JPH03242332A - 光学素子の製造方法 - Google Patents

光学素子の製造方法

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JPH03242332A
JPH03242332A JP3627490A JP3627490A JPH03242332A JP H03242332 A JPH03242332 A JP H03242332A JP 3627490 A JP3627490 A JP 3627490A JP 3627490 A JP3627490 A JP 3627490A JP H03242332 A JPH03242332 A JP H03242332A
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JP
Japan
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blank
optical element
manufacturing
thin film
mold
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JP3627490A
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English (en)
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Masaaki Yokota
正明 横田
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Canon Inc
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B29/00Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins
    • C03B29/02Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins in a discontinuous way
    • 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
    • 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
    • C03B11/12Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/66Means for providing special atmospheres, e.g. reduced pressure, inert gas, reducing gas, clean room

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はプレス成形による光学素子の製造方法に関し、
特に高精度の光学機能面を有する光学素子を成形用素材
から直接プレス成形により得るための製造方法に関する
。この光学素子の製造方法よれば、精密加工された型の
表面形状がプレス成形により所望の光学素子に転写され
るで、球面レンズはもとより非球面レンズ、プリズム、
フィルタ等を容易に製造することができる。
[従来の技術] 一般に、レンズ、プリズム、ミラー及びフィルタ等の光
学素子は、ガラス等の素材を研削して外形を所望の形状
とした後に、機能面即ち光が透過及び/又は反射する面
を研磨して光学面とすることにより製造されている。
以上の様な光学素子の製造においては、研削及び研磨に
より所望の表面精度(即ち表面形状及び表面粗さ等の精
度)を得るためには、熟練した作業者が相当の時間加工
を行なうことが必要であった。また、機能面が非球面で
ある光学素子を製造する場合には、−層高度な研削及び
研磨の技術が要求され且つ加工時間も長くならざるを得
なかった。
そこで、最近では、上記の様な伝統的な光学素子製造方
法に代って、所定の表面精度を有する成形用金型内に光
学素子材料を収容して加熱しながら加圧することにより
プレス成形にて直ちに機能面を含む全体的形状を形成す
る方法が行なわれる様になってきている。これによれば
、機能面が非球面である場合でさえも比較的簡単且つ短
時間で光学素子を製造することができる。この様なプレ
ス成形法は光学素子の連続製造に適する。
以上の様な光学素子のプレス成形には、成形時の高温下
で光学素子材料と型部材とが反応、融着を起こさないこ
とが要求される。
そこで、従来、このようなプレス成形には、型部材との
反応防止用の薄膜が表面に形成された光学素子材料等が
用いられていた。また、この反応防止用の薄膜を形成す
る方法としては、例えば特開昭62−297225号公
報に真空蒸着法、イオンブレーティング法、スパッタリ
ング法等が開示されている。
[発明が解決しようとしている課題] しかしながら、真空蒸着法では、使用する真空蒸着装置
が高価であり、更に、蒸着のために(蒸着)前洗浄、装
置への出しれ、(蒸着)後洗浄等の工程が必要であり、
製造工程が多く製造装置が複雑になるという欠点があっ
た。また、イオンブレーティング法およびスパッタリン
グ法では、使用する装置が高価であり、レンズの周辺部
の成膜が困難であり、成膜に長時間を要し、製造工程が
多くなるという欠点があった。
従って、本発明の目的は、薄膜の形成に使用する装置が
安価で、製造工程が少な(製造装置が簡易で、周辺部の
成膜が容易で、成膜時間が短く、しかも成形用素材及び
成形済光学素子と型部材との反応を防止して、長期にわ
たり融着、くもり等の発生しない良好な成形を行うこと
のできる光学素子製造方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明に従って、前記課題を解決するものとして、成形
用素材の表面に薄膜を形成してブランクとし、該ブラン
クを成形用型内に収容して加熱下でプレス成形すること
により光学素子を製造する方法において、上記ブランク
を成形用型内に収容する前に減圧下で加熱処理すること
を特徴とする光学素子の製造方法が提供される。
本発明においては、上記薄膜が浸種法により形成された
ものである形態がある。
本発明においては、上記薄膜の主成分がS i Ozで
ある形態がある。
本発明においては、上記薄膜の膜厚が10〜10000
人である形態がある。
本発明においては、上記加熱処理時の真空度が1×l0
−5〜1×10−2Torrである形態がある。
本発明においては、上記加熱処理時の加熱温度が300
℃以上プレス成形時の温度以下である形態がある。
本発明においては、上記成形用素材として光学素子の形
状に対応した形状のものを用いる形態がある。
本発明の方法では、まず成形用素材の表面に薄膜を形成
し成形用のブランクとし、次いでブランクを減圧下で加
熱処理(成形前に通常行なわれる加熱処理を兼ねる)す
ることにより薄膜を焼成し、次いで加熱下プレス成形す
る。上記薄膜は、焼成により、高温においてもブランク
及び成形済光学素子と成形用型部材との反応を防止し得
る所謂反応防止膜になる。
[実施例] 以下、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。
実施例1 第1図は本発明による光学素子の製造方法の実施される
装置の一例の概略構成を示す縦断面模式図である。図に
おいて、2は加熱室、4は表面に薄膜が形成されている
ブランク、6はブランクの載置台、8,10はブランク
を加熱するヒータ、12はゲートバルブ、14は成形室
、16は上型部材、18は下型部材、20.22はシリ
ンダ、24.26はヒータ、28は成形済光学素子であ
る。
不図示の浸漬装置により成形用素材(フリント系ガラス
SF8 (オハラ製)  Tg443°C3p567°
C,At470°C)の表面に薄膜を形成して得たブラ
ンク4を載置台6に載置する。
次に、不図示の減圧手段により加熱室2内を真空度lX
l0−3Torrに減圧し、ヒータ8゜10によりブラ
ンク4を400°Cで10分間加熱処理をする。
次に、不図示の不活性ガス供給系により加熱室2内を窒
素ガス雰囲気で満した後、ブランク4を530℃に加熱
する。
次に、ゲートバルブ12を開き、予めヒータ24.26
により加熱されている上型部材16、下型部材18の間
に不図示のハンドリング手段によりブランク4を収容す
る。
次に、シリンダ20.22を駆動させてブランク4を温
度510℃、圧力200kg/cm”で5分間プレス成
形する。
次に、成形済光学素子28を350℃まで冷却した後、
不図示のハンドリング手段により型内から取り出し放冷
し、所望の光学素子を得る。
上記薄膜の成形において塗布液として、Si (OC2
H−) 4をC,Ha OHで希釈してSiO□含有量
を5重量%とじ、更に少量の触媒を添加したものを用い
た。ここで、塗布液成分として上記化合物を用いた理由
は、一般に、塗布液の各成分が炭素数が少ない化合物で
あるほど、焼成後にガラス(SF8)の表面に純粋な5
in2薄膜が形成され易く、 (i)ガラス中のPbO
が型材料中の金属あるいは炭素と還元反応を起こす(P
bO+C−4Pb+CO,PbO+M−Pb+MO)こ
とを防止できるため、また(ii)焼成後の薄膜中に炭
素等の不純物が残存せずガラス中のpboがpbo+c
−pb+coで示される還元反応を起こすことを防止で
きるためである。
また、塗布液の濃度等を調整して薄膜の膜厚を200人
とした。従って、薄膜は光学性能へ悪影響を及ぼさない
ので、プレス成形後に薄膜を除去する必要がな(、成形
用素材と薄膜とを一体として光学素子として使用できる
実施例2 第2図は本発明による光学素子の製造方法の実施される
装置の他の例の概略構成を示す縦断面模式図である。同
図の装置では成形用素材を洗浄→浸漬塗布−加熱処理(
焼成)−ブレス成形のサイクルにより連続製造をするこ
とができる。図において、7は移送装置、32は洗浄浸
漬室、34洗浄槽、36は浸漬槽、38は成形用素材、
40゜41.42はゲートバルブ、44は成形済光学素
子ストック室である。2〜28は第1図と同じである。
なお、34の洗浄槽は、不図示であるが、光学部品用A
級洗浄が可能なように洗剤、アルコール等の槽に別れて
おり、各種で超音波洗浄が可能であり、また最終槽はベ
ーパー乾燥槽になっている。
成形用素材を連続的に洗浄浸漬室32に送り込み、順次
、洗浄→乾燥−漫漬を行なう。
洗浄、浸漬の工程はゴミ類を嫌うため洗浄浸漬室32は
クリーンな状態に保たれている。従って、ブランク4(
浸漬後の成形素材38)は清浄であるので成形前の所謂
前洗浄を行なう必要はな(、ゲートバルブ40を開き、
不図示のハンドリング機構で直接加熱室2に送り込む。
ここで、載置台6は移送装置7に連結しており、ブラン
ク4はヒータ8と不図示のヒータの間を加熱されながら
順次移送される。このとき、加熱室2内は真空度lXl
0−5〜1×10−2Torrに減圧されている。また
、第3図に移送されるブランク4の温度−位置関係図を
示す。なお、同図においてOcmはヒータ8のブランク
4が搬入される側の端である。
次に、ゲートバルブ12を開き、ブランク4を不図示の
ハンドリング機構により、窒素ガス雰囲気に満された置
換室13に送り込む。
次に、ゲートバルブ41を開き、ブランク4を不図示の
ハンドリング機構により、成形室14に送り込んだ後、
予めヒータ24,26により加熱されている上型部材1
6、下型部材18の間にブランク4を収容する。
次に、シリンダ20.22を駆動させてブランク4を所
望の形状に温度510℃、圧力200kg/cm”で5
分間プレス成形する。
次に、成形済光学素子28を350℃まで冷却した後、
不図示のハンドリング手段により型内から取り出し放冷
し、所望の光学素子を得る。
[発明の効果] 以上説明した様に、本発明の方法によれば、まず成形用
素材の表面に反応防止層となる薄膜を形成しブランクと
し、このブランクを減圧下で加熱処理(成形前に通常行
なわれる加熱処理を兼ねる)することにより焼成し、次
いでプレス成形を行うことにより、高価な真空蒸着装置
を必要とせずに、また前洗浄工程が省かれ少ない工程数
で済むので、低コストで光学素子を製造することができ
、周辺部の成膜が容易で、成膜時間が短く、しかも成形
用素材及び成形済光学素子と型部材との反応を防止して
、長期にわたり融着、くもり等の発生しない良好な成形
を行なうことができる。これにより光学素子製造の歩留
まりが向上し、型部材の寿命が長くなる。また、成形用
型部材として使用する材質の範囲が広がり、実用上有用
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による光学素子の製造方法の実施される
装置の一例の概略構成を示す縦断面模式第2図は本発明
による光学素子の製造方法の実施される連続製造装置の
一例の概略構成を示す縦断面模式図である。 第3図は連続製造装置(第2図)において加熱室を移送
されるブランクの位置−温度関係図である。 第4図は本発明による光学素子の製造方法の製造工程の
一例を示す工程図である。 ニブランク、 :移送装置、 12:ゲートバルブ、 14:成形室、 18:下型部材、 2:加熱室、  4 6:載置台、   7 8.10:ヒータ、 13:置換室、 16二上型部材、 20.22ニジリンダ、 24.26:ヒータ、 28:成形済光学素子、 32:洗浄浸漬室、  34洗浄槽、 36:浸漬槽、   38は成形用素材、40.41,
42 :ゲートバルブ、 44:成形済光学素子ストック室。 第3図 催77 (cm)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、成形用素材の表面に薄膜を形成してブランクとし、
    該ブランクを成形用型内に収容して加熱下でプレス成形
    することにより光学素子を製造する方法において、上記
    ブランクを成形用型内に収容する前に減圧下で加熱処理
    することを特徴とする光学素子の製造方法。 2、上記薄膜が浸漬法により形成されたものである請求
    項1に記載の光学素子の製造方法。 3、上記薄膜の主成分がSiO_2である請求項1に記
    載の光学素子の製造方法。 4、上記薄膜の膜厚が10〜10000Åである請求項
    1に記載の光学素子の製造方法。 5、上記加熱処理時の真空度が1×10^−^5〜1×
    10^−^2Torrである、請求項1に記載の光学素
    子の製造方法。 6、上記加熱処理時の加熱温度が300℃以上プレス成
    形時の温度以下である、請求項1に記載の光学素子の製
    造方法。 7、上記成形用素材として光学素子の形状に対応した形
    状のものを用いる、請求項1に記載の光学素子の製造方
    法。
JP3627490A 1990-02-19 1990-02-19 光学素子の製造方法 Pending JPH03242332A (ja)

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