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研削加工方法 コモンズ 実績あり

国内特許コード P110004596
整理番号 Y98-P142
掲載日 2011年7月21日
出願番号 特願平11-040899
公開番号 特開2000-237942
登録番号 特許第3789672号
出願日 平成11年2月19日(1999.2.19)
公開日 平成12年9月5日(2000.9.5)
登録日 平成18年4月7日(2006.4.7)
発明者
  • 鈴木 浩文
  • 樋口 俊郎
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
発明の名称 研削加工方法 コモンズ 実績あり
発明の概要 ホログラフィー光学素子等に使用されるマイクロフレネルレンズの研削装置及びその方法に関する発明である。特に複数の不連続な曲面で構成される軸対称な非球面形状の不連続部分でもシャープなエッジを精密に研削加工ができることを特徴としている。
その方法の概略は次の通りである。先端が尖った軸対称の円盤状の研削砥石は、軸対称の工作物の回転軸に対して直交している。工作物上で接する研削砥石の回転方向は、工作物の回転方向と平行になるように配置される。研削砥石を工作物の半径方向及び回転軸方向に駆動させて、複数の不連続な曲面で構成される軸対称な非球面形状の部品を研削加工する。
加工する工作物は、ホログラフィー光学素子等に使用されるガラス製のマイクロフレネルレンズである。
従来技術、競合技術の概要
従来、このような分野の技術としては、以下に示すようなものがあった。
(1)山崎雄司、中村和人、橋本洋:フレネルレンズの内蔵LEDの開発,精密工学会誌,59,4(1993)123.
(2)春原正明,梅谷誠,清水義之,白藤芳則:ホログラム非球面レンズを成形-DVD・CD併用可能にした金型技術-,日経メカニカル,458,(1995)40.
(3)山形豊,樋口俊郎,上田勝宣,高島譲,大野元治:精密切削によるブレーズ化された自由曲面回折格子の製作,1996年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集,(1996)533.
(4)森田晋也,山形豊,樋口俊郎:ホログラム光学素子の切削条件に関する研究,1997年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集,(1997)21.
(5)H.Suzuki,S.Kodera,T.Nakasuji,T,Ohta and K.Syoji:Precision Grinding of Aspherical CVD-SiC Molding Die,Int.J.JSPE,32,(1998)25.
(6)鈴木浩文,小寺直,前川茂樹,森田訓子,桜井英一,田中克敏,武田弘,厨川常元,庄司克雄:マイクロ非球面の超精密研削に関する研究-斜軸研削法によるマイクロ非球面の鏡面研削の可能性検証-,精密工学会誌,64,4(1998)541.
近年、ホログラフィー光学素子などのマイクロフレネルレンズのニーズが増大している。このようなフレネルレンズは、その利用目的上多数の不連続な曲面で構成されている微細な型を用いた成形法により量産加工しなければならない。
【0003】
図19は従来のガラス製フレネルレンズの成形工程の一例を示す図である。
【0004】
まず、図19(a)に示すように、下型51と上型52間にガラス材料53をセットし、図19(b)に示すように、ガラス材料53を加熱するとともに、上型52でプレスする。次に、図19(c)に示すように、上型52をアンロードする。なお、54はフレネルレンズである。
【0005】
一方、これまでは型の加工は微小な単結晶ダイヤモンドバイトによる切削加工が中心であり、型材としては、無酸素銅、黄銅、無電解Niなどの軟質金属に限られていた。その結果、レンズ材質は成形温度が低いプラスチックレンズが中心となっていた。しかし、DVD(Digital Video Disc)やCD(Compact Disc)用などのデバイスでは、その性能の向上のため、ガラスレンズ化による光学特性および耐熱強度の向上が不可欠であり、このような微細な形状を有するセラミック型の超精密・微細加工技術の開発が必要である。
【0006】
図20はかかる従来のセラミック型の研削加工装置を示す斜視図、図21はその研削加工装置による研削加工方法の説明図である。
【0007】
これらの図において、101は砥石軸、102は研削砥石、103は主軸、104は工作物(フレネル形状の工作物)である。
【0008】
この図に示すように、軸対称の円盤状の研削砥石102を用い、軸対称の工作物104上で接する研削砥石102の回転方向が工作物104の回転方向と直角に配置されている。
【0009】
これらの図から明らかなように、これまでの軸対称非球面工作物の研削加工はX,Z軸の同時2軸制御加工機により行われていた。
産業上の利用分野
本発明は、研削加工方法に係り、特に、ホログラフィー光学素子等のマイクロフレネルレンズの研削加工方法に関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】 先端が尖った軸対称の円盤状の研削砥石と、軸対称の工作物の回転軸に対して前記研削砥石の砥石回転軸が直交し、さらに前記工作物上で接する前記研削砥石の回転方向が工作物の回転方向と平行となるように配置された状態で、前記研削砥石を工作物の半径方向及び回転軸方向に駆動させ、複数の不連続な曲面で構成される軸対称な非球面形状の部品を製造することを特徴とする研削加工方法。
【請求項2】 請求項1記載の研削加工方法において、前記非球面形状の部品は硬質のフレネル形状の光学部品である研削加工方法。
【請求項3】 請求項2記載の研削加工方法において、前記非球面形状の部品はガラス製マイクロフレネルレンズである研削加工方法。
【請求項4】 請求項1記載の研削加工方法において、前記研削砥石の送り速度を制御可能にする研削加工方法。
産業区分
  • 切削
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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