(57)【要約】【課題】  切削加工により形成される加工面からの反射光が虹色を呈することを、手磨きによらずに無くす。【解決手段】  切削加工されて形成されたワーク９の加工面に対して研磨材等の粒子（メディア２）を衝突させることによって、当該加工面上の切削条痕を、当該切削条痕の山部頂上から谷部底面の範囲内で除去若しくは変形する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削加工されて形成された被加工物の加工面に対して粒子を衝突させることによって、当該加工面上の切削条痕を、当該切削条痕の山部頂上から谷部底面の範囲内で除去若しくは変形することを特徴とする切削面の仕上加工方法。
【請求項２】
前記粒子として、前記被加工物よりも硬い材質の素材を用いることを特徴とする請求項１に記載の仕上加工方法。
【請求項３】
前記粒子として、前記被加工物と同等若しくは軟らかい材質の素材を用いることを特徴とする請求項１に記載の仕上加工方法。
【請求項４】
弾性体からなる第一の粒子の周囲に、前記被加工物よりも硬い材質の素材からなる第二の粒子を保持させたものを前記粒子として用いることを特徴とする請求項１に記載の仕上加工方法。
【請求項５】
前記粒子として、前記切削条痕のピッチ以下の大きさのものを用いることを特徴とする請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載の仕上加工方法。
【請求項６】
前記被加工物は、切削加工により成形面を形成した成形型、若しくは切削加工により光学鏡面を形成した光学素子であることを特徴とする請求項１から５までのうちのいずれか一項に記載の仕上加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面仕上加工技術に関し、特に、光学素子自体や光学素子の成形型等の加工形成において好適な、切削加工された面の仕上加工の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子であるプラスチックレンズの成形に用いる成形型においては、従来、超精密切削が可能なＮｉ（ニッケル）とＰ（燐）とからなる無電解ニッケルメッキの層を成形型に設け、この層を切削することによって光学鏡面を加工することが一般的に行われている。
【０００３】
また、少量のプラスチックレンズを製造する場合には、プラスチック自体を直接超精密切削して光学鏡面とする加工も行われている。
これらの切削加工においては、刃先輪郭精度の良いダイヤモンドバイトを用い、切り込み量を数マイクロメートルとし、且つ送り速度を数ミリメートル毎分程度とする条件の下で行うことにより、粗さＲａが数ナノメートル程度の光学鏡面を得ることができる（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】小林昭監修、「超精密生産技術体系（第１巻）基本技術」、フジ・テクノシステム、平成７年１０月２２日、ｐ．６７−６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した切削加工により形成された加工面には、切削工具によって創成される規則的な切削条痕が形成される。このような加工面に白色光が入射すると、規則的な切削条痕での光の干渉により、加工面からの反射光が虹色を呈することがある。
【０００５】
この虹色は、光学素子の用途によっては製品機能上問題になることがあるため、このような場合には切削加工後に研磨加工を行う等して、切削条痕を除去する必要がある。
しかし、この研磨加工には、超精密切削加工で創成した形状を維持しつつ、光学鏡面に研磨キズを付けないようにすることが求められるため、技能作業者の手作業による研磨加工が現状ではなされている。そのため、歩留まりが悪い、加工工数が大きくなる結果加工品がコスト高になる、手作業による加工により品質がばらつく、加工作業者が熟練技能者に限られる、等の問題を抱えている。
【０００６】
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、切削加工により形成される加工面からの反射光が虹色を呈することを、手磨きによらずに無くすことである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様のひとつである切削面の仕上加工方法は、切削加工されて形成された被加工物の加工面に対して粒子を衝突させることによって、当該加工面上の切削条痕を、当該切削条痕の山部頂上から谷部底面の範囲内で除去若しくは変形することを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。
【０００８】
なお、上述した本発明に係る仕上加工方法において、当該粒子として、当該被加工物よりも硬い材質の素材を用いて当該切削条痕を除去するようにしてもよい。
また、前述した本発明に係る仕上加工方法において、当該粒子として、当該被加工物と同等若しくは軟らかい材質の素材を用いて当該切削条痕を変形するようにしてもよい。
【０００９】
また、前述した本発明に係る仕上加工方法において、弾性体からなる第一の粒子の周囲に、当該被加工物よりも硬い材質の素材からなる第二の粒子を保持させたものを当該粒子として用いるようにしてもよい。
【００１０】
また、前述した本発明に係る仕上加工方法において、当該粒子として、当該切削条痕のピッチ以下の大きさのものを用いるようにしてもよい。
また、前述した本発明に係る仕上加工方法において、当該被加工物は、切削加工により成形面を形成した成形型、若しくは切削加工により光学鏡面を形成した光学素子であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、以上のようにすることにより、切削加工により形成される加工面からの反射光が虹色を呈することを、手磨きによらずに無くす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】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、研磨材等の粒子（以下、メディアと呼ぶ）を噴射させるための装置の構成の一例を概念的に示したものである。
メディアタンク１内には、メディアタンク１の底部に溜まったメディア２を、上方へ向かって運搬せしめるベルトコンベア３が配設されている。
【００１４】
ベルトコンベア３の上方付近には投射ユニット４が設置されている。投射ユニット４は、ホッパ５、羽根車６、及びノズル７と、羽根車６を回転せしめる不図示のモータとから構成されている。
【００１５】
また、加工室８内の網目板１０の上にはワーク（被加工物）９が載置されている。
以上のような構成を有するメディア噴出装置の動作を説明する。
メディアタンク１の底部に溜まっているメディア２は、ベルトコンベア３の回転に伴って、メディアタンク１内の上方に運搬される。ベルトコンベア３が頂点（最高点）を通過し、その進行方向が下方へと向かい始めた位置において、メディア２は、メディア２自身に作用する重力とベルトコンベア３の回転とにより、斜め下方へ落下する。
【００１６】
メディア２の落下位置にはホッパ５が配置されている。従って、落下するメディア２の殆どはホッパ５内に回収される。
ホッパ５内を下方向へ通過したメディア２は、高速で回転する羽根車６の遠心力により、ノズル７内を高速で通過してノズル７先端より投射される。このメディア２の投射方向にワーク９を配置することで、ワーク９の加工が行われる。
【００１７】
なお、投射された後のメディア２は、網目板１０の空隙を通過してメディアタンク１の底部に溜まる。従って、その後は、ベルトコンベア３の作用によってメディア２は装置内を循環する。
【００１８】
次に、このメディア噴出装置を用いて行われるワーク９に対する本実施例における加工の方法について、図２、図３、及び図４を参照しながら説明する。
ここで、ワーク９は光学素子を成形する成形型であるとして以下に説明する。ワーク９は、母材である鋼材にＮｉ（ニッケル）とＰ（燐）とからなる無電解ニッケルメッキが施されて成形面が形成されたものであって、刃先輪郭精度の良いダイヤモンドバイトを用い、切り込み量を数マイクロメートル、且つ送り速度を数ミリメートル毎分の条件の下で超精密切削されたものである。
【００１９】
図２及び図３に示すように、ワーク９の表面（ワーク表面１１）には、ダイヤモンドバイトの先端形状が転写されたものである切削条痕１２が、ピッチ１３の間隔で周期的に存在している。このピッチ１３は、切削加工時におけるワーク１回転当りの工具送り量に相当する。また、図３に示すように、切削条痕１２の山部頂点から谷部底面までの高低差を切削条痕深さ１４と定義する。
【００２０】
このようなワーク９を図１に示したメディア噴出装置の所定の位置に配置してメディア噴出装置を動作させ、ワーク９の材質よりも硬い材質からなる数マイクロメートル以下（すなわち、切削条痕１２のピッチ１３以下）のメディア２（例えば、ダイヤモンド、アルミナ、炭化珪素、酸化クロム等の研磨材粒子）をノズル７より噴射させてワーク表面１１に衝突させる。
【００２１】
これにより、切削条痕１２の山部が優先的に除去され、図４に示すように、ランダムな凸凹を有するワーク表面１５になる。なお、このときの除去量は、切削条痕１２の山部頂上から谷部底面の範囲内（すなわち、切削条痕深さ１４）を超えない範囲になるように、メディア２の粒径，投射速度、投射時間を調節する。
【００２２】
以上のように、本実施例によれば、ワーク９の材質よりも硬い材質からなるメディア２をワーク表面１１に投射することにより、規則的な構造を持つ切削条痕１２の山部が除去されてランダムな凸凹を有するワーク表面１５となるので、加工後のワーク９の加工面に入射した光は乱反射するようになる結果、加工面からの反射光が虹色を呈することはなくなる。
【実施例２】
【００２３】
本実施例においても、図１に示したメディア噴出装置を用いてワーク９に対する加工を行う。但し、本実施例においては、ワーク９の材質より硬くない材質からなる数マイクロメートル以下（すなわち、切削条痕１２のピッチ１３以下）のメディア２（例えば、ナイロン、ポリカーボネート，ポリエステル等の粒子）を用いる。
【００２４】
図１に示したメディア噴出装置の所定の位置にワーク９を配置してメディア噴出装置を動作させると、ノズル７より噴射させたメディア２は、高速でワーク表面１１に衝突する。すると、切削条痕１２の山部が漬され、実施例１と同様、図４に示すような、ランダムな凸凹を有するワーク表面１５になる。なお、このときの変形量は、切削条痕１２の山部頂上から谷部底面の範囲内（すなわち、切削条痕深さ１４）を超えない範囲になるように、メディア２の粒径，投射速度、投射時間を調節する。
【００２５】
以上のように、本実施例によれば、ワーク９の材質よりも硬くない材質からなるメディア２をワーク表面１１に投射することにより、規則的な構造を持つ切削条痕１２の山部が変形してランダムな凸凹を有するワーク表面１５となるので、加工後のワーク９の加工面に入射した光は乱反射するようになる結果、加工面からの反射光が虹色を呈することはなくなる。更にその上に、ワーク９の材質よりも硬くない材質からなるメディア２を用いることにより、ワーク９の表面にキズを付けることがないので、外観品質を損なうことがない。
【実施例３】
【００２６】
本実施例においても、図１に示したメディア噴出装置を用いてワーク９に対する加工を行う。但し、本実施例においては、図５に示すように、例えばゴム等の弾性体からなる数ミリメートル以下（すなわち、切削条痕１２のピッチ１３以下）の粒子（弾性体粒子１６）の周囲に、ワーク９の材質よりも硬い材質（例えば、ダイヤモンド、アルミナ、炭化珪素、酸化クロム等）からなる数マイクロメートル以下（すなわち、切削条痕１２のピッチ１３以下）の粒子（研磨剤粒子１７）を保持させたメディア２を用いる。
【００２７】
図１に示したメディア噴出装置の所定の位置にワーク９を配置してメディア噴出装置を動作させると、ノズル７より噴射させたメディア２がワーク表面１１に衝突することにより、切削条痕１２の山部が優先的に除去され、実施例１や実施例２と同様、図４に示すような、ランダムな凸凹を有するワーク表面１５になる。なお、このときの除去量は、切削条痕１２の山部頂上から谷部底面の範囲内（すなわち、切削条痕深さ１４）を超えない範囲になるように、粒子１６の粒径、粒子１７の粒径、投射速度、投射時間を調節する。
【００２８】
以上のように、本実施例によれば、弾性体粒子１６の周囲に、ワーク９の材質よりも硬い材質からなる研磨剤粒子１７を保持したメディア２をワーク表面１１に投射することにより、規則的な構造を持つ切削条痕１２の山部が除去されてランダムな凸凹を有するワーク表面１５となるので、加工後のワーク９の加工面に入射した光は乱反射するようになる結果、加工面からの反射光が虹色を呈することはなくなる。また、メディア２がワーク９の表面に衝突した際に、弾性体粒子１６の弾性力によりメディア２の衝突速度が急激に低下するので、ワーク９の表面に深いキズを付けることがなく、結果として外観品質を損なうことがない。
【００２９】
このように、上述した各実施例によれば、切削条痕１２の除去量又は変形量が、切削条痕深さ１４を超えない範囲で加工されるので、超精密切削加工で創成した形状を維持しつつ、虹色を除去することができる。即ち、従来は必要とされていた手磨きによる作業と比較して、品質及び良品率が向上し、加工工数が大幅に削減され、技能が未熟な作業者でも容易に加工を行うことができるようになることで、低コストで高品質な光学素子を提供することができる。
【００３０】
なお、上述した各実施例では、光学素子成形用の成形型をワーク９としていたが、プラスチック等の光学素材自体を直接超精密切削して光学鏡面とした光学素子をワーク９とし、上述した各実施例に係る加工方法で当該光学素子の光学鏡面の仕上げ加工を行って光学素子を製造することも勿論可能である。
【００３１】
その他、本発明は、上述した各実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】メディア噴出装置の概念図である。
【図２】切削加工後のワーク表面の状態を示す図である。
【図３】切削加工後のワーク表面の断面図である。
【図４】仕上げ加工後のワーク表面の断面図である。
【図５】実施例３で用いられるメディアを示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  メディアタンク
２  メディア
３  ベルトコンベア
４  投射ユニット
５  ホッパ
６  羽根車
７  ノズル
８  加工室
９  ワーク
１０  網目板
１１  ワーク表面
１２  切削条痕
１３  ピッチ
１４  切削条痕深さ
１５  加工後ワーク表面
１６  弾性体粒子
１７  研磨剤粒子
【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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