JP2001130918A

JP2001130918A - 光学素子成形用型の再生方法

Info

Publication number: JP2001130918A
Application number: JP31105899A
Authority: JP
Inventors: Sunao Miyazaki; 直宮崎; Shigeo Urai; 茂雄浦井; Takeshi Nomura; 剛野村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-11-01
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2001-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】光学ガラス素子成形用型の再生を研削研磨の
工程なしに実現するために、実質的に光学素子成形用型
の成形面としての表面層に適した材料を用いる場合にお
いて有効な光学ガラス素子成形用型の再生方法を提供す
る。【解決手段】基盤と表面層との間に１個または２個以
上の中間層を有する成形型を再生するに際して、前記表
面層及び中間層の最上部を、イオンビームの照射による
エッチング処理によって、除去した後、露出した中間層
を、その中間層の主成分を溶解する処理液で処理して、
溶解除去し、次いで、新たな中間層及び表面層を設ける
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学ガラス素子の
成形用型の再生方法に関し、特に、再生時に成形型の成
形面の磨き工程などを必要としない光学ガラス素子成形
用型の再生方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光学ガラスレンズは、光学機器の
レンズ構成の簡略化とレンズ部分の軽量化の両方を同時
に達成し得る非球面化の傾向にある。この非球面レンズ
の製造には、従来の光学レンズ製造方法である光学研磨
法では加工性及び量産性におとり、直接プレス成形法が
有望視されている。

【０００３】この直接プレス成形法というのは、予め、
所望の面品質及び面精度に仕上げた、例えば、非球面の
成形型の上で、光学ガラスの塊状物を加熱し、あるい
は、予め加熱してあるガラスの塊状物を前記成形型の上
に載せて、プレス成形し、プレス成形後、それ以上の研
磨とか、磨き工程を必要とせずに、光学レンズを製造す
る方法である。

【０００４】しかしながら、上述の光学ガラスレンズの
製造方法は、成形を数千〜数万ショット、繰り返すと、
成形型の成形面に曇を生じたり、その表面粗さが増大
し、成形型として使用できなくなることがある。そのた
め、成形型の表面層の再生が必要となる。この場合、型
の表面を研削研磨して、新たに成形型の成形面の形状
（多くは非球面）を作り直すのが従来の方法であった
が、この方法では、成形型の成形面の再生に多大な時間
とコストが必要となるため、各種の発明が開示されてい
る。即ち、光学素子成形用型の再生方法では、成形面の
再生の途中で、研削・研磨工程を含まず、成形型の表面
粗さの悪化、型形状の悪化なしに、成形面の表面膜のみ
を再生することが必要条件である。以下に述べる従来例
は、ある程度上述の必要条件を満たしている。

【０００５】従来、成形型の再生方法として、以下のよ
うな発明が開示されている。先ず、例えば、特開平１−
１９２７３３号公報に記載の発明においては、基盤と表
面層との間にクロムを主成分とした中間層を有する成形
型を用いて、成形を行うが、繰り返し使用された結果、
使用不可となった成形型は、その成形面をクロム溶解性
処理液にて処理し、前記中間層及び表面層を溶解ないし
剥離させた後、新たな中間層及び表面層を形成すること
が提案されている。

【０００６】上記従来例では、基盤は、硬度、強度及び
耐熱性などを満足し、諸利益に溶解され難い材質であれ
ばよく、また、表面層の材質は、処理液に溶解されるも
のでも、されないものでもよいとされている。その理由
は、何れの場合においても、クロム溶解性処理液が、表
面層の傷などから侵入して、中間層を溶解するから、表
面層は溶解または剥離されると考えられる点にある。

【０００７】また、特開平５−３２４２４号公報に記載
の発明においては、成形型の成形面にイオンビームを照
射して、成形面の被膜をエッチング処理した後、成形面
に新たな被膜を形成する発明が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の光学素子成形用型の再生方法では、先に説明した
諸条件を、全て満足するものではない。先ず、特開平１
−１９２７３３号公報に記載の発明においては、表面層
がクロム溶解性処理液に溶解されない物質の場合（例え
ば貴金属を主成分とする合金）、処理液に成形型を漬け
ておいても、反応が全く進まないため、表面層の剥離が
できないという欠点がある。即ち、ここでは、表面層に
存在する傷からクロム溶解性処理液が侵入すると記載さ
れてはいるが、実際にテストしたところ、２４時間放置
しても、表面層の剥離が認められなかった。

【０００９】実際のところ、よほど、大きな傷が表面に
満遍なく存在しないと剥離しないのかも知れないが、そ
のような傷が、通常の成形加工中に発生することは事実
上、あり得ないと考えられる。即ち、上述のテストの結
果によれば、クロム溶解性処理液で溶けない物質を表面
層に持つ成形型の再生はできないのである。さらに、ク
ロム溶解性処理液で溶けるような物質は、酸化され易い
物質しかなく、このような物質は、成形型とガラスとの
間で融着を引き起こすので、光学素子成形用型の表面物
質としては不適当である。従って、上述の特開平１−１
９２７３３号公報に記載の発明によって、良好に再生で
きる光学素子成形用型などあり得ないとの結論に達し
た。

【００１０】一方、特開平５−３２４２４号公報に記載
の発明においては、イオンビームのエッチングによって
型の表面層を剥離するとあるが、この場合には、エッチ
ングのレートを、如何に注意深く設定しても、成形型の
表面についての表面粗さの劣化は防げない。このため、
鏡面性の維持のためには、再研磨工程が必須となる。ま
た、エッチングレートは、成形型の成形面の凹凸によっ
ても変わるため、場合によっては、成形型の成形面の形
状でさえ、変えてしまうので、研削が必要になることも
ある。このような事情から、この再生方法では、多大な
時間とコストが必要となる欠点がある。

【００１１】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
ので、光学ガラス素子成形用型の再生を研削研磨の工程
なしに実現するために、実質的に光学素子成形用型の成
形面としての表面層に適した材料を用いる場合において
有効な光学ガラス素子成形用型の再生方法を提供するこ
とを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光学素子成形用型の再生方法は、基盤と表
面層との間に１個または２個以上の中間層を有する成形
型を再生するに際して、前記表面層及び中間層の最上部
をイオンビームの照射によるエッチング処理によって、
除去した後、露出した中間層を、その主成分を溶解する
処理液で処理して、溶解除去し、次いで、新たな中間層
及び表面層を設けることを特徴とする。

【００１３】このような方法では、イオンビームによる
エッチングで、表面層及び中間層の最上部だけを除去す
るので、エッチングによって、如何なる表面粗さの劣化
がおきても、それは、中間層表面だけの問題であり、成
形型の基盤の表面精度、表面粗さには全く影響が無い。
また、大抵の物質は、イオンエッチングが可能であるか
ら、最表面に使用する材料の選択範囲が広くなる。ま
た、中間層を溶解除去することで、表面精度、表面粗さ
を完全に保った状態で、前記中間層の下の層あるいは型
母材（基盤）が現れるが、中間層を溶解する処理液と中
間層の材料と中間層の下の層あるいは母材の材料とを、
適切に選択することで、前記中間層の下の層あるいは母
材への処理液の影響を抑止することが可能となる。この
ようにして、中間層、表面層を再コートすることによ
り、成形型が、使える状態まで、容易に再生されるので
ある。

【００１４】なお、イオンビームによるエッチングで中
間層の最上部までを具合良くエッチングするには、エッ
チングレートから見積った時間の制御による方法や、エ
ッチング装置に中間層の主成分を検出する装置（例え
ば、ガスクロ）を設けて、中間層成分が検出されたらエ
ッチングを停止するという方法などが考えられる。

【００１５】また、本発明は、基盤と表面層との間に１
個または２個以上の中間層を有し、前記表面層に隣接す
る中間層がクロムを主成分とする材料からなる成形型を
再生するに際して、前記表面層及び前記中間層の最上部
を、イオンビームの照射によるエッチング処理によっ
て、除去した後、露出した前記中間層を、クロム溶解性
処理液で処理して、溶解除去し、次いで、新たな中間層
及び表面層を設けることを特徴とする。

【００１６】このような方法では、イオンビームによる
エッチングで、表面層及びクロムを主成分とする材料か
らなる中間層の最上部だけを除去するので、エッチング
によって、如何なる表面粗さの劣化がおきても、それ
は、クロムを主成分とする材料からなる中間層表面だけ
の問題であり、成形型の基盤の表面精度、表面粗さには
全く影響が無い。また、クロムを主成分とする材料から
なる中間層を溶解除去することで、表面精度、表面粗さ
を完全に保った状態で、前記中間層の下の層あるいは型
母材（基盤）が現れるが、クロムを溶解する処理液と前
記中間層の下の層あるいは型母材の材料とを、適切に選
択することで、前記中間層の下の層あるいは母材への処
理液の影響を抑止することが可能となる。このようにし
て、中間層、表面層を再コートすることにより、成形型
が、使える状態まで、容易に再生されるのである。な
お、イオンビームによるエッチングについては、前述の
ような方法が有効である。

【００１７】更に、本発明は、基盤と表面層との間に２
層以上の中間層を有し、前記表面層に隣接する中間層
が、クロムを主成分とする材料からなり、前記中間層の
下部に隣接する中間層が、クロム溶解性処理液と反応し
ない材料を主成分とする成形型を再生するに際して、前
記表面層及び前記クロムを主成分とする材料からなる中
間層の最上部を、イオンビームの照射によるエッチング
処理によって、除去した後、露出した前記クロムを主成
分とする材料からなる中間層をクロム溶解性処理液で処
理して、溶解除去し、次いで、新たな中間層及び表面層
を設けることを特徴とする。

【００１８】このような構成において、イオンビームに
よるエッチングでは、表面層及びクロムを主成分とする
材料からなる中間層の最上部だけを除去するので、エッ
チングにより、如何なる表面粗さの劣化が起きても、そ
れはクロムを主成分とする材料からなる中間層表面だけ
の問題であり、型基材自体の表面精度、表面粗さには全
く影響がない。そして、次に、クロムを主成分とする材
料からなる中間層を溶解除去することで、表面精度、表
面粗さを完全に保った状態で、前記中間層の下の中間層
が現れるのである。即ち、クロムを溶解する処理液と、
前記クロムを主成分とする中間層の下の中間層とは、互
いに反応しないため、クロム層の除去後には、きれいな
面が現れるのである。なお、クロム溶解性処理液と反応
しない材料には、代表的なものとして、金属の窒化物が
挙げられるが、その他、クロム溶解性処理液に犯されな
ければ、窒化物に限定する必要はなく、セラミックス、
金属（例えば、貴金属）、炭化物、ほう化物、炭窒化
物、酸化物の中にも、好適なものがあると思われるか
ら、これらを適宜に選択すれば良い（例えば、アルミニ
ウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、クロム（Ｃｒ）、ハフニ
ウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チ
タン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ジルコニウム（Ｚ
ｒ）から選ばれる１種以上の金属、金属窒化物、金属炭
化物、金属ほう化物、金属炭窒化物または酸化物）。そ
して、中間層、表面層を再コートすることにより、成形
型が使える状態まで再生されるのである。

【００１９】なお、イオンビームによるエッチングによ
って、クロム層の最上部まで、うまくエッチングするに
は、エッチングレートから見積もった時間制御による方
法と、エッチング装置にクロム検出装置（例えば、ガス
クロマトグラフ）を設けて、クロムが検出されたら、エ
ッチングを停止するという方法が考えられる。

【００２０】更に、本発明の実施の形態としては、基盤
と表面層との間に２層以上の中間層を有し、前記表面層
がＡｕ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｐｔの
１種以上を主成分として含む貴金属膜とし、前記表面層
に隣接する第１の中間層がクロムを主成分とし、前記ク
ロム層下部に隣接する第２の中間層が金属の窒化物とす
る材料からなる成形型を再生するに際して、以下の工程
を含むのがよい。

【００２１】ａ前記表面層及び前記第１の中間層最上
部を、イオンビームの照射によるエッチング処理で除去
する工程：ｂ前記ａの工程により露出した前記第１の中間層をク
ロム溶解性処理液で処理し、前記クロムを主成分とする
第１の中間層を溶解する工程：ｃ新たなクロムを主成分とする第１の中間層及び表面
層として、Ａｕ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒ
ｕ，Ｐｔの１種以上を主成分として含む貴金属膜を設け
る工程。

【００２２】前記構成において、成形用型の表面層の材
料として、Ａｕ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒ
ｕ，Ｐｔの１種以上を主成分とする貴金属膜を採用して
いるので、光学ガラス素子の成形用に使用可能であるこ
とが判る。しかも、ａの工程では、イオンビームによる
エッチングで、表面層及び第１の中間層（即ちクロム）
の最上部だけを除去するので、エッチングにより、如何
なる表面粗さの劣化が起きても、それは第１の中間層表
面だけの問題であり、型基材自体の表面精度、表面粗さ
には全く影響がない。次に、ｂの工程で、第１の中間層
（クロム）を溶解除去するのであるが、第２の中間層と
して、金属の窒化物を被覆してあるので、溶解処理液で
溶かされるのはクロム層のみである。即ち、金属の窒化
物は、クロム溶解性処理液に犯されることがないため、
クロム層を溶解除去した後、第２の中間層（金属の窒化
物膜）が、その表面精度、表面粗さを完全に保った状態
で現れるのである。

【００２３】なお、ここでは金属の窒化物としている
が、クロム溶解性処理液に犯されなければ、窒化物に限
定する必要はなく、金属（例えば、貴金属）、炭化物、
ほう化物、炭窒化物の中にも、好適なものがあると思わ
れる。そして、最後の、ｃの工程により、型が使える状
態まで再生されるのである。

【００２４】このような工程において、特に、ａの工程
で、イオンビームによるエッチングでクロム層の最上部
までを、うまくエッチングするには、エッチングレート
から見積もった時間制御による方法と、エッチング装置
にクロム検出装置（例えば、ガスクロマトグラフ）を設
けて、クロムが検出されたら、エッチングを停止すると
いう方法が考えられる。

【００２５】また、本発明の他の実施の形態としては、
基盤と表面層との間に２層以上の中間層を有し、前記表
面層がＡｕ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｐ
ｔの１種以上を主成分とする貴金属膜の上にＣＨ膜を形
成したものとし、前記表面層に隣接する第１の中間層が
クロムを主成分とし、前記クロム層下部に隣接する第２
の中間層が金属の窒化物とする材料からなる成形型を、
再生する際に、以下の工程を含むのがよい。

【００２６】ａ前記表面層及び前記第１の中間層最上
部をイオンビームの照射によるエッチング処理で除去す
る工程：ｂ前記ａの工程により露出した前記第１の中間層を、
クロム溶解性処理液で処理し、前記クロムを主成分とす
る第１の中間層を溶解する工程：ｃ新たなクロムを主成分とする第１の中間層及び表面
層として、Ａｕ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒ
ｕ，Ｐｔの１種以上を主成分とする貴金属膜の上にＣＨ
膜を形成した膜を設ける工程。

【００２７】上記構成において、成形用型の表面層の材
料として、Ａｕ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒ
ｕ，Ｐｔの１種以上を主成分とする貴金属膜の上にＣＨ
膜を形成したものを採用しているので、光学ガラス素子
の成形用として、十分に使用可能であることが判る。ま
た、ａの工程では、イオンビームによるエッチングで表
面層及び第１の中間層（即ちクロム）の最上部だけを除
去するので、エッチングにより如何なる表面粗さの劣化
が起きても、それは、第１の中間層表面だけの問題であ
り、型基材自体の表面精度、表面粗さには全く影響がな
い。更に、ｂの工程で第１の中間層（クロム）を溶解除
去するのであるが、第２の中間層として、金属の窒化物
を被覆してあるので、溶解処理液で溶かされるのはクロ
ム層のみである。即ち、金属の窒化物は、クロム溶解性
処理液に犯されることがないため、クロム層を溶解除去
した後は、第２の中間層（金属の窒化物膜）がその表面
精度、表面粗さを完全に保った状態で現れる。そして、
最後に、ｃの工程により、型が使える状態まで、再生さ
れるのである。

【００２８】このような工程において、特に、ａの工程
で、イオンビームによるエッチングにより、クロム層の
最上部までをうまくエッチングするには、エッチングレ
ートから見積もった時間制御による方法と、エッチング
装置にクロム検出装置（例えばガスクロマトグラフ）を
設けて、クロムが検出されたら、エッチングを停止する
という方法が考えられる。

【００２９】なお、上述の第２の発明以降に記述した特
徴の方法において、中間層に用いられるクロムを主成分
とする材料とは、クロム、それ自体でもよいが、クロム
が主要割合を占めていれば、有効である。また、実際に
は、第１の中間層の厚さは、２０ｎｍ〜５００ｎｍ程度
が適当である。これは、２０ｎｍ未満では、前述のａ工
程で、クロム層の最上部で、エッチングを停止するのが
困難となり、また、一方、５００ｎｍを超えると、型表
面の見かけの硬度が低くなるため、成形に際して、型に
傷（へこみ）が付き易くなるとともに、クロム溶解処理
液の溶解処理時間が長くなるからである。

【００３０】なお、実施の形態として、表面層の厚さ
は、通常１００ｎｍ〜１０００ｎｍであり、第２の中間
層（窒化物膜）の厚さは、通常３００ｎｍ〜３０００ｎ
ｍであり、型の母材として超硬合金を選択した場合、さ
らに、母材と第２の中間層の間に中間層を設けた方が、
型との密着が良くなる（例えば、チタン）。

【００３１】本発明の実施の形態において、前記クロム
溶解性処理液が水酸化カリウムとフェリシアン化カリウ
ムの混合液である場合、上記混合液は、金属の窒化物膜
を全く犯さないが、クロムは容易に溶解する性質がある
ため、上述の型の再生方法に使用するには、最適の物質
である。なお、その他にも、硝酸第２セリウムアンモン
溶液、硝酸第２セリウムアンモンと過塩素酸との混合
液、グリセリンと塩酸との混合液、硫酸セシウム溶液と
硝酸との混合液、塩酸と過酸化水素水と界面活性剤の混
合液などがあるが、上述の水酸化カリウムとフェリシア
ン化カリウムの混合液が、特に、使用上、好ましい。

【００３２】このように、本発明では、上記した構成に
よって、従来の光学素子成形型の再生方法では実現でき
なかった、前記の必要条件を全て満足した、光学素子成
形型の再生が実現でき、この光学素子成形型の再生方法
を用いることによって、光学ガラス素子成形型を短時間
に安価に再生することが可能となる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光学素子成形型の
再生方法の具体例を、図面を参照しながら、詳細に説明
する。ここでは、例えば、曲率半径が１０ｍｍの凹形状
のプレス成形面を有する、直径：１６ｍｍの超硬合金か
らなる、上下一対のプレス成形用型が光学ガラスレンズ
のプレス成形加工に用いられる。

【００３４】この具体例では、これらの成形用型のプレ
ス成形面を、０．１μｍのダイヤモンド砥粒を用いて鏡
面に研磨し、次に、この鏡面上に、スパッタ法により、
表１に示す、第１，２の中間層及び表面層を持つ光学素
子成形型とした（ただし、ＣＨ膜は、スパッタ法ではな
く、以下に述べる方法で成膜した）。成形用型の概観
は、図１に示す。

【００３５】

【表１】（ＣＨ膜の成膜方法）炭化水素膜の成膜方法は、プラズ
マ処理やイオンガン処理などの簡単な薄膜堆積技術を用
いて形成することができる。該炭化水素被覆における炭
素：水素の原子比は、例えば、１０／６〜１０／０．５
であり、特に、１０／５〜１０／１が好ましい。図３
は、上述のガラスプレス成形用型の製造に用いられる炭
化水素膜堆積装置を模式的に示した構成図である。以
下、図３を参照にしながら、炭化水素膜を成形用型のプ
レス成形面につける方法を説明する。

【００３６】図３において、符号１１２は真空槽であ
り、１１４は真空槽１１２に形成されている排気口であ
り、真空排気源（図示せず）に接続されている。１１６
は真空槽１１２内へガスを導入するためのガス導入口で
あり、ガス源（図示せず）に接続されている。

【００３７】真空槽１１２内には、その上部に位置し
て、成形用型の保持のためのドーム状ホルダ１２２、型
を加熱するためのヒータ１２４、および、被覆厚の測定
のための水晶膜厚モニタ１２６が配置されている。１２
８は高周波印加用アンテナである。なお、１３０はホル
ダ１２２に保持されている成形用型である。

【００３８】成形用型１３０のプレス成形面に炭化水素
膜を付する際には、排気口１１４から排気を行い、真空
槽１１２内を減圧した後に、ガス導入口１１６から炭化
水素ガスを、例えば、６．７×１０〜６．７×１０^-2Ｐ
ａ（約５×１０^-2〜５×１０ ^-4Ｔｏｒｒ）となるまで導
入し、高周波印加用アンテナ１２８に、例えば、１００
〜５００Ｗの高周波を印加して、炭化水素プラズマを形
成する。

【００３９】真空槽１１２内に導入される炭化水素ガス
としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、エチレ
ン、プロピレン、アセチレンなどが挙げられる。炭化水
素被膜における炭素：水素の原子比は、堆積条件によっ
て変化するので、所望の原子比が得られるように、その
条件を設定する。

【００４０】次に、試験に用いる光学素子成形素材を製
作した。ガラスは、ホウケイ酸ガラスＳＫ１２（ｎｄ＝
１．５８３１３、νｄ＝５９．４、転移点Ｔｇ＝５５０
℃、屈伏点Ａｔ＝５８８℃、なお、組成は表２を参照）
及び、ランタン系ガラスＬａＫ１２（ｎｄ＝１．６７７
９０、νｄ＝５５．３、転移点Ｔｇ＝５５４℃、屈伏点
Ａｔ＝５９６℃、なお、組成は表３を参照）を用い、こ
こでは、ボールレンズに加工した。そして、これを成形
素材として、表１に示す型により、光学素子の成形を行
った。

【００４１】

【表２】

【００４２】

【表３】図２は、成形テストに用いた装置の概略構成を示す。こ
こで、符号２４はチャンバー、２５は上軸、２６は下
軸、２７はヒーターを内蔵したブロック（ヒーターブロ
ック）、２８はヒーターブロック、２９は上型、３０は
下型、３１はガラス、３２は油圧シリンダーである。

【００４３】チャンバー２４を真空ポンプ（図示せず）
によって真空引きした後、この中にＮ₂ガスを導入し、
チャンバー２４内をＮ₂雰囲気にした後、ヒーターブロ
ック２７、２８により、上型２９、下型３０を加熱し
て、成形するガラスの粘度で、１０^-9ｄ・Ｐａ・ｓに対
応する温度（ＳＫ１２：６３０℃、ＬａＫ１２：６１５
℃）になったら、油圧シリンダー３２により、上軸２５
を引き上げ、下型３０の上に、オートハンド（図示せ
ず）により、成形素材（ボールレンズ）を置いた。

【００４４】そして、そのままの型温度で、１分間保持
した後、油圧シリンダー３２により上軸２５を降下さ
せ、上型２９と下型３０とで、ボールレンズを３，００
０Ｎの力で３分間プレスした。その後、７０℃／分で冷
却を行い、上下型温度が５４５℃になった時点で、上型
２９を上昇させ、オートハンド（図示せず）で下型３０
上の成形品３１を取り出し、続いて、置換装置（図示せ
ず）を通して成形品３１をチャンバー２４より取り出し
た。そして、再び、上下型を加熱し、上述の操作によ
り、その成形品の表面層の傷や曇が顕著になるまで、繰
り返し成形を行った。なお、この成形は、表１に記載の
すべての型について行った。

【００４５】次に、前述の傷、曇が生じた、再生すべき
成形用型を取り出して、１．３３×１０^-3Ｐａ（約１×
１０^-5Ｔｏｒｒ）以下まで減圧した真空チャンバー内部
に、その成形面がイオンガスの射出孔と正対する位置に
保持した。そして、成形面に不活性ガスのイオンビーム
を照射して、成形面の被覆を、第１の中間層（クロム）
が露出するまで、エッチングにより除去した。そして、
クロムが露出したことは、装置に付属したガスクロマト
グラフを用いて確認した。

【００４６】なお、イオンビームに用いる不活性ガスと
してはＡｒを用いた。勿論、その他の不活性ガスでも問
題はない。イオンビームの加速電圧、圧力は、本発明の
場合、エッチング跡の粗さを考慮する必要が全くないの
で、エッチングさえ起これば、適当で良い（電圧：４０
０〜１０ＫＶ、圧力：６．７×１０^-3〜１×１０^-2Ｐａ
（約５×１０^-5Ｔｏｒｒ〜１×１０^-4Ｔｏｒｒ程度）。
なお、成形面の形状によっては、型の一部のみ（例え
ば、最も出っ張った部分）がエッチングされてしまうこ
とがあるので、実際には、適宜、エッチングレートを調
整することが望ましい。

【００４７】次に、クロム層が露出した型を、濃度：１
０ｇ／蒸留水：１００ｍｌのフェリシアン化カリウム溶
液と、濃度：１０ｇ／蒸留水：１００ｍｌの水酸化カリ
ウム溶液とを混合した混合溶液にて、室温で３０分間処
理し、クロム層を溶解して、剥離した。その後、クロム
を再コーティングし、さらに、表面層を再コーティング
することにより、成形用型の成形面を再生した。再生結
果を表４に示す。

【００４８】

【表４】表１に示す実施例１〜７では、クロム層がきれいに除去
され、その下の第２の中間層が、何らの面粗さの劣化も
なく、露出したのに対して、比較例３、６では、クロム
層の下の層が、クロム溶解処理液で犯されて、表面粗さ
の劣化が認められた。また、クロム層を設けず、窒化物
の上または母材の上に直接、表面層を付けたものでは、
イオンエッチングで、窒化物膜または母材が表面粗れを
起こし、研削研磨工程なしでは、再生ができない状態と
なった（比較例１、４、５、７）。クロム層の厚さを
０．０１μｍと薄くしたものでは、イオンエッチングの
レートを調整しても、うまく行かず、第２中間層までエ
ッチングされ、第２中間層の一部に、表面粗さの劣化を
招いた（比較例２）。また、クロムの代わりに、第１中
間層としてチタンまたはタンタルを用いてみたが、クロ
ム溶解処理液では、溶解することができず、再生できな
かった（比較例８、９）。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、光学ガ
ラス素子成形型の成形面として最適な最表面層を、イオ
ンビームでエッチングし、次のクロムからなる層を、ク
ロム溶解処理液で溶解処理し、その次の層は、前記溶解
処理液と全く反応しない層としているので、型の再生に
際して、高精度な加工（研削研磨）が不要となり、短時
間に、安価に成形型を再生できる。即ち、前述した光学
ガラス成形用型の再生方法の必要条件を全て満足するこ
とができ、高精度な光学ガラス素子成形型を、極めて短
い時間で、また、低コストで、再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を説明するための成形用型
を示す概略断面図である。

【図２】同じく、光学素子のプレス成形装置の概略断面
図である。

【図３】同じく、ここで使用する炭化水素膜堆積装置の
模式的な概略構成図である。

【符号の説明】

１型母材２型表面保護膜３第１中間層４第２中間層２４チャンバー２５上軸２６下軸２７ヒーターブロック２８ヒーターブロック２９上型３０下型３１ガラス３２油圧シリンダー１１２真空槽１１４排気口１１６ガス導入口１２２ドーム状ホルダ１２４ヒータ１２６水晶膜厚モニタ１２８高周波印加用アンテナ１３０光学素子成形素材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野村剛東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 4K057 DA20 DB01 DB15 DB20 DD04 DK10 DN03 DN10 WA13 WA19 WA20 WB08 WB15 WC10 WE21 WN04 WN07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基盤と表面層との間に１個または２個以
上の中間層を有する成形型を再生するに際して、前記表
面層及び中間層の最上部を、イオンビームの照射による
エッチング処理によって、除去した後、露出した中間層
を、その中間層の主成分を溶解する処理液で処理して、
溶解除去し、次いで、新たな中間層及び表面層を設ける
ことを特徴とする、光学素子成形用型の再生方法。
【請求項２】基盤と表面層との間に１個または２個以
上の中間層を有し、前記表面層に隣接する中間層が、ク
ロムを主成分とする材料からなる成形型を再生するに際
して、前記表面層及び前記中間層の最上部を、イオンビ
ームの照射によるエッチング処理によって、除去した
後、露出した前記中間層をクロム溶解性処理液で処理し
て、溶解除去し、次いで、新たな中間層及び表面層を設
けることを特徴とする、光学素子成形用型の再生方法。
【請求項３】基盤と表面層との間に２層以上の中間層
を有し、前記表面層に隣接する中間層が、クロムを主成
分とする材料からなり、前記中間層の下部に隣接する中
間層が、クロム溶解性処理液と反応しない材料を主成分
とする成形型を再生するに際して、前記表面層及び前記
クロムを主成分とする材料からなる中間層の最上部を、
イオンビームの照射によるエッチング処理によって、除
去した後、露出した前記クロムを主成分とする材料から
なる中間層をクロム溶解性処理液で処理して、溶解除去
し、次いで、新たな中間層及び表面層を設けることを特
徴とする、光学素子成形用型の再生方法。
【請求項４】基盤と表面層との間に２層以上の中間層
を有し、前記表面層がＡｕ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｐｄ，
Ｒｈ，Ｒｕ，Ｐｔの１種以上を主成分する貴金属膜であ
って、前記表面層に隣接する第１の中間層が、クロムを
主成分する材料からなり、また、前記クロム層下部に隣
接する第２の中間層が、金属の窒化物とする材料からな
る成形型を再生するに際して、以下の工程を含むことを
特徴とする、光学素子成形用型の再生方法。ａ前記表面層及び前記第１の中間層最上部をイオンビ
ームの照射によるエッチング処理により除去する工程：ｂ前記ａの工程により露出した前記第１の中間層をク
ロム溶解性処理液で処理し、前記クロムを主成分とする
第１の中間層を溶解する工程：ｃ新たなクロムを主成分とする第１の中間層及び表面
層としてＡｕ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒｕ，
Ｐｔの１種以上を主成分とする貴金属膜を設ける工程．
【請求項５】基盤と表面層との間に２層以上の中間層
を有し、前記表面層がＡｕ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｐｄ，
Ｒｈ，Ｒｕ，Ｐｔの１種以上を主成分とする貴金属膜の
上にＣＨ膜を形成したものであり、前記表面層に隣接す
る第１の中間層がクロムを主成分とする材料からなり、
また、前記クロム層下部に隣接する第２の中間層が金属
の窒化物とする材料からなる成形型を再生するに際し
て、以下の工程を含むことを特徴とする、光学素子成形
用型の再生方法。ａ前記表面層及び前記第１の中間層最上部をイオンビ
ームの照射によるエッチング処理により除去する工程：ｂ前記ａの工程により露出した前記第１の中間層をク
ロム溶解性処理液で処理し、前記クロムを主成分とする
第１の中間層を溶解する工程：ｃ新たなクロムを主成分とする第１の中間層及び表面
層としてＡｕ，Ｉｒ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒｕ，
Ｐｔの１種以上を主成分とする貴金属膜の上にＣＨ膜を
形成した膜を設ける工程．
【請求項６】前記クロム溶解性処理液が水酸化カリウ
ムとフェリシアン化カリウムの混合液であることを特徴
とする請求項２ないし５の何れか１項に記載の光学素子
成形用型の再生方法。