(57)【要約】【課題】  非球面であっても高精度に研磨することが可能であり、さらに所望の非球面形状を創成することも可能な曲面研磨装置および曲面研磨方法を提供する。【解決手段】  被研磨物を回転させる回転機構と、前記回転機構により回転する金型２とスポット的に接触することにより当該金型２を研磨する研磨体６を有する研磨工具７と、を備えた研磨装置１である。この研磨装置１は更に、金型２と研磨体６との接触位置が変化するように金型２を傾斜させつつ揺動しうる第一揺動部Ｙ１と、金型２の傾斜によって生ずる金型２と研磨工具７との間の研磨圧変化が緩和されるように研磨工具７を傾斜させつつ揺動しうる第二揺動部Ｙ２と、第一揺動部Ｙ１による揺動を制御することにより金型２上の各接触位置における接触時間を制御しうる揺動制御機構と、を備えている。【選択図】      図１
2005161410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研磨物を回転させる回転機構と、
前記回転機構により回転する前記被研磨物とスポット的に接触することにより当該被研磨物を研磨する研磨体を有する研磨工具と、
前記被研磨物と前記研磨体との接触位置が変化するように前記被研磨物を傾斜させつつ揺動しうる第一揺動機構と、
前記被研磨物の傾斜によって生ずる前記被研磨物と前記研磨工具との間の研磨圧変化が緩和されるように前記研磨工具を傾斜させつつ揺動しうる第二揺動機構と、
前記第一揺動機構による揺動を制御することにより前記被研磨物上の前記各接触位置における接触時間を制御しうる揺動制御機構と、
を備えていることを特徴とする曲面研磨装置。
【請求項２】
研磨工具の研磨体と被研磨物とをスポット的に接触させた状態で当該被研磨物を回転させることにより研磨がなされる研磨方法であって、
前記被研磨物と前記研磨工具との接触位置が変化するように前記被研磨物を傾斜させつつ揺動させながら、この傾斜によって生ずる前記被研磨物と前記研磨工具との間の研磨圧変化が緩和されるように前記研磨工具を傾斜させつつ揺動させて研磨を行うとともに、
前記被研磨物の前記揺動を制御することにより、前記被研磨物上の前記各接触位置における接触時間を制御しながら研磨を行うことを特徴とする曲面研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ成形用金型や光学部品などの曲面を研磨するための曲面研磨装置および曲面研磨方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種光学機器や光学通信機器等に用いられるレンズなどの光学部品や、レンズを成形するための金型などは、凸状あるいは凹状の曲面を有している。光学部品には極めて高い形状精度が要求されるため、かかる光学部品や金型の研磨においても同様に高い精度が求められる。
一方、光学機器等に用いられるレンズは、その曲面形状が球面である球面レンズと、同じく非球面である非球面レンズとに大別される。非球面レンズは、球面収差がなく短焦点とすることが可能であり、また球面レンズと比較してレンズ枚数を少なくすることができる等多くの利点があるため、近年特に広く採用されている。これらレンズやそれを成形する金型の表面仕上げの為に研磨がなされる場合がある。特に金型表面については通常研磨により仕上げる必要がある。
【０００３】
曲面形状を高い形状精度で研磨する研磨装置および研磨方法として、特許文献１に記載のものがある。この研磨装置は、被加工体である凹レンズの平面側を保持して固定する台座（ホルダー）と、この台座を傾動自在かつ回転自在に保持する軸体とを備えている。さらに、この台座や軸体ごと凹レンズを揺動させる揺動機構部を備えている。かかる揺動の揺動中心は、レンズの被加工面である凹球面の曲率中心とされている。さらにこの研磨装置は、所望の研磨形状たる曲率半径を有する半球状の砥石（固定砥粒工具）を有している。この装置による研磨方法は、半球状の砥石を凹レンズの凹球面の全体に面接触で押し当てながら砥石を自転させ、且つ被加工物たるレンズ側では前記揺動を行なって、砥石の形状（即ち所望の曲率半径の球面形状）を凹レンズに転写しつつ研磨する装置である。この研磨方法によれば、所望の曲率半径を有する球面形状の研磨が可能である（特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３８５９４号公報（第１図、第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の研磨装置および研磨方法では、球面に沿って揺動させながら凹球面と凸球面とをすり合わせて研磨しているため、球面の研磨は可能であるものの、非球面の研磨はできない。したがって、特に近年増加している非球面レンズや非球面レンズを成形するためのレンズ成型用金型などの非球面を研磨することができない。さらには、非球面レンズや非球面レンズ成形用金型において、研磨前における被研磨物に形状誤差等があった場合に、かかる誤差を研磨によって修正して所望の非球面形状を創成することもできない。
【０００６】
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、非球面であっても高精度に研磨することが可能であり、さらに所望の非球面形状を創成することも可能な曲面研磨装置および曲面研磨方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の研磨装置は、被研磨物を回転させる回転機構と、前記回転機構により回転する前記被研磨物とスポット的に接触することにより当該被研磨物を研磨する研磨体を有する研磨工具と、前記被研磨物と前記研磨体との接触位置が変化するように前記被研磨物を傾斜させつつ揺動しうる第一揺動機構と、前記被研磨物の傾斜によって生ずる前記被研磨物と前記研磨工具との間の研磨圧変化が緩和されるように前記研磨工具を傾斜させつつ揺動しうる第二揺動機構と、前記第一揺動機構による揺動を制御することにより前記被研磨物上の前記各接触位置における接触時間を制御しうる揺動制御機構と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の研磨方法は、研磨工具の研磨体と被研磨物とをスポット的に接触させた状態で当該被研磨物を回転させることにより研磨がなされる研磨方法であって、前記被研磨物と前記研磨工具との接触位置が変化するように前記被研磨物を傾斜させつつ揺動させながら、この傾斜によって生ずる前記被研磨物と前記研磨工具との間の研磨圧変化が緩和されるように前記研磨工具を傾斜させつつ揺動させて研磨を行うとともに、前記被研磨物の前記揺動を制御することにより、前記被研磨物上の前記各接触位置における接触時間を制御しながら研磨を行うことを特徴とする。
【０００９】
以上のような研磨装置および研磨方法では、研磨体と被研磨物との接触はスポット的な接触であるから、被研磨物の曲面が非球面であっても当該非球面形状に追従して研磨できる。さらに、この接触時間を被研磨物上の各位置において制御することにより、接触時間を比較的長くした部分は多く研磨され、比較的短くした部分は少なく研磨されることとなるので、高精度な非球面形状の創成も可能となる。また、かかる接触位置および接触時間の制御は、被研磨物の揺動（第一揺動機構による揺動）を制御することにより可能となるので、装置構造を簡素としながら高精度な制御が可能となる。さらに、被研磨物の傾斜によって生ずる被研磨物と研磨工具との間の研磨圧変化を緩和させながら研磨できるので、接触位置による研磨圧の変化を最小限に抑えることが可能となり、研磨精度が高まる。
【発明の効果】
【００１０】
研磨工具と被研磨物とをスポット的に接触させ、かつ被研磨物上での接触時間を制御できるようにしたので、非球面であっても高精度に研磨することが可能であり、さらに所望の非球面形状を創成することも可能となる。さらに、研磨工具および被研磨物をそれぞれ揺動させる手法を採用することにより、装置構造を簡素とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるガラスレンズ成型用金型研磨用の研磨装置１及びこれに固定されたガラスレンズ成型用金型２の概略構成を示す全体図である。
なお、以下の研磨装置１の説明において、「上側」、「上方向」、「下側」、「下方向」などと記載した場合の「上」及び「下」とは、第一揺動部Ｙ１や第二揺動部Ｙ２が傾斜していない状態（即ち、後述の下方軸体４や研磨工具７などが鉛直方向に向いた状態）における「上」及び「下」をいうものとする。
【００１２】
この研磨装置１は、互いに別体とされた第一揺動部Ｙ１と第二揺動部Ｙ２とに大別される。第一揺動部Ｙ１は、第一揺動軸線Ｚ１（図１において破線で示す）を揺動中心軸線として揺動する第一揺動機構を備えている。第二揺動部Ｙ２は、第二揺動軸線Ｚ２（図１において破線で示す）を揺動中心軸線として揺動する第二揺動機構を備えている。
【００１３】
第一揺動部Ｙ１は、被研磨物（ワーク）としてのガラスレンズ成型用金型２を固定する円板状の固定台３と、この固定台３の下側面中央から垂直下向きに延びる下方軸体４と、この下方軸体４を軸回転させることにより固定台３に固定されたガラスレンズ成型用金型２を回転させる回転機構としてのワーク回転用モータＭ１を備えている。下方軸体４は、その一端（上端）が固定台３に取り付けられるとともに、その他端（下端）がワーク回転用モータＭ１の回転軸と一体とされている。
【００１４】
さらに第一揺動部Ｙ１は、略上下方向に延びる縦アーム１３と、縦アーム１３の長手方向略中央付近から水平方向に延びるとともに下方軸体４を回動自在に支持する第一アーム１０と、縦アーム１３の下端から第一アーム１０と平行に延びるとともにワーク回転用モータＭ１を支持する第二アーム１１と、縦アーム１３の上部から水平方向且つ第一アーム１０と反対の方向に延びる第一軸体５と、を備えた振り子体１２を有している。第一アーム１０、第二アーム１１及び縦アーム１３は断面矩形の直線棒状部材からなり、第一軸体５は断面円形の円柱棒であって、これら第一アーム１０、第二アーム１１、及び縦アーム１３は一体構造とされている。また第一軸体５は、図示しないステッピングモータにより軸回転する。
【００１５】
また第一揺動部Ｙ１は、第一軸体５を回動自在に支持する第一揺動支持部１４を備えている。図示省略するが、第一揺動支持部１４は研磨装置１の土台部分に固定されている。よって、第一揺動支持部１４は、第一軸体５を回動自在に支持することにより、振り子体１２全体を揺動自在に支持している。振り子体１２が揺動すると、固定台３、下方軸体４及びワーク回転用モータＭ１も振り子体１２と一体的に揺動する。この揺動を以下、第一揺動Ｙａなどという（図１の矢印参照。）。
【００１６】
第一揺動部Ｙ１の揺動中、ワーク回転用モータＭ１の回転により下方軸体４が軸回転し、これにより円板状の固定台３が回転し、よって固定台３の上面に固定されたガラスレンズ成型用金型２も回転する。つまり、第一揺動部Ｙ１は、被研磨物としてのガラスレンズ成型用金型２を回転させながら揺動する。
【００１７】
一方、第二揺動部Ｙ２は、上下方向に延び球状の研磨体６をその一端（下端）に有する棒状の研磨工具７を備えている。研磨体６は、精密研磨に適した錫等の材質からなる。さらに第二揺動部Ｙ２は、水平方向に延びその一端に研磨工具７を備えた第三アーム１５と、この第三アーム１５の他端から研磨工具７と平行に下向きに延びる第四アーム１６と、を有する。さらに、第四アーム１６の下端付近からは、第二軸体８が第三アーム１５と反対方向で且つ第三アーム１５と平行な向きに延びている。第二軸体８は、断面円形の棒状部材であり、第二揺動支持部１７により回動自在に支持されている。この第二軸体８は、その一端が第四アーム１６と一体とされ、その他端は回転伝達部１８を介して第二揺動モータＭ２に連結されている。この第二揺動モータＭ２は、図示しない研磨装置１の土台部分に固定されている。第二揺動部Ｙ２の揺動（以下、第二揺動Ｙｂなどという）を駆動する第二揺動モータＭ２の回転は、回転伝達部１８を介して第二軸体８に伝達される。そして、第二揺動モータＭ２が回転すると、第二軸体８が軸回転して、これに伴い研磨体６を含む研磨工具７と、第三アーム１５と、第四アーム１６とが一体的に揺動する。
【００１８】
回転伝達部１８は、第二揺動モータＭ２側の回転軸１９から上方に延びる直線棒状のモータ側縦アーム２０と、このモータ側縦アーム２０の上部から第二軸体８側に水平に延びる直線棒状の伝達横アーム２１と、第二軸体８の第二揺動モータＭ２側端から上方に延びる直線棒状の第二軸体側縦アーム２２と、を備えている。
モータ側縦アーム２０と伝達横アーム２１とは互いに一体的に固定されているが、伝達横アーム２１と第二軸体側縦アーム２２とは互いに上下方向に相対移動できるようになっている。即ち、第二軸体側縦アーム２２は、その長手方向（上下方向）に沿って延びる図示されないスリット（隙間）を備えており、このスリットに伝達横アーム２１が略隙間なく差し込まれた状態とされている。そして、第二軸体８と回転軸１９との上下方向相対位置関係が変化すると、伝達横アーム２１が第二軸体側縦アーム２２の前記スリット内を移動（摺動）できるようにされている。したがって回転伝達部１８は、第二軸体８と回転軸１９との相対位置変化（軸ずれ）を許容しつつ回転軸１９の軸回転を第二軸体８に伝達する。
【００１９】
図２は、第一揺動軸線Ｚ１（あるいは第二揺動軸線Ｚ２）の延長線方向から見た図であって、第一揺動Ｙａにより一体的に揺動する第一揺動部Ｙ１（のガラスレンズ成型用金型２、固定台３、下方軸体４、ワーク回転用モータＭ１）と、前記第二揺動Ｙｂにより揺動する第二揺動部Ｙ２（の研磨工具７）との揺動状態を示す図である。図２では、下方軸体４や研磨工具７が鉛直方向に配向している状態を実線で表し、左右に揺動している状態をそれぞれ仮想線（二点鎖線）で示している。この図２において、ガラスレンズ成型用金型２及び研磨体６に記載の＋印の中心が、それぞれ第一揺動軸線Ｚ１及び第二揺動軸線Ｚ２である。
前述したように、第一軸体５が図示しないステッピングモータにより軸回転すると、第一揺動軸線Ｚ１を揺動中心軸線として振り子体１２や下方軸体４等が揺動するから、ガラスレンズ成型用金型２も傾斜しつつ揺動する。一方、第二軸体８が第二揺動モータＭ２により軸回転すると、第二揺動軸線Ｚ２を揺動中心軸線として第三アーム１５や第四アーム１６とともに研磨工具７が揺動する。
【００２０】
図４は、ガラスレンズ成型用金型２付近の拡大斜視図である。ガラスレンズ成型用金型２は、円柱形状の基部ｋと、この基部ｋの上側端面から上方に向かって丘状に突出する突出部ｔとからなる。このガラスレンズ成型用金型２は、例えば円筒状の胴型とこれに挿入される上下型とからなる金型の上型又は下型として用いられ、突出部ｔの形状を成形素材に転写して凹レンズを成形するためのものである。そして、突出部ｔの表面が研磨対象となる被研磨面２ａである。
【００２１】
このガラスレンズ成型用金型２は、円板状の固定台３の中心位置に固定されており、その中心軸線２Ｚが下方軸体４の中心軸線ＲＺと一致するように配置されている。下方軸体４の中心軸線ＲＺは、ワーク回転用モータＭ１による回転軸線でもあるから、ガラスレンズ成型用金型２は中心軸線２Ｚを回転軸線として回転する。そして、金型２の突出部ｔは、研磨体６とスポット的な接触にて接触しながら中心軸線２Ｚまわりに回転する。よって、研磨体６と突出部ｔの被研磨面２ａとの間に相対移動が生じて研磨がなされる。なお、突出部ｔと研磨体６との接触面積は、０．１ｍｍ２程度以下となっている。
突出部ｔは、球面形状又は非球面形状であるが、この突出部ｔは、少なくとも研磨後においては基部ｋの中心軸線２Ｚまわりに均等な形状であるのが好ましい。なぜなら、前述のように金型２を中心軸線２Ｚまわりに回転させながら研磨しているからである。中心軸線２Ｚまわりに均等な形状とは、中心軸線２Ｚに垂直な平面による断面が、中心軸線２Ｚの長手方向位置のどの位置においても中心軸線２Ｚを中心とする円となることを意味する。なお、研磨装置１は、本実施形態の被研磨面２ａのような凸曲面のみならず、凹曲面の研磨用としても用いられる。
【００２２】
図１及び図２に示すように、第一揺動軸線Ｚ１と第二揺動軸線Ｚ２とは互いに相違する軸線であるが、互いに平行な軸線とされ且つ双方が同一の鉛直面内に位置している。そして、第二揺動軸線Ｚ２は、第二揺動Ｙｂにより研磨体６の位置（三次元的位置）がほとんど変化しないような位置とされている。本実施形態では、第二揺動軸線Ｚ２が研磨体６の内部を通る位置に設定されている。そしてさらには、第二揺動軸線Ｚ２は球体である研磨体６の中心点（又はその近傍）を通っている。このため図２に示すように、研磨工具７が第二揺動Ｙｂにより揺動しても研磨体６の位置（三次元的位置）は不変である。なお、研磨体６が球体でない場合であっても、研磨体６の表面のうち被研磨面２ａと接触する部分が球面となっている場合には、当該接触部分の球面の曲率中心を通るように第二揺動軸線Ｚ２を配置すれば、当該研磨体６の接触部分は第二揺動Ｙｂにより移動しないので好ましい。
【００２３】
一方、第一揺動軸線Ｚ１は、ガラスレンズ成型用金型２の内部を通っており、第一揺動Ｙａによりガラスレンズ成型用金型２の被研磨面２ａの位置（三次元的位置）が変化しにくいようにされている。なお、研磨前の被研磨面２ａが球面であってこれを球面形状を維持したまま研磨する場合や、研磨前の被研磨面２ａが球面であってこれを研磨して非球面形状を創成する場合には、前記研磨前又は研磨後の被研磨面２ａ（球面）の曲率中心を第一揺動軸線Ｚ１が通るようにすると、被研磨面２ａの位置が変化しにくいのでより好ましい。また、被研磨面２ａが非球面形状である場合には、当該非球面の一部を構成する球面（のうちのいずれか一の球面）の曲率中心を第一揺動軸線Ｚ１が通るようにすると、被研磨面２ａの位置が変化しにくいので好ましい。
【００２４】
以上のような構成であるから、第一揺動Ｙａにより被研磨面２ａの位置はほとんど変化せず、且つ、第二揺動Ｙｂによって研磨体６（の被研磨面２ａと接触しうる範囲の表面）の位置はほとんど変化しない。したがって、研磨体６と被研磨面２ａとを接触させた状態を維持しながら第一揺動Ｙａ及び第二揺動Ｙｂによる揺動を行うことが容易とされている。
【００２５】
そして、図２に示すように、第一揺動Ｙａによりガラスレンズ成型用金型２を揺動させつつ傾斜させ、ガラスレンズ成型用金型２の被研磨面２ａと研磨体６との接触位置を変化させる。つまり、状態Ｊ１（下方軸体４が鉛直方向に向いた状態）では被研磨面２ａの頂点部分と研磨体６とが接触し、状態Ｊ２（図２において右方向に揺動した状態、仮想線参照）では被研磨面２ａの（図２上における）右側部分と研磨体６とが接触し、状態Ｊ３（図２において左方向に揺動した状態、仮想線参照）では被研磨面２ａの（図２上における）左側部分と研磨体６とが接触する。
【００２６】
なお、前述のように研磨体６の位置は第二揺動Ｙｂによりほとんど変化せず、また第一揺動軸線Ｚ１と第二揺動軸線Ｚ２とは平行な関係にあるから、研磨体６は突出部ｔにおける１本の母線に略沿って被研磨面２ａ上を横切るように移動することとなるが、上述のようにガラスレンズ成型用金型２が中心軸線２Ｚまわりに回転しているため、被研磨面２ａの全体が研磨されることになる。ただし、被研磨面２ａの全体を研磨するためには、研磨体６が突出部ｔの頂点を通過するようにする必要がある。このため、第一揺動部Ｙ１と第二揺動部Ｙ２との相対的位置関係を微調整しうる位置調整機構を第一揺動部Ｙ１又は第二揺動部Ｙ２に設けておくのが好ましい。
【００２７】
研磨体６により被研磨面２ａを研磨するためには、これら両者の間に所定の圧力（以下、研磨圧などという）を作用させる必要がある。研磨装置１において第二軸体８を回動自在に支持する第二揺動支持部１７は、図示しないスライド機構により上下方向スライド可能に支持されており、この第二揺動支持部１７及びこれに支持される第二軸体８、さらには第二軸体８と一体である第三アーム１５、第四アーム１６、研磨工具７等の自重が、研磨体６と被研磨面２ａとの間に研磨圧として作用した状態となっている。前述のごとく、第二揺動支持部１７や第二軸体８等が上下に移動して第二軸体８と（第二揺動モータＭ２側の）回転軸１９との上下方向相対位置が変化しても、前述した回転伝達部１８により第二揺動モータＭ２の回転が回転軸１９から第二軸体８へと伝達される。なお、図示しない上記スライド機構も第二揺動Ｙｂにより第二揺動支持部１７等と一体的に揺動する。
【００２８】
また、このように第二揺動支持部１７等が上下方向に移動可能とされ、かつ自重により研磨圧が付与された状態とされているので、研磨体６は、被研磨面２ａの研磨が進行して被研磨面２ａが研削されていっても研磨圧を維持しつつ当該被研磨面２ａに追従する。同様に研磨体６は、被研磨面２ａが非球面形状であっても研磨圧を維持しつつ被研磨面２ａに追従する。また、このように非球面形状にも追従して研磨できるのは、研磨体６と被研磨面２ａとの接触がスポット的な接触であることにもよる。
【００２９】
このように研磨装置１は、研磨体６と被研磨面２ａとの間に研磨圧を付与しつつ研磨体６を被研磨面２ａに追従させながら研磨しうる研磨圧付与手段を備えているが、この研磨圧付与手段としては上述の構成に限定されず、例えば第三アーム１５等、第一揺動部Ｙ１や第二揺動部Ｙ２の各部分の撓みを利用してもよく、あるいは被研磨面２ａと研磨体６との間に研磨圧を発生させるべく被研磨面２ａ又は研磨体６を相手側に向かって付勢するバネ等の付勢手段を設けても良い。また、第一揺動部Ｙ１と第二揺動部Ｙ２との上下方向における相対的位置関係を微調整可能な上下方向位置調整機構を第一揺動部Ｙ１又は第二揺動部Ｙ２に設けておくと、上述した各部撓みによる研磨圧付与手段を容易に実現できる。
【００３０】
第二揺動部Ｙ２は、第一揺動部Ｙ１が揺動して金型２が傾斜した場合に、当該金型２の傾斜によって生ずる金型２と研磨工具７との間の研磨圧変化が緩和されるように研磨工具７を傾斜させつつ揺動させる。本実施形態では、金型２と研磨工具７との研磨圧変化が緩和されるようにするため、研磨工具７が金型２に対して比較的垂直に近い状態（即ち、研磨工具７の軸線と金型２の中心軸線２Ｚとが比較的平行に近い状態）で接触させるように研磨工具７を傾斜させている。前述したように、金型２の被研磨面２ａと研磨体６との間に作用する研磨圧は、第二揺動支持部１７、第三アーム１５及び研磨工具７等の自重によるが、研磨工具７が金型２に対して垂直でなく傾斜した状態となるほど研磨圧が少なくなる傾向となり、かかる研磨圧の変化が研磨精度に影響する。よって、図２において金型２が揺動して状態Ｊ２となったときは、研磨工具７を状態Ｚ（仮想線参照）のように傾斜させ、研磨工具７が金型２に対して比較的垂直に近い状態となるようにすると、研磨圧の変化を緩和できる。金型２が第一揺動Ｙａにより揺動すると被研磨面２ａと研磨体６との接触位置が変化するが、かかる第一揺動Ｙａに対応させて研磨圧の変化を緩和するように研磨工具７を傾斜させることで、被研磨面２ａ上の各接触位置による研磨圧の変化を緩和することができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、第一揺動部Ｙ１を約５分の比較的ゆっくりした周期で揺動させるのに対して、第二揺動部Ｙ２は約一秒の比較的速い周期で揺動させる。したがって、例えば図２において、第一揺動部Ｙ１が状態Ｊ２のように傾斜している間に、研磨工具７は状態Ｘ、状態Ｙ、状態Ｚ等の各位置を何度も経由することとなる。この場合、第一揺動部Ｙ１の状態Ｊ２の傾斜に対して接触圧変化を緩和するように研磨工具７が状態Ｚに傾斜した状態を第二揺動部Ｙ２の揺動周期ごとに経由するため、前述したような研磨圧変化の緩和が達成されている。しかも、第二揺動部Ｙ２の揺動周期を比較的速くしたので、研磨体６上における接触位置が周期的に移動し、研磨体６の偏摩耗が抑制される。したがって、研磨体６と被研磨面２ａとの接触面積の経時変化が少なくなり、研磨精度が高くなる。
【００３２】
そして、研磨装置１は、第一揺動部Ｙ１の揺動を制御することにより、被研磨面２ａと研磨体６との各接触位置における接触時間を制御する揺動制御機構をそなえている。第一揺動部Ｙ１の揺動制御は、第一軸体５を回転させる前記ステッピングモータにより行われる。ステッピングモータを用いることにより、第一軸体５の回転角や各回転角における角速度等を制御することが可能となる。前述のように、本実施形態では、第一揺動部Ｙ１を約５分の比較的ゆっくりした周期で揺動させるが、例えば研磨により所望の非球面形状を創成しようとする場合には、かかる第一揺動部Ｙ１の揺動速度を細かく制御する。なお、本実施形態では、第一揺動部Ｙ１の揺動周期を約５分とし、第二揺動部Ｙ２の揺動周期を約１秒とし、且つ連続して約１〜２時間程度研磨を行って、金型２の被研磨面２ａを１μｍ〜数μｍ程度の研磨量にて研磨している。
【００３３】
図３は、前記揺動制御機構による第一揺動部Ｙ１の揺動制御を説明するための図である。ここでは、もともと球面形状Ｑ（図３の破線）であった突出部ｔを研磨して、所望の非球面形状Ｈを得るための揺動制御について説明する。
なお図３では、分かりやすくするため他の図面に比して研磨工具７及び研磨体６を金型２に対して小さく記載している。また、研磨工具７及び研磨体６は、上述の如く金型２を揺動傾斜させることにより突出部ｔ上を移動するものであるが、ここでは分かりやすくするため、あたかも固定された金型２の突出部ｔ上を研磨工具７及び研磨体６が移動したように記載している。
【００３４】
研磨前の球面形状Ｑから所望の非球面形状Ｈを得るためには、突出部ｔ上の各位置において研磨量ｄを連続的に変化させる必要がある。そこで、研磨体６が突出部ｔの頂上付近αから突出部ｔの中腹付近β、更にはその裾野付近γと移動するにつれて、第一揺動Ｙａの角速度を徐々に（連続的に）遅くする。第一揺動Ｙａの角速度を比較的速くすると研磨体６の同一位置での滞留時間が比較的短くなり研磨量ｄを比較的少なくすることができる。また、第一揺動Ｙａの角速度を比較的遅くすると研磨体６の同一位置での滞留時間が比較的長くなり研磨量ｄを比較的多くすることができる。このように、第一揺動部Ｙ１の揺動角速度を制御するだけで、所望の形状を創成することができるから、高精度の形状を創成しうる研磨装置１を極めて簡単な装置構造により実現できる。
なお、研磨体６と突出部ｔとの間の相対移動速度は、金型２の回転中心軸である中心軸線２Ｚから離れるほど速くなるから、この点をも考慮して第一揺動部Ｙ１の揺動角速度を制御することになる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態であるガラスレンズ成型用金型研磨用の研磨装置の概略構成を示す全体図である。
【図２】第一揺動軸線の延長線方向から見た、第一揺動部と第二揺動部との揺動状態を示す図である。
【図３】揺動制御機構による第一揺動部の揺動制御を説明するための図である。
【図４】ガラスレンズ成型用金型付近の拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    研磨装置
２    ガラスレンズ成型用金型（被研磨物）
６    研磨体
７    研磨工具
Ｙ１  第一揺動部（第一揺動機構）
Ｙａ  第一揺動
Ｙ２  第二揺動部（第二揺動機構）
Ｙｂ  第二揺動
【図１】
2005161410.tif 000003
【図２】
2005161410.tif 000004
【図３】
2005161410.tif 000005
【図４】
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