JP3130612B2 - 光学素子成形用型 - Google Patents

光学素子成形用型

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JP3130612B2 JP03339730A JP33973091A JP3130612B2 JP 3130612 B2 JP3130612 B2 JP 3130612B2 JP 03339730 A JP03339730 A JP 03339730A JP 33973091 A JP33973091 A JP 33973091A JP 3130612 B2 JP3130612 B2 JP 3130612B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、上型および下型からな
る成形型の間に加熱されたガラス素材を挿入して押圧成
形してガラス光学素子を製造する際に用いる光学素子成
形用型に関する。
【0002】
【従来の技術】特に肉厚差の大きい成形品を得ようとす
る場合における成形用型として、特開平2−55235
号公報及び特開平2−11635号公報に開示されたも
のがある。
【0003】特開平2−55235号公報記載のもの
は、一対の凸面成形用型と胴型から成る精密ガラスプレ
ス用成形用型で、熱源に接する型の一部にくりぬき部を
設け、凹形状レンズの光学面部中心の温度が非光学面部
の温度より高く保ちつつ冷却加圧することを特徴とする
凹形状レンズの成形用型である。これは、成形用型のく
りぬき部により、空気断熱層が構成されることで、加圧
冷却時に収縮量の小さいレンズ光学面中心の温度を高く
保ち、収縮量の大きい非光学面側との収縮差を縮めなが
ら冷却することにより、形状精度を良好な高精度の成形
レンズを形成しようとするものである。
【0004】一方、特開平2−111635号公報記載
のものは、凹状の第1の光学面を有する第1の成形型
と、凹状の第2の光学面を有する第2の成形型と、前記
第1および第2の成形型を案内する胴型とを具備し、前
記第1および第2の成形型の少なくとも一方の光学面の
背面の外周部に凹部を設けることを特徴とするプレスレ
ンズの成形用型(凸レンズおよび凸メニスカスレンズに
対し適用される)であり、また、凸状の第1の光学面を
有する第1の成形型と、凸状の第2の光学面を有する第
2の成形型と、前記第1および第2の成形型を案内する
胴型とを具備し、前記第1および第2の成形型の少なく
とも一方の光学面の背面の中心部に凹部を設けることを
特徴とするプレスレンズの成形用型(凹レンズおよび凹
メニスカスレンズに対し適用される)である。
【0005】以上の構成の成形用型によれば、各工程に
おける加熱ステージと、前記成形用型の凹部とは接触せ
ず、熱伝達が抑制され、ガラス内部に温度差を生じにく
くすることができる。従って、高精度のプレスレンズを
製造できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】特開平2−55235
号公報および特開平2−111635号公報の成形用型
によると、ともに成形用型の背面に凹部を設けて空気断
熱層を形成することにより、熱伝達を抑制してレンズ内
部に温度差を生じにくくしている。しかしながら、空気
断熱層によりレンズから成形用型に移動する熱量の移動
速度は必然的に遅くなるため、加圧冷却時間は長くな
り、効率の良い成形ができない欠点があった。
【0007】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、加圧冷却時間が比較的短くてもレンズ内
部の温度差が生じにくく、形状精度の良好なガラス光学
素子を得ることができる光学素子成形型を提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、耐熱性材料から成る型基材の成形面部
に、熱伝導率の異なる2種以上の材質の膜を形成して光
学素子成形用型を構成した。
【0009】
【作用】上記構成の成形用型では、加熱されたガラス素
材の熱量は、成形用型によって押圧成形されながら、成
形用型へと熱伝導していくことによって冷却される。本
発明では、前記成形用型の型基材の成形面部を熱伝導率
の異なる耐熱材料で構成することにより、ガラス全体の
冷却速度を遅らせることなく、ガラス薄肉部の冷却速度
を相対的に遅延させることができるので、短時間の成形
にて形状精度の良好な光学素子が得られる。
【0010】なお、成形面部に形成される膜は、ガラス
と融着しにくいものであることが必要なことから、C,
Cr,Ru,Rh,Pd,Os,Ir若しくはPt又は
B,Al,Ti,Cr若しくはTaの窒化物又はB,T
i,Cr若しくはTaの炭化物又はTi,Zr若しくは
Crのホウ化物又はAl,Ti,Cr,Zr若しくはH
fの酸化物のうちのいずれか1種又はこれらの混合物か
らなるものであるのが望ましい。これらの中から、ガラ
スの種類や成形方法等に応じて適当な材質を選択する。
参考のために、各種材料の熱伝導率を表1に示す。
【0011】
【表1】
【0012】
【実施例1】図1は本実施例の成形用型を示すもので、
超硬合金から成る型基材1の成形面部2は、外径φ1
1.8、曲率R38.375の凹球面に加工されてい
る。また、型基材1の成形面部2の中心φ5より外側の
外周部には、マスキングをして、RFマグネトロンスパ
ッタリングにより、中央部にPtとTiB2 との混合膜
3が厚さ1μmで形成されている。これは、Pt80%
およびTiB2 20%の割合で混合したターゲットを用
いて、Arガスでスパッタリングをしたものである。さ
らに、型基材1の成形面部2の中央部(既に混合膜3の
付いている部分)をマスキングして、RFマグネトロン
スパッタリングにより、外周部にCrN膜4が厚さ1μ
mで形成されている。これは、Cr2 Nのターゲットを
用いて、N2 ガスでスパッタリングをしたものである。
すなわち、成形品厚肉部に対応する型中心部には熱伝導
率の良い混合膜3を形成し、一方、成形品薄肉部に対応
する型外周部には熱伝導率の悪いCrN膜4を形成し
た。
【0013】上記のようにして作製した成形用型を用い
て成形を行った。型基材1の底部を型マウント5に取り
付け、型マウント5には型ヒータ6を組み込んだ。型基
材1と型マウント5とは、熱の伝導が行われるのに十分
なように互いに密着させた。なお、以上の説明は上型に
ついてのものであるが、下型についても全く同様の構成
とする。但し、下型は、球面部の曲率がR27.983
である点のみが異なる。
【0014】以上のような成形用型を用いて、光学ガラ
スの成形を行ったところ、形状精度の良好な光学素子を
短時間で得ることができた。
【0015】本実施例の変形例として、成形面の膜の作
製法はRFマグネトロンスパッタリングに限らず、他の
PVD法やCVD法においても、同様の効果を得ること
ができる。また、膜材質も表1に示すものの中から、熱
伝導率の高いものと低いものとを適当に組み合わせて使
用することが可能である。また、中心部から外周部に向
かって、除々に熱伝導率が変化する3種以上の膜材質に
より構成することも可能である。
【0016】
【実施例2】本実施例の成形用型の製造プロセスを図2
に示す。 (a工程) モリブデン製の型基材5の端面をを外径φ
15、曲率R19.9の凸球面に加工する。 (b工程) 成形面部5aに、プラズマCVD法によ
り、Al2 3 膜6を厚さ0.8mmで付ける。 (c工程) Al2 3 膜6の中央部φ6の部分のみ残
し、他は研削加工により削り取る。 (d工程) 成形面部5aに、プラズマCVD法により
AlN膜7を厚さ0.8mmで付ける。 (e工程) 成形面部を研削、研磨加工して、R20.
012の凸球面に仕上げる。表面は、中央部が熱伝導率
の小さいAl2 3 膜6、、外周部が熱伝導率の大きい
AlN膜7となっている。
【0017】上記のようにして製造した成形用型を用い
て、凸レンズの成形を行ったところ、形状精度の良好な
光学素子を短時間で得ることができた。
【0018】本実施例では、CVD法により厚膜を形成
したため、実施例1より大きな効果を得ることができ
る。また、厚膜にした場合には、2種の膜の膜厚の差が
生じやすいが、膜形成後に後加工をすることでこれを解
決している。
【0019】
【発明の効果】以上のように、本発明の光学素子成形用
型によれば、成形型の型基材上に熱伝導率の異なる材質
の膜を形成して成形面部としたことにより、ガラス全体
の冷却速度を遅らせることなく、ガラス薄肉部の冷却速
度を相対的に遅延させることができるので、短時間の成
形にて形状精度の良好な光学素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の光学素子成形用型を取り付
けた成形装置を示す一部破断正面図である。
【図2】本発明の実施例2の製造工程を示す工程図であ
る。
【符号の説明】
1,5 型基材 2,5a 成形面部 3 混合膜 4 CrN膜 6 Al2 3 膜 7 AlN膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03B 11/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐熱性材料から成る型基材の成形面部に
    熱伝導率の異なる2種以上の材質の膜を形成したことを
    特徴とする光学素子成形用型。
  2. 【請求項2】 上記膜は、C,Cr,Ru,Rh,P
    d,Os,Ir若しくはPt又はB,Al,Ti,Cr
    若しくはTaの窒化物又はB,Ti,Cr若しくはTa
    の炭化物又はTi,Zr若しくはCrのホウ化物又はA
    l,Ti,Cr,Zr若しくはHfの酸化物のうちのい
    ずれか1種又はこれらの混合物からなることを特徴とす
    る光学素子成形用型。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7671934B2 (en) 2007-11-13 2010-03-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Display device and display device stand

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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