JPH07251328A - 微小構造物加工装置 - Google Patents
微小構造物加工装置Info
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- JPH07251328A JPH07251328A JP7004994A JP7004994A JPH07251328A JP H07251328 A JPH07251328 A JP H07251328A JP 7004994 A JP7004994 A JP 7004994A JP 7004994 A JP7004994 A JP 7004994A JP H07251328 A JPH07251328 A JP H07251328A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被加工物の材質を選ぶこと無く高精度な加工
を施すことができる微小構造物加工装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 被加工物９を加工するための加工ツール１
と、この加工ツール１を支持し且つ微小に振動させる振
動部２と、前記加工ツール１から前記被加工物９に働く
荷重を検出するための荷重検出部３と、この荷重検出部
３の検出値が常時一定の荷重となるよう前記加工ツール
１を荷重方向に微動させる微動機構部４と、前記被加工
物９に対する加工点を移動させるための加工ツールステ
ージ５と、前記被加工物９を支持するサンプルステージ
６と、ステージ制御部７とを備える。
を施すことができる微小構造物加工装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 被加工物９を加工するための加工ツール１
と、この加工ツール１を支持し且つ微小に振動させる振
動部２と、前記加工ツール１から前記被加工物９に働く
荷重を検出するための荷重検出部３と、この荷重検出部
３の検出値が常時一定の荷重となるよう前記加工ツール
１を荷重方向に微動させる微動機構部４と、前記被加工
物９に対する加工点を移動させるための加工ツールステ
ージ５と、前記被加工物９を支持するサンプルステージ
６と、ステージ制御部７とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微小金型などの微小な
構造物を加工するための加工装置に関するものである。
構造物を加工するための加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、マイクロマシンに代表される微小
な構造物の形状を創成する加工装置の研究が注目されて
いる。一例としては、リソグラフィやエッチングに代表
される半導体製造プロセスがあるが、加工に際してはマ
スクを必要とする上に３次元的な形状を形成することは
困難である。
な構造物の形状を創成する加工装置の研究が注目されて
いる。一例としては、リソグラフィやエッチングに代表
される半導体製造プロセスがあるが、加工に際してはマ
スクを必要とする上に３次元的な形状を形成することは
困難である。
【０００３】これに対して、マスクを用いない加工法と
して特公平４−４１１２０に記載されている微細放電加
工方法が提案されている。これを図１０により説明する
と、１０１は加工ワークであって、Ｓｉ等の半導体セラ
ミック若しくはＳｉＣ，Ｓｉ 4 Ｎ4 ，ＺｒＢ2 等の導電
性セラミック材からなり、加工槽内の絶縁液（図示せ
ず）に浸漬されている。１０２は加工ワーク１０１の両
面に形成された金属薄膜であって、スパッタリング，蒸
着，メッキ等によりコーティングされており、放電加工
によるカケ，チッピングから保護するためのものであ
る。１０３は棒状の加工電極であって、回転手段１０４
によって矢印Ｘ方向に回転され、駆動手段１０５によっ
て矢印Ｚ方向に送り込まれる。１０６は加工ワーク１０
１と加工電極１０３に接続された微細放電回路であり、
放電エネルギーを供給する電源１０７と放電エネルギー
の大きさを設定するコンデンサ１０８とで構成されてい
る。
して特公平４−４１１２０に記載されている微細放電加
工方法が提案されている。これを図１０により説明する
と、１０１は加工ワークであって、Ｓｉ等の半導体セラ
ミック若しくはＳｉＣ，Ｓｉ 4 Ｎ4 ，ＺｒＢ2 等の導電
性セラミック材からなり、加工槽内の絶縁液（図示せ
ず）に浸漬されている。１０２は加工ワーク１０１の両
面に形成された金属薄膜であって、スパッタリング，蒸
着，メッキ等によりコーティングされており、放電加工
によるカケ，チッピングから保護するためのものであ
る。１０３は棒状の加工電極であって、回転手段１０４
によって矢印Ｘ方向に回転され、駆動手段１０５によっ
て矢印Ｚ方向に送り込まれる。１０６は加工ワーク１０
１と加工電極１０３に接続された微細放電回路であり、
放電エネルギーを供給する電源１０７と放電エネルギー
の大きさを設定するコンデンサ１０８とで構成されてい
る。
【０００４】この従来装置では、加工ワーク１０１を絶
縁液中で固定し、加工電極１０３をＸ方向に回転させつ
つ電源１０７から放電加工エネルギーを供給する。そし
て、加工電極１０３をＺ方向に送りつつ、加工ワーク１
０１（及び導電性物質薄膜１０２）と加工電極１０３と
のギャップを制御して放電させ、加工ワーク１０１と導
電性物質薄膜１０２とを同時かつ一体的に順次所定の形
状に放電加工する。そして、加工完了後、導電性物質薄
膜１０２を除去する。これにより加工ワーク１０１がセ
ラミック系の材質であってもカケ，チッピングを発生さ
せずに加工することができる。
縁液中で固定し、加工電極１０３をＸ方向に回転させつ
つ電源１０７から放電加工エネルギーを供給する。そし
て、加工電極１０３をＺ方向に送りつつ、加工ワーク１
０１（及び導電性物質薄膜１０２）と加工電極１０３と
のギャップを制御して放電させ、加工ワーク１０１と導
電性物質薄膜１０２とを同時かつ一体的に順次所定の形
状に放電加工する。そして、加工完了後、導電性物質薄
膜１０２を除去する。これにより加工ワーク１０１がセ
ラミック系の材質であってもカケ，チッピングを発生さ
せずに加工することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の従来
の装置では、放電現象を用いるため、被加工物が導電性
材料に限定されるという問題点があった。また、加工電
極からの放電エネルギーが加工物に衝突する際に、被加
工物に放電痕を残してしまい、高精度な仕上げ面を得る
のに限界があるという問題点もあった。
の装置では、放電現象を用いるため、被加工物が導電性
材料に限定されるという問題点があった。また、加工電
極からの放電エネルギーが加工物に衝突する際に、被加
工物に放電痕を残してしまい、高精度な仕上げ面を得る
のに限界があるという問題点もあった。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、被加工物の材質を選ぶこと無く高精度な加工を施す
ことができる微小構造物加工装置を提供することを目的
とする。
で、被加工物の材質を選ぶこと無く高精度な加工を施す
ことができる微小構造物加工装置を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の構成を図１〜２
に記した符号を参照して説明する。
に記した符号を参照して説明する。
【０００８】本発明のうち請求項１に記載した微小構造
物加工装置では、被加工物９を加工するための加工ツー
ル１と、この加工ツール１を支持し且つ微小に振動させ
る振動部２と、前記加工ツール１から前記被加工物９に
働く荷重を検出するための荷重検出部３と、この荷重検
出部３の検出値が常時一定の荷重となるよう前記加工ツ
ール１を荷重方向に微動させる微動機構部４と、前記被
加工物９に対する加工点を移動させるための加工ツール
ステージ５と、前記被加工物９を支持するサンプルステ
ージ６と、ステージ制御部７とを備えることとした。
物加工装置では、被加工物９を加工するための加工ツー
ル１と、この加工ツール１を支持し且つ微小に振動させ
る振動部２と、前記加工ツール１から前記被加工物９に
働く荷重を検出するための荷重検出部３と、この荷重検
出部３の検出値が常時一定の荷重となるよう前記加工ツ
ール１を荷重方向に微動させる微動機構部４と、前記被
加工物９に対する加工点を移動させるための加工ツール
ステージ５と、前記被加工物９を支持するサンプルステ
ージ６と、ステージ制御部７とを備えることとした。
【０００９】また、請求項２に記載した微小構造物加工
装置では、前記微動機構部４の移動量と前記加工ツール
ステージ５および前記サンプルステージ６の移動量とを
取り込んで前記被加工物の加工形状を演算する演算部８
を備えたことを特徴としている。
装置では、前記微動機構部４の移動量と前記加工ツール
ステージ５および前記サンプルステージ６の移動量とを
取り込んで前記被加工物の加工形状を演算する演算部８
を備えたことを特徴としている。
【００１０】さらに、請求項３に記載した微小構造物加
工装置では、前記振動部２はＸＹＺの３方向の振動の複
合モードを持つことを特徴としている。
工装置では、前記振動部２はＸＹＺの３方向の振動の複
合モードを持つことを特徴としている。
【００１１】この場合、加工ツール１の先端形状は三角
柱または多角錘または球状に形成するとよい。また、振
動部２は圧電体を用いて構成するとよい。さらに、荷重
検出部３は弾性体とこの弾性体の変位または歪を検出す
る検出計とから構成するとよい。
柱または多角錘または球状に形成するとよい。また、振
動部２は圧電体を用いて構成するとよい。さらに、荷重
検出部３は弾性体とこの弾性体の変位または歪を検出す
る検出計とから構成するとよい。
【００１２】
【作用】本発明のうち請求項１記載の微小構造物加工装
置では、加工ツール１を被加工物９に一定荷重で押しつ
けながら、振動部２にて振動を与えると、この振幅に相
当する領域において被加工物９に機械的加工が施され
る。このとき、荷重検出部３で被加工物９に与える荷重
を検出し、この検出値をフィードバックして一定荷重と
なるように、微動機構部４にて加工ツール１を荷重方向
に微動させる。このように、与える荷重をコントロール
すると高精度な加工面が得られる。そして、加工ツール
ステージ５とサンプルステージ６とをステージ制御部７
にて制御して、加工ツール１と被加工物９の接触する加
工点を順次移動させることで、被加工物９の所望の領域
に対して加工を施す。
置では、加工ツール１を被加工物９に一定荷重で押しつ
けながら、振動部２にて振動を与えると、この振幅に相
当する領域において被加工物９に機械的加工が施され
る。このとき、荷重検出部３で被加工物９に与える荷重
を検出し、この検出値をフィードバックして一定荷重と
なるように、微動機構部４にて加工ツール１を荷重方向
に微動させる。このように、与える荷重をコントロール
すると高精度な加工面が得られる。そして、加工ツール
ステージ５とサンプルステージ６とをステージ制御部７
にて制御して、加工ツール１と被加工物９の接触する加
工点を順次移動させることで、被加工物９の所望の領域
に対して加工を施す。
【００１３】また、請求項２記載の微小構造物加工装置
では、図２に示す如く、加工ツール１を荷重方向に微動
させる微動機構部４の移動量と加工ツールステージ５及
びサンプルステージ６の移動量とを演算装置８に取り込
んで、加工ツール１の加工点と被加工物９との相対的位
置を知る。これにより、加工した領域の形状を演算によ
り求める。加工形状がわかると、例えば被加工物９の設
計値からのズレを把握できるのでこのズレを修正するこ
とも容易であり、より高精度な加工が可能となる。
では、図２に示す如く、加工ツール１を荷重方向に微動
させる微動機構部４の移動量と加工ツールステージ５及
びサンプルステージ６の移動量とを演算装置８に取り込
んで、加工ツール１の加工点と被加工物９との相対的位
置を知る。これにより、加工した領域の形状を演算によ
り求める。加工形状がわかると、例えば被加工物９の設
計値からのズレを把握できるのでこのズレを修正するこ
とも容易であり、より高精度な加工が可能となる。
【００１４】さらに、請求項３記載の微小構造物加工装
置では、加工ツール１を微小に振動させる振動部２にＸ
ＹＺの３方向の振動の複合モードを持たせると、加工ツ
ール１はＸＹ平面で図３に示す如く円運動の振動をす
る。これにより、被加工物９を加工する。なお、この円
運動にランダムな振動モードを加えると、図４に示すよ
うな不規則な工具軌跡を描かせることができる。これに
より、規則的な工具軌跡の場合に被加工物９の表面に見
られる条痕を軽減することができ、結果として加工領域
の境界である加工段差を小さくし、より高精度な加工が
可能となる。
置では、加工ツール１を微小に振動させる振動部２にＸ
ＹＺの３方向の振動の複合モードを持たせると、加工ツ
ール１はＸＹ平面で図３に示す如く円運動の振動をす
る。これにより、被加工物９を加工する。なお、この円
運動にランダムな振動モードを加えると、図４に示すよ
うな不規則な工具軌跡を描かせることができる。これに
より、規則的な工具軌跡の場合に被加工物９の表面に見
られる条痕を軽減することができ、結果として加工領域
の境界である加工段差を小さくし、より高精度な加工が
可能となる。
【００１５】以下、添付図面を参照して本発明に係る微
小構造物加工装置の実施例を説明する。
小構造物加工装置の実施例を説明する。
【００１６】
【実施例１】まず、本発明の実施例１を説明する。図５
は微小構造物加工装置を示す立面図である。図示の通り
この装置では、被加工物９を加工するための加工ツール
１１と、この加工ツール１１を支持し且つ微小に振動さ
せる振動子１２と、加工ツール１１から被加工物９に働
く荷重を検出するための荷重検出部１３と、荷重検出部
１３の検出値が常時一定の荷重となるよう加工ツール１
１を荷重方向に微動させる微動機構部４と、被加工物９
に対する加工点を移動させるための加工ツールステージ
１５と、被加工物９を支持するサンプルステージ１６
と、ステージ制御部１７とを備えることとした。
は微小構造物加工装置を示す立面図である。図示の通り
この装置では、被加工物９を加工するための加工ツール
１１と、この加工ツール１１を支持し且つ微小に振動さ
せる振動子１２と、加工ツール１１から被加工物９に働
く荷重を検出するための荷重検出部１３と、荷重検出部
１３の検出値が常時一定の荷重となるよう加工ツール１
１を荷重方向に微動させる微動機構部４と、被加工物９
に対する加工点を移動させるための加工ツールステージ
１５と、被加工物９を支持するサンプルステージ１６
と、ステージ制御部１７とを備えることとした。
【００１７】ここで、加工ツール１１の先端部は三角柱
に形成されており、加工ツールホルダー（図示せず）を
介して振動子１２に取付けられている。ここで加工ツー
ル１１を三角柱としたのは、この形状が平面を加工する
のに適しているからであり、被加工物９の形状に応じて
他の形状を選択することもできる。
に形成されており、加工ツールホルダー（図示せず）を
介して振動子１２に取付けられている。ここで加工ツー
ル１１を三角柱としたのは、この形状が平面を加工する
のに適しているからであり、被加工物９の形状に応じて
他の形状を選択することもできる。
【００１８】振動子１２は円筒状に形成された圧電素子
であり、図６に示す如く、外周に４枚の電極１２ａ、内
周に１枚の電極１２ｂが設けられ、両電極間に電圧を加
えることにより、ＸＹＺの３次元方向に微動することが
でき、これにより、振動子としての作用と加工ツール１
１の微動機構としての作用とを行うものである。
であり、図６に示す如く、外周に４枚の電極１２ａ、内
周に１枚の電極１２ｂが設けられ、両電極間に電圧を加
えることにより、ＸＹＺの３次元方向に微動することが
でき、これにより、振動子としての作用と加工ツール１
１の微動機構としての作用とを行うものである。
【００１９】荷重検出部１３は、上下２枚の板バネ１３
ａにより左右一対の支持部材１３ｃを挟持して、下側の
板バネ１３ａの下面に取付けた振動子１２を水平のまま
上下可動に支持する支持構造と、上側の板バネ１３ａの
上面に配設した変位検出のための光センサ１３ｂとから
構成されている。
ａにより左右一対の支持部材１３ｃを挟持して、下側の
板バネ１３ａの下面に取付けた振動子１２を水平のまま
上下可動に支持する支持構造と、上側の板バネ１３ａの
上面に配設した変位検出のための光センサ１３ｂとから
構成されている。
【００２０】加工ツールステージ１５は、上下（Ｚ）方
向に移動自在なステージであって、基台１９ａ上に直立
する支柱１９ｂ側面に取付けられており、前記加工ツー
ル１１，振動子１２，荷重検出部１３を支持している。
向に移動自在なステージであって、基台１９ａ上に直立
する支柱１９ｂ側面に取付けられており、前記加工ツー
ル１１，振動子１２，荷重検出部１３を支持している。
【００２１】サンプルステージ１６は、基台１９ａ上に
水平に取付けられた公知のＸＹステージであって、具体
的にはＸステージ１６ａとＹステージ１６ｂとを組み合
わせてなり、Ｙステージ１６ｂの上面に被加工物９を固
定してＸＹ方向の送りを行うものである。
水平に取付けられた公知のＸＹステージであって、具体
的にはＸステージ１６ａとＹステージ１６ｂとを組み合
わせてなり、Ｙステージ１６ｂの上面に被加工物９を固
定してＸＹ方向の送りを行うものである。
【００２２】次に、上記構成からなる本実施例の微小構
造物加工装置の動作を説明する。振動子１２に支持され
た加工ツール１１を被加工物９に一定量の荷重で押しつ
けて、振動子１２にて一定量の振幅の振動を与えること
により、被加工物９上の前記振幅に相当する領域に対し
て機械的加工を施す。その際、被加工物９に押しつけた
加工ツール１１は被加工物９表面の反力を受け、振動子
１２を支持する荷重検出部１３の板バネ１３ａが撓む。
従って、撓みにともなう移動量を非接触光センサ１３ｂ
により検出すれば、被加工物９に与えた荷重を検出する
ことができる（ここで板バネ１３ａの弾性係数は既知と
する）。
造物加工装置の動作を説明する。振動子１２に支持され
た加工ツール１１を被加工物９に一定量の荷重で押しつ
けて、振動子１２にて一定量の振幅の振動を与えること
により、被加工物９上の前記振幅に相当する領域に対し
て機械的加工を施す。その際、被加工物９に押しつけた
加工ツール１１は被加工物９表面の反力を受け、振動子
１２を支持する荷重検出部１３の板バネ１３ａが撓む。
従って、撓みにともなう移動量を非接触光センサ１３ｂ
により検出すれば、被加工物９に与えた荷重を検出する
ことができる（ここで板バネ１３ａの弾性係数は既知と
する）。
【００２３】荷重検出部１３で被加工物９に与える荷重
を検出し、検出値をフィードバックして、被加工物９に
一定の荷重を与えるべく振動子１２にて加工ツール１１
を荷重方向に微動させることにより、与える荷重をコン
トロールして高精度な加工面を得ることができる。そし
て、加工ツールステージ１５及びサンプルステージ１６
をステージ制御部１７にて制御し、加工ツール１１と被
加工物９の接触する加工点を順次移動させることにより
被加工物９の必要な領域に対して加工を施す。
を検出し、検出値をフィードバックして、被加工物９に
一定の荷重を与えるべく振動子１２にて加工ツール１１
を荷重方向に微動させることにより、与える荷重をコン
トロールして高精度な加工面を得ることができる。そし
て、加工ツールステージ１５及びサンプルステージ１６
をステージ制御部１７にて制御し、加工ツール１１と被
加工物９の接触する加工点を順次移動させることにより
被加工物９の必要な領域に対して加工を施す。
【００２４】さらに、振動子１２により加工ツール１１
を荷重方向に微動させる際の移動量と、加工ツールステ
ージ１５及びサンプルステージ１６の移動量をコンピュ
ータ１８に取り込んで、加工ツール１１の先端と被加工
部９の相対的位置を知ることができるので、加工済みの
領域の形状を演算により求めることができる。加工形状
がわかれば、例えば被加工物９の設計値からのズレ量を
把握できるので、このズレを修正加工することも可能に
なる。
を荷重方向に微動させる際の移動量と、加工ツールステ
ージ１５及びサンプルステージ１６の移動量をコンピュ
ータ１８に取り込んで、加工ツール１１の先端と被加工
部９の相対的位置を知ることができるので、加工済みの
領域の形状を演算により求めることができる。加工形状
がわかれば、例えば被加工物９の設計値からのズレ量を
把握できるので、このズレを修正加工することも可能に
なる。
【００２５】また、加工ツール１１が被加工物９に対し
てＸＹ平面で図３に示すような円運動の振動をするよう
に振動部１２を駆動しても一応加工可能であるが、この
とき、振動部１２の駆動電圧に不規則な変化を与えれ
ば、加工ツール１１は図４に示すような不規則な工具軌
跡を描くので、規則的な工具軌跡の場合に被加工物９の
表面にみられる条痕を軽減することが可能となる。これ
により、加工領域の境界である加工段差を小さくし、よ
り高精度な加工が可能となる。
てＸＹ平面で図３に示すような円運動の振動をするよう
に振動部１２を駆動しても一応加工可能であるが、この
とき、振動部１２の駆動電圧に不規則な変化を与えれ
ば、加工ツール１１は図４に示すような不規則な工具軌
跡を描くので、規則的な工具軌跡の場合に被加工物９の
表面にみられる条痕を軽減することが可能となる。これ
により、加工領域の境界である加工段差を小さくし、よ
り高精度な加工が可能となる。
【００２６】
【実施例２】次に、本発明の実施例２を説明する。図７
は微小構造物加工装置を示す立面図である。本実施例は
前記実施例１と以下の点で異なっている。
は微小構造物加工装置を示す立面図である。本実施例は
前記実施例１と以下の点で異なっている。
【００２７】加工ツール２１は多角錘形状の先端を持
つ。振動子２２は図８に示す如くブロック２１ａの周囲
に４個の圧電素子２１ｂが配設され、ＸＹ方向に振動可
能となっている。荷重検出部２３はコイルバネ２３ａと
静電容量型の非接触センサ２３ｂとから構成される。微
動機構部２４は圧電素子で構成されＺ方向に微動可能に
なっている。加工ツールステージ２５はＺ方向に動くＺ
ステージ２５ａと回転ステージ２５ｂとからなるＺθス
テージとなっている。サンプルステージ２６はＸステー
ジ２６ａとＹステージ２６ｂとで構成されるＸＹステー
ジと、Ｚ方向の軸を回転軸とした回転ステージ２６ｃと
の組み合わせになっている。
つ。振動子２２は図８に示す如くブロック２１ａの周囲
に４個の圧電素子２１ｂが配設され、ＸＹ方向に振動可
能となっている。荷重検出部２３はコイルバネ２３ａと
静電容量型の非接触センサ２３ｂとから構成される。微
動機構部２４は圧電素子で構成されＺ方向に微動可能に
なっている。加工ツールステージ２５はＺ方向に動くＺ
ステージ２５ａと回転ステージ２５ｂとからなるＺθス
テージとなっている。サンプルステージ２６はＸステー
ジ２６ａとＹステージ２６ｂとで構成されるＸＹステー
ジと、Ｚ方向の軸を回転軸とした回転ステージ２６ｃと
の組み合わせになっている。
【００２８】上記構成からなる本実施例では、加工ツー
ル２１を被加工物９に押しつけると受ける反力によりコ
イルバネ２３ａが縮み、この縮み量を非接触センサ２３
ｂにより検出して加工荷重を求める。そして、加工ツー
ル２１と被加工物９との接触する加工点の移動は、加工
ツールステージ２５とサンプルステージ２６との移動を
組み合わせて行われ、これにより被加工物９の加工面が
曲面であっても加工可能になっている。このように、本
実施例は曲面の加工に適している。
ル２１を被加工物９に押しつけると受ける反力によりコ
イルバネ２３ａが縮み、この縮み量を非接触センサ２３
ｂにより検出して加工荷重を求める。そして、加工ツー
ル２１と被加工物９との接触する加工点の移動は、加工
ツールステージ２５とサンプルステージ２６との移動を
組み合わせて行われ、これにより被加工物９の加工面が
曲面であっても加工可能になっている。このように、本
実施例は曲面の加工に適している。
【００２９】
【実施例３】次に、本発明の実施例３を説明する。図９
は微小構造物加工装置を示す立面図である。本実施例は
旋盤に適用した微小構造物加工装置であって、前記実施
例１と以下の点で異なっている。
は微小構造物加工装置を示す立面図である。本実施例は
旋盤に適用した微小構造物加工装置であって、前記実施
例１と以下の点で異なっている。
【００３０】加工ツール３１は微小半径の球状の又は多
角錘形状の先端を持つ。振動子３２は実施例１と同様の
円筒状の圧電素子を用いる。荷重検出部３３は金属ブロ
ック３３ａの側面に歪ゲージ３３ｂを貼着して構成す
る。微動機構部３４は平行板バネ３４ａを圧電素子３４
ｂで押圧することによりＺ方向に微動可能になってい
る。加工ツールステージ３５やサンプルステージ３６は
一般の旋盤と同様である。
角錘形状の先端を持つ。振動子３２は実施例１と同様の
円筒状の圧電素子を用いる。荷重検出部３３は金属ブロ
ック３３ａの側面に歪ゲージ３３ｂを貼着して構成す
る。微動機構部３４は平行板バネ３４ａを圧電素子３４
ｂで押圧することによりＺ方向に微動可能になってい
る。加工ツールステージ３５やサンプルステージ３６は
一般の旋盤と同様である。
【００３１】上記構成からなる本実施例では、加工ツー
ル３１を被加工物９に押しつけると受ける反力により金
属ブロック３３ａが歪み、この歪み量を歪ゲージ３３ｂ
により検出して加工荷重を求める。そして、この荷重が
一定になるように微動機構部３４を制御する。本実施例
は軸対称のサンプルの加工面に適している。
ル３１を被加工物９に押しつけると受ける反力により金
属ブロック３３ａが歪み、この歪み量を歪ゲージ３３ｂ
により検出して加工荷重を求める。そして、この荷重が
一定になるように微動機構部３４を制御する。本実施例
は軸対称のサンプルの加工面に適している。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明の微小構造物
加工装置によれば、微小な先端を持つ加工ツールを用い
て、荷重を制御しながら加工するので、被加工物の材質
を選ぶこと無く高精度な加工が可能となる。
加工装置によれば、微小な先端を持つ加工ツールを用い
て、荷重を制御しながら加工するので、被加工物の材質
を選ぶこと無く高精度な加工が可能となる。
【００３３】そして、請求項２に記載した微小構造物加
工装置では、加工済みの領域の形状を知ることができる
ので、修正加工することも可能になり、より高精度な加
工が可能となる。
工装置では、加工済みの領域の形状を知ることができる
ので、修正加工することも可能になり、より高精度な加
工が可能となる。
【００３４】さらに、請求項３に記載した微小構造物加
工装置では、不規則な工具軌跡を描かせるので、規則的
な工具軌跡の場合に加工面にみられる条痕を軽減するこ
とができ、結果として加工領域の境界である加工段差を
少なくし、より高精度な加工が可能になる。
工装置では、不規則な工具軌跡を描かせるので、規則的
な工具軌跡の場合に加工面にみられる条痕を軽減するこ
とができ、結果として加工領域の境界である加工段差を
少なくし、より高精度な加工が可能になる。
【図１】本発明の請求項１による微小構造物加工装置を
模式的に示す立面図である。
模式的に示す立面図である。
【図２】本発明の請求項２による微小構造物加工装置を
模式的に示す立面図である。
模式的に示す立面図である。
【図３】本発明の請求項１〜２による微小構造物加工装
置の作用を説明する図である。
置の作用を説明する図である。
【図４】本発明の請求項３による微小構造物加工装置の
作用を説明する図である。
作用を説明する図である。
【図５】本発明の実施例１による微小構造物加工装置を
示す立面図である。
示す立面図である。
【図６】実施例１に用いられる振動子を示す図である。
【図７】本発明の実施例２による微小構造物加工装置を
示す立面図である。
示す立面図である。
【図８】実施例２に用いられる振動子を示す図である。
【図９】本発明の実施例３による微小構造物加工装置を
示す立面図である。
示す立面図である。
【図１０】従来技術を説明する図である。
１ 加工ツール ２ 振動部 ３ 荷重検出部 ４ 微動機構部 ５ 加工ツールステージ ６ サンプルステージ ７ ステージ制御部 ８ 演算部 ９ 被加工物
Claims (3)
- 【請求項１】 被加工物を加工するための加工ツール
と、この加工ツールを支持し且つ微小に振動させる振動
部と、前記加工ツールから前記被加工物に働く荷重を検
出するための荷重検出部と、この荷重検出部の検出値が
常時一定の荷重となるよう前記加工ツールを荷重方向に
微動させる微動機構部と、前記被加工物に対する加工点
を移動させるための加工ツールステージと、前記被加工
物を支持するサンプルステージと、ステージ制御部とを
備えた微小構造物加工装置。 - 【請求項２】 前記微動機構部の移動量と前記加工ツー
ルステージおよび前記サンプルステージの移動量とを取
り込んで前記被加工物の加工形状を演算する演算部を備
えたことを特徴とする請求項１記載の微小構造物加工装
置。 - 【請求項３】 前記振動部はＸＹＺの３方向の振動の複
合モードを持つことを特徴とする請求項１又は２記載の
微小構造物加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7004994A JPH07251328A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 微小構造物加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7004994A JPH07251328A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 微小構造物加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07251328A true JPH07251328A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=13420330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7004994A Pending JPH07251328A (ja) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | 微小構造物加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07251328A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007136600A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Hyogo Prefecture | マイクロ加工装置 |
| CN114749992A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-07-15 | 清华大学 | 异形截面微织构槽的加工方法及*** |
-
1994
- 1994-03-15 JP JP7004994A patent/JPH07251328A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007136600A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Hyogo Prefecture | マイクロ加工装置 |
| JP4538653B2 (ja) * | 2005-11-17 | 2010-09-08 | 兵庫県 | マイクロ加工装置 |
| CN114749992A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-07-15 | 清华大学 | 异形截面微织构槽的加工方法及*** |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040302 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |