JP2007099598A - Optical glass molding die and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学ガラス素子の成形用金型及びその製造方法に関し、詳しくは成形面の周辺部において中心部より曲率が小さくなる両凸形状の光学ガラス素子を金型により成形する際、光学ガラス素子の割れや融着が起こりにくい成形用金型及びその製造方法、及びかかる光学ガラス成形用金型により成形された光学ガラス素子に関する。 The present invention relates to a molding die for an optical glass element and a method for manufacturing the same, and more specifically, when a biconvex optical glass element having a curvature smaller than that of a central portion is molded by a mold at a peripheral portion of a molding surface. The present invention relates to a molding die in which cracking and fusion of the element are unlikely to occur, a manufacturing method thereof, and an optical glass element molded by the optical glass molding die.
近年、デジタル等において小型・軽量化などの要望から、肉厚の小さいレンズの需要が高まっている。両凸形状の光学レンズとしては、中央部から外側にかけて曲率が急激に小さくなるレンズが多い。これらのレンズの成形方法としては、成形面が保護膜により補強された成形用金型を用いたプレス成形が一般的である。しかしながら、光学ガラスにおける曲率が急激に減少する部分において保護膜との摩擦力が急激に増大するため、光学ガラスが割れたり、光学ガラスと金型との融着が起こったりする。また摩擦力が大きいと成形にかかる時間が長くなり生産性が低下する。成形時の温度を上げることによりガラスの粘度を低下させ、摩擦力を低下させることもできるが、成形時の温度が高いと保護膜の劣化が進み、保護膜の寿命が劣化してしまう。 In recent years, demand for small-thickness lenses has been increasing due to demands for reduction in size and weight in digital and the like. As a biconvex optical lens, there are many lenses whose curvature decreases rapidly from the center to the outside. As a molding method of these lenses, press molding using a molding die whose molding surface is reinforced with a protective film is generally used. However, since the frictional force with the protective film suddenly increases at the portion where the curvature of the optical glass is sharply reduced, the optical glass is broken or the optical glass and the mold are fused. In addition, when the frictional force is large, the time required for molding becomes long and productivity is lowered. Although the viscosity of the glass can be lowered and the frictional force can be lowered by raising the temperature at the time of molding, if the temperature at the time of molding is high, the protective film deteriorates and the life of the protective film deteriorates.
これらの問題を改善策するため、成形用金型の保護膜として、ガラスとの反応性の小さい貴金属系膜が用いられてきた[特開昭60-246230号(特許文献1)]。しかしながら、貴金属系膜は光学ガラスとの離型性が悪いという問題がある。また中心の曲率に対して一定割合以下の曲率を有する部分において摩擦が急激に上昇するため、やはり光学ガラスの割れや、光学ガラスと金型との融着が生じてしまう。 In order to remedy these problems, a noble metal film having a low reactivity with glass has been used as a protective film for a molding die [Japanese Patent Laid-Open No. 60-246230 (Patent Document 1)]. However, the noble metal-based film has a problem that the releasability from the optical glass is poor. In addition, since friction rapidly increases at a portion having a curvature equal to or less than a certain ratio with respect to the center curvature, the optical glass is also cracked and the optical glass and the mold are fused.
摩擦係数の小さいダイヤモンドライクカーボン(DLC)を用いることにより、成形される光学ガラスと金型との摩擦を低減することも提案されており[特開平09-315827号(特許文献2)]、特にポアフリーセラミックス(PF材)にDLCを成膜することにより、さらに摩擦を低減できる。しかしながら、成形後に光学ガラスの表面にDLCが残留して、その特性や外観が劣化する等の問題がある。 It has also been proposed to reduce the friction between the optical glass to be molded and the mold by using diamond-like carbon (DLC) having a small friction coefficient [Japanese Patent Laid-Open No. 09-315827 (Patent Document 2)], especially Friction can be further reduced by depositing DLC on pore-free ceramics (PF material). However, there is a problem that DLC remains on the surface of the optical glass after molding, and its characteristics and appearance deteriorate.
従って本発明の目的は、光学ガラスの割れや融着を防止する光学ガラス成形用金型及びその製造方法を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、かかる光学ガラス成形用金型により成形された光学ガラス素子を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical glass molding die for preventing the optical glass from cracking and fusing and a method for producing the same.
Another object of the present invention is to provide an optical glass element formed by such an optical glass molding die.
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、成形面の周辺部において中心部より曲率が小さくなる両凸形状の光学ガラス素子の成形用金型において、成形面の中心部の表面粗さより周辺部の表面粗さを大きくすることにより、光学ガラスを成形する際、光学ガラスの割れや融着を防止できることを発見し、本発明に想到した。 As a result of diligent research in view of the above-mentioned object, the present inventor found that, in the molding die for a biconvex optical glass element whose curvature is smaller than that of the central portion in the peripheral portion of the molding surface, the surface roughness of the central portion of the molding surface. It has been discovered that by increasing the surface roughness of the peripheral portion, the optical glass can be prevented from cracking and fusing when the optical glass is molded, and the present invention has been conceived.
すなわち、本発明は具体的に以下の手段により達成することができる。
(1) 両凸形状の光学ガラスの成形用であり、基材の一面に保護膜を形成してなる成形面を有し、前記成形面の周辺部において前記成形面の曲率が中心部と比べて小さくなる金型であって、前記周辺部の表面粗さが前記中心部の表面粗さより大きいことを特徴とする光学ガラスの成形用金型。
(2) 請求項1に記載の光学ガラス成形用金型において、前記光学ガラスが撮像系レンズである場合、前記成形面の曲率が周辺部において中心部における曲率の0.1〜20%になり、それ以外の場合は0.1〜40%になることを特徴とする金型。
(3) 請求項1又は2に記載の光学ガラス成形用金型において、前記周辺部が前記光学ガラスの光学的有効径内であり、前記周辺部の表面粗さは
0.1〜20 nmであり、かつ前記中心部の表面粗さの1.1〜20倍であることを特徴とする金型。
(4) 請求項3に記載の光学ガラス成形用金型において、前記中心部から前記周辺部にかけて表面粗さが連続的に変化することを特徴とする金型。
(5) 請求項3に記載の光学ガラス成形用金型において、前記中心部から前記周辺部にかけて表面粗さが急激に変化しており、かつ前記周辺部と前記中心部との表面粗さの比が1.1〜5倍であることを特徴とする金型。
(6) 請求項1又は2に記載の光学ガラス成形用金型において、前記周辺部が光学的有効径外であり、前記周辺部の表面粗さは0.1〜400 nmであり、かつ前記中心部の表面粗さの1.1〜400倍であることを特徴とする金型。
(7) 請求項1〜6のいずれかに記載の光学ガラス成形用金型において、前記基材は超硬、サーメット及びセラミックスからなる群から選ばれた少なくとも一種からなることを特徴とする金型。
(8) 請求項1〜7のいずれかに記載の光学ガラス成形用金型において、前記保護膜は貴金属からなる合金、セラミックス及び硬質炭素膜からなる群から選ばれた少なくとも一種からなることを特徴とする金型。
(9) 請求項1〜8のいずれかに記載の光学ガラス成形用金型の製造方法。
(10) 請求項9に記載の光学ガラス成形用金型の製造方法であって、前記基材の一面の周辺部に粗さ加工を施した後、保護膜を形成することを特徴とする方法。
(11) 請求項9に記載の光学ガラス成形用金型の製造方法であって、前記基材の一面に保護膜を形成中に、前記保護膜の周辺部に粗さ加工を施すことを特徴とする方法。
(12) 請求項9に記載の光学ガラス成形用金型の製造方法であって、前記基材の一面に保護膜の形成した後、前記保護膜の周辺部に粗さ加工を施すことを特徴とする方法。
(13) 請求項10〜12のいずれかに記載の光学ガラス成形用金型の製造方法であって、前記周辺部の表面粗さを研磨パッドにより付与することを特徴とする方法。
(14) 請求項10〜12のいずれかに記載の光学ガラス成形用金型の製造方法であって、前記周辺部の表面粗さを化学的作用により付与することを特徴とする方法。
(15) 請求項9に記載の光学ガラス成形用金型の製造方法であって、前記基板の一面を研磨砥粒及び研磨パッドにより研磨し、その際前記中心部と比べて前記周辺部での前記研磨パッドの押圧力を強くすることを特徴とする方法。
(16)請求項1〜8のいずれかの金型により成形されたことを特徴とする光学ガラス素子。
That is, the present invention can be specifically achieved by the following means.
(1) It is for molding a biconvex optical glass, has a molding surface formed by forming a protective film on one surface of a substrate, and the curvature of the molding surface in the peripheral part of the molding surface is compared with the central part A molding die for optical glass, wherein the surface roughness of the peripheral portion is larger than the surface roughness of the central portion.
(2) In the optical glass molding die according to claim 1, when the optical glass is an imaging lens, the curvature of the molding surface is 0.1 to 20% of the curvature at the central portion in the peripheral portion, In other cases, the mold is characterized by 0.1 to 40%.
(3) In the optical glass molding die according to claim 1 or 2, the peripheral portion is within the optical effective diameter of the optical glass, and the surface roughness of the peripheral portion is
A mold having a thickness of 0.1 to 20 nm and 1.1 to 20 times the surface roughness of the central portion.
(4) The optical glass molding die according to claim 3, wherein the surface roughness continuously changes from the central portion to the peripheral portion.
(5) In the optical glass molding die according to claim 3, the surface roughness abruptly changes from the central portion to the peripheral portion, and the surface roughness between the peripheral portion and the central portion is increased. A mold characterized in that the ratio is 1.1 to 5 times.
(6) The optical glass molding die according to claim 1 or 2, wherein the peripheral portion is outside the optically effective diameter, the surface roughness of the peripheral portion is 0.1 to 400 nm, and the central portion A mold having a surface roughness of 1.1 to 400 times.
(7) The mold for optical glass molding according to any one of claims 1 to 6, wherein the substrate is made of at least one selected from the group consisting of cemented carbide, cermet and ceramics. .
(8) The optical glass molding die according to any one of claims 1 to 7, wherein the protective film is made of at least one selected from the group consisting of an alloy made of a noble metal, a ceramic and a hard carbon film. Mold.
(9) The method for producing an optical glass mold according to any one of claims 1 to 8.
(10) The method for producing a mold for optical glass according to claim 9, wherein a protective film is formed after performing a roughing process on a peripheral portion of one surface of the substrate. .
(11) The method for manufacturing an optical glass molding die according to claim 9, wherein a roughness process is performed on a peripheral portion of the protective film while the protective film is formed on one surface of the base material. And how to.
(12) The method for producing an optical glass molding die according to claim 9, wherein a protective film is formed on one surface of the base material, and then a roughing process is performed on a peripheral portion of the protective film. And how to.
(13) The method for producing an optical glass molding die according to any one of
(14) The method for producing an optical glass molding die according to any one of
(15) The method for manufacturing an optical glass molding die according to claim 9, wherein one surface of the substrate is polished with polishing abrasive grains and a polishing pad, and at that time, the peripheral portion is compared with the central portion. A method of increasing the pressing force of the polishing pad.
(16) An optical glass element formed by the mold according to any one of claims 1 to 8.
[1] 光学ガラス素子
本発明の光学ガラス成形用金型を用いて成形する光学ガラス素子としては、成形面14の周辺部で曲率が小さくなる非球面の両凸形状の光学ガラスが好適であり、曲率の急激に変化するものが特に好適である。光学ガラス素子を成形する際、曲率が変化する部分で特に摩擦力が大きくなるため、光学ガラス素子の割れや融着が起きやすいからである。光学ガラスの材料としては、光学系に使用されるものであれば特に限定されないが、BK7,F2,SF1等が好ましい。
[1] Optical glass element As an optical glass element molded using the optical glass molding die of the present invention, an aspherical biconvex optical glass having a small curvature at the periphery of the
[2] 光学ガラス成形用金型
金型10は、図1に示すように、基材11と、基材11の一面12に形成された保護膜13とからなり、保護膜13の表面には成形面14が形成されている。成形面14は光学ガラス素子のほぼ反転形状であり、成形面14の周辺部において中心部より曲率が小さくなっている。ここで周辺部とは、図1に示すように、中心部から曲率が小さくなる部分とその周囲を指す。周辺部の表面粗さは中心部の表面粗さより大きい。成形面14の周辺部の表面を粗くすることにより、周辺部における光学ガラス素子の割れや、光学ガラス素子と金型とが融着するのを防止することができる。
[2] Optical Glass Mold Die 10 includes a
光学ガラスが撮像系レンズである場合、周辺部の曲率は中心部の曲率の0.1〜20%であるのが好ましい。また光学ガラスが撮像系レンズ以外の場合、周辺部の曲率は中心部の曲率の0.1〜40%であるのが好ましい。撮像系レンズは特に薄肉で小型である必要があるため、成形面14の周辺部の曲率が小さいのが望ましい。
When the optical glass is an imaging system lens, the curvature of the peripheral part is preferably 0.1 to 20% of the curvature of the central part. Further, when the optical glass is other than the imaging system lens, the curvature of the peripheral portion is preferably 0.1 to 40% of the curvature of the central portion. Since the imaging lens needs to be particularly thin and small, it is desirable that the curvature of the peripheral portion of the
保護膜13の成形面14は、中心部の曲率に対して所定の割合以下の曲率を有する周辺部の表面粗さは中心部の表面粗さより大きい。成形面14の中心部はダイヤモンド砥粒等により研磨されており、その表面粗さは0.1〜20 nmであるのが好ましい。ここで表面粗さとは、図2に示すように、成形面14の表面(粗さ曲線)を中心線から折り返し、その粗さ曲線と中心線によって得られた面積を長さLで割った値をナノメートル(nm)で表わしたものである。中心部の表面粗さが0.1 nm未満であると加工が困難であり、20 nm超であると得られる光学ガラスの光学特性が悪い。
On the
成形面14の周辺部が光学的有効範囲内にある場合、周辺部の表面粗さは0.1〜20 nmであるのが好ましく、0.2〜10 nmであるのがより好ましい。また中心部の表面粗さの1.1〜20倍であるのが好ましく、1.5〜10倍であるのがより好ましい。周辺部の表面粗さが0.2 nm未満、又は中心部の表面粗さの1.1倍未満であると光学ガラス素子の割れや融着が起こる。また周辺部の表面粗さが20 nm超、又は周辺部の表面粗さが20倍超であると、得られる光学ガラスの光学特性が悪い。
When the peripheral portion of the
中心部から周辺部にかけて表面粗さが連続的に変化しているのが好ましい。光学的有効範囲内で表面粗さが急激に変化すると、その箇所での光学ガラス素子の光学特性が悪くなる。表面粗さが急激に変化する場合は、周辺部の表面粗さは中心部の表面粗さの1.1〜5倍であるのが好ましく、1.5〜2.5倍であるのがより好ましい。 It is preferable that the surface roughness continuously changes from the central part to the peripheral part. If the surface roughness changes abruptly within the optically effective range, the optical properties of the optical glass element at that location deteriorate. When the surface roughness changes rapidly, the surface roughness of the peripheral part is preferably 1.1 to 5 times, more preferably 1.5 to 2.5 times the surface roughness of the central part.
成形面14の周辺部が光学的有効範囲外にある場合、周辺部の表面粗さは
0.1〜400 nmであるのが好ましく、0.2〜200 nmであるのがより好ましい。また中心部の表面粗さの1.1〜400倍であるのが好ましく、1.5〜200倍であるのがより好ましい。周辺部の表面粗さが0.1nm未満、又は中心部の表面粗さの1.1倍未満であると光学ガラス素子の割れや融着が起こる。また周辺部の表面粗さが400 nm超、又は周辺部の表面粗さが400倍超であると、やはり得られる光学ガラスの特性が悪い。
If the periphery of the
It is preferably 0.1 to 400 nm, more preferably 0.2 to 200 nm. Moreover, it is preferable that it is 1.1 to 400 times the surface roughness of a center part, and it is more preferable that it is 1.5 to 200 times. When the surface roughness of the peripheral portion is less than 0.1 nm or less than 1.1 times the surface roughness of the central portion, the optical glass element is cracked or fused. Further, if the surface roughness of the peripheral portion exceeds 400 nm or the surface roughness of the peripheral portion exceeds 400 times, the characteristics of the obtained optical glass are also poor.
金型10の基材11は、光学ガラス素子のプレス成形に使用されるため、高温高圧下でもその形状を維持し得るように、Cr2O3,Al2O3等を含むサーメット、WCを含む超硬あるいはWCのみからなる超硬、及びSiC,ZrO2,TiC等のセラミックス等を用いるのが好ましい。
Since the
保護膜13はダイヤモンド膜,DLC等の硬質炭素膜や、水素化アモルファス炭素膜であるのが好ましい。中でも、摩擦係数が低くプレス成形が容易なDLCが特に好ましい。またインジウム,オスミウム,パラジウム,ロジウム,ルテニウム等の貴金属類を用いても良い。またTiAlN、CrN等のセラミックスを用いても良い。
The
[3] 光学ガラス成形用金型の製造方法
基材11の一面を光学ガラスのほぼ反転形状に研削研磨した後、保護膜13を形成する。炭素系膜13の成形面14の周辺部は粗し加工されており、粗し加工としては、研磨パッド等の機械的作用により行うのが好ましい。研磨パッド等の機械的作用によれば局所的に粗し加工を行うのが容易だからである。具体的には、(1) 基材11の成形面12の成形面の周辺部を粗す方法(部分粗し加工)、(2) 基材11の成形面12 の成形面の周辺部で研磨パッドに荷重することにより周辺部を粗す方法(部分荷重加工)、及び(3) 保護膜13の形成後に保護膜13の周辺部を粗す方法(部分粗し加工)等が挙げられる。以下、これらの方法について詳述する。
[3] Method for Producing Optical Glass Molding Mold One surface of the
(1) 方法(1) を用いた場合
方法(1) を用いた光学ガラス成形用金型の製造方法の各工程を図3に示す。基材11の成形面12の全面を研磨する(工程(a))。具体的には、保持棒21の先端に球状のパッド部22を有する研磨パッド20を、基材11に対して傾けて設置する。基材11の成形面12に研磨砥粒をセットし、パッド部22を基材11の成形面12に押し当てながら研磨パッド20を回転させることにより研磨を行う。この状態で基材11を中央の縦軸11aを中心に回転させながら、研磨パッド20を基材11の成形面12の半径方向に移動させることにより、成形面12の全面を研磨することができる。研磨砥粒はダイヤモンド等が好ましく、径が0.25〜0.5μmであるものが好ましい。
(1) When Method (1) is Used Each step of the method for manufacturing an optical glass molding die using method (1) is shown in FIG. The
基材11の成形面12に工程(a)で使用した砥粒よりも径の大きい研磨砥粒をセットし、研磨パッド20より小さい研磨パッド30を用いて、基材11の成形面12のうち周辺部のみを研磨する。研磨パッド30は工程1と同様に基材11に対して傾けて回転させ、かつ基材11は中心を縦軸として回転させた状態で、研磨パッド30を基材11の成形面12のうち周辺部のみで半径方向に移動させることにより、成形面12の周辺部に粗し加工を施す(工程(b))。本工程で使用する研磨砥粒はダイヤモンド等が好ましく、径が約1μmであるものが好ましい。
Set the abrasive grains larger in diameter than the abrasive grains used in step (a) on the
基材11の成形面12に保護膜13を形成する(工程(c))。保護膜13の形成方法は、特に限定されないが、プラズマCVD法の蒸着法が好ましい。基材11の成形面12の周辺部の表面粗さが中心部と比べて大きいため、その上に形成した保護膜13の成形面14においても周辺部の表面粗さが中心部と比べて大きい金型が得られる(工程(d))。
A
(2) 方法(2) を用いた場合
方法(2) を用いた光学ガラス成形用金型の製造方法の各工程を図4に示す。基材11の成形面12の全面を研磨する(工程(a))。研磨パッド20は方法(1) と同じものを用い、研磨砥粒は径が0.5μmのものを使用するのが好ましい。方法(1) と同様の方法で成形面12の全面研磨を行うが、その際に、成形面12の周辺部での研磨パッド20の押圧力を、中心部での押圧力より強くする。それにより、成形面12の周辺部を中心部より粗くすることができる。基材11の成形面12に保護膜13を形成ことにより(工程(b))。方法(1) と同様に保護膜13の周辺部の表面粗さが中心部と比べて大きい金型が得られる(工程(c))。
(2) When Method (2) is Used FIG. 4 shows each step of the method for manufacturing an optical glass molding die using method (2). The
(3) 方法(3) を用いた場合
方法(3) を用いた光学ガラス成形用金型の製造方法の各工程を図5に示す。基材11の成形面12の全面を方法(1) と同様の方法で研磨する(工程(a))。基材11の成形面12に保護膜13を形成する(工程(b))。基材11の保護膜13の成形面14に細かさ1μmの研磨砥粒をセットし、研磨パッド20より小さい研磨パッド30を用いて、保護膜13の成形面14のうち周辺部のみを研磨する。研磨パッド30は工程1と同様に基材11に対して傾斜して回転させ、基材11は中心を縦軸として回転させ、研磨パッド30を保護膜13の成形面14のうち周辺部のみで半径方向にスライドさせることにより、保護膜13の成形面14の周辺部に粗し加工を施す(工程(c))。それにより保護膜13の周辺部の表面粗さが中心部と比べて大きい金型が得られる(工程(d))。
(3) When Method (3) is Used FIG. 5 shows each step of the method for manufacturing an optical glass mold using method (3). The
上述した方法の他に、保護膜13の形成中に周辺部に粗し加工を施しても良い。例えば、基材11の成形面12の表面に保護膜13を形成しながら、周辺部のみに研磨パッド20と研磨砥粒により研磨を施す方法等が挙げられる。またマスキングにより周辺部のみ露出させ部分的にスパッタリングすることにより粗し加工を施しても良い。また保護膜を形成した後、マスキングにより周辺部のみ露出させ、スパッタリング又は研磨パッドによる研磨により粗し加工を施しても良い。これらの機械的作用による方法以外にも、エッチング液等の加工液等の化学的作用により粗し加工を施しても良い。また上述した機械的作用による方法と、化学的作用による方法とを併せて粗し加工を施しても良い。
In addition to the above-described method, the peripheral portion may be roughened during the formation of the
以下、本発明を具体的実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例1
炭化珪素(SiC)からなる基材11を所望の光学ガラスのほぼ反転形状に研削加工した。図3(a) に示すように、保持棒21の先端に半球状のパッド部22を有する研磨パッド20を、基材11に対して傾けて設置し、基材11の成形面12にダイヤモンドからなる研磨砥粒(径1μm)をセットした。研磨パッド20の先端のパッド部22を基材11の成形面12に押し当てながら研磨パッド20を回転させ、同時に基材11を中央の縦軸11aを中心として回転させながら、研磨パッド20を基材11の成形面12の半径方向に移動させることにより、成形面12の全面を研磨した。得られた成形面12の表面粗さは1nmであった。
Example 1
The
次に成形面12に研磨砥粒(径1.5μm)をセットした。研磨パッド20より小さい研磨パッド30を成形面12に押し当てながら基材11に対して傾けて回転させ、かつ基材11は中心を縦軸として回転させた状態で、研磨パッド30を基材11の成形面12のうち周辺部のみで半径方向に移動させることにより、基材11の成形面12のうち中心部の曲率に対して20%以下の曲率の周辺部に粗し加工を施した。成形面12の周辺部の表面粗さは1.5 nmであった。成形面12にプラズマCVD法により、DLCからなる保護膜13を形成した。
Next, abrasive grains (diameter: 1.5 μm) were set on the
得られた金型10を用いて、K-PSFn3ガラス[(株)住田光学ガラス製]を550℃まで加熱した後、約30秒間保持し、所定の肉厚の光学ガラス素子に成形した。この光学ガラス素子の成形を1000回繰り返し行った。いずれの成形時においても、光学ガラス素子の割れや、金型との融着は起こらなかった。
Using the obtained
実施例2
炭化珪素(SiC)からなる基材11を所望の光学ガラスのほぼ反転形状に研削加工した。図4(a) に示すように、保持棒21の先端に半球状のパッド部22を有する研磨パッド20を、基材11に対して傾けて設置し、基材11の成形面12にダイヤモンドからなる研磨砥粒(径1μm)をセットした。研磨パッド20の先端のパッド部22を基材11の成形面12に押し当てながら研磨パッド20を回転させ、同時に基材11を中央の縦軸11aを中心として回転させながら、研磨パッド20を基材11の成形面12の半径方向に移動させることにより、成形面12の全面を研磨した。その際に、中心部の曲率に対して20%以下の曲率の周辺部に対して、研磨パッド20の押圧力を、中心部での押圧力より大きくした(中心部での押圧力を0.5 kg/m2とし、周辺部での押圧力を2.0 kg/m2とした)。得られた成形面12の表面粗さは中心部で1nm、周辺部で1.5 nmであった。成形面12にプラズマCVD法により、DLCからなる保護膜13を形成した。
Example 2
The
得られた金型10を用いて、K-PSFn3ガラス[(株)住田光学ガラス製]を550℃まで加熱した後、約30秒間保持し、所定の肉厚の光学ガラス素子に成形した。この光学ガラス素子の成形を1000回繰り返し行った。いずれの成形時においても、光学ガラス素子の割れや、金型との融着は起こらなかった。
Using the obtained
実施例3
炭化珪素(SiC)からなる基材11を所望の光学ガラスのほぼ反転形状に研削加工した。図5(a) に示すように、保持棒21の先端に半球状のパッド部22を有する研磨パッド20を、基材11に対して傾けて設置し、基材11の成形面12にダイヤモンドからなる研磨砥粒(径1μm)をセットした。研磨パッド20の先端のパッド部22を基材11の成形面12に押し当てながら研磨パッド20を回転させ、同時に基材11を中央の縦軸11aを中心として回転させながら、研磨パッド20を基材11の成形面12の半径方向に移動させることにより、成形面12の全面を研磨した。得られた成形面12の表面粗さは1nmであった。成形面12にプラズマCVD法により、DLCからなる保護膜13を形成した。
Example 3
The
保護膜13の成形面14において、中心部の曲率に対して20%以下の曲率の周辺部に対して、成形面12の研磨に使用した砥粒よりも大きな砥粒(径1.5μm)を基材11の周辺部にセットし、基材11を回転させた状態で、研磨パッド30を回転させながら押圧し、周辺部の範囲内で半径方向に移動させることにより、周辺部に粗し加工を施した。周辺部の表面粗さは1.5 nmであった。
On the
得られた金型10を用いて、K-PSFn3ガラス[(株)住田光学ガラス製]を550℃まで加熱した後、約30秒間保持し、所定の肉厚の光学ガラス素子に成形した。この光学ガラス素子の成形を1000回繰り返し行った。いずれの成形時においても、光学ガラス素子の割れや、金型との融着は起こらなかった。
Using the obtained
比較例1
保護膜13の成形面14の周辺部に粗し加工を行わない以外は実施例1と同じ条件で光学ガラス成形用金型を製造した。この金型を用いて実施例1と同じ条件で光学ガラス成形を繰り返し行ったところ、100回目に光学ガラス素子の割れが見られた。
Comparative Example 1
An optical glass molding die was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the roughening process was not performed on the periphery of the
10・・・光学ガラス成形用金型
11・・・基材
11a・・・縦軸
12・・・成形面
13・・・保護膜
14・・・成形面
20,30・・・研磨パッド
21・・・保持棒
22・・・パッド部
10 ... Mold for optical glass molding
11 ... Base material
11a ・ ・ ・ Vertical axis
12 ... Molded surface
13 ... Protective film
14 ... Molded surface
20, 30 ... Polishing pad
21 ... Holding rod
22 ・ ・ ・ Pad part
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