(57)【要約】 【課題】  単結晶ダイヤモンドよりも長い寿命の刃を有する、ダイヤモンドスクライバーを提供すること。【解決手段】  ダイヤモンド多結晶体からなる刃４を先端に有するスクライバー１において、該刃４がダイヤモンド微粒子の焼結体３からなり、該ダイヤモンド微粒子が各々８０ｎｍ乃至１μｍの粒径を有することを特徴とする、ダイヤモンド多結晶体スクライバーである。方向に関係なく高い靭性・耐磨耗性をダイヤモンド多結晶体スクライバーの刃４に持たせることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンド多結晶体からなる刃を先端に有するスクライバーにおいて、
該刃がダイヤモンド微粒子の焼結体からなり、
該ダイヤモンド微粒子が各々８０ｎｍ乃至１μｍの粒径を有することを特徴とする、
ダイヤモンド多結晶体スクライバー。
【請求項２】
ダイヤモンド微粒子部分の先端のカット面が３乃至１０の角を有する多角形からなり、
該多角形の有する角のうち一部又は全てを刃として用いることを特徴とする、
請求項１に記載のダイヤモンド多結晶体スクライバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サファイヤ等の単結晶材料またはガラス材料などの素材表面に傷をつけて割断の罫書きを行うための、ダイヤモンドスクライバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイヤモンドスクライバーは従来、例えば特許文献１に示すように、ダイヤモンド単結晶に多面体のカットを行うものが知られており、その多面体の頂点を刃として、単結晶基板またはガラス基板などに傷をつけることに用いられる。このダイヤモンド単結晶からなるスクライバーは、特にサファイヤ等の単結晶材料のスクライブ対象物に対して最も耐磨耗性のある（１１１）面が、スクライブ対象物に対して並行になるように、ダイヤモンド単結晶を加工することによって作製している。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５２−１３０５６８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、単結晶ダイヤモンドからなるスクライバーでは、ダイヤモンド単結晶の特性である異方性により、スクライブを行う面が（１１１）面から少しでもずれた場合、ダイヤモンドの強度は著しく低下する。スクライブを行う面は、（１１１）面から少なからず誤差を生じることも多く、スクライバーの強度も、（１１１）面の強度を有するときと有さないときでばらつきが大きく生じ、せっかくのダイヤモンドの強度を生かしきれず、スクライバーとしての寿命が不安定になるという問題点がある。
【０００５】
そのため本発明者らは、異方性を無くすために、遷移金属を焼結助剤とした焼結ダイヤモンドを用いることを考えた。しかし、遷移金属を焼結助剤とした焼結ダイヤモンドでは、焼結ダイヤモンドのスクライバー本体へのロー付け工程によって、焼結ダイヤモンドと焼結助剤が反応してダイヤモンド表面がグラファイト化を起こし、ダイヤモンド粒子と焼結助剤との結合が著しく弱くなる。そのため、スクライバーとして必要となる、鋭利な頂点・稜線をも形成することが出来ないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、単結晶ダイヤモンド、または遷移金属を焼結助剤として用いた焼結ダイヤモンドよりさらに長寿命である焼結ダイヤモンドからなる刃を有するスクライバーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、ダイヤモンド多結晶体からなる刃を先端に有するスクライバーにおいて、該刃がダイヤモンド微粒子の焼結体からなり、該ダイヤモンド微粒子が各々８０ｎｍ乃至１μｍの粒径を有することを特徴とする、ダイヤモンド多結晶体スクライバーである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の構成に加えて、ダイヤモンド微粒子部分の先端のカット面が３乃至１０の角を有する多角形からなり、該多角形の有する角のうち一部又は全てを刃として用いることを特徴とする、ダイヤモンド多結晶体スクライバーである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明で用いるダイヤモンド多結晶体スクライバーの刃は、方向に関係なく高い靭性・耐磨耗性を持たせることができるため、従来の単結晶ダイヤモンドよりも長寿命となる、多結晶体ダイヤモンドによるスクライバーを提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
本実施形態は、図１(a)及び図１(b)に示すように、金属からなるシャンク２の先端部分にダイヤモンド焼結体３からなる刃４が固定されたダイヤモンド多結晶体スクライバー１に関するものである。
【００１１】
本発明のダイヤモンド焼結体３に用いられるダイヤモンド微粒子は、８０ｎｍ乃至１μｍのものが用いられる。そしてダイヤモンド微粒子の焼結は、例えば特開２００２−１８７７７５号に示す方法によって行うことができる。これにより得られるダイヤモンド焼結体３は、構成されるダイヤモンドの各粒子が種々の方向を向くため、単結晶ダイヤモンドのような異方性がなくなる。
【００１２】
本実施形態においては、このダイヤモンド焼結体３に対して切断及び研磨加工を行うことで、ダイヤモンドスクライバーの刃４を得ることができる。まず該ダイヤモンド焼結体３を切断し、目的とするスクライバーの刃の形状に略等しい形状に整える。ここでの切断は、レーザー、特にＹＡＧレーザーによることが、生産性の面から好ましい。
【００１３】
スクライバーの先端形状に応じて切断されたダイヤモンド焼結体３は、図に示すシャンク２の内部にロー付けされる。ロー付けは、例えば特開昭５２−１３０５６８号に示す固定方法により行うことが出来る。
【００１４】
シャンク２にロー付けを行った後のダイヤモンド焼結体３に対して研磨加工を行い、先端形状を整える。ダイヤモンド焼結体３の形状としては、従来はダイヤモンドの（１１１）面がスクライブ対象物に対して平行に作成されていたため、先端が三角形又は四角形を有する形状、例えば三角錐台又は四角錐台などに限られていた（図２（ａ）、図２（ｂ）参照）。しかし、本実施形態ではこのような制約がないため、３乃至１０の角を有する多角形をダイヤモンド焼結体３の先端に形成することが可能である（図２（ｃ）、図２（ｄ）参照）。また、ダイヤモンド焼結体３の先端形状は対称な形状に限られず、非対称な形状を形成することもできる。ダイヤモンド焼結体３の研磨は、ダイヤモンドを含有するペーストなどを用いた遊離砥粒と、定盤などにダイヤモンドを埋め込む固定砥粒のいずれも用いることが可能である。これによりダイヤモンド多結晶体スクライバーの刃４が最良の形状に形成される。
【００１５】
なお、本発明のダイヤモンド多結晶体スクライバーは、例えば図１に示される形状に限定されるものではなく、また、本発明のスクライバーの製造方法には、上記以外に他の加工手段を用いることも十分可能である。
【実施例１】
【００１６】
本実施例では、本発明によるダイヤモンド多結晶体スクライバーと従来の単結晶ダイヤモンドを用いたスクライバーとを用いて、表面が研磨された単結晶サファイア基板に対してスクライブを行い、刃の磨耗を比較した。スクライブは同一の条件を保つためにスクライブ装置を用い、鏡面研磨されたｃ面サファイアに対してスクライブを行った。スクライブ時の条件は取りつけ角７０°、加重３０ｇ重、スクライブ方向はａ軸方向、長さ約４０ｍｍにわたってスクライブを５回行った。比較は、スクライブ前後のスクライバーの刃の消耗量を走査型電子顕微鏡を用いて評価した。
【００１７】
その結果、従来技術に係る単結晶ダイヤモンドを用いたスクライバーの刃は、スクライブ前は図３（ａ）、スクライブ後は図３（ｂ）に示すようになり、スクライバーの刃には磨耗面が見られた。これは、スクライブ面が単結晶ダイヤモンドの（１１１）面からずれを生じるためであると考えられる。一方、本発明に係る、ダイヤモンド多結晶体スクライバーの刃では、スクライブ前は図３（ｃ）、スクライブ後は図３（ｄ）に示すようになり、スクライバーの刃には僅かに磨耗跡が確認できる程度となった。磨耗量を比較するとダイヤモンド多結晶体を用いたスクライバーの刃の磨耗量は単結晶ダイヤモンドを用いたスクライバーの刃の磨耗量の約１／４０となり、ダイヤモンド多結晶体によってダイヤモンドスクライバーの刃の寿命を長くすることが、十分に確認できた。
【００１８】
また、繰り返しスクライブを行うことで磨耗したダイヤモンド多結晶体スクライバーの刃は、再研磨を行って刃の形状を整えることにより、スクライバーとしての初期の機能を再生することが出来る。従来の単結晶ダイヤモンドを用いたスクライバーの刃では、磨耗が大きいために再生頻度が高かった。さらに刃の大きさに限界があり、単結晶の形状も例えば正八面体のように、アスペクト比の小さい形状に限られていた。そのため数回の再研磨でダイヤモンドの結晶が小さくなってシャンクから脱落していた。（図４（ａ）参照）
【００１９】
一方、本発明のダイヤモンド多結晶体スクライバーでは、再研磨を１５回行っても、ダイヤモンド多結晶体がシャンクから脱落することがなかった。これは、磨耗が少ないことに加え、ダイヤモンド多結晶体がより長大なものを作ることができ、従来に比べて寸法的に大きく、シャンクの深い部分までダイヤモンド多結晶体を挿入することができるためである。（図４（ｂ）参照）
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る、ダイヤモンドスクライバーの概観を説明する図である。
【図２】本実施形態に係る、ダイヤモンドスクライバーの焼結ダイヤモンドの形状を説明する図である。
【図３】本実施形態及び従来技術に係る、スクライバーの刃の磨耗状態を説明する図である。
【図４】本実施形態及び従来技術に係る、スクライバーの再研磨を説明する図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    ダイヤモンドスクライバー
２    シャンク
３    ダイヤモンド焼結体
４    刃
５    ダイヤモンド単結晶
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図３】
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