JPH01100031A - 光学素子成形型 - Google Patents
光学素子成形型Info
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- JPH01100031A JPH01100031A JP25718787A JP25718787A JPH01100031A JP H01100031 A JPH01100031 A JP H01100031A JP 25718787 A JP25718787 A JP 25718787A JP 25718787 A JP25718787 A JP 25718787A JP H01100031 A JPH01100031 A JP H01100031A
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- Japan
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- mold
- surface layer
- substrate
- thermal expansion
- glass
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- 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
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/03—Press-mould materials defined by material properties or parameters, e.g. relative CTE of mould parts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/10—Die base materials
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-
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- C03B2215/14—Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
- C03B2215/22—Non-oxide ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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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
- C03B2215/30—Intermediate layers, e.g. graded zone of base/top material
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-
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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
- C03B2215/30—Intermediate layers, e.g. graded zone of base/top material
- C03B2215/38—Mixed or graded material layers or zones
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (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、元学素子成形戯に係り、さらに詳細には、型
の高精度加工と長寿命化とをはかることのできる光学素
子成形型に関する７、ものである。
の高精度加工と長寿命化とをはかることのできる光学素
子成形型に関する７、ものである。
近年、光学系の簡略化１手形軽量化、原価低減を目的に
、非球面ガラスレンズの要求が高まっている。その理由
は、非球面形状の採用孔より、光学系を簡略化すること
ができ、小形軽量化と原価低減とが可能となるためであ
る。
、非球面ガラスレンズの要求が高まっている。その理由
は、非球面形状の採用孔より、光学系を簡略化すること
ができ、小形軽量化と原価低減とが可能となるためであ
る。
しかし、非球面ガラスレンズな従来の研削、研磨技術で
加工することは非常に離しく、これが量産化を阻む原因
となりている。
加工することは非常に離しく、これが量産化を阻む原因
となりている。
そこで、最近では、熱間プレス成形によりて非球面ガラ
スレンズを製造する方法も試みられている。
スレンズを製造する方法も試みられている。
そして、熱間プレス成形により非球面ガラスレンズを製
造する方法は、所定の非球面形状に仕上げた型内にガラ
ス素材を挿入し、次に、屋内の素材温度を成形温度にま
で加熱した後、加圧してプレス成形するというものであ
る。
造する方法は、所定の非球面形状に仕上げた型内にガラ
ス素材を挿入し、次に、屋内の素材温度を成形温度にま
で加熱した後、加圧してプレス成形するというものであ
る。
したがって、前記したごときプレス型材料としては、高
温での強度が高く１ｍの形状積置９面粗さが出しやす（
、高温でガラスと反応しないなどの特性が必要である。
温での強度が高く１ｍの形状積置９面粗さが出しやす（
、高温でガラスと反応しないなどの特性が必要である。
なお、このような光学素子成形型としては１例えば特開
昭６０−１１８６３８号公報に記載のように、炭化タン
グステンＣＭ”Ｃ）を基材として、その表面に炭化チタ
ン（ＴｉＣ）を成膜した金型が先に提案されている。
昭６０−１１８６３８号公報に記載のように、炭化タン
グステンＣＭ”Ｃ）を基材として、その表面に炭化チタ
ン（ＴｉＣ）を成膜した金型が先に提案されている。
しかし、表面層であるＴｉＣの成膜は、高温下でおこな
われるため、これと基材であるＦＣとの熱膨張係数差が
大きいと、型冷却時、 ＴｉＣ被膜内部に大きな引張残
留応力が発生しやす（、型の仕上研磨に際し、被膜にク
ラックが発生して破壊されやすい性状を示すものである
が、従来、この点九ついての配慮はなされていなかった
。
われるため、これと基材であるＦＣとの熱膨張係数差が
大きいと、型冷却時、 ＴｉＣ被膜内部に大きな引張残
留応力が発生しやす（、型の仕上研磨に際し、被膜にク
ラックが発生して破壊されやすい性状を示すものである
が、従来、この点九ついての配慮はなされていなかった
。
本発明は、前記した従来技術の問題点を解決すべく検討
の結果なされたものであって、その目的とするところは
、熱間プレス成形により非球面ガ１ラスレンズを製造す
るに際し、型仕上研磨時におけるクラックの発生を効果
的に抑え、良好な表面粗さ、形状精度を得ることができ
、ガラスと型との反応をなくして、型表面九対するガラ
スの融着現象を生じることがなく、盤の長寿命化をはか
ることのできる光学素子成形型を提供しようとするもの
である。
の結果なされたものであって、その目的とするところは
、熱間プレス成形により非球面ガ１ラスレンズを製造す
るに際し、型仕上研磨時におけるクラックの発生を効果
的に抑え、良好な表面粗さ、形状精度を得ることができ
、ガラスと型との反応をなくして、型表面九対するガラ
スの融着現象を生じることがなく、盤の長寿命化をはか
ることのできる光学素子成形型を提供しようとするもの
である。
前記目的を達成するため、本発明に係る光学素子成形型
は、基材をＦ（’−６〜１０ｗｔ％Ｃｏ超硬合金とし、
表面層をＴｃＣとし、かつその間に位置して、前記基材
の熱膨張係数と表面層の野膨張係数との間、あるいは前
記表面層の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有する
中間層を設けたことを特徴とするものである。
は、基材をＦ（’−６〜１０ｗｔ％Ｃｏ超硬合金とし、
表面層をＴｃＣとし、かつその間に位置して、前記基材
の熱膨張係数と表面層の野膨張係数との間、あるいは前
記表面層の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有する
中間層を設けたことを特徴とするものである。
しかして、前記した基材の熱膨張係数をαＩ、中間層の
熱膨張係数なαｌ１表面層の熱膨張係数をαＣとしたと
き、αｌくαｌ≦αＣであるよ５な中間層を基材と表面
層との間に介在させると、表面層と中間層との熱膨張係
数差は小さくなるため、成膜後における表面層の引張残
留応力が低減され、型仕上研磨時におけるクラックの発
生を効果的に抑えることができる。
熱膨張係数なαｌ１表面層の熱膨張係数をαＣとしたと
き、αｌくαｌ≦αＣであるよ５な中間層を基材と表面
層との間に介在させると、表面層と中間層との熱膨張係
数差は小さくなるため、成膜後における表面層の引張残
留応力が低減され、型仕上研磨時におけるクラックの発
生を効果的に抑えることができる。
また、前記のごとく、基材の熱膨張係数をαＭ。
中間層の熱膨張係数なαｌ１表面層の熱膨張係数をαＣ
としたとき、αＩ〉αＣであるような中間層を基材と表
面層との間に介在させると、成膜後における表面層には
、圧縮残留応力が発生するため、これまた型仕上研磨時
化おけるクラックの発生を効果的に抑えることができる
。
としたとき、αＩ〉αＣであるような中間層を基材と表
面層との間に介在させると、成膜後における表面層には
、圧縮残留応力が発生するため、これまた型仕上研磨時
化おけるクラックの発生を効果的に抑えることができる
。
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
直径３０間、高さ４０調の円柱状に成形・焼結したＦＣ
−６〜１０ｗｔ％Ｃｏ超硬合金のプレス使用面を。
−６〜１０ｗｔ％Ｃｏ超硬合金のプレス使用面を。
曲率半径５９ｍｗｈ 、±１０μ風の形状精度で、凹曲
面に研刷加工した。その後、これを、ダイヤモンド砥粒
により、形状精度を維持したまま研磨し、面粗さα１戸
＝ Ｒｍａｚに仕上げた。そして、この加工面に、ＣＶ
Ｄ法によ’）、約１Ｐの厚さで、ＴＡＮ １１ Ｍ （
熱膨張係数９．２ Ｘ １Ｇ”／ｃ）を均一にコーティ
ングし、その後、さらに、ＣＶＤ法により、約６−の厚
さＫ ＴｉＣ被膜（熱膨張係ｔ１７．６ Ｘ １０−’
／Ｒｃ）を均一にコーティングした。次いで、これを、
ダイヤモンド砥粒な用いて、表面粗さＱ、００５μｍ以
下に研磨し、プレス型を裏作した。
面に研刷加工した。その後、これを、ダイヤモンド砥粒
により、形状精度を維持したまま研磨し、面粗さα１戸
＝ Ｒｍａｚに仕上げた。そして、この加工面に、ＣＶ
Ｄ法によ’）、約１Ｐの厚さで、ＴＡＮ １１ Ｍ （
熱膨張係数９．２ Ｘ １Ｇ”／ｃ）を均一にコーティ
ングし、その後、さらに、ＣＶＤ法により、約６−の厚
さＫ ＴｉＣ被膜（熱膨張係ｔ１７．６ Ｘ １０−’
／Ｒｃ）を均一にコーティングした。次いで、これを、
ダイヤモンド砥粒な用いて、表面粗さＱ、００５μｍ以
下に研磨し、プレス型を裏作した。
しかし℃、このプレス型の表面を、走査電子顕微鏡で観
察したところ、その表面は滑らかで、クラックは見られ
なかった。
察したところ、その表面は滑らかで、クラックは見られ
なかった。
次に、４０ｗｔ％ ＢａＯ−５９ｗｔ％ Ｓｉｎ、−１
５ｗｔ％ Ｂ、０．を主成分とする光学ガラス（φ１６
Ｘ ’１５ｒｒｍ ）の円柱状素材を、前記のように
して裏作されたプレス型の凹面間に挿入し、窒素雰囲気
中で、約７３０℃に加熱した後、約２ｔｏｎｆの荷重を
、２分間負荷して、プレス成形をおこなったところ、こ
の時の成形品の形状精度９面粗さは、型のそれらとｉ［
同一で、ガラスと型との反応は生じなかった。その結果
を第１表に示す。すなわち、第１表は、前記実施例ＩＫ
関連して、４０ｗｔ％ ＢａＯ−５９ｗｔ％ Ｓｉｎ、
−１５ｗｔ％Ｂ、Ｏｓを主成分とする光学ガラスをプレ
ス成形した場合の評価結果である。なお、第１表には、
比較のため、超硬合金にＴｉＣを被覆した型についての
結果も併せて示した。
５ｗｔ％ Ｂ、０．を主成分とする光学ガラス（φ１６
Ｘ ’１５ｒｒｍ ）の円柱状素材を、前記のように
して裏作されたプレス型の凹面間に挿入し、窒素雰囲気
中で、約７３０℃に加熱した後、約２ｔｏｎｆの荷重を
、２分間負荷して、プレス成形をおこなったところ、こ
の時の成形品の形状精度９面粗さは、型のそれらとｉ［
同一で、ガラスと型との反応は生じなかった。その結果
を第１表に示す。すなわち、第１表は、前記実施例ＩＫ
関連して、４０ｗｔ％ ＢａＯ−５９ｗｔ％ Ｓｉｎ、
−１５ｗｔ％Ｂ、Ｏｓを主成分とする光学ガラスをプレ
ス成形した場合の評価結果である。なお、第１表には、
比較のため、超硬合金にＴｉＣを被覆した型についての
結果も併せて示した。
Ｃ以下余白）
（実施例２）
５７ｗｔ％ Ｓｉｎ、−２２ｗｔ％ ＫＨＦ、−１６ｕ
ａｔ％ Ｂ、０３ヲ主成分とする光学ガラス（φ１６
Ｘ ｔｌｓｍｍ ）の円柱状素材を、実施例１と同様に
製作したプレス型の間に挿入し、窒素雰囲気中で、約６
２０℃に加熱した後、約２ｔｏｎｆの荷重を、２分間負
荷して、プレス成形をおこなりたところ、この場合も、
実施例１と同様、成形品の形状摺度１面粗さは、型のそ
れらとほぼ同一で、ガラスと型との反応は生じたかりた
。
ａｔ％ Ｂ、０３ヲ主成分とする光学ガラス（φ１６
Ｘ ｔｌｓｍｍ ）の円柱状素材を、実施例１と同様に
製作したプレス型の間に挿入し、窒素雰囲気中で、約６
２０℃に加熱した後、約２ｔｏｎｆの荷重を、２分間負
荷して、プレス成形をおこなりたところ、この場合も、
実施例１と同様、成形品の形状摺度１面粗さは、型のそ
れらとほぼ同一で、ガラスと型との反応は生じたかりた
。
その結果をａｇ２表に示す。すなわち、第２表は、前記
実施例２に関連し℃、５７ｗｔ％Ｓｉｎ、−２２ｕＪｔ
％ＫＨＦ、 −１６ｕｔｔｌ、 Ｂ、０．を主成分とす
る光学ガラスをプレス成形した場合の評価結果である。
実施例２に関連し℃、５７ｗｔ％Ｓｉｎ、−２２ｕＪｔ
％ＫＨＦ、 −１６ｕｔｔｌ、 Ｂ、０．を主成分とす
る光学ガラスをプレス成形した場合の評価結果である。
Ｃ以下余白）
なお、前記実施例忙おいては、中間層材料として、 Ｔ
ｉＮを用いた場合について例示したか、中間層材料は、
ＴｉＮＶｃのみ限定されるものではなく、これに代えて
、ＴａＣ、ＮｂＣ、Ａｌ、０． 、 ｐｔなどを用いる
こともできる。
ｉＮを用いた場合について例示したか、中間層材料は、
ＴｉＮＶｃのみ限定されるものではなく、これに代えて
、ＴａＣ、ＮｂＣ、Ａｌ、０． 、 ｐｔなどを用いる
こともできる。
また、前記実施例においては、７’＆Ｃ被膜のツー＋４
ング厚さを、約６μｍとした場合について例示したが、
その理由は、型の面粗さが低下した場合を考慮して、再
研磨により再生を意−しているためでありて、再生を考
慮しない場合、前記Ｔ＆Ｃの膜厚は、最低で約１μ程度
あればよい。
ング厚さを、約６μｍとした場合について例示したが、
その理由は、型の面粗さが低下した場合を考慮して、再
研磨により再生を意−しているためでありて、再生を考
慮しない場合、前記Ｔ＆Ｃの膜厚は、最低で約１μ程度
あればよい。
さらに、本発明において、基材には、Ｆ Ｃ−６〜ＩＤ
ｗｔ％Ｃｏ超硬合金を用いたが、ｃｏを６〜１０ｗｔチ
した根拠は、以下の理由による。すなわち、Ｃａが６ｗ
ｔ％ 未満になると、超硬合金がもろくなり、またＣＯ
が１０１＃ｔ％以上になると、超硬合金が酸化されやす
（なり、良好な面粗さが得られなくなるためである。
ｗｔ％Ｃｏ超硬合金を用いたが、ｃｏを６〜１０ｗｔチ
した根拠は、以下の理由による。すなわち、Ｃａが６ｗ
ｔ％ 未満になると、超硬合金がもろくなり、またＣＯ
が１０１＃ｔ％以上になると、超硬合金が酸化されやす
（なり、良好な面粗さが得られなくなるためである。
本発明は以上のごときであり、前記実施例の説明からも
明らかなように、本発明によれば、熱間ブレス成形によ
り非球面ガラスレンズを製造スるに際し、型仕上研磨時
におけるクラックの発生を効果的に抑え、良好な表面粗
さ、形状精度を得ることができ、ガラスと型との反応を
な（して、型表面に対するガラスの融着現象を生じるこ
とがなく、型の長寿命化をはかることのできる光学素子
成形型を得ることができる。
明らかなように、本発明によれば、熱間ブレス成形によ
り非球面ガラスレンズを製造スるに際し、型仕上研磨時
におけるクラックの発生を効果的に抑え、良好な表面粗
さ、形状精度を得ることができ、ガラスと型との反応を
な（して、型表面に対するガラスの融着現象を生じるこ
とがなく、型の長寿命化をはかることのできる光学素子
成形型を得ることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基材をＷＣ−６〜１０ｗｔ％Ｃｏ起硬合金とし、表
面層をＴｉＣとし、かつその間に位置して、前記基材の
熱膨張係数と表面層の熱膨張係数との間、あるいは前記
表面層の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有する中
間層を設けたことを特徴とする光学素子成形型。 ２、特許請求の範囲第１項記載の発明において、中間層
がＴｉＮである光学素子成形型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25718787A JPH01100031A (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 光学素子成形型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25718787A JPH01100031A (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 光学素子成形型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01100031A true JPH01100031A (ja) | 1989-04-18 |
Family
ID=17302888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25718787A Pending JPH01100031A (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 光学素子成形型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01100031A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02221131A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-09-04 | Olympus Optical Co Ltd | 光学素子成形用型 |
| JPH03153535A (ja) * | 1989-11-13 | 1991-07-01 | Canon Inc | 光学素子成形用型 |
-
1987
- 1987-10-14 JP JP25718787A patent/JPH01100031A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02221131A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-09-04 | Olympus Optical Co Ltd | 光学素子成形用型 |
| JPH03153535A (ja) * | 1989-11-13 | 1991-07-01 | Canon Inc | 光学素子成形用型 |
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