(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスよりなる光学素子のプレス成形に用いる成形用型において、型母材上に水素濃度が５〜３０ａｔｏｍｉｃ％の硬質炭素膜、及び膜厚が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満で水素濃度が４０〜７０ａｔｏｍｉｃ％の炭化水素膜からなる成形表面をこの順に有することを特徴とする光学素子成形用型。
【請求項２】
型母材と硬質炭素膜の間に、硬質物質からなる中間層を有する請求項１記載の光学素子成形用型。
【請求項３】
中間層と硬質炭素膜の間に、イオンビームミキシングにより形成された、中間層を構成する元素が硬質炭素膜に向かって減少しかつ硬質炭素膜を構成する炭素が中間層に向かって減少しているミキシング層を有する請求項２記載の光学素子成形用型。
【請求項４】
型母材が超硬合金、サーメット、ステンレス鋼、窒化珪素及び炭化珪素から選ばれる請求項１記載の光学素子成形用型。
【請求項５】
中間層材料がＴｉＮ、ＴａＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴｉＣＮ、ＴａＣＮ、ＺｒＣＮ、ＨｆＣＮ、ＣＶＤにより形成されたＳｉＣ、ＣＶＤにより形成されたＳｉＮ、及びダイヤモンドから選ばれる請求項２記載の光学素子成形用型。
【請求項６】
硬質炭素膜がダイヤモンド薄膜、ダイヤモンド状炭素膜及び水素化アモルファス炭素膜から選ばれる請求項１記載の光学素子成形用型。
【請求項７】
成形表面である炭化水素膜がプラズマＣＶＤにより形成された膜である請求項１記載の光学素子成形用型。
【請求項８】
成形表面である炭化水素膜がイオンビームにより形成された膜である請求項１記載の光学素子成形用型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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。
【０００２】
【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、簡単か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。
【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、硬さ、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、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Ｓｉ3 Ｎ4 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またはダイヤモンド状炭素膜をコーティングした材料が、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。
【０００４】
【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易く、更に高温下でＦｅがガラス中に拡散してガラスが着色するという欠点を持つ。また、ＳｉＣ，Ｓｉ3 Ｎ4 は一般的に酸化されにくいとされるが、高温下ではやはり酸化が起こり、表面にＳｉＯ2 の膜が形成されるためガラスと融着を起こす。一方、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、極めて柔らかいため傷がつき易くまた変形し易い欠点を持つ。また、ＣＨ3 ，ＣＨ2 を含む炭化水素膜や黒鉛を蒸着したカーボン膜を超硬合金やセラミックス製の型母材上に成膜した型を成形に用いた場合、数ショット程度で膜が消耗してしまう。一方、硬質炭素膜は離型性に優れ、ガラスとの融着を起こさず、かつ高硬度で耐消耗性があり、型材としては良好なものの一つであるが、硬質炭素膜でも離型し難い場合がある。
【０００５】
第１の例として、プレス成形開始時から２０ショット程度までは硬質炭素膜が強い結合状態を維持し、グラファイトライクな部分がほとんどないため、離型し難い状態が続くという問題がある。
【０００６】
第２の例として、凸レンズ形状の場合には容易に離型する温度であっても、ある形状のメニスカスレンズでは離型しない。このような現象は次のような理由で起こると考えられる。型とレンズの離型現象は、それぞれ型、ガラスの熱膨張率差が起因していると考えられる。つまり、ガラスレンズのプレス成形後プロセス条件に従い徐冷する際、型、ガラスそれぞれの熱膨張率により収縮量が異るため型−ガラス界面に大きな剪断応力が働き、離型すると考えられる。しかし、レンズ形状が異なると型−ガラス界面に働く剪断応力が温度により大きく異なるため、ものによっては成形温度より３００℃以上低くしなければ離型しない場合がある。このように離型性が悪い、つまり離型温度が低いほど成形の１サイクルに時間がかかり、単位時間に作製できるレンズ数が制限され、コストアップにつながる。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は、従来の離型膜の一つである硬質炭素膜上に、更に、離型性の良い炭化水素膜を被覆することにより、上述の問題を解決するものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、ガラスよりなる光学素子のプレス成形に用いる成形用型において、型母材上に水素濃度が５〜３０ａｔｏｍｉｃ％の硬質炭素膜、及び膜厚が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満で水素濃度が４０〜７０ａｔｏｍｉｃ％の炭化水素膜からなる成形表面をこの順に有することを特徴とする光学素子成形用型である。
【０００９】
以下にその作用を示す。
【００１０】
上記課題を解決するひとつの手段として、成形時の型とガラスの密着性を下げることが考えられる。従来の離型膜の一つである硬質炭素膜は結合性が高く、高温に長時間晒された場合に徐々に炭化し始めるのに対し、炭化水素膜は硬質炭素膜と比べ結合性が低く、高温になると炭化がすぐに促進され、カーボン特有の離型効果をもたらす。このように離型性の良い炭化水素膜を成形面に成膜することにより、上記に示したようなメニスカスレンズのようななかなか離型しない形状であっても離型が容易となる。また、硬質炭素膜が形成表面に成膜された型は、成形開始時にはまだ硬質炭素膜の炭化が始まっていないため、離型温度が低くなり成形の１サイクル当りにかかる時間が長くなる。しかし、炭化水素膜を被覆した型の場合、第１ショット目から高温での離型が可能となる。
【００１１】
【実施例】
［実施例１］（ＴｉＮ／ｉ−Ｃミキシング層、ＣＶＤ炭素膜）
図１及び図２は本発明に係る光学素子成形用型の一つの実施態様を示すものである。図１中１は超硬合金を用いた型母材、２はＴｉＮを用いた硬質物質からなる中間層、３は硬質炭素膜、４は炭化水素膜からなるガラス素材を成形する成形表面であり、５はガラス素材である。図２に示すように型の間に置かれたガラス素材５をプレス成形することによってレンズ等の光学素子６が形成される。
【００１２】
次に、本発明の光学素子成形用型について詳細に説明する。型母材としてＷＣ−Ｔｉ系超硬合金を所定の形状に加工した後、イオンプレーティングによりＴｉＮ膜を形成した後、成形面をＲｍａｘ．＝０．０２μｍに鏡面研磨したものを用いた。この型を良く洗浄したのち、図３に示すＩＢＤ（Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置に設置した。図３中７は真空槽、８はイオンビーム装置、９はイオン化室、１０はガス導入口、１１はイオンビーム引き出しグリット、１２はイオンビーム、１３は型母材、１４は基板ホルダー及びヒーター、１５は排気口を示す。まず、ガス導入口１０よりアルゴンガス３５ｓｃｃｍをイオン化室に導入しイオン化した後、イオンビーム引き出しグリットに５００Ｖの電圧を印加してイオンビームを引き出し、型母材に５分間照射して成形表面の清浄化を行った。次に、ＣＨ4 ：１５ｓｃｃｍ，Ｈ2 ：３０ｓｃｃｍをイオン化室に導入してガス圧３．５×１０-2Ｐａとし、加速電圧１０ｋＶでイオンビームを引き出し、成形面に照射して３５ｎｍのミキシング層を形成した。同条件で作製した分析サンプルのミキシング層をＸＰＳ（Ｘｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ
ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）により深さ方向分析した結果を図４に示す。図４により明らかなようにミキシング層の厚さは３５ｎｍで、炭素Ｃの濃度は表面側から型母材側に向かって減少している。一方、Ｔｉ及びＮ原子の濃度は表面側から型母材側に向かって増加している。以上の方法によりミキシング層を持つ硬質炭素膜を形成した。
【００１３】
次に、硬質炭素膜層上の炭化水素膜の形成方法について述べる。図５は炭化水素膜を成膜する薄膜堆積装置の概略構成を示す模式図である。図５中１６は真空槽、１７は排気口、１８はガス導入口、１９は型母材を保持するためのドーム状ホルダー、２０は型母材を加熱するためのヒーター、２１は被覆膜厚を測定するための水晶モニタ、２２は高周波印加用アンテナである。なお、２３は上記ホルダーに保持されている型母材である。
【００１４】
良く洗浄された硬質炭素膜及びＴｉＮを成膜した型母材をドーム状ホルダーに取り付け、ヒーター２０で３００℃に加熱し、排気口１７より排気を行い真空槽１６内を１×１０-3Ｐａ以下になるまで減圧した後に、ガス導入口１８からアルゴンガスを５×１０-2Ｐａとなるまで導入し、高周波印加用アンテナ２２に３００Ｗの高周波を印加して高周波放電を行い型母材２３のプラズマクリーニングを行った。その後、アルゴンガスの導入を停止し１×１０-3Ｐａの真空度に戻してガス導入口１８からＣＨ4 ガスを１×１０-1Ｐａになるまで導入した。そして、高周波印加用アンテナ２２に５００Ｗの高周波を印加して高周波放電を行い、約３０ｎｍ厚の被覆膜を形成した。なお、本発明による離型効果が現れるためには膜厚が最低５ｎｍ必要であり、また５０ｎｍ以上では光学素子の外観に不良が発生する場合があった。
【００１５】
ここで形成された炭化水素膜の赤外吸収分光分析（ＩＲ）の結果を図６に示す。図６に示すように該炭化水素膜はＣＨ3 ，ＣＨ2 の吸収が見られるのに対し、図８に示す硬質炭素膜のＩＲの結果から、図６の炭化水素膜に見られるＣＨ3 、ＣＨ2 の吸収がほとんど確認できなかった。また、該炭化水素膜の水素濃度は４０〜７０ａｔｏｍｉｃ％であったことからも、炭化水素膜の水素の多くはＣＨ3 ＣＨ2 等の基の状態で結合していると考えられる。一方、硬質炭素膜の水素濃度は５〜３０ａｔｏｍｉｃ％であるが、上記のようにＣＨ3 ，ＣＨ2 の吸収が少ないことから、膜中水素はダングリングボンドの端に結合していると考えられる。
【００１６】
次に、本発明による光学素子成形用型によってプレス成形を行った例を示す。図７は成形装置であり、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ための上型、５４はその下型、５５は上型を押えるための上型押え、５６は胴型、５７は型ホルダー、５８はヒーター、５９は下型を突き上げる突き上げ棒、６０は該突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はリークバルブ、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。レンズを製作する工程を次に述べる。クラウン系光学ガラス（ＳＫ１２）を所定の両に調整したゴブを型のキャビティー内に置き、これを装置内に設置する。そして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、ヒーター５８に電流を流す。このとき窒素ガス用バルブ６６及び６８は閉じ、排気系バルブ６２、６３、６４も閉じている。なお、油回転ポンプ６１は常に回転している。バルブ６２を開け排気を開始してから１Ｐａ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。所定の温度になったらエアシリンダ６０を作動させて１．５Ｐａの圧力で１分間加圧する。圧力を解除した後、冷却速度−５℃／ｍｉｎで転移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内に空気を導入する。それからフタ５２を開け上型押えをはずして成形物を取り出す。上記のようにしてクラウン光学ガラス（軟化点Ｓｐ＝６７２℃、転移点Ｔｇ＝５５０℃）を使用して図４に示すレンズを用いた。
【００１７】
本発明による光学素子成形用型を用いることによりプレス成形の第１ショット目の離型温度（プレス成形後の徐冷時に、光学素子が型から剥れる温度）が従来の硬質炭素膜が成形表面である型と比較して７０℃上昇した（本発明による型の離型温度：５３０℃）。プレス成形第１ショットの離型温度の上昇が本発明により可能となったため、成形のタクト短縮が可能となった。
【００１８】
以上のようなプレス行程により３０００回成形した後の型部材の成形面及び成形された光学素子の表面粗さ、並びに型部材と成形された光学素子との離型性は良好であった。特に、型部材の成形面について光学顕微鏡、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察しても傷やクラック等の欠陥やガラス成分の反応析出物、ガラスの融着はなかった。
【００１９】
また、光学素子形状が両凹レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズとなる各光学素子成形用型を上記と同等の方法で作製した結果、従来の硬質炭素膜より離型性の良いことが確認された。特に図９に示すような凸メニスカスレンズの場合、従来の硬質炭素膜の場合、３５０℃まで型から光学素子が離型しない場合があったが、本発明の光学素子成形用型を使用した場合、安定して５００℃以上での離型が可能となった。上記各種形状の連続成形も実施例１前半に記した両凸レンズ同様、３０００回成形を行っても全く問題はなかった。
【００２０】
また、本発明型でランタン系ガラス（ＬａＫ１２）やＳＦ系ガラス（ＳＦ８）を成形したがクラウン系ガラス（ＳＫ１２）と同様３０００回成形を行っても全く問題はなく、優れた離型効果が確認された。
【００２１】
［実施例２］（ＴｉＮ／ｉ−Ｃミキシング層、イオンビーム炭素膜）
本発明では型母材、中間層であるＴｉＮ，硬質炭素膜は上記実施例１と同等の方法で作製したので、成形表面である炭化水素膜の作製方法について詳細に述べる。実施例１では高周波を用い、ＣＨ4 プラズマを発生させ炭化水素膜の成膜を行ったが、本発明ではイオンビームを用い炭化水素膜を型母材状に形成したものである。成膜装置は実施例１に示した硬質炭素膜を形成したＩＢＤ装置を用いることができる。そのため本発明では硬質炭素膜形成と炭化水素膜形成が連続してできる。実施例１と同様にＷＣ−Ｔｉ系超硬合金状にＴｉＮ及び硬質炭素膜を成膜した後、図３に示す硬質炭素膜を成膜した装置中で連続して炭化水素膜を成膜した。
【００２２】
以下に炭化水素の成膜方法について述べる。まず、ＣＨ4 ：２０ｓｃｃｍをイオン化室に導入してガス圧４．０×１０-2Ｐａとし、ＣＨ4 ガスをイオン化した後、イオンビーム引き出しグリットに２００Ｖの電圧を印加し、イオンビームを引き出し、基板ホルダーに−１００Ｖのバイアス電圧をかけ硬質炭素膜上に炭化水素膜を約３０ｎｍ成膜した。次に、本発明による光学素子成形用型によってプレス成形を実施例１と同様に行った。その結果、本発明による光学素子成形用型を用いることによりプレス成形の第１ショット目の離型温度が従来の硬質炭素膜が成形表面である型と比較して５０℃上昇した。（本発明による型の離型温度：５２０℃）プレス成形第１ショット目の離型温度の上昇が本発明により可能となったため、成形のタクト短縮が可能となった。また、３０００回成形した後の型部材の成形面及び成形された光学素子の表面粗さ、並びに型部材と成形された光学素子との離型性は良好であった。特に、型部材の成形面について光学顕微鏡、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察しても傷やクラック等の欠陥やガラス成分の反応析出物、ガラスの融着はなかった。
【００２３】
また、光学素子形状が両凹レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズとなる各光学素子成形用型を上記と同等の方法で作製した結果、従来の硬質炭素膜より離型性の良いことが確認された。特に図９に示すような凸メニスカスレンズの場合、従来の硬質炭素膜の場合、３５０℃まで型から光学素子が離型しない場合があったが、本発明の光学素子成形用型を使用した場合、安定して５００℃以上での離型が可能となった。上記各種形状の連続成形も実施例１前半に記した両凸レンズ同様、３０００回成形を行っても全く問題はなかった。
【００２４】
また、本発明型でランタン系ガラス（ＬａＫ１２）やＳＦ系ガラス（ＳＦ８）を成形したがクラウン系ガラス（ＳＫ１２）と同様３０００回成形を行っても全く問題はなく、優れた離型効果が確認された。
【００２５】
［実施例３］（ＣＶＤＳｉＣ／ｉ−Ｃミキシング層、ＣＶＤ炭素膜）
本発明では型母材として常圧焼結ＳｉＣを用い、これを所定の形状に加工した後、硬質物質からなる中間層形成、及び表面の緻密化のため型母材ＳｉＣ上にＣＶＤによるＳｉＣ膜を成膜し、成形面をＲｍａｘ．＝０．０２に鏡面研磨したものを用いた。この型を良く洗浄した後、実施例１と同様図３に示すＩＢＤ装置に設置し、硬質炭素膜を実施例１と同条件でミキシング層３５ｎｍとなるように成膜を行った。次に、炭化水素膜を実施例１と同装置、同条件で３０ｎｍの膜厚で成膜を行った。
【００２６】
次に、本発明による光学素子成形用型によってプレス成形を実施例１と同様に行った。その結果、本発明による光学素子成形用型を用いることによりプレス成形の第１ショット目の離型温度が従来の硬質炭素膜が成形表面である型と比較して６０℃上昇した。（本発明による型の離型温度：５３０℃）プレス成形第１ショット目の離型温度の上昇が本発明により可能となったため、成形のタクト短縮が可能となった。また、３０００回成形した後の成形面及び成形された光学素子の表面粗さ、並びに型部材と成形された光学素子との離型性は良好であった。特に、型部材の成形面について光学顕微鏡、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察しても傷やクラック等の欠陥やガラス成分の反応析出物、ガラスの融着はなかった。
【００２７】
また、光学素子形状が両凹レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズとなる各光学素子成形用型を上記と同等の方法で作製した結果、従来の硬質炭素膜より離型性の良いことが確認された。特に図９に示すような凸メニスカスレンズの場合、従来の硬質炭素膜の場合、３５０℃まで型から光学素子が離型しない場合があったが、本発明の光学素子成形用型を使用した場合、安定して５００℃以上での離型が可能となった。上記各種形状の連続成形も実施例１前半に記した両凸レンズ同様、３０００回成形を行っても全く問題はなかった。
【００２８】
また、本発明型でランタン系ガラス（ＬａＫ１２）やＳＦ系ガラス（ＳＦ８）を成形したがクラウン系ガラス（ＳＫ１２）と同様３０００回成形を行っても全く問題はなく、優れた離型効果が確認された。
【００２９】
［実施例４］（ダイヤモンド／ｉ−Ｃミキシング層、ＣＶＤ炭素膜）
型母材としてＷＣ−Ｔｉ系超硬合金を所定の形状に加工した後、プラズマＣＶＤによりダイヤモンド膜を成膜した後、成形面をＲｍａｘ．＝０．０２μｍに鏡面研磨したものを用いた。この型を良く洗浄した後、実施例１と同様図３に示すＩＢＤ装置に設置し、硬質炭素膜を実施例１と同条件でミキシング層３５ｎｍとなるように成膜を行った。次に、炭化水素膜を実施例１と同装置、同条件で３０ｎｍの膜厚で成膜を行った。
【００３０】
次に、本発明による光学素子成形用型によってプレス成形を実施例１と同様に行った。その結果、本発明による光学素子成形用型を用いることによりプレス成形の第１ショット目の離型温度が従来の硬質炭素膜が成形表面である型と比較して６０℃上昇した。（本発明による型の離型温度：５００℃）プレス成形第１ショット目の離型温度の上昇が本発明により可能となったため、成形のタクト短縮が可能となった。また、３０００回成形した後の型部材の成形面及び成形された光学素子の表面粗さ、並びに型部材と成形された光学素子との離型性は良好であった。特に、型部材の成形面について光学顕微鏡、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察しても傷やクラック等の欠陥やガラス成分の反応析出物、ガラスの融着はなかった。
【００３１】
また、光学素子形状が両凹レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズとなる各光学素子成形用型を上記と同等の方法で作製した結果、従来の硬質炭素膜より離型性の良いことが確認された。特に図９に示すような凸メニスカスレンズの場合、従来の硬質炭素膜の場合、３５０℃まで型から光学素子が離型しない場合があったが、本発明の光学素子成形用型を使用した場合、安定して５００℃以上での離型が可能となった。上記各種形状の連続成形も実施例１前半に記した両凸レンズ同様、３０００回成形を行っても全く問題はなかった。
【００３２】
また、本発明型でランタン系ガラス（ＬａＫ１２）やＳＦ系ガラス（ＳＦ８）を成形したがクラウン系ガラス（ＳＫ１２）と同様３０００回成形を行っても全く問題はなく、優れた離型効果が確認された。
【００３３】
［実施例５］（ＣＶＤＳｉＮ／ｉ−Ｃミキシング層、ＣＶＤ炭素膜）
型母材としてＳｉ3 Ｎ4 セラミックスを所定の形状に加工した後、プラズマＣＶＤによりダイヤモンド膜を成膜した後、成形面をＲｍａｘ．＝０．０２に鏡面研磨したものを用いた。この型を良く洗浄したのち、実施例１と同様図３に示すＩＢＤ装置に設置し、硬質炭素膜を実施例１と同条件でミキシング層３５ｎｍとなるように成膜を行った。次に、炭化水素膜を実施例１と同装置、同条件で３０ｎｍの膜厚で成膜を行った。
【００３４】
次に、この光学素子成形用型によってプレス成形を実施例１と同様に行った。その結果、本発明による光学素子成形用型を用いることによりプレス成形の第１ショット目の離型温度が従来の硬質炭素膜が成形表面である型と比較して６０℃上昇した。（本発明による型の離型温度：５１０℃）プレス成形第１ショット目の離型温度の上昇が本発明により可能となったため、成形のタクト短縮が可能となった。また、３０００回成形した後の型部材の成形面及び成形された光学素子の表面粗さ、並びに型部材と成形された光学素子との離型性は良好であった。特に、型部材の成形面について光学顕微鏡、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察しても傷やクラック等の欠陥やガラス成分の反応析出物、ガラスの融着はなかった。
【００３５】
また、光学素子形状が両凹レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズとなる各光学素子成形用型を上記と同等の方法で作製した結果、従来の硬質炭素膜より離型性の良いことが確認された。特に図９に示すような凸メニスカスレンズの場合、従来の硬質炭素膜の場合、３５０℃まで型から光学素子が離型しない場合があったが、本発明の光学素子成形用型を使用した場合、安定して５００℃以上での離型が可能となった。上記各種形状の連続成形も実施例１前半に記した両凸レンズ同様、３０００回成形を行っても全く問題はなかった。
【００３６】
また、本発明型でランタン系ガラス（ＬａＫ１２）やＳＦ系ガラス（ＳＦ８）を成形したがクラウン系ガラス（ＳＫ１２）と同様３０００回成形を行っても全く問題はなく、良離型効果が確認された。
【００３７】
以下実施例６〜７９については実施例１〜５を含め表１〜４にまとめる。
【００３８】
なお、中間層材料であるＴａＮ、ＺｒＮ，ＨｆＮ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴｉＣＮ、ＴａＣＮ、ＺｒＣＮ及びＨｆＣＮの膜は、イオンプレーティング及びスパッタリングにより成膜した。
【００３９】
また、型母材材料であるサーメットはＴｉＮ−ＴｉＣ系のものを、ステンレスは高膨張鋼材である日立金属製ＹＨＤ５０ＦＭ（α＝１７×１０-6）等を用いた。
【００４０】
【表１】
0003847805.tif 000002
【００４１】
【表２】
0003847805.tif 000003
【００４２】
【表３】
0003847805.tif 000004
【００４３】
【表４】
0003847805.tif 000005
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光学素子成形用型によれば、型母材上に成膜した硬質炭素膜上に炭化水素膜を設けたことにより、以下の諸問題の解決に成功した。
【００４５】
第一に光学素子成形初期ショットから約２０ショットまでの間に生じる離型性が悪い状態を、成形初期ショットから良好な離型状態にすることができた。これにより成形サイクルタイムを従来より大幅に短くすることができ、時間当りの生産数を向上でき、また離型性が悪い状態に発生する型の破損を極力押えることが可能となった。
【００４６】
第二に従来の硬質炭素膜でも離型し難い凸メニスカスレンズ形状であっても、本発明による光学素子成形用型を用いることにより、離型性が向上した。これにより従来プレス成形終了後３００℃まで冷却が必要であって形状でも、５３０℃での離型が可能となり成形サイクルタイムの飛躍的な短縮を可能にした。
【００４７】
本発明により得られた光学素子成形用型を用いることにより、生産性の向上とコストダウンを実現することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学素子成形用型の一例を示す断面図で、プレス成形前の状態を示す。
【図２】本発明に係る光学素子成形用型の一例を示す断面図で、プレス成形後の状態を示す。
【図３】本発明の実施例で用いるイオンビーム成膜装置を示す概略図である。
【図４】本発明に係る光学素子成形用型の中間層と硬質炭素膜の間に生成したミキシング層の光電分光分析（ＸＰＳ）によるデプスプロファイルを示す図である。
【図５】本発明の実施例で用いる高周波放電タイプ成膜装置を示す概略図である。
【図６】本発明に係る成膜表面に高周波放電方式で成膜した炭化水素膜の赤外分光分析（ＦＴ−ＩＲ）の結果を示すグラフである。
【図７】本発明に係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非連続である。
【図８】本発明に係る成形表面にイオンビーム成膜装置で成膜した硬質炭素膜の赤外分光分析（ＦＴ−ＩＲ）の結果を示すグラフである。
【図９】本発明に係る光学素子成形用型の一例を示す断面図で、プレス成形前の状態を示す。
【符号の説明】
１    型母材
２    中間層
３    硬質炭素膜
４    炭化水素膜
５    ガラス素材
６    光学素子
７    真空層
８    イオンビーム装置
９    イオン化室
１０    ガス導入口
１１    イオンビーム引き出しグリット
１２    イオンビーム
１３    型母材
１４    基板ホルダー及びヒーター
１５    排気口
１６    真空槽
１７    排気口
１８    ガス導入口
１９    ドーム状ホルダー
２０    ヒーター
２１    水晶モニタ
２２    高周波印加用アンテナ
２３    型母材
５１    真空槽
５２    真空槽のフタ
５３    上型
５４    下型
５５    上型押え
５６    胴型
５７    型ホルダー
５８    ヒーター
５９    下型を突き上げる突き上げ棒
６０    エアシリンダー
６１    油回転ポンプ
６２、６３、６４    バルブ
６５    不活性ガス導入バルブ
６６    バルブ
６７    リークパイプ
６８    バルブ
６９    温度センサ
７０    水冷パイプ
７１    真空槽を支持する台
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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