(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加工予定領域が所定点を中心とする複数の同心円のそれぞれの円周上に配置されている型部材を加工するための加工装置であって、
型部材を支持するとともに駆動装置に駆動されて型部材を回転させるステージ装置を備え、
前記ステージ装置は、前記駆動装置の回転軸に平行な回動軸のまわりに型部材を回転調整可能にする第１調整ステージと、前記第１調整ステージを支持するとともに前記第１調整ステージの回動軸に直交する方向に移動して前記第１調整ステージの回動軸と前記駆動装置の回転軸との間隔の変更を行う直動型の第２調整ステージと、前記駆動装置の回転軸を挟んで前記第１調整ステージの回動軸側と対向する側に配置され、前記第２調整ステージの移動に伴って変化する前記駆動装置の回転軸まわりの重量バランスを調整可能にするバランス調整装置と、を有し、
前記第１調整ステージの回転軸と、前記駆動装置の回転軸とが、前記第２調整ステージの移動方向に平行な直線上に位置することを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記ステージ装置は、型部材の位置を前記第２調整ステージとは異なる方向に調整するための直動型の第３調整ステージを有することを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記第２調整ステージと前記第３調整ステージとは、前記駆動装置の回転軸に垂直であって互いに垂直な方向に、型部材の位置を調整可能であることを特徴とする請求項２に記載の加工装置。
【請求項４】
前記第１調整ステージは、型部材の回転量を検出する第１センサを備え、前記第２調整ステージは、型部材の移動量を検出する第２センサを備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の加工装置。
【請求項５】
前記型部材と切削工具とを、少なくとも前記ステージ装置の回転軸に垂直な方向に関して相対的に移動させる加工用ステージをさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の加工装置。
【請求項６】
前記第１及び第２調整ステージを構成する少なくとも１つのテーブル部材は、線膨張係数が−２×１０−６〜５×１０−６〔１／Ｋ〕であるという条件と、密度が１．５〜５．０〔ｇ／ｃｍ３〕であるという条件との少なくとも一方を満たす材料で形成されることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の加工装置。
【請求項７】
前記第１及び第２調整ステージを構成するテーブル部材は、セラミックス、チタン合金、及びインバーのうち少なくとも１つ以上の材料で形成されることを特徴とする請求項６に記載の加工装置。
【請求項８】
複数の加工予定領域が所定点を中心とする複数の同心円のそれぞれの円周上に配置されている型部材の加工方法であって、
型部材を支持するとともに駆動装置に駆動されて型部材を回転させるステージ装置のうち、前記駆動装置の回転軸に平行な回動軸のまわりに型部材を回転させる第１調整ステージに型部材を固定する工程と、
前記第１調整ステージを支持するとともに前記第１調整ステージの回動軸に直交する方向に移動して前記第１調整ステージの回動軸と前記駆動装置の回転軸との間隔の変更を行う直動型の第２調整ステージを動作させて、前記第１調整ステージの回転軸と前記駆動装置の回転軸とを一致させた後、複数の同心円のうちのいずれか１つを前記駆動装置の回転軸上に移動させる工程と、
前記ステージ装置及び型部材の重心が、前記駆動装置の回転軸上となるようにバランス調整を行う工程と、
第１調整ステージによって、前記所定点のまわりの同一円周上に配置されている複数の加工予定領域のいずれかを加工位置に位置決めする工程と、
前記加工位置に位置決めされた加工予定領域に対して加工を施す工程と、
前記加工位置に位置決めされた加工予定領域の加工が終了した後、前記第１調整ステージを回転させて他の加工予定領域の中心を前記駆動装置の回転軸と一致させて加工を施す工程と、
一つの同心円の円周上の加工予定領域のすべての加工が終了した後、前記第２調整ステージを一方向に直動させることによって型部材を変位させ、前記所定点を中心とする別の同心円を前記駆動装置の回転軸と一致させる工程と、
前記第２調整ステージによって型部材を変位させた後に、前記ステージ装置及び型部材の重心が前記駆動装置の回転軸上となるようにバランス調整を行う工程と、
を有することを特徴とする加工方法。
【請求項９】
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の加工装置を用いて加工創製された加工面に対応する転写光学面を有する成形金型。
【請求項１０】
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の加工装置を用いて加工創製された転写光学面を有する成形金型により成形された状態で、前記転写光学面から成形された光学面を有する一つの光学素子と、前記一つの光学素子に隣接する光学素子とが樹脂材により連結されていることを特徴とする中間成形体。
【請求項１１】
請求項１０に記載の中間成形体を切断することによって製造されることを特徴とする光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形用の型部材の加工装置及び加工方法に関し、該加工装置によって得られる成形金型、該成型金型によって得られる光学素子及び中間成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、携帯電話機等に撮像装置を搭載することが通常行われている。この種の撮像装置は、基板上にレンズ等の光学素子を接合し、光学素子を介して固体撮像素子の受光面に被写体像を結像させるようになっている。
【０００３】
以上の撮像装置に関しては、製造プロセス簡略化のため、複数のイメージセンサがアレイ状に形成されるウェハの第１主面上に複数の光学レンズを有するレンズアレイを接着するとともに、レンズアレイが接着されたウェハをイメージセンサの配列に合わせて分割し、各固体撮像素子を形成する方法がある（特許文献１参照）。また、上記のようなレンズアレイを成形するための金型作製用の加工機として、駆動装置に駆動されて型部材を回転させる治具において、駆動部側の基部と、母型を固定する円盤部と、母型を回転軸に垂直な面内で２次元的に移動させるＸステージ及びＹステージとを設けたものが存在する（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２９０８４２号公報
【特許文献２】特開２００５−１１１６５２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、上記のようにＸステージやＹステージを設けた治具を有する加工機を用いた場合、ステージを用いた加工位置の調整工程で、母型やステージの重心位置が治具の回転中心から外れてしまい十分な加工精度が得られなくなる。ここで、回転軸のまわりの回転バランスを調整する機構を設けることもできるが、加工位置の調整ごとに回転バランスの調整をとり直す必要があり、迅速な加工が困難で高精度の加工も困難である。なお、上記の加工機では、加工原点調整のための基準位置の位置出しを位置決めピンで行っているため、数μｍ程度の精度でしか原点を合わせることができない。
【０００５】
そこで、本発明は、加工位置の調整工程で重心位置のずれが発生せず或いは発生しにくく、回転バランスの調整が容易であり、迅速で高精度の加工を可能にする加工装置及び加工方法を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、かかる加工装置等を用いて作製される成形金型、及び、それによって得られる中間成形体及び光学素子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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る加工装置は、複数の加工予定領域が所定点を中心とする複数の同心円のそれぞれの円周上に配置されている型部材を加工するための加工装置であって、型部材を支持するとともに駆動装置に駆動されて型部材を回転させるステージ装置を備え、ステージ装置は、駆動装置の回転軸に平行な回動軸のまわりに型部材を回転調整可能にする第１調整ステージと、第１調整ステージを支持するとともに第１調整ステージの回動軸に直交する方向に移動して第１調整ステージの回動軸と駆動装置の回転軸との間隔の変更をと行う直動型の第２調整ステージと、駆動装置の回転軸を挟んで第１調整ステージの回動軸側と対向する側に配置され、第２調整ステージの移動に伴って変化する駆動装置の回転軸まわりの重量バランスを調整可能にするバランス調整装置と、を有し、第１調整ステージの回転軸を、駆動装置の回転軸とが、第２調整ステージの移動方向に平行な直線上に位置することを特徴とする。
【０００８】
上記加工装置では、ステージ装置が、回動軸のまわりに型部材を回転させることによって型部材の加工位置を回転調整可能にする第１調整ステージと、型部材の位置を調整するための直動型の第２調整ステージとを有するので、第１調整ステージによって同一円周上に配置される加工予定領域を順次加工することができ、第２調整ステージによって１つの円周上から別の円周上に移動することができる。これにより、複数の円周上に配置される複数の加工予定領域を順次簡易に加工することができ、所望の配列の加工面を型部材上に形成することができる。ここで、第１調整ステージの可動部及び型部材を合わせた重心が回動軸上にあれば、同一円周上に配置される加工予定領域を順次加工する際に、駆動装置の回転軸のまわりの重量バランスが保たれるので、加工領域を同心円上で変えるたびに重心を合わせ直す必要が無く、迅速で高精度の加工が可能になる。
また、ステージ装置が、少なくとも第２調整ステージを利用した型部材の位置の調整に伴って変化する重量バランスを調整可能にするバランス調整装置を有することにより、１つの円周上の加工予定領域から別の円周上の加工予定領域に移動する際に、駆動装置の回転軸のまわりの重量バランスを簡易に保つことができるようになる。
【０００９】
本発明の具体的な態様では、上記加工装置において、ステージ装置が、型部材の位置を第２調整ステージとは異なる方向に調整するための直動型の第３調整ステージを有する。この場合、駆動装置の回転軸とステージ装置の回動軸とを一致させること、或いはこれらを第２調整ステージの駆動方向に離間して配置することが容易になる。
【００１０】
また、本発明の別の態様では、第２調整ステージと第３調整ステージとは、駆動装置の回転軸に垂直であって互いに垂直な方向に、型部材の位置を調整可能である。この場合、型部材の位置や加工位置の調整作業が簡易で効率的なものとなる。
【００１２】
本発明のさらに別の態様では、第１調整ステージが、型部材の回転量を検出する第１センサを備え、第２調整ステージは、型部材の移動量を検出する第２センサを備える。この場合、第１調整ステージや第２調整ステージの変位を管理して再現性の高い高精度な加工を可能にする。
【００１３】
本発明のさらに別の態様では、型部材と切削工具とを、少なくともステージ装置の回転軸に垂直な方向に関して相対的に移動させる加工用ステージをさらに備える。この場合、型部材の適所に配置された加工予定領域において軸対称な形状を有する複数の加工面を迅速に形成することができる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様では、第１及び第２調整ステージを構成する少なくとも１つのテーブル部材が、線膨張係数が−２×１０−６〜５×１０−６〔１／Ｋ〕であるという条件と、密度が１．５〜５．０〔ｇ／ｃｍ３〕であるという条件との少なくとも一方を満たす材料で形成される。線膨張係数が上述の範囲内にある場合、加工によって発熱して温度変動が大きくなっても型部材の配置変化を少なくできるので、加工面精度を高めることができる。また、密度が上述の範囲内にある場合、ステージ装置を軽量化できるので、重量バランスの調整も比較的容易になる。
【００１５】
本発明のさらに別の態様では、第１及び第２調整ステージを構成するテーブル部材は、セラミックス、チタン合金、及びインバーのうち少なくとも１つ以上の材料で形成される。ここで、セラミックスは、軽量であり、高剛性を有し、低線膨張係数を有するという特徴をもつ。また、チタン合金は、軽量であるという特徴をもつ。インバーは、低線膨張係数を有するという特徴をもつ。
【００１６】
さらに別の態様では、駆動装置によって型部材を回転させつつ加工予定領域に対して加工面として転写光学面を加工する。これにより、転写光学面の高精度で高速の加工が可能になる。
【００１７】
さらに別の態様では、型部材が、エネルギー硬化性樹脂の成形金型として加工される。エネルギー硬化性樹脂による光学面等の成形では、樹脂粘度が低く、成形面をアレイ状に並べてもどのキャビティにも均等に圧力がかかるので、極めて良好に多数個取りが実現できる。このような成形を実現する金型の成形面の加工には、アレイ状に並んだ成形面を効率よく、かつ、高精度に加工する必要があり、本発明の加工装置が好適である。本発明の加工装置を特に光学素子アレイの加工装置として活用する場合、アレイ状の光学面成形面を高精度で効率よく加工することができ、高精度の光学素子アレイを得ることができる。
【００１８】
本発明に係る加工方法は、複数の加工予定領域が所定点を中心とする複数の同心円のそれぞれの円周上に配置されている型部材の加工方法であって、型部材を支持するとともに駆動装置に駆動されて型部材を回転させるステージ装置のうち、駆動装置の回転軸に平行な回動軸のまわりに型部材を回転させる第１調整ステージに型部材を固定する工程と、第１調整ステージを支持するとともに第１調整ステージの回動軸に直交する方向に移動して第１調整ステージの回動軸と駆動装置の回転軸との間隔の変更を行う直動型の第２調整ステージを動作させて、第１調整ステージの回転軸と駆動装置の回転軸とを一致させた後、複数の同心円のうちのいずれか１つを駆動装置の回転軸上に移動させる工程と、ステージ装置及び型部材の重心が、駆動装置の回転軸上となるようにバランス調整を行う工程と、第１調整ステージによって、所定点のまわりの同一円周上に配置されている複数の加工予定領域のいずれかを加工位置に位置決めする工程と、加工位置に位置決めされた加工予定領域に対して加工を施す工程と、加工位置に位置決めされた加工予定領域の加工が終了した後、第１調整ステージを回転させて他の加工予定領域の中心を駆動装置の回転軸と一致させて加工を施す工程と、一つの同心円の円周上の加工予定領域のすべての加工が終了した後、第２調整ステージを一方向に直動させることによって型部材を変位させ、所定点を中心とする別の同心円を駆動装置の回転軸と一致させる工程と、第２調整ステージによって型部材を変位させた後に、ステージ装置及び型部材の重心が駆動装置の回転軸上となるようにバランス調整を行う工程と、を備える。ここで、加工位置に位置決めするとは、加工予定領域の中心が回転軸の軸上に位置するように位置決めすることを意味する。
【００１９】
上記加工方法では、第１調整ステージによって同一円周上に配置される加工予定領域を順次加工することができる。この際、第１調整ステージの可動部及び型部材を合わせた重心が回動軸上にあれば、駆動装置の回転軸のまわりの重量バランスが保たれ、迅速で高精度の加工が可能になる。
また、少なくとも第２調整ステージを利用した型部材の位置の調整に伴って変化する重量バランスを調整することにより、１つの円周上の加工予定領域から別の円周上の加工予定領域に移動する際に、駆動装置の回転軸のまわりの重量バランスを簡易に保つことができるようになる。
【００２０】
具体的な態様では、上記加工方法において、第１調整ステージの可動部及び型部材の重心は、回動軸上にあり、第１調整ステージによって型部材が回転した場合にもステージ装置の重心が回動軸上に保持される。
【００２１】
別の態様では、複数の加工予定領域が所定点を中心とする複数の円周上に配置されている型部材を、ステージ装置に設けた直動型の第２調整ステージによって変位させることによって、１つの円周上から別の円周上に加工位置を移動させる。この場合、複数の円周上に配置される複数の加工予定領域を順次簡易に加工することができる。
【００２２】
さらに別の態様では、第２調整ステージによって型部材を変位させた後に、駆動装置によって型部材が回転した場合にもステージ装置の重心が保持されるようにバランス調整を行う工程を含む。この場合、駆動装置の回転軸のまわりの重量バランスが保たれるので、迅速で高精度の加工が可能になる。
【００２３】
さらに別の態様では、前記型部材の加工予定領域に予め粗加工した面を設けてある。
【００２４】
さらに別の態様では、型部材を回転させつつ加工予定領域に対して加工面として転写光学面を加工する。
【００２５】
さらに別の態様では、型部材は、エネルギー硬化性樹脂の成形金型として加工される。
【００２６】
本発明に係る成形金型は、上述の加工装置を用いて加工創製された加工面に対応する転写光学面を有する。この場合、凹面その他の各種転写光学面を有する成形金型を、迅速に高精度で加工することができる。
【００２７】
光学素子は、上述の成形金型を用いて成形され転写光学面に対応する光学面を有する。この場合、高精度の光学素子を低コストで得ることができる。
【００２８】
本発明に係る中間成形体は、上述の加工装置を用いて加工創製された転写光学面を有する成形金型により成形された状態で、転写光学面から成形された光学面を有する一つの光学素子と、一つの光学素子に隣接する光学素子とが樹脂材により連結されている。
【００２９】
本発明に係る光学素子は、上述の中間成形体を切断することによって製造される。つまり、各光学素子は、同一の成形工程を経て得たものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る加工装置を図面を用いて説明する。図１は、レンズアレイである中間成形体を成形するための成形金型の転写光学面を切削加工する加工装置の構造を概念的に説明するブロック図である。
【００３１】
図１に示すように、加工装置１０は、ワークＷ及び切削工具２０を支持するＮＣ駆動機構３０と、ＮＣ駆動機構３０の動作を制御する駆動制御装置４０と、装置全体の動作を統括的に制御する主制御装置９０とを備える。
【００３２】
ＮＣ駆動機構３０は、台座３１上に第１加工ステージ３２と第２加工ステージ３３とを載置した構造の駆動装置である。ここで、第１加工ステージ３２は、第１可動部３５を支持しており、この第１可動部３５は、ステージ装置３７を介してワークＷを間接的に支持している。第１加工ステージ３２は、ワークＷを、例えばｚ軸方向に沿った所望の位置に所望の速度で移動させることができる。また、第１可動部３５は、ステージ装置３７を介してワークＷをｚ軸に平行な水平回転軸ＲＡのまわりに所望の速度で回転させることができる。一方、第２加工ステージ３３は、第２可動部３６を支持しており、この第２可動部３６は、切削工具２０を支持している。第２加工ステージ３３は、第２可動部３６及び切削工具２０を支持して、これらを例えばｘ軸方向に沿った所望の位置に所望の速度で移動させることができる。また、第２可動部３６は、切削工具２０を支持して、これを例えばｙ軸方向に沿った所望の位置に所望の速度で移動させることができる。また、第２可動部３６は、切削工具２０を、例えばその先端点を通ってｙ軸に平行な鉛直旋回軸のまわりに所望の角度量だけ回転させることもできる。以上において、第１加工ステージ３２と第２加工ステージ３３と第２可動部３６とは、切削工具２０を支持して適宜移動させる加工用ステージとして機能する。
【００３３】
駆動制御装置４０は、高精度の数値制御を可能にするものであり、ＮＣ駆動機構３０に内蔵されたモータや位置センサ等を主制御装置９０の制御下で駆動することによって、第１及び第２加工ステージ３２，３３や、第１及び第２可動部３５，３６を目的とする状態に適宜動作させる。例えば、第１及び第２加工ステージ３２，３３によって、切削工具２０先端の加工点を低速でｘｚ面に平行な面内に設定した所定の軌跡に沿ってワークＷに対して相対的に移動（送り動作）させつつ、第１可動部３５によって、ワークＷを水平回転軸ＲＡのまわりに高速で回転させることができる。結果的に、駆動制御装置４０の制御下で、ＮＣ駆動機構３０を高精度の旋盤として動作させることができる。なお、駆動制御装置４０は、ステージ装置３７に設けた後述する調整ステージの位置センサとしてのエンコーダ等を主制御装置９０の制御下で駆動することによって、ステージ装置３７の動作状態を監視することができる。
【００３４】
図２は、図１に示すＮＣ駆動機構３０を構成する第１可動部３５等の構造を説明する斜視図である。また、図３は、図２に示す第１可動部３５に設けたステージ装置３７の正面図であり、図４は、図３に示すステージ装置３７のＸＺ面に関する断面図であり、図５は、ステージ装置３７のＹＺ面に関する断面図である。図６は、ステージ装置３７の斜視図であり、図７は、ステージ装置３７のθ調整ステージの構造を説明する分解斜視図であり、図８は、ステージ装置３７のＹ調整ステージの構造を説明する分解斜視図であり、図９は、ステージ装置３７のＸ調整ステージの構造を説明する分解斜視図である。なお、ＸＹ軸は、ステージ装置３７を基準とするものであり、第１可動部３５の動作に伴って水平回転軸ＲＡのまわりに回転する。
【００３５】
以上の図からも明らかなように、第１可動部３５に固定されたステージ装置３７は、第１可動部３５の回転部３５ａ上に固定されており、回転部３５ａ側から順に、Ｘ調整ステージ５１と、Ｙ調整ステージ５３と、θ調整ステージ５５とを順に積層した構造を有する。θ調整ステージ５５に設けた固定板５５ａには、円柱状のワークＷが固定されており、回動軸ＰＡのまわりに回転可能になっている。
【００３６】
Ｘ調整ステージ５１は、直動型の第２調整ステージであり、図８，９等に示すように、第１テーブル部材５１ａと、第２テーブル部材５１ｂと、リニアガイド５１ｃと、微動装置５１ｄと、エンコーダ装置５１ｅと、固定装置５１ｆと、バランス調整部５１ｈとを備える。第１テーブル部材５１ａは、ボルト等の締結具６１ａを利用して回転部３５ａに固定されている。第２テーブル部材５１ｂは、リニアガイド５１ｃを介して、第１テーブル部材５１ａ上でＸ方向に移動可能に支持されている。この際、第２テーブル部材５１ｂに形成された突起６３ａは、第１テーブル部材５１ａに形成された溝６３ｂに嵌合する。リニアガイド５１ｃは、上述の突起６３ａ及び溝６３ｂの他に、一対のＸ軸用ローラケージ６３ｃと、アジャスタ６３ｄとを含んで構成され、一方のＸ軸用ローラケージ６３ｃは、第１テーブル部材５１ａの溝６３ｂの側壁に直接取り付けられ、他方のＸ軸用ローラケージ６３ｃは、アジャスタ６３ｄを介して第１テーブル部材５１ａの溝６３ｂの側壁に間接的に取り付けられる。アジャスタ６３ｄは、楔状の固定部材６３ｆと可動部材６３ｇとを逆方向に組み合わせたものであり、可動部材６３ｇのＸ方向の位置を調整し支持部材６３ｈを固定することでＸ軸用ローラケージ６３ｃのＹ方向の位置すなわちリニアガイド５１ｃの予圧を調整することができる。微動装置５１ｄは、第１テーブル部材５１ａの＋Ｘ方向の端部側に固定されるホルダ６５ａと、駆動用のマイクロメータ６５ｂと、第２テーブル部材５１ｂの＋Ｘ方向の端部に固定された被駆動部材６５ｃとを備えている。マイクロメータ６５ｂを手動で操作することにより、第１テーブル部材５１ａに対する第２テーブル部材５１ｂのＸ方向の位置を微調整することができる。なお、マイクロメータ６５ｂを例えば電動化することでＸ調整ステージ５１の動作をより自動化することができる。エンコーダ装置５１ｅは、第１テーブル部材５１ａ側に固定された棒状のエンコーダ本体６７ａと、第２テーブル部材５１ｂ側に固定されたリードヘッド６７ｂとを備える第２センサである。エンコーダ装置５１ｅは、第２テーブル部材５１ｂ延いてはワークＷを固定した固定板５５ａの位置（Ｘ座標）を監視することができる。固定装置５１ｆは、第１テーブル部材５１ａ側に固定されＸ方向に延びるＴスロット６１ｃと、Ｔスロット６１ｃ中のナット６１ｄと、第２テーブル部材５１ｂ側からねじ込まれナット６１ｄと螺合する固定用ネジ６１ｅとを備える。固定用ネジ６１ｅは、ステージ装置３７の外部から締めたり緩めたりすることができ、微動装置５１ｄによって第１テーブル部材５１ａに対する第２テーブル部材５１ｂのＸ方向の位置を微調整した段階で、固定用ネジ６１ｅの締め付けによって固定装置５１ｆによる固定を達成することで、第１テーブル部材５１ａに対して第２テーブル部材５１ｂを精密に位置決めした状態で固定することができる。バランス調整部５１ｈは、可動部６９ａと、バランスウエイト６９ｂとを備えるバランス調整装置である。このうち、可動部６９ａは、前述のＴスロット６１ｃ中に可動に配置されるナット６１ｊと、ナット６１ｊと螺合する固定用ネジ６１ｋとを備え、第２テーブル部材５１ｂの固定後にＸ方向にスライド移動させることで、加工駆動用の水平回転軸ＲＡのまわりの回転バランスを調整できるようになっている。バランスウエイト６９ｂは、複数のネジ孔６１ｍと複数のヘッド部収納穴６１ｎとを一組として有しており、複数のバランスウエイト６９ｂを交換しつつ積層して固定することができるようになっている。なお、第１テーブル部材５１ａの側面にも、ネジ孔６１ｐが設けられており、水平回転軸ＲＡのまわりの回転バランスを追加的に調整できるようになっている。
【００３７】
Ｙ調整ステージ５３は、直動型の第３調整ステージであり、図７，８等に示すように、第２テーブル部材５１ｂと、第３テーブル部材５３ｂと、リニアガイド５３ｃと、微動装置５３ｄと、固定装置５３ｆとを備える。第２テーブル部材５１ｂは、Ｘ調整ステージ５１と兼用されており、Ｘ方向に摺動する。第３テーブル部材５３ｂは、リニアガイド５１ｃを介して、第２テーブル部材５１ｂ上でＹ方向に移動可能に支持されている。この際、第３テーブル部材５３ｂに形成された突起７３ａ（図４参照）は、第２テーブル部材５１ｂに形成された溝７３ｂに嵌合する。リニアガイド５３ｃは、上述の突起７３ａ及び溝７３ｂの他に、一対のＸ軸用ローラケージ７３ｃと、アジャスタ７３ｄとを含んで構成され、一方のＸ軸用ローラケージ７３ｃは、第２テーブル部材５１ｂの溝７３ｂの側壁に直接取り付けられ、他方のＸ軸用ローラケージ７３ｃは、アジャスタ７３ｄを介して第２テーブル部材５１ｂの溝７３ｂの側壁に間接的に取り付けられる。アジャスタ７７ｄは、Ｘ調整ステージ５１のアジャスタ６７ｄと同様の構造を有し、固定部材７３ｆと可動部材７３ｇと支持部材７３ｈとを有する。このアジャスタ７７ｄにより、リニアガイド５３ｃの予圧を調整することができる。微動装置５３ｄは、第２テーブル部材５１ｂの−Ｙ方向の端部側に固定されるホルダ７５ａと、駆動用のマイクロメータ７５ｂと、第３テーブル部材５３ｂの−Ｙ方向の端部に固定された被駆動部材７５ｃとを備えている。マイクロメータ７５ｂを手動で操作することにより、第２テーブル部材５１ｂに対する第３テーブル部材５３ｂのＹ方向の位置を微調整することができる。なお、マイクロメータ７５ｂを例えば電動化することでＹ調整ステージ５３の動作をより自動化することができる。第２テーブル部材５１ｂの四隅に形成された４つのネジ孔７１ｃと、第３テーブル部材５３ｂに対応して形成されＹ方向に長い長穴７１ｄと、第３テーブル部材５３ｂ側からねじ込まれネジ孔７１ｃと螺合する固定用ネジ７１ｅとを備える。固定用ネジ７１ｅは、ステージ装置３７の外部から締めたり緩めたりすることができ、微動装置５３ｄによって第２テーブル部材５１ｂに対する第３テーブル部材５３ｂのＹ方向の位置を微調整した段階で、固定用ネジ７１ｅの締め付けることで、第２テーブル部材５１ｂに対して第３テーブル部材５３ｂを精密に位置決めした状態で固定することができる。この際、第３テーブル部材５３ｂの移動量を小さくしてあるので、長穴７１ｄ内で固定用ネジ７１ｅのＹ方向の移動を許容するだけで、第２テーブル部材５１ｂに対する第３テーブル部材５３ｂのＹ方向への変位が許容される。なお、各長穴７１ｄに隣接してより大きな長穴７１ｈが形成されている。この長穴７１ｈは、第３テーブル部材５３ｂ越しに固定用ネジ６１ｅを締めたり緩めたりする際に利用される。
【００３８】
θ調整ステージ５５は、回転型の第１調整ステージであり、図６，７等に示すように、第３テーブル部材５３ｂと、第４テーブル部材５５ｂと、軸受け部５５ｃと、エンコーダ装置５５ｅと、固定装置５５ｆとを備える。第３テーブル部材５３ｂは、Ｙ調整ステージ５３と兼用されており、ＸＹ面内で摺動する。第４テーブル部材５５ｂは、軸受け部５５ｃを介して、第３テーブル部材５３ｂ上で回動軸ＰＡのまわりに回転可能に支持されている。この際、軸受け部５５ｃの外筒８３ａは第３テーブル部材５３ｂに固定され、内筒部材８３ｂは第４テーブル部材５５ｂに固定されている。さらに、軸受け部５５ｃは、軸まわりの回転のみならず軸方向の移動を許容するものであり、第３テーブル部材５３ｂ上で回動軸ＰＡのまわりに第４テーブル部材５５ｂを滑らかに回転させることができるとともに、第３テーブル部材５３ｂに対して第４テーブル部材５５ｂを当接させたりわずかに離間させたりできるようになっている。エンコーダ装置５５ｅは、第４テーブル部材５５ｂ側に固定用ネジ８１ａによって固定された環状のエンコーダ本体８７ａと、第３テーブル部材５３ｂ側に固定されたリードヘッド８７ｂとを備える第１センサである。エンコーダ装置５５ｅは、第４テーブル部材５５ｂ延いてはワークＷを固定した固定板５５ａの回転位置（角度θ）を監視することができる。固定装置５５ｆは、第３テーブル部材５３ｂ側に固定されＸ方向に延びるＴスロット８１ｃと、Ｔスロット８１ｃ中のリング状ナット８１ｄと、第４テーブル部材５５ｂ側からねじ込まれリング状ナット８１ｄと螺合する固定用ネジ８１ｅとを備える。固定用ネジ８１ｅは、固定板５５ａに設けた開口８１ｆを介してステージ装置３７の外部から締めたり緩めたりすることができ、第３テーブル部材５３ｂに対する第４テーブル部材５５ｂの回動軸ＰＡのまわりの回転位置を微調整した段階で、固定用ネジ８１ｅの締め付けによって固定装置５５ｆによる固定を達成することで、第３テーブル部材５３ｂに対して第４テーブル部材５５ｂを精密に位置決めした状態で固定することができる。第４テーブル部材５５ｂには、固定板５５ａが固定用ネジ８１ｇによって固定されており、固定板５５ａには、加工対象であるワークＷが固定用ネジ８１ｈによって固定されている。なお、ワークＷは、射出成形のための型部材である。ワークＷの表面には、多数の加工面からなる加工パターンＤＰが形成されている。
【００３９】
なお、以上で説明した各調整ステージ５１，５３，５５を構成するテーブル部材５１ａ，５１ｂ，５３ｂ，５５ｂには、空洞部ＨＯが形成されており、各調整ステージ５１，５３，５５の軽量化が図られている。
【００４０】
また、各調整ステージ５１，５３，５５のうち重量的な割合が大きなテーブル部材５１ａ，５１ｂ，５３ｂ，５５ｂについては、インバー、チタン合金、セラミックス等の材料で形成される。これらの材料のうちインバー、セラミックス等は、線膨張係数を小さくでき（具体的には−２×１０−６〜５×１０−６〔１／Ｋ〕）、ワークＷに対する連続的な加工によって温度上昇が生じても、温度上昇にともなう調整ステージ５１，５３，５５の形状変化等を少なくすることができるので、加工パターンＤＰの加工精度を例えば０．１μｍ程度まで向上させることができる。また、これらの材料のうちチタン合金、セラミックス等は、密度を小さくでき（具体的には１．５〜５．０〔ｇ／ｃｍ３〕）、調整ステージ５１，５３，５５を軽量化でき、水平回転軸ＲＡのまわりの重量バランスの調整も比較的容易になる。なお、セラミックスについては、特にサイアロンや窒化珪素、次に炭化珪素等の使用が、軽量化や高剛確保の観点で望ましい。
【００４１】
以下の表１は、テーブル部材５１ａ，５１ｂ，５３ｂ，５５ｂを作製するための材料の候補の物性を一覧にしたものである。なお、ＳＵＳ３０４は通常用いられるステンレス鋼であり、比較のために掲載している。
【表１】
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以上の表１にあるステンレスインバーとは、５０原子％以上となる主成分がＦｅであって、５原子％以上を含む付随的材料がＣｏと、Ｃｒと、Ｎｉとの少なくとも１つである合金材料全てを指す。ステンレスインバーの線膨張係数は、室温で通常−２．０×１０−６〜２．０×１０−６〔１／Ｋ〕である。このステンレスインバーにはコバールも含まれ、コバールの線膨張係数は、室温で５×１０−６〔１／Ｋ〕以下である。ステンレスインバーは、線膨張係数がステンレス鋼の１２％と小さいため、温度変動が加工位置の変化に及ぼす影響が小さく、加工形状精度及び加工位置精度を向上させることができる。また、ステンレスインバーは、耐候性があり、防錆処理を施さなくてもよいという利点がある。
【００４２】
なお、ステンレスインバーに代えてインバーやスーパーインバーを用いることもできる。ここで、インバー材とは、Ｆｅと、Ｎｉとを含む合金であって、３６原子％のＮｉを含む鉄合金であるが、その線膨張係数は、室温で通常１×１０−６〔１／Ｋ〕以下である。また、スーパーインバー材とは、Ｆｅと、Ｎｉと、Ｃｏとを少なくとも含む合金であって、５原子％以上のＮｉと、５原子％以上のＣｏとをそれぞれ含む鉄合金であり、その線膨張係数が室温で通常０．４×１０−６〔１／Ｋ〕程度と、インバーよりもさらに熱膨縮しにくい。
【００４３】
チタン合金は、α−β合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）と、β合金（Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎ）とを含む。チタン合金の密度は、４．４〔ｇ／ｃｍ３〕程度である。チタン合金は、密度がステンレス鋼の５０％程度と小さいため、テーブル部材５１ａ，５１ｂ，５３ｂ，５５ｂすなわちステージ装置３７を軽量化することができる。これにより、加工時にステージ装置３７にかかる遠心力が低減され、ステージ装置３７の回転バランスの調整が容易になる。
【００４４】
セラミックスの密度は、２．０〜４．０〔ｇ／ｃｍ３〕程度である。つまり、セラミックスは、密度がステンレス鋼の４０％程度と小さいため、ステージ装置３７を軽量化することができる。これにより、加工時にステージ装置３７にかかる遠心力が低減され、ステージ装置３７の回転バランスの調整が容易になる。また、セラミックスのなかでも、窒化珪素、サイアロン等の線膨張係数は、室温で通常１．３×１０−６〔１／Ｋ〕以下である。つまり、これらのセラミックスは、線膨張係数がステンレス鋼の約８％と小さいため、温度変動が加工位置の変化に及ぼす影響が小さく、加工形状精度及び加工位置精度を向上させることができる。なお、サイアロンは、窒化珪素にアルミナやシリカなどを固溶させて作るファイン・セラミックスであり、高剛性、低熱膨張、及び耐食性に優れている。
【００４５】
図１０は、ワークＷの表面の加工パターンＤＰとその加工手順とを説明するための図であり、図１等に示す加工装置１０によって得た加工パターンＤＰを例示している。図示の加工パターンＤＰは、２次元的に配列された多数の加工面又は加工予定領域として、ワークＷの中心を共通の中心とする仮想的な切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…上に、転写光学面Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３，…Ｔ１ｍと、転写光学面Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３，…，Ｔ２ｍと、転写光学面Ｔ３１，…とを有している。まず、図２等に示すＸ調整ステージ５１及びＹ調整ステージ５３の調整により、図１等に示す水平回転軸ＲＡに対して回動軸ＰＡが−Ｘ方向にずれて平行に配置されている場合を考える。この場合、Ｘ調整ステージ５１の調整と、θ調整ステージ５５の調整とにより、例えば転写光学面Ｔ１１の中心を水平回転軸ＲＡ上に配置することができる。つまり、転写光学面Ｔ１１を形成すべき加工予定領域が、水平回転軸ＲＡを中心とする所定サイズの円筒空間内にある加工位置に位置決めされて配置される。この状態において、第１可動部３５を適宜動作させることにより、ワークＷを転写光学面Ｔ１１の中心のまわりに回転させることができる。よって、ワークＷの表面にまだ転写光学面Ｔ１１が形成されていない場合、第２加工ステージ３３や第２可動部３６に支持された切削工具２０により、ワークＷ表面上の加工予定領域に回転対称面である転写光学面Ｔ１１を加工創製することができる。次に、θ調整ステージ５５を利用してワークＷを所定角だけ回転させることにより、転写光学面Ｔ１１に隣接する転写光学面Ｔ１２の中心を水平回転軸ＲＡ上に配置することができる。つまり、ワークＷの表面にまだ転写光学面Ｔ１２が形成されていない場合、ワークＷ表面上の加工予定領域に転写光学面Ｔ１２を加工創製することができる。次に、θ調整ステージ５５の調整により、上記と同様にして転写光学面Ｔ１３を加工創製することができる。以上を繰り返すことにより、切替用同心円Ｓ１上に転写光学面Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３，…Ｔ１ｍを順次形成することができる。つまり、１つの切替用同心円Ｓ１上の経路Ｐ１に沿って一連の加工が行われる。
【００４６】
その後、Ｘ調整ステージ５１を調整してワークＷをＸ方向に移動させることにより、例えば転写光学面Ｔ２１の中心を水平回転軸ＲＡ上に配置することができる。この際、必要であれば、Ｘ調整ステージ５１とともにθ調整ステージ５５を調整に利用することができる。つまり、Ｘ調整ステージ５１だけでも切替用同心円Ｓ１上にある水平回転軸ＲＡを切替用同心円Ｓ２上に移動させることができるが、加工パターンＤＰによっては、水平回転軸ＲＡ上に転写光学面Ｔ２１の中心が配置されない場合もあるので、θ調整ステージ５５によって最終調整を行う。以上の切替用同心円Ｓ１，Ｓ２の変更動作が遷移経路Ｐ１２として図示されている。そして、ワークＷの表面にまだ転写光学面Ｔ２１が形成されていない場合、ＮＣ駆動機構３０を適宜動作させることにより、転写光学面Ｔ２１を加工創製することができる。次に、θ調整ステージ５５を利用してワークＷを所定角だけ回転させることにより、転写光学面Ｔ２１に隣接する転写光学面Ｔ２２の中心を水平回転軸ＲＡ上に配置することができる。つまり、ワークＷの表面にまだ転写光学面Ｔ２２が形成されていない場合、転写光学面Ｔ２２を加工創製することができる。以上を繰り返すことにより、切替用同心円Ｓ２上の一連の加工予定領域に転写光学面Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３，…Ｔ２ｎを順次形成することができる。つまり、次の切替用同心円Ｓ２上の経路Ｐ２に沿って一連の加工が行われる。
【００４７】
その後、Ｘ調整ステージ５１を調整してワークＷをＸ方向に移動させることにより、遷移経路Ｐ２３を経て、転写光学面Ｔ３１の中心を水平回転軸ＲＡ上に配置することができる。これにより、切替用同心円Ｓ３上の経路Ｐ３に沿って転写光学面を順次形成することができる。
【００４８】
以上の説明では、切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…の内側から順に転写光学面を加工したが、切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…の外側から順に転写光学面を加工することもでき、さらに切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…を例えばランダムな順番で変更しながら転写光学面を加工することもできる。また、以上の説明では、各切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…において反時計回りに転写光学面を加工したが、時計回りに転写光学面を加工することもでき、さらに各切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…において例えばランダムな順番で転写光学面を加工することもできる。
【００４９】
図１１は、図１に示す加工装置１０を用いた加工方法を説明するフローチャートである。まず、ステージ装置３７に設けたθ調整ステージ５５の固定板５５ａにワークＷを固定する（ステップＳ１１）。この際、θ調整ステージ５５のθ軸すなわち回動軸ＰＡとワークＷの中心軸とを一致させる。具体的には、ワークＷが偏芯しないように固定板５５ａ上に固定し、ワークＷを回動軸ＰＡのまわりに回転させても側面位置が変化しないようにする。例えば転写光学面の加工位置精度を１μｍ程度としてワークＷを加工する場合、ワークＷの側面位置の振れも１μｍ程度以下とする。θ調整ステージ５５は、図１０の各切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…において加工予定領域を切り替えるためのものであり、回動軸ＰＡとワークＷの中心軸とを一致させることで、ワークＷの中心軸のまわりに切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…を設定することができ、かかる切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…上に後述する多数の転写光学面Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３１を形成することができる。なお、ワークＷは、固定板５５ａに固定用ネジ８１ｈによって固定されているが、この際、位置決めピン８１ｋによって固定板５５ａに対する精密な位置合わせがなされていれば、特に芯出し調整は必要ない。また、ワークＷの表面には、最終目的の加工パターンＤＰに近いが浅い粗加工パターンを予め形成しておくことができる。
【００５０】
次に、Ｘ調整ステージ５１とＹ調整ステージ５３とを利用してステージ装置３７上でＸＹ面に沿ってワークＷを２次元的に移動させることにより、θ軸すなわち回動軸ＰＡを加工駆動用の水平回転軸ＲＡに一致させる（ステップＳ１２）。最初に回動軸ＰＡと水平回転軸ＲＡとを一致させておけば、Ｘ調整ステージ５１の駆動だけで切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…を切り替えることができ、各切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…の半径の選択又は設定も、エンコーダ装置５１ｅの読み取りに基づいて正確に行うことができる。
【００５１】
次に、Ｘ調整ステージ５１を動作させて今回の一連の加工に対応するワークＷ上の円周加工経路を水平回転軸ＲＡ上に移動させる（ステップＳ１３）。具体的には、切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…のうちのいずれか１つを予定の切替用同心円として選択して、その＋Ｘ側が水平回転軸ＲＡと交わるように固定板５５ａすなわちワークＷを±Ｘ方向に移動させる。これにより、予定の切替用同心円の＋Ｘ側端を中心にワークＷを回転させることができる。つまり、転写光学面Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３１を形成すべき加工予定領域が、水平回転軸ＲＡを中心とする所定サイズの円筒空間内にある加工位置に配置される。
【００５２】
次に、Ｘ調整ステージ５１に設けたバランスウエイト６９ｂ等を利用して、±Ｘ方向等に関するバランスの調整を行う（ステップＳ１４）。つまり、ステージ装置３７及びワークＷの重心を水平回転軸ＲＡ上に配置する。これにより、水平回転軸ＲＡのまわりのステージ装置３７の回転バランスが保たれるので、ステージ装置３７を所望の速度で精密に回転させることができ、ワークＷの加工精度を高めることができる。バランスウエイト６９ｂは、一部が着脱可能になっており、かつ可動部６９ａによって±Ｘ方向の位置を調整できるので、ステージ装置３７全体としての±Ｘ方向の重心を比較的広い範囲で調整でき、±Ｙ方向の重心を比較的狭い範囲で調整できる。また、バランスウエイト６９ｂの他に、ネジ孔６１ｐを用いてこれに適当な重量のバランスウエイトを固定することにより、ステージ装置３７の±Ｘ方向や±Ｙ方向に関する重心を微調整できる。なお、初回のバランス調整時には、±Ｙ方向のバランス調整が必須的になるが、以後は、Ｘ調整ステージ５１のみの動作によって切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…を変更するので、基本的に±Ｘ方向のバランス調整のみで足る。
【００５３】
次に、θ調整ステージ５５を利用してワークＷを回転させることによってワークＷの加工部中心を水平回転軸ＲＡ上に移動させる（ステップＳ１５）。つまり、これからワークＷ上に形成される転写光学面Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３１，…の中心とすべき点を水平回転軸ＲＡ上に配置する。この際、エンコーダ装置５５ｅにより、ワークＷの回転位置を監視することができ、ワークＷ上の加工部中心を正確に水平回転軸ＲＡ上に配置することができる。この際、バランスの再調整は不要である。既にステップＳ１４で水平回転軸ＲＡのまわりの回転バランスが調整されているからである。なお、ワークＷに粗加工パターンを予め形成している場合、第１可動部３５によって水平回転軸ＲＡのまわりにワークＷを回転させる。粗加工パターンの円を観察してこの円がワークＷの回転に伴って変位する場合、θ調整ステージ５５によるワークＷの回転姿勢の調整が正確でないと考えられる。よって、θ調整ステージ５５によりワークＷの回転姿勢の微調整を行って、粗加工パターンの円がワークＷの回転に伴って変位しないように調整する。
【００５４】
次に、ワークＷの表面にいずれかの転写光学面Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３１，…を加工する（ステップＳ１６）。つまり、第１可動部３５によって水平回転軸ＲＡのまわりにワークＷを回転させつつ、第２加工ステージ３３及び第２可動部３６を利用して切削工具２０をワークＷの表面に対して進退移動等させる。これにより、ワークＷ上の適所に所望の転写光学面を形成することができる。
【００５５】
次に、現在加工中の切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…上における全ての転写光学面の加工が完了したか否かを判断する（ステップＳ１７）。全ての転写光学面の加工が完了していない場合、ステップＳ１５に戻って切替用同心円上の加工位置を変更し、ステップＳ１６でワークＷの表面にいずれかの転写光学面を加工する。
【００５６】
ステップＳ１７で転写光学面の加工が完了したと判断した場合、全ての切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…での加工が完了したか否かを判断する（ステップＳ１８）。全ての切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…での加工が完了していない場合、ステップＳ１５に戻って次の円周加工経路すなわち切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…が水平回転軸ＲＡ上に配置されるようにする。以後、ステップＳ１３〜Ｓ１７の動作を繰り返す。ステップＳ１８で全ての切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…での加工が完了したと判断した場合、処理を終了する。
【００５７】
図１２は、図１１の加工方法の変形例を説明するフローチャートである。まず、ステージ装置３７に設けたθ調整ステージ５５の固定板５５ａにワークＷを固定する（ステップＳ１１）。この際、θ調整ステージ５５のθ軸すなわち回動軸ＰＡとワークＷの中心軸とを一致させる。ただし、回動軸ＰＡと水平回転軸ＲＡとを一致させる必要はない。
【００５８】
次に、Ｘ調整ステージ５１を動作させて今回の一連の加工に対応するワークＷ上の円周加工経路すなわち複数の切替用同心円のうちのいずれか１つを水平回転軸ＲＡ上に移動させる（ステップＳ１３）。
【００５９】
次に、Ｘ調整ステージ５１に設けたバランスウエイト６９ｂ等を利用して、±Ｘ方向等に関するバランスの調整を行って、ステージ装置３７及びワークＷの重心を水平回転軸ＲＡ上に配置する（ステップＳ１４）。
【００６０】
次に、θ調整ステージ５５を利用してワークＷを回転させることによって、これからワークＷ上に形成される転写光学面の中心である加工部中心を水平回転軸ＲＡ上に移動させる（ステップＳ１５）。なお、各切替用同心円における最初の転写光学面の形成すなわち初回の加工では、θ調整ステージ５５を利用したワークＷの回転を不要とすることができる。この場合、各切替用同心円における最初の転写光学面の位置がその前の切替用同心円における最後の転写光学面の位置の影響を受けることになるが、予め予想できる影響であり、用途によっては特に問題が生じない。
【００６１】
次に、第１可動部３５によって水平回転軸ＲＡのまわりにワークＷを回転させつつ、第２加工ステージ３３等を利用して切削工具２０をワークＷの表面に対して進退移動等させることにより、ワークＷの表面に転写光学面を加工する（ステップＳ１６）。
【００６２】
次に、現在加工中の切替用同心円上における全ての転写光学面の加工が完了したか否かを判断する（ステップＳ１７）。全ての転写光学面の加工が完了していない場合、ステップＳ１５に戻って切替用同心円上の加工位置を変更する。
【００６３】
ステップＳ１７で転写光学面の加工が完了したと判断した場合、全ての切替用同心円での加工が完了したか否かを判断する（ステップＳ１８）。全ての切替用同心円での加工が完了していない場合、ステップＳ１３に戻って次の円周加工経路すなわち切替用同心円が水平回転軸ＲＡ上に配置されるようにする。以後、ステップＳ１３〜Ｓ１７の動作を繰り返す。ステップＳ１８で全ての切替用同心円での加工が完了したと判断した場合、処理を終了する。
【００６４】
以上の説明から明らかなように、本実施形態の加工装置１０では、ステージ装置３７が、回動軸ＰＡのまわりにワークＷを回転させることによってワークＷの加工位置を調整可能にするθ調整ステージ５５と、ワークＷの加工位置を調整するための直動型のＸ調整ステージ５１とを有するので、θ調整ステージ５５によって同一円周である切替用同心円Ｓ１上に配置される転写光学面Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３，…を順次形成することができ、Ｘ調整ステージ５１によって１つの切替用同心円Ｓ１から別の切替用同心円Ｓ２に移動することができ、複数の切替用同心円Ｓ１，Ｓ２，…上に配置される複数の転写光学面Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３１，…を順次簡易に加工することができる。ここで、θ調整ステージ５５の可動部及びワークＷが回動軸ＰＡ上にあれば、例えば切替用同心円Ｓ１上に配置される転写光学面Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３，…を順次加工する際に、水平回転軸ＲＡのまわりの重量バランスが保たれるので、迅速で高精度の加工が可能になる。
【００６５】
なお、本実施形態では、第１可動部３５によってワークＷを水平回転軸ＲＡのまわりに高速で回転させつつ、第１及び第２加工ステージ３２，３３によって切削工具２０を移動させて旋削加工を行う。転写光学面の高精度かつ高効率の加工方法として旋削加工が極めて有効であり、本実施形態の加工装置１０により、上述のような同心状に配列されたアレイ状の転写光学面を高精度に維持したまま迅速に加工することができる。
【００６６】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る成形金型等について説明する。図１３は、第１実施形態の加工装置１０を用いてワークＷに加工を施して作製した成形金型（光学素子用成型金型）を説明する図であり、図１３（Ａ）は、固定型すなわち第１金型２Ａの側方断面図であり、図１３（Ｂ）は、可動型すなわち第２金型２Ｂの側方断面図である。両金型２Ａ，２Ｂの成形面３ａ，３ｂのうち、転写光学面１３ａ，１３ｂは、図１等に示す加工装置１０によって仕上げ加工されたものである。図示の例では、金型２Ａ，２Ｂの転写光学面１３ａ，１３ｂの形状を球面や非球面等の形状としているが、転写光学面１３ａ，１３ｂの形状は、これらに限らず、段差面、位相構造面、回折構造面等の形状とすることができる。
【００６７】
図１４は、図１３（Ａ）の金型２Ａと、図１３（Ｂ）の金型２Ｂとを用いてプレス成形した中間成形体ＭＭの断面図である。この中間成形体ＭＭは、例えばＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂等のエネルギー硬化樹脂や、熱可塑性樹脂を構成材料としており、転写光学面１３ａ，１３ｂに対応する多数のマイクロレンズＭＬを２次元的に配列したレンズアレイである。これらマイクロレンズＭＬは、樹脂材からなる連結部ＣＰを介して連結されている。中間成形体ＭＭの材料は、エネルギー硬化樹脂に限らず、ガラス等とすることができる。なお、中間成形体ＭＭを第１実施形態の加工装置１０によって直接作製することもできる。
【００６８】
図１５は、図１４の中間成形体ＭＭをウェハＳＷの主面上にアライメントして配置し接着した半製品を示す。なお、中間成形体ＭＭを構成する各マイクロレンズＭＬは、ウェハＳＷ上に形成された個々のイメージセンサに対向して配置されている。
【００６９】
図１６は、図１５の半製品を切断して得た固体撮像装置１４の断面構造を説明する図である。固体撮像装置１４は、中間成形体ＭＭを切断によって分割したマイクロレンズＭＬと、ウェハＳＷを切断によって分割したイメージセンサＩＳとを接合して一体化した構造を有する。なお、光学素子であるマイクロレンズＭＬの焦点位置には、イメージセンサＩＳの投影されたイメージに対応する電気信号を生成するＣＣＤ回路部ＣＣ等が形成されている。
【００７０】
以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ワークＷの表面に形成される加工パターンＤＰは、図示のものに限らず、様々な密度及び配列のものとすることができる。
また、以上の説明から明らかなように、Ｘ調整ステージ５１やＹ調整ステージ５３は、どちらか一方が存在すれば足りる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】成形金型の転写光学面を加工する切削型の加工装置の構造を概念的に説明するブロック図である。
【図２】図１に示すＮＣ駆動機構を構成する第１可動部等の構造を説明する斜視図である。
【図３】図２に示す第１可動部に設けたステージ装置の正面図である。
【図４】図３に示すステージ装置のＸＺ面に関する断面図である。
【図５】図３に示すステージ装置のＹＺ面に関する断面図である。
【図６】ステージ装置の斜視図である。
【図７】ステージ装置のθ調整ステージの構造を説明する分解斜視図である。
【図８】ステージ装置のＹ調整ステージの構造を説明する分解斜視図である。
【図９】ステージ装置のＸ調整ステージの構造を説明する分解斜視図である。
【図１０】ワークの表面の加工パターンとその加工手順とを説明するための概念図である。
【図１１】図１に示す加工装置を用いた加工方法を説明するフローチャートである。
【図１２】図１１に示す加工方法の変形例を説明するフローチャートである。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、第２実施形態に係る成形用金型の側方断面図である。
【図１４】図１２の成形用金型によって形成された中間成形体の側方断面図である。
【図１５】図１４の中間成形体等から得た半製品を示す側方断面図である。
【図１６】図１５の半製品を切断して得た固体撮像装置の断面構造を説明する図である。
【符号の説明】
【００７２】
２Ａ，２Ｂ…金型、  ３ａ，３ｂ…成形面、  １０…加工装置、  １３ａ，１３ｂ…転写光学面、  １４…固体撮像装置、  ２０…切削工具、  ３０…ＮＣ駆動機構、  ３５…第１可動部、  ３５ａ…回転部、  ３７…ステージ装置、  ４０…駆動制御装置、  ５１…Ｘ調整ステージ、  ５１ａ，５１ｂ，５３ｂ，５５ｂ…テーブル部材、  ５１ｃ…リニアガイド、  ５１ｄ…微動装置、  ５１ｅ…エンコーダ装置、  ５１ｆ…固定装置、  ５１ｈ…バランス調整部、  ５３…Ｙ調整ステージ、  ５３ｃ…リニアガイド、  ５３ｄ…微動装置、  ５３ｆ…固定装置、  ５５…θ調整ステージ、  ５５ａ…固定板、  ５５ｃ…軸受け部、  ５５ｅ…エンコーダ装置、  ５５ｆ…固定装置、  ９０…主制御装置、  ＣＣ…ＣＣＤ回路部、  ＤＰ…加工パターン、  ＨＯ…空洞部、  ＩＳ…イメージセンサ、  ＭＬ…マイクロレンズ、  ＭＭ…中間成形体、  Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…経路、  ＰＡ…回動軸、  ＲＡ…水平回転軸、  Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…切替用同心円、  ＳＷ…ウェハ、  Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３…転写光学面、  Ｗ…ワーク
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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