JP3706880B2

JP3706880B2 - Lens plate and its manufacturing method

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Publication number: JP3706880B2
Application number: JP09273696A
Authority: JP
Inventors: 誠一秦; 明久井上
Original assignee: Japan Science and Technology Agency; Olympus Corp; National Institute of Japan Science and Technology Agency
Current assignee: Japan Science and Technology Agency; Olympus Corp; National Institute of Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1996-04-15
Filing date: 1996-04-15
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2016-04-15
Also published as: JPH09277149A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨装置の砥石によりレンズを研磨する際に、レンズ素材を貼付して固定するレンズ貼付皿に係わり、特に、顕微鏡レンズ等の高精度レンズ加工に用いるレンズ貼付皿とその製作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のレンズ貼付皿は、以下に説明するものが公知とされている（従来技術１）。図１０（ａ）（ｂ）に示すように、レンズ貼付皿は、貼付部１０１と取付け部１０２とフランジ１０３とから成っている。取付け部１０２は、研磨装置の回転軸の中心に設けられた取付け穴に取着して使用される。貼付部１０１には、レンズを貼付するための貼付面１０１ａが設けられており、研磨するレンズの貼付面の形状に合わせて一つ一つ研磨加工され、表面粗さ１．５μｍ程度、形状精度は±１０μｍ程度の精度に仕上げられている。
【０００３】
また、これらのレンズ貼付皿を汎用化し、貼付皿の製作コストを低減しようとする試みが、特開平６−９１５０７号公報に開示されている（従来技術２）。図１１に示すように、レンズ貼付皿は、皿ベース２０１とこの上に接合されたレンズ貼付部２０２とから構成され、レンズ貼付部２０２は硫酸カルシウムと水溶性樹脂とからなっている。レンズ貼付部２０２の上面は、被加工物たるレンズ２０３の貼付面に合わせて成形され、ホットメルトタイプの貼付剤２０４により、レンズ２０３をレンズ貼付部２０２に固定するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記従来技術には以下のような問題点があった。即ち、従来技術１では、図１０に示したレンズ貼付皿を用いた場合、レンズの厚さのバラツキは、該レンズ貼付皿の貼付面１０１ａの形状精度により決定され、研磨加工によるレンズ厚さの加工精度は±１０μｍ程度が限界であって、これ以上の高精度のレンズを大量生産することはできなかった。
【０００５】
また、従来技術２では、図１１に示したレンズ貼付皿を用いた場合、主に水溶性樹脂からなるレンズ貼付部２０２の剛性が低く、研磨加工時の歪みや破損の原因となり、高精度のレンズ加工には適用できなかった。また、このレンズ貼付部２０２は、熱に対しても十分な耐性が欠如し、ホットメルトタイプの貼付剤２０４を使用する際の加熱に繰り返し耐えることができず、レンズを貼付する度に再成形する必要があり、工数の増大を招いていた。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明の課題は、高剛性かつ高精度であって、レンズを高精度に研磨し得るレンズ貼付皿を提供することである。
請求項２、３または４に係る発明の課題は、請求項１記載のレンズ貼付皿を容易に製作することのできるレンズ貼付皿の製作方法を提供することである。
請求項４に係る発明の課題は、上記課題に加え、老巧化したレンズ貼付皿を再利用することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、レンズ貼付皿において、少なくともレンズを貼付する部位が、過冷却液体域を有するアモルファス合金からなることを特徴とする。
請求項２または４に係る発明は、レンズ貼付皿の製作方法において、過冷却液体域を有するアモルファス合金からなる素材を過冷却液体域に加熱し、少なくともレンズを貼付する部位を一対の金型により押圧して、所望の形状に成形することを特徴とする。
請求項３または４に係る発明は、レンズ貼付皿の製作方法において、過冷却液体域を有するアモルファス合金からなる素材を過冷却液体域に加熱し、少なくともレンズを貼付する部位をレンズと金型とにより押圧して、所望の形状に成形することを特徴とする。
請求項４に係る発明は、上記手段に加え、レンズ貼付皿に使用した過冷却液体域を有するアモルファス合金を溶解し、液体急冷鋳造により再鋳造した素材を用いることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係る発明の作用では、少なくともレンズを貼付する部位が、過冷却液体域を有するアモルファス合金からなることにより、過冷却液体域に加熱されたアモルファス合金は急激な粘性の低下により、数ＭＰａ程度の低圧力で塑性変形され、高剛性、高精度のレンズ貼付皿となる。
請求項２または４に係る発明の作用では、過冷却液体域を有するアモルファス合金からなる素材を過冷却液体域に加熱し、少なくともレンズを貼付する部位を一対の金型により押圧して、所望の形状に成形することにより、高精度の金型形状に沿ったレンズ貼付皿を容易に製作できる。
請求項３または４に係る発明の作用では、過冷却液体域を有するアモルファス合金からなる素材を過冷却液体域に加熱し、少なくともレンズを貼付する部位をレンズと金型とにより押圧して、所望の形状に成形することにより、レンズの形状と金型形状とに沿ったレンズ貼付皿を極めて容易に製作できる。
請求項４に係る発明の作用では、上記作用に加え、レンズ貼付皿に使用した過冷却液体域を有するアモルファス合金を溶解し、液体急冷鋳造により再鋳造した素材を用いることにより、老巧化したレンズ貼付皿を素材として再生する。
【０００９】
【発明の実施の形態１】
図１〜図３は発明の実施の形態１を示し、図１はレンズを貼付したレンズ貼付皿の縦断面図、図２はレンズ貼付皿の成形装置の成形直前の状態を示す縦断面図、図３はレンズ貼付皿の成形装置の成形直後の状態を示す縦断面図である。
【００１０】
図１において、被加工物たるレンズ１は、熱可塑性の貼付剤２によって、過冷却液体域を有するアモルファス合金からなるレンズ貼付皿３の貼付面３ａに接着されている。レンズ貼付皿３は、研磨装置の回転軸に着脱される取付け部３ｂと、回転軸の端面にストッパーとなるフランジ３ｃとを有している。ここで、過冷却液体域を有するアモルファス合金とは、ガラス遷移温度（Ｔｇ）が結晶化温度（Ｔｘ）より低温側に存在するアモルファス合金であり、過冷却液体域＝Ｔｘ〜Ｔｇと定義され、数１０度〜１００度に及ぶ広い過冷却液体域を有する。これらの過冷却液体域を有するアモルファス合金は、その特徴として過冷却液体域での急激な粘性の低下が発現し、数ＭＰａ程度の圧力で大きな塑性変形を行うことができる。
【００１１】
本発明の実施の形態１では、過冷却液体域を有するアモルファス合金として、Ｚｒ₅₅Ｃｕ₃₀Ａｌ₁₀Ｎｉ₅（添字はａｔｏｍｉｃ％を示す）を用いた。Ｚｒ₅₅Ｃｕ₃₀Ａｌ₁₀Ｎｉ₅は、常温から３５０℃までは引っ張り強度１．５ＭＰａ、硬さＨｖ５１０、線膨張係数１０×１０^-6であり、ガラスレンズ（例えばＳＦ１０：線膨張係数８〜９×１０^-6）のレンズ貼付皿として十分な強度、硬さおよび線膨張係数を有する。さらにＺｒ₅₅Ｃｕ₃₀Ａｌ₁₀Ｎｉ₅は、４２０〜４９０℃という約７０℃の広い過冷却液体域を有し、この過冷却液体域では、１０¹⁰Ｐａ・ｓ程度の液体としての粘性を示し、数１０ＭＰａ程度の圧力で成形加工が可能である。また、貼付剤２は一般にヤニと呼ばれるホットメルトタイプのものである。
【００１２】
つぎに、レンズ貼付皿３の成形装置について説明する。図２に示すように、抵抗加熱器４に囲繞されたスリーブ５内には、それぞれ超硬合金からなる上胴型６、下胴型７および下型８が嵌装されている。上胴型６の内面６ａはレンズ貼付皿の取付け部３ｂを、下胴型７の内面７ａはフランジ３ｃを、下型８の成形面８ａは貼付面３ａをそれぞれ形成するように構成されている。特に、下型８の成形面８ａは、レンズ１の貼付面の曲率半径と同一に形成され、表面粗さＲ_max３０ｎｍに仕上げられている。上胴型６の内面６ａには、銅鋳型によって急冷鋳造されたＺｒ₅₅Ｃｕ₃₀Ａｌ₁₀Ｎｉ₅からなるアモルファス素材９が装填されるとともに、上型１０がアモルファス素材９の背面を押圧できるように配設されている。上型１０の下面１０ａは、レンズ貼付皿３の取付け部３ｂの面取りおよび端面を形成する。
【００１３】
上型１０は、図示を省略したポンチにより、押圧され、過冷却液体域に加熱されたアモルファス素材９を押圧成形する。上胴型６、下胴型７、下型８および上型１０（以下「金型」とよぶ）の内部には、それぞれ金型温度を測定する図示を省略した温度センサが内蔵されており、この温度センサからの信号によって図示を省略した温度調節器により抵抗加熱器４を制御し、金型温度を目標温度に保持する。また、成型装置全体は、成型時の高温による金型の酸化を防止するため、１０^-4Ｔｏｏｒ程度の図示を省略した真空チャンバー内、または窒素、アルゴンなどの不活性ガスに置換されたチャンバー内に設置されている。
【００１４】
つぎに、レンズ貼付皿３の製作方法について説明する。まず、上記成型装置にアモルファス素材９を装填し、抵抗加熱器４にてアモルファス素材９を過冷却液体域に加熱する。加熱は、アモルファス素材９の結晶化を防止するため、結晶化開始温度４９０℃以下でガラス遷移温度４２０℃以上の過冷却液体域で、できる限り短時間に加熱することが望ましい。本発明の実施の形態１では、常温から４５０±５℃まで約３００ｓｅｃで昇温を行った。昇温後、ポンチにより上型１０を押圧し、過冷却液体状態のアモルファス素材９を金型内にて成形する。
【００１５】
成形後、抵抗加熱器４による加熱保持を停止し、窒素など不活性ガスを金型に吹きつけて冷却する。金型温度がアモルファス素材９のガラス遷移温度より２０℃低い温度（４００℃）になった時点で、ポンチによる押圧を解除する。なお、ポンチによる成形圧力は２０ＭＰａ、押圧時間は６０ｓｅｃとした。このようにして、図３に示すように、レンズ貼付皿３を得た。成形圧力および成形時間を適宜調節することはできるが、５ＭＰａ以下では成形時間の増大を招き、１０００ｓｅｃ以上の過冷却液体域保持はアモルファス素材９が結晶化し、成形または再成形が不能になる恐れがある。
【００１６】
こうして成形されたレンズ貼付皿３では、貼付面３ａの表面粗さは、Ｒ_max０．３μｍであり、形状精度は、下型８の形状に対して５μｍ以内の精度に仕上げられた。また、成形されたレンズ貼付皿３を切断し、断面を研磨した後、フッ酸によるエッチングを行い組織観察を行った結果、約２０％の結晶質が観察されたが、成形精度への影響は確認されなかった。
【００１７】
レンズ貼付皿３をレンズ研磨加工に使用する方法について説明する。レンズ貼付皿３の貼付面３ａに貼付剤２を介してレンズ１を貼付する。この際、貼付剤２を８０〜１００℃に加熱して流動化させた状態でレンズ１を貼付面３ａに貼付け、常温に冷却することにより、レンズ１をレンズ貼付皿３に固定する。固定後、レンズ貼付皿３をレンズ研磨装置に装着し、レンズ１に所望の研磨加工をする。加工後、レンズ１を貼付面３ａより剥がし、必要回数だけレンズ研磨加工に使用することができる。
【００１８】
従来技術１の研磨加工によるレンズ貼付皿では、貼付面の表面粗さはＲ_max１．５μｍ程度で、貼付剤膜厚が不均一となっていたため、微視的にはレンズ保持力が不均一となり、レンズ加工精度に大きな悪影響を与えていた。しかし、本発明の実施の形態１のレンズ貼付皿３では、貼付面３ａの表面粗さはＲ_max０．３μｍで従来の１／５程度となり、レンズ保持力が均一化され、レンズ加工精度が向上した。表１は、レンズ貼付皿３と従来技術１のレンズ貼付皿とにより研磨加工したレンズの厚さのバラツキを比較した結果である。表１より、従来技術１のレンズ貼付皿を使用した場合より、明らかに加工精度の向上がみられる。
【００１９】
【表１】

【００２０】
レンズ貼付皿３は、設計変更などにより、異なった形状と曲率半径のレンズを加工する場合は、下型８を交換し、再成形することができる。再成形は、金型の温度分布のバラツキ、変形率などの要因により、アモルファス相に発生する結晶質の割合が増加すると成形精度および成形能が悪化するが、本発明の実施の形態１のＺｒ₅₅Ｃｕ₃₀Ａｌ₁₀Ｎｉ₅の場合、形状精度５μｍ以下の精度で成形できる限界は、アモルファス相が４０％以下になるまでであった。
【００２１】
また、大きな形状変更（体積変化）が必要になった場合は、レンズ貼付皿３を洗浄後、一旦溶解し、銅鋳型による急冷鋳造により、再びアモルファス化させ、素材の体積を調節した後、再成形することができる。再鋳造によるアモルファス化は不純物の混入などで回を追うごとに困難になるが、本発明の実施の形態１では、３回までは可能であった。
【００２２】
本発明の実施の形態１によれば、アモルファス合金の過冷却液体域で、金型による成形という簡便な方法で、高精度なレンズ貼付皿をバラツキなく製作することができる。しかも、アモルファス合金たるＺｒ₅₅Ｃｕ₃₀Ａｌ₁₀Ｎｉ₅は、常温ではステンレス４２０Ｊ２の２倍近い強度と硬度とを有するため、加工時のレンズ貼付皿の変形を減少させ、レンズ加工精度を向上させることができる。さらに、金型を交換し、再成形するだけで、簡単に貼付面の形状を変更することができるため、金型さえあれば、必要なときに、必要な個数のレンズ貼付皿を容易に製造し、設計変更に迅速に対応することができる。これにより、レンズ貼付皿の保管スペースを最小限にすることもできる。また、再成形による結晶化や形状の大幅変更などにより、再成形が不能になったレンズ貼付皿も、再溶融し銅鋳型にて急冷鋳造することにより、再びアモルファス化が可能であり、切り屑のでない成形加工とともに、省資源に貢献することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態２】
図４〜図７は発明の実施の形態２を示し、図４はレンズを貼付したレンズ貼付皿の縦断面図、図５はレンズ貼付皿の成形装置の成形直前の状態を示す縦断面図、図６はレンズ貼付皿の成形装置の成形直後の状態を示す縦断面図、図７はアモルファス素材の変形例を用いた成形装置の縦断面図である。
【００２４】
図４において、レンズ貼付皿２１は、研磨装置の回転軸に着脱する皿ベース２１Ａとレンズ１を貼付する貼付部２１Ｂとから構成されている。皿ベース２１Ａは、研磨装置の磁気チャックに装着できるように、磁性材料たるＳＵＳ４２０Ｊ２からなり、取付け部２１Ａａとフランジ２１Ａｂと中心穴２１Ａｃとを有している。貼付部２１Ｂは、皿ベース２１Ａ上に形成され、アモルファス合金には、発明の実施の形態１と同様にＺｒ₅₅Ｃｕ₃₀Ａｌ₁₀Ｎｉ₅が用いられている。また、貼付部２１Ｂの貼付面２１Ｂａには、発明の実施の形態１と同様に、熱可塑性の貼付剤２によって、レンズ１が接着されている。
【００２５】
つぎに、レンズ貼付皿２１の成形装置について説明する。図５に示すように、本発明の実施の形態２の成形装置は、発明の実施の形態１と基本構造が同一のため、異なる部材のみ説明し、同一の部材には同一の符号を付し説明を省略する。上胴型２６の内段面２６ａは、皿ベース２１Ａが嵌装できるように形成されている。また、中心穴２６ｂは、アモルファス素材２９と上型２２とが嵌入できるように皿ベース２１Ａの中心穴２１Ａｃと同一内径に形成されている。アモルファス素材２９と上型２２の外径は、上胴型２６の中心穴２６ｂおよび皿ベース２１Ａの中心穴２１Ａｃの内径より、やや小さく形成されている。また、下胴型７の内面７ａの上部には、皿ベース２１Ａが嵌装されている。その他の構成は発明の実施の形態１と同様である。
【００２６】
レンズ貼付皿２１の製作方法について説明する。まず、上記成型装置に皿ベース２１Ａとアモルファス素材２９を装填し、抵抗加熱器４にてアモルファス素材２９を過冷却液体域に加熱する。以下の加熱、成形条件および成形過程は、発明の実施の形態１と同様にして、図６に示すように、皿ベース２１Ａと貼付部２１Ｂとからなるレンズ貼付皿２１を得た。
【００２７】
このようにして成形されたレンズ貼付皿２１は、線膨張係数が５×１０^-6とＺｒ₅₅Ｃｕ₃₀Ａｌ₁₀Ｎｉ₅の線膨張係数より小さい超硬合金製の金型からは容易に離型できるが、線膨張係数が１６×１０^-6であるＳＵＳ４２０Ｊ２製の皿ベース２１Ａと貼付部２１Ｂとは焼き嵌め状態で完全に一体化している。また、成型後の貼付部２１Ｂの結晶質の割合は５％以下であり、発明の実施の形態１と同様に、貼付面２１Ｂａの形状精度は下型８の成形面８ａの形状に対して５μｍ以内で、表面粗さはＲ_max０．３μｍであった。
【００２８】
レンズ貼付皿２１をレンズ研磨加工に使用する方法について説明する。レンズ貼付皿２１の貼付面２１Ｂａに貼付剤２を介してレンズ１を貼付する。この際、貼付剤２を８０〜１００℃に加熱して流動化させた状態でレンズ１を貼付面２１Ｂａに貼付け、常温に冷却することにより、レンズ１をレンズ貼付皿２１に固定する。固定後、レンズ貼付皿２１をレンズ研磨装置に装着し、レンズ１に所望の研磨加工をする。この際、貼付部２１Ｂを形成するＺｒ₅₅Ｃｕ₃₀Ａｌ₁₀Ｎｉ₅は非磁性材料であるが、皿ベース２１Ａは磁性材料から形成されているので、研磨装置には磁気チャックを用いることができる。加工後、レンズ１を貼付面２１Ｂａより剥がし、必要回数だけレンズ研磨加工に使用することができる。
【００２９】
レンズ研磨加工後のレンズの精度は発明の実施の形態１と同様であった。また、レンズ貼付皿２１の貼付部２１Ｂの再成形および再利用は、発明の実施の形態１と同様のため、説明を省略する。
【００３０】
本発明の実施の形態２によれば、発明の実施の形態１の効果に加え、大きな形状変更（体積変化）が必要となった場合でも、再成形の際に、皿ベースの中心穴が体積変化分を吸収するので、極端な場合を除き、再鋳造する必要はなく、より汎用的に再使用することができる。さらに、ＳＵＳ４２０Ｊ２等の磁性体の皿ベースを一体成形することができるので、Ｚｒ₅₅Ｃｕ₃₀Ａｌ₁₀Ｎｉ₅等の非磁性体のアモルファス合金を用いても、研磨装置に磁気チャック機構を採用することができ、既存の生産システムへの適用が容易となる。
【００３１】
本発明の実施の形態２では、円柱状のアモルファス素材を用いたが、これに替えて、図７に示すように、成形物たる貼付部２１Ｂに近い形状のアモルファス素材２９Ａを用いることができ、成形時間、成形圧力を低減し、金型の損傷を少なくすることができる。また、成形に伴うアモルファス相の結晶化を抑制することができるため、より多くの研磨回数や再成形を行うことができる。
【００３２】
【発明の実施の形態３】
図８〜図９は発明の実施の形態３を示し、図８はレンズ貼付皿の成形装置の成形直前の状態を示す縦断面図、図９はレンズ貼付皿の成形装置の成形直後の状態を示す縦断面図である。本発明の実施の形態３のレンズ貼付皿は、既に発明の実施の形態１の図１に示したレンズ貼付皿３と同一であるが、区別のためレンズ貼付皿３３とする。本発明の実施の形態３が発明の実施の形態１と異なる点は、アモルファス素材の材質と、下型とともにレンズを用いていることとにある。その他は発明の実施の形態１と同様のため、同一の部材には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３３】
レンズ貼付皿３３の成形装置について説明する。図８において、アモルファス素材３１には、Ｚｒ₆₅Ａｌ_7.5Ｃｕ_27.5（添字はａｔｏｍｉｃ％を示す）を用いた。Ｚｒ₆₅Ａｌ_7.5Ｃｕ_27.5は、常温から３５０℃までは引っ張り強度１．２ＧＰａ、硬さＨｖ４７０、線膨張係数９×１０^-6であり、レンズ貼付皿として十分な強度、硬度および適度な線膨張係数を有する。さらに、Ｚｒ₆₅Ａｌ_7.5Ｃｕ_27.5は３７０〜４７０℃という約１００℃の広い過冷却液体域を有し、この過冷却液体域では１０¹⁰Ｐａ・ｓ程度の液体としての粘性を示し、数１０ＭＰａ程度の圧力で成形加工が可能である。
【００３４】
図８に示すように、下型３２の成形面３２ａは、レンズ１の非貼付面１ｂと線接触するように、円錐面に形成されている。この成形面３２ａに載置されたレンズ１は貼付面１ａを上にして、アモルファス素材３１を支持している。その他の構造は、発明の実施の形態１と同様である。
【００３５】
つぎに、レンズ貼付皿３３の製作方法について説明する。まず、上記成型装置にアモルファス素材３１を装填し、抵抗加熱器４にてアモルファス素材３１を過冷却液体域に加熱する。加熱は、アモルファス素材３１の結晶化を防止するため、結晶化開始温度４７０℃以下でガラス遷移温度３７０℃以上の過冷却液体域で、できる限り短時間に加熱することが望ましい。本発明の実施の形態３では、常温から４００±５℃まで約２００ｓｅｃで昇温を行った。昇温後、ポンチにより上型１０を押圧し、過冷却液体状態のアモルファス素材３１を金型内にて成形する。
【００３６】
成形後、一定時間加圧し、抵抗加熱器４による加熱を停止し、窒素など不活性ガスを金型に吹きつけて冷却する。金型温度がアモルファス素材３１のガラス遷移温度より２０℃低い温度（３５０℃）になった時点で、ポンチによる押圧を解除する。なお、ポンチによる成形圧力は２０ＭＰａ、押圧時間は５０ｓｅｃとした。このようにして、図９に示すように、レンズ貼付皿３３を得た。成形圧力および成形時間を適宜調節することはできるが、５ＭＰａ以下では成形時間の増大を招き、１０００ｓｅｃ以上の過冷却液体域保持はアモルファス素材３１が結晶化し、成形または再成形が不能になる恐れがある。
【００３７】
こうして成形されたレンズ貼付皿３３は、レンズ１に固着することなく、形状精度は、レンズ１の形状に対して６μｍ程度に仕上げられた。発明の実施の形態１または２に比べ、形状の転写精度が低下したのは、レンズ１が超硬合金に比べ高温下での剛性が低かったためであるが、発明の実施の形態１または２の金型の形状精度は、通常５μｍ以下であるので、実際に貼付けるレンズとの形状誤差は８μｍである。また、成形されたレンズ貼付皿３を切断し、断面を研磨した後、フッ酸によるエッチングを行い組織観察を行った結果、約５％の結晶質が観察されたが、成形精度には影響しなかった。
【００３８】
レンズ貼付皿３３の使用法については、発明の実施の形態１と同様に扱うことができる。また、レンズ貼付皿３３は、設計変更などにより、異なった形状と曲率半径のレンズを加工する場合は、レンズ１を交換し、再成形することができる。再成形は、金型の温度分布のバラツキ、変形率などの要因により、アモルファス相に発生する結晶質の割合が増加すると成形精度および成形能が悪化するが、本発明の実施の形態３のＺｒ₆₅Ａｌ_7.5Ｃｕ_27.5の場合、発明の実施の形態１、２と同様に、形状精度５μｍ以下の精度で成形できる限界は、アモルファス相が４０％以下になるまでであった。
【００３９】
本発明の実施の形態３によれば、発明の実施の形態１の効果に加え、わざわざ下型をレンズの曲率半径に合わせて製作しなくとも、加工するレンズ自体を型として利用できるため、より簡便にレンズ貼付皿を製作できるので、設計変更に容易かつ迅速に対応することができる。また、成形時に金型の加工誤差を含まないため、よりレンズ形状に近い高精度なレンズ貼付皿を得ることができ、研磨加工時のレンズの歪みを最小限にすることができる。
【００４０】
本発明の実施の形態３では、アモルファス合金のみから成るレンズ貼付皿の製作例を示したが、発明の実施の形態２のような皿ベースと貼付部からなるレンズ貼付皿であっても、貼付部の成形に本発明の実施の形態３を応用してレンズを直接用いて成形することができる。
【００４１】
本発明の各発明の実施の形態では、両凸レンズを貼付するレンズ貼付皿を例として説明しているが、両凹レンズ、メニスカスレンズなどの貼付皿を過冷却液体域を有するアモルファス合金で成形できることは言うまでもない。また、各発明の実施の形態では、Ｚｒ系の過冷却液体域を有するアモルファス合金を用いているが、各発明の実施の形態同士でアモルファス合金を交換して用いてもよく、さらに他の過冷却液体域を有するアモルファス合金、例えば、Ｌａ₅₅Ａｌ₂₅Ｎｉ₂₀（Ｔｇ＝２００℃、Ｔｘ＝２７５℃）などを用いることもできる。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、過冷却液体域に加熱されたアモルファス合金は急激な粘性の低下により、数ＭＰａ程度の低圧力で塑性変形され、高剛性、高精度のレンズ貼付皿となるので、レンズを高精度に研磨することができる。
請求項２または４に係る発明によれば、高精度の金型形状に沿ったレンズ貼付皿を容易に製作できるので、レンズの高精度加工を安定させることができる。
請求項３または４に係る発明によれば、レンズの形状と金型形状とに沿ったレンズ貼付皿を極めて容易に製作できるので、レンズの高精度加工を安定させることができるとともに、設計変更に迅速に対応することができる。
請求項４に係る発明によれば、上記効果に加え、老巧化したレンズ貼付皿を素材として再生するので、省資源に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１のレンズを貼付したレンズ貼付皿の縦断面図である。
【図２】発明の実施の形態１のレンズ貼付皿の成形装置の成形直前の状態を示す縦断面図である。
【図３】発明の実施の形態１のレンズ貼付皿の成形装置の成形直後の状態を示す縦断面図である。
【図４】発明の実施の形態２のレンズを貼付したレンズ貼付皿の縦断面図である。
【図５】発明の実施の形態２のレンズ貼付皿の成形装置の成形直前の状態を示す縦断面図である。
【図６】発明の実施の形態２のレンズ貼付皿の成形装置の成形直後の状態を示す縦断面図である。
【図７】発明の実施の形態２のアモルファス素材の変形例を用いた成形装置の縦断面図である。
【図８】発明の実施の形態３のレンズ貼付皿の成形装置の成形直前の状態を示す縦断面図である。
【図９】発明の実施の形態３のレンズ貼付皿の成形装置の成形直後の状態を示す縦断面図である。
【図１０】従来技術１のレンズ貼付皿の構成図である。
【図１１】従来技術２のレンズを貼付したレンズ貼付皿の縦断面図である。
【符号の説明】
１レンズ
２貼付剤
３レンズ貼付皿
３ａ貼付面
３ｂ取付部
３ｃフランジ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens affixing plate for affixing and fixing a lens material when a lens is polished with a grindstone of a polishing apparatus, and more particularly to a lens affixing plate used for high-precision lens processing such as a microscope lens and a manufacturing method thereof. .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this kind of lens sticking pan, one described below is known (prior art 1). As shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), the lens affixing tray is composed of a pasting portion 101, a mounting portion 102, and a flange 103. The attachment portion 102 is used by being attached to an attachment hole provided at the center of the rotating shaft of the polishing apparatus. The affixing portion 101 is provided with an affixing surface 101a for affixing a lens, which is polished one by one in accordance with the shape of the affixing surface of the lens to be polished, and has a surface roughness of about 1.5 μm and a shape accuracy. Is finished with an accuracy of about ± 10 μm.
[0003]
Further, an attempt to make these lens sticking plates versatile and reduce the manufacturing cost of the sticking plates is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-91507 (Prior Art 2). As shown in FIG. 11, the lens sticking dish is composed of a dish base 201 and a lens sticking part 202 joined on the dish base 201, and the lens sticking part 202 is made of calcium sulfate and a water-soluble resin. The upper surface of the lens sticking portion 202 is formed in accordance with the sticking surface of the lens 203 as a workpiece, and the lens 203 is fixed to the lens sticking portion 202 with a hot melt type patch 204.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above prior art has the following problems. That is, in the prior art 1, when the lens affixing plate shown in FIG. 10 is used, the variation in the lens thickness is determined by the shape accuracy of the affixing surface 101a of the lens affixing plate, and the lens thickness by polishing is determined. The processing accuracy is limited to about ± 10 μm, and it has been impossible to mass-produce lenses with higher accuracy than this.
[0005]
Moreover, in the prior art 2, when the lens sticking plate shown in FIG. 11 is used, the rigidity of the lens sticking portion 202 mainly made of a water-soluble resin is low, causing distortion and breakage during polishing, and high accuracy. It was not applicable to lens processing. In addition, the lens sticking portion 202 lacks sufficient resistance to heat, and cannot repeatedly withstand the heat when using the hot melt type patch 204, and is reshaped every time a lens is stuck. It was necessary to increase the man-hours.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the invention according to claim 1 is to provide a lens affixing plate that has high rigidity and high accuracy and can polish a lens with high accuracy. That is.
The subject of the invention which concerns on

Claim

2, 3 or 4 is providing the manufacturing method of the lens sticking plate which can manufacture the lens sticking plate of Claim 1 easily.
The subject of the invention which concerns on Claim 4 is reusing the aged lens sticking plate in addition to the said subject.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that, in the lens affixing dish, at least a part where the lens is affixed is made of an amorphous alloy having a supercooled liquid region.
According to a second or fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a lens sticking dish, a material made of an amorphous alloy having a supercooled liquid region is heated to the supercooled liquid region, and at least a portion where the lens is pasted is formed by a pair of molds. It is characterized by being pressed into a desired shape.
According to a third or fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a lens sticking plate, a material made of an amorphous alloy having a supercooled liquid region is heated to the supercooled liquid region, and at least a portion where the lens is pasted is a lens and a mold. And is formed into a desired shape.
The invention according to claim 4 is characterized in that, in addition to the above-described means, a material obtained by melting an amorphous alloy having a supercooled liquid region used for a lens attaching plate and recasting it by liquid quench casting is used.
[0008]
In the operation of the invention according to claim 1, since at least the part to which the lens is attached is made of an amorphous alloy having a supercooled liquid region, the amorphous alloy heated in the supercooled liquid region has several It is plastically deformed at a low pressure of about MPa, resulting in a highly rigid and highly accurate lens affixing plate.
In the operation of the invention according to claim 2 or 4, a material made of an amorphous alloy having a supercooled liquid region is heated to the supercooled liquid region, and at least a portion to which the lens is stuck is pressed by a pair of molds. By molding into a shape, it is possible to easily manufacture a lens sticking plate along a highly accurate mold shape.
In the operation of the invention according to claim 3 or 4, a material made of an amorphous alloy having a supercooled liquid region is heated to the supercooled liquid region, and at least a part where the lens is pasted is pressed by a lens and a mold, By molding into the shape, a lens sticking plate along the shape of the lens and the shape of the mold can be manufactured very easily.
In the operation of the invention according to claim 4, in addition to the above-described operation, the amorphous alloy having the supercooled liquid region used for the lens affixing plate is melted and used by re-casting the material by liquid quenching casting. Reproduce the lens sticking pan as a material.
[0009]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1
1 to 3 show Embodiment 1 of the present invention, FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a lens affixing plate to which a lens is affixed, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state immediately before molding of a molding device for a lens affixing plate, FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a state immediately after the molding of the molding apparatus for the lens sticking pan.
[0010]
In FIG. 1, a lens 1 as a workpiece is bonded to a sticking surface 3 a of a lens sticking plate 3 made of an amorphous alloy having a supercooled liquid region by a thermoplastic patch 2. The lens affixing plate 3 has a mounting portion 3b that is attached to and detached from the rotating shaft of the polishing apparatus, and a flange 3c that serves as a stopper on the end surface of the rotating shaft. Here, the amorphous alloy having a supercooled liquid region is an amorphous alloy having a glass transition temperature (Tg) on a lower temperature side than the crystallization temperature (Tx), and is defined as a supercooled liquid region = Tx to Tg, It has a wide supercooled liquid region ranging from several tens of degrees to 100 degrees. Amorphous alloys having these supercooled liquid regions exhibit a sharp decrease in viscosity in the supercooled liquid region as a feature, and can undergo large plastic deformation at a pressure of several MPa.
[0011]
In Embodiment 1 of the present invention, Zr is used as an amorphous alloy having a supercooled liquid region. ₅₅ Cu ₃₀ Al _Ten Ni _Five (Subscript indicates atomic%) was used. Zr ₅₅ Cu ₃₀ Al _Ten Ni _Five Is a tensile strength of 1.5 MPa, a hardness Hv 510, and a linear expansion coefficient of 10 × 10 from room temperature to 350 ° C. ^-6 Glass lens (for example, SF10: linear expansion coefficient 8-9 × 10 ^-6 ) Has sufficient strength, hardness and linear expansion coefficient as a lens sticking pan. Furthermore, Zr ₅₅ Cu ₃₀ Al _Ten Ni _Five Has a wide supercooled liquid region of about 70 ° C. of 420-490 ° C., ^Ten Viscosity as a liquid of about Pa · s is shown, and molding can be performed at a pressure of about several tens of MPa. Further, the patch 2 is of a hot melt type generally called Yani.
[0012]
Next, a molding apparatus for the lens pasting plate 3 will be described. As shown in FIG. 2, an upper body mold 6, a lower body mold 7, and a lower mold 8 made of cemented carbide are fitted in a sleeve 5 surrounded by the resistance heater 4. The inner surface 6a of the upper body mold 6 is configured to form an attachment portion 3b for the lens pasting tray, the inner surface 7a of the lower body mold 7 is formed to the flange 3c, and the molding surface 8a of the lower mold 8 is formed to form the pasting surface 3a. . In particular, the molding surface 8a of the lower mold 8 is formed to have the same radius of curvature as the affixing surface of the lens 1, and the surface roughness R _max It is finished to 30 nm. The inner surface 6a of the upper body mold 6 is Zr that is quenched and cast by a copper mold. ₅₅ Cu ₃₀ Al _Ten Ni _Five The amorphous material 9 is loaded, and the upper mold 10 is disposed so as to press the back surface of the amorphous material 9. The lower surface 10 a of the upper mold 10 forms a chamfer and an end surface of the mounting portion 3 b of the lens pasting tray 3.
[0013]
The upper mold 10 is pressed by an unillustrated punch and press-molds the amorphous material 9 heated to the supercooled liquid region. Inside the upper body mold 6, the lower body mold 7, the lower mold 8 and the upper mold 10 (hereinafter referred to as “mold”), temperature sensors (not shown) for measuring the mold temperature are incorporated, respectively. The resistance heater 4 is controlled by a temperature controller (not shown) by a signal from the temperature sensor, and the mold temperature is maintained at the target temperature. In addition, the entire molding apparatus is designed to prevent oxidation of the mold due to high temperature during molding. ^-Four It is installed in a vacuum chamber (not shown) such as Toor or in a chamber replaced with an inert gas such as nitrogen or argon.
[0014]
Next, a method for manufacturing the lens sticking plate 3 will be described. First, the amorphous material 9 is loaded into the molding apparatus, and the amorphous material 9 is heated to the supercooled liquid region by the resistance heater 4. In order to prevent crystallization of the amorphous material 9, it is desirable to heat in a supercooled liquid region having a crystallization start temperature of 490 ° C. or lower and a glass transition temperature of 420 ° C. or higher as short as possible. In Embodiment 1 of the present invention, the temperature was raised from room temperature to 450 ± 5 ° C. in about 300 seconds. After raising the temperature, the upper die 10 is pressed by a punch, and the amorphous material 9 in a supercooled liquid state is molded in the die.
[0015]
After molding, the heating and holding by the resistance heater 4 is stopped, and an inert gas such as nitrogen is blown onto the mold and cooled. When the mold temperature reaches 20 ° C. lower than the glass transition temperature of the amorphous material 9 (400 ° C.), the pressing by the punch is released. The molding pressure by the punch was 20 MPa and the pressing time was 60 sec. Thus, as shown in FIG. 3, the lens pasting plate 3 was obtained. The molding pressure and molding time can be adjusted as appropriate, but if the pressure is 5 MPa or less, the molding time will increase, and holding the supercooled liquid region for 1000 sec or more may cause the amorphous material 9 to crystallize, making molding or remolding impossible. is there.
[0016]
In the lens pasting plate 3 thus molded, the surface roughness of the pasting surface 3a is R _max It was 0.3 μm, and the shape accuracy was finished within 5 μm with respect to the shape of the lower mold 8. Moreover, as a result of cutting the molded lens affixing plate 3 and polishing the cross section, etching with hydrofluoric acid and observing the structure, about 20% of the crystalline material was observed. It was not confirmed.
[0017]
A method of using the lens sticking plate 3 for lens polishing will be described. The lens 1 is stuck on the sticking surface 3 a of the lens sticking plate 3 via the patch 2. At this time, the lens 1 is affixed to the affixing surface 3 a in a state where the patch 2 is heated to 80 to 100 ° C. and fluidized, and then cooled to room temperature, thereby fixing the lens 1 to the lens affixing plate 3. After fixing, the lens affixing plate 3 is attached to the lens polishing apparatus, and the lens 1 is subjected to a desired polishing process. After processing, the lens 1 can be peeled off from the affixing surface 3a and used for lens polishing processing as many times as necessary.
[0018]
In the lens pasting dish by the polishing process of the prior art 1, the surface roughness of the pasting surface is R _max Since the patch film thickness was non-uniform at about 1.5 μm, the lens holding force became non-uniform microscopically, which had a great adverse effect on lens processing accuracy. However, in the lens sticking plate 3 according to the first embodiment of the present invention, the surface roughness of the sticking surface 3a is R. _max At 0.3 μm, it becomes about 1/5 of the conventional one, the lens holding force is made uniform, and the lens processing accuracy is improved. Table 1 shows a result of comparison of variations in the thickness of the lens polished by the lens pasting plate 3 and the lens pasting plate of the prior art 1. From Table 1, the processing accuracy is clearly improved as compared with the case of using the lens pasting plate of the prior art 1.
[0019]
[Table 1]

[0020]
The lens pasting plate 3 can be remolded by replacing the lower mold 8 when processing a lens having a different shape and radius of curvature due to a design change or the like. In the re-molding, the molding accuracy and the molding performance deteriorate as the ratio of the crystalline material generated in the amorphous phase increases due to factors such as variations in the temperature distribution of the mold and the deformation rate. However, Zr according to the first embodiment of the present invention is deteriorated. ₅₅ Cu ₃₀ Al _Ten Ni _Five In this case, the limit for forming with a shape accuracy of 5 μm or less was until the amorphous phase became 40% or less.
[0021]
If a large shape change (volume change) is required, after cleaning the lens affixing plate 3, it is once melted and made amorphous again by rapid casting using a copper mold, and after adjusting the volume of the material, Can be molded. Amorphization by re-casting becomes difficult every time due to contamination of impurities, but in Embodiment 1 of the present invention, it can be made up to three times.
[0022]
According to the first embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a highly accurate lens pasting plate without variation by a simple method of molding with a mold in a supercooled liquid region of an amorphous alloy. Moreover, Zr is an amorphous alloy ₅₅ Cu ₃₀ Al _Ten Ni _Five Has a strength and hardness nearly twice that of stainless steel 420J2 at room temperature, so that the deformation of the lens affixing plate during processing can be reduced and the lens processing accuracy can be improved. Furthermore, simply changing the mold and re-molding makes it easy to change the shape of the application surface, so if you have only a mold, you can easily produce the required number of lens application dishes when needed. In addition, it is possible to respond quickly to design changes. Thereby, the storage space of a lens sticking plate can also be minimized. In addition, lens pasting plates that have become impossible to re-form due to crystallization by re-molding or drastic changes in shape can be re-amorphized by re-melting and rapid-casting with a copper mold. It can contribute to resource saving as well as non-molding.
[0023]
Second Embodiment of the Invention
4-7 show Embodiment 2 of the invention, FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a lens affixing plate with a lens affixed, FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a state immediately before molding of a molding device for a lens affixing plate, FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a state immediately after the molding of the lens pasting plate molding apparatus, and FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the molding apparatus using a modification of the amorphous material.
[0024]
In FIG. 4, the lens sticking plate 21 includes a plate base 21 </ b> A that is attached to and detached from the rotating shaft of the polishing apparatus and a sticking portion 21 </ b> B that sticks the lens 1. The dish base 21A is made of SUS420J2 which is a magnetic material so that it can be attached to the magnetic chuck of the polishing apparatus, and has a mounting portion 21Aa, a flange 21Ab, and a center hole 21Ac. The affixing portion 21B is formed on the dish base 21A, and the amorphous alloy is made of Zr as in the first embodiment of the invention. ₅₅ Cu ₃₀ Al _Ten Ni _Five Is used. Further, the lens 1 is adhered to the sticking surface 21Ba of the sticking part 21B by the thermoplastic patch 2 as in the first embodiment of the invention.
[0025]
Next, a device for forming the lens pasting tray 21 will be described. As shown in FIG. 5, the molding apparatus according to the second embodiment of the present invention has the same basic structure as that of the first embodiment of the present invention, so only different members will be described, and the same members will be denoted by the same reference numerals. Description is omitted. The inner step surface 26a of the upper body mold 26 is formed so that the dish base 21A can be fitted therein. The center hole 26b is formed to have the same inner diameter as the center hole 21Ac of the dish base 21A so that the amorphous material 29 and the upper mold 22 can be fitted. The outer diameters of the amorphous material 29 and the upper mold 22 are slightly smaller than the inner diameters of the center hole 26b of the upper body mold 26 and the center hole 21Ac of the dish base 21A. A dish base 21 </ b> A is fitted on the upper surface of the inner surface 7 a of the lower body mold 7. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0026]
A method for manufacturing the lens pasting plate 21 will be described. First, the dish base 21A and the amorphous material 29 are loaded into the molding apparatus, and the amorphous material 29 is heated to the supercooled liquid region by the resistance heater 4. The following heating, molding conditions, and molding process were performed in the same manner as in the first embodiment of the invention, and as shown in FIG. 6, a lens pasting plate 21 composed of a pan base 21A and a pasting portion 21B was obtained.
[0027]
The lens pasting tray 21 thus molded has a linear expansion coefficient of 5 × 10. ^-6 And Zr ₅₅ Cu ₃₀ Al _Ten Ni _Five Although it can be easily released from a die made of cemented carbide smaller than the linear expansion coefficient, the linear expansion coefficient is 16 × 10 ^-6 The SUS420J2 plate base 21A and the pasting portion 21B are completely integrated in a shrink-fitted state. Further, the proportion of the crystalline portion of the pasted portion 21B after molding is 5% or less, and the shape accuracy of the pasting surface 21Ba is 5 μm with respect to the shape of the molding surface 8a of the lower mold 8 as in the first embodiment of the invention. The surface roughness is R _max It was 0.3 μm.
[0028]
A method of using the lens sticking plate 21 for lens polishing will be described. The lens 1 is stuck on the sticking surface 21Ba of the lens sticking plate 21 via the patch 2. At this time, the lens 1 is affixed to the affixing surface 21Ba in a state where the patch 2 is heated to 80 to 100 ° C. and fluidized, and the lens 1 is fixed to the lens affixing plate 21 by cooling to a normal temperature. After fixing, the lens affixing tray 21 is attached to the lens polishing apparatus, and the lens 1 is subjected to a desired polishing process. At this time, Zr forming the pasting portion 21B ₅₅ Cu ₃₀ Al _Ten Ni _Five Is a nonmagnetic material, but since the dish base 21A is made of a magnetic material, a magnetic chuck can be used for the polishing apparatus. After processing, the lens 1 can be peeled off the sticking surface 21Ba and used for lens polishing processing as many times as necessary.
[0029]
The accuracy of the lens after lens polishing was the same as that of the first embodiment. In addition, reshaping and reuse of the sticking portion 21B of the lens sticking tray 21 is the same as in the first embodiment of the invention, and thus description thereof is omitted.
[0030]
According to the second embodiment of the present invention, in addition to the effects of the first embodiment of the present invention, even when a large shape change (volume change) is required, the center hole of the dish base has a volume during re-molding. Since changes are absorbed, it is not necessary to re-cast except in extreme cases, and can be reused more universally. In addition, since a magnetic dish base such as SUS420J2 can be integrally formed, Zr ₅₅ Cu ₃₀ Al _Ten Ni _Five Even if a non-magnetic amorphous alloy such as the above is used, a magnetic chuck mechanism can be employed in the polishing apparatus, and application to an existing production system becomes easy.
[0031]
In Embodiment 2 of the present invention, a cylindrical amorphous material was used, but instead of this, as shown in FIG. 7, an amorphous material 29A having a shape close to the pasting portion 21B as a molded product can be used, The molding time and molding pressure can be reduced, and damage to the mold can be reduced. Moreover, since crystallization of the amorphous phase accompanying molding can be suppressed, more polishing times and re-molding can be performed.
[0032]
Embodiment 3 of the Invention
FIGS. 8 to 9 show Embodiment 3 of the invention, FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a state immediately before the molding of the lens pasting plate molding apparatus, and FIG. 9 is a state immediately after the molding of the lens pasting plate molding apparatus. It is a longitudinal cross-sectional view shown. The lens sticking plate according to the third embodiment of the present invention is the same as the lens sticking plate 3 shown in FIG. 1 according to the first embodiment of the present invention. The third embodiment of the present invention is different from the first embodiment of the present invention in that an amorphous material and a lens are used together with a lower mold. The other parts are the same as those of the first embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0033]
A device for forming the lens sticking tray 33 will be described. In FIG. 8, the amorphous material 31 includes Zr. ₆₅ Al _7.5 Cu _27.5 (Subscript indicates atomic%) was used. Zr ₆₅ Al _7.5 Cu _27.5 From normal temperature to 350 ° C., the tensile strength is 1.2 GPa, the hardness is Hv 470, and the linear expansion coefficient is 9 × 10. ^-6 And has sufficient strength, hardness, and appropriate linear expansion coefficient as a lens affixing dish. Furthermore, Zr ₆₅ Al _7.5 Cu _27.5 Has a wide supercooled liquid region of about 100 ° C of 370 to 470 ° C. ^Ten Viscosity as a liquid of about Pa · s is shown, and molding can be performed at a pressure of about several tens of MPa.
[0034]
As shown in FIG. 8, the molding surface 32 a of the lower mold 32 is formed in a conical surface so as to be in line contact with the non-sticking surface 1 b of the lens 1. The lens 1 placed on the molding surface 32a supports the amorphous material 31 with the pasting surface 1a facing up. Other structures are the same as those of the first embodiment.
[0035]
Next, a method for manufacturing the lens pasting plate 33 will be described. First, the amorphous material 31 is loaded in the molding apparatus, and the amorphous material 31 is heated to the supercooled liquid region by the resistance heater 4. In order to prevent crystallization of the amorphous material 31, it is desirable to heat in a supercooled liquid region having a crystallization start temperature of 470 ° C. or lower and a glass transition temperature of 370 ° C. or higher as short as possible. In Embodiment 3 of the present invention, the temperature was raised from room temperature to 400 ± 5 ° C. in about 200 seconds. After raising the temperature, the upper die 10 is pressed with a punch, and an amorphous material 31 in a supercooled liquid state is molded in the die.
[0036]
After molding, pressurization is performed for a certain period of time, heating by the resistance heater 4 is stopped, and an inert gas such as nitrogen is blown onto the mold to cool. When the mold temperature reaches a temperature (350 ° C.) that is 20 ° C. lower than the glass transition temperature of the amorphous material 31, the pressing by the punch is released. The molding pressure by the punch was 20 MPa and the pressing time was 50 sec. Thus, as shown in FIG. 9, the lens sticking plate 33 was obtained. The molding pressure and molding time can be adjusted as appropriate, but if the pressure is 5 MPa or less, the molding time is increased, and holding the supercooled liquid region for 1000 sec or more may cause the amorphous material 31 to crystallize, making molding or remolding impossible. is there.
[0037]
The lens pasting tray 33 molded in this way was finished to about 6 μm with respect to the shape of the lens 1 without being fixed to the lens 1. The reason why the shape transfer accuracy is lower than that of the first or second embodiment of the invention is that the lens 1 is less rigid at a high temperature than the cemented carbide. Since the shape accuracy of the mold is usually 5 μm or less, the shape error with the lens to be actually attached is 8 μm. In addition, after cutting the molded lens affixing plate 3 and polishing the cross section, the structure was observed by etching with hydrofluoric acid. As a result, about 5% of the crystalline material was observed. There wasn't.
[0038]
About the usage method of the lens sticking tray 33, it can handle similarly to Embodiment 1 of invention. Further, the lens sticking tray 33 can be reshaped by replacing the lens 1 when processing a lens having a different shape and curvature radius due to a design change or the like. In remolding, the molding accuracy and moldability deteriorate when the ratio of the crystalline material generated in the amorphous phase increases due to factors such as variations in the temperature distribution of the mold and deformation rate. ₆₅ Al _7.5 Cu _27.5 In this case, as in the first and second embodiments of the invention, the limit for forming with a precision of 5 μm or less was until the amorphous phase became 40% or less.
[0039]
According to the third embodiment of the present invention, in addition to the effects of the first embodiment of the present invention, the processed lens itself can be used as a mold without bothering to manufacture the lower mold according to the curvature radius of the lens. Since the lens sticking pan can be easily manufactured, it is possible to easily and quickly cope with the design change. In addition, since the processing error of the mold is not included at the time of molding, it is possible to obtain a highly accurate lens sticking plate closer to the lens shape, and to minimize distortion of the lens at the time of polishing processing.
[0040]
In the third embodiment of the present invention, an example of manufacturing a lens sticking dish made of only an amorphous alloy has been shown. However, even in the case of a lens sticking dish including a dish base and a sticking part as in the second embodiment of the present invention, The third embodiment of the present invention can be applied to the molding of the part to directly mold the lens.
[0041]
In each embodiment of the present invention, a lens pasting plate for pasting a biconvex lens is described as an example, but it is possible to mold a pasting plate such as a biconcave lens or a meniscus lens with an amorphous alloy having a supercooled liquid region. Needless to say. Further, in each embodiment of the invention, an amorphous alloy having a Zr-based supercooled liquid region is used. However, the amorphous alloy may be used interchangeably between the embodiments of each invention, and other excess alloys may be used. Amorphous alloy having a cooling liquid region, for example La ₅₅ Al _{twenty five} Ni ₂₀ (Tg = 200 ° C., Tx = 275 ° C.) or the like can also be used.
[0042]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the amorphous alloy heated in the supercooled liquid region is plastically deformed at a low pressure of about several MPa due to a sudden drop in viscosity, resulting in a highly rigid and highly accurate lens application dish. Therefore, the lens can be polished with high accuracy.
According to the invention which concerns on Claim 2 or 4, since the lens sticking plate along a highly accurate metal mold | die shape can be manufactured easily, the highly accurate process of a lens can be stabilized.
According to the invention according to claim 3 or 4, since the lens sticking plate along the shape of the lens and the shape of the mold can be manufactured very easily, high-precision processing of the lens can be stabilized and the design can be changed. It can respond quickly.
According to the fourth aspect of the invention, in addition to the above effects, the aged lens sticking pan is regenerated as a material, which can contribute to resource saving.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a lens pasting plate to which a lens according to Embodiment 1 of the present invention is pasted.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state immediately before molding of the lens pasting plate molding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention;
3 is a longitudinal sectional view showing a state immediately after molding of the lens pasting plate molding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a lens pasting plate to which a lens according to a second embodiment of the present invention is pasted.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a state immediately before molding of the molding apparatus for a lens sticking tray according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a longitudinal cross-sectional view showing a state immediately after molding of the lens pasting plate molding apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a molding apparatus using a modification of the amorphous material according to the second embodiment of the invention.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a state immediately before molding of a molding apparatus for a lens sticking tray according to a third embodiment of the invention.
FIG. 9 is a longitudinal cross-sectional view showing a state immediately after molding of the lens pasting plate molding apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram of a lens pasting plate according to prior art 1;
FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a lens affixing plate to which a lens according to prior art 2 is affixed.
[Explanation of symbols]
1 lens
2 patches
3 Lens plate
3a Affixed surface
3b Mounting part
3c flange

Claims

A lens pasting dish, wherein at least a part to which a lens is pasted is made of an amorphous alloy having a supercooled liquid region.

A lens pasting dish characterized by heating a raw material made of an amorphous alloy having a supercooled liquid region to the supercooled liquid region and pressing at least a portion to which a lens is pasted with a pair of molds to form a desired shape How to make.

Lens pasting characterized in that a material made of an amorphous alloy having a supercooled liquid region is heated to the supercooled liquid region, and at least a portion where the lens is pasted is pressed with a lens and a mold to be molded into a desired shape How to make a dish.

4. The method for producing a lens affixing plate according to claim 2, wherein a material obtained by melting an amorphous alloy having a supercooled liquid region used for the lens affixing plate and recasting it by liquid quench casting is used.