JP7132456B1 - 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
- JP7132456B1 JP7132456B1 JP2022111791A JP2022111791A JP7132456B1 JP 7132456 B1 JP7132456 B1 JP 7132456B1 JP 2022111791 A JP2022111791 A JP 2022111791A JP 2022111791 A JP2022111791 A JP 2022111791A JP 7132456 B1 JP7132456 B1 JP 7132456B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- axis direction
- master
- action
- displacement
- 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
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 125
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 54
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 95
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 86
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 52
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 194
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 49
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 11
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 10
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000737 Duralumin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018104 Ni-P Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018536 Ni—P Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- OFNHPGDEEMZPFG-UHFFFAOYSA-N phosphanylidynenickel Chemical compound [P].[Ni] OFNHPGDEEMZPFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
Description
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、
x軸方向が前記第1の工具及び前記第2の工具の切込み方向であり、z軸方向が前記第1の工具及び前記第2の工具の配列方向であり、y軸方向が前記x軸方向及び前記z軸方向に対して垂直な方向であり、A軸方向が前記x軸方向を中心とする前記第2の工具の回転方向であり、B軸方向が前記y軸方向を中心とする前記第2の工具の回転方向であり、C軸方向が前記z軸方向を中心とする前記第2の工具の回転方向であるとき、
前記工具調整部は、前記A軸方向、前記B軸方向又は前記C軸方向のうち少なくとも1つの方向の前記第2の工具の回転位置を調整可能であり、
前記制御部は、
前記工具調整部を制御することで、前記A軸方向、前記B軸方向又は前記C軸方向のうち少なくとも1つの方向の前記第2の工具の回転位置を調整することによって、前記相対距離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、
x軸方向が前記第1の工具及び前記第2の工具の切込み方向であり、z軸方向が前記第1の工具及び前記第2の工具の配列方向であり、y軸方向が前記x軸方向及び前記z軸方向に対して垂直な方向であり、A軸方向が前記x軸方向を中心とする前記第2の工具の回転方向であり、B軸方向が前記y軸方向を中心とする前記第2の工具の回転方向であり、C軸方向が前記z軸方向を中心とする前記第2の工具の回転方向であるとき、
前記工具調整部は、前記A軸方向、前記B軸方向又は前記C軸方向のうち少なくとも1つの方向の前記第2の工具の回転位置を調整可能であり、
前記制御部は、
前記工具調整部を制御することで、前記A軸方向、前記B軸方向又は前記C軸方向のうち少なくとも1つの方向の前記第2の工具の回転位置を調整することによって、前記相対距離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 (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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 |
Applications Claiming Priority (2)
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 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022017782A Division 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 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP7132456B1 true JP7132456B1 (ja) | 2022-09-06 |
JP2022136125A JP2022136125A (ja) | 2022-09-15 |
Family
ID=87654616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022111791A Active 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 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7132456B1 (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2954570A (en) | 1957-10-07 | 1960-10-04 | Couch Ace | Holder for plural thread chasing tools including tool clamping block with lubrication passageway |
JP2005537944A (ja) | 2002-09-10 | 2005-12-15 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 微細複製工具を作製するためのマルチダイヤモンド切削工具組立体 |
CN101722316A (zh) | 2008-11-03 | 2010-06-09 | 奇美电子股份有限公司 | 滚轮微沟槽的加工装置与加工方法 |
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 |
CN105149622A (zh) | 2015-06-23 | 2015-12-16 | 北京一川创业数控设备有限责任公司 | 一种数控车床粗精车刀座调整机构 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
-
2022
- 2022-07-12 JP JP2022111791A patent/JP7132456B1/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2954570A (en) | 1957-10-07 | 1960-10-04 | Couch Ace | Holder for plural thread chasing tools including tool clamping block with lubrication passageway |
JP2005537944A (ja) | 2002-09-10 | 2005-12-15 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 微細複製工具を作製するためのマルチダイヤモンド切削工具組立体 |
CN101722316A (zh) | 2008-11-03 | 2010-06-09 | 奇美电子股份有限公司 | 滚轮微沟槽的加工装置与加工方法 |
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 |
CN105149622A (zh) | 2015-06-23 | 2015-12-16 | 北京一川创业数控设备有限责任公司 | 一种数控车床粗精车刀座调整机构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022136125A (ja) | 2022-09-15 |
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 | |
JP2008509012A (ja) | 眼科用レンズのラスタ切削技術 | |
KR20080057293A (ko) | 랜드 형상체 생성을 위한 절반의 피치 간격의 다이아몬드절삭 팁들을 포함하는 절삭 공구 조립체 | |
US8806995B2 (en) | High-precision micro/nano-scale machining system | |
JP2006239813A (ja) | 小型多軸複合加工機および加工方法 | |
JP7337524B2 (ja) | 微細加工装置、微細加工方法、転写型、及び転写物 | |
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 | |
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 | |
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 | |
CN102059597B (zh) | 一种硬齿面插齿刀负倒棱的加工方法 | |
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 | |
JP2003039282A (ja) | 自由曲面加工装置および自由曲面加工方法 | |
JP4328729B2 (ja) | 微細形状を有する被加工物の加工方法 | |
CN113601257B (zh) | 一种基于变距式飞刀切削的微结构阵列加工装置及方法 | |
JP2003311527A (ja) | 凹凸形状の切削加工方法及び切削加工装置 | |
JP2003251552A (ja) | 加工方法、光学素子及び金型の製造方法、光学素子及び光学装置 | |
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 | |
RU2822491C1 (ru) | Способ обработки плоских и криволинейных поверхностей штамповой оснастки с коррекцией износа инструмента и станочных погрешностей | |
JP2001162426A (ja) | 曲面切削装置及び曲面切削方法 | |
CN114952425B (zh) | 直线刃对非球面加工方法 | |
JP2005014028A (ja) | ビーム照射による3次元加工装置および加工方法 | |
JP6846068B2 (ja) | 機械加工方法および機械加工装置 | |
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: 20220712 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20220712 |
|
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: 20220816 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220825 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7132456 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |