JP2005213091A - ガラス光学素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 成形型表面における離型膜の損傷又はガラス素材表面における離型機能膜に起因してガラス成形体表面に外観不良（クモリ）が発生した場合であっても、高い歩留でガラス光学素子を製造することができる方法を提供する。
【解決手段】 所望の光学素子形状に基づいて成形面に精密加工を施し、離型膜を形成した成形型内でガラス素材をモールドプレス法により加圧成形した後、ガラス成形体の表面を研磨代が５００ｎｍ以下となるように研磨することを特徴とするガラス光学素子の製造方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ガラス素材（例えば所定形状に予備成形されたガラスプリフォームなど）を、モールドプレス法により加圧成形してガラス光学素子を製造する方法に関する。

ガラス光学素子を簡便に生産性よく成形する方法として、モールドプレス法がある。モールドプレス法は、精密加工された成形型を用い、形状精度、面精度の高いガラス光学素子を、低廉なコストで得ることを可能とする方法であり、例えば、予めガラスを溶融固化もしくは冷間加工して所定の形状にしたガラス素材（ガラスプリフォーム）を成形型内に供給し、加熱軟化により成形可能になった状態でこれを加圧成形し、ガラス成形体を型内で保持しつつ所定温度まで冷却したのち、離型してガラス光学素子を得るものである。
モールドプレス法においては、ガラス成形体の成形型表面への融着を防止し、離型性を向上させる目的で、ガラス素材の表面や成形型の成形面に離型機能を発現する膜が形成される。
例えば、ガラス素材と成形型の相互に対向する表面のうち少なくとも一方の表面に炭素膜を形成することにより、成形面へのガラスの融着を防止する方法がある（特許文献１参照）。

特公平２−３１０１２号公報

また、成形型の表面に金（Ａｕ）や白金（Ｐｔ）などの金属膜を形成し、さらにその金属膜の上に炭化水素膜を形成することにより、短いタクトで成形してもレンズのワレや成形型への固着を防止する方法もある（特許文献２参照）。

特開２０００−１９１３３０号公報

成形型表面に設けられた離型膜は、離型性を向上してガラス素材と成形型との融着を防止するのみならず、ガラス素材と成形型間に滑り性を与えるため、加圧成形工程又はガラス成形体の取出し工程において、ガラス成形体のカン、ワレの発生をある程度抑止することが可能となる。
しかしながら、成形型表面の離型膜は、加圧成形の回数を重ねるうちに消耗し、部分的に膜抜けを生じたり、離型膜の平滑性が失われたりする。このため、加圧成形の回数を重ねるほど、得られるガラス成形体の被転写面に表面粗れを生じ、外観不良（クモリ）の原因となる上、成形後に得られたガラス光学素子に反射防止膜を成膜しても、密着性が悪く、膜付が弱くなる。特に、ガラス素材が、高屈折率成分として酸化還元作用の強い高原子価元素（Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｇｄ等）を含有する場合には、ガラスと離型膜との界面における酸化還元反応によって離型膜が損傷しやすい。更に、リン酸塩ガラス又はフツリン酸塩ガラスをガラス骨格とする光学ガラスは、成形型表面の離型膜との反応性が高く、離型膜を消耗しやすい。

上述のような、成形型表面の離型膜の損傷に対応するために、成形型表面の離型膜の膜厚を厚くすると、かえって離型膜の部分的な消耗や消失による膜表面の凹凸が生じやすく、ガラス成形体の外観不良（クモリ）を誘発する。即ち、離型膜の膜厚が薄すぎると、カン、ワレの発生を招くが、膜厚を十分に厚くすると、クモリが生じ、プレスの回数を重ねる程この傾向は顕著となる。

ところで、モールドプレス法において、経時による成形型の損傷を極力抑えて成形型の寿命を長くするため、プレス温度を低くすることが行われており、このプレス温度を低くするため、軟化点を低くする成分としてアルカリ金属酸化物を相当量含むガラスが用いられることが多いが、このガラスは、破壊強度が低く、加圧成形により得られたガラス成形体にカン、ワレが生じやすい。

また、得ようとする光学素子に要求される屈折率及びアッベ数に応じて、光学設計上重要な高屈折率成分（Ｔｉ、Ｎｂ、Ｗ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｇｄ等）を含有するガラスは温度変化に伴う粘性の変化が大きいため、適切なプレス成形温度域が狭く、加圧成形により得られたガラス成形体にカン、ワレが生じやすい。

さらに、得ようとするガラス光学素子の形状（例えばコバの薄い凸レンズ、光軸部分の薄い凹レンズ）や、用いるガラスの組成によっても、ガラス成形体にカン、ワレを生じる場合がある。

そこで、上記のようにカン、ワレを生じる傾向が強い成形体を成形する場合であっても、ガラス素材に離型性を有する膜（離型機能膜）を被覆することにより、カン、ワレを低減させることができるが、プレス成形時にガラス表面が延伸する際に、離型機能膜も伸ばされ、破断部が生じると、その凹凸がガラス表面に転写され、クモリの原因となる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、成形型表面における離型膜の損傷又はガラス素材表面における離型機能膜の損傷に起因してガラス成形体表面に外観不良（クモリ）が発生した場合であっても、高い歩留で高品質のガラス光学素子を製造することができる方法を提供することを目的とする。

かかる状況の下、本発明者等は鋭意検討した結果、光学素子形状に基づいて成形面に精密加工を施し、離型膜を形成した成形型内でガラス素材をモールドプレス成形法により加圧成形した後、ガラス成形体の表面を一定の研磨代で研磨することにより、高い歩留まりで高品質のガラス光学素子を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、
（１）所望の光学素子形状に基づいて成形面に精密加工を施し、離型膜を形成した成形型内でガラス素材をモールドプレス法により加圧成形した後、ガラス成形体の表面を研磨代が５００ｎｍ以下となるように研磨することを特徴とするガラス光学素子の製造方法、
（２）成形型の成形面に形成される離型膜が、５０〜２５０ｎｍの膜厚を有する、上記（１）に記載の方法、
（３）ガラス素材が、リン酸塩ガラス又はフツリン酸塩ガラスからなる、上記（１）又は（２）に記載の方法、
（４）ガラス素材がアルカリ金属酸化物を含有するガラスからなる、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の方法、
（５）ガラス素材が、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３及びＧｄ_２Ｏ_３から選ばれる１種以上を含有するガラスからなる、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の方法、及び
（６）平均粒径０．０３〜１μｍの研磨剤を用いて研磨する、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の方法
を提供するものである。

本発明によれば、成形型表面における離型膜の損傷又はガラス素材表面における離型機能膜の損傷に起因してガラス成形体表面に外観不良（クモリ）が発生した場合であっても、高い歩留で高品質のガラス光学素子を製造することが可能となる。

本発明のガラス光学素子の製造方法は、所望の光学素子形状に基づいて成形面に精密加工を施し、離型膜を形成した成形型内でガラス素材をモールドプレス法により加圧成形した後、ガラス成形体の表面を研磨代５００ｎｍ以下の範囲で研磨することを特徴とする。
以下、本発明の方法を、用いられるガラス素材、成形型、ガラス素材の加圧成形、ガラス成形体の研磨、得られるガラス光学素子の順に説明する。

〔ガラス素材〕
本発明で用いるガラス素材を構成するガラスの硝種としては、各種のガラスを用いることができ、例えば、リン酸塩系、フツリン酸塩系、ホウ酸塩系、ホウリン酸塩系及びホウケイ酸塩系ガラスから選ばれる何れか１種以上が挙げられるが、なかでもリン酸塩系ガラス、フツリン酸塩系ガラスが挙げられる。特にリン酸塩系ガラス又はフツリン酸塩系ガラスからなるガラス素材は、成形型表面の離型膜との反応性が高く、離型膜を消耗しやすいと考えられるからである。
リン酸塩系ガラスは、リン酸をネットワークフォーマーとするガラスで、リン酸はガラスに安定性を持たせるための成分である。
また、フツリン酸塩系ガラスは、リン酸とフッ化物を主成分とし、一般に低屈折率、低分散性を有するガラスである。ガラス成分として、Ｂａ（ＰＯ_３）_２、ＡｌＦ_３、ＭｇＦ_２、ＣａＦ_２、ＳｒＦ_２などを含有するガラスが好ましい。

ガラス素材を構成するガラスに含まれる各種成分は特に制限されないが、ガラスが、ガラス成分として、例えば、アルカリ金属酸化物を含む場合や、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３及びＧｄ_２Ｏ_３から選ばれる１種以上を含む場合に、本発明の方法が特に好ましく適用される。何故ならば、アルカリ金属酸化物は、成形時においてガラス成形体にカン、ワレを生じさせやすいために、成形型に所定厚みの離型膜又はガラス素材表面に離型機能膜を設ける必要がある成分であり、また、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３及びＧｄ_２Ｏ_３は、成形型表面の離型膜との反応性が高い成分であるからである。特に、本発明の方法は、光学素子として極めて有用な、屈折率（ｎｄ）１．７以上の高屈折率ガラス（上記のガラス成分を相当量含有する）を製造する場合に好適である。
なお、ガラス成分として酸化鉛などの鉛成分を含有するガラスは、環境配慮の観点から用いないことが好ましい。

本発明の方法に用いられるガラス素材としては、後記のモールドプレス法による加圧成形に先立って、上記のガラスを予備成形したものを用いることができる。
予備成形とは、得ようとするガラス光学素子の形状に対応する、おおよその形状にガラス素材を予め成形することを言う。予備成形の具体的方法としては、溶融ガラスを、適切な粘度で型に滴下することによって所定体積の球、扁平球などの形状とする方法（熱間成形）、又はカット（切断）したガラスを研磨して所定体積の球などに加工する方法（冷間加工）が挙げられる。いずれの方法も適用できるが、簡便に欠陥のないガラス表面が得られる点、研磨に起因する水和層が表面に形成されない点などの理由により、熱間成形が好ましい。予備成形したガラス素材は通常ガラスプリフォームないしガラス予備成形体と呼ばれている。

ガラス素材（例えばガラスプリフォーム）は、離型性を有する膜（離型機能膜）によって被覆されていることが好ましい。膜の素材は、ガラスに対する離型性が高い、膜の除去がアニール処理などにより簡便にできる、などの利点から炭素を主成分として含有するものであることが好ましい。離型機能膜の成膜は、炭化水素の熱分解法、炭化水素のプラズマ分解法、炭素を原料とした蒸着、イオンプレーティング法、スパッタリング法、有機物の溶液を用いた自己組織化膜成膜法などの方法により行うことができる。

ガラス素材表面の離型機能膜の膜厚は、０．５ｎｍ未満ではガラスの融着防止効果が不十分となり、ガラス成形体のカン、ワレの防止が不十分となる。また、膜厚が１０ｎｍを越えると、膜内に歪が発生し、膜が剥がれたり膜にひびが発生して、離型膜としての機能が低下し、やはりガラス成形体のカン、ワレの防止が不十分となる。したがって、ガラス素材表面の離型機能膜の厚みは０．５ｎｍ〜１０ｎｍが好ましく、１ｎｍ〜１０ｎｍがより好ましい。

〔成形型〕
本発明の方法で用いられる成形型は、ガラス素材をモールドプレス法により加圧成形し得る硬度と耐熱性を有し、ガラス素材と対向する表面が気孔などを有さず、緻密で鏡面状に精密加工することができるものであれば特に限定されないが、上型と下型とを含み、これらの成形面に、得ようとする光学素子形状に基づいて精密加工を施し、離型膜を形成した成形型を特に好ましく用いることができる。

成形型の型母材としては、例えば、ＳｉＣ、ＷＣ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＢＮ、ＴｉＮ、ＡｌＮ、Ｓｉ_３ Ｎ_４、ＳｉＯ_２ 、Ａｌ_２ Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、サーメット、サイアロン、ムライト、カーボン・コンポジット（Ｃ／Ｃ）、カーボンファイバー（ＣＦ）、ＷＣ−Ｃｏ合金などから選ばれる材料が挙げられる。
成形型の表面には、離型機能を有する離型膜が設けられている。離型膜としては、ダイヤモンド、炭化物などの炭素を含有する膜や、耐熱金属、貴金属合金、窒化物、硼化物、酸化物などを含有する膜を使用することができるが、膜面の平滑性、離型性及び滑り性に優れ、かつ連続プレスによって消耗した場合に、酸化処理（例えば酸素プラズマ処理などによるアッシング）により簡便に膜除去が行えるなどの理由で、炭素を主成分として含有する離型膜が好ましい。

炭素を含有する離型膜の膜質は、ダイヤモンド状炭素膜（ＤＬＣ）、水素化ダイヤモンド状炭素膜（ＤＬＣ：Ｈ）、テトラヘドラルアモルファス炭素膜（ｔａ−Ｃ）、水素化テトラヘドラルアモルファス炭素膜（ｔａ−Ｃ：Ｈ）、アモルファス炭素膜（ａ−Ｃ）、水素化アモルファス炭素膜（ａ−Ｃ：Ｈ）等から選ぶことができる。
成形型表面の離型膜の膜厚は、ガラス成形体のカン、ワレの発生を防止し、後述するガラス成形体の研磨代を所定範囲内とするために、５０〜２５０ｎｍとすることが好ましく、７０〜２００ｎｍとすることがより好ましい。

また、上記膜厚の範囲内で、２以上の離型膜を積層しても良く、特に硬度の異なる２種以上の離型膜を積層することが好ましい。成形型とガラス素材間の滑り性を高くしてガラス成形体のカン、ワレの発生を抑止するためには、離型膜が軟らかい方が良いが、離型膜が軟らかいと加圧成形時の離型膜の消耗や消失が多くなる。従って、成形型表面における離型膜の成形型側を硬度の高い膜、ガラス素材側を成形型側より硬度の低い膜にすることが好ましい。

成形型表面の離型膜の成膜は、公知の手段によって行うことができ、例えば、ＤＣ−プラズマＣＶＤ法、ＲＦ−プラズマＣＶＤ法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ−プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法などのプラズマＣＶＤ法、イオンプレーティング法などのイオン化蒸着法、スパッタリング法、蒸着法やＦＣＡ（Filtered Cathodic Arc）法などの手法を挙げることができ、好ましくはイオンプレーティング法を挙げることができる。
成膜条件を変えることによって離型膜の硬度を制御することができ、また、成膜法の選択によっても離型膜の硬度を制御することができる。
特に、ＣＶＤ法により炭化ケイ素による型母材を形成して、仕上がり形状に加工した後、上記の炭素含有膜を形成したものが好ましい。

〔ガラス素材の加圧成形〕
本発明の方法において、ガラス素材は、成形型内でモールドプレス法により加圧成形される。加圧成形の方法は、ガラスの組成及び物性などを考慮して適宜に選択できるが、ガラス素材を成形型内に供給し、加熱軟化した状態でモールドプレス法により加圧成形するのが好ましい。

例えば、一対の上型と下型との間にガラス素材を供給した後、ガラスの粘度で１０^８〜１０^１２ポイズ相当の温度まで成形型とガラス素材の両者を昇温加熱してガラス素材を加熱軟化し、これを加圧成形することによって、型の成形面がガラス素材に転写されてガラス成形体が得られる。この成形方法では、成形型とガラス素材が等温の状態で加熱された後、ガラス素材が加圧成形され、その後成形型とガラス成形体が冷却される。このため、ガラス成形体にヒケが発生せず、良好な面精度が得られるが、成形型の温度が高く、ガラスとの密着時間が長いため離型膜の損傷が生じやすい。

そこで、一対の上型と下型を、予めガラス粘度で１０^８〜１０^１２ポイズ相当の温度に昇温し、該上型と下型の間に、上型及び下型と同等の温度に加熱したガラス素材を供給して、これを加圧成形する方法や、予めガラス粘度で１０^８〜１０^１２ポイズ相当の温度に昇温した一対の上型と下型の間に上型及び下型よりも高温に加熱したガラス素材を供給して、これを直ちに加圧成形する方法により、成形型とガラスの密着を短時間にし、成形型の成形面をガラス素材に転写することもでき、離型膜の損傷を抑えることができる。

成形時の雰囲気は、成形型表面の離型膜や、ガラス素材表面の離型機能膜を保護するため、非酸化性とすることが好ましい。非酸化性雰囲気としては、アルゴン、窒素などの不活性ガス、水素などの還元性ガス又はそれらの混合ガスを使用することができ、好ましくは窒素ガス又は少量の水素ガスが混合された窒素ガスを使用することができる。
加圧時の圧力及び時間は、ガラスの粘度などを考慮して適宜決定することができ、例えば、圧力は約５〜１５ＭＰａ、時間は１０〜３００秒とすることができる。
この後、成形型とガラス素材を冷却し、好ましくはガラス転移点（Ｔｇ）以下の温度となったところで、離型し、成形されたガラス成形体を取出す。

加圧成形、冷却工程を経た後、適宜ガラス成形体表面の離型機能膜を除去することができる。離型機能膜は、アニーリング、不活性ガスイオンの照射、超音波洗浄、拭き取りにより除去することができる。また、化学的エッチングも利用することができ、離型機能膜を例えば硝酸などにより溶解させて除去することができる。

〔ガラス成形体の研磨〕
得られたガラス成形体の表面に表面粗れ等に起因するクモリが観察される場合、適宜その表面粗れの程度をＡＦＭ（原子間力顕微鏡）等で確認した後、ガラス成形体の表面を研磨代（除去される表面の厚み）が５００ｎｍ以下となるように研磨する。
ガラス成形体の研磨は、例えば柔らかい布や繊維等に研磨剤を担持させたものを用いるバフ研磨等により行われる。ガラス成形体の研磨代が５００ｎｍを超えると、一般的なガラス光学素子の最大公差を超えるため、ガラス光学素子の形状精度を維持するために、研磨代は５００ｎｍ以下に限定され、３００ｎｍ以下とするのが好ましい。

研磨剤は、公知のものを用いることができるが、酸化セリウム、コロイダルシリカ、酸化鉄、酸化アルミニウム、ダイヤモンド等を用いることができ、特に酸化セリウム、コロイダルシリカが研磨におけるキズの発生が極めて低い点で好ましい。
研磨剤は、ガラス光学素子表面の形状精度及び面精度を損なわないように、及び研磨の均一性や適切な速度を得ることができるように、平均粒径０．０３〜１μｍとすることが好ましく、平均粒径０．０３〜０．８μｍで最大粒径が０．８〜１．５μmとすることがより好ましい。
研磨代を５０〜２５０ｎｍとする場合には、平均粒径が０．２〜１μmの酸化セリウムを用いることが好適であり、また研磨代を１０〜１００nmとする場合には、平均粒径が０．０５〜０．５μmのコロイダルシリカを用いることが好適である。

上述のとおり、クモリなどの外観不良を発生するガラス成形体の表面粗れは、成形型の成形面に形成される離型膜の表面粗れが転写されることによって発生すると考えられる。成形型表面の離型膜が厚いと、離型膜の劣化や消耗により発生する表面粗れのｐ−Ｖ（ｐｅａｋ−Ｖａｌｌｅｙ）値は大きくなり、一方、離型膜が薄いと、ガラスの融着防止効果が弱くなり、更に滑り性が不足するため、カン、ワレが生じやすい。例えば、離型膜の劣化や消耗により発生するガラス成形体の表面粗れのｐ−Ｖ値の最大値は、成形型表面の離型膜の厚みの８割程度であった。このため、成形型の成形面に形成される離型膜の厚みを２５０ｎｍ以下にすることにより、ガラス成形体の表面粗れのｐ−Ｖ値の最大値を２００ｎｍ以下に抑止することが可能であり、この範囲を研磨で除去すればよい。またガラス素材の離型機能膜に起因する表面粗れは、成形型の離型膜に起因する表面粗れよりもｐ−Ｖ値が小さい。

研磨代の厚みは、タリサーフを用いてレンズ等のガラス光学素子の形状を測定し、研磨前後の形状を比較することにより評価される。また、簡易的には研磨時間と研磨厚みの比例関係を利用して、所定時間研磨したレンズの厚みを、マイクロメーター（精度：０．１μｍ）で評価し、研磨時間と研磨除去量との関係を求めて、研磨量を算出することもできる。
なお、本発明において用いられる研磨方法は、成形後のガラス成形体の表面のピーク（凸部）を優先的に除去する方法であり、ピーク（凸部）もバレイ（凹部）も除去するエッチング法等より優れた効果を有する。

〔得られるガラス光学素子〕
本発明の方法で得られるガラス光学素子は、光学器械を構成するガラス部品、例えばレンズ、プリズム、反射鏡等のミラー等が挙げられ、好適にはレンズを挙げることができる。
レンズの形状には特に制限なく、両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ、両凹レンズ等が挙げられる。光学素子の大きさも特に制限されないが、レンズの場合は直径１．５ｍｍ程度から３５ｍｍ程度が好ましい。１．５ｍｍ以下では型加工が困難であり、３５ｍｍ以上では良好な面精度を得るのが困難となるためである。光学素子の形状は球面、非球面あるいはこれらの組み合わせが可能である。

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１
ガラス素材の硝種としては、ガラス転移温度が５２０℃である、Ｌａ酸化物及びＮａ酸化物を含むホウ酸塩系ガラスを用いた。
この硝種を球形に予備成形したガラス素材に、離型機能膜としてアセチレンの熱分解によって炭素含有膜を被覆した。すなわち排気した反応容器内にガラス素材を配置し、４８０℃の雰囲気下、アセチレンガスを３０分間で３０torr導入した後、アセチレンガスの導入を止めた。このガラス素材を冷却した後、窒素ガスで希釈しながら大気圧に戻し、反応容器から取り出した。このガラス素材１００個について、成膜された炭素含有膜の膜厚をＥＳＣＡ（Ｘ線光電子分析装置；ファイ社製ＥＳＣＡ５４００型）により評価した結果、平均膜厚１．２ｎｍ、分布の標準偏差０．２ｎｍであった。

上記ガラス素材を以下に示す方法でモールドプレス成形することにより、外形１５ｍｍ、中心肉厚３．８ｍｍ、コバ厚０．５ｍｍの両凸形状の光学レンズを製造した。
成形型として、ＣＶＤ法により形成した多結晶ＳｉＣの成形面をＲｍａｘ＝１８ｎｍに鏡面研磨し、更にこの成形型の成形面にイオンプレーティング法成膜装置を用いて、厚み１００ｎｍのＤＬＣ：Ｈ膜（水素化ダイヤモンド状炭素膜）を成膜したものを使用した。

ガラス素材を成形型内に供給し、窒素ガス雰囲気中で、６４０℃まで加熱して１５０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で１分間加圧した。圧力を解除した後、冷却速度−５０℃／ｍｉｎで５００℃になるまで冷却し、その後は−１００℃／ｍｉｎ以上の速度で冷却を行い、ガラス成形体の温度が２００℃以下に下がったところで、ガラス成形体を取り出した。同一成形型で連続プレス成形したところ、プレス回数１０，０００回までガラス成形体にカン、ワレの発生はなかった。

得られたガラス成形体にアニール及び光学的湿式洗浄処理を施した後、ガラス成形体の表面を集光下で観察した結果、おおよそ４，０００ショット以降の約６，０００個にクモリによる外観不良が認められた。クモリの原因となるガラス成形体の表面粗れをＡＦＭ（原子間力顕微鏡；デジタルインスツルメンツ社製 ＤＩＭＥＮＳＩＯＮ ３０００型）で測定した結果、表面粗れのｐ−Ｖ値の最大値は５０ｎｍ程度であった。

クモリによる外観不良が認められたガラス成形体の表面を、平均粒径０．８μｍで最大粒径１．２μｍの酸化セリウムからなる研磨剤を用いて研磨処理を行った。すなわち、研磨剤を濃度１０ｗｔ％で含む研磨液を市販の研磨用バフに塗り、研磨用バフにより５秒から１０秒間研磨を行った。研磨代（除去される表面の厚み）は１００ｎｍ〜１５０ｎｍであり、研磨後の５０個の試料についてテーラーホブソン社製のタリサーフ形状測定機ＰＧＩ Ｐｌｕｓ型により研磨前後の形状を比較することで表面形状を評価した結果、形状精度が５００ｎｍの公差外となったものはなかった。
研磨後のガラス光学素子表面を集光下で観察した結果、ほぼ全てについてクモリによる外観不良を除去することができ、歩留は４１．８％から９９．７％に向上した。
なお、本実施例における実験の条件及び結果は表１にも示されている。

実施例２
ガラス素材の硝種として、ガラス転移温度が４８０℃である、Ｎａ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｎｂ酸化物及びＷ酸化物を含むリン酸塩系ガラスを用い、実施例１と同様にして、球形に予備成形したガラス素材上に、アセチレンガスの熱分解により炭素含有膜を成膜した。
このガラス素材１００個について、成膜された炭素膜の膜厚をＥＳＣＡ（ファイ社製ＥＳＣＡ５４００型）により評価した結果、平均膜厚１．４ｎｍ、分布の標準偏差は０．５ｎｍであった。

成形型として、ＣＶＤ法により多結晶ＳｉＣを形成した成形面をＲｍａｘ＝１２ｎｍに鏡面研磨し、更に成形面にスパッター法成膜装置を用いて、厚み１００ｎｍのＤＬＣ膜（ダイヤモンド状炭素膜）を成膜したものを用いた。
実施例１と同様の条件で、同一の成形型を用いて連続プレス成形した結果、プレス回数１０，０００回までにカン、ワレを有するガラス成形体が２６４個発生した。

得られたガラス成形体にアニール及び光学的湿式洗浄をした後、ガラス成形体の表面を集光下で観察した結果、おおよそ３，０００ショット以降の約７，０００個のガラス成形体にクモリによる外観不良が認められた。クモリの原因となる表面粗れをＡＦＭ（デジタルインスツルメント社製ＤＩＭＥＮＳＩＯＮ ３０００型）で測定した結果、表面粗れのｐ−Ｖ値の最大値は６０ｎｍ程度であった。

これらのガラス成形体の表面を、平均粒径０．５μｍで最大粒径１．０μｍの酸化セリウムからなる研磨剤を用いて、研磨処理を行った。すなわち、研磨剤を濃度２０ｗｔ％で含む研磨液を研磨用バフに塗り、研磨用バフにより１０秒間、研磨を行った。
研磨代（除去される表面の厚み）は１２０〜１５０ｎｍであり、研磨後の５０個の試料についてテーラーホブソン社製のタリサーフ形状測定機ＰＧＩ Ｐｌｕｓ型により表面形状を評価した結果、形状精度が公差外となったものはなかった。
研磨後のガラス光学素子表面を集光下で観察した結果、ほぼ全てにつしてクモリによる外観不良及び変質層を除去することができ、歩留は２８．７％から９１．６％に向上した。
なお、本実施例における実験の条件及び結果は、表１にも示されている。

実施例３〜８
ガラス素材を構成するガラスの硝種、ガラス素材に成膜する離型機能膜、成形型の成形面へ成膜する離型膜、研磨剤の種類、粒径などを表１及び表２のとおり変更した以外は、実施例１と同様にして、同一の成形型で１００００回連続プレス成形し、不良品の表面を研磨処理した。
研磨処理前におけるクモリ外観不良数、歩留と研磨後の歩留等を表１及び表２に示す。

表１及び表２から分かるように、実施例１〜８によれば、カン、ワレの発生はプレス成形体１００００個に対して０〜５３０個（０〜５．３％）の範囲であり、研磨処理後の外観不良の不良数はプレス成形体１００００個に対して３１〜７９２個（０．３１〜７．９２％）の範囲であり、研磨後の歩留は８６．８〜９９．７％の範囲であり、極めて良好であった。

本発明の方法によれば、連続プレス成形によって成形型表面の離型膜の消耗等が進行するに伴って生じるガラス成形体の外観不良（クモリ）等を除去することができ、得られるガラス光学素子の歩留の低下を効果的に抑止することができるので、その工業的意義は極めて大きい。

Claims (6)

1. 所望の光学素子形状に基づいて成形面に精密加工を施し、離型膜を形成した成形型内でガラス素材をモールドプレス法により加圧成形した後、ガラス成形体の表面を研磨代が５００ｎｍ以下となるように研磨することを特徴とするガラス光学素子の製造方法。
2. 成形型の成形面に形成される離型膜が、５０〜２５０ｎｍの膜厚を有する、請求項１に記載の方法。
3. ガラス素材が、リン酸塩ガラス又はフツリン酸塩ガラスからなる、請求項１又は２に記載の方法。
4. ガラス素材がアルカリ金属酸化物を含有するガラスからなる、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. ガラス素材が、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３及びＧｄ_２Ｏ_３から選ばれる１種以上を含有するガラスからなる、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 平均粒径０．０３〜１μｍの研磨剤を用いて研磨する、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。