JPH0477322A - 光学素子製造用ガラスブランク - Google Patents

光学素子製造用ガラスブランク

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JPH0477322A
JPH0477322A JP18714890A JP18714890A JPH0477322A JP H0477322 A JPH0477322 A JP H0477322A JP 18714890 A JP18714890 A JP 18714890A JP 18714890 A JP18714890 A JP 18714890A JP H0477322 A JPH0477322 A JP H0477322A
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glass
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glass blank
molding
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Tetsuo Kuwabara
鉄夫 桑原
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B40/00Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it
    • C03B40/02Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it by lubrication; Use of materials as release or lubricating compositions

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はレンズ等の光学素子のプレス成形において成形
用素材として用いられるガラスブランクに関し、特にプ
レス時の型部材との反応を防止し且つ密着力及び摩擦力
を低下させ冷却過程でのワレ発生を防止して良好な光学
素子を得るためのガラスブランクに関する。
[従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来、
ガラスのリヒートプレスにおいて良好な成形品を得るた
めには、成形用素材ガラスと成形用型部材との間の融着
を防止することが大きな課題であった。このため、従来
、型部材を改良する各種の技術が提案されており、また
近年では更に上記融着防止のため、成形用素材の改良が
提案されはじめている。この様な成形用素材の改良に関
する提案としては、例えば、特公平2−1778号公報
、特公平2−1779号公報、特公平2−1780号公
報及び特公昭61−29890号公報に、ガラス基体の
表面に該ガラス基体よりもガラス転移点温度の高いガラ
スの被覆、酸化ケイ素被覆または炭素被覆を付与するこ
とが開示されている。また、特開平1−264937号
公報には、ガラス基体の表面に有機物の薄層を配置する
ことが開示されている。
以上の様な改良により、型部材との融着防止の効果はあ
るが、しかし上記公報に開示の方法には、以下の様な問
題点がある。
(イ)ガラス基体の表面に該ガラス基体よりもガラス転
移点温度の高いガラスの被覆を付与した場合には、プレ
ス圧で被覆ガラス層がヒビワレを生じここから基体ガラ
スかにじみ出て表面に部分的なくもりが発生したり部分
的に型部材との融着を生じたり、あるいは冷却過程でガ
ラスブランクと型部材との摩擦力が大きくなりガラスに
ワレが発生することがある。
(ロ)ガラス基体の表面に酸化ケイ素被覆を付与した場
合には、上記(イ)と同様であり、特に酸化ケイ素は型
部材とのなじみがよいために冷却過程でワレが発生しや
すく、また酸化ケイ素は熱膨張係数がガラス基体を構成
する通常の光学ガラスに比べて著しく低いために加熱時
に被覆がヒビワレを生じやすい。
(ハ)ガラス基体の表面に炭素被覆を必要以上に厚く付
与した場合には、炭素は還元剤であるためにガラス中の
酸素とも反応してガラス成分を還元し、ガラスを茶色に
着色させる。特に、ガラス基体として鉛含有ガラスを用
いる場合には、該ガラス中のPbOが還元されて、着色
が著しく、透過率が低下する。
(ニ)ガラス基体の表面に有機物薄層を配置する場合に
は、該有機物薄層が加熱時に分解し、場合によっては腐
食性のガス(例えば、塩素ガスやフッ素ガス)を発生し
て、プレス成形装置を汚染し型部材を含む装置の耐久性
を損ないやすいという問題がある。また、上記分解は部
分的にランダムに発生するため、表面精度が低下するこ
とがある。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、ガ
ラスブランクと型部材との反応を防止して成形品の(も
りを防止することに加えて、成形品と型部材との融着を
阻止するとともに、ワレ及び着色を防止することを目的
とするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明によれば、上記目的を達成するものとして、 プレス成形により光学素子を製造する際に成形用素材と
して用いられるガラスブランクであって、ガラス基体の
少なくとも光学機能面が形成される表面に反応防止被覆
及び炭化水素被覆がこの順に付されていることを特徴と
する、光学素子製造用ガラスブランク、 が提供される。
ここで、上記反応防止被覆は、成形温度において、ガラ
スブランクと型部材とが反応してガラスブランクがくも
る現象を防止するために、ガラスブランクよりも融点の
高い物質が有効であり、例えばAlx 03.5iOa
 、MgFzまたは蒸着用ガラスである。また、上記反
応防止被覆の厚さは、成形温度においてガラス成分が反
応防止被覆層を拡散して型部材表面に達しない膜厚を下
限とし、成形時にクラックの発生しない膜厚を上限し、
例えば100〜500人である。
また、上記炭化水素被覆は、極く微量の反応ガス層を型
部材とガラスブランクとの界面に形成することにより、
型部材とガラスブランクとの密着力を低下させ、融着及
びワレを防止するものである。この目的のために、炭化
水素被覆層の厚さは、例えば10〜50人である。該炭
化水素被覆層の厚さが薄すぎると十分な密着力低下効果
が得られず、また該炭化水素被覆層の厚さが厚すぎると
成形品の着色が著しくなり透過率低下を生ずる。このた
め、厚さを厚くしすぎると、成形後にガラスブランクの
表面に残存する炭化水素膜及び炭化水素膜とガラスとの
反応物を、後工程例えばアニール処理工程により、除去
することが必要となる。
炭化水素被覆層は、炭素被覆層に比較して、同一膜厚で
は膜中にCH2が多量に含まれているため、ガラスブラ
ンクの透過率をあまり低下させることがなく、しかも融
着及びワレを防止する効果は極薄層(10〜50人厚)
でも十分である。
また、炭化水素被覆層を形成する方法は、炭化水素ガス
の高周波放電処理、イオンガン処理あるいは直流放電処
理等の、ガラスブランクに対してつき回りの良好な方法
を用いることができ、且つ上記方法は低コストの処理方
法であるという利点がある。
[実施例] 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。
第1図は本発明によるガラスブランクの一実施例を示す
断面図である。本実施例は、光学素子が両凸レンズであ
る例を示す。
第1図において、2はプレス成形の素材たるガラス基体
である。該ガラス基体としては、所望の光学的特性のレ
ンズを得るために必要な屈折率値及び分散値をもつ光学
ガラスを用いる。上記ガラス基体2は目的とするレンズ
形状に近似の形状及び寸法に仕上げられている。
ガラス基体2の光学機能面が形成される表面(上下両面
)には、反応防止被覆3及び炭化水素被覆4がこの順に
付されている。
上記反応防止被覆3としては、例えばAt。
Os 、5ins 、MgFaまたは蒸着用ガラスを用
いることができる。該反応防止被覆3の厚さは、例えば
100〜500人である。該反応防止被覆3は、真空蒸
着等の薄膜堆積技術を用いて形成することができる。
上記炭化水素被覆の厚さは、例えば10〜50人、好ま
しくは15〜35人である。該炭化水素被覆の厚さは薄
すぎると効果が十分でなく、また厚すぎると成形品の透
過率低下が著しくなり、アニール工程が必要になる。該
炭化水素被覆4は、プラズマ処理やイオンガン処理等の
簡単な薄膜堆積技術を用いて形成することができる。該
炭化水素被覆4における炭素:水素の原子比は、例えば
10/6〜1010.5であり、特に1o15〜10/
1が好ましい。
第2図は上記実施例のガラスブランクの製造に用いられ
る薄膜堆積装置の概略構成を示す模式図である。以下、
本図を参照しながらブランク製造の例を説明する。
第2図において、12は真空槽であり、14は該真空槽
に形成されている排気口である。該排気口は不図示の真
空排気源に接続されている。16は上記真空槽12内へ
ガスを導入するためのガス導入口である。該ガス導入口
は不図示のガス源に接続されている。
上記真空槽重2内には、下部に蒸発源18及びシャッタ
20が配置されており、上部にガラス基体保持のための
ドーム状ホルダ22、ガラス基体を加熱するためのヒー
タ24及び被覆厚測定のための水晶膜厚モニタ26が配
置されている。28は高周波印加用アンテナである。尚
、30は上記ホルダ22に保持されているガラス基体で
ある。
上記ガラス基体30 (2)の表面に反応防止被覆3及
び炭化水素被覆4をこの順に付する際には、上記排気口
14から排気を行い、真空槽12内を減圧した後に、蒸
発源18から反応防止被覆形成材料を蒸発させ、次いで
ガス導入口16から炭化水素ガスを例えば5X10−”
〜5X10−’Torrとなるまで導入し、高周波印加
用アンテナ28に例えば100〜500Wの高周波を印
加して、炭化水素プラズマを形成する。
真空槽12内に導入される炭化水素ガスとしては、例え
ばメタン、エタン、プロパン、エチレン、プロピレン、
アセチレンなどが例示できる。
炭化水素被覆4における炭素:水素の原子比は堆積条件
によって変化するので、所望の原子比が得られる様に条
件を設定する。
次に、以上の様な装!を用いて上記実施例のガラスブラ
ンクを製造した実例を説明する。
フリント系光学ガラス(SF8)を所定の形状に研摩仕
上げしてなるガラス基体30を洗浄し、ホルダ22にセ
ットした。ヒータ24で300℃に加熱し、真空槽12
内の真空度がlXl0””Torr以下になるまで排気
口14から排気した後、ガス導入016からArガスを
5X10−’Torrになるまで導入した。そして、高
周波印加用アンテナ28に300Wの高周波を印加して
、高周波放電を行い、ガラス基体30のプラズマクリー
ニングを行った。その後、Arガスの導入を停止し、l
Xl0−’Torrの真空度に戻して、蒸発源18から
蒸着用ガラスを蒸発させ、約300入庫の反応防止被覆
(蒸着用ガラス層)3を形成した。次に、蒸発源18か
らの蒸発を停止させ、ガス導入口16からCH,ガスを
lXl0−”Torrになるまで導入した。そして、高
周波印加用アンテナ28に400Wの高周波を印加して
高周波放電を行い、約30入庫の炭化水素被覆4を形成
した。尚、上記炭化水素被覆4における炭素:水素の原
子比は、赤外分光分析による測定の結果、約10/2で
あった。
第3図は以上の様にして得られたガラスブランクを用い
てプレス成形が実施される装置の一例を示す断面図であ
る。
第3図において、32は真空槽本体であり、34はその
蓋である。36,38.40はそれぞれレンズをプレス
成形するための上型部材、下型部材及び胴型部材である
。42は型ホルダであり、44は上型部材押えである。
46はヒータであり、48は上言己下型部材を突き上げ
るための突き上げ棒であり、50は該突き上げ棒を作動
させるシリンダである。52は真空排気ポンプであり、
54.56,58.60はバルブであり、62は窒素ガ
ス等の非酸化性ガス導入のためのパイプであり、64は
リークパイプであり、66はバルブである。68は温度
センサであり、70は水冷バイブである。72は真空槽
支持部材である。
上記上型部材36、下型部材38及び胴型部材40とし
ては、例えば、超硬合金、S l * N4+SiC,
サイアロン、サーメット、Alz Os 。
Zr0z 、Cry Ox等からなる母材に必要に応じ
て表面にSix N4 、TiN、TaN、BN。
AIN、SiC,TaC,WC+ 白金合金等のコーテ
ィングを施したものを用いることができる。
次に、以上の様な装置において上記実施例のガラスブラ
ンクを用いてプレス成形した実例を説明する。
上型部材36及び下型部材38として5ixN4製のも
のを用い、これら型部材の光学機能面形成のための表面
を面精度ニュートン3本以内且つ中心線平均表面粗さ0
.02μm以内とした。
型内にガラスブランクを配置し、真空槽内な1XIO−
”Torr以下になるまで排気し、次いで真空槽内に窒
素ガスを導入した。
530℃まで加熱した後に、シリンダ50を作動させて
100Kg/am”の圧力で5分間プレスした。その後
、200℃以下まで徐々に冷却した。
そして、真空槽内に空気を導入し、型を開いて成形品を
取出した。
以上の様にして100個のレンズを成形した。
得られたレンズの機能面を3750倍の走査型電子顕微
鏡で観察したところ表面欠陥は認められず、両面とも着
色やくもりのないものであった。
また、型部材との融着は全く発生せず、成形品ワレは全
く生じなかった。更に、レンズ両面の表面精度は良好で
あった。
[発明の効果J 以上説明した様に、本発明によれば、ガラス基体の少な
(とも光学機能面が形成される表面に反応防止被覆及び
炭化水素被覆をこの順に付することにより、ガラスブラ
ンクと型部材との反応を防止して融着を阻止することに
加えて、成形品にくもりや着色やワレや表面精度低下が
発生するのを防止することができる。
30ニガラス基体。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)プレス成形により光学素子を製造する際に成形用
    素材として用いられるガラスブランクであって、ガラス
    基体の少なくとも光学機能面が形成される表面に反応防
    止被覆及び炭化水素被覆がこの順に付されていることを
    特徴とする、光学素子製造用ガラスブランク。
  2. (2)上記反応防止被覆がAl_2O_3、SiO_2
    、MgF_2または蒸着用ガラスである、請求項1に記
    載の光学素子製造用ガラスブランク。
  3. (3)上記反応防止被覆の厚さが100〜500Åであ
    る、請求項1に記載の光学素子製造用ガラスブランク。
  4. (4)上記炭化水素被覆の厚さが10〜50Åである、
    請求項1に記載の光学素子製造用ガラスブランク。
JP18714890A 1990-07-17 1990-07-17 光学素子製造用ガラスブランク Expired - Fee Related JPH0745330B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5340373A (en) * 1992-02-18 1994-08-23 Canon Kabushiki Kaisha Method for producing optical element by press molding a blank having a component removed layer and a hydrocarbon coating
JP2005255487A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Hoya Corp 精密プレス成形用プリフォームの製造方法および光学素子の製造方法
JP2007334707A (ja) * 2006-06-16 2007-12-27 Hitachi Omron Terminal Solutions Corp 複数の生体情報で認証を行う生体認証装置及びその方法
AT514631B1 (de) * 2012-03-12 2016-06-15 Athena Automation Ltd Kühlen von Spritzgussteilen nach dem Formen

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AT514631B1 (de) * 2012-03-12 2016-06-15 Athena Automation Ltd Kühlen von Spritzgussteilen nach dem Formen

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