【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ等の光学素子を研磨する方法に関し、耐水性、耐洗剤性が小さな硝材からなる光学素子を研磨する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レンズやプリズム等の光学素子の研磨工程においては、純水あるいは軟水機を通して生成した軟水により研磨剤を希釈して研磨液とし、この研磨液を用いて研磨を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
光学素子の研磨工程では、研磨時に光学素子に発生する研磨傷の対策を行う必要があり、このため研磨機周辺の清掃を定期的に行って研磨液に混入する異物を抑えたり、研磨液の交換頻度を多くすることがなされている。研磨機周辺の清掃や研磨液の交換を行うことにより、研磨傷に対するある程度の対策が可能ではあるが、研磨傷への充分な対策とはなっていない。
【０００４】
特に、軟硝材と呼ばれる耐水性，耐洗剤性が小さな硝材からなる光学素子においては、研磨時に発生する研磨傷不良の発生率が他の硝材に比べ非常に高いものとなっている。また、このような硝材では、研磨工程中に形成された微細な傷が、後の洗浄工程で拡大されて表面に顕在化してくる不具合（潜傷（洗傷））がある。そして、潜傷により、軟硝材を用いた光学素子の研磨工程の歩留りが極端に悪いものとなっている。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、研磨工程での研磨傷の低減を行うことができ、しかも後工程の洗浄工程での潜傷を低減することが可能な光学素子の研磨方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の光学素子の研磨方法は、水を電気分解して得られるイオン水によって希釈された研磨液を用いて光学素子の研磨を行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載の光学素子の研磨方法であって、ｐＨ１０．３以上のイオン水を用いることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明における研磨方法は、水を電気分解してイオン水を生成し、このイオン水を用いて研磨液を希釈し、希釈した研磨液により光学素子の研磨を行うものである。
【０００９】
電気分解に用いる水としては、精製水、純水、イオン交換水或いは市水等の適宜のものを選択することができる。水の電気分解では、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＮａＨＣＯ３、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、その他の適宜の電解質を溶解した状態で、陰極及び陽極を対向するように浸漬し、これらの電極に直流電流を供給することによりイオン水を生成することができる。発明者の種々の実験から、電気分解で得られたイオン水としては、潜傷を抑制する観点からアルカリ側のｐＨ（アルカリイオン水）となっていることが好ましい。このため、電解質としては、ＯＨイオンを発生するＫＯＨ、ＮａＯＨ等の塩基性電解質を用いることが良好である。
【００１０】
電気分解によって得られたイオン水がイオンを多く含んでいない場合には、上述した電解質、その他の電解質をイオン水に追加溶解することにより、イオン量の補充を行うことも可能である。この場合においても、ＯＨイオンを有する電解質を用いることが良好である。
【００１１】
電気分解によって得られたイオン水は、研磨剤の希釈に用いる。そして、イオン水によって希釈された研磨液を用いて光学素子の研磨を行う。研磨剤としては、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、その他の研磨砥粒を含有したものが使用される。研磨剤としては、１種だけでなく、研磨条件に応じて２種以上を混合して用いることも可能である。また、研磨剤としては、市販のものを用いることがコスト的に有利である。
【００１２】
研磨剤の希釈は、研磨剤に対してイオン水を容積或いは重量で５０〜１００倍程度加えることにより行われる。希釈に際しては、混合羽根等を用いた撹拌を併用して均一に希釈することが好ましい。このようにして作成された希釈研磨液を用いて光学素子の研磨を行うが、この研磨は通常行われている手法により行うことが可能である。
【００１３】
本発明においては、ｐＨ１０．３以上、好ましくはｐＨ１０．５以上、より好ましくはｐＨ１１以上のイオン水を用いることが良好である。ｐＨ１０．３以上のイオン水を用いることにより、後述する実施例で示すように、研磨後の洗浄工程での潜傷を抑制することが可能となる。
【００１４】
【実施例】
以下の実施例においては、研磨する光学素子として、潜傷が発生し易い商品名「ＦＰＬ５１（（株）オハラ製）」の材質からなる直径３２ｍｍの両側凸面のガラスレンズを用いた。
【００１５】
研磨工程においては、研磨に使用する研磨剤の調整を行う。クーラントミキサー（王鉄鋼機（株）製）を使用して、ｐＨ１０．５のイオン水を１８リットル精製し、この１８リットルのイオン水に研磨剤を２００ｍｌ加えて充分に攪拌することにより希釈研磨液を作成した。研磨剤としては、商品名「ゾックスＮ」（九重電気（株）製）を用いた。
【００１６】
続いて、この希釈研磨液を用いてガラスレンズの研磨を行う。この研磨では、研磨の間、ガラスレンズと研磨シート皿に対して研磨液をかけ流す。所定時間の研磨が終了した時点で研磨が終了する。そして、研磨が終了したガラスレンズは、油系の水切り剤である商品名「ＷＲＳ（ユシロ化学（株）製）」の中に浸積して、レンズヤケを防止する。
【００１７】
次に、比較例として従来方法である純水により希釈した研磨液を用いて研磨したレンズと、この発明の実施例としてのイオン水により希釈した研磨液を用いて研磨したレンズの表面分析を行った。表１は実施例の結果を、表２は比較例の結果を示す。なお、表面分析は、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いて行ったものである。
【００１８】
これらの表に示すように、比較例１の純水希釈ではＲｍｓ（二乗平均粗さ）が２．７１、Ｒａが２．１２、比較例２の軟水希釈ではＲｍｓ（平均粗さ）が２．３４、Ｒａが１．９５であるのに対し、表１の各実施例は、Ｒｍｓ及びＲａのいずれも低い値となっている。特に、実施例３では、Ｒｍｓが１．３０、Ｒａが０．９８であり、イオン水を用いることにより面精度が約２倍に向上している。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
次に、以上により研磨が終了した実施例及び比較例のガラスレンズを、図１に示す洗浄装置に投入して洗浄後に発生する潜傷の評価を行った。表３は実施例の結果を、表４は比較例の結果を示す。なお、潜傷の評価は、１５０Ｗハロゲンランプでの透過試験により行い、○を潜傷が合格レベル、△を多少潜傷あるが合格レベル、×を潜傷有り不合格として区別した。
【００２２】
なお、図１に示す洗浄装置は、中性洗剤を用いた第１及び第２の洗浄工程１，２の後、純水を用いた第１〜第３のリンス３，４，５を行い、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を用いた第１及び第２のアルコール置換６，７を行い、その後、ＩＰＡベーパー中で乾燥を行うようになっている。この場合、洗浄工程１，２では、超音波振動を併用することが可能である。
【００２３】
表３及び表４に示すように、比較例１，２では、潜傷がガラスレンズに大きく影響する程度となっているのに対し、実施例１〜３では、規格内の潜傷となっている。
【００２４】
【表３】
【００２５】
【表４】
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、耐水性、耐洗剤性が小さな硝材からなる光学素子においても、高い研磨品質での研磨が可能となる。また、軟硝材に対しては、研磨の後工程である洗浄工程におけるレンズ表面の潜傷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】洗浄工程を示すブロック図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for polishing an optical element such as a lens, and more particularly to a method for polishing an optical element made of a glass material having low water resistance and detergent resistance.
[0002]
[Prior art]
In a polishing process of an optical element such as a lens or a prism, an abrasive is diluted with pure water or soft water generated through a water softener to form a polishing liquid, and polishing is performed using the polishing liquid.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the polishing step of the optical element, it is necessary to take measures against polishing scratches generated on the optical element during polishing. For this reason, the periphery of the polishing machine is periodically cleaned to suppress foreign substances mixed in the polishing liquid, The frequency of replacement has been increased. Although some measures against polishing flaws are possible by cleaning around the polishing machine and changing the polishing liquid, they are not sufficient measures against polishing flaws.
[0004]
In particular, in an optical element made of a glass material having a small water resistance and detergent resistance called a soft glass material, the rate of occurrence of polishing scratch defects generated during polishing is much higher than that of other glass materials. In addition, such a glass material has a defect (a latent scratch (scratch)) in which a fine scratch formed during the polishing process is enlarged in a later cleaning process and becomes apparent on the surface. The yield of the polishing step of the optical element using the soft glass material is extremely poor due to the latent scratch.
[0005]
The present invention has been made in consideration of such a conventional problem, and can reduce polishing scratches in a polishing process, and can further reduce latent scratches in a subsequent cleaning process. It is an object of the present invention to provide a possible method for polishing an optical element.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for polishing an optical element according to the first aspect of the present invention is characterized in that the optical element is polished using a polishing liquid diluted with ionic water obtained by electrolyzing water. .
[0007]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the method for polishing an optical element according to the first aspect, wherein ionic water having a pH of 10.3 or more is used.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The polishing method according to the present invention is to electrolyze water to generate ionized water, dilute the polishing liquid with the ionized water, and polish the optical element with the diluted polishing liquid.
[0009]
As the water used for the electrolysis, any suitable water such as purified water, pure water, ion-exchanged water or city water can be selected. In the electrolysis of water, KOH, NaOH, NaHCO 3 , KCl, NaCl, and other appropriate electrolytes are dissolved, and the cathode and the anode are immersed so as to face each other, and a direct current is supplied to these electrodes. Ion water can be generated. From various experiments by the inventor, it is preferable that the ionic water obtained by electrolysis has an alkaline pH (alkali ionic water) from the viewpoint of suppressing latent damage. Therefore, it is preferable to use a basic electrolyte such as KOH or NaOH that generates OH ions as the electrolyte.
[0010]
When the ionized water obtained by the electrolysis does not contain a large amount of ions, the amount of ions can be replenished by additionally dissolving the above-mentioned electrolyte and other electrolytes in the ionized water. Also in this case, it is preferable to use an electrolyte having OH ions.
[0011]
The ionized water obtained by the electrolysis is used for diluting the abrasive. Then, the optical element is polished using a polishing liquid diluted with ion water. As the abrasive, those containing silica (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), cerium oxide (CeO 2 ), and other abrasive grains are used. As the polishing agent, not only one kind but also a mixture of two or more kinds according to polishing conditions can be used. It is cost-effective to use a commercially available polishing agent.
[0012]
Dilution of the polishing agent is carried out by adding ion water about 50 to 100 times by volume or weight to the polishing agent. At the time of dilution, it is preferable to uniformly dilute the mixture with stirring using a mixing blade or the like. The optical element is polished using the diluted polishing liquid prepared in this manner, and the polishing can be performed by a commonly used method.
[0013]
In the present invention, it is preferable to use ionic water having a pH of 10.3 or more, preferably pH 10.5 or more, more preferably pH 11 or more. By using ionic water having a pH of 10.3 or more, it is possible to suppress latent scratches in the cleaning process after polishing as shown in the examples described later.
[0014]
【Example】
In the following examples, as the optical element to be polished, a glass lens having a diameter of 32 mm and having a double-sided convex surface made of a material having a trade name of "FPL51 (manufactured by OHARA CORPORATION)" in which latent scratches easily occur was used.
[0015]
In the polishing step, an abrasive used for polishing is adjusted. Using a coolant mixer (manufactured by Oteishi Kiki Co., Ltd.), 18 liters of ionic water having a pH of 10.5 are purified, and 200 ml of an abrasive is added to the 18 liters of ionic water and sufficiently stirred, thereby diluting the polishing slurry. It was created. As the abrasive, "ZOX N" (trade name, manufactured by Kuju Electric Co., Ltd.) was used.
[0016]
Subsequently, the glass lens is polished using the diluted polishing liquid. In this polishing, a polishing liquid is poured onto a glass lens and a polishing sheet dish during polishing. The polishing is completed when the polishing for a predetermined time is completed. Then, the polished glass lens is immersed in the trade name “WRS (manufactured by Yushiro Chemical Co., Ltd.)” which is an oil-based drainage agent to prevent lens burn.
[0017]
Next, as a comparative example, a surface analysis was performed on a lens polished using a polishing liquid diluted with pure water, which is a conventional method, and on a lens polished using a polishing liquid diluted with ionic water, as an example of the present invention. Was. Table 1 shows the results of the examples, and Table 2 shows the results of the comparative examples. The surface analysis was performed using AFM (atomic force microscope).
[0018]
As shown in these tables, Rms (root mean square roughness) was 2.71 and Ra was 2.12 in pure water dilution of Comparative Example 1, and Rms (average roughness) was 2.12 in soft water dilution of Comparative Example 2. 34, while Ra is 1.95, each of the examples in Table 1 has a low value for both Rms and Ra. In particular, in Example 3, Rms was 1.30 and Ra was 0.98, and the surface accuracy was approximately doubled by using ionic water.
[0019]
[Table 1]
[0020]
[Table 2]
[0021]
Next, the glass lenses of Examples and Comparative Examples, which had been polished as described above, were put into the cleaning apparatus shown in FIG. 1 to evaluate latent scratches generated after cleaning. Table 3 shows the results of the examples, and Table 4 shows the results of the comparative examples. The evaluation of latent scratches was performed by a transmission test using a 150 W halogen lamp, and ○ was discriminated as a pass level of latent scratches, Δ was a pass level with some latent scratches, and X was a pass level with latent scratches.
[0022]
The cleaning apparatus shown in FIG. 1 performs first to third rinses 3, 4, and 5 using pure water after the first and second cleaning steps 1 and 2 using a neutral detergent, First and second alcohol substitutions 6 and 7 using IPA (isopropyl alcohol) are performed, and then drying is performed in IPA vapor. In this case, in the cleaning steps 1 and 2, it is possible to use ultrasonic vibration together.
[0023]
As shown in Tables 3 and 4, in Comparative Examples 1 and 2, latent scratches had a degree that greatly affected the glass lens, whereas in Examples 1 to 3, the latent scratches were within the standard. I have.
[0024]
[Table 3]
[0025]
[Table 4]
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to polish with high polishing quality even in an optical element made of a glass material having low water resistance and detergent resistance. Further, with respect to the soft glass material, latent scratches on the lens surface in the cleaning step, which is a post-polishing step, can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a cleaning step.
