(57)【要約】【課題】アレイ形状金型の個々のアレイ要素のピッチ誤差や形状誤差を最小にし、高精度で加工する。【解決手段】アレイ形状金型２１０となるワーク２００に対する複数のアレイ要素２１１の加工において、最初に配列中央の一つのアレイ要素２１１を加工して、アレイ形状金型２１０の全体に対する偏心誤差および理想形状からの形状誤差を計測し、当該偏心誤差および形状誤差が許容値以下になるように加工データを修正し、その後、修正された加工データによって他の全てのアレイ要素２１１を加工する。これにより個々のアレイ要素２１１の形状誤差は許容値内に収まり、配列ピッチの誤差は、加工機の位置決め精度の水準で維持され、高精度のアレイ要素２１１を有するアレイ形状金型２１０を製作することができる。【選択図】  図３Ａ
2007276049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工工具とワークを相対移動させて加工を行う走査型加工装置を用いるアレイ形状金型の製造方法であって、
金型素材としての前記ワークに対して形成されるべき複数のアレイ要素の一つを形成する第１ステップと、
前記アレイ要素の前記ワークに対する相対位置誤差と、前記アレイ要素の理想形状からの逸脱を示す形状誤差を測定する第２ステップと、
前記相対位置誤差および前記形状誤差が打ち消されるように、全ての前記アレイ要素の加工を行う第３ステップと、
を含むことを特徴とするアレイ形状金型の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のアレイ形状金型の製造方法において、
前記第１ステップでは、複数の前記アレイ要素の配列中心に位置する一つの前記アレイ要素の前記加工を行い、
前記第２ステップでは、当該アレイ要素の前記相対位置誤差および形状誤差の測定を行うことを特徴とするアレイ形状金型の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載のアレイ形状金型の製造方法において、
個々の前記アレイ要素の形状は、球面、軸対称非球面もしくは軸非対称非球面形状であることを特徴とするアレイ形状金型の製造方法。
【請求項４】
加工工具とワークを相対移動させて加工を行う走査型加工装置を用いるアレイ形状金型の製造方法であって、
金型素材としての前記ワークに対して複数のアレイ要素を形成してアレイ形状金型を製作する第１ステップと、
前記アレイ形状金型を用いてアレイ形状素子を成形する第２ステップと、
前記アレイ形状素子の理想形状からの逸脱を示す形状誤差を測定する第３ステップと、
前記形状誤差が打ち消されるように、前記アレイ形状金型の前記アレイ要素の補正加工を行う第４ステップと、
を含むことを特徴とするアレイ形状金型の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載のアレイ形状金型の製造方法において、
前記第３ステップでは、成型された前記アレイ形状素子のそり及び収縮による変形を前記形状誤差として測定し、
前記第４ステップでは、個々の前記アレイ要素の加工における前記加工工具の切込み量を変化させることにより前記そり及び前記収縮を補正することを特徴とするアレイ形状金型の製造方法。
【請求項６】
同時２軸以上の直動軸及び回転軸を制御して、加工工具とワークを相対移動させて加工を行う走査加工装置であって、
前記加工工具の軌跡を数値制御する数値制御手段と、
アレイ形状金型となる前記ワークを保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記ワークに複数のアレイ要素を加工する加工工具と、
前記アレイ要素の理想形状と前記加工工具の形状から前記加工工具の軌跡を演算すると共に、前記理想形状と加工後の前記ワークの計測結果との誤差量から補正加工量を算出し前記加工工具の軌跡を再演算する演算手段と、
を含むことを特徴とする走査加工装置。
【請求項７】
請求項６記載の走査加工装置において、
前記計測結果は、複数の前記アレイ要素の配列中心に位置し、最初に前記ワークに形成された一つの前記アレイ要素のものであり、前記アレイ要素の前記ワークに対する相対位置誤差と、前記アレイ要素の理想形状からの逸脱を示す形状誤差を含むことを特徴とする走査加工装置。
【請求項８】
同時２軸以上の直動軸及び回転軸を制御して、加工工具とワークを相対移動させて加工を行う走査加工装置であって、
前記加工工具の軌跡を数値制御する数値制御手段と、
アレイ形状金型となる前記ワークを保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記ワークに複数のアレイ要素を加工する加工工具と、
前記アレイ要素の理想形状と前記加工工具の形状から前記加工工具の軌跡を演算すると共に、加工後の前記アレイ形状金型によって成形されたアレイ形状素子の理想形状からの逸脱を示す誤差量から補正加工量を算出し前記加工工具の軌跡を再演算する演算手段と、
を含むことを特徴とする走査加工装置。
【請求項９】
請求項８記載の走査加工装置において、
前記誤差量は、前記アレイ形状素子のそり及び収縮による変形を含むことを特徴とする走査加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレイ形状金型の製造方法、走査加工装置に関し、たとえば、球面、軸対称非球面、非軸対称非球面（自由曲面）等の形状に関わらず、高精度のエレメントを配したアレイ形状素子を成型するためのアレイ形状金型の加工技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年均一な照明を得るために使用されるフライアイ素子等、さまざまな分野でレンズアレイ素子が使用されている。
このようなレンズアレイ素子を成形するためのアレイ形状金型の製作技術としては、従来、特許文献１に開示された技術が知られている。
【０００３】
すなわち、回転主軸に、レール状の位置決め治具を配置し、この位置決め治具の間に加工物を挟持する。加工物には、予め、アレイ加工位置を検出するための位置決め溝が複数のアレイ要素の形成予定位置に対応して形成されている。
【０００４】
そして、この位置決め溝を溝位置検出器で検出して、形成予定のアレイ要素の中心が回転主軸の中心と一致するように逐次位置調整を行い、回転主軸を回転させて球面もしくは軸対称非球面形状の加工を行う。
【０００５】
しかし、特許文献１の従来技術では、あらかじめ各エレメントの加工位置を割り出すための位置決め溝を加工する必要がある。つまり、位置決め溝を加工するときの加工位置決め誤差が位置決め溝に存在することになる。従って、従来技術の加工法によって、位置決め溝からの加工位置誤差が±１μｍであったとしても、累積誤差は±１μｍ以上となることが懸念される。
【０００６】
また、特許文献１に開示された加工法では、回転主軸の固定された加工物に工具を押圧して加工を行うため、個々のアレイ要素の形状としては球面もしくは軸対称非球面しか加工することが出来ない。
【０００７】
更に、回転主軸上にアンバランスに加工物及び位置決め治具が設置されているため、回転主軸が回転した場合、振れが発生する要因となりうる。これは加工物を高精度に加工する上で大変不利となる。
【０００８】
以上から明らかな様に、従来技術では各アレイ要素のピッチ問誤差及び形状について高精度に加工するには限界がある、という技術的課題がある。
更に、個々のアレイ要素の形状として球面または軸対称非球面以外の加工が出来ず、多様な形状のアレイ要素を加工できない、という技術的課題もある。
【特許文献１】特開２００３−８９００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、アレイ形状金型の個々のアレイ要素のピッチ誤差や形状誤差を最小にし、高精度でアレイ要素を加工することにある。
本発明の他の目的は、アレイ形状金型の個々のアレイ要素の加工形状に制約を生じることなく、多様な形状のアレイ要素のピッチ誤差や形状誤差を最小にして高精度でアレイ要素を加工することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、アレイ形状金型によって成形されるアレイ素子の成形時の誤差を補正して、高精度なアレイ素子を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の観点は、加工工具とワークを相対移動させて加工を行う走査型加工装置を用いるアレイ形状金型の製造方法であって、
金型素材としての前記ワークに対して形成されるべき複数のアレイ要素の一つを形成する第１ステップと、
前記アレイ要素の前記ワークに対する相対位置誤差と、前記アレイ要素の理想形状からの逸脱を示す形状誤差を測定する第２ステップと、
前記相対位置誤差および前記形状誤差が打ち消されるように、全ての前記アレイ要素の加工を行う第３ステップと、
を含むアレイ形状金型の製造方法を提供する。
【００１２】
本発明の第２の観点は、加工工具とワークを相対移動させて加工を行う走査型加工装置を用いるアレイ形状金型の製造方法であって、
金型素材としての前記ワークに対して複数のアレイ要素を形成してアレイ形状金型を製作する第１ステップと、
前記アレイ形状金型を用いてアレイ形状素子を成形する第２ステップと、
前記アレイ形状素子の理想形状からの逸脱を示す形状誤差を測定する第３ステップと、
前記形状誤差が打ち消されるように、前記アレイ形状金型の前記アレイ要素の補正加工を行う第４ステップと、
を含むアレイ形状金型の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明の第３の観点は、同時２軸以上の直動軸及び回転軸を制御して、加工工具とワークを相対移動させて加工を行う走査加工装置であって、
前記加工工具の軌跡を数値制御する数値制御手段と、
アレイ形状金型となる前記ワークを保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記ワークに複数のアレイ要素を加工する加工工具と、
前記アレイ要素の理想形状と前記加工工具の形状から前記加工工具の軌跡を演算すると共に、前記理想形状と加工後の前記ワークの計測結果との誤差量から補正加工量を算出し前記加工工具の軌跡を再演算する演算手段と、
を含む走査加工装置を提供する。
【００１４】
本発明の第４の観点は、同時２軸以上の直動軸及び回転軸を制御して、加工工具とワークを相対移動させて加工を行う走査加工装置であって、
前記加工工具の軌跡を数値制御する数値制御手段と、
アレイ形状金型となる前記ワークを保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記ワークに複数のアレイ要素を加工する加工工具と、
前記アレイ要素の理想形状と前記加工工具の形状から前記加工工具の軌跡を演算すると共に、加工後の前記アレイ形状金型によって成形されたアレイ形状素子の理想形状からの逸脱を示す誤差量から補正加工量を算出し前記加工工具の軌跡を再演算する演算手段と、
を含む走査加工装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、アレイ形状金型の個々のアレイ要素のピッチ誤差や形状誤差を最小にし、高精度でアレイ要素を加工することができる。
また、アレイ形状金型の個々のアレイ要素の加工形状に制約を生じることなく、多様な形状のアレイ要素のピッチ誤差や形状誤差を最小にして高精度でアレイ要素を加工することができる。
【００１６】
また、アレイ形状金型によって成形されるアレイ素子の成形時の誤差を補正して、高精度なアレイ素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
上記した本発明の観点は、一例として以下のように作用する。
工程Ｓ１１：  演算装置にアレイ要素形状と工具形状を入力し、工具軌跡を算出する。
工程Ｓ１２：  ワーク保持手段にワークを取り付け、アレイ形状金型の中心に位置するアレイ要素を加工工具を工程Ｓ１１にて算出した工具軌跡に沿って相対移動させることによって走査加工する。
【００１８】
工程Ｓ１３：  ワークの外周に対するアレイ要素中心座標の計測と、アレイ要素の形状計測を行う。
工程Ｓ１４：  工程Ｓ１３での計測結果である偏芯誤差は、ワーク加工原点を移動させることによって補正し、形状誤差は、誤差量を演算装置に入力し、工具軌跡を再算出することにより補正する。
【００１９】
工程Ｓ１５：  工程Ｓ１４で設定したワーク加工原点を使用し、工程Ｓ１４にて再算出した工具軌跡を使用してアレイ形状金型の全てのアレイ要素を走査加工する。
この本発明の観点によれば、複数のアレイ要素の一つの加工で計測された相対位置誤差および形状誤差を打ち消すように他の全てのアレイ要素の加工を行うので、たとえば、アレイ形状金型の各アレイ要素のピッチ誤差は加工機の位置決め精度に依存するが、位置決め精度が０．１μｍ以下の加工機を使用することにより、各アレイ要素のピッチ誤差は、０．１μｍ以下に抑制することができる。
【００２０】
また、各アレイ要素の加工は走査加工で行われるため、ワークの回転に伴うブレ等の誤差要因を生じることなく、球面、軸対称非球面、軸非対称非球面など、多様なアレイ要素の形状の加工を、ピッチ誤差の発生を抑制しつつ高精度に実現できる。
【００２１】
また、本発明の他の観点は、一例として以下のように作用する。
工程Ｓ２１：  アレイ形状金型を用いてアレイ形状を成型した素子を各アレイ要素の中心位置誤差と高さ誤差及び形状誤差の計測を行う。
【００２２】
工程Ｓ２２：  工程Ｓ２１にて計測した結果である各アレイ要素の中心位置の誤差は成型時の成型素材の収縮により発生し、成型素材や成型条件により異なる値であるが、成型素材や成型条件を同一にすると再現される値である。工程Ｓ２１にて計測した各アレイ要素の高さの誤差は、成型時に発生するアレイ形状素子のそりである。このそりの発生要因の一つは、表面と背面の形状が異なる場合に質量が多い面の方が収縮が大きくなるために発生する。例えば、表面がアレイ形状、背面が平面の場合アレイ形状の中心位置が最も高くなる凸形状にそりが発生することになる。ピッチ誤差と同様に成型素材や成型条件及び形状により異なる値であるが、成型素材や成型条件及び形状を同一にすると再現される値である。工程Ｓ２１にて計測した各アレイ要素の形状誤差は、特に樹脂成型を行う場合ゲートの形状等の影響により、形状が変形する場合がある。この形状の誤差も、他の誤差と同様に成型素材や成型条件を同一にすると再現される値である。
【００２３】
工程Ｓ２３：  成型時に発生した誤差量、つまりピッチ間誤差、そり、形状誤差を補正するアレイ形状金型を再度加工する。ピッチ間誤差は、ピッチに収縮量を加えた値として補正を行う。そりは各アレイ要素の切込み量を変更し、そり形状と反対形状にすることにより補正を行う。形状誤差は誤差量を演算装置に入力し工具軌跡を再算出することにより補正する。
【００２４】
工程Ｓ２４：  工程Ｓ２３の補正を行い、工具を走査させて加工を行う。
この本発明の他の観点によれば、成型時に発生するアレイ形状金型や成形されるアレイ形状素子等の変形を補正したアレイ形状金型を容易に作成することが出来、高精度なアレイ形状素子を得ることができる。
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態であるアレイ形状金型の製造方法を実施する走査加工装置の構成の一例を示す概念図であり、図２は、その内部構成の一例を示す側面図である。
【００２６】
本実施の形態１の走査加工装置１００は、加工機構部１１０、数値制御手段としての数値制御装置１２０、機上計測装置１４０および演算手段としての演算装置１３０を含んでいる。
【００２７】
加工機構部１１０には、加工テーブル１１１と、スピンドル１１２および加工工具１１３と、機上計測装置１４０が設けられている。
加工テーブル１１１には、ヤトイベース１６０および保持手段としての取り付け台座１５０を介して、アレイ形状金型２１０となる金型素材としてのワーク２００が固定されている。
【００２８】
加工機構部１１０は、ＸＹＺの移動軸を備え軸移動は数値制御装置１２０で制御される
。ワーク２００はＺ軸端面（加工テーブル１１１）に固定される。ＸＹ軸上にスピンドル
１１２が固定され、スピンドル１１２に先端が球状の加工工具１１３が取り付けられており、スピンドル１１２の回転により、加工工具１１３を回転させることが出来る。
【００２９】
そして、加工テーブル１１１のＺ軸方向の変位と、スピンドル１１２に支持された加工工具１１３のＸＹ軸方向の走査変位とを組み合わせることで、ワーク２００に任意形状の複数のアレイ要素２１１を形成して、アレイ形状金型２１０を製作する。
【００３０】
図３Ａは本実施の形態１の走査加工装置１００におけるワークの取り付け状態を示す平面図である。
図３Ｂは本実施の形態１の走査加工装置１００におけるワークの取り付け状態を示す側面図である。
【００３１】
図３Ｃは本実施の形態１の走査加工装置１００におけるワークの取り付け状態を示す側面図である。
本実施の形態１の場合、ワーク２００には、複数のアレイ要素２１１がハニカム状に所定のピッチｐｘおよびピッチｐｙで配置される。個々のアレイ要素２１１は、たとえば半径ＳＲの欠球面を呈する。
【００３２】
本実施の形態１の場合には、一例としてワーク２００は鉛直方向に下向きに加工テーブル１１１に支持されている。
本実施の形態１の加工機構部１１０は直動軸スケールに０．３ｎｍ（ナノメートル）の分解能の物を使用した超精密加工機であり、位置決め精度は０．１μｍ以下の精度である。上記は一例であって、加工工具１１３とワーク２００が相対的に同時２軸以上の制御が出来、かつ３軸の移動ができる構成であれば良く、また、加工工具１１３も回転工具のみではなく、固定バイトでも良い。
【００３３】
演算装置１３０は、数値制御装置１２０から加工機構部１１０の前記ＸＹＺ軸の現在座
標値１２１を読み取ることと記録することが出来る。さらに、演算装置１３０は機上計測装置１４０の測定値１４２を読み取ることと記録することが出来る。
【００３４】
また、演算装置１３０は入力された理想形状データ２１１ａと加工工具形状データ１１３ａから、理想形状データ２１１ａを加工するための工具軌跡を算出すると共にＮＣプログラム１３１を作成し数値制御装置１２０へ転送することが出来る。また、加工したワーク２００を機上計測装置１４０にて計測した測定値１４２を解析することによって、ワーク２００の加工形状と理想形状データ２１１ａの誤差を算出し、前記誤差を補正する工具軌跡を再演算しＮＣプログラム１３２を再作成することが出来る。
【００３５】
数値制御装置１２０は、加工機構部１１０の各軸をＮＣプログラム１３１、ＮＣプログラム１３２に従って制御することにより、ワーク２００を加工工具１１３により任意形状に加工することが出来る。加工機構部１１０の構成も一例であり、機上計測装置１４０は機外に存在しても良い。
【００３６】
本実施の形態１の作用を説明する。図４は本実施の形態１におけるワーク２００の取り付け状態の一例を示す平面図である。図５は図４における矢印Ａ−Ａの方向から見た側面図である。図６は本実施の形態１の作用の一例を示すフローチャートである。
【００３７】
図７は、本実施の形態１における加工工具の加工時の軌跡の一例を示す斜視図である。図８、図９、図１０、図１１は、本実施の形態１におけるアレイ要素２１１の計測方法の一例を示す概念図である。図１２および図１３は、本実施の形態１におけるアレイ要素２１１の形状計測結果の一例を示す線図である。
【００３８】
本実施の形態１の作用を図６に従って説明する。
演算装置１３０に加工ワークのアレイ要素形状と工具形状を入力し、図７に示す工具軌跡データを演算し、ＮＣプログラムを作成する。その後、ＮＣプログラムを数値制御装置１２０へ転送する（ステップ３０１）。
【００３９】
ワーク２００を取り付け台座１５０にボルト１５２にて固定する（ステップ３０２）。
図４に示すように、加工機構部１１０のＺ軸端面（加工テーブル１１１）にはヤトイベース１６０が取り付けられている。ヤトイベース１６０は回転位置決めベース１６６と回転位置決めネジ１６７により、加工テーブル１１１に対してＺ軸の回りの回転方向の位置決めができる。
【００４０】
取り付け台座１５０を位置決めブロック１６２と位置決めピン１６１に接触する様にヤトイベース１６０に密着させ、固定クサビ１６４を固定ブロック１６３と取り付け台座１５０の間に図５に示す様に挟み込み、取り付け台座１５０のテーパ部１５１と固定クサビ１６４のテーパ部１６５が接するように、固定ボルト１６８を縮め付けることにより固定する。図５の矢印Ｆ１、矢印Ｆ２が示す様に、この固定方法では位置決めブロック１６２もしくは位置決めピン１６１に押し付ける水平方向（矢印Ｆ１）とヤトイベース１６０に押し付ける垂直方向（矢印Ｆ２）とに力が働くために、位置決めブロック１６２と位置決めピン１６１とヤトイベース１６０に密着される。
【００４１】
位置決めピン１６１と取り付け台座１５０との接触部は線当たり（線接触）になるため、位置決めブロック１６２の密着面１６２ａがワーク２００の回転方向基準となる。ここで、固定クサビ１６４の材質を取り付け台座１５０と固定ブロック１６３の材質よりも柔らかい材料例えば真鍮等を使用した方が繰り返し取り付け精度が高くなる。また、固定クサビ１６４により取り付けであるため、固定ボルト１６８を縮め付け過ぎるとヤトイベース１６０を壊す恐れがあるので、トルクレンチによって、固定ボルト１６８の締め付けトルクを一定にする。固定したら、Ｘ軸基準面２０３がＸ軸と平行となる様に回転位置決め
ネジ１６７を使用してヤトイベース１６０を適宜回動させる。
【００４２】
また、スピンドル１１２に加工工具１１３を取り付ける。
ステップ３０１にて作成したＮＣプログラム１３１を使用して、ワーク２００の中心の一つのアレイ要素２１１を加工する（ステップ３０３）。
【００４３】
この中心に位置する一つのアレイ要素２１１の加工後、機上計測装置１４０を使用して、当該アレイ要素２１１の偏芯計測（ステップ３０４）及び形状計測（ステップ３０５）を行う。
【００４４】
ここで、本実施の形態１では図８に示す様に、ワーク２００の外周基準面２０１の中心点を偏芯原点Ｇ０とし、ワーク２００の上面を基準平面２０２とする。
すなわち、図９に示す様に、機上計測装置１４０のスタイラス１４１を外周基準面２０１の複数箇所に接触させ、外周基準面２０１の中心点を空間上の原点Ｇ０とする。また、基準平面２０２にスタイラス１４１を接触させ、基準平面２０２を空間上の基準平面とする。基準軸は加工機構部１１０のＸ軸と同一となる。
【００４５】
なお、図９では、ワーク２００を鉛直下向きに取り付け台座１５０に固定した状態におけるアレイ要素２１１の中心座標Ｃと、基準平面２０２の関係を示している。
また、図１０に示すように、スタイラス１４１をアレイ要素２１１の加工面に走査させ、計測結果を理想形状データ２１１ａにフィッティングする。
【００４６】
本実施の形態１の場合は、図１１に例示されるように、アレイ要素２１１の加工形状として球形状を加工したとすると、球の中心座標Ｃ（ｘ，ｙ，ｚ）を求めることができる。そして、前記球の中心座標の基準面上への投影座標が偏芯量Δｃ（Δｘ、Δｙ）となる。
【００４７】
また、図１２と図１３の様に、スタイラス１４１にて中心のアレイ要素２１１の加工内面を走査計測した値と、理想形状データ２１１ａとの乖離が、アレイ要素２１１の形状誤差Δｓとなる。
【００４８】
計測した偏芯量Δｃが、偏心許容値内に収まるか否かを判定する（ステップ３０６）。
偏心許容値外である場合は、加工原点を偏芯量Δｃ分だけシフトさせて加工を行う（ステップ３０７）。
【００４９】
計測した形状誤差Δｓが形状誤差許容値に収まるか否かを判定する（ステップ３０８）。
形状誤差Δｓが形状誤差許容値以上の場合は、誤差量をＺ軸方向に反転させた形状を補正量として加工工具１１３の加工軌跡を再演算し、ＮＣプログラム１３２を再作成し（ステップ３０９）、ステップ３０３に戻って、再作成したＮＣプログラム１３２により加工を行う。
【００５０】
ステップ３０６およびステップ３０８の判定で、中心のアレイ要素２１１の偏芯量Δｃおよび形状誤差Δｓが許容値内になるまでステップ３０３からステップ３０９を繰り返す。
【００５１】
中心のアレイ要素２１１の偏芯量Δｃおよび形状誤差Δｓが許容値内になったら、中心以外の全てのアレイ要素２１１を加工する（ステップ３１０）。
この実施の形態１によれば、たとえば、配列中心の一つのアレイ要素２１１の加工および誤差計測を反復して得られた偏芯量Δｃ、形状誤差Δｓを補正した加工データ（ＮＣプログラム１３２）によって他のアレイ要素２１１の加工を行うので、配列精度の累積誤差は発生せず、アレイ形状金型２１０を構成する複数のアレイ要素２１１のピッチｐｘ、ピッチｐｙのピッチ誤差は加工機構部１１０の位置決め精度つまり０．１μｍ以下となる。
【００５２】
また、すべてのアレイ要素２１１において形状誤差Δｓは、許容値以内に納められる。
また、個々のアレイ要素２１１の加工は、加工工具１１３にて走査加工を行っているため、球面を加工した場合でも、形状誤差にアス等の非対称成分があったとしても、容易に補正加工を行うことができる。
【００５３】
この結果、複数のアレイ要素２１１の形状および配列ピッチが高精度なアレイ形状金型２１０を得ることが出来る。
（実施の形態２）
この実施の形態２では、アレイ形状金型２１０によって実際に成形されたアレイ形状素子２２０の計測結果をアレイ形状金型２１０のアレイ要素２１１に加工に反映させる例について説明する。
【００５４】
加工に用いられる走査加工装置１００の構成は実施の形態１の場合と同様であるので、説明は割愛する。
本実施の形態２の作用を図１４と図１５によって説明する。
【００５５】
図１４は本実施の形態２の加工方法の一例を示すフローチャートである。図１５は、アレイ形状金型２１０によって成型されたアレイ形状素子の一例を示す断面図である。
補正がかけられていないアレイ形状金型２１０によって、ガラスモールド成型もしくは樹脂モールド成型を行ってアレイ形状素子２２０を作成した場合、ガラスモールド成型ではガラスの粗密の分布等によってそり等の変形Δｗが生じる。これは、シミュレーションなどによってある程度の回避ができるが、完全に回避しきることが出来ない。また、樹脂モールド成型の場合には、ゲート等の冷却の不均等によって、変形が生じる場合が発生する。
【００５６】
そこで、本実施の形態２では、たとえば、上述の実施の形態１のような方法でアレイ形状金型２１０を製作した後（ステップ４０１）、当該アレイ形状金型２１０を用いてアレイ形状素子２２０の試し成形を行う（ステップ４０２）。
【００５７】
このアレイ形状素子２２０は、アレイ形状金型２１０の複数のアレイ要素２１１の形状に対応した複数のアレイ要素２２１を備えている。
こうして成型されたアレイ形状素子２２０を図示しない機外計測装置により、全体の形状計測を行う（ステップ４０３）。この形状計測では、アレイ要素２１１の理想形状との実測形状の違いを全体誤差量として記録する。また、個々のアレイ要素２２１の形状計測を行い、理想形状との形状の違いを要素形状誤差量として記録する。更に、個々のアレイ要素２２１の基準点からの偏芯量を計測し、理想値との違いを素子偏芯量として、記録する。
【００５８】
アレイ形状素子２２０およびアレイ要素２２１の各誤差量が許容値内に収まるか否か判断する（ステップ４０４）。そして、全て誤差量が基準値内であれば、加工を終了する。
ステップ４０４で、要素形状誤差量が許容値外の場合、演算装置１３０に要素形状誤差量を入力して、補正加工を行うための工具軌跡を再演算する（ステップ４０５）。その後、補正加工用のＮＣプログラム１３２を再作成する。
【００５９】
また、アレイ要素２２１の偏芯量が許容値外であった場合、各アレイ要素２２１の加工原点を誤差量分だけＸＹ軸方向にシフトさせる。全体誤差量が許容値外であった場合は、
各アレイ要素の加工原点を各要素の誤差量分Ｚ軸方向にシフトさせる（ステップ４０６）。
【００６０】
このように、アレイ形状素子２２０およびアレイ要素２２１の各誤差の補正を設定した後、アレイ形状金型２１０の全てのアレイ要素２１１の加工を行う（ステップ４０７）。
そして、ステップ４０２に戻って、補正加工されたアレイ形状金型２１０により、アレイ形状素子２２０の成型を行う。
【００６１】
このステップ４０２〜ステップ４０７の処理を、成形で得られたアレイ形状素子２２０およびアレイ要素２２１の各部の誤差が、ステップ４０４で許容値内に収まったと判定されるまで反復する。
【００６２】
このように、本実施の形態２によればアレイ形状金型２１０を用いた成型による変形が発生する場合であっても、アレイ形状素子２２０の全体形状、個々のアレイ要素２２１の形状、偏芯等の成形誤差に対応して、アレイ形状金型２１０のアレイ要素２１１の形状等を容易に補正することが出来るため、個々のアレイ要素２２１の形状や配列が高精度なアレイ形状素子２２０を得ることが出来る。
【００６３】
以上の説明から明らかなように、本発明の上述の各実施の形態によれば、たとえば球面または軸対称非球面形状及び軸非対称非球面形状から構成される複数のアレイ要素２１１が配列形成されたアレイ形状金型２１０に対して、個々のアレイ要素２１１及びアレイ要素２１１の間のピッチ及び偏芯を高精度に加工することが出来る。
【００６４】
更に、さらにアレイ形状金型２１０を用いた成型によって得られるアレイ形状素子２２０に変形が生じた場合であっても、変形量を補正したアレイ形状金型２１０を容易に作成することが出来、高精度なアレイ形状素子２２０を得ることができる。
【００６５】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施の形態であるアレイ形状金型の製造方法を実施する走査加工装置の構成の一例を示す概念図である。
【図２】その内部構成の一例を示す側面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施の形態である走査加工装置におけるワークの取り付け状態を示す平面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施の形態である走査加工装置におけるワークの取り付け状態を示す側面図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施の形態である走査加工装置におけるワークの取り付け状態を示す側面図である。
【図４】本発明の一実施の形態である走査加工装置におけるワークの取り付け状態の一例を示す平面図である。
【図５】図４における矢印Ａ−Ａの方向から見た側面図である。
【図６】本発明の一実施の形態である走査加工装置の作用の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施の形態である走査加工装置における加工工具の加工時の軌跡の一例を示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施の形態である走査加工装置におけるアレイ要素の計測方法の一例を示す概念図である。
【図９】本発明の一実施の形態である走査加工装置におけるアレイ要素の計測方法の一例を示す概念図である。
【図１０】本発明の一実施の形態である走査加工装置におけるアレイ要素の計測方法の一例を示す概念図である。
【図１１】本発明の一実施の形態である走査加工装置におけるアレイ要素の計測方法の一例を示す概念図である。
【図１２】本発明の一実施の形態である走査加工装置におけるアレイ要素の形状計測結果の一例を示す線図である。
【図１３】本発明の一実施の形態である走査加工装置におけるアレイ要素の形状計測結果の一例を示す線図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態である走査加工装置における加工方法の一例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の他の実施の形態である走査加工装置によるアレイ形状金型によって成型されたアレイ形状素子の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００  走査加工装置
１１０  加工機構部
１１１  加工テーブル
１１２  スピンドル
１１３  加工工具
１１３ａ  加工工具形状データ
１２０  数値制御装置
１２１  現在座標値
１３０  演算装置
１３１  ＮＣプログラム
１３２  ＮＣプログラム
１４０  機上計測装置
１４１  スタイラス
１４２  測定値
１５０  取り付け台座
１５１  テーパ部
１５２  ボルト
１６０  ヤトイベース
１６１  位置決めピン
１６２  位置決めブロック
１６２ａ  密着面
１６３  固定ブロック
１６４  固定クサビ
１６５  テーパ部
１６６  回転位置決めベース
１６７  回転位置決めネジ
１６８  固定ボルト
２００  ワーク
２０１  外周基準面
２０２  基準平面
２０３  軸基準面
２１０  アレイ形状金型
２１１  アレイ要素
２１１ａ  理想形状データ
２２０  アレイ形状素子
２２１  アレイ要素
ｐｘ  ピッチ
ｐｙ  ピッチ
Δｃ  偏芯量
Δｓ  形状誤差
Δｗ  変形
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１４】
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【図１５】
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【図８】
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【図１２】
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【図１３】
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