JP2612627B2 - Mold for optical element molding - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はガラスよりなる光学素子のプレス成形に用い
る光学素子成形用型に関し、特に、容易に高精度を実現
でき且つ耐久性良好な光学素子成形用型に関する。この
様な光学素子成形用型は例えば直接光学面を形成する高
精度成形のための型として好適に利用される。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element molding die used for press molding of an optical element made of glass, and in particular, an optical element which can easily realize high precision and has good durability. It relates to a molding die. Such an optical element molding die is suitably used, for example, as a high precision molding die for directly forming an optical surface.

［従来の技術］ 一般に、レンズ、プリズム、ミラー及びフィルタ等の
光学素子は、ガラス等の素材を研削して外形を所望の形
状とした後に、機能面即ち光が透過及びまたは反射する
面を研磨して光学面とすることにより製造されている。[Prior Art] Generally, optical elements such as lenses, prisms, mirrors, and filters are formed by grinding a material such as glass into a desired outer shape, and then polishing a functional surface, that is, a surface through which light is transmitted and / or reflected. To produce an optical surface.

以上の様な光学素子の製造においては、研削及び研磨
により所望の表面精度を得るためには、熟練した作業者
が相当の時間加工を行なうことが必要であった。また、
機能面が非球面である光学素子を製造する場合には、一
層高度な研削及び研磨の技術が要求され且つ加工時間も
長くならざるを得なかった。In the manufacture of the optical element as described above, it is necessary for a skilled worker to perform processing for a considerable time in order to obtain a desired surface accuracy by grinding and polishing. Also,
In the case of manufacturing an optical element having an aspherical functional surface, more advanced grinding and polishing techniques are required and the processing time has to be prolonged.

そこで最近では、上記の様な伝統的な光学素子製造方
法に代って所定の表面精度を有する成形用金型内に光学
素子材料を収容して加熱しながら加圧することによりプ
レス成形にて直ちに機能面を含む全体的形状を形成する
方法が行なわれる様になってきている。これによれば、
機能面が非球面である場合でさえも比較的簡単かつ短時
間で光学素子を製造することができる。この様なプレス
成形法は光学素子の連続製造に適する。Therefore, recently, instead of the traditional optical element manufacturing method as described above, the optical element material is housed in a molding die having a predetermined surface accuracy, and the material is heated and pressed while being heated, thereby immediately performing press molding. A method for forming an overall shape including a functional surface is being used. According to this,
Even when the functional surface is aspherical, the optical element can be manufactured relatively easily and in a short time. Such a press molding method is suitable for continuous production of an optical element.

以上の様なプレス成形において使用される型に要求さ
れる性質としては、十分な硬度、良好な耐熱性、耐酸化
性、良好な鏡面加工性及び成形時において光学素子材料
と融着を起さず、反応析出物を生じにくいこと等があげ
られる。The properties required of the mold used in press molding as described above include sufficient hardness, good heat resistance, oxidation resistance, good mirror workability, and fusion with the optical element material during molding. And it is difficult to form a reaction precipitate.

そこで、従来、この様なプレス成形用型としては金
型、セラミックス、及びこれらに適宜の材料をコーティ
ングした材料等数多くの種類が提案されている。Therefore, conventionally, many types of such press forming dies have been proposed, such as dies, ceramics, and materials obtained by coating these materials with appropriate materials.

たとえば、特開昭49−51112号公報には13Crマルテン
サイト鋼を用いた型が開示されており、特開昭52−4561
3号公報には炭化ケイ素（SiC）を用いた型及び窒化ケイ
素（Si₃N₄）を用いた型が開示されており、特開昭60−2
46230号公報には超硬合金に貴金属をコーティングした
型が開示されている。For example, JP-A-49-51112 discloses a mold using 13Cr martensitic steel.
No. 3 discloses a mold using silicon carbide (SiC) and a mold using silicon nitride (Si ₃ N ₄ ).
No. 46230 discloses a mold in which a hard metal is coated with a noble metal.

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記13Crマルテンサイト鋼は酸化しや
すく更に高温のプレス成形時においてFeがガラス材料中
に拡散してガラスが着色する難点がある。また、上記Si
CやSi₃N₄は一般的には酸化されにくいのであるが、高温
ではある程度の酸化が生じ型表面にSiO₂の膜が形成され
るためガラスとの融着を生じやすく更に硬度が高すぎる
ため加工性が極めて悪いという難点がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, the above 13Cr martensitic steel is liable to be oxidized, and there is a problem that Fe diffuses into the glass material during press forming at a high temperature and the glass is colored. In addition, the above Si
C and Si ₃ N ₄ are generally hard to be oxidized, but at high temperatures, a certain degree of oxidation occurs and a SiO ₂ film is formed on the mold surface, so that fusion with glass tends to occur and the hardness is too high Therefore, there is a disadvantage that workability is extremely poor.

更に、表面に貴金属をコーティングした材料は硬度が
低いために傷付きやすく且つ変形しやすいという難点が
ある。Further, a material having a surface coated with a noble metal has a disadvantage that it is easily damaged and easily deformed due to low hardness.

そこで、本発明は、上記従来技術に鑑み、容易に高精
度で製造でき且つプレス成形に際し精度劣化の少ない長
寿命の光学素子成形用型を提供することを目的とする。In view of the above, it is an object of the present invention to provide a long-life optical element molding die that can be easily manufactured with high precision and has less deterioration in precision during press molding.

［課題を解決するための手段］ 本発明に従って、ガラスよりなる光学素子のプレス成
形に用いる光学素子成形用型において、型母材の少なく
とも成形面に、チタン（Ti）、タンタル（Ta）、ハフニ
ウム（Hf）、ニオブ（Nb）からなる群より選ばれた少な
くとも１種の金属の窒化膜を介して、チタン（Ti）、タ
ンタル（Ta）、ハフニウム（Hf）、ニオブ（Nb）からな
る群より選ばれた少なくとも１種の金属の酸化膜が被覆
されていることを特徴とする光学素子成形用型が提供さ
れる。[Means for Solving the Problems] According to the present invention, in an optical element molding die used for press molding of an optical element made of glass, at least a molding surface of a mold base material includes titanium (Ti), tantalum (Ta), and hafnium. (Hf), from the group consisting of titanium (Ti), tantalum (Ta), hafnium (Hf) and niobium (Nb) via a nitride film of at least one metal selected from the group consisting of niobium (Nb) An optical element molding die is provided, which is coated with an oxide film of at least one selected metal.

型母材の材料としては、例えば超硬合金や焼結SiCを
用いることができる。これらの材料を切削、研削、研摩
等の加工により所望の外形とし、特に成形面は所望の表
面精度に仕上げて型母材に用いる。As a material of the mold base material, for example, a cemented carbide or sintered SiC can be used. These materials are formed into a desired outer shape by processing such as cutting, grinding, and polishing, and the molding surface is finished to a desired surface accuracy, and used as a mold base material.

型母材の表面に窒化膜を被覆するには、例えばスパッ
タリング法、イオンプレーティング法等の物理蒸着法
（PVD法）やプラズマCVD法等の化学蒸着法（CVD法）を
用いる。In order to coat the surface of the mold base material with a nitride film, for example, a physical vapor deposition method (PVD method) such as a sputtering method or an ion plating method or a chemical vapor deposition method (CVD method) such as a plasma CVD method is used.

窒化膜は、型母材との密着性を向上させる上で、金属
からなる中間層を介して被覆されることが好ましく、ま
たこの中間層が窒化膜を構成する金属と同一の金属から
なることがより好ましい。The nitride film is preferably coated via an intermediate layer made of a metal in order to improve the adhesion to the mold base material, and the intermediate layer is made of the same metal as the metal constituting the nitride film. Is more preferred.

本発明においては型母材の表面に、窒化膜を介して、
該窒化膜を構成する金属と同一の金属から構成される酸
化膜を被覆するには、上記のようにして既に被覆されて
いる窒化膜の表面部分を酸化する方法が好ましく用いら
れ、例えば、空気等の酸化雰囲気で加熱処理をすればよ
い。In the present invention, on the surface of the mold base material, via a nitride film,
In order to coat an oxide film composed of the same metal as the metal constituting the nitride film, a method of oxidizing the surface portion of the nitride film already coated as described above is preferably used. Heat treatment may be performed in an oxidizing atmosphere such as the above.

窒化膜および酸化膜の膜厚は製造条件により適宜設定
されるが、使用時の所望の特性に鑑みて十分な耐久性が
得られる様な膜厚とすればよく、好ましくは窒化膜の膜
厚が0.5〜10μｍで酸化膜の膜厚が0.05〜１μｍ、より
好ましくは窒化膜の膜厚が１〜２μｍで酸化膜の膜厚が
0.1〜0.2μｍである。The thicknesses of the nitride film and the oxide film are appropriately set according to the manufacturing conditions, and may be a film thickness that can provide sufficient durability in view of desired characteristics during use, and preferably the film thickness of the nitride film. Is 0.5 to 10 μm and the thickness of the oxide film is 0.05 to 1 μm, more preferably the thickness of the nitride film is 1 to 2 μm and the thickness of the oxide film is
0.1 to 0.2 μm.

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。Example An example of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第１図及び第２図は本発明に係る光学素子成形用型の
１つの実施態様を示すものである。1 and 2 show one embodiment of the mold for molding an optical element according to the present invention.

第１図は光学素子のプレス成形前の状態を示し、第２
図は光学素子成形後の状態を示す。第１図中1,2は型母
材、1a,2aは該型母材のガラス素材の接触する成形面に
形成された窒化膜、1b,2bは酸化膜、３はガラス素材で
あり、第２図中４は光学素子である。第１図に示すよう
に型の間に置かれたガラス素材３をプレス成形すること
によって、第２図に示すようにレンズ等の光学素子４が
成形される。FIG. 1 shows a state of the optical element before press molding, and FIG.
The figure shows the state after molding of the optical element. In FIG. 1, reference numerals 1 and 2 denote a mold base material, reference numerals 1a and 2a denote nitride films formed on a molding surface of the mold base material in contact with a glass material, reference numerals 1b and 2b denote oxide films, and reference numeral 3 denotes a glass material. In FIG. 2, reference numeral 4 denotes an optical element. By pressing the glass material 3 placed between the molds as shown in FIG. 1, an optical element 4 such as a lens is formed as shown in FIG.

窒化膜＋酸化膜が被覆された型の製造： 型母材は、超硬合金［WC（90％）＋CO（10％）］，焼
結SiCからなり、所定の形状に加工され、レンズ成形面
が鏡面加工されている。該型母材の成形面に窒化膜＋酸
化膜を被覆して、以下の通り本発明による型を製造し
た。また、比較のために上記型母材の成形面に被覆を行
なわない型及び該成形面にSiC層を形成した型を製造し
た。製造した型の一覧表を表１に示す。尚、表１におい
て、No.1及びNo.2は本発明実施例であり、No.3、No.4及
びNo.5は比較例である。Manufacture of mold covered with nitride film and oxide film: The mold base material is made of cemented carbide [WC (90%) + CO (10%)] and sintered SiC, processed into a prescribed shape, and molded into a lens. Is mirror-finished. The mold according to the present invention was manufactured by coating the molding surface of the mold base material with a nitride film and an oxide film as follows. For comparison, a mold having no coating on the molding surface of the mold base material and a mold having an SiC layer formed on the molding surface were produced. Table 1 shows a list of the manufactured molds. In Table 1, No. 1 and No. 2 are Examples of the present invention, and No. 3, No. 4 and No. 5 are Comparative Examples.

上記No.1及びNo.2については、第３図に示す装置を用
いて反応性スパッタリング法により型母材の成形面上に
窒化チタン（TiN）膜を形成し、次いで大気中の加熱処
理により窒化チタン膜の表面を酸化チタン（TiO₂）膜に
変えた。 Regarding No. 1 and No. 2, a titanium nitride (TiN) film was formed on the molding surface of the mold base material by a reactive sputtering method using the apparatus shown in FIG. The surface of the titanium nitride film was changed to a titanium oxide (TiO ₂ ) film.

第３図において、20はスパッタリング装置の気密室で
ある。気密室20には排気口21が接続されており、排気口
21は不図示の減圧源に接続されている。気密室20内の上
部には加熱ヒータ22が配置されており、該ヒータにはヒ
ータ電源23が接続されている。ヒータ22の下方に型母材
支持体24が配置されており、該支持体には型母材バイア
ス電源25が接続されている。支持体24には型母材26が成
形面を下向きにして支持される。支持体24の下方に窒素
ガスあるいはアンモニア導入用パイプ27、グロー放電発
生用コイル28が配置されており、該コイルには整合回路
29を介して高周波電源30が接続されている。気密室20の
下部にはカソード電極31が配置されている。電極31の上
部にはチタンターゲット32が設けられており、下部には
冷却水用パイプ32が接続されている。電極31の上方にア
ルゴンガス導入用パイプ34が配置されており、ターゲッ
ト32の上方の近傍にはシャター35が配置されている。In FIG. 3, reference numeral 20 denotes an airtight chamber of the sputtering apparatus. An exhaust port 21 is connected to the hermetic chamber 20, and the exhaust port 21
Reference numeral 21 is connected to a pressure reducing source (not shown). A heater 22 is disposed in an upper portion of the hermetic chamber 20, and a heater power supply 23 is connected to the heater. A mold base support 24 is disposed below the heater 22, and a mold base bias power supply 25 is connected to the support. The support base 24 supports a mold base material 26 with the molding surface facing downward. A nitrogen gas or ammonia introduction pipe 27 and a glow discharge generating coil 28 are arranged below the support 24, and a matching circuit is provided in the coil.
A high frequency power supply 30 is connected via 29. A cathode electrode 31 is arranged below the hermetic chamber 20. A titanium target 32 is provided on the upper part of the electrode 31, and a cooling water pipe 32 is connected to the lower part. An argon gas introduction pipe 34 is disposed above the electrode 31, and a shutter 35 is disposed in the vicinity of above the target 32.

窒化チタン（TiN）膜の形成時には、上前の様にして
得られた型母材26をアセトンで洗浄し、支持体24により
支持した後、気密室20内を１×10^-5Torrまで減圧した。
次に、パイプ34からアルゴンガスを３×10^-3Torrまで導
入し、コイル28に高周波電界（13.56MHz、0.2kW・hr）
を印加しアルゴンのグロー放電を発生させ、バイアス電
源25により型母材26に負バイアス（−50V）を印加して
アルゴンイオンによるスパッタクリーニングを行う。そ
の後、パイプ34からアルゴンガスを導入しながらカソー
ド電極31に高周波電界（13.56MHz、0.5kW・hr）を印加
しチタンターゲット32の近傍にアルゴンのグロー放電を
発生させ、チタンターゲットにアルゴンイオンの衝撃を
与えてスパッタリングを行う。シャッター35を開いて、
同時にパイプ27により窒素ガスを５×10^-4Torr導入し型
母材26の近傍に吹きつけ、コイル28に高周波電界（13.5
6MHz、0.5kW・hr）を印加して窒素プラズマを形成さ
せ、バイアス電極25により型母材26に負バイアス（−50
V）を印加して窒素イオンを型母材26に引込みながらチ
タンの反応性スパッタリングを行って型母材26の表面に
窒化チタン層を形成した。このとき型母材の温度は500
℃であった。得られた窒化チタン層の厚さは1.5μｍで
あった。前記実施例において、窒素ガスの代りにアンモ
ニアガス、あるいはカソード電極に高周波電界の代りに
DC電圧を印加しても同様な窒化チタン層が得られた。At the time of forming a titanium nitride (TiN) film, the mold base material 26 obtained as above is washed with acetone, supported by the support 24, and then the pressure in the hermetic chamber 20 is reduced to 1 × 10 ⁻⁵ Torr. did.
Next, argon gas was introduced from the pipe 34 to 3 × 10 ⁻³ Torr, and a high-frequency electric field (13.56 MHz, 0.2 kW · hr) was applied to the coil 28.
To generate a glow discharge of argon, and apply a negative bias (−50 V) to the mold base material 26 by the bias power supply 25 to perform sputter cleaning using argon ions. Thereafter, a high-frequency electric field (13.56 MHz, 0.5 kW · hr) is applied to the cathode electrode 31 while introducing argon gas from the pipe 34 to generate an argon glow discharge in the vicinity of the titanium target 32, and the impact of argon ions on the titanium target And sputtering is performed. Open shutter 35,
At the same time, 5 × 10 ⁻⁴ Torr of nitrogen gas is introduced through a pipe 27 and blown near the mold base material 26, and a high-frequency electric field (13.5
6 MHz, 0.5 kW · hr) is applied to form nitrogen plasma, and a negative bias (−50
V) was applied and nitrogen ions were drawn into the mold base material 26, and titanium was reactively sputtered to form a titanium nitride layer on the surface of the mold base material 26. At this time, the temperature of the mold base material is 500
° C. The thickness of the obtained titanium nitride layer was 1.5 μm. In the above embodiment, ammonia gas is used instead of nitrogen gas, or high frequency electric field
Even when a DC voltage was applied, a similar titanium nitride layer was obtained.

次いで、大気中で500℃、１時間の加熱処理を行い窒
化チタン層の表面を酸化チタン（TiO₂）に変えた。得ら
れた窒化チタン層の厚さは0.15μｍであった。Next, the surface of the titanium nitride layer was changed to titanium oxide (TiO ₂ ) by performing a heat treatment at 500 ° C. for one hour in the air. The thickness of the obtained titanium nitride layer was 0.15 μm.

また、比較例のNo.5については、第３図に示される装
置を用いて同様にして型母材の成形面上に炭化ケイ素層
を形成した。この際に、窒素ガスの導入を行わず同じ量
のCH₄ガスを導入し、かつチタンターゲットの代りにケ
イ素ターゲットを用いた。得られた炭化ケイ素層の厚さ
は１μｍであった。For No. 5 of Comparative Example, a silicon carbide layer was formed on the molding surface of the mold base material in the same manner using the apparatus shown in FIG. At this time, the same amount of CH ₄ gas was introduced without introducing nitrogen gas, and a silicon target was used instead of the titanium target. The thickness of the obtained silicon carbide layer was 1 μm.

窒化膜＋酸化膜が被覆された型によるレンズのプレス成
形： このよにして得られた型を用いて第４図に示す成形装
置によりレンズの成形試験を行なった。Press molding of lens with mold coated with nitride film + oxide film: Using the mold thus obtained, a lens molding test was performed by a molding apparatus shown in FIG.

レンズを製作する工程を次に述べる。 The steps for manufacturing the lens will be described below.

第４図は本発明による光学素子の製造方法の実施され
る装置の一例の概略構成を示す縦断面模式図であり、第
５図はそのＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ断面模式図である。FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an example of an apparatus in which the method of manufacturing an optical element according to the present invention is carried out, and FIG. 5 is a schematic sectional view taken along the line ABCDEF. It is.

図において、102はケーシングであり、104a,104bはそ
の支持脚である。上記ケーシングにより外気と遮断可能
に成形室106及び置換室108が形成されている。成形室10
6と置換室108とはその間に設けられた密閉可能なゲート
バルブ110により区画されており、ちょうど成形室106の
側方に置換室108が付設された形態とされている。該置
換室108の下部には外部との間に密閉可能なゲートバル
ブ112が設けられている。In the figure, 102 is a casing, and 104a and 104b are its supporting legs. The molding chamber 106 and the replacement chamber 108 are formed by the casing so as to be shut off from the outside air. Molding room 10
6 and the replacement chamber 108 are defined by a sealable gate valve 110 provided therebetween, and the replacement chamber 108 is provided just on the side of the molding chamber 106. A gate valve 112 that can be hermetically sealed from the outside is provided below the replacement chamber 108.

該ゲートバルブ112の下方には、外部から置換室108内
へと成形用素材を送入し更に該置換室108内から外部へ
の成形済光学素子を取出すための送入取出し手段120が
配置されている。Below the gate valve 112, there is arranged a feeding / extracting means 120 for feeding a molding material from the outside into the replacement chamber 108 and for taking out a molded optical element from the inside of the replacement chamber 108 to the outside. ing.

上記置換室108の近傍には、該置換室108内の成形用素
材を上記成形室106内へと搬送し更に該成形室106内から
置換室108内へと成形済光学素子を搬送する搬送手段122
が配置されている。In the vicinity of the replacement chamber 108, a transport unit that transports the molding material in the replacement chamber 108 into the molding chamber 106 and transports the molded optical element from the molding chamber 106 to the replacement chamber 108. 122
Is arranged.

上記成形室106内には、加熱部124,移送部126及びプレ
ス部128が配設されている。In the molding chamber 106, a heating section 124, a transfer section 126, and a press section 128 are provided.

尚、本実施例では、第５図に示されている様に、２つ
の同等なプレス部P₁，P₂が設けられている。In this embodiment, as shown in FIG. 5, two equivalent press sections P ₁ and P ₂ are provided.

上記加熱部124は、上記搬送手段122により成形室106
内に搬送される成形用素材を受取り該素材を適宜の温度
に加熱し、更に上記移送部126から成形済光学素子を受
取る。The heating unit 124 is formed by the transfer unit 122 into the molding chamber 106.
It receives the molding material conveyed into the inside, heats the material to an appropriate temperature, and further receives the molded optical element from the transfer unit 126.

上記移送部126は、上記加熱部124にある成形用素材を
上記プレス部128へと移送し、更に該プレス部にある成
形済光学素子を上記加熱部124へと移送する。The transfer section 126 transfers the molding material in the heating section 124 to the press section 128, and further transfers the molded optical element in the press section to the heating section 124.

上記プレス部128は、上記移送部126により移送されて
きた成形用素材を適宜の温度にまで加熱した上で成形用
型部材によりプレスする。The press unit 128 heats the molding material transferred by the transfer unit 126 to an appropriate temperature, and presses the material with a forming mold member.

以下、各部の詳細につき説明する。 Hereinafter, details of each unit will be described.

上記送入取出し手段120において、シリンダ132が支持
脚134a,134bにより支持されて上下方向に配置されてい
る。136はシリンダ136により上下移動せしめられるピス
トンロッドであり、その上端には成形用素材または成形
済光学素子を載置するための載置台138が取付けられて
いる。該載置台138は、上記成形室106内に２つのプレス
部128（P₁，P₂）が設けられてていることに対応して、
成形用素材または成形済光学素子が２つ載置される様に
第４図の紙面に垂直の方向に２つの載置部が併設されて
いる。In the feeding / extracting means 120, the cylinder 132 is supported by the support legs 134a and 134b and arranged vertically. A piston rod 136 is moved up and down by a cylinder 136. A mounting table 138 for mounting a molding material or a molded optical element is attached to an upper end of the piston rod. The mounting table 138 corresponds to the two press sections 128 (P ₁ , P ₂ ) provided in the molding chamber 106,
Two mounting portions are provided side by side in the direction perpendicular to the plane of FIG. 4 so that two molding materials or molded optical elements are mounted.

上記載置台138は、その上下移動ストロークの上下両
端位置が上記置換室108内及び該置換室外となる様に設
定されている。もちろん、載置台138の上下移動の際に
は、置換室108に付設されたゲートバルブ112が開状態と
される。The mounting table 138 is set such that the upper and lower ends of the vertical movement stroke are inside the replacement chamber 108 and outside the replacement chamber. Of course, when the mounting table 138 moves up and down, the gate valve 112 attached to the replacement chamber 108 is opened.

上記搬送手段122において、ロッドレスシリンダ142が
ロッドレスシリンダ支持脚144a,144bにより支持されて
上記置換室108の方を向いて水平方向に配置されてい
る。146は上記ロッドレスシリンダ142により水平往復移
動せしめられる軸受け部材であり、該軸受け部材にはそ
の移動方向と平行な水平方向の搬送軸148の一端部が該
軸方向のまわりに回動可能に取付けられている。該搬送
軸の他端部は上記置換室108内まで延びており、その先
端には成形用素材または成形済光学素子を吸着するため
の吸着手段150が取付けられている。一方、上記軸受け
部材146には回転シリンダ152が取付けられており、154
はその出力ギヤである。また、上記搬送軸148の先端部
には、上記ギヤ154と噛み合うギヤ156が固定されてお
り、従って上記回転シリンダ152により搬送軸148を回動
させることができる。In the transfer means 122, the rodless cylinder 142 is supported by the rodless cylinder support legs 144a and 144b, and is disposed horizontally in the direction of the replacement chamber. Reference numeral 146 denotes a bearing member which is horizontally reciprocated by the rodless cylinder 142. One end of a horizontal transport shaft 148 parallel to the moving direction is mounted on the bearing member so as to be rotatable around the axial direction. Have been. The other end of the transport shaft extends into the replacement chamber 108, and a suction member 150 for suctioning a molding material or a molded optical element is attached to the tip of the other end. On the other hand, a rotary cylinder 152 is attached to the bearing member 146,
Is the output gear. Further, a gear 156 that meshes with the gear 154 is fixed to a tip end of the transport shaft 148, so that the transport shaft 148 can be rotated by the rotary cylinder 152.

上記吸着手段150には上下両面にそれぞれ２つづつ吸
着部が設けられており、その配置は上記載置台138の２
つの載置部の配置と対応している（第５図参照）。該上
下各面の吸着部は、上記搬送軸148の180°回動により、
上下反転せしめられる。尚、吸着手段150にはヒータが
内蔵されている。The suction means 150 is provided with two suction parts on each of the upper and lower surfaces.
This corresponds to the arrangement of the two mounting sections (see FIG. 5). The suction portions of the upper and lower surfaces are rotated by 180 ° of the transport shaft 148,
It can be turned upside down. It should be noted that the suction means 150 has a built-in heater.

上記搬送軸148に取付けられた吸着手段150の水平方向
移動は、上記載置台138の上方の置換室108内の位置（第
４図に示される位置）から上記成形室106内の加熱部124
の位置まで行う。もちろん、吸着手段150の水平移動の
際には、置換室108と成形室106との間のゲートバルブ11
0が開状態とされる。The horizontal movement of the suction means 150 attached to the transport shaft 148 starts from the position in the replacement chamber 108 above the mounting table 138 (the position shown in FIG. 4) to the heating section 124 in the molding chamber 106.
To the position of. Of course, when the suction means 150 moves horizontally, the gate valve 11 between the replacement chamber 108 and the molding chamber 106
0 is in the open state.

上記加熱部124において、シリンダ162が成形室106外
にてケーシング102に取付けられており、上下方向に配
置されている。164はシリンダ162により上下移動せしめ
られるピストンロッドであり、ケーシング102を貫通し
て成形室106内まで延びており、その上端には成形用素
材または成形済光学素子を載置するための載置台166が
取付けられている。該載置台166は成形用素材または成
形済光学素子が２つ載置される様に第４図の紙面に垂直
の方向に２つの載置部が併設されている（第５図参
照）。In the heating section 124, the cylinder 162 is attached to the casing 102 outside the molding chamber 106, and is disposed in the vertical direction. A piston rod 164 is vertically moved by a cylinder 162, extends through the casing 102 into the molding chamber 106, and has, at its upper end, a mounting table 166 for mounting a molding material or a molded optical element. Is installed. The mounting table 166 is provided with two mounting portions in a direction perpendicular to the plane of FIG. 4 so as to mount two molding materials or formed optical elements (see FIG. 5).

上記載置台166の上方には加熱筒体168が支持部材170
により吊されて配置されている。該筒体168は下方が開
放されており、その内面にはヒータ172が取付けられて
いる。Above the mounting table 166, a heating cylinder 168 is supported by a support member 170.
And suspended. The lower part of the cylindrical body 168 is open, and a heater 172 is attached to the inner surface thereof.

上記載置台166の上下移動は、上記吸着手段150が到来
する位置より下方の位置（第４図に示される位置）から
上記加熱筒体168内の位置まで行う。The vertical movement of the mounting table 166 is performed from a position below the position where the suction means 150 arrives (a position shown in FIG. 4) to a position inside the heating cylinder 168.

上記移送部126において、シリンダ182が成形室106外
にてケーシング102に取付けられており、上下方向に配
置されている。184はシリンダ182により上下移動せしめ
られるピストンロッドであり、ケーシング102を貫通し
て成形室106内まで延びており、その外面には上下方向
のまわりに相対回動自在に回転スリーブ186が取付けら
れている。該スリーブはケーシング102を貫通してお
り、その上端には水平方向に延びた２股のアーム188a,1
88bが付設されている。これらアームの先端には、それ
ぞれ吸着手段190a,190bが取付けられている。一方の吸
着手段190aはプレス部P₁に対応しており、他方の吸着手
段190bはプレス部P₂に対応している。各吸着手段の下面
には吸着部が設けられている。また、192は上記スリー
ブ186をピストンロッド184に対し回動させるための駆動
手段である。In the transfer section 126, a cylinder 182 is attached to the casing 102 outside the molding chamber 106, and is disposed in the up-down direction. Reference numeral 184 denotes a piston rod that is vertically moved by a cylinder 182, extends through the casing 102 and into the molding chamber 106, and has a rotating sleeve 186 mounted on its outer surface so as to be relatively rotatable around the vertical direction. I have. The sleeve extends through the casing 102 and has a bifurcated arm 188a, 1
88b is attached. Suction means 190a and 190b are attached to the tips of these arms, respectively. One suction means 190a corresponds to the press section P _1, the other adsorption unit 190b corresponds to the press section P _2. A suction section is provided on the lower surface of each suction means. Reference numeral 192 denotes drive means for rotating the sleeve 186 with respect to the piston rod 184.

該スリーブ186の回動に基づく上記吸着手段190aの回
動は上記加熱部124の載置台166上方の位置から第５図に
示される中間位置を含む上記プレス部128（P₁）の位置
まで行うことが必要であり、上記吸着手段190bの回動は
上記加熱部124の載置台166上方の位置から第５図に示さ
れる中間位置を含む上記プレス部128（P₂）の位置まで
行うことが必要である。The rotation of the suction means 190a based on the rotation of the sleeve 186 is performed from the position above the mounting table 166 of the heating unit 124 to the position of the press unit 128 (P ₁ ) including the intermediate position shown in FIG. It is necessary to rotate the suction means 190b from the position above the mounting table 166 of the heating unit 124 to the position of the press unit 128 (P ₂ ) including the intermediate position shown in FIG. is necessary.

上記プレス部128には、上下方向の固定筒202がケーシ
ング102に固定されている。シリンダ204が成形室106外
において上記固定筒202の下端部に取付けられており、
上下方向に配置されている。206はシリンダ204のピスト
ンロッドに接続され上下移動せしめられる下軸であり、
該下軸は上記固定筒202内に上下方向に摺動可能な様に
収容されている。A vertical fixed cylinder 202 is fixed to the casing 102 at the press section 128. A cylinder 204 is attached to the lower end of the fixed cylinder 202 outside the molding chamber 106,
They are arranged vertically. 206 is a lower shaft connected to the piston rod of the cylinder 204 and moved up and down,
The lower shaft is accommodated in the fixed cylinder 202 so as to be slidable in the vertical direction.

上記固定筒202の上端上にはリング状のヒータプレー
ト208を介して筒状の胴型部材210の下端が載置されてお
り、該下端が押えリング212により上記固定筒202に対し
固定されている。また、上記下軸206の上端上には下型
部材214が配置されている。該下型部材は胴型部材210内
に収容されており、該胴型部材に対し上下方向に摺動可
能である。A lower end of a cylindrical body member 210 is placed on an upper end of the fixed cylinder 202 via a ring-shaped heater plate 208, and the lower end is fixed to the fixed cylinder 202 by a holding ring 212. I have. A lower mold member 214 is disposed on the upper end of the lower shaft 206. The lower mold member is housed in the body member 210 and is slidable in the vertical direction with respect to the body member.

また、シリンダ222が成形室106外においてケーシング
102に対し取付けられており、上下方向に配置されてい
る。224はシリンダ222のピストンロッドに接続され上下
移動せしめられる上軸であり、該上軸は上記下軸202の
上方において該下軸と同軸状に配置されている。上軸22
4の下端面は凸球面形状とされており、226は該凸球面形
状に対応する凹球面形状の上面を有する球面座である。
該球面座226はプレスの際の自動調心の機能を発揮す
る。該球面座226の下側には上型部材228の上端フランジ
部が配置されており、該上端フランジ部が上軸固定の押
えリング230により係止されている。上型部材228は胴型
部材210内に収容されており、該胴型部材に対し上下方
向に摺動可能である。In addition, the cylinder 222 has a casing outside the molding chamber 106.
It is attached to 102 and arranged vertically. An upper shaft 224 is connected to the piston rod of the cylinder 222 and is moved up and down. The upper shaft is arranged coaxially with the lower shaft above the lower shaft 202. Upper shaft 22
The lower end surface of 4 has a convex spherical shape, and 226 is a spherical seat having a concave spherical upper surface corresponding to the convex spherical shape.
The spherical seat 226 exhibits a function of self-alignment at the time of pressing. An upper end flange portion of an upper mold member 228 is arranged below the spherical seat 226, and the upper end flange portion is locked by a pressing ring 230 fixed to the upper shaft. The upper mold member 228 is housed in the body member 210 and is slidable in the vertical direction with respect to the body member.

尚、上記下型部材214の上端面及び上記上型部材228の
下端面は成形すべき光学素子の光学機能面形成のための
転写面であり、所望の表面精度に仕上げられている。The upper end surface of the lower mold member 214 and the lower end surface of the upper mold member 228 are transfer surfaces for forming an optical function surface of an optical element to be molded, and are finished to a desired surface accuracy.

上記下軸206及び上軸224内にはそれぞれ冷媒流通経路
C₁，C₂が設けられている。また、上記ヒータプレート20
8、胴型部材210及び上軸224下部にはそれぞれヒータ
H₁，H₂，H₃が内蔵されている。The lower shaft 206 and the upper shaft 224 each have a refrigerant flow path.
C ₁ and C ₂ are provided. In addition, the heater plate 20
8, heaters are provided on the lower part of the body member 210 and the upper shaft 224, respectively.
H _1, H _2, H ₃ are incorporated.

次に、上記の装置の動作について説明する。第６図は
各部の動作タイミングを示す図である。Next, the operation of the above device will be described. FIG. 6 is a diagram showing the operation timing of each unit.

不図示の窒素ガス供給系により成形室106内を窒素雰
囲気で満たしておく。当初、ゲートバルブ110,112は閉
じている。The molding chamber 106 is filled with a nitrogen atmosphere by a nitrogen gas supply system (not shown). Initially, the gate valves 110 and 112 are closed.

先ず、ゲートバルブ112を開き（T₀）、第４図に示さ
れる下方位置にある載置台138上に２つの成形用素材を
載置して、該載置台138をシリンダ132により上昇させ、
ゲートバルブ112を通って置換室108内へと導入する
（T₁）。該置換室内において、上記成形用素材は吸着手
段150の下面側吸着部により吸着される。この時の吸着
手段150の回動位置を基準状態とし、これから180°回動
した状態を反転状態とする。該吸着は不図示のエアー吸
引手段によりなされる。First, the gate valve 112 is opened (T ₀ ), two molding materials are placed on the mounting table 138 at the lower position shown in FIG. 4, and the mounting table 138 is raised by the cylinder 132.
The gas is introduced into the replacement chamber 108 through the gate valve 112 (T ₁ ). In the replacement chamber, the molding material is adsorbed by the lower-side adsorber of the adsorber 150. The rotation position of the suction means 150 at this time is defined as a reference state, and the state rotated 180 ° from this point is defined as an inverted state. The suction is performed by air suction means (not shown).

次に、載置台138を少し下降させ、回転シリンダ152に
より搬送軸148を180°回転させ、置換室108内において
吸着手段150を上下反転させる（T₂）。これにより、成
形用素材は吸着手段150の上面側に位置することにな
る。Next, the mounting table 138 is slightly lowered, the transport shaft 148 is rotated by 180 ° by the rotary cylinder 152, and the suction means 150 is turned upside down in the replacement chamber 108 (T ₂ ). Thus, the molding material is located on the upper surface side of the suction means 150.

次いで、上記載置台138を置換室108内の位置から該置
換室外の下方位置まで下降させる（T₃）。Next, the mounting table 138 is lowered from a position inside the replacement chamber 108 to a lower position outside the replacement chamber (T ₃ ).

次に、ゲートバルブ112を閉じ（T₄）、不図示の減圧
手段により置換室108内を減圧し、吸着手段150に内蔵さ
れているヒータにより成形用素材を予備加熱する。Next, the gate valve 112 is closed (T ₄ ), the pressure in the replacement chamber 108 is reduced by a pressure reducing means (not shown), and the molding material is preheated by a heater built in the suction means 150.

この予備加熱は、真空度をたとえば10Torr以下、好ま
しくは1Torr以下、より好ましくは0.1Torr以下で行う。
更に、該予備加熱は、たとえば100℃以上の温度で行
う。また、該予備加熱は、たとえば10秒間以上、好まし
くは30秒間以上、より好ましくは１分間以上行う。This preheating is performed at a vacuum degree of, for example, 10 Torr or less, preferably 1 Torr or less, more preferably 0.1 Torr or less.
Further, the preheating is performed, for example, at a temperature of 100 ° C. or higher. The preheating is performed, for example, for 10 seconds or more, preferably 30 seconds or more, and more preferably 1 minute or more.

この予備加熱により、成形用素材の表面に吸着されて
いる異物を除去する。This preheating removes foreign matter adsorbed on the surface of the molding material.

次いで、置換室108内に不図示の窒素ガス供給系によ
り窒素ガスを供給し、該置換室108内を窒素雰囲気で満
たした後、ゲートバルブ110を開く（T₅）。Next, a nitrogen gas is supplied into the replacement chamber 108 by a nitrogen gas supply system (not shown), and after the inside of the replacement chamber 108 is filled with a nitrogen atmosphere, the gate valve 110 is opened (T ₅ ).

そして、シリンダ142により搬送軸148を成形室106の
方へと移動させ、吸着手段150を成形室106内の加熱部12
4の下限位置の載置台166の上方に位置させる（T₆）。Then, the transport shaft 148 is moved toward the molding chamber 106 by the cylinder 142, and the suction unit 150 is moved to the heating unit 12 in the molding chamber 106.
It is positioned above the mounting table 166 at the lower limit position of 4 (T ₆ ).

次に、この位置で、回転シリンダ152により搬送軸148
を180°回転させ、吸着手段150を上下反転させる
（T₇）。Next, at this position, the transport shaft 148 is
Is rotated 180 °, and the suction means 150 is turned upside down (T ₇ ).

そして、加熱部のシリンダ162により載置台166を少し
上昇させ、上記吸着手段150の下面側に吸着されている
成形用素材を吸着解除により載置台166上に置く。Then, the mounting table 166 is slightly raised by the cylinder 162 of the heating unit, and the molding material sucked on the lower surface side of the suction means 150 is placed on the mounting table 166 by releasing the suction.

尚、該載置台166は上記吸着手段150の到来に先立っ
て、シリンダ162により上限位置まで上昇せしめられ（T
_a）、加熱筒体168内に適宜の時間配置されることによ
り、適宜の温度まで加熱され、しかる後に第４図で示さ
れる下方位置まで下降せしめられ（T_b）ている。従っ
て、該載置台166上に成形用素材が置かれた時に、該素
材が温度ショックで割れる様なことがない。Prior to the arrival of the suction means 150, the mounting table 166 is raised to the upper limit position by the cylinder 162 (T
_a ), by being placed in the heating cylinder 168 for an appropriate period of time, it is heated to an appropriate temperature and then lowered to the lower position shown in FIG. 4 (T _b ). Therefore, when the molding material is placed on the mounting table 166, the material does not crack due to the temperature shock.

次に、載置台166を下限位置まで少し下降させて搬送
軸148を水平方向に移動させることにより吸着手段150を
置換室108まで後退させ（T₈）、ゲートバルブ110を閉じ
る（T₉）。Next, the mounting table 166 is slightly lowered to the lower limit position, and the transport shaft 148 is moved in the horizontal direction, whereby the suction means 150 is retracted to the replacement chamber 108 (T ₈ ), and the gate valve 110 is closed (T ₉ ).

尚、成形用素材の載置された載置台166は上記T₈より
後且つT₉より前において、シリンダ162により上限位置
まで上昇せしめられ（T_c）、加熱筒体168内に適宜の時
間配置されることにより、適宜の温度まで加熱され、T₉
より後において第４図で示される下方位置まで下降せし
められる（T_d）。Incidentally, the mounting table 166 which is placed in the molding material in the prior and T ₉ after the T _8, are raised to the upper limit position by the cylinder 162 (T _c), appropriate time in the heating cylinder 168 disposed Is heated to an appropriate temperature, and T ₉
Later, it is lowered to the lower position shown in FIG. 4 (T _d ).

次いで、回動駆動手段192によりアーム188a,188bを回
動させて、先ず吸着手段190aを上記載置台166の上方に
位置させ（T₁₀）、加熱部のシリンダ162により載置台16
6を少し上昇させ、該載置台166上の第１の成形用素材を
上記吸着手段190aに吸着させ、再び載置台166を少し下
降させる。該吸着は不図示のエアー吸引手段によりなさ
れる。Then, the arms 188a, to rotate the 188b by the rotation driving means 192, the suction means 190a is positioned above the mounting table 166 first (T _10), placing the cylinder 162 of the heating section table 16
6 is raised slightly, the first molding material on the mounting table 166 is sucked by the suction means 190a, and the mounting table 166 is slightly lowered again. The suction is performed by air suction means (not shown).

次に、回動駆動手段192によりアーム188a,188bを回動
させて、吸着手段190aを第１のプレス部P₁へと移動させ
る（T₁₁）。ここで、吸着手段190aにより吸着されてい
る成形用素材G₁は胴型部材210の側部に設けられた開口2
11を通って胴型部材内部へと導入され（第７図
（ａ））、ここで移送部のシリンダ182により吸着手段1
90aが少し下降せしめられ（第７図（ｂ））、下型部材2
14上に成形用素材が置かれる（第７図（ｃ））。Next, the arm 188a by the rotation driving means 192, by rotating the 188b, is moved with the suction means 190a to the first press section P ₁ (T _11). Here, opening the molding material for G ₁ which is adsorbed by the adsorption means 190a provided on the side of the body mold member 210 2
11 and introduced into the body member (FIG. 7 (a)).
90a is lowered slightly (FIG. 7 (b)), and the lower mold member 2
The material for molding is placed on 14 (FIG. 7 (c)).

尚、上記T₁₀において吸着手段190bは上記第２のプレ
ス部P₂へと移動せしめられ、上記T₁₁において吸着手段1
90bは上記載置台166の上方に位置せしめられる。そし
て、T₁₁において加熱部のシリンダ162により載置台166
を少し上昇させ、該載置台166上の第２の成形用素材を
上記吸着手段190bに吸着させ、再び載置台166を少し下
降させる。Incidentally, the adsorption unit 190b is made to move to the second press portion P ₂ in the T _10, the suction means 1 in the above T ₁₁
90b is located above the mounting table 166. Then, placing the cylinder 162 of the heating unit in the T ₁₁ table 166
Is slightly raised, the second molding material on the mounting table 166 is sucked by the suction means 190b, and the mounting table 166 is slightly lowered again.

続いて、上記アーム188a,188bを回動させて、吸着手
段190bを第２のプレス部P₂へと移動させる（T₁₃）。こ
こで、上記第１のプレス部P₁の場合と同様に、吸着手段
190bにより吸着されている成形用素材は胴型部材210の
側面に設けられた開口を通って胴型部材内部へと導入さ
れ、ここでシリンダ182により吸着手段190bが少し下降
せしめられ、下型部材214上に成形用素材が置かれる。Subsequently, the arm 188a, by rotating the 188b, is moved with the suction means 190b into the second press section P ₂ (T _13). Here, as in the case of the first press part P _1, suction means
The molding material adsorbed by 190b is introduced into the body member through an opening provided on the side surface of the body member 210, where the suction means 190b is slightly lowered by the cylinder 182, and the lower mold member The molding material is placed on 214.

次に、アーム188a,188bを回動させて、吸着手段190b
を第２のプレス部から中間位置に戻す（T₁₄）。尚、上
記T₁₃において吸着手段190aは上記載置台166の上方に位
置せしめられ、上記T₁₄において吸着手段190aは中間位
置に戻る。Next, the arms 188a and 188b are rotated, and the suction means 190b
Back to the intermediate position from the second press section (T _14). Incidentally, the adsorption unit 190a in the T ₁₃ is being brought positioned above the mounting table 166, the suction means 190a in the T ₁₄ returns to the intermediate position.

かくして第５図に示される状態とする。 Thus, the state shown in FIG. 5 is obtained.

次に、２つのプレス部128（P₁，P₂）において、プレ
ス成形が実行される。Next, press forming is performed in the two press units 128 (P ₁ , P ₂ ).

尚、上記胴型部材21内への成形用素材G₁の導入時に
は、上軸224はシリンダ222により上方へと引き上げられ
ており、これにより、上記第７図（ａ）〜（ｃ）に示さ
れる様に、上型部材228が胴型部材210内で上方位置へと
移動しており、これにより上記胴型部材側部の開口211
が型部材内のキャビティと連通していて、ここからキャ
ビティ内に成形用素材G₁が導入される。Incidentally, at the time of introduction of the molding material G ₁ to the body mold member 21, the upper shaft 224 is pulled upward by the cylinder 222, thereby, shown in the FIG. 7 (a) ~ (c) As a result, the upper die member 228 is moved to the upper position in the trunk die member 210, whereby the opening 211 on the side of the trunk die member is opened.
There in communication with the cavity in the mold member, the molding material G ₁ is introduced from here into the cavity.

プレス時には、上記シリンダ222により上軸224が下方
へと移動せしめられ、上型部材228が上記胴型部材210の
開口211をふさぎ、キャビティが閉塞され、更に上型部
材228が下方へと押圧されることによりキャビティ内の
成形用素材がプレス成形され、光学素子G₂が形成される
（第７図（ｄ））。尚、上型部材228は押えリング30の
下端が胴型部材210の上端に当接するまで下方に移動す
る。During pressing, the upper shaft 224 is moved downward by the cylinder 222, the upper die member 228 closes the opening 211 of the trunk die member 210, the cavity is closed, and the upper die member 228 is further pressed downward. material for molding cavity by Rukoto is press-molded, the optical element G ₂ is formed (FIG. 7 (d)). The upper mold member 228 moves downward until the lower end of the press ring 30 contacts the upper end of the body mold member 210.

該プレス成形は、ヒータH₁，H₂，H₃により成形用素材
を成形可能な粘度となるまで加熱した上で適宜の時間行
い、キャビティ形状に成形した後に、冷媒流通経路C₁，
C₂に冷媒を通して、成形済光学素子を冷却する。該冷却
過程では、シリンダ204により下部部材214を上方へと適
度の圧力（但し、シリンダ222による上型部材228の下方
への押圧力より小さい圧力）で押圧して、光学素子の収
縮に伴うヒケの発生を防止する。The press molding is carried out heater H _1, H _2, H ₃ by an appropriate time in terms of heating the molding material until the moldable viscosity, after forming the cavity shape, the refrigerant flow path C _1,
Through coolant C _2, to cool the molding already optical element. In the cooling process, the lower member 214 is pressed upward by the cylinder 204 with an appropriate pressure (however, a pressure smaller than the downward pressing force of the upper mold member 228 by the cylinder 222), and the sink accompanying the contraction of the optical element is caused. To prevent the occurrence of

しかる後に、上軸224を上昇させ、胴型部材側部の開
口211を開く。Thereafter, the upper shaft 224 is raised to open the opening 211 on the side of the body member.

そして、上記プレス部128への成形用素材の導入時と
ほぼ逆の順序で、移送部126の吸着手段190a,190bを移動
させ、第１のプレス部P₁及び第２のプレス部P₂の成形済
光学素子をそれぞれ吸着して取出し、順次加熱部124の
載置台166上に置き、最後に吸着手段190a,190bを第５図
に示される中間位置に置く（T₁₅〜T₁₉）。Then, in substantially the reverse order and time of introduction of the molding material into the press section 128, the suction means 190a of the transfer unit 126 moves the 190b, the first press part P ₁ and the second press section P ₂ the the molded optical element is taken out by suction, respectively, are sequentially placed on the mounting table 166 of the heating section 124, placing the end suction means 190a, the 190b to the intermediate position shown in FIG. 5 (T ₁₅ ~T _19).

尚、時T₁₃より後且つT₁₆より前において、シリンダ16
2により載置台166を上昇させ（T_e）て加熱筒体168内に
移動させ、適宜の温度に加熱を行った後、第４図に示さ
れる下方位置への移動させ（T_f）ておく。これは、上記
T_a〜T_bと同様の工程である。Note that in prior and T ₁₆ after the time T _13, the cylinder 16
The mounting table 166 is raised (T _e ) by 2 and moved into the heating cylinder 168, heated to an appropriate temperature, and then moved to the lower position shown in FIG. 4 (T _f ). . This is
This is the same process as T _{a to} T _b .

他方、上記T₀〜T₆と同様にして、ゲートバルブ112を
開き、載置台138上の新たな成形用素材を置換室108内に
て吸着手段150により吸着し、予備加熱して、成形室106
内の加熱部124へと搬送する（T₂₀〜T₂₆）。On the other hand, in the same manner as in the above T _{0 to} T ₆ , the gate valve 112 is opened, a new molding material on the mounting table 138 is adsorbed by the adsorption means 150 in the replacement chamber 108, and preheated, and the molding chamber is heated. 106
It conveyed to the heating portion 124 of the inner (T ₂₀ ~T _26).

尚、上記T₂₆は上記T₁₉より後となる様にタイミングが
調整されている。The above T ₂₆ is a timing so as to be later than the T ₁₉ is adjusted.

そして、上記載置台166を少し上昇させ、該載置台上
にある成形済光学素子を吸着手段150の下側吸着部によ
り吸着し、上記載置台166を少し下降させた後に、上記
吸着手段150を反転させ（T₂₇）、次いで上記載置台166
を少し上昇させ、新たに下側となった吸着部に吸着され
ている成形用素材を載置台166上に置く。Then, the mounting table 166 is slightly raised, the molded optical element on the mounting table is suctioned by the lower suction portion of the suction means 150, and after the mounting table 166 is slightly lowered, the suction means 150 is moved down. Invert (T ₂₇ ), and then place
Is slightly raised, and the molding material that has been newly adsorbed to the lower adsorbing portion is placed on the mounting table 166.

そして、上記T₈〜T₉と同様にして、吸着手段150を加
熱部124から置換室108内へと移動させ（T₂₈）た後に、
ゲートバルブ110を閉じる（T₂₉）。Then, in the same manner as in T ₈ through T _9, after been moved into the replacement chamber 108 to the suction means 150 from the heating unit 124 (T _28),
The gate valve 110 is closed (T _29).

尚、上記T_c〜T_dと同様にして、成形用素材の載置され
た載置台166は上記T₂₈より後且つT₂₉より前において、
シリンダ162により上限位置まで上昇せしめられ
（T_g）、加熱筒体168内に適宜の時間配置されることに
より、適宜の温度まで加熱され、T₂₉より後において第
４図で示される下方位置まで下降せしめられる（T_h）。Incidentally, similarly to the above T _c through T _d, the mounting table 166 which is placed in the molding material in the prior and T ₂₉ after the T _28,
The cylinder 162 is raised to the upper limit position (T _g ), and is disposed in the heating cylinder 168 for an appropriate time to be heated to an appropriate temperature, and after T ₂₉ to the lower position shown in FIG. It is lowered (T _h ).

以下、移送部126及びプレス部128において、上記T₁₀
〜T₁₉と同様の工程が実行される。Hereinafter, in the transfer section 126 and the press section 128, the above T ₁₀
Same steps as through T ₁₉ is executed.

一方、ゲートバルブ112を開き（T₃₀）、更なる新たな
成形用素材を載置した載置台138を上昇させ（T₃₁）、置
換室108内にて吸着手段150の下側吸着部により吸着した
後に、該載置台138を少し下降させ、次に回転シリンダ1
52により搬送軸148を180°回転させ、吸着手段150を上
下反転させ（T₃₂）、載置台138を少し上昇させ、新たに
下側となった吸着部に吸着されている成形済光学素子を
載置台138上に置く。次に、該載置台138を置換室108外
まで下降させ（T₃₃）、ゲートバルブ112を閉じる
（T₃₄）。On the other hand, the gate valve 112 is opened (T ₃₀ ), the mounting table 138 on which a new molding material is mounted is raised (T ₃₁ ), and suction is performed by the lower suction portion of the suction means 150 in the replacement chamber 108. After that, the mounting table 138 is slightly lowered, and then the rotating cylinder 1
The transport shaft 148 is rotated by 180 ° by 52, the suction means 150 is turned upside down (T ₃₂ ), the mounting table 138 is slightly raised, and the molded optical element that has been sucked by the suction section that has newly become lower is removed. Place on the mounting table 138. Next, the mounting table 138 is lowered to the outside of the replacement chamber 108 ( _T33 ), and the gate valve 112 is closed ( _T34 ).

以上により、載置台138上に置いた成形用素材がプレ
ス成形されて、該載置台上に回収される。As described above, the molding material placed on the mounting table 138 is press-formed and collected on the mounting table.

以下、同様に繰り返すことにより、連続的にプレス成
形を行うことができる。Hereinafter, by similarly repeating, press molding can be continuously performed.

上記置換室108内での予備加熱処理は、成形用素材の
表面に吸着されている水分、有機物等の異物を揮散させ
除去するために行うのであり、減圧下で加熱するもので
ある。The preheating treatment in the replacement chamber 108 is performed to volatilize and remove foreign substances such as moisture and organic substances adsorbed on the surface of the molding material, and are heated under reduced pressure.

上記置換室108内での予備加熱条件を変化させて直径2
6mmのレンズを製造した。By changing the preheating conditions in the replacement chamber 108, the diameter 2
A 6mm lens was manufactured.

ここで用いた成形用素材はSF8であり、また成形用型
部材として超硬合金製母材の表面にスパッタリングで窒
化チタン（TiN）の薄膜（厚さ１μｍ）を付与したもの
を用いた。プレス時の温度は520℃であり、プレス圧力
（全圧）は600Kgとした。The molding material used here was SF8, and a molding die member having a titanium nitride (TiN) thin film (thickness: 1 μm) applied to the surface of a cemented carbide base material by sputtering was used. The pressing temperature was 520 ° C., and the pressing pressure (total pressure) was 600 kg.

上記置換室108内での予備加熱処理を、以下の４条件
で行った（各100個）。The preliminary heating treatment in the replacement chamber 108 was performed under the following four conditions (each 100 pieces).

（１）真空度：10^-1Torr 加熱温度:300℃ 加熱時間:3分間 （２）真空度：10^-1Torr 加熱温度:400℃ 加熱時間:1分間 （３）真空度:5×10^-2Torr 加熱温度:300℃ 加熱時間:3分間 （４）真空度:5×10^-2Torr 加熱温度:400℃ 加熱時間:1分間 その結果、本発明の実施例No.1,2及び３では、いずれ
の条件を用いた場合も、光学素子のヒビ、ワレ等の破損
や融着等の発生はなかった。(1) vacuum: 10 ^-1 Torr heating temperature: 300 ° C. heating time: 3 minutes (2) vacuum: 10 ^-1 Torr heating temperature: 400 ° C. heating time: 1 minute (3) vacuum: 5 × 10 ^{- 2} Torr Heating temperature: 300 ° C Heating time: 3 minutes (4) Degree of vacuum: 5 × 10 ^-2 Torr Heating temperature: 400 ° C Heating time: 1 minute As a result, in Examples Nos. 1, 2 and 3 of the present invention, In any of the conditions, there was no breakage of the optical element, cracks or the like, or occurrence of fusion or the like.

尚、上記本発明実施例においては置換室108内での予
備加熱処理を吸着手段150に内蔵されているヒータを用
いて行っているが、置換室108自体にヒータを備えてお
き、これにより予備加熱処理を行うこともできる。In the above-described embodiment of the present invention, the preliminary heating process in the replacement chamber 108 is performed using a heater built in the adsorption means 150. However, the replacement chamber 108 itself is provided with a heater, and Heat treatment can also be performed.

以上の様なプレス成形の前後における型部材228（上
型）,214（下型）の成形面の表面粗さ及び成型された光
学素子の光学面の表面粗さ、ならびに成形光学素子と型
部材214,228との離型性について表２に示す。The surface roughness of the molding surfaces of the mold members 228 (upper mold) and 214 (lower mold) and the optical surface of the molded optical element before and after the press molding as described above, and the molded optical element and the mold member Table 2 shows the releasability from 214 and 228.

次に、融着発生のないNo.1、No.2及びNo.3について、
同一型部材を用いて、10000回のプレス成形を行い、200
回、1000回、5000回、10000回後における型部材214,228
の成型面の表面粗さ及び成形された光学素子の光学面の
表面粗さについて表３に示す。 Next, for No.1, No.2 and No.3 where no fusion occurred,
Press molding 10,000 times using the same mold member, 200
Times, 1000 times, 5000 times, mold members after 10,000 times 214,228
Table 3 shows the surface roughness of the molded surface and the optical surface of the molded optical element.

以上の様に、本発明実施例においては、繰返しプレス
成形に使用しても良好な表面精度を十分に維持でき、良
好な表面精度の光学素子が形成できた。 As described above, in the examples of the present invention, even when repeatedly used for press molding, good surface precision was sufficiently maintained, and an optical element having good surface precision was formed.

上記実施例では成形される光学ガラスとしてフリント
系のものが用いられているが、その他のクラウン系等の
ガラスについても同様に良好な精度での成形が可能であ
る。In the above embodiment, a flint-based optical glass is used as the optical glass to be molded. However, other types of glass such as a crown-based glass can be similarly molded with good accuracy.

上記実施例では型母材として超硬合金及び焼結SiCを
用いているが、型母材はこの２つに限定されることなく
高温高強度な材料であればよい。In the above embodiment, a cemented carbide and sintered SiC are used as the mold base material, but the mold base material is not limited to these two, and may be any material having high temperature and high strength.

上記実施例では、PVD法や、CVD法で、型母材上に形成
された窒化チタン層をそのまま用いているが、該方法に
より窒化チタン層を比較的厚く形成しておき、その後表
面を鏡面研摩した上で酸化処理して用いることもでき
る。また、多数回のプレスにより表面に欠陥が生じた場
合にも、この様な研摩により良好な表面を再生すること
ができる。In the above embodiment, the titanium nitride layer formed on the mold base material is used as it is by the PVD method or the CVD method, but the titanium nitride layer is formed relatively thick by the method, and then the surface is mirror-finished. It can be used after being polished and oxidized. Further, even when a defect is generated on the surface by a number of presses, a good surface can be reproduced by such polishing.

他の実施例 上記実施例では、酸化処理する窒化物膜を窒化チタン
としたが、高硬度で酸化可能な膜であれば良く、窒化ア
ルミニウム（A1N），窒化クロム（CrN）、窒化タンタル
（TaN）、窒化ハフニウム（HfN）、窒化ニオブ（NbN）
でもよい。また上記の２種以上の窒化物の複合膜や多層
膜でもよい。酸化処理温度はTiNの場合には、500℃とし
たが、この温度は窒化物の種類に変える必要がある。例
えば窒化アルミニウムの場合には、750℃程度である。
もちろん酸化処理温度は、上記の値には、限定されな
い。なお、上記の窒化物膜は実施例１と同様の方法で作
成できる。また、複合膜の場合にはターゲットを２種以
上用いるか、混合物のターゲットを用いれば良く、多層
膜の場合には成膜をくりかえせば良い。Other Embodiments In the above embodiment, the nitride film to be oxidized was titanium nitride. However, any film having high hardness and oxidization may be used. Aluminum nitride (A1N), chromium nitride (CrN), and tantalum nitride (TaN) ), Hafnium nitride (HfN), niobium nitride (NbN)
May be. Further, a composite film or a multilayer film of two or more kinds of nitrides described above may be used. The oxidation treatment temperature was 500 ° C. in the case of TiN, but this temperature needs to be changed to the type of nitride. For example, in the case of aluminum nitride, the temperature is about 750 ° C.
Of course, the oxidation treatment temperature is not limited to the above value. The above nitride film can be formed in the same manner as in the first embodiment. In the case of a composite film, two or more kinds of targets may be used or a target of a mixture may be used. In the case of a multilayer film, the film formation may be repeated.

［発明の効果］ 以上の様な本発明によれば、単一の金属の窒化膜に比
較して耐酸化性が良好な酸化膜で成形面が被覆されてい
るので、繰返しプレス成形に際し精度劣化が少な光学素
子成形用型が提供される。[Effects of the Invention] According to the present invention as described above, since the molding surface is covered with an oxide film having better oxidation resistance than a single metal nitride film, the accuracy deteriorates during repeated press molding. And a mold for molding an optical element, which has a small amount.

更に、酸化膜（例えば酸化チタン層）のヌープ硬さHk
が1500kg/mm²程度であり、ヌープ硬さ2000kg/mm²程度の
窒化膜（例えば窒化チタン層）に比較し低硬度であるも
のの、酸化膜は薄くその層の下に高硬度の窒化膜が形成
されているため使用時においてクリーニングを繰返して
も傷付きにくく、それ故に良好な表面精度の光学素子を
長期にわたって製造することができる。Further, the Knoop hardness Hk of the oxide film (for example, a titanium oxide layer)
There is about 1500 kg / mm ^2, although it is compared with a low hardness Knoop hardness 2000 kg / mm ² approximately nitride film (e.g., a titanium nitride layer), an oxide film is thin high hardness nitride film under the layer Since it is formed, it is hardly damaged even when cleaning is repeated during use, so that an optical element having good surface accuracy can be manufactured for a long time.

また、本発明の型は型母材として加工性の良好なもの
を幅広く選択することができるので、製造が容易であ
る。In addition, the mold of the present invention can be easily manufactured because a mold having good workability can be widely selected as a mold base material.

また、酸化物はガラス中の酸化鉛を還元しないため、
窒化物コートの型でみられた析出した酸化鉛によって型
とガラスが白くくもるという不良が発生しなくなった。In addition, since oxide does not reduce lead oxide in glass,
The defect that the mold and the glass became white due to the precipitated lead oxide observed in the nitride-coated mold did not occur.

また、酸化膜が窒化膜の表面部分を酸化して形成され
る場合には、酸化チタンを直接膜づけした場合に比べ
て、窒化膜と酸化膜の密着性が更に高く型の耐久性も更
に優れる。In addition, when the oxide film is formed by oxidizing the surface portion of the nitride film, the adhesion between the nitride film and the oxide film is higher and the durability of the mold is higher than when titanium oxide is directly formed. Excellent.

【図面の簡単な説明】 第１図および第２図は本発明に係る光学素子成形用型の
一実施態様を示す断面図で、第１図はプレス成形前の状
態、第２図はプレス成形後の状態を示す。 第３図は本発明の型を製造するため使用したスパッタリ
ング装置の模式図である。 第４図は本発明による光学素子の製造方法の実施される
装置の一例の概略構成を示す縦断面模式図であり、第５
図はそのＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ断面模式図である。 第６図は本発明による光学素子の製造方法の実施される
装置の各部の動作タイミングを示す図である。 第７図（ａ）〜（ｄ）はいずれも本発明による光学素子
の製造方法の実施される装置のプレス部の断面概略図で
ある。 1,2:型母材、1a,2a:窒化膜、1b,2b:酸化膜、3:ガラス素
材、４…成形されたレンズ、20:気密室、21:排気口、2
2:加熱ヒータ、23:ヒータ電源、24:型母材支持体、25:
バイアス電源、26:型母材、27:アンモニア導入用パイ
プ、28:グロー放電発生用コイル、29:整合回路、30:高
周波電源、31:カソード電極、32:アルミハフニウムタン
タルチタンターゲット、33:冷却水用パイプ、34:アルゴ
ンガス導入用パイプ、35:シャッター、106:成形室、10
8:置換室、110,112:ゲートバルブ、120:送入取出し手
段、122:搬送手段、124:加熱部、126:移送部、128:プレ
ス部、138:載置台、148:搬送軸、150:吸着手段、166:載
置台、168:加熱筒体、190a,190b:吸着手段、206:下軸、
210:胴型部材、214:下型部材、224:上軸、228:上型部
材、H₁〜H₃：ヒータ、C₁，C₂：冷媒流通経路、P₁，P₂：
プレス部。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 and 2 are cross-sectional views showing one embodiment of an optical element molding die according to the present invention. FIG. 1 shows a state before press molding, and FIG. 2 shows press molding. Show the later state. FIG. 3 is a schematic view of a sputtering apparatus used for manufacturing the mold of the present invention. FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of a schematic configuration of an example of an apparatus in which a method for manufacturing an optical element according to the present invention is performed.
The figure is a cross-sectional schematic diagram of ABCDEF. FIG. 6 is a diagram showing the operation timing of each part of the apparatus in which the method of manufacturing an optical element according to the present invention is performed. 7 (a) to 7 (d) are schematic cross-sectional views of a press section of an apparatus in which the method of manufacturing an optical element according to the present invention is performed. 1,2: mold base material, 1a, 2a: nitride film, 1b, 2b: oxide film, 3: glass material, 4: molded lens, 20: airtight chamber, 21: exhaust port, 2
2: heater, 23: heater power supply, 24: mold base material support, 25:
Bias power supply, 26: mold base material, 27: ammonia introduction pipe, 28: glow discharge generating coil, 29: matching circuit, 30: high frequency power supply, 31: cathode electrode, 32: aluminum hafnium tantalum titanium target, 33: cooling Water pipe, 34: Argon gas introduction pipe, 35: Shutter, 106: Molding room, 10
8: replacement chamber, 110, 112: gate valve, 120: loading / unloading means, 122: transport means, 124: heating section, 126: transport section, 128: press section, 138: mounting table, 148: transport axis, 150: suction Means, 166: mounting table, 168: heating cylinder, 190a, 190b: adsorption means, 206: lower shaft,
210: cylindrical die member, 214: lower mold, 224: upper shaft 228: upper mold, H ₁ to H _3: heater, C _1, C _2: refrigerant flow path, P _1, P _2:
Press department.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】ガラスよりなる光学素子のプレス成形に用
いる光学素子成形用型において、型母材の少なくとも成
形面に、チタン（Ti）、タンタル（Ta）、ハフニウム
（Hf）、ニオブ（Nb）からなる群より選ばれた少なくと
も１種の金属の窒化膜を介して、チタン（Ti）、タンタ
ル（Ta）、ハフニウム（Hf）、ニオブ（Nb）からなる群
より選ばれた少なくとも１種の金属の酸化膜が被覆され
ていることを特徴とする光学素子成形用型。1. An optical element molding die used for press molding an optical element made of glass, wherein at least a molding surface of a mold base material is provided with titanium (Ti), tantalum (Ta), hafnium (Hf), niobium (Nb). At least one metal selected from the group consisting of titanium (Ti), tantalum (Ta), hafnium (Hf), and niobium (Nb) via a nitride film of at least one metal selected from the group consisting of A mold for molding an optical element, wherein the mold is coated with an oxide film.