JP3288187B2 - 光学素子の成形方法 - Google Patents
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
- C03B40/00—Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it
- 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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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Description
【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プレス成形により製造する方法
に関する。
ラスよりなる光学素子をプレス成形により製造する方法
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、今日
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た。
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、今日
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能として、耐擦傷性、
耐熱性、離型性及び鏡面加工性に優れていること、また
成形に適した熱物性を有していることが挙げられる。
に使用される型材に要求される性能として、耐擦傷性、
耐熱性、離型性及び鏡面加工性に優れていること、また
成形に適した熱物性を有していることが挙げられる。
【０００４】従来、この種の型材として、金属、合金、
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Ｓｉ
Ｃ及びＳｉ3 Ｎ4 が、特開昭６０−２４６２３０号公報
には超硬合金上に貴金属を形成した型材が提案されてい
る。
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Ｓｉ
Ｃ及びＳｉ3 Ｎ4 が、特開昭６０−２４６２３０号公報
には超硬合金上に貴金属を形成した型材が提案されてい
る。
【０００５】特開昭６１−１３６９２８号公報には金属
とセラミックスからなる複合材母材上に窒化物、酸化物
及び金属の中間層を介して貴金属を形成した材料が提案
されている。また、特開昭６０−８１０３２号公報には
ガラス状カーボン、炭化珪素、窒化珪素、サイアロンの
型材が提案されている。
とセラミックスからなる複合材母材上に窒化物、酸化物
及び金属の中間層を介して貴金属を形成した材料が提案
されている。また、特開昭６０−８１０３２号公報には
ガラス状カーボン、炭化珪素、窒化珪素、サイアロンの
型材が提案されている。
【０００６】更に、近年の薄膜技術の進歩に従い、特開
昭６１−１８３１３４号公報には超硬合金上にダイヤモ
ンドあるいはダイヤモンド状炭素膜を形成した型材が提
案されている。
昭６１−１８３１３４号公報には超硬合金上にダイヤモ
ンドあるいはダイヤモンド状炭素膜を形成した型材が提
案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭６１−
１８３１３４号公報に開示されている超硬合金上にダイ
ヤモンドあるいはダイヤモンド状炭素膜を形成して離型
性を得る試み、あるいは特開昭６０−２４６２３０号公
報に開示されている超硬合金上に貴金属膜を形成して離
型性を得る試みは、プレス成形後、この温度を越えて強
制的に成形品と型を離した場合成形品あるいは型が破損
する温度、いわゆる離型温度が高過ぎるという欠点があ
った。特に、連続成形初期ｓｈｏｔで成形品の肉厚が薄
い場合、型と成形品がより付着し易い。
１８３１３４号公報に開示されている超硬合金上にダイ
ヤモンドあるいはダイヤモンド状炭素膜を形成して離型
性を得る試み、あるいは特開昭６０−２４６２３０号公
報に開示されている超硬合金上に貴金属膜を形成して離
型性を得る試みは、プレス成形後、この温度を越えて強
制的に成形品と型を離した場合成形品あるいは型が破損
する温度、いわゆる離型温度が高過ぎるという欠点があ
った。特に、連続成形初期ｓｈｏｔで成形品の肉厚が薄
い場合、型と成形品がより付着し易い。
【０００８】このように、十分に低い温度まで冷却しな
ければ良好に離型できないのでは、成形時間も長くな
り、成形装置の駆動率が低下する。
ければ良好に離型できないのでは、成形時間も長くな
り、成形装置の駆動率が低下する。
【０００９】従って、本発明の第１の目的は、プレス成
形後にこれまでより高い温度で、成形品あるいは型のい
かなる損傷も伴わずに、成形品と型を離型することが可
能で、成形時間を短縮することにより成形品のコスト低
減を実現した光学素子の成形方法を提供することにあ
る。
形後にこれまでより高い温度で、成形品あるいは型のい
かなる損傷も伴わずに、成形品と型を離型することが可
能で、成形時間を短縮することにより成形品のコスト低
減を実現した光学素子の成形方法を提供することにあ
る。
【００１０】また、本発明の第２の目的は、特定の元素
により離型性を向上させた型を用いた光学素子の成形方
法を提供することにある。
により離型性を向上させた型を用いた光学素子の成形方
法を提供することにある。
【００１１】また、本発明の第３の目的は、離型元素を
型成形面に極めて簡易に形成した型を用いた光学素子の
成形方法を提供することにある。
型成形面に極めて簡易に形成した型を用いた光学素子の
成形方法を提供することにある。
【００１２】また、本発明の第４の目的は、離型元素種
及び離型元素濃度を良好に制御して、離型元素を型成形
面に形成した型を用いた光学素子の成形方法を提供する
ことにある。
及び離型元素濃度を良好に制御して、離型元素を型成形
面に形成した型を用いた光学素子の成形方法を提供する
ことにある。
【００１３】また、本発明の第５の目的は、離型元素を
含む酸化物あるいは弗化物を制御性良く形成した型を用
いた光学素子の成形方法を提供することにある。
含む酸化物あるいは弗化物を制御性良く形成した型を用
いた光学素子の成形方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】後述の第１、第２及び第
３の本発明は、プレス成形後、成形品から型を離型する
温度をこれまでより高くしても、型と成形品の付着ある
いは成形品の割れ、融着が起こらず、成形時間の短縮を
可能にした。
３の本発明は、プレス成形後、成形品から型を離型する
温度をこれまでより高くしても、型と成形品の付着ある
いは成形品の割れ、融着が起こらず、成形時間の短縮を
可能にした。
【００１５】後述の第１、第２及び第３の本発明におい
ては、アルカリ金属及びアルカリ土類金属がＬｉ，Ｎ
ａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ及びＢａから選ばれることが
好ましい。これらの元素は、特に高温離型性に優れ、型
成形面への制御性ある離型層の形成を可能にした。
ては、アルカリ金属及びアルカリ土類金属がＬｉ，Ｎ
ａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ及びＢａから選ばれることが
好ましい。これらの元素は、特に高温離型性に優れ、型
成形面への制御性ある離型層の形成を可能にした。
【００１６】第１の本発明は、型の成形面に近似した形
状のガラスを該成形面に接触した状態で加熱することに
より、成形面にアルカリ金属、アルカリ土類金属、その
酸化物及びその弗化物から選ばれる１種類以上を含有す
る離型層が形成された型を用いて、ガラス素材をプレス
成形することを特徴とする光学素子の成形方法である。
該方法は、離型元素を含有したガラスを成形面上に保持
して、一定時間加熱するという簡易な方法で、離型元素
を含んだ堆積層が成形面に形成され、この型を用いてプ
レス成形することにより、ガラス粘度で１０13ｄＰａ・
ｓに相当する高い離型温度（Ｔｇ付近）を可能にした。
状のガラスを該成形面に接触した状態で加熱することに
より、成形面にアルカリ金属、アルカリ土類金属、その
酸化物及びその弗化物から選ばれる１種類以上を含有す
る離型層が形成された型を用いて、ガラス素材をプレス
成形することを特徴とする光学素子の成形方法である。
該方法は、離型元素を含有したガラスを成形面上に保持
して、一定時間加熱するという簡易な方法で、離型元素
を含んだ堆積層が成形面に形成され、この型を用いてプ
レス成形することにより、ガラス粘度で１０13ｄＰａ・
ｓに相当する高い離型温度（Ｔｇ付近）を可能にした。
【００１７】第２の本発明は、アルカリ金層、アルカリ
土類金属、その酸化物及びその弗化物から選ばれる１種
類以上をイオン注入することにより、成形面にアルカリ
金属、アルカリ土類金属、その酸化物及びその弗化物か
ら選ばれる１種類以上を含有する離型層が形成された型
を用いて、ガラス素材をプレス成形することを特徴とす
る光学素子の成形方法である。該方法は、離型元素のう
ち特定元素を成形面に定量性良く形成でき、しかも成形
面に密着性良く形成できることから、連続プレス成形に
おいても、高い離型温度を実現したのみでなく、離型層
の剥離という問題も解決した。
土類金属、その酸化物及びその弗化物から選ばれる１種
類以上をイオン注入することにより、成形面にアルカリ
金属、アルカリ土類金属、その酸化物及びその弗化物か
ら選ばれる１種類以上を含有する離型層が形成された型
を用いて、ガラス素材をプレス成形することを特徴とす
る光学素子の成形方法である。該方法は、離型元素のう
ち特定元素を成形面に定量性良く形成でき、しかも成形
面に密着性良く形成できることから、連続プレス成形に
おいても、高い離型温度を実現したのみでなく、離型層
の剥離という問題も解決した。
【００１８】第３の本発明は、イオンビームミキシング
法により、成形面にアルカリ金属、アルカリ土類金属、
その酸化物及びその弗化物から選ばれる１種類以上を含
有する離型層が形成された型を用いて、ガラス素材をプ
レス成形することを特徴とする光学素子の成形方法であ
る。該方法は、離型成分として化合物を用いる場合に、
イオンビームミキシング法と化合物蒸発用の電子線蒸着
法とを組み合わせることにより、離型層の成分及び膜厚
を良好に制御でき、しかも離型層の耐剥離性を向上し
た。
法により、成形面にアルカリ金属、アルカリ土類金属、
その酸化物及びその弗化物から選ばれる１種類以上を含
有する離型層が形成された型を用いて、ガラス素材をプ
レス成形することを特徴とする光学素子の成形方法であ
る。該方法は、離型成分として化合物を用いる場合に、
イオンビームミキシング法と化合物蒸発用の電子線蒸着
法とを組み合わせることにより、離型層の成分及び膜厚
を良好に制御でき、しかも離型層の耐剥離性を向上し
た。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 （実施例１）図１は本発明の成形方法を実施するための
装置を概略的に示しており、図中１は成形チャンバー、
２はガラス素材を予備加熱するための予熱用ヒーター、
３は搬送軸、４はガラスホルダー、５はガラス素材であ
る。予熱用ヒーター２はガラス素材を集中的に加熱する
のに適当な形状を有し適当な位置に取り付けられてお
り、またガラスホルダー４には高温のガラスとの融着を
防ぐため高密度の炭素材を使用している。なお、６はシ
リンダー、７は上軸、８はシリンダー、９は下軸、１０
は上型部材、１１は下型部材、１２は胴型、１３はヒー
ター、１４は搬送軸、１５は吸着治具である。
る。 （実施例１）図１は本発明の成形方法を実施するための
装置を概略的に示しており、図中１は成形チャンバー、
２はガラス素材を予備加熱するための予熱用ヒーター、
３は搬送軸、４はガラスホルダー、５はガラス素材であ
る。予熱用ヒーター２はガラス素材を集中的に加熱する
のに適当な形状を有し適当な位置に取り付けられてお
り、またガラスホルダー４には高温のガラスとの融着を
防ぐため高密度の炭素材を使用している。なお、６はシ
リンダー、７は上軸、８はシリンダー、９は下軸、１０
は上型部材、１１は下型部材、１２は胴型、１３はヒー
ター、１４は搬送軸、１５は吸着治具である。
【００２０】レンズ成形前の離型層形成工程を示す。図
１の成形装置において、Ｎ2 雰囲気に保ったチャンバー
１内に予めセットした上型１０と下型１１の間に、型成
形面Ｒにほぼ近い形状に加工したＳＫ１２（ｎd ＝１．
５８３１３、νd ＝５９．４、Ｔｇ＝５５０℃、Ａｔ＝
５８８℃）ブランクを、不図示の置換室を経由して吸着
治具１５により挿入し、上型１０をブランクの上面付近
まで上軸７を介してシリンダー６により下降させた後、
ヒーター１３に通電して胴型１２を６３０℃に加熱し、
１時間保持する。次いで、型を５５０℃（Ｔｇ）まで冷
却した後、上型１０を上昇させ、吸着治具１５によりブ
ランクを真空槽外に取り出す。
１の成形装置において、Ｎ2 雰囲気に保ったチャンバー
１内に予めセットした上型１０と下型１１の間に、型成
形面Ｒにほぼ近い形状に加工したＳＫ１２（ｎd ＝１．
５８３１３、νd ＝５９．４、Ｔｇ＝５５０℃、Ａｔ＝
５８８℃）ブランクを、不図示の置換室を経由して吸着
治具１５により挿入し、上型１０をブランクの上面付近
まで上軸７を介してシリンダー６により下降させた後、
ヒーター１３に通電して胴型１２を６３０℃に加熱し、
１時間保持する。次いで、型を５５０℃（Ｔｇ）まで冷
却した後、上型１０を上昇させ、吸着治具１５によりブ
ランクを真空槽外に取り出す。
【００２１】その結果、上型１０及び下型１１の成形面
には、図２に模式的に示す通り、ガラスからの揮発物が
堆積して、離型元素堆積層６０が形成された離型元素堆
積層形成上型６１及び下型６２が得られた。この離型元
素堆積層６０には表面分析によりＮａ元素及びＢａ元素
が含まれることが確認された。
には、図２に模式的に示す通り、ガラスからの揮発物が
堆積して、離型元素堆積層６０が形成された離型元素堆
積層形成上型６１及び下型６２が得られた。この離型元
素堆積層６０には表面分析によりＮａ元素及びＢａ元素
が含まれることが確認された。
【００２２】以下にプレス成形の実施例を示す。離型元
素堆積層６０が形成されている状態で、レンズ成形素材
である所定形状のガラス素材（ＳＫ１２）５を、不図示
の置換室を経由して、搬送軸３を介してガラスホルダー
４によりＮ2 雰囲気に保った成形チャンバー１内に搬送
し、予熱用ヒーター２の直下の加熱ポイントに停止さ
せ、次いで予熱用ヒーター２に通電してガラス素材５を
予熱した後、ガラスホルダー４を移動して下型１１（堆
積層形成下型６２）上に載せる。次に、ヒーター１３の
通電電力を増加して胴型１２を６３０℃に加熱し、上型
１０（堆積層形成上型６１）を下降させて所定圧力でプ
レス成形を行ない、次いで型を５５０℃（Ｔｇ）まで冷
却した後、上型１０を上昇させ、吸着治具１５で成形レ
ンズを吸着し、不図示の置換室を経由して取り出す。以
上のプレス成形工程を繰り返す連続成形によりレンズを
製造した。
素堆積層６０が形成されている状態で、レンズ成形素材
である所定形状のガラス素材（ＳＫ１２）５を、不図示
の置換室を経由して、搬送軸３を介してガラスホルダー
４によりＮ2 雰囲気に保った成形チャンバー１内に搬送
し、予熱用ヒーター２の直下の加熱ポイントに停止さ
せ、次いで予熱用ヒーター２に通電してガラス素材５を
予熱した後、ガラスホルダー４を移動して下型１１（堆
積層形成下型６２）上に載せる。次に、ヒーター１３の
通電電力を増加して胴型１２を６３０℃に加熱し、上型
１０（堆積層形成上型６１）を下降させて所定圧力でプ
レス成形を行ない、次いで型を５５０℃（Ｔｇ）まで冷
却した後、上型１０を上昇させ、吸着治具１５で成形レ
ンズを吸着し、不図示の置換室を経由して取り出す。以
上のプレス成形工程を繰り返す連続成形によりレンズを
製造した。
【００２３】プレス成形後の冷却時の上型１０を上昇さ
せる温度（離型温度）は、成形レンズの面転写形状（面
精度）を低下させないために、ガラスのＴｇ以下にする
必要があるが、成形のタクトタイムを短かくして生産性
を向上させるためには、その範囲内でできるだき離型温
度を高くできることが要求される。離型元素堆積層６０
をプレス成形前に形成することにより、Ｔｇ付近の高温
においても安定に離型することができ、型への成形レン
ズの付着というような不都合は発生しなかった。
せる温度（離型温度）は、成形レンズの面転写形状（面
精度）を低下させないために、ガラスのＴｇ以下にする
必要があるが、成形のタクトタイムを短かくして生産性
を向上させるためには、その範囲内でできるだき離型温
度を高くできることが要求される。離型元素堆積層６０
をプレス成形前に形成することにより、Ｔｇ付近の高温
においても安定に離型することができ、型への成形レン
ズの付着というような不都合は発生しなかった。
【００２４】（実施例２）図３は本発明の成形方法を実
施するために用いた成形型の構成を模式的に示したもの
である。７０は超硬合金を加工した型母材、７１は成形
面に被覆した硬質窒化物あるいは硬質炭化物膜、７２は
炭素主成分の膜、７３は７２の表面にイオン注入法によ
りアルカリあるいはアルカリ土類金属を注入した離型元
素注入炭素層である。
施するために用いた成形型の構成を模式的に示したもの
である。７０は超硬合金を加工した型母材、７１は成形
面に被覆した硬質窒化物あるいは硬質炭化物膜、７２は
炭素主成分の膜、７３は７２の表面にイオン注入法によ
りアルカリあるいはアルカリ土類金属を注入した離型元
素注入炭素層である。
【００２５】バインダレス超硬合金（ＴＪ０５：フジダ
イス製）を所定の型形状に加工して型母材７０とし、成
形面には反応性イオンプレーティングあるいは反応性ス
パッタリングにより硬質窒化物（ＴｉＮ，ＴａＮ，Ｈｆ
Ｎ等）あるいは硬質炭化物（ＴｉＣ，ＴａＣ，ＨｆＣ，
ＳｉＣ等）膜７１を約２μｍ形成し、その上にＣＨ4と
Ｈ2 ガスを前駆体としたイオンビーム成膜法により水素
化非晶質炭素膜７２を０．１μｍ形成した。その後、炭
素膜７２上にイオン注入によりＮａ元素を１８０ｋｅＶ
で１×１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 注入して離型元素注入炭
素層７３を形成して、成形型７５とした。
イス製）を所定の型形状に加工して型母材７０とし、成
形面には反応性イオンプレーティングあるいは反応性ス
パッタリングにより硬質窒化物（ＴｉＮ，ＴａＮ，Ｈｆ
Ｎ等）あるいは硬質炭化物（ＴｉＣ，ＴａＣ，ＨｆＣ，
ＳｉＣ等）膜７１を約２μｍ形成し、その上にＣＨ4と
Ｈ2 ガスを前駆体としたイオンビーム成膜法により水素
化非晶質炭素膜７２を０．１μｍ形成した。その後、炭
素膜７２上にイオン注入によりＮａ元素を１８０ｋｅＶ
で１×１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 注入して離型元素注入炭
素層７３を形成して、成形型７５とした。
【００２６】この成形型７５を図１に示した上型１０及
び下型１１として用い、実施例１に示した成形方法と同
様の連続成形を行なった。離型元素注入炭素層７３を形
成した型を用いた成形においては、初期ｓｈｏｔ成形か
ら、離型温度が５５０℃（Ｔｇ）付近でも良好な離型が
できた。
び下型１１として用い、実施例１に示した成形方法と同
様の連続成形を行なった。離型元素注入炭素層７３を形
成した型を用いた成形においては、初期ｓｈｏｔ成形か
ら、離型温度が５５０℃（Ｔｇ）付近でも良好な離型が
できた。
【００２７】一方、離型元素注入層７３を形成しなかっ
た図６に模式的に示した型７４を用いた成形において
は、離型温度を４９０℃付近まで下げないと良好な離型
ができず、型と成形レンズの付着が発生し、タクトタイ
ムを短かくした連続成形に支障をきたした。
た図６に模式的に示した型７４を用いた成形において
は、離型温度を４９０℃付近まで下げないと良好な離型
ができず、型と成形レンズの付着が発生し、タクトタイ
ムを短かくした連続成形に支障をきたした。
【００２８】（実施例３）図４は本発明の成形方法を実
施するために用いた別の成形型の構成を模式的に示した
ものである。８０は焼結窒化ケイ素を加工した型母材、
８１は熱フィラメントＣＶＤ法により形成したダイヤモ
ンド膜、８２はダイヤモンド膜８１の表面にイオン注入
法によりアルカリ、アルカリ土類金属元素を注入した離
型元素注入ダイヤモンド層である。
施するために用いた別の成形型の構成を模式的に示した
ものである。８０は焼結窒化ケイ素を加工した型母材、
８１は熱フィラメントＣＶＤ法により形成したダイヤモ
ンド膜、８２はダイヤモンド膜８１の表面にイオン注入
法によりアルカリ、アルカリ土類金属元素を注入した離
型元素注入ダイヤモンド層である。
【００２９】本実施例は、離型層の成分元素及び離型層
の下地となる物質を変えても本発明の効果が得られるこ
とを示すものである。
の下地となる物質を変えても本発明の効果が得られるこ
とを示すものである。
【００３０】静水圧焼結（ＨＩＰ）により製作した焼結
窒化ケイ素（ＮＳ４６１：住友電工（株）製）を所定の
型形状に加工して型母材８０とし、成形面には熱フィラ
メントＣＶＤ法によりダイヤモンド膜８１を約４０μｍ
堆積した後、鏡面研磨して表面粗さをＰ−Ｖ値３０ｎｍ
以下、ＲＭＳ値５ｎｍ以下にした後、ダイヤモンド膜８
１の表面にイオン注入法によりＬｉ元素を５０ｋｅＶで
１×１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 イオン注入し、離型元素注
入ダイヤモンド層８２を形成して、成形型８５とした。
窒化ケイ素（ＮＳ４６１：住友電工（株）製）を所定の
型形状に加工して型母材８０とし、成形面には熱フィラ
メントＣＶＤ法によりダイヤモンド膜８１を約４０μｍ
堆積した後、鏡面研磨して表面粗さをＰ−Ｖ値３０ｎｍ
以下、ＲＭＳ値５ｎｍ以下にした後、ダイヤモンド膜８
１の表面にイオン注入法によりＬｉ元素を５０ｋｅＶで
１×１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 イオン注入し、離型元素注
入ダイヤモンド層８２を形成して、成形型８５とした。
【００３１】この成形型８５を図１に示した上型１０及
び下型１１として用い、実施例１に示した成形方法と同
様の連続成形を行なった。この場合も、実施例２と同様
に、初期ｓｈｏｔ成形から、離型温度が５５０℃（Ｔ
ｇ）付近でも良好な離型ができた。
び下型１１として用い、実施例１に示した成形方法と同
様の連続成形を行なった。この場合も、実施例２と同様
に、初期ｓｈｏｔ成形から、離型温度が５５０℃（Ｔ
ｇ）付近でも良好な離型ができた。
【００３２】一方、離型元素注入層を形成しない型を用
いた成形においては、離型温度を４６０℃付近まで下げ
ないと良好な離型ができず、型と成形レンズの付着が発
生し、タクトタイムを短かくした連続成形に支障をきた
した。
いた成形においては、離型温度を４６０℃付近まで下げ
ないと良好な離型ができず、型と成形レンズの付着が発
生し、タクトタイムを短かくした連続成形に支障をきた
した。
【００３３】（実施例４）図５は本発明の成形方法を実
施するために用いた別の成形型の構成を模式的に示した
ものである。９０は金型鋼を加工した型母材、９１は反
応性イオンプレーティングあるいは反応性スパッタリン
グにより形成した硬質窒化物膜あるいは硬質炭化物膜、
９２は硬質窒化物膜あるいは硬質炭化物膜９１上にイオ
ンビームミキシング法で形成したアルカリ、アルカリ土
類金属を主成分とした離型元素ミキシング層である。
施するために用いた別の成形型の構成を模式的に示した
ものである。９０は金型鋼を加工した型母材、９１は反
応性イオンプレーティングあるいは反応性スパッタリン
グにより形成した硬質窒化物膜あるいは硬質炭化物膜、
９２は硬質窒化物膜あるいは硬質炭化物膜９１上にイオ
ンビームミキシング法で形成したアルカリ、アルカリ土
類金属を主成分とした離型元素ミキシング層である。
【００３４】金型鋼（ＹＨＤ５０ＦＭ：日立金属（株）
製）を所定の型形状に加工して型母材９０とし、成形面
を鏡面研磨して表面粗さをＰ−Ｖ値３０ｎｍ以下、ＲＭ
Ｓ値５ｎｍ以下にし、成形面には反応性イオンプレーテ
ィングあるいは反応性スパッタリングにより硬質炭化物
（ＴｉＣ，ＴａＣ，ＨｆＣ，ＳｉＣ等）膜９１を約１μ
ｍ厚さ形成し、その上にＣＨ4 とＨ2 ガスを前駆体とし
たイオンビーム成膜法（加速電圧９ｋＶ）とＬｉＦの電
子線蒸着の組み合わせにより、ＬｉＦ含有水素化非晶質
膜９２を０．１μｍ形成して、成形型９５とした。
製）を所定の型形状に加工して型母材９０とし、成形面
を鏡面研磨して表面粗さをＰ−Ｖ値３０ｎｍ以下、ＲＭ
Ｓ値５ｎｍ以下にし、成形面には反応性イオンプレーテ
ィングあるいは反応性スパッタリングにより硬質炭化物
（ＴｉＣ，ＴａＣ，ＨｆＣ，ＳｉＣ等）膜９１を約１μ
ｍ厚さ形成し、その上にＣＨ4 とＨ2 ガスを前駆体とし
たイオンビーム成膜法（加速電圧９ｋＶ）とＬｉＦの電
子線蒸着の組み合わせにより、ＬｉＦ含有水素化非晶質
膜９２を０．１μｍ形成して、成形型９５とした。
【００３５】この成形型９５を図１に示した上型１０及
び下型１１として用い、実施例１に示した成形方法と同
様の連続成形を行なった。離型元素ミキシング層９２を
形成した成形においては、初期ｓｈｏｔ成形から、離型
温度が５５０℃（Ｔｇ）付近良好な離型をした。
び下型１１として用い、実施例１に示した成形方法と同
様の連続成形を行なった。離型元素ミキシング層９２を
形成した成形においては、初期ｓｈｏｔ成形から、離型
温度が５５０℃（Ｔｇ）付近良好な離型をした。
【００３６】一方、離型元素ミキシング層９２を形成し
ない図７に模式的に示した型９４を用いた成形において
は、離型温度を４６０℃付近まで下げないと離型ができ
ず、離型後の成形レンズに割れあるいは型へのガラス融
着が発生し、連続成形に支障をきたした。
ない図７に模式的に示した型９４を用いた成形において
は、離型温度を４６０℃付近まで下げないと離型ができ
ず、離型後の成形レンズに割れあるいは型へのガラス融
着が発生し、連続成形に支障をきたした。
【００３７】
【発明の効果】後述の第１、第２及び第３の本発明によ
れば、成形面にアルカリ金属、アルカリ土類金属、その
酸化物及びその弗化物から選ばれる１種類以上を含有す
る離型層が形成された型を用いて、ガラス素材をプレス
成形することにより、プレス成形後、成形品（レンズ）
から型を離す温度（離型温度）を従来より高温にして
も、型と成形品の付着力が非常に小さいため、成形品の
割れ、融着あるいは型の破損等の不都合が発生せず、成
形タクトを短かくできることから成形品のコストの低減
を図れる。
れば、成形面にアルカリ金属、アルカリ土類金属、その
酸化物及びその弗化物から選ばれる１種類以上を含有す
る離型層が形成された型を用いて、ガラス素材をプレス
成形することにより、プレス成形後、成形品（レンズ）
から型を離す温度（離型温度）を従来より高温にして
も、型と成形品の付着力が非常に小さいため、成形品の
割れ、融着あるいは型の破損等の不都合が発生せず、成
形タクトを短かくできることから成形品のコストの低減
を図れる。
【００３８】また、後述の第１、第２及び第３の本発明
においては、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂ
ａ、その酸化物あるいはその弗化物が離型成分として優
れるため、成形品の外観が良好で、実用的な型表面の耐
久性（１０００ｓｈｏｔ程度）を得ることができる。な
お、離型元素としては、アルカリ金属がアルカリ土類金
属より効果が大きい。
においては、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂ
ａ、その酸化物あるいはその弗化物が離型成分として優
れるため、成形品の外観が良好で、実用的な型表面の耐
久性（１０００ｓｈｏｔ程度）を得ることができる。な
お、離型元素としては、アルカリ金属がアルカリ土類金
属より効果が大きい。
【００３９】また、第１の本発明によれば、離型層の形
成方法が成形装置を用いた簡易な方法であるため、新た
に離型層形成装置を必要とせずコスト低減が図れる。
成方法が成形装置を用いた簡易な方法であるため、新た
に離型層形成装置を必要とせずコスト低減が図れる。
【００４０】また、第２の本発明によれば、特定の離型
成分を特定量、成形面に形成でき、しかも注入法である
ため離型層の剥離が生じないことから、連続成形ｓｈｏ
ｔ数は１０００ｓｈｏｔ程度まで可能であり、離型性向
上による成形タクトの短縮の他、成形装置の稼働率が向
上した。
成分を特定量、成形面に形成でき、しかも注入法である
ため離型層の剥離が生じないことから、連続成形ｓｈｏ
ｔ数は１０００ｓｈｏｔ程度まで可能であり、離型性向
上による成形タクトの短縮の他、成形装置の稼働率が向
上した。
【００４１】第３の本発明によれば、離型成分としてア
ルカリ金属及びアルカリ土類金属の酸化物あるいは弗化
物を用い、イオンビームミキシング法と電子線蒸着法を
組み合わせて離型層を形成することにより、離型層の成
分及び膜厚を良好に制御できる。膜厚は３０ｎｍ〜１０
０ｎｍ程度が好ましい。３０ｎｍ未満では離型性が低下
し、１００ｎｍを越えると膜の耐剥離性が低下する傾向
がある。炭素とのイオンビームミキシングによる離型層
形成においては、良好な離型性及び外観を得るために
は、離型成分がアルカリ金属（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）の場合
その含有率が２重量％〜２０重量％程度、アルカリ土類
金属（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）の場合その含有率が１
０重量％〜２０重量％程度であることが好ましい。
ルカリ金属及びアルカリ土類金属の酸化物あるいは弗化
物を用い、イオンビームミキシング法と電子線蒸着法を
組み合わせて離型層を形成することにより、離型層の成
分及び膜厚を良好に制御できる。膜厚は３０ｎｍ〜１０
０ｎｍ程度が好ましい。３０ｎｍ未満では離型性が低下
し、１００ｎｍを越えると膜の耐剥離性が低下する傾向
がある。炭素とのイオンビームミキシングによる離型層
形成においては、良好な離型性及び外観を得るために
は、離型成分がアルカリ金属（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）の場合
その含有率が２重量％〜２０重量％程度、アルカリ土類
金属（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）の場合その含有率が１
０重量％〜２０重量％程度であることが好ましい。
【図１】実施例１に係るプレス成形装置である。
【図２】実施例１に係る離型元素堆積層形成型である。
【図３】実施例２に係る離型元素注入炭素層形成型であ
る。
る。
【図４】実施例３に係る離型元素注入ダイヤモンド層形
成型である。
成型である。
【図５】実施例４に係る離型元素ミキシング層形成型で
ある。
ある。
【図６】実施例２において離型元素注入を行わなかった
型である。
型である。
【図７】実施例４において離型元素ミキシングを行わな
かった型である。
かった型である。
１ 成形チャンバー ２ 予熱用ヒーター ３ 搬送軸 ４ ガラスホルダー ５ ガラス素材 ６ シリンダー ７ 上軸 ８ シリンダー ９ 下軸 １０ 上型部材 １１ 下型部材 １２ 胴型 １３ ヒーター １４ 搬送軸 １５ 吸着治具 ６０ 離型元素堆積層 ６１ 離型元素堆積層形成上型 ６２ 離型元素堆積層形成下型 ７０ 型母材 ７１ 硬質窒化物あるいは膜硬質炭化物膜 ７２ 炭素膜 ７３ 離型元素注入炭素層 ７４ 離型元素注入層のない炭素膜型 ７５ 離型元素注入炭素層形成型 ８０ 型母材 ８１ ダイヤモンド膜 ８２ 離型元素注入ダイヤモンド層 ８５ 離型元素注入ダイヤモンド層形成型 ９０ 型母材 ９１ 硬質炭化物膜 ９２ 離型元素ミキシング層 ９４ 離型元素ミキシング層のない型 ９５ 離型元素ミキシング層形成型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新垣 誠一 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 田中 弘江 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 (56)参考文献 特開 平２−243524（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−107532（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−59450（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−72728（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 11/00 C03B 40/02
Claims (3)
- 【請求項１】 型の成形面に近似した形状のガラスを該
成形面に接触した状態で加熱することにより、成形面に
アルカリ金属、アルカリ土類金属、その酸化物及びその
弗化物から選ばれる１種類以上を含有する離型層が形成
された型を用いて、ガラス素材をプレス成形することを
特徴とする光学素子の成形方法。 - 【請求項２】 アルカリ金層、アルカリ土類金属、その
酸化物及びその弗化物から選ばれる１種類以上をイオン
注入することにより、成形面にアルカリ金属、アルカリ
土類金属、その酸化物及びその弗化物から選ばれる１種
類以上を含有する離型層が形成された型を用いて、ガラ
ス素材をプレス成形することを特徴とする光学素子の成
形方法。 - 【請求項３】 イオンビームミキシング法により、成形
面にアルカリ金属、アルカリ土類金属、その酸化物及び
その弗化物から選ばれる１種類以上を含有する離型層が
形成された型を用いて、ガラス素材をプレス成形するこ
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 |
|---|---|---|---|
| JP25651994A JP3288187B2 (ja) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | 光学素子の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25651994A JP3288187B2 (ja) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | 光学素子の成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08119644A JPH08119644A (ja) | 1996-05-14 |
| JP3288187B2 true JP3288187B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=17293760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25651994A Expired - Fee Related JP3288187B2 (ja) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | 光学素子の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3288187B2 (ja) |
-
1994
- 1994-10-21 JP JP25651994A patent/JP3288187B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08119644A (ja) | 1996-05-14 |
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