JP2001113451A - トーリック形状および非球面形状物体の加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】形状精度の高いトーリック面および非球面を加
工するのに好適なトーリック形状および非球面形状物体
の加工装置を提供する。 【解決手段】回転テーブル２のフレ量の変動を検出し、
その量を制御データへフィードバックし、ワークと砥石
の相対関係が常に一定の値になるように、直進テーブル
３をピエゾアクチュエータ４により駆動する。これによ
り、レンズもしくはミラー、光学窓などの光学部品を製
造できる。また、当該光学部品をレーザビームプリンタ
に搭載することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は形状精度の高いトー
リック形状もしくは非球面レンズ等の非球面形状物体を
形成するのに好適な加工装置および上記非球面形状物体
を光学部品とする装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トーリックレンズの加工は、特開
昭６２−２０３７４４号公報に記載されているように、
研磨皿を予め加工すべきレンズ形状と相反関係をなす形
状に加工しておき、この研磨皿をガラス素材に押し当
て、砥粒を研磨皿とガラス素材のすき間に供給し、こす
り合わせる光学研磨法がとられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、図３
の破線で示されるように、トーリック形状のみしか加工
できないが、例えば、レーザビームプリンタなどの用途
では、トーリック形状から同図の実線で示されるような
わずかに偏差をもたせた面を有する変形トーリックレン
ズを用いることにより、光学的な結像性能を向上できる
ことがわかっている。

【０００４】図２はその変形トーリック面あるいは非球
面形状を加工するための装置の構成例を示している。ワ
ーク（被加工物）１は、モータ１２により回転する回転
テーブル２上に、同回転テーブル２は前後に移動可能な
直進テーブル３上にそれぞれ設けられている。この直進
テーブル３を駆動するために、ピエゾアクチュエータ４
が用いられる。一方、ワーク１を加工するために、砥石
５が用いられるが、この砥石５は、エアスピンドル６に
取り付けられて、一万ｒｐｍほどの回転数で、高精度に
回転する。

【０００５】また、エアスピンドル６はその回転軸と平
行に設置されたエアスピンドル保持軸９を中心として、
ウオーム７、ウオームホイル８により、円弧状に高精度
に揺動できるように構成されている。回転テーブル２と
一体の回転軸１０はアンギュラコンタクト形ころがり軸
受２１を介して、直進テーブル３上に設けられた支持部
材２０ａ，２０ｂにより、その両端が固定されている。

【０００６】アンギュラコンタクト形ころがり軸受２１
の回転精度は、ワーク１の表面形状の形状精度に直接、
影響をおよぼす。したがって、高精度なころがり軸受２
１を使用するが、ワーク１を加工中もその回転精度を
０．５μm以下におさえることは困難であり、ワーク１
の形状精度をそれ以下におさえることは不可能であっ
た。

【０００７】本発明の目的は、中心軸１０と一体の回転
テーブル２が回転する際、アンギュラコンタクト形ころ
がり軸受２１の回転精度に起因する回転テーブル２の変
動を検出し、この変動データを制御データへフィードバ
ックし、砥石５とワーク１との相対関係を常に一定に保
たせることにより、形状精度の高いトーリック面および
非球面を加工するのに好適なトーリック形状および非球
面形状物体の加工装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、前述の装置で、回転テーブルの回転運動
の中心軸となる回転テーブル回転軸の位置の変化を検出
する手段と、この検出された位置データを制御データへ
フィードバックし、上記回転テーブルの回転運動の中心
軸と砥石スピンドル円弧運動の中心軸の相対関係を常に
一定に保つ手段を設けたものである。

【０００９】前述の装置で、回転テーブル回転軸が回転
運動した時、ころがり軸受の回転精度に起因する中心軸
の変動が発生する。その変動を検出し、その変動量を制
御データへフィードバックし、直進テーブルをピエゾア
クチュエータにより駆動する。従って、実質、回転テー
ブルの回転中心軸と砥石スピンドルの円弧運動の中心軸
の相対関係は常に一定となる。したがって、砥石とワー
クとの相対関係が変動することなく一定となるので、高
い形状精度を有するトーリック形状および非球面形状物
体が加工できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例の非球面
レンズの加工装置の構成を示している。ただしこの場合
には、回転軸１０と一体の回転テーブル２の位置の変化
を検出する非接触変位計１５を有している。回転テーブ
ル２をモータ１２により回転運動させた場合、回転テー
ブル２で非接触変位計１５で計測する部分を０．１μm
以下の真円度に仕上げておけば、アンギュラコンタクト
形ころがり軸受２１の転動に伴う変動量は回転テーブル
２のフレを検出することにより計測できる。そこで、回
転テーブル２のフレ量の変動を検出し、その量を制御デ
ータへフィードバックし、ワークと砥石の相対関係が常
に一定の値になるように、直進テーブル３をピエゾアク
チュエータ４により駆動する。これにより、ワーク１の
形状精度を向上させることができる。

【００１１】ここでは、回転テーブル２に本発明を適用
したが、回転軸１０に本発明を具備することもできる。

【００１２】また、ころがり軸受以外に、所謂空気軸受
等を用いた場合、変動量は減少する可能性はあるが、本
発明を適用できることは明らかである。

【００１３】上記の装置により加工されたトーリック形
状および非球面形状物体は、極めて高い精度を有してお
り、これにより、様々なレンズもしくはミラー、光学窓
などの光学部品、あるいはレーザビームプリンタなどの
応用装置を製造することができる。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、形状精度の高いトーリ
ック形状および非球面形状物体が加工できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の非球面レンズ加工装置を示
す説明図。

【図２】従来の非球面レンズ加工装置を示す説明図。

【図３】非球面レンズの形状を示す斜視図。

【符号の説明】

１…ワーク、２…回転テーブル、３…直進テーブル、４
…ピエゾアクチュエータ、５…砥石、６…エアスピンド
ル、７…ウオーム、８…ウオームホイル、９…スピンド
ル保持軸、１０…回転軸、１５…非接触変位計、２０ａ
…支持部材、２０ｂ…支持部材、２１…ころがり軸受。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金友 正文 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 久貝 健一 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日 立工機株式会社内 (72)発明者 和田 聡 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日 立工機株式会社内 Ｆターム(参考） 3C034 AA13 BB07 BB76 CA13 CB14 3C049 AA03 AA11 AA16 AB01 BC02 CA06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工物の回転装置と、上記被加工物を加
   工する回転砥石を備えた砥石スピンドルと、上記砥石ス
   ピンドルの軸を円弧運動させる手段と、上記被加工物の
   回転軸と上記砥石スピンドルの円弧運動の中心軸間の距
   離を変化させる手段と、上記被加工物の回転角位置を検
   出する第１の検出器と、上記砥石スピンドルの円弧運動
   の角位置を検出する第２の検出器と、上記第１と第２の
   検出器で検出された二つの角位置信号に対応させて、予
   め蓄積手段に蓄積された制御データを読み出し、上記読
   み出された制御データに基づいて上記軸間距離を変化す
   べく構成した制御装置を有して構成したトーリック形状
   および非球面形状物体の加工装置において、上記被加工
   物の回転運動の中心軸の回転フレを検出する手段と、こ
   の検出された回転フレのデータを上記制御データへフィ
   ードバックし、上記軸間距離を変化させる手段を設けた
   ことを特徴とするトーリック形状および非球面形状物体
   の加工装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の上記トーリック形状およ
   び非球面形状物体の加工装置を用いて形成した光学レン
   ズ。
3. 【請求項３】請求項１に記載のトーリック形状および非
   球面形状物体の加工装置を用いて形成した光学ミラー。
4. 【請求項４】請求項１に記載のトーリック形状および非
   球面形状物体の加工装置を用いて形成した光学窓。
5. 【請求項５】請求項２，３または４に記載の光学部品の
   うち、少なくともいずれか一つを搭載したレーザビーム
   プリンタ。