WO2024122187A1 - 金型製造方法および金型製造装置 - Google Patents

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WO2024122187A1
WO2024122187A1 PCT/JP2023/037288 JP2023037288W WO2024122187A1 WO 2024122187 A1 WO2024122187 A1 WO 2024122187A1 JP 2023037288 W JP2023037288 W JP 2023037288W WO 2024122187 A1 WO2024122187 A1 WO 2024122187A1
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WO
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cutting
base material
cut
cutting blade
control waveform
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/037288
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English (en)
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和彦 野田
純一 佐々木
恭子 櫻井
Original Assignee
デクセリアルズ株式会社
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C59/04—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing using rollers or endless belts

Definitions

  • This disclosure relates to a mold manufacturing method and a mold manufacturing apparatus.
  • Microlens arrays which are made up of many tiny lenses (microlenses) arranged two-dimensionally, are used in a variety of applications, such as diffusion plates, diffusion sheets, and screens for head-up displays.
  • One method for mass-producing microlens arrays involves forming a pattern (hereafter referred to as the "transfer pattern") that is the inverse shape of the reference pattern for the microlens array on the surface of a mold, transferring the transfer pattern formed on the mold surface to resin applied to a substrate, and hardening the resin after transfer.
  • the desired microlens array can be manufactured by cutting the hardened resin as necessary.
  • the above-mentioned method uses a roll mold in which a transfer pattern is formed on the surface of a cylindrical or columnar roll, and by using the roll-to-roll method, it is possible to manufacture microlens arrays with high mass productivity and high uniformity of quality.
  • Patent Document 1 describes a technique for cutting the roll surface by moving a cutting blade back and forth in the radial direction of the roll while rotating the roll.
  • the cut holes 100 may be formed so as to overlap in part, as shown in FIG. 13A.
  • FIG. 13A shows an example in which the cut holes 100 have an elliptical shape in a plan view.
  • a plurality of cut holes 100 as shown in FIG. 13A can be cut, for example, by moving the cutting blade relative to one direction of the cutting surface of the mold base material (upward in the paper in FIG. 13A) while moving the cutting blade back and forth in a direction perpendicular to the mold base material, and repeating this in a direction perpendicular to the one direction (cutting direction) (horizontal in the paper in FIG. 13A).
  • FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 13A.
  • the contours of the recesses corresponding to each of the multiple cut holes 100 are shown by dotted lines.
  • the contours (dash-dotted lines) of the recesses corresponding to the overlapping cut holes 100 are arranged so as to intersect. Then, by moving the cutting blade relative to the die base material along a cutting trajectory (dash-dotted line in FIG. 13B) that follows the contour line, multiple cut holes 100 that partially overlap each other can be formed in the die base material.
  • the purpose of this disclosure is to provide a mold manufacturing method and mold manufacturing device that can manufacture a mold in which multiple cutting holes that are arranged along the cutting direction and partially overlap each other are cut into the mold base material with high precision.
  • a method for manufacturing a mold is a method for manufacturing a mold using a mold manufacturing device equipped with a cutting blade that can move back and forth in a direction perpendicular to the mold base material and can move relatively in at least one direction along the cutting surface of the mold base material, and includes a signal generation step of generating a gradation signal indicating the arrangement and depth of each of a plurality of cutting holes constituting an object to be drawn on the mold base material, a control waveform generation step of generating a control waveform indicating a movement pattern of the cutting blade that moves the cutting blade back and forth at the cutting location of the cutting hole based on the gradation signal corresponding to the cutting hole, and a cutting step of moving the cutting blade according to the control waveform and cutting the mold base material, in which each of the plurality of cutting holes arranged in the one direction is arranged so as to overlap partially with one or more other cutting holes, and in the control waveform generation step, a control waveform is generated for each group of non-overlapping cutting holes among the plurality
  • the cutting step cutting of the mold base material according to each of the multiple control waveforms is repeated until the depth indicated by the gradation signal corresponding to each of the multiple cutting holes aligned in one direction is reached.
  • the die base material is cylindrical or columnar and is held so that it can rotate in the circumferential direction.
  • the cut hole has a spherical shape, an aspherical shape, or a substantially rectangular shape.
  • the mold manufacturing device includes a cutting blade that can move back and forth in a direction perpendicular to the mold base material and can move relatively in at least one direction along the cutting surface of the mold base material; a signal generating unit that generates a gradation signal that indicates the arrangement and depth of each of a plurality of cutting holes that constitute the object to be drawn in the mold base material, and generates a control waveform that indicates a movement pattern of the cutting blade that moves back and forth at the cutting points of the cutting holes based on the gradation signal corresponding to the cutting holes; and a control unit that moves the cutting blade according to the control waveform and cuts the mold base material.
  • the signal generating unit generates a control waveform for each group of non-overlapping cutting holes among the plurality of cutting holes lined up in the one direction, based on the gradation signal corresponding to the cutting holes that constitute the group, and the control unit moves the cutting blade according to each of the plurality of control waveforms generated for each group, to cut the mold base material to a predetermined depth.
  • the present disclosure provides a mold manufacturing method and mold manufacturing device that can manufacture a mold in which multiple cutting holes that are arranged along the cutting direction and partially overlap each other are cut into the mold base material with high precision.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a roll die manufacturing apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the cutting blade shown in FIG. 1, the cutting blade being viewed from the front.
  • FIG. 2 is a side view of the cutting blade shown in FIG. 1 .
  • Fig. 2 is a diagram for explaining generation of a control waveform by the signal generating unit shown in Fig. 1;
  • 2 is a diagram showing an example of an arrangement of cut holes and a control signal generated by a signal generating unit shown in FIG. 1 .
  • 2 is a diagram for explaining cutting by the control unit shown in FIG. 1 .
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of an operation of the mold manufacturing apparatus shown in FIG. 1 .
  • FIG. 11A and 11B are diagrams showing a control waveform and vibrations occurring in a die base material when overlapping holes are cut continuously.
  • 13A and 13B are diagrams showing a control waveform and vibrations occurring in a die base material when overlapping holes are not cut continuously.
  • FIG. 7B is a SEM photograph of the surface of the die base material cut according to the control waveform shown in FIG. 7A.
  • FIG. 7C is a SEM photograph of the surface of the die base material cut according to the control waveform shown in FIG. 7B.
  • 4 is a flowchart showing a specific example of the operation of the mold manufacturing apparatus shown in FIG. 1 .
  • 10 is a flowchart showing details of cutting of a die base material in accordance with a control waveform.
  • FIG. 1 is a flowchart showing details of cutting of a die base material in accordance with a control waveform.
  • FIG. 2 is a diagram showing an arrangement pattern of cut holes according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram showing an arrangement pattern of cut holes according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram showing an arrangement pattern of machined holes according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram showing an image of a surface of a mold according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram showing an image of a surface of a mold according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram showing an image of a surface of a mold according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram showing an image of a surface of a mold according to Comparative Example 1 of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a SEM photograph of the surface of a microlens array manufactured using a mold according to Example 1 of the present disclosure.
  • FIG. FIG. 11 is a SEM photograph of the surface of a microlens array manufactured using a mold according to Example 2 of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a SEM photograph of the surface of a microlens array manufactured using a mold according to Example 3 of the present disclosure.
  • 1 is a SEM photograph of the surface of a microlens array manufactured using a mold according to Comparative Example 1 of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of an arrangement pattern of a plurality of machined holes.
  • FIG. 13B is a diagram showing an example of a cutting pattern for the cut holes shown in FIG. 13A.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a mold manufacturing apparatus 10 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the mold manufacturing apparatus 10 is a manufacturing apparatus that manufactures a mold (roll mold) by cutting a cylindrical or columnar roll 1, which is a mold base material, at any cutting location to any depth depending on the drawing target.
  • a mold roll mold
  • the mold base material is a cylindrical or columnar roll 1
  • the present disclosure is not limited to this, and the mold base material may be, for example, flat.
  • the mold manufacturing device 10 includes a rotation device 11, a cutting blade 12, a PZT stage 13, a cutting tool stage 14, a signal generation unit 15, a control unit 16, and an amplifier unit 17.
  • the rotating device 11 supports the cylindrical or columnar roll 1 in the axial direction and rotates the roll 1 in the circumferential direction.
  • the base material of the roll 1 is made of a metal such as SUS (Steel Use Stainless).
  • the surface of the roll 1 is plated with a machinable material such as Ni-P or Cu.
  • the roll 1 is not limited to being plated, and may be made of a machinable material such as pure copper or aluminum.
  • the rotating device 11 is equipped with a rotary encoder 11a.
  • the rotary encoder 11a outputs a signal corresponding to the rotational position of the roll 1 to the signal generating unit 15.
  • the signal corresponding to the rotational position of the roll 1 includes a trigger signal that is output each time the rotational position of the roll 1 reaches a predetermined reference position in one rotation, and a pulse signal that is output each time the roll 1 rotates a predetermined amount.
  • the cutting blade 12 is a cutting tool that cuts the roll 1.
  • the cutting blade 12 is made of a hard material, such as a ceramic tip, a diamond tip, or a carbide tip.
  • the PZT stage 13 holds the cutting blade 12.
  • the PZT stage 13 is equipped with a PZT (lead zirconate titanate) piezoelectric element, and the PZT piezoelectric element expands and contracts in response to the voltage level of the drive signal, causing the cutting blade 12 to move back and forth in the radial direction of the roll 1. Therefore, the cutting blade 12 can be moved back and forth in the radial direction of the roll 1 by the PZT stage 13.
  • the driving means for driving the cutting blade 12 is not limited to a PZT piezoelectric element.
  • FIG. 2A shows an example of a cutting blade 12, and is a view of the cutting blade 12 from the front. Also, FIG. 2B is a view of the cutting blade 12 shown in FIG. 2A from the side.
  • the cutting blade 12 has a circular shape.
  • the cutting blade 12 is arranged so that the front surface of the cutting blade 12 faces the circumferential direction of the roll 1.
  • the roll 1 rotates in the circumferential direction.
  • the cutting blade 12 moves in an apparent semicircular shape as shown by the dashed arrow in FIG. 2B.
  • the bottom surface of the cutting hole 100 (concave portion of the roll 1) becomes a curved surface due to cutting by the cutting blade 12 that reciprocates in the radial direction of the roll 1 rotating in the circumferential direction.
  • the cutting hole 100 has a circular bottom surface with the same curvature as the curvature of the circular part of the cutting blade 12. That is, the cutting blade 12 can reciprocate in a direction perpendicular to the mold base material (radial direction of the roll 1) and can move relatively in at least one direction (circumferential direction of the roll 1) along the cutting surface of the mold base material. Such a cutting blade 12 can form a cutting hole 100 along one direction of the cutting surface of the roll 1 (mold base material).
  • the cutting blade 12 is described as having a circular shape, but the cutting blade 12 is not limited to this example.
  • the cutting blade 12 may have a pyramidal shape such as a cone or pyramid at the tip.
  • the cutting blade 12 may also have a frustum shape tapered toward the tip.
  • FIG. 2B an example has been described in which the cutting blade 12 appears to move in a semicircular shape, but this is not limited to this.
  • the cutting blade 12 may appear to move in a trapezoidal or triangular shape when viewed from the side.
  • cutting holes 100 with openings of various shapes can be formed.
  • cutting holes 100 with various shapes such as a spherical shape, an aspherical shape, or an approximately rectangular shape, can be formed.
  • the cutting tool stage 14 holds the PZT stage 13 and moves in the cutting axis direction (radial direction of the roll 1) and the feed axis direction (axial direction of the roll 1). As the cutting tool stage 14 moves, the PZT stage 13 and the cutting blade 12 held by the cutting tool stage 14 also move in the cutting axis direction and the feed axis direction. While rotating the roll 1, the PZT stage 13 reciprocates the cutting blade 12 in the radial direction of the roll 1 to cut the roll 1, and the PZT stage 13 moves in the radial and axial directions of the roll 1 to form cutting holes 100 over the entire surface of the roll 1.
  • the signal generating unit 15 receives drawing data indicating the drawing target. Based on the input drawing data, the signal generating unit 15 generates a gradation signal that expresses the drawing target by the arrangement of the multiple cut holes 100 cut into the roll 1 and the depth of the multiple cut holes 100.
  • the drawing data is, for example, data of a concave-convex pattern to be transferred to a transfer material.
  • the drawing data is, for example, data such as an image to be printed on a printed material.
  • the signal generating unit 15 Based on the input drawing data, the signal generating unit 15 generates a gradation signal that corresponds to each of the multiple cut holes 100 and indicates the arrangement of the cut holes 100 and the depth of the cut holes 100. For example, the signal generating unit 15 generates a gradation signal that indicates eight levels of depth.
  • the signal generating unit 15 generates a control waveform that indicates the movement pattern of the cutting blade 12 based on the gradation signal. Specifically, the signal generating unit 15 generates a control waveform that indicates a movement pattern for moving the cutting blade 12 in the radial direction of the roll 1 so that the roll 1 is cut with the arrangement of the cutting holes 100 and the depth of the cutting holes 100 indicated in the gradation signal.
  • the signal generating unit 15 determines the cutting locations of the roll 1 that correspond to the arrangement of the cutting holes 100 indicated by the gradation signal based on the signal output from the rotary encoder 11a. The signal generating unit 15 then generates a control waveform that indicates the movement pattern of the cutting blade 12 that reciprocates the cutting blade 12 at the determined cutting locations of the cutting holes 100.
  • the rotary encoder 11a outputs a trigger signal each time the rotational position of the roll 1 reaches a predetermined reference position in one rotation. Specifically, for example, as shown in FIG. 3, the rotary encoder 11a outputs, as a trigger signal, a pulse-like signal that rises each time the rotational position of the roll 1 reaches a predetermined reference position in one rotation. Also, as shown in FIG. 3, the rotary encoder 11a outputs, as a pulse signal, a pulse-like signal that rises each time the roll 1 rotates a predetermined amount. For example, the rotary encoder 11a outputs, as a pulse signal, a pulse-like signal that rises for each rotation amount obtained by dividing one rotation of the roll 1 by 1.44 million.
  • the signal generating unit 15 receives the trigger signal and pulse signal output by the rotary encoder 11a.
  • the signal generating unit 15 counts the pulse signals based on the output timing of the trigger signal (the timing when the trigger signal rises).
  • the signal generating unit 15 then generates a control waveform according to the count number of pulse signals.
  • the signal generating unit 15 can identify the rotational position of the roll 1 from a predetermined reference position. Therefore, the signal generating unit 15 can generate a control waveform that indicates the movement pattern of the cutting blade 12 that moves the cutting blade 12 back and forth in the radial direction of the roll 1 at cutting locations on the roll 1 that correspond to the arrangement of the multiple cutting holes 100 indicated in the gradation signal.
  • the signal generating unit 15 generates multiple control waveforms with different movement patterns of the cutting blade 12.
  • FIG. 3 an example is shown in which the signal generating unit 15 generates two control waveforms.
  • FIG. 4 shows an example of an arrangement of multiple cutting holes 100, and an example of a control waveform generated by the signal generating unit 15 to cut the multiple cutting holes 100.
  • FIG. 4 shows an example in which multiple cutting holes 100 are arranged side by side in the cutting direction (vertical direction on the page) and in a direction perpendicular to the cutting direction (horizontal direction on the page), and the cutting holes 100 arranged in the cutting direction partially overlap each other.
  • FIG. 4 shows an example in which adjacent cutting holes 100 in the cutting direction partially overlap each other, but two or more cutting holes 100 arranged in the cutting direction may overlap each other.
  • the signal generating unit 15 generates a control waveform for each group of non-overlapping cutting holes 100 among the multiple cutting holes 100 (cutting holes 100A, 100B, 100C, 100D) lined up in the cutting direction, based on the gradation signals corresponding to the cutting holes 100 constituting the group.
  • the signal generating unit 15 generates a first control waveform indicating the movement pattern of the cutting blade 12 based on the gradation signals corresponding to the cutting hole 100A and the cutting hole 100C that does not overlap with the cutting hole 100A.
  • the signal generating unit 15 also generates a second control waveform indicating the movement pattern of the cutting blade 12 based on the gradation signals corresponding to the cutting holes 100B and 100D.
  • the signal generating unit 15 generates multiple control waveforms that cut every other cutting hole 100 that is lined up in the cutting direction so as not to cut overlapping cutting holes 100 consecutively.
  • FIG. 4 shows an example in which the signal generating unit 15 generates a control waveform that cuts every other cutting hole 100 that is lined up in the cutting direction, but this is not limited to this.
  • the signal generating unit 15 when two or more cutting holes 100 that are lined up in the cutting direction overlap, the signal generating unit 15 generates a control waveform that skips cutting holes 100 by the number of overlaps.
  • the signal generation unit 15 outputs the generated gradation signal and control waveform to the control unit 16.
  • the control unit 16 cuts the roll 1 by moving the cutting blade 12 back and forth in the radial direction of the roll 1 according to the control waveform generated by the signal generation unit 15. Specifically, the control unit 16 generates a drive signal for driving the PZT stage 13 based on the control waveform and outputs it to the amplifier unit 17. The amplifier unit 17 amplifies the drive signal, and the PZT stage 13 is driven by the amplified drive signal. The control unit 16 also moves the cutting tool stage 14 in the radial and axial directions of the roll 1 according to the gradation signal so that a cutting process is performed in which the cutting blade 12 reciprocating in the radial direction of the roll 1 cuts the cutting location determined by the signal generation unit 15 one or more times.
  • the reciprocating cutting blade 12 cuts the roll 1 at a predetermined cutting location according to the gradation signal to a predetermined depth.
  • the cutting location is determined based on the signal output from the rotary encoder 11a, so that any cutting location can be cut at any depth with high precision according to the drawing target.
  • the signal generating unit 15 outputs a plurality of control waveforms (a first control waveform and a second control waveform in the example of FIG. 4).
  • the control unit 16 moves the cutting blade 12 according to one of the plurality of control waveforms, and cuts the roll 1 to a predetermined depth.
  • the control unit 16 moves the cutting blade 12 according to another control waveform, and cuts the roll 1 to a predetermined depth.
  • the control unit 16 repeats cutting until each cutting hole 100 reaches the depth indicated by the corresponding gradation signal. That is, the control unit 16 moves the cutting blade 12 according to each of the plurality of control waveforms generated for each group, and cuts the mold base material to a predetermined depth. Then, the control unit 16 repeats cutting the roll 1 according to each of the plurality of control waveforms until each of the plurality of cutting holes 100 aligned in the cutting direction reaches the depth indicated by the corresponding gradation signal.
  • the control unit 16 moves the cutting blade 12 according to the first control waveform to cut the cut holes 100A and 100C to a predetermined depth in the roll 1 (mold base material) as shown in FIG. 5.
  • the signal generating unit 15 then moves the cutting blade 12 according to the second control waveform to cut the cut holes 100B and 100D to a predetermined depth in the roll 1 (mold base material) as shown in FIG. 5.
  • the control unit 16 repeats the cutting according to the first and second control waveforms until the multiple cut holes 100 (cut holes 100A, 100B, 100C, 100D) aligned in the cutting direction each reach the depth indicated by the corresponding gradation signal.
  • FIG. 6 is a flow chart showing an example of the operation of the mold manufacturing apparatus 10 according to this embodiment, and is a diagram for explaining the mold manufacturing method using the mold manufacturing apparatus 10.
  • the signal generating unit 15 generates a gradation signal that indicates the arrangement and depth of each of the multiple cut holes 100 that constitute the drawing target in the mold base material (roll 1) (step S1).
  • the signal generating unit 15 generates a control waveform indicating the movement pattern of the cutting blade 12 that reciprocates at the cutting location of the cutting hole 100 based on the gradation signal corresponding to the cutting hole 100 (step S2).
  • the signal generating unit 15 generates a control waveform for each group of non-overlapping cutting holes 100 among the multiple cutting holes 100 lined up in one direction based on the gradation signal corresponding to the cutting holes 100 that constitute the group.
  • the signal generating unit 15 generates a first control waveform indicating the movement pattern of the cutting blade 12 based on the gradation signal corresponding to the cutting holes 100A and 100C.
  • the signal generating unit 15 also generates a second control waveform indicating the movement pattern of the cutting blade 12 based on the gradation signal corresponding to the cutting holes 100B and 100D.
  • the control unit 16 moves the cutting blade 12 according to the control waveform to cut the mold base material (roll 1) (step S3).
  • the control unit 16 moves the cutting blade 12 according to each of the multiple control waveforms generated for each group to cut the mold base material (roll 1) to a predetermined depth.
  • the control unit 16 moves the cutting blade 12 according to the first control waveform to cut the positions corresponding to the cut holes 100A and 100C to a predetermined depth.
  • the control unit 16 moves the cutting blade 12 according to the second control waveform to cut the positions corresponding to the cut holes 100B and 100D to a predetermined depth.
  • FIG. 7A is a diagram showing the control waveform when overlapping holes are cut continuously as shown in FIG. 13B, and the vibrations that occur in the die base material when cutting according to the control waveform.
  • FIG. 7B is a diagram showing the control waveform when cutting is performed so that overlapping holes are not cut continuously as in this embodiment, and the vibrations that occur in the die base material when cutting according to the control waveform.
  • FIG. 7C is a diagram showing an SEM (Scanning Electron Microscope) image of the surface of the die base material cut according to the control waveform shown in FIG. 7A.
  • FIG. 7D is a SEM image of the surface of the die base material cut according to the control waveform shown in FIG. 7B.
  • FIGS. 7A and 7B show a case where the control waveform is triangular, i.e., a triangular hole is cut when viewed in cross section.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a specific example of the operation of the mold manufacturing device 10 according to this embodiment.
  • the roll 1 is placed on the rotating device 11 (step S101).
  • roll 1 is subjected to flattening processing to flatten the plating layer on the surface of roll 1 (step S102).
  • the PZT stage 13 is set on the cutting tool stage 14 (step S103).
  • the cutting blade 12 is set on the PZT stage 13 (step S104).
  • a control waveform is generated by the signal generating unit 15 (S105). As described above, multiple control waveforms are generated so that multiple cutting holes 100 that partially overlap each other are not cut continuously.
  • step S106 the rotation speed of the rotation device 11 is set (step S106), and the rotation device 11 starts rotating the roll 1 at the set rotation speed (step S107).
  • step S110 the position of the cutting tool stage 14 is set to the start position in the feed axis direction and the start position in the cutting axis direction (steps S108, S109), and the cutting tool stage 14 starts to drive (step S110).
  • the cutting tool stage 14 moves in accordance with the gradation signal generated by the signal generating unit 15, and the cutting blade 12 moves back and forth in the radial direction of the roll 1 in accordance with the control waveform generated by the signal generating unit 15, thereby cutting the roll 1 (step S111).
  • the details of cutting the roll 1 in accordance with the control waveform will be described later.
  • step S112 When the cutting tool stage 14 moves to the end position in the feed axis direction, cutting is completed (step S112).
  • step S113 If the cutting blade 12 is worn and needs to be replaced, the cutting blade 12 is replaced (step S113) and positioned (step S114), and then the processes from step S108 to step S114 are repeated.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the details of cutting roll 1 according to the control waveform.
  • FIG. 9 an example is described in which roll 1 is cut according to the first and second control waveforms shown in FIG. 4.
  • the cutting when cutting the cut hole 100 to the depth indicated by the gradation signal, the cutting is performed in multiple steps. Therefore, the cutting depth in one cut is smaller than the depth of the cut hole 100 indicated by the gradation signal. If a large amount of cutting is performed on the mold base material at once, protrusions called burrs may occur. By cutting the cut hole 100 in multiple steps as in this embodiment, the cutting depth per cut is smaller, and the occurrence of burrs can be suppressed.
  • control unit 16 moves the cutting blade 12 according to the first control waveform to cut the die base material to a predetermined depth (step S201).
  • the depth to which the die base material is cut is smaller than the depth of the cutting holes 100 (cutting holes 100A and 100C) indicated by the gradation signal.
  • control unit 16 When cutting is completed up to the end position in the feed axis direction, the control unit 16 returns the cutting blade 12 to the start position in the cutting axis direction and the feed axis direction (step S202).
  • control unit 16 moves the cutting blade 12 according to the second control waveform to cut the die base material to a predetermined depth (step S203).
  • the depth to which the die base material is cut is smaller than the depth of the cutting holes 100 (cutting holes 100B and 100D) indicated by the gradation signal.
  • the control unit 16 When cutting is completed in the feed axis direction to the end position of cutting, the control unit 16 returns the cutting blade 12 to the start position in the cut axis direction and the feed axis direction (step S204) and returns to the processing of step S201.
  • the control unit 16 repeats the processing of steps S201 to S204 until the depth of the multiple cut holes 100 (cut holes 100A, 100B, 100C, 100D) reaches the depth indicated by the gradation signal. In this way, the control unit 16 repeats cutting the mold base material according to the first control waveform and cutting the mold base material according to the second control waveform until the depth of each of the multiple cut holes 100 reaches the depth indicated by the corresponding gradation signal. In this way, the cutting depth per cut can be reduced, and the occurrence of burrs can be suppressed.
  • the mold manufacturing method includes a signal generation step (step S1) for generating a gradation signal indicating the arrangement and depth of the cut holes 100 corresponding to each of the multiple cut holes 100 constituting the drawing target in the mold base material (roll 1), a control waveform generation step (step S2) for generating a control waveform indicating the movement pattern of the cutting blade 12 that reciprocates at the cutting points of the cut holes 100 based on the gradation signal corresponding to the cut holes 100, and a cutting step (step S3) for moving the cutting blade 12 according to the control waveform and cutting the mold base material.
  • control waveform generation step a control waveform is generated for each group of non-overlapping cut holes 100 among the multiple cut holes 100 lined up in one direction (cutting direction) based on the gradation signal corresponding to the cut holes 100 that constitute the group.
  • cutting step the cutting blade 12 is moved according to each of the multiple control waveforms generated for each group to cut the mold base material to a predetermined depth.
  • the mold manufacturing device 10 includes a cutting blade 12 that can move back and forth in a direction perpendicular to the mold base material (roll 1) and can move relatively in at least one direction along the cutting surface of the mold base material, a signal generating unit 15 that generates a gradation signal indicating the arrangement and depth of each of the multiple cut holes 100 that constitute the drawing target in the mold base material, and generates a control waveform indicating the movement pattern of the cutting blade 12 that moves the cutting blade 12 back and forth at the cutting points of the cut holes 100 based on the gradation signal corresponding to the cut holes 100, and a control unit 16 that moves the cutting blade 12 according to the control waveform and cuts the mold base material.
  • the signal generating unit 15 generates a control waveform for each group of non-overlapping cut holes 100 among the multiple cut holes 100 lined up in one direction, based on the gradation signal corresponding to the cut holes 100 that constitute the group.
  • the control unit 16 moves the cutting blade 12 according to each of the multiple control waveforms generated for each group to cut the mold base material to a predetermined depth.
  • the die manufacturing method and die manufacturing apparatus 10 disclosed herein can suppress the occurrence of shape abnormalities and manufacture a die in which multiple cut holes 100, where the cut holes 100 aligned in the cutting direction partially overlap, are cut into the die base material with higher precision.
  • Example 1 A roll having a copper-plated surface of SUS304 was prepared. The diameter of the roll was 130 mm and the length of the roll was 250 mm.
  • the prepared roll was then placed in the mold manufacturing device according to this embodiment, and the copper plating layer on the roll surface was flattened. After flattening, the roll was cut to form cutting holes.
  • the cutting blade used was a diamond tip with a tip radius of 0.02 mm and a circular shape when viewed from the front.
  • the cut holes whose circumferential curvature is 30 ⁇ m and whose widthwise curvature is 20 ⁇ m, are arranged in a square shape at a pitch of 48 ⁇ m in the circumferential direction and a pitch of 24 ⁇ m in the widthwise direction, as shown in FIG. 10A.
  • the depth of the cut holes is 7.5 ⁇ m, and one cut with a cut depth of 3 ⁇ m, four cuts with a cut depth of 1 ⁇ m, and one cut with a cut depth of 0.5 ⁇ m are performed.
  • the control waveform is a waveform in which the curvature radius of the cutting path in the circumferential direction of the roll is 30 ⁇ m, and the cut holes are cut every other hole.
  • the number of rotations of the roll is 2 min -1 .
  • Example 2 the cut holes having a circumferential curvature of 100 ⁇ m and a widthwise curvature of 20 ⁇ m were arranged in a square pattern at a pitch of 30 ⁇ m in the circumferential direction and a pitch of 20 ⁇ m in the width direction, as shown in FIG. 10B.
  • the depth of the cut holes was 4.5 ⁇ m, and one cut was performed with a cut depth of 3 ⁇ m, one cut was performed with a cut depth of 1 ⁇ m, and one cut was performed with a cut depth of 0.5 ⁇ m.
  • the control waveform was such that the cut holes were cut every two holes.
  • the rotation speed of the roll was 2.5 min ⁇ 1 .
  • the other conditions were the same as those of Example 1.
  • Example 3 the cut holes having a circumferential curvature of 180 ⁇ m and a widthwise curvature of 20 ⁇ m were arranged in a square pattern at a pitch of 30 ⁇ m in the circumferential direction and a pitch of 20 ⁇ m in the width direction, as shown in FIG. 10C.
  • the depth of the cut holes was 8 ⁇ m, and one cut was performed with a cut depth of 3 ⁇ m, one cut with a cut depth of 2.5 ⁇ m, two cuts with a cut depth of 1 ⁇ m, and one cut with a cut depth of 0.5 ⁇ m.
  • the control waveform was such that the cut holes were cut every three holes.
  • the number of rotations of the roll was 4 min ⁇ 1 .
  • the other conditions were the same as in Example 1.
  • Comparative Example 1 In the comparative example 1, the control waveform was set so that adjacent holes were cut continuously. The other conditions were the same as those in the example 1.
  • microlens array was manufactured using the roll molds according to Examples 1-3 and Comparative Example 1.
  • the microlens array was manufactured as follows. That is, uncured acrylic UV-curable resin was dropped onto a substrate made of PET (Polyethyleneterephthalate) to form a curable resin layer. Next, the manufactured roll mold was pressed against the formed curable resin layer, and in this state, the curable resin layer was irradiated with UV light to cure the curable resin layer. After the curable resin layer was cured, the cured curable resin layer was peeled off from the roll mold to manufacture a microlens array.
  • PET Polyethyleneterephthalate
  • FIG. 11A is a diagram of the surface of the roll mold of Example 1, imaged with a microscope.
  • FIG. 11B is a diagram of the surface of the roll mold of Example 2, imaged with a microscope.
  • FIG. 11C is a diagram of the surface of the roll mold of Example 1, imaged with a microscope.
  • FIG. 11D is a diagram of the surface of the roll mold of Comparative Example 1, imaged with a microscope.
  • FIG. 12A is a SEM (Scanning Electron Microscope) image of the surface of a microlens array manufactured using the roll mold of Example 1.
  • FIG. 12B is a SEM image of the surface of a microlens array manufactured using the roll mold of Example 2.
  • FIG. 12C is a SEM image of the surface of a microlens array manufactured using the roll mold of Example 3.
  • FIG. 12D is a SEM image of the surface of a microlens array manufactured using the roll mold of Comparative Example 1.
  • the signal generating unit 15 and the control unit 16 are configured, for example, by a computer having a memory and a processor.
  • the signal generating unit 15 and the control unit 16 are realized by the processor reading and executing a program according to this embodiment stored in the memory.
  • a program describing the processing contents for realizing each function of the signal generating unit 15 and the control unit 16 may be recorded on a computer-readable recording medium.
  • the recording medium on which the program is recorded may be a non-transient recording medium.
  • the non-transient recording medium is not particularly limited, but may be, for example, a recording medium such as a CD-ROM or DVD-ROM.

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Abstract

金型製造方法は、金型用母材への描画対象を構成する複数の切削孔それぞれに対応して階調信号を生成する信号生成ステップと、切削孔に対応する階調信号に基づき、切削刃１２の移動パターンを示す制御波形を生成する制御波形生成ステップと、制御波形に従い、切削刃１２を移動させ、金型用母材を切削する切削ステップと、を含み、制御波形生成ステップでは、一方向に並ぶ複数の切削孔のうち、互いに重複しない切削孔のグループごとに、当該グループを構成する切削孔に対応する階調信号に基づき制御波形を生成し、切削ステップでは、グループごとに生成された複数の制御波形それぞれに従い切削刃１２を移動させて、金型用母材を所定の深さで切削する。

Description

金型製造方法および金型製造装置
　本出願は、２０２２年１２月８日に日本国に特許出願された特願２０２２－１９６６５３の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体をここに参照のために取り込む。
　本開示は、金型製造方法および金型製造装置に関する。
　微小なレンズ（マイクロレンズ）を二次元的に多数配置したマイクロレンズアレイは、拡散板、拡散シートあるいはヘッドアップディスプレイのスクリーンなど様々な用途で用いられる。マイクロレンズアレイを高い量産性で製造する方法として、マイクロレンズアレイの基準パターンの反転形状のパターン（以下、「転写用パターン」という）を金型表面に形成し、基材上に塗布した樹脂に、金型表面に形成した転写用パターンを転写し、転写後の樹脂を硬化させる方法がある。硬化後の樹脂を必要に応じて裁断することで、所望のマイクロレンズアレイを製造することができる。
　上述した方法では、円筒状または円柱状のロールの表面に転写用パターンが形成されたロール金型を用い、Roll to Roll方式を用いることで、高い量産性で、品質の均一性が高いマイクロレンズアレイを製造することができる。
　上述したロール金型を製造する方法として、円筒状または円柱状のロール（金型用母材）の表面を切削刃により切削して、転写用パターンをロールに形成する方法がある。例えば、特許文献１には、ロールを回転させながら、切削刃をロールの径方向に往復移動させることでロール表面を切削する技術が記載されている。
特開２０１２－０１３７４８号公報
　上述したマイクロレンズアレイの製造などに用いられる金型においては、図１３Ａに示すように、切削孔１００同士が一部で重複するように形成されることがある。図１３Ａにおいては、切削孔１００が平面視で楕円形状を有する例を示している。図１３Ａに示すような複数の切削孔１００は、例えば、切削刃を金型用母材の切削面の一方向（図１３Ａでは、紙面上方向）に相対的に移動させながら、切削刃を金型用母材に対して垂直方向に往復移動させることで切削し、これを一方向（切削方向）と直行する方向（図１３Ａでは紙面横方向）に繰り返すことで切削することができる。
　図１３Ｂは、図１３Ａに示すＡ－Ａ’線に沿った断面図である。図１３Ｂにおいては、複数の切削孔１００それぞれに対応する凹部の輪郭を点線で示している。図１３Ｂに示すように、互いに重複する切削孔１００それぞれに対応する凹部の輪郭線（一点鎖線）が交差するように配置される。そして、輪郭線に沿った切削軌跡（図１３Ｂの二点鎖線）に沿って切削刃を金型用母材に対して相対的に移動させることで、切削孔１００同士が一部で重複する複数の切削孔１００を金型用母材に形成することができる。
　図１３Ｂに示すような、一部が重複する切削孔１００を形成する場合、一の切削孔１００に対応する凹部の輪郭線と、その一の切削孔１００と重複する他の切削孔１００に対応する凹部の輪郭線との交点で、切削刃を沿って移動させる輪郭線を切り替える必要がある。このような切り替えにより、切削軌跡には、図１３Ｂに示すように、一の切削孔１００に対応する凹部の輪郭線と、その一の切削孔１００と重複する他の切削孔１００に対応する凹部の輪郭線との交点に変曲点が生じる。このような変曲点が生じると、切削刃を金型用母材に対して往復移動させるＦＴＳ（Fast Tool Servo）の追従性が悪くなり、切削された金型の表面に、ＦＴＳ振動により生じるバリと呼ばれる突起などの形状異常、あるいは、ビビリと呼ばれる面精度異常が発生しやすくなる。金型に形状異常が発生すると、例えば、この金型を用いて製造されるマイクロレンズアレイの光学特性に悪影響を及ぼすことが知られている。
　なお、図１３Ａ，１３Ｂにおいては、切削孔１００が、平面視において楕円形状を有する例を用いて説明したが、切削孔１００の形状はこれに限られるものではなく、要は、切削孔１００同士が一部で重複する場合、同様の問題が生じる。
　上記のような問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、切削方向に沿って配置され互いに一部で重複する複数の切削孔をより高精度に金型用母材に切削した金型を製造することができる金型製造方法および金型製造装置を提供することにある。
　一実施形態に係る金型製造方法は、金型用母材に対して垂直方向に往復移動可能であるとともに、前記金型用母材の切削面に沿った、少なくとも一方向に相対的に移動可能な切削刃を備えた金型製造装置による金型製造方法であって、前記金型用母材への描画対象を構成する複数の切削孔それぞれに対応して、当該切削孔の配置および深さを示す階調信号を生成する信号生成ステップと、前記切削孔に対応する階調信号に基づき、前記切削孔の切削箇所で前記切削刃を往復移動させる前記切削刃の移動パターンを示す制御波形を生成する制御波形生成ステップと、前記制御波形に従い、前記切削刃を移動させ、前記金型用母材を切削する切削ステップと、を含み、前記一方向に並ぶ複数の切削孔それぞれが、１以上の他の切削孔と一部が重複するように配置され、前記制御波形生成ステップでは、前記一方向に並ぶ複数の切削孔のうち、互いに重複しない切削孔のグループごとに、当該グループを構成する切削孔に対応する階調信号に基づき制御波形を生成し、前記切削ステップでは、前記グループごとに生成された複数の制御波形それぞれに従い前記切削刃を移動させて、前記金型用母材を所定の深さで切削する。
　一実施形態に係る金型製造方法において、前記切削ステップでは、前記複数の制御波形それぞれに従った前記金型用母材の切削を、前記一方向に並ぶ複数の切削孔それぞれに対応する階調信号に示される深さに達するまで繰り返す。
　一実施形態に係る金型製造方法において、前記金型用母材は、円柱形状または円筒形状であり、円周方向に回転可能に保持される。
　一実施形態に係る金型製造方法において、前記切削孔は、球面形状、非球面形状または略矩形形状を有する。
　一実施形態に係る金型製造装置は、金型用母材に対して垂直方向に往復移動可能であるとともに、前記金型用母材の切削面に沿った、少なくとも一方向に相対的に移動可能な切削刃と、前記金型用母材への描画対象を構成する複数の切削孔それぞれに対応して、当該切削孔の配置および深さを示す階調信号を生成し、前記切削孔に対応する階調信号に基づき、前記切削孔の切削箇所で前記切削刃を往復移動させる前記切削刃の移動パターンを示す制御波形を生成する信号生成部と、前記制御波形に従い、前記切削刃を移動させ、前記金型用母材を切削する制御部と、を備え、前記信号生成部は、前記一方向に並ぶ複数の切削孔のうち、互いに重複しない切削孔のグループごとに、当該グループを構成する切削孔に対応する階調信号に基づき制御波形を生成し、前記制御部は、前記グループごとに生成された複数の制御波形それぞれに従い前記切削刃を移動させて、前記金型用母材を所定の深さで切削する。
　本開示によれば、切削方向に沿って配置され互いに一部で重複する複数の切削孔をより高精度に金型用母材に切削した金型を製造することができる、金型製造方法および金型製造装置を提供することができる。
本開示の一実施形態に係るロール金型製造装置の構成例を示す図である。 図１に示す切削刃の一例を示す図であり、切削刃を正面から見た図である。 図１に示す切削刃を側面から見た図である。 図１に示す信号生成部による制御波形の生成について説明するための図である。一例を示す図である。 切削孔の配置、および、図１に示す信号生成部が生成する制御信号の一例を示す図である。 図１に示す制御部による切削について説明するための図である。 図１に示す金型製造装置の動作の一例を示すフローチャートである。 互いに重複する切削孔を連続して切削した場合の、制御波形および金型用母材に生じる振動を示す図である。 互いに重複する切削孔を連続して切削しない場合の、制御波形および金型用母材に生じる振動を示す図である。 図７Ａに示す制御波形に従い切削した金型用母材の表面をＳＥＭにより撮影した図である。 図７Ｂに示す制御波形に従い切削した金型用母材の表面をＳＥＭにより撮影した図である。 図１に示す金型製造装置の動作の具体例を示すフローチャートである。 制御波形に従った金型用母材の切削の詳細を示すフローチャートである。 本開示の実施例１に係る切削孔の配置パターンを示す図である。 本開示の実施例２に係る切削孔の配置パターンを示す図である。 本開示の実施例３に係る切削孔の配置パターンを示す図である。 本開示の実施例１に係る金型の表面を撮像した図である。 本開示の実施例２に係る金型の表面を撮像した図である。 本開示の実施例３に係る金型の表面を撮像した図である。 本開示の比較例１に係る金型の表面を撮像した図である。 本開示の実施例１に係る金型を用いて製造されたマイクロレンズアレイの表面をＳＥＭにより撮影した図である。 本開示の実施例２に係る金型を用いて製造されたマイクロレンズアレイの表面をＳＥＭにより撮影した図である。 本開示の実施例３に係る金型を用いて製造されたマイクロレンズアレイの表面をＳＥＭにより撮影した図である。 本開示の比較例１に係る金型を用いて製造されたマイクロレンズアレイの表面をＳＥＭにより撮影した図である。 複数の切削孔の配置パターンの一例を示す図である。 図１３Ａに示す切削孔の切削パターンの一例を示す図である。
　以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。各図中、同一符号は、同一または同等の構成要素を示している。
　図１は、本開示の一実施形態に係る金型製造装置１０の構成例を示す図である。本実施形態に係る金型製造装置１０は、描画対象に応じて、金型用母材である円筒状または円柱状のロール１を任意の切削箇所を任意の深さで切削した金型（ロール金型）を製造する製造装置である。なお、本実施形態においては、金型用母材が円筒状または円柱状のロール１である例を用いて説明するが、本開示はこれに限られるものではなく、金型用母材は、例えば、平板状であってもよい。
　図１に示すように、本実施形態に係る金型製造装置１０は、回転装置１１と、切削刃１２と、ＰＺＴステージ１３と、切削工具用ステージ１４と、信号生成部１５と、制御部１６と、増幅部１７とを備える。
　回転装置１１は、円筒状または円柱状のロール１を軸方向から支持し、ロール１を円周方向に回転させる。ロール１は、例えば、母材がＳＵＳ（Steel Use Stainless）などの金属で構成される。ロール１の表面には、Ｎｉ－ＰあるいはＣｕなどの快削性のめっきが施される。ロール１は、めっきに限られず、純銅あるいはアルミなどの快削性の材料であってもよい。回転装置１１は、ロータリーエンコーダ１１ａを備える。
　ロータリーエンコーダ１１ａは、ロール１の回転位置に応じた信号を信号生成部１５に出力する。ロール１の回転位置に応じた信号は、ロール１の回転位置が一回転における所定の基準位置に達するごとに出力されるトリガ信号と、ロール１が所定量回転するごとに出力されるパルス信号とを含む。
　切削刃１２は、ロール１を切削する切削工具である。切削刃１２は、例えば、セラミックチップ、ダイヤモンドチップあるいは超硬チップなどの硬質材料で構成される。
　ＰＺＴステージ１３は、切削刃１２を保持する。ＰＺＴステージ１３は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）圧電素子を備え、駆動信号の電圧レベルに応じてＰＺＴ圧電素子が伸縮することで、切削刃１２をロール１の径方向に往復移動させる。したがって、切削刃１２は、ＰＺＴステージ１３により、ロール１の径方向に往復移動可能である。なお、切削刃１２を駆動する駆動手段は、ＰＺＴ圧電素子に限られない。
　図２Ａは切削刃１２の一例を示す図であり、切削刃１２を正面から見た図である。また、図２Ｂは、図２Ａに示す切削刃１２を側面から見た図である。
　図２Ａに示す例では、切削刃１２は、円形状を有する。切削刃１２は、切削刃１２の正面がロール１の円周方向に向かうように配置される。上述したように、ロール１は、円周方向に回転している。回転するロール１に向かって切削刃１２をロール１の径方向に往復移動させることで、切削刃１２は、見かけ上、図２Ｂに示す破線矢印のように、半円状に移動する。円周方向に回転するロール１の径方向に往復移動する切削刃１２による切削により、切削孔１００（ロール１の凹部）の底面は曲面となる。具体的には、切削孔１００には、切削刃１２の円形部分の曲率と同じ曲率の円形状の底面が形成される。すなわち、切削刃１２は、金型用母材に対して垂直方向（ロール１の径方向）に往復移動可能であるとともに、金型用母材の切削面に沿った、少なくとも一方向（ロール１の円周方向）に相対的に移動可能である。このような切削刃１２により、ロール１（金型用母材）の切削面の一方向に沿って、切削孔１００を形成することができる。
　なお、図２Ａでは、切削刃１２は、円形状を有する例を用いて説明したが、この例に限られるものではない。切削刃１２は、例えば、先端部が円錐、角錐などの錘状の形状を有していてもよい。また、切削刃１２は、例えば、先端に向かって先細りの錘台状であってもよい。
　また、図２Ｂにおいては、見かけ上、切削刃１２を半円状に移動させる例を用いて説明したが、これに限られるものではない。見かけ上、切削刃１２は、例えば、切削刃１２を側面から見て台形状あるいは三角形状に移動してもよい。切削刃１２の形状および切削刃１２の見かけ上の移動の軌跡（切削軌跡）を変化させることで、開口が種々の形状の切削孔１００を形成することができる。切削刃１２の形状および切削軌跡を調整することで、球面形状、非球面形状または略矩形形状など種々の形状を有する切削孔１００を形成することができる。
　図１を再び参照すると、切削工具用ステージ１４は、ＰＺＴステージ１３を保持し、切込軸方向（ロール１の径方向）と送り軸方向（ロール１の軸方向）とに移動する。切削工具用ステージ１４が移動することで、切削工具用ステージ１４に保持されたＰＺＴステージ１３および切削刃１２も、切込軸方向および送り軸方向に移動する。ロール１を回転させながらＰＺＴステージ１３により切削刃１２をロール１の径方向に往復移動させてロール１を切削するともに、ＰＺＴステージ１３をロール１の径方向および軸方向に移動させることで、ロール１の全面に亘って切削孔１００を形成することができる。
　信号生成部１５は、描画対象を示す描画データが入力される。信号生成部１５は、入力された描画データに基づき、ロール１を切削した複数の切削孔１００の配置および複数の切削孔１００の深さにより描画対象を表現した階調信号を生成する。描画データは、例えば、転写物に転写する凹凸パターンのデータである。また、描画データは、例えば、印刷物に印刷する画像などのデータである。信号生成部１５は、入力された描画データに基づき、複数の切削孔１００それぞれに対応する、当該切削孔１００の配置および切削孔１００の深さを示す階調信号を生成する。例えば、信号生成部１５は、８段階の深さを示す階調信号を生成する。
　信号生成部１５は、階調信号に基づき、切削刃１２の移動パターンを示す制御波形を生成する。具体的には、信号生成部１５は、階調信号に示される切削孔１００の配置および切削孔１００の深さでロール１が切削されるように、切削刃１２をロール１の径方向に移動させる移動パターンを示す制御波形を生成する。
　信号生成部１５は、ロータリーエンコーダ１１ａから出力された信号に基づき、階調信号で示される切削孔１００の配置に対応するロール１の切削箇所を決定する。そして、信号生成部１５は、決定した切削孔１００の切削箇所で切削刃１２を往復移動させる切削刃１２の移動パターンを示す制御波形を生成する。
　信号生成部１５による制御波形の生成について、より詳細に説明する。
　上述したように、ロータリーエンコーダ１１ａは、ロール１の回転位置が一回転における所定の基準位置に達するごとにトリガ信号を出力する。具体的には、ロータリーエンコーダ１１ａは、例えば、図３に示すように、ロール１の回転位置が一回転における所定の基準位置に達するごとに立ち上がるパルス状の信号をトリガ信号として出力する。また、ロータリーエンコーダ１１ａは、図３に示すように、ロール１が所定量回転するごとに立ち上がるパルス状の信号をパルス信号として出力する。ロータリーエンコーダ１１ａは、例えば、ロール１の一回転分を１４４万分割した回転量ごとに立ち上がるパルス状の信号をパルス信号として出力する。
　信号生成部１５は、ロータリーエンコーダ１１ａが出力したトリガ信号およびパルス信号が入力される。信号生成部１５は、トリガ信号の出力タイミング（トリガ信号が立ち上がるタイミング）を基準として、パルス信号をカウントする。そして、信号生成部１５は、パルス信号のカウント数に応じて制御波形を生成する。トリガ信号の出力タイミングを基準としてパルス信号をカウントすることで、信号生成部１５は、所定の基準位置からのロール１の回転位置を特定することができる。したがって、信号生成部１５は、階調信号に示される複数の切削孔１００の配置に対応するロール１の切削箇所で切削刃１２をロール１の径方向に往復移動させる切削刃１２の移動パターンを示す制御波形を生成することができる。
　図３に示すように、本実施形態においては、信号生成部１５は、切削刃１２の移動パターンの異なる複数の制御波形を生成する。図３においては、信号生成部１５は、２つの制御波形を生成する例を示している。
　図４は、複数の切削孔１００の配置の一例、および、当該複数の切削孔１００を切削するために信号生成部１５が生成する制御波形の一例を示す図である。以下では、図４に示すように、複数の切削孔１００が、切削方向（紙面縦方向）および切削方向と直交する方向（紙面横方向）とに並んで配置され、切削方向に配置された切削孔１００同士が一部で重複している場合を例として説明する。なお、図４においては、切削方向に隣り合う切削孔１００同士が一部で重複する例を示しているが、切削方向に並ぶ２以上の切削孔１００が重複してもよい。
　信号生成部１５は、切削方向に並ぶ複数の切削孔１００（切削孔１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ）のうち、互いに重複しない切削孔１００のグループごとに、当該グループを構成する切削孔１００に対応する階調信号に基づき制御波形を生成する。図４に示す例では、信号生成部１５は、切削孔１００Ａおよび切削孔１００Ａと重複しない切削孔１００Ｃに対応する階調信号に基づき、切削刃１２の移動パターンを示す第１の制御波形を生成する。また、信号生成部１５は、切削孔１００Ｂおよび切削孔１００Ｄに対応する階調信号に基づき、切削刃１２の移動パターンを示す第２の制御波形を生成する。
　このように、信号生成部１５は、互いに重複する切削孔１００を連続して切削することがないように、図４に示す例では、切削方向に並ぶ切削孔１００を１個飛ばしで切削するような複数の制御波形を生成する。なお、図４においては、切削方向に並ぶ切削孔１００を１個飛ばしで切削するような制御波形を信号生成部１５が生成する例を示しているが、これに限られるものではい。例えば、信号生成部１５は、切削方向に並ぶ２以上の切削孔１００が重複する場合、その重複する数だけ切削孔１００を飛ばした制御波形を生成する。
　図１を再び参照すると、信号生成部１５は、生成した階調信号および制御波形を制御部１６に出力する。
　制御部１６は、信号生成部１５により生成された制御波形に従い、切削刃１２をロール１の径方向に往復移動させてロール１を切削する。具体的には、制御部１６は、制御波形に基づき、ＰＺＴステージ１３を駆動する駆動信号を生成し、増幅部１７に出力する。増幅部１７により駆動信号が増幅され、増幅された駆動信号によりＰＺＴステージ１３が駆動される。また、制御部１６は、階調信号に従い、信号生成部１５により決定された切削箇所を、ロール１の径方向に往復移動する切削刃１２により１または複数回切削する切削工程が行われるように、切削工具用ステージ１４をロール１の径方向および軸方向に移動させる。こうすることで、往復移動する切削刃１２により、階調信号に応じた所定の切削箇所が所定の深さでロール１が切削される。上述したように、本実施形態においては、ロータリーエンコーダ１１ａから出力された信号に基づき切削箇所を決定しているため、描画対象に応じて任意の切削箇所を任意の深さでより高精度に切削することができる。
　図４を参照して説明したように、本実施形態においては、信号生成部１５からは複数の制御波形（図４の例では、第１の制御波形および第２の制御波形）が出力される。制御部１６は、複数の制御波形のうち、一の制御波形に従い切削刃１２を移動させ、ロール１を所定の深さで切削する。次に、制御部１６は、別の制御波形に従い、切削刃１２を移動させ、ロール１を所定の深さで切削する。制御部１６は、各切削孔１００が対応する階調信号に示される深さに達するまで切削を繰り返す。すなわち、制御部１６は、グループごとに生成された複数の制御波形それぞれに従い切削刃１２を移動させて、金型用母材を所定の深さで切削する。そして、制御部１６は、複数の制御波形それぞれに従ったロール１の切削を、切削方向に並ぶ複数の切削孔１００それぞれに対応する階調信号に示される深さに達するまで繰り返す。
　したがって、図４に示す例では、制御部１６は、第１の制御波形に従い切削刃１２を移動させて、図５に示すように、ロール１（金型用母材）に切削孔１００Ａおよび切削孔１００Ｃを所定の深さで切削する。その後、信号生成部１５は、第２の制御波形に従い切削刃１２を移動させて、図５に示すように、ロール１（金型用母材）に切削孔１００Ｂおよび切削孔１００Ｄを所定の深さで切削する。制御部１６は、第１の制御波形および第２の制御波形に従った切削を、切削方向に並ぶ複数の切削孔１００（切削孔１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ）がそれぞれ対応する階調信号に示される深さに達するまで繰り返す。
　次に、本実施形態に係る金型製造装置１０の動作について説明する。図６は、本実施形態に係る金型製造装置１０の動作の一例を示すフローチャートであり、金型製造装置１０による金型製造方法について説明するための図である。
　信号生成部１５は、金型用母材（ロール１）への描画対象を構成する複数の切削孔１００それぞれに対応して、当該切削孔１００の配置および深さを示す階調信号を生成する（ステップＳ１）。
　次に、信号生成部１５は、切削孔１００に対応する階調信号に基づき、当該切削孔１００の切削箇所で切削刃１２を往復移動させる切削刃１２の移動パターンを示す制御波形を生成する（ステップＳ２）。ここで、信号生成部１５は、一方向に並ぶ複数の切削孔１００のうち、互いに重複しない切削孔１００のグループごとに、当該グループを構成する切削孔１００に対応する階調信号に基づき制御波形を生成する。図４に示す例では、信号生成部１５は、切削孔１００Ａおよび切削孔１００Ｃに対応する階調信号に基づき、切削刃１２の移動パターンを示す第１の制御波形を生成する。また、信号生成部１５は、切削孔１００Ｂおよび切削孔１００Ｄに対応する階調信号に基づき、切削刃１２の移動パターンを示す第２の制御波形を生成する。
　制御部１６は、制御波形に従い、切削刃１２を移動させ、金型用母材（ロール１）を切削する（ステップＳ３）。ここで、制御部１６は、グループごとに生成された複数の制御波形それぞれに従い切削刃１２を移動させて、金型用母材（ロール１）を所定の深さで切削する。図４に示す例では、制御部１６は、第１の制御波形に従い切削刃１２を移動させて、切削孔１００Ａおよび切削孔１００Ｃに対応する位置を所定の深さで切削する。その後、制御部１６は、第２の制御波形に従い切削刃１２を移動させて、切削孔１００Ｂおよび切削孔１００Ｄに対応する位置を所定の深さで切削する。
　図７Ａは、図１３Ｂに示すように、互いに重複する切削孔を連続して切削した場合の制御波形、および、当該制御波形に従い切削した場合に金型用母材に生じる振動を示す図である。また、図７Ｂは、本実施形態のように、互いに重複する切削孔が連続して切削されないように切削した場合の制御波形、および、当該制御波形に従い切削した場合に金型用母材に生じる振動を示す図である。また、図７Ｃは、図７Ａに示す制御波形に従い切削した金型用母材の表面をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）により撮影した図である。また、図７Ｄは、図７Ｂに示す制御波形に従い切削した金型用母材の表面をＳＥＭにより撮影した図である。図７Ａ，７Ｂでは、制御波形が三角波形状である、すなわち、断面視において三角形状の切削孔を切削した場合を示している。
　図７Ａ，７Ｂに示すように、互いに重複する切削孔を連続的に切削する場合、互いに重複する切削孔を連続的に切削しない場合と比べて、金型用母材に低振幅で短周期の細かな振動が発生した。このような細かな振動が生じると、ＦＴＳの追従性が悪くなる。その結果、図７Ｃに示すように、図７Ａに示す制御波形に従い切削した金型用母材においては、金型用母材の表面に縞状の形状異常が観察された。一方、本実施形態では、図７Ｂに示すように、細かな振動の発生が抑制されるため、形状異常の発生を抑制し、切削方向に並ぶ切削孔１００同士が一部で重複する複数の切削孔１００をより高精度に金型用母材に切削した金型を製造することができる。従って、図７Ｄに示すように、図７Ｂに示す制御波形に従い切削した金型用母材においては、金型用母材の表面に、図７Ｃに示すような形状異常は観察されなかった。
　図８は、本実施形態に係る金型製造装置１０の動作の具体例を示すフローチャートである。
　まず、回転装置１１にロール１が載置される（ステップＳ１０１）。
　次に、ロール１に対して、ロール１の表面のめっき層を平坦化する平面加工が行われる（ステップＳ１０２）。
　次に、切削工具用ステージ１４にＰＺＴステージ１３がセッティングされる（ステップＳ１０３）。
　次に、ＰＺＴステージ１３に切削刃１２がセッティングされる（ステップＳ１０４）。
　次に、信号生成部１５により制御波形が生成される（Ｓ１０５）。上述したように、制御波形は、一部が互いに重複する複数の切削孔１００が連続して切削されることがないように、複数の制御波形を生成する。
　次に、回転装置１１の回転速度が設定され（ステップＳ１０６）、回転装置１１が、設定された回転速度でロール１の回転を開始させる（ステップＳ１０７）。
　次に、切削工具用ステージ１４の位置が、送り軸方向のスタート位置と切込軸方向のスタート位置とに設定され（ステップＳ１０８、Ｓ１０９）、切削工具用ステージ１４は、駆動を開始する（ステップＳ１１０）。
　信号生成部１５により生成された階調信号に従い、切削工具用ステージ１４が移動するとともに、信号生成部１５により生成された制御波形に従い、切削刃１２がロール１の径方向に往復移動することで、ロール１が切削される（ステップＳ１１１）。制御波形に従ったロール１の切削の詳細については後述する。
　切削工具用ステージ１４が送り軸方向の終了位置まで移動すると、切削が完了する（ステップＳ１１２）。
　切削刃１２に摩耗が生じ、切削刃１２を交換する必要が有る場合、切削刃１２の交換（ステップＳ１１３）および切削刃１２の位置決め（ステップＳ１１４）が行われ、その後、ステップＳ１０８からステップＳ１１４の処理が繰り返される。
　図９は、制御波形に従ったロール１の切削の詳細を示すフローチャートである。図９においては、図４に示す、第１の制御波形および第２の制御波形に従いロール１を切削する場合を例として説明する。
　本実施形態においては、階調信号に示される深さまで切削孔１００を切削する際に、複数回に分けて切削する。したがって、１回の切削での切削深さは、階調信号に示される切削孔１００の深さよりも小さい。金型用母材を一度に大きく切削すると、バリと呼ばれる突起が生じることがある。本実施形態のように、複数回に分けて切削孔１００を切削することで、一回当たりの切削深さは小さくなり、バリの発生を抑制することができる。
　まず、制御部１６は、第１の制御波形に従い切削刃１２を移動させて、金型用母材を所定の深さで切削する（ステップＳ２０１）。金型用母材を切削する深さは、階調信号に示される切削孔１００（切削孔１００Ａおよび切削孔１００Ｃ）の深さよりも小さい。
　送り軸方向に切削の終了位置まで切削が完了すると、制御部１６は、切削刃１２を切り込み軸方向および送り軸方向のスタート位置に切削刃を戻す（ステップＳ２０２）。
　次に、制御部１６は、第２の制御波形に従い切削刃１２を移動させて、金型用母材を所定の深さで切削する（ステップＳ２０３）。金型用母材を切削する深さは、階調信号に示される切削孔１００（切削孔１００Ｂおよび切削孔１００Ｄ）の深さよりも小さい。
　送り軸方向に切削の終了位置まで切削が完了すると、制御部１６は、切削刃１２を切り込み軸方向および送り軸方向のスタート位置に切削刃を戻し（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０１の処理に戻る。制御部１６は、ステップＳ２０１からステップＳ２０４の処理を、複数の切削孔１００（切削孔１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ）の深さが階調信号に示される深さになるまで繰り返す。このように、制御部１６は、第１の制御波形に従った金型用母材の切削と、第２の制御波形に従った金型用母材の切削とを、複数の切削孔１００それぞれの深さが、対応する階調信号に示される深さに達するまで繰り返す。こうすることで、一回当たりに切削する深さを小さくし、バリの発生を抑制することができる。
　このように本実施形態に係る金型製造方法は、金型用母材（ロール１）への描画対象を構成する複数の切削孔１００それぞれに対応して、当該切削孔１００の配置および深さを示す階調信号を生成する信号生成ステップ（ステップＳ１）と、切削孔１００に対応する階調信号に基づき、切削孔１００の切削箇所で切削刃１２を往復移動させる切削刃１２の移動パターンを示す制御波形を生成する制御波形生成ステップ（ステップＳ２）と、制御波形に従い、切削刃１２を移動させ、金型用母材を切削する切削ステップ（ステップＳ３）と、を含む。制御波形生成ステップでは、一方向（切削方向）に並ぶ複数の切削孔１００のうち、互いに重複しない切削孔１００のグループごとに、当該グループを構成する切削孔１００に対応する階調信号に基づき制御波形を生成する。切削ステップでは、グループごとに生成された複数の制御波形それぞれに従い切削刃１２を移動させて、金型用母材を所定の深さで切削する。
　また、本実施形態に係る金型製造装置１０は、金型用母材（ロール１）に対して垂直方向に往復移動可能であるとともに、金型用母材の切削面に沿った、少なくとも一方向に相対的に移動可能な切削刃１２と、金型用母材への描画対象を構成する複数の切削孔１００それぞれに対応して、当該切削孔１００の配置および深さを示す階調信号を生成し、切削孔１００に対応する階調信号に基づき、切削孔１００の切削箇所で切削刃１２を往復移動させる切削刃１２の移動パターンを示す制御波形を生成する信号生成部１５と、制御波形に従い、切削刃１２を移動させ、金型用母材を切削する制御部１６と、を備える。信号生成部１５は、一方向に並ぶ複数の切削孔１００のうち、互いに重複しない切削孔１００のグループごとに、当該グループを構成する切削孔１００に対応する階調信号に基づき制御波形を生成する。制御部１６は、グループごとに生成された複数の制御波形それぞれに従い切削刃１２を移動させて、金型用母材を所定の深さで切削する。
　互いに重複しない切削孔１００のグループごとに生成した制御波形に従い切削することで、互いに重複する切削孔１００を連続的に切削する場合と比べて、金型用母材に細かな振動が発生することを抑制することができる。その結果。本開示に係る金型製造方法および金型製造装置１０によれば、形状異常の発生を抑制し、切削方向に並ぶ切削孔１００同士が一部で重複する複数の切削孔１００をより高精度に金型用母材に切削した金型を製造することができる。
　次に、実施例および比較例を挙げて本開示をより具体的に説明するが、本開示は下記実施例に制限されるものではない。
　（実施例１）
　ＳＵＳ３０４の表面に銅めっきを施したロールを用意した。ロールの直径は１３０ｍｍであり、ロールの長さは２５０ｍｍであった。
　次に、用意したロールを本実施形態に係る金型製造装置に載置し、ロール表面の銅メッキ層に平面加工を行った。平面加工後のロールを切削して、切削孔を形成した。切削刃としては、先端の半径が０．０２ｍｍであり、正面から見て円形状のダイヤモンドチップからなる切削刃を用いた。
　本実施例では、周方向の曲率が３０μｍ、幅方向の曲率が２０μｍである切削孔を、図１０Ａに示すように、周方向には４８μｍピッチで、幅方向には２４μｍピッチで正方配列した。切削孔の深さは、７．５μｍとし、切削深さが３μｍの切削を１回、切削深さが１μｍの切削を４回、および、切削深さが０．５μｍの切削を１回行った。制御波形は、ロールの周方向の切削軌跡の曲率半径が３０μｍとなり、１個飛ばしで切削孔の切削が行われる波形とした。ロールの回転数は２ｍｉｎ－１とした。
　（実施例２）
　本実施例では、周方向の曲率が１００μｍ、幅方向の曲率が２０μｍである切削孔を、図１０Ｂに示すように、周方向には３０μｍピッチで、幅方向には２０μｍピッチで正方配列した。切削孔の深さは、４．５μｍとし、切削深さが３μｍの切削を１回、切削深さが１μｍの切削を１回、および、切削深さが０．５μｍの切削を１回行った。制御波形は、２個飛ばしで切削孔の切削が行われるような波形とした。ロールの回転数は２．５ｍｉｎ－１とした。その他の条件は実施例１と同じとした。
　（実施例３）
　本実施例では、周方向の曲率が１８０μｍ、幅方向の曲率が２０μｍである切削孔を、図１０Ｃに示すように、周方向には３０μｍピッチで、幅方向には２０μｍピッチで正方配列した。切削孔の深さは、８μｍとし、切削深さが３μｍの切削を１回、切削深さが２．５μｍの切削を１回、切削深さが１μｍの切削を２回、および、切削深さが０．５μｍの切削を１回行った。制御波形は、３個飛ばしで切削孔の切削が行われるような波形とした。ロールの回転数は４ｍｉｎ－１とした。その他の条件は実施例１と同じとした。
（比較例１）
　比較例１では、制御波形は、隣り合う切削孔の切削が連続して行われるような波形とした。その他の条件は実施例１と同じとした。
　次に、実施例１－３および比較例１に係るロール金型を用いて、マイクロレンズアレイを製造した。マイクロレンズアレイは、以下のように製造した。すなわち、ＰＥＴ（Polyethyleneterephthalate）からなる基材上に、未硬化のアクリル系ＵＶ硬化樹脂を滴下して、硬化性樹脂層を形成した。次に、形成した硬化性樹脂層に製造したロール金型を押し付け、この状態で硬化性樹脂層にＵＶ光を照射して、硬化性樹脂層を硬化させた。硬化性樹脂層の硬化後、ロール金型から硬化した硬化性樹脂層を剥離して、マイクロレンズアレイを製造した。
　次に、実施例１－３に係るロール金型および比較例１に係るロール金型の表面をマイクロスコープにより観察した。また、これらのロール金型を用いて製造したマイクレンズアレイの表面を、ＳＥＭにより観察した。
　図１１Ａは、実施例１に係るロール金型の表面をマイクロスコープにより撮像した図である。図１１Ｂは、実施例２に係るロール金型の表面をマイクロスコープにより撮像した図である。図１１Ｃは、実施例１に係るロール金型の表面をマイクロスコープにより撮像した図である。図１１Ｄは、比較例１に係るロール金型の表面をマイクロスコープにより撮像した図である。
　図１２Ａは、実施例１に係るロール金型を用いて製造されたマイクロレンズアレイの表面をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）により撮影した図である。図１２Ｂは、実施例２に係るロール金型を用いて製造されたマイクロレンズアレイの表面をＳＥＭにより撮影した図である。図１２Ｃは、実施例３に係るロール金型を用いて製造されたマイクロレンズアレイの表面をＳＥＭにより撮影した図である。図１２Ｄは、比較例１に係るロール金型を用いて製造されたマイクロレンズアレイの表面をＳＥＭにより撮影した図である。
　図１１Ａ－１１Ｃに示すように、実施例１－３に係るロール金型においては、形状異常は観察されなかった。その結果、図１２Ａ～図１２Ｃに示すように、実施例１－３に係るロール金型を用いて製造されたマイクロレンズアレイにおいても形状異常は観察されなかった。
　一方、図１１Ｄに示すように、比較例１に係るロール金型においては、隣り合う切削孔の境界付近で、形状異常が観察された。その結果、図１２Ｄに示すように、比較例１に係るロール金型を用いて製造されたマイクロレンズアレイにおいても形状異常が観察された。
　信号生成部１５および制御部１６は、例えば、メモリおよびプロセッサを備えるコンピュータにより構成される。信号生成部１５および制御部１６がコンピュータにより構成される場合、信号生成部１５および制御部１６は、メモリに記憶された本実施形態に係るプログラムをプロセッサが読み出して実行することで実現される。
　また、信号生成部１５および制御部１６の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムは、コンピュータが読取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。このような記録媒体を用いれば、プログラムをコンピュータにインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録された記録媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ－ＲＯＭあるいはＤＶＤ－ＲＯＭなどの記録媒体であってもよい。
　本開示は、上述した各実施形態で特定された構成に限定されず、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、各構成部などに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部などを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
　１０　　金型製造装置
　１１　　回転装置
　１１ａ　　ロータリーエンコーダ
　１２　　切削刃
　１３　　ＰＺＴステージ
　１４　　切削工具用ステージ
　１５　　信号生成部
　１６　　制御部
　１７　　増幅部

Claims (5)

  1. 　金型用母材に対して垂直方向に往復移動可能であるとともに、前記金型用母材の切削面に沿った、少なくとも一方向に相対的に移動可能な切削刃を備えた金型製造装置による金型製造方法であって、
    　前記金型用母材への描画対象を構成する複数の切削孔それぞれに対応して、当該切削孔の配置および深さを示す階調信号を生成する信号生成ステップと、
    　前記切削孔に対応する階調信号に基づき、前記切削孔の切削箇所で前記切削刃を往復移動させる前記切削刃の移動パターンを示す制御波形を生成する制御波形生成ステップと、
    　前記制御波形に従い、前記切削刃を移動させ、前記金型用母材を切削する切削ステップと、を含み、
    　前記一方向に並ぶ複数の切削孔それぞれが、１以上の他の切削孔と一部が重複するように配置され、
    　前記制御波形生成ステップでは、前記一方向に並ぶ複数の切削孔のうち、互いに重複しない切削孔のグループごとに、当該グループを構成する切削孔に対応する階調信号に基づき制御波形を生成し、
    　前記切削ステップでは、前記グループごとに生成された複数の制御波形それぞれに従い前記切削刃を移動させて、前記金型用母材を所定の深さで切削する、金型製造方法。
  2. 　請求項１に記載の金型製造方法において、
    　前記切削ステップでは、前記複数の制御波形それぞれに従った前記金型用母材の切削を、前記一方向に並ぶ複数の切削孔それぞれに対応する階調信号に示される深さに達するまで繰り返す、金型製造方法。
  3. 　請求項１に記載の金型製造方法において、
    　前記金型用母材は、円柱形状または円筒形状であり、円周方向に回転可能に保持される、金型製造方法。
  4. 　請求項１に記載の金型製造方法において、
    　前記切削孔は、球面形状、非球面形状または略矩形形状を有する、金型製造方法。
  5. 　金型用母材に対して垂直方向に往復移動可能であるとともに、前記金型用母材の切削面に沿った、少なくとも一方向に相対的に移動可能な切削刃と、
    　前記金型用母材への描画対象を構成する複数の切削孔それぞれに対応して、当該切削孔の配置および深さを示す階調信号を生成し、前記切削孔に対応する階調信号に基づき、前記切削孔の切削箇所で前記切削刃を往復移動させる前記切削刃の移動パターンを示す制御波形を生成する信号生成部と、
    　前記制御波形に従い、前記切削刃を移動させ、前記金型用母材を切削する制御部と、を備え、
    　前記信号生成部は、前記一方向に並ぶ複数の切削孔のうち、互いに重複しない切削孔のグループごとに、当該グループを構成する切削孔に対応する階調信号に基づき制御波形を生成し、
    　前記制御部は、前記グループごとに生成された複数の制御波形それぞれに従い前記切削刃を移動させて、前記金型用母材を所定の深さで切削する、金型製造装置。
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