(57)【要約】【課題】離脱不良現象等によって研磨工具上に取り残されたワークの損傷を確実に防止し、形状品質の良好なワークを得る。【解決手段】上軸側に支持されたホルダー９にレンズ８を保持させ、研磨装置下軸２に支持された貼付台３に固定された研磨工具１の加工作用面１ａを相対的に摺動させて研磨加工を行うとともに、研磨工具１、研磨装置下軸２、貼付台３に貫通して設けられた給水孔４を通じて研磨工具１とレンズ８との間に給水可能にした研磨装置Ｍ１において、研磨装置下軸２の側に研磨工具１を取り囲むように設けられた研磨液受け部６の内部に、柔軟なポリエステル製の網目状の部材で構成され、網目７ａがレンズ８の直径より小さく形成されたレンズ捕捉部材７を装着し、離脱不良現象等によって回転する研磨工具１上に取り残されたレンズ８が給水孔４からの給水圧で離脱した時、軟性のレンズ捕捉部材７により無傷で捕捉する。【選択図】  図１
2009274156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークと研磨工具とを相対的に摺動させて研磨を行う研磨装置であって、
前記研磨工具の周辺部に、前記ワークを捕捉する捕捉部材を配置したことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
請求項１記載の研磨装置において、
前記捕捉部材は、前記ワークの外形寸法よりも網目の小さな網状部材からなることを特徴とする研磨装置。
【請求項３】
請求項１記載の研磨装置において、
前記捕捉部材は、前記研磨工具の周辺部に配置された軟性部材からなることを特徴とする研磨装置。
【請求項４】
請求項１記載の研磨装置において、
前記研磨工具は、前記ワークに対して鉛直方向の下側に上向きの姿勢で配置され、前記研磨工具の周囲には、前記ワークと前記研磨工具との間に供給される研磨液を回収する研磨液受け部が設けられ、
前記捕捉部材は、前記研磨液受け部の開口部に張架された網状部材からなることを特徴とする研磨装置。
【請求項５】
請求項１記載の研磨装置において、
前記研磨工具は、前記ワークに対して鉛直方向の下側に上向きの姿勢で配置され、前記研磨工具の周囲には、前記ワークと前記研磨工具との間に供給される研磨液を回収する研磨液受け部が設けられ、
前記捕捉部材は、前記研磨液受け部の内周に被覆された軟性部材からなることを特徴とする研磨装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の研磨装置において、
前記研磨工具の前記ワークに対する摺動面には、透孔が開設され、前記透孔を通じて前記摺動面に流体を噴き出すことにより、前記研磨工具からの前記ワークの離脱を促進可能したことを特徴とする研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨技術に関し、たとえば、光学素子等のワークの研磨や研削加工等に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ等の光学素子を自動的に研磨加工する方法として、以下の図３に示すような加工技術が考えられる。すなわち、図３に示すように、レンズ５１は図示省略した研磨装置の上軸に連結されているホルダー５３に吸引保持されている。研磨工具５２は、図示省略した研磨装置の下軸に連結されており、レンズ５１の下方でホルダー５３の中心軸Ｚと研磨工具５２の中心軸Ｘとが角度θだけ傾斜した位置に設けられている。また、研磨工具５２の中心軸上には給水孔５２ａが穿設されており、給水孔５２ａは図示省略した給水装置に連通している。
【０００３】
このような構成の研磨装置を用いる研磨加工では、まずレンズ５１がホルダー５３に吸引保持された状態で下降し、研磨工具５２の表面に当接する。次に、研磨工具５２の給水孔５２ａを通してレンズ５１の加工面へ給水を開始するとともに、研磨工具５２が図示省略したモーターにより中心軸Ｘを中心とした高速回転と、加工面曲率Ｒの曲率中心Ｏを通り紙面に対して垂直な軸を中心とした揺動運動とを所定の時間行うことにより、研磨加工が施される。研磨加工が終了すると、研磨工具５２の高速回転および揺動運動が停止し、再び研磨工具５２は角度θの傾斜状態に戻る。その後、レンズ５１はホルダー５３とともに上昇して一連の加工工程が終了する。
【０００４】
しかしながら、上述の研磨加工方法においては以下のような技術的課題があった。すなわち、加工終了後にホルダー５３が上昇する際、レンズ５１が研磨工具５２の表面上に取り残される離脱不良現象が発生することがある。この離脱不良現象は、レンズ５１を研磨工具５２の表面から離脱させる際に、両者の間でホルダー５３によるレンズ５１の吸引力を上回る大きな密着力が働いて発生する。
【０００５】
このような離脱不良現象を解消すべく、例えば、特許文献１には以下のような技術が開示されている。すなわち、図４に示すように、レンズ３１は図示省略した研磨装置の上軸に固定されたホルダー３３のレンズ受け面３４に図示省略した吸引手段により吸引孔３５を通して吸引保持されており、レンズ３１の下方には図示省略した研磨装置の下軸と連結した貼付台３６に接着固定された研磨工具３２が設けられている。
【０００６】
研磨工具３２と貼付台３６には、それぞれ給水孔３２ａ、給水孔３６ａがその中心軸Ｘ上に穿設されており、給水孔３２ａ、３６ａは図示省略した研磨装置下軸の中心部を貫通して給水装置３７と連通している。
【０００７】
また、研磨工具３２および貼付台３６は図示省略した研磨装置下軸に設けられたモーターにより中心軸Ｘ回りの回転運動が可能に構成されている。さらに、研磨工具３２および貼付台３６は図示省略した研磨装置下軸に設けられているサーボモーターにより、研磨工具３２の加工作用面の曲率中心Ｏを通り図４中の紙面に垂直な軸を中心とした揺動運動と該揺動運動の角度範囲を超えた回転運動とが可能に構成されている。
【０００８】
以上の図４の構成において、研磨加工終了時に研磨工具３２の給水孔３２ａがレンズ加工面にて覆われた状態で研磨工具表面から離脱させることで、研磨工具の給水孔からの給水圧を利用してレンズの離脱を促進し、離脱不良を防止するものである。
【０００９】
また、上述の構成からなる装置においては、研磨加工終了時に研磨工具３２の回転運動を継続したままで研磨工具表面からレンズを離脱させることで、加工されたレンズのＮＲ品質の低下を招くことがない、としている。
【００１０】
なお、ＮＲ品質とは、評価対象のレンズとは逆の凹凸を有し、設計通りの表面形状を有する原器（レンズ）に当該評価対象のレンズを重ね合わせた時に観察されるニュートンリング（Ｎ．Ｒ）の状態によって決定される形状精度等の形状品質を意味する。
【００１１】
しかしながら、上述の特許文献１のような従来技術によれば、以下のような別の技術的課題がある。
すなわち、加工したレンズを研磨工具から離脱する際に、レンズが研磨工具の表面上に残ってしまう離脱不良が依然として生じてしまうという技術的課題があった。この技術的課題は、特に研磨工具として樹脂等のボンド材で砥粒を固定した固定砥粒砥石を使用した場合に顕著となる。
【００１２】
すなわち、樹脂等のボンド材で砥粒を固定した固定砥粒砥石等の研磨工具では、研磨工具が摩耗しながら倣い加工が進行するため、レンズと研磨工具の球面形状がより近似することとなり、両者はオプチカルコンタクトのように、加工面間が真空状態（研磨液である水が介在する）になり、強い密着力で張り付いている。さらに固定砥粒砥石を用いた研磨加工では、水をかけながら加工するために、加工面間に挟まれた水の表面張力により、より強く密着する。
【００１３】
特に加工するレンズの加工面積が大きいほど前記密着力は増大し、レンズを研磨工具から離脱させるためにはより大きな押上力が必要となる。この際、前記密着力が研磨工具の給水孔からの給水圧より大きい場合、離脱不良が生じてしまう。
【００１４】
さらに加工されたレンズのＮＲ品質の低下を防ぐために研磨工具の回転運動を継続したままでレンズを離脱させる場合に、離脱不良が生じるとレンズは回転運動を継続している研磨工具の表面上にレンズと研磨工具表面の密着力のみにより不安定な状態で取り残されることになる。
【００１５】
ところが研磨工具の給水孔からは引き続き給水されているためレンズと研磨工具の密着力は徐々に小さくなる。レンズと研磨工具の表面の密着力が給水圧より小さくなるとレンズは研磨工具の表面から剥離するが、研磨工具は回転運動しているためレンズには慣性モーメントが生じ研磨工具の表面から回転方向に向かって飛び出してしまい、研磨装置上に落下してしまという。その結果、レンズにキズや割れなどの不良が生じてしまうという技術的課題があった。
【特許文献１】特開平８−１７４３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、離脱不良現象等によって研磨工具上に取り残されたワークの損傷を確実に防止し、形状品質の良好なワークを得ることが可能な研磨技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１の観点は、ワークと研磨工具とを相対的に摺動させて研磨を行う研磨装置であって、
前記研磨工具の周辺部に、前記ワークを捕捉する捕捉部材を配置した研磨装置を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、離脱不良現象等によって研磨工具上に取り残されたワークの損傷を確実に防止し、形状品質の良好なワークを得ることが可能な研磨技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本実施の形態の第１態様では、光学素子を自動的に研磨加工可能な研磨装置において、加工液の流れをさえぎることなくレンズを捕捉可能なレンズの外径より小さな網目で構成された網目状の部材からなるレンズ捕捉部材を研磨工具の回転および揺動運動を妨げることなく研磨工具周辺に配置した構成を例示する。
【００２０】
さらに、本実施の形態の第２態様では、レンズ捕捉部材を軟性部材で構成し、研磨工具と研磨液受け部との間に配置する構成を開示する。
上述の本実施の形態の研磨装置では、レンズが研磨工具上から脱落しても、研磨液受け部に落下する前にレンズ捕捉部材により捕捉することが可能になる。
【００２１】
そして、レンズ捕捉部材を、網目状の部材や軟性部材で構成することにより、レンズを捕捉する際、レンズ表面にキズや割れを生じることなく捕捉することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態である研磨装置の構成の一例を示す断面図である。
【００２２】
図１に例示されるように、本実施の形態１の研磨装置Ｍ１は、ホルダー９に保持された加工対象のレンズ８（ワーク）に対して、研磨装置下軸２の側で駆動される研磨工具１を相対的に摺動させることによってレンズ８の研磨を行う構成となっている。
【００２３】
研磨工具１は研磨装置下軸２と連結した貼付台３に、たとえば貼付等の方法で保持されている。研磨工具１および貼付台３には、それぞれ給水孔４（透孔）がその中心軸Ｘの方向に貫通して穿設されており、この給水孔４は研磨装置下軸２の中心部を抜けて図示省略した給水装置と連通している。また、研磨工具１と貼付台３は研磨装置下軸２に設けられたモーター５により中心軸Ｘの回りに回転運動が可能に構成されている。
【００２４】
さらに、研磨工具１と貼付台３は研磨装置下軸２に設けられている図示省略したサーボモーターにより、研磨工具１の加工作用面１ａの曲率中心Ｏを通り、図１の紙面に垂直な軸を中心とした揺動運動が可能に構成されている。
【００２５】
研磨装置下軸２には、たとえば、研磨工具１を取り囲むように上向きに開口した略カップ形の研磨液受け部６が設けられており、研磨加工中に図示省略した研磨液供給手段によって供給された研磨液を回収可能となっている。
【００２６】
本実施の形態１の場合、研磨液受け部６内にはレンズ捕捉部材７（捕捉部材）が装着されている。このレンズ捕捉部材７は、たとえば、柔軟なポリエステル製で、網目７ａを有する網状の部材で構成され、網目７ａは加工するレンズ８の直径より小さく構成されている。
【００２７】
これにより、レンズ８がレンズ捕捉部材７の網目７ａを通り抜けることが防止されるとともに、給水孔４を通じて研磨工具１とレンズ８との間の加工部位に供給される水等の加工液は、網目７ａを通り抜けて研磨液受け部６に回収可能となる。
【００２８】
また、このレンズ捕捉部材７は、外縁部側が研磨液受け部６と図示しないネジ等によって固定されているとともに、中央部には、貼付台３が貫通する固定穴７ｂが設けられ、貼付台３の回転運動を妨げることなく、当該研磨液受け部６に設置されている。
【００２９】
レンズ８は、被加工面８ａと反対側の背面がホルダー９に吸引保持されている。すなわち、ホルダー９は図示省略した研磨装置Ｍ１の上軸に連結されている。ホルダー９の中心軸Ｚには図示省略した研磨装置Ｍ１の吸引機構と連通する貫通孔１０が穿設されており、この貫通孔１０は受け面側の先端近傍で複数の孔１０ａに枝分かれしている。
【００３０】
また、ホルダー９の先端の、レンズ８の背面に接する受け面側にはウレタンやゴム等で形成されたレンズ受け部１１が接着固定されている。このレンズ受け部１１には前記貫通孔１０の枝分かれした複数の孔１０ａと合致する位置にそれぞれ孔１１ａが穿設されている。
【００３１】
以下、上述のような構成の本実施の形態１の研磨装置Ｍ１の動作を説明する。
まず、レンズ８の背面を図示省略した研磨装置Ｍ１の吸引機構によりホルダー９のレンズ受け部１１に当接させて吸引保持する。
【００３２】
次に、研磨工具１および貼付台３が図示省略されている研磨装置下軸２に設けられているサーボモーターの回転運動によって、ホルダー９の中心軸Ｚと研磨工具１の中心軸Ｘとが角度θだけ傾斜した位置に移動する。その後、レンズ８の被加工面８ａと研磨工具１の加工作用面１ａとが当接する位置までホルダー９が下降する。
【００３３】
次に図示省略した給水装置より給水孔４を通して研磨工具１の加工作用面１ａに給水を開始する。そして、研磨工具１が中心軸Ｘ回りの高速回転運動と研磨工具１の加工作用面１ａの曲率中心Ｏを中心とする揺動運動とを同時に行なうことにより研磨加工が行なわれる。
【００３４】
研磨加工が終了すると、研磨工具１が高速回転運動を継続した状態で所定の角度位置（この場合、加工作用面１ａにおける給水孔４の開口部がレンズ８の被加工面８ａによって覆われる位置）まで移動すると同時にホルダー９は緩やかに所定位置まで上昇し、一連の研磨加工工程が終了する。
【００３５】
ここで、研磨加工終了時、ホルダー９が上昇する際、研磨工具１の加工作用面１ａとレンズ８の被加工面８ａとの間の密着力が大きい場合にレンズ８の離脱不良現象が生じてしまう。そして、研磨工具１が高速回転運動を継続した状態で離脱不良が生じると、レンズ８は高速回転する研磨工具１の表面に前記密着力のみにより付着しているため、研磨工具１への図示省略した給水装置からの給水により徐々に両者の密着力は低下し、さらに前記回転運動による遠心力が生じるためレンズ８は研磨工具１上から外周に向かって飛び出してしまう。
【００３６】
このとき、本実施の形態１の場合には、回転する研磨工具１上から飛び出したレンズ８は柔軟な網状の部材からなるレンズ捕捉部材７上に落下して緩衝されつつ捕捉される。
このため、レンズ８が研磨液受け部６や貼付台３、研磨装置下軸２等に衝突することが確実に回避され、レンズ８の損傷を確実に防止できる。
【００３７】
換言すれば、レンズ８の損傷を懸念することなく、研磨工具１上に取り残されて固着したレンズ８を、研磨工具１の回転および給水孔４からの給水に水圧等によって研磨工具１から確実に離脱させることが可能となる。
【００３８】
すなわち、本実施の形態１の研磨装置Ｍ１によれば、研磨加工終了後、レンズ８の離脱不良が生じ研磨工具１上から飛び出す現象が生じても、軟性の網状部材からなるレンズ捕捉部材７により捕捉可能となるため、レンズ８にキズや割れを生じることなく不良の発生を低減することができる。
【００３９】
すなわち、離脱不良現象等によって研磨工具１上に取り残されたレンズ８の損傷を確実に防止し、形状品質の良好なレンズ８を得ることが可能となる。
なお、本実施の形態１では、一例としてポリエステル製の網状の部材でレンズ捕捉部材７を構成する例を説明したが、レンズ８を緩衝しつつ捕捉可能でレンズ８表面にキズや割れを生じない軟性を有する材料からなる部材であってももちろん構わない。
（実施の形態２）
図２は、本発明の他の実施の形態である研磨装置の構成例を示す断面図である。
【００４０】
図２に例示されるように、本実施の形態２の研磨装置Ｍ２では、上述の実施の形態１での研磨装置Ｍ１に例示した網目状のレンズ捕捉部材７の代わりに、たとえば、シリコーン等の高分子化合物を主原料とするゲル状素材等の軟性部材からなるレンズ捕捉部材１２（捕捉部材）を、研磨液受け部６の内周面、さらには、研磨液受け部６の内部に露出した貼付台３および研磨装置下軸２の表面に被着した構成となっている。
【００４１】
従って、本実施の形態２の研磨装置Ｍ２は、レンズ捕捉部材１２を除く他の構成および作用は、上述の研磨装置Ｍ１と同様であるため、共通する部分は同一の符号を付して重複した説明は割愛する。
【００４２】
本実施の形態２では研磨加工終了後、離脱不良現象等に起因して回転する研磨工具１上に取り残されたレンズ８が、給水孔４からの給水圧等によって当該研磨工具１上から飛び出したとしても、研磨液受け部６の内周面等に被覆された軟性のゲル状素材のレンズ捕捉部材１２の緩衝作用により、レンズ８に損傷や衝撃を与えることなく研磨液受け部６の内部に捕捉される。
【００４３】
すなわち、本実施の形態２の研磨装置Ｍ２によれば、研磨加工終了後、レンズ８の離脱不良等に起因して、回転する研磨工具１上からレンズ８が飛び出す不良が生じても、ゲル状素材からなるレンズ捕捉部材１２により緩衝しつつ捕捉可能となるため、レンズ８にキズや割れを生じることなく不良の発生を低減することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態２では、ゲル状素材からなるレンズ捕捉部材１２を採用した例を説明をしたが、レンズ８に衝撃を与えることなく吸収可能でレンズ８表面にキズや割れを生じない緩衝性を有する材料や可塑性を有する部材であってももちろん構わない。
【００４５】
以上説明したように、本発明の上述の各実施の形態の研磨装置によれば、研磨工具１からのレンズ８の離脱不良現象等が発生したとしても、回転する研磨工具１から離脱するレンズ８を、当該レンズ８に衝撃を与えることなく捕捉することが可能となるため、レンズ８にキズや割れを発生させることがない。
【００４６】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
たとえば、ワークとしては、レンズ等の光学素子に限らず、損傷が好ましくない一般の製品の研磨加工に広く適用できる。
【００４７】
（付記１）  レンズ等の光学素子を研磨加工する研磨装置において、加工液を透過して加工レンズを捕獲可能な捕獲部材を研磨工具周辺に配置したことを特徴とする研磨装置。
（付記２）  前記捕獲部材が加工レンズの外径より小さな網目を有する網状の部材であることを特徴とした研磨装置。
【００４８】
（付記３）  前記捕獲部材は軟性部材で構成され、研磨工具と研磨装置との間に配置されたことを特徴とする研磨装置。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態である研磨装置の構成の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態である研磨装置の構成例を示す断面図である。
【図３】従来技術の研磨装置を示す概念図である。
【図４】従来技術の研磨装置を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  研磨工具
１ａ  加工作用面
２  研磨装置下軸
３  貼付台
４  給水孔
５  モーター
６  研磨液受け部
７  レンズ捕捉部材
７ａ  網目
７ｂ  固定穴
８  レンズ
８ａ  被加工面
９  ホルダー
１０  貫通孔
１０ａ  孔
１１  レンズ受け部
１１ａ  孔
１２  レンズ捕捉部材
Ｍ１  研磨装置
Ｍ２  研磨装置
【図１】
2009274156.tif 000003
【図２】
2009274156.tif 000004
【図３】
2009274156.tif 000005
【図４】
2009274156.tif 000006