JP2016079064A - 光学素子製造方法における工程決定方法、光学素子製造方法、および光学素子 - Google Patents
光学素子製造方法における工程決定方法、光学素子製造方法、および光学素子 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】工程決定方法において、光学材料または離型膜の表面に残留する物質に起因して、プレス成形時に発生する不具合を抑制するための工程を容易に決定することができるようにする。
【解決手段】離型膜が形成された成形型を用いて光学材料を加熱しプレス成形して、光学素子を成形する光学素子製造方法における工程決定方法であって、光学材料の塩基度を特定する塩基度特定工程（ステップＳ２）と、この塩基度特定工程で特定された光学材料の塩基度を予め決められた基準値と比較して、光学材料をプレスし始める前に、光学材料の表面および離型膜の表面の少なくとも一方から、酸化性物質を取り除く第１除去工程と、塩基性物質を取り除く第２除去工程とのいずれを行うか、判定する除去工程判定工程（ステップＳ３〜Ｓ６）と、を備える方法とする。
【選択図】図３
【解決手段】離型膜が形成された成形型を用いて光学材料を加熱しプレス成形して、光学素子を成形する光学素子製造方法における工程決定方法であって、光学材料の塩基度を特定する塩基度特定工程（ステップＳ２）と、この塩基度特定工程で特定された光学材料の塩基度を予め決められた基準値と比較して、光学材料をプレスし始める前に、光学材料の表面および離型膜の表面の少なくとも一方から、酸化性物質を取り除く第１除去工程と、塩基性物質を取り除く第２除去工程とのいずれを行うか、判定する除去工程判定工程（ステップＳ３〜Ｓ６）と、を備える方法とする。
【選択図】図３
Description
本発明は、光学素子製造方法における工程決定方法、光学素子製造方法、および光学素子に関する。
従来、光学素子を形成する成形面を有する成形型にガラス製の光学材料を配置し、加熱して加圧することにより、プレス成形を行う光学素子製造方法が知られている。
このようなプレス成形では、成形品を良好に離型するため、成形型の成形面に、例えば貴金属などを含む離型膜が成膜されている。
しかし、光学材料の種類や成形条件などによっては、成形品の表面が曇ったり、離型性が悪化したりするなどの不具合が生じていた。
例えば、特許文献１に記載の成形方法においては、成形時における成形材料の成分と離型膜の物質との反応を抑制するため、成形品の成形材料の塩基度に対応させて、成形材料との反応性の低い酸化物を離型膜に用いることが提案されている。
このようなプレス成形では、成形品を良好に離型するため、成形型の成形面に、例えば貴金属などを含む離型膜が成膜されている。
しかし、光学材料の種類や成形条件などによっては、成形品の表面が曇ったり、離型性が悪化したりするなどの不具合が生じていた。
例えば、特許文献１に記載の成形方法においては、成形時における成形材料の成分と離型膜の物質との反応を抑制するため、成形品の成形材料の塩基度に対応させて、成形材料との反応性の低い酸化物を離型膜に用いることが提案されている。
しかしながら、特許文献１に記載の技術のように、成形材料に応じて、反応性の低い酸化物を含む離型膜を用いて成形を行っても、曇りなどの不具合がすべて解消されるわけではないという問題があった。
発明者は、このような不具合は、光学材料と離型膜との反応により生じる以外にも、成形材料および離型膜の表面に付着する物質が光学材料の成分と反応することにより発生することを見出した。
しかし、成形材料および離型膜の表面に付着する物質は多種多様であり、効率的な除去方法も異なる。このため、すべての付着物を光学材料と離型膜との表面から取り除くと、除去工程にかかる手間が膨大になってしまうという問題がある。
発明者は鋭意研究を重ね、曇り等の不具合の発生を効率的に抑制できる除去工程を、光学材料の種類に応じて容易に決定することができる工程決定方法を見出し、本発明に到った。
発明者は、このような不具合は、光学材料と離型膜との反応により生じる以外にも、成形材料および離型膜の表面に付着する物質が光学材料の成分と反応することにより発生することを見出した。
しかし、成形材料および離型膜の表面に付着する物質は多種多様であり、効率的な除去方法も異なる。このため、すべての付着物を光学材料と離型膜との表面から取り除くと、除去工程にかかる手間が膨大になってしまうという問題がある。
発明者は鋭意研究を重ね、曇り等の不具合の発生を効率的に抑制できる除去工程を、光学材料の種類に応じて容易に決定することができる工程決定方法を見出し、本発明に到った。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、光学材料または離型膜の表面に残留する物質に起因して、プレス成形時に発生する不具合を抑制するための工程を容易に決定することができる工程決定方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、光学材料または離型膜の表面に残留する物質に起因して、プレス成形時に発生する不具合を抑制することができる光学素子製造方法、およびこれにより製造された光学素子を提供することを目的とする。
また、本発明は、光学材料または離型膜の表面に残留する物質に起因して、プレス成形時に発生する不具合を抑制することができる光学素子製造方法、およびこれにより製造された光学素子を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の工程決定方法は、離型膜が形成された成形型を用いて光学材料を加熱しプレス成形して、光学素子を成形する光学素子製造方法における工程決定方法であって、前記光学材料の塩基度を特定する塩基度特定工程と、該塩基度特定工程で特定された前記光学材料の塩基度を予め決められた基準値と比較して、前記光学材料をプレスし始める前に、前記光学材料の表面および前記離型膜の表面の少なくとも一方から、酸化性物質を取り除く第１除去工程と、塩基性物質を取り除く第２除去工程とのいずれを行うか、判定する除去工程判定工程と、を備える方法とする。
本発明の第２の態様の工程決定方法は、離型膜が形成された成形型を用いて、光学材料を加熱しプレス成形して、光学素子を製造する光学素子製造方法における工程決定方法であって、前記光学材料の塩基度を特定する塩基度特定工程と、該塩基度特定工程で特定された前記光学材料の塩基度を予め決められた基準値と比較して、前記光学材料をプレスし始める前に、前記光学材料の表面および前記離型膜の表面の少なくとも一方から、酸素、オゾン、フッ素、塩素、臭素、および酸化マンガンのいずれかを取り除く第１除去工程と、炭素、炭素化合物、アルミニウム、およびアルカリ金属のいずれかを取り除く第２除去工程とのいずれを行うか、判定する除去工程判定工程と、を備える方法とする。
上記工程決定方法においては、前記除去工程判定工程では、前記基準値を０．５３とし、前記塩基度が前記基準値以上の場合には前記第１除去工程を行い、前記塩基度が前記基準値以下の場合には前記第２除去工程を行う、と判定することが好ましい。
本発明の第３の態様の光学素子製造方法は、塩基度が０．５３以下である光学材料を、離型膜が形成された成形型によって成形することにより光学素子を製造する光学素子製造方法であって、前記光学材料の表面および前記離型膜の表面の少なくとも一方から塩基性物質を取り除く除去工程と、前記光学材料を前記成形型に配置して、加熱しプレス成形する成形工程と、を備える方法とする。
上記第３の態様の光学素子製造方法では、前記除去工程を行う前に、前記光学材料および前記離型膜の表面の少なくとも一方を有機溶剤で洗浄する洗浄工程を行い、前記除去工程は、前記有機溶剤の残留物を取り除く工程を含むことが好ましい。
本発明の第４の態様の光学素子製造方法は、塩基度が０．５３以上である光学材料を、離型膜が形成された成形型によって成形することにより光学素子を製造する光学素子製造方法であって、前記光学材料の表面および前記離型膜の表面の少なくとも一方から面から酸化性物質を取り除く除去工程と、前記光学材料を前記成形型に配置して、加熱しプレス成形する成形工程と、を備える方法とする。
上記第４の態様の光学素子製造方法では、前記除去工程は、前記光学材料を前記成形型に配置してから、前記成形型内の雰囲気の酸素濃度を５ｐｐｍ以下にすることにより、前記光学材料および離型膜の表面から酸素を取り除く工程を含むことが好ましい。
本発明の第５の態様の光学素子は、上記光学素子製造方法によって製造された構成とする。
本発明の工程決定方法によれば、光学材料の塩基度を特定し、予め決められた基準値と比較して、取り除く物質の種類を決めるため、光学材料または離型膜の表面に残留する物質に起因して、プレス成形時に発生する不具合を抑制するための工程を容易に決定することができるという効果を奏する。
本発明の光学素子製造方法、およびこれにより製造された光学素子によれば、本発明の工程決定工程に基づく工程を行って製造されるため、光学材料または離型膜の表面に残留する物質に起因して、プレス成形時に発生する不具合を抑制することができるという効果を奏する。
本発明の光学素子製造方法、およびこれにより製造された光学素子によれば、本発明の工程決定工程に基づく工程を行って製造されるため、光学材料または離型膜の表面に残留する物質に起因して、プレス成形時に発生する不具合を抑制することができるという効果を奏する。
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態の光学素子製造方法に用いる成形装置と、これにより製造される光学素子とについて説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の光学素子製造方法によって製造した光学素子の一例を示す模式的な正面図および平面図である。図２は、本発明の第１の実施形態の光学素子製造方法に用いる成形型および成形装置の模式的な断面図である。
まず、本発明の第１の実施形態の光学素子製造方法に用いる成形装置と、これにより製造される光学素子とについて説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の光学素子製造方法によって製造した光学素子の一例を示す模式的な正面図および平面図である。図２は、本発明の第１の実施形態の光学素子製造方法に用いる成形型および成形装置の模式的な断面図である。
本実施形態の光学素子製造方法で製造される光学素子は、ガラス材料をプレス成形して外形を形成する光学素子であれば、特に限定されない。例えば、レンズ、プリズム、ミラー、フィルタ、基板などの適宜の種類の光学素子を採用することができ、光学有効領域の表面は曲率を有していてもよいし、曲率を有しない平面であってもよい。また、曲率を有する場合には凸面でも凹面でもよい。
以下では、本実施形態の光学素子の一例として、図１（ａ）、（ｂ）に示すレンズ１（光学素子）を成形する場合の例で説明する。
以下では、本実施形態の光学素子の一例として、図１（ａ）、（ｂ）に示すレンズ１（光学素子）を成形する場合の例で説明する。
レンズ１は、ガラス材料によって成形された単玉の両凸レンズであり、凸レンズ面１ａと、凸レンズ面１ｂとを備え、これら凸レンズ面１ａ、１ｂの外周に、外形が円形とされたフランジ部１ｃが設けられた形状を有している。
凸レンズ面１ａ、１ｂは、レンズ１の設計仕様に基づく面形状、面精度に加工されている。また、凸レンズ面１ａ、１ｂには、必要に応じて、例えば、反射防止膜コートや保護膜コートなどの膜コートを施すことが可能である。
凸レンズ面１ａ、１ｂは、レンズ１の設計仕様に基づく面形状、面精度に加工されている。また、凸レンズ面１ａ、１ｂには、必要に応じて、例えば、反射防止膜コートや保護膜コートなどの膜コートを施すことが可能である。
このようなレンズ１は、図２に示すような光学素子成形用型２（成形型）および成形装置１０を用いた本実施形態の光学素子製造方法によって製造される。
光学素子成形用型２は、下型３、上型４、および胴型５を備え、これらのそれぞれの中心軸線が、中心軸線Ｐに整列された状態に配置されている。このため、以下では、光学素子成形用型２を構成する各部材の中心軸線をいずれも中心軸線Ｐと称することにする。
光学素子成形用型２は、下型３、上型４、および胴型５を備え、これらのそれぞれの中心軸線が、中心軸線Ｐに整列された状態に配置されている。このため、以下では、光学素子成形用型２を構成する各部材の中心軸線をいずれも中心軸線Ｐと称することにする。
下型３は、レンズ１の外径よりもわずかに大きな外径を有する円筒面状の側面３ｄを備えた略円柱状部材からなり、その中心軸線Ｐに沿う軸方向の一方の端部（図２における上側の端部）に、凸レンズ面１ｂの形状を転写する成形面である凹面のレンズ面成形面３ａと、凸レンズ面１ｂに隣接するフランジ部１ｃの形状を転写する平面状の平面部成形面３ｂとが形成されている。
また、下型３の軸方向の他方の端部には、側面３ｄから中心軸線Ｐに直交する径方向の外側に延びるフランジ部３ｅが形成されている。フランジ部３ｅの軸方向の他方側の端面（図２の下側の端面）は中心軸線Ｐに直交する下面３ｆを構成している。
また、下型３の軸方向の他方の端部には、側面３ｄから中心軸線Ｐに直交する径方向の外側に延びるフランジ部３ｅが形成されている。フランジ部３ｅの軸方向の他方側の端面（図２の下側の端面）は中心軸線Ｐに直交する下面３ｆを構成している。
下型３の母材は、例えば、タングステンカーバイト（ＷＣ）を主成分とする超硬合金、炭化ケイ素、炭素などの、高硬度で耐熱性が良好な材料から構成されている。
レンズ面成形面３ａおよび平面部成形面３ｂは、このような母材を、それぞれ凸レンズ面１ｂの形状や、平面形状に加工した後、貴金属を含む薄膜を離型膜として成膜することにより形成されている。
レンズ面成形面３ａおよび平面部成形面３ｂに用いる薄膜は、成形時にガラス材料と接触する最表面の離型性が良好となるように、ガラス材料の成分と成形中に化学反応を起こしにくい貴金属元素を含んで構成されている。以下では、レンズ面成形面３ａおよび平面部成形面３ｂを合わせて、離型膜部３ｍ（離型膜）と称する場合がある。
薄膜に含まれる貴金属元素としては、適宜の貴金属元素を採用することができるが、特に好ましい元素としては、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、レニウム（Ｒｅ）、銀（Ａｇ）、オスミウム（Ｏｓ）、タンタル（Ｔａ）から選択される少なくとも１種類の元素、もしくはこれら元素を１種以上含む構成を挙げることができる。
薄膜の成膜方法としては、例えば、ＲＦスパッタやマグネトロンスパッタ、イオンビームスパッタなどを挙げることができる。
レンズ面成形面３ａおよび平面部成形面３ｂは、このような母材を、それぞれ凸レンズ面１ｂの形状や、平面形状に加工した後、貴金属を含む薄膜を離型膜として成膜することにより形成されている。
レンズ面成形面３ａおよび平面部成形面３ｂに用いる薄膜は、成形時にガラス材料と接触する最表面の離型性が良好となるように、ガラス材料の成分と成形中に化学反応を起こしにくい貴金属元素を含んで構成されている。以下では、レンズ面成形面３ａおよび平面部成形面３ｂを合わせて、離型膜部３ｍ（離型膜）と称する場合がある。
薄膜に含まれる貴金属元素としては、適宜の貴金属元素を採用することができるが、特に好ましい元素としては、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、レニウム（Ｒｅ）、銀（Ａｇ）、オスミウム（Ｏｓ）、タンタル（Ｔａ）から選択される少なくとも１種類の元素、もしくはこれら元素を１種以上含む構成を挙げることができる。
薄膜の成膜方法としては、例えば、ＲＦスパッタやマグネトロンスパッタ、イオンビームスパッタなどを挙げることができる。
上型４は、下型３の側面３ｄと同じ外径を有する円筒面状の側面４ｄを備えた略円柱状部材からなり、その中心軸線Ｐに沿う軸方向の一方の端部（図２における下側の端部）に、凸レンズ面１ａの形状を転写する成形面である凹面のレンズ面成形面４ａと、凸レンズ面１ａに隣接するフランジ部１ｃの形状を転写する成形面である平面状の平面部成形面４ｂとが形成されている。
また、上型４の軸方向の他方の端部には、側面４ｄから中心軸線Ｐに直交する径方向の外側に延びるフランジ部４ｅが形成されている。フランジ部４ｅの軸方向の他方側の端面（図２の上側の端面）は中心軸線Ｐに直交する上面４ｆを構成している。
また、上型４の軸方向の他方の端部には、側面４ｄから中心軸線Ｐに直交する径方向の外側に延びるフランジ部４ｅが形成されている。フランジ部４ｅの軸方向の他方側の端面（図２の上側の端面）は中心軸線Ｐに直交する上面４ｆを構成している。
このような構成の上型４は、下型３の母材と同様な材料で外形を形成した後、下型３と同様の離型膜を成膜することによりレンズ面成形面４ａおよび平面部成形面４ｂを形成している。以下では、レンズ面成形面４ａおよび平面部成形面４ｂを合わせて、離型膜部４ｍ（離型膜）と称する場合がある。
胴型５は、下型３の側面３ｄ、および上型４の側面４ｄを摺動可能に外嵌する内周面５ａを有する円筒状部材である。胴型５の軸方向の両端部である下面５ｂおよび上面５ｃは、内周面５ａの中心軸線Ｐと直交する平面からなる。
胴型５の軸方向の長さ（下面５ｂから上面５ｃまでの距離）は、後述する光学素子成形用型２の組立状態におけるフランジ部３ｅ、４ｅ間の距離よりも短くなっている。
このような構成により、胴型５は、ガラスの成形を行う間、下型３、および上型４を同軸の位置関係に保持するとともに、上型４を中心軸線Ｐに沿って移動可能に案内できるようになっている。
本実施形態では、胴型５は、フランジ部１ｃの側面を成形する成形面ではないため、成形温度に対する耐熱性を有する適宜の金属材料やセラミックスで構成することができる。本実施形態では、一例として、高硬度で耐熱性が良好な超硬合金を採用している。
胴型５の軸方向の長さ（下面５ｂから上面５ｃまでの距離）は、後述する光学素子成形用型２の組立状態におけるフランジ部３ｅ、４ｅ間の距離よりも短くなっている。
このような構成により、胴型５は、ガラスの成形を行う間、下型３、および上型４を同軸の位置関係に保持するとともに、上型４を中心軸線Ｐに沿って移動可能に案内できるようになっている。
本実施形態では、胴型５は、フランジ部１ｃの側面を成形する成形面ではないため、成形温度に対する耐熱性を有する適宜の金属材料やセラミックスで構成することができる。本実施形態では、一例として、高硬度で耐熱性が良好な超硬合金を採用している。
このような構成の光学素子成形用型２は、下型３の側面３ｄに胴型５を外嵌させて、レンズ面成形面３ａ上に成形に必要な質量に秤量されたガラスＧ（光学材料）を配置し、胴型５の上方から上型４を挿入して、組み立てられる。
この組立体では、ガラスＧは、レンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂ、および胴型５で囲まれた成形空間Ｓの内部に収容されている。
成形空間Ｓは、下型３および上型４と胴型５との間の隙間や、場合によっては胴型５に設けられた図示しない貫通孔などを通して、外部と連通している。
このようなガラスＧを含む光学素子成形用型２の組立体は、成形装置１０内に配置されて、レンズ１の成形に用いられる。
この組立体では、ガラスＧは、レンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂ、および胴型５で囲まれた成形空間Ｓの内部に収容されている。
成形空間Ｓは、下型３および上型４と胴型５との間の隙間や、場合によっては胴型５に設けられた図示しない貫通孔などを通して、外部と連通している。
このようなガラスＧを含む光学素子成形用型２の組立体は、成形装置１０内に配置されて、レンズ１の成形に用いられる。
ガラスＧの形状は、図２では、一例として、球形に描かれている。ただし、ガラスＧの形状は、光学素子成形用型２によってプレス成形可能な形状であれば、球形には限定されない。ガラスＧの形状は、球形の他にも、例えば、円板状、回転楕円体状、レンズ１に対する相似形状のなどの適宜の形状が可能である。
成形装置１０は、光学素子成形用型２を内部に収容する真空チャンバー１１と、光学素子成形用型２を下方から加熱する加熱ステージ１２と、加熱ステージ１２上に載置された光学素子成形用型２を上方から加熱しつつ押圧する加圧部１３とを備える。
真空チャンバー１１は、必要に応じて、内部を低酸素雰囲気や不活性ガス雰囲気に保つことができるように、図示略の真空ポンプに接続された吸引管路１４と、図示略の不活性ガス供給源に接続された不活性ガス供給管路１５とが設けられている。
成形装置１０において、光学素子成形用型２は、下型３の下面３ｆを下側に向けその中心軸線Ｐが鉛直方向に沿う姿勢で、加熱ステージ１２の載置面上に配置されている。
真空チャンバー１１は、必要に応じて、内部を低酸素雰囲気や不活性ガス雰囲気に保つことができるように、図示略の真空ポンプに接続された吸引管路１４と、図示略の不活性ガス供給源に接続された不活性ガス供給管路１５とが設けられている。
成形装置１０において、光学素子成形用型２は、下型３の下面３ｆを下側に向けその中心軸線Ｐが鉛直方向に沿う姿勢で、加熱ステージ１２の載置面上に配置されている。
次に、本実施形態の光学素子製造方法における工程決定方法、および光学素子製造方法について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態の工程決定方法のフローを示すフローチャートである。図４は、本発明の第１の実施形態の光学素子製造方法の工程フローを示すフローチャートである。図５は、本発明の第１の実施形態の光学素子製造方法の除去工程の模式的な工程説明図である。図６は、本発明の第１の実施形態の光学素子製造方法の成形工程の模式的な工程説明図である。
図３は、本発明の第１の実施形態の工程決定方法のフローを示すフローチャートである。図４は、本発明の第１の実施形態の光学素子製造方法の工程フローを示すフローチャートである。図５は、本発明の第１の実施形態の光学素子製造方法の除去工程の模式的な工程説明図である。図６は、本発明の第１の実施形態の光学素子製造方法の成形工程の模式的な工程説明図である。
本実施形態の光学素子製造方法は、光学材料の表面および離型膜の表面の少なくとも一方に残留する物質に起因してプレス成形において発生する不具合を抑制するための製造工程を含んで構成される。具体的には、プレス成形の前に、光学材料の表面や離型膜の表面に残留する物質のうち、不具合を発生しやすい物質を、光学材料の表面および離型膜の表面の少なくとも一方から取り除く除去工程を行う。
この除去工程において、取り除く物質は、ガラスＧの材料特性によって異なる。このため、どのような除去工程を行うかは、本実施形態の工程決定方法によって決定する。
この工程決定方法は、所定のガラスＧを用いて最初に光学素子を成形する前に実施されれば、いつ実施してもよい。
この除去工程において、取り除く物質は、ガラスＧの材料特性によって異なる。このため、どのような除去工程を行うかは、本実施形態の工程決定方法によって決定する。
この工程決定方法は、所定のガラスＧを用いて最初に光学素子を成形する前に実施されれば、いつ実施してもよい。
本実施形態の工程決定方法の具体的な工程フローを説明する前に、工程決定の原理について説明する。
ガラスのプレス成形における不具合としては、焼き付きや成形品の曇りが知られている。
焼き付きとは、成形品の表面の一部が離型膜と強固に固着し、成形品を離型できなくなったり、離型できたとしても成形品の表面からガラス材料が剥離して離型膜に固着したりすることを言う。
成形型の離型膜は、一般には、ガラスＧの材質に応じて、焼き付きが起こらないような材質が選択されているが、それにもかかわらず焼き付きが起こることがある。
これは、ガラスＧの表面または離型膜の表面に残留したガラスＧとは異なる物質（以下、残留物質と称する）自体、あるいはこの残留物質とガラスとの反応生成物を介して、ガラスＧと離型膜とが融着を起こすために起こると考えられる。
曇りは、正常部分の透過光量に対して透過光量が変化するなどして目視観察される成形品表面の欠陥であり、顕微鏡などで観察すると、成形品の表面に微細な異物が付着していたり、微細な穴が形成されていたりすることが分かる。
これは、ガラスＧの表面または離型膜の表面に残留物質が付着し、この残留物質が成形時にガラス成分と化学反応等の相互作用を起こすことにより、微細な異物が生成されたり、微細な穴が形成されたりするために起こると考えられる。
ガラスのプレス成形における不具合としては、焼き付きや成形品の曇りが知られている。
焼き付きとは、成形品の表面の一部が離型膜と強固に固着し、成形品を離型できなくなったり、離型できたとしても成形品の表面からガラス材料が剥離して離型膜に固着したりすることを言う。
成形型の離型膜は、一般には、ガラスＧの材質に応じて、焼き付きが起こらないような材質が選択されているが、それにもかかわらず焼き付きが起こることがある。
これは、ガラスＧの表面または離型膜の表面に残留したガラスＧとは異なる物質（以下、残留物質と称する）自体、あるいはこの残留物質とガラスとの反応生成物を介して、ガラスＧと離型膜とが融着を起こすために起こると考えられる。
曇りは、正常部分の透過光量に対して透過光量が変化するなどして目視観察される成形品表面の欠陥であり、顕微鏡などで観察すると、成形品の表面に微細な異物が付着していたり、微細な穴が形成されていたりすることが分かる。
これは、ガラスＧの表面または離型膜の表面に残留物質が付着し、この残留物質が成形時にガラス成分と化学反応等の相互作用を起こすことにより、微細な異物が生成されたり、微細な穴が形成されたりするために起こると考えられる。
しかしこれらの不具合は、成形後に成形品の表面や離型膜の表面に存在する物質が、必ずしも成形前における各表面の残留物質と一致するとは限らないため、これらの不具合の原因となる残留物質を特定することは容易ではない。
本発明者は、ガラスのプレス成形において、残留物質の種類を変えるなどして、種々実験を行ったところ、ガラスＧの塩基度と、残留物質の化学的性質とが、不具合の発生に関係があることを見出した。
すなわち、ガラスＧの塩基度が、ある一定の基準値以上になると、酸化性物質からなる残留物質に起因する不具合が顕著に発生し、基準値以下になると、塩基性物質からなる残留物質に起因する不具合が顕著に発生することが明らかとなった。
酸化性物質の例としては、例えば、酸素、オゾン、フッ素、塩素、臭素、および酸化マンガン等を挙げることができる。これらのうち気体として存在する物質は、成形中の雰囲気における濃度が、一定濃度以上になると、ガラスＧの表面や離型膜の表面に付着している状態にあると考えられる。
塩基性物質の例としては、例えば、炭素、炭素化合物、アルミニウム、およびアルカリ金属等を挙げることができる。特に、炭素化合物は、例えば、ガラスＧや離型膜の表面を洗浄するために有機溶剤を使用した際に、一部が残留して、ガラスＧの表面や離型膜の表面に付着することが考えられる。
本発明者は、ガラスのプレス成形において、残留物質の種類を変えるなどして、種々実験を行ったところ、ガラスＧの塩基度と、残留物質の化学的性質とが、不具合の発生に関係があることを見出した。
すなわち、ガラスＧの塩基度が、ある一定の基準値以上になると、酸化性物質からなる残留物質に起因する不具合が顕著に発生し、基準値以下になると、塩基性物質からなる残留物質に起因する不具合が顕著に発生することが明らかとなった。
酸化性物質の例としては、例えば、酸素、オゾン、フッ素、塩素、臭素、および酸化マンガン等を挙げることができる。これらのうち気体として存在する物質は、成形中の雰囲気における濃度が、一定濃度以上になると、ガラスＧの表面や離型膜の表面に付着している状態にあると考えられる。
塩基性物質の例としては、例えば、炭素、炭素化合物、アルミニウム、およびアルカリ金属等を挙げることができる。特に、炭素化合物は、例えば、ガラスＧや離型膜の表面を洗浄するために有機溶剤を使用した際に、一部が残留して、ガラスＧの表面や離型膜の表面に付着することが考えられる。
次に、本実施形態の工程決定方法の一例について説明する。
本実施形態の工程決定方法は、図３に示すステップＳ１〜Ｓ６を図３に示すフローにしたがって実行する方法である。
本実施形態の工程決定方法は、図３に示すステップＳ１〜Ｓ６を図３に示すフローにしたがって実行する方法である。
ステップＳ１は、本実施形態の光学素子製造方法における除去工程以外のすべての製造工程を設定するステップである。
本ステップでは、例えば、ガラスＧの形成工程、ガラスＧの洗浄工程、成形装置１０を用いたガラスＧの成形工程等の各工程における条件設定を行う。
ガラスＧの形成工程の条件設定としては、例えば、ガラスＧを成形によって形成するか、母材からの切削によって形成するか、自社で形成するか、製品を購入するかなどを検討し、それぞれ必要となる条件設定を行う。
ガラスＧの洗浄工程の条件設定としては、例えば、ガラスＧの形成方法や発生しうる汚れの程度に応じて、必要な洗浄、乾燥などの条件設定を行う。洗浄は、水系の洗浄と、有機溶剤を用いた洗浄とを行うのが一般的である。
ガラスＧの成形工程の条件設定としては、例えば、成形条件や、必要に応じて行われる成形型の清掃などのメンテナンスの条件などが設定される。
本ステップでは、例えば、ガラスＧの形成工程、ガラスＧの洗浄工程、成形装置１０を用いたガラスＧの成形工程等の各工程における条件設定を行う。
ガラスＧの形成工程の条件設定としては、例えば、ガラスＧを成形によって形成するか、母材からの切削によって形成するか、自社で形成するか、製品を購入するかなどを検討し、それぞれ必要となる条件設定を行う。
ガラスＧの洗浄工程の条件設定としては、例えば、ガラスＧの形成方法や発生しうる汚れの程度に応じて、必要な洗浄、乾燥などの条件設定を行う。洗浄は、水系の洗浄と、有機溶剤を用いた洗浄とを行うのが一般的である。
ガラスＧの成形工程の条件設定としては、例えば、成形条件や、必要に応じて行われる成形型の清掃などのメンテナンスの条件などが設定される。
次に、ステップＳ２を行う。本ステップは、光学材料であるガラスＧの塩基度を特定するステップであり、本実施形態の工程決定方法の塩基度特定工程を構成している。
ガラスＧの塩基度は、実験的に求める方法を用いて測定することにより特定してもよいし、ガラスＧの組成から計算することによって特定してもよい。
本実施形態では、一例として、ガラスＧの組成から計算することによって特定する場合の例で説明する。具体的には、ＤｕｆｆｙおよびＩｎｇｒａｍにより提唱された下記式（１）、（２）を用いて、塩基度Λ（χ）を求める。
ガラスＧの塩基度は、実験的に求める方法を用いて測定することにより特定してもよいし、ガラスＧの組成から計算することによって特定してもよい。
本実施形態では、一例として、ガラスＧの組成から計算することによって特定する場合の例で説明する。具体的には、ＤｕｆｆｙおよびＩｎｇｒａｍにより提唱された下記式（１）、（２）を用いて、塩基度Λ（χ）を求める。
ここで、総和記号は、ｉ種のカチオンすべてについての総和をとることを意味する。また、ｚｉはガラスＧに含まれるｉ種のカチオンの原子価、ｒｉはガラスＧに含まれる酸素原子１個あたりのｉ種のカチオンの数、χｉはｉ種のカチオンの電気陰性度である。
なお、ｒｉは、ｉ種の酸化物をＭｍｉＯｎｉとし、ｉ種の酸化物のモル数またはモル分率をｘｉと表すと、下記式（３）から計算される。
なお、ｒｉは、ｉ種の酸化物をＭｍｉＯｎｉとし、ｉ種の酸化物のモル数またはモル分率をｘｉと表すと、下記式（３）から計算される。
上記式（１）により塩基度Λ（χ）を算出するには、まず、ガラスＧの酸化物組成を分析等により求める。
ガラスＧの酸化物組成の測定方法としては、例えば、ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析）、ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザ）、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）を用いた分析法などの例を挙げることができる。
例えば、ガラスＧが光学ガラスＬ−ＢＢＨ１（商品名；株式会社オハラ製）の場合、酸化物とモル分率を、（ＭｍｉＯｎｉ，ｘｉ）と表すと、（ＳｉＯ２，０．１０４）、（Ｂ２Ｏ３，０．１９４）、（ＺｎＯ，０．０７９４）、（Ｂｉ２Ｏ３，０．４７３）、（ＣａＯ，０．０５０５）、（ＳｒＯ，０．０２５６）、（ＢａＯ，０．０２８６）、（ＴｅＯ２，０．０４４９）であった。
各カチオンのｚｉ、χｉは既知であり、ｘｉは上記測定によりも求まるため、上記式（３）、（２）によって、ｒｉ、γｉが求まる。これらを、上記式（１）に代入することで、塩基度λ（χ）が算出される。
例えば、上記Ｌ−ＢＢＨ１の場合、Λ（χ）＝０．４７のように特定される。
同様にして、種々の光学ガラスの塩基度Λ（χ）も特定できる。例えば、Ｌ−ＢＢＨ２（商品名；株式会社オハラ製）はΛ（χ）＝０．４５、ＭＰ−２００（商品名；日本電気硝子株式会社製）はΛ（χ）＝０．４４、Ｌ−ＬＡＨ５３（商品名；株式会社オハラ製）はΛ（χ）＝０．５５である。
成形に用いるガラスＧの塩基度Λ（χ）が特定できたら、ステップＳ２が終了する。
ガラスＧの酸化物組成の測定方法としては、例えば、ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析）、ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザ）、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）を用いた分析法などの例を挙げることができる。
例えば、ガラスＧが光学ガラスＬ−ＢＢＨ１（商品名；株式会社オハラ製）の場合、酸化物とモル分率を、（ＭｍｉＯｎｉ，ｘｉ）と表すと、（ＳｉＯ２，０．１０４）、（Ｂ２Ｏ３，０．１９４）、（ＺｎＯ，０．０７９４）、（Ｂｉ２Ｏ３，０．４７３）、（ＣａＯ，０．０５０５）、（ＳｒＯ，０．０２５６）、（ＢａＯ，０．０２８６）、（ＴｅＯ２，０．０４４９）であった。
各カチオンのｚｉ、χｉは既知であり、ｘｉは上記測定によりも求まるため、上記式（３）、（２）によって、ｒｉ、γｉが求まる。これらを、上記式（１）に代入することで、塩基度λ（χ）が算出される。
例えば、上記Ｌ−ＢＢＨ１の場合、Λ（χ）＝０．４７のように特定される。
同様にして、種々の光学ガラスの塩基度Λ（χ）も特定できる。例えば、Ｌ−ＢＢＨ２（商品名；株式会社オハラ製）はΛ（χ）＝０．４５、ＭＰ−２００（商品名；日本電気硝子株式会社製）はΛ（χ）＝０．４４、Ｌ−ＬＡＨ５３（商品名；株式会社オハラ製）はΛ（χ）＝０．５５である。
成形に用いるガラスＧの塩基度Λ（χ）が特定できたら、ステップＳ２が終了する。
次に、ステップＳ３を実行する。本ステップは、ステップＳ２で特定された塩基度Λ（χ）が基準値Λ０以上かどうか比較するステップである。
発明者が行った種々の実験結果によれば、残留物質が酸化性物質であるか、塩基性物質であるかによって、不具合の発生の仕方が変化する基準値となる塩基度は０．５３の近傍であった。
そこで、本実施形態では、基準値Λ０として、Λ０＝０．５３を採用している。
塩基度Λ（χ）が基準値Λ０以上である場合には、ステップＳ４に移行する。
塩基度Λ（χ）が基準値Λ０未満である場合には、ステップＳ５に移行する。
発明者が行った種々の実験結果によれば、残留物質が酸化性物質であるか、塩基性物質であるかによって、不具合の発生の仕方が変化する基準値となる塩基度は０．５３の近傍であった。
そこで、本実施形態では、基準値Λ０として、Λ０＝０．５３を採用している。
塩基度Λ（χ）が基準値Λ０以上である場合には、ステップＳ４に移行する。
塩基度Λ（χ）が基準値Λ０未満である場合には、ステップＳ５に移行する。
ステップＳ４は、ステップＳ３により、Λ（χ）≧Λ０と判定された結果として、除去工程として第１除去工程を行うと判定するステップである。
第１除去工程は、酸化性物質をガラスＧの表面および離型膜部３ｍ、４ｍの表面の少なくとも一方から取り除く除去工程である。
具体的な除去方法については、具体的な成形条件において、ガラスＧの表面と、離型膜部３ｍ、４ｍの表面とに残留する可能性のある酸化性物質を調べておき、酸化性物質の種類に応じて好適な除去方法を設定する。
なお、ガラスＧの表面および離型膜部３ｍ、４ｍの表面のいずれか一方が、不具合の原因となる酸化性物質が残留しないか、不具合が発生する程度には残留しないことが分かっている場合には、この表面に対して、除去工程を行わない設定とすることが可能である。
除去方法は成形に支障が生じない除去方法であれば、特に限定されず、周知の除去方法から１以上の除去方法を適宜選択することができる。
必要な除去方法を選択したら、ステップＳ４が終了し、ステップＳ５に移行する。
第１除去工程は、酸化性物質をガラスＧの表面および離型膜部３ｍ、４ｍの表面の少なくとも一方から取り除く除去工程である。
具体的な除去方法については、具体的な成形条件において、ガラスＧの表面と、離型膜部３ｍ、４ｍの表面とに残留する可能性のある酸化性物質を調べておき、酸化性物質の種類に応じて好適な除去方法を設定する。
なお、ガラスＧの表面および離型膜部３ｍ、４ｍの表面のいずれか一方が、不具合の原因となる酸化性物質が残留しないか、不具合が発生する程度には残留しないことが分かっている場合には、この表面に対して、除去工程を行わない設定とすることが可能である。
除去方法は成形に支障が生じない除去方法であれば、特に限定されず、周知の除去方法から１以上の除去方法を適宜選択することができる。
必要な除去方法を選択したら、ステップＳ４が終了し、ステップＳ５に移行する。
第１除去工程に用いる除去方法の例としては、例えば、酸化性物質が酸素、オゾン、フッ素、塩素などのように、気体の場合には、真空チャンバー１１内に、光学素子成形用型２を配置した際に、光学素子成形用型２の内部に残留する各気体の濃度を低減する除去方法が採用できる。
各気体をガラスＧの表面および離型膜部３ｍ、４ｍの表面から取り除く気体濃度は、気体濃度を変えて、成形を行い、不具合が発生しない濃度を実験的に求めればよい。
例えば、酸化性物質が酸素の場合には、酸素濃度が５ｐｐｍであれば、不具合の発生を抑制することができる。
ガラスのプレス成形において、成形型や離型膜部の酸化を抑制するために成形時の非酸化雰囲気を形成する場合、従来は、ガラスＧの種類によらず、酸素濃度を１０ｐｐｍ〜６０ｐｐｍ程度に設定している。
したがって、本実施形態では、ガラスＧの塩基度によっては、残留物質に起因する不具合を抑制するために、従来の非酸化雰囲気よりも、酸素濃度を低濃度に設定していることになる。
各気体をガラスＧの表面および離型膜部３ｍ、４ｍの表面から取り除く気体濃度は、気体濃度を変えて、成形を行い、不具合が発生しない濃度を実験的に求めればよい。
例えば、酸化性物質が酸素の場合には、酸素濃度が５ｐｐｍであれば、不具合の発生を抑制することができる。
ガラスのプレス成形において、成形型や離型膜部の酸化を抑制するために成形時の非酸化雰囲気を形成する場合、従来は、ガラスＧの種類によらず、酸素濃度を１０ｐｐｍ〜６０ｐｐｍ程度に設定している。
したがって、本実施形態では、ガラスＧの塩基度によっては、残留物質に起因する不具合を抑制するために、従来の非酸化雰囲気よりも、酸素濃度を低濃度に設定していることになる。
このような除去方法の場合、各気体の濃度は、ガラスＧの周囲および離型膜部３ｍ、４ｍの周囲では、同一になるため、ガラスＧの表面および離型膜部３ｍ、４ｍの表面から、各気体が取り除かれることになる。
第１除去工程に用いる他の除去方法の例としては、例えば、酸化性物質が液体の臭素の場合には、上述したガラスＧを含む光学素子成形用型２の組立体を臭素の沸点以上に加熱して、臭素をガス化し、不活性ガス（窒素ガス）を真空チャンバー内を通過させて、不活性ガスとともに除去するような除去方法を採用することができる。
また、例えば、酸化性物質が酸化マンガンの場合には、レンズやガラス基板のパーティクル洗浄剤などによる洗浄のような除去方法を採用することができる。
また、例えば、酸化性物質が酸化マンガンの場合には、レンズやガラス基板のパーティクル洗浄剤などによる洗浄のような除去方法を採用することができる。
ステップＳ５は、ステップＳ２で特定された塩基度Λ（χ）が基準値Λ０以下かどうか比較するステップである。
塩基度Λ（χ）が基準値Λ０以下である場合には、ステップＳ６に移行する。
塩基度Λ（χ）が基準値Λ０を超える場合には、これにより、すべての工程決定が終了する。
塩基度Λ（χ）が基準値Λ０以下である場合には、ステップＳ６に移行する。
塩基度Λ（χ）が基準値Λ０を超える場合には、これにより、すべての工程決定が終了する。
ステップＳ６は、ステップＳ５により、Λ（χ）≦Λ０と判定された結果として、除去工程として第２除去工程を行うと判定するステップである。
第２除去工程は、塩基性物質をガラスＧの表面および離型膜部３ｍ、４ｍの表面の少なくとも一方から取り除く除去工程である。
具体的な除去方法については、具体的な成形条件において、ガラスＧの表面と、離型膜部３ｍ、４ｍの表面とに残留する可能性のある塩基性物質を調べておき、塩基性物質の種類に応じて好適な除去方法を設定する。
なお、ガラスＧの表面および離型膜部３ｍ、４ｍの表面のいずれ一方が、不具合の原因となる塩基性物質が残留しないか、不具合が発生する程度には残留しないことが分かっている場合には、この表面に対して、除去工程を行わない設定とすることが可能である。
第２除去工程は、塩基性物質をガラスＧの表面および離型膜部３ｍ、４ｍの表面の少なくとも一方から取り除く除去工程である。
具体的な除去方法については、具体的な成形条件において、ガラスＧの表面と、離型膜部３ｍ、４ｍの表面とに残留する可能性のある塩基性物質を調べておき、塩基性物質の種類に応じて好適な除去方法を設定する。
なお、ガラスＧの表面および離型膜部３ｍ、４ｍの表面のいずれ一方が、不具合の原因となる塩基性物質が残留しないか、不具合が発生する程度には残留しないことが分かっている場合には、この表面に対して、除去工程を行わない設定とすることが可能である。
除去方法は成形に支障が生じない除去方法であれば、特に限定されず、周知の除去方法から１以上の除去方法を適宜選択することができる。
必要な除去方法を選択したら、ステップＳ６が終了し、これにより、すべての工程決定が終了する。
必要な除去方法を選択したら、ステップＳ６が終了し、これにより、すべての工程決定が終了する。
残留物質となる塩基性物質を調べるには、例えば、レンズ１の製造工程の具体的な条件出しを行う際に、プレス成形の直前のガラスＧの表面および離型膜部３ｍ、４ｍの表面の付着物質を検査すればよい。
検査方法としては、例えば、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）、ＳＩＭＳ（二次イオン質量分析法）、ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析）、蛍光測定、接触角測定などの例を挙げることができる。
検査方法としては、例えば、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）、ＳＩＭＳ（二次イオン質量分析法）、ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析）、蛍光測定、接触角測定などの例を挙げることができる。
第２除去工程に用いる除去方法の例としては、例えば、塩基性物質が、有機炭素化合物の場合には、いわゆるドライ洗浄を採用することができる。
炭素化合物の例としては、各種有機溶剤に含まれる有機物を挙げることができる。
炭素化合物の例としては、各種有機溶剤に含まれる有機物を挙げることができる。
以下、ドライ洗浄の例として、有機溶剤に含まれる炭素化合物からなる残留物質に特に好適となる除去方法を挙げる。
例えば、酸素の存在下での加熱処理が可能である。具体的には、処理対象物を３００℃で、３０分加熱する処理などが可能である。
また、真空雰囲気下での加熱処理が可能である。具体的には、処理対象物を、１０−２Ｐａ程度に真空引きした加熱炉中で、２００℃で１５分加熱する処理などが好適である。
また、プラズマ処理が可能である。具体的には、大気プラズマ装置を用い、処理対象物に３０秒間、プラズマを照射する処理などが可能である。
また、紫外線（ＵＶ）照射処理が可能である。具体的には、Ｘｅ（キセノン）ガスを用いたエキシマランプを用い、波長１７２ｎｍの紫外線を、処理対象物に３０秒間、処理などが可能である。
また、プラズマと水蒸気とを合わせて照射する処理が可能である。具体的には、電気ヒーター加熱により水蒸気を発生させ、これにプラズマを照射して、ＯＨラジカルを生成させることにより、処理対象物にプラズマおよびＯＨラジカルを照射する処理などが可能である。
例えば、酸素の存在下での加熱処理が可能である。具体的には、処理対象物を３００℃で、３０分加熱する処理などが可能である。
また、真空雰囲気下での加熱処理が可能である。具体的には、処理対象物を、１０−２Ｐａ程度に真空引きした加熱炉中で、２００℃で１５分加熱する処理などが好適である。
また、プラズマ処理が可能である。具体的には、大気プラズマ装置を用い、処理対象物に３０秒間、プラズマを照射する処理などが可能である。
また、紫外線（ＵＶ）照射処理が可能である。具体的には、Ｘｅ（キセノン）ガスを用いたエキシマランプを用い、波長１７２ｎｍの紫外線を、処理対象物に３０秒間、処理などが可能である。
また、プラズマと水蒸気とを合わせて照射する処理が可能である。具体的には、電気ヒーター加熱により水蒸気を発生させ、これにプラズマを照射して、ＯＨラジカルを生成させることにより、処理対象物にプラズマおよびＯＨラジカルを照射する処理などが可能である。
これらの除去方法の場合、処理対象物として、ガラスＧと離型膜部３ｍ、４ｍとに同時に処理できる方法と、個別に処理できる方法とがあるため、各除去方法の特徴に応じて、１以上の除去方法を選択することにより、ガラスＧの表面および離型膜部３ｍ、４ｍの表面の少なくとも一方から、塩基性物質を取り除くことができる。
第２除去工程に用いる他の除去方法の例としては、例えば、塩基性物質が、炭素（炭，グラファイト，グラッシーカーボンなど）の場合には、プレアニ−ルを挙げることができる。プレアニールの条件としては、例えば、電気炉などを用いて大気雰囲気中で、４００℃、２時間の加熱処理することが好適である。
また、塩基性物質が、アルミニウム、アルカリ金属等の金属の場合には、塩酸と過酸化水素とによるウェット洗浄のような除去方法を採用することができる。
また、塩基性物質が、アルミニウム、アルカリ金属等の金属の場合には、塩酸と過酸化水素とによるウェット洗浄のような除去方法を採用することができる。
これらステップＳ３〜Ｓ６は、ステップＳ２で特定されたガラスＧの塩基度Λ（χ）を基準値Λ０と比較して、ガラスＧをプレスし始める前に、第１除去工程と第２除去工程とのいずれを行うか、判定する除去工程判定工程を構成している。
このような工程決定方法を行うことにより、レンズ１を製造するための本実施形態の光学素子製造方法の製造工程が決定される。
プレス成形時に不具合を起こす残留物質は、多種多様であり、効率的な除去方法も異なる。このため、すべての残留物質を取り除こうとすると、除去工程にかかる手間が膨大になってしまう。
本実施形態の工程決定方法によれば、ガラスＧの塩基度を基準値と比較するという簡素な方法により、不具合の原因となるため取り除くべき残留物質のみを効率的に取り除く除去工程を決定することができる。このため、光学材料または離型膜の表面に残留する物質に起因して、プレス成形時に発生する不具合を抑制するための工程を容易に決定することができる。
プレス成形時に不具合を起こす残留物質は、多種多様であり、効率的な除去方法も異なる。このため、すべての残留物質を取り除こうとすると、除去工程にかかる手間が膨大になってしまう。
本実施形態の工程決定方法によれば、ガラスＧの塩基度を基準値と比較するという簡素な方法により、不具合の原因となるため取り除くべき残留物質のみを効率的に取り除く除去工程を決定することができる。このため、光学材料または離型膜の表面に残留する物質に起因して、プレス成形時に発生する不具合を抑制するための工程を容易に決定することができる。
次に、本実施形態の光学素子製造方法について説明する。
本実施形態は、ガラスＧとして、塩基度Λ（χ）が基準値Λ０未満であるガラスＧＬを用いて、プレス成形によりレンズ１を製造する場合の例になっている。
ガラスＧＬの例としては、例えば、上記Ｌ−ＢＢＨ２を挙げることができる。
本実施形態では、ガラスＧＬの形成工程を設けてもよいが、以下では、一例として、ガラスＧＬは成形装置１０を用いてプレス成形可能な形状に形成されたものがすでに用意されているものとして説明する。
このため、上記工程決定工程で決定されるレンズ１の各製造工程は、図４に示すステップＳ１１〜Ｓ１３である。本実施形態の光学素子製造方法は、図４のフローに沿ってステップＳ１１〜Ｓ１３を実行する方法である。
本実施形態は、ガラスＧとして、塩基度Λ（χ）が基準値Λ０未満であるガラスＧＬを用いて、プレス成形によりレンズ１を製造する場合の例になっている。
ガラスＧＬの例としては、例えば、上記Ｌ−ＢＢＨ２を挙げることができる。
本実施形態では、ガラスＧＬの形成工程を設けてもよいが、以下では、一例として、ガラスＧＬは成形装置１０を用いてプレス成形可能な形状に形成されたものがすでに用意されているものとして説明する。
このため、上記工程決定工程で決定されるレンズ１の各製造工程は、図４に示すステップＳ１１〜Ｓ１３である。本実施形態の光学素子製造方法は、図４のフローに沿ってステップＳ１１〜Ｓ１３を実行する方法である。
ステップＳ１１は、ガラスＧ（ＧＬ）を洗浄する洗浄工程を構成するステップである。
本ステップは、例えば、ガラスＧＬを水系の洗浄剤で洗浄して、乾燥させた後、さらに、有機溶剤を用いた洗浄を行い、有機溶剤を拭き取って乾燥させる。
有機溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコールを採用することができる。
以上で、ステップＳ１１が終了する。
本ステップは、例えば、ガラスＧＬを水系の洗浄剤で洗浄して、乾燥させた後、さらに、有機溶剤を用いた洗浄を行い、有機溶剤を拭き取って乾燥させる。
有機溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコールを採用することができる。
以上で、ステップＳ１１が終了する。
次にステップＳ１２を行う。本ステップは、除去工程を構成するステップである。ガラスＧＬの塩基度Λ（χ）は、基準値Λ０未満であるため、除去工程としては、第２除去工程のみが設定されている。
ステップＳ１１において、ガラスＧＬの表面の汚れ成分は除去されているが、有機溶剤は拭き取っても、少量の炭素化合物が表面に残留してしまう。
第２除去工程は、このような炭素化合物の残留物質をガラスＧＬの表面から取り除くために行われる。
本実施形態では、一例として、酸素の存在下での加熱処理が設定されている。例えば、図５に示すように、ステップＳ１１で洗浄されたガラスＧＬを、アルミナ製のプレート２４に載せてガラスシャーレ２３に収容した状態で、加熱炉２０の内部の支持台部２１に載置する。加熱炉２０およびガラスシャーレ２３内は大気雰囲気Ａとされている。
ステップＳ１１において、ガラスＧＬの表面の汚れ成分は除去されているが、有機溶剤は拭き取っても、少量の炭素化合物が表面に残留してしまう。
第２除去工程は、このような炭素化合物の残留物質をガラスＧＬの表面から取り除くために行われる。
本実施形態では、一例として、酸素の存在下での加熱処理が設定されている。例えば、図５に示すように、ステップＳ１１で洗浄されたガラスＧＬを、アルミナ製のプレート２４に載せてガラスシャーレ２３に収容した状態で、加熱炉２０の内部の支持台部２１に載置する。加熱炉２０およびガラスシャーレ２３内は大気雰囲気Ａとされている。
加熱炉の加熱条件としては、例えば、３００℃で３０分間程度加熱する。
これにより、炭素化合物はガラスＧＬの表面から揮発したり、酸化されたりするため、ガラスＧＬの表面から取り除かれる。
以上で、ステップＳ１２が終了する。
これにより、炭素化合物はガラスＧＬの表面から揮発したり、酸化されたりするため、ガラスＧＬの表面から取り除かれる。
以上で、ステップＳ１２が終了する。
次に、ステップＳ１３を行う。本ステップは、ガラスＧ（ＧＬ）を光学素子成形用型２および成形装置１０によってプレス成形し、レンズ１を製造する成形工程を構成するステップである。
ステップＳ１２において炭素化合物の残留物質が取り除かれたガラスＧＬを、図１に示すように、下型３と上型４のレンズ面成形面３ａ、４ａの間に挟んだ状態で、光学素子成形用型２を組み立てる。
そして、この組立体を、真空チャンバー１１内の加熱ステージ１２上に配置する。
そして、設定済みの成形条件に基づいて、真空チャンバー１１内の酸素濃度や雰囲気を調整する。本実施形態では、ガラスＧＬの塩基度Λ（χ）が、基準値Λ０よりも小さいため、酸素濃度は、特に不具合の発生に影響しない。このため、成形装置内を構成する部材や金型が成型時の温度において劣化しない、酸素濃度が１００ｐｐｍ程度のような雰囲気に調整する。
ステップＳ１２において炭素化合物の残留物質が取り除かれたガラスＧＬを、図１に示すように、下型３と上型４のレンズ面成形面３ａ、４ａの間に挟んだ状態で、光学素子成形用型２を組み立てる。
そして、この組立体を、真空チャンバー１１内の加熱ステージ１２上に配置する。
そして、設定済みの成形条件に基づいて、真空チャンバー１１内の酸素濃度や雰囲気を調整する。本実施形態では、ガラスＧＬの塩基度Λ（χ）が、基準値Λ０よりも小さいため、酸素濃度は、特に不具合の発生に影響しない。このため、成形装置内を構成する部材や金型が成型時の温度において劣化しない、酸素濃度が１００ｐｐｍ程度のような雰囲気に調整する。
次に、設定済みの成形条件に基づいて、加熱ステージ１２の温度を成形温度まで昇温し、ガラスＧＬが成形可能温度に昇温されたら、加圧部１３を下降し、上型４の上面４ｆを押圧して、加熱されたガラスＧＬをプレスしていく。
例えば、ガラスＧＬがＬ−ＢＢＨ２の場合、ガラスＧＬが４５０℃に昇温された状態で、プレスしていく。
これにより、軟化したガラスＧＬがレンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂの形状に沿って変形する。
図６に示すように、レンズ面成形面３ａ、４ａの間隔が、レンズ１の面間隔に対応する間隔になったら、加圧部１３の下降を停止し、一定時間保持した後、加熱ステージ１２の加熱を停止して、冷却を行う。
これにより、ガラスＧＬが固化し、レンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂの形状が転写された成形品Ｌが形成される。
成形品Ｌは、光学素子成形用型２を真空チャンバー１１から取り出してから脱型する。
これにより、ステップＳ１３が終了する。
例えば、ガラスＧＬがＬ−ＢＢＨ２の場合、ガラスＧＬが４５０℃に昇温された状態で、プレスしていく。
これにより、軟化したガラスＧＬがレンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂの形状に沿って変形する。
図６に示すように、レンズ面成形面３ａ、４ａの間隔が、レンズ１の面間隔に対応する間隔になったら、加圧部１３の下降を停止し、一定時間保持した後、加熱ステージ１２の加熱を停止して、冷却を行う。
これにより、ガラスＧＬが固化し、レンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂの形状が転写された成形品Ｌが形成される。
成形品Ｌは、光学素子成形用型２を真空チャンバー１１から取り出してから脱型する。
これにより、ステップＳ１３が終了する。
ステップＳ１３においては、ガラスＧＬが加熱された状態で、レンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂに押圧される。このため、ガラスＧＬとレンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂとの間に、ガラスＧＬとは異なる残留物質が挟まれていると、曇りやガラスの融着を起こす反応が進行しやすい。
しかし、本実施形態では、ステップＳ１２において、ガラスＧＬの表面から塩基性物質が取り除かれているため、曇りやガラスの融着を起こす反応が抑制され、これらの不具合を起こすことなく成形を行うことができる。
しかし、本実施形態では、ステップＳ１２において、ガラスＧＬの表面から塩基性物質が取り除かれているため、曇りやガラスの融着を起こす反応が抑制され、これらの不具合を起こすことなく成形を行うことができる。
光学素子成形用型２から脱型した成形品Ｌは、必要に応じてフランジ部１ｃとなる外周部の形状を、例えば、研削などにより加工する。
このようにして、図１（ａ）、（ｂ）に示すようなレンズ１を、曇りや焼き付きなどの不具合を発生させることなく製造することができる。
このようにして、図１（ａ）、（ｂ）に示すようなレンズ１を、曇りや焼き付きなどの不具合を発生させることなく製造することができる。
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の光学素子製造方法について説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態の光学素子製造方法の除去工程の模式的な工程説明図である。
次に、本発明の第２の実施形態の光学素子製造方法について説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態の光学素子製造方法の除去工程の模式的な工程説明図である。
本実施形態の光学素子製造方法は、ガラスＧとして、塩基度Λ（χ）が基準値Λ０を超えるガラスＧＨを用いて、レンズ１を製造する場合の例になっている。
このため、上記第１の実施形態の光学素子製造方法では、除去工程として第２除去工程が行われたのに対して、本実施形態では、除去工程として第１除去工程が行われる点が上記第１の実施形態と異なる。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
このため、上記第１の実施形態の光学素子製造方法では、除去工程として第２除去工程が行われたのに対して、本実施形態では、除去工程として第１除去工程が行われる点が上記第１の実施形態と異なる。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
本実施形態では、例えば、ガラスＧＨの例としては、例えば、上記Ｌ−ＬＡＨ５３を挙げることができる。
本実施形態ではガラスＧＨの形成工程を設けてもよいが、以下では、一例として、ガラスＧＨは成形装置１０を用いてプレス成形可能な形状に形成されたものがすでに用意されているものとして説明する。
このため、上記第１の実施形態の工程決定方法で決定されるレンズ１の各製造工程は、図４に示すステップＳ２１〜Ｓ２３である。本実施形態の光学素子製造方法は、図４のフローに沿ってステップＳ２１〜Ｓ２３を実行する方法である。
本実施形態ではガラスＧＨの形成工程を設けてもよいが、以下では、一例として、ガラスＧＨは成形装置１０を用いてプレス成形可能な形状に形成されたものがすでに用意されているものとして説明する。
このため、上記第１の実施形態の工程決定方法で決定されるレンズ１の各製造工程は、図４に示すステップＳ２１〜Ｓ２３である。本実施形態の光学素子製造方法は、図４のフローに沿ってステップＳ２１〜Ｓ２３を実行する方法である。
ステップＳ２１は、ガラスＧとしてガラスＧＨを用いる以外は、上記第１の実施形態におけるステップＳ１１と同様のステップである。
次にステップＳ２２を行う。本ステップは、除去工程を構成するステップである。ガラスＧＨの塩基度Λ（χ）は、基準値Λ０を超えているため、除去工程としては、第１除去工程のみが設定されている。
第１除去工程における処理は、プレス成形時にガラスＧＨの表面および離型膜部３ｍ、４ｍの間に挟まれる可能性のある酸化性物質の種類に応じて選択することができるが、本実施形態では、一例として、酸素を取り除く場合の例で説明する。
第１除去工程における処理は、プレス成形時にガラスＧＨの表面および離型膜部３ｍ、４ｍの間に挟まれる可能性のある酸化性物質の種類に応じて選択することができるが、本実施形態では、一例として、酸素を取り除く場合の例で説明する。
まず、ステップＳ２１において洗浄されたガラスＧＨを、図１に示すように、下型３と上型４のレンズ面成形面３ａ、４ａの間に挟んだ状態で、光学素子成形用型２を組み立てる。
そして、この組立体を、真空チャンバー１１内の加熱ステージ１２上に配置する。
この状態では、図７（ａ）に模式的に示すように、例えば、成形空間ＳにおけるガラスＧＨの近傍には、酸素分子を含む種々の気体分子ｇが存在しており、ガラスＧの表面には、略一定量の気体分子ｇが付着している状態になっている。ここで、「略一定量の気体分子ｇが付着している状態」とは、表面に付着する気体分子ｇの数が動的平衡状態にあることを意味する。
ガラスＧＨの表面に付着している状態の気体分子ｇの数は、成形空間Ｓが減圧されるにつれて減少するが、例えば、酸素濃度が１０ｐｐｍ程度では、ガラスＧＨの場合、プレス成形時に焼き付きなどを起こすのに十分な数の酸素分子が付着している状態になる。
図示はしないが、同様にして、離型膜部３ｍ、４ｍにも、略一定量の気体分子ｇが付着している状態になっている。
このとき、加熱ステージ１２は、必ずしも昇温する必要はないが、ガラスＧＨが成形温度を超えない温度まで昇温することも可能である。この場合、ステップＳ２２における昇温にかかる時間を低減することができ、次ステップにおいて、迅速な成形を行うことができる。また、ガラスＧＨの表面や離型膜部３ｍ、４ｍの表面に付着した低沸点の物質を揮発させることもできる。また、気体分子ｇの運動エネルギーも増大して、表面から離間しやすくなるためより好ましい。
そして、この組立体を、真空チャンバー１１内の加熱ステージ１２上に配置する。
この状態では、図７（ａ）に模式的に示すように、例えば、成形空間ＳにおけるガラスＧＨの近傍には、酸素分子を含む種々の気体分子ｇが存在しており、ガラスＧの表面には、略一定量の気体分子ｇが付着している状態になっている。ここで、「略一定量の気体分子ｇが付着している状態」とは、表面に付着する気体分子ｇの数が動的平衡状態にあることを意味する。
ガラスＧＨの表面に付着している状態の気体分子ｇの数は、成形空間Ｓが減圧されるにつれて減少するが、例えば、酸素濃度が１０ｐｐｍ程度では、ガラスＧＨの場合、プレス成形時に焼き付きなどを起こすのに十分な数の酸素分子が付着している状態になる。
図示はしないが、同様にして、離型膜部３ｍ、４ｍにも、略一定量の気体分子ｇが付着している状態になっている。
このとき、加熱ステージ１２は、必ずしも昇温する必要はないが、ガラスＧＨが成形温度を超えない温度まで昇温することも可能である。この場合、ステップＳ２２における昇温にかかる時間を低減することができ、次ステップにおいて、迅速な成形を行うことができる。また、ガラスＧＨの表面や離型膜部３ｍ、４ｍの表面に付着した低沸点の物質を揮発させることもできる。また、気体分子ｇの運動エネルギーも増大して、表面から離間しやすくなるためより好ましい。
次に、不活性ガス供給管路１５を閉じた状態で、吸引管路１４から真空引きを行い、光学素子成形用型２の成形空間Ｓ内の酸素濃度を予め決められた濃度以下にする。本実施形態では、酸素濃度が５ｐｐｍ以下になるまで真空引きを行う。
これにより、図７（ｂ）に示すように、ガラスＧＨの表面の近傍の気体分子ｇの数が減少し、ガラスＧＨの表面に付着している状態の気体分子ｇも実質的に存在しなくなり、酸素分子を含む気体分子ｇがガラスＧＨの表面から取り除かれた状態になる。
以上で、ステップＳ２２が終了する。
これにより、図７（ｂ）に示すように、ガラスＧＨの表面の近傍の気体分子ｇの数が減少し、ガラスＧＨの表面に付着している状態の気体分子ｇも実質的に存在しなくなり、酸素分子を含む気体分子ｇがガラスＧＨの表面から取り除かれた状態になる。
以上で、ステップＳ２２が終了する。
次に、ステップＳ２３を行う。本ステップは、ガラスＧとしてガラスＧＨを用いる点と、ガラスＧＨを含む光学素子成形用型２の組立体がすでに加熱ステージ１２に配置されているため新たに載置する必要がない点を除いて、上記第１の実施形態のステップＳ１３と同様なステップである。
まず、設定済みの成形条件に基づいて、真空チャンバー１１内の酸素濃度や雰囲気を調整する。本実施形態では、酸素濃度はステップＳ２２の酸素濃度と同一に保つ。ただし、真空チャンバー１１内の圧力を上げることが好ましい場合には、不活性ガス供給管路１５から不活性ガスを供給して、適宜の圧力に昇圧することも可能である。
まず、設定済みの成形条件に基づいて、真空チャンバー１１内の酸素濃度や雰囲気を調整する。本実施形態では、酸素濃度はステップＳ２２の酸素濃度と同一に保つ。ただし、真空チャンバー１１内の圧力を上げることが好ましい場合には、不活性ガス供給管路１５から不活性ガスを供給して、適宜の圧力に昇圧することも可能である。
次に、設定済みの成形条件に基づいて、加熱ステージ１２の温度を成形温度まで昇温し、ガラスＧが成形可能温度に昇温されたら、加圧部１３を下降し、上型４の上面４ｆを押圧して、加熱されたガラスＧＨをプレスしていく。
例えば、ガラスＧＨがＬ−ＬＡＨ５３の場合、ガラスＧＨが６２０℃に昇温された状態で、プレスしていく。
これにより、軟化したガラスＧＨがレンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂの形状に沿って変形する。
図６に示すように、レンズ面成形面３ａ、４ａの間隔が、レンズ１の面間隔に対応する間隔になったら、加圧部１３の下降を停止し、一定時間保持した後、加熱ステージ１２の加熱を停止して、冷却を行う。
これにより、ガラスＧＨが固化し、レンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂの形状が転写された成形品Ｌが形成される。
成形品Ｌは、光学素子成形用型２を真空チャンバー１１から取り出してから脱型する。
これにより、ステップＳ３３が終了する。
例えば、ガラスＧＨがＬ−ＬＡＨ５３の場合、ガラスＧＨが６２０℃に昇温された状態で、プレスしていく。
これにより、軟化したガラスＧＨがレンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂの形状に沿って変形する。
図６に示すように、レンズ面成形面３ａ、４ａの間隔が、レンズ１の面間隔に対応する間隔になったら、加圧部１３の下降を停止し、一定時間保持した後、加熱ステージ１２の加熱を停止して、冷却を行う。
これにより、ガラスＧＨが固化し、レンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂの形状が転写された成形品Ｌが形成される。
成形品Ｌは、光学素子成形用型２を真空チャンバー１１から取り出してから脱型する。
これにより、ステップＳ３３が終了する。
ステップＳ３３においては、ガラスＧＨが加熱された状態で、レンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂに押圧されるため、ガラスＧＨとレンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂとの間に、ガラスＧＨとは異なる残留物質が挟まれていると、曇りやガラスの融着を起こす反応が進行しやすい。
しかし、本実施形態では、ステップＳ２２において、ガラスＧＨの表面から酸化性物質が取り除かれているため、曇りやガラスの融着を起こす反応が抑制され、これらの不具合を起こすことなく成形を行うことができる。
しかし、本実施形態では、ステップＳ２２において、ガラスＧＨの表面から酸化性物質が取り除かれているため、曇りやガラスの融着を起こす反応が抑制され、これらの不具合を起こすことなく成形を行うことができる。
なお、上記の第１の実施形態の説明では、工程決定方法について、図３に示すフローに基づいて説明したが、ステップＳ２が、ステップＳ３〜Ｓ６より前に行われるならば、実行順序は適宜変更することが可能である。例えば、ステップＳ３、Ｓ４と、ステップＳ５、Ｓ６とは、実行順序を入れ替えることができる。また、ステップＳ１は、光学材料の種類さえ、ステップＳ２の前に決めておけば、他の製造工程の設定のタイミングは特に限定されない。
上記各実施形態の説明では、ガラスＧの塩基度Λ（χ）が、基準値Λ０未満または基準値Λ０を超える場合の例で説明したが、Λ（χ）＝Λ０の場合には、除去工程としては、第１除去工程と第２除去工程とが行われることになる。
ただし、基準値Λ０の塩基度は、ガラスＧが酸化性物質とも、塩基性物質とも反応しにくいため、Λ（χ）＝Λ０の場合には、除去工程としては、第１除去工程および第２除去工程を行わない設定とすることや、第１除去工程または第２除去工程を行う設定とすることも可能である。
ただし、基準値Λ０の塩基度は、ガラスＧが酸化性物質とも、塩基性物質とも反応しにくいため、Λ（χ）＝Λ０の場合には、除去工程としては、第１除去工程および第２除去工程を行わない設定とすることや、第１除去工程または第２除去工程を行う設定とすることも可能である。
上記各実施形態の説明では、基準値Λ０が１つに決められている場合の例で説明した。しかし、塩基度の特定には、ある程度の誤差が見込まれることを考慮すると、基準値Λ０は、幅を設けた設定とすることも可能である。
例えば、基準値として、Λ１、Λ２（ただし、Λ１＜Λ２）を設定し、ガラスＧの塩基度Λ（χ）が、Λ１未満では第２除去工程のみを、Λ１以上Λ２以下では第１除去工程および第２除去工程を、Λ２を超える場合は第１除去工程のみを行う、と判定することが可能である。
例えば、基準値として、Λ１、Λ２（ただし、Λ１＜Λ２）を設定し、ガラスＧの塩基度Λ（χ）が、Λ１未満では第２除去工程のみを、Λ１以上Λ２以下では第１除去工程および第２除去工程を、Λ２を超える場合は第１除去工程のみを行う、と判定することが可能である。
また、上記に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
以下では、上記第１の実施形態および第２の実施形態の光学素子製造方法の実施例について、比較例とともに説明する。
実施例の製造工程は、いずれも上記第１の実施形態の工程決定方法に基づいて設定した。その際の基準値Λ０は、０．５３とした。
実施例の製造工程は、いずれも上記第１の実施形態の工程決定方法に基づいて設定した。その際の基準値Λ０は、０．５３とした。
［実施例１］
本実施例は、上記第２の実施形態に対応する実施例である。
光学素子成形用型２のレンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂとして、それぞれＩｒとＰｔとを１：１の重量比、膜厚が１μｍとなるようにスパッタして形成された離型膜部３ｍ、４ｍを設け、ガラスＧとして塩基度Λ（χ）が０．５５の上記Ｌ−ＬＡＨ５３を用い、上記第２の実施形態の光学素子製造方法に基づいて、レンズ１のプレス成形を行った。
洗浄工程では、光学素子成形用型２に配置する前に、ガラスＧの表面を有機溶剤で清掃した。具体的には、まず、ガラスＧの表面をアセトンで清掃し、次いでイソプロピルアルコールで清掃した。
除去工程としては、酸素濃度を５ｐｐｍ以下にする第１の除去工程を行い、これにより、ステップＳの酸素濃度は５ｐｐｍになった。次に、この酸素濃度を維持してプレス成形を行った。
レンズ１は、焼き付きを起こすことなく光学素子成形用型２から離型できた。成形後のレンズ１の表面には、曇りは観察されなかった。
本実施例は、上記第２の実施形態に対応する実施例である。
光学素子成形用型２のレンズ面成形面３ａ、４ａ、平面部成形面３ｂ、４ｂとして、それぞれＩｒとＰｔとを１：１の重量比、膜厚が１μｍとなるようにスパッタして形成された離型膜部３ｍ、４ｍを設け、ガラスＧとして塩基度Λ（χ）が０．５５の上記Ｌ−ＬＡＨ５３を用い、上記第２の実施形態の光学素子製造方法に基づいて、レンズ１のプレス成形を行った。
洗浄工程では、光学素子成形用型２に配置する前に、ガラスＧの表面を有機溶剤で清掃した。具体的には、まず、ガラスＧの表面をアセトンで清掃し、次いでイソプロピルアルコールで清掃した。
除去工程としては、酸素濃度を５ｐｐｍ以下にする第１の除去工程を行い、これにより、ステップＳの酸素濃度は５ｐｐｍになった。次に、この酸素濃度を維持してプレス成形を行った。
レンズ１は、焼き付きを起こすことなく光学素子成形用型２から離型できた。成形後のレンズ１の表面には、曇りは観察されなかった。
［比較例１］
比較例１は、上記実施例１において、酸素濃度を５ｐｐｍにする除去工程を行わず、プレス成形は、酸素濃度が１００ｐｐｍと高濃度の状態で行った点が、上記実施例１と異なる。
本比較例では、成形品が離型できなくなった。成形品を除去した後、離型膜の表面を顕微鏡で観察したところ、離型膜の表面にガラスを含む付着物が観察され、焼き付きが起こったことが分かった。
比較例１は、上記実施例１において、酸素濃度を５ｐｐｍにする除去工程を行わず、プレス成形は、酸素濃度が１００ｐｐｍと高濃度の状態で行った点が、上記実施例１と異なる。
本比較例では、成形品が離型できなくなった。成形品を除去した後、離型膜の表面を顕微鏡で観察したところ、離型膜の表面にガラスを含む付着物が観察され、焼き付きが起こったことが分かった。
［実施例２］
実施例２は、上記第１の実施形態に対応する実施例であり、ガラスＧとして、塩基度Λ（χ）が０．４５の上記Ｌ−ＢＢＨ２を用いた点と、除去工程として第１除去工程に代えて第２除去工程を行った点と、成形工程における酸素濃度を１０ｐｐｍにした点とが、上記実施例１とは異なる。
第２除去工程としては、図５に示すように、ガラスＧをアルミナ製のプレート２４に載せてガラスシャーレ２３に収容した状態で、加熱炉２０の内部において、大気雰囲気Ａ下で加熱処理を行った。加熱温度は３００℃、加熱時間は３０分とした。
この加熱処理の後、ガラスＧを光学素子成形用型２に収容して、成形装置１０により、成形工程を行った。
レンズ１は、焼き付きを起こすことなく光学素子成形用型２から離型できた。成形後のレンズ１の表面には、曇りは観察されなかった。
実施例２は、上記第１の実施形態に対応する実施例であり、ガラスＧとして、塩基度Λ（χ）が０．４５の上記Ｌ−ＢＢＨ２を用いた点と、除去工程として第１除去工程に代えて第２除去工程を行った点と、成形工程における酸素濃度を１０ｐｐｍにした点とが、上記実施例１とは異なる。
第２除去工程としては、図５に示すように、ガラスＧをアルミナ製のプレート２４に載せてガラスシャーレ２３に収容した状態で、加熱炉２０の内部において、大気雰囲気Ａ下で加熱処理を行った。加熱温度は３００℃、加熱時間は３０分とした。
この加熱処理の後、ガラスＧを光学素子成形用型２に収容して、成形装置１０により、成形工程を行った。
レンズ１は、焼き付きを起こすことなく光学素子成形用型２から離型できた。成形後のレンズ１の表面には、曇りは観察されなかった。
［実施例３、４］
実施例３は、ガラスＧとして、塩基度Λ（χ）が０．４７の上記Ｌ−ＢＢＨ１を用いた点を除いては、上記実施例２と同様にしてレンズ１の成形を行った。
実施例４は、ガラスＧとして、塩基度Λ（χ）が０．４４の上記ＭＰ−２００を用いた点を除いては、上記実施例２と同様にして、レンズ１の成形を行った。
いずれの場合でも、レンズ１は、焼き付きを起こすことなく光学素子成形用型２から離型できた。成形後のレンズ１の表面には、曇りは観察されなかった。
実施例３は、ガラスＧとして、塩基度Λ（χ）が０．４７の上記Ｌ−ＢＢＨ１を用いた点を除いては、上記実施例２と同様にしてレンズ１の成形を行った。
実施例４は、ガラスＧとして、塩基度Λ（χ）が０．４４の上記ＭＰ−２００を用いた点を除いては、上記実施例２と同様にして、レンズ１の成形を行った。
いずれの場合でも、レンズ１は、焼き付きを起こすことなく光学素子成形用型２から離型できた。成形後のレンズ１の表面には、曇りは観察されなかった。
［比較例２〜４］
比較例２〜４は、上記実施例２〜４において、除去工程を行わずにプレス成形行った点が、上記実施例２〜４と異なる。
これら比較例２〜４では、レンズ１は、焼き付きを起こすことなく光学素子成形用型２から離型できた。
しかし、成形後の各レンズ１の表面には、曇りが生じた。
曇りの程度は、悪い方から順に、比較例４、２、３であり、塩基度が小さくなる順に、曇りの程度が悪くなっていた。
比較例２〜４は、上記実施例２〜４において、除去工程を行わずにプレス成形行った点が、上記実施例２〜４と異なる。
これら比較例２〜４では、レンズ１は、焼き付きを起こすことなく光学素子成形用型２から離型できた。
しかし、成形後の各レンズ１の表面には、曇りが生じた。
曇りの程度は、悪い方から順に、比較例４、２、３であり、塩基度が小さくなる順に、曇りの程度が悪くなっていた。
このような実施例、比較例の結果から、各比較例のように、除去工程を行わない場合には、すべて、焼き付きまたは曇りといった不具合が発生したことが分かる。
各比較例のガラスＧの塩基度別に見ると、０．５５（比較例１）では、酸化性物質による不具合が発生し、０．４７（比較例３）、０．４５（比較例２）、０．４４（比較例４）では、塩基性物質による不具合が発生した。
一方、実施例１〜４では、ガラスＧの塩基度を、基準値と比較して、塩基度が基準値以上の場合には、第１除去工程を行い、塩基度が基準値以下の場合には、第２除去工程を行うことで、残留物質に起因する不具合を抑制することができた。
各比較例のガラスＧの塩基度別に見ると、０．５５（比較例１）では、酸化性物質による不具合が発生し、０．４７（比較例３）、０．４５（比較例２）、０．４４（比較例４）では、塩基性物質による不具合が発生した。
一方、実施例１〜４では、ガラスＧの塩基度を、基準値と比較して、塩基度が基準値以上の場合には、第１除去工程を行い、塩基度が基準値以下の場合には、第２除去工程を行うことで、残留物質に起因する不具合を抑制することができた。
１ レンズ（光学素子）
２ 光学素子成形用型（成形型）
３ 下型
３ａ、４ａ レンズ面成形面
３ｂ、４ｂ 平面部成形面
３ｍ、４ｍ 離型膜部（離型膜）
４ 上型
５ 胴型
１０ 成形装置
１１ 真空チャンバー
１２ 加熱ステージ
１３ 加圧部
１４ 吸引管路
１５ 不活性ガス供給管路
２０ 加熱炉
ｇ 気体分子
Ｇ、ＧＬ、ＧＨ ガラス（光学材料）
Ｌ 成形品
Ｓ 成形空間
Λ（χ） 塩基度
Λ０ 基準値
２ 光学素子成形用型（成形型）
３ 下型
３ａ、４ａ レンズ面成形面
３ｂ、４ｂ 平面部成形面
３ｍ、４ｍ 離型膜部（離型膜）
４ 上型
５ 胴型
１０ 成形装置
１１ 真空チャンバー
１２ 加熱ステージ
１３ 加圧部
１４ 吸引管路
１５ 不活性ガス供給管路
２０ 加熱炉
ｇ 気体分子
Ｇ、ＧＬ、ＧＨ ガラス（光学材料）
Ｌ 成形品
Ｓ 成形空間
Λ（χ） 塩基度
Λ０ 基準値
Claims (8)
- 離型膜が形成された成形型を用いて光学材料を加熱しプレス成形して、光学素子を成形する光学素子製造方法における工程決定方法であって、
前記光学材料の塩基度を特定する塩基度特定工程と、
該塩基度特定工程で特定された前記光学材料の塩基度を予め決められた基準値と比較して、前記光学材料をプレスし始める前に、前記光学材料の表面および前記離型膜の表面の少なくとも一方から、酸化性物質を取り除く第１除去工程と、塩基性物質を取り除く第２除去工程とのいずれを行うか、判定する除去工程判定工程と、
を備える、工程決定方法。 - 離型膜が形成された成形型を用いて、光学材料を加熱しプレス成形して、光学素子を製造する光学素子製造方法における工程決定方法であって、
前記光学材料の塩基度を特定する塩基度特定工程と、
該塩基度特定工程で特定された前記光学材料の塩基度を予め決められた基準値と比較して、前記光学材料をプレスし始める前に、前記光学材料の表面および前記離型膜の表面の少なくとも一方から、酸素、オゾン、フッ素、塩素、臭素、および酸化マンガンのいずれかを取り除く第１除去工程と、炭素、炭素化合物、アルミニウム、およびアルカリ金属のいずれかを取り除く第２除去工程とのいずれを行うか、判定する除去工程判定工程と、
を備える、工程決定方法。 - 前記除去工程判定工程では、
前記基準値を０．５３とし、
前記塩基度が前記基準値以上の場合には前記第１除去工程を行い、前記塩基度が前記基準値以下の場合には前記第２除去工程を行う、
と判定する
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の工程決定方法。 - 塩基度が０．５３以下である光学材料を、離型膜が形成された成形型によって成形することにより光学素子を製造する光学素子製造方法であって、
前記光学材料の表面および前記離型膜の表面の少なくとも一方から塩基性物質を取り除く除去工程と、
前記光学材料を前記成形型に配置して、加熱しプレス成形する成形工程と、
を備える、光学素子製造方法。 - 前記除去工程を行う前に、
前記光学材料および前記離型膜の表面の少なくとも一方を有機溶剤で洗浄する洗浄工程を行い、
前記除去工程は、
前記有機溶剤の残留物を取り除く工程を含む
ことを特徴とする、請求項４に記載の光学素子製造方法。 - 塩基度が０．５３以上である光学材料を、離型膜が形成された成形型によって成形することにより光学素子を製造する光学素子製造方法であって、
前記光学材料の表面および前記離型膜の表面の少なくとも一方から面から酸化性物質を取り除く除去工程と、
前記光学材料を前記成形型に配置して、加熱しプレス成形する成形工程と、
を備える、光学素子製造方法。 - 前記除去工程は、
前記光学材料を前記成形型に配置してから、前記成形型内の雰囲気の酸素濃度を５ｐｐｍ以下にすることにより、前記光学材料および離型膜の表面から酸素を取り除く工程を含む
ことを特徴とする、請求項６に記載の光学素子製造方法。 - 請求項４〜７のいずれか１項に記載の光学素子製造方法によって製造された、光学素子。
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