JPH0383825A

JPH0383825A - 光学素子成形用型

Info

Publication number: JPH0383825A
Application number: JP21796589A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kawamata; 川俣　健; Takao Shibazaki; 隆男柴崎
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-08-24
Filing date: 1989-08-24
Publication date: 1991-04-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、光学素子成形用型に関する。

［従来の技術］一般に、光学ガラスを加熱プレスにより所望の形状に成
形して光学素子を得ることは、例えば特公昭５５−１１
６２４号公報により知られている。ところで、この加熱
手段による場合は、成形用型の離型性のよいことが必要
である。離型性の良好な成形用型としては、例えば特開
昭６１−１９７４３０号公報に開示されるよう′に、窒
化アルミニウム（Ａｊ２Ｎ）により成形面を形成したも
のが提案されている。この成形用型は、十分な硬度を有
し、濡れ角が大きくて離型性がよく、高温での成形加工
においても優れた離型性を示す。

［発明が解決しようとする課題］しかし、通常、光学素子の成形は酸化雰囲気中で行なう
ために、従来のようにＡｌ２ＮＩこより成形面を形成し
た成形用型であっても、最表層は酸化されてＡ　Ｑ　＊
　Ｏａになっている。最表層がＡ　Ｉ２　ａＯ３となっ
ても、十分な離型性を維持できるのだが、使用していく
うちにＡ　Ｑ　＊　Ｏａの結晶粒が次第に大きくなり、
それによって面粗度が大きくなり、また硬度が不足して
脆くなるなどの問題を生じ、成形用型として要求される
表面特性を長期間維持することができなかった。

そこで、酸化されない貴金属を成形面に用いることも考
えられるが、硬度不足のために実用化には至らなかった
。また、成形の雰囲気を高真空にしたり、あるいは還元
性ガスで満たすことも検討したが、生産性や安全性の面
から実用化が困難であった。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、酸化雰囲気中で光学素子の成形を行なう場合であって
も、最表層に形成されるＡ　１２　ａＯ５の結晶粒の成
長を抑制し、長期間成形に使用しても必要な表面特性を
維持することができる光学素子成形用型を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明は１．ＩＮを主成分
としかつイツトリウム（Ｙ）および／またはトリウム（
Ｔｈ）を０．０１〜２０重量％含有した化合物により、
少なくとも成形面を形成して光学素子成形用型を構成し
たものである。

ただし、光学素子の成形は、通常、酸化雰囲気中で行な
われるために、最表層に存在するＡ℃。

ＹおよびＴｈはそれぞれＡ　Ｉ２ｚ　Ｏｓ　、　Ｙ　ｓ
　ＯｓおよびＴｈＯ２となる。

本発明において、Ｙおよび／またはＴｈの含有率を０．
０１〜２０重量％とじたのは、Ｙおよび／またはＴｈが
０．０１重量％未満であると、必要な表面特性の維持が
十分発揮できず、一方、２０重量％を越えると、ガラス
とＹ　＊　ＯｓおよびＴ　ｈ　Ｏ２とが接触することに
より、くもりが発生しやすく、また硬度も低くなるため
に成形面のエッチ部等に変形が生じやすくなるからであ
る。また、本発明において、ＹおよびＴｈの含有率は０
．５〜５重量％が最も好ましい。

［作　用コ本発明の光学素子成形用型においては、前述のように、
成形を行なう場合、最表層に存在する／ｌ、ＹおよびＴ
ｈはそれぞれＡｌｌ　２０１．　ＹａＯ３およびＴ　ｈ
　Ｏ＊となるが、その際、Ｙ２Ｏ。

およびＴ　ｈ　ＯａはＡｌ２２０．よりも平衡酸素分圧
が低いために優先的に生成される。すなわち、Ｙ２Ｏ，
およびＴ　ｈ　Ｏ２が生成された後にＡｌ２゜０、が生
成されるため、Ａ　ｊ２　ａ　Ｏａの結晶粒の巨大化は
Ｙ、０３およびＴ　ｈＯｚの存在によって阻止されるこ
とになる。したがって、本発明の光学素子成形用金型は
、長期間成形に使用しても必要な表面特性を維持するこ
とができる。

［実施例］（第１実施例）本実施例の成形用型は、第１図に示すようなもので、Ｓ
ｉＣセラミックスからなる基材１を所望の最終製品に対
応した形状に概略近い形状に加工した後、ＣＶＤ法によ
り厚さ０．５ｍｍのＳｉＣ被膜２を成形基礎面１ａに形
成して型基材３とした。そして、ダイヤモンド砥石を用
いた研削加工により、型基材３を所望の最終製品に対応
した形状に加工し、さらに光学的要求の生じるＳｉＣ被
膜２の表面に鏡面研磨を施した。

また、そのＳｉＣ被膜２の表面にＡｌ２ＮとＹＮとの混
合層からなる混合被膜４をスパッタリングにより形成し
た。スパッタリングは、ターゲットとして／ｌとＹとが
９９＝１の重量比で混合されたものを用い、窒素ガス雰
囲気中で行なった。この結果、混合被膜４中には、Ａｌ
２が４４重量％、Ｙが１重量％、０（酸素）が１７重量
％、Ｎ（窒素）が３８％それぞれ存在し、Ａｌ２Ｎの結
晶が存在していることが確認された。

このようにして得られた本実施例の光学素子成形用型を
用いて、５０００シヨトの光学ガラスの成形を行なった
ところ、光学素子成形用型として要求される表面特性を
維持していた。これに対し、ＳｉＣ型基材のうえにＹ無
添加のＡ［Ｎ膜をスパッタリングにより形成した従来の
光学素子成形用型を用いて、同様の成形を行なったとこ
ろ、面粗度が大きくなり、光学素子成形用型として不適
当なものとなっていた。また、従来のものでは、型の外
周付近に剥離を生じていた。これは、ＡＣ２０３の結晶
粒が大きくなって膜がもろくなり、成形時の圧力により
膜に割れが生じて剥離したものと考えられる。

すなわち、本実施例によれば、Ａｌ２Ｎを主成分としか
つＹを１重量％含有した化合物により成形面を形成した
ので、Ｙ　＊　Ｏａが生成されることにより、最表層に
生成されるＡｌ２２０．の結晶粒が大きくなって面粗度
が劣化したり、膜が剥離したりすることを阻止すること
ができる。したがって、光学素子成形用型として長期間
使用することができる。

なお、本実施例においては、Ａｌ２Ｎを主成分としかつ
Ｙを含有した化合物により成形面を形成したが、本発明
はかかる実施例に限定されるものではなく、Ｙに代えて
Ｔｈを用いてもよく、またＹとＴｈとの両者を用いても
同様の効果を得ることができる。

（第２実施例）各粒径が１〜２μｍのＡｌ２Ｎ、ＴｈＮおよびＹ２Ｏ，
の粉末を９８　：　１．５　：　（１，５の重量比で混
合したものを原料とし、これを熱間静水圧プレス法によ
り焼結した。そして、その焼結体を型形状に加工した後
、さら＋ｉ光学的要求の生じる成形面に鏡面研磨を施し
、光学素子成形用型とした。

この場合、Ｙは、焼結時にＡＪ２Ｎ粉末とＴｈＮ粉末と
を結びつけるバインダーとしての役割を果すために、予
め酸化物となっている（ただし非晶質状態）ので、成形
時にはまずＴｈが酸化し、次いでＡｌ２が酸化する。

このようにして得られた本実施例の光学素子成形用型を
用いて、５０００シヨトの光学ガラスの成形を行なった
ところ、面粗度の劣化や膜剥離等もなく、光学素子成形
用型として要求される表面特性を維持していた。

すなわち、本実施例によれば、Ｔｈｅ２がＡｌ２ａＯａ
よりも優先的に生成されることにより、後から成長する
。１．０．の結晶粒が大きくなって面粗度が劣化したり
、表面がもろくなって割れたりすることを阻止すること
ができる。したがって、光学素子成形用型として長期間
使用することができる。また、型基材にコーティング処
理などをする必要がないために、コストの点からも有利
となる。

［発明の効果］以上のように、本発明の光学素子成形用型によれば、Ａ
、９Ｎを主成分としかつＹおよび／またはＴｈを０．Ｏ
ｌ〜２０重量％含有した化合物により、少なくとも成形
面を形成しているので、Ｙ２Ｏ，および／またはＴｈｅ
、が生成された後にＡｌ２゜０、が生成されるため、Ａ
　Ｉ２ａ　Ｏｓの結晶粒の巨大化はＹよＯ３、Ｔ　ｈ　
Ｏｚの存在によって阻止されることになり、長期間成形
に使用しても光学素子成形用型として必要な表面特性を
維持することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の光学素子成形用型の第１実施例を示す縦断
面図である。１・・・・・・基材２・・・・・・ＳｉＣ被膜３・・・・・・型基材４・・・・・・混合被膜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）窒化アルミニウムを主成分としかつイットリウム
および／またはトリウムを０．０１〜２０重量％含有し
た化合物により、少なくとも成形面を形成したことを特
徴とする光学素子成形円型。