JPH07290349A

JPH07290349A - ガラスの研磨加工装置

Info

Publication number: JPH07290349A
Application number: JP8621894A
Authority: JP
Inventors: Shinji Yokoyama; 真司横山
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-04-25
Filing date: 1994-04-25
Publication date: 1995-11-07

Abstract

(57)【要約】【目的】被加工物の研磨加工速度を上げると共に、研
磨用加工液の処理が容易な研磨加工装置を提供する。【構成】研磨用加工液１１を用いて被加工物１３の研
磨加工を行うガラスの研磨加工装置１において、イオン
交換機能を有しイオン交換によって研磨用加工液１１を
生成する加工液生成手段と、前記加工液生成手段で生成
された研磨用加工液１１を前記被加工物１３に供給する
加工液供給手段とを備える。【効果】イオン交換によって生成した研磨用加工液を
用いているので、研磨加工速度が上げられると共に、研
磨用加工液の排水を容易に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学部品等のガラス材
料の研磨加工に適した研磨用加工液を用いたガラスの研
磨加工装置に関する。

【０００２】

【従来技術】通常のガラスの研磨加工装置に用いる研磨
用加工液として、文献『光応用技術１９８８・III−８
・光学素子加工（１）光学材料の加工』（第２８頁及び
第３４頁）には、研磨材を樹脂で固定した研磨ペレット
を研磨工具とする際、水を使用することが開示されてい
る。また、ピッチ皿やシート皿を研磨工具とする際は、
水に研磨材を分散させたスラリーを研磨用加工液として
使用することが開示されている。上述の場合、研磨用加
工液として普通の水道水を用いるようにしていたので、
水の性質としては、ｐＨ７前後の中性のものを使用して
いたことになる。

【０００３】これに対して、文献『光学素子加工技術’
８７・I−３・光学材料と加工』（第１６頁４行目〜第
１７頁１２行目）には、ガラスを研磨加工する際に使用
する研磨用加工液のｐＨと研磨速度とに相関があること
が開示されている。従って、酸に弱いガラスには酸性の
研磨用加工液を使用し、アルカリに弱いガラスにはアル
カリ性の研磨用加工液を使用することにより、能率的な
研磨加工を行うことが知られている。

【０００４】この関係を利用した従来技術として、特開
平５−９４６３号公報に開示されているようなものがあ
る。この研磨用加工液は、水の中に研磨材を入れ、その
他に研磨促進剤として硝酸クロム・硝酸ランタン・硝酸
アンモニウムセリウム・硝酸ネオジウム等の金属化合物
のうち少なくとも１種類を含有させることにより、ｐＨ
２〜７の酸性領域に調製し、耐酸性の低い被加工物に対
して研磨速度を高めるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−９４６３号公報に開示されている研磨用加工液は、
研磨促進剤として金属化合物を添加することによって酸
性領域に調製するので、被加工物毎に研磨促進剤として
金属化合物を加えて研磨用加工液のｐＨの調製を行う必
要があり手間がかかる。また、研磨加工後の研磨用加工
液の液性は酸性領域のままであるので、排水時に金属イ
オンの除去処理や中和処理を行う必要がある。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、被加工物の研磨加工速度を上げると共に、研
磨用加工液の処理が容易な研磨加工装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、研磨用加工液
を用いて被加工物の研磨加工を行う研磨加工装置におい
て、イオン交換機能を有しイオン交換によって研磨用加
工液を生成する加工液生成手段と、前記加工液生成手段
で生成された研磨用加工液を前記被加工物に供給する加
工液供給手段とから構成したものである。

【０００８】

【作用】上記構成において、イオン交換機能を有する加
工液生成手段でイオン交換した研磨用加工液を、加工液
供給手段により被加工物に供給し、このイオン交換され
た研磨用加工液を用いて、被加工物の研磨加工を行う。

【０００９】

【実施例】

（第１実施例）第１実施例のガラス材料の研磨加工装置
１を図１に示す。研磨加工装置１は、水道水供給部２、
イオン水生成器３、加工液タンク４、研磨工具として用
いる砥石５、砥石軸６、ワークホルダー７、かんざし
８、加工液槽９及び排水タンク１０等から構成されてい
る。

【００１０】水道水供給部２は、図示しない水道管と接
続されており、水道水を研磨加工装置１に供給できるよ
うになっている。そして、イオン水生成器３はこの水道
水供給部２とパイプａにより連結されている。このイオ
ン水生成器３は、正電極と負電極を有する電解槽におい
て、給水された水道水を電気分解し、イオン交換によっ
て強酸性側のイオン水と強アルカリ性側のイオン水とに
分離する一般によく使用される装置である。また、イオ
ン水生成器３はイオン交換により生成されるイオン水の
ｐＨを調整できる調整機能が設けられており、ここでは
給水された水道水からｐＨ３の酸性イオン水を生成する
ように設定している。このｐＨの設定は、イオン水生成
器３に設けられている機能の一つの図示しないダイヤル
によって、容易に変更することができる。

【００１１】また、イオン水生成器３は、パイプｂを介
して加工液タンク４に連結されており、イオン水生成器
３で生成されたイオン水を研磨用加工液１１として加工
液タンク４に供給する。この加工液タンク４により研磨
用加工液１１を一時貯蔵している。そして、この研磨用
加工液１１を適当な流量で、加工液タンク４からパイプ
ｃを介して、砥石５の砥石表面５ａに供給している。

【００１２】砥石５は、酸化セリウム砥粒をポリイミド
樹脂で固定した固定砥粒砥石からなり、砥石軸６を中心
として図示しない回転駆動装置で回転駆動できるように
なっている。そして、砥石５の上部には耐酸性の低い硝
材のＢＳＭ１０が被加工物１３として、凹形状のワーク
ホルダー７によって保持されている。このワークホルダ
ー７は、下端に球状の支持部１２を形成した棒状のかん
ざし８によって支持されている。また、かんざし８は図
示しない揺動装置で砥石表面５ａに沿って揺動できると
共に、かんざし８の軸方向に上下動可能になっている。
このかんざし８の上下動により、研磨加工する前は被加
工物１３を砥石表面５ａと当接しない待機位置に移動さ
せ、研磨加工する際は被加工物１３を砥石表面５ａと当
接する加工位置に移動させることができる。

【００１３】また、砥石５の下部には研磨加工中に研磨
用加工液１１が飛び散らないようにするため、砥石５を
囲むように加工液槽９が設けられている。この加工液槽
９の下方には、加工液槽９に集められた研磨用加工液１
１を排水するためのパイプｄが設けられており、更に、
加工液槽９はこのパイプｄを介して排水タンク１０に連
結されている。この排水タンク１０は、研磨用加工液１
１を中和させる水道水を供給するための図示しない中和
水供給手段が連結されており、この中和水供給手段から
供給される水道水とパイプｄからの研磨用加工液１１を
混合させるためのものである。そして、この排水タンク
１０での混合により、研磨用加工液１１をｐＨ７前後の
廃液にし、この廃液をパイプｅを介して排水できるよう
になっている。

【００１４】以下に、上述の構成による作用を説明す
る。まず、水道水が水道水供給部２からパイプａを通っ
てイオン水生成器３に供給される。そして、イオン水生
成器３でのイオン交換により、水道水からｐＨ３のイオ
ン水が生成される。イオン水生成器３で生成されたイオ
ン水は、研磨用加工液１１としてパイプｂを通って加工
液タンク４に一時貯蔵される。この貯蔵された研磨用加
工液１１は、パイプｃを通って砥石表面５ａに供給され
る。

【００１５】そして、砥石５を回転駆動装置によって砥
石軸６を中心として回転させる。次に、かんざし８によ
り被加工物１３を待機位置から加工位置まで下降させ砥
石表面５ａと当接させる。この当接により、砥石５の回
転が被加工物１３に伝わり、被加工物１３も一緒に回転
する。この砥石５の回転にかんざし８の揺動を加えるこ
とにより、被加工物１３の研磨加工が行われる。この
時、砥石表面５ａに供給されているｐＨ３の研磨用加工
液１１により、耐酸性の低い硝材のＢＳＭ１０で構成さ
れた被加工物１３の表面を侵食させ、この侵食による化
学作用で研磨加工されやすい状態を作り出している。

【００１６】その後、砥石表面５ａに供給された研磨用
加工液１１は加工液槽９に流れ落ち、パイプｄを通って
排水タンク１０に貯水される。そして、研磨用加工液１
１は中和供給手段から排水タンク１０に供給された水道
水と混合され、ｐＨ７前後の廃液となり、パイプｅを通
って排水される。以上、本実施例の研磨加工装置は、研
磨用加工液として水道水からイオン水生成器によって作
り出された酸性イオン水を用いているため、耐酸性の低
い被加工物に化学作用を与えつつ機械的研磨加工を行う
ことができ、加工効率を上げることができる。また、研
磨用加工液は排水途中で汚水や水道水と混合されるとｐ
Ｈ７前後の中性の水に戻るので、研磨用加工液を特殊な
液により中和処理しなくても排水することができる。そ
の上、強酸性イオン水の特性として、弱酸性に保たれて
いる人の肌の状態を保つアストリンゼント効果が上げら
れ、この効果によりレンズ交換等の手作業中での手荒れ
を防止することができる。また、この強酸性イオン水の
特性に加えて液中の細菌の繁殖防止も可能とするので、
作業環境を整えることができる。

【００１７】ここで、研磨用加工液としてｐＨ７前後の
水道水を用いた場合と、本実施例であるｐＨ３の研磨用
加工液を用いた場合とを比較すると、本実施例の方が約
１．４倍の加工速度を得ることができた。（第２実施例）第２実施例のガラス材料の研磨加工装置
を図２に示す。

【００１８】第１実施例と同一の部分には同一の符号を
付し、詳細な説明は省略する。この第２実施例の特徴
は、研磨用加工液に研磨材を入れたことである。研磨加
工装置１４のイオン水生成器３には図示しないタイマー
が設けられており、このタイマーによりパイプｂに設け
られている図示しない弁を開閉させることによって、イ
オン水を所定間隔、例えば２０分間隔でイオン水生成器
３からパイプｂを介して加工液タンク１５に補給され
る。また、加工液タンク１５には、あらかじめ研磨材を
入れておく。ここでは、研磨材に酸化セリウム砥粒を用
い、ｐＨ３の酸性イオン水に対して１０重量％になるよ
うに加工液タンク１５で調製した。

【００１９】更に、加工液タンク１５の内部には図示し
ない撹拌用ポンプが設けられており、イオン水と研磨材
とを撹拌している。そして、この撹拌用ポンプによりイ
オン水と研磨材を混合させて研磨用加工液１６を生成し
ている。また、研磨工具には発泡ポリウレタンシ−ト成
形したシート皿１７を用いた。そして、加工液槽９に排
水用として設けられたパイプｄが、加工液タンク１５に
連結されている。これにより、研磨加工後の研磨用加工
液１６が、加工液槽９からパイプｄを介して加工液タン
ク１５に戻り、循環できるようになっている。また、加
工液タンク１５に連結されているパイプｅには、図示し
ない弁とフィルターが設けられており、この弁とフィル
ターによって研磨用加工液１６中から研磨材のみを残し
て、酸性であることの液性を失ったイオン水を廃液とし
て、加工液タンク１５から２０分間隔で排水できるよう
になっている。この弁は水の排水時以外、閉じた状態に
している。

【００２０】以下に、上述の構成による作用を説明す
る。まず、イオン水生成器３でのイオン交換により、水
道水からｐＨ３のイオン水が生成され、このイオン水が
パイプｂを通って加工液タンク１５に貯水される。この
貯水されたｐＨ３のイオン水は、加工液タンク１５の撹
拌用ポンプにより研磨材と撹拌されて研磨用加工液１６
となり、パイプｃを通ってシート皿表面１７ａに供給さ
れる。このｐＨ３の研磨用加工液１６により、耐酸性の
低い被加工物１３の表面を侵食させ、加工されやすい状
態を作り出している。

【００２１】そして、研磨用加工液１６はシート皿表面
１７ａから流れ落ち、パイプｄを通って再び加工液タン
ク１５に戻り、またパイプｃを通ってシート皿表面１７
ａに供給される。この循環により、研磨用加工液１６の
酸性であることの液性が経時的に失われていくので、２
０分間隔でパイプｅの弁を開き、フィルターによって研
磨用加工液１６から研磨材のみを残して、酸性であるこ
との液性を失ったイオン水を廃液として排水する。

【００２２】次に、タイマーによってパイプｂの弁を開
き、等量のｐＨ３のイオン水をイオン水生成器３から加
工液タンク１５に補給している。そして、加工液タンク
１５内に残った研磨材と新たに補給したイオン水とを混
合して、新たな研磨用加工液１６を生成している。これ
を繰り返し、被加工物１３の研磨加工を行う。以上、本
実施例の研磨加工装置は、研磨用加工液を循環させてい
るため、研磨材や水道水を無駄なく使用することができ
る。その他は第１実施例と同様な効果を得ることができ
る。

【００２３】ここで、研磨用加工液としてｐＨ７前後の
水道水に研磨材を混合させたものを用いた場合と、本実
施例であるｐＨ３の研磨用加工液を用いた場合とを比較
すると、本実施例の方が約１．６倍の加工速度を得るこ
とができた。（第３実施例）第３実施例のガラス材料の研磨加工装置
を図３に示す。

【００２４】第２実施例と同一の部分には同一の符号を
付し、詳細な説明は省略する。研磨加工装置１８で用い
る研磨用加工液１９は、イオン水と研磨材を混合したも
のを使用し、加工液槽９内に被加工物１３の表面と研磨
工具として用いたピッチ皿２０を浸す量だけ入れられて
いる。被加工物１３には耐アルカリ性の低い硝材のＮＳ
Ｌ３２を用いた。また、研磨用加工液１９には、ｐＨ１
１のアルカリ性イオン水と酸化ジルコニウム砥粒からな
る研磨材を混合して用いた。ここで、ｐＨ１１の研磨用
加工液１９を用いた理由は、被加工物１３の特性よりア
ルカリ性の研磨用加工液１９であると化学作用を被加工
物１３の表面に与えることができ、研磨加工効率を上げ
ることができるからである。また、研磨材はイオン水に
対して４重量％になるように調製した。

【００２５】更に、パイプｄには図示しない弁が設けら
れており、加工液槽９に研磨用加工液１９が溜められる
ようになっている。この弁は、研磨用加工液１９の排水
時以外は閉じた状態にしている。以下に、上述の構成に
よる作用を説明する。まず、イオン水生成器３でのイオ
ン交換により、水道水からｐＨ１１のイオン水が生成さ
れ、このイオン水がパイプｂを通って加工液タンク１５
に貯水される。この加工液タンク１５でｐＨ１１のイオ
ン水と研磨材とを混合して生成した研磨用加工液１９
は、加工液槽９内に被加工物１３の表面とピッチ皿２０
を浸す量まで供給される。これにより、ｐＨ１１の研磨
用加工液１９で、耐アルカリ性の低い硝材のＮＳＬ３２
で構成された被加工物１３の表面を侵食させ、加工され
やすい状態を作り出している。

【００２６】そして、ピッチ皿２０を研磨用加工液１９
が加工液槽９から溢れない程度の低速で回転させて研磨
加工を行う。そして、第２実施例と同様な方法で研磨用
加工液１９の循環を行う。以上、本実施例の研磨加工装
置は、研磨用加工液としてアルカリ性イオン水を用いて
いるので、耐アルカリ性の低い被加工物に化学作用を与
えつつ機械的研磨加工を行うことができ、研磨加工効率
を上げることができる。また、研磨用加工液を被加工物
の表面にむらなく浸すことができるので、高精度な研磨
加工を行うことができる。

【００２７】ここで、研磨用加工液としてｐＨ７前後の
水道水を用いた場合と、本実施例であるｐＨ１１の研磨
用加工液を用いた場合とを比較すると、本実施例の方が
約１．３倍の加工速度を得ることができたなお、上述の実施例では研磨材に酸化セリウム・酸化ジ
ルコニウムを用いたが、合成ダイヤモンド・酸化アルミ
ナ・ＣＢＮ・ＳｉＣ・べんがら等の研磨材を用いても良
い。また、イオン水を得る方法は電気分解による方法以
外に、電解層の電極間にイオン交換膜を配置する方法
等、周知の方法をとることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上、本発明の研磨加工装置は、イオン
交換によって生成した研磨用加工液を用いているので、
研磨加工速度が上げられると共に、研磨用加工液の排水
を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のガラス材料の研磨加工装置を示す
図である。

【図２】第２実施例のガラス材料の研磨加工装置を示す
図である。

【図３】第３実施例のガラス材料の研磨加工装置を示す
図である。

【符号の説明】１研磨加工装置２水道水供給部３イオン水生成器４加工液タンク５砥石６砥石軸７ワークホルダー８かんざし９加工液槽１０排水タンク１１研磨用加工液１２支持部１３被加工物１４研磨加工装置１５加工液タンク１６研磨用加工液１７シート皿１８研磨加工装置１９研磨用加工液２０ピッチ皿

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】研磨用加工液を用いて被加工物の研磨加
工を行う研磨加工装置において、イオン交換機能を有し
イオン交換によって研磨用加工液を生成する加工液生成
手段と、前記加工液生成手段で生成された研磨用加工液
を前記被加工物に供給する加工液供給手段とを備えたこ
とを特徴とする研磨加工装置。
【請求項２】前記研磨用加工液は研磨材が分散されて
いることを特徴とする請求項１記載の研磨加工装置。
【請求項３】前記研磨用加工液がｐＨ３以下の強酸性
イオン水であることを特徴とする請求項１又は２記載の
研磨加工装置。
【請求項４】前記研磨用加工液がｐＨ１１以上の強ア
ルカリ性イオン水であることを特徴とする請求項１又は
２記載の研磨加工装置。