JP2000191330A - 光学素子成形用型及び光学素子の成形方法 - Google Patents
光学素子成形用型及び光学素子の成形方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B40/02—Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it by lubrication; Use of materials as release or lubricating compositions
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- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
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- C03B11/086—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor of coated dies
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- C03B2215/00—Press-moulding glass
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学性能の良い高精度な光学ガラス素子の成
形を短いタクトで可能にする光学素子成形用型及び光学
素子の成形方法を提供する。 【解決手段】 耐熱性及び加工性に優れた材料を、成形
すべき光学ガラス素子の型形状に加工したプレス成形用
の型母材の上に、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、レ
ニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）及び白金
（Ｐｔ）からなる群より選択される少なくとも１種を含
有する金属膜が形成され、更に該金属膜の上に炭化水素
膜が形成されている光学素子成形用型及び光学素子の成
形方法。
形を短いタクトで可能にする光学素子成形用型及び光学
素子の成形方法を提供する。 【解決手段】 耐熱性及び加工性に優れた材料を、成形
すべき光学ガラス素子の型形状に加工したプレス成形用
の型母材の上に、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、レ
ニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）及び白金
（Ｐｔ）からなる群より選択される少なくとも１種を含
有する金属膜が形成され、更に該金属膜の上に炭化水素
膜が形成されている光学素子成形用型及び光学素子の成
形方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子成形用型
及び光学素子の成形方法に関し、特には、プレス成形後
に磨き工程等を必要としない光学ガラス素子の直接プレ
ス成形に用いる成形用型及び光学素子の成形方法に関す
る。
及び光学素子の成形方法に関し、特には、プレス成形後
に磨き工程等を必要としない光学ガラス素子の直接プレ
ス成形に用いる成形用型及び光学素子の成形方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、光学ガラスレンズは、光学機器の
レンズ構成の簡略化とレンズ部分の軽量化の両方を同時
に達成し得る非球面化の傾向にある。この非球面レンズ
の製造には、従来の光学ガラスレンズ製造方法である光
学研磨法では加工性及び量産性に劣るため、直接プレス
成形法が有望視されている。
レンズ構成の簡略化とレンズ部分の軽量化の両方を同時
に達成し得る非球面化の傾向にある。この非球面レンズ
の製造には、従来の光学ガラスレンズ製造方法である光
学研磨法では加工性及び量産性に劣るため、直接プレス
成形法が有望視されている。
【０００３】この直接プレス成形法というのは、あらか
じめ所望の面品質及び面精度に仕上げた非球面のモール
ド型の上で光学ガラスの塊状物を加熱、あるいはあらか
じめ加熱してあるガラスの塊状物をプレス成形して、プ
レス成形後にはもはや研磨や磨き工程を必要とせずに光
学レンズを製造する方法である。
じめ所望の面品質及び面精度に仕上げた非球面のモール
ド型の上で光学ガラスの塊状物を加熱、あるいはあらか
じめ加熱してあるガラスの塊状物をプレス成形して、プ
レス成形後にはもはや研磨や磨き工程を必要とせずに光
学レンズを製造する方法である。
【０００４】しかし、上述の光学ガラスレンズの製造方
法は、プレス成形後、得られたレンズの像形成品質が損
なわれない程度に優れていなければならない。特に非球
面レンズの場合、高い精度で成形できることが要求され
る。また、量産性を考慮すると高い温度での型とガラス
の離型性が良く、短いタクトで生産できることが要求さ
れる。
法は、プレス成形後、得られたレンズの像形成品質が損
なわれない程度に優れていなければならない。特に非球
面レンズの場合、高い精度で成形できることが要求され
る。また、量産性を考慮すると高い温度での型とガラス
の離型性が良く、短いタクトで生産できることが要求さ
れる。
【０００５】従って、型材料としては、高い温度でガラ
スに対して化学作用が最小であること、型のガラスプレ
ス面に擦り傷等の損傷を受けにくいこと、熱衝撃による
耐破壊性能が高いこと、型とガラスの密着力が低いこと
等が必要である。
スに対して化学作用が最小であること、型のガラスプレ
ス面に擦り傷等の損傷を受けにくいこと、熱衝撃による
耐破壊性能が高いこと、型とガラスの密着力が低いこと
等が必要である。
【０００６】以上のような光学ガラス素子のプレス成形
用型に必要な条件を、ある程度満足する型材料として、
特公昭６２−２８０９１、特公平４−１６４１５、特公
平４−８１５３０の各公報に示されるように、超硬合金
あるいは耐熱性の材料の上に貴金属、イリジウム−レニ
ウム、イリジウム−オスミウムまたはイリジウム−レニ
ウム−オスミウム合金を主成分とする薄膜をコーティン
グした型が提案されている。
用型に必要な条件を、ある程度満足する型材料として、
特公昭６２−２８０９１、特公平４−１６４１５、特公
平４−８１５３０の各公報に示されるように、超硬合金
あるいは耐熱性の材料の上に貴金属、イリジウム−レニ
ウム、イリジウム−オスミウムまたはイリジウム−レニ
ウム−オスミウム合金を主成分とする薄膜をコーティン
グした型が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
型材料では、上述の条件を全て満足するものではない。
例えば、上述の型材料は、高い温度でガラスに対して化
学作用が最小であり、型のガラスプレス面に擦り傷等の
損傷を受けにくく、熱衝撃による耐破壊性能が高いが、
大きな欠点として、型とガラスの密着力が高いため、生
産タクトを短くするために比較的高い温度で型から成形
されたガラス素子を取り出そうとしても型にレンズが強
固に付着して取り出せず、無理に取り出すと成形品が割
れたり、成形品に型の上にコーティングしてある膜が剥
がれて張りついてしまうことがある。また、型とガラス
の密着力が高いため、レンズの形状によっては成形後の
冷却過程で両者の熱膨張の差に起因する熱応力のために
成形品が割れることがある。
型材料では、上述の条件を全て満足するものではない。
例えば、上述の型材料は、高い温度でガラスに対して化
学作用が最小であり、型のガラスプレス面に擦り傷等の
損傷を受けにくく、熱衝撃による耐破壊性能が高いが、
大きな欠点として、型とガラスの密着力が高いため、生
産タクトを短くするために比較的高い温度で型から成形
されたガラス素子を取り出そうとしても型にレンズが強
固に付着して取り出せず、無理に取り出すと成形品が割
れたり、成形品に型の上にコーティングしてある膜が剥
がれて張りついてしまうことがある。また、型とガラス
の密着力が高いため、レンズの形状によっては成形後の
冷却過程で両者の熱膨張の差に起因する熱応力のために
成形品が割れることがある。
【０００８】従って、本発明の目的は、光学ガラスの直
接プレス法により、光学性能の良い高精度な光学ガラス
素子の成形を短いタクトで可能にする光学素子成形用型
及び光学素子の成形方法を提供することにある。
接プレス法により、光学性能の良い高精度な光学ガラス
素子の成形を短いタクトで可能にする光学素子成形用型
及び光学素子の成形方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】本願の第１の発
明は、耐熱性及び加工性に優れた材料を、成形すべき光
学ガラス素子の型形状に加工したプレス成形用の型母材
の上に、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、レニウム
（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、
ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）及び白金（Ｐ
ｔ）からなる群より選択される少なくとも１種を含有す
る金属膜が形成され、更に該金属膜の上に炭化水素膜が
形成されていることを特徴とする光学素子成形用型であ
る。
明は、耐熱性及び加工性に優れた材料を、成形すべき光
学ガラス素子の型形状に加工したプレス成形用の型母材
の上に、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、レニウム
（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、
ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）及び白金（Ｐ
ｔ）からなる群より選択される少なくとも１種を含有す
る金属膜が形成され、更に該金属膜の上に炭化水素膜が
形成されていることを特徴とする光学素子成形用型であ
る。
【００１０】上記構成においては、耐熱性があり、加工
性に優れた材料をプレス成形用型の母材とするので母材
に要求される性能を十分に有し、更にその上にコーティ
ングされる金属膜は十分に硬く耐擦り傷性も十分である
と共にガラスとの反応性も無い。更に、最表面の構成成
分である炭化水素は、ガラスとの密着力を著しく低下さ
せ、成形品の型離れ性を著しく向上させる。従って、光
学ガラス素子成形用型に必要な、耐酸化性に優れ、ガラ
スに対して不活性であり、プレスした時に形状精度が崩
れず機械的強度に優れ、かつ、加工性に優れ、精密加工
が容易にでき、更に短いタクトで生産が可能であるとい
う条件を全て満たす。また、炭化水素膜の下地として上
述の金属膜を用いたので、従来のように下地に窒化チタ
ンを用いた場合（特開平１０−０８１５３９号）や、下
地に硬質炭素膜を用いた場合（特開平７−１０５６１号
公報）と比較して、下地とガラスの反応が無いため、炭
化水素膜の消耗が起こらず、良離型性を長く維持できる
ので、光学ガラス素子成形用型として、完成度の高いも
のである。
性に優れた材料をプレス成形用型の母材とするので母材
に要求される性能を十分に有し、更にその上にコーティ
ングされる金属膜は十分に硬く耐擦り傷性も十分である
と共にガラスとの反応性も無い。更に、最表面の構成成
分である炭化水素は、ガラスとの密着力を著しく低下さ
せ、成形品の型離れ性を著しく向上させる。従って、光
学ガラス素子成形用型に必要な、耐酸化性に優れ、ガラ
スに対して不活性であり、プレスした時に形状精度が崩
れず機械的強度に優れ、かつ、加工性に優れ、精密加工
が容易にでき、更に短いタクトで生産が可能であるとい
う条件を全て満たす。また、炭化水素膜の下地として上
述の金属膜を用いたので、従来のように下地に窒化チタ
ンを用いた場合（特開平１０−０８１５３９号）や、下
地に硬質炭素膜を用いた場合（特開平７−１０５６１号
公報）と比較して、下地とガラスの反応が無いため、炭
化水素膜の消耗が起こらず、良離型性を長く維持できる
ので、光学ガラス素子成形用型として、完成度の高いも
のである。
【００１１】本願の第２の発明は、本願の第１の発明に
おいて、プレス成形用の型母材が、タングステンカーバ
イド（ＷＣ）を主成分とする超硬合金、快削性セラミッ
クスからなる切削加工層を成形面に有する超硬合金、ま
たは窒化ホウ素含有窒化ケイ素からなることを特徴とす
る。
おいて、プレス成形用の型母材が、タングステンカーバ
イド（ＷＣ）を主成分とする超硬合金、快削性セラミッ
クスからなる切削加工層を成形面に有する超硬合金、ま
たは窒化ホウ素含有窒化ケイ素からなることを特徴とす
る。
【００１２】上記構成において、超硬合金は放電加工が
可能であるばかりでなく、一般的な研削加工を行う場合
においても、従来ガラスレンズ成形用の型として用いら
れた炭化ケイ素や窒化ケイ素よりも、容易に高精度な型
形状の加工ができる特長がある。また、快削性セラミッ
クス、窒化ホウ素含有窒化ケイ素は十分な強度と硬さを
持ちながら、切削加工が可能なため、精密加工が容易に
できる。更には、加工に特殊な装置も必要ない。加工時
間も短くて済む。従って、金型コストを非常に低くする
ことができる。更に、切削加工でしか作製できない面の
作製も可能となった。また、メッキ層を形成して、その
層を切削加工する方法と比較すると、この母材は耐熱性
に優れるため、高融点ガラスの成形にも使用できるし、
メッキと違い剥れることがない。
可能であるばかりでなく、一般的な研削加工を行う場合
においても、従来ガラスレンズ成形用の型として用いら
れた炭化ケイ素や窒化ケイ素よりも、容易に高精度な型
形状の加工ができる特長がある。また、快削性セラミッ
クス、窒化ホウ素含有窒化ケイ素は十分な強度と硬さを
持ちながら、切削加工が可能なため、精密加工が容易に
できる。更には、加工に特殊な装置も必要ない。加工時
間も短くて済む。従って、金型コストを非常に低くする
ことができる。更に、切削加工でしか作製できない面の
作製も可能となった。また、メッキ層を形成して、その
層を切削加工する方法と比較すると、この母材は耐熱性
に優れるため、高融点ガラスの成形にも使用できるし、
メッキと違い剥れることがない。
【００１３】本願の第３の発明は、耐熱性及び加工性に
優れた材料を、成形すべき光学ガラス素子の型形状に加
工してプレス成形用の型母材を作成し、更に該型母材の
上に、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、レニウム（Ｒ
ｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジ
ウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）及び白金（Ｐｔ）か
らなる群より選択される少なくとも１種を含有する金属
膜を形成し、更に該金属膜の上に炭化水素膜を形成した
一対の型を用い、不活性ガス雰囲気または真空下におい
て成形に供するガラス素材をその軟化温度以上に加熱
後、加圧成形して光学ガラス素子を得ることを特徴とす
る光学素子の成形方法である。
優れた材料を、成形すべき光学ガラス素子の型形状に加
工してプレス成形用の型母材を作成し、更に該型母材の
上に、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、レニウム（Ｒ
ｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジ
ウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）及び白金（Ｐｔ）か
らなる群より選択される少なくとも１種を含有する金属
膜を形成し、更に該金属膜の上に炭化水素膜を形成した
一対の型を用い、不活性ガス雰囲気または真空下におい
て成形に供するガラス素材をその軟化温度以上に加熱
後、加圧成形して光学ガラス素子を得ることを特徴とす
る光学素子の成形方法である。
【００１４】上記構成においては、耐熱性があり、加工
性に優れた材料をプレス成形用型の母材とするので母材
に要求される性能を十分に有し、更にその上にコーティ
ングされる金属膜は十分に硬く耐擦り傷性も十分である
と共にガラスとの反応性も無い。また、最表面の構成成
分である炭化水素は、ガラスとの密着力を著しく低下さ
せ、成形品の型離れ性を著しく向上させる。従って、光
学ガラス素子成形方法で重要な、耐酸化性に優れ、ガラ
スに対して不活性であり、プレスした時に形状精度が崩
れず機械的強度に優れ、かつ、加工性に優れ、精密加工
が容易にでき、更に短いタクトで生産が可能であるとい
う条件を全て満たす。また、炭化水素膜の下地として上
述の金属膜を用いたので、従来のように下地に窒化チタ
ンを用いた場合（特開平１０−０８１５３９号）や、下
地に硬質炭素膜を用いた場合（特開平７−１０５６１号
公報）と比較して、下地とガラスの反応が無いため、炭
化水素膜の消耗が起こらず、良離型性を長く維持できる
ようになった。
性に優れた材料をプレス成形用型の母材とするので母材
に要求される性能を十分に有し、更にその上にコーティ
ングされる金属膜は十分に硬く耐擦り傷性も十分である
と共にガラスとの反応性も無い。また、最表面の構成成
分である炭化水素は、ガラスとの密着力を著しく低下さ
せ、成形品の型離れ性を著しく向上させる。従って、光
学ガラス素子成形方法で重要な、耐酸化性に優れ、ガラ
スに対して不活性であり、プレスした時に形状精度が崩
れず機械的強度に優れ、かつ、加工性に優れ、精密加工
が容易にでき、更に短いタクトで生産が可能であるとい
う条件を全て満たす。また、炭化水素膜の下地として上
述の金属膜を用いたので、従来のように下地に窒化チタ
ンを用いた場合（特開平１０−０８１５３９号）や、下
地に硬質炭素膜を用いた場合（特開平７−１０５６１号
公報）と比較して、下地とガラスの反応が無いため、炭
化水素膜の消耗が起こらず、良離型性を長く維持できる
ようになった。
【００１５】本発明は、上記構成によって、従来の型材
料では実現できなかった前記の必要条件を全て満足した
型を得ることができ、この型を用いることによって、光
学ガラス素子を直接プレスして成形することができる。
料では実現できなかった前記の必要条件を全て満足した
型を得ることができ、この型を用いることによって、光
学ガラス素子を直接プレスして成形することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光学素子成形用型
の１実施例を図面を参照しながら説明する。図１におい
て、１は型母材、２は炭化水素膜、３は金属膜である。
の１実施例を図面を参照しながら説明する。図１におい
て、１は型母材、２は炭化水素膜、３は金属膜である。
【００１７】直径１６ｍｍのタングステンカーバイド
（ＷＣ）を主成分とする超硬合金を、曲率半径が１０ｍ
ｍの凹形状のプレス面を有する上下の型からなる一対の
光学ガラスレンズのプレス成形用型形状に加工した。こ
れらの型のプレス面を０．１μｍのダイヤモンド砥粒を
用いて鏡面に研磨した。
（ＷＣ）を主成分とする超硬合金を、曲率半径が１０ｍ
ｍの凹形状のプレス面を有する上下の型からなる一対の
光学ガラスレンズのプレス成形用型形状に加工した。こ
れらの型のプレス面を０．１μｍのダイヤモンド砥粒を
用いて鏡面に研磨した。
【００１８】次に、この鏡面上に、スパッタ法により、
表１に示す金属膜を形成した。金属膜の膜厚は、好まし
くは５０ｎｍ〜３μｍ、特に好ましくは１２５ｎｍ〜１
μｍである。本実施例ではは１２５ｎｍ〜１μｍの範囲
で形成した。
表１に示す金属膜を形成した。金属膜の膜厚は、好まし
くは５０ｎｍ〜３μｍ、特に好ましくは１２５ｎｍ〜１
μｍである。本実施例ではは１２５ｎｍ〜１μｍの範囲
で形成した。
【００１９】次に、この金属膜の上に炭化水素膜を形成
して、ガラスプレス用の型を作成した。炭化水素膜の膜
厚は、好ましくは１〜１００ｎｍ、特に好ましくは１．
５〜５０ｎｍである。炭化水素膜の厚さは薄過ぎると効
果が十分ではなく、また、厚過ぎると剥れ易くなる。本
実施例では１０〜３０ｎｍの範囲で形成した。
して、ガラスプレス用の型を作成した。炭化水素膜の膜
厚は、好ましくは１〜１００ｎｍ、特に好ましくは１．
５〜５０ｎｍである。炭化水素膜の厚さは薄過ぎると効
果が十分ではなく、また、厚過ぎると剥れ易くなる。本
実施例では１０〜３０ｎｍの範囲で形成した。
【００２０】炭化水素膜は、プラズマ処理やイオンガン
処理等の簡単な薄膜堆積技術を用いて形成することがで
きる。炭化水素膜中の炭素：水素の原子比は、好ましく
は１０：６〜１０：０．５であり、特に好ましくは１
０：５〜１０：１である。
処理等の簡単な薄膜堆積技術を用いて形成することがで
きる。炭化水素膜中の炭素：水素の原子比は、好ましく
は１０：６〜１０：０．５であり、特に好ましくは１
０：５〜１０：１である。
【００２１】図４は本実施例の成形用型の製造に用いら
れる炭化水素膜堆積装置の概略構成を示す模式図であ
る。以下、本図を参照しながら炭化水素膜を形成する方
法を説明する。
れる炭化水素膜堆積装置の概略構成を示す模式図であ
る。以下、本図を参照しながら炭化水素膜を形成する方
法を説明する。
【００２２】図４において、１１２は真空槽であり、１
１４は該真空槽に設けられている排気口である。排気口
は不図示の真空排気源に接続されている。１１６は真空
槽１１２内へガスを導入するためのガス導入口である。
ガス導入口は不図示のガス源に接続されている。
１４は該真空槽に設けられている排気口である。排気口
は不図示の真空排気源に接続されている。１１６は真空
槽１１２内へガスを導入するためのガス導入口である。
ガス導入口は不図示のガス源に接続されている。
【００２３】真空槽１１２内には、上部に型保持のため
のドーム状ホルダ１２２、型を加熱するためのヒータ１
２４及び被覆膜厚の測定のための水晶膜厚モニタ１２６
が配置されている。１２８は高周波印加用アンテナであ
る。なお、１３０は上記ホルダ１２２に保持されている
型である。
のドーム状ホルダ１２２、型を加熱するためのヒータ１
２４及び被覆膜厚の測定のための水晶膜厚モニタ１２６
が配置されている。１２８は高周波印加用アンテナであ
る。なお、１３０は上記ホルダ１２２に保持されている
型である。
【００２４】型１３０の表面に炭化水素膜を形成する際
には、排気口１１４から排気を行い、真空槽１１２内を
減圧した後に、ガス導入口１１６から炭化水素ガスを例
えば５×１０-2〜５×１０-4Ｔｏｒｒとなるまで導入
し、高周波印加用アンテナ１２８に例えば１００〜５０
０Ｗの高周波を印加して、炭化水素プラズマを発生させ
る。
には、排気口１１４から排気を行い、真空槽１１２内を
減圧した後に、ガス導入口１１６から炭化水素ガスを例
えば５×１０-2〜５×１０-4Ｔｏｒｒとなるまで導入
し、高周波印加用アンテナ１２８に例えば１００〜５０
０Ｗの高周波を印加して、炭化水素プラズマを発生させ
る。
【００２５】真空槽１１２内に導入される炭化水素ガス
としては、メタン、エタン、プロパン、エチレン、プロ
ピレン、アセチレン等が例示できる。炭化水素膜中の炭
素：水素の原子比は堆積条件によって変化するので、所
望の原子比が得られるように条件を設定する。
としては、メタン、エタン、プロパン、エチレン、プロ
ピレン、アセチレン等が例示できる。炭化水素膜中の炭
素：水素の原子比は堆積条件によって変化するので、所
望の原子比が得られるように条件を設定する。
【００２６】次に、上述のようにして得られた表１に示
す型に、上述のようにして炭化水素膜を形成した型によ
り光学素子の成形を行った。
す型に、上述のようにして炭化水素膜を形成した型によ
り光学素子の成形を行った。
【００２７】ガラスはホウケイ酸ガラスＳＫ１２（ｎｄ
＝１．５８３１３、νｄ＝５９．４、転移点Ｔｇ＝５５
０℃、屈伏点Ａｔ＝５８８℃、組成は表２参照）及びラ
ンタン系ガラスＬａＫ１２（ｎｄ＝１．６７７９０、ν
ｄ＝５５．３、転移点Ｔｇ＝５５４℃、屈伏点Ａｔ＝５
９６℃、組成は表３参照）を用いボールレンズに加工し
た。
＝１．５８３１３、νｄ＝５９．４、転移点Ｔｇ＝５５
０℃、屈伏点Ａｔ＝５８８℃、組成は表２参照）及びラ
ンタン系ガラスＬａＫ１２（ｎｄ＝１．６７７９０、ν
ｄ＝５５．３、転移点Ｔｇ＝５５４℃、屈伏点Ａｔ＝５
９６℃、組成は表３参照）を用いボールレンズに加工し
た。
【００２８】図２は成形試験に用いた装置の概略を示
す。図２において２４はチャンバー、２５は上軸、２６
は下軸、２７はヒーターを内蔵したブロック（ヒーター
ブロック）、２８はヒーターブロック、２９は上型、３
０は下型、３１はガラス、３２は油圧シリンダーであ
る。
す。図２において２４はチャンバー、２５は上軸、２６
は下軸、２７はヒーターを内蔵したブロック（ヒーター
ブロック）、２８はヒーターブロック、２９は上型、３
０は下型、３１はガラス、３２は油圧シリンダーであ
る。
【００２９】チャンバー２４を不図示の真空ポンプによ
って真空引きした後、Ｎ2 ガスを導入し、チャンバー２
４内をＮ2 雰囲気にした後、ヒーターブロック２７、２
８により上型２９、下型３０を加熱し、成形するガラス
の粘度で１０-9ｄ・Ｐａ・ｓに対応する温度（ＳＫ１
２：６３０℃、ＬａＫ１２：６１５℃）になったら、油
圧シリンダー３２により、上軸２５を引き上げ、下型３
０の上に不図示のオートハンドにより成形素材（ボール
レンズ）を置いた。そのままの型温度で、１分間保持し
た後、油圧シリンダー３２により上軸２５を降下させ、
上型２９と下型３０でボールレンズを３，０００Ｎの力
で３分間プレスした。その後、７０℃／分で冷却を行
い、上下型温度が５４０℃になった時点で上型２９を上
昇させ、不図示のオートハンドで下型３０上の成形品３
１を取り出し、続いて不図示の置換装置を通して成形品
３１をチャンバー２４より取り出した。再び上下型を加
熱し、上記操作を繰り返し、５，０００ｓｈｏｔ成形を
行った。
って真空引きした後、Ｎ2 ガスを導入し、チャンバー２
４内をＮ2 雰囲気にした後、ヒーターブロック２７、２
８により上型２９、下型３０を加熱し、成形するガラス
の粘度で１０-9ｄ・Ｐａ・ｓに対応する温度（ＳＫ１
２：６３０℃、ＬａＫ１２：６１５℃）になったら、油
圧シリンダー３２により、上軸２５を引き上げ、下型３
０の上に不図示のオートハンドにより成形素材（ボール
レンズ）を置いた。そのままの型温度で、１分間保持し
た後、油圧シリンダー３２により上軸２５を降下させ、
上型２９と下型３０でボールレンズを３，０００Ｎの力
で３分間プレスした。その後、７０℃／分で冷却を行
い、上下型温度が５４０℃になった時点で上型２９を上
昇させ、不図示のオートハンドで下型３０上の成形品３
１を取り出し、続いて不図示の置換装置を通して成形品
３１をチャンバー２４より取り出した。再び上下型を加
熱し、上記操作を繰り返し、５，０００ｓｈｏｔ成形を
行った。
【００３０】５，０００ｓｈｏｔの成形の結果、表１に
示す全ての型で良好な成形性が得られた。
示す全ての型で良好な成形性が得られた。
【００３１】一方、炭化水素膜を形成しなかった型は、
型とガラスの密着力が高く、５４０℃では型からレンズ
を取り出すことができず、無理に取り出したところ、レ
ンズが割れてしまった。また、割れたレンズに型表面の
膜が張り付いてきたものもあった。また、数ｓｈｏｔ毎
に型とガラスの熱膨張の差による熱応力による割れが発
生した。また、比較として、炭化水素膜の下地として、
本発明に用いる金属膜ではなく、窒化チタン膜または硬
質炭素膜を成膜した型を同様に試験したが、窒化チタン
膜を下地にしたものでは、３０ｓｈｏｔで炭化水素膜が
消耗し、融着が発生、硬質炭素膜を下地としたもので
は、６０ｓｈｏｔで炭化水素膜が消耗し、離型性が悪化
し、５４０℃で型を開いて成形品を取り出すことが困難
になったため、取り出し温度を１００℃下げる必要があ
り、タクトの大幅な悪化を余儀なくされた。
型とガラスの密着力が高く、５４０℃では型からレンズ
を取り出すことができず、無理に取り出したところ、レ
ンズが割れてしまった。また、割れたレンズに型表面の
膜が張り付いてきたものもあった。また、数ｓｈｏｔ毎
に型とガラスの熱膨張の差による熱応力による割れが発
生した。また、比較として、炭化水素膜の下地として、
本発明に用いる金属膜ではなく、窒化チタン膜または硬
質炭素膜を成膜した型を同様に試験したが、窒化チタン
膜を下地にしたものでは、３０ｓｈｏｔで炭化水素膜が
消耗し、融着が発生、硬質炭素膜を下地としたもので
は、６０ｓｈｏｔで炭化水素膜が消耗し、離型性が悪化
し、５４０℃で型を開いて成形品を取り出すことが困難
になったため、取り出し温度を１００℃下げる必要があ
り、タクトの大幅な悪化を余儀なくされた。
【００３２】また、図３に示すような「研削研磨では加
工できない形状」の階段状の型を超硬工具による切削加
工により加工後、プレス面をダイヤモンドバイトによる
切削加工により非常に高精度に仕上げた。なお、このと
きに用いた型母材は超硬合金ではなく、切削加工可能な
材料とした（例えば、超硬合金製の母材上に設けられた
快削性セラミックス、窒化ホウ素含有窒ケイ素等）。
工できない形状」の階段状の型を超硬工具による切削加
工により加工後、プレス面をダイヤモンドバイトによる
切削加工により非常に高精度に仕上げた。なお、このと
きに用いた型母材は超硬合金ではなく、切削加工可能な
材料とした（例えば、超硬合金製の母材上に設けられた
快削性セラミックス、窒化ホウ素含有窒ケイ素等）。
【００３３】この型についても上記と同様の試験を行っ
て、同様の良好な結果を得た。なお、この成形品は回折
格子の一種であり、所謂、微細光学素子の一例である。
て、同様の良好な結果を得た。なお、この成形品は回折
格子の一種であり、所謂、微細光学素子の一例である。
【００３４】なお、ここで言う「研削研磨では加工でき
ない形」状とは、自由曲面を持つ素子（所謂自由曲面素
子）、微細なパターンを持つ素子（所謂微細光学素
子）、各種形状（球面や非球面や平面等）が組み合わさ
れて研磨では作製不可能もしくは貼り合わせの複雑な形
状の型になってしまうもの、及びこれらの組み合わさっ
た形状のことを示す。
ない形」状とは、自由曲面を持つ素子（所謂自由曲面素
子）、微細なパターンを持つ素子（所謂微細光学素
子）、各種形状（球面や非球面や平面等）が組み合わさ
れて研磨では作製不可能もしくは貼り合わせの複雑な形
状の型になってしまうもの、及びこれらの組み合わさっ
た形状のことを示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】
【表４】
【００３９】
【表５】
【００４０】
【表６】
【００４１】
【表７】
【００４２】
【表８】
【００４３】
【表９】
【００４４】
【表１０】
【００４５】
【発明の効果】以上のように、本願の第１の発明によれ
ば、耐熱性及び加工性に優れた材料を、成形すべき光学
ガラス素子の型形状に加工したプレス成形用の型母材の
上に、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、レニウム（Ｒ
ｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジ
ウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）及び白金（Ｐｔ）か
らなる群より選択される少なくとも１種を含有する金属
膜が形成され、更に該金属膜の上に炭化水素膜が形成さ
れていることによって、特に、ガラスに対して不活性
で、機械的強度及び精密加工性に優れ、高精度な光学ガ
ラス素子を極めて短いタクトで大量に製造することが可
能となった。
ば、耐熱性及び加工性に優れた材料を、成形すべき光学
ガラス素子の型形状に加工したプレス成形用の型母材の
上に、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、レニウム（Ｒ
ｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジ
ウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）及び白金（Ｐｔ）か
らなる群より選択される少なくとも１種を含有する金属
膜が形成され、更に該金属膜の上に炭化水素膜が形成さ
れていることによって、特に、ガラスに対して不活性
で、機械的強度及び精密加工性に優れ、高精度な光学ガ
ラス素子を極めて短いタクトで大量に製造することが可
能となった。
【００４６】本願の第２の発明によれば、プレス成形用
の型母材として、タングステンカーバイド（ＷＣ）を主
成分とする超硬合金、快削性セラミックスからなる切削
加工層を成形面に有する超硬合金、または窒化ホウ素含
有窒化ケイ素を用い、特に、超硬合金は容易に高精度な
型形状の加工ができ、快削性セラミックス、窒化ホウ素
含有窒化ケイ素は切削加工により精密加工が容易にで
き、また切削加工でしか作製できない面の作製も可能で
あるため、型の加工に要する時間、コストの大幅な削減
が可能となった。
の型母材として、タングステンカーバイド（ＷＣ）を主
成分とする超硬合金、快削性セラミックスからなる切削
加工層を成形面に有する超硬合金、または窒化ホウ素含
有窒化ケイ素を用い、特に、超硬合金は容易に高精度な
型形状の加工ができ、快削性セラミックス、窒化ホウ素
含有窒化ケイ素は切削加工により精密加工が容易にで
き、また切削加工でしか作製できない面の作製も可能で
あるため、型の加工に要する時間、コストの大幅な削減
が可能となった。
【００４７】本願の第３の発明によれば、耐熱性及び加
工性に優れた材料を、成形すべき光学ガラス素子の型形
状に加工してプレス成形用の型母材を作成し、更に該型
母材の上に、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、レニウ
ム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）及び白金
（Ｐｔ）からなる群より選択される少なくとも１種を含
有する金属膜を形成し、更に該金属膜の上に炭化水素膜
を形成した一対の型を用い、不活性ガス雰囲気または真
空下において成形に供するガラス素材をその軟化温度以
上に加熱後、加圧成形して光学ガラス素子を得ることに
よって、特に、高精度な光学ガラス素子を極めて短いタ
クトで大量に製造することが可能となった。
工性に優れた材料を、成形すべき光学ガラス素子の型形
状に加工してプレス成形用の型母材を作成し、更に該型
母材の上に、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、レニウ
ム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）及び白金
（Ｐｔ）からなる群より選択される少なくとも１種を含
有する金属膜を形成し、更に該金属膜の上に炭化水素膜
を形成した一対の型を用い、不活性ガス雰囲気または真
空下において成形に供するガラス素材をその軟化温度以
上に加熱後、加圧成形して光学ガラス素子を得ることに
よって、特に、高精度な光学ガラス素子を極めて短いタ
クトで大量に製造することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学素子のプレス成形型を示す概略断面図。
【図２】光学素子のプレス成形装置の概略断面図。
【図３】光学素子のの他のプレス成形型の概略断面図。
【図４】炭化水素膜堆積装置の概略構成を示す模式図。
１ 型母材 ２ 炭化水素膜（プレス面） ３ 金属膜 ２４ チャンバー ２５ 上軸 ２６ 下軸 ２７ ヒーターブロック ２８ ヒーターブロック ２９ 上型 ３０ 下型 ３１ ガラス ３２ 油圧シリンダー １１２ 真空槽 １１４ 排気口 １１６ ガス導入口 １２２ ドーム状ホルダ １２４ ヒータ １２６ 水晶膜厚モニタ １２８ 高周波印加用アンテナ １３０ 型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大森 正樹 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 平林 敬二 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） 4K029 AA02 AA26 BA02 BA05 BA13 BA62 BC01 BD05 CA05 DB03 DB06
Claims (3)
- 【請求項１】 耐熱性及び加工性に優れた材料を、成形
すべき光学ガラス素子の型形状に加工したプレス成形用
の型母材の上に、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、レ
ニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）及び白金
（Ｐｔ）からなる群より選択される少なくとも１種を含
有する金属膜が形成され、更に該金属膜の上に炭化水素
膜が形成されていることを特徴とする光学素子成形用
型。 - 【請求項２】 プレス成形用の型母材が、タングステン
カーバイド（ＷＣ）を主成分とする超硬合金、快削性セ
ラミックスからなる切削加工層を成形面に有する超硬合
金、または窒化ホウ素含有窒化ケイ素からなることを特
徴とする請求項１記載の光学素子成形用型。 - 【請求項３】 耐熱性及び加工性に優れた材料を、成形
すべき光学ガラス素子の型形状に加工してプレス成形用
の型母材を作成し、更に該型母材の上に、金（Ａｕ）、
イリジウム（Ｉｒ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム
（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ル
テニウム（Ｒｕ）及び白金（Ｐｔ）からなる群より選択
される少なくとも１種を含有する金属膜を形成し、更に
該金属膜の上に炭化水素膜を形成した一対の型を用い、
不活性ガス雰囲気または真空下において成形に供するガ
ラス素材をその軟化温度以上に加熱後、加圧成形して光
学ガラス素子を得ることを特徴とする光学素子の成形方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10370187A JP2000191330A (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 光学素子成形用型及び光学素子の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10370187A JP2000191330A (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 光学素子成形用型及び光学素子の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000191330A true JP2000191330A (ja) | 2000-07-11 |
Family
ID=18496287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10370187A Pending JP2000191330A (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 光学素子成形用型及び光学素子の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000191330A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109279761A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-01-29 | 蓝思科技（长沙）有限公司 | 一种非球面3d玻璃产品的热压工艺 |
-
1998
- 1998-12-25 JP JP10370187A patent/JP2000191330A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109279761A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-01-29 | 蓝思科技（长沙）有限公司 | 一种非球面3d玻璃产品的热压工艺 |
| CN109279761B (zh) * | 2018-10-18 | 2021-09-07 | 蓝思科技（长沙）有限公司 | 一种非球面3d玻璃产品的热压工艺 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040106 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040226 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060522 |