(57)【要約】      （修正有）【課題】  研削装置と研磨装置の間でワークを付け替えることを必要としない糸筒工具、その糸筒工具による研磨方法、および糸筒工具を備えた研磨装置を提供する。【解決手段】糸を撚り合わせて筒状に形成した糸筒工具２に研磨液５をしみ込ませる。そのような糸筒工具２の先端によってワーク１を研磨するホルダー３が工具スピンドル７に取りつけられた研削砥石６をホルダー３が包囲する形で、スピンドル工具に装着されている。とくに、ホルダー３が工具スピンドル７に磁力で着脱可能に装着される。【選択図】図１
2007245273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸を撚り合わせて筒状に形成した糸筒工具に研磨液をしみ込ませ、糸筒工具の先端によってワークを研磨することを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
ホルダーに糸筒工具を設けて、そのホルダーを工具スピンドルに着脱可能に装着することを特徴とする、請求項１に記載の研磨方法。
【請求項３】
ホルダーが工具スピンドルに磁力で着脱可能に装着されることを特徴とする請求項２に記載の研磨方法。
【請求項４】
ホルダーが、工具スピンドルに取りつけられた研削砥石を包囲する形で、スピンドル工具に装着されることを特徴とする請求項２又は３に記載の研磨方法。
【請求項５】
ホルダーがカップ状部材からなることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の研磨方法。
【請求項６】
工具スピンドルに着脱可能に装着するための研磨工具において、糸を撚り合わせて筒状に形成した糸筒工具と、その糸筒工具を設けたホルダーとを有することを特徴とする研磨工具。
【請求項７】
ホルダーは磁力式のカップ状部材であることを特徴とする請求項６に記載の研磨工具。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の研磨工具を工具スピンドルに装着し、研磨工具を高速剛性回転させて、ワークを研磨することを特徴とする研磨装置。
【請求項９】
ホルダーが、工具スピンドルに取りつけられた研削砥石を包囲する形で、工具スピンドルに着脱可能に装着されることを特徴とする請求項６、７又は８に記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸筒工具による研磨方法、その研磨方法を実施するための研磨工具、およびその研磨工具を備えた研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２に示すように、従来から、微小な小径を有する光学レンズや金型のような小型のワーク１１を研磨する場合、研磨工具１２自体を物理的に小さくしなければならなかった。
【０００３】
研磨工具１２は、工具スピンドル１３のコレットチャック１４により把持される。
【０００４】
一方、半導体ウェハなどの平面の研磨において、糸を撚り合わせた糸部材を固形化して、平面状の研磨パッドを形成し、半導体ウェハなどの平面をその平面状の研磨パッドによって、いわゆる化学的機械研磨をする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１５１６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されているような研磨パッドを使用する場合、平面状に糸状部材を固形化した研磨パッドを用いるので、ワークの平面以外の面、つまり凹面、凸面などの曲面は、正確に研磨することができない。仮にそのような平面状の研磨パッドを用いて、ワークの曲面を研磨したとすると、研磨パッドのコバ側面を曲面に押し付けて研磨せざるを得ず、ワークの曲面を正確に研磨することができないことは明らかである。
【０００６】
また、微小な小径を有する光学レンズや金型を研磨工具によって研磨する場合、従来は、物理的に小さい研磨工具を用いざるを得ず、摩擦熱などで工具自体が変形してしまい、充分に研磨することができなかった。
【０００７】
そこで、従来は、研削装置とは別に、研磨装置を追加的に用いて、両装置間でワークの付け替えを行って、研削加工と研磨加工を別々の装置によって行わざるをえなかった。或いは、研削用砥石をコレットチャックから外して、そこに研磨工具を付け替えるなどして、手間を要していた。いずれの場合も、段取りに手間のかかる作業を必要としていたのである。
【０００８】
しかも、従来は、小径ワークの加工のために、研磨工具自体を物理的に小さくしなければならず、研磨工具の製作や位置決めを容易に行うことが出来なかった。
【０００９】
本発明は、研削装置と研磨装置の間でのワークの付け替えを必要としない糸筒工具と、その糸筒工具による研磨方法と、そのような糸筒工具を備えた研磨装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の解決手段を例示すると、次のとおりである。
【００１１】
（１）糸を撚り合わせて筒状に形成した糸筒工具に研磨液をしみ込ませ、糸筒工具の先端によってワークを研磨することを特徴とする研磨方法。
【００１２】
（２）ホルダーに糸筒工具を設けて、そのホルダーを工具スピンドルに着脱可能に装着することを特徴とする前述の研磨方法。
【００１３】
（３）ホルダーが工具スピンドルに磁力で着脱可能に装着されることを特徴とする前述の研磨方法。
【００１４】
（４）ホルダーが工具スピンドルに取りつけられた研削砥石をホルダーが包囲する形で、スピンドル工具にホルダーが装着されていることを特徴とする前述の研磨方法。
【００１５】
（５）ホルダーがカップ状部材からなることを特徴とする前述の研磨方法。
【００１６】
（６）工具スピンドルに着脱可能に装着するための研磨工具において、糸を撚り合わせて筒状に形成した糸筒工具と、その糸筒工具を設けたホルダーとを有することを特徴とする研磨工具。
【００１７】
（７）ホルダーは磁力式のカップ状部材であることを特徴とする前述の研磨工具。
【００１８】
（８）前述の研磨工具を工具スピンドルに装着し、研磨工具を高速剛性回転させて、ワークを研磨することを特徴とする研磨装置。
【００１９】
（９）ホルダーが、工具スピンドルに取りつけられた研削砥石を包囲する形で、工具スピンドルに着脱可能に装着されることを特徴とする前述の研磨装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本願発明者は、鋭意研究した結果、微小サイズ領域で毛細管現象や表面張力を利用することにより、微小な光学レンズや金型の研磨について改善を実現することができた。
【００２１】
例えば、糸を撚り合わせて筒状（好ましくは円筒状）に形成した糸筒工具をつくり、その後端をホルダー（好ましくは磁力式カップ状部材）に装着した糸筒工具を開発することができた。この糸筒工具は、ホルダーを介して、通常の研削装置のツール回転軸先端に脱着可能とするのが好ましい。
【００２２】
本発明によれば、糸を撚り合わせた糸筒工具（少なくとも先端部分は糸を撚り合わせた糸筒で形成されている）を使用するので、糸筒の毛細管現象や研磨液の表面張力を利用することができる。それにより、微小な光学レンズや金型の表面粗さを改善することができる。また、研削加工によってできた研削痕を研磨するのが容易である。表面形状を鏡面研磨することも容易である。
【００２３】
本発明においては、微小サイズ領域では、毛細管現象や表面張力の影響を受けやすいことに鑑みて、これを利用する。とくに、細い糸を撚って、まずヒモを作り、そのヒモを撚って筒状のもの、つまり糸筒をつくり、その糸筒を少くとも先端部に備えた糸筒工具は、糸筒の中への研磨液の浸透性（しみ込み）が良い。そのため、微小サイズの糸筒工具であっても、毛細管現象や表面張力によって研磨液（剤）が保持されやすい。
【００２４】
糸筒工具に糸を使っているので、糸の素材と糸のより方を巧みに選定することにより、糸筒工具の弾性を任意に調節することが容易である。
【００２５】
また、糸筒工具の回転に伴ってコマの原理で糸筒工具に求心作用が働き、糸筒工具は回転時に見かけ上の剛性を高めることができる。さらに、回転数を調整することで、弾性を調節することもできる。
【００２６】
ワークの研削加工の終了後に、研削砥石を工具スピンドルから外さずに、ホルダーが工具スピンドルに取りつけられた研削砥石をホルダーが包囲する形で、ホルダーがスピンドル工具にホルダーが装着されるのが好ましい。とくに、ホルダーが工具スピンドルに磁力で着脱可能に装着されていると、研削砥石でワークを研削した後に、ワンタッチ脱着式に研磨工具を研削砥石に装着することができる。いずれの場合も、研削砥石を高速回転させ、剛性運動の工具移動軌跡を所望の加工形状にならって移動させることにより、工具糸筒でワークの研磨を行うことができる。
【実施例】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を説明する。
【００２８】
図１は本発明による研磨工具を用いた研磨加工方法の一例を示している。
【００２９】
１はワーク（金型やレンズなどの小型の加工物）、２は糸を筒状（例えば円筒状）に撚った糸筒からなる糸筒工具、３は糸筒工具２を固定して工具スピンドル７（例えば、そのコレットチャック）に取り付けるためのホルダーである。
【００３０】
糸筒工具２とホルダー３との取付け関係の詳細な一例を述べると、ホルダー３の先端にあけた穴に糸筒工具２を押し込み、接着剤で固め、固定している。
【００３１】
図１の実施例では、研削砥石６は、従来と同様に、工具スピンドル７に取り付けられている。その研削砥石６の上からホルダー３を取りつける。このとき、ホルダー３を工具スピンドル７に容易に取り付けるために、例えばワンタッチ式の取りつけを可能とするために、ホルダー３は、磁力を利用したマグネット式のホルダーになっている。
【００３２】
ホルダー３は、研削砥石６を包囲する形になっている。
【００３３】
図１の形態では、研削砥石６が工具スピンドル７に取りつけられたままの状態で、研削工程で用いた装置をそのまま研磨工程でも使うことができる。ワーク１を研削装置のワーク取付部（図示せず）から外すことなく、工具スピンドル７に対するホルダー３の装着・脱着の操作により、一連の研削と研磨を連続して効率よく行うことができる。
【００３４】
工具スピンドル７の回転数を高速にすると、糸筒工具２の求心作用が高まり、見かけ上の剛性が高まる。そのため、糸筒工具２の弾性を調整した研磨が可能である。
【００３５】
糸筒工具２の糸の撚り方や材質、太さを替えることによっても、糸筒工具２の弾性が調整できる。
【００３６】
ワーク１の材質や形状に合わせて加工条件を決めることが可能となる。
【００３７】
研磨液供給ノズル４から研磨液５をワーク１の加工面１ａへ供給すると、糸筒工具２の中に研磨液５がしみ込んで浸透し、さらに、ワーク１と糸筒工具２の加工面１ａとが当接する部位付近には、研磨液５の表面張力による液溜まり５ａが生じる。その結果、小径のワーク１を研磨するための充分な液量が加工面１ａの研磨部分（つまり、ワーク１と糸筒工具２加工面１ａとが当接する部位）に保持される。そのため、仮に一時的に研磨液供給ノズル４から研磨液５をワーク１の加工面１ａへ供給しないとしても、研磨姿勢が垂直になるワーク１の加工面１ａにおいても、常時、必要な量の研磨液５が加工面１ａの研磨部位に供給され続ける。それゆえ、研磨途中の加工面１ａの観察を容易に行うことができる。
【００３８】
ワーク１の加工面１ａの形状にあわせて、糸筒工具２を所定方向に移動させることができるので、ワーク１の加工面１ａの曲面の研磨を行う際に、移動軌跡の位置制御や移動速度をコントロールすることにより、ワーク１の加工面１ａの部位毎の減耗量を任意に制御できるため、設計形状に対する誤差を修正するための研磨加工が可能である。
【００３９】
さらに、糸筒工具の材質や、回転数に起因する弾性、あるいは研磨剤（液）の種類を替えることによっても、単位時間あたりの研磨減耗量を調整することができる。
【００４０】
糸筒工具の材質は、好ましくは、綿やポリエステル、ナイロン、毛などである。
【００４１】
糸筒工具の製造方法は、好ましくは、繊維に用いる撚り合わせた糸と同様に、撚糸巻付装置や組紐製造装置によって造られた糸である。
【００４２】
本発明によれば、糸筒工具を用いて小径のワークの加工面を容易に鏡面研磨することができる。時間をかければ、大口径のワークの研磨に適用して、微小領域の形状修正を実施することもできる。
【００４３】
前述の実施例は、回転対称のワークに適用したものであるが、本発明は、そのような形態に限定されず、例えば、ワークを固定して工具軌跡を三次元的に移動させることにより、自由曲面など任意ワーク形状の曲面の研磨に適用することができる。
【００４４】
また、前述の実施例は、糸筒工具がホルダーを介して工具スピンドルに取りつけられているが、本発明は、そのような形態に限定されず、例えば、シャープペンシルのように、パイプの先端から糸を少しずつ送り出せる形態にしたり、コレットチャック構造で糸筒の交換を容易に行える保持形態をとることもできる。また、糸筒工具は、糸筒と他の支持体（例えば金属製の支持体）との組合せであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は本発明による糸筒工具を用いた研磨加工方法の一例を示している。
【図２】図２は、従来の研磨加工方法を示している。
【符号の説明】
【００４６】
１    ワーク（加工物）
１ａ  加工面
２    糸筒工具
４    研磨液供給ノズル
５    研磨液
５ａ  液溜り
６    研削砥石
７    工具スピンドル
【図１】
2007245273.tif 000003
【図２】
2007245273.tif 000004