(57)【要約】【課題】成形金型の成形面を精度良く且つより簡単な制御にて加工し得るレンズ成形金型の加工方法を提供する。【解決手段】砥石部２４を有する研削工具１３によりレンズ成形金型１１に円筒状の成形面１１ａを加工する加工方法であって、砥石部２４が所定高さｔの円柱状に形成された研削工具１３を、回転させた状態で且つその回転軸心方向ａで一方向に繰返し移動させるとともに、当該研削工具１３とレンズ成形金型１１との相対距離を変化させながら研削する際に、研削工具１３をその回転軸心方向ａと直交する金型１１の幅方向で所定間隔おきに移動させて円筒状の成形面１１ａを形成する方法である。【選択図】      図２
2006007551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥石部を有する研削工具によりレンズ成形金型に円筒状の成形面を加工するための加工方法であって、
砥石部が所定高さの円柱状に形成された研削工具を、回転させた状態で且つその回転軸心方向で一方向に繰返し移動させるとともに、当該研削工具とレンズ成形金型との相対距離を変化させながら研削する際に、研削工具をその回転軸心方向と直交する金型の幅方向で所定間隔おきに移動させて円筒状の成形面を形成することを特徴とするレンズ成形金型の加工方法。
【請求項２】
研削工具の砥石部の厚さを、０．０５〜１．０ｍｍの範囲とすることを特徴とする請求項１に記載のレンズ成形金型の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品に用いられるレンズ成形金型を精度良く加工し得るレンズ成形金型の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学部品に用いられるレンズ成形金型には、円筒状の成形面（シリンドリカル面またはトーリック面ともいう）を有するものがあり、このような成形面を有する工作物の加工方法としては、下記に示すような方法がある。
【０００３】
この加工方法は、図６に示すように、砥石回転台５１の回転軸５２の先端に取り付けられた円盤状で且つ外周端部の横断面形状を球面状に形成した、簡単に言えば、そろばん玉のような砥石５３を回転させた状態でレンズ成形金型５４の表面に接触させるとともに、矢印ｄで示すように、砥石５３先端が所定の円筒状の成形面５４ａとなるように、レンズ成形金型５４の円筒状の成形面５４ａの軸心に対して直交する方向で移動させる方法である（例えば、特許文献１の段落番号［００１２］および図２参照）。
【特許文献１】特開平５−６９３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の加工方法によると、図６に示すように、砥石５３の先端部の断面形状を球面状にしているため、言い換えれば、砥石５３の形状がソロバン玉のように、水平断面形状および鉛直断面形状が共に円弧状にされているため、当該砥石のツルーイング作業が困難となってその形状精度が低下し、延いては、金型の成形面の加工精度が低下するという問題がある。
【０００５】
また、砥石５３の水平断面形状および鉛直断面形状が共に円弧状にされるとともに当該砥石５３が矢印ｄで示すように移動されるため、成形面５４ａに対する砥石５３の接触位置が異なると、その成形面５４ａと砥石５３の回転軸心ｅとの相対距離が変化するため、砥石５３の移動制御（ＮＣ制御）が難しくなるという問題がある。
【０００６】
特に、光ディスク装置に用いられる半導体レーザが赤色から青色（所謂、ブルーレイ）に変わることで、成形金型の要求仕様、例えば形状精度（加工精度）が０．０５μｍ以下等の仕様となってきており、従来の加工方法ではその仕様を満たすことが困難になってきている。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決するもので、成形金型の成形面を精度良く且つより簡単な制御にて加工し得るレンズ成形金型の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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るレンズ成形金型の加工方法は、砥石部を有する研削工具によりレンズ成形金型に円筒状の成形面を加工するための加工方法であって、
砥石部が所定高さの円柱状に形成された研削工具を、回転させた状態で且つその回転軸心方向で一方向に繰返し移動させるとともに、当該研削工具とレンズ成形金型との相対距離を変化させながら研削する際に、研削工具をその回転軸心方向と直交する金型の幅方向で所定間隔おきに移動させて円筒状の成形面を形成する方法である。
【０００９】
また、請求項２に係るレンズ成形金型の加工方法は、請求項１に記載の加工方法は、研削工具の砥石部の厚さを、０．０５〜１．０ｍｍの範囲とする方法である。
【発明の効果】
【００１０】
上記の加工方法によると、砥石部として円柱状のものを用い且つ砥石部をその回転軸心方向で移動させるとともに所定間隔おきに金型幅方向で移動させることにより成形面を加工するようにしたので、例えば従来のように、砥石部が円盤状で且つ先端部の断面形状が球面状（所謂、そろばん玉形状）である場合に比べて、砥石部における加工精度（形状精度）すなわち金型の成形面の表面精度を向上させることができるとともに、砥石部を移動させる際の制御についても、より簡単に行うことができる。
【００１１】
すなわち、砥石部先端の高精度なツルーイング作業（輪郭精度）が不要となり、研削装置についても、形成面に対する砥石部の回転軸心のオフセット量の簡単な制御だけで、表面精度の良い光学鏡面を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態に係るレンズ成型金型の加工方法について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るレンズ成形金型の加工方法に用いられる研削装置の概略構成を示す側面図、図２はレンズ成型金型の加工方法を説明する図である。
【００１３】
図１に示すように、この研削装置には、平面視が矩形状の基台１の一端側で且つ他端側に向って水平方向で移動自在に配置された第１水平移動テーブル２と、同じく基台１の他端側で且つ第１水平移動テーブル２の移動方向とは直交する水平方向で移動自在に配置された第２水平移動テーブル３と、この第２水平移動テーブル３上に立設された支柱体４に昇降自在に設けられた鉛直移動体５とが具備されている。
【００１４】
そして、また第１水平移動テーブル２上には、円筒状の成形面（例えば、非球面であるシリンドリカル面、トーリック面などである）１１ａを有するレンズ成形金型（以下、単に、金型と称す）１１を保持する金型保持具（勿論、位置割出し機能などを有するもの）１２が配置され、さらに鉛直移動体５には、エアタービンにより高速回転されるとともに研削工具１３を保持する回転軸体（回転スピンドルともいう）１４が設けられている。
【００１５】
ここで、各テーブル２，３および鉛直移動体５の各移動方向について簡単に説明すると、図１に示すように、第１水平移動テーブル２の移動方向をＺ軸とすると、第２水平移動テーブル３の移動方向がＸ軸となり、また鉛直移動体５の移動方向は上下方向であるＹ軸となり、３軸が互いに直交するようにされている。そして、図２および図３に示すように、研削工具１３の回転軸心ａは、当然に、Ｙ軸方向に一致されており、したがって被研削部である金型１１の円筒状の成形面１１ａの中心軸ｂもＹ軸方向となるように、金型１１が金型保持具１２にセットされる。
【００１６】
次に、研削工具について説明する。
図２に示すように、回転軸体１４に下向きに保持される研削工具１３は、大きく分けて、太めの基端側軸部２１と、それより少し細めの先端側軸部２２とから構成され、さらにこの先端側軸部２２については、基端側軸部２１寄りの逃げ軸部２３とその先端側で且つ所定厚さｔにされた円柱状の砥石部２４に形成されている。この砥石部２４の円筒外面により、金型１１に円筒状の成形面１１ａが形成される。勿論、図３に示すように、砥石部２４の半径ｒは成形面１１ａの半径Ｒ（正確には、非球面定義式のＲ）よりも小さくされている。
【００１７】
このように、砥石部２４の研削面が円筒状に形成されているため、例えば図４の（ａ）に示すように、その回転軸心ａから研削面までの距離ｒが一定であるため、同図（ｂ）に示すように、従来の砥石の研削面までの距離ｒ′がその接触位置に応じて砥石摩耗により変化するものに比べて、研削工具１３を移動させる際の制御（ＮＣ機械によるオフセット量の制御）がより簡単になる。
【００１８】
そして、上記砥石部２４の厚さｔは、金型により成形されるレンズ径に対応する値にされており、例えばレンズ径が４ｍｍの場合、所謂、ブルーレイ用である場合には、その厚さｔは０．０５〜１．０ｍｍの範囲とされる。なお、このような範囲とした理由については後述する。
【００１９】
次に、上記研削装置により金型を加工する方法について説明する。
まず、回転軸体１４に所定半径で且つ所定厚さｔの円柱状の砥石部２４を有する研削工具１３を取り付けるとともに、金型１１を第１水平移動テーブル２上の金型保持具１２に保持させる。このとき、金型１１の取付け方向については、図３に示すように、円筒状の形成面１１ａの中心軸ｂが研削工具１３の回転軸心ａと同一の上下方向となるように取り付けられる。
【００２０】
次に、研削工具１３を高速で回転させ、そして第１水平移動テーブル２を移動させるとともに鉛直移動体５を昇降させて、砥石部２４により金型１１に円柱状の成形面１１ａを形成する。そして、このとき、第２水平移動テーブル３については、図２の矢印ｃで示すように、ある位置での砥石部２４の研削下降動作が１回終わると、所定間隔でもって金型１１の幅方向で移動させた後、次の研削下降動作が行われる。この所定間隔おきの間欠的な研削下降動作（一方向の繰返し移動）が、順次、繰り返されて、最終的に、所定の円筒状の形成面１１ａが加工（研削）される。
【００２１】
すなわち、円柱状の砥石部２４と金型１１とを３軸方向で制御して、金型１１に円筒状の成形面１１ａを加工する際に、金型１１を砥石部２４にその回転軸心ａと直交するＺ軸方向で接触させるとともに、砥石部２４をＹ軸方向の直線運動と、Ｚ軸に対して直交するＸ軸方向すなわち金型幅方向にて分割されたピッチ送りとの組み合わせにより、加工が行われる。
【００２２】
ここで、上記砥石部２４の厚さｔを、０．０５〜１．０ｍｍの範囲にした理由について説明しておく。
砥石部２４の形状については、その厚さｔを大きくすれば、その逃げ軸部２３が長くなって軸剛性が低下するため、加工精度が低下する。この砥石部２４の厚さｔと逃げ軸部２３における軸剛性との関係、および砥石部２４の厚さｔと金型１１の成形面１１ａの加工精度との関係を調べると、図５に示すグラフが得られる。
【００２３】
そして、ブルーレイ用のレンズを成形する場合には、その波長が短いため、少なくとも、金型１１の成形面１１ａの加工精度（表面精度）が０．０５μｍであることが好ましい（なお、従来の加工方法によると、０．１２μｍ程度の加工精度しか得られない）。したがって、図５のグラフから分かるように、加工精度を０．０５μｍ以下とするためには、砥石部２４の厚さｔを、０．０５〜１．０ｍｍの範囲内にする必要がある。なお、レンズ径が４ｍｍの場合を示している。
【００２４】
上述したように、砥石部として円柱状のものを用い且つ砥石部をその回転軸心方向で移動させるとともに所定間隔おきに金型幅方向で移動させるようにしたので、例えば従来のように、砥石部が円盤状で且つ先端部の断面形状が球面状（所謂、そろばん玉形状）である場合に比べて、砥石部における形状精度すなわち金型の成形面の表面精度を向上させることができるとともに、砥石部を移動させる際の制御についても、より簡単に行うことができる。
【００２５】
すなわち、砥石部先端の高精度なツルーイング作業（輪郭精度）が不要となり、研削装置についても、形成面に対する砥石部の回転軸心のオフセット量の簡単な制御だけで、加工精度（形状精度）が０．０５μｍ以下で粗さがＲｙ＝０．０２μｍ以下の光学鏡面を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のレンズ成形金型の加工方法は、高精度な形状面すなわち光学鏡面を有する金型の成形面を、より簡単な制御でしかも精度良く加工することができるので、例えば青色レーザを使う光学レンズの成形金型を加工するのに最適である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係るレンズ成形金型の加工方法に用いられる加工装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】同加工方法を説明する図である。
【図３】同加工方法を説明する図である。
【図４】同加工方法を説明する図である。
【図５】同加工方法における砥石部の厚さに対する、研削工具の軸剛性および加工精度の関係を示すグラフである。
【図６】従来におけるレンズ成形金型の加工方法を説明する側面図である。
【符号の説明】
【００２８】
２      第１水平移動テーブル
３      第２水平移動テーブル
４      支柱体
５      鉛直移動体
１１      レンズ成形金型
１１ａ    成形面
１３      研削工具
１４      回転軸体
２４      砥石部
【図１】
2006007551.tif 000003
【図２】
2006007551.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006007551.tif 000006
【図５】
2006007551.tif 000007
【図６】
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