JP2000351637A - Mold for forming optical element, its production and optical element formed by using the mold - Google Patents
Mold for forming optical element, its production and optical element formed by using the moldInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】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
形により高精度に製造するのに使用される光学素子形成
用型及びその製造方法並びにその成形用型により得られ
た光学素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mold for forming an optical element used for manufacturing an optical element made of glass, such as a lens or a prism, with high precision by press-molding a glass material, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing the same. It relates to an optical element obtained by a molding die.
【0002】[0002]
【従来の技術】研磨工程を必要とせず、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、従来の製造
において必要とされた複雑な工程を無くし、簡単かつ安
価にレンズを製造することを可能とし、近年レンズのみ
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た。2. Description of the Related 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 conventional manufacturing, making it possible to manufacture a lens simply and inexpensively. In recent years, it has been used in the manufacture of optical elements made of not only lenses but also prisms and other glasses.
【0003】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、硬度、耐
酸化性、耐熱性、離型性、鏡面加工性等に優れているこ
とが挙げられる。従来、この種の型材としては、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
多く提案がなされている。いくつかの例を挙げるなら、
特開昭49−51112号公報には13Crマルテンサ
イト鋼が、特開昭52−45613号公報にはSiC及
びSi3N4が、特開昭59−121126号公報にはT
iC及び金属の混合材料が、特開昭60−246230
号公報には超硬合金に貴金属をコーティングした材料
が、また特開昭61−183134号公報、特開昭61
−281030号公報、特開平1−301864号公報
にはダイヤモンド薄膜もしくはダイヤモンド状炭素膜、
特開昭64−83529号公報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。The properties required of a mold used for press molding of such a glass optical element include excellent hardness, oxidation resistance, heat resistance, mold release properties, mirror workability, and the like. Can be Conventionally, this type of mold material has been metal,
Many proposals have been made such as ceramics and materials coated with them. To give some examples,
JP 13Cr martensitic steels in JP 49-51112 is, SiC and Si 3 N 4 in JP-A-52-45613 is, Japanese Patent Publication No. Sho 59-121126 T
A mixed material of iC and a metal is disclosed in JP-A-60-246230.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-183134 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-183134 disclose a material obtained by coating a hard metal with a noble metal.
-281030 and JP-A-1-301864 disclose a diamond thin film or a diamond-like carbon film,
JP-A-64-83529 proposes a material coated with a hard carbon film.
【0004】しかしながら、従来の型材料では、硬度、
耐酸化性、耐熱性、離型性、鏡面加工性を全て満足する
ものは得られていない。例えば、13マルテンサイト鋼
は酸化し易く、更に高温でFeがガラス中に拡散してガ
ラスが着色する欠点を持つ。However, in the conventional mold material, the hardness,
A product satisfying all of oxidation resistance, heat resistance, release property and mirror workability has not been obtained. For example, 13 martensitic steel is liable to be oxidized, and further has the disadvantage that Fe diffuses into the glass at a high temperature and the glass is colored.
【0005】また、SiC、Si3N4、TiC、ダイヤ
モンド薄膜、ダイヤモンド状炭素膜及び硬質炭素膜は、
材料の硬度が非常に高く機械的強度は優れているもの
の、加工性に劣り、高精度な型形状に加工することが困
難である。更には、SiC、Si3N4及びTiCでは、
高温で酸化が起こりガラスとの融着が生じる。Further, SiC, Si 3 N 4 , TiC, diamond thin film, diamond-like carbon film and hard carbon film are:
Although the hardness of the material is very high and the mechanical strength is excellent, the workability is poor and it is difficult to process the material into a highly accurate mold. Furthermore, in SiC, Si 3 N 4 and TiC,
Oxidation occurs at high temperature and fusion with glass occurs.
【0006】また、超硬合金母材上に貴金属薄膜、ダイ
ヤモンド薄膜、ダイヤモンド状炭素膜及び硬質炭素膜を
コーティングした型では、超硬合金を加工する手段とし
て、ダイヤモンド砥石を用いて加工することが一般的で
あるが、曲率の小さい球面や自由曲面等には加工できな
いという欠点を有している。ここでいう自由曲面とは、
非軸対称な非球面を含む面である。In a mold in which a precious metal thin film, a diamond thin film, a diamond-like carbon film and a hard carbon film are coated on a cemented carbide base material, it is possible to use a diamond grindstone as a means for processing the cemented carbide. Although it is general, it has a drawback that it cannot be processed into a spherical surface or a free-form surface with a small curvature. The free-form surface here means
This is a surface including a non-axisymmetric aspheric surface.
【0007】これらの改善策として、超硬合金母材上
に、容易に精密加工できる加工層として、特開平3−2
3230号公報では無電解Ni−Pメッキ膜、特開平7
−41326号公報ではPを含む3元合金{P−(N
i、Co、Fe)−(Si、Ti、Cu、Zr、Nb、
Mo、Ru、Rh、Pd、Hf、Ta、W、Re、O
s、Ir)}をコーティングし、この加工層に対して必
要な精密加工(切削加工)を施して転写面を形成し、こ
の加工層上に貴金属系の合金薄膜をコーティングする方
法が提案されているが、加工層は充分な硬度を有してお
らず、精密な形状に転写できなかったり、貴金属系の合
金薄膜は、軟らかく傷つき易いという欠点を有してい
た。[0007] As a measure for improvement, a working layer which can be easily precision machined on a cemented carbide base material is disclosed in
No. 3230 discloses an electroless Ni-P plating film.
No. 41326 discloses a ternary alloy containing P {P- (N
i, Co, Fe)-(Si, Ti, Cu, Zr, Nb,
Mo, Ru, Rh, Pd, Hf, Ta, W, Re, O
s, Ir)}, a processing surface is formed by performing necessary precision machining (cutting) on the processed layer, and a noble metal based alloy thin film is coated on the processed layer. However, the processed layer does not have sufficient hardness, cannot be transferred to a precise shape, and the noble metal-based alloy thin film is soft and easily damaged.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような従来の課題を解消し、従来の研削加工では実現で
きなかった自由曲面の形状を持った光学素子を、繰り返
しプレス成形を行っても、ガラスとの融着が生じず、精
密に形状が転写し、傷がつき難い光学素子成形用型及び
その光学素子形成用型の製造方法並びにその成形用型に
より得られる光学素子を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a conventional problem and to repeatedly press-mold an optical element having a free-form surface which cannot be realized by conventional grinding. However, the present invention provides an optical element molding die that does not fuse with glass, transfers the shape precisely, is hardly scratched, a method of manufacturing the optical element forming mold, and an optical element obtained by the molding die. Is to do.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明に従って、母材の
一部に光学素子を成形するための転写面を有する成形用
型であって、前記転写面は、前記母材上に形成された、
金属又は金属とその金属炭化物の混合物、又は金属とそ
の金属窒化物の混合物、又は金属とその金属炭窒化物の
混合物を主成分とする所望の形状と精度で加工された加
工層と、前記加工層の上に形成された、硬質炭素膜又は
貴金属系合金膜を主成分とする表面層を具備する光学素
子成形用型及びその光学素子形成用型の製造方法並びに
その成形用型により得られる光学素子が提供される。According to the present invention, there is provided a molding die having a transfer surface for forming an optical element on a part of a base material, wherein the transfer surface is formed on the base material. ,
A processed layer processed with a desired shape and precision mainly containing a metal or a mixture of a metal and a metal carbide thereof, or a mixture of a metal and a metal nitride thereof, or a mixture of a metal and a metal carbonitride thereof; For forming an optical element having a surface layer mainly composed of a hard carbon film or a noble metal alloy film formed on a layer, a method of manufacturing the optical element forming mold, and an optical element obtained by the molding die An element is provided.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail.
【0011】母材は、アルミナ又はジルコニアを主成分
とする酸化物系セラミックス、炭化珪素、窒化珪素、炭
化チタン、窒化チタン又は炭化タングステンを主成分と
する炭化物・窒化系セラミックス、炭化タングステンを
主成分とする超硬合金、モリブデン、タングステン又は
タンタルを主成分とする金属であり、好ましくは炭化タ
ングステンを主成分とする超硬合金である。The base material is an oxide ceramic containing alumina or zirconia as a main component, a carbide / nitride ceramic containing silicon carbide, silicon nitride, titanium carbide, titanium nitride or tungsten carbide as a main component, and tungsten carbide as a main component. And a metal containing molybdenum, tungsten or tantalum as a main component, and preferably a cemented carbide mainly containing tungsten carbide.
【0012】加工層は、ニッケル(Ni)、コバルト
(Co)及び鉄(Fe)の中から選ばれる1種と、銅
(Cu)、シリコン(Si)、チタン(Ti)、クロム
(Cr)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モ
リブデン(Mo)、ハフニウム(Hf)、タンタル(T
a)及びタングステン(W)から選ばれる1種類との合
金、又はその合金及びその合金の炭化物との混合物、又
はその合金の窒化物との混合物、又はその合金の炭窒化
物との混合物、もしくは、ニッケル(Ni)、コバルト
(Co)及び鉄(Fe)の中から選ばれる1種とリン
(P)の2元合金、又はその合金とその合金の炭化物と
の混合物、又はその合金の窒化物との混合物、又はその
合金の炭窒化物との混合物、もしくは、ニッケル(N
i)、コバルト(Co)及び鉄(Fe)の中から選ばれ
る1種と、銅(Cu)、シリコン(Si)、チタン(T
i)、クロム(Cr)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ
(Nb)、モリブデン(Mo)、ハフニウム(Hf)、
タンタル(Ta)及びタングステン(W)から選ばれる
1種類と、リン(P)の3元合金、又はその合金とその
合金の炭化物との混合物、又はその合金の窒化物との混
合物、又はその合金の炭窒化物との混合物であり、加工
性の面で好ましくは、(Ni、Co、Fe)−Pのリン
化合物とその金属炭化物、金属窒化物、金属炭窒化物の
混合物であり、更に母材が炭化タングステンを主成分と
する超硬合金の場合、密着性で(Ni、Co、Fe)−
Pのリン化合物にCu、Cr又はTiのいずれかを添加
した3元合金とその金属炭化物、金属窒化物、金属炭窒
化物の混合物が望ましい。The working layer is made of one selected from nickel (Ni), cobalt (Co), and iron (Fe), and copper (Cu), silicon (Si), titanium (Ti), chromium (Cr), Zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), hafnium (Hf), tantalum (T
a) an alloy with one selected from tungsten and tungsten (W), or a mixture of the alloy with a carbide of the alloy, a mixture of the alloy with a nitride, or a mixture of the alloy with a carbonitride, or , Nickel (Ni), cobalt (Co) and iron (Fe) binary alloys of phosphorus (P), or a mixture of the alloys and carbides of the alloys, or nitrides of the alloys Or a mixture of the alloy with a carbonitride, or nickel (N
i), one selected from cobalt (Co) and iron (Fe), and copper (Cu), silicon (Si), titanium (T
i), chromium (Cr), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), hafnium (Hf),
One type selected from tantalum (Ta) and tungsten (W) and a ternary alloy of phosphorus (P), or a mixture of the alloy and a carbide of the alloy, or a mixture of a nitride of the alloy, or an alloy thereof And a mixture of a (Ni, Co, Fe) -P phosphorus compound and a metal carbide, a metal nitride, or a metal carbonitride thereof. When the material is a cemented carbide containing tungsten carbide as a main component, (Ni, Co, Fe)-
A mixture of a ternary alloy in which one of Cu, Cr and Ti is added to a phosphorus compound of P and a metal carbide, metal nitride, and metal carbonitride thereof is desirable.
【0013】コーティング法としては、スッパタリング
法、イオンプレーティング法及び蒸着法等が用いられ、
好ましくは、スパッタリング法において、金属ターゲッ
トを用いて、導入ガスとして、アルゴンの様な不活性ガ
ス、不活性ガス及びメタンガス、不活性ガス及び窒素ガ
ス、又はアルゴンの様な不活性ガス、メタンガス及び窒
素ガスを用いて成膜することが母材との密着性の点で望
ましい。膜厚としては、所望の転写面の形状により異な
るが、通常200μm以下が望ましい。As the coating method, a sputtering method, an ion plating method, a vapor deposition method and the like are used.
Preferably, in a sputtering method, a metal target is used, and as an introduction gas, an inert gas such as argon, an inert gas and methane gas, an inert gas and nitrogen gas, or an inert gas such as argon, methane gas and nitrogen. It is desirable to form a film using a gas in terms of adhesion to a base material. The thickness of the film varies depending on the desired shape of the transfer surface, but is generally preferably 200 μm or less.
【0014】更に、スパッタする際、母材を成形温度以
上に加熱し、成膜開始時に、母材に−300V以上を印
加して成膜することが、母材と加工層の密着性の面で好
ましい。Further, when sputtering, the base material is heated to a molding temperature or higher, and at the start of film formation, a film is formed by applying a voltage of -300 V or more to the base material. Is preferred.
【0015】中間層は、チタン、タンタル、クロム、シ
リコンから選ばれる1種の炭化物、窒化物又は炭窒化物
であり、望ましくは窒化チタン(TiN)である。コー
ティング法としては、スッパタリング法及びイオンプレ
ーティング法等が用いられる。膜厚としては0.1〜3
μmが望ましい。The intermediate layer is one kind of carbide, nitride or carbonitride selected from titanium, tantalum, chromium and silicon, and is preferably titanium nitride (TiN). As the coating method, a sputtering method, an ion plating method, or the like is used. 0.1-3
μm is desirable.
【0016】表面層としては、硬質炭素膜が表面硬度の
面で望ましく、コーティング法としては、高周波プラズ
マCVD法、イオンビーム蒸着法及びスパッタリング法
等が用いられる。膜厚としては10nm〜1μmが望ま
しい。また、本発明でいう、硬質炭素膜とは、研究者に
より、この膜を水素化アモルファス炭素膜、ダイヤモン
ド状炭素膜(又は、DLC膜:diamond−lik
e carbon)、i−C膜とも称されることがあ
る。As the surface layer, a hard carbon film is desirable in terms of surface hardness, and as a coating method, a high frequency plasma CVD method, an ion beam evaporation method, a sputtering method, or the like is used. The thickness is desirably 10 nm to 1 μm. Further, the term “hard carbon film” as used in the present invention refers to a hydrogenated amorphous carbon film, a diamond-like carbon film (or DLC film: diamond-like) by a researcher.
e carbon) or i-C film.
【0017】また、表面層の白金(Pt)、パラジウム
(Pd)、イリジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、オ
スミウム(Os)、ルテニウム(Ru)、レニウム(R
e)、金(Au)、タングステン(W)及びタンタル
(Ta)から選ばれるの1種以上の金属又は合金薄膜の
コーティング法としては、スッパタリング法及び真空蒸
着法等が用いられる。膜厚としては表面硬度の面から
0.1〜1μmが望ましい。Further, platinum (Pt), palladium (Pd), iridium (Ir), rhodium (Rh), osmium (Os), ruthenium (Ru), rhenium (R
e) As a coating method of one or more metal or alloy thin films selected from gold (Au), tungsten (W), and tantalum (Ta), a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like is used. The thickness is desirably 0.1 to 1 μm from the viewpoint of surface hardness.
【0018】本発明では、特に成形型母材をアルミナ又
はジルコニアを主成分とする酸化物系セラミックス、炭
化珪素、窒化珪素、炭化チタン、窒化チタン又は炭化タ
ングステンを主成分とする炭化物・窒化系セラミック
ス、モリブデン、タングステン又はタンタルを主成分と
する金属、炭化タングステンを主成分とする超硬合金に
することにより、プレス成形に耐える硬度を持たせ、母
材上の加工層として、ニッケル(Ni)、コバルト(C
o)及び鉄(Fe)の中から選ばれる1種と、銅(C
u)、シリコン(Si)、チタン(Ti)、クロム(C
r)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブ
デン(Mo)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)
及びタングステン(W)から選ばれる1種類との合金、
又はその合金及びその合金の炭化物との混合物、又はそ
の合金の窒化物との混合物、又はその合金の炭窒化物と
の混合物、もしくは、ニッケル(Ni)、コバルト(C
o)及び鉄(Fe)の中から選ばれる1種とリン(P)
の2元合金、又はその合金とその合金の炭化物との混合
物、又はその合金の窒化物との混合物、又はその合金の
炭窒化物との混合物、もしくは、ニッケル(Ni)、コ
バルト(Co)及び鉄(Fe)の中から選ばれる1種
と、銅(Cu)、シリコン(Si)、チタン(Ti)、
クロム(Cr)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(N
b)、モリブデン(Mo)、ハフニウム(Hf)、タン
タル(Ta)及びタングステン(W)から選ばれる1種
類と、リン(P)の3元合金、又はその合金とその合金
の炭化物との混合物、又はその合金の窒化物との混合
物、又はその合金の炭窒化物との混合物にすることによ
り、容易に所望の形状にダイヤモンドバイト等による切
削加工及び均等研磨が可能となり、成形する際、圧力が
かかっても変形しない硬度が得られ、加工層の上に中間
層として、チタン、タンタル、クロム、シリコンから選
ばれる1種の炭化物、窒化物又は炭窒化物を形成し、更
に中間層の上に、表面層として硬質炭素膜を形成するこ
とにより、傷がつき難く、ガラスとの離型性の優れた光
学素子成形用型を得ることができた。In the present invention, in particular, the mold base material is an oxide ceramic containing alumina or zirconia as a main component, a carbide / nitride ceramic containing silicon carbide, silicon nitride, titanium carbide, titanium nitride or tungsten carbide as a main component. , A metal mainly composed of molybdenum, tungsten or tantalum, or a cemented carbide mainly composed of tungsten carbide, has a hardness that can withstand press forming, and has a nickel (Ni), Cobalt (C
o) and one selected from iron (Fe) and copper (C
u), silicon (Si), titanium (Ti), chromium (C
r), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), hafnium (Hf), tantalum (Ta)
And an alloy with one selected from tungsten (W),
Or a mixture of the alloy with a carbide of the alloy, or a mixture of the alloy with a nitride, or a mixture of the alloy with a carbonitride, or nickel (Ni), cobalt (C
o) and one selected from iron (Fe) and phosphorus (P)
Or a mixture of the alloy with a carbide of the alloy, or a mixture with a nitride of the alloy, or a mixture with a carbonitride of the alloy, or nickel (Ni), cobalt (Co) and One selected from iron (Fe), copper (Cu), silicon (Si), titanium (Ti),
Chromium (Cr), zirconium (Zr), niobium (N
b) one selected from molybdenum (Mo), hafnium (Hf), tantalum (Ta) and tungsten (W), and a ternary alloy of phosphorus (P), or a mixture of the alloy and a carbide of the alloy; Or, by forming a mixture with a nitride of the alloy or a mixture with a carbonitride of the alloy, it is possible to easily perform a cutting process and a uniform polishing with a diamond bite or the like to a desired shape, and when forming, the pressure is reduced. Hardness that does not deform even if it is applied is obtained, and one type of carbide, nitride or carbonitride selected from titanium, tantalum, chromium, silicon is formed as an intermediate layer on the processed layer, and further on the intermediate layer By forming the hard carbon film as the surface layer, it was possible to obtain an optical element molding die which was hardly damaged and excellent in releasability from glass.
【0019】また、硬質炭素膜の代わりに、白金(P
t)、パラジウム(Pd)、イリジウム(Ir)、ロジ
ウム(Rh)、オスミウム(Os)、ルテニウム(R
u)、レニウム(Re)、金(Au)、タングステン
(W)及びタンタル(Ta)から選ばれるの1種以上の
金属又は合金薄膜を、膜厚として0.1〜1μmの範囲
であれば、充分実用レベルの表面硬度が得られる。In place of the hard carbon film, platinum (P
t), palladium (Pd), iridium (Ir), rhodium (Rh), osmium (Os), ruthenium (R
u), at least one metal or alloy thin film selected from rhenium (Re), gold (Au), tungsten (W) and tantalum (Ta) as long as the thickness is in the range of 0.1 to 1 μm. A sufficiently practical surface hardness can be obtained.
【0020】[0020]
【実施例】以下に、具体的に実施例を挙げて本発明をよ
り詳細に説明する。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.
【0021】(実施例1)図1は、実施例1の光学素子
成形用型の模式断面図である。成形型母材1はWCを主
成分とする超硬合金を、所望の自由曲面の近似形状に放
電加工した後、この放電加工面上の放電加工変質層を3
μm除去したものである。Example 1 FIG. 1 is a schematic sectional view of an optical element molding die of Example 1. The mold base material 1 is obtained by subjecting a cemented carbide mainly composed of WC to electric discharge machining into an approximate shape of a desired free-form surface, and then forming an electric discharge machine-affected layer on the electric discharge machined surface by 3.
μm is removed.
【0022】次に、この母材1を450℃に加熱し、N
i−Pターゲットを用い、導入ガスとしてアルゴン及び
メタンを用い、成膜初期時に母材1に−500Vに直流
バイアスを印加したスパッタ成膜によりNi−PとNi
−Pの炭化物との混合膜の加工層2を50μmの膜厚に
形成した(母材1に印加する直流バイアスは、加工層の
膜厚が1μmになるまで印加)。Next, the base material 1 is heated to 450 ° C.
Ni-P and Ni were formed by sputtering using an i-P target, using argon and methane as introduced gases, and applying a DC bias of -500 V to the base material 1 at the initial stage of film formation.
A processed layer 2 of a mixed film with -P carbide was formed to a thickness of 50 μm (DC bias applied to the base material 1 was applied until the thickness of the processed layer became 1 μm).
【0023】そして、この加工層を、ダイヤモンドバイ
トにより所望の自由曲面形状に切削加工を行い、均等研
磨により仕上げ加工を行った。更に、この加工層2上
に、イオンビーム蒸着法により硬質炭素膜の表面層4を
100nmの膜厚に形成した。この型のビッカース硬度
を測定したところ、1910Kg/mm2であった。Then, the processed layer was cut into a desired free-form surface by a diamond tool, and finished by uniform polishing. Further, a surface layer 4 of a hard carbon film having a thickness of 100 nm was formed on the processed layer 2 by an ion beam evaporation method. The Vickers hardness of this mold was measured to be 1910 Kg / mm 2 .
【0024】この型にリン酸系ガラスを用いて連続成形
機により成形温度420℃でガラス成形を行った所、3
000ショット成形後も良好な成形品が得られ、また、
型材表面の劣化も観察されなかった。When a glass was formed at a molding temperature of 420 ° C. by a continuous molding machine using a phosphate glass in this mold,
Good molded products are obtained even after 000 shot molding,
No deterioration of the mold surface was observed.
【0025】(実施例2)図2は、実施例2の光学素子
成形用型の模式断面図である。成形型母材1はWCを主
成分とする超硬合金を、所望の自由曲面の近似形状に放
電加工した後、この放電加工面上の放電加工変質層を3
μm除去したものである。Example 2 FIG. 2 is a schematic sectional view of an optical element molding die according to Example 2. The mold base material 1 is obtained by subjecting a cemented carbide mainly composed of WC to electric discharge machining into an approximate shape of a desired free-form surface, and then forming an electric discharge machine-affected layer on the electric discharge machined surface by 3.
μm is removed.
【0026】次に、この母材1を450℃に加熱し、N
i−Pターゲットを用い、導入ガスとしてアルゴン及び
メタンを用い、成膜初期時に母材1に−500Vに直流
バイアスを印加したスパッタ成膜によりNi−PとNi
−Pの炭化物との混合膜の加工層2を50μmの膜厚に
形成した(母材1に印加する直流バイアスは、加工層の
膜厚が1μmになるまで印加)。Next, the base material 1 is heated to 450 ° C.
Ni-P and Ni were formed by sputtering using an i-P target, using argon and methane as introduced gases, and applying a DC bias of -500 V to the base material 1 at the initial stage of film formation.
A processed layer 2 of a mixed film with -P carbide was formed to a thickness of 50 μm (DC bias applied to the base material 1 was applied until the thickness of the processed layer became 1 μm).
【0027】そして、この加工層を、ダイヤモンドバイ
トにより所望の自由曲面形状に切削加工を行い、均等研
磨により仕上げ加工を行った。更に、この加工層2上
に、イオンプレーティング法によりTiN膜の中間層3
を1μmの膜厚に形成した。最後に、この中間層3上
に、イオンビーム蒸着法により硬質炭素膜の表面層4を
100nmの膜厚に形成した。この型のビッカース硬度
を測定したところ、2110Kg/mm2であった。Then, this processed layer was cut into a desired free-form surface by a diamond tool, and finished by uniform polishing. Further, an intermediate layer 3 of a TiN film is formed on the processed layer 2 by an ion plating method.
Was formed to a thickness of 1 μm. Finally, a surface layer 4 of a hard carbon film having a thickness of 100 nm was formed on the intermediate layer 3 by an ion beam evaporation method. The Vickers hardness of this mold was measured to be 2110 kg / mm 2 .
【0028】この型にリン酸系ガラスを用いて連続成形
機により成形温度420℃でガラス成形を行った所、3
000ショット成形後も良好な成形品が得られ、また、
型材表面の劣化も観察されなかった。The glass was formed at a molding temperature of 420 ° C. by a continuous molding machine using phosphate glass in this mold.
Good molded products are obtained even after 000 shot molding,
No deterioration of the mold surface was observed.
【0029】(実施例3)実施例1において、加工層の
Ni−PとNi−Pの炭化物との混合膜を形成する代わ
りに、Ni−P−CuとNi−P−Cuの炭化物との混
合膜を形成する以外は、実施例1と同様にして光学素子
成形用型を製造した。この型のビッカース硬度及びガラ
ス成形性を測定したところ、実施例1と同等であった。(Example 3) In Example 1, instead of forming a mixed film of Ni-P and a carbide of Ni-P of the working layer, Ni-P-Cu and a carbide of Ni-P-Cu were used. An optical element molding die was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a mixed film was formed. The Vickers hardness and glass moldability of this mold were measured and found to be the same as in Example 1.
【0030】(実施例4)実施例2において、加工層の
Ni−PとNi−Pの炭化物との混合膜を形成する代わ
りに、Ni−P−CuとNi−P−Cuの炭化物との混
合膜を形成する以外は、実施例2と同様にして光学素子
成形用型を製造した。この型のビッカース硬度及びガラ
ス成形性を測定したところ、実施例2と同等であった。(Example 4) In Example 2, instead of forming a mixed film of Ni-P and a carbide of Ni-P of the processed layer, Ni-P-Cu and a carbide of Ni-P-Cu were used. An optical element molding die was manufactured in the same manner as in Example 2 except that a mixed film was formed. The Vickers hardness and glass moldability of this mold were measured and found to be the same as in Example 2.
【0031】(比較例1)実施例1において、中間層及
び硬質炭素膜を形成する代わりに、加工層2上に、スパ
ッタ法によりPt−Ir膜の表面層5を3μmの膜厚に
形成する以外は、実施例1と同様にして光学素子成形用
型を製造した。この型のビッカース硬度を測定したとこ
ろ、160Kg/mm2であった。(Comparative Example 1) In Example 1, instead of forming the intermediate layer and the hard carbon film, a surface layer 5 of a Pt-Ir film is formed to a thickness of 3 μm on the processed layer 2 by sputtering. Except for the above, an optical element molding die was manufactured in the same manner as in Example 1. When the Vickers hardness of this mold was measured, it was 160 kg / mm 2 .
【0032】この型を連続成形機を用いてガラス成形
(クラウン系ガラス)を行った所、3000ショット成
形後も良好な成形品が得られ、また型材表面の劣化も観
察されなかったが、この型をシルボン紙で拭いたところ
ゴミ(異物)を巻き込んだと思われる細かな傷が入っ
た。When this mold was subjected to glass molding (crown-based glass) using a continuous molding machine, a good molded product was obtained even after 3000 shot molding, and no deterioration of the mold material surface was observed. When the mold was wiped with silbon paper, small scratches were thought to have appeared on the surface, which seemed to involve dust (foreign matter).
【0033】(実施例5)実施例1において、加工層の
Ni−PとNi−Pの炭化物との混合膜を形成する代わ
りに、導入ガスをアルゴンのみとしてNi−P膜を形成
する以外は、実施例1と同様にして光学素子成形用型を
製造した。この型のビッカース硬度を測定したところ、
800Kg/mm2であった。(Example 5) In Example 1, instead of forming a mixed film of Ni-P and a carbide of Ni-P of the processing layer, except that the introduced gas was only argon, a Ni-P film was formed. In the same manner as in Example 1, an optical element molding die was manufactured. When the Vickers hardness of this mold was measured,
It was 800 kg / mm 2 .
【0034】この型にリン酸系ガラスを用いて連続成形
機により成形温度420℃でガラス成形を行った所、3
000ショット成形後も良好な成形品が得られ、また、
型材表面の劣化も観察されなかった。The glass was formed at a molding temperature of 420 ° C. by a continuous molding machine using phosphate glass in this mold.
Good molded products are obtained even after 000 shot molding,
No deterioration of the mold surface was observed.
【0035】(実施例6)実施例2において、加工層の
Ni−PとNi−Pの炭化物との混合膜を形成する代わ
りに、導入ガスをアルゴン及び窒素ガスを用いてNi−
PとNi−P窒化物との混合膜を形成する以外は、実施
例2と同様にして光学素子成形用型を製造した。この型
のビッカース硬度を測定したところ、2300Kg/m
m2であった。(Example 6) In Example 2, instead of forming a mixed film of Ni-P and a carbide of Ni-P of the processing layer, Ni-P was introduced by using argon and nitrogen gas as the introduced gas.
An optical element molding die was manufactured in the same manner as in Example 2 except that a mixed film of P and Ni-P nitride was formed. When the Vickers hardness of this mold was measured, it was 2300 kg / m.
m 2 .
【0036】この型にリン酸系ガラスを用いて連続成形
機により成形温度420℃でガラス成形を行った所、3
000ショット成形後も良好な成形品が得られ、また、
型材表面の劣化も観察されなかった。Glass molding was performed at a molding temperature of 420 ° C. by a continuous molding machine using phosphoric acid glass in this mold.
Good molded products are obtained even after 000 shot molding,
No deterioration of the mold surface was observed.
【0037】(実施例7)実施例2において、加工層の
Ni−PとNi−Pの炭化物との混合膜を形成する代わ
りに、導入ガスをアルゴン、メタンガス及び窒素ガスを
用いてNi−PとNi−Pの炭窒化膜との混合膜を形成
する以外は、実施例2と同様にして光学素子成形用型を
製造した。この型のビッカース硬度を測定したところ、
2420Kg/mm2であった。(Example 7) In Example 2, instead of forming a mixed film of Ni-P and a carbide of Ni-P of the processed layer, Ni-P was introduced by using argon, methane gas and nitrogen gas as an introduction gas. An optical element molding die was manufactured in the same manner as in Example 2, except that a mixed film of Ni and a carbonitride film of Ni-P was formed. When the Vickers hardness of this mold was measured,
It was 2420 kg / mm 2 .
【0038】この型にリン酸系ガラスを用いて連続成形
機により成形温度420℃でガラス成形を行った所、3
000ショット成形後も良好な成形品が得られ、また、
型材表面の劣化も観察されなかった。Glass molding was performed at a molding temperature of 420 ° C. by a continuous molding machine using phosphate glass in this mold.
Good molded products are obtained even after 000 shot molding,
No deterioration of the mold surface was observed.
【0039】(比較例2)実施例2において、硬質炭素
膜を形成しない以外は実施例2と同様にして光学素子成
形用型を製造した。この型のビッカース硬度を測定した
ところ、1900Kg/mm2であった。Comparative Example 2 An optical element molding die was manufactured in the same manner as in Example 2 except that the hard carbon film was not formed. When the Vickers hardness of this mold was measured, it was 1900 kg / mm 2 .
【0040】この型にリン酸系ガラスを用いて連続成形
機により成形温度420℃でガラス成形を行った所、1
ショット目からガラスとの融着が起こり、良好な成形品
が得られなかった。The glass was formed at a molding temperature of 420 ° C. by a continuous molding machine using phosphoric acid glass in this mold.
From the shot, fusion with glass occurred, and a good molded product could not be obtained.
【0041】(比較例3)比較例2と同様に光学素子成
形用型を成形した。この型にホウ酸系ガラスを用いて連
続成形機により成形温度560℃でガラス成形を行った
所、100ショット成形後、加工層に亀裂が生じて、良
好な成型品が得られなかった。Comparative Example 3 A mold for molding an optical element was molded in the same manner as in Comparative Example 2. When a glass was formed at a molding temperature of 560 ° C. by a continuous molding machine using boric acid glass in this mold, cracks occurred in the processed layer after 100 shots were formed, and a good molded product was not obtained.
【0042】(比較例4)実施例2において、成膜初期
時に母材1に印加する直流バイアスを、0V、−150
V、−300Vに変更する以外は、実施例2と同様にし
て光学素子成形用型を製造した。(Comparative Example 4) In Example 2, the DC bias applied to the base material 1 at the initial stage of film formation was 0 V, -150.
A mold for molding an optical element was manufactured in the same manner as in Example 2 except that V and -300 V were changed.
【0043】この型にリン酸系ガラスを用いて連続成型
機により成形温度420℃でガラス成形を行ったとこ
ろ、直流バイアス0V、−150Vにしたものは、50
0ショット成形後、加工層が母材から剥がれて、良好な
成型品が得られなかった。Glass molding was performed at a molding temperature of 420 ° C. using a phosphoric acid-based glass in this mold by a continuous molding machine.
After the 0-shot molding, the processed layer was peeled off from the base material, and a good molded product was not obtained.
【0044】直流バイアスを−300Vにしたものは、
実施例2と同様の結果が得られた。When the DC bias is -300 V,
The same result as in Example 2 was obtained.
【0045】(実施例8)実施例2において、加工層を
形成する際、ターゲットのNi−P膜を用いる代わり
に、(Ni、Co、Fe)−(Cu、Si、Ti、C
r、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W)の組み合わせ
の2元合金をターゲットを用いる以外は、実施例2と同
様にして光学素子成形用型を製造した。この型のビッカ
ース硬度及びガラス成形性を測定したところ、実施例2
と同等であった。結果を表1に示す。(Eighth Embodiment) In the second embodiment, when forming a processed layer, instead of using a target Ni-P film, (Ni, Co, Fe)-(Cu, Si, Ti, C
An optical element molding die was manufactured in the same manner as in Example 2 except that a target was a binary alloy of a combination of r, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, and W). When the Vickers hardness and glass moldability of this mold were measured, Example 2
Was equivalent to Table 1 shows the results.
【0046】[0046]
【表1】 [Table 1]
【0047】また、アルゴン及びメタンガスの代わり
に、アルゴンのみ、アルゴン及び窒素ガス、又はアルゴ
ンとメタンガス及び窒素ガスを用いても、実施例5〜7
と同様の結果が得られた。Further, in place of argon and methane gas, only argon, argon and nitrogen gas, or argon, methane gas and nitrogen gas were used.
The same result as was obtained.
【0048】(実施例9)実施例2において、加工層を
形成する際、ターゲットのNi−Pを用いる代わりに、
(Ni、Co、Fe)−P−(Cu、Si、Ti、C
r、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W)の組み合わせ
の2元及び3元合金のターゲットを用いる以外は、実施
例2と同様にして光学素子成形用型を製造する。この型
のビッカース硬度及びガラス成形性を測定したところ、
実施例2と同等であった。結果を表2に示す。(Embodiment 9) In Embodiment 2, when forming a processed layer, instead of using Ni-P as a target,
(Ni, Co, Fe) -P- (Cu, Si, Ti, C
An optical element molding die is manufactured in the same manner as in Example 2 except that a binary and ternary alloy target of a combination of r, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, and W) is used. When measuring the Vickers hardness and glass moldability of this mold,
It was equivalent to Example 2. Table 2 shows the results.
【0049】[0049]
【表2】 [Table 2]
【0050】また、アルゴン及びメタンガスの代わり
に、アルゴンのみ、アルゴン及び窒素ガス、又はアルゴ
ンとメタンガス及び窒素ガスを用いても、実施例5〜7
と同様の結果が得られた。Also, in place of argon and methane gas, only argon, argon and nitrogen gas, or argon, methane gas and nitrogen gas were used.
The same result as was obtained.
【0051】(実施例10)実施例2において、中間層
のTiN膜を形成する代わりに、チタン、タンタル、ク
ロム、シリコンから選ばれる1種の炭化物、窒化物又は
炭窒化物を形成する以外は、実施例2と同様にして光学
素子成形用型を製造した。この型のビッカース硬度及び
ガラス成形性を測定したところ、実施例2と同等であっ
た。結果を表3に示す。(Example 10) In Example 2, a carbide, nitride or carbonitride selected from titanium, tantalum, chromium and silicon is formed instead of forming the TiN film of the intermediate layer. In the same manner as in Example 2, an optical element molding die was manufactured. The Vickers hardness and glass moldability of this mold were measured and found to be the same as in Example 2. Table 3 shows the results.
【0052】[0052]
【表3】 [Table 3]
【0053】(実施例11)実施例2において、表面層
の硬質炭素膜を形成する代わりに、Pt、Pd、Ir、
Rh、Os、Ru、Re、Au、W及びTaの組み合わ
せの2元以上の合金を0.5μmの膜厚に形成する以外
は、実施例2と同様にして光学素子成形用型を製造し
た。この型のビッカース硬度及びガラス成形性を測定し
たところ、実施例2と同等であった。結果を表4に示
す。Example 11 Instead of forming the hard carbon film of the surface layer in Example 2, Pt, Pd, Ir,
An optical element molding die was manufactured in the same manner as in Example 2, except that a binary alloy of a combination of Rh, Os, Ru, Re, Au, W, and Ta was formed to a thickness of 0.5 μm. The Vickers hardness and glass moldability of this mold were measured and found to be the same as in Example 2. Table 4 shows the results.
【0054】[0054]
【表4】 [Table 4]
【0055】(実施例12)実施例2において、成形型
母材をWCを主成分とする超硬合金を用いる代わりに、
アルミナ又はジルコニアを主成分とする酸化物系セラミ
ックス、炭化珪素、窒化珪素、炭化チタン又は窒化チタ
ンを主成分とする炭化物・窒化系セラミックス、モリブ
デン、タングステン又はタンタルを主成分とする金属を
用いる以外は、実施例2と同様に光学素子成形用型を製
造する。この型のビッカース硬度及びガラス成形性を測
定したところ、実施例2と同等であった。結果を表5に
示す。(Example 12) In Example 2, instead of using a cemented carbide mainly composed of WC as the base material of the molding die,
Except for using oxide ceramics mainly composed of alumina or zirconia, silicon carbide, silicon nitride, carbide / nitride ceramics mainly composed of titanium carbide or titanium nitride, molybdenum, tungsten or metal mainly composed of tantalum. In the same manner as in Example 2, an optical element molding die is manufactured. The Vickers hardness and glass moldability of this mold were measured and found to be the same as in Example 2. Table 5 shows the results.
【0056】[0056]
【表5】 [Table 5]
【0057】本発明の実施例では、母材、加工層、中間
層、表面層において、各々成分を変えたが、これらの組
み合わせでも、同様の効果が得られることは言うまでも
ない。In the embodiment of the present invention, the components are changed in the base material, the processed layer, the intermediate layer, and the surface layer. However, it is needless to say that the same effect can be obtained by combining these.
【0058】[0058]
【発明の効果】以上説明したように、特に、母材をアル
ミナ又はジルコニアを主成分とする酸化物系セラミック
ス、炭化珪素、窒化珪素、炭化チタン、窒化チタン又は
炭化タングステンを主成分とする炭化物・窒化系セラミ
ックス、モリブデン、タングステン又はタンタルを主成
分とする金属、炭化タングステンを主成分とする超硬合
金にすることにより、プレス成形に耐える硬度を持た
せ、母材上の加工層として、ニッケル(Ni)、コバル
ト(Co)及び鉄(Fe)の中から選ばれる1種と、銅
(Cu)、シリコン(Si)、チタン(Ti)、クロム
(Cr)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モ
リブデン(Mo)、ハフニウム(Hf)、タンタル(T
a)及びタングステン(W)から選ばれる1種類との合
金、その合金及びその合金の炭化物との混合物、又はそ
の合金の窒化物との混合物、又はその合金の炭窒化物と
の混合物、もしくは、ニッケル(Ni)、コバルト(C
o)及び鉄(Fe)の中から選ばれる1種とリン(P)
の2元合金、又はその合金とその合金の炭化物との混合
物、又はその合金の窒化物との混合物、又はその合金の
炭窒化物との混合物、もしくは、ニッケル(Ni)、コ
バルト(Co)及び鉄(Fe)の中から選ばれる1種
と、銅(Cu)、シリコン(Si)、チタン(Ti)、
クロム(Cr)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(N
b)、モリブデン(Mo)、ハフニウム(Hf)、タン
タル(Ta)及びタングステン(W)から選ばれる1種
類と、リン(P)の3元合金、又はその合金とその合金
の炭化物との混合物、又はその合金の窒化物との混合
物、又はその合金の炭窒化物との混合物とすることで、
容易に所望の形状にダイヤモンドバイト等による切削加
工及び均等研磨が可能となり、成形する際、圧力がかか
っても変形しない硬度が得られた。そして加工層の上
に、表面層として硬質炭素膜又は白金(Pt)、パラジ
ウム(Pd)、イリジウム(Ir)、ロジウム(R
h)、オスミウム(Os)、ルテニウム(Ru)、レニ
ウム(Re)、金(Au)、タングステン(W)及びタ
ンタル(Ta)から選ばれるの1種以上の金属又は合金
薄膜を形成することにより、傷がつき難く、ガラスとの
離型性の優れた光学素子成形用型を得ることができた。
更に、加工層と表面層の間に中間層として、チタン、タ
ンタル、クロム、シリコンから選ばれる1種の炭化物、
窒化物又は炭窒化物を形成することにより、より硬度が
向上した。As described above, in particular, oxide-based ceramics whose base material is mainly alumina or zirconia, carbides whose main components are silicon carbide, silicon nitride, titanium carbide, titanium nitride or tungsten carbide. By using nitride-based ceramics, metal containing molybdenum, tungsten or tantalum as a main component, and cemented carbide containing tungsten carbide as a main component, it has hardness enough to withstand press forming. Ni), one selected from cobalt (Co) and iron (Fe), and copper (Cu), silicon (Si), titanium (Ti), chromium (Cr), zirconium (Zr), niobium (Nb) , Molybdenum (Mo), hafnium (Hf), tantalum (T
a) and an alloy with one selected from tungsten (W), a mixture of the alloy and a carbide of the alloy, or a mixture of the alloy with a nitride, or a mixture of the alloy with a carbonitride, or Nickel (Ni), cobalt (C
o) and one selected from iron (Fe) and phosphorus (P)
Or a mixture of the alloy with a carbide of the alloy, or a mixture with a nitride of the alloy, or a mixture with a carbonitride of the alloy, or nickel (Ni), cobalt (Co) and One selected from iron (Fe), copper (Cu), silicon (Si), titanium (Ti),
Chromium (Cr), zirconium (Zr), niobium (N
b) one selected from molybdenum (Mo), hafnium (Hf), tantalum (Ta) and tungsten (W), and a ternary alloy of phosphorus (P), or a mixture of the alloy and a carbide of the alloy; Or by a mixture with a nitride of the alloy, or a mixture with a carbonitride of the alloy,
Cutting and uniform polishing with a diamond tool or the like can be easily performed into a desired shape, and a hardness that does not deform even when pressure is applied during molding is obtained. Then, on the processed layer, a hard carbon film or platinum (Pt), palladium (Pd), iridium (Ir), rhodium (R
h) by forming at least one metal or alloy thin film selected from osmium (Os), ruthenium (Ru), rhenium (Re), gold (Au), tungsten (W) and tantalum (Ta). It was possible to obtain an optical element molding die which was hardly damaged and excellent in mold releasability from glass.
Further, as an intermediate layer between the processed layer and the surface layer, one kind of carbide selected from titanium, tantalum, chromium, and silicon;
By forming a nitride or a carbonitride, the hardness was further improved.
【図1】本発明の実施例1の光学素子成形用型の模式断
面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of an optical element molding die according to Example 1 of the present invention.
【図2】本発明の実施例2の光学素子成形用型の模式断
面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of an optical element molding die according to Example 2 of the present invention.
1 成形型母材 2 加工層 3 中間層 4 表面層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mold base material 2 Working layer 3 Intermediate layer 4 Surface layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山道 伸浩 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 宮崎 直 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 Fターム(参考) 4G015 HA01 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Nobuhiro Yamamichi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Nao Miyazaki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Co., Ltd. F-term (reference) 4G015 HA01
Claims (9)
転写面を有する成形用型であって、前記転写面は、前記
母材上に形成された、金属又は金属とその金属炭化物の
混合物、又は金属とその金属窒化物の混合物、又は金属
とその金属炭窒化物の混合物を主成分とする所望の形状
と精度で加工された加工層と、前記加工層上に形成され
た、硬質炭素膜又は貴金属系合金膜を主成分とする表面
層を有することを特徴とする光学素子成形用型。1. A molding die having a transfer surface for forming an optical element on a part of a base material, wherein the transfer surface is formed of a metal or a metal and a metal carbide thereof formed on the base material. A, or a processed layer processed with a desired shape and accuracy mainly containing a mixture of a metal and a metal nitride thereof, or a mixture of a metal and a metal carbonitride formed on the processed layer, An optical element molding die having a surface layer mainly composed of a hard carbon film or a noble metal alloy film.
炭化物、金属窒化物、金属炭窒化物から選ばれる1種を
主成分とする中間層を設けた請求項1に記載の光学素子
成形用型。2. The optical device according to claim 1, further comprising an intermediate layer mainly composed of one selected from a metal carbide, a metal nitride, and a metal carbonitride, between the processed layer and the surface layer. Element molding die.
分とする酸化物系セラミックス、炭化珪素、窒化珪素、
炭化チタン、窒化チタン又は炭化タングステンを主成分
とする炭化物・窒化系セラミックス、炭化タングステン
を主成分とする超硬合金、モリブデン(Mo)、タング
ステン(W)又はタンタル(Ta)を主成分とする金属
であり、加工層は、ニッケル(Ni)、コバルト(C
o)及び鉄(Fe)の中から選ばれる1種と、銅(C
u)、シリコン(Si)、チタン(Ti)、クロム(C
r)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブ
デン(Mo)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)
及びタングステン(W)から選ばれる1種類との合金、
又はその合金及びその合金の炭化物との混合物、又はそ
の合金の窒化物との混合物、又はその合金の炭窒化物と
の混合物、もしくは、ニッケル(Ni)、コバルト(C
o)及び鉄(Fe)の中から選ばれる1種とリン(P)
の2元合金、又はその合金とその合金の炭化物との混合
物、又はその合金の窒化物との混合物、又はその合金の
炭窒化物との混合物、もしくは、ニッケル(Ni)、コ
バルト(Co)及び鉄(Fe)の中から選ばれる1種
と、銅(Cu)、シリコン(Si)、チタン(Ti)、
クロム(Cr)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(N
b)、モリブデン(Mo)、ハフニウム(Hf)、タン
タル(Ta)及びタングステン(W)から選ばれる1種
類と、リン(P)の3元合金、又はその合金とその合金
の炭化物との混合物、又はその合金の窒化物との混合
物、又はその合金の炭窒化物との混合物であり、表面層
が硬質炭素膜、又は白金(Pt)、パラジウム(P
d)、イリジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、オスミ
ウム(Os)、ルテニウム(Ru)、レニウム(R
e)、金(Au)、タングステン(W)及びタンタル
(Ta)から選ばれるの1種以上の金属又は合金薄膜で
ある請求項1に記載の光学素子成形用型。3. The base material is an oxide ceramic containing alumina or zirconia as a main component, silicon carbide, silicon nitride,
Titanium carbide, titanium nitride or carbide / nitride-based ceramics containing tungsten carbide as a main component, cemented carbide containing tungsten carbide as a main component, metal containing molybdenum (Mo), tungsten (W) or tantalum (Ta) as a main component And the processing layer is made of nickel (Ni), cobalt (C
o) and one selected from iron (Fe) and copper (C
u), silicon (Si), titanium (Ti), chromium (C
r), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), hafnium (Hf), tantalum (Ta)
And an alloy with one selected from tungsten (W),
Or a mixture of the alloy with a carbide of the alloy, or a mixture of the alloy with a nitride, or a mixture of the alloy with a carbonitride, or nickel (Ni), cobalt (C
o) and one selected from iron (Fe) and phosphorus (P)
Or a mixture of the alloy with a carbide of the alloy, or a mixture with a nitride of the alloy, or a mixture with a carbonitride of the alloy, or nickel (Ni), cobalt (Co) and One selected from iron (Fe), copper (Cu), silicon (Si), titanium (Ti),
Chromium (Cr), zirconium (Zr), niobium (N
b) one selected from molybdenum (Mo), hafnium (Hf), tantalum (Ta) and tungsten (W), and a ternary alloy of phosphorus (P), or a mixture of the alloy and a carbide of the alloy; Or a mixture with a nitride of the alloy or a mixture with a carbonitride of the alloy, and the surface layer is a hard carbon film, or platinum (Pt), palladium (P
d), iridium (Ir), rhodium (Rh), osmium (Os), ruthenium (Ru), rhenium (R
The optical element molding die according to claim 1, wherein the optical element is at least one metal or alloy thin film selected from e), gold (Au), tungsten (W), and tantalum (Ta).
は金属炭窒化物が、チタン、タルタン、クロム、シリコ
ンから選ばれる1種の炭化物、窒化物又は炭窒化物であ
る請求項1〜3のいずれかに記載の光学成形用型。4. The metal carbide, metal nitride or metal carbonitride of the intermediate layer is one kind of carbide, nitride or carbonitride selected from titanium, tartan, chromium and silicon. The optical molding die according to any one of the above.
とする酸化物系セラミックス、炭化珪素、窒化珪素、炭
化チタン、窒化チタン又は炭化タングステンを主成分と
する炭化物・窒化系セラミックス、炭化タングステンを
主成分とする超硬合金上に、モリブデン、タングステン
又はタンタルを主成分とする金属であり、加工層は、ニ
ッケル(Ni)、コバルト(Co)及び鉄(Fe)の中
から選ばれる1種と、銅(Cu)、シリコン(Si)、
チタン(Ti)、クロム(Cr)、ジルコニウム(Z
r)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、ハフニウ
ム(Hf)、タンタル(Ta)及びタングステン(W)
から選ばれる1種類との合金、又はその合金及びその合
金の炭化物との混合物、又はその合金の窒化物との混合
物、又はその合金の炭窒化物との混合物、もしくは、ニ
ッケル(Ni)、コバルト(Co)及び鉄(Fe)の中
から選ばれる1種とリン(P)の2元合金、又はその合
金とその合金の炭化物との混合物、又はその合金の窒化
物との混合物、又はその合金の炭窒化物との混合物、も
しくは、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)及び鉄
(Fe)の中から選ばれる1種と、銅(Cu)、シリコ
ン(Si)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、ジルコ
ニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(M
o)、ハフニウム(Hf)、タンタル(Ta)及びタン
グステン(W)から選ばれる1種類と、リン(P)の3
元合金、又はその合金とその合金の炭化物との混合物、
又はその合金の窒化物との混合物、又はその合金の炭窒
化物との混合物を、金属ターゲットを不活性ガス又は不
活性ガス及び窒素ガス、又は不活性ガス及びメタンガ
ス、又は不活性ガス、窒素ガス及びメタンガスでスパッ
タすることにより形成し、該加工層を所望の形状に切削
加工及び均等研磨をした後に、該加工層の上に、表面層
の硬質炭素膜、又は白金(Pt)、パラジウム(P
d)、イリジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、オスミ
ウム(Os)、ルテニウム(Ru)、レニウム(R
e)、金(Au)、タングステン(W)及びタンタル
(Ta)から選ばれるの1種以上の金属又は合金薄膜を
形成したことを特徴とする光学素子成形用型の製造方
法。5. An oxide ceramic mainly composed of alumina or zirconia as a base material, a carbide / nitride ceramic mainly composed of silicon carbide, silicon nitride, titanium carbide, titanium nitride or tungsten carbide, and tungsten carbide. On a cemented carbide as a component, a metal containing molybdenum, tungsten or tantalum as a main component, and the processed layer is one selected from nickel (Ni), cobalt (Co), and iron (Fe); Copper (Cu), silicon (Si),
Titanium (Ti), chromium (Cr), zirconium (Z
r), niobium (Nb), molybdenum (Mo), hafnium (Hf), tantalum (Ta), and tungsten (W)
Or a mixture of the alloy with a carbide of the alloy, or a mixture of the alloy with a nitride, or a mixture of the alloy with a carbonitride, or nickel (Ni), cobalt A binary alloy of one selected from (Co) and iron (Fe) and phosphorus (P), or a mixture of the alloy and a carbide of the alloy, or a mixture of a nitride of the alloy, or an alloy thereof Or one selected from nickel (Ni), cobalt (Co) and iron (Fe), and copper (Cu), silicon (Si), titanium (Ti), chromium ( Cr), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (M
o), one selected from hafnium (Hf), tantalum (Ta) and tungsten (W), and phosphorus (P)
The original alloy, or a mixture of the alloy and a carbide of the alloy,
Or a mixture of the alloy with a nitride thereof, or a mixture of the alloy with a carbonitride, using a metal target as an inert gas or an inert gas and a nitrogen gas, or an inert gas and a methane gas, or an inert gas or a nitrogen gas. And a methane gas, and after the processed layer is cut into a desired shape and uniformly polished, a hard carbon film of a surface layer, platinum (Pt), palladium (P) is formed on the processed layer.
d), iridium (Ir), rhodium (Rh), osmium (Os), ruthenium (Ru), rhenium (R
e) A method for producing an optical element molding die, wherein at least one metal or alloy thin film selected from gold (Au), tungsten (W) and tantalum (Ta) is formed.
ン、タルタン、クロム、シリコンから選ばれる1種の炭
化物、窒化物又は炭窒化物の中間層を形成する請求項5
に記載の光学素子成形用型の製造方法。6. An intermediate layer of one kind of carbide, nitride or carbonitride selected from titanium, tartan, chromium and silicon is further formed between the processed layer and the surface layer.
3. The method for producing an optical element molding die according to item 1.
を成形温度以上に加熱して成膜する請求項5又は6に記
載の光学素子成形用型の製造方法。7. The method for manufacturing an optical element molding die according to claim 5, wherein when forming the processing layer by sputtering, the base material is heated to a molding temperature or higher to form the film.
開始時に、母材に−300V以上を印加して成膜する請
求項5〜7のいずれかに記載の光学素子成形用型の製造
方法。8. The optical element molding die according to claim 5, wherein when forming the processing layer by sputtering, a film is formed by applying a voltage of −300 V or more to the base material at the start of the film formation. Production method.
子成形用型を用いて成形されたことを特徴とする自由曲
面を持つ光学素子。9. An optical element having a free-form surface, molded using the optical element molding die according to claim 1. Description:
Priority Applications (1)
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JP11167120A JP2000351637A (en) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | Mold for forming optical element, its production and optical element formed by using the mold |
Applications Claiming Priority (1)
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JP11167120A JP2000351637A (en) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | Mold for forming optical element, its production and optical element formed by using the mold |
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Publication Number | Publication Date |
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JP11167120A Pending JP2000351637A (en) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | Mold for forming optical element, its production and optical element formed by using the mold |
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JP (1) | JP2000351637A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009046320A (en) * | 2007-08-13 | 2009-03-05 | Sumita Optical Glass Inc | Mold for shaping optical glass element |
CN112537904A (en) * | 2020-10-30 | 2021-03-23 | 北方夜视技术股份有限公司 | Gas pressurization precision spherical forming device and method for lobster eye micropore optical element |
-
1999
- 1999-06-14 JP JP11167120A patent/JP2000351637A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009046320A (en) * | 2007-08-13 | 2009-03-05 | Sumita Optical Glass Inc | Mold for shaping optical glass element |
JP4585558B2 (en) * | 2007-08-13 | 2010-11-24 | 株式会社住田光学ガラス | Optical glass element mold |
CN112537904A (en) * | 2020-10-30 | 2021-03-23 | 北方夜视技术股份有限公司 | Gas pressurization precision spherical forming device and method for lobster eye micropore optical element |
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