JP2016132082A - Tool and tool manufacturing method - Google Patents

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裕樹 宮内
Hiroki Miyauchi
裕樹 宮内
安藤 学
Manabu Ando
学 安藤
峻 定國
Shun Sadakuni
峻 定國
和人 山内
Kazuto Yamauchi
和人 山内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tool capable of accurately processing a workpiece so that a shape error can be within an allowable value range by using a catalyst support type processing method for removing the workpiece by the chemical action of a catalyst with water without using any abrasive grains, and a manufacturing method thereof.SOLUTION: A tool 1 includes a catalyst part 2 including transition metal on a surface facing a workpiece 4, and a base part 3 for supporting the catalyst part 2. By relatively moving the catalyst part 2 in contact with or close to the workpiece 4 in the interposed state of water molecules, the workpiece 4 is processed until a curvature radius where a difference from a target curvature radius is equal to or lower than an allowable value ΔHis achieved. The tool 1 is manufactured so that a value obtained by adding together a difference ΔH between the target curvature radius and the curvature radius Rof the catalyst part of the tool and the shape error amount ΔFof the catalyst part of the tool from a true sphere having the curvature radius of the catalyst part can be equal to lower than the ΔH.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、砥粒を使用せず触媒と水による化学作用によって被加工物を除去する加工方法を用いて、球面レンズ等の被加工物を加工するための工具、およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a tool for processing a workpiece such as a spherical lens using a processing method that removes the workpiece by a chemical action using a catalyst and water without using abrasive grains, and a method for manufacturing the same. is there.

従来、球面レンズ等の光学素子の研磨加工方法としては、砥粒を含む研磨スラリーを工具表面に供給しながら、工具と被加工物を接触および相対的に運動させることで、被加工物の除去を行う遊離砥粒研磨方法が一般的である。この加工動作により、被加工物表面は平滑化され、表面粗さの小さい加工面が得られる。   Conventionally, as a polishing method of an optical element such as a spherical lens, a workpiece and a workpiece are removed by moving the tool and the workpiece in contact with each other while supplying polishing slurry containing abrasive grains to the tool surface. A loose abrasive polishing method is generally performed. By this processing operation, the surface of the workpiece is smoothed and a processed surface with a small surface roughness is obtained.

光学素子材料として用いられるガラスの研磨には、主に酸化セリウムが砥粒として用いられている。しかしながら、酸化セリウムは希土類であり近年価格の変動が激しく、安定的に入手できないといった問題が生じるようになっている。このような問題を背景に、砥粒を使用しない被加工物の加工方法として、特許文献1に示されるような触媒支援型加工方法が提案されている。特許文献1の加工方法によれば、固体酸化物を被加工物とし、加水分解による分解生成物の生成を助ける触媒物質を加工基準面として用い、水の存在下で被加工物と加工基準面とを接触もしくはごく接近させて配置し、両者を相対運動させる。この触媒支援型加工方法によれば、光学ガラスに代表されるような酸化物からなる被加工物を、砥粒を使用することなく平滑化することができる。   For polishing glass used as an optical element material, cerium oxide is mainly used as abrasive grains. However, cerium oxide is a rare earth, and the price fluctuates in recent years, resulting in a problem that it cannot be stably obtained. Against the background of such problems, a catalyst-assisted processing method as shown in Patent Document 1 has been proposed as a processing method of a workpiece that does not use abrasive grains. According to the processing method of Patent Document 1, a solid oxide is used as a workpiece, a catalytic substance that assists in the generation of a decomposition product by hydrolysis is used as a processing reference plane, and the workpiece and the processing reference plane are present in the presence of water. Are placed in contact with each other or in close proximity, and the two are moved relative to each other. According to this catalyst-assisted processing method, a workpiece made of an oxide typified by optical glass can be smoothed without using abrasive grains.

ここで、特許文献1に記載の従来例では、主に平面の被加工物を対象としており、球面レンズ等の光学素子において重要である曲率半径をいかに目標とする値に加工するかについて、その具体的な手段は記載されていない。特に、加工基準面となる工具の触媒部をどのような形状に製造すべきかについて、その方法は未知であった。   Here, the conventional example described in Patent Document 1 mainly targets a planar workpiece, and how to process a radius of curvature that is important in an optical element such as a spherical lens into a target value. Specific means are not described. In particular, the method for determining the shape of the catalyst portion of the tool to be the processing reference surface is unknown.

一方、砥粒を使用して研磨を行う旧来の遊離砥粒研磨方法により球面レンズを加工するための工具の製造方法が例えば特許文献2に記載されている。特許文献2の手法では、光学素子の目標とする曲率半径と同等の曲率半径を有するサンプル工具と、この工具によって加工されたレンズの曲率半径を測定する。そして、サンプル工具とレンズの曲率半径の相関値を相殺するような曲率半径となるように工具を製造する。この方法によって製造された工具を用いることで、目標とする曲率半径を有するレンズを生産することができる。   On the other hand, for example, Patent Document 2 discloses a manufacturing method of a tool for processing a spherical lens by a conventional loose abrasive polishing method in which polishing is performed using abrasive grains. In the method of Patent Document 2, a sample tool having a radius of curvature equivalent to a target radius of curvature of an optical element and a radius of curvature of a lens processed by the tool are measured. And a tool is manufactured so that it may become a curvature radius which cancels the correlation value of the curvature radius of a sample tool and a lens. By using the tool manufactured by this method, a lens having a target radius of curvature can be produced.

国際公開第2013/084934号International Publication No. 2013/084934 特開2002−144245号公報JP 2002-144245 A

しかしながら、特許文献2に記載の方法に基づいて曲率半径を決定した工具で特許文献1に記載の触媒支援型加工方法によりレンズを加工しても、必ずしも目標とする曲率半径を有するレンズが得られないという問題があった。   However, even when a lens is processed by the catalyst-assisted processing method described in Patent Document 1 with a tool whose radius of curvature is determined based on the method described in Patent Document 2, a lens having a target curvature radius is not necessarily obtained. There was no problem.

これは、触媒支援型加工方法では工具と被加工物の間に旧来の加工方法のような砥粒がなく、工具、特にその触媒部の形状特性が、よりダイレクトに加工精度に影響するためであると考えられる。例えば、工具の包絡面形状がなす球面の形状は、より直接的に被加工物の成形に関与するものと考えられる。そして、もし工具の曲率半径以外の形状要因に個体差があった場合、工具の包絡面形状がなす球面の曲率半径が変化し、被加工物の形状誤差が許容値範囲を超えてしまうものと推察される。   This is because the catalyst-assisted machining method has no abrasive grains between the tool and the workpiece as in the conventional machining method, and the shape characteristics of the tool, especially its catalyst part, directly affect the machining accuracy. It is believed that there is. For example, the spherical shape formed by the envelope shape of the tool is considered to be more directly involved in forming the workpiece. And if there are individual differences in the shape factors other than the radius of curvature of the tool, the radius of curvature of the spherical surface formed by the envelope surface shape of the tool will change, and the shape error of the workpiece will exceed the allowable range Inferred.

従って、本発明の課題は、砥粒を使用せず触媒と水による化学作用によって被加工物を除去する触媒支援型加工方法を用い、形状誤差が許容値範囲内となるよう被加工物を精度よく加工できる工具、ないしその製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to use a catalyst-assisted machining method that removes a workpiece by a chemical action using a catalyst and water without using abrasive grains, and accurately corrects the workpiece so that a shape error is within an allowable range. It is to provide a tool that can be processed well, or a method for manufacturing the tool.

上記課題を解決するため、本発明の工具においては、被加工物と対向する面に遷移金属を含む触媒部と、前記触媒部を支持する基体部とを有し、前記触媒部を水分子を介在させた状態で被加工物に対して接触または接近させた状態で相対的に移動させることで、目標曲率半径からの差が許容値以下となる曲率半径まで前記被加工物を加工するための工具であって、前記目標曲率半径および、当該工具の前記触媒部の曲率半径との差と、当該工具の前記触媒部の、当該触媒部の曲率半径を有する真球からの形状誤差量と、を加算した値が、前記許容値以下となるよう製造された構成を特徴とする。   In order to solve the above-described problem, in the tool of the present invention, the surface of the workpiece facing the workpiece has a catalyst part containing a transition metal, and a base part that supports the catalyst part, and the catalyst part has water molecules. By moving the workpiece relative to the workpiece in contact with or approaching the workpiece while being interposed, the workpiece is machined to a radius of curvature where the difference from the target radius of curvature is less than an allowable value. A difference between the target radius of curvature and the radius of curvature of the catalyst portion of the tool, and a shape error amount of the catalyst portion of the tool from a true sphere having the radius of curvature of the catalyst portion, It is characterized by a structure manufactured so that a value obtained by adding the values is equal to or less than the allowable value.

本発明では、前記目標曲率半径および、当該工具の前記触媒部の曲率半径との差のみならず、当該工具の前記触媒部の、当該触媒部の曲率半径を有する真球からの形状誤差量を用いて当該工具の寸法条件を定めている。このため、工具の触媒部の包絡面形状がなす球面の曲率半径が被加工物の許容される曲率半径以内に収まり、触媒支援型加工方法によって確実に曲率半径の誤差が許容値以下となるよう被加工物を加工できる工具を得られる、という優れた効果がある。   In the present invention, not only the difference between the target radius of curvature and the radius of curvature of the catalyst portion of the tool, but also the shape error amount of the catalyst portion of the tool from the true sphere having the radius of curvature of the catalyst portion. Used to determine the dimensional conditions of the tool. For this reason, the radius of curvature of the spherical surface formed by the envelope shape of the catalyst portion of the tool is within the allowable radius of curvature of the workpiece, so that the error of the radius of curvature is surely below the allowable value by the catalyst-assisted machining method. There is an excellent effect of obtaining a tool capable of processing a workpiece.

工具と被加工物の寸法関係に係る理論を示すもので、(a)は工具の断面図、(b)は工具の触媒部の形状誤差量を示した線図、(c)は被加工物の寸法許容範囲を示した説明図である。The theory concerning the dimensional relationship between a tool and a workpiece is shown, (a) is a sectional view of the tool, (b) is a diagram showing the amount of shape error of the catalyst part of the tool, and (c) is the workpiece. It is explanatory drawing which showed the dimension tolerance | permissible_range. 本発明により製造される工具の外観の一例を示した斜視図である。It is the perspective view which showed an example of the external appearance of the tool manufactured by this invention. 本発明の実施例1において製造された工具の表面粗さを示すもので、(a)は表面状態の説明図、(b)は表面の高さの分布を示した線図である。The surface roughness of the tool manufactured in Example 1 of this invention is shown, (a) is explanatory drawing of a surface state, (b) is the diagram which showed distribution of the height of the surface. 本発明の実施例1において製造された工具の表面の形状誤差を示すもので、(a)は表面状態の説明図、(b)は形状誤差を示した線図である。The shape error of the surface of the tool manufactured in Example 1 of this invention is shown, (a) is explanatory drawing of a surface state, (b) is the diagram which showed the shape error. 本発明の実施例1において製造された工具によって被加工物を加工する様子を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed a mode that a workpiece was processed with the tool manufactured in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1において製造された工具によって加工された被加工物の曲率半径の差を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the difference of the curvature radius of the workpiece processed with the tool manufactured in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1において製造された工具によって加工された被加工物の曲率半径を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the curvature radius of the workpiece processed with the tool manufactured in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1において製造された工具によって加工された被加工物の表面状態の説明図である。It is explanatory drawing of the surface state of the workpiece processed with the tool manufactured in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1において製造された工具によって加工された被加工物の加工結果を示すもので、(a)は被加工物の干渉縞像の説明図、(b)は被加工物の断面の形状誤差プロファイルの説明図である。The processing result of the workpiece processed with the tool manufactured in Example 1 of this invention is shown, (a) is explanatory drawing of the interference fringe image of a workpiece, (b) is a cross section of a workpiece. It is explanatory drawing of this shape error profile. 本発明の実施例2において製造された3つの工具でそれぞれ加工された被加工物の曲率半径を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the curvature radius of the to-be-processed object each processed with the three tools manufactured in Example 2 of this invention. 本発明を実施した工具を製造し、あるいはさらに良否判定を行う製造工程の流れを示したフローチャート図である。It is the flowchart figure which showed the flow of the manufacturing process which manufactures the tool which implemented this invention, or performs quality determination further. 本発明を実施した工具の良否判定を行うためのハードウェア構成の一例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed an example of the hardware constitutions for performing quality determination of the tool which implemented this invention.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態につき説明する。なお、後述する実施例はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the Example mentioned later is an example to the last, For example, about the structure of a detail, those skilled in the art can change suitably in the range which does not deviate from the meaning of this invention. Moreover, the numerical value taken up by this embodiment is a reference numerical value, Comprising: This invention is not limited.

まず、触媒支援型加工方法で被加工物の加工に用いる工具の触媒部が満たすべき形状について考察する。上述のように、触媒支援型加工方法では、被加工物と対向する面に遷移金属を含む触媒部と、前記触媒部を支持する基体部とを有し、前記触媒部を水分子を介在させた状態で被加工物に対して接触または接近させた状態で相対的に移動させる。これにより、目標曲率半径からの差が許容値以下となる曲率半径まで被加工物を加工する。   First, the shape that should be satisfied by the catalyst portion of the tool used for machining the workpiece by the catalyst-assisted machining method will be considered. As described above, in the catalyst-assisted processing method, the catalyst portion that includes the transition metal on the surface facing the workpiece and the base portion that supports the catalyst portion, and water molecules are interposed in the catalyst portion. The workpiece is moved relative to the workpiece in contact with or close to the workpiece. As a result, the workpiece is machined to a radius of curvature at which the difference from the target radius of curvature is equal to or less than an allowable value.

このような触媒支援型加工方法では、工具と被加工物の間には、旧来の加工方法において用いられるような砥粒は存在しない。このため、工具、特にその触媒部の形状、例えば工具(触媒部)の包絡面形状がなす球面の形状の精度が、より直接的に加工精度に影響するものと考えられる。   In such a catalyst-assisted processing method, there is no abrasive grain used in the conventional processing method between the tool and the workpiece. For this reason, it is considered that the accuracy of the shape of the tool, particularly the shape of the catalyst portion thereof, for example, the spherical shape formed by the envelope shape of the tool (catalyst portion), directly affects the machining accuracy.

工具の個体差として生じ得る曲率半径以外の形状要因として考えられるのは、例えば被加工物の目標曲率半径を有する真球と工具の触媒部の形状誤差量である。以下、この形状誤差量を条件の1つとして加味した工具の寸法精度範囲について考える。   What can be considered as a shape factor other than the radius of curvature that can occur as individual differences between tools is, for example, the shape error amount of the true sphere having the target radius of curvature of the workpiece and the catalyst portion of the tool. Hereinafter, a dimensional accuracy range of the tool will be considered in consideration of this shape error amount as one of the conditions.

本発明に係る工具の一例として、図1(a)に被加工物を凹球面に加工するための凸球面形状を有する工具の断面を示す。図1(a)においては、図の左右方向をX軸、上下の方向にZ軸を取っている。   As an example of the tool according to the present invention, FIG. 1A shows a cross section of a tool having a convex spherical shape for processing a workpiece into a concave spherical surface. In FIG. 1A, the left-right direction in the figure is the X axis, and the up-down direction is the Z axis.

図1(a)において、工具1は被加工物と対向する面に触媒部2と、触媒部2を支持する基体部3を有する。また、被加工物の外径をD、被加工物の目標とする曲率半径をR、触媒部2の曲率半径をRとし、曲率半径Rを有する球面の外径Dにおける球欠高さをH、曲率半径Rを有する球面の外径Dにおける球欠高さをHとする。このとき、HおよびHはそれぞれ以下の式(1)および(2)で表わされる。 In FIG. 1A, a tool 1 has a catalyst part 2 and a base part 3 that supports the catalyst part 2 on a surface facing a workpiece. Further, the outer diameter of the workpiece D W, the radius of curvature of the target R W of the workpiece, the radius of curvature of the catalyst portion 2 and R T, spherical in outer diameter D W of the spherical surface having a curvature radius R W The missing height is H W , and the spherical missing height at the outer diameter D W of the spherical surface having the radius of curvature R T is H T. At this time, H W and H T are represented by the following equations (1) and (2), respectively.

ここで球欠高さHとHの差の絶対値をΔHとする。また、本実施形態においては、目標とする曲率半径と触媒部2の曲率半径との差をΔHと定義する。式(1)および(2)から、目標とする曲率半径と触媒部2の曲率半径との差ΔHは以下の式(3)で表わされる。 Here, the absolute value of the difference between the ball-missing heights H W and H T is ΔH. In this embodiment, the difference between the target curvature radius and the curvature radius of the catalyst unit 2 is defined as ΔH. From the equations (1) and (2), the difference ΔH between the target radius of curvature and the radius of curvature of the catalyst part 2 is expressed by the following equation (3).

図1(b)は曲率半径Rを有する真球と、触媒部2の形状誤差を示している。図1(b)においてX軸(横軸)は図1(a)と一致するが、Y軸(縦軸)は後述(図4(a)、(b))のように干渉計などを用いて測定した触媒部2の形状誤差である。 FIG. 1B shows the shape error of the true sphere having the radius of curvature RT and the catalyst portion 2. In FIG. 1B, the X axis (horizontal axis) coincides with FIG. 1A, but the Y axis (vertical axis) uses an interferometer or the like as described later (FIGS. 4A and 4B). It is the shape error of the catalyst part 2 measured by the above.

後述の実施例のように、例えば、触媒部2の曲率半径Rが数10mm程度となるよう一般的な手法により基体部3を成形し、触媒部2を成膜などにより形成してみる。この場合、触媒部2を干渉計などを用いて計測すると、触媒部2の形状は、必ずしも真球とはなっておらず、理想的な真球の触媒部2の曲率半径R(数10mmオーダ)に対して数10nm程度の範囲で変動が認められる。 As in the examples described later, for example, the base portion 3 is formed by a general method so that the curvature radius RT of the catalyst portion 2 is about several tens of millimeters, and the catalyst portion 2 is formed by film formation or the like. In this case, when the catalyst part 2 is measured using an interferometer or the like, the shape of the catalyst part 2 is not necessarily a true sphere, and the radius of curvature R T (several tens of millimeters) of the ideal true sphere catalyst part 2 is obtained. Fluctuations are recognized in the range of about several tens of nm with respect to (order).

本実施形態では、図1(b)に示した触媒部2の理想形状(曲率半径Rを有する真球)からの形状誤差の最大値と最小値の差をΔFと定義し、以下、触媒部2の形状誤差量ΔFとして言及する。本実施形態は、従来(例えば特許文献2)は用いられていなかったこの触媒部2の形状誤差量ΔFを工具1の寸法管理の条件の1つとして用いる点に特徴がある。 In the present embodiment, the difference between the maximum value and the minimum value of the shape error from the (true sphere having a radius of curvature R T) ideal shape of the catalytic unit 2 shown in FIG. 1 (b) is defined as [Delta] F T, the following, referred as the shape error amount [Delta] F T of the catalyst unit 2. This embodiment, a conventional (e.g., Patent Document 2) is characterized in that the catalyst portion 2 of the shape error amount [Delta] F T which has not been used in that used as one of the conditions for dimensional control of the tool 1.

次に、被加工物(4)の目標とする曲率半径(R)とその許容値(ΔH)につき考察する。 Next, the target radius of curvature (R W ) of the workpiece (4) and its allowable value (ΔH W ) will be considered.

図1(c)は、被加工物4の断面を示している。図1(c)において、被加工物4の外径をD、被加工物4の目標とする曲率半径をR、許容される曲率半径の誤差量をΔRとする。また、R±ΔRの曲率半径を有する球面の外径Dにおける球欠高さとHとの差の絶対値をΔHとする。本実施形態においては、このΔHを被加工物4の目標曲率半径からの許容値とする。この被加工物4の目標曲率半径からの許容値ΔHは以下の式(4)で表わされる。 FIG. 1C shows a cross section of the workpiece 4. In FIG. 1 (c), the outer diameter of the workpiece 4 D W, the curvature radius R W of the target of the workpiece 4, the error amount of curvature allowed the [Delta] R W. Further, the absolute value of the difference between the spherical segment height and H W at the outer diameter D W of the spherical surface having a curvature radius of R ± [Delta] R W and [Delta] H W. In the present embodiment, this ΔH W is set as an allowable value from the target radius of curvature of the workpiece 4. The allowable value ΔH W from the target radius of curvature of the workpiece 4 is expressed by the following equation (4).

そして、本実施形態では、被加工物4の目標曲率半径Rと触媒部の曲率半径との差ΔHに、上記の触媒部2の真球からの形状誤差量ΔFを加算した値が、許容値ΔH以下となるように寸法を管理して工具1を製造する。すなわち、目標曲率半径Rと触媒部の曲率半径との差ΔH、形状誤差量ΔFおよび許容値ΔHの関係が以下に示す式(5)を満たすように工具1を製造する。 In the present embodiment, the difference ΔH between the curvature radius of the target curvature radius R W and the catalyst portion of the workpiece 4, a value obtained by adding the shape error amount [Delta] F T from the true sphere of the catalyst portion 2, The tool 1 is manufactured by managing the dimensions so that the allowable value ΔH W or less. In other words, the difference between the target curvature radius R W and the radius of curvature of the catalyst unit [Delta] H, the relationship between the shape error amount [Delta] F T and tolerance [Delta] H W to produce the tool 1 so as to satisfy the equation (5) below.

即ち、目標曲率半径Rおよび工具1の触媒部2の曲率半径との差ΔHと、触媒部2の理想形状(触媒部の曲率半径を有する真球)からの形状誤差量ΔFと、を加算した値が、被加工物4の目標曲率半径からの許容値ΔH以下となるよう工具を製造する。 That is, the difference ΔH between the target curvature radius R W and the radius of curvature of the catalyst portion 2 of the tool 1, the shape error amount [Delta] F T from the ideal shape of the catalyst unit 2 (true sphere having a radius of curvature of the catalyst unit), the The tool is manufactured so that the added value is equal to or less than the allowable value ΔH W from the target radius of curvature of the workpiece 4.

上記の式(5)を満たすように工具を製造することで、触媒部2の包絡面形状がなす球面の曲率半径が被加工物の許容される曲率半径以内に収まることになる。   By manufacturing the tool so as to satisfy the above formula (5), the radius of curvature of the spherical surface formed by the envelope shape of the catalyst portion 2 is within the allowable radius of curvature of the workpiece.

ここで、式(5)の左辺は、被加工物4に接触ないし接近して相対運動する触媒部2の界面が出入りする(最大の)空間の範囲と考えてよい。上記のように触媒支援型加工では、研磨に関与する砥粒が存在しないため、工具1の触媒部2の形状がダイレクトに加工に関与することになる。   Here, the left side of the formula (5) may be considered as a (maximum) space range where the interface of the catalyst unit 2 that moves relative to the workpiece 4 in contact with or close to the workpiece 4 moves in and out. As described above, in the catalyst-assisted processing, since there are no abrasive grains involved in polishing, the shape of the catalyst portion 2 of the tool 1 is directly involved in the processing.

式(5)のような寸法管理によれば、被加工物4に接触ないし接近して相対運動する触媒部2の界面が出入りする空間の範囲が被加工物4の目標曲率半径からの許容値ΔH以下となるよう管理される。従って、被加工物4の加工面が目標曲率の許容範囲を超えるのを確実に防止できるものと考えられる。即ち、式(5)のような寸法管理を行って工具を製造することにより、目標曲率半径との誤差が許容値以下となる球面レンズを加工することができる。 According to the dimensional control as expressed by the equation (5), the range of the space where the interface of the catalyst part 2 that moves relative to the workpiece 4 in contact with or approaches the workpiece 4 is an allowable value from the target curvature radius of the workpiece 4. It is managed to be ΔH W or less. Therefore, it is considered that the processed surface of the workpiece 4 can be reliably prevented from exceeding the allowable range of the target curvature. That is, a spherical lens in which an error from the target radius of curvature is equal to or less than an allowable value can be processed by manufacturing a tool by performing dimension management as shown in Expression (5).

一方、例えば、特許文献2に記載されている手法は、被加工物4の目標曲率半径を達成するために、サンプル加工を繰り返してサンプル工具の曲率半径とサンプル光学素子の曲率半径の間の一定の関係を求めるものである。特許文献2では、例えば工具の研磨面の形状誤差量(上記の触媒部2の形状誤差量ΔFに相当する)などは一切考慮されていない。 On the other hand, for example, in the technique described in Patent Document 2, in order to achieve the target curvature radius of the workpiece 4, the sample processing is repeated, and a constant value between the curvature radius of the sample tool and the curvature radius of the sample optical element is obtained. Is a relationship. In Patent Document 2, for example, the shape error of the polishing surface of the tool (corresponding to the shape error amount [Delta] F T of the catalytic unit 2 above) such as has not been considered at all.

このため、触媒部2の形状がダイレクトに加工に関与する触媒支援型加工では、特許文献2の手法のみでは、触媒部2の形状誤差量ΔFに大きなバラツキが生じていると、容易に被加工物4の被加工面の曲率半径が許容範囲を超えてしまうものと考えられる。 Therefore, in the catalyst-aided machining shape of the catalyst unit 2 is involved in the processing directly, only the technique of Patent Document 2, a large variation occurs in the shape error amount [Delta] F T of the catalytic unit 2, readily be It is considered that the radius of curvature of the work surface of the workpiece 4 exceeds the allowable range.

ここで、工具1を製造する具体的な手法につき説明する。   Here, a specific method for manufacturing the tool 1 will be described.

工具1の基体部3上に、式(5)を満たす形状で触媒部2を生成する手段は特に限定されない。例えば、触媒部2を直接加工して形成しても良く、基体部3を成形した後、基体部3上に触媒材料を薄膜コーティングする方法でも良い。   A means for generating the catalyst part 2 in a shape satisfying the formula (5) on the base part 3 of the tool 1 is not particularly limited. For example, the catalyst part 2 may be formed by direct processing, or a method in which the base part 3 is formed and then a catalyst material is thinly coated on the base part 3 may be used.

触媒部2および基体部3の加工には、ダイヤモンドバイトを用いた切削加工やダイヤモンド砥石を用いた研削加工などの一般的な手法を用いることができる。また、ダイヤモンドや炭化ケイ素などの硬質砥粒や酸化セリウムなどの軟質砥粒を用いた遊離砥粒研磨加工などの砥粒を用いた研磨手法を用いてもよい。また、水分子を触媒部2の表面に効率的に供給するという観点から、触媒部2および基体部3に溝や空孔を設けても良い。   For the processing of the catalyst portion 2 and the base portion 3, a general method such as cutting using a diamond tool or grinding using a diamond grindstone can be used. Moreover, you may use the grinding | polishing method using abrasive grains, such as a free abrasive grain grinding | polishing process using soft abrasive grains, such as hard abrasive grains, such as diamond and silicon carbide, and cerium oxide. Further, from the viewpoint of efficiently supplying water molecules to the surface of the catalyst part 2, grooves and holes may be provided in the catalyst part 2 and the base part 3.

また、基体部3上に触媒部2を薄膜コーティングする場合、その手法は本発明を限定するものではなく、スパッタ法やCVD法、めっき法、塗布乾燥法といった一般的な成膜ないしコーティング手法を用いることができる。さらに、触媒部2と基体部3の密着力を上げるため、触媒部2と基体部3の間にはカーボンなどの中間膜を設けるようにすると好適である。触媒部2の膜厚については特に限定されないが、形状精度を劣化させないという観点から、例えば1000nm以下であることが望ましい。   Further, when the catalyst portion 2 is thin-film coated on the base portion 3, the method is not limited to the present invention, and a general film forming or coating method such as a sputtering method, a CVD method, a plating method, or a coating / drying method is used. Can be used. Furthermore, it is preferable to provide an intermediate film such as carbon between the catalyst part 2 and the base part 3 in order to increase the adhesion between the catalyst part 2 and the base part 3. The film thickness of the catalyst part 2 is not particularly limited, but is preferably, for example, 1000 nm or less from the viewpoint of not deteriorating the shape accuracy.

なお、基体部3を成形した後、成膜などにより触媒部2を形成する工法において上述の式(5)による寸法管理を行う場合、例えばサンプル加工を予め繰返し行い、形成後の触媒部2の曲率半径Rと形状誤差量ΔFを実測することができる。この実測結果に基づき、式(5)を満たすよう、工具1の基体部3の曲率半径や触媒部2の膜厚や成膜制御条件などを決定することができる。 In addition, in the method of forming the catalyst part 2 by film formation or the like after forming the base part 3, when performing the dimension control by the above formula (5), for example, sample processing is repeated in advance, and the catalyst part 2 after the formation is formed. it is possible to actually measure the radius of curvature R T shape error amount [Delta] F T. Based on the actual measurement result, the radius of curvature of the base portion 3 of the tool 1, the film thickness of the catalyst portion 2, film formation control conditions, and the like can be determined so as to satisfy the equation (5).

また、上述の式(5)に示した寸法条件は、当然ながら、製造した工具の良否判定にも利用できる。即ち、製造した工具の触媒部2の曲率半径Rと形状誤差量ΔFを実測し、上述の式(5)による寸法条件を満たしていればその工具は良品と判定し、もし同条件を満たしていなければ不良品と判定する。不良品と判定された工具は実際の被加工物の加工に用いないように、例えば製造ラインから除去する。あるいは不良品と判定された工具については、上述の手法のいずれかにより触媒部2を研磨するなどして上述の式(5)による寸法条件を満たすようになるまで、触媒部2の形状補正を行うことができる。製造した工具の良否判定などに関する構成および工程については図11、図12を用いて後述する。 Moreover, the dimensional condition shown in the above equation (5) can be used for quality determination of the manufactured tool. That is, actually measured radius of curvature R T shape error amount [Delta] F T of the catalytic unit 2 of the produced tools, the tool is judged to be good if they meet the dimensional conditions of the above equation (5), the if the condition If not, it is determined as a defective product. The tool determined to be defective is removed from the production line, for example, so as not to be used for actual machining of the workpiece. Or about the tool determined to be inferior goods, shape correction of the catalyst part 2 is carried out until the dimensional condition by the above-mentioned formula (5) is satisfied by polishing the catalyst part 2 by any of the above-described methods. It can be carried out. The configuration and process relating to the quality determination of the manufactured tool will be described later with reference to FIGS.

また、後述の実施例、特に製造した工具の検証や、良否判定を行うには、形成した触媒部の曲率半径Rと、曲率半径Rを有する真球からの形状誤差量ΔFを測定する必要がある。 Further, the examples described later, verification and of the tool, especially produced to do quality determination, and the curvature radius R T of the formed catalyst section, a shape error amount [Delta] F T from the true sphere having a radius of curvature R T measured There is a need to.

これら曲率半径Rと、形状誤差量ΔFの測定手段としては特に限定されないが、例えば、触針式形状測定機を用いて触針(プローブ)を触媒部2に接触させ、横方向および奥行き方向に走査させることで、触媒部2の面形状を測定する方法が考えられる。測定された面形状データを演算することで、触媒部2の曲率半径Rおよび形状誤差量ΔFを取得することができ、さらにこれらの実測値を用いて式(5)の条件が満たされているかを判定することができる。 And these curvature radius R T, is not particularly limited as means for measuring a shape error amount [Delta] F T, for example, a stylus (probe) is brought into contact with the catalyst unit 2 using a stylus type profile measuring instrument, lateral and depth A method of measuring the surface shape of the catalyst unit 2 by scanning in the direction is conceivable. By calculating the measured surface shape data, it is possible to obtain a curvature of the catalyst portion 2 radius R T and shape error amount [Delta] F T, the condition of equation (5) is satisfied further using these measured values Can be determined.

また、測定に要する時間を抑制することで生産性を向上させるという観点から、触媒部の曲率半径Rと、形状誤差量ΔFの測定にフィゾー型干渉計を用いることが考えらえる。フィゾー型干渉計を用いることにより、参照球面との差として現れる干渉縞の形状を演算する手法を用いることができ、触媒部2の面全体における形状誤差量ΔFを短時間で測定することができる。 Further, Rael from the viewpoint of improving the productivity by suppressing the time required for measurement, and the curvature radius R T of the catalyst unit, is possible to use a Fizeau interferometer for measuring the shape error amount [Delta] F T considered. By using the Fizeau interferometer, the shape of the interference fringes appear as a difference between the reference spherical surface can be used a method of calculating a be measured in a short time the shape error amount [Delta] F T in the entire surface of the catalytic unit 2 it can.

また、フィゾー型干渉計によれば、触媒部の曲率半径Rも短時間で測定することができる。例えば、参照面から出射した光が1点に集まる位置(通常、キャッツアイポイントと呼ばれる点)と、被検面である触媒部からの反射光と参照面からの反射光が干渉して干渉縞が観察できる位置との距離を測定することで触媒部の曲率半径Rを測定できる。 Further, according to the Fizeau interferometer, the radius of curvature RT of the catalyst portion can be measured in a short time. For example, interference fringes occur when the light emitted from the reference surface gathers at one point (usually a point called a cat's eye point) and the reflected light from the catalyst portion that is the test surface interferes with the reflected light from the reference surface. The radius of curvature R T of the catalyst part can be measured by measuring the distance from the position where can be observed.

なお、触媒部2に、排水用の溝や空孔を設けている場合は、触針式測定機、フィゾー型干渉計、いずれの場合でも、溝や空孔を予め測定範囲から除いて測定する必要がある。あるいは、測定後の形状データから溝や空孔部を除く演算処理を施し、曲率半径Rおよび形状誤差量ΔFを取得することが必要になる。このような測定機の制御、ないし測定後のデータから溝や空孔部を除去する演算処理は、例えば後述の測定系のCPUなどによって実行できる。 In addition, when the catalyst part 2 is provided with a groove or hole for drainage, in any case of the stylus type measuring machine or the Fizeau interferometer, the groove or hole is measured in advance from the measurement range. There is a need. Alternatively, performing an operation process with the exception of grooves and cavities from the shape data after measurement, it is necessary to obtain the radius of curvature R T and shape error amount [Delta] F T. Such control of the measuring machine or arithmetic processing for removing grooves and holes from the measured data can be executed by, for example, a CPU of a measurement system described later.

触媒部2の材料は、加水分解による分解生成物の生成を助長する触媒物質として、少なくとも1種類以上の遷移金属元素を含むことが必要である。この遷移金属元素としては、Pt、Au、Ag、Cu、Ni、Cr、Mo等が挙げられるが、これらの金属元素単体でも、または遷移金属元素を含む複数の金属元素からなる合金であってもよい。   The material of the catalyst part 2 needs to contain at least one or more transition metal elements as a catalyst substance that promotes the generation of decomposition products by hydrolysis. Examples of the transition metal element include Pt, Au, Ag, Cu, Ni, Cr, Mo, and the like. These metal elements may be single elements or alloys composed of a plurality of metal elements including transition metal elements. Good.

また、基体部3の材料については特に限定されないが、触媒部に被加工物を接触させて加工している際の触媒部2の変形を出来る限り小さくするという観点から、ヤング率の大きい材料を選定することが望ましい。例えば、目標とする曲率半径からの誤差が大きい被加工物を加工しようとした場合、被加工物との接触圧力によって触媒部2の曲率半径が変化してしまう可能性がある。触媒部2の厚みが1000nm以下と非常に薄い場合、被加工物を加工している際の触媒部2の変形を小さくする上で、基体部3のヤング率は重要である。   Further, the material of the base portion 3 is not particularly limited, but a material having a large Young's modulus is used from the viewpoint of minimizing the deformation of the catalyst portion 2 when the workpiece is processed by contacting the catalyst portion. It is desirable to select. For example, when trying to process a workpiece having a large error from the target radius of curvature, the radius of curvature of the catalyst unit 2 may change due to the contact pressure with the workpiece. When the thickness of the catalyst part 2 is as very thin as 1000 nm or less, the Young's modulus of the base part 3 is important in reducing the deformation of the catalyst part 2 when the workpiece is processed.

ここで、被加工物と接触させた場合に、触媒部2の厚さ方向の変位量の最大値をδとすると、δが被加工物の目標とする曲率半径からの許容値ΔHを下回っていれば良い。一般的な光学素子の場合、被加工物の目標とする曲率半径からの許容値ΔHは1000nm以下であることが多い。ここで、ヘルツ接触モデルを用いて触媒部2の変位量δを計算した場合、基体部3のヤング率が50GPa以上であれば、変位量δは1000nm以下を十分に下回る。すなわち、基体部3の材料としては、ヤング率が50GPa以上の材料を選定することがより望ましい。 Here, when the maximum displacement amount in the thickness direction of the catalyst portion 2 is δ when it is brought into contact with the workpiece, δ is less than the allowable value ΔH W from the target curvature radius of the workpiece. It should be. In the case of a general optical element, the allowable value ΔH W from the target curvature radius of the workpiece is often 1000 nm or less. Here, when the displacement amount δ of the catalyst unit 2 is calculated using the Hertz contact model, if the Young's modulus of the base unit 3 is 50 GPa or more, the displacement amount δ is well below 1000 nm or less. That is, it is more desirable to select a material having a Young's modulus of 50 GPa or more as the material of the base portion 3.

以上のような工具の製造方法により、工具の触媒部の包絡面形状がなす球面の曲率半径が、被加工物の許容曲率半径以内に収まるため、曲率半径の誤差が許容値以下となる球面レンズを加工することが可能な工具を得ることができる。   Due to the tool manufacturing method as described above, the radius of curvature of the spherical surface formed by the envelope shape of the catalyst portion of the tool is within the allowable radius of curvature of the workpiece, so that the spherical lens whose curvature radius error is less than the allowable value A tool capable of machining can be obtained.

以下、上述の工具の製造方法(製造条件)が妥当であるかを検証するための実施例として、実施例1および実施例2を示す。   Examples 1 and 2 are shown below as examples for verifying whether the above-described tool manufacturing method (manufacturing conditions) is appropriate.

本実施例では、被加工物として、外径Dが17.8mm、目標とする曲率半径Rが63.267mm、目標とする曲率半径からの許容値ΔHが440nmである凹面の球面レンズを想定する。本実施例においては、このような被加工物を加工する工具1を製造した場合の実例を示す。 In this embodiment, as a workpiece, the outer diameter D W is 17.8 mm, the radius of curvature R W having a target 63.267Mm, tolerance [Delta] H W from the radius of curvature having a target concave is 440nm spherical lens Is assumed. In a present Example, the example at the time of manufacturing the tool 1 which processes such a workpiece is shown.

図2に、本実施例において製造した工具1の外形を示す。図2において、工具1の外径は35mm(図の右下に10mmのスケールを図示)とし、基体部3にはヤング率が70GPa程度の合成石英ガラスを使用し、触媒部2には遷移金属であるPtを使用した。   In FIG. 2, the external shape of the tool 1 manufactured in the present Example is shown. In FIG. 2, the outer diameter of the tool 1 is 35 mm (a 10 mm scale is shown in the lower right of the figure), synthetic quartz glass having a Young's modulus of about 70 GPa is used for the base portion 3, and transition metal is used for the catalyst portion 2. Pt was used.

まず、工具1の基体部3を構成する合成石英ガラスの母材の表面を、ダイヤモンド砥石を用いた研削加工により目標とする曲率半径(R)に近い形状になるよう加工した。当然ながら、この時、後述の触媒部2の膜厚を考慮して基体部3の加工仕上がり時の曲率半径を決定する。また、被加工物の研磨中、水分子を効率的に供給できるよう、基体部3の表面に幅1.8mm、深さ1mmの溝部5を格子状に形成した。 First, the surface of the base material of the synthetic quartz glass constituting the base portion 3 of the tool 1 was processed to have a shape close to the target curvature radius (R T ) by grinding using a diamond grindstone. Of course, at this time, the radius of curvature at the finish of processing of the base portion 3 is determined in consideration of the film thickness of the catalyst portion 2 described later. In addition, grooves 5 having a width of 1.8 mm and a depth of 1 mm were formed in a lattice shape on the surface of the base portion 3 so that water molecules can be efficiently supplied during polishing of the workpiece.

次に、フィゾー型干渉計による形状測定を行えるよう、酸化セリウム砥粒を用いた遊離砥粒研磨によって基体部3の表面仕上げ加工を施した。その後、触媒部2として遷移金属であるPtを、スパッタによって基体部3の表面上に100nmの厚さで均一にコーティングした。   Next, the surface of the base portion 3 was subjected to surface polishing by loose abrasive polishing using cerium oxide abrasive grains so that the shape could be measured with a Fizeau interferometer. Thereafter, Pt, which is a transition metal, as the catalyst part 2 was uniformly coated on the surface of the base part 3 with a thickness of 100 nm by sputtering.

図3に、本実施例において製造された触媒部2の表面粗さを、走査型白色干渉計(ZYGO社製のCP−300(商標名))で測定した結果を示す。図3(a)は触媒部2のφ0.77mmの大きさを有する領域の高さマップ像である。図3(a)は、図中右側の凡例に示すようなグラデーションによって表現された高さマップ像になっている。また、図3(b)は横軸を工具半径方向(mm)に取り、AA’断面のプロファイル(縦軸:nm単位)を示している。この測定結果から、触媒部2の表面粗さは、0.3nmRMS程度であり、フィゾー型干渉計によって形状を測定するために十分な平滑面であることが確認された。   In FIG. 3, the result of having measured the surface roughness of the catalyst part 2 manufactured in the present Example with the scanning white interferometer (CP-300 (trade name) made by ZYGO) is shown. FIG. 3A is a height map image of a region having a size of φ0.77 mm of the catalyst portion 2. FIG. 3A shows a height map image expressed by gradation as shown in the legend on the right side of the figure. FIG. 3B shows the profile of the AA ′ cross section (vertical axis: nm unit) with the horizontal axis in the tool radial direction (mm). From this measurement result, the surface roughness of the catalyst part 2 was about 0.3 nm RMS, and it was confirmed that the surface was smooth enough to measure the shape with a Fizeau interferometer.

次に、レーザー干渉計(ZYGO社製のVerifire(商標名))を用いて触媒部2の曲率半径Rと、前記曲率半径Rを有する真球からの形状誤差量ΔFを測定した。この時、溝部5は評価範囲として除いた状態で、曲率半径Rおよび形状誤差量ΔFを測定する。曲率半径Rについては、触媒部2において溝部5(図2)を除く面からの反射光と参照面からの反射光が干渉して干渉縞が観察できる位置と、参照面から出射した光が1点に集まる点との距離として測定した。 Then, the curvature radius R T of the catalytic unit 2 using a laser interferometer (ZYGO Co. Verifire (trade name)) was measured shape error amount [Delta] F T from the true sphere having a radius of curvature R T. In this case, the groove 5 is in a state of excluding the evaluation range, to measure the radius of curvature R T and shape error amount [Delta] F T. Regarding the radius of curvature RT , the position where the reflected light from the surface excluding the groove 5 (FIG. 2) interferes with the reflected light from the reference surface in the catalyst unit 2 and the light emitted from the reference surface is observed. It was measured as the distance from the points gathered at one point.

その結果、触媒部2の曲率半径Rは、目標とする曲率半径Rと同じ63.267mmであった。ここで図4に触媒部2の形状誤差を測定した結果を示す。図4(a)は、レーザー干渉計により得られた触媒部2の全体(直径35mmの範囲)の干渉縞像を示している。このとき、溝部5(図2)は光が散乱して反射光が検出できないため、干渉縞として現れていない。図4(b)は、レーザー干渉計から得られた触媒部2のB−B’線(図4(a))に沿った断面の形状誤差プロファイルを示している。 As a result, the curvature radius R T of the catalytic unit 2 was the same 63.267mm curvature radius R W of the target. FIG. 4 shows the result of measuring the shape error of the catalyst part 2. FIG. 4A shows an interference fringe image of the entire catalyst portion 2 (with a diameter of 35 mm) obtained by a laser interferometer. At this time, the groove 5 (FIG. 2) does not appear as interference fringes because the light is scattered and the reflected light cannot be detected. FIG. 4B shows a shape error profile of a cross section along the BB ′ line (FIG. 4A) of the catalyst unit 2 obtained from the laser interferometer.

上記の測定の結果、触媒部2の形状誤差量ΔFは92nmであった。本発明においては、触媒部2の曲率半径Rおよび形状誤差量ΔFが上述の式(5)の条件を満たすことが必要である。本実施例の場合、被加工物4の目標とする曲率半径からの許容値ΔHは、上述の被加工物の寸法、および式(1)からΔH=440nmと計算される。 The above results of measurement, the shape error amount [Delta] F T of the catalyst portion 2 was 92 nm. In the present invention, the radius of curvature R T and shape error amount [Delta] F T of the catalyst unit 2 is required to be satisfying the above formula (5). In the case of the present embodiment, the allowable value ΔH W from the target curvature radius of the workpiece 4 is calculated as ΔH W = 440 nm from the above-described dimension of the workpiece and Expression (1).

また、上記のように測定された触媒部の曲率半径Rおよび形状誤差量ΔFから、ΔHとΔFの加算値は92nm(<ΔH=440nm)と計算される。このように、本実施例で製造された工具は、上述の式(5)を満たしていることが確認された。 Further, from the radius of curvature R T and the shape error amount ΔF T measured as described above, the added value of ΔH and ΔF T is calculated as 92 nm (<ΔH W = 440 nm). Thus, it was confirmed that the tool manufactured by the present Example satisfy | fills the above-mentioned Formula (5).

次に、図5のような構成によって、上記のように上述の式(5)の寸法条件を満たして製造した工具1を用いて被加工物4を加工し、加工された被加工物4が目標とする曲率半径からの許容値ΔHの範囲内に加工されているか否かを調べた。 Next, with the configuration as shown in FIG. 5, the workpiece 4 is processed using the tool 1 manufactured by satisfying the dimensional condition of the above formula (5) as described above, and the processed workpiece 4 is processed. It was examined whether or not the workpiece was processed within the range of the allowable value ΔH W from the target radius of curvature.

図5において、被加工物4の材料にはランタン系ガラス(例えばオハラ社製S−LAM55(商標名))を用いた。加工液6には純水を用い、供給手段7により触媒部2の表面に対して1000ml/分で供給した。   In FIG. 5, lanthanum-based glass (for example, S-LAM55 (trade name) manufactured by OHARA) was used as the material of the workpiece 4. Pure water was used as the processing liquid 6 and was supplied to the surface of the catalyst portion 2 by the supply means 7 at 1000 ml / min.

図5に示すように被加工物4はホルダ8で支持しカンザシ9を介して2.56N程度の荷重を被加工物4に印加しつつ、被加工物4と触媒部2を接触させた。工具1はモータ(不図示)の駆動力により回転させ、その回転数は60rpmに設定した。被加工物4は、その摩擦力により従属回転させるようにした。   As shown in FIG. 5, the workpiece 4 was supported by the holder 8, and a load of about 2.56 N was applied to the workpiece 4 via the knurled portion 9, and the workpiece 4 and the catalyst unit 2 were brought into contact with each other. The tool 1 was rotated by the driving force of a motor (not shown), and the rotation speed was set to 60 rpm. The workpiece 4 was rotated dependently by the frictional force.

被加工物4は、カンザシ9を図中左右に直動動作させることにより、幅2mmの範囲を4(秒)の周期で往復、揺動させた。同時にホルダ8に設けたエコライズ機構(不図示)により、被加工物4は触媒部2表面に沿って揺動させるようにした。そして、上記の方法により被加工物の曲率半径が安定する時間以上、加工を実施した。   The workpiece 4 was reciprocated and swung in a range of 2 mm in a cycle of 4 (seconds) by moving the Kanzashi 9 linearly to the left and right in the drawing. At the same time, the workpiece 4 was swung along the surface of the catalyst portion 2 by an eco-rise mechanism (not shown) provided in the holder 8. And it processed by the said method more than the time when the curvature radius of a workpiece is stabilized.

その後、加工された被加工物の曲率半径を測定し、目標とする曲率半径からの差を算出した。ここで、図6により目標とする曲率半径からの差を算出する方法を説明する。   Thereafter, the radius of curvature of the processed workpiece was measured, and the difference from the target radius of curvature was calculated. Here, a method of calculating the difference from the target curvature radius will be described with reference to FIG.

図6において、被加工物の外径をD、被加工物4の目標とする曲率半径をR、加工された被加工物の曲率半径をRW′とする。また、曲率半径Rを有する球面の外径Dにおける球欠高さをH、曲率半径RW′を有する球面の外径Dにおける球欠高さをHW′とする。また、HとHW′の差の絶対値をΔHW′とする。ここで、被加工物の曲率半径と目標とする曲率半径との差をΔHW′と定義する。目標とする曲率半径との差は、ΔHW′は以下の式(6)で表わされる。 In FIG. 6, the outer diameter of the workpiece is D W , the target curvature radius of the workpiece 4 is R W , and the curvature radius of the processed workpiece is RW . Furthermore, the sagittal height H W at the outer diameter D W of the spherical surface having a curvature radius R W, 'the sagittal height at the outer diameter D W of spherical with H W' curvature radius R W and. Also, the absolute value of the difference between H W and H W ′ is ΔH W ′ . Here, the difference between the curvature radius of the workpiece and the target curvature radius is defined as ΔH W ′ . The difference between the radius of curvature The target, [Delta] H W 'is expressed by the following equation (6).

図7に、累積加工時間ごとの被加工物4の曲率半径と目標とする曲率半径との差ΔHW′の結果を示す。図7において、Arは被加工物4の曲率半径が目標曲率半径から許容値ΔH(ΔH=±440nm)を満たす範囲である。図7によれば、加工前のΔHW′は−660nmであったが、30分以上加工することで110nmで安定し、目標とする曲率半径からの許容値ΔH=440nm以下に加工されていることが確認された。 FIG. 7 shows the result of the difference ΔH W ′ between the curvature radius of the workpiece 4 and the target curvature radius for each cumulative machining time. In FIG. 7, Ar is a range in which the radius of curvature of the workpiece 4 satisfies the allowable value ΔH W (ΔH W = ± 440 nm) from the target radius of curvature. According to FIG. 7, ΔH W ′ before processing was −660 nm, but it was stabilized at 110 nm by processing for 30 minutes or more, and was processed to an allowable value ΔH W = 440 nm or less from the target curvature radius. It was confirmed that

なお、レンズ(ミラー)のような光学素子においては、曲率半径の誤差を許容値以下とすることに加えて、表面粗さを小さくすること、球面からの形状誤差量を小さくすることも重要である。図8に、加工前の被加工物4の表面(左側)、および40分加工した後の被加工物4の表面(右側)を走査型白色干渉計(例えばZYGO社製CP−300(商標名))によって測定した結果を示す。図8は、加工前(左側)および40分加工した後(右側)において走査型白色干渉計により得られたφ0.77mmの大きさを有する領域の高さマップ画像を示している。   In an optical element such as a lens (mirror), it is important to reduce the surface roughness and the amount of shape error from the spherical surface, in addition to making the error in the radius of curvature less than the allowable value. is there. FIG. 8 shows a scanning white interferometer (for example, CP-300 (trade name) manufactured by ZYGO) on the surface (left side) of the workpiece 4 before processing and the surface (right side) of the workpiece 4 after processing for 40 minutes. )) Shows the measurement results. FIG. 8 shows a height map image of a region having a size of φ0.77 mm obtained by a scanning white interferometer before processing (left side) and after processing for 40 minutes (right side).

図8の高さマップ画像の凡例は図中右側に示す通りであり、同図に示すように、表面粗さは加工前の70nmRMSから、40分加工後は1.1nmRMS程度になっており、光学素子として十分に平滑な面が得られている。   The legend of the height map image of FIG. 8 is as shown on the right side in the figure, and as shown in the figure, the surface roughness is about 70 nm RMS before processing, and about 1.1 nm RMS after 40 minutes processing, A sufficiently smooth surface is obtained as an optical element.

さらに、40分加工した後の被加工物4の球面からの形状誤差をレーザー干渉計(例えばZYGO社製のVerifire(商標名))により用いて測定した。この結果を図9に示す。図9(a)は、レーザー干渉計によって40分加工した後の被加工物4から得られた干渉縞像(φ18mm領域)を示している。また、図9(b)は、横軸を被加工物4の半径方向(単位nm)に取り、図9(a)のC−C’線に沿った断面の形状誤差プロファイル(縦軸:単位nm)を示している。図9(a)および(b)によれば、加工面全域における形状誤差量は33nmであり、被加工物4の外周部まで高い形状精度が得られたことが確認された。   Furthermore, the shape error from the spherical surface of the workpiece 4 after being processed for 40 minutes was measured using a laser interferometer (for example, Verifire (trade name) manufactured by ZYGO). The result is shown in FIG. FIG. 9A shows an interference fringe image (φ18 mm region) obtained from the workpiece 4 after being processed by a laser interferometer for 40 minutes. FIG. 9B shows the shape error profile of the cross section taken along the line CC ′ in FIG. 9A (vertical axis: unit) with the horizontal axis taken in the radial direction (unit: nm) of the workpiece 4. nm). According to FIGS. 9A and 9B, the shape error amount in the entire processing surface is 33 nm, and it was confirmed that high shape accuracy was obtained up to the outer peripheral portion of the workpiece 4.

以上のように、本実施例によって、上記の式(5)を満たすように製造した工具によって、曲率半径の誤差が許容値以下となる球面レンズを加工できることが実証された。即ち、目標曲率半径Rおよび工具1の触媒部2の曲率半径との差ΔHと、触媒部2の理想形状(触媒部の曲率半径を有する真球)からの形状誤差量ΔFと、を加算した値が、被加工物4の目標曲率半径からの許容値ΔH以下となるよう工具を製造する。これにより、本実施例の工具によれば、被加工物の加工において、工具の触媒部の包絡面形状がなす球面の曲率半径が、被加工物の許容曲率半径以内に収まるよう制御されるため、被加工物4の曲率半径を目標曲率半径の許容範囲内に制御することができる。 As described above, it was proved by this example that a spherical lens in which the error in the radius of curvature is less than the allowable value can be processed with the tool manufactured so as to satisfy the above formula (5). That is, the difference ΔH between the target curvature radius R W and the radius of curvature of the catalyst portion 2 of the tool 1, the shape error amount [Delta] F T from the ideal shape of the catalyst unit 2 (true sphere having a radius of curvature of the catalyst unit), the The tool is manufactured so that the added value is equal to or less than the allowable value ΔH W from the target radius of curvature of the workpiece 4. Thereby, according to the tool of the present embodiment, in the processing of the workpiece, the radius of curvature of the spherical surface formed by the envelope shape of the catalyst portion of the tool is controlled to be within the allowable curvature radius of the workpiece. The curvature radius of the workpiece 4 can be controlled within the allowable range of the target curvature radius.

本実施例では、実施例1に対して触媒部の形状誤差量ΔFの値が異なるように工具を2種類、製造し(以下、サンプル(1)工具、サンプル(2)工具と記す)、製造された工具を使用して実施例1と同様の加工を実施した例を示す。 In this embodiment, two different so the tool values of the shape error amount [Delta] F T of the catalyst unit with respect to Example 1, produced (hereinafter, the sample (1) referred tools, and samples (2) Tool) The example which implemented the process similar to Example 1 using the manufactured tool is shown.

サンプル(1)工具、サンプル(2)工具の基本構成は、実施例1の図2と同様である。基体部3にはヤング率が70GPaである合成石英ガラスを使用し、基体部3の表面には、幅1.8mm、深さ1mmの溝部5(図2)を格子状に形成した。触媒部2には遷移金属である白金(Pt)を用い、実施例1と同様の手法により基体部3の表面に成膜した。この時、基体部3の研削条件や触媒部2の成膜条件を適宜制御することにより、サンプル(1)工具、サンプル(2)工具で次のような寸法が得られた。   The basic configuration of the sample (1) tool and the sample (2) tool is the same as that in FIG. Synthetic quartz glass having a Young's modulus of 70 GPa was used for the base part 3, and grooves 5 (FIG. 2) having a width of 1.8 mm and a depth of 1 mm were formed on the surface of the base part 3 in a lattice shape. Platinum (Pt), which is a transition metal, was used for the catalyst part 2, and a film was formed on the surface of the base part 3 by the same method as in Example 1. At this time, the following dimensions were obtained with the sample (1) tool and the sample (2) tool by appropriately controlling the grinding conditions of the base portion 3 and the film forming conditions of the catalyst portion 2.

ここで、サンプル(1)工具、サンプル(2)工具の触媒部(2)の曲率半径Rと、形状誤差量ΔFをレーザー干渉計(例えばZYGO社製のVerifire(商標名))により測定した。曲率半径Rについては、サンプル(1)工具とサンプル(2)工具ともに、63.267mmであった。形状誤差量ΔFは、サンプル(1)工具が47nm、サンプル(2)工具が144nmであった。 Here the measurement, the sample (1) tool, the sample (2) and the curvature radius R T of the catalyst portion of the tool (2), a laser interferometer shape error amount [Delta] F T (e.g. ZYGO Co. Verifire (trade name)) did. The radius of curvature R T, the sample (1) tool and a sample (2) to the tool both were 63.267Mm. Shape error amount [Delta] F T, the sample (1) tool 47 nm, the sample (2) tool was 144 nm.

測定されたサンプル(1)工具、サンプル(2)工具の触媒部2の曲率半径Rおよび形状誤差量ΔFから、式(5)におけるΔHとΔFの加算値はそれぞれ47nm、144nmであり、式(5)の条件を満たしていることが確認された。 Measured sample (1) tool, from the sample (2) the radius of curvature R T and shape error amount [Delta] F T of the catalytic unit 2 of the tool, respectively the sum of ΔH and [Delta] F T in equation (5) 47 nm, be 144nm It was confirmed that the condition of formula (5) was satisfied.

ここで、さらに比較例として、基体部3の研削条件や触媒部2の成膜条件を適宜制御することにより、形状誤差量ΔFが上記の式(5)の条件を満たさない第3の工具(以下、サンプル(3)工具と記す)を製造した。このサンプル(3)工具は、曲率半径Rは上記同様63.267mmであるが、形状誤差量ΔFは1080nmであり、式(5)の条件を逸脱している。 In this case, as further comparative examples, by appropriately controlling the grinding conditions and the film formation conditions of the catalytic unit 2 of the base portion 3, the third tool shape error amount [Delta] F T does not satisfy the condition of formula (5) (Hereinafter referred to as sample (3) tool). The sample (3) tools, although the radius of curvature R T is the same 63.267Mm, shape error amount [Delta] F T is 1080 nm, which depart from the condition of Equation (5).

以上のように製造したサンプル(1)工具、サンプル(2)工具、サンプル(3)工具を用いて、図5と同様の構成を用い、実施例1と同様の条件で被加工物を40分加工した。その結果、得られた被加工物の曲率半径と目標曲率半径との差ΔHW′を図10に示す。 Using the sample (1) tool, the sample (2) tool, and the sample (3) tool manufactured as described above, using the same configuration as in FIG. processed. As a result, the difference ΔH W ′ between the curvature radius of the obtained workpiece and the target curvature radius is shown in FIG.

図10の縦軸は被加工物の曲率半径と目標曲率半径との差ΔHW′を、また横軸はサンプル(1)工具、サンプル(2)工具、サンプル(3)工具の目標曲率半径Rと触媒部の曲率半径との差ΔHと形状誤差量ΔFの加算値K1、K2、K3を示している。 The vertical axis in FIG. 10 represents the difference ΔH W ′ between the curvature radius of the workpiece and the target curvature radius, and the horizontal axis represents the target curvature radius R of the sample (1) tool, the sample (2) tool, and the sample (3) tool. the sum of the difference ΔH and shape error amount [Delta] F T of the curvature radius of the W and the catalyst unit K1, shows K2, K3.

図10に示すように、目標曲率半径との差ΔHW′はサンプル(1)工具で加工した被加工物では0mm、サンプル(2)工具で加工した被加工物では110nmである。即ち、サンプル(1)工具、およびサンプル(2)工具で加工した被加工物の目標曲率半径Rとの差ΔHW′は、目標曲率半径からの許容値である±440nmの範囲A4の内側に収まるよう加工されていることが確認された。 As shown in FIG. 10, the difference ΔH W ′ from the target radius of curvature is 0 mm for the workpiece processed with the sample (1) tool and 110 nm for the workpiece processed with the sample (2) tool. That is, sample (1) tool, and sample (2) the difference between [Delta] H W of the target curvature radius R W of the workpiece that is machined by a tool 'is inside the range of ± 440 nm is an allowable value of the target curvature radius A4 It was confirmed that it was processed to fit in

一方、式(5)の条件を逸脱する形状誤差量ΔF(1080nm)を有する比較例のサンプル(3)工具で加工した被加工物のΔHW′は660mmであり、目標とする曲率半径からの許容値を超えてしまっている。 On the other hand, a sample of a comparative example having a shape error amount ΔF T (1080 nm) that deviates from the condition of Expression (5) (3) ΔH W ′ of a workpiece processed with a tool is 660 mm, and is based on a target radius of curvature. The allowable value of is exceeded.

以上のように、本実施例によっても、上記の式(5)を満たすように製造した工具によれば、曲率半径の誤差が許容値以下となるよう被加工物(例えば球面レンズ)を加工できることが実証された。また、上記の式(5)を満さない工具では、曲率半径の誤差が許容値以下となるよう被加工物を加工することはできなかった。   As described above, according to the present embodiment as well, according to the tool manufactured so as to satisfy the above formula (5), it is possible to process a workpiece (for example, a spherical lens) so that the error in the radius of curvature is less than the allowable value. Has been demonstrated. In addition, with a tool that does not satisfy the above formula (5), the workpiece cannot be machined so that the error in the radius of curvature is less than the allowable value.

即ち、目標曲率半径Rおよび工具1の触媒部2の曲率半径との差ΔHと、触媒部2の理想形状(触媒部の曲率半径を有する真球)からの形状誤差量ΔFと、を加算した値が、被加工物4の目標曲率半径からの許容値ΔH以下となるよう工具を製造する。これにより、工具の触媒部の包絡面形状がなす球面の曲率半径が被加工物の許容曲率半径以内に収まるよう制御され、被加工物4の曲率半径を目標曲率半径の許容範囲内に制御することができることが実証された。 That is, the difference ΔH between the target curvature radius R W and the radius of curvature of the catalyst portion 2 of the tool 1, the shape error amount [Delta] F T from the ideal shape of the catalyst unit 2 (true sphere having a radius of curvature of the catalyst unit), the The tool is manufactured so that the added value is equal to or less than the allowable value ΔH W from the target radius of curvature of the workpiece 4. Thereby, the curvature radius of the spherical surface formed by the envelope shape of the catalyst portion of the tool is controlled to be within the allowable curvature radius of the workpiece, and the curvature radius of the workpiece 4 is controlled within the allowable range of the target curvature radius. It has been demonstrated that it can.

実施形態の冒頭で述べた工具の製造方法(製造条件)は、製造した工具の良否判定にも利用できる。本実施例では、製造した工具の良否判定を行うための構成、および判定手法につき説明する。本実施例では、製造した工具が実施形態冒頭で式(5)に示した寸法条件を満足しているか否かに応じてその工具の良否判定を行う。   The tool manufacturing method (manufacturing conditions) described at the beginning of the embodiment can also be used to determine the quality of manufactured tools. In the present embodiment, a configuration and a determination method for determining the quality of a manufactured tool will be described. In this example, the quality of the tool is determined according to whether or not the manufactured tool satisfies the dimensional condition shown in the expression (5) at the beginning of the embodiment.

図12は、少なくとも製造した工具に関して上記のような良否判定を行うための制御系の構成例を示している。図12の制御系は、汎用マイクロプロセッサなどから成るCPU201、ROM202、RAM203、測定部204、出力部205から構成されている。なお、同様の制御系の構成を用いて、加工した被加工物の形状測定(あるいはさらにその良否判定)も行うことができる。   FIG. 12 shows a configuration example of a control system for performing the above-described pass / fail determination for at least a manufactured tool. The control system shown in FIG. 12 includes a CPU 201 composed of a general-purpose microprocessor, a ROM 202, a RAM 203, a measurement unit 204, and an output unit 205. It should be noted that the shape of the processed workpiece (or further quality determination) can also be performed using the same control system configuration.

ROM202は、例えば後述する良否判定プログラム(図11)と制御データを格納するために用いることができる。なお、ROM202に格納した良否判定プログラムと制御データを後から更新(アップデート)できるよう、そのための記憶領域はE(E)PROMや、各種形式のフラッシュメモリによって構成されていてもよい。このようなROM202の書き換え可能部位は、着脱可能な記憶装置(フラッシュメモリなど)から構成することもできる。このような着脱式のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えば、本発明の一部を構成する制御プログラムをインストールしたりアップデートするために用いることができる。この場合は、各種の着脱式のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明を構成する制御プログラムを格納しており、記録媒体それ自体も本発明を構成することになる。なお、本発明を構成する不図示のネットワークインターフェースなどを介してネットワーク通信を行い、本発明を構成する制御プログラムをインストールしたりアップデートしたりできるよう構成してもよい。   The ROM 202 can be used, for example, for storing a quality determination program (FIG. 11) and control data described later. Note that the storage area for updating the quality determination program and control data stored in the ROM 202 may be constituted by an E (E) PROM or various types of flash memories. Such a rewritable part of the ROM 202 can also be constituted by a removable storage device (flash memory or the like). Such a detachable computer-readable recording medium can be used, for example, for installing or updating a control program constituting a part of the present invention. In this case, various detachable computer-readable recording media store the control program constituting the present invention, and the recording medium itself also constitutes the present invention. It should be noted that a network communication via a network interface (not shown) constituting the present invention may be performed so that a control program constituting the present invention can be installed or updated.

RAM203は、DRAM素子などから構成され、CPU201が各種の制御、処理を実行するためのワークエリアとして用いられる。後述の良否判定制御に係る機能は、CPU201が本実施例のアクセス制御プログラムを実行することにより実現される。CPU201は、ROM202(あるいは不図示のHDDなどの外部記憶装置)に格納されたファームウェア、良否判定制御プログラムを実行する。   The RAM 203 is composed of a DRAM element or the like, and is used as a work area for the CPU 201 to execute various controls and processes. A function related to pass / fail judgment control to be described later is realized by the CPU 201 executing the access control program of this embodiment. The CPU 201 executes firmware and pass / fail judgment control programs stored in the ROM 202 (or an external storage device such as an HDD (not shown)).

図12において、測定部204は、(仮)製造した工具(あるいはそれにより加工した)被加工物の形状測定を行うためのもので、例えば上述の干渉計(走査型白色干渉計、フィゾー型干渉計)や触針式形状測定機などにより構成される。CPU201は、不図示のシリアル/パラレルインターフェース、あるいはネットワークインターフェースなどを介して測定部204の測定値を読み取る。   In FIG. 12, a measuring unit 204 is for measuring the shape of a (provisionally) manufactured tool (or machined by it), for example, the above-described interferometer (scanning white interferometer, Fizeau interference). Meter) and a stylus type shape measuring machine. The CPU 201 reads the measurement value of the measurement unit 204 via a serial / parallel interface (not shown) or a network interface.

測定部204は、そのアナログ測定値をCPU201が処理できるデジタルデータ形式で測定データを出力できるものとする。例えば、干渉計などの場合、干渉縞像を撮影するデジタルカメラが設けられ、一定のフレームレートで撮影画像データを出力するよう構成される。この場合、撮影画像データはJPEG/MPEGなどのデータフォーマットで出力され、CPU201は各種のシリアル/パラレルインターフェース、あるいはネットワークインターフェースを介して受信した撮影画像データに容易にアクセスできる。   The measurement unit 204 can output measurement data in a digital data format that allows the CPU 201 to process the analog measurement value. For example, in the case of an interferometer or the like, a digital camera that captures an interference fringe image is provided and configured to output captured image data at a constant frame rate. In this case, the photographed image data is output in a data format such as JPEG / MPEG, and the CPU 201 can easily access the photographed image data received via various serial / parallel interfaces or network interfaces.

これにより、CPU201は受信した撮影画像データ(干渉縞像)に対する画像解析処理を行うことができる。これにより、CPU201は、例えば工具1の触媒部2の曲率半径や、触媒部2の部位ごとの理想形状(触媒部の曲率半径を有する真球)からの形状誤差量ΔFを取得することができる。さらに、CPU201は実施形態冒頭で式(5)に示した寸法条件を満足しているか否かに応じて工具の良否判定を行うことができる。なお、被加工物を測定する場合も、同様に干渉縞像の解析によって、形状測定(あるいはさらに良否判定)を行うことができる。 Thereby, the CPU 201 can perform image analysis processing on the received captured image data (interference fringe image). Accordingly, CPU 201, for example the radius of curvature and the catalyst portion 2 of the tool 1, is possible to obtain a shape error amount [Delta] F T from the ideal shape of each part of the catalyst portion 2 (true sphere having a radius of curvature of the catalytic unit) it can. Further, the CPU 201 can determine the quality of the tool according to whether or not the dimensional condition shown in the expression (5) at the beginning of the embodiment is satisfied. In the case of measuring a workpiece, shape measurement (or further quality determination) can be performed by analyzing the interference fringe image.

測定部204が触針式形状測定機である場合も、上記同様に触針式形状測定機から適当なデジタルデータフォーマットで測定データが送信される場合には、CPU201は容易に受信された測定データにアクセスできる。そして、CPU201は、プローブの変位量などにより表現された測定データに基づき、測定対象(工具1の触媒部2、あるいは被加工物など)の形状、ないし寸法データを取得することができる。   Even when the measurement unit 204 is a stylus type shape measuring machine, the CPU 201 can easily receive the measurement data when the measurement data is transmitted in an appropriate digital data format from the stylus type shape measuring machine as described above. Can be accessed. Then, the CPU 201 can acquire the shape or dimension data of the measurement target (the catalyst part 2 of the tool 1 or the workpiece) based on the measurement data expressed by the displacement amount of the probe.

出力部205は、測定結果を出力する出力装置であり、各種出力フォーマットを有する出力装置により構成できる。出力部205は、例えば、測定した工具1の良否結果、あるいはさらに数値やイメージ表現された測定部204の測定結果などを表示(印刷)するディスプレイ装置(プリンタ)などから構成することができる。   The output unit 205 is an output device that outputs measurement results, and can be configured by output devices having various output formats. The output unit 205 can be configured by, for example, a display device (printer) that displays (prints) the measurement result of the measured tool 1 or the measurement result of the measurement unit 204 expressed in numerical values or images.

あるいは、出力部205は、工具(や被加工物)の製造(加工)ラインの搬送制御を行うための搬送制御データを出力するインターフェースを含んでいてもよい。このような搬送制御インターフェースは、工具1(あるいは被加工物)の製造ラインに配置することができる。そして、対象物(加工した工具1あるいは被加工物)の良否判定に基づき、例えばその対象物を良品を取り扱う製造ラインまたは不良品を取り扱う製造ラインに搬送するかを制御する搬送制御データを出力することができる。   Alternatively, the output unit 205 may include an interface that outputs conveyance control data for performing conveyance control of a tool (or workpiece) manufacturing (machining) line. Such a conveyance control interface can be arranged on the production line of the tool 1 (or the workpiece). And based on the quality determination of the target object (the processed tool 1 or the workpiece), for example, transport control data for controlling whether the target object is transported to a manufacturing line that handles non-defective products or a manufacturing line that handles defective products is output. be able to.

図11は、図12の制御系によって行われる工具1の良否判定処理の一例を示している。図示の制御手順は、CPU201が実行する制御プログラムとして例えばROM202に格納しておくことができる。   FIG. 11 shows an example of the quality determination process for the tool 1 performed by the control system of FIG. The illustrated control procedure can be stored in, for example, the ROM 202 as a control program executed by the CPU 201.

図11のステップS11では、実施例1あるいは実施例2に実例を示した手法により、工具1を作成する。この工具1の作成工程は、基体部3を研削する基体部成形工程と、この基体部上に触媒部2を成膜などによって形成する触媒部形成工程から成る。   In step S11 of FIG. 11, the tool 1 is created by the technique shown in the first or second embodiment. The production process of the tool 1 includes a base part forming process for grinding the base part 3 and a catalyst part forming process for forming the catalyst part 2 on the base part by film formation.

ステップS12では、CPU201は測定部204によって、工具1の触媒面の形状測定を行う。ここでは、CPU201は測定部204から受信した測定データを解析し、工具1の曲率半径Rを測定する(測定工程)とともに、前記曲率半径Rを有する真球からの形状誤差量ΔFを測定する(誤差測定工程)。 In step S <b> 12, the CPU 201 uses the measuring unit 204 to measure the shape of the catalyst surface of the tool 1. Here, CPU 201 analyzes the measured data received from the measurement unit 204 measures the radius of curvature R T of the tool 1 with (measurement step), the shape error amount [Delta] F T from the true sphere having a radius of curvature R T Measure (error measurement process).

ステップS13において、CPU201は、触媒部2の曲率半径Rおよび形状誤差量ΔFが上述の式(5)の条件を満たしているか否かを判定する。このステップS13の判定が肯定された場合には、ステップS14に移行し、当該の工具が良品であると判定する。また、ステップS13の判定が否定された場合にはステップS15に移行し、当該の工具が不良品であると判定する。 In step S13, CPU 201 determines whether the radius of curvature R T and shape error amount [Delta] F T of the catalyst unit 2 satisfies the condition of the above equation (5). If the determination in step S13 is affirmative, the process proceeds to step S14, and it is determined that the tool is a non-defective product. If the determination in step S13 is negative, the process proceeds to step S15, and it is determined that the tool is defective.

なお、ステップS15において当該の工具が不良品であると判定された場合には、図11中に破線で示したように、ステップS16に移行して不良品と判定された当該の工具、特にその触媒面の修正加工を行うようにしてもよい。例えば、当該の工具(触媒面)の修正加工の手法としては、上述の任意の手法を用いることができる。例えば、ダイヤモンドバイトを用いた切削加工やダイヤモンド砥石を用いた研削加工などの手法を用いることができる。ダイヤモンドや炭化ケイ素などの硬質砥粒や酸化セリウムなどの軟質砥粒を用いた遊離砥粒研磨加工などの砥粒を用いた研磨手法を用いてもよい。   If it is determined in step S15 that the tool is a defective product, as indicated by a broken line in FIG. 11, the process proceeds to step S16 and the tool determined as a defective product, particularly the tool. You may make it perform correction processing of a catalyst surface. For example, the above-described arbitrary technique can be used as a technique for correcting the tool (catalyst surface). For example, a technique such as a cutting process using a diamond bite or a grinding process using a diamond grindstone can be used. A polishing method using abrasive grains such as free abrasive polishing using hard abrasive grains such as diamond or silicon carbide or soft abrasive grains such as cerium oxide may be used.

ステップS16で修正加工を行った後は、破線で示すようにステップS12に復帰し、修正加工を行った工具に対する良否判定を再度行うことができる。   After performing the correction process in step S16, the process returns to step S12 as indicated by the broken line, and the quality determination for the tool subjected to the correction process can be performed again.

以上のようにして、本実施例によれば、製造した工具が実施形態冒頭で式(5)に示した寸法条件を満足しているか否かに応じてその工具の良否判定を行うことができる。あるいはさらに不良と判定された工具に対して修正加工を繰り返し、式(5)に示した寸法条件を満足する工具を得ることができる。   As described above, according to the present example, the quality of the tool can be determined according to whether or not the manufactured tool satisfies the dimensional condition shown in the expression (5) at the beginning of the embodiment. . Alternatively, it is possible to obtain a tool that satisfies the dimensional condition shown in the equation (5) by repeating the correction processing for the tool determined to be defective.

1…工具、2…触媒部、3…基体部、4…被加工物、5…溝部、6…加工液、7…供給手段、8…ホルダ、9…カンザシ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tool, 2 ... Catalyst part, 3 ... Base | substrate part, 4 ... Workpiece, 5 ... Groove part, 6 ... Processing liquid, 7 ... Supply means, 8 ... Holder, 9 ... Kanzashi.

Claims (4)

被加工物と対向する面に遷移金属を含む触媒部と、前記触媒部を支持する基体部とを有し、前記触媒部を水分子を介在させた状態で被加工物に対して接触または接近させた状態で相対的に移動させることで、目標曲率半径からの差が許容値以下となる曲率半径まで前記被加工物を加工するための工具であって、
前記目標曲率半径および、当該工具の前記触媒部の曲率半径との差と、当該工具の前記触媒部の、当該触媒部の曲率半径を有する真球からの形状誤差量と、を加算した値が、前記許容値以下となるよう製造されたことを特徴とする工具。
It has a catalyst part containing a transition metal on the surface facing the work piece, and a base part that supports the catalyst part, and the catalyst part is in contact with or close to the work piece with water molecules interposed therebetween. A tool for processing the workpiece up to a radius of curvature at which a difference from a target radius of curvature is less than or equal to an allowable value by relatively moving in a state in which
A value obtained by adding the difference between the target radius of curvature and the radius of curvature of the catalyst portion of the tool and the shape error amount of the catalyst portion of the tool from a true sphere having the radius of curvature of the catalyst portion is A tool manufactured to be equal to or less than the allowable value.
請求項1に記載の工具において、前記基体部のヤング率が50GPa以上であることを特徴とする工具。   2. The tool according to claim 1, wherein the Young's modulus of the base portion is 50 GPa or more. 請求項1または2に記載の工具により加工されたことを特徴とする光学素子。   An optical element processed by the tool according to claim 1. 請求項1または2に記載の工具を製造する工具の製造方法において、前記基体部を成形する基体部成形工程と、
成形された前記基体部に前記触媒部を形成する触媒部形成工程と、
前記基体部に形成された前記触媒部の曲率半径を測定する測定工程と、
前記目標曲率半径を有する真球、および前記基体部に形成された前記触媒部の形状誤差量を測定する誤差測定工程と、
前記目標曲率半径、および前記測定工程で測定された前記触媒部の曲率半径との差と、前記誤差測定工程で測定された前記触媒部の形状誤差量と、を加算した値が、前記許容値以下となっているか否かに応じて、当該の工具の良否判定を行うことを特徴とする工具の製造方法。
In the manufacturing method of the tool which manufactures the tool according to claim 1 or 2, a base part forming process which forms the base part,
A catalyst part forming step of forming the catalyst part on the molded base part;
A measuring step of measuring a radius of curvature of the catalyst part formed on the base part;
An error measuring step of measuring the shape error amount of the true sphere having the target radius of curvature and the catalyst part formed on the base part;
A value obtained by adding the difference between the target radius of curvature and the radius of curvature of the catalyst portion measured in the measurement step and the shape error amount of the catalyst portion measured in the error measurement step is the allowable value. A tool manufacturing method, wherein the quality of the tool is determined according to whether or not the following is true.
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