JPH02221131A - 光学素子成形用型 - Google Patents
光学素子成形用型Info
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- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光学素子成形用型に関する。
一般に、例えば特公昭55−11624号公報等に開示
されるように、光学ガラスを加熱軟化させ、これを加圧
成形することにより所望形状の光学素子を得る方法が知
られている。この方法によれば、従来の研磨加工方法で
は加工が困難な形状、例えば非球面形状等を存する高品
質な光学ガラス素子を成形することが可能となり、また
製造コストを著しく低くすることが可能となる。ところ
が、この方法では、光学ガラスを加熱軟化させて加圧成
形するために、光学ガラスと成形用型との離型性に問題
があった。離型性が悪いと、高温状態下で加熱プレスさ
れたガラスが成形用型に付着してしまい、成形用型の再
使用が不可能となって、型寿命が短(なってしまう。
されるように、光学ガラスを加熱軟化させ、これを加圧
成形することにより所望形状の光学素子を得る方法が知
られている。この方法によれば、従来の研磨加工方法で
は加工が困難な形状、例えば非球面形状等を存する高品
質な光学ガラス素子を成形することが可能となり、また
製造コストを著しく低くすることが可能となる。ところ
が、この方法では、光学ガラスを加熱軟化させて加圧成
形するために、光学ガラスと成形用型との離型性に問題
があった。離型性が悪いと、高温状態下で加熱プレスさ
れたガラスが成形用型に付着してしまい、成形用型の再
使用が不可能となって、型寿命が短(なってしまう。
そこで、従来、特開昭62−87423号公報に開示さ
れるように、例えば金属からなる型基材の表面にクロム
(Cr)および窒素(N)を主成分とする化合物の被膜
を形成し、離型性を良好にした成形用型が用いられてい
た。
れるように、例えば金属からなる型基材の表面にクロム
(Cr)および窒素(N)を主成分とする化合物の被膜
を形成し、離型性を良好にした成形用型が用いられてい
た。
しかし、上記のようにCrおよびNを主成分とする化合
物の被膜を形成した成形用型では、ガラスの成形および
熱間加工の各工程における温度サイクルによって、型基
材と被膜との線膨張係数の差から次式のような熱応力が
発生する。
物の被膜を形成した成形用型では、ガラスの成形および
熱間加工の各工程における温度サイクルによって、型基
材と被膜との線膨張係数の差から次式のような熱応力が
発生する。
σい−Ef(α、−α、)(T−Ta)σLk:熱応力
E、:被膜のヤング率
αf :被膜の線膨張係数
α、:型基材の線膨張係数
T :成形時の温度
To :常温
したがって、被膜の線膨張係数α、と型基材の線膨張係
数α、との差が大きい程、熱応力も大きくなる。従来の
成形用型では、型基材と被膜との線膨張係数の差が大き
いため、両者の間に大きな熱応力が生じ、型基材から被
膜が剥離したり、被膜にクラックが発生するとう問題が
あった。
数α、との差が大きい程、熱応力も大きくなる。従来の
成形用型では、型基材と被膜との線膨張係数の差が大き
いため、両者の間に大きな熱応力が生じ、型基材から被
膜が剥離したり、被膜にクラックが発生するとう問題が
あった。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、型基材とCr−NJI被膜との間に生じる熱応力が小
さく、膜剥離等を生じることがない、長寿命の光学素子
成形用型を提供することを目的とする。
、型基材とCr−NJI被膜との間に生じる熱応力が小
さく、膜剥離等を生じることがない、長寿命の光学素子
成形用型を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、CrおよびNを
主成分とする化合物の被膜により少なくとも成形面の最
表層を形成してなる光学素子成形用型において、型基材
と前記被膜との間に、線膨張係数が型基材を形成する材
料(例えばSiC等)と前記被膜を形成する材料との間
に値を有する材料からなる膜を少な(とも−層形成した
中間層を設けた。
主成分とする化合物の被膜により少なくとも成形面の最
表層を形成してなる光学素子成形用型において、型基材
と前記被膜との間に、線膨張係数が型基材を形成する材
料(例えばSiC等)と前記被膜を形成する材料との間
に値を有する材料からなる膜を少な(とも−層形成した
中間層を設けた。
ここで、例えばSiCの線膨張係数は3.9×10−’
(”C−’)であり、Cr−N系被膜の線膨張係数は
7.5X10−”(’C伺)である、したがって、例え
ばSiCにより型基材を形成した場合では、型基材とC
r−N系被膜との間の線膨張係数を有する材料として、
Ta、 ANN、 ZrN等が適当である。 これら材
料の各線膨張係数は、Taが6.6X 10−’CC−
’)、八lNが5.Ox 10−’(’c−’)、Zr
Nが7.24xtO−’(’C”’)である。
(”C−’)であり、Cr−N系被膜の線膨張係数は
7.5X10−”(’C伺)である、したがって、例え
ばSiCにより型基材を形成した場合では、型基材とC
r−N系被膜との間の線膨張係数を有する材料として、
Ta、 ANN、 ZrN等が適当である。 これら材
料の各線膨張係数は、Taが6.6X 10−’CC−
’)、八lNが5.Ox 10−’(’c−’)、Zr
Nが7.24xtO−’(’C”’)である。
上記構成の光学素子成形用型においては、型基材とCr
−N系被膜との間に特定の中間層を設けたので、型基材
と中間層との間および中間層とCr−N系被膜との間に
生じる各熱応力は、型基材とCr−N系被膜との間で生
じている熱応力より小さくなる。
−N系被膜との間に特定の中間層を設けたので、型基材
と中間層との間および中間層とCr−N系被膜との間に
生じる各熱応力は、型基材とCr−N系被膜との間で生
じている熱応力より小さくなる。
したがって、全体として成形用型に生じる熱応力が緩和
される。この結果、光学ガラスの成形および熱間加圧の
各工程における温度サイクルにおいて十分な耐久性を有
することになり、成形用型の型寿命が長くなる。
される。この結果、光学ガラスの成形および熱間加圧の
各工程における温度サイクルにおいて十分な耐久性を有
することになり、成形用型の型寿命が長くなる。
(第1実施例)
第1図に示すように、SiCからなる型基材lを所瞥形
状に加工し、光学的要求の生じる成形面1aに鏡面研磨
を施した。そして、その成形面1aに、スパッタ法によ
りTa単体膜2を中間層として約0.25μmの厚さで
形成した。また、このTa単体1112の上に、同じく
スパッタ法によりCr−N系被1I13を最表層として
約0.3μ密の厚さで形成し、光学素子成形用型を得た
。
状に加工し、光学的要求の生じる成形面1aに鏡面研磨
を施した。そして、その成形面1aに、スパッタ法によ
りTa単体膜2を中間層として約0.25μmの厚さで
形成した。また、このTa単体1112の上に、同じく
スパッタ法によりCr−N系被1I13を最表層として
約0.3μ密の厚さで形成し、光学素子成形用型を得た
。
本実施例の光学素子成形用型を用いて光学素子の成形を
5000ショット行ったところ、成形面には全く変化が
なく、膜剥離は生しなかった。また、光学的要求等の初
期性能も維持していた。すなわち、本実施例の光学素子
成形用型は、中間層として設けたTa単体膜2によって
型基ulとCr−N系被膜3との間に生ずる熱応力を緩
和することができ、膜剥離等がなく、型寿命が長くなる
。
5000ショット行ったところ、成形面には全く変化が
なく、膜剥離は生しなかった。また、光学的要求等の初
期性能も維持していた。すなわち、本実施例の光学素子
成形用型は、中間層として設けたTa単体膜2によって
型基ulとCr−N系被膜3との間に生ずる熱応力を緩
和することができ、膜剥離等がなく、型寿命が長くなる
。
なお、本実施例におけるTa単体膜2の代わりに、AI
N系膜またはZr−N系膜を用いても同様の効果を得る
ことができる。
N系膜またはZr−N系膜を用いても同様の効果を得る
ことができる。
(第2実施例)
第2図に示すように、SiCからなる型基材1を所望形
状に加工し、光学的要求の生じる成形面1aに鏡面研磨
を施した。そして、その成形面1aに、イオンブレーテ
ィング法によりi−N系1114を約0.1μ噸の厚さ
で形成した後、そのANN系y、4上にTa単体膜2を
約0.1μ−の厚さで形成し、さらにTa単体膜2上に
Zr−N系膜5を約0.1μ霞の厚さで形成し、三層構
造の中間層とした。
状に加工し、光学的要求の生じる成形面1aに鏡面研磨
を施した。そして、その成形面1aに、イオンブレーテ
ィング法によりi−N系1114を約0.1μ噸の厚さ
で形成した後、そのANN系y、4上にTa単体膜2を
約0.1μ−の厚さで形成し、さらにTa単体膜2上に
Zr−N系膜5を約0.1μ霞の厚さで形成し、三層構
造の中間層とした。
また、Zn−N系膜5上にCr−N系被膜3を最表層と
して約0.25μ−の厚さで形成し、光学素子成形用型
を得た。
して約0.25μ−の厚さで形成し、光学素子成形用型
を得た。
本実施例の光学素子成形用型を用いて光学素子の成形を
5000ショット行ったところ、前記第1実施例と同様
にして、成形面には全く変化がなく、膜剥離は生じなか
った。また、光学的要求等の初期性能も維持していた。
5000ショット行ったところ、前記第1実施例と同様
にして、成形面には全く変化がなく、膜剥離は生じなか
った。また、光学的要求等の初期性能も維持していた。
すなわち、本実施例の光学素子成形用型は、Aρ−N系
膜、4.Ta単体膜2およびZr−N系膜5を型基材1
に近い線膨張係数を有するものから順に積層した中間層
によって、型基材lとCr−N系被11!3との間に生
ずる熱応力を緩和することができ、膜剥離等がなく、型
寿命が長くなる。
膜、4.Ta単体膜2およびZr−N系膜5を型基材1
に近い線膨張係数を有するものから順に積層した中間層
によって、型基材lとCr−N系被11!3との間に生
ずる熱応力を緩和することができ、膜剥離等がなく、型
寿命が長くなる。
なお、本実施例における中間層の代わりに、例えばAI
N系膜、Ta単体膜、Zr−N系膜の中から2種類選択
し、2層構造の中間層を設けても同様の効果を得ること
ができる。
N系膜、Ta単体膜、Zr−N系膜の中から2種類選択
し、2層構造の中間層を設けても同様の効果を得ること
ができる。
〔発明の効果]
以上のように、本発明の光学素子成形用型によれば、型
基材とCr−N系被膜との間に、線膨張係数が両者の間
の値を有する材料からなる膜を中間層として設けている
ので、型基本とCr−系被膜との間に生じる熱応力を緩
和でき、膜剥離等を生じることなく、型寿命が長くなる
。
基材とCr−N系被膜との間に、線膨張係数が両者の間
の値を有する材料からなる膜を中間層として設けている
ので、型基本とCr−系被膜との間に生じる熱応力を緩
和でき、膜剥離等を生じることなく、型寿命が長くなる
。
第1図は本発明の光学素子成形用型の第1実施例を示す
縦断面図、第2図は本発明の光学素子成形用型の第2実
施例を示す縦断面図である。 1・・・型基材 1a・・・成形面 2・・・Ta単体膜 3・・・Cr−N系被膜 4・・・AN−N系膜 5・・・Zr−N系膜 特許出願人 オリンパス光学工業株式会社第1図 □□−一 ■・・・型基材 la・・・成形面 2・・・Ta単体膜 3−Cr−N系膜1.膜 第2図 □□ニ」
縦断面図、第2図は本発明の光学素子成形用型の第2実
施例を示す縦断面図である。 1・・・型基材 1a・・・成形面 2・・・Ta単体膜 3・・・Cr−N系被膜 4・・・AN−N系膜 5・・・Zr−N系膜 特許出願人 オリンパス光学工業株式会社第1図 □□−一 ■・・・型基材 la・・・成形面 2・・・Ta単体膜 3−Cr−N系膜1.膜 第2図 □□ニ」
Claims (2)
- (1)クロムおよび窒素を主成分とする化合物の被膜に
より少なくとも成形面の最表層を形成してなる光学素子
成形用型において、型基材と前記被膜との間に、線膨張
係数が型基材を形成する材料と前記被膜を形成する材料
との間の値を有する材料からなる膜を少なくとも一層成
形した中間層を設けたことを特徴とする光学素子成形用
型。 - (2)前記型基材を形成する材料が炭化ケイ素であるこ
とを特徴とする請求項1記載の光学素子成形用型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4116889A JPH02221131A (ja) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | 光学素子成形用型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4116889A JPH02221131A (ja) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | 光学素子成形用型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02221131A true JPH02221131A (ja) | 1990-09-04 |
Family
ID=12600896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4116889A Pending JPH02221131A (ja) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | 光学素子成形用型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02221131A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03237024A (ja) * | 1990-02-13 | 1991-10-22 | Asahi Optical Co Ltd | 光学素子成形用の成形型の再生方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62132734A (ja) * | 1985-12-05 | 1987-06-16 | Olympus Optical Co Ltd | 光学素子成形用型 |
| JPS63260831A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-27 | Hitachi Ltd | 光学素子成形型 |
| JPH01100031A (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-18 | Hitachi Ltd | 光学素子成形型 |
-
1989
- 1989-02-21 JP JP4116889A patent/JPH02221131A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62132734A (ja) * | 1985-12-05 | 1987-06-16 | Olympus Optical Co Ltd | 光学素子成形用型 |
| JPS63260831A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-27 | Hitachi Ltd | 光学素子成形型 |
| JPH01100031A (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-18 | Hitachi Ltd | 光学素子成形型 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03237024A (ja) * | 1990-02-13 | 1991-10-22 | Asahi Optical Co Ltd | 光学素子成形用の成形型の再生方法 |
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