JP2505893B2 - Optical element molding method and optical element molding die manufacturing method - Google Patents

Optical element molding method and optical element molding die manufacturing method

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JP2505893B2
JP2505893B2 JP1265114A JP26511489A JP2505893B2 JP 2505893 B2 JP2505893 B2 JP 2505893B2 JP 1265114 A JP1265114 A JP 1265114A JP 26511489 A JP26511489 A JP 26511489A JP 2505893 B2 JP2505893 B2 JP 2505893B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、レンズ、プリズム等のガラスよりなる光学
素子を、ガラス素材のプレス成形により製造する方法と
該プレス成形に使用される型に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing an optical element made of glass such as a lens and a prism by press molding of a glass material, and a mold used for the press molding. Is.

[従来の技術] 研磨工程を必要としないでガラス素材のプレス成形に
よってレンズを製造する技術は、従来のレンズの製造に
おいて必要とされた複雑な工程をなくし、簡単且つ安価
にレンズを製造することを可能とし、近来、レンズのみ
ならずプリズムその他のガラスよりなる光学素子の製造
に使用されるようになってきた。
[Prior Art] The technology of manufacturing a lens by press molding of a glass material without requiring a polishing step eliminates the complicated steps required in the conventional manufacturing of a lens, and can simply and inexpensively manufacture a lens. In recent years, it has come to be used for manufacturing not only lenses but also optical elements made of glass such as prisms.

このようなガラスの光学素子のプレス成形に使用され
る型材に要求される性質としては、硬さ、耐熱性、離型
性、鏡面加工性等に優れていることが挙げられる。従
来、この種の型材として、金属、セラミックス及びそれ
らをコーティングした材料等、数多くの提案がされてい
る。いくつかの例を挙げるならば、特開昭49−51112に
は13Crマルテンサイト鋼が、特開昭52−45613にはSiC及
びSi3N4が、特開昭60−246230には超硬合金に貴金属を
コーティングした材料が、又、特開昭61−183134にはダ
イヤモンド薄膜又はダイヤモンド状炭素膜をコーティン
グした材料が提案されている。
The properties required for the mold material used for press molding of such glass optical elements include excellent hardness, heat resistance, releasability, and mirror surface workability. Heretofore, as this type of mold material, many proposals have been made on metals, ceramics and materials coated with them. If some examples, 13Cr martensitic steels in JP 49-51112 is, the SiC and Si 3 N 4 in JP 52-45613, the JP 60-246230 cemented carbide No. 6-183134 proposes a material coated with a noble metal, and JP-A-61-183134 proposes a material coated with a diamond thin film or a diamond-like carbon film.

[発明が解決しようとする課題] しかし、13Crマルテンサイト鋼は酸化しやすく、さら
に高温でFeが硝子中に拡散して硝子が着色する欠点をも
つ。SiC、Si3N4は一般的には酸化されにくいとされてい
るが、高温ではやはり酸化がおこり表面にSiO2の膜が形
成される為硝子と融着を起こし、さらに高硬度の為型自
体の加工性が極めて悪いという欠点を持つ。貴金属をコ
ーティングした材料は融着は起こしにくいが、極めて軟
かい為、傷がつきやすく又変形しやすい欠点をもつ。
又、ダイヤモンド薄膜をコーティングした材料は表面の
平滑さに欠けるため得られた光学素子の鏡面性が不足す
る。
[Problems to be Solved by the Invention] However, 13Cr martensitic steel has a drawback that it is easily oxidized, and further, Fe diffuses into the glass at a high temperature and the glass is colored. It is generally said that SiC and Si 3 N 4 are difficult to oxidize, but at high temperature, oxidation also occurs and a SiO 2 film is formed on the surface, causing fusion with glass and further increasing hardness. It has the drawback that its processability is extremely poor. A material coated with a noble metal is unlikely to cause fusion, but since it is extremely soft, it has the drawback of being easily scratched and easily deformed.
Further, the material coated with the diamond thin film lacks the smoothness of the surface, so that the specularity of the obtained optical element is insufficient.

更に、特開昭61−183134にダイヤモンド状炭素膜をコ
ーティングした型材が開示されているが、ダイヤモンド
状炭素膜の膜構造は水素含有量、結晶相とアモルファス
相の混合状態或は炭素原子のsp2,sp3混成軌道の混在状
態により多様かつ複雑である。すなわち、膜構造は成膜
方法や成膜条件に強く依存するため、一概にダイヤモン
ド状炭素膜といっても、ガラス成形においてガラス成分
中の鉛を析出したり、成形回数が多くなると膜の剥離等
を引き起こし、成形性や耐久性が充分でないものがあ
る。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-183134 discloses a mold material coated with a diamond-like carbon film, and the film structure of the diamond-like carbon film has a hydrogen content, a mixed state of a crystalline phase and an amorphous phase, or sp of carbon atoms. It is diverse and complicated due to the mixed state of 2 , sp 3 hybrid orbitals. That is, since the film structure strongly depends on the film forming method and film forming conditions, even if it is generally referred to as a diamond-like carbon film, lead in the glass component is precipitated in glass forming or the film peels when the number of forming times increases. And the like, resulting in insufficient moldability and durability.

また、上記のダイヤモンド状炭素膜をコーティングし
た型を用いて成形を行なうと、ガラスの融着や鉛の析
出、傷が付く等の問題が発生するので、これらの型を継
続的的に使用するためには、適当な成形回数ごとに型表
面をダイヤモンドパウダー等により機械的に研磨(クリ
ーニング)する必要がある。しかし、このクリーニング
回数が多くなるに従い型形状が変化、劣化する。そこ
で、適当なクリーニング回数ごとに型を機械的に加工、
研磨して元の型形状に戻す必要がある。しかし、一般に
型母材の材質は硬度が高いため機械的加工、研磨が容器
ではなく、所望の形状に再生することは必ずしも容易で
はなく、この傾向は特に非球面形状の場合には顕著であ
る。従って、このような方法による型の再生は、プレス
成形により光学素子を製造するプロセスにおいてコスト
アップの大きな原因となっている。
In addition, if molding is performed using a mold coated with the above-mentioned diamond-like carbon film, problems such as glass fusion, lead deposition, and scratches occur, so these molds should be used continuously. In order to do so, it is necessary to mechanically polish (clean) the mold surface with diamond powder or the like every suitable number of times of molding. However, the mold shape changes and deteriorates as the number of cleanings increases. Therefore, the mold is mechanically processed every suitable number of cleanings.
It is necessary to polish it back to its original shape. However, since the material of the die base material generally has high hardness, it is not always easy to regenerate it into a desired shape because mechanical processing and polishing are not a container, and this tendency is particularly remarkable in the case of an aspherical shape. . Therefore, the reproduction of the mold by such a method causes a large cost increase in the process of manufacturing the optical element by press molding.

従って、本発明の目的は、型表面の析出鉛、融着ガ
ラス等を取り除き、常に清浄な成形面を表出させながら
成形を行なう光学素子の成形方法を提供することにあ
る。成形ガラスの仕上げ研磨を必要としない光学素子
の成形方法を提供することにある。型の傷んだ膜の除
去を機械的加工、研磨によらずに行ない、型を変形、劣
化させることのない光学素子成形用型の製造方法を提供
することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a molding method for an optical element, in which precipitated lead, fused glass and the like on the mold surface are removed and molding is performed while a clean molding surface is always exposed. An object of the present invention is to provide a method for molding an optical element that does not require finish polishing of molded glass. It is an object of the present invention to provide a method for producing a mold for molding an optical element, which does not deform or deteriorate the mold by removing the damaged film of the mold without using mechanical processing or polishing.

[課題を解決するための手段] 本発明は、従来の光学素子成形用型において問題であ
ったクリーニング、更には型の再生を、成形プロセスの
一環としてドライプロセスにより行なうことにより、光
学素子成形用型の耐久性、成形性、更には低コスト化を
実現した光学素子の成形方法と光学素子成形用型の製造
方法である。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a method for molding an optical element by performing cleaning, which is a problem in the conventional optical element molding mold, and further, regenerating the mold by a dry process as a part of the molding process. It is a method of molding an optical element and a method of manufacturing a mold for molding an optical element, which realizes mold durability, moldability, and cost reduction.

すなわち、本発明は、炭素を主たる構成元素とする膜
が成形面に形成された光学素子成形用型を用いて成形を
行なう光学素子の成形方法において、成形を行ない、つ
いで前記膜の表面をエッチングにより除去した後、成形
を行なうことを特徴とする光学素子の成形方法、並び
に、炭素を主たる構成元素とする膜が成形面に形成され
た光学素子成形用型の製造方法において、前記膜をエッ
チングにより除去した後、前記膜を新たに形成すること
を特徴とする光学素子成形用型の製造方法である。
That is, the present invention is a method for molding an optical element in which a film containing carbon as a main constituent element is formed using an optical element molding die in which a molding surface is formed, molding is performed, and then the surface of the film is etched. In the method for molding an optical element, which is characterized in that molding is performed after the removal by the method, and in the method for producing an optical element molding die in which a film containing carbon as a main constituent element is formed on the molding surface, the film is etched. The method for producing an optical element molding die is characterized in that the film is newly formed after being removed by.

まず、本発明の光学素子の成形方法について詳細に説
明する。
First, the method for molding an optical element of the present invention will be described in detail.

本発明の光学素子の成形方法においては型母材上に炭
素を主たる構成元素とする膜(以下、炭素系の膜とい
う)を形成した型を用いてガラスのプレス成形を行な
い、ついで膜表面をエッチングすることにより膜表面を
清浄な状態にしてから再び成形を行なう。
In the method of molding an optical element of the present invention, press molding of glass is performed using a mold in which a film having carbon as a main constituent element (hereinafter referred to as a carbon-based film) is formed on a mold base material, and then the film surface is formed. The film surface is cleaned by etching, and then molding is performed again.

型母材としては、精密加工が可能で耐熱性、耐衝撃性
のある材料、例えばタングステンカーバイド、サーメッ
ト、ジルコニア、SiC、Si3N4が用いられる。
As the die base material, a material that can be precision processed and has heat resistance and impact resistance, for example, tungsten carbide, cermet, zirconia, SiC, Si 3 N 4 is used.

炭素系の膜としては、例えばダイヤモンド薄膜、ダイ
ヤモンド状炭素膜、水素化アモルファス炭素膜(以下、
a−C:H膜という)が挙げられる。
As the carbon-based film, for example, a diamond thin film, a diamond-like carbon film, a hydrogenated amorphous carbon film (hereinafter,
a-C: H film).

炭素系の膜としては、例えばダイヤモンド薄膜、ダイ
ヤモンド状炭素膜、水素化アモルファス炭素膜(以下、
a−C:H膜という)が挙げられる。
As the carbon-based film, for example, a diamond thin film, a diamond-like carbon film, a hydrogenated amorphous carbon film (hereinafter,
a-C: H film).

炭素系の膜のうちダイヤモンド薄膜は、マイクロ波プ
ラズマCVD法、熱フィラメントCVD法、プラズマジェット
法、ECR−PURAZUMACVD法等により、ダイヤモンド状炭素
膜及びa−C:H膜はプラズマCVD法、イオンビーム・スパ
ッタ法、イオンビーム蒸着法、プラズマ・スパッタ法等
により形成される。これらの膜の厚さは、通常数1000Å
〜数μmが適当である。形成に用いるガスは含炭素ガス
であるメタン、エタン、プロパン、エチレン、ベンゼ
ン、アセチレン等の炭化水素;塩化メチレン、四塩化炭
素、クロロホルム、トリクロルエタン等のハロゲン化炭
化水素;メチルアルコール、エチルアルコール等のアル
コール類;(CH3)2CO,(C6H5)2CO等のケトン類;CO,CO2
のガス、およびこれらのガスにN2,H2,O2,H2O,Ar等の
ガスを混合したものである。
Among the carbon-based films, the diamond thin film is formed by the microwave plasma CVD method, the hot filament CVD method, the plasma jet method, the ECR-PURAZUMACVD method, etc., and the diamond-like carbon film and the aC: H film are formed by the plasma CVD method, the ion beam method. -It is formed by a sputtering method, an ion beam vapor deposition method, a plasma sputtering method, or the like. The thickness of these films is usually several thousand Å
〜Several μm is suitable. The gas used for formation is a carbon-containing gas such as methane, ethane, propane, ethylene, benzene, acetylene, and other hydrocarbons; methylene chloride, carbon tetrachloride, chloroform, trichloroethane, and other halogenated hydrocarbons; methyl alcohol, ethyl alcohol, etc. Alcohols; (CH 3 ) 2 CO, (C 6 H 5 ) 2 CO, etc. ketones; CO, CO 2, etc. gases, and N 2 , H 2 , O 2 , H 2 O, It is a mixture of gases such as Ar.

この型を用いてガラスよりなる光学素子のプレス成形
を行なう。この後型表面をドライエッチングし表面をク
リーニングする。
An optical element made of glass is press-molded using this mold. After that, the mold surface is dry-etched to clean the surface.

ドタイエッチングにはプラズマ・エッチング、スパッ
タ・エッチング、イオンビーム・エッチング、リアクテ
ィブイオン・エッチング等の方法が用いられる。エッチ
ング量としては数Å〜数10Å程度であればよい。エッチ
ングガスとしてはO2,H2,N2,空気,Arに代表される希
ガス,CF4等と、これらの混合ガスが用いられる。特
に、炭素系の膜を酸素プラズマにより酸化する方法は、
膜が化学反応によりガス化して除去できるため完全なク
リーニングが可能である。このときのエッチング量は最
大でも数10Å程度であればよい。
A plasma etching method, a sputter etching method, an ion beam etching method, a reactive ion etching method, or the like is used for the doti etching. The etching amount may be several Å to several tens of Å. As the etching gas, O 2 , H 2 , N 2 , air, a rare gas typified by Ar, CF 4, etc., and a mixed gas thereof are used. In particular, the method of oxidizing a carbon-based film with oxygen plasma is
Complete cleaning is possible because the film can be gasified and removed by a chemical reaction. The etching amount at this time may be about several tens of liters at the maximum.

なお、エッチングにより型の表面形状特に表面粗さを
劣化させないようなエッチング条件を選択することが好
ましい。すなわち、酸素を用い炭素系の膜をエッチング
(アッシング)すると炭素が酸化されて除去されるが、
このとき炭素系の膜だけをエッチング(アッシング)す
ることは難しく、通常型母材表面もエッチング(アッシ
ング)され、型母材表面も酸化されてしまう。この結
果、炭素系の膜を再び形成すると型母材と膜の密着性が
減少したり型母材の表面粗さが増すため成形品の性能が
低下する。また、Coを含有する超硬合金からなる型母材
に対しArイオンビームでエッチングすると、Coだけを選
択的にエッチングするため型母材の表面粗さを増すこと
になる。従って、クリーニングを目的に炭素系の膜をエ
ッチングする場合には、できるだけエッチング・レート
を小さくする方法、条件が好ましい。
In addition, it is preferable to select etching conditions that do not deteriorate the surface shape of the mold, especially the surface roughness, by etching. That is, when oxygen is used to etch (ash) a carbon-based film, carbon is oxidized and removed.
At this time, it is difficult to etch (ash) only the carbon-based film, and usually the surface of the die base material is also etched (ashed) and the surface of the die base material is also oxidized. As a result, when the carbon-based film is formed again, the adhesion between the mold base material and the film is reduced and the surface roughness of the mold base material is increased, so that the performance of the molded product is deteriorated. Further, when the die base material made of a cemented carbide containing Co is etched by Ar ion beam, only Co is selectively etched, so that the surface roughness of the die base material is increased. Therefore, when etching a carbon-based film for the purpose of cleaning, it is preferable to use a method and conditions that minimize the etching rate.

エッチング量のコントロールは、例えば数10Åのエッ
チングの場合には実験的に求めたエッチング・レートよ
り時間で行なう。
For example, in the case of etching of several tens of liters, the etching amount is controlled in a time period longer than the experimentally obtained etching rate.

また、エッチングという方法を用いずに、酸素雰囲気
下において型母材を750℃以上にすることにより熱酸化
し膜表面をクリーニングすることも同様に効果がある。
Further, without using the method of etching, it is also effective to clean the film surface by thermally oxidizing the mold base material at 750 ° C. or higher in an oxygen atmosphere.

クリーニングのためのエッチングを成形室で行なうイ
ンライン構成とすることにより、エッチングを頻繁に、
更に成形毎に行なうこともできる。
By using an in-line configuration that performs etching for cleaning in the molding chamber, frequent etching
Further, it can be performed for each molding.

次に、本発明の光学素子成形用型の製造方法について
詳細に説明する。
Next, the method for manufacturing the optical element molding die of the present invention will be described in detail.

本発明の製造方法においては、まず型母材上炭素系の
膜をエッチングすることにより型母材の表面形状を損な
うことなく完全に膜を除去した後、型母材上に炭素系の
膜を新たに形成する。
In the production method of the present invention, first, the carbon-based film on the die base material is etched to completely remove the film without impairing the surface shape of the die base material, and then the carbon-based film is formed on the die base material. Form anew.

完全に膜を除去するエッチングは、前記クリーニング
のためのエッチングと同様にして行なうことができる。
このとき、型母材表面の形状、特に表面粗さを劣化させ
ないように、またエッチングガスに酸素が含まれる場合
には型母材表面の酸化が進行しないようにエッチング条
件を選択すことが好ましい。すなわち、酸素を用い炭素
系の膜をエッチング(アッシング)すると炭素が酸化さ
れて除去されるが、このとき炭素系の膜だけをエッチン
グ(アッシング)することは難しく、通常型母材表面も
エッチング(アッシング)され、型母材表面も酸化され
てしまう。この結果、炭素系の膜を再び形成すると型母
材と膜の密着性が減少したり型母材の表面粗さが増すた
め成形品の性能が低下する。また、Coを含有する超硬合
金からなる型母材に対しArイオンビームでエッチングす
ると、Coだけを選択的にエッチングするため型母材の表
面粗さを増すことになる。
The etching for completely removing the film can be performed in the same manner as the etching for cleaning.
At this time, it is preferable to select etching conditions so that the shape of the surface of the mold base material, particularly the surface roughness, is not deteriorated, and when the etching gas contains oxygen, the surface of the mold base material is not oxidized. . That is, when a carbon-based film is etched (ashed) by using oxygen, carbon is oxidized and removed. At this time, however, it is difficult to etch (ash) only the carbon-based film, and the surface of the normal base material is also etched (ashed). The surface of the die base material is also oxidized. As a result, when the carbon-based film is formed again, the adhesion between the mold base material and the film is reduced and the surface roughness of the mold base material is increased, so that the performance of the molded product is deteriorated. Further, when the die base material made of a cemented carbide containing Co is etched by Ar ion beam, only Co is selectively etched, so that the surface roughness of the die base material is increased.

また、炭素系の膜を完全に除去する場合には、酸素プ
ラズマ等により炭素系の膜をエッチング(アッシング)
し、型母材がエッチングング(アッシング)される前に
Arプラズマ等のエッチング・レートの小さい方法、条件
に切り換えて、型母材表面に損傷を与えることなくエッ
チング(アッシング)を行なう。ここで、エッチング方
法、条件の切り換えは、プラズマの発光分析によりエッ
チング物質の発光強度をモニターしながらエッチングを
行ない、発光強度がある強度以下になった時点で行な
う。
Further, when completely removing the carbon-based film, the carbon-based film is etched (ashing) by oxygen plasma or the like.
And before the die base material is etched (ashed)
Etching (ashing) is performed without damaging the surface of the die base material by switching to a method or condition with a low etching rate such as Ar plasma. Here, the etching method and conditions are switched when etching is performed while monitoring the emission intensity of the etching substance by plasma emission analysis, and when the emission intensity falls below a certain intensity.

前記本発明の成形方法に用いた型をこの製造法により
再生する時期は、次のようにして決めることができる。
クリーニンフのためのエッチング工程を有する成形にお
いては、成形回数が多くなるに従い型母材上の炭素系の
膜を徐々に薄くなり、ついには膜がなくなってしまう。
そこで、型母材上に炭素系の膜がある場合とない場合で
は光の反射率が異なることを利用して、型(型母材+炭
素系の膜)の反射率をモニターし、膜が非常に薄くなり
反射率が型母材そのものの反射率に近づいた時点を再生
の時期とする。
The time when the mold used in the molding method of the present invention is regenerated by this manufacturing method can be determined as follows.
In molding having an etching step for cleaning, the carbon-based film on the die base material gradually becomes thinner as the number of moldings increases, and the film eventually disappears.
Therefore, the reflectance of the mold (mold base material + carbon-based film) is monitored by utilizing the fact that the light reflectance is different between the case where the carbon film is present on the die base material and the case where it is not present. The time when the reproduction becomes very thin and the reflectance approaches the reflectance of the mold base material itself is the reproduction time.

エッチングを成形室内で行なうインライン構成とする
ことにより、成型工程と型を再生するために膜を完全に
除去する工程を一貫して行なうことができる。特に、マ
イクロ波プラズマCVD法、ECR−プラズマCVD法、、イオ
ンビーム・スパッタ法、イオンビーム蒸着法等によれ
ば、成形室内の同一装置においてエッチング、成膜を連
続して行なうことができる。ただし、成形工程と切り離
し成形装置から取り出してエッチングしてもよい。
By adopting an in-line configuration in which the etching is performed in the molding chamber, the molding process and the process of completely removing the film to regenerate the mold can be performed consistently. Particularly, according to the microwave plasma CVD method, the ECR-plasma CVD method, the ion beam sputtering method, the ion beam vapor deposition method, etc., etching and film formation can be continuously performed in the same apparatus in the molding chamber. However, it may be removed from the molding process and removed from the molding apparatus for etching.

[実施例] 実施例1 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説
明する。
EXAMPLES Example 1 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図及び第2図は本発明で使用し、製造する光学素
子成形用型の1例を示すものである。
1 and 2 show an example of an optical element molding die used and manufactured in the present invention.

第1図は光学素子のプレス成形前の状態を示し、第2
図は光学素子成形後の状態を示す。第1図中1,2は型母
材、1−a,2−aは該型母材のガラス素材の接触する成
形面に形成されたダイヤモンド状炭素膜、3はガラス素
材であり、第2図中4は光学素子である。
FIG. 1 shows a state before press molding of an optical element.
The figure shows the state after molding of the optical element. In FIG. 1, 1 and 2 are mold base materials, 1-a and 2-a are diamond-like carbon films formed on the molding surface of the mold base material in contact with the glass material, 3 is the glass material, and 2 In the figure, 4 is an optical element.

第1図に示すように型の間に置かれた硝子素材3をプ
レス成形することによって、第2図に示すようにレンズ
等の光学素子4が形成される。
By pressing the glass material 3 placed between the molds as shown in FIG. 1, an optical element 4 such as a lens is formed as shown in FIG.

イオンビーム蒸着法を用いて、WC(95%)+Co(5
%)からなる型母材上にダイヤモンド状炭素膜を形成す
る。第5図に本実施例で用いる成膜装置を示す。
WC (95%) + Co (5
%) To form a diamond-like carbon film on the die base material. FIG. 5 shows a film forming apparatus used in this embodiment.

第3図中、11は真空容器、12はイオンビーム装置、13
はイオン化室、14はガス導入口、15はイオンビーム引き
出しグリッド、16はイオンビーム、17は型母材、18は基
板ホルダ及びヒーター、19は排気孔を示す。ダイヤモン
ド状炭素膜を形成する際には、有機溶剤により表面を清
浄にした型母材17をホルダ18上に設置し、排気孔19より
排気して容器11の内部を1×10-6Torrとする。
In FIG. 3, 11 is a vacuum container, 12 is an ion beam device, and 13
Is an ionization chamber, 14 is a gas inlet, 15 is an ion beam extraction grid, 16 is an ion beam, 17 is a mold base material, 18 is a substrate holder and heater, and 19 is an exhaust hole. When forming the diamond-like carbon film, the mold base material 17 whose surface has been cleaned with an organic solvent is placed on the holder 18, and the inside of the container 11 is set to 1 × 10 −6 Torr by exhausting it through the exhaust hole 19. To do.

次に、ガス導入口14より原料ガスCH4+Ar混合ガスを
混合比CH4/Ar=1/1で導入し、容器11の内部を1×10-4T
orrとする。イオンビーム装置12のイオン化室13で原料
ガスをイオン化し、イオンビーム引き出しグリッド15に
−500Vを印加してイオンビームを引き出し、母材17に照
射して、1.5μmの厚さに成膜した。このときイオンビ
ームの電流値は0.6mA/cm2で、基板加熱は特に行なって
いない。成膜時間は45分間である。こうして得られた膜
の表面粗さはRmax×0.01〜0.02μm、硬度は1400〜1600
kg/mm2である。
Next, the source gas CH 4 + Ar mixed gas was introduced from the gas inlet 14 at a mixing ratio CH 4 / Ar = 1/1, and the inside of the container 11 was 1 × 10 −4 T.
orr. The raw material gas was ionized in the ionization chamber 13 of the ion beam device 12, an ion beam was extracted by applying −500 V to the ion beam extraction grid 15, and the base material 17 was irradiated to form a film having a thickness of 1.5 μm. At this time, the current value of the ion beam was 0.6 mA / cm 2 , and the substrate was not particularly heated. The film formation time is 45 minutes. The surface roughness of the film thus obtained is Rmax × 0.01 to 0.02 μm, and the hardness is 1400 to 1600.
It is kg / mm 2 .

次に、この型にN2ガス1.2atom中、不純物酸素分圧5
×10-3Torr以下の雰囲気下において570℃で2時間のア
ニール処理を行なった後、これを用いて第4図に示す成
形装置によりレンズの成形を行なう。
Next, the oxygen partial pressure of impurities was set to 5 in 1.2 atom of N 2 gas.
After annealing at 570 ° C. for 2 hours in an atmosphere of × 10 -3 Torr or less, a lens is molded by using the annealing treatment using the molding apparatus shown in FIG.

第4図中、51は真空槽本体、52はそのフタ、53は光学
素子を成形する為の上型、54はその下型、55は上型をお
さえるための上型おさえ、56は胴型、57は型ホルダー、
58はヒータ、59は下型をつき上げるつき上げ棒、60は該
つき上げ棒を作動するエアシリンダ、61は油回転ポン
プ、62,63,64はバルブ、65は不活性ガス流入パイプ、66
はバルブ、67はリークパイプ、68はバルブ、69は温度セ
ンサ、70は水冷パイプ、71は真空槽を支持する台を示
す。
In FIG. 4, reference numeral 51 denotes a vacuum chamber main body, 52 denotes a lid thereof, 53 denotes an upper die for molding an optical element, 54 denotes a lower die thereof, 55 denotes an upper die holder for holding down an upper die, and 56 denotes a trunk die. , 57 is a mold holder,
Reference numeral 58 is a heater, 59 is a lifting rod for lifting the lower die, 60 is an air cylinder for operating the lifting rod, 61 is an oil rotary pump, 62, 63 and 64 are valves, 65 is an inert gas inflow pipe, 66
Is a valve, 67 is a leak pipe, 68 is a valve, 69 is a temperature sensor, 70 is a water cooling pipe, and 71 is a stand for supporting a vacuum chamber.

レンズを製作する工程を次に述べる。 The process of manufacturing the lens will be described below.

フリント系光学硝子(SF14)を所定の量に調整し、球
状にした硝子素材を型のキャビティー内に置き、これを
装置内に設置する。
A flint type optical glass (SF14) is adjusted to a predetermined amount, a spherical glass material is placed in the mold cavity, and this is placed in the apparatus.

ガラス素材を投入した型を装置内に設置してから真空
槽51のフタ52を閉じ、水冷パイプ70に水を流し、ヒータ
58に電流を通す。この時窒素ガス用バルブ66及び68は閉
じ、排気系バルブ62,63,64も閉じている。尚油回転ポン
プ61は常に回転している。
After placing the mold filled with glass material in the equipment, close the lid 52 of the vacuum chamber 51, let water flow through the water cooling pipe 70, and heat the heater.
Apply current to 58. At this time, the nitrogen gas valves 66 and 68 are closed, and the exhaust system valves 62, 63 and 64 are also closed. The oil rotary pump 61 is always rotating.

バルブ62を開け排気をはじめ10-2Torr以下になったら
バルブ62を閉じ、バルブ66を開いて窒素ガスをボンベよ
り真空槽内に導入する。所定温度になったらエアシリン
ダ60を作動させて10kg/cm2の圧力で5分間加圧する。圧
力を除去した後、冷却速度を−5℃/minで転位点以下に
なるまで冷却し、その後は−20℃/min以上の速度で冷却
を行ない、200℃以下に下がったらバルブ66を閉じ、リ
ークバルブ63を開いて真空槽51内に空気を導入する。そ
れからフタ52を開け上型おさえをはずして成形物を取り
出す。
Open the valve 62 and start evacuation. When it becomes 10 -2 Torr or less, close the valve 62 and open the valve 66 to introduce nitrogen gas into the vacuum chamber from the cylinder. When the temperature reaches a predetermined temperature, the air cylinder 60 is activated to apply a pressure of 10 kg / cm 2 for 5 minutes. After removing the pressure, the cooling rate is −5 ° C./min until the temperature reaches the dislocation point or lower. After that, cooling is performed at a rate of −20 ° C./min or higher. When the temperature drops to 200 ° C. or lower, the valve 66 is closed. The leak valve 63 is opened to introduce air into the vacuum chamber 51. Then, the lid 52 is opened, the upper mold retainer is removed, and the molded product is taken out.

上記のようにして、フリント系光学硝子SF14(軟化点
Sp=586℃、転移点Tg=485℃)を使用して、第2図に示
すレンズ4を成形した。この時の成形条件すなわち時間
−温度関係図を第5図に示す。
As described above, the flint optical glass SF14 (softening point
Sp = 586 ° C., transition point Tg = 485 ° C.) was used to mold the lens 4 shown in FIG. FIG. 5 shows a molding condition, that is, a time-temperature relationship diagram at this time.

成形したレンズの表面粗さ及び成形前後の型の表面粗
さを測定した結果を表1に示す。
Table 1 shows the results of measuring the surface roughness of the molded lens and the surface roughness of the mold before and after molding.

この型を用いて更に500回成形したところ、ガラス素
材設置時に導入されたと思われる異物により型に微小な
剥離を生じた。
When this mold was further molded 500 times, a minute peeling occurred on the mold due to foreign matter that was considered to have been introduced when the glass material was installed.

この型を再生するために第3図に示したイオンビーム
蒸着装置に設置しダイヤモンド状炭素膜をエッチングす
る。
In order to regenerate this mold, the diamond-like carbon film is etched by being installed in the ion beam deposition apparatus shown in FIG.

まず、排気孔19より排気して容器11の内部を1×10-6
Torrとする。次に、ガス導入口14よりエッチングガスO2
+Ar混合ガスを混合比O2/Ar=1/1で導入し、容器11の内
部を1×10-4Torrとする。イオンビーム装置12のイオン
化室13で原料ガスをイオン化し、加速電圧200Vでイオン
ビームを引き出しエッチングを行なう。このとき、基板
加熱は特に行なわない。このとき、発光スペクトルモニ
ター20により電子的に励起されたCOからの発光である波
長297.7nmの紫外光の強度の時間的変化をモニターし、
エッチングをコントロールする。特に、エッチングが過
剰となると型母材の照射損傷と表面酸化が起こるので、
発光スペクトルモニターに示される発光強度がある一定
値以下になった時点で、O2ガスの供給を停止し、加速電
圧を50Vに下げ、Arイオンビームに変え残りのダイヤモ
ンド状炭素膜をエッチングし除去する。
First, the inside of the container 11 is exhausted from the exhaust hole 19 to 1 × 10 −6.
Torr. Next, the etching gas O 2 is supplied through the gas inlet 14.
A + Ar mixed gas is introduced at a mixing ratio of O 2 / Ar = 1/1, and the inside of the container 11 is adjusted to 1 × 10 −4 Torr. The raw material gas is ionized in the ionization chamber 13 of the ion beam device 12, and the ion beam is extracted at an acceleration voltage of 200 V to perform etching. At this time, the substrate is not particularly heated. At this time, the emission spectrum monitor 20 monitors the temporal change in the intensity of the ultraviolet light with a wavelength of 297.7 nm, which is the emission from CO that is electronically excited,
Control etching. In particular, excessive etching causes radiation damage and surface oxidation of the mold base material,
When the emission intensity shown on the emission spectrum monitor falls below a certain level, supply of O 2 gas is stopped, the accelerating voltage is reduced to 50 V, the Ar ion beam is changed, and the remaining diamond-like carbon film is removed by etching. To do.

エッチング終了後の型を真空容器11より取り出し、そ
の表面粗さを測定したところRmax0.03μmでエッチング
による劣化は見られなかった。また、表面の酸化層につ
いてもESCAで分析したところ、エッチング終了後の取り
出す際に生じたと思われる自然酸化層程度の酸化層しか
認められなかった。通常は、エッチング終了後に連続し
て前記条件でダイヤモンド状炭素膜を形成するので酸化
の恐れはない。このようにして、再度ダイヤモンド状炭
素膜を形成した型の表面粗さはRmax0.03μm、ビッカー
ス硬度1400〜1600kg/mm2で最初に形成きた膜と同等の性
能が得られた。
The mold after the completion of etching was taken out from the vacuum container 11 and its surface roughness was measured. As a result, Rmax was 0.03 μm and no deterioration due to etching was observed. Moreover, when the surface oxide layer was analyzed by ESCA, only an oxide layer of the order of a natural oxide layer, which was considered to be generated at the time of taking out after completion of etching, was observed. Usually, since the diamond-like carbon film is continuously formed under the above conditions after the etching is completed, there is no fear of oxidation. In this way, the surface roughness of the mold on which the diamond-like carbon film was formed again was Rmax 0.03 μm and the Vickers hardness was 1400 to 1600 kg / mm 2 , and the same performance as the film initially formed was obtained.

実施例2 電子サイクロトロン共鳴プラズマCVD法(ECR−PCVD
法)を用いて、WC(90%)+Co(10%)からなる型母材
上にa−C:H膜を形成する。
Example 2 Electron cyclotron resonance plasma CVD method (ECR-PCVD
Method) is used to form an aC: H film on the mold base material made of WC (90%) + Co (10%).

ECRプラズマ装置は、第6図に示す空胴共振器タイプ
で空洞共振器81に電磁石82で磁場をかけ、マイクロ波導
入窓83より導波管84を通してマイクロ波を導入し、ガス
導入口85よりガスを空胴共振器に導入しガスを励起す
る。磁場の大きさはマイクロ波導入口で2000ガウス型表
面で500ガウスになるように設定した。型ホルダー86に
支持した型87は、図6に示すように空胴共振器の外に設
置した。
The ECR plasma device is a cavity resonator type shown in FIG. 6 and applies a magnetic field to the cavity resonator 81 with the electromagnet 82, introduces microwaves from the microwave introduction window 83 through the waveguide 84, and from the gas introduction port 85. The gas is introduced into the cavity resonator to excite the gas. The magnitude of the magnetic field was set so that it was 500 Gauss on the 2000 Gauss type surface at the microwave inlet. The mold 87 supported by the mold holder 86 was placed outside the cavity resonator as shown in FIG.

次に、ガス導入口85よりCO(10SCCM)、H2(20SCCM)
を空胴共振器に導入し、圧力5×10-2Torrとし、マイク
ロ波電力600W、基板温度300℃で1μm成膜した。
Next, from the gas inlet 85 CO (10SCCM), H 2 (20SCCM)
Was introduced into the cavity resonator, the pressure was 5 × 10 -2 Torr, the microwave power was 600 W, and the substrate temperature was 300 ° C.

その後、この型を用いて実施例1と同様にしてガラス
成形を行ない、成形に用いた型を再び本装置内に設置し
て膜のエッチングを行なった。
After that, glass molding was performed using this mold in the same manner as in Example 1, and the mold used for molding was installed again in this apparatus to etch the film.

エッチングガスにO2を用い、これをガス導入口85より
100SCCM導入し、空胴共振器内でプラズマ化する。この
とき、圧力は5×10-3Torrとし、基板の加熱は特に行な
わない。磁場の大きさはマイクロ波導入口で2500ガウ
ス、空胴共振器出口で875ガウスのECR点とし、型をこの
点に設置し、マイクロ波パワー900Wでエッチング(アッ
シング)した。実施例1と同様にエッチングの終点をプ
ラズマ発光によりモニターし、発光強度がある一定値以
下になった時点で、O2からArに切り換え残りの膜をエッ
チングした。このとき、圧力、マイクロ波パワー、磁場
の条件はO2ガスの場合と同様とした。但し、基板の位置
は空胴共振器出口より130mmとした。その後、前述の成
膜条件に従いa−C:H膜を形成し、得られた型について
表面粗さ、硬度について測定したところ、実施例1と同
様に最初と変わらない性能を有する型を再生することが
できた。
O 2 was used as the etching gas, which was introduced through the gas inlet 85.
Introduce 100 SCCM and turn into plasma in the cavity resonator. At this time, the pressure is 5 × 10 −3 Torr and the substrate is not heated. The size of the magnetic field was 2500 Gauss at the microwave inlet and 875 Gauss at the cavity resonator outlet, and the mold was set at this point, and etching (ashing) was performed with microwave power 900W. As in Example 1, the end point of etching was monitored by plasma emission, and when the emission intensity fell below a certain value, O 2 was switched to Ar and the remaining film was etched. At this time, the conditions of pressure, microwave power, and magnetic field were the same as in the case of O 2 gas. However, the position of the substrate was 130 mm from the cavity resonator outlet. Then, an aC: H film was formed under the above-mentioned film forming conditions, and the surface roughness and hardness of the obtained mold were measured. As a result, a mold having the same performance as that of the first embodiment was regenerated. I was able to.

実施例3 実施例1と同様の方法、条件で作成した型を用い、第
7図に示す成形装置によりガラス成形を行なった。
Example 3 Using the mold prepared under the same method and conditions as in Example 1, glass molding was carried out by the molding apparatus shown in FIG.

次に上記型によって硝子レンズのプレス成形を行なっ
た例について詳述する。
Next, an example in which a glass lens is press-molded by the above mold will be described in detail.

第7図において、104は取入れ用置換室であり、106は
成形室兼エッチング室であり、108は蒸着室であり、110
は取出し用置換室である。112,114,116,151,152はゲー
トバルブであり、118はレールであり、120は該レール上
を矢印A方向に搬送せしめられるパレットである。124,
138,140,149はシリンダであり、126,150はバルブであ
る。128は成形室106内においてレール118に沿って配列
されているヒータである。
In FIG. 7, 104 is a substitution chamber for intake, 106 is a forming chamber / etching chamber, 108 is a vapor deposition chamber, and 110 is a vapor deposition chamber.
Is a replacement chamber for extraction. Reference numerals 112, 114, 116, 151, 152 are gate valves, 118 is a rail, and 120 is a pallet that can be conveyed on the rail in the direction of arrow A. 124,
138, 140 and 149 are cylinders, and 126 and 150 are valves. A heater 128 is arranged along the rail 118 in the molding chamber 106.

成形室106内はパレット搬送方向に沿って順に加熱ゾ
ーン106−1、プレスゾーン106−2及び徐冷ゾーン106
−3とされている。プレスゾーン106−2において、上
記シリンダ138のロッド134の下端には成形用上型部材13
0が固定されており、上記シリンダ140のロッド136の上
端には成形用下型部材132が固定されている。これら上
型部材130及び下型部材132は、上記第1図の本発明で製
造、使用する型部材である。
In the molding chamber 106, a heating zone 106-1, a press zone 106-2, and a slow cooling zone 106
-3. In the press zone 106-2, the lower end of the rod 134 of the cylinder 138 is attached to the upper mold member 13 for molding.
The fixed lower mold member 132 is fixed to the upper end of the rod 136 of the cylinder 140. The upper mold member 130 and the lower mold member 132 are the mold members manufactured and used in the present invention shown in FIG.

型部材とシリンダー部は、13.56MHzのRF電源155,156
に接続されており、型部材部分が電極の働きをしてお
り、成形室とは絶縁体158,159により絶縁されている。
ここで、153,154はシールドである。
13.56MHz RF power supply 155,156 for mold and cylinder
, The mold member portion functions as an electrode, and is insulated from the molding chamber by insulators 158 and 159.
Here, 153 and 154 are shields.

蒸着室108内においては、蒸着物質146を収容した容器
142及び該容器を加熱するためのヒータ144が配置されて
いる。
In the vapor deposition chamber 108, a container containing the vapor deposition material 146.
142 and a heater 144 for heating the container are arranged.

フリント系光学ガラス(SF14,軟化点Sp=586℃,ガラ
ス転移点Tg=485℃)を所定の形状及び寸法に粗加工し
て、成形のためのブランクを得た。
Flint optical glass (SF14, softening point Sp = 586 ° C., glass transition point Tg = 485 ° C.) was roughly processed into a predetermined shape and size to obtain a blank for molding.

ガラスブランクをパレット120に装置し、取入れ置換
室104内の120−1の位置へ入れ、該位置のパレットをシ
リンダ124のロッド122によりA方向に押してゲートバル
ブ112を越えて成形室106内の120−2の位置へと搬送
し、以下同様に所定のタイミングで順次新たに取入れ置
換室104内にパレットを入れ、このたびにパレットを成
形室106内で120−2→…→120−8の位置へと順次搬送
した。この間に、加熱ゾーン106−1ではガラスブラン
クをヒータ128により徐々に加熱し120−4の位置で軟化
点以上とした上で、ゲートバルブ151を経てプレスゾー
ン106−2へと搬送し、ここでシリンダ138,149を作動さ
せて上型部材130及び下型部材132により10kg/cm2の圧力
で5分間プレスし、その後加圧力を解除しガラス転移点
以下まで冷却し、その後シリンダ138,140を作動させて
上型部材130及び下型部材132をガラアス成形品から離型
した。該プレスに際しては上記パレットが成形用胴型部
材として利用された。
The glass blank is placed on the pallet 120 and placed at the position 120-1 in the intake / replacement chamber 104, and the pallet at that position is pushed in the direction A by the rod 122 of the cylinder 124 to pass through the gate valve 112 and 120 in the forming chamber 106. -2 position, and thereafter, a pallet is newly placed in the replacement chamber 104 at a predetermined timing in the same manner, and the pallet is moved in the molding chamber 106 at a position of 120-2 → ... → 120-8. It was sequentially transported to. In the meantime, in the heating zone 106-1, the glass blank is gradually heated by the heater 128 to reach the softening point or higher at the position 120-4, and then conveyed to the press zone 106-2 via the gate valve 151, where The cylinders 138 and 149 are operated and pressed by the upper mold member 130 and the lower mold member 132 at a pressure of 10 kg / cm 2 for 5 minutes, then the applied pressure is released and the glass is cooled to a temperature below the glass transition point, and then the cylinders 138 and 140 are operated to operate the upper cylinder. The mold member 130 and the lower mold member 132 were released from the glass molding. At the time of the pressing, the pallet was used as a body member for molding.

ガラス成形品はゲートバルブ152を通り徐冷ゾーン106
−3に移動し徐冷される。なお、成形室106内には不活
性ガスを充満させた。
The glass molding passes through the gate valve 152 and the slow cooling zone 106
It moves to -3 and is gradually cooled. The inside of the molding chamber 106 was filled with an inert gas.

ガラス成形品を徐冷ゾーンに搬送した後、プレスゾー
ン106−2はゲートバルブ151,152を閉じ、不図示の排気
系により1×10-6Torrまで排気される。次にエッチング
ガス導入ライン157よりO2ガスを200SCCM導入し、プレス
ゾーン(成形室)内を1Torrとし、13.56MHzのRF電源15
5,156によりRFパワーを100W投入し、RF酸素プラズマを
発生させる。このプラズマを30秒間発生させ、型部材13
0,132上のダイヤモンド状炭素膜を20Åエッチングす
る。この後、プレスゾーン(成形室)106−2内に不活
性ガスを導入し、106−1,106−3と等しい力になったと
ころでゲートバルブ151,152を開き、新たに成形用のブ
ランクの乗ったパレットを成形室106−2に搬送し成形
を行なう。
After the glass molded product is conveyed to the slow cooling zone, the press zone 106-2 is closed to the gate valves 151 and 152 and exhausted to 1 × 10 −6 Torr by an exhaust system (not shown). Next, 200 SCCM of O 2 gas was introduced from the etching gas introduction line 157, the pressure inside the press zone (molding chamber) was set to 1 Torr, and the RF power supply of 13.56 MHz was used.
RF power of 100 W is input by 5,156 to generate RF oxygen plasma. This plasma is generated for 30 seconds, and the mold member 13
Etch the diamond-like carbon film on 0,132 by 20Å. After that, an inert gas was introduced into the press zone (molding chamber) 106-2, and when the force became equal to that of 106-1 and 106-3, the gate valves 151 and 152 were opened, and the pallet on which a blank for molding was newly mounted was opened. It is conveyed to the molding chamber 106-2 and molding is performed.

成形室106内において120−8の位置に到達したパレッ
トを、次の搬送ではゲートバルブ114を越えて蒸着室108
内の120−9の位置へと搬送した。通常、ここで真空蒸
着を行なうのであるが、本実施例では該蒸着を行なわな
かった。そして、次の搬送ではゲートバルブ116を越え
て取出し置換室110内の120−10の位置へと搬送した。そ
して、次の搬送時にはシリンダ149を作動させてロッド1
48によりガラス成形品をを成形装置102外へと取出し
た。
The pallet that has reached the position 120-8 in the molding chamber 106 is moved over the gate valve 114 in the next transfer, and is then moved to the vapor deposition chamber 108.
Was transported to the position 120-9. Usually, vacuum deposition is performed here, but in this example, the deposition was not performed. Then, in the next transportation, the material was transported over the gate valve 116 to the position 120-10 in the take-out replacement chamber 110. Then, at the time of the next conveyance, the cylinder 149 is operated to operate the rod 1
The glass molded article was taken out of the molding apparatus 102 by 48.

型部材のエッチングは毎成形後に行なっても、また何
ショトか成形した後行なってもよい。なお、この場合に
はエッチング時間を調整する必要がある。
Etching of the mold member may be performed after every molding, or after molding a few shots. In this case, it is necessary to adjust the etching time.

以上のようなプレス工程と従来の工程により3000回成
形した後の型部材の成形面の表面粗さ及び成形された光
学素子の表面粗さ、並びに成形された光学素子と型部材
との離型性について表2に示す。
The surface roughness of the molding surface of the mold member and the surface roughness of the molded optical element after molding 3000 times by the pressing process and the conventional process as described above, and the mold release between the molded optical element and the mold member. The sex is shown in Table 2.

このように、本実施例によれば、成形時に常に清浄な
面が表出しているため、型部材の成形面ならびに成形さ
れた光学素子の光学面の性能は初期から変化することな
く一定であった。
As described above, according to the present embodiment, since the clean surface is always exposed during molding, the performance of the molding surface of the mold member and the optical surface of the molded optical element is constant without changing from the initial stage. It was

実施例4 実施例1と同様の方法、条件で作成した型を用い、第
8図の概略図に示す装置により、ガラスの成形を行なっ
た。
Example 4 Using a mold prepared under the same method and conditions as in Example 1, glass was formed by the apparatus shown in the schematic view of FIG.

第8図において161はガラスブランの投入と、成形さ
れコーティングされた光学素子の取り出しを行なう投入
・取り出し室、162は型とブランクの予備加熱室、163は
成形室、164は冷却室、165は型のクリーニング室、166
はコーチィング室であり、各室の間はゲートバルブ171
〜176により仕切られている。
In FIG. 8, 161 is a loading / unloading chamber for loading a glass blank and unloading the molded and coated optical element, 162 is a mold and blank preheating chamber, 163 is a molding chamber, 164 is a cooling chamber, and 165 is 165. Mold cleaning room, 166
Is a coating room, and the gate valve 171 is between each room.
Partitioned by ~ 176.

フリント系光学ガラス(SF14,軟化点Sp=586℃,ガラ
ス転移点Tg=485℃)を所定の形状及び寸法に粗加工し
たブランクを、投入・取り出し室161において型に投入
する。この型をゲートバルブ171を通し予備加熱室162に
移動し、型とブランクを徐々に加熱し軟化点以上とした
上で、成形室163に移動する。そして、この位置で不図
示のシリンダー・ユニットにより10kg/cm2の圧力で5分
間プレスした後、冷却室164に移動する。そして、加圧
力を解除し、ガラス転移点以下の温度まで冷却し、ガラ
ス成形品から型を離型する。そして、ガラス成形品はコ
ーティング室166に移動し所定のコーティングが行なわ
れ、投入・取り出し室161に移動し取り出される。一
方、成形を行なった型は、クリーニング室165において
実施例3と同様の方法、条件により、型上の膜を4Å/s
ecのエッチング・レートで40Åエッチングする。
A blank obtained by roughly processing a flint type optical glass (SF14, softening point Sp = 586 ° C., glass transition point Tg = 485 ° C.) into a predetermined shape and size is placed in a die in a loading / unloading chamber 161. The mold is moved to the preheating chamber 162 through the gate valve 171, the mold and the blank are gradually heated to a softening point or higher, and then moved to the molding chamber 163. Then, at this position, after pressing with a cylinder unit (not shown) at a pressure of 10 kg / cm 2 for 5 minutes, it is moved to the cooling chamber 164. Then, the pressure is released, the temperature is cooled to a temperature below the glass transition point, and the mold is released from the glass molded product. Then, the glass molded product is moved to the coating chamber 166, where predetermined coating is performed, and then moved to the loading / unloading chamber 161 to be taken out. On the other hand, the molded mold was subjected to the same method and conditions as in Example 3 in the cleaning chamber 165 to remove the film on the mold at 4Å / s.
Etch 40Å at ec etching rate.

この後、型をコーテイング室166を経て投入・取り出
し室161に移動し、新たなブランクを投入する。なお、
コーティング室166はガラスへのコーティングだけでな
く、型表面へのコーティングも可能な構造になってい
る。
After that, the mold is moved to the loading / unloading chamber 161 through the coating chamber 166, and a new blank is loaded. In addition,
The coating chamber 166 has a structure capable of coating not only glass but also mold surface.

本実施例においても実施例3と同様に、成形時に常に
清浄な面が表出しているため、型部材の成形面ならびに
成形された光学素子の光学面の性能は初期から変化する
ことなく一定であった。
In this example as well, as in Example 3, since a clean surface was always exposed during molding, the performance of the molding surface of the mold member and the optical surface of the molded optical element remained constant from the beginning. there were.

[発明の効果] 以上説明したように、炭素を主たる構成元祖とする膜
が形成された光学素子成形用型を用い、光学素子のプレ
ス成形を行なう工程において、該型を成形後エッチング
して、その後次の成形を行なうことにより、毎回良好な
成形が行なわれるという効果がある。更に、該型の再生
の際に、エッチングあるいはアッシングにより膜を除去
することにより、型の機械的加工、研磨を行なうことな
く再生することが可能となり、結果として光学素子の成
型工程におけるコストダウンの効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, in a step of press-molding an optical element using an optical element molding die in which a film having carbon as a main constituent element is formed, the die is etched after molding, By performing the subsequent molding thereafter, there is an effect that good molding is performed every time. Furthermore, by removing the film by etching or ashing at the time of regenerating the mold, it becomes possible to remanufacture without mechanical processing or polishing of the mold, resulting in cost reduction in the molding process of the optical element. effective.

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

第1図および第2図は本発明で製造し、使用する光学素
子成形用型の1例を示す断面図で、第1図はプレス成形
前の状態、第2図はプレス成形後の状態を示す。第3お
よび6図は本発明で用いる成膜装置を示す概略図で、第
3図はイオンビーム蒸着装置、第6図はECRプラズマ装
置である。第4図、第7図および第8図は本発明に係る
光学素子の成形方法に使用するレンズの成形装置を示す
断面図で、第4図は非連続成形タイプ、第7図、第8図
は連続成形タイプである。第5図はレンズ成形の際の時
間温度関係図である。 1,2…型母材、1−a,2−a…ダイヤモンド状炭素膜、3
…ガラス素材、4…成形されたレンズ、11…真空容器、
12…イオンビーム装置、13…イオン化室、14…ガス導入
口、15…イオンビーム引き出しグリッド、16…イオンビ
ーム、17…型母材、18…基板ホルダ及びヒーター、19…
排気系、20…プラズマ発生モニター。51…真空槽、52…
真空槽のフタ、53…上型、54…下型、55…上型おさえ、
56…胴型、57…型ホルダー、58…ヒータ、59…下型をつ
き上げるつき上げ棒、60…エアシリンダ、61…油回転ポ
ンプ、62,63,64…バルブ、65…不活性ガス導入パイプ、
66…バルブ、67…リークパイプ、68…バルブ、69…温度
センサ、70…水冷パイプ、71…真空槽を支持する台、81
…空洞共振器、82…電磁石、83…マイクロ波導入窓、84
…マイクロ波導波管、85…ガス導入口、86…型ホルダ
ー、87…型母材、88…排気口、102…成形装置、104…取
入れ用置換室、106…成形室、108…蒸着室、110…取出
し用置換室、112…ゲートバルブ、114…ゲートバルブ、
126…ゲートバルブ、118…レール、120…パレット、122
…ロッド、124…シリンダ、126…バルブ、128…ヒー
タ、130…上型、132…下型、134…ロッド、136…ロッ
ド、138…シリンダ、140…シリンダ、142…容器、144…
ヒータ、146…蒸着物質、148…ロッド、149…シリン
グ、150…バルブ、151…ゲートバルブ、152…ゲートバ
ルブ、153…シールド、154…シールド、155…RF電源、1
56…RF電源、157…ガス導入口、158…絶縁体、159…絶
縁体、161…投入・取り出し室、162…予備加熱室、163
…成形室、164…冷却室、165…クリーニング室、166…
コーティング室、171…ゲートバルブ、172…ゲートバル
ブ、173…ゲートバルブ、174…ゲートバルブ、175…ゲ
ートバルブ、176…ゲートバルブ。
1 and 2 are cross-sectional views showing an example of an optical element molding die manufactured and used in the present invention. FIG. 1 shows a state before press molding, and FIG. 2 shows a state after press molding. Show. 3 and 6 are schematic views showing a film forming apparatus used in the present invention, FIG. 3 is an ion beam vapor deposition apparatus, and FIG. 6 is an ECR plasma apparatus. FIGS. 4, 7 and 8 are sectional views showing a lens molding apparatus used in the method of molding an optical element according to the present invention. FIG. 4 is a discontinuous molding type, FIGS. Is a continuous molding type. FIG. 5 is a time-temperature relationship diagram during lens molding. 1,2 ... Mold base material, 1-a, 2-a ... Diamond-like carbon film, 3
… Glass material, 4… Molded lens, 11… Vacuum container,
12 ... Ion beam device, 13 ... Ionization chamber, 14 ... Gas inlet port, 15 ... Ion beam extraction grid, 16 ... Ion beam, 17 ... Mold base material, 18 ... Substrate holder and heater, 19 ...
Exhaust system, 20 ... Plasma generation monitor. 51 ... vacuum tank, 52 ...
Vacuum tank lid, 53 ... Upper mold, 54 ... Lower mold, 55 ... Upper mold hold,
56 ... Body type, 57 ... Mold holder, 58 ... Heater, 59 ... Lifting rod that raises the lower mold, 60 ... Air cylinder, 61 ... Oil rotary pump, 62, 63, 64 ... Valve, 65 ... Inert gas introduction pipe,
66 ... Valve, 67 ... Leak pipe, 68 ... Valve, 69 ... Temperature sensor, 70 ... Water cooling pipe, 71 ... Vacuum tank supporting base, 81
… Cavity resonator, 82… Electromagnet, 83… Microwave introduction window, 84
... microwave waveguide, 85 ... gas inlet, 86 ... mold holder, 87 ... mold base material, 88 ... exhaust port, 102 ... molding device, 104 ... substitution chamber for intake, 106 ... molding chamber, 108 ... deposition chamber, 110 ... Replacement chamber for taking out, 112 ... Gate valve, 114 ... Gate valve,
126 ... Gate valve, 118 ... Rail, 120 ... Pallet, 122
... rod, 124 ... cylinder, 126 ... valve, 128 ... heater, 130 ... upper mold, 132 ... lower mold, 134 ... rod, 136 ... rod, 138 ... cylinder, 140 ... cylinder, 142 ... container, 144 ...
Heater, 146 ... Vapor deposition material, 148 ... Rod, 149 ... Schilling, 150 ... Valve, 151 ... Gate valve, 152 ... Gate valve, 153 ... Shield, 154 ... Shield, 155 ... RF power supply, 1
56 ... RF power supply, 157 ... Gas inlet, 158 ... Insulator, 159 ... Insulator, 161 ... Loading / unloading chamber, 162 ... Preheating chamber, 163
… Molding room, 164… Cooling room, 165… Cleaning room, 166…
Coating chamber, 171 ... Gate valve, 172 ... Gate valve, 173 ... Gate valve, 174 ... Gate valve, 175 ... Gate valve, 176 ... Gate valve.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】炭素を主たる構成元素とする膜が成形面に
形成された光学素子成形用型を用いて成形を行なう光学
素子の成形方法において、成形を行ない、ついで前記膜
の表面をエッチングにより除去した後、成形を行なうこ
とを特徴とする光学素子の成形方法。
1. A method of molding an optical element, which comprises molding using a mold for molding an optical element having a film whose main constituent element is carbon formed on a molding surface, wherein molding is performed, and then the surface of the film is etched. A method for molding an optical element, which comprises molding after removing.
【請求項2】炭素を主たる構成元素とする膜が成形面に
形成された光学素子成形用型の製造方法において、前記
膜をエッチングにより除去した後、前記膜を新たに形成
することを特徴とする光学素子成形用型の製造方法。
2. A method of manufacturing an optical element molding die in which a film containing carbon as a main constituent element is formed on a molding surface, wherein the film is newly formed after the film is removed by etching. A method for manufacturing an optical element molding die.
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