JP2011502058A - 回折機構を伴う機械加工された工具先端を1つ以上使用する切削工具 - Google Patents
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Abstract
Description
一般のダイヤモンド旋盤技術は、PCT国際公開特許出願WO00/48037号に記載され、参照により全体が記載されているかのように本明細書に組み込まれる。種々の方法に使用される装置、及び光学フィルム又は他のフィルムを作製するための装置は、高速サーボ工具を備えることができる。PCT国際公開特許出願WO00/48037号に開示されているように、高速工具サーボ(FTS)は、ソリッドステート圧電(PZT)デバイスであって、PZTスタックと称され、PZTスタックに取り付けられる切削工具の位置を迅速に調節する。FTSは、更に以下に記載されるように、座標系内の方向に切削工具を非常に正確かつ高速で動くことを可能とする。
図3は、切削工具に使用する代表的なPZTスタック72の図である。PZTスタックはそれと連結される工具先端の動きを提供するために使用され、当該技術分野において既知であるPZT効果に従って作動する。PZT効果によると、特定の種類の材料に適用される電界によって、その材料は1つの軸に沿って膨張し、他の軸に沿って収縮する。PZTスタックは、典型的に、ケーシング84に内包され、ベースプレート86上に装着される複数の材料74、76、及び78を備える。この代表的な実施形態において、材料は、PZT効果の対象となるセラミック材料で実施される。例示のみを目的として、3つのディスク74、76、及び78が示されているが、例えば特定の実施形態における要件に基づいて、いずれかの数のディスク又は他の材料、及びいずれかの種類の形状を使用することができる。ポスト88はディスクに付着し、ケーシング84から突出している。ディスクは、例えば、チタン酸バリウム、ジルコン酸鉛、又はチタン酸鉛材料を混合、圧縮、主材料とし、焼結したようないずれかのPZT材料で実施し得る。ディスクは、例えば、磁歪材料で実施することもし得る。
断続切削FTS作動装置は、切削中に工具チップが工作物と不連続に接触し、近接しないミクロ構造を作製するため、小型マイクロ構造の作製に使用し得る。これらの機構は、導光フィルム、ミクロ流体構造、セグメント化接着剤、研磨材物品、光学ディフューザー、高コントラスト光学スクリーン、光リダイレクトフィルム、抗反射構造、光混合構造、及び装飾フィルムを作製するのに使用し得る。
図9A〜9Dは、代表的な機械加工された工具先端220の図であり、これは、接着剤、ろう付け、はんだ付け、又は他の方法を使用して、工具先端キャリア90の表面98に固定される。図9Aは、工具先端220の斜視図である。図9Bは、工具先端220の正面図である。図9Cは、工具先端220の底面図である。図9Dは、工具先端220の側面図である。図9A〜9Dに示されるように、工具先端220は、側面224、テーパー状かつ角度が付けられた前面226、及び工具先端キャリア90の表面98に固定するための底面222を包含する。工具先端220の前側部分225は、例えば上述のシステムを使用して作動装置の制御下で加工物を機械加工するために使用される。工具先端220は、前側部分225にミクロ構造(例えば、溝)221及び223も有するように機械加工され、ミクロ構造221及び223はまた加工物の機械加工に使用される。機械加工された工具先端のミクロ構造は、上記に特定される代表的な形状及び寸法の1つ以上を有し得る。
図13〜22は、回折機構を有する代表的な機械加工された工具先端の図であり、これらの工具先端は、接着剤、ろう付け、はんだ付け、又は他の方法を使用して、工具先端キャリア90の表面98に固定される。図23A、23B、24A、及び24Bは、それらの中に回折機構を形成するために工具先端を製作する方法を示す図である。図13〜22の工具先端に示した機構は、一定の縮尺で示されているわけではない。むしろ、図13〜22に示した工具先端は、回折を提供する機構の形状及び配置の例を示すことを意図するものであり、機構は、例えば機構に所望される回折の量に応じて、任意の寸法及び間隔を有し得る。回折機構とは別に、図13〜22に示した工具先端は、例えば、2つの切子面、前面106、任意にテーパー状前側部分105を有する工具先端100と同一の全体形状及び配置を有し得る。
FTS作動装置を使用した機械加工の代替として、工具先端が実質的に一定の奥行で加工物内に保持され、実質的にらせん模様の機構を機械加工するように加工物に沿って動かされる、非FTS刃物台を使用して加工物を機械加工し得る。この実施形態では、工具先端は一つ以上の回折機構を有しており、その機構の少なくとも1つが、機械加工中に加工物と接触する。上述したように、この機械加工は、回折機構を有するマクロスケールの機構の作製を可能にする。機械加工された加工物は、次いで、対応する機構を有する光学フィルムなどのフィルムを作製するために使用され得る。
Claims (12)
- 円筒形の加工物を機械加工するための装置であって、
機械加工される表面を有し、回転運動のために装着された、実質的に円筒形の加工物と、
前記加工物を回転させるために前記加工物に取り付けられた駆動装置と、
前記機械加工される加工物の表面と実質的に平行に動くようにトラックに装着された刃物台と、
工具先端を装着するための表面を有する、前記刃物台に固定された軸部と、
前記軸部の表面に装着され、少なくとも1つの回折機構を有する工具先端と、
コントローラーであって、前記駆動装置による前記加工物に相対的な前記工具先端の動きをコントロールするため、及び機械加工中、前記工具先端の回折機構が前記機械加工される加工物の表面と接触する、前記刃物台の前記機械加工される加工物の表面と平行な動きをコントロールするため、前記駆動装置及び前記刃物台に取り付けられたコントローラーと、を含む装置。 - 前記工具先端の前記回折機構が溝を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記工具先端は、2つの切子面を有しており、前記切子面のそれぞれには少なくとも1つの回折機構がある、請求項1に記載の装置。
- 前記工具先端は、2つの切子面と、前記切子面に隣接する実質的に平坦な部分とを有し、前記平坦な部分に少なくとも1つの回折機構がある、請求項1に記載の装置。
- 前記工具先端を実質的に定速で前記加工物に沿ってz方向に動かすように前記刃物台が構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記加工物が、アルミニウム、ニッケル、銅、黄銅、鋼、又はプラスチックのうちの1つから構成される、請求項1に記載の装置。
- 円筒形の加工物を機械加工する方法であって、
駆動装置による回転運動のために装着され、機械加工される表面を有する、実質的に円筒形の加工物を提供する工程と、
前記機械加工される加工物の表面と実質的に平行に動くようにトラックに装着された刃物台を提供する工程と、
工具先端を装着するための表面を有する軸部を、前記刃物台に固定する工程と、
前記軸部の表面に少なくとも1つの回折機構を有する工具先端を装着する工程と、
前記駆動装置による前記加工物に相対的な前記工具先端の動きのコントロール、及び機械加工中、前記工具先端の回折機構が前記機械加工される加工物の表面と接触する、前記刃物台の前記機械加工される加工物の表面と平行な動きのコントロール、をする工程と、を含む方法。 - 前記工具先端の前記回折機構が溝を含む、請求項7に記載の方法。
- 前記工具先端は、2つの切子面を有しており、前記切子面のそれぞれには少なくとも1つの回折機構がある、請求項7に記載の方法。
- 前記工具先端は、2つの切子面と、前記切子面に隣接する実質的に平坦な部分とを有し、前記平坦な部分に少なくとも1つの回折機構がある、請求項7に記載の方法。
- 前記工具先端を実質的に定速で前記加工物に沿ってz方向に動かすように前記刃物台が構成される、請求項7に記載の方法。
- 前記加工物が、アルミニウム、ニッケル、銅、黄銅、鋼、又はプラスチックのうちの1つから構成される、請求項7に記載の方法。
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