JP3485275B2 - Mass production method of glass lens - Google Patents

Mass production method of glass lens

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JP3485275B2
JP3485275B2 JP23719394A JP23719394A JP3485275B2 JP 3485275 B2 JP3485275 B2 JP 3485275B2 JP 23719394 A JP23719394 A JP 23719394A JP 23719394 A JP23719394 A JP 23719394A JP 3485275 B2 JP3485275 B2 JP 3485275B2
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glass
molding
mold
lens
ppm
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紀子 栗原
宏彰 丹治
和明 橋本
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Hoya Corp
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    • C03B5/193Stirring devices; Homogenisation using gas, e.g. bubblers

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  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光学測定器、映像機
器、音響機器、事務機器、光通信機器などで用いられる
光学機器部品の非球面レンズや回折光学素子どのガラ
レンズの量産方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to an optical measuring instrument, video equipment, audio equipment, office equipment, to mass production method of an aspheric lens or a diffractive optical element which glass lens of the optical equipment parts used in the optical communication equipment .

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】非球
面レンズは単一で収差をなくすことができ、コンパクト
かつ高性能のレンズ系を構成できるという特徴を持つこ
とから、光学機器の小型化、高性能化にとって、不可欠
の部品となっている。非球面レンズの作製法は、以前は
研削研磨法に限られていたが、この方法では加工性、量
産性に限界があり、コスト高になるため、限られた範囲
でしか実用に供されていなかった。そのため加工性、量
産性に優れたプレス成形法により得られる非球面レンズ
の出現が強く望まれていた。
2. Description of the Related Art Since an aspherical lens has a characteristic that aberration can be eliminated by a single lens and a compact and high-performance lens system can be constructed, downsizing of optical equipment can be achieved. It is an essential component for higher performance. The aspherical lens manufacturing method was previously limited to the grinding and polishing method, but this method has limitations in workability and mass productivity, and increases the cost. Therefore, this method is practically used only in a limited range. There wasn't. Therefore, the appearance of an aspherical lens obtained by a press molding method which is excellent in workability and mass productivity has been strongly desired.

【0003】また回折光学素子は、通常のレンズが光の
屈折の性質を利用するのに対し、光の回折の性質を利用
するもので、フレネルゾーンプレート、回折格子、ホロ
グラムなどが古くから知られている。特に最近では、コ
ンピューターにより設計されたパターンを、リソグラフ
ィーやイオンビームエッチングなどの、いわゆるマイク
ロファブリケーション技術により石英やガラスに形成す
ることが可能になり、従来よりも自由度の高い設計が実
現できるようになっている。マイクロファブリケーショ
ン技術により作製される回折光学素子を、特にバイナリ
ー光学素子と呼ぶ場合もある。回折光学素子により、複
雑な光学系において種々の収差を補正することが容易に
なり、たとえばコンパクトディスク(CD)やミニディ
スク(MD)ドライブの光ピックアップ用コリメータレ
ンズ、レーザースキャナー用レンズ、レーザーポインタ
ー等のコリメータレンズ、マイクロレンズアレイ、光デ
ィスクヘッドの対物レンズ、光導波路レンズ、光路変換
と集光を行う複合機能レンズ、などが提案、試作、ある
いは実用化されている。回折光学素子のパターンサイズ
は数百ミクロンからサブミクロンにまで及ぶが、ミクロ
ン〜サブミクロンオーダーの加工は、石英ガラスをマイ
クロファブリケーション技術により直接加工するしかな
いため、低コストで大量生産することが難しいのが現状
である。回折パターンの反転像を形成した成形型によ
り、光学用プラスチックをプレス成形する方法もある
が、プラスチックの光学特性は温度依存性が大きいた
め、高精度の素子の作製には問題が多い。そのため、安
定性に優れたガラスをプレス成形することにより得られ
る回折光学素子の開発が強く望まれている。
Further, the diffractive optical element utilizes the property of diffracting light, whereas a normal lens utilizes the property of refracting light, and Fresnel zone plates, diffraction gratings, holograms, etc. have long been known. ing. In particular, recently, it has become possible to form patterns designed by computers on quartz or glass by so-called microfabrication technology such as lithography and ion beam etching, and it is possible to realize designs with a higher degree of freedom than before. It has become. The diffractive optical element manufactured by the microfabrication technique may be particularly referred to as a binary optical element. The diffractive optical element makes it easy to correct various aberrations in a complicated optical system. For example, a collimator lens for an optical pickup of a compact disc (CD) or a mini disc (MD) drive, a lens for a laser scanner, a laser pointer, etc. The collimator lens, the microlens array, the objective lens of the optical disk head, the optical waveguide lens, the compound function lens for optical path conversion and light collection, etc. have been proposed, prototyped, or put into practical use. The pattern size of the diffractive optical element ranges from several hundreds of microns to submicrons, but micron to submicron order processing is only possible by directly processing quartz glass by microfabrication technology, so mass production at low cost is possible. The current situation is difficult. There is also a method of press-molding an optical plastic with a molding die on which an inverted image of a diffraction pattern is formed, but since the optical characteristics of plastic have a large temperature dependence, there are many problems in producing a highly accurate element. Therefore, development of a diffractive optical element obtained by press-molding glass having excellent stability is strongly desired.

【0004】またコンピュータの外部記憶装置であるハ
ードディスク装置では、パーソナルコンピュータを初め
として、取り扱うデータ容量が急速に増大しており、記
録密度の一層の向上が強く望まれている。しかしこれま
での磁気記録再生方式では、その記録密度のほぼ限界近
くにまで達しつつあるため、種々の新しい磁気記録方式
が検討、提案されている。その中で最近注目されている
方式として、ディスクリート・トラック方式がある。こ
れはたとえば日経エレクトロニクス誌、第586号(19
93.7.19 発行)、169〜182頁の「ハードディスク
装置の容量を光ディスク並に上げる技術を開発」と題す
る論文において詳しく説明されているが、従来型の平面
基板ではヘッド・ギャップの側面から生じる洩れ磁界に
よりトラック−トラック間の領域に余計な記録がされる
ためトラックピッチに限界があったのを、ハードディス
クの記録トラックの間に溝を設けることによって洩れ磁
界の影響を防ぎ、トラックピッチを高めて記録密度を増
大させるというものである。この方式では1〜数μm前
後の繰り返しで規則正しく溝が彫り込まれた磁気記録媒
体、従って溝付きの磁気記録媒体の基板が必要である。
このような溝付き基板の作製方法としては種々考えられ
るが、所定の形状に精密加工され耐久性に優れた成形型
(雄型)によりガラス平板をプレスすることが実現すれ
ば、工業生産性に優れた溝付き磁気記録媒体基板の製造
方法となることが期待され、その実現が強く望まれてい
る。
In a hard disk device, which is an external storage device of a computer, the data capacity handled by a personal computer and the like is rapidly increasing, and further improvement in recording density is strongly desired. However, in the conventional magnetic recording / reproducing system, the recording density is approaching the limit, and various new magnetic recording systems have been studied and proposed. Among them, a discreet track system has recently been drawing attention. This is, for example, Nikkei Electronics magazine, No. 586 (19
(Published 93.7.19) This is described in detail in a paper entitled "Development of Technology for Increasing Hard Disk Drive Capacity to that of Optical Disks" on pages 169 to 182. However, in a conventional flat substrate, leakage that occurs from the side of the head gap. Although there was a limit to the track pitch due to extra recording in the track-to-track area due to the magnetic field, by providing a groove between the recording tracks of the hard disk, the influence of the leakage magnetic field is prevented and the track pitch is increased. It is to increase the recording density. This system requires a magnetic recording medium in which grooves are regularly engraved by repeating about 1 to several μm, that is, a substrate of the magnetic recording medium with grooves.
There are various possible methods for producing such a grooved substrate, but if it is possible to press a glass flat plate with a molding die (male mold) that is precisely processed into a predetermined shape and has excellent durability, it will lead to industrial productivity. It is expected to be an excellent method for manufacturing a grooved magnetic recording medium substrate, and its realization is strongly desired.

【0005】このようにプレス成形法は、ガラス製品の
成形加工にとって今後も重要な技術として引続き利用さ
れて行くことが確実と思われる。現在プレス成形法が工
業的規模で利用されているのはガラスレンズである。プ
レス成形法によるガラスレンズの成形加工は、予め所定
の形状、すなわち製品であるレンズの形状の雌型に精密
加工された成形モールドにより、適当な粘度を示す温度
に加熱されたガラスを加圧成形し、成形モールドの成形
面を転写させることにより行われる。ガラスレンズには
成形面の状態が転写されるので、成形モールドの材質は
ガラスの成形温度で熱的に安定で、しかもその温度でも
十分な剛性を有して成形圧によっても変形しないもので
なければならないし、また成形面は、光学的な面精度に
まで加工できるものでなければならず、さらに繰り返し
の加圧成形によってもその表面状態が変化しないもので
なければならない。このような要求を満足するには、耐
熱性に優れ、緻密な構造を有し、そして成形雰囲気ガス
やガラスとの反応性が低い材料により成形型を構成する
必要があり、高融点金属やその合金、高温耐熱性各種セ
ラミックスなどからなる硬質体あるいは基材上に形成し
た硬質膜が、種々提案されてきた。たとえば特開平3−
12331号公報では酸化クロムと酸化ジルコニウムを
主成分とするセラミック焼結体からなる成形型が、また
特開平2−199036号公報では、SiC基材の表面
にイオンプレーティング法でi−カーボン膜を形成した
成形型が開示されている。
As described above, it seems certain that the press molding method will continue to be used as an important technique for molding glass products. Glass lenses are currently used on the industrial scale by the press molding method. Molding of glass lenses by the press molding method is performed by press molding glass heated to a temperature showing an appropriate viscosity with a molding mold that has been precisely processed into a female mold of a predetermined shape, that is, the lens shape of the product. Then, the molding surface of the molding mold is transferred. Since the state of the molding surface is transferred to the glass lens, the material of the molding mold must be thermally stable at the glass molding temperature, yet have sufficient rigidity at that temperature so that it will not be deformed by the molding pressure. In addition, the molding surface must be capable of being processed to optical surface accuracy, and the surface state must not change even by repeated pressure molding. In order to satisfy such requirements, it is necessary to configure the mold with a material having excellent heat resistance, a dense structure, and low reactivity with the molding atmosphere gas and glass. Various hard films made of alloys, various high temperature heat resistant ceramics or the like or hard films formed on a substrate have been proposed. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-
In 12331, a mold made of a ceramic sintered body containing chromium oxide and zirconium oxide as main components is disclosed. In JP-A-2-199036, an i-carbon film is formed on the surface of a SiC substrate by an ion plating method. A formed mold is disclosed.

【0006】これら既存の成形型は、ガラスレンズ成形
において成形温度が600℃未満の条件では優れた耐久
性を示し、数千回以上の繰り返し成形後も、その表面状
態がほとんど変化しないという実績を示している。しか
したとえば成形温度が600℃を越えるような高屈折
率、低分散のバリウム含有ホウケイ酸塩系光学ガラスの
成形においては、これら既存の成形型材料では型表面の
劣化が急速に進み、型の表面荒れやガラスと型の付着な
どの問題が発生する。また回折光学素子やディスクリー
ト・トラック方式の磁気記録媒体の基板など、サブミク
ロン加工を必要とする場合での事情も同じであり、どの
ような型材を用いても成形型の表面を構成する材料の劣
化の問題があり、数万回の繰り返し成形には耐えられな
い。特にミクロン〜サブミクロンの溝を有する成形型で
は、溝のコーナー部を中心に型表面の損傷磨耗が激し
く、レンズのように滑らかな表面を有する物品のプレス
成形の場合よりも、型の劣化が急速に進む傾向がある。
このため、型寿命がネックとなって製造コストが低減で
きないという問題が発生する。
[0006] These existing molds have excellent durability under the condition that the molding temperature is less than 600 ° C in glass lens molding, and the surface condition thereof hardly changes even after repeated molding for several thousand times or more. Shows. However, for example, in molding a barium-containing borosilicate optical glass having a high refractive index and a low dispersion such that the molding temperature exceeds 600 ° C., the surface of the mold is rapidly deteriorated with these existing mold materials. Problems such as roughness and adhesion of glass and mold occur. The situation is the same when submicron processing is required, such as a diffractive optical element or a substrate of a discrete track type magnetic recording medium. No matter which mold material is used, the material forming the surface of the mold is There is a problem of deterioration, and it cannot withstand repeated molding of tens of thousands of times. In particular, in a mold having a groove of micron to submicron, the mold surface is damaged and worn around the corner portion of the groove, and the mold is less deteriorated than in the case of press molding of an article having a smooth surface like a lens. It tends to progress rapidly.
For this reason, there is a problem that the life of the mold becomes a bottleneck and the manufacturing cost cannot be reduced.

【0007】また貴金属の合金で成形面を構成した成形
型はガラスと融着しにくい場合もあるが、硬度、降伏応
力とも低いため、長寿命の型としては不十分である。
A molding die having a molding surface made of an alloy of a noble metal may be difficult to be fused with glass, but it is insufficient as a long-life mold because of its low hardness and low yield stress.

【0008】 本発明は上記した非球面レンズ回折光
学素子どのガラスレンズ量産方法の問題点を解消す
るためになされたものであり、その的は、個々の用途
に要求される特性を保有し、かつ量産性に優れ、安価な
ガラスレンズの量産方法を提供することにあ
[0008] The present invention has been made to solve the problems of the production method of an aspheric lens or diffractive optical element which glass lens as described above, the purpose is the properties required for the particular application owned by, and excellent in mass production, Ru near to provide a production method of inexpensive glass lenses.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成するため検討を加えた結果、本発明に到達し
た。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors
As a result of conducting studies to achieve the objective, the present invention has been achieved.
It was

【0010】 すなわち、本発明の目的は、加熱軟化し
たガラスプリフォームを成形型により加圧成形すること
を繰り返すことによりガラスレンズを量産する方法であ
って、前記加圧成形が、ガラス構造中に含まれる水酸基
および水分子の総量が、水分子換算で55ppm以下の
ガラスプリフォームを用い、これをレンズの形状に精密
加工された成形型に入れ、加圧することにより前記成形
型の成形面を転写させることにより行われることを特徴
とする、ガラスレンズの量産方法によって達成された。
[0010] An object of the present invention is to pressure molding by mold a glass preform heated softened
Is a method of mass-producing glass lenses by repeating
Thus, the pressure molding is a hydroxyl group contained in the glass structure.
And the total amount of water molecules is 55 ppm or less in terms of water molecules.
Using a glass preform, precisely shape this into the lens shape
The above-mentioned molding is performed by putting it in a processed mold and applying pressure.
Characterized by transferring the molding surface of the mold
It was achieved by the method of mass producing glass lenses .

【0011】先ず本発明の完成に至る経過について説明
する。
First, the process leading to the completion of the present invention will be described.

【0012】型の損傷は成形時におけるガラス表面と成
形型の間の融着が直接の原因であることから、本発明者
らはガラスと型の融着機構について検討した。その結
果、(1) プレス温度付近でガラス構造中から水が脱離
し、(2) この水により非酸化物の型表面が酸化され、
(3) さらにガラス中のガラス修飾成分、特にアルカリ金
属とアルカリ土類金属の陽イオンがガラス−型界面に移
動し、(4) その結果としてガラス−型界面で、移動して
きたガラス修飾成分の陽イオンと水の作用によって、酸
化された型表面と成形用ガラスの間での新たなガラス形
成反応が起き、界面のガラス相によって型と成形用ガラ
スが融着されることを見いだした。
Since the damage to the mold is directly caused by the fusion between the glass surface and the molding die at the time of molding, the present inventors have examined the fusion mechanism between the glass and the mold. As a result, (1) water is released from the glass structure near the pressing temperature, and (2) this water oxidizes the non-oxide mold surface,
(3) Further, the glass modifying component in the glass, particularly the cations of the alkali metal and the alkaline earth metal, move to the glass-type interface, and (4) as a result, the glass modifying component It was found that a new glass forming reaction occurs between the oxidized mold surface and the forming glass due to the action of cations and water, and the glass phase at the interface fuses the mold and the forming glass.

【0013】この融着機構についてさらに説明する。一
般にガラスにはその表面と内部のいずれにおいても、水
酸基及び水を含有している。代表的なバリウム含有ホウ
ケイ酸塩系ガラスであるBaCD5ガラス(軟化温度約
600℃)を加熱し、各温度で脱離するガス成分を質量
分析することにより、ガラスからの水の脱離挙動を追跡
すると、まず120〜200℃付近で最初の脱離ピーク
があり、その後500℃付近まで量はわずかであるが連
続した脱離が続き、そして軟化温度の600℃付近から
急激かつ大量の脱離が観測される。120〜200℃付
近は表面吸着水の脱離、550℃付近までは表面の水酸
基(ほとんどはSiに結合した水酸基、すなわちシラノ
ール基)の縮合脱水によるものと推定される。一方軟化
温度付近からの大量の脱離は、ガラス構造が柔らかくな
りイオンや分子の移動が起こり易くなる温度から起きる
ことから、ガラス構造中に固定されていた水酸基や、取
り込まれていた水分子が表面に移動し、脱離することに
よるものと考えられる。このようなガラス軟化温度付近
からの急激な水の脱離はBaCD5ガラスだけでなく、
他のホウケイ酸塩ガラス、ランタン系ガラス、リン酸塩
系ガラスなどにおいても観測され、酸化物ガラスにおい
てはごく一般的な現象であると考えられる。脱離水の量
を、BaCD5ガラスについてカール・フィッシャー法
により定量したところ、吸着水と表面水酸基によると思
われる低〜中温度域では10ppm(重量)以下であっ
たのに対し、650℃でのガラス構造中からの脱離水は
80〜100ppmに達することがわかった。
The fusing mechanism will be further described. Generally, glass contains hydroxyl groups and water on both the surface and the inside thereof. The desorption behavior of water from glass is traced by heating BaCD5 glass (softening temperature of about 600 ° C), which is a typical barium-containing borosilicate glass, and mass spectrometric analysis of gas components desorbing at each temperature. Then, there is an initial desorption peak at around 120 to 200 ° C, then a small amount of continuous desorption continues to around 500 ° C, and a rapid and large amount of desorption from around the softening temperature of 600 ° C. To be observed. It is presumed that desorption of water adsorbed on the surface at around 120 to 200 ° C is due to condensation dehydration of hydroxyl groups on the surface (mostly hydroxyl groups bonded to Si, that is, silanol groups) up to around 550 ° C. On the other hand, a large amount of desorption from around the softening temperature occurs at a temperature at which the glass structure becomes soft and ions and molecules easily move, so that the hydroxyl groups fixed in the glass structure and the incorporated water molecules are It is thought to be due to movement to the surface and desorption. Such rapid desorption of water from around the glass softening temperature is not limited to BaCD5 glass,
It is also observed in other borosilicate glasses, lanthanum glasses, phosphate glasses, etc., and is considered to be a very general phenomenon in oxide glasses. When the amount of desorbed water was quantified for the BaCD5 glass by the Karl Fischer method, it was 10 ppm (weight) or less in the low to medium temperature range, which is considered to be due to the adsorbed water and surface hydroxyl groups, whereas the glass at 650 ° C. It was found that the desorbed water from the structure reached 80 to 100 ppm.

【0014】通常のガラスのプレス成形は成形型の酸化
を防止するため、窒素ガスなどの不活性雰囲気やフォー
ミングガスなどの弱い還元性雰囲気中で行われるが、上
述したようなガラスからの脱離水は特に高温では酸化作
用が強いため、プレス成形時の酸化防止雰囲気の効果を
相殺する。特に軟化温度付近で脱離する水は、その量が
多いため型表面の酸素分圧を高め、さらに温度も高いた
め、型を酸化する作用が特に強いものと思われる。この
ことを確かめるため、BaCD5ガラスと種々の型材料
を板状にして重ね合わせ、残留水分量3ppm以下の窒
素ガス中で600℃で加熱処理、冷却した後に、接触界
面を分析電子顕微鏡により分析した。その結果、CVD
法による高純度のSiC成形型の表面に、加熱処理前の
試料では認められなかった、酸化物と思われるアモルフ
ァス層が新たに形成されていること、このアモルファス
層とBaCD5ガラスの界面に反応層と思われる別のア
モルファス層が形成されていることがわかった。さらに
元素分析の結果、型表面の酸化層からはシリコンと酸素
のみが検出され、一方反応層からはこれに加えてバリウ
ム、リチウムなどBaCD5ガラスの主要修飾成分が検
出され、しかもその濃度はBaCD5ガラスのバルク中
よりも高い濃度であった。またBaCD5ガラスを単独
で同様に熱処理した試料についてESCA分析したとこ
ろ、ガラス表面のBaとLiの濃度が、ガラスバルク中
における濃度よりも高いことが判明した。しかし加熱処
理を500℃以下で行った場合には、BaやLiの型表
面での濃縮は認められなかった。
The press molding of ordinary glass is carried out in an inert atmosphere such as nitrogen gas or a weak reducing atmosphere such as forming gas in order to prevent oxidation of the molding die. In particular, at high temperatures, the oxidizing effect is strong, so that the effect of the antioxidant atmosphere during press molding is offset. In particular, the amount of water desorbed near the softening temperature increases the oxygen partial pressure on the surface of the mold due to its large amount, and since the temperature is high, it is believed that the function of oxidizing the mold is particularly strong. In order to confirm this, BaCD5 glass and various mold materials were laminated in a plate shape, heat-treated at 600 ° C. in nitrogen gas having a residual water content of 3 ppm or less, and cooled, and then the contact interface was analyzed by an analytical electron microscope. . As a result, CVD
On the surface of the high-purity SiC mold by the method, a new amorphous layer, which was not observed in the sample before the heat treatment, was considered to be an oxide, and a reaction layer was formed at the interface between this amorphous layer and BaCD5 glass. It was found that another amorphous layer that seems to be formed was formed. Further, as a result of elemental analysis, only silicon and oxygen were detected from the oxide layer on the mold surface, while the main modifying components of BaCD5 glass such as barium and lithium were detected from the reaction layer, and the concentration thereof was BaCD5 glass. The concentration was higher than in the bulk. ESCA analysis of a sample obtained by similarly heat-treating BaCD5 glass alone revealed that the concentrations of Ba and Li on the glass surface were higher than those in the glass bulk. However, when the heat treatment was performed at 500 ° C. or lower, no concentration of Ba or Li on the mold surface was observed.

【0015】これらの結果から前述の融着機構を想起し
たのであるが、実際のプレス成形では、ガラスの圧力に
より型に押し付けるので、ガラスと型の融着がさらに促
進されるものと思われる。そこでこのような機構で型と
ガラスの融着が起こるのであれば、ガラスからの水の脱
離を無くすことにより、両者の融着も抑止できるのでは
ないかと考え、さらに研究を進めた。
From the above results, the above-mentioned fusion bonding mechanism was recalled. In actual press molding, since the glass is pressed against the mold by the pressure of the glass, it is considered that the fusion between the glass and the mold is further promoted. Therefore, if fusion of the mold and glass would occur by such a mechanism, it may be possible to prevent fusion of both by eliminating the desorption of water from the glass, and further research was conducted.

【0016】 その結果、加熱軟化したガラスプリフォ
ームを成形型により加圧成形して得られるガラスレンズ
において、該ガラスレンズの構造中に含まれる水酸基お
よび水分子の総量が、水分子に換算して50ppm以下
であると、(1) 当該ガラスレンズは、従来品よりも赤外
線領域における光の透過率が高くなり、非球面レンズや
回折光学素子として好適に用いられること、(2) 当該ガ
ラスレンズは量産性に優れ、安価であることを本発明者
らは見い出した。
As a result, in the glass lens obtained by press molding the heat-softened glass preform with a molding die, the total amount of hydroxyl groups and water molecules contained in the structure of the glass lens is When converted to 50 ppm or less, (1) the glass lens has a higher light transmittance in the infrared region than conventional products, and is suitably used as an aspherical lens or a diffractive optical element , (2) The present inventors have found that the glass lens has excellent mass productivity and is inexpensive.

【0017】 また加熱軟化したガラスプリフォームを
成形型により加圧成形してガラスレンズ量産する方法
において、ガラス構造中に含まれる水酸基および水分子
の総量が、水分子換算で55ppm以下のガラスプリフ
ォームを用いると、上記のように個々の用途に適した特
性を有するガラスレンズが量産性良く、安価に得られる
ことを本発明者らは見い出した。
Further, in the method of mass- molding a glass lens by press-molding a heat-softened glass preform with a molding die, the total amount of hydroxyl groups and water molecules contained in the glass structure is 55 ppm or less in terms of water molecules. The present inventors have found that by using a reform, a glass lens having the characteristics suitable for each use as described above can be mass-produced and obtained at a low cost.

【0018】 本発明のガラスレンズの量産方法により
得られるガラスレンズにおいて、該ガラスレンズの構造
中に含まれる水酸基および水分子の総量は、水分子に換
算して50ppm以下であるのが好ましい。その理由
は、50ppmを越えると、水酸基および水分に由来す
る波長1400nm付近での吸収が大きくなり、赤外線
領域における光の透過率が低くなり、また金属に対する
腐食性も高くなるだけでなく、ガラスと成形型とが融着
しやすく、数少ないプレス成形回数で成形型が破損する
のに対し、50ppm以下であると、上記の諸問題がな
く、非球面レンズ回折光学素子どの個々の用途に適
した特性を有するガラスレンズが量産性良く、安価に提
供できるからである。ガラスレンズの構造中に含まれる
水酸基および水分子の総量は水分子に換算して10pp
m以下であるのが特に好ましい。
By the mass production method of the glass lens of the present invention
In the obtained glass lens , the total amount of hydroxyl groups and water molecules contained in the structure of the glass lens is preferably 50 ppm or less in terms of water molecules. The reason is that if it exceeds 50 ppm, not only the absorption due to the hydroxyl group and water near the wavelength of 1400 nm becomes large, the light transmittance in the infrared region becomes low, and the corrosiveness with respect to metal becomes high, but also glass mold and is easily fused, while the mold is damaged by the few press molding times, if it is 50ppm or less, without the above problems, suitable for non-spherical lens or a diffractive optical element which the particular application This is because a glass lens having the above characteristics can be mass-produced and provided at a low cost. The total amount of hydroxyl groups and water molecules contained in the glass lens structure is 10 pp in terms of water molecules.
It is particularly preferably m or less.

【0019】 一方、本発明のガラスレンズ量産方法
においては、加熱軟化したガラスプリフォームを成形型
により加圧成形してガラスレンズを作製するが、前記ガ
ラスプリフォームの構造中に含まれる水酸基および水分
子の総量は、水分子換算で55ppm以下に限定され
る。その理由は、55ppmを越えると、ガラスと成形
型とが融着しやすく、数少ないプレス成形回数で成形型
が破損するだけでなく、得られたガラスレンズも水酸基
および水分を多量に含み、赤外線領域における光の透過
率が低くなり、また金属に対する腐食性が高くなるの
で、非球面レンズ回折光学素子しての適性が損われ
るのに対し、55ppm以下であると、上記の諸問題が
なく、上記の個々の用途に適した光学製品を量産性良
く、安価に作製できるからである。ガラスプリフォーム
の構造中に含まれる水酸基および水分子の総量は、水分
子換算で15ppm以下であるのが特に好ましい。
Meanwhile, in the production method of the glass lens of the present invention, the hydroxyl group is to produce a glass lens by press molding by mold a glass preform heated softened, contained in the structure of the glass preform and The total amount of water molecules is limited to 55 ppm or less in terms of water molecules. The reason is that if it exceeds 55 ppm, not only the glass and the mold are easily fused and the mold is broken by a small number of press moldings, but also the obtained glass lens contains a large amount of hydroxyl groups and water, become light transmittance is low in, and since corrosive increased to metals, to crack suitability loss of an aspherical lens or a diffractive optical element with respect to, is not more than 55 ppm, no above problems The reason is that the optical products suitable for the above-mentioned individual applications can be mass-produced at low cost. The total amount of hydroxyl groups and water molecules contained in the structure of the glass preform is particularly preferably 15 ppm or less in terms of water molecules.

【0020】 本発明のガラスレンズ量産方法におい
ては、ガラスプリフォームとして、ガラス熔解時にガラ
ス融液中にガスを流通、バブリングさせて、ガスととも
に水分子を蒸発させることにより、水分量を減少させた
ガラスプリフォームを用いるのが好ましい。流通、バブ
リングされるガスとしては、フッ素ガス、塩素ガス、C
Cl4 、SOCl2 などのハロゲン原子含有ガスが特に
有効で、102 ポイズ程度の低粘度に加熱されたガラス
融液にこれらのガスを所定時間流通させることで、残存
する水酸基と水分子の総量を55ppm以下にすること
ができる。またガスとして酸素ガス、二酸化炭素ガス、
不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガスなど)を用いる
と、脱水の効果はハロゲン原子含有ガスの場合よりも劣
るが、残存する水酸基と水分子の総量を15ppm以下
にできる。
In the glass lens mass production method of the present invention, as a glass preform, a gas is circulated and bubbled through the glass melt during glass melting to evaporate water molecules together with the gas to reduce the amount of water. It is preferable to use a glass preform. Gases that are distributed or bubbled include fluorine gas, chlorine gas, C
Halogen atom-containing gases such as Cl 4 and SOCl 2 are particularly effective. By passing these gases through the glass melt heated to a low viscosity of about 10 2 poise for a predetermined time, the total amount of residual hydroxyl groups and water molecules is increased. Can be 55 ppm or less. As gas, oxygen gas, carbon dioxide gas,
When an inert gas (nitrogen gas, argon gas, etc.) is used, the effect of dehydration is inferior to that of the halogen atom-containing gas, but the total amount of residual hydroxyl groups and water molecules can be reduced to 15 ppm or less.

【0021】ガラス熔融時のガス流通、バブリングによ
る、ガラス中の水分量の低下による効果の一例を以下に
説明する。
An example of the effect of reducing the amount of water in the glass due to gas flow and bubbling during glass melting will be described below.

【0022】ガラス熔融時に、ハロゲンガスを流通、バ
ブリングして脱水したBaCD5ガラス板とCVD法に
よる高純度SiC板とを重ね合わせ、残留水分量3pp
m以下の窒素雰囲気中で600℃に加熱処理し、冷却、
回収した試料についてESCA分析を行った。その結
果、脱水BaCD5ガラスの場合、通常の未脱水BaC
D5ガラスの場合と異なり、SiC表面の酸化がほとん
ど起きていないことがわかった。また通常の未脱水Ba
CD5ガラスでは、加熱、冷却後もガラスとSiCとが
融着している場合が多くあったが、脱水BaCD5ガラ
スでの場合にはSiCとの融着は全く認められず、ガラ
ス構造中の水もしくは水酸基の量を低減することによ
り、ガラスと型の融着を顕著に低減できることが示され
た。なお脱水したBaCD5ガラスから600℃で脱離
する水分量は、カール・フィッシャー法による測定で、
2ppm以下であった。この結果は、脱水したガラスを
用いることにより、プレス成形における型とガラスの融
着を低減し、それによって型の損傷をも低減できること
を示すものである。
At the time of melting the glass, a BaCD5 glass plate dehydrated by flowing and bubbling a halogen gas and a high-purity SiC plate by the CVD method were superposed on each other, and the residual water content was 3 pp.
heat treatment at 600 ° C in a nitrogen atmosphere of m or less, cooling,
ESCA analysis was performed on the collected sample. As a result, in the case of dehydrated BaCD5 glass, normal undehydrated BaC
It was found that unlike the case of D5 glass, almost no oxidation of the SiC surface occurred. Ordinary non-dehydrated Ba
In CD5 glass, the glass and SiC were often fused even after heating and cooling, but in the case of dehydrated BaCD5 glass, fusion with SiC was not observed at all, and water in the glass structure was not recognized. Alternatively, it has been shown that glass and mold fusion can be significantly reduced by reducing the amount of hydroxyl groups. The amount of water desorbed from the dehydrated BaCD5 glass at 600 ° C. was measured by the Karl Fischer method,
It was 2 ppm or less. This result shows that by using dehydrated glass, fusion between the mold and the glass in press molding can be reduced, and thereby damage to the mold can also be reduced.

【0023】 プレス成形時の雰囲気中に水分が存在す
ると、かりにガラスからの脱水を抑止しても、雰囲気中
の水分による型表面の酸化が起こり、型とガラスの融着
につながってしまう。これを防止するため、本発明のガ
ラスレンズ量産方法においては、プレス成形時の雰囲
気中の残存水分量を50ppm以下に抑えるのが好まし
い。その理由は、50ppm以下であると、プレス成形
装置と雰囲気ガス供給系の気密性が良くなると共に、雰
囲気ガスの残存水分量を低くすることができるからであ
る。
If water is present in the atmosphere during press molding, even if dehydration from the glass is suppressed, the mold surface is oxidized by the water in the atmosphere, resulting in fusion between the mold and the glass. In order to prevent this, in the glass lens mass production method of the present invention, it is preferable to suppress the residual water content in the atmosphere during press molding to 50 ppm or less. The reason is that when the content is 50 ppm or less, the airtightness of the press molding apparatus and the atmosphere gas supply system is improved, and the residual water content of the atmosphere gas can be reduced.

【0024】 本発明のガラスレンズとしては、各種非
球面レンズの他に、フレネルゾーンプレート、回折格
子、ホログラム、コンパクトディスク(CD)やミニデ
ィスク(MD)ドライブの光ピックアップ用コリメータ
レンズ、レーザースキャナー用レンズ、レーザーポイン
ター等のコリメータレンズ、マイクロレンズアレイ、光
ディスクヘッドの対物レンズ、光導波路レンズ、光路変
換と集光を行う複合機能レンズなどの回折光学素子
があげられる。
As the glass lens of the present invention, in addition to various aspherical lenses, a Fresnel zone plate, a diffraction grating, a hologram, a collimator lens for an optical pickup of a compact disc (CD) or a mini disc (MD) drive, and a laser scanner. lens, a collimator lens, such as a laser pointer, a microlens array, an objective lens of an optical disk head, the optical waveguide lens, etc. diffractive optical element such as an optical path conversion and multi-functional lens for collecting light Ru mentioned.

【0025】 微細なパターンの転写を必要とする回折
光学素子製造では、成形型として予め所定の形状を有
する表面に加工された石英ガラス、各種耐熱合金などの
基材に各種材料の薄膜コーティングしたものが利用でき
る。コーティング層の材料は幅広く選択できるが、その
代表例としては、MgO、Al23 、TiO2 、Cr
2 3 、Y2 3 、ZrO2 、In2 3 、SnO2
HfO2 などの酸化物、Si3 4 、SiC、および遷
移金属、特に周期律表第4族および第5族の元素の窒化
物、炭化物、ホウ化物などである。
In the production of a diffractive optical element that requires the transfer of a fine pattern, a substrate such as quartz glass or various heat-resistant alloys, which has been processed in advance as a mold, is coated with a thin film of various materials. Things are available. A wide variety of materials can be selected for the coating layer. Typical examples are MgO, Al 2 O 3 , TiO 2 , and Cr.
2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , In 2 O 3 , SnO 2 ,
Oxides such as HfO 2 , Si 3 N 4 , SiC, and transition metals, particularly nitrides, carbides, borides, etc. of elements of Groups 4 and 5 of the Periodic Table.

【0026】[0026]

【実施例】次に実施例により、本発明をさらに詳細に説
明する。実施例1、比較例1 低分散高屈折率の光学用バリウム含有ホウケイ酸ガラス
の一種であるBaCD5ガラス約10Kgを白金るつぼ
中、1300℃で30分間熔融し、酸素ガスをキャリア
として四塩化炭素を石英パイプを通じてガラス融液中に
流通、バブリングさせて脱水ガラスを作製した。四塩化
炭素は室温の容器中に液体で保存され、ここに酸素ガス
を毎分1リットルの量で流すことにより、気体としてガ
ラス融液中に送ったものである。冷却後のガラスからガ
ラスプリフォームを作製した。このプリフォームを68
0℃まで10℃/分の昇温速度で加熱し、カール・フィ
ッシャー法によりガラスプリフォーム中の水分量(ここ
に「水分量」とは、水酸基と水分子の総量を意味する。
以下同様。)を定量したところ7ppmであった(実施
例1)。また比較のため、脱水処理をしていない水分量
95ppmの通常のBaCD5ガラスからガラスプリフ
ォームを用意した(比較例1)。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples. Example 1, Comparative Example 1 About 10 kg of BaCD5 glass, which is a kind of optical barium-containing borosilicate glass with low dispersion and high refractive index, was melted in a platinum crucible at 1300 ° C. for 30 minutes, and carbon tetrachloride was used with oxygen gas as a carrier. The dehydrated glass was produced by circulating and bubbling through a quartz pipe into the glass melt. Carbon tetrachloride is stored as a liquid in a container at room temperature, and oxygen gas is flowed into the glass melt at a rate of 1 liter per minute to send it into the glass melt. A glass preform was produced from the cooled glass. 68 this preform
The glass preform was heated to 0 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min and the water content in the glass preform was measured by the Karl Fischer method (here, “water content” means the total amount of hydroxyl groups and water molecules).
The same applies below. ) Was determined to be 7 ppm (Example 1). For comparison, a glass preform was prepared from normal BaCD5 glass having a water content of 95 ppm which was not dehydrated (Comparative Example 1).

【0027】これらガラスプリフォームを、特開平3−
12331号公報に記載の酸化ジルコニウムを分散させ
た酸化クロム焼結体からなる成形型に入れ、次の条件で
レンズを繰り返し成形した。 成形条件; 成形温度 650℃ 成形圧力 10MPa 加圧時間 20秒 雰囲気 窒素(残存水分量7ppm)
These glass preforms were prepared as described in JP-A-3-
The lens was repeatedly molded under the following conditions by placing it in a mold made of a chromium oxide sintered body in which zirconium oxide described in 12331 was dispersed. Molding conditions: Molding temperature 650 ° C. Molding pressure 10 MPa Pressurization time 20 seconds Atmosphere Nitrogen (residual water content 7 ppm)

【0028】実施例1のガラスプリフォームを用いた場
合には、2万回を越す繰り返し成形後も型表面の荒れは
認められなかった。これに対し比較例1のガラスプリフ
ォームを用いた場合には、第1回目のプレスでガラスが
成形型に付着し、ガラスを剥した後の成形型表面は成形
型を構成する焼結体粒子の脱落による型の表面荒れが発
生し、成形不能であった。実施例1で成形したガラスレ
ンズの水分量を測定したところ5ppmであった。
When the glass preform of Example 1 was used, no roughening of the mold surface was observed after repeated molding over 20,000 times. On the other hand, when the glass preform of Comparative Example 1 was used, the glass adhered to the molding die in the first press and the surface of the molding die after peeling the glass was the sintered body particles forming the molding die. The surface of the mold was roughened due to the falling off, and molding was impossible. The water content of the glass lens molded in Example 1 was measured and found to be 5 ppm.

【0029】またこれらのガラスレンズを10mm厚の
平板に加工し、波長200〜2500nmの領域での分
光透過率を測定した。結果を図1に示すが、実施例1の
ガラスには1400nm付近での吸収がないが、比較例
1の従来のガラスでは1420nm付近で約2%の透過
率の減少が認められる他、2000nm付近から長波長
側での透過率の減少が実施例1のガラスよりも大きかっ
た。
Further, these glass lenses were processed into a flat plate having a thickness of 10 mm, and the spectral transmittance in the wavelength range of 200 to 2500 nm was measured. The results are shown in FIG. 1. Although the glass of Example 1 has no absorption around 1400 nm, the conventional glass of Comparative Example 1 shows a decrease in transmittance of about 2% near 1420 nm and around 2000 nm. Therefore, the decrease in the transmittance on the long wavelength side was larger than that of the glass of Example 1.

【0030】実施例2〜11、比較例2〜3 BaCD5ガラスの脱水処理を表1に示す種々の熔融温
度、ガス種、ガスの流通時間で行うことにより得た、種
々の脱水BaCD5ガラスからガラスプリフォームを作
製し、実施例1と同様の成形条件で繰り返し成形を行っ
た。なお脱水処理において、SOCl2 は室温の容器中
に液体として保持し、ここにキャリアガスとして酸素ガ
スを所定流量流し、ガラス融液中に送ったものである。
プレス100回毎に型表面の状態を観察し、型表面に小
さな欠けが認められた時点で、型が破損したと見なし、
その前の観察時点でのプレス回数をもって、型が破損し
たプレス回数とした。表1より明らかなように、プリフ
ォーム中の残存水分量が10ppm以下では型の寿命は
28000回を越え(実施例3,4,5,10および1
1)、また残存水分量が10ppmを越えても50pp
m以下であれば10000回以上の型の寿命が得られた
(実施例1,6,7,8,9)。これに対し、残存水分
量が70ppmを越える比較例2,3ではいずれもきわ
めて早い段階で型とガラスの融着が起こり、型が破損し
た。また実施例2〜11で得られたガラスレンズの水分
量は、それぞれ11,7,5,3,35,36,40,
40,6,5ppmであった。
Examples 2 to 11 and Comparative Examples 2 to 3 Various kinds of dehydrated BaCD5 glass obtained by dehydrating BaCD5 glass at various melting temperatures, gas species and gas circulation times shown in Table 1 were obtained. A preform was produced and repeatedly molded under the same molding conditions as in Example 1. In the dehydration treatment, SOCl 2 was held in a container at room temperature as a liquid, and oxygen gas as a carrier gas was allowed to flow therethrough at a predetermined flow rate and sent into the glass melt.
The state of the mold surface was observed every 100 presses, and when a small chip was found on the mold surface, it was considered that the mold was broken,
The number of presses at the time of observation before that was taken as the number of presses in which the mold was broken. As is clear from Table 1, the life of the mold exceeds 28,000 times when the residual water content in the preform is 10 ppm or less (Examples 3, 4, 5, 10 and 1).
1), 50pp even if the residual water content exceeds 10ppm
If m or less, a mold life of 10,000 times or more was obtained (Examples 1, 6, 7, 8, 9). On the other hand, in Comparative Examples 2 and 3 in which the residual water content exceeded 70 ppm, in both cases, the mold and glass were fused at an extremely early stage and the mold was broken. Further, the water contents of the glass lenses obtained in Examples 2 to 11 are 11, 7, 5, 3, 35, 36, 40, respectively.
It was 40,6,5 ppm.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】実施例12〜15、比較例4〜5 実施例1で用いたのと同じガラスプリフォームを用い、
特開平2−199036号公報に記載のSiC基材の表
面にイオンプレーティング法でi−カーボン膜を形成し
た成形型を用い、成形雰囲気以外は実施例1と同じ条件
とし、成形雰囲気を表2のように変えて繰り返しプレス
成形を行った。
Examples 12-15, Comparative Examples 4-5 Using the same glass preforms used in Example 1,
A molding die in which an i-carbon film is formed on the surface of a SiC base material by an ion plating method described in JP-A-2-199036 is used, and the molding atmosphere is the same as in Example 1 except for the molding atmosphere. The press forming was repeated as described above.

【0033】結果は表2に示すように、成形雰囲気中の
残存水分量が50ppm以下であると型の寿命が600
0回以上と長い(実施例12〜15)のに対し、50p
pmを越えると、型の寿命が著しく短くなる(比較例
4,5)ことが明らかとなった。また実施例12〜15
で得られたガラス製品の水分量はそれぞれ5,5,9,
13ppmであった。
As shown in Table 2, the life of the mold is 600 when the residual water content in the molding atmosphere is 50 ppm or less.
It is as long as 0 times or more (Examples 12 to 15), while 50p
It has become clear that when it exceeds pm, the life of the mold is significantly shortened (Comparative Examples 4 and 5). Examples 12 to 15
The water content of the glass product obtained in
It was 13 ppm.

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】実施例16、比較例6 平坦度5μm、表面荒さ(Rmax )0.1μmに平面加
工、研磨した直径2.5インチ(63.5mm)、厚さ
10nmの金属クロム円板に、幅1.4μm、高さ0.
2μmの溝をピッチ2μmで同心円状にエッチングで形
成した。これを空気中650℃で30分間加熱処理し
て、表面に酸化クロムの膜を形成し、成形型とした。
Example 16, Comparative Example 6 A metal chrome disk having a diameter of 2.5 inches (63.5 mm) and a thickness of 10 nm, which was flat-processed to have a flatness of 5 μm and a surface roughness (Rmax) of 0.1 μm, and had a width of 10 nm. 1.4 μm, height 0.
Grooves of 2 μm were formed by etching in a concentric pattern with a pitch of 2 μm. This was heat-treated in air at 650 ° C. for 30 minutes to form a film of chromium oxide on the surface to obtain a molding die.

【0036】ガラス熔融温度を1500℃とした以外は
実施例1と同じ脱水条件で処理したアルミノシリケート
系ガラスから、表面荒さ(Rmax )0.05μmに研磨
加工した円板(直径2.5インチ、厚さ1mm)を作製
した(実施例16)。このガラスの残存水分量は9pp
mであった。比較として脱水処理していない通常のアル
ミノシリケート系ガラスから、実施例16と同じ表面荒
さ、寸法の円板を準備した(比較例6)。
A disk (diameter: 2.5 inches, polished from an aluminosilicate glass treated under the same dehydration conditions as in Example 1 except that the glass melting temperature was 1500 ° C. was polished to a surface roughness (Rmax) of 0.05 μm. A thickness of 1 mm) was produced (Example 16). The residual water content of this glass is 9 pp
It was m. For comparison, a disk having the same surface roughness and dimensions as in Example 16 was prepared from a normal aluminosilicate glass that had not been dehydrated (Comparative Example 6).

【0037】酸化クロム膜を有する成形型を窒化ケイ素
焼結体でバックアップし、前記ガラス円板を次の条件で
プレス成形した。 成形条件; 成形温度 850℃ 成形圧力 20MPa 加圧時間 20秒 雰囲気 窒素(残存水分量7ppm)
A mold having a chromium oxide film was backed up with a silicon nitride sintered body, and the glass disk was press-molded under the following conditions. Molding conditions: Molding temperature 850 ° C. Molding pressure 20 MPa Pressurization time 20 seconds Atmosphere Nitrogen (residual water content 7 ppm)

【0038】脱水したガラスを成形した実施例16で
は、繰り返し2万回以上の成形後も成形型の表面荒れや
ガラスの付着は認められなかった。また繰り返し数2万
回の時に成形されたガラス表面を走査型電子顕微鏡で観
察したところ、ガラス表面の全面にわたって、幅0.6
μm、深さ0.2μmの溝が2μのピッチで形成され、
欠けや深さ不良などの欠陥の無いことが確認された。ま
た実施例16で得られたガラス製品の水分量は8ppm
であった。一方脱水していないガラスを用いた比較例6
では、成形3回目で型とガラスの全面付着が発生し、ま
た成形されたガラスも、第1回目の成形のものから表面
に微細な欠けが発生していた。
In Example 16 in which dehydrated glass was molded, surface roughness of the molding die and adhesion of glass were not observed even after molding was repeated 20,000 times or more. Further, when the glass surface formed after repeating 20,000 times was observed with a scanning electron microscope, a width of 0.6
grooves with a depth of 0.2 μm and a pitch of 2 μ are formed,
It was confirmed that there were no defects such as chipping and defective depth. The water content of the glass product obtained in Example 16 was 8 ppm.
Met. On the other hand, Comparative Example 6 using glass not dehydrated
In the third molding, adhesion of the mold and glass over the entire surface occurred, and also in the molded glass, the surface was minutely chipped from the first molding.

【0039】実施例17、比較例7 平坦度5μm、表面荒さ(Rmax )0.1μmに平面加
工、研磨した直径25mm、厚さ10nmのCVD法で
形成したSiCに金属クロムを蒸着し、ポジ型レジスト
を塗布し、EB露光、現像、クロムエッチング、レジス
ト剥離、そしてRIEによるSiCエッチング、という
工程により、SiC表面上にマイクロフレネルレンズの
反転パターンを形成した。パターンの深さは1μm、ピ
ッチは最小10μmである。この表面にイオンプレーテ
ィング法によりi−カーボン膜を70nmの厚さで形成
し、成形型とした。
Example 17, Comparative Example 7 Flatness was 5 μm, surface roughness (Rmax) was 0.1 μm, and the surface was polished and polished, and metal chromium was vapor-deposited on SiC formed by a CVD method with a diameter of 25 mm and a thickness of 10 nm to form a positive type. A resist was applied, and an inverted pattern of micro Fresnel lenses was formed on the SiC surface by the steps of EB exposure, development, chromium etching, resist stripping, and SiC etching by RIE. The pattern depth is 1 μm, and the pitch is 10 μm at the minimum. An i-carbon film having a thickness of 70 nm was formed on this surface by an ion plating method to obtain a molding die.

【0040】実施例1で用いたのと同じ脱水したBaC
D5ガラス(実施例17)、および比較例1と同じ脱水
していないBaCD5ガラス(比較例7)を準備し、こ
れを上記成形型により次のプレス条件で繰り返し成形し
た。 成形条件; 成形温度 650℃ 成形圧力 20MPa 加圧時間 20秒 雰囲気 窒素(残存水分量7ppm)
The same dehydrated BaC used in Example 1.
D5 glass (Example 17) and the same non-dehydrated BaCD5 glass (Comparative Example 7) as in Comparative Example 1 were prepared, and this was repeatedly molded under the following pressing conditions using the above-mentioned molding die. Molding conditions: Molding temperature 650 ° C. Molding pressure 20 MPa Pressurizing time 20 seconds Atmosphere Nitrogen (residual water content 7 ppm)

【0041】脱水したガラスを成形した実施例17で
は、繰り返し2万回以上の成形後も成形型の表面荒れや
ガラスの付着は認められなかった。また繰り返し数2万
回の時に成形されたガラス表面を走査型電子顕微鏡で観
察したところ、ガラス表面の全面にわたってパターンが
良好に転写され、欠けや深さ不良などの欠陥の無いこと
が確認された。また実施例17で得られたガラス製品の
水分量は7ppmであった。一方脱水していないガラス
を用いた比較例7では、成形6回目で型とガラスの全面
付着が発生し、また成形されたガラスも、第1回目の成
形のものから表面に微細な欠けが発生していた。
In Example 17 in which dehydrated glass was molded, surface roughness of the molding die and adhesion of glass were not observed even after molding was repeated 20,000 times or more. Further, when the glass surface formed after repeating 20,000 times was observed with a scanning electron microscope, it was confirmed that the pattern was satisfactorily transferred over the entire surface of the glass and that there were no defects such as chipping and defective depth. . The water content of the glass product obtained in Example 17 was 7 ppm. On the other hand, in Comparative Example 7 using the glass that had not been dehydrated, the mold and the glass were entirely attached to each other in the sixth molding, and the molded glass also had fine chipping on the surface from the first molding. Was.

【0042】さらにこれらの基板の上にCr下地層、C
oCrPt磁性層をスパッタコートし、室温〜250℃
の熱サイクルを5000回与えて、コート層の安定性を
調べた。実施例17の基板を用いたものには変質は認め
られなかったが、比較例7の基板を用いたものには大き
さ数十nmの小さな盛り上がりが膜表面に認められた。
Further, a Cr underlayer, C
Sputter coat the oCrPt magnetic layer at room temperature to 250 ° C
The stability of the coat layer was examined by applying the heat cycle of 5 times. No alteration was observed in the sample using the substrate of Example 17, but small swells of several tens nm in size were observed on the film surface in the sample using the substrate of Comparative Example 7.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明の効果について、以下に述べる。 The effects of the present invention will be described below.

【0044】 すなわち、本発明によれば、非球面レン
ズや回折光学素子などの個々の用途に適した特性を有す
るガラスレンズを、長期間成形型の破損を起すことなく
作製できる、量産性、価格の点で優れた効果を有するガ
ラスレンズの量産方法が提供された。
That is, according to the present invention, an aspheric lens
Mass production method of glass lenses with excellent effects in terms of mass productivity and price, which enables production of glass lenses having characteristics suitable for individual applications such as lenses and diffractive optical elements without damaging the molding die for a long period of time. Was provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1および比較例1で得たガラスレンズの
分光透過率曲線図である。
FIG. 1 is a spectral transmittance curve diagram of glass lenses obtained in Example 1 and Comparative Example 1.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 和明 東京都新宿区中落合2丁目7番5号 ホ ーヤ株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−67198(JP,A) 特開 昭59−199546(JP,A) 特開 昭64−28245(JP,A) 特開 昭61−132526(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03B 11/00,11/16 C03C 3/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Kazuaki Hashimoto 2-7-5 Nakaochiai, Shinjuku-ku, Tokyo Hoya Co., Ltd. (56) References JP-A-6-67198 (JP, A) Kai 59-199546 (JP, A) JP 64-28245 (JP, A) JP 61-132526 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C03B 11 / 00,11 / 16 C03C 3/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 加熱軟化したガラスプリフォームを成形
型により加圧成形することを繰り返すことによりガラス
レンズを量産する方法であって、前記加圧成形が、ガラ
ス構造中に含まれる水酸基および水分子の総量が、水分
子換算で55ppm以下のガラスプリフォームを用い
これをレンズの形状に精密加工された成形型に入れ、加
圧することにより前記成形型の成形面を転写させること
により行われることを特徴とする、ガラスレンズ量産
方法。
1. A glass is prepared by repeatedly press-molding a heat-softened glass preform with a molding die.
A method for mass-producing lenses , wherein the pressure molding uses a glass preform in which the total amount of hydroxyl groups and water molecules contained in the glass structure is 55 ppm or less in terms of water molecules ,
Put this in a mold that has been precisely processed into the shape of the lens, and add
Transferring the molding surface of the mold by pressing
Characterized in that it is carried out by mass production <br/> method of a glass lens.
【請求項2】 構造中に含まれる水酸基および水分子の
総量が、水分子換算で15ppm以下のガラスプリフォ
ームを用いることを特徴とする、請求項に記載のガラ
レンズ量産方法。
2. The mass production method for a glass lens according to claim 1 , wherein a glass preform having a total amount of hydroxyl groups and water molecules contained in the structure of 15 ppm or less in terms of water molecules is used.
【請求項3】 加圧成形を水含有量50ppm以下の非
酸化性雰囲気中で行うことを特徴とする請求項1または
に記載のガラスレンズ量産方法。
The 3. A pressure molding and performing in the following non-oxidizing atmosphere water content 50ppm claim 1 or
2. A method for mass producing glass lenses according to 2 .
【請求項4】 ガラスプリフォームのガラスとして、そ
の熔解時に、ハロゲン原子含有ガス、酸素ガス、二酸化
炭素ガス、または不活性ガスを、熔解されたガラス融液
中に流通させたガラスを用いることを特徴とする、請求
1〜3のいずれか一項に記載のガラスレンズ量産
法。
4. As the glass for the glass preform, a glass in which a halogen atom-containing gas, an oxygen gas, a carbon dioxide gas, or an inert gas is circulated in the melted glass melt at the time of melting the glass preform. The method for mass-producing glass lenses according to any one of claims 1 to 3 , which is characterized in that.
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