JP2003104737A - Mold for forming optical element and method for manufacturing the same - Google Patents

Mold for forming optical element and method for manufacturing the same

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JP2003104737A
JP2003104737A JP2001302043A JP2001302043A JP2003104737A JP 2003104737 A JP2003104737 A JP 2003104737A JP 2001302043 A JP2001302043 A JP 2001302043A JP 2001302043 A JP2001302043 A JP 2001302043A JP 2003104737 A JP2003104737 A JP 2003104737A
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optical element
tungsten carbide
nitrogen
ions
molding die
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Hiroaki Negishi
広明 根岸
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mold for forming an optical element with prolonged service life by suppressing the progress of deterioration by oxidation, and the occurrence of a crack or peeling off of the surface layer, and to provide a method for manufacturing the mold. SOLUTION: This mold for forming an optical element uses an ultra-hard alloy metal essentially comprising tungsten carbide as a base material 9, and a predetermined surface of the base material 9 including at least a forming surface is irradiated with nitrogen ion to be infiltrated so that the outermost surface layer of the predetermined surface is converted to a modified layer 10 containing nitrogen.

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、ガラスからなるレ
ンズ、プリズム等の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光学素子成形用型および
その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element molding die used for manufacturing optical elements such as lenses and prisms made of glass by press molding of a glass material, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ガラスよりなる光学素子を安価に
製造するニーズの高まりとともに、比較的小径のレンズ
に至るまで成形型を用いてガラスから直接にプレス成形
することが行われている。このようなガラスの光学素子
の成形に使用される型に要求される特性としては、硬
度、耐熱酸化性、離型性、鏡面加工性、耐摩耗性等の特
性が優れていることが挙げられる。
2. Description of the Related Art In recent years, with the growing need for inexpensively manufacturing optical elements made of glass, even glass with relatively small diameters has been press-molded directly from glass using a molding die. The characteristics required for the mold used for molding such an optical element of glass include excellent characteristics such as hardness, thermal oxidation resistance, releasability, mirror surface workability, and abrasion resistance. .

【0003】従来、この種の材料として、セラミックや
超硬合金等の材料が用いられており、この成形面に金属
やセラミックの離型性耐摩耗膜を形成して、形成される
ガラスレンズの融着を防止したり、型の耐久性を改善す
ることが行われている。一例として、特公平6−102
553号公報には、炭化タングステンからなる超硬母材
にスパッタリング法により、炭化タングステンを0.5
〜1.5μm被覆してなる光学素子成形用型が開示され
ている。
Conventionally, materials such as ceramics and cemented carbide have been used as this kind of material, and a mold-releasing wear-resistant film of metal or ceramic is formed on the molding surface of a glass lens to be formed. It has been attempted to prevent fusion and improve mold durability. As an example, Japanese Patent Publication No. 6-102
In Japanese Patent No. 553, a tungsten carbide is formed on a cemented carbide base material made of tungsten carbide by a sputtering method.
A mold for molding an optical element, which has a coating of up to 1.5 μm, is disclosed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た光学素子成形用型によりガラスをプレス成形すると、
この光学素子成形用型の最表層は、スパッタ法により形
成された炭化タングステン膜からなるため、結晶化して
いる炭化タングステン膜が、ガラスに含まれる微量の酸
素の影響により酸化し、劣化が進行するという問題があ
った。また、ガラスの流動の影響で、炭化タングステン
膜にクラックが発生したり、膜剥離が発生したりすると
いう問題があった。
However, when glass is press-molded by the above-mentioned optical element molding die,
Since the outermost layer of this optical element molding die is composed of a tungsten carbide film formed by a sputtering method, the crystallized tungsten carbide film is oxidized by the influence of a slight amount of oxygen contained in the glass and the deterioration progresses. There was a problem. Further, there is a problem that a crack occurs in the tungsten carbide film or film peeling occurs due to the influence of glass flow.

【0005】本発明は、上記従来技術の問題点に着目し
てなされたものであって、酸化による劣化の進行や、膜
のクラック、剥離の発生を抑えて、型の寿命を延長でき
る光学素子成形用型およびその製造方法を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made by paying attention to the problems of the above-mentioned prior art, and it is possible to extend the life of the mold by suppressing the progress of deterioration due to oxidation, the generation of cracks and peeling of the film. An object is to provide a molding die and a method for producing the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項1に係る光学素子成形用型は、炭化
タングステンを主成分とする化合物により形成された成
形面を有する光学素子成形用型において、上記成形面の
最表層は窒素を含むことを特徴とする。
In order to solve the above problems, an optical element molding die according to claim 1 of the present invention is an optical element having a molding surface formed of a compound containing tungsten carbide as a main component. In the molding die, the outermost surface layer of the molding surface contains nitrogen.

【0007】本発明の請求項2に係る光学素子成形用型
は、炭化タングステンを含む薄膜が形成された成形面を
有する光学素子成形用型において、上記薄膜の最表層
は、窒素を含むイオンが注入された層であることを特徴
とする。
An optical element molding die according to a second aspect of the present invention is an optical element molding die having a molding surface on which a thin film containing tungsten carbide is formed. In the outermost layer of the thin film, ions containing nitrogen are contained. It is characterized in that it is an injected layer.

【0008】本発明の請求項3に係る光学素子成形用型
は、炭化タングステンを主成分とする化合物により形成
された成形面を有する光学素子成形用型において、上記
成形面上に窒素を含むイオンが注入された層と炭化タン
グステンとを含む混合層を設けるとともに、上記混合層
上に炭化タングステンを含む層を設け、この層に窒素を
含むイオンを注入して形成した層を最表層とすることを
特徴とする。
An optical element molding die according to a third aspect of the present invention is an optical element molding die having a molding surface formed of a compound containing tungsten carbide as a main component, and an ion containing nitrogen on the molding surface. And a mixed layer containing tungsten carbide and a layer into which tungsten is implanted, a layer containing tungsten carbide is provided on the mixed layer, and a layer formed by implanting nitrogen-containing ions into this layer is used as the outermost layer. Is characterized by.

【0009】本発明の請求項4に係る光学素子成形用型
の製造方法は、炭化タングステンを主成分とする化合物
により形成された成形面を有する光学素子成形用型基材
の少なくとも成形面に、窒素を含むイオンを注入する工
程を有することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical element molding die manufacturing method, wherein at least the molding surface of the optical element molding die base material having a molding surface formed of a compound containing tungsten carbide as a main component, The method is characterized by including a step of implanting ions containing nitrogen.

【0010】本発明の請求項5に係る光学素子成形用型
の製造方法は、光学素子成形用型の少なくとも成形面に
炭化タングステンを含む薄膜を形成する工程と、上記成
形面に形成された上記薄膜の最表層に窒素を含むイオン
を注入する工程と、を有することを特徴とする。
A method of manufacturing an optical element molding die according to a fifth aspect of the present invention comprises a step of forming a thin film containing tungsten carbide on at least the molding surface of the optical element molding die, and the above-mentioned step formed on the molding surface. Implanting ions containing nitrogen into the outermost layer of the thin film.

【0011】本発明の請求項6に係る光学素子成形用型
の製造方法は、炭化タングステンを主成分とする化合物
により形成された成形面を有する光学素子成形用型にお
いて、少なくとも成形面に、窒素を含んだイオンを注入
する第1の工程と、上記窒素を含んだイオンの注入を続
けながら炭化タングステンを含む成膜を行う第2の工程
と、上記窒素を含んだイオンの注入を停止して上記タン
グステンを含む成膜を続ける第3の工程と、上記炭化タ
ングステンを含む成膜を停止て上記窒素を含んだイオン
を再び注入する第4の工程と、を有することを特徴とす
る。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an optical element molding die which has a molding surface formed of a compound containing tungsten carbide as a main component. A first step of implanting ions containing nitrogen, a second step of forming a film containing tungsten carbide while continuing the implantation of ions containing nitrogen, and stopping the implantation of ions containing nitrogen. It is characterized by including a third step of continuing the film formation containing the tungsten, and a fourth step of stopping the film formation containing the tungsten carbide and implanting the ions containing the nitrogen again.

【0012】請求項1および請求項2の作用を説明す
る。炭化タングステンからなる成形面は、上記従来技術
に示されるように、高温でガラスと融着を起こさず、鏡
面加工ができ、適当な硬さを有し、酸化されにくいこと
が分かっているが、本発明者は、研究の結果、炭化タン
グステンの表面に窒素を含ませることにより、表面が炭
化タングステンの薄膜からなる型に比して、型寿命を大
幅に延長できることを見出した。
The operation of claims 1 and 2 will be described. As shown in the above-mentioned prior art, the molding surface made of tungsten carbide does not cause fusion with glass at high temperature, can be mirror-finished, has appropriate hardness, and is known to be hard to be oxidized. As a result of research, the present inventor has found that by including nitrogen in the surface of tungsten carbide, the mold life can be significantly extended as compared with a mold in which the surface is made of a thin film of tungsten carbide.

【0013】炭化タングステンは最表層に窒素を注入す
ることで表面の摩擦抵抗が低下する。これによってガラ
スの流動によって発生するクラックや膜剥離の防止が可
能になり、流動による型の摩耗を大幅に減少させる。
Tungsten carbide reduces the frictional resistance on the surface by injecting nitrogen into the outermost layer. This makes it possible to prevent cracks and film peeling caused by the flow of glass, and greatly reduce the wear of the mold due to the flow.

【0014】また、注入の効果によって表面の炭化タン
グステンの結晶はくずされ、微細な結晶構造あるいは、
非晶質状の表面にすることができる。この表面は、単な
るスパッタ法等によって形成される炭化タングステンの
結晶構造に比べて、酸化による結晶成長や劣化が起きに
くい。これによって成形面の酸化による劣化は遅延さ
れ、型寿命の大幅な向上ができる。
Also, due to the effect of implantation, the tungsten carbide crystal on the surface is destroyed and a fine crystal structure or
It can be an amorphous surface. Compared with the crystal structure of tungsten carbide formed by a simple sputtering method, this surface is less likely to undergo crystal growth or deterioration due to oxidation. As a result, deterioration of the molding surface due to oxidation is delayed, and the life of the mold can be significantly improved.

【0015】請求項3の作用を説明する。成形面上に窒
素イオンを注入しつつスパッタした炭化タングステン粒
子をミキシングし、その後炭化タングステンのみスパッ
タして炭化タングステン膜を成膜すると、上記ミキシン
グされた混合層により、上記成形面と炭化タングステン
膜との間に明確な界面が存在しなくなる。そして、上記
炭化タングステン膜の最表層に窒素イオンを注入するこ
とで、膜剥離の防止を強化した請求項1および請求項2
と同じ作用を有する光学素子成形用型が得られる。
The operation of claim 3 will be described. Mixing the sputtered tungsten carbide particles while injecting nitrogen ions onto the molding surface, and then sputtering only tungsten carbide to form a tungsten carbide film, the mixed surface being mixed, the molding surface and the tungsten carbide film. There is no clear interface between. Then, by implanting nitrogen ions into the outermost layer of the tungsten carbide film, the prevention of film peeling is enhanced.
An optical element molding die having the same effect as described above can be obtained.

【0016】請求項4および請求項5の作用を説明す
る。イオン注入は、イオンを加速して表面に強制的に元
素を添加する技術である。炭化タングステンを主成分と
する薄膜の表面に窒素イオンが打ち込まれると、炭化タ
ングステンの結合は一部切れ、タングステンと窒素イオ
ンとの衝突、反跳により、タングステンが励起されるた
め、窒化タングステンの合成が可能となる。また、注入
された窒素と炭化タングステンの結合が切れたことで発
生した炭素が、それぞれ、単体でも存在している。ま
た、窒素イオンが炭化タングステンの結晶に衝突するこ
とで、結晶は微細化し、非晶質化するものである。
The operation of claims 4 and 5 will be described. Ion implantation is a technique of accelerating ions to forcibly add an element to the surface. When nitrogen ions are implanted into the surface of a thin film containing tungsten carbide as a main component, some of the bonds in the tungsten carbide are broken, and the tungsten is excited by collision and recoil of the tungsten and nitrogen ions. Is possible. Further, carbon generated by breaking the bond between the injected nitrogen and tungsten carbide is also present as a single substance. Further, the nitrogen ions collide with the tungsten carbide crystal, so that the crystal becomes fine and becomes amorphous.

【0017】このように窒素を含んだイオンを注入する
ことで、炭化タングステンの最表面に窒素を存在させる
ことができる。また、注入によって、最表層の炭化タン
グステンの結晶を微細化させることもでき、請求項1お
よび請求項2のような光学素子成形用型を製造すること
ができる。
By implanting ions containing nitrogen in this manner, nitrogen can be made to exist on the outermost surface of tungsten carbide. In addition, the crystal of tungsten carbide in the outermost layer can be made fine by the injection, and the optical element molding die according to the first and second aspects can be manufactured.

【0018】請求項6の作用を説明する。成形面上に窒
素イオンを注入しつつスパッタした炭化タングステン粒
子をミキシングし、その後炭化タングステンのみスパッ
タして炭化タングステン膜を成膜すると、上記成形面と
炭化タングステン膜との間に明確な界面を生じさせない
混合層が存在することになる。そして、上記炭化タング
ステン膜の最表層に窒素イオンを注入することで、請求
項1および請求項2の作用を有し、さらに膜剥離の防止
を強化した請求項3のような光学素子成形型を製造する
ことができる。
The operation of claim 6 will be described. Mixing sputtered tungsten carbide particles while implanting nitrogen ions on the molding surface and then sputtering only tungsten carbide to form a tungsten carbide film creates a clear interface between the molding surface and the tungsten carbide film. There will be a mixed layer that does not allow it. Then, by implanting nitrogen ions into the outermost layer of the tungsten carbide film, the optical element molding die according to claim 3 having the functions of claims 1 and 2 and further strengthening the prevention of film peeling. It can be manufactured.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)本発明の実施の
形態1を説明する。図1は本実施の形態の光学素子成形
用型の製造方法におけるイオン注入を行う装置の概念的
な構成を示す図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (Embodiment 1) Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a conceptual configuration of an apparatus for performing ion implantation in the method of manufacturing an optical element molding die according to the present embodiment.

【0020】図1に示すように、上記イオン注入を行う
装置は、真空ポンプ6によって所定の圧力に減圧可能な
真空容器7を備えており、この真空容器7内には、光学
素子成形用型の基体1を保持するホルダ2が図示されな
い冷却板に固定されて配置されている。ホルダ2は、図
示されていない冷却水供給装置に接続されており、冷却
水により冷却可能になっている。
As shown in FIG. 1, the apparatus for performing the ion implantation includes a vacuum container 7 which can be depressurized to a predetermined pressure by a vacuum pump 6, and the vacuum container 7 has an optical element molding die. A holder 2 for holding the base body 1 is fixedly arranged on a cooling plate (not shown). The holder 2 is connected to a cooling water supply device (not shown) and can be cooled by cooling water.

【0021】上記基体1は、本実施の形態では金属バイ
ンダーを含まない炭化タングステンを主成分とした超硬
合金で、炭化チタンと炭化タンタルのセラミックをバイ
ンダーとして5重量%含んでいる。
In the present embodiment, the base 1 is a cemented carbide containing tungsten carbide as a main component and containing no metal binder, and contains 5 wt% of a ceramic of titanium carbide and tantalum carbide as a binder.

【0022】上記真空容器7内には、イオン(本実施の
形態では窒素イオン)8を上記ホルダ2に支持された基
体1に照射させるイオン源3が設けられており、このイ
オン源3には、イオン8を導入する導入口4が設置され
ている。さらに、真空容器7内には、基体1に照射され
るイオンの個数を測定するためのイオン電流測定器5が
配置されている。
An ion source 3 for irradiating the substrate 1 supported by the holder 2 with ions (nitrogen ions in this embodiment) 8 is provided in the vacuum container 7, and the ion source 3 is provided with the ion source 3. An inlet 4 for introducing the ions 8 is installed. Further, inside the vacuum container 7, an ion current measuring device 5 for measuring the number of ions with which the substrate 1 is irradiated is arranged.

【0023】次に、上記構成で光学素子成形用型を作製
する場合を説明する。炭化タングステンを主成分とする
基体1を所定の曲率半径(70mm)の凹面形状に加工
し、成形面をダイヤモンド砥粒等を用いて、最大表面粗
さRmax:0.04μm以下となるように鏡面研磨加
工する。その後、基体1をホルダ2に保持した状態で、
真空ポンプ6により真空容器7を排気して6×10−4
Pa以下の高真空とする。
Next, a case of manufacturing an optical element molding die having the above-mentioned structure will be described. The substrate 1 containing tungsten carbide as a main component is processed into a concave shape having a predetermined radius of curvature (70 mm), and the molding surface is mirror-finished so that the maximum surface roughness Rmax is 0.04 μm or less by using diamond abrasive grains or the like. Polishing process. Then, with the substrate 1 held in the holder 2,
The vacuum vessel 7 is evacuated by the vacuum pump 6 and 6 × 10 −4
A high vacuum of Pa or less is used.

【0024】その後、基体1の所望の面に対してイオン
源3より窒素イオン8を照射する。本実施の形態では図
示されないイオン化装置に窒素ガスを1〜5SCCMの流量
で導入し、プラズマを発生させることでイオン化し、こ
れを質量分離させて、所望のイオンの比率にしてイオン
導入口4からイオン源3に導入している。また、照射す
る窒素イオンの加速エネルギーは35KeVとし、上記
イオンのビーム電流密度は10μA/cmとした。さ
らに、イオン照射量は、7×1017ions/cm
とした。上記イオン源3の方式は、本実施の形態に使用
した方式に限定されるものではなく、カウフマン型、バ
ケット型等のものを採用してもよい。
After that, the desired surface of the substrate 1 is irradiated with nitrogen ions 8 from the ion source 3. In this embodiment, nitrogen gas is introduced into an ionizer (not shown) at a flow rate of 1 to 5 SCCM to generate plasma, which is ionized and mass-separated to obtain a desired ratio of ions from the ion introduction port 4. It is introduced into the ion source 3. The acceleration energy of nitrogen ions to be irradiated was 35 KeV, and the beam current density of the ions was 10 μA / cm 2 . Further, the ion irradiation dose is 7 × 10 17 ions / cm 2
And The method of the ion source 3 is not limited to the method used in this embodiment, and a Kauffman type, a bucket type or the like may be adopted.

【0025】上記の方法によってイオン注入された基体
1には、その最表面に注入された窒素が存在する。ま
た、基体1の炭化タングステンの結合が窒素イオン8の
注入によって切断され、タングステンと窒素イオン8と
の衝突、反跳により、タングステンの窒化物が形成され
る。また、炭化タングステンから結合の切れた炭素も存
在している。
The substrate 1 ion-implanted by the above method has nitrogen implanted on its outermost surface. Further, the bond of the tungsten carbide of the substrate 1 is cut by the implantation of the nitrogen ions 8, and the tungsten nitride is formed by the collision and recoil of the tungsten and the nitrogen ions 8. In addition, there are also carbons whose bonds have been broken from tungsten carbide.

【0026】本実施の形態によって形成した炭化タング
ステンに窒素イオンを注入した表面は、窒素イオン8の
衝突によって結晶構造が微細化していた。この場合、照
射される窒素イオン8の加速エネルギーは5KeV以上
が望ましい。加速エネルギーが5KeV以下の場合に
は、表面がエッチング効果によって処理面の損傷が過大
になるので好ましくない。また、加速エネルギーが20
0KeV以上の場合、あるいはビーム電流密度が200
μA/cm以上の場合には処理面が加熱され、基体1
に影響を及ぼすため好ましくない。また、本実施の形態
のように焼結体の超硬合金に注入を行う際には、ビーム
電流密度が30μA/cm以上の場合には、処理面が
粗れてくるため、精密な金型の機能面には好ましくな
い。同様の理由で、イオン照射量を1.5×1018
ons/cm以上の場合も好ましくない。
The surface of the tungsten carbide formed according to the present embodiment, into which nitrogen ions were implanted, had a fine crystal structure due to collision of nitrogen ions 8. In this case, the acceleration energy of the irradiated nitrogen ions 8 is preferably 5 KeV or more. If the acceleration energy is 5 KeV or less, the etching effect on the surface causes excessive damage to the treated surface, which is not preferable. Also, the acceleration energy is 20
In case of 0 KeV or more, or the beam current density is 200
When μA / cm 2 or more, the treated surface is heated and the substrate 1
It is not preferable because it affects the Further, in the case of implanting into the cemented carbide of the sintered body as in the present embodiment, when the beam current density is 30 μA / cm 2 or more, the treated surface becomes rough, so that the precision metal It is not preferable for the function of the mold. For the same reason, the ion dose is set to 1.5 × 10 18 i
The case of ons / cm 2 or more is also not preferable.

【0027】なお、上記基体1を支持するホルダ2を、
図示されない冷却板に水を流すことによって、処理中の
基体1を冷却することが可能で、これにより成膜中の基
体1の熱変形をさらに防ぐことが可能である。
The holder 2 for supporting the base 1 is
By flowing water through a cooling plate (not shown), it is possible to cool the substrate 1 during processing, and thus it is possible to further prevent thermal deformation of the substrate 1 during film formation.

【0028】本実施の形態によって形成された光学素子
成形用型は、図2に示すように、超硬基材9の表層に、
窒素イオンによって改質された改質層10が存在してい
る。この改質層10は、上記のように窒化タングステ
ン、窒素、炭素、タングステンを含んでいる。
The optical element molding die formed according to the present embodiment, as shown in FIG.
There is a modified layer 10 modified by nitrogen ions. The modified layer 10 contains tungsten nitride, nitrogen, carbon, and tungsten as described above.

【0029】本実施の形態によれば、炭化タングステン
を主成分とする表面に、窒素イオンを注入することで、
光学素子成形用型の成形面の最表層に、窒素を含ませる
ことができた。このようにイオン注入を用いることで成
形面の窒素の割合を容易に設定でき、また、深さ方向へ
の分布も容易に設定できるため、成形する光学素子や成
形の条件によって成形面状態を変更する際にも、所望の
設定を容易に得られる。
According to the present embodiment, by implanting nitrogen ions into the surface containing tungsten carbide as a main component,
Nitrogen could be contained in the outermost layer of the molding surface of the optical element molding die. By using ion implantation in this way, the ratio of nitrogen on the molding surface can be easily set, and the distribution in the depth direction can also be easily set, so the molding surface state can be changed depending on the optical element to be molded and molding conditions. Also when doing, the desired setting can be easily obtained.

【0030】本実施の形態の表面をボールオンディスク
法により摩擦係数を測定した。また、比較のために本実
施の形態で作製した光学素子成形用型を窒素イオン注入
を行わずに(比較例1)摩擦係数の測定を行った。試験
用のボールとしては直径4インチのアルミナボールを用
い、2Nの荷重で、5.23cm/secの速度で動か
して、摩擦係数を測定した。窒素イオンを注入していな
い比較例1の超硬合金の摩擦係数が0.56に対して、
本実施の形態の表面は摩擦係数が0.35と小さい値に
なり、窒素イオンを注入することで摩擦係数が低下した
ことを確認できた。
The coefficient of friction of the surface of this embodiment was measured by the ball-on-disk method. For comparison, the friction coefficient of the optical element molding die manufactured in the present embodiment was measured without nitrogen ion implantation (Comparative Example 1). Alumina balls having a diameter of 4 inches were used as test balls, and the friction coefficient was measured by moving the balls at a speed of 5.23 cm / sec with a load of 2N. The friction coefficient of the cemented carbide of Comparative Example 1 in which nitrogen ions were not injected was 0.56,
The coefficient of friction of the surface of the present embodiment was as small as 0.35, and it was confirmed that the coefficient of friction was lowered by implanting nitrogen ions.

【0031】この光学素子成形用型を用いて、硝材SK
11(転移点:535℃、軟化点:630℃)のプリフ
ォームを押圧成形した。型間に上記プリフォームを載置
し、押圧しながら加熱を行い冷却して光学素子を取り出
す。この工程を1万回繰り返し、使用後の成形面の表面
粗さを測定したが、本実施の形態の光学素子成形用型で
は実質上当初のままであった。
Using this optical element molding die, a glass material SK
A preform of 11 (transition point: 535 ° C, softening point: 630 ° C) was press-molded. The above preform is placed between the molds, heated while being pressed, and cooled to take out the optical element. This process was repeated 10,000 times to measure the surface roughness of the molding surface after use, but the optical element molding die of the present embodiment remained substantially as it was initially.

【0032】同様の成形を、比較例1の型を用いて行っ
た結果、使用前の最大成形面粗さがRmax:0.04
μmに対して、1万回後で成形面の表面粗さが0.23
μmにまで悪化した。
As a result of performing the same molding using the mold of Comparative Example 1, the maximum molding surface roughness before use was Rmax: 0.04.
After 10,000 times with respect to μm, the surface roughness of the molding surface is 0.23
It deteriorated to μm.

【0033】本実施の形態の光学素子成形用型を用いる
ことで、型の劣化の進行が遅くなり、良好な離型性を維
持したまま型寿命を延長することができた。
By using the optical element molding die of this embodiment, the deterioration of the die is slowed down, and the life of the die can be extended while maintaining good releasability.

【0034】(実施の形態2)本発明の実施の形態2を
説明する。本実施の形態では、炭化タングステン膜を成
膜した光学素子成形用型の基体に対し、実施の形態1と
同様の装置、方法により窒素イオンの注入を行う。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, nitrogen ions are implanted into the substrate of the optical element molding die on which the tungsten carbide film has been formed by the same apparatus and method as in the first embodiment.

【0035】本実施の形態2における光学素子成形用型
の基体1(図1参照)には、ニッケルとクロムをバイン
ダーとして含み炭化タングステンを主成分とする超硬合
金を用いた。この基体1にあらかじめイオンビームスパ
ッタ法にて、炭化タングステン膜を8000Å成膜し
た。成膜条件は、基盤温度500℃、アノード電流0.
3A、加速電圧900V、加速電流40mAで行った。
その後、実施の形態1と同様に図1に示す装置を用いて
窒素イオンの注入を行った。
For the substrate 1 (see FIG. 1) of the optical element molding die according to the second embodiment, a cemented carbide containing nickel and chromium as binders and containing tungsten carbide as a main component is used. A tungsten carbide film was formed on this substrate 1 in advance by an ion beam sputtering method to a thickness of 8000 Å. The film forming conditions are a substrate temperature of 500 ° C. and an anode current of 0.
3A, acceleration voltage 900V, acceleration current 40mA.
Then, nitrogen ions were implanted using the apparatus shown in FIG. 1 as in the first embodiment.

【0036】次に、本実施の形態の光学素子成形用型の
製造方法を説明する。炭化タングステン膜を被覆された
基体1を真空容器7内に収納し、真空容器7内を排気し
て4×10−4Pa以下の高真空とする。照射する窒素
イオンの加速エネルギーは40KeVとし、ビーム電流
密度は50μA/cmとした。さらに、イオン照射量
は1×1018ions/cmとした。その他の条件
は、実施の形態1と同様である。
Next, a method for manufacturing the optical element molding die of this embodiment will be described. The substrate 1 coated with the tungsten carbide film is housed in a vacuum container 7, and the inside of the vacuum container 7 is evacuated to a high vacuum of 4 × 10 −4 Pa or less. The acceleration energy of nitrogen ions to be irradiated was 40 KeV, and the beam current density was 50 μA / cm 2 . Further, the ion irradiation dose was set to 1 × 10 18 ions / cm 2 . Other conditions are the same as those in the first embodiment.

【0037】図3は、上記の方法によって形成された本
実施の形態の光学素子成形用型の基体1の断面図であ
る。本実施の形態では、ニッケルとクロムをバインダー
として含む超硬合金の基材11上には、別にイオンビー
ムスパッタ法によって成膜した炭化タングステンの薄膜
12が成膜されており、この炭化タングステン薄膜12
に図1の装置によって窒素イオンを注入した改質層13
が形成されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the substrate 1 of the optical element molding die of this embodiment formed by the above method. In the present embodiment, a tungsten carbide thin film 12 formed by an ion beam sputtering method is separately formed on a cemented carbide base material 11 containing nickel and chromium as binders.
The modified layer 13 in which nitrogen ions are implanted by the apparatus shown in FIG.
Are formed.

【0038】改質層13は、薄膜元素タングステンと窒
素イオンとの衝突、反跳により、窒化タングステンが形
成される。この改質層13は、表面から深くなるととも
に傾斜的に減少して炭化タングステン薄膜12になって
おり明確な界面は存在しない。この改質層13が窒素タ
ングステン、窒素、炭素、タングステンを含んでいるの
は実施の形態1と同様である。
In the modified layer 13, tungsten nitride is formed by collision and recoil of the thin film element tungsten and nitrogen ions. The modified layer 13 becomes a tungsten carbide thin film 12 as it becomes deeper from the surface and decreases in a tilted manner, and there is no clear interface. This modified layer 13 contains nitrogen tungsten, nitrogen, carbon, and tungsten as in the first embodiment.

【0039】本実施の形態によれば、炭化タングステン
の薄膜12に窒素イオンを注入することができ、光学素
子成形用型の成形面をタングステンと炭素、窒素以外の
ものを排除して形成することができる。このため、炭化
タングステン表面への窒素イオン注入の効果である摩擦
係数の低下を十分に発揮できる。また、炭化タングステ
ン薄膜12へのイオン注入によって均質な表面を形成す
ることができる。
According to the present embodiment, nitrogen ions can be implanted into the tungsten carbide thin film 12, and the molding surface of the optical element molding die can be formed by excluding tungsten, carbon, and nitrogen. You can Therefore, the reduction of the friction coefficient, which is the effect of nitrogen ion implantation on the surface of tungsten carbide, can be sufficiently exhibited. Further, a uniform surface can be formed by implanting ions into the tungsten carbide thin film 12.

【0040】本実施の形態の表面をボールオンディスク
法により摩擦係数を測定した。また、比較のために、本
実施の形態2で作製した光学素子成形用型を窒素イオン
注入を行わずに(比較例2)摩擦係数の測定を行った。
試験用のボールとしては直径4インチのアルミナボール
を用い、2Nの荷重で、5.23cm/secの速度で
動かして摩擦係数を測定した。
The coefficient of friction of the surface of this embodiment was measured by the ball-on-disk method. For comparison, the friction coefficient of the optical element molding die produced in the second embodiment was measured without performing nitrogen ion implantation (Comparative Example 2).
An alumina ball having a diameter of 4 inches was used as a test ball, and a friction coefficient was measured by moving the ball at a speed of 5.23 cm / sec with a load of 2N.

【0041】本実施の形態の炭化タングステンに窒素イ
オンを注入した表面は、アルミナボールの移動距離が6
00mを越えても摩耗が見られず、膜剥離も発生しなか
った。また、摩擦係数も0.28と小さい値になった。
これに対し、窒素イオンを注入していない比較例2の炭
化タングステン膜表面は、アルミナボールの移動距離が
80mに満たないところで、膜剥離が発生し、基材11
まで摩耗してしまった。また、摩擦係数も0.42と大
きい値を示した。
The surface of the tungsten carbide of the present embodiment in which nitrogen ions are implanted has an alumina ball moving distance of 6
No abrasion was observed and film peeling did not occur even when the length exceeded 00 m. Also, the friction coefficient was as small as 0.28.
On the other hand, on the surface of the tungsten carbide film of Comparative Example 2 in which nitrogen ions were not implanted, film peeling occurred and the base material 11 was generated when the movement distance of the alumina ball was less than 80 m.
Has worn out. The coefficient of friction also showed a large value of 0.42.

【0042】本実施の形態の光学素子成形用型を用い
て、硝材としてLaSF03(転移点:730℃、軟化
点:808℃)のプリフォームを押圧成形した。型間に
上記プリフォームを載置し、押圧しながら加熱を行い、
冷却して光学素子を取り出す。このプレスの工程を3万
回繰り返し、成形後の表面粗さを測定したが、実質上当
初のままであった。また、クラックや膜剥離の発生はな
かった。
Using the optical element molding die of this embodiment, a preform of LaSF03 (transition point: 730 ° C., softening point: 808 ° C.) was pressed as a glass material. Place the preform between the molds, heating while pressing,
Cool and take out the optical element. This pressing step was repeated 30,000 times to measure the surface roughness after molding, but it was substantially the same as the initial state. Moreover, neither cracking nor film peeling occurred.

【0043】同様の成形を、比較例2の型を用いて行っ
た結果、使用前の最大成形面粗さがRmax:0.03
μmに対して、2300回後で成形面の表面粗さが0.
18μmにまで悪化した。さらにプレスを継続したとこ
ろ、8000回でクラックが発生しその箇所から膜剥離
が発生した。
As a result of performing the same molding using the mold of Comparative Example 2, the maximum molding surface roughness before use was Rmax: 0.03.
After 300 times, the surface roughness of the molding surface was 0.
It deteriorated to 18 μm. When the press was further continued, cracks occurred 8000 times and film peeling occurred from the cracks.

【0044】これは、比較例2の型では、成形時に硝材
からわずかな酸素が型表面に付着して、酸化により劣化
してしまうが、本実施の形態の型は、窒素注入によって
酸化劣化が遅延されたものである。また、窒素イオン注
入により摩擦係数が低下したことにより基材11と炭化
タングステン膜12との界面に生じる応力を減少させ、
クラック及び膜剥離を防止したものである。
This is because in the mold of Comparative Example 2, a slight amount of oxygen from the glass material adheres to the mold surface at the time of molding and deteriorates due to oxidation, but the mold of the present embodiment suffers from oxidation deterioration due to nitrogen injection. It was delayed. Further, the stress generated at the interface between the base material 11 and the tungsten carbide film 12 due to the decrease in the friction coefficient due to the nitrogen ion implantation is reduced,
It prevents cracks and film peeling.

【0045】型の劣化の進行が遅くなり、良好な離型性
を維持したまま型寿命を延長することができるという効
果は、実施の形態1と同様である。
The effect that the progress of mold deterioration is delayed and the mold life can be extended while maintaining good mold releasability is the same as in the first embodiment.

【0046】今回の実施の形態では、イオンビームスパ
ッタ法で炭化タングステンを成膜したが、その他のPV
D法やCVD法等の成膜法で炭化タングステンを成膜し
て、窒素イオンを注入しても同様の効果が得られる。
In this embodiment, the tungsten carbide film is formed by the ion beam sputtering method.
The same effect can be obtained by forming a tungsten carbide film by a film forming method such as the D method or the CVD method and implanting nitrogen ions.

【0047】(実施の形態3)本発明の実施の形態3を
説明する。図4は本実施の形態の光学素子成形用型の製
造方法におけるイオン注入を行う装置の概念的な構成を
示す図である。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram showing a conceptual configuration of an apparatus for performing ion implantation in the method of manufacturing the optical element molding die according to the present embodiment.

【0048】図4に示すように、上記イオン注入を行う
装置は、真空ポンプ20によって所定の圧力に減圧可能
な真空容器21を備えており、この真空容器21内に
は、光学素子成形用型の基体14を保持するホルダ15
が図示されない冷却板に固定されて配置されている。ホ
ルダ15は、図示されていない冷却水供給装置に接続さ
れており、冷却水により冷却可能になっている。
As shown in FIG. 4, the apparatus for performing the ion implantation includes a vacuum container 21 that can be depressurized to a predetermined pressure by a vacuum pump 20, and the vacuum container 21 has an optical element molding die. Holder 15 for holding the substrate 14 of
Are fixedly arranged on a cooling plate (not shown). The holder 15 is connected to a cooling water supply device (not shown) and can be cooled by cooling water.

【0049】上記基体14は、本実施の形態では実施の
形態1と同様に、金属バインダーは含まず、炭化チタン
と炭化タンタルのセラミックをバインダーとして5重量
%含んだ超硬合金である。
In the present embodiment, as in the first embodiment, the base 14 is a cemented carbide containing no metal binder but 5% by weight of a ceramic of titanium carbide and tantalum carbide as a binder.

【0050】上記真空容器7内には、イオン(本実施の
形態では窒素イオン)22を上記ホルダ15に支持され
た基体14に照射させるイオン源16が設けられてお
り、このイオン源16には、イオン22を導入する導入
口17が設置されている。さらに、真空容器7内には、
基体14に照射されるイオン22の個数を測定するため
のイオン電流測定器18が配置されているとともに、炭
化タングステンターゲット19が図示されない電源につ
ながれて配置されている。
An ion source 16 for irradiating the substrate 14 supported by the holder 15 with ions (nitrogen ions in the present embodiment) 22 is provided in the vacuum container 7, and the ion source 16 is provided in the ion source 16. An inlet 17 for introducing the ions 22 is installed. Furthermore, in the vacuum container 7,
An ion current measuring device 18 for measuring the number of ions 22 with which the substrate 14 is irradiated is arranged, and a tungsten carbide target 19 is arranged so as to be connected to a power source (not shown).

【0051】次に、上記構成で光学素子成形用型を作製
する場合を説明する。図4において、光学素子成形用型
の基体14を所定の形状に加工し、成形面をダイヤモン
ド砥粒等を用いて、最大表面粗さRmax:0.03μ
m以下となるように鏡面研磨加工する。その後、基体1
4をホルダ15に保持した状態で、真空ポンプ20によ
り真空容器21を排気して6×10−4Pa以下の高真
空とする。
Next, a case of manufacturing the optical element molding die having the above-mentioned structure will be described. In FIG. 4, the base 14 of the optical element molding die is processed into a predetermined shape, and the molding surface is formed by using diamond abrasive grains or the like, and the maximum surface roughness Rmax: 0.03 μm.
Mirror-polishing processing is performed so that it becomes m or less. Then the base 1
With 4 held in the holder 15, the vacuum container 21 is evacuated by the vacuum pump 20 to obtain a high vacuum of 6 × 10 −4 Pa or less.

【0052】その後、基体14の所望の面に対してイオ
ン源16より窒素イオン22を照射する。本実施の形態
では図示されないイオン化装置に窒素ガスを1〜5SCCM
の流量で導入し、プラズマを発生させることでイオン化
し、これを質量分離させて、所望のイオンの比率にして
イオン導入口17からイオン源16に導入している。ま
た、照射する窒素イオン22の加速エネルギーは25K
eVとし、上記イオンのビーム電流密度は5μA/cm
とした。
After that, the desired surface of the substrate 14 is irradiated with nitrogen ions 22 from the ion source 16. In this embodiment, 1 to 5 SCCM of nitrogen gas is supplied to an ionizer (not shown).
Is introduced into the ion source 16 from the ion introduction port 17 through the ion introduction port 17 in a desired ion ratio by mass-separating it. The acceleration energy of the nitrogen ions 22 to be irradiated is 25K.
eV, the beam current density of the above ions is 5 μA / cm
It was set to 2 .

【0053】基体14の表面に窒素イオン22を2×1
17ions/cm注入した(第1の工程)後、窒
素イオン22の注入を継続しながら、炭化タングステン
ターゲット19に高周波をかけてスパッタを行い、基体
14への成膜を行う(第2の工程)。膜厚が1000Å
に達したら、窒素イオン22の注入を停止し、上記成膜
を継続する(第3の工程)。その後、膜厚が5000Å
に達したら、上記成膜をやめ、再度、窒素イオンの注入
を行う(第4の工程)。このときの照射する窒素イオン
の加速エネルギーは35KeVとし、上記イオンの電流
密度は15μA/cmとし、注入量は3.5×10
17ions/cmとした。
Nitrogen ions 22 are added to the surface of the substrate 14 in an amount of 2 × 1.
After the implantation of 0 17 ions / cm 2 (first step), the tungsten carbide target 19 is sputtered by applying a high frequency while continuing the implantation of the nitrogen ions 22 to form a film on the substrate 14 (second step). Process). Film thickness is 1000Å
When the temperature reaches, the implantation of the nitrogen ions 22 is stopped and the film formation is continued (third step). After that, the film thickness is 5000Å
Then, the film formation is stopped and nitrogen ions are implanted again (fourth step). At this time, the acceleration energy of nitrogen ions to be irradiated is 35 KeV, the current density of the ions is 15 μA / cm 2 , and the implantation amount is 3.5 × 10 5.
It was set to 17 ions / cm 2 .

【0054】上記の方法によって形成された光学素子成
形用型は、図5に示すように、型基材23表層が窒素イ
オン注入と炭化タングステン成膜によってミキシングさ
れており、型基材23と炭化タングステン膜24との混
合層26があり、その上に炭化タングステン膜24が成
膜されている。このように、型基材23と炭化タングス
テン膜24の間には明確な界面は存在しない。また、さ
らに炭化タングステン膜24の表面には、窒素イオンが
注入された改質層25が存在している。その他の作用
は、実施の形態2と同様である。
In the optical element molding die formed by the above method, as shown in FIG. 5, the surface layer of the die base material 23 is mixed by nitrogen ion implantation and tungsten carbide film formation. There is a mixed layer 26 with the tungsten film 24, and a tungsten carbide film 24 is formed thereon. Thus, there is no clear interface between the mold base 23 and the tungsten carbide film 24. Further, on the surface of the tungsten carbide film 24, there is a modified layer 25 into which nitrogen ions have been implanted. Other operations are similar to those of the second embodiment.

【0055】(効果)本実施の形態の光学素子成形用型
によれば、炭化タングステン膜24と型基材23の間に
明確な界面が存在しないため、型基材23と炭化タング
ステン膜24との間で発生する膜剥離を防止することが
できる。
(Effect) According to the optical element molding die of the present embodiment, since there is no clear interface between the tungsten carbide film 24 and the mold base material 23, the mold base material 23 and the tungsten carbide film 24 are separated from each other. It is possible to prevent film peeling that occurs between the two.

【0056】本実施の形態の光学素子成形用型を用い
て、硝材SK11(転移点:535℃、軟化点:630
℃)のプリフォームを押圧成形した。型間に上記プリフ
ォームを載置し、押圧しながら加熱を行い、冷却して光
学素子を取り出す。このプレスの工程を5万回繰り返し
たが、膜剥離の発生はなかった。その他の効果は、実施
の形態2と同様である。
Using the optical element molding die of this embodiment, the glass material SK11 (transition point: 535 ° C., softening point: 630
C) preforms were pressed. The above preform is placed between the molds, heated while being pressed, and cooled to take out the optical element. The pressing process was repeated 50,000 times, but no film peeling occurred. Other effects are similar to those of the second embodiment.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明の請求項1および請求項4によれ
ば、成形面の最表層は窒素を含むイオンが注入された層
なので、摩擦係数は低下し、ガラスの流動による摩耗を
大幅に減少させることができる。これにより、光学素子
成形用型の寿命を大幅に延長できる。
According to claims 1 and 4 of the present invention, since the outermost surface layer of the molding surface is a layer into which ions containing nitrogen are implanted, the coefficient of friction is lowered and the abrasion due to the flow of glass is greatly reduced. Can be reduced. This can significantly extend the life of the optical element molding die.

【0058】本発明の請求項2および請求項5によれ
ば、少なくとも成形面に炭化タングステンを含む薄膜が
形成されており、その炭化タングステンを含む薄膜の最
表層は、窒素を含むイオンが注入された層なので、上記
の効果に加えて、薄膜表面の炭化タングステンの結晶は
くずされ、微細な結晶構造あるいは、非晶質状の表面に
なり、摩擦係数が一段と低下し、クラックや膜剥離を防
止できる。また、薄膜表面に窒素を含むイオンが注入さ
れたことで、ガラスに含まれる酸素による酸化によって
生じる成形面の劣化と、ガラスの流動による劣化が遅延
され、型寿命が大幅に向上する。
According to the second and fifth aspects of the present invention, a thin film containing tungsten carbide is formed on at least the molding surface, and ions containing nitrogen are implanted into the outermost surface layer of the thin film containing tungsten carbide. In addition to the above effects, the tungsten carbide crystals on the surface of the thin film are scraped, resulting in a fine crystal structure or an amorphous surface, the friction coefficient is further reduced, and cracks and film peeling are prevented. it can. Further, by implanting nitrogen-containing ions into the thin film surface, the deterioration of the molding surface caused by the oxidation of oxygen contained in the glass and the deterioration due to the flow of the glass are delayed, and the mold life is significantly improved.

【0059】本発明の請求項3および請求項6によれ
ば、上記の効果に加え、基材と薄膜の界面、および薄膜
の表面に、窒素を含むイオンを注入しているので、基材
と薄膜との間に明確な界面は存在せず膜剥離を防止でき
る。従って、型の寿命がさらに向上する。
According to claims 3 and 6 of the present invention, in addition to the above effects, since ions containing nitrogen are implanted into the interface between the substrate and the thin film and the surface of the thin film, Since there is no clear interface with the thin film, film peeling can be prevented. Therefore, the life of the mold is further improved.

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

【図1】本発明の実施の形態1の光学素子成形用型の製
造方法におけるイオン注入を行う装置の概念的な構成を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a conceptual configuration of an apparatus for performing ion implantation in a method for manufacturing an optical element molding die according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1の光学素子成形用型にお
ける表層を拡大して示す図である。
FIG. 2 is an enlarged view showing a surface layer of the optical element molding die according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態2の光学素子成形用型にお
ける表層を拡大して示す図である。
FIG. 3 is an enlarged view showing a surface layer of an optical element molding die according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本実施の形態3の光学素子成形用型の製造方法
におけるイオン注入を行う装置の概念的な構成を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing a conceptual configuration of an apparatus for performing ion implantation in the method for manufacturing an optical element molding die according to the third embodiment.

【図5】本発明の実施の形態3の光学素子成形用型にお
ける表層を拡大して示す図である。
FIG. 5 is an enlarged view showing a surface layer of an optical element molding die according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,14 基体 2,15 ホルダ 3,16 イオン源 4,17 イオン導入口 5,18 イオン電流測定器 6,20 真空ポンプ 7,21 真空容器 8,22 窒素イオン 9 超硬基材 10,25 改質層 11 基材 12,24 炭化タングステン膜 19 炭化タングステンターゲット 23 型基材 1,14 Base 2,15 holder 3,16 Ion source 4,17 Ion inlet 5,18 Ion current measuring instrument 6,20 vacuum pump 7,21 Vacuum container 8,22 Nitrogen ion 9 Carbide substrate 10,25 Modified layer 11 Base material 12,24 Tungsten carbide film 19 Tungsten Carbide Target 23 type base material

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化タングステンを主成分とする化合物
により形成された成形面を有する光学素子成形用型にお
いて、上記成形面の最表層は窒素を含むことを特徴とす
る光学素子成形用型。
1. An optical element molding die having a molding surface formed of a compound containing tungsten carbide as a main component, wherein the outermost layer of the molding surface contains nitrogen.
【請求項2】 炭化タングステンを含む薄膜が形成され
た成形面を有する光学素子成形用型において、上記薄膜
の最表層は、窒素を含むイオンが注入された層であるこ
とを特徴とする光学素子成形用型。
2. An optical element molding die having a molding surface on which a thin film containing tungsten carbide is formed, wherein the outermost layer of the thin film is a layer into which ions containing nitrogen are implanted. Mold for molding.
【請求項3】 炭化タングステンを主成分とする化合物
により形成された成形面を有する光学素子成形用型にお
いて、上記成形面上に窒素を含むイオンが注入された層
と炭化タングステンとを含む混合層を設けるとともに、
上記混合層上に炭化タングステンを含む層を設け、この
層に窒素を含むイオンを注入して形成した層を最表層と
することを特徴とする光学素子成形用型。
3. An optical element molding die having a molding surface formed of a compound containing tungsten carbide as a main component, and a mixed layer containing a layer in which ions containing nitrogen are implanted on the molding surface and tungsten carbide. Along with
A mold for forming an optical element, wherein a layer containing tungsten carbide is provided on the mixed layer, and a layer formed by implanting ions containing nitrogen into this layer is an outermost layer.
【請求項4】 炭化タングステンを主成分とする化合物
により形成された成形面を有する光学素子成形用型基材
の少なくとも成形面に、窒素を含むイオンを注入する工
程を有することを特徴とする光学素子成形用型の製造方
法。
4. An optical device comprising a step of implanting ions containing nitrogen into at least the molding surface of an optical element molding die base material having a molding surface formed of a compound containing tungsten carbide as a main component. A method for manufacturing an element molding die.
【請求項5】 光学素子成形用型の少なくとも成形面に
炭化タングステンを含む薄膜を形成する工程と、上記成
形面に形成された上記薄膜の最表層に窒素を含むイオン
を注入する工程と、を有することを特徴とする光学素子
成形用型の製造方法。
5. A step of forming a thin film containing tungsten carbide on at least the molding surface of an optical element molding die, and a step of implanting nitrogen-containing ions into the outermost surface layer of the thin film formed on the molding surface. A method for producing a mold for molding an optical element, which comprises:
【請求項6】 炭化タングステンを主成分とする化合物
により形成された成形面を有する光学素子成形用型にお
いて、少なくとも成形面に、窒素を含んだイオンを注入
する第1の工程と、上記窒素を含んだイオンの注入を続
けながら炭化タングステンを含む成膜を行う第2の工程
と、上記窒素を含んだイオンの注入を停止して上記タン
グステンを含む成膜を続ける第3の工程と、上記炭化タ
ングステンを含む成膜を停止して上記窒素を含んだイオ
ンを再び注入する第4の工程と、を有することを特徴と
する光学素子成形用型の製造方法。
6. An optical element molding die having a molding surface formed of a compound containing tungsten carbide as a main component, the first step of implanting nitrogen-containing ions into at least the molding surface, and the nitrogen A second step of forming a film containing tungsten carbide while continuing the implantation of the ions containing silicon; a third step of stopping the injection of the ions containing nitrogen and continuing the film forming containing the tungsten; A fourth step of stopping the film formation containing tungsten and re-implanting the ions containing nitrogen, the method for manufacturing an optical element molding die.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009091242A (en) * 2004-10-12 2009-04-30 Hoya Corp Optical glass, preform for precision press molding and its manufacturing method, and optical element and its manufacturing method
JP2010202476A (en) * 2009-03-05 2010-09-16 Hoya Corp Method for determining quality of release film on press forming die and method for producing optical element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009091242A (en) * 2004-10-12 2009-04-30 Hoya Corp Optical glass, preform for precision press molding and its manufacturing method, and optical element and its manufacturing method
JP2010202476A (en) * 2009-03-05 2010-09-16 Hoya Corp Method for determining quality of release film on press forming die and method for producing optical element

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