JPH04154633A - 光学素子成形用型及びその製造方法 - Google Patents

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、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のに使用
される型に関するものである。

［従来の技術］ 研摩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（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。

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事が挙げら
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５ｉＪａが、特開昭６
０−２４６２３０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゜特開昭６
１−２８１０３０．特開平１−３０１８６４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、特開昭６４−８３５２９には硬質炭素膜をコ
ーティングした材料が提案されている。

［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。又、ＳｉＣ、５ｉｓＮ４は一般的に酸化されに
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ＳｉＯ□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、傷がつきゃすく又変形しや
すい欠点をもつ。

また、ダイヤモンド薄膜、ダイヤモンド状炭素膜（以下
ＤＬＣ膜という）、水素化アモルファス炭素膜（以下ａ
−Ｃ：Ｈ膜という）、硬質炭素膜を用いた型は、型とガ
ラスの離型性が良（ガラスの融着を起こさないが、成形
操作を数百回以上繰り返し行なうに従い前記膜が部分的
に剥離し成形品において十分な成形性能が得られないこ
とがある。

膜剥離の原因として以下のことが考えられる。

■前記膜はいずれも非常に大きな圧縮応力を有しており
、成形プロセスにおける急加熱−急冷却という熱サイク
ルに対し応力開放が生じる。

同様に、型母材と膜の熱膨張係数の違いと熱サイクルに
起因した熱応力が生じる。

■型母材が焼結体の場合、粒の欠落や焼結のボアが避け
られず、数μ−〜数１０ｕａ＋の穴が成形面に存在する
。こうした面に膜を形成したとき、これら穴の部分には
膜が形成されなかったり、極端に膜厚が薄い状態になる
。このためこの部分の密着力、膜強度は著しく低下する
。

■型母材が焼結体の場合、焼結助剤と前記膜間で拡散に
よる合金形成が生じ、こうした部分が成形時にガラスの
融着を生じたり、ガラス中の成分と反応し析出物を生じ
耐久性の劣化を引き起こす。

そこで、基体とダイヤモンド膜、ＤＬＣｌｌｌｌ等の間
に中間層を形成しこの問題を解決する方法がある。しか
し、この場合でも基体と中間層、中間層とダイヤモンド
膜、ＤＬＣ１Ｉ！等の界面での密着性が十分でな（膜剥
離を引き起こす場合がある。

以上の様に、成形性、耐久性、経済性に優れた光学素子
成形用型を実現するに至っていない。

従って、本発明の目的は、型母材上にダイヤモンド膜、
ＤＬＣ膜、ａ−Ｃ：Ｈ膜、硬質炭素膜のいずれかの膜が
形成され、これらの膜が密着力、硬度に優れ、ガラスの
成形に際してガラスの融着や含有成分の反応析出物を生
じることのない、離型性、耐久性に優れた光学素子成形
用型およびその製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明は、■ガラスよりなる光学素子のプレ
ス成形に用いる光学素子成形用型の製造方法において、
前記型母材の少なくとも成形面にＳｉ、Ｂ、Ａβ１周期
律表の４Ａ族、５Ａ族および６Ａ族の金属から選ばれる
１種の元素からなる中間層を形成し、次いで該中間層上
にダイヤモンド膜、ダイヤモンド状炭素膜、水素化アモ
ルファス炭素膜および硬質炭素膜から選ばれる１種の膜
を形成した後、レーザ・アニールすることを特徴とする
光学素子成形用型の製造方法、■膜形成後にレーザ・ア
ニールする代りに中間層形成後にレーザ・アニールする
ことを特徴とする■の方法、■更に中間層形成後にレー
ザ・アニールすることを特徴とする■の方法、並びに、
■ないし■の方法により得られた光学素子成形用型であ
る。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いられる型母材材料はＷＣ，Ｓｔ（：。

Ｔｉｃ、　ＴａＣ，ＳＬ、Ｎ４．　ＢＮ、　ＴＥＮ、　
ＴａＮ、　ＡＩＮ、　ＳｉＯｘ。

Ａ１．０．、　ＺｒＯ□、　サーメット、サイアロン、
ムライト、カーボン・コンポジット（Ｃ／Ｃ）、カーボ
ン・ファイバー（ＣＦ　）　、　ＷＣ−Ｇｏ金合金から
選ばれる。

これらの型母材の成形面に真空蒸着、スパッタ、イオン
ブレーティング、イオンビーム・スパッタ等のＰＶＤ法
や熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ（ＰＣＶＤ）等のＣＶＤ法
により、Ｓｉ、　Ｂ、　Ａｌ、周期律表の４Ａ族、５Ａ
族および６Ａ族の金属から選ばれる１種の元素からなる
中間層を形成する。

中間層の膜厚は１００人〜１０μｍ程度が好ましい。膜
厚の下限は型母材成分の炭素膜への拡散を容易に防止で
きる最低の膜厚であり、上限は膜の内部応力を効率よ（
緩和できる最大の膜厚である。

なお、中間層としては前述の元素に制限されるものでは
な（、Ｓｉ、　Ａｌ、周期律表の４Ａ族、５Ａ族および
６Ａ族の金属およびＳＬ、　Ａｌの炭化物、窒化物、炭
窒化物、炭酸窒化物、硼化物、硼窒化物、更にＢ（硼素
）の炭化物、窒化物あるいはこれらの元素同士の合金か
らなる単層または二種以上の被覆層あるいは混合層であ
ってもよい。

次に、ダイヤモンド膜、ＤＬＣ膜、ａ−Ｃ：Ｈ膜、硬質
炭素膜を形成する。

ダイヤモンド（薄）膜は、マイクロ波プラズマＣＶＤ法
、熱フイラメントＣＶＤ法、プラズマ。

ジェット法、電子サイクロトロン共鳴プラズマＣＶＤ法
等により、ＤＬＣ膜、ａ−Ｃ：Ｈ膜および硬質炭素膜は
、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。膜の形成に用いるガスとしては、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、（ＣＨ，）ＩＣＯ，（Ｃ，ｌ（、）２ＣＯ等のケト
ン類；　Ｃｏ、　ＣＯｘ等のガス、およびこれらのガス
にＮ２＋　Ｏ２，Ｏｘ、　Ｏ２０，Ａｒ等のガスを混合
したものなどが挙げられる。

なお、中間層とダイヤモンド膜、ＤＬＣ膜、ａ−Ｃ：Ｈ
膜、硬質炭素膜の形成は、同一装置内で連続して行なう
ことが不純物の混入や酸化膜の形成を防ぐ上で好ましい
。しかしながら、こう七た点を十分注意して成膜する場
合には連続成膜でなくてもさしつかえない。

ダイヤモンド膜、ＤＬＣ膜、ａ−Ｃ：Ｈ膜、硬質炭素膜
を形成した後、これをレーザ・アニールする。レーザ・
アニールに用いるレーザはピークパワーの低いＣＷレー
ザを用いる０代表的なレーザとしてはＡｒ”、　Ｋｒ、
　ＹＡＧ、　ＣＯ□等が挙げられる。これらのレーザを
用いてアニールするときのパワー密度はＣＯ，レーザで
は２００　Ｗ／Ｃｍ２程度、それ以外のレーザではｌ　
Ｏ’　Ｗ／ｃｌｎ”程度、アニール時間としてはＣＯ８
レーザでは１８以上、それ以外のレーザでは１ｍｓを越
える時間が適している。

なお、レーザは基体材料または中間層材料に吸収され、
ダイヤモンド膜、ＤＬＣ膜、ａ−Ｃ：Ｈ膜、硬質炭素膜
に吸収されない波長のものを選択する。

アニールのパワー密度、時間については、膜にダメージ
を与えず、アニールの効果が得られる時間で最適化すれ
ばよい。

レーザ・アニールの効果は、材料のレーザ光に対する吸
収係数の差を利用して短時間でアニールすることができ
、基体と中間層、中間層と炭素膜の界面で、熱拡散によ
る拡散層を形成し各界面での密着性を向上させることに
ある。

またＨを含有するａ−Ｃ：Ｈ膜やＤＬＣ膜に対しては、
膜中の水素を脱離することにより膜の内部応力を低下さ
せる効果がある。

レーザ・アニールと炉アニール（熱アニール）を比較す
ると、レーザ・アニールは ■加熱が短時間であり、昇温、冷却速度が極めて大きい
。

■試料表面の任意の場所を、局所的、選択的に加熱でき
る。

■材料の違いによるレーザ光に対する吸収係数の差を利
用して、厚さ方向または面内の主要部分のみを加熱でき
る。

という特長を持っている。

レーザ・アニールする雰囲気としては真空中、窒素ある
いはＨｅ、　Ｎｅ、　Ａｒ、　Ｋｒ、　Ｘｅ等の不活性
ガスの一種または二種以上の混合ガス雰囲気中が好まし
い。なお、温度によっては空気中であっても良い。

［実施例］ 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。

見立亘ユ 第１図及び第２図は本発明に係る光学素子成形用型の１
つの実施態様を示すものである。

第１図は光学素子のプレス成形面の状態を示し、第２図
は光学素子成形後の状態を示す。第１図中１は型母材、
２，５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ＤＬＣ膜、中間層、３はガラス素材であり、第２
図中４は光学素子である。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が成形される。

次に、本発明の光学素子成形用型について詳細に説明す
る。

型母材としてＩＣ−Ｇｏを所定の形状に加工し、成形面
を鏡面研磨した。このときの面精度はλ／２０゜表面粗
さはＲｍａｘ＝０．０２μｍであった。

この型母材を第３図の成膜装置に設置し、チャンバー６
内をＩ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒに排気する。次に、型母
材１２を電子銃１３と対向するように回転し、電子銃に
より９９．９９９％のＳＬを１．０００人成膜した。こ
れをレーザ光導入窓１７と対向するように回転し、レー
ザ光源１４をＹＡＧレーザとし、Ｘ走査ミラー１５、Ｙ
走査ミラー１６により型母材にレーザ光を照射した。型
母材表面上のパワー密度を６　Ｘ　Ｉ　Ｏ’　Ｗ／ｃｍ
”とし１０ｍ５の照射時間で全面を走査した。

次に、型母材をＥＣＲ・プラズマＣＶＤ装置のプラズマ
室７に対向させ、ガス導入系８よりＣＨ４：２５　ＳＣ
ＣＭ導入し、ガス圧をＩ　Ｘ　ｌ　Ｏ−”Ｔｏｒｒとし
た後、２．４５ＧＨｚのマイクロ波電源より導波管９を
通じマイクロ波導入窓１０より４００Ｗのマイクロ波を
投入した。このとき、外部の電磁石１１によりマイクロ
波導入窓で１．５００Ｇａｕｓｓ、プラズマ室の出口で
８７５　ＧａｕｓｓＯＥＣＲ点、型母材位置で６００　
Ｇａｕｓｓとなる発散磁場を印加した。なお、不図示の
バイアス電源により型母材に一５００Ｖの負バイアスを
印加して膜厚６．０００人のＤＬＣ膜を形成した。

次に、チャンバー６内を１　ｘ　１０−’Ｔｏｒｒに排
気した後、再び型母材１２をレーザ光導入窓１７に対向
させ、レーザ光源１４をＡｒ′″レーザに変え、前述と
同様にして型母材に照射した。このときのレーザパワー
密度は５　Ｘ　１０　’　Ｗ／ｃｍ”とし照射時間１５
ｍ５で全面を走査した。

次に、本発明による光学素子成形用型によって硝子レン
ズのプレス成形を行なった例を示す。

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は用型、５７は
型ホルダ−，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、６
５は不活性ガス流入バイブ、６６はバルブ、６７はリー
クバイブ、６８はバルブ、６９は温度センサ、７０は水
冷バイブ、７１は真空槽を支持する台を示す。

レンズを製作する工程を次に述べる。

フリント光学硝子（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。

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、水冷バイブ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、排気系パル７６２．６３．６４も閉じて
いる。尚油回転ポンプ６１は常に回転している。

バルブ６２を開は排気をはじめ１０″”Ｔｏｒｒ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２００　ｋｇ／ｃｍ”
の圧力で１分間加圧する。圧力を除去した後、冷却速度
を一り℃／ｌｌｌ１ｎで転移点以下になるまで冷却し、
その後は一り０℃／ｌｌ１ｉｎ以上の速度で冷却を行な
い、２・００℃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を開は上型おさえをはずして成形物
を取り出す。

上記のようにして、フリント系光学硝子５Ｆ１４（軟化
点５ｐ＝５８６℃、ガラス転移点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。

成形に用いた型を表１に示す。試料２．３は比較例であ
る。

表 前記Ｎｏ、ｌ〜Ｎ００３の型を用いて５００回成形を行
なった結果を表２に示す。

表２ Ｎｏ、　１の型について５００回成形した後、光学顕微
鏡、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で成形面を観察したとこ
ろ、膜剥離やｐｂの析出、ガラスの融着が見られず、成
形面の劣化はなかった。同様に、成形品についても表面
粗さ、透過率、形状精度等のいずれにも問題がなかった
。これに対し、Ｎｏ、　２．３の型では数１０ＬＬｍを
越える部分的な剥離や、数１ＯＯＬＬＩ１１〜数ｌｌ１
ｍに及ぶ膜剥離が観察され、Ｎ０１３の型においては膜
剥離部の近傍にわずかながらｐｂの析出が認められた。

以上の結果から明らかなように、本発明による型材は硝
子との離型性に優れ、繰り返しの成形に対しても剥離や
キズの発生といった表面劣化を生じない耐久性に優れた
型である。

支五土ユ 実施例１で３１を形成した後、引き続きＤＬＣ膜を形成
した。その後、チャンバー６をｌＸｌ０−’Ｔｏｒｒま
で排気し、レーザ光源をＹＡＧレーザとして実施例１と
同様の方法により、パワー密度７Ｘ１０　’　Ｗ／ａＩ
１１″、１５ｍ５の照射時間で全面を走査した後、レー
ザ光源をＡｒ”レーザに変えパワー密度５　Ｘ　１０’
　Ｗ／ｃｍ”　、　　１０ｍｓの照射時間で全面を走査
しレーザ・アニールした。

この型を用いて実施例１と同様の条件・方法により、５
００回の成形を行なった。

この型を光学顕微鏡、ＳＥＭで観察したところ、膜剥離
やｐｂの析出、ガラスの融雪が見られず、成形面の劣化
はなかった。同様に、成形品についても表面粗さ、透過
率、形状精度等の良好な成形性能が得られた。

見立■ユ 型母材としてＷＣ−Ｇｏを用い、実施例１で用いた成膜
装置によりＴｉ、　Ｚｒ、　Ｈｆ、　Ｖ、　Ｎｂ、　Ｔ
ａ、　Ｃｒ、　Ｍｏ。

Ｗを実施例１と同様に電子銃により３．０００人形成し
た。

この型母材を粒径１５〜３０μｍのダイヤモンド砥粒を
分散させたアルコール溶液中に入れ、超音波振動により
傷付は処理を行なった。十分洗浄を行なった型母材を第
６図に示すマイクロ波プラズマＣＶＤ装置に設置した。

まず、反応槽８０を排気系８３により１　ｘ　ｌ　Ｏ−
’Ｔｏｒｒまで排気した後、ガス供給系８１によりＣＨ
４：　Ｉ　ＳＣＣＭ、　　Ｈｌ・２００　ＳＣＣＭを導
入し、反応槽のガス圧を５５　Ｔｏｒｒとした０次に、
２．４５ＧＨｚのマイクロ波を導波管８２より１ｋＷ投
入し、型母材８４の位置にマイクロ波プラズマを形成し
た。、このとき型母材は８００℃に加熱し８μｍの多結
晶ダイヤモンド膜を形成した。型母材８４の位置にマイ
クロ波プラズマを形成した。この膜の表面粗さはＲｍａ
ｘで０．３μｍで、このままでは型として使用できない
ため、天然ダイヤモンドの研磨に使用されるスカイフ板
を利用して表面粗さがＲｍａｘ＝０．０３μｍとなるよ
う研磨した。

この型母材を第３図の装置に設置し、レーザ光源１４を
Ａｒ”レーザとして、パワー密度１×１０　’　Ｗ／ｃ
ｍ２、照射時間１０ｍ５で型表面を走査し次に、これら
の型を用いて実施例１と同様に成形テストを行なった。

成形に用いた型を表３に示す。試料１３は比較例である
。

表 前記 Ｎｏ、４〜１３の型を用いて５００回の成形を行なった
結果を表４に示す。

表 Ｎｏ、　４〜１２の型について、５００回成形後の成形
面を光学顕微鏡、ＳＥＸで観察したところ、膜剥離やｐ
ｂの析出、ガラスの融着が見られず、成形面の劣化は見
られなかった。同様に、成形品についても表面粗さ、透
過率、形状精度等いずれも良好であった。一方、Ｎｏ、
　ｌ　３の型は成形の途中で目視で判断できる大きさで
膜が剥離した。

次に、前記試料Ｎｏ、４．９．　１１．　１２の型を用
いて、第７図に示す成形装置により硝子成形を行なった
。

第７図において、１０２は成形装置、１０４は取入れ用
置換室であり、１０６は成形室であり、１０８は蒸着室
であり、１１０は取出し用置換室である。１１２，１１
４，１１６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六方向に搬送せしめられ
るパレットである。１２４．１３．８，１４０，１５０
はシリンダであり、１２６，１５２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。

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．ブレスゾーン１０６−２および徐冷ゾ
ーン１０６−３とされている。ブレスゾーン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１３０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１３
２が固定されている。これら上型部材１３０及び下型部
材１３２は本発明による型部材である。

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。

フリント系光学ガラス５Ｆ１４　（軟化点５ｐ＝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。

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、プレスゾーン１０６−２へと搬送し、ここでシ
リンダ１３８，１４０を作動させて上型部材１３０及び
下型部材１３２により２００　ｋｇ／ａｍ”の圧力で１
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周
胴型部材として利用された。しかる後に、徐冷ゾーン１
０６−３ではガラス成形品を徐々に冷却した。なお、成
形室１０６内には不活性ガスを充満させた。

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
１５０を作動させてロッド１４８によりガラス成形品を
成形装置１０２外へと取出した。

以上のようなプレス工程により３．０００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
性はすべての型において良好であった。特に、型の成形
面は光学顕微鏡、ＳＥＭでは膜剥離やクラック等の欠陥
は見られなかった。

実１１乱丘 焼結５ｉＣＯ上に熱ＣＶＤ法により形成した多結晶Ｓｉ
Ｃ膜を３００μｍ形成した後、所望の形状に加工したも
のを型母材とした。該型母材の表面粗さはＲｍａｘ＝０
．０３　μｍとした。

この型母材を第８図の成膜装置に設置した。真空槽１６
０をＩ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒに排気した後、電子銃１
６８により９９．９９９％のＡｌ２１６７を１，５００
人蒸着した。次に、イオン源（イオンガン）１６１のイ
オン化室１６２にガス導入系１６３よりＣＨ４：１５　
ＳＣＣＭ、　Ａｒ：　３０　ＳＣＣＭを導入し、ガス圧
を９×１０−’Ｔｏｒｒとした。イオンビーム引出しグ
リッド１６４に５００■の電圧を印加してイオンビーム
を引出し、型母材１６５に照射して膜厚４．５００人の
ａ−Ｃ：　Ｈ膜を形成した。１６６は膜厚モニターであ
る。

これを第９図に示すレーザ・アニール装置１６９の基体
ホルダー１７０に設置した。アニール装置１６９内をＩ
　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒに排気した後、ガス供給系１７
２よりＮ２ガスを導入し装置内を１．２　ａｔｏｍにし
た。

レーザ光ｉｌｌ　７４をＡｒ”　レーザとし、Ｘ走査ミ
ラー１７５、Ｙ走査ミラー１７６によって導入２１７３
から型母材１７１表面の全面を走査した。

この型を用いて実施例１と同様の成形テストを行ない、
実施例１と同様の結果を得た。

見立±１ 型母材としてＳｉＣを用い、第１０図に示すスパッタ装
置に設置した。

真空槽１７７を排気系１７８によりｌＸｌ０−’Ｔｏｒ
ｒに排気した後、９９．９９９％のＢをターゲット１８
１としてガス導入系１７９よりＡｒガスを導入して、ガ
ス圧を５　ｘ　１０−”Ｔｏｒｒとした。次に、ＲＦ電
源１００により１３．５６ＭＨｚの高周波電源を６加し
て、型母材にＢ膜を２．０００人形成した。

このとき型母材は２００℃に加熱し、ＲＦ／ワー８００
Ｗを投入した。この型母材を第９図σレーザ・アニール
装置に設置し、レーザ光源としてＣ０２レーザを用いて
アニールを行なった。こことき、パワー密度１００　Ｗ
／ｃｍ”で、照射時間εＳｅＣで型表面全面を走査した
。

再び、第１０図のスパッタ装置に型母材を設置し、前述
と同様に排気した後、Ａｒガスを導入し５　Ｘ　１０−
”Ｔｏｒｒとしターゲットを９９．９９％のグラファイ
トとし、ＲＦ電源よりＲＦパワー密度４Ｗｃｍ”でスパ
ッタした。このとき型母材を３００℃に加熱し、硬質炭
素膜を５，０００人形成した。

この型を用いて実施例１と同様の成形テスト壱行ない、
実施例１と同様の結果を得た。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の光学素子成形用型によれ
ば、型母材の成形面にＳｉ、　Ｂ、　Ａｌ、周期律表の
４Ａ族、５Ａ族および６Ａ族の金属から選ばれる少な（
とも１種からなる中間層を形成し、この上にダイヤモン
ド膜、ＤＬＣ膜、ａ−Ｃ：　Ｈ膜、硬質炭素膜のいずれ
かを形成した後、レーザ・アニールすることにより、密
着力、硬度に優れ、ガラスの成形に際してガラスの融着
や含有成分の反応析出物を生じることのない、離型性、
耐久性に優れた光学素子成形用型が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係る光学素子成形用型の一
例を示す断面図であり、第１図は成形前の状態、第２図
は成形後の状態を示す。 第３図は本発明の実施例で成膜及びレーザ・アニールに
用いるＥＣＲ−ＰＣＶＤ＋ＥＢ装置の模式断面図であで
ある。 第４図及び第７図は本発明に係る光学素子成形用型を使
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図は連続成形タイプである。 第５図レンズ成形の際の時間温度関係図である。 第６，８及び１０図は本発明の実施例で用いる成膜装置
を示す模式断面図で、第６図はマイクロ波プラズマＣＶ
Ｄ装置、第８図はＩＶＤ装置、第１０図はスパッタ装置
である。 第９図は本発明の実施例で用いるレーザ・アニール装置
の模式断面図であである。 １・・・型母材、 ３・・・ガラス素材、 ５・・・中間層、 ７・・・プラズマ室 ８・・・ガス導入系、 １０・・・マイク波導入窓、 １１・・・電磁石、 １３・・・電子銃、 ＩＳ・・・Ｘ走査ミラー １７・・・レーザ光導入窓、 ５２・・・真空槽のフタ、 ５４・・・下型、 ２・・・ＤＬＣ膜。 ４・・・成形されたレンズ、 ６・・・チャンバー （空洞共振器）。 ９・・・マイクロ波導波管、 ２・・・型母材、 ４・・・レーザ光源、 ６・・・Ｙ走査ミラー ト・・真空槽、 ３・・・上型、 ５・・・上型おさえ、 ５６・・・調型、　　　　　　５７・・・型ホルダ−５
８・・・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、７
０・・・水冷パイプ。 ７１・・・真空槽を支持する台、 ８０・・・反応槽、　　　　　８１・・・ガス供給系、
８２・・・マイクロ波導波管、 ８３・・・排気系、　　　　　８４・・・型母材、８５
・・・ヒータ、　　　　　１０２・・・成形装置、１０
４・・・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。 １１６・・・ゲートバルブ、 １８・・・レール、　　　　１２０・・・パレット、２
２・・・ロッド、　　　　１２４・・・シリンダ、２６
・・・バルブ、　　　　１２８・・・ヒータ、３０・・
・上型、　　　　　１３２・・・下型、３４・・・ロッ
Ｆ、　　　　　１３６・・・ロッド、３８・・・シリン
ダ、　　　１４０・・・シリンダ、４２・・・容器、　
　　　　１４４・・・ヒータ、４６・・・蒸着物質、　
　　１４８・・・ロッド、５０・・・シリンダ、　　　
１５２・・・バルブ、６０・・・真空槽、　　　　１６
１・・・イオン源、６２・・・イオン化室、　　１６３
・・・ガス導入系、６４・・・イオンビーム引出しグリ
ッド、６５・・・型母材、　　　　１６６・・・膜厚モ
ニター６７・・・蒸着物質（Ａｊ２）、 ６８・・・電子銃、 ６９・・・レーザ・アニール装置、 ７０・・・基体ホルダー、１７１・・・型母材、７２・
・・ガス導入系、 ７３・・・レーザ光導入窓、 ７４・・・レーザ光源、　　１７５・・・Ｘ走査ミラー
７６・・・Ｙ走査ミラー ７７・・・スパッタ真空槽、 ７８・・・排気系、　　　　１７９・・・ガス導入系、
８０・・・ＲＦ電源、　　　１８１・・・ターゲット、
８２・・・型母材。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．ガラスよりなる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、前記型母材の少なく
   とも成形面にＳｉ，Ｂ，Ａｌ，周期律表の４Ａ族，５Ａ
   族および６Ａ族の金属から選ばれる１種の元素からなる
   中間層を形成し、次いで該中間層上にダイヤモンド膜、
   ダイヤモンド状炭素膜、水素化アモルファス炭素膜およ
   び硬質炭素膜から選ばれる１種の膜を形成した後、レー
   ザ・アニールすることを特徴とする光学素子成形用型の
   製造方法。
2. ２．膜形成後にレーザ・アニールする代りに、中間層形
   成後にレーザ・アニールすることを特徴とする請求項１
   記載の光学素子成形用型の製造方法。
3. ３．更に中間層形成後にレーザ・アニールすることを特
   徴とする請求項１記載の光学素子成形用型の製造方法。
4. ４．請求項１ないし３記載の方法により得られた光学素
   子成形用型。