JP7368192B2

JP7368192B2 - 加工方法及び物品

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Publication number: JP7368192B2
Application number: JP2019206632A
Authority: JP
Inventors: 榮杓洪; 明山本; 康宏酒井田; 真弘室田; 龍岩立
Original assignee: Fanuc Corp
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Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2023-10-24
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Description

本発明は、加工方法及び物品に関する。

特許文献１には、パルス駆動状態の加工用工具と被加工材表面とを相対的に移動させながら接触させることにより固形物表面を切削し、これにより固形物表面に微細構造を形成する加工方法が開示されている。特許文献１では、時間間隔が一定の駆動パルスを用い、加工部と被加工材の相対速度を一定にすることにより、細溝を等間隔に形成している。

特開２０１０－１２５２０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された加工方法によって形成された微細構造では、均一な色が視認され得ない。

本発明の目的は、均一な色が視認され得るＶ溝パターンを形成し得る加工方法及び物品を提供することにある。

本発明の一態様による加工方法は、金属を含む材料から成る被加工面を有するワークを精密加工機にセッティングするステップと、前記精密加工機に備えられた工具を用いて断面がＶ字型の溝を前記被加工面の所定領域内に同一のピッチで複数形成することにより、複数の前記溝から成るＶ溝パターンを前記所定領域内に形成する形成ステップと、を有し、前記形成ステップでは、前記溝を形成する毎に前記工具と前記ワークとの相対位置を前記溝の長手方向に交差する方向に移動させるとともに、前記所定領域を所定視点から観察した際に前記所定領域内の各箇所で均一な色が視認され得るように前記溝を形成する毎に前記溝の面の角度を漸次変化させる。

本発明の他の態様による物品は、金属を含む材料から成る被加工面を有する物品であって、断面がＶ字型の溝が同一のピッチで複数形成されて成るＶ溝パターンが前記被加工面の所定領域内に形成されており、前記所定領域を所定視点から観察した際に前記所定領域内の各箇所で均一な色が視認され得るように前記溝の位置に応じて前記溝の面の角度が漸次変化している。

本発明によれば、均一な色が視認され得るＶ溝パターンを形成し得る加工方法及び物品を提供することができる。

一実施形態による加工方法において用いられ得る超精密加工機の一部の例を示す斜視図である。一実施形態による加工方法において用いられ得る超精密加工機を示すブロック図である。特定の色が視認されるメカニズムを示す図である。一実施形態による加工方法によって形成された物品の例を示す断面図である。一実施形態による加工方法を示すフローチャートである。補正量を決定するために行われる処理を示すフローチャートである。一実施形態による加工方法によって形成された物品の他の例を示す断面図である。

本発明に係る加工方法及び物品について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。

［一実施形態］
一実施形態による加工方法及び物品について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態による加工方法において用いられ得る超精密加工機の一部の例を示す斜視図である。

図１に示すように、超精密加工機（精密加工機）１０には、ベース１２が備えられている。ベース１２は、超精密加工機１０の設置位置に固定される。

超精密加工機１０には、Ｘ軸方向に駆動され得るＸ軸可動部１６が更に備えられている。Ｘ軸方向は、図１における左右方向である。Ｘ軸可動部１６は、駆動源４６Ｘ（図２参照）によって駆動され得る。駆動源４６Ｘとしては、サーボモータ等が用いられ得るが、これに限定されるものではない。Ｘ軸可動部１６は、ベース１２に固定されたＸ軸ガイド１４に沿ってＸ軸方向に駆動され得る。

超精密加工機１０には、Ｚ軸方向に駆動され得るＺ軸可動部１９が更に備えられている。Ｚ軸方向は、図１における奥行き方向である。Ｚ軸可動部１９は、駆動源４６Ｚ（図２参照）によって駆動され得る。駆動源４６Ｚとしては、サーボモータ等が用いられ得るが、これに限定されるものではない。Ｚ軸可動部１９は、ベース１２に固定されたＺ軸ガイド１８に沿ってＺ軸方向に駆動され得る。

超精密加工機１０には、Ｙ軸方向に駆動され得るＹ軸可動部２２が更に備えられている。Ｙ軸方向は、図１における上下方向である。Ｙ軸可動部２２は、駆動源４６Ｙ（図２参照）によって駆動され得る。駆動源４６Ｙとしては、サーボモータ等が用いられ得るが、これに限定されるものではない。Ｙ軸可動部２２は、Ｚ軸可動部１９に固定されたＹ軸ガイド２０に沿ってＹ軸方向に駆動され得る。

超精密加工機１０には、Ｂ軸テーブル２４が更に備えられている。Ｂ軸は、Ｙ軸を中心とした回転軸である。Ｂ軸テーブル２４は、駆動源４６Ｂ（図２参照）によって駆動され得る。Ｂ軸テーブル２４は、Ｘ軸可動部１６に備えられている。Ｂ軸テーブル２４は、Ｂ軸回りに回転自在である。

Ｂ軸テーブル２４上には、ワーク２６が固定され得る。Ｂ軸テーブル２４を回動させることにより、Ｘ軸及びＺ軸に対するワーク２６の角度を調整し得る。

超精密加工機１０には、Ｃ軸テーブル２８が更に備えられている。Ｃ軸は、Ｚ軸を中心とした回転軸である。Ｃ軸テーブル２８は、駆動源４６Ｃ（図２参照）によって駆動され得る。Ｃ軸テーブル２８は、Ｙ軸可動部２２に備えられている。Ｃ軸テーブル２８は、Ｃ軸回りに回転自在である。

Ｃ軸テーブル２８には、工具３０を支持するための支持部３２が備えられている。支持部３２は、工具３０を支持している。工具３０は、支持部３２を介してＣ軸テーブル２８に固定されている。工具３０は、例えば、刃先（バイト刃先）３４が単結晶ダイヤモンドによって構成された単結晶ダイヤモンドバイトであるが、これに限定されるものではない。Ｃ軸テーブル２８を回動させることにより、ワーク２６の被加工面２９に対する工具３０の刃先３４の角度を変化させ得る。

Ｘ軸可動部１６とＺ軸可動部１９とを適宜駆動することにより、ワーク２６のうちの所望の箇所の上方に工具３０の刃先３４を位置させ得る。Ｃ軸テーブル２８を回動させることにより、工具３０の刃先３４の角度を調整し得る。Ｙ軸可動部２２を適宜駆動することにより、ワーク２６の被加工面２９に刃先３４を接触させ得る。ワーク２６の被加工面２９に刃先３４を接触させた状態でＺ軸可動部１９を駆動することにより、ワーク２６の被加工面２９に断面がＶ字型の溝、即ち、Ｖ溝５４（図４参照）が形成され得る。Ｖ溝５４の角度は、工具３０の刃先３４の角度に応じた角度となる。Ｖ溝５４の長手方向は、Ｚ軸方向となる。このような操作が適宜繰り返し行われることにより、複数のＶ溝５４から成るＶ溝パターン５８（図４参照）がワーク２６の被加工面２９に形成され得る。

図２は、本実施形態による加工方法において用いられ得る超精密加工機を示すブロック図である。

図２に示すように、超精密加工機１０には、制御装置３６が更に備えられている。制御装置３６には、演算部３８と、記憶部４０とが更に備えられている。演算部３８は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等によって構成され得るが、これに限定されるものではない。演算部３８には、制御部４２と、駆動源制御部４４、表示制御部４８とが備えられている。制御部４２と、駆動源制御部４４と、表示制御部４８とは、記憶部４０に記憶されているプログラムが演算部３８によって実行されることによって実現され得る。

記憶部４０には、例えば、不図示の揮発性メモリと、不図示の不揮発性メモリとが備えられている。揮発性メモリとしては、例えばＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等が挙げられる。不揮発性メモリとしては、例えばＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等が挙げられる。プログラム、データ等が、記憶部４０に記憶され得る。後述するピッチ指令値、角度指令値、補正量等も、記憶部４０に記憶され得る。

制御部４２は、超精密加工機１０の全体の制御を司る。制御部４２は、駆動源制御部４４に対して指令値を適宜供給する。駆動源制御部４４は、制御部４２から供給される指令値に基づいて、駆動源４６Ｘ、４６Ｙ、４６Ｚ、４６Ｂ、４６Ｃを駆動する。これにより、Ｘ軸可動部１６、Ｙ軸可動部２２、Ｚ軸可動部１９、Ｂ軸テーブル２４、Ｃ軸テーブル２８が適宜駆動され、ワーク２６の被加工面２９の所定領域５６にＶ溝５４が適宜形成され得る（図４参照）。

制御部４２は、Ｖ溝５４のピッチｄに関する指令値、即ち、ピッチ指令値を、駆動源制御部４４に供給し得る。ピッチ指令値は、Ｖ溝５４を形成する毎に駆動源制御部４４に供給され得る。ピッチ指令値は、記憶部４０に予め記憶されている。制御部４２は、記憶部４０からピッチ指令値を順次読み出し、読み出したピッチ指令値を駆動源制御部４４に供給する。

駆動源制御部４４は、ピッチ指令値に基づいて、Ｘ軸可動部１６をＸ軸方向に移動させる。これにより、Ｖ溝５４のピッチｄが設定され得る。ピッチ指令値の単位は、例えば０．１ｎｍ以下である。ピッチ指令値の単位が極めて小さいため、Ｖ溝５４のピッチｄが極めて高精度に設定され得る。

制御部４２は、被加工面２９に対するＶ溝５４の面の角度に関する指令値、即ち、角度指令値を、駆動源制御部４４に供給し得る。角度指令値は、Ｖ溝５４を構成する２つの面のうちの一方の面の角度に関する指令値である。角度指令値は、Ｖ溝５４の形成が行われる毎に駆動源制御部４４に供給され得る。角度指令値は、記憶部４０に予め記憶されている。制御部４２は、各々のＶ溝５４に対する角度指令値を記憶部４０から順次読み出し、読み出した角度指令値を駆動源制御部４４に供給する。角度指令値に対する後述する補正量が予め決定されていてもよい。かかる補正量が予め決定されている場合、制御部４２は、記憶部４０から読み出した角度指令値を当該補正量で補正し、補正した角度指令値を駆動源制御部４４に供給する。

駆動源制御部４４は、角度指令値に基づいて、Ｃ軸テーブル２８をＣ軸回りに回動させる。Ｃ軸テーブル２８をＣ軸回りに回動させることにより、工具３０の刃先３４の角度が設定される。工具３０の刃先３４を用いてＶ溝５４が形成されるため、Ｖ溝５４の面の角度は、工具３０の刃先３４の角度に応じた角度となる。角度指令値の単位は、例えば０．０００００１度以下である。角度指令値の単位が極めて小さいため、Ｖ溝５４の面の角度が極めて高精度に設定され得る。

制御装置３６には、表示部５０が接続され得る。表示制御部４８は、超精密加工機１０の操作画面、動作条件設定等を表示部５０の表示画面に表示し得る。表示部５０は、例えば、液晶ディスプレイ等によって構成され得るが、これに限定されるものではない。

制御装置３６には、操作部５２が接続され得る。操作部５２は、例えば、キーボード、マウス等によって構成され得るが、これに限定されるものではない。表示部５０の画面に備えられた不図示のタッチパネルによって、操作部５２が構成されるようにしてもよい。ユーザは、操作部５２を介して超精密加工機１０に対して指示を与え得る。ユーザは、角度指令値に対する補正量を、操作部５２を操作することによって入力し得る。

図３は、特定の色が視認されるメカニズムを示す図である。ここでは、互いに隣接するＶ溝５４Ａ、５４Ｂにそれぞれ入射される入射光ＬＡ、ＬＢに着目して説明する。Ｖ溝一般について説明する際には、符号５４を用い、個々のＶ溝について説明する際には、符号５４Ａ、５４Ｂを用いる。図３に示すように、入射光ＬＡ、ＬＢは、Ｖ溝５４Ａ、５４Ｂの面にそれぞれ入射され、Ｖ溝５４Ａ、５４Ｂの面によってそれぞれ反射される。Ｖ溝５４のピッチをｄとし、被加工面２９に対するＶ溝５４の面の角度（傾き）をθとすると、Ｖ溝５４Ａ、５４Ｂによってそれぞれ反射された後に所定視点６０（図４参照）に達する光ＬＡ、ＬＢの光路差はｄｓｉｎθとなる。ｍを整数とすると、以下のような条件（１）を満たすとき、波長λの光が干渉し合う。このため、波長λの回折光が所定視点６０に到達する。波長λの回折光が所定視点６０に到達するため、波長λに応じた色が所定視点６０において視認され得る。
ｄｓｉｎθ＝ｍλ ・・・（１）

なお、本実施形態では、後述するように、Ｖ溝５４の位置に応じてＶ溝５４の面の角度θを変化させているが、ここでは、説明の簡略化のため、Ｖ溝５４の面の角度θが同一である場合を例に説明している。

Ｖ溝５４の面の角度θが３０度であり、整数ｍが１であり、ピッチｄが１．０４μｍである場合、所定視点６０に到達する回折光の波長λは５２０ｎｍである。波長が５２０ｎｍの光は水色であるため、この場合には、水色の光が所定視点６０において視認され得る。

Ｖ溝５４の面の角度θが３０度であり、整数ｍが１であり、ピッチｄが１．１０μｍである場合、所定視点６０に到達する回折光の波長λは５５０ｎｍである。波長が５５０ｎｍの光は緑色であるため、この場合には、緑色の光が所定視点６０において視認され得る。

Ｖ溝５４の面の角度θが３０度であり、整数ｍが１であり、ピッチｄが１．１６μｍである場合、所定視点６０に到達する回折光の波長λは５８０ｎｍである。波長が５８０ｎｍの光は黄色であるため、この場合には、黄色の光が所定視点６０において視認され得る。

Ｖ溝５４の面の角度θが３０度であり、整数ｍが１であり、ピッチｄが１．２３μｍである場合、所定視点６０に到達する回折光の波長λは６１５ｎｍとなる。波長が６１５ｎｍの光は橙色であるため、この場合には、橙色の光が所定視点６０において視認され得る。

Ｖ溝５４の面の角度θが３０度であり、整数ｍが１であり、ピッチｄが１．３０μｍである場合、所定視点６０に到達する回折光の波長λは６５０ｎｍとなる。波長が６５０ｎｍの光は赤色であるため、この場合には、赤色の光が所定視点６０において視認され得る。

ところで、所定領域５６内の各箇所においてＶ溝５４の面の角度θを均一に設定した場合には、所定視点６０に到達する回折光の光路差が均一とならない。このため、所定領域５６内の各箇所においてＶ溝５４の面の角度θを均一に設定した場合には、所定視点６０から所定領域５６を観察した際に、当該所定領域５６の色にグラデーションが生じてしまう。

そこで、本実施形態では、所定領域５６を所定視点６０から観察した際に所定領域５６内の各箇所で均一な色が視認され得るように、Ｖ溝５４の位置に応じてＶ溝５４の面の角度θを漸次変化させる。即ち、本実施形態では、所定領域５６において均一な回折特性が得られるように、Ｖ溝５４の位置に応じてＶ溝５４の面の角度θを漸次変化させる。

図４は、本実施形態による加工方法によって形成された物品の例を示す断面図である。本実施形態による物品６２は、本実施形態による加工方法によってワーク２６を加工することによって得られる。ワーク２６には、金属を含む材料から成る被加工面２９が備えられている。被加工面２９の所定領域５６には、Ｖ溝５４が同一のピッチｄで複数形成されている。ｎ本のＶ溝５４によってＶ溝パターン５８が形成されている。

例えば、所定領域５６のうちの手前側の箇所Ｐ１におけるＶ溝５４の面の角度をθ１とする。また、所定領域５６のうちの奥側の箇所Ｐ２におけるＶ溝５４の面の角度をθ２とする。所定領域５６内に形成するＶ溝５４の本数をｎとすると、互いに隣接するＶ溝５４の面の角度差Δθは、例えば、以下の式（２）のように設定される。
Δθ＝｜θ１－θ２｜／ｎ・・・（２）

このようなＶ溝パターン５８が形成された所定領域５６を所定視点６０から観察すると、所定領域５６内の各箇所で特定の色が均一に視認され得る。

本実施形態による加工方法について図５を用いて説明する。図５は、本実施形態による加工方法を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、超精密加工機１０にワーク２６をセッティングする。より具体的には、Ｂ軸テーブル２４上にワーク２６を固定する。ワーク２６の被加工面２９は、Ｂ軸テーブル２４の上面に対して平行とする。この後、ステップＳ２に遷移する。

ステップＳ２において、制御部４２は、角度指令値を駆動源制御部４４に供給する。角度指令値は、上述したように、記憶部４０に記憶されている。制御部４２は、角度指令値を記憶部４０から読み出し、読み出した角度指令値を駆動源制御部４４に供給する。なお、角度指令値に対する補正量が予め決定されている場合、制御部４２は、記憶部４０から読み出した角度指令値に対して予め決定された補正量で補正し、補正することにより得られた角度指令値を駆動源制御部４４に供給する。駆動源制御部４４は、制御部４２から供給された角度指令値に基づいて、Ｃ軸テーブル２８を回動させることにより、工具３０の角度、即ち、工具３０の刃先３４の角度を調整する。この後、ステップＳ３に遷移する。

ステップＳ３において、制御部４２は、駆動源制御部４４を用いてＺ軸可動部１９等を適宜駆動することにより、ワーク２６の被加工面２９の所定領域５６内にＶ溝５４を形成する。この後、ステップＳ４に遷移する。

ステップＳ４において、所定領域５６へのＶ溝パターン５８の形成が完了したか否かを判定する。所定領域５６へのＶ溝パターン５８の形成が完了していない場合には（ステップＳ４においてＮＯ）、ステップＳ５に遷移する。

ステップＳ５において、制御部４２は、ピッチ指令値を駆動源制御部４４に供給する。駆動源制御部４４は、制御部４２から供給されたピッチ指令値に基づいて、Ｘ軸可動部１６等を適宜駆動することにより、ワーク２６と工具３０との相対位置を変化させる。これにより、Ｖ溝５４の長手方向に交差する方向におけるワーク２６と工具３０との相対位置が変化する。こうして、次のＶ溝５４が形成される予定の箇所に工具３０が位置する。この後、ステップＳ２以降の処理が繰り返される。

所定領域５６へのＶ溝パターン５８の形成が完了した場合には（ステップＳ４においてＹＥＳ）、図５に示す処理が完了する。こうして、本実施形態による加工方法が完了する。

超精密加工機１０における角度指令値を補正するための補正量は、以下のようにして決定され得る。図６は、補正量を決定するために行われる処理を示すフローチャートである。なお、図６に示す処理は、ワーク２６に対する加工を行う前に毎回行われる必要はない。例えば、支持部３２を介して工具３０をＣ軸テーブル２８に固定した際に、以下のような処理が行われるようにしてもよい。なお、かかる補正量によって角度指令値を補正することによって、工具３０の角度に関する誤差が解消され得る。工具３０の角度に関する誤差は、工具３０自体の誤差と、工具３０の取り付け誤差とによって生じ得る。

ステップＳ１１において、超精密加工機１０にワーク２６をセッティングする。より具体的には、Ｂ軸テーブル２４上にワーク２６を固定する。ワーク２６の被加工面２９は、Ｂ軸テーブル２４の上面に対して平行とする。この後、ステップＳ１２に遷移する。

ステップＳ１２において、制御部４２が、角度指令値を駆動源制御部４４に供給する。上述したように、記憶部４０に記憶されている。制御部４２は、角度指令値を記憶部４０から読み出し、読み出した角度指令値を駆動源制御部４４に供給する。駆動源制御部４４は、制御部４２から供給された角度指令値に基づいて、Ｃ軸テーブル２８を回動させることにより、工具３０の角度、即ち、工具３０の刃先３４の角度を調整する。この後、ステップＳ１３に遷移する。

ステップＳ１３において、制御部４２は、駆動源制御部４４を用いてＺ軸可動部１９等を適宜駆動することにより、ワーク２６の被加工面２９の所定領域５６内にＶ溝５４を形成する。この後、ステップＳ１４に遷移する。

ステップＳ１４において、ワーク２６に形成したＶ溝５４の面の角度を、不図示の計測器を用いて計測する。計測器は、接触式の計測器であってもよいし、非接触式の計測器であってもよい。計測器は、ワーク２６が超精密加工機１０にセッティングされている状態で、当該ワーク２６の被加工面２９に形成したＶ溝５４の面の角度を計測し得ることが好ましい。工具３０の角度に関する誤差は、上述したように、工具３０自体の誤差と、工具３０の取り付け誤差とによって生じ得るため、ワーク２６を超精密加工機１０から取り外した場合には、かかる誤差を必ずしも良好に計測し得ないためである。この後、ステップＳ１５に遷移する。

ステップＳ１５において、Ｖ溝５４を形成した際の角度指令値と計測器によって計測された角度との誤差に基づいて、補正量を算出する。補正量の算出は、例えばユーザによって行われ得る。算出された補正量は、操作部５２を操作することによって入力され得る。なお、ここでは、補正量の算出がユーザによって行われる場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。計測器によって計測された角度が制御装置３６に供給されるようにすれば、かかる補正量の算出が例えば制御部４２によって行われ得る。この後、ステップＳ１６に遷移する。

ステップＳ１６において、制御部４２は、補正量を記憶部４０に記憶する。こうして、図６に示す処理が完了する。

上記においては、説明の簡略化のため、１つの所定領域５６内に１つのＶ溝パターン５８を形成する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。被加工面２９の複数の領域の各々に、互いに異なる色をそれぞれ実現させ得るＶ溝パターン５８を適宜形成するようにしてもよい。

図７は、本実施形態による加工方法によって形成された物品の他の例を示す断面図である。説明の簡略化のため、第１色を実現し得る第１Ｖ溝パターン５８Ａが第１領域５６Ａに形成され、第１色と異なる第２色を実現し得る第２Ｖ溝パターン５８Ｂが第２領域５６Ｂに形成されている場合の例が図７には示されている。

図７に示すように、ワーク２６の被加工面２９の第１領域（第１所定領域）５６Ａには、Ｖ溝５４が第１ピッチｄ１で複数形成されている。第１ピッチｄ１は、所定視点６０から第１領域５６Ａを観察した際に第１色が視認されるように設定され得る。第１領域５６Ａ内に形成された複数のＶ溝５４によって第１Ｖ溝パターン５８Ａが構成されている。第１領域５６Ａを所定視点６０から観察した際に第１領域５６Ａ内の各箇所で均一な第１色が視認され得るように、Ｖ溝５４の位置に応じてＶ溝５４の面の角度θが漸次変化している。

図７に示すように、ワーク２６の被加工面２９の第２領域（第２所定領域）５６Ｂには、Ｖ溝５４が第１ピッチｄ１と異なる第２ピッチｄ２で複数形成されている。第２ピッチｄ２は、所定視点６０から第２領域５６Ｂに観察した際に第２色が視認されるように設定され得る。第２領域５６Ｂ内に形成された複数のＶ溝５４によって第２Ｖ溝パターン５８Ｂが構成されている。第２領域５６Ｂを所定視点６０から観察した際に第２領域５６Ｂ内の各箇所で均一な第２色が視認され得るように、Ｖ溝５４の位置に応じてＶ溝５４の面の角度θが漸次変化している。

このように、本実施形態によれば、所定領域５６を所定視点６０から観察した際に所定領域５６内の各箇所で均一な色が視認され得るように、Ｖ溝５４の位置に応じてＶ溝５４の面の角度θが漸次変化している。従って、本実施形態によれば、均一な色が視認され得るＶ溝パターン５８が得られる。

［変形実施形態］
本発明についての好適な実施形態を上述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。

例えば、小さく区分けされた多数の所定領域５６の各々に対して、上記のような加工を行うようにしてもよい。小さく区分けされた多数の所定領域５６の各々に対して上記のような加工を行えば、例えば、絵画のような表現を実現することも可能である。

上記実施形態をまとめると以下のようになる。

加工方法は、金属を含む材料から成る被加工面（２９）を有するワーク（２６）を精密加工機（１０）にセッティングするステップ（Ｓ１）と、前記精密加工機に備えられた工具（３０）を用いて断面がＶ字型の溝（５４）を前記被加工面の所定領域（５６）内に同一のピッチ（ｄ）で複数形成することにより、複数の前記溝から成るＶ溝パターン（５８）を前記所定領域内に形成する形成ステップ（Ｓ２～Ｓ５）と、を有し、前記形成ステップでは、前記溝を形成する毎に前記工具と前記ワークとの相対位置を前記溝の長手方向に交差する方向に移動させるとともに、前記所定領域を所定視点（６０）から観察した際に前記所定領域内の各箇所で均一な色が視認され得るように前記溝を形成する毎に前記溝の面の角度（θ）を漸次変化させる。このような構成によれば、均一な色が視認され得るＶ溝パターンを得ることができる。

前記精密加工機における前記溝のピッチに関する指令値であるピッチ指令値の単位は、０．１ｎｍ以下であるようにしてもよい。このような構成によれば、ピッチ指令値の単位が極めて小さいため、溝（５４）のピッチが極めて高精度に設定され得る。このため、このような構成によれば、より均一な色が視認され得るＶ溝パターンを得ることができる。

前記精密加工機における前記角度に関する指令値である角度指令値の単位は、０．０００００１度以下であるようにしてもよい。このような構成によれば、角度指令値の単位が極めて小さいため、溝の面の角度が極めて高精度に設定され得る。このため、このような構成によれば、より均一な色が視認され得るＶ溝パターンを得ることができる。

前記精密加工機における前記角度に関する指令値である角度指令値を補正するための補正量を決定する決定ステップ（Ｓ１１～Ｓ１６）を更に有し、前記決定ステップは、前記工具を用いてワークの被加工面に形成した溝の面の角度を、計測器を用いて計測するステップ（Ｓ１４）と、前記溝を形成した際の前記角度指令値と前記計測器によって計測された前記角度との誤差に基づいて前記補正量を算出するステップ（Ｓ１５）と、前記精密加工機に備えられた記憶部（４０）に前記補正量を記憶するステップ（Ｓ１６）とを含み、前記形成ステップでは、前記記憶部に記憶された前記補正量に基づいて補正された前記角度指令値に基づいて前記溝を形成するようにしてもよい。このような構成によれば、溝の面の角度をより高精度に設定し得るため、より均一な色が視認され得るＶ溝パターンを得ることができる。

前記形成ステップでは、前記被加工面のうちの第１領域（５６Ａ）内の各箇所で第１色が均一に視認されるように、前記第１領域に第１ピッチ（ｄ１）で複数の前記溝を形成し、前記被加工面のうちの第１領域と異なる第２領域（５６Ｂ）内の各箇所で前記第１色とは異なる第２色が均一に視認されるように、前記第２領域に前記第１ピッチとは異なる第２ピッチ（ｄ２）で複数の前記溝を形成するようにしてもよい。このような構成によれば、複数の領域の各々において均一な色が視認され得る。

前記工具は、単結晶ダイヤモンドバイトであるようにしてもよい。

物品（６２）は、金属を含む材料から成る被加工面を有する物品であって、断面がＶ字型の溝が同一のピッチで複数形成されて成るＶ溝パターンが前記被加工面の所定領域内に形成されており、前記所定領域を所定視点から観察した際に前記所定領域内の各箇所で均一な色が視認され得るように前記溝の位置に応じて前記溝の面の角度が漸次変化している。

前記溝が第１ピッチで複数形成されて成る第１Ｖ溝パターン（５８Ａ）が前記被加工面の第１領域内に形成されており、前記第１領域を前記所定視点から観察した際に前記第１領域内の各箇所で第１色が均一に視認されるように前記溝の位置に応じて前記溝の面の角度が漸次変化しており、前記溝が前記第１ピッチと異なる第２ピッチで複数形成されて成る第２Ｖ溝パターン（５８Ｂ）が前記被加工面の前記第１領域と異なる第２領域内に形成されており、前記第２領域を前記所定視点から観察した際に前記第２領域内の各箇所で前記第１色と異なる第２色が均一に視認されるように前記溝の位置に応じて前記溝の面の角度が漸次変化しているようにしてもよい。

１０：超精密加工機１２：ベース
１４：Ｘ軸ガイド１６：Ｘ軸可動部
１８：Ｚ軸ガイド１９：Ｚ軸可動部
２０：Ｙ軸ガイド２２：Ｙ軸可動部
２４：Ｂ軸テーブル２６：ワーク
２８：Ｃ軸テーブル２９：被加工面
３０：工具３２：支持部
３４：刃先３６：制御装置
３８：演算部４０：記憶部
４２：制御部４４：駆動源制御部
４６Ｂ、４６Ｃ、４６Ｘ、４６Ｙ、４６Ｚ：駆動源
４８：表示制御部５０：表示部
５２：操作部５４、５４Ａ、５４Ｂ：溝
５６：所定領域５６Ａ：第１領域
５６Ｂ：第２領域５８、５８Ａ、５８Ｂ：Ｖ溝パターン
６０：所定視点６２：物品

Claims

金属を含む材料から成る被加工面を有するワークを精密加工機にセッティングするステップと、
前記精密加工機に備えられた工具を用いて断面がＶ字型の溝を前記被加工面の所定領域内に同一のピッチで複数形成することにより、複数の前記溝から成るＶ溝パターンを前記所定領域内に形成する形成ステップと、を有し、
前記形成ステップでは、前記溝を形成する毎に前記工具と前記ワークとの相対位置を前記溝の長手方向に交差する方向に移動させるとともに、前記所定領域を所定視点から観察した際に前記所定領域内の各箇所で均一な色が視認され得るように前記溝を形成する毎に前記溝の面の前記被加工面に対する角度を漸次変化させる、加工方法。
請求項１に記載の加工方法において、
前記精密加工機における前記溝のピッチに関する指令値であるピッチ指令値の単位は、０．１ｎｍ以下である、加工方法。
請求項１又は２に記載の加工方法において、
前記精密加工機における前記角度に関する指令値である角度指令値の単位は、０．０００００１度以下である、加工方法。
請求項１～３のいずれか１項に記載の加工方法において、
前記精密加工機における前記角度に関する指令値である角度指令値を補正するための補正量を決定する決定ステップを更に有し、
前記決定ステップは、前記工具を用いてワークの被加工面に形成した溝の面の前記被加工面に対する角度を、計測器を用いて計測するステップと、前記溝を形成した際の前記角度指令値と前記計測器によって計測された前記角度との誤差に基づいて前記補正量を算出するステップと、前記精密加工機に備えられた記憶部に前記補正量を記憶するステップとを含み、
前記形成ステップでは、前記記憶部に記憶された前記補正量に基づいて補正された前記角度指令値に基づいて前記溝を形成する、加工方法。
請求項１～４のいずれか１項に記載の加工方法において、
前記形成ステップでは、前記被加工面のうちの第１領域内の各箇所で第１色が均一に視認されるように、前記第１領域に第１ピッチで複数の前記溝を形成し、前記被加工面のうちの第１領域と異なる第２領域内の各箇所で前記第１色とは異なる第２色が均一に視認されるように、前記第２領域に前記第１ピッチとは異なる第２ピッチで複数の前記溝を形成する、加工方法。
請求項１～５のいずれか１項に記載の加工方法において、
前記工具は、単結晶ダイヤモンドバイトである、加工方法。
金属を含む材料から成る被加工面を有する物品であって、
断面がＶ字型の溝が同一のピッチで複数形成されて成るＶ溝パターンが前記被加工面の所定領域内に形成されており、前記所定領域を所定視点から観察した際に前記所定領域内の各箇所で均一な色が視認され得るように前記溝の位置に応じて前記溝の面の前記被加工面に対する角度が漸次変化している、物品。
請求項７に記載の物品において、
前記溝が第１ピッチで複数形成されて成る第１Ｖ溝パターンが前記被加工面の第１領域内に形成されており、前記第１領域を前記所定視点から観察した際に前記第１領域内の各箇所で第１色が均一に視認されるように前記溝の位置に応じて前記溝の面の前記被加工面に対する角度が漸次変化しており、
前記溝が前記第１ピッチと異なる第２ピッチで複数形成されて成る第２Ｖ溝パターンが前記被加工面の前記第１領域と異なる第２領域内に形成されており、前記第２領域を前記所定視点から観察した際に前記第２領域内の各箇所で前記第１色と異なる第２色が均一に視認されるように前記溝の位置に応じて前記溝の面の前記被加工面に対する角度が漸次変化している、物品。