(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回基盤上に旋回可能に設けられ、かつ、表面にピッチポリシャが貼着されたターンテーブルと、該ターンテーブルの周囲に設けられて研磨液を保持する研磨液保持容器とを備え、該研磨液保持容器の保持する研磨液の液中に沈めた前記ピッチポリシャの表面で、前記ターンテーブルを旋回させつつ被加工物を研磨加工するポリッシング装置であって、
前記研磨液保持容器は、前記ターンテーブルの周面に取り付けられて該ターンテーブルとともに旋回し、前記研磨液保持容器の下方には該研磨液保持容器から流出する研磨液を回収するための研磨液回収容器が固定されて設けられ、
前記ターンテーブルの周面には、前記ターンテーブルを研磨加工中に冷却して保温する保温液を保持するための保温液保持容器が、前記研磨液保持容器の下方に位置するように設けられていることを特徴とするポリッシング装置。
【請求項２】
前記保温液保持容器の下方には、該保温液保持容器から流出する保温液を回収するための保温液回収容器が固定されて設けられていることを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置。
【請求項３】
前記保温液を所定温度以下に貯える保温液用恒温槽に前記保温液回収容器に回収された保温液を導くとともに、前記保温液用恒温槽中の保温液を前記保温液保持容器に供給する保温液循環手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のポリッシング装置。
【請求項４】
前記研磨液回収容器が前記保温液保持容器の外周側に設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のポリッシング装置。
【請求項５】
前記研磨液を所定温度下に貯える研磨液用恒温槽に前記研磨液回収容器に回収された研磨液を導くとともに、前記研磨液用恒温槽中の研磨液を前記研磨液保持容器に供給する研磨液循環手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨液を供給しながら被加工物を研磨加工するポリッシング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種のラッピング・ポリッシング装置では、例えば以下のように研磨液を供給しながら被加工物の研磨加工を行っている。
（１）伝統的光学研磨方法では、ピッチポリッシャが貼着された磨き皿にブラシやハケを用いて作業者が少しずつ研磨液を供給する。研磨の初期の段階では、研磨液が入った容器をよくかき混ぜて容器内の砥粒密度を均一化し、この砥粒が均一密度で濃厚に含まれた研磨液を供給して比較的高効率な除去加工を行う。続く仕上げ段階では、容器をかき混ぜず静置しておくことによって研磨液の上澄み部分に含まれる砥粒を微細なものとし、その上澄み部分の研磨液を慎重に供給することにより低効率だが高精度な修正研磨を行う。作業者の間では、被加工物の被加工面と磨き皿との間の微妙な吸着状態の変化が最終形状に与える変化の相関の一つとして記憶され、これが作業上活用されている。
【０００３】
図８は、本方法による加工がなされるクランク式の研磨装置を示す。この装置では、装置上部に設けられたクランク軸１が軸線Ｏ1まわりに回転すると、この回転がコネクティング・ロッド２により第一揺動アーム３に伝達され、第一揺動アーム３が矢印Ａ−Ａ方向に揺動する。第一揺動アーム３の揺動幅は、軸線Ｏ1からコネクティング・ロッド２の取付位置までの距離Ｌを、揺動幅調整ネジ４により変化させることによって調整されている。
【０００４】
第一揺動アーム３には軸線Ｏ2を揺動軸として所定幅内で揺動し得るように、第二揺動アーム５が取り付けられている。第二揺動アーム５が第一揺動アーム３の揺動に伴い矢印Ｂ−Ｂ方向に揺動すると、第二揺動アーム５の先端にカンザシ取付部６、カンザシ７を介して首振り可能に設けられた磨き皿８が、第二揺動アーム５と同方向に揺動する。磨き皿８の下方には、被加工物としてのレンズ９が貼り付けられる脂貼り皿１０が設けられている。脂貼り皿１０は軸線Ｏ3まわりに回転するレンズ回転軸１１に支持されて、レンズ９と一体で回転する。磨き皿８の下面はピッチ１２が貼着されるとともにレンズ９の球面形状に合った凹面に形成され、磨き皿８が揺動すると回転中のレンズ９がピッチ１２により研磨加工される。この研磨加工の際、作業者は容器１３に入った水とＣｅＯ2との混合液である研磨液ｐｌをブラシ１４を用いてレンズ９に塗布して供給するが、その方法は上述のように研磨の初期段階と仕上げ段階とで異なる。
【０００５】
なお、図中１５はレンズ９のクランプ時等に第二揺動アーム５を上記所定幅を超えて矢印Ｃ方向に可倒させる脱着用クランプ・レバーを、１６はカンザシ取付部６の位置調整用のカンザシ位置調整ネジを、１７はレンズ９から流れ落ちる研磨液ｐｌを受けるための液滴受け皿を示している。
（２）横振り型のレンズ研磨装置で実施されるボールフィードポリッシング法では、図９に示すように、ボール（器）１８の中に研磨液ｐｌをその液面がピッチポリッシャ１９の表面よりも高くなるまで注入し、ボール１８及びピッチポリシャ１９をともに回転させるとともに、レンズ２０をピッチポリシャ１９上で矢印Ｄ−Ｄ方向に往復動させて研磨する。
【０００６】
このボールフィードポリッシング法においては、研磨プロセスの初期段階では回転中のボール１８の中に攪拌用の板状部材２１を挿入し、研磨液ｐｌ中の大小様々な径の砥粒が満遍なくピッチポリッシャ１９の表面に降り注ぐようにする。一方、仕上げ段階では板状部材２１を抜き取って、比較的粗い加工に適して細かい加工に適さない径の大きな砥粒をボール１８の下方に沈ませ、微細な砥粒だけがピッチポリッシャ１９上の研磨液表層に浮上した状態とする。このように微細な砥粒を選択して仕上げ加工することにより、得られる表面あらさはレンズ２０が石英材である場合、ＲＭＳ（平均二乗平方根）で０.２ｎｍ以下の超平滑表面（Super Smooth Surface）となる。
（３）フロートポリッシング法では、図１０に示すように、ターンテーブル（ステンレス定盤）２２上にダイヤモンドターニングにより表面を高精度に仕上げた錫ラップ２３と、研磨液ｐｌを保持する保持周壁２４とを設け、錫ラップ２３上にホルダー２５により保持されるレンズ２６を設置し、ターンテーブル２２及びホルダー２５を高速回転させる。この高速回転により、静止時には錫ラップ２３に接していたレンズ２６が浮上して両者の間に動圧流体潤滑状態が発生し、研磨加工が非接触状態で行われる。
【０００７】
このフロートポリッシング法では、砥粒を保持するポリッシャは潤滑層の流体となって砥粒の機械的作用によるレンズ２６の表面損傷は極めて小さく、ボールフィードポリッシング法と同様に超平滑表面を得ることができる。
（４）図１１は、現在多用されているポリッシング装置の研磨液供給機構を示す。このポリッシング装置は、旋回基盤２７上に旋回可能に設けられ、かつ、表面にピッチポリシャ２８が貼着されたターンテーブル２９と、ターンテーブル２９の中央上方に設けられて研磨液ｐｌを吐出する研磨液吐出管３０と、ターンテーブル２９の周囲に設けられて使用後の研磨液ｐｌを受ける受液容器３１とを備え、研磨液吐出管３０により研磨液ｐｌが供給されたピッチポリシャ２８の表面で、ターンテーブル２９を旋回させつつ被加工物を研磨加工する。
【０００８】
水とＣｅＯ2との混合液である研磨液ｐｌは、ヒーター３２及びクーラー３３により温度制御された研磨液用恒温槽３４に貯えられ、ポンプ３５により研磨液吐出管３０に適宜送出される。研磨液吐出管３０により吐出された研磨液ｐｌは、ピッチポリシャ２８の外周縁に達してターンテーブル２９の周面３６を伝い、受液容器３１に流れ落ちる。受液容器３１には排出口３７が形成され、排出口３７には研磨液用恒温槽３４に通じる研磨液戻り管３８が接続され、研磨液ｐｌはその排出口３７を通じて受液容器３１から排出される。また、このように排出口３７に研磨液戻り管３８が接続される関係上、受液容器３１がターンテーブル２９とともに旋回して排出口３７の位置が変化することは好ましくないため、受液容器３１は旋回基盤２７の周面３９に取り付けられて固定されている。
【０００９】
排出口３７から流出して研磨液戻り管３８を経た研磨液ｐｌは、研磨屑、埃等の不純物を除去する循環フィルタ４０を通過して研磨液用恒温槽３４に流入し、ポンプ３５によりピッチポリシャ２８に再度供給される。
【００１０】
なお、研磨液用恒温槽３４には、ＣｅＯ2の凝縮を抑制するために研磨液ｐｌを攪拌する攪拌機４１と、研磨液用恒温槽３４中の液面高さを一定に保つ液面維持装置４２とが設けられている。この液面維持装置４２は、図示を略すフロートスイッチにより液面の低下を検知した場合に、給水一次フィルタ４３及び給水二次フィルタ４４を通過した水道水を研磨液用恒温槽３４に導入するようになっている。
（５）上記（４）のポリッシング装置において、受液容器３１の周壁部４５を高くして研磨液保持容器を構成し、その保持する研磨液ｐｌの液面高さをピッチポリシャ２８を沈めるまでに上昇させ、研磨液ｐｌの液中で被加工物を研磨加工するポリッシング装置も提案されている。このように多量の研磨液ｐｌを導入してその液中で加工を行うことにより、特に高品質、高精度な光学表面を得ることができる。また、ターンテーブル２９、ピッチポリシャ２８が研磨液ｐｌ中に完全に沈んだ状態となって温度外乱の影響が抑制されるため、ピッチポリシャ２８の表面形状、被加工物の被加工面形状の不安定性を低減させることができる。
（６）その他、軟質金属及び樹脂等から構成されるラップ工具面に適量、かつ、均質な密度でダイヤモンド粒子を分散させるように、希釈剤の中で攪拌されたダイヤモンド粒子（スラリー）と潤滑液とを所定の時間差をおいて交互に空圧ノズルから間欠噴霧するポリッシング装置や、高効率な除去加工のため高速回転する工具面に被加工物の被加工面を強く当てるとともに、その工具面と被加工面との接触により生ずる摩擦熱の除去を目的として金属製のターンテーブル内部に複雑な冷却水路を備えたポリッシング装置も開発されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記（１）〜（４）及び（６）のような研磨液の供給方法では、多量の研磨液を導入して研磨液中で加工を行う（５）の方法のようにキズ等の表面欠陥のない高品質、高精度な光学表面を得ることができない。
【００１２】
また、摩擦熱の発生は加工精度の不安定化を誘引し、被加工物が基盤に貼り付けられて保持されている場合には接着用ワックス（ホットメルト）が溶け出して剥離が起こるおそれもあるため、発生した摩擦熱は何らかの手段を講じて積極的に除去することが好ましい。このような観点からは、上記（６）の冷却水路を備えたポリッシング装置は優れていると言えるが、例えばリングポリシャ盤の場合にはターンテーブルがグラナイト等の石材からなるため内部に複雑な冷却用循環経路を設けることはほとんど不可能であり、（６）のポリッシング装置のような構成を採ることはできない。
【００１３】
一方、上記（５）のポリッシング装置によれば、摩擦熱の発生は研磨液の冷却作用により緩和されて温度外乱の影響も抑制され、安定した状態で超高精度な研磨加工を行うことができる。ところが、このように受液容器３１を深くして研磨液保持容器を構成し研磨液の液面高さを確保する場合には、ターンテーブル２９の直径寸法が増大してその厚さ寸法（通常、直径の１５〜２５％）が増大すると、研磨液の液面と研磨液保持容器の底面との距離が過大となって研磨液中の砥粒密度分布に偏りが生じ過ぎるという問題がある。すなわち、ピッチポリシャ２８上の研磨液の上層部分では砥粒密度が過度に希薄となり、研磨の進行が極度に遅れるという弊害が現れる一方、研磨液保持容器の底面付近の部分では砥粒密度が過度に濃厚となり、砥粒の凝集体が形成されやすくなってその除去のためのメンテナンスに手間がかかるという不都合が生じる。
【００１４】
さらに、研磨液保持容器を満たすに必要な研磨液の体積はターンテーブル２９の直径の二乗と厚さとに比例するため、ターンテーブル２９が大型化した場合には極めて多量の研磨液を要することになる。この研磨液は市販の研磨材粒子（パウダー）を別途他の装置で十分にすり潰してスラリーとしたものであるため、その準備自体にコストがかかるとともに、これを研磨液用恒温槽３４等で温度管理しようとするとその温度管理に係る装置のコストがかかる。この温度管理に係る装置のコストが研磨液の多量化に応じて高騰化することをも考慮すれば、研磨液の必要量が増大すればするほど設備コスト及びランニングコストが上昇すると言え、たとえ研磨液中にて加工を行うポリッシング装置であっても所要の研磨液はなるべく少量とすることが望ましい。
【００１５】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、研磨液中での研磨加工を可能としつつも研磨液中の砥粒密度分布の偏りを実用上問題にならない程度の範囲内に抑えることのできるポリッシング装置、及びその研磨加工をターンテーブルの直径に対して少量の研磨液で行うことのできるポリッシング装置を提供することを課題としている。
【００１６】
また、ターンテーブルの内部に冷却用の循環経路を設けることなくターンテーブルを積極的に冷却することのできるポリッシング装置を提供することを課題としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載のポリッシング装置は、旋回基盤上に旋回可能に設けられ、かつ、表面にピッチポリシャが貼着されたターンテーブルと、該ターンテーブルの周囲に設けられて研磨液を保持する研磨液保持容器とを備え、該研磨液保持容器の保持する研磨液の液中に沈めた前記ピッチポリシャの表面で、前記ターンテーブルを旋回させつつ被加工物を研磨加工するポリッシング装置であって、
前記研磨液保持容器は、前記ターンテーブルの周面に取り付けられて該ターンテーブルとともに旋回し、前記研磨液保持容器の下方には該研磨液保持容器から流出する研磨液を回収するための研磨液回収容器が固定されて設けられ、
前記ターンテーブルの周面には、前記ターンテーブルを研磨加工中に冷却して保温する保温液を保持するための保温液保持容器が、前記研磨液保持容器の下方に位置するように設けられていることを特徴とする。
請求項２に記載のポリッシング装置は、前記保温液保持容器の下方には、該保温液保持容器から流出する保温液を回収するための保温液回収容器が固定されて設けられていることを特徴とする。
請求項３に記載のポリッシング装置は、前記保温液を所定温度以下に貯える保温液用恒温槽に前記保温液回収容器に回収された保温液を導くとともに、前記保温液用恒温槽中の保温液を前記保温液保持容器に供給する保温液循環手段が設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載のポリッシング装置は、前記研磨液回収容器が前記保温液保持容器の外周側に設けられていることを特徴とする。
請求項５に記載のポリッシング装置は、前記研磨液を所定温度下に貯える研磨液用恒温槽に前記研磨液回収容器に回収された研磨液を導くとともに、前記研磨液用恒温槽中の研磨液を前記研磨液保持容器に供給する研磨液循環手段が設けられていることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
〔実施例１〕
図１は本発明に係るポリッシング装置の全体構成を示す。このポリッシング装置５０は、旋回装置５１と、旋回基盤５２（図６参照）と、ターンテーブル５３と、研磨液保持容器５４と、研磨液回収容器５５と、ツルーイング装置５６と、補助装置５７とを備える。
【００２５】
ターンテーブル５３は円盤状のグラナイトからなり、旋回基盤５２上に旋回可能に設けられている。ターンテーブル５３の表面にはピッチポリシャ５８が円環状に貼着され、リングポリシャ盤５９が構成されている。ターンテーブル５３は旋回装置５１により駆動されて軸線Ｏ4まわりに低速旋回する。
【００２６】
研磨液保持容器５４はターンテーブル５３の周囲に設けられて研磨液ｐｌを保持する。研磨液回収容器５５は研磨液保持容器５４の下方に設けられ、研磨液保持容器５４から排出される研磨液ｐｌを回収する。ツルーイング装置５６はピッチポリシャ５８のツルーイングに用いられ、修正ツール６０を保持する修正ツール保持部６１を備える。この修正ツール保持部６１、研磨液保持容器５４、及び研磨液回収容器５５については後に詳述する。
【００２７】
ツルーイング装置５６の筐体６２は正面視で門形を呈している。筐体６２の天井部６３には固定板６４が設けられ、固定板６４にはジャッキ装置６５が固定されている。筐体６２の側壁部６６ａ，６６ｂのそれぞれの内面側には、鉛直方向に延びる案内棒６７ａ，６７ｂが４本ずつ設けられている。側壁部６６ａ，６６ｂの対向空間には、ジャッキ装置６５により案内棒６７ａ，６７ｂに沿って上下動可能な昇降部６８が、ピッチポリシャ５８の一部に上方から臨むように設けられている。
【００２８】
筐体６２の底部には、レベル調整用のネジ脚６９が設けられている。このネジ脚６９により筐体６２の姿勢及びピッチポリシャ５８に対する高さが適切に調整されている。
【００２９】
昇降部６８は、略水平に直線状に延びる一対の案内軌道部材７０ａ，７０ｂと、案内軌道部材７０ａ，７０ｂに跨って両者を接続する接続板７１とを備える。案内軌道部材７０ａには案内棒６７ａが挿通され、案内軌道部材７０ｂには案内棒６７ｂが挿通され、接続板７１の中央部にはフランジ７２を介してジャッキ装置６５のネジ部７３が接続されている。このジャッキ装置６５では、ハンドル７４の回転操作による入力があると、その回転が図示を略すウォーム機構により減速することによってネジ部７３に大きな推力が与えられ、ネジ部７３が筐体６２に対して昇降する。昇降部６８はそのネジ部７３の昇降に伴い昇降し、鉛直方向の所定位置にセルフロックされる。
【００３０】
補助装置５７は修正ツール保持部６１を一時的に担持して、修正ツール６０の修正面７５の再加工に供する。図１では便宜上、修正ツール保持部６１がツルーイング装置５６側の通常位置にある場合に加えて、これが補助装置５７に担持されている様子も併せて示すが、実際には修正ツール保持部６１はツルーイング装置５６又は補助装置５７のいずれかの側にあればよい。また、同図では補助装置５７をツルーイング装置５６と離間させて示すが、両者は連結されていてもよい。
【００３１】
補助装置５７は、修正ツール保持部６１を担持しこれを上下反転させる反転部７６と、反転部７６を支持する架台７７とを備える。架台７７の底部にはキャスター７８が設けられ、不要なときには補助装置５７をツルーイング装置５６の側から他の場所へ容易に移動させることができるようになっている。架台７７の底部には、レベル調整用のネジ脚７９がさらに設けられている。このネジ脚７９は、補助装置５７の使用時にキャスター７８を床面から浮かせて架台７７の移動を不可とするとともに、架台７７の高さをツルーイング装置５６に合わせて調整するために用いられる。
【００３２】
反転部７６は、側板８０ａ，８０ｂ及びこれらを連結する連結板８１，８２により箱形に形成され、架台７７に軸支されている。この反転部７６は、ハンドル８３と、ハンドル８３からの回転入力を減速して出力するウォーム減速装置８４と、ウォーム減速装置８４の出力に基づき軸線Ｏ5まわりに回転する小径歯車と、小径歯車と噛合し、かつ、側板８０ａに直結された大径歯車とからなる回転機構８５により、軸線Ｏ6まわりに回転して反転する。ここでは、その小径歯車及び大径歯車は安全カバー８６に覆われており、図示を省略する。
【００３３】
連結板８１には、後述する円盤形工具８７の径よりも大きな径をもつ円形開口８８が中央部に形成されている。連結板８１の箱形内側には、その円盤形工具８７をガイドするためのガイドローラー８９が円形開口８８の周方向に沿って複数取り付けられている。
【００３４】
側板８０ａ，８０ｂの箱形内側には、補助装置５７がツルーイング装置５６に連結された際に、昇降部６８の案内軌道部材７０ａ，７０ｂに連結されて一対の案内軌道９０ａ，９０ｂを形成する案内軌道部材９１ａ，９１ｂが設けられている。修正ツール保持部６１は、その案内軌道９０ａ，９０ｂに保持されて、ツルーイング装置５６と補助装置５７との間で移動することができるようになっている。
【００３５】
修正ツール保持部６１は、図２に示すように、保持基盤９２と、ガイドローラー９３と、ガイドローラー９４と、駆動リング９５と、摩擦駆動ローラー９６とを有する。
【００３６】
ガイドローラー９３は保持基盤９２の両側に左右対になるように計６個設けられている。ガイドローラー９３は上下対称形状であって２つの円錐面９７を有し、この円錐面９７で案内軌道９０ａ，９０ｂに形成された傾斜面９８（図１参照）と接するようになっている。すなわち、その円錐面９７に傾斜面９８が上下から当接することによりガイドローラー９３は案内軌道９０ａ又は９０ｂに保持され、これにより修正ツール保持部６１が案内軌道９０ａ，９０ｂに保持される。また、ガイドローラー９３が案内軌道９０ａ，９０ｂに対して転動することにより、修正ツール保持部６１は案内軌道９０ａ，９０ｂに沿って移動することができる。
【００３７】
保持基盤９２の中央部には円形状の開口９９が形成され、ガイドローラー９４はその開口９９の周方向に沿って９０°ごとに計４個設けられている。ガイドローラー９４はガイドローラー９３と同一形状を有し、その上下に円錐面１００が形成されている。
【００３８】
駆動リング９５は保持基盤９２の開口９９に設けられ、駆動リング９５の外周面の上下には傾斜面１０１が形成されている。ガイドローラー９４はその傾斜面１０１に円錐面１００で当接することによって、駆動リング９５の上下動を規制するようにその外周面に係合し、駆動リング９５を保持基盤９２上の定位置に保持している。但し、ガイドローラー９４は駆動リング９５に対して転動可能であるので、駆動リング９５はその定位置において回転することができる。
【００３９】
駆動リング９５の内周面には、修正ツール６０を保持する駆動棒１０２が周方向に沿って等間隔に複数個（ここでは１８個）設けられている。駆動棒１０２は上下方向にのびるとともに、その下端部には駆動リング９５の中心に向けて突出する突起部１０３が形成され、修正ツール６０はその突起部１０３に係止されている。
【００４０】
摩擦駆動ローラー９６は電動機１０４により回転し、自らの回転を駆動リング９５の外周面に伝えて駆動リング９５を回転させ、これを介して修正ツール６０を回転させる。電動機１０４は保持基盤９２に対して位置調整可能な電動機固定板１０５に固定され、電動機１０４の回転力は駆動側プーリー１０６、タイミングベルト１０７、従動側プーリー１０８を介して摩擦駆動ローラー９６に伝達される。この実施例では、その電動機固定板１０５の保持基盤９２に対する位置を調整することにより、タイミングベルト１０７の張りが調整されるようになっている。なお、図２において、１０９ａ，１０９ｂ，１１０は保持基盤９２の補強用リブを、１１１は安全カバーを、１１２はツルーイング装置５６及び補助装置５７にそれぞれ設けられた送りネジ１１３に固定するためのブラケットを示す。
【００４１】
図３及び図４は、駆動リング９５及び摩擦駆動ローラー９６の詳細構造を示す。駆動リング９５は、リング本体１１４にネジ１１５により駆動棒１０２が固定されてなる。駆動棒１０２の下部は開口９９を通じて保持基盤９２の下方に突出している。駆動棒１０２の下端部には、調整用座金１１６を介してゴム部材１１７がネジ１１８により取り付けられ、これにより突起部１０３が形成されている。一方、修正ツール６０は、修正面７５を有する円盤状のツール本体部１１９と、ツール本体部１１９よりも大径に形成されたフランジ部１２０とからなり、ツール本体部１１９の外周面と駆動棒１０２との間の距離が調整用座金１１６により１〜２ｍｍとなるように調整されている。
【００４２】
摩擦駆動ローラー９６は、保持基盤９２上に固定された固定軸１２１にボールベアリング１２２を介して回転部１２３が取り付けられ、この回転部１２３に回転軸部１２４を介して従動側プーリー１０８が締結されることにより構成されている。詳細には、固定軸１２１はネジ１２５により取付フランジ１２６に取り付けられ、この取付フランジ１２６がネジ１２７により保持基盤９２上に固定されている。ボールベアリング１２２は固定軸１２１の外周の上下にそれぞれ設けられ、２つのボールベアリング１２２の間にはスペースカラー１２８，１２９が介装されている。回転部１２３はボールベアリング１２２及びスペースカラー１２９の外周に設けられ、その外周面には断面Ｖ字状の溝１３０が全周に及ぶように複数形成されている。各溝１３０にはＯリング１３１が取り付けられ、このＯリング１３１が駆動リング９５の外周面の傾斜面１０１でない部分、すなわち、リング本体１１４の外周面の円柱面状の部分と接して摩擦により回転力を伝達する。回転軸部１２４はその軸１３２が固定軸１２１と同軸となるように、回転部１２３の上部にネジ１３３により固定されている。従動側プーリー１０８には回転軸部１２４の軸１３２が同軸となるように嵌挿され、平行キー１３４及び固定ネジ１３５により従動側プーリー１０８と回転軸部１２４とが締結されている。
【００４３】
この修正ツール保持部６１では、研磨加工時においては、摩擦駆動ローラー９６による駆動リング９５の回転駆動に伴い修正ツール６０が回転するように、突起部１０３のゴム部材１１７がツール本体部の外周面に弾接してこれに回転力を与える（図４）。また、研磨加工時には、突起部１０３とフランジ部１２０との間隔ｈは３ｍｍ以上となっている。一方、ジャッキ装置６５により昇降部６８が上昇し、これに伴い修正ツール保持部６１が上昇する場合には、突起部１０３がフランジ部１２０に係止して修正ツール６０が持ち上げられる（図３）。
【００４４】
リングポリシャ盤５９上にある修正ツール保持部６１を補助装置５７に移送して、修正ツール６０の修正面７５を加工する場合には、昇降部６８を所定の高さまで上昇させた後、その案内軌道部材７０ａ，７０ｂと反転部７６の案内軌道部材９１ａ，９１ｂとのアライメントを行って一対の案内軌道９０ａ，９０ｂを形成し、この案内軌道９０ａ，９０ｂに沿って修正ツール保持部６１を補助装置５７側に移動させる。
【００４５】
具体的には、まずキャスター７８によりツルーイング装置５６に対する補助装置５７の位置決めをして、そのレベル調整をネジ脚７９により行う。つぎに、ジャッキ装置６５により昇降部６８を所定の高さまで上昇させるとともに、修正ツール保持部６１の受け入れ態勢を整えるべく回転機構８５により反転部７６の角度調整を行う。この際、円形開口８８が形成された連結板８１が下方に、連結板８２が上方にくるように反転部７６の上下の向きを合わせる。
【００４６】
このようにして案内軌道９０ａ，９０ｂを形成した後、これに沿って修正ツール保持部６１を補助装置５７の側に移動させるが、このとき、保持基盤９２のブラケット１１２をツルーイング装置５６側の送りネジ１１３のナットから外し、修正ツール保持部６１を補助装置５７の任意の位置まで滑り込ませ、ブラケット１１２を補助装置５７側の送りネジ１１３のナットと接続する。
【００４７】
また、補助装置５７において修正ツール保持部６１は反転部７６により上下反転するが、この反転時の修正ツール６０の落下を防止するため、駆動棒１０２には図５に示すようにゴム板１３６が貼着された支持片１３７があらかじめネジ止めされている。支持片１３７はすべての駆動棒１０２について設ける必要はないが、これを複数の駆動棒１０２に設けることにより、反転時の修正ツール６０は下方から支持されて落下が防止される。
【００４８】
修正ツール６０の修正面７５の再加工は、反転部７６により修正ツール保持部６１を反転させた状態で、ラッピング及びポリッシング用の円盤形工具８７を円形開口８８を通じて修正面７５上に載置し、電動機１０４により修正ツール６０を回転させて行われる。修正ツール６０が回転すると、円盤形工具８７はガイドローラー８９により一定位置に保持されているので、修正面７５上でつれ回りしてこれを加工する。修正ツール６０と円盤形工具８７との相対的な位置関係は、前述の送りネジ１１３により自由に規定することができるので、両者の接触面の図心と円盤形工具８７の重心との心ずらしを調整することができ、円盤形工具８７の運動軌跡に変化を与えることもできる。なお、この加工時に使用した研磨液は、着脱容易で簡易な構成の円環型容器（図１参照）１３８に保持されて、修正ツール６０からこぼれ落ちないようになっている。
【００４９】
このポリッシング装置５０のピッチポリシャ５８上への研磨液供給機構は、図６に示すように、研磨液保持容器５４と、研磨液回収容器５５と、研磨液循環手段としての研磨液循環機構１３９とから概略構成されている。
【００５０】
研磨液保持容器５４はターンテーブル５３の周面１４０に沿うように円環状に形成され、その底部１４１が周面１４０の下部に取り付けられている。研磨液保持容器５４は周壁部１４２により研磨液ｐｌを保持するが、その周壁部１４２はそれが保持する研磨液ｐｌがピッチポリシャ５８を沈めるに十分な高さを有している。研磨液保持容器５４の底部１４１には、これを貫通して上下方向にのびる液面高さ保持管１４３が設けられている。
【００５１】
液面高さ保持管１４３は、研磨液保持容器５４に保持された研磨液ｐｌの液面高さがその上部の流入口１４４に達したときに、研磨液ｐｌの液面部分がそれに流れ込んで液面高さが一定に保持されるように形成されている。このように研磨液ｐｌの液面部分が液面高さ保持管１４３に流れ込むことにより、研磨液ｐｌ中の微細な砥粒が後述の研磨液循環機構１３９により循環し、これがピッチポリシャ５８上に再度供給されることになるため、研磨加工に供する砥粒が専ら微細なものとなって被加工物の表面あらさが向上する。さらに、空気中を舞う塵埃等が研磨液保持容器５４に入って研磨液ｐｌの液面を漂う場合にも、それが液面高さ保持管１４３に流れ込んで研磨液保持容器５４から排除されるため、被加工物がその塵埃等の混入により傷付けられることが防止される。なお、その塵埃等は研磨液循環機構１３９の循環フィルタ１４５により除去されるため、それが循環して研磨液保持容器５４に戻ってくることはない。また、液面高さ保持管１４３は研磨液ｐｌの液面がピッチポリシャ５８の表面よりも１〜１０ｃｍ上方となるように形成されている。
【００５２】
ターンテーブル５３を支持する旋回基盤５２は、ターンテーブル５３の直径とほぼ同径の円柱状を呈している。研磨液回収容器５５はその旋回基盤５２の周面１４６に沿うように円環樋状に形成され、この周面１４６に取り付けられて固定されている。研磨液回収容器５５は、研磨液保持容器５４がターンテーブル５３とともに旋回したときに液面高さ保持管１４３と干渉しないように、かつ、液面高さ保持管１４３の流出口１４７から流出する研磨液ｐｌを研磨液保持容器５４の旋回位置にかかわらず回収し得るように、その具体的形状及び寸法が決定されている。研磨液回収容器５５の底部１４８には、回収した研磨液ｐｌを排出するための排出口１４９が形成されている。
【００５３】
研磨液循環機構１３９は、研磨液用恒温槽１５０と、ポンプ１５１と、研磨液吐出管１５２と、研磨液戻り管１５３とを備える。研磨液用恒温槽１５０は研磨液ｐｌを貯え、ヒーター１５４及びクーラー１５５により温度制御されている。研磨液用恒温槽１５０には、研磨液ｐｌを攪拌して液中のＣｅＯ2の凝縮抑制、温度の均一化を図る攪拌機１５６と、研磨液ｐｌの液量が蒸発等により減少した場合にこれを補う液面維持装置１５７とが設けられている。この液面維持装置１５７は、図示を略すフロートスイッチにより液面の低下を検知した際に内蔵の電磁弁を開放し、給水一次フィルタ１５８及び給水二次フィルタ１５９を通過した水道水を研磨液用恒温槽１５０に導入して液面高さを一定に維持する。
【００５４】
ポンプ１５１は、その研磨液用恒温槽１５０に貯えられた研磨液ｐｌを研磨液吐出管１５２に連続的に送出する。研磨液吐出管１５２は研磨液保持容器５４の上方に設けられ、これに研磨液ｐｌを吐出する。研磨液戻り管１５３は研磨液回収容器５５の排出口１４９に接続され、排出口１４９から排出される研磨液ｐｌを研磨液用恒温槽１５０に案内する。上記循環フィルタ１４５は、その研磨液戻り管１５３の末端部に設けられ、研磨液ｐｌ中の研磨屑、埃等の不純物を除去する。
【００５５】
この研磨液循環機構１３９により、研磨液ｐｌは研磨液用恒温槽１５０からポンプ１５１、研磨液吐出管１５２を経て、液面高さが常に一定となるように研磨液保持容器５４に供給される。研磨液保持容器５４において余剰となった研磨液ｐｌは、液面高さ保持管１４３に流れ込んで研磨液回収容器５５に回収され、排出口１４９、研磨液戻り管１５３、循環フィルタ１４５を通って研磨液用恒温槽１５０に帰還する。
【００５６】
この実施例に係るポリッシング装置では、ピッチポリシャ５８を研磨液保持容器５４の保持する研磨液ｐｌの液中に沈め、ターンテーブル５３を旋回装置５１により旋回させ、そのピッチポリシャ５８の表面に被加工物を摺接させることにより研磨加工が行われる。このような液中での研磨加工により、被加工物の摺接箇所に多量の研磨液ｐｌが供給されるとともに、被加工物に浮力が作用してそのピッチポリシャ５８との接触が緩衝されて、キズ等の表面欠陥がなく品質、精度、平滑性に非常に優れた光学表面を得ることができる。
【００５７】
この際、研磨液保持容器５４がターンテーブル５３の周面１４０に取り付けられているため、研磨液保持容器５４に保持された研磨液ｐｌがその周面１４０を囲って覆い、研磨加工中のターンテーブル５３の温度変化が抑制される。これにより、ピッチポリシャ５８の膨張収縮や粘弾性変化が抑制され、かつ、被加工物の膨張収縮の低減も図られるので、加工精度の低下が防止される。
【００５８】
また、研磨液保持容器５４がターンテーブル５３の周面１４０に取り付けられていることにより、例えばそれが旋回基盤５２の周面１４６に取り付けられる場合や、ターンテーブル５３の底面に取り付けられる場合（ターンテーブル５３の径が旋回基盤５２の径よりも大きい場合）に比して、研磨液保持容器５４の容器底面の位置を高くして、研磨液ｐｌの液面からその底面までの距離を小さくすることができる。したがって、たとえターンテーブル５３が大型のものであっても、研磨液ｐｌの上層部分と下層部分とで砥粒密度に過度の差が生じることを抑制することができ、研磨液ｐｌ中の砥粒密度分布の偏りを実用上問題にならない程度の許容範囲内に収めることができる。
【００５９】
さらに、研磨液保持容器５４をターンテーブル５３に取り付けることにより研磨液保持容器５４が旋回することとなっても、研磨液回収容器５５がその下方に固定設置されて旋回中の研磨液保持容器５４から流出する研磨液ｐｌを回収し、ここで一旦回収された研磨液ｐｌが改めて排出口１４９により排出され、研磨液戻り管１５３を通じて研磨液用恒温槽１５０に回収されるので、研磨液保持容器５４のその旋回が研磨液ｐｌの回収に関して問題とならなくなっている。
【００６０】
〔実施例２〕
図７は、本発明に係るポリッシング装置の他の例を示す。ここでは、実施例１に係るポリッシング装置に対して研磨液供給機構が異なるだけであるので、この部分のみを説明することとして他の部分の説明は省略する。また、研磨液供給機構においても、実施例１に係るポリッシング装置と共通する部分については同一符号を付して説明を略す。
【００６１】
その研磨液供給機構は、研磨液保持容器１６０と、研磨液回収容器１６１と、研磨液循環機構１３９と、保温液保持容器１６２と、保温液回収容器１６３と、保温液循環手段としての保温液循環機構１６４とから概略構成されている。
【００６２】
研磨液保持容器１６０はターンテーブル５３の周面１４０に沿うように円環状に形成され、その底部１６５が周面１４０の上部に取り付けられている。研磨液保持容器１６０は周壁部１６６により研磨液ｐｌを保持するが、その周壁部１６６はそれが保持する研磨液ｐｌがピッチポリシャ５８を沈めるに十分な高さを有している。研磨液保持容器１６０の周壁部１６６には、下方にのびる液面高さ保持管１６７の流入口１６８が設けられている。
【００６３】
液面高さ保持管１６７は、研磨液保持容器１６０に保持された研磨液ｐｌの液面高さがその流入口１６８に達したときに、研磨液ｐｌの液面部分がそれに流れ込んで液面高さが一定に保持されるように形成されている。ここでは、実施例１におけると同様に、液面高さ保持管１６７は研磨液ｐｌの液面がピッチポリシャ５８の表面よりも１〜１０ｃｍ上方となるように形成されている。
【００６４】
研磨液回収容器１６１はターンテーブル５３を囲うように円環樋状に形成され、研磨液保持容器１６０の下方に固定されて設けられている。研磨液回収容器１６１は、研磨液保持容器１６０がターンテーブル５３とともに旋回したときに液面高さ保持管１６７と干渉しないように、かつ、液面高さ保持管１６７の流出口１６９から流出する研磨液ｐｌを研磨液保持容器１６０の旋回位置にかかわらず回収し得るように、その具体的形状及び寸法が決定されている。研磨液回収容器１６１の底部１７０には回収した研磨液ｐｌを排出するための排出口１７１が形成され、この排出口１７１には研磨液戻り管１５３が接続されている。また、研磨液回収容器１６１には、研磨液保持容器１６０とともに旋回することにより研磨液回収容器１６１の容器底面をなぞり、沈殿しやすい砥粒を排出口１７１に掃き出すハケ１７２が複数設けられている。
【００６５】
保温液保持容器１６２はターンテーブル５３の周面１４０に沿うように円環状に形成され、その底部１７３が周面１４０の下部に取り付けられている。上記研磨液回収容器１６１は、この保温液保持容器１６２の外周側に設けられている。保温液保持容器１６２の周壁部１７４には、その周面１４０に向けて所定温度の保温液を噴射する保温液噴射管１７５が設けられている。保温液保持容器１６２はその噴射後の保温液を周壁部１７４により保持し、ターンテーブル５３の周面１４０はその噴射及び保持された保温液によって一定の温度に保たれる。保温液保持容器１６２の底部１７３には、研磨液保持容器１６０を下方から補強する補強部材１７６と、底部１７３を貫通して上下方向にのびる液面高さ保持管１７７とがそれぞれ複数設けられている。この液面高さ保持管１７７は、保温液保持容器１６０に保持された保温液の液面高さがその上部の流入口１７８に達したときに、保温液の液面部分がそれに流れ込んで液面高さが一定に保持されるように形成されている。なお、保温液は例えば水でもよく、水に防錆剤を混入させた液体でもよい。
【００６６】
保温液回収容器１６３は旋回基盤５２の周面１４６に沿うように円環樋状に形成され、この周面１４６に取り付けられて固定されている。保温液回収容器１６３は、保温液保持容器１６２がターンテーブル５３とともに旋回したときに液面高さ保持管１７７と干渉しないように、かつ、液面高さ保持管１７７の流出口１７９から流出する保温液を保温液保持容器１６２の旋回位置にかかわらず回収し得るように、その具体的形状及び寸法が決定されている。保温液回収容器１６３の底部１８０には、回収した保温液を排出するための排出口１８１が形成されている。
【００６７】
保温液循環機構１６４は、保温液用恒温槽１８２と、ポンプ１８３と、保温液戻り管１８４とを備える。保温液用恒温槽１８２は保温液を貯え、ヒーター１８５及びクーラー１８６により温度制御されている。保温液用恒温槽１８２には、保温液を攪拌して液中の温度の均一化を図る攪拌機１８７と、保温液の液量が蒸発等により減少した場合にこれを補う液面維持装置１８８とが設けられている。この液面維持装置１８８は、図示を略すフロートスイッチにより液面の低下を検知した際に内蔵の電磁弁を開放し、給水一次フィルタ１５８及び給水二次フィルタ１５９を通過した水道水を保温液用恒温槽１８２に導入して液面高さを一定に維持する。
【００６８】
ポンプ１８３は、その保温液用恒温槽１８２に貯えられた保温液を保温液噴射管１７５に連続的に送出する。保温液戻り管１８４は保温液回収容器１６３の排出口１８１に接続され、排出口１８１から排出される保温液を保温液用恒温槽１８２に案内する。保温液戻り管１８４の末端部には、保温液中の異物を除去する循環フィルタ１８９が設けられている。
【００６９】
この保温液循環機構１６４により、保温液は保温液用恒温槽１８２からポンプ１８３、保温液噴射管１７５を経てターンテーブル５３の周面１４０に噴射され、液面高さが一定となるように保温液保持容器１６２に保持される。保温液保持容器１６２において余剰となった保温液は、液面高さ保持管１７７に流れ込んで保温液回収容器１６３に回収され、排出口１８１、保温液戻り管１８４、循環フィルタ１８９を通って保温液用恒温槽１８２に帰還する。なお、研磨液循環機構１３９による研磨液ｐｌの循環は実施例１と同様である。
【００７０】
この実施例に係るポリッシング装置では、ターンテーブル５３の周面１４０に保温液保持容器１６２が設けられているので、実施例１に係るポリッシング装置では研磨液ｐｌで保温していたターンテーブル５３の周面１４０を、保温液保持容器１６２に保持される保温液によって積極的に冷却・保温することができる。また、実施例１に係るポリッシング装置の場合には、研磨液保持容器５４に保持される研磨液ｐｌの深さを調整するためにその底部１４１の周面１４０に対する取付位置を変化させると、研磨液ｐｌに接する周面１４０の面積が変化して冷却能力に影響が及ぶが、本実施例に係るポリッシング装置では研磨液保持容器１６０を浅くしたとしても、周面１４０と保温液との接触面積は変わらないため冷却能力が変化することはない。よって、研磨液保持容器１６０を極めて浅くすることも可能となり、研磨液ｐｌ中の砥粒密度分布の偏りを一層容易に調整することができ、かつ、ターンテーブル５３の直径に対して極めて少量の研磨液で液中での加工を実現することができる。しかも、このように研磨液保持容器１６０を浅くすることによって、容器底面に凝集体が形成されにくくなり、たとえ凝集体が生成してその底面に付着したとしてもメンテナンスが容易である。
【００７１】
また、研磨液回収容器１６１が保温液保持容器１６２の外周側に設けられているため、研磨液保持容器１６０、研磨液回収容器１６１及び保温液保持容器１６２、保温液回収容器１６３が三層構造をなし、リングポリシャ盤５９の周辺箇所の上下方向の寸法を抑えて省スペース化、作業上の便宜を図ることができる。
【００７２】
さらに、保温液保持容器１６２がターンテーブル５３とともに旋回しても、保温液回収容器１６３がその下方に固定設置されて旋回中の保温液保持容器１６２から流出する保温液を回収し、ここで一旦回収された保温液が改めて排出口１８１により排出され、保温液戻り管１８４を通じて保温液用恒温槽１８２に回収されるので、保温液保持容器１６２の旋回が保温液の回収に関して問題とはならない。
【００７３】
【発明の効果】
本発明に係るポリッシング装置は、以上説明したように構成したので、研磨液中での研磨加工を可能としつつも研磨液中の砥粒密度分布の偏りを実用上問題にならない程度の範囲内に抑えることができるとともに、その研磨加工をターンテーブルの直径に対して少量の研磨液で行うことができる。また、ターンテーブルがグラナイト等の石材からなる場合であっても、ターンテーブルの内部に冷却用の循環経路を設けることなくターンテーブルを積極的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るポリッシング装置を示す説明図である。
【図２】図１のポリッシング装置の修正ツール保持部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は側面図である。
【図３】図２の修正ツール保持部の駆動リング及び摩擦駆動ローラーを拡大して示し、駆動リングが修正ツールを係止した状態を示す説明図である。
【図４】図２の修正ツール保持部の駆動リング及び摩擦駆動ローラーを拡大して示し、修正ツールがリングポリシャ盤上にある状態を示す説明図である。
【図５】修正ツール保持部が補助装置において上下反転した状態を示す説明図である。
【図６】図１のポリッシング装置の研磨液供給機構を示す説明図である。
【図７】研磨液供給機構の他の例を示す説明図である。
【図８】クランク式研磨装置を示す説明図である。
【図９】ボールフィードポリッシング法が採られる研磨装置を模式的に示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面側面図である。
【図１０】フロートポリッシング法が採られる研磨装置を模式的に示す説明図である。
【図１１】従来多用されているポリッシング装置を示す説明図である。
【符号の説明】
５０  ポリッシング装置
５２  旋回基盤
５３  ターンテーブル
５８  ピッチポリシャ
５４，１６０  研磨液保持容器
５５，１６１  研磨液回収容器
１３９  研磨液循環機構（研磨液循環手段）
１４０  周面
１５０  研磨液用恒温槽
１６２  保温液保持容器
１６３  保温液回収容器
１６４  保温液循環機構（保温液循環手段）
１８２  保温液用恒温槽
ｐｌ  研磨液
【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】
0004416867.tif 000008
【図８】
0004416867.tif 000009
【図９】
0004416867.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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