JP2002233912A

JP2002233912A - 溝加工方法

Info

Publication number: JP2002233912A
Application number: JP2001025158A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Tomita; 泰央冨田; Shuichi Yamaguchi; 修一山口; Shinji Ito; 真治伊東
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2002-08-20

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、被加工物に溝加工を行うための溝
加工方法に関し、溝部の縁部にカエリが発生することを
従来より大幅に低減させることを目的とする。【解決手段】被加工物をバイトにより切削加工して、
前記被加工物に開き角が１００度以下の溝部を形成する
ための溝加工方法において、前記溝部に対応する形状を
有する前記バイトの中心線を前記溝部の中心線から一側
に偏った位置にずらして溝加工を行う一側偏移加工工程
と、この工程の後、前記バイトの中心線を前記溝部の中
心線から他側に偏った位置にずらして溝加工を行う他側
偏移加工工程と、この工程の後、前記バイトの中心線を
前記溝部の中心線に合わせて仕上げ加工を行う仕上加工
工程とを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物に溝加工
を行うための溝加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多数の微細な溝部を有する反射
板，拡散板等の光学素子は、金型に微細な溝部を多数形
成し、樹脂成形等により金型に形成される微細な溝部を
転写することにより製造されている。図１１は、金型と
なる被加工物１に、微細な溝部１ａを形成している状態
を示しており、被加工物１に対してバイト２を相対移動
することにより、被加工物１に微細な溝部１ａが多数形
成される。

【０００３】そして、従来の溝加工方法では、例えば、
図１２に示すように、バイト２の中心線ＣＬ１を、溝部
１ａの中心線ＣＬ２に合わせた状態で、バイト２に順次
切り込みを与えることにより、バイト２の刃先形状に対
応する形状の溝部１ａが加工される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の溝加工方法では、図１３に示すように、バイ
ト２により加工された溝部１ａの縁部にカエリ１ｂが発
生するという問題があった。

【０００５】そして、このようなカエリ１ｂは、被加工
物１に形成される溝部１ａが微細であるため除去するこ
とが困難であり、被加工物１である金型を介して光学素
子に転写され、光学素子の品質を低下させるという問題
があった。そして、このようなカエリ１ｂの発生は、被
加工物１に形成される溝部１ａの開き角θが小さくなる
程増大し、特に、溝部１ａの開き角θが１００度以下に
なると顕著になるという問題があった。

【０００６】本発明は、かかる従来の問題を解決するた
めになされたもので、溝部の縁部にカエリが発生するこ
とを従来より大幅に低減させることができる溝加工方法
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】請求項１の溝加工方法
は、被加工物をバイトにより切削加工して、前記被加工
物に開き角が１００度以下の溝部を形成するための溝加
工方法において、前記溝部に対応する形状を有する前記
バイトの中心線を前記溝部の中心線から一側に偏った位
置にずらして溝加工を行う一側偏移加工工程と、この工
程の後、前記バイトの中心線を前記溝部の中心線から他
側に偏った位置にずらして溝加工を行う他側偏移加工工
程と、この工程の後、前記バイトの中心線を前記溝部の
中心線に合わせて仕上げ加工を行う仕上加工工程とを有
することを特徴とする。

【０００８】請求項２の溝加工方法は、請求項１記載の
溝加工方法において、前記一側偏移加工工程の前に、前
記バイトの中心線を前記溝部の中心線に合わせて加工す
る最初の溝加工を行うことを特徴とする。請求項３の溝
加工方法は、請求項１または請求項２記載の溝加工方法
において、前記一側偏移加工工程および他側偏移加工工
程を、隣接する複数の溝部に対して行った後、前記仕上
加工工程を前記隣接する複数の溝部に対して行うことを
特徴とする。

【０００９】（作用）請求項１の溝加工方法では、被加
工物がバイトにより切削加工され、被加工物に開き角が
１００度以下の溝部が形成される。そして、溝部の加工
が、溝部に対応する形状を有するバイトの中心線を溝部
の中心線から一側に偏った位置にずらして溝加工を行う
一側偏移加工工程を行った後、バイトの中心線を溝部の
中心線から他側に偏った位置にずらして溝加工を行う他
側偏移加工工程を行うことにより行われる。

【００１０】そして、このような一側偏移加工工程およ
び他側偏移加工工程を行うことにより、溝部の両側の縁
部に発生するカエリが非常に小さくなる。従って、バイ
トの中心線を溝部の中心線に合わせて仕上げ加工を行う
仕上加工工程の後に、溝部の縁部に存在するカエリが非
常に小さくなる。請求項２の溝加工方法では、一側偏移
加工工程の前に、バイトの中心線を溝部の中心線に合わ
せて加工する最初の溝加工が行われる。

【００１１】そして、このような最初の溝加工を行うこ
とにより、一側偏移加工工程および他側偏移加工工程の
後に、溝部の両側の縁部に発生するカエリがより小さな
ものになる。

【００１２】請求項３の溝加工方法では、一側偏移加工
工程および他側偏移加工工程が、先ず、隣接する複数の
溝部に対して行われる。そして、この後、仕上加工工程
が隣接する複数の溝部に対して行われ、一側偏移加工工
程および他側偏移加工工程により溝部の縁部に発生した
カエリが除去される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。図１は、本発明の溝加工方法の第１の実施
形態を示している。この実施形態では、図２に示すよう
に、被加工物１１に対してバイト１３を相対移動するこ
とにより、被加工物１１に微細な溝部１１ａが多数形成
される。

【００１４】被加工物１１は、例えば、多数の微細な溝
部１１ａを有する反射板，拡散板等の光学素子を製造す
るための金型であって、真鍮，黄銅等からなり、通常の
型材に無電解めっきを施したものを用いることもでき
る。また、溝部１１ａの開き角θが、１００度以下の角
度、例えば、７０度とされ、溝部１１ａのピッチが２０
μｍとされる。

【００１５】そして、この実施形態では、図１に〜
で示すように、第１〜第６の加工工程を順次行うことに
より溝部１１ａの加工が行われる。図３は、図１にで
示す第１の加工工程の詳細を示しており、この第１の加
工工程では、バイト１３の中心線ＣＬ１を、溝部１１ａ
の中心線ＣＬ２に合わせて加工する最初の溝加工が行わ
れる。

【００１６】そして、バイト１３の切り込み深さが、形
成すべき溝部１１ａの深さの半分程度の深さとされる。
なお、この実施形態では、バイト１３には、形成すべき
溝部１１ａに対応する形状を有するダイヤモンドバイト
あるいは超硬バイトが使用される。

【００１７】また、形成すべき溝部１１ａの形状が、溝
部１１ａの中心線ＣＬ２に対して対称な二等辺三角形形
状とされる。図４は、図１にで示す第２の加工工程の
詳細を示しており、この第２の加工工程では、バイト１
３の中心線ＣＬ１を、溝部１１ａの中心線ＣＬ２から一
側（図の左側）に偏った位置にずらして溝加工を行う一
側偏移加工が行われる。

【００１８】そして、バイト１３の切り込み深さが、第
１の加工工程より多少深めとされ、また、バイト１３の
刃部の側面１３ａが、第１の加工工程で形成された溝部
１１ｂに接触しないように位置され加工が行われる。図
５は、図１にで示す第３の加工工程の詳細を示してお
り、この第３の加工工程では、バイト１３の中心線ＣＬ
１を、溝部１１ａの中心線ＣＬ２から他側（図の右側）
に偏った位置にずらして溝加工を行う他側偏移加工が行
われる。

【００１９】そして、バイト１３が、第２の加工工程に
対して、溝部１１ａの中心線ＣＬ２を中心にして対称と
なるように位置され加工が行われる。図６は、図１に
で示す第４の加工工程の詳細を示しており、この第４の
加工工程では、バイト１３の中心線ＣＬ１を、溝部１１
ａの中心線ＣＬ２から一側（図の左側）に偏った位置に
ずらして溝加工を行う一側偏移加工が行われる。

【００２０】そして、バイト１３の切り込み深さが、第
２の加工工程より深めとされ、また、バイト１３の刃部
の側面１３ａが、第３の加工工程で形成された溝部１１
ｃに接触しないように位置され加工が行われる。図７
は、図１にで示す第５の加工工程の詳細を示してお
り、この第５の加工工程では、バイト１３の中心線ＣＬ
１を、溝部１１ａの中心線ＣＬ２から他側（図の右側）
に偏った位置にずらして溝加工を行う他側偏移加工が行
われる。

【００２１】そして、バイト１３が、第４の加工工程に
対して、溝部１１ａの中心線ＣＬ２を中心にして対称と
なるように位置され加工が行われる。図８は、図１に
で示す第６の加工工程の詳細を示しており、この第６の
加工工程では、バイト１３の中心線ＣＬ１を、溝部１１
ａの中心線ＣＬ２に合わせて仕上加工が行われる。

【００２２】すなわち、バイト１３の切り込み深さが、
溝部１１ａの深さと同一の深さとされ、溝部１１ａの最
終加工が行われる。上述した溝加工方法では、第２の加
工工程および第４の加工工程において一側偏移加工を行
い、また、第３の加工工程および第５の加工工程におい
て他側偏移加工を行うようにしたので、これ等の加工に
おいて溝部の両側の縁部に発生するカエリが非常に小さ
くなり、第６の加工工程において仕上加工された溝部１
１ａの縁部に、カエリ１ｂ（図１３に示す）が発生する
ことを従来より大幅に低減させることができる。

【００２３】また、上述した溝加工方法では、第１の加
工工程においてバイト１３の中心線ＣＬ１を溝部１１ａ
の中心線ＣＬ２に合わせて加工する最初の溝加工を行う
ようにしたので、溝部１１ａの両側の縁部に発生するカ
エリ１ｂ（図１３に示す）をより小さなものにすること
ができる。なお、この実施形態の溝加工方法により、開
き角θが７０度で、ピッチが２０μｍの溝部１１ａを加
工したところカエリの高さを従来の約１／５に低減する
ことができた。

【００２４】そして、この溝加工方法では、仕上加工を
除いて１回の切り込みが、２μｍから５μｍ、溝部１１
ａの中心線ＣＬ２からの一側偏移量あるいは他側偏移量
が、０．５μｍから３μｍとされ、また、仕上加工にお
ける切り込みが、０．５μｍから２μｍであった。図９
は、本発明の溝加工方法の第２の実施形態を示すもの
で、この実施形態では、先ず、（ａ）に示すように、上
述した第１の加工工程から第５の加工工程を行うことに
より仕上加工の行われない状態の２つの溝部１１ｄが隣
接して加工される。

【００２５】そして、（ｂ）に示すように、前に加工さ
れた隣接する溝部１１ｄに、上述した第６の加工工程を
行うことにより仕上加工が行われ、所望の溝部１１ａが
形成される。そして、このような加工を順次行うことに
より複数の溝部１１ａが順次加工される。

【００２６】この実施形態の溝加工方法では、第１の加
工工程から第５の加工工程を行って２つの溝部１１ｄを
隣接して形成した後、仕上加工である第６の加工工程
を、前に加工された隣接する溝部１１ｄに対して行うよ
うにしたので、第１の加工工程から第５の加工工程によ
り溝部１１ａの縁部に発生したカエリ１ｂ（図１３に示
す）を有効に除去することができる。

【００２７】なお、この実施形態では、第１の加工工程
から第５の加工工程を行って２つの溝部１１ｄを隣接し
て形成した例について説明したが、本発明はかかる実施
形態に限定されるものではなく、例えば、第１の加工工
程から第５の加工工程を行って３つ以上の溝部１１ｄを
隣接して形成し、この後、仕上加工である第６の加工工
程を各溝部１１ｄに対して行うようにしても良い。

【００２８】また、上述した第１および第２の実施形態
では、第２の加工工程および第４の加工工程において一
側偏移加工を行い、また、第３の加工工程および第５の
加工工程において他側偏移加工を行うようにした例につ
いて説明したが、本発明はかかる実施形態に限定される
ものではなく、例えば、一側偏移加工および他側偏移加
工を１回のみ行うようにしても良く、また、３回以上行
うようにしても良い。

【００２９】さらに、上述した第１および第２の実施形
態では、二等辺三角形状の溝部１１ａの加工に本発明を
適用した例について説明したが、本発明はかかる実施形
態に限定されるものではなく、例えば、図１０に示すよ
うな台形形状の溝部１１ｅの加工にも本発明を適用する
ことができる。

【００３０】そして、この場合には、溝部１１ｅに対応
する形状を有するバイト１３Ａが使用される。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の溝加工方
法では、一側偏移加工工程および他側偏移加工工程を行
うことにより、溝部の両側の縁部に発生するカエリが非
常に小さくなり、この結果、仕上加工された溝部の縁部
にカエリが発生することを従来より大幅に低減させるこ
とができる。

【００３２】請求項２の溝加工方法では、一側偏移加工
工程の前に、バイトの中心線を溝部の中心線に合わせて
加工する最初の溝加工を行うようにしたので、一側偏移
加工工程および他側偏移加工工程の後に、溝部の両側の
縁部に発生するカエリをより小さなものにすることがで
きる。請求項３の溝加工方法では、一側偏移加工工程お
よび他側偏移加工工程を、隣接する複数の溝部に対して
行った後、仕上加工工程を隣接する複数の溝部に対して
行うようにしたので、一側偏移加工工程および他側偏移
加工工程により溝部の縁部に発生したカエリを除去する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溝加工方法の第１の実施形態を示す説
明図である。

【図２】図１の溝加工方法を行っている状態を示す説明
図である。

【図３】図１の第１の加工工程の詳細を示す説明図であ
る。

【図４】図１の第２の加工工程の詳細を示す説明図であ
る。

【図５】図１の第３の加工工程の詳細を示す説明図であ
る。

【図６】図１の第４の加工工程の詳細を示す説明図であ
る。

【図７】図１の第５の加工工程の詳細を示す説明図であ
る。

【図８】図１の第６の加工工程の詳細を示す説明図であ
る。

【図９】本発明の溝加工方法の第２の実施形態を示す説
明図である。

【図１０】本発明の溝加工方法が適用可能な台形状の溝
部を示す説明図である。

【図１１】従来の溝加工方法を示す説明図である。

【図１２】従来の溝加工方法の詳細を示す説明図であ
る。

【図１３】従来の溝加工方法において溝部の縁部に発生
するカエリを示す説明図である。

【符号の説明】

１１被加工物１１ａ溝部１３バイト θ 開き角ＣＬ１バイトの中心線ＣＬ２溝部の中心線

フロントページの続き (72)発明者伊東真治東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株式会社ニコン内Ｆターム(参考） 3C050 AB02 AC03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工物をバイトにより切削加工して、
前記被加工物に開き角が１００度以下の溝部を形成する
ための溝加工方法において、前記溝部に対応する形状を有する前記バイトの中心線を
前記溝部の中心線から一側に偏った位置にずらして溝加
工を行う一側偏移加工工程と、この工程の後、前記バイトの中心線を前記溝部の中心線
から他側に偏った位置にずらして溝加工を行う他側偏移
加工工程と、この工程の後、前記バイトの中心線を前記溝部の中心線
に合わせて仕上げ加工を行う仕上加工工程と、を有することを特徴とする溝加工方法。
【請求項２】請求項１記載の溝加工方法において、前記一側偏移加工工程の前に、前記バイトの中心線を前
記溝部の中心線に合わせて加工する最初の溝加工を行う
ことを特徴とする溝加工方法。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の溝加工方
法において、前記一側偏移加工工程および他側偏移加工工程を、隣接
する複数の溝部に対して行った後、前記仕上加工工程を
前記隣接する複数の溝部に対して行うことを特徴とする
溝加工方法。