(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極から放出される電子ビームを収束レンズおよび偏向コイルによって被加工物の表面に照射し、前記被加工物の表面に梨地加工を行う電子ビームによる梨地加工方法であって、
前記被加工物の形状データに基づいて、前記被加工物の表面に前記電子ビームの照射順序で所定間隔離れて並ぶ複数の照射目標点を決定する電子ビーム照射目標点決定ステップと、
前記各照射目標点の位置に対応して、前記電子ビームの電流値、前記収束レンズの電流値、および前記偏向コイルの電流値をそれぞれ設定する電子ビーム照射条件設定ステップと、
前記電子ビームの照射位置を、所定周期で前記各照射目標点に前記照射順序で移動させつつ、前記各照射目標点毎に、パルス状の前記電子ビームを照射する電子ビーム照射ステップと、
を有し、
前記電子ビームの電流値は、前記各照射目標点における偏向角度に応じて、前記被加工物の表面の基準位置から離れるほど大きく設定されることを特徴とする電子ビームによる梨地加工方法。
【請求項２】
陰極から放出される電子ビームを収束レンズおよび偏向コイルによって被加工物の表面に照射し、前記被加工物の表面に梨地加工を行う電子ビームによる梨地加工方法であって、
前記被加工物の形状データに基づいて、前記被加工物の表面に前記電子ビームの照射順序で所定間隔離れて並ぶ複数の照射目標点を決定する電子ビーム照射目標点決定ステップと、
前記各照射目標点の位置に対応して、前記電子ビームの電流値、前記収束レンズの電流値、および前記偏向コイルの電流値をそれぞれ設定する電子ビーム照射条件設定ステップと、
前記電子ビームの照射位置を、所定周期で前記各照射目標点に前記照射順序で移動させつつ、前記各照射目標点毎に、パルス状の前記電子ビームを照射する電子ビーム照射ステップと、
を有し、
前記電子ビームの電流値は、前記電子ビームのパルスの周期毎に変化することを特徴とする電子ビームによる梨地加工方法。
【請求項３】
陰極から放出される電子ビームを収束レンズおよび偏向コイルによって被加工物の表面に照射し、前記被加工物の表面に梨地加工を行う電子ビームによる梨地加工方法であって、
前記被加工物の形状データに基づいて、前記被加工物の表面に前記電子ビームの照射順序で所定間隔離れて並ぶ複数の照射目標点を決定する電子ビーム照射目標点決定ステップと、
前記各照射目標点の位置に対応して、前記電子ビームの電流値、前記収束レンズの電流値、および前記偏向コイルの電流値をそれぞれ設定する電子ビーム照射条件設定ステップと、
前記電子ビームの照射位置を、所定周期で前記各照射目標点に前記照射順序で移動させつつ、前記各照射目標点毎に、パルス状の前記電子ビームを照射する電子ビーム照射ステップと、
を有し、
前記電子ビームのパルス幅は、前記電子ビームの電流値から変換された電子ビーム電流指令値に基づいて変化することを特徴とする電子ビームによる梨地加工方法。
【請求項４】
前記電子ビーム照射ステップにおいて、前記各照射目標点毎に、前記所定周期内に複数回パルス状の前記電子ビームを照射することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電子ビームによる梨地加工方法。
【請求項５】
前記所定周期内に複数回照射するパルス状の前記電子ビームの各波高値がそれぞれ異なることを特徴とする請求項４に記載の電子ビームによる梨地加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビームの照射によって被加工物の表面に窪みを形成する梨地加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被加工物の表面に所定のピッチで設定された記憶点から無作為に選択された照射点に対して、陰極から連続して放出される電子ビームを順番に照射することにより、被加工物の表面に凹凸を形成して梨地加工を施す技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２５５４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、電子ビームを連続して照射しながら照射点を移動させているため、照射点の周囲にも電子ビームが照射され、加工ムラが生じて被加工物の表面に形成される窪みが不均一となり、安定した梨地加工を行うことができない、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工ムラの発生を抑制して安定した梨地加工を行う梨地加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる電子ビームによる梨地加工方法は、被加工物の表面に所定間隔離れて並ぶ複数の照射目標点に対して、電子ビームの照射位置を所定の周期で移動させると共に、各照射目標点毎にパルス状の電子ビームを照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、被加工物の表面に所定間隔離れて並ぶ複数の照射目標点に対して、電子ビームの照射位置を所定の周期で移動させるとともに、各照射目標点毎にパルス状の電子ビームを照射し、被加工物の表面に窪みを形成するので、加工ムラの発生を抑制して安定した梨地加工を行うことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる梨地加工方法を適用する電子ビーム加工装置の一構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１にかかる梨地加工方法により被加工物の表面に形成される窪みの略断面図である。
【図３】図３は、実施の形態１にかかる梨地加工方法における電子ビーム電流の発生プロセスを示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１にかかる梨地加工方法の電子ビーム電流の発生プロセスにおける各部波形を示す図である。
【図５】図５は、被加工物の形状および形状データの一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１にかかる梨地加工方法における被加工物の加工面上のパルスビームの照射位置の一例を示す図である。
【図７】図７は、パルスビームの照射目標点の移動タイミングを決定するクロック信号の一例を示す図である。
【図８】図８は、電子ビームのＸ軸方向およびＹ軸方向の照射経路と照射目標点の位置との関係を示す図である。
【図９】図９は、収束レンズ電流波形および電子ビーム電流波形の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１にかかる梨地加工方法を適用した一例における電子ビーム照射位置の時間変移を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１にかかる梨地加工方法における電子ビーム加工装置の動作フローの一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２にかかる梨地加工方法における電子ビーム電流波形とクロック信号との関係を示す図である。
【図１３】図１３は、電子ビームを用いた梨地加工結果例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態にかかる電子ビームによる梨地加工方法（以下、単に「梨地加工方法」という）について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる梨地加工方法を適用する電子ビーム加工装置の一構成例を示す図である。また、図２は、実施の形態１にかかる梨地加工方法により被加工物の表面に形成される窪みの略断面図である。
【００１１】
図１に示すように、加工室１１には、図示しない搬送テーブルによって供給された被加工物１２が配置される。被加工物１２は、電子銃室１から発生する電子ビームが表面に照射される。この電子ビームの照射によるビームエネルギーにより表面が溶融し、図２に示すように、被加工物１２の表面に窪みが形成され、その窪みの周囲に溶融痕が形成される。この窪みが被加工物１２の表面に所定間隔で多数形成されることにより、被加工物１２の表面に梨地加工が行われる。
【００１２】
ここで、電子ビームが通過する経路は真空にする必要があるため、電子ビームが発生する電子銃室１および被加工物１２が配置される加工室１１は、電子ビーム加工装置が起動する前にそれぞれ電子銃室排気装置１５および加工室排気装置１６によって排気されて真空状態にされる。
【００１３】
高電圧電源装置１３は、電子銃室１内の陰極３と陽極４との間に直流の高電圧を印加する。これにより、電子ビームが陰極３から放出される。この電子ビームの量に相当し、被加工物１２に照射される電子ビームのビームエネルギーを決める電子ビーム電流の大きさは、高電圧電源装置１３に内蔵される補助電源ユニット５０に組み込まれたバイアス電源装置４２から陰極３に印加されるバイアス電圧によって決まる。放出された電子ビームは、陽極４およびオリフィス５を通過して、収束レンズ７および偏向コイル８によって被加工物１２の所定の位置に照射されるように調整される。
【００１４】
収束レンズ７は、周回状のコイルの内部に発生する磁界により電子ビームを収束させる。この収束レンズ７に供給される収束レンズ電流の大きさによって電子ビームが収束する距離が変わる。
【００１５】
偏向コイル８は、コイルから発生した磁界によって電子ビームの向きを変える。この偏向コイル８には、被加工物１２の表面の二次元方向、すなわちＸ軸方向（第１の方向）およびＹ軸方向（第１の方向に直交する第２の方向）に電子ビームの偏向角度が調整できるように、Ｘ軸偏向コイル電流およびＹ軸偏向コイル電流がそれぞれ個別に供給され、Ｘ軸偏向コイル電流の大きさによってＸ軸方向の偏向角度が変わり、Ｙ軸偏向コイル電流の大きさによってＹ軸方向の偏向角度が変わる。Ｘ軸偏向コイル電流がゼロでＸ軸方向の偏向角度はゼロになり、Ｙ軸偏向コイル電流がゼロでＹ軸方向の偏向角度はゼロになる。また、これらのＸ軸偏向コイル電流およびＹ軸偏向コイル電流の正負により、それぞれＸ軸方向およびＹ軸方向の偏向の向きは逆になる。
【００１６】
上述した電子ビーム電流、収束レンズ電流、Ｘ軸偏向コイル電流およびＹ軸偏向コイル電流の各電流値は、電子ビームを所定の位置に照射させるために必要な条件、すなわち加工パラメータであり、これら加工パラメータを適切に制御することにより、電子ビームを所定の位置に照射させることができる。
【００１７】
電子ビーム加工データ作成装置１７は、被加工物１２の形状データに基づいて、被加工物１２の表面上における全照射目標点のＸＹ座標データと共に、上述した加工パラメータを作成する。
【００１８】
電子ビーム加工データ出力制御装置１８は、各照射目標点毎の電子ビーム電流値Ｉｅｎを格納する電子ビーム電流データ格納部２１、各照射目標点毎の収束レンズ電流値Ｉｃｎを格納する収束レンズ電流データ格納部２２、各照射目標点毎のＸ軸偏向コイル電流値Ｉｄｎｘを格納するＸ軸偏向電流データ格納部２３、各照射目標点毎のＹ軸偏向コイル電流値Ｉｄｎｙを格納するＹ軸偏向電流データ格納部２４、電子ビーム電流値Ｉｅｎを電子ビーム電流指令値Ｉｅに変換する電子ビーム電流制御回路２８、収束レンズ電流値Ｉｃｎを実電流の収束レンズ電流Ｉｃに変換する収束レンズ電流制御回路２９、Ｘ軸偏向コイル電流値Ｉｄｎｘを実電流のＸ軸偏向コイル電流Ｉｄｘに変換するＸ軸偏向コイル電流制御回路３０、Ｙ軸偏向コイル電流値Ｉｄｎｙを実電流のＹ軸偏向コイル電流Ｉｄｙに変換するＹ軸偏向コイル電流制御回路３１、および電子ビームの各照射目標点間移動のトリガーとなるクロック信号を発生するクロック発生回路２６を備えている。
【００１９】
シーケンス制御回路２７は、本実施の形態にかかる梨地加工方法におけるシーケンス制御を行う。より具体的には、クロック発生回路２６のクロック周波数設定の制御、加工開始前の初期状態における電子ビーム発生信号の出力制御、および加工開始信号の出力制御を行う。
【００２０】
ここで、本実施の形態にかかる梨地加工方法における電子ビーム電流の発生プロセスについて、図３、図４、および図５を参照して説明する。図３は、実施の形態１にかかる梨地加工方法における電子ビーム電流の発生プロセスを示す図である。また、図４は、実施の形態１にかかる梨地加工方法の電子ビーム電流の発生プロセスにおける各部波形を示す図である。
【００２１】
まず、補助電源ユニット５０に組み込まれた陰極加熱電源４１から出力される加熱電圧が陰極３に組み込まれた電子ビーム発生部材３ａの両端に印加され（図４中Ｔ１）、電子ビーム発生部材３ａが加熱される。電子ビーム発生部材３ａが加熱された後、図１に示すシーケンス制御回路２７から出力される電子ビーム発生信号のＯＮにより高電圧電源装置１３に組み込まれた加速電源４３から出力される加速電圧が電子ビーム発生部材３ａと陽極４との間に印加される（図４中Ｔ２）。
【００２２】
また、陰極３が加熱されると同時に、バイアス電源装置４２から陰極３に組み込まれた電子ビーム電流制御部材３ｂと電子ビーム発生部材３ａとの間にバイアス電圧が印加される（図４中Ｔ１）。電子ビーム発生信号のＯＮと共に、補助電源ユニット５０に組み込まれたパルスビーム発生装置４０に電子ビーム電流制御回路２８から出力されるパルス状の電子ビーム電流指令値Ｉｅが入力されると、バイアス電源装置４２からパルスビーム発生装置４０を経由して、電子ビーム電流指令値Ｉｅに応じたパルス状のバイアス電圧が出力される（図４中Ｔ２）。このパルス状のバイアス電圧が印加されることにより、電子ビーム発生部材３ａから加速電源４３により加速されたパルス状の電子ビーム（以下「パルスビーム」という）が放出されて、被加工物１２の加工面上の照射目標点に照射される。
【００２３】
本実施の形態では、被加工物１２の加工面に所定の微小間隔で設定した照射目標点間を周期ｔｓのタイミングで瞬時に移動させ、各照射目標点にパルス幅ｔのパルスビームを照射する。これにより、パルス状の急峻な電子ビームエネルギーが照射点に集中して供給されて、被加工物１２の表面が瞬時に溶融する。このため、照射点の周囲への電子ビームエネルギーの拡散が抑制されるので、照射点を中心とした均一な窪みが形成され、加工ムラの発生を抑制して被加工物１２の加工面に安定した梨地加工を行うことができる。
【００２４】
なお、パルスビームの波高値Ｉｐは、上述したようにバイアス電源装置４２から陰極３に印加されるバイアス電圧によって決まり、パルスの周期ｔｓ毎に変化させることができる。このパルスビームの波高値Ｉｐは、安定した梨地加工を実現するために最適化して決めればよい。
【００２５】
また、パルス幅ｔも電子ビーム電流指令値Ｉｅにより任意に変化させることができる。このパルス幅ｔを変化させることにより、電子ビームが照射される時間と照射されない時間との比率を設定することが可能である。この電子ビームが照射される時間と照射されない時間との比率についても、安定した梨地加工を実現するために最適化して決めればよい。
【００２６】
つぎに、本実施の形態にかかる梨地加工方法の各ステップについて説明する。本実施の形態にかかる梨地加工方法では、被加工物１２の加工面上におけるパルスビームの照射目標点の配置を決定する電子ビーム照射目標点決定ステップと、各照射目標点毎に各パラメータ（電子ビーム電流値Ｉｅｎ、収束レンズ電流値Ｉｃｎ、Ｘ軸偏向コイル電流値Ｉｄｎｘ、Ｙ軸偏向コイル電流値Ｉｄｎｙ）を設定する電子ビーム照射条件設定ステップと、各照射目標点に対してパルスビームを照射する電子ビーム照射ステップとを有している。
【００２７】
まず、電子ビーム照射目標点決定ステップについて、図１、図５〜図７を参照して説明する。図５は、被加工物の形状およびその形状データの一例を示す図である。図５に示すように、被加工物１２の形状データは、被加工物１２の加工面上の基準位置（Ｘ＝０，Ｙ＝０）を基準点として、細分化されたＸＹ座標データ（Ｘｎ，Ｙｎ）で示される。
【００２８】
図６は、実施の形態１にかかる梨地加工方法における被加工物の加工面上のパルスビームの照射位置の一例を示す図である。また、図７は、パルスビームの照射目標点の移動タイミングを決定するクロック信号の一例を示す図である。図６に示すように、本実施の形態では、電子ビーム加工データ作成装置１７は、Ｘ軸方向に所定の照射目標点間隔ＸｐおよびＹ軸方向に所定の照射領域送り間隔Ｙｐを決定して、Ｘ軸方向に並ぶ照射目標点列を１つの照射領域１００とし、図６に示す被加工物１２の加工面上における各照射目標点のＸＹ座標データを決定すると共に、各照射目標点へのパルスビームの照射順序を決定する。この各照射目標点へのパルスビームの照射順序は、電子ビームの照射位置を所定の周期ｔｓで照射目標点１−１から照射目標点間隔Ｘｐずつ移動させるように設定する。図６に示す例では、照射領域１００−１では、照射目標点１−１（Ｘ１，Ｙ１）、・・・、照射目標点１−ｐ（Ｘｐ，Ｙ１）の順序で、照射領域１００−２では、照射目標点２−１（Ｘ２，Ｙ２）、・・・、照射目標点２−ｑ（Ｘｑ，Ｙ２）の順序で、照射領域１００−３では、照射目標点３−１（Ｘ３，Ｙ３）、・・・、照射目標点３−ｒ（Ｘｒ，Ｙ３）の順序で、それぞれ図７に示す周期ｔｓのクロック信号に同期してパルスビームの照射目標点を移動させる例を示している（ｐ，ｑ，ｒは整数）。なお、各照射目標点の設定手法はこれに限らず、被加工物１２の表面に電子ビームの照射順序で所定の間隔離れて並ぶように、各照射目標点を設定すればよい。
【００２９】
つぎに、電子ビーム照射条件設定ステップについて、図１、図８および図９を参照して説明する。図８は、電子ビームのＸ軸方向およびＹ軸方向の照射経路と照射目標点の位置との関係を示す図である。また、図９は、収束レンズ電流波形および電子ビーム電流波形の一例を示す図である。
【００３０】
この電子ビーム照射条件設定ステップでは、電子ビーム加工データ作成装置１７は、上述した電子ビーム照射目標点決定ステップにおいて決定した各照射目標点毎に、加工パラメータ、つまり、電子ビーム電流値Ｉｅｎ、収束レンズ電流値Ｉｃｎ、Ｘ軸偏向コイル電流値Ｉｄｎｘ、Ｙ軸偏向コイル電流値Ｉｄｎｙを設定する。ここでは、ある照射目標点ＮのＸＹ座標データを（ＸＮ，ＹＮ）として、照射目標点Ｎにおける電子ビーム照射条件を設定する例について説明する。
【００３１】
収束レンズ７の中心から照射目標点Ｎまでの距離は、収束レンズ７の中心から加工面の基準位置（Ｘ＝０，Ｙ＝０）までの距離と基準位置（Ｘ＝０，Ｙ＝０）から照射目標点Ｎまでの距離とにより得られる。収束レンズ電流値Ｉｃｎは、得られた収束レンズ７の中心から照射目標点までの距離に応じた値、すなわち、偏向角度に応じた値に設定される必要がある。つまり、図９（ａ）に示すように、被加工物１２の端部付近の照射目標点では、電子ビームが収束する最適な径が得られるように、収束レンズ電流値Ｉｃｎを小さくする。
【００３２】
照射目標点Ｎにおける偏向角度は、偏向コイルの中心から加工面の基準位置（Ｘ＝０，Ｙ＝０）までの距離と基準位置（Ｘ＝０，Ｙ＝０）から照射目標点Ｎまでの距離とにより得られ、Ｘ軸偏向角度θｘおよびＹ軸偏向角度θｙは、その偏向角度をＸ軸およびＹ軸の成分に分離することにより得られる。Ｘ軸偏向コイル電流値ＩｄｎｘおよびＹ軸偏向コイル電流値Ｉｄｎｙは、それぞれＸ軸偏向角度θｘおよびＹ軸偏向角度θｙに応じた値となるように設定される。
【００３３】
電子ビーム電流値Ｉｅｎは、照射目標点Ｎの位置、つまり、照射目標点Ｎにおける偏向角度に応じて、電子ビームのビームエネルギーが均一となるように設定される。照射目標点Ｎの位置が加工面の基準位置（Ｘ＝０，Ｙ＝０）に対して離れるに従い、偏向角度が大きくなるので、電子ビームのビームエネルギーを均一化するために、偏向角度に応じて電子ビーム電流値Ｉｅｎが設定される必要がある。つまり、図９（ｂ）に示すように、被加工物１２の端部付近の照射目標点では、パルスビームの波高値が大きくなるように、電子ビーム電流値Ｉｅｎを設定する。
【００３４】
電子ビーム加工データ作成装置１７は、上述のようにして得た各照射目標点毎の各加工パラメータを電子ビーム加工データ出力制御装置１８に出力する。電子ビーム加工データ出力制御装置１８内において、収束レンズ電流値Ｉｃｎは、収束レンズ電流データ格納部２２に格納され、Ｘ軸偏向コイル電流値Ｉｄｎｘは、Ｘ軸偏向電流データ格納部２３に格納され、Ｙ軸偏向コイル電流値Ｉｄｎｙは、Ｙ軸偏向電流データ格納部２４に格納され、電子ビーム電流値Ｉｅｎは、電子ビーム電流データ格納部２１に格納される。このとき、各パラメータは、後述する電子ビーム照射ステップにおいて、図５に示したクロック信号に同期して、上述した電子ビーム照射目標点決定ステップにおいて設定した照射順序で電子ビームが各照射目標点に照射されるように、各データ格納部２１，２２，２３，２４に格納される。
【００３５】
つぎに、電子ビーム照射ステップについて、図１および図１０を参照して説明する。図１０は、実施の形態１にかかる梨地加工方法を適用した一例における電子ビーム照射位置の時間変移を示す図である。
【００３６】
この電子ビーム照射ステップでは、収束レンズ電流制御回路２９は、収束レンズ電流値Ｉｃｎを実電流の収束レンズ電流Ｉｃに変換して収束レンズ７に供給し、Ｘ軸偏向コイル電流制御回路３０は、Ｘ軸偏向コイル電流値Ｉｄｎｘを実電流のＸ軸偏向コイル電流Ｉｄｘに変換して偏向コイル８に供給し、Ｙ軸偏向コイル電流制御回路３１は、Ｙ軸偏向コイル電流値Ｉｄｎｙを実電流のＹ軸偏向コイル電流Ｉｄｙに変換して偏向コイル８に供給する。電子ビーム電流制御回路２８は、電子ビーム電流値Ｉｅｎを電子ビーム電流指令値Ｉｅに変換して高電圧電源装置１３に指令し、高電圧電源装置１３は、指令された電子ビーム電流指令値Ｉｅに対応したバイアス電源を陰極３に供給する。この一連の動作を所定の周期ｔｓで繰り返し行うことにより、各照射目標点毎にパルスビームの照射を実施する。
【００３７】
図１０に示す例では、まず、照射領域１００−１において、照射目標点１−１、照射目標点１−２、照射目標点１−３、・・・、照射目標点１−ｐの順で、電子ビームの照射位置をＸ軸方向に所定の周期ｔｓで照射目標点間隔Ｘｐずつ瞬時に移動させ、各照射目標点に対して、パルスビームを照射する。
【００３８】
続いて、電子ビームの照射位置をＹ軸方向に照射領域送り間隔Ｙｐ分ずらし、照射領域１００−２において、上述した一連の動作を照射目標点２−１、照射目標点２−２、照射目標点２−３、・・・、照射目標点２−ｑの順で実施し、さらに、電子ビームの照射位置をＹ軸方向に照射領域送り間隔Ｙｐ分ずらし、照射領域１００−３において、上述した一連の動作を照射目標点３−１、照射目標点３−２、照射目標点３−３、・・・、照射目標点３−ｒの順で実施する。以下、上述した電子ビーム照射目標点決定ステップにおいて設定された各照射領域毎に、電子ビームの照射位置をＹ軸方向に照射領域送り間隔Ｙｐ分ずつずらしつつ、上述した一連の動作を繰り返し実施していく。
【００３９】
つぎに、本実施の形態にかかる梨地加工方法における電子ビーム加工装置の動作について、図１、および図７〜図１１を参照して説明する。図１１は、実施の形態１にかかる梨地加工方法における電子ビーム加工装置の動作フローの一例を示す図である。
【００４０】
まず、電子ビーム加工データ作成装置１７には、被加工物１２の形状データが入力される（ステップＳＴ１０１）。電子ビーム照射目標点決定ステップにおいて、電子ビーム加工データ作成装置１７は、入力された被加工物１２の形状データに基づいて、照射目標点間隔Ｘｐおよび照射領域送り間隔Ｙｐを決定して、複数の照射領域１００を設定し、被加工物１２の加工面上における各照射目標点のＸＹ座標データを決定すると共に、各照射目標点への電子ビームの照射順序を決定する（ステップＳＴ１０２）。
【００４１】
電子ビーム照射条件設定ステップにおいて、電子ビーム加工データ作成装置１７は、ステップＳＴ１０２において決定した各照射目標点毎に、加工パラメータ、つまり、電子ビーム電流値Ｉｅｎ、収束レンズ電流値Ｉｃｎ、Ｘ軸偏向コイル電流値Ｉｄｎｘ、Ｙ軸偏向コイル電流値Ｉｄｎｙを設定し（ステップＳＴ１０３）、設定した各パラメータを電子ビーム加工データ出力制御装置１８に出力する（ステップＳＴ１０４）。
【００４２】
電子ビーム加工データ出力制御装置１８は、ステップＳＴ１０２において設定した照射順序でパルスビームが各照射目標点に照射されるように、各パラメータを各データ格納部２１，２２，２３，２４に格納する（ステップＳＴ１０５）。
【００４３】
電子ビーム照射ステップにおいて、被加工物１２が加工室１１の所定位置に配置され、電子銃室１および加工室１１が電子銃室排気装置１５および加工室排気装置１６により排気されて真空状態にされた後に、シーケンス制御回路２７は、高電圧電源装置１３に対して電子ビーム発生信号を出力する(ステップＳＴ１０６)。
【００４４】
シーケンス制御回路２７から電子ビーム発生信号が出力されると同時に、加工開始信号が出力され（ステップＳＴ１０７）、クロック発生回路２６からあらかじめ設定された所定の周期ｔｓでクロック信号が出力され、そのクロック信号の周期ｔｓに同期して、ステップＳＴ１０２において設定した照射順序で、ステップＳＴ１０３において設定した各パラメータが適用され、各照射目標点に電子ビームの照射位置が移動し（ステップＳＴ１０８）、各照射目標点毎に、高電圧電源装置１３から高電圧ケーブル１４を通してバイアス電圧が印加された陰極３からパルスビームが照射される（ステップＳＴ１０９）。そして、電子ビーム照射目標点決定ステップにおいて設定した全ての照射目標点へのパルスビームの照射が完了したか否かを判定し（ステップＳＴ１１０）、全ての照射目標点へのパルスビームの照射が完了していない場合には、（ステップＳＴ１１０；Ｎｏ）、所定の周期ｔｓでステップＳＴ１０８とステップＳＴ１０９とを繰り返し行う。
【００４５】
このとき、各照射点にはパルス状の急峻な電子ビームエネルギーが集中して供給されて瞬時に溶融する。このため、各照射点の周囲への電子ビームエネルギーの拡散が抑制されるので、各照射点を中心とした均一な窪みが形成され、加工ムラの発生を抑制して被加工物１２の加工面に安定した梨地加工を行うことができる。
【００４６】
電子ビーム照射目標点決定ステップにおいて設定した全ての照射目標点へのパルスビームの照射が完了すると（ステップＳＴ１１０；Ｙｅｓ）、当該動作フローを終了する。
【００４７】
以上説明したように、実施の形態１の電子ビームによる梨地加工方法によれば、被加工物の加工面に所定の微小間隔で設定した照射目標点間を所定の周期で瞬時に移動しつつ、各照射目標点に所定のパルス幅のパルスビームを照射するようにしたので、パルス状の急峻な電子ビームエネルギーが照射点に集中して供給され、照射点の周囲への電子ビームエネルギーの拡散が抑制されるので、照射点を中心とした均一な窪みを形成することができ、加工ムラの発生を抑制して被加工物の加工面に安定した梨地加工を行うことができる。
【００４８】
また、収束レンズ電流値を偏向角度に応じて変化させる、より具体的には、偏向角度が大きくなるに従い、収束レンズ電流値を小さくするようにしたので、照射点の位置によらず電子ビームが収束する径を最適な大きさにすることができる。
【００４９】
また、電子ビーム電流値を偏向角度に応じて変化させる、より具体的には、偏向角度が大きくなるに従い、パルスビームの波高値が大きくなるように、電子ビーム電流値を設定するようにしたので、照射点の位置によらず電子ビームのビームエネルギーを均一化することができる。
【００５０】
また、電子ビームを所定の周期で瞬時に隣接する照射点に偏向させるので、被加工物の加工領域の大きさに制限されることなく、加工時間の短縮を図ることが可能となる。
【００５１】
実施の形態２．
実施の形態１では、各照射目標点にパルスビームを１回照射する例について説明したが、各照射目標点にパルスビームを複数回照射して、実施の形態１よりもさらに安定した梨地加工を実現することも可能である。本実施の形態では、各照射目標点にパルスビームを２回以上の複数回照射する例について説明する。なお、本実施の形態にかかる梨地加工方法を適用する電子ビーム加工装置の構成は、実施の形態１において説明した電子ビーム加工装置の構成と同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００５２】
図１２は、実施の形態２にかかる梨地加工方法における電子ビーム電流波形とクロック信号との関係を示す図である。図１２に示す例では、実施の形態１において説明した照射領域１００−１において、各照射目標点にパルスビームを２回照射する場合の例を示している。
【００５３】
図１２に示す例では、照射目標点１−１、照射目標点１−２、照射目標点１−３、照射目標点１−４・・・の順序で、図７に示す所定の周期ｔｓのクロック信号に同期して電子ビームの照射目標点が移動する。パルスビームの移動周期は、クロック信号の所定の周期ｔｓに同期しており、この所定の周期ｔｓにおいて、パルスビームが２回照射される。例えば、クロック信号の周波数を１０ｋＨｚとすると、周期ｔｓは１００μｓとなり、電子ビームが照射される時間と照射されない時間との比率を均等に設定する場合、パルスビームのパルス幅ｔは２５μｓとなる。
【００５４】
なお、図１２に示す例では、各照射目標点毎に、１回目に照射される各パルスビームの波高値（Ｉｐ１１，Ｉｐ２１，Ｉｐ３１，Ｉｐ４１，・・・）と２回目に照射される各パルスビームの波高値（Ｉｐ１２，Ｉｐ２２，Ｉｐ３２，Ｉｐ４２，・・・）とが異なり、且つ、実施の形態１と同様に、被加工物１２の端部付近の照射目標点では、パルスビームの波高値が大きくなるように、つまり、Ｉｐ１１＞Ｉｐ２１＞Ｉｐ３１＞Ｉｐ４１＞・・・、Ｉｐ１２＞Ｉｐ２２＞Ｉｐ３２＞Ｉｐ４２＞・・・となるように、電子ビーム電流値Ｉｅｎを設定した例を示している。この１回目に照射される各パルスビームの波高値（Ｉｐ１１，Ｉｐ２１，Ｉｐ３１，Ｉｐ４１，・・・）と２回目に照射される各パルスビームの波高値（Ｉｐ１２，Ｉｐ２２，Ｉｐ３２，Ｉｐ４２，・・・）とは、実施の形態１と同様に、安定した梨地加工を実現するために最適化して決めればよく、例えば、図１２に示すように、１回目に照射される各パルスビームの波高値よりも２回目に照射される各パルスビームの波高値を大きくしてもよいし、１回目に照射される各パルスビームの波高値よりも２回目に照射される各パルスビームの波高値を小さくしてもよい。
【００５５】
また、電子ビームが照射される時間と照射されない時間との比率を不均等に設定することも可能であり、実施の形態１と同様に、この電子ビームが照射される時間と照射されない時間との比率についても、安定した梨地加工を実現するために最適化して決めればよい。
【００５６】
図１３は、電子ビームを用いた梨地加工結果例を示す図である。図１３（ａ）は、電子ビームを用いた梨地加工により被加工物の表面に形成される窪みとその周囲の溶融痕の概略図を示し、図１３（ｂ）は、電子ビームを連続して照射しながら隣接する照射目標点に照射位置を移動させる従来例による梨地加工結果を示し、図１３（ｃ）は、実施の形態１にかかる梨地加工方法における梨地加工結果、つまり、各照射目標点にパルスビームを１回照射した場合の梨地加工結果を示し、図１３（ｄ）は、各照射目標点にパルスビームを２回照射した場合の梨地加工結果を示し、図１３（ｅ）は、各照射目標点にパルスビームを４回照射した場合の梨地加工結果を示している。図１３（ｂ）に示すように、従来例では、隣接する各照射点の溶融痕が混ざり、各照射点に形成される窪みと溶融痕の形状が不均一である。これに対し、実施の形態１にかかる梨地加工方法を用いた場合は、図１３（ｂ）に示すように、従来例よりも各照射点に形成される窪みと溶融痕の形状が均一となり、安定して梨地加工が行えていることを示している。
【００５７】
図１３（ｄ）あるいは図１３（ｅ）に示すように、各照射目標点にパルスビームを複数回照射した場合には、各照射目標点にパルスビームを１回照射した場合（図１３（ｃ））よりもさらに各照射点に形成される窪みと溶融痕の形状が均一となり、より安定して梨地加工が行えていることを示している。このように、各照射目標点にパルスビームを複数回照射することにより、各照射目標点に供給する電子ビームエネルギーを複数回に分散することができるので、実施の形態１よりも被加工物１２に形成される窪みの形状を均一化することができる。
【００５８】
特に、被加工物１２が銅のような熱伝導性の高い材質である場合に、各照射目標点にパルスビームを１回照射した場合には、電子ビームエネルギーが照射点の周囲に熱拡散し、図１３（ａ）に示す溶融痕の範囲が拡がり、図２に示したような形状の窪みが形成されない場合があるが、各照射目標点にパルスビームを複数回照射することにより、より均一で安定した窪みを形成することができる。
【００５９】
以上説明したように、実施の形態２の電子ビームによる梨地加工方法によれば、各照射目標点にパルスビームを複数回照射することにより、各照射目標点に供給する電子ビームエネルギーを複数回に分散することができ、実施の形態１よりもさらに安定した梨地加工を実現することができる。
【００６０】
なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６１】
１  電子銃室
３  陰極
３ａ  電子ビーム発生部材
３ｂ  電子ビーム電流制御部材
４  陽極
５  オリフィス
７  収束レンズ
８  偏向コイル
１１  加工室
１２  被加工物
１３  高電圧電源装置
１４  高電圧ケーブル
１５  電子銃室排気装置
１６  加工室排気装置
１７  電子ビーム加工データ作成装置
１８  電子ビーム加工データ出力制御装置
２１  電子ビーム電流データ格納部
２２  収束レンズ電流データ格納部
２３  Ｘ軸偏向電流データ格納部
２４  Ｙ軸偏向電流データ格納部
２６  クロック発生回路
２７  シーケンス制御回路
２８  電子ビーム電流制御回路
２９  収束レンズ電流制御回路
３０  Ｘ軸偏向コイル電流制御回路
３１  Ｙ軸偏向コイル電流制御回路
４０  パルスビーム発生装置
４１  陰極加熱電源
４２  バイアス電源装置
４３  加速電源
５０  補助電源ユニット
１００，１００−１，１００−２，１００−３  照射領域
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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