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JP2000024801A - 貴金属の加工方法 - Google Patents

貴金属の加工方法

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Publication number
JP2000024801A
JP2000024801A JP10192978A JP19297898A JP2000024801A JP 2000024801 A JP2000024801 A JP 2000024801A JP 10192978 A JP10192978 A JP 10192978A JP 19297898 A JP19297898 A JP 19297898A JP 2000024801 A JP2000024801 A JP 2000024801A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
noble metal
cutting
oil mist
processing
inert gas
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.)
Pending
Application number
JP10192978A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Saito
伸次 斉藤
Satoshi Kawakita
聡 川北
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP10192978A priority Critical patent/JP2000024801A/ja
Publication of JP2000024801A publication Critical patent/JP2000024801A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ダイヤモンドバイトの刃先の摩耗を防止してバ
イトを高寿命化させ、高密度な切削加工が可能な貴金属
の加工方法を提供すること。 【解決手段】成形型1に成膜した貴金属薄膜2に対し
て、ダイヤモンドバイト4を用いて成膜面に溝3を切削
加工する際に、不活性ガスを圧力媒体としたオイルミス
ト6を成膜面に供給しながら加工する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、貴金属の加工方
法、例えばホログラムレンズ形成用のガラスリヒートプ
レス成形型に成膜した貴金属薄膜面に回折光学パターン
を形成する加工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光ディスクの急速な普及により光
ディスク再生装置等の量産化と共に、これの高性能化及
び低コスト化の研究が盛んに行われている。
【0003】光ディスク再生装置内の光ピックアップ
は、内蔵されているレーザダイオードから出射光を光デ
ィスクに照射し、この光ディスクからの反射光をフォト
ダイオードで受光し、その光量の変化をモニタすること
により光ディスク内の情報を読み取る。
【0004】このような光学系は多数のレンズやハーフ
ミラー等を用いて構成されていたが、図6に示すような
回折格子18を形成するパターンの溝17を加工したホ
ログラムレンズ16や、フレネルレンズなどを用いるこ
とにより、ピックアップ内の部品を削減できるため、こ
のような光学素子が用いられるようになってきている。
【0005】そして、近年、幾何光学を用いた非球面レ
ンズのみならず、回折光学を用いた光学素子が開発さ
れ、光ディスク再生装置等に用いるホログラムレンズの
微細溝の形状は、必ずしも図6に示すような同心円状で
はなく複雑な曲線状の溝を形成したものも存在するが、
このような曲線状の溝はエッチングによっては設計通り
の断面形状や形状精度を得ることが難しく、施盤により
加工せざるを得ないのが実情である。
【0006】しかし、このような加工は普通の施盤では
行うことができず、例えば図7に示すように、制御され
てX、Y、Z方向に駆動し、凸面又は凹面に対しても複
雑な形状の溝加工及び同心円状の溝加工が可能な施盤が
開発され公知となっているが、このような機能を有する
施盤でなければ加工することができない。
【0007】図7に示した施盤は、ベース21上に、Y
方向に駆動するYテーブル22のフランジ22aにY方
向と直交するX方向に駆動するXテーブル23が設けら
れ、このXテーブル23に固設された保持部24にバイ
ト25が取付けられ、これらの対向位置には、X、Y方
向に直交するZ方向に駆動するZテーブル26が配さ
れ、このZテーブル26上にはZ方向を軸とする回動台
27が設けられている。
【0008】非加工物29は回動台27の先端に固着さ
れ、上記したX、Y、Zの各テーブルのそれぞれが綿密
な制御の下で所定の動作を行うことによって、バイト2
5で非加工物29の面に複雑なパターンの切削加工を行
うことができるようになっている。
【0009】このような回折光学パターンを有するレン
ズは複製により量産が容易であるため、上記の如き施盤
を用いて成形型を作製しておけば量産が可能であり、例
えばガラスリヒートプレス成形により作製される。
【0010】このガラスリヒートプレスによる成形時に
はこのプレス型が高温化するため、プレス型の成形面に
は高耐熱性の貴金属のような超硬金属をスパッタリング
により成膜し、施盤にダイヤモンドバイトを取付け、圧
縮空気を用いたオイルミストを切削面に供給しながら、
成膜面に微細な矩形、三角形及び曲面等からなる回折光
学パターンを形成する(図1参照)。
【0011】この成膜材料としては主に貴金属が用いら
れるが、貴金属はバルク状態では硬度は高くないもの
の、スパッタリングなどで成膜した貴金属薄膜は硬度が
高いため、ガラスリヒートプレス成形の成形型によく使
用されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
如く、従来は成形型に成膜した貴金属薄膜面に、図7の
如き装置を用いて所定の回折光学パターンが形成されて
いるが、オイルミストの圧力媒体として圧縮空気が用い
られているため、ダイヤモンドバイトが酸化し炭化され
易く、刃先が摩耗し易い。従って、貴金属薄膜の切削精
度が所定通りに得られないことがある。
【0013】図8(a)は、このような従来の切削加工
方による切削加工後のダイヤモンドバイト11の刃先1
1aの顕微鏡写真(図8(b)のB部)であり、刃先1
1aが摩耗した状態を示している。
【0014】また、図9は、このように摩耗したダイヤ
モンドバイト11で切削加工された貴金属薄膜の被加工
面の顕微鏡写真であり、ダイヤモンドバイト11の切れ
が悪いために刃先11aの摩耗による引き目が加工面に
観察される。
【0015】従って、従来の加工方法では、ダイヤモン
ドバイトの寿命が短いばかりでなく、高精度な切削加工
が困難であると共に、作製した成形型の寿命も短いた
め、製品の低コスト化を防げる要因となっている。
【0016】そこで本発明の目的は、ダイヤモンドバイ
トの如き切削工具の摩耗を防止して工具を高寿命化させ
ると共に、高精度な加工を容易にして生産製を高め、低
コストで良質な製品が得られる貴金属の加工方法を提供
することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は被加工物
である貴金属の所定部分を除去して所定形状に加工を行
うに際し、不活性ガスを圧力媒体として前記貴金属の被
加工面にオイルミストを供給することを特徴とする貴金
属の加工方法に係るものである。
【0018】本発明によれば、貴金属を加工する際に、
不活性ガスを圧力媒体として貴金属の加工面にオイルミ
ストを供給するので、ダイヤモンドバイトの如き加工具
の酸化や炭化を防止することができる。その結果、加工
具が摩耗し難く、加工具の寿命を延ばすことができると
共に、摩耗のない加工具によって被加工物が高精度に加
工されることにより、生産製を高めてコストが低減した
良質な製品が得られる優れた貴金属の加工方法を提供す
ることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明を好ましい実施の形
態に従い説明する。
【0020】図1に、本発明の実施の形態による成形型
の切削加工の状態を示す要部の概略図を示す。
【0021】ホログラムレンズ状に形成されたガラスリ
ヒートプレスの成形型(雌型)1の中央の凹部に、スパ
ッタリングにより成膜した貴金属薄膜2の面をバイト
(例えばダイヤモンドバイト)により、所定の回折光学
パターンの溝3をノズル5からオイルミスト6を供給し
ながら切削している状態であるが、、図示の如く被加工
物と切削工具及びオイルミスト供給部とが相対的に移動
又は変位しながら、前記貴金属の被加工面に切削加工を
行うことが望ましい。そして、成形型1は耐熱性が高
く、貴金属薄膜2の密着の良い超硬合金(例えばコバル
トレスのタングステンカーバイト)を用いることが好ま
しい。
【0022】そしてこの場合、オイルミストの圧力媒体
となる不活性ガスとして窒素を用いることが望ましい
が、不活性ガスであれば、例えばアルゴン、ヘリウム、
ネオン、クリプトン等も用いることができる。このよう
に不活性ガスを用いることによりバイト4の酸化及び炭
化を防止することができる。
【0023】また、前記オイルミストの材料としては、
高粘性のオイルでは良好なミストが形成されないため、
例えば灯油系オイル程度の粘度を有する第3石油類から
なる群より選ばれた少なくとも一種を用いることが望ま
しい。
【0024】このような加工方法は、スパッタリングに
より形成した貴金属(単元素及び複合元素の両方を含
む)薄膜の切削を行うのに好適であるが、蒸着膜の切削
にも適用することができる。又、加工の対象は薄膜に限
らず貴金属製品であってもよく、これらの研削にも適用
することができる。
【0025】また、貴金属の切削加工を行う場合、切削
工具としてダイヤモンドバイトを用いることが好適であ
り、このダイヤモンドバイトも不活性ガスを圧力媒体と
するオイルミストの供給により酸化や炭化が防止され、
寿命を延ばすことができる。
【0026】上記した如く、ガラスリヒートプレス成形
型の回折光学パターンの切削を行うのに好適であるが、
これ以外にも、例えば図5に示すように、フレネルレン
ズ及びホログラムレンズ等の切削加工にも適用するこが
できる。図5は、樹脂系の材料(例えばポリカーボネー
ト)からなるホログラムレンズ14の凸面に回折光学パ
ターン15を本実施の形態により切削加工している状態
を示している。
【0027】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0028】前記した実施の形態に従い、図1に示した
装置を用いて、ブレーズホログラムをコバルトレスのタ
ングステンカーバイトからなる超硬合金製の成形型1上
にスパッタ法により、約2〜3/mm厚さに成膜したI
r(イリジウム)膜2面に所定パターンの溝3を切削加
工した。
【0029】切削加工に用いたバイト4は天然の単結晶
ダイヤモンド製で、先端角35度で極めてシャープエッ
ジ(使用限界は刃先の先端R≦0.5μm)なものであ
る。
【0030】切削加工の1パスは約1000mで、切り
込み深さは最大で0.7μmであり、仕上げ加工として
は1パスで行った。
【0031】オイルミストの構成は不活性ガスとして窒
素ガスを用いた。そしてオイルは第3石油類のパレス
(PS−FM−A):(商品名、パレス化学株式会社
製)を使用した。
【0032】図2(a)は本実施例による使用後のダイ
ヤモンドバイト4の刃先4aの顕微鏡写真であり、図2
(b)におけるA部を示している。そして、この図は、
ダイヤモンドバイト4の刃先4aが摩耗していないこと
を示している。
【0033】また、図3は、切削加工後のIr膜2面を
示す顕微鏡写真であり、図9により既述した従来法に比
べ、良好な面粗度で溝3が高精度に形成されたことが観
察できる。
【0034】切削性を向上させるための公知例として、
ニッケルにリンを配合させた材料を用いて切削性を向上
させているものもあるが、硬度的には低く、ガラスリヒ
ートプレス成形において、面精度、面粗度の経時的悪化
が見られる。
【0035】図4は、本実施例によるダイヤモンドバイ
トと従来法によるダイヤモンドバイトとの寿命の傾向を
示すグラフである。
【0036】即ち、図1に示した如き、同一規格の成形
型1にIr膜2を同じ膜厚で成膜し、上記した本実施例
による切削条件と従来法による切削条件とにおける、所
定の切削溝加工後のそれぞれのダイヤモンドバイト刃先
の摩耗度合及び耐用溝加工本数を示すものである。
【0037】これによれば、従来法によるダイヤモンド
バイト刃先は、ほぼ1本の溝加工で使用限界である0.
5μmを超える摩耗が見られる。これに対して本実施例
の場合は非常に摩耗が少なく、70本の溝加工に使用後
も使用限界に達していないことから、本実施例の有効性
を顕著に示している。
【0038】本実施例によれば、貴金属薄膜の切削加工
時に、窒素等の不活性ガスを圧力媒体とするオイルミス
トを切削面に供給しながら切削加工することにより、ダ
イヤモンドバイト刃先の酸化や炭化を防止して刃先の摩
耗を防止することができる。従って、磨耗のない刃先で
超精密に高精度な切削加工が実現され、加工面の面密度
および面粗度を向上させることができる。
【0039】また、上記した実施例は本発明の技術的思
想に基づいて種々に変形することができる。例えば、本
実施例における凹面への切削加工以外に、図5に示した
如き凸状面への切削加工や平面又は凹凸が混在する面の
切削加工にも適用することができる。また、被加工物は
貴金属薄膜に限らず、バルク状又は塊状の貴金属であっ
てもよい。
【0040】また、上記した如く、被加工物、切削工具
及びオイルミスト供給部とが相対的に移動又は変位する
ものではなく、例えば、被加工物、切削工具及びオイル
ミスト供給部のうちいずれかが固定又は移動するフライ
ス施盤の如き切削加工にも適用することができる。これ
により将来的には全ての成膜のエッチングに代る除去方
法として期待できる。
【0041】
【発明の作用効果】上述した如く、本発明は被加工物で
ある貴金属の所定部分を除去して所定形状に加工を行う
に際し、不活性ガスを圧力媒体として前記貴金属の被加
工面にオイルミストを供給することを特徴とする貴金属
の加工方法であるので、ダイヤモンドバイトの如き加工
具の酸化や炭化を防止することができる。その結果、加
工具が摩耗し難く、高寿命化させることができると共
に、摩耗のない加工具によって被加工物が高精度に加工
され、生産性の向上とともにコスト低減を可能にし、信
頼性の高い良質の製品を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるガラスリヒートプレス成
形型の切削加工状態を示す要部の概略図である。
【図2】同、実施例による使用後のダイヤモンドバイト
を示し、(a)は刃先の顕微鏡写真、(b)はダイヤモ
ンドバイトの概略図である。
【図3】同、実施例による切削加工後のIr膜面を示す
顕微鏡写真である。
【図4】同、実施例及び従来例によるダイヤモンドバイ
トの摩耗量と耐用切削本数を示すグラフである。
【図5】同、変形例による切削加工状態を示す概略図で
ある。
【図6】フレネルレンズの一例を示し、(a)は側面
図、(b)は正面図である。
【図7】公知の施盤の一例を示す斜視図である。
【図8】従来例による使用後のダイヤモンドバイトを示
し、(a)は刃先の顕微鏡写真(b)ばダイヤモンドバ
イトの概略図である。
【図9】同、切削加工後の貴金属薄膜面をしめす顕微鏡
写真である。
【符号の説明】
1…ガラスリヒートプレス型、2…貴金属薄膜、3、1
5…溝、4…ダイヤモンドバイト、4a…刃先、5…ノ
ズル、6…オイルミスト、7…加工面、9…従来例の摩
耗傾向線、10…実施例の摩耗傾向線、14…ホログラ
ムレンズ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年8月31日(1998.8.3
1)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】変更
【補正内容】
【0028】前記した実施の形態に従い、図1に示した
装置を用いて、ブレーズホログラムをコバルトレスのタ
ングステンカーバイトからなる超硬合金製の成形型1上
にスパッタ法により、約2〜3μm厚さに成膜したIr
(イリジウム)膜2面に所定パターンの溝3を切削加工
した。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加工物である貴金属の所定部分を除去
    して所定形状に加工を行うに際し、不活性ガスを圧力媒
    体として前記貴金属の被加工面にオイルミストを供給す
    ることを特徴とする貴金属の加工方法。
  2. 【請求項2】 前記被加工物と切削工具及びオイルミス
    ト供給部とが相対的に移動又は変位しながら、前記貴金
    属の被加工面に切削加工を行う、請求項1に記載した貴
    金属の加工方法。
  3. 【請求項3】 前記不活性ガスとして窒素を用いる、請
    求項1に記載した貴金属の加工方法。
  4. 【請求項4】前記オイルミストの材料として、第3石油
    類からなる群より選ばれた少なくとも一種を用いる、請
    求項1に記載した貴金属の加工方法。
  5. 【請求項5】スパッタリングにより形成した貴金属薄膜
    の切削を行う、請求項1に記載した貴金属の加工方法。
  6. 【請求項6】前記切削工具としてダイヤモンドバイトを
    用いる、請求項1に記載した貴金属の加工方法。
  7. 【請求項7】ガラスリヒートプレス成形型の回折光学パ
    ターンの切削を行う、請求項1に記載した貴金属の加工
    方法。
  8. 【請求項8】フレネルレンズ及びホログラムレンズの切
    削加工を行う、請求項1に記載した貴金属の加工方法。
JP10192978A 1998-07-08 1998-07-08 貴金属の加工方法 Pending JP2000024801A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8220370B2 (en) * 2002-02-04 2012-07-17 Air Products & Chemicals, Inc. Apparatus and method for machining of hard metals with reduced detrimental white layer effect
CN112171208A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 临沂华庚新材料科技有限公司 一种陶瓷内衬管管道切割工艺

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8220370B2 (en) * 2002-02-04 2012-07-17 Air Products & Chemicals, Inc. Apparatus and method for machining of hard metals with reduced detrimental white layer effect
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