代えて、直径２００ｍｍ、厚さ３ｍｍの合成石英ガラス（信越化学工業株式会社製、ＶＩＯＳＩＬ）の表面を平均表面粗さ０．３ｎｍＲａ以下に研磨したものを用いた以外は実施例１と同様にして、各角度における研磨量及び温度を測定した。この合成石英ガラスの軟化点を表１に、演算した各角度における研磨速度および平均温度を図１０（ｃ）に、＜１００＞方向の温度変化を図１１に示す。
【００８２】
［比較例２］
スカイフを備えた研磨装置(株式会社イマハシ製作所製、ＤＴＰ−３００Ａ)を用いて、各角度における研磨量を測定した。ダイヤモンド砥粒（粒度０．２５μｍ）のスカイフへの担持は、ダイヤモンド砥粒をオリーブオイルに拡散させたスラリー（（ダイヤモンド砥粒の質量）／（ダイヤモンド砥粒の質量＋オリーブオイルの質量）＝２５質量％）を、研磨工程前にスカイフに数ｍｌ滴下することで行った。スカイフの回転速度は、実施例１の周速度と同一とし、接触圧は３．７ＭＰａとなるように加工圧調整機構を調整した。また、研磨する試料、および方向は実施例１と同様にした。演算した各角度における研磨速度を図１０（ｄ）に示す。
【００８３】
以上より、本発明のダイヤモンド研磨装置を用いた実施例１、２と、その他のダイヤモンド研磨装置を用いた比較例１、２とを比較すると、図１０（ａ）〜（ｄ）の縦軸を比較すれば明らかなように、本発明のソーダライムガラス研磨板、ホウケイ酸ガラス研磨板による研磨加工では、各比較例よりも研磨速度が格段に大きく、方向依存性も小さいことが確認できた。また、同じガラス材料であっても軟化点の高い合成石英ガラス研磨板では充分な研磨速度が得られないことが分かった。
【００８４】
また、図１１より、各研磨板による接触開始から２秒程度までの研磨工程初期におけるダイヤモンドの温度変化を比較すると、実施例１の場合にはおよそ３０℃／ｓ、実施例２の場合にはおよそ２０℃／ｓと、比較例１のおよそ１２℃／ｓに比べ、研磨工程初期の温度上昇速度が速いことが分かる。これは、ダイヤモンドを対象とした場合において、ソーダライムガラスおよびホウケイ酸ガラスの動摩擦係数が、合成石英ガラスの摩擦係数に対して高いことが原因と考えられる。このように、軟化点が本発明の範囲内にあるガラス材料のダイヤモンドに対する動摩擦係数は、より軟化点の高い材料に比べて高いことも、大きな研磨速度が得られる要因となっていると考えらえる。
【００８５】
≪試験例２≫
試料を直径３ｍｍ、高さ５ｍｍのＮＰＤとした以外は実施例１と同様にして、研磨量を測定した。測定した研磨量から演算した研磨速度と、非特許文献３の図１に記載されている研磨速度のデータとの比較を図１２に示す。図１２中、ＰＣＤ＊、合成ＳｉＯ２＊、単結晶Ａｌ２Ｏ３＊、ＳｉＣ＊、ＷＣ＊が、非特許文献３の研磨速度のデータである。なお、非特許文献３の「摩耗Ｒａｔｅ」が、本発明の研磨速度に相当する。また、非特許文献３の摩耗Ｒａｔeと本発明の研磨速度は、単位が異なるため、本試験例により得られた値は、非特許文献３の値に合わせて変換を行っている。
【００８６】
以上より、本発明のダイヤモンド研磨装置を用いた実施例１、２と、その他のダイヤモンド研磨装置を用いた比較例１、２、及び非特許文献３に記載のダイヤモンド研磨装置とを比較すると、図１２より明らかなように、本発明のダイヤモンド研磨装置は研磨速度が格段に大きく、方向依存性も小さい。また、比較例２との対比より、ガラスを素材として用いても、軟化点の高い合成石英ガラスでは充分な研磨速度が得られないことが分かった。
【００８７】
≪試験例３≫
ＮＰＤに対し、レーザによる加工と本発明の研磨方法による加工とを行った。試料として、超硬合金製のシャンク先端部に、（サイズ：縦３ｍｍ×横３ｍｍ×高さ２ｍｍ）のＮＰＤを、銀によりろう付けした刃先交換型チップ（工具角：６０°、ノーズ半径：０．４ｍｍ、厚さ：４ｍｍ、逃げ角：１１°）を作製した。なお、ＮＰＤには、シャンクへのろう付け後に、レーザとしてＹｂファイバーレーザ（パナソニック株式会社製、ＬＰ−Ｓ５００）を用い、トリミング加工を行った。その後、前加工として、刃先交換型チップのノーズ部のレーザ加工面のバリ、および付着しているデブリを、ダイヤモンドホイールを備える成形加工装置（高知ＦＥＬ株式会社製）を用いて取り除いた。そして、この前加工した刃先交換型チップを試料とし、このチップのＮＰＤに対して本発明の研磨装置の保持機構に揺動機構を追加したダイヤモンド研磨装置を用い周速度２０ｍ／ｓで３時間の加工を行った。揺動機構は、保持機構の先端が前記Ｘ軸周りの円弧に沿って回転可能となるように保持機構を支持するゴニオステージと、このゴニオステージを前記Ｙ軸周りに回転可能に軸支する回転ステージとを備える。研磨後の試料の先端部（ノーズ部）の電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ：Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｙｐｅ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像を図１３に示す。
【００８８】
図１３より、本発明のダイヤモンド研磨装置による研磨を加えることで、先端稜線部の丸味半径はほぼ１００ｎｍ以下を達成することができた。なお、図１３の稜線部の下部に見られる欠けは、研磨により生じたものではなく、ダイヤモンドに内在していた空孔によるものと考えられる。
【００８９】
＜付記＞
以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
回転する研磨面を有する研磨板と、研磨対象であるダイヤモンドを前記研磨板の研磨面に接触させた状態で保持する保持機構と、前記保持機構を支持する保持機構支持体とを備えるダイヤモンド研磨装置であって、
前記研磨板は、
前記研磨面の表面粗さが１μｍＲａ以下であり、
少なくともダイヤモンドとの摺動面の素材がガラスであり、かつ、このガラスの軟化点が７２０℃以上８３０℃以下であり、
前記保持機構支持体が、２本のガイドピンが立設されるガイドピン台を備え、
前記保持機構は、前記ガイドピン台に立設される２本の前記ガイドピンに支持される２つの支持部と、先端側に前記ダイヤモンドを取り付ける取付部とを有し、
前記支持部の前記ガイドピンに対する軸方向の位置が調節可能であるダイヤモンド研磨装置。
【００９０】
（付記２）
前記保持機構の形状が、前記取付部及び前記各支持部をそれぞれ頂点とする三角形状である付記１に記載のダイヤモンド研磨装置。
【００９１】
（付記３）
前記保持機構支持体は、前記研磨板の研磨面に対して垂直方向に延びるリニアガイドであり、
前記保持機構は、前記研磨板の研磨面に対して平行方向に取り付けられる平行板バネからなり、前記リニアガイドに沿って移動自在に支持され、先端側に前記ダイヤモンドを取り付ける取付部を有する付記１に記載のダイヤモンド研磨装置。
【００９２】
（付記４）
前記研磨板を上部に支持する研磨板支持台と、
前記研磨板支持台及び前記保持機構支持体が取り付けられる防振台とを備え、
前記研磨板の研磨面が作業者の目の高さに合うように前記防振台の上面よりも高い位置にあり、
前記保持機構支持体が前記研磨板に対して半径方向に前記ダイヤモンドを往復運動させる往復運動手段を備え、
前記保持機構支持体又は前記研磨板支持台と台座部との間に、前記ダイヤモンドの往復運動ベクトルと前記研磨板の研磨面とが平行となるように角度調整可能な架設台を備えることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載のダイヤモンド研磨装置。
【００９３】
（付記５）
台座部と、
ダイヤモンドを保持する保持機構と、
前記台座部上に設けられ、前記保持機構を支持する保持機構支持台と、
研磨面を有する研磨板と、
前記台座部上に設けられ、前記研磨板を回転可能に軸支する研磨板支持台とを備えるダイヤモンド研磨装置であって、
互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を規定し、前記研磨面の中心軸を前記Ｚ軸としたときに、前記研磨板支持台が前記ダイヤモンドに対して前記研磨面を前記Ｚ軸方向に昇降させる研磨面昇降機構部を備え、
前記研磨面は、少なくともダイヤモンドとの摺動面の素材がガラスであり、かつ、このガラスの軟化点が７２０℃以上８３０℃以下であるダイヤモンド研磨装置。
【００９４】
（付記６）
前記研磨面昇降機構部は、前記研磨板支持台が備えるスピンドル全体を前記Ｚ軸方向に進退させることで、前記ダイヤモンドに対して前記研磨面を前記Ｚ軸方向に昇降させる構成であり、
前記研磨板支持台のスピンドルは、前記研磨面昇降機構部に着脱自在に固定されている付記５に記載のダイヤモンド研磨装置。
【００９５】
（付記７）
前記保持機構が、前記Ｙ軸方向に沿って伸び、その先端で前記ダイヤモンドを片持ち状に保持する保持アームを有し、
前記保持機構支持台が、前記Ｙ軸周りの円弧に沿って前記保持機構を揺動させる保持機構揺動機構部を備え、
前記研磨板支持台は、
前記研磨板支持台を、前記Ｘ軸に平行に近い方向に、直線状あるいは円弧状に往復させる往復機構部を備える付記５または６のいずれかに記載のダイヤモンド研磨装置。
【００９６】
（付記８）
前記保持機構が、前記Ｙ軸方向に沿って伸び、その先端で前記ダイヤモンドを片持ち状に保持する保持アームであり、
前記保持機構支持体が、
前記保持アームの先端が前記Ｘ軸周りの円弧に沿って回転可能となるように前記保持アームの根元側を支持するゴニオステージと、
前記ゴニオステージを前記Ｙ軸周りに回転可能に軸支する回転ステージと、
前記保持アーム、前記ゴニオステージおよび前記回転ステージを一体的に前記Ｚ軸方向に移動させる保持機構昇降機構部とを備える付記５〜７のいずれか一つに記載のダイヤモンド研磨装置。
【００９７】
以上、本発明は、上述した実施形態に限定されるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。例えば、研磨板を水平ではなく垂直方向に回転（回転軸を水平に配置）させるような構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明のダイヤモンド研磨装置及び研磨方法は、例えばダイヤモンド原石の研磨や、ダイヤモンド切削工具の製造等、ダイヤモンドの研磨に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１０  保持機構
１１Ａ，１１Ｂ  支持部    １２  取付部    １２０  取付具
１３  第１突起部
２０  ネジ台（ガイドピン台）
２１Ａ，２１Ｂ  ネジ（ガイドピン）    ２２  ナット
２３  第２突起部    ２４  穴
３０  保持機構支持台
３１  マグネットベース    ３２  架台    ３３  スライドベース
３５  往復運動用モータ    ３６  クランク    ３７  コネクティングロッド
４０  研磨板
４１  研磨面
５０、５０ａ  研磨板支持台
５０ａｃ    内底部    ５１  スピンドル    ５２  軸受
５３  駆動プーリ    ５４  取手    ５５  ボルト    ５６  ベルト
５７ａ、５７ｂ  静圧軸受    ５８ａ  吸気口    ５８ｂ  排気口
５９  昇降機構
５９ｉ  内側部材    ５９ｏ    ｓｂ  スラスト球
６０  防振台
６５  研磨板駆動モータ
７０  平行板バネ
７１  板バネ    ７２  スペーサ
８０  リニアガイド
１００  ダイヤモンド原石
１１０  ダイヤモンド工具    １１１  シャンク
【図１】
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【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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