(57)【要約】【課題】ワークの加工面の形状測定や加工データ作成に多大な負荷がかかり、加工面に残存するうねり成分を効率よく除去できない。【解決手段】ワーク１０の加工面１１の一部と対応した押圧面１２を有する押圧シュー１３と、この押圧シュー１３の押圧面１２に沿って配され、押圧面１２に対して摺接し得る可撓性をなす基材の表面に接合された研磨層を有する研磨帯１８と、この研磨帯１８を押圧シュー１３の押圧面１２に沿って移動させる研磨帯移動手段１９と、押圧シュー１３に設けられ、研磨帯１８をワーク１０の加工面１１に対して垂直な方向に押圧する押圧手段と、ワーク１０の加工面１１と押圧シュー１３の押圧面１２とが研磨帯１８の移動方向と交差する方向に相対移動するように、ワーク１０が取り付けられるワークテーブルと押圧シュー１３とを相対移動させる相対移動手段１４とを具える。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの加工面に押圧シューの押圧面を近接状態で保持するステップと、
ワークの加工面を研磨するための研磨帯をワークの加工面と前記押圧シューの前記押圧面との間に介在させるステップと、
前記研磨帯をワークの加工面に対して垂直な方向に押圧するステップと、
ワークの加工面と前記押圧シューの前記押圧面との間に介在する前記研磨帯を前記押圧シューの前記押圧面に沿って移動させるステップと、
ワークの加工面と前記押圧シューの前記押圧面とを前記研磨帯の移動方向と交差する方向に相対移動させるステップと
を具えたことを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
ワークの加工面が軸回転対称形状を有し、前記研磨帯を移動させるステップがワークの半径方向の研磨帯の移動を含み、ワークの加工面と前記押圧シューの前記押圧面とを相対移動させるステップがワークの軸心回りの駆動回転を含むことを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。
【請求項３】
ワークの加工面の一部と対応した押圧面を有する押圧シューと、
この押圧シューの前記押圧面に沿って配され、前記押圧面に対して摺接し得る可撓性をなす基材の表面に接合された研磨層を有する研磨帯と、
この研磨帯を前記押圧シューの前記押圧面に沿って移動させる研磨帯移動手段と、
前記押圧シューに設けられ、前記研磨帯をワークの加工面に対して垂直な方向に押圧する押圧手段と、
ワークの加工面と前記押圧シューの前記押圧面とが前記研磨帯の移動方向と交差する方向に相対移動するように、ワークが取り付けられるワークテーブルと前記押圧シューとを相対移動させる相対移動手段と
を具えたことを特徴とする研磨装置。
【請求項４】
前記押圧シューと、前記研磨帯と、前記研磨帯移動手段と、前記押圧手段とを複数組有することを特徴とする請求項３に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記押圧シューの前記押圧面がワークの加工面に対して所定間隔をあけて対向するように前記押圧シューを保持するシュー保持手段をさらに具えたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記押圧手段が流体圧を利用したものであり、流体圧を調整し得る調圧手段を有することを特徴とする請求項３から請求項５の何れかに記載の研磨装置。
【請求項７】
前記押圧シューは、前記研磨帯の移動方向に沿った当該押圧シューの前記押圧面の両端部にワークの加工面との干渉を回避するための逃げ部をそれぞれ有することを特徴とする請求項３から請求項６の何れかに記載の研磨装置。
【請求項８】
前記研磨帯移動手段は、前記研磨帯を前記押圧シューの前記逃げ部に沿って導く案内手段を有することを特徴とする請求項７に記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの加工面に残存するうねり成分を効率よく除去可能な研磨方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レンズやミラーなどの光学素子の光学面、または金型の成形面などは極めて高い形状精度に研磨加工されるが、このようなワークの加工面に残存するうねり成分を除去することによって、より設計形状に近い高精度な研磨面を得ることが可能である。特に、加工面が軸対称非球面や自由曲面を有する極めて高い形状精度を要求される光学素子の光学面や金型の成形面などの超精密研磨加工においては、加工面の形状精度を維持しながら加工面に残存するうねり成分を除去することが必要となる。
【０００３】
従来、高度な形状精度が要求されるレンズやミラーなどの光学素子の光学面や金型の成形面を研磨する際、これらのワークの加工面よりも小さな研磨工具を用い、加工面の形状計測とこれに基づく修正研磨加工とを繰り返し、形状修正を行いながら研磨する方法が、例えば特開２０００−８４８１７号公報にて提案されている。この特開２０００−８４８１７号公報に開示された方法は、ワークの加工面に残存する誤差形状の空間周波数成分に応じて回転研磨工具の径を変え、複数の研磨工程を経て加工面の形状精度を向上させて行くようにしたものである。具体的には、ワークの加工面に残存するうねり成分の高さやピッチを測定し、このうねり成分の山部を選択的に研磨し、より波長の短い二次うねり成分をワークの加工面に形成し、次いでこの二次うねり成分の波長の２倍以上の径の回転研磨工具を用い、二次うねり成分も除去するようにしている。
【０００４】
一方、加工面が軸対称非球面となったワークに対し、無端ベルト状の研磨布を用いて研磨する方法が特開平１１−４２５４６号公報に開示されている。この方法では、ワークの加工面を反転した形状の押圧面が形成された押圧シューをその押圧面がワークの加工面と対向するように配置し、このワークの加工面と押圧シューの押圧面との間に無端の研磨ベルトを介装し、押圧シューをワーク側に付勢して研磨ベルトをワークの加工面に押し当てた状態のまま、ワークを回転しつつ研磨ベルトを押圧シューの押圧面に沿ってワークの径方向に移動させ、ワークの加工面を効率よく研磨するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開２０００−８４８１７号公報に開示された研磨方法では、ワークの加工面に残存するうねり成分の高さやピッチを正確に測定するために膨大な時間がかかり、しかも測定されたうねり成分のデータに基づいて研磨装置をＣＮＣ制御によってうねり成分の山部のみを選択的に研磨するための加工データも膨大となる結果、加工面に残存するうねり成分を効率よく除去することができない。さらに、二次うねり成分を除去するための工具の大きさによっては、工具干渉のためにワークの加工面の周縁部まで設計形状通りに研磨加工することが困難な場合がある。
【０００６】
一方、特開平１１−４２５４６号公報に開示された研磨方法では、押圧シューにより研磨ベルトに与えられる加工圧の方向がワークの加工面の傾斜状態に関係なく、一般的にはワークの回転軸線と平行な方向に設定されるため、ワークの加工面の法線方向に作用する加工圧がその傾斜角によって異なってしまう欠点がある。このため、ワークの加工面全体を均一に研磨することができず、特に押圧シューによる押圧方向に対して加工面が垂直になっていない部分での研磨量が不足気味となるため、この部分のうねり成分を完全に除去しようとすると、他の部分の研磨量が過大となってワークの加工面の形状精度を悪化させてしまうという問題を生ずる。
【０００７】
【発明の目的】
本発明の目的は、ワークの加工面の形状の如何に拘らず、その形状測定や加工データ作成に多大な負荷をかけずに加工面全域を均一に研磨し、加工面に残存するうねり成分を効率よく除去し得る研磨方法およびその装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の形態は、ワークの加工面に押圧シューの押圧面を近接状態で保持するステップと、ワークの加工面を研磨するための研磨帯をワークの加工面と前記押圧シューの前記押圧面との間に介在させるステップと、前記研磨帯をワークの加工面に対して垂直な方向に押圧するステップと、ワークの加工面と前記押圧シューの前記押圧面との間に介在する前記研磨帯を前記押圧シューの前記押圧面に沿って移動させるステップと、ワークの加工面と前記押圧シューの前記押圧面とを前記研磨帯の移動方向と交差する方向に相対移動させるステップとを具えたことを特徴とする研磨方法にある。
【０００９】
本発明の第２の形態は、ワークの加工面の一部と対応した押圧面を有する押圧シューと、この押圧シューの前記押圧面に沿って配され、前記押圧面に対して摺接し得る可撓性をなす基材の表面に接合された研磨層を有する研磨帯と、この研磨帯を前記押圧シューの前記押圧面に沿って移動させる研磨帯移動手段と、前記押圧シューに設けられ、前記研磨帯をワークの加工面に対して垂直な方向に押圧する押圧手段と、ワークの加工面と前記押圧シューの前記押圧面とが前記研磨帯の移動方向と交差する方向に相対移動するように、ワークが取り付けられるワークテーブルと前記押圧シューとを相対移動させる相対移動手段とを具えたことを特徴とする研磨装置にある。
【００１０】
本発明によると、押圧手段により研磨帯がワークの加工面に押し付けられる部分において、研磨加工の進行に伴い、押圧シューの押圧面の形状がワークの加工面に転写され、押圧シューの押圧面の範囲に亙るワークの加工面に残存するうねり成分が除去される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の形態による研磨方法において、ワークの加工面が軸回転対称形状を有し、研磨帯を移動させるステップがワークの半径方向の研磨帯の移動を含み、ワークの加工面と押圧シューの押圧面とを相対移動させるステップがワークの軸心回りの駆動回転を含むものであってよい。
【００１２】
本発明の第２の形態による研磨装置において、押圧シューと、研磨帯と、研磨帯移動手段と、押圧手段とを複数組有するものであってよい。
【００１３】
押圧シューの押圧面がワークの加工面に対して所定間隔をあけて対向するように押圧シューを保持するシュー保持手段をさらに具えることができる。
【００１４】
押圧手段が流体圧を利用したものであって流体圧を調整し得る調圧手段を有することができる。
【００１５】
押圧シューが研磨帯の移動方向に沿った当該押圧シューの押圧面の両端部にワークの加工面との干渉を回避するための逃げ部をそれぞれ有するものであってよい。この場合、研磨帯移動手段が研磨帯を押圧シューの逃げ部に沿って導く案内手段を有することができる。
【００１６】
【実施例】
本発明による研磨方法を実施し得る本発明による研磨装置の実施例について、図１〜図７を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限らず、これらをさらに組み合わせたり、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の技術にも当然応用することができる。
【００１７】
本発明の第１の実施例によるワークの加工状態を図１に示す。本実施例におけるワーク１０は、研磨面が所定曲率半径のシリンドリカル凹面１１となっており、図示しないワークテーブル上に固定されている。
【００１８】
押圧面がワーク１０のシリンドリカル凹面１１を反転した所定曲率半径のシリンドリカル凸面１２となった押圧シュー１３は半円弧の板状をなし、その上端部がスライダ駆動手段１４のスライダ案内ブロック１５に対してワーク１０のシリンドリカル凹面１１の軸線と平行な方向に往復動自在に装着されたスライダ１６から突出するブラケット１７に支持されている。このブラケット１７を介して押圧シュー１３を支持する本発明のシュー保持手段としてのスライダ１６は、スライダ駆動手段１４の図示しない駆動機構によってワーク１０のシリンドリカル凹面１１の軸線と平行な方向にスライダ案内ブロック１５に対して往復駆動される。本実施例では、上述したスライダ１６およびスライダ案内ブロック１５を有するスライダ駆動手段１４が本発明における相対移動手段を構成しているが、ワーク１０を固定した図示しないワークテーブルをワーク１０と共にそのシリンドリカル凹面１１の軸線と平行な方向に往復駆動させるさせるようにしてもよい。
【００１９】
押圧シュー１３のシリンドリカル凸面１２の軸線は、ワーク１０のシリンドリカル凹面１１の軸線と同軸となるようにブラケット１７に支持され、この時、ワーク１０のシリンドリカル凹面１１と押圧シュー１３のシリンドリカル凸面１２との間には一定間隔の隙間が形成されるように、シリンドリカル凸面１２の曲率半径が適切に設定される。
【００２０】
このワーク１０のシリンドリカル凹面１１と押圧シュー１３のシリンドリカル凸面１２との間には、ワーク１０のシリンドリカル凹面１１を研磨するための研磨帯１８が介装される。この研磨帯１８は可撓性を有し、その基端側が押圧シュー１３の上端部に取り付けられた研磨帯駆動装置１９に連結されている。本実施例における研磨帯１８の断面構造を図２に示す。すなわち、本実施例における研磨帯１８は、押圧シュー１３のシリンドリカル凸面１２に対して摺接し得る基材２０と、この基材２０の表面に接着剤２１を介して接合される弾性材層２２と、さらにこの弾性材層２２の表面に接着剤２３を介して接合され、ワーク１０のシリンドリカル凹面１１に当接する研磨層２４とを具えており、図示しない加工液供給装置によってワーク１０のシリンドリカル凹面１１との間に加工液が供給される研磨層２４の表面側には、研磨層２４の目詰まりを防止するための凹部２５が所定パターンにて形成されている。
【００２１】
上述した基材２０は、比較的コシの強い樹脂製のラッピングテープの他に極薄のスチールテープなどで構成することが可能であり、基材２０として可撓性の高い材質のものを採用することにより、押圧シュー１３のシリンドリカル凸面１２に対する追従性をより高めることができ、より精度の高い研磨加工が可能となる。弾性材層２２は、フェルトや発泡樹脂あるいはナイロンなどで構成することが可能であるが、さらに別な材料にて構成することも可能である。研磨層２４は、アスファルトピッチやウレタンなどに代表されるポリシャ用材料にて構成することが可能であるが、これに限られるものではない。
【００２２】
本実施例では、研磨層２４の表面に所定パターンの凹部２５を形成しているが、場合によっては、この凹部２５を形成せずとも構わない。また、ワーク１０の材質や研磨面の曲率あるいは研磨帯１８の基材２０または研磨層２４の材質などによっては、弾性材層２２を省略することも可能であり、このような研磨帯１８の断面構造を押圧シュー１３の内部構造と共に図３に模式的に示す。すなわち、ワーク１０のシリンドリカル凹面１１のうねりを除去するための研磨層２４は、接着剤２１を介して基材２０に接合されており、弾性材層２２を介在させた先の実施例よりも直接的に押圧シュー１３のシリンドリカル凸面１２の形状に倣ってワーク１０のシリンドリカル凹面１１の研磨加工がなされる。
【００２３】
押圧シュー１３の押圧面であるシリンドリカル凸面１２には、圧縮空気を吹き出すための複数の噴射ポート２６がシリンドリカル凸面１２に対してそれぞれ垂直に開口しており、つまり押圧シュー１３のシリンドリカル凸面１２の軸線を中心として個々の噴射ポート２６が放射状に形成された状態となっている。これら噴射ポート２６は押圧シュー１３内に形成された共通チャンバ２７内に連通し、この共通チャンバ２７内に連通する空気配管２８は、本発明の調圧手段である周知の調圧装置２９を介してコンプレッサ３０に接続し、コンプレッサ３０から供給される圧縮空気が調圧装置２９によって所定圧に調圧され、空気配管２８を介して共通チャンバ２７に導かれる。そして、個々の噴射ポート２６からシリンドリカル凸面１２に垂直に噴射され、この圧縮空気の噴射圧によって研磨帯１８がワーク１０のシリンドリカル凹面１１に対してほぼ垂直に押し付けられ、ワーク１０に対する加工圧が発生する。
【００２４】
このように、本実施例では上述した噴射ポート２６，空気配管２８，調圧装置２９，コンプレッサ３０などで本発明の押圧手段を構成し、圧縮空気を押圧シュー１３のシリンドリカル凸面１２に対して垂直に噴射させ、これによって研磨帯１８をワーク１０に対して押し付けるための加工圧を発生させるようにしたが、噴射ポート２６から加工液などの液体を噴射させたり、あるいは個々の噴射ポート２６にプランジャをそれぞれ摺動自在に嵌合し、これらプランジャの先端を研磨帯１８に押し付けることにより、ワーク１０に対して研磨帯１８の加工圧を発生させるようにしてもよい。何れの場合においても、個々の噴射ポート２６から均一な加工圧が押圧シュー１３のシリンドリカル凸面１２に対して垂直に発生するように配慮することが必要である。
【００２５】
長尺の研磨帯１８の長手方向基端部が連結された研磨帯駆動装置１９は、本発明の研磨帯移動手段として機能し、研磨帯１８をその長手方向に沿って出し入れすることにより、研磨帯１８を押圧シュー１３のシリンドリカル凸面１２に沿ってワーク１０のシリンドリカル凹面１１の円周方向に往復移動させ、これによって研磨帯１８とワーク１０のシリンドリカル凹面１１との相対移動がもたらされる。しかしながら、研磨帯１８を無端ベルト状に形成して押圧シュー１３に装着し、同一方向に連続して旋回移動させるようにしてもよい。
【００２６】
従って、研磨帯１８は研磨帯駆動装置１９による研磨帯１８自体の往復運動と、スライダ駆動手段１４によるワーク１０のシリンドリカル凹面１１の軸線に沿った押圧シュー１３の往復運動とが合成された状態で上述した加工圧によりワーク１０のシリンドリカル凹面１１に均一に押し当たり、押圧シュー１３のシリンドリカル凸面１２に対応した反転形状がワーク１０のシリンドリカル凹面１１に正確に転写され、ワーク１０のシリンドリカル凹面１１に残存するうねりが効率よく除去される。特に、ワーク１０の研磨面であるシリンドリカル凹面１１にその前加工に伴ううねり成分よりも長い波長成分のゆるやかな誤差形状がある場合、押圧シュー１３のシリンドリカル凸面１２に準じてその形状修正も同時になされることとなる。このため、従来のようにワーク１０の研磨面に残留するうねり成分を複数工程に分けて除去する必要がなく、しかもこのうねり成分を除去するための測定が不要であり、ワーク１０の研磨面の形状を基本的に崩すことなく、うねり成分を効率よく除去することができる。
【００２７】
上述した実施例では、研磨面がシリンドリカル凹面１１となったワーク１０について説明したが、本発明は２次以上の高次の曲面を研磨加工することも可能であり、例えばシュミットレンズなどの研磨を行うこともできる。
【００２８】
このような本発明による研磨装置の他の実施例による研磨作業状態を図４に模式的に示すが、先の実施例と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、ワークであるシュミットレンズ３１は、テーブル駆動装置３２により所定速度で回転可能な回転テーブル３３に対し、その光軸が回転テーブル３３の回転軸線と同一軸線となるように固定され、本実施例ではテーブル駆動装置３２および回転テーブル３３が本発明の相対移動手段として機能する。シュミットレンズ３１の研磨面３４と、この研磨面３４の半径方向に延在する押圧シュー１３は、図示しないシュー保持手段によりシュミットレンズ３１の研磨面３４に対して所定間隔に保持されており、この押圧シュー１３の押圧面３５とシュミットレンズ３１の研磨面３４との間には研磨帯１８が介装され、加工液が研磨帯１８とシュミットレンズ３１の研磨面３４との間に供給される。シュミットレンズ３１の半径方向に延在する研磨帯１８の基端部は、押圧シュー１３に取り付けられた研磨帯駆動装置１９に連結され、この研磨帯駆動装置１９の作動によって研磨帯１８が押圧シュー１３の押圧面３５に沿ってシュミットレンズ３１の半径方向に往復駆動される。
【００２９】
研磨帯１８は押圧シュー１３の押圧面３５に対してそれぞれ垂直に開口する複数の噴射ポート２６から噴射される圧縮空気によりシュミットレンズ３１の研磨面３４に対してほぼ垂直に押し当たって加工圧を発生し、回転テーブル３３の駆動回転を伴ってシュミットレンズ３１の研磨面３４全域を均一に研磨し、研磨面３４に残留するうねり成分を効率よく除去する。このように、ワークの研磨面３４が軸回転対称形状を有する場合には、研磨面３４が高次の曲面であっても効率よく研磨を行うことができる。
【００３０】
上述した２つの実施例では、研磨帯１８の長手方向基端部を研磨帯駆動装置１９に連結し、片持ち状態でこれを往復駆動させるようにしたが、その長手方向両端部を把持した状態で研磨帯１８を往復駆動させることも可能である。
【００３１】
このような本発明による研磨装置の他の実施例による研磨作業状態を図５に模式的に示すが、先の実施例と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、研磨面３４が軸回転対称形状を有するワーク１０は、駆動回転可能な図示しない回転テーブル上に固定され、その軸線が回転テーブルの軸線と同軸状となって一体的に回転するようになっている。ワーク１０の半径方向に延在する細長い押圧面３５を持った押圧シュー１３の長手方向両端部には、それぞれワーク１０の研磨面３４との距離を検出する一対のギャップセンサ３６と、押圧シュー１３の押圧面３５に沿って延在する研磨帯１８の両端部が連結される一対の研磨帯駆動装置１９とが取り付けられている。研磨帯１８は、一対の研磨帯駆動装置１９によって押圧シュー１３の押圧面３５に沿ってワーク１０の研磨面３４の半径方向に往復駆動される。
【００３２】
押圧シュー１３はギャップセンサ３６からの検出信号が送信されるシュー保持装置３７に保持され、このシュー保持装置３７はギャップセンサ３６からの情報に基づいてワーク１０に対する押圧シュー１３の姿勢を最適に制御できるようになっている。本実施例では、一対のギャップセンサ３６を用いてワーク１０の研磨面３４と押圧シュー１３の押圧面３５との間隔を常に一定に保つようにしたが、一対のギャップセンサ３６に代えてワーク１０の研磨面３４に押し当たる研磨帯１８の押圧力を検出する圧力検出センサなどを用いてワーク１０の研磨面３４と押圧シュー１３の押圧面３５との間隔を最適に制御するようにしてもよい。
【００３３】
本実施例においても、先の実施例と同様に、ワーク１０の回転運動と、研磨帯１８の往復運動と、図示しない押圧手段によりワーク１０の研磨面３４に作用する研磨帯１８の押圧力とにより、ワーク１０の研磨面３４に残留する特に輪帯状のうねり成分が効率よく除去される。
【００３４】
ワーク１０と押圧シュー１３との相対移動に伴って、押圧シュー１３がワーク１０の研磨面３４に対して干渉する可能性がある場合、押圧シュー１３の押圧面３５の長手方向両端側に逃げ部を形成してワーク１０と押圧シュー１３との干渉を回避することが望ましい。このような本発明による研磨装置の別な実施例における研磨加工状態を図６に模式的に示すが、先の実施例と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、本実施例では研磨面が回転放物面３８となったワーク１０を対象としたものであり、このため押圧シュー１３の押圧面３５をワーク１０の半径程度まで長尺にすることができない。また、押圧シュー１３がワーク１０の外周端縁部に移動した場合、その外周側端部がワーク１０の外周端縁部に対して干渉しないように、押圧面３５の側方を後退させて逃げ部３９を形成してある。本実施例における研磨帯１８は無端ベルト状をなし、押圧シュー１３を囲むように複数（図示例では４個）のプーリ４０に巻き掛けられた状態となっている。これらプーリ４０の１つには駆動モータ４１が連結され、研磨帯１８を旋回駆動するようになっている。プーリ４０は何れもワーク１０の回転放物面３８に対して干渉しないように押圧シュー１３の押圧面３５よりも充分後方に配置され、押圧シュー１３の側壁部分に近接した状態となっている。
【００３５】
このように、押圧シュー１３の押圧面３５の長手方向両端部を急激に後方に後退させて逃げ部３９を形成し、押圧シュー１３の前端左右両側縁部や押圧面３５から離れる研磨帯１８の部分がワーク１０の回転放物面３８に対して干渉しないようにしたので、ワーク１０の研磨面３４の曲率半径が急激に変化しているような箇所に対しても何ら問題なく研磨加工を行うことができる。また、本実施例のように研磨帯１８を無端ベルト状にすることにより、研磨帯１８の研磨面積を増大させることができるため、研磨帯１８の寿命を延ばすことができると共に研磨帯１８を往復移動させるよりもさらに効率よく研磨を行うことが可能である。
【００３６】
上述した実施例では、ワークの研磨面が円筒状の場合や軸回転対称形状の場合について説明したが、ワークの研磨面が複雑な三次元形状を有する場合には、図７に示すようにワーク１０の研磨面３４にそれぞれ対応した複数の押圧シュー１３を用い、ワーク１０と各押圧シュー１３とを相対移動させつつそれぞれの押圧シュー１３毎に研磨帯１８を移動させ、さらに個々の図示しない押圧手段によって研磨帯１８をそれぞれ均一な圧力で押圧シュー１３の押圧面３５に対して垂直にワーク１０の研磨面３４に押し当て、研磨面３４に残留するうねり成分を除去することができる。この場合、研磨面３４の曲率半径に応じてワーク１０と個々の押圧シュー１３との相対移動量を規制する必要があることは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の研磨方法によると、ワークの加工面に押圧シューの押圧面を近接状態で保持し、ワークの加工面を研磨するための研磨帯をワークの加工面と押圧シューの押圧面との間に介在させて研磨帯をワークの加工面に対して垂直な方向に押圧しつつ押圧シューの押圧面に沿って移動させ、さらにワークの加工面と押圧シューの押圧面とを研磨帯の移動方向と交差する方向に相対移動させるようにしたので、ワークの加工面の形状が平面のみならず、球面や非球面であっても、その加工面の形状測定や加工データ作成に多大な負荷をかけることなく、ワークの加工面に残存するうねり成分のすべてを加工面の表面形状精度を維持しながらこれを効率よく除去して加工面全域を均一に研磨することができる。しかも、押圧シューの押圧面がワークの加工面と対応した反転形状を有するため、うねり成分よりも波長の長い加工面の形状誤差に対しても、これを修正してワークの加工面の周縁部に至るまで縁上がりや縁だれ無く、設計形状通りに高精度な研磨が可能である。
【００３８】
ワークの加工面が軸回転対称形状を有し、研磨帯を移動させるステップがワークの半径方向の研磨帯の移動を含み、ワークの加工面と押圧シューの押圧面とを相対移動させるステップがワークの軸心回りの駆動回転を含む場合には、極めて効率よく研磨を行うことができる。
【００３９】
本発明の研磨装置によると、ワークの加工面の一部と対応した押圧面を有する押圧シューと、この押圧シューの押圧面に沿って配され、押圧面に対して摺接し得る可撓性をなす基材の表面に接合された研磨層を有する研磨帯と、この研磨帯を押圧シューの押圧面に沿って移動させる研磨帯移動手段と、押圧シューに設けられ、研磨帯をワークの加工面に対して垂直な方向に押圧する押圧手段と、ワークの加工面と押圧シューの押圧面とが研磨帯の移動方向と交差する方向に相対移動するように、ワークが取り付けられるワークテーブルと押圧シューとを相対移動させる相対移動手段とを具えているので、ワークの加工面の形状が平面のみならず、球面や非球面であっても、その加工面の形状測定や加工データ作成に多大な負荷をかけることなく、ワークの加工面に残存するうねり成分のすべてを加工面の表面形状精度を維持しながらこれを効率よく除去して加工面全域を均一に研磨することができる。しかも、押圧シューの押圧面がワークの加工面と対応した反転形状を有するため、うねり成分よりも波長の長い加工面の形状誤差に対しても、これを修正してワークの加工面の周縁部に至るまで縁上がりや縁だれ無く、設計形状通りに高精度な研磨が可能である。
【００４０】
押圧シューと、研磨帯と、研磨帯移動手段と、押圧手段とを複数組有する場合には、ワークの加工面が対称軸のない非球面などであっても効率よく研磨することができる。
【００４１】
押圧シューの押圧面がワークの加工面に対して所定間隔をあけて対向するように押圧シューを保持するシュー保持手段をさらに具えた場合には、押圧手段による研磨帯の押圧力を押圧シューの押圧面全域に亙ってより均一化させることができる。
【００４２】
押圧手段が流体圧を利用したものであって流体圧を調整し得る調圧手段を有する場合には、ワークの加工面が複雑な凹凸を有していても、ワークの加工面に対して研磨帯を容易かつ確実に均一な圧力で押圧させることができる。しかも、押圧シューの押圧面と研磨帯の基材との間に流体圧を介在させることが可能となり、押圧シューの押圧面に対して研磨帯の移動に伴う摩擦を低減させ、研磨帯をより円滑に移動させることができる。
【００４３】
押圧シューが研磨帯の移動方向に沿った当該押圧シューの押圧面の両端部にワークの加工面との干渉を回避するための逃げ部をそれぞれ有する場合には、研磨中にワークの加工面に対して押圧シューの押圧面が干渉してワークの加工面の形状を損なうような不具合を未然に防止することができる。特に、研磨帯移動手段が研磨帯を押圧シューの逃げ部に沿って導く案内手段を有する場合、研磨帯が押圧シューの押圧面以外の部分でワークの加工面に当接せず、信頼性の高い研磨加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による研磨装置の第１の実施例の外観を模式的に表す加工概念図である。
【図２】図１に示した実施例における研磨帯の部分の拡大断面図である。
【図３】図１に示した実施例における押圧手段の部分の概略構造を表す機構概念図である。
【図４】本発明による研磨装置の第２の実施例の加工概念図である。
【図５】本発明による研磨装置の第３の実施例の加工概念図である。
【図６】ワークに対して押圧シューの干渉を回避し得る本発明による研磨装置の一部の概略構造を表す加工概念図である。
【図７】本発明の対象となるワークおよびその表面を研磨加工するための本発明による研磨装置の主要部の外観を表す斜視図である。
【符号の説明】
１０　ワーク
１１　シリンドリカル凹面
１２　シリンドリカル凸面
１３　押圧シュー
１４　スライダ駆動手段
１５　スライダ案内ブロック
１６　スライダ
１７　ブラケット
１８　研磨帯
１９　研磨帯駆動装置
２０　基材
２１　接着剤
２２　弾性材層
２３　接着剤
２４　研磨層
２５　凹部
２６　噴射ポート
２７　共通チャンバ
２８　空気配管
２９　調圧装置
３０　コンプレッサ
３１　シュミットレンズ
３２　テーブル駆動装置
３３　回転テーブル
３４　研磨面
３５　押圧面
３６　ギャップセンサ
３７　シュー保持装置
３８　回転放物面
３９　逃げ部
４０　プーリ
４１　駆動モータ
【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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