JPH09268019A - 光学素材搬送部材 - Google Patents

光学素材搬送部材

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JPH09268019A
JPH09268019A JP8117396A JP8117396A JPH09268019A JP H09268019 A JPH09268019 A JP H09268019A JP 8117396 A JP8117396 A JP 8117396A JP 8117396 A JP8117396 A JP 8117396A JP H09268019 A JPH09268019 A JP H09268019A
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JP
Japan
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optical material
optical
optical element
conveying member
molding
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Pending
Application number
JP8117396A
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English (en)
Inventor
Seiji Isogawa
征史 五十川
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B35/00Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】光学素材を加熱軟化する際に、構成材料が昇華
して光学素材に付着物を生じない光学素材搬送部材を提
供する。 【解決手段】加熱軟化した光学素材2を押圧成形するこ
とにより光学素子を製造する成形装置に用いるものであ
って、光学素材2を支持して該成形装置内に搬送するた
めの光学素材搬送部材1において、基材としてW(タン
グステン)を80〜98mass%含有し、Fe−Ni
合金(鉄−ニッケル合金)をバインダとして焼結したこ
とを特徴とする光学素材搬送部材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱軟化した光学
素材を押圧成形して光学素子を製造する際に、光学素材
を載置して成形装置内に搬送するための光学素材搬送部
材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガラス製の光学素子を得る方法の
1つとして、ガラス材を所望する光学素子に近似した形
状に研削、研磨加工して光学素材とし、この光学素材を
光学素材搬送部材(以下、搬送部材と称する。)によっ
て支持しつつ成形装置内へ搬送し、搬送部材とともに光
学素材を加熱し、光学素材が成形可能な程度に軟化した
後、高精度に加工された一対の成形金型により所望の形
状に押圧成形する方法がある。
【0003】このような方法において、搬送部材は、光
学素材と共に加熱されるため、耐熱性が高く、光学素材
との濡れ性が悪い材料により構成することが望ましい。
このような搬送部材としては、例えば特開平4−139
031号公報記載のものがある。この公報に記載された
搬送部材は、筒状で、その内側面には、光学素材を載置
するための段状の載置部を有している。
【0004】この搬送部材はタングステン(以下Wと称
する。)を主成分とした合金より構成されており、搬送
部材の表面であって、光学素材とは接触しない部位に、
炭化物、窒化物、酸化物などの耐熱性被膜層を施してい
る。上記公報に記載された搬送部材によると、構成材料
としてWを主成分としているため、搬送部材と成形した
光学素子とが焼き付くことを防ぐことができるととも
に、耐熱性被膜層を施したことにより、高温における耐
酸化性が高くなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された搬送部材の構成材料の主成分はWである
が、添加剤としてモリブデン(以下、Moと称する。)
を含んでいる。Moは、750℃付近以上の加熱により
酸化物となって昇華して光学素材表面に付着するので、
成形された光学素子は、表面が荒れたり、曇りを生じた
りする等の問題があった。
【0006】本発明は上記問題点に鑑み、光学素材を加
熱軟化する際に、構成材料が昇華して光学素材に付着物
を生じることなく、光学素子の表面が荒れたり、曇りを
生じたりすることない光学素材搬送部材を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、加熱軟化した光学素材を成形装
置内の成形金型にて押圧成形することにより光学素子を
製造する際に用いるものであって、光学素材を載置して
上記成形装置内に搬送するための光学素材搬送部材にお
いて、基材としてタングステン(以下、Wと称する。)
を80〜98mass%含有し、残りは鉄−ニッケル合
金(以下、Fe−Ni合金と称する。)をバインダ(結
合材)として焼結したことを特徴とする。
【0008】また、請求項2の発明は、請求項1の搬送
部材において、光学素材と接触する部分以外の全表面
に、炭化物、窒化物、酸化物、またはこれらの複合層か
らなる耐熱性被膜を施したことを特徴とする。請求項1
の発明における搬送部材に光学素材を載置して加熱する
と、搬送部材表面では、加熱によって搬送部材基材中に
含まれる成分の酸化が進行し、Ni、W、Feの酸化物
は粒状となって表面に析出する。
【0009】このとき、Niが優先的に酸化される。N
i、W、Feの各酸化物が昇華する温度は、Niが18
00℃以上、Wが1800℃以上、Niが1350℃以
上であるため、Ni、W、Feの各酸化物は、ガラス材
からなる光学素材を押圧成形可能となる程度の温度(7
00℃〜800℃位)では昇華しない。
【0010】また、Ni、W、Feの酸化物の粉末は、
光学素材を成形して光学素子とした後、光学素子を搬送
部材から取り出す際に、離型材として働くとともに、光
学素子に付着して搬送部材と光学素子との焼き付きを防
止している。尚、Wを全体の80〜98mass%とし
たのは、Wが全体の80mass%未満であると高温下
の材料の強度に難があり、Wが全体の98mass%を
q越えると、バインダとしてのFe、Niが少なくな
り、温度に関わらず機械的強度に難があるためである。
【0011】また、請求項2の発明における搬送部材に
光学素材を載置して加熱すると、耐熱性被膜を施してい
ない箇所については、上記請求項1の場合と同様の作用
があり、耐熱性被膜を施した箇所については、耐熱性被
膜の酸化進行速度が遅いため、搬送部材を構成するN
i、W、Feへの酸化が進行しない。
【0012】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)本実施の形態について、図1を用いて
説明する。図1は本実施の形態における搬送部材の断面
図である。図1に示す通り、搬送部材1は筒状で、その
外側面1aの上方につば部1bを有するとともに、その
内側面1cに段状の載置部1dを有する。
【0013】つば部1bは、加熱炉(図示省略)を含む
成形装置(図示省略)内に搬送部材1を搬送する際に、
搬送装置(図示省略)の支持部とする部位であり、載置
部1dは光学素材2を載置する部位である。尚、内側面
1cの内径は光学素材2の外径より大径であるととも
に、載置部1dの内径は光学素材2の外径より小径とし
ている。
【0014】上記形状の搬送部材1は、W粉末と、F
e:Ni=100mass%:17.5mass%の組
成であるFe−Ni合金とを質量比96:4で混合し、
HIP法(熱間等方圧成形)にて焼結したものであり、
最終的には、96mass%W,3.4mass%F
e,0.6mass%Niの組成である合金としてい
る。次に、上記構成からなる搬送部材1に光学素材2を
載置して光学素材2を成形する工程について説明する。
【0015】まず、ガラス材を所望の光学素子の形状に
近似した形状に研削、研磨加工して光学素材2とする。
次に、この光学素材2を上記搬送部材1の載置部1dに
載せ、搬送装置によって外側面1aの上方のつば部1b
を支持しつつ加熱炉に搬送し、搬送部材1とともに光学
素材2を加熱する。
【0016】本実施の形態では、光学素材2にBSL−
7(Tg点565℃)を用い、780℃に加熱した。こ
の加熱により、搬送部材1を構成するNi、W、Feは
酸化され、粉末状となって搬送部材1の表面に析出し、
酸化物層を形成する。このとき、Ni、W、Feのそれ
ぞれの酸化物の昇華温度は、順に1800℃以上、18
00℃以上、1350℃以上であるため、780℃程度
の温度では昇華しない。
【0017】尚、Ni、W、Feの中ではNiが優先的
に酸化される。引き続き780℃で加熱を行い、光学素
材2が成形可能な程度まで軟化したら、成形装置内の成
形金型で所望形状の光学素子に押圧成形する。このと
き、光学素材2は、搬送部材1に載置されたまま、成形
金型によって上下の面を押圧成形される。
【0018】光学素材2を光学素子2に押圧成形した
後、搬送部材1から光学素子2を取り出すのであるが、
このとき、光学素子2と搬送部材1の内側面1cおよび
載置部1dとの間に析出したNi、W、Feの酸化物の
粒子は、光学素子2に対して離型材として働く。以後、
上記手順を繰り返すことで、複数の光学素子2を製造す
る。
【0019】尚、1度使用した搬送部材1を再び使用す
る場合でも、再び加熱されることで新たなNi、W、F
eの酸化物層が形成される。これが繰り返されることに
より搬送部材1の離型性は確保される。本実施の形態に
よると、光学素材と共に搬送部材を高温に加熱しても、
光学素子の表面に搬送部材の構成材料の昇華物が付着す
るようなことはない。
【0020】また、搬送部材の表面、特に内側面や載置
部といった光学素子と直接接する部分に析出した酸化物
の粉末が離型材の働きをするため、搬送部材から光学素
子を取り出すのが容易となる。また、これら酸化物の粉
末は、光学素材の加熱軟化時および成形時において、加
熱軟化した光学素材に付着するため、成形後、搬送部材
の内側面および載置部と光学素子とが焼き付くことがな
い。 (実施の形態2)本実施の形態について、図2、図3を
用いて説明する。
【0021】図2は本実施の形態における搬送部材の断
面図であり、図3は本実施の形態の作用を説明するため
の図である。本実施の形態における搬送部材3は、上記
実施の形態1にて用いた搬送部材3(図1参照)と同一
の形状であり、光学素材2と接触する内側面3cと光学
素材2を載置する載置部3d以外の表面全面に、窒化物
からなる耐熱性被膜として、CVD、スパッタリング等
の方法によりTiNコーティング4を施してある。
【0022】次に、上記搬送部材3の作用について説明
する。光学素材2を上記搬送部材3の載置部3dに載
せ、搬送装置によって外側面3aの上方のつば部3bを
支持しつつ加熱炉に搬送し、搬送部材3とともに光学素
材2を加熱するまでは、上記実施の形態1と同様であ
る。搬送部材3を加熱、軟化すると、TiNコーティン
グ4の施されていない内側面3cおよび載置部3dに
は、加熱による高温状態で、その表面に、Ni、W、F
eの酸化物が粉末となって析出する。
【0023】これによって、図3に示す通り、搬送部材
3の内側面3cおよび載置部3dには、酸化物層5が形
成される。搬送部材3のその他の表面、すなわち、Ti
Nコーティング4の施されている表面は、加熱による高
温状態でも、その表面の酸化に留まる。従って、TiN
コーティング4の施されている部位から内部、つまり、
W、Ni、Feからなる合金への酸化の進行は極めて遅
いので、搬送部材の構成材料(W、Ni、Fe)の消費
が防止される。
【0024】成形可能な温度まで加熱、軟化された光学
素材2は、上記実施の形態1と同様に、成形金型によっ
て押圧成形され、光学素子2となる。成形後、光学素子
2を搬送部材3から取り出す際、内側面3cおよび載置
部3dに析出したNi、W、Fe酸化物の粉末が、搬送
部材3の内側面3cおよび載置部3dと軟化した光学素
子2との間で離型材として働く。
【0025】また、これら酸化物の粉末は、軟化した光
学素子2に付着するため、搬送部材3の内側面3cおよ
び載置部3dと光学素子2とが焼き付くことがない。本
実施の形態によれば、上記実施の形態1と同様の効果が
得られるとともに、TiNコーティングを施すことによ
り、搬送部材の全体的な高温酸化の進行を最小限に抑
え、構成材料の不必要な消費を防ぐことができるため、
実施の形態1の搬送部材よりも、搬送部材としての寿命
が長くなる。
【0026】尚、その他の窒化物としてBNを用いても
その作用、効果は本実施の形態と同様である。 (実施の形態3)本実施の形態は、上記実施の形態2に
おけるTiNコーティング4(図2、3参照)に換え、
酸化物からなる耐熱性被膜としてAl2 3 コーティン
グを施した点以外は上記実施の形態2と同様である。
【0027】Al2 3 コーティングを施した場合であ
っても、その作用、効果は上記実施の形態2と同様であ
る。 (実施の形態4)本実施の形態は、上記実施の形態2に
おけるTiNコーティング4(図2、3参照)に換え、
炭化物からなる耐熱性被膜としてTiCコーティングを
施した点以外は上記実施の形態2と同様である。
【0028】TiCコーティングを施した場合であって
も、その作用、効果は上記実施の形態2と同様である。 (実施の形態5)本実施の形態では、上記実施の形態2
におけるTiNコーティング4(図2、3参照)に換
え、耐熱性被膜を2層の被膜より構成した点以外は上記
実施の形態2と同様である。
【0029】本実施の形態における耐熱性被膜は、搬送
部材3の表面にTiCコーティング、このTiCコーテ
ィングの上にTiNコーティングを施したものである。
本実施の形態によると、上記実施の形態2と同様の効果
を得ることができるとともに、耐熱性被膜を2層にした
ため、耐熱性被膜が厚くなりすぎず、膜厚の寸法設定を
行い易い。 (実施の形態6)本実施の形態における耐熱性被膜は、
上記実施の形態5における耐熱性被膜の上にAl2 3
コーティングを施し、3層の被膜より構成した点以外は
上記実施の形態5と同様である。
【0030】本実施の形態によると、上記実施の形態5
と同様の効果を得られるとともに、最表層にAl2 3
コーティングを施したため、耐熱性がさらに向上する。
【0031】
【発明の効果】請求項1の発明によると、搬送する光学
素材の成形温度において搬送部材の構成成分が昇華しな
いので、成形した光学素子の表面には昇華物が付着しな
い。従って、光学素子の表面が荒れたり、曇りを生じた
りすることがない。また、請求項2の発明によると、請
求項1の搬送部材の表面に耐熱性被膜を施すことによ
り、搬送部材の全体的な高温酸化の進行を最小限に抑え
て構成材料の不必要な消費を防ぎ、搬送部材としての寿
命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における搬送部材の断面
図である。
【図2】本発明の実施の形態2における搬送部材の断面
図である。
【図3】本発明の実施の形態2における搬送部材の作用
を説明するための図である。
【符号の説明】
1、3 搬送部材 1c、3c 内側面 1d、3d 載置部 2 光学素材、光学素子 4 TiNコーティング 5 酸化物層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加熱軟化した光学素材を成形装置内の成形
    金型にて押圧成形することにより光学素子を製造する際
    に用いるものであって、光学素材を載置して上記成形装
    置内に搬送するための光学素材搬送部材において、 基材としてタングステンを80〜98mass%含有
    し、残りは鉄−ニッケル合金をバインダとして焼結した
    ことを特徴とする光学素材搬送部材。
  2. 【請求項2】光学素材と接触する部分以外の全表面に、
    炭化物、窒化物、酸化物、またはこれらの複合層からな
    る耐熱性被膜を施したことを特徴とする請求項1記載の
    光学素材搬送部材。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140137315A (ko) * 2013-05-22 2014-12-02 도시바 기카이 가부시키가이샤 금형조
US9943990B2 (en) 2012-09-28 2018-04-17 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Shape forming system and shape forming method

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