JPH0729784B2 - 光学素子成形用型 - Google Patents
光学素子成形用型Info
- Publication number
- JPH0729784B2 JPH0729784B2 JP63230148A JP23014888A JPH0729784B2 JP H0729784 B2 JPH0729784 B2 JP H0729784B2 JP 63230148 A JP63230148 A JP 63230148A JP 23014888 A JP23014888 A JP 23014888A JP H0729784 B2 JPH0729784 B2 JP H0729784B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- mold
- molding
- hydrogen content
- optical element
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
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。
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。
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。
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。
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。
［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。
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。
又、ダイヤモンド状炭素膜と称される膜は、種類に決ま
るものではなく、炭素のみからなっているが、結合の
形式はSP,SP2，SP3混成からなるアモルファスの膜、
微小なグラファイトの集合体、炭素原子以外に水素原
子を含むアモルファス膜（水素化アモルファス炭素膜、
以下ａ−C:H膜と略す）、微小なダイヤモンドや微小
なグラファイトと、アモルファスの両者の構造を含む膜
等がある。又、上述の各膜についてもはSP,SP2，SP3
の割合、はグラファイトの大きさ、は水素と炭素の
割合、は結晶とアモルファスの割合がそれぞれ異なれ
ば膜の性質が異なってくる。特開昭61-183134に開示さ
れているダイヤモンド状炭素膜はこの点についての記述
が全く無く、イオンビームスパッタで作ったと記載され
ているのみである。一般に、グラファイトのイオンビー
ムスパッタでは、の膜が形成される。しかしながら、
、、の膜のように多重結合を多く含んんだり、あ
るいは多重結合が非局在化して共役系が長かったり、グ
ラファイト微結晶を含んだりした膜はの膜に比べてガ
ラスの成分である酸化鉛を還元しやすいので、鉛の析出
が起こって、型の耐久性が低下したり、光学素子の面精
度が低下したりする欠点をもつ。
るものではなく、炭素のみからなっているが、結合の
形式はSP,SP2，SP3混成からなるアモルファスの膜、
微小なグラファイトの集合体、炭素原子以外に水素原
子を含むアモルファス膜（水素化アモルファス炭素膜、
以下ａ−C:H膜と略す）、微小なダイヤモンドや微小
なグラファイトと、アモルファスの両者の構造を含む膜
等がある。又、上述の各膜についてもはSP,SP2，SP3
の割合、はグラファイトの大きさ、は水素と炭素の
割合、は結晶とアモルファスの割合がそれぞれ異なれ
ば膜の性質が異なってくる。特開昭61-183134に開示さ
れているダイヤモンド状炭素膜はこの点についての記述
が全く無く、イオンビームスパッタで作ったと記載され
ているのみである。一般に、グラファイトのイオンビー
ムスパッタでは、の膜が形成される。しかしながら、
、、の膜のように多重結合を多く含んんだり、あ
るいは多重結合が非局在化して共役系が長かったり、グ
ラファイト微結晶を含んだりした膜はの膜に比べてガ
ラスの成分である酸化鉛を還元しやすいので、鉛の析出
が起こって、型の耐久性が低下したり、光学素子の面精
度が低下したりする欠点をもつ。
従って、本発明の目的は、ガラスの光学素子の成形に適
した光学素子成形用型を提供することで、特に、高温で
ガラスと融着をおこさず、鏡面研磨が可能で、適当な硬
さを有し、酸化されにくく、鉛の析出が生じない光学素
子成形用型を提供することにある。
した光学素子成形用型を提供することで、特に、高温で
ガラスと融着をおこさず、鏡面研磨が可能で、適当な硬
さを有し、酸化されにくく、鉛の析出が生じない光学素
子成形用型を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明に従って、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において、型母材の少なくと
も成形面に、型母材との接触面から表面に向って水素含
有量が減少しているａ−C:H膜が被覆されていることを
特徴とする光学素子成形用型、型母材との接触面から表
面に向って水素含有量が減少しているａ−C:H膜が、水
素含有量の多少による２層の膜から構成されるものであ
る前記光学素子成形用型が提供される。
に用いる光学素子成形用型において、型母材の少なくと
も成形面に、型母材との接触面から表面に向って水素含
有量が減少しているａ−C:H膜が被覆されていることを
特徴とする光学素子成形用型、型母材との接触面から表
面に向って水素含有量が減少しているａ−C:H膜が、水
素含有量の多少による２層の膜から構成されるものであ
る前記光学素子成形用型が提供される。
本発明は、型母材の少なくとも成形面に、比較的水素含
有量の多く硬度の低いａ−C:H膜を形成し、徐々に水素
含有量を減少させることにより表面側（ガラスとの接触
面側）では、硬度が高く平滑で摩擦係数の小さい高温状
態において鉛またはアルカリ元素と反応しない不活性な
ａ−C:H膜を得るものである。ここで表面側の水素含有
量の多い膜部分は膜の内部応力や型と膜の熱膨張係数の
違いを吸収することにより、型に形成したａ−C:H膜の
密着性に代表される機械的強度を向上させる作用を有し
ている。
有量の多く硬度の低いａ−C:H膜を形成し、徐々に水素
含有量を減少させることにより表面側（ガラスとの接触
面側）では、硬度が高く平滑で摩擦係数の小さい高温状
態において鉛またはアルカリ元素と反応しない不活性な
ａ−C:H膜を得るものである。ここで表面側の水素含有
量の多い膜部分は膜の内部応力や型と膜の熱膨張係数の
違いを吸収することにより、型に形成したａ−C:H膜の
密着性に代表される機械的強度を向上させる作用を有し
ている。
ａ−C:H膜は、該膜の型母材との接触面における水素含
有量が60原子％以下であることが好ましい。水素含有量
が60原子％を越えると膜（ネットワーク）を構成するこ
とが困難になる傾向がある。（66原子％（C:H＝1.2）を
越えると膜を構成することができない。）また、表面に
おける水素含有量が５原子％以上であることが好まし
い。水素含有量が５原子％未満であると、膜中に二重結
合が増加するためグラファイトライクな膜となり、膜硬
度が低くなると共に、ガラス成分中の酸化鉛を環元する
という問題が生じる傾向がある。
有量が60原子％以下であることが好ましい。水素含有量
が60原子％を越えると膜（ネットワーク）を構成するこ
とが困難になる傾向がある。（66原子％（C:H＝1.2）を
越えると膜を構成することができない。）また、表面に
おける水素含有量が５原子％以上であることが好まし
い。水素含有量が５原子％未満であると、膜中に二重結
合が増加するためグラファイトライクな膜となり、膜硬
度が低くなると共に、ガラス成分中の酸化鉛を環元する
という問題が生じる傾向がある。
また、ａ−C:H膜が水素含有量の多少による２層の膜か
ら構成される場合、水素含有量の多い層（40〜60原子
％）の膜厚は、膜の内部応力や型と膜との熱膨張係数の
違いを吸収して膜の密着性を向上する働きをするもので
あるが、膜厚が厚過ぎると逆に水素含有量の多い膜の性
質（例えば膜硬度）が強くなるので、500〜1,000Åであ
ることが好ましい。水素含有量の少ない層（５〜40原子
％）の膜厚は、硬度が高く平滑な膜であるという性質を
保有させるためには4000Å以上であることが好ましく、
また8000Åを越えると膜の内部応力や型と膜との熱膨張
係数の違いによる影響も大きくなるので、4000〜8000Å
であることが好ましい。
ら構成される場合、水素含有量の多い層（40〜60原子
％）の膜厚は、膜の内部応力や型と膜との熱膨張係数の
違いを吸収して膜の密着性を向上する働きをするもので
あるが、膜厚が厚過ぎると逆に水素含有量の多い膜の性
質（例えば膜硬度）が強くなるので、500〜1,000Åであ
ることが好ましい。水素含有量の少ない層（５〜40原子
％）の膜厚は、硬度が高く平滑な膜であるという性質を
保有させるためには4000Å以上であることが好ましく、
また8000Åを越えると膜の内部応力や型と膜との熱膨張
係数の違いによる影響も大きくなるので、4000〜8000Å
であることが好ましい。
光学素子成形用型の型母材としては、超硬合金の他、鏡
面性、耐熱性に優れたセラミック材料が挙げられる。
面性、耐熱性に優れたセラミック材料が挙げられる。
型母材の少なくとも成形面にａ−C:H膜を被覆する方法
としては、プラズマ蒸着法（PVCD法）、イオンビーム蒸
着法、プラズマスパッタ蒸着法、プラズマイオンプレー
ティング法、電子サイクロトロン共鳴法等が挙げられ
る。
としては、プラズマ蒸着法（PVCD法）、イオンビーム蒸
着法、プラズマスパッタ蒸着法、プラズマイオンプレー
ティング法、電子サイクロトロン共鳴法等が挙げられ
る。
［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。
する。
実施例１ 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。
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は型母材、
２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ａ−C:H膜、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。
は光学素子成形後の状態を示す。第１図中１は型母材、
２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ａ−C:H膜、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。
上記のように、型母材１の上に本発明のａ−C:H膜を被
覆する方法としてプラズマCVD法を用いた。第３図に膜
形成に用いた平行平板型高周波プラズマCVD（以下RF-PC
VDと略す）装置を示す。第３図中、11は真空槽、12はガ
ス供給系、13は高周波の電源、14は排気系、15は型母材
である。
覆する方法としてプラズマCVD法を用いた。第３図に膜
形成に用いた平行平板型高周波プラズマCVD（以下RF-PC
VDと略す）装置を示す。第３図中、11は真空槽、12はガ
ス供給系、13は高周波の電源、14は排気系、15は型母材
である。
まず、型母材15を所定の形状に加工し、レンズ成形面を
鏡面研磨する。次に、前述のRF-PCVD装置により、ガス
供給系12でCH4を流量10SCCM、ガス厚を0.2Torr、13.56M
HzのRF電源により、放電電力50W、室温で型母材（基
板）上に膜厚1000Åまで成膜した後、基板温度を徐々に
上昇させながら成膜を行なった。最後の基板温度を400
℃、最終的な膜厚を5000Åとした。型母材との接触面側
の膜（1000Å厚）を化学分析した結果、水素含有率は約
50原子％であり、膜の硬度はヌープ硬度で800kg/mm2で
あった。一方、ガラス接触面側の膜を化学分析した結
果、水素含有率は約20原子％であり、膜の硬度はヌープ
硬度で2000kg/mm2、Rmaxで0.02μｍ以下、摩擦係数0.2
以下と高硬度でかつ平滑な膜であった。
鏡面研磨する。次に、前述のRF-PCVD装置により、ガス
供給系12でCH4を流量10SCCM、ガス厚を0.2Torr、13.56M
HzのRF電源により、放電電力50W、室温で型母材（基
板）上に膜厚1000Åまで成膜した後、基板温度を徐々に
上昇させながら成膜を行なった。最後の基板温度を400
℃、最終的な膜厚を5000Åとした。型母材との接触面側
の膜（1000Å厚）を化学分析した結果、水素含有率は約
50原子％であり、膜の硬度はヌープ硬度で800kg/mm2で
あった。一方、ガラス接触面側の膜を化学分析した結
果、水素含有率は約20原子％であり、膜の硬度はヌープ
硬度で2000kg/mm2、Rmaxで0.02μｍ以下、摩擦係数0.2
以下と高硬度でかつ平滑な膜であった。
またイオンマイクロアナライザーで上記膜の深さ方向の
分析を行ったところ、型母材との接触面から表面に向っ
て水素含有量が減少していることが確認された。
分析を行ったところ、型母材との接触面から表面に向っ
て水素含有量が減少していることが確認された。
次に、上記のプレス成形型とその他の型を用い、第４図
の装置を用いて光学素子のプレス成形試験を行った。
の装置を用いて光学素子のプレス成形試験を行った。
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。
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。
次に、フリント系光学ガラス（SF14）を所定の量に調整
し、球状にしたガラス素材を型のキャビティ内に置き、
これを第４図に示す装置内に設置する。
し、球状にしたガラス素材を型のキャビティ内に置き、
これを第４図に示す装置内に設置する。
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。
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。
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。
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。
上記のようにして、フリント系光学硝子SF14（軟化点Sp
＝586℃、転位点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６図に示す。
＝586℃、転位点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６図に示す。
次に、成形したレンズの表面粗さ及び成形前後での型の
表面粗さを測定した。その結果を表１に示す。
表面粗さを測定した。その結果を表１に示す。
また、融着を起さないNo.1,4,5について同じ型を用いて
200回の成形を行った後、表面粗さを測定した。その結
果を表２に示す。
200回の成形を行った後、表面粗さを測定した。その結
果を表２に示す。
表１、表２より明らかなように、型表面に本発明のａ−
C:H膜を形成した型は、像形成品質の良好な高精度の光
学ガラス素子をプレス成形することができた。
C:H膜を形成した型は、像形成品質の良好な高精度の光
学ガラス素子をプレス成形することができた。
以上より、ａ−C:H膜は、加工精度、耐熱性に優れ、ａ
−C:H膜との密着性の良い全てのプレス成形用型の全て
の材料に適合するものであることがわかる。
−C:H膜との密着性の良い全てのプレス成形用型の全て
の材料に適合するものであることがわかる。
実施例２ 実施例１で使用したRF-PCVD装置を用い、型母材（基
板）をRF電極側に設け、真空度0.03Torr、基板温度、室
温、CH4流量15SCCMとし、まずRFパワーを50Wとし、膜厚
1000Åまで成膜した。この膜はヌープ硬度800kg/mm2、
水素含有量60原子％であった。この後、RFパワーを100W
とし、さらに膜厚4000Åを成膜した。この膜はヌープ硬
度2200kg/mm2水素含有量が約10原子％で、表面粗さがRm
ax0.03μｍ以下、摩擦係数0.2以下であった。このａ−
C:H膜を形成した型を用い第５図に示す装置によりプレ
ス成形試験を行った。
板）をRF電極側に設け、真空度0.03Torr、基板温度、室
温、CH4流量15SCCMとし、まずRFパワーを50Wとし、膜厚
1000Åまで成膜した。この膜はヌープ硬度800kg/mm2、
水素含有量60原子％であった。この後、RFパワーを100W
とし、さらに膜厚4000Åを成膜した。この膜はヌープ硬
度2200kg/mm2水素含有量が約10原子％で、表面粗さがRm
ax0.03μｍ以下、摩擦係数0.2以下であった。このａ−
C:H膜を形成した型を用い第５図に示す装置によりプレ
ス成形試験を行った。
第５図において、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。112,114,116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Ａ方向に搬送せしめ
られるパレットである。124,138,140,150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。
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。112,114,116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Ａ方向に搬送せしめ
られるパレットである。124,138,140,150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、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1
38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。
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1
38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（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。
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に載置し、取入れ置換室1
04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11
2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13
8,140を作動させて上型部材130及び下型部材132により1
0kg/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138,14
0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
成形用胴型部材として利用された。しかる後に、徐冷ゾ
ーン106-3ではガラス成形品を徐々に冷却した。尚、成
形室106内には不活性ガスを充満させた。
04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11
2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13
8,140を作動させて上型部材130及び下型部材132により1
0kg/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138,14
0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
成形用胴型部材として利用された。しかる後に、徐冷ゾ
ーン106-3ではガラス成形品を徐々に冷却した。尚、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。
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成形の前後における型部材130,132
の成形面の表面粗さ及び成型された光学素子の光学面の
表面粗さ、ならびに成形光学素子と型部材130,132との
離型性について表３に示す。
の成形面の表面粗さ及び成型された光学素子の光学面の
表面粗さ、ならびに成形光学素子と型部材130,132との
離型性について表３に示す。
次に融着が起きないNo.1,4,5について同一型部材を用い
て連続１万回のプレス成形を行なった。この際の型部材
の成形面の表面粗さ及び成形された光学素子の光学面の
表面粗さについて表４に示す。
て連続１万回のプレス成形を行なった。この際の型部材
の成形面の表面粗さ及び成形された光学素子の光学面の
表面粗さについて表４に示す。
以上の様に本発明実施例においては、繰返しプレス成形
に使用しても良好な表面精度を十分に維持でき、融着を
生ずることなく良好な表面精度の光学素子が成形でき
た。
に使用しても良好な表面精度を十分に維持でき、融着を
生ずることなく良好な表面精度の光学素子が成形でき
た。
実施例３ 実施例２と同様の方法により、まず、RFパワー50Wで膜
厚1000Åまで成膜した。次に、RFパワーを80Wとし、型
母材（基板）を300℃に加熱した後、さらに6000Å成膜
した。この膜はヌープ硬度2400kg/mm2、水素含有量20原
子％で、表面粗さがRmax0.02μｍ以下、摩擦係数0.2以
下であった。また、イオンマイクロアナライザーによる
深さ方向の分析により、型母材と接触する側の膜の水素
含有量は60原子％であり、表面の側の膜の水素含有量20
原子％であり、水素含有量の多少により２層の膜が形成
されていることが確認された。この型を用いて実施例１
と同様の成形試験、評価を行なった結果、実施例１と同
等の型が得られた。
厚1000Åまで成膜した。次に、RFパワーを80Wとし、型
母材（基板）を300℃に加熱した後、さらに6000Å成膜
した。この膜はヌープ硬度2400kg/mm2、水素含有量20原
子％で、表面粗さがRmax0.02μｍ以下、摩擦係数0.2以
下であった。また、イオンマイクロアナライザーによる
深さ方向の分析により、型母材と接触する側の膜の水素
含有量は60原子％であり、表面の側の膜の水素含有量20
原子％であり、水素含有量の多少により２層の膜が形成
されていることが確認された。この型を用いて実施例１
と同様の成形試験、評価を行なった結果、実施例１と同
等の型が得られた。
［発明の効果］ 本発明によれば、型母材の成形面に水素含有量の多く硬
度の低いａ−C:H膜を形成し、厚さ方向に（型表面に向
って）徐々に水素含有量を減少させたａ−C:H膜を形成
することにより、高温状態のガラスの成形に際してもガ
ラス中に含まれる鉛、アルカリ元素と反応しない成形用
型を得ることができた。特に、型母材に近い方に水素含
有量の多いａ−C:H膜を設けることにより、その上に形
成される膜の内部応力を緩和したり、型母材と膜の熱
的、機械的変形に伴う歪を緩和することができ、型母材
と膜の密着性に優れた、すなわち耐久性に優れた成形用
型を得ることができた。
度の低いａ−C:H膜を形成し、厚さ方向に（型表面に向
って）徐々に水素含有量を減少させたａ−C:H膜を形成
することにより、高温状態のガラスの成形に際してもガ
ラス中に含まれる鉛、アルカリ元素と反応しない成形用
型を得ることができた。特に、型母材に近い方に水素含
有量の多いａ−C:H膜を設けることにより、その上に形
成される膜の内部応力を緩和したり、型母材と膜の熱
的、機械的変形に伴う歪を緩和することができ、型母材
と膜の密着性に優れた、すなわち耐久性に優れた成形用
型を得ることができた。
第１図および第２図は本発明に係る光学素子成形用型の
一実施態様を示す断面図で、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図は本発
明に係る光学素子成形用型の製造方法に用いるRF-PCVD
装置を示す概略図である。第４図および第５図本発明に
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５図は連続
成形タイプである。第６図はレンズ成形の際の時間温度
関係図である。 １……型の母材、２……ａ−C:H膜、３……ガラス素
材、４……成形されたレンズ、11……真空槽、12……ガ
ラス供給系、13……高周波の電源、14……排気係、15…
…型母材、51……真空槽本体、52……フタ、53……上
型、54……下型、55……上型おさえ、56……胴型、57…
…型ホルダー、58……ヒーター、59……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……流入パイプ、66……バルブ、67……流出
パイプ、68……バルブ、69……温度センサ、70……水冷
パイプ、71……台、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、116……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……ロード、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、150……シリング、152……バ
ルブ。
一実施態様を示す断面図で、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図は本発
明に係る光学素子成形用型の製造方法に用いるRF-PCVD
装置を示す概略図である。第４図および第５図本発明に
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５図は連続
成形タイプである。第６図はレンズ成形の際の時間温度
関係図である。 １……型の母材、２……ａ−C:H膜、３……ガラス素
材、４……成形されたレンズ、11……真空槽、12……ガ
ラス供給系、13……高周波の電源、14……排気係、15…
…型母材、51……真空槽本体、52……フタ、53……上
型、54……下型、55……上型おさえ、56……胴型、57…
…型ホルダー、58……ヒーター、59……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……流入パイプ、66……バルブ、67……流出
パイプ、68……バルブ、69……温度センサ、70……水冷
パイプ、71……台、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、116……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……ロード、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、150……シリング、152……バ
ルブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 生駒 圭子 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 山本 潔 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内
Claims (4)
- 【請求項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において、型母材の少なくとも成
形面に、型母材との接触面から表面に向って水素含有量
が減少している水素化アモルファス炭素膜が被覆されて
いることを特徴とする光学素子成形用型。 - 【請求項２】型母材との接触面から表面に向って水素含
有量が減少している水素化アモルファス炭素膜が、該膜
の型母材との接触面における水素含有量が60原子％以下
であり、表面における水素含有量が５原子％以上である
請求項１記載の光学素子成形用型。 - 【請求項３】型母材との接触面から表面に向って水素含
有量が減少している水素化アモルファス炭素膜が、水素
含有量の多少による２層の膜から構成されるものである
請求項１記載の光学素子成形用型。 - 【請求項４】水素含有量の多い層の膜厚が500〜1000Å
で水素含有量が40〜60原子％であり、水素含有量の少な
い層の膜厚が4000〜8000Åで水素含有量が５〜40原子％
である請求項３記載の光学素子成形用型。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63230148A JPH0729784B2 (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 光学素子成形用型 |
| US07/394,208 US5026415A (en) | 1988-08-16 | 1989-08-15 | Mold with hydrogenated amorphous carbon film for molding an optical element |
| US07/683,537 US5202156A (en) | 1988-08-16 | 1991-04-10 | Method of making an optical element mold with a hard carbon film |
| US07/999,124 US5382274A (en) | 1988-08-16 | 1992-12-31 | Mold with film of 0-5 atom % hydrogen and molding method utilizing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63230148A JPH0729784B2 (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 光学素子成形用型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0280331A JPH0280331A (ja) | 1990-03-20 |
| JPH0729784B2 true JPH0729784B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=16903342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63230148A Expired - Fee Related JPH0729784B2 (ja) | 1988-08-16 | 1988-09-16 | 光学素子成形用型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0729784B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0581013B1 (en) * | 1992-06-25 | 1998-11-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Mold for forming optical element and method for producing the same |
-
1988
- 1988-09-16 JP JP63230148A patent/JPH0729784B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0280331A (ja) | 1990-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5662999A (en) | Mold and method of manufacturing the same | |
| JPH0729784B2 (ja) | 光学素子成形用型 | |
| JPH0729786B2 (ja) | 光学素子成形用型 | |
| JPH04154634A (ja) | 光学素子成形用型及びその製造方法 | |
| JP3149149B2 (ja) | 光学素子成形用型 | |
| JP2531819B2 (ja) | 光学素子成形用型 | |
| JP2504835B2 (ja) | 光学素子成形用型、その製造方法およびそれを用いた成形方法 | |
| JP2830969B2 (ja) | 光学素子成形用型及びその製造方法 | |
| JP3246728B2 (ja) | ガラス光学素子の成形方法 | |
| JP3011574B2 (ja) | 光学素子の成形用型 | |
| JP2501633B2 (ja) | 光学素子成形用型 | |
| JPH0729785B2 (ja) | 光学素子成形用型 | |
| JPS63151628A (ja) | 光学素子成形用型 | |
| JP2571290B2 (ja) | 光学素子成形用型 | |
| JP2612621B2 (ja) | 光学素子成形用型 | |
| JPH06320636A (ja) | 光学素子成形用型の製造方法 | |
| JP2785903B2 (ja) | 光学素子成形用型 | |
| JP3625295B2 (ja) | 光学素子成形用型およびその製造法 | |
| JP2505897B2 (ja) | 光学素子成形用型 | |
| JP3144608B2 (ja) | 光学素子成形用型及びその製造方法 | |
| JPH06345459A (ja) | 光学素子の成形用型 | |
| JPH0361616B2 (ja) | ||
| JPH09110441A (ja) | 光学素子成形用型 | |
| JPS63151631A (ja) | 光学素子成形用型 | |
| JPH04154635A (ja) | 光学素子成形用型 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |