研究開発された技術紹介

デジタル情報家電に加えて集光型太陽電池デバイス、医療診断用マイクロチャンネル、半導体検査用プローブ等で必要な階段状・ノコ歯状の微細構造を有する微細成形品のニーズが増大している。そこで、マイクロエンドミル工具と高精度・高能率微細形状切削技術、多自由度方向制御可能な振動式研磨システム、非接触機上測定装置の開発を行い、これらの技術を用いた試作を通じて超微細金型の加工技術と微細部品の転写技術の実証を行う。

超微細金型の加工技術と微細部品の転写技術の開発
・超微粒cBN・PCD・ダイヤモンド等のマイクロフライス切削工具を開発
・リニアモータ・ボイスコイル・圧電アクチュエータ応用研磨ヘッドを開発
・多自由度方向制御可能な研磨システムを開発
・非接触機上測定装置を開発→測定可能な微細形状の幅：50μm程度
・微細形状の成形転写技術を開発→ソーラ用フルネルレンズ等の金型作製
(新技術)
超高精度化加工・転写技術
特徴
・超硬などの材料にPCD製マイクロフライス工具で微細溝パターンを形成、それを一次金型として二次金型を作成、さらに成形を繰り返す複合成形プロセス
・従来得られなかった寸法、精度の成形品を量産することが可能
・特殊な光学素子、医療診断用バイオチップ、半導体検査プロープなど、微細で高アスペクトな部品の量産が可能

・3種のマイクロエンドミル工具を開発
‐cBN製マイクロフライス工具、PCD製マイクロフライス工具、単結晶ダイヤモンド製半月形状マイクロフライス工具を試作
‐さらに、後者2つの工具について、製造標準化と極小化を実施
・微細構造対応の研磨ヘッド、多自由度方向制御可能な研磨システムを開発
‐微細構造の溝の方向に沿って研磨可能なリニアモータ・ボイスコイル・圧電アクチュエータ応用研磨ヘッドを開発
‐多自由度方向制御可能な研磨システムを開発、超音波2軸振動援用研磨法により金型の研磨精度を向上
・非接触機上測定装置、微細形状の成形転写技術を開発
‐レーザ光を用いたオートフォーカス方式を利用した非接触形状測定装置を開発、測定範囲は10mm
‐超硬などの材料にPCD製マイクロフライス工具で微細溝パターンを形成、それを一次金型として二次金型を作成、従来得られなかった寸法、精度の成形品を量産することが可能な微細形状の成形転写技術を開発
‐集光型太陽電池用フレネルレンズ、マイクロチャンネル、半導体検査用マイクロプローブを試作

・特許：「研磨装置」(特願2011-016591)、「変位拡大機構及び研磨装置」(特願2011-033033)
・受賞：財団法人日本ファッション協会「日本クリエイション大賞」(H22三鷹光器)、「マイクロ・メディカル賞(H22三鷹光器)、東京商工会議所｢勇気ある経営大賞優秀賞｣(H22長津製作所)
・雑誌：「小径鏡筒、２液性シリコーン金型、電極システムの開発」(型技術、H23.6月号)、「グローバル環境におけるプラスチック金型企業の対応」(型技術、H24.1月号)

開発したマイクロエンドミル工具を使用し、微細形状の加工を行うことができる。
開発した機上測定装置により、機上での微細形状等の測定を行うことができる。
微細形状を有する金型の製作が可能となった。

・実用化に成功、H23～25年度に事業化予定
・マイクロエンドミル工具、非接触機上測定装置、微細形状の成形金型の試作品あり(有償)

・小型化、省スペース化、軽量化→フレネルレンズのように、階段状・ノコ歯状の微細構造により小型化、省スペース化、軽量化が達成
・複雑形状化→階段状・ノコ歯状の微細構造により、非球面レンズは同機能を持て、次世代医療診断にも適用可能
・省エネルギー化→太陽電池デバイスの高効率かつ低コストのために、集光型が必要とされている

研究を継続しつつ、東南アジア市場も含めた事業化を目指す
・引き続き「光学・成形シミュレーション技術を利用した超精密光学素子成形プロセスの高精度・高能率化」のテーマで継続研究、機上測定の有効性を高めるため、ソフトを含め検証を進めている
・マイクロエンドミル工具、非接触機上測定装置、微細形状の成形金型については事業化はなされたが、その拡大に取り組んでいる
・圧電アクチュエータ等応用研磨システムについては、東南アジアも含めアプローチを広げ、H25年度までの事業化を目指す