JP2007307696A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多数のディンプルをワーク表面に短時間かつ不規則配置に形成することを可能にする加工装置を提供する。
【解決手段】加工装置は、ワークの表面に第１方向の深さを備えた複数のディンプルを加工するための工具と、工具をワークに対して第１方向及び第１方向に略垂直な第２方向に移動させることができる駆動装置と、工具をワークに対して第２方向に移動させている間に、周波数及び振幅が不規則な信号Ｗ１を所定の閾値Ｙ１でコンパレートして得られた波形Ｃ１の立上り部Ｒ１ａ〜Ｒ１ｆをトリガーとして、工具をワークに対して第１方向に移動させてワークに切り込むように駆動装置を制御する制御装置と、を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、多数のディンプルをワーク表面に加工する加工装置に関し、特には、導光板を成形加工するための金型の表面に多数のディンプルを不規則な配置で高速加工する加工装置に関する。

パーソナルコンピュータや携帯電話等に使用される液晶表示装置には、サイドライトやバックライトを備えた、透光性の樹脂材料等からなる導光板が照明装置として使用されることが多い。液晶表示装置の表示面はその輝度が面全体にわたり均一であることが要求されることから、導光板の表面に多数の微小な半球状又はプリズム状の凸部（ドット）を形成し、導光板から出る光を散乱させることが行われる。このために、導光板を成形加工するための成形用金型には、角錐又は円錐形状の端部を備えた加工具を有する加工装置を用いて多数の凹部（ディンプル）が形成される。このような加工装置は例えば特許文献１に記載されている。

一般に、導光板に形成されるドットを規則的に配列するとカラーフィルタ等との干渉によって表示面にモアレが生じることから、ドットを不規則に配置することが望ましく、故にドット配列に対応する成形用金型のディンプル配列も不規則とすることが要求される。従来の加工装置では、成形用金型の表面におけるディンプルの位置すなわち座標を一つ一つ加工プログラム内で指定している。また特許文献２には、複数のドットが不規則に配置されるように、一定の制約条件を満たす関数を用いてドットの座標を定めることが開示されている。

特開２００５−６７０６５号公報 特許第３４０２１３８号公報

上述のドット又はディンプルは、各々の直径又は一辺の長さが一般に１０μｍ前後であり、１つの金型すなわちワークの表面に対して数万〜数十万個形成される場合もある。このような多数のディンプルの座標を上述のように加工プログラム内で指定しようとすると、その加工プログラムにおいてディンプル１つ当たり１行のみのプログラムが必要であるとしても、数万〜数十万行の非常に膨大なプログラムとなる。また、特許文献２に記載されるように特定の関数を使用すれば各ディンプルの座標を効率的に設定することができるが、決められた座標に正確にディンプルを加工するというやり方は、加工具又はワークの移動及び位置決め等の観点から、個々のディンプル加工にある程度の時間がかかる。ディンプル数が数万〜数十万の場合は、１つのディンプル加工に要する時間が１秒であったとしても全体では１日以上の時間がかかることになり、高速加工としては不向きである。

そこで本発明は、多数のディンプルを高速かつ不規則配置に形成することを可能にする加工装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ワークの表面に第１方向の深さを備えた複数のディンプルを加工するための工具と、該工具を前記ワークに対して前記第１方向及び該第１方向に略垂直な第２方向に移動させることができる駆動装置と、前記工具を前記ワークに対して前記第２方向に移動させている間に、周波数及び振幅の少なくとも一方が不規則な信号を含む第１の波形を所定の閾値でコンパレートして得られた第２の波形を用いて求められるタイミングをトリガーとして、前記工具を前記ワークに対して前記第１方向に移動させて前記ワークに対する切込動作及び退避動作を行うように前記駆動装置を制御する制御装置と、を有することを特徴とする加工装置を提供する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の加工装置において、前記駆動装置は、前記工具を前記ワークに対して前記第１方向及び第２方向の双方に略垂直な第３方向に移動させることができるように構成される、加工装置を提供する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の加工装置において、前記第１の波形はホワイトノイズ波形であり、前記制御装置は、前記第２の波形の立上り及び立下りの少なくとも一方をトリガーとして前記切込動作及び前記退避動作を制御する、加工装置を提供する。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の加工装置において、前記ワークの表面に加工される前記複数のディンプルの配置密度は、前記閾値の変更によって変更可能である、加工装置を提供する。

請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載の加工装置において、前記第１の波形は、周期性を有する任意の波形にホワイトノイズ波形を重畳させた波形であり、前記制御装置は、前記周期性を有する任意の波形の各周期において最初に所定の閾値と前記第１の波形の値との大小関係が逆転したときをトリガーとして前記切込動作及び前記退避動作を制御する、加工装置を提供する。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の加工装置において、前記周期性を有する任意の波形は鋸波形である、加工装置を提供する。

請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の加工装置において、前記ワークの表面に加工される前記複数のディンプルの配置の不規則さの度合いは、前記ホワイトノイズ波形の振幅の変更によって変更可能である、加工装置を提供する。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の加工装置において、前記駆動装置は、前記工具を前記ワークに対して前記第１方向に移動させる圧電素子を有する、加工装置を提供する。

請求項９に記載の発明は、請求項２に記載の加工装置において、前記駆動装置は、前記工具が前記ワークに対して前記第２方向に移動している間に、前記ワークを前記工具に対して前記第１方向及び第２方向の双方に略垂直な第３方向に、周波数及び振幅の少なくとも一方が不規則な信号を含む第３の波形の値に比例した量だけ微小変位させることができるように構成される、加工装置を提供する。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の加工装置において、前記駆動装置は、前記工具が前記ワークに切込んでいる間は、前記工具に対する前記ワークの前記第３方向への微小変位を行わないように構成される、加工装置を提供する。

請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載の加工装置において、前記第３の波形はホワイトノイズ波形である、加工装置を提供する。

請求項１２に記載の発明は、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の加工装置において、前記駆動装置は、前記ワークを前記工具に対して前記第３方向に微小変位させる圧電素子を有し、前記圧電素子は前記波形を有する印加電圧によって作動する、加工装置を提供する。

本発明に係る加工装置によれば、個々のディンプルの座標を求めることなく不規則な配置のディンプル加工を行うことができる。従って個々のディンプル加工に要する時間を大幅に削減することができ、全体としても加工時間を大幅に短縮することができる。

また工具をワークに対して第３方向にも送ることができるようにすることにより、加工すべきワークの表面全体にわたり不規則な配列のディンプルを形成することができる。

第１の波形としてホワイトノイズ波形を利用することにより、周波数及び振幅がランダムな波形を容易に得ることができる。またその場合は、閾値を適宜変更することにより、不規則に配置されたディンプルの配置密度を任意に変化させることが可能となる。具体的には、加工すべきワークの表面全体にわたってディンプルを密又は疎に配置することもできるし、ワーク表面の一部でディンプルを密に配置し、他の部分で疎に配置することもできる。

一方、第１の波形として鋸波形のような周期性を有する波形にホワイトノイズを重畳させた波形を使用し、さらに所定の閾値によるコンパレートを鋸波形の１周期毎に１回行うことも可能である。それにより、ディンプル総数を規定した上でディンプルをある程度ランダムに配置することができる。またその場合は、ディンプル配置の不規則さの度合いは、重畳させるホワイトノイズの振幅の変更という簡単な操作によって変更可能である。

さらに、工具がワークに対して第２方向に移動している間に、ワークを工具に対して第３方向に微小変位させることにより、第２方向だけでなく第３方向にも不規則なディンプル配置が得られる。またその場合、各ディンプルの形状が歪になることを防止するために、工具がワークに切込んでいる間は、工具に対するワークの第３方向への微小変位を行わないことが有利である。

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る加工装置１０の概略構成図である。加工装置１０は、成形用金型等のワーク１２を載置可能に構成された固定部すなわちベース部１４を有する。工具１６は、ワーク１２の表面１２ａに略垂直な方向すなわち第１方向（図１ではＺ方向）に直動可能な第１直線軸可動部１８に保持される。好適な第１直線軸可動部１８の具体例は、例えば図２に示すように、工具１６が取り付けられかつＺ方向に伸縮可能に構成された圧電素子１８ａと、工具１６を初期位置に向けて付勢する板ばねのような弾性体１８ｂとを有する。

第１直線軸可動部１８は、第１方向に垂直な第２方向（図１ではＸ方向）に直動可能な第２直線軸可動部２０に保持され、さらに第２直線軸可動部２０は、第１方向及び第２方向の双方に垂直な第３方向（図１ではＹ方向）に直動可能な第３直線軸可動部２２に保持される。第１の実施形態では、第１〜３の可動部１８、２０及び２２が協働して工具１６の駆動装置を構成する。従って工具１６は、ワーク１２の表面１２ａの任意の位置に任意の深さのディンプルを形成することができる。

各直線軸可動部は、加工装置１０に内蔵され又は外部接続された（図示例では内蔵）制御装置２４によって以下のように制御される。先ず、ディンプル加工すべきワーク表面１２ａのＸ方向の一端から他端まで第２直線軸可動部２０をＸ方向に所定の速度（好ましくは一定速度）で移動させつつ、第１直線軸可動部１８を間欠的にＺ方向に上下動させ、ワーク１２の表面１２ａにディンプルを形成していく。すなわち工具１６は、Ｘ方向に移動しながら所定のタイミングでＺ方向に下降してワークに対する切込動作を行い、ワーク表面１２ａに１つのディンプルを形成した後、直ちにＺ方向に上昇すなわち退避動作を行うという動作を反復する。あるいは、工具１６はＺ方向に上下動している間、Ｘ方向への移動を停止することもできる。

図３（ａ）〜（ｃ）は、ワーク表面１２ａにディンプルを形成する動作の詳細を示す。すなわち、図３（ａ）に示すように工具１６がＸ方向に一定速度で移動している状態から、図３（ｂ）に示すようにあるタイミングで圧電素子１８ａが伸長して工具１６を所定深さだけワーク１２に切込ませ、その後図３（ｃ）に示すように圧電素子１８ａが元の状態に収縮して工具１６を退避させる。この一連の動作によってワーク表面に１つのディンプルｄが形成される。通常は、第２直線軸可動部２０がワーク表面１２ａのＸ方向の一端から他端まで移動するまでの間にこの一連の動作が複数回繰り返される。なお本願明細書では、第２直線軸可動部２０がワーク表面１２ａのＸ方向の一端から他端まで移動するまでの時間又はその移動距離を、以降「１スパン」と称する。

上述の１スパンの動作が完了したら、第３直線軸可動部２２が第２直線軸可動部２０をＹ方向に所定距離（例えばディンプルの平均直径又は一辺の１．５〜５倍程度）移動させ、次に第２直線軸可動部２０が再び１スパンの動作を行う。このような操作を順次繰り返すことにより、ワーク表面全体に加工すべきディンプルを形成することができる。

制御装置２４は、ディンプルをワーク表面１２ａに不規則に配置するために、第１直線軸可動部１８の起動指令を、周波数及び振幅の少なくとも一方が不規則な信号又は波形を所定の閾値でコンパレート処理して得られる波形を用いて生成する。コンパレートされる波形は、周波数及び振幅の少なくとも一方が不規則であればどのようなものでもよいが、好適な具体例は図４に示すようなホワイトノイズ波形Ｗ１である。ホワイトノイズは全ての周波数で同じ強度となるノイズであり、正規乱数から生成することができる周知のものでよい。ホワイトノイズは制御装置２４により生成してもよいし、他の機器から制御装置２４に送信してもよい。ホワイトノイズを利用することにより、周波数及び振幅が不規則な波形を容易に得ることができる。またコンパレート処理は制御装置２４が行ってもよいし、適当なコンパレータを使用してもよい。

図５は、ホワイトノイズを利用して第１直線軸可動部１８による工具１６の上下動すなわちディンプルの形成をどのようなタイミングで行うかを説明する図である。図示するように、先ず振幅の適当な閾値Ｙ１を設定して第１の波形すなわちホワイトノイズ波形Ｗ１をコンパレートし、第２のステップ状の波形すなわち矩形波Ｃ１を得る。コンパレート自体は一般的手法と同様でよい。次に波形Ｗ１の立上り部Ｒ１ａ〜Ｒ１ｆをトリガーとして、ディンプル形成すなわち第１直線軸可動部１８の上下動指令を生成する。すなわち、図３に示されたホワイトノイズ波形Ｗ１が第２直線軸可動部２０の１スパンの一部又は全部に相当し、コンパレート後の波形Ｃ１の各立上り部が１スパン中にディンプル形成するタイミング又は位置に相当する。矩形波Ｃ１において立上り部Ｒ１ａ〜Ｒ１ｆが不規則な時間間隔で形成されることは明らかなので、これらをトリガーにして形成されるディンプルもまたワーク表面に不規則な間隔で形成されることになる。このような１スパンの動作を、ワーク１２をＹ方向に送りながら順次繰り返すことにより、図６に示すように、多数のディンプルｄが不規則に配置されたワーク表面１２ａが得られる。

上記一連の操作においては、多数のディンプルの座標を一つ一つ求める必要がないので、各ディンプルの加工に要する時間は座標設定を要する場合よりも格段に短くなり、結果としてワーク全体の加工時間も大幅に短縮することができる。なお図６では矩形波の立上り部をディンプル加工のトリガーとして使用したが、矩形波の立下り部のみ、又は立上り部及び立下り部の双方、さらにはそれらに基づいて計算される種々のタイミング（例えば立上り部と立下り部の中間等）をトリガーとすることも無論可能である。

ホワイトノイズをコンパレートして得られた波形を利用することは、不規則なディンプル配置を座標設定の必要なく容易かつ短時間に実現できることに加え、ディンプルの配置密度を容易に変更できるという顕著な利点も有する。例えば、図７に示すように、第１のホワイトノイズ波形Ｗ１をコンパレートする際の閾値を図３のＹ１よりも小さいＹ２に設定することにより、図３の場合より立上り部の数が多い（図示例では１０個）第２の矩形波Ｃ２を得ることができる。これにより１スパン当たりに形成されるディンプルの個数が増えるので、ディンプルをより密に配置することができる。

逆に、図８に示すように、第１のホワイトノイズ波形Ｗ１をコンパレートする際の閾値を図３のＹ１よりも大きいＹ３にすることにより、図３の場合より立上り部の数が少ない（図示例では３つ）第２の矩形波Ｃ３を得ることもできる。これにより１スパン当たりに形成されるディンプルの個数が減るので、ディンプルをより疎に配置することができる。

図９は、図５、図７及び図８を用いて説明した考え方を利用して、ディンプルの配置密度を１つのワーク表面１２ａ内で変化させた応用例を示す図である。図９の例では、下方に進むほど閾値を高くしてトリガーの個数を少なくし、ディンプルｄの配置密度が小さくなるようにしている。このように閾値の変更という簡単な処理によって、ディンプルの配置密度を任意に変化させることができる。ディンプルの配置密度は、図９のように１つのワーク表面内で変更することも、ワーク毎に変更することも可能であることは明らかである。

図１０は、図４の波形Ｗ１の代替例として、本発明に係る加工装置が使用する第１の波形として利用可能な波形Ｗ２を示す図である。第１の波形Ｗ２は、図１１（ａ）に示す鋸波形のような略一定の周期Ｔ及び振幅Ｂを有する波形Ｗ２ａに、波形Ｗ２ａより平均周期及び最大振幅が小さいホワイトノイズ波形Ｗ２ｂ（図１１（ｂ））を足し合わせ（重畳させ）ることにより得られる。

図１２は、図１０に示した波形Ｗ２を用いることによりディンプルを不規則に配置することができることを説明する図であり、図１３は参考としてその比較例を示す図である。なお図１２及び図１３にて行われるコンパレート処理は、鋸波形が各周期において最初に閾値を跨ぐ（波形の大きさと閾値との大小関係が逆転する）時刻にのみ所定幅の矩形波を生じさせるものとする。すなわち矩形波は各周期において１回のみ発生する。その場合、コンパレートされる波形として、図１３に示すようなホワイトノイズが重畳されていない鋸波形Ｗ２ａをそのまま用いる場合は、ある閾値Ｙ４でコンパレートして得られる矩形波Ｃ５の立上り部Ｒ５ａ、Ｒ５ｂ、Ｒ５ｃ、..の間隔は周期Ｔの等間隔となり、これらをトリガーとした場合加工されるディンプルは規則的な配置となる。

一方、鋸波形Ｗ２ａにホワイトノイズ波形Ｗ２ｂを重畳させた波形Ｗ２（図１２）の場合は、図１３と同様に閾値Ｙ４でコンパレートした場合、１スパンで得られる矩形波Ｃ４の立上り部Ｒ４ａ、Ｒ４ｂ、Ｒ４ｃ、...の間隔は等間隔とはならず、例えばＴ＋α１、Ｔ−α２、...（αｎは正数）のようにばらついた値となる。故にこれらをトリガーとした場合にワークに加工されるディンプルは不規則な配列となる。このように鋸波形にホワイトノイズを重畳して得られた波形を利用する場合は、鋸波形の１周期当たり１つのディンプルが加工されることになるので、ディンプルの総数を規定し、かつそれらをある程度ランダムに配置したい場合に適している。

また鋸波形にホワイトノイズを重畳して得られた波形をコンパレートする場合は、ホワイトノイズ波形の振幅を変更することによって、加工されるディンプル配置の不規則さの度合いを変えることができる。例えば図１４に示すように、鋸波形Ｗ２ａに図１２のホワイトノイズ波形Ｗ２ｂよりも平均振幅の大きいホワイトノイズ波形を重畳させて得られる波形Ｗ２′を第１の波形として使用すると、各周期内で閾値Ｙ４と波形値との大小関係が逆転する時刻のばらつきが大きくなる。従ってコンパレートして得られる第２の波形すなわち矩形波Ｃ６は、図１２の矩形波Ｃ４よりも各立上り部の間隔のばらつきがさらに大きくなる。すなわち、１スパンで得られる矩形波Ｃ６の立上り部Ｒ６ａ、Ｒ６ｂ、Ｒ６ｃ、...の間隔は例えばＴ＋β１、Ｔ−β２、...（βｎは正数）のようにばらついた値となり、さらにβｎの平均値はαｎの平均値よりも大きい。故にこの場合は、ディンプル配置の不規則さの度合いをより大きくすることができる。

図１５は、図１０〜図１４を用いて説明した考え方を利用して、ディンプルの配置密度を１つのワーク表面１２ａ内で変化させた応用例を示す図である。図１５の例では、同一の鋸波形に重畳させるホワイトノイズ波形の振幅を下方（Ｙ方向）に進むほど大きくしていくことにより、下方ほど立上り部の間隔のばらつきを大きくしてディンプルｄがより不規則に配置されるようにしている。このように波形振幅の変更という簡単な処理によって、ディンプルの総数を規定した上でディンプル配置の不規則さの度合いを変更することができる。ディンプル配置の不規則さの度合いは、図１５のように１つのワーク表面内で変更することも、ワーク毎に変更することも可能であることは明らかである。

以上説明した第１の実施形態では、第２方向（Ｘ方向）についてディンプルを不規則に加工することはできるが、第３方向（Ｙ方向）については１スパン毎にワークが所定距離ずつ送られることから、Ｙ方向についてはディンプルが不規則に配置されない。そこで以降は、Ｙ方向についてもディンプルを不規則に配置することが可能な第２の実施形態について説明する。

図１６は、本発明の第２の実施形態に係る加工装置１１０の概略構成図である。加工装置１１０において、第１の実施形態の加工装置１０の各構成要素に対応する構成要素については、加工装置１０の構成要素の参照符号に１００を加えた参照符号で示してある。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、１スパンの加工中にワーク１１２をＹ方向に微小変位させることができる機構をさらに有する点である。

図１６に示すように、加工装置１１０はワーク１１２が載置される第１ブロック１２６と、ベース部１１４に固定されるとともに第１ブロック１２６と摺動可能に係合する第２ブロック１２８とを有する。図示するように、第２ブロック１２８はＹ方向に延びる溝１３０を有し、第１ブロック１２６は溝１３０に嵌合する凸部１３２を有する。

また加工装置１１０は、図１７（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１ブロック１２６をＹ方向に微小変位させることができる第４直線軸可動部１３４を有する。好適な第４直線軸可動部１３４の具体例は、加工装置１０の第１直線軸可動部１８に類似し、第１ブロック１２６が取り付けられかつＹ方向に伸縮可能に構成された圧電素子１３４ａと、第１ブロック１２６を初期位置に向けて付勢する板ばねのような弾性体１３４ｂとを有する。

図１８は、圧電素子１３４ａに印加する電圧波形の一例である第３の波形Ｗ３を示す図である。電圧波形Ｗ３は、上述のホワイトノイズ波形のような、周波数及び振幅の少なくとも一方が不規則な信号から得られる波形である。圧電素子は印加電圧に比例して変位（伸縮）するため、１スパンの加工中に図１８のような不規則な波形の電圧を上述の圧電素子１３４ａに印加すれば、圧電素子１３４ａは上記電圧に比例した量だけ不規則にＹ方向に伸縮する。この圧電素子１３４ａの伸縮動作に伴って第１ブロック１２６及びワーク１１２もＹ方向に微小変位するので、ワーク１１２上にＸ方向だけでなくＹ方向にも不規則配置されたディンプルが得られ、ディンプル配置の不規則性をより高めることができる。

しかしここで、工具１１６がちょうどワーク１１２に切込んでいるときに第１ブロック１２６（すなわちワーク１１２）をＹ方向に動かすと、加工されるディンプルの形状が崩れて歪になる虞がある。そこで、工具１１６がワーク１１２に切込んでいる間は第１ブロック１２６は停止していることが好ましい。このことを実現するための印加電圧波形を図１９に示す。図１９の上段は工具１１６の切込中及び退避中を示す矩形波Ｃ７を示しており、矩形波Ｃ７の値がＶ１である間は工具１１６が退避中であり、Ｖ２である間は工具１１６がワーク１１２に切込み中であることを表している。そこで、図１９の下段に示すように、矩形波Ｃ７の値がＶ２である間は印加電圧が変化しないようにＷ３を加工した印加電圧波形Ｗ３′を使用することにより、工具がワークに切込んでいる間はワークをＹ方向に変位させないようにすることができる。従って、Ｘ方向及びＹ方向の双方について不規則に配置され、かつ各々の形状が均一であるディンプルが得られる。

本発明の第１の実施形態に係るディンプル加工装置の概略構成を示す図である。 図１のＡ部を正面からみた拡大図である。 （ａ）工具がワーク表面にディンプルを加工する前の状態を示す図であり、（ｂ）工具がワーク表面に切込んでいる状態を示す図であり、（ｃ）工具が退避してワーク表面にディンプルが形成された状態を示す図である。 本発明に係る加工装置が利用するホワイトノイズ波形の一例を示すグラフである。 ホワイトノイズ波形をある閾値でコンパレートして得られた波形を示すグラフである。 本発明に係る加工装置によってワーク表面に形成されたディンプル配置の一例を示す図である。 ホワイトノイズを図４の場合よりも低い閾値でコンパレートして得られた波形を示すグラフである。 ホワイトノイズを図４の場合よりも高い閾値でコンパレートして得られた波形を示すグラフである。 本発明に係る加工装置によってワーク表面に形成されたディンプル配置の応用例を示す図である。 図４の波形の代替例を示すグラフである。 （ａ）図１０の波形を得るために必要な鋸波形を示すグラフであり、（ｂ）（ａ）の波形に重畳させるホワイトノイズ波形を示すグラフである。 図１０の波形をある閾値でコンパレートして得られた波形を示すグラフである。 図１２との比較のために、ホワイトノイズが重畳されていない鋸波形をコンパレートして得られた波形を示すグラフである。 ホワイトノイズの振幅を図１２の場合よりも大きくした場合を示すグラフである。 本発明に係る加工装置によってワーク表面に形成されたディンプル配置の他の応用例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るディンプル加工装置の概略構成を示す図である。 （ａ）図１６のＥ部の部分拡大平面図であって、圧電素子がワークを変位させていない状態を示す図であり、（ｂ）圧電素子がワークをＹ方向に変位させている状態を示す図である。 第４直線軸可動部の圧電素子に印加すべき電圧波形の一例を示すグラフである。 図１８の印加電圧波形を、工具切込み中はワークがＹ方向に変位しないように加工した印加電圧波形の一例を示すグラフである。

符号の説明

１０ 加工装置
１２ ワーク
１２ａ ワーク表面
１４ ベース
１６ 工具
１８ 第１直線軸可動部
２０ 第２直線軸可動部
２２ 第３直線軸可動部
２４ 制御装置
ｄ ディンプル
１３４ 第４直線軸可動部

Claims (12)

1. ワークの表面に第１方向の深さを備えた複数のディンプルを加工するための工具と、該工具を前記ワークに対して前記第１方向及び該第１方向に略垂直な第２方向に移動させることができる駆動装置と、
   前記工具を前記ワークに対して前記第２方向に移動させている間に、周波数及び振幅の少なくとも一方が不規則な信号を含む第１の波形を所定の閾値でコンパレートして得られた第２の波形を用いて求められるタイミングをトリガーとして、前記工具を前記ワークに対して前記第１方向に移動させて前記ワークに対する切込動作及び退避動作を行うように前記駆動装置を制御する制御装置と、
   を有することを特徴とする加工装置。
2. 前記駆動装置は、前記工具を前記ワークに対して前記第１方向及び第２方向の双方に略垂直な第３方向に移動させることができるように構成される、請求項１に記載の加工装置。
3. 前記第１の波形はホワイトノイズ波形であり、前記制御装置は、前記第２の波形の立上り及び立下りの少なくとも一方をトリガーとして前記切込動作及び前記退避動作を制御する、請求項１又は２に記載の加工装置。
4. 前記ワークの表面に加工される前記複数のディンプルの配置密度は、前記閾値の変更によって変更可能である、請求項３に記載の加工装置。
5. 前記第１の波形は、周期性を有する任意の波形にホワイトノイズ波形を重畳させた波形であり、前記制御装置は、前記周期性を有する任意の波形の各周期において最初に所定の閾値と前記第１の波形の値との大小関係が逆転したときをトリガーとして前記切込動作及び前記退避動作を制御する、請求項１又は２に記載の加工装置。
6. 前記周期性を有する任意の波形は鋸波形である、請求項５に記載の加工装置。
7. 前記ワークの表面に加工される前記複数のディンプルの配置の不規則さの度合いは、前記ホワイトノイズ波形の振幅の変更によって変更可能である、請求項５又は６に記載の加工装置。
8. 前記駆動装置は、前記工具を前記ワークに対して前記第１方向に移動させる圧電素子を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の加工装置。
9. 前記駆動装置は、前記工具が前記ワークに対して前記第２方向に移動している間に、前記ワークを前記工具に対して前記第１方向及び第２方向の双方に略垂直な第３方向に、周波数及び振幅の少なくとも一方が不規則な信号を含む第３の波形の値に比例した量だけ微小変位させることができるように構成される、請求項２に記載の加工装置。
10. 前記駆動装置は、前記工具が前記ワークに切込んでいる間は、前記工具に対する前記ワークの前記第３方向への微小変位を行わないように構成される、請求項９に記載の加工装置。
11. 前記第３の波形はホワイトノイズ波形である、請求項９又は１０に記載の加工装置。
12. 前記駆動装置は、前記ワークを前記工具に対して前記第３方向に微小変位させる圧電素子を有し、前記圧電素子は前記波形を有する印加電圧によって作動する、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の加工装置。

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