JPH0729788B2 - 光学ガラス素子の製造方法 - Google Patents
光学ガラス素子の製造方法Info
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- JPH0729788B2 JPH0729788B2 JP24869687A JP24869687A JPH0729788B2 JP H0729788 B2 JPH0729788 B2 JP H0729788B2 JP 24869687 A JP24869687 A JP 24869687A JP 24869687 A JP24869687 A JP 24869687A JP H0729788 B2 JPH0729788 B2 JP H0729788B2
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- JP
- Japan
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- mold
- optical glass
- press
- carbide
- glass element
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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
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
-
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光学ガラス素子の製造方法に関し、プレス成形
後、磨き工程等を必要としない光学ガラス素子の直接プ
レス成形に関するものである。
後、磨き工程等を必要としない光学ガラス素子の直接プ
レス成形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得る非球
面化の傾向にある。この非球面レンズの製造には従来の
光学ガラスレンズの製造方法である研摩法では加工性お
よび量産性に劣り、直接プレス成形により製造する方法
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得る非球
面化の傾向にある。この非球面レンズの製造には従来の
光学ガラスレンズの製造方法である研摩法では加工性お
よび量産性に劣り、直接プレス成形により製造する方法
が有望視されている。
以上のような光学ガラス素子のプレス成形用型として高
温でも安定で、耐酸化性に優れ、ガラスに対して不活性
であり、高圧にも耐えるような機械的強度の優れ、さら
には加工性に優れ精密加工ができなくてはならない材料
が必要となっている。従来の光学ガラス素子のプレス成
形用型としては特開昭52-45613号公報ではシリコンカー
バイド（SiC）またはシリコンナイトライド（Si3N4）が
用いられ、さらに特開昭59-121126号公報ではチタンカ
ーバイド（TiN）および金属の混合材料が用いられてい
る。
温でも安定で、耐酸化性に優れ、ガラスに対して不活性
であり、高圧にも耐えるような機械的強度の優れ、さら
には加工性に優れ精密加工ができなくてはならない材料
が必要となっている。従来の光学ガラス素子のプレス成
形用型としては特開昭52-45613号公報ではシリコンカー
バイド（SiC）またはシリコンナイトライド（Si3N4）が
用いられ、さらに特開昭59-121126号公報ではチタンカ
ーバイド（TiN）および金属の混合材料が用いられてい
る。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来の型材料では上記の条件を全て満足
するものは得られていない。例えば、型材料としてSiC
およびSi3N4を用いた場合では、非常に硬く機械的強度
が優れているが、加工性に劣り、さらには光学ガラス素
子の構成成分である鉛（Pb）やアルカリ元素と反応し易
いという欠点を有している。また、TiCおよび金属の混
合材料の場合も光学ガラス素子と反応し易く、型材料と
しては不適当である。
するものは得られていない。例えば、型材料としてSiC
およびSi3N4を用いた場合では、非常に硬く機械的強度
が優れているが、加工性に劣り、さらには光学ガラス素
子の構成成分である鉛（Pb）やアルカリ元素と反応し易
いという欠点を有している。また、TiCおよび金属の混
合材料の場合も光学ガラス素子と反応し易く、型材料と
しては不適当である。
以上のように、従来の型材料では前述の型材料としての
必要条件を全て満足するには至っていない。従って、型
寿命が短く、高精度な光学ガラス素子をプレス成形によ
って大量に生産することはできない。
必要条件を全て満足するには至っていない。従って、型
寿命が短く、高精度な光学ガラス素子をプレス成形によ
って大量に生産することはできない。
本発明では上記問題点に鑑み、直接プレス成形法による
光学性能の良い高精度な光学ガラス素子を大量に成形す
ることを可能にするためのプレス成形用型を提供するこ
とを目的としている。
光学性能の良い高精度な光学ガラス素子を大量に成形す
ることを可能にするためのプレス成形用型を提供するこ
とを目的としている。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明では加工性が良く
機械的強度が優れたWCを主成分とする超硬合金あるいは
各種サーメットをプレス成形用型の母材として、そのプ
レス面にHfC、ThC2、ZrCまたはNbCの薄膜を形成した型
を作製し、この型を用いることによって光学性能の良い
高精度な光学ガラス素子を大量にプレス成形することを
可能にしたものである。
機械的強度が優れたWCを主成分とする超硬合金あるいは
各種サーメットをプレス成形用型の母材として、そのプ
レス面にHfC、ThC2、ZrCまたはNbCの薄膜を形成した型
を作製し、この型を用いることによって光学性能の良い
高精度な光学ガラス素子を大量にプレス成形することを
可能にしたものである。
作用 本発明は上記した構成によって、従来の型材料では実現
できなかった前記の必要条件を全て満足した型を得るこ
とができ、この型を用いることによって大量に光学ガラ
ス素子を直接プレスして成形することが可能となる。
できなかった前記の必要条件を全て満足した型を得るこ
とができ、この型を用いることによって大量に光学ガラ
ス素子を直接プレスして成形することが可能となる。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
直径20mm、厚さ6mmのWCを主成分とする超硬合金を曲率
半径がそれぞれ46mmおよび200mmの凹面形状のプレス面
を有する上下の型からなる一対の光学ガラス素子のプレ
ス成形用型に加工した。これらの型のプレス面を超微細
なダイヤモンド低粒を用いて鏡面に研摩した。次に、こ
の鏡面上に適当な方法により５μｍの厚みでHfC、Th
C2、ZrCまたはNbCの薄膜をコーティングしてプレス成形
用型を作製した。
半径がそれぞれ46mmおよび200mmの凹面形状のプレス面
を有する上下の型からなる一対の光学ガラス素子のプレ
ス成形用型に加工した。これらの型のプレス面を超微細
なダイヤモンド低粒を用いて鏡面に研摩した。次に、こ
の鏡面上に適当な方法により５μｍの厚みでHfC、Th
C2、ZrCまたはNbCの薄膜をコーティングしてプレス成形
用型を作製した。
このようにして作製した型の断面図を第１図に示す。第
１図において、11は母材、12はプレス面上にコーティン
グしたHfC、ThC2、ZrCまたはNbCの薄膜である。
１図において、11は母材、12はプレス面上にコーティン
グしたHfC、ThC2、ZrCまたはNbCの薄膜である。
これらの型を第２図に示したプレス成形機にセットす
る。第２図において、21は上型用固定ブロック、22は上
型用加熱ヒーター、23は上型、24はガラス素子、25は下
型、26は下型用加熱ヒーター、27は下型用固定ブロッ
ク、28は上型用熱電対、29は下型用熱電対、210はプラ
ンジャー、211は位置決め用センサー、212はストッパ
ー、213は覆いである。
る。第２図において、21は上型用固定ブロック、22は上
型用加熱ヒーター、23は上型、24はガラス素子、25は下
型、26は下型用加熱ヒーター、27は下型用固定ブロッ
ク、28は上型用熱電対、29は下型用熱電対、210はプラ
ンジャー、211は位置決め用センサー、212はストッパ
ー、213は覆いである。
次に、酸化鉛（PbO）70重量％、シリカ（SiO）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を半
径10mmの球状に加工したガラス素子24を上下の型23およ
び25の下型25の上に置き、その上に上型を置き、そのま
ま520℃まで昇温し、窒素雰囲気で約40kg/cm2のプレス
圧によりプレスして２分間保持し、その後、そのままの
状態で上下の型を300℃まで冷却して、プレス成形され
た光学ガラス素子を取り出して、光学ガラス素子のプレ
ス成形の工程を完了する。
および残りが微量成分からなる酸化鉛系光学ガラスを半
径10mmの球状に加工したガラス素子24を上下の型23およ
び25の下型25の上に置き、その上に上型を置き、そのま
ま520℃まで昇温し、窒素雰囲気で約40kg/cm2のプレス
圧によりプレスして２分間保持し、その後、そのままの
状態で上下の型を300℃まで冷却して、プレス成形され
た光学ガラス素子を取り出して、光学ガラス素子のプレ
ス成形の工程を完了する。
以上の工程を繰り返して1000回目のプレス終了時に、上
下の型23および25をプレス成形機より取りはずして、プ
レス面の状態を光学顕微鏡で観察し、その時のプレス面
の表面粗さ（RMS値、Å）を測定して、それぞれの型精
度を評価した。さらに、比較実験として、従来使用され
ていた炭化ケイ素（SiC）焼結体およびSi3N4焼結体の型
を作製し、第２図に示したプレス成形機にセットし、上
述の光学ガラス素子のプレス成形の工程を1000回繰り返
し行い、同様の型精度の評価を行った。
下の型23および25をプレス成形機より取りはずして、プ
レス面の状態を光学顕微鏡で観察し、その時のプレス面
の表面粗さ（RMS値、Å）を測定して、それぞれの型精
度を評価した。さらに、比較実験として、従来使用され
ていた炭化ケイ素（SiC）焼結体およびSi3N4焼結体の型
を作製し、第２図に示したプレス成形機にセットし、上
述の光学ガラス素子のプレス成形の工程を1000回繰り返
し行い、同様の型精度の評価を行った。
本発明の型を用いたプレス試験の結果を第１表に示し、
比較の為の型を用いたプレス試験の結果を第２表に示し
た。
比較の為の型を用いたプレス試験の結果を第２表に示し
た。
第２表、試料No.5および６の従来使用されているSiC焼
結体およびSi3N4焼結体を用いた型においては、数回ガ
ラスをプレスしただけで型とガラスが反応し、プレス面
にガラスが付着し、全く使用することができなくなっ
た。
結体およびSi3N4焼結体を用いた型においては、数回ガ
ラスをプレスしただけで型とガラスが反応し、プレス面
にガラスが付着し、全く使用することができなくなっ
た。
以上の比較試料に対して、第１表から明らかなように、
本発明の型、すなわち、WCを主成分とした超硬合金を母
材とし、そのプレス面にHfC、ThC2、ZrCまたはNbCの薄
膜をコーティングして構成される型を用いると、1000回
プレスした時でも、表面粗さはほとんどプレス前と変化
がなく、型寿命が著しく延び、高精度な光学ガラス素子
を大量にプレス成形することが可能となった。
本発明の型、すなわち、WCを主成分とした超硬合金を母
材とし、そのプレス面にHfC、ThC2、ZrCまたはNbCの薄
膜をコーティングして構成される型を用いると、1000回
プレスした時でも、表面粗さはほとんどプレス前と変化
がなく、型寿命が著しく延び、高精度な光学ガラス素子
を大量にプレス成形することが可能となった。
このように、本発明の型は前述した高精度な光学ガラス
素子を直接プレス成形するための必要条件を全て満足
し、従来のものに比べて著しく型寿命が延び、高精度な
光学ガラス素子を大量にプレス成形することが可能とな
った。
素子を直接プレス成形するための必要条件を全て満足
し、従来のものに比べて著しく型寿命が延び、高精度な
光学ガラス素子を大量にプレス成形することが可能とな
った。
なお、本発明を説明するために、実施例においてプレス
成形用型の母材としてWCを主成分とする超硬合金を用い
た型を例に挙げたが、TiNあるいはTiCを主成分とするサ
ーメットを母材とし、そのプレス面にHfC、ThC2、ZrCま
たはNbCの薄膜をコーティングして構成される型を用い
ても、同様に型寿命が延び、高精度な光学ガラス素子の
量産化が可能となった。
成形用型の母材としてWCを主成分とする超硬合金を用い
た型を例に挙げたが、TiNあるいはTiCを主成分とするサ
ーメットを母材とし、そのプレス面にHfC、ThC2、ZrCま
たはNbCの薄膜をコーティングして構成される型を用い
ても、同様に型寿命が延び、高精度な光学ガラス素子の
量産化が可能となった。
発明の効果 以上のように、本発明は光学ガラス素子のプレス成形用
型を作製するにあたり、母材として超硬合金およびサー
メットを用い、そのプレス面にHfC、ThC2、ZrCまたはNb
Cの薄膜をコーティングすることによって、前述した型
材料としての必要条件を全て満足した光学ガラス素子の
プレス成形用型を提供したものであり、高精度な光学ガ
ラス素子を安価に、かつ、大量に製造するために、極め
て有用な発明である。
型を作製するにあたり、母材として超硬合金およびサー
メットを用い、そのプレス面にHfC、ThC2、ZrCまたはNb
Cの薄膜をコーティングすることによって、前述した型
材料としての必要条件を全て満足した光学ガラス素子の
プレス成形用型を提供したものであり、高精度な光学ガ
ラス素子を安価に、かつ、大量に製造するために、極め
て有用な発明である。
第１図は本発明の光学ガラス素子のプレス成形用型の断
面の概略図、第２図実施例における光学ガラス素子のプ
レス成形用型を組み込んだプレス成形機の概略図であ
る。 11……プレス面上にコーティングしたHfC、ThC2、ZrCま
たはNbCの薄膜、12……母材。
面の概略図、第２図実施例における光学ガラス素子のプ
レス成形用型を組み込んだプレス成形機の概略図であ
る。 11……プレス面上にコーティングしたHfC、ThC2、ZrCま
たはNbCの薄膜、12……母材。
Claims (1)
- 【請求項１】炭化タングステン（WC）を主成分とする超
硬合金あるいは炭化チタン（TiC）または窒化チタン（T
iN）を主成分とするサーメットを母材とし、そのプレス
面上に炭化ハフニウム（HfC）、炭化ナトリウム（Th
C2）、炭化ジルコニウム（ZrC）または炭化ニオブ（Nb
C）の薄膜を形成した型を用いて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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24869687A JPH0729788B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24869687A JPH0729788B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0193430A JPH0193430A (ja) | 1989-04-12 |
| JPH0729788B2 true JPH0729788B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=17181973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24869687A Expired - Fee Related JPH0729788B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 光学ガラス素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0729788B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988000928A1 (en) * | 1986-08-07 | 1988-02-11 | Ppg Industries, Inc. | Calcium hypochlorite compositions |
-
1987
- 1987-10-01 JP JP24869687A patent/JPH0729788B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988000928A1 (en) * | 1986-08-07 | 1988-02-11 | Ppg Industries, Inc. | Calcium hypochlorite compositions |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0193430A (ja) | 1989-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |