JPH04154634A

JPH04154634A - 光学素子成形用型及びその製造方法

Info

Publication number: JPH04154634A
Application number: JP27782090A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Taniguchi; 靖谷口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 1992-05-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、レンズ、プリズム等のガラスよりなる光学素
子を、ガラス素材のプレス成形により製造するのに使用
される型およびその製造方法に関するものである。

［従来の技術］研摩工程を必要としないで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レンズの製造におい
て必要とされた複雑な工程をなくし、簡単且つ安価にレ
ンズを製造することを可能とし、近来、レンズのみなら
ずプリズムその他のガラスよりなる光学素子の製造に使
用されるようになってきた。

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、硬さ、耐熱性、離型性
、鏡面加工性等に優れている事が挙げられる。従来、こ
の種の型材として、金属、セラミックス及びそれらをコ
ーティングした材料等、数多（の提案がされている。い
（つかの例を挙げるならば、特開昭４９−５１１１２に
は１３（：ｒマルテンサイト鋼が、特開昭５２−４５６
１３にはＳｉＣ及び５ＬｓＮ４が、特開昭６０−２４６
２３０には超硬合金に貴金属をコーティングした材料が
、又、特開昭６１−１８３１３４゜特開昭６１−２８１
０３０．特開平１−３０１８６４にはダイヤモンド薄膜
又はダイヤモンド状炭素膜をコーティングした材料が、
特開昭６４−８３５２９には硬質炭素膜をコーティング
した材料が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、１３Ｃｒマルテンサイト鋼は酸化しやすく、さ
らに高温でＦｅが硝子中に拡散して硝子が着色する欠点
をもつ、又、　ＳｉＣ、５ｉｓＮ４は一般的に酸化され
にくいとされているが、高温ではやはり酸化がおこり表
面にＳｉｎｇの膜が形成される為硝子と融着を起こし、
さらに高硬度の為型自体の加工性が極めて悪いという欠
点を持つ、貴金属をコーティングした材料は融着は起こ
しにくいが、極めて軟かい為、傷がつきゃすく又変形し
やすい欠点をもつ。

また、ダイヤモンド薄膜、ダイヤモンド状炭素膜（以下
ＤＬＣ膜という）、水素化アモルファス炭素膜（以下ａ
−Ｃ：Ｈ膜という）、硬質炭素膜を用いた型は、型とガ
ラスの離型性が良（ガラスの融着な起こさないが、成形
操作を数百回以上繰り返し行なうに従い前記膜が部分的
は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。

膜剥離の原因として以下のことが考えられる。

■前記の膜はいずれも非常に大きな圧縮応力を有してお
り、成形プロセスにおける急加熱−急冷却という熱サイ
クルにより応力開放の結果として剥離、クラック等が生
じる。同様に、型母材と膜の熱膨張係数の違いと熱サイ
クルに起因する熱応力によっても剥離、クラック等が生
じる。

■型母材によっては、表面状態により膜が部分的に形成
されなかったり、膜厚が薄いことがある。例えばＷＣ−
ＣｏやＳｉＣ，５ｔｓＮ４等の焼結体においては、粒の
欠落や焼結のボアが避けられず、成形研磨面に大きな場
合で数μｍ程度の穴が存在している。こうした面に膜を
形成したとき、これらの穴の部分には膜が形成されなか
ったり、膜厚が極端に薄い状態になる。従って、こうし
た部分の密着性や機械的強度は著しく低下するため、剥
離、クラックの発生起点となる。

■ＩＣ−Ｇｏに代表される焼結体中の焼結助剤と前記膜
の間で拡散による合金形成が生じる。こうした部分は成
形時にガラスの融着が生じたり、ガラス中に含有される
成分と反応し析出物を生じ、結果として耐久性の劣化を
引き起こす。

以上の様に、成形性、耐久性、経済性に優れた光学素子
成形用型を実現するに至っていない。

従って、型母材上に、ダイヤモンド膜、ＤＬＣ膜、ａ−
Ｃ：Ｈ膜、硬質炭素膜のいずれかの膜が形成され、密着
力、硬度に優れ、ガラスの成形に際しガラスの融着や含
有成分の反応析出物を生じることのない、離型性、耐久
性に優れた光学素子成形用型およびその製造方法を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］すなわち、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おいて、前記型母材
の少なくとも成形面にＳｉまたはＢかうなる中間層を介
して、ダイヤモンド膜、ダイヤモンド状炭素膜、水素化
アモルファス炭紫膜および硬質炭素膜から選ばれる１種
の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、■ガラスよりなる光学−子のプレス成形に用いる光
学素子成形用型の製造方法において、前記型母材の少な
（とも成形面にＳｉまたはＢかうなる中間層を形成し、
次いで該中間層上にダイヤモンド膜、ダイヤモンド状炭
素膜、水素化アモルファス炭素膜および硬質炭素膜から
選ばれる１種の膜を形成した後、成形温度以上で熱処理
することを特徴とする光学素子成形用型の製造方法、並
びに■前記光学素子成形用型の製造方法により得られた
光学素子成形用型である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いられる型母材材料はｌ＃ｃ、　ＳｉＣ。

Ｔｉｃ、　ＴａＣ，ＢＮ、　５ｉＪ４．　ＴｉＮ、　Ｔ
ａＮ、＾ＩＮ、　５ｉｆｔ。

Ａｌ＊Ｏｉ、　Ｚｒ０ｉ、　Ｗ、丁ａ、　Ｍｏ、サーメ
ット、サイアロン、ムライト、カーボン・コンポジット
（Ｃ／Ｃ）、カーボン・ファイバー（ＣＦ　）　、　Ｉ
Ｃ−Ｃｏ合金等から選ばれる。

これらの型母材の成形面に真空蒸着、スパッタ、イオン
ブレーティング、イオンビームスパッタ等（７）ＰＶＤ
法や熱ＣＶＤ、ブラダ？ＣＶＤ　（ＰＣＶＤ）等のＣＶ
Ｄ法により、ＳＬまたはＢからなる中間層を形成する。

中間層の膜厚は１００人〜１０μｌ程度が好ましい。膜
厚の下限は型母材成分の炭素膜への拡散を容易に防止で
きる最低の膜厚であり、上限は膜の内部応力を効率よ（
緩和できる最大の膜厚である。

次に、ダイヤモンド膜、ＤＬＣ膜、ａ−Ｃ：Ｈ膜、硬質
炭素膜を形成する。

ダイヤモンド（薄）膜は、マイクロ波プラズマＣＶＤ法
、熱フイラメントＣＶＤ法、プラズマ・ジェット法、電
子サイクロトロン共鳴プラズマＣＶＤ法等により、ＤＬ
Ｃ膜、ａ−Ｃ：Ｈ膜および硬質炭素膜は、プラズマＣＶ
Ｄ法、イオンビーム・スパッタ法、イオンビーム蒸着法
、プラズマ・スパッタ法等により形成される。膜の形成
に用いるガスとしては、含炭素ガスであるメタン、エタ
ン、プロパン、エチレン、ベンゼン、アセチレン等の炭
化水素；塩化メチレン、四塩化炭素、クロロホルム、ト
リクロルエタン等のハロゲン化炭化水素；メチルアルコ
ール、エチルアルコール等のアルコール類、（ＣＨｘ）
ｘｃｏ、　（ＣｓＨｓ）＊ＣＯ等のケトン類；　ＣＯ，
、ＣＨｘ等のガス、およびこれらのガスにＮ２．　Ｈｚ
、　０２．　Ｎ２０．　Ａｒ等のガスを混合したものな
どが挙げられる。

なお、中間層とダイヤモンド膜、ＤＬＣ膜、ａ−Ｃ：Ｈ
膜、硬質炭素膜の形成は、同一装置内で連続して行なう
ことが不純物の混入や酸化膜の形成を防ぐ上で好ましい
、しかしながら、こうした点に十分注意して成膜する場
合には連続成膜でなくてもさしつかえない。

本発明における中間層の役割は以下の点にある。

■型母材とダイヤモンド膜、ＤＬＣ膜、ａ−Ｃ：Ｈ膜、
硬質炭素膜の内部応力を緩和すると共に、熱膨張係数の
違いによる熱応力を緩和する。

■型母材と中間層、中間層とダイヤモンド膜、ＤＬＣ膜
、ａ−Ｃ：Ｈ膜、硬質炭素膜のそれぞれの界面において
相互に拡散し安定な拡散層を形成し、密着性を改善する
。

■中間層により型母材成分のダイヤモンド膜、ＤＬＣ膜
、ａ−Ｃ：）ｌ膜、硬質炭素膜への拡散を防止するバリ
ヤー層として働く。

■型母材の表面状態を改善する。

また、ダイヤモンド膜、ＤＬＣ膜、ａ−Ｃ：Ｈ膜、硬質
炭素膜を形成後これを熱処理することにより、型母材と
中間層、中間層とダイヤモンド膜、ＤＬＣ膜、ａ−Ｃ：
Ｈ膜、硬質炭素膜の界面における拡散状態を促進し、相
互の密着性を改善する。更に、ＤＬＣ膜やａ−Ｃ：Ｈ膜
の様に膜中に水素を含有している膜については、成形温
度以上の温度で熱処理し膜中の水素を脱離することによ
り、内部応力を減少させると共に、膜中のダングリング
ボンドを減少させることにより、ガラスの融着やガラス
成分の反応析出物の発生を防止する効果かある。

なお、熱処理温度の下限は成形温度であり、これ未満で
あるとガラス成分の反応析出物が発生する。また、上限
は特にはないが、１，０００℃以下であることが好まし
い、これを越えるとグラファイト結晶化や酸化による劣
化、膜の機械的強度の劣化を生じ易い。

熱処理の雰囲気としては、温度にも依存するが、Ｈｅ、
　Ｎｅ、　Ａｒ、　Ｋｒ、　Ｘｅ等の不活性ガスやＮ、
、　Ｈ。

ガス雰囲気あるいはこれらのガスのうち２種以上を混合
したガス中や減圧中が好ましい、該雰囲気中いおける酸
素分圧はＩ　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒ以下が好ましい＊　
　Ｉ　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒを越えると膜が酸化され易
い。

［実施例］以下１図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。

Ｋ施■ユ第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。

第１図は光学素子のプレス成形面の状態を示し、第２図
は光学素子成形後の状態を示す、第１図中１は型母材、
２，５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ａ−Ｃ：Ｈ膜、中間層、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
間に置かれた硝子素材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。

次に、本発明の光学素子成形用型について詳細に説明す
る。

型母材としてＩＣ−Ｃｏ、　ＳｉＣ，５ｉＪ４．　Ｗ、
サーメット、Ｃ／Ｃを所定の形状に加工し、成形面を鏡
面に研磨した。このときの面精度はえ７２０９表面粗さ
はＲｍａｘ＋０．０２　μｒｎとした。

次に、中間層およびａ−Ｃ：Ｈ膜を形成するために用い
たＩ　Ｖ　Ｄ　（Ｉｏｎ　Ｂｅａｍ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）成膜装置の該略図を第３図に示す。

図中６は型母材、７はイオンビーム装置、８は真空槽、
９はガス導入口、１０イオン化室、１１は排気系、１２
はイオンビーム引出しグリッド、１３は電子銃、１４は
水晶振動子式膜厚モニター、１５は中間層物質である。

型母材６は不図示のヒータにより加熱することができる
。

前記型母材を第３図の装置に設置し、これをＩ　Ｘ　ｌ
　Ｏ−’Ｔｏｒｒまで排気し、電子銃１３により純度９
９．９９９％のＳｉを真空蒸着した。このとき基板温度
は３００℃とし、膜厚２．０００人に形成した０次に、
ガス導入口９よりＣＨ４：ガス２０　ＳＣＣＭ、　Ｈ，
ガス４０　ＳＣＣＭをイオン化室１０に導入しイオン化
した。このときのガス圧は７　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒと
した。

イオンビーム引出しグリッド１２に５００Ｖの電圧を印
加してイオンビームな引出し、型母材に照射してａ−Ｃ
：Ｈ膜を６．０００人形成した。このとき型母材は３０
０℃に加熱した。

次に、この型を熱処理炉に設置し熱処理した。

第４図に用いた熱処理炉の該略図を示す。図中１６は真
空槽、１７ガス導入系、１８は排気系、１９はヒータ、
２０は成形用型である。熱処理炉に成形用型を設置した
後、排気系１８より真空槽をＩ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ
まで排気し、次にガス導入系１７により窒素ガスを導入
し真空槽内を１．２気圧とした。ヒータ１９により加熱
を行ない成形用型を６００℃、３０分間熱処理した。

次に、本発明による光学素子成形用型によって硝子レン
ズのプレス成形を行なった例を示す。

第５図中、５１は真空槽本体、５２はそのフタ、５３は
光学素子を成形する為の上型、５４はその下型、５５は
上型をおさえるための上型おさえ、５６は用型、５７は
型ホルダ−，５８はヒータ、５９は下型をつき上げるつ
き上げ棒、６０は該つき上げ棒を作動するエアシリンダ
、６１は油回転ポンプ、６２，６３．６４はバルブ、６
５は不活性ガス流入パイプ、６６はバルブ、６７はリー
クバイブ、６８はバルブ、６９は温度センサ、７０は水
冷パイプ、７１は真空槽を支持する台を示す。

レンズを製作する工程を次に述べる。

フリント光学硝子（ＳＦ１４）を所定の量に調整し、球
状にした硝子素材を型のキャビティー内に置き、これを
装置内に設置する。

ガラス素材を投入した型を装置内に設置してから真空槽
５１のフタ５２を閉じ、水冷バイブ７０に水を流し、ヒ
ータ５８に電流を通す、この時窒素ガス用バルブ６６及
び６８は閉じ、排気系バルブ６２，６３．６４も閉じて
いる。尚油回転ポンプ６１は常に回転している。

バルブ６２を開は排気をはじめ１０−”Ｔｏｒｒ以下に
なったらバルブ６２を閉じ、バルブ６６を開いて窒素ガ
スをボンベより真空槽内に導入する。所定温度になった
らエアシリンダ６０を作動させて２００　ｋｇ／ｃｔａ
”の圧力で１分間加圧する。圧力を除去した後、冷却速
度を一り℃／ｌｌ１ｉｎで転移点以下になるまで冷却し
、その後は一り０℃／ｗｉｎ以上の速度で冷却を行ない
、２００℃以下に下がったらバルブ６６を閉じ、リーク
バルブ６３を開いて真空槽５１内に空気を導入する。そ
れからフタ５２を開は上型おさえをはずして成形物を取
り圧す。

上記のようにして、フリント系光学硝子５Ｆ１４（軟化
点５ｐ＝５８６℃、ガラス転移点Ｔｇ・４８５℃）を使
用して、第２図に示すレンズ４を成形した。

この時の成形条件すなわち時間−温度関係図を第６図に
示す。

成形に用いた型を表１に示す。試料Ｎｏ、７．８は比較
例である。

表　　１前記型を用いて５００回成形を行なった結果を表２に示
す。

表Ｎｏ、１〜６の型について５００回成形した後、光学顕
微鏡、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で成形面を観察したと
ころ、膜剥離やｐｂの析出が見られず、成形面の劣化は
観察されなかった。同様に、成形品についても表面粗さ
、透過率、形状精度等のいずれも問題がなかった。一方
、Ｎｏ、７．８の型では数ｌＯμ鳳を越える部分的な剥
離や、数１００μ園〜数ｍａ＋に及ぶ膜剥離が観察され
た。

以上の結果から明らかなように、本発明による型材は硝
子との離型性に優れ、繰り返しの成形に対しても剥離等
の表面劣化を生じない耐久性に優れた型である。

見立■ユ実施例１と同様の型母材の上に純度９９．９９９％のＢ
を真空蒸着法により　２．５００人形成した以外は、実
施例１と同条件、同方法により型を制作した。

この型を用いて実施例１と同様の成形テストを行ない、
実施例１と同様の結果を得た。特に、型母材上の膜剥離
やクラック等の発生は見られなかった。

叉１１糺旦型母材として所望の形状に加工した焼結ＳｉＣ、サイア
ロン、Ｗを使用した。第７図に示すＬＰＣＶＤにより中
間層として多結晶Ｓｉを形成した。

まず１反応槽（真空槽）８１を排気系８２によつＩ　Ｘ
　１０−’Ｔｏｒｒに排気した後、Ｈｅで０．１％に希
釈したＳｉＨ，をガス供給系８３より導入しｌ　Ｔｏｒ
ｒとし、型母材８４をヒータ８５により６００℃に加熱
し　１．５μｌ形成した。

次に、これらの型母材を冷却した後、粒径１０〜１５μ
ｍのダイヤモンド砥粒を分散させたアルコール溶液中に
入れ、超音波振動により該型表面を傷付処理した。これ
をよく洗浄した後第８図に示すマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ装置に型母材を設置した。

まず、排気系８７により反応槽８６を１×１０−’Ｔｏ
ｒｒに排気した後、ガス供給系８８よりＣＨ，：Ｉｓｃ
ｃＭ、　　）１２：２００ＳＣＣＭの流量で反応槽に導
入し、反応槽内の圧力を７０　Ｔｏｒｒとした。次に、
２、４５ＧＨｚのマイクロ波発振器８９を用いマイクロ
波のパワーを６００Ｗとして多結晶ダイヤモンド膜を５
μ鳳形成した。このとき型母材９０は８００℃に加熱し
た。この膜は表面凹凸がＲｗａｘ＝０．３μｍであるた
め、これを天然ダイヤモンドの研磨に用いるスカイフ板
を使い表面粗さＲｗａｘ＝　０．０２μｌに鏡面研磨し
た。

次に、これらの型を用いて実施例１と同様の成形テスト
を行ない、実施例１と同様の結果を得た。

次に、第９図に示す成形装置により硝子成形を行なった
。

第９図において、１０２は成形装置、１０４は取入れ用
置換室であり、１０６は成形室であり、１０８は蒸着室
であり、１１０は取出し用置換室である。１１２，１１
４，１１６はゲートバルブであり、１１８はレールであ
り、１２０は該レール上を矢印Ａ方向に搬送せしめられ
るパレットである。１２４，１３８，１４０，１５０は
シリンダであり、１２６，１５２はバルブである。

１２８は成形室１０６内においてレール１１８に沿って
配列されているヒータである。

成形室１０６内はパレット搬送方向に沿って順に加熱ゾ
ーン１０６−１、プレスゾーン１０６−２および徐冷ゾ
ーン１０６−３とされている。ブレスゾーン１０６−２
において、上記シリンダ１３８のロッド１３４の下端に
は成形用上型部材１３０が固定されており、上記シリン
ダ１４０のロッド１３６の上端には成形用下型部材１３
２が固定されている。これら上型部材１３０及び下型部
材１３２は本発明による型部材である。

蒸着室１０８内においては、蒸着物質１４６を収容した
容器１４２及び該容器を加熱するためのヒータ１４４が
配置されている。

フリント系光学ガラス（ＳＦ１４．軟化点５ｐ＝５８６
℃、ガラス転移点Ｔｇ＝４８５℃）を所定の形状及び寸
法に粗加工して、成形のためのブランクを得た。

ガラスブランクをパレット１２０に装置し、取入れ置換
室１０４内の１２０−１の位置へ入れ、該位置のパレッ
トをシリンダ１２４のロッド１２２によりＡ方向に押し
てゲートバルブ１１２を越えて成形室１０６内の１２０
−２の位置へと搬送し、以下同様に所定のタイミングで
順次新たに取入れ置換室１０４内にパレットを入れ、こ
のたびにパレットを成形室１０６内で１２０−２−・・
・−１２０−８の位置へと順次搬送した。この間に、加
熱ゾーン１０６−１ではガラスブランクをヒータ１２８
により徐々に加熱し１２０−４の位置で軟化点以上とし
た上で、ブレスゾーン１０６−２へと搬送し、ここでシ
リンダ１３８，１４０を作動させて上型部材１３０及び
下型部材１３２により２００　ｋｇ／ｃｍ”の圧力で１
分間プレスし、その後加圧力を解除しガラス転移点以下
まで冷却し、その後シリンダ１３８，１４０を作動させ
て上型部材１３０及び下型部材１３２をガラス成形品か
ら離型した。該プレスに際しては上記パレットが成形用
銅型部材として利用された。しかる後に、徐冷ゾーン１
０６−３ではガラス成形品を徐々に冷却した。なお、成
形室１０６内には不活性ガスを充満させた。

成形室１０６内において１２０−８の位置に到達したパ
レットを、次の搬送ではゲートバルブ１１４を越えて蒸
着室１０８内の１２０−９の位置へと搬送した０通常、
ここで真空蒸着を行なうのであるが、本実施例では該蒸
着を行なわなかった。そして、次の搬送ではゲートバル
ブ１１６を越えて取出し置換室１１０内の１２０−１０
の位置へと搬送した。そして、次の搬送時にはシリンダ
１５０を作動させてロッド１４８によりガラス成形品を
成形装置１０２外へと取出した。

以上のようなプレス工程により３．０００回の成形を行
なった結果、すべての型において成形後の成形面の表面
粗さはＲｍａｘ≦０゜０３μｌ１１（成形前Ｒｗａｘ≦
０．０３μｍ）と、成形された光学素子の表面粗さはＲ
ｗａｘ≦０，０３μｍと良好であり、また成形された光
学素子と型部材との離型性も良好であった。

特に、型の成形面について光学顕微鏡、走査電子顕微鏡
（ＳＥＭ）で観察しても、膜の剥離やクラック等の欠陥
は見られなかった。

罠鳳ＪＬＬ実施例２と同じ型母材を用い、第１０図に示すスパッタ
装置により中間層として純度９９．９９９％のＢを形成
した。すなわち、真空槽１６０を１×１０−’Ｔｏｒｒ
まで排気系１６３で排気した後、ガス供給系１６２より
Ａｒガスを導入し３Ｘ１０−”ＴｏｒｒでＲＦ１１ｉ源
１６４により１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加して
Ｂターゲット１６１をスパッタし、型母材１６５にＢ１
１１を５．０００人形成した。このとき型母材は２５０
℃に加熱し、ＲＦパワー１ｋＷを投入した。

次に、連続して、不図示の９９．９９％のグラファイト
ターゲットに交換し、型母材を３００℃に加熱した後、
Ａｒガスを導入し５　Ｘ　１０−”ＴｏｒｒでＲＦ電源
を投入しＲＦパワー密度３　Ｗ／Ｃｍ”でターゲットを
スパッタし、中間層のＢの上に硬質炭素膜を６．０００
人形成した。

この型を用いて実施例１と同様の成形テストを行ない、
実施例１と同様の結果を得た。

夫五主１実施例１で用いた型母材を第１１図に示すＥＣＲ・プラ
ズマＣＶＤ装置に設置する。次に、空洞共振器（真空槽
）１６６をＩ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒに排気した後、ガ
ス供給系１７０よりＳｉＨ４／　）ｌｔ＝０．１％でガ
ス圧が０．　ＩＴｏｒｒになるよう調整した。マイクロ
波導入窓１６８より２．４５ＧＨｚのマイクロ波をマイ
クロ波導波管１６９より７００Ｗ投入した。このとき、
空洞共振器１６６の外部に電磁石１６７を設置し、マイ
クロ波導入窓１６８の位置で２，０００Ｇａｕｓｓ　、
空洞共振器の出口で８７５　Ｇａｕｓｓとなるような発
散磁場を形成し、ＥＣＲ・プラズマを形成した。このと
き基板ホルダー１７１に設置された型母材１７２を７０
０℃に加熱し７．０００人のＳｉ層を形成した。

次に、ガスの供給を止め真空槽を再び１×１０−”Ｔｏ
ｒｒまで排気し、型母材の加熱温度を３００℃に制御し
た後、ガス供給系１７０よりＣＨ，：　２０　ＳＣＣＭ
、ガス圧８　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒとし、型母材位置で
の磁場強度５５０　Ｇａｕｓｓ　、投入マイクロ波パワ
ーを３００Ｗとし、不図示のバイアス電源により型母材
に一５００Ｖの負バイアスを印加して膜厚ｓ、　ｏｏｏ
人のＤＬＣ膜を形成した。この型を実施例１と同様の条
件、方法により熱処理を行なった。

この型を用いて実施例３と同様の成形テストを行ない、
実施例３と同様の結果を得た。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の光学素子成形用型によれ
ば、型母材の成形面にＳＬまたはＢからなる中間層を介
して、ダイヤモンド膜、ＤＬＣ膜、ａ−Ｃ：Ｈ膜、硬質
炭素膜のいずれかの膜が形成することにより、密着力、
硬度に優れ、ガラスの成形に際しガラスの融着や含有成
分の反応析出物を生じることのない、離型性、耐久性に
優れた光学素子成形用型が得られる。また、型を熱処理
することにより、更に成形性能を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係る光学素子成形用型の一
例を示す断面図であり、第１図は成形前の状態、第２図
は成形後の状態を示す。第３．７，８．１０及び１１図は本発明の実施例で用い
る成膜装置を示す模式断面図で、第３図はＩＶＤ装置、
第７図はＬＰＧＶＤＰＣＶＤ装置はマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ装置、第１０図はスパッタ装置、第１１図はＥＣ
Ｒ−ＰＣＶＤ装置である。第４図は本発明の実施例で用いる熱処理装置である。第５図及び第９図は本発明に係る光学素子成形用型を使
用するレンズの成形装置を示す断面図で、第５図は非連
続成形タイプ、第９図は連続成形タイプである。第６図はレンズ成形の際の時間温度関係図である。１・・・型母材、３・・・ガラス素材、５・・・中間層、７・・・イオンビーム装置、９・・・ガス導入口、１１・・・排気系、１２・・・イオンビーム弓１３・・・電子銃、１５・・・中間層物質、１７・・・ガス導入系、１９・・・ヒータ、５１・・・真空槽本体、５３・・・上型、出しグリッド、１４・・・膜厚モニター１６・・・真空槽、１８・・・排気系、２０・・・成形用型、５２・・・フタ、５４・・・下型、２・・・ａ−Ｃ：Ｈ膜、４・・・成形されたレンズ、６・・・型母材、８・・・真空槽、１０・・・イオン化室、５５・・・上型おさえ、　　　５６・・・調型、５７・
・・型ホルダ−５８・・・ヒーター５９・・・つき上げ
棒、　　　６０・・・エアシリンダ、６１・・・油回転
ポンプ、６２．６３．６４・・・バルブ、６５・・・流入パイプ、　　６６・・・バルブ、６７・
・・流出パイプ、　　６８・・・バルブ、６９・・・温
度センサ、　　　７０・・・水冷パイプ、７１・・・真
空槽を支持する台、８１・・・反応槽、　　　　　８２・・・排気系、８３
・・・ガス供給系、　　８４・・・型母材、８５・・・
ヒータ、　　　　　８６・・・反応槽、８７・・・排気
系、　　　　　８８・・・ガス供給系、８９・・・マイ
クロ波発振器、９０・・・型母材、　　　　　１０２・・・成形装置、
１０４・・・取入れ用置換室、１０６・・・成形室、　　　　１０８・・・蒸着室、１
１０・・・取出し用置換室、１１２・・・ゲートバルブ、１１４・・・ゲートバルブ、１１６・・・ゲートバルブ
、１８・・・レール、　　　　１２０・・・パレット、
２２１５．ロッド、　　　　１２４・・・シリンダ。２６・・・バルブ、　　　　１２８・・・ヒータ、３０
・・・上型、　　　　　１３２・・・下型、３４・・・
ロッド、　　　　　１３６・・・ロッド、３８・・・シ
リンダ、　　　１４０・・・シリンダ、４２・・・容器
、　　　　　１４４・・・ヒータ、４６・・・蒸着物質
、　　　１４８・・・ロッド。５０・・・シリンダ、　　　１５２・・・バルブ、６０
・・・真空槽、６１・・・スパッタターゲット、６２・・・ガス供給系、　　１６３・・・排気系、６４
・・・ＲＦ電源、　　　１６５・・・型母材、６６・・
・空洞共振器、　　１６７・・・外部電磁石、６８・・
・マイクロ波導入窓、６９・・・マイクロ波導波管、７０・・・ガス供給系、　　１７７２・・・型母材。１・・・基板ホルダー代理人　　弁理士　　山　下　穣　手簡図第図第３図第４図第図第図加圧８ＭＰ、ｔｉ（づＹ）第図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

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、前記型母材の少なくとも成形面
にＳｉまたはＢからなる中間層を介して、ダイヤモンド
膜、ダイヤモンド状炭素膜、水素化アモルファス炭素膜
および硬質炭素膜から選ばれる１種の膜が被覆されてい
ることを特徴とする光学素子成形用型。
２．ガラスよりなる光学素子のプレス成形に用いる光学
素子成形用型の製造方法において、前記型母材の少なく
とも成形面にＳｉまたはＢからなる中間層を形成し、次
いで該中間層上にダイヤモンド膜、ダイヤモンド状炭素
膜、水素化アモルファス炭素膜および硬質炭素膜から選
ばれる１種の膜を形成した後、成形温度以上で熱処理す
ることを特徴とする光学素子成形用型の製造方法。
３．請求項２記載の光学素子成形用型の製造方法により
得られた光学素子成形用型。