JPH04265233A - 光学素子製造用ガラスブランク - Google Patents

光学素子製造用ガラスブランク

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JPH04265233A
JPH04265233A JP1259991A JP1259991A JPH04265233A JP H04265233 A JPH04265233 A JP H04265233A JP 1259991 A JP1259991 A JP 1259991A JP 1259991 A JP1259991 A JP 1259991A JP H04265233 A JPH04265233 A JP H04265233A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
glass blank
glass substrate
cfx
chx
Prior art date
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Pending
Application number
JP1259991A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Kuwabara
鉄夫 桑原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Priority to US07/727,071 priority patent/US5168404A/en
Publication of JPH04265233A publication Critical patent/JPH04265233A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B40/00Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it
    • C03B40/02Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it by lubrication; Use of materials as release or lubricating compositions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレンズ等の光学素子のプ
レス成形において成形用素材として用いられるガラスブ
ランクに関し、特にプレス時の型部材との密着力及び摩
擦力を低下させ冷却過程でのワレ発生を防止して良好な
光学素子を得るためのガラスブランクに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガラスのリヒートプレスにおいて
良好な成形品を得るためには、成形用素材ガラスと成形
用型部材との間の融着を防止することが大きな課題であ
った。このため、従来、型部材を改良する各種の技術が
提案されており、また近年では更に上記融着防止のため
、成形用素材の改良が提案されはじめている。この様な
成形用素材の改良に関する提案としては、例えば、特公
平2−1778号公報、特公平2−1779号公報、特
公平2−1780号公報及び特公昭61−29890号
公報に、ガラス基体の表面に該ガラス基体よりもガラス
転移点温度の高いガラスの被覆、酸化ケイ素被覆または
炭素被覆を付与することが開示されている。また、特開
平1−264937号公報には、ガラス基体の表面に有
機物の薄層を配置することが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】以上の様な改良により
、型部材との融着防止の効果はあるが、しかし上記公報
に開示された方法には、以下の様な問題点がある。 (イ)ガラス基体の表面に該ガラス基体よりもガラス転
移点温度の高いガラスの被覆を付与した場合には、プレ
ス圧で被覆ガラス層がヒビワレを生じここから基体ガラ
スがにじみ出て表面に部分的なくもりが発生したり部分
的に型部材との融着を生じたり、あるいは冷却過程でガ
ラスブランクと型部材との摩擦力が大きくなりガラスに
ワレが発生することがある。 (ロ)ガラス基体の表面に酸化ケイ素被覆を付与した場
合には、上記(イ)と同様であり、特に酸化ケイ素は型
部材とのなじみがよいために冷却過程でワレが発生しや
すく、また酸化ケイ素は熱膨張係数がガラス基体を構成
する通常の光学ガラスに比べて著しく低いために加熱時
に被覆がヒビワレを生じやすい。 (ハ)ガラス基体の表面に炭素被覆を必要以上に厚く付
与した場合には、炭素は還元剤であるためにガラス中の
酸素とも反応してガラス成分を還元し、ガラスを茶色に
着色させる。特に、ガラス基体として鉛含有ガラスを用
いる場合には、該ガラス中のPbOが還元されて、着色
が著しく、透過率が低下する。 (ニ)ガラス基体の表面に有機物薄層を配置する場合に
は、より良い制御性の基で極く薄層を処理形成すること
が困難である。
【0004】
【発明の目的】そこで、本発明は、上記従来技術の問題
点に基いてなされたもので、ガラスブランクと型部材と
の融着を防止することに加えて、成形品にくもりや着色
やワレや表面精度低下が発生するのを防止することがで
きる光学素子用ガラスブランクを提供しようとするもの
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
プレス成形により光学素子を製造する際に成形用素材と
して用いられるガラスブランクであって、ガラス基体の
少なくとも光学機能面が形成される表面に炭化弗素と炭
化水素との混合被覆が付されているものを光学素子用の
ガラス素材に採用するのである。
【0006】なお、ここでは、上記炭化弗素と炭化水素
との混合被覆(CFx +CHx )の厚さを例えば1
0〜50Åとすることにより、型部材とガラスブランク
との界面に極く微量の反応ガス層を形成し、型部材とガ
ラスブランクとの密着力を低下させ、融着及びワレを防
止することができる。CFx +CHx の混合被覆層
は、炭素被覆層に比較して、同一膜厚では膜中にCFx
 あるいはCHx が多量に含まれているため、ガラス
ブランクの透過率をあまり低下させることがなく、しか
も融着及びワレを防止する効果は極薄層(10〜50Å
厚)でも十分である。更に、弗素はガラスに対する活性
が高く、被覆層の密着性を高める効果がある。
【0007】また、CFx +CHx 混合被覆層を形
成するには、炭化水素ガスの高周波放電処理、イオンガ
ン処理あるいは直流放電処理等の、ガラスブランクに対
してつき回りの良好な、しかも  低コストな方法を用
いることができる。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の具体的実
施例を説明する。
【0009】図1は本発明によるガラスブランクの一実
施例を示し、特に、光学素子が両凸レンズである例を示
す。この図1において、2はプレス成形の素材たるガラ
ス基体である。該ガラス基体としては、所望の光学的特
性のレンズを得るために必要な屈折率値及び分散値をも
つ光学ガラスを用いる。上記ガラス基体2は目的とする
レンズ形状に近似の形状及び寸法に仕上げられている。
【0010】ガラス基体2の光学機能面が形成される表
面(上下両面)には、CFx +CHx 混合被覆4が
付されている。上記CFx +CHx 混合被覆の厚さ
は、例えば10〜50Å、好ましくは15〜35Åであ
る。上記CFx +CHx 混合被覆の厚さは薄すぎる
と型とガラスの密着力低減の効果が十分でなく、また厚
すぎると成形品の着色、曇りおよび面転写性の低下を生
ずる可能性が高くなる。そこで、上記CFx +CHx
 混合被覆4は、プラズマ処理やイオンガン処理等の薄
膜堆積技術を用いて極薄層に形成することができる。
【0011】図2は上記実施例のガラスブランクの製造
に用いられる薄膜堆積装置の概略構成を示す模式図であ
る。以下、本図を参照しながらブランク製造の例を説明
する。図2において、12は真空槽であり、14は該真
空槽に形成されている排気口である。該排気口は不図示
の真空排気源に接続されている。16は上記真空槽12
内へガスを導入するためのガス導入口である。該ガス導
入口は不図示のガス源に接続されている。
【0012】上記真空槽12内には、上部にガラス基体
保持のためのドーム状ホルダ22、ガラス基体を加熱す
るためのヒータ24及び被覆厚測定のための水晶膜厚モ
ニタ26が配置されている。28は高周波印加用アンテ
ナである。尚、30は上記ホルダ22に保持されている
ガラス基体である。
【0013】上記ガラス基体30(2)の表面にCFx
 +CHx 混合被覆4を付する際には、上記排気口1
4から排気を行い、真空槽12内を減圧した後に、ガス
導入口16からCFx +CHx の混合ガスを例えば
5×10−2〜5×10−4Torrとなるまで導入し
、高周波印加用アンテナ28に例えば100〜500W
の高周波を印加して、CFx +CHx プラズマを形
成する。
【0014】真空槽12内に導入されるCFx +CH
x の混合ガスの内、炭化水素ガスとしては、例えばメ
タン、エタン、プロパン、エチレン、プロピレン、アセ
チレンなどが例示できる。CFx +CHx 混合被覆
4における炭素:弗素あるいは炭素:水素の原子比は堆
積条件によって変化するので、所望の原子比が得られる
様に条件を設定する。
【0015】次に、以上の様な装置を用いて上記実施例
のガラスブランクを製造した実例を説明する。クラウン
(SK12)を所定の形状に研摩仕上げしてなるガラス
基体30を洗浄し、ホルダ22にセットした。ヒータ2
4で300℃に加熱し、真空槽12内の真空度が1×1
0−5Torr以下になるまで排気口14から排気した
後、ガス導入口16からArガスを5×10−4Tor
rになるまで導入した。そして、高周波印加用アンテナ
28に300Wの高周波を印加して、高周波放電を行い
、ガラス基体30のプラズマクリーニングを行った。そ
の後、Arガスの導入を停止し、1×10−5Torr
の真空度に戻して、ガス導入口16からCH4 +CF
4 混合ガスを1×10−3Torrになるまで導入し
た。そして、高周波印加用アンテナ28に200Wの高
周波を印加して高周波放電を行い、約30Å厚のCFx
 +CHx 混合被覆4を形成した。
【0016】図3は以上の様にして得られたガラスブラ
ンクを用いてプレス成形が実施される装置の一例を示す
断面図である。図3において、32は真空槽本体であり
、34はその蓋である。36,38,40はそれぞれレ
ンズをプレス成形するための上型部材、下型部材及び胴
型部材である。42は型ホルダであり、44は上型部材
押えである。46はヒータであり、48は上記下型部材
を突き上げるための突き上げ棒であり、50は該突き上
げ棒を作動させるシリンダである。52は真空排気ポン
プであり、54,56,58,60はバルブであり、6
2は窒素ガス等の非酸化性ガス導入のためのパイプであ
り、64はリークパイプであり、66はバルブである。 68は温度センサであり、70は水冷パイプである。7
2は真空槽支持部材である。
【0017】上記上型部材36、下型部材38及び胴型
部材40としては、例えば、超硬合金、Si3 N4 
,SiC,サイアロン,サーメット,Al2 O3 ,
ZrO2 ,Cr2 O3 等からなる母材に必要に応
じて表面にSi3 N4 ,TiN,TaN,BN,A
lN,SiC,TaC,WC,白金合金等のコーティン
グを施したものを用いることができる。
【0018】次に、以上の様な装置において上記実施例
のガラスブランクを用いてプレス成形した実例を説明す
る。上型部材36及び下型部材38としてSi3 N4
 製のものを用い、これら型部材の光学機能面形成のた
めの表面を面精度ニュートン3本以内且つ中心線平均表
面粗さ0.02μm以内とした。しかして、型内にガラ
スブランクを配置し、真空槽内を1×10−2Torr
以下になるまで排気し、次いで真空槽内に窒素ガスを導
入した。上記ガラスブランクを610℃まで加熱した後
に、シリンダ50を作動させて100Kg/cm2 の
圧力で5分間プレスし、その後、200℃以下まで徐々
に冷却した。そして、真空槽内に空気を導入し、型を開
いて成形品を取出した。
【0019】以上の様にして100個のレンズを成形し
た結果、得られたレンズの機能面を3750倍の走査型
電子顕微鏡で観察したところ、表面欠陥は認められず、
両面とも着色やくもりのないものであった。また、成形
品ワレは全く生じなかった。更に、レンズ両面の表面精
度は良好であった。
【0020】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、ガ
ラス基体の少なくとも光学機能面が形成される表面にC
Fx +CHx 混合被覆を付することにより、ガラス
ブランクと型部材との融着を防止することに加えて、型
表面への付着物も非常に少なく、成形品にくもりや着色
やワレや表面精度低下が発生するのを防止することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるガラスブランクの一実施例を示す
断面図である。
【図2】上記実施例のガラスブランクの製造に用いられ
る薄膜堆積装置の概略構成を示す模式図である。
【図3】プレス成形が実施される装置の一例を示す断面
図である。
【符号の説明】
2      ガラス基体 4      CFx +CHx 混合被覆12   
 真空槽 16    ガス導入口 24    ヒータ 28    高周波アンテナ 30    ガラス基体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  プレス成形により光学素子を製造する
    際に成形用素材として用いられるガラスブランクであっ
    て、ガラス基体の少なくとも光学機能面が形成される表
    面に炭化弗素と炭化水素との混合被覆が付されているこ
    とを特徴とする光学素子製造用ガラスブランク。
  2. 【請求項2】  上記炭化弗素と炭化水素との混合被覆
    の厚さが10〜50Åである、請求項1に記載の光学素
    子製造用ガラスブランク。
JP1259991A 1990-07-17 1991-01-11 光学素子製造用ガラスブランク Pending JPH04265233A (ja)

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JP1259991A JPH04265233A (ja) 1991-01-11 1991-01-11 光学素子製造用ガラスブランク
US07/727,071 US5168404A (en) 1990-07-17 1991-07-09 Optical element and glass blank for producing the optical element

Applications Claiming Priority (1)

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JP1259991A JPH04265233A (ja) 1991-01-11 1991-01-11 光学素子製造用ガラスブランク

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