(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被切削平板材の厚み寸法と同等もしくはそれ以上の刃先幅を有するバイトを被切削平板材の被削端面と対向させて、バイトと被切削平板材とを、被切削平板材の被削端面の長手方向に沿って相対的に移動させ、被切削平板材の被削端面をその長手方向に沿って切削する平板材端面の切削加工方法において、
前記バイトを被切削平板材の被削端面に対し直交する方向において振動させながら、バイトを被切削平板材に対し相対的に任意の速度で移動させて、被切削平板材の被削端面に、平面視でバイトの振動の幅に対応した深さの波形状の微細凹凸を被削端面の長手方向において繰り返し形成することを特徴とする平板材端面の切削加工方法。
【請求項２】
被切削平板材を保持する平板材保持手段と、
被切削平板材の厚み寸法と同等もしくはそれ以上の刃先幅を有し、被切削平板材の被削端面をその長手方向に沿って切削するバイトと、
このバイトを、前記平板材保持手段によって保持された被切削平板材の被削端面と対向するように保持するバイト保持手段と、
このバイト保持手段によって保持された前記バイトと前記平板材保持手段によって保持された被切削平板材とを、被切削平板材の被削端面の長手方向に沿って相対的に移動させる送り機構と、
を備えた平板材端面の切削加工装置において、
前記バイトを被切削平板材の被削端面に対し直交する方向において振動させるバイト振動手段を備え、前記バイトを振動させながら前記送り機構によって被切削平板材に対し相対的に移動させて、被切削平板材の被削端面に、平面視でバイトの振動の幅に対応した深さの波形状の微細凹凸が被削端面の長手方向において繰り返し形成されるようにしたことを特徴とする平板材端面の切削加工装置。
【請求項３】
被切削平板材の被削端面の長手方向に沿った方向に間隔を設けて第１バイトと第２バイトとを並列して配設し、前記第１バイトの切り刃を前記第２バイトの切り刃より被切削平板材の被削端面に対し僅かに後方に配置して、前記第２バイトを、前記バイト振動手段が併設されたバイトとした請求項２記載の平板材端面の切削加工装置。
【請求項４】
前記バイト振動手段が超音波振動子である請求項２または請求項３記載の平板材端面の切削加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プラスチックス等の平板材の端面を切削加工する方法および装置に関し、特に、平板材の端面を切削したときに、微細凹凸を端面の長手方向において繰り返し形成することができる平板材端面の切削加工方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置のバックライトユニットの１つとして、図８に分解斜視図を示すようなエッジライト型面光源装置が用いられている。このエッジライト型面光源装置は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等によって形成された導光板１の側方に、その１つの端面と対向するように冷陰極管等の棒状光源２を配置し、導光板１の一方の片面側（下面側）に反射シート３を配置するとともに、他方の片面側（上面側）にプリズムシート４および拡散シート５を積層するようにそれぞれ配置し、棒状光源２の背面側を、断面形状がほぼ半円形状をなすリフレクタ６で囲った構成を備えている。導光板１は、ＰＭＭＡ等の樹脂の射出成形により扁平な楔形状のプラスチックス平板材を製造し、その平板材の、面積の大きい側の端面を切削して、入光端面を加工形成することにより製作される。このような構成のエッジライト型面光源装置では、棒状光源２から出射される照明光が、リフレクタ６での反射光と共に導光板１の端面から導光板１の内部へ入射し、図９に側面図を示すように、導光板１の内部および各シート３、４、５のそれぞれの境界面で反射し屈折しながら拡散する。拡散した照明光は、拡散シート５の表面から出射され、液晶表示装置をその背面側から照射する。図９中、符号７、８はそれぞれ、導光板１に形設された反射ドットおよびプリズム形成部である。
【０００３】
このようなエッジライト型面光源装置における問題として、導光板１の出光面上において光源側端面から５ｍｍ〜６ｍｍ程度の領域ｚが他の領域より暗くなってしまう、「暗帯」と呼ばれる輝度むらの発生がある。この発生原因としては、棒状光源２から出射される照明光が導光板１の入光端面を通過する際に、入光端面寄り位置での光屈折角度が小さく光拡散が起こりにくいことが挙げられている。このような問題点を解決するために、導光板となる平板材の端面をマット処理することにより、導光板１の入光端面での光拡散を促進することが提案されている。このマット処理は、セラミックパウダ等を用いたブラスト加工などの方法によって行われている。
【０００４】
また、平板材の端面に、断面が三角形状をなす突起を端面の長手方向において繰り返し形成することにより、導光板１の入光端面での光拡散を促進することも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
平板材の端面に連続した突起を形成する方法の１つとして、切削加工方法があり、例えば、ミーリング加工機に超硬エンドミルを取り付けて、極低速送りで平板材の端面を切削加工する、といった方法が行われている。また、切削加工方法以外の方法としては、金型を用いた樹脂成形方法が採用されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２３１３２０号公報（第４頁、図１、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、セラミックパウダ等を用いたブラスト加工などによるマット処理では、その粗面の程度によっては導光板の出光面全体の輝度が低下してしまう。このため、或る研究報告によると、ＪＩＳ  Ｂ００３１−１９９４に規定される算術平均粗さＲａとして０．０５μｍ〜０．３μｍの範囲が推奨されている。しかしながら、この規定は、粗さ曲線のうち基準区間における山谷の高低差を算術平均しているに過ぎず、基準区間における山谷が一定の高低差で均等に分布していることを意味するものではない。したがって、この種の端面処理方法によっては、同じ輝度バランスを再現すること、換言すれば、マット処理結果の再現性を高いレベルで確保することが難しい。このように、ブラスト加工などによるマット処理方法によっては、導光板となる平板材の端面を、適度な大きさの光拡散形状を有する粗面に均質かつ効率良く加工することが困難であった。
【０００８】
また、切削加工により平板材の端面に連続した突起を形成する方法においては、一般にエンドミルとしては複数の刃を持ったものが用いられるが、刃の研磨状態によってはエンドミルの回転中心から切削面までの距離が各刃毎に僅かに異なるため、加工面に意図しない縞模様が発生することがある。一方、単刃のエンドミルを使用する場合は、刃による加工状態のばらつきはないものの、刃数が少ない分だけ加工に時間がかかる。また、図１０に示すように、矢印Ｄで示す方向へエンドミル（その軌跡を二点鎖線ｔで示す）を移動させながら平板材９ａの端面を切削して、平板材９ａの端面に連続した山谷９ｂを形成したときに、エンドミルの送りに関する加工機固有の機械的な癖などにより、山谷９ｂのピッチｐにばらつきを生じてしまうことがある。このように、従来の切削加工による方法によっても、導光板となる平板材の端面を、所望する形状に均質かつ効率良く加工することが困難であった。
【０００９】
一方、金型を用いた樹脂成形方法については、導光板１の出光面と対向する反射面には光拡散用の多数の反射ドット７が形成されるため、この反射面に対しほぼ直角をなしている入光端面にも光拡散用の形状を持たせようとすると、この樹脂成形に用いられる金型のキャビティに、微細ではあるがアンダーカットが発生してしまうことになる。このため、無理抜きによるエジェクタ動作を行うか、この入光端面を形成するキャビティ面がサイドスライダ形式である金型を用いざるを得なくなるが、導光板の製作に使用される樹脂材料であるＰＭＭＡ材は、硬くて脆くかつ流動性に優れた樹脂材料であることから、微細形状部分が欠損したり、スライドするキャビティ部分の隙間に樹脂が流れ込んで樹脂バリを発生させたりする、といった新たな問題を引き起こすことになる。また、ここでいう山谷形状もしくは波形状のサイズとして、高さが数μｍで、ピッチが１０μｍ〜２０μｍであることが要求されるため、樹脂成形する場合に用いられる金型のキャビティ部品の加工には、高度な加工技術および高価な設備と多大な加工時間を必要とする。このため、金型が高価となって、導光板の製品コスト面でも問題となる。
【００１０】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、液晶表示装置等に使用されるエッジライト型面光源装置の構成要素の１つである導光板を製作する場合などにおいて、容易にかつ極めて短時間で、しかも均質にかつ高い精度で再現性良く、プラスチックス等の平板材の端面に繰り返し形状の微細加工を施すことができる平板材端面の切削加工方法を提供すること、ならびに、その方法を好適に実施することができる平板材端面の切削加工装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、被切削平板材の厚み寸法と同等もしくはそれ以上の刃先幅を有するバイトを被切削平板材の被削端面と対向させて、バイトと被切削平板材とを、被切削平板材の被削端面の長手方向に沿って相対的に移動させ、被切削平板材の被削端面をその長手方向に沿って切削する平板材端面の切削加工方法において、前記バイトを被切削平板材の被削端面に対し直交する方向において振動させながら、バイトを被切削平板材に対し相対的に任意の速度（例えば、振動周波数は刃物の質量と振動の幅によりほぼ一定となり、現状３７ＫＨｚで使用しているが、該振動周波数に対して依存性のある速度等）で移動させて、被切削平板材の被削端面に、平面視でバイトの振動の幅に対応した深さの波形状の微細凹凸を被削端面の長手方向において繰り返し形成することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、被切削平板材を保持する平板材保持手段と、被切削平板材の厚み寸法と同等もしくはそれ以上の刃先幅を有し、被切削平板材の被削端面をその長手方向に沿って切削するバイトと、このバイトを、前記平板材保持手段によって保持された被切削平板材の被削端面と対向するように保持するバイト保持手段と、このバイト保持手段によって保持された前記バイトと前記平板材保持手段によって保持された被切削平板材とを、被切削平板材の被削端面の長手方向に沿って相対的に移動させる送り機構と、を備えた平板材端面の切削加工装置において、前記バイトを被切削平板材の被削端面に対し直交する方向において振動させるバイト振動手段を備え、前記バイトを振動させながら前記送り機構によって被切削平板材に対し相対的に移動させて、被切削平板材の被削端面に、平面視でバイトの振動の幅に対応した深さの波形状の微細凹凸が被削端面の長手方向において繰り返し形成されるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の切削加工装置において、被切削平板材の被削端面の長手方向に沿った方向に間隔を設けて第１バイトと第２バイトとを並列して配設し、前記第１バイトの切り刃を前記第２バイトの切り刃より被切削平板材の被削端面に対し僅かに後方に配置して、前記第２バイトを、前記バイト振動手段が併設されたバイトとしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３記載の切削加工装置において、前記バイト振動手段が超音波振動子であることを特徴とする。
【００１５】
請求項１に係る発明の平板材端面の切削加工方法によると、バイトを被切削平板材の被削端面に対し直交する方向において振動させながら被削端面の長手方向に沿って相対的に任意の速度で移動させることにより、図７に示すように、バイト１６０の切り刃先端は、被切削平板材を平面視したときに、正弦波Ｓに相当する軌跡Ｔを描きつつ被切削平板材の被削端面をその長手方向に沿って切削していく（図７中の矢印Ｃが、バイト１６０の移動方向を示す）。このため、被切削平板材の被削端面には、平面視でバイト１６０の振動の幅ａに対応した高さ（深さ）の波形状の微細凹凸が被削端面の長手方向において繰り返し安定して形成されることとなる。また、バイト１６０の移動速度をその振動数で除した値が、被切削平板材の被削端面に形成される微細凹凸のピッチＰとなるので、バイト１６０の移動速度および振動数をそれぞれ一定とすることにより、また、微細凹凸のピッチＰを途中で変化させたいような場合にはバイト１６０の移動速度を適宜変更することにより、被切削平板材の被削端面に微細凹凸を所望通りに再現性良く加工形成することが可能となる。
【００１６】
請求項２に係る発明の平板材端面の切削加工装置においては、バイト振動手段により、バイト保持手段によって保持されたバイトが、平板材保持手段によって保持された被切削平板材の被削端面に対し直交する方向において振動させられながら、送り機構により、バイトと被切削平板材とが、被切削平板材の被削端面の長手方向に沿って相対的に移動させられる。このように、バイトが被切削平板材の被削端面に対し直交する方向において振動しながら被削端面の長手方向に沿って相対的に移動することにより、上記したようにして、被切削平板材の被削端面に、平面視でバイトの振動の幅に対応した高さ（深さ）の波形状の微細凹凸が被削端面の長手方向において繰り返し安定して形成される。また、バイトの移動速度および振動数がそれぞれ一定となるように送り機構およびバイト振動手段をそれぞれ適正に制御することにより、また、微細凹凸のピッチＰを途中で変化させたいような場合にはバイトの移動速度を適宜変更するように送り機構を制御することにより、被切削平板材の被削端面に微細凹凸を所望通りに再現性良く加工形成することが可能となる。
【００１７】
請求項３に係る発明の切削加工装置では、第１バイトによって被切削平板材の被削端面が平面状に切削された後、第１バイトによって切削された平坦面が第２バイトにより続けて切削され、被切削平板材の被削端面に微細凹凸が加工形成される。
【００１８】
請求項４に係る発明の切削加工装置では、超音波振動子の振動の幅が増幅され、その増幅された振動の幅でバイトが振動することにより、増幅後の振動の幅に対応した高さ（深さ）の波形状の微細凹凸が被削端面の長手方向において繰り返し形成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態について図１ないし図６を参照しながら説明する。
【００２０】
図１ないし図４は、この発明の実施形態の１例を示し、図１は、平板材端面の切削加工装置の斜視図であって一部を破断して表した図であり、図２は、その平面図であり、図３は、図２のIII−III矢視断面図であり、図４は、図３の一部を拡大して示す断面図である。この端面切削加工装置は、例えば液晶表示装置のバックライトユニットの構成部品である導光板の端面を切削加工するために使用される。
【００２１】
この端面切削加工装置１０は、架台１２の上面に垂設された一対の支柱板１４、１４の上端部にベースプレート１６を水平に固設し、そのベースプレート１６の一方の半部にワーク固定ユニット１８を配設するとともに、その他方の半部に切削ユニット２０を配設して構成されている。そして、ベースプレート１６の下方に配設された制御盤２２により、切削ユニット２０の駆動を制御して、ワーク固定ユニット１８に固定された平板状の樹脂成形板２４の端面２６を切削ユニット２０で切削加工する。
【００２２】
ワーク固定ユニット１８は、図３に示すように、ベースプレート１６のほぼ中央の直下位置に架台１２の上面に固設されたクランパ上下用シリンダ２８を備えている。このシリンダ２８のピストン３０には、その上端部にブラケット３２が取着されている。このブラケット３２の両側には、それぞれシャフト３４が立設され、この左右一対のシャフト３４の上端部にクランパ３６が架け渡されている。また、シャフト３４は、ベースプレート１６に固着されたブッシュ３８に挿通されて、上下方向へ摺動可能に支持されている。
【００２３】
ベースプレート１６のほぼ中央には、図２および図３に示すように、切り屑を落下させるための長孔４０が形設されている。このベースプレート１６の長孔４０の下方側には、受け皿４２が配設されており、受け皿４２に集塵パイプ４４の一端が接続され、集塵パイプ４４の他端が集塵機４６に接続されている。一方、ベースプレート１６の上面側には、長孔４０の片側縁部に加工支持台４８が固設されている。この加工支持台４８には、図４に示すように、その上縁部に形設された段部５０にクランプ台５２が固設されている。また、クランパ３６には、その上端部に固着されたブラケット５４を介して除電器５６が取り付けられ、除電器５６に、除電エアーを吹き出すノズル５８が連接されている。さらに、ノズル５８の下方に配置されるように、クランパ３６に取り付けられたエアーブロー供給管６０に接続されたマニホールド６２がクランパ３６に取着されている。
【００２４】
また、ベースプレート１６の上面には、加工支持台４８に隣接する位置にシリンダ６４が固設されている。このシリンダ６４のピストン６６の上端部には、加工支持台４８の、切削ユニット２０と対向する前面に沿って上下方向へ摺動する加工基準プレート６８と一体形成された連接部７０が連結されている。そして、シリンダ６４を駆動させることにより、そのピストン６６に連結された連接部７０が、加工支持台４８の側面中央に形設された凹部７２内で上下方向へ移動し、連接部７０と一体形成された加工基準プレート６８が上下方向へ摺動するようになっている。なお、クランプ台５２は、切削ユニット２０と対向するその前面が加工基準プレート６８と干渉しないように、少し奥側に引き込んだ位置に固定されている。したがって、加工基準プレート６８は、加工支持台４８の、切削ユニット２０と対向する前面を基準として摺動することになる。また、加工基準プレート６８は、その両側の連接部７０をそれぞれ支持する左右一対のスライドベアリング７４を介して円滑に上下方向へ移動することができるようになっている。
【００２５】
加工支持台４８の背面側の後方には、図１および図３に示すように、被切削板支持台７６が配設されており、この被切削板支持台７６上に前後方向位置決め用シリンダ７８が固設されている。また、被切削板支持台７６上には、クランプ台８０が固設されており、このクランプ台８０は、その上面が加工支持台４８のクランプ台５２の上面と同一高さとなるように位置調整されている。シリンダ７８は、クランプ台８０を貫通して水平方向に出し入れ可能なピストン８２を備えており、ピストン８２の先端部に位置決め用当接板８４が固着されている。さらに、ベースプレート１６上には、図１および図２に示すように、左右方向（切削方向）位置決め用シリンダ８６が配設されており、このシリンダ８６のピストン８８の先端部に位置決め用当接板９０が固着されている。また、ベースプレート１６上には、シリンダ８６の、切削方向における反対側に左右方向（切削方向）位置決め用ブロック９２が配設されている。
【００２６】
切削ユニット２０は、図３および図４に示すように、ベースプレート１６の長孔４０を間にして加工支持台４８と対向する位置に配設されたブラケット９４を備えている。このブラケット９４は、断面形状がほぼＬ字形をなし、その下面側に３組のスライドベアリング９６が並設されている。また、ブラケット９４は、その左右両側に一対の支持板９８、９８を有し、その一対の支持板９８、９８にボールねじ軸１００の両端部がそれぞれ回動自在に支持されて架け渡されている。このボールねじ軸１００は、カップリング１０２を介してサーボモータ１０４に連結されている。また、ボールねじ軸１００には刃物台１０６が螺合しており、その刃物台１０６に、第１バイト１０８、および、第２バイト１１０が先端部に取着された超音波切削ツール１１２が保持されている。さらに、刃物台１０６は、ブラケット９４の内向面側にスライドベアリング１１４を介して係合し、切削方向（ボールねじ軸１００に沿った方向）に移動可能に支持されている。
【００２７】
超音波切削ツール１１２は、図５に斜視図を示すように、ほぼ円筒状のツール本体部１１６、このツール本体部１１６の内部にボルト締めで固定されたランジュバン型超音波振動子１１８、この超音波振動子１１８の先端部に設けられバイトチップの底面と２つの側面が当接されて位置決めされる取付け面を備えたバイト取付部１２０、ならびに、バイト取付部１２０に着脱可能に取着される交換チップ式の第２バイト１１０から構成されている。このような構成を備えた超音波切削ツール１１２は、超音波振動の振動方向Ａが円筒状ツール本体部１１６の軸心線方向と一致する。そして、超音波振動子１１８の共振作用により、サブμｍの振動の幅の方向が一定方向に揃えられて数μmまで振動の幅が安定して増幅され、その増幅された振動の幅に対応した高さ（深さ）の波形状の微細凹凸を樹脂成形板２４の端面２６に形成することが可能となる。また、第２バイト１１０を交換チップ式としたので、第２バイト１１０の取付けおよび取外しが容易になり、作業の段取り時間を短くすることができる。なお、図５中の矢印Ｂは、超音波切削ツール１１２の移動方向を示す。また、符号１２２は、ケーブル接続部である。
【００２８】
第１バイト１０８は、例えば高速度鋼の切り刃により構成され、その切り刃は、第２バイト１１０の切り刃よりも樹脂成形板２４の端面２６に対し僅かに後方に配置される。第２バイト１１０の切り刃の材料としては、天然ダイヤモンド、人工ダイヤモンド、窒化材料（ボラゾン）などが使用される。さらに、第１バイト１０８および第２バイト１１０の各刃先幅は、それぞれ樹脂成形板２４の厚み寸法と同等もしくはそれ以上の寸法とされ、１回の切削により端面２６の厚み方向全体が連続的に切削することができるようになっている。
【００２９】
ベースプレート１６の上面側の後端縁付近には、図２ないし図４に示すように駆動用支持台１２４が配設されており、この駆動用支持台１２４の左右両側に一対のボールねじ軸１２６が、それぞれベアリング１２８を介して回動自在に保持されている。この一対のボールねじ軸１２６の突出した各先端部は、ブラケット９４にそれぞれ螺合しており、ボールねじ軸１２６が回動することにより、ブラケット９４がベースプレート１６上を前後方向へ往復移動するようになっている。また、ブラケット９４と駆動用支持台１２４とは、左右一対のスプリング１３０、１３０によって連接されており、これらのスプリング１３０によって互いに近付く方向に付勢され、ボールねじ軸１２６のバックラッシュの発生が防止されるようになっている。また、一対のボールねじ軸１２６の、駆動用支持台１２４から突出した各後端部には、それぞれタイミングプーリ１３２が固着されている。また、ベースプレート１６の下面側の後端縁付近に固設されたブラケット１３４にパルスモータ１３６が取着されており、パルスモータ１３６の回転軸に固着されたタイミングプーリ１３８と一対のボールねじ軸１２６の各後端部に固着されたタイミングプーリ１３２、１３２とにタイミングベルト１４０が掛け回されている。
【００３０】
さらに、図４に示すように、ベースプレート１６には、加工支持台４８に対向する前端面に断面がほぼＬ字形をなすエアーガイド１４２が取り付られている。また、刃物台１０６には、その内向端面に飛散防止板１４４が取り付けられている。これらのエアーガイド１４２および飛散防止板１４４と加工基準プレート６８とによって仕切られた領域内に、樹脂成形板２４の切り屑が落下するようになっている。このため、切り屑が外部へ飛散することが防止され、樹脂成形板２４の表面に切り屑が付着して樹脂成形板２４を傷付ける、といったことが防止されるようになっている。なお、図１中の符号１４６は、操作ボックスを示す。
【００３１】
次に、上記した構成を備えた端面切削加工装置１０の操作方法について説明する。まず、樹脂成形板２４の端面２６に対する切込み量および切削速度（バイト１０８、１１０の移動速度）の切削条件を制御盤２２に入力する。切削速度は、例えば、超音波切削ツール１１２の共振周波数が３７ｋＨｚであったとすると、加工する波形状の微細凹凸のピッチを１０μｍとした場合、バイト１０８、１１０の送り量は３７００Ｈｚ×０．０１ｍｍ＝３７０ｍｍ／ｓｅｃとなるために、毎秒３７０ｍｍに設定する。そして、クランプ台５２、８０上に樹脂成形板２４を載置し、加工面であるその端面２６を加工基準プレート６８に突き当てる。次いで、前後方向位置決め用シリンダ７８を駆動させ、そのピストン８２の先端部に固着された位置決め用当接板８４で樹脂成形板２４を押圧して、樹脂成形板２４の端面２６を加工基準プレート６８に圧接させるとともに、左右方向位置決め用シリンダ８６を駆動させ、そのピストン８８の先端部に固着された位置決め用当接板９０で樹脂成形板２４を押圧して、樹脂成形板の側方端面を位置決め用ブロック９２に圧接させる。続いて、クランパ上下用シリンダ２８を駆動させ、クランパ３６を下降させてクランパ３６とクランプ台５２とで樹脂成形板２４の端面２６の縁部近傍をクランプする。次に、シリンダ６４を駆動させ、加工基準プレート６８を下降させることにより、樹脂成形板２４の端面２６を露呈させる。
【００３２】
樹脂成形板２４の位置決め固定が終わると、パルスモータ１３６を駆動させ、タイミングプーリ１３２、１３８およびタイミングベルト１４０を介してボールねじ軸１２６、１２６を回転させることにより、刃物台１０６を樹脂成形板２４の端面２６に接近させるように移動させ、刃物台１０６を所定の切込み開始位置に位置決めする。このとき、スプリング１３０、１３０のばね力によってバックラッシュが除去される。このため、刃物台１０６の送り量を例えば１μｍ単位で制御して、正確に切込み位置の設定を行うことができる。
【００３３】
次に、超音波切削ツール１１２を作動させるとともに、サーボモータ１０４を駆動させ、カップリング１０２を介してボールねじ軸１００を回転させることにより、刃物台１０６を切削送り方向へ直線移動させる。この動作により、第１バイト１０８によって樹脂成形板２４の端面２６が平面状に切削されるとともに、その切削された平坦面が超音波切削ツール１１２の第２バイト１１０により続けて切削され、樹脂成形板２４の端面２６に波形状の微細凹凸が加工形成される。この際に生じた樹脂成形板２４の切り屑は、除電器５６に連接されたノズル５８およびマニホールド６２から吹き出された除電エアーによって下方へ吹き飛ばされ、長孔４０を通って受け皿４２内へ流れ込み、集塵パイプ４４を通って集塵機４６に集められる。
【００３４】
この端面切削加工装置１０では、ボールねじ軸１００を回転させて刃物台１０６を摺動させる。このため、刃物台１０６を一定の速度で移動させることが容易であり、また、超音波切削ツール１１２の超音波振動による切込み量も、共振動作により安定しているので、仕上げ精度が均一になるという利点がある。
【００３５】
刃物台１０６が所定の位置まで移動すると、パルスモータ１３６を逆回転駆動させることにより、刃物台１０６を樹脂成形板２４から遠ざける。そして、サーボモータ１０４を逆回転駆動させることにより、刃物台１０６を元の位置に復帰させる。
【００３６】
樹脂成形板２４の端面２６の切削加工が終了すると、クランパ上下用シリンダ２８を駆動させ、クランパ３６を上昇させて、クランパ３６とクランプ台５２とによる樹脂成形板２４のクランプ状態を解除する。そして、位置決め用シリンダ７８、８６の各ピストン８２、８８を押し出して、位置決め用当接板８４、９０を樹脂成形板２４から離間させた後に、樹脂成形板２４をクランプ台５２、８０上から取り出し、加工作業が終了する。
【００３７】
なお、上記した切削加工操作では、バイト１０８、１１０を一定の速度で切削方向へ送るようにしているが、以下に説明するような場合には、バイト１０８、１１０を一定送りとしない。
【００３８】
液晶表示装置の暗帯以外の問題として、例えば、図６に示すように、導光板１５０に隣接して設置される冷陰極管等の棒状光源１５２の電極部１５４ａ、１５４ｂの影響から、液晶表示装置の有効画面１５６内における、電極部１５４ａ、１５４ｂの近傍の隅部に暗部１５８が出易いといった傾向がある。その対策として、導光板１５０の端面に切削加工される波形状の微細凹凸の密度を、棒状光源１５２の電極部１５４ａ、１５４ｂの近傍付近となる領域で変化させることが考えられる。すなわち、導光板１５０の端面の、両端部の所定領域Ｚ１、Ｚ２には、比較的密な状態で波形状の微細凹凸が形成されるように、その領域Ｚ１、Ｚ２を切削加工する際のバイト１０８、１１０の移動速度を遅くし、それ以外の領域Ｚ３には、比較的粗な状態で波形状の微細凹凸が形成されるように、その領域Ｚ３を切削加工する際のバイト１０８、１１０の移動速度を速くするようにする。あるいは、導光板１５０の端面の領域Ｚ１、Ｚ２を切削加工する際に、図６において破線で示すように、バイト１０８、１１０の切込み深さＹ（数十μｍ単位）を調整して端面に傾斜をつけ、それ以外の領域Ｚ３を切削加工する際には、切込み基準深さを一定として超音波切削ツール１１２の超音波振動により端面に微細凹凸が繰り返し形成されるように、二次元直線補完制御を行うことも可能である。なお、上記した移動速度の変更および切込み深さの変更をそれぞれ同時に制御して切削加工を行うことも可能である。
【００３９】
また、比較的小型の液晶表示装置においては、冷陰極管光源の代わりに、ＬＥＤを直列に配置したものを光源として使用する場合がある。この場合には、光源の輝度が連続しないことから、光源電極部の影響による暗部発生における場合と同様の対策として、導光板の入光端面の光拡散形状を、ＬＥＤの近傍位置とＬＥＤ間の位置とで異なったものにすることが求められる。従来の加工方法では、このような要求には応えられなかったが、この端面切削加工装置１０を使用すれば、バイト１１０の１回の移動中における任意の移動位置および任意の移動速度を、予めそれぞれ設定して制御することが可能であるため、導光板の入光端面における波形状の微細凹凸をＬＥＤの近傍位置とＬＥＤ間の位置とで異なった形状に加工することも容易に行うことが可能となる。
【００４０】
なお、上記した実施形態では、液晶表示装置のバックライトを構成している導光板の端面の切削加工について説明したが、本発明は、そのような用途だけに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、他の用途の加工、例えばプラスチックス製光学部品の加工等にも適用することができることは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の平板材端面の切削加工方法により、また、請求項２に係る発明の平板材端面の切削加工装置を使用して、液晶表示装置等に使用されるエッジライト型面光源装置の構成要素の１つである導光板などを製作するときは、容易にかつ極めて短時間で、しかも均質にかつ高い精度で再現性良く、プラスチックス等の平板材の端面に波形状の微細凹凸を被削端面の長手方向において繰り返し形成することができる。そして、この端面切削加工装置は、その構成が比較的簡易であるので、装置にかかる費用が少なくて済み、また、加工時間が極めて短時間であるために、導光板などの製造コストを著しく下げることが可能となる。さらに、被切削平板材の被削端面を切削加工している途中でバイトの移動速度を適宜変更することにより、被削端面における任意の領域に対して微細凹凸のピッチを任意に変化させることも可能である。
【００４２】
請求項３に係る発明の端面切削加工装置では、第１バイトによって平板材の端面を平面状に切削した後に、第２バイトによって端面に波形状の微細凹凸を切削加工するので、平板材の端面に波形状の微細凹凸をより正確に形成することができる。
【００４３】
請求項４に係る発明の端面切削加工装置では、所望の高さ（深さ）の波形状の微細凹凸を被切削平板材の端面に正確に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の１例を示し、平板材端面の切削加工装置の斜視図であって一部を破断して表した図である。
【図２】図１に示した端面切削加工装置の平面図である。
【図３】図２のIII−III矢視断面図である。
【図４】図３の一部を拡大した断面図である。
【図５】図１ないし図４に示した端面切削加工装置の構成要素の１つである超音波切削ツールの構成例を示す斜視図である。
【図６】この発明に係る端面切削加工装置の操作方法における変形例について説明するための図である。
【図７】この発明に係る平板材端面の切削加工装置の作用を説明するための図である。
【図８】液晶表示装置に用いられるエッジライト型面光源装置の構成例を示す分解斜視図である。
【図９】図８に示したエッジライト型面光源装置における動作ならびに従来の問題点を説明するための概略側面図である。
【図１０】従来の切削加工方法における問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１０  端面切削加工装置
１６  ベースプレート
１８  ワーク固定ユニット
２０  切削ユニット
２４  平板状の樹脂成形板
２６  樹脂成形板の端面
２８  クランパ上下用シリンダ
３２、９４  ブラケット
３４  シャフト
３６  クランパ
４０  長孔
４４  集塵パイプ
４６  集塵機
４８  加工支持台
５２、８０  クランプ台
５６  除電器
５８  除電エアー吹き出し用ノズル
６２  マニホールド
６４  シリンダ
６８  加工基準プレート
７４、９６、１１４  スライドベアリング
７６  被切削板支持台
７８  前後方向位置決め用シリンダ
８４、９０  位置決め用当接板
８６  左右方向（切削方向）位置決め用シリンダ
９２  左右方向（切削方向）位置決め用ブロック
９８  支持板
１００、１２６  ボールねじ軸
１０４  サーボモータ
１０６  刃物台
１０８  第１バイト
１１０  第２バイト
１１２  超音波切削ツール
１１８  超音波振動子
１２４  駆動用支持台
１３０  スプリング
１３２、１３８  タイミングプーリ
１３６  パルスモータ
１４０  タイミングベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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