研磨工具、研磨方法和研磨装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及进行透镜等光学元件的表面精加工的研磨工具、研磨方法和研磨装置。
【背景技术】
[0002]通常，作为透镜、棱镜、反射镜等光学元件的表面精加工，使将聚氨酯制的研磨用片粘接而成的研磨工具与被研磨物相互滑动，并通过夹设于界面的研磨用磨粒，进行研磨加工。
[0003]近年来，要求没有表面缺陷、且形状精度高的光学元件，作为提高被加工物的精加工精度的研磨装置，提出了具备以下单元的研磨装置:使研磨用工具旋转的单元;使被加工物旋转的单元;使研磨用工具与被加工物之间的相对位置关系摆动的摆动单元(例如，参照专利文献I)。
[0004]此外，提出了对被研磨物进行研磨的研磨工具，在该研磨工具中，从研磨工具的旋转轴至对被研磨物进行研磨的作用面的外周形状的距离在旋转方向上不是恒定的(例如，参照专利文献2)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开平09-300191号公报
[0008]专利文献2:日本特开2006-136959号公报
【发明内容】
[0009]发明所要解决的课题
[0010]在专利文献I中，需要购买新的装置，在专利文献2中，具有难以将研磨面形成为椭圆状等问题。
[0011]本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够在利用已有的研磨装置的同时，提高被研磨物的面精度的研磨工具、研磨方法和研磨装置。
[0012]用于解决课题的手段
[0013]为了解决上述问题并达成目的，本发明的研磨工具的特征在于，具备:研磨面，其具有规定的曲率半径；以及空孔，其在所述研磨面的内侧，以旋转轴为中心，在与旋转轴垂直的投影面上，与所述研磨面的外缘呈同心圆状，所述研磨面呈球带状，所述研磨面的外径与内径之比大于1.0且小于等于6.0。
[0014]此外，本发明的研磨工具在上述发明中，其特征在于，所述研磨面的球带宽度与被研磨物的外径之比大于等于0.9。
[0015]此外，本发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转轴为中心来进行旋转的同时，以如下位置为基准点，在一定的摆动幅度内，改变所述被研磨物与所述研磨工具之间的相对角度来研磨所述被研磨物，在所述位置处，通过所述被研磨物的中心并且与所述旋转轴相交的直线通过所述研磨面的球带的宽度方向的中心。
[0016]此外，本发明的研磨装置的特征在于，具备:以上所述的研磨工具;加压单元，其使所述被研磨物抵接所述研磨工具的研磨面而进行加压;旋转单元，其使所述研磨工具以所述旋转轴为中心进行旋转；以及摆动单元，其以如下位置为基准点，在一定的摆动幅度内，改变所述被研磨物与所述研磨工具的之间的相对角度，在所述位置处，通过所述被研磨物的中心并且与所述旋转轴相交的直线通过所述研磨面的球带的宽度方向的中心。
[0017]发明的效果
[0018]根据本发明，能够在不导入新的控制装置等的情况下，在利用已有的装置的同时，提高被研磨物的面精度。
【附图说明】
[0019]图1是示出本发明实施方式的研磨装置的结构的示意图。
[0020 ]图2是在图1中使用的研磨工具的剖视图。
[0021]图3是图2的研磨工具的俯视图。
[0022]图4是说明利用图1的研磨装置进行的透镜研磨的示意图(剖视图)。
[0023]图5是说明利用图1的研磨装置进行的透镜研磨的示意图(俯视图)。
[0024]图6是说明利用以往的研磨工具进行的研磨的示意图(剖视图)。
[0025]图7是说明利用以往的研磨工具进行的研磨的示意图(俯视图)。
[0026]图8A是本发明实施方式的变形例I的研磨工具的剖视图。
[0027]图SB是说明利用本发明实施方式的变形例2的研磨工具进行的透镜研磨的示意图(剖视图)。
[0028]图9是针对利用实施例1的研磨工具进行研磨后的透镜面，示出参照透镜的与基准球面的差分的图。
[0029]图10是针对利用实施例2的研磨工具进行研磨后的透镜面，示出参照透镜的与基准球面的差分的图。
[0030]图11是针对利用实施例3的研磨工具进行研磨后的透镜面，示出参照透镜的与基准球面的差分的图。
[0031]图12是针对利用以往的研磨工具(比较例)进行研磨后的透镜面，示出参照透镜的与基准球面的差分的图。
【具体实施方式】
[0032]以下，参照附图来说明本发明的实施方式。另外，本发明不受这些实施方式限定。另外，在各附图的记载中，对相同部分标注相同标号来示出。需要注意到附图仅是示意图，各个部分的尺寸关系和比率与实际情况不同。在附图相互之间也包括彼此的尺寸关系和比率不同的部分。
[0033](实施方式)
[0034]图1是示出本发明实施方式的研磨装置的结构的示意图。图2是在图1中使用的研磨工具的剖视图，图3是图2的研磨工具的俯视图。
[0035]本实施方式的研磨装置100具备:研磨工具3;使作为被研磨物的透镜I与研磨工具3的研磨面3b抵接的保持架2;使研磨工具3旋转的旋转电机7;以及使研磨工具3摆动的摆动电机6。
[0036]如图2和3所示，研磨工具3具备:台皿3a;具有规定的曲率半径的研磨面3b;以及空孔3c，其在研磨面3b的内侧，以研磨工具3的旋转轴为中心，在与旋转轴垂直的投影面上，与研磨面3b的外缘呈同心圆状。台皿3a形成使作为被研磨物的透镜I的形状大致翻转的规定的曲率半径，在其表面上，贴附聚氨酯等粘弹性片，由此形成具有规定的曲率半径的研磨面3b。在图2和3中，贴附4张粘弹性片而做成4面的研磨面3b，但是不限于此。在本实施方式中，研磨面3b呈球带状，被通过空孔3c的开口部的平面切除了球面的头顶部，并且被与该平面平行的另一平面进一步切除了该球面。此外，粘弹性片之间是槽部3e，隔着槽部3e，研磨剂分布到整个研磨面3b，并且，研磨后的废渣从槽部3e被排出。
[0037]如图1所示，研磨工具3与工具轴4的上端连接，工具轴4与主轴5成为一体。主轴5与旋转电机7连接，旋转电机7被固定于可旋转地支承主轴5的下轴基座14。旋转电机7 (旋转单元)根据未图示的控制装置的控制，使研磨工具3绕旋转轴的轴心旋转。下轴基座14的上部贯通有摆动部件9，将上部外周面一体地安装于摆动部件9。在下轴基座14上，以旋转轴与旋转电机7的旋转轴垂直的方式，固定有摆动电机6。摆动电机6根据省略了图示的控制装置的控制，使摆动部件9摆动。摆动电机6的旋转速度和转数能够任意控制。摆动电机6和摆动部件9构成摆动单元。
[0038]摆动部件9呈船形形状，下表面被摆动部件支承部10支承，该摆动部件支承部10固定于研磨装置100的主体。摆动部件支承部10中，将与摆动部件9的相对面设为与所述船形形状的底面对应的凹曲面形状来可摆动地支承摆动部件9，并且形成了用于使得在摆动部件9摆动时不与下轴基座14发生干涉的开口部分(省略图示)。
[0039]在摆动电机6的驱动轴上，安装有齿轮6a，齿轮6a成为与圆弧状的导轨8啮合的状态。导轨8被固定于研磨装置主体20，齿轮6a因摆动电机6而转动，并沿着导轨8移动，从而使得下轴基座14摆动，摆动部件9和研磨工具3等往返摆动。
[0040]在研磨工具3的上方，配置有通过贴附而保持于贴付皿12的透镜I。透镜I中，使凸球面状的透镜加工面(透镜球面Ha朝向研磨工具3，并且被保持在以贴付皿12为保持工具的保持架2内，由此相对于保持架2旋转自如地被支承。另外，贴付皿12和保持架2在图1中是分离的状态，但可借助研磨装置主体20进行组装。保持架2与工作轴11的下端侧连接，工作轴11通过与其上端联结的加压用气缸16的杆，上下移动。
[0041]加压用气缸16被安装于在背板19的上表面上固定的第I安装板19a，根据省略了图示的控制装置的控制，在使透镜I相对于研磨工具3下降后的透镜I的加工时，使透镜加工面Ia与研磨工具3的研磨面3b抵接并进行加压。第I安装板19a和背板19在透镜I的加工中不上下移动。
[0042]工作轴11的中心轴线位于通过研磨工具3的研磨面3b的曲率中心的轴线上，通过粗动用气缸18，使背板19和加压用气缸16等上下移动，该粗动用气缸18的杆联结于在背板19的前表面固定的第2安装板19b。粗动用气缸18被固定于研磨装置主体20，被配置成工作轴11和保持架2贯通在研磨装置主体20中穿设的孔20a(在图1中图示了未贯通的状态)，从而使透镜I与研磨工具3相对。上述加压用气缸16在朝下移动的方向(铅直向下的方向)上，对支承透镜I的保持架2等进行了加压。
[0043]在加压用气缸16的下方的工作轴11和背板19上，分别配置了可动侧和固定侧成对地使用的、作为测量装置的线性刻度17(位置检测器)，其检测加压用气缸16对工作轴11的移动量，该移动量被显示在省略图示的显示器上。此外，在背板19上，固定有能够上下地进行位置调整的止挡件15，配置成在通过粗动用气缸18，使背板19、即借助背板19来支承透镜I的保持架2等的整个上部下降时，背板19侧的止挡件15与固定于加工装置主体20的止挡件(主体侧)21抵接。
[0044]接着，说明利用本实施方式的研磨装置100进行的透镜I的研磨。图4和图5是说明利用本实施方式的研磨装置100进行的透镜I的研磨的示意图(剖视图和俯视图)。图6和图7是说明利用以往的研磨工具进行的研磨的示意图(剖视图和俯视图)。
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