JPH1029824A - 光学素子の成形型 - Google Patents
光学素子の成形型Info
- Publication number
- JPH1029824A JPH1029824A JP8187386A JP18738696A JPH1029824A JP H1029824 A JPH1029824 A JP H1029824A JP 8187386 A JP8187386 A JP 8187386A JP 18738696 A JP18738696 A JP 18738696A JP H1029824 A JPH1029824 A JP H1029824A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molding
- mold
- substrate
- surface layer
- optical 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- C03B2215/22—Non-oxide ceramics
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)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明では、加熱・成形を何回も行っていて
も、成形面に粗れが生じず、成形されるガラスが成形型
に付着しない光学素子の成形型を得ることを目的とす
る。 【解決手段】 タングステンカーバイドで形成された基
体１と、基体の成形面上にチタン、アルミニウムおよび
窒素からなる金属窒化物の薄膜で形成された表面層２と
を備えた。
も、成形面に粗れが生じず、成形されるガラスが成形型
に付着しない光学素子の成形型を得ることを目的とす
る。 【解決手段】 タングステンカーバイドで形成された基
体１と、基体の成形面上にチタン、アルミニウムおよび
窒素からなる金属窒化物の薄膜で形成された表面層２と
を備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プレス成形によっ
て研削・研磨を行わずに光学素子を得るために使用する
成形型に関するものである。
て研削・研磨を行わずに光学素子を得るために使用する
成形型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光学機器の分野では、光学装置の構成の
簡略化、軽量化などを達成するために、非球面レンズを
用い光学機器を製造することが増加する傾向にある。従
来、ガラスレンズは研磨法によって製造されていたが、
複雑な形状を有する非球面レンズでは、量産化が困難で
あることから、研磨法に代わる製造方法としてプレス成
形の研究が盛んに行われている。
簡略化、軽量化などを達成するために、非球面レンズを
用い光学機器を製造することが増加する傾向にある。従
来、ガラスレンズは研磨法によって製造されていたが、
複雑な形状を有する非球面レンズでは、量産化が困難で
あることから、研磨法に代わる製造方法としてプレス成
形の研究が盛んに行われている。
【０００３】光学ガラスのプレス成形では、ガラス及び
成形型は数百度まで加熱されるため、成形型には加工性
の他に高温強度、耐熱衝撃性、化学的安定性などが要求
される。これらを満足するため、現在ではタングステン
カーバイドや各種サーメットを基体とし、その基体の成
形面にガラスとの化学的反応の少ない貴金属薄膜を形成
した成形型が一般的に使用されている。例えば特開昭６
０−２４６２３０号には超硬合金を基体として、その基
体上に貴金属層を被覆したことを特徴とし、この貴金属
層が、イリジウム（Ｉｒ）、オスニウム（Ｏｓ）、パラ
ジウム（Ｐｄ）、ロージウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒ
ｕ）からなる群より選ばれた少なくとも一つの元素と白
金（Ｐｔ）（６０〜９９重量％）との貴金属合金である
もの等が開示されている。
成形型は数百度まで加熱されるため、成形型には加工性
の他に高温強度、耐熱衝撃性、化学的安定性などが要求
される。これらを満足するため、現在ではタングステン
カーバイドや各種サーメットを基体とし、その基体の成
形面にガラスとの化学的反応の少ない貴金属薄膜を形成
した成形型が一般的に使用されている。例えば特開昭６
０−２４６２３０号には超硬合金を基体として、その基
体上に貴金属層を被覆したことを特徴とし、この貴金属
層が、イリジウム（Ｉｒ）、オスニウム（Ｏｓ）、パラ
ジウム（Ｐｄ）、ロージウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒ
ｕ）からなる群より選ばれた少なくとも一つの元素と白
金（Ｐｔ）（６０〜９９重量％）との貴金属合金である
もの等が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の成形型は高温強度、耐熱衝撃性などの点で優れている
が、成形面上に被覆された物質は、非常に軟質な物質で
ある。したがって、このような成形型では容易に傷がつ
きやすくなってしまう。また、この様な成形型を用い
て、ガラス素材を高温・高圧力下で成形を繰り返すこと
で、次第に傷が発生する箇所が多くなり、成形面の粗れ
か進行してしまう。
の成形型は高温強度、耐熱衝撃性などの点で優れている
が、成形面上に被覆された物質は、非常に軟質な物質で
ある。したがって、このような成形型では容易に傷がつ
きやすくなってしまう。また、この様な成形型を用い
て、ガラス素材を高温・高圧力下で成形を繰り返すこと
で、次第に傷が発生する箇所が多くなり、成形面の粗れ
か進行してしまう。
【０００５】したがって、本発明では、加熱・成形を何
回も行っていても、成形面に粗れが生じず、成形される
ガラスが成形型に付着しない光学素子の成形型を得るこ
とを目的とする。
回も行っていても、成形面に粗れが生じず、成形される
ガラスが成形型に付着しない光学素子の成形型を得るこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するため、本発明の第１の形態ではタングステンカ
ーバイドで形成された基体と、基体の成形面上にチタ
ン、アルミニウムおよび窒素からなる金属窒化物の薄膜
で形成された表面層とを備えた。このように、光学素子
の成形型成形面上にタングステンカーバイドの基体との
密着性が良く、硬度、耐食性に優れるチタン（Ｔｉ）−
アルミニウム（Ａｌ）−窒素（Ｎ）の窒化物で形成され
た表面層を備える。
解決するため、本発明の第１の形態ではタングステンカ
ーバイドで形成された基体と、基体の成形面上にチタ
ン、アルミニウムおよび窒素からなる金属窒化物の薄膜
で形成された表面層とを備えた。このように、光学素子
の成形型成形面上にタングステンカーバイドの基体との
密着性が良く、硬度、耐食性に優れるチタン（Ｔｉ）−
アルミニウム（Ａｌ）−窒素（Ｎ）の窒化物で形成され
た表面層を備える。
【０００７】また、本発明の第２の形態では、表面層
は、１マイクロメーター以下の膜厚で有ることとした。
このように表面層を膜厚１μｍ（マイクロメートル）以
下で形成し、研削・研磨を必要としない高精度な光学素
子のプレス成形と型の長寿命を可能としたことを特徴と
する成形型を提供する。
は、１マイクロメーター以下の膜厚で有ることとした。
このように表面層を膜厚１μｍ（マイクロメートル）以
下で形成し、研削・研磨を必要としない高精度な光学素
子のプレス成形と型の長寿命を可能としたことを特徴と
する成形型を提供する。
【０００８】
【本発明の実施の形態】本発明の実施の形態での光学素
子の成形型では、基体として加工性、高温強度、耐熱衝
撃性に優れるタングステンカーバイド（ＷＣ）を使用
し、基体の成形面を所望の形状に精密加エした後、その
成形面にチタン（Ｔｉ）−アルミニウム（Ａｌ）−窒素
（Ｎ）の窒化物である薄膜を膜厚１μｍ以下で形成し
た。これにより、光学ガラスのプレス成形時に必要な６
００℃以上の高温および高圧力下においても、同精度な
形状を保つことのできる成形型が得られ、成形型の長寿
命化が実現できる。
子の成形型では、基体として加工性、高温強度、耐熱衝
撃性に優れるタングステンカーバイド（ＷＣ）を使用
し、基体の成形面を所望の形状に精密加エした後、その
成形面にチタン（Ｔｉ）−アルミニウム（Ａｌ）−窒素
（Ｎ）の窒化物である薄膜を膜厚１μｍ以下で形成し
た。これにより、光学ガラスのプレス成形時に必要な６
００℃以上の高温および高圧力下においても、同精度な
形状を保つことのできる成形型が得られ、成形型の長寿
命化が実現できる。
【０００９】本発明の実施の形態である光学素子成形型
は、以下の様な手法を用いて作製した。基体１はタング
ステンカーバイドからなり、その寸法は、図１に示す様
に、外形Ａが２０ｍｍ、厚さＢが１５ｍｍ、凹面曲率半
径Ｒが１００ｍｍの物を使用した。また、基体１の成形
面（凹面部分）の粗さはＲＭＳ値で６．０〜８．ＯÅ
（オングストローム）程度になるように研削・研磨し
た。
は、以下の様な手法を用いて作製した。基体１はタング
ステンカーバイドからなり、その寸法は、図１に示す様
に、外形Ａが２０ｍｍ、厚さＢが１５ｍｍ、凹面曲率半
径Ｒが１００ｍｍの物を使用した。また、基体１の成形
面（凹面部分）の粗さはＲＭＳ値で６．０〜８．ＯÅ
（オングストローム）程度になるように研削・研磨し
た。
【００１０】そして、研削・研磨された成形型の成形面
に表面層を形成した。この表面層２はスパッ夕法により
チタン（Ｔｉ）−アルミニウム（Ａｌ）−窒素（Ｎ）の
窒化物である薄膜を成膜して得ている。この表面層２の
厚さはおよそ０．３μｍ程度になるまで成膜した。この
ように作製した成形型は、それぞれ真空中で７００℃ま
で加熱し、各種の光学ガラスを加圧成形して成形前後の
表面粗さを光学式表面粗さ計および走査型プローブ顕微
鏡で観察した。
に表面層を形成した。この表面層２はスパッ夕法により
チタン（Ｔｉ）−アルミニウム（Ａｌ）−窒素（Ｎ）の
窒化物である薄膜を成膜して得ている。この表面層２の
厚さはおよそ０．３μｍ程度になるまで成膜した。この
ように作製した成形型は、それぞれ真空中で７００℃ま
で加熱し、各種の光学ガラスを加圧成形して成形前後の
表面粗さを光学式表面粗さ計および走査型プローブ顕微
鏡で観察した。
【００１１】ところで、本発明の実施の形態である成形
型について、成形に用いる前の表面粗さは、何れもＲＭ
Ｓ値で７．０〜９．ＯÅであった。また、高温・高圧力
下で成形に用いた後の表面粗さは、成形後もＲＭＳ値で
９．ＯÅ以下であった。また、比較例として、同一形状
のタングステンカーバイド基体の成形面上に白金（Ｐ
ｔ）薄膜を０．３μｍ形成した成形型を作製した。
型について、成形に用いる前の表面粗さは、何れもＲＭ
Ｓ値で７．０〜９．ＯÅであった。また、高温・高圧力
下で成形に用いた後の表面粗さは、成形後もＲＭＳ値で
９．ＯÅ以下であった。また、比較例として、同一形状
のタングステンカーバイド基体の成形面上に白金（Ｐ
ｔ）薄膜を０．３μｍ形成した成形型を作製した。
【００１２】この比較例の成形型についても同様に表面
粗さを測定した。比較例の成形型の成形に用いる前の表
面粗さは、およそＲＭＳ値で８Å程度の粗さを有してい
た。これを本発明の実施の形態の成形型と同様に高温・
高圧力下で光学ガラスを成形し、その成形型の成形面の
粗さを測定した結果、ＲＭＳ値で約４０Åの粗れが生じ
た。
粗さを測定した。比較例の成形型の成形に用いる前の表
面粗さは、およそＲＭＳ値で８Å程度の粗さを有してい
た。これを本発明の実施の形態の成形型と同様に高温・
高圧力下で光学ガラスを成形し、その成形型の成形面の
粗さを測定した結果、ＲＭＳ値で約４０Åの粗れが生じ
た。
【００１３】この結果を表１にまとめて、示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】このように本発明の実施の形態である成形
型は、比較例の様な成形型に対し、高温・高圧力下で光
学ガラスを成形しても、成形面の粗さが大きくならす、
寿命の長い成形型を得ることができる。また、上記に説
明した本発明の実施の形態である成形型と、表面層の厚
さを１マイクロメーターより厚くして、タングステンカ
ーバイドの基体に表面層としてチタンーアルミニウム−
窒素の窒化物を成膜した成形型とを対比した。その結
果、本発明の実施の形態である表面層の厚さが０．３マ
イクロメーターである成形型が、表面層の厚さ１マイク
ロメーターより厚い成形型に対し、高温・高圧力下で行
う光学ガラスの成形後の粗さの増加が小さかった。
型は、比較例の様な成形型に対し、高温・高圧力下で光
学ガラスを成形しても、成形面の粗さが大きくならす、
寿命の長い成形型を得ることができる。また、上記に説
明した本発明の実施の形態である成形型と、表面層の厚
さを１マイクロメーターより厚くして、タングステンカ
ーバイドの基体に表面層としてチタンーアルミニウム−
窒素の窒化物を成膜した成形型とを対比した。その結
果、本発明の実施の形態である表面層の厚さが０．３マ
イクロメーターである成形型が、表面層の厚さ１マイク
ロメーターより厚い成形型に対し、高温・高圧力下で行
う光学ガラスの成形後の粗さの増加が小さかった。
【００１６】このように、表面層のチタンーア．ルミニ
ウム−窒素の窒化物である表面層を１マイクロメーター
以下にすることで、更に成形型の高寿命下が得られる。
また、本発明の実施の形態である成形型を用いて、各種
光学ガラス材料を成形した結果、特に次に挙げられる光
学ガラスに対して、離型性が良いことが解った。その光
学ガラスとは、フッ化チタン（ＴｉＦ6 ）、ＢＫ７（シ
ョット）、ＢＳＬ７、ＬＡＭ６０、ＬＡＨ６７である。
ウム−窒素の窒化物である表面層を１マイクロメーター
以下にすることで、更に成形型の高寿命下が得られる。
また、本発明の実施の形態である成形型を用いて、各種
光学ガラス材料を成形した結果、特に次に挙げられる光
学ガラスに対して、離型性が良いことが解った。その光
学ガラスとは、フッ化チタン（ＴｉＦ6 ）、ＢＫ７（シ
ョット）、ＢＳＬ７、ＬＡＭ６０、ＬＡＨ６７である。
【００１７】このように、本発明の実施の形態である成
形型は、上記のような光学ガラスの成形に対して、特に
有効である。なお、本発明の実施の形態である成形型
は、基体と表面層との２層構造になっているが、本発明
はこれに限らず、基体と表面層との間に非金属物質で形
成された中間層を備えることでも構わない。
形型は、上記のような光学ガラスの成形に対して、特に
有効である。なお、本発明の実施の形態である成形型
は、基体と表面層との２層構造になっているが、本発明
はこれに限らず、基体と表面層との間に非金属物質で形
成された中間層を備えることでも構わない。
【００１８】
【発明の効果】本発明による、光学素子成形型は、基体
の成形面上に耐食性に優れ、硬質な窒素化合物の薄膜を
形成することで、傷かつき難く、加熱による表面粗れも
ない成形面による高精度な光学素子のプレス成形と型の
長寿命化が可能となる。
の成形面上に耐食性に優れ、硬質な窒素化合物の薄膜を
形成することで、傷かつき難く、加熱による表面粗れも
ない成形面による高精度な光学素子のプレス成形と型の
長寿命化が可能となる。
【図１】：本発明の実施の形態で作製した成形型の断面
概念図である。
概念図である。
１・・・基体 ２・・・表面層 Ａ・・・外径 Ｂ・・・厚さ Ｒ・・・凹面曲率半径
Claims (2)
- 【請求項１】タングステンカーバイドで形成された基体
と、 前記基体の成形面上にチタン、アルミニウムおよび窒素
からなる金属窒化物の薄膜で形成された表面層とを備え
ることを特徴とする光学素子の成形型 - 【請求項２】前記表面層は、１マイクロメートル以下の
膜厚で有ることを特徴とする請求項１記載の光学素子の
成形型
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8187386A JPH1029824A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 光学素子の成形型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8187386A JPH1029824A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 光学素子の成形型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1029824A true JPH1029824A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16205118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8187386A Pending JPH1029824A (ja) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | 光学素子の成形型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1029824A (ja) |
-
1996
- 1996-07-17 JP JP8187386A patent/JPH1029824A/ja active Pending
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