JPH0573699B2 - - Google Patents
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- JPH0573699B2 JPH0573699B2 JP61128654A JP12865486A JPH0573699B2 JP H0573699 B2 JPH0573699 B2 JP H0573699B2 JP 61128654 A JP61128654 A JP 61128654A JP 12865486 A JP12865486 A JP 12865486A JP H0573699 B2 JPH0573699 B2 JP H0573699B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical glass
- alloy film
- press
- mold
- glass element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/10—Die base materials
- C03B2215/12—Ceramics or cermets, e.g. cemented WC, Al2O3 or TiC
-
- 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
- C03B2215/16—Metals or alloys, e.g. Ni-P, Ni-B, amorphous metals
- C03B2215/17—Metals or alloys, e.g. Ni-P, Ni-B, amorphous metals comprising one or more of the noble meals, i.e. Ag, Au, platinum group metals
Landscapes
- 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)
Description
産業上の利用分野
本発明はプレス成形後研磨工程を必要としない
高精度の光学ガラス素子をプレス成形する光学ガ
ラス素子の製造方法に関するものである。 従来の技術 高精度なガラス素子を直接プレスにより成形す
るためには、像形成品質が良好な事が要求され
る。このため型材料としては高温度のもとでガラ
スに対して化学的に不活性であること、型のガラ
スプレス面が十分硬くすり傷等の損傷を受けにく
いこと、また高温度でのプレスで型が塑性変形な
どをおこさないこと、耐熱性、耐熱衝撃性に優れ
ていること、さらに型の加工性が良く超精密加工
が可能なことなどが必要である。これらの性質を
比較的満足する型を用いた製造方法として、例え
ば母材にタングステンカーバイド（WC）、サー
メツト、またはジルコニア（ZrO2）を用い、こ
れら母材に白金系合金膜を形成して構成される光
学ガラス素子のプレス成形用型やシリコンカーバ
イド（SiC）またはシリコンナイトライド（Si3
N4）を用いたプレス成形用型を用いた光学ガラ
ス素子の製造方法（特開昭52−45613号公報）が
提案されている。 発明が解決しようとする問題点 このような従来の型材料、たとえばシリコンカ
ーバイドおよびシリコンナイトライドの場合で
は、その硬度が極めて高いためガラスプレス面を
球面形状あるいは非球面形状に高精度に加工する
ことが非常に困難であつた。しかも、これらの材
料はいずれも焼結タイプのものであるため、その
焼結性を向上させる目的で焼結助剤として第三成
分を含有するため、鉛やアルカリ元素を含有する
ガラスと比較的反応しやすく、プレス成形をくり
返すと型とガラスとが反応し、ガラスが型に付着
するようになり像形成品質の良い高精度な光学ガ
ラス素子を成形することができなかつた。またタ
ングステンカーバイド、サーメツト、またはジル
コニア母材とし、これら母材上に白金系合金膜を
形成して構成した型の場合、550℃を超えた高温
度でガラスをプレスした場合、突起物が発生した
りして面荒れをおこした。このような理由で上記
白金系合金膜を形成した型ではBK−７などの高
軟化点ガラスをプレス成形することができなかつ
た。 問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、型の母材
として精密加工が容易で、耐熱性、耐熱衝撃性の
ある材料、たとえばタングステンカーバイド、サ
ーメツトを選らび、これら母材上に光学ガラスと
の反応性に乏しく、耐熱性のあるRu−Ir系合金
膜、Ru−Re系合金膜あるいはRu−Os系合金膜
をスパツタ法により形成してプレス成形用の型を
構成した。以上のような構成の型を用いることに
より550℃以上の高温でも表面荒れを発生しない
高温用ガラスプレス成形型を提供しようとしたも
のであり、前記型を用いてBK−７などの高軟化
点光学ガラス素子をプレス成形により製造しよう
としたものである。 作 用 本発明では、Ru−Ir系合金膜、Ru−Re系合金
膜、およびRu−Os系合金膜が光学ガラスとの反
応性に乏しく、550℃以上の高温においても突起
物が発生するなどの面荒れを起こさないことを見
い出し、前記合金膜をスパツタ法によりWCまた
はサーメツトなどの母材上に形成してプレス成形
用型を構成した。前記のようにして作製した成形
型を用いることにより、BK−７などの高軟化点
ガラスを像形成品質よく光学ガラス素子にプレス
成形することを可能としたものである。 実施例 以下、本発明の光学ガラス素子の製造方法の一
実施例について、図面を参照しながら説明する。 直径20mm、厚さ６mmのタングステンカーバイド
およびサーメツトを曲率半径46mmの凹面形状の上
型、および曲率半径200mmの凹面形状の下型から
なる一対の光学ガラス素子のプレス成形用型にそ
れぞれ加工した。これらの型のプレス面を超微細
なダイヤモンド砥粒を用いて鏡面研磨した後、ス
パツタ法により２〜3μmの厚さでRu−Ir系合金
膜、Ru−Re系合金膜、またはRu−Os系合金膜
を形成した。図はこのようにして作製した上下型
をプレスマシンにセツトした状態を示す。１は上
型、２は下型、３は上型用加熱ヒータ、４は下型
用加熱ヒータ、５は上型用ピストンシリンダ、６
は下型用ピストンシリンダ、７は供給ガラス塊状
物、８はガラス塊状物供給用治具、９はプレス成
形した光学ガラス素子の取り出し口、１０は供給
ガラス塊状物の予備加熱炉、１１はおおいであ
る。 SiO2約68％，B2O3，Na2Ｏ，K2Ｏおよび微量
成分を含んだBK−７光学ガラスを半径10mmの球
形状に加工した塊状物７を予備加熱炉１０で加熱
した後、730℃に保持された上下の型１および２
の下型２の上に置き、窒素ガス雰囲気中でプレス
圧約40Kg／cm2によりプレスし２分間保持した後、
そのまま上下の型の温度を300℃まで冷却して両
面が凸形にプレス成形された光学ガラス素子を作
製し、取り出し口９より取り出して光学ガラス素
子のプレス成形工程が完了する。以上のような工
程を500回くり返した後、使用した上下の型１お
よび２をプレスマシンより取りはずし、型の表面
状態、およびプレスされた光学ガラス素子のプレ
ス面を走査型電子顕微鏡、表面粗さ計を用いて評
価した。 第１〜第３表にスパツタ膜の組成を変化させた
時のプレス実験結果を示した。
高精度の光学ガラス素子をプレス成形する光学ガ
ラス素子の製造方法に関するものである。 従来の技術 高精度なガラス素子を直接プレスにより成形す
るためには、像形成品質が良好な事が要求され
る。このため型材料としては高温度のもとでガラ
スに対して化学的に不活性であること、型のガラ
スプレス面が十分硬くすり傷等の損傷を受けにく
いこと、また高温度でのプレスで型が塑性変形な
どをおこさないこと、耐熱性、耐熱衝撃性に優れ
ていること、さらに型の加工性が良く超精密加工
が可能なことなどが必要である。これらの性質を
比較的満足する型を用いた製造方法として、例え
ば母材にタングステンカーバイド（WC）、サー
メツト、またはジルコニア（ZrO2）を用い、こ
れら母材に白金系合金膜を形成して構成される光
学ガラス素子のプレス成形用型やシリコンカーバ
イド（SiC）またはシリコンナイトライド（Si3
N4）を用いたプレス成形用型を用いた光学ガラ
ス素子の製造方法（特開昭52−45613号公報）が
提案されている。 発明が解決しようとする問題点 このような従来の型材料、たとえばシリコンカ
ーバイドおよびシリコンナイトライドの場合で
は、その硬度が極めて高いためガラスプレス面を
球面形状あるいは非球面形状に高精度に加工する
ことが非常に困難であつた。しかも、これらの材
料はいずれも焼結タイプのものであるため、その
焼結性を向上させる目的で焼結助剤として第三成
分を含有するため、鉛やアルカリ元素を含有する
ガラスと比較的反応しやすく、プレス成形をくり
返すと型とガラスとが反応し、ガラスが型に付着
するようになり像形成品質の良い高精度な光学ガ
ラス素子を成形することができなかつた。またタ
ングステンカーバイド、サーメツト、またはジル
コニア母材とし、これら母材上に白金系合金膜を
形成して構成した型の場合、550℃を超えた高温
度でガラスをプレスした場合、突起物が発生した
りして面荒れをおこした。このような理由で上記
白金系合金膜を形成した型ではBK−７などの高
軟化点ガラスをプレス成形することができなかつ
た。 問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、型の母材
として精密加工が容易で、耐熱性、耐熱衝撃性の
ある材料、たとえばタングステンカーバイド、サ
ーメツトを選らび、これら母材上に光学ガラスと
の反応性に乏しく、耐熱性のあるRu−Ir系合金
膜、Ru−Re系合金膜あるいはRu−Os系合金膜
をスパツタ法により形成してプレス成形用の型を
構成した。以上のような構成の型を用いることに
より550℃以上の高温でも表面荒れを発生しない
高温用ガラスプレス成形型を提供しようとしたも
のであり、前記型を用いてBK−７などの高軟化
点光学ガラス素子をプレス成形により製造しよう
としたものである。 作 用 本発明では、Ru−Ir系合金膜、Ru−Re系合金
膜、およびRu−Os系合金膜が光学ガラスとの反
応性に乏しく、550℃以上の高温においても突起
物が発生するなどの面荒れを起こさないことを見
い出し、前記合金膜をスパツタ法によりWCまた
はサーメツトなどの母材上に形成してプレス成形
用型を構成した。前記のようにして作製した成形
型を用いることにより、BK−７などの高軟化点
ガラスを像形成品質よく光学ガラス素子にプレス
成形することを可能としたものである。 実施例 以下、本発明の光学ガラス素子の製造方法の一
実施例について、図面を参照しながら説明する。 直径20mm、厚さ６mmのタングステンカーバイド
およびサーメツトを曲率半径46mmの凹面形状の上
型、および曲率半径200mmの凹面形状の下型から
なる一対の光学ガラス素子のプレス成形用型にそ
れぞれ加工した。これらの型のプレス面を超微細
なダイヤモンド砥粒を用いて鏡面研磨した後、ス
パツタ法により２〜3μmの厚さでRu−Ir系合金
膜、Ru−Re系合金膜、またはRu−Os系合金膜
を形成した。図はこのようにして作製した上下型
をプレスマシンにセツトした状態を示す。１は上
型、２は下型、３は上型用加熱ヒータ、４は下型
用加熱ヒータ、５は上型用ピストンシリンダ、６
は下型用ピストンシリンダ、７は供給ガラス塊状
物、８はガラス塊状物供給用治具、９はプレス成
形した光学ガラス素子の取り出し口、１０は供給
ガラス塊状物の予備加熱炉、１１はおおいであ
る。 SiO2約68％，B2O3，Na2Ｏ，K2Ｏおよび微量
成分を含んだBK−７光学ガラスを半径10mmの球
形状に加工した塊状物７を予備加熱炉１０で加熱
した後、730℃に保持された上下の型１および２
の下型２の上に置き、窒素ガス雰囲気中でプレス
圧約40Kg／cm2によりプレスし２分間保持した後、
そのまま上下の型の温度を300℃まで冷却して両
面が凸形にプレス成形された光学ガラス素子を作
製し、取り出し口９より取り出して光学ガラス素
子のプレス成形工程が完了する。以上のような工
程を500回くり返した後、使用した上下の型１お
よび２をプレスマシンより取りはずし、型の表面
状態、およびプレスされた光学ガラス素子のプレ
ス面を走査型電子顕微鏡、表面粗さ計を用いて評
価した。 第１〜第３表にスパツタ膜の組成を変化させた
時のプレス実験結果を示した。
【表】
【表】
☆：比較例
【表】
【表】
☆：比較例
【表】
【表】
☆：比較例
表からも明らかなようにRu−Ir2元合金では全
組成範囲でプレス面の面荒れもなく像形成品質の
良好なレンズをプレス成形できた。またRu−Ir2
元合金にTa，RhおよびCrより成る群より選ばれ
た少なくとも一種類の金属元素を10wt％以下添
加した型でも良好な結果が得られた。Ru−Re2
元合金ではRe含有量が０〜80wt％の合金膜で良
好な結果が得られた。また前記合金組成にTa，
RhおよびCrより成る群より選ばれた少なくとも
一種類の金属元素を10wt％以下添加した型でも
良好なプレス実験結果が得られた。Ru−Os系合
金膜でもRu−Re系合金膜と同様な結果となつ
た。 次に母材としてTiNを主成分とするサーメツ
トを選び各種組成のスパツタ膜を形成してプレス
成形用型を構成した型でも、母材を変えた影響は
全くなく、WCを母材とした時の実験結果と同一
な結果が得られた。以上のように母材が加工性に
優れ、高温でそ性変形したり、熱衝撃のためにク
ラツクがはいつたりしない材料、つまりTiC，
Cr3C2またはＡ2O3を主成分とするサーメツト
なども母材として適した材料と考えられる。 また本発明を説明するために凹面形状のプレス
成形用型を使用したが型表面の形状は、本実施例
のような形状に限定されるものではなく、プリズ
ム等の光学ガラス素子形状にも適合するものであ
ることは言うまでもない。 発明の効果 以上述べてきたように、本発明は加工精度に優
れ、耐熱性、耐熱衝撃性がある材料、たとえばタ
ングステンカーバイドあるいはサーメツトを母材
として選び、これら母材上に光学ガラスとの反応
性が無く、耐熱性に優れたRu−Ir系合金膜、Ru
−Re系合金膜またはRu−Os系合金膜を形成して
作製したプレス成形用型を用いて高融点光学ガラ
スをプレス成形することにより、像形成品質の良
好な高精度の高融点光学ガラス素子のプレス成形
を可能にしたものであり、高精度な高融点光学素
子を安価に量産するためのきわめて有用な発明で
ある。
表からも明らかなようにRu−Ir2元合金では全
組成範囲でプレス面の面荒れもなく像形成品質の
良好なレンズをプレス成形できた。またRu−Ir2
元合金にTa，RhおよびCrより成る群より選ばれ
た少なくとも一種類の金属元素を10wt％以下添
加した型でも良好な結果が得られた。Ru−Re2
元合金ではRe含有量が０〜80wt％の合金膜で良
好な結果が得られた。また前記合金組成にTa，
RhおよびCrより成る群より選ばれた少なくとも
一種類の金属元素を10wt％以下添加した型でも
良好なプレス実験結果が得られた。Ru−Os系合
金膜でもRu−Re系合金膜と同様な結果となつ
た。 次に母材としてTiNを主成分とするサーメツ
トを選び各種組成のスパツタ膜を形成してプレス
成形用型を構成した型でも、母材を変えた影響は
全くなく、WCを母材とした時の実験結果と同一
な結果が得られた。以上のように母材が加工性に
優れ、高温でそ性変形したり、熱衝撃のためにク
ラツクがはいつたりしない材料、つまりTiC，
Cr3C2またはＡ2O3を主成分とするサーメツト
なども母材として適した材料と考えられる。 また本発明を説明するために凹面形状のプレス
成形用型を使用したが型表面の形状は、本実施例
のような形状に限定されるものではなく、プリズ
ム等の光学ガラス素子形状にも適合するものであ
ることは言うまでもない。 発明の効果 以上述べてきたように、本発明は加工精度に優
れ、耐熱性、耐熱衝撃性がある材料、たとえばタ
ングステンカーバイドあるいはサーメツトを母材
として選び、これら母材上に光学ガラスとの反応
性が無く、耐熱性に優れたRu−Ir系合金膜、Ru
−Re系合金膜またはRu−Os系合金膜を形成して
作製したプレス成形用型を用いて高融点光学ガラ
スをプレス成形することにより、像形成品質の良
好な高精度の高融点光学ガラス素子のプレス成形
を可能にしたものであり、高精度な高融点光学素
子を安価に量産するためのきわめて有用な発明で
ある。
図は本発明の光学ガラス素子の直接プレス成形
用型を組み込んだプレスマシンの構成図である。 １……上型、２……下型、３……上型用加熱ヒ
ータ、４……下型用加熱ヒータ、５……上型用ピ
ストンシリンダ、６……下型用ピストンシリン
ダ、７……供給ガラス塊状物、８……ガラス供給
用治具、９……プレス成形した光学ガラス素子取
り出し口、１０……供給ガラス塊状物の予備加熱
炉、１１……おおい。
用型を組み込んだプレスマシンの構成図である。 １……上型、２……下型、３……上型用加熱ヒ
ータ、４……下型用加熱ヒータ、５……上型用ピ
ストンシリンダ、６……下型用ピストンシリン
ダ、７……供給ガラス塊状物、８……ガラス供給
用治具、９……プレス成形した光学ガラス素子取
り出し口、１０……供給ガラス塊状物の予備加熱
炉、１１……おおい。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 耐熱性があり、加工精度に優れた材料を母材
とし、前記母材上に、Ir含有率が40wt％未満ま
たは95wt％を超えるRu−Ir系合金膜、Ru−Re系
合金膜あるいはRu−Os系合金膜を形成して構成
されたプレス成形用型を用いて光学ガラス素子を
プレス成形することを特徴とする光学ガラス素子
の製造方法。 ２ Ru−Ir系合金膜の組成が、RuとIrとを90wt
％以上含有し、残部がRh，TaおよびCrからなる
群より選ばれた少なくとも一種類以上の金属元素
が10wt％以下よりなる合金組成であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学ガラス
素子の製造方法。 ３ Ru−Re系合金膜の組成がRuを20wt％以上
含有したRu−Re2元合金、および前記２元合金
組成を主成分とし、残部がRh，TaおよびCrから
なる群より選ばれた少なくとも一種類以上の金属
元素が10wt％以下からなる合金組成であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学ガ
ラス素子の製造方法。 ４ Ru−Os系合金膜の組成がRuを20wt％以上
含有したRu−Os2元合金、および前記２元合金
組成を主成分とし、残部がRh，TaおよびCrから
なる群より選ばれた少なくとも一種類以上の金属
元素が10wt％以下からなる合金組成であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学ガ
ラス素子の製造方法。 ５ 母材がWCを主成分とする超硬合金、TiNを
主成分とするサーメツト、TiCを主成分とするサ
ーメツト、Cr3C2を主成分とするサーメツトある
いはAl2O3を主成分とするサーメツトのいずれか
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製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61128654A JPS62288118A (ja) | 1986-06-03 | 1986-06-03 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61128654A JPS62288118A (ja) | 1986-06-03 | 1986-06-03 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62288118A JPS62288118A (ja) | 1987-12-15 |
| JPH0573699B2 true JPH0573699B2 (ja) | 1993-10-14 |
Family
ID=14990151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61128654A Granted JPS62288118A (ja) | 1986-06-03 | 1986-06-03 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62288118A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0248496B2 (ja) * | 1985-05-08 | 1990-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Kogakugarasusoshinoseikeihoho |
-
1986
- 1986-06-03 JP JP61128654A patent/JPS62288118A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62288118A (ja) | 1987-12-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |