JP2001246561A - マイクロｖ溝加工装置及び方法 - Google Patents
マイクロｖ溝加工装置及び方法Info
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- B24B53/02—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of plane surfaces on abrasive tools
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゲルマニウム、ガリウム砒素、ニオブ酸リチ
ウム等の硬脆材料を用いて高い分解能を有するイマージ
ョングレーティングを加工することができるマイクロＶ
溝加工装置及び方法を提供する。 【解決手段】 鉛直なＹ軸を中心に回転する円筒形の研
削砥石２と水平軸Ｘを中心に回転する円筒形のツルーイ
ング砥石６との間に電圧を印加してプラズマ放電により
研削砥石の鉛直外周面２ａと水平下面２ｂをツルーイン
グし、次いで、電圧を印加せずにツルーイング砥石６で
研削砥石２を機械的にツルーイングし、ツルーイングし
た研削砥石の外周面と下面を電解ドレッシングしながら
ワーク１に接触させてマイクロＶ溝加工を行う。
ウム等の硬脆材料を用いて高い分解能を有するイマージ
ョングレーティングを加工することができるマイクロＶ
溝加工装置及び方法を提供する。 【解決手段】 鉛直なＹ軸を中心に回転する円筒形の研
削砥石２と水平軸Ｘを中心に回転する円筒形のツルーイ
ング砥石６との間に電圧を印加してプラズマ放電により
研削砥石の鉛直外周面２ａと水平下面２ｂをツルーイン
グし、次いで、電圧を印加せずにツルーイング砥石６で
研削砥石２を機械的にツルーイングし、ツルーイングし
た研削砥石の外周面と下面を電解ドレッシングしながら
ワーク１に接触させてマイクロＶ溝加工を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イマージョングレ
ーティングを製造するためのマイクロＶ溝加工装置及び
方法に関する。
ーティングを製造するためのマイクロＶ溝加工装置及び
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】大型の天体望遠鏡において、例えば低温
暗黒星雲の中に存在する分子の遷移運動を観測するため
には、波長１０μｍ帯で分解能ｒ＝λ／Δλ＝２０万が
必要になる。図４は、かかる分解能を有する中間赤外線
高分散分光装置（Ｍｉｄ−ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｈｉｇｈ
Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｐｈ：
ＩＲＨＳ）の構成図である。この図に示すように、中間
赤外線高分散分光装置（ＩＲＨＳ）は、前置光学系（カ
メラ）からの赤外線を、コリメータ兼リレー光学系で分
光し、これをコリメータ兼カメラで観察するようになっ
ている。また、コリメータ兼リレー光学系は、入射スリ
ット、反射凹面鏡、イマージョングレーティングからな
り、特にイマージョングレーティングで反射・分光する
ようになっている。
暗黒星雲の中に存在する分子の遷移運動を観測するため
には、波長１０μｍ帯で分解能ｒ＝λ／Δλ＝２０万が
必要になる。図４は、かかる分解能を有する中間赤外線
高分散分光装置（Ｍｉｄ−ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｈｉｇｈ
Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｐｈ：
ＩＲＨＳ）の構成図である。この図に示すように、中間
赤外線高分散分光装置（ＩＲＨＳ）は、前置光学系（カ
メラ）からの赤外線を、コリメータ兼リレー光学系で分
光し、これをコリメータ兼カメラで観察するようになっ
ている。また、コリメータ兼リレー光学系は、入射スリ
ット、反射凹面鏡、イマージョングレーティングからな
り、特にイマージョングレーティングで反射・分光する
ようになっている。
【０００３】図５は、イマージョングレーティング（Ｉ
ｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｇｒａｔｉｎｇ）の原理図であり、
（ａ）は反射型回析格子、（ｂ）は透過型のグリズム、
（ｃ）は反射型のイマージョングレーティングの模式図
である。この図に示すように、イマージョングレーティ
ングは、光路中を透明媒体で満たされた反射型回析格子
であり、その角度分散すなわち光路差ΔＬは媒質の屈折
率ｎｓに比例する２ｎｓＬで与えられる。従って、その
分解能ｒ＝λ／Δλは、２Ｌ／λ＝２ｄｔａｎθ／
λ．．．（１）となる。なお、かかるイマージョングレ
ーティングは、“Ａｎ ＩｍｍｅｒｓｉｏｎＧｒａｔｉ
ｎｇ ｆｏｒ ａｎ Ａｓｔｒｏｎｏｍｉｃａｌ Ｓｐ
ｅｃｔｒｏｇｒａｐｈ”（ＨＡＮＳ ＤＥＫＫＥＲ），
“Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ｇｒａｔｉｎｇ ｆｏｒ ｉｎ
ｆｒａｒｅｄ ａｓｔｒｏｎｏｍｙ”（ＡＰＰＬＩＥＤ
ＯＰＴＩＣＳ，Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．７，Ｍａｒｃｈ
１９９３）等に開示されている。
ｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｇｒａｔｉｎｇ）の原理図であり、
（ａ）は反射型回析格子、（ｂ）は透過型のグリズム、
（ｃ）は反射型のイマージョングレーティングの模式図
である。この図に示すように、イマージョングレーティ
ングは、光路中を透明媒体で満たされた反射型回析格子
であり、その角度分散すなわち光路差ΔＬは媒質の屈折
率ｎｓに比例する２ｎｓＬで与えられる。従って、その
分解能ｒ＝λ／Δλは、２Ｌ／λ＝２ｄｔａｎθ／
λ．．．（１）となる。なお、かかるイマージョングレ
ーティングは、“Ａｎ ＩｍｍｅｒｓｉｏｎＧｒａｔｉ
ｎｇ ｆｏｒ ａｎ Ａｓｔｒｏｎｏｍｉｃａｌ Ｓｐ
ｅｃｔｒｏｇｒａｐｈ”（ＨＡＮＳ ＤＥＫＫＥＲ），
“Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ｇｒａｔｉｎｇ ｆｏｒ ｉｎ
ｆｒａｒｅｄ ａｓｔｒｏｎｏｍｙ”（ＡＰＰＬＩＥＤ
ＯＰＴＩＣＳ，Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．７，Ｍａｒｃｈ
１９９３）等に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したイマージョン
グレーティングの材料には、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガ
リウム砒素（ＧａＡｓ）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ
Ｏ3）等の赤外線光学素子材料が用いられる。これらの
材料は、可視光には不透明だが赤外線に対して透過性が
あり、かつ屈折率が大きい特徴がある。しかし、かかる
材料は、硬くかつ脆い硬脆材料であるため微細なＶ溝加
工が非常に困難な問題点があった。
グレーティングの材料には、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガ
リウム砒素（ＧａＡｓ）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ
Ｏ3）等の赤外線光学素子材料が用いられる。これらの
材料は、可視光には不透明だが赤外線に対して透過性が
あり、かつ屈折率が大きい特徴がある。しかし、かかる
材料は、硬くかつ脆い硬脆材料であるため微細なＶ溝加
工が非常に困難な問題点があった。
【０００５】すなわち、図６に示すように、波長１０μ
ｍ帯で分解能が２０万に達するためには、ゲルマニウム
やガリウム砒素の格子面に例えば高さ約９０μｍ、幅約
２３３μｍの微細なＶ溝を１ｍｍ当たり４本のピッチで
精密に加工する必要がある。しかもこのＶ溝の図で垂直
面は、金属蒸着により反射面となるため、入射面に対し
て正確に平行であり、かつ鏡面に仕上げる必要がある。
ｍ帯で分解能が２０万に達するためには、ゲルマニウム
やガリウム砒素の格子面に例えば高さ約９０μｍ、幅約
２３３μｍの微細なＶ溝を１ｍｍ当たり４本のピッチで
精密に加工する必要がある。しかもこのＶ溝の図で垂直
面は、金属蒸着により反射面となるため、入射面に対し
て正確に平行であり、かつ鏡面に仕上げる必要がある。
【０００６】しかし、従来かかる微細Ｖ溝加工は、例え
ばレーザーアブレーションによっていた。そのため、対
象とする材料がシリコンや石英等の加工が容易な材料に
限定され、ゲルマニウムやガリウム砒素等の硬質・脆性
材料（硬脆材料）はアブレーションではほとんど加工で
きなかった。また、レーザーアブレーションでは、溝形
状を正確に加工することができず、かつ加工面を鏡面に
仕上げることができなかった。そのため、従来は、上述
したイマージョングレーティングを硬質・脆性材料で実
現することはほとんど不可能だった。
ばレーザーアブレーションによっていた。そのため、対
象とする材料がシリコンや石英等の加工が容易な材料に
限定され、ゲルマニウムやガリウム砒素等の硬質・脆性
材料（硬脆材料）はアブレーションではほとんど加工で
きなかった。また、レーザーアブレーションでは、溝形
状を正確に加工することができず、かつ加工面を鏡面に
仕上げることができなかった。そのため、従来は、上述
したイマージョングレーティングを硬質・脆性材料で実
現することはほとんど不可能だった。
【０００７】また、レーザーアブレーション以外の例え
ば砥石を用いた研削加工では、砥石の目詰まりや摩耗の
ため、正確な溝形状の維持ができず、かつ溝の谷部が円
弧となって反射面がほとんど形成できない問題点があっ
た。
ば砥石を用いた研削加工では、砥石の目詰まりや摩耗の
ため、正確な溝形状の維持ができず、かつ溝の谷部が円
弧となって反射面がほとんど形成できない問題点があっ
た。
【０００８】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ゲル
マニウム、ガリウム砒素、ニオブ酸リチウム等の硬脆材
料を用いて高い分解能を有するイマージョングレーティ
ングを加工することができるマイクロＶ溝加工装置及び
方法を提供することにある。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ゲル
マニウム、ガリウム砒素、ニオブ酸リチウム等の硬脆材
料を用いて高い分解能を有するイマージョングレーティ
ングを加工することができるマイクロＶ溝加工装置及び
方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、鉛直な
Ｙ軸を中心に回転する円筒形の研削砥石（２）を有する
ＥＬＩＤ研削装置（４）と、水平軸Ｘを中心に回転する
円筒形のツルーイング砥石（６）を有する回転式ツルー
イング装置（８）とからなり、前記研削砥石（２）は、
極微細な砥粒を有しかつワーク（１）を加工する鉛直外
周面（２ａ）と水平下面（２ｂ）を有し、前記回転ツル
ーイング装置（８）は、研削砥石の外周面と下面をプラ
ズマ放電ツルーイングと機械的ツルーイングにより成形
するようになっている、ことを特徴とするマイクロＶ溝
加工装置が提供される。
Ｙ軸を中心に回転する円筒形の研削砥石（２）を有する
ＥＬＩＤ研削装置（４）と、水平軸Ｘを中心に回転する
円筒形のツルーイング砥石（６）を有する回転式ツルー
イング装置（８）とからなり、前記研削砥石（２）は、
極微細な砥粒を有しかつワーク（１）を加工する鉛直外
周面（２ａ）と水平下面（２ｂ）を有し、前記回転ツル
ーイング装置（８）は、研削砥石の外周面と下面をプラ
ズマ放電ツルーイングと機械的ツルーイングにより成形
するようになっている、ことを特徴とするマイクロＶ溝
加工装置が提供される。
【００１０】また、本発明によれば、鉛直なＹ軸を中心
に回転する円筒形の研削砥石（２）と水平軸Ｘを中心に
回転する円筒形のツルーイング砥石（６）との間に電圧
を印加してプラズマ放電により研削砥石の鉛直外周面
（２ａ）と水平下面（２ｂ）をツルーイングし、次い
で、電圧を印加せずにツルーイング砥石（６）で研削砥
石（２）を機械的にツルーイングし、ツルーイングした
研削砥石の外周面と下面を電解ドレッシングしながらワ
ーク（１）に接触させてマイクロＶ溝加工を行う、こと
を特徴とするマイクロＶ溝加工方法が提供される。
に回転する円筒形の研削砥石（２）と水平軸Ｘを中心に
回転する円筒形のツルーイング砥石（６）との間に電圧
を印加してプラズマ放電により研削砥石の鉛直外周面
（２ａ）と水平下面（２ｂ）をツルーイングし、次い
で、電圧を印加せずにツルーイング砥石（６）で研削砥
石（２）を機械的にツルーイングし、ツルーイングした
研削砥石の外周面と下面を電解ドレッシングしながらワ
ーク（１）に接触させてマイクロＶ溝加工を行う、こと
を特徴とするマイクロＶ溝加工方法が提供される。
【００１１】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
プラズマ放電ツルーイングと機械的ツルーイングによ
り、研削砥石の鉛直外周面（２ａ）と水平下面（２ｂ）
のなす先端形状を２０μｍ以下のＲに成形する。
プラズマ放電ツルーイングと機械的ツルーイングによ
り、研削砥石の鉛直外周面（２ａ）と水平下面（２ｂ）
のなす先端形状を２０μｍ以下のＲに成形する。
【００１２】上記本発明の装置及び方法によれば、回転
ツルーイング装置（８）により、プラズマ放電ツルーイ
ングと機械的ツルーイングを併用して、研削砥石（２）
の外周面と下面を成形することにより、研削砥石の鉛直
外周面（２ａ）と水平下面（２ｂ）のなす先端形状を２
０μｍ以下のＲに成形することができる。従って、この
ように成形した極微細な砥粒を有する円筒形研削砥石
（２）を用いて、研削砥石を電解ドレッシングしなが
ら、この砥石によりワークを研削することにより、砥石
の目詰まりなしに鏡面のような極めて優れた加工面を研
削加工でき、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ニオブ酸リ
チウム等の硬脆材料を用いて高い分解能を有するイマー
ジョングレーティングを加工することができる。
ツルーイング装置（８）により、プラズマ放電ツルーイ
ングと機械的ツルーイングを併用して、研削砥石（２）
の外周面と下面を成形することにより、研削砥石の鉛直
外周面（２ａ）と水平下面（２ｂ）のなす先端形状を２
０μｍ以下のＲに成形することができる。従って、この
ように成形した極微細な砥粒を有する円筒形研削砥石
（２）を用いて、研削砥石を電解ドレッシングしなが
ら、この砥石によりワークを研削することにより、砥石
の目詰まりなしに鏡面のような極めて優れた加工面を研
削加工でき、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ニオブ酸リ
チウム等の硬脆材料を用いて高い分解能を有するイマー
ジョングレーティングを加工することができる。
【００１３】また、前記研削砥石（２）は、平均粒径１
μｍ以下のダイヤモンド砥粒を有するメタルボンドダイ
ヤモンド砥石であり、前記ツルーイング砥石（６）は、
ダイヤモンド砥粒を有するメタルボンドダイヤモンド砥
石である。この構成により、研削砥石（２）の電解ドレ
ッシングと、ツルーイング砥石（６）のプラズマ放電ツ
ルーイングが可能であり、かつツルーイング砥石（６）
による研削砥石（２）の機械的ツルーイングも可能とな
る。
μｍ以下のダイヤモンド砥粒を有するメタルボンドダイ
ヤモンド砥石であり、前記ツルーイング砥石（６）は、
ダイヤモンド砥粒を有するメタルボンドダイヤモンド砥
石である。この構成により、研削砥石（２）の電解ドレ
ッシングと、ツルーイング砥石（６）のプラズマ放電ツ
ルーイングが可能であり、かつツルーイング砥石（６）
による研削砥石（２）の機械的ツルーイングも可能とな
る。
【００１４】前記研削砥石（２）とツルーイング砥石
（６）間に電圧を印加してプラズマ放電させる放電電圧
印加装置（１０）を備える。所定の電源に研削砥石
（２）をプラスにツルーイング砥石（６）をマイナスに
接続し、その間でパルス電圧を印加してプラズマ放電さ
せることにより、研削砥石（２）をツルーイング砥石
（６）を用いてプラズマ放電ツルーイングすることがで
きる。
（６）間に電圧を印加してプラズマ放電させる放電電圧
印加装置（１０）を備える。所定の電源に研削砥石
（２）をプラスにツルーイング砥石（６）をマイナスに
接続し、その間でパルス電圧を印加してプラズマ放電さ
せることにより、研削砥石（２）をツルーイング砥石
（６）を用いてプラズマ放電ツルーイングすることがで
きる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付して使用する。近年の科学技
術の発展に伴って、超精密加工への要求は飛躍的に高度
化しつつあり、この要求を満たす鏡面研削手段として、
電解インプロセスドレッシング研削法（Electrolytic I
n-process Dressing：ＥＬＩＤ研削法）が本願出願人等
により開発され、発表されている（理研シンポジウム
「鏡面研削の最新技術動向」、平成３年３月５日開
催）。
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付して使用する。近年の科学技
術の発展に伴って、超精密加工への要求は飛躍的に高度
化しつつあり、この要求を満たす鏡面研削手段として、
電解インプロセスドレッシング研削法（Electrolytic I
n-process Dressing：ＥＬＩＤ研削法）が本願出願人等
により開発され、発表されている（理研シンポジウム
「鏡面研削の最新技術動向」、平成３年３月５日開
催）。
【００１６】このＥＬＩＤ研削法は、従来の電解研削に
おける電極に代えて導電性砥石を用い、かつこの砥石と
隙間（ギャップ）を隔てて対向する電極を設け、砥石と
電極との間に導電性液を流しながら砥石と電極との間に
電圧を印加し、砥石を電解によりドレッシングしなが
ら、砥石によりワークを研削するものである。すなわ
ち、メタルボンド砥石を陽極、砥石表面にギャップを隔
てて対設された電極を陰極とし、研削作業と同時に砥石
の電解ドレッシングを行うことにより、研削性能を維持
・安定させることのできる研削法である。
おける電極に代えて導電性砥石を用い、かつこの砥石と
隙間（ギャップ）を隔てて対向する電極を設け、砥石と
電極との間に導電性液を流しながら砥石と電極との間に
電圧を印加し、砥石を電解によりドレッシングしなが
ら、砥石によりワークを研削するものである。すなわ
ち、メタルボンド砥石を陽極、砥石表面にギャップを隔
てて対設された電極を陰極とし、研削作業と同時に砥石
の電解ドレッシングを行うことにより、研削性能を維持
・安定させることのできる研削法である。
【００１７】このＥＬＩＤ研削法では砥粒を細かくして
も電解ドレッシングにより砥粒の目立てにより砥石の目
詰まりが生じないので、砥粒を細かくすることにより鏡
面のような極めて優れた加工面を研削加工により得るこ
とができる。
も電解ドレッシングにより砥粒の目立てにより砥石の目
詰まりが生じないので、砥粒を細かくすることにより鏡
面のような極めて優れた加工面を研削加工により得るこ
とができる。
【００１８】図１は、本発明によるマイクロＶ溝加工装
置の構成図である。この図に示すように、本発明のマイ
クロＶ溝加工装置は、ＥＬＩＤ研削装置４と回転式ツル
ーイング装置８からなる。
置の構成図である。この図に示すように、本発明のマイ
クロＶ溝加工装置は、ＥＬＩＤ研削装置４と回転式ツル
ーイング装置８からなる。
【００１９】ＥＬＩＤ研削装置４は、鉛直なＹ軸を中心
に回転する円筒形の研削砥石２を有する。この研削砥石
２は、この例では平均粒径１μｍ以下のダイヤモンド砥
粒を有する鋳鉄ボンドダイヤモンド砥石である。ＥＬＩ
Ｄ研削装置４は、更に、砥石２と隙間（ギャップ）を隔
てて対向するＥＬＩＤ電極４ａとＥＬＩＤ電源５を備
え、砥石２と電極４ａとの間に導電性液を流しながらそ
の間に電圧を印加し、砥石２を電解によりドレッシング
しながら、砥石２をＸ−Ｙ−Ｚ軸に３軸数値制御してワ
ーク１を研削できるようになっている。なお、この図で
４ｂは、導電性液を流すノズルである。
に回転する円筒形の研削砥石２を有する。この研削砥石
２は、この例では平均粒径１μｍ以下のダイヤモンド砥
粒を有する鋳鉄ボンドダイヤモンド砥石である。ＥＬＩ
Ｄ研削装置４は、更に、砥石２と隙間（ギャップ）を隔
てて対向するＥＬＩＤ電極４ａとＥＬＩＤ電源５を備
え、砥石２と電極４ａとの間に導電性液を流しながらそ
の間に電圧を印加し、砥石２を電解によりドレッシング
しながら、砥石２をＸ−Ｙ−Ｚ軸に３軸数値制御してワ
ーク１を研削できるようになっている。なお、この図で
４ｂは、導電性液を流すノズルである。
【００２０】回転式ツルーイング装置８は、水平軸Ｘ
（図で紙面に直交する）を中心に回転駆動された円筒形
のツルーイング砥石６を有する。この例において、ツル
ーイング砥石６は、ダイヤモンド砥粒を有するブロンズ
ボンドダイヤモンド砥石である。また、研削砥石２とツ
ルーイング砥石６の間に電圧を印加してプラズマ放電さ
せる放電電圧印加装置１０を備えている。放電電圧印加
装置１０は、直流電源１０ａ、パルス放電回路１０ｂ及
び電流供給ライン１０ｃからなり、微細なマイクロ放電
を繰り返して研削砥石２の加工面をプラズマ放電ツルー
イングするようになっている。
（図で紙面に直交する）を中心に回転駆動された円筒形
のツルーイング砥石６を有する。この例において、ツル
ーイング砥石６は、ダイヤモンド砥粒を有するブロンズ
ボンドダイヤモンド砥石である。また、研削砥石２とツ
ルーイング砥石６の間に電圧を印加してプラズマ放電さ
せる放電電圧印加装置１０を備えている。放電電圧印加
装置１０は、直流電源１０ａ、パルス放電回路１０ｂ及
び電流供給ライン１０ｃからなり、微細なマイクロ放電
を繰り返して研削砥石２の加工面をプラズマ放電ツルー
イングするようになっている。
【００２１】上述したマイクロＶ溝加工装置を用い、本
発明の方法によれば、研削砥石２とツルーイング砥石６
との間に放電電圧印加装置１０により電圧を印加してプ
ラズマ放電する。このプラズマ放電により、研削砥石の
鉛直外周面２ａと水平下面２ｂをツルーイングできる。
次いで、この電圧を印加せずに引き続きツルーイング砥
石６で研削砥石２を機械的にツルーイングする。このよ
うに、プラズマ放電ツルーイングと機械的ツルーイング
を併用することにより、プラズマ放電ツルーイングでは
高速・高能率のツルーイングができ、機械的ツルーイン
グでは、２０μｍ以下の鋭いＲに成形することができ
る。次いで、このように成形した鋭い砥石先端形状の研
削砥石の外周面と下面を電解ドレッシングしながらワー
ク１に接触させてマイクロＶ溝加工を行う。
発明の方法によれば、研削砥石２とツルーイング砥石６
との間に放電電圧印加装置１０により電圧を印加してプ
ラズマ放電する。このプラズマ放電により、研削砥石の
鉛直外周面２ａと水平下面２ｂをツルーイングできる。
次いで、この電圧を印加せずに引き続きツルーイング砥
石６で研削砥石２を機械的にツルーイングする。このよ
うに、プラズマ放電ツルーイングと機械的ツルーイング
を併用することにより、プラズマ放電ツルーイングでは
高速・高能率のツルーイングができ、機械的ツルーイン
グでは、２０μｍ以下の鋭いＲに成形することができ
る。次いで、このように成形した鋭い砥石先端形状の研
削砥石の外周面と下面を電解ドレッシングしながらワー
ク１に接触させてマイクロＶ溝加工を行う。
【００２２】上述した本発明の装置及び方法によれば、
回転ツルーイング装置８により、プラズマ放電ツルーイ
ングと機械的ツルーイングを併用して、研削砥石２の外
周面と下面を成形することにより、研削砥石の鉛直外周
面２ａと水平下面２ｂのなす先端形状を２０μｍ以下の
Ｒに成形することができる。従って、このように成形し
た極微細な砥粒を有する円筒形研削砥石２を用いて、研
削砥石を電解ドレッシングしながら、この砥石によりワ
ークを研削することにより、砥石の目詰まりなしに鏡面
のような極めて優れた加工面を研削加工でき、ゲルマニ
ウム、ガリウム砒素、ニオブ酸リチウム等の硬脆材料を
用いて高い分解能を有するイマージョングレーティング
を加工することができる。
回転ツルーイング装置８により、プラズマ放電ツルーイ
ングと機械的ツルーイングを併用して、研削砥石２の外
周面と下面を成形することにより、研削砥石の鉛直外周
面２ａと水平下面２ｂのなす先端形状を２０μｍ以下の
Ｒに成形することができる。従って、このように成形し
た極微細な砥粒を有する円筒形研削砥石２を用いて、研
削砥石を電解ドレッシングしながら、この砥石によりワ
ークを研削することにより、砥石の目詰まりなしに鏡面
のような極めて優れた加工面を研削加工でき、ゲルマニ
ウム、ガリウム砒素、ニオブ酸リチウム等の硬脆材料を
用いて高い分解能を有するイマージョングレーティング
を加工することができる。
【００２３】
【実施例】図２は、本発明の実施例による形状測定結果
である。この実施例では、研削砥石に砥粒粒度＃２００
００（平均粒径約０．８μｍ）のダイヤモンド砥粒を用
いて、ゲルマニウムイマージョングレーティングを加工
した。図２は加工後の断面形状（図６のＡ部）の計測結
果である。この図から研削砥石の鉛直外周面２ａと水平
下面２ｂのなす角度が正確に９０°に加工されており、
かつその底部のＲが約２０μｍとなっていることがわか
る。また、加工面の面粗さは鏡面に近い優れたものであ
った。従って、このゲルマニウムイマージョングレーテ
ィングは底部のＲが若干大きく（０に近いほど良い）、
その分、反射効率は低下するが、図４に示した中間赤外
線高分散分光装置に適用できることが確認できた。
である。この実施例では、研削砥石に砥粒粒度＃２００
００（平均粒径約０．８μｍ）のダイヤモンド砥粒を用
いて、ゲルマニウムイマージョングレーティングを加工
した。図２は加工後の断面形状（図６のＡ部）の計測結
果である。この図から研削砥石の鉛直外周面２ａと水平
下面２ｂのなす角度が正確に９０°に加工されており、
かつその底部のＲが約２０μｍとなっていることがわか
る。また、加工面の面粗さは鏡面に近い優れたものであ
った。従って、このゲルマニウムイマージョングレーテ
ィングは底部のＲが若干大きく（０に近いほど良い）、
その分、反射効率は低下するが、図４に示した中間赤外
線高分散分光装置に適用できることが確認できた。
【００２４】図３は、本発明の実施例による砥粒粒度と
溝谷部のＲとの関係図である。この図において、（Ａ）
はワーク材料がゲルマニウム（Ｇｅ）、（Ｂ）はガリウ
ム砒素（ＧａＡｓ）、（Ｃ）は超硬合金の場合である。
また各図において、横軸は研削砥石の砥粒粒度、縦軸
は、加工底部のＲ（μｍ）である。図３の各図から、研
削砥石の砥粒粒度を大きくするほど、加工底部のＲを小
さくすることができ、ゲルマニウム、ガリウム砒素、超
硬合金のいずれの場合でも、砥粒粒度＃２００００（平
均粒径約０．８μｍ）の場合に、約１５μｍの加工底部
のＲを達成できることが確認できた。従って、更に平均
粒径の極微細な砥粒を有する研削砥石を用いることによ
り、加工底部のＲを更に小さくでき、かつ加工面の面粗
さを更に優れたものにすることができることが予測でき
る。
溝谷部のＲとの関係図である。この図において、（Ａ）
はワーク材料がゲルマニウム（Ｇｅ）、（Ｂ）はガリウ
ム砒素（ＧａＡｓ）、（Ｃ）は超硬合金の場合である。
また各図において、横軸は研削砥石の砥粒粒度、縦軸
は、加工底部のＲ（μｍ）である。図３の各図から、研
削砥石の砥粒粒度を大きくするほど、加工底部のＲを小
さくすることができ、ゲルマニウム、ガリウム砒素、超
硬合金のいずれの場合でも、砥粒粒度＃２００００（平
均粒径約０．８μｍ）の場合に、約１５μｍの加工底部
のＲを達成できることが確認できた。従って、更に平均
粒径の極微細な砥粒を有する研削砥石を用いることによ
り、加工底部のＲを更に小さくでき、かつ加工面の面粗
さを更に優れたものにすることができることが予測でき
る。
【００２５】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されず、本発明の要旨を逸脱しない限りで主種に変更で
きることは勿論である。
されず、本発明の要旨を逸脱しない限りで主種に変更で
きることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】上述したように、本発明のマイクロＶ溝
加工装置及び方法は、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ニ
オブ酸リチウム等の硬脆材料を用いて高い分解能を有す
るイマージョングレーティングを加工することができ
る、等の優れた効果を有する。
加工装置及び方法は、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ニ
オブ酸リチウム等の硬脆材料を用いて高い分解能を有す
るイマージョングレーティングを加工することができ
る、等の優れた効果を有する。
【図１】本発明によるマイクロＶ溝加工装置の構成図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施例による形状測定結果である。
【図３】本発明の実施例による砥粒粒度と溝谷部のＲと
の関係図である。
の関係図である。
【図４】中間赤外線高分散分光装置の構成図である。
【図５】イマージョングレーティングの原理図である。
【図６】イマージョングレーティングの形状図である。
１ ワーク、２ 研削砥石、２ａ 鉛直外周面、２ｂ
水平下面、４ ＥＬＩＤ研削装置、４ａ ＥＬＩＤ電
極、４ｂ ノズル、５ ＥＬＩＤ電源、６ ツルーイン
グ砥石、８ 回転式ツルーイング装置、１０ 放電電圧
印加装置、１０ａ 直流電源、１０ｂ パルス放電回
路、１０ｃ 電流供給ライン
水平下面、４ ＥＬＩＤ研削装置、４ａ ＥＬＩＤ電
極、４ｂ ノズル、５ ＥＬＩＤ電源、６ ツルーイン
グ砥石、８ 回転式ツルーイング装置、１０ 放電電圧
印加装置、１０ａ 直流電源、１０ｂ パルス放電回
路、１０ｃ 電流供給ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海老塚 昇 東京都三鷹市大沢１−11−５ ハイツフジ Ｂ−202 (72)発明者 山形 豊 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究所 内 (72)発明者 森田 晋也 東京都板橋区板橋４−46−９ パークハイ ツ202 (72)発明者 守安 精 東京都板橋区加賀２−20−３ ハイコーポ 十条403 (72)発明者 浅見 宗明 東京都台東区台東4317 新世代加工システ ム株式会社内 Ｆターム(参考） 3C047 AA13 AA15 AA25 AA26 AA29 3C049 AA03 AA04 AA19 CA01 CA02 CA05 3C059 AA03 AB07 GA01 GB01 GB03 GB05 GC01
Claims (5)
- 【請求項１】 鉛直なＹ軸を中心に回転する円筒形の研
削砥石（２）を有するＥＬＩＤ研削装置（４）と、水平
軸Ｘを中心に回転する円筒形のツルーイング砥石（６）
を有する回転式ツルーイング装置（８）とからなり、 前記研削砥石（２）は、極微細な砥粒を有しかつワーク
（１）を加工する鉛直外周面（２ａ）と水平下面（２
ｂ）を有し、前記回転ツルーイング装置（８）は、研削
砥石の外周面と下面をプラズマ放電ツルーイングと機械
的ツルーイングにより成形するようになっている、こと
を特徴とするマイクロＶ溝加工装置。 - 【請求項２】 前記研削砥石（２）は、平均粒径１μｍ
以下のダイヤモンド砥粒を有するメタルボンドダイヤモ
ンド砥石であり、前記ツルーイング砥石（６）は、ダイ
ヤモンド砥粒を有するメタルボンドダイヤモンド砥石で
ある、ことを特徴とする請求項１に記載のマイクロＶ溝
加工装置。 - 【請求項３】 前記研削砥石（２）とツルーイング砥石
（６）間に電圧を印加してプラズマ放電させる放電電圧
印加装置（１０）を備える、ことを特徴とする請求項１
又は２に記載のマイクロＶ溝加工装置。 - 【請求項４】 鉛直なＹ軸を中心に回転する円筒形の研
削砥石（２）と水平軸Ｘを中心に回転する円筒形のツル
ーイング砥石（６）との間に電圧を印加してプラズマ放
電により研削砥石の鉛直外周面（２ａ）と水平下面（２
ｂ）をツルーイングし、次いで、電圧を印加せずにツル
ーイング砥石（６）で研削砥石（２）を機械的にツルー
イングし、 ツルーイングした研削砥石の外周面と下面を電解ドレッ
シングしながらワーク（１）に接触させてマイクロＶ溝
加工を行う、ことを特徴とするマイクロＶ溝加工方法。 - 【請求項５】 前記プラズマ放電ツルーイングと機械的
ツルーイングにより、研削砥石の鉛直外周面（２ａ）と
水平下面（２ｂ）のなす先端形状を２０μｍ以下のＲに
成形する、ことを特徴とする請求項４に記載のマイクロ
Ｖ溝加工方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000058133A JP4558881B2 (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | マイクロｖ溝加工装置及び方法 |
| US09/794,909 US6478661B2 (en) | 2000-03-03 | 2001-02-28 | Apparatus and method for processing micro-V grooves |
| EP01105031A EP1129817B1 (en) | 2000-03-03 | 2001-03-01 | Apparatus and method for processing micro-v grooves |
| DE60137466T DE60137466D1 (de) | 2000-03-03 | 2001-03-01 | Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von V-Mikrorillen |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000058133A JP4558881B2 (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | マイクロｖ溝加工装置及び方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP2000058133A Expired - Fee Related JP4558881B2 (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | マイクロｖ溝加工装置及び方法 |
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| EP (1) | EP1129817B1 (ja) |
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| CN103522190A (zh) * | 2013-10-31 | 2014-01-22 | 哈尔滨工业大学 | 一种圆弧金刚石砂轮电火花与机械复合修整装置 |
| JP2014038158A (ja) * | 2012-08-13 | 2014-02-27 | Canon Inc | 反射型回折素子 |
| JP2016173614A (ja) * | 2016-07-08 | 2016-09-29 | キヤノン株式会社 | 反射型回折素子 |
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| CN108838889B (zh) * | 2018-06-25 | 2023-06-30 | 广东工贸职业技术学院 | 一种硬脆自由曲面磨削装置及磨削方法 |
| CN114714158B (zh) * | 2022-03-25 | 2023-06-20 | 华南理工大学 | 一种pcd微槽脉冲放电辅助磨削角度精度控制方法 |
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