JP4262312B2 - 光学ガラス素子用成形型 - Google Patents
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- Organic Chemistry (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は光学ガラス素子を成形する型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より光学ガラス素子は、研磨工程により製造されていた。
ところが今日では、光学機器のレンズの簡略化、レンズ部分の軽量化を同時に達成し得る非球面の光学ガラスレンズが多用されつつある。
この非球面光学ガラス素子の製造にあっては、従来の研磨法では加工及び量産化が困難であるため、光学ガラス材料をそのまま、或いは予め加熱した後、一対の成形型のプレス成形面間で加熱押圧し成形して光学ガラス素子を成形するガラスモールド法が採用されつつある。
【０００３】
ところで、製造される光学ガラス素子の品質、即ち像形成性能を向上させるには、非常に高い面精度を要求される。
従って、ガラスモールド法では、高温条件下でも精度の高い成形面を有した成形型を用いなければならない。
このような成形型の材料は、光学ガラスに対する化学的安定性、高温での高硬度、表面平滑性などを要求される。
例えば、光学ガラスに対する化学的安定性及び耐酸化性が優れた材料として貴金属があり、貴金属を母材にコーティングした成形型が提案されている。
母材の材料としては、高硬度の超硬合金、サーメット、ジルコニア、アルミナ或は炭化珪素を用い、成形型の強度を維持させるのが一般的である。
【０００４】
【発明の解決しようとする課題】
しかしながら、このような成形型では光学ガラス素子のプレス回数が増加するに従ってプレス成形面に成形された貴金属製の薄膜がわずかに変形し、得られた光学ガラス素子の光学特性を変化させるため、多数回の使用に耐えられないという問題があった。
また、この成形型を用いて光学ガラス素子の成形を繰り返すと、プレス成形面の離型性が低下し、成形した光学ガラス素子が成形型に付着してしまうという問題もあった。
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、多数回使用しても変形することがなく、且つ離型性が良好なプレス成形面を有した光学ガラス素子の成形型を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学ガラス素子の成形型は、表面が所定形状に加工された母材と、前記表面を被覆し成形面を形成する薄膜とからなる光学ガラス素子用成形型において、前記母材は、炭化タングステン（ＷＣ）を主成分とする超硬合金で構成され、前記薄膜は、炭化タングステン（ＷＣ）と、ロジウム（Ｒｈ）およびイリジウム（Ｉｒ）の貴金属から選択された少なくとも１種からなり、前記ロジウム（Ｒｈ）およびイリジウム（Ｉｒ）の貴金属から選択された少なくとも１種の合計の含有量が、５〜４５重量％である、ことを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る成形型１は、図１に断面図で示すように、母材３と薄膜５とで構成されている。
その作成方法としては、まず、超硬合金炭化タングステン（ＷＣ）を主成分とした母材３を用意する。
次に、母材３の表面３Ａを超精密旋盤にて所望の非球面形状に削った後、ダイヤモンドペースト研磨材を使用して表面粗さＲｍａｘ＝０．０２マイクロメータ以下になるように表面３Ａを研磨する。
次に、母材３の表面３Ａに混合薄膜５を形成する。その形成方法としては、スパッタリング法が挙げられる。
母材３は、炭化タングステン（ＷＣ）を主成分としており、全てが炭化タングステンであってもよく、また耐食性、耐熱性等を向上させる目的で種々の添加元素を含んでいてもよい。このような添加元素としては、例えばチタン、コバルト、モリブデン等を挙げることができる。
このような添加元素は、その量を特に限定されないが、通常０〜２０重量％、好ましくは２〜１０重量％の量で含有される。
薄膜５は、炭化タングステン（ＷＣ）を主成分とし、その中にロジウム（Ｒｈ）およびイリジウム（Ｉｒ）の貴金属の少なくとも一元素が分散された状態となっている。このような貴金属は、５〜４５重量％、好ましくは１０〜４０重量％の量で含有される。薄膜５は離型性もさることながら、面精度も炭化タングステン（ＷＣ）のみの場合と比べて優れている。薄膜５は、炭化タングステン（ＷＣ）を主成分とするため、膜硬度が高く多数回の使用により傷が発生したり、変形したりすることがない。
【０００７】
【実施例１】
以下、本発明の実施例を図１を参照しつつ更に具体的に説明する。
光学ガラス素子の成形型１は、超硬合金製の母材３の表面３Ａに薄膜５を形成し、薄膜５の表面を成形面５Ａとしたものである。
成形型１の作成にあたり、先ず炭化タングステンからなる母材３を超精密旋盤にて所望の非球面形状に削った後、ダイヤモンドペースト研磨材を使用して表面粗さＲｍａｘ＝０．０２マイクロメータ以下になるように表面３Ａを研磨した。このようにして得られた母材３の表面３Ａに、アルゴン圧３×１０-3Ｔｏｏｒ、スパッタ電力３００Ｗの条件下、１０〜２０分間スパッタリングを行い、薄膜５を２マイクロメータ形成した。
スパッタ用のターゲットとして、直径６インチの炭化タングステンターゲットの表面にイリジウムを配置した複合ターゲットを用いた。
得られた薄膜５の組成は、炭化タングステン７０重量％、イリジウム３０重量％であった。
【０００８】
このようにして作成した一対の成形型１を、図２に示すように、上型７と下型９としてそれぞれセットし、これら成形型１の成形面５Ａの間に光学素子材料１１（商品名：Ｆ−２、小原光学硝子製）を挟み込んで非酸化性ガス雰囲気（窒素ガス或いはアルゴンガス）下で加熱し、圧力を加えて押圧成形した。
この成形を繰り返して２０００回以上行ったが、光学ガラス素子と成形型１の離型性は常に良好であり、また成形型１の成形面５Ａに傷が生じることもなく、高精度の光学ガラス素子を再現性良く成形できることがわかった。
【００１０】
実施例２
スパッタ用のターゲットとして、直径６インチの炭化タングステンターゲットの表面にロジウムを配置した複合ターゲットを用いた以外は、実施例１と同様にして成形型を製造した。得られた薄膜５の組成は、炭化タングステン９０重量％、ロジウム１０重量％であった。得られた成形型を用いて、実施例１と同様にして光学ガラス素子を成形した。この成形を繰り返して２０００回以上行ったが、光学ガラス素子と成形型１の離型性は常に良好であり、また成形型１の成形面５Ａに傷が生じることもなく、高精度の光学ガラス素子を再現性良く成形できることがわかった。
【００１１】
【発明の効果】
本発明に係る光学素子成形用の成形型によれば、母材は、炭化タングステン（ＷＣ）を主成分とする超硬合金で構成され、薄膜は、炭化タングステン（ＷＣ）を主成分とし、ロジウム（Ｒｈ），イリジウム（Ｉｒ）の貴金属の少なくとも一種が５〜４５重量％含有した材料により構成されているので、薄膜の硬度は高くしかも離型性に優れ、多数回使用しても引っかき傷及び擦り傷が発生し難くまた変形しない他、表面精度が高い光学ガラス素子を再現性良く多量に且つ効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学ガラス素子用成形型の断面図である。
【図２】一対の光学ガラス素子用成形型により光学素子材料を押圧成形する前の説明図である。
【符号の説明】
１ 成形型
３ 母材
５ 薄膜
１１ 光学素子材料
【産業上の利用分野】
本発明は光学ガラス素子を成形する型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より光学ガラス素子は、研磨工程により製造されていた。
ところが今日では、光学機器のレンズの簡略化、レンズ部分の軽量化を同時に達成し得る非球面の光学ガラスレンズが多用されつつある。
この非球面光学ガラス素子の製造にあっては、従来の研磨法では加工及び量産化が困難であるため、光学ガラス材料をそのまま、或いは予め加熱した後、一対の成形型のプレス成形面間で加熱押圧し成形して光学ガラス素子を成形するガラスモールド法が採用されつつある。
【０００３】
ところで、製造される光学ガラス素子の品質、即ち像形成性能を向上させるには、非常に高い面精度を要求される。
従って、ガラスモールド法では、高温条件下でも精度の高い成形面を有した成形型を用いなければならない。
このような成形型の材料は、光学ガラスに対する化学的安定性、高温での高硬度、表面平滑性などを要求される。
例えば、光学ガラスに対する化学的安定性及び耐酸化性が優れた材料として貴金属があり、貴金属を母材にコーティングした成形型が提案されている。
母材の材料としては、高硬度の超硬合金、サーメット、ジルコニア、アルミナ或は炭化珪素を用い、成形型の強度を維持させるのが一般的である。
【０００４】
【発明の解決しようとする課題】
しかしながら、このような成形型では光学ガラス素子のプレス回数が増加するに従ってプレス成形面に成形された貴金属製の薄膜がわずかに変形し、得られた光学ガラス素子の光学特性を変化させるため、多数回の使用に耐えられないという問題があった。
また、この成形型を用いて光学ガラス素子の成形を繰り返すと、プレス成形面の離型性が低下し、成形した光学ガラス素子が成形型に付着してしまうという問題もあった。
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、多数回使用しても変形することがなく、且つ離型性が良好なプレス成形面を有した光学ガラス素子の成形型を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学ガラス素子の成形型は、表面が所定形状に加工された母材と、前記表面を被覆し成形面を形成する薄膜とからなる光学ガラス素子用成形型において、前記母材は、炭化タングステン（ＷＣ）を主成分とする超硬合金で構成され、前記薄膜は、炭化タングステン（ＷＣ）と、ロジウム（Ｒｈ）およびイリジウム（Ｉｒ）の貴金属から選択された少なくとも１種からなり、前記ロジウム（Ｒｈ）およびイリジウム（Ｉｒ）の貴金属から選択された少なくとも１種の合計の含有量が、５〜４５重量％である、ことを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る成形型１は、図１に断面図で示すように、母材３と薄膜５とで構成されている。
その作成方法としては、まず、超硬合金炭化タングステン（ＷＣ）を主成分とした母材３を用意する。
次に、母材３の表面３Ａを超精密旋盤にて所望の非球面形状に削った後、ダイヤモンドペースト研磨材を使用して表面粗さＲｍａｘ＝０．０２マイクロメータ以下になるように表面３Ａを研磨する。
次に、母材３の表面３Ａに混合薄膜５を形成する。その形成方法としては、スパッタリング法が挙げられる。
母材３は、炭化タングステン（ＷＣ）を主成分としており、全てが炭化タングステンであってもよく、また耐食性、耐熱性等を向上させる目的で種々の添加元素を含んでいてもよい。このような添加元素としては、例えばチタン、コバルト、モリブデン等を挙げることができる。
このような添加元素は、その量を特に限定されないが、通常０〜２０重量％、好ましくは２〜１０重量％の量で含有される。
薄膜５は、炭化タングステン（ＷＣ）を主成分とし、その中にロジウム（Ｒｈ）およびイリジウム（Ｉｒ）の貴金属の少なくとも一元素が分散された状態となっている。このような貴金属は、５〜４５重量％、好ましくは１０〜４０重量％の量で含有される。薄膜５は離型性もさることながら、面精度も炭化タングステン（ＷＣ）のみの場合と比べて優れている。薄膜５は、炭化タングステン（ＷＣ）を主成分とするため、膜硬度が高く多数回の使用により傷が発生したり、変形したりすることがない。
【０００７】
【実施例１】
以下、本発明の実施例を図１を参照しつつ更に具体的に説明する。
光学ガラス素子の成形型１は、超硬合金製の母材３の表面３Ａに薄膜５を形成し、薄膜５の表面を成形面５Ａとしたものである。
成形型１の作成にあたり、先ず炭化タングステンからなる母材３を超精密旋盤にて所望の非球面形状に削った後、ダイヤモンドペースト研磨材を使用して表面粗さＲｍａｘ＝０．０２マイクロメータ以下になるように表面３Ａを研磨した。このようにして得られた母材３の表面３Ａに、アルゴン圧３×１０-3Ｔｏｏｒ、スパッタ電力３００Ｗの条件下、１０〜２０分間スパッタリングを行い、薄膜５を２マイクロメータ形成した。
スパッタ用のターゲットとして、直径６インチの炭化タングステンターゲットの表面にイリジウムを配置した複合ターゲットを用いた。
得られた薄膜５の組成は、炭化タングステン７０重量％、イリジウム３０重量％であった。
【０００８】
このようにして作成した一対の成形型１を、図２に示すように、上型７と下型９としてそれぞれセットし、これら成形型１の成形面５Ａの間に光学素子材料１１（商品名：Ｆ−２、小原光学硝子製）を挟み込んで非酸化性ガス雰囲気（窒素ガス或いはアルゴンガス）下で加熱し、圧力を加えて押圧成形した。
この成形を繰り返して２０００回以上行ったが、光学ガラス素子と成形型１の離型性は常に良好であり、また成形型１の成形面５Ａに傷が生じることもなく、高精度の光学ガラス素子を再現性良く成形できることがわかった。
【００１０】
実施例２
スパッタ用のターゲットとして、直径６インチの炭化タングステンターゲットの表面にロジウムを配置した複合ターゲットを用いた以外は、実施例１と同様にして成形型を製造した。得られた薄膜５の組成は、炭化タングステン９０重量％、ロジウム１０重量％であった。得られた成形型を用いて、実施例１と同様にして光学ガラス素子を成形した。この成形を繰り返して２０００回以上行ったが、光学ガラス素子と成形型１の離型性は常に良好であり、また成形型１の成形面５Ａに傷が生じることもなく、高精度の光学ガラス素子を再現性良く成形できることがわかった。
【００１１】
【発明の効果】
本発明に係る光学素子成形用の成形型によれば、母材は、炭化タングステン（ＷＣ）を主成分とする超硬合金で構成され、薄膜は、炭化タングステン（ＷＣ）を主成分とし、ロジウム（Ｒｈ），イリジウム（Ｉｒ）の貴金属の少なくとも一種が５〜４５重量％含有した材料により構成されているので、薄膜の硬度は高くしかも離型性に優れ、多数回使用しても引っかき傷及び擦り傷が発生し難くまた変形しない他、表面精度が高い光学ガラス素子を再現性良く多量に且つ効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学ガラス素子用成形型の断面図である。
【図２】一対の光学ガラス素子用成形型により光学素子材料を押圧成形する前の説明図である。
【符号の説明】
１ 成形型
３ 母材
５ 薄膜
１１ 光学素子材料
Claims (1)
- 表面が所定形状に加工された母材と、
前記表面を被覆し成形面を形成する薄膜と、
からなる光学ガラス素子用成形型において、
前記母材は、炭化タングステン（ＷＣ）を主成分とする超硬合金で構成され、
前記薄膜は、炭化タングステン（ＷＣ）と、ロジウム（Ｒｈ）およびイリジウム（Ｉｒ）の貴金属から選択された少なくとも１種からなり、前記ロジウム（Ｒｈ）およびイリジウム（Ｉｒ）の貴金属から選択された少なくとも１種の合計の含有量が、５〜４５重量％である、ことを特徴とする光学ガラス素子用成形型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12705494A JP4262312B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 光学ガラス素子用成形型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12705494A JP4262312B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 光学ガラス素子用成形型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07309631A JPH07309631A (ja) | 1995-11-28 |
| JP4262312B2 true JP4262312B2 (ja) | 2009-05-13 |
Family
ID=14950466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12705494A Expired - Fee Related JP4262312B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 光学ガラス素子用成形型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4262312B2 (ja) |
-
1994
- 1994-05-16 JP JP12705494A patent/JP4262312B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07309631A (ja) | 1995-11-28 |
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