JPH06100322A - ガラス光学素子の製造方法 - Google Patents

ガラス光学素子の製造方法

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JPH06100322A
JPH06100322A JP25084492A JP25084492A JPH06100322A JP H06100322 A JPH06100322 A JP H06100322A JP 25084492 A JP25084492 A JP 25084492A JP 25084492 A JP25084492 A JP 25084492A JP H06100322 A JPH06100322 A JP H06100322A
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JP
Japan
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glass
optical element
molding
glass optical
mold
Prior art date
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JP25084492A
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English (en)
Inventor
Katsuyuki Okubo
克之 大窪
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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    • 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
    • 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はガラス光学素子の製造方法に関し、
熱プレス成形前のガラスの処理工程数を増やさないよう
にすることができる他、成形用型でガラスを熱プレス成
形してガラス光学素子を形成する際、ガラス内の鉛等を
外部に析出し難くして、ガラスと型との融着及びガラス
表面の曇りを生じ難くすることができ、透明度の高い安
定した特性のガラス光学素子を歩留り良く、しかも低コ
ストで得ることができるガラス光学素子の製造方法を提
供することを目的とする。 【構成】 リヒートプレス形成によりガラス光学素子を
製造する方法において、成形用型の成形面に正電荷を蓄
積させた状態でガラス素材を熱プレス成形してガラス光
学素子を形成するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス光学素子の製造
方法に係り、詳しくは、カメラ、PPC、FAX、光デ
ィスク等に用いられるレンズ、プリズム、ミラー等の光
学部品やハイブリットレンズ(プラスチック+ガラ
ス)、X線ガラス光学素子等のガラス光学素子の製造方
法に適用することができ、特に、成形用型でガラス光学
素子を熱プレス成形する際、ガラス表面から鉛等を析出
し難くして、ガラスと成形用型との融着及びガラスの曇
りを生じないようにすることができるガラス光学素子の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のガラスを用いた光学素子は、古く
から様々な分野に利用されており、これらのガラス光学
素子は、研磨による球面または非球面創成が行われてき
た。近年、プラスチック等と同様にガラス素材を400
度以上の温度に加熱した後加圧し、所望の光学素子形状
を得るといったガラス光学素子の加圧成形法が研究さ
れ、実用化されつつある。この加圧形成法においては、
高温下でガラスと所望の光学素子を得るために高精度な
形状加工処理をされた金型とが接し、加圧された金型の
形状がガラスに転写される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高屈折
率かつ高分散なフリント系のガラス素材等を成形用型で
熱プレス成形してガラス光学素子を形成すると、熱プレ
ス形成時にガラスの構成成分である鉛イオン等がガラス
内部から析出し、型との界面に拡散して型表面に存在す
る微量のハイドロカーボン等の還元性物質と還元反応し
て金属鉛等が生じてしまい、このようにガラス表面に析
出される鉛等により、型材の表面粗さが悪くなってガラ
スとの濡れ性が上がってガラスと型が融着を引き起こし
たり、ガラス表面に鉛等の着色膜が形成されて曇りが生
じたりするという問題があった。このようにガラス表面
に曇りが生じると、透過率が低下して所望の特性のガラ
ス光学素子が得られなくなるという問題があった。
【0004】そこで、上記問題を解消するために、従来
では、例えば特開昭62−207728号公報で報告されたもの
があり、ここでは熱プレス成形前のガラス素材をフッ化
水素酸に浸漬した後、硝酸に浸漬し、純粋で洗浄して乾
燥した後、熱プレス成形するようにしている。また、例
えば特開平3−252321号公報で報告されたものでは、熱
プレス成形前のガラス素子を硝酸又は塩酸に浸漬し、乾
燥した後、熱プレス成形するようにしている。両者共、
熱プレス成形前のガラス素材を溶剤により表面処理する
ことにより、表面部分の鉛等の濃度を内部よりも小さく
することができるので、熱プレス成形時に、ガラス表面
から鉛等を析出し難くして、ガラス表面の曇り、型とガ
ラスとの融着を生じ難くすることができる。
【0005】また、例えば特開昭60−145920号公報で報
告されたものでは、熱プレス成形前のガラス光学素子表
面にフッ化マグネシウムからなるバリア膜を形成した
後、熱プレス成形するようにいている。このため、ガラ
ス素子表面に形成されたバリア膜により熱プレス成形時
にガラス表面から鉛等を析出し難くして、ガラス表面の
曇り、型とガラスとの融着を生じ難くすることができ
る。
【0006】しかしながら、上記したガラス表面部に改
質層を形成したりバリア膜を形成したりする方法では、
単にガラス素子を熱プレス成形する場合よりも熱プレス
成形前のガラス素子の処理工程数が増えてしまい、その
結果、コストが高くなってしまうという問題があった。
そこで本発明は、熱プレス成形前のガラスの処理工程数
を増やさないようにすることができる他、成形用型でガ
ラスを熱プレス成形してガラス光学素子を形成する際、
ガラス内の鉛等を外部に析出し難くして、ガラスと型と
の融着及びガラス表面の曇りを生じ難くすることがで
き、透明度の高い安定した特性のガラス光学素子を歩留
り良く、しかも低コストで得ることができるガラス光学
素子の製造方法を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決しようとする手段】請求項1記載の発明
は、リヒートプレス形成によりガラス光学素子を製造す
る方法において、成形用型の成形面に正電荷を蓄積させ
た状態でガラス素材を熱プレス成形してガラス光学素子
を形成することを特徴とするものである。請求項2記載
の発明は、ダイレクトプレス形成によりガラス光学素子
を製造する方法において、ガラス転移点以上の温度のガ
ラスと接触するプレス成形機側の面に正電荷を蓄積させ
た状態で熱プレス成形してガラス光学素子を形成するこ
とを特徴とするものである。
【0008】請求項3記載の発明は、上記請求項1乃至
2記載の発明において、前記正電荷の蓄積は1V以上10
00V以下の正バイアスを印加することにより行うことを
特徴とするものである。請求項4記載の発明は、上記請
求項1乃至3記載の発明において、前記ガラス転移点以
上の温度のガラスと接触する成形機側の面を構成する構
成元素は貴金属を主成分とするものであることを特徴と
するものである。
【0009】
【作用】本発明者は、金属鉛が成形用型とガラスとの界
面に蓄積される過程は次の3つに分けて考えることがで
きることに着目した。 ガラス内部から鉛イオンが型との界面に拡散してく
る。 型表面に残留した微量の有機物等の還元剤の存在。
【0010】鉛イオンが還元剤から電子を受け取って
鉛金属となる。 ここで、ガラス表面部から鉛を除去してガラス表面から
鉛イオンが拡散してくるのを防止する方法はに着目し
た方法であり、成形をクリーンな環境で行なうことで型
表面に有機物等の還元剤が残留するのを防止する方法は
に着目した方法である。このように、ガラス表面部か
ら鉛を除去したり成形をクリーンな環境で行なうことに
より、反応を少なくする努力は従来より行なわれていた
が、反応そのものを制御しようとする考え方はこれまで
行われていなった。
【0011】そこで、本発明者は、の鉛イオンが還元
剤から電子を受け取って鉛金属になることに着目し、成
形用型の成形面(好ましくはガラス転移点以上のガラス
と接する全ての成形用型面)に正電荷を蓄積させるよう
にした。これにより、成形面上の還元剤を全てこの電荷
によって酸化して、型とガラスとの界面に拡散してきた
鉛イオンを還元反応を起こさないようにすることができ
るので、界面に金属鉛を生じないようにすることができ
る。しかも、ガラス内部の極く表面部には鉛イオンを蓄
積させることができるので、更に内部から鉛イオンが拡
散してくるのを抑えることができる。更には、この処理
は、従来のように成形前のガラス素材を表面処理(改質
層、バリア膜形成のための表面処理)するのではなく、
上記の如く成形型面に正電荷を蓄積させた状態でそのま
まガラス素材を熱プレス成形すればよい。
【0012】従って、本発明では、熱プレス成形前のガ
ラスの処理工程数を増やさないようにすることができる
他、成形用型でガラスを熱プレス成形してガラス光学素
子を形成する際、ガラス内の鉛等を外部に析出し難くし
て、ガラスと型との融着(これによりガラスに融着した
ガラスを取り除くメンテナンス時間を節約できる)及び
ガラス表面の曇りを生じ難くすることができ、透明度の
高い安定した特性のガラス光学素子を歩留り良く、しか
も低コストで得ることができる。
【0013】本発明は、後述する実施例の如く、形成用
金型の形成面に正電荷を蓄積させて熱プレス形成するリ
ヒートプレス形成に適用することができる他、形成用金
型の成形面や溶融ガラス切断部、及び高温ガラスの搬送
部等のガラス転移以上の温度のガラスと接触する成形機
側の面に正電荷を蓄積させて熱プレス成形する場合に適
用することができ、この場合、反応性の高い溶融ガラス
が型材や切断、搬送部材と反応してガラスの融着が起こ
るのを防ぐことができるうえ、ガラスの曇りを防止して
透過率の高いガラス素子を得ることができる。
【0014】本発明においては、前記正電荷の蓄積は1
V以上1000V以下の正バイアスを印加することによ
り行う場合が好ましく、この場合、効率良く正電荷を蓄
積させることができる。1Vよりも小さい電圧を印加す
ると、正電荷がほとんど生じず本発明の効果が得られ難
くなり好ましくなく、また、1000Vよりも高電圧を
印加すると、高電圧がかかり過ぎてガラス等にダメージ
が入り易く好ましくない。
【0015】本発明においては、前記ガラス転移点以上
の温度のガラスと接触する成形機側の面を構成する構成
元素は貴金属を主成分とするものである場合が好まし
く、この場合、該面に貴金属を主成分とする膜をコーテ
ィングしていない場合よりも成形面を酸化され難くする
ことができるうえ、ガラスとの濡れ性を変化し難くする
ことができるので、成形後にガラスと成形用型とを剥が
れ易くすることができる。なお、この貴金属には白金等
が挙げられる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の一実施例に則した成形用型とガラ
ス素材の構成を示す概略図である。図1において、1は
溝1aが形成された外枠となる絶縁部材であり、2は絶
縁部材1の溝1a底部から絶縁部材1外側にまで引き出
された接続電極であり、この接続電極2は電源3から所
定の電圧が印加されるようになっている。次いで、4は
絶縁部材1の溝1a内の接続電極2上に形成された成形
型であり、この成形型4は型母材としてSiCの燒結体
を用い、成形面4aにCVDによってSiCをコートし
てダイヤモンド砥石によって表面粗さがRmax=20
nm以下になるように加工した後、スパッター法によっ
て白金を主成分とするコーティング層を成膜したものを
用いた。そして、この型を成形機に設置して、電源3に
より接続電極2に正バイアスを印加した。この時の電圧
は1Vから1000Vのなかから適宜選択すればよい
が、処理効率と安定性を考慮すると好ましくは300V
から500Vの間であった。このように、接続電極2に
正バイアスを印加した状態でフリント系ガラス(硝酸S
F2)からなるガラス素材5を熱プレス成形した。この
時の成形条件は雰囲気を窒素雰囲気とし、型温度を52
0℃とし、プレス圧を120kgcm2 とし、プレス時
間を1分とした。この処理によれば、ガラスには鉛の還
元による表面の着色や白濁は観察されないうえ、型表面
の元素分析を行なっても鉛は確認されなかった。しか
も、この成形を500回行なっても型の表面から鉛は検
出されず、ガラスの表面に不具合は生じなかった。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、熱プレス成形前のガラ
スの処理工程数を増やさないようにすることができる
他、成形用型でガラスを熱プレス成形してガラス光学素
子を形成する際、ガラス内の鉛等を外部に析出し難くし
て、ガラスと型との融着及びガラス表面の曇りを生じ難
くすることができ、透明度の高い安定した特性のガラス
光学素子を歩留り良く、しかも低コストで得ることがで
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に則した成形用型とガラス素
材の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
1 絶縁部材 1a 溝 2 接続電極 3 電源 4 成形型 4a 成形面 5 ガラス素材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リヒートプレス形成によりガラス光学素子
    を製造する方法において、成形用型の成形面に正電荷を
    蓄積させた状態でガラス素材を熱プレス成形してガラス
    光学素子を形成することを特徴とするガラス光学素子の
    製造方法。
  2. 【請求項2】ダイレクトプレス形成によりガラス光学素
    子を製造する方法において、ガラス転移点以上の温度の
    ガラスと接触するプレス成形機側の面に正電荷を蓄積さ
    せた状態で熱プレス成形してガラス光学素子を形成する
    ことを特徴とする請求項1記載のガラス光学素子の製造
    方法。
  3. 【請求項3】前記正電荷の蓄積は1V以上1000V以
    下の正バイアスを印加することにより行うことを特徴と
    する請求項1乃至2記載のガラス光学素子の製造方法。
  4. 【請求項4】前記ガラス転移点以上の温度のガラスと接
    触する形成機側の面を構成する構成元素は貴金属を主成
    分とするものであることを特徴とする請求項1乃至3記
    載のガラス光学素子の製造方法。
JP25084492A 1992-09-21 1992-09-21 ガラス光学素子の製造方法 Pending JPH06100322A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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