(57)【要約】【課題】砥石の寿命を容易に判断することができるようにする。【解決手段】砥粒部２０を中間層２１と中間層２１の上面に形成された、ダイヤモンド砥粒２２ａを含有する砥粒層２２とで構成する。中間層２１はダイヤモンド砥粒２１ａ及びクッション性によって研削砥石１の研削能力を低下させるためのマイクロカプセル２１ｂを含有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台皿と、
前記台皿の表面にめっきで形成され、マイクロカプセルと第１の砥粒とを含有する中間層と、
前記中間層の表面にめっきで形成され、第２の砥粒を含有する砥粒層と
を備えていることを特徴とする研削用砥石。
【請求項２】
前記マイクロカプセルの内部に顔料又は染料が閉じ込められていることを特徴とする請求項１記載の研削用砥石。
【請求項３】
前記マイクロカプセルは前記第１の砥粒より大きいことを特徴とする請求項１又は２記載の研削用砥石。
【請求項４】
前記中間層及び前記砥粒層は無電解めっき法で形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の研削用砥石。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の研削用砥石を用いることを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項６】
基体と、
前記基体の表面にめっきで形成され、マイクロカプセルと第１の砥粒とを含有する中間層と、
前記中間層の表面にめっきで形成され、第２の砥粒を含有する砥粒層と
を備えていることを特徴とする砥石ペレット。
【請求項７】
台皿と、この台皿に固定された複数の請求項６記載の砥石ペレットとを備えていることを特徴とする研削用砥石。
【請求項８】
請求項７記載の研削用砥石を用いることを特徴とする光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は研削用砥石、砥石ペレット及び光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
めっき皮膜を結合材とした研削用砥石は、台皿と、台皿の表面に砥粒を含有するめっきで形成された砥粒層とからなる。
【０００３】
この研削用砥石はレジンボンド砥石やメタルボンド砥石と同様にレンズ等の被加工物の研削、研磨に用いられる。研削、研磨によって砥粒層は次第に摩耗し、台皿の表面が露出した時点で砥石寿命が尽きる。
【０００４】
また、レジンボンドやメタルボンドを結合材とする砥石は台皿表面に貼り付けられ、その台皿の表面の一部は露出している（特開平１０−２４９７３４号公報参照）ため、砥石の寿命を目視で判断することができる。
【特許文献１】特開平１０−２４９７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、めっき皮膜を結合材とした研削用砥石では、台皿上の表面全体に砥粒層が積層されているため、砥石の寿命を目視で判断することは難しい。被加工物の研削、研磨加工が完了した時点で台皿（基体）の表面が露出すれば被加工物の表面を傷つけることはないが、加工の途中で台皿の表面が露出すると、被加工物の表面に深い傷を付けたり、被加工物が割れたりする。また、台皿自体にも傷が付くため、台皿の再使用が不可能になることがある。
【０００６】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は砥石の寿命を容易に判断することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、台皿と、前記台皿の表面にめっきで形成され、マイクロカプセルと第１の砥粒とを含有する中間層と、前記中間層の表面にめっきで形成され、第２の砥粒を含有する砥粒層とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の研削用砥石において、前記マイクロカプセルの内部に顔料又は染料が閉じ込められていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の研削用砥石において、前記マイクロカプセルは前記第１の砥粒より大きいことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の研削用砥石において、前記中間層及び前記砥粒層は無電解めっき法で形成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の研削用砥石を用いることを特徴とする光学素子の製造方法である。
【００１２】
請求項６記載の発明は、基体と、前記基体の表面にめっきで形成され、マイクロカプセルと第１の砥粒とを含有する中間層と、前記中間層の表面にめっきで形成され、第２の砥粒を含有する砥粒層とを備えていることを特徴とする砥石ペレットである。
【００１３】
請求項７記載の発明は、台皿と、この台皿に固定された複数の請求項６記載の砥石ペレットとを備えていることを特徴とする研削用砥石である。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の研削用砥石を用いることを特徴とする光学素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、砥石の寿命を容易に判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１はこの発明の一実施形態に係る研削用砥石の断面を示す概念図である。
【００１８】
研削用砥石１は、台皿１０と、図示しないレンズを研削する砥粒部２０とからなる。
【００１９】
研削用砥石１は例えば台皿１０の軸部１１を中心として回転し、レンズや光学素子等の被加工物を研削する。
【００２０】
台皿１０の材料としては機械的な剛性が高い金属が適している。具体的な材料としては、めっきの前処理が容易な鉄、黄銅、アルミニウム、ステンレス鋼等がある。無電解めっきを用いて後述する中間層２１を形成する場合には、台皿１０に触媒の付与を必要とせず、台皿１０そのものが触媒となって無電解めっきが析出する鉄が特に適している。なお、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリアミド、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等のプラスチック樹脂材を用いてもよい。
【００２１】
台皿１０の表面１０ａは加工するレンズや光学素子の仕上がり形状に対応した形状になっている。本実施形態では、平面形状の光学素子を研削する砥石を例示している。
【００２２】
砥粒部２０は中間層２１と中間層２１の上面に形成された砥粒層２２とで構成されている。
【００２３】
中間層２１はダイヤモンド砥粒（第１の砥粒）２１ａ及びマイクロカプセル２１ｂを含有している。マイクロカプセル２１ｂの材料はウレタン樹脂やアクリル樹脂等の熱可塑性樹脂であり、赤色顔料（又は染料）を内包している。マイクロカプセル２１ｂはダイヤモンド砥粒２１ａより大きい（同じ大きさであってもよい）。中間層２１は無電解メッキで形成される。ダイヤモンド砥粒２１ａは、マイクロカプセル２１ｂの脱落によって生じた中間層２１のめっき表面２１ｃのエッジと被加工物とが接触して、被加工物に傷が付くのを防止する。
【００２４】
砥粒層２２は中間層２１を覆う。砥粒層２２はダイヤモンド砥粒（第２の砥粒）２２ａを含有する。ダイヤモンド砥粒２２ａはダイヤモンド砥粒２１ａより大きい。この砥粒層２２は無電解メッキで形成される。
【００２５】
次に、この研削用砥石１の製造方法を説明する。
【００２６】
図２（ａ）〜（ｅ）は製造工程を説明する図である。
【００２７】
まず、台皿１０を電解水で洗浄する（図２（ａ）参照）。なお、台皿１０の直径は２２０ｍｍである。台皿１０の材料はステンレス鋼である。
【００２８】
次に、台皿１０の裏面部にマスキング治具（図示せず）を取り付けてマスキング３０を行う（図２（ｂ）参照）。
【００２９】
次に、台皿１０をアルカリ系水溶液に漬け、アルカリ系水溶液のけん化作用による脱脂（指紋、油脂等の有機物や静電作用によって付着した塵等の付着物を除去）と、酸による活性化処理を順次行う。
【００３０】
その後、塩酸と塩化パラジウムとを主成分とするパラジウム置換液に６０秒間漬け、無電解めっきを円滑に行うための触媒層としてパラジウム層を台皿１０の表面１０ａに形成する。なお、黄銅の場合も同様である。また、アルミニウムの場合には、亜鉛置換液に台皿１０を漬け、触媒となる亜鉛層を台皿１０の表面１０ａに形成する。なお、触媒性を有する鉄の場合には、この触媒層形成の処理は省略される。
【００３１】
次に、マイクロカプセル２１ｂを含む無電解ニッケルめっき液４０ａに漬け、無電解めっきによって台皿１０の表面１０ａにニッケルめっき皮膜を形成する。このニッケルめっき皮膜が中間層２１となる。
【００３２】
無電解ニッケルめっき液４０ａには、平均粒径５μｍのマイクロカプセル２１ｂが１リットル当たり５ｇ、粒径０．５〜１．０μｍのダイヤモンド砥粒２１ａが１リットル当たり１ｇ投入されている。所定量のマイクロカプセル２１ｂとダイヤモンド砥粒２１ａとが無電解ニッケルめっき液４０ａ中に均一に分布するように、攪拌機４１の攪拌条件が設定されている。８０℃に加熱されためっき液４０ａに１時間漬けたとき、厚さ１０μｍのニッケルめっき皮膜が形成された（図２（ｃ）参照）。
【００３３】
その後、超音波洗浄装置（図示せず）と浸漬による水洗を行い、台皿１０と治具に付着したマイクロカプセル２１ｂとダイヤモンド砥粒２１ａとを除去する。
【００３４】
次に、台皿１０をダイヤモンド砥粒２２ａを含む無電解ニッケルめっき液４０ｂに漬け、無電解めっきによって中間層２１の表面にニッケルめっき皮膜を形成する。
【００３５】
無電解ニッケルめっき液４０ｂには、粒径２．０〜４．０μｍのダイヤモンド砥粒２２ａが１リットル当たり０．１ｇ投入されている。所定量のダイヤモンド砥粒２２ａが無電解ニッケルめっき液４０ｂ中に均一に分布するように、攪拌機４１の攪拌条件が設定されている。８５℃に加熱されためっき液に２．５時間漬けたとき、厚さ３０μｍのニッケルめっき皮膜が形成された（図２（ｄ）参照）。このニッケルめっき皮膜が砥粒層２２となる。
【００３６】
その後、台皿１０を無電解ニッケルめっき液４０ｂから取り出し、水洗した後、乾燥し、マスキング３０を除去する。その結果、研削砥石１が完成する（図２（ｅ）参照）。
【００３７】
次に、研削砥石１による加工実験を行い、中間層２１の効果を確認した。
【００３８】
石英で形成された直径２７０ｍｍの平面光学素子を被加工物として用いた。加工条件は以下の通りである。
研削装置：舘野製楕円運動型
研削条件  砥石回転数：３００ｒｐｍ
光学素子回転数：５０ｒｐｍ
ゲージ圧力：０．２ＭＰａ
研削液：水溶性タイプの研削原液を水で希釈した
研削濃度  原液：水＝１：３
【００３９】
以上の条件で１分間ずつ加工したときの被加工物の摩耗量と研削砥石１の表面とを調べた。加工開始から１５分間加工したときの１分間当たりの被加工物の平均摩耗量は３０μｍであった。また、１６分間加工したときの１分間当たりの被加工物の平均摩耗量は１０μｍであった。更に、１７分間加工したときの１分間当たりの被加工物の平均摩耗量は１０μｍであった。１７分間加工したとき、被加工物の表面には傷等は見られなかった。なお、被加工物の摩耗量の変化は砥石回転数、光学素子回転数の変化によって検出可能である（これは目視でもわかる）。
【００４０】
研削砥石１の表面にはわずかではあるが赤色を観察することができた。また、研削砥石１の表面を顕微鏡で観察したところ、砥粒層２２は見られず、しかも台皿１０の表面１０ａが露出していないことから、現在中間層２１が露出していることがわかる。このときの研削砥石１の研削能力はマイクロカプセル２１ｂのクッション性によって抑制されている。この研削能力が低下したときを研削砥石１の寿命と判断して加工を止めればよい。
【００４１】
この実施形態によれば、被加工物の研削加工中に砥粒層２２が摩滅したとき、マイクロカプセル２１ｂのクッション性によって生じた研削能力の低下を検出することができるので、砥石の寿命を容易に判断することができる。また、マイクロカプセル２１ｂのクッション性によって被加工物の傷や割れを防ぐことができる。更に、空転によって台皿１０自体の傷や割れを防ぐことができるので、研削砥石１（台皿１０）の再使用が可能となる。
【００４２】
なお、砥粒層２２の形成に電気めっきを用いる場合には、触媒層の有無は問題とならないため、水洗した後に直ちにめっき液中に投入すればよい。砥粒層２２の厚さはめっき液に流れる電流量（電流×時間）（例えば、５Ａ/１００ｃｍ2、３０分）によって制御可能である。また、ダイヤモンド砥粒２２ａの含有量の制御はめっき液に投入するダイヤモンド砥粒２２ａの量とスターラの攪拌条件とを一定に保つことで制御可能である。
【００４３】
また、上記実施形態では台皿１０の表面１０ａに直接砥粒部２０（中間層２１と砥粒層２２）が形成される研削砥石１を説明したが、接着剤を介して台皿１０に円柱上の複数の砥石ペレット（図示せず）を貼り付けて構成される研削砥石に本願発明を適用する場合には、円柱上の砥石ペレットの表面に中間層と砥粒層とを形成すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１はこの発明の一実施形態に係る研削用砥石の断面を示す概念図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｅ）は製造工程を説明する図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：研削用砥石、１０：台皿、２０：砥粒部、２１：中間層、２１ａ：ダイヤモンド砥粒（第１の砥粒）、２１ｂ：マイクロカプセル、２２：砥粒層、２２ａ：ダイヤモンド砥粒（第２の砥粒）。
【図１】
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【図２】
2008142806.tif 000004