JPH0729786B2 - Mold for optical element molding - Google Patents
Mold for optical element moldingInfo
- Publication number
- JPH0729786B2 JPH0729786B2 JP63232234A JP23223488A JPH0729786B2 JP H0729786 B2 JPH0729786 B2 JP H0729786B2 JP 63232234 A JP63232234 A JP 63232234A JP 23223488 A JP23223488 A JP 23223488A JP H0729786 B2 JPH0729786 B2 JP H0729786B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- molding
- optical element
- film
- glass
- 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 - Lifetime
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。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a mold used for manufacturing an optical element made of glass such as a lens and a prism by press molding a glass material.
[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。[Prior Art] The technology of manufacturing a lens by press molding of a glass material without the need for a polishing step eliminates the complicated steps required in the conventional manufacturing of a lens, and allows a lens to be manufactured simply and inexpensively. It has become possible and has recently come to be used for manufacturing not only lenses but also optical elements made of glass such as prisms.
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
コーディングした材料等、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。The properties required for the mold material used for press molding of such glass optical elements include excellent hardness, heat resistance, mold releasability and mirror surface workability. Conventionally,
As this type of mold material, many proposals have been made on metals, ceramics, materials obtained by coding them, and the like.
To give some examples, JP-A-49-51112 discloses 13Cr.
Martensitic steel is disclosed in JP-A-52-45613 as SiC and Si 3 N 4
However, JP-A-60-246230 proposes a material in which a cemented carbide is coated with a noble metal, and JP-A-61-183134 proposes a material in which a diamond thin film or a diamond-like carbon film is coated.
[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
らかい為、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。[Problems to be Solved by the Invention] However, 13Cr martensitic steel has a drawback that it is easily oxidized, and further, Fe diffuses into the glass at a high temperature and the glass is colored. It is generally said that SiC and Si 3 N 4 are difficult to oxidize, but at high temperatures, oxidation also occurs and a SiO 2 film is formed on the surface, causing fusion with glass, and because of its higher hardness, It has the drawback that its processability is extremely poor. A material coated with a noble metal is unlikely to cause fusion, but since it is extremely soft, it has the drawback of being easily scratched and easily deformed.
Further, the material coated with the diamond thin film lacks the smoothness of the surface, so that the specularity of the obtained optical element is insufficient.
又、ダイヤモンド状炭素膜と称される膜は、一種類に決
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。Also, the film called a diamond-like carbon film is not limited to one type, and is composed of only carbon, but the bond type is an amorphous film composed of sp, sp 2 , sp 3 hybrid,
Micrographite aggregates, amorphous film containing hydrogen atoms in addition to carbon atoms (hydrogenated amorphous carbon film, abbreviated as aC: H film below), minute diamonds and minute graphite, and the structure of both amorphous There is a film containing it. In addition, sp, sp 2 ,
If the ratio of sp 3 is the size of graphite, is the ratio of hydrogen and carbon, and is the ratio of crystalline and amorphous, the properties of the film are different. The diamond-like carbon film disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-183134 has no description on this point, and only describes that it was formed by ion beam sputtering. Generally, in graphite ion beam sputtering, a film is formed. However, it contains many multiple bonds like the membrane of
Or the multiple bond is delocalized and the conjugated system is long,
The film containing graphite microcrystals is more likely to reduce lead oxide, which is a component of glass, than the film of, so that lead deposition occurs and the mold durability decreases, and the surface accuracy of the optical element decreases. There is a drawback.
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。Therefore, an object of the present invention is to provide an optical element molding die suitable for molding an optical element of glass, and in particular, does not cause fusion with glass at a high temperature, can be mirror-polished, and has an appropriate hardness. It is intended to provide a mold for molding an optical element, which has the following characteristics, is hard to be oxidized, and does not cause precipitation of lead.
[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、母材成分の炭化物からなる中間層または母材
成分とa−C:Hからなる中間層を介して、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が提供
される。[Means for Solving the Problems] In an optical element molding die used for press-molding an optical element made of glass according to the present invention, an intermediate layer or a base material made of a carbide as a base material component is formed on at least a molding surface of a mold base material. Provided is an optical element molding die, which is characterized in that an aC: H film is coated through an intermediate layer composed of a component and aC: H.
型母材としては、炭化物を生成しうる成分元素を含有す
るものが好ましく、例えば超硬合金(WCを主成分とする
もの等)、SiC,AlN,サーメット等が挙げられる。As the mold base material, a material containing a component element capable of forming a carbide is preferable, and examples thereof include cemented carbide (containing WC as a main component), SiC, AlN, cermet and the like.
型母材の少なくとも成形面、すなわちガラスと接触する
面に被覆されるa−C:H膜は、型母材との間に(1)母
材成分の炭化物からなる中間層、または(2)母材成分
とa−C:Hからなる中間層を介している。本発明におい
ては上記(1)、(2)の中間層はa−C:H膜との境界
が明瞭な層の他、連続的に組成、構造が変化するためa
−C:H膜との境界が必ずしも明瞭でない層も含むものと
する。The a-C: H film coated on at least the molding surface of the mold base material, that is, the surface in contact with the glass is (1) an intermediate layer made of a carbide of the base material component, or (2) It is via an intermediate layer composed of a base material component and aC: H. In the present invention, the intermediate layer of the above (1) and (2) is a layer whose boundary with the aC: H film is clear, and in addition, the composition and structure are continuously changed.
-Includes a layer whose boundary with the C: H film is not always clear.
上記a−C:H膜はダイヤモンド結晶を含有していても、
いなくても良いが、グラファイト結晶層は含有せずグラ
ッシーカーボン、重合膜と比較して硬度、熱的安定性、
化学的安定性に優れた炭素膜であり、一般にi−カーボ
ン膜と言われる膜も含むものである。Even if the aC: H film contains diamond crystals,
It does not have to be, but it does not contain a graphite crystal layer, and has hardness, thermal stability, and more than glassy carbon and polymer films.
It is a carbon film having excellent chemical stability and includes a film generally called an i-carbon film.
上記中間層の層厚は、型と膜の密着性を向上するため10
〜1000Å程度が好ましい。また上記のa−C:H膜の膜厚
は、50Å未満では表面精度が低くなる傾向があり、5000
Åを越えると膜の歪みが増加して密着性が低下する傾向
があるので、50〜5000Å程度が好ましい。The thickness of the intermediate layer is 10 to improve the adhesion between the mold and the film.
About 1000Å is preferable. If the thickness of the aC: H film is less than 50Å, the surface accuracy tends to be low, and
If it exceeds Å, the strain of the film tends to increase and the adhesion tends to decrease, so about 50 to 5000 Å is preferable.
型母材の少なくとも成形面に、上記中間層、a−C:H膜
を被覆する方法としては、プラズマ蒸着法、イオンビー
ム蒸着法、プラズマパッタ蒸着法、プラズマイオンプレ
ーティング、電子サイクロトロン共鳴法等の種々のPVD
法、CVD法を用いることができる。As a method of coating the intermediate layer and the aC: H film on at least the molding surface of the mold base material, there are plasma vapor deposition method, ion beam vapor deposition method, plasma patcher vapor deposition method, plasma ion plating method, electron cyclotron resonance method, etc. Various PVD
Method, a CVD method can be used.
[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。[Examples] Specific examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.
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。Example 1 FIGS. 1 and 2 show an optical element molding die 1 according to the present invention.
2 illustrates one embodiment.
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a−C:H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。FIG. 1 shows the state of the press-molded surface of the optical element, and FIG. 2 shows the state after the optical element is molded. Figure 1 shows the mold base material, 2,
5 is an aC: H film formed on the molding surface of the glass material of the mold base material in contact with the intermediate layer, 3 is a glass material, and 4 in FIG. 2 is an optical element. By pressing the glass material 3 placed between the molds as shown in FIG.
As shown in the figure, the optical element 4 such as a lens is molded.
次に、本発明の光学素子成形用型の製造例について詳述
する。a−C:H膜および中間層を形成するのに用いた装
置の概略図を第3図に示す。Next, a production example of the optical element molding die of the present invention will be described in detail. A schematic diagram of the apparatus used to form the aC: H film and the intermediate layer is shown in FIG.
図中、11は真空容器、12はイオン銃、13はガス導入口、
14は基板、15は排気口、16はタングステン、17は電子銃
である。In the figure, 11 is a vacuum container, 12 is an ion gun, 13 is a gas inlet,
Reference numeral 14 is a substrate, 15 is an exhaust port, 16 is tungsten, and 17 is an electron gun.
型母材はWC(90%)+Co(10%)を用いた。真空容器11
内を1×10-6Torrに減圧して後、ガス導入口13よりArガ
スをイオン銃12に導入してAr+イオンビームとして基板
(母材)14の表面に照射クリーニングをした。The mold base material was WC (90%) + Co (10%). Vacuum container 11
After depressurizing the inside to 1 × 10 −6 Torr, Ar gas was introduced into the ion gun 12 through the gas inlet 13 to perform irradiation cleaning on the surface of the substrate (base material) 14 as an Ar + ion beam.
その後中間層を生成した。イオン銃にガス導入口よりメ
タンガスを導入し加速電圧100v,イオン電流0.05mA/cm2
を印加しイオンビームとし、一方高純度(99.99%)タ
ングマテン16に電子銃17より電子ビーム(9KV,1A)を照
射して同時に蒸着を行なった。基板温度は300℃に保持
し、真空容器内圧力は4×10-4Torrであった。生成した
中間層は1,000Åとした。Then an intermediate layer was produced. Methane gas was introduced into the ion gun from the gas inlet, and the acceleration voltage was 100v and the ion current was 0.05mA / cm 2.
Was applied to form an ion beam, while a high-purity (99.99%) Tungsten 16 was irradiated with an electron beam (9KV, 1A) from an electron gun 17 to perform simultaneous vapor deposition. The substrate temperature was kept at 300 ° C., and the pressure inside the vacuum container was 4 × 10 −4 Torr. The generated intermediate layer was 1,000 liters.
次にa−C:H膜を形成した。イオン銃にCH4/H2=1/2に
割合の混合ガスを導入し、加速電圧600Vを印加、イオン
電流0.85mA/cm2のイオンビームを基板温度150℃に保持
した基板(母材+中間層)上に照射した。Next, an aC: H film was formed. Introducing a proportion mixed gas to CH 4 / H 2 = 1/ 2 in the ion gun, the acceleration voltage applied to 600V, the substrate holding the ion beam of the ion current 0.85 mA / cm 2 on the substrate temperature 0.99 ° C. (base material + (Intermediate layer).
圧力は2×10-4Torrであり、a−C:H層は膜厚5,000Åで
あった。The pressure was 2 × 10 −4 Torr, and the aC: H layer had a film thickness of 5,000Å.
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について詳述する。下記の
表1は実験に供した型材の種類を示す。Next, an example in which a glass lens is press-molded by the optical element molding die according to the present invention will be described in detail. Table 1 below shows the types of mold materials used in the experiment.
No.1〜3は比較材であり、No.4は本発明で提案する材料
である。使用したレンズの成形装置を第7図に示す。 Nos. 1 to 3 are comparative materials, and No. 4 is a material proposed by the present invention. The lens forming apparatus used is shown in FIG.
第7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。In FIG. 7, 51 is a vacuum chamber main body, 52 is a lid thereof, 53 is an upper mold for molding an optical element, 54 is a lower mold thereof, 55 is an upper mold holder for holding an upper mold, and 56 is a body mold. , 57 is a mold holder, 58
Is a heater, 59 is a lifting rod that lifts the lower die, 60 is an air cylinder that operates the lifting rod, 61 is an oil rotary pump,
Reference numerals 62, 63 and 64 are valves, 65 is an inert gas inflow pipe, 66 is a valve, 67 is a leak pipe, 68 is a valve, 69 is a temperature sensor, 70 is a water cooling pipe, and 71 is a stand for supporting a vacuum chamber.
まず、フリント系光学硝子(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。First, adjust the flint type optical glass (SF14) to a predetermined amount, place the spherical glass material in the mold cavity,
This is installed in the device.
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。After placing the mold into which the glass material was placed in the equipment, vacuum chamber
The lid 52 of 51 is closed, water is flowed through the water cooling pipe 70, and the heater 58
Pass a current through. At this time, the nitrogen gas valves 66 and 68 are closed, and the exhaust system valves 62, 63 and 64 are also closed. The oil rotary pump 61 is always rotating.
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内に空気に導入する。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。Open the valve 62 and start evacuation. When it becomes 10 -2 Torr or less, close the valve 62 and open the valve 66 to introduce nitrogen gas into the vacuum chamber from the cylinder. Air cylinder when the temperature reaches a certain level
Activate 60 and pressurize at a pressure of 10 kg / cm 2 for 5 minutes. After removing the pressure, the cooling rate is −5 ° C./min until the temperature reaches the dislocation point or lower. After that, cooling is performed at a rate of −20 ° C./min or higher, and when the temperature drops to 200 ° C. or lower, the valve 66 is closed. The leak valve 63 is opened to introduce air into the vacuum chamber 51. Then, the lid 52 is opened, the upper die is removed, and the molded product is taken out.
上記のようにして、フリント系光学硝子SF148(軟化点S
p=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9図に示す。As described above, the flint optical glass SF148 (softening point S
(p = 586 ° C., dislocation point Tg = 485 ° C.) was used to mold the lens 4 shown in FIG. FIG. 9 shows the molding conditions at this time, that is, the time-temperature relationship diagram.
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2に示す。Next, the surface roughness of the molded lens and the surface roughness of the mold before and after molding were measured. The results are shown in Table 2.
次に融着をおこさないNo.1,4について同じ型を用いて20
0回の成形を行った後表面粗さを測定した。その結果を
表3に示す。 Next, using the same mold for No. 1 and 4 that do not cause fusion,
After performing molding 0 times, the surface roughness was measured. The results are shown in Table 3.
上述の表2,表3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すぐれ、くり返し使用しても従
来の型材に比較して表面の劣化が極めて少ない。 As is clear from the results shown in Tables 2 and 3, the mold material according to the present invention has excellent releasability from glass, and even if it is repeatedly used, the surface deterioration is extremely small as compared with the conventional mold material.
実施例2 実施例1と同様の型母材、装置を用いた。同様にして基
板クリーニングを行なった後、圧力4×10-4Torr基板温
度150℃に保ちイオンガンにメタンガスを導入してイオ
ンビーム照射し同時にタングステンの蒸着を行なった。
その時のイオンガンの加速電圧と蒸着用電子ビームの電
流値を第4図に示すように変化させ、中間層、a−C:H
層を連続的に全体で6,000Å成膜した。Example 2 The same mold base material and apparatus as in Example 1 were used. After cleaning the substrate in the same manner, the pressure was kept at 4 × 10 −4 Torr and the substrate temperature was kept at 150 ° C., methane gas was introduced into the ion gun, ion beam irradiation was carried out, and tungsten was vapor deposited at the same time.
At that time, the acceleration voltage of the ion gun and the current value of the electron beam for vapor deposition were changed as shown in Fig. 4, and the intermediate layer, aC: H
A total of 6,000Å layers were deposited in succession.
次に、第8図に示す装置を用り入り上記型によって硝子
レンズのプレス成形を行った例について詳述する。Next, an example in which the apparatus shown in FIG. 8 is used to press-mold a glass lens with the above mold will be described in detail.
第8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は該レース上を矢印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。In FIG. 8, 104 is an intake substitution chamber, 106 is a forming chamber, 108 is a vapor deposition chamber, and 110 is an ejection substitution chamber. Reference numerals 112, 114 and 116 are gate valves, 118 is a rail, and 120 is a pallet that can be conveyed on the race in the direction of arrow A. Reference numerals 124, 138, 140 and 150 are cylinders, and 126 and 152 are valves. A heater 128 is arranged along the rail 118 in the molding chamber 106.
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138
のロッド134の下端には成形上型部材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3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14
2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。Inside the molding chamber 106, a heating zone 106-1, a press zone 106-2, and a slow cooling zone 106-3 are sequentially arranged along the pallet conveying direction. In the press zone 106-2, the cylinder 138
An upper molding member 130 is fixed to the lower end of the rod 134, and a lower molding member 132 is fixed to the upper end of the rod 136 of the cylinder 140. The upper mold member 130 and the lower mold member 132 are the mold members according to the present invention shown in FIG.
In the vapor deposition chamber 108, a container 14 containing a vapor deposition substance 146 is placed.
2 and a heater 144 for heating the container are arranged.
フリント系光学ガラス(SF14,中点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。Flint optical glass (SF14, midpoint Sp = 586 ° C, glass transition point Tg = 485 ° C) is roughly processed into a predetermined shape and size,
A blank for molding was obtained.
ガラスブランクをパレット120に装置し、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の位置で軟化点以下
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13
2により10kg/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138,140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。Place glass blanks on pallet 120 and take in replacement chamber 1
It is put in the position 120-1 in 04, and the pallet at that position is pushed in the direction A by the rod 122 of the cylinder 124, and the gate valve 11
It is conveyed to the position 120-2 in the molding chamber 106 over 2 and thereafter, in the same manner, new intake and replacement chambers 104 are sequentially transferred at a predetermined timing.
Put the pallet inside and form the pallet every time.
Inside, they were sequentially transported to the positions of 120-2 → ・ ・ ・ ・ ・ → 120-8. In the meantime, in the heating zone 106-1, the glass blank is gradually heated by the heater 128 so as to have the softening point or lower at the position 120-4, and then conveyed to the press zone 106-2, where the cylinders 138 and 140 are operated. Upper mold member 130 and lower mold member 13
Press at 10 kg / cm 2 for 5 minutes by 2 and then release the applied pressure and cool to below the glass transition point, and then operate the cylinders 138 and 140 to separate the upper mold member 130 and the lower mold member 132 from the glass molded product. Typed At the time of the pressing, the pallet was used as a body member for molding. After that, the glass molded product was gradually cooled in the slow cooling zone 106-3. The interior of the molding chamber 106 was filled with an inert gas.
成形室106内において120-8の位置に到達したパレット
を、次の搬送でゲートバルブ114を越えて蒸着室108内の
120-9位置へと搬送した。通常、ここで真空蒸着行なう
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。The pallet that has reached the position 120-8 in the forming chamber 106 is passed through the gate valve 114 in the next conveyance and then stored in the vapor deposition chamber 108.
Transported to position 120-9. Usually, vacuum vapor deposition is performed here, but in the present embodiment, the vapor deposition was not performed. Then, in the next transportation, the material was transported beyond the gate valve 116 to the position 120-10 in the take-out replacement chamber 110. Then, at the time of the next conveyance, the cylinder 150 was operated and the glass molded article was taken out of the molding apparatus 102 by the rod 148.
以上の様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形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4に示す。Table 4 shows the surface roughness of the molding surfaces of the mold members 130 and 132 before and after the above-described press molding, the surface roughness of the optical surface of the molded optical element, and the releasability between the molding optical element and the mold members 130 and 132. Show.
次に融着が起きないNo.1,4について同型部材を用いて連
続1万回のプレス成形を行なった。この際の型部材130,
132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5に示す。 Next, with respect to Nos. 1 and 4 in which fusion did not occur, press molding was continuously performed 10,000 times using the same mold member. Mold member 130 at this time,
Table 5 shows the surface roughness of the molding surface of 132 and the surface roughness of the optical surface of the molded optical element.
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。 As described above, in the examples of the present invention, it was possible to sufficiently maintain good surface accuracy even when used for repeated press molding, and to mold an optical element with good surface accuracy without causing fusion.
実施例3 使用した装置の概略図を第5図に示す。Example 3 A schematic diagram of the apparatus used is shown in FIG.
図中、21は真空容器、22はイオン銃、23,23′はガス導
入口、24は基板、25は排気口、26はタングステン、27は
電子銃、28はマッチングボックス、29は高周波電源であ
る。In the figure, 21 is a vacuum container, 22 is an ion gun, 23 and 23 'are gas inlets, 24 is a substrate, 25 is an exhaust port, 26 is tungsten, 27 is an electron gun, 28 is a matching box, 29 is a high frequency power supply. is there.
実施例1と同じ型母材を用い同様にしてAr+イオンビー
ムで基板(母材)24のクリーニングを行なった。その後
イオン中22にガス導入口23よりメタンガスを4×10-3To
rr導入して加速電圧100V、イオン電流0.05mA/cm2でイオ
ンビームを基板に照射した。同時に99.99%高純度タン
グステン26の近傍にガス導入口23′よりアルゴンガスを
4×10-4Torr導入し、13.56MHz出力1kwの高周波を印加
してタングステンのスパッタ蒸着を行なった。基板温度
は150℃とし、中間層を1,000Å成膜した。Using the same die base material as in Example 1, the substrate (base material) 24 was cleaned with an Ar + ion beam in the same manner. After that, methane gas from the gas inlet 23 into the ion 22 4 × 10 -3 To
The substrate was irradiated with an ion beam at an accelerating voltage of 100 V and an ion current of 0.05 mA / cm 2 by introducing rr. Simultaneously, 4 × 10 −4 Torr of argon gas was introduced from the gas introduction port 23 ′ in the vicinity of 99.99% high-purity tungsten 26, and tungsten was sputter-deposited by applying a high frequency of 13.56 MHz output of 1 kw. The substrate temperature was 150 ° C, and 1,000 Å of the intermediate layer was formed.
次に実施例1と同様にしてa−C:H膜を形成し、中間層
と合わせた全体の膜厚を6,000Åとした。Next, an aC: H film was formed in the same manner as in Example 1, and the total film thickness including the intermediate layer was set to 6,000Å.
こうして得られた光学素子成形用型を用いて、実施例1
と同様に第7図の装置を用いて成形試験を行なったとこ
ろ実例1の型No.4と同様に良好な結果が得られた。Using the optical element molding die thus obtained, Example 1
When a molding test was conducted using the apparatus shown in FIG. 7 in the same manner as in Example 1, good results were obtained as in the case of mold No. 4 of Example 1.
実施例4 実施例3と同じ型母材装置を用い、同様にして基板のク
リーニングを行った。その後イオン銃にはメタンガスを
導入してイオンビームとして照射し、同時にタングステ
ンのスパッタを行なったが高周波出力とイオン銃加速度
電圧を第6図に示すように変化させ、連続的に成膜し
た。全体の膜厚は5,500Åであった。基板温度150℃、Ar
ガス4×10-3Torr→0Torr,高周波(1356MHz)出力1kw→
0w,メタンガス4×10-4Torr、加速電圧50v→500vとし
た。Example 4 Using the same die base material apparatus as in Example 3, the substrate was cleaned in the same manner. After that, methane gas was introduced into the ion gun and irradiation as an ion beam was performed. At the same time, tungsten was sputtered, but the high frequency output and the ion gun acceleration voltage were changed as shown in FIG. 6 to continuously form a film. The total film thickness was 5,500Å. Substrate temperature 150 ℃, Ar
Gas 4 × 10 -3 Torr → 0 Torr, high frequency (1356MHz) output 1kw →
0w, methane gas 4 × 10 −4 Torr, acceleration voltage 50v → 500v.
こうして得られた光学素子成形型を用いて、実施例2と
同様に第8図の装置を用いて成形試験を行ったところ実
施例2の型No.4と同様に良好な結果が得られた。Using the optical element molding die thus obtained, a molding test was conducted using the apparatus shown in FIG. 8 in the same manner as in Example 2. As a result, good results were obtained in the same manner as in Mold No. 4 in Example 2. .
[発明の効果] 本発明によれば、型母材に型母材成分の炭化物あるいは
型母材成分とa−C:Hからなる中間層を形成し、該中間
層を介してa−C:H膜を形成することにより、該中間層
において膜応力を緩和したり、熱的、機械的変形に伴う
歪を緩和する他、型母材中のバインダ金属の拡散を防止
し、ガラス中に含まれる金属、アルカリ元素の析出や、
ガラスの融着を起こさない成形用型を得ることができ
た。また、型母材と膜の密着性に優れ、耐久性に優れた
成形用型を得ることができた。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, an intermediate layer composed of a carbide of a mold base material component or a mold base material component and a-C: H is formed on a mold base material, and a-C: H is provided through the intermediate layer. By forming the H film, the film stress is relaxed in the intermediate layer, the strain due to thermal and mechanical deformation is relaxed, and the diffusion of the binder metal in the mold base material is prevented, so that it is contained in the glass. Metal, alkali element precipitation,
It was possible to obtain a molding die that did not cause glass fusion. Further, it was possible to obtain a molding die having excellent adhesion between the die base material and the film and excellent durability.
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3,5図は本
発明に係わる光学素子成形用型の製造方法に用いる装置
を示す概略図である。第4,6図は中間層、a−C:H膜を形
成するときに変化させる主な条件を示すもので、第4図
は膜厚に対するイオン銃加速電圧および電子銃電流値の
関係図、第5図は膜厚に対するイオン銃加速電圧および
高周波出力関係図である。 第7図および第8図は本発明に係わ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7図は
非連続成形タイプ、第8図は連続成形タイプである。第
9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、5……中間層、11……真
空容器、12……イオン銃、13……ガス導入口、14……基
板(母材)、15……排気口、16……タングステン、17…
…電子銃、21……真空容器、22……イオン銃、23,23′
ガス導入口、24……基板(母材)、25……排気口、26…
…タングステン、27……電子銃、28……マッチングボッ
クス、29……高周波電源、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、1
04……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、11
4……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、1
32……下型、134……ロッド、136……ロッド、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
ンダ、152……バルブ。1 and 2 are sectional views showing one embodiment of an optical element molding die according to the present invention. FIG. 1 shows a state before press molding, and FIG. 2 shows a state after press molding. FIGS. 3 and 5 are schematic views showing an apparatus used in the method of manufacturing the optical element molding die according to the present invention. Figures 4 and 6 show the main conditions that are changed when forming the intermediate layer, aC: H film. Figure 4 shows the relationship between ion gun acceleration voltage and electron gun current value with respect to film thickness, FIG. 5 is a diagram showing the relationship between ion gun acceleration voltage and high frequency output with respect to film thickness. 7 and 8 are sectional views showing a lens molding apparatus using the optical element molding die according to the present invention. FIG. 7 is a discontinuous molding type and FIG. 8 is a continuous molding type. FIG. 9 is a time-temperature relationship diagram at the time of lens molding. 1 ... Mold base material, 2 ... aC: H film, 3 ... Glass material, 4 ... Molded lens, 5 ... Intermediate layer, 11 ... Vacuum container, 12 ... Ion gun, 13 ... Gas inlet, 14 ... Substrate (base material), 15 ... Exhaust port, 16 ... Tungsten, 17 ...
… Electron gun, 21 …… Vacuum container, 22 …… Ion gun, 23,23 ′
Gas inlet, 24 ... Substrate (base material), 25 ... Exhaust port, 26 ...
… Tungsten, 27 …… electron gun, 28 …… matching box, 29 …… high frequency power supply, 51 …… vacuum tank body, 52 …… lid, 53 …… upper mold, 54 …… lower mold, 55 …… upper mold Hold, 56 ...
… Body type, 57 …… type holder, 58 …… heater, 59 …… raising rod, 60 …… air cylinder, 61 …… oil rotary pump,
62,63,64 …… valve, 65 …… inflow pipe, 66 …… valve, 67 …… outflow pipe, 68 …… valve, 69 …… temperature sensor, 70 …… water cooling pipe, 71 …… stand, 102… … Molding equipment, 1
04 …… Replacement chamber for intake, 106 …… Molding chamber, 108 …… Deposition chamber, 110 …… Replacement chamber for ejection, 112 …… Gate valve, 11
4 …… Gate valve, 116 …… Gate valve, 118 …… Rail, 120 …… Pallet, 122 …… Rod, 124 …… Cylinder, 126 …… Valve, 128 …… Heater, 130 …… Upper mold, 1
32 …… Lower mold, 134 …… Rod, 136 …… Rod, 138 ……
Cylinder, 140 ... Cylinder, 142 ... Vessel, 144 ... Heater, 146 ... Vapor deposition material, 148 ... Rod, 150 ... Cylinder, 152 ... Valve.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 靖 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yasushi Taniguchi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Kiyoshi Yamamoto 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Within the corporation
Claims (1)
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、母材成分の炭化物からなる中間層または母材成
分と水素化アモルファス炭素からなる中間層を介して、
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。1. An optical element molding die used for press-molding an optical element made of glass, which comprises an intermediate layer made of carbide as a base material or a base material and hydrogenated amorphous carbon on at least the molding surface of a mold base material. Through the intermediate layer,
An optical element molding die characterized by being coated with a hydrogenated amorphous carbon film.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63232234A JPH0729786B2 (en) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | Mold for optical element molding |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP63232234A JPH0729786B2 (en) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | Mold for optical element molding |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0283221A JPH0283221A (en) | 1990-03-23 |
| JPH0729786B2 true JPH0729786B2 (en) | 1995-04-05 |
Family
ID=16936077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63232234A Expired - Lifetime JPH0729786B2 (en) | 1988-08-16 | 1988-09-19 | Mold for optical element molding |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0729786B2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3719200A1 (en) * | 1987-06-09 | 1988-12-29 | Ibm Deutschland | OPTICAL DISK AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION |
| JPH0653577B2 (en) * | 1990-02-13 | 1994-07-20 | 旭光学工業株式会社 | Regeneration method of molding die for molding optical element |
| DE69322212T2 (en) * | 1992-06-25 | 1999-06-24 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Mold for the production of optical elements and process for their production |
| EP0636585B1 (en) * | 1993-07-28 | 1998-11-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Die for press-molding optical elements and methods of manufacturing and using the same |
| US6003336A (en) * | 1993-07-28 | 1999-12-21 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | Method of manufacturing a die for press-molding optical elements |
| CN112593213A (en) * | 2020-12-11 | 2021-04-02 | 岳阳市青方环保科技有限公司 | Wear-resistant and corrosion-resistant process for surface of guide cylinder of automatic inclinator |
-
1988
- 1988-09-19 JP JP63232234A patent/JPH0729786B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0283221A (en) | 1990-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5662999A (en) | Mold and method of manufacturing the same | |
| US5380349A (en) | Mold having a diamond layer, for molding optical elements | |
| US5676723A (en) | Mold for forming an optical element | |
| US5246198A (en) | Diamond crystal coated mold for forming optical elements | |
| JPH0729786B2 (en) | Mold for optical element molding | |
| JPH04154634A (en) | Mold for optical element formation and its production | |
| JP2531819B2 (en) | Mold for optical element molding | |
| JP2504835B2 (en) | Optical element molding die, method for manufacturing the same, and molding method using the same | |
| JP2501633B2 (en) | Mold for optical element molding | |
| JP2571290B2 (en) | Mold for optical element molding | |
| JP2830969B2 (en) | Optical element molding die and method of manufacturing the same | |
| JP3847805B2 (en) | Mold for optical element molding | |
| JP2785903B2 (en) | Mold for optical element molding | |
| JP2505897B2 (en) | Mold for optical element molding | |
| JP2612621B2 (en) | Mold for optical element molding | |
| JPH06320636A (en) | Production of mold for molding optical element | |
| JP3149149B2 (en) | Optical element molding die | |
| JPH04154633A (en) | Mold for optical element formation and its production | |
| JP3144608B2 (en) | Optical element molding die and method of manufacturing the same | |
| JPH0729784B2 (en) | Mold for optical element molding | |
| JPH09110441A (en) | Mold for optical element molding | |
| JPH0729785B2 (en) | Mold for optical element molding | |
| JPH04154635A (en) | Optical element forming mold | |
| JPH0710561A (en) | Mold for optical element molding | |
| JPH06279037A (en) | Mold for molding optical element and its production |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090405 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090405 Year of fee payment: 14 |