(57)【要約】【課題】耐久性及び摺動性を向上することができると共に、高品質な光学素子を成形すること。【解決手段】一対の金型２により軟化したガラス素材を間に挟み込んで成形し、所望する形状の光学素子Ｇを製造する際に使用されるものであって、タングステン合金、クロム合金、ニッケル合金、アルミニウム、鉄鋼又はステンレス鋼のいずれかから形成され、一対の金型に接触して成形時に一対の金型２の熱容量を調整する基材３と、該基材３上に被着され、Ｃｒ、Ｔｉのうち少なくともいずれか一方の元素とＡｌとの混合物の、酸化物又は窒化物又は酸窒化物のいずれかを含む耐熱、耐摩耗性を有する薄膜４とを備えている光学素子の成形調整治具１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の金型により軟化したガラス素材を間に挟み込んで成形し、所望する形状の光学素子を製造する際に使用される、光学素子の成形調整治具であって、
タングステン合金、クロム合金、ニッケル合金、アルミニウム、鉄鋼又はステンレス鋼のいずれかから形成され、前記一対の金型に接触して前記成形時に一対の金型の熱容量を調整する基材と、
該基材上に被着され、Ｃｒ、Ｔｉのうち少なくともいずれか一方の元素とＡｌとの混合物の、酸化物又は窒化物又は酸窒化物のいずれかを含む薄膜とを備えていることを特徴とする光学素子の成形調整治具。
【請求項２】
請求項１に記載の光学素子の成形調整治具において、
前記薄膜の表面が、少なくともＡｌ２Ｏ３を含む酸化被膜の表面を有するＡｌの、酸化物又は窒化物又は酸窒化物のいずれかを含む薄層を備えていることを特徴とする光学素子の成形調整治具。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学素子の成形調整治具において、
前記薄膜の厚みが、０．５μｍ以上、１０μｍ以下であることを特徴とする光学素子の成形調整治具。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の光学素子の成形調整治具において、
前記基材と前記薄膜との間に、Ｔｉ又はＣｒのうち少なくともいずれか一方を含む中間層、或いは、Ｔｉ又はＣｒのうち少なくともいずれか一方の窒化物を含む中間層を備えていることを特徴とする光学素子の成形調整治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の金型により軟化したガラス素材を加熱成形して、所望する形状の光学素子を製造する際に使用する光学素子の成形調整治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上型及び下型からなる一対の金型を用いて光学素子を成形する装置や方法としては、様々なものが提供されている。
例えば、図４に示すように、上型２０及び下型２１からなる一対の金型２２と、成形対象物である光学素子２３を設置可能な光学素子設置部２４ａを有し、タングステンを主成分としてクロムを添加した合金からなる加熱保持治具２４が知られている（例えば、特許文献１参照）。この加熱保持治具２４によれば、光学素子２３を高温状態で保持した状態で搬送することができる。
【０００３】
また、図５に示すように、上型２５と下型２６とからなる一対の金型２７と、窒化珪素等からなる胴型２８とを利用して、光軸ずれが小さいレンズを成形することができるガラスレンズの成形方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
一対の金型２７は、共に胴型２８内に挿入可能な挿入部２５ａ、２６ａを有しており、該挿入部２５ａ、２６ａの端面が光学素子２９に接する成形面となっている。また、挿入部２５ａ、２６ａの外径と胴型２８の内径との間が僅かなクリアランスとなるように、挿入部２５ａ、２６ａ及び胴型２８のサイズがそれぞれ調整されている。これにより、一対の金型２７の中心軸と、光学素子２９との中心軸とがほぼ一致するようになっている。その結果、上述したように光軸ずれが小さいレンズを成形することができる。
【０００４】
また、図６に示すように、上型３０と下型３１とからなる一対の金型３２と、胴型３３と、熱容量を調整する成形調整治具３４とを備えた光学素子の製造装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
この光学素子の製造装置も同様に、一対の金型３２が共に胴型３３内に挿入可能な挿入部３０ａ、３１ａを有しており、該挿入部３０ａ、３１ａの端面が光学素子３５に接する成形面となっている。また、挿入部３０ａ、３１ａの外径と胴型３３の内径との間が僅かなクリアランスとなるように、挿入部３０ａ、３１ａ及び胴型３３のサイズがそれぞれ調整されている。これにより、一対の金型３２の中心軸と、光学素子３５との中心軸とがほぼ一致するようになっている。
また、成形調整治具３４を有しているので、光学素子３５を成形する際の熱容量を調整することができる。なお、この成形調整治具３４は、光学素子３５と接することがないので、ガラスとの反応や酸化等を考慮する必要がなく、素材の選択が自由である。例えば、加工性の良いアルミニウムや、鉄鋼や、ステンレス等で作製することができる。
【特許文献１】特開２００２−３３８２９２号公報
【特許文献２】特公平３−５５４２０号公報
【特許文献３】特開２００５−１２６３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の装置や方法では、まだ以下の課題が残されていた。
即ち、特許文献１に記載されている加熱保持治具２４により光学素子２３を保持し、搬送する方法は、酸素雰囲気下で成形する方法であるため、成形温度が高い高融点ガラス等の加熱条件においては、タングステンを主成分とし、クロムを添加した合金からなる基材の酸化が著しいものであった。そのため、表面に形成された酸化被膜が飛散して光学機能面に付着してしまい、ガラス成形品の品質が低下する恐れがあった。
【０００６】
また、上記特許文献２に記載されているガラスレンズの成形方法は、成形時の熱容量が小さいため、成形温度が高い高融点ガラス等の加熱条件においては、温度制御が困難になってしまう不都合があった。
【０００７】
また、上記特許文献３に記載されている成形調整治具３４により熱容量の調整を行う方法は、成形調整治具３４の材料にアルミニウム、鉄鋼、ステンレス鋼等を使用しているため、成形温度が高い高融点ガラス等の加熱条件においては、酸化劣化が促進されてしまう。そのため、表面に形成された酸化被膜が高温劣化により飛散して光学機能面に付着してしまい、ガラス成形品の品質が低下してしまう恐れがあった。
更に、成形調整治具３４の内面である摺動面と胴型３３の外面との間、摺動面と上型３０の外面との間、摺動面と下型３１の外面との間が、それぞれ接触するために摩擦抵抗が発生してしまい、摺動性が低下するといった不都合が生じていた。
【０００８】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性及び摺動性を向上することができると共に、高品質な光学素子を成形することができる光学素子の成形調整治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、一対の金型により軟化したガラス素材を間に挟み込んで成形し、所望する形状の光学素子を製造する際に使用される、光学素子の成形調整治具であって、タングステン合金、クロム合金、ニッケル合金、アルミニウム、鉄鋼又はステンレス鋼のいずれかから形成され、前記一対の金型に接触して前記成形時に一対の金型の熱容量を調整する基材と、該基材上に被着され、Ｃｒ、Ｔｉのうち少なくともいずれか一方の元素とＡｌとの混合物の、酸化物又は窒化物又は酸窒化物のいずれかを含む薄膜とを備えている光学素子の成形調整治具を提供する。
【００１０】
この発明に係る光学素子の成形調整治具においては、基材上に、Ｃｒ、Ｔｉのうち少なくともいずれか一方の元素とＡｌとの混合物の酸化物、又はＣｒ、Ｔｉのうち少なくともいずれか一方の元素とＡｌとの混合物の窒化物、又はＣｒ、Ｔｉのうち少なくともいずれか一方の元素とＡｌとの混合物の酸窒化物、のいずれかを含む薄膜が被着されている。  
従って、成形温度が高い高融点ガラス等の加熱条件下であっても、従来のものとは異なり十分な耐熱特性を確保することができ、耐久性を向上することができる。
また、基材の酸化を防止できるので、従来のように酸化被膜が飛散して光学素子の光学機能面に付着する恐れがない。よって、高品質な光学素子を製造することができる。更に、薄膜の成分により、従来のものに比べて一対の金型に対する摺動性を向上することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光学素子の成形調整治具において、前記薄膜の表面が、少なくともＡｌ２Ｏ３を含む酸化被膜の表面を有するＡｌの、酸化物又は窒化物又は酸窒化物のいずれかを含む薄層を備えている光学素子の成形調整治具を提供する。
【００１２】
この発明に係る光学素子の成形調整治具においては、薄膜の表面が少なくともＡｌ２Ｏ３を含む酸化被膜の表面を有するＡｌの酸化物、又は少なくともＡｌ２Ｏ３を含む酸化被膜の表面を有するＡｌの窒化物、又は少なくともＡｌ２Ｏ３を含む酸化被膜の表面を有するＡｌの酸窒化物、のいずれかを含む熱力学的に安定な薄層を備えている。
従って、成形調整治具の最表面に形成されたＡｌ２Ｏ３を含む酸化被膜が内部の酸化を抑制するため、耐酸化性、耐熱性を向上することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光学素子の成形調整治具において、前記薄膜の厚みが、０．５μｍ以上、１０μｍ以下である光学素子の成形調整治具を提供する。
【００１４】
この発明に係る光学素子の成形調整治具においては、薄膜の厚みが０．５μｍ〜１０μｍの範囲内であるので、基材に影響を与えることなく、確実に耐熱性及び耐磨耗性を確保することができる。
仮に、膜厚が０．５μｍより小さい場合には、耐熱及び耐摩耗の効果が不十分であり、酸化により基材が劣化する恐れがある。一方、膜厚が１０μｍより大きい場合には、膜応力が大きくなってしまい、ヒートサイクルの中では膜中にクラックが生じる等の不具合が起きる恐れがある。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の光学素子の成形調整治具において、前記基材と前記薄膜との間に、Ｔｉ又はＣｒのうち少なくともいずれか一方を含む中間層、或いは、Ｔｉ又はＣｒのうち少なくともいずれか一方の窒化物を含む中間層を備えている光学素子の成形調整治具を提供する。
【００１６】
この発明に係る光学素子の成形調整治具においては、基材と薄膜との間に、Ｔｉを含む中間層、又はＣｒを含む中間層、又は、Ｔｉ及びＣｒを含む中間層、又はＴｉの窒化物を含む中間層、又はＣｒの窒化物を含む中間層、又は、Ｔｉ及びＣｒの窒化物を含む中間層を備えている。
従って、仮に基材としてニッケル合金を使用したとしても、基材と薄膜との熱膨張係数差を中間層で緩和でき、基材と薄膜との密着強度を確実なものとすることができる。よって、基材を形成する材料の熱膨張係数が１０×１０−６／℃を超えるものである場合でも、高い耐久性を確実に維持することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る光学素子の成形調整治具によれば、耐久性及び摺動性を向上することができると共に、高品質な光学素子を成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る光学素子の成形調整治具の一実施形態について、図１を参照して説明する。
本実施形態の光学素子の成形調整治具１は、一対の金型２により軟化したガラス素材を間に挟み込んで成形し、所望する形状の光学素子Ｇを製造する際に使用されるものであって、タングステン合金、クロム合金、ニッケル合金、アルミニウム、鉄鋼又はステンレス鋼のいずれかから形成され、一対の金型２に接触して成形時に該一対の金型２の熱容量を調整する基材３と、該基材３上に被着され、Ｃｒ、Ｔｉのうち少なくともいずれか一方の元素とＡｌとの混合物の、酸化物又は窒化物又は酸窒化物のいずれかを含む耐熱、耐磨耗性を備えた薄膜４とを備えている。
また、本実施の形態において用いられる光学素子Ｇの製造装置は、成形調整治具１と一対の金型２との間に配される胴型５を備えている。
【００１９】
上記一対の金型２は、上型６及び下型７から構成されている。これら上型６及び下型７は、共に断面円形状に形成された大径部６ａ、７ａと該大径部６ａ、７ａよりも径の小さい小径部６ｂ、７ｂとを有している。この小径部６ｂ、７ｂは、上記胴型５内に挿入可能なサイズとされており、端面が光学素子Ｇに接する成形面となっている。これら上型６及び下型７は、成形面を互いに対向させた状態で一方向Ｌに接近離間可能とされている。
【００２０】
上記胴型５は、環状に形成されており、内径が上記小径部６ｂ、７ｂの外径よりも若干大きく、外径が上記大径部６ａ、７ａの外径と略同じ大きさに形成されている。これにより、胴型５の内部に両側から一対の金型２を挿入することができると共に、大径部６ａ、７ａが胴型５の両端面に接触して一対の金型２の挿入量が規制されるようになっている。よって、所定のサイズの光学素子Ｇを成形することができるようになっている。また、成形時に一対の金型２は、胴型５に接触しながら移動するので、光軸ずれが防止されるようになっている。
【００２１】
上記基材３は、一方向Ｌに伸びた環状に形成されており、内径が大径部６ａ、７ａ及び胴型５の外径よりも若干大きく形成されている。よって、下型７と胴型５とを組み合わせた状態で、基材３の内部に挿入できるようになっている。また、基材３の長さは、一対の金型２を胴型５内に挿入したときに、これら一対の金型２及び胴型５を内部に収容できる長さとされている。よって、成形時に上型６は、基材３の内面に接触しながら移動するようになっている。同様に成形前及び成形後において、下型７及び胴型５を取り付け又は取り外しする際に、基材３の内面に接触しながら移動するようになっている。つまり、基材３の内面３ａは、摺動面として機能する。
【００２２】
また基材３は、胴型５及び一対の金型２に接触しているので、成形時に図示しないヒータからの熱を両者に効率良く伝えて熱伝導率を向上させる役目を果たすと共に、一対の金型２と胴型５との温度差のばらつきをなくす役目を果たしている。
なお、本実施形態では、下型７側の面を底面３ｂと称し、上型６側の面をフランジ面３ｃと称する。また、この基材３の加工面、即ち、外表面は、面粗度がＲｙ＝５μｍに仕上げられており、上記薄膜４は、この加工面上に被着（成膜）されている。
【００２３】
次に、このように構成された光学素子の成形調整治具１を利用して軟化したガラス素材を、一対の金型２により所定形状の光学素子Ｇに成形する場合について以下に説明する。
まず、下型７の小径部７ｂを胴型５内に挿入させて組み合わせた後、これら下型７及び胴型５を基材３の底面３ｂ側から光学素子の成形調整治具１の内部に挿入する。次いで、基材３のフランジ面３ｃ側からガラス素材を内部に入れて、下型７の成形面上にセットする。これによりガラス素材は、安定に保持された状態となる。次いで、図１に示すように、基材３のフランジ面３ｃ側から上型６を光学素子の成形調整治具１の内部に挿入する。
【００２４】
その後、光学素子の成形調整治具１を、ヒータが組み込まれた図示しない加熱炉内に搬送する。そして、加熱炉内にてガラス素材を所定粘度まで加熱軟化させる。ガラス素材が軟化すると、挿入された上型６は、小径部６ｂが胴型５の内面に、また、大径部６ａが基材３の内面３ａである摺動面に接触しながら下型７に接近してガラス素材をプレスする。これにより、所定形状の光学素子Ｇを成形することができる。
【００２５】
特に、胴型５によって、一対の金型２は光軸ずれが防止されているので、品質が向上した光学素子Ｇを製造することができる。また、基材３は、ヒータからの熱を、胴型５及び一対の金型２を介して効率良くガラス素材に伝えていると共に、一対の金型２と胴型５との温度差を極力なくしていることからも、高品質な光学素子Ｇを成形することができる。
【００２６】
また、基材３上に、Ｃｒ、Ｔｉのうち少なくともいずれか一方の元素とＡｌとの混合物の酸化物、又はＣｒ、Ｔｉのうち少なくともいずれか一方の元素とＡｌとの混合物の窒化物、又はＣｒ、Ｔｉのうち少なくともいずれか一方の元素とＡｌとの混合物の酸窒化物、のいずれかを含む耐熱、耐摩耗性を有する薄膜４が被着されている。従って、成形温度が高い高融点ガラス等の加熱条件下であっても、従来のものとは異なり十分な耐熱特性を確保することができ、耐久性を向上することができる。
また、基材３の酸化を防止できるので、従来のように酸化被膜が飛散して光学素子Ｇの光学機能面に付着する恐れがない。この点からも高品質な光学素子Ｇを製造することができる。更には、薄膜４の成分により、従来のものに比べて摺動面の摺動性を向上することができる。
【００２７】
なお、上記実施形態において、図２に示すように、薄膜４の表面が少なくともＡｌ２Ｏ３を含む酸化被膜の表面を有するＡｌの酸化物、又は少なくともＡｌ２Ｏ３を含む酸化被膜の表面を有するＡｌの窒化物、又は少なくともＡｌ２Ｏ３を含む酸化被膜の表面を有するＡｌの酸窒化物、のいずれかを含む耐熱、耐磨耗性を有し、熱力学的に安定な薄層１０を備えているとより好ましい。
この薄層１０の存在により、成形調整治具１の最表面に形成されたＡｌ２Ｏ３を含む酸化被膜が内部の酸化を抑制するため、耐酸化性、耐熱性を向上することができる。
【００２８】
次に、上述した光学素子の成形調整治具１を、材質の異なる各種の基材３でそれぞれ実際に作製し、ヒートサイクル試験を行った場合の各実施例について、以下に具体的に説明する。
【００２９】
（第１の実施例）
本実施例では、基材３の材料としてステンレス鋼を採用し、該ステンレス鋼を所望の光学素子の成形調整治具１形状に加工した。加工後、加工面の面粗度をＲｙ＝５μｍに仕上げた。そして、イオンボンバード処理による放電洗浄をした後、アークイオンプレーティング法により、ＴｉとＡｌとの混合物の窒化物を含む薄膜４の成膜を行った。
この薄膜４を成膜させる際、フランジ面３ｃ側からと、底面３ｂ側とからの合計２回の成膜で全体に膜の被着を施した。側面は、回りこみによる被着である。また、最表面は、成形前加熱により熱力学的に安定なＡｌ２Ｏ３の表面を有するため、光学素子の成形調整治具として使用するのに十分な耐熱特性を確保していた。    
【００３０】
また、耐熱、耐磨耗性の薄膜４の厚みは、０．５μｍ以上、１０μｍ以下が最も有効であり、ここではフランジ面３ｃによる測定で４μｍの膜厚に被着した。仮に薄膜４の膜厚が０．５μｍより小さい場合には、耐熱性、耐磨耗性の効果が不十分であり、酸化により基材３が劣化する恐れがある。また、膜厚が１０μｍより大きい場合には、膜応力が大きくなり、ヒートサイクルの中では膜中にクラックが生じて使用不能となってしまう。
ところが、本実施例では上述したように薄膜４の膜厚が４μｍであるので、このような不具合が生じることはない。
【００３１】
上型６及び下型７を、６５０℃以上に加熱する成形試験を行ったところ、従来のものでは基材３の酸化が確認され、５００ｓｈｏｔ程度の耐久性であったが、本実施例の光学素子の成形調整治具１では１０００ｓｈｏｔでも問題なかった。
また、７５０℃以上、８５０℃以上で加熱する成形試験をそれぞれ行ったところ、耐熱性が確保されていた。更に、従来のものと摺動性を比較したところ、摺動性に関しても向上していたことが確認できた。
【００３２】
（第２の実施例）
本実施例では、基材３の材料としてニッケル合金を採用し、該ニッケル合金を所望の光学素子の成形調整治具１形状に加工した。加工後、加工面の面粗度をＲｙ＝５μｍに仕上げた。そして、イオンボンバード処理による放電洗浄をした後、アークイオンプレーティング法によりＴｉとＡｌとの混合物との窒化物を含む薄膜４の成膜を行った。
また、本実施例では、熱膨張係数が１２〜１６×１０−６／℃であるニッケル合金と、熱膨張係数が７．５×１０−６／℃である薄膜４との熱膨張係数差を緩和し、密着強度を向上させるため、図３に示すように、熱膨張係数が９〜１０×１０−６／℃であるＴｉの窒化物を含む中間層１５を設けた。
【００３３】
また、薄膜４を成膜させる際、フランジ面３ｃ側からと、底面３ｂ側とからの合計２回の成膜で全体に膜の被着を施した。側面は、回りこみによる被着である。また、最表面は、成形前加熱により熱力学的に安定なＡｌ２Ｏ３の表面を有するため、光学素子の成形調整治具として使用するのに十分な耐熱特性を確保していた。  
また、耐熱、耐磨耗性の薄膜４の厚みは、０．５μｍ以上、１０μｍ以下が最も有効であり、ここではフランジ面３ｃによる測定で３μｍの膜厚に被着した。中間層１５は、３μｍの１０分の１の膜厚である０．３μｍの厚みで施した。仮に薄膜４の膜厚が０．５μｍより小さい場合には、耐熱性、耐磨耗性の効果が不十分であり、酸化により基材３が劣化する恐れがある。また、膜厚が１０μｍより大きい場合には、膜応力が大きくなり、ヒートサイクルの中では膜中にクラックが生じて使用不能となってしまう。
ところが、本実施例では上述したように薄膜４の膜厚が３μｍであるので、このような不具合が生じることはない。
【００３４】
上型６及び下型７を、６５０℃以上に加熱する成形試験を行ったところ、従来のものでは基材３の酸化が確認され、５００ｓｈｏｔ程度の耐久性であったが、本実施例の光学素子の成形調整治具１では１０００ｓｈｏｔでも問題なかった。
また、７５０℃以上、８５０℃以上で加熱する成形試験をそれぞれ行ったところ、耐熱性が確保されていた。更に、従来のものと摺動性を比較したところ、摺動性に関しても向上していたことが確認できた。
【００３５】
（第３の実施例）
本実施例では、基材３の材料としてタングステン合金（アンビロイ（登録商標））を採用し、該タングステン合金を所望の光学素子の成形調整治具１形状に焼結、加工した。加工した後、加工面の面粗度をＲｙ＝５μｍに仕上げた。そして、イオンボンバード処理による放電洗浄をした後、アークイオンプレーティング法により、ＣｒとＡｌとの混合物の窒化物を含む薄膜４の成膜を行った。この薄膜４を成膜させる際、フランジ面３ｃ側からと、底面３ｂ側とからの合計２回の成膜で全体に膜の被着を施した。側面は、回りこみによる被着である。また、最表面は、成形前加熱により熱力学的に安定なＡｌ２Ｏ３の表面を有するため、光学素子の成形調整治具として使用するのに十分な耐熱特性を確保していた。  
【００３６】
また、耐熱、耐磨耗性の薄膜４の厚みは、０．５μｍ以上、１０μｍ以下が最も有効であり、ここではフランジ面３ｃによる測定で４μｍの膜厚に被着した。仮に薄膜４の膜厚が０．５μｍより小さい場合には、耐熱性、耐磨耗性の効果が不十分であり、酸化により基材３が劣化する恐れがある。また、膜厚が１０μｍより大きい場合には、膜応力が大きくなり、ヒートサイクルの中では膜中にクラックが生じて使用不能となってしまう。
ところが、本実施例では上述したように膜厚が４μｍであるので、このような不具合が生じることはない。
【００３７】
また、ＣｒとＡｌとの比率は、１：１が最も有効であり、本実施例では、被膜の組成比率を１：１で構成した。ＣｒとＡｌとの比率が１：２では、酸化により表面に形成されたＡｌの酸化物と被膜内の窒化物との密度や熱膨張率の差により、膜に割れが生じて使用不能となる恐れがある。また、ＣｒとＡｌとの比率が２：１では、Ａｌの含有量が少ないために、表面にＡｌの酸化物が形成され難く、耐熱特性が確保できなくなる恐れがある。
【００３８】
上型６及び下型７を、６５０℃以上に加熱する成形試験を行ったところ、従来のものでは基材３の酸化が確認され、５００ｓｈｏｔ程度の耐久性であったが、本実施例の光学素子の成形調整治具１では１０００ｓｈｏｔでも問題なかった。
また、７５０℃以上、８５０℃以上で加熱する成形試験をそれぞれ行ったところ、耐熱性が確保されていた。更に、従来のものと摺動性を比較したところ、摺動性に関しても向上していたことが確認できた。
【００３９】
（第４の実施例）
本実施例では、基材３の材料としてクロム合金を採用し、該クロム合金を所望の光学素子の成形調整治具１形状に焼結、加工した。加工した後、加工面の面粗度をＲｙ＝５μｍに仕上げた。そして、イオンボンバード処理による放電洗浄をした後、アークイオンプレーティング法により、Ｃｒ及びＴｉとＡｌとの混合物の窒化物を含む薄膜４の成膜を行った。この薄膜４を成膜させる際、フランジ面３ｃ側からと、底面３ｂ側とからの合計２回の成膜で全体に膜の被着を施した。側面は、回りこみによる被着である。また、成膜後に熱処理炉を用いて、９００℃で６０分間、大気雰囲気中で熱処理を行った。また、最表面は、熱処理により熱力学的に安定なＡｌ２Ｏ３の表面を有するため、光学素子の成形調整治具として使用するのに十分な耐熱特性を確保していた。  
【００４０】
また、耐熱、耐磨耗性の薄膜４の厚みは、０．５μｍ以上、１０μｍ以下が最も有効であり、ここではフランジ面３ｃによる測定で４μｍの膜厚に被着した。仮に薄膜４の膜厚が０．５μｍより小さい場合には、耐熱性、耐磨耗性の効果が不十分であり、酸化により基材３が劣化する恐れがある。また、膜厚が１０μｍより大きい場合には、膜応力が大きくなり、ヒートサイクルの中では膜中にクラックが生じて使用不能となってしまう。
ところが、本実施例では上述したように膜厚が４μｍであるので、このような不具合が生じることはない。
【００４１】
上型６及び下型７を、６５０℃以上に加熱する成形試験を行ったところ、従来のものでは基材３の酸化が確認され、５００ｓｈｏｔ程度の耐久性であったが、本実施例の光学素子の成形調整治具１では１０００ｓｈｏｔでも問題なかった。
また、７５０℃以上、８５０℃以上で加熱する成形試験をそれぞれ行ったところ、耐熱性が確保されていた。更に、従来のものと摺動性を比較したところ、摺動性に関しても向上していたことが確認できた。
【００４２】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４３】
例えば、上記各実施形態では、基材３をステンレス鋼、ニッケル合金、タングステン合金、クロム合金により形成したが、これらに限られず、アルミニウム、鉄鋼等を用いても構わない。
また、薄膜４としては、上述した例に限られず基材３の種類に応じて、Ｃｒ、Ｔｉのうち少なくともいずれか一方の元素とＡｌとの混合物の、酸化物又は窒化物又は酸窒化物のいずれかを含むものであれば構わない。また、薄膜４の厚みを３μｍ又は４μｍとしたが、この膜厚に限られず、０．５μｍ〜１０μｍの範囲内であれば構わない。
【００４４】
更に、中間層１５としては、上述した例に限られず基材３の種類に応じて、Ｔｉ又はＣｒのうち少なくともいずれか一方を含むもの、或いは、Ｔｉ又はＣｒのうち少なくともいずれか一方の窒化物を含むものであれば構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る光学素子の成形調整治具の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す光学素子の成形調整治具の変形例を示す図であって、基材の表面に薄層を有する、光学素子の成形調整治具の断面図である。
【図３】図１に示す光学素子の成形調整治具の変形例を示す図であって、基材と薄膜との間に中間層を有する、光学素子の成形調整治具の断面図である。
【図４】従来の光学素子の成形調整治具の一例を示す断面図である。
【図５】従来の光学素子の成形調整治具の一例を示す断面図である。
【図６】従来の光学素子の成形調整治具の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
Ｇ    光学素子
１    光学素子の成形調整治具
２    一対の金型
３    基材
４    薄膜
１０    薄層
１５    中間層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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