JPWO2011145494A1 - 切削工具 - Google Patents

Abstract

切削工具は、回転しながら金型を切削加工する切削工具であって、回転軸２５０上に配置される切削刃１３６を有し、切削刃１３６の底刃に対応する部位１３６ｄが回転軸２５０を法線とする面との間でなす角度θが、式（１）の条件を満たしている。−０．９°≦θ≦＋０．９° … （１）

Description

本発明は切削工具にかかり、特に金型の切削加工に好適な切削工具に関する。

従来、光学レンズの製造分野においては、ガラス基板に対し硬化性樹脂からなるレンズ部を設けることで、耐熱性の高い光学レンズを得る技術が検討されている（たとえば特許文献１参照）。
この技術を適用した光学レンズの製造方法の一例として、ガラス基板の表面に硬化性樹脂からなる光学部材を複数設けたいわゆる「ウエハレンズ」を形成し、その後にレンズ部ごとにガラス基板をカットする方法が用いられている。
ウエハレンズのガラス基板上に樹脂製のレンズ部を製造する場合または樹脂製の転写型を製造する場合には、一般的には金属製成形型（金型）が使用される。

金型にはレンズ形状に対応した凹部または凸部が切削工具により形成され、切削工具としてはエンドミルなどが使用される。切削工具は凹部や凸部の加工だけでなく、その他の部位の平滑面の形成などにも使用される。たとえば、特許文献２では、エンドミル工具（４）を用いた加工方法が記載されており、エンドミル工具の回転軸を調整することにより平面精度に優れた溝加工を実現しようとしている。

特許第３９２６３８０号公報 特開２００５−５９１５５号公報（段落０００６など）

このような状況において、金型の凸部や凹部以外のさまざまな部位に対し平滑面を形成しようとする場合、比較的多様な形状に対応することができるボールエンドミル工具を用いることが考えられる。この場合、平滑性（鏡面性）が優れたものを加工するためには工具の半径を大きくするか、工具の走査経路の幅を縮めることが考えられる。前者は工具半径を大きくするほど加工可能な形状に制約を受けることとなり、後者は加工時間が長くなるという問題がある。
したがって、本発明の主な目的は、工具半径や加工時間の増大を抑えながら、鏡面性に優れた平滑面を形成することができる切削工具を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明によれば、
回転しながら金型を切削加工する切削工具であって、
回転軸上に配置される切削刃を有し、
前記切削刃の底刃に対応する部位が前記回転軸を法線とする面との間でなす角度θが、式（１）の条件を満たしていることを特徴とする切削工具が提供される。
−０．９°≦θ≦＋０．９° … （１）

本発明によれば、切削刃の底刃に対応する部位を、回転軸を法線とする面との間でなす角度θが式（１）の条件を満たす形状としたことにより、工具半径や加工時間の増大を抑えながら、鏡面性に優れた平滑面を形成することができる。

凹状金型の概略構成を示す斜視図である。 図１のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。 切削装置の概略構成を示す斜視図である。 図３Ａの切削装置の部分拡大図である。 図３Ａの切削装置の変形例を示す斜視図である。 図３Ｃの切削装置の部分拡大図である。 ボールエンドミルの概略構成を示す平面図である。 図４Ａのボールエンドミルの側面図である。 本発明の実施形態にかかる切削刃の概略構成を示す平面図である。 図４Ａ，図４Ｂの切削刃の変形例を示す平面図である。 図６Ａの切削刃の側面図である。 金型の製造方法を経時的に示す概略図であって、その製造方法の最初の工程を説明するための図面である。 図７Ａの後続の工程を説明するための図面である。 図７Ｂの後続の工程を説明するための図面である。 図７Ｃの後続の工程を説明するための図面である。 図７Ｄの後続の工程を説明するための図面である。 図７Ｅの後続の工程を説明するための図面である。 仕上げ加工の様子を概略的に説明するための図面である。 アライメントマークの態様などを概略的に説明するための平面図である。 アライメントマークを形成する際のボールエンドミルの移動方向を概略的に示す図面である。 アライメントマークを形成する際のバリを除去するための操作を概略的に説明するための図面である。 アライメントマークの顕微鏡写真であってバリ除去前を示す図面である。 アライメントマークの顕微鏡写真であってバリ除去後を示す図面である。 大径金型の構成とその製造方法を概略的に説明するための図面であって、その製造方法の最初の工程を説明するための図面である。 図１１Ａの後続の工程を説明するための図面である。 図１１Ｂの後続の工程を説明するための図面である。

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。

［金型（母型）］
図１に示すとおり、金型１００は略直方体状を呈しており、表面に複数の凹部１０２（キャビティ）がアレイ状に形成されている。金型１００はアレイレンズ用金型の一例であり、特にウエハレンズの樹脂製レンズ部を成形するのに好適に使用され、またはその樹脂製転写型を製造する場合にも使用可能である。

凹部１０２が形成された１ブロックを詳しく断面視すると、図２に示すとおり、凹部１０２の周辺には平面部１０４、斜面部１０６、平面部１０８、斜面部１１０、平面部１１２が形成されており、凹部１０２を中心として同心円状にこれらの部位が順に形成されている。凹部１０２の中心部には光軸（金型１００から成形される光学系の光軸）が直交するようになっている。
金型１００の形状は略直方体に限らず、略円柱状や分割円状を呈してもよい。

［切削装置］
図３Ａに示すとおり、切削装置１２０Ａは定盤１２２を有している。定盤１２２上には、直交軸および旋回軸を有するステージ１２４が設けられている。ステージ１２４はＸ軸方向，Ｚ軸方向に沿って移動可能であるとともに、Ｂ軸方向に沿って回動可能となっている。ステージ１２４上にはスピンドル１２６が設置されている。定盤１２２には切削対象物（ワーク材）を固定するための固定具１２８が設けられている。定盤１２２上では、スピンドル１２６と固定具１２８とが対向配置されている。固定具１２８はＹ軸方向に移動可能となっており、スピンドル１２６と切削対象物とが相対的に移動できるようになっている。

スピンドル１２６はスピンドルモータを内蔵している。図３Ｂに示すとおり、スピンドルモータの主軸１３０にはボールエンドミル１３２が設置されている。ボールエンドミル１３２は切削工具の一例である。
ボールエンドミル１３２が設置されたスピンドル１２６は、光学面を高精度に加工するため、エアベアリングを有するスピンドルであることが望ましい。スピンドル１２６を回転させる動力には、スピンドルモータを内蔵するスピンドルモータ方式と、高圧エアを供給するエアタービン方式とがある。当該動力としては、高剛性化のため、スピンドルモータ方式を採用するのが望ましい。

なお、図３Ａの切削装置１２０Ａに代えて、図３Ｃの切削装置１２０Ｂが用いられてもよい。
図３Ｃに示すとおり、切削装置１２０Ｂは、スピンドル１２６（ボールエンドミル１３２）がＡ軸方向，Ｃ軸方向にも回動可能である。Ａ軸，Ｂ軸，Ｃ軸の各回転軸は互いに直交している。切削装置１２０Ｂのこれ以外の構成は、切削装置１２０Ａと同様である（図３Ｄ参照）。
切削装置１２０Ｂによれば、ボールエンドミル１３２の先端刃先（後述の切削刃１３４など）の任意点における刃先輪郭線との法線と、加工面の法線とが常に平行になるように、ボールエンドミル１３２の姿勢を制御することができる。その結果、工具刃先の１点で加工することができ、加工形状に対する工具刃先輪郭誤差の影響を小さくすることができる。

図４Ａ，図４Ｂに示すとおり、ボールエンドミル１３２の先端部には切削刃１３４がロウ付けされ固定されている。
後述するように、図４Ａ，図４Ｂに示す切削刃１３４は、レンズ部に対応する形状の凹部１０２（光学転写面）を加工するために用いられるものである。
切削刃１３４は単結晶ダイヤモンドで構成されたダイヤモンドチップである。
切削刃１３４を平面視すると、図４Ａに示すとおり、切削刃１３４は円弧部１３４ａと直線部１３４ｂとを有している。切削刃１３４を側面視すると、図４Ｂに示すとおり、切削刃１３４は直線部１３４ｃ，１３４ｄ，１３４ｅを有している。円弧部１３４ａ，直線部１３４ｂ〜１３４ｅは切削刃１３４を構成する各平面が交わる稜線に相当する。

スピンドル１２６では、スピンドルモータが回転すると、これに連動して切削刃１３４が半球状の軌跡を描きながら回転するようになっている（図４Ａ，図４Ｂ中２点鎖線参照）。この場合、円弧部１３４ａ，直線部１３４ｂ，１３４ｃ，１３４ｄの接点がスピンドル１２６の回転中心部１３４ｆとなっており、回転中心部１３４ｆは実質的に回転しない。

図４Ａ，図４Ｂに示すとおり、切削刃１３４はボールエンドミル１３２の回転軸２５０（回転中心軸）上に配置されている。切削刃１３４のなかでも、回転中心部１３４ｆが回転軸２５０上に配置されている。

凹部１０２の周辺に設けられる平面部１０４，１０８，１１２を加工する際には、図４Ａ，図４Ｂの切削刃１３４に代えて、図５の切削刃１３６が用いられる。
図５は切削刃１３６のすくい面に垂直な方向から見たときの切削刃１３６の拡大図である。図５の切削刃１３６を側面から見たときの形状は図４Ｂに示したものと同様である。
図５に示すとおり、切削刃１３６は直線部１３６ａ，１３６ｂ，円弧部１３６ｃ，直線部１３６ｄ，１３６ｅを有している。直線部１３６ａから直線部１３６ｂにかけて屈曲しており、直線部１３６ｂから直線部１３６ｄにかけて円弧部１３６ｃを介して湾曲している。直線部１３６ｄから直線部１３６ｅにかけては屈曲しており、直線部１３６ｅと交差する位置に回転軸２５０が配置されるようになっている。
直線部１３６ｄはいわゆる底刃に対応する部位であり、この部位によって平面部１０４，１０８，１１２を加工することになる。特に、加工対象物の被加工面に接触する円弧部１３６ｃ付近が主たる加工部位となる。
この底刃に対応する部位である直線部１３６ｄは、回転軸２５０を法線とする面との間で一定の角度θをなしている。角度θは、回転軸２５０を法線とする面と平行な角度を０°として、式（１）の条件を満たしている。
−０．９°≦θ≦＋０．９° … （１）
これは切削刃１３６により切削加工された面の粗さＲｙが、５０ｎｍ以下となり、且つ現実的に高精度加工を安定して行われることを目的としている。
即ち、粗さＲｙ（μｍ）が切削速度Ｆ（ｍｍ／ｍｉｎ（分））とスピンドル回転数Ｓ（ｒｐｍ）により下記の式（２）で表され、
Ｒｙ＜１０００×（Ｆ／Ｓ）×｜ｔａｎθ｜ … （２）
且つ現実的に高精度加工を安定して行う際に設定しうる条件として送り速度Ｆ＞１５ｍｍ／ｍｉｎ（分））とスピンドル回転数Ｓ＞５０００（ｒｐｍ）とから得られるθ＜０．９５４８より工具製作上の狙いとして適切な範囲として設定したものである。
なお、式（２）より切削速度Ｆとスピンドル回転数Ｓとの関係は一定の条件を満たす必要があり、式（３）を満たす範囲で自由に設定されることができる。
Ｓ＞（Ｆ／０．００００５）×｜ｔａｎθ｜ … （３）
ここで、角度θが負の値をとる場合は、図５に示すように、底刃に対応する部位である直線部１３６ｄが、円弧部１３６ｃから回転軸２５０に近づくほど、加工対象物の被加工面から離れるように傾斜していることを意味する。
角度θが正の値をとる場合は、底刃に対応する部位である直線部１３６ｄが、円弧部１３６ｃから回転軸２５０に近づくほど、加工対象物の被加工面に近づくように傾斜していることを意味する。
角度θが負の値をとる場合は、加工痕を目立ちにくくすることができる点や、鋭角な部分が減るため結果的に切削刃１３６の寿命が延びる点で好ましい。
角度θは−０．９°〜−０．１°であることが好ましく、−０．５°〜−０．１°であることがより好ましく、−０．３°〜−０．１°であることがさらに好ましい。
直線部１３６ｄの幅Ｗ１と、回転半径（回転軸２５０から直線部１３６ｄの末端までの距離）の幅Ｗ２との関係が、式（４）の条件を満たしている。
Ｗ２−Ｗ１≧１μｍ … （４）
Ｗ２−Ｗ１の値は、５００μｍ〜１μｍであることが好ましく、５００μｍ〜５μｍであることがより好ましい。
切削刃１３６によれば、直線部１３６ａから屈曲した直線部１３６ｂなど、切削刃１３６の底刃に対応する部位に隣接して、回転軸２５０よりも外側に傾斜した刃（部位）を設けることにより、光学転写面周辺に光学転写面とは異なる凹部を形成するなどの加工を容易に行うことができる。
円弧部１３６ｃのように、凸状の湾曲部を設けることにより、切削刃１３６の寿命を延ばすことができる。
さらに、切削刃１３６によれば、切削刃１３６の底刃に対応する部位と加工対象物の被加工面との接触位置が回転軸２５０よりも外側に位置しているため、回転に伴う慣性力が増大し加工に有利である。
なお、切削刃１３６では、直線部１３６ａを設けない形状としても構わない。

図４Ａ，図４Ｂの切削刃１３４に代えて、図６Ａ，図６Ｂの切削刃１３８が用いられてもよい。
切削刃１３８を平面視すると、図６Ａに示すとおり、切削刃１３８は直線部１３８ａ，円弧部１３８ｂ，直線部１３８ｃを有している。直線部１３８ｃと交差する位置に回転軸２５０が配置されるようになっている。切削刃１３８を側面視すると、図６Ｂに示すとおり、切削刃１３８は直線部１３８ｄ，１３８ｅ，１３８ｆ，円弧部１３８ｇ，直線部１３８ｈを有している。
なお、切削刃１３４，１３６，１３８の材質としては、単結晶ダイヤモンドが好適に用いられる。

［金型の製造方法］
図７Ａ〜図７Ｆに示すとおり、金型１００は大きくは（ａ）〜（ｇ）の工程を経て製造される。
図７Ａ〜図７Ｆが示す内容は、（ａ）〜（ｆ）の工程の処理内容に対応している。
（ａ）切削対象物１４０を準備して所定領域にブランク加工を施す。
切削対象物１４０（金型１００）の材質としては、機械加工の容易性の観点から金属または金属ガラスを用いることが好ましい。
金属としては、クロム・モリブデン鋼、ステンレス鋼、プリハードン鋼等の鉄系材料や鉄系合金、銅合金、アルミ合金、亜鉛合金等の非鉄系合金などが挙げられる。
金属ガラスとしては、PdCuSiやPdCuSiNiなどが挙げられる。
切削対象物１４０は、無電解あるいは電解のニッケル燐めっきなどのアモルファス合金で光学転写面となる表面を被覆したものでもよい。
（ｂ）切削対象物１４０の所定領域に無電解ニッケルリンメッキ処理を施し、メッキ層１４２を形成する。
（ｃ）汎用のマシニングセンタを用いて切削対象物１４０の表面（メッキ層１４２）を粗加工し、凹部１０２などの原形（凹凸形状）を形成する。
（ｄ）粗加工後の切削対象物１４０の表面を研磨して滑らかにする。
（ｅ）ダイヤモンド切削刃を用いて凹部１０２などを仕上げ加工する。
（ｆ）切削対象物１４０の表面を平面加工して基準面を形成し、その基準面に対しアライメントマーク１４４を形成する。
基準面は他の部材との間で高さ位置を調整する際に基準となる面である。
アライメントマーク１４４は他の部材との位置合わせや、金型１００の成形物とその他の部材との位置合わせなどに使用される。
加工面（基準面）の表面状態によっては、（ｅ），（ｆ）の工程の後に、表面を滑らかにする研磨を行う。
（ｇ）切削対象物１４０を洗浄して加工屑などを除去し、切削対象物１４０の表面にＳｉＯ_２膜を形成して離型剤を塗布する。
ＳｉＯ_２膜は離型剤を塗布する際の下地として機能する。ＳｉＯ_２膜の形成は蒸着，ＣＶＤ，スパッタのいずれかの処理でおこなう。切削対象物１４０の表面にＳｉＯ_２膜を均一な膜厚で形成するには、ＣＶＤ処理をおこなうのが望ましい。
離型剤は金型１００から成形物の離型を容易にするものである。

（ｅ）の工程では、基本的に切削装置１２０Ａを使用する。
図３Ｂに示すとおり、スピンドル１２６のスピンドルモータを作動させ、ボールエンドミル１３２を高速で回転させる。併せて、ステージ１２４のＸ軸方向，Ｚ軸方向の移動と固定具１２８のＹ軸方向の移動とを協働させ、切削対象物１４０に対しボールエンドミル１３２を旋回させる。すなわち、ボールエンドミル１３２を回転させながら渦巻状に旋回させ、凹部１０２の表面を仕上げ加工する。

この場合、図８に示すとおり、最も外側の領域１５４から領域１５２を経て中央の領域１５０にかけて、ボールエンドミル１３２を、光軸に平行な状態に保持した状態で、回転させながら渦巻状に旋回・当接させ、凹部１０２と平面部１０４の一部または全部を加工する。
領域１５０は凹部１０２の中央部であって光軸と直交する領域を含む。
領域１５２は凹部１０２の周辺部であって領域１５０に隣接する領域である。
領域１５４は平面部１０４の一部または全部であって領域１５２と隣り合う領域である。

なお、（ｅ）の工程では、切削装置１２０Ｂを使用してもよい。
切削装置１２０Ｂを使用した場合も、切削装置１２０Ａを使用した場合と同様に、図３Ｄに示すとおり、スピンドル１２６のスピンドルモータを作動させ、ボールエンドミル１３２を高速で回転させる。併せて、ステージ１２４のＸ軸方向，Ｚ軸方向の移動と固定具１２８のＹ軸方向の移動とを協働させ、切削対象物１４０に対しボールエンドミル１３２を旋回させる。
このとき、ボールエンドミル１３２を、Ａ軸，Ｃ軸方向にも回動させながら、工具刃先（切削刃１３４，１３６）の一点で常に加工するように渦巻状に旋回させ、凹部１０２や平面部１０４，１０８，１１２の表面を仕上げ加工する。

（ｆ）の工程でも、切削装置１２０Ａ，１２０Ｂを使用する。
この場合、切削刃１３４を図５の切削刃１３６に代え、ボールエンドミル１３２を回転させながら旋回させ、平面部１０４（仕上げ加工した領域を除く残りの領域），１０８，１１２の表面を平面（平滑）加工する。
以上の切削刃１３６によれば、特殊な形状を有するから、工具半径や加工時間の増大を抑えながら、鏡面性に優れた平滑面を形成することができる。すなわち、理論上発生する凹凸を５０ｎｍ以下に抑えることが可能であり、平面部１０４，１０８，１１２を高精度・高効率に加工することができる。その結果、凹状金型１００から形成されるレンズやミラー部品などの鏡面部分を高精度化したり、平面部１０４，１０８，１１２における汚れや樹脂（凹状金型１００から転写される樹脂など）の付着を低減したりすることができる。

その後、平面部１１２に対し、図９Ａに示すとおり、一定の線幅を有する十字状のアライメントマーク１４４（溝）を形成する。アライメントマーク１４４は、縦の線幅と横の線幅との各中心線の交点が位置合わせに使用される。
アライメントマーク１４４を形成する場合、切削刃１３６を図６Ａ，図６Ｂの切削刃１３８に代え、ボールエンドミル１３２を回転させながら、図９Ｂの順方向１４６（実線部）に沿って直線的に移動させる。その後、ボールエンドミル１３２を、回転方向を変えずに回転させながら、順方向１４６の移動軌跡を辿るように、順方向１４６と反対の逆方向１４８（点線部）に沿って移動させる。
順方向１４６に沿う移動ではダウンカットとし、逆方向１４８に沿う移動ではアップカットとする。

ボールエンドミル１３２を順方向１４６にのみ移動させると、図９Ｃに示すとおり、ボールエンドミル１３２の順方向１４６への移動で形成された加工面１６０には微小な凹凸（いわゆるバリ１６２）が形成されるため、ここでは逆方向１４８にも移動させバリ１６２を除去する。
この場合、切削刃１３８の先端部と加工面１６０との間に間隔１６４をあけた状態で（切削刃１３８を少し浮かせた状態で）ボールエンドミル１３２を移動させる。間隔１６４として好ましくは２０ｎｍ程度確保する。

アライメントマーク１４４を実際に形成した場合の顕微鏡写真をみると、ボールエンドミル１３２を順方向１４６にのみ移動させた場合は、図１０Ａに示すとおり、アライメントマーク１４４の側縁部にバリ１６２が形成されているのがわかる。これに対し、ボールエンドミル１３２を逆方向１４８にも移動させた場合には、図１０Ｂに示すとおり、バリ１６２が十分に除去されているのが確認できる。

以上のアライメントマーク１４４を形成するための切削加工方法によれば、ボールエンドミル１３２を順方向１４６に移動させた後に、その移動軌跡を辿るように逆方向１４８に移動させるから、図１０Ｂに示すとおり、バリ１６２を十分に除去する（間隔１６４に対応した２０ｎｍ以下に抑える）ことができ、アライメントマーク１４４の形成面（加工面）を高精度に加工することができる。その結果、金型１００を用いた樹脂の転写工程において問題となる樹脂の付着を低減することができる。

［大径金型］
図１１Ａに示すとおり、平面視した場合の金型２００は金型１００（図１参照）より大径であり、ウエハ状を呈している。金型２００には複数の凹部１０２が形成されており、金型２００は凹部１０２の数が金型１００より多い。
なお、金型１００と同様に、凹部１０２間には平面部１０４、斜面部１０６、平面部１０８、斜面部１１０、平面部１１２が同心円状に形成されている。
金型２００の中央部には凹部１０２が形成されていない４つの領域があり、当該領域にはアライメントマーク１４４が１つずつ形成されている。
金型２００は金型１００と同様に切削装置１２０Ａ，１２０Ｂにより加工されるが、その加工範囲２１０は金型２００の平面面積より狭く、金型２００の１／４程度となっている。

［大径金型の製造方法］
金型２００の製造方法は基本的には金型１００の製造方法と同じであり、下記の点で異なっている。
切削装置１２０Ａ，１２０Ｂの加工範囲２１０が金型２００の１／４程度であるため、図１１Ａに示すとおり、金型２００を４つの領域２０２，２０４，２０６，２０８に分割し、図７Ｃ〜図７Ｆの（ｃ）〜（ｆ）の工程の処理を４回に分けて各領域２０２，２０４，２０６，２０８ごとに繰り返しおこなう。

１回目では、図１１Ａに示すとおり、加工範囲２１０に包含される領域２０２とその周辺の凹部１０２などの加工をおこなうとともに、各領域２０２，２０４，２０６，２０８に１つずつアライメントマーク１４４を形成する。
２回目では、図１１Ｂに示すとおり、加工範囲２１０に対し金型２００を１／４回転させ、加工範囲２１０に包含される領域２０４の凹部１０２などの加工をおこなう。
この場合、領域２０４のアライメントマーク１４４を領域２０２のアライメントマーク１４４の位置に合致させ、１回目から２回目に切り替わる際の金型２００の位置決めをおこなう。

３回目では、図１１Ｃに示すとおり、金型２００をさらに１／４回転させ、加工範囲２１０に包含される領域２０６の凹部１０２などの加工をおこなう。
この場合も、領域２０６のアライメントマーク１４４を領域２０２のアライメントマーク１４４の位置に合致させ、２回目から３回目に切り替わる際の金型２００の位置決めをおこなう。
最後の４回目でも、２回目，３回目と同様に、金型２００をさらに１／４回転させ（領域２０８のアライメントマーク１４４を領域２０２のアライメントマーク１４４の位置に合致させ）、加工範囲２１０に包含される領域２０８の凹部１０２などの加工をおこなえばよい。

以上の金型２００の製造方法によれば、金型２００を４つの領域２０２，２０４，２０６，２０８に分割して領域２０２，２０４，２０６，２０８ごとに位置合わせしながら金型２００を加工するから、切削装置１２０Ａ，１２０Ｂの加工範囲２１０が金型２００の面積より狭くても、汎用の切削装置１２０Ａ，１２０Ｂで大径サイズの金型２００を加工することができる。その結果、大型の切削装置を導入する必要もなくなり、切削装置にかかる導入コストやその設置スペースの確保を考慮する必要がなくなる。

なお、金型２００の加工は上記のとおり４回にわけておこなわれその加工時間が長く、環境温度の変化の影響を受け加工精度が低下する可能性があるため、金型２００の素材として好ましくは低熱膨張係数の材料を使用する。
領域２０２，２０４，２０６，２０８を切り替える際にアライメントマーク１４４のズレ（位置ズレ）が発生した場合には、そのズレ量を検出してその検出結果に基づき、凹部１０２などの加工でソフトウエア制御による誤差補正をしてもよい。
金型２００の加工領域は領域２０２，２０４，２０６，２０８の４つに限らず、加工範囲２１０に応じた領域数に分割してもよい。
この場合、２回目以降の処理で使用する位置決め用のアライメントマーク１４４の他に、１回目から最終回までの間に成形用のアライメントマーク１４４を形成してもよい。

単結晶ダイヤモンドからなる切削刃であって、底刃部の回転径がφ１００μｍである、図５に示した形状の切削刃を用いて、無酸素銅からなるワーク（切削対象物）に対して加工を行った。
切削工具の底刃の角度θは（１）−１．２°、（２）−０．９°、（３）−０．５°、（４）＋０．５°とした。加工対象は１ｍｍ^２範囲の平面とした。加工条件はスピンドル回転数８０００ｒｐｍ、送り速度２０ｍｍ／ｍｉｎ、行送りピッチ３０μｍ、切込み深さ５μｍとした。
切削液として白灯油ミストを使用しこれをワークに噴霧して切削を行った。
加工後の粗さを白色干渉計によって確認したところ、それぞれ（１）６１．３ｎｍ、（２）５０．４ｎｍ、（３）３３．４ｎｍ、（４）３４．９ｎｍという結果が得られた。

併せて、上記（１），（３），（４）の角度θを有する切削刃を用いて、厚付けした無電解ニッケルめっき層を有するワーク（切削対象物）に対して、切削距離を延長して加工を行った。
具体的には、１ｍｍ^２範囲の平面を連続して２００回加工することとした。各回の加工条件はスピンドル回転数８０００ｒｐｍ、送り速度２０ｍｍ／ｍｉｎ、行送りピッチ３０μｍ、切込み深さ５μｍとした。
切削液として白灯油ミストを使用しこれをワークに噴霧して切削を行った。
所定回数の加工を行うたびに加工面の粗さを白色干渉計で確認したところ、（１）の場合は切削距離に関わらず６０〜６８ｎｍの範囲の値であり、（３）の場合は切削距離に関わらず３０〜３７ｎｍの範囲の値であり、（４）の場合は切削距離が３５００ｍｍまではほぼ４０ｎｍ付近の値であり、切削距離が３５００ｍｍを超えると粗さが上昇し５０〜６０ｎｍの範囲の値になるという結果が得られた。

本発明は金型の切削加工に好適に利用することができる。

１００ 金型
１０２ 凹部（キャビティ）
１０４ 平面部
１０６ 斜面部
１０８ 平面部
１１０ 斜面部
１１２ 平面部
１２０Ａ，１２０Ｂ 切削装置
１２２ 定盤
１２４ ステージ
１２６ スピンドル
１２８ 固定具
１３０ （スピンドルモータの）主軸
１３２ ボールエンドミル
１３４ 切削刃
１３４ａ 円弧部
１３４ｂ 直線部
１３４ｃ，１３４ｄ，１３４ｅ 直線部
１３４ｆ 回転中心部
１３６ 切削刃
１３６ａ，１３６ｂ 直線部
１３６ｃ 円弧部
１３６ｄ，１３６ｅ 直線部
１３８ 切削刃
１３８ａ 直線部
１３８ｂ 円弧部
１３８ｃ 直線部
１３８ｄ，１３８ｅ，１３８ｆ 直線部
１３８ｇ 円弧部
１３８ｈ 直線部
１４０ 切削対象物
１４２ メッキ層
１４４ アライメントマーク
１４６ 順方向
１４８ 逆方向
１５０，１５２，１５４ 領域
１６０ 加工面
１６２ バリ
１６４ 間隔
２００ 金型
２０２，２０４，２０６，２０８ 領域
２１０ 加工範囲

Claims (7)

1. 回転しながら金型を切削加工する切削工具であって、
   回転軸上に配置される切削刃を有し、
   前記切削刃の底刃に対応する部位が前記回転軸を法線とする面との間でなす角度θが、式（１）の条件を満たしていることを特徴とする切削工具。
   −０．９°≦θ≦＋０．９° … （１）
2. 請求項１に記載の切削工具において、
   前記切削刃の切削速度Ｆ（ｍｍ／ｍｉｎ（分））と前記切削刃の回転数Ｓ（ｒｐｍ）との関係が、式（３）の条件を満たしている切削工具。
   Ｓ＞（Ｆ／０．００００５）×｜ｔａｎθ｜ … （３）
3. 請求項１または２に記載の切削工具において、
   前記底刃の幅Ｗ１と回転半径の幅Ｗ２との関係が、式（４）の条件を満たしていることを特徴とする切削工具。
   Ｗ２−Ｗ１≧１μｍ … （４）
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の切削工具において、
   前記角度θが、式（５）の条件を満たしていることを特徴とする切削工具。
   −０．９°≦θ≦−０．１° … （５）
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の切削工具において、
   前記切削刃の底刃に対応する部位と加工対象物の被加工面との接触位置は、前記回転軸よりも外側に位置することを特徴とする切削工具。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の切削工具において、
   前記切削刃には、当該切削刃の底刃に対応する部位に隣接して、前記回転軸よりも外側に傾斜した部位が設けられていることを特徴とする切削工具。
7. 請求項６に記載の切削工具において、
   前記切削刃の底刃に対応する部位と前記傾斜した部位との間には、凸状の湾曲部が設けられていることを特徴とする切削工具。

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