(57)【要約】【課題】  曲率が大きく異なる複数の曲面を有する被研磨面を弾性研磨体を用いて均一に研磨することができる研磨方法を提供する。【解決手段】  被研磨物の被研磨面の複数の曲率から規定された複数の曲率の異なるドーム状部を有する弾性研磨体のうちから、少なくとも２つ以上の弾性研磨体１０ａ、１０ｂを選択する工程と、選択した弾性研磨体１０ａ、１０ｂを専用の研磨体取付治具２０ａ、２０ｂに装着し、被研磨物Ｌ２の被研磨面を研磨する工程とを有する研磨方法。【選択図】    図３
2004261954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドーム状部を有する弾性研磨体を用いた研磨方法であって、
前記弾性研磨体には、互いに曲率が異なる前記ドーム状部を有するものが複数種あり、被研磨面の曲面形状に応じて少なくとも２つ以上の前記弾性研磨体を選択する工程と、
選択した前記弾性研磨体を用いて前記被研磨面を研磨する工程とを有することを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
請求項１に記載の研磨方法において、
前記複数の弾性研磨体は、それぞれが所定の曲率に対応する複数の区画を一つずつ割り当てられており、
前記選択工程では、前記被研磨面の一の曲率について研磨する工程に先立ち、当該一の曲率が属する区画を割り当てられた曲率を有する弾性研磨体を選択することを特徴とする研磨方法。
【請求項３】
請求項２に記載の研磨方法において、
前記複数の区画は、前記被研磨面の複数の曲率のうち、最大の曲率から最小の曲率までの範囲を分割して設けられることを特徴とする研磨方法。
【請求項４】
請求項１に記載の研磨方法において、
前記選択工程では、
前記被研磨面の複数の曲率のうち、最大の曲率から最小の曲率までの範囲を分割したそれぞれの区画の平均曲率に近似する曲率の前記ドーム状部を有する弾性研磨体を選択することを特徴とする研磨方法。
【請求項５】
請求項１に記載の研磨方法において、
前記選択工程では、
前記被研磨面の最大曲率に近似した曲率の前記ドーム状部を有する弾性研磨体と、
前記被研磨面の最小曲率に近似した曲率の前記ドーム状部を有する弾性研磨体と、
前記被研磨面の最大曲率と最小曲率の平均曲率に近似した曲率の前記ドーム状部を有する弾性研磨体と、を選択することを特徴とする研磨方法。
【請求項６】
請求項１に記載の研磨方法において、
前記選択工程では、
前記被研磨面の中央部の曲率に近似する曲率の前記ドーム状部を有する弾性研磨体を含み選択することを特徴とする研磨方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の研磨方法において、
前記研磨工程では、前記被研磨物及び前記弾性研磨体に自転運動を与えると共に、
前記被研磨物と前記弾性研磨体とを相対的に揺動運動させながら、前記ドーム状部の曲率中心と前記被研磨物の揺動中心とを、ほぼ一致させて研磨することを特徴とする研磨方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の研磨方法において、
前記弾性研磨体のドーム状部は、弾性シートにより中空のドーム状に形成され、
前記研磨工程では、前記中空の部分に注入される圧力流体により前記弾性シートの内面に圧力を加え、前記ドーム状部に張りを与えながら研磨する前記研磨工程を有することを特徴とする研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨方法に関し、特に、曲率が大きく異なる複数の曲面を有する被研磨面を正確に研磨することができる研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼鏡レンズの凹面（眼球側、内面ともいう）は、球面、回転対称非球面、トーリック面、累進面、あるいはこれらを合成した曲面等の形状に形成され、切削等により面形状が加工されたときは光学面に鏡面研磨される。球面やトーリック面の単純な曲面の鏡面研磨は、オスカー式と呼ばれる剛体の研磨皿を用いた摺り合わせ研磨が用いられる。研磨皿を用いる鏡面研磨方法は、研磨皿の面形状を被研磨物に転写する方法である。そのため、レンズ処方に対応した面形状の数だけ加工皿が例えば数千種必要となる。
【０００３】
これらの曲面以外の累進面等の複雑ないわゆる自由曲面の研磨には研磨皿を用いることができないので、弾性研磨体を用いることが一般的に行われている。
【０００４】
例えば、本発明者は、被研磨物の凹面状の被研磨面より大面積のドーム状部を有する弾性研磨体のドーム状部の曲率が異なる複数個の中から被研磨面の曲面形状に応じて選択した弾性研磨体のドーム状部の一部を被研磨面のほぼ全面に当接させながら研磨する研磨方法を提案している。即ち、ワークの形状によって弾性研磨体の曲率を使い分けしている。
【０００５】
研磨工程では、ドーム状に形成された中空の弾性シートの内面に圧力流体で圧力を加え、ドーム状部に張りを与え、被研磨物に揺動運動と自転運動を与え、弾性研磨体に自転運動を与えながら、ドーム状部の曲率中心と被研磨物の揺動中心とをほぼ一致させて研磨する。
【０００６】
弾性研磨体を選択する際は、例えば、レンズ内面の中に存在する最大の曲率半径（曲率の逆数）Ｒmaxと最小の曲率半径Ｒminから、（Ｒmax＋Ｒmin）／２＝Ｒmidを求め、この中間曲率半径Ｒmidに近い曲率半径のドーム状部を有する弾性研磨体を選択する。乱視面（トーリック面）の場合は、ベースカーブとクロスカーブの中間の曲率半径となり、弾性研磨体の変形を最小にして、円柱面状のトーリック面に追随性良く密着して均一な研磨が可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば強度の乱視を矯正する眼鏡レンズの場合、ベースカーブとクロスカーブとの曲率の差が非常に大きくなる。また、累進多焦点レンズにおける遠用度数と近用度数の差である加入度が非常に大きくなると、遠用部と近用部の曲率の差が非常に大きくなる。弾性研磨体は形状追随性に優れるものの、曲率の差が非常に大きい曲面を有するこのような被研磨面に対しては、当たりが強い部分と当たりが弱い部分が発生する場合がある。当たりが弱い部分は、研磨され難いため、長い研磨時間を必要とする一方、当たりが強い部分は短い研磨時間で研磨することができる。そのため、当たりが弱い部分を十分に研磨しようとすれば、長い研磨時間が必要となるばかりでなく、当たりが強い部分で研磨過剰となり、いわゆる研磨ダレが発生する場合がある。研磨ダレを避けようとすると、当たりが弱い部分で研磨残りが発生する場合もある。研磨ダレも研磨残りも研磨不良であり、歩留まりの低下、更なる研磨による研磨工程の増加が問題となっている。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、曲率の差が非常に大きい曲面を有する被研磨面を弾性研磨体を用いて均一に研磨することができる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】
【０００９】
本発明の研磨方法は、曲率の差が大きい曲面を有する被研磨体の被研磨面を一つの弾性研磨体で始めから最後まで研磨していた従来の研磨方法を改め、少なくとも、曲率の異なる２つ以上の弾性研磨体を用いて研磨する多段階研磨方法を採用したものである。即ち、ドーム状部を有する弾性研磨体を用いた研磨方法であって、弾性研磨体には、互いに曲率が異なるドーム状部を有するものが複数種あり、被研磨面の曲面形状に応じて少なくとも２つ以上の弾性研磨体を選択する工程と、選択した弾性研磨体を用いて被研磨面を研磨する工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
このような多段階研磨方法によれば、従来一つの弾性研磨体が受け持っていた曲率の差を選択した弾性研磨体の数で複数に分割することができ、一つの弾性研磨体が受け持つ曲率の差が少なくなるので、１種類の弾性研磨体で研磨するよりも均一な研磨が可能である。
【００１１】
また、複数の弾性研磨体は、それぞれが所定の曲率に対応する複数の区画を一つずつ割り当てられており、研磨すべき研磨面曲率の属する区画を割り当てられた曲率を有する弾性研磨体を選択することができる。
【００１２】
また、複数の区画は、被研磨面の複数の曲率のうち、最大の曲率から最小の曲率までの範囲を分割して設けることができる。
【００１３】
選択する弾性研磨体としては、被研磨面を２段階、３段階あるいはそれ以上の多段階で研磨するようにその数を選択する。例えば、被研磨面の最小の曲率と最大の曲率の差を複数の区画に分割し、分割したそれぞれの区画の平均曲率に近似した曲率のドーム状部を有する弾性研磨体を選択することができる。
【００１４】
また、被研磨面の最大曲率に近似した曲率を有するドーム状部を有する弾性研磨体、被研磨面の最小曲率に近似した曲率を有するドーム状部を有する弾性研磨体及び被研磨面の最大曲率と最小曲率の平均曲率に近似した曲率を有するドーム状部を有する弾性研磨体を選択することができる。
【００１５】
更に、通常の弾性研磨体に加えて、研磨残りが発生し易い被研磨面の中央部の曲率に近似したドーム状部を有する弾性研磨体を選択することができる。
【００１６】
研磨工程では、被研磨物に自転運動を与え、弾性研磨体に自転運動を与えると共に、非研磨物と弾性研磨体とを相対的に揺動運動させながら、ドーム状部の曲率中心と被研磨物の揺動中心とをほぼ一致させて研磨することが好ましい。被研磨面が相対的に揺動運動するときに、被研磨面と弾性研磨体表面との密着性が一定に維持されるため、被研磨面と弾性研磨体の表面とが均一に接触して均一な研磨を行うことができる。
【００１７】
研磨方法として、ドーム状部がドーム状に形成された中空の弾性シートで構成された弾性研磨体を用い、圧力流体で弾性シートの内面に圧力を加え、ドーム状部に張りを与えながら研磨する方法が好ましい。弾性研磨体全体が弾性材で構成されているものと比較して研磨条件に弾性研磨体の内圧の調節が加わるため、適切な研磨を行うことが容易になる。
【００１８】
従って、第１の発明は、ドーム状部を有する弾性研磨体を用いた研磨方法であって、前記弾性研磨体には、互いに曲率が異なる前記ドーム状部を有するものが複数種あり、被研磨面の曲面形状に応じて少なくとも２つ以上の前記弾性研磨体を選択する工程と、選択した前記弾性研磨体を用いて前記被研磨面を研磨する工程とを有することを特徴とする研磨方法を提供する。
【００１９】
第２の発明は、第１の発明に記載の研磨方法において、前記複数の弾性研磨体は、それぞれが所定の曲率に対応する複数の区画を一つずつ割り当てられており、前記選択工程では、前記被研磨面の一の曲率について研磨する工程に先立ち、当該一の曲率が属する区画を割り当てられた曲率を有する弾性研磨体を選択することを特徴とする研磨方法を提供する。
【００２０】
第３の発明は、第２の発明に記載の研磨方法において、前記複数の区画は、前記被研磨面の複数の曲率のうち、最大の曲率から最小の曲率までの範囲を分割して設けられることを特徴とする研磨方法を提供する。
【００２１】
第４の発明は、第１の発明に記載の研磨方法において、前記選択工程では、前記被研磨面の複数の曲率のうち最大の曲率から最小の曲率までの範囲の曲率を分割したそれぞれの区画の平均曲率に近似する曲率の前記ドーム状部を有する弾性研磨体を選択することを特徴とする研磨方法を提供する。
【００２２】
第５の発明は、第１の発明に記載の研磨方法において、前記選択工程では、前記被研磨面の最大曲率に近似した曲率を有する前記ドーム状部を有する弾性研磨体と、前記被研磨面の最小曲率に近似した曲率を有する前記ドーム状部を有する弾性研磨体と、前記被研磨面の最大曲率と最小曲率の平均曲率に近似した曲率を有する前記ドーム状部を有する弾性研磨体とを選択することを特徴とする研磨方法を提供する。
【００２３】
第６の発明は、第１の発明に記載の研磨方法において、前記選択工程では、前記被研磨面の中央部の曲率に近似したドーム状部を有する弾性研磨体を含み選択することを特徴とする研磨方法を提供する。
【００２４】
第７の発明は、１乃至６の発明のいずれかに記載の研磨方法において、前記研磨工程では、前記被研磨物及び前記弾性研磨体に自転運動を与えると共に、前記被研磨物と前記弾性研磨体とを相対的に揺動運動させながら、前記ドーム状部の曲率中心と前記被研磨物の揺動中心とを、ほぼ一致させて研磨することを特徴とする研磨方法を提供する。
【００２５】
第８の発明は、１乃至７の発明のいずれかに記載の研磨方法において、前記弾性研磨体のドーム状部は、弾性シートにより中空のドーム状に形成され、前記研磨工程では、前記中空の部分に注入される圧力流体により前記弾性シートの内面に圧力を加え、前記ドーム状部に張りを与えながら研磨する前記研磨工程を有することを特徴とする研磨方法を提供する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の研磨方法によれば、被研磨面に応じた曲率が異なる複数のドーム状部を有するそれぞれの弾性研磨体を用いて研磨するため、曲率の差が大きい曲面を有する被研磨面を均一に研磨することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の研磨方法の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００２８】
本発明の研磨方法は、上述したように、ドーム状部を有する弾性研磨体のドーム状部の曲率が異なる複数個の中から凹面形状の被研磨面の曲面形状に応じてドーム状部の曲率が異なる複数の弾性研磨体を選択し、選択した弾性研磨体を用いて被研磨面を研磨する工程を選択した弾性研磨体を用いて行うものである。
【００２９】
本発明の研磨方法の対象となる被研磨物としては、比較的面積が小さく、鏡面研磨を必要とする凹面状の被研磨面を有するものであれば、制限はない。例えば、カメラレンズ、望遠鏡用レンズ、顕微鏡用レンズ、ステッパー用集光レンズ、眼鏡レンズ等に代表される光学レンズの他に、プラスチックレンズを注型重合するためのガラス型、携帯機器のカバーガラス等の光学部品を挙げることができる。以下では、プラスチック眼鏡レンズを代表として説明を行う。
【００３０】
プラスチック眼鏡レンズの凹面（眼球側、内面ともいう）には、球面、回転対称非球面、トーリック面、累進面、あるいはこれらを合成した曲面等の形状が形成される。一方の凸面には、球面、回転対称非球面、累進面等が形成される。凹面の形状は、数値制御等による切削加工で形成される場合が多い。切削加工後は、所望の光学面に鏡面研磨する必要がある。
【００３１】
本発明で用いる弾性研磨体としては、凹面状の被研磨面より大面積のドーム状部を有することが好ましい。これにより、被研磨面のほぼ全面にドーム状部を当接させて研磨することが可能であり、研磨速度を向上させることが可能である。また、弾性研磨体のドーム状部の面積を被研磨面の面積よりも大面積とすることにより、弾性研磨体の自転の周速度を速くして研磨速度を向上させると共に、弾性研磨体の形状追随性を向上させることができる。弾性研磨体のドーム状部の直径は、研磨対象のレンズの直径の１．１〜１０倍、好ましくは１．５〜５倍程度の大きさとすることが望ましい。
【００３２】
ドーム状部は、例えば弾性シートをドーム状に成形し、圧力流体の内圧でドーム状の形状を保持するもの、弾性素材をドーム状のブロックに形成したもの、ドーム状の弾性シートの中空部を他の弾性素材で充填したものなどがある。弾性シートの厚みは０．１〜１０ｍｍ、特に０．２〜５ｍｍの範囲が好ましく、ＪＩＳ  Ａ硬さ（タイプＡデュロメータ）１０〜１００、ヤング率１０2〜１０3Ｎ・ｃｍ-2の物性値を備えるものが好ましい。弾性シートや弾性素材の材質は、天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴム、フッ素ゴム等のゴム、ポリエチレン、ナイロン等の熱可塑性樹脂、スチレン系、ウレタン系等の熱可塑性樹脂エラストマーを例示することができる。
【００３３】
図１は、弾性研磨体の一実施形態と弾性研磨体を保持する研磨体取付治具の一実施形態とを示すもので、（ａ）は分解断面図、（ｂ）は弾性研磨体を研磨体取付治具に装着した状態の上面図である。
【００３４】
この実施形態の弾性研磨体１０は、図１（ａ）に示すように、弾性シートで構成され、ドーム状に成形された中空のドーム状部１１と、ドーム状部１１の周縁に一体に設けられている外方に突出したリング状のフランジ部１２とを有する。ドーム状部１１の外面には、例えば図１（ｂ）に示すような花びら形に切り出した不織布等の研磨パッド１３を粘着剤等で貼着する。この研磨パッド１３は、研磨液の保持等の機能を有し、研磨パッド１３の隙間１３ａは、砥粒や水の供給、研磨くずを排出する通路として機能する。なお、研磨パッド１３の形状は、花びら形に限られず、例えば円形、楕円形、多角形等に切り出した研磨パッドを密集して貼着するようにしても良い。
【００３５】
研磨体取付治具２０は、弾性研磨体１０を保持すると共に、弾性研磨体１０の内面側を密封空間に形成し、弾性研磨体１０の中に圧力流体を導入する流路として機能する。更に、後述する研磨装置に装着して固定する機能を有する。
【００３６】
研磨体取付治具２０は、取付治具本体２１とリング状の押さえ部材２２とを有する。取付治具本体２１は、円筒状の筒状部２１１と、筒状部２１１の上端部の外周部に一体に設けられている筒状部２１１の軸と直交する方向に張り出した筒状部２１１と同軸のフランジ状の研磨体取付部２１２とを有する。研磨体取付部２１２の上面外周部には、弾性研磨体１０のフランジ部１２が収まるリング状の浅い凹部２１２１が設けられている。その凹部２１２１の中心から等角度の三箇所には、図示しない切欠部が設けられている。研磨体取付部２１２下面に回転自在にボルト２３が取り付けられ、ボルト２３が切欠部に挿入、脱着可能なようになっている。ボルト２３にワッシャ２４とナット２５が取り付けられている。この切欠部に対応して弾性研磨体１０のフランジ部１２にも図示しない切欠部が設けられている。押さえ部材２２は、下面が平坦で研磨体取付部２１２の凹部２１２１に収まるリング状であり、研磨体取付部２１２の切欠部に対応した図示しない切欠部が設けられている。筒状部２１１の下端部には、研磨装置に装着して固定するためのテーパー状の装着部２１１１が外方に突出して設けられている。
【００３７】
弾性研磨体１０を研磨体取付治具２０に固定するには、弾性研磨体１０のフランジ部１２を研磨体取付部２１２の凹部２１２１に切欠部相互を合わせて載置し、押さえ部材２２を切欠部相互を合わせて弾性研磨体１０のフランジ部１２の上に載置した後、ボルト２３を立ち上げて切欠部の中に挿入し、ナット２５を締めることによって、図１（ｂ）に示すように、弾性研磨体１０のフランジ部１２を研磨体取付部２１２と押さえ部材２２の間に挟んで固定することができる。その結果、ドーム状部１１の内面と研磨体取付部２１２上面との間にはドーム状の密封空間が形成され、その密封空間は筒状部２１１の空隙を介して外部と連通する。
【００３８】
研磨する際には、圧力流体でドーム状部１１の内面に圧力を加え、ドーム状部１１に張りを与え、ドーム状部１１を被研磨面に所定の研磨圧力で押し付け、被研磨物に揺動運動と自転運動を与え、弾性研磨体１０に自転運動を与えながら、ドーム状部１１の曲率中心と被研磨物の揺動中心とをほぼ一致させて研磨する。
【００３９】
本発明の研磨方法は、予めドーム状部１１の曲率が異なる複数の弾性研磨体１０を用意する。ドーム状部１１の曲率が異なると、ドーム状部１１の直径も異なり、弾性研磨体１０を固定する研磨体取付部２１２の直径も異なる。また、後述するように、揺動中心とドーム状部１１の曲率中心とをほぼ一致させる必要性から、ドーム状部１１の曲率が異なる弾性研磨体１０毎に専用の研磨体取付治具２０を組み合わせて用いる。
【００４０】
ドーム状部１１の曲率が異なる複数個の弾性研磨体１０は、眼鏡レンズの内面を研磨する場合は、例えば眼鏡レンズ内面の曲率半径は４０ｍｍから６００ｍｍの範囲であり、この範囲の区画にそれぞれ割り当てられる。詳述すれば、２００ｍｍまで１０〜４０ｍｍ刻み、好ましくは１４〜３０ｍｍ刻みで５〜１０個程度、２００ｍｍ〜６００ｍｍの範囲では１００〜２００ｍｍ刻みでドーム状部１１の曲率が異なる複数個の弾性研磨体１０を用意する。なお、前述の区画は、曲率半径が重なって用いられた刻みとしてもよい。これにより、ほぼ全ての処方に基づく内面の曲面に対応できる。
【００４１】
図２に、内面に累進面とトーリック面とを合成した内面累進多焦点レンズの一例の断面図を示す。この内面累進多焦点レンズＬ１は、強度の乱視を矯正するための一例で、曲率の差が激しいものを示しており、実際の形状と相似形で示している。凹面の中央部の曲率（曲率半径の逆数）が最も大きく、外周部の曲率が最も小さく、中間部ではこれらの中間の曲率を有する。
【００４２】
本発明の研磨方法では、被研磨面を２段階、３段階あるいはそれ以上の多段階で研磨するように、被研磨面の曲面形状に応じてドーム状部の曲率が異なる複数の弾性研磨体を選択する。弾性研磨体の選択方法としては、例えば図２に示すように、レンズＬ１の内面の外周部の平均曲率に近似した曲率のドーム状部１１ａ、レンズの中間部の平均曲率に近似した曲率のドーム状部１１ｂ、更に中央部の平均曲率に近似した曲率のドーム状部１１ｃの三段階を選択することができる。
【００４３】
これによって、一つの弾性研磨体が受け持つ被研磨面の曲率の範囲は、一つの弾性研磨体で被研磨面全体を研磨する場合と比較して約１／３になるので、曲率の差が激しい曲面を有する被研磨面に対しても弾性研磨体の追随性の範囲内に十分に収めることが可能であり、均一な研磨が可能になる。均一に研磨することができるため、研磨速度が向上し、弾性研磨体の交換時間を考慮しても、全体の研磨時間を短縮することができる。
【００４４】
曲率の差が激しくなる凹面の形状としては、上記累進面とトーリック面とを合成した曲面以外に、累進多焦点レンズにおける遠用度数と近用度数の差である加入度が非常に大きい場合がある。この場合、遠用部と近用部の曲率の差が非常に大きくなる。
【００４５】
弾性研磨体の選択方法としては、被研磨面の形状に応じて種々考えられる。例えば、被研磨面の最大の曲率と最小の曲率との曲率差を複数の区画に分割し、分割したそれぞれの区画の平均曲率に近似したそれぞれのドーム状部を有する弾性研磨体を選択する多段階研磨方法を挙げることができる。
【００４６】
また、被研磨面の最大曲率に近似した曲率を有するドーム状部を有する弾性研磨体、被研磨面の最小曲率に近似した曲率を有するドーム状部を有する弾性研磨体及び被研磨面の最大曲率と最小曲率の中間の平均曲率に近似した曲率を有するドーム状部を有する弾性研磨体を選択する方法がある。
【００４７】
また、内面全体の曲率が大きな被研磨体の場合、選択する弾性研磨体のドーム状部の曲率も大きくなり、ドーム状部が小さくなって揺動幅が十分に確保できない場合がある。揺動幅が不十分であると、被研磨面の中央部にドーム状部の頂上部近傍が当たり続けることになる。その結果、ドーム状部の周速度が遅い頂上部近傍が当たり続けた被研磨面の中央部の研磨速度が低くなり、被研磨面の中央部で研磨不足が発生する場合が生じる。
【００４８】
このように、中央部が研磨されにくいレンズ凹面を研磨する場合は、従来と同様に、被研磨面の最大曲率と最小曲率の中間の平均曲率に近似した曲率を有するドーム状部を有する弾性研磨体を選択し、これと組み合わせて被研磨面の中央部の曲率に近似したドーム状部を有する弾性研磨体を選択する方法を採用することができる。
【００４９】
図３は、本発明の研磨方法の一実施形態を示すもので、ドーム状部の曲率が異なる弾性研磨体を複数個選択し、弾性研磨体を交換して順次研磨する多段階研磨方法を示す断面図で、（ａ）は小さな曲率を有する弾性研磨体の例を示し、（ｂ）は大きな曲率を有する弾性研磨体の例を示す。
【００５０】
図３の説明では、被研磨面として、外周部の曲率が小さな曲率を有する曲面と中央部の大きな曲率を有する曲面を有する眼鏡レンズＬ２の凹面を研磨する場合について説明する。
【００５１】
図３（ａ）に示すように、例えば、眼鏡レンズＬ２の被研磨面の外周部の曲面の小さな曲率に近似した小さな曲率（曲率半径Ｒａが大）のドーム状部１１ａを有する弾性研磨体１０ａを選択する。また、図３（ｂ）に示すように、眼鏡レンズＬ２の被研磨面の中央部の曲面の大きな曲率に近似した大きな曲率（曲率半径Ｒｂが小）のドーム状部１１ｃを有する弾性研磨体１０ｂを選択する。
【００５２】
第１段階の研磨工程では、図３（ａ）に示すように、弾性研磨体１０ａを専用の研磨体取付治具２０ａに装着し、この研磨体取付治具２０ａを後述する研磨装置の回転台に装着し、所定の圧力の圧縮空気をドーム状部１１ａの内面と研磨体取付部２１２ａとの間の密封空間３０に送り、密封空間３０を所定の圧力に維持し、ドーム状部１１ａに張りを与える。このときのドーム状部１１ａの曲率中心４０は筒状部２１１ａの中心軸上に存在する。また、研磨体取付治具２０ａの筒状部２１１ａの中心軸を回転軸として、言い換えると弾性研磨体１０ａをドーム状部１１ａの曲率中心４０と頂点とを結ぶ線をほぼ回転軸として回転させる。
【００５３】
被研磨物Ｌ２の被研磨面の凹面側と反対面には、例えば低融点金属やワックスなどの接合材５１を介して研磨装置のチャックに装着して固定される被研磨物取付部５２が接合される。研磨装置の図示しないチャックは、回転駆動され、被研磨物Ｌ２は所定の回転速度で自転する。また、チャックは例えば空気圧が加えられ、被研磨物Ｌ２を弾性研磨体１０ａに対して所定の研磨圧力で押し当てることができるようになっている。更に、研磨装置の被研磨物Ｌ２を支持するチャックは、被研磨物Ｌ２の回転軸がドーム状部１１ａの頂点近傍と端部側とを往復する揺動運動を行う。この揺動運動の揺動中心４１は、弾性研磨体１１ａの曲率中心４０とほぼ一致する。被研磨物Ｌ２を支持するチャックの回転軸は、常に揺動中心４１を通るようになっている。
【００５４】
なお、揺動運動は、被研磨面と弾性研磨体とが相対的に移動運動することでよく、本例に示すチャック側の揺動運動に限らず弾性研磨体側が揺動運動を行ってもよい。
【００５５】
研磨に際しては、図３（ａ）に示すように、表面に研磨パッド１３（図１参照）が貼り付けられた弾性研磨体１０ａに所定の圧力の内圧で張りを与えながら所定の回転数で自転させつつ、被研磨物Ｌ２を曲率中心（旋回中心）４０を通る軸を回転軸として所定の回転数で自転させながら所定の研磨圧力で弾性研磨体１０ａに押し付けると共に、被研磨物Ｌ２に揺動運動を与え、ノズル６０から研磨剤を含むスラリー６１を弾性研磨体１０ａ表面に供給しながら研磨を行う。
【００５６】
この場合、弾性研磨体１０ａ、１０ｂに与える内圧は、例えば０．２〜１．２ｋｇｆ／ｃｍ2、弾性研磨体１０ａ、１０ｂの回転数は、例えば５０〜５００ｒｐｍ／ｍｉｎ、被研磨物Ｌ２の回転数は、例えば１〜３０ｒｐｍ／ｍｉｎ、揺動速度は、例えば１〜２０往復／ｍｉｎ、研磨圧力は、例えば３〜３０ｋｇｆ／ｃｍ2の研磨条件で研磨することができる。
【００５７】
第１段階の研磨工程で、被研磨物Ｌ２の被研磨面の外周部の曲率が小さな曲面が弾性研磨体１０ａによって主として研磨される。
【００５８】
次に、第２段階の研磨工程では、図３（ｂ）に示すように、弾性研磨体１０ｂを専用の研磨体取付治具２０ｂの研磨体取付部２１２ｂに装着し、第１段階の研磨工程と同様に研磨を行う。第２段階の研磨工程でも、被研磨物Ｌ２の揺動運動の揺動中心４１は、弾性研磨体１０ｂドーム状部１１ｃの曲率中心４０とほぼ一致する。即ち、図３に示すように、研磨装置に研磨体取付治具２０ａ、２０ｂを装着したときに、常に揺動中心４１にドーム状部１１ａ、１１ｃの曲率中心４０がほぼ一致するように、研磨体取付治具２０ａ、２０ｂの筒状部２１１ａ、２１１ｂの長さが設定され、弾性研磨体１０ａ、１０ｂを保持する高さが上下に変更されるようになっている。揺動運動の際に揺動中心４１が弾性研磨体１０ａ、１０ｂのドーム状部１１ａ、１１ｃの曲率中心４０にほぼ一致し、被研磨面と弾性研磨体１０ａ、１０ｂとの相対距離が一定に保持されるため、被研磨面が常に弾性研磨体１０ａ、１０ｂ表面に均一に接触して均一な研磨を行うことができる。
【００５９】
第２段階の研磨工程で、被研磨物Ｌ２の被研磨面の中央部の曲率が大きな曲面が弾性研磨体１０ｂによって主として研磨される。
【００６０】
このような多段階研磨方法によれば、被研磨物Ｌ２の被研磨面に曲率が大きく異なる曲面を有していても、中央部の曲率が大きな曲面はこの曲面の曲率に近似したドーム状部１１ｃを有する弾性研磨体１０ｂで研磨し、外周部の小さな曲率の曲面はこの曲面に近似したドーム状部１１ａを有する弾性研磨体１０ａで研磨することにより、１種類の弾性研磨体で研磨する場合よりも均一で迅速な研磨が可能となる。なお、第１段階の研磨工程と第２段階の研磨工程では、弾性研磨体を入れ替え、第１段階の研磨工程では、被研磨面の中央部を、第２段階の研磨工程では、被研磨面の外周部を研磨するようにしても良い。本発明の多段階研磨方法では、研磨の順序の制限はない。
【００６１】
次に、本発明の研磨方法を実現することができる研磨装置について図４を参照しながら説明する。図４（ａ）は研磨装置の正面図であり、図４（ｂ）は側面図である。
【００６２】
この研磨装置１００は、研磨体保持駆動部１１０と、研磨体取付治具２０と、被研磨物保持駆動部１２０とを備える。研磨体保持駆動部１１０として、図示しないモータにより鉛直方向の軸を中心として回転駆動される回転台１１１が設けられ、この回転台１１１に研磨体取付治具２０の筒状部２１１下端の装着部２１１１（図１参照）を着脱自在に装着して固定する。回転台１１１に研磨体取付治具２０を装着することにより、研磨体取付治具２０は筒状部２１１の中心軸を回転軸として、即ち弾性研磨体のドーム状部１１の曲率中心４０とドーム状部１１の頂点とを結ぶ線をほぼ回転軸として所定の回転数で回転可能となる。また、図示しない圧縮空気の配管が回転台１１１に設けられ、筒状部２１１の中空部と連結されている。
【００６３】
また、被研磨物保持駆動部１２０として、揺動駆動装置１２１と、揺動駆動装置１２１によって揺動される被研磨物保持装置１２２が設けられている。揺動駆動装置１２１はモータ１２１１によってベルト伝動で回転されるクランク１２１２を駆動し、クランク１２１２と連接棒１２１３で連結されている被研磨物保持装置１２２を揺動する。被研磨物保持装置１２２は、揺動軸１２２１を中心として鉛直方向と後方の傾斜角度との間で前後方向に揺動可能になっている。被研磨物保持装置１２２は、上部に垂直方向の下向きのエアーシリンダ１２２２が配設され、このエアーシリンダ１２２２のピストンロッド１２２３の先端に被研磨物取付部５２（図３参照）が装着、固定されるチャック１２２４が設けられている。このチャック１２２４はモータ１２２５によって揺動軸１２２１と研磨体取付治具２０の筒状部２１１の中心軸とが交わる点を通る軸を回転軸として回転駆動される。接合材５１を介して被研磨物Ｌ２と一体化された被研磨物取付部５２をチャック１２２４に装着することにより、被研磨物Ｌ２を被研磨物保持装置１２２に装着することができる。装着された被研磨物Ｌ２は、エアーシリンダ１２２２によって弾性研磨体１０に離間接近可能であり、更に所定の研磨圧力で弾性研磨体１０に押圧されるようになっている。
【００６４】
この研磨装置１００では、弾性研磨体１０のドーム状部１１の曲率に応じた長さの専用の筒状部２１１を有する研磨体取付治具２０を回転台１１１に装着すると、弾性研磨体１０の保持位置が各研磨体取付治具２０によって異なり、弾性研磨体１０のドーム状部１１の曲率中心４０が旋回軸１２２１の中心とほぼ一致するようになっている。
【００６５】
このような研磨装置１００で、例えば被研磨物Ｌ２としてレンズ凹面を研磨するときは、表面に研磨パッド１３が貼り付けられた弾性研磨体１０を圧縮空気の圧力調節で所定の内圧で張りを与えながら回転台１１１で所定の回転数で自転させつつ、被研磨物Ｌ２を所定の回転数で自転させながらエアーシリンダ１２２２の所定の研磨圧力で弾性研磨体１０に押し付けると共に、被研磨物Ｌ２に揺動駆動装置１２１で揺動運動を与え、図示しないノズルから研磨剤を含むスラリーを弾性研磨体１０表面に供給しながら研磨を行う。
【００６６】
このような研磨装置１００は、ドーム状部１１の曲率が異なる弾性研磨体１０を交換しても、研磨体取付治具２０によって常にドーム状部１１の曲率中心と被研磨物の揺動中心１２２１がほぼ一致するようになっている。そのため、弾性研磨体１０の表面を有効に利用できる被研磨物Ｌ２の揺動運動によって、均一な研磨を行えると共に、迅速に研磨を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の研磨方法及び研磨装置に用いる弾性研磨体と研磨体取付治具の一実施形態を示すもので、（ａ）は各構成部材を分離して示す断面図、（ｂ）は弾性研磨体を研磨体取付治具に取り付けたときの上面図である。
【図２】曲率の差が大きい曲面を有する被研磨面を３種類の弾性研磨体を用いて研磨することを説明する概略断面図である。
【図３】本発明の研磨方法の一実施形態を示す断面図であり、（ａ）は小さな曲率を有する弾性研磨体の例を示し、（ｂ）は大きな曲率を有する弾性研磨体の例を示す。
【図４】本発明の研磨装置の一実施形態を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０，１０ａ，１０ｂ：弾性研磨体、１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ：ドーム状部、
１２：フランジ部、１３：研磨パッド、２０，２０ａ，２０ｂ：研磨体取付治具、
２１：取付治具本体、２１１，２１１ａ，２１１ｂ：筒状部、
２１２，２１２ａ，２１２ｂ：研磨体取付部、２２：押さえ部材、３０：密封空間、
４０：曲率中心、４１：揺動中心、５１：接合材、５２：被研磨物取付部、
Ｌ１，Ｌ２：被研磨物。
【図１】
2004261954.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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