JPH0542374B2 - - Google Patents
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- JPH0542374B2 JPH0542374B2 JP13856486A JP13856486A JPH0542374B2 JP H0542374 B2 JPH0542374 B2 JP H0542374B2 JP 13856486 A JP13856486 A JP 13856486A JP 13856486 A JP13856486 A JP 13856486A JP H0542374 B2 JPH0542374 B2 JP H0542374B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- 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
- C03B11/086—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor of coated dies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
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- C03B2215/08—Coated press-mould dies
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- C03B2215/12—Ceramics or cermets, e.g. cemented WC, Al2O3 or TiC
-
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- C03B2215/16—Metals or alloys, e.g. Ni-P, Ni-B, amorphous metals
- C03B2215/17—Metals or alloys, e.g. Ni-P, Ni-B, amorphous metals comprising one or more of the noble meals, i.e. Ag, Au, platinum group metals
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- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明はプレス成形後研磨工程を必要としない
高精度の光学ガラス素子をプレス成形する光学ガ
ラス素子の製造方法に関するものである。 従来の技術 高精度な光学ガラス素子を直接プレスにより成
形するためには、像形成品質が良好な事が要求さ
れる。このため型材料としては高温度のもとでガ
ラスに対して化学的に不活性であること、型のガ
ラスプレス面が十分硬くすり傷等の損傷を受けに
くいこと、また高温度でのプレスで型が塑性変形
などをおこさないこと、耐熱性、耐熱衝撃性に優
れていること、さらに型の加工性が良く超精密加
工が可能なことなどが必要である。これらの性質
を比較的満足する型を用いた製造方法として、た
とえば母材にタングステンカーバイド（WC）、
サーメツト、またはジルコニア（ZrO2）を用い、
これら母材上に白金系合金膜を形成して構成され
る光学ガラス素子のプレス或形用型やシリコンカ
ーバイド（SiC）またはシリコンナイトライド
（Si3N4）を用いたプレス成形用型を用いた光学
ガラス素子の製造方法（特開昭52−45613号公報）
が提案されている。 発明が解決しようとする問題点 このような従来の型材料、たとえばシリコンカ
ーバイドおよびシリコンナイトライドの場合で
は、その硬度が極めて高いためガラスプレス面を
球面形状あるいは非球面形状に高精度に加工する
ことが非常に困難であつた。しかも、これらの材
料はいずれも焼結タイプのものであるため、その
焼結性を向上させる目的で焼結助剤として第三成
分を含有するため、鉛やアルカリ元素を含有する
ガラスと比較的反応しやすく、プレス成形をくり
返すと型とガラスとが反応し、ガラスが型に付着
するようになり像形成品質の良い高精度な光学ガ
ラス素子を成形することができなかつた。またタ
ングステンカーバイド、サーメツト、またはジル
コニアを母材とし、これら母材上に白金系合金膜
を形成して構成した型の場合、550℃を超えた高
温度でガラスをプレスした場合、突起物が発生し
たりして面荒れをおこした。このような理由で上
記白金系合金膜を形成した型ではBK−７などの
高軟化点ガラスをプレス成形することができなか
つた。 問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、型の母材
として精密加工が容易で、耐熱性、耐熱衝撃性の
ある材料、たとえばタングステンカーバイド、サ
ーメツトを選び、これら母材上に光学ガラストの
反応性に乏しく、耐熱性のあるPt−Ｗ系合金膜、
Rh−Ｗ系合金膜、Ru−Ｗ系合金膜、またはIr−
Ｗ系合金膜をスパツタ法により形成してプレス成
形用の型を構成した。以上のような構成の型を用
いることにより550℃以上の高温でも表面荒れを
発生しない高温用ガラスプレス成形型を提供しよ
うとしたものであり、前記型を用いてBK−７な
どの高軟化点光学ガラス素子もプレス成形により
製造しようとしたものである。 作 用 本発明では、Pt−Ｗ系合金膜、Rh−Ｗ系合金
金膜、Ru−Ｗ系合金膜、およびIr−Ｗ系合金膜
が光学ガラスとの反応性に乏しく、550℃以上の
高温においても突起物の発生などによる面荒れを
起さないことを見い出し、前記合金膜をスパツタ
法によりWC、またはサーメツトなどの母材上に
形成してプレス成形用型を構成した。このように
して作製した成形型を用いることにより、BK−
７などの高軟化点ガラス像形成品質良く光学ガラ
ス素子にプレス成形することを可能としたもので
ある。 実施例 以下、本発明の光学ガラス素子の製造方法の一
実施例について、図面を用いて説明する。 直径20mm、厚さ６mmのタングステンカーバイ
ド、およびサーメツトを曲率半径46mmの凹面形状
の上型、および曲率半径200mmの凹面形状の下型
から成る一対の光学ガラス素子のプレス成形用型
にそれぞれ加工した。これらの型のプレス面を超
微細なダイヤモンド砥粒を用いて鏡面研磨した
後、スパツタ法により２〜3μｍの厚さでPt−Ｗ
系合金膜、Rh−Ｗ系合金膜、Ru−Ｗ系合金膜あ
るいはIr−Ｗ系合金膜を形成した。図はこのよう
にして作製した上下型をプレスマシンにセツトし
た状態を示す。１は上型、２は下型、３は上型用
加熱ヒータ、４は下型用加熱ヒータ、５は上型用
ピストンシリンダ、６は下型用ピストンシリン
ダ、７は供給ガラス塊状物、８はガラス塊状物供
給用治具、９はプレス成形した光学ガラス素子の
取り出し口、１０は供給ガラス塊状物の予備加熱
炉、１１はおおいである。 SiO2約68％、B2O3、Na2O、K2Oおよび微量成
分を含んだBK−７光学ガラスを半径10mmの球形
状に加工した塊状物７を成形実験のサイクルを短
くするため予備加熱炉１０で700℃に加熱した後、
730℃に保持された上下の型１および２の下型２
の上にすばやく置き、窒素ガス雰囲気中でプレス
圧約40Kg／cm2によりプレスし２分間保持した後、
そのまま上下の型の温度を300℃まで冷却し両面
が凸形にプレス成形された光学ガラス素子を作製
し、取り出し口９より取り出して光学ガラス素子
のプレス成形工程が完了する。以上のような工程
を500回くり返した後、使用した上下の型１およ
び２をプレスマシンより取りはずし、型の表面状
態、およびプレスされた光学ガラス素子のプレス
面を走査型電子顕微鏡、表面粗さ計を用いて評価
した。 第１表〜４表にスパツタ膜の組成を変化させた
時のプレス実験結果を示した。
高精度の光学ガラス素子をプレス成形する光学ガ
ラス素子の製造方法に関するものである。 従来の技術 高精度な光学ガラス素子を直接プレスにより成
形するためには、像形成品質が良好な事が要求さ
れる。このため型材料としては高温度のもとでガ
ラスに対して化学的に不活性であること、型のガ
ラスプレス面が十分硬くすり傷等の損傷を受けに
くいこと、また高温度でのプレスで型が塑性変形
などをおこさないこと、耐熱性、耐熱衝撃性に優
れていること、さらに型の加工性が良く超精密加
工が可能なことなどが必要である。これらの性質
を比較的満足する型を用いた製造方法として、た
とえば母材にタングステンカーバイド（WC）、
サーメツト、またはジルコニア（ZrO2）を用い、
これら母材上に白金系合金膜を形成して構成され
る光学ガラス素子のプレス或形用型やシリコンカ
ーバイド（SiC）またはシリコンナイトライド
（Si3N4）を用いたプレス成形用型を用いた光学
ガラス素子の製造方法（特開昭52−45613号公報）
が提案されている。 発明が解決しようとする問題点 このような従来の型材料、たとえばシリコンカ
ーバイドおよびシリコンナイトライドの場合で
は、その硬度が極めて高いためガラスプレス面を
球面形状あるいは非球面形状に高精度に加工する
ことが非常に困難であつた。しかも、これらの材
料はいずれも焼結タイプのものであるため、その
焼結性を向上させる目的で焼結助剤として第三成
分を含有するため、鉛やアルカリ元素を含有する
ガラスと比較的反応しやすく、プレス成形をくり
返すと型とガラスとが反応し、ガラスが型に付着
するようになり像形成品質の良い高精度な光学ガ
ラス素子を成形することができなかつた。またタ
ングステンカーバイド、サーメツト、またはジル
コニアを母材とし、これら母材上に白金系合金膜
を形成して構成した型の場合、550℃を超えた高
温度でガラスをプレスした場合、突起物が発生し
たりして面荒れをおこした。このような理由で上
記白金系合金膜を形成した型ではBK−７などの
高軟化点ガラスをプレス成形することができなか
つた。 問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、型の母材
として精密加工が容易で、耐熱性、耐熱衝撃性の
ある材料、たとえばタングステンカーバイド、サ
ーメツトを選び、これら母材上に光学ガラストの
反応性に乏しく、耐熱性のあるPt−Ｗ系合金膜、
Rh−Ｗ系合金膜、Ru−Ｗ系合金膜、またはIr−
Ｗ系合金膜をスパツタ法により形成してプレス成
形用の型を構成した。以上のような構成の型を用
いることにより550℃以上の高温でも表面荒れを
発生しない高温用ガラスプレス成形型を提供しよ
うとしたものであり、前記型を用いてBK−７な
どの高軟化点光学ガラス素子もプレス成形により
製造しようとしたものである。 作 用 本発明では、Pt−Ｗ系合金膜、Rh−Ｗ系合金
金膜、Ru−Ｗ系合金膜、およびIr−Ｗ系合金膜
が光学ガラスとの反応性に乏しく、550℃以上の
高温においても突起物の発生などによる面荒れを
起さないことを見い出し、前記合金膜をスパツタ
法によりWC、またはサーメツトなどの母材上に
形成してプレス成形用型を構成した。このように
して作製した成形型を用いることにより、BK−
７などの高軟化点ガラス像形成品質良く光学ガラ
ス素子にプレス成形することを可能としたもので
ある。 実施例 以下、本発明の光学ガラス素子の製造方法の一
実施例について、図面を用いて説明する。 直径20mm、厚さ６mmのタングステンカーバイ
ド、およびサーメツトを曲率半径46mmの凹面形状
の上型、および曲率半径200mmの凹面形状の下型
から成る一対の光学ガラス素子のプレス成形用型
にそれぞれ加工した。これらの型のプレス面を超
微細なダイヤモンド砥粒を用いて鏡面研磨した
後、スパツタ法により２〜3μｍの厚さでPt−Ｗ
系合金膜、Rh−Ｗ系合金膜、Ru−Ｗ系合金膜あ
るいはIr−Ｗ系合金膜を形成した。図はこのよう
にして作製した上下型をプレスマシンにセツトし
た状態を示す。１は上型、２は下型、３は上型用
加熱ヒータ、４は下型用加熱ヒータ、５は上型用
ピストンシリンダ、６は下型用ピストンシリン
ダ、７は供給ガラス塊状物、８はガラス塊状物供
給用治具、９はプレス成形した光学ガラス素子の
取り出し口、１０は供給ガラス塊状物の予備加熱
炉、１１はおおいである。 SiO2約68％、B2O3、Na2O、K2Oおよび微量成
分を含んだBK−７光学ガラスを半径10mmの球形
状に加工した塊状物７を成形実験のサイクルを短
くするため予備加熱炉１０で700℃に加熱した後、
730℃に保持された上下の型１および２の下型２
の上にすばやく置き、窒素ガス雰囲気中でプレス
圧約40Kg／cm2によりプレスし２分間保持した後、
そのまま上下の型の温度を300℃まで冷却し両面
が凸形にプレス成形された光学ガラス素子を作製
し、取り出し口９より取り出して光学ガラス素子
のプレス成形工程が完了する。以上のような工程
を500回くり返した後、使用した上下の型１およ
び２をプレスマシンより取りはずし、型の表面状
態、およびプレスされた光学ガラス素子のプレス
面を走査型電子顕微鏡、表面粗さ計を用いて評価
した。 第１表〜４表にスパツタ膜の組成を変化させた
時のプレス実験結果を示した。
【表】
☆：比較例
【表】
☆：比較例
【表】
☆：比較例
【表】
【表】
☆：比較例
表１からも明らかなようにPt含有量が90Wt％
を超えるとプレス面に突起物が発生し、膜表面が
白濁してしまい良好なレンズを成形することがで
きなかつた。またＷの含有量が60wt％を超える
と膜が酸化されやすくなりやはり良好なレンズを
成形することができなくなつた。Rh−Ｗ系合金
の場合は表２に示したように、Rh含有量が85wt
％を超すと突起物が発生するようになり良好なレ
ンズを成形できなくなつた。またＷの含有量が
60wt％を超えた場合も良好な結果が得られなか
つた。Ru−Ｗ系合金膜の場合は表３に示したよ
うに、Ｗ含有量が50Wt％以内で良好な結果が得
られた。最後に、Ir−Ｗ系合金膜の場合は表４に
示したように、Ｗ含有量が50wt％以内で良好な
結果が得られた。 次に母材としてTiNを主成分とするサーメツ
トを選び各種の組成のスパツタ膜を形成してプレ
ス成形型を構成した型でも、母材を変化させた影
響は全くなく、WCを母材とした時のプレス実験
結果と同一な結果が得られた。以上のように母材
が加工性に優れ、高温でそ性変形したり、熱衝撃
のためにクラツクがはいつたりしない材料、たと
えばTiC、またはCr3C2、あるいはAl2O3を主成
分とするサーメツトなども母材として適した材料
と考えられる。 また本発明を説明するために凹面形状のプレス
成形用型を使用したが型表面の形状は本実施例の
ような形状に限定されるものではなく、プリズム
等の光学ガラス素子形状にも適合するものである
ことは言うまでもない。 発明の効果 以上述べてきたように、本発明は加工精度に優
れ、耐熱性、耐熱衝撃性がある材料、たとえば
WCあるいはサーメツトを母材として選び、これ
ら母材上の光学ガラスとの反応性が無く、耐熱性
に優れたPt−Ｗ系合金膜、Rh−Ｗ系合金膜、Ru
−Ｗ系合金膜、あるいはIr−Ｗ系合金膜を形成し
て構成したプレス成形用型を使用して高軟化点を
有する光学ガラスをプレス成形することにより、
像形成品質の良好な高精度の高軟化点光学ガラス
素子のプレス成形を可能にしたものであり、高精
度な高軟化点光学素子を安価に量産するためのき
わめて有用な発明である。
表１からも明らかなようにPt含有量が90Wt％
を超えるとプレス面に突起物が発生し、膜表面が
白濁してしまい良好なレンズを成形することがで
きなかつた。またＷの含有量が60wt％を超える
と膜が酸化されやすくなりやはり良好なレンズを
成形することができなくなつた。Rh−Ｗ系合金
の場合は表２に示したように、Rh含有量が85wt
％を超すと突起物が発生するようになり良好なレ
ンズを成形できなくなつた。またＷの含有量が
60wt％を超えた場合も良好な結果が得られなか
つた。Ru−Ｗ系合金膜の場合は表３に示したよ
うに、Ｗ含有量が50Wt％以内で良好な結果が得
られた。最後に、Ir−Ｗ系合金膜の場合は表４に
示したように、Ｗ含有量が50wt％以内で良好な
結果が得られた。 次に母材としてTiNを主成分とするサーメツ
トを選び各種の組成のスパツタ膜を形成してプレ
ス成形型を構成した型でも、母材を変化させた影
響は全くなく、WCを母材とした時のプレス実験
結果と同一な結果が得られた。以上のように母材
が加工性に優れ、高温でそ性変形したり、熱衝撃
のためにクラツクがはいつたりしない材料、たと
えばTiC、またはCr3C2、あるいはAl2O3を主成
分とするサーメツトなども母材として適した材料
と考えられる。 また本発明を説明するために凹面形状のプレス
成形用型を使用したが型表面の形状は本実施例の
ような形状に限定されるものではなく、プリズム
等の光学ガラス素子形状にも適合するものである
ことは言うまでもない。 発明の効果 以上述べてきたように、本発明は加工精度に優
れ、耐熱性、耐熱衝撃性がある材料、たとえば
WCあるいはサーメツトを母材として選び、これ
ら母材上の光学ガラスとの反応性が無く、耐熱性
に優れたPt−Ｗ系合金膜、Rh−Ｗ系合金膜、Ru
−Ｗ系合金膜、あるいはIr−Ｗ系合金膜を形成し
て構成したプレス成形用型を使用して高軟化点を
有する光学ガラスをプレス成形することにより、
像形成品質の良好な高精度の高軟化点光学ガラス
素子のプレス成形を可能にしたものであり、高精
度な高軟化点光学素子を安価に量産するためのき
わめて有用な発明である。
図は本発明の光学ガラス素子の直接プレス成形
用型を組み込んだプレスマシンの構成図である。 １……上型、２……下型、３……上型用加熱ヒ
ータ、４……下型用加熱ヒータ、５……上型用ピ
ストンシリンダ、６……下型用ピストンシリン
ダ、７……供給ガラス塊状物、８……ガラス供給
用治具、９……プレス成形した光学ガラス素子取
り出し口、１０……供給ガラス塊状物の予備加熱
炉、１１……おおい。
用型を組み込んだプレスマシンの構成図である。 １……上型、２……下型、３……上型用加熱ヒ
ータ、４……下型用加熱ヒータ、５……上型用ピ
ストンシリンダ、６……下型用ピストンシリン
ダ、７……供給ガラス塊状物、８……ガラス供給
用治具、９……プレス成形した光学ガラス素子取
り出し口、１０……供給ガラス塊状物の予備加熱
炉、１１……おおい。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 耐熱性が有り、加工精度に優れた材料を母材
とし、前記母材上にPt−Ｗ系合金膜、Ph−Ｗ系
合金膜、Ru−Ｗ合金き膜あるいはIr−Ｗ系合金
膜を形成して構成されたプレス型を使用して光学
ガラス素子をプレス成形することを特徴とする光
学ガラス素子の製造方法。 ２ Pt−Ｗ系合金膜の組成がPtを40〜90wt％含
有し、残部がＷから成る２元合金、あるいはＷを
10〜60wt％含有し、Ta、NiおよびCrのうちの１
種類の元素を10wt％以内含み、残部がPtから成
る組成の合金膜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製造方法。 ３ Rh−Ｗ系合金膜の組成がRhを40〜85wt％含
有し、残部がＷから成る２元合金、あるいはＷを
15〜60wt％含有し、Ta、NiおよびCrのうちの１
種類の元素を10wt％以内含み、残部がRhから成
る組成の合金膜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製造方法。 ４ Ru−Ｗ系合金膜の組成がRuを50wt％以上含
有した２元合金、あるいはＷを50wt％以内含有
し、Ta、NiおよびCrのうちの１種類の元素を
10wt％以内含み、残部がRuから成る組成の合金
膜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製造方法。 ５ Ir−Ｗ系合金膜の組成がIrを50wt％以上含有
した２元合金、あるいはＷを50wt％以内含有し、
Ta、NiおよびCrのうちの１種類の元素を10wt％
以内含み、残部がIrから成る組成の合金膜である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
学ガラス素子の製造方法。 ６ 母材としてWCまたはサーメツトを用いたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、
第３項、第４項、または第５項のいずれかに記載
の光学ガラス素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13856486A JPS62297228A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13856486A JPS62297228A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62297228A JPS62297228A (ja) | 1987-12-24 |
| JPH0542374B2 true JPH0542374B2 (ja) | 1993-06-28 |
Family
ID=15225089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13856486A Granted JPS62297228A (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62297228A (ja) |
-
1986
- 1986-06-13 JP JP13856486A patent/JPS62297228A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62297228A (ja) | 1987-12-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |