JP2003073134A - Method for forming optical element and mold - Google Patents

Method for forming optical element and mold

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JP2003073134A
JP2003073134A JP2001264664A JP2001264664A JP2003073134A JP 2003073134 A JP2003073134 A JP 2003073134A JP 2001264664 A JP2001264664 A JP 2001264664A JP 2001264664 A JP2001264664 A JP 2001264664A JP 2003073134 A JP2003073134 A JP 2003073134A
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mold
metal
optical element
molding
coating film
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Sunao Miyazaki
直 宮崎
Kosei Matsumoto
鋼清 松本
Nobuhiro Yamamichi
伸浩 山道
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • C03B11/084Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
    • C03B11/086Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor of coated dies
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/02Press-mould materials
    • C03B2215/08Coated press-mould dies
    • C03B2215/14Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
    • C03B2215/26Mixtures of materials covered by more than one of the groups C03B2215/16 - C03B2215/24, e.g. C-SiC, Cr-Cr2O3, SIALON

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming an optical element enabling to form an optical glass element with high precision having good optical performances in a short tact by a direct press method of optical glass. SOLUTION: The method for forming an optical element by pressing a glassy material with a mold under heating comprises using a mold 1 on the surface of which a coating film 2 of hydrogenated amorphous carbon is formed which contains one or more metals selected from the group consisting of iridium (Ir), rhenium (Re), osmium (Os), palladium (Pd), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), gold (Au), platinum (Pt), tungsten (W), and tantalum (Ta).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学ガラス素子の
製造技術に関し、特にプレス成形後、磨き工程等を必要
としない光学ガラス素子の成形方法及び成形型に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for manufacturing an optical glass element, and more particularly to a method and a mold for molding an optical glass element which does not require a polishing step after press molding.

【0002】[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
に達成するために非球面化される傾向にある。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劣るため、直接プレ
ス成形法が有望視されている。
2. Description of the Related Art In recent years, optical glass lenses have tended to be aspherical in order to achieve both simplification of the lens structure of optical equipment and weight reduction of the lens portion at the same time. In order to manufacture this aspherical lens, the direct press molding method is regarded as promising because the optical polishing method, which is a conventional optical lens manufacturing method, is inferior in workability and mass productivity.

【0003】この直接プレス成形法というのは、あらか
じめ所望の面品質及び面精度に仕上げられた非球面のモ
ールド型の上で光学ガラスの塊状物を加熱、あるいはあ
らかじめ加熱してあるガラスの塊状物をプレス成形し
て、プレス成形後それ以上の研磨あるいは磨き工程を必
要とせず光学レンズを製造する方法である。
The direct press molding method is a method in which a lump of optical glass is heated on an aspherical mold which has been finished to a desired surface quality and surface accuracy in advance, or a lump of glass which is preheated. Is press-molded, and an optical lens is manufactured after the press-molding without requiring further polishing or polishing steps.

【0004】しかしながら、上述の光学ガラスレンズの
製造方法では、プレス成形後、得られたレンズの像形成
品質が損なわれない程度に精度が優れていなければなら
ない。特に非球面レンズの場合、高い精度で成形できる
ことが要求される。また、量産性を考慮すると高い温度
における型とガラスの離型性が良く、短いタクトで生産
できることが要求される。
However, in the above-mentioned method for producing an optical glass lens, the precision must be so high as not to impair the image forming quality of the obtained lens after press molding. Particularly in the case of an aspherical lens, it is required to be able to be molded with high accuracy. Further, in consideration of mass productivity, it is required that the mold and the glass are easily released at a high temperature and that the production can be performed with a short tact.

【0005】したがって、型材料としては、高い温度で
ガラスに対して化学作用が少ないこと、型のガラスプレ
ス面に擦り傷などの損傷を受けにくいこと、熱衝撃によ
る耐破壊性能が高いこと、ガラスとの密着力が低いこと
などが必要である。
Therefore, as the mold material, there is little chemical action on the glass at high temperature, the glass press surface of the mold is not easily damaged by scratches, the fracture resistance by thermal shock is high, and the glass is It is necessary to have low adhesion.

【0006】以上のような光学ガラス素子のプレス成形
用型に必要な条件を、ある程度満足する型材料として、
特公平4−16415号公報、特公平4−81530号
公報には、超硬合金あるいは耐熱性の材料の上にイリジ
ウム−レニウムまたはイリジウム−オスミウムまたはイ
リジウム−レニウム−オスミウム合金を主成分とする薄
膜をコーティングした型が提案されている。また、特公
平6−88803号公報には炭素を20〜50wt%含
むイリジウム−レニウム化合物を主成分とする薄膜をコ
ーティングした型が提案されている。
A mold material satisfying the above-mentioned conditions necessary for a press-molding mold for an optical glass element to some extent,
In Japanese Patent Publication No. 4-16415 and Japanese Patent Publication No. 4-81530, a thin film containing iridium-rhenium or iridium-osmium or iridium-rhenium-osmium alloy as a main component is formed on a cemented carbide or a heat-resistant material. Coated molds have been proposed. Further, Japanese Patent Publication No. 6-88803 proposes a mold coated with a thin film containing an iridium-rhenium compound containing 20 to 50 wt% of carbon as a main component.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の型材料(特公平4−16415号公報、特公平4
−81530号公報)は、上述の条件を全て満足するも
のではない。例えば、上述の型材料は、高い温度でガラ
スに対して化学作用が少なく、ガラスプレス面に擦り傷
などの損傷を受けにくく、熱衝撃による耐破壊性能が高
いが、大きな欠点として、ガラスとの密着力が高いた
め、生産タクトを短くするために比較的高い温度で型か
ら成形されたガラス素子を取り出そうとしても、型にレ
ンズが強固に付着して取り出せず、無理に取り出すと成
形品が割れたり、成形品に型の上にコーティングしてあ
る膜が剥がれて貼りついてしまうことがある。
However, the above-mentioned conventional mold material (Japanese Patent Publication No. 4-16415, Japanese Patent Publication No. 4415).
-81530) does not satisfy all the above conditions. For example, the above-mentioned mold material has little chemical action on glass at high temperatures, is less susceptible to damage such as scratches on the glass press surface, and has high resistance to destruction by thermal shock, but the major drawback is that it adheres well to glass. Due to the high force, even if you try to take out the glass element molded from the mold at a relatively high temperature in order to shorten the production tact, the lens firmly adheres to the mold and you can not take it out Alternatively, the film coated on the mold may peel off and stick to the molded product.

【0008】また、特公平6−88803号公報中で
は、Ir−Re−C(20〜50wt%)は高い耐酸化
性、耐熱性、耐アルカリ性を示し、かつガラスとのぬれ
性が少ないと述べられているが、このCの量はatom
%にすると79〜94atom%であり、通常Re、I
rに対するCの固溶度はこれほど高くないため(例え
ば、「改定3版金属便覧 日本金属学会等丸善(株)P
855」参照)、この化合物は侵入型固溶体ではありえ
ない。一方、炭化イリジウムや炭化レニウムが安定に存
在するというデータは存在しないので侵入型化合物とも
考えられない。この組成では、炭素のほうが金属成分
(Ir,Re)よりも大幅(4〜16倍)に多く、侵入
型化合物(金属の格子間に炭素が入る化合物)ではあり
えないのである。したがって、仮にこの組成の物質を型
の上にコーティングすることができたとしても、この物
質は安定なものではありえず、型を加熱するだけで分解
するような型材として不適当なものであると思われる。
Further, in Japanese Patent Publication No. 6-88803, it is stated that Ir-Re-C (20 to 50 wt%) exhibits high oxidation resistance, heat resistance and alkali resistance, and has low wettability with glass. However, the amount of C is atom
% Is 79 to 94 atom%, and usually Re, I
The solid solubility of C in r is not so high (for example, "Revised 3rd Edition Metallurgical Handbook, The Japan Institute of Metals, Maruzen Co., Ltd. P
855 "), this compound cannot be an interstitial solid solution. On the other hand, since there is no data that iridium carbide and rhenium carbide exist stably, it cannot be considered as an interstitial compound. In this composition, carbon is much larger (4 to 16 times) than the metal components (Ir, Re), and cannot be an interstitial compound (a compound in which carbon enters between the lattices of metals). Therefore, even if the substance of this composition could be coated on the mold, the substance cannot be stable, and it is unsuitable as a mold material that decomposes only by heating the mold. Seem.

【0009】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、光学ガラスの直接プレ
ス法により、光学性能の良い高精度な光学ガラス素子の
成形を短いタクトで可能にするための光学素子の成形方
法及び成形型を提供することである。
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to enable a high-accuracy optical glass element to be molded with good optical performance with a short tact time by a direct pressing method of optical glass. To provide a molding method and a molding die of an optical element for achieving the above.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる光学素子の成形
方法は、ガラス素材を、加熱下において型によりプレス
することにより光学素子を成形する方法において、その
表面に、イリジウム(Ir)、レニウム(Re)、オス
ミウム(Os)、パラジウム(Pd)、ロジウム(R
h)、ルテニウム(Ru)、金(Au)、白金(P
t)、タングステン(W)、タンタル(Ta)から選ば
れる1種以上の金属を含有するアモルファス水素化カー
ボンのコーティング膜を形成した型を用いて、前記ガラ
ス素材をプレス成形することを特徴としている。
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object, a method of molding an optical element according to the present invention is a method of molding an optical element by pressing a glass material with a mold under heating, and iridium (Ir), rhenium ( Re), osmium (Os), palladium (Pd), rhodium (R
h), ruthenium (Ru), gold (Au), platinum (P
t), tungsten (W), tantalum (Ta), the glass material is press-molded using a mold having a coating film of amorphous hydrogenated carbon containing at least one metal selected from the above. .

【0011】また、この発明に係わる光学素子の成形方
法において、前記コーティング膜における前記金属の含
有率を0.1〜50atom%とすることを特徴として
いる。
Further, in the optical element molding method according to the present invention, the content of the metal in the coating film is set to 0.1 to 50 atom%.

【0012】また、この発明に係わる光学素子の成形方
法において、前記型の本体の材料として、タングステン
カーバイド(WC)を主成分とする超硬合金、または快
削性セラミックスからなる切削加工層を成形面に持つ超
硬合金、または窒化ホウ素含有窒化珪素を用いることを
特徴としている。
In the method for molding an optical element according to the present invention, a cutting layer made of cemented carbide containing tungsten carbide (WC) as a main component or free-cutting ceramics is formed as a material for the mold body. It is characterized by using a cemented carbide having a surface or silicon nitride containing boron nitride.

【0013】また、この発明に係わる光学素子の成形方
法において、前記型の本体と前記コーティング膜の間
に、少なくとも1層以上の中間層を設けることを特徴と
している。
Further, in the optical element molding method according to the present invention, at least one intermediate layer is provided between the mold body and the coating film.

【0014】また、この発明に係わる光学素子の成形方
法において、前記中間層を、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(Zr)から選ばれる1
種以上の金属または金属窒化物または金属炭化物または
金属ほう化物または金属炭窒化物から形成することを特
徴としている。
In the method of molding an optical element according to the present invention, the intermediate layer is formed of aluminum (Al), boron (B), chromium (Cr), hafnium (Hf), niobium (Nb), tantalum (Ta). , Titanium (Ti), vanadium (V), zirconium (Zr) 1
It is characterized in that it is formed from one or more kinds of metal or metal nitride, metal carbide, metal boride or metal carbonitride.

【0015】また、本発明に係わる光学素子の成形型に
おいて、ガラス素材を、加熱下においてプレスすること
により光学素子を成形するための光学素子の成形型にお
いて、その表面に、イリジウム(Ir)、レニウム(R
e)、オスミウム(Os)、パラジウム(Pd)、ロジ
ウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、金(Au)、白金
(Pt)、タングステン(W)、タンタル(Ta)から
選ばれる1種以上の金属を含有するアモルファス水素化
カーボンのコーティング膜を形成したことを特徴として
いる。
Further, in the optical element molding die according to the present invention, a glass material is pressed under heating to mold the optical element. In the optical element molding die, iridium (Ir), Rhenium (R
e), one or more metals selected from osmium (Os), palladium (Pd), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), gold (Au), platinum (Pt), tungsten (W), tantalum (Ta). It is characterized in that a coating film of amorphous hydrogenated carbon containing is formed.

【0016】また、この発明に係わる光学素子の成形型
において、前記コーティング膜における前記金属の含有
率を0.1〜50atom%としたことを特徴としてい
る。
The optical element molding die according to the present invention is characterized in that the content ratio of the metal in the coating film is 0.1 to 50 atom%.

【0017】また、この発明に係わる光学素子の成形型
において、前記成形型の本体の材料として、タングステ
ンカーバイド(WC)を主成分とする超硬合金、または
快削性セラミックスからなる切削加工層を成形面に持つ
超硬合金、または窒化ホウ素含有窒化珪素を用いたこと
を特徴としている。
In the mold for the optical element according to the present invention, a cutting layer made of cemented carbide containing tungsten carbide (WC) as a main component or free-cutting ceramics is used as the material of the main body of the mold. It is characterized by using a cemented carbide having a molding surface or silicon nitride containing boron nitride.

【0018】また、この発明に係わる光学素子の成形型
において、前記成形型の本体と前記コーティング膜の間
に、少なくとも1層以上の中間層を設けたことを特徴と
している。
Further, in the mold for the optical element according to the present invention, at least one or more intermediate layers are provided between the main body of the mold and the coating film.

【0019】また、この発明に係わる光学素子の成形型
において、前記中間層を、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(Zr)から選ばれる1種
以上の金属または金属窒化物または金属炭化物または金
属ほう化物または金属炭窒化物から形成したことを特徴
としている。
In the optical element molding die according to the present invention, the intermediate layer is formed of aluminum (Al), boron (B), chromium (Cr), hafnium (Hf), niobium (Nb), tantalum (Ta). , Titanium (Ti), vanadium (V), zirconium (Zr), or one or more kinds of metal, metal nitride, metal carbide, metal boride, or metal carbonitride.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below.

【0021】まず、実施形態の概要について説明する。First, the outline of the embodiment will be described.

【0022】本実施形態では、耐熱性があり、加工性に
優れた材料をプレス成形用型の母材とし、これを成形す
べき光学ガラス素子形状の押し型に加工し、さらにその
上に均一な厚みで、イリジウム(Ir)、レニウム(R
e)、オスミウム(Os)、バラジウム(Pd)、ロジ
ウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、金(Au)、白金
(Pt)、タングステン(W)、タンタル(Ta)から
選ばれる1種以上の金属を含有するアモルファス水素化
カーボンのコーティング膜を少なくとも表面に形成した
一対の型を用い、不活性ガス雰囲気あるいは真空下にお
いて成形すべきガラスをその軟化温度以上に加熱後加圧
成形して光学ガラス素子を得る。
In the present embodiment, a material having heat resistance and excellent workability is used as a base material of a press-molding die, and this is processed into a pressing die having an optical glass element shape to be formed, and further, a uniform shape is formed thereon. Iridium (Ir), rhenium (R
e), one or more metals selected from osmium (Os), palladium (Pd), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), gold (Au), platinum (Pt), tungsten (W), tantalum (Ta). An optical glass element in which a glass to be molded in an inert gas atmosphere or under vacuum is heated to a softening temperature or higher and pressure-molded by using a pair of molds having a coating film of amorphous hydrogenated carbon containing To get

【0023】上記構成において、耐熱性があり、加工性
に優れた材料をプレス成形用型の母材とするので母材に
要求される性能としては十分であり、さらにアモルファ
ス水素化カーボンは、離型性は非常に良いものの耐擦り
傷性にやや難があるため、数千shotで膜のこすれ易
いところが摩耗してしまうアモルファス水素化カーボン
に硬さを大幅にupする金属成分を含有させるので、型
表面の硬度がupし、母材上にコーティングされる薄膜
はこれまで以上に耐擦り傷性が向上する。
In the above structure, a material having heat resistance and excellent workability is used as the base material of the press-molding die, so that the performance required for the base material is sufficient. Further, amorphous hydrogenated carbon is Although the moldability is very good, the abrasion resistance is somewhat difficult, so the amorphous hydrogenated carbon that wears the places where the film is easily rubbed at several thousand shots contains a metal component that greatly increases the hardness. The hardness of the surface is increased, and the thin film coated on the base material has improved scratch resistance more than ever.

【0024】また、本実施形態の膜は基本的にはアモル
ファス水素化カーボンであるので、ガラスとの密着力が
著しく低く、成形品の型離れ性が著しく良い。したがっ
て、光学ガラス素子成形方法で重要な、耐酸化性に優
れ、ガラスに対して不活性であり、プレスした時に形状
精度が崩れない機械的強度に優れ、かつ、加工性に優
れ、精密加工が容易にでき、さらに短いタクトで生産で
きなくてはいけないという条件を完全に満たす。
Further, since the film of this embodiment is basically amorphous hydrogenated carbon, its adhesion to glass is remarkably low, and the releasability of the molded product is remarkably good. Therefore, it is excellent in oxidation resistance, which is important in the optical glass element molding method, is inert to glass, is excellent in mechanical strength so that the shape accuracy is not broken when pressed, and is excellent in workability and precision processing. It completely satisfies the requirement that it should be easy and that it should be possible to produce it with a shorter tact.

【0025】また、本実施形態では、耐熱性があり、加
工性に壊れた材料をプレス成形用型の母材とし、これを
成形すべき光学ガラス素子形状の押し型に加工して、そ
の上に均一な厚みで、イリジウム(Ir)、レニウム
(Re)、オスミウム(Os)、パラジウム(Pd)、
ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、金(Au)、
白金(Pt)、タングステン(W)、タンタル(Ta)
から選ばれる1種以上の金属を含有するアモルファス水
素化カーボンのコーティング膜を少なくとも表面に形成
した光学ガラス素子成形用型を提供する。
Further, in this embodiment, a material having heat resistance and broken in workability is used as a base material of a press molding die, and this is processed into a pressing die having an optical glass element shape to be formed, Iridium (Ir), rhenium (Re), osmium (Os), palladium (Pd),
Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru), Gold (Au),
Platinum (Pt), Tungsten (W), Tantalum (Ta)
Provided is a mold for molding an optical glass element, which has a coating film of amorphous hydrogenated carbon containing at least one metal selected from the above at least on its surface.

【0026】上記構成において、耐熱性があり、加工性
に優れた材料をプレス成形用型の母材とするので母材に
要求される性能としては十分であり、さらにアモルファ
ス水素化カーボンは、離型性は非常に良いものの耐擦り
傷性にやや難があるため、数千shotで膜のこすれ易
いところが摩耗してしまうアモルファス水素化カーボン
に硬さを大幅にupする金属成分を含有させるので、型
表面の硬度がupし、母材上にコーティングされる薄膜
はこれまで以上に耐擦り傷性が向上する。
In the above structure, a material having heat resistance and excellent workability is used as the base material of the press-molding die, so that the performance required for the base material is sufficient. Although the moldability is very good, the abrasion resistance is somewhat difficult, so the amorphous hydrogenated carbon that wears the places where the film is easily rubbed at several thousand shots contains a metal component that greatly increases the hardness. The hardness of the surface is increased, and the thin film coated on the base material has improved scratch resistance more than ever.

【0027】また、本実施形態の膜は基本的にはアモル
ファス水素化カーボンであるので、ガラスとの密着力が
著しく低く、成形品の型離れ性が著しく良い。したがっ
て、光学ガラス素子成形用型に必要な、耐酸化性に優
れ、ガラスに対して不活性であり、プレスした時に形状
精度が崩れない機械的強度に優れ、かつ、加工性に優
れ、精密加工が容易にでき、さらに短いタクトで生産で
きなくてはいけないという条件を完全に満たす。
Further, since the film of this embodiment is basically amorphous hydrogenated carbon, its adhesion to glass is extremely low, and the releasability of the molded product from the mold is extremely good. Therefore, it is necessary for optical glass element molding dies, has excellent oxidation resistance, is inert to glass, has excellent mechanical strength that does not lose shape accuracy when pressed, and has excellent workability and precision processing. It completely meets the conditions that it must be easy to produce and can be produced with a shorter tact.

【0028】また、本実施形態では、金属含有アモルフ
ァス水素化カーボンに含有される金属はイリジウム(I
r)、レニウム(Re)、オスミウム(Os)、パラジ
ウム(Pd)、ロジウム(Rh)、ルテニウム(R
u)、金(Au)、白金(Pt)、タングステン
(W)、タンタル(Ta)の1種以上で、含有率は0.
1〜50atom%である。
In the present embodiment, the metal contained in the metal-containing amorphous hydrogenated carbon is iridium (I
r), rhenium (Re), osmium (Os), palladium (Pd), rhodium (Rh), ruthenium (R
u), gold (Au), platinum (Pt), tungsten (W), tantalum (Ta), and the content thereof is 0.
It is 1 to 50 atom%.

【0029】金属の含有量は0.1atom%より少な
いと、型の硬度を上げる効果が十分ではなく、50at
om%よりも多いとガラスとの密着力が増大し、離型性
が悪化するため、離型温度を下げる必要があり、タクト
の大幅な増加を招いたり、場合によっては、成形品が熱
応力で割れるようになるため、型材として不適当なもの
となる。したがって好適な金属の含有量の範囲は0.1
〜50atom%となる。イリジウム(Ir)、レニウ
ム(Re)、オスミウム(Os)、パラジウム(P
d)、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、金(A
u)、白金(Pt)、タングステン(W)、タンタル
(Ta)の1種以上としたのは、これらの元素がガラス
との反応性が低く、また、アモルファス水素化カーボン
に含有させた場合に硬度を上げる効果があるからであ
る。なお、一般的には、これらの金属の炭素への溶解度
は、多くても数atom%であるため、通常の金属侵入
型の侵入型固溶体としては安定に存在し得ないが、本実
施形態の金属含有アモルファス水素化カーボンでは、
C:Hマトリックスに架橋結合したナノメーターサイズ
の金属粒子から成るため、金属が炭素中に溶解している
わけではなく、溶解度を考慮する必要はなく、安定に存
在することができる。
If the content of the metal is less than 0.1 atom%, the effect of increasing the hardness of the mold is not sufficient and 50 at
If it is more than om%, the adhesion with glass increases and the releasability deteriorates, so it is necessary to lower the release temperature, which leads to a large increase in tact, and in some cases, the molded product is subject to thermal stress. It becomes unsuitable as a mold material because it will crack at. Therefore, the preferable metal content range is 0.1.
It becomes ~ 50 atom%. Iridium (Ir), rhenium (Re), osmium (Os), palladium (P
d), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), gold (A
u), platinum (Pt), tungsten (W), and tantalum (Ta) are selected as one or more of these elements when they have low reactivity with glass and when they are contained in amorphous hydrogenated carbon. This is because it has the effect of increasing the hardness. In general, the solubility of these metals in carbon is at most several atom%, so that they cannot stably exist as a normal metal interstitial interstitial solid solution. In metal-containing amorphous hydrogenated carbon,
Since it consists of nanometer-sized metal particles cross-linked to a C: H matrix, the metal is not dissolved in carbon, so solubility does not need to be taken into consideration and the metal can exist stably.

【0030】また、含有する金属の種類を1種以上とし
たのは、複数の金属を含有させた場合には、これらの元
素の添加による混合エンタルピー効果により、型の表面
エネルギーが低下し、離型性が向上する場合があるから
である。
Further, the type of metal to be contained is defined as one or more, because when a plurality of metals are contained, the surface energy of the mold is lowered due to the mixing enthalpy effect due to the addition of these elements, and This is because the moldability may be improved.

【0031】また、本実施形態では、プレス成形用型母
材として、タングステンカーバイド(WC)を主成分と
する超硬合金、または、快削性セラミックスからなる切
削加工層を成形面に持つ超硬合金、または窒化ホウ素含
有窒化珪素を用いる。
Further, in this embodiment, as a press-molding die base material, a cemented carbide having tungsten carbide (WC) as a main component, or a cemented carbide having a cutting layer made of free-cutting ceramics on the molding surface. An alloy or silicon nitride containing boron nitride is used.

【0032】上記構成において、超硬合金は放電加工が
可能であるばかりでなく、一般的な研削加工を行う場合
においても、従来ガラスレンズ成形用の型として用いら
れた炭化珪素や窒化珪素よりも、容易に高精度な型形状
の加工ができる特徴がある。また、快削性セラミック
ス、窒化ホウ素含有窒化珪素は十分な強度と硬さを持ち
ながら、切削加工が可能なため、精密加工が容易にでき
る。さらには、加工に特殊な装置も必要ない。加工時間
も短くて済む。したがって、金型コストを非常に低くす
ることができる。さらに、切削加工でしかつくれない面
の作製も可能となる。また、メッキ層を形成して、その
層を切削加工する方法と比較すると、この母材は耐熱性
に優れるため、高融点ガラスの成形にも使用できるし、
メッキと違いはがれることがない。
In the above-mentioned structure, the cemented carbide is not only capable of electric discharge machining, but also in the case of performing general grinding, it is better than conventional silicon carbide or silicon nitride used as a mold for glass lens molding. The feature is that it is possible to easily and highly accurately process the die shape. Further, since free-machining ceramics and boron nitride-containing silicon nitride have sufficient strength and hardness and can be cut, precision processing can be easily performed. Furthermore, no special equipment is required for processing. Processing time is short. Therefore, the die cost can be made very low. Furthermore, it becomes possible to fabricate a surface that can only be created by cutting. In addition, compared with the method of forming a plating layer and cutting the layer, this base material has excellent heat resistance, so it can also be used for forming high melting point glass,
It does not peel off unlike plating.

【0033】また、本実施形態では、金属含有アモルフ
ァス水素化カーボン膜と母材との間に、少なくとも1層
以上の中間層を設ける。
Further, in the present embodiment, at least one intermediate layer is provided between the metal-containing amorphous hydrogenated carbon film and the base material.

【0034】上記構成において、中間層を設けること
で、型の最表面層と型母材との密着が中間層がない場合
よりも良好となり、成形条件が過酷な場合でも型の表面
が剥がれることがなくなる。また、何らかの理由(例え
ば異物が型に混入して型表面に傷がついた場合)で型の
表面をメンテナンスのために剥がす必要が生じた場合に
中間層より上のみをメンテすればよいので、型母材の再
研磨や研削が不要となりメンテ費用の大幅な削減とな
る。
In the above structure, by providing the intermediate layer, the adhesion between the outermost surface layer of the mold and the mold base material is better than that without the intermediate layer, and the surface of the mold is peeled off even under severe molding conditions. Disappears. Also, if it is necessary to peel off the mold surface for maintenance for some reason (for example, when foreign matter is mixed into the mold and the surface of the mold is scratched), it is sufficient to maintain only the intermediate layer. This eliminates the need for re-polishing and grinding of the die base material, greatly reducing maintenance costs.

【0035】また、本実施形態では、前記中間層は、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(T
a)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ジルコニウ
ム(Zr)から選ばれる1種以上の金属または金属窒化
物または金属炭化物または金属ほう化物または金属炭窒
化物からなる。
In this embodiment, the intermediate layer is made of aluminum (Al), boron (B), chromium (Cr),
Hafnium (Hf), Niobium (Nb), Tantalum (T
a), titanium (Ti), vanadium (V), zirconium (Zr), and one or more kinds of metal, metal nitride, metal carbide, metal boride, or metal carbonitride.

【0036】上記の構成において、上述した金属群ある
いは金属窒化物または金属炭化物または金属ほう化物ま
たは金属炭窒化物は、型母材と最表面層との密着力を強
くする性質が有り、また、強度、硬度、耐酸化性、等も
十分であり中間層としては最適である。
In the above structure, the above-mentioned metal group, metal nitride, metal carbide, metal boride or metal carbonitride has the property of increasing the adhesion between the mold base material and the outermost surface layer, and It has sufficient strength, hardness, oxidation resistance, etc. and is optimal as an intermediate layer.

【0037】本実施形態は、上記した構成によって、従
来の型材料では実現できなかった前記の必要条件を全て
満足した型を得ることができ、この型を用いることによ
って、光学ガラス素子を直接プレスして成形することが
可能となる。
The present embodiment can obtain a mold satisfying all the above-mentioned necessary conditions which cannot be realized by the conventional mold material by the above-mentioned constitution, and by using this mold, the optical glass element is directly pressed. Then, it becomes possible to mold.

【0038】以下、本発明の光学素子の製造方法の一実
施形態を図面を参照しながら具体的に説明する。
An embodiment of the method for manufacturing an optical element of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0039】直径16mmの円柱状の超硬合金を用い
て、曲率半径が10mmの凹形状のプレス面を有する上
下の型からなる一対の光学ガラスレンズのプレス成形用
型本体を加工した。
Using a columnar cemented carbide having a diameter of 16 mm, a pair of optical glass lens press-molding main bodies consisting of upper and lower molds having a concave pressing surface with a radius of curvature of 10 mm were processed.

【0040】これらの型本体のプレス面を0.1μmの
ダイヤモンド砥粒を用いて鏡面に研磨した。次に、この
鏡面上に、RFリアクターを用いて、PVD法とCVD
法を組み合わせて、図4に示す金属含有アモルファス水
素化カーボンのコーティング膜を形成して、ガラスプレ
ス用の型を作成した。この型の側断面図を図1に示す。
図1において、1は型本体であり、2はコーティング膜
である。
The press surface of these mold bodies was mirror-polished using 0.1 μm diamond abrasive grains. Next, on this mirror surface, using an RF reactor, PVD method and CVD
By combining the methods, a coating film of metal-containing amorphous hydrogenated carbon shown in FIG. 4 was formed to prepare a mold for glass pressing. A side sectional view of this mold is shown in FIG.
In FIG. 1, 1 is a mold body, and 2 is a coating film.

【0041】より詳細には、チャンバーを10-4Paま
で減圧した後、型に0〜100Vのバイアス電圧をか
け、アルゴンプラズマ(32sccm)でバイアス電圧
が−2kVかかった含有させる金属のターゲットをスパ
ッターしながら、エチレンガス(C22)を少量(0〜
15%:Arに対する比率、この比率を変えることで金
属の含有量を変える)真空チャンバー中に導入すること
で図4に示す金属含有アモルファス水素化カーボンのコ
ーティング膜を形成した。
More specifically, after depressurizing the chamber to 10 -4 Pa, a bias voltage of 0 to 100 V was applied to the mold, and an argon plasma (32 sccm) with a bias voltage of -2 kV was used to sputter a metal target to be contained. However, a small amount of ethylene gas (C 2 H 2 ) (0 to
A ratio of 15%: Ar, the metal content is changed by changing this ratio). The metal-containing amorphous hydrogenated carbon coating film shown in FIG. 4 was formed by introducing into a vacuum chamber.

【0042】次に上述のようにして得られた図4に示す
型により光学素子の成形を行った。
Next, an optical element was molded using the mold shown in FIG. 4 obtained as described above.

【0043】ガラスは、ホウケイ酸ガラスSK12(n
d=1.58313、yd=59.4、転移点Tg=5
50℃、屈伏点At=588℃、組成は図5参照)及び
ランタン系ガラスLaK12(nd=1.67790、
υd=55.3、転移点Tg=554℃、屈伏点At=
596℃、組成は図6参照)を用いボールレンズに加工
した。
The glass is borosilicate glass SK12 (n
d = 1.58313, yd = 59.4, transition point Tg = 5
50 ° C., yield point At = 588 ° C., see FIG. 5 for composition) and lanthanum-based glass LaK12 (nd = 1.67790,
υd = 55.3, transition point Tg = 554 ° C., yield point At =
It was processed into a ball lens by using 596 ° C. and the composition (see FIG. 6).

【0044】図2は成形テストに用いた装置の概略を示
す図である。図2において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。
FIG. 2 is a schematic view of the apparatus used for the molding test. In FIG. 2, 24 is a chamber, 25 is an upper shaft, 26 is a lower shaft, 27 is a block containing a heater (heater block), 28 is a heater block, and 29 is a heater block.
Is an upper mold, 30 is a lower mold, 31 is glass, and 32 is a hydraulic cylinder.

【0045】チャンバー24を不図示の真空ポンプによ
って真空引きした後、N2ガスを導入し、チャンバー2
4内をN2雰囲気にした後、ヒーターブロック27,2
8により上型29、下型30を加熱し、成形するガラス
の粘度で10-9d・Pa・sに相当する温度(SK1
2:630℃,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3
0の上に不図示のオートハンドにより成形素材(ボール
レンズ)を置いた。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でボールレンズを3,000N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540℃になった時点で上型29を上
昇させ、不図示のオートハンドで下型30上の成形品3
1を取り出し、続いて不図示の置換装置により成形品3
1をチャンバー24より取り出した。再び上下型を加熱
し、上記操作を繰り返し、5,000shot成形を行
った。結果を図4に示す。
After the chamber 24 is evacuated by a vacuum pump (not shown), N 2 gas is introduced and the chamber 2
After the N 2 atmosphere 4, the heater block 27,2
The upper mold 29 and the lower mold 30 are heated by 8 and the temperature corresponding to the viscosity of the glass to be molded is 10 −9 d · Pa · s (SK1
2: 630 ° C., LaK 12: 615 ° C.), the hydraulic cylinder 32 pulls up the upper shaft 25 to lower the lower mold 3
A molding material (ball lens) was placed on No. 0 by an auto hand (not shown). After keeping the mold temperature as it is for 1 minute, the upper shaft 25 is lowered by the hydraulic cylinder 32,
The ball lens was pressed by the upper mold 29 and the lower mold 30 with a force of 3,000 N for 3 minutes. Thereafter, cooling is performed at 70 ° C./minute, and when the temperature of the upper and lower molds reaches 540 ° C., the upper mold 29 is raised and the molded product 3 on the lower mold 30 is moved by an unillustrated auto hand.
1 is taken out, and then a molded product 3 is manufactured by a replacement device (not shown).
1 was taken out from the chamber 24. The upper and lower molds were heated again, and the above operation was repeated to perform 5,000 shot molding. The results are shown in Fig. 4.

【0046】図4に示す全ての型(実施例1〜15)で
良好な成形性が得られた。
Good moldability was obtained with all the molds shown in FIG. 4 (Examples 1 to 15).

【0047】一方、金属の含有量を0.1atom%未
満としたもの(比較例1〜3)は、型の耐摩耗性が劣
り、2,000shotで型の周辺部分が消耗し、母材
が露出し、型とガラスの融着が発生した。また、金属の
含有量を50atom%より大としたもの(比較例4〜
7)は、型とガラスの密着力が高く、540℃では型か
らレンズを取り出すことができず、無理に取り出したと
ころ、レンズが割れてしまった。また、割れたレンズに
型表面の膜が貼りついてきたものもあった。
On the other hand, when the metal content is less than 0.1 atom% (Comparative Examples 1 to 3), the wear resistance of the mold is poor, the peripheral portion of the mold is consumed at 2,000 shots, and the base metal is It was exposed, and fusion between the mold and glass occurred. Further, the metal content is set to be greater than 50 atom% (Comparative Example 4 to
In 7), the adhesion between the mold and the glass was high, and the lens could not be taken out from the mold at 540 ° C. When the lens was forcibly taken out, the lens was broken. In some cases, the film on the mold surface was stuck to the broken lens.

【0048】また、図3に示すような研削研磨できない
形状の階段状の型を超硬工具による切削加工により加工
後、プレス面をダイヤモンドバイトによる切削加工によ
り非常に高精度に仕上げた。なお、この時に用いた型母
材は超硬合金ではなく、切削加工可能な材料とした(例
えば、BN含有窒化珪素、超硬合金製の母材上に設けら
れた快削性セラミックス等)。
Further, a stepped die having a shape which cannot be ground and polished as shown in FIG. 3 was processed by cutting with a cemented carbide tool, and then the press surface was finished with extremely high precision by cutting with a diamond bite. The die base material used at this time was not a cemented carbide but a machinable material (for example, BN-containing silicon nitride, free-machining ceramics provided on a cemented carbide base material, etc.).

【0049】この型についても上記と同様の試験を行っ
たが全く同じ結果が得られた。なお、この成形品は回折
格子の一種であり、所謂、微細光学素子の一例である。
The same test as above was performed on this mold, but the same result was obtained. This molded product is a kind of diffraction grating and is an example of a so-called fine optical element.

【0050】なお、ここで言う研削研磨では加工できな
い形状とは、自由曲面を持つ素子(所謂自由曲面素
子)、微細なパターンを持つ素子(所謂微細光学素
子)、各種形状(球面や非球面や平面等)が組み合わさ
れて研磨では作製不可能もしくは貼り合わせの複雑な形
状の型になってしまうもの、及びこれらの組み合わさっ
た形状のことを示す。
The shapes that cannot be processed by grinding and polishing here include elements having a free-form surface (so-called free-form surface elements), elements having a fine pattern (so-called fine optical elements), various shapes (spherical surface, aspherical surface, etc.). A flat surface (or the like) is combined to form a mold having a complicated shape that cannot be produced by polishing or is bonded, and a shape obtained by combining these shapes.

【0051】なお、本実施形態では、金属含有アモルフ
ァス水素化カーボン膜の膜厚は、300nmとしたが、
この膜厚に限らず、50nm〜2000nm(2μm)
の範囲で問題無く使用できた。
In this embodiment, the thickness of the metal-containing amorphous hydrogenated carbon film is 300 nm,
Not limited to this film thickness, 50 nm to 2000 nm (2 μm)
It could be used without problems in the range.

【0052】また、本実施形態では、中間層無しで検討
を行ったが、中間層にCr,Ti,AIN,BN,Cr
N,HfN,NbN,TaN,TiN,VN,ZrN,
TiAIN,TiC,TaC,TiCN,TaCN,T
iN/Ti,TiN/AIN/TiN/Tiを用いても
同様の結果が得られた。さらに、これらの中間層有りの
型では、耐久性が5倍程度に向上した。
Further, in the present embodiment, the examination was conducted without the intermediate layer, but Cr, Ti, AIN, BN and Cr were formed in the intermediate layer.
N, HfN, NbN, TaN, TiN, VN, ZrN,
TiAIN, TiC, TaC, TiCN, TaCN, T
Similar results were obtained using iN / Ti and TiN / AIN / TiN / Ti. Furthermore, in the molds with these intermediate layers, the durability was improved about 5 times.

【0053】以上のように、上記の実施形態によれば、
耐熱性があり、加工性に壊れた材料をプレス成形用型の
母材とし、これを成形すべき光学ガラス素子形状の押し
型に加工し、さらにその上に均一な厚みで、イリジウム
(Ir)、レニウム(Re)、オスミウム(Os)、パ
ラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、ルテニウム(R
u)、金(Au)、白金(Pt)、タングステン
(W)、タンタル(Ta)から選ばれる1種以上の金属
を含有するアモルファス水素化カーボンのコーティング
膜を形成した一対の型を用い、不活性ガス雰囲気あるい
は真空下において成形すべきガラスをその軟化温度以上
に加熱後加圧成形して光学ガラス素子を得るのでガラス
光学素子の成形方法として理想的な方法である。
As described above, according to the above embodiment,
A material that has heat resistance and has poor workability is used as a base material for a press molding die, and this is processed into a pressing die having the shape of an optical glass element to be molded, and further, with a uniform thickness, iridium (Ir) , Rhenium (Re), osmium (Os), palladium (Pd), rhodium (Rh), ruthenium (R
u), gold (Au), platinum (Pt), tungsten (W), tantalum (Ta), a pair of molds formed with a coating film of amorphous hydrogenated carbon containing one or more metals selected from This is an ideal method for molding a glass optical element because the glass to be molded in an active gas atmosphere or under vacuum is heated above its softening temperature and pressure-molded to obtain an optical glass element.

【0054】また、耐熱性があり、加工性に優れた材料
をプレス成形用型の母材とし、これを成形すべき光学ガ
ラス素子形状の押し型に加工して、その上に均一な厚み
で、イリジウム(Ir)、レニウム(Re)、オスミウ
ム(Os)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)、
ルテニウム(Ru)、金(Au)、白金(Pt)、タン
グステン(W)、タンタル(Ta)から選ばれる1種以
上の金属を含有するアモルファス水素化カーボンのコー
ティング膜を形成することによって、前述した光学ガラ
ス成形用型材料としての必要条件を全て満足した光学ガ
ラスのプレス成形用型が得られ、高精度な光学ガラス素
子を極めて短いタクトで大量に製造するために極めて有
効である。
A material having heat resistance and excellent workability is used as a base material for a press molding die, which is processed into a pressing die having an optical glass element shape to be molded, and a uniform thickness is formed on the die. , Iridium (Ir), rhenium (Re), osmium (Os), palladium (Pd), rhodium (Rh),
By forming a coating film of amorphous hydrogenated carbon containing one or more metals selected from ruthenium (Ru), gold (Au), platinum (Pt), tungsten (W) and tantalum (Ta), An optical glass press-molding die satisfying all the requirements for an optical glass molding die material is obtained, which is extremely effective for mass-producing high-precision optical glass elements in a very short tact time.

【0055】また、金属含有アモルファス水素化カーボ
ンに含有される金属がイリジウム(Ir)、レニウム
(Re)、オスミウム(Os)、パラジウム(Pd)、
ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、金(Au)、
白金(Pt)、タングステン(W)、タンタル(Ta)
の1種以上で、含有率は0.1〜50atom%である
コーティング膜を形成することによって、前述した光学
ガラス成形用型材料としての必要条件を全て満足した光
学ガラスのプレス成形用型が得られ、高精度な光学ガラ
ス素子を極めて短いタクトで大量に製造するために極め
て有効である。
The metals contained in the metal-containing amorphous hydrogenated carbon include iridium (Ir), rhenium (Re), osmium (Os), palladium (Pd),
Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru), Gold (Au),
Platinum (Pt), Tungsten (W), Tantalum (Ta)
By forming a coating film having a content of 0.1 to 50 atom% with at least one of the above, an optical glass press-molding die satisfying all the above-mentioned necessary conditions as an optical glass molding die material is obtained. It is extremely effective for mass-producing high-precision optical glass elements with a very short tact.

【0056】また、プレス成形用型母材として、タング
ステンカーバイド(WC)を主成分とする超硬合金、ま
たは、快削性セラミックスからなる切削加工層を成形面
に持つ超硬合金、または窒化ホウ素含有窒化珪素を用い
たので、型の加工に要する時間、コストの大幅な削減が
可能となった。
Further, as a press forming die base material, a cemented carbide containing tungsten carbide (WC) as a main component, or a cemented carbide having a cutting layer made of free-cutting ceramics on the forming surface, or boron nitride. Since the contained silicon nitride is used, it is possible to greatly reduce the time and cost required for processing the mold.

【0057】また、中間層を設けることにより、型の耐
久性を更に向上させることが可能となった。
Further, by providing the intermediate layer, it becomes possible to further improve the durability of the mold.

【0058】また、中間層として、アルミニウム(A
l)、ホウ素(B)、クロム(Cr)、ハフニウム(H
f)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、チタン(T
i)、バナジウム(V)、ジルコニウム(Zr)から選
ばれる1種以上の金属または金属窒化物または金属炭化
物または金属ほう化物または金属炭窒化物を用いること
により、型の耐久性を更に向上させることが可能となっ
た。
As the intermediate layer, aluminum (A
l), boron (B), chromium (Cr), hafnium (H
f), niobium (Nb), tantalum (Ta), titanium (T
i), vanadium (V), zirconium (Zr) at least one metal or metal nitride or metal carbide or metal boride or metal carbonitride to further improve the durability of the mold. Became possible.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、光
学ガラスの直接プレス法により、光学性能の良い高精度
な光学ガラス素子の成形を短いタクトで実現することが
可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to form an optical glass element having good optical performance and high accuracy with a short tact by the direct pressing method of optical glass.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態の成形型の側断面図であ
る。
FIG. 1 is a side sectional view of a molding die according to an embodiment of the present invention.

【図2】一実施形態のプレス成形装置の概略断面図であ
る。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a press molding device according to an embodiment.

【図3】光学素子のプレス成形型の概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a press mold for an optical element.

【図4】成形型の表面のコーティング膜における含有金
属を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing contained metals in a coating film on a surface of a molding die.

【図5】ホウケイ酸ガラスSK12の組成を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a composition of borosilicate glass SK12.

【図6】ランタン系ガラスLaK12の組成を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a composition of lanthanum glass LaK12.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 型本体 2 コーティング膜(プレス面) 3 回折格子成形用型 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 Type 1 body 2 Coating film (press surface) 3 Diffraction grating molding die 24 chambers 25 upper shaft 26 Lower shaft 27 heater block 28 heater block 29 Upper mold 30 Lower mold 31 glass 32 hydraulic cylinder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山道 伸浩 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) 2K009 BB06 CC01 DD04 EE00    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Nobuhiro Yamamichi             3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo             Non non corporation F-term (reference) 2K009 BB06 CC01 DD04 EE00

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラス素材を、加熱下において型により
プレスすることにより光学素子を成形する方法におい
て、 その表面に、イリジウム(Ir)、レニウム(Re)、
オスミウム(Os)、パラジウム(Pd)、ロジウム
(Rh)、ルテニウム(Ru)、金(Au)、白金(P
t)、タングステン(W)、タンタル(Ta)から選ば
れる1種以上の金属を含有するアモルファス水素化カー
ボンのコーティング膜を形成した型を用いて、前記ガラ
ス素材をプレス成形することを特徴とする光学素子の成
形方法。
1. A method of molding an optical element by pressing a glass material with a mold under heating, wherein iridium (Ir), rhenium (Re),
Osmium (Os), palladium (Pd), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), gold (Au), platinum (P
t), the glass material is press-molded using a mold having a coating film of amorphous hydrogenated carbon containing one or more metals selected from tungsten (W) and tantalum (Ta). Optical element molding method.
【請求項2】 前記コーティング膜における前記金属の
含有率を0.1〜50atom%とすることを特徴とす
る請求項1に記載の光学素子の成形方法。
2. The method for molding an optical element according to claim 1, wherein the content of the metal in the coating film is 0.1 to 50 atom%.
【請求項3】 前記型の本体の材料として、タングステ
ンカーバイド(WC)を主成分とする超硬合金、または
快削性セラミックスからなる切削加工層を成形面に持つ
超硬合金、または窒化ホウ素含有窒化珪素を用いること
を特徴とする請求項1に記載の光学素子の成形方法。
3. A material for the body of the mold, a cemented carbide containing tungsten carbide (WC) as a main component, or a cemented carbide having a cutting layer made of free-cutting ceramics on its forming surface, or containing boron nitride. The method for forming an optical element according to claim 1, wherein silicon nitride is used.
【請求項4】 前記型の本体と前記コーティング膜の間
に、少なくとも1層以上の中間層を設けることを特徴と
する請求項1に記載の光学素子の成形方法。
4. The method for molding an optical element according to claim 1, wherein at least one intermediate layer is provided between the main body of the mold and the coating film.
【請求項5】 前記中間層を、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(Zr)から選ばれる
1種以上の金属または金属窒化物または金属炭化物また
は金属ほう化物または金属炭窒化物から形成することを
特徴とする請求項4に記載の光学素子の成形方法。
5. The intermediate layer is made of aluminum (Al),
Boron (B), chromium (Cr), hafnium (Hf),
Niobium (Nb), tantalum (Ta), titanium (Ti),
The optical element according to claim 4, which is formed of one or more kinds of metal or metal nitride, metal carbide, metal boride or metal carbonitride selected from vanadium (V) and zirconium (Zr). Molding method.
【請求項6】 ガラス素材を、加熱下においてプレスす
ることにより光学素子を成形するための光学素子の成形
型において、 その表面に、イリジウム(Ir)、レニウム(Re)、
オスミウム(Os)、パラジウム(Pd)、ロジウム
(Rh)、ルテニウム(Ru)、金(Au)、白金(P
t)、タングステン(W)、タンタル(Ta)から選ば
れる1種以上の金属を含有するアモルファス水素化カー
ボンのコーティング膜を形成したことを特徴とする光学
素子の成形型。
6. A mold of an optical element for molding an optical element by pressing a glass material under heating, wherein iridium (Ir), rhenium (Re),
Osmium (Os), palladium (Pd), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), gold (Au), platinum (P
t), a mold for an optical element, characterized in that a coating film of amorphous hydrogenated carbon containing at least one metal selected from tungsten (W) and tantalum (Ta) is formed.
【請求項7】 前記コーティング膜における前記金属の
含有率を0.1〜50atom%としたことを特徴とす
る請求項6に記載の光学素子の成形型。
7. The mold for an optical element according to claim 6, wherein the content of the metal in the coating film is 0.1 to 50 atom%.
【請求項8】 前記成形型の本体の材料として、タング
ステンカーバイド(WC)を主成分とする超硬合金、ま
たは快削性セラミックスからなる切削加工層を成形面に
持つ超硬合金、または窒化ホウ素含有窒化珪素を用いた
ことを特徴とする請求項6に記載の光学素子の成形型。
8. The material of the main body of the mold is a cemented carbide containing tungsten carbide (WC) as a main component, or a cemented carbide having a cutting layer made of free-cutting ceramics on its forming surface, or boron nitride. The optical element molding die according to claim 6, wherein the contained silicon nitride is used.
【請求項9】 前記成形型の本体と前記コーティング膜
の間に、少なくとも1層以上の中間層を設けたことを特
徴とする請求項6に記載の光学素子の成形型。
9. The mold for an optical element according to claim 6, wherein at least one intermediate layer is provided between the main body of the mold and the coating film.
【請求項10】 前記中間層を、アルミニウム(A
l)、ホウ素(B)、クロム(Cr)、ハフニウム(H
f)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、チタン(T
i)、バナジウム(V)、ジルコニウム(Zr)から選
ばれる1種以上の金属または金属窒化物または金属炭化
物または金属ほう化物または金属炭窒化物から形成した
ことを特徴とする請求項9に記載の光学素子の成形型。
10. The aluminum (A
l), boron (B), chromium (Cr), hafnium (H
f), niobium (Nb), tantalum (Ta), titanium (T
10. The material according to claim 9, which is formed from one or more kinds of metal or metal nitride, metal carbide, metal boride or metal carbonitride selected from i), vanadium (V) and zirconium (Zr). Mold for optical elements.
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