JP4347671B2 - 光学素子成形用型の製造方法及び光学素子成形用型の製造装置 - Google Patents

光学素子成形用型の製造方法及び光学素子成形用型の製造装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4347671B2
JP4347671B2 JP2003393758A JP2003393758A JP4347671B2 JP 4347671 B2 JP4347671 B2 JP 4347671B2 JP 2003393758 A JP2003393758 A JP 2003393758A JP 2003393758 A JP2003393758 A JP 2003393758A JP 4347671 B2 JP4347671 B2 JP 4347671B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base material
optical element
noble metal
molding die
element molding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2003393758A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005154187A (ja
JP2005154187A5 (ja
Inventor
弘美 東條
雅道 ▲ひじ▼野
征史 五十川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2003393758A priority Critical patent/JP4347671B2/ja
Publication of JP2005154187A publication Critical patent/JP2005154187A/ja
Publication of JP2005154187A5 publication Critical patent/JP2005154187A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4347671B2 publication Critical patent/JP4347671B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • C03B11/084Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
    • C03B11/086Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor of coated dies
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/02Press-mould materials
    • C03B2215/08Coated press-mould dies
    • C03B2215/14Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
    • C03B2215/16Metals or alloys, e.g. Ni-P, Ni-B, amorphous metals
    • C03B2215/17Metals or alloys, e.g. Ni-P, Ni-B, amorphous metals comprising one or more of the noble meals, i.e. Ag, Au, platinum group metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/02Press-mould materials
    • C03B2215/08Coated press-mould dies
    • C03B2215/30Intermediate layers, e.g. graded zone of base/top material
    • C03B2215/38Mixed or graded material layers or zones

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

本発明は、光学素子成形用型及びその製造方法並びに製造装置に関する。
光学素子の製造では、種々の金属酸化物やアルカリ成分などを含む反応性の高いガラスを高温下で使用するために型の劣化が激しい。
そのため、成形用型の母材の成形面には、型の長寿命化、ガラスとの離型性等を向上させる目的で金属系膜や炭素系膜等の表面処理が施されている。
このような表面処理方法として、成形用型の周囲に成膜する元素イオンを含むプラズマを発生させ、成形用型に負パルス電圧を印加することによってそのプラズマの中から成膜する元素イオンを成形面に注入若しくは付着(成膜)させる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001−322828号公報
しかしながら、上記従来の光学素子成形用型の製造方法では、アークプラズマを発生させて成形面への付着(成膜)を行う際、プラズマ供給時間が長くなる(プラズマ発生繰り返し数が多くなる)ほど、アーク放電の際に発生するドロップレット(液滴)が、成形面上に形成された成膜面に付着してまい、平滑な成膜面が得られない場合があった。
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、イオン注入によって、イオン注入後に成膜される膜と成形面との密着強度を向上させるとともに、それとは異なる方法で平滑な成膜面で高密着強度を有する光学素子成形用型を提供することを目的とする。
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型の製造方法は、光学素子のプレス成形に用いる光学素子成形用型の製造方法において、真空容器内に設置された、前記光学素子成形用型の母材の周囲に、少なくとも一種の貴金属イオンを含むアークプラズマを発生させ、前記母材にパルス電圧を印加することにより前記母材周囲の前記アークプラズマから前記貴金属イオンのみを引き出し、この貴金属イオンを前記母材の少なくとも成形面に注入する第1の工程と、該第1の工程後の前記成形面に、少なくとも一種の貴金属からなる膜をスパッタリング法で成膜させる第2の工程とを備えていることを特徴とする。
この光学素子成形用型の製造方法は、第1の工程にて母材の少なくとも成形面に貴金属イオンの注入を行うので、注入された面に母材と貴金属との両方の成分が混合された層を形成させることができ、貴金属膜の母材への密着性と膜の耐久性とを向上させることができる。
また、第2の工程では、第1の工程後の成形面にスパッタリング法で貴金属を含む膜を成膜するので、第1の工程においてアークプラズマが発生する際に生じるドロップレットの付着を抑え、凹凸が抑えられた成膜面を作製することができる。
また、本発明の光学素子成形用型の製造方法は、前記光学素子成形用型の製造方法であって、前記貴金属が、Pt、Au、Ir、Re、Ag、Os、Taのうち少なくとも一つを備えていることを特徴とする。
また、本発明の光学素子成形用型の製造方法は、前記光学素子成形用型の製造方法であって、前記母材が、超硬合金、炭化ケイ素、又は炭素の何れか一つであることを特徴とする。
本発明に係る光学素子成形用型の製造装置は、光学素子成形用型の母材が配設される真空容器と、前記母材の成形面に、少なくとも一種の貴金属イオンを含むアークプラズマを発生させ、前記母材にパルス電圧を印加することにより前記母材周囲の前記アークプラズマから前記貴金属イオンのみを引き出し、前記貴金属イオンを前記母材の少なくとも成形面に注入可能なイオン注入手段と、少なくとも一種の貴金属からなる膜をスパッタリング法により成膜可能なスパッタリング手段と、前記母材と前記イオン注入手段と、或いは、前記母材と前記スパッタリング手段との何れか一方の間を選択的に遮蔽するシャッターとを備えていることを特徴とする。
また、本発明に係る光学素子成形用型の製造装置は、前記光学素子成形用型の製造装置であって、前記スパッタリング手段が、イオンビームによって前記貴金属を前記成形面に付着させることを特徴とする。
この光学素子成形用型の製造装置は、平滑で母材との高密着強度を有し、かつ、イオン注入時のアークプラズマが発生する際に生じるドロップレットの付着が少ない成膜面を備える光学素子成形用型を製造することができる。
本発明によれば、平滑な成膜面で高密着強度を有し、長寿命化、ガラスとの離型性等が向上した光学素子成形用型及びその製造方法並びに製造装置を得ることができる。
本発明に係る一実施形態について、図1から図4を参照しながら説明する。
本実施形態に係る光学素子成形用型1は、図1に示すように、全体が超硬合金で形成された母材2から構成されている。母材2の成形面2Aは、例えば、開口径が直径8mm、曲率半径が5mmであり、鏡面研磨が施されている。
図2及び図3は成膜を行う光学素子成形用型1の製造装置3を示す。製造装置3は、母材2が配設される真空容器4を備えている。
真空容器4は、グランドに接続されており、真空容器4内の上部に導電性の試料ホルダ5が配設されている。成膜対象となる母材2は試料ホルダ5に保持されており、試料ホルダ5を介して直流パルスバイアス電源6に接続されている。
試料ホルダ5の下方には、母材2の成形面2Aに、Pt(貴金属)イオンを含むプラズマを発生させ、母材2にパルス電圧を印加することにより、プラズマを発生させる固体(Pt)のターゲット7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8と、固体のターゲット7に放電してプラズマを発生させるアーク電極9とが設置されている。
トリガー電極8は固体のターゲット7と電気的に導通しておらず、かつ高電圧がかかったとき放電により導通させるように固体のターゲット7の極近傍に図示しない絶縁体を介して設置してある。トリガー電極8はトリガー電源10に接続され、アーク電極9はアーク電源11に接続されている。これら、試料ホルダ5、直流パルスバイアス電源6、ターゲット7、トリガー電極8、アーク電極9、トリガー電源10、及びアーク電源11にて、母材2の成形面2Aに、Pt(貴金属イオン)を含むプラズマを発生させ、母材2にパルス電圧を印加することにより、母材2周囲のプラズマからPtイオンのみを引き出し可能なイオン注入手段Aを構成している。
直流パルスバイアス電源6は、アーク電極9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。4a、4bは真空容器4内を排気するための排気口である。
真空容器4内には、イオン注入手段Aによる方法とは異なる方法で成膜を行うためのスパッタリング手段Bとして、成膜用の複数のターゲットを設置可能なターゲットホルダ12と、ターゲットホルダ12に取り付けられた成膜用ターゲット13と、成膜用ターゲット13からスパッタ粒子14を放出させるために照射するイオンビーム15を発生させるイオン源16と、イオンビーム15の加速電圧とビーム電流量を制御する図示しないコントローラとが配設されている。
また、移動機構17Aを有し、母材2とイオン注入手段Aと、或いは、母材2とスパッタリング手段Bとの何れか一方の間を選択的に遮蔽してイオン注入手段Aとスパッタリング手段Bとによる成膜を切換可能なシャッター17が配設されている。
シャッター17は、図2に示すように、試料ホルダ5に設置された母材2と成膜用ターゲット13との間に配された場合(この場合を閉位置とする。)には、スパッタ粒子14の母材2への到達を遮蔽可能とされ、或いは、図3に示すように、母材2とターゲット7との間に配された場合(この場合を開位置とする。)には、アーク電極9により発生したプラズマの母材2への到達を遮蔽可能とされている。
ターゲット7及び成膜用ターゲット13とを構成するPtは、例えば、純度99.999%とされている。
次に、本実施形態に係る光学素子成形用型1の製造方法、及びその作用・効果について以下、説明する。
本実施形態に係る光学素子成形用型1の製造方法は、図4に示すように、真空容器4内に設置された母材2の周囲に、貴金属イオンであるPtイオンを含むプラズマを発生させ、母材2にパルス電圧を印加することにより母材2の周囲のプラズマからイオンのみを引き出し、このイオンを母材2の成形面2Aに注入する第1の工程(S01)と、第1の工程(S01)後の成形面2Aに、Ptからなる膜をスパッタリング法で成膜させる第2の工程(S02)とを備えている。
第1の工程(S01)では、まず、試料ホルダ5に母材2をセットした後、移動機構17Aを駆動してシャッター17を閉位置に移動する。そして、真空容器4内を排気口4a及び4bより排気して1×10−4Pa以下に減圧し、アーク電極9に60Vの電圧を印加し、トリガー電極8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た。
このトリガー放電を引き金に、アーク電極9から固体のターゲット7に放電が起こり、固体のターゲット7の表面からPtのプラズマが発生する。その瞬間、プラズマは真空容器4内の母材2の周囲へ到達する。同時に直流パルスバイアス電源6により母材2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、母材2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、母材2へ注入される。この注入操作を100回から1000回繰り返した。このとき、引き出されるイオンは電気的な力によるので、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、母材2の成形面2Aの表面にPtと母材2の基材とからなる傾斜注入層を形成する。
次に、第2の工程(S02)に移行する。
まず、成膜用ターゲット13の表面に付着した不純物を除去する目的でプリスパッタを行う。
すなわち、プリスパッタによりスパッタされた不純物を含むスパッタ粒子14が母材2に付着することを防止するためシャッター17を閉位置の状態として、図示しないコントローラから所望の加速エネルギーとビーム電流量に制御されたイオンビーム15をイオン源16から成膜用ターゲット13に照射する。これによって、成膜用ターゲット13の表面の不純物が除去される。
一定時間経過した時点で、シャッター17を開位置に移動する。このとき、イオンビーム15の照射によって成膜用ターゲット13からスパッタされたスパッタ粒子14が母材2の表面に到達して付着し、Ptからなる成形膜が形成される。
さらに、所望の膜厚が形成される時間が経過したところで、シャッター17を閉じて成膜を終了する。
この光学素子成形用型1の製造方法によれば、第1の工程(S01)にて母材2の成形面2AにPtイオンの注入を行うので、注入された面に母材2とPtとの両方の成分が混合された層を形成させることができ、Pt膜の母材2への密着性と、膜の耐久性とを向上させることができる。
また、第2の工程(S02)では、第1の工程(S01)後の成形面2Aにスパッタリング法でPtを含む膜を成膜するので、第1の工程(S01)においてアークプラズマが発生する際に生じるドロップレットの付着を抑え、凹凸が抑えられた成膜面を作製することができる。
したがって、両工程を通して型の長寿命化、ガラスとの離型性等を向上させることができ、平滑な成膜面で高密着強度を有する光学素子成形用型1を製造することができる。
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、上記実施形態ではターゲット7及び成膜用ターゲット13としてPtを使用したが、Ptに限らずAu、Ir、Re、Ag、Os、Ta等の貴金属及びこれらの合金であっても構わない。
また、母材2が超硬合金としているが、超硬合金に限らず、炭化ケイ素、又は炭素であっても構わない。

本発明の一実施形態に係る光学素子成形用型を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子成形用型の製造に使用する製造装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子成形用型の製造に使用する製造装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る光学素子成形用型の製造方法を示すフロー図である。
符号の説明
1 光学素子成形用型
2 母材
2A 成形面
3 製造装置
4 真空容器
A イオン注入手段
B スパッタリング手段

Claims (5)

  1. 光学素子のプレス成形に用いる光学素子成形用型の製造方法において、
    真空容器内に設置された、前記光学素子成形用型の母材の周囲に、少なくとも一種の貴金属イオンを含むアークプラズマを発生させ、前記母材にパルス電圧を印加することにより前記母材周囲の前記アークプラズマから前記貴金属イオンのみを引き出し、この貴金属イオンを前記母材の少なくとも成形面に注入する第1の工程と、
    該第1の工程後の前記成形面に、少なくとも一種の貴金属からなる膜をスパッタリング法で成膜させる第2の工程とを備えていることを特徴とする光学素子成形用型の製造方法。
  2. 前記貴金属が、Pt、Au、Ir、Re、Ag、Os、Taのうち少なくとも一つを備え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型の製造方法。
  3. 前記母材が、超硬合金、炭化ケイ素、又は炭素の何れか一つであ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型の製造方法。
  4. 光学素子成形用型の母材が配設される真空容器と、
    前記母材の成形面に、少なくとも一種の貴金属イオンを含むアークプラズマを発生させ、前記母材にパルス電圧を印加することにより前記母材周囲の前記アークプラズマから前記貴金属イオンのみを引き出し、前記貴金属イオンを前記母材の少なくとも成形面に注入可能なイオン注入手段と、
    少なくとも一種の貴金属からなる膜をスパッタリング法により成膜可能なスパッタリング手段と、
    前記母材と前記イオン注入手段と、或いは、前記母材と前記スパッタリング手段との何れか一方の間を選択的に遮蔽するシャッターとを備えていることを特徴とする光学素子成形用型の製造装置。
  5. 前記スパッタリング手段が、イオンビームによって前記貴金属を前記成形面に付着させることを特徴とする請求項4に記載の光学素子成形用型の製造装置。
JP2003393758A 2003-11-25 2003-11-25 光学素子成形用型の製造方法及び光学素子成形用型の製造装置 Expired - Lifetime JP4347671B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003393758A JP4347671B2 (ja) 2003-11-25 2003-11-25 光学素子成形用型の製造方法及び光学素子成形用型の製造装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003393758A JP4347671B2 (ja) 2003-11-25 2003-11-25 光学素子成形用型の製造方法及び光学素子成形用型の製造装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2005154187A JP2005154187A (ja) 2005-06-16
JP2005154187A5 JP2005154187A5 (ja) 2006-01-19
JP4347671B2 true JP4347671B2 (ja) 2009-10-21

Family

ID=34720029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003393758A Expired - Lifetime JP4347671B2 (ja) 2003-11-25 2003-11-25 光学素子成形用型の製造方法及び光学素子成形用型の製造装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4347671B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5122757B2 (ja) * 2006-04-06 2013-01-16 株式会社アルバック コーティング装置、コーティング方法
JP4761576B2 (ja) * 2007-07-31 2011-08-31 Jx日鉱日石金属株式会社 含Au表面処理Ti材料
US8021768B2 (en) * 2009-04-07 2011-09-20 National Material, L.P. Plain copper foodware and metal articles with durable and tarnish free multiplayer ceramic coating and method of making
KR101121367B1 (ko) 2009-07-16 2012-03-09 이용현 연료 전지의 백금 촉매 도포 장치 및 도포 방법
JP5907774B2 (ja) * 2012-03-27 2016-04-26 オリンパス株式会社 光学素子成形用型の製造方法および光学素子の製造方法
CN113526961A (zh) * 2021-08-19 2021-10-22 南通三责精密陶瓷有限公司 一种玻璃模造用碳化硅模具的制造方法及碳化硅模具

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005154187A (ja) 2005-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5126163A (en) Method for metal ion implantation using multiple pulsed arcs
JP4347671B2 (ja) 光学素子成形用型の製造方法及び光学素子成形用型の製造装置
JP2007035623A (ja) プラズマ活性を向上させる装置
WO1998014977A1 (en) An arc chamber for an ion implantation system
WO2005089272A2 (en) Pulsed cathodic arc plasma source
CN109950118B (zh) 在待处理对象表面上注入离子的方法及实现该方法的装置
JP2005154187A5 (ja)
EP2274763B1 (en) Method for manufacturing workpieces with ion-etched surface
JP6145162B2 (ja) イオンビーム処理装置、電極アセンブリ及び電極アセンブリの洗浄方法
JP5122757B2 (ja) コーティング装置、コーティング方法
JP2001322828A (ja) 光学素子用成形型及びその製造方法
CN1868941B (zh) 光学元件成形模具及其制造方法以及制造装置
EP1393340B1 (en) Ion gun
JP5907774B2 (ja) 光学素子成形用型の製造方法および光学素子の製造方法
JP4501307B2 (ja) 3次元構造物の形成方法
KR101530416B1 (ko) 성막 방법
JP2001322828A5 (ja)
JP2002038264A (ja) スパッタ成膜方法およびスパッタ成膜装置
JPH1068069A (ja) 金属ホウ化物膜の形成方法
JPH02101161A (ja) スパッタリング装置
CN115652270A (zh) 一种真空溅射镀膜离子激发结构及离子激发方法
JP2019073772A (ja) 成膜方法
JP2008100885A (ja) 光学素子成形用金型
JPH07230782A (ja) イオン源装置
JP2000204181A (ja) 樹脂の表面硬化方法及び表面硬化樹脂、並びにその製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051125

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051125

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20051128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080331

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081216

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090623

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090716

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4347671

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120724

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130724

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term