(57)【要約】 【課題】  必要且つ十分な研磨代を取り、効率の良い研磨が可能な研磨方法の提供。【解決手段】  定盤あるいはポリシングパッドを備えた定盤を被研磨物に接触せしめ、スラリー状の研磨砥粒を供給しつつ被研磨物に対して前記定盤を移動させて被研磨物の表面を研磨する際に、使用する砥粒の平均粒径を適当に設定すること、および／または被研磨物の研磨代を研磨前被研磨物の表面粗さに応じて設定することにより、効率の良い研磨を行う方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤あるいはポリシングパッドを備えた定盤を被研磨物に接触せしめ、スラリー状の研磨砥粒を供給しつつ被研磨物に対して前記定盤を移動させて被研磨物の表面を研磨する方法であって、使用する研磨砥粒の平均粒径を被研磨物の最大粗さＲｍａｘの８０〜１６０％の範囲として研磨を行うことを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
定盤あるいはポリシングパッドを備えた定盤を被研磨物に接触せしめ、スラリー状の研磨砥粒を供給しつつ被研磨物に対して前記定盤を移動させて被研磨物の表面を研磨する方法であって、片面当たりの被研磨物の研磨代を研磨前被研磨物の最大面粗さＲｍａｘの７〜１５倍の範囲として研磨を行うことを特徴とする研磨方法。
【請求項３】
定盤あるいはポリシングパッドを備えた定盤を被研磨物に接触せしめ、スラリー状の研磨砥粒を供給しつつ被研磨物に対して前記定盤を移動させて被研磨物の表面を研磨する方法であって、研磨前の被研磨物の面粗さＲｒｍｓに対して、研磨砥粒の平均粒径を１２倍〜３０倍の範囲として研磨を行うことを特徴とする研磨方法。
【請求項４】
定盤あるいはポリシングパッドを備えた定盤を被研磨物に接触せしめ、スラリー状の研磨砥粒を供給しつつ被研磨物に対して前記定盤を移動させて被研磨物の表面を研磨する方法であって、研磨後の被研磨物の表面粗さＲｍａｘが研磨前の表面粗さＲｍａｘの１／１０〜１／３の範囲となるように研磨を行うことを特徴とする研磨方法。
【請求項５】
定盤あるいはポリシングパッドを備えた２枚の定盤で複数の被研磨物を挟み込み、スラリー状の研磨砥粒を供給しつつ被研磨物に対して前記定盤を移動させて被研磨物の両面を研磨する方法であって、研磨砥粒の平均粒径を被研磨物の厚さの差の１０倍以下として研磨を行うことを特徴とする研磨方法。
【請求項６】
研磨砥粒の構成物の少なくとも一部が、ダイヤモンド、シリコンカーバイド、窒化ホウ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化セリウムからなる群から選択される１種又は２種以上である請求項１〜５のいずれかに記載の研磨方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかの研磨方法によって研磨されたガラス材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスなどの光学材料等を仕上げる研磨方法において、効率よく所望の研磨粗さを得ることが可能な研磨方法及び該研磨方法により研磨された研磨面を有するガラス材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガラスを研磨する際、始めは比較的粒度の粗い研磨砥粒を用いて研磨面を平面や曲面など所望の形状にする。続いて研磨砥粒の粒度を段階的に細かくし、粗い研磨砥粒でガラス平面に存在する凹凸を平坦化させ、最終的に所望の表面粗さにする（例えば、特許文献１，２参照。）。
【特許文献１】特開平９−１１１１９号公報
【特許文献２】特開２００１−６４０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光学材料に使用されるガラスの研磨は、面粗さを小さくして平坦度を向上させるために、粒径の異なる研磨砥粒を用いた複数の工程を経て行われ、効率的な研磨をするには、各工程において、ガラス材料（被研磨物）の初期の面粗さに応じて適切な径の研磨砥粒を用いることが必要である。また、ある粒径の研磨砥粒で到達する面粗さに達したら、すぐに次の工程に移ることが望ましく、ある粒径の研磨砥粒を使用したとき、適切な研磨代を取らねばならない。
このように従来の研磨方法では、適当な粒径でない研磨砥粒で研磨を行っていたため、作業効率が悪かった。
また適切な研磨代を取らないと、面粗さの不良を発生したり、余計な研磨をすることになり、作業効率が悪い。
【０００４】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、必要且つ十分な研磨代を取り、効率の良い研磨が可能な研磨方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明は、定盤あるいはポリシングパッドを備えた定盤を被研磨物に接触せしめ、スラリー状の研磨砥粒を供給しつつ被研磨物に対して前記定盤を移動させて被研磨物の表面を研磨する方法であって、使用する研磨砥粒の平均粒径を被研磨物の最大粗さＲｍａｘの８０〜１６０％の範囲として研磨を行うことを特徴とする研磨方法を提供する。
【０００６】
また本発明は、定盤あるいはポリシングパッドを備えた定盤を被研磨物に接触せしめ、スラリー状の研磨砥粒を供給しつつ被研磨物に対して前記定盤を移動させて被研磨物の表面を研磨する方法であって、片面当たりの被研磨物の研磨代を研磨前被研磨物の最大面粗さＲｍａｘの７〜１５倍の範囲として研磨を行うことを特徴とする研磨方法を提供する。
【０００７】
また本発明は、定盤あるいはポリシングパッドを備えた定盤を被研磨物に接触せしめ、スラリー状の研磨砥粒を供給しつつ被研磨物に対して前記定盤を移動させて被研磨物の表面を研磨する方法であって、研磨前の被研磨物の面粗さＲｒｍｓに対して、研磨砥粒の平均粒径を１２倍〜３０倍の範囲として研磨を行うことを特徴とする研磨方法を提供する。
【０００８】
また本発明は、定盤あるいはポリシングパッドを備えた定盤を被研磨物に接触せしめ、スラリー状の研磨砥粒を供給しつつ被研磨物に対して前記定盤を移動させて被研磨物の表面を研磨する方法であって、研磨後の被研磨物の表面粗さＲｍａｘが研磨前の表面粗さＲｍａｘの１／１０〜１／３の範囲となるように研磨を行うことを特徴とする研磨方法を提供する。
【０００９】
また本発明は、定盤あるいはポリシングパッドを備えた２枚の定盤で複数の被研磨物を挟み込み、スラリー状の研磨砥粒を供給しつつ被研磨物に対して前記定盤を移動させて被研磨物の両面を研磨する方法であって、研磨砥粒の平均粒径を被研磨物の厚さの差の１０倍以下として研磨を行うことを特徴とする研磨方法を提供する。
【００１０】
本発明の研磨方法において、研磨砥粒の構成物の少なくとも一部が、ダイヤモンド、シリコンカーバイド、窒化ホウ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化セリウムからなる群から選択される１種又は２種以上であることが好ましい。
【００１１】
また本発明は、前記研磨方法によって研磨されたガラス材料を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被研磨物の面粗さに対して適切な砥粒径を選定することができ、必要且つ十分な研磨代で研磨を行うため、効率の良い研磨ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の研磨方法は、定盤あるいはポリシングパッドを備えた定盤を被研磨物に接触せしめ、スラリー状の研磨砥粒を供給しつつ被研磨物に対して前記定盤を移動させて被研磨物の表面を研磨する際に、使用する砥粒の平均粒径を適当に設定すること、および／または被研磨物の研磨代を研磨前被研磨物の表面粗さに応じて設定することにより、効率の良い研磨を行う方法である。
本発明の研磨方法において好適な実施態様は次の通りである。
（１）使用する研磨砥粒の平均粒径を被研磨物の最大粗さＲｍａｘの８０〜１６０％の範囲として研磨を行う方法、
（２）片面当たりの被研磨物の研磨代を研磨前被研磨物の最大面粗さＲｍａｘの７〜１５倍の範囲として研磨を行う方法、
（３）研磨前の被研磨物の面粗さＲｒｍｓに対して、研磨砥粒の平均粒径を１２倍〜３０倍の範囲として研磨を行う方法、
（４）研磨後の被研磨物の表面粗さＲｍａｘが研磨前の表面粗さＲｍａｘの１／１０〜１／３の範囲となるように研磨を行う方法、
（５）定盤あるいはポリシングパッドを備えた２枚の定盤で複数の被研磨物を挟み込み、スラリー状の研磨砥粒を供給しつつ被研磨物に対して前記定盤を移動させて被研磨物の両面を研磨する方法において、研磨砥粒の平均粒径を被研磨物の厚さの差の１０倍以下として研磨を行う方法、が挙げられる。
【００１４】
本発明において、被研磨物は特に限定されず、ガラス、セラミックス、金属などの各種材料やこれらの２種以上を含む複合材料からなる被研磨物に対して適用することができ、特にレンズ、プリズム、反射鏡、非線形光学素子、透過窓などの各種光学部品用の石英ガラス、フッ素添加石英ガラス、フッ化物などの化合物単結晶からなる母材や加工材の仕上げ研磨に適用することが好ましい。
【００１５】
ガラス材料（被研磨物）を研磨する場合、被研磨物の面粗さに合わせて研磨砥粒を選定する必要がある。
図１は、１．０μｍから１０．０μｍまでの研磨砥粒を使用した時の被研磨物の面粗さＲｒｍｓを表したグラフである。目標とする面粗さＲｒｍｓに対して１２〜３０倍の平均粒径を持った砥粒を選択すればよい。この倍率は面圧に応じて調整する。
【００１６】
また、図２は平均粒径１．０〜１０μｍの研磨砥粒を使用した時の面粗さの変化を表したグラフである。使用した砥粒の平均粒径は、研磨前の被研磨物の面粗さＲｍａｘとほぼ同じ（８０〜１６０％）である。図２によると片面あたりの面粗さの７〜１５倍の研磨代を取ると研磨後の面粗さは安定する。また、その時の面粗さは初期の面粗さＲｍａｘの１／１０〜１／３になる。
【００１７】
本発明の研磨方法は、研磨砥粒と定盤、或いはポリシングパッドを備えた定盤を使用した研磨方法全てに適用できる。
例えば、回転駆動される下定盤と、この下定盤に対向して回転駆動される上定盤とを備え、被研磨物の両面を研磨することが可能な研磨装置（以下、両面研磨装置という。）を使用した場合を述べる。
【実施例】
【００１８】
研磨砥粒の材質は、ダイヤモンドの他にシリコンカーバイド等のセラミックスや、アルミナ、ジルコニア、酸化鉄、酸化セリウム等の金属酸化物を使用する。実施例で使用する研磨砥粒は、グリーンシリコンカーバイド砥粒（ＧＣ砥粒）の平均粒径１０μｍと３μｍ、酸化セリウムの平均粒径１．０μｍである。
【００１９】
これらの研磨砥粒は、有機アルカリや防錆剤を含有する研削油及び分散剤の水溶液中にスラリー状にして用いる。スラリー全体に対する研磨砥粒の割合は、１０〜３０質量％以内に管理している。両面研磨装置では、このスラリーをワーク１個に対して５００〜１５００ｍＬ／ｍｉｎ供給している。供給量はワークの径に応じて調整する。
【００２０】
上下の定盤は円環状をなしており、各々定盤の接触面の傾斜は最大でも１００ｐｐｍ以下である。また、上下定盤を密着させた場合、上下定盤同士の平坦度の違いによって生じる間隔は１０μｍ以下である。
【００２１】
下定盤にφ１００ｍｍ、２０ｍｍｔの被研磨物（材質：石英ガラス）を４枚等間隔に設置した。この時、各被研磨物の厚さの差は、砥粒径１０μｍで１００μｍ以下、３μｍで３０μｍ以下に規定している。これは砥粒の平均径の１０倍に当たる。なぜなら、複数の被研磨物間で高低差があると、上定盤の接触面が研磨中に揺動し、被研磨物の平坦度、平行度が悪化するためである。１〜２時間研磨すると、被研磨物の面粗さは頭打ちになるので、研磨は終了させる。
【００２２】
研磨終了後、被研磨物の面粗さを測定する。面粗さ測定は、ダイヤモンド針による触針式の装置を用いる。測定条件は測定長さ１ｍｍ、針のスキャン速度０．０６ｍｍ／ｓｅｃ、うねりと凹凸の識別長さ０．６μｍである。
【００２３】
面粗さＲｍａｘ＝１．０μｍ以下になると、砥粒は平均粒径１．０μｍの酸化セリウムを使用する。酸化セリウムを使用する両面研磨装置の上定盤及び下定盤の接触面にはポリシングパッドが装着されている。
【００２４】
ポリシングパッドの材質は、ウレタン等の発泡樹脂や、それに酸化セリウムを含ませたもの、或いは不織布が用いられる。ポリシングパッドの硬度によって被研磨物の平坦度と、面粗さが変化し、両者はトレードオフの関係になる。最適な硬度は、ショア硬度で５０〜８０である。
酸化セリウムで研磨された被研磨物は、面粗さがＲｍａｘ＝１０ｎｍ以下になる（光干渉法、測定長さ１００μｍ）。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】砥粒平均径と仕上がり面粗さとの関係を示すグラフである。
【図２】片面当たりの研磨代と仕上がり面粗さとの関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
2005205560.tif 000003