JP5627214B2 - Mold and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、主として、ガラス素材のプレス成形により、レンズ、プリズムなどのガラスよりなる光学素子を製造する際に使用される成形金型、及びその製造方法に関するものである。 The present invention mainly relates to a molding die used when manufacturing an optical element made of glass such as a lens or a prism by press molding of a glass material, and a manufacturing method thereof.
ガラス研磨工程を必要とせず、ガラス素材のプレス成形によってレンズを製造する技術は、従来の製造において必要とされた複雑な工程をなくし、簡単かつ安価にレンズを製造することを可能とした。 The technology for manufacturing a lens by press molding of a glass material without the need for a glass polishing process eliminates the complicated process required in conventional manufacturing, and makes it possible to manufacture the lens easily and inexpensively.
このような、ガラスの光学素子のプレス成形に使用される型材に要求される性質としては、硬度、耐熱性、離型性、鏡面加工性などに優れていることが挙げられる。 Properties required for such a mold material used for press molding of a glass optical element include excellent hardness, heat resistance, releasability, and mirror finish.
従来、この種の型材として、金属、セラミックス、および、それらをコーティングした材料など、数多くの提案がなされている。 Conventionally, many proposals have been made for this type of mold material, such as metals, ceramics, and materials coated with them.
幾つかの例を挙げるならば、超硬合金を母材とした成形金型において、最初に、金属窒化物（ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＡｌＮ、ＴａＮ、あるいはＺｒＮ）、金属炭化物（ＴｉＣ、ＺｒＣ、あるいはＣｒ２Ｃ３）、あるいは金属硼化物（ＺｒＢ２、ＮｂＢ２、あるいはＴａＢ２）を被覆する。 To give some examples, in a metal mold using a cemented carbide as a base material, first, metal nitride (TiN, TiAlN, AlN, TaN, or ZrN), metal carbide (TiC, ZrC, or Cr2C3) are used. Or a metal boride (ZrB2, NbB2, or TaB2).
次に、成形面（転写面）となる部分に白金族金属、タングステン、レニウム、およびタンタルの群からなる金属膜または前記金属を主成分とする合金膜を被覆した成形金型が特許文献１に提案されている。 Next, Patent Document 1 discloses a molding die in which a metal film made of a group of platinum group metal, tungsten, rhenium, and tantalum or an alloy film containing the metal as a main component is coated on a portion to be a molding surface (transfer surface). Proposed.
特許文献２には、被膜として、ＴｉＡｌＮ膜をスパッタ法により形成し、炭素イオンの打ち込みを行なった成形金型が提案されている。 Patent Document 2 proposes a molding die in which a TiAlN film is formed as a coating by sputtering and carbon ions are implanted.
特許文献３には、被膜として、テトラヘドラルアモルファス炭素膜（ｔａＣ膜）、水素化テトラヘドラルアモルファス炭素膜（ａ−Ｃ：Ｈ膜）が記述されている。 Patent Document 3 describes a tetrahedral amorphous carbon film (taC film) and a hydrogenated tetrahedral amorphous carbon film (aC: H film) as coatings.
一般的にａ−Ｃ：Ｈ膜、硬質炭素膜、ｔａＣ膜、を用いた型は、型とガラスとの離型性が良く、ガラスとの融着を起こしにくい利点がある。 In general, a mold using an aC: H film, a hard carbon film, and a taC film has an advantage in that the mold and the glass are easily releasable and hardly cause fusion with the glass.
しかしながら、型と膜の密着性が一般に低く、成形操作を、数百回以上繰り返して行うと、前記膜が部分的に剥離し、成形品において、十分な成形性能が得られないことがあるなど、耐久性に問題があった。 However, the adhesion between the mold and the film is generally low, and when the molding operation is repeated several hundred times or more, the film is partially peeled off, and the molded product may not have sufficient molding performance. There was a problem with durability.
さらに、デジタルカメラ等の小型化に伴い、高屈折率ガラスのプレス成形が望まれるようになった。一般に、高屈折率ガラスは成形温度が６５０℃以上と高いため、一般的にａ−Ｃ：Ｈ膜、硬質炭素膜を用いた成形金型は、耐久性に問題があった。 Furthermore, with the miniaturization of digital cameras and the like, high-refractive-index glass press molding has been desired. In general, since a high refractive index glass has a molding temperature as high as 650 ° C. or higher, a molding die using an aC: H film or a hard carbon film generally has a problem in durability.
また、成形金型の表面が炭素系の膜の場合、炭素膜を酸素プラズマ等で除去して、繰り返し炭素系膜を成膜する必要があった。 Further, when the surface of the molding die is a carbon-based film, it is necessary to repeatedly form the carbon-based film by removing the carbon film with oxygen plasma or the like.
本出願に係る発明の第１の目的は、６５０℃以上の高温で繰り返してガラス素材をプレス成形しても、離型層の剥離を防止することにある。 The first object of the invention according to the present application is to prevent the release layer from peeling even if the glass material is repeatedly press-molded at a high temperature of 650 ° C. or higher.
本出願に係る発明の第２の目的は、離型層を繰り返し再生して、成形に用いることにある。 The second object of the invention according to the present application is to repeatedly reproduce the release layer and use it for molding.
これらの問題点を解決するために本発明では、母材の一部に成型面を有する成形金型において、前記成型面に、金属チタンからなる層、窒化チタンアルミニウムからなる層、炭化珪素からなる層、テトラヘドラルアモルファスカーボンからなる層が順次積層されていることを特徴とする成形金型を提供する。 In order to solve these problems, in the present invention, in a molding die having a molding surface as a part of a base material, a layer made of titanium metal, a layer made of titanium aluminum nitride, and silicon carbide are formed on the molding surface. There is provided a molding die characterized in that a layer and a layer made of tetrahedral amorphous carbon are sequentially laminated.
本発明によれば、高温で離型層の密着性、耐久性がよく、さらには離型層を再生して繰り返し使用できる成形金型を、良好な表面粗さで形成することが可能となり、高屈折率ガラスからなる光学素子を大幅なコストダウンして提供することができる。 According to the present invention, it is possible to form a molding die with good surface roughness, which has good adhesion and durability of the release layer at high temperatures, and can be used repeatedly by regenerating the release layer. An optical element made of high refractive index glass can be provided at a significant cost reduction.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら、具体的に説明する。
ここで、本発明の成形金型の模式的断面を図１に示す。成型面（以下、転写面と呼称する）上に設けた被膜は、説明のため厚みを増して描いている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
Here, the typical cross section of the molding die of this invention is shown in FIG. The film provided on the molding surface (hereinafter referred to as the transfer surface) is drawn with an increased thickness for the sake of explanation.
図１において、１１は炭化タングステン（ＷＣ）を主成分とする超硬合金で、光学素子を成形するための転写面を有する。 In FIG. 1, 11 is a cemented carbide containing tungsten carbide (WC) as a main component, and has a transfer surface for molding an optical element.
なお、図１では、凸形状のレンズ成形金型を示したが、本発明では、形状に限定されるものでなく、凹面レンズ成形金型、非球面レンズ成形金型、シリンドリカルレンズ成形金型など形状に限定されるものではない。 Although FIG. 1 shows a convex lens molding die, the present invention is not limited to the shape, but includes a concave lens molding die, an aspherical lens molding die, a cylindrical lens molding die, and the like. The shape is not limited.
１２は金属チタン（Ｔｉ）で形成された下地層である。型とガラスとの離型性が良い材料は一般に型との密着性が低いので、他の膜を介して金型に設けられる。この下地層は以下説明する中間層とともに、超硬合金で製造された成形金型の表面をならし、さらに重ねて他の膜を形成する下地を作るために設けられている。 Reference numeral 12 denotes an underlayer formed of titanium metal (Ti). Since a material having good mold releasability between the mold and glass generally has low adhesion to the mold, it is provided on the mold through another film. This underlayer is provided together with an intermediate layer described below for leveling the surface of a molding die made of cemented carbide and further forming an underlayer for forming another film.
１３は窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）で形成された中間層である。
１４はプラズマソースイオンインプラテーション法（Ｐｌａｓｍａ−Ｓｏｕｃｅ−Ｉｏｎ−Ｉｍｐｌａｔａｔｉｏｎ、以下ＰＳＩＩ法）より成膜された、炭化珪素（ＳｉＣ）で形成された密着層ある。この密着層は、下地層と中間層を介して成形金型の転写面と密着し、さらに密着層に重ねて設けられる離型層とも密着して、離型層が成形金型から剥離するのを防止するために設けられている。
Reference numeral 13 denotes an intermediate layer formed of titanium aluminum nitride (TiAlN).
Reference numeral 14 denotes an adhesion layer made of silicon carbide (SiC) formed by a plasma source ion implantation method (Plasma-Source-Ion-Implatation, hereinafter referred to as PSII method). The adhesion layer is in close contact with the transfer surface of the molding die through the base layer and the intermediate layer, and is also in close contact with the release layer provided on the adhesion layer, so that the release layer is peeled off from the molding die. It is provided to prevent this.
１５はフィルタードアークカソーディックバキュームアーク法（ＦＣＶＡ法）により成膜されたテトラヘドラルアモルファスカーボン（ｔａＣ）による離型層である。この離型層は、ガラスの光学素子のプレス成形するにあたりプレス後に成形金型と光学素子とを、ガラスと型とが融着せずに離すために設けられている。 Reference numeral 15 denotes a release layer made of tetrahedral amorphous carbon (taC) formed by a filtered arc cathodic vacuum arc method (FCVA method). This release layer is provided to press and mold the glass optical element after the press so that the mold and the optical element are separated from each other without fusing the glass and the mold.
以上の層を型母材に対して順次積層する。
図２は下地層、及び中間層を形成するスパッタ成膜装置の模式断面図である。真空チャンバー２１に型母材２２を設置し、型母材２２は回転軸２３でターゲット上を回転する。熱伝対２６で温度検出を行い、ハロゲンランプ等のヒーター２７で３００℃まで加熱し、チャンバー内の到達真空度を、１×１０−３Ｐａ以下排気する。
The above layers are sequentially laminated on the mold base material.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a sputtering film forming apparatus for forming an underlayer and an intermediate layer. A mold base material 22 is installed in the vacuum chamber 21, and the mold base material 22 rotates on the target by a rotating shaft 23. The temperature is detected with a thermocouple 26, heated to 300 ° C. with a
次に、アルゴンガスを導入し、型母材２２を回転させ、金属チタンターゲット（Ｔｉ）２４に図示していないＲＦ高周波電源よりマッチングボックスを介して高周波を印加して、ターゲットをスパッタすることにより、金属チタン（Ｔｉ）層を０．１〜０．５μｍ形成する。 Next, argon gas is introduced, the mold base material 22 is rotated, high frequency is applied to the metal titanium target (Ti) 24 from an RF high frequency power source (not shown) through a matching box, and the target is sputtered. A metal titanium (Ti) layer is formed in a thickness of 0.1 to 0.5 μm.
アルゴンガスと窒素ガスを導入し、型母材２２を回転させ、金属チタン（Ｔｉ）ターゲット２４と金属アルミニウム（Ａｌ）ターゲット２５に図示していないＲＦ高周波電源よりマッチングボックスを介して高周波を印加して、ターゲットをスパッタする。 Argon gas and nitrogen gas are introduced, the mold base material 22 is rotated, and a high frequency is applied to the metal titanium (Ti) target 24 and the metal aluminum (Al) target 25 from an RF high frequency power source (not shown) through a matching box. Sputter the target.
その際、型母材２３にＲＦ高周波電源２８より、図示していないマッチングボックスを介して回転軸２３を通して高周波を印加して、ＴｉＡｌＮ層１３を０．２〜５μｍ形成する。 At that time, a high frequency is applied to the mold base 23 from the RF high frequency power supply 28 through the rotating shaft 23 through a matching box (not shown) to form a TiAlN layer 13 having a thickness of 0.2 to 5 μm.
ＴｉとＡｌの組成比は、ターゲットに印加するそれぞれの高周波のパワーを変えることで達成される。
ＴｉとＡｌの組成比は、０．３から０．７が望ましい。
The composition ratio of Ti and Al is achieved by changing the power of each high frequency applied to the target.
The composition ratio of Ti and Al is preferably 0.3 to 0.7.
また、下地層と中間層の成膜法として、スパッタ法で説明したが、公知のＣＶＤ、イオンプレーティング法でも可能で、成膜装置も上記成膜装置に限定されるものではない。 Further, although the sputtering method has been described as the film formation method for the base layer and the intermediate layer, a known CVD or ion plating method is also possible, and the film formation apparatus is not limited to the above film formation apparatus.
図３は、プラズマソースイオンインプラテーション法（ＰＳＩＩ法）の成膜装置を示す模式図である。３１は真空チャンバー、３２はイオン源で、不図示のバルブ、ガス流量調整器、圧力調整器、ガスボンベが接続されており、加熱されたフィラメントと電場を用いて炭素含有ガスをイオン化することができる。 FIG. 3 is a schematic view showing a film forming apparatus of a plasma source ion implantation method (PSII method). A vacuum chamber 31 and an ion source 32 are connected to a valve (not shown), a gas flow regulator, a pressure regulator, and a gas cylinder, and can ionize a carbon-containing gas using a heated filament and an electric field. .
３３は基材ホルダーにバイアスを印加するための電源である。
３４はイオンビームを模式的に示したものであり、３５は下地層と中間層とを表面に形成された型母材である。図３では説明のため凹状の転写面を有する型母材が描かれている。
Reference numeral 33 denotes a power source for applying a bias to the substrate holder.
34 schematically shows an ion beam, and 35 is a mold base material having an underlayer and an intermediate layer formed on the surface. In FIG. 3, a mold base material having a concave transfer surface is illustrated for explanation.
また、３６はガス排気口で、バルブ、ターボ分子ポンプ、ロータリーポンプ（何れも図示せず）が接続されている。また３７は基材ホルダーで型材を固定することができる。
なお、本発明で用いられる成膜装置は、上記装置に何ら限定されるものではない。
Reference numeral 36 denotes a gas exhaust port to which a valve, a turbo molecular pump, and a rotary pump (not shown) are connected. Reference numeral 37 denotes a base material holder which can fix the mold material.
In addition, the film-forming apparatus used by this invention is not limited to the said apparatus at all.
次に、ＰＳＩＩ装置を用いて、ＳｉＣの成膜方法について説明する。
真空チャンバー３１に型母材３５を設置し、不図示のハロゲンランプ等のヒーターで３００℃まで加熱し、チャンバー内の到達真空度を、１×１０−５Ｐａ以下に排気する。
Next, a SiC film forming method using a PSII apparatus will be described.
The mold base material 35 is installed in the vacuum chamber 31 and heated to 300 ° C. with a heater such as a halogen lamp (not shown), and the ultimate vacuum in the chamber is exhausted to 1 × 10 −5 Pa or less.
ＨＤＭＳ（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）等の珪素と炭素を含むガスを導入し、３２のイオン源でイオン化する。 A gas containing silicon and carbon, such as HDMS (hexaethyldisilazane), TEOS (Tetraethyl orthosilicate), or the like, is introduced and ionized with 32 ion sources.
型母材３５を回転させ、３３の基材ホルダーに、バイアスを印加するための電源によりパルス状の直流を１〜８ｋＶを印加して、ＳｉＣ層を１０〜１００ｎｍ形成する。 The die base material 35 is rotated, and a pulsed direct current of 1 to 8 kV is applied to a 33 base material holder by a power source for applying a bias to form a SiC layer of 10 to 100 nm.
また、これらの成膜法として、ＣＶＤ法で説明したが、公知のスパッタ、イオンプレーティング法でも可能で、成膜装置も上記成膜装置に限定されるものではない。
図４はｔａＣ膜を形成するＦＣＶＡ法の成膜装置の模式断面図である。
In addition, although the CVD method has been described as the film forming method, a known sputtering or ion plating method is also possible, and the film forming apparatus is not limited to the above film forming apparatus.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an FCVA film forming apparatus for forming a taC film.
次に、ｔａＣの成膜方法について以下に説明する。
真空チャンバー４１に型母材４２を設置し、チャンバー内の到達真空度を、１×１０−５Ｐａ以下排気する。
Next, a method of forming taC will be described below.
The
バキュームアーク電源４６により、アークプラズマ生成室４５で炭素プラズマを生成し、フィルター４４により、炭素イオンを抽出して、炭素イオンを型母材４２に照射する。
A carbon plasma is generated in an arc plasma generation chamber 45 by a vacuum arc power source 46, carbon ions are extracted by a
炭素イオンを型母材４２に照射する際、パルス状直流電源４３を用いて、型母材に−５００〜５ＫＶ印加して、ｔａＣ層を５０〜１０００ｎｍ形成する。
When the
また、本発明の実施の形態では、ＰＳＩＩ法の成膜装置とＦＣＶＡ法の成膜装置は、別々の装置を用いて成膜したが、これは説明をわかりやすくするためである。 In the embodiment of the present invention, the film forming apparatus of the PSII method and the film forming apparatus of the FCVA method are formed using different apparatuses, for the sake of easy understanding.
通常は、ＰＳＩＩ法の成膜装置とＦＣＶＡ法の成膜装置を同一チャンバーに具備する成膜装置で成膜するのが、密着性、コンタミ低減の観点から望ましい。
しかし、別々の成膜装置で成膜しても、本発明の効果を損なうものではない。
In general, it is desirable to form a film using a film forming apparatus equipped with a PSII film forming apparatus and an FCVA film forming apparatus in the same chamber from the viewpoint of adhesion and contamination reduction.
However, the effect of the present invention is not impaired even if the films are formed by separate film forming apparatuses.
図１は、本発明に係る成形金型の模式断面図を示すものである。
最初に、ＷＣを主成分とする超硬合金１１に、図２に示すスパッタリング装置を用いて成形面側に、Ｔｉ層１２を３００ｎｍ、ＴｉＡｌＮ層１３を７００ｎｍ成膜した。
FIG. 1 shows a schematic sectional view of a molding die according to the present invention.
First, a 300 nm Ti layer 12 and a 700 nm TiAlN layer 13 were formed on the cemented carbide 11 containing WC as a main component on the molding surface side using the sputtering apparatus shown in FIG.
次に型母材を図３に示すプラズマソースイオンインプラテーション法（ＰＳＩＩ法）の成膜装置に設置し、ＳｉＣ層１４を６０ｎｍ成膜した。 Next, the mold base material was placed in a plasma source ion implantation method (PSII method) film forming apparatus shown in FIG. 3, and a SiC layer 14 was formed to a thickness of 60 nm.
最後に型母材を図４に示すＦＣＶＡ法の成膜装置に設置し、ｔａＣ層１４を２００ｎｍ成膜した。ＦＣＶＡ法によりｔａＣ層を成膜したため膜全体にわたって均質で、かつＳｉＣ層との密着性が良好な高品位な膜を形成できた。 Finally, the mold base material was placed in the FCVA film forming apparatus shown in FIG. 4, and the taC layer 14 was formed to a thickness of 200 nm. Since the taC layer was formed by the FCVA method, it was possible to form a high quality film that was homogeneous throughout the film and had good adhesion to the SiC layer.
次に、この成形金型を用いて光学レンズの成形を８００ショット行った。
成形ガラスは、希土類を含む棚珪酸系ガラス（Ｔｇ：６１０℃、屈折率：１．８６）で、成形条件は、窒素雰囲気下、プレス温度６８０℃で行った。成形中、型と成形された光学素子との離型性は良好であった。
Next, an optical lens was molded by 800 shots using this molding die.
Molded glass was shelf silicate glass containing rare earth (Tg: 610 ° C., refractive index: 1.86), and the molding conditions were a nitrogen atmosphere and a press temperature of 680 ° C. During molding, the mold release property between the mold and the molded optical element was good.
また、成形後の型表面を走査型電子顕微鏡で観察した所、膜剥離、クラックの発生、更には、ガラスの融着が認められず、良好な型表面性を有していた。 Further, when the mold surface after molding was observed with a scanning electron microscope, film peeling, generation of cracks, and fusion of glass were not observed, and the mold surface property was good.
したがって６５０℃以上の高温で繰り返してガラス素材をプレス成形しても、離型層の剥離を防止することができた。 Therefore, even if the glass material was repeatedly press-molded at a high temperature of 650 ° C. or higher, it was possible to prevent the release layer from peeling off.
また、成形ガラスレンズも、ガラスの割れが見られず、良好な表面粗さであった。 The molded glass lens also had good surface roughness with no glass breakage.
更に、成形に用いた成形型を、酸素アッシング装置を用いて、ＳｉＣ、ｔａＣ層を除去し、ＴｉＡｌＮ面上をダイヤモンドペーストで洗浄を行った。ＴｉＡｌＮ面には特に大きな欠損は見らなかった。 Further, the SiC and taC layers were removed from the molding die used for molding using an oxygen ashing apparatus, and the TiAlN surface was washed with diamond paste. There was no particularly large defect on the TiAlN surface.
そして、この型に、再度、ＳｉＣ、ｔａＣ層を形成して、同条件で成形を行ったが、１回目と同様な結果を得た。型母材上に成膜した各層ごとの組成と膜厚を以下の表１に示す。 Then, SiC and taC layers were again formed on this mold, and molding was performed under the same conditions, but the same results as in the first time were obtained. Table 1 below shows the composition and film thickness for each layer formed on the mold base material.
（比較例１）
実施例１において、中間層であるＴｉＡｌＮに代えて、ＴｉＮを形成する以外は同様に成形金型を製造した。
(Comparative Example 1)
In Example 1, a molding die was manufactured in the same manner except that TiN was formed instead of TiAlN as the intermediate layer.
この成形金型を用いて実施例１と同様に光学レンズの成形を行なったが、５５０ショットで、ｔａＣ層の剥離が一部発生した。 Using this molding die, an optical lens was molded in the same manner as in Example 1. However, a part of the taC layer was peeled off at 550 shots.
更に、成形に用いた成形型を、酸素アッシング装置を用いて、ＳｉＣ、ダイヤモンド状炭素層を除去し、ＴｉＮ面上をダイヤモンドペーストで洗浄を行ったが、ＴｉＮ面にキズが発生していたため、中間層に重ねて再度、ＳｉＣ、ｔａＣ層を形成して型を再生することはできなかった。したがって下地層としてのＴｉ層に続いてはＴｉＡｌＮを中間層として形成することが望ましい事が分かった。 Furthermore, the mold used for the molding was removed from the SiC and diamond-like carbon layers using an oxygen ashing device, and the TiN surface was washed with diamond paste, but scratches were generated on the TiN surface. It was not possible to regenerate the mold by forming SiC and taC layers again on the intermediate layer. Therefore, it was found that it is desirable to form TiAlN as an intermediate layer after the Ti layer as the underlayer.
（比較例２）
実施例１において、ＦＣＶＡ法によるｔａＣ層の代えて、密着層であるＳｉＣ層を形成した後、引き続き、ＰＳＩＩ法の成膜装置に、トルエンなどの芳香族炭化水素ガスを導入し、離型層として優れた特性を有するとされるダイヤモンド状炭素層を２００ｎｍ形成する以外は同様に成形金型を製造した。
(Comparative Example 2)
In Example 1, instead of the taC layer by the FCVA method, an SiC layer as an adhesion layer was formed, and subsequently, an aromatic hydrocarbon gas such as toluene was introduced into the film forming apparatus of the PSII method, and the release layer A molding die was produced in the same manner except that a diamond-like carbon layer having a thickness of 200 nm was formed.
次に、この成形金型を用いて実施例１と同様に光学レンズの成形を行なったが、３００ショットで微小なダイヤモンド状炭素層の剥離が多数発生した。 Next, using this molding die, an optical lens was molded in the same manner as in Example 1. However, a large number of fine diamond-like carbon layers were peeled off after 300 shots.
更に、成形に用いた成形型を、酸素アッシング装置を用いて、ＳｉＣ、ダイヤモンド状炭素層を除去し、ＴｉＡｌＮ面上をダイヤモンドペーストで洗浄を行ったが、ＴｉＡｌＮ面にキズが発生しているため、中間層であるＴｉＡｌＮ層に重ねて再度、ＳｉＣ、ｔａＣ層を形成して型を再生することはできなかった。したがって密着層であるＳｉＣ層に重ねて形成する離型層には、ＦＣＶＡ法によるｔａＣ層が良いことがわかった。 Furthermore, the SiC and diamond-like carbon layers were removed from the mold used for molding using an oxygen ashing device, and the TiAlN surface was cleaned with diamond paste, but scratches were generated on the TiAlN surface. It was impossible to regenerate the mold by forming SiC and taC layers again on the TiAlN layer as the intermediate layer. Therefore, it was found that a taC layer formed by the FCVA method is good for the release layer formed over the SiC layer as the adhesion layer.
（比較例３）
型母材に重ねて下地層にＴｉ、中間層にＴｉＡｌＮ、密着層にＳｉＣ、離型層にダイヤモンド状炭素層を順次備えた比較例２における光学素子成形金型の、中間層であるＴｉＡｌＮ層に代えて、剥離を抑えるためにＴｉＮ層にする以外は同様に成形金型を製造した。
(Comparative Example 3)
Ti superimposed on the mold base material in the base layer, TiAlN the intermediate layer, SiC adhesion layer, the optical element molding die of Comparative Example 2 were successively provided with a diamond-like carbon layer on the release layer, an intermediate layer TiAlN In place of the layer , a molding die was similarly manufactured except that a TiN layer was used in order to suppress peeling.
この成形金型を用いて実施例１と同様に光学レンズの成形を行なったが、２００ショットで微小なダイヤモンド状炭素層の剥離が多数発生した。 Using this molding die, an optical lens was molded in the same manner as in Example 1. However, a large amount of peeling of the diamond-like carbon layer occurred in 200 shots.
更に、成形に用いた成形型を、酸素アッシング装置を用いて、ＳｉＣ、ダイヤモンド状炭素層を除去し、ＴｉＮ面上をダイヤモンドペーストで洗浄を行ったが、ＴｉＮ面にキズが発生しているため、中間層に重ねて再度、ＳｉＣ、ｔａＣ層を形成して型を再生することはできなかった。 Furthermore, the mold used for molding was removed from the SiC and diamond-like carbon layers using an oxygen ashing device, and the TiN surface was cleaned with diamond paste, but scratches were generated on the TiN surface. It was impossible to regenerate the mold by forming SiC and taC layers again on the intermediate layer.
ガラス素材のプレス成形により、レンズ、プリズムなどのガラスよりなる光学素子を製造する際に使用される成形金型に好適に用いられる。 It is suitably used for a molding die used when manufacturing an optical element made of glass such as a lens or a prism by press molding of a glass material.
３４ イオンビームを模式的に示したもの
３５ 型母材
３６ ガス排気口
３７ 基材ホルダー
34 schematically showing an ion beam 35 mold base material 36 gas exhaust port 37 base material holder
Claims (7)
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