JPH02199035A - 光学部品の成形方法 - Google Patents

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、カメラ、顕微鏡、望遠鏡などの光学測定機、
ビデオカメラ、ビデオムービー、ビデオディスクなどの
映像機器、コンパクトディスクなどのＦＳ　’ｆｆ　Ｉ
ａ器、ファクシミリ、レーザビームプリンタ、複写機な
どの事務機器に代表される光学機器にＬとして用いられ
るガラスレンズやプラスチックレンズなどの光学部品の
成形方法に関するものである。

（従来の技術） 最近、光学機器用のガラスレンズやプラスチックレンズ
は、　１ｉｔ−・で無収差にできることから非球面レン
ズがＬ力（なる傾向にある。この非球面レンズを製造す
る場合は、従来の光学レンズの製造方法である九′？研
磨法では、加り性及び量産化が困難であることから直接
プレス成形法で行われている。

１１゛１接ブレス成形法で九′７部品を成形加工する場
合、ガラス又はプラスチックでなる被加工材料を精密成
形モルードの成形面に設置して昇温加熱しながら加圧成
形するか、もしくはあらかじめ加熱した被加工材料を成
形面に設置して加圧成形し、成形面を写し取ったような
面積度でなる光学部品を成形する方法である。この場合
、最初、すぐれた面Ｆ＋１度からなる精密成形モルード
の成形面が加圧成形時の雰囲気による影響又は被加り材
料との反応でもって和尚になり、特に被加工材料がガラ
スでなる場合は加圧成形時の温度が高いことから短時間
で実用できなくなるという問題がある。このような問題
点を解決しようとした代表的なもの・ に、特開昭６２−３０３０号公報及び特開昭６１−　５
０３３４号公報がある。

（発明が解決しようとする問題点） 特開昭６２−３０３０号公報には、超硬合金の表面に炭
化ケイ本のコーテイング膜を形成してなる精密成形子ル
ートを用いて、不活性ガス雰囲気又は真空下において成
形すべきガラスをその軟化温度以ｌ−に加熱後加圧成形
する光学ガラス素子の成形方法が開示されている。この
同公報には、高ｆ＋”１度な形状加重がてきる超硬合金
と、この超硬合金の表面に形成する炭化ケイ素のコーテ
イング膜との熱膨張率がよく　致しており、その結果被
加工材料であるガラスのプレス成形の際のモルードの加
熱、プレス成形、冷却といつ熱サイクルの繰り返しにお
いても超硬合金と膜との接着力がすぐれていて、高信頼
性、長寿命の九′？ガラス素子の成形１１７人であると
開示されているけれども、加熱軟化したガラスと炭化ケ
イ素の膜との反応が生じ、特に酸化性雰囲気においては
著しく反応するために粗面な膜になること、及び加圧成
形されたガラスの変色やガラス中に気泡が生じるという
問題がある。

特開昭６２−　５０３３４号公報には、超硬合金の表面
に金属の窒化物層を形成した光？ガラス素子の成形用モ
ルードが開示されている。この同公報の発明は、超硬合
金とガラスが直接接触しないことから、従来の鋼や超硬
合金でなる成形用干ルートに比べて、加熱軟化したガラ
スとの反応性が少な（て、成形用干ルートの損傷も少な
いけれども、加圧成形されたガラスの変色やガラス中に
気泡が生じるという問題がある。

本発明は、上述のような問題点を解決したもので、具体
的には、高温においてプラスチックやガラスとの反応性
が著しく低い精密成形子ルートを用いて、その反応性の
最も低い雰囲気中で加圧成形するという光学部品の成形
方法の提供を目的とするものである。

（問題点を解決するためのｐ段） 本発明者らは１、光学機器用レンズ、特に高温で加圧成
形する必要があるガラスレンズを直接プレス成形法で成
形する場合に、従来の精密成形子ルートとガラスとの反
応性が河しいために実用化できないという問題に対し、
特願昭６３−１７６５３５号でもって提案し解決したも
のである。この特願昭６３−１７６５３５号で提案した
精密成形モルードに基づいて、実用化における最適条件
を検討することにより本発明を完成するに至ったもので
ある。

すなわち５本発明の光′？部品の成形方法は、成形而を
何する精密成形モルードの該成形而にガラス又はプラス
チックでなる被加工材料を設置して加圧成形工程を経て
、該被加「材料から光？部品を成形する方法であって、
該精密成形モルードの少なくとも該成形面がクロムと酸
素の含有した化合物をｊ゛成分する硬質層又は硬質体か
らなり。

かつ成形「程の少なくとも該加圧成形工程が酸化性雰囲
気で行われることを特徴とする方法である。

本発明の光′？部品の成形方法において用いる精密成形
モルードは、具体的には、例えば超硬合金、サーメット
、セラミックスなどの焼結合金又は鋼などの合金を基材
とする成形子ルートの少な（とも成形面がクロムと酸素
の含有した化合物を１成分とする被ＦｒＩ膜や溶射層か
らなる硬質層で構成された第１の複合モルード、又は上
記基材でなる成形子ルートの少なくとも成形面がクロム
と酸ふの含有した化合物なＬ成分とする焼結体からなる
硬質体で構成された第２の複合モルード、もしくは成形
モルード全体がクロムと酸素の含有した化合物をＬ成分
とする焼結体て構成されてなる甲子ルートを挙げること
ができる。

これらのｆＩ１１密成形干ルートの内、第１の複合モル
ートは、を記の基材でなる成形モルードの少なくとも成
形面が従来から行われている化学蒸着法（ＣＶＤ法）、
物理蒸着法（ＰＶＤ法）又は溶射法により形成してなる
酸化クロム、ｌ’ｉｌ炭化クロム、酸窒化クロムもしく
は酸度窒化クロムの中の少なくとも１種のクロムと酸素
の含有した化合物、あるいはこの化合物が５０体積％以
上含む被覆膜や溶着層でなる硬質層からなるものである
。

また、第２の複合モルードは、１記の基材で成形子ルー
トの少なくとも成形面が酸化クロム、酸度化クロム、酸
窒化クロム又は酸度窒化クロムの中の少なくともｌ稀の
クロムと酸素の含有した化合物の焼結体でなる硬質体、
もしくはこの化合物を５０体積％以りと他にＣｒを除く
周期律表４ａ、　５ａ、６ａ族金属の酸化物、炭化物、
窒化物、硼化物、Ｓｌ。

８の酸化物、窒化物、炭化物、　　Ａｉｌの酸化物、窒
化物、アルカリ土類金属　（［１Ｂ、　ｌｄｇ、　Ｃａ
、　Ｓｒ、　Ｂａｌの酸化物、希−Ｌ類金属（Ｓｃ、Ｙ
、Ｌａ、　Ｃｅ、　Ｐｒ、　Ｎｄ。

Ｓｓ、　Ｅｕ、　Ｇｄ、　Ｔｂ、　０１．１−１ｏ、　
Ｅｒ、　Ｔｎ＋、　Ｙｂ、　Ｌｕ）の酸化物及びこれら
の相斤固溶体、もしくはＮ６．　Ｔａ。

Ｃｒ　　　Ｉｌｌ、　Ｒｕ、　　Ｒｈ、　　Ｐｄ、　　
Ｒｅ、　　Ｉｒ、　　ｐｔ、　　Ｌｕ、　　Ｆｅ、　　
Ｎｉ。

Ｃｏの中の少なくともＩＮを含有してなる焼結体でなる
硬質体からなるものである。この第２の複合モルードに
おける成形面は、例えば数ＩＩＩＩの肉厚で成形してな
る成形面部とし、その外周部及び低面部を！゛記の基材
で作製することができる。このとき、基材が鋼や銅合金
などの場合は、成形面部と基材とを従来から行われてい
る焼嵌め法、ロー付は法又はメタライズ法でもって複合
干ルートとすることができ、基材が超硬合金やセラミッ
クスなどの焼結体でなる場合は、ロー付は法又はメタラ
イズ法でもって複合モルードとすることができるもので
ある。

ここで記載している成形面とは、被加ｆ材料が所望の形
状に成形されるときに、加圧成形時に被加１°材料と精
密成形子ルートとが直接接触するモルード面のことであ
る。

木発１！１の九′ｒ部品の成形方法において、少なくと
も加圧成形「程が酸化性雰囲気であるということは、被
加１材料か加熱軟化されて精密成形子ルートの成形面ｌ
゛て加圧成形される工程、又はこの加圧成形１．程と他
の１程をも含めた製造１程が酸化性雰囲気の状態になっ
ているということである。この内、酸化性雰囲気とは、
具体的には１例えば大気中、酸素ガスの混在した減圧、
Ｎ２や不活性ガスと酸素ガスとの混合ガス、又は酸素ガ
スに換えて　■ヨロ、　ｃｏ、　ｃｏ２などの酸素元素
を含有した化合物の混在してなるガス雰囲気のことであ
る。

特に、酸化性雰囲気は、酸素又は酸素元素を含有した化
合物の中の少なくとも１種が存在してなるガス雰囲気に
おける蒸気圧が酸素分圧に換算してＩｎ−”ｒｏｒｒ以
上の状態にすると、被加工材料と精密成形モルードの成
形面との反応性が著しく少なくなることから好ましいこ
とである。ここで記載した酸素分圧への換算は、−分子
中に含まれる酸素原−ｒの１７２として換１９１．例え
ばＩ　Ｔｏｒｒの１１１０蒸気では酸素分圧０．５Ｔｏ
ｒｒとみなし、ｌ　ＴｏｒｒのＣＯ。

では酸素分圧Ｉ　Ｔｏｒｒとみなすものとする。

（作用） 本発明の光学部品の成形方法は、光学部品に成形される
ための被加■−材料と直接接触する精密成形子ルートの
成形面がクロムと酸素の含有した化合物を１＝成分とす
る硬質層又は硬質体からなることから、被加１−材料と
成形面との反応性が苦しく抑制されるという作用がある
。また２本発明の光′一部品の成形方法は、クロムと酸
素の含有した化合物をＬ成分とする成形面を有する精密
成形モルードを用いて、被加り材料から九′？部品を作
製する加ｔ１成形［程が酸化性雰囲気であることにより
、雰囲気中の酸素が加熱された被加工材料と成形面との
反応を、さらに−層抑制させるという作用をしているも
のである。

（実施例） 実施例１ ９０ｗＬ％ＣｒＪｘ　　Ｉ　Ｏｗ１％ＺｒＬ焼結体を・
面が鏡面研磨面でなる１３ｘ　ｌ：３ｘ　４．ｆｌ＋＋
ｍ寸法に成形し、この鏡面６Ｊｌ磨而りに７φＸ３ｍｍ
寸法の市販の鉛ガラスを設置ｎシ、第１表に示すような
各種雰囲気で６５０℃、１５分間保持した後、焼結体の
鏡面状態及び鉛ガラスの変色状態を調べて第１表に併記
した。

比較として、市販のＡ℃２０３系焼結体、　ＳｉＣ系焼
結体及びｌＩＣ−Ｃｏ系焼結体を用いて、Ｆ２方法と同
様に行って各焼結体の鏡面状態及び鉛ガラスの変色状態
を調べて第１表に併記した。

以下余白 実施例２ ダイス鋼を」＾材とし、成形面が実施例１で用いた焼結
体でなる精密成形モルードを作製し、それぞれの精密成
形モルードを用いて下記の条件でもって鉛ガラス製の凸
レンズ成形を行い、その結果を第２表に示した。

成形条件 モルード形状　１０φＸ２Ｇ 加熱温度　　　５００℃ 加ｆトカ　　　　１（１（ｌ　ｋｇ 加ハロー時間　　２０　　秒 使用雰囲気　　第２表に併記 １け　価　　　　ガラスが成形面に付着又はガラスの変
色が生じるまでの成 形同数 以ド余白 （発明の効果） 本発明の光学部品の成形方法は１本発明の方法から外れ
た比較の成形方法（実施例１の比較方法１，２．３．４
及び実施例２の比較方法２０）、娃ひに従来の成形方法
（実施例１の比較方法５〜１９及び実施例２の比較方法
２１〜２９）に比べて、成形面と被加工材料との反応が
著しく少ないこと、成形面への被加圧材料の付着が極め
て少ないこと、成形後の被加「材料の変色及び表面荒れ
が殆ど生じないという効果がある。

特許出願人　東芝タンガロイ株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）成形面を有する精密成形モルードの該成形面にガ
   ラス又はプラスチックでなる被加工材料を設置して加圧
   成形工程を経て、該被加工材料から光学部品を成形する
   方法において、該精密成形モルードの少なくとも該成形
   面がクロムと酸素の含有した化合物を主成分とする硬質
   層又は硬質体からなり、かつ成形工程の少なくとも該加
   圧成形工程が酸化性雰囲気で行われることを特徴とする
   光学部品の成形方法。
2. （２）上記酸化性雰囲気は、酸素又は酸化元素を含有し
   た化合物の中の少なくとも１種が存在してなるガス雰囲
   気であり、該ガス雰囲気の蒸気圧が酸素分圧に換算して
   １０＾−＾２Ｔｏｒｒ以上であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の光学部品の成形方法。