JPH0248496B2 - Kogakugarasusoshinoseikeihoho - Google Patents
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- JPH0248496B2 JPH0248496B2 JP9721485A JP9721485A JPH0248496B2 JP H0248496 B2 JPH0248496 B2 JP H0248496B2 JP 9721485 A JP9721485 A JP 9721485A JP 9721485 A JP9721485 A JP 9721485A JP H0248496 B2 JPH0248496 B2 JP H0248496B2
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Classifications
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-
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明はレンズやプリズム等の光学ガラス素子
の製造において、プレス成形後の研磨工程を必要
としない高精度光学ガラス素子の成形方法に関す
るものである。 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
達成しうる非球面化の方向にある。この非球面レ
ンズの製造にあたつては、従来の光学レンズの製
造方法である研磨法では、加工および量産化が困
難であり、直接プレス成形法が有望視されてい
る。 この直接プレス成形法というのは、予め所望の
面品質および面精度に仕上げた非球面形状のモー
ルド上で、光学ガラスの塊状物を加熱加圧成形す
るか、あるいは予め加熱したガラスの塊状物を加
熱加圧成形を行ない、それ以後の研磨工程を必要
としない光学レンズを製造する方法である（例え
ば、特公昭54−38126号公報）。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の光学ガラスレンズの製造
において、プレス成形によつて得られた光学ガラ
スレンズの像形成性能が優れている必要があり、
特に非球面レンズの場合、非常に高い面精度であ
ることが要求される。したがつて、光学ガラス素
子の成形用型として、高温下で光学ガラスに対す
る化学作用が最小であること、型のプレス面に引
つかき傷やすり傷等の損傷を受けにくいこと、プ
レス成形によつて高い面精度が変化しないことな
どの性質を有している必要がある。 この目的のために種々の材料が検討されている
が、従来の型材料は光学ガラスとの難反応性、耐
酸化性、高温高強度等の必要条件を十分に満足し
ていない。光学ガラスに対する難反応性、耐酸化
性が優れた型材料として、貴金属をコーテイング
した型が有望視されている。 貴金属の中で白金（Pt）が光学ガラスに対す
る難反応性、耐酸化性の点から特にすぐれている
が、白金（Pt）の硬度は低い方の部類に属する。
イリジウム（Ir）、ロジウム（Rh）、オスミウム
（Os）、パラジウム（Pd）、ルテニウム（Ru）の
高硬度の貴金属元素を加えて合金化することによ
り、貴金属合金の硬度は大きくなり、酸化鉛を約
75重量％含有する、非常に反応性の高い酸化系光
学ガラスのプレス成形が可能になる。この場合、
酸化鉛を約75重量％も含有して非常に反応性が高
くなつているが、酸化鉛が多い分だけ低い温度
（約520℃）で光学ガラスのプレス成形ができる。 これに対して、たとえば酸化鉛が35重量％、二
酸化ケイ素が50重量％、その他微量成分からなる
酸化鉛ガラスの場合、酸化鉛の含有量が少ないた
めガラスの反応性は低くなり、プレス成形可能温
度は630℃前後まで上昇する。型のプレス成形面
がこの温度においても十分な硬度をもつていなけ
れば、型のプレス成形面は引つかき傷やすり傷等
の損傷を受けやすくなる。すなわち、さらに高温
で光学ガラスをプレス成形する際には、光学ガラ
スとの難反応性、耐酸化性は言うまでもなく、高
温硬度のすぐれた光学ガラス素子の成形用型を用
いる必要がある。 問題点を解決するための手段 本発明は前記問題点を解決するために、光学ガ
ラス素子を加熱加圧して精密成形する方法におい
て、イリジウム（Ir）が40重量％より多く95重量
％以下含有し、残部が白金（Pt）、オスミウム
（Os）、パラジウム（Pd）、ロジウム（Rh）およ
びルテニウム（Ru）の中から選ばれた少なくと
も一つの元素を含有した貴金属合金の薄膜で被覆
された成形用型を用いた光学ガラス素子の成形方
法を提供するものである。 作 用 発明者らは、研究の結果、イリジウム（Ir）が
40〜95重量％含有し、残部が白金（Pt）、オスミ
ウム（Os）、パラジウム（Pd）、ロジウム（Rh）
およびルテニウム（Ru）の中から選ばれた少な
くとも一つの元素を含有した貴金属合金薄膜で被
覆された成形用型を用いて、光学ガラス素子を加
熱加圧して精密成形することにより、非常に優れ
た形状精度および表面精度を有した光学ガラスを
得ることができた。 酸化鉛が35重量％、二酸化ケイ素が50重量％、
その他の微量成分からなる酸化鉛系光学ガラスの
場合、酸化鉛の含有量が比較的少ないのでガラス
の反応性は低いが、二酸化ケイ素を50重量％含有
しているため、プレス成形可能温度は約630℃と
非常に高くなる。このような光学ガラスを精密成
形するためには、光学ガラスとほ反応しないこ
と、耐酸化性にすぐれていて雰囲気コントロール
が難しくないこと、高温でくり返し成形を行なつ
ても型のプレス成形面が変化しない高強度・高硬
度の成形型を用いる必要がある。 実施例 以下実施例を示す。 第１図は本発明による光学ガラス素子の成形用
型をあらわし、その上型１および下型２の斜視図
である。上下両型１および２ともに、炭化タング
ステン（WC）を主成分とし、炭化チタン（TiC）
10重量％、炭化タンタル（TaC）10重量％およ
びコバルト（Co）８重量％の組成を有する超硬
合金（WC−10TiC−10TaC−8Co）の直径30mm、
長さ50mmの円柱状素材を用い、上型１には曲率半
径が46mmの凹形の成形面４とその周縁に４ケ所の
角形の切り欠き３を、下型２には曲率半径が200
mmの凹形の成形面５をそれぞれ放電加工により形
成し、さらにこれらの成形面４および５を超微細
なダイヤモンド粉末を用いてラツピングして鏡面
加工した。 次に、鏡面に仕上つた成形面４および５上に、
白金40重量％を混合したイリジウム−白金合金
（Ir−40Pt）の厚さ2μｍの貴金属層をパツタ法に
より形成した。 第２図は上述の上下の成形用型１および２の外
径面にそれぞれ加熱器６および７を巻きつけプレ
スの上下プランジヤ８および９に取り付けた一部
破断面である。なお、窒素雰囲気中でプレス成形
を行なうため、作業部分をおおい１０で囲んであ
る。同図おいて、酸化鉛（PbO）が36重量％、酸
化珪素（SiO2）が50重量％、酸化カリウム
（K2O）、残部が微量成分からなる酸化鉛系化学ガ
ラスの半径20mmの球状塊１１を原料供給治具１２
で把持し、750℃に設定したトンネル形の予備加
熱炉１３で加熱した後、630℃に昇温した上下両
型１および２の間にプレス圧力40Kg/cm2で２分間
保持する。そのままの状態で上下両型１および２
とともに温度380℃まで冷却した後、上部プラン
ジヤ８を戻して、成形された光学ガラス素子を取
り出し口１４より取り出す。 このようなプレス成形を300回繰返した後、上
下の成形用上型１および下型２を取りはずし、そ
れぞれの成形面４および５について表面粗さおよ
びビツカース硬度（HV）、プレス成形によつて得
られた光学ガラス素子の表面状態を観察した。 以上のような試験を、貴金属合金の組成を変え
た一対の型について繰り返し、その結果を第１表
に示した。 比較のために、本実施例と同じ組成を有する超
硬合金に本願特許請求の範囲外の組成を有する貴
金属合金薄膜を形成した成形用型を作製し、同じ
プレス成形条件で試験した結果を第１表の末尾に
記載した。 第１表から明らかなように、貴金属合金中のイ
リジウム（Ir）量が増加するにつれて、ビツカー
ス硬度が高くなり、300回プレス成形を行なつた
後においても、光学ガラスとの反応痕がなく、型
表面の高精度な表面形状および表面粗さはほとん
ど変化していない。またプレス成形後の光学ガラ
スの表面には微細なキズも発生しておらず、光学
特性も非常に優れていた。 これに対して、貴金属合金中のイリジウム
（Ir）量が本願特許請求の範囲より少ない場合、
型表面が十分に硬化されておらず、型の表面粗さ
は約0.05μｍまで荒れており、得られた光学ガラ
ス素子の光学特性も低下していた。貴金属合金中
のイリジウム（Ir量）が本願特許請求の範囲より
多い場合、成形用用型と光学ガラスとがわずかに
反応した跡が残り、光学ガラス素子がわずかに着
色しており、光学特性は低下していた。 なお本実施例では、WC−10TiC−10TaC−
8Co組成の超硬合金を用いたが、成形用型の母材
としては上記組成に限定されるものではなく、例
えばTiC基サーメツト、TiN基サーメツト、
Cr3C2基サーメツト、Al2O3基サーメツト、ZrO3
セラミツクス、あるいはAl2O3セラミツクスでも
よいことは言うまでもない。また成形面４および
５の形状は、本実施例の形状に限定されるもので
はなく、プリズム、フイルタ等の形状でもよいこ
とは言うまでもない。
の製造において、プレス成形後の研磨工程を必要
としない高精度光学ガラス素子の成形方法に関す
るものである。 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
達成しうる非球面化の方向にある。この非球面レ
ンズの製造にあたつては、従来の光学レンズの製
造方法である研磨法では、加工および量産化が困
難であり、直接プレス成形法が有望視されてい
る。 この直接プレス成形法というのは、予め所望の
面品質および面精度に仕上げた非球面形状のモー
ルド上で、光学ガラスの塊状物を加熱加圧成形す
るか、あるいは予め加熱したガラスの塊状物を加
熱加圧成形を行ない、それ以後の研磨工程を必要
としない光学レンズを製造する方法である（例え
ば、特公昭54−38126号公報）。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の光学ガラスレンズの製造
において、プレス成形によつて得られた光学ガラ
スレンズの像形成性能が優れている必要があり、
特に非球面レンズの場合、非常に高い面精度であ
ることが要求される。したがつて、光学ガラス素
子の成形用型として、高温下で光学ガラスに対す
る化学作用が最小であること、型のプレス面に引
つかき傷やすり傷等の損傷を受けにくいこと、プ
レス成形によつて高い面精度が変化しないことな
どの性質を有している必要がある。 この目的のために種々の材料が検討されている
が、従来の型材料は光学ガラスとの難反応性、耐
酸化性、高温高強度等の必要条件を十分に満足し
ていない。光学ガラスに対する難反応性、耐酸化
性が優れた型材料として、貴金属をコーテイング
した型が有望視されている。 貴金属の中で白金（Pt）が光学ガラスに対す
る難反応性、耐酸化性の点から特にすぐれている
が、白金（Pt）の硬度は低い方の部類に属する。
イリジウム（Ir）、ロジウム（Rh）、オスミウム
（Os）、パラジウム（Pd）、ルテニウム（Ru）の
高硬度の貴金属元素を加えて合金化することによ
り、貴金属合金の硬度は大きくなり、酸化鉛を約
75重量％含有する、非常に反応性の高い酸化系光
学ガラスのプレス成形が可能になる。この場合、
酸化鉛を約75重量％も含有して非常に反応性が高
くなつているが、酸化鉛が多い分だけ低い温度
（約520℃）で光学ガラスのプレス成形ができる。 これに対して、たとえば酸化鉛が35重量％、二
酸化ケイ素が50重量％、その他微量成分からなる
酸化鉛ガラスの場合、酸化鉛の含有量が少ないた
めガラスの反応性は低くなり、プレス成形可能温
度は630℃前後まで上昇する。型のプレス成形面
がこの温度においても十分な硬度をもつていなけ
れば、型のプレス成形面は引つかき傷やすり傷等
の損傷を受けやすくなる。すなわち、さらに高温
で光学ガラスをプレス成形する際には、光学ガラ
スとの難反応性、耐酸化性は言うまでもなく、高
温硬度のすぐれた光学ガラス素子の成形用型を用
いる必要がある。 問題点を解決するための手段 本発明は前記問題点を解決するために、光学ガ
ラス素子を加熱加圧して精密成形する方法におい
て、イリジウム（Ir）が40重量％より多く95重量
％以下含有し、残部が白金（Pt）、オスミウム
（Os）、パラジウム（Pd）、ロジウム（Rh）およ
びルテニウム（Ru）の中から選ばれた少なくと
も一つの元素を含有した貴金属合金の薄膜で被覆
された成形用型を用いた光学ガラス素子の成形方
法を提供するものである。 作 用 発明者らは、研究の結果、イリジウム（Ir）が
40〜95重量％含有し、残部が白金（Pt）、オスミ
ウム（Os）、パラジウム（Pd）、ロジウム（Rh）
およびルテニウム（Ru）の中から選ばれた少な
くとも一つの元素を含有した貴金属合金薄膜で被
覆された成形用型を用いて、光学ガラス素子を加
熱加圧して精密成形することにより、非常に優れ
た形状精度および表面精度を有した光学ガラスを
得ることができた。 酸化鉛が35重量％、二酸化ケイ素が50重量％、
その他の微量成分からなる酸化鉛系光学ガラスの
場合、酸化鉛の含有量が比較的少ないのでガラス
の反応性は低いが、二酸化ケイ素を50重量％含有
しているため、プレス成形可能温度は約630℃と
非常に高くなる。このような光学ガラスを精密成
形するためには、光学ガラスとほ反応しないこ
と、耐酸化性にすぐれていて雰囲気コントロール
が難しくないこと、高温でくり返し成形を行なつ
ても型のプレス成形面が変化しない高強度・高硬
度の成形型を用いる必要がある。 実施例 以下実施例を示す。 第１図は本発明による光学ガラス素子の成形用
型をあらわし、その上型１および下型２の斜視図
である。上下両型１および２ともに、炭化タング
ステン（WC）を主成分とし、炭化チタン（TiC）
10重量％、炭化タンタル（TaC）10重量％およ
びコバルト（Co）８重量％の組成を有する超硬
合金（WC−10TiC−10TaC−8Co）の直径30mm、
長さ50mmの円柱状素材を用い、上型１には曲率半
径が46mmの凹形の成形面４とその周縁に４ケ所の
角形の切り欠き３を、下型２には曲率半径が200
mmの凹形の成形面５をそれぞれ放電加工により形
成し、さらにこれらの成形面４および５を超微細
なダイヤモンド粉末を用いてラツピングして鏡面
加工した。 次に、鏡面に仕上つた成形面４および５上に、
白金40重量％を混合したイリジウム−白金合金
（Ir−40Pt）の厚さ2μｍの貴金属層をパツタ法に
より形成した。 第２図は上述の上下の成形用型１および２の外
径面にそれぞれ加熱器６および７を巻きつけプレ
スの上下プランジヤ８および９に取り付けた一部
破断面である。なお、窒素雰囲気中でプレス成形
を行なうため、作業部分をおおい１０で囲んであ
る。同図おいて、酸化鉛（PbO）が36重量％、酸
化珪素（SiO2）が50重量％、酸化カリウム
（K2O）、残部が微量成分からなる酸化鉛系化学ガ
ラスの半径20mmの球状塊１１を原料供給治具１２
で把持し、750℃に設定したトンネル形の予備加
熱炉１３で加熱した後、630℃に昇温した上下両
型１および２の間にプレス圧力40Kg/cm2で２分間
保持する。そのままの状態で上下両型１および２
とともに温度380℃まで冷却した後、上部プラン
ジヤ８を戻して、成形された光学ガラス素子を取
り出し口１４より取り出す。 このようなプレス成形を300回繰返した後、上
下の成形用上型１および下型２を取りはずし、そ
れぞれの成形面４および５について表面粗さおよ
びビツカース硬度（HV）、プレス成形によつて得
られた光学ガラス素子の表面状態を観察した。 以上のような試験を、貴金属合金の組成を変え
た一対の型について繰り返し、その結果を第１表
に示した。 比較のために、本実施例と同じ組成を有する超
硬合金に本願特許請求の範囲外の組成を有する貴
金属合金薄膜を形成した成形用型を作製し、同じ
プレス成形条件で試験した結果を第１表の末尾に
記載した。 第１表から明らかなように、貴金属合金中のイ
リジウム（Ir）量が増加するにつれて、ビツカー
ス硬度が高くなり、300回プレス成形を行なつた
後においても、光学ガラスとの反応痕がなく、型
表面の高精度な表面形状および表面粗さはほとん
ど変化していない。またプレス成形後の光学ガラ
スの表面には微細なキズも発生しておらず、光学
特性も非常に優れていた。 これに対して、貴金属合金中のイリジウム
（Ir）量が本願特許請求の範囲より少ない場合、
型表面が十分に硬化されておらず、型の表面粗さ
は約0.05μｍまで荒れており、得られた光学ガラ
ス素子の光学特性も低下していた。貴金属合金中
のイリジウム（Ir量）が本願特許請求の範囲より
多い場合、成形用用型と光学ガラスとがわずかに
反応した跡が残り、光学ガラス素子がわずかに着
色しており、光学特性は低下していた。 なお本実施例では、WC−10TiC−10TaC−
8Co組成の超硬合金を用いたが、成形用型の母材
としては上記組成に限定されるものではなく、例
えばTiC基サーメツト、TiN基サーメツト、
Cr3C2基サーメツト、Al2O3基サーメツト、ZrO3
セラミツクス、あるいはAl2O3セラミツクスでも
よいことは言うまでもない。また成形面４および
５の形状は、本実施例の形状に限定されるもので
はなく、プリズム、フイルタ等の形状でもよいこ
とは言うまでもない。
【表】
【表】
【表】
【表】
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明の光学
ガラス素子の成形方法および成形用型は、光学ガ
ラスを加熱加圧して精密成形する方法において、
イリジウム（Ir）が40重量％より多く95重量％以
下含有し、残部が白金（Pt）、オスミウム（Os）、
パラジウム（Pd）、ロジウム（Rh）、およびルテ
ニウム（Ru）の中から選ばれた少なくとも一つ
の元素を含有した貴金属合金の薄膜で被覆された
成形用型を用いていることを特徴とし、貴金属合
金中のイリジウム（Ir）量が本願特許請求の範囲
内であれば、貴金属合金薄膜が硬化する。その結
果、630℃で酸化鉛系光学ガラスを300回成形した
後でも、成形用型のプレス成形面の形状精度およ
び表面粗さはほとんど変化しておらず、得られた
光学ガラス素子の光学特性も非常に優れていた。 したがつて、本発明の光学ガラス素子の成形方
法により、非常に高精度な光学ガラス素子を容易
に製造でき、その工業的価値は極めて大きい。
ガラス素子の成形方法および成形用型は、光学ガ
ラスを加熱加圧して精密成形する方法において、
イリジウム（Ir）が40重量％より多く95重量％以
下含有し、残部が白金（Pt）、オスミウム（Os）、
パラジウム（Pd）、ロジウム（Rh）、およびルテ
ニウム（Ru）の中から選ばれた少なくとも一つ
の元素を含有した貴金属合金の薄膜で被覆された
成形用型を用いていることを特徴とし、貴金属合
金中のイリジウム（Ir）量が本願特許請求の範囲
内であれば、貴金属合金薄膜が硬化する。その結
果、630℃で酸化鉛系光学ガラスを300回成形した
後でも、成形用型のプレス成形面の形状精度およ
び表面粗さはほとんど変化しておらず、得られた
光学ガラス素子の光学特性も非常に優れていた。 したがつて、本発明の光学ガラス素子の成形方
法により、非常に高精度な光学ガラス素子を容易
に製造でき、その工業的価値は極めて大きい。
第１図は本発明の実施例における光学ガラス素
子のプレス成形用型の斜視図、第２図は同実施例
で用いたプレスマシンを表わす図である。 １１……上型、１２……下型、１１′……上型
のプレス面、１２′……下型のプレス面、１１″…
…切り込み部、１３……上型用加熱ヒータ、１４
……下型用加熱ヒータ、１５……上型用ピストン
シリンダ、１６……下型用ピストンシリンダ、１
７……原料ガラス塊状物、１８……原料ガラス供
給治具、１９……成形ガラス取り出し口、２０…
…原料ガラス予備加熱炉、２１……おおい。
子のプレス成形用型の斜視図、第２図は同実施例
で用いたプレスマシンを表わす図である。 １１……上型、１２……下型、１１′……上型
のプレス面、１２′……下型のプレス面、１１″…
…切り込み部、１３……上型用加熱ヒータ、１４
……下型用加熱ヒータ、１５……上型用ピストン
シリンダ、１６……下型用ピストンシリンダ、１
７……原料ガラス塊状物、１８……原料ガラス供
給治具、１９……成形ガラス取り出し口、２０…
…原料ガラス予備加熱炉、２１……おおい。
Claims (1)
- １ 光学ガラス素子のプレス成形面が、イリジウ
ム（Ir）が40重量％より多く95重量％以下含有
し、残部が白金（Pt）、オスミウム（Os）、パラ
ジウム（Pd）、ロジウム（Rh）およびルテニウ
ム（Ru）の中から選ばれた少なくとも一つの元
素を含有した貴金属合金の薄膜で被覆された成形
用型を用いて、光学ガラスを加熱加圧して精密成
形す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 |
|---|---|---|---|
| JP9721485A JPH0248496B2 (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | Kogakugarasusoshinoseikeihoho |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9721485A JPH0248496B2 (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | Kogakugarasusoshinoseikeihoho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61256931A JPS61256931A (ja) | 1986-11-14 |
| JPH0248496B2 true JPH0248496B2 (ja) | 1990-10-25 |
Family
ID=14186370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9721485A Expired - Lifetime JPH0248496B2 (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | Kogakugarasusoshinoseikeihoho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0248496B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62288118A (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学ガラス素子の製造方法 |
| JPH11236229A (ja) | 1997-12-16 | 1999-08-31 | Ngk Insulators Ltd | ガラス素子のプレス成形用金型 |
-
1985
- 1985-05-08 JP JP9721485A patent/JPH0248496B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61256931A (ja) | 1986-11-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |