JP2003062707A

JP2003062707A - ダイヤモンド工具、加工方法、光学素子成形用金型及び合成樹脂製光学素子

Info

Publication number: JP2003062707A
Application number: JP2001251030A
Authority: JP
Inventors: Hide Hosoe; 秀細江; Atsushi Sawada; 篤澤田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2003-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】例えば回折レンズに代表されるような、光軸を
中心とする円形面と少なくとも１個の輪帯を有し、前記
円形面と隣接する輪帯との境界部及び隣接する各輪帯間
の境界部を微小な段部で接続した輪帯レンズを成形する
ための成形用金型を製作する際に、高精度な成形面を形
成できるダイヤモンド工具、加工方法、それにより製作
された成形用金型及び光学素子を提供する。【解決手段】ダイヤモンドからなる切れ刃をシャンクに
保持したダイヤモンド工具３において、切れ刃には、直
線状の第１の縁部３ｂと、第１の縁部３ｂに交叉する方
向に延在する第２の縁部３ｃと、第１の縁部３ｂ端部と
第２の縁部３ｃ端部とを結ぶ円弧部３ｄとから輪郭づけ
られるすくい面３ａを有し、円弧部３ｄの半径をｒ（μ
ｍ）としたとき、０．０５ ≦ ｒ ≦ ２．５を満足するので、例えば輪帯レンズなどを成形するため
の成形用金型を製作する際に、折損の恐れを回避しつつ
も、高精度な成形面を型に形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤモンド工具
の構造、及びこれを使用する光ディスク用ピックアップ
対物レンズなどの光学素子を成形する金型及びその加工
方法、前記成形用金型によって成形される光学素子に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスク用ピックアップ対物レ
ンズなどの高精度光学素子の成形用金型の光学面加工に
は、すくい面のノーズ半径が０．１〜１．５ｍｍ程度、
頂角が４０〜６０°程度の単結晶ダイヤモンド製のＲバ
イトが使用されており、光学面形状が、例えば一般非球
面方程式で表現される単一面で構成される場合には、超
精密加工機を使用することにより、切削加工のみで高精
度な光学面を得ることが可能である。一方、より微細な
形状構造を有する光学面を創生加工する際には、さらに
微細なノーズ半径を有するＲバイトが使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１は、回折レンズに
代表される輪帯レンズを成形するための成形用金型の断
面と、工具との関係を示した図である。金型素材１は円
筒形状であり、回転軸（成形レンズの光軸に対応する）
２を中心に回転駆動されている。この状態において、Ｒ
バイト３には粗加工済みの輪帯光学面４に対し、輪帯形
状に応じた光軸方向（Ｚ軸方向）の送り、及び金型素材
１の外周側から中心部に向かう径方向（Ｘ軸方向）の送
りが与えられる。その結果、輪帯光学面４には中心円形
部４ａ、中心円形部４ａと同心である輪帯群４ｂ、中心
円形部４ａと隣接する輪帯との間を接続する接続面４
ｃ、隣接する輪帯間を接続する接続面４ｄが形成され
る。

【０００４】このような従来の加工手法では、接続面４
ｃと輪帯４ｂとの境界部又は接続面４ｄと輪帯４ｂとの
境界部Ｃ及び接続面４ｄと輪帯４ｂとの境界部Ｄ及び中
心円形部４ａと接続面４ｃとの境界部Ｅに、Ｒバイト３
のノーズ形状が転写されてしまうため、輪帯光学面４の
表面積が設計値よりも減少することとなる。従って、成
形レンズの回折効率が減少し、要求仕様を満たすことが
困難となっていた。

【０００５】また図２は、図１を更に拡大した如き図で
あり、従来の加工手法におけるＲバイト３の輪帯光学面
４に対するセッティング方向を示している。このセッテ
ィング方向は、Ｒバイト３の切れ刃のすくい面以外の面
及びすくい面の陵部が輪帯光学面４と干渉することを防
ぐように決められる。しかし、このセッティング方向で
は、本来円筒面であるべき接続面４ｃ及び接続面４ｄが
近似円錐面となってしまうという問題があり、このよう
にして加工された型により成形される光学素子の回折効
率を低下させることとなる。

【０００６】例えば、特開平７−２９０４６２号公報で
は、接続面４ｃ及び接続面４ｄを積極的に円錐面とする
ことで、成形レンズの抜き勾配が得られ、金型の輪帯の
段差成形部分がレンズ材料の流れを阻害することがな
く、型加工が容易になる技術が示されている。しかしな
がら、理想的な光学設計上は、接続面４ｃ及び４ｄは円
筒面であることが前提となっており、従来技術のように
円錐面とすると中心円形部４ａ及び輪帯群４ｂの表面積
が減少してしまうため、成形レンズの透過光量が減少
し、要求仕様を満たすことが困難となってしまう。

【０００７】本発明は、例えば回折レンズに代表される
ような、光軸を中心とする円形面と少なくとも１個の輪
帯を有し、前記円形面と隣接する輪帯との境界部及び隣
接する各輪帯間の境界部を微小な段部で接続した輪帯レ
ンズを成形するための成形用金型を製作する際に、高精
度な成形面を形成できるダイヤモンド工具、加工方法、
それにより製作された成形用金型及び光学素子を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のダイヤ
モンド工具は、光学素子成形用金型加工用の工具であっ
て、ダイヤモンドからなる切れ刃をシャンクに保持した
ダイヤモンド工具において、前記切れ刃には、直線状の
第１の縁部と、該第１の縁部に交叉する方向に延在する
第２の縁部と、前記第１の縁部端部と前記第２の縁部端
部とを結ぶ第３の縁部とから輪郭づけられるすくい面を
有し、前記第３の縁部は円弧形状であり、該円弧の半径
をｒ（μｍ）としたとき、０．０５ ≦ ｒ ≦ ２．５（１）を満足するので、例えば輪帯レンズなどを成形するため
の成形用金型を製作する際に、折損の恐れを回避しつつ
も、高精度な成形面を型に形成できる。

【０００９】図３（ａ）は、請求項１に記載のダイヤモ
ンド工具の切れ刃を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、
すくい面３ａの先端部形状を示す拡大図である。ダイヤ
モンド工具の切れ刃３は、図に示すようにシャンクＳに
対してろう付けされており、切削されるべき型の回転方
向に正対するすくい面３ａを有している。かかるすくい
面３ａの先端部は、第１の縁部である縁部３ｂ及び第２
の縁部である縁部３ｃと、縁部３ｂ、３ｃとを結ぶ第３
の縁部である円弧部３ｄとから輪郭づけられている。

【００１０】請求項１に記載のダイヤモンド工具は、
（１）式に示すように、すくい面３ａの円弧部３ｄの半
径ｒを２．５μｍ以下とすることで、従来のＲバイトと
比較して刃先を鋭利にしている。従って、図１に示すよ
うに、接続面４ｃと輪帯４ｂとの境界部又は接続面４ｄ
と輪帯４ｂとの境界部Ｃ及び接続面４ｄと輪帯４ｂとの
境界部Ｄ及び中心円形部４ａと接続面４ｃとの境界部Ｅ
に、ダイヤモンド工具３の刃先（円弧部３ｄ）形状が転
写されても、中心円形部４ａ及び輪帯群４ｂの表面積の
減少を極僅かに抑えることができるので、より高精度な
光学面形状を型に形成することが可能である。しかし、
円弧部３ｄの半径ｒが０．０５μｍを下回ると、刃先の
折損の恐れがあるため、かかる半径ｒは、０．０５μｍ
以上であることが好ましい。

【００１１】請求項２に記載のダイヤモンド工具は、前
記半径ｒ（μｍ）が、０．０５ ≦ ｒ＜１．０（２）を満足するので、円弧部３ｄの半径ｒをより小さく維持
することで、更に精度の良い光学面形状を型に形成する
ことが可能となる。

【００１２】請求項３に記載のダイヤモンド工具は、光
学素子成形用金型加工用の工具であって、ダイヤモンド
からなる切れ刃をシャンクに保持したダイヤモンド工具
において、前記切れ刃には、直線状の第１の縁部と、該
第１の縁部に交叉する方向に延在する第２の縁部と、前
記第１の縁部端部と前記第２の縁部端部とを結ぶ第３の
縁部とから輪郭づけられるすくい面を有し、前記第３の
縁部は非円弧形状であり、前記端部どうしを直線で結ん
だ距離をａ（μｍ）としたとき、０．１ ≦ ａ ≦ ５．０（３）を満足するので、例えば輪帯レンズなどを成形するため
の成形用金型を製作する際に、折損の恐れを抑制しつつ
も、高精度な成形面を形成できる。

【００１３】例えば図３（ｂ）における円弧部３ｄの端
部Ａ、Ｂ（直線状の縁部３ｂ、３ｃとの接続点）間の距
離ａが、０．１μｍ以下である場合、強度不足となり、
被加工面と接触した瞬間に円弧部３ｄは折損してしまう
恐れがある。また円弧部３ｄの端部間の距離が５．０μ
ｍを超えると、その工具で切削した型を用いて成形した
光学素子の回折効率が、設計値に対して急激に減少して
しまうことがシミュレーション及び実験により確認され
ている。従って、円弧部３ｄの端部間の距離は、０．１
μｍ以上５．０μｍ以下であると好ましい。

【００１４】請求項４に記載のダイヤモンド工具は、前
記距離ａ（μｍ）が、０．１ ≦ ａ＜２．０（４）を満足するので、かかる切削した型を用いて成形した光
学素子の回折効率を、より増大させることが出来る。

【００１５】請求項５に記載のダイヤモンド工具は、光
学素子成形用金型加工用の工具であって、ダイヤモンド
からなる切れ刃をシャンクに保持したダイヤモンド工具
において、前記切れ刃には、直線状の第１の縁部と、該
第１の縁部に交叉する方向に延在する第２の縁部と、前
記第１の縁部端部と前記第２の縁部端部とを結ぶ第３の
縁部とから輪郭づけられるすくい面を有し、前記第１の
縁部と、前記第２の縁部とがなす鋭角をｂ（゜）とした
とき、１０ ≦ ｂ ≦ ４５（５）を満足するので、例えば輪帯レンズなどを成形するため
の成形用金型を製作する際に、低コストでありながら、
高精度な成形面を形成できる。

【００１６】請求項５に記載のダイヤモンド工具は、刃
先先端部の頂角ｂ（縁部３ｂ、３ｃのなす角度）が、４
５°を超えている従来の工具刃先頂角と比較して大幅に
小さい。従って切れ刃３のすくい面３ａ以外の面及びす
くい面３ａの陵部が、輪帯光学面と干渉しにくい形状と
なっている。しかし前記頂角が１０°を下回ると、ダイ
ヤモンド工具の収率が大幅に減少し、工具の単価が急激
に増大してしまうので、（５）式に示す範囲が望まし
い。

【００１７】請求項６に記載のダイヤモンド工具は、前
記角度ｂ（゜）が、２０ ≦ ｂ＜４０（６）を満足すると、本発明の作用効果を高める上でより好ま
しい。

【００１８】請求項７に記載のダイヤモンド工具は、請
求項１又は２記載のダイヤモンド工具において、前記第
１の縁部と、前記第２の縁部とがなす鋭角をｂ（゜）と
したとき、１０ ≦ ｂ ≦ ４５（７）を満足するので、更に請求項５に記載の発明と同様な作
用効果を奏する。

【００１９】請求項８に記載のダイヤモンド工具は、請
求項１又は２記載のダイヤモンド工具において、前記第
１の縁部と、前記第２の縁部とがなす鋭角をｂ（゜）と
したとき、２０ ≦ ｂ＜４０（８）を満足すると、本発明の作用効果を高める上でより好ま
しい。

【００２０】請求項９に記載のダイヤモンド工具は、請
求項３又は４記載のダイヤモンド工具において、前記第
１の縁部と、前記第２の縁部とがなす鋭角をｂ（゜）と
したとき、１０ ≦ ｂ ≦ ４５（９）を満足するので、更に請求項５に記載の発明と同様な作
用効果を奏する。

【００２１】請求項１０に記載のダイヤモンド工具は、
請求項３又は４記載のダイヤモンド工具において、前記
第１の縁部と、前記第２の縁部とがなす鋭角をｂ（゜）
としたとき、２０ ≦ ｂ＜４０（１０）を満足すると、本発明の作用効果を高める上でより好ま
しい。

【００２２】請求項１１に記載のダイヤモンド工具は、
前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成されているの
で、超硬合金製の型をも任意に切削加工することが出来
る。

【００２３】請求項１２に記載のダイヤモンド工具は、
光学素子成形用金型加工用工具であって、ダイヤモンド
から成る切れ刃をシャンクに保持したダイヤモンド工具
において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成さ
れ、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の
２等分線の方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方
位<１１０>のすくい面法線平行光によるすくい面への投
影像の方向とのなす鋭角が２２．５°以内であり、前記
切れ刃のすくい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２
の結晶方位<１００>とのなす鋭角をｃ（°）としたと
き、ｃ ≦ ２０（１７）を満足するので、最もへき開しやすい｛１１１｝面に対
する切削抵抗が減少し、さらに折損しにくく、工具寿命
が長いダイヤモンド工具を得る事が可能となる。

【００２４】請求項１２に記載のダイヤモンド工具に関
しては、例えば図３（ｂ）に示す切れ刃３のすくい面３
ａの先端部が非常に鋭利であるため、従来の工具と比較
すると強度不足となり、加工中に折損しやすいという問
題がある。一般的に単結晶ダイヤモンド工具では、ダイ
ヤモンドの結晶方位と工具寿命に強い相関があることが
知られている。そこで、本発明では、図３（ｂ）に示す
頂角ｂの２等分線の方向（Ｘ）と、単結晶ダイヤモンド
の第１の結晶方位<１１０>のすくい面３ａ法線平行光に
よるすくい面３ａへの投影像の方向とのなす鋭角が２
２．５°以内とし、切れ刃３のすくい面３ａ法線と単結
晶ダイヤモンドの第２の結晶方位<１００>とのなす鋭角
ｃを２０°以下としているので、従来技術の切れ刃と同
一の形状であっても、より折損しにくく、工具寿命が長
いダイヤモンド工具を得る事を可能としている。さらに
切れ刃３の刃先を研磨する際のスカイフによる研磨方向
が、単結晶ダイヤモンドの比較的摩耗しやすい方位とな
るため、切れ刃を精度良く、容易に製作することが可能
である。

【００２５】工具刃先が単結晶ダイヤモンドの場合は、
対称性が等しい結晶方位の成す角度は９０°であるた
め、刃先のダイヤモンドの結晶方位を９０°変える毎
に、硬度、欠け易さ、摩耗度などの性質において、同様
の傾向が周期的に繰り返し現れる。従って、刃先の実使
用上の性質は、結晶方位と繰り返し周期の中間である45
°方向とに大きな差を生じる。例えば、（１００）面で
は<１００>方向において硬度は高いが、摩耗しやすい性
質を持つのに対して、それと45°方向を成す<１１０>方
向では、硬度は低いが，摩耗しにくいため、刃先の鋭利
な状態が長期にわたって維持しやすいといった違いを生
じる。従って、もし結晶方位の製作上のバラツキを45°
の半分である22.5°以内に抑えて工具刃先を製作すれ
ば、その結晶方位に特徴づけられた刃先性質を安定して
持たせることが出来る。逆に、結晶方位が22.5°以上異
なった場合は、結晶方位が４５°異なる方向の刃先性質
が顕著に現れるようになる。従って、本発明では前記２
等分線の方向（Ｘ）と、単結晶ダイヤモンドの第１の結
晶方位<１１０>のすくい面３ａ法線平行光によるすくい
面３ａへの投影像の方向とのなす鋭角は２２．５°以下
であることが好ましい。

【００２６】ここで、方位<１１０>とは、単結晶ダイヤ
モンドの結晶面｛１１０｝の法線方向をいい、方位<１
００>とは、単結晶ダイヤモンドの結晶面｛１００｝の
法線方向をいう。

【００２７】請求項１３に記載のダイヤモンド工具は、
前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の２等
分線の方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方位<
１１０>のすくい面法線平行光によるすくい面への投影
像の方向とのなす鋭角が５°以内であり、前記切れ刃の
すくい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２の結晶方
位<１００>とのなす鋭角をｃ（°）としたとき、ｃ ≦ ２０（１８）を満足するので、最もへき開しやすい｛１１１｝面に対
する切削抵抗が減少し、さらに折損しにくく、工具寿命
が長いダイヤモンド工具を得る事が可能となる。

【００２８】請求項１３に記載のダイヤモンド工具で
は、図３（ｂ）に示す頂角ｂの２等分線の方向（Ｘ）
と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方位<１１０>のす
くい面３ａ法線平行光によるすくい面３ａへの投影像の
方向とのなす鋭角が５°以内であり、切れ刃３のすくい
面３ａ法線と単結晶ダイヤモンドの第２の結晶方位<１
００>とのなす鋭角ｃを２０°以下としているので、従
来技術の切れ刃と同一の形状であっても、より折損しに
くく、工具寿命が長いダイヤモンド工具を得る事を可能
としている。さらに切れ刃３の刃先を研磨する際のスカ
イフによる研磨方向が、単結晶ダイヤモンドの比較的摩
耗しやすい方位となるため、より切れ刃を精度良く、容
易に製作することが可能である。

【００２９】請求項１４に記載のダイヤモンド工具は、
前記切れ刃のすくい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの
第２の結晶方位<１００>とのなす鋭角をｃ（°）とした
とき、５ ≦ ｃ ≦ １５（１９）を満足するので、上記発明の作用効果に加え、さらに折
損しにくく、工具寿命が長いダイヤモンド工具を得る事
が可能となる。

【００３０】請求項１５に記載のダイヤモンド工具は、
前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の２等
分線と直交し、前記すくい面上に存在する直線と前記第
２の結晶方位<１００>が５°以内の誤差で直交するの
で、上記発明の作用効果に加え、さらに折損しにくく、
工具寿命が長いダイヤモンド工具を得る事が可能とな
る。

【００３１】請求項１６に記載のダイヤモンド工具は、
光学素子成形用金型加工用工具であって、ダイヤモンド
から成る切れ刃をシャンクに保持したダイヤモンド工具
において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成さ
れ、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の
２等分線の方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方
位<１１０>のすくい面法線平行光によるすくい面への投
影像の方向とのなす鋭角が２２．５°以内であり、前記
切れ刃のすくい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２
の結晶方位<１００>とのなす鋭角をｃ（°）としたと
き、ｃ ≦ ２０（２０）を満足するので、最もへき開しやすい｛１１１｝面に対
する切削抵抗が減少し、さらに折損しにくく、工具寿命
が長いダイヤモンド工具を得る事が可能となる。

【００３２】請求項１７に記載のダイヤモンド工具は、
光学素子成形用金型加工用工具であって、ダイヤモンド
から成る切れ刃をシャンクに保持したダイヤモンド工具
において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成さ
れ、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の
２等分線の方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方
位<１１０>のすくい面法線平行光によるすくい面への投
影像の方向とのなす鋭角が５°以内であり、前記切れ刃
のすくい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２の結晶
方位<１００>とのなす鋭角をｃ（°）としたとき、ｃ ≦ ２０（２１）を満足するので、最もへき開しやすい｛１１１｝面に対
する切削抵抗が減少し、さらに折損しにくく、工具寿命
が長いダイヤモンド工具を得る事が可能となる。

【００３３】請求項１８に記載のダイヤモンド工具は、
光学素子成形用金型加工用工具であって、ダイヤモンド
から成る切れ刃をシャンクに保持したダイヤモンド工具
において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成さ
れ、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の
２等分線の方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方
位<１１０>のすくい面法線平行光によるすくい面への投
影像の方向とのなす鋭角が２２．５°以内であり、前記
切れ刃のすくい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２
の結晶方位<１００>とのなす鋭角をｃ（°）としたと
き、５ ≦ ｃ ≦ １５（２２）を満足するので、最もへき開しやすい｛１１１｝面に対
する切削抵抗が減少し、さらに折損しにくく、工具寿命
が長いダイヤモンド工具を得る事が可能となる。

【００３４】請求項１９に記載のダイヤモンド工具は、
光学素子成形用金型加工用工具であって、ダイヤモンド
から成る切れ刃をシャンクに保持したダイヤモンド工具
において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成さ
れ、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の
２等分線の方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方
位<１１０>のすくい面法線平行光によるすくい面への投
影像の方向とのなす鋭角が５°以内の誤差で一致し、前
記切れ刃のすくい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの第
２の結晶方位<１００>とのなす鋭角をｃ（°）としたと
き、５ ≦ ｃ ≦ １５（２３）を満足するので、最もへき開しやすい｛１１１｝面に対
する切削抵抗が減少し、さらに折損しにくく、工具寿命
が長いダイヤモンド工具を得る事が可能となる。

【００３５】請求項２０に記載のダイヤモンド工具は、
光学素子成形用金型加工用工具であって、ダイヤモンド
から成る切れ刃をシャンクに保持したダイヤモンド工具
において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成さ
れ、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の
２等分線の方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方
位<１１０>のすくい面法線平行光によるすくい面への投
影像の方向とのなす鋭角が２２．５°以内であり、前記
切れ刃のすくい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２
の結晶方位<１００>とのなす鋭角をｃ（°）としたと
き、ｃ ≦ ２０（２４）を満足し、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する
鋭角の２等分線と直交し、前記すくい面上に存在する直
線と前記第２の結晶方位<１００>が５°以内の誤差で直
交するので、上記発明の作用効果に加え、さらに折損し
にくく、工具寿命が長いダイヤモンド工具を得る事が可
能となる。

【００３６】請求項２１に記載のダイヤモンド工具は、
光学素子成形用金型加工用工具であって、ダイヤモンド
から成る切れ刃をシャンクに保持したダイヤモンド工具
において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成さ
れ、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の
２等分線の方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方
位<１１０>のすくい面法線平行光によるすくい面への投
影像の方向とのなす鋭角が５°以内であり、前記切れ刃
のすくい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２の結晶
方位<１００>とのなす鋭角をｃ（°）としたとき、ｃ ≦ ２０（２５）を満足し、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する
鋭角の２等分線と直交し、前記すくい面上に存在する直
線と前記第２の結晶方位<１００>が５°以内の誤差で直
交するので、上記発明の作用効果に加え、さらに折損し
にくく、工具寿命が長いダイヤモンド工具を得る事が可
能となる。

【００３７】請求項２２に記載のダイヤモンド工具は、
光学素子成形用金型加工用工具であって、ダイヤモンド
から成る切れ刃をシャンクに保持したダイヤモンド工具
において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成さ
れ、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の
２等分線の方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方
位<１１０>のすくい面法線平行光によるすくい面への投
影像の方向とのなす鋭角が２２．５°以内であり、前記
切れ刃のすくい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２
の結晶方位<１００>とのなす鋭角をｃ（°）としたと
き、５ ≦ ｃ ≦ １５（２６）を満足し、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する
鋭角の２等分線と直交し、前記すくい面上に存在する直
線と前記第２の結晶方位<１００>が５°以内の誤差で直
交するので、上記発明の作用効果に加え、さらに折損し
にくく、工具寿命が長いダイヤモンド工具を得る事が可
能となる。

【００３８】請求項２３に記載のダイヤモンド工具は、
光学素子成形用金型加工用工具であって、ダイヤモンド
から成る切れ刃をシャンクに保持したダイヤモンド工具
において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成さ
れ、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の
２等分線の方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方
位<１１０>のすくい面法線平行光によるすくい面への投
影像の方向とのなす鋭角が５°以内であり、前記切れ刃
のすくい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２の結晶
方位<１００>とのなす鋭角をｃ（°）としたとき、５ ≦ ｃ ≦ １５（２７）を満足し、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する
鋭角の２等分線と直交し、前記すくい面上に存在する直
線と前記第２の結晶方位<１００>が５°以内の誤差で直
交するので、上記発明の作用効果に加え、さらに折損し
にくく、工具寿命が長いダイヤモンド工具を得る事が可
能となる。

【００３９】請求項２４に記載の加工方法は、請求項１
〜２３いずれか１項に記載のダイヤモンド工具を使用し
た加工方法であって、光軸を中心とする円形面（図１の
４ａに相当）と少なくとも１個の輪帯（図１の４ｂに相
当）を有し、前記円形面と隣接する輪帯との境界部（図
１のＥに相当）及び隣接する各輪帯間の境界部（図１の
Ｃ、Ｄに相当）を微小な段部（図１の４ｃ、４ｄに相
当）で接続した輪帯レンズを成形するための成形用金型
（図１の１に相当）の加工方法であって、被加工面（図
１の光学面４に相当）を有する金型素材（図５の１に相
当）を支持体（図５の９に相当）に支持させる工程と、
前記支持体に支持されている金型素材をその被加工面に
ほぼ直交する回転軸線（図５の２に相当）のまわりに回
転させる工程と、前記ダイヤモンド工具（図５の３に相
当）により前記被加工面を外周部から回転軸方向へ正面
削りする工程を有するので、折損の恐れを回避しつつ
も、高精度な成形面を型に形成できる。

【００４０】請求項２５に記載の加工方法は、請求項２
４記載の加工方法において、金型素材が過冷却液体領域
を有する非晶質合金からなると、工具寿命をより延長で
きる。

【００４１】即ち、前記非晶質合金は、結晶粒界を有し
ない組成構造であるため切削による加工面の表面粗さを
結晶粒界を有する素材と比較して小さくすることが可能
である。先端部が微細な工具による切削加工面は表面粗
さが大きくなる傾向があるため、特に有効である。また
従来の多結晶材料では、硬度が高く被削性の良くない結
晶組成や方位の粒界が、切削中に刃先をたたくために断
続的に切削力が変化し、刃先折損の原因の一つとなって
いた。本発明では、金型素材が粒界を有せず均一な組成
であるため切削抵抗が安定し、刃先の折損を大幅に低減
する事が可能となり、工具寿命が延びて繁雑な工具交換
の頻度が減り、光学面加工においてより実用的な効果を
あげる事ができる。

【００４２】請求項２６に記載の加工方法は、請求項２
４記載の加工方法において、金型素材は鉄系材料からな
る金型母材と、この金型母材上に形成された非鉄金属層
から構成されると好ましい。

【００４３】より具体的には、金型素材が鉄系材料から
なる金型母材と、この金型母材上に形成された非鉄金属
層から構成される場合、非鉄金属層は無電解ニッケルメ
ッキ等の被削性の良い素材で形成し、成形金型の成形面
は該非鉄金属層のみに形成されることが好ましい。

【００４４】請求項２７に記載の加工方法は、請求項２
４〜２６いずれか１項記載の加工方法において、前記第
１の縁部（図３の３ｂに対応）ないし前記第２の縁部
（図３の３ｃに対応）が光軸に対して１°以下の角度誤
差で平行であると、かかる加工方法を用いて加工した型
により、例えば回折輪帯の段差を、光軸に対して１°以
下の略平行状態で形成した光学素子を成形できるため、
かかる光学素子の回折効率を向上させることが出来る。

【００４５】より具体的には、切れ刃稜線（図３の３
ｂ、３ｃに相当）の内、回転中心側を光軸とほぼ平行と
することにより、図１において、接続面４ｃ及び接続面
４ｄが光学設計上要求される円筒面となるため、中心円
形部４ａ及び輪帯群４ｂの表面積が設計値に近い値とな
る。従って成形されたレンズの要求仕様を満たす事が容
易となる。この時、輪帯光学面４の法線角の値が９０°
−（該切れ刃頂角）よりも大きい場合には、切れ刃すく
い面３ａの陵部（３ｂまたは３ｃ）が、輪帯光学面４に
干渉してしまう。特に光ピックアップ用回折対物レンズ
等では集光力を高めるためＮＡが大きく、従って輪帯光
学面の最大法線角が６０°程度になるものもあるため、
該切れ刃頂角は３０°以下であることがより好ましい。
しかし頂角を小さくしすぎると、刃先強度が低下し折損
し易くなるため、また刃先を研磨製作する際の収率も大
幅に低減するので、切れ刃頂角は２０°以上が好まし
い。

【００４６】請求項２８に記載の光学素子成形用金型
は、請求項２４〜２７いずれか１項記載の加工方法によ
って加工されると、上述した発明の効果を享受できるた
め好ましい。

【００４７】かかる光学素子成形用金型は、その成形面
を２軸の超精密旋盤を用いて加工するのが好ましい。成
形面の加工形状誤差としては通常５０ｎｍ以下が要求さ
れるので、工具刃先の位置合わせが煩雑となる３軸より
は、より簡易で高精度加工がし易い２軸の超精密旋盤を
用いて加工するのが、特に先端部が微細な工具を使用す
る際には好ましいのである。

【００４８】請求項２９に記載の合成樹脂製光学素子
は、請求項２８記載の光学素子成形用金型によって成形
されると、上述した発明の効果を享受できるため好まし
い。

【００４９】尚、このような光学素子としては、例えば
回折輪帯を有する非球面レンズが考えられる。非球面を
表す光学的関数は、以下の式で表される。Ｎ＝INT(Ah^２+Bh^４+C) Ｘ(h,N)＝h^２/(r_Ｎ(1+√(1-(1+K_Ｎ)h^２/r_Ｎ ^２)))＋Ａ４
_Ｎｈ^４＋Ａ６_Ｎｈ^６＋Ａ８_Ｎｈ^８＋Ａ１０_Ｎｈ^１０＋Δ
Ｎ但し、Ｎは前記回折溝の輪帯番号、ｈは光軸からの高
さ、Ｘは接平面からの光軸方向距離、ｒ_Ｎは第Ｎ輪帯の
曲率半径、Ｋ_Ｎは第Ｎ輪帯の円錐係数、Ａ４_Ｎ〜Ａ１０
_Ｎは第Ｎ輪帯の非球面係数、Δ＝−λ_０／（ｎ−１）は
光軸上１λ_０分の面シフト量である。上式は、「回折光
学素子入門」（オプトロニクス社発行）９２頁に記載さ
れており、光軸を含む断面形状が鋸歯形状の回折面を表
すことができる。ただし、λ_０は、回折輪帯の製造波長
として良い。尚、光学素子の回折面の面形状を表せるの
であれば、上記関数以外を用いることも可能である。

【００５０】一般に、回折輪帯（各輪帯の位置）のピッ
チは、位相差関数若しくは光路差関数を使って定義され
る。具体的には、位相差関数Φｂは単位をラジアンとし
て以下の〔数１〕で表され、光路差関数ΦＢは単位をｍ
ｍとして〔数２〕で表わされる。

【数１】

【数２】

【００５１】これら２つの表現方法は、単位が異なる
が、回折輪帯のピッチを表わす意味では同等である。即
ち、ブレーズ化波長λ（単位ｍｍ）に対し、位相差関数
の係数ｂに、λ／２πを掛ければ光路差関数の係数Ｂに
換算でき、また逆に光路差関数の係数Ｂに、２π／λを
掛ければ位相差関数の係数ｂに換算できる。

【００５２】今、説明を簡単にする為、１次回折光を用
いる回折レンズについて述べることにすると、光路差関
数なら、関数値がブレーズ化波長λの整数倍を超える毎
に輪帯が刻まれ、位相差関数なら、関数値が２πの整数
倍を超える毎に輪帯が刻まれることになる。

【００５３】例えば、屈折パワーのない円筒状の両平面
の物体側面に回折輪帯を刻んだレンズを想定し、ブレー
ズ化波長を０．５μｍ＝０．０００５ｍｍ、光路差関数
の２次係数（２乗項）を−０．０５（位相差関数の２次
係数に換算すると−６２８．３）、他の次数の係数を全
て零とすると、第１輪帯の半径はｈ＝０．１ｍｍであ
り、第２輪帯の半径はｈ＝０．１４１ｍｍということに
なる。また、この回折レンズの焦点距離ｆについては、
光路差関数の２次係数Ｂ２＝−０．０５に対して、ｆ＝
−１／（２・Ｂ２）＝１０ｍｍとなることが知られてい
る。

【００５４】今、上記の定義を基にした場合、位相差関
数若しくは光路差関数の２次係数を零でない値とするこ
とにより、レンズにパワーを持たせることができる。ま
た、位相差関数若しくは光路差関数の２次以外の係数、
例えば、４次係数、６次係数、８次係数、１０次係数等
を零でない値とすることにより、球面収差を制御するこ
とができる。尚、ここで、制御するということは、屈折
パワーを有する部分が持つ球面収差を、逆の球面収差を
発生させて補正したり、全体の球面収差を所望な値にす
ることを意味する。

【００５５】

【発明の実施の形態】（実施例１）本発明の実施例を図
面に基づいて説明する。ダイヤモンド工具の切れ刃先端
幅（図３（ｂ）のａ）は０．８μｍ、頂角（図３（ｂ）
のｂ）は３０°であった。また第一逃げ面角度（図３
（ａ）に示すθ１）は１１°、第２逃げ面角度（図３
（ａ）に示すθ２）は４５°であった。さらに切れ刃は
天然単結晶ダイヤモンドであり、すくい面頂角の２等分
線の方向と第１の結晶方位<１１０>及びすくい面法線の
方向と第２の結晶方位<１００>をほぼ一致させている。
図４は、本実施例にかかるダイヤモンド工具切れ刃のす
くい面先端部を、走査型電子顕微鏡を用いて撮影した顕
微鏡写真である。

【００５６】図５は、型の加工に用いるＸＺ軸超精密旋
盤の斜視図である。図６は、ダイヤモンド工具を用いて
金型を切削する際の拡大断面図である。図５において、
定盤１０に対して、Ｚ軸方向に移動自在なＺ軸ステージ
５上には、回転駆動機構９が設けられ、回転駆動機構９
は、切削すべき金型１を、回転軸２回りで回転駆動する
ようになっている。一方、定盤１０に対して、Ｘ方向に
移動自在なＸ軸ステージ６上には、工具取付部７が設け
られ、ダイヤモンド工具３を把持している。回転駆動機
構９により金型１を回転させながら、Ｚ軸ステージ５，
Ｘ軸ステージ６によりダイヤモンド工具３を金型１に対
して相対的に移動させることで、光学面４の加工を行え
るようになっている。

【００５７】本実施例では、金型１は母材としてＨＰＭ
５０（プリハードン鋼）を使用し、切削面に対して要求
形状を粗取りした後、加工層として無電解メッキを約５
０μｍの厚さで施している。

【００５８】金型１の光学面（被加工面）４に要求され
る形状は、ＤＶＤ／ＣＤ兼用プラスチック対物レンズの
回折光学面形状であり、本実施例では輪帯数は２８、有
効半径は２．０３２ｍｍ、有効径内の最大法線角は５
２．４°である。

【００５９】金型１の光学面４とダイヤモンド工具３の
位置関係は、図６に示すように回折機能を有する輪帯面
４ｂを加工する切れ刃３により創生される輪帯接続面４
ｄがほぼ円筒面となるよう設定する。この時切れ刃すく
い面３ａ（図３）の頂角は３０°であるため、有効径内
で稜線部分が輪帯面に干渉してしまうことはない。

【００６０】ここで、金型１を１０００回転毎分で回転
させると共に、Ｘ軸テーブル６及びＺ軸テーブル５をプ
ログラム制御により、ダイヤモンド工具３の先端部が、
図６の矢印で示すように、金型１の外周側から中心部に
向かって、毎分０．１ｍｍの移動速度で並進移動して、
所望の回折光学面形状が得られるように移動させる。

【００６１】以上の加工方法により、金型回折光学面の
全面に渡り所望の形状を形成することが可能であった。

【００６２】さらに、先の実施例で得られた無電解ニッ
ケルメッキの金型をダイセットに組み込んで射出成形を
行ない、ＤＶＤ／ＣＤ兼用プラスチック対物レンズを得
た。この対物レンズの光学性能を測定したところ、波面
収差は１５ｍλ（λは光の波長）以下、透過光量は、反
射防止コートを行なって９９．５％で、ともに要求仕様
を十分に満たしており、ＤＶＤ／ＣＤ兼用光ピックアッ
プヘッド用対物レンズとして十分に製品化可能なもので
ある。

【００６３】（実施例２）実施例１と同一形状の金型を
加工するにあたって、異なる切れ刃すくい面先端幅を有
するダイヤモンド工具を製作し、一本のダイヤモンド工
具で加工可能な金型の本数を調査した結果を図７に示
す。なおすくい面頂角、第１逃げ面角度、第２逃げ面角
度、単結晶ダイヤモンドの結晶方位、加工条件及び金型
素材は、実施例１のダイヤモンド工具と同一である。す
くい面先端幅（図３（ｂ）のａ）が０．５μｍ以下のダ
イヤモンド工具は、全て切り込みを入れた瞬間に切れ刃
先端が折損してしまうため、加工面が鏡面とならず、良
品金型を得る事ができなかった．

【００６４】またすくい面先端幅（図３（ｂ）のａ）が
０．５μｍ以上となると、先端幅にほぼ比例して金型加
工本数が増加することが確認された。しかし先端幅が１
μｍを超えるダイヤモンド工具で加工した金型は、成形
レンズの回折効率が設計値より著しく減少してしまうた
め、良品金型とは成り得なかった。図８にすくい面先端
幅と成形レンズの回折効率の関係を示す。

【００６５】（実施例３）実施例１と同一形状の金型を
加工するにあたって、単結晶ダイヤモンドの第２の結晶
方位<１００>を切れ刃すくい面法線に対して、先端部に
向けて１０°傾けたダイヤモンド工具で、異なる切れ刃
すくい面先端幅を有するダイヤモンド工具を製作し、一
本のダイヤモンド工具で加工可能な金型の本数を比較調
査した結果を図９に示す。なおすくい面頂角、第１逃げ
面角度、第２逃げ面角度、加工条件及び金型素材は実施
例１のダイヤモンド工具と同一である。このときすくい
面先端幅（図３（ｂ）のａ）が０．２μｍのダイヤモン
ド工具で１０本以上の製品が加工可能であり、さらに第
２の結晶方位<１００>を切れ刃すくい面法線に一致させ
たものと比較した時、すくい面先端幅が同一であって
も、１．５倍以上の金型を加工することが可能であっ
た。

【００６６】（実施例４）切れ刃頂角と刃先を研磨製作
する際の収率の関係を図１０に示す。切れ刃頂角が２０
°以下となると、収率が急激に減少するため、安定した
供給を得る事が不可能であった。

【００６７】（実施例５）実施例１と同様な加工方法
で、Ｐｄを含有する過冷却液体領域を有する非晶質合金
を素材とする金型に回折光学面形状を加工したところ、
全面に渡り所望の形状を形成することが可能であった。

【００６８】さらに先の実施例で得られた非晶質合金の
金型をダイセットに組み込んで射出成形を行ない、ＤＶ
Ｄ／ＣＤ兼用プラスチック対物レンズを得た。この対物
レンズの光学性能を測定したところ、波面収差及び透過
光量ともに要求仕様を十分に満たしていた。

【００６９】

【発明の効果】本発明によると、ダイヤモンド工具切れ
刃の形状及び結晶方位を選定し、加工面と切れ刃の位置
関係を適正な状態にすることで、回折レンズに代表され
る輪帯レンズ用の成形金型を高精度にかつ輪帯レンズの
回折効率の向上を図りながら製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回折レンズに代表される輪帯レンズを成形する
成形用金型の従来の加工方法における金型と工具のセッ
ティング位置関係を示す図である。

【図２】従来の加工方法による金型加工面の段差部分を
拡大して示す図である。

【図３】ダイヤモンド工具を示す図である。

【図４】実施例１で使用したダイヤモンド工具刃先先端
の走査型電子顕微鏡写真である。

【図５】実施例１で使用したＸＺ軸超精密旋盤の斜視図
である。

【図６】実施例１における金型と工具のセッティング位
置関係を示す図である。

【図７】実施例１と同一形状の金型を加工するにあたっ
て、異なる切れ刃すくい面先端幅を有するダイヤモンド
工具を製作し、一本のダイヤモンド工具で加工可能な金
型の本数を調査した結果を示す図である。

【図８】実施例１と同一形状の金型により成形されたレ
ンズの回折効率と加工に使用したダイヤモンド工具すく
い面先端幅の関係を示した図である。

【図９】実施例１と同一形状の金型を加工するにあたっ
て、単結晶ダイヤモンドの第２の結晶方位<１００>を切
れ刃すくい面法線に対して、先端部に向けて１０°傾け
たダイヤモンド工具で、異なる切れ刃すくい面先端幅を
有するダイヤモンド工具を製作し、一本のダイヤモンド
工具で加工可能な金型の本数を比較調査した結果を示す
図である。

【図１０】切れ刃頂角と刃先を研磨製作する際の収率の
関係を示す図である。

【符号の説明】

１金型３ダイヤモンド工具４金型の光学面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 3/00 Ｇ０２Ｂ 3/00 Ｚ 3/08 3/08 // Ｂ２９Ｌ 11:00 Ｂ２９Ｌ 11:00 Ｆターム(参考） 3C045 CA18 DA03 DA11 3C046 CC01 CC06 HH01 4F202 AH73 AJ02 AJ09 AR07 AR12 CA30 CB01 CD30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学素子成形用金型加工用の工具であっ
て、ダイヤモンドからなる切れ刃をシャンクに保持した
ダイヤモンド工具において、前記切れ刃には、直線状の第１の縁部と、該第１の縁部
に交叉する方向に延在する第２の縁部と、前記第１の縁
部端部と前記第２の縁部端部とを結ぶ第３の縁部とから
輪郭づけられるすくい面を有し、前記第３の縁部は円弧形状であり、該円弧の半径をｒ
（μｍ）としたとき、０．０５ ≦ ｒ ≦ ２．５を満足することを特徴とするダイヤモンド工具。
【請求項２】前記半径ｒ（μｍ）が、０．０５ ≦ ｒ＜１．０を満足することを特徴とする請求項１記載のダイヤモン
ド工具。
【請求項３】光学素子成形用金型加工用の工具であっ
て、ダイヤモンドからなる切れ刃をシャンクに保持した
ダイヤモンド工具において、前記切れ刃には、直線状の第１の縁部と、該第１の縁部
に交叉する方向に延在する第２の縁部と、前記第１の縁
部端部と前記第２の縁部端部とを結ぶ第３の縁部とから
輪郭づけられるすくい面を有し、前記第３の縁部は非円弧形状であり、前記端部どうしを
直線で結んだ距離をａ（μｍ）としたとき、０．１ ≦ ａ ≦ ５．０を満足することを特徴とするダイヤモンド工具。
【請求項４】前記距離ａ（μｍ）が、０．１ ≦ ａ＜２．０を満足することを特徴とする請求項３記載のダイヤモン
ド工具。
【請求項５】光学素子成形用金型加工用の工具であっ
て、ダイヤモンドからなる切れ刃をシャンクに保持した
ダイヤモンド工具において、前記切れ刃には、直線状の第１の縁部と、該第１の縁部
に交叉する方向に延在する第２の縁部と、前記第１の縁
部端部と前記第２の縁部端部とを結ぶ第３の縁部とから
輪郭づけられるすくい面を有し、前記第１の縁部と、前記第２の縁部とがなす鋭角をｂ
（゜）としたとき、１０ ≦ ｂ ≦ ４５を満足することを特徴とするダイヤモンド工具。
【請求項６】前記角度ｂ（゜）が、２０ ≦ ｂ＜４０を満足することを特徴とする請求項５記載のダイヤモン
ド工具。
【請求項７】請求項１又は２記載のダイヤモンド工具
であって、前記第１の縁部と、前記第２の縁部とがなす
鋭角をｂ（゜）としたとき、１０ ≦ ｂ ≦ ４５を満足することを特徴とするダイヤモンド工具。
【請求項８】請求項１又は２記載のダイヤモンド工具
であって、前記第１の縁部と、前記第２の縁部とがなす
鋭角をｂ（゜）としたとき、２０ ≦ ｂ＜４０を満足することを特徴とするダイヤモンド工具。
【請求項９】請求項３又は４記載のダイヤモンド工具
であって、前記第１の縁部と、前記第２の縁部とがなす
鋭角をｂ（゜）としたとき、１０ ≦ ｂ ≦ ４５を満足することを特徴とするダイヤモンド工具。
【請求項１０】請求項３又は４記載のダイヤモンド工
具であって、前記第１の縁部と、前記第２の縁部とがな
す鋭角をｂ（゜）としたとき、２０ ≦ ｂ＜４０を満足することを特徴とするダイヤモンド工具。
【請求項１１】前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから
構成されていることを特徴とする請求項１〜１０いずれ
か１項に記載のダイヤモンド工具。
【請求項１２】光学素子成形用金型加工用工具であっ
て、ダイヤモンドから成る切れ刃をシャンクに保持した
ダイヤモンド工具において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成され、前記第
１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の２等分線の
方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方位<１１０>
のすくい面法線平行光によるすくい面への投影像の方向
とのなす鋭角が２２．５°以内であり、前記切れ刃のす
くい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２の結晶方位
<１００>とのなす鋭角をｃ（°）としたとき、ｃ ≦ ２０を満足することを特徴とするダイヤモンド工具。
【請求項１３】前記第１の縁部と前記第２の縁部が形
成する鋭角の２等分線の方向と、単結晶ダイヤモンドの
第１の結晶方位<１１０>のすくい面法線平行光によるす
くい面への投影像の方向とのなす鋭角が５°以内であ
り、前記切れ刃のすくい面法線と前記単結晶ダイヤモン
ドの第２の結晶方位<１００>とのなす鋭角をｃ（°）と
したとき、ｃ ≦ ２０を満足することを特徴とする請求項１２記載のダイヤモ
ンド工具。
【請求項１４】前記切れ刃のすくい面法線と前記単結
晶ダイヤモンドの第２の結晶方位<１００>とのなす鋭角
をｃ（°）としたとき、５ ≦ ｃ ≦ １５を満足することを特徴とする請求項１２又は１３記載の
ダイヤモンド工具。
【請求項１５】前記第１の縁部と前記第２の縁部が形
成する鋭角の２等分線と直交し、前記すくい面上に存在
する直線と前記第２の結晶方位<１００>が５°以内の誤
差で直交することを特徴とする請求項１２〜１４いずれ
か１項記載のダイヤモンド工具。
【請求項１６】光学素子成形用金型加工用工具であっ
て、ダイヤモンドから成る切れ刃をシャンクに保持した
ダイヤモンド工具において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成され、前記第
１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の２等分線の
方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方位<１１０>
のすくい面法線平行光によるすくい面への投影像の方向
とのなす鋭角が２２．５°以内であり、前記切れ刃のす
くい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２の結晶方位
<１００>とのなす鋭角をｃ（°）としたとき、ｃ ≦ ２０を満足することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか
１項に記載のダイヤモンド工具。
【請求項１７】光学素子成形用金型加工用工具であっ
て、ダイヤモンドから成る切れ刃をシャンクに保持した
ダイヤモンド工具において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成され、前記第
１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の２等分線の
方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方位<１１０>
のすくい面法線平行光によるすくい面への投影像の方向
とのなす鋭角が５°以内であり、前記切れ刃のすくい面
法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２の結晶方位<１０
０>とのなす鋭角をｃ（°）としたとき、ｃ ≦ ２０を満足することを特徴とする請求項１〜１１いずれか１
項に記載のダイヤモンド工具。
【請求項１８】光学素子成形用金型加工用工具であっ
て、ダイヤモンドから成る切れ刃をシャンクに保持した
ダイヤモンド工具において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成され、前記第
１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の２等分線の
方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方位<１１０>
のすくい面法線平行光によるすくい面への投影像の方向
とのなす鋭角が２２．５°以内であり、前記切れ刃のす
くい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２の結晶方位
<１００>とのなす鋭角をｃ（°）としたとき、５ ≦ ｃ ≦ １５を満足することを特徴とする請求項１〜１１いずれか１
項に記載のダイヤモンド工具。
【請求項１９】光学素子成形用金型加工用工具であっ
て、ダイヤモンドから成る切れ刃をシャンクに保持した
ダイヤモンド工具において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成され、前記第
１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の２等分線の
方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方位<１１０>
のすくい面法線平行光によるすくい面への投影像の方向
とのなす鋭角が５°以内の誤差で一致し、前記切れ刃の
すくい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２の結晶方
位<１００>とのなす鋭角をｃ（°）としたとき、５ ≦ ｃ ≦ １５を満足することを特徴とする請求項１〜１１いずれか１
項に記載のダイヤモンド工具。
【請求項２０】光学素子成形用金型加工用工具であっ
て、ダイヤモンドから成る切れ刃をシャンクに保持した
ダイヤモンド工具において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成され、前記第
１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の２等分線の
方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方位<１１０>
のすくい面法線平行光によるすくい面への投影像の方向
とのなす鋭角が２２．５°以内であり、前記切れ刃のす
くい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２の結晶方位
<１００>とのなす鋭角をｃ（°）としたとき、ｃ ≦ ２０を満足し、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の２等
分線と直交し、前記すくい面上に存在する直線と前記第
２の結晶方位<１００>が５°以内の誤差で直交すること
を特徴とする請求項１〜１１いずれか１項記載のダイヤ
モンド工具。
【請求項２１】光学素子成形用金型加工用工具であっ
て、ダイヤモンドから成る切れ刃をシャンクに保持した
ダイヤモンド工具において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成され、前記第
１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の２等分線の
方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方位<１１０>
のすくい面法線平行光によるすくい面への投影像の方向
とのなす鋭角が５°以内であり、前記切れ刃のすくい面
法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２の結晶方位<１０
０>とのなす鋭角をｃ（°）としたとき、ｃ ≦ ２０を満足し、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の２等
分線と直交し、前記すくい面上に存在する直線と前記第
２の結晶方位<１００>が５°以内の誤差で直交すること
を特徴とする請求項１〜１１いずれか１項に記載のダイ
ヤモンド工具。
【請求項２２】光学素子成形用金型加工用工具であっ
て、ダイヤモンドから成る切れ刃をシャンクに保持した
ダイヤモンド工具において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成され、前記第
１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の２等分線の
方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方位<１１０>
のすくい面法線平行光によるすくい面への投影像の方向
とのなす鋭角が２２．５°以内であり、前記切れ刃のす
くい面法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２の結晶方位
<１００>とのなす鋭角をｃ（°）としたとき、５ ≦ ｃ ≦ １５を満足し、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の２等
分線と直交し、前記すくい面上に存在する直線と前記第
２の結晶方位<１００>が５°以内の誤差で直交すること
を特徴とする請求項１〜１１いずれか１項記載のダイヤ
モンド工具。
【請求項２３】光学素子成形用金型加工用工具であっ
て、ダイヤモンドから成る切れ刃をシャンクに保持した
ダイヤモンド工具において、前記切れ刃が単結晶ダイヤモンドから構成され、前記第
１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の２等分線の
方向と、単結晶ダイヤモンドの第１の結晶方位<１１０>
のすくい面法線平行光によるすくい面への投影像の方向
とのなす鋭角が５°以内であり、前記切れ刃のすくい面
法線と前記単結晶ダイヤモンドの第２の結晶方位<１０
０>とのなす鋭角をｃ（°）としたとき、５ ≦ ｃ ≦ １５を満足し、前記第１の縁部と前記第２の縁部が形成する鋭角の２等
分線と直交し、前記すくい面上に存在する直線と前記第
２の結晶方位<１００>が５°以内の誤差で直交すること
を特徴とする請求項１〜１１いずれか１項に記載のダイ
ヤモンド工具。
【請求項２４】請求項１〜２３いずれか１項に記載の
ダイヤモンド工具を使用した加工方法であって、光軸を
中心とする円形面と少なくとも１個の輪帯を有し、前記
円形面と隣接する輪帯との境界部及び隣接する各輪帯間
の境界部を微小な段部で接続した輪帯レンズを成形する
ための成形用金型の加工方法であって、被加工面を有す
る金型素材を支持体に支持させる工程と、前記支持体に
支持されている金型素材をその被加工面にほぼ直交する
回転軸線のまわりに回転させる工程と、前記ダイヤモン
ド工具により前記被加工面を外周部から回転軸方向へ正
面削りする工程を有することを特徴とする加工方法。
【請求項２５】請求項２４記載の加工方法であって、
金型素材が過冷却液体領域を有する非晶質合金からなる
ことを特徴とする加工方法。
【請求項２６】請求項２４記載の加工方法であって、
金型素材は鉄系材料からなる金型母材と、この金型母材
上に形成された非鉄金属層から構成されることを特徴と
する加工方法。
【請求項２７】請求項２４〜２６いずれか１項に記載
の加工方法において、前記第１の縁部ないし前記第２の
縁部が光軸に対して１°以下の角度誤差で平行であるこ
とを特徴とする加工方法。
【請求項２８】請求項２４〜２７いずれか１項に記載
の加工方法によって加工されることを特徴とする光学素
子成形用金型。
【請求項２９】請求項２８記載の光学素子成形用金型
によって成形されることを特徴とする合成樹脂製光学素
子。