JPS61281028A - 光学ガラス素子の成形方法 - Google Patents
光学ガラス素子の成形方法Info
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- JPS61281028A JPS61281028A JP12008485A JP12008485A JPS61281028A JP S61281028 A JPS61281028 A JP S61281028A JP 12008485 A JP12008485 A JP 12008485A JP 12008485 A JP12008485 A JP 12008485A JP S61281028 A JPS61281028 A JP S61281028A
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- Japan
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- press
- molding
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- 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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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/14—Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
- C03B2215/16—Metals or alloys, e.g. Ni-P, Ni-B, amorphous metals
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/40—Product characteristics
- C03B2215/46—Lenses, e.g. bi-convex
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/66—Means for providing special atmospheres, e.g. reduced pressure, inert gas, reducing gas, clean room
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/72—Barrel presses or equivalent, e.g. of the ring mould type
- C03B2215/73—Barrel presses or equivalent, e.g. of the ring mould type with means to allow glass overflow in a direction perpendicular to the press axis
Landscapes
- 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
【発明の詳細な説明】
（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晶精度
光学ガラス素子の成形方法に関するものである。
おいて、プレス成形後の研磨工程を必要としない晶精度
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って
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しては、例えば特
公昭５４−３８１２６号公報に記載されているごとく予
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
を行い、それ以後の研磨工程を必要としないで光学レン
ズを製造する方法がある。
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って
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しては、例えば特
公昭５４−３８１２６号公報に記載されているごとく予
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
を行い、それ以後の研磨工程を必要としないで光学レン
ズを製造する方法がある。
（発明が解決しようとする問題点）
処で−１−記のような光学ガラスレンズの製造方法にあ
っては、プレス成形によっ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、非常に高い面積度であることが要求される。
っては、プレス成形によっ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、非常に高い面積度であることが要求される。
したがって、光学ガラス素子のプレス成形用型として、
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
、型のプレス面に引っかき傷やすり傷等の損傷を受けに
くいことなどの性質を有している必要がある。
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
、型のプレス面に引っかき傷やすり傷等の損傷を受けに
く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、表面の平滑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、耐酸化性の優れた
型材料として、貴金属をコーティングした型がを望視さ
れている。貴金属それ自身の硬度は高くないため、超硬
合金あるいはサーメット等の高硬度の母材上に貴金属を
コーティ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、光学ガラス素子のプレス回数が増えるにし
たがって、型の高精度なプレス面が非常にわずかではあ
るが変形して、光学ガラス素子の光学特性が変化する。
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、表面の平滑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、耐酸化性の優れた
型材料として、貴金属をコーティングした型がを望視さ
れている。貴金属それ自身の硬度は高くないため、超硬
合金あるいはサーメット等の高硬度の母材上に貴金属を
コーティ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、光学ガラス素子のプレス回数が増えるにし
たがって、型の高精度なプレス面が非常にわずかではあ
るが変形して、光学ガラス素子の光学特性が変化する。
光学ガラス素子のプレス成形面の硬度を高めて、高精度
なプレス成形面が変形しないようにして、成形用型の耐
久性を向トさせる必要がある。
なプレス成形面が変形しないようにして、成形用型の耐
久性を向トさせる必要がある。
（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、プレス成形面が
、貴金属合金中に０．０１〜１０重量％のＩＶＡ族元素
を添加した薄膜で被覆された成形型を用いて、光学ガラ
スを高温状態の下に加圧成形することを要旨とするもの
である。 。
、貴金属合金中に０．０１〜１０重量％のＩＶＡ族元素
を添加した薄膜で被覆された成形型を用いて、光学ガラ
スを高温状態の下に加圧成形することを要旨とするもの
である。 。
（作用）
本発明者らは、研究の結果、貴金属合金中に０．０１〜
１０重量％のＩＶＡ族元素を添加させることにより、貴
金属合金の結晶粒子および組織が微細化し、貴金属合金
にＩＶＡ族元素を添加した薄膜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、貴金属合金そのものは軟質
材料であり、超硬合金、サーメット、セラミックス等の
高硬度の母材上に貴金属合金をコーティングすることに
より、見かけ上の硬度はヒ昇する。しかしながら、貴金
属合金中に０．０１〜１０重量％のＩＶＡ族元素を添加
した薄膜においては、薄膜の硬度そのものも高くなるた
め、成形用型の耐傷性、耐摩耗性が著しく向上する。こ
こで添加するＩＶＡ族元素としぞ適切なものは、ジルコ
ニウム（２ｒ）、チタン（Ｔｆ）、およびハウニウム（
Ｈｆ）である。
１０重量％のＩＶＡ族元素を添加させることにより、貴
金属合金の結晶粒子および組織が微細化し、貴金属合金
にＩＶＡ族元素を添加した薄膜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、貴金属合金そのものは軟質
材料であり、超硬合金、サーメット、セラミックス等の
高硬度の母材上に貴金属合金をコーティングすることに
より、見かけ上の硬度はヒ昇する。しかしながら、貴金
属合金中に０．０１〜１０重量％のＩＶＡ族元素を添加
した薄膜においては、薄膜の硬度そのものも高くなるた
め、成形用型の耐傷性、耐摩耗性が著しく向上する。こ
こで添加するＩＶＡ族元素としぞ適切なものは、ジルコ
ニウム（２ｒ）、チタン（Ｔｆ）、およびハウニウム（
Ｈｆ）である。
これらの元素は、貴金属合金の結晶粒子および組織の微
細化あるいは析出強化をもたらし、プレス成形面を硬化
させる。なお添加するＩＶＡ族元素が０．０１重量％よ
りも少ない場合、前記効果が得られないのであり、また
ＩＶＡ族元素の添加量が１０重量％よりも多い場合、結
晶粒子および組織が粗大化し、プレス成形面の鏡面性が
低下するのである。
細化あるいは析出強化をもたらし、プレス成形面を硬化
させる。なお添加するＩＶＡ族元素が０．０１重量％よ
りも少ない場合、前記効果が得られないのであり、また
ＩＶＡ族元素の添加量が１０重量％よりも多い場合、結
晶粒子および組織が粗大化し、プレス成形面の鏡面性が
低下するのである。
（実施例）
以下本発明方法を図面に基づいて説明する。
実施例１
直径３０關、長さ５０ＩＩ１１の円柱状の１ＦＣ−１０
ＴｉＧ−１０ＴａＣ−８Ｃｏ組成の超硬合金の棒を２本
準備し、放電加工によって第１図に示すごとく周囲に切
り込み部（ｉｔｂ）をもち、かつ曲率半径４６ 、、の
凹面形状としたプレス面（ｌｌａ）をもつ上型（１１）
と、曲率半径が２００■−の凹面形状としたプレ、ス面
（１２ａ）をもつ下型（■２）とからなる一対のプレス
成形用の型形状に加工する。
ＴｉＧ−１０ＴａＣ−８Ｃｏ組成の超硬合金の棒を２本
準備し、放電加工によって第１図に示すごとく周囲に切
り込み部（ｉｔｂ）をもち、かつ曲率半径４６ 、、の
凹面形状としたプレス面（ｌｌａ）をもつ上型（１１）
と、曲率半径が２００■−の凹面形状としたプレ、ス面
（１２ａ）をもつ下型（■２）とからなる一対のプレス
成形用の型形状に加工する。
この型（ＩＩ）（１２）のプレス面（Ｉ Ｉａ）（１２
ａ）を超微細なダイヤモンド絃粒を用いて鏡面研磨した
後、この鏡面上にスパッタ法により２μ向の厚みで、第
１表に示す０．０１−１０重量％の各種ＩＶＡ族元素を
含有した貴金属合金の薄膜を形成する。
ａ）を超微細なダイヤモンド絃粒を用いて鏡面研磨した
後、この鏡面上にスパッタ法により２μ向の厚みで、第
１表に示す０．０１−１０重量％の各種ＩＶＡ族元素を
含有した貴金属合金の薄膜を形成する。
、このようにして作成した型（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（Ｉ５）
および（ＩＢ）にセットし、窒素雰囲気中でＰｂＯが７
０重量％、ＳＩＯ□が２７重量％、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２０ＩＩＩ■の
球形状の塊状物（１７）をプレスし、両面が凸形のレン
ズを作成した。光学ガラスのプレス成形時の型温度は５
００℃、プレス圧は４０に９乙−であり、前記状態を２
分間保持した後、そのまま３００℃まで型とともに冷却
して、成形ガラスを取り出し口（Ｉ９）より取り出した
。このようなプレス成形工程を１００００回くり返した
後、使用した型を取りはずし１ｏｏｏｏ回プレス後の型
のビッカース硬度（Ｈｖ）および表面粗さを測定し、ま
たプレス成形後の光学ガラスレンズの表面状態を観察し
、以上の結果を第１表に示した。
第２図に示すプレスマシンのピストンシリンダ（Ｉ５）
および（ＩＢ）にセットし、窒素雰囲気中でＰｂＯが７
０重量％、ＳＩＯ□が２７重量％、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２０ＩＩＩ■の
球形状の塊状物（１７）をプレスし、両面が凸形のレン
ズを作成した。光学ガラスのプレス成形時の型温度は５
００℃、プレス圧は４０に９乙−であり、前記状態を２
分間保持した後、そのまま３００℃まで型とともに冷却
して、成形ガラスを取り出し口（Ｉ９）より取り出した
。このようなプレス成形工程を１００００回くり返した
後、使用した型を取りはずし１ｏｏｏｏ回プレス後の型
のビッカース硬度（Ｈｖ）および表面粗さを測定し、ま
たプレス成形後の光学ガラスレンズの表面状態を観察し
、以上の結果を第１表に示した。
第１表から明らかなように、ジルコニウム、チタン、お
よびハフニウムの添加量が増加するにつれてビッカース
硬度（Ｂｙ）が高くなり、１００００回プレス成形を行
った後においても、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。
よびハフニウムの添加量が増加するにつれてビッカース
硬度（Ｂｙ）が高くなり、１００００回プレス成形を行
った後においても、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、ＩＶＡ族元素の添加量が００Ｏ１重量％
よりも少ない場合、型表面が十分に硬化されておらず型
の表面粗さは約０．１μｍ前後まで荒れており、得られ
た光学ガラスレンズの光学特性も低下していた。ＩＶＡ
族元素の添加量が１０重量％より多い場合、ＩＶＡ族元
素が貴金属合金中に析出しており型の表面粗さも約０．
４μｍまで荒れており、得られた光学ガラスレンズの光
学特性も低下していた。
よりも少ない場合、型表面が十分に硬化されておらず型
の表面粗さは約０．１μｍ前後まで荒れており、得られ
た光学ガラスレンズの光学特性も低下していた。ＩＶＡ
族元素の添加量が１０重量％より多い場合、ＩＶＡ族元
素が貴金属合金中に析出しており型の表面粗さも約０．
４μｍまで荒れており、得られた光学ガラスレンズの光
学特性も低下していた。
実施例２
本実施例１で記載したと同時に、ＴｉＣ−５ＮｂＣ−９
ＮＩ組成のサーメットを用いて、曲率半径が４６−ｍお
よび２００ 、、の型形状に加工した。鏡面研磨後、ス
パッタ法により２μｍの厚みで第２表に示す０．０１〜
１０重量％の複数のＩＶＡ族元素を含有した貴金属合金
の薄膜を形成した。
ＮＩ組成のサーメットを用いて、曲率半径が４６−ｍお
よび２００ 、、の型形状に加工した。鏡面研磨後、ス
パッタ法により２μｍの厚みで第２表に示す０．０１〜
１０重量％の複数のＩＶＡ族元素を含有した貴金属合金
の薄膜を形成した。
このようにして作成した型を実施例工と同様に第２図に
示すプレスマシンにセットし、光学ガラスの成形を行っ
た。プレス成形は、Ｐｂｏが７０重蚕％、Ｓ１０□が２
７重量％および残部が微量成分からなる酸化鉛系光学ガ
ラスを用い、プレス成形時の型温度は５００℃、プレス
圧力は４ｏゝ’ ７ｃｍ”、保持時ｎｎは２分間とした
。プレス成形を１００００回くり返した後、使用した型
のビッカース硬度（Ｈｖ）及び表面粗さを測定し、また
プレス成形後の光学ガラスレンズの表面状態を観察し、
以上の結果を第２表に示した。
示すプレスマシンにセットし、光学ガラスの成形を行っ
た。プレス成形は、Ｐｂｏが７０重蚕％、Ｓ１０□が２
７重量％および残部が微量成分からなる酸化鉛系光学ガ
ラスを用い、プレス成形時の型温度は５００℃、プレス
圧力は４ｏゝ’ ７ｃｍ”、保持時ｎｎは２分間とした
。プレス成形を１００００回くり返した後、使用した型
のビッカース硬度（Ｈｖ）及び表面粗さを測定し、また
プレス成形後の光学ガラスレンズの表面状態を観察し、
以上の結果を第２表に示した。
第２表から明らかなように、ジルコニウム（Ｚｒ）、チ
タン（Ｔｉ）、およびハフニウム（Ｉｆ）の中から２種
類あるいは３種類の元素を添加すると、貴金属合金だけ
の場合よりも、プレス成形用型のプレス成形面のビッカ
ース硬度（Ｈｖ）が高くなり、１００００回プレス成形
を行った後においても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。またプレス成形に
よって得られた光学ガラス素子の表面に微細なキズも発
生しておらず、高い表面形状を有しており光学特性は非
常に優れていた。本願特許請求の範囲よりＩＶＡ族元素
を添加した場合、実施例１と同様にプレス成形面の表面
粗さが０．４μｍ前後まで悪くなっていた。
タン（Ｔｉ）、およびハフニウム（Ｉｆ）の中から２種
類あるいは３種類の元素を添加すると、貴金属合金だけ
の場合よりも、プレス成形用型のプレス成形面のビッカ
ース硬度（Ｈｖ）が高くなり、１００００回プレス成形
を行った後においても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。またプレス成形に
よって得られた光学ガラス素子の表面に微細なキズも発
生しておらず、高い表面形状を有しており光学特性は非
常に優れていた。本願特許請求の範囲よりＩＶＡ族元素
を添加した場合、実施例１と同様にプレス成形面の表面
粗さが０．４μｍ前後まで悪くなっていた。
なお本実施例では、ＴｉＧ−５ＮｂＣ−９Ｎｉ組成のサ
ーメットを用いたが、その他の材料として、ＴｉＮ基サ
ーメット、Ｃｒ、 Ｃ，基サーメット、Ａ４，０．基サ
ーメット、ジルコニアあるいはアルミナ等のセラミック
スでもよいことは計うまでもない。また成形面（４）及
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、フィルタ等の形状でもよいことは言
うまでもない。
ーメットを用いたが、その他の材料として、ＴｉＮ基サ
ーメット、Ｃｒ、 Ｃ，基サーメット、Ａ４，０．基サ
ーメット、ジルコニアあるいはアルミナ等のセラミック
スでもよいことは計うまでもない。また成形面（４）及
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、フィルタ等の形状でもよいことは言
うまでもない。
以下余白
（発明の効果）
以上説明から明らかなように、本発明の光学ガラス素子
の成形方法は、光学ガラス素子のプレス成形面が、貴金
属合金中に０．０１〜１０重量％のＩＶＡ族元素を添加
した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ものであり
、０．０１〜１（１１１％のジルコニウム（Ｚｒ）、チ
タン（Ｔ１）、ハフニラ（Ｉｆ）の中から選ばれた少な
くとも一つの元素を添加することにより、貴金属合金薄
膜が硬化して耐摩耗性が向上する。その結果、ｔｏｏｏ
。
の成形方法は、光学ガラス素子のプレス成形面が、貴金
属合金中に０．０１〜１０重量％のＩＶＡ族元素を添加
した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ものであり
、０．０１〜１（１１１％のジルコニウム（Ｚｒ）、チ
タン（Ｔ１）、ハフニラ（Ｉｆ）の中から選ばれた少な
くとも一つの元素を添加することにより、貴金属合金薄
膜が硬化して耐摩耗性が向上する。その結果、ｔｏｏｏ
。
回プレス成形した後においても、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。
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。
したがって、本発明の光学ガラス素子の成形方法によっ
て、非常に高精度な光学ガラス素子を容易に製造でき、
そのｔ業的価値は極めて大なるものがある。
て、非常に高精度な光学ガラス素子を容易に製造でき、
そのｔ業的価値は極めて大なるものがある。
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
ス成形用型であり、第２図は同実施例で用いたプレスマ
シンを表す図である。 （ＩＩ）・・・上型、（１２）・・・下型、（Ｉｌａ）
・・・上型のプレス面、（１２ａ）・・・下型のプレス
面。 第１図
ス成形用型であり、第２図は同実施例で用いたプレスマ
シンを表す図である。 （ＩＩ）・・・上型、（１２）・・・下型、（Ｉｌａ）
・・・上型のプレス面、（１２ａ）・・・下型のプレス
面。 第１図
Claims (2)
- （１）光学ガラス素子のプレス成形面が、貴金属合金中
に０．０１〜１０重量％のＩＶＡ族元素を添加した薄膜
で被覆された成形用型を用いて、光学ガラスを高温状態
の下で加圧成形することを特徴とする光学ガラス素子の
成形方法。 - （２）貴金属合金が、白金（Ｐｔ）を５重量％以上含有
し、残部がイリジウム（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）の中から選ばれた少なくとも一つの元素から
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学
ガラス素子の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12008485A JPS61281028A (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | 光学ガラス素子の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12008485A JPS61281028A (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | 光学ガラス素子の成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61281028A true JPS61281028A (ja) | 1986-12-11 |
| JPH0140780B2 JPH0140780B2 (ja) | 1989-08-31 |
Family
ID=14777507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12008485A Granted JPS61281028A (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | 光学ガラス素子の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61281028A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007046437A1 (ja) * | 2005-10-19 | 2007-04-26 | The Circle For The Promotion Of Science And Engineering | 成形金型用耐食耐熱合金および光学素子成型用金型 |
-
1985
- 1985-06-03 JP JP12008485A patent/JPS61281028A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007046437A1 (ja) * | 2005-10-19 | 2007-04-26 | The Circle For The Promotion Of Science And Engineering | 成形金型用耐食耐熱合金および光学素子成型用金型 |
| US8298354B2 (en) | 2005-10-19 | 2012-10-30 | Tokyo Institute Of Technology | Corrosion and heat resistant metal alloy for molding die and a die therewith |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0140780B2 (ja) | 1989-08-31 |
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