(57)【要約】【課題】任意の形状の被研磨物を研磨することができる研磨装置を提供する。【解決手段】加工テーブル１１の上面に支持された凹レンズ１２の被研磨面１２ａと所定の隙間ｇをもって移動される研磨ヘッド１６に供給孔１６ｂ及び排出孔１６ｃを形成し、研磨ヘッド１６の上面に供給孔１６ｂと対応して、噴射孔２３ａを有する供給ノズル２３を設ける。該供給ノズル２３に形成された導入孔２３ｂに貯留タンク２４から可撓配管２５を介して研磨液Ｋを供給する。前記供給ノズル２３の噴射孔２３ａに連通するように空気噴射ノズル２７を設け、圧縮空気供給源２８から可撓配管２９を介して空気噴射ノズル２７に圧縮空気を供給し、エゼクタ作用により研磨液Ｋを供給孔１６ｂから隙間ｇに供給する。隙間ｇを流れる研磨液Ｋによって凹レンズ１２の被研磨面１２ａが研磨される。前記排出孔１６ｃによって隙間ｇ内の使用済みの研磨液Ｋが排出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブルに支持された被研磨物の被研磨面と対向して隙間を形成する研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドに設けられ、かつ前記隙間に研磨材を供給する研磨材供給手段と、
前記研磨ヘッドに設けられ、かつ前記隙間内の使用済み研磨材を、該隙間から外部に排出する研磨材排出手段と、
前記研磨ヘッド又はテーブルを移動する移動手段と、
前記研磨材供給手段、研磨材排出手段及び移動手段の動作を制御する制御装置と
を備えたことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
請求項１において、前記研磨ヘッドには、研磨材を隙間に供給する供給孔と、隙間内の研磨材を排出する排出孔とが形成されていることを特徴とする研磨装置。      
【請求項３】
請求項１又は２において、前記研磨材供給手段及び研磨材排出手段は、研磨材を循環供給するように構成され、循環経路の途中には、研磨材から研磨屑を分離する分離手段が設けられていることを特徴とする研磨装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、研磨材は研磨液であって、前記研磨材供給手段は、圧縮空気供給源から供給されレル噴射空気によるエゼクタ作用により研磨液を前記隙間に供給するように構成されていることを特徴とする研磨装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項において、前記研磨ヘッドの中央部に前記供給孔が形成され、外周部に排出孔が形成されていることを特徴とする研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば研磨粒子あるいは研磨液等の流動性のある研磨材を被研磨物の表面に作用させて被研磨物を研磨する研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、研磨装置として、特許文献１に開示されたものがある。この研磨装置は、図７に示すように、研磨粒Ｍを被研磨物Ｗの加工部位に向けて噴射する供給ノズル４１を備え、噴射された上記研磨粒Ｍを吸引して回収する吸引ノズル４２を備えている。又、この研磨装置には研磨粒Ｍを循環させるための空気流を生成するポンプ４３が備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５‐２１２００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記従来の研磨装置は、供給ノズル４１から噴射された研磨粒Ｍ及び研磨屑が加工部位から飛散しないように、供給ノズル４１を保持するホルダ４４に、カバー４５を装着し、該カバー４５の下端開口縁を被研磨物Ｗの上面に接触させて、加工部位を遮蔽する必要がある。このため、研磨中に被研磨物Ｗを支持するテーブルＴを移動させる際に、被研磨物Ｗの上面にカバー４５の下端縁を摺動接触させる必要があり、従って、上面が平面状の被研磨物Ｗしか研磨できず、被研磨物Ｗの形状が限定されるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、任意の形状の被研磨物を研磨することができる研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、テーブルに支持された被研磨物の被研磨面と対向して隙間を形成する研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドに設けられ、かつ前記隙間に研磨材を供給する研磨材供給手段と、前記研磨ヘッドに設けられ、かつ前記隙間内の使用済み研磨材を、該隙間から外部に排出する研磨材排出手段と、前記研磨ヘッド又はテーブルを移動する移動手段と、  前記研磨材供給手段、研磨材排出手段及び移動手段の動作を制御する制御装置とを備えたことを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記研磨ヘッドには、研磨材を隙間に供給する供給孔と、隙間内の研磨材を排出する排出孔とが形成されていることを要旨とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記研磨材供給手段及び研磨材排出手段は、研磨材を循環供給するように構成され、循環経路の途中には、研磨材から研磨屑を分離する分離手段が設けられていることを要旨とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項において、研磨材は研磨液であって、前記研磨材供給手段は、圧縮空気供給源から供給されレル噴射空気によるエゼクタ作用により研磨液を前記隙間に供給するように構成されていることを要旨とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項において、前記研磨ヘッドの中央部に前記供給孔が形成され、外周部に排出孔が形成されていることを要旨とする。
（作用）
この発明は移動手段によって、研磨ヘッドと被研磨物との間に所定の隙間が形成された状態で研磨ヘッドが移動され、研磨材供給手段によって前記隙間に研磨材が供給されるとともに、使用済みの研磨材が研磨材排出手段によって隙間から外部に排出される。前記隙間を流動する研磨材によって被研磨物が研磨される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、任意の形状の被研磨物を研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明を具体化した研磨装置の一実施形態を示す縦断面図。
【図２】研磨ヘッドを下から見た斜視図。
【図３】研磨装置の作動状態を示す縦断面図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、この発明の別の実施形態を示す研磨ヘッドの下から見た斜視図。
【図５】（ａ）は、この発明の別の実施形態を示す研磨ヘッドの縦断面図、（ｂ）は研磨ヘッドの底面図。
【図６】この発明の別の実施形態を示す研磨ヘッドの縦断面図。
【図７】従来の研磨装置の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した研磨装置の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、研削装置のベッド１０の上面には後述する研磨液Ｋを貯留するトレー３６を介して加工テーブル１１が配置されている。加工テーブル１１の上面には、被研磨物としての凹レンズ１２が図示しない例えば吸着用治具によって吸着保持されている。前記ベッド１０の所定位置に立設されたコラム（図示略）には、５軸数値制御機構１４によってＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸方向と、Ｘ軸及びＹ軸の周りでそれぞれ旋回する２軸方向に移動制御される制御軸１５が装着されている。前記制御軸１５の下端部には、図２に示すように円盤状の研磨ヘッド１６が取り付けられている。前記５軸数値制御機構１４及び制御軸１５は前記研磨ヘッド１６の移動手段を構成している。前記研磨ヘッド１６の円形の表面（図１の下面）１６ａと、前記凹レンズ１２の凹状の被研磨面１２ａとの間には、研磨材としての研磨液Ｋが流動可能な隙間ｇが形成されるようになっている。
【００１４】
前記研磨ヘッド１６には、前記隙間ｇにスラリー状の研磨液Ｋを供給する供給孔１６ｂが形成され、該供給孔１６ｂから離隔した位置に隙間ｇ内の研磨液Ｋを上方向に排出する排出孔１６ｃが形成されている。
【００１５】
前記研磨ヘッド１６の供給孔１６ｂと排出孔１６ｃとの間には、前記隙間ｇに研磨液Ｋを循環供給する研磨材循環供給手段としての研磨液循環供給装置１９が設けられている。この研磨液循環供給装置は、概略的に見て、研磨材供給手段としての研磨液供給手段２０と、研磨材排出手段としての研磨液排出手段２１と、使用済みの研磨液Ｋから研磨屑を分離する研磨屑分離手段２２とによって構成されている。
【００１６】
以下、前記研磨液循環供給装置１９について説明する。
前記研磨ヘッド１６の上面には、前記供給孔１６ｂと対応するように、研磨液Ｋを前記研磨ヘッド１６の供給孔１６ｂに供給するための供給ノズル２３が取り付けられている。該供給ノズル２３の中心部には前記供給孔１６ｂと連通する噴射孔２３ａが形成され、該噴射孔２３ａと交差するように研磨液Ｋの導入孔２３ｂが形成されている。該導入孔２３ｂには、研磨液Ｋの貯留タンク２４から可撓配管２５を介して研磨液Ｋが導入されるようになっている。
【００１７】
前記可撓配管２５には電磁式の開閉弁２６が接続されている。前記供給ノズル２３の上部には前記噴射孔２３ａに進入するように、空気噴射ノズル２７が挿入されている。該空気噴射ノズル２７には圧縮空気供給源２８から可撓配管２９を介して圧縮空気が供給されるようになっている。前記可撓配管２９には電磁式の開閉弁３０が接続されている。そして、前記開閉弁３０が閉路ポートから開路ポートに切り換えられて、圧縮空気供給源２８から可撓配管２９を通して空気噴射ノズル２７に圧縮空気が供給されると、供給ノズル２３の噴射孔２３ａ内が空気の噴射によって負圧となる。この空気噴射ノズル２７によるエゼクタ作用により、貯留タンク２４の内部の研磨液Ｋが可撓配管２５及び導入孔２３ｂを通して噴射孔２３ａに導入される。そして、研磨ヘッド１６の供給孔１６ｂから凹レンズ１２と研磨ヘッド１６との隙間ｇに供給され、被研磨面１２ａが研磨液Ｋに含まれる砥粒によって研磨される。
【００１８】
前記研磨ヘッド１６の排出孔１６ｃには、可撓配管３１の一端が接続されている。該可撓配管３１の途中には吸引ポンプ３２が接続され、配管３１の他端には、研磨液Ｋの中から研磨屑のみを遠心分離方式により分離して除去する研磨屑分離装置３３が接続されている。該研磨屑分離装置３３によって清浄化された研磨液Ｋは配管３４によって前記貯留タンク２４の内部に還流され、分離された研磨屑は前記研磨屑分離装置３３に設けた図示しない排出口から外部に排出されるようになっている。
【００１９】
前記ベッド１０と加工テーブル１１の間に装着されたトレー３６は、前記研磨ヘッド１６による前記凹レンズ１２の被研磨面１２ａの研磨加工の際に該被研磨面１２ａから漏出した研磨液Ｋを貯留する機能を備えている。このトレー３６内の研磨液Ｋは、配管３７及び前記吸引ポンプ３２によって前記研磨屑分離装置３３に供給されるようになっている。
【００２０】
前記５軸数値制御機構１４、開閉弁２６、開閉弁３０及び吸引ポンプ３２等には、制御装置３５から出力される動作信号によって、作動されるようになっている。前記制御装置３５には、前記５軸数値制御機構１４による研磨ヘッド１６の移動が自動的に行われるように、予め記憶媒体に移動用のプログラムが記憶され、このプログラムに基づいて、研磨ヘッド１６が凹レンズ１２の被研磨面１２ａの研磨領域を移動するようになっている。
【００２１】
次に、前記のように構成された研磨装置の作用について説明する。
図１は前記開閉弁２６及び開閉弁３０が閉路ポートに切り換えられるとともに、吸引ポンプ３２が停止された研磨装置の停止状態を示す。この状態において、制御装置３５から出力される動作信号によって、前記開閉弁２６及び開閉弁３０が図３に示すように閉路ポートから開路ポートにそれぞれ切り換えられるとともに、吸引ポンプ３２が作動される。そして、圧縮空気供給源２８から可撓配管２９及び空気噴射ノズル２７を通して、供給ノズル２３の噴射孔２３ａに圧縮空気が噴射される。この動作によって、前記貯留タンク２４の内部に貯留されていた研磨液Ｋが可撓配管２５及び導入孔２３ｂを通して噴射孔２３ａに吸入され、前記研磨ヘッド１６の供給孔１６ｂから前記隙間ｇに供給される。前記隙間ｇに供給され、被研磨面１２ａの研磨に用いられた使用済みの研磨液Ｋは、該隙間ｇ内から前記吸引ポンプ３２によって排出孔１６ｃを通して可撓配管３１に吸い上げられ、研磨屑分離装置３３内に送られる。該研磨屑分離装置３３で、研磨液Ｋ内の研磨屑が遠心分離された後、清浄な研磨液Ｋは、配管３４を介して貯留タンク２４に還流され、再利用される。分離された研磨屑は、研磨屑分離装置３３の図示しない排出口から外部に排出される。
【００２２】
研磨ヘッド１６が凹レンズ１２の被研磨面１２ａとの隙間ｇを一定に保ちながら被研磨面１２ａの研磨領域の全体に移動走査されて、被研磨面１２ａ全体が研磨される。  
上記実施形態の研磨装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００２３】
（１）上記実施形態では、凹レンズ１２の被研磨面１２ａと、研磨ヘッド１６の表面１６ａとの間に形成された隙間ｇに研磨ヘッド１６の供給孔１６ｂから研磨液Ｋを供給し、隙間ｇを流れる研磨液Ｋに含まれる砥粒によって被研磨面１２ａを研磨するようにした。このため、前記研磨ヘッド１６を研磨領域に沿って自由に移動することができ、任意の形状の被研磨物Ｗを研磨することができる。
【００２４】
（２）上記実施形態では、隙間ｇ内の使用済みの研磨液Ｋを排出孔１６ｃから可撓配管３１を通して研磨屑分離装置３３に導き、該研磨屑分離装置３３によって研磨液Ｋに含まれる研磨屑を遠心分離し、清浄な研磨液Ｋを貯留タンク２４に還流するようにした。このため、研磨液Ｋを再利用することができ、ランニングコストを低減することができる。
【００２５】
（３）上記実施形態では、研磨ヘッド１６に供給孔１６ｂ及び排出孔１６ｃを設けたので、部品点数を低減して、研磨ヘッド１６の構造を簡素化することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
【００２６】
・図４（ａ）に示すように、前記研磨ヘッド１６の中心部に供給孔１６ｂを形成し、外周側に円環状の排出孔１６ｃを形成してもよい。この実施形態では、前記供給孔１６ｂから隙間ｇに供給された研磨液Ｋが円環状の排出孔１６ｃによってより確実に排出される。
【００２７】
・図４（ｂ）に示すように、研磨ヘッド１６の中心部に供給孔１６ｂを形成し、外周部に円形の排出孔１６ｃを複数（例えば２〜８）箇所に形成してもよい。図４（ｃ）に示すように、研磨ヘッド１６に平面長四角形状の供給孔１６ｂを形成するとともに、同じく平面長四角形状の排出孔１６ｃを形成してもよい。図４（ｄ）に示すように、２つの供給孔１６ｂと、２つの排出孔１６ｃを形成してもよい。
【００２８】
・図５（ａ）,（ｂ）に示すように、前記研磨ヘッド１６の中央部に供給孔１６ｂを形成し、外周部に排出孔１６ｃを形成し、外周縁に環状突条１６ｄを形成してもよい。この実施形態においては、前記環状突条１６ｄによって隙間ｇ内の研磨液Ｋが隙間ｇから外側方に流出するのを抑制することができる。
【００２９】
・図６に示すように、研磨ヘッド１６に別体で形成した研磨液供給ノズル３８及び研磨液排出ノズル３９を取り付けてもよい。
・図示しないが、研磨液供給手段２０と、研磨液排出手段２１とをそれぞれ別々に配設して、研磨液Ｋを循環供給しないように構成してもよい。
【００３０】
・前記実施形態では研磨ヘッド１６を５軸数値制御機構１４によって移動操作するようにしたが、研磨ヘッド１６を所定位置に保持するとともに、前記ベッド１０を例えばＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に移動制御するようにしたり、５軸制御したりしてもよい。
【００３１】
・研磨液に代えて、研磨材としての砥粒を空気流に乗せて、隙間ｇに供給し、被研磨物を研磨するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
ｇ…隙間、Ｋ…研磨材としての研磨液、Ｗ…被研磨物、１２ａ…被研磨面、１６…研磨ヘッド、１６ｂ…供給孔、１６ｃ…排出孔、２８…圧縮空気供給源、３５…制御装置。
【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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