【手続補正書】
【提出日】平成15年6月26日(2003.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス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窒化クロム層を形成し、この窒化クロム層に酸素イオンをイオン注入することにより、少なくともその表面を酸化クロム層としたことを特徴とする光学素子成形用型。
【請求項２】
ガラス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クロムイオンをイオン注入してクロムイオン注入層を形成し、その後、少なくともその表面を酸化クロム層としたことを特徴とする光学素子成形用型。
【請求項３】
ガラス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クロムイオンおよび窒素イオンをイオン注入して窒化クロム層を形成し、その後、少なくともその表面を酸化クロム層としたことを特徴とする光学素子成形用型。
【請求項４】
ガラス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クロム層を形成するとともに、クロムイオン、窒素イオン、または不活性ガスイオンから選ばれた少なくとも１つ以上のイオンをイオン注入してイオン注入層を形成し、その後、少なくともその表面を酸化クロム層としたことを特徴とする光学素子成形用型。
【請求項５】
ガラス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、少なくともガラスとの接触部が非晶質の酸化クロム層であることを特徴とする光学素子成形用型。
【請求項６】
少なくとも成形面にイオン注入層を有することを特徴とする請求項５記載の光学素子成形用型。
【請求項７】
前記酸化クロム層は、イオン注入により形成されることを特徴とする請求項５記載の光学素子成形用型。
【請求項８】
前記イオン注入するイオンは、少なくとも酸素イオンを含むことを特徴とする請求項６記載の光学素子成形用型。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、本発明の実施の形態の説明において、上記成形面３の形状は、光学機能面の曲率半径Ｒ＝１５０ｍｍ、直径φ＝５ｍｍ、肉厚ｔ＝２ｍｍのガラスレンズに対応した形状となっている。
（第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態について説明する。本実施の形態の成形用型は、焼結ＷＣを型母材とし、この型母材を所定の形状に加工した後に、成形面に表面粗さＲｍａｘ＝０．０２μｍとなるように鏡面研磨を施した。そして、この成形面にイオンビームスパッタ法により窒化クロム膜を形成した。上記イオンビームスパッタ法については、公知の技術であるので詳細な説明を省略するが、主要な成膜条件は以下の通りである


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
また、上記実施例１の成形用型の成形面をＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ  ｐｈｏｔｏｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、Ｘ線光電子分光法）により測定し、成形面での深さ方向でのクロム元素および酸素元素の存在比率を求めた。結果を図２に示す。図２において、縦軸は各元素の存在比率（単位、ａｔ％）であり、横軸は酸化クロムのエッチングレートから換算した表面からの深さ（単位、オングストローム）である。図２によれば、成形用型の成形面表面近傍は、クロム元素と酸素元素の混合層を形成しており、また、３００オングストローム付近から深いところでは元素比率が傾斜的に変化していることが確認された。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
なお、これらの結果は、同一条件で製造した２本の成形型について同様であった。この第１の実施の形態の変形例として、酸素イオンを注入中、あるいは注入後に上記成形用型を加熱処理してもよい。この場合、注入した酸素イオンは増速拡散効果により分布の広がり効果を生みだし、型母材に対するより深い侵入が実現される。その結果、酸化クロム層の窒化クロム層に対する密着性をさらに向上させることができるとともに、熱安定性が向上する。また、加熱処理しない成形用型と同じ深さまで酸素イオンを注入するためには、より低い注入条件で実現できるので、表面を粗くするようなこともない。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
第１の実施の形態に係る成形用型を製造するに際しては、窒化クロム層に対して酸素イオンを注入するので、酸化クロム層と窒化クロム層との密着性が向上する。また、成形面の表面は非晶質になっているので、結晶粒の脱落やクラックの発生なども防止される。
（第２の実施の形態）本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態の成形用型は、焼結ＳｉＣを型母材とし、この型母材を所定の形状に加工した後に、この型母材の表面にＣＶＤ法により多結晶のＳｉＣ膜を形成し、その後成形面に鏡面研磨を施した。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
上記実施例４または５の成形用型についても、成形面の表面粗さ、ＸＰＳ測定、クロム元素と酸素元素との結合状態分析を行い、第１の実施の形態に係る成形用型と同様に、良好な結果が得られた。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
この第２の実施の形態の変形例として、酸素イオンを注入するのに変えて、上記成形用型を加熱処理してもよい。この場合、簡単に成形用型を作成することが可能となる。また、上記実施例４においては、クロムイオンを注入後に酸素イオンを注入するようにしたが、これらのイオンを同時に注入するようにしてもよい。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
（実施例６）
注入条件８；注入イオン：質量分離を行ったクロムイオン（５２Ｃｒ＋）、注入量：５×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２、イオンエネルギー：１００ｋｅＶ。
注入条件９；注入イオン：質量分離を行った酸素イオン（１６Ｏ＋）、注入量：１×１０１８ｉｏｎｓ／ｃｍ２、イオンエネルギー：２５ｋｅＶ。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
（実施例７）
注入条件１０；注入イオン：アルゴンイオン（４０Ａｒ＋）、注入量：５×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２、イオンエネルギー：６０ｋｅＶ。
注入条件１１；上記注入条件９と同じ。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
（実施例８）
注入条件１２；注入イオン：質量分離を行った窒素イオン（１４Ｎ＋）、注入量：５×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２、イオンエネルギー：６０ｋｅＶ。
注入条件１３；上記注入条件９と同じ。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
上記実施例６ないし８の成形用型についても、成形面の表面粗さ、ＸＰＳ測定、クロム元素と酸素元素との結合状態分析を行い、第１の実施の形態と同様に良好な結果が得られた。特に、ダイナミックミキシング後の成形面の表面粗さはＲｍａｘ＝０．０２μｍで、鏡面研磨後の表面粗さに対して劣化は認められなかった。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
この第３の実施の形態の変形例として、酸素イオンを注入するのに変えて、上記成形用型を加熱処理してもよい。この場合、簡単に成形用型を作成することが可能となる。また、上記実施例６においては、クロムイオンを注入後に酸素イオンを注入するようにしたが、これらのイオンを同時に注入するようにしてもよい。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
さらに、以上のような形態により実施される本発明は、その他にも本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。以上、本発明の実施形態に基づいて説明したが本明細書中には以下の発明が含まれる。すなわち、
（１）  ガラス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、少なくとも上記ガラスとの接触部が非晶質の酸化クロム層であることを特徴とする光学素子成形用型。
（２）  上記（１）の光学素子成形用型であって、少なくとも成形面にイオン注入層を有する。
（３）  上記（１）の光学素子成形用型であって、上記酸化クロム層は、イオン注入により形成する。
（４）  上記（２）の光学素子成形用型であって、上記イオン注入するイオンは、少なくとも酸素イオンを含む。


【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
【発明の効果】本発明によれば、製造するに際しイオン注入を行うとともに、成形面の少なくとも表面に酸化クロム層を形成したので、高硬度で、ガラスとの離型性がよく、また膜剥離を生じにくい、従って極めて耐久性の高い光学素子成形用型となる。


【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態に係る成形用型の概念図である。
【図２】実施例１に係る成形用型の成形面の、酸素元素とクロム元素との深さ方向の存在比率を示すデータである。


【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
１  成形用型
２  型母材
３  成形面
４  成形装置取り付け部