JPH02283627A - 光学ガラス素子成形用の成形型 - Google Patents
光学ガラス素子成形用の成形型Info
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- JPH02283627A JPH02283627A JP10154689A JP10154689A JPH02283627A JP H02283627 A JPH02283627 A JP H02283627A JP 10154689 A JP10154689 A JP 10154689A JP 10154689 A JP10154689 A JP 10154689A JP H02283627 A JPH02283627 A JP H02283627A
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- JP
- Japan
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- mold
- optical glass
- glass element
- base material
- molding
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- Pending
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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
-
- 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
- C03B11/005—Pressing under special atmospheres, e.g. inert, reactive, vacuum, clean
-
- 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
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/14—Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
- C03B2215/24—Carbon, e.g. diamond, graphite, amorphous carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- 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］
本発明は加熱により軟化したガラスを、押圧成形するこ
とにより光学ガラス素子を成形するための成形型に関す
るものである。
とにより光学ガラス素子を成形するための成形型に関す
るものである。
［従来の技術及びその問題点］
従来、光学ガラス素子は研磨工程により作られてきたが
、最近になって、加熱により光学ガラス素子材料を軟化
させ、上型及び下型間で押圧成形させることにより光学
ガラス素子を製造しようとするガラスモールド法が用い
られはしめている。
、最近になって、加熱により光学ガラス素子材料を軟化
させ、上型及び下型間で押圧成形させることにより光学
ガラス素子を製造しようとするガラスモールド法が用い
られはしめている。
この場合、成形型としては、希望する曲面に加工した母
材に薄膜を施したものか用いられているが、母材として
は耐熱性、機械的強度、加工性等を満足させるため、超
硬合金タングステンカーバイド（ＷＣ）、ステンレス、
Ｎｉ基耐熱合金や、サーメット、炭化ケイ素（ＳｉＣ）
、窒化ケイ素（ＳｉＪ＜）等の各種セラミックスなどが
使用されている。また、これら母材上に耐酸化性、光学
ガラス素子との離型性、耐反応性などを目的に、窒化チ
タン（ＴｉＮ）等のセラミックスや白金（ｐｔ）、金（
Ａｕ）、ロジウム（Ｒｈ）等の貴金属の被膜を施した成
形型が使用されている。
材に薄膜を施したものか用いられているが、母材として
は耐熱性、機械的強度、加工性等を満足させるため、超
硬合金タングステンカーバイド（ＷＣ）、ステンレス、
Ｎｉ基耐熱合金や、サーメット、炭化ケイ素（ＳｉＣ）
、窒化ケイ素（ＳｉＪ＜）等の各種セラミックスなどが
使用されている。また、これら母材上に耐酸化性、光学
ガラス素子との離型性、耐反応性などを目的に、窒化チ
タン（ＴｉＮ）等のセラミックスや白金（ｐｔ）、金（
Ａｕ）、ロジウム（Ｒｈ）等の貴金属の被膜を施した成
形型が使用されている。
このような成形型において、光学ガラス素子の成形を繰
り返したとき１例えばＴｉＮコーティングされたものは
、ＴｉＮ自体組成が不安定であるため、酸化雰囲気中だ
と、ＴｉＮの構造組成に変化が起き、膜の性質にも影響
を及ぼし、母材との密着性、光学ガラス素子とのｆａ５
性か悪化するようになった。そのため、成形部の雰囲気
を厳密に非酸化性とするよう注意する必要があり、装置
の大型化をまぬがれなかった。例えば、成形部内を一旦
真空にした後、非酸化性ガスを供給するため、高温下で
のシールド法などに難点があった。
り返したとき１例えばＴｉＮコーティングされたものは
、ＴｉＮ自体組成が不安定であるため、酸化雰囲気中だ
と、ＴｉＮの構造組成に変化が起き、膜の性質にも影響
を及ぼし、母材との密着性、光学ガラス素子とのｆａ５
性か悪化するようになった。そのため、成形部の雰囲気
を厳密に非酸化性とするよう注意する必要があり、装置
の大型化をまぬがれなかった。例えば、成形部内を一旦
真空にした後、非酸化性ガスを供給するため、高温下で
のシールド法などに難点があった。
また貴金属を使用した場合、貴金属自体が軟らかいため
、成形時の光学ガラス素子材料との＊擦により容易に傷
を生じてしまう、そこで特開昭６２−１１９１２８号な
どで開示されているように、白金族合金に窒化物を分散
させた薄膜を使用したり、白金族合金の各貴金属の割合
を変えたりしである程度傷をおさえようとした例もみら
れるか、それにも限界があった。
、成形時の光学ガラス素子材料との＊擦により容易に傷
を生じてしまう、そこで特開昭６２−１１９１２８号な
どで開示されているように、白金族合金に窒化物を分散
させた薄膜を使用したり、白金族合金の各貴金属の割合
を変えたりしである程度傷をおさえようとした例もみら
れるか、それにも限界があった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、成形型表面に傷を生じることなく、耐用寿命
に優れ、かつ高精度の光学ガラス素子を再現性良く成形
するこができるような成形型を提供することをその目的
とするものである。
のであり、成形型表面に傷を生じることなく、耐用寿命
に優れ、かつ高精度の光学ガラス素子を再現性良く成形
するこができるような成形型を提供することをその目的
とするものである。
［問題点を解決するための手段コ
上記目的のため、本発明は、光学ガラス素子材料を加熱
し、軟化後、押圧成形して光学ガラス素子を得るための
成形型であって、該成形型を母材とその上に施したコー
ティング薄膜とで構成し、該コーティング薄膜を水素を
結合させたアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）としたこと
を特徴とするものである。
し、軟化後、押圧成形して光学ガラス素子を得るための
成形型であって、該成形型を母材とその上に施したコー
ティング薄膜とで構成し、該コーティング薄膜を水素を
結合させたアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）としたこと
を特徴とするものである。
［作用］
本発明者は、種々の研究と検詞を重ねた結果、成形型母
材表面のコーテイング膜として、水素を結合させたアモ
ルファスカーボンか優れた特性を有していることを確認
した。
材表面のコーテイング膜として、水素を結合させたアモ
ルファスカーボンか優れた特性を有していることを確認
した。
水素を含まないアモルファスカーボンは、ガラス状カー
ボンに近く、もろくて硬度も低い。
ボンに近く、もろくて硬度も低い。
これに対し、水素を結合させたアモルファスカーボンは
ダイアモンド構造をした結合（５ｐ３）かアモルファス
中に分散するため、硬度は飛躍的に向上することになる
。
ダイアモンド構造をした結合（５ｐ３）かアモルファス
中に分散するため、硬度は飛躍的に向上することになる
。
本発明では、成形型母材を超硬合金ＷＣ，ステンレス、
Ｎｉ基耐熱合金のいずれか１つとし、この母材を所望の
形状に研削、研磨加工後、この表面にアモルファスカー
ボンを高周波プラズマ法、イオンビーム法、イオンブレ
ーティング法、スパッタリング法のいずれかの方法、ま
たはそれらを組み合わせた方法を用いてコーティングす
る。このとき、被膜をアモルファス状態とするためにコ
ーティング条件を制御してアモルファスカーボンを０．
１終厘〜５＃ＬＩＩ形成させる。このような成形型を使
用することにより、耐熱性、耐酸化性、光学ガラス素子
との耐謂れ性、離型性に優れ、表面硬度が高く、しかも
成形または取り扱い中に傷つけることのない成形型か得
られる。
Ｎｉ基耐熱合金のいずれか１つとし、この母材を所望の
形状に研削、研磨加工後、この表面にアモルファスカー
ボンを高周波プラズマ法、イオンビーム法、イオンブレ
ーティング法、スパッタリング法のいずれかの方法、ま
たはそれらを組み合わせた方法を用いてコーティングす
る。このとき、被膜をアモルファス状態とするためにコ
ーティング条件を制御してアモルファスカーボンを０．
１終厘〜５＃ＬＩＩ形成させる。このような成形型を使
用することにより、耐熱性、耐酸化性、光学ガラス素子
との耐謂れ性、離型性に優れ、表面硬度が高く、しかも
成形または取り扱い中に傷つけることのない成形型か得
られる。
成形型母材としては超硬合金ＷＣ、ステンレス、 Ｎｉ
基耐熱合金が好ましい。
基耐熱合金が好ましい。
成形型母材を上記材料に限ったのは、これらの材料は、
研磨加工にて表面粗さをかなり小さくさせることが可能
で（Ｒ■ａｘｍｏ１口２≧終朧以下）、被膜との密着力
が高くなるためてあり、セラミック等では細かなボイド
が残留し、密着力も弱まるためである。
研磨加工にて表面粗さをかなり小さくさせることが可能
で（Ｒ■ａｘｍｏ１口２≧終朧以下）、被膜との密着力
が高くなるためてあり、セラミック等では細かなボイド
が残留し、密着力も弱まるためである。
また、膜厚については、０．１鉢鳳以下だと高温下ては
母材表面の酸化が被膜だけでは抑えきれずに徐々に表面
が悪化してくるし、 ５ル■以上になると表面の精密な
面形状を崩す恐れがあるためＯｊμｓ 〜５１Ｌｓとし
た。
母材表面の酸化が被膜だけでは抑えきれずに徐々に表面
が悪化してくるし、 ５ル■以上になると表面の精密な
面形状を崩す恐れがあるためＯｊμｓ 〜５１Ｌｓとし
た。
以下、この発明の実施例を図面を参考にしながら説明す
る。
る。
［実施例］
第１図は本発明の成形型を用いた光学ガラス素子成形装
置の概略図である０図中３は下平。
置の概略図である０図中３は下平。
４は上型であり、上型４はシリンダー８によって昇降可
能となっている。また１２はシールドボックス、９は雰
囲気ガス供給口、７は光学ガラス素子材料５を加熱する
ためのヒーターｌＯは熱電対である。
能となっている。また１２はシールドボックス、９は雰
囲気ガス供給口、７は光学ガラス素子材料５を加熱する
ためのヒーターｌＯは熱電対である。
第３図はここで使用した成形型の拡大図な示したもので
ある。この実施例では母材ｌとして超硬合金ＷＣを使用
し、その表面に水素を結合させたアモルファスカーボン
を高周波プラズマ法でコーティングした。
ある。この実施例では母材ｌとして超硬合金ＷＣを使用
し、その表面に水素を結合させたアモルファスカーボン
を高周波プラズマ法でコーティングした。
成形型の製作として、まず放電加工後、超精密旋盤にて
所望の形状に加工し、ダイヤモンド研磨剤で研磨し、表
面粗さ０．０ＩＪＬＩＩに仕上げた。この母材上にメタ
ンガス（Ｃ１，）を原料として、ガス圧を１０Ｐａに保
ち、 ２，３ＭＨｚの高周波グロー放電下でアモルフ
ァスなカーボンを堆積させ、厚さ １，０ＩＬ−の被膜
２を形成させた。このときの被膜２のビッカース硬度は
４０００Ｋｇ／−鳳２であった。
所望の形状に加工し、ダイヤモンド研磨剤で研磨し、表
面粗さ０．０ＩＪＬＩＩに仕上げた。この母材上にメタ
ンガス（Ｃ１，）を原料として、ガス圧を１０Ｐａに保
ち、 ２，３ＭＨｚの高周波グロー放電下でアモルフ
ァスなカーボンを堆積させ、厚さ １，０ＩＬ−の被膜
２を形成させた。このときの被膜２のビッカース硬度は
４０００Ｋｇ／−鳳２であった。
成形方法としては、まず下型３上に球状に研磨加工した
光学ガラス素子材料Ｆ２（小原光学硝子製）５をのせ、
ヒーター７を使用し、４８０℃まで加熱した。ここで型
温度は熱電対ｌＯによって測定した。また加熱中は成形
型の酸化による悪化を抑えるために雰囲気ガス供給口９
より非酸化性である窒素ガスを流入した。
光学ガラス素子材料Ｆ２（小原光学硝子製）５をのせ、
ヒーター７を使用し、４８０℃まで加熱した。ここで型
温度は熱電対ｌＯによって測定した。また加熱中は成形
型の酸化による悪化を抑えるために雰囲気ガス供給口９
より非酸化性である窒素ガスを流入した。
所定温度に達した後、第２図に示すようにシリンダー８
を降ろし、上型４と下型３及び胴型６の間で光学ガラス
素子材料５を約１００Ｋｇ／ｃｍ”の圧力で抑圧成形し
た。
を降ろし、上型４と下型３及び胴型６の間で光学ガラス
素子材料５を約１００Ｋｇ／ｃｍ”の圧力で抑圧成形し
た。
その後、冷却し、成形部温度が光学ガラス素材の転移点
を下回った時点（４３０℃）で圧力を抜き、シリンダー
８を上昇させて成形品である光学ガラス素子１１（第４
図参照）を取り出した。
を下回った時点（４３０℃）で圧力を抜き、シリンダー
８を上昇させて成形品である光学ガラス素子１１（第４
図参照）を取り出した。
以上の実験を繰り返したが、成形型表面に傷を生じるこ
ともなく２高精度の光学ガラス素子を再現性良く成形す
ることが可能であった。
ともなく２高精度の光学ガラス素子を再現性良く成形す
ることが可能であった。
１１文１遺
下型３には第１実施例と同様に母材ｌに超硬合金ＷＣを
用い、その上に水素を結合させたアモルファスカーボン
を１．０μ■被覆した成形型を使用した。また上型４に
は母材として５Ｏ３４２０を用い、研削、研磨加工後、
イオンビームスパッタリング法にてアモルファスなカー
ボンを厚さ２．０％−被覆させた成形型を使用した。
用い、その上に水素を結合させたアモルファスカーボン
を１．０μ■被覆した成形型を使用した。また上型４に
は母材として５Ｏ３４２０を用い、研削、研磨加工後、
イオンビームスパッタリング法にてアモルファスなカー
ボンを厚さ２．０％−被覆させた成形型を使用した。
このときのガス圧は１０−’Ｐａで７００Ｖの電圧下で
コーティングした・ 成形方法については第１実施例と同様で、光学ガラス素
材としてＬＦ５（小原光学硝子製）を使用し、５４０℃
にて成形した。成形後４３０℃となるまで冷却し、その
後圧力を抜き、成形品である光学ガラス素子１１を取り
出した。
コーティングした・ 成形方法については第１実施例と同様で、光学ガラス素
材としてＬＦ５（小原光学硝子製）を使用し、５４０℃
にて成形した。成形後４３０℃となるまで冷却し、その
後圧力を抜き、成形品である光学ガラス素子１１を取り
出した。
その結果、成形型表面に傷を生じることなく、高精度の
光学ガラス素子を再現性良く成形することが可能であっ
た。
光学ガラス素子を再現性良く成形することが可能であっ
た。
［発明の効果］
以上述べたように１本発明の成形型によれば、成形母材
の表面に水素を結合させたアモルファスカーボンのコー
チイブ被膜を形成し、好ましくは母材として超硬合金ｗ
Ｃ，ステンレス、Ｎｉ基耐熱合金を使用することにより
、耐熱性、耐酸化性、光学ガラス素子との耐濡れ性、離
型性に優れていることはもちろんのこと、表面硬度が高
いため成形型表面に傷を生じることなかなく、成形型の
寿命が延びるという効果が得られる。
の表面に水素を結合させたアモルファスカーボンのコー
チイブ被膜を形成し、好ましくは母材として超硬合金ｗ
Ｃ，ステンレス、Ｎｉ基耐熱合金を使用することにより
、耐熱性、耐酸化性、光学ガラス素子との耐濡れ性、離
型性に優れていることはもちろんのこと、表面硬度が高
いため成形型表面に傷を生じることなかなく、成形型の
寿命が延びるという効果が得られる。
第１図は本発明の成形型を使用した光学ガラス素子成形
装置の概略断面図、第２図は同装置の押圧成゛形中の状
態を示す概略断面図、第３図は本発明の成形型の拡大図
、第４図は成形された光学ガラス素子の概略図である。 図中、１は成形型母材、２はコーティング被膜、３は下
型、４は上型、５は光学ガラス素子材料、６は胴型、７
はヒーター、８はシリンダ９は雰囲気ガス供給０．１０
は熱電対、１１は成形された光学ガラス素子である。 特許出願人 旭光学工業株式会社 出願代理人 弁理士 西野 茂美 第 図 第 図 第 図 第 図
装置の概略断面図、第２図は同装置の押圧成゛形中の状
態を示す概略断面図、第３図は本発明の成形型の拡大図
、第４図は成形された光学ガラス素子の概略図である。 図中、１は成形型母材、２はコーティング被膜、３は下
型、４は上型、５は光学ガラス素子材料、６は胴型、７
はヒーター、８はシリンダ９は雰囲気ガス供給０．１０
は熱電対、１１は成形された光学ガラス素子である。 特許出願人 旭光学工業株式会社 出願代理人 弁理士 西野 茂美 第 図 第 図 第 図 第 図
Claims (1)
- 光学ガラス素子材料を加熱し、軟化後、押圧成形して光
学ガラス素子を得るための成形型であって、該成形型を
母材とその上に施したコーティング薄膜とで構成し、該
コーティング薄膜を水素を結合させたアモルファスカー
ボンとしたことを特徴とする光学ガラス素子成形用の成
形型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10154689A JPH02283627A (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 光学ガラス素子成形用の成形型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10154689A JPH02283627A (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 光学ガラス素子成形用の成形型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02283627A true JPH02283627A (ja) | 1990-11-21 |
Family
ID=14303438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10154689A Pending JPH02283627A (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 光学ガラス素子成形用の成形型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02283627A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5676723A (en) * | 1992-06-25 | 1997-10-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Mold for forming an optical element |
| US5711780A (en) * | 1992-06-08 | 1998-01-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Mold for molding optical element |
| WO1999047346A1 (de) * | 1998-03-13 | 1999-09-23 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zum verpressen von fliessförmigen feststoffen |
-
1989
- 1989-04-24 JP JP10154689A patent/JPH02283627A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5711780A (en) * | 1992-06-08 | 1998-01-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Mold for molding optical element |
| US5855641A (en) * | 1992-06-08 | 1999-01-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Mold for molding optical element |
| US5676723A (en) * | 1992-06-25 | 1997-10-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Mold for forming an optical element |
| WO1999047346A1 (de) * | 1998-03-13 | 1999-09-23 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung zum verpressen von fliessförmigen feststoffen |
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