JPH04265234A - 光学ガラス素子の成形型 - Google Patents
光学ガラス素子の成形型Info
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- JPH04265234A JPH04265234A JP10994691A JP10994691A JPH04265234A JP H04265234 A JPH04265234 A JP H04265234A JP 10994691 A JP10994691 A JP 10994691A JP 10994691 A JP10994691 A JP 10994691A JP H04265234 A JPH04265234 A JP H04265234A
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/084—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
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- C03B2215/16—Metals or alloys, e.g. Ni-P, Ni-B, amorphous metals
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学ガラス材料を押圧
成形することにより光学ガラス素子を成形する成形型に
関する。
成形することにより光学ガラス素子を成形する成形型に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光学ガラス素子は、研磨工程
により製造されていた。ところが今日では、光学機器の
レンズ構成の簡略化、レンズ部分の軽量化を同時に達成
し得る非球面の光学ガラスレンズが多用されつつある。 この非球面光学ガラス素子の製造にあっては、従来の研
磨法では加工及び量産化が困難であるため、光学ガラス
材料をそのまま、或いは予め加熱した後、一対の成形型
の内端面（プレス成形面）間で加熱押圧し成形して光学
ガラス素子を製造するダイレクトプレス（ガラスモール
ド法）が採用されつつある。
により製造されていた。ところが今日では、光学機器の
レンズ構成の簡略化、レンズ部分の軽量化を同時に達成
し得る非球面の光学ガラスレンズが多用されつつある。 この非球面光学ガラス素子の製造にあっては、従来の研
磨法では加工及び量産化が困難であるため、光学ガラス
材料をそのまま、或いは予め加熱した後、一対の成形型
の内端面（プレス成形面）間で加熱押圧し成形して光学
ガラス素子を製造するダイレクトプレス（ガラスモール
ド法）が採用されつつある。
【０００３】この成形方法は、成形型のプレス成形面の
面品質及び面精度を向上させれば光学ガラスレンズの研
磨工程を省略することができるため、高品質の非球面光
学ガラス素子を量産するのに適している。
面品質及び面精度を向上させれば光学ガラスレンズの研
磨工程を省略することができるため、高品質の非球面光
学ガラス素子を量産するのに適している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、製造される
光学ガラス素子の品質、即ち像形成性能を向上させるに
は、非常に高い面精度を要求される。従って、ダイレク
トプレス法では、高温条件下で光学ガラスに対して化学
的に安定で、且つ引っかき傷、擦り傷などが発生し難い
プレス成形面を有した成形型を用いなければならない。 このような成形型の材料は、光学ガラスに対する化学的
安定性、高温での高強度、表面平滑性などを要求される
が、いまだこれらを同時に満足させる材料は開発されて
いない。
光学ガラス素子の品質、即ち像形成性能を向上させるに
は、非常に高い面精度を要求される。従って、ダイレク
トプレス法では、高温条件下で光学ガラスに対して化学
的に安定で、且つ引っかき傷、擦り傷などが発生し難い
プレス成形面を有した成形型を用いなければならない。 このような成形型の材料は、光学ガラスに対する化学的
安定性、高温での高強度、表面平滑性などを要求される
が、いまだこれらを同時に満足させる材料は開発されて
いない。
【０００５】例えば、光学ガラスに対する化学的安定性
及び耐酸化性が優れた材料として貴金属があり、貴金属
を母材にコーティングした成形型が提案されている。母
材の材料としては、高硬度の超高合金、サーメット、ジ
ルコニア、アルミナ或いは炭化ケイ素を用い、成形型の
強度を維持させるのが一般的である。しかしながら、こ
のような成形型では、光学ガラス素子のプレス回数が増
加するに従って、プレス成形面に成形された貴金属製の
薄膜がわずかに変形し、得られた光学ガラス素子の光学
特性を変化させるため、多数回の使用に耐えられないと
いう問題があった。
及び耐酸化性が優れた材料として貴金属があり、貴金属
を母材にコーティングした成形型が提案されている。母
材の材料としては、高硬度の超高合金、サーメット、ジ
ルコニア、アルミナ或いは炭化ケイ素を用い、成形型の
強度を維持させるのが一般的である。しかしながら、こ
のような成形型では、光学ガラス素子のプレス回数が増
加するに従って、プレス成形面に成形された貴金属製の
薄膜がわずかに変形し、得られた光学ガラス素子の光学
特性を変化させるため、多数回の使用に耐えられないと
いう問題があった。
【０００６】また、この成形型を用いて光学ガラス素子
の成形を繰り返すと、プレス成形面の離型性が低下し、
成形した光学ガラス素子が成形型に付着してしまうとい
う問題もあった。本発明は斯かる現状に鑑みてなされた
ものであり、多数回使用しても変形することがなく、且
つ離型性が良好なプレス成形面を有した光学ガラス素子
の成形型を提供することを目的としている。
の成形を繰り返すと、プレス成形面の離型性が低下し、
成形した光学ガラス素子が成形型に付着してしまうとい
う問題もあった。本発明は斯かる現状に鑑みてなされた
ものであり、多数回使用しても変形することがなく、且
つ離型性が良好なプレス成形面を有した光学ガラス素子
の成形型を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光学素子の
成形型は、光学ガラス材料を加熱により軟化させ、一対
の成形型の内端面間で押圧成形することにより光学ガラ
ス素子を成形する成形型において、上記内端面が、白金
（Ｐｔ）と、金（Ａｕ）と、ロジウム（Ｒｈ）とを含む
とともに、窒化物、炭化物及びホウ素化物からなる群か
ら選択される少なくとも一種を０．０１〜１０重量％の
量で含む貴金属合金材料からなる薄膜で被覆されている
ことを特徴としている。
成形型は、光学ガラス材料を加熱により軟化させ、一対
の成形型の内端面間で押圧成形することにより光学ガラ
ス素子を成形する成形型において、上記内端面が、白金
（Ｐｔ）と、金（Ａｕ）と、ロジウム（Ｒｈ）とを含む
とともに、窒化物、炭化物及びホウ素化物からなる群か
ら選択される少なくとも一種を０．０１〜１０重量％の
量で含む貴金属合金材料からなる薄膜で被覆されている
ことを特徴としている。
【０００８】第１図に本発明に係る光学ガラス素子の成
形型の断面図を示す。この成形型は母材１と薄膜２とを
備えており、その作成方法としては、例えば、母材１を
超精密旋盤にて所望の非球面に切削した後、ダイヤモン
ドペースト研磨材等を使用して表面粗さＲｍａｘ＝０．
０１マイクロメータ以下になるように表面を研磨する。 ここで母材１に用いられる材料としては、超硬合金タン
グステンカーバイト（ＷＣ），ステンレス、Ｎｉ基耐熱
合金等の合金、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓ
ｉ３Ｎ４）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックス
等を好ましい例として挙げることができる。
形型の断面図を示す。この成形型は母材１と薄膜２とを
備えており、その作成方法としては、例えば、母材１を
超精密旋盤にて所望の非球面に切削した後、ダイヤモン
ドペースト研磨材等を使用して表面粗さＲｍａｘ＝０．
０１マイクロメータ以下になるように表面を研磨する。 ここで母材１に用いられる材料としては、超硬合金タン
グステンカーバイト（ＷＣ），ステンレス、Ｎｉ基耐熱
合金等の合金、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓ
ｉ３Ｎ４）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックス
等を好ましい例として挙げることができる。
【０００９】次にこの母材１の表面に上記組成の貴金属
合金薄膜２を形成する。その形成方法としては、スパッ
タリング法、イオンプレーティング法等が挙げられる。 このようにして得られた薄膜２では、白金（Ｐｔ）、金
（Ａｕ）及びロジウム（Ｒｈ）からなる貴金属合金中に
窒化物、炭化物及びホウ素化物等のセラミックスが分散
された状態となっている。この薄膜２は通常、５〜９０
重量％、好ましくは５０〜９０重量％の白金（Ｐｔ）に
加えて、通常、１〜４５重量％好ましくは５〜２０重量
％の金（Ａｕ）を用いているため、貴金属として白金の
みを用いた場合と比較して著しく離型性に優れている。
合金薄膜２を形成する。その形成方法としては、スパッ
タリング法、イオンプレーティング法等が挙げられる。 このようにして得られた薄膜２では、白金（Ｐｔ）、金
（Ａｕ）及びロジウム（Ｒｈ）からなる貴金属合金中に
窒化物、炭化物及びホウ素化物等のセラミックスが分散
された状態となっている。この薄膜２は通常、５〜９０
重量％、好ましくは５０〜９０重量％の白金（Ｐｔ）に
加えて、通常、１〜４５重量％好ましくは５〜２０重量
％の金（Ａｕ）を用いているため、貴金属として白金の
みを用いた場合と比較して著しく離型性に優れている。
【００１０】また、薄膜２は、通常、１〜４５重量％、
好ましくは５〜２０重量％のロジウム（Ｒｈ）と、０．
０１〜１０重量％、好ましくは０．５〜３重量％の窒化
物、炭化物及びホウ素化物からなる群から選択される少
なくとも一種の材料とを含んでいるため、膜硬度が高く
多数回の使用により傷が発生したり、変形したりするこ
とがない。薄膜２を形成するために用いられる窒化物と
しては、ＴｉＮ，ＡｌＮ，ＢＮ，ＨｆＮ，ＮｂＮ，Ｚｒ
Ｎ等を挙げることができ、炭化物としては、ＴｉＣ，Ｔ
ａＣ，Ｂ４Ｃ，ＳｉＣ，ＨｆＣ，ＺｒＣ，ＶＣ等を挙げ
ることができる。また、ホウ素化物としては、ＴｉＢ２
，ＺｒＢ２，ＶＢ２，ＮｂＢ２．ＴａＢ２，ＭｎＢ，Ｎ
ｉＢ，ＦｅＢ，ＣｒＢ２，ＣｏＢなどを挙げることがで
きる。これらの材料は単独で用いても、２種以上を組み
合わせて用いてもよい。
好ましくは５〜２０重量％のロジウム（Ｒｈ）と、０．
０１〜１０重量％、好ましくは０．５〜３重量％の窒化
物、炭化物及びホウ素化物からなる群から選択される少
なくとも一種の材料とを含んでいるため、膜硬度が高く
多数回の使用により傷が発生したり、変形したりするこ
とがない。薄膜２を形成するために用いられる窒化物と
しては、ＴｉＮ，ＡｌＮ，ＢＮ，ＨｆＮ，ＮｂＮ，Ｚｒ
Ｎ等を挙げることができ、炭化物としては、ＴｉＣ，Ｔ
ａＣ，Ｂ４Ｃ，ＳｉＣ，ＨｆＣ，ＺｒＣ，ＶＣ等を挙げ
ることができる。また、ホウ素化物としては、ＴｉＢ２
，ＺｒＢ２，ＶＢ２，ＮｂＢ２．ＴａＢ２，ＭｎＢ，Ｎ
ｉＢ，ＦｅＢ，ＣｒＢ２，ＣｏＢなどを挙げることがで
きる。これらの材料は単独で用いても、２種以上を組み
合わせて用いてもよい。
【００１１】
【実施例】以下、本発明に係る光学ガラス素子の成形型
を実施例に基づき更に具体的に説明する。図１は本発明
に係る光学ガラス素子の成形型の一実施例を示す断面図
であり、この光学ガラス素子の成形型は、超硬合金製の
母材１のプレス成形面に薄膜２を形成したものである。 成形型の作成にあたり、先ず母材１を超精密旋盤にて所
望する非球面に削った後、ダイヤモンドペースト研磨材
を使用して表面粗さＲｍａｘ＝０．０１マイクロメータ
以下になるように表面を研磨した。
を実施例に基づき更に具体的に説明する。図１は本発明
に係る光学ガラス素子の成形型の一実施例を示す断面図
であり、この光学ガラス素子の成形型は、超硬合金製の
母材１のプレス成形面に薄膜２を形成したものである。 成形型の作成にあたり、先ず母材１を超精密旋盤にて所
望する非球面に削った後、ダイヤモンドペースト研磨材
を使用して表面粗さＲｍａｘ＝０．０１マイクロメータ
以下になるように表面を研磨した。
【００１２】このようにして得られた母材１の表面に、
アルゴンガス圧３×１０−３Ｔｏｒｒ、スパッタ電力３
００Ｗの条件下、６０分間スパッタリングを行ない、薄
膜２を２マイクロメータ形成した。スパッタ用のターゲ
ットとしては、直径６インチのＰｔ−５Ａｕ−１０Ｒｈ
合金ターゲットの表面に１０ｍｍ角、厚さ０．５ｍｍの
Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）板をモザイク状に１０個配置
した複合ターゲットを用いた。得られた薄膜２の組成は
、白金８０．１重量％、金１０．５重量％、ロジウム７
．６重量％及び窒化ケイ素１．８重量％であった。
アルゴンガス圧３×１０−３Ｔｏｒｒ、スパッタ電力３
００Ｗの条件下、６０分間スパッタリングを行ない、薄
膜２を２マイクロメータ形成した。スパッタ用のターゲ
ットとしては、直径６インチのＰｔ−５Ａｕ−１０Ｒｈ
合金ターゲットの表面に１０ｍｍ角、厚さ０．５ｍｍの
Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）板をモザイク状に１０個配置
した複合ターゲットを用いた。得られた薄膜２の組成は
、白金８０．１重量％、金１０．５重量％、ロジウム７
．６重量％及び窒化ケイ素１．８重量％であった。
【００１３】このようにして作成した成形型１を用い、
図２及び図３に示すように、光学ガラス素子を成形した
。図２は成形装置の押圧成形前の状態を示す概略縦断面
図であり、図３は成形装置の押圧成形状態を示す概略縦
断面図である。先ず、下型３上に球形に加工された光学
素子材料５（商品名：Ｆ２、小原光学硝子製）をのせ、
ヒータ７を使用し、摂氏４８０度まで加熱した。ここで
、型温度は熱電対１０によって測定した。また加熱中は
成形型の酸化による劣化を抑えるために雰囲気ガス供給
口９より非酸化性の窒素ガスを導入した。
図２及び図３に示すように、光学ガラス素子を成形した
。図２は成形装置の押圧成形前の状態を示す概略縦断面
図であり、図３は成形装置の押圧成形状態を示す概略縦
断面図である。先ず、下型３上に球形に加工された光学
素子材料５（商品名：Ｆ２、小原光学硝子製）をのせ、
ヒータ７を使用し、摂氏４８０度まで加熱した。ここで
、型温度は熱電対１０によって測定した。また加熱中は
成形型の酸化による劣化を抑えるために雰囲気ガス供給
口９より非酸化性の窒素ガスを導入した。
【００１４】所定の温度に昇温した後、図３に示すよう
に、シリンダー８を下し、上型４と下型３と胴型６との
間で光学ガラス素子材料５を約１００Ｋｇ／ｃｍ２の圧
力で押圧成形した。その後冷却し、成形部温度が光学素
子材料５の転移点を下回った時点（摂氏４３０度）で圧
力を抜き、シリンダー８を上昇させて、図４に示される
ような光学ガラス素子１１を取り出した。以下の工程を
１０００回繰り返して行なったが、光学ガラス素子と成
形型との離型性は常に良好であり、また成形型表面に傷
が生じることもなく、高精度の光学ガラス素子を再現性
良く成形できることがわかった。
に、シリンダー８を下し、上型４と下型３と胴型６との
間で光学ガラス素子材料５を約１００Ｋｇ／ｃｍ２の圧
力で押圧成形した。その後冷却し、成形部温度が光学素
子材料５の転移点を下回った時点（摂氏４３０度）で圧
力を抜き、シリンダー８を上昇させて、図４に示される
ような光学ガラス素子１１を取り出した。以下の工程を
１０００回繰り返して行なったが、光学ガラス素子と成
形型との離型性は常に良好であり、また成形型表面に傷
が生じることもなく、高精度の光学ガラス素子を再現性
良く成形できることがわかった。
【００１５】
【発明の効果】本発明に係る光学素子成形用の成形型に
よれば、白金−金−ロジウム合金に窒化物、炭化物及び
ホウ素化物からなる群から選択される少なくとも一種の
材料を上記量で添加した薄膜でプレス成形面を被覆して
おり、その薄膜が高硬度で離型性に優れ、多数回使用し
ても引っかき傷及び擦り傷が発生し難くまた変形しない
他、表面精度が高い光学ガラス素子を再現性良く多量に
且つ効率的に製造することができる。
よれば、白金−金−ロジウム合金に窒化物、炭化物及び
ホウ素化物からなる群から選択される少なくとも一種の
材料を上記量で添加した薄膜でプレス成形面を被覆して
おり、その薄膜が高硬度で離型性に優れ、多数回使用し
ても引っかき傷及び擦り傷が発生し難くまた変形しない
他、表面精度が高い光学ガラス素子を再現性良く多量に
且つ効率的に製造することができる。
【図１】本発明に係る光学素子の成形型の一実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】本発明に係る光学素子の成形型を用いた成形装
置の押圧成形前の状態を示す概略縦断面図である。
置の押圧成形前の状態を示す概略縦断面図である。
【図３】本発明に係る光学素子の成形型を用いた成形装
置の押圧成形状態を示す概略縦断面図である。
置の押圧成形状態を示す概略縦断面図である。
【図４】本発明に係る光学ガラス素子の成形型を用いて
成形された光学ガラス素子を示す正面図である。
成形された光学ガラス素子を示す正面図である。
１ 母材
２ 薄膜
３ 下型
４ 上型
５ 光学素子材料
６ 胴型
７ ヒータ
８ シリンダー
９ 雰囲気ガス供給口
１０ 熱電対
１１ 光学ガラス素子
Claims (2)
- 【請求項１】 光学ガラス材料を加熱により軟化させ
、一対の成形型の内端面間で押圧成形することにより光
学ガラス素子を成形する成形型において、上記内端面が
、白金（Ｐｔ）と、金（Ａｕ）と、ロジウム（Ｒｈ）と
を含むとともに、窒化物、炭化物及びホウ素化物からな
る群から選択される少なくとも一種を０．０１〜１０重
量％の量で含む貴金属合金材料からなる薄膜で被覆され
ていること、を特徴とする光学ガラス素子の成形型。 - 【請求項２】 光学ガラス材料を加熱により軟化させ
、一対の成形型の内端面間で押圧成形することにより光
学ガラス素子を成形する成形型において、上記内端面が
、５〜９０重量％の白金（Ｐｔ）と、１〜４５重量％の
金（Ａｕ）と、１〜４５重量％のロジウム（Ｒｈ）とを
含むとともに、窒化物、炭化物及びホウ素化物からなる
群から選択される少なくとも一種を０．０１〜１０重量
％の量で含む貴金属合金材料からなる薄膜で被覆されて
いる、ことを特徴とする光学ガラス素子の成形型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10994691A JPH04265234A (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 光学ガラス素子の成形型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10994691A JPH04265234A (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 光学ガラス素子の成形型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04265234A true JPH04265234A (ja) | 1992-09-21 |
Family
ID=14523128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10994691A Pending JPH04265234A (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 光学ガラス素子の成形型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04265234A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5720791A (en) * | 1994-08-03 | 1998-02-24 | Minolta Co., Ltd. | Method of producing an optical lens element |
| WO2011092794A1 (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-04 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 微細構造形成のための金型用離型膜およびそれを用いた金型 |
-
1991
- 1991-02-18 JP JP10994691A patent/JPH04265234A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5720791A (en) * | 1994-08-03 | 1998-02-24 | Minolta Co., Ltd. | Method of producing an optical lens element |
| WO2011092794A1 (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-04 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 微細構造形成のための金型用離型膜およびそれを用いた金型 |
| JP2011152770A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 微細構造形成のための金型用離型膜およびそれを用いた金型 |
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