JPH0421607B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は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
ラス素子の直接プレス成形法による製造の際に用
いることができる、光学ガラス素子のプレス成形
用型に関するものである。 従来技術 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
造方法である光学研磨法では、加工性および量産
化が因難であり、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
圧成形を行なつて、それ以上の研磨工程を必要と
しないで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
方法は、プレス成形後に得られたレンズの像形成
品質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、型材料としては、高温下でガラ
スに対して化学作用が最小であること、型のプレ
ス面にすり傷等の損傷を受けにくいこと、熱衝撃
に対して強いことなどの性質を有している必要が
ある。 この目的のためには、種々の材料が検討されて
いるが、従来の型材料は、ガラスとの難反応性、
耐酸化性、高強度、高硬度、耐熱衝撃性等の必要
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、耐酸化性が優れている型材料とし
て、貴金属をコーテイングした型が有望視されて
いるが、貴金属そのものの硬度は低いため、超硬
合金あるいはサーメツト等の高硬度の母材上に貴
金属をコーテイングして硬度を高める工夫がなさ
れている。しかしながら、光学ガラスのプレス回
数が増えるにしたがつて、型の高精度なプレス面
がわずかではあるが変形し、光学ガラス素子の光
学特性が変化する。高硬度の母材上に貴金属をコ
ーテイングした型においても、貴金属のコーテイ
ング層の硬度も高めていく必要がある。 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、プレス
成形面が、貴金属合金中に0.1〜20重量％のホウ
素化合物を分散させた薄膜で被覆されていること
を特徴とする光学ガラス素子のプレス成形用型を
提供するものである。 作 用 発明者らは、研究の結果、貴金属合金中に0.1
〜20重量％のホウ素化合物を分散させることによ
り、貴金属コーテイング層の硬度が極めて高くな
り、プレス成形面の耐傷性、耐摩耗性が向上する
ことを見いだした。前述したように、貴金属その
ものは軟らかい材料であるが、貴金属中に高硬度
のホウ素化合物を均一に分散させることにより、
コーテイング膜の硬度を高めることが可能になつ
たわけである。ここでホウ素化合物として適切な
元素は、チタン（Ti）、ジルコニウム（Zr）、ニ
ツケル（Ni）、鉄（Fe）、クロム（Cr）、バナジウ
ム（Ｖ）、コバルト（Co）、ニオブ（Nb）、タン
タル（Ta）、およびマンガン（Mn）であり、こ
れらの元素はいずれもホウ素（Ｂ）と強い結合力
を有している。貴金属中に分散したホウ素化合物
の量を0.1〜20重量％に規定したのは0.1重量％よ
り少なければ、硬化の効果が小さく、また20重量
％より多ければ、コーテイング膜とガラスとが反
応しやすくなるからである。 実施例 以下実施例を示す （実施例） 直径30mm、長さ50mmの円柱状のWC−10TiC−
10TaC−8Coの組成の超硬合金の棒を２本準備
し、放電加工によつて第１図に示すような周囲に
切り込み部１１”がある曲率半径46mmの凹面形状
の上型１１と、曲率半径が200mmの凹面形状の下
型１２からなる一対のプレス成形用の型形状に加
工した。 この型のプレス成形面を超微細なダイヤモンド
砥粒を用いて鏡面研磨した。次にこの鏡面上にス
パツタ法により2μｍの厚みで、第１表に示す白
金−ロジウム（Pt−Rh）合金等の各種合金に、
各種ホウ素化合物を均一に分散させた薄膜を形成
した。 このようにして作製した型１１および１２を第
２図に示すプレスマシンのピストンシリンダ１５
および１６にセツトし、窒素雰囲気中でPbOが70
％、SiO₂が27％、および残りが微量成分からな
る酸化鉛系光学ガラスで半径20mmの球形状の塊状
物１７をプレスし、両面が凸のレンズ形状に成形
した。ガラスのプレス成形時の型温度は500℃、
プレス圧力は40Kg／cm²で２分間保持した後、その
まま300℃まで型とともに冷却して成形ガラスを
成形ガラス取り出し口１９より取り出し、成形ガ
ラスと型のそれぞれを評価した。 このようなプレス工程を3000回くり返した後、
使用した型を取りはずし3000回プレス後の型のビ
ツカース硬度（H_V）および表面粗さを測定し、
またプレス成形後のガラスの表面状態を観察し
た。以上の結果を第１表に示した。比較のため
に、本願特許請求の範囲外の例として、試料No.の
右上に＊印をつけたものをあわせて第１表に示し
た。 第１表から明らかなように、TiB₂、ZrB₂等の
ホウ素化合物の添加量が増加するにつれてビツカ
ース硬度が高くなり、3000回プレス成形を行なつ
た後においても型の表面粗さはほとんど変化して
いない。プレス成形後のガラスの表面には微細な
キズが発生しておらず、光学特性も非常に優れて
いた。 これに対して、本願特許請求の範囲外で比較例
として示した型においては、ホウ素化合物の添加
量が少ない場合には、型の表面粗さが約0.1μｍ前
後まで粗くなり得られたガラスの光学特性も低下
していた。ホウ素化合物の添加量が多くなりすぎ
た場合ホウ素化合物とガラスとが反応し、型表面
に反応跡が残つており、プレス成形後のガラスの
光学特性も低下していた。 本実施例では、母材としてWc−10TiC−
10TaC−8Co組成の超硬合金を用いたが、超硬合
金は上記組成に限定されるものではなく、その他
の母材として、Tic、TiN、Cr₃O₂、Al₂O₃等のサ
ーメツトも用いることができる。さらには、
ZrO₂、Al₂O₃等のセラミツクスを母材に用いるこ
とができる。本発明を説明するために凹面形状の
プレス成形用型を用いたが、型の表面形状は本実
施例例のような形状に限定されるものではなく、
凸面形状、平面形状等の光学ガラス素子に適合す
るものでもよいことは言うまでもない。

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【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
ガラス素子のプレス成形用型は、光学ガラス素子
のプレス成形面が、貴金属合金中に0.2〜20重量
％のホウ素化合物を分散させた薄膜で被覆されて
いることを特徴とする光学ガラス素子のプレス成
形用型であり、従来から用いられている光学ガラ
ス素子のプレス成形用型と比較して、0.1〜20重
量％のホウ素化合物を分散させることにより表面
が硬化し、耐摩耗性が向上する。その結果、3000
回プレス成形を行なつた後においても、型の表面
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プレス
成形用型を用いることにより、非常に容易にかつ
高精度な光学ガラス素子を得ることが可能とな
り、その工業的価値は極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

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であり、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、１
４……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、
１７……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. 【特許請求の範囲】 １ 光学ガラス素子のプレス成形面が、貴金属合
   金中に0.1〜20重量％のホウ素化合物を分散させ
   た薄膜で被覆されていることを特徴とする光学ガ
   ラス素子のプレス成形用型。 ２ 貴金属合金が、白金（Pt）、イリジウム
   （Ir）、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
   選ばれた合金であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の光学ガラス素子のプレス成形用
   型。 ３ ホウ素化合物が、チタン（Ti）、ジルコニウ
   ム（Zr）、ニツケル（Ni）、鉄（Fe）、クロム
   （Cr）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Co）、ニオ
   ブ（Nb）、タンタル（Ta）、およびマンガン
   （Mn）とホウ素（Ｂ）とからなる化合物である
   ことをを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の光学ガラス素子のプレス成形用型。