JP2000319027A - 光学素子成形用型およびこれを用いた成形方法 - Google Patents
光学素子成形用型およびこれを用いた成形方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/084—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
- 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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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/14—Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
- C03B2215/16—Metals or alloys, e.g. Ni-P, Ni-B, amorphous metals
- C03B2215/17—Metals or alloys, e.g. Ni-P, Ni-B, amorphous metals comprising one or more of the noble meals, i.e. Ag, Au, platinum group metals
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- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学ガラスの直接プレス成形法により、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
クトで可能にするための、プレス成形用型およびこれを
用いる成形方法提供する。 【解決手段】 耐熱性および加工性に優れた材料を母材
として、これに成形すべき光学ガラス素子の、少なくと
も光学機能面に対応する転写成形面を加工した一対のプ
レス用型部材からなる光学素子成形用型であって、前記
転写成形面に対して形成されるコーティング膜は、前記
転写成形面上に均一な厚みであり、金（Ａｕ）中にイリ
ジウム（Ｉｒ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏ
ｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニ
ウム（Ｒｕ）の１種以上を含む合金を主成分とする貴金
属であることを特徴とする。
性能の良い、高精度な光学ガラス素子の成形を、短いタ
クトで可能にするための、プレス成形用型およびこれを
用いる成形方法提供する。 【解決手段】 耐熱性および加工性に優れた材料を母材
として、これに成形すべき光学ガラス素子の、少なくと
も光学機能面に対応する転写成形面を加工した一対のプ
レス用型部材からなる光学素子成形用型であって、前記
転写成形面に対して形成されるコーティング膜は、前記
転写成形面上に均一な厚みであり、金（Ａｕ）中にイリ
ジウム（Ｉｒ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏ
ｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニ
ウム（Ｒｕ）の１種以上を含む合金を主成分とする貴金
属であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学ガラス素子用
成形型およびこれを用いた成形方法に関し、特にプレス
成形後、磨き工程などを必要としない、光学ガラス素子
の直接プレス成形のための成形用型およびこれを用いた
成形方法に関する。
成形型およびこれを用いた成形方法に関し、特にプレス
成形後、磨き工程などを必要としない、光学ガラス素子
の直接プレス成形のための成形用型およびこれを用いた
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
時に達成し得る点で、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り、寧ろ、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
時に達成し得る点で、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り、寧ろ、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、予め、
所望の面品質及び面精度に仕上げた非球面の成形面を有
するモールド型の上で、光学ガラスの塊状物を加熱し、
プレス成形し、あるいは、予め加熱してあるガラスの塊
状物をプレス成形して、そのプレス成形後に、それ以上
の研磨とか磨き工程を必要とせずに、光学レンズを提供
する方法である。
所望の面品質及び面精度に仕上げた非球面の成形面を有
するモールド型の上で、光学ガラスの塊状物を加熱し、
プレス成形し、あるいは、予め加熱してあるガラスの塊
状物をプレス成形して、そのプレス成形後に、それ以上
の研磨とか磨き工程を必要とせずに、光学レンズを提供
する方法である。
【０００４】しかしながら、上述の光学ガラスレンズの
成形方法では、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、優れた転写性が得られなけ
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。
成形方法では、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、優れた転写性が得られなけ
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、高い温度におい
て、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（成形面）に、擦り傷などの損傷を受け難
いこと、熱衝撃による耐破壊性能が高いこと、型とガラ
スとの密着力が低いことなどが必要である。
て、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（成形面）に、擦り傷などの損傷を受け難
いこと、熱衝撃による耐破壊性能が高いこと、型とガラ
スとの密着力が低いことなどが必要である。
【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、特公平４−１６４１５号公報や特公平４−８１５３
０号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、イリジウム−レニウムまたはイリジウム−
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、コーティングした成形用型が
提案されている。
形用型に必要な条件を、ある程度満足する型材料とし
て、特公平４−１６４１５号公報や特公平４−８１５３
０号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、イリジウム−レニウムまたはイリジウム−
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、コーティングした成形用型が
提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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、高い温度において、
ガラスに対して化学作用が最小であり、型のガラスプレ
ス面に擦り傷などの損傷を受け難く、熱衝撃による耐破
壊性能が高いけれども、大きな欠点として、比較的高い
温度の内に、成形されたガラス素子を型から取り出す必
要があるが、型とガラスの密着力が高いために、生産タ
クトを短くしようとすると、型の成形面に成形品（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、成形品側に、型の成形面上にコーテ
ィングしてある膜が剥がれて、貼り付き、局部的に剥離
される畏れがある。
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、高い温度において、
ガラスに対して化学作用が最小であり、型のガラスプレ
ス面に擦り傷などの損傷を受け難く、熱衝撃による耐破
壊性能が高いけれども、大きな欠点として、比較的高い
温度の内に、成形されたガラス素子を型から取り出す必
要があるが、型とガラスの密着力が高いために、生産タ
クトを短くしようとすると、型の成形面に成形品（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、成形品側に、型の成形面上にコーテ
ィングしてある膜が剥がれて、貼り付き、局部的に剥離
される畏れがある。
【０００８】本発明では、上記事情に基づいてなされた
もので、光学ガラスの直接プレス成形法により、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
トで可能にするための、プレス成形用型およびこれを用
いる成形方法提供することを目的としている。
もので、光学ガラスの直接プレス成形法により、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
トで可能にするための、プレス成形用型およびこれを用
いる成形方法提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、耐熱性および加工性に優れた材料を母
材として、これに成形すべき光学ガラス素子の、少なく
とも光学機能面に対応する転写成形面を加工した一対の
プレス用型部材からなる光学素子成形用型であって、前
記転写成形面に対して形成されるコーティング膜は、前
記転写成形面上に均一な厚みであり、金（Ａｕ）中にイ
リジウム（Ｉｒ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏ
ｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニ
ウム（Ｒｕ）の１種以上を含む合金を主成分とする貴金
属であることを特徴とする。
め、本発明では、耐熱性および加工性に優れた材料を母
材として、これに成形すべき光学ガラス素子の、少なく
とも光学機能面に対応する転写成形面を加工した一対の
プレス用型部材からなる光学素子成形用型であって、前
記転写成形面に対して形成されるコーティング膜は、前
記転写成形面上に均一な厚みであり、金（Ａｕ）中にイ
リジウム（Ｉｒ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏ
ｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニ
ウム（Ｒｕ）の１種以上を含む合金を主成分とする貴金
属であることを特徴とする。
【００１０】この場合、発明の実施の形態として、貴金
属のコーティング膜の組成が、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）の１種以
上を８５〜９９．５ｗｔ％含むＡｕ合金であることが、
また、プレス成形用型母材として、タングステンカーバ
イド（ＷＣ）を主成分とする超硬合金、または、快削性
セラミックスからなる切削加工層を成形面に持つ超硬合
金、または、窒化ホウ素含有窒化珪素を用いることが、
好ましい。
属のコーティング膜の組成が、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）の１種以
上を８５〜９９．５ｗｔ％含むＡｕ合金であることが、
また、プレス成形用型母材として、タングステンカーバ
イド（ＷＣ）を主成分とする超硬合金、または、快削性
セラミックスからなる切削加工層を成形面に持つ超硬合
金、または、窒化ホウ素含有窒化珪素を用いることが、
好ましい。
【００１１】また、本発明では、耐熱性および加工性に
優れた材料を母材として、これに成形すべき光学ガラス
素子の、少なくとも光学機能面に対応する転写成形面を
加工した一対のプレス用型部材からなる光学素子成形用
型を用いる成形方法であって、前記転写成形面に対して
形成されるコーティング膜は、前記転写成形面上に均一
な厚みであり、金（Ａｕ）中にイリジウム（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）の１種以
上を含む合金を主成分とする貴金属であり、前記一対の
型部材を用いて、不活性ガス雰囲気あるいは真空下にお
いて、成形すべきガラスを、その軟化温度以上に加熱し
た後、加圧成形して、光学ガラス素子を得ることを特徴
とする。
優れた材料を母材として、これに成形すべき光学ガラス
素子の、少なくとも光学機能面に対応する転写成形面を
加工した一対のプレス用型部材からなる光学素子成形用
型を用いる成形方法であって、前記転写成形面に対して
形成されるコーティング膜は、前記転写成形面上に均一
な厚みであり、金（Ａｕ）中にイリジウム（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）の１種以
上を含む合金を主成分とする貴金属であり、前記一対の
型部材を用いて、不活性ガス雰囲気あるいは真空下にお
いて、成形すべきガラスを、その軟化温度以上に加熱し
た後、加圧成形して、光学ガラス素子を得ることを特徴
とする。
【００１２】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としては十分であり、その上に、コ
ーティングされる薄膜は、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、必須
の成分である金は、わずかな添加量で、ガラスとの密着
力を著しく低下し、成形品の型離れ性を著しく向上させ
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としては十分であり、その上に、コ
ーティングされる薄膜は、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、必須
の成分である金は、わずかな添加量で、ガラスとの密着
力を著しく低下し、成形品の型離れ性を著しく向上させ
る。
【００１３】従って、光学ガラス素子を成形する際、重
要な、耐酸化性に優れ、ガラスに対して不活性であり、
プレス成形した時に形状精度が崩れないような、機械的
強度に優れ、かつ、加工性に優れていて、精密加工が容
易にでき、さらに、短いタクトで生産できなくてはいけ
ないという条件をも完全に満たすことになる。
要な、耐酸化性に優れ、ガラスに対して不活性であり、
プレス成形した時に形状精度が崩れないような、機械的
強度に優れ、かつ、加工性に優れていて、精密加工が容
易にでき、さらに、短いタクトで生産できなくてはいけ
ないという条件をも完全に満たすことになる。
【００１４】なお、上記構成において、イリジウム、レ
ニウム、オスミウム、ルテニウム、ロジウムは、硬い
が、もろい性質を持つ物質であり、これに金を添加する
ことで、型の硬度が上がり、耐擦り傷性を高めることが
でき、更に、合金膜の粒成長や結晶化を抑制する作用を
持つため、前述のもろい性質を抑えることができ、成形
を重ねていった時の型表面の荒れを抑えることができ
る。
ニウム、オスミウム、ルテニウム、ロジウムは、硬い
が、もろい性質を持つ物質であり、これに金を添加する
ことで、型の硬度が上がり、耐擦り傷性を高めることが
でき、更に、合金膜の粒成長や結晶化を抑制する作用を
持つため、前述のもろい性質を抑えることができ、成形
を重ねていった時の型表面の荒れを抑えることができ
る。
【００１５】さらに、これらの元素を、２種以上含んだ
合金膜にすると、上記効果は、より一層、顕著になる。
即ち、イリジウム、レニウム、オスミウム、ルテニウ
ム、ロジウムの量が８５ｗｔ％よりも少ないと、型の硬
度が十分でなく、９９．５ｗｔ％を超えると、金添加の
効果が無くなり、型荒れを起こすようになる。従って、
好適なイリジウム、レニウム、オスミウム、ルテニウ
ム、ロジウムの量は、８５〜９９．５ｗｔ％となる。ま
た、イリジウム、レニウム、オスミウム、ルテニウム、
ロジウムは、ガラス光学素子成形用型として用いた場合
には、これだけでは型とガラスとの密着力が高く、成形
型として不適当であるが、金の添加で、型とガラスとの
密着力を著しく下げることができる。このように、金
は、わずかな添加量で、ガラスとの密着力を著しく低下
し、成形品の型離れ性を著しく向上させるが、０．５ｗ
ｔ％よりも少ないと、その効果も十分ではなくなり、１
５ｗｔ％よりも多く添加すると、型の硬度が低下し、成
形時に擦り傷が発生するようになる。よって、好適な金
の添加量の範囲は、０．５から１５ｗｔ％となる。
合金膜にすると、上記効果は、より一層、顕著になる。
即ち、イリジウム、レニウム、オスミウム、ルテニウ
ム、ロジウムの量が８５ｗｔ％よりも少ないと、型の硬
度が十分でなく、９９．５ｗｔ％を超えると、金添加の
効果が無くなり、型荒れを起こすようになる。従って、
好適なイリジウム、レニウム、オスミウム、ルテニウ
ム、ロジウムの量は、８５〜９９．５ｗｔ％となる。ま
た、イリジウム、レニウム、オスミウム、ルテニウム、
ロジウムは、ガラス光学素子成形用型として用いた場合
には、これだけでは型とガラスとの密着力が高く、成形
型として不適当であるが、金の添加で、型とガラスとの
密着力を著しく下げることができる。このように、金
は、わずかな添加量で、ガラスとの密着力を著しく低下
し、成形品の型離れ性を著しく向上させるが、０．５ｗ
ｔ％よりも少ないと、その効果も十分ではなくなり、１
５ｗｔ％よりも多く添加すると、型の硬度が低下し、成
形時に擦り傷が発生するようになる。よって、好適な金
の添加量の範囲は、０．５から１５ｗｔ％となる。
【００１６】また、プレス成形用型母材として、タング
ステンカーバイド（ＷＣ）を主成分とする超硬合金、ま
たは、快削性セラミックスからなる切削加工層を成形面
に持つ超硬合金、または、窒化ホウ素含有窒化珪素を用
いたことで、超硬合金が、放電加工に適合し、一般的な
研削加工を行う場合においても、従来のガラスレンズ成
形用の型として用いられた炭化珪素や窒化珪素よりも、
容易に高精度な型形状の加工ができる特徴がある。ま
た、快削性セラミックス、窒化ホウ素含有窒化珪素は十
分な強度と硬さを持ちながら、切削加工が可能なため
に、精密加工が容易にできる。さらには、加工に特殊な
装置も必要でなく、加工時間も短くて済む。
ステンカーバイド（ＷＣ）を主成分とする超硬合金、ま
たは、快削性セラミックスからなる切削加工層を成形面
に持つ超硬合金、または、窒化ホウ素含有窒化珪素を用
いたことで、超硬合金が、放電加工に適合し、一般的な
研削加工を行う場合においても、従来のガラスレンズ成
形用の型として用いられた炭化珪素や窒化珪素よりも、
容易に高精度な型形状の加工ができる特徴がある。ま
た、快削性セラミックス、窒化ホウ素含有窒化珪素は十
分な強度と硬さを持ちながら、切削加工が可能なため
に、精密加工が容易にできる。さらには、加工に特殊な
装置も必要でなく、加工時間も短くて済む。
【００１７】従って、金型コストを非常に低くすること
ができる。更に、切削加工でしか作れなかった面の作製
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
ッキとは違い、剥がれることがない。
ができる。更に、切削加工でしか作れなかった面の作製
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
ッキとは違い、剥がれることがない。
【００１８】本発明は、上記した構成によって、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
とが可能となる。
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
とが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の成形用型を用い
て、光学素子を成形する方法の１具体例を挙げて、図面
を参照しながら、具体的に説明する。
て、光学素子を成形する方法の１具体例を挙げて、図面
を参照しながら、具体的に説明する。
【００２０】ここでは、直径：１６ｍｍの超硬合金の母
材を、曲率半径が１０ｍｍ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
形用型の形状に加工した。
材を、曲率半径が１０ｍｍ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
形用型の形状に加工した。
【００２１】そして、これらの型のプレス面を０．１μ
ｍのダイヤモンド砥粒を用いて、鏡面に研磨した。次
に、この鏡面上に、スパッタ法により、表１に示す合金
膜を形成して、ガラスプレス用の型を作成した。
ｍのダイヤモンド砥粒を用いて、鏡面に研磨した。次
に、この鏡面上に、スパッタ法により、表１に示す合金
膜を形成して、ガラスプレス用の型を作成した。
【００２２】次に、上述のようにして得られた型によ
り、光学素子の成形を行った。なお、型母材の組成は、
表１〜６に示す実施例（後述）において、明示されてい
る。また、ガラスには、ホウケイ酸ガラス：ＳＫ１２
（ｎｄ＝１．５８３１３、νｄ＝５９．４、転移点Ｔｇ
＝５５０℃、屈伏点Ａｔ＝５８８℃、この組成は、表７
に示す）及び、ランタン系ガラスＬａＫ１２（ｎｄ＝
１．６７７９０、νｄ＝５５．３、転移点Ｔｇ＝５５４
℃、屈伏点Ａｔ＝５９６℃、この組成は、表８に示す）
が用いられて、ボールレンズに加工される。
り、光学素子の成形を行った。なお、型母材の組成は、
表１〜６に示す実施例（後述）において、明示されてい
る。また、ガラスには、ホウケイ酸ガラス：ＳＫ１２
（ｎｄ＝１．５８３１３、νｄ＝５９．４、転移点Ｔｇ
＝５５０℃、屈伏点Ａｔ＝５８８℃、この組成は、表７
に示す）及び、ランタン系ガラスＬａＫ１２（ｎｄ＝
１．６７７９０、νｄ＝５５．３、転移点Ｔｇ＝５５４
℃、屈伏点Ａｔ＝５９６℃、この組成は、表８に示す）
が用いられて、ボールレンズに加工される。
【００２３】図２は、成形テストに用いた装置の概略を
示す。図２において、符号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
は上型部材、３０は下型部材、３１はガラス、３２は油
圧シリンダーである。
示す。図２において、符号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
は上型部材、３０は下型部材、３１はガラス、３２は油
圧シリンダーである。
【００２４】チャンバー２４を、真空ポンプ（図示せ
ず）によって、真空引きした後、Ｎ2ガスを導入し、チ
ャンバー２４内をＮ2 雰囲気にした後、ヒーターブロッ
ク２７、２８により、上型部材２９、下型部材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（ＳＫ１２：６３０℃、ＬａＫ１２：６
１５℃）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３０の上に、オートハンド（図示
せず）により、成形素材（ボールレンズ）を置いた。
しかして、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、上型部
材２９と下型部材３０で、成形されるボールレンズを、
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、上型部材２９を上昇させ、オートハンド（図示
せず）で、下型部材３０上の成形品３１を取り出し、続
いて、置換装置（図示せず）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。
ず）によって、真空引きした後、Ｎ2ガスを導入し、チ
ャンバー２４内をＮ2 雰囲気にした後、ヒーターブロッ
ク２７、２８により、上型部材２９、下型部材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（ＳＫ１２：６３０℃、ＬａＫ１２：６
１５℃）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３０の上に、オートハンド（図示
せず）により、成形素材（ボールレンズ）を置いた。
しかして、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、上型部
材２９と下型部材３０で、成形されるボールレンズを、
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、上型部材２９を上昇させ、オートハンド（図示
せず）で、下型部材３０上の成形品３１を取り出し、続
いて、置換装置（図示せず）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。
【００２５】５，０００ｓｈｏｔの成形結果を表９〜１
４に示す。ここでの成績は、表１〜６に示す全ての型
（実施例１〜１４６）で、良好な成形性が得られるもの
であった。
４に示す。ここでの成績は、表１〜６に示す全ての型
（実施例１〜１４６）で、良好な成形性が得られるもの
であった。
【００２６】一方、Ａｕの量を、所要の範囲外（含有量
ゼロ）としたもの（比較例１〜３）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、型表面の膜が貼り付
いてきたものもあった。また、Ａｕの量を所要の範囲外
（含有量１６ｗｔ％）としたもの（比較例４〜６）で
は、連続ｓｈｏｔは可能であったが、１，０００〜１，
５００ｓｈｏｔで、型が劣化（擦り傷、荒れ）し、成形
品からは大量の不良品が発生した。
ゼロ）としたもの（比較例１〜３）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、型表面の膜が貼り付
いてきたものもあった。また、Ａｕの量を所要の範囲外
（含有量１６ｗｔ％）としたもの（比較例４〜６）で
は、連続ｓｈｏｔは可能であったが、１，０００〜１，
５００ｓｈｏｔで、型が劣化（擦り傷、荒れ）し、成形
品からは大量の不良品が発生した。
【００２７】また、図３に示すような、研削研磨できな
い形状の階段状の型を、超硬工具による切削加工により
加工し、その後、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、この時
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、ＢＮ含有窒化珪素など）。
い形状の階段状の型を、超硬工具による切削加工により
加工し、その後、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、この時
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、ＢＮ含有窒化珪素など）。
【００２８】この型についても、上記と同様の試験を行
ったが、全く同じ結果が得られた。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。
ったが、全く同じ結果が得られた。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。
【００２９】なお、ここで言う研削研磨で加工できない
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など）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など、及び、これらの組
み合わさった形状のことを示す。
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など）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など、及び、これらの組
み合わさった形状のことを示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【表３】
【００３３】
【表４】
【００３４】
【表５】
【００３５】
【表６】
【００３６】
【表７】
【００３７】
【表８】
【００３８】
【表９】
【００３９】
【表１０】
【００４０】
【表１１】
【００４１】
【表１２】
【００４２】
【表１３】
【００４３】
【表１４】
【００４４】
【発明の効果】本発明は、以上、詳述したようになり、
耐熱性および加工性に優れた材料を母材として、これに
成形すべき光学ガラス素子の、少なくとも光学機能面に
対応する転写成形面を加工した一対のプレス用型部材か
らなる光学素子成形用型であって、前記転写成形面に対
して形成されるコーティング膜は、前記転写成形面上に
均一な厚みであり、金（Ａｕ）中にイリジウム（Ｉ
ｒ）、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）
の１種以上を含む合金を主成分とする貴金属であること
を特徴とする。
耐熱性および加工性に優れた材料を母材として、これに
成形すべき光学ガラス素子の、少なくとも光学機能面に
対応する転写成形面を加工した一対のプレス用型部材か
らなる光学素子成形用型であって、前記転写成形面に対
して形成されるコーティング膜は、前記転写成形面上に
均一な厚みであり、金（Ａｕ）中にイリジウム（Ｉ
ｒ）、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）
の１種以上を含む合金を主成分とする貴金属であること
を特徴とする。
【００４５】また、本発明では、耐熱性および加工性に
優れた材料を母材として、これに成形すべき光学ガラス
素子の、少なくとも光学機能面に対応する転写成形面を
加工した一対のプレス用型部材からなる光学素子成形用
型を用いる成形方法であって、前記転写成形面に対して
形成されるコーティング膜は、前記転写成形面上に均一
な厚みであり、金（Ａｕ）中にイリジウム（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）の１種以
上を含む合金を主成分とする貴金属であり、前記一対の
型部材を用いて、不活性ガス雰囲気あるいは真空下にお
いて、成形すべきガラスを、その軟化温度以上に加熱し
た後、加圧成形して、光学ガラス素子を得ることを特徴
とする。
優れた材料を母材として、これに成形すべき光学ガラス
素子の、少なくとも光学機能面に対応する転写成形面を
加工した一対のプレス用型部材からなる光学素子成形用
型を用いる成形方法であって、前記転写成形面に対して
形成されるコーティング膜は、前記転写成形面上に均一
な厚みであり、金（Ａｕ）中にイリジウム（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）の１種以
上を含む合金を主成分とする貴金属であり、前記一対の
型部材を用いて、不活性ガス雰囲気あるいは真空下にお
いて、成形すべきガラスを、その軟化温度以上に加熱し
た後、加圧成形して、光学ガラス素子を得ることを特徴
とする。
【００４６】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としては十分であり、その上に、コ
ーティングされる薄膜は、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、必須
の成分である金は、わずかな添加量で、ガラスとの密着
力を著しく低下し、成形品の型離れ性を著しく向上させ
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としては十分であり、その上に、コ
ーティングされる薄膜は、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、必須
の成分である金は、わずかな添加量で、ガラスとの密着
力を著しく低下し、成形品の型離れ性を著しく向上させ
る。
【００４７】従って、光学ガラス素子を成形する際、重
要な、耐酸化性に優れ、ガラスに対して不活性であり、
プレス成形した時に形状精度が崩れないような、機械的
強度に優れ、かつ、加工性に優れていて、精密加工が容
易にでき、さらに、短いタクトで生産できなくてはいけ
ないという条件をも完全に満たすことになる。
要な、耐酸化性に優れ、ガラスに対して不活性であり、
プレス成形した時に形状精度が崩れないような、機械的
強度に優れ、かつ、加工性に優れていて、精密加工が容
易にでき、さらに、短いタクトで生産できなくてはいけ
ないという条件をも完全に満たすことになる。
【図１】本発明の実施の形態を示す概略断面図である。
【図２】光学素子のプレス成形装置の概略断面図であ
る。
る。
【図３】光学素子のプレス成形型の概略断面図である。
１ 型母材 ２ コーティング膜（プレス面） 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 上型部材 ３０ 下型部材 ３１ ガラス ３２ 油圧シリンダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 茂 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 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 Ｆターム(参考） 4G015 HA01
Claims (4)
- 【請求項１】 耐熱性および加工性に優れた材料を母材
として、これに成形すべき光学ガラス素子の、少なくと
も光学機能面に対応する転写成形面を加工した一対のプ
レス用型部材からなる光学素子成形用型であって、前記
転写成形面に対して形成されるコーティング膜は、前記
転写成形面上に均一な厚みであり、金（Ａｕ）中にイリ
ジウム（Ｉｒ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏ
ｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニ
ウム（Ｒｕ）の１種以上を含む合金を主成分とする貴金
属であることを特徴とする光学ガラス素子成形用型。 - 【請求項２】 貴金属のコーティング膜の組成が、イリ
ジウム（Ｉｒ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏ
ｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニ
ウム（Ｒｕ）の１種以上を８５〜９９．５ｗｔ％含むＡ
ｕ合金であることを特徴とする請求項１に記載の光学ガ
ラス素子成形用型。 - 【請求項３】 プレス成形用型母材として、タングステ
ンカーバイド（ＷＣ）を主成分とする超硬合金、また
は、快削性セラミックスからなる切削加工層を成形面に
持つ超硬合金、または、窒化ホウ素含有窒化珪素を用い
たことを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス素子成
形用型。 - 【請求項４】 耐熱性および加工性に優れた材料を母材
として、これに成形すべき光学ガラス素子の、少なくと
も光学機能面に対応する転写成形面を加工した一対のプ
レス用型部材からなる光学素子成形用型を用いる成形方
法であって、前記転写成形面に対して形成されるコーテ
ィング膜は、前記転写成形面上に均一な厚みであり、金
（Ａｕ）中にイリジウム（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）の１種以上を含む合金を
主成分とする貴金属であり、前記一対の型部材を用い
て、不活性ガス雰囲気あるいは真空下において、成形す
べきガラスを、その軟化温度以上に加熱した後、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ガ
ラス素子の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11124742A JP2000319027A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | 光学素子成形用型およびこれを用いた成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11124742A JP2000319027A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | 光学素子成形用型およびこれを用いた成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000319027A true JP2000319027A (ja) | 2000-11-21 |
Family
ID=14892999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11124742A Pending JP2000319027A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | 光学素子成形用型およびこれを用いた成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000319027A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011225388A (ja) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Ohara Inc | 成形型及びその製造方法、並びに、光学素子及び光学機器の製造方法 |
-
1999
- 1999-04-30 JP JP11124742A patent/JP2000319027A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011225388A (ja) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Ohara Inc | 成形型及びその製造方法、並びに、光学素子及び光学機器の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040826 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050105 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050303 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050606 |