JP7106774B2 - 微細加工装置、微細加工ユニット、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 - Google Patents
微細加工装置、微細加工ユニット、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7106774B2 JP7106774B2 JP2022017782A JP2022017782A JP7106774B2 JP 7106774 B2 JP7106774 B2 JP 7106774B2 JP 2022017782 A JP2022017782 A JP 2022017782A JP 2022017782 A JP2022017782 A JP 2022017782A JP 7106774 B2 JP7106774 B2 JP 7106774B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- master
- action
- point
- relative distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
工具設置部と、
前記工具設置部に固定され、円柱形状または円筒形状の原盤用基材の外周面に螺旋状の微細凹部を形成可能な第1の工具と、
前記工具設置部に設けられ、前記原盤用基材の外周面に螺旋状の微細凹部を形成可能な第2の工具と、
前記第2の工具の設置位置を調整可能な工具調整部と、
前記第2の工具の変位を測定する変位測定部と、
前記原盤用基材の中心軸を中心に前記原盤用基材を回転させながら、前記工具設置部を前記原盤用基材に対して前記中心軸方向に相対移動させる基台駆動部と、
前記第2の工具の変位に基づいて、前記第1の工具の作用点から前記第2の工具の作用点までの相対距離を算出し、前記工具調整部を制御することで、前記相対距離を所定範囲内の値に維持する制御部と、
を備え、
前記相対距離は、前記第1の工具及び前記第2の工具の切込み方向であるx軸方向に対して垂直であり、かつ、前記第1の工具及び前記第2の工具の配列方向であるz軸方向に対して垂直であるy軸方向の相対距離Hを含み、
前記制御部は、
前記第1の工具の作用点及び前記第2の工具の作用点が、前記原盤用基材の中心軸を通り、かつ前記切込み方向に平行な平面上に配置されるように、前記相対距離Hを前記所定範囲内の値に維持するとともに、
前記原盤用基材の回転速度と、前記工具設置部の前記中心軸方向の移動速度とを制御することによって、前記第1の工具の作用点及び前記第2の工具の作用点の前記原盤用基材の外周面に対する相対的な移動軌跡と前記中心軸とのなす角度θを調整することを特徴とする、微細加工装置が提供される。
微細加工ユニットを制御する制御装置であって、
前記微細加工ユニットは、
工具設置部と、
前記工具設置部に固定され、円柱形状または円筒形状の原盤用基材の外周面に螺旋状の微細凹部を形成可能な第1の工具と、
前記工具設置部に設けられ、前記原盤用基材の外周面に螺旋状の微細凹部を形成可能な第2の工具と、
前記第2の工具の設置位置を調整可能な工具調整部と、
前記第2の工具の変位を測定する変位測定部と、
前記原盤用基材の中心軸を中心に前記原盤用基材を回転させながら、前記工具設置部を前記原盤用基材に対して前記中心軸方向に相対移動させる基台駆動部と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第2の工具の変位に基づいて、前記第1の工具の作用点から前記第2の工具の作用点までの相対距離を算出し、前記工具調整部を制御することで、前記相対距離を所定範囲内の値に維持する制御部を備え、
前記相対距離は、前記第1の工具及び前記第2の工具の切込み方向であるx軸方向に対して垂直であり、かつ、前記第1の工具及び前記第2の工具の配列方向であるz軸方向に対して垂直であるy軸方向の相対距離Hを含み、
前記制御部は、
前記第1の工具の作用点及び前記第2の工具の作用点が、前記原盤用基材の中心軸を通り、かつ前記切込み方向に平行な平面上に配置されるように、前記相対距離Hを前記所定範囲内の値に維持するとともに、
前記原盤用基材の回転速度と、前記工具設置部の前記中心軸方向の移動速度とを制御することによって、前記第1の工具の作用点及び前記第2の工具の作用点の前記原盤用基材の外周面に対する相対的な移動軌跡と前記中心軸とのなす角度θを調整することを特徴とする、制御装置が提供される。
まず、図1~図3に基づいて、本実施形態に係る微細加工装置1の概要について説明する。微細加工装置1は、微細加工ユニット10及び制御装置60を備える。微細加工ユニット10は、第1の切削工具11及び第2の切削工具12と、工具設置部40とを備える。そして、微細加工ユニット10は、第1の切削工具11及び第2の切削工具12を用いて原盤用基材(ワーク)100を切削する。具体的には、加工ステージ50(基台駆動部)(図4参照)に微細加工ユニット10を取り付ける。ついで、加工ステージ50を駆動することで、微細加工ユニット10を切込み方向(x1軸正方向)に移動させる。これにより、第1の切削工具11及び第2の切削工具12の作用点11c、12cを原盤用基材100に押し当てる。ここで、作用点11c、12cは、第1の切削工具11及び第2の切削工具12の先端であり、原盤用基材100を切削する部分である。第1の切削工具11及び第2の切削工具12は、原盤用基材100の表面を切削することで、原盤用基材100の表面に微細凹部100aを形成する。
次に、図1~図9Cに基づいて、微細加工ユニット10の構成をより詳細に説明する。微細加工ユニット10は、第1の切削工具11、第2の切削工具12、工具収納ケース20、工具調整部30a、31a、変位測定器(変位測定部)30b、31b、及び工具設置部40を備える。
つぎに、図5及び図6に基づいて、微細加工ユニット10の変形例を説明する。図5に示す変形例では、第1の切削工具11も移動可能としたものである。すなわち、図5に示す変形例では、微細加工ユニット10は、図4に示す例に加えて、ケース21、工具調整部32a、33a、変位測定器32b、33bを備える。ケース21は、第1の切削工具11を収納する。ケース21は、工具設置部40に形成されたケース収納用凹部42内に設置される。
次に、図3に基づいて、制御装置60の構成について説明する。制御装置60は、工具調整部30a、31a、変位測定器30b、31bと通信ケーブル等で連結されており、これらの構成要素との間で情報のやりとりが可能となっている。また、制御装置は、微細加工ユニット10の位置をx1z1座標値として測定する変位測定器と通信ケーブル等で接続されており、当該変位測定器から情報を受信することが可能となっている。
つぎに、微細加工装置を用いた原盤の製造方法(言い換えれば、原盤用基材の切削方法)を図10に示すフローチャートに沿って説明する。作業者は、以下に説明する工程を行うことで、原盤を作製する。
x2B=x2A+(x1B-x1A) (1)
つぎに、本実施形態の実施例を説明する。実施例1では、直径250mm、長さ1000mmの円柱形状の原盤用基材100を準備した。材質はSUS304とした。ついで、原盤用基材100にニッケルリンめっき処理を施すことで原盤用基材100上に被覆層を形成した。さらに、被覆層を平坦化した。平坦化のための具体的な処理は上述したとおりである。
微細凹部100aの長さ方向と原盤用基材100の中心軸Aとのなす角度θを0°とした他は実施例1と同様の工程を行った。結果を表1にまとめて示す。
微細凹部100aの長さ方向と原盤用基材100の中心軸Aとのなす角度θを90°とした他は実施例1と同様の工程を行った。結果を表1にまとめて示す。
微細加工ユニット10を図5に示すものに変更した他は、実施例1と同様の工程を行った。結果を表1にまとめて示す。
作用点11c、12c間の高さHを10mmとした他は実施例1と同様の工程を行った。
第1の切削工具11を移動可能とし、第2の切削工具12を工具設置部40に固定するようにした他は、実施例1と同様の工程を行った。すなわち、この例では、微細加工ユニット10は、図4に示す第1の切削工具11と第2の切削工具12とを入れ替えた構造を有する。結果を表1にまとめて示す。
フィードバック制御(ステップS50に示す処理)を行わなかった他は実施例1と同様の処理を行った。結果を表1にまとめて示す。
フィードバック制御(ステップS50に示す処理)を行わなかった他は実施例2と同様の処理を行った。結果を表1にまとめて示す。
フィードバック制御(ステップS50に示す処理)を行わなかった他は実施例3と同様の処理を行った。結果を表1にまとめて示す。
第1の切削工具11及び第2の切削工具12を工具設置部40に固定することとした他は、実施例1と同様の処理を行った。結果を表1にまとめて示す。
10 微細加工ユニット
11 第1の切削工具
11c 第1の切削工具の作用点
12 第2の切削工具
12c 第2の切削工具の作用点
30a、31a 工具調整部
30b、31b 変位測定器
40 工具設置部
100 原盤用基材
Claims (5)
- 工具設置部と、
前記工具設置部に固定され、円柱形状または円筒形状の原盤用基材の外周面に螺旋状の微細凹部を形成可能な第1の工具と、
前記工具設置部に設けられ、前記原盤用基材の外周面に螺旋状の微細凹部を形成可能な第2の工具と、
前記第2の工具の設置位置を調整可能な工具調整部と、
前記第2の工具の変位を測定する変位測定部と、
前記原盤用基材の中心軸を中心に前記原盤用基材を回転させながら、前記工具設置部を前記原盤用基材に対して前記中心軸方向に相対移動させる基台駆動部と、
前記第2の工具の変位に基づいて、前記第1の工具の作用点から前記第2の工具の作用点までの相対距離を算出し、前記工具調整部を制御することで、前記相対距離を所定範囲内の値に維持する制御部と、
を備え、
前記相対距離は、前記第1の工具及び前記第2の工具の切込み方向であるx軸方向に対して垂直であり、かつ、前記第1の工具及び前記第2の工具の配列方向であるz軸方向に対して垂直であるy軸方向の相対距離Hを含み、
前記制御部は、
前記第1の工具の作用点及び前記第2の工具の作用点が、前記原盤用基材の中心軸を通り、かつ前記切込み方向に平行な平面上に配置されるように、前記相対距離Hを前記所定範囲内の値に維持するとともに、
前記原盤用基材の回転速度と、前記工具設置部の前記中心軸方向の移動速度とを制御することによって、前記第1の工具の作用点及び前記第2の工具の作用点の前記原盤用基材の外周面に対する相対的な移動軌跡と前記中心軸とのなす角度θを調整することを特徴とする、微細加工装置。 - 前記工具調整部は、ピエゾ素子を含むことを特徴とする、請求項1に記載の微細加工装置。
- 微細加工ユニットを制御する制御装置であって、
前記微細加工ユニットは、
工具設置部と、
前記工具設置部に固定され、円柱形状または円筒形状の原盤用基材の外周面に螺旋状の微細凹部を形成可能な第1の工具と、
前記工具設置部に設けられ、前記原盤用基材の外周面に螺旋状の微細凹部を形成可能な第2の工具と、
前記第2の工具の設置位置を調整可能な工具調整部と、
前記第2の工具の変位を測定する変位測定部と、
前記原盤用基材の中心軸を中心に前記原盤用基材を回転させながら、前記工具設置部を前記原盤用基材に対して前記中心軸方向に相対移動させる基台駆動部と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第2の工具の変位に基づいて、前記第1の工具の作用点から前記第2の工具の作用点までの相対距離を算出し、前記工具調整部を制御することで、前記相対距離を所定範囲内の値に維持する制御部を備え、
前記相対距離は、前記第1の工具及び前記第2の工具の切込み方向であるx軸方向に対して垂直であり、かつ、前記第1の工具及び前記第2の工具の配列方向であるz軸方向に対して垂直であるy軸方向の相対距離Hを含み、
前記制御部は、
前記第1の工具の作用点及び前記第2の工具の作用点が、前記原盤用基材の中心軸を通り、かつ前記切込み方向に平行な平面上に配置されるように、前記相対距離Hを前記所定範囲内の値に維持するとともに、
前記原盤用基材の回転速度と、前記工具設置部の前記中心軸方向の移動速度とを制御することによって、前記第1の工具の作用点及び前記第2の工具の作用点の前記原盤用基材の外周面に対する相対的な移動軌跡と前記中心軸とのなす角度θを調整することを特徴とする、制御装置。 - 請求項1又は2に記載の微細加工装置を用いた原盤の製造方法であって、
前記第1の工具を前記工具設置部に固定する工程と、
前記第2の工具を前記工具設置部に設ける工程と、
前記工具設置部を前記原盤用基材に対向する位置に設置する工程と、
前記変位測定部を用いて前記第2の工具の変位を測定する工程と、
前記第2の工具の変位に基づいて、前記第1の工具の作用点から前記第2の工具の作用点までの相対距離を算出し、前記工具調整部を制御することで、前記相対距離を所定範囲内の値に維持する工程と、
前記第1の工具及び前記第2の工具を用いて前記原盤用基材に前記微細凹部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、原盤の製造方法。 - 請求項1又は2に記載の微細加工装置を用いた原盤用基材の微細加工方法であって、
前記第1の工具を前記工具設置部に固定する工程と、
前記第2の工具を前記工具設置部に設ける工程と、
前記工具設置部を前記原盤用基材に対向する位置に設置する工程と、
前記変位測定部を用いて前記第2の工具の変位を測定する工程と、
前記第2の工具の変位に基づいて、前記第1の工具の作用点から前記第2の工具の作用点までの相対距離を算出し、前記工具調整部を制御することで、前記相対距離を所定範囲内の値に維持する工程と、
前記第1の工具及び前記第2の工具を用いて前記原盤用基材に前記微細凹部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、原盤用基材の微細加工方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022017782A JP7106774B2 (ja) | 2017-06-21 | 2022-02-08 | 微細加工装置、微細加工ユニット、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 |
JP2022111791A JP7132456B1 (ja) | 2022-02-08 | 2022-07-12 | 微細加工装置、微細加工ユニット、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 |
JP2022111792A JP2022145690A (ja) | 2017-06-21 | 2022-07-12 | 微細加工装置、微細加工ユニット、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 |
JP2023218196A JP2024028306A (ja) | 2017-06-21 | 2023-12-25 | 微細加工装置、微細加工ユニット、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017121722A JP7023624B2 (ja) | 2017-06-21 | 2017-06-21 | 微細加工装置、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 |
JP2022017782A JP7106774B2 (ja) | 2017-06-21 | 2022-02-08 | 微細加工装置、微細加工ユニット、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017121722A Division JP7023624B2 (ja) | 2017-06-21 | 2017-06-21 | 微細加工装置、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 |
Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022111791A Division JP7132456B1 (ja) | 2022-02-08 | 2022-07-12 | 微細加工装置、微細加工ユニット、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 |
JP2022111792A Division JP2022145690A (ja) | 2017-06-21 | 2022-07-12 | 微細加工装置、微細加工ユニット、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022058930A JP2022058930A (ja) | 2022-04-12 |
JP7106774B2 true JP7106774B2 (ja) | 2022-07-26 |
Family
ID=87761061
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022017782A Active JP7106774B2 (ja) | 2017-06-21 | 2022-02-08 | 微細加工装置、微細加工ユニット、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 |
JP2022111792A Pending JP2022145690A (ja) | 2017-06-21 | 2022-07-12 | 微細加工装置、微細加工ユニット、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 |
JP2023218196A Pending JP2024028306A (ja) | 2017-06-21 | 2023-12-25 | 微細加工装置、微細加工ユニット、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 |
Family Applications After (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022111792A Pending JP2022145690A (ja) | 2017-06-21 | 2022-07-12 | 微細加工装置、微細加工ユニット、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 |
JP2023218196A Pending JP2024028306A (ja) | 2017-06-21 | 2023-12-25 | 微細加工装置、微細加工ユニット、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (3) | JP7106774B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012525990A (ja) | 2009-05-04 | 2012-10-25 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 微細複製工具の製造方法 |
WO2014034361A1 (ja) | 2012-08-30 | 2014-03-06 | Ntn株式会社 | 旋削方法および旋削装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5447756A (en) * | 1977-09-22 | 1979-04-14 | Tokumitsu Nakanose | Print*emboss processing apparatus for thermoplastic synthetic resin band |
JPH04256501A (ja) * | 1991-02-01 | 1992-09-11 | Kobe Steel Ltd | 微小切り込み用切削装置 |
JPH1015713A (ja) * | 1996-07-05 | 1998-01-20 | Sony Corp | バイトホルダユニット並びに該ユニットを使用した加工機及び回転ヘッドドラムの加工方法 |
US7140812B2 (en) * | 2002-05-29 | 2006-11-28 | 3M Innovative Properties Company | Diamond tool with a multi-tipped diamond |
US20040045419A1 (en) * | 2002-09-10 | 2004-03-11 | Bryan William J. | Multi-diamond cutting tool assembly for creating microreplication tools |
JP2004223836A (ja) * | 2003-01-22 | 2004-08-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | パターンロールの製作方法及び装置並びに光学シートの製膜方法 |
-
2022
- 2022-02-08 JP JP2022017782A patent/JP7106774B2/ja active Active
- 2022-07-12 JP JP2022111792A patent/JP2022145690A/ja active Pending
-
2023
- 2023-12-25 JP JP2023218196A patent/JP2024028306A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012525990A (ja) | 2009-05-04 | 2012-10-25 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 微細複製工具の製造方法 |
WO2014034361A1 (ja) | 2012-08-30 | 2014-03-06 | Ntn株式会社 | 旋削方法および旋削装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022145690A (ja) | 2022-10-04 |
JP2022058930A (ja) | 2022-04-12 |
JP2024028306A (ja) | 2024-03-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102081572B1 (ko) | 재료를 제거하는 것에 의해 공구를 가공하기 위한 방법 및 디바이스 | |
KR101330857B1 (ko) | 미세복제 공구를 생성하기 위한 정렬된 다중 다이아몬드 절삭 공구 조립체 및 그 생성 방법 | |
US8662959B2 (en) | Cutting method and cutting device for hard material | |
WO2012124813A1 (ja) | 超精密複合加工装置および超精密複合加工方法 | |
JP2008509012A (ja) | 眼科用レンズのラスタ切削技術 | |
US8806995B2 (en) | High-precision micro/nano-scale machining system | |
KR20080057293A (ko) | 랜드 형상체 생성을 위한 절반의 피치 간격의 다이아몬드절삭 팁들을 포함하는 절삭 공구 조립체 | |
JP2006239813A (ja) | 小型多軸複合加工機および加工方法 | |
Graham et al. | Fabrication of micro-dimpled surfaces through micro ball end milling | |
JP2016144859A (ja) | 楕円振動切削加工方法 | |
JP7106774B2 (ja) | 微細加工装置、微細加工ユニット、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 | |
JP7132456B1 (ja) | 微細加工装置、微細加工ユニット、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 | |
JP7023624B2 (ja) | 微細加工装置、制御装置、原盤の製造方法、及び原盤用基材の微細加工方法 | |
JP2006289566A (ja) | マイクロレンズアレイの成形型の研削加工方法及び研削加工装置 | |
CN106629587B (zh) | 一种基于fib的大角度正三棱锥形压头的一次成型方法 | |
CN102059597B (zh) | 一种硬齿面插齿刀负倒棱的加工方法 | |
JP4328729B2 (ja) | 微細形状を有する被加工物の加工方法 | |
JP2003039282A (ja) | 自由曲面加工装置および自由曲面加工方法 | |
JP2005063074A (ja) | 曲面加工方法および装置ならびに光学素子 | |
JP7337524B2 (ja) | 微細加工装置、微細加工方法、転写型、及び転写物 | |
JP2004344957A (ja) | レーザー複合加工機および精密加工製品の製造方法 | |
JP6846068B2 (ja) | 機械加工方法および機械加工装置 | |
JP2020062616A (ja) | 塗布工具、塗布装置、および塗布方法 | |
JP2001162426A (ja) | 曲面切削装置及び曲面切削方法 | |
US20230045020A1 (en) | Transfer object |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220208 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20220208 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220315 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220511 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220614 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220713 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7106774 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |