JPS6296331A - 光学ガラス素子の成形方法及びその成形用型 - Google Patents

光学ガラス素子の成形方法及びその成形用型

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JPS6296331A
JPS6296331A JP60236061A JP23606185A JPS6296331A JP S6296331 A JPS6296331 A JP S6296331A JP 60236061 A JP60236061 A JP 60236061A JP 23606185 A JP23606185 A JP 23606185A JP S6296331 A JPS6296331 A JP S6296331A
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optical glass
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glass element
molds
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Masayuki Sakai
界 政行
Kiyoshi Kuribayashi
清 栗林
Hideto Monju
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Masaki Aoki
正樹 青木
Hideyuki Okinaka
秀行 沖中
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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。

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方法に関し、特にプレ
ス成形後、磨き工程等を必要としない光学ガラス素子の
直接プレス成形方法及びその成形用型に関するものであ
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得る非
球面化の傾向にある。この非球面レンズの製造には、従
来の光学レンズ製造方法である光学研摩法では加工性及
び量産性に劣り、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、あらかじめ所望の面
品質及び面精度に仕上げた非球面のモールド型の上で光
学ガラスの塊状物を加熱、あるいはあらかじめ加熱しで
あるガラスの塊状物をプレス成形して、プレス成形後そ
れ以上の研摩とか磨き工程などの工程を必要とせず光学
レンズを製造する方法である。
しかしながら、上述の光学ガラスレンズの製造方法は、
プレス成形後、得られたレンズの像形成品質が損なわれ
ない程度に優れていなければならない、特に非球面レン
ズの場合、高い精度で成形できることが要求される。
したがって、型材料としては、高温度においてガラスに
対して化学作用が最小であること、型のガラスプレス面
にすり傷等の損傷を受けにくいこと、熱衝撃による耐破
壊性能が高いことなどが必要である。
この目的のために、炭化ケイ素、窒化ケイ素などの材料
の型あるいは高密度カーボンの上に炭化ケイ素、窒化ケ
イ素などのコーティング膜を形成した型が適していると
されており、いろいろ検討が加えられている。
(例えば、特開昭52−45613号公報)。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、SiC,Si8N4等の材料は硬度が極
めて高いため、これらの材料を加工して球面あるいは非
球面のレンズ成形用の型に高精度に加工することが非常
に困難であり、しかも従来これらの型材に用いられてい
るのはいずれも焼結タイプのものであるため焼結助剤と
してA1□O,,8203等のガラスと比較的反応しや
すい物質が使用されており高精度でレンズを成形できな
い欠点があった。一方、カーボンの成形物の上に炭化ケ
イ素などをコーティングして作成した型も、母材との接
合強度やガラスとの反応性といった点に問題があった。
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に、光学ガラス素子
の直接プレス成形用の型は、超硬合金を母材にし、これ
を成形すべきレンズ形状の押し形に加工し、さらにその
上に均一な厚みでイリジウム(I r)にレニウム(R
e)とオスミウム(Os)の一種以上を含む合金を主成
分とする貴金属のコーティング膜を形成することを特徴
とするものである。
ここで母材として用いる超硬合金は、放電加工が可能で
あるばかりでなく、−M的な研削加工を行なう場合にお
いても、従来ガラスレンズ直接プレス成形の型として用
いられた硬度の高い炭化ケイ素や窒化ケイ素よりも容易
に高精度な型形状の加工ができる特徴がある。
作用 本発明は上記した構成により、従来同じ目的の型として
用いられていた、SiCやSi3N4の焼結体を用いた
型の欠点であった高精度加工の困難さを克服し、かつ、
ナトリウムやカリウム等のアルカリ元素やバリウムを多
量に含有するガラスを成形しても型とガラスの反応が少
ないという利点が生じる。これより、長寿命、高倍転性
の直接プレス成形法による光学ガラス素子の作成が可能
となる。
実施例 直径30fl、長さ50龍の円柱状で、2重量%のコバ
ル)(Co)を含有するWCの超硬合金の棒を各2本ず
つ準備し、放電加工によって周囲に切り込みがある曲率
半径46龍の凹面形状の上型と、曲率半径が200fl
の凹面形状の下型から成る一対のプレス成形用型の形状
に加工した。
これらの各一対のブロック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摩した結果2時間までで
表面の最大荒さくReax)が0.02μmの精度に鏡
面加工を行なえた0次にこの鏡面上にスパッタ法により
2μmの厚みでReを2wt%含むIr合金膜を形成し
て、ガラスプレス用の型を作製した。
このようにして作成した型を第1図に示す、この型を第
2図に示すプレスマシンにセットして、S iO2が6
8%、B2Osが11%、Na2Oが10%、に20が
8%および残りが微量成分からなるホウケイ酸アルカリ
系光学ガラス(半径20鶴の球形状の塊状物)をプレス
して両凸のレンズ形状に成形した。成形条件としては、
N2雰囲気中で、型温度を800℃にしてプレス圧力4
0に+r/cjで成形を行ない、そのまま400℃まで
型とともに冷却して成形物をとり出した。上記のホウケ
イ酸アルカリガラスに対するプレス結果を第1表試料N
o2に示した。表中、型の特性の覧において、型の表面
粗さくRn+aχ)とビッカース硬度(Hv)の測定結
果はプレス前のものである。またプレス後の状態の覧は
、1000回プレス後の型表面の表面粗さくRma x
)と表面状態の観察結果である。また膜組成の覧におい
て、ReとOsの残量がIr量(wt%)である。また
Ir−Re合金膜のRe量を変化させて作成した型を用
いてプレス成形を行なった結果を第1表試料No2及び
3〜6に示した。次に、上記と同様の方法でIr−Re
合金膜の代わりにIr−03合金膜をOslを変化させ
て作成した型を用いてホウケイ酸アルカリガラスのプレ
ス成形を行なった。この結果を第1表試料No7〜11
に示した0次に、上記と同様の方法でTr−Re−Os
合金膜のReとOs量を変化させて作成した型を用いて
ホウケイ酸アルカリガラスのプレス成形を行なった。こ
の結果を第1表試料No12〜15に示した。また、母
材の構成元素を変えたWC主成分の超硬合金を用い、ス
パッタ法で■「合金膜の組成(Ir−Re−Rh、Ir
−0s −Rh、+r−Re−Os−Rh系)を変えて
作成した型を用いて真空雰囲気(101To r r)
でホウケイ酸バリウム系光学ガラス(Si02が31%
、B2Osが17%、BaOが50%および残りが微量
成分)のプレス成形を行なった。この時の結果を第2表
試料No16〜30に示した。
表中膜組成の覧において、Re、OsおよびRhの残量
がIr量(wt%)である。
また、従来使用されていた炭化ケイ素焼結体の型を作製
し、第2図のプレスマシンに本発明の型のかわりにセン
トして、上述と同様の゛ガラスの塊状物を同様の条件で
プレス成形を行った。この炭化ケイ素焼結体型の作製は
、放電加工後、研削加工で仕上げ、上述と同様のダイヤ
モンド砥粒を用いて表面を鏡面研摩した。この鏡面研摩
の工程のみにおいても、表面の最大荒さが0.02μm
まで仕上げるのに、上述の超硬合金で仕上げた場合の2
0〜25倍の40〜50時間も費した。この炭化ケイ素
焼結体型によるプレス成形の結果も、比較例として第2
表試料N031に示した。これらは数回のプレスによっ
てガラスと反応して型と付着するため、実用に供しえな
いものであった。
(以 下 余 白) 第1表、第2表かられかるように本実施例試料のプレス
型は、従来から使われていた炭化ケイ素焼結体よりも著
しく光学ガラスのプレス成形性にも優れたものを得るこ
とが出来た。
ここで、IrにReあるいはOsを添加したものは、表
かられかるようにその添加量がそれぞれ30wt%及び
43wt%付近までビッカース硬度(Hv)が増加する
ことから、プレス型の形状精度が変化しにくいという利
点を生じる。
またIrにReあるいはOsを添加したものは、その状
態図よりわかるようにIr中にReあるいはOsが固溶
しており、それぞれの添加量に応じて融点が高(なって
おり、Ir合金膜の粒成長や結晶化が抑制されることか
ら型表面の荒れも軽減された。ここでReが30wt%
以上、Osが40%以上含まれるそれぞれのIr合金は
、いずれも固溶せず、混合相として存在していることか
ら、Hvの効果もほとんど認められず、プレス前は金属
光沢を持っていた型表面が表面の荒れによって白濁化し
た。またIr−Re−0sの3元系合金にした場合も、
HVの増加が認められプレス成形性も良好でった。さら
にIr−Re、Ir−osおよびIr−Re−Qsのそ
れぞれの系に少量(1〜 13wt%)のRhを添加す
ることによってHVの増加が認められ、プレス成形性も
良好であった。
また、母材の構成元素を変えたWC主成分の超硬合金を
用いても何ら影響はなかった。また実施例で、母材とし
て用いる超硬合金にWCを主成分とするものについて述
べてきたが、特にこれに限るわけではなく、T iC,
TiN、Al103゜及びCr2O,等を主成分とする
サーメットについても全て存効であることが確認されて
いる。
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の
直接プレス成形法及び型は、超硬合金を母材とし、これ
を成形すべき光学ガラス形状の押し型に加工して、その
上に均一な厚みで、イリジウム中にレニウムとオスミウ
ムの一種以上を含む合金を主成分とする貴金属のコーテ
ィング膜を形成した一対の型を用い、不活性ガス雰囲気
あるいは真空下において成形すべきガラスの軟化点以上
の温度に加熱後加圧成形したことを特徴としているので
、従来用いられていた炭化ケイ素を主体とする焼結体を
用いた型と比較してガラスを成形した場合の反応性が少
な(なるばかりか、−m的な研削加工を行う場合におい
ても従来よりも容易に高精度な型形状の加工ができる利
点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一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
スマシンの一部切欠正面図である。 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、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、2
0・・・・・・原料ガラス予備加熱炉、21・・・・・
・おおい。 1j−一一上見

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)超硬合金を母材とし、これを成形すべき光学ガラ
    ス素子型形状の押し型に加工し、さらにその上に均一な
    厚みで、イリジウム(Ir)中にレニウム(Re)とオ
    スミウム(Os)の一種以上を含む合金を主成分とする
    貴金属のコーティング膜を形成した一対の型を用い、不
    活性ガスふん囲気あるいは真空下において成形すべきガ
    ラスをその軟化温度以上に加熱後加圧成形して光学ガラ
    スを得ることを特徴とする光学ガラス素子の成形方法。
  2. (2)超硬合金を母材とし、これを成形すべき光学ガラ
    ス形状の押し型に加工して、その上に均一な厚みで、イ
    リジウム(Ir)中にレニウム(Re)とオスミウム(
    Os)の一種以上を含む合金を主成とする貴金属のコー
    ティング膜を形成したことを特徴とする光学ガラス素子
    成形用型。
  3. (3)貴金属のコーティング膜の組成がReを2.0〜
    30重量%を含むIr合金であることを特徴とする特許
    請求の範囲第(2)項記載の光学ガラス素子成形用型。
  4. (4)貴金属のコーティング膜の組成がOsを2.0〜
    40重量%を含むIr合金であることを特徴とする特許
    請求の範囲第(2)項記載の光学ガラス素子成形用型。
  5. (5)貴金属のコーティング膜の組成がReを2.0〜
    30重量%及びOsを2.0〜40重量%を含むIr合
    金であることを特徴とする特許請求の範囲第(2)項記
    載の光学ガラス素子成形用型。
  6. (6)貴金属のコーティング膜の組成が、Re(2.0
    〜30wt%)とOs(2.0〜40wt%)の一種以
    上を含み、かつロジウム (Rh)が1.0〜10重量%含むIr合金であること
    を特徴とする特許請求の範囲第(2)項記載の光学ガラ
    ス素子成形用型。
  7. (7)母材として用いる超硬合金が、タングステンカー
    バイド(WC)を主成分とすることを特徴とする特許請
    求の範囲第(2)項記載の光学ガラス素子成形用型。
JP60236061A 1985-02-08 1985-10-22 光学ガラス素子の成形方法及びその成形用型 Granted JPS6296331A (ja)

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JPH01301864A (ja) * 1988-05-31 1989-12-06 Hoya Corp ガラス成形型の製造方法
JP2008127264A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Tokai Rubber Ind Ltd 成形型

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