(57)【要約】【課題】研磨液中の遊離砥粒として酸化セリウムを用いずとも、酸化セリウムと同等の研磨効果が得られる研磨工程によって、光学材料からなる光学部品を低コストで高精度の表面性状に加工する製造方法を提供すること。【解決手段】光学材料を、研磨液を用いて研磨する研磨工程を含む光学部品の製造方法であって、前記研磨液は、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる研磨砥粒を少なくとも含有し、前記研磨液中の研磨砥粒濃度が０．００５ｗｔ％〜４０ｗｔ％の範囲であることを特徴とする光学部品の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学材料を、研磨液を用いて研磨する研磨工程を含む光学部品の製造方法であって、
前記研磨液は、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる研磨砥粒を少なくとも含有し、
前記研磨液中の研磨砥粒濃度が０．００５ｗｔ％〜４０ｗｔ％の範囲であることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項２】
光学材料を、研磨液を用いて研磨する研磨工程を含む光学部品の製造方法であって、
前記研磨液は、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる研磨砥粒を少なくとも含有し、
前記研磨液中の研磨砥粒濃度が２ｗｔ％〜４０ｗｔ％の範囲であることを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項３】
前記研磨液中の研磨砥粒の平均粒子径ｄ５０が０．２μｍ〜２．０μｍである請求項１又は２に記載の光学部品の製造方法。
【請求項４】
前記光学材料は酸化物基準の質量％で、ＳｉＯ２成分とＡｌ２Ｏ３成分の合計が２〜８０％、ＲＯ成分０〜７０％（ただし、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎから選ばれる１種以上）、Ｒ’２Ｏ成分０〜２０％（ただし、Ｒ’はＬｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる１種以上）を含有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光学部品の製造方法。
【請求項５】
前記研磨工程の終了後の前記光学材料の表面粗さＲａを４０ｎｍ未満となるようにする請求項１から４のいずれかに記載の光学部品の製造方法。
【請求項６】
前記研磨工程の終了後、さらに研磨工程を施し、最終の研磨工程後の前記光学材料の表面粗さＲａを１５ｎｍ未満となるようにする請求項５に記載の光学部品の製造方法。
【請求項７】
ヌープ硬さＨｋが６６０以下である光学ガラスを、研磨液を用いて研磨する研磨工程を含む光学部品の製造方法であって、
前記研磨液は、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる研磨砥粒を少なくとも含有し、
前記研磨液中の研磨砥粒濃度が０．００５ｗｔ％〜４０ｗｔ％の範囲であることを特徴とする光学部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラス、石英ガラス、フッ化物結晶（例としてＣａＦ２、ＬｉＦ、ＭｇＦ２）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）及びジンクセレン（ＺｎＳｅ）等の光学材料から製造される光学部品の製造方法並びに前記光学材料の研磨方法に関する。具体的には、レンズ、プリズム、ミラー、回折格子及び光フィルター等の光学材料から製造され、高い表面平滑性が求められる、各種光学部品の製造方法及び光学材料の研磨方法に関する。より詳しくは、優れた平滑性が要求されるこれら光学部品を作製すべく、ＣｅＯ２以外の研磨砥粒を用いて高効率且つ高品質に研磨を行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ、プリズム、ミラー等の光学部品は、設計通りに光が反射又は屈折されるように、表面を高精度に加工する必要がある。
このような光学部品の平滑な表面性状は、研磨砥粒を分散した研磨スラリーと研磨シートで表面を研磨することによって得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１０３４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、光学材料の研磨では、高い研磨効率と研磨後の高い平滑性を得るために、酸化セリウムからなる研磨砥粒が使用されている。これは、光学ガラス、石英ガラス、蛍石等の光学材料に対する酸化セリウム砥粒の物理的化学的研磨効果が優れており、研磨工程においてスクラッチ等が発生しにくく、且つ、平滑な研磨面が容易に得られるためである。
しかし、近年、酸化セリウムの市場価格が従来のおおよそ１０倍以上に高騰しており、光学材料の製造コストへの影響が極めて大きくなっている。
このため、酸化セリウム砥粒を用いた研磨工程に代えて、新しい研磨工程が模索されている。しかし、光学ガラス等の光学材料は比較的硬度が低いものが多いため、研磨工程でスクラッチが発生しやすい。そのため、酸化セリウム砥粒と同等の効果が得られ、且つ低コストでこれを実現できる研磨工程は開発されていない。
【０００５】
特許文献１には、酸化セリウム又は酸化ジルコニウムを用いた光学材料の研磨方法が記載されている。
しかし、酸化ジルコニウムを砥粒として用いる研磨方法では、研磨後の表面にスクラッチが多く発生するため、近年の極めて高精度な光学部品に要求される表面粗さを達成することは困難である。さらに酸化ジルコニウムは、従来の酸化セリウムの市場価格のおおよそ２倍であるため、従来の酸化セリウムの市場価格と同等以下の低いコストを実現することは不可能である。
【０００６】
本発明の目的は、研磨液中の遊離砥粒として酸化セリウムを用いなくとも、酸化セリウムと同等の研磨効果が得られる研磨工程によって、脆性を有する光学材料からなる光学部品を、より低コストで高精度の表面性状に加工する製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意試験研究を重ねた結果、研磨砥粒として特定のものを選択し、且つ、これを用いた研磨液及びその他の研磨工程の条件を、被加工物に合わせて選択及び調整することにより、上記の課題を解決するに至った。
本発明は、具体的には以下のような製造方法を提供する。
【０００８】
（構成１）
光学材料を、研磨液を用いて研磨する研磨工程を含む光学部品の製造方法であって、
前記研磨液は、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる研磨砥粒を少なくとも含有し、
前記研磨液中の研磨砥粒濃度が０．００５ｗｔ％〜４０ｗｔ％の範囲であることを特徴とする光学部品の製造方法。
（構成２）
光学材料を、研磨液を用いて研磨する研磨工程を含む光学部品の製造方法であって、
前記研磨液は、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる研磨砥粒を少なくとも含有し、
前記研磨液中の研磨砥粒濃度が２ｗｔ％〜４０ｗｔ％の範囲であることを特徴とする光学部品の製造方法又は光学材料の研磨方法。
（構成３）
前記研磨液中の研磨砥粒の平均粒子径ｄ５０が０．２μｍ〜２．０μｍである構成１又は２に記載の光学部品の製造方法又は光学材料の研磨方法。
（構成４）
前記光学材料はガラスである構成１から３のいずれかに記載の光学部品の製造方法。
（構成５）
前記光学材料は酸化物基準の質量％で、ＳｉＯ２成分とＡｌ２Ｏ３成分の合計が２〜８０％、ＲＯ成分０〜７０％（ただし、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎから選ばれる１種以上）、Ｒ’２Ｏ成分０〜２０％（ただし、Ｒ’はＬｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる１種以上）を含有することを特徴とする構成１から４のいずれかに記載の光学部品の製造方法又は光学材料の研磨方法。
（構成６）
前記研磨工程の終了後の前記光学材料の表面粗さＲａを４０ｎｍ未満となるようにする構成１から５のいずれかに記載の光学部品の製造方法又は光学材料の研磨方法。
（構成７）
前記研磨工程の終了後、さらに研磨工程を施し、最終の研磨工程後の前記光学材料の表面粗さＲａを１５ｎｍ未満となるようにする構成６に記載の光学部品の製造方法又は光学材料の研磨方法。
（構成８）
ヌープ硬さＨｋが６６０以下である光学ガラスを、研磨液を用いて研磨する研磨工程を含む光学部品の製造方法であって、
前記研磨液は、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる研磨砥粒を少なくとも含有し、
前記研磨液中の研磨砥粒濃度が０．００５ｗｔ％〜４０ｗｔ％の範囲であることを特徴とする光学部品の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、酸化セリウムを使用せずとも、又は極少量のみを用いた場合であっても、光学材料を高い研磨効率で研磨でき、且つ、マイクロスクラッチの発生を低減できるため、平滑性の高い表面性状を低コストで得られる。従って、光学部品を低コストで製造できる。
また、本発明の製造方法では、初回の研磨工程後に光学材料の表面粗さＲａを４０ｎｍ未満にすることが可能であり、より好ましい実施態様では２０ｎｍ以下にすることが可能である。
さらに、本発明の製造方法では、最終の研磨工程後に光学材料の表面粗さＲａを１５ｎｍ未満にすることが可能であり、より好ましい実施態様では１０ｎｍ以下にすることが可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
光学部品は、一般に以下の工程により製造される。
まず、光学材料を適当な大きさに切断し、粗加工として設計形状に近似した形状に加工する。このとき、熱間プレス成型法を用いて設計形状に近似した形状に加工してもよい。
次に、研削（ラッピング）工程として、ダイヤモンドペレット等を用いて、光学材料の表面にある深いクラックを取り除き、寸法通りの形状に加工する。
最後に研磨（ポリッシング）工程として、研磨液と研磨シートを用いて、光学材料の表面を鏡面に研磨する。
また、各工程の間、又は各工程の最後に、例えば心取り等のように、光学面以外の部分に加工を施してもよい。
【００１１】
研削工程及び研磨工程は、ともに複数の段階に分けて行い、段階を経るごとに砥粒を小さくし、被加工物の表面粗さを平滑に加工してもよい。
【００１２】
研削工程及び研磨工程では、作製する光学部品の形状に応じて種々の加工装置を適宜選択して行う。例えば、球面レンズの場合、以下のような方法で行うことができる。
研削工程は、レンズ加工面と同じ曲率になるようにダイヤモンドペレットを工具皿に貼り付け、これをレンズ加工面にすり合わせて研削する。製造効率を高めるため、多数個の光学材料を保持皿に複数貼り付けて加工してもよい。また、ダイヤモンドペレットの代わりに、樹脂シートにダイヤモンドの微粉（平均粒子径２μｍ〜１０μｍ）を分散させたダイヤモンドシート（ダイヤモンドシート）を用いてもよい。
研磨工程は、研削工程と同様に、レンズの曲率と同じ曲率を有する工具皿に研磨シートを貼り付け、研磨液を供給しながら、工具と光学材料を研磨機ですりあわせて研磨する。研磨工程も、多数個の光学材料を保持皿に複数貼り付けて加工してもよい。
【００１３】
研磨液は、微細な研磨砥粒を液体中に分散させたものが用いられる。本発明では、研磨砥粒として、少なくとも、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる砥粒を用いる。Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる砥粒を用いることにより、研磨レート（研磨加工の能率）を高くすることができ、研磨後の表面粗さを特に平滑にすることが可能となり、且つ、表面に発生するスクラッチを極限まで低減することが可能になる。
Ｚｒ及びＳｉを含む化合物としては、ジルコン（ＺｒＳｉＯ４）、ＺｒＳｉ２等が挙げられ、その他、これらの化合物に他の元素が固溶したものでもよい。ジルコンは、市場価格が従来の酸化セリウムのおおよそ半額以下であるため、これを砥粒として用いることで、酸化セリウムの市場価格が高騰する以前の製造コストよりもさらにコストを低減することが可能になる。
また、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる砥粒のほか、その他の研磨砥粒を研磨液に混合することも可能である。従って、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる砥粒の含有量は研磨液中の全砥粒質量に対して、７０ｗｔ％以上が好ましく、８０ｗｔ％以上がより好ましく、９０ｗｔ％以上がさらに好ましく、９５ｗｔ％以上が最も好ましい。その他の研磨砥粒には、スピネル（ＲＡｌ２Ｏ４、ただしＲはＺｎ、Ｍｇ、Ｆｅから選択される１種類以上）、又は酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等が好ましく挙げられる、これらに限定されない。その他の研磨砥粒は、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる砥粒の効果を損なわない範囲で混合することがよく、その量は、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる砥粒の全質量に対して、１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましく、３％以下が最も好ましい。研磨砥粒として、ジルコン（ＺｒＳｉＯ４）のみを用いることが最も好ましい。
【００１４】
酸化セリウム砥粒は、研磨砥粒に含まないか、上記の砥粒とともに含む場合はごく少量である。その量は、研磨液中の全砥粒質量に対して、２０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましく、３％以下が最も好ましい。
なお、Ｚｒを含む化合物として酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）があるものの、酸化ジルコニウムを用いると、光学材料の表面にスクラッチが多数発生することで、所望の表面粗さを達成することが困難になる。そのため、酸化ジルコニウムは、研磨液中の全砥粒質量に対して７％以下に制限され、３％以下がより好ましく、砥粒として用いないことが最も好ましい。
また、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マンガン（ＭｎＯ、ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、Ｍｎ２Ｏ７等）、水酸化アルミニウム及びベーマイト（ＡｌＯＯＨ）は、平滑な表面が得られないか、加工レートが低いため、その含有量は、研磨液中の全砥粒質量に対して７％以下に制限され、３％以下がより好ましく、用いないことが最も好ましい。
上記研磨砥粒は、最終の研磨工程以外の研磨工程で用いる事が好ましく、１段目の研磨工程で用いることが最も好ましい。
【００１５】
研磨工程が２段以上の場合、最終の研磨工程ではコロイダルシリカを用いることが好ましい。
【００１６】
一般的に、粒度が大きい砥粒で１段目の研磨を行い、より粒度の小さい砥粒で２段目の研磨を最終の研磨工程として行うことが多く行われている。しかし、本発明の光学部品の製造方法では、２段の研磨加工でなくてもよく、適当な研磨砥粒を選択し、研磨加工を１段のみにしてもよく、３段以上にしてもよい。
なお、複数の段階の研磨工程のうち、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる研磨砥粒を含有する研磨液を用いた研磨工程が、少なくとも一つ含まれていればよく、他の工程は特に限定されない。
【００１７】
研磨液中の研磨砥粒の濃度は、２ｗｔ％以上であると加工レートがより高くなり研磨加工が進むので、２ｗｔ％以上が好ましく、１０ｗｔ％以上がより好ましく、１５ｗｔ％以上が最も好ましい。また、４０ｗｔ％以下であると研磨液の流動性が高くなり、研磨液のコストもより低くなるため、４０ｗｔ％以下が好ましく、２９ｗｔ％以下がより好ましく、２７ｗｔ％以下が最も好ましい。
タンクに貯留された研磨液中の研磨砥粒の濃度は、上記の範囲となるように管理することが好ましい。ここで、研磨液の濃度は、所定量のスラリーの質量を測定し、砥粒と溶媒の比重から求めることができる。
上記の研磨液に含まれる研磨砥粒の濃度の好ましい範囲は、加工レートに最も重点を置いたものである。
【００１８】
一方で、特に光学ガラスを研磨する場合には、研磨液中の研磨砥粒の濃度は上記の値より低くても研磨効果が得られるので、スクラッチをより低減したい場合、その下限は、０．００５ｗｔ％が好ましく、０．０１ｗｔ％がより好ましく、０．０５ｗｔ％がさらに好ましく、０．１ｗｔ％が最も好ましい。この濃度の範囲でも、工業生産上実用的な加工レートを得る事が可能である。研磨液中の研磨砥粒の濃度の上限は、上記と同様である。
【００１９】
研磨液のｐＨは、研磨する材料の組成や種類に応じて適宜調整できる。ｐＨの調整は、公知のｐＨ調整剤を用いることができる。
研磨液のｐＨが５．０以上であると、光学材料の表面の荒れがより低減することで、より平滑な表面を有する光学部品が得られる。そのため、研磨液のｐＨは、５．０以上が好ましく、７．０以上がより好ましく、８．５以上がさらに好ましく、９．０以上が最も好ましい。また、研磨液のｐＨが１２．０以下であると、研磨加工中の化学的研磨作用が適度に作用し、光学材料の表面の荒れがより低減されることで、より平滑な表面を有する光学部品が得られる。そのため、研磨液のｐＨは、１２．０以下が好ましく、１１．５以下がより好ましく、１１．０以下が最も好ましい。
【００２０】
研磨液中の砥粒の分散状態は、研磨液のｐＨに応じて変化するので、分散状態を公知の分散調整剤により調整してもよい。
【００２１】
研磨砥粒の平均粒子径ｄ５０が０．２μｍ以上であると、研磨加工中の機械的研磨作用が十分に得られることで、高い加工レートが得られる。そのため、研磨砥粒の平均粒子径ｄ５０は、０．２μｍ以上が好ましく、０．３μｍ以上が好ましく、０．４μｍ以上が最も好ましい。
また、研磨砥粒の平均粒子径ｄ５０が３．０μｍ以下であると、光学材料の表面にマイクロスクラッチの発生がより低減することで、より平滑な光学部品が得られる。そのため、研磨砥粒の平均粒子径ｄ５０は、３．０μｍ以下が好ましく、２．８μｍ以下がより好ましく、２．６μｍ以下が最も好ましい。
【００２２】
研磨液の温度は、冷温却チラーユニットや、冷却チラー定盤等の温度制御手段によって調整してもよい。
【００２３】
研磨シート（研磨パッド）は、発泡硬質樹脂からなるいわゆる硬質シート、又はスエードタイプのいわゆる軟質シートを用いることが、高い加工レートを得られる点で好ましい。スエードタイプの研磨シートとは、基材層と、多数の気泡を有しスエード調の外観を呈するナップ層とからなるものをいう。ナップ層は、被研磨物側に位置する表面層である。基材層の材質は、ポリエステル系樹脂やポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂等を用いることができ、例えばポリエチレンエチレンテレフタレートが好ましい。基材層の形態は、前記の材料からなるフィルムや不織布を使用できる。
ナップ層の材質は、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル、ポリカーボネート等を用いることができ、これらの樹脂に異種の材料を添加させたものでもよい。
硬質シートとしては、砥粒含有ウレタンシートが例示される。本発明では、研磨シートの少なくとも表面層又はナップ層に、ベーマイト、酸化アルミニウム、酸化マンガン、酸化亜鉛、スピネル系化合物、カーボンブラック、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化ジルコニウムから選ばれる一種以上の微粒子が分散して含まれていてもよい。これにより、研磨レートをより向上させることや研磨後の表面性状をより良好にすることができる。ナップ層の樹脂にカーボンブラックを添加した軟質シートが、本発明の目的とする被研磨材料に対して、研磨後のスクラッチを効果的に低減できる点で好ましい。
【００２４】
研磨シートの硬度（アスカーＣ）、研磨シートの開口径の範囲は、被研磨材料に応じて適宜選択すればよい。また、スエードタイプの研磨シートを用いる場合、そのナップ長についても、被研磨材料に応じて適宜選択すればよい。
【００２５】
２段目の研磨工程以降は仕上げ研磨であるので、コロイダルシリカ等の研磨力の小さい砥粒を用いるために、２段目の研磨の直前には、ある程度の表面粗さに加工をしておく必要がある。表面が鏡面である光学部品を得ながらも、加工コストを低減するためには、少なくとも１段目の研磨工程の後に、光学材料の表面粗さＲａを４０ｎｍ未満、より好ましくは２０ｎｍ以下にすることが好ましい。
【００２６】
上述した条件は、１段目の研磨加工において特に顕著な効果を得ることができる。
【００２７】
本実施形態では、最終の研磨工程後における、光学材料の表面粗さＲａは１５ｎｍ未満、より好ましくは１０ｎｍ以下にすることが好ましい。
【００２８】
各研磨工程の後には、光学材料を洗浄することが好ましい。洗浄はＲＯ水、純水、超純水、酸、アルカリ、ＩＰＡ等を用いることができる。
【００２９】
本発明は、公知の光学材料全般に適用できる。本発明を適用する被加工材料としては、例えば、光学ガラス、石英ガラス、フッ化物結晶（例としてＣａＦ２、ＬｉＦ、ＭｇＦ２）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）及びジンクセレン（ＺｎＳｅ）等の無機材料が挙げられる。
その中でも、光学ガラスに対して、本発明を好ましく適用できる。
より好ましくは、以下の特徴を有する光学ガラスが好ましい。すなわち、酸化物基準の質量％で、ＳｉＯ２成分とＡｌ２Ｏ３成分の合計が２〜８０％、ＲＯ成分０〜７０％（ただし、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎから選ばれる１種以上）、Ｒ’２Ｏ成分０〜２０％（ただし、Ｒ’はＬｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる１種以上）を含有する光学ガラスは、本発明の方法により、マイクロスクラッチの発生を抑制し、高い研磨レートで、平滑な表面性状を得ることが可能である。
より具体的には、ＳｉＯ２成分とＡｌ２Ｏ３成分の合計が２〜８０％、ＲＯ成分０〜７０％、Ｒ’２Ｏ成分０〜２０％であり、且つ、ＳｉＯ２成分０〜６０％、Ａｌ２Ｏ３成分０〜１０％、Ｌｉ２Ｏ成分０〜２０％、Ｋ２Ｏ成分０〜２０％、Ｎａ２Ｏ成分０〜２０％、ＭｇＯ成分０〜5％、ＣａＯ成分０〜２０％、ＢａＯ成分０〜４０％、ＳｒＯ成分０〜１０％、ＺｎＯ成分０〜１０％、ＺｒＯ２成分０〜１０％、ＴｉＯ２成分０〜４０％、Ｎｂ２Ｏ５成分０〜２０％、Ｙ２Ｏ３成分０〜１５％、ＴｅＯ２成分０〜７％、Ｌａ２Ｏ３成分０〜５０％、Ｂｉ２Ｏ３成分０〜８５％、Ｓｂ２Ｏ３０〜１％、ＣｅＯ２０〜１％、ＳｎＯ２０〜１％及び外割でＦ成分０〜５０％を含有する光学ガラスは、本発明の製造方法の効果を顕著に得ることが可能である。
なお、下限が０％である成分は任意に添加できる成分であり、上記以外のその他の成分も適宜含むことが可能である。
また、Ｆ成分を含む光学ガラスに関しては、Ｆ成分は外割で表現した。すなわち、フッ化物が酸化物に置き換わったと仮定して酸化物換算の質量％で計算し、それらの全質量に対するＦ成分の質量％で表現した。
【００３０】
各種基板を製造する場合と、光学部品を製造する場合のどちらの場合においても、被加工材料である光学材料のヌープ硬さ（Ｈｋ）が、６６０以下であることが好ましい。ヌープ硬さが６６０以下であると、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる研磨砥粒を用いた場合、平滑な研磨面が得やすく、研磨液を循環していても、経時的な研磨レートの低下が発生しにくい。
被研磨材料のヌープ硬さは、６４０以下であることがより好ましく、６２０以下であることが最も好ましい。被研磨材料のヌープ硬さの下限は、特に限定されないが、３００が好ましい。
ここで、ヌープ硬さとは、日本光学硝子工業会規格０９−１９７５「光学ガラスのヌープ硬さの測定方法」に則り測定される値である。
【実施例】
【００３１】
酸化物基準の質量％で、表１の組成となる光学ガラスのブロックを用意し、これを板状に加工してサンプルとした。このサンプルを研磨したときの、加工能率（加工レート）、研磨後の表面粗さ及びマイクロスクラッチの発生頻度を検証した。
【００３２】
［前加工工程］
光学ガラスのブロックを丸め加工及びスライス加工し、直径６７ｍｍ、厚さ２．０ｍｍの円形状の板材に成形した。
次に、コアツールで被加工物の外周部端面を研削し、面取形状加工を施した。
【００３３】
［研削工程］
１）１段目の工程
浜井産業株式会社製又はスピードファム株式会社製の９Ｂ〜２４Ｂ両面加工機と、＃１０００のダイヤモンドペレットを用いて研削加工をした。
２）２段目のサブ工程（最終のサブ工程又は唯一の研削工程）
浜井産業株式会社製又はスピードファ株式会社社製の９Ｂ〜２４Ｂ両面加工機と、ダイヤモンド粒子をシート状の樹脂に分散させたダイヤモンドシートを用いて、研削加工をした。
このとき、研削加工後のＲａは０．２０〜０．４０μｍであった。
【００３４】
【表１】
2013052503.tif 000002
【００３５】
［１段目の研磨工程（１Ｐ）］
１）１段目の工程（１Ｐ）
表面粗さＲａで４０ｎｍ未満にすることを目的として、浜井産業株式会社製の１６Ｂ両面加工機と研磨シートを用い、両面加工機の上下の定盤に研磨シートを貼付け、上述の前加工工程及び研削工程を施した光学ガラス板を、樹脂製のキャリアとともに上下の定盤間（研磨シートの間）に保持し、遊離砥粒を含む研磨スラリーを再生循環供給しながら、１段目の研磨加工を連続３〜５バッチ行い、条件を変えながら研磨効率（加工レート）の測定を行った。
研磨シートとして硬質発泡ウレタン（硬度（アスカーＣ）９０：浜井産業株式会社製ＨＰＣ９０Ｄ２）を用い、ナップ層としてカーボンブラックを含有した軟質シート（硬度（アスカーＣ）８１、７５又は７０：ＦＩＬＷＥＬ社製）を用いた。
研磨シートは、使用する前に、＃４００、＃６００、＃８００のドレッサーでドレス処理を施した。
研磨スラリーは、遊離砥粒として平均粒子径（ｄ５０）が０．２〜２.０μｍのジルコン等を水に分散し、希釈濃度を種々変化させた。必要に応じ研磨スラリーのｐＨ調整のために、研磨スラリーにＮａＯＨ水溶液を添加した。
研磨スラリーのタンク内に、第１バッチ開始時において上述の研磨スラリー３８リットルを貯留し、当該研磨スラリーの濃度を３０ｗｔ％にした上で、ｐＨを種々変化させて研磨した。研磨スラリーの循環供給経路内には、１００μｍのフィルターを設けた。
加工開始から、定盤の回転数と加工圧力をともに段階的に上昇させ、最大回転数及び最大加工圧力で一定時間保持し、その後回転数及び加工圧力をともに下降させた。
なお、１バッチの加工枚数は、板材１１０枚である。測定は、この中から２枚を任意に抜き出し、内周と外周を別に測定した。１バッチ終了後に、研削工程が終了した新たな板材を用意し、次バッチの加工を行った。一つの実施例又は比較例の開始前には、研磨スラリーを未使用の研磨スラリーに交換して加工を行った。
なお、本願実施例に記載されている定盤の回転数は、下定盤の回転数である。
【００３６】
比較例の結果を表２〜表４に、実施例の結果を表５〜表１１に記載する。表中、そのバッチの加工前に作業を行った場合、加工前作業の欄にその作業を記載した。Ａは研磨シートドレス処理を意味し、Ｂは研磨スラリーのｐＨの調整（ＮａＯＨ水溶液等の添加）を意味する。また、表中の本加工時間は、最大加工圧力での加工時間である。加工後の表面性状の評価は、表面粗度Ｒａ２０ｎｍ未満であり、且つマイクロスクラッチ１０個未満のものを基板品質「◎」、表面粗度Ｒａ４０ｎｍ未満であり、且つマイクロスクラッチ３０個未満のものを基板品質「○」、表面粗度Ｒａ６０ｎｍ以下であり、且つマイクロスクラッチ１００個未満のものを基板品質「△」、これらの条件を満たさないものを基板品質「×」とした。
なお、マイクロスクラッチは、得られた基板の表面全体について、日立ハイテクノロジーズ社製ＮＳ７３００を用いて測定した。
【００３７】
【表２】
2013052503.tif 000003
【００３８】
比較例１〜５は、従来の酸化セリウムの遊離砥粒を用いた例である。
【００３９】
【表３】
2013052503.tif 000004
【００４０】
【表４】
2013052503.tif 000005
【００４１】
比較例１５では、研磨砥粒の質量比をＣｅＯ２：ＺｒＯ２＝１：９にした。
【００４２】
【表５】
2013052503.tif 000006
【００４３】
実施例１〜５では、研磨後の表面品質、研磨加工レートともに良好であった。
【００４４】
【表６】
2013052503.tif 000007
【００４５】
実施例６では、研磨砥粒を質量比でＺｒＳｉＯ４：ＣｅＯ２＝９：１にした。
実施例７では、研磨砥粒を質量比でＺｒＳｉＯ４：ＳｉＯ２＝９：１にした。
実施例６〜１０では、研磨後の表面品質、研磨加工レートともに良好であった。
【００４６】
【表７】
2013052503.tif 000008
【００４７】
実施例１１〜１５では、研磨後の表面品質、研磨加工レートともに良好であった。
【００４８】
【表８】
2013052503.tif 000009
【００４９】
実施例２０では、研磨砥粒を質量比でＺｒＳｉＯ４：ＳｉＯ２＝９：１にした。
実施例１６〜２０では、研磨後の表面品質、研磨加工レートともに良好であった。
【００５０】
【表９】
2013052503.tif 000010
【００５１】
実施例２１では、研磨砥粒を質量比でＺｒＳｉＯ４：ＳｉＯ２＝９：１にした。
実施例２１〜２５では、研磨後の表面品質、研磨加工レートともに良好であった。
【００５２】
【表１０】
2013052503.tif 000011
【００５３】
実施例２９では、研磨砥粒の質量比を、質量比でＺｒＳｉＯ４：ＣｅＯ２＝８：２にした。
実施例３０では、研磨砥粒の質量比を、質量比でＺｒＳｉＯ４：ＳｉＯ２＝７：３にした。
実施例２６〜３０では、研磨後の表面品質、研磨加工レートともに良好であった。
【００５４】
【表１１】
2013052503.tif 000012
【００５５】
実施例３１では、質量比でＺｒＳｉＯ４：ＣｅＯ２＝９７：３にした。
実施例３２では、質量比でＺｒＳｉＯ４：ＣｅＯ２：ＳｉＯ２＝９４：３：３にした。
実施例３３では、質量比でＺｒＳｉＯ４：ＳｉＯ２＝９７：３にした。
実施例３１〜３４では、研磨後の表面品質、研磨加工レートともに良好であった。
【００５６】
［２段目の研磨工程（２Ｐ）］
洗浄後の基板を、浜井産業株式会社製又はスピードファム株式会社製の１６Ｂ両面加工機と、スエード研磨シートを用い、遊離砥粒を含む研磨スラリーを供給しながら以下の条件で２段目の研磨加工をし、表面粗さＲａを２００Å以下にした。
研磨砥粒：コロイダルシリカ（平均粒子径ｄ５０＝０．０２μｍ）
研磨スラリーのｐＨ：１．０〜７．７
研磨スラリー濃度：１０〜３０ｗｔ％
最大加工圧力：１１０ｇ／ｃｍ２
最大回転数：２５ｒｐｍ
加工時間：３０分
加工後の基板の表面粗さ（２Ｐ加工後Ｒａ）を表１２に示す。
【００５７】
【表１２】
2013052503.tif 000013
【００５８】
以上より、本発明の研磨方法は、酸化セリウムを遊離砥粒とした研磨方法と比較しても、基板品質、加工レートが同等以上の研磨方法であることが分かる。
【００５９】
次に、石英ガラスとＣａＦ２からなる光学材料で、上記実施例と同様にサンプルを作製し、研磨レートと研磨後の表面粗さを検証した。
【００６０】
（実施例３５）
［研削工程］
得られた石英ガラスからなるサンプルを、樹脂製のキャリアとともに、スピードファム株式会社製の１６Ｂ両面加工機の上下の定盤間に保持し、遊離砥粒を含むスラリーを再生循環供給しながら、次の条件で板厚が１．０３０ｍｍとなるまで研削加工を行った。
ＳＵＳ定盤にダイヤモンドシートを貼付（平均粒子径９μｍ）
研削液：クーラント（濃度１０ｗｔ％）
加工圧：１００ｇ／ｃｍ２
回転数：３０（ｒｐｍ）
【００６１】
［１段目の研磨工程（１Ｐ）］
次に、浜井産業株式会社製の１６Ｂ両面加工機と研磨シートを用い、両面加工機の上下の定盤に研磨シートを貼付け、樹脂製のキャリアとともに上下の定盤間（研磨シートの間）に保持し、遊離砥粒を含む研磨スラリーを再生循環供給しながら次の条件で１段目の研磨加工を行った。
研磨シート：硬質シート（硬度９０、開口径１００μｍ）
遊離砥粒（濃度）：ＺｒＳｉＯ４（２０ｗｔ％）
砥粒の平均粒子径ｄ５０：０．５μｍ
研磨スラリーのｐＨ：７．０
最大加工圧：１１０ｇ／ｃｍ２
最大回転数：４０（ｒｐｍ）
加工時間：４５分
研磨加工レートは０．６０μｍ/ｍｉｎであり、１Ｐ後の表面粗さＲａは０．３μｍであった。
【００６２】
［２段目の研磨工程（２Ｐ）］
浜井産業株式会社製の１６Ｂ両面加工機と研磨シートを用い、両面加工機の上下の定盤に研磨シートを貼付け、樹脂製のキャリアとともに上下の定盤間（研磨シートの間）に保持し、遊離砥粒を含む研磨スラリーを再生循環供給しながら、次の条件で１段目の研磨加工を行った。
研磨シート：軟質シート（硬度８６、開口径２０μｍ、ナップ長４８０μｍ）
遊離砥粒（濃度）：コロイダルシリカ（３０ｗｔ％）
砥粒の平均粒子径ｄ５０：０．０８μｍ
研磨スラリーのｐＨ：４．０
最大加工圧：１１０ｇ／ｃｍ２
最大回転数：２５（ｒｐｍ）
加工時間：５０分
２Ｐ後の表面粗さＲａは１００Å以下であった。
【００６３】
（実施例３６）
［研削工程］
ＣａＦ２からなる板状材料を、樹脂製のキャリアとともに、スピードファム株式会社製の１６Ｂ両面加工機の上下の定盤間に保持し、遊離砥粒を含むスラリーを再生循環供給しながら、次の条件で板厚が１．０３０ｍｍとなるまで研削加工を行った。
ＳＵＳ定盤にダイヤモンドシートを貼付（平均粒子径９μｍ）
遊離砥粒：グリーンカーボン（ＧＣ＃２４０）
加工圧：１１０ｇ／ｃｍ２
回転数：３５（ｒｐｍ）
【００６４】
［１段目の研磨工程（１Ｐ）］
次に、浜井産業株式会社製の１６Ｂ両面加工機と研磨シートを用い、両面加工機の上下の定盤に研磨シートを貼付け、樹脂製のキャリアとともに上下の定盤間（研磨シートの間）に保持し、遊離砥粒を含む研磨スラリーを再生循環供給しながら次の条件で１段目の研磨加工を行った。
研磨シート：硬質シート（硬度９０、開口径１００μｍ、）
遊離砥粒（濃度）：ＺｒＳｉＯ４（２０ｗｔ％）
砥粒の平均粒子径ｄ５０：０．５μｍ
研磨スラリーのｐＨ：７．０
最大加工圧：８０ｇ／ｃｍ２
最大回転数：１５（ｒｐｍ）
加工時間：６０分
研磨加工レートは０．５０μｍ/ｍｉｎであり、１Ｐ後の表面粗さＲａは０．００２μｍであった。
【００６５】
［２段目の研磨工程（２Ｐ）］
浜井産業株式会社製の１６Ｂ両面加工機と研磨シートを用い、両面加工機の上下の定盤に研磨シートを貼付け、樹脂製のキャリアとともに上下の定盤間（研磨シートの間）に保持し、遊離砥粒を含む研磨スラリーを再生循環供給しながら次の条件で１段目の研磨加工を行った。
研磨シート：軟質シート（硬度８６、開口径１００μｍ、ナップ長４６０μｍ）
遊離砥粒（濃度）：コロイダルシリカ（３０ｗｔ％）
砥粒の平均粒子径ｄ５０：０．０８μｍ
研磨スラリーのｐＨ：６．０
最大加工圧：１１０ｇ／ｃｍ２
最大回転数：２５（ｒｐｍ）
加工時間：３０分
２Ｐ後の表面粗さＲａは１０Å以下であった。
【００６６】
以上のことから、実施例の方法によれば、石英ガラスやＣａＦ２等の光学材料に対しても、ジルコンを砥粒として用いた加工によって高い研磨レートが得られ、且つ平滑な表面性状を得られることが分かった。
【００６７】
（実施例３７）
ヌープ硬さがそれぞれ異なる被研磨材料について、直径６７ｍｍ、厚さ０．９５ｍｍの基板を作製し、研磨試験を行った。被研磨材料は、株式会社オハラ製の光学ガラスと、上記実施例で作製した材料４（結晶化ガラス）を用いた。
研磨試験は、オスカー式研磨機と研磨シートを用い、研磨盤に研磨シートを貼り付け、上定盤に基板を保持し、遊離砥粒を含む研磨スラリーを再生循環供給しながら行った。
研磨前の基板表面は、ダイヤモンドペレット＃１５００で研削を施したものであり、表面粗さＲａ０．１５μｍ程度であった。
研磨試験の条件は以下の通りである。
研磨シート：硬質シート（硬度９０、開口径１００μｍ）
遊離砥粒（濃度）：ＺｒＳｉＯ４（０．３ｗｔ％）
砥粒の平均粒子径ｄ５０：１．２μｍ
研磨スラリーのｐＨ：７．５
分散剤：リン酸ナトリウム
上軸搖動速度：３２ｃｐｍ
下軸回転数：５００ｒｐｍ
上軸加圧：０．４ＭＰａ
加工時間：５分
この条件で研磨パッド及びスラリーの交換をせずに、研磨前の新しい基板に交換しながら、合計３０バッチの研磨試験を行った。
１バッチの枚数は１枚であり、研磨後のこの基板について評価した。
１バッチ目の結果において、表面が鏡面となっているものを○、表面にクモリが発生しているものを×とした。
また、１バッチ目の研磨除去厚さに対する、１０バッチ目及び３０バッチ目の研磨除去厚さの比（表中「加工比」と表記する）を測定した。
研磨試験の結果を表１３に示す。
【００６８】
【表１３】
2013052503.tif 000014
【００６９】
（実施例３８）
実施例３７と同様に、ヌープ硬さがそれぞれ異なる被研磨材料について、直径６７ｍｍ、厚さ０．９５ｍｍの基板を作製し、研磨試験を行った。被研磨材料は、株式会社オハラ製の光学ガラスを用いた。
研磨試験は、オスカー式研磨機と研磨シートを用い、研磨盤に研磨シートを貼り付け、上定盤に基板を保持し、遊離砥粒を含む研磨スラリーを再生循環供給しながら行った。
研磨前の基板表面は、ダイヤモンドペレット＃１５００で研削を施したものであり、表面粗さＲａ０．１５μｍ程度であった。
研磨試験の条件は以下の通りである。
研磨シート：硬質シート（硬度９０、開口径１００μｍ）
遊離砥粒（濃度）：ＺｒＳｉＯ４（０．０４ｗｔ％）
砥粒の平均粒子径ｄ５０：１．１μｍ
研磨スラリーのｐＨ：７．５
分散剤：リン酸ナトリウム
上軸搖動速度：３２ｃｐｍ
下軸回転数：５００ｒｐｍ
上軸加圧：０．４ＭＰａ
加工時間：５分
この条件で研磨パッド及びスラリーの交換をせずに、研磨前の新しい基板に交換しながら、合計３０バッチの研磨試験を行った。
１バッチの枚数は１枚であり、研磨後のこの基板について評価した。
１バッチ目の結果において、表面が鏡面となっているものを○、表面にクモリが発生しているものを×とした。
また、１バッチ目の研磨除去厚さに対する、１０バッチ目及び３０バッチ目の研磨除去厚さの比（表中「加工比」と表記する）を測定した。
研磨試験の結果を表１４に示す。
【００７０】
【表１４】
2013052503.tif 000015
【００７１】
実施例３７及び３８より、ヌープ硬さが６６０Ｈｋ以下のガラス基板に対して研磨試験を行ったときの、３０バッチ目の研磨除去厚さは、１バッチ目の研磨除去厚さに対して８０％以上であることが明らかになった。一方で、実施例３７のヌープ硬さが６７０Ｈｋ以上のガラス基板に対して研磨試験を行ったときの、３０バッチ目の研磨除去厚さは、１バッチ目の研磨除去厚さに対して５９％以下であった。従って、ヌープ硬さが６６０Ｈｋ以下のガラス基板に対して、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる研磨砥粒で研磨を行った場合、研磨液を循環していても、経時的な研磨レートの低下が発生しにくいことが推察される。