JP5353706B2 - 下型の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、上方より滴下した溶融ガラス滴を受けるための下型の製造方法に関する。

近年、デジタルカメラ用レンズ、ＤＶＤ等の光ピックアップレンズ、携帯電話用カメラレンズ、光通信用のカップリングレンズ等として、ガラス製の光学素子が広範にわたって利用されている。このようなガラス製の光学素子として、ガラス素材を成形金型で加圧成形して製造したガラス成形体を用いることが多くなってきた。

このようなガラス成形体の製造方法の１つとして、予め所定質量及び形状を有するガラスプリフォームを作製し、該ガラスプリフォームを成形金型とともにガラスが変形可能な温度まで加熱して加圧成形する方法（以下、「リヒートプレス法」ともいう）が知られている。

従来、リヒートプレス法に用いるガラスプリフォームは、研削・研磨等の機械加工によって製造されることが多かったが、機械加工によるガラスプリフォームの作製には多大な労力と時間を要するという問題があった。そのため、下型に溶融ガラス滴を滴下させ、滴下した溶融ガラス滴を下型の上で冷却固化することにより、機械加工なしでガラスプリフォームを作製する方法の検討が進められている。

一方、ガラス成形体の別の製造方法として、所定温度に加熱した下型に溶融ガラス滴を滴下させ、滴下した溶融ガラス滴を、下型及び下型に対向する上型により加圧成形してガラス成形体を得る方法（以下、「液滴成形法」ともいう）が提案されている。この方法は、成形金型等の加熱と冷却を繰り返す必要がなく溶融ガラス滴から直接ガラス成形体を製造することができるので、１回の成形に要する時間を非常に短くできることから注目されている。

しかし、ガラスプリフォームやガラス成形体の製造のために、下型に溶融ガラス滴を滴下させると、下型との衝突によって溶融ガラス滴の下面（下型との接触面）の中央付近に微細な凹部が形成される。この凹部に入り込んだエアーは逃げ場が無く、溶融ガラス滴が冷却・固化するまで閉じこめられた状態となるため、製造されたガラスプリフォームやガラス成形体の下面に、凹部（エアー溜まり）が残存してしまうという問題があった。

この問題に対応するため、下型の表面を粗面化（Ｒｍａｘが０．０５μｍ〜０．２μｍ）して、凹部に入り込んだ空気の流路を確保することでエアー溜まりが残存することを防止する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、粗面化した下地面（Ｒａが０．００５μｍ〜０．０５μｍ）の上に、溶解層を含んだ被覆層を形成することで、エアー溜まりを防止すると共に再生を容易とした下型が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平３−１３７０３１号公報 特開２００５−２７２１８７号公報

特許文献１や２に記載された方法によりエアー溜まりの発生を防止するためには、下型の表面が所定の表面粗さとなるよう、エッチング等によって表面の粗面化を行う必要がある。

一般に、ガラスを加圧成形するための成形金型として用いる材料には種々の制約条件があり、高温でガラスと反応しにくいこと、鏡面が得られること、加工性が良いこと、硬いこと、脆くないことなど、多くの条件を満足している必要がある。これらの諸条件を満足する材料は非常に限られており、例えば、タングステンカーバイドを主成分とする超硬材料、炭化珪素、窒化珪素等のセラミックス材料、カーボンを含んだ複合材料等が好ましく用いられている。

しかしながら、成形金型として好ましい性質を有するこれらの材料は、一般的なウェットエッチングやドライエッチングによっては、表面が所定の表面粗さになるよう均一に粗面化することは困難な場合が多い。また、タングステンカーバイドを主成分とする超硬材料などのように、エッチングによる粗面化は可能であるが、そのように粗面化された表面は非常に脆くなり、耐久性が著しく悪化してしまう材料もある。

そのため、下型にこれらの材料を用いた場合には、特許文献１や２に記載された方法を実施することができなかったり、あるいは、実施できても下型の耐久性が劣るため安定した製造ができないという問題があった。

本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、下型材料の選択肢を狭めることなくエアー溜まりの発生を良好に防止できると共に、耐久性に優れた下型の製造方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。

１． 上方より滴下した溶融ガラス滴を受けるための下型の製造方法において、基材の上に、阻止層及び該阻止層の上に形成される表面層を含む被覆層を成膜する成膜工程と、エッチングによって前記被覆層の表面を粗面化する粗面化工程と、を有し、前記表面層は、前記阻止層よりも前記粗面化工程の際のエッチングレートが大きいことを特徴とする下型の製造方法。

２． 前記粗面化工程において、前記表面層のエッチングレートは前記阻止層のエッチングレートの１．５倍以上、１０倍以下であることを特徴とする前記１に記載の下型の製造方法。

３． 前記成膜工程は、スパッタ法によって前記被覆層を成膜する工程であって、前記表面層を成膜する際の成膜条件は、前記阻止層を成膜する際の成膜条件よりも、成膜面に到達するスパッタ粒子の有するエネルギーが小さくなる条件であることを特徴とする前記１または２に記載の下型の製造方法。

４． 前記表面層を成膜する際の成膜条件は、前記阻止層を成膜する際の成膜条件よりも、スパッタガスの圧力が高いことを特徴とする前記３に記載の下型の製造方法。

５． 前記阻止層と前記表面層とは、クロム、アルミニウム、及びチタンのうち少なくとも１つの元素を含むことを特徴とする前記１〜４のうちの何れか１項に記載の下型の製造方法。

６． 前記阻止層と前記表面層とは、同じ構成元素からなることを特徴とする前記１〜５のうちの何れか１項に記載の下型の製造方法。

７． 前記阻止層と前記表面層とは、成膜条件を連続的に変化させながら連続して成膜を行うことを特徴とする前記６に記載の下型の製造方法。

８． 前記粗面化工程は、前記被覆層の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を０．０１μｍ〜０．２μｍ、且つ、粗さ曲線要素の平均長（ＲＳｍ）を０．５μｍ以下とする工程であることを特徴とする前記１〜７のうちの何れか１項に記載の下型の製造方法。

本発明によれば、下型の基材の上に設けた被覆層の表面を粗面化するため、基材の材質によらず、表面が所定の表面粗さになるよう均一に粗面化することができる。更に、表面層の下に粗面化処理の際のエッチングレートが小さい阻止層を有しているため、被覆層と基材の間の密着力が強く、エッチング処理によって基材に悪影響を与えることもない。従って、下型材料の選択肢を狭めることなくエアー溜まりの発生を良好に防止できると共に、耐久性に優れた下型を製造することができる。

下型の製造方法の１例を示すフローチャートである。 各工程における下型の状態を示す断面図である。 エッチングレートの意味を説明するための模式図である。 本実施形態で用いるスパッタ装置の構成の１例を示す図である。 スパッタ装置内への下型の配置状態と膜厚分布の状態を示す模式図である。 下型１０に滴下した溶融ガラス滴５０の状態を示す図である。 図６（ｂ）のＣ部の詳細を示した模式図である。 ガラスゴブの製造方法の１例を示すフローチャートである。 下型に溶融ガラス滴を滴下させる工程（Ｓ２２）を示す図である。 滴下した溶融ガラス滴を下型の上で冷却・固化する工程（Ｓ２３）を示す図である。 ガラス成形体の製造方法の１例を示すフローチャートである。 下型に溶融ガラス滴を滴下する工程（Ｓ３３）を示す図である。 滴下した溶融ガラス滴を下型と上型とで加圧する工程（Ｓ３５）を示す図である。

符号の説明

１０ 下型
１１ 基材
１２ 阻止層
１３ 表面層
１４ 被覆層
１５ 成形面
３０ スパッタ装置
３１ 真空チャンバー
３２ スパッタ電極
３３ ターゲット
３４ シャッター
３５ 回転軸
３６ 基材ホルダー
３７ ヒーター
５０ 溶融ガラス滴
５１ 凹部
５２ 下面
５３ 隙間
５４ ガラスゴブ
５５ ガラス成形体
６０ 上型
６３ ノズル

以下、本発明の実施の形態について図１〜図１３を参照しつつ詳細に説明する。

始めに、図１〜図５を用いて、本実施形態における下型の製造方法について説明する。図１は本実施形態における下型の製造方法を示すフローチャートであり、図２は各工程における下型の状態を示す断面図である。図３は、エッチングレートの意味を説明するための模式図である。図４は本実施形態で用いるスパッタ装置の構成の１例を示す図であり、図５はスパッタ装置内への下型の配置状態と膜厚分布の状態を示す模式図である。

（基材）
下型の基材１１には、予め、製造するガラス成形体等に応じた所定の形状の成形面１５を加工しておく（図２（ａ））。本発明においては、基材１１の上に成膜された被覆層１４に対して粗面化処理を行うため、被覆層１４の成膜前に基材１１を粗面化しておく必要はない。そのため、基材１１の材料は、粗面化の容易性や、粗面化した場合の耐久性等を考慮することなく選択することができる。

そのため、基材１１の材料は、溶融ガラス滴を受けるための下型の材料として公知の材料の中から、条件に応じて適宜選択して用いることができる。好ましく用いることができる材料として、例えば、各種耐熱合金（ステンレス等）、タングステンカーバイドを主成分とする超硬材料、各種セラミックス（炭化珪素、窒化珪素等）、カーボンを含んだ複合材料等が挙げられる。

（成膜工程）
次に、基材１１の上に被覆層１４を成膜する（成膜工程）。被覆層１４は、阻止層１２及び表面層１３からなり、基材１１の上に阻止層１２を成膜（Ｓ１１：図２（ｂ））した後、阻止層１２の上に更に表面層１３を成膜する（Ｓ１２：図２（ｃ））。

一般に、基材の上に成膜された層に対してエッチングによって粗面化処理を行う場合、表面が所定の表面粗さになるよう均一に粗面化するためには、エッチングレートが比較的大きく、エッチングによって容易に微小な凹凸が形成される層である必要がある。しかし、基材の上に直接エッチングレートの大きい層を設けてエッチングを行うと、粗面化された層の耐久性が非常に悪く、容易に剥離が発生するという問題があった。これは、エッチングレートの大きい層は基材との間の密着力が十分でない場合が多い上に、エッチングの影響が基材にまで及ぶことによって、更に密着力が低下することが原因ではないかと考えられる。

そのため、本発明においては、被覆層１４をエッチングレートの異なる２つの層に分け、エッチングレートの小さい層を阻止層１２として基材１１の上に成膜した後、阻止層１２よりもエッチングレートの大きい表面層１３を成膜する。

このような構成にすれば、表面層１３のエッチングレートが大きいため、エッチングによって容易に微小な凹凸を形成でき、均一な粗面化が可能となる。また、エッチングレートが小さい阻止層１２はもともと基材との間の密着力が大きい上に、阻止層１２の存在によってエッチングの影響が基材１１にまで及ぶことを防止できるため、耐久性に優れた下型１０を製造することができる。

また表面層１３と阻止層１２とのエッチングレート差の程度については、表面層１３のエッチングレートが阻止層１２のエッチングレートの１．５倍以上、１０倍以下であることが特に好ましい。その範囲を外れると、表面層１３のエッチングと阻止層１２のエッチングのバランスが取りにくくなり、エッチングの影響が基材１１にまで及ぶ可能性が生じたり、エッチングによる凹凸が最適な粗さに維持しにくくなったりする。

ここで、図３を用いて、本明細書におけるエッチングレートの意味を説明する。図３の左側の図は、エッチング前の初期状態を示す図であり、基板２１の上に膜２２が形成されている。右側の図は、これに処理時間ｔだけエッチングを行った後の状態を示している。このとき、エッチング量Ａ（膜２２の厚みの減少量）を処理時間ｔで除したものがエッチングレートである。なお、エッチングによって膜２２の表面は微細な凹凸が形成されるが、エッチングレートの算出にあたっては、凹凸の平均線２３を用いることとする。

阻止層１２及び表面層１３としては種々の材料を利用することができる。例えば、種々の金属（クロム、アルミニウム、チタン等）、窒化物（窒化クロム、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化硼素等）、酸化物（酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化チタン等）等を用いることができる。

中でも、クロム、アルミニウム、及びチタンのうち少なくとも１つの元素を含むことが特に好ましい。これらの元素を含んだ膜は、いずれも容易に成膜でき、エッチングによって容易に粗面化できるという利点があるばかりでなく、大気中での加熱によって表面が酸化し、安定な酸化物の層が形成されるという特徴がある。クロム、アルミニウム、チタンの酸化物は、いずれも標準生成自由エネルギー（標準生成ギブスエネルギー）が小さく、非常に安定であるため、高温の溶融ガラス滴と接触しても容易に反応することがないという大きな利点を有している。

また、阻止層１２と表面層１３とは、同じ構成元素からなることが特に好ましい。そうすることによって、成膜が容易になるばかりでなく、阻止層１２と表面層１３の間の密着力を非常に強くすることができ、耐久性に優れた下型を製造することができる。

阻止層１２と表面層１３の成膜方法に制限はなく、公知の成膜方法の中から適宜選択して用いればよい。例えば、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等が挙げられる。中でも、スパッタ法は、成膜条件を変更することによって、エッチングレートの小さい阻止層１２とエッチングレートの大きい表面層１３とを連続して成膜することが容易であるため、特に好ましい方法である。

図４は本実施形態で用いるスパッタ装置の構成の１例を示す図であり、平行平板型のスパッタ装置３０の構成を示している。

基材１１は、真空チャンバー３１の上部にある基材ホルダー３６に、成膜面を下向きにして保持する。また、阻止層１２及び表面層１３の材料であるターゲット３３を、電源３８に接続されたスパッタ電極３２に取り付け、バルブ４１を介して真空チャンバー３１に接続された排気ポンプ４２によって、真空チャンバー３１内を所定の真空度まで排気する。このとき、基材ホルダー３６に設けられたヒーター３７によって、基材１１を所定の温度に加熱しておく。真空チャンバー３１内が所定の真空度まで排気された後、流量調整バルブ４３を介してガスボンベ４４よりスパッタガスを導入して真空チャンバー３１内を所定の圧力とし、電源３８によってスパッタ電極３２に所定の電圧を印加してターゲット３３の上面付近にプラズマを発生させる。これにより、スパッタガスのイオンがターゲット３３に衝突し、ターゲットの構成元素がスパッタ粒子としてはじき飛ばされる。そして、回転軸３５を回転させて、シャッター３４をターゲット３３の上方から退避させると、イオンの衝突によってはじき飛ばされたスパッタ粒子が上方の基材１１に到達して堆積し、成膜面に膜が形成される。

なお、スパッタ電極３２及びターゲット３３をそれぞれ複数個備え、異なる種類の材料を順番に、あるいは同時に成膜することができる装置を用いることもできる。

本発明者は、成膜面に到達するスパッタ粒子の有するエネルギーの大きさによって、形成される膜のエッチングレートが変化することを見いだした。つまり、成膜面に到達するスパッタ粒子の有するエネルギーが小さいほどエッチングレートは大きくなり、スパッタ粒子の有するエネルギーが大きいほどエッチングレートは小さくなる。従って、成膜工程において、先ず、成膜面に到達するスパッタ粒子の有するエネルギーが大きい条件で成膜した後、成膜条件を変更して、スパッタ粒子の有するエネルギーが小さい条件で成膜を行うことにより、阻止層１２と表面層１３とを形成することができる。この方法によれば、材料や設備を変更することなく、成膜条件を変更するだけで、エッチングレートの小さい阻止層１２とエッチングレートの大きい表面層１３を成膜することができる。

成膜面に到達するスパッタ粒子の有するエネルギーに影響する成膜条件としては、成膜中のスパッタガスの圧力、ターゲット３３と成膜面の間の距離、スパッタ電極３２に印加する電力等が挙げられる。

スパッタガスの圧力Ｐが大きくなるとスパッタ粒子のミーンフリーパスが短くなり、スパッタ粒子が成膜面に到達するまでにスパッタガスの粒子と衝突する平均回数が増えるため、成膜面に到達するスパッタ粒子の有するエネルギーは小さくなる。従って、形成される膜のエッチングレートは大きくなる。逆に、スパッタガスの圧力Ｐが小さくなると、成膜面に到達するスパッタ粒子の有するエネルギーは大きくなり、形成される膜のエッチングレートは小さくなる。表面層１３を成膜する際のスパッタガスの圧力Ｐは、０．５Ｐａ以上が好ましく、１Ｐａ以上がより好ましい。

ターゲット３３と成膜面の間の距離（図４のＤ）が長くなると、スパッタ粒子が成膜面に到達するまでにスパッタガスの粒子と衝突する平均回数が増えるため、成膜面に到達するスパッタ粒子の有するエネルギーは小さくなる。従って、形成される膜のエッチングレートは大きくなる。逆に、ターゲット３３と成膜面の間の距離（Ｄ）が短くなると、成膜面に到達するスパッタ粒子の有するエネルギーは大きくなり、形成される膜のエッチングレートは小さくなる。

また、一般的に、ターゲット３３と成膜面の間の距離（Ｄ）が短い方が密着性のよい膜が得られるが、距離Ｄが短すぎると成膜面における膜厚の分布が大きくなってくる。このため、ターゲット３３と成膜面の間の距離（Ｄ）は５０ｍｍ〜２００ｍｍが好ましい。

スパッタ電極３２に印加する電力が小さくなると、ターゲット３３に衝突するイオンのエネルギーが小さくなるため、衝突によってはじき飛ばされるスパッタ粒子のエネルギーも小さくなる。従って、形成される膜のエッチングレートは大きくなる。逆に、スパッタ電極３２に印加する電力が大きくなると、スパッタ粒子のエネルギーは大きくなり、形成される膜のエッチングレートは小さくなる。

これらの成膜条件の中で、条件を容易に変更することができ、また、エッチングレートに差をつける効果が大きいことから、スパッタガスの圧力を変化させる方法が特に好ましい。

また、阻止層１２と表面層１３とは、成膜条件を連続的に変化させながら連続して成膜を行うことがより好ましい。それにより、阻止層１２と表面層１３の間の密着力が特に強く、耐久性に優れた下型１０を製造することができる。

表面層１３の厚みは、エッチングによって微小な凹凸を形成できるだけの厚みを有していればよく、通常は、０．０５μｍ以上が好ましい。また、阻止層１２の厚みは、エッチングの影響が基材にまで及ぶことを効果的に防止するため、０．０５μｍ以上であることが好ましい。逆に、阻止層１２や表面層１３が厚すぎると、膜はがれ等の欠陥が発生しやすくなる場合がある。そのため、被覆層１４の全体の厚みは、０．０５μｍ〜５μｍが好ましく、０．１μｍ〜１μｍが特に好ましい。

なお、複数の基材１１を基材ホルダー３６に配置して同時に成膜する場合、被覆層１４の膜厚分布が問題となる場合がある。例えば、図５（ａ）に示すように基材１１ａ、１１ｂ、１１ｃを配置した場合、ターゲット３３の中心部の鉛直上方に配置された基材１１ａに成膜される被覆層１４の膜厚分布に問題はない。しかし、ターゲット３３の中心部の鉛直上方からはずれた位置に配置された基材１１ｂ、１１ｃに成膜される被覆層１４には偏りが生じ、精密に加工された成形面１５の形状を崩してしまう虞がある。

このような被覆層１４の膜厚の偏りを防止するため、ターゲット３３の中心部の鉛直上方からはずれた位置に基材１１ｂ、１１ｃを配置する場合には、図５（ｂ）に示すように、ターゲット３３の中心部の方向に傾けて配置することが好ましい。ターゲット３３と成膜面の間の距離をＤ、基材１１ｂのターゲット３３の中心部からの水平方向のずれ量をＢとしたとき、基材１１ｂの傾斜角度θは、ｔａｎ^-1（Ｂ／Ｄ）とするのが特に好ましい。

更に、本実施形態においては、被覆層１４が阻止層１２及び表面層１３の２層のみからなる場合を例に挙げて説明したが、被覆層１４が３種以上の層からなる多層構造を有していてもよい。例えば、被覆層１４の密着性を高めるため、阻止層１２の下に更に別の層（下地層）を設けてもよいし、粗面化処理によって凹凸が形成された被覆層１４の上に、表面を保護するための保護層を更に設けてもよい。

（粗面化工程）
次に、エッチングによって被覆層１４の表面の粗面化を行う（粗面化工程Ｓ１３）（図２（ｄ））。上述の通り、本発明においては、エッチングレートの大きい表面層１３の下にエッチングレートの小さい阻止層１２が設けられているため、エッチングによって容易に微小な凹凸を形成できると共に、エッチングの影響が基材１１にまで及ぶことを防止することができる。

エッチングは、液体を用いるウェットエッチングでもよいし、反応性のガス等を用いるドライエッチングでもよい。中でも、液体を用いるウェットエッチングは、高価な設備を必要とせず、また容易に均一な凹凸を形成できるため好ましい。

ウェットエッチングは、反応性のエッチング液を被覆層１４に接触させて反応させ、凹凸を形成する方法である。貯留したエッチング液に被覆層１４を浸漬させてもよいし、被覆層１４の上に所定量のエッチング液を供給してもよい。また、エッチング液をスプレー状に吹き付ける方法でもよい。

エッチング液は、被覆層１４の材質に応じた公知のエッチング液を適宜選択すればよい。被覆層１４がアルミニウムの場合、各種の酸性溶液等、アルミニウム用として好ましく用いることができるエッチング液が市販されている。被覆層１４がチタンの場合にも、チタン用として好ましく用いることができるエッチング液が市販されている。例えば、塩酸や硫酸などの還元性の酸を主成分としたエッチング液等が挙げられる。

また、被覆層１４がクロムの場合も、同様に、クロム用として好ましく用いることができるエッチング液が市販されている。例えば、硝酸第二セリウムアンモンを含有する酸性溶液等が挙げられる。また、フェリシアン化カリウム及び水酸化カリウムを含むアルカリ性溶液を用いることもできる。

エッチングは、被覆層１４の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１μｍ〜０．２μｍ、且つ、粗さ曲線要素の平均長（ＲＳｍ）が０．５μｍ以下となるように行うことが好ましい。算術平均粗さ（Ｒａ）及び粗さ曲線要素の平均長（ＲＳｍ）をこのような範囲とすることにより、製造したガラスゴブやガラス成形体にエアー溜まりが発生することをより効果的に防止することができる。

なお、算術平均粗さ（Ｒａ）、及び、粗さ曲線要素の平均長（ＲＳｍ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１において定義される粗さパラメータである。本発明において、これらのパラメータの測定は、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）のように、空間解像度が０．１μ以下の測定機を用いて行う。一般的な触針式の粗さ測定機は、触針先端の曲率半径が数μｍ以上と大きいため好ましくない。

ここで、エッチングによって被覆層１４を粗面化することによって、ガラスゴブやガラス成形体にエアー溜まりが発生することを防止できる理由を、図６、図７を用いて説明する。

図６は下型１０に滴下した溶融ガラス滴５０の状態を示す図である。図６（ａ）は、溶融ガラス滴５０が下型１０に衝突した瞬間の状態を、図６（ｂ）は、その後、溶融ガラス滴５０が表面張力によって丸まった状態を示している。

図６（ａ）に示すように、下型１０に衝突した瞬間の溶融ガラス滴５０は、衝突の衝撃によって平たく伸ばされる。この時、溶融ガラス滴５０には、下面（被覆層１４と接触している面）の中心付近に、直径数十μｍ〜数百μｍ程度の微小な凹部５１が生じる。凹部５１が発生するメカニズムは必ずしも明らかではないが、シミュレーション等を用いた解析によれば、溶融ガラス滴５０が下型１０に衝突する際、最初に下型１０に衝突する部分のガラスが反動で上方に跳ね返ることによって凹部５１が生じるのではないかと考えられる。

溶融ガラス滴５０は、その後、図６（ｂ）に示すように、表面張力の働きによって丸く変形する。この際、被覆層１４に粗面化処理が施されていない場合には、溶融ガラス滴５０の下面と被覆層１４とが密着して、凹部５１の中に溜まったエアーの逃げ道が無くなるため、凹部５１は消滅することなくエアー溜まりとして残存してしまう。

しかし、本実施形態における下型１０の被覆層１４は、被覆層１４が成膜された後にエッチングによって粗面化されている。そのため、溶融ガラス滴５０の下面と被覆層１４との間に隙間が残り、溶融ガラス滴５０が表面張力の働きによって丸く変形する際、その隙間を通って凹部５１の中に溜まったエアーが逃げて凹部５１が消滅するのである。

溶融ガラス滴５０の下面と被覆層１４との間に生じる隙間の状態について、図７を用いて更に詳細に説明する。図７は、図６（ｂ）のＣ部の詳細を示した模式図である。図７（ａ）に示すように、被覆層１４の表面には、エッチングによって凹凸が形成されている。滴下した溶融ガラス滴５０の下面５２は、表面張力の働きによって、被覆層１４の表面の凹凸の谷部に完全に入り込まずに隙間５３が残る。この隙間５３が凹部５１に溜まったエアーの逃げ道になり、凹部５１は消滅する。

図７（ｂ）は、図７（ａ）と比較して、被覆層１４の凹凸の周期は同じであるが、凹凸の高さが高い場合を示している。このように凹凸が高い場合は、十分な大きさの隙間５３が形成され凹部５１は容易に消滅するものの、溶融ガラス滴５０の下面５２にも大きな凹凸が形成され、得られるガラスゴブやガラス成形体の表面粗さが大きくなりすぎてしまう場合がある。逆に被覆層１４の凹凸の高さが低すぎると、凹凸の谷のかなりの部分にまでガラスが入り込んでしまい、十分な大きさの隙間５３が形成されずに、凹部５１が完全に消滅せずに残ってしまう場合がある。そのため、被覆層１４の表面は、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１μｍ〜０．２μｍとすることが好ましい。

また、凹凸の周期もエアー溜まりの発生に影響する。図７（ｃ）は、図７（ａ）と比較して、被覆層１４の表面の凹凸の高さは同じであるが、凹凸の周期が長い場合を示している。このように、凹凸の高さが同じであっても、周期が長くなると凹凸の谷の底の方までガラスが入り込んでしまうため、十分な大きさの隙間５３が形成されず、凹部５１が完全に消滅せずに残ってしまう場合がある。そのため、被覆層１４の表面の粗さ曲線要素の平均長（ＲＳｍ）は０．５μｍ以下であることが好ましい。

なお、被覆層１４の表面の全面が、エッチングによって粗面化されている必要はなく、少なくとも溶融ガラス滴５０と接触する領域が粗面化されていればよい。

（ガラスゴブの製造方法）
ガラスゴブの製造方法について図８〜図１０を参照しながら説明する。図８は、ガラスゴブの製造方法の１例を示すフローチャートである。また、図９、図１０は本実施形態におけるガラスゴブの製造方法を説明するための模式図である。図９は下型に溶融ガラス滴を滴下させる工程（Ｓ２２）における状態を、図１０は、滴下した溶融ガラス滴を下型の上で冷却・固化する工程（Ｓ２３）における状態を、それぞれ示している。

上述のように、下型１０は、基材１１の上に阻止層１２及び表面層１３からなる被覆層１４が設けられており、被覆層１４の表面はエッチングによって粗面化されている。

また、下型１０は、図示しない加熱手段によって所定温度に加熱できるように構成されている。加熱手段は、公知の加熱手段を適宜選択して用いることができる。例えば、被加熱部材の内部に埋め込んで使用するカートリッジヒーターや、被加熱部材の外側に接触させて使用するシート状のヒーター、赤外線加熱装置、高周波誘導加熱装置等を用いることができる。

以下、図８に示すフローチャートに従い、順を追って各工程について説明する。

先ず、下型１０を予め所定温度に加熱しておく（工程Ｓ２１）。下型１０の温度が低すぎると、ガラスゴブの下面（下型１０との接触面）に大きなしわが発生したり、急速に冷却されることによってワレやカンが発生する場合がある。逆に、必要以上に温度を高くしすぎると、ガラスと下型１０との間に融着が発生したり、成形金型の寿命が短くなるおそれがあるばかりか、ガラスと下型１０が密着することでガラスゴブにエアー溜まりが残ってしまう場合もある。実際には、ガラスの種類や、形状、大きさ、成形金型の材質、大きさ、ヒーターや温度センサーの位置等種々の条件によって適正な温度が異なるため、実験的に適正な温度を求めておくことが好ましい。通常は、ガラスのＴｇ（ガラス転移温度）−１００℃からＴｇ＋１００℃程度の温度に設定することが好ましい。

次に、下型１０に溶融ガラス滴５０を滴下させる（工程Ｓ２２）。下型１０の上方に設けられた溶融槽６２は図示しないヒーターによって加熱され、内部に溶融状態のガラス６１が貯留されている。溶融槽６２の下部にはノズル６３が設けられており、溶融状態のガラス６１が自重によってノズル６３の内部に設けられた流路を通過し、表面張力によって先端部に溜まる。ノズル６３の先端部に一定質量の溶融ガラスが溜まると、ノズル６３の先端部から自然に分離し、一定質量の溶融ガラス滴５０が下方に滴下される（図９参照）。

一般的には、滴下する溶融ガラス滴５０の質量はノズル６３の先端部の外径によって調整可能であり、ガラスの種類等によるが、０．１ｇから２ｇ程度の溶融ガラス滴を滴下させることができる。また、ノズル６３の内径、長さ、加熱温度などによってガラス滴の滴下間隔を調整することができる。従って、これらの条件を適切に設定することで、所望の質量の溶融ガラス滴を所望の間隔で滴下させることが可能である。

使用できるガラスの種類に特に制限はなく、公知のガラスを用途に応じて選択して用いることができる。例えば、ホウケイ酸塩ガラス、ケイ酸塩ガラス、リン酸ガラス、ランタン系ガラス等の光学ガラスが挙げられる。

更に、溶融ガラス滴をノズルから下型に直接滴下させるのではなく、ノズルから滴下させた溶融ガラス滴を、貫通細孔を設けた部材に衝突させ、衝突した溶融ガラス滴の一部を微小滴として貫通細孔を通過させて下型に滴下させてもよい。それにより、更に微小なガラスゴブの製造が可能となる。この方法は、特開２００２−１５４８３４号公報に詳細に記載されている。

次に、滴下した溶融ガラス滴５０を、下型１０の上で冷却・固化する（工程Ｓ２３）（図１０参照）。下型１０の上で所定時間放置することによって、溶融ガラス滴５０は下型１０や周囲のエアーへの放熱によって冷却され、固化する。下型１０の被覆層１４の表面は、所定の粗面化処理が施されているため、固化したガラスゴブ５４にエアー溜まりは発生しない。

その後、固化したガラスゴブ５４を回収し（工程Ｓ２４）、ガラスゴブ製造が完成する。ガラスゴブ５４の回収は、例えば、真空吸着を利用した公知の回収装置等を用いて行うことができる。更に引き続いてガラスゴブの製造を行う場合は、工程Ｓ２２以降の工程を繰り返せばよい。

なお、本実施形態の製造方法により製造されたガラスゴブは、リヒートプレス法による各種精密光学素子の製造に用いることができる。

（ガラス成形体の製造方法）
ガラス成形体の製造方法について図１１〜図１３を参照しながら説明する。図１１は、ガラス成形体の製造方法の１例を示すフローチャートである。また、図１２、図１３は本実施形態におけるガラス成形体の製造方法を説明するための模式図である。図１２は下型に溶融ガラス滴を滴下する工程（Ｓ３３）における状態を、図１３は、滴下した溶融ガラス滴を下型と上型とで加圧する工程（Ｓ３５）における状態を、それぞれ示している。

下型１０は、図９〜図１０で説明した物と同じである。上型６０は、下型１０の基材１１と同様の材質からなり、溶融ガラス滴５０を加圧するための成形面６４を有している。但し、下型１０とは異なり、成形面６４に被覆層を設けて粗面化処理を行う必要はない。

下型１０は、図示しない駆動手段により、ノズル６３の下方で溶融ガラス滴５０を受けるための位置（滴下位置Ｐ１）と、上型６０と対向して溶融ガラス滴５０を加圧するための位置（加圧位置Ｐ２）との間で移動可能に構成されている。また上型６０は、図示しない駆動手段により、下型１０との間で溶融ガラス滴を加圧する方向（図の上下方向）に移動可能に構成されている。

以下、図１１に示すフローチャートに従い、順を追って各工程について説明する。

先ず、下型１０及び上型６０を予め所定温度に加熱しておく（工程Ｓ３１）。下型１０及び上型６０は、図示しない加熱手段によって所定温度に加熱できるように構成されている。下型１０と上型６０とをそれぞれ独立して温度制御することができる構成とすることが好ましい。所定温度とは、上述のガラスゴブの製造方法における工程Ｓ２１の場合と同様であり、加圧成形によってガラス成形体に良好な転写面を形成できる温度を適宜選択すればよい。下型１０と上型６０の加熱温度は同じであってもよいし、異なっていてもよい。

次に、下型１０を滴下位置Ｐ１に移動し（工程Ｓ３２）、ノズル６３から溶融ガラス滴５０を滴下させる（工程Ｓ３３）（図１２参照）。溶融ガラス滴５０を滴下させる際の条件等については、上述のガラスゴブの製造方法における工程Ｓ２２の場合と同様である。

次に、下型１０を加圧位置Ｐ２に移動し（工程Ｓ３４）、上型６０を下方に移動して、下型１０と上型６０とで溶融ガラス滴５０を加圧する（工程Ｓ３５）（図１３参照）。

溶融ガラス滴５０は、加圧されている間に下型１０や上型６０との接触面からの放熱によって冷却し、固化する。加圧を解除してもガラス成形体に形成された転写面の形状が崩れない温度にまで冷却された後、加圧を解除する。ガラスの種類や、ガラス成形体の大きさや形状、必要な精度等によるが、通常はガラスのＴｇ近傍の温度まで冷却されていればよい。

溶融ガラス滴５０を加圧するために負荷する荷重は、常に一定であってもよいし、時間的に変化させてもよい。負荷する荷重の大きさは、製造するガラス成形体のサイズ等に応じて適宜設定すればよい。また、上型６０を上下移動させる駆動手段に特に制限はなく、エアシリンダ、油圧シリンダ、サーボモータを用いた電動シリンダ等の公知の駆動手段を適宜選択して用いることができる。

その後、上型６０を上方に移動して退避させ、固化したガラス成形体５５を回収し（工程Ｓ３６）、ガラス成形体の製造が完成する。下型１０の被覆層１４の表面は、所定の粗面化処理が施されているため、得られたガラス成形体にエアー溜まりは発生しない。その後、引き続いてガラス成形体の製造を行う場合は、下型１０を再度滴下位置Ｐ１に移動し（工程Ｓ３２）、以降の工程を繰り返せばよい。

なお、上述のガラス成形体の製造方法は、ここで説明した以外の別の工程を含んでいてもよい。例えば、ガラス成形体を回収する前にガラス成形体の形状を検査する工程や、ガラス成形体を回収した後に下型１０や上型６０をクリーニングする工程等を設けてもよい。

上述の製造方法により製造されたガラス成形体は、デジタルカメラ等の撮像レンズ、ＤＶＤ等の光ピックアップレンズ、光通信用のカップリングレンズ等の各種光学素子として用いることができる。また、ガラス成形体を再度加熱してリヒートプレス法により加圧成形することにより各種光学素子を製造することもできる。

以下、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（下型：実施例１）
図１に示すフローチャートに従って下型の製造を行った。基材１１の材質は炭化珪素（ＳｉＣ）、阻止層１２及び表面層１３の材質はクロム（Ｃｒ）とした。阻止層１２及び表面層１３の成膜はスパッタ法により行った。スパッタ装置は、図４に示した平行平板型のスパッタ装置を使用した。ターゲット３３は直径１５２ｍｍ（６インチ）のクロムターゲットを用い、ターゲット３３と成膜面の間の距離（Ｄ）は６５ｍｍとした。

基材ホルダー３６に基材１１をセットし、ヒーター３７によって基材を３５０℃に加熱しながら、真空チャンバー３１を１０^-3Ｐａ台の高真空まで排気した。その後、スパッタガスとしてアルゴンガスを０．３３Ｐａまで導入し、５００Ｗの高周波電力を印加して、０．３５μｍのクロム膜（阻止層１２）を成膜した。高周波電力を印加したままアルゴンガスの圧力を０．３３Ｐａから０．９９Ｐａまで約１分間かけて徐々に変化させた後、更に０．３５μｍのクロム膜（表面層１３）を成膜した。

次に、被覆層１４の表面をエッチング液に浸漬して粗面化処理を行った。エッチング液には硝酸第二セリウムアンモンを含んだ市販のクロムエッチング液（ナカライテスク株式会社製 ＥＣＲ−２）を用いた。エッチング後の被覆層１４の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．０１μｍ、粗さ曲線要素の平均長（ＲＳｍ）は０．０３μｍであった。なお、算術平均粗さ（Ｒａ）と粗さ曲線要素の平均長（ＲＳｍ）はＡＦＭ（デジタルインスツルメント社製Ｄ３１００）により測定した。

また、上記阻止層１２の成膜条件で作製したクロム膜と、上記表面層１３の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートの測定を行った。上記阻止層１２の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートは１ｎｍ／ｍｉｎ、上記表面層１３の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートは７．５ｎｍ／ｍｉｎであった。

（下型：比較例１）
実施例１と同じ基材を用い、同様の条件でクロム膜の成膜を行った。但し、クロム膜の成膜の途中で成膜条件の変更は行わず、アルゴンガスの圧力は０．３３Ｐａで固定したまま、５００Ｗの高周波電力を印加して、０．７μｍのクロム膜を成膜した。

その後、実施例１と同じ条件でエッチングを行った。しかし、クロム膜のエッチングレートが小さいため、十分な高さの凹凸を形成することはできず、算術平均粗さ（Ｒａ）は０．００２μｍ、粗さ曲線要素の平均長（ＲＳｍ）は１μｍであった。

（下型：比較例２）
実施例１と同じ基材を用い、比較例１と同様に０．７μｍのクロム膜を成膜した。但し、アルゴンガスの圧力は０．９９Ｐａで固定とした。その後、実施例１と同じ条件でエッチングを行った。算術平均粗さ（Ｒａ）は０．０１μｍ、粗さ曲線要素の平均長（ＲＳｍ）は０．０３μｍであった。

（下型：実施例２）
実施例１と同様、図１に示すフローチャートに従って下型の製造を行った。基材１１の材質はタングステンカーバイド（ＷＣ）、阻止層１２及び表面層１３の材質はクロム（Ｃｒ）とした。また、基材１１と阻止層１２の間に下地層として窒化チタン（ＴｉＮ）膜を成膜し、被覆層１４の密着性を向上させた。スパッタ装置は、スパッタ電極３２及びターゲット３３をそれぞれ２つずつ備え、２元同時スパッタが可能な装置を使用した。一方のターゲット３３には直径１５２ｍｍ（６インチ）の窒化チタンターゲット、他方のターゲット３３には直径１５２ｍｍ（６インチ）のクロムターゲットを用いた。ターゲット３３と成膜面の間の距離（Ｄ）は１００ｍｍとした。

基材ホルダー３６に基材１１をセットし、ヒーター３７によって基材を３００℃に加熱しながら、真空チャンバー３１を１０^-3Ｐａ台の高真空まで排気した。その後、スパッタガスとしてＡｒガスを０．３３Ｐａまで導入し、窒化チタンターゲットに５００Ｗの高周波電力を印加して、０．２μｍの窒化チタン膜（下地層）を成膜した。その後、クロムターゲットに切り替えて５００Ｗの高周波電力を印加して、０．２μｍのクロム膜（阻止層１２）を成膜した。高周波電力を印加したままスパッタガスの圧力を０．３３Ｐａから２．４Ｐａまで約１分間かけて徐々に変化させた後、更に０．５μｍのクロム膜（表面層１３）を成膜した。

次に、被覆層１４の表面をエッチング液に浸漬して粗面化処理を行った。エッチング液にはフェリシアン化カリウム及び水酸化カリウムを含むアルカリ性溶液を用いた。エッチング後の被覆層１４の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．２μｍ、粗さ曲線要素の平均長（ＲＳｍ）は０．５μｍであった。

また、上記阻止層１２の成膜条件で作製したクロム膜と、上記表面層１３の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートの測定を行った。上記阻止層１２の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートは２４ｎｍ／ｍｉｎ、上記表面層１３の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートは８０ｎｍ／ｍｉｎであった。

（下型：実施例３）
実施例１、２と同様、図１に示すフローチャートに従って下型の製造を行った。基材１１の材質はタングステンカーバイド（ＷＣ）、阻止層１２及び表面層１３の材質はクロム（Ｃｒ）とした。また、基材１１と阻止層１２の間に下地層としてチタン（Ｔｉ）膜を成膜し、被覆層１４の密着性を向上させた。スパッタ装置は、パッタ電極３２及びターゲット３３をそれぞれ２つずつ備え、２元同時スパッタが可能な装置を使用した。一方のターゲット３３には直径１５２ｍｍ（６インチ）のチタンターゲット、他方のターゲット３３には直径１５２ｍｍ（６インチ）のクロムターゲットを用いた。ターゲット３３と成膜面の間の距離（Ｄ）は１６５ｍｍとした。

基材ホルダー３６に基材１１をセットし、ヒーター３７によって基材を３５０℃に加熱しながら、真空チャンバー３１を１０^-3Ｐａ台の高真空まで排気した。その後、スパッタガスとしてＡｒガスを０．０６Ｐａまで導入し、チタンターゲットに８００Ｗの高周波電力を印加して、０．２μｍのチタン膜（下地層）を成膜した。チタン膜の成膜終了直前に、クロムターゲットに２．１５ｋＷの直流電力を印加して放電を開始し、シャッター３４を開けてチタンとクロムの同時スパッタを１０秒間行った。その後、チタンターゲット側のシャッター３４を閉じて、０．２５μｍのクロム膜（阻止層１２）を成膜した。阻止層１２の成膜後、約１分間かけてスパッタガスの圧力を０．０６Ｐａから０．５Ｐａまで、直流電力を２．１５ｋＷから１．５ｋＷまで、それぞれ徐々に変化させ、その後、更に０．５μｍのクロム膜（表面層１３）を成膜した。

次に、被覆層１４の表面をエッチング液に浸漬して粗面化処理を行った。エッチング液にはフェリシアン化カリウム及び水酸化カリウムを含むアルカリ性溶液を用いた。エッチング後の被覆層１４の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．１μｍ、粗さ曲線要素の平均長（ＲＳｍ）は０．２５μｍであった。

また、上記阻止層１２の成膜条件で作製したクロム膜と、上記表面層１３の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートの測定を行った。上記阻止層１２の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートは１５ｎｍ／ｍｉｎ、上記表面層１３の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートは４０ｎｍ／ｍｉｎであった。

（下型：実施例４）
実施例１と同様、図１に示すフローチャートに従って下型の製造を行った。基材１１の材質はタングステンカーバイド（ＷＣ）、阻止層１２及び表面層１３の材質はクロム（Ｃｒ）とした。また、基材１１と阻止層１２の間に下地層として窒化チタン（ＴｉＮ）膜を成膜し、被覆層１４の密着性を向上させた。スパッタ装置は、スパッタ電極３２及びターゲット３３をそれぞれ２つずつ備え、２元同時スパッタが可能な装置を使用した。一方のターゲット３３には直径１５２ｍｍ（６インチ）の窒化チタンターゲット、他方のターゲット３３には直径１５２ｍｍ（６インチ）のクロムターゲットを用いた。ターゲット３３と成膜面の間の距離（Ｄ）は１００ｍｍとした。

基材ホルダー３６に基材１１をセットし、ヒーター３７によって基材を３００℃に加熱しながら、真空チャンバー３１を１０^-3Ｐａ台の高真空まで排気した。その後、スパッタガスとしてＡｒガスを０．３３Ｐａまで導入し、窒化チタンターゲットに５００Ｗの高周波電力を印加して、０．２μｍの窒化チタン膜（下地層）を成膜した。その後、クロムターゲットに切り替えて５００Ｗの高周波電力を印加して、０．２μｍのクロム膜（阻止層１２）を成膜した。高周波電力を印加したままスパッタガスの圧力を０．３３Ｐａから０．５Ｐａまで約１分間かけて徐々に変化させた後、更に０．５μｍのクロム膜（表面層１３）を成膜した。

次に、被覆層１４の表面をエッチング液に浸漬して粗面化処理を行った。エッチング液にはフェリシアン化カリウム及び水酸化カリウムを含むアルカリ性溶液を用いた。エッチング後の被覆層１４の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．１μｍ、粗さ曲線要素の平均長（ＲＳｍ）は０．２μｍであった。

また、上記阻止層１２の成膜条件で作製したクロム膜と、上記表面層１３の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートの測定を行った。上記阻止層１２の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートは２４ｎｍ／ｍｉｎ、上記表面層１３の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートは３２ｎｍ／ｍｉｎであった。

（下型：実施例５）
実施例１と同様、図１に示すフローチャートに従って下型の製造を行った。基材１１の材質はタングステンカーバイド（ＷＣ）、阻止層１２及び表面層１３の材質はクロム（Ｃｒ）とした。また、基材１１と阻止層１２の間に下地層として窒化チタン（ＴｉＮ）膜を成膜し、被覆層１４の密着性を向上させた。スパッタ装置は、スパッタ電極３２及びターゲット３３をそれぞれ２つずつ備え、２元同時スパッタが可能な装置を使用した。一方のターゲット３３には直径１５２ｍｍ（６インチ）の窒化チタンターゲット、他方のターゲット３３には直径１５２ｍｍ（６インチ）のクロムターゲットを用いた。ターゲット３３と成膜面の間の距離（Ｄ）は１００ｍｍとした。

基材ホルダー３６に基材１１をセットし、ヒーター３７によって基材を３００℃に加熱しながら、真空チャンバー３１を１０^-3Ｐａ台の高真空まで排気した。その後、スパッタガスとしてＡｒガスを０．０５Ｐａまで導入し、窒化チタンターゲットに５００Ｗの高周波電力を印加して、０．２μｍの窒化チタン膜（下地層）を成膜した。その後、クロムターゲットに切り替えて５００Ｗの高周波電力を印加して、０．２μｍのクロム膜（阻止層１２）を成膜した。高周波電力を印加したままスパッタガスの圧力を０．０５Ｐａから３Ｐａまで約１分間かけて徐々に変化させた後、更に０．５μｍのクロム膜（表面層１３）を成膜した。

次に、被覆層１４の表面をエッチング液に浸漬して粗面化処理を行った。エッチング液にはフェリシアン化カリウム及び水酸化カリウムを含むアルカリ性溶液を用いた。エッチング後の被覆層１４の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．２μｍ、粗さ曲線要素の平均長（ＲＳｍ）は０．５μｍであった。

また、上記阻止層１２の成膜条件で作製したクロム膜と、上記表面層１３の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートの測定を行った。上記阻止層１２の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートは１０ｎｍ／ｍｉｎ、上記表面層１３の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートは１２０ｎｍ／ｍｉｎであった。

（下型：比較例３）
実施例２〜５と同じ基材（ＷＣ）を用い、下型の製造を行った。但し、下地層、阻止層、表面層の成膜は行わず、基材面を直接エッチングした。しかし、エッチングレートを適切に制御できず、粗面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．４μｍ、粗さ曲線要素の平均長（ＲＳｍ）は０．６μｍであった。

（下型：比較例４）
比較例３と同じ基材を用い、クロム膜の成膜を行った。スパッタ装置のターゲット３３には直径１５２ｍｍ（６インチ）のクロムターゲットを用いた。ターゲット３３と成膜面の間の距離（Ｄ）は６５ｍｍとした。

基材ホルダー３６に基材１１をセットし、ヒーター３７によって基材を３５０℃に加熱しながら、真空チャンバー３１を１０^-3Ｐａ台の高真空まで排気した。その後、スパッタガスとしてＡｒガスを０．５Ｐａまで導入し、クロムターゲットに５００Ｗの高周波電力を印加して、０．５μｍのクロム膜（阻止層１２）を成膜した。高周波電力を印加したままスパッタガスの圧力を０．５Ｐａから０．３３Ｐａまで約１分間かけて徐々に変化させた後、更に０．７μｍのクロム膜（表面層１３）を成膜した。

次に、被覆層１４の表面をエッチング液に浸漬して粗面化処理を行った。エッチング液にはフェリシアン化カリウム及び水酸化カリウムを含むアルカリ性溶液を用いた。エッチング処理を終了して所望の凹凸を得るまでに、阻止層より膜剥がれが発生し、被覆層１４の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）、粗さ曲線要素の平均長（ＲＳｍ）は測定できなかった。

また、上記阻止層１２の成膜条件で作製したクロム膜と、上記表面層１３の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートの測定を行った。上記阻止層１２の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートは３２ｎｍ／ｍｉｎ、上記表面層１３の成膜条件で作製したクロム膜のエッチングレートは２４ｎｍ／ｍｉｎであった。

実施例１〜５の作製条件と測定結果をまとめて表１に、比較例１〜４の作製条件と測定結果をまとめて表２に示す。

（ガラス成形体の製造）
上記実施例１〜５及び比較例１〜３の合計８種類の条件で作製した下型１０を用いて、図１１に示すフローチャートに従ってガラス成形体の製造を行った。ガラス材料はＴｇが４８０℃のリン酸系ガラスを用いた。工程Ｓ３１における加熱温度は、下型１０が５００℃、上型６０が４５０℃とした。ノズル６３の先端付近の温度は１０００℃とし、約１９０ｍｇの溶融ガラス滴５０が滴下するように設定した。加圧の際の荷重は１８００Ｎとした。

それぞれの下型で製造したガラス成形体について、エアー溜まりの有無を顕微鏡観察により評価した。評価は、１０００ショット目と５０００ショット目及び１００００ショット目に製造したサンプルにより行い、すべてのサンプルでエアー溜まりが観察されなかった場合を優秀（◎）、始めてエアー溜まりが観察されたショットが１００００ショット目の場合を特に良好（○）、５０００ショット目の場合を良好（△）、１０００ショット目の場合を不可（×）とした。

また、それぞれの下型で製造したガラス成形体について、既述した下型被覆層の表面粗さ測定と同様に、表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を測定した。評価は、表面の算術平均粗さ（Ｒａ）の測定値が０．０１μｍ以下の場合を優秀（◎）、それを上回り０．０５μｍ以下の場合を特に良好（○）、またそれを上回り０．２μｍ以下の場合を良好（△）、０．２μｍを上回る場合を不可（×）とした。

エアー溜まりと成型品の算術平均粗さ（Ｒａ）の評価結果を表１及び表２に併せて示す。

実施例１〜５の何れの場合も、ガラス成形体におけるエアー溜まりの発生も、また算術平均粗さ（Ｒａ）も良好（△）以上であり、本発明の効果が発揮されていることが確認された。しかし、比較例１の下型は表面に十分な凹凸が形成できていないため、成型品の算術平均粗さ（Ｒａ）は優秀（◎）であったものの、エアー溜まりについては不可（×）であった。比較例２の下型は逆に凹凸が大きすぎ、エアー溜まりについては良好（△）であったものの、成型品の算術平均粗さ（Ｒａ）は不可（×）であった。

比較例３の下型は、被覆層を設けずに基材をエッチング処理したため、凹凸を適切に調整できず大きくなりすぎ、成型品の算術平均粗さ（Ｒａ）が不可（×）になっている。また比較例４の下型は、表面層が阻止層よりもエッチングレートが大きくなっており、阻止層が阻止層として機能せず、処理中に被覆層の膜剥がれが生じて、不可である。

実施例４の下型は、表面層のエッチングレートが阻止層のエッチングレートの約１．３倍である。また実施例５の下型は、表面層のエッチングレートが阻止層のエッチングレートの約１２倍である。何れにおいても、ガラス成形体におけるエアー溜まりの発生も、また算術平均粗さ（Ｒａ）も良好（△）以上であり、本発明の効果が発揮されていることが確認された。しかし、何れの下型においても、表面層と阻止層のエッチングのバランスが取りにくくなり、エッチングの影響が基材に及ばない範囲で凹凸を最適な粗さに維持しにくく、実施例１〜３に比べるとエアー溜まりの評価が良好（△）に留まっている。

Claims (8)

1. 上方より滴下した溶融ガラス滴を受けるための下型の製造方法において、
   基材の上に、阻止層及び該阻止層の上に形成される表面層を含む被覆層を成膜する成膜工程と、
   エッチングによって前記被覆層の表面を粗面化する粗面化工程と、を有し、
   前記表面層は、前記阻止層よりも前記粗面化工程の際のエッチングレートが大きいことを特徴とする下型の製造方法。
2. 前記粗面化工程において、前記表面層のエッチングレートは前記阻止層のエッチングレートの１．５倍以上、１０倍以下であることを特徴とする請求項１に記載の下型の製造方法。
3. 前記成膜工程は、スパッタ法によって前記被覆層を成膜する工程であって、
   前記表面層を成膜する際の成膜条件は、前記阻止層を成膜する際の成膜条件よりも、成膜面に到達するスパッタ粒子の有するエネルギーが小さくなる条件であることを特徴とする請求項１または２に記載の下型の製造方法。
4. 前記表面層を成膜する際の成膜条件は、前記阻止層を成膜する際の成膜条件よりも、スパッタガスの圧力が高いことを特徴とする請求項３に記載の下型の製造方法。
5. 前記阻止層と前記表面層とは、クロム、アルミニウム、及びチタンのうち少なくとも１つの元素を含むことを特徴とする請求項１から４のうちの何れか１項に記載の下型の製造方法。
6. 前記阻止層と前記表面層とは、同じ構成元素からなることを特徴とする請求項１から５のうちの何れか１項に記載の下型の製造方法。
7. 前記阻止層と前記表面層とは、成膜条件を連続的に変化させながら連続して成膜を行うことを特徴とする請求項６に記載の下型の製造方法。
8. 前記粗面化工程は、前記被覆層の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を０．０１μｍ〜０．２μｍ、且つ、粗さ曲線要素の平均長（ＲＳｍ）を０．５μｍ以下とする工程であることを特徴とする請求項１から７のうちの何れか１項に記載の下型の製造方法。