JP2938593B2 - 研磨工具保持装置および該研磨工具保持装置を備えた研磨ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ミラーやレンズなどの
光学素子を研磨する研磨装置に使用される研磨工具保持
装置および該研磨工具保持装置を備えた研磨ヘッドに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の研磨工具を保持する研磨工具保持
装置の一例について図７を参照して説明する。

【０００３】研磨工具８２は、その図示下面がミラー、
レンズなどの被加工物８７を研磨する研磨面８２ａとな
っており、その上部は研磨工具保持装置８０の工具保持
部８１に保持されている。工具保持部８１の図示上面に
は凸球面８１ｂが形成されている。

【０００４】他方、支持部８３の図示下端には、凸球面
８１ｂに対応する凹球面８３ｂが形成されており、凸球
面８１ｂと凹球面８３ｂとは適宜隙間をおいて離反して
いる。凸球面８１ｂと凹球面８３ｂとにより挟まれる空
間の周縁は、工具保持部８１および支持部８３にそれぞ
れ密着したゴムブーツ８５により密閉されている。

【０００５】凹球面８３ｂには、不図示の流体供給源に
スリップリング８４を介してそれぞれ連通する複数個の
流体路８３ａが開口しており、各流体路８３ａから前記
凸球面８１ｂと凹球面８３ｂとにより挟まれる空間内に
加圧された流体が前記流体供給源により供給されて該空
間を満たしている。

【０００６】被加工物８７が固定された円盤８６は矢印
Ａ方向に回転される。

【０００７】研磨時には、支持部８３が矢印Ｂ方向に回
転するとともに矢印Ｃ方向に往復移動（以下、「揺動」
という。）し、この回転運動および揺動運動はゴムブー
ツ８５を介して工具保持部８１に伝わり、工具保持部８
１に保持された研磨工具８２が矢印Ｂ方向に回転すると
ともに矢印Ｃ方向に揺動する。また、前記支持部８３に
は加圧力が図示下方に向けて与えられ、該加圧力は凸球
面８１ｂと凹球面８３ｂとにより挟まれる空間を満たし
ている流体を介して工具保持部８１に加わり、研磨工具
８２の研磨面８２ａが被加工物８７に押圧される。この
ときに円盤８６は矢印Ａ方向に回転している。

【０００８】したがって、前記研磨時には、矢印Ｃ方向
に働く揺動力と前記加圧力との合力（以下、「加工力」
という。）が工具保持部８１に加わり、前記工具保持部
８１に保持された研磨工具８２の研磨面８２ａに摩擦力
が加わる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の研磨工具保
持装置において、研磨時に研磨工具と被加工物との摺擦
により生じる摩擦力の作用点は研磨工具の研磨面上に位
置し、工具保持部に加えられる加工力のうちの揺動力
（摩擦力と平行な方向の力）の作用点は、工具保持部の
うち凸球面側に寄った部位に位置するので、前記摩擦力
と前記揺動力とは、工具保持部に保持された研磨工具を
回転させようとする偶力の関係となる。その結果、研磨
工具の研磨面の圧力分布は不均一で偏ったものになって
しまうという問題点がある。

【００１０】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、研磨時に、工具保持部に
保持された研磨工具の研磨面が被加工物の被加工面の様
々な形状に対して十分に追従することができ、かつ、前
記研磨工具を回転させようとする偶力の発生をなくすこ
とにより研磨工具の研磨面の圧力分布を均一にすること
ができる研磨工具保持装置および該研磨工具保持装置を
備えた研磨ヘッドを提供することを目的とするものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の研磨工具保持装置は、研磨工具を保持するた
めの工具保持部に設けられた凸球面と加工力が加えられ
るための支持部に設けられた凹球面とにより少なくとも
３個の互いに間をおいた球を挟み、前記工具保持部と前
記支持部とを可撓性部材により連結し、前記凸球面の中
心点および前記凹球面の中心点は、前記工具保持部に保
持された研磨工具の研磨面の中心点とそれぞれ一致する
ことを特徴とするものである。研磨工具、工具保持部お
よび支持部はそれぞれ磁性体からなり、前記研磨工具を
前記工具保持部に吸着させ、かつ、前記工具保持部を前
記支持部に吸引させるための磁石を前記工具保持部に設
けたことを特徴とするものや、工具保持部と支持部とを
連結する可撓性部材は、凸球面と凹球面とにより挟まれ
る空間を、少なくとも３個の互いに間をおいた球を前記
空間内に含んで、密閉することを特徴とするものもあ
る。

【００１２】つぎに、本発明の研磨ヘッドは、前記本発
明の研磨工具保持装置のうちいずれか一つを備え、その
研磨工具保持装置に加工力を加えるものである。

【００１３】

【作用】上記のように構成された本発明の研磨工具保持
装置において、工具保持部に設けられた凸球面と支持部
に設けられた凹球面とにより少なくとも３個の互いに間
をおいた球を挟んでいるので、前記各球が転がることに
より、工具保持部と支持部とを連結する可撓性部材のた
わみの範囲内で、工具保持部は支持部に対して自在に傾
斜する。

【００１４】支持部が回転する場合には、可撓性部材が
たわみ、該可撓性部材を介して支持部の回転が工具保持
部に伝わる。

【００１５】支持部に加えられた加工力は、該支持部の
凹球面から前記各球を介して工具保持部の凸球面に伝わ
り、該工具保持部に保持された研磨工具の研磨面に作用
する。前記凸球面の中心点および前記凹球面の中心点は
前記研磨工具の研磨面の中心点とそれぞれ一致するの
で、工具保持部が支持部に対してどのように傾斜してい
ても、前記加工力の作用点は常に前記研磨面の中心点に
一致する。その結果、研磨時に、研磨工具を回転させよ
うとする偶力は発生しない。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００１７】まず、本実施例の研磨工具保持装置が装着
される研磨装置３０について説明する。

【００１８】図２において、定盤３１にはＹテーブル３
２が平行な２本のガイドレール３１ａ、３１ｂに案内さ
れて矢印Ｙ方向およびその逆方向に往復移動自在に装着
されている。２本のガイドレール３１ａ、３１ｂの間に
は各ガイドレール３１ａ、３１ｂと平行にボールネジ３
１ｃが回転自在に軸支されており、該ボールネジ３１ｃ
は、Ｙテーブル３２に設けられた不図示のボールナット
に螺合し、ボールネジ３１ｃの一端はモータ３１ｄの出
力軸と接続されている。これにより、ボールネジ３１ｃ
がモータ３１ｄの駆動により正転、逆転することによ
り、Ｙテーブル３２は矢印Ｙ方向およびその逆方向に往
復移動される。

【００１９】前記Ｙテーブル３２にはＸテーブル３３が
ガイド３２ａに案内されて矢印Ｘ方向（矢印Ｙ方向に対
して垂直方向）およびその逆方向に往復移動自在に装着
されている。ガイド３２ａの内側には矢印Ｘ方向と平行
にボールネジ３３ｃが回転自在に軸支されており、該ボ
ールネジ３３ｃは、Ｘテーブル３３に設けられた不図示
のボールナットに螺合し、ボールネジ３３ｃの一端はモ
ータ３３ｄの出力軸と接続されている。これにより、ボ
ールネジ３３ｃがモータ３３ｄの駆動により正転、逆転
することにより、Ｘテーブル３３は矢印Ｘ方向およびそ
の逆方向に往復移動される。

【００２０】前記Ｘテーブル３３にはθテーブル３４が
不図示の回転駆動手段を介して装着されており、該回転
駆動手段により矢印θ方向およびその逆方向に正転、逆
転される構成となっている。

【００２１】前記θテーブル３４に固定されたタブ３５
内には研磨液が満たされており、被加工物３６はその研
磨液中に浸けられた状態で前記タブ３５に固定される。

【００２２】前記被加工物３６の上方には、定盤３１に
設けられた３個のＬ字形の研磨フレーム３７ａ、３７
ｂ、３７ｃの各先端が位置しており、該各先端にチルテ
ィング装置４０を装着するための取付板３８が固定され
ている。

【００２３】前記チルティング装置４０について図３を
参照して説明する。

【００２４】正三角形の三角取付板４１の三つの角は前
記取付板３８（図２参照）にそれぞれ固定されている。
三角取付板４１には、各辺とそれぞれ平行に３個の軸４
５ａ、４５ｂ（他は不図示）が固着されており、各軸４
５ａ、４５ｂ（他は不図示）ごとにそれぞれブロック４
２ａ、４２ｂ、４２ｃが各軸４５ａ、４５ｂ（他は不図
示）まわりに回動自在に取り付けられている。ブロック
４２ａの２つの外側部にはロ字状の研磨アーム４３ａの
図示上下方向の対向する２つの内側部が公知のスライド
手段を介してそれぞれ取り付けられており、研磨アーム
４３ａは、その２つの内側部がブロック４２ａの２つの
外側部にそれぞれ案内されて、ブロック４２ａに対して
往復移動（図示上下方向）自在となっている。他の２個
の研磨アーム４３ｂ、４３ｃも他のブロック４２ｂ、４
２ｃに対してそれぞれ同一の構成となっている。各研磨
アーム４３ａ、４３ｂ、４３ｃには、前記２つの内側部
とそれぞれ平行にボールネジ４６ａ、４６ｂ、４６ｃが
それぞれ回転自在に軸支されており、各ボールネジ４６
ａ、４６ｂ、４６ｃは、各ブロック４２ａ、４２ｂ、４
２ｃをそれぞれ挿通し、各ブロック４２ａ、４２ｂ、４
２ｃの内部に設けられたボールナット（不図示）にそれ
ぞれ螺合している。また、各ボールネジ４６ａ、４６
ｂ、４６ｃの図示上端は、各研磨アーム４３ａ、４３
ｂ、４３ｃの図示上辺に取り付けられたモータ４４ａ、
４４ｂ、４４ｃの出力軸にそれぞれ接続されている。各
研磨アーム４３ａ、４３ｂ、４３ｃの図示下辺はユニバ
ーサルジョイント４７ａ、４７ｂ、４７ｃを介して三角
形の研磨ヘッド取付板４８の三つの角にそれぞれ取り付
けられている。

【００２５】前記各研磨アーム４３ａ、４３ｂ、４３ｃ
は、各ボールネジ４６ａ、４６ｂ、４６ｃが各モータ４
４ａ、４４ｂ、４４ｃの駆動によりそれぞれ正転、逆転
されることにより、各ブロック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ
に対してそれぞれ往復移動（図示上下方向）する。例え
ば、各研磨アーム４３ａ、４３ｂ、４３ｃを同一の距離
だけ同方向にそれぞれ移動させることにより、研磨ヘッ
ド取付板４８を同じ姿勢に保ったまま前記距離だけ移動
させることができ、また、各研磨アーム４３ａ、４３
ｂ、４３ｃをそれぞれ異なる距離だけ移動させることに
より研磨ヘッド取付板４８をどの方向にも自在に傾斜さ
せることができる。これにより、チルティング装置４０
は、研磨ヘッド取付板４８に取り付けた研磨ヘッド５０
（図２参照）を、タブ３５に固定された被加工物３６に
対して、どの方向にも自在に傾斜（チルティング）させ
ることができ、かつ、自在に上昇、下降させることがで
きる。

【００２６】つぎに、本実施例の研磨工具保持装置１０
を備えた前記研磨ヘッド５０について図４を参照して説
明する。前記研磨ヘッド５０は、定圧装置２０および揺
動装置５１からなっている。

【００２７】前記揺動装置５１の本体５２は、その上部
が前記研磨ヘッド取付板４８の孔に嵌入されて、研磨ヘ
ッド取付板４８の下面側にねじなどの固着手段により取
り付けられる。本体５２の上部に固定された駆動モータ
５３の出力軸５３ａは、本体５２に複数個の軸受を介し
て支持されたクランク５４の一端部の穴に嵌入されて不
図示のねじによりクランク５４に固定されている。クラ
ンク５４の図示左側には、カウンターマス５６が本体５
２に設けられた第１スライド軸５５に矢印Ｄ方向および
その逆方向に摺動自在に取り付けられており、クランク
５４とカウンターマス５６とは第１コンロッド５４ａに
より連結されている。また、クランク５４の図示右側に
は、定圧装置２０のケーシング２１がねじなどの固着手
段により取り付けられた揺動スライダ５７が第２スライ
ド軸５８に矢印Ｄ方向およびその逆方向に摺動自在に取
り付けられており、クランク５４と揺動スライダ５７と
は第２コンロッド５４ｂにより連結されている。

【００２８】前記駆動モータ５３の駆動によりクランク
５４が回転し、この回転運動が第１コンロッド５４ａを
介してカウンターマス５６に伝わり、カウンターマス５
６が矢印Ｄ方向およびその逆方向に往復移動する。ま
た、前記回転運動が同時に第２コンロッド５４ｂを介し
て揺動スライダ５７に伝わり、揺動スライダ５７が矢印
Ｄ方向およびその逆方向に往復移動する。前記各往復移
動のとき、カウンターマス５６および揺動スライダ５７
が互いに反対方向に移動するように構成されて、往復移
動による振動の発生を防止している。このようにして、
揺動装置５１は、揺動スライダ５７に取り付けられた定
圧装置２０を矢印Ｄ方向およびその逆方向に往復移動さ
せることにより、研磨工具保持装置１０に保持された研
磨工具１を矢印Ｄ方向およびその逆方向に揺動（往復移
動）させる構成となっている。

【００２９】前記定圧装置２０について図５を参照して
説明する。

【００３０】定圧装置２０のケーシング２１は、円筒状
のものであり、内部に研磨時の加圧力を発生させるボイ
スコイルモータ（ＶＣＭ）２２が取り付けられている。
ＶＣＭ２２のヨーク２２ａはケーシング２１の内周に嵌
入されて該ケーシング２１に固定されており、ＶＣＭ２
２のボビン２２ｂには荷重軸２３の図示上端部が固定さ
れている。荷重軸２３は、ケーシング２１に設けられた
公知のボールスプライン２４を介して軸方向（矢印Ｅ方
向およびその逆方向）に往復移動自在に、かつ、軸まわ
りの回転が拘束されて、ケーシング２１に取り付けられ
ている。荷重軸２３の図示下端部には、研磨工具保持装
置１０の支持部３に複数個のネジにより固定された２個
の平行な板バネ２５ａ、２５ｂが荷重軸２３に対して垂
直にそれぞれ固定されている。前記荷重軸２３の図示下
端面が各板バネ２５ａ、２５ｂの弾発力により矢印Ｅ方
向に荷重センサ２６を常に押圧することにより、荷重セ
ンサ２６は荷重軸２３の図示下端面と支持部３の図示上
面とにより挟持されている。荷重センサ２６には、該荷
重センサ２６の温度を検出するための温度センサ２６ａ
が取り付けられている。

【００３１】前記ＶＣＭ２２により発生した加圧力は、
ボビン２２ｂから荷重軸２３に矢印Ｅ方向に加えられ、
荷重軸２３から荷重センサ２６を介して支持部３に加え
られる。このとき、前記荷重センサ２６が、荷重軸２３
から支持部３に加えられる加圧力の大きさを検出する構
成となっている。

【００３２】他方、ケーシング２１の内部の図示上端面
には、変位センサ２７が取り付けられており、該変位セ
ンサ２７がＶＣＭ２２のボビン２２ｂに固定された変位
センサ用リファレンス２７ａのケーシング２１に対する
変位量を検出することにより、荷重軸２３のケーシング
２１に対する軸方向の変位量を検出する構成となってい
る。

【００３３】ここで、前記加圧力の制御について図６を
参照して説明する。

【００３４】ＶＣＭ２２は、コントロールボックス２８
のＡＭＰ２８ｃにより電流が与えられて、荷重軸２３を
介して支持部３に加えるべき加圧力を発生する。荷重セ
ンサ２６により検出された加圧力は、荷重信号として荷
重センサ２６からバッファー２８ａを経てコントローラ
２８ｂに入力される。また、温度センサ２６ａにより検
出された荷重センサ２６の温度は、温度信号として温度
センサ２６ａからバッファー２６ｂを経てコントローラ
２８ｂに入力され、荷重センサ２６の温度による誤差の
補償に使用される。前記コントローラ２８ｂは、前記荷
重信号および温度信号に基づいて演算を行ない、研磨時
に現に支持部３に加えられている加圧力とあらかじめ設
定された加圧力との差を算出し、この差をなくすための
制御信号をＡＭＰ２８ｃに入力し、ＡＭＰ２８ｃが前記
制御信号に基づいてＶＣＭ２２に電流を与えてＶＣＭ２
２により発生される加圧力が制御される。このようにし
て、支持部３に加えられる加圧力がフィードバック制御
されて常に設定された加圧力に保たれる構成となってい
る。

【００３５】また、前記変位センサ２７（図５参照）
は、荷重軸２３のケーシング２１に対する軸方向の変位
量を検出して、その検出信号を前記チルティング装置４
０を制御するコントローラに入力し、チルティング装置
４０が前記コントローラにより制御されて、荷重軸２３
の変位量が常に一定の範囲内に保たれるようにチルティ
ング装置４０が駆動される構成となっている。

【００３６】つぎに、前記研磨工具保持装置１０につい
て図１（ａ）を参照して説明する。

【００３７】金属などの磁性体からなる研磨工具１は、
被加工物３６の被加工面３６ａ（図４参照）に対して十
分小さい外径（例えば、直径φ１００mmの被加工面３６
ａに対して、外径φ２０mm）の円柱状のものであり、被
加工物と対向する面にはアスファルトピッチ等の粘弾性
体層１ｂが形成された構成となっており、粘弾性体層１
ｂの図示下面が研磨面１ａとなっている。

【００３８】研磨工具１を保持するための工具保持部２
は、金属などの磁性体からなり、該工具保持部２に磁石
４を保持する金属製の磁石ホルダ４ａが２個のネジ４
ｂ、４ｃにより固着されている。研磨工具１は、その図
示上部が工具保持部２に形成された穴２ａに嵌入して磁
石４の磁力により工具保持部２に吸着されることにより
保持される。また、前記磁力に抗して研磨工具１を引き
離すことにより、研磨工具１を工具保持部２から取り外
すことができる構成となっている。

【００３９】前記工具保持部２には凸球面２ｂが形成さ
れており、凸球面２ｂの中心点は研磨工具１の研磨面１
ａの中心点Ｒと一致する。金属などの磁性体からなる支
持部３には凹球面３ｂが形成されており、凹球面３ｂの
中心点は前記研磨面１ａの中心点Ｒと一致する。工具保
持部２は、前記凸球面２ｂと前記凹球面３ｂとによりス
テンレスなどの非磁性体からなる３個の球５ａ、５ｂ
（他は不図示）を挟んだ状態で、前記磁石４の磁力によ
り常に支持部３に吸引される構成となっている。

【００４０】前記各球５ａ、５ｂ（他は不図示）は、工
具保持部２と支持部３とがどのように相対移動しても、
それぞれ自在に転がることができ、磁石ホルダ４ａに形
成されたリテナー部４ｄにより案内されて研磨工具１の
中心軸まわりに１２０°ずつ互いに間をおいた位置に常
にそれぞれ配置されるように構成されている。また、各
球５ａ、５ｂ（他は不図示）の外径は前記凸球面２ｂの
半径と凹球面３ｂの半径との差に等しくなっている。

【００４１】可撓性部材である環状のゴムシール６は、
シリコンゴム等の不活性な材料からなるものであり、工
具保持部２の周縁部２ｃと支持部３の周縁部３ｃとにそ
れぞれ接着剤により密着されている。これにより、ゴム
シール６は、工具保持部２と支持部３とを連結し、前記
凸球面２ｂと前記凹球面３ｂとにより挟まれる空間を外
部から密閉している。

【００４２】つぎに、研磨装置３０の研磨時の動作の一
例について説明する（図２参照）。

【００４３】例えば、非球面形状の被加工面３６ａを有
する被加工物３６を研磨する場合について説明すると、
Ｘテーブル３３およびＹテーブル３２がそれぞれ移動さ
れて、被加工物３６の被加工面３６ａがチルティング装
置４０に装着された研磨ヘッド５０の下方に移動する。
ついで、チルティング装置４０が駆動されて研磨ヘッド
５０が下降し、研磨工具保持装置１０に保持された研磨
工具１の研磨面１ａが研磨液中に浸けられた被加工物３
６の被加工面３６ａに接触する。被加工物３６はθテー
ブル３４が回転することにより矢印θ方向に回転し、同
時に、研磨工具１は揺動装置５１（図４参照）により矢
印Ｄ方向およびその逆方向に揺動される。このとき、定
圧装置２０により一定の加圧力が研磨工具保持装置１０
に加えられて、研磨工具１の研磨面１ａと被加工物３６
の被加工面３６ａとが摺擦して研磨が行なわれる。ま
た、前記研磨時には、チルティング装置４０が、あらか
じめ作成された加工プログラムに基づいて駆動され、定
圧装置２０の荷重軸２３が常に被加工面３６ａの法線方
向と一致するように保たれる。

【００４４】本実施例の研磨工具保持装置１０の作用に
ついて図１（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。

【００４５】工具保持部２に形成された凸球面２ｂと支
持部３に形成された凹球面３ｂとにより互いに間をおい
た３個の球５ａ、５ｂ（他は不図示）を挟んでいるの
で、ゴムシール６のたわみの範囲内で、工具保持部２は
支持部３に対して自在に傾斜することができる。

【００４６】本実施例では、荷重軸２３は軸まわりに強
制回転する構成とはなっていないが、荷重軸２３を軸ま
わりに強制回転するように構成した場合には、荷重軸２
３の前記回転は、２個の板バネ２５ａ、２５ｂを介して
支持部３に伝わり、さらにゴムシール６がたわみながら
前記回転を工具保持部２に伝えて、研磨工具１が回転す
る。

【００４７】荷重軸２３により荷重センサ２６を介して
支持部３に加えられた加圧力Ｐと揺動時に荷重軸２３に
より各板バネ２５ａ、２５ｂを介して支持部３に加えら
れた揺動力Ｎとの合力（加工力）は、凹球面３ｂから各
球５ａ、５ｂ（他は不図示）を介して凸球面２ｂに伝わ
り、工具保持部２に保持された研磨工具１の研磨面１ａ
に作用する。凸球面２ｂの中心点と凹球面３ｂの中心点
とは研磨面１ａの中心点Ｒとそれぞれ一致するので、工
具保持部２が支持部３に対してどのように傾斜していて
も、前記加工力の作用点は研磨面１ａの中心点Ｒに位置
する。研磨時に発生する摩擦力Ｆも研磨面１ａに作用す
るので、研磨工具１を回転させようとする偶力は発生し
ない。その結果、研磨面１ａの圧力分布ωは常に均一に
保たれる。

【００４８】以上のことから、本実施例の研磨工具保持
装置１０においては、被加工物３６の被加工面３６ａが
非球面など様々な形状をしているものであっても、研磨
工具１が支持部３に対して自在に傾斜して研磨面１ａが
前記形状に十分に追従することができる。また、研磨工
具１がどのように傾斜しているときであっても、前記偶
力が発生せず、常に、研磨面１ａの圧力分布ωは均一に
なる。したがって、被加工物３６の被加工面３６ａをむ
らなく均一に研磨することができる。

【００４９】工具保持部２は、磁石４の磁力により常に
支持部３に吸引される構成としたので、常に各球５ａ、
５ｂ（他は不図示）を挟んだ状態を維持することができ
取り扱い上非常に便利にすることができ、また、研磨工
具保持装置１０を簡単な構造とすることができる。さら
に、研磨工具１は、工具保持部２の穴２ａに嵌入されて
前記磁石４の磁力により工具保持部２に吸着されること
により保持される構成としたので、研磨工具１の着脱が
簡単に行なえる。

【００５０】ゴムシール６が凸球面２ｂと凹球面３ｂと
により挟まれる空間を密閉する構成としたので、前記空
間内に研磨液が侵入することがなく、また、研磨液中で
研磨を行なわない場合でも、塵埃などが侵入することを
防止できる。これにより、前記各球５ａ、５ｂ（他は不
図示）の良好な転がりが維持できる。

【００５１】本実施例では、３個の球５ａ、５ｂ（他は
不図示）を凸球面２ｂと凹球面３ｂとにより挟んだ例を
示したが、これに限らず、４個以上の球を互いに間をお
いて挟んだ構成としてもよい。

【００５２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したとおり構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。

【００５３】工具保持部は支持部に対して可撓性部材の
たわみの範囲内で自在に傾斜するので、前記工具保持部
に保持された研磨工具の研磨面は被加工物の被加工面の
形状に十分に追従することができる。

【００５４】支持部に加えられた加工力の作用点は、研
磨工具が支持部に対してどのように傾斜しても、常に前
記研磨工具の研磨面の中心点に位置して該研磨工具を回
転させようとする偶力が発生しないので、前記研磨工具
の研磨面の圧力分布を常に均一にすることができる。

【００５５】その結果、被加工物の被加工面が非球面形
など様々な形状をしていても、その被加工面をむらのな
く均一に研磨することができる。

【００５６】請求項２に記載の発明では、磁石の磁力に
より工具保持部が支持部に常に吸引されるので、加工力
が支持部に加えられないときであっても、常に工具保持
部の凸球面と支持部の凹球面とにより少なくとも３個の
互いに間をおいた球を挟んだ状態が保たれるので、取り
扱い上非常に便利なものとすることができる。また、研
磨工具保持装置の構造も簡単なものとすることができ
る。さらに、前記磁石により研磨工具を工具保持部に吸
着させているので、研磨工具の工具保持部に対する着脱
が簡単である。

【００５７】請求項３に記載の発明では、凸球面と凹球
面とにより挟まれる空間が、該空間内に前記各球を含ん
で可撓性部材により密閉されるので、塵埃や研磨液が前
記空間内に侵入することを防止することができ、前記各
球の良好な転がりを維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図であって、（ａ）は
同実施例の要部断面図、（ｂ）は同実施例の模式図であ
る。

【図２】同実施例の研磨装置の斜視図である。

【図３】同実施例のチルティング装置の斜視図である。

【図４】同実施例の研磨ヘッドの要部断面図である。

【図５】同実施例の定圧装置の要部断面図である。

【図６】同実施例の定圧装置の加圧力の制御ブロック図
である。

【図７】従来の研磨工具保持装置の一例の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 研磨工具 １ａ 研磨面 １ｂ 粘弾性体層 ２ 工具保持部 ２ａ 穴 ２ｂ 凸球面 ２ｃ、３ｃ 周縁部 ３ 支持部 ３ｂ 凹球面 ４ 磁石 ４ａ 磁石ホルダ ４ｂ、４ｃ ネジ ４ｄ リテナー部 ５ａ、５ｂ 球 ６ ゴムシール １０ 研磨工具保持装置 ２０ 定圧装置 ２２ ＶＣＭ（ボイスコイルモータ） ２３ 荷重軸 ２５ａ、２５ｂ 板バネ ２６ 荷重センサ ２６ａ 温度センサ ２７ 変位センサ ３０ 研磨装置 ３１ 定盤 ３２ Ｙテーブル ３３ Ｘテーブル ３４ θテーブル ３５ タブ ３６ 被加工物 ３６ａ 被加工面 ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ 研磨フレーム ４０ チルティング装置 ４１ 三角取付板 ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ ブロック ４３ａ、４３ｂ、４３ｃ 研磨アーム ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ モータ ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ 軸 ４６ａ、４６ｂ、４６ｃ ボールネジ ４７ａ、４７ｂ、４７ｃ ユニバーサルジョイント ４８ 研磨ヘッド取付板 ５０ 研磨ヘッド ５１ 揺動装置 ５３ 駆動モータ ５４ クランク ５４ａ 第１コンロッド ５４ｂ 第２コンロッド ５５ 第１スライド軸 ５６ カウンターマス ５７ 揺動スライダ ５８ 第２スライド軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 碩徳 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−19556（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−126573（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−195937（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−82991（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭37−15084（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B24B 41/04 B24B 13/01 B24B 49/16

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 研磨工具を保持するための工具保持部に
   設けられた凸球面と加工力が加えられるための支持部に
   設けられた凹球面とにより少なくとも３個の互いに間を
   おいた球を挟み、前記工具保持部と前記支持部とを可撓
   性部材により連結し、前記凸球面の中心点および前記凹
   球面の中心点は、前記工具保持部に保持された研磨工具
   の研磨面の中心点とそれぞれ一致することを特徴とする
   研磨工具保持装置。
2. 【請求項２】 研磨工具、工具保持部および支持部はそ
   れぞれ磁性体からなり、前記研磨工具を前記工具保持部
   に吸着させ、かつ、前記工具保持部を前記支持部に吸引
   させるための磁石を前記工具保持部に設けたことを特徴
   とする請求項１に記載の研磨工具保持装置。
3. 【請求項３】 工具保持部と支持部とを連結する可撓性
   部材は、凸球面と凹球面とにより挟まれる空間を、少な
   くとも３個の互いに間をおいた球を前記空間内に含ん
   で、密閉することを特徴とする請求項１または２に記載
   の研磨工具保持装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３項のいずれか１項に記
   載の研磨工具保持装置を備え、該研磨工具保持装置に加
   工力を加える研磨ヘッド。