JPH0471789A - イオンエツチングによる表面加工方法 - Google Patents
イオンエツチングによる表面加工方法Info
- Publication number
- JPH0471789A JPH0471789A JP18648390A JP18648390A JPH0471789A JP H0471789 A JPH0471789 A JP H0471789A JP 18648390 A JP18648390 A JP 18648390A JP 18648390 A JP18648390 A JP 18648390A JP H0471789 A JPH0471789 A JP H0471789A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shutter
- workpiece
- ion
- ions
- opening
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- 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
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は金属やセラミックス、プラスチック等に軸対
称の所望形状の加工を施し、金型や光学部品を得る、イ
オンエツチングによる表面加工方法に関するものである
。
称の所望形状の加工を施し、金型や光学部品を得る、イ
オンエツチングによる表面加工方法に関するものである
。
ここで対象とする軸対称の形状断面をもつデバイスには
、レンズ成形用金型や非球面レンズがある。第８図は例
えば「機械技術」第３４身、第１１号、日刊工業新聞社
に記載された従来のレンズ成形用金型や非球面レンズの
研削加工法に用いる精密加工機を示す概念構成図であり
、図において、（３）は被加工物で、ヤトイ（６）を介
してエアスピンドル（至）に取付けられており、砥石α
→は研削ヘッド四に装着され、４５℃程度傾斜した状態
で加工機の回転テーブルα・、及び機械テーブルα考上
に保持されている。
、レンズ成形用金型や非球面レンズがある。第８図は例
えば「機械技術」第３４身、第１１号、日刊工業新聞社
に記載された従来のレンズ成形用金型や非球面レンズの
研削加工法に用いる精密加工機を示す概念構成図であり
、図において、（３）は被加工物で、ヤトイ（６）を介
してエアスピンドル（至）に取付けられており、砥石α
→は研削ヘッド四に装着され、４５℃程度傾斜した状態
で加工機の回転テーブルα・、及び機械テーブルα考上
に保持されている。
次に加工法について説明する。ヤトイ＠に取付けられた
被加工物（３）はエアスピンドル（至）によシ回転する
。一方、砥石（１４は研削ヘッド（ト）に装着され高速
回転しておシ、回転テーブルＱ神０機械テーブル（財）
をＮｏ制御で駆動し、被加工物（３）を砥石ａ４により
非球面形状に加工する。
被加工物（３）はエアスピンドル（至）によシ回転する
。一方、砥石（１４は研削ヘッド（ト）に装着され高速
回転しておシ、回転テーブルＱ神０機械テーブル（財）
をＮｏ制御で駆動し、被加工物（３）を砥石ａ４により
非球面形状に加工する。
従来の表面加工方法は以上のようになされているので、
砥石α◆の摩耗状態によシ加工精度が変る。
砥石α◆の摩耗状態によシ加工精度が変る。
例えば、ドレッシング直後の砥石α尋で加工を行うと研
削抵抗が高くなるために、ビビリによる細かい模様が加
工面に発生する。また、砥石Ｃ１４）が摩耗してくると
工具先端の加工面への接触面積が増すために、原工面中
心部にヘソと呼ばれるくぼみができるなどの問題点があ
った。
削抵抗が高くなるために、ビビリによる細かい模様が加
工面に発生する。また、砥石Ｃ１４）が摩耗してくると
工具先端の加工面への接触面積が増すために、原工面中
心部にヘソと呼ばれるくぼみができるなどの問題点があ
った。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、被加工物面に対して、非球面形状や軸対称の
任意形状で、かつ高い精度で加工可能な表面加工力法を
提供することを目的とする。
たもので、被加工物面に対して、非球面形状や軸対称の
任意形状で、かつ高い精度で加工可能な表面加工力法を
提供することを目的とする。
この発明に係るイオンエツチングによる表面加工方法は
、イオン源、及びこのイオン源と被加工物の間に開口部
を持つシャッタを設け、前記被加工物を回転可能な回転
台に保持し、前記シャツタ開口部と前記回転台軸心の相
対位置を高精度に位置決めする手段を講じて調整した後
、前記被加工物を回転させてイオン照射し、前記開口部
形状とイオン照射時間により前記被加工物へのイオンド
ーズ量分布を軸対称の所要分布に制御して表面加工する
ようにしたものである。
、イオン源、及びこのイオン源と被加工物の間に開口部
を持つシャッタを設け、前記被加工物を回転可能な回転
台に保持し、前記シャツタ開口部と前記回転台軸心の相
対位置を高精度に位置決めする手段を講じて調整した後
、前記被加工物を回転させてイオン照射し、前記開口部
形状とイオン照射時間により前記被加工物へのイオンド
ーズ量分布を軸対称の所要分布に制御して表面加工する
ようにしたものである。
この発明におけるイオンエツチングによる表面加工方法
では、シャツタ開口部と回転台軸心の相対位置を高精度
に位置決めする手段を講じて調整した後、イオンをイオ
ン源からシャツタ開口部を通して一定速度で回転してい
る被加工物に照射すると、イオン照射量が開口部形状に
対応して局所的に設定される結果、被加工物表面におい
て前記開口部形状とイオン照射時間に対応した所要のイ
オンドーズ量分布が得られる。このため前記被加工物を
イオンドーズ量に対応した軸対称の所要形状に高精度加
工が行なえる。
では、シャツタ開口部と回転台軸心の相対位置を高精度
に位置決めする手段を講じて調整した後、イオンをイオ
ン源からシャツタ開口部を通して一定速度で回転してい
る被加工物に照射すると、イオン照射量が開口部形状に
対応して局所的に設定される結果、被加工物表面におい
て前記開口部形状とイオン照射時間に対応した所要のイ
オンドーズ量分布が得られる。このため前記被加工物を
イオンドーズ量に対応した軸対称の所要形状に高精度加
工が行なえる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例による表面加工方法に用いる加
工装置を示す斜複構成図である。
図はこの発明の一実施例による表面加工方法に用いる加
工装置を示す斜複構成図である。
図において、〈ｌ）は被加工物（３）にイオン（２）を
照射するイオン源、（４）は開口部（５）を有するシャ
ッタ、（６）は被加工物を偉持する回転可能な回転台、
（７）はイオン吸収電流検出器、（８）は絶縁シャツ）
％（９）は駆動用モータ、αＱは副シヤツタ、αυはＸ
Ｙ微動機構である。
照射するイオン源、（４）は開口部（５）を有するシャ
ッタ、（６）は被加工物を偉持する回転可能な回転台、
（７）はイオン吸収電流検出器、（８）は絶縁シャツ）
％（９）は駆動用モータ、αＱは副シヤツタ、αυはＸ
Ｙ微動機構である。
とのような構成の装置において、まず、イオン源（１）
で発生させたイオン（２）を被加工物（３）に照射して
加工する前に、シャツタ開口部（５）と回転台（６）軸
心の相対位置を高精度に位置決めするため、シャッタ（
４）と回転台（６）の外周は同一寸法、形状とし、回転
台（６）の材質は４電性とし、回転台（６）は絶縁シャ
フト（８）を介して駆動用モータ（９）に取付け、シャ
ツタ開口部（５）を通過するイオンは副シヤツタαＱを
設けて遮断する。この構成でイオン（２）を照射すると
、シャッタ（４）と回転台（６）のズレ量に応じたイオ
ン吸収電流が回転台（６）に取付けたイオン吸収電流検
出器（７）によシ検出できる。そこでＸＹ微動機構（６
）によシシャツタ（４）を移動し吸収電流が最小となる
位置を求め、シャッタ（４）と回転台（６）の相対位置
を調整する０次に被加工物（３）を回転させ、副シヤツ
タαＱを開くとシャツタ開口部（５）を通過したイオン
が被加工物（３）に照射される。
で発生させたイオン（２）を被加工物（３）に照射して
加工する前に、シャツタ開口部（５）と回転台（６）軸
心の相対位置を高精度に位置決めするため、シャッタ（
４）と回転台（６）の外周は同一寸法、形状とし、回転
台（６）の材質は４電性とし、回転台（６）は絶縁シャ
フト（８）を介して駆動用モータ（９）に取付け、シャ
ツタ開口部（５）を通過するイオンは副シヤツタαＱを
設けて遮断する。この構成でイオン（２）を照射すると
、シャッタ（４）と回転台（６）のズレ量に応じたイオ
ン吸収電流が回転台（６）に取付けたイオン吸収電流検
出器（７）によシ検出できる。そこでＸＹ微動機構（６
）によシシャツタ（４）を移動し吸収電流が最小となる
位置を求め、シャッタ（４）と回転台（６）の相対位置
を調整する０次に被加工物（３）を回転させ、副シヤツ
タαＱを開くとシャツタ開口部（５）を通過したイオン
が被加工物（３）に照射される。
上記のように構成されたイオンエツチング装置において
は、イオン照射量がシャツタ開口部（５）形状に対応し
て局所的に設定される結果、被加工物（３）表面におい
てシャツタ開口部（５）形状とイオン照射時間に対応し
た所要のイオンドーズ量分布が得られる。例えば、第２
図に示すように被加工物（３）の回転軸を２軸とし、２
軸がシャッタ（４）と被加工物（３）と父わる点を各々
０．Ｏ′とし、２軸と垂直方向にｘｓをとったとき、第
３図に示すようにシャツタ開口部（５）形状がｒ−θ座
標系でθ（度）＝−□ｒ ＋ １８０（０≦ｒ≦ａ）で
表せる場合、被加工物（３）を−定速度で回転させ、−
様なイオン（２）を照射すると、被加工物（３）表面上
の２軸に直交する任意の線上において第４図に示すイオ
ンドーズ量分布が得られる。このため、被加工物（３）
はイオンドーズ量に対応した軸対称の所要形状に高精度
に加工される。
は、イオン照射量がシャツタ開口部（５）形状に対応し
て局所的に設定される結果、被加工物（３）表面におい
てシャツタ開口部（５）形状とイオン照射時間に対応し
た所要のイオンドーズ量分布が得られる。例えば、第２
図に示すように被加工物（３）の回転軸を２軸とし、２
軸がシャッタ（４）と被加工物（３）と父わる点を各々
０．Ｏ′とし、２軸と垂直方向にｘｓをとったとき、第
３図に示すようにシャツタ開口部（５）形状がｒ−θ座
標系でθ（度）＝−□ｒ ＋ １８０（０≦ｒ≦ａ）で
表せる場合、被加工物（３）を−定速度で回転させ、−
様なイオン（２）を照射すると、被加工物（３）表面上
の２軸に直交する任意の線上において第４図に示すイオ
ンドーズ量分布が得られる。このため、被加工物（３）
はイオンドーズ量に対応した軸対称の所要形状に高精度
に加工される。
−飼として、第５図（ａ）に示すように被加工材を合成
石英とし、アルゴンイオンによるエツチングを加速電圧
５００Ｖ、イオン電流密度０．４ｍＡ／ｃｍ２の条件で
行ったところ、＠５図（ｂ）に示すようにエツチング時
間ｔｅ＝３０分で最大深さ（１＝０．３６μｍ％第５図
（Ｑ）に示すようにエツチング時間ｔｅ＝＝６０分で最
大深さｄ＝０．７１μｍの円錐状の加工ができた。
石英とし、アルゴンイオンによるエツチングを加速電圧
５００Ｖ、イオン電流密度０．４ｍＡ／ｃｍ２の条件で
行ったところ、＠５図（ｂ）に示すようにエツチング時
間ｔｅ＝３０分で最大深さ（１＝０．３６μｍ％第５図
（Ｑ）に示すようにエツチング時間ｔｅ＝＝６０分で最
大深さｄ＝０．７１μｍの円錐状の加工ができた。
なお、上記実施例では位置決め手段としてシャッタ（４
）にＸＹ微動機構ａυを設けたものを示したが、回転台
（６）をＸＹステージ上に設置してもよい。また、吸収
電流が最小となる位置を求めるかわりに、回転台（６）
表面を幾つかの小ブロックに分割、絶級し、小ブロツク
毎に検出されるイオン吸収電流値を用いてフィードバッ
クし、゛相対位置をｐ！整してもよい。また、レーザー
干渉計などを組み込んだ測長器により、シャッタ（４）
、または回転台（６）の移動量をモニターして相対位置
をｐ＋整してもよい。
）にＸＹ微動機構ａυを設けたものを示したが、回転台
（６）をＸＹステージ上に設置してもよい。また、吸収
電流が最小となる位置を求めるかわりに、回転台（６）
表面を幾つかの小ブロックに分割、絶級し、小ブロツク
毎に検出されるイオン吸収電流値を用いてフィードバッ
クし、゛相対位置をｐ！整してもよい。また、レーザー
干渉計などを組み込んだ測長器により、シャッタ（４）
、または回転台（６）の移動量をモニターして相対位置
をｐ＋整してもよい。
なお、第６図（、）に示すように開口部（５）形状が、
例えばθ（度）＝１８０−−（０≦ｒ≦ａ）で表せる場
合、イオンドーズ量分布は第６図（ｂ）に示すように２
次関数になるため、第６図（Ｃ）に示すような加工断面
を放物線状に加工できる。同様に開口部（５）形状がｒ
の高次式で表せる場合、非球面形状の加工も可能となる
。また、第７図（、）に示すような開口部（５）形状に
することで、第７図（ｂ）に示すような軸対称の矩形状
のイオンドーズ量分布が得られるため、第７図（０）に
示すような軸対称の加工ができる。これによ勺フレネル
ゾーンプレートの製作が可能となる。
例えばθ（度）＝１８０−−（０≦ｒ≦ａ）で表せる場
合、イオンドーズ量分布は第６図（ｂ）に示すように２
次関数になるため、第６図（Ｃ）に示すような加工断面
を放物線状に加工できる。同様に開口部（５）形状がｒ
の高次式で表せる場合、非球面形状の加工も可能となる
。また、第７図（、）に示すような開口部（５）形状に
することで、第７図（ｂ）に示すような軸対称の矩形状
のイオンドーズ量分布が得られるため、第７図（０）に
示すような軸対称の加工ができる。これによ勺フレネル
ゾーンプレートの製作が可能となる。
以上のように、この発明によればイオン源、及びこのイ
オン源と被加工物の間に、開口部を有するシャッタを設
け、被加工物を回転可能な回転台に株持し、この回転台
の細心と上記シャツタ開口部の相対位置を高精度に位置
決めした後、イオンをイオン源からシャツタ開口部を通
して一定速度で回転している被加工物に照射することに
より、前記被加工物表面において前記開口部形状とイオ
ン照射時間に対応した所要のイオンドーズ量分布を得て
、これＫより前記被加工物をイオンドーズ量に対応した
軸対称の所要形状に高精度に加工できる効果がある。
オン源と被加工物の間に、開口部を有するシャッタを設
け、被加工物を回転可能な回転台に株持し、この回転台
の細心と上記シャツタ開口部の相対位置を高精度に位置
決めした後、イオンをイオン源からシャツタ開口部を通
して一定速度で回転している被加工物に照射することに
より、前記被加工物表面において前記開口部形状とイオ
ン照射時間に対応した所要のイオンドーズ量分布を得て
、これＫより前記被加工物をイオンドーズ量に対応した
軸対称の所要形状に高精度に加工できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による表面加工方法に用い
る加工装置を示す斜視構成図、第２図はこの発明の一実
施例に係わる表面加工装置の座標系を示す斜視図、第３
図はこの発明の一実施例に係わるシャッタの開口部形状
を示す平面図、第４図はこの発明の一実施例に係わるイ
オンドーズ量分布を示す分布図、第５図（ａ） 、 （
ｂ） 、 （ｃ）は各々この発明の一実施例による表面
加工方法により加工された被加工物を示す断面図、第６
図（！Ｌ） 、 （ｂ） 、 （Ｃ）及び第１図（ａ）
、 （１）） 、 （Ｃ）は各々この発明の他の実施
例による表面加工方法を説明する説明図、並びに第８図
は従来の表面加工方法に用いる精密加工機を示す概念構
成図である。 図において、（１）はイオン源、（２）はイオン、（３
）は被加工物、（４）はシャッタ、（５）は開口部、（
６）は回転台、（７）はイオン吸収電流検出器である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第１図
る加工装置を示す斜視構成図、第２図はこの発明の一実
施例に係わる表面加工装置の座標系を示す斜視図、第３
図はこの発明の一実施例に係わるシャッタの開口部形状
を示す平面図、第４図はこの発明の一実施例に係わるイ
オンドーズ量分布を示す分布図、第５図（ａ） 、 （
ｂ） 、 （ｃ）は各々この発明の一実施例による表面
加工方法により加工された被加工物を示す断面図、第６
図（！Ｌ） 、 （ｂ） 、 （Ｃ）及び第１図（ａ）
、 （１）） 、 （Ｃ）は各々この発明の他の実施
例による表面加工方法を説明する説明図、並びに第８図
は従来の表面加工方法に用いる精密加工機を示す概念構
成図である。 図において、（１）はイオン源、（２）はイオン、（３
）は被加工物、（４）はシャッタ、（５）は開口部、（
６）は回転台、（７）はイオン吸収電流検出器である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第１図
Claims (1)
- 被加工物にイオンを照射するイオン源、上記被加工物
を保持する回転可能な回転台、上記イオン源と上記被加
工物との間に移動可能に設置され、上記被加工物の所定
領域を加工する開口部を有するシャッタ、及び上記開口
部と上記回転台の軸心の相対位置を位置決めする手段を
設け、上記シャッタと上記被加工物を位置決めした後、
上記被加工物を回転させてイオンを照射し、開口部形状
とイオン照射時間により、上記被加工物へのイオンドー
ズ量分布を軸対称の所要分布に制御し、上記被加工物を
加工するようにしたイオンエッチングによる表面加工方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18648390A JPH0471789A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | イオンエツチングによる表面加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18648390A JPH0471789A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | イオンエツチングによる表面加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0471789A true JPH0471789A (ja) | 1992-03-06 |
Family
ID=16189278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18648390A Pending JPH0471789A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | イオンエツチングによる表面加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0471789A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006142315A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Kobe Steel Ltd | エネルギービーム加工装置，エネルギービーム加工方法 |
-
1990
- 1990-07-12 JP JP18648390A patent/JPH0471789A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006142315A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Kobe Steel Ltd | エネルギービーム加工装置，エネルギービーム加工方法 |
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