JPH0249256B2 - Kogakugarasusoshinopuresuseikeiyokata - Google Patents
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- JPH0249256B2 JPH0249256B2 JP12008585A JP12008585A JPH0249256B2 JP H0249256 B2 JPH0249256 B2 JP H0249256B2 JP 12008585 A JP12008585 A JP 12008585A JP 12008585 A JP12008585 A JP 12008585A JP H0249256 B2 JPH0249256 B2 JP H0249256B2
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Landscapes
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は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高精度光学ガ
ラス素子の直接プレス成形法による製造の際に用
いることができる、光学ガラス素子のプレス成形
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
ンズの製造にあたつては、従来の光学ガラスの製
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号公報において記載されるごとく予め
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であ
る。 （発明が解決しようとする問題点） 処で上記のような光学ガラスレンズの製造方法
にあつては、プレス成形によつて得られた光学ガ
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、非常に高い面精度
であることが要求される。したがつて、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
レス面に引つかき傷やすり傷等の損傷を受けにく
いこと、プレス成形によつて高い面精度が変化し
な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
化性が優れた型材料として、貴金属をコーテイン
グした型が有望視されている。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ツ
ト等の高硬度の母材上に貴金属をコーテイングし
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従つ
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。貴金属のコーテイング層の硬度を高めるこ
とにより、高精度なプレス面が変形しないように
する必要がある。 （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
成形面を、貴金属合金中に0.01〜10重量％の酸化
物を分散させた薄膜で被覆したことを特徴とする
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％の酸化物を分散させることによ
り、貴金属コーテイング層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、貴金属その
ものは軟らかい材料であり、超硬合金あるいはサ
ーメツト等の高硬度の母材上に貴金属をコーテイ
ングすることにより、見かけ上の硬度は上昇す
る。貴金属中に0.01〜10重量％の酸化物を均一に
分散さることにより、貴金属コーテイング薄膜の
硬度そのものも高まり、プレス成形用型の耐傷
性、耐摩耗性を向上させることが可能になつたも
のである。ここで、分散物の酸化物として適切な
ものは、酸化ジルコニウム（ZrO2）、酸化チタン
（TiO2）、酸化タンタル（Ta2O5）、酸化ニオブ
（Nb2O5）、酸化ランタン（La2O3）、酸化バナジ
ウム（V2O5）、酸化ハフニウム（HfO2）、酸化ベ
リリウム（BeO）および酸化イツトリウム
（Y2O3）である。貴金属中に分散させた酸化物の
量は0.01〜10重量％が望ましく、この酸化物の量
が0.01重量％より少なければ、貴金属薄膜を硬化
させる効果が小さく、また10重量％より多けれ
ば、貴金属薄膜とガラスとが反応しやすくなり、
高精度なプレス面が変質するからである。 （実施例） 以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。 直径30mm、長さ50mmの円柱状のWC−10TiC−
10TaC−8Co組成の超硬合金の棒を２本準備し、
放電加工によつて第１図に示すごとく周囲に切り
込み部１１ｂをもち、曲率半径46mmの凹面形状と
したプレス面１１ａをもつ上型１１と、曲率半径
が200mmの凹面形状としたプレス面１２ａをもつ
下型１２とからなる一対のプレス成形用の型形状
加工した。この型１１，１２のプレス面１１ａ，
１２ａを超微細なダイヤモンド砥粒を用いて鏡面
研磨し、第１表の試料No.２の場合、直径６インチ
のPt−10Rhの合金ターゲツト上に５mm角のZrO2
の酸化物ターゲツトをモザイク状に配置した複合
ターゲツトをマグネトロンスパツタ法によりスパ
ツタリングして、プレス面１１ａ，１２ａに２ミ
クロンの厚みの薄膜を形成した。スパツタ条件
は、アルゴンガス圧３×10-3Torr、基板温度300
℃、基板−ーゲツト間距離70mm、スパツタ電力
400W、スパツタ時間90分であつた。この薄膜を
Ｘ線マイクロアナライザー（XMA）で分析した
結果、Pt−10Rh合金にZrO2が均一に分散してい
た。 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１５
および１６にセツトし、窒素雰囲気中でPbOが70
重量％、SiO2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20mmの球
形状とした塊状物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500℃、プレス圧は40Kg／cm2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１
９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
10000回プレス後の型のビツカース硬度（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表に示したその他の合金組成及び酸化物に
ついても、同様の方法によつて型１１および１２
に貴金属合金に酸化物が分散した薄膜を被覆し
た。このようにして作成した型１１および１２を
同様のプレス成形を行い、プレス成形後のビツカ
ース硬度及び表面粗さを測定し、成形した光学ガ
ラスレンズの表面状態を観察した。なお第１表に
おいて＊印は比較例である。 また第２表に示したように二種類の酸化物が貴
金属合金に分散した薄膜についても、同様の方法
によつて型１１および１２に薄膜を被覆し、型１
１および１２を同様のプレス成形を行い、プレス
成形後の表面粗さを測定し、成形した光学ガラス
レンズの表面状態を観察した。なお第２表におい
て＊印は比較例である。 第１表から明らかなように、酸化ジルコニウム
（ZrO2）、酸化チタン（TiO2）等の酸化物の添加
量が増加するにつれてビツカース硬度が高くな
り、10000回プレス成形を行つた後においても、
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、酸化物の添加量が0.01重量％よ
りも少ない場合、貴金属合金が十分に硬化されて
おらず、型の表面粗さは約0.1μｍ前後まで粗くな
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。酸化物の添加量が10重量％よりも多い
場合、貴金属合金中に分散した酸化物が析出して
光学ガラスと反応し、型表面に反応跡が残り、し
かもプレス成形後の光学ガラスの光学特性も低下
していた。 第２表から明らかなように、二種類の酸化物が
貴金属合金に分散した薄膜を被覆した型も、反応
あるいは微細な傷の発生することなく高精度な表
面形状及び表面粗さが保たれており、成形した光
学ガラス素子の光学特性もすぐれていた。 本実施例では、母材としてWC−10TiC−
10TaC−8Co組成の超硬合金を用いたが、超硬合
金は上記組成に限定されるものではなく、その他
の母材として、TiC、TiN、Cr2O3、Al2O3等の
サーメツトも用いることができる。また、母材と
してZrO2、Al2O3等のセラミツクスも用いること
ができる。本発明を説明するために凹面形状のプ
レス成形用型を用いたが、型の形状は前記形状に
限定されるものではなく、凸面形状や平面形状で
もよいことは言うまでもない。 貴金属合金に酸化物が分散した薄膜の作成方法
として、貴金属合金ターゲツトと酸化物ターゲツ
トとを別々に置いて同時にスパツタする二元スパ
ツタリング法でもよいことは言うまでもない。ま
た、本実施例では一種類および二種類の酸化物を
添加させたものについて説明したが、三種類以上
の酸化物を添加した場合も本実施例と同様の効果
が得られた。
ス成形後の研磨工程を必要としない高精度光学ガ
ラス素子の直接プレス成形法による製造の際に用
いることができる、光学ガラス素子のプレス成形
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
ンズの製造にあたつては、従来の光学ガラスの製
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号公報において記載されるごとく予め
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であ
る。 （発明が解決しようとする問題点） 処で上記のような光学ガラスレンズの製造方法
にあつては、プレス成形によつて得られた光学ガ
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、非常に高い面精度
であることが要求される。したがつて、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
レス面に引つかき傷やすり傷等の損傷を受けにく
いこと、プレス成形によつて高い面精度が変化し
な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
化性が優れた型材料として、貴金属をコーテイン
グした型が有望視されている。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ツ
ト等の高硬度の母材上に貴金属をコーテイングし
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従つ
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。貴金属のコーテイング層の硬度を高めるこ
とにより、高精度なプレス面が変形しないように
する必要がある。 （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
成形面を、貴金属合金中に0.01〜10重量％の酸化
物を分散させた薄膜で被覆したことを特徴とする
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％の酸化物を分散させることによ
り、貴金属コーテイング層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、貴金属その
ものは軟らかい材料であり、超硬合金あるいはサ
ーメツト等の高硬度の母材上に貴金属をコーテイ
ングすることにより、見かけ上の硬度は上昇す
る。貴金属中に0.01〜10重量％の酸化物を均一に
分散さることにより、貴金属コーテイング薄膜の
硬度そのものも高まり、プレス成形用型の耐傷
性、耐摩耗性を向上させることが可能になつたも
のである。ここで、分散物の酸化物として適切な
ものは、酸化ジルコニウム（ZrO2）、酸化チタン
（TiO2）、酸化タンタル（Ta2O5）、酸化ニオブ
（Nb2O5）、酸化ランタン（La2O3）、酸化バナジ
ウム（V2O5）、酸化ハフニウム（HfO2）、酸化ベ
リリウム（BeO）および酸化イツトリウム
（Y2O3）である。貴金属中に分散させた酸化物の
量は0.01〜10重量％が望ましく、この酸化物の量
が0.01重量％より少なければ、貴金属薄膜を硬化
させる効果が小さく、また10重量％より多けれ
ば、貴金属薄膜とガラスとが反応しやすくなり、
高精度なプレス面が変質するからである。 （実施例） 以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。 直径30mm、長さ50mmの円柱状のWC−10TiC−
10TaC−8Co組成の超硬合金の棒を２本準備し、
放電加工によつて第１図に示すごとく周囲に切り
込み部１１ｂをもち、曲率半径46mmの凹面形状と
したプレス面１１ａをもつ上型１１と、曲率半径
が200mmの凹面形状としたプレス面１２ａをもつ
下型１２とからなる一対のプレス成形用の型形状
加工した。この型１１，１２のプレス面１１ａ，
１２ａを超微細なダイヤモンド砥粒を用いて鏡面
研磨し、第１表の試料No.２の場合、直径６インチ
のPt−10Rhの合金ターゲツト上に５mm角のZrO2
の酸化物ターゲツトをモザイク状に配置した複合
ターゲツトをマグネトロンスパツタ法によりスパ
ツタリングして、プレス面１１ａ，１２ａに２ミ
クロンの厚みの薄膜を形成した。スパツタ条件
は、アルゴンガス圧３×10-3Torr、基板温度300
℃、基板−ーゲツト間距離70mm、スパツタ電力
400W、スパツタ時間90分であつた。この薄膜を
Ｘ線マイクロアナライザー（XMA）で分析した
結果、Pt−10Rh合金にZrO2が均一に分散してい
た。 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１５
および１６にセツトし、窒素雰囲気中でPbOが70
重量％、SiO2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20mmの球
形状とした塊状物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500℃、プレス圧は40Kg／cm2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１
９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
10000回プレス後の型のビツカース硬度（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表に示したその他の合金組成及び酸化物に
ついても、同様の方法によつて型１１および１２
に貴金属合金に酸化物が分散した薄膜を被覆し
た。このようにして作成した型１１および１２を
同様のプレス成形を行い、プレス成形後のビツカ
ース硬度及び表面粗さを測定し、成形した光学ガ
ラスレンズの表面状態を観察した。なお第１表に
おいて＊印は比較例である。 また第２表に示したように二種類の酸化物が貴
金属合金に分散した薄膜についても、同様の方法
によつて型１１および１２に薄膜を被覆し、型１
１および１２を同様のプレス成形を行い、プレス
成形後の表面粗さを測定し、成形した光学ガラス
レンズの表面状態を観察した。なお第２表におい
て＊印は比較例である。 第１表から明らかなように、酸化ジルコニウム
（ZrO2）、酸化チタン（TiO2）等の酸化物の添加
量が増加するにつれてビツカース硬度が高くな
り、10000回プレス成形を行つた後においても、
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、酸化物の添加量が0.01重量％よ
りも少ない場合、貴金属合金が十分に硬化されて
おらず、型の表面粗さは約0.1μｍ前後まで粗くな
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。酸化物の添加量が10重量％よりも多い
場合、貴金属合金中に分散した酸化物が析出して
光学ガラスと反応し、型表面に反応跡が残り、し
かもプレス成形後の光学ガラスの光学特性も低下
していた。 第２表から明らかなように、二種類の酸化物が
貴金属合金に分散した薄膜を被覆した型も、反応
あるいは微細な傷の発生することなく高精度な表
面形状及び表面粗さが保たれており、成形した光
学ガラス素子の光学特性もすぐれていた。 本実施例では、母材としてWC−10TiC−
10TaC−8Co組成の超硬合金を用いたが、超硬合
金は上記組成に限定されるものではなく、その他
の母材として、TiC、TiN、Cr2O3、Al2O3等の
サーメツトも用いることができる。また、母材と
してZrO2、Al2O3等のセラミツクスも用いること
ができる。本発明を説明するために凹面形状のプ
レス成形用型を用いたが、型の形状は前記形状に
限定されるものではなく、凸面形状や平面形状で
もよいことは言うまでもない。 貴金属合金に酸化物が分散した薄膜の作成方法
として、貴金属合金ターゲツトと酸化物ターゲツ
トとを別々に置いて同時にスパツタする二元スパ
ツタリング法でもよいことは言うまでもない。ま
た、本実施例では一種類および二種類の酸化物を
添加させたものについて説明したが、三種類以上
の酸化物を添加した場合も本実施例と同様の効果
が得られた。
【表】
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【表】
【表】
＊印は本願特許請求の範囲外の比較例。
【表】
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＊印は本願特許請求の範囲外の比較例。
（発明の効果） 以上説明したごとく本発明による光学ガラス素
子のプレス成形用型は、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％の酸化
物を分散させた薄膜で被覆されていることを特徴
とするもので、従来から用いられている光学ガラ
ス素子のプレス成形用型と比較して、0.01〜10重
量％の酸化物を分散させることにより貴金属合金
薄膜が硬化し、耐摩耗性が向上する。その結果、
10000回プレス成形を行つた後においても、型の
プレス成形面の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。 したがつて、本発明の光学ガラス素子のプレス
成形用型を用いることにより、非常に容易にかつ
高精度な光学ガラス素子を得ることが可能にな
り、その工業的価値は極めて大なるものがある。
（発明の効果） 以上説明したごとく本発明による光学ガラス素
子のプレス成形用型は、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％の酸化
物を分散させた薄膜で被覆されていることを特徴
とするもので、従来から用いられている光学ガラ
ス素子のプレス成形用型と比較して、0.01〜10重
量％の酸化物を分散させることにより貴金属合金
薄膜が硬化し、耐摩耗性が向上する。その結果、
10000回プレス成形を行つた後においても、型の
プレス成形面の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。 したがつて、本発明の光学ガラス素子のプレス
成形用型を用いることにより、非常に容易にかつ
高精度な光学ガラス素子を得ることが可能にな
り、その工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。 １１……上型、１２……下型、１１ａ……上型
のプレス面、１２ａ……下型のプレス面、１７…
…原料ガラス塊状物。
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。 １１……上型、１２……下型、１１ａ……上型
のプレス面、１２ａ……下型のプレス面、１７…
…原料ガラス塊状物。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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％の酸化物を分散させた薄膜
で被覆されていることを特徴とする光学ガラス素
子のプレス成形用型。 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
も一つの元素を含有した合金であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の光学ガラス素子
のプレス成形用型。 ３ 酸化物が、酸化ジルコニウム（ZrO2）、酸化
チタン（TiO2）、酸化タンタル（Ta2O5）、酸化
ニオブ（Nb2O5）、酸化ランタン（La2O3）、酸化
バナジウム（V2O5）、酸化ハフニウム（HfO2）、
酸化ベリリウム（BeO）、酸化イツトリウム
（Y2O3）の中から少なくとも一つを含有している
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項および第
２項記載の光学ガラス素子のプレス成形用型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12008585A JPH0249256B2 (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | Kogakugarasusoshinopuresuseikeiyokata |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12008585A JPH0249256B2 (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | Kogakugarasusoshinopuresuseikeiyokata |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61281029A JPS61281029A (ja) | 1986-12-11 |
| JPH0249256B2 true JPH0249256B2 (ja) | 1990-10-29 |
Family
ID=14777532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12008585A Expired - Lifetime JPH0249256B2 (ja) | 1985-06-03 | 1985-06-03 | Kogakugarasusoshinopuresuseikeiyokata |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0249256B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990000528A1 (fr) * | 1988-07-15 | 1990-01-25 | Toshiba Tungaloy Co., Ltd. | Moule permettant le moulage de composants optiques et procede de production |
-
1985
- 1985-06-03 JP JP12008585A patent/JPH0249256B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61281029A (ja) | 1986-12-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |