JPH09227137A

JPH09227137A - レンズの製造方法

Info

Publication number: JPH09227137A
Application number: JP2920096A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Miyaura; 智子宮浦; Futoshi Ishida; 太石田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 1997-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】プリフォームと型との融着を防止でき、成形
後のレンズ表面に光学機能膜を容易に設けることができ
るレンズの製造方法を提供する。【解決手段】プリフォームの表面にヤケを発生させる
工程（第１工程）、プリフォームの表面に離型膜を形成
する工程（第２工程）、プリフォームを加熱軟化させた
後、加圧成形する工程（第３工程）、離型膜とヤケとを
除去する工程（第４工程）の各工程からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、レンズの製造方
法、更に詳しくは、プリフォームを加熱軟化させた後、
軟化状態のまま成形して光学機能面を得るレンズの製造
方法（以下、リヒートプレス法と記す）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ガラスを材料とするとするプ
リフォームを加熱軟化させた後、軟化状態のまま成形し
て光学機能面を得るリヒートプレス法によりレンズを製
造する方法が知られている。リヒートプレス法は、精密
加工された型の表面がプリフォームにそのまま転写され
ることから、球面レンズはもちろん、非球面レンズの製
造が可能であり、広範囲のレンズ製造に利用することが
できる。リヒートプレス法では、成形する際に型とプリ
フォームとを融着させないようにすることが重要な技術
課題となっており、従来より、型とプリフォームとの融
着を防止する技術が各種提案されている。

【０００３】例えば、特公平２ー３１０１２号公報に
は、離型性を向上させるためにプリフォームの表面に炭
素膜を設け、このプリフォームを成形してレンズ形状を
得た後、炭素膜を除去してレンズを得る方法が提案され
ている。

【０００４】また、特開平４ー７７３２１号公報には、
離型性を向上させるためにプリフォームの表面に極めて
薄い炭化水素膜を設け、このプリフォームを成形してレ
ンズ形状を得た後、炭化水素膜を除去せずレンズを得る
方法が提案されている。

【０００５】また、特開昭６３ー３１５５２６号公報に
は、離型性を向上させるためにプリフォームの表面にプ
リフォームと屈折率が同じで離型性のよい被膜を設け、
このプリフォームを成形してレンズ形状を得た後、被膜
を除去せずレンズを得る方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
１の公報に記載された炭素膜を設ける方法では、成形後
のレンズからの炭素膜の除去を酸素雰囲気中での燃焼に
より行っているので、軟化温度の低いフリント系硝種に
おいては表面に損傷が発生しやすいという問題があっ
た。

【０００７】また、前記第２の公報に記載された炭化水
素膜を設ける方法では、炭化水素膜の屈折率がプリフォ
ームと異なっているため、プリフォームと炭化水素膜と
の界面でも光線が反射してしまう。ところが、屈折率が
プリフォームと略同一である炭化水素膜の材料は現在知
られていないため界面での反射を防止できない。加え
て、従来より知られている光学機能膜の材料は炭化水素
膜との密着性が悪く、イオンアシストや基盤加熱等の工
夫をして密着性向上を図なければならなかった。

【０００８】さらに、第３の公報に記載された被膜を設
ける方法では、プリフォームと屈折率が同じであり離型
効果がある被膜の材料を選定することは非常に困難であ
り、まして、成形後の屈折率がプリフォームと同じであ
る材料は現実的には選定不可能であった。加えて、この
方法にて成形されたレンズの表面に光学機能膜を設ける
際には、成形後の被膜の屈折率と膜厚とを正確に測定し
て光学機能膜の設計を行わなければならないという煩わ
しさがあった。

【０００９】本発明は、上記問題に鑑み、プリフォーム
と型との融着を防止でき、成形後のレンズ表面に光学機
能膜を容易に設けることができるレンズの製造方法を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るレンズの製造方法は、プリフォームの
表面にヤケを発生させる第１工程と、前記プリフォーム
の表面に離型膜を形成する第２工程と、前記プリフォー
ムを加熱軟化させた後、軟化状態で成形してレンズ形状
を形成する第３工程と、成形されたレンズから離型膜と
ヤケとを除去する第４工程と、からなることを特徴とす
る。

【００１１】本発明に係るレンズの製造方法によれば、
プリフォームにヤケを発生させた後で表面に離型膜を形
成し、成形を行った後に、離型膜とヤケとを除去するた
め、ヤケ取り効果のある溶液に漬けるだけで、様々な材
料の離型膜を光学機能面から容易に除去することができ
る。このため、成形後のレンズ面を損傷させることがな
い。さらに、レンズ面からはヤケと離型膜が除去される
ことから、レンズ表面は通常のヤケのないガラス面とな
り、光学機能膜の設計は通常の研磨レンズと同様に行う
ことができる。また、レンズ表面には密着性のよい光学
機能膜を形成することができる。

【００１２】なお、本明細書において、「プリフォー
ム」とは、成形する前のプリフォームであって、成形に
よってレンズを所望の形状にすることができる基礎的な
形状であるものを示す。例えば、成形後の形状が凸面あ
るいは凹面からなる軸対称形状のレンズの場合、プリフ
ォームの形状は、容積がほぼ等しい円盤形状、円柱形
状、球形状であり、好ましくは成形後のレンズ形状と近
似した形状である。

【００１３】また、本明細書において、「離型膜」と
は、金，銀，白金，銅，ニッケル，パラジウム等の金属
や、炭素や，二酸化ケイ素，酸化イットリウム，酸化亜
鉛，酸化スズ等の酸化物や、フッ化マグネシウム，フッ
化リチウム，フッ化セリウム等のフッ化物を材料とする
１０〜２０００オングストロームの薄膜を示す。ただ
し、離型膜の厚みは、目的とするレンズの形状や硝種に
応じて適宜設定される。

【００１４】また、本明細書において、「ヤケ」とは、
ガラス表面と水との反応によって生成した薄い変質層を
意味し、主としていわゆる「青ヤケ」と呼ばれる薄い変
質層を意味する。フリント（Ｆ）、重フリント（ＳＦ）
等のケイ酸ガラスでは、青ヤケは、主にガラス中のアル
カリ成分（Ｎａイオン、Ｋイオン、Ｌｉイオン等）と、
水素イオンとのイオン交換によって発生する。重クラウ
ン（ＳＫ）、ランタンクラウン（ＬａＫ）、ランタンフ
リント（ＬａＦ）等のランタン系ホウケイ酸ガラスで
は、青ヤケは、ホウ酸，アルカリ土類成分の溶出によっ
て発生する。また、リン酸系ガラスではガラス全体が溶
出し、青ヤケは生じないが、溶出成分のばらつきによ
り、若干の表面変質層は存在しているので、本明細書で
はこれもヤケと称することとする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るレンズの製造
方法の実施形態を説明する。実施形態のレンズの製造方
法は、概略、プリフォームの表面にヤケを発生させる工
程（第１工程）、プリフォームの表面に離型膜を形成す
る工程（第２工程）、プリフォームを加熱軟化させた
後、成形する工程（第３工程）、離型膜とヤケとを除去
する工程（第４工程）の各工程からなる。

【００１６】第１工程では、プリフォームの表面にヤケ
を発生させる。ヤケは、プリフォームを湿度の高い環境
に放置すると自然発生する。しかし、本実施形態では、
ばらつきのないヤケを発生させるため、プリフォームを
酸性溶液、例えば酢酸，塩酸，リン酸等の希釈液に数分
〜数１０分程度浸漬することによりヤケの発生を制御し
ている。このとき、ヤケの発生条件はプリフォームの形
状，ガラスの種類に応じて適宜定められる。

【００１７】形成されたヤケ層は、後工程で形成する離
型膜の厚さよりも厚いことが望ましい。これは、後述す
るように、成形の際に発生するガラス表面の表面欠陥を
主としてヤケ層に発生させるためである。表面欠陥をヤ
ケ層に発生させると、後述する第４工程にてヤケ層を除
去する際に、表面欠陥を同時に除去することができる。
ただし、表面欠陥とは、加圧成形の際に離型膜成分がガ
ラスに食い込む現象や、ガラスが変形することに伴い離
型膜粒子が局所的に集中したり、ガラス表面にシワを発
生させたりする現象のことをいう。

【００１８】ヤケ層はプリフォームと成形後のレンズ形
状とが大きく異なる場合（成形による変形量が大きい場
合）には、成形の際の表面欠陥の発生も大きいことか
ら、変形量が小さい場合よりも厚くすることが望まし
い。また、ヤケ層は凹面を成形する場合には離型膜材料
が収縮して表面欠陥、特にシワが発生しやすいので、凸
面を成形する場合よりも厚くすることが望ましい。

【００１９】第２工程では、プリフォーム表面に金，
銀，白金，銅，ニッケル，パラジウム等の金属や、炭素
や，二酸化ケイ素，酸化イットリウム，酸化亜鉛，酸化
スズ等の酸化物や、フッ化マグネシウム，フッ化リチウ
ム，フッ化セリウム等のフッ化物を材料とする１０〜２
０００オングストロームの薄膜を形成する。この第２工
程では、後工程においてヤケ層除去の処理を行う都合
上、離型膜の厚さは１０〜２０００オングストローム、
好ましくは１０〜５００オングストロームとすることが
望ましい。膜厚を、１０〜２０００オングストローム、
好ましくは１０〜５００オングストローム程度の極薄膜
とすると、離型膜表面には、若干の気孔（void）が存在
することになる。後工程において用いられるヤケ取りの
ためのアルカリ溶液は、この気孔を通過することが可能
であるため、気孔があれば先に離型膜を除去することな
くヤケ層を効果的に除去できる。また、プリフォームの
表面のヤケ層もわずかながら多孔性を有しているので離
型膜とヤケ層は強固に密着する。

【００２０】第３工程では、プリフォームを加熱軟化さ
せ、さらに軟化状態で型により加圧成形する。第３工程
で使用される型は、プリフォームと対向する表面層に気
孔等の欠陥がないこと、緻密で鏡面状に精密加工できる
こと、加熱に対して硬度及び強度を有すること等のリヒ
ートプレスに使用される型としての一般的条件を備えて
いれば、材料については特に限定する必要はない。ま
た、型とプリフォームとは同時に加熱しても、それぞれ
独立に加熱してもよく、要は、加圧成形時にプリフォー
ムと型とが成形可能な状態になっていればよい。また、
型の温度はプリフォームと同一であっても異なっていて
もよい。また、成形の際の圧力は、型の表面形状がプリ
フォームに良好に転写されるのに十分な圧力であればよ
い。

【００２１】前述したように、本実施形態において用い
られるプリフォームは、ヤケ層を形成しているため、第
３工程における加圧成形の際にガラス表面に発生する表
面欠陥は、ヤケ層にて発生することになる。このため、
後工程にてヤケ層を除去することにより前述の表面欠陥
も除去されるため、極めて良好なレンズ面が得られる。

【００２２】第４工程では、ヤケと離型膜とが除去され
る。本実施形態においてヤケは、化学的エッチングで除
去されている。化学的エッチングを用いることによりレ
ンズ面に損傷を与えることなく離型膜を除去することが
できる。化学的エッチングの方法としては、得られたレ
ンズをアルカリ溶液、例えば、水酸化ナトリウム，水酸
化カリウム等の温浴や、一般に市販されているガラス用
ヤケ取り液に浸漬することが望ましい。

【００２３】この化学的エッチングの時間や温度等の条
件は、発生させたヤケの種類に応じて適宜設定される。
しかしながら、一般にヤケ層とガラス内部とでは組成が
異なるので、処理液によってガラス内部がエッチングさ
れることはない。また、化学的エッチングにおいて用い
られるアルカリ溶液のｐＨは、ガラスや離型膜の種類に
もよるが、ｐＨ１１以上であることが望ましい。

【００２４】

【実施例】次に、上記実施形態のレンズ製造方法の実施
例を図１，２を参照して説明する。以下に示す実施例
は、いずれもリヒートプレス法を用いた４つの工程から
なる上記実施形態のレンズの製造方法の実施例である。
なお、図１，２において、１はプリフォーム、２はヤケ
層、３は離型膜を示す。

【００２５】［実施例１］図１は、実施例１の工程を示
す模式図である。図１は、左から順に、実施形態にて説
明した第１〜第４の各工程に対応する。以下、図１を参
照して実施例１を詳細に説明する。

【００２６】（第１工程）プリフォームとしてシリカ−
鉛系ガラス（転移点：４４３℃）を用い、これをプリフ
ォーム（直径：２０ｍｍ、重量：３ｇ）とした。このプ
リフォームは、溶融ガラスの滴をうけて作成されたゴブ
プリフォームである。これをサンプルＡとし、次にサン
プルＡの一部を１０％７０℃の酢酸に５分間浸し、ヤケ
を発生させたものをサンプルＢとした。

【００２７】（第２工程）第１工程のサンプルＡ，Ｂ上
の前面に、真空蒸着法にて１０００オングストロームの
フッ化マグネシウム膜を離型膜として形成した。

【００２８】（第３工程）第２工程によりフッ化マグネ
シウム膜が形成されたサンプルＡ，Ｂを５００℃に加熱
した状態で、精密鏡面加工された型表面を有する型（材
料：超硬合金）を用いて、窒素雰囲気中にて加圧成形し
た（圧力：５０ｋｇ／ｃｍ²、加圧時間：３０秒）。

【００２９】（第４工程）第３工程でサンプルＡ，Ｂか
ら成形されたレンズを２０％５０℃水酸化ナトリウム水
溶液で１０分間温浴した。

【００３０】（結果）サンプルＡには、フッ化マグネシ
ウム膜がレンズ上に部分的に残っていた。一方、サンプ
ルＢからはフッ化マグネシウム膜もヤケ層もきれいに除
去されていた。サンプルＢのレンズは直径２０ｍｍのレ
ンズであって、型の表面の面形状と対応した形状がその
まま転写され、高面精度を維持していた。

【００３１】［実施例２］図２は、実施例２の工程を示
す模式図である。図２は、左から順に、実施形態にて説
明した第１〜第４の各工程に対応する。以下、図２を参
照して実施例２を詳細に説明する。

【００３２】（第１工程）プリフォームとしてランタン
−バリウム−鉛系ガラス（転移点：５３４℃）を用い、
これをプリフォーム（直径：１５ｍｍ、厚さ：２．９５
ｍｍ）とした。このプリフォームはプリフォームをカッ
トして研磨によって作成したものである。これをサンプ
ルＡとし、次にサンプルＡのプリフォームの一部を５％
３０℃の塩酸に２分間浸し、ヤケを発生させたものをサ
ンプルＢとした。

【００３３】（第２工程）第１工程のサンプルＡ，Ｂ上
の前面に、スパッタ法にて２０オングストロームの金膜
を離型膜として形成した。

【００３４】（第３工程）第２工程により金膜が形成さ
れたサンプルＡ，Ｂを５７５℃に加熱した状態で、精密
鏡面加工された型表面を有する型（材料：酸化クロム）
を用いて、アルゴン雰囲気中にて加圧成形した（圧力：
３０ｋｇ／ｃｍ²、加圧時間：２０秒）。

【００３５】（第４工程）第３工程でサンプルＡ，Ｂか
ら成形されたレンズをセルテックスＳ−１１（日本マル
セル（株）製）の７０℃液で５分間浸した後、同温度の
蒸留水に１０分間浸した。

【００３６】（結果）サンプルＡには、金膜がレンズ上
に部分的に残っていた。一方、サンプルＢからは金膜も
ヤケ層もきれいに除去されていた。サンプルＢのレンズ
は直径１５ｍｍのレンズであって、型の表面の面形状と
対応した形状がそのまま転写され、高面精度を維持して
いた。

【００３７】［実施例３］実施例３の工程は実施例２と
同様であるので図２を参照して説明する。（第１工程）プリフォームとしてシリカ−ホウ酸−バリ
ウム系ガラス（転移点：６５８℃）を用い、これをプリ
フォーム（直径：１８ｍｍ、厚さ：２．９５ｍｍ）とし
た。このプリフォームはプリフォームをカットして研磨
によって作成したものである。これをサンプルＡとし、
次にサンプルＡのプリフォームの一部を１０％５０℃の
リン酸に５分間浸し、ヤケを発生させたものをサンプル
Ｂとした。

【００３８】（第２工程）第１の工程サンプルＡ，Ｂ上
に全面に、熱ＣＶＤ法にて４０オングストロームの炭素
膜を離型膜として形成した。

【００３９】（第３工程）第２工程にて炭素膜が形成さ
れたサンプルＡ，Ｂを７００℃に加熱した状態で、精密
鏡面加工された型表面を有する型（材料：炭化ケイ素）
を用いて、アルゴン雰囲気中にて加圧成形した（圧力：
５０ｋｇ／ｃｍ²、加圧時間：４０秒）。

【００４０】（第４工程）第３工程でサンプルＡ，Ｂか
ら成形されたレンズを１５％２０℃水酸化カリウム水溶
液で５分間浸した後、同温度の蒸留水に浸した。

【００４１】（結果）サンプルＡには、炭素膜がレンズ
上に部分的に残っていた。一方、サンプルＢからは炭素
膜もヤケ層もきれいに除去されていた。サンプルＢのレ
ンズは直径１８ｍｍのレンズであって、型の表面の面形
状と対応した形状がそのまま転写され、高面精度を維持
していた。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るレン
ズの製造方法によれば、プリフォームと型との融着は離
型膜により防止される。また、成形後のレンズ表面には
離型膜が残留しないので光学機能膜を容易に設けること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のレンズ製造方法を示す模式図

【図２】実施例２のレンズ製造方法を示す模式図

【符号の説明】

１：プリフォーム２：ヤケ層３：離型膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリフォームの表面にヤケを発生させる
第１工程と、前記プリフォームの表面に離型膜を形成する第２工程
と、前記プリフォームを加熱軟化させた後、軟化状態で成形
してレンズ形状を形成する第３工程と、成形されたレンズから離型膜とヤケとを除去する第４工
程と、からなることを特徴とするレンズの製造方法。