JP2008100885A - Optical element molding die - Google Patents

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Nobuyuki Suda
信行 須田
Seiji Isogawa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element molding die on which a long-lived molding surface showing good releasability from an optical element is easily formed at a low cost. <P>SOLUTION: The optical element molding die 1 is the one which has the molding surface 1a and is used for press-molding of the optical element made of glass. The optical element molding die 1 is equipped with a die base material 2 and a film layer 3, provided that the die base material 2 has a molding base surface 2a serving as a base for the molding surface 1a, and the film layer 3 essentially comprises a tantalum oxide and is formed at least on the molding base surface 2a of the die base material 2. Here, the surface of the film layer 3 serves as the molding surface 1a. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガラスからなる光学素子のプレス成形に用いる光学素子成形用金型に関する。   The present invention relates to an optical element molding die used for press molding of an optical element made of glass.

光学ガラス材を加熱し、押圧手段により所望形状にプレス成形して、光学素子とする方法が従来から一般的に知られている。特に、近年は、光学系の高性能化に伴い、非球面形状のみならず自由曲面形状等の複雑な形状の光学素子を大量に安く生産することが望まれている。このような光学素子をプレス成形にて安価に生産するためには、成形型の長寿命化が必須の条件となる。成形型の寿命は、型と光学ガラス材とが接触する成形面の劣化に左右されることから、成形面の耐久性を向上するために、型母材にTiN膜、白金系合金膜、DLC膜等が成膜されている。   A method of heating an optical glass material and press-molding it into a desired shape by a pressing means to form an optical element has been generally known. In particular, in recent years, with the improvement in performance of optical systems, it has been desired to produce optical elements having complicated shapes such as free-form surfaces as well as aspherical shapes in large quantities at low cost. In order to produce such an optical element at a low cost by press molding, it is an essential condition to extend the life of the mold. The life of the mold depends on the deterioration of the molding surface where the mold and the optical glass material come into contact. Therefore, in order to improve the durability of the molding surface, a TiN film, platinum alloy film, DLC is used as the mold base material. A film or the like is formed.

ここで、光学ガラス材をプレス成形する温度は、使用する光学ガラス材のガラス転移温度にもよるが、一般的に400℃〜800℃である。この温度での成形では、元素の拡散が生じ易く、ヒートサイクルによって膜が劣化した場合には、光学ガラス材に含まれるアルカリ金属等の成分や雰囲気中の酸素分子が化学反応や粒界拡散し易くなる。その結果、型母材の劣化、膜剥離を生じやすくなる。そこで、成形型の表面にはイリジウム等による硬質膜の処理が行われている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001−89164号公報
Here, although the temperature which press-molds an optical glass material is based also on the glass transition temperature of the optical glass material to be used, it is generally 400 to 800 degreeC. In molding at this temperature, element diffusion tends to occur, and when the film deteriorates due to heat cycle, components such as alkali metals contained in the optical glass material and oxygen molecules in the atmosphere undergo chemical reaction and grain boundary diffusion. It becomes easy. As a result, deterioration of the mold base material and film peeling are likely to occur. Therefore, the surface of the mold is treated with a hard film using iridium or the like (see, for example, Patent Document 1).
JP 2001-89164 A

しかしながら、上記従来の光学素子成形用金型は、イリジウムを使用するので、入手の容易性や入手・加工コストの低減化の面で未だ十分ではない。
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、光学素子との離型性が良く、かつ長寿命な成形面が、容易に、かつ安価に形成された光学素子成形用金型を提供することを目的とする。
However, since the conventional optical element molding die uses iridium, it is still not sufficient in terms of easy availability and reduction of acquisition / processing costs.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an optical element molding die that has a good releasability from an optical element and has a long-life molding surface that is easily and inexpensively formed. The purpose is to do.

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る光学素子成形用金型は、成形面を有して、ガラスからなる光学素子のプレス成形に用いる光学素子成形用金型であって、前記成形面の基となる成形基面を有する型母材と、タンタル酸化物を主成分として少なくとも前記型母材の前記成形基面に設けられた膜層とを備え、前記膜層の表面が成形面となっていることを特徴とする。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
An optical element molding die according to the present invention is an optical element molding die that has a molding surface and is used for press molding of an optical element made of glass, and has a molding base surface that is the basis of the molding surface. A mold base material having a tantalum oxide as a main component and at least a film layer provided on the molding base surface of the mold base material, the surface of the film layer being a molding surface .

この発明は、タンタル酸化物が安定した酸化物であるため、酸化進行による膜層の劣化を抑えることができる。また、酸素の粒界からの拡散に対し、タンタル酸化物が酸素を含む化学元素の拡散をブロックする作用を有しており、高温下のガラス成分との反応も見られず、ガラスとの離型性を好適に高めることができる。   In this invention, since tantalum oxide is a stable oxide, deterioration of the film layer due to the progress of oxidation can be suppressed. In addition, tantalum oxide has a function of blocking the diffusion of chemical elements including oxygen against the diffusion of oxygen from the grain boundary. The moldability can be improved suitably.

また、本発明は、前記光学素子成形用金型であって、前記膜層が、少なくとも50nmの厚さに形成されていることを特徴とする。
この発明は、膜層の厚さが、結晶粒の大きさよりも大きくなるので、粒子脱落などによる部分欠陥を抑えることができる。
The present invention is also the optical element molding die, wherein the film layer is formed to a thickness of at least 50 nm.
According to the present invention, since the thickness of the film layer is larger than the size of the crystal grains, partial defects due to particle dropping or the like can be suppressed.

また、本発明は、前記光学素子成形用金型であって、前記膜層が、前記成形面が形成されて前記タンタル酸化物の酸素濃度が略一定の最表層と、前記成形面側から前記型母材側に向かって、前記酸素濃度が連続的又は段階的に低減する傾斜層と、を備えていることを特徴とする。
この発明は、傾斜層があるので、最表層と型母材との密着性を高めることができる。
Further, the present invention is the optical element molding die, wherein the film layer includes the outermost layer in which the molding surface is formed and the oxygen concentration of the tantalum oxide is substantially constant, and from the molding surface side. And an inclined layer in which the oxygen concentration decreases continuously or stepwise toward the mold base.
In the present invention, since there is an inclined layer, the adhesion between the outermost layer and the mold base material can be improved.

また、本発明は、前記光学素子成形用金型であって、タンタルが注入された注入層が前記成形基面に形成され、前記膜層が、前記注入層に成膜されていることを特徴とする。
この発明は、膜層と型母材との密着性をより高めることができる。
Further, the present invention is the optical element molding die, wherein an injection layer into which tantalum is injected is formed on the molding base surface, and the film layer is formed on the injection layer. And
The present invention can further improve the adhesion between the film layer and the mold base material.

本発明によれば、光学素子との離型性が良く、かつ長寿命な成形面を、容易に、かつ安価に形成させることができる。   According to the present invention, it is possible to easily and inexpensively form a molding surface having good releasability from an optical element and having a long life.

本発明に係る第1の実施形態について、図1から図3を参照して説明する。
本実施形態に係る光学素子成形用金型1は、図1に示すように、成形面1aを有して、ガラスからなる図示しないレンズ等の光学素子のプレス成形に用いるものであって、成形面1aの基となる成形基面2aを有する型母材2と、タンタル酸化物を主成分として少なくとも成形基面2aに設けられた膜層3とを備えている。膜層3の表面が成形面1aとなっている。
A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an optical element molding die 1 according to the present embodiment has a molding surface 1a and is used for press molding of an optical element such as a lens (not shown) made of glass. A mold base material 2 having a molding base surface 2a to be a base of the surface 1a, and a film layer 3 having tantalum oxide as a main component and provided at least on the molding base surface 2a are provided. The surface of the film layer 3 is a molding surface 1a.

型母材2は、例えば、超硬合金(WC99%、TiC1%)からなる基材が、所望の最終製品に対応した形状と概略近い形状に加工されてなり、成形基面2aは、ダイヤモンド砥石を用いた研削加工により、成形面として所望の最終形状に対応した形状に加工された後、鏡面研磨が施されている。   The mold base material 2 is formed by, for example, a base material made of cemented carbide (WC 99%, TiC 1%) being processed into a shape substantially similar to a shape corresponding to a desired final product. After being processed into a shape corresponding to a desired final shape as a molding surface by grinding using, mirror polishing is performed.

膜層3は、成形面1aが形成されてタンタル酸化物の酸素濃度が略一定の最表層5と、成形面1a側から型母材2側に向かって、酸素濃度が段階的に低減する傾斜層6と、を備えている。ここで、膜層3は、結晶粒よりも大きい、少なくとも50nmの厚さに形成されていればよい。   The film layer 3 has an outermost layer 5 in which the molding surface 1a is formed and the oxygen concentration of the tantalum oxide is substantially constant, and an inclination in which the oxygen concentration gradually decreases from the molding surface 1a side to the mold base material 2 side. And a layer 6. Here, the film layer 3 should just be formed in the thickness of at least 50 nm larger than a crystal grain.

最表層5は、図2に示すように、ここでは約200nmの厚さとされ、タンタル酸化物における酸素(O)とタンタル(Ta)との組成比が2.3となるような酸素濃度で成膜されている。なお、酸素濃度は、最表層5における組成比で2.1以上、理想的には2.5であれば、熱力学的に安定するのでよい。   As shown in FIG. 2, the outermost layer 5 has a thickness of about 200 nm and is formed at an oxygen concentration such that the composition ratio of oxygen (O) to tantalum (Ta) in the tantalum oxide is 2.3. It is filmed. The oxygen concentration may be thermodynamically stable if the composition ratio in the outermost layer 5 is 2.1 or more, ideally 2.5.

傾斜層6は、ここでは約800nmの厚さとされ、約150nmの厚さ毎にタンタル酸化物における酸素とタンタルとの組成比が変化するように成膜されている。即ち、成形面1a側から型母材2側に向かって酸素濃度が段階的に低減する一方、タンタル濃度は、この逆に成形面1a側から型母材2側に向かって段階的に増加する。なお、本実施形態では、組成比を4段階に分けて変化させているが、酸素濃度が型母材2における0の状態から最表層5の組成比となるまでの間の値であれば、任意の段階数で変化させても構わない。また、組成比が変化する層の厚さも全て均一である必要はなく、任意の厚さで構わない。   The graded layer 6 has a thickness of about 800 nm here, and is formed so that the composition ratio of oxygen and tantalum in the tantalum oxide changes every thickness of about 150 nm. That is, the oxygen concentration gradually decreases from the molding surface 1a side toward the mold base material 2 side, while the tantalum concentration conversely increases from the molding surface 1a side toward the mold base material 2 side. . In the present embodiment, the composition ratio is changed in four stages. However, if the oxygen concentration is a value between the state of 0 in the mold base material 2 and the composition ratio of the outermost layer 5, It may be changed at an arbitrary number of steps. Further, the thickness of the layer in which the composition ratio changes is not necessarily uniform, and any thickness may be used.

ここで、膜層3は、図3に示すような成膜装置7にて行う。この成膜装置7は、グランドに接続された真空容器8と、真空容器8内の上部に配され、成膜対象となる型母材2を保持する導電性の試料ホルダ10と、試料ホルダ10を介して接続された直流パルスバイアス電源11と、試料ホルダ10の下方に配されてプラズマを発生させる固体のターゲット12と、プラズマを発生させるための初期放電を起こさせるトリガー電極13と、固体のターゲット12に放電してプラズマを発生させるアーク電極15とを備えている。   Here, the film layer 3 is performed by a film forming apparatus 7 as shown in FIG. The film forming apparatus 7 includes a vacuum container 8 connected to a ground, a conductive sample holder 10 that is disposed in an upper part of the vacuum container 8 and holds a mold base material 2 to be formed, and a sample holder 10. A DC pulse bias power source 11 connected via the electrode, a solid target 12 disposed below the sample holder 10 for generating plasma, a trigger electrode 13 for causing an initial discharge for generating plasma, and a solid target An arc electrode 15 that discharges the target 12 to generate plasma is provided.

真空容器8には、排気口8A,8Bが設けられている。
トリガー電極13は固体のターゲット12と電気的に導通しないように、かつ高電圧がかかったとき放電により導通するように、固体のターゲット12から所定の間隔で離間して図示しない絶縁体を介して設けられている。トリガー電極13はトリガー電源16に接続され、アーク電極15はアーク電源17に接続されている。直流パルスバイアス電源11は、アーク電極15の放電が始まると同時、又は遅延して負の電圧を発生させるように図示しないコンピューターにより制御されている。
The vacuum vessel 8 is provided with exhaust ports 8A and 8B.
The trigger electrode 13 is separated from the solid target 12 at a predetermined interval via an insulator (not shown) so as not to be electrically connected to the solid target 12 and to be conductive by discharge when a high voltage is applied. Is provided. The trigger electrode 13 is connected to a trigger power source 16, and the arc electrode 15 is connected to an arc power source 17. The DC pulse bias power supply 11 is controlled by a computer (not shown) so as to generate a negative voltage at the same time or after the discharge of the arc electrode 15 starts.

膜層3の成膜方法について説明する。
本実施形態では、固体のターゲット12として純度99.9%のタンタルを使用した。
まず、試料ホルダ10に型母材2をセットした後、真空容器8内の気圧を排気口8A,8Bより排気して1×10−4Pa以下に減圧する。そして、アーク電極15に60Vの電圧を印加し、トリガー電極13に4.5kVの電圧を瞬間的に印加してトリガー放電を起こさせる。
A method for forming the film layer 3 will be described.
In this embodiment, tantalum having a purity of 99.9% is used as the solid target 12.
First, after the mold base material 2 is set in the sample holder 10, the pressure in the vacuum vessel 8 is exhausted from the exhaust ports 8A and 8B and the pressure is reduced to 1 × 10 −4 Pa or less. Then, a voltage of 60 V is applied to the arc electrode 15 and a voltage of 4.5 kV is instantaneously applied to the trigger electrode 13 to cause trigger discharge.

このトリガー放電を引き金に、アーク電極15から固体のターゲット12に放電が起こり、固体のターゲット12の表面からタンタルのプラズマが発生する。その瞬間、プラズマは真空容器8内の型母材2の成形基面2aに到達する。こうして、所定の時間の経過後、タンタルが所定の厚さに成膜される。   With this trigger discharge as a trigger, a discharge occurs from the arc electrode 15 to the solid target 12, and tantalum plasma is generated from the surface of the solid target 12. At that moment, the plasma reaches the molding base surface 2 a of the mold base 2 in the vacuum vessel 8. Thus, tantalum is deposited to a predetermined thickness after a predetermined time has elapsed.

その後、酸素分圧が、所定の値となるように酸素を真空容器8内に導入する。そして、上述した成膜工程を実施して、酸素とタンタルとが所定の組成比を有するタンタル酸化物を所定の膜厚にて成膜する。   Thereafter, oxygen is introduced into the vacuum vessel 8 so that the oxygen partial pressure becomes a predetermined value. Then, the above-described film forming process is performed to form a tantalum oxide having a predetermined composition ratio of oxygen and tantalum with a predetermined film thickness.

さらに、真空容器8内の酸素濃度を段階的に変化させながら、それぞれの酸素濃度下にて上述した成膜工程を実施して、傾斜層6及び最表層5を順次成膜する。最後に大気雰囲気中で600℃まで加熱後に徐冷して膜の残留応力を取り除く。   Furthermore, while the oxygen concentration in the vacuum vessel 8 is changed stepwise, the above-described film forming process is performed under each oxygen concentration to sequentially form the inclined layer 6 and the outermost layer 5. Finally, the film is gradually cooled after heating to 600 ° C. in an air atmosphere to remove the residual stress of the film.

こうして得られた光学素子成形用金型1を用いて窒素雰囲気下で560℃の成形温度でBi含有リン酸系硝材を成形したところ、焼付きやクモリのない所望の形状のものを作製することができた。   When the Bi-containing phosphate glass material is molded at a molding temperature of 560 ° C. in a nitrogen atmosphere using the optical element molding die 1 thus obtained, a product having a desired shape without seizure or spiders is produced. I was able to.

この光学素子成形用金型1によれば、タンタル酸化物が熱力学的に安定した酸化物であるため、酸化進行による膜層3の劣化を抑えることができる。また、酸素の粒界からの拡散に対し、タンタル酸化物が酸素を含む化学元素の拡散をブロックする作用を有しており、高温下のガラス成分との反応も見られず、ガラスとの離型性を好適に高めることができる。従って、成形する光学素子との離型性が良く、かつ長寿命な成形面1aを、容易に、かつ安価に形成させることができる。   According to this optical element molding die 1, since tantalum oxide is a thermodynamically stable oxide, deterioration of the film layer 3 due to the progress of oxidation can be suppressed. In addition, tantalum oxide has a function of blocking the diffusion of chemical elements including oxygen against the diffusion of oxygen from the grain boundary. The moldability can be improved suitably. Therefore, it is possible to easily and inexpensively form the molding surface 1a having a good releasability from the optical element to be molded and having a long life.

この際、膜層3の厚さが1000nm即ち50nm以上であり、結晶粒の大きさよりも大きいので、成形面1aにおいて粒子脱落などによる部分欠陥を抑えることができる。
また、真空容器8内に導入する酸素濃度を段階的に変化させることによって、酸素の組成比が段階的に変化する傾斜層6を容易に成膜することができ、この傾斜層6によって、最も酸素濃度の高い最表層5と、最も酸素濃度の低い型母材2の成形基面2aとの密着性を高めることができる。
At this time, since the thickness of the film layer 3 is 1000 nm, that is, 50 nm or more, which is larger than the size of the crystal grains, it is possible to suppress partial defects due to particle dropping or the like on the molding surface 1a.
In addition, by changing the oxygen concentration introduced into the vacuum vessel 8 stepwise, the inclined layer 6 in which the oxygen composition ratio changes stepwise can be easily formed. Adhesion between the outermost layer 5 having a high oxygen concentration and the molding base surface 2a of the mold base material 2 having the lowest oxygen concentration can be enhanced.

次に、第2の実施形態について図4を参照しながら説明する。
なお、上述した第1の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第2の実施形態と第1の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る光学素子成形用金型20の膜層21が有する傾斜層22が、成形面20a側から型母材2側に向かって、酸素濃度が連続的に低減するとした点である。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to 1st Embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the inclined layer 22 of the film layer 21 of the optical element molding die 20 according to the present embodiment is from the molding surface 20a side to the mold base material 2 side. That is, the oxygen concentration is continuously reduced.

傾斜層22は、第1の実施形態と同様に、約800nmの厚さとなっている。そして、成形面20a側から型母材2側に向かって酸素濃度が連続的に低減する一方、タンタル濃度は、この逆に成形面20a側から型母材2の成形基面2a側に向かって連続的に増加する。   The graded layer 22 has a thickness of about 800 nm, as in the first embodiment. The oxygen concentration is continuously reduced from the molding surface 20a side toward the mold base material 2 side, while the tantalum concentration is conversely from the molding surface 20a side toward the molding base surface 2a side of the mold base material 2. Increase continuously.

この膜層21も、第1の実施形態と同様の方法によって成膜される。ただし、傾斜層22の成膜中に、酸素濃度が段階的ではなく連続的に変化するように真空容器中に酸素を導入する。
この光学素子成形用金型20によれば、傾斜層22において酸素の組成比が連続的に変化するので、最も酸素濃度の高い最表層5と、最も酸素濃度の低い型母材2との密着性をより好適に高めることができる。
This film layer 21 is also formed by the same method as in the first embodiment. However, oxygen is introduced into the vacuum container so that the oxygen concentration changes continuously rather than stepwise during the formation of the gradient layer 22.
According to this optical element molding die 20, since the composition ratio of oxygen continuously changes in the inclined layer 22, adhesion between the outermost layer 5 having the highest oxygen concentration and the mold base material 2 having the lowest oxygen concentration. The property can be improved more suitably.

次に、第3の実施形態について図5及び図6を参照しながら説明する。
なお、上述した他の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第3の実施形態と第2の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る光学素子成形用金型30の型母材31の成形基面31aに、タンタルが注入された注入層32が形成され、膜層21が注入層32の上に成膜されているとした点である。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to other embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
The difference between the third embodiment and the second embodiment is that an injection layer 32 in which tantalum is injected into the molding base surface 31a of the mold base 31 of the optical element molding die 30 according to this embodiment. The film layer 21 is formed on the injection layer 32.

この注入層32及び膜層21の成膜方法について説明する。
まず、第1の実施形態と同様の固体のターゲット12を使用する。
試料ホルダ10に型母材31をセットした後、真空容器8内の気圧を排気口8A,8Bより排気して1×10−4Pa以下に減圧する。そして、アーク電極15に60Vの電圧を印加し、トリガー電極13に4.5kVの電圧を瞬間的に印加してトリガー放電を起こさせる。
A method for forming the injection layer 32 and the film layer 21 will be described.
First, the same solid target 12 as in the first embodiment is used.
After the mold base material 31 is set in the sample holder 10, the air pressure in the vacuum vessel 8 is exhausted from the exhaust ports 8A and 8B and depressurized to 1 × 10 −4 Pa or less. Then, a voltage of 60 V is applied to the arc electrode 15 and a voltage of 4.5 kV is instantaneously applied to the trigger electrode 13 to cause trigger discharge.

このトリガー放電を引き金に、アーク電極15から固体のターゲット12に放電が起こり、固体のターゲット12の表面からタンタルのプラズマが発生する。その瞬間、プラズマは真空容器8内の型母材31の成形基面31aに到達する。
同時に直流パルスバイアス電源11により型母材31に12μsec幅、13μsecのインターバルで−15kVの直流パルスバイアス電圧を100回加える。これにより、型母材31周囲のプラズマ中に含まれるイオンが直流パルスバイアス電圧により引き出され、型母材31の成形基面31aに注入される。この注入操作を500回繰り返した。このとき、引き出されるイオンは、成形基面31aの表面に垂直な方向の電界によって加速されるので、成形基面31aが3次元形状であっても全ての面でその面の垂直方向に注入される。こうして注入された成形基面31aにおけるタングステンとタンタルとの組成比を1:1とする。
With this trigger discharge as a trigger, a discharge occurs from the arc electrode 15 to the solid target 12, and tantalum plasma is generated from the surface of the solid target 12. At that moment, the plasma reaches the molding base surface 31 a of the mold base 31 in the vacuum vessel 8.
At the same time, a DC pulse bias voltage of −15 kV is applied 100 times to the mold base 31 by a DC pulse bias power supply 11 at intervals of 12 μsec and 13 μsec. As a result, ions contained in the plasma around the mold base material 31 are extracted by the DC pulse bias voltage and injected into the molding base surface 31 a of the mold base material 31. This injection operation was repeated 500 times. At this time, the extracted ions are accelerated by an electric field in a direction perpendicular to the surface of the molding base surface 31a. Therefore, even if the molding base surface 31a has a three-dimensional shape, all the surfaces are implanted in the direction perpendicular to the surface. The The composition ratio of tungsten and tantalum on the molded base surface 31a thus injected is set to 1: 1.

その後、パルスバイアス電圧を低下させ、真空容器8内の酸素濃度を連続的に変化させながら第2の実施形態と同様の成膜工程を実施して、傾斜層22及び最表層5を成膜する。最後に大気雰囲気中で600℃まで加熱後に徐冷して膜の残留応力を取り除いて成形面30aを得る。   Thereafter, the gradient layer 22 and the outermost layer 5 are formed by reducing the pulse bias voltage and performing the same film formation process as in the second embodiment while continuously changing the oxygen concentration in the vacuum vessel 8. . Finally, after heating to 600 ° C. in the air atmosphere, the film is gradually cooled to remove the residual stress of the film, and the molding surface 30a is obtained.

この発明によれば、注入層32を備えているので、膜層3と型母材31との密着性をより好適に高めることができる。   According to the present invention, since the injection layer 32 is provided, the adhesion between the film layer 3 and the mold base material 31 can be improved more suitably.

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、型母材として超硬合金を用いたが、これに限らず、ステンレス鋼、インコネルなどの耐熱金属やタングステン合金を用いてもよい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, a cemented carbide is used as the mold base material. However, the present invention is not limited to this, and a heat-resistant metal such as stainless steel or Inconel or a tungsten alloy may be used.

本発明の第1の実施形態に係る光学素子成形用金型を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical element shaping die concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る光学素子成形用金型の膜層における組成比を示すグラフである。It is a graph which shows the composition ratio in the film | membrane layer of the optical element shaping die concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る光学素子成形用金型の膜層を形成するための装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the apparatus for forming the film layer of the optical element shaping die which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る光学素子成形用金型の膜層における組成比を示すグラフである。It is a graph which shows the composition ratio in the film | membrane layer of the optical element shaping die which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る光学素子成形用金型を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical element shaping die concerning the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る光学素子成形用金型の膜層及び注入層における組成比を示すグラフである。It is a graph which shows the composition ratio in the film | membrane layer and injection layer of the optical element shaping die which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,20,30 光学素子成形用金型
1a,20a,30a 成形面
2,31 型母材
2a,31a 成形基面
3,21 膜層
5 最表層
6,22 傾斜層
32 注入層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,20,30 Optical element shaping | molding metal mold | die 1a, 20a, 30a Molding surface 2,31 Mold base material 2a, 31a Molding base surface 3,21 Film layer 5 Outermost layer 6,22 Inclined layer 32 Injection layer

Claims (4)

成形面を有して、ガラスからなる光学素子のプレス成形に用いる光学素子成形用金型であって、
前記成形面の基となる成形基面を有する型母材と、
タンタル酸化物を主成分として少なくとも前記型母材の前記成形基面に設けられた膜層とを備え、
前記膜層の表面が成形面となっていることを特徴とする光学素子成形用金型。
An optical element molding die having a molding surface and used for press molding of an optical element made of glass,
A mold base material having a molding base surface to be a base of the molding surface;
Comprising a tantalum oxide as a main component and at least a film layer provided on the molding base surface of the mold base material,
An optical element molding die, wherein the surface of the film layer is a molding surface.
前記膜層が、少なくとも50nmの厚さに形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学素子成形用金型。   The optical element molding die according to claim 1, wherein the film layer is formed to a thickness of at least 50 nm. 前記膜層が、前記成形面が形成されて前記タンタル酸化物の酸素濃度が略一定の最表層と、
前記成形面側から前記型母材側に向かって、前記酸素濃度が連続的又は段階的に低減する傾斜層と、
を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子成形用金型。
The film layer is an outermost layer in which the molding surface is formed and the oxygen concentration of the tantalum oxide is substantially constant,
An inclined layer in which the oxygen concentration decreases continuously or stepwise from the molding surface side toward the mold base side;
The optical element molding die according to claim 1 or 2, further comprising:
タンタルが注入された注入層が前記成形基面に形成され、
前記膜層が、前記注入層に成膜されていることを特徴とする請求項1から3の何れか一つに記載の光学素子成形用金型。
An injection layer into which tantalum is injected is formed on the molding base surface,
4. The optical element molding die according to claim 1, wherein the film layer is formed on the injection layer.
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