JP4644000B2

JP4644000B2 - Indentation processing method

Info

Publication number: JP4644000B2
Application number: JP2005031556A
Authority: JP
Inventors: 知恵千喜良
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2005-02-08
Filing date: 2005-02-08
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2025-02-08
Also published as: JP2006218481A

Description

本発明は、被加工材に圧痕形状を付与する圧痕加工装置及び圧痕加工方法に関する。 The present invention relates to an indentation processing apparatus and an indentation processing method for imparting an indentation shape to a workpiece.

例えば、表面に数μｍ〜数百μｍの微細な凹部又は凸部を多数形成した金属薄膜は、入射した光を効率的に反射させることができるので、液晶表示装置の反射膜として利用されている。このような反射膜は、微細な凹部又は凸部を形成したローラ状の母型を回転させて樹脂層上に押し付け、微細な凹部又は凸部が転写された樹脂層上に金属薄膜を積層して作られる。こうした微細な凹部又は凸部を形成したローラ状の母型を作製する際には、ローラ状の被加工材を回転させつつ、先端が尖った加工部材（圧子）を断続的にこの被加工材に押し付けて圧痕加工して、被加工材の表面にサブミクロンオーダーの制御がなされた微細な凹部又は凸部を形成する。 For example, a metal thin film having a large number of fine concave portions or convex portions of several μm to several hundred μm formed on the surface can efficiently reflect incident light, and thus is used as a reflective film for a liquid crystal display device. . Such a reflective film is formed by laminating a roller-shaped matrix on which fine concave portions or convex portions are formed and pressing them onto the resin layer, and laminating a metal thin film on the resin layer onto which the fine concave portions or convex portions are transferred. Made. When producing such a roller-shaped master having a concave or convex portion, while rotating the roller-shaped workpiece, a workpiece (indenter) with a sharp tip is intermittently moved to the workpiece. To form a concave or convex portion with submicron-order control on the surface of the workpiece.

この被加工材は、例えば直径が１０ｍｍφで長さが２００ｍｍのような長尺体であり、このような形状の被加工材を作製すると、必ず表面にミクロンオーダーのうねりが生じる。サブミクロンオーダーの精度で凹部又は凸部を形成する際に、被加工材の表面にミクロンオーダーのうねりがあると、正確に被加工材に圧痕加工を施すことができない。したがって、本発明者は、被加工材にうねりがあったとしても正確に圧痕加工を施すために、被加工材の表面を検出した後に圧痕加工を施す発明をした（特許文献１）。 This workpiece is, for example, a long body having a diameter of 10 mmφ and a length of 200 mm. When a workpiece having such a shape is produced, undulation on the order of microns is always generated on the surface. When forming concave or convex portions with submicron order accuracy, if the surface of the workpiece has undulations on the micron order, the workpiece cannot be accurately indented. Therefore, the present inventor has invented the indentation processing after detecting the surface of the workpiece in order to accurately perform the indentation processing even if the workpiece has waviness (Patent Document 1).

特開２００４−３４４９１６号公報JP 2004-344916 A

しかしながら、被加工材を、例えば液晶表示装置の反射膜を製造するための微細な凹部又は凸部を形成するマスター型として使用する場合には、被加工材に非常に多くの凹部又は凸部を形成する必要があり、この凹部又は凸部形成のための１回の圧痕加工毎に被加工材の表面を検出すると、被加工材全体の圧痕加工に非常に長時間を要してしまう。 However, when the workpiece is used as a master mold for forming fine concave portions or convex portions for manufacturing a reflective film of a liquid crystal display device, for example, a very large number of concave portions or convex portions are formed on the workpiece. If the surface of the workpiece is detected for each indentation processing for forming the concave portion or the convex portion, it takes a very long time to indent the entire workpiece.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、加工速度を向上させた状態で、被加工材の表面位置を正確に検出して圧痕加工を行う圧痕加工方法を提供することを目的する。 The present invention has been made in view of the foregoing, an object in a state with improved machining speed, to provide an accurately detect and cormorants line indentations machining pressure trace processing method of the surface position of the workpiece To do.

本発明の圧痕加工方法は、被加工材に圧痕形状を付与する加工部材を前記被加工材に対して進出させて、特定の圧痕位置において前記加工部材が前記被加工材に接触したことを検出する工程と、前記特定の圧痕位置における前記加工部材と前記被加工材との間の検出された距離を格納する工程と、前記距離を用いて補間処理を行って前記特定の圧痕位置以外の圧痕位置における前記距離を求める工程と、前記検出された距離及び前記求められた距離に基づいて前記被加工材に圧痕を付与するための前記加工部材の駆動を制御する工程と、を少なくとも具備することを特徴とする。 According to the indentation processing method of the present invention, a processing member that imparts an indentation shape to a workpiece is advanced with respect to the workpiece, and it is detected that the processing member has contacted the workpiece at a specific indentation position. A step of storing, a step of storing a detected distance between the workpiece and the workpiece at the specific indentation position, and an indentation other than the specific indentation position by performing an interpolation process using the distance At least a step of obtaining the distance at a position, and a step of controlling driving of the processing member for imparting an impression to the workpiece based on the detected distance and the obtained distance. It is characterized by.

この方法によれば、すべての圧痕位置について表面位置検出を行わないで、特定の圧痕位置の情報から補間処理により全圧痕位置の制御量を求めるので、加工速度を向上させることができ、しかも被加工材の表面位置を正確に検出して圧痕加工を行うことが可能となる。 According to this method, since the surface position detection is not performed for all the indentation positions, the control amount of the entire indentation position is obtained by interpolation processing from the information on the specific indentation position, so that the processing speed can be improved and the covered position It is possible to accurately detect the surface position of the workpiece and perform indentation processing.

本発明の圧痕加工方法においては、前記加工部材の駆動を制御する工程において、前記加工部材を前記被加工材近傍まで進める速度よりも前記被加工材に前記加工部材で圧痕加工する際の速度を遅くする制御を行うことが好ましい。 In the indentation processing method of the present invention, in the step of controlling the drive of the processing member, the speed at which the processing member indents the workpiece with the processing member rather than the speed at which the processing member is advanced to the vicinity of the processing material. It is preferable to perform the control for delaying.

この方法によれば、加工部材の先端が被加工材の表面に接触する直前までの速度を速くし、接触直後の速度を遅くすることにより、加工時間のさらなる短縮を図ることができると共に、加工部材の損傷を少なくすることができ、加工部材の寿命を長くすることができる。さらに、圧痕加工をゆっくり行うことにより、加工部材の形状を被加工材に正確に付与することができるので、その微細な凹凸を転写した製品は所望の特性を発揮することが可能となる。 According to this method, the processing time can be further shortened by increasing the speed until immediately before the tip of the processing member contacts the surface of the workpiece, and by decreasing the speed immediately after the contact. The damage to the member can be reduced, and the life of the processed member can be extended. Furthermore, since the shape of the processed member can be accurately given to the workpiece by slowly performing the indent processing, the product having the fine irregularities transferred thereon can exhibit desired characteristics.

本発明の圧痕加工方法においては、前記検出手段として圧電素子を用い、前記検出手段を前記加工部材に取り付けた状態で、前記加工部材を前記被加工材に対して進出させて前記加工部材が前記被加工材に接触したときに前記加工部材と前記被加工材との間の距離を求めることが好ましい。 In the indentation processing method of the present invention, a piezoelectric element is used as the detection unit, and the processing member is advanced with respect to the workpiece while the detection unit is attached to the processing member. It is preferable to obtain a distance between the workpiece and the workpiece when contacting the workpiece.

この方法によれば、検出手段が加工部材に設けられていることにより、加工部材の先端が被加工材の表面に接触したときに検出手段である圧電素子が電圧を発生するので、加工部材の先端が被加工材の表面に接触した時点を正確に検出することができる。 According to this method, since the detecting means is provided on the processing member, the piezoelectric element as the detecting means generates a voltage when the tip of the processing member contacts the surface of the workpiece. It is possible to accurately detect when the tip contacts the surface of the workpiece.

本発明の圧痕加工においては、被加工材に圧痕形状を付与する加工部材を被加工材に対して進出させて、特定の圧痕位置において加工部材が被加工材に接触したことを検出し、この特定の圧痕位置における加工部材と被加工材との間の距離を格納し、格納した距離を用いて補間処理を行って特定の圧痕位置以外の圧痕位置における距離を求め、格納した距離及び求められた距離に基づいて被加工材に圧痕を付与するための加工部材の駆動を制御するので、加工速度を向上させた状態で、被加工材の表面位置を正確に検出して圧痕加工を行うことが可能となる。 In the indentation processing of the present invention, a processing member that imparts an indentation shape to the workpiece is advanced with respect to the workpiece, and it is detected that the processing member has contacted the workpiece at a specific indentation position. The distance between the workpiece and the workpiece at a specific indentation position is stored, and interpolation processing is performed using the stored distance to obtain a distance at an indentation position other than the specific indentation position. Because it controls the drive of the processing member to give indentation to the workpiece based on the measured distance, it can accurately detect the surface position of the workpiece and perform indentation processing while improving the processing speed Is possible.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係る圧痕加工装置の概略構成を示す図である。圧痕加工装置１０は、被加工材９に加工を施す加工部１１と、この加工部１１を制御する制御部１２とを有する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an indentation processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The indentation processing apparatus 10 includes a processing unit 11 that processes the workpiece 9 and a control unit 12 that controls the processing unit 11.

加工部１１においては、駆動ユニット１９を有する移動体１４を水平方向（図中Ｘ方向）に移動させる移動装置１５を有する。移動装置１５は水平方向に延在する案内軸１３を有しており、その案内軸１３には、案内軸１３の囲繞するように設けられた移動体１４が摺動可能に取り付けられている。この移動体１４に駆動ユニット１９を上下動させるためのステッピングモータ（あるいはサーボモータ）（図示せず）にて駆動される駆動部１８が取り付けられ、この駆動部１８上に駆動ユニット１９が取り付けられている。 The processing unit 11 includes a moving device 15 that moves the moving body 14 having the drive unit 19 in the horizontal direction (X direction in the drawing). The moving device 15 has a guide shaft 13 extending in the horizontal direction, and a moving body 14 provided so as to surround the guide shaft 13 is slidably attached to the guide shaft 13. A drive unit 18 driven by a stepping motor (or servo motor) (not shown) for moving the drive unit 19 up and down is attached to the moving body 14, and the drive unit 19 is attached on the drive unit 18. ing.

駆動ユニット１９は、加工部材駆動手段である駆動用圧電素子２１と、被加工材９の表面を検出する検出用圧電素子２２と、被加工材９に圧痕形状を付与する加工部材２３とから主に構成される。すなわち、移動体１４に取り付けられたステッピングモータにて駆動される駆動部１８には、駆動用圧電素子２１が取り付けられており、この駆動用圧電素子２１は、電圧を印加することにより鉛直方向（図中Ｘ方向と直交する方向）に伸縮するようになっている。駆動用圧電素子２１の下面には、検出用圧電素子２２が取り付けられており、この検出用圧電素子２２も、電圧を印加することにより鉛直方向（図中Ｘ方向と直交する方向）に伸縮するようになっている。検出用圧電素子２２の下面には、加工部材２３が取り付けられている。このような構成において、駆動用圧電素子２１は、加工部材２３を被加工材９に対して進退させ、検出用圧電素子２２は、加工部材２３が被加工材９に接触したことを検出する。 The drive unit 19 mainly includes a driving piezoelectric element 21 that is a processing member driving means, a detection piezoelectric element 22 that detects the surface of the workpiece 9, and a processing member 23 that imparts an indentation shape to the workpiece 9. Configured. That is, a driving piezoelectric element 21 is attached to a driving unit 18 driven by a stepping motor attached to the moving body 14, and the driving piezoelectric element 21 applies a vertical direction ( It extends and contracts in the direction orthogonal to the X direction in the figure. A detecting piezoelectric element 22 is attached to the lower surface of the driving piezoelectric element 21, and this detecting piezoelectric element 22 also expands and contracts in the vertical direction (direction orthogonal to the X direction in the figure) when a voltage is applied. It is like that. A processing member 23 is attached to the lower surface of the detection piezoelectric element 22. In such a configuration, the driving piezoelectric element 21 moves the machining member 23 forward and backward with respect to the workpiece 9, and the detection piezoelectric element 22 detects that the machining member 23 has contacted the workpiece 9.

駆動ユニット１９は、ステッピングモータ（あるいはサーボモータ）にて駆動される駆動部１８に取り付けられている。ステッピングモータは駆動ユニット１９を上下動させて、大まかな位置決めを行う（粗動位置決め装置）。移動体１４の一端には原点標識２５が形成されると共に、この原点標識２５を検出するＸ軸原点センサ２６が形成されている。この原点標識２５及びＸ軸原点センサ２６を用いることにより、移動体１４を移動装置１５の原点位置に戻すことができる。 The drive unit 19 is attached to a drive unit 18 that is driven by a stepping motor (or servo motor). The stepping motor moves the drive unit 19 up and down to perform rough positioning (coarse positioning device). An origin marker 25 is formed at one end of the moving body 14, and an X-axis origin sensor 26 for detecting the origin marker 25 is formed. By using the origin mark 25 and the X-axis origin sensor 26, the moving body 14 can be returned to the origin position of the moving device 15.

移動装置１５の下方には、長尺体である被加工材９を保持する回転チャック１６を回転させる回転装置１７が配設されている。回転装置１７の回転チャック１６は被加工材９の一端を保持する。回転チャック１６に保持された被加工材９は、回転装置１７により図中θ方向に回転する。回転装置１７の一端には原点標識２７が設けられると共に、この原点標識２７を検出するθ軸原点センサ２８が設けられている。この原点標識２７及びθ軸原点センサ２８により、回転チャック１６を回転装置１７の原点位置に戻すことができる。もしくは、被加工材９の特定箇所につけたマークを、例えばＣＣＤカメラなどで認識し、原点センサとしても良い。 A rotating device 17 that rotates a rotating chuck 16 that holds a workpiece 9 that is a long body is disposed below the moving device 15. The rotating chuck 16 of the rotating device 17 holds one end of the workpiece 9. The workpiece 9 held by the rotating chuck 16 is rotated in the θ direction in the figure by the rotating device 17. An origin marker 27 is provided at one end of the rotating device 17, and a θ-axis origin sensor 28 for detecting the origin marker 27 is provided. With the origin mark 27 and the θ-axis origin sensor 28, the rotary chuck 16 can be returned to the origin position of the rotating device 17. Alternatively, a mark attached to a specific portion of the workpiece 9 may be recognized by, for example, a CCD camera and used as an origin sensor.

制御部１２は、圧痕加工装置１０全体を制御するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３１と、信号変換装置、例えばデジタル−アナログ変換部（Ｄ／Ａ変換部）３２と、信号変換装置、例えばアナログ−デジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）３３を有するコントローラ４５と、移動装置１５を駆動する移動装置ドライバ３４と、回転装置１７を駆動する回転装置ドライバ３５と、圧電素子２１を駆動する圧電素子ドライバ３８と、駆動ユニット１９の概ねの位置を制御する粗動位置決め装置ドライバ３９とから主に構成されている。 The control unit 12 includes a personal computer (PC) 31 that controls the entire indentation processing apparatus 10, a signal conversion device such as a digital-analog conversion unit (D / A conversion unit) 32, and a signal conversion device such as an analog-digital conversion. A controller 45 having a unit (A / D converter) 33, a moving device driver 34 that drives the moving device 15, a rotating device driver 35 that drives the rotating device 17, and a piezoelectric element driver 38 that drives the piezoelectric element 21. The drive unit 19 mainly includes a coarse positioning device driver 39 that controls the approximate position of the drive unit 19.

Ｄ／Ａ変換部３２は、駆動用圧電素子２１に制御信号を送出する。Ａ／Ｄ変換部３３は、被加工材表面の検出用圧電素子２２から出力された検出信号をＤ／Ａ変換部３２にフィードバックする。移動装置ドライバ３４、回転装置ドライバ３５、及び粗動位置決め装置ドライバ３９は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）３１からの指示に応じて移動装置１５、回転装置１７、及びステッピングモータ（粗動位置決め装置）をそれぞれ制御する。なお、図１ではＰＣ３１からＤ／Ａ変換部３２、Ａ／Ｄ変換部３３を有するコントローラ４５、移動装置ドライバ３４、及び回転装置ドライバ３５、粗動位置決め装置ドライバ３９を制御する場合について示しているが、制御信号のやり取りを高速化するために、移動装置ドライバ３４及び回転装置ドライバ３５をマイクロコンピュータ付きの基板として一体に構成しても良い。 The D / A converter 32 sends a control signal to the driving piezoelectric element 21. The A / D conversion unit 33 feeds back the detection signal output from the detection piezoelectric element 22 on the surface of the workpiece to the D / A conversion unit 32. The moving device driver 34, the rotating device driver 35, and the coarse motion positioning device driver 39 are respectively connected to the moving device 15, the rotating device 17, and the stepping motor (coarse positioning device) in response to an instruction from the personal computer (PC) 31. Control. FIG. 1 shows a case where the PC 31 controls the D / A converter 32, the controller 45 having the A / D converter 33, the moving device driver 34, the rotating device driver 35, and the coarse motion positioning device driver 39. However, in order to speed up the exchange of control signals, the moving device driver 34 and the rotating device driver 35 may be integrally configured as a board with a microcomputer.

図２は、圧痕加工装置１０の駆動ユニット１９を示す拡大図である。加工部材２３を被加工材９に対して進退させる（本実施の形態においては加工部材２３を昇降させる）駆動用圧電素子２１は、電圧を付与するとピエゾ効果によりその長さが伸長する。すなわち、図２（ａ）に示す状態において、駆動用圧電素子２１に電圧を印加すると、その長さが伸びて、図２（ｂ）に示すように、加工部材２３が被加工材９に接触する。このような駆動用圧電素子２１は、例えば圧電材料で構成した薄い膜を多数積層して形成した積層型圧電素子であり、それぞれの膜に電圧を印加することにより、素子全体で、例えばフルストローク１０〜１００μｍ程度の伸縮を行う。 FIG. 2 is an enlarged view showing the drive unit 19 of the indentation processing apparatus 10. The driving piezoelectric element 21 that moves the processing member 23 back and forth with respect to the workpiece 9 (in this embodiment, moves the processing member 23 up and down) is extended in length by the piezoelectric effect when a voltage is applied. That is, when a voltage is applied to the driving piezoelectric element 21 in the state shown in FIG. 2A, the length of the piezoelectric element 21 increases, and the workpiece 23 contacts the workpiece 9 as shown in FIG. 2B. To do. Such a driving piezoelectric element 21 is a laminated piezoelectric element formed by laminating a number of thin films made of, for example, a piezoelectric material. By applying a voltage to each film, the entire element, for example, full stroke Expansion and contraction of about 10 to 100 μm is performed.

駆動ユニット１９において、駆動用圧電素子２１の下面には、接着剤のような接続部材４１を介して検出用圧電素子２２が取り付けられている。検出用圧電素子２２は、歪みが生じるとピエゾ効果により電圧が発生する。すなわち、加工部材２３が被加工材９に接触して検出用圧電素子２２が歪むと電圧が発生する。したがって、検出用圧電素子２２の電圧変化を監視することにより、加工部材２３が被加工材９の表面９ａに接したことを検出することができる。被加工材９の表面９ａが検出されると、それがトリガとなり、駆動用圧電素子２１の下降、すなわち伸長が停止する。このときに駆動用圧電素子２１に印加した電圧は、圧痕位置における加工部材２３と被加工材９との間の距離に対応するので、駆動ユニット１９の加工部材２３の高さ（距離）情報としてこの電圧値を格納する。 In the drive unit 19, the detection piezoelectric element 22 is attached to the lower surface of the drive piezoelectric element 21 via a connection member 41 such as an adhesive. When the piezoelectric element for detection 22 is distorted, a voltage is generated due to the piezoelectric effect. That is, a voltage is generated when the processing member 23 comes into contact with the workpiece 9 and the detecting piezoelectric element 22 is distorted. Therefore, by monitoring the voltage change of the detecting piezoelectric element 22, it can be detected that the processing member 23 has contacted the surface 9 a of the workpiece 9. When the surface 9a of the workpiece 9 is detected, it becomes a trigger, and the lowering, that is, the extension of the driving piezoelectric element 21 is stopped. Since the voltage applied to the driving piezoelectric element 21 at this time corresponds to the distance between the processing member 23 and the workpiece 9 at the indentation position, the height (distance) information of the processing member 23 of the drive unit 19 is obtained. This voltage value is stored.

このような検出用圧電素子２２は、例えば圧電材料で構成した薄い膜を多数積層して形成した積層型圧電素子であり、素子全体として数十ｎｍ〜数百ｎｍの圧縮で微小電圧変化を観察することが可能である。 Such a detecting piezoelectric element 22 is a laminated piezoelectric element formed by laminating a number of thin films made of, for example, a piezoelectric material, and the entire element is observed with a small voltage change by compression of several tens to several hundreds of nanometers. Is possible.

検出用圧電素子２２の下面には、例えばチャック治具又は接着剤などの接続部材４２を介して加工部材２３が取り付けられている。加工部材２３は、その先端２３ａの形状が被加工材９の表面９ａに形成される微細な凹部又は凸部に対応しており、加工部材２３全体はダイヤモンドや硬質な金属などで構成される。なお、加工部材２３の先端２３ａは、検出用圧電素子２２の軸上に位置することが好ましい。これにより、加工部材２３の先端２３ａが被加工材９の表面９ａに接した瞬間を検出用圧電素子２２により確実に検出することが可能になる。 A processing member 23 is attached to the lower surface of the detection piezoelectric element 22 via a connection member 42 such as a chuck jig or an adhesive. The shape of the tip 23a of the processing member 23 corresponds to a fine recess or projection formed on the surface 9a of the workpiece 9, and the entire processing member 23 is made of diamond, hard metal, or the like. The tip 23a of the processing member 23 is preferably located on the axis of the detection piezoelectric element 22. This makes it possible to reliably detect the moment when the tip 23 a of the processing member 23 contacts the surface 9 a of the workpiece 9 by the detecting piezoelectric element 22.

圧電素子２１に制御信号を送出するコントローラ４５は、図３に示すように、検出された電圧値を格納するメモリ４５１と、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）３１内の波形作成部３１３で作成された電圧波形に基づいて圧電素子２１の駆動制御を行う駆動制御部４５２とを有する。パーソナルコンピュータ（ＰＣ）３１は、コントローラ４５内メモリ４５１に格納された電圧値を格納するメモリ３１１と、格納された電圧値を用いて検出を行わない圧痕位置の電圧値を補間処理して求める補間演算部３１２と、格納された電圧値及び補間された電圧値を用いて圧痕位置での圧痕加工の際に圧電素子２１に与える電圧波形を作成する波形作成部３１３とを有する。また、このコントローラ４５内のメモリ４５１はパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３１内のメモリ３１１のみでもよい。このパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３１は、検出用圧電素子２２を用いて検出された、特定の圧痕位置における加工部材２３と被加工材９との間の距離（電圧値）を格納し、その電圧値を用いて補間処理を行って特定の圧痕位置以外の圧痕位置における距離（電圧値）を求め、格納された電圧値及び求められた距離（電圧値）に基づいて被加工材９に圧痕を付与するための加工部材２３の駆動を制御する。 As shown in FIG. 3, the controller 45 that sends a control signal to the piezoelectric element 21 includes a memory 451 that stores the detected voltage value and a voltage waveform created by the waveform creation unit 313 in the personal computer (PC) 31. And a drive control unit 452 for performing drive control of the piezoelectric element 21 based on the above. The personal computer (PC) 31 interpolates the memory 311 for storing the voltage value stored in the memory 451 in the controller 45 and the voltage value at the indentation position where detection is not performed using the stored voltage value. The calculation unit 312 includes a waveform generation unit 313 that generates a voltage waveform to be applied to the piezoelectric element 21 when performing indentation processing at the indentation position using the stored voltage value and the interpolated voltage value. Further, the memory 451 in the controller 45 may be only the memory 311 in the personal computer (PC) 31. The personal computer (PC) 31 stores the distance (voltage value) between the processing member 23 and the workpiece 9 at a specific indentation position detected using the detecting piezoelectric element 22, and the voltage value. Is used to obtain a distance (voltage value) at an indentation position other than a specific indentation position, and an indentation is applied to the workpiece 9 based on the stored voltage value and the obtained distance (voltage value). To control the drive of the processing member 23 for the purpose.

次に、上記構成を有する圧痕加工装置１０の動作について説明する。ここでは、図２（ａ）に示すように、被加工材９の表面９ａに深さｄ、例えば１μｍの微細な凹部又は凸部（ディンプル）４３を形成する場合について説明する。なお、被加工材９としては、例えば反射型液晶表示装置などに用いられる反射膜の表面加工に用いられる母型が挙げられる。この反射膜は、反射型液晶表示装置の画素よりも小さい、極めて微細な凹部又は凸部を表面に多数有するものである。 Next, operation | movement of the indentation processing apparatus 10 which has the said structure is demonstrated. Here, as shown in FIG. 2A, a case where a minute concave portion or convex portion (dimple) 43 having a depth d, for example, 1 μm, is formed on the surface 9a of the workpiece 9 will be described. Examples of the workpiece 9 include a matrix used for surface processing of a reflective film used in a reflective liquid crystal display device, for example. This reflective film has a large number of extremely fine concave portions or convex portions on the surface which are smaller than the pixels of the reflective liquid crystal display device.

このような反射膜を形成する凹部又は凸部は、例えば幅が数百μｍ〜数μｍ程度であり、深さは数百ｎｍ〜数μｍ程度の断面略円形あるいは楕円形もしくは任意の２〜１０程度の局面の集合体であっても良く、その一部に平面を有するものであっても良い、微細な窪みである。このような凹部又は凸部を多数形成することによって、反射膜は入射した光を効率良く拡散あるいは集光することができる。被加工材９は、このような反射膜の製造において、反射膜に凹部又は凸部を与える樹脂膜を形成する際に、樹脂膜にこの被加工材９を押し当てて樹脂膜の表面に凹凸を形成するために用いられる。 The concave portion or the convex portion forming such a reflective film has, for example, a width of about several hundred μm to several μm, and a depth of about several hundred nm to several μm. It is a fine depression that may be an assembly of a certain degree of phase or may have a flat surface in a part thereof. By forming a large number of such concave portions or convex portions, the reflective film can efficiently diffuse or condense incident light. In the production of such a reflective film, the workpiece 9 is formed with a concave or convex portion on the surface of the resin film by pressing the workpiece 9 against the resin film when forming a resin film that gives a concave or convex portion to the reflective film. Is used to form

本発明に係る圧痕加工方法においては、被加工材９に圧痕形状を付与する加工部材２３を被加工材９に対して進出させて、特定の圧痕位置において加工部材２３が被加工材９に接触したことを検出し、この特定の圧痕位置における加工部材２３と被加工材９との間の距離を格納し、格納した距離を用いて補間処理を行って特定の圧痕位置以外の圧痕位置における距離を求め、格納した距離及び求められた距離に基づいて被加工材９に圧痕を付与するための加工部材２３の駆動を制御する。 In the indentation processing method according to the present invention, the processing member 23 that imparts an indentation shape to the workpiece 9 is advanced with respect to the workpiece 9, and the processing member 23 contacts the workpiece 9 at a specific indentation position. The distance between the workpiece 23 and the workpiece 9 at this specific indentation position is detected, and the distance at the indentation position other than the specific indentation position is determined by performing interpolation using the stored distance. And the driving of the processing member 23 for applying an indentation to the workpiece 9 is controlled based on the stored distance and the determined distance.

まず、被加工材９への圧痕加工を開始するにあたって、回転チャック１６に被加工材９を固定する。次いで、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）３１から圧痕加工が指示されると、移動装置１５は、Ｘ軸原点センサ２６が原点標識２５を検出するまで移動体１４を動かして、移動体１４を原点位置にセットする。また、回転装置１７は、θ軸原点センサ２８が原点標識２７を検出するまで回転チャック１６を回転させて、回転チャック１６を原点位置にセットする。なお、被加工材９としては、例えば円筒形の長尺の金属材などを用いる。 First, the workpiece 9 is fixed to the rotary chuck 16 when starting the indentation processing on the workpiece 9. Next, when indentation processing is instructed from the personal computer (PC) 31, the moving device 15 moves the moving body 14 until the X-axis origin sensor 26 detects the origin mark 25, and sets the moving body 14 at the origin position. To do. Further, the rotating device 17 rotates the rotating chuck 16 until the θ-axis origin sensor 28 detects the origin marker 27, and sets the rotating chuck 16 at the origin position. As the workpiece 9, for example, a cylindrical long metal material or the like is used.

回転チャック１６に被加工材９がセットされた状態で、移動体１４及び回転チャック１６がそれぞれ原点位置に戻った後、図２（ａ）に示すように、粗動位置決め装置ドライバ３９をＰＣ３１もしくは手動で操作し、ステッピングモータ１８を動かして、駆動ユニット１９を被加工材９に向けて緩やかに降下させる。そして、図２（ｂ）に示すように、加工部材２３の先端２３ａが被加工材９の表面９ａに接すると、検出用圧電素子２２は僅かに圧縮され、ピエゾ効果により電圧値が変化する。このようにして被加工材９の表面位置を検出し、ステッピングモータを停止する。その後、ステッピングモータ１８は駆動ユニット１９を上昇させ、加工部材２３の先端２３ａと被加工材９の表面９ａとの間にクリアランスを設ける。このクリアランスは、例えば数μｍ〜１０数μｍ程度である。 In a state where the workpiece 9 is set on the rotary chuck 16, after the movable body 14 and the rotary chuck 16 return to the origin position, as shown in FIG. It is operated manually and the stepping motor 18 is moved to gently lower the drive unit 19 toward the workpiece 9. As shown in FIG. 2B, when the tip 23a of the processing member 23 contacts the surface 9a of the workpiece 9, the detecting piezoelectric element 22 is slightly compressed, and the voltage value changes due to the piezoelectric effect. In this way, the surface position of the workpiece 9 is detected, and the stepping motor is stopped. Thereafter, the stepping motor 18 raises the drive unit 19 to provide a clearance between the tip 23 a of the processing member 23 and the surface 9 a of the workpiece 9. This clearance is, for example, about several μm to several tens of μm.

ここで、図４を用いて被加工材９の表面位置の検出について詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る圧痕加工装置における被加工材の表面位置検出及び圧痕加工の際の時間変化を示す図であり、（ａ）は駆動用圧電素子に印加する電圧（伸びに相当する）を示し、（ｂ）は検出用圧電素子に発生する電圧を示し、（ｃ）は加工部材と被加工材の表面との間のクリアランスを示し、（ｄ）は加工部材の変位を示す。まず、図２（ａ）に示す状態（図４のＡ状態）から駆動用圧電素子２１に電圧を印加していくと、ピエゾ効果により駆動用圧電素子２１は伸長する。そして、加工部材２３の先端２３ａが被加工材９の表面９ａに接触して図２（ｂ）に示す状態（図４のＢ状態）になると、検出用圧電素子２２は、その上面で駆動用圧電素子２１から下方向の力を受け、その下面で被加工材９からの反力を受ける。これにより、検出用圧電素子２２は、上下方向から力を受けて歪み、その歪みによるピエゾ効果で、図４（ｂ）に示すように、電圧が発生する。このように、検出用圧電素子２２が駆動用圧電素子２１と加工部材２３との間に設けられていることにより、加工部材２３の先端２３ａが被加工材９の表面９ａに接触したときに検出用圧電素子２２が電圧を発生するので、加工部材２３の先端２３ａが被加工材９の表面９ａに接触した時点を正確に検出することができる。 Here, the detection of the surface position of the workpiece 9 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a change over time in the surface position detection and indentation processing of the workpiece in the indentation processing apparatus according to the embodiment of the present invention, and (a) is a voltage applied to the driving piezoelectric element ( (B) shows the voltage generated in the detection piezoelectric element, (c) shows the clearance between the workpiece and the surface of the workpiece, and (d) shows the clearance of the workpiece. Indicates displacement. First, when a voltage is applied to the driving piezoelectric element 21 from the state shown in FIG. 2A (state A in FIG. 4), the driving piezoelectric element 21 expands due to the piezoelectric effect. When the tip 23a of the processed member 23 comes into contact with the surface 9a of the workpiece 9 and enters the state shown in FIG. 2 (b) (state B in FIG. 4), the detecting piezoelectric element 22 is driven on its upper surface. A downward force is received from the piezoelectric element 21 and a reaction force from the workpiece 9 is received on the lower surface thereof. As a result, the detecting piezoelectric element 22 is distorted by receiving a force from above and below, and a voltage is generated as shown in FIG. As described above, since the detection piezoelectric element 22 is provided between the driving piezoelectric element 21 and the processing member 23, the detection is made when the tip 23 a of the processing member 23 contacts the surface 9 a of the workpiece 9. Since the piezoelectric element 22 for voltage generates a voltage, it is possible to accurately detect the point in time when the tip 23a of the processed member 23 contacts the surface 9a of the workpiece 9.

検出用圧電素子２２の電圧値の変化は、加工部材２３の先端２３ａの接地信号としてＡ／Ｄ変換部３３に出力される。Ａ／Ｄ変換部３３に検出用圧電素子２２から接地信号が入力されると、コントローラ４５は直ちにＤ／Ａ変換部３２に駆動用圧電素子２１の伸長の停止を要求する。これにより、加工部材２３の先端２３ａが被加工材９の表面９ａに僅かに接した後に駆動用圧電素子２１を停止することができる（図２（ｂ）、図４（ｂ））。このときに駆動用圧電素子２１に印加した電圧の値は、圧痕位置における加工部材２３の先端２３ａと被加工材９の表面９ａとの間の距離に対応する。この電圧値は、検出位置である特定の圧痕位置（図５の参照符号５０ａ〜５０ｃ）の位置情報（座標）と共に、コントローラ４５のメモリ４５１に格納される。 The change in the voltage value of the detection piezoelectric element 22 is output to the A / D conversion unit 33 as a ground signal of the tip 23 a of the processing member 23. When a ground signal is input from the detection piezoelectric element 22 to the A / D conversion unit 33, the controller 45 immediately requests the D / A conversion unit 32 to stop the expansion of the drive piezoelectric element 21. Thereby, after the front-end | tip 23a of the process member 23 touches the surface 9a of the workpiece 9 slightly, the drive piezoelectric element 21 can be stopped (FIG.2 (b), FIG.4 (b)). The value of the voltage applied to the driving piezoelectric element 21 at this time corresponds to the distance between the tip 23a of the processing member 23 and the surface 9a of the workpiece 9 at the indentation position. This voltage value is stored in the memory 451 of the controller 45 together with position information (coordinates) of a specific indentation position (reference numerals 50a to 50c in FIG. 5) that is a detection position.

このような動作を図５に示すような特定の圧痕位置５０ａ〜５０ｃについて繰り返して被加工材９の軸方向及び周方向にわたって表面位置検出を行う。この場合、ＰＣ３１は、回転装置ドライバ３５により回転装置１７を制御して、回転チャック１６及びそれに取り付けられた加工部材９を図１のθ方向に所定のピッチで回転させる。そして、周方向にわたって表面位置検出を行った後に、移動装置ドライバ３４により移動装置１５を制御して、移動体１４をＸ方向に所定の間隔（特定の圧痕位置の間隔）で移動させて表面位置検出を行う。なお、表面位置検出する際の特定の圧痕位置の設定（数や間隔など）については、特に制限はなく、適宜変更することができる。 Such an operation is repeated for specific indentation positions 50a to 50c as shown in FIG. 5, and the surface position is detected in the axial direction and the circumferential direction of the workpiece 9. In this case, the PC 31 controls the rotating device 17 by the rotating device driver 35 to rotate the rotating chuck 16 and the processing member 9 attached thereto at a predetermined pitch in the θ direction of FIG. Then, after detecting the surface position in the circumferential direction, the moving device driver 34 controls the moving device 15 to move the moving body 14 in the X direction at a predetermined interval (a specific indentation position interval). Perform detection. In addition, there is no restriction | limiting in particular about the setting (a number, space | interval, etc.) of a specific indentation position at the time of detecting a surface position, It can change suitably.

次いで、このようにメモリ４５１に格納した（検出された）特定の圧痕位置における距離の情報（電圧値）及びその位置情報はＰＣ３１内の補間演算部３１３に送られる。補間演算部３１３では、検出された特定の圧痕位置の電圧値を用いて、特定の圧痕位置以外の圧痕位置における距離の情報（電圧値）を補間処理により求める。補間方法としては、通常補間演算に用いられる３次元補間方法を用いることができる。圧痕位置の位置情報については、予め設定しておき、ＰＣ３１から適宜補間演算部３１３に送られる。これにより、被加工材９全体の圧痕位置について電圧値が求められる。この被加工材９全体の圧痕位置についての電圧値は波形作成部３１４に送られる。 Next, the distance information (voltage value) at the specific indentation position (detected) stored in the memory 451 and the position information are sent to the interpolation calculation unit 313 in the PC 31. The interpolation calculation unit 313 uses the detected voltage value at the specific indentation position to obtain distance information (voltage value) at indentation positions other than the specific indentation position by interpolation processing. As the interpolation method, a three-dimensional interpolation method that is normally used for interpolation calculation can be used. The position information of the indentation position is set in advance and sent from the PC 31 to the interpolation calculation unit 313 as appropriate. Thereby, a voltage value is calculated | required about the indentation position of the to-be-processed material 9 whole. The voltage value for the indentation position of the entire workpiece 9 is sent to the waveform creation unit 314.

波形作成部３１４では、各圧痕位置において圧痕加工する際に必要となる電圧値に凹部４３の深さｄに対応する電圧値を付加して１回の圧痕加工に必要なストロークに対応する電圧波形を作成する。すなわち、図６（ａ）に示すように、それぞれの圧痕位置において圧痕加工する際に必要となる電圧値Ｖ₁に、圧痕加工に対応する、すなわち凹部４３の深さｄに対応する電圧値Ｖ₂を付加して電圧値Ｖ₁＋Ｖ₂でストロークを決定する。凹部４３の深さｄを一定とするのであれば電圧値Ｖ₂はほぼ変わらないが、電圧値Ｖ₁は被加工材９のうねりに応じて変化する。このように、圧痕位置における各ストロークに対応する電圧波形は、駆動制御部４５２に送られる。ここでは、加工部材２３の先端２３ａが被加工材９の表面９ａに接触するまで加工部材２３を被加工材９に対して進める速度と、被加工材９に対して加工部材２３で圧痕加工する際（図４のＣ状態）の速度とが同じである。すなわち、図６（ａ）に示すように、駆動用圧電素子２１の伸び（電圧）の速度が１回の圧痕加工終了（図４のＤ状態）まで同じ（同一速度勾配Ｇ₁）である。 The waveform creation unit 314 adds a voltage value corresponding to the depth d of the concave portion 43 to a voltage value necessary for indenting at each indentation position, and a voltage waveform corresponding to a stroke required for one indentation processing. Create That is, as shown in FIG. 6A, the voltage value V ₁ required for indentation processing at each indentation position corresponds to the indentation processing, that is, the voltage value V corresponding to the depth d of the recess 43. ₂ is added and the stroke is determined by the voltage value V ₁ + V ₂ . If the depth d of the recess 43 is constant, the voltage value V ₂ is not substantially changed, but the voltage value V ₁ changes according to the undulation of the workpiece 9. In this manner, the voltage waveform corresponding to each stroke at the indentation position is sent to the drive control unit 452. Here, the processing member 23 is advanced with respect to the workpiece 9 until the tip 23a of the processing member 23 contacts the surface 9a of the workpiece 9, and the workpiece 9 is indented by the processing member 23. The speed at the time (C state in FIG. 4) is the same. That is, as shown in FIG. 6A, the speed of elongation (voltage) of the driving piezoelectric element 21 is the same (same speed gradient G ₁ ) until one indentation process is completed (D state in FIG. 4).

駆動制御部４５２は、圧痕位置における各ストロークに対応する電圧波形にしたがって圧電駆動ドライバ３８を介して駆動用圧電素子２１に電圧を印加する。これにより、被加工材９の圧痕位置に圧痕加工を施すことができる。このような動作を被加工材９の予め決められた圧痕位置に繰り返して行う。この場合、ＰＣ３１は、回転装置ドライバ３５により回転装置１７を制御して、回転チャック１６を図１のθ方向に所定のピッチで回転させる。そして、周方向にわたって圧痕加工を行った後に、移動装置ドライバ３４により移動装置１５を制御して、移動体１４をＸ方向に所定の間隔（特定の圧痕位置の間隔）で移動させて圧痕加工を行う。 The drive controller 452 applies a voltage to the drive piezoelectric element 21 via the piezoelectric drive driver 38 according to a voltage waveform corresponding to each stroke at the indentation position. Thereby, indentation processing can be performed on the indentation position of the workpiece 9. Such an operation is repeated at a predetermined indentation position on the workpiece 9. In this case, the PC 31 controls the rotating device 17 by the rotating device driver 35 to rotate the rotating chuck 16 at a predetermined pitch in the θ direction of FIG. After performing indentation processing in the circumferential direction, the moving device driver 34 controls the moving device 15 to move the moving body 14 in the X direction at a predetermined interval (interval of specific indentation positions). Do.

なお、ＰＣ３１には、凹部４３を形成する際のＸ軸、θ軸それぞれの駆動ピッチや駆動速度、そのタイミングや回数などのパラメータをメモリしておき、コントローラ４５、移動装置ドライバ３４、及び回転装置ドライバ３５をそれぞれ同期させて駆動できるようにする。その他、圧痕加工装置については、特開２００４−３４４９１６号公報に開示されており、この内容はすべてここに含める。 The PC 31 stores parameters such as the driving pitch and driving speed of the X-axis and θ-axis for forming the recess 43, the timing and the number of times, and the controller 45, the moving device driver 34, and the rotating device. The drivers 35 can be driven in synchronization with each other. In addition, the indentation processing apparatus is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-344916, and all the contents thereof are included here.

このように、本実施の形態の圧痕加工においては、被加工材９に圧痕形状を付与する加工部材２３を被加工材９に対して進出させて、特定の圧痕位置において加工部材２３が被加工材９に接触したことを検出し、この特定の圧痕位置における加工部材２３と被加工材９との間の距離を格納し、格納した距離を用いて補間処理を行って特定の圧痕位置以外の圧痕位置における距離を求め、格納した距離及び求められた距離に基づいて被加工材９に圧痕を付与するための加工部材２３の駆動を制御するので、すべての圧痕位置について表面位置検出を行わないで、特定の圧痕位置の情報から補間処理により全圧痕位置の制御量を求めることができる。したがって、加工速度を向上させることができ、しかも被加工材の表面位置を正確に検出して圧痕加工を行うことが可能となる。加工速度を向上させた状態で、被加工材の表面位置を正確に検出して圧痕加工を行うことが可能となる。 As described above, in the indentation processing of the present embodiment, the processing member 23 that imparts an indentation shape to the workpiece 9 is advanced with respect to the workpiece 9, and the processing member 23 is processed at a specific indentation position. The contact between the workpiece 9 and the workpiece 9 at the specific indentation position is detected, and the distance between the workpiece 9 and the workpiece 9 is stored, and interpolation processing is performed using the stored distance to obtain a position other than the specific indentation position. Since the distance at the indentation position is obtained and the drive of the processing member 23 for applying the indentation to the workpiece 9 is controlled based on the stored distance and the obtained distance, the surface position is not detected for all the indentation positions. Thus, the control amount of all the indentation positions can be obtained from the information of the specific indentation positions by interpolation processing. Therefore, the processing speed can be improved, and indent processing can be performed by accurately detecting the surface position of the workpiece. Indentation processing can be performed by accurately detecting the surface position of the workpiece while the processing speed is improved.

また、本実施の形態に係る圧痕加工によれば、直径が長手方向にわたって同じ被加工材だけでなく、一方の端部から他方の端部に向って拡径又は縮径する被加工材に対しても正確に圧痕加工を施すことができる。高低差が大きい領域を有する被加工材に圧痕加工を施す場合には、粗動位置決め装置を用いてある程度の昇降動作を行って、その後に圧電素子の伸長を用いることが望ましい。このように粗動位置決め装置を用いることにより、圧電素子のヒステリシスにおける直線部分で圧電素子の伸長制御を行うことができるので、正確に圧痕加工を行うことができる。また、ある程度の高さまで粗動位置決め装置を用いることにより、１回のストロークに要する時間を短縮することもできるので加工時間の短縮を図ることも可能となる。 In addition, according to the indentation processing according to the present embodiment, not only the workpiece having the same diameter in the longitudinal direction, but also the workpiece that expands or contracts from one end to the other end. However, the indentation can be accurately performed. When performing indentation processing on a workpiece having a region with a large difference in elevation, it is desirable to perform a certain degree of up-and-down movement using a coarse positioning device and then use expansion of a piezoelectric element. By using the coarse motion positioning device in this way, it is possible to control the expansion of the piezoelectric element at the linear portion in the hysteresis of the piezoelectric element, so that the indentation can be accurately performed. Further, by using the coarse positioning device up to a certain height, the time required for one stroke can be shortened, so that the machining time can be shortened.

（実施の形態２）
本実施の形態においては、加工部材を被加工材近傍まで進める速度よりも被加工材に加工部材で圧痕加工する際の速度を遅くする制御を行う場合について説明する。圧痕加工装置の構成については、実施の形態１と同様である。本実施の形態においては、ＰＣ３１の波形作成部３１４において、図６（ｂ）に示すような電圧波形を作成する。図６（ｂ）に示すように、加工部材２３の先端２３ａが被加工材９の表面９ａに接触するまで加工部材２３を被加工材９に対して進める速度よりも、被加工材９に対して加工部材２３で圧痕加工する際（図４のＣ状態）の速度を遅くする。すなわち、図６（ｂ）に示すように、駆動用圧電素子２１の伸び（電圧）の速度は、加工部材２３の先端２３ａが被加工材９の表面９ａに接触する直前まで速度勾配Ｇ₂であり、圧痕加工において速度勾配Ｇ₃である。このとき、速度勾配と速度勾配の切り替えタイミングは任意に設定できる。 (Embodiment 2)
In the present embodiment, a case will be described in which control is performed such that the speed at which the workpiece is indented with the workpiece is slower than the speed at which the workpiece is advanced to the vicinity of the workpiece. The configuration of the indentation processing apparatus is the same as that of the first embodiment. In the present embodiment, the waveform generator 314 of the PC 31 generates a voltage waveform as shown in FIG. As shown in FIG. 6 (b), the workpiece 9 is moved more rapidly than the workpiece 9 is advanced with respect to the workpiece 9 until the tip 23 a of the workpiece 23 contacts the surface 9 a of the workpiece 9. Then, the speed at the time of indenting with the processed member 23 (state C in FIG. 4) is decreased. That is, as shown in FIG. 6B, the speed of expansion (voltage) of the driving piezoelectric element 21 is a speed gradient G ₂ until just before the tip 23a of the processed member 23 contacts the surface 9a of the workpiece 9. Yes, the speed gradient G ₃ in the indentation processing. At this time, the switching timing of the speed gradient and the speed gradient can be arbitrarily set.

このように加工部材２３の先端２３ａが被加工材９の表面９ａに接触する直前の速度を速くし、そこからの速度を遅くすることにより、加工時間のさらなる短縮を図ることができると共に、加工部材２３の損傷を少なくすることができ、加工部材２３の寿命を長くすることができる。さらに、圧痕加工をゆっくり行うことにより、加工部材２３の形状を被加工材９に正確に付与することができるので、その微細な凹凸を転写した反射膜は所望の反射特性を発揮することが可能となる。また、本実施の形態に係る圧痕加工においても、実施の形態１と同様な効果を発揮することができる。 Thus, by increasing the speed immediately before the tip 23a of the processing member 23 contacts the surface 9a of the workpiece 9 and decreasing the speed from the speed, the processing time can be further shortened, Damage to the member 23 can be reduced, and the life of the processed member 23 can be extended. Furthermore, by slowly performing the indentation processing, the shape of the processed member 23 can be accurately given to the workpiece 9, so that the reflective film to which the fine irregularities are transferred can exhibit desired reflection characteristics. It becomes. In the indentation processing according to the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be exhibited.

上記実施の形態１，２においては、検出手段である検出用圧電素子２２が駆動用圧電素子２１に取り付けられている場合について説明されているが、本発明においては、図７に示すように、駆動ユニット１９において、圧痕加工する部材７０と検出手段７１とが離間して配置されていても良い。この場合には、検出手段としては光学式変位センサや静電容量式変位センサを用いることができる。この場合においては、加工部材７２の先端と検出手段７１の下面との間の距離αや、部材７０と検出手段７１との間の距離Ｌに起因するオフセットを検出値（距離）ｚに付加する必要がある。このオフセットは、事前測定などにより求めることが望ましい。 In the first and second embodiments, the case where the detecting piezoelectric element 22 as the detecting means is attached to the driving piezoelectric element 21 has been described. However, in the present invention, as shown in FIG. In the drive unit 19, the indented member 70 and the detection means 71 may be spaced apart. In this case, an optical displacement sensor or a capacitive displacement sensor can be used as the detection means. In this case, an offset caused by the distance α between the tip of the processing member 72 and the lower surface of the detection means 71 and the distance L between the member 70 and the detection means 71 is added to the detection value (distance) z. There is a need. This offset is preferably obtained by prior measurement or the like.

本発明は上記実施の形態１，２に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態１，２においては、各圧痕位置において圧痕加工する際に必要となる電圧値に圧痕加工に対応する電圧値を付加して１回の圧痕加工に必要なストロークに対応する電圧波形を作成する場合について説明しているが、本発明においては、補間演算部において、予め各圧痕位置において圧痕加工する際に必要となる電圧値に圧痕加工に対応する電圧値を付加して１回の圧痕加工に必要なストロークに対応する電圧値を求めておき、その電圧値に基づいて波形作成部で電圧波形を作成するようにしても良い。また、上記実施の形態１，２においては、加工部材２３の先端２３ａと被加工材９の表面９ａとの間の距離を電圧値に置き換えて演算した場合について説明しているが、本発明においては、加工部材２３の先端２３ａと被加工材９の表面９ａとの間の距離を求めて演算を行っても良い。また、上記実施の形態１，２において、距離とは、距離の実測値及びそれに相当する信号振幅を意味しており、制御において、距離の実測値で処理を行っても良く、距離に相当する信号振幅を用いて処理を行っても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 The present invention is not limited to Embodiments 1 and 2 above, and can be implemented with various modifications. In the first and second embodiments, a voltage waveform corresponding to a stroke required for one indent processing by adding a voltage value corresponding to the indent processing to a voltage value necessary for indent processing at each indentation position. In the present invention, in the interpolation calculation unit, a voltage value corresponding to the indentation processing is added to the voltage value required in advance for the indentation processing at each indentation position once. Alternatively, a voltage value corresponding to a stroke required for the indentation processing may be obtained, and a waveform waveform may be created by the waveform creation unit based on the voltage value. In the first and second embodiments, the case where the distance between the tip 23a of the processed member 23 and the surface 9a of the workpiece 9 is calculated by replacing the voltage value is described. May calculate by calculating the distance between the tip 23a of the processed member 23 and the surface 9a of the workpiece 9. In the first and second embodiments, the distance means an actually measured value of the distance and a signal amplitude corresponding to the distance. In the control, the process may be performed using the actually measured value of the distance, and corresponds to the distance. Processing may be performed using the signal amplitude. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.

本発明の実施の形態に係る圧痕加工装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the indentation processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る圧痕加工装置の駆動ユニットを示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the drive unit of the impression processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る圧痕加工装置の圧電素子ドライバの内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the piezoelectric element driver of the impression processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る圧痕加工装置における被加工材の表面位置検出及び圧痕加工の際の時間変化を示す図であり、（ａ）は駆動用圧電素子の伸びを示し、（ｂ）は検出用圧電素子に発生する電圧を示し、（ｃ）は加工部材と被加工材の表面との間のクリアランスを示し、（ｄ）は加工部材の変位を示す。It is a figure which shows the time change in the case of the surface position detection and indentation processing of the workpiece in the indentation processing apparatus which concerns on embodiment of this invention, (a) shows elongation of the piezoelectric element for a drive, (b) is The voltage which generate | occur | produces in the piezoelectric element for a detection is shown, (c) shows the clearance between a processed member and the surface of a workpiece, (d) shows the displacement of a processed member. 本発明の実施の形態に係る圧痕加工方法における特定の圧痕位置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific indentation position in the indentation processing method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る圧痕加工における電圧波形を示す図であり、（ａ）は実施の形態１の圧痕加工を示し、（ｂ）は実施の形態２の圧痕加工を示す。It is a figure which shows the voltage waveform in the impression process which concerns on embodiment of this invention, (a) shows the impression process of Embodiment 1, (b) shows the impression process of Embodiment 2. FIG. 本発明の実施の形態に係る圧痕加工装置の駆動ユニットの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the drive unit of the impression processing apparatus which concerns on embodiment of this invention.

Explanation of symbols

９被加工材
１０圧痕加工装置
１１加工部
１２制御部
１３案内軸
１４移動体
１５移動装置
１６回転チャック
１７回転装置
１８駆動部
１９駆動ユニット
２１駆動用圧電素子
２２検出用圧電素子
２３加工部材
３４移動装置ドライバ
３５回転装置ドライバ
３８圧電素子ドライバ
３９粗動位置決め装置ドライバ
３１１，４５１メモリ
３１２補間演算部
３１３波形作成部
４５２駆動制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Work material 10 Indentation processing apparatus 11 Processing part 12 Control part 13 Guide shaft 14 Moving body 15 Moving apparatus 16 Rotating chuck 17 Rotating apparatus 18 Drive part 19 Drive unit 21 Drive piezoelectric element 22 Detecting piezoelectric element 23 Processing member 34 Movement Device driver 35 Rotation device driver 38 Piezoelectric element driver 39 Coarse motion positioning device driver 311, 451 Memory 312 Interpolation calculation unit 313 Waveform creation unit 452 Drive control unit

Claims

A step of advancing a machining member that imparts an indentation shape to the workpiece with respect to the workpiece, and detecting that the machining member has contacted the workpiece at a specific indentation position; and the specific indentation Storing a detected distance between the processed member and the workpiece at a position; performing an interpolation process using the distance; and determining the distance at an indentation position other than the specific indentation position; And a step of controlling driving of the processing member for applying an indentation to the workpiece based on the detected distance and the determined distance.

In the step of controlling the driving of the processing member, control is performed to slow down the speed at which the workpiece is indented by the processing member than the speed at which the processing member is advanced to the vicinity of the workpiece. The indentation processing method according to claim 1 .

When a piezoelectric element is used as the detection means and the detection means is attached to the processing member, the processing member is advanced with respect to the workpiece and the processing member comes into contact with the workpiece. The indentation processing method according to claim 1 or 2 , wherein a distance between a processing member and the workpiece is obtained.