(57)【要約】【課題】チッピングを最小限に抑えて高品質な光学部材を作製すること。【解決手段】  光学部材１０に対して仕上げ形状より大きい内径でかつ仕上げ形状の加工研削量よりも小さい加工研削量を有する第１の創成研削面１１を創成研削加工し、この後に、光学部材１０に対して仕上げ形状となる第２の創成研削面１２を創成研削加工する。これにより、光学部材１０の周縁部１３には、面取りされた第１の創成研削面１１が残る。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部材に仕上げ形状より大きい内径でかつ前記仕上げ形状の加工研削量よりも小さい加工研削量を有する第１の創成研削面を創成研削加工する第１の創成研削工程と、
前記光学部材に前記仕上げ形状となる第２の創成研削面を創成研削加工する第２の創成研削工程と、
を有することを特徴とする光学部材の球面創成加工方法。
【請求項２】
前記第１及び前記第２の創成研削面が創成研削加工された前記光学部材に対して研削液を供給しながら精研削加工する精研削工程と、
前記精研削加工された前記光学部材に対して研磨液を供給しながら研磨加工する研磨工程と、
を有することを特徴とする請求項１記載の光学部材の球面創成加工方法。
【請求項３】
前記第１の創成研削工程において前記光学部材に前記第１の創成研削面を創成研削加工した後に、前記第２の創成研削工程において前記光学部材に前記第２の創成研削面を創成研削加工することを特徴とする請求項１又は２記載の光学部材の球面創成加工方法。
【請求項４】
前記第２の創成研削工程において前記光学部材に前記第２の創成研削面を創成研削加工した後に、前記第１の創成研削工程において前記光学部材に前記第１の創成研削面を創成研削加工することを特徴とする請求項１又は２記載の光学部材の球面創成加工方法。
【請求項５】
前記第１の創成研削工程は、前記第１の創成研削面の周縁部に面取り加工となる球面形状を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の光学部材の球面創成加工方法。
【請求項６】
前記第２の創成研削工程は、前記光学部材に創成研削加工された前記第１の創成研削面の周縁部を残して前記第２の創成研削面を創成研削加工することを特徴とする請求項１、２又は３のうちいずれか１項記載の光学部材の球面創成加工方法。
【請求項７】
前記第１の創成研削工程において創成研削加工する前記第１の創成研削面の曲率半径は、前記第２の創成研削工程において創成研削加工する前記第２の創成研削面の曲率半径よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２記載の光学部材の球面創成加工方法。
【請求項８】
前記第１及び前記第２の創成研削面は、それぞれ凹球面に創成研削加工されることを特徴とする請求項１又は２記載の光学部材の球面創成加工方法。
【請求項９】
前記第１及び前記第２の創成研削面は、それぞれカーブジェネレータにより凹球面に創成研削加工されることを特徴とする請求項１又は２記載の光学部材の球面創成加工方法。
【請求項１０】
前記第１及び前記第２の創成研削面は、それぞれ超音波球面創成装置により凹球面に創成研削加工されることを特徴とする請求項１又は２記載の光学部材の球面創成加工方法。
【請求項１１】
光学部材を仕上げ形状より大きい内径でかつ前記仕上げ形状の加工研削量よりも小さい加工研削量で創成研削加工して第１の創成研削面を創成する第１の創成研削加工機と、
前記光学部材を創成研削加工して前記仕上げ形状となる第２の創成研削面を創成する第２の創成研削加工機と、
を具備したことを特徴とする光学部材の球面創成加工装置。
【請求項１２】
前記第１及び前記第２の創成研削加工機は、カーブジェネレータ又は超音波球面創成装置であることを特徴とする請求項１１記載の光学部材の球面創成加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばレンズ等の光学部材に凹球面を創成加工する光学部材の球面創成加工方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ等の光学部材に凹球面を創成加工する加工方法は、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１には、創成研削工程で光学部材に略凹面形状を創成研削加工した後に、略凹面形状の研削面周縁部に面取りを施し、この後に精研削、研磨を行うことが開示されている。
【０００３】
図５は特許文献１に開示されている加工方法の工程フローを示す。ブランク投入工程＃１において、光学部材として例えばガラス材料をプレス成形等により所定形状に形成したブランクがレンズ加工工程に投入される。
【０００４】
次に、創成研削工程＃２において、ブランクのレンズ面がカーブジェネレータ等の加工機により略凹球面形状に創成研削加工される。これにより、略凹球面形状に創成研削加工されたガラスレンズが作製される。
【０００５】
次に、面取り工程＃３において、略凹球面形状に創成研削加工されたガラスレンズのレンズ面周縁部に対して面取り加工が施される。図６は面取り加工装置の概略図を示す。ガラスレンズ１は、略凹球面形状に創成研削加工されており、そのレンズ面周縁部２は、鋭角で刃物状態になっている。このガラスレンズ１は、レンズ保持治具３に保持される。なお、ガラスレンズ１は、作業者の手で直接把持してもよい。
【０００６】
総型皿状工具４は、治具５に装着されて図示しない回転機構装置の下軸に固定されている。この総型皿状工具４は、ガラスレンズ１のレンズ面１ａの曲率半径より大きい曲率半径を有する凸形状に形成されている。
【０００７】
ガラスレンズ１のレンズ面周縁部２に対する面取り加工は、次のように施される。ガラスレンズ１のレンズ面周縁部２が作業者の手で直接把持して又はレンズ保持治具３を介して凸形状の総型皿状工具４の表面に押し付けられる。この状態で、総型皿状工具４が図示しない回転機構装置により矢印Ａ方向に回転されると共に、研削液６が加工部位に供給され、さらにガラスレンズ１が凸形状の総型皿状工具４の表面上で揺動される。これにより、ガラスレンズ１の鋭角で刃物状態にあったレンズ面周縁部２は、凸形状の総型皿状工具４に当接して面取りされ、図７に示すように面取り７が施される。
【０００８】
次に、レンズ面周縁部２に対する面取り７を施されたガラスレンズ１は、精研削加工工程＃４において精研削加工され、次の研磨工程＃５において研磨加工される。精研削加工では、レンズ形状を略反転した凸形状の皿状工具を用いて、レンズ面１ａに研削液を供給しながらレンズ面１ａを精研削加工する。研磨加工では、同形状皿状工具を用いて、レンズ面１ａに研磨液を供給しながら研磨加工して、レンズ面１ａを仕上げる。なお、レンズ形状を略反転した凸形状の皿状工具は、ダイヤモンド砥粒及び金属材料又は樹脂を主成分として焼結して作製されている。
【０００９】
次に、心取り工程＃６において、ガラスレンズ１が一対のカップ型ホルダで挟着されて心出しが行われ、その中心線周りにガラスレンズ１が回転されながら、ガラスレンズ１の側周面がダイヤモンド砥石で真円に研削される心取り加工が行われる。
【特許文献１】特開２００２−１２６９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載されている面取り工程＃３では、レンズ面周縁部２に面取り加工を施しているが、創成研削工程＃２における略凹球面形状の加工研削量が大きくなるとレンズ面周縁部２の形状が鋭角になる為に、面取り加工時に母機の剛性及び砥石の振れによって振動が発生し、この振動によってガラスレンズ１のレンズ周縁部２にチッピングが発生する。又、ガラスレンズ１の特性によっては、面取り加工中の振動状態や砥石メッシュによりチッピング幅が大きく異なるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、光学部材に仕上げ形状より大きい内径でかつ仕上げ形状の加工研削量よりも小さい加工研削量を有する第１の創成研削面を創成研削加工する第１の創成研削工程と、光学部材に仕上げ形状となる第２の創成研削面を創成研削加工する第２の創成研削工程とを有する光学部材の球面創成加工方法である。
【００１２】
本発明は、光学部材を仕上げ形状より大きい内径でかつ仕上げ形状の加工研削量よりも小さい加工研削量で創成研削加工して第１の創成研削面を創成する第１の創成研削加工機と、光学部材を創成研削加工して仕上げ形状となる第２の創成研削面を創成する第２の創成研削加工機とを備えた光学部材の球面創成加工装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、チッピングを最小限に抑えて高品質な光学部材を作製できる光学部材の球面創成加工方法及びその装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は光学部材の球面創成加工方法の工程フローを示す。先ず、光学部材投入工程＃１０において光学部材１０が投入される。この光学部材１０は、例えばガラス材料をプレス成形等により所定形状に形成したブランクである。
【００１６】
次に、第１の創成研削工程＃１１において、図２に示すように光学部材１０に対して仕上げ形状より大きい内径でかつ仕上げ形状の加工研削量よりも小さい加工研削量を有する第１の創成研削面１１が創成研削加工される。
【００１７】
次に、第２の創成研削工程＃１２において、図３に示すように光学部材１０に対して仕上げ形状となる第２の創成研削面１２が創成研削加工される。これにより、光学部材１０の周縁部１３は、第１の創成研削工程＃１１において創成研削加工された第１の創成研削面１１が残る。
【００１８】
次に、精研削・研磨工程＃１３において、第１及び第２の創成研削面１１、１２が創成研削加工された光学部材１０に対して研削液６ａを供給しながら精研削加工が行われ、この後に、精研削加工された光学部材１０に対して研磨液６ｂを供給しながら研磨加工が行われる。
【００１９】
この精研削・研磨工程＃１３では、図４に示すような研削・研磨装置１４が用いられる。回転治具１５は、回転軸１６を矢印Ｂ方向に回転させる。この回転軸１６には、加工皿１７が設けられている。この加工皿１７は、光学部材１０に形成する凹球面状の仕上げ形状を略反転させた凸球面形状に形成されている。精研削に用いる場合、加工皿１７は、例えばダイヤモンド砥粒及び金属材料を主成分として焼結して作製されたものを用いる。研磨に用いる場合、加工皿１７は、例えば研磨剤及び樹脂や金属材料を主成分として作製されたものを用いる。
【００２０】
以下、第１の具体例として、光学部材１０に曲率半径２．０ｍｍ、曲率直径３．８ｍｍ、曲率半径の深さ１．３７６ｍｍの凹球面形状を加工する場合について説明する。
【００２１】
先ず、光学部材投入工程＃１０において光学部材１０が投入される。
【００２２】
次に、第１の創成研削工程＃１１において、図２に示すように光学部材１０に対して面取り効果を有する凹球面の第１の創成研削面１１が創成研削加工される。この第１の創成研削面１１は、仕上げ形状より大きい内径を得るために例えば曲率半径４．０ｍｍで創成研削加工される。そして、光学部材１０には、例えば仕上げ曲率直径４．０ｍｍ、加工研削量０．５３６ｍｍの曲率を有する第１の創成研削面１１が例えば不示図のカーブジェネレータ等の加工機により球面創成研削加工される。
【００２３】
なお、第１の創成研削面１１は、仕上げ形状（曲率半径２．０ｍｍ、曲率直径３．８ｍｍ）より大きい内径（曲率直径４．０ｍｍ）でかつ仕上げ形状の加工研削量（曲率半径の深さ１．３７６ｍｍ）よりも小さい加工研削量（加工研削量０．５３６ｍｍ）を有する。
【００２４】
次に、第２の創成研削工程＃１２において、図３に示すように光学部材１０に対して凹球面の第２の創成研削面１２が創成研削加工される。この第２の創成研削面１２は、仕上げ曲率直径３．８ｍｍ、加工研削量１．３２６ｍｍの仕上げ曲率を有し、例えば不示図のカーブジェネレータ等の加工機により球面創成研削加工される。
【００２５】
この結果、光学部材１０の周縁部１３には、面取り効果を有する曲率半径４．０ｍｍの凹球面の第１の創成研削面１１が環状に残る。
【００２６】
次に、精研削・研磨工程＃１３において、第１及び第２の創成研削面１１、１２が創成研削加工された光学部材１０に対して図４に示す研削・研磨装置１４を用いて研削液６ａを供給しながら精研削加工が行われる。この精研削加工では、ダイヤモンド砥粒及び金属材料を主成分として焼結し、かつ光学部材１０を略反転した凸球面の形状を有する加工皿１７を使用し、研削液６ａを供給しながら第２の創成研削面１２を例えば０．０４ｍｍに精研削加工する。
【００２７】
この後、精研削加工された光学部材１０に対して図４に示す研削・研磨装置１４を用いて研磨液６ｂを供給しながら研磨加工が行われる。この研磨加工では、研磨剤及び樹脂や金属材料を主成分とし、かつ光学部材１０を略反転した凸球面の形状を有する加工皿１７を使用し、研磨液６ｂを供給しながら精研削加工された精研削加工面を例えば０．０１ｍｍ以内で研磨加工する。これにより、ガラスレンズ等の光学部材１０が完成する。
【００２８】
なお、この後、光学部材１０が一対のカップ型ホルダで挟着されて心出しが行われ、その中心線周りに光学部材１０が回転されながら、光学部材１０の側周面がダイヤモンド砥石で真円に研削される心取り加工が行われる。
【００２９】
このような第１の具体例であれば、光学部材１０に対して仕上げ形状より大きい内径でかつ仕上げ形状の加工研削量よりも小さい加工研削量を有する第１の創成研削面１１を創成研削加工し、この後に、仕上げ形状となる第２の創成研削面１２を創成研削加工するので、光学部材１０の周縁部１３には面取り効果を持った第１の創成研削面１１が残り、この第１の創成研削面１１の存在によって、仕上げの球面形状の凹球面創成研削加工を施す際、鋭角な稜部が鈍角となり光学部材１０の稜部に与える振動と衝撃が軽減でき、これによりチッピング及びカケ、カンを最小限に抑えることができる。この結果、安定して高品質な光学部材１０を作製することができる。
【００３０】
又、光学部材１０に創成する創成研削面の曲率半径すなわち第２の創成研削面１２の加工研削量が大きい曲率形状でも、光学部材１０に球面創成研削加工することができるので、次工程での精研削加工量を軽減でき、安定した高品質な加工が可能である。
【００３１】
次に、第２の具体例として、光学部材１０に曲率半径１．０ｍｍ、曲率直径２．０ｍｍ、曲率半径の深さ１．００ｍｍの凹球面形状を加工する場合について説明する。
【００３２】
先ず、光学部材投入工程＃１０において光学部材１０が投入される。
【００３３】
次に、第１の創成研削工程＃１１において、図２に示すように光学部材１０に対して面取り効果を有する凹球面の第１の創成研削面１１が創成研削加工される。この第１の創成研削面１１は、仕上げ形状より大きい内径を得るために例えば曲率半径２．０ｍｍで創成研削加工される。そして、光学部材１０には、例えば仕上げ曲率直径２．２ｍｍ、加工研削量０．３３０ｍｍの曲率を有する第１の創成研削面１１が例えば不示図の超音波球面創成装置により球面創成研削加工される。
【００３４】
なお、第１の創成研削面１１は、仕上げ形状（曲率半径１．０ｍｍ、曲率直径２．０ｍｍ）より大きい内径（曲率直径２．０ｍｍ）でかつ仕上げ形状の加工研削量（曲率半径の深さ１．００ｍｍ）よりも小さい加工研削量（加工研削量０．３３０ｍｍ）を有する。
【００３５】
次に、第２の創成研削工程＃１２において、図３に示すように光学部材１０に対して凹球面の第２の創成研削面１２が創成研削加工される。この第２の創成研削面１２は、仕上げ曲率直径１．９５ｍｍ、加工研削量０．２５４ｍｍの仕上げ曲率を有し、例えば不示図の超音波球面創成装置により球面創成研削加工される。
【００３６】
この結果、光学部材１０の周縁部１３には、面取り効果を有する曲率半径２．０ｍｍの凹球面の第１の創成研削面１１が環状に残る。
【００３７】
次に、精研削・研磨工程＃１３において、第１及び第２の創成研削面１１、１２が創成研削加工された光学部材１０に対して図４に示す研削・研磨装置１４を用いて研削液６ａを供給しながら精研削加工が行われる。この精研削加工では、ダイヤモンド砥粒及び金属材料を主成分として焼結し、かつ光学部材１０を略反転した凸球面の形状を有する加工皿１７を使用し、研削液６ａを供給しながら第２の創成研削面１２を例えば０．０４ｍｍに精研削加工する。
【００３８】
この後、精研削加工された光学部材１０に対して図４に示す研削・研磨装置１４を用いて研磨液６ｂを供給しながら研磨加工が行われる。この研磨加工では、研磨剤及び樹脂や金属材料を主成分とし、かつ光学部材１０を略反転した凸球面の形状を有する加工皿１７を使用し、研磨液６ｂを供給しながら精研削加工された精研削加工面を例えば０．０１ｍｍ以内で研磨加工する。これにより、ガラスレンズ等の光学部材１０が完成する。
【００３９】
なお、この後、光学部材１０が一対のカップ型ホルダで挟着されて心出しが行われ、その中心線周りに光学部材１０が回転されながら、光学部材１０の側周面がダイヤモンド砥石で真円に研削される心取り加工が行われる。
【００４０】
このような第２の具体例であれば、上記第１の具体例と同様に、光学部材１０の周縁部１３に面取り効果を持った第１の創成研削面１１が残るので、この第１の創成研削面１１の存在によって、仕上げの球面形状の凹球面創成研削加工を施す際、鋭角な稜部が鈍角となり光学部材１０の稜部に与える振動と衝撃が軽減でき、これによりチッピング及びカケ、カンを最小限に抑えることができる。この結果、安定して高品質な光学部材１０を作製することができる。
【００４１】
又、光学部材１０に創成する創成研削面の曲率半径すなわち第２の創成研削面１２の加工研削量が大きい曲率形状でも、光学部材１０に球面創成研削加工することができるので、次工程での精研削加工量を軽減でき、安定した高品質な加工が可能である。
【００４２】
このように上記一実施の形態によれば、光学部材１０に対して仕上げ形状より大きい内径でかつ仕上げ形状の加工研削量よりも小さい加工研削量を有する第１の創成研削面１１を創成研削加工し、この後に、仕上げ形状となる第２の創成研削面１２を創成研削加工するので、従来のように面取り加工装置を用いての面取り作業を行わずに、光学部材１０の周縁部１３に面取り効果を持った第１の創成研削面１１を形成することができ、これによって上記の如く仕上げの球面形状の凹球面創成研削加工を施す際、鋭角な稜部が鈍角となり光学部材１０の稜部に与える振動と衝撃を軽減でき、チッピング及びカケ、カンを最小限に抑え、安定して高品質な光学部材１０を作製することができる。
【００４３】
又、面取りの為の面取り加工装置が不要になり、第１及び第２の創成研削面１１、１２は、例えばカーブジェネレータ等の加工機又は超音波球面創成装置を共用して球面創成研削加工でき、作業の段取りの手間も軽減する。すなわち、第１及び第２の創成研削面１１、１２は、例えばカーブジェネレータ等の加工機又は超音波球面創成装置を用いて続けて球面創成研削加工できるので、球面創成研削加工に要する時間も掛からない。
【００４４】
なお、本発明は、上記一実施の形態に限定されるものでなく、次のように変形してもよい。
【００４５】
上記一実施の形態では、光学部材１０に対して仕上げ形状より大きい内径でかつ仕上げ形状の加工研削量よりも小さい加工研削量を有する第１の創成研削面１１を創成研削加工し、この後に、光学部材１０に対して仕上げ形状となる第２の創成研削面１２を創成研削加工しているが、創成研削加工の順序を変え、光学部材１０に対して仕上げ形状となる第２の創成研削面１２を創成研削加工し、この後に、光学部材１０に対して仕上げ形状より大きい内径でかつ仕上げ形状の加工研削量よりも小さい加工研削量を有する第１の創成研削面１１を創成研削加工してもよい。
【００４６】
これにより、光学部材１０の周縁部１３に第１の創成研削面１１を残すことが可能であり、この第１の創成研削面１１の存在によって、仕上げの球面形状の凹球面創成研削加工を施す際、鋭角な稜部が鈍角となり光学部材１０の稜部に与える振動と衝撃が軽減でき、これによりチッピング及びカケ、カンを最小限に抑えることが可能である。
【００４７】
又、第１及び第２の創成研削面１１、１２の各曲率半径は、それぞれ作製するガラスレンズ等の光学部材１０に応じて設定変更してよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る光学部材の球面創成加工方法の一実施の形態を示す工程フローを示す図。
【図２】同方法における第１の創成研削工程により創成研削された第１の創成研削面の断面図。
【図３】同方法における第２の創成研削工程により創成研削された第２の創成研削面の断面図。
【図４】同方法における精研削・研磨工程で用いられる研削・研磨装置の構成図。
【図５】従来の加工方法の工程フローを示す図。
【図６】同加工方法に用いる面取り加工装置の概略図。
【図７】同加工方法により面取り加工されたガラスレンズの部分断面図を示す。
【符号の説明】
【００４９】
６ａ：研削液、６ｂ：研磨液、１０：光学部材、１１：第１の創成研削面、１２：第２の創成研削面、１３：周縁部、１４：研削・研磨装置、１５：回転治具、１６：回転軸、１７：加工皿。
【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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