JPS63134527A - 光学ガラス素子の成形方法 - Google Patents
光学ガラス素子の成形方法Info
- Publication number
- JPS63134527A JPS63134527A JP61277241A JP27724186A JPS63134527A JP S63134527 A JPS63134527 A JP S63134527A JP 61277241 A JP61277241 A JP 61277241A JP 27724186 A JP27724186 A JP 27724186A JP S63134527 A JPS63134527 A JP S63134527A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical glass
- press
- molding
- press forming
- mold
- 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
- C03B2215/14—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】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
本発明はレンズやプリズム等の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
な光学ガラス素子の成形方法に関するものである。
おいて、プレス成形後の研磨工程を必要としない高精度
な光学ガラス素子の成形方法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って
は、従来の光学レンズ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。
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って
は、従来の光学レンズ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いうのは、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
熱した光学ガラスの塊状物を加熱加圧成形を行ない、そ
れ以後の研磨工程を必要としないで光学ガラスレンズを
製造する方法である。（例えば、特公昭５４−３８１２
６号公報） 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の光学ガラスレンズの製造において
、プレス成形によっ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
って、光学ガラス素子の成形用型として、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
面に引っかき傷やすり傷の損傷を受けにくいこと、プレ
ス成形によっ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。
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
熱した光学ガラスの塊状物を加熱加圧成形を行ない、そ
れ以後の研磨工程を必要としないで光学ガラスレンズを
製造する方法である。（例えば、特公昭５４−３８１２
６号公報） 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の光学ガラスレンズの製造において
、プレス成形によっ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
って、光学ガラス素子の成形用型として、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
面に引っかき傷やすり傷の損傷を受けにくいこと、プレ
ス成形によっ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２高温高
強度等の必要条件を十分に満足していない。
の型材料は光学ガラスとの難反応性、耐酸化性２高温高
強度等の必要条件を十分に満足していない。
例えば、特開昭４７−１１２７７号公報に開示されてい
るガラス状カーボンは、酸化し易い、耐衝撃強度が低い
、熱伝導度が低い１等の欠点がある。
るガラス状カーボンは、酸化し易い、耐衝撃強度が低い
、熱伝導度が低い１等の欠点がある。
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、光学ガラスを加
熱加圧して精密成形する方法において、立方晶窒化硼素
の薄膜で被覆したプレス成形用型を用いた光学ガラス素
子の成形方法を一提供するものである。
熱加圧して精密成形する方法において、立方晶窒化硼素
の薄膜で被覆したプレス成形用型を用いた光学ガラス素
子の成形方法を一提供するものである。
作用
発明者らは、研究の結果、光学ガラスを加熱加圧して精
密成形する方法において、立方晶窒化硼素の薄膜で被覆
したプレス成形用型を用いることにより、ホウケイ酸ガ
ラス、ホウケイ酸バリウムガラス、ランタンガラスのよ
うに成形温度が７００℃を超える光学ガラスのプレス成
形が可能になることを見出した。
密成形する方法において、立方晶窒化硼素の薄膜で被覆
したプレス成形用型を用いることにより、ホウケイ酸ガ
ラス、ホウケイ酸バリウムガラス、ランタンガラスのよ
うに成形温度が７００℃を超える光学ガラスのプレス成
形が可能になることを見出した。
窒化硼素は、バルクでは立方晶型、六方晶型。
及びウルツァイト型の結晶形をもち、各々性質が非常に
異なっている。立方晶窒化硼素はいわゆる閃亜鉛鉱型結
晶でダイヤモンドと同様の共有結合立方晶であり、ダイ
ヤモンドと！！偵の特徴的な属性、即ち高硬度と良熱伝
導性を有している。また立方晶窒化硼素は研削材料とし
て広く用いられているように、化学的に安定であり、高
い耐熱性と大きな熱衝撃抵抗などの長所を存している。
異なっている。立方晶窒化硼素はいわゆる閃亜鉛鉱型結
晶でダイヤモンドと同様の共有結合立方晶であり、ダイ
ヤモンドと！！偵の特徴的な属性、即ち高硬度と良熱伝
導性を有している。また立方晶窒化硼素は研削材料とし
て広く用いられているように、化学的に安定であり、高
い耐熱性と大きな熱衝撃抵抗などの長所を存している。
しかしながら、バルクとしての立方晶窒化硼素をプレス
成形用型に加工することは困難であるため、プレス成形
用型形状に加工した母材に立方晶窒化硼素の薄膜を被覆
して使うことを考えた。プレス成形用型形状に加工した
母材のプレス成形面を表面粗さ０．０１ミクロン以下に
研磨したあと立方晶窒化硼素の薄膜を被覆しても、もと
の表面粗さとくらべて変化していなかった。
成形用型に加工することは困難であるため、プレス成形
用型形状に加工した母材に立方晶窒化硼素の薄膜を被覆
して使うことを考えた。プレス成形用型形状に加工した
母材のプレス成形面を表面粗さ０．０１ミクロン以下に
研磨したあと立方晶窒化硼素の薄膜を被覆しても、もと
の表面粗さとくらべて変化していなかった。
本発明では成形用型の母材を特に規定していないが、母
材としては耐酸化性、耐熱性、加工性。
材としては耐酸化性、耐熱性、加工性。
高温強度の優れた材料であればよく、例えばマルテンサ
イトステンレス鋼、オーステナイト鋼、タングステン合
金、Ｎｉ基合金、超硬合金、サーメット、モリブデン、
あるいはタンタルなどを用いることができ条。
イトステンレス鋼、オーステナイト鋼、タングステン合
金、Ｎｉ基合金、超硬合金、サーメット、モリブデン、
あるいはタンタルなどを用いることができ条。
実施例
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
明する。
（実施例１）
第１図は、本発明に用いたプレス成形用型の上型１およ
び下型２の斜視図である。上下両型１および２ともに、
オーステナイト鋼（たとえば５ＵＳ３１０）の円柱状素
材を用い、上型ｌには曲率半径が４６鶴の凹形の成形面
４とその周縁にＶ形切欠き３を複数個設け、下型２には
曲率半径が２００ｆｉの凹形の成形面５をそれぞれ形成
した。
び下型２の斜視図である。上下両型１および２ともに、
オーステナイト鋼（たとえば５ＵＳ３１０）の円柱状素
材を用い、上型ｌには曲率半径が４６鶴の凹形の成形面
４とその周縁にＶ形切欠き３を複数個設け、下型２には
曲率半径が２００ｆｉの凹形の成形面５をそれぞれ形成
した。
これらの成形面４および５を超微細なグイ、ヤモンド粉
末を用いてラッピングし、約１時間で表面の最大粗さく
Ｒ＋＊ａｘ ）が約１００人の鏡面にした。
末を用いてラッピングし、約１時間で表面の最大粗さく
Ｒ＋＊ａｘ ）が約１００人の鏡面にした。
鏡面となった成形面４および５の表面に、立方晶窒化硼
素の薄膜を被覆した。立方晶窒化硼素の薄膜は、硼素塊
（純度９９．９９％）を電子ビームで蒸発させ、ノズル
先端にバイアスをかけて高密度なプラズマを発生させた
ノズルから窒素分圧３Ｘ１Ｇ’Ｐａ％アルゴン分圧２Ｘ
１０４Ｐａの混合ガスを導入し、プレス成形用型の上型
１および下型２にＲＦ雷電圧印加して、６０分間放電さ
せることにより約３μｍ堆積した０作製した薄膜をＸ線
マイクロアナリシス法、赤外線吸収法、および電子線回
折法で評価した結果、立方晶窒化硼素が合成されている
ことが確認された。このような方法により光学ガラス素
子の成形用上型ｌおよび下型２を得た。
素の薄膜を被覆した。立方晶窒化硼素の薄膜は、硼素塊
（純度９９．９９％）を電子ビームで蒸発させ、ノズル
先端にバイアスをかけて高密度なプラズマを発生させた
ノズルから窒素分圧３Ｘ１Ｇ’Ｐａ％アルゴン分圧２Ｘ
１０４Ｐａの混合ガスを導入し、プレス成形用型の上型
１および下型２にＲＦ雷電圧印加して、６０分間放電さ
せることにより約３μｍ堆積した０作製した薄膜をＸ線
マイクロアナリシス法、赤外線吸収法、および電子線回
折法で評価した結果、立方晶窒化硼素が合成されている
ことが確認された。このような方法により光学ガラス素
子の成形用上型ｌおよび下型２を得た。
第２図は、上述のガラスプレス成形用型１および２の外
径面にそれぞれ加熱器６および７を巻きつけ、プレスの
上下のプランジャ８および９に取りつけた一部破断面で
ある。同図において、シリカ（Ｓｉ０２）３０重量パー
セント、酸化バリウム（Ｂａｄ）５０重量パーセント、
ホウ酸（Ｂ２０８）１５重量パーセント、残部が微量成
分からなるホウケイ酸バリウムガラス塊１０は、原料供
給治具１１で把持されて、予備加熱炉１２により７８０
℃に加熱されたのち、温度７３０℃に昇温されたガラス
プレス成形用型１および２の間で、プレス圧力４０ｋｇ
／ａＪでプレス成形される。
径面にそれぞれ加熱器６および７を巻きつけ、プレスの
上下のプランジャ８および９に取りつけた一部破断面で
ある。同図において、シリカ（Ｓｉ０２）３０重量パー
セント、酸化バリウム（Ｂａｄ）５０重量パーセント、
ホウ酸（Ｂ２０８）１５重量パーセント、残部が微量成
分からなるホウケイ酸バリウムガラス塊１０は、原料供
給治具１１で把持されて、予備加熱炉１２により７８０
℃に加熱されたのち、温度７３０℃に昇温されたガラス
プレス成形用型１および２の間で、プレス圧力４０ｋｇ
／ａＪでプレス成形される。
そのまま温度５３０℃まで上下の型とともに冷却された
成形レンズは上部プランジャ８を戻した後、取り出し口
１３から取り出した。
成形レンズは上部プランジャ８を戻した後、取り出し口
１３から取り出した。
このような工程によって、１０００回のガラスプレス成
形を行なった後、型の成形面４および５の表面粗さくＲ
ｍａｘ ）および微小ビッカース硬度（ＨＶ）と成形さ
れたガラスレンズの表面状態を観察した。
形を行なった後、型の成形面４および５の表面粗さくＲ
ｍａｘ ）および微小ビッカース硬度（ＨＶ）と成形さ
れたガラスレンズの表面状態を観察した。
１０００回のガラスプレス成形を行なった後のプレス成
形用型の成形面４および５の表面粗さくＲｍａｘ ）は
約９０人であり、その成形面は面荒れを起こしていなか
った。また、成形用型の微小ビッカース硬度は４０００
前後と非常に高硬度を示しており、微細なキズも発生し
ていなかった。
形用型の成形面４および５の表面粗さくＲｍａｘ ）は
約９０人であり、その成形面は面荒れを起こしていなか
った。また、成形用型の微小ビッカース硬度は４０００
前後と非常に高硬度を示しており、微細なキズも発生し
ていなかった。
成形した光学ガラスレンズの面精度はニュートンリング
２本以内、アユ５分の１本以内、面粗さ０．０１μｍで
あり、その光学性能は極めて優れていた。
２本以内、アユ５分の１本以内、面粗さ０．０１μｍで
あり、その光学性能は極めて優れていた。
（実施例２）
超硬合金（ＷＣ）を実施例１と同様の形状に加工し、成
形面４および５を超微細なダイヤモンド粉末でラッピン
グし、約１時間で表面の最大粗さくＲｍａｘ ）が約１
００人の鏡面にした。実施例１と同様の方法で、鏡面と
なった成形面４および５の表面に、立方晶窒化硼素の薄
膜を被覆し、光学ガラス素子の成形用上型１および下型
２を得た。
形面４および５を超微細なダイヤモンド粉末でラッピン
グし、約１時間で表面の最大粗さくＲｍａｘ ）が約１
００人の鏡面にした。実施例１と同様の方法で、鏡面と
なった成形面４および５の表面に、立方晶窒化硼素の薄
膜を被覆し、光学ガラス素子の成形用上型１および下型
２を得た。
実施例１と同様の方法で、シリカ（ＳｉＯ２）１０重量
パーセント、酸化バリウム（Ｂ ａ ０）２５重量パー
セント、ホウ＃Ｉ（Ｂ２０３）３０重量パーセント、酸
化ランタン（Ｌａ２０３）２０重量パーセント、残部が
微量成分からなるランタン系光学ガラスを、予備加熱温
度７５０℃、成形温度７１０℃、プレス圧力４０ｋｇ／
ｃ＋Ｊ、プレス時間１分間の条件でプレス成形を行ない
、成形レンズを５７０℃で取り出した。
パーセント、酸化バリウム（Ｂ ａ ０）２５重量パー
セント、ホウ＃Ｉ（Ｂ２０３）３０重量パーセント、酸
化ランタン（Ｌａ２０３）２０重量パーセント、残部が
微量成分からなるランタン系光学ガラスを、予備加熱温
度７５０℃、成形温度７１０℃、プレス圧力４０ｋｇ／
ｃ＋Ｊ、プレス時間１分間の条件でプレス成形を行ない
、成形レンズを５７０℃で取り出した。
このような工程によって、１０００回のガラスプレス成
形を行なった後、型の成形面４および５の表面粗さくＲ
ｍａｘ ）および微小ビッカース硬度（ＨＶ）と成形さ
れたガラスレンズの表面状態を観察した。
形を行なった後、型の成形面４および５の表面粗さくＲ
ｍａｘ ）および微小ビッカース硬度（ＨＶ）と成形さ
れたガラスレンズの表面状態を観察した。
１０００回のガラスプレス成形を行なった後のプレス成
形用型の成形面４および５の表面粗さくＲｍａｘ ）は
約８０人であり、その成形面は面荒れを起こしていなか
った。また、成形用型の微小ビッカース硬度は５ｏｏｏ
前後と非常に高硬度を示しており、微細なキズも発生し
ていなかった。
形用型の成形面４および５の表面粗さくＲｍａｘ ）は
約８０人であり、その成形面は面荒れを起こしていなか
った。また、成形用型の微小ビッカース硬度は５ｏｏｏ
前後と非常に高硬度を示しており、微細なキズも発生し
ていなかった。
成形した光学ガラスレンズの面精度はニュートンリング
２本以内、アユ５分の１本以内、面粗さ０．０１μｍで
あり、その光学性能は極めて優れていた。
２本以内、アユ５分の１本以内、面粗さ０．０１μｍで
あり、その光学性能は極めて優れていた。
発明の詳細
な説明したように、本発明によれば、従来の光学ガラス
素子の成形方法に比べて、プレス成形用型の離型性、耐
酸化性、耐腐食性、硬度等が大幅に向上したために、ホ
ウケイ酸バリウム光学ガラスあるいはランタン系光学ガ
ラス等のプレス成形温度が７００℃を超える光学ガラス
を非常に高精度にプレス成形できる。
素子の成形方法に比べて、プレス成形用型の離型性、耐
酸化性、耐腐食性、硬度等が大幅に向上したために、ホ
ウケイ酸バリウム光学ガラスあるいはランタン系光学ガ
ラス等のプレス成形温度が７００℃を超える光学ガラス
を非常に高精度にプレス成形できる。
１０００回のプレス成形が可能な長寿命な成形用型によ
り、成形用型の交換回数が大幅に減り、高精度な光学ガ
ラス素子の大量生産を可能にし、生産性の向上と製造コ
ストの低減に著しい効果がある。
り、成形用型の交換回数が大幅に減り、高精度な光学ガ
ラス素子の大量生産を可能にし、生産性の向上と製造コ
ストの低減に著しい効果がある。
第１図は本発明に用いたガラスプレス成形用型の斜視図
、第２図は第１図の成形用型を取り付けたプレス装置の
プランジャ部の一部破断斜視図である。 １・・・・・・上型、２・・・・・・下型、３・・・・
・・切欠き、４゜５・・・・・・成形面、６．７・・・
・・・加熱器、８，９・・・・・・プランジャ、１０・
・・・・・光学ガラス塊、１１・・・・・・原料供給治
具、１２・・・・・・予備加熱炉、１３・・・・・・取
出し口。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名第１図
ｒ−と！ ２−−−Ｔ−’１ ３−を軟こ 呼、５−人房面 第 ２ 図
、第２図は第１図の成形用型を取り付けたプレス装置の
プランジャ部の一部破断斜視図である。 １・・・・・・上型、２・・・・・・下型、３・・・・
・・切欠き、４゜５・・・・・・成形面、６．７・・・
・・・加熱器、８，９・・・・・・プランジャ、１０・
・・・・・光学ガラス塊、１１・・・・・・原料供給治
具、１２・・・・・・予備加熱炉、１３・・・・・・取
出し口。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか１名第１図
ｒ−と！ ２−−−Ｔ−’１ ３−を軟こ 呼、５−人房面 第 ２ 図
Claims (1)
- 立方晶窒化硼素の薄膜で被覆したプレス成形用型を用い
て光学ガラス素子を加熱加圧して精密成形することを特
徴とする光学ガラス素子の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61277241A JPS63134527A (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 光学ガラス素子の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61277241A JPS63134527A (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 光学ガラス素子の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63134527A true JPS63134527A (ja) | 1988-06-07 |
Family
ID=17580786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61277241A Pending JPS63134527A (ja) | 1986-11-20 | 1986-11-20 | 光学ガラス素子の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63134527A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0229433U (ja) * | 1988-08-11 | 1990-02-26 |
-
1986
- 1986-11-20 JP JP61277241A patent/JPS63134527A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0229433U (ja) * | 1988-08-11 | 1990-02-26 |
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