JPH1171120A - 光学素子の成形金型 - Google Patents
光学素子の成形金型Info
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- JPH1171120A JPH1171120A JP10124398A JP12439898A JPH1171120A JP H1171120 A JPH1171120 A JP H1171120A JP 10124398 A JP10124398 A JP 10124398A JP 12439898 A JP12439898 A JP 12439898A JP H1171120 A JPH1171120 A JP H1171120A
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- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/084—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
- C03B11/086—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor of coated dies
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学素子をガラスモールド法で成形するため
に用いる成形金型であって、高硬度材料を母材としてそ
こに保護膜層を形成し、その保護膜層に成形面形状を加
工して成る成形金型において、その間の熱膨張差に起因
する保護膜層の剥離問題を実質的に解消する 【解決手段】 成形金型は光学素子をガラスモールド法
で成形するために用いられ、その母材１０に保護膜層１
４を形成し、その保護膜層に成形面を形成して成るもの
である。母材と保護膜層との間に少なくとも一層から成
る中間層１２が設けられ、この中間層１２の熱膨張係数
が母材の熱膨張係数と保護膜層の熱膨張係数との間の数
値を持つ。母材と保護膜層との間に少なくとも二層から
成る中間層が設けられとき、それら中間層の熱膨張係数
は母材と保護膜層との熱膨張係数差を逓減させるように
段階的に変化させられる。
に用いる成形金型であって、高硬度材料を母材としてそ
こに保護膜層を形成し、その保護膜層に成形面形状を加
工して成る成形金型において、その間の熱膨張差に起因
する保護膜層の剥離問題を実質的に解消する 【解決手段】 成形金型は光学素子をガラスモールド法
で成形するために用いられ、その母材１０に保護膜層１
４を形成し、その保護膜層に成形面を形成して成るもの
である。母材と保護膜層との間に少なくとも一層から成
る中間層１２が設けられ、この中間層１２の熱膨張係数
が母材の熱膨張係数と保護膜層の熱膨張係数との間の数
値を持つ。母材と保護膜層との間に少なくとも二層から
成る中間層が設けられとき、それら中間層の熱膨張係数
は母材と保護膜層との熱膨張係数差を逓減させるように
段階的に変化させられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学素子をガラスモ
ールド法で成形するために用いる成形金型、即ち加熱軟
化状態のガラス光学素子材料（プリフォーム）を加熱下
で加圧成形するための成形金型に関する。
ールド法で成形するために用いる成形金型、即ち加熱軟
化状態のガラス光学素子材料（プリフォーム）を加熱下
で加圧成形するための成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラスモールド法で用いられる成形金型
は常に高温環境下で長期にわたって使用されるので、高
温環境下でも必要な強度及び形状を維持し得るように高
硬度材料、例えば超硬合金、セラミックス、各種耐熱金
属材料等を母材とし、このような母材に成形面が形成さ
れる。
は常に高温環境下で長期にわたって使用されるので、高
温環境下でも必要な強度及び形状を維持し得るように高
硬度材料、例えば超硬合金、セラミックス、各種耐熱金
属材料等を母材とし、このような母材に成形面が形成さ
れる。
【０００３】従来、かかる成形金型の成形面の加工法と
して、例えば成形面を所定形状に研削した後に研磨加工
を施し、その研磨面に白金(Pt)等の保護膜層をコートす
る方法が知られている。しかしながら、高硬度材料から
形成された母材に微細な加工を要する成形面形状を得る
ことはできない。例えば、回折格子パターンを持つ成形
面形状については、その切削加工が可能であるとしても
そこに研磨加工を施すことはできず、結果として、回折
格子パターン等の微細な成形面形状を得ることはできな
い。また、高硬度材料の母材に非球面あるいは非対称面
となった成形面形状を加工することは可能であるけれど
も、高硬度材料に対する加工性は悪く、このため成形金
型の製造コストが高く付くという問題が生じる。
して、例えば成形面を所定形状に研削した後に研磨加工
を施し、その研磨面に白金(Pt)等の保護膜層をコートす
る方法が知られている。しかしながら、高硬度材料から
形成された母材に微細な加工を要する成形面形状を得る
ことはできない。例えば、回折格子パターンを持つ成形
面形状については、その切削加工が可能であるとしても
そこに研磨加工を施すことはできず、結果として、回折
格子パターン等の微細な成形面形状を得ることはできな
い。また、高硬度材料の母材に非球面あるいは非対称面
となった成形面形状を加工することは可能であるけれど
も、高硬度材料に対する加工性は悪く、このため成形金
型の製造コストが高く付くという問題が生じる。
【０００４】そこで、回折格子パターン等の微細な成形
面形状及び非球面あるいは非対称面となった成形面形状
に対する加工性に優れた成形金型を基材として、ステン
レス鋼から成る母材に対してニッケル(Ni)メッキ層を形
成することが提案されているが、しかしステンレス鋼を
母材とすることは耐熱性の面で問題がある。勿論、Niメ
ッキ層を上述したような高硬度材料に形成することも考
えられるが、しかし高硬度材料に対するNiメッキ層の密
着性の面で問題となる。
面形状及び非球面あるいは非対称面となった成形面形状
に対する加工性に優れた成形金型を基材として、ステン
レス鋼から成る母材に対してニッケル(Ni)メッキ層を形
成することが提案されているが、しかしステンレス鋼を
母材とすることは耐熱性の面で問題がある。勿論、Niメ
ッキ層を上述したような高硬度材料に形成することも考
えられるが、しかし高硬度材料に対するNiメッキ層の密
着性の面で問題となる。
【０００５】以上述べたような問題点を解消するため
に、特開平6-144850号公報及び特開平6-183755号公報に
は高硬度材料の母材に仕上げ成形面形状に近似した粗加
工面を形成し、その粗加工面に耐熱性に優れた合金層を
保護膜層として形成し、その保護膜層に高精度加工を施
して所望の成形面形状を得る技術が開示されている。
に、特開平6-144850号公報及び特開平6-183755号公報に
は高硬度材料の母材に仕上げ成形面形状に近似した粗加
工面を形成し、その粗加工面に耐熱性に優れた合金層を
保護膜層として形成し、その保護膜層に高精度加工を施
して所望の成形面形状を得る技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな高硬度材料の母材と保護膜層とから得られる成形金
型の問題点としてその間の熱膨張係数の相違に基づく合
金層のクラック発生及び剥離問題が指摘されている。言
うまでもなく、ガラスモールド法で用いられる成形金型
は加熱／冷却を繰り返し受けるので、母材と保護膜層と
の間に絶えず引張り応力及び圧縮応力が発生し、このた
め比較的短期間で保護膜層にクラックが発生して、保護
膜層が母材から剥離してしまうという問題がある。
うな高硬度材料の母材と保護膜層とから得られる成形金
型の問題点としてその間の熱膨張係数の相違に基づく合
金層のクラック発生及び剥離問題が指摘されている。言
うまでもなく、ガラスモールド法で用いられる成形金型
は加熱／冷却を繰り返し受けるので、母材と保護膜層と
の間に絶えず引張り応力及び圧縮応力が発生し、このた
め比較的短期間で保護膜層にクラックが発生して、保護
膜層が母材から剥離してしまうという問題がある。
【０００７】特に、保護膜層に非球面あるいは非対称面
となった成形面形状を切削加工するためには（勿論、非
球面あるいは非対称面の形状にもよるが）、該保護膜層
の層厚として、少なくとも数十ミクロンが必要であり、
このような層厚の保護膜層の場合には熱膨張差による保
護膜層のクラック発生及び剥離問題も一層大きなものと
なる。
となった成形面形状を切削加工するためには（勿論、非
球面あるいは非対称面の形状にもよるが）、該保護膜層
の層厚として、少なくとも数十ミクロンが必要であり、
このような層厚の保護膜層の場合には熱膨張差による保
護膜層のクラック発生及び剥離問題も一層大きなものと
なる。
【０００８】従って、本発明の目的は、光学素子をガラ
スモールド法で成形するために用いる成形金型であっ
て、高硬度材料を母材としてそこに保護膜層を形成し、
その保護膜層に成形面形状を加工して成る成形金型にお
いて、その間の熱膨張差に起因する保護膜層のクラック
発生及び剥離問題を実質的に解消することである。
スモールド法で成形するために用いる成形金型であっ
て、高硬度材料を母材としてそこに保護膜層を形成し、
その保護膜層に成形面形状を加工して成る成形金型にお
いて、その間の熱膨張差に起因する保護膜層のクラック
発生及び剥離問題を実質的に解消することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による成形金型は
光学素子をガラスモールド法で成形するために用いるも
のであって、その母材に保護膜層を形成し、その保護膜
層に成形面を形成してなるものである。本発明によれ
ば、母材と保護膜層との間に少なくとも一層から成る中
間層が設けられ、この中間層の熱膨張係数が母材の熱膨
張係数と保護膜層の熱膨張係数との間の数値を持つこと
が特徴とされる。
光学素子をガラスモールド法で成形するために用いるも
のであって、その母材に保護膜層を形成し、その保護膜
層に成形面を形成してなるものである。本発明によれ
ば、母材と保護膜層との間に少なくとも一層から成る中
間層が設けられ、この中間層の熱膨張係数が母材の熱膨
張係数と保護膜層の熱膨張係数との間の数値を持つこと
が特徴とされる。
【００１０】母材と前記保護膜層との間に少なくとも二
層から成る中間層が設けられる場合には、それら中間層
の熱膨張係数が母材と保護膜層との熱膨張係数差を逓減
させるように段階的に変化させられる。好ましくは、互
いに隣接する層間の熱膨張差が40×10 -7/deg 以内とさ
れる。
層から成る中間層が設けられる場合には、それら中間層
の熱膨張係数が母材と保護膜層との熱膨張係数差を逓減
させるように段階的に変化させられる。好ましくは、互
いに隣接する層間の熱膨張差が40×10 -7/deg 以内とさ
れる。
【００１１】好ましくは、保護膜層は純白金(Pt)、ルテ
ニウム(Ru)、レニウム(Re)、オスミニウム(Os)、イリジ
ウム(Ir)、ロジウム(Rh)、パラジウム（Pd) の貴金属の
いずれか、若しくはそれら貴金属の少なくとも２つ以上
の合金から形成される。更に好ましくは、貴金属から成
る合金にはハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)及びタングス
テン(W) のうちの少なくとも１種類以上が合計で０ない
し35wt% の範囲内で添加される。
ニウム(Ru)、レニウム(Re)、オスミニウム(Os)、イリジ
ウム(Ir)、ロジウム(Rh)、パラジウム（Pd) の貴金属の
いずれか、若しくはそれら貴金属の少なくとも２つ以上
の合金から形成される。更に好ましくは、貴金属から成
る合金にはハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)及びタングス
テン(W) のうちの少なくとも１種類以上が合計で０ない
し35wt% の範囲内で添加される。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して、本発
明による成形金型の実施形態について以下に説明する。
明による成形金型の実施形態について以下に説明する。
【００１３】図１を参照すると、本発明による成形金型
の第１の実施形態が示され、この成形金型は高硬度材料
から形成された母材１０から成る。母材１０には仕上げ
成形面形状に近似した粗加工面が適宜形成され、その粗
加工面には純金属あるいは合金から成る中間層１２を介
して保護膜層１４が形成される。高硬度材料としては、
例えば超硬合金、セラミックス等のロックウエル硬度80
以上のものが使用される。
の第１の実施形態が示され、この成形金型は高硬度材料
から形成された母材１０から成る。母材１０には仕上げ
成形面形状に近似した粗加工面が適宜形成され、その粗
加工面には純金属あるいは合金から成る中間層１２を介
して保護膜層１４が形成される。高硬度材料としては、
例えば超硬合金、セラミックス等のロックウエル硬度80
以上のものが使用される。
【００１４】本実施形態においては、中間層１２は第１
の中間層１２1 、第２の中間層１２ 2 及び第３の中間層
１２3 の三層から成り、その三層にはそれぞれ異なった
種類の純金属あるいは合金が使用される。それら純金属
あるいは合金の溶融温度は勿論ガラス成形温度以上とさ
れる。例えば、中間層１２の三層にはタンタル(Ta)、イ
リジム(Ir)、クロム(Cr)、パラジウム(Pd)及びそれらの
合金等を用いることができる。
の中間層１２1 、第２の中間層１２ 2 及び第３の中間層
１２3 の三層から成り、その三層にはそれぞれ異なった
種類の純金属あるいは合金が使用される。それら純金属
あるいは合金の溶融温度は勿論ガラス成形温度以上とさ
れる。例えば、中間層１２の三層にはタンタル(Ta)、イ
リジム(Ir)、クロム(Cr)、パラジウム(Pd)及びそれらの
合金等を用いることができる。
【００１５】一方、保護膜層１４としては、好ましく
は、純白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、レニウム(Re)、オス
ミニウム(Os)、イリジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、パラジ
ウム（Pd) の貴金属のいずいれか、若しくはそれら貴金
属の少なくとも２つ以上の合金が使用される。更に好ま
しくは、貴金属から成る合金にはハフニウム(Hf)、タン
タル(Ta)及びタングステン(W) のうちの少なくとも１種
類以上が合計で０ないし35wt% の範囲内で添加される。
は、純白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、レニウム(Re)、オス
ミニウム(Os)、イリジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、パラジ
ウム（Pd) の貴金属のいずいれか、若しくはそれら貴金
属の少なくとも２つ以上の合金が使用される。更に好ま
しくは、貴金属から成る合金にはハフニウム(Hf)、タン
タル(Ta)及びタングステン(W) のうちの少なくとも１種
類以上が合計で０ないし35wt% の範囲内で添加される。
【００１６】本発明によれば、母材１０の膨張係数をE
m、中間層１２の三層１２1 、１２2及び１２3 のそれぞ
れの膨張係数をE1、E2及びE3、並びに保護膜層１４の膨
張係数をEpとした場合、もしEp＜Emであれば、中間層１
２の三層の膨張係数は以下の関係を持つように中間層１
２の三層の材料が選ばれる。 Ep＜E3＜E2＜E1＜Em
m、中間層１２の三層１２1 、１２2及び１２3 のそれぞ
れの膨張係数をE1、E2及びE3、並びに保護膜層１４の膨
張係数をEpとした場合、もしEp＜Emであれば、中間層１
２の三層の膨張係数は以下の関係を持つように中間層１
２の三層の材料が選ばれる。 Ep＜E3＜E2＜E1＜Em
【００１７】また、Ep＞Emであれば、中間層１２の三層
の膨張係数は以下の関係を持つように中間層１２の三層
の材料が選ばれる。 Ep＞E3＞E2＞E1＞Em
の膨張係数は以下の関係を持つように中間層１２の三層
の材料が選ばれる。 Ep＞E3＞E2＞E1＞Em
【００１８】このように母材１０及び保護膜層１４との
間の熱膨張差を段階的に逓減させることにより、母材１
０と保護膜層１４との間に生じ得る熱応力を緩和させる
ことが可能となり、かくして母材１０からの保護膜層１
４のクラック発生及び剥離問題を解決することができ
る。
間の熱膨張差を段階的に逓減させることにより、母材１
０と保護膜層１４との間に生じ得る熱応力を緩和させる
ことが可能となり、かくして母材１０からの保護膜層１
４のクラック発生及び剥離問題を解決することができ
る。
【００１９】図２には本発明による成形金型の第２の実
施形態が示され、この第２の実施形態では、母材１０と
保護膜層１４との間には一層からのみ成る中間層１２が
設けられる。この場合には中間層１２の熱膨張係数につ
いては母材１０の熱膨張係数と保護膜層１４の熱膨張係
数との間の数値とされる。
施形態が示され、この第２の実施形態では、母材１０と
保護膜層１４との間には一層からのみ成る中間層１２が
設けられる。この場合には中間層１２の熱膨張係数につ
いては母材１０の熱膨張係数と保護膜層１４の熱膨張係
数との間の数値とされる。
【００２０】実施例１ 本発明の第１の実施形態に従って、以下のような条件で
複数個の成形金型が作成された。
複数個の成形金型が作成された。
【００２１】先ず、母材１０を超硬合金であるタングス
テンカーバイド(WC)から成形し、そこに仕上げ成形面形
状に近似した非球面を研削加工した。次いで、ダイヤモ
ンド研磨剤を用いて該非球面に表面粗さ Rmax.0.02μm
以下となるように研磨処理を施した。続いて、中間層１
２の三層１２1 、１２2 及び１２3 として、Ta、Ir及び
Crのそれぞれの金属層をスパッタリングによりそれぞれ
１μm の厚さで該処理面に順次形成した。その後、保護
膜層１４として、95wt% のPtと5wt%のW とから成る白金
系合金層をスパッタリングにより８μm の厚さでコーテ
ィングが施された。
テンカーバイド(WC)から成形し、そこに仕上げ成形面形
状に近似した非球面を研削加工した。次いで、ダイヤモ
ンド研磨剤を用いて該非球面に表面粗さ Rmax.0.02μm
以下となるように研磨処理を施した。続いて、中間層１
２の三層１２1 、１２2 及び１２3 として、Ta、Ir及び
Crのそれぞれの金属層をスパッタリングによりそれぞれ
１μm の厚さで該処理面に順次形成した。その後、保護
膜層１４として、95wt% のPtと5wt%のW とから成る白金
系合金層をスパッタリングにより８μm の厚さでコーテ
ィングが施された。
【００２２】母材１０、中間層１２の三層１２1 、１２
2 及び１２3 並びに保護膜層１４で用いた各材料の500
度（摂氏）での熱膨張係数については以下の表１に示す
とおりである。
2 及び１２3 並びに保護膜層１４で用いた各材料の500
度（摂氏）での熱膨張係数については以下の表１に示す
とおりである。
【表１】
【００２３】上記表１から明らかなように、各層間での
熱膨張係数差は40×10-7/deg以内であることが分かる。
熱膨張係数差は40×10-7/deg以内であることが分かる。
【００２４】白金系合金層の成膜時、成形金型は450 度
（摂氏）まで上昇し、冷却後に真空釜から取り出した
が、いずれの成形金型にも白金系合金層即ち保護膜層１
４のクラック及び剥離は見られなかった。
（摂氏）まで上昇し、冷却後に真空釜から取り出した
が、いずれの成形金型にも白金系合金層即ち保護膜層１
４のクラック及び剥離は見られなかった。
【００２５】その後、各成形金型の保護膜層１４の表面
に回折格子パターンを形成すべく参照番号１６で示す微
細な溝が切削加工され、この成形金型を用いて実際のガ
ラスモールドによって光学素子が製造された。このとき
ガラスとして住田光学ガラスから入手可能なVC 78 ガラ
スが用いられ、そのガラスは580 度（摂氏）まで加熱さ
れ、成形後の光学素子の成形金型からの取出し温度は20
0 度（摂氏）であった。このようなモールド作業が2000
回を超えて繰り返されたが、いずれの成形金型でも、保
護膜層１４のクラック発生及び剥離問題は生じることは
なく、良好な光学素子モールドが得られた。即ち、成形
後の光学素子には保護膜層１４に切削加工した回折格子
パターンは切削加工の通り転写され、その光学性能も良
好であった。
に回折格子パターンを形成すべく参照番号１６で示す微
細な溝が切削加工され、この成形金型を用いて実際のガ
ラスモールドによって光学素子が製造された。このとき
ガラスとして住田光学ガラスから入手可能なVC 78 ガラ
スが用いられ、そのガラスは580 度（摂氏）まで加熱さ
れ、成形後の光学素子の成形金型からの取出し温度は20
0 度（摂氏）であった。このようなモールド作業が2000
回を超えて繰り返されたが、いずれの成形金型でも、保
護膜層１４のクラック発生及び剥離問題は生じることは
なく、良好な光学素子モールドが得られた。即ち、成形
後の光学素子には保護膜層１４に切削加工した回折格子
パターンは切削加工の通り転写され、その光学性能も良
好であった。
【００２６】比較例 比較例として、図３に示すような成形金型が複数個作成
された。即ち、実施例１の場合と同様に、母材１０を超
硬合金であるタングステンカーバイド(WC)から成形し、
そこに仕上げ成形面形状に近似した非球面を研削加工し
た。次いで、ダイヤモンド研磨剤を用いて該非球面に表
面粗さ Rmax.0.02μm 以下となるように研磨処理を施し
た。続いて、該研磨処理面に対して保護膜層１４として
95wt% のPtと5wt%のW とから成る白金系合金層をスパッ
タリングにより８μm の厚さでコーティングが施され
た。
された。即ち、実施例１の場合と同様に、母材１０を超
硬合金であるタングステンカーバイド(WC)から成形し、
そこに仕上げ成形面形状に近似した非球面を研削加工し
た。次いで、ダイヤモンド研磨剤を用いて該非球面に表
面粗さ Rmax.0.02μm 以下となるように研磨処理を施し
た。続いて、該研磨処理面に対して保護膜層１４として
95wt% のPtと5wt%のW とから成る白金系合金層をスパッ
タリングにより８μm の厚さでコーティングが施され
た。
【００２７】実施例１の場合と同様に、白金系合金層の
成膜時、成形金型は450 度（摂氏）まで上昇し、冷却後
に真空釜から取り出したが、成形金型の４つに１つの割
りで白金系合金層即ち保護膜層１４のクラック及び剥離
が生じていた。
成膜時、成形金型は450 度（摂氏）まで上昇し、冷却後
に真空釜から取り出したが、成形金型の４つに１つの割
りで白金系合金層即ち保護膜層１４のクラック及び剥離
が生じていた。
【００２８】また、実施例１の場合と同様に、保護膜層
１４の剥離が見られなかった各成形金型の保護膜層１４
の表面に回折格子パターンを形成すべく参照番号１６で
示す微細な溝が切削加工され、実施例１と同じ条件下で
ガラスモールド作業を行ったところ、ほぼ30回目で保護
膜層１４のクラック及び剥離が生じた。
１４の剥離が見られなかった各成形金型の保護膜層１４
の表面に回折格子パターンを形成すべく参照番号１６で
示す微細な溝が切削加工され、実施例１と同じ条件下で
ガラスモールド作業を行ったところ、ほぼ30回目で保護
膜層１４のクラック及び剥離が生じた。
【００２９】実施例２ 本発明の第２の実施形態に従って、以下のような条件で
複数個の成形金型が作成された。
複数個の成形金型が作成された。
【００３０】先ず、母材１０を高硬度材料であるニッケ
ル(Ni)基耐熱合金から成形し、そこに仕上げ成形面形状
に近似した非球面を研削加工した。次いで、実施例１の
場合と同様な態様で該非球面に研磨処理を施した後、Pd
の金属層をスパッタリングによりそれぞれ１μm の厚さ
で中間層１２を形成した。その後、保護膜層１４とし
て、Ptから成る白金層をスパッタリングにより８μm の
厚さでコーティングが施された。
ル(Ni)基耐熱合金から成形し、そこに仕上げ成形面形状
に近似した非球面を研削加工した。次いで、実施例１の
場合と同様な態様で該非球面に研磨処理を施した後、Pd
の金属層をスパッタリングによりそれぞれ１μm の厚さ
で中間層１２を形成した。その後、保護膜層１４とし
て、Ptから成る白金層をスパッタリングにより８μm の
厚さでコーティングが施された。
【００３１】母材１０、中間層１２及び保護膜層１４で
用いた各材料の500 度（摂氏）での熱膨張係数について
は以下の表２に示すとおりである。
用いた各材料の500 度（摂氏）での熱膨張係数について
は以下の表２に示すとおりである。
【表２】
【００３２】上記表２から明らかなように、各層間での
熱膨張係数差については実施形態１の場合と同様に40×
10 -7/deg 以内であることが分かる。
熱膨張係数差については実施形態１の場合と同様に40×
10 -7/deg 以内であることが分かる。
【００３３】実施例２で得られた成形金型も実施例１の
場合と同様に保護膜層１４が剥離し難い耐久性のあるも
のとなった。
場合と同様に保護膜層１４が剥離し難い耐久性のあるも
のとなった。
【００３４】実施例３ また、本発明の第２の実施形態に従って、以下のような
条件で複数個の成形金型が作成された。
条件で複数個の成形金型が作成された。
【００３５】先ず、母材１０については、実施例１の場
合と同じ材料でしかも同様な態様で作成された。次い
で、母材１０の研磨処理非球面に対して、Taの金属層を
スパッタリングにより１μm の厚さの中間層１２として
形成した。続いて、保護膜層１４として、95wt% のIrと
５wt% のTaとから成る合金層をスパッタリングにより８
μm の厚さでコーティングが施された。
合と同じ材料でしかも同様な態様で作成された。次い
で、母材１０の研磨処理非球面に対して、Taの金属層を
スパッタリングにより１μm の厚さの中間層１２として
形成した。続いて、保護膜層１４として、95wt% のIrと
５wt% のTaとから成る合金層をスパッタリングにより８
μm の厚さでコーティングが施された。
【００３６】母材１０、中間層１２及び保護膜層１４で
用いた各材料の500 度（摂氏）での熱膨張係数について
は以下の表３に示すとおりである。
用いた各材料の500 度（摂氏）での熱膨張係数について
は以下の表３に示すとおりである。
【表３】
【００３７】上記表３から明らかなように、実施例３に
おいても、各層間での熱膨張係数差については実施形態
１の場合と同様に40×10 -7/deg 以内であることが分か
る。
おいても、各層間での熱膨張係数差については実施形態
１の場合と同様に40×10 -7/deg 以内であることが分か
る。
【００３８】これら成形金型についても実施例１の場合
と同様なテストが行われたが、そのテスト結果について
は、実施例１の場合とほぼ同様であった。
と同様なテストが行われたが、そのテスト結果について
は、実施例１の場合とほぼ同様であった。
【００３９】図４を参照すると、本発明による成形金型
の第３の実施形態が示され、この第３の実施形態では、
母材１０と保護膜層１４との間には中間層１２が設けら
れ、この中間層１２は第１の中間層１２1 及び第２の中
間層１２2 の二層から成る。第１の実施形態と同様に、
母材１０の膨張係数をEm、中間層１２の二層１２1 及び
１２2 のそれぞれの膨張係数をE1及びE2、並びに保護膜
層１４の膨張係数をEpとした場合、もしEp＜Emであれ
ば、中間層１２の二層の膨張係数は以下の関係を持つよ
うに中間層１２の二層の材料が選ばれる。 Ep＜E2＜E1＜Em
の第３の実施形態が示され、この第３の実施形態では、
母材１０と保護膜層１４との間には中間層１２が設けら
れ、この中間層１２は第１の中間層１２1 及び第２の中
間層１２2 の二層から成る。第１の実施形態と同様に、
母材１０の膨張係数をEm、中間層１２の二層１２1 及び
１２2 のそれぞれの膨張係数をE1及びE2、並びに保護膜
層１４の膨張係数をEpとした場合、もしEp＜Emであれ
ば、中間層１２の二層の膨張係数は以下の関係を持つよ
うに中間層１２の二層の材料が選ばれる。 Ep＜E2＜E1＜Em
【００４０】また、Ep＞Emであれば、中間層１２の二層
の膨張係数は以下の関係を持つように中間層１２の二層
の材料が選ばれる。 Ep＞E2＞E1＞Em
の膨張係数は以下の関係を持つように中間層１２の二層
の材料が選ばれる。 Ep＞E2＞E1＞Em
【００４１】実施例４ 本発明の第３の実施形態として、以下のような条件で複
数個の成形金型が作成された。
数個の成形金型が作成された。
【００４２】先ず、母材１０については実施例２の場合
と同じ材料でしかも同様な態様で作成された。次いで、
母材１０の研磨処理非球面に対して、中間層１２の二層
１２ 1 及び１２ 2 としてPbの金属層とCrの金属層とをス
パッタリングによりそれぞれ0.5 μm の厚さで形成し
た。続いて、保護膜層１４として、Irの金属層をスパッ
タリングにより８μm の厚さでコーティングが施され
た。
と同じ材料でしかも同様な態様で作成された。次いで、
母材１０の研磨処理非球面に対して、中間層１２の二層
１２ 1 及び１２ 2 としてPbの金属層とCrの金属層とをス
パッタリングによりそれぞれ0.5 μm の厚さで形成し
た。続いて、保護膜層１４として、Irの金属層をスパッ
タリングにより８μm の厚さでコーティングが施され
た。
【００４３】母材１０、中間層１２の三層１２1 及び１
２2 並びに保護膜層１４で用いられた各材料の500 度
（摂氏）での熱膨張係数については以下の表４に示すと
おりである。
２2 並びに保護膜層１４で用いられた各材料の500 度
（摂氏）での熱膨張係数については以下の表４に示すと
おりである。
【表４】
【００４４】上記表４から明らかなように、実施例４に
おいても、各層間での熱膨張係数差は40×10-7/deg以内
であることが分かる。
おいても、各層間での熱膨張係数差は40×10-7/deg以内
であることが分かる。
【００４５】これら成形金型についても実施例１の場合
と同様なテストが行われたが、そのテスト結果について
は、実施例１の場合とほぼ同様であった。
と同様なテストが行われたが、そのテスト結果について
は、実施例１の場合とほぼ同様であった。
【００４６】
【発明の効果】以上の記載から明らかように、本発明に
よる成形金型にあっては、その母材と保護膜層との間に
その間の熱膨張差による熱応力の発生を緩和させるよう
に中間層が設けられるので、保護膜層の剥離が生じ難い
耐久性のある成形金型が得られることになる。
よる成形金型にあっては、その母材と保護膜層との間に
その間の熱膨張差による熱応力の発生を緩和させるよう
に中間層が設けられるので、保護膜層の剥離が生じ難い
耐久性のある成形金型が得られることになる。
【図１】本発明による成形金型の第１の実施形態を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】本発明による成形金型の第２の実施形態を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
【図３】比較例の成形金型を示す縦断面図である。
【図４】本発明による成形金型の第３の実施形態を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
１０…母材 １２…中間層 １４…保護膜層
Claims (5)
- 【請求項１】 光学素子をガラスモールド法で成形する
ために用いる成形金型であって、その母材に保護膜層を
形成し、その保護膜層に成形面を形成して成る成形金型
において、 前記母材と保護膜層との間に少なくとも一層から成る中
間層が設けられ、この中間層の熱膨張係数が前記母材の
熱膨張係数と前記保護膜層の熱膨張係数との間の数値を
持つことを特徴とする成形金型。 - 【請求項２】 請求項１に記載の成形金型において、前
記母材と前記保護膜層との間少なくとも二層から成る中
間層が設けられ、これら中間層の熱膨張係数が前記母材
と前記保護膜層との熱膨張係数差を逓減させるように段
階的に変化させられることを特徴とする成形金型。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の成形金型にお
いて、互いに隣接する層間の熱膨張差が40×10-7/deg以
内であることを特徴とする成形金型。 - 【請求項４】 請求項１から３までのいずれか１項に記
載の成形金型において、前記保護膜層が純白金(Pt)、ル
テニウム(Ru)、レニウム(Re)、オスミニウム(Os)、イリ
ジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、パラジウム（Pd) の貴金属
のいずれか、若しくはそれら貴金属の少なくとも２つ以
上の合金から形成されることを特徴とする成形金型。 - 【請求項５】 請求項４に記載の成形金型において、前
記貴金属から成る合金にはハフニウム(Hf)、タンタル(T
a)及びタングステン(W) のうちの少なくとも１種類以上
が合計で０ないし35wt% の範囲内で添加されていること
を特徴とする成形金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10124398A JPH1171120A (ja) | 1997-06-18 | 1998-05-07 | 光学素子の成形金型 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17761897 | 1997-06-18 | ||
| JP9-177618 | 1997-06-18 | ||
| JP10124398A JPH1171120A (ja) | 1997-06-18 | 1998-05-07 | 光学素子の成形金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1171120A true JPH1171120A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=26461082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10124398A Pending JPH1171120A (ja) | 1997-06-18 | 1998-05-07 | 光学素子の成形金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1171120A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11624862B2 (en) * | 2014-06-19 | 2023-04-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical element, spectroscopic apparatus, and method for manufacturing the same |
-
1998
- 1998-05-07 JP JP10124398A patent/JPH1171120A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11624862B2 (en) * | 2014-06-19 | 2023-04-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical element, spectroscopic apparatus, and method for manufacturing the same |
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