JPH0725628A - 微細光学ガラス素子の成形用金型及びその製造方法 - Google Patents
微細光学ガラス素子の成形用金型及びその製造方法Info
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高精度の信頼性の高いガラス製微細光学素子
をプレス成形法により得るために必要な高精度で耐久性
の良いプレス成形用金型を提供する。 【構成】 予め微細光学素子形状に高精度に加工した微
細光学素子原盤１１の反転形状を薄膜１２に写し取った
後、該薄膜１２の裏面ならびに金型母材１４の表面に、
ＳｉあるいはＳｉＯ2薄膜１３を形成し、それぞれに親
水性を持たせた後、両面同志を接合し、金型全体に保護
膜１５を形成することを特徴とする微細光学ガラス素子
のプレス成形用金型の作製方法並びに作製した金型。 【効果】 微細光学素子形状の反転形状を持つ、ガラス
を繰り返しプレス成形できる微細光学素子用金型が容易
に得られるようになる。
をプレス成形法により得るために必要な高精度で耐久性
の良いプレス成形用金型を提供する。 【構成】 予め微細光学素子形状に高精度に加工した微
細光学素子原盤１１の反転形状を薄膜１２に写し取った
後、該薄膜１２の裏面ならびに金型母材１４の表面に、
ＳｉあるいはＳｉＯ2薄膜１３を形成し、それぞれに親
水性を持たせた後、両面同志を接合し、金型全体に保護
膜１５を形成することを特徴とする微細光学ガラス素子
のプレス成形用金型の作製方法並びに作製した金型。 【効果】 微細光学素子形状の反転形状を持つ、ガラス
を繰り返しプレス成形できる微細光学素子用金型が容易
に得られるようになる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は極めて耐久性に優れた、
高精度な形状を有するガラス製微細光学素子をプレス成
形により製造するために必要な成形用金型に関するもの
である。
高精度な形状を有するガラス製微細光学素子をプレス成
形により製造するために必要な成形用金型に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、高精度な微細光学素子を作製する
には、その加工の容易さから、樹脂を直接加工する方法
や成形による方法が採用されていた（例えば、特開昭５
４−１１０８５７号公報、特公昭６０−２５７６１号公
報）。
には、その加工の容易さから、樹脂を直接加工する方法
や成形による方法が採用されていた（例えば、特開昭５
４−１１０８５７号公報、特公昭６０−２５７６１号公
報）。
【０００３】しかしながら、このような樹脂製の微細光
学素子は、温度や湿度等の環境の変化によって、樹脂が
体積変化を起こし、形状が変化するために、微細光学素
子の精度が悪くなるという欠点を有している。さらに
は、樹脂の強度が低いために、表面に傷が入りやすいと
いう欠点もあり、樹脂製では非常に高精度の信頼性の高
い微細光学素子は得られていない。
学素子は、温度や湿度等の環境の変化によって、樹脂が
体積変化を起こし、形状が変化するために、微細光学素
子の精度が悪くなるという欠点を有している。さらに
は、樹脂の強度が低いために、表面に傷が入りやすいと
いう欠点もあり、樹脂製では非常に高精度の信頼性の高
い微細光学素子は得られていない。
【０００４】これに対して、ガラス製の微細光学素子は
耐久性が良く、表面に傷が入りにくく、環境の変化に対
しても精度が損なわれることはない。そこで、ガラス製
微細光学素子の作製方法として、ガラスを直接ドライエ
ッチングにより微細光学素子形状に加工する方法が提案
されている（例えば、特開昭５５−５７８０７号公
報）。
耐久性が良く、表面に傷が入りにくく、環境の変化に対
しても精度が損なわれることはない。そこで、ガラス製
微細光学素子の作製方法として、ガラスを直接ドライエ
ッチングにより微細光学素子形状に加工する方法が提案
されている（例えば、特開昭５５−５７８０７号公
報）。
【０００５】ドライエッチングによってガラスを加工す
る方法は、ガラス表面に直接微細光学素子形状を刻むこ
とができるが、一つの微細光学素子を作製するのに非常
に時間がかかり、同一形状のものを大量に作製すること
はできないという欠点を有している。従って、これまで
の方法では非常に高精度の信頼性の高いガラス製微細光
学素子を量産化できなかった。
る方法は、ガラス表面に直接微細光学素子形状を刻むこ
とができるが、一つの微細光学素子を作製するのに非常
に時間がかかり、同一形状のものを大量に作製すること
はできないという欠点を有している。従って、これまで
の方法では非常に高精度の信頼性の高いガラス製微細光
学素子を量産化できなかった。
【０００６】一方、最近では光学ガラス素子（例えば、
非球面ガラスレンズ）の量産方法として、ガラスをプレ
ス成形する方法が提案されている。この方法で高精度な
光学ガラス素子を加圧成形して製造するには良好な像形
成品質が要求される。
非球面ガラスレンズ）の量産方法として、ガラスをプレ
ス成形する方法が提案されている。この方法で高精度な
光学ガラス素子を加圧成形して製造するには良好な像形
成品質が要求される。
【０００７】このため金型材料としては高温度でもガラ
スに対して化学的に不活性であり、ガラスの成形面とな
る部分が充分硬く、擦傷等の損傷を受けにくく、高温で
の成形により成形面が塑性変形や粒成長を起こさず、繰
り返し成形が行えるように耐熱衝撃性が優れ、さらに、
超精密加工が行えるように加工性に優れていることが必
要である。
スに対して化学的に不活性であり、ガラスの成形面とな
る部分が充分硬く、擦傷等の損傷を受けにくく、高温で
の成形により成形面が塑性変形や粒成長を起こさず、繰
り返し成形が行えるように耐熱衝撃性が優れ、さらに、
超精密加工が行えるように加工性に優れていることが必
要である。
【０００８】これらの必要条件をある程度満足する金型
材料として、ＳｉＣまたはＳｉ3Ｎ4が報告されている
（例えば、特開昭５２−４５６１３号公報）。また、最
近では超硬合金母材上に白金族合金薄膜をコーティング
した金型も提案されている（例えば、特開昭６０−２４
６２３０号公報）。
材料として、ＳｉＣまたはＳｉ3Ｎ4が報告されている
（例えば、特開昭５２−４５６１３号公報）。また、最
近では超硬合金母材上に白金族合金薄膜をコーティング
した金型も提案されている（例えば、特開昭６０−２４
６２３０号公報）。
【０００９】ＳｉＣまたはＳｉ3Ｎ4を金型材料に用いた
場合、これらの材料は極めて硬度が高いために、所望の
微細光学素子形状の成形用金型に加工することが非常に
困難であり、さらに、これらの材料はいずれも高温でガ
ラスとの反応性に富んでいるので、繰り返しプレス成形
を行なうと、ガラスが金型に付着し、高精度な微細光学
ガラス素子が成形できなくなるという欠点があった。
場合、これらの材料は極めて硬度が高いために、所望の
微細光学素子形状の成形用金型に加工することが非常に
困難であり、さらに、これらの材料はいずれも高温でガ
ラスとの反応性に富んでいるので、繰り返しプレス成形
を行なうと、ガラスが金型に付着し、高精度な微細光学
ガラス素子が成形できなくなるという欠点があった。
【００１０】また、超硬合金母材上に白金族合金薄膜を
コーティングした金型は研削加工は可能であるが、微細
形状に高精度に加工することができないという欠点があ
った。さらに、非常に高精度に加工するのに大変時間が
かかるという欠点があった。
コーティングした金型は研削加工は可能であるが、微細
形状に高精度に加工することができないという欠点があ
った。さらに、非常に高精度に加工するのに大変時間が
かかるという欠点があった。
【００１１】従って、これまでガラスを繰り返しプレス
成形して微細光学ガラス素子を量産できるような耐久性
の良い、微細光学ガラス素子の成形用金型の作製ができ
なかった。
成形して微細光学ガラス素子を量産できるような耐久性
の良い、微細光学ガラス素子の成形用金型の作製ができ
なかった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ガラスを繰り返しプレ
ス成形してガラス製微細光学素子を作製すれば、非常に
高精度の信頼性の高い微細光学素子の量産化が可能であ
る。この為には、非常に高強度で耐久性が良く、高精度
のガラス製微細光学素子のプレス成形用金型が必要であ
る。しかしながら、従来の金型作製方法では微細光学素
子用の金型を作製することはできなかった。
ス成形してガラス製微細光学素子を作製すれば、非常に
高精度の信頼性の高い微細光学素子の量産化が可能であ
る。この為には、非常に高強度で耐久性が良く、高精度
のガラス製微細光学素子のプレス成形用金型が必要であ
る。しかしながら、従来の金型作製方法では微細光学素
子用の金型を作製することはできなかった。
【００１３】以上の欠点を克服するために、本発明では
ガラスを繰り返しプレス成形することができる、耐久性
の良い、非常に高精度のガラス製微細光学素子用金型を
容易に作製する方法を提供し、この金型を用いてガラス
をプレス成形することにより、非常に高精度の信頼性の
高いガラス製微細光学素子を量産化することを目的とし
ている。
ガラスを繰り返しプレス成形することができる、耐久性
の良い、非常に高精度のガラス製微細光学素子用金型を
容易に作製する方法を提供し、この金型を用いてガラス
をプレス成形することにより、非常に高精度の信頼性の
高いガラス製微細光学素子を量産化することを目的とし
ている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、ガラスを繰り返しプレス成形することが
できるガラス製微細光学素子の成形用金型を容易に作製
する方法を提供したものである。すなわち、予め高精度
に加工した微細光学素子原盤の表面に薄膜を形成し、微
細光学素子の反転形状を複写した該薄膜を微細光学素子
原盤より精密に剥離し、該薄膜の裏面にＳｉあるいはＳ
ｉＯ2からなる薄膜を形成したものと、同様にＷＣを主
成分とする超硬合金、ＴｉＣあるいはＴｉＮを主成分と
するサーメットまたはＷＣ焼結体からなる型母材の表面
にＳｉあるいはＳｉＯ2からなる薄膜を形成したもの
の、それぞれに親水性を持たせた後、両面を接合し、型
全体にＰｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｅ
およびＴａの中から少なくとも１種類以上含有する合金
膜を保護層として形成して微細光学ガラス素子の成形用
金型を製造する方法を提供したものである。
決するために、ガラスを繰り返しプレス成形することが
できるガラス製微細光学素子の成形用金型を容易に作製
する方法を提供したものである。すなわち、予め高精度
に加工した微細光学素子原盤の表面に薄膜を形成し、微
細光学素子の反転形状を複写した該薄膜を微細光学素子
原盤より精密に剥離し、該薄膜の裏面にＳｉあるいはＳ
ｉＯ2からなる薄膜を形成したものと、同様にＷＣを主
成分とする超硬合金、ＴｉＣあるいはＴｉＮを主成分と
するサーメットまたはＷＣ焼結体からなる型母材の表面
にＳｉあるいはＳｉＯ2からなる薄膜を形成したもの
の、それぞれに親水性を持たせた後、両面を接合し、型
全体にＰｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｅ
およびＴａの中から少なくとも１種類以上含有する合金
膜を保護層として形成して微細光学ガラス素子の成形用
金型を製造する方法を提供したものである。
【００１５】
【作用】本発明の方法によれば、これまで作製すること
ができなかった、非常に耐久性の良い、繰り返しガラス
をプレス成形できる、非常に高精度な微細光学ガラス素
子の成形用金型を容易に作製することを可能とした。
ができなかった、非常に耐久性の良い、繰り返しガラス
をプレス成形できる、非常に高精度な微細光学ガラス素
子の成形用金型を容易に作製することを可能とした。
【００１６】また、本発明の金型は、型母材にＷＣを主
成分とする超硬合金、ＴｉＣあるいはＴｉＮを主成分と
するサーメットまたはＷＣ焼結体を用いることにより、
金型全体にプレス成形に耐えるだけの強度を持たせ、予
め高精度に加工した微細光学素子原盤の表面に薄膜を形
成し、光学素子の反転形状を複写した該薄膜を微細光学
素子原盤より精密に剥離し、該薄膜の裏面にＳｉあるい
はＳｉＯ2からなる薄膜を形成したものと、同様に型母
材の表面にＳｉあるいはＳｉＯ2からなる薄膜を形成し
たものの、それぞれに親水性を持たせた後、両面を接合
することにより、容易に微細光学素子の反転形状を有す
る金型を得ることができ、型全体にＰｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、
Ｒｕ、Ｏｓ、Ｗ、Ｐｄ、ＲｅおよびＴａの中から少なく
とも１種類以上含有する合金膜を保護層として形成する
ことにより、ガラスを成形しても金型にガラスが融着せ
ず、繰り返しガラスをプレス成形できるようにしたもの
である。従って、本発明の金型を用いてガラスをプレス
成形することにより、微細光学素子原盤と同一の形状を
持つガラス製微細光学素子を再現性良く、量産すること
が可能となる。
成分とする超硬合金、ＴｉＣあるいはＴｉＮを主成分と
するサーメットまたはＷＣ焼結体を用いることにより、
金型全体にプレス成形に耐えるだけの強度を持たせ、予
め高精度に加工した微細光学素子原盤の表面に薄膜を形
成し、光学素子の反転形状を複写した該薄膜を微細光学
素子原盤より精密に剥離し、該薄膜の裏面にＳｉあるい
はＳｉＯ2からなる薄膜を形成したものと、同様に型母
材の表面にＳｉあるいはＳｉＯ2からなる薄膜を形成し
たものの、それぞれに親水性を持たせた後、両面を接合
することにより、容易に微細光学素子の反転形状を有す
る金型を得ることができ、型全体にＰｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、
Ｒｕ、Ｏｓ、Ｗ、Ｐｄ、ＲｅおよびＴａの中から少なく
とも１種類以上含有する合金膜を保護層として形成する
ことにより、ガラスを成形しても金型にガラスが融着せ
ず、繰り返しガラスをプレス成形できるようにしたもの
である。従って、本発明の金型を用いてガラスをプレス
成形することにより、微細光学素子原盤と同一の形状を
持つガラス製微細光学素子を再現性良く、量産すること
が可能となる。
【００１７】
【実施例】以下、具体例について詳細に述べる。まず、
微細光学ガラス素子の一例として、ガラス製回折格子の
プレス成形用金型の作製方法について、図面を用いて説
明する。
微細光学ガラス素子の一例として、ガラス製回折格子の
プレス成形用金型の作製方法について、図面を用いて説
明する。
【００１８】図１はガラス製回折格子のプレス成形用金
型の作製方法の工程を示した図である。回折格子原盤１
１は、直径２０mm、厚さ２mmの円板ガラス基板にアルミ
ニウム（Ａｌ）を真空蒸着によって成膜し、ピッチが２
μｍ、深さ０．５μｍの鋸歯状の回折格子形状にルーリ
ングエンジンを用いて精密に加工したものを使用した。
型の作製方法の工程を示した図である。回折格子原盤１
１は、直径２０mm、厚さ２mmの円板ガラス基板にアルミ
ニウム（Ａｌ）を真空蒸着によって成膜し、ピッチが２
μｍ、深さ０．５μｍの鋸歯状の回折格子形状にルーリ
ングエンジンを用いて精密に加工したものを使用した。
【００１９】次に、図１（ｂ）に示すように、この回折
格子原盤１１の表面に、ニッケル−タングステン（Ｎｉ
−Ｗ）合金薄膜１２をスパッタリング法により約１５μ
ｍの厚さで形成した。
格子原盤１１の表面に、ニッケル−タングステン（Ｎｉ
−Ｗ）合金薄膜１２をスパッタリング法により約１５μ
ｍの厚さで形成した。
【００２０】この様にして形成したＮｉ−Ｗ合金薄膜１
２の表面を同図（ｃ）のように平面に研磨した後、Ｎｉ
−Ｗ合金薄膜１２を回折格子原盤１１より剥離し、Ｎｉ
−Ｗ合金薄膜１２に回折格子原盤の反転形状を写し取っ
た。
２の表面を同図（ｃ）のように平面に研磨した後、Ｎｉ
−Ｗ合金薄膜１２を回折格子原盤１１より剥離し、Ｎｉ
−Ｗ合金薄膜１２に回折格子原盤の反転形状を写し取っ
た。
【００２１】次に、同図（ｄ）の様に、このＮｉ−Ｗ合
金薄膜１２の平面に研磨した表面に、Ｓｉ薄膜１３をス
パッタリング法によって約１μｍの厚さで形成した。同
様に、金型母材１４として用いる、直径２０mm、厚さ６
mmのＴｉＮを主成分とするサーメット円柱の上面部分を
鏡面に研磨した表面にも、Ｓｉ薄膜１３をスパッタリン
グ法によって、約１μｍの厚さで形成した。
金薄膜１２の平面に研磨した表面に、Ｓｉ薄膜１３をス
パッタリング法によって約１μｍの厚さで形成した。同
様に、金型母材１４として用いる、直径２０mm、厚さ６
mmのＴｉＮを主成分とするサーメット円柱の上面部分を
鏡面に研磨した表面にも、Ｓｉ薄膜１３をスパッタリン
グ法によって、約１μｍの厚さで形成した。
【００２２】その後、同図（ｅ）に示す様に、これらの
Ｓｉ薄膜１３に親水性をもたせ、両面を張り合わせ、１
０００℃で２時間熱処理を行ない、金型母材１４と回折
格子原盤の反転形状を写し取ったＮｉ−Ｗ合金薄膜１２
を、Ｓｉ薄膜１３を介して接合した。
Ｓｉ薄膜１３に親水性をもたせ、両面を張り合わせ、１
０００℃で２時間熱処理を行ない、金型母材１４と回折
格子原盤の反転形状を写し取ったＮｉ−Ｗ合金薄膜１２
を、Ｓｉ薄膜１３を介して接合した。
【００２３】この状態の金型でガラスをプレス成形する
と、Ｎｉ−Ｗ合金薄膜の表面が酸化し高精度の回折格子
を作製することができなくなる。そこで、同図（ｆ）の
様に、表面にスパッタリング法によって、約５μｍの厚
みでイリジウム−ルテニウム−タンタル（Ｉｒ−Ｒｕ−
Ｔａ）合金薄膜を保護層１５として形成した。
と、Ｎｉ−Ｗ合金薄膜の表面が酸化し高精度の回折格子
を作製することができなくなる。そこで、同図（ｆ）の
様に、表面にスパッタリング法によって、約５μｍの厚
みでイリジウム−ルテニウム−タンタル（Ｉｒ−Ｒｕ−
Ｔａ）合金薄膜を保護層１５として形成した。
【００２４】以上のようにして、高精度なガラス製回折
格子のプレス成形用金型を容易に得ることができた。こ
の様にして得られた回折格子のプレス成形用金型は、回
折格子原盤の形状をそのまま写し取ったものであるの
で、この金型を用いてガラスをプレス成形すれば、回折
格子原盤と同一形状の高精度なガラス製回折格子が得ら
れる。
格子のプレス成形用金型を容易に得ることができた。こ
の様にして得られた回折格子のプレス成形用金型は、回
折格子原盤の形状をそのまま写し取ったものであるの
で、この金型を用いてガラスをプレス成形すれば、回折
格子原盤と同一形状の高精度なガラス製回折格子が得ら
れる。
【００２５】次に、この回折格子のプレス成形用金型を
用いてガラスをプレス成形して、ガラス製回折格子を作
製する実施例について、図面を用いて説明する。
用いてガラスをプレス成形して、ガラス製回折格子を作
製する実施例について、図面を用いて説明する。
【００２６】図２に本実施例で用いたプレス成形機の概
略図を示した。図２に於て、２１は上型用固定ブロッ
ク、２２は上型用加熱ヒーター、２３は上型、２４はガ
ラス平板、２５は下型、２６は下型用加熱ヒーター、２
７は下型用固定ブロック、２８は上型用熱電対、２９は
下型用熱電対、２１０はプランジャー、２１１は位置決
めセンサー、２１２はストッパー、２１３は覆いであ
る。
略図を示した。図２に於て、２１は上型用固定ブロッ
ク、２２は上型用加熱ヒーター、２３は上型、２４はガ
ラス平板、２５は下型、２６は下型用加熱ヒーター、２
７は下型用固定ブロック、２８は上型用熱電対、２９は
下型用熱電対、２１０はプランジャー、２１１は位置決
めセンサー、２１２はストッパー、２１３は覆いであ
る。
【００２７】前述の方法で作製した回折格子のプレス成
形用金型を上型２３とし、下型２５には、直径２０mm、
厚さ６mmのＴｉＮを主成分とするサーメット円柱の上下
の平面部分を鏡面に研磨した母材の表面に、スパッタリ
ング法によって約５μｍの厚みでＩｒ−Ｒｕ−Ｔａ合金
薄膜を保護層として形成した平面金型を用いた。
形用金型を上型２３とし、下型２５には、直径２０mm、
厚さ６mmのＴｉＮを主成分とするサーメット円柱の上下
の平面部分を鏡面に研磨した母材の表面に、スパッタリ
ング法によって約５μｍの厚みでＩｒ−Ｒｕ−Ｔａ合金
薄膜を保護層として形成した平面金型を用いた。
【００２８】この下型２５の上に半径１０mm、厚さ１mm
の円板形状に加工したＳＦ−８平板ガラス２４を置き、
その上に上型２３を置いて、そのまま５００℃まで昇温
し、窒素雰囲気で約４０kg/cm2のプレス圧により２分間
圧力を保持し、その後、そのままの状態で４００℃まで
冷却して、成形されたガラス平板を取り出して、ガラス
製回折格子のプレス成形工程を完了する。
の円板形状に加工したＳＦ−８平板ガラス２４を置き、
その上に上型２３を置いて、そのまま５００℃まで昇温
し、窒素雰囲気で約４０kg/cm2のプレス圧により２分間
圧力を保持し、その後、そのままの状態で４００℃まで
冷却して、成形されたガラス平板を取り出して、ガラス
製回折格子のプレス成形工程を完了する。
【００２９】以上の工程を繰り返して、１００００回目
のプレス終了時に上下の金型２３及び２５を成形機より
取り外して、プレス面の状態を光学顕微鏡により観察
し、同時に、その時の表面粗さ（ｒｍｓ値、Å）を測定
して、それぞれの型精度を評価した。従来の金型材料で
は本実施例に示した高精度な回折格子形状に加工するこ
とはできないので、比較実験としては従来使用されてい
たＳｉＣ焼結体の平板金型およびＷＣを主成分とする超
硬合金母材にＰｔ−Ｉｒ合金膜を形成した平板金型を作
製し、同様に１００００回プレス成形を行い型精度を評
価した。
のプレス終了時に上下の金型２３及び２５を成形機より
取り外して、プレス面の状態を光学顕微鏡により観察
し、同時に、その時の表面粗さ（ｒｍｓ値、Å）を測定
して、それぞれの型精度を評価した。従来の金型材料で
は本実施例に示した高精度な回折格子形状に加工するこ
とはできないので、比較実験としては従来使用されてい
たＳｉＣ焼結体の平板金型およびＷＣを主成分とする超
硬合金母材にＰｔ−Ｉｒ合金膜を形成した平板金型を作
製し、同様に１００００回プレス成形を行い型精度を評
価した。
【００３０】プレス試験の結果を（表１）に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】試料Ｎｏ．２のＳｉＣ焼結体で作製した平
面金型は数回のプレス成形によって、上下両方の金型と
もに、表面にガラスが付着しそれ以上ガラスをプレスす
ることができなくなった。
面金型は数回のプレス成形によって、上下両方の金型と
もに、表面にガラスが付着しそれ以上ガラスをプレスす
ることができなくなった。
【００３３】試料Ｎｏ．３のＷＣ母材のＰｔ−Ｉｒ合金
膜を形成した平面金型では、１００００回のプレス後で
も、表面粗さは上型が９．８Å、下型が９．５Åとな
り、プレス前とほとんど変化がなく、量産可能な金型で
あることがわかる。また、これらの金型の表面状態もプ
レス前の状態と全く変化していないことがわかった。し
かしながら、試料Ｎｏ．３のような構成で回折格子の金
型は、加工が困難なためできなかった。
膜を形成した平面金型では、１００００回のプレス後で
も、表面粗さは上型が９．８Å、下型が９．５Åとな
り、プレス前とほとんど変化がなく、量産可能な金型で
あることがわかる。また、これらの金型の表面状態もプ
レス前の状態と全く変化していないことがわかった。し
かしながら、試料Ｎｏ．３のような構成で回折格子の金
型は、加工が困難なためできなかった。
【００３４】一方、試料Ｎｏ．１の上型の本実施例の金
型はＳＦ−８ガラスを繰り返しプレス成形しても、表面
状態はまったく変化せず、１００００回プレス後も、表
面粗さの変化は認められなかった。従って、本実施例の
金型は、試料Ｎｏ．３と同程度の金型寿命を持ち、しか
も、回折格子のプレス成形ができることがわかった。す
なわち、本発明の方法で得られた回折格子のプレス成形
用金型を用いてガラス平板をプレス成形することによっ
て、ガラス製回折格子の量産化が可能となった。
型はＳＦ−８ガラスを繰り返しプレス成形しても、表面
状態はまったく変化せず、１００００回プレス後も、表
面粗さの変化は認められなかった。従って、本実施例の
金型は、試料Ｎｏ．３と同程度の金型寿命を持ち、しか
も、回折格子のプレス成形ができることがわかった。す
なわち、本発明の方法で得られた回折格子のプレス成形
用金型を用いてガラス平板をプレス成形することによっ
て、ガラス製回折格子の量産化が可能となった。
【００３５】また、プレス成形された１００００個のガ
ラス製回折格子の形状を測定すると、回折格子原盤と全
く同じ形状であることがわかった。更に、得られた回折
格子を、温度６０℃、湿度９５％の環境下で３００時間
放置した後、形状の変化を測定したが、全く変化がな
く、非常に信頼性に優れていることがわかった。
ラス製回折格子の形状を測定すると、回折格子原盤と全
く同じ形状であることがわかった。更に、得られた回折
格子を、温度６０℃、湿度９５％の環境下で３００時間
放置した後、形状の変化を測定したが、全く変化がな
く、非常に信頼性に優れていることがわかった。
【００３６】以上のように、本発明の方法によって、ガ
ラス製回折格子をプレス成形するための金型を作製する
ことが可能となり、この方法で作製した金型は、非常に
耐久性が良く、長寿命で繰り返しガラス製回折格子をプ
レス成形することが可能となった。更に、作製された回
折格子はガラス製であるので、非常に信頼性が高く、環
境に対してもほとんど変化しないという特徴を持つ。
ラス製回折格子をプレス成形するための金型を作製する
ことが可能となり、この方法で作製した金型は、非常に
耐久性が良く、長寿命で繰り返しガラス製回折格子をプ
レス成形することが可能となった。更に、作製された回
折格子はガラス製であるので、非常に信頼性が高く、環
境に対してもほとんど変化しないという特徴を持つ。
【００３７】なお、本発明を説明するために、実施例に
於て、プレス成形用金型の母材として、ＴｉＮを主成分
とするサーメットを用いたが、ＷＣを主成分とする超硬
合金、ＴｉＣを主成分とするサーメットまたはＷＣ焼結
体を母材に用いても全く同様の結果が得られた。また、
保護層としてＩｒ−Ｒｕ−Ｔａ合金膜を用いたが、耐熱
性があり、ガラスとの反応性の乏しい他の白金族合金膜
を用いても同様の結果が得られることは言うまでもな
い。
於て、プレス成形用金型の母材として、ＴｉＮを主成分
とするサーメットを用いたが、ＷＣを主成分とする超硬
合金、ＴｉＣを主成分とするサーメットまたはＷＣ焼結
体を母材に用いても全く同様の結果が得られた。また、
保護層としてＩｒ−Ｒｕ−Ｔａ合金膜を用いたが、耐熱
性があり、ガラスとの反応性の乏しい他の白金族合金膜
を用いても同様の結果が得られることは言うまでもな
い。
【００３８】さらには、回折格子原盤の反転形状を写し
取る薄膜として、Ｎｉ−Ｗ合金薄膜を用いたが、成形温
度に耐えることが出来る耐熱性を有する薄膜であれば、
どの様な薄膜であっても構わない。
取る薄膜として、Ｎｉ−Ｗ合金薄膜を用いたが、成形温
度に耐えることが出来る耐熱性を有する薄膜であれば、
どの様な薄膜であっても構わない。
【００３９】また、本実施例では、Ｓｉ薄膜を接合に用
いたが、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの結合を接合に利用しているの
で、ＳｉＯ2薄膜を接合に用いても同様の金型が得られ
ることは言うまでもない。
いたが、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉの結合を接合に利用しているの
で、ＳｉＯ2薄膜を接合に用いても同様の金型が得られ
ることは言うまでもない。
【００４０】以上のように、本発明によって非常に高精
度な信頼性の高いガラス製回折格子の量産化が可能とな
ったが、本発明を応用すれば、回折格子のみならず、こ
れまで作製が困難であった微細形状を持つ光学素子を
も、ガラスを成形することによって量産化が可能となる
ことは言うまでもない。
度な信頼性の高いガラス製回折格子の量産化が可能とな
ったが、本発明を応用すれば、回折格子のみならず、こ
れまで作製が困難であった微細形状を持つ光学素子を
も、ガラスを成形することによって量産化が可能となる
ことは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば微細光学
素子原盤の反転形状を持つ、ガラスを繰り返しプレス成
形できる微細光学素子用金型の作製が可能となり、この
金型を用いてガラスをプレス成形することによって、微
細光学素子原盤と同一形状の非常に信頼性の高いガラス
製微細光学素子を大量にかつ安価に作製することが可能
となった。
素子原盤の反転形状を持つ、ガラスを繰り返しプレス成
形できる微細光学素子用金型の作製が可能となり、この
金型を用いてガラスをプレス成形することによって、微
細光学素子原盤と同一形状の非常に信頼性の高いガラス
製微細光学素子を大量にかつ安価に作製することが可能
となった。
【図１】本発明のプレス成形用金型の製造方法の一実施
例を示す工程図
例を示す工程図
【図２】本発明の成形用金型を用いたプレス成形の概略
図
図
１１ 回折格子原盤 １２ Ｎｉ−Ｗ合金薄膜 １３ Ｓｉ薄膜 １４ 金型母材 １５ Ｉｒ−Ｒｕ−Ｔａ合金保護層
Claims (2)
- 【請求項１】予め高精度に加工した微細光学素子原盤の
表面に薄膜を形成し、微細光学素子の反転形状を複写し
た該薄膜を微細光学素子原盤より精密に剥離し、該薄膜
の裏面に珪素（Ｓｉ）あるいは二酸化珪素（ＳｉＯ2）
からなる薄膜を形成したものと、同様にタングステンカ
ーバイド（ＷＣ）を主成分とする超硬合金、チタンカー
バイド（ＴｉＣ）あるいはチタンナイトライド（Ｔｉ
Ｎ）を主成分とするサーメットまたはＷＣ焼結体からな
る型母材の表面にＳｉあるいはＳｉＯ2からなる薄膜を
形成したものを接合し、型全体に白金（Ｐｔ）、ロジウ
ム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒ
ｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、タングステン（Ｗ）、パラ
ジウム（Ｐｄ）、レニウム（Ｒｅ）およびタンタル（Ｔ
ａ）の中から少なくとも１種類以上含有する合金膜を保
護層として形成して構成されることを特徴とする微細光
学ガラス素子の成形用金型。 - 【請求項２】予め高精度に加工した微細光学素子原盤の
表面に薄膜を形成し、微細光学素子の反転形状を複写し
た該薄膜を微細光学素子原盤より精密に剥離し、該薄膜
の裏面にＳｉあるいはＳｉＯ2からなる薄膜を形成した
ものと、同様にＷＣを主成分とする超硬合金、ＴｉＣあ
るいはＴｉＮを主成分とするサーメットまたはＷＣ焼結
体からなる型母材の表面にＳｉあるいはＳｉＯ2からな
る薄膜を形成したものの、それぞれに親水性を持たせた
後、両面を接合し、型全体にＰｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ、
Ｏｓ、Ｗ、Ｐｄ、ＲｅおよびＴａの中から少なくとも１
種類以上含有する合金膜を保護層として形成して製造す
ることを特徴とする微細光学ガラス素子の成形用金型の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5170118A JPH0725628A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 微細光学ガラス素子の成形用金型及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5170118A JPH0725628A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 微細光学ガラス素子の成形用金型及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0725628A true JPH0725628A (ja) | 1995-01-27 |
Family
ID=15898979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5170118A Pending JPH0725628A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 微細光学ガラス素子の成形用金型及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0725628A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1604757A3 (en) * | 2004-03-31 | 2005-12-21 | Konica Minolta Opto, Inc. | Manufacturing method of die for optical element molding |
| JP2006188405A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Alps Electric Co Ltd | 型及びその製造方法、ならびに前記型を用いた光学素子の製造方法 |
-
1993
- 1993-07-09 JP JP5170118A patent/JPH0725628A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1604757A3 (en) * | 2004-03-31 | 2005-12-21 | Konica Minolta Opto, Inc. | Manufacturing method of die for optical element molding |
| JPWO2005097450A1 (ja) * | 2004-03-31 | 2008-02-28 | コニカミノルタオプト株式会社 | 光学素子成形用金型の製造方法 |
| US7366395B2 (en) | 2004-03-31 | 2008-04-29 | Konica Minolta Opto, Inc. | Manufacturing method of die for optical element molding |
| JP4525677B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-08-18 | コニカミノルタオプト株式会社 | 光学素子成形用金型の製造方法 |
| JP2006188405A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Alps Electric Co Ltd | 型及びその製造方法、ならびに前記型を用いた光学素子の製造方法 |
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