JPH08157224A - 光学素子成形用型およびその製造方法 - Google Patents
光学素子成形用型およびその製造方法Info
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- JPH08157224A JPH08157224A JP29828794A JP29828794A JPH08157224A JP H08157224 A JPH08157224 A JP H08157224A JP 29828794 A JP29828794 A JP 29828794A JP 29828794 A JP29828794 A JP 29828794A JP H08157224 A JPH08157224 A JP H08157224A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 成形面に形成されたガラスとの融着を防止す
る離型膜が型基材から剥離することに対する耐久性を著
しく向上する。また、容易に製造する。 【構成】 光学素子成形用型基材１の成形加工面２にイ
オンビームスパッタ法によりＷＣ膜３を形成する。その
上にＣｒ−Ｎ膜４を形成し、２時間アニールして成形面
５を形成する。
る離型膜が型基材から剥離することに対する耐久性を著
しく向上する。また、容易に製造する。 【構成】 光学素子成形用型基材１の成形加工面２にイ
オンビームスパッタ法によりＷＣ膜３を形成する。その
上にＣｒ−Ｎ膜４を形成し、２時間アニールして成形面
５を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱軟化したガラス素
材をプレス成形する際に用いる光学素子成形用型および
その製造方法に関する。
材をプレス成形する際に用いる光学素子成形用型および
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、加熱軟化したガラス素材をプレス
成形する光学素子成形用型として、例えば特開平２−２
２１１３１号公報に記載される発明がある。上記発明
は、Ｃｒおよび窒素を主成分とする化合物の被膜により
成形面を形成した光学素子成形用型で、前記被膜と型基
材との間に、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
を中間層として形成した光学素子成形用型である。この
ような構成にすることにより、前記被膜と型基材との間
で生じる熱応力を緩和し、膜剥離等が生じないようにし
ている。
成形する光学素子成形用型として、例えば特開平２−２
２１１３１号公報に記載される発明がある。上記発明
は、Ｃｒおよび窒素を主成分とする化合物の被膜により
成形面を形成した光学素子成形用型で、前記被膜と型基
材との間に、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
を中間層として形成した光学素子成形用型である。この
ような構成にすることにより、前記被膜と型基材との間
で生じる熱応力を緩和し、膜剥離等が生じないようにし
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記特開平
２−２２１１３１号公報記載の光学素子成形用型におい
ては以下のような問題点を有している。すなわち、被膜
と型基材との間に、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
なる膜を中間層として形成したとしても線膨張係数の差
は依然存在しており、光学素子を成形するような繰り返
しヒートショックが作用する場合、熱応力が小さいなが
らもやはりそれぞれの界面で発生し、微小な剥離が発生
する。
２−２２１１３１号公報記載の光学素子成形用型におい
ては以下のような問題点を有している。すなわち、被膜
と型基材との間に、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
なる膜を中間層として形成したとしても線膨張係数の差
は依然存在しており、光学素子を成形するような繰り返
しヒートショックが作用する場合、熱応力が小さいなが
らもやはりそれぞれの界面で発生し、微小な剥離が発生
する。
【０００４】請求項１の目的は、離型膜と光学素子成形
用型基材との密着力を大きくし、光学素子成形用型とし
て膜剥離が発生しにくい光学素子成形用型を提供するこ
とにある。請求項２の目的は、請求項１の目的に加えて
光学素子成形用型基材の鏡面性が得られ易く、成形時の
圧力にも十分な耐久性を持つ光学素子成形用型を提供す
ることにある。請求項３の目的は、請求項１の目的に加
えて膜の形成を容易にすることにある。
用型基材との密着力を大きくし、光学素子成形用型とし
て膜剥離が発生しにくい光学素子成形用型を提供するこ
とにある。請求項２の目的は、請求項１の目的に加えて
光学素子成形用型基材の鏡面性が得られ易く、成形時の
圧力にも十分な耐久性を持つ光学素子成形用型を提供す
ることにある。請求項３の目的は、請求項１の目的に加
えて膜の形成を容易にすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、成形
面に離型膜を被膜した光学素子成形用型において、前記
光学素子成形用型の成形面と離型膜との間に光学素子成
形用型の基材の主成分を含有する薄膜を介在させたこと
を特徴とする光学素子成形用型である。請求項２の発明
は、前記光学素子成形用型の基材の主成分がＷＣである
とともに、離型膜の少なくとも最表層が酸化された窒化
物であることを特徴とする請求項１記載の光学素子成形
用型である。請求項３の発明は、光学素子成形用型の成
形面へ該光学素子成形用型の基材の主成分を含有する薄
膜をイオンビームスパッタ法により成膜した後、該薄膜
上に離型膜を成膜したことを特徴とする光学素子成形用
型の製造方法である。
面に離型膜を被膜した光学素子成形用型において、前記
光学素子成形用型の成形面と離型膜との間に光学素子成
形用型の基材の主成分を含有する薄膜を介在させたこと
を特徴とする光学素子成形用型である。請求項２の発明
は、前記光学素子成形用型の基材の主成分がＷＣである
とともに、離型膜の少なくとも最表層が酸化された窒化
物であることを特徴とする請求項１記載の光学素子成形
用型である。請求項３の発明は、光学素子成形用型の成
形面へ該光学素子成形用型の基材の主成分を含有する薄
膜をイオンビームスパッタ法により成膜した後、該薄膜
上に離型膜を成膜したことを特徴とする光学素子成形用
型の製造方法である。
【０００６】
【作用】請求項１の作用は、軟化したガラス素材をプレ
ス成形するときにガラスが光学素子成形用型の成形面に
焼付かないように離型膜を被覆した光学素子成形用型に
おいて、光学素子成形用型の主成分からなる材料の薄膜
を、光学素子成形用の成形面と離型膜との間に中間層と
して被覆する。該薄膜は、光学素子成形用基材と線膨張
係数がほとんど同じなので、光学素子成形用型基材と薄
膜との間では熱応力が非常に小さくなりヒートサイクル
に対する密着性は強くなる。さらに、成形型基材の材質
と薄膜の材質とはほぼ同じ材質なので、表面エネルギー
がほぼ同じとなり付着力は大きなものとなる。
ス成形するときにガラスが光学素子成形用型の成形面に
焼付かないように離型膜を被覆した光学素子成形用型に
おいて、光学素子成形用型の主成分からなる材料の薄膜
を、光学素子成形用の成形面と離型膜との間に中間層と
して被覆する。該薄膜は、光学素子成形用基材と線膨張
係数がほとんど同じなので、光学素子成形用型基材と薄
膜との間では熱応力が非常に小さくなりヒートサイクル
に対する密着性は強くなる。さらに、成形型基材の材質
と薄膜の材質とはほぼ同じ材質なので、表面エネルギー
がほぼ同じとなり付着力は大きなものとなる。
【０００７】また、上記薄膜の上に離型膜を被覆すると
きには、薄膜の表面は清浄な状態であり、薄膜の表面に
酸化などの異種原子が介在せず、離型膜を付着させるこ
とができる。従って、上記薄膜と離型膜との密着性は強
固なものとなる。
きには、薄膜の表面は清浄な状態であり、薄膜の表面に
酸化などの異種原子が介在せず、離型膜を付着させるこ
とができる。従って、上記薄膜と離型膜との密着性は強
固なものとなる。
【０００８】請求項２の作用は、ＷＣを主成分とした光
学素子成形用型基材は鏡面加工が容易でしかも硬度が大
きく靱性も大きいため光学素子のプレス時の圧力にも十
分耐え得るものである。この成形面の少なくとも最表層
を酸化させた窒化物の離型膜で形成すると、高い硬度を
有していることから傷の発生が起こり難く、また最表層
の標準生成自由エネルギーが大きな安定した化合物であ
る酸化層によりガラスのプレス時に焼き付きが発生しな
い。
学素子成形用型基材は鏡面加工が容易でしかも硬度が大
きく靱性も大きいため光学素子のプレス時の圧力にも十
分耐え得るものである。この成形面の少なくとも最表層
を酸化させた窒化物の離型膜で形成すると、高い硬度を
有していることから傷の発生が起こり難く、また最表層
の標準生成自由エネルギーが大きな安定した化合物であ
る酸化層によりガラスのプレス時に焼き付きが発生しな
い。
【０００９】請求項３の作用は、イオンビームスパッタ
法により薄膜を形成すると緻密で硬い表面が得られると
ともに、ＣＶＤ法のように光学素子成形用型基材を損傷
することがなく、さらに成膜条件が複雑ではない。
法により薄膜を形成すると緻密で硬い表面が得られると
ともに、ＣＶＤ法のように光学素子成形用型基材を損傷
することがなく、さらに成膜条件が複雑ではない。
【００１０】
【実施例１】図１は本実施例の光学素子成形用型の断面
図である。光学素子成形用型基材１はＷＣを主成分と
し、ＮｉとＣｒをバインダーとしてＨＩＰにより焼結し
た超硬合金である。組成は、ＷＣが７０〜８５ｗｔ％、
Ｎｉが１〜１５ｗｔ％、Ｃｒが１〜１５ｗｔ％である。
この光学素子成形用型基材１上端部の成形面となる面を
所望の形状に鏡面加工し、成形加工面２とした。本実施
例では成形加工面２を凹面とした。
図である。光学素子成形用型基材１はＷＣを主成分と
し、ＮｉとＣｒをバインダーとしてＨＩＰにより焼結し
た超硬合金である。組成は、ＷＣが７０〜８５ｗｔ％、
Ｎｉが１〜１５ｗｔ％、Ｃｒが１〜１５ｗｔ％である。
この光学素子成形用型基材１上端部の成形面となる面を
所望の形状に鏡面加工し、成形加工面２とした。本実施
例では成形加工面２を凹面とした。
【００１１】以上のように加工した光学素子成形用型基
材１の成形加工面２にイオンビームスパッタ法により、
２×１０-4Ｔｏｒｒの真空度になるように供給したＡｒ
ガス雰囲気中でアノード電流０．３Ａ，加速電圧９００
Ｖの条件でＷＣターゲットを５０分スパッタし、ＷＣ膜
３を厚さ０．５μｍ形成する。続いて、その上に１×１
０-4Ｔｏｒｒの真空度になるように供給したＡｒガスを
アノード電流０．３Ａ，加速電圧９００Ｖで加速してＣ
ｒ2 Ｎターゲットをスパッタし、７×１０-4Ｔｏｒｒの
真空度になるように供給した窒素ガス雰囲気中で６０分
成膜してＣｒ−Ｎ膜４を厚さ０．５μｍ形成した。この
成膜においては、いずれも基板温度を５００℃とした。
このようにして形成した光学素子成形用型を６００℃の
大気中で２時間アニールし、成形面５を形成した。
材１の成形加工面２にイオンビームスパッタ法により、
２×１０-4Ｔｏｒｒの真空度になるように供給したＡｒ
ガス雰囲気中でアノード電流０．３Ａ，加速電圧９００
Ｖの条件でＷＣターゲットを５０分スパッタし、ＷＣ膜
３を厚さ０．５μｍ形成する。続いて、その上に１×１
０-4Ｔｏｒｒの真空度になるように供給したＡｒガスを
アノード電流０．３Ａ，加速電圧９００Ｖで加速してＣ
ｒ2 Ｎターゲットをスパッタし、７×１０-4Ｔｏｒｒの
真空度になるように供給した窒素ガス雰囲気中で６０分
成膜してＣｒ−Ｎ膜４を厚さ０．５μｍ形成した。この
成膜においては、いずれも基板温度を５００℃とした。
このようにして形成した光学素子成形用型を６００℃の
大気中で２時間アニールし、成形面５を形成した。
【００１２】以下、本実施例の作用を説明する。上記超
硬合金は粒度が１μｍ以下であるため、成形加工面２を
鏡面加工したときに面粗度をＲｍａｘ＝０．０４μｍ以
下に仕上げることができる。さらに、放電加工もできる
ので任意の形状に加工できる。このようにして加工され
た超硬合金からなる光学素子成形用型基材１は、そのま
までは光学素子の成形の際に表面が高温のため酸化さ
れ、表面に粉をふいたような状態になって光学素子の外
観を悪化させるとともに、軟化したガラスをプレスする
ときに成形加工面２に焼き付きを生じる。このため表面
に離型膜を被覆すれば良いが、光学素子成形用型基材１
の線膨張係数と離型膜の線膨張係数とが異なることがほ
とんどなので、その間に中間層としてＷＣ膜３を設け
る。
硬合金は粒度が１μｍ以下であるため、成形加工面２を
鏡面加工したときに面粗度をＲｍａｘ＝０．０４μｍ以
下に仕上げることができる。さらに、放電加工もできる
ので任意の形状に加工できる。このようにして加工され
た超硬合金からなる光学素子成形用型基材１は、そのま
までは光学素子の成形の際に表面が高温のため酸化さ
れ、表面に粉をふいたような状態になって光学素子の外
観を悪化させるとともに、軟化したガラスをプレスする
ときに成形加工面２に焼き付きを生じる。このため表面
に離型膜を被覆すれば良いが、光学素子成形用型基材１
の線膨張係数と離型膜の線膨張係数とが異なることがほ
とんどなので、その間に中間層としてＷＣ膜３を設け
る。
【００１３】光学素子成形用型基材１の成形加工面２に
設けたＷＣ膜３は光学素子成形用型基材１の超硬合金の
主成分であるＷＣと同じなので熱膨張係数にほとんど差
がなく、この境界での熱応力による膜剥離は発生しな
い。また、Ｃｒ−Ｎ膜４はＷＣ膜３とは真空中で付着す
るのでこれらの境界面で酸化層などの欠陥がなく、非常
に密着性がよい。さらに、Ｃｒ−Ｎ膜４は窒化物である
ため硬度が高く、傷の発生等の成形面の形状を悪化させ
るようなことはない。
設けたＷＣ膜３は光学素子成形用型基材１の超硬合金の
主成分であるＷＣと同じなので熱膨張係数にほとんど差
がなく、この境界での熱応力による膜剥離は発生しな
い。また、Ｃｒ−Ｎ膜４はＷＣ膜３とは真空中で付着す
るのでこれらの境界面で酸化層などの欠陥がなく、非常
に密着性がよい。さらに、Ｃｒ−Ｎ膜４は窒化物である
ため硬度が高く、傷の発生等の成形面の形状を悪化させ
るようなことはない。
【００１４】以上のようにして製造した光学素子成形用
型を上記アニール条件でアニールすると、表面に酸化ク
ロムが形成される。これを成形面５とすると、軟化した
ガラス素材のプレス成形時に焼き付きの発生をなくすこ
とができる。上記構成の光学素子成形用型により、硝材
ＢＳＬ７（（株）オハラ製）で外径φ１０ｍｍの中肉２
ｍｍ凸レンズを５万ショット成形したが全く剥離が発生
しなかった。
型を上記アニール条件でアニールすると、表面に酸化ク
ロムが形成される。これを成形面５とすると、軟化した
ガラス素材のプレス成形時に焼き付きの発生をなくすこ
とができる。上記構成の光学素子成形用型により、硝材
ＢＳＬ７（（株）オハラ製）で外径φ１０ｍｍの中肉２
ｍｍ凸レンズを５万ショット成形したが全く剥離が発生
しなかった。
【００１５】本実施例によれば、軟化ガラスのプレスに
よる製造において成形面での膜剥離に対する耐久性を著
しく向上させることができた。また、成膜方法をイオン
ビームスパッタ法とすることによりターゲット材料と雰
囲気ガスを選択することができ、容易に中間層のＷＣ膜
や窒化物の膜を成膜することができる。
よる製造において成形面での膜剥離に対する耐久性を著
しく向上させることができた。また、成膜方法をイオン
ビームスパッタ法とすることによりターゲット材料と雰
囲気ガスを選択することができ、容易に中間層のＷＣ膜
や窒化物の膜を成膜することができる。
【００１６】尚、本実施例のＷＣ膜を光学素子成形用型
基材の材料組成と同じＷＣ−Ｎｉ−Ｃｒをターゲットと
して成膜しても良い。また、本実施例ではイオンビーム
スパッタ法で薄膜を成膜したが、他の成膜方法として例
えばイオンプレーティング法や磁界あるいは高周波電界
により低圧グロー放電をおこし、スパッタして成膜する
方法でも同様の作用効果が得られる。さらに、離型膜と
してＣｒ−Ｎ以外にＡｌ−Ｎ，Ｚｒ−Ｎ，ｃＢＮおよび
ｈＢＮ等の窒化物でも同様の作用効果が得られる。ま
た、これらの窒化物にイットリウム（Ｙ）を数％含有さ
せても良い。
基材の材料組成と同じＷＣ−Ｎｉ−Ｃｒをターゲットと
して成膜しても良い。また、本実施例ではイオンビーム
スパッタ法で薄膜を成膜したが、他の成膜方法として例
えばイオンプレーティング法や磁界あるいは高周波電界
により低圧グロー放電をおこし、スパッタして成膜する
方法でも同様の作用効果が得られる。さらに、離型膜と
してＣｒ−Ｎ以外にＡｌ−Ｎ，Ｚｒ−Ｎ，ｃＢＮおよび
ｈＢＮ等の窒化物でも同様の作用効果が得られる。ま
た、これらの窒化物にイットリウム（Ｙ）を数％含有さ
せても良い。
【００１７】
【実施例２】図２は本実施例の光学素子成形用型の断面
図である。本実施例では、光学素子成形用型基材６とし
て破壊靱性および耐熱衝撃性に優れた窒化珪素（Ｓｉ3
Ｎ4 ）セラミックスを用いた。この光学素子成形用型基
材６を前記実施例１と同様に加工し、成形加工面７にイ
オンビームスパッタ法によりＳｉターゲットを２×１０
-4ＴｏｒｒのＡｒをアノード電流０．３Ａ，加速電圧９
００Ｖの条件で２０分スパッタしてＳｉ3 Ｎ4 からなる
中間層８を厚さ０．３μｍ形成した。
図である。本実施例では、光学素子成形用型基材６とし
て破壊靱性および耐熱衝撃性に優れた窒化珪素（Ｓｉ3
Ｎ4 ）セラミックスを用いた。この光学素子成形用型基
材６を前記実施例１と同様に加工し、成形加工面７にイ
オンビームスパッタ法によりＳｉターゲットを２×１０
-4ＴｏｒｒのＡｒをアノード電流０．３Ａ，加速電圧９
００Ｖの条件で２０分スパッタしてＳｉ3 Ｎ4 からなる
中間層８を厚さ０．３μｍ形成した。
【００１８】続いて、その上にＳｉとＡｌとを１：１の
割合で混合したターゲットを、１×１０-4ＴｏｒｒのＡ
ｒをアノード電流０．３Ａ，加速電圧９００Ｖで加速
し、７×１０-4Ｔｏｒｒ窒素ガス雰囲気中で２０分スパ
ッタしてＳｉ3 Ｎ4 とＡｌＮとが混合した中間層９を厚
さ０．３μｍ形成した。さらに続いて、Ａｌのターゲッ
トを１×１０-4ＴｏｒｒのＡｒをアノード電流０．３
Ａ，加速電圧９００Ｖで加速し、７×１０-4Ｔｏｒｒ窒
素ガス雰囲気中で２０分スパッタしてＡｌＮからなる離
型膜１０を厚さ０．３μｍ形成して成形面１１とした。
割合で混合したターゲットを、１×１０-4ＴｏｒｒのＡ
ｒをアノード電流０．３Ａ，加速電圧９００Ｖで加速
し、７×１０-4Ｔｏｒｒ窒素ガス雰囲気中で２０分スパ
ッタしてＳｉ3 Ｎ4 とＡｌＮとが混合した中間層９を厚
さ０．３μｍ形成した。さらに続いて、Ａｌのターゲッ
トを１×１０-4ＴｏｒｒのＡｒをアノード電流０．３
Ａ，加速電圧９００Ｖで加速し、７×１０-4Ｔｏｒｒ窒
素ガス雰囲気中で２０分スパッタしてＡｌＮからなる離
型膜１０を厚さ０．３μｍ形成して成形面１１とした。
【００１９】以下、本実施例の作用を説明する。上記光
学素子成形用型基材６は、高温での強度が強く急速加熱
や急冷のいわゆる耐熱衝撃性に優れているため、光学ガ
ラス素子を熱間でプレスする事により製造する場合の温
度および急激な温度変化にも十分耐え得る材料である。
この光学素子成形用型基材６の材料はセラミックスであ
るため表面が不活性であり、薄膜の密着強度は非常に小
さい。しかし、本実施例では中間層８が光学素子成形用
型基材６とほとんど同じ結晶構造であり、熱膨張係数も
ほとんど差がないので、成形加工面７の表面と中間層８
との界面では結晶どうしの結合が起こり強固に密着する
とともに、前記実施例１と同様に熱応力が発生しない。
学素子成形用型基材６は、高温での強度が強く急速加熱
や急冷のいわゆる耐熱衝撃性に優れているため、光学ガ
ラス素子を熱間でプレスする事により製造する場合の温
度および急激な温度変化にも十分耐え得る材料である。
この光学素子成形用型基材６の材料はセラミックスであ
るため表面が不活性であり、薄膜の密着強度は非常に小
さい。しかし、本実施例では中間層８が光学素子成形用
型基材６とほとんど同じ結晶構造であり、熱膨張係数も
ほとんど差がないので、成形加工面７の表面と中間層８
との界面では結晶どうしの結合が起こり強固に密着する
とともに、前記実施例１と同様に熱応力が発生しない。
【００２０】中間層９はＳｉとＡｌとの窒化物の混合層
になっているので、中間層８とは拡散層を形成する。同
様に、離型膜１０はＡｌＮからなる膜なので中間層９と
拡散層を形成し、強い密着性を有することになる。全体
としてこの膜構成は非常に密着性が高く、ガラス素材の
プレス成形時の大きな温度変化による熱衝撃を受けても
熱応力が作用しないため、全く剥離を生じない。離型膜
１０であるＡｌＮ膜は軟化した高温のガラス素材との離
型性に優れ、融着による焼き付きが発生しない膜であ
る。このような構成の光学素子成形用型を用いて前記実
施例１と同様に、硝材ＢＳＬ７（（株）オハラ製）で外
径φ１０ｍｍの中肉２ｍｍ凸レンズを５万ショット成形
したが全く剥離も焼き付きも発生しなかった。
になっているので、中間層８とは拡散層を形成する。同
様に、離型膜１０はＡｌＮからなる膜なので中間層９と
拡散層を形成し、強い密着性を有することになる。全体
としてこの膜構成は非常に密着性が高く、ガラス素材の
プレス成形時の大きな温度変化による熱衝撃を受けても
熱応力が作用しないため、全く剥離を生じない。離型膜
１０であるＡｌＮ膜は軟化した高温のガラス素材との離
型性に優れ、融着による焼き付きが発生しない膜であ
る。このような構成の光学素子成形用型を用いて前記実
施例１と同様に、硝材ＢＳＬ７（（株）オハラ製）で外
径φ１０ｍｍの中肉２ｍｍ凸レンズを５万ショット成形
したが全く剥離も焼き付きも発生しなかった。
【００２１】本実施例によれば、軟化ガラスのプレスに
よる製造において成形面での膜剥離に対する耐久性を著
しく向上させることができた。特に、中間層と離型膜と
の密着性を著しく向上させることができた。
よる製造において成形面での膜剥離に対する耐久性を著
しく向上させることができた。特に、中間層と離型膜と
の密着性を著しく向上させることができた。
【００２２】尚、本実施例の離型膜１０はＣｒ−Ｎ，Ｂ
−ＮおよびＺｒ−Ｎ等の窒化物でも良く、その場合中間
層９を成膜する場合のターゲット材料はＳｉと前記窒化
物の窒素を除いた元素と混合したものを用いれば良い。
この場合、ターゲット材料の混合比は１：１以外に０．
５〜１．５の範囲であれば適宜変化させても良い。ま
た、前記実施例１と同様に、離型膜にＹのような元素を
添加させても良い。
−ＮおよびＺｒ−Ｎ等の窒化物でも良く、その場合中間
層９を成膜する場合のターゲット材料はＳｉと前記窒化
物の窒素を除いた元素と混合したものを用いれば良い。
この場合、ターゲット材料の混合比は１：１以外に０．
５〜１．５の範囲であれば適宜変化させても良い。ま
た、前記実施例１と同様に、離型膜にＹのような元素を
添加させても良い。
【００２３】
【実施例３】図３は本実施例の光学素子成形用型の断面
図である。本実施例では、光学素子成形用型基材１２と
して熱伝導率が大きな炭化珪素（ＳｉＣ）セラミックス
を用いた。この光学素子成形用型基材１２を成形面に近
い形状に加工し、その面にＣＶＤ法によりβ−ＳｉＣ１
３を厚さ５００μｍ堆積させた。その表面を凹面の非球
面に鏡面加工し、粗さをＲｍａｘ＝０．０２μｍにして
これを成形加工面１４とした。
図である。本実施例では、光学素子成形用型基材１２と
して熱伝導率が大きな炭化珪素（ＳｉＣ）セラミックス
を用いた。この光学素子成形用型基材１２を成形面に近
い形状に加工し、その面にＣＶＤ法によりβ−ＳｉＣ１
３を厚さ５００μｍ堆積させた。その表面を凹面の非球
面に鏡面加工し、粗さをＲｍａｘ＝０．０２μｍにして
これを成形加工面１４とした。
【００２４】この成形加工面１４に、イオンビームスパ
ッタ法によりＳｉターゲットを２×１０-4ＴｏｒｒのＡ
ｒをアノード電流０．３Ａ，加速電圧９００Ｖの条件で
ニュートラライザにより電子を供給しつつ５０分スパッ
タしてＳｉＣ膜１５を厚さ０．５μｍ形成した。続い
て、その上にＣｒ2 Ｎターゲットを１×１０-4Ｔｏｒｒ
のＡｒをアノード電流０．３Ａ，加速電圧９００Ｖで加
速し、７×１０-4Ｔｏｒｒ窒素ガス雰囲気中で６０分ス
パッタしてＣｒ−Ｎ膜１６を厚さ０．５μｍ形成した。
この成膜においてはいずれも基板温度を５００℃とし
た。このようにして形成した光学素子成形用型を６００
℃の大気中で２時間アニールし、成形面１７を形成し
た。
ッタ法によりＳｉターゲットを２×１０-4ＴｏｒｒのＡ
ｒをアノード電流０．３Ａ，加速電圧９００Ｖの条件で
ニュートラライザにより電子を供給しつつ５０分スパッ
タしてＳｉＣ膜１５を厚さ０．５μｍ形成した。続い
て、その上にＣｒ2 Ｎターゲットを１×１０-4Ｔｏｒｒ
のＡｒをアノード電流０．３Ａ，加速電圧９００Ｖで加
速し、７×１０-4Ｔｏｒｒ窒素ガス雰囲気中で６０分ス
パッタしてＣｒ−Ｎ膜１６を厚さ０．５μｍ形成した。
この成膜においてはいずれも基板温度を５００℃とし
た。このようにして形成した光学素子成形用型を６００
℃の大気中で２時間アニールし、成形面１７を形成し
た。
【００２５】以下、本実施例の作用を説明する。本実施
例の光学素子成形用型は、光学素子成形用型基材１２を
ＳｉＣ焼結体セラミックスとしているため、ガラス素材
を軟化してプレスする温度での耐熱性および強度に優れ
ている材料である。しかしながら、焼結体であるので鏡
面研磨しても粗さがＲｍａｘ＝０．１５μｍぐらいにし
か仕上がらず鏡面にはならない。そこで、本実施例では
ＣＶＤ法による緻密なβ−ＳｉＣを厚く被覆し、その面
を鏡面研磨することによりＲｍａｘ＝０．０３μｍ以下
の粗さが容易に得られる。また、ＳｉＣ膜１５はＣＶＤ
−ＳｉＣ膜１３と同じ熱膨張係数なので前記実施例１と
同様に熱応力が作用しない。
例の光学素子成形用型は、光学素子成形用型基材１２を
ＳｉＣ焼結体セラミックスとしているため、ガラス素材
を軟化してプレスする温度での耐熱性および強度に優れ
ている材料である。しかしながら、焼結体であるので鏡
面研磨しても粗さがＲｍａｘ＝０．１５μｍぐらいにし
か仕上がらず鏡面にはならない。そこで、本実施例では
ＣＶＤ法による緻密なβ−ＳｉＣを厚く被覆し、その面
を鏡面研磨することによりＲｍａｘ＝０．０３μｍ以下
の粗さが容易に得られる。また、ＳｉＣ膜１５はＣＶＤ
−ＳｉＣ膜１３と同じ熱膨張係数なので前記実施例１と
同様に熱応力が作用しない。
【００２６】また、ＳｉＣ膜１５は絶縁物であるが、イ
オンビームスパッタ法でニュートラライザにより加速さ
れたＡｒイオンが中和されてターゲットをスパッタする
ので、ＳｉＣのような絶縁物でも成膜できる。Ｃｒ−Ｎ
膜１６とＳｉＣ膜１５とについては前記実施例１と同様
の作用により強い密着性を有する。さらに、Ｃｒ−Ｎ膜
１６の表面はアニールにより表面に薄い酸化層を形成し
ており、軟化したガラスと接触プレスされても焼き付く
ようなことはない。このような構成の光学素子成形用型
を用いて前記実施例１と同様に硝材ＢＳＬ７（（株）オ
ハラ製）で外径φ１０ｍｍの中肉２ｍｍ凸レンズを５万
ショット成形したが全く剥離も焼き付きも発生しなかっ
た。
オンビームスパッタ法でニュートラライザにより加速さ
れたＡｒイオンが中和されてターゲットをスパッタする
ので、ＳｉＣのような絶縁物でも成膜できる。Ｃｒ−Ｎ
膜１６とＳｉＣ膜１５とについては前記実施例１と同様
の作用により強い密着性を有する。さらに、Ｃｒ−Ｎ膜
１６の表面はアニールにより表面に薄い酸化層を形成し
ており、軟化したガラスと接触プレスされても焼き付く
ようなことはない。このような構成の光学素子成形用型
を用いて前記実施例１と同様に硝材ＢＳＬ７（（株）オ
ハラ製）で外径φ１０ｍｍの中肉２ｍｍ凸レンズを５万
ショット成形したが全く剥離も焼き付きも発生しなかっ
た。
【００２７】本実施例によれば、前記実施例１と同様の
効果を有するとともに、高温強度が高く耐熱耐酸化性に
優れ、熱伝導率の大きな光学素子成形用型基材を使用す
ることができる。
効果を有するとともに、高温強度が高く耐熱耐酸化性に
優れ、熱伝導率の大きな光学素子成形用型基材を使用す
ることができる。
【００２８】
【発明の効果】請求項１の効果は、軟化ガラスをプレス
して光学素子を得る製造において、成形面に形成された
ガラスとの融着を防止する離型膜が型基材から剥離する
ことに対する耐久性を著しく向上させる効果を有する。
請求項２の効果は、ＷＣを主成分とした超硬合金を型基
材としているため、光学素子を成形するために必要な鏡
面研磨を任意の形状に加工できる。また、離型膜が窒化
物であるため傷や圧痕が発生しにくく、成形に対して高
い耐久性を持つ光学素子成形用型を提供することができ
る効果を有する。請求項３の効果は、成膜方法をイオン
ビームスパッタ法とすることにより、ターゲット材料と
雰囲気ガスとを選択することができ、容易に中間層の薄
膜や窒化物の膜を成膜することができる効果を有する。
して光学素子を得る製造において、成形面に形成された
ガラスとの融着を防止する離型膜が型基材から剥離する
ことに対する耐久性を著しく向上させる効果を有する。
請求項２の効果は、ＷＣを主成分とした超硬合金を型基
材としているため、光学素子を成形するために必要な鏡
面研磨を任意の形状に加工できる。また、離型膜が窒化
物であるため傷や圧痕が発生しにくく、成形に対して高
い耐久性を持つ光学素子成形用型を提供することができ
る効果を有する。請求項３の効果は、成膜方法をイオン
ビームスパッタ法とすることにより、ターゲット材料と
雰囲気ガスとを選択することができ、容易に中間層の薄
膜や窒化物の膜を成膜することができる効果を有する。
【図１】実施例１を示す断面図である。
【図２】実施例２を示す断面図である。
【図３】実施例３を示す断面図である。
１ 光学素子成形用型基材 ２ 成形加工面 ３ ＷＣ膜 ４ Ｃｒ−Ｎ膜 ５ 成形面
Claims (3)
- 【請求項１】 成形面に離型膜を被膜した光学素子成形
用型において、前記光学素子成形用型の成形面と離型膜
との間に光学素子成形用型の基材の主成分を含有する薄
膜を介在させたことを特徴とする光学素子成形用型。 - 【請求項２】 前記光学素子成形用型の基材の主成分が
ＷＣであるとともに、離型膜の少なくとも最表層が酸化
された窒化物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。 - 【請求項３】 光学素子成形用型の成形面への該光学素
子成形用型の基材の主成分を含有する薄膜をイオンビー
ムスパッタ法により成膜した後、該薄膜上に離型膜を成
膜したことを特徴とする光学素子成形用型の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29828794A JPH08157224A (ja) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | 光学素子成形用型およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29828794A JPH08157224A (ja) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | 光学素子成形用型およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08157224A true JPH08157224A (ja) | 1996-06-18 |
Family
ID=17857690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29828794A Withdrawn JPH08157224A (ja) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | 光学素子成形用型およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08157224A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012193395A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Kanagawa Prefecture | 成形金型用Ｎｉ−Ｗ電鋳液、成形金型の製造方法、成形金型および成形品の製造方法 |
-
1994
- 1994-12-01 JP JP29828794A patent/JPH08157224A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012193395A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Kanagawa Prefecture | 成形金型用Ｎｉ−Ｗ電鋳液、成形金型の製造方法、成形金型および成形品の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020205 |