研磨工具、研磨方法和研磨裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及進(jìn)行透鏡等光學(xué)元件的表面精加工的研磨工具、研磨方法和研磨裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，作為透鏡、棱鏡、反射鏡等光學(xué)元件的表面精加工，使將聚氨酯制的研磨用片粘接而成的研磨工具與被研磨物相互滑動(dòng)，并通過(guò)夾設(shè)于界面的研磨用磨粒，進(jìn)行研磨加工。
[0003]近年來(lái)，要求沒(méi)有表面缺陷、且形狀精度高的光學(xué)元件，作為提高被加工物的精加工精度的研磨裝置，提出了具備以下單元的研磨裝置:使研磨用工具旋轉(zhuǎn)的單元;使被加工物旋轉(zhuǎn)的單元;使研磨用工具與被加工物之間的相對(duì)位置關(guān)系擺動(dòng)的擺動(dòng)單元(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0004]此外，提出了對(duì)被研磨物進(jìn)行研磨的研磨工具，在該研磨工具中，從研磨工具的旋轉(zhuǎn)軸至對(duì)被研磨物進(jìn)行研磨的作用面的外周形狀的距離在旋轉(zhuǎn)方向上不是恒定的(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平09-300191號(hào)公報(bào)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2006-136959號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，需要購(gòu)買(mǎi)新的裝置，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，具有難以將研磨面形成為橢圓狀等問(wèn)題。
[0011]本發(fā)明正是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠在利用已有的研磨裝置的同時(shí)，提高被研磨物的面精度的研磨工具、研磨方法和研磨裝置。
[0012]用于解決課題的手段
[0013]為了解決上述問(wèn)題并達(dá)成目的，本發(fā)明的研磨工具的特征在于，具備:研磨面，其具有規(guī)定的曲率半徑；以及空孔，其在所述研磨面的內(nèi)側(cè)，以旋轉(zhuǎn)軸為中心，在與旋轉(zhuǎn)軸垂直的投影面上，與所述研磨面的外緣呈同心圓狀，所述研磨面呈球帶狀，所述研磨面的外徑與內(nèi)徑之比大于1.0且小于等于6.0。
[0014]此外，本發(fā)明的研磨工具在上述發(fā)明中，其特征在于，所述研磨面的球帶寬度與被研磨物的外徑之比大于等于0.9。
[0015]此外，本發(fā)明的研磨方法是使用了以上所述的研磨工具的研磨方法，其特征在于，在使所述研磨工具以所述旋轉(zhuǎn)軸為中心來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，以如下位置為基準(zhǔn)點(diǎn)，在一定的擺動(dòng)幅度內(nèi)，改變所述被研磨物與所述研磨工具之間的相對(duì)角度來(lái)研磨所述被研磨物，在所述位置處，通過(guò)所述被研磨物的中心并且與所述旋轉(zhuǎn)軸相交的直線通過(guò)所述研磨面的球帶的寬度方向的中心。
[0016]此外，本發(fā)明的研磨裝置的特征在于，具備:以上所述的研磨工具;加壓?jiǎn)卧?，其使所述被研磨物抵接所述研磨工具的研磨面而進(jìn)行加壓;旋轉(zhuǎn)單元，其使所述研磨工具以所述旋轉(zhuǎn)軸為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；以及擺動(dòng)單元，其以如下位置為基準(zhǔn)點(diǎn)，在一定的擺動(dòng)幅度內(nèi)，改變所述被研磨物與所述研磨工具的之間的相對(duì)角度，在所述位置處，通過(guò)所述被研磨物的中心并且與所述旋轉(zhuǎn)軸相交的直線通過(guò)所述研磨面的球帶的寬度方向的中心。
[0017]發(fā)明的效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明，能夠在不導(dǎo)入新的控制裝置等的情況下，在利用已有的裝置的同時(shí)，提高被研磨物的面精度。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是示出本發(fā)明實(shí)施方式的研磨裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0020 ]圖2是在圖1中使用的研磨工具的剖視圖。
[0021]圖3是圖2的研磨工具的俯視圖。
[0022]圖4是說(shuō)明利用圖1的研磨裝置進(jìn)行的透鏡研磨的示意圖(剖視圖)。
[0023]圖5是說(shuō)明利用圖1的研磨裝置進(jìn)行的透鏡研磨的示意圖(俯視圖)。
[0024]圖6是說(shuō)明利用以往的研磨工具進(jìn)行的研磨的示意圖(剖視圖)。
[0025]圖7是說(shuō)明利用以往的研磨工具進(jìn)行的研磨的示意圖(俯視圖)。
[0026]圖8A是本發(fā)明實(shí)施方式的變形例I的研磨工具的剖視圖。
[0027]圖SB是說(shuō)明利用本發(fā)明實(shí)施方式的變形例2的研磨工具進(jìn)行的透鏡研磨的示意圖(剖視圖)。
[0028]圖9是針對(duì)利用實(shí)施例1的研磨工具進(jìn)行研磨后的透鏡面，示出參照透鏡的與基準(zhǔn)球面的差分的圖。
[0029]圖10是針對(duì)利用實(shí)施例2的研磨工具進(jìn)行研磨后的透鏡面，示出參照透鏡的與基準(zhǔn)球面的差分的圖。
[0030]圖11是針對(duì)利用實(shí)施例3的研磨工具進(jìn)行研磨后的透鏡面，示出參照透鏡的與基準(zhǔn)球面的差分的圖。
[0031]圖12是針對(duì)利用以往的研磨工具(比較例)進(jìn)行研磨后的透鏡面，示出參照透鏡的與基準(zhǔn)球面的差分的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，本發(fā)明不受這些實(shí)施方式限定。另外，在各附圖的記載中，對(duì)相同部分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)來(lái)示出。需要注意到附圖僅是示意圖，各個(gè)部分的尺寸關(guān)系和比率與實(shí)際情況不同。在附圖相互之間也包括彼此的尺寸關(guān)系和比率不同的部分。
[0033](實(shí)施方式)
[0034]圖1是示出本發(fā)明實(shí)施方式的研磨裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是在圖1中使用的研磨工具的剖視圖，圖3是圖2的研磨工具的俯視圖。
[0035]本實(shí)施方式的研磨裝置100具備:研磨工具3;使作為被研磨物的透鏡I與研磨工具3的研磨面3b抵接的保持架2;使研磨工具3旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)7;以及使研磨工具3擺動(dòng)的擺動(dòng)電機(jī)6。
[0036]如圖2和3所示，研磨工具3具備:臺(tái)皿3a;具有規(guī)定的曲率半徑的研磨面3b;以及空孔3c，其在研磨面3b的內(nèi)側(cè)，以研磨工具3的旋轉(zhuǎn)軸為中心，在與旋轉(zhuǎn)軸垂直的投影面上，與研磨面3b的外緣呈同心圓狀。臺(tái)皿3a形成使作為被研磨物的透鏡I的形狀大致翻轉(zhuǎn)的規(guī)定的曲率半徑，在其表面上，貼附聚氨酯等粘彈性片，由此形成具有規(guī)定的曲率半徑的研磨面3b。在圖2和3中，貼附4張粘彈性片而做成4面的研磨面3b，但是不限于此。在本實(shí)施方式中，研磨面3b呈球帶狀，被通過(guò)空孔3c的開(kāi)口部的平面切除了球面的頭頂部，并且被與該平面平行的另一平面進(jìn)一步切除了該球面。此外，粘彈性片之間是槽部3e，隔著槽部3e，研磨劑分布到整個(gè)研磨面3b，并且，研磨后的廢渣從槽部3e被排出。
[0037]如圖1所示，研磨工具3與工具軸4的上端連接，工具軸4與主軸5成為一體。主軸5與旋轉(zhuǎn)電機(jī)7連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)7被固定于可旋轉(zhuǎn)地支承主軸5的下軸基座14。旋轉(zhuǎn)電機(jī)7 (旋轉(zhuǎn)單元)根據(jù)未圖示的控制裝置的控制，使研磨工具3繞旋轉(zhuǎn)軸的軸心旋轉(zhuǎn)。下軸基座14的上部貫通有擺動(dòng)部件9，將上部外周面一體地安裝于擺動(dòng)部件9。在下軸基座14上，以旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)電機(jī)7的旋轉(zhuǎn)軸垂直的方式，固定有擺動(dòng)電機(jī)6。擺動(dòng)電機(jī)6根據(jù)省略了圖示的控制裝置的控制，使擺動(dòng)部件9擺動(dòng)。擺動(dòng)電機(jī)6的旋轉(zhuǎn)速度和轉(zhuǎn)數(shù)能夠任意控制。擺動(dòng)電機(jī)6和擺動(dòng)部件9構(gòu)成擺動(dòng)單元。
[0038]擺動(dòng)部件9呈船形形狀，下表面被擺動(dòng)部件支承部10支承，該擺動(dòng)部件支承部10固定于研磨裝置100的主體。擺動(dòng)部件支承部10中，將與擺動(dòng)部件9的相對(duì)面設(shè)為與所述船形形狀的底面對(duì)應(yīng)的凹曲面形狀來(lái)可擺動(dòng)地支承擺動(dòng)部件9，并且形成了用于使得在擺動(dòng)部件9擺動(dòng)時(shí)不與下軸基座14發(fā)生干涉的開(kāi)口部分(省略圖示)。
[0039]在擺動(dòng)電機(jī)6的驅(qū)動(dòng)軸上，安裝有齒輪6a，齒輪6a成為與圓弧狀的導(dǎo)軌8嚙合的狀態(tài)。導(dǎo)軌8被固定于研磨裝置主體20，齒輪6a因擺動(dòng)電機(jī)6而轉(zhuǎn)動(dòng)，并沿著導(dǎo)軌8移動(dòng)，從而使得下軸基座14擺動(dòng)，擺動(dòng)部件9和研磨工具3等往返擺動(dòng)。
[0040]在研磨工具3的上方，配置有通過(guò)貼附而保持于貼付皿12的透鏡I。透鏡I中，使凸球面狀的透鏡加工面(透鏡球面Ha朝向研磨工具3，并且被保持在以貼付皿12為保持工具的保持架2內(nèi)，由此相對(duì)于保持架2旋轉(zhuǎn)自如地被支承。另外，貼付皿12和保持架2在圖1中是分離的狀態(tài)，但可借助研磨裝置主體20進(jìn)行組裝。保持架2與工作軸11的下端側(cè)連接，工作軸11通過(guò)與其上端聯(lián)結(jié)的加壓用氣缸16的桿，上下移動(dòng)。
[0041]加壓用氣缸16被安裝于在背板19的上表面上固定的第I安裝板19a，根據(jù)省略了圖示的控制裝置的控制，在使透鏡I相對(duì)于研磨工具3下降后的透鏡I的加工時(shí)，使透鏡加工面Ia與研磨工具3的研磨面3b抵接并進(jìn)行加壓。第I安裝板19a和背板19在透鏡I的加工中不上下移動(dòng)。
[0042]工作軸11的中心軸線位于通過(guò)研磨工具3的研磨面3b的曲率中心的軸線上，通過(guò)粗動(dòng)用氣缸18，使背板19和加壓用氣缸16等上下移動(dòng)，該粗動(dòng)用氣缸18的桿聯(lián)結(jié)于在背板19的前表面固定的第2安裝板19b。粗動(dòng)用氣缸18被固定于研磨裝置主體20，被配置成工作軸11和保持架2貫通在研磨裝置主體20中穿設(shè)的孔20a(在圖1中圖示了未貫通的狀態(tài))，從而使透鏡I與研磨工具3相對(duì)。上述加壓用氣缸16在朝下移動(dòng)的方向(鉛直向下的方向)上，對(duì)支承透鏡I的保持架2等進(jìn)行了加壓。
[0043]在加壓用氣缸16的下方的工作軸11和背板19上，分別配置了可動(dòng)側(cè)和固定側(cè)成對(duì)地使用的、作為測(cè)量裝置的線性刻度17(位置檢測(cè)器)，其檢測(cè)加壓用氣缸16對(duì)工作軸11的移動(dòng)量，該移動(dòng)量被顯示在省略圖示的顯示器上。此外，在背板19上，固定有能夠上下地進(jìn)行位置調(diào)整的止擋件15，配置成在通過(guò)粗動(dòng)用氣缸18，使背板19、即借助背板19來(lái)支承透鏡I的保持架2等的整個(gè)上部下降時(shí)，背板19側(cè)的止擋件15與固定于加工裝置主體20的止擋件(主體側(cè))21抵接。
[0044]接著，說(shuō)明利用本實(shí)施方式的研磨裝置100進(jìn)行的透鏡I的研磨。圖4和圖5是說(shuō)明利用本實(shí)施方式的研磨裝置100進(jìn)行的透鏡I的研磨的示意圖(剖視圖和俯視圖)。圖6和圖7是說(shuō)明利用以往的研磨工具進(jìn)行的研磨的示意圖(剖視圖和俯視圖)。
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