JP3667156B2

JP3667156B2 - 光学部品の研削研磨用リセス皿および光学部品の研削研磨加工方法

Info

Publication number: JP3667156B2
Application number: JP18457999A
Authority: JP
Inventors: 司永安; 弘鯉渕
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2019-06-30
Also published as: JP2001009692A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ等の光学部品の研削ないし研磨加工に際しての光学部品の保持技術に関するものであり、特に、光学部品の変形による球面精度の悪化を防止することができる光学部品の研削研磨用リセス皿および該研削研磨用リセス皿を用いる光学部品の研削研磨加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レンズ等の光学部品を研削ないし研磨する従来の加工方法においては、レンズ等の光学部品を１個ないし複数個貼り付けて保持するリセス皿（保持治具、貼り付け皿、あるいは座ぐり皿とも呼称されている）を用い、このリセス皿に貼り付けられた１個ないし複数個の光学部品に研削ないし研磨工具等を押圧して相対回転させることによりレンズ等の光学部品を加工している。このようなリセス貼り研磨加工に用いられるリセス皿の構造としては、特開平７−１３６９１５号公報や特開平７−２９９７１９号公報等に開示されたものが知られている。
【０００３】
この種のリセス皿は、図４の（ａ）および（ｂ）に一部を図示するように半球面状のリセス皿本体１０１に、１個ないし複数個の円形状の穴からなるリセス皿穴１０２が形成され、各リセス皿穴１０２にはその内周縁から所要幅の溝条１０４を介して環状の接着保持面１０３が形成されており、研削ないし研磨しようとする光学部品１１０は、各リセス皿穴１０２の接着保持面１０３に接着剤１０８を介して貼り付けられ保持される。そして、この光学部品１１０の貼り付けは、次のように行なわれている。
【０００４】
すなわち、図４の（ａ）および（ｂ）において、リセス皿本体１０１を８０℃〜１２０℃に加熱し、天然樹脂および石油アスファルト（ピッチ）を主成分とする接着剤１０８（例えば、九重電気社製リセスワックスＲＷ−９９等）を同図（ｂ）に図示するように接着保持面１０３に熔着塗布し、その接着保持面１０３上に光学部品１１０を押し付けた後に、リセス皿本体１０１を冷却させることで接着剤１０８を固化させて、接着保持面１０３に光学部品１１０を仮止め保持している。
【０００５】
ところで、前記公報等に開示された従来のリセス皿においては、光学部品１１０を支持する接着保持面１０３とリセス皿穴１０２の内周面との間に設けられた溝条１０４について、溝条１０４の幅は、例えば直径が３５ｍｍΦの光学部品用のリセス皿穴１０２で、２ｍｍ〜３ｍｍ程度に設定されている。したがって、光学部品を支持する接着保持面１０３については、リセス皿穴１０２の内径（光学部品の外径＋０．０３〜０．０７ｍｍ程度に対応する）をＤ１、接着保持面１０３の外径をＤ２とする場合、その受け比率Ｄ２／Ｄ１は８２〜８８％に設定されている。すなわち、従来のリセス皿では、光学部品１１０の裏面１１２の外周部近くを保持するように設定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来技術においては、以下のような問題点がある。
【０００７】
図４の（ａ）に図示する光学部品１１０のように外周部の肉厚が薄くなっている形状の光学部品（凸メニスカスレンズ）の場合、光学部品の外周部は剛性が低く、外部からの力に対して変形しやすい。さらに、加熱されたリセス皿に貼り付けられた光学部品は、温度が上昇した際に薄肉である外周部が変形しやすい。このような形状特性のある光学部品を前述した従来技術のように受け比率８２〜８８％に設定したリセス皿で保持すると、リセス皿を加熱してから光学部品の貼り付け、その後リセス皿を冷却して接着剤が固化するまでに至るプロセスにおいて、光学部品は、歪みを起こし、変形したままリセス皿に固着保持されることとなる。このような貼り付けで歪みの発生する原因には、次のような事項が確認されている。すなわち、８０℃〜１２０℃に加熱されたリセス皿、接着剤および光学部品は、それぞれ膨脹しており、冷却時に、それぞれの材料の冷却速度に差があるために、例えば、接着剤と光学部品において、接着剤が固化してからも光学部品が収縮することにより、あるいは、光学部品が冷却された後も接着剤がさらに収縮することにより、光学部品が歪んだまま接着されてしまう。これらの現象は、前記光学部品の剛性の低い外周部に顕著に現われる。このように変形して固着保持された光学部品が研削ないし研磨加工されると、光学部品は研磨完了時には所定の精度を満足していても、リセス皿から剥がして固着保持が開放された光学部品は、固着時に発生した変形量分だけ元に戻る現象が現われ、光学部品の加工面（図４の（ａ）においては１１１で示す）の外周の一部あるいは全外周部に曲率クセが発生して所定の精度がでないという問題点があった。また、光学部品がプレス材料の場合、プレス材表面のヒケ（１００μｍ程度のうねり）により、光学部品の裏面（図４の（ａ）においては１１２で示す）はリセス皿本体の接着保持面へ完全に密着できない状態で貼り付けられ固着される。この場合には、研磨加工中の所定の圧力により、変形が生じたまま加工されるために、研磨完了後所定の加工圧を開放された光学部品の加工面は、外周部の一部に曲率クセが発生し、所定の精度がでないという問題点があった。
【０００８】
また、従来の貼り付け作業時における接着剤塗布は、図４の（ｂ）に図示するように、１０ｍｍΦの丸棒の接着剤１０８を用いて、リセス皿１０１の接着保持面１０３へ熔着塗布することにより行なわれているが、この接着剤１０８（１０ｍｍΦの丸棒）が、リセス皿穴１０２の接着保持面１０３に近接する内周面１０５にも接触し、接着剤のはみ出しが確認され、この場合も接着剤がはみ出した部分の応力に歪みを起こし曲率クセ不良が発生していた。
【０００９】
そこで、本発明は、前述した従来技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、レンズ等の光学部品の研削ないし研磨加工に際して光学部品の変形をなくし球面精度の悪化を確実に防止するように光学部品を保持することができる光学部品の研削研磨用リセス皿および該リセス皿を使用する光学部品の研削研磨加工方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の光学部品の研削研磨用リセス皿は、光学部品の周辺部を支持する接着保持面が形成されたリセス皿穴を１個ないし複数個備え、研削ないし研磨加工に際して前記接着保持面に接着剤を介して光学部品をそれぞれ接着保持するように構成された光学部品の研削研磨用リセス皿において、前記接着保持面が前記リセス皿穴の内径に対して６０〜７０％の位置に配設されており、前記接着保持面により前記光学部品の外径に対して６０〜７０％の中帯部を保持するように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の光学部品の研削研磨加工方法は、請求項１記載の光学部品の研削研磨用リセス皿を用いて、前記接着保持面に１個ないし複数個の光学部品を貼り付けて保持し、前記光学部品を回転する研削ないし研磨工具に押し付けて前記光学部品を研削ないし研磨加工する研削研磨加工方法において、前記光学部品を該光学部品の外径に対して６０〜７０％の中帯部を保持して研削ないし研磨加工することを特徴とする。
【００１２】
本発明の光学部品の研削研磨加工方法は、レンズの加工に好適である。
【００１３】
【作用】
本発明によれば、各リセス皿穴に光学部品の受け比率を６０〜７０％となるように接着保持面を配設した研削研磨用リセス皿を用い、各リセス皿穴内の接着保持面に接着剤を介して光学部品を前記光学部品の外径に対して６０〜７０％の中帯部を接着保持して、光学部品を研削ないし研磨加工することにより、光学部品の貼り付け工程での光学部品の変形および研削研磨加工時での加工圧による光学部品の変形を確実に抑えることができ、光学部品の所定の曲率精度を確実に効率良く作り出すことを可能にする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る光学部品の研削研磨用リセス皿の一実施例を示し、（ａ）は該リセス皿の一部分の概略的な拡大断面図であり、（ｂ）は該リセス皿に接着剤を塗布する態様を図示する概略的な拡大断面図である。
【００１６】
図１の（ａ）において、１は、表面が略半球面状に形成されたリセス皿本体であり、１個ないし複数個の円形状のリセス皿穴（受容部）２が設けられており、各リセス皿穴２には、その内周面５から所要幅の溝条４を介してレンズ等の光学部品１０を支持する環状の接着保持面３が形成されており、この接着保持面３は、リセス皿穴２の内径（光学部品１０の外径＋０．０３〜０．０７ｍｍに対応する）をＤ１とし、接着保持面３の外径をＤ２とするとき、リセス皿穴２の内周面に対して、光学部品の受け比率Ｄ２／Ｄ１が６０〜７０％となるように設定されており、光学部品１０をその外径に対して６０〜７０％の中帯部を保持するように構成する。
【００１７】
次に、上述したリセス皿にレンズ等の光学部品を貼り付ける作業手順について説明すると、リセス皿本体１を高周波加熱器により８０℃〜１２０℃に加熱し、天然樹脂および石油アスファルト（ピッチ）を主成分とする接着剤８（例えば、九重電気社製リセスワックスＲＷ−９９等）を接着保持面３に熔着塗布する。この接着保持面３に対して光学部品１０を回転させかつ押し付けてながら貼り付け、その後、リセス皿本体１を冷却ファンを使用して冷却し（２００ｍｍΦのリセス皿で１５分程度）、接着剤８を固化させる。これにより、光学部品１０は、その外径に対して６０〜７０％の中帯部がリセス皿穴２の接着保持面３に固着され、リセス皿穴２内に仮止め保持される。
【００１８】
以上のようにリセス皿１の各リセス皿穴２内の接着保持面３に貼り付けられて仮止め保持された光学部品１０は、回転する研削ないし研磨工具に押し付けられ、研削ないし研磨加工される。
【００１９】
図２は、光学部品（レンズ）の受け比率を種々変更した場合における光学部品（レンズ）の変形に係わる曲率精度不良発生率を示すグラフであり、受け比率を種々設定して作製したリセス皿に直径３２ｍｍΦの凸メニスカスレンズを貼り付けて実際に研削ないし研磨加工を行ない、加工したレンズのそれぞれの曲率精度を測定した結果を示すものである。
【００２０】
受け比率を９０、８０、７０、６０、５０％に設定したリセス皿毎に曲率精度を観察したところ、受け比率を９０％および８０％に設定したリセス皿を用いて加工した場合では、曲率クセが２本以上のものが１０〜２５％程度発生した。受け比率を７０％、６０％に設定したリセス皿を用いて加工した場合には、曲率クセは０．５本以下となり、所定の曲率精度を満足できるものであった。また、受け比率５０％に設定したリセス皿を用いて加工した場合では、数％であるが、加工中にレンズ剥がれが発生した。
【００２１】
図２のグラフは、直径３２ｍｍΦの凸メニスカスレンズを研削ないし研磨加工した場合のデータであるが、他の形状のレンズでも同様の結果であった。以上の結果から、光学部品の受け比率Ｄ２／Ｄ１を６０〜７０％と設定することにより、レンズ等光学部品の変形を極力減少させることができ、かつ高速加工においてもレンズの剥がれがないことが判明した。このように受け比率Ｄ２／Ｄ１を６０〜７０％に設定した構造のリセス皿を使用することで、従来のものに比較して、曲率精度のバラツキがなくなり、製品の歩留まりが大幅に向上した。
【００２２】
以上説明したような構造を有するリセス皿を用いることにより、さらに、次のような作用効果を得ることができる。
【００２３】
レンズ等の光学部品のリセス皿への貼り付け作業における接着剤の塗布に際して、本発明に係るリセス皿においては、図１の（ｂ）に図示するように、接着保持面３がリセス皿穴２の内周面５から充分に離れているために、１０ｍｍΦの丸棒に形成された接着剤８を使用しても、丸棒の接着剤８がリセス皿穴２の内周面５に接することなく、塗布作業を行なうことができる。これにより、接着剤のはみ出しに係わる作業停滞がなくなり、作業効率の向上を図ることができる。さらに、接着剤のはみ出しによる応力の歪みに起因する曲率クセ不良の発生なども抑制することができる。これに対し、従来のリセス皿における接着剤の塗布は、図４の（ｂ）に図示するように、１０ｍｍΦの丸棒の接着剤１０８を接着保持面１０３に塗布する際に、接着保持面１０３がリセス皿穴１０２の内周面１０５に近接して配設されていることから、接着剤１０８がリセス皿穴１０２の内周面１０５に接触しやすくなり、また、リセス皿穴１０２の内周面１０５に接しないようにするためには丁寧な塗布作業が必要であり、作業効率を著しく低下させていた。
【００２４】
さらに、従来のリセス皿を使用した場合、レンズ等の光学部品の貼り付け後のリセス皿冷却には、接着剤の応力による歪みを極力緩和するための処置として冷却時の大気中アニールを必要としていたが、本発明に係るリセス皿の構造では、送風ファンによる強制冷却が可能となり、冷却時間が約１／５に短縮されることで、リセス皿の工程間回転率が向上し、リセス皿の必要数も削減できた。
【００２５】
次に、本発明に係る光学部品の研削研磨用リセス皿の他の実施例について図３を参照して説明する。なお、本実施例において、先の実施例と同様な部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２６】
本実施例は、図３に図示するように、光学部品として中心部の肉厚が薄くなっている形状のレンズ（凹メニスカスレンズ）を保持するリセス皿に係るものであって、リセス皿本体１に設けられたリセス皿穴２には、凹メニスカスレンズ１０を支持する環状の接着保持面３が形成されている。そして、この接着保持面３は、前述した実施例と同様に、光学部品の受け比率Ｄ２／Ｄ１が６０〜７０％となるように設定されている。このような凹メニスカスレンズの場合、従来技術におけるリセス皿構造で保持されて加工されるとき、研磨加工中の加工圧に対しての応力が外周部に集中してしまい、加工されたレンズは、中心部に曲率クセが発生していた。しかしながら、本実施例に基づいて６０〜７０％の受け比率で接着保持面を形成したリセス皿を用いることにより、加工圧に対しての応力がレンズ全体に分散され、変形のない加工が可能となり、所定の曲率精度を確実に作り出すことができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各リセス皿穴に光学部品の受け比率を６０〜７０％となるように接着保持面を配設した研削研磨用リセス皿を用い、各リセス皿穴内の接着保持面に接着剤を介してレンズ等の光学部品の外径に対して６０〜７０％の中帯部を接着保持して、レンズ等の光学部品を研削ないし研磨加工することにより、貼り付け工程での光学部品の変形および研削研磨加工時での加工圧による光学部品の変形を確実に抑えることができ、光学部品の所定の曲率精度を確実に効率良く作り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学部品の研削研磨用リセス皿の一実施例を示し、（ａ）は該リセス皿の一部分の概略的な拡大断面図であり、（ｂ）は該リセス皿に接着剤を塗布する態様を図示する概略的な拡大断面図である。
【図２】光学部品（レンズ）の受け比率を種々変更した場合における光学部品の受け比率毎の光学部品の変形に係わる曲率精度不良発生率を示すグラフである。
【図３】本発明に係る光学部品の研削研磨用リセス皿の他の実施例を示す一部分の概略的な拡大断面図である。
【図４】従来の光学部品の研削研磨用リセス皿を示し、（ａ）は該リセス皿の一部分の概略的な拡大断面図であり、（ｂ）は該リセス皿に接着剤を塗布する態様を図示する概略的な拡大断面図である。
【符号の説明】
１リセス皿本体
２リセス皿穴（受容部）
３接着保持面
４溝条
５（リセス皿穴）内周面
８接着剤
１０光学部品（レンズ）
１１加工面
１２裏面

Claims

光学部品の周辺部を支持する接着保持面が形成されたリセス皿穴を１個ないし複数個備え、研削ないし研磨加工に際して前記接着保持面に接着剤を介して光学部品をそれぞれ接着保持するように構成された光学部品の研削研磨用リセス皿において、前記接着保持面が前記リセス皿穴の内径に対して６０〜７０％の位置に配設されており、前記接着保持面により前記光学部品の外径に対して６０〜７０％の中帯部を保持するように構成されていることを特徴とする光学部品の研削研磨用リセス皿。
請求項１記載の光学部品の研削研磨用リセス皿を用いて、前記接着保持面に１個ないし複数個の光学部品を貼り付けて保持し、前記光学部品を回転する研削ないし研磨工具に押し付けて前記光学部品を研削ないし研磨加工する研削研磨加工方法において、
前記光学部品を該光学部品の外径に対して６０〜７０％の中帯部を保持して研削ないし研磨加工することを特徴とする光学部品の研削研磨加工方法。
光学部品がレンズであることを特徴とする請求項２記載の光学部品の研削研磨加工方法。