JP2011005584A - 光学素子の研削研磨装置および光学素子の研削研磨方法ならびに光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子の表面欠陥の発生や発達を抑制しつつ、生産性を向上させることが可能な、光学素子の製造技術を提供する。
【解決手段】ホルダ５を介してカンザシ７に傾動および回転自在に支持されたレンズ素材４を、回転するピッチ皿８に押圧して研磨する研磨装置１０１において、ｐＨがレンズ素材４を構成するガラスと同等に調製され、マイクロバブル等の気泡を含む研磨液１０を供給して研磨加工を行うことにより、研磨液１０のｐＨの設定によるレンズ素材４の研磨傷の発生や発達の抑止と、気泡の混入による加工レートの向上の効果を両立させ、レンズ素材４から得られるレンズ４の表面欠陥の発生や発達を抑制しつつ、生産性を向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学素子の研削研磨装置および光学素子の研削研磨方法ならびに光学素子の製造方法に関する。

従来、レンズやプリズムなどの光学素子の研磨加工では、水に酸化セリウムなどの研磨剤を加えた研磨液を供給しながら、工具と被加工物を相対的に摺動運動させて、加工する方法が用いられてきた。

光学素材であるガラスレンズ等の表面を研磨剤で研磨するメカニズムとしては、研磨剤中に含まれる砥粒の微小切削作用により表面凸部を除去する微小切削説、研磨中に生ずる流動層が凹部を埋めて平滑を進める流動説、研磨加工に用いる水や研磨剤などの化学作用によって研磨を進める化学作用説が非特許文献1に記載されている。

その中で化学作用説は、ガラス成分中のアルカリ金属やアルカリ土類金属酸化物などの可溶性成分が、水中のヒドロニウムイオン（Ｈ_３Ｏ^＋）とイオン交換反応して選択的に溶出し、さらにこの溶出部分がガラスの骨格を侵食するためであること、またガラスを形成する酸化物の加水分解により、研磨反応が進んでいるとされている。

しかしながら、ガラス表面の傷等の検査規格が厳しくなっている現在では、研磨後のガラス表面に、加工により発生および発達したマイクロクラックが表面欠陥の検査規格を満たさないものになってきており、また、生産性の向上の観点から研磨加工時間の短縮も求められている。

ガラスレンズの表面欠陥を少なくし、検査規格を満たすような研磨面を形成するための方法として、ガラスレンズの研磨方法や研磨液には様々なものが提供されている。

その中で、研磨時のマイクロクラックの発生および発達を抑制する研磨方法として、研磨加工に用いる研磨剤のｐＨをガラスのｐＨに近づけた液体を研磨液として用いる方法が特許文献１に開示されている。

この特許文献１の技術では、研磨時に研磨剤のｐＨをガラスのｐＨに近づけることにより、ガラスと研磨液との反応が遅くなり、マイクロクラックの発生および発達を抑制できる、としている。

また、研磨時の加工速度を高める手段として、空気や酸素、オゾン、二酸化炭素等の気体で形成されたマイクロバブルを水溶性加工液に含ませて加工を行う方法が、特許文献２に記載されている。

この特許文献２の技術では、前記マイクロバブルを加工液に含ませて使用することで、マイクロバブルが破裂するときに発生するマイクロジェット流により、工具表面に固着した削り屑や工具磨耗物（総じてスラッジと呼ぶ）を除去することができる。また、マイクロバブルが持っている表面電位により、除去したスラッジを外部に出すことができる。

これらの作用により、工具表面の目詰まりを抑え、工具を常に最良の状態にしておけるので、加工速度を落とすことなく、加工をすることができる。

特開平１０−３３０１３２号公報 特開２００７−３３１０８８号公報

日本オプトメカロニクス協会、１９９３年６月発行、「光技術コンタクト ｖｏｌ．３１、Ｎｏ.６」、ｐ３２６

しかしながら、従来の光学素子の研磨加工には以下の技術的課題がある。
研磨液のｐＨをガラスのｐＨに近づけることは、ガラスレンズの研磨加工における、ガラス表面と研磨剤とのイオン交換反応や、水との加水分解反応を抑制して、マイクロクラックの発生および発達を抑えることができる反面、研磨加工における化学的作用が抑制されるため、加工速度の大幅な低下を招いてしまう。

また、従来のマイクロバブルを加工液に含ませて加工を行う技術では、加工速度の低下を防ぐ効果はあるものの、この技術と、研磨剤のｐＨとガラスのｐＨを近似させる技術を単に組み合わせても、以下の理由により、前記２つの技術の効果を両立させることができない。

すなわち、マイクロバブルを構成する物質が空気や酸素、オゾン、二酸化炭素であるため、研磨液中に含まれる水分子のＨ^＋やＯＨ⁻を増減させるので、研磨液のｐＨが変化してしまう。

一方、マイクロバブルは酸素、オゾン、二酸化炭素などからなる気体を常に供給することで生成される。すなわち研磨液中には、研磨液のｐＨを変化させる前記気体が常に供給されるため、ｐＨの変化が促進されることになる。

よってマイクロバブルを使用することで研磨液のｐＨとガラスのｐＨとに差が生じてしまうため、ガラスレンズの研磨加工における、ガラス表面と研磨剤とのイオン交換反応や水との加水分解反応がより活発になり、大きなマイクロクラックの発生や発達を誘発してしまう。

したがって、研磨剤のｐＨをガラスに近似させる技術と、空気や酸素、オゾン、二酸化炭素の気体からなるマイクロバブルを加工液に含ませて加工を行う技術とを同時に実施しても２つの技術の効果を両立することができない。

本発明の目的は、光学素子の表面欠陥の発生や発達を抑制しつつ、生産性を向上させることが可能な、光学素子の製造技術を提供することにある。

本発明の第１の観点は、光学素子素材に相対的に移動可能に接する研削または研磨工具と、
前記光学素子素材の水素イオン濃度指数（ｐＨ）と同一または近似の水素イオン濃度指数を有し、不活性ガスからなる気泡を含む加工液を、前記光学素子素材に供給する加工液供給手段と、
を具備した、光学素子の研削研磨装置を提供する。

本発明の第２の観点は、光学素子素材の水素イオン濃度指数（ｐＨ）と同一または近似の水素イオン濃度指数を有し、不活性ガスからなる気泡を含む加工液を準備する第１工程と、
前記加工液を前記光学素子素材に供給して研削または研磨を行う第２工程と、
を含む、光学素子の研削研磨方法を提供する。
本発明の第３の観点は、光学素子素材を準備する工程と、
前記光学素子素材の水素イオン濃度指数（ｐＨ）と同一または近似の水素イオン濃度指数を有し、不活性ガスからなる気泡を含む加工液を準備する第１工程と、
前記加工液を前記光学素子素材に供給して研削または研磨を行う第２工程と、
を含む、光学素子の製造方法を提供する。

本発明によれば、光学素子の表面欠陥の発生や発達を抑制しつつ、生産性を向上させることが可能な、光学素子の製造技術を提供することができる。

本発明の一実施の形態である光学素子の研削研磨方法および製造方法を実施する研削研磨装置の構成の一例を示す側面図である。 本発明の一実施の形態である光学素子の研削研磨方法および製造方法を実施する研削研磨装置に備えられた研磨液供給部の構成の一例を示す概念図である。 本発明の一実施の形態である光学素子の研削研磨方法および製造方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の他の実施の形態である光学素子の研削研磨方法および製造方法を実施する研削研磨装置の構成例を示す側面図である。

本実施の形態の第１態様では、回転する工具表面と光学素子素材の加工面を当接させて、研磨液を供給しながら相対的に摺動させて工具表面の形状を光学素子素材に転写させる研磨方法であって、ｐＨをガラスのｐＨに近似させた液体中に気泡を含ませた液体を研磨液として用いる研磨方法を例示する。

この第１態様に係る研磨方法においては、研磨液のｐＨをガラスのｐＨに近似させることにより、水中のヒドロニウムイオン（Ｈ_３Ｏ^＋）と、ガラス成分中の金属イオンとのイオン交換反応確率を下げ、意図しないガラスの侵食による、検査規格の許容範囲を越える傷の発生を防ぐことができる。なお、本実施形態において、研磨液のｐＨをガラスのｐＨに近似させるということは、研磨液のｐＨとガラスのｐＨとの差が例えば±１．０以下となることをいい、研磨液のｐＨとガラスのｐＨとが同一になる場合も含む。

また、ｐＨを調製した液体に気泡を含有させて研磨液として用いることで、工具とレンズ素材の相対運動時に工具とレンズ素材の間に挟まれて気泡が破裂する。その気泡が破裂する時に発生するキャビテーションにより、スラッジを除去し、また除去されたスラッジは研磨液に含まれる気泡の吸着力により、外部に出すことができる。

本実施の形態の第２態様では、上述の第１態様の研磨方法において、前記気泡を形成する気体が、不活性ガスである研磨方法を例示する。

この第２態様に係る研磨方法においては、ｐＨをガラスのｐＨに近似させた液体に含有されて研磨液を構成する気泡の気体を不活性ガスにすることで、気泡を形成する物質が加工中における研磨液のｐＨを変化させないため、ガラスのｐＨに近似させた研磨液の使用による傷の抑制効果と、気泡を混在させることによる加工促進効果とを両立させることができる。

この結果、光学素子の研磨加工において、光学素子の表面の傷やマイクロクラックの発生および発達を抑え、かつ加工時間を延ばすことなく高い生産性にて研磨することが可能となる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態である光学素子の研削研磨方法および製造方法を実施する研削研磨装置の構成の一例を示す側面図である。
図２は、本発明の一実施の形態である光学素子の研削研磨方法および製造方法を実施する研削研磨装置に備えられた加工供給手段の構成の一例を示す概念図である。
図３は、本発明の一実施の形態である光学素子の研削研磨方法および製造方法の一例を示すフローチャートである。

なお、本実施の形態では、図１において、左右方向をＸ方向、上下方向をＺ方向、紙面に垂直な方向をＹ方向として説明する。また、一例として、Ｚ方向は鉛直方向、Ｘ−Ｙ平面は水平面とする。

最初に、図３を参照して、本実施の形態１における研磨方法について説明し、その後、当該研磨方法を実施する研磨装置１００（研削研磨装置）について説明する。
本実施の形態１では、光学素子素材であるレンズ素材４を構成するガラス素材として、リン酸塩ガラスを用い、工具として、ピッチ皿８（研削または研磨工具）を使用した。

この時、前記ガラス素材と同じリン酸塩ガラスを水性媒体中に浸漬して、リン酸塩ガラスの成分を水に溶出させてから、ｐＨ（水素イオン濃度指数）を測定したところ、８．０であった（ステップ２０１）。
なお、このガラスのｐＨを測定する方法は、特開平１０−３３０１３２号公報に記載されている。

すなわち、一例として、粒径が１．４ｍｍ〜８５０μｍの前記ガラス素材の粉末を３０ｇ、約５０℃で１００ｍｌのイオン交換水に加えたのち、約５０℃の恒温槽中にて、イオン交換水のｐＨが一定になるまでスターラーで撹拌する。この一定になったｐＨ値を前記ガラス素材のｐＨとする。

また、加工中にリン酸塩ガラスからなるレンズ素材４とピッチ皿８の加工界面に供給する研磨液中には、１０リットルの純水に、研磨剤１０ａの砥粒として酸化セリウムの粉末を１０００ｇ加え、さらに水酸化ナトリウムを用いてｐＨが、リン酸塩ガラスとの差が±１．０以下になるように調製後（ステップ２０２）、窒素ガス（純度：９９．９９％以上）を加圧減圧法（高圧下で気体を大量に溶解させた後、減圧により気泡にする方法）で気泡１０ｂにして含ませることで研磨液１０（加工液）を生成した（ステップ２０３）（第１工程）。

なお、本実施の形態１では、研磨液１０に含ませる気泡１０ｂの発生方法として、上述の加圧減圧法を用いて、気泡の直径が５０μｍ以下になるように生成した。
そして、上述のようにして準備された研磨液１０を用いて、研磨装置１００によりレンズ素材４の研磨加工を実施する（ステップ２０４）（第２工程）。
以上の工程により、光学素子であるレンズ４（便宜上、レンズ素材４と同じ符号を付す）を得ることができる。

以上のようなガラスからなるレンズ素材４とピッチ皿８、および研磨液１０を用いた研磨方法を実施する研磨装置１００の一例について、図１および図２を参照して説明する。
図１は、一例として、リン酸塩ガラスからなる凹球面のレンズ素材４を研磨している状態を表しており、図２は、研磨装置内の研磨液供給部の詳細を例示している。

本実施の形態１の研磨装置１００は、Ｚ方向に対向する上軸部１および下軸部２と、研磨液供給部３（加工液供給手段）を備えている。
上軸部１は、ホルダ５を介してＺ方向に下向きにレンズ素材４を保持する支持構造であり、レンズ素材４の被加工面４ａと反対側の受け面４ｂの側は、ホルダ５によって保持されている。

この上軸部１のホルダ５において、レンズ素材４の受け面４ｂと接するワーク保持面５ａの反対側の背面５ｂの側には凹形の開口部６ａが設けられており、この開口部６ａにカンザシ７の先端部の球心部６ｂを挿入することで、カンザシ７に対してホルダ５を傾動自在かつ回転自在に保持している。

一方、下軸部２は、Ｚ方向に上向きに設けられ、工具回転軸Ａを回転中心軸として回転するピッチ皿８と、このピッチ皿８を回転方向９ａのように回転可能に支持する下軸９を有している。

また、研磨液供給部３は、上向きのピッチ皿８に対向するように下向きに配置され、研磨液１０を供給するノズル１１と、ホース１２を介してノズル１１に研磨液１０を供給するタンク１３およびポンプ１７を備えている。

タンク１３の内部には、研磨剤１０ａである酸化セリウムのｐＨを、レンズ素材４であるリン酸塩ガラスのｐＨに近似するように調製した液体に、たとえばマイクロバブル等の微細な気泡１０ｂを混入させることで研磨液１０を生成する気泡発生器１４が収納されている。

この気泡発生器１４には、たとえば窒素ガス１６ａを供給する気体供給源１５が配管１６により接続されている。
そして、気泡発生器１４は、たとえば加圧減圧方式等の方法で、この気体供給源１５から供給される窒素ガス１６ａの微細な気泡１０ｂをタンク１３の内部で前記液体に混入させて研磨液１０を生成する。

以上のように構成された本実施の形態１の研磨装置１００の研磨加工動作を説明する。
まず、下軸部２のピッチ皿８の研磨作用面８ａに、ホルダ５を介してカンザシ７に保持されたレンズ素材４の被加工面４ａを当接させ、カンザシ７を介して荷重を与える。

次に、下軸部２の下軸９に設けられた図示しない回転機構により、回転方向９ａのように下軸部２のピッチ皿８を回転させる。
また、上軸部１に設けられた図示しない揺動機構を所定周期で正逆回転させることで、上軸部１が任意の範囲で揺動するようにする。

このような上軸部１および下軸部２の動作により、上軸部１の側のレンズ素材４が下軸部２のピッチ皿８により揺動研磨される。
このとき、上軸部１のレンズ素材４（ホルダ５）は、カンザシ７に対して回転可能とされているので、ピッチ皿８の研磨作用面８ａから伝達される回転力を受けて、回転方向７ａのように供回り（従動）回転する。

また、本実施の形態の場合、加工開始と同時に、タンク１３に蓄えられている研磨液１０がポンプ１７によってくみ上げられ、ホース１２を伝って、ノズル１１よりレンズ素材４とピッチ皿８の加工界面に向かって供給され、研磨加工が進行する。

そして、レンズ素材４への所定の加工が終了すると、図示しない上軸上下機構によりレンズ４を保持した上軸部１が上昇し、レンズ４とピッチ皿８が離れて、与えられていた荷重が解除される。また、下軸部２の図示しない下軸回転機構による回転も停止する。

以上のような研磨加工を行ったところ、加工レートが８μｍ／１ｈであり、加工後にレンズ４を有機系溶剤にて洗浄し、実体顕微鏡で表面を観察したところ、レンズ４の表面の研磨傷の線幅が、高精度の表面欠陥規格の不合格の検査基準と言われている７μｍを超える研磨傷は、見当たらなかった。

また、本実施の形態１の効果を確認するために、以下の比較実験を行った。

（比較実験１）
純水に研磨剤１０ａとして酸化セリウムを加えて攪拌した液体のｐＨを、リン酸塩ガラスのｐＨに近似するように調製し、気泡１０ｂを含ませずにそのまま研磨液として用いた。それ以外の加工条件は前記方法と同様とし、研磨装置１００で研磨加工を行った。

その結果、リン酸塩ガラスの表面には、検査基準である７μｍを超える線幅の研磨傷は見当たらなかったが、加工レートが５μｍ／１ｈに低下した。

（比較実験２）
気泡１０ｂを形成する気体として酸素を用いた。それ以外の加工条件は、上述の比較実験１と同様とし、研磨加工を行った。
その結果、加工レートは８μｍ／１ｈと変わらなかったが、リン酸塩ガラスの表面に、検査基準の７μｍを超える線幅の研磨傷が多く発生し、良好な研磨面を形成できなかった。

このように、本実施の形態１の研磨装置１００の場合には、研磨液供給部３において研磨剤１０ａのｐＨがレンズ４のガラス素材と同等に調製された液体に、気泡発生器１４によって不活性ガスの気泡１０ｂを混入させて生成した研磨液１０を、レンズ素材４とピッチ皿８の加工界面に供給して研磨を行うので、研磨液１０（研磨剤１０ａ）のｐＨに影響することなく、マイクロバブル等の気泡１０ｂの混入による加工促進効果が実現される。

すなわち、研磨液１０における研磨剤１０ａのｐＨの設定によるマイクロクラック等の傷の防止効果と、気泡１０ｂによる研磨加工の促進による生産性の向上の効果を両立させることができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の他の実施の形態である加工装置および加工方法を説明する。
図４は、本発明の他の実施の形態である光学素子の研削研磨方法および製造方法を実施する研削研磨装置の構成例を示す側面図である。
なお、この実施の形態２においては、上述の実施の形態１における構成要素と同一の要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。

上述の実施の形態１では、研磨剤１０ａとして酸化セリウムを純水に攪拌させ、研磨液１０として使用する遊離砥粒方式を用いたのに対して、本実施の形態２では、ピッチ皿８の代わりに、酸化セリウムからなる砥粒を樹脂で固定した固定砥粒砥石２０（加工工具）を用いた固定砥粒方式による研磨加工を行う点が異なっている。

すなわち本実施形態２の研磨装置１０１（加工装置）では、研磨剤としての酸化セリウムの砥粒を樹脂で固定し、加工対象のレンズ素材４の被加工面４ａである球面に合致する曲率半径を持つように成形した固定砥粒砥石２０を使用する。

このような固定砥粒砥石２０を用いる固定砥粒方式による研磨加工を行うことで、特開２００５−３４５４９２号公報にも記載されているように、遊離砥粒方式よりも微小切削説や流動説による機械的除去作用が高まる。

従って、本実施の形態２の研磨装置１０１の場合には、上述の実施の形態１の研磨装置１０１に比較して、さらに加工能力を高めることができ、より研磨時間の短縮を促進して生産性を向上させることができる。

本実施の形態２では、レンズ素材４を加工する工具として固定砥粒砥石２０を用いるとともに、純水のｐＨを、加工対象のレンズ素材４であるリン酸塩ガラスのｐＨに近似させた液体に不活性ガスの気泡１０ｂを混入させて研磨液２１（加工液）として用いた。その他の条件は、上述の実施の形態１と同様に行った。

以上のようなレンズ素材４、と固定砥粒砥石２０、研磨液２１を用いた研磨方法を実現させる本実施の形態２の研磨装置１０１を、図４を参照して説明する。
この実施の形態２の研磨装置１０１では、上軸部１と下軸部２、研磨液供給部３を備えている。

上軸部１は、ワーク保持面５ａにレンズ素材４を保持するホルダ５と、このホルダ５の背面５ｂに設けられた開口部６ａに球心部６ｂが嵌合するカンザシ７を備えており、レンズ素材４を保持するホルダ５を回転自在に支持している。

下軸部２は、工具回転軸Ｂを回転中心軸として回転する固定砥粒砥石２０と、この固定砥粒砥石２０を回転可能かつ旋回可能に支持する下軸９を有している。
また、下軸部２は図示しない揺動機構により、Ｚ方向のワーク回転軸Ｃに対して、Ｘ−Ｚ平面内で任意の角度に傾けることもできる。

研磨液供給部３は、上述の実施の形態１と構成が同じため、説明を省略する。
以上のように構成された本実施の形態２の研磨装置１０１の研磨加工動作を説明する。

まず、下軸部２の回転中心軸である工具回転軸Ｂをワーク回転軸Ｃに対して、任意の角度で傾斜させる。この状態で図示しない上軸上下機構により、所望の曲率半径を有する固定砥粒砥石２０の研磨作用面２０ａに、ホルダ５に保持されたレンズ素材４の被加工面４ａを当接させ、任意の荷重を与える。

加工が開始されると、下軸部２の図示しない回転機構により、下軸部２を矢印の回転方向９ａに回転させる。また、同時に図示しない下軸揺動機構により所定周期で下軸部２を矢印の揺動方向９ｂのように揺動させる。
このような上軸部１および下軸部２の動作により、レンズ素材４が固定砥粒砥石２０により揺動研磨される。

このとき、レンズ素材４は、カンザシ７に対してワーク回転軸Ｃの周りに回転可能とされているので、固定砥粒砥石２０の研磨面から伝達される回転力を受けて、矢印の回転方向７ａのように供回り（従動）回転する。
また、加工開始と同時に、研磨液２１がホース１２を伝い、ノズル１１から、固定砥粒砥石２０とレンズ素材４の加工界面に供給される。

レンズ素材４への所定の研磨加工が終了すると、図示しない上軸上下機構により上軸部１が上昇し、レンズ４と固定砥粒砥石２０が離れて、与えられていた荷重が解除される。また、図示しない下軸回転機構による下軸部２の回転も停止する。

なお、本実施の形態２の研磨装置１０１では下軸部２を揺動方向９ｂのように揺動させたが、上軸部１に揺動機構を設けることにより、上軸部１が同様に揺動する加工装置においても同様な効果を得ることができる。

以上のような本実施の形態２の研磨加工を行ったところ、加工レートが１０μｍ／１ｈであり、加工後にリン酸塩ガラスからなるレンズ４を有機系溶剤にて洗浄し、実体顕微鏡で表面を観察したところ、レンズ４の表面で線幅が、検査基準の７μｍを超える傷は見当たらなかった。

すなわち、この実施の形態２の場合には、上述の実施の形態１同様の効果が得られるとともに、さらに、固定砥粒砥石２０を使用する固定砥粒方式による研磨加工を行うので、レンズ素材４に対する加工レートの向上による研磨時間の短縮により、一層の生産性の向上を実現できる。

また、本発明の技術範囲は上述の実施の形態の例示に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、研磨剤を分散および攪拌させるのに用いる水性媒体としては、例えば水や、水と水溶性有機溶剤、具体的には低級アルコール類、ケトン類、エーテル類および界面活性剤などとの混合物が挙げられるが、通常は水を用いる。

また、研磨剤としては、一般に研磨剤として使用されているものの中から、任意のものを選択して用いることが出来る。
この場合の研磨剤としては、例えば、酸化セリウムの他、ジルコニア、コロイダルシリカ、超微粒子ダイヤモンドなどが好ましい。

また、機械的除去作用をさらに高めるために、シリカ、ダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）、アルミナ、炭化系ケイ素、酸化ジリコニウム等の硬質無機材料を使用しても良い。
これらの研磨剤は単独で用いても良いし、２種類以上を組み合わせて用いても良い。

また、遊離砥粒方式の工具としては、ピッチ皿８以外にも例えば、ラッシャ、フェルト、ポリウレタン、ポリテックスなどを使用してもよい。これらの工具を使用することで、研磨液１０の中に遊離している砥粒を保持するポリッシャーの役割をし、擬似的に加工レートの高い固定砥粒研磨方式の加工を行うことができる。

また、研磨液供給部３における気泡発生器１４での気泡発生方法としては、任意の方法を用いることができる。
具体的には、一例として衝撃波やキャビテーションを利用した圧壊法、加圧溶解による過飽和析出法、乱流法、微細孔法、固体包理法、電解法、バブリング法、化学反応法、縮小法などを用いることができる。

気泡発生器１４としては、例えば、加圧溶解ポンプ、コンプレッサー式加圧、回転攪拌式、ノズルまたは噴射装置、旋回流式などの市販の装置を用いることができる。
また、気泡を形成する気体としては、窒素ガスのほかに、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガスを使用することができる。

また、研磨液１０や研磨液２１のｐＨ調整剤としては、研磨液１０や研磨液２１のｐＨを上げたい時に用いるものには、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウムなどが挙げられ、これらは単独で用いても良いし、２種類以上組み合わせても良い。

一方、研磨液１０や研磨液２１のｐＨを下げたいときに用いるものには、例えば、塩酸、硫酸、炭酸、硝酸、酢酸などが挙げられ、これらは単独で用いても良いし、２種類以上組み合わせても良い。

また、ノズル１１から供給する流体は、液体に気泡１０ｂを含んだ研磨液１０や研磨液２１に限らず、前記研磨液１０や研磨液２１に、より高い圧力を付与して供給することも可能であり、それにより高い加工能力の向上が実現できる。また、研磨液供給用のノズル１１は、同時に複数本用いても良い。

以上説明したように、本発明の各実施の形態によれば、加工対象のレンズ素材４のｐＨに近似するｐＨを有する液体中に不活性ガスからなる気泡１０ｂを含ませた液体を研磨液１０や研磨液２１として使用することで、レンズ素材４の表面と研磨剤１０ａとの化学反応を抑えて研磨傷の発生や発達を抑制することができ、また、研磨液１０や研磨液２１に含まれた気泡１０ｂの作用によりピッチ皿８や固定砥粒砥石２０等の工具の表面を常に最良の状態に維持するので加工レートが向上する。

この結果、レンズ４等の光学素子の表面の傷やマイクロクラックの発生や発達を抑え、かつ研磨加工時間の短縮による生産性の向上を実現することができる。
すなわち、レンズ４等の被加工物の表面欠陥の発生や発達を抑制しつつ、生産性を向上させることが可能となる。

なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
たとえば、本発明は、光学素子の研磨に限らず、光学素子の研削にも適用できる。

１ 上軸部
２ 下軸部
３ 研磨液供給部
４ レンズ素材（レンズ）
４ａ 被加工面
４ｂ 受け面
５ ホルダ
５ａ ワーク保持面
５ｂ 背面
６ａ 開口部
６ｂ 球心部
７ カンザシ
７ａ 回転方向
８ ピッチ皿
８ａ 研磨作用面
９ 下軸
９ａ 回転方向
９ｂ 揺動方向
１０ 研磨液
１０ａ 研磨剤
１０ｂ 気泡
１１ ノズル
１２ ホース
１３ タンク
１４ 気泡発生器
１５ 気体供給源
１６ 配管
１６ａ 窒素ガス
１７ ポンプ
２０ 固定砥粒砥石
２０ａ 研磨作用面
２１ 研磨液
１００ 研磨装置
１０１ 研磨装置
Ａ 工具回転軸
Ｂ 工具回転軸
Ｃ ワーク回転軸

Claims (7)

1. 光学素子素材に相対的に移動可能に接する研削または研磨工具と、
   前記光学素子素材の水素イオン濃度指数（ｐＨ）と同一または近似の水素イオン濃度指数を有し、不活性ガスからなる気泡を含む加工液を、前記光学素子素材に供給する加工液供給手段と、
   を具備したことを特徴とする、光学素子の研削研磨装置。
2. 請求項１記載の光学素子の研削研磨装置において、
   前記光学素子素材は、ガラスからなることを特徴とする、光学素子の研削研磨装置。
3. 請求項１又は２記載の光学素子の研削研磨装置において、
   前記加工液は、砥粒を含む研磨剤を含有することを特徴とする、光学素子の研削研磨装置。
4. 請求項１又は２記載の光学素子の研削研磨装置において、
   前記研削または研磨工具は、砥粒を含有した固定砥粒工具からなることを特徴とする、光学素子の研削研磨装置。
5. 光学素子素材の水素イオン濃度指数（ｐＨ）と同一または近似の水素イオン濃度指数を有し、不活性ガスからなる気泡を含む加工液を準備する第１工程と、
   前記加工液を前記光学素子素材に供給して研削または研磨を行う第２工程と、
   を含むことを特徴とする、光学素子の研削研磨方法。
6. 請求項５記載の光学素子の研削研磨方法において、
   前記光学素子素材は、ガラスからなることを特徴とする、光学素子の研削研磨方法。
7. 光学素子素材を準備する工程と、
   前記光学素子素材の水素イオン濃度指数（ｐＨ）と同一または近似の水素イオン濃度指数を有し、不活性ガスからなる気泡を含む加工液を準備する第１工程と、
   前記加工液を前記光学素子素材に供給して研削または研磨を行う第２工程と、
   を含むことを特徴とする、光学素子の製造方法。

Images