小型ガラス製品の製造方法
【課題】寸法が小さく厚さが薄くしかも面取加工がなされており、欠け・クラックなどの発生のおそれのない小型ガラス製品の製造方法を提供する。
【解決手段】ガラス素材を加工して１５ｍｍ角以上の面積を有するガラス板を得て、このガラス板を面取した上で鏡面を得るまで研磨し、研磨されたガラス板を洗浄し乾燥し、このガラス板に保護膜を形成した後、このガラス板を最終製品寸法を有する小寸法のガラス板に切断し、この最終製品寸法に切断された小寸法のガラス板の面取をし、保護膜を除去し洗浄し乾燥することにより小型ガラス製品を得る。
【解決手段】ガラス素材を加工して１５ｍｍ角以上の面積を有するガラス板を得て、このガラス板を面取した上で鏡面を得るまで研磨し、研磨されたガラス板を洗浄し乾燥し、このガラス板に保護膜を形成した後、このガラス板を最終製品寸法を有する小寸法のガラス板に切断し、この最終製品寸法に切断された小寸法のガラス板の面取をし、保護膜を除去し洗浄し乾燥することにより小型ガラス製品を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型ガラス製品の製造方法に関し、特に撮像素子などの電子デバイスに用いる光学ガラスフィルタやカバーガラスなどとして使用される小型ガラス製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスなどに用いるガラス製品の小型化が進んでおり、それらの中でもＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを用いた撮像素子の光学ガラスフィルタやカバーガラスなどとして使用されるガラス製品の小型化の進展は特に顕著である。
【０００３】
ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを用いた撮像素子は、ハンディカメラやディジタルスチルカメラに用いられるほか、近年では携帯電話端末などに標準的に取り付けられるようになり、その用途が急速に広がり、これに伴なってそのガラス部品である光学ガラスフィルタやカバーガラスなどのガラス製品を小型薄型化するための製造技術の確立が強く望まれるようなった。
【０００４】
赤外カットフィルタ、ローパスフィルタなどの光学ガラスフィルタやカバーガラスなどのガラス板成形品としての小型のガラス製品は、従来、次のような方法で製造されてきた。
【０００５】
まず、ラッピングなどの粗研摩を行ない、製品の板厚を規定の範囲にした後、切断し、所定の形状に分割する。次に分割された製品を形状加工機や芯取機などで製品の仕上り規格に形状を整えるとともに、面取加工を行なって規定の寸法にする。その後、表裏面を両面研摩機にてさらにラッピングし、板厚を削ってゆき、さらに数段のポリッシング加工を行なって所定の小型のガラス製品を得る。
【０００６】
最近のガラス製品における小型化の要求に応えるために、上記の工程において、最終のガラス製品の寸法に対し、たとえば縦横とも１０倍の大きさにて最終ポリッシュを行ない、その後にガラス製品の寸法に切断したものを製品とする方法が検討されている。この方法では、切断後のガラス製品の面取がなされていない。
【０００７】
面取工程は最終ポリッシュよりも前の工程で通常は行なわれており、従来は面取に機械的研削またはホーニング加工が主として用いられてきた。最近では液晶ティスプレイ用パネルガラスの面取加工方法として、回転砥石を用いた方法が特許文献１や特許文献２に記載されている。撮像素子のカバーガラスや視感度補正フィルタなどに使用されるガラス製品の面取については、その寸法が３０ｍｍ角程度までであれば、上記液晶ディスプレイ用パネルガラスと同様の方法を用いることができる。また１５ｍｍ角程度の寸法までであれば、芯取装置により、１枚ずつ面取加工を施すことができる。
【０００８】
しかしながら、ガラス製品の寸法が小さくなるにつれ、面取加工時のガラス製品の保持方法や加工条件が安定しなくなり、加工自体が不安定になって、良品率が低くなるという問題点があった。また１枚ずつの面取加工では、加工工程がコスト高になるという点にも問題があった。
【０００９】
他方、小寸法のガラス製品を多数個一括して面取する方法として、エッチングを用いることが提案されている。特許文献３には、ガラス製品を積層し接着したものをエッチングすることにより、面取をする方法が記載されている。しかしながら、この方法では面取のためのエッチング幅やエッチング量の制御が困難であり、ガラス製品の品質を向上させるなどのガラス製品の面取の効果を十分に得ることは困難であった。しかもエッチング液がガラス製品の光学面などの機能面に付着するのを防止する必要があり、その防止に最善の注意を払わなければならないという問題点があった。
【００１０】
これらガラス製品の具体例としてガラスフィルタについて述べると、従来の方法で作られるガラスフィルタの寸法は１０ｍｍ角で厚さが約１ｍｍであるのに対し、薄型化が進む携帯電話端末やデジタルスチルカメラに組みこむフィルタとして、厚さがこれよりも大幅に薄いものが求められるようになった。
【００１１】
従来の芯取り方式を用いた加工では、ガラス製品の寸法が小さくなると、ガラス製品の保持方法や加工条件が安定しなくなるため、加工自体が不安定となり、良品率が低くなるという問題点があった。また面取を行なわないと、これが両面研摩研摩機のラッピンクおよびポリッシング工程における欠け・クラック発生の原因となるという問題があった。また小寸法であるために、加工品の取り扱いの困難度が増し、不適切な取り扱いがなされたり、工程間で行なう洗浄が不十分であることによる不良の発生などの問題があった。
【００１２】
また最終製品よりも大きい寸法で最終ポリッシング仕上げ行なった後に、最終製品の寸法に切断する方法も用いられてきたが、この方法で製造された面取を行っていない小型ガラス製品たとえばガラスフィルタは、ＣＣＤやＣＭＯＳのイメージセンサに組み込まれた場合に、ガラスフィルタの側部から欠け・チッピングなどが発生し、異物としてイメージセンサに影響を及ぼすという問題点があった。
【００１３】
ガラスの面取方法は、たとえば特許文献２に記載されている。特許文献２では、ガラスの面取工程を最終ポリッシングより前の工程で１枚毎に形状加工機や芯取機などを用いて仕上げることが記載されている。しかしながら、このような従来の方法は、加工品の寸法が３０ｍｍ以上であれば容易に行なうことができるが、加工品の寸法がこれよりも小さくなると急激に困難が増すという問題があった。また、この方法では１個ずつ加工を行なうので生産性が低い点にも問題があった。他方、切断後に化学処理によって面取を行なう特許文献３の方法を用いた場合には、処理後の精度が十分とはいえず、また側部からの欠け・チッピングなどの発生を防止する点で、ガラス製品としての信頼性についても十分ではなかった。
【特許文献１】特開平１０−１１８９０７号公報
【特許文献２】特開２００３−１８１７５１号公報
【特許文献３】特開２０００−１６９１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記問題点を解決するものであって、寸法が小さく厚さが薄くしかも面取加工がなされているため、欠け・クラックの発生のおそれのないガラス製品の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の小型ガラス製品の製造方法は、ガラス素材を加工して１５ｍｍ角以上の面積を有するガラス板を得るガラス板形成工程と、このガラス板を面取する第１の面取工程と、このガラス板を鏡面を得るまで研磨する研磨工程と、このガラス板を洗浄し乾燥する第１の洗浄・乾燥工程と、このガラス板に保護膜を形成する保護膜形成工程と、このガラス板を小寸法のガラス板に切断する切断工程と、最終製品寸法に切断された小寸法のガラス板の面取をする第２の面取工程と、小寸法のガラス板の保護膜を除去する保護膜除去工程と、ガラス板を洗浄し乾燥する第２の洗浄・乾燥工程とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
本発明においては、１５ｍｍ角以上の面積を有するガラス板を用いることにより、最終製品が小さいものであっても、より大きな取り扱い易い寸法のガラス板にて生産性よく鏡面を得るまでの研磨を行うことができる。また上記第１の面取工程により、最終製品よりも大きな面積を有するガラス板に対し、第１の面取を研磨工程に先立って行っておくことによって、チッピングなどによる研磨加工時のトラブル発生が防止される。鏡面にまで仕上げる上記ガラス板の大きさは、加工時の取り扱いに関し１５ｍｍ角以上の面積を有すればよいが、２５ｍｍ角以上であればより好ましく、また４０ｍｍ以上てであればさらに好ましい。
【００１７】
本発明においては、このようにして処理されたガラス面に保護膜を形成した上で、ガラス板を最終製品の形状などの小寸法に切断し面取加工を行なうことにより、処理されたガラス面を十分に保護することができる。
【００１８】
本発明の上記小型ガラス製品の製造方法においては、研磨され洗浄され乾燥された前記第１の洗浄・乾燥工程後の前記ガラス板の板面に反射防止膜、赤外線カット膜、反射膜、偏光分離膜、選択透過膜などの光学機能膜を成膜する成膜工程を備えることができる。
【００１９】
このような成膜工程において、１５ｍｍ角以上の面積を有するガラス板にて成膜を行うことにより、成膜工程の生産性を高めることができ、また成膜を行う場合の成膜工程のガラス製品寸法を規格化して、ホルダーを共通化することもできる。
【００２０】
上記の製造方法により、小型ガラス製品として、カバーガラスまたは視感度補正フィルタを製造することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の小型ガラス製品の製造方法により、従来は製造が困難であった、面取加工の施された小寸法のガラス製品を生産性よく製造することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に本発明の実施の形態を図面を参照し、具体的に説明する。図１は本発明の小型ガラス製品の製造方法の一実施形態を示した流れ図である。ガラス素材から小型ガラス製品に至る工程の流れを図１に従って簡単に説明する。まずガラス素材１００をガラス成形工程１０１にて成形して１５ｍｍ角以上の面積を有するガラス板を得る。このガラス板について第１の面取工程１０２にて面取を行った後、研磨工程１０３にて研磨を行って、鏡面にまで仕上げ、洗浄・乾燥工程１０４にて研磨材や研磨屑を十分に除いた後、乾燥する。こうして得られたガラス面に対し、必要に応じて反射防止膜や赤外カット膜などの成膜を行う。
【００２３】
次に保護膜形成工程１０６において、上記処理のなされたガラス面を保護する保護膜で被覆する。こうして保護膜で被覆された状態のガラス板を切断工程１０７にて切断し小寸法のガラス板を得る。この切断された小寸法のガラス板について第２の面取工程１０８にて面取を行う。面取を終えた小寸法のガラス板の保護膜は保護膜除去工程１０９にて保護膜を除去し、更に第２の洗浄・乾燥工程１１０にて洗浄と乾燥を行って、小型ガラス製品１１１を得る。
【００２４】
上記ガラス面の研磨工程１０３は、小寸法のガラス板に切断する前の比較的大きい寸法のガラス板の状態で行うことにより、研磨工程を安定に進めることができ、良好な研磨面を得ることができる。この研磨工程はたとえば粗研磨、中研磨および鏡面仕上げの各段階に分けて行うことにより、良好な寸法精度と良好な仕上げ面とを得ることができる。
【００２５】
上記洗浄・乾燥工程１０４では、研磨に用いた研磨剤と研磨屑を洗浄によって除去する。たとえばガラス板を１枚ずつ間隔を設けて保持する保持部を有するかごに収容して保持し、このかごを順次超音波洗浄槽に浸漬して洗浄し、最終的にはＩＰＡ洗浄し乾燥する方法を用いることができる。
【００２６】
上記成膜工程１０５は、研磨され洗浄・乾燥されたガラス板の板面に、必要に応じて反射防止膜または赤外線カット膜を成膜する工程である。撮像素子に用いられるカバーガラスまたは視感度補正フィルタなどの光学要素には、入射光の反射損失低減のための反射防止膜を真空蒸着やスパッタなどにより成膜する。またカバーガラスに赤外線カット膜を成膜し、これにより視感度補正フィルタを省略する場合もある。さらにカバーガラスまたは視感度補正フィルタに赤外線カット膜を成膜し、フィルタの薄肉化によるフィルタ特性の低下選択吸収の低下を補うことも可能である。
【００２７】
上記保護膜形成工程１０６では、このようにして処理されたガラス面を保護するためにガラス面に保護膜を形成する。保護膜は樹脂液をディッピングやスピンコートなどの方法で塗布し、必要に応じて加熱により塗膜を強化する。保護膜材はガラス面をよく保護するとともに、工程終了後は容易に除去できるものであれば特に制限されず、たとえばアクリレート樹脂とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとの混合物（日本化薬（株）カヤミラー）、テルペンフェノール樹脂（日化精工（株）スカイコート）またはリキッドワックスなどが使用できる。
【００２８】
ガラス製品を保護するために保護膜の厚さは２μｍ以上が好ましく、３μｍ以上であることがさらに好ましい。保護膜の厚さが２μｍを下回ると加工工程におけるガラス面の保護として十分ではなくなる。他方、作業性などの観点から保護膜の厚さは３０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以下であることがさらに好ましい。こうした保護膜の膜厚の調整は、樹脂液の濃度や温度を調整し樹脂液の粘度を調整することによって行なうことができる。また繰返しコートすることによって厚さを増すこともできる。
【００２９】
上記切断工程１０７における切断には、外周刃スライサーや内周刃切断機を用いることができる。
【００３０】
上記第２の面取工程１０８における面取は研削によって行う。この第２の面取工程には、小寸法のガラス板を両面で保持され小寸法のガラス板の面取される端面が突出し、この端面の一辺の稜が面取される第１の回転研削砥石とこの端面の他の一辺が面取される第２の研削砥石にこの端面を順次圧接させながら、この端面を第１の回転研削砥石と第２の回転研削砥石との間を直線的に通過することにより、小寸法のガラス板の端面の稜部が面取される方法を用いることができる。
【００３１】
切断された小寸法のガラス板は寸法が小さいため、片面の吸着だげでは保持力が不充分になり易いことから、このように両面保持とし、小寸法のガラス板の面取する端面だけを保持部から突出させ、面取を行うことが好ましい。また、上下の砥石を分けることで、砥石の固定位置を調節することにより、面取の角度を任意に調整でき、さまざまな品種への対応が容易である。
【００３２】
この第２の面取工程には、小寸法のガラス板の突出させる端面が順次変更され、この小寸法のガラス板の四つの端面がすべて第１の回転研削砥石と第２の回転研削砥石との間を通過することにより、小寸法のガラス板における板面周囲の８稜部が面取される方法を用いることができる。
【００３３】
このようにして小寸法のガラス板を１端面ずつ４回通過させることにより、小寸法のガラス板における板面周囲の４端面８稜の面取を精度よく確実に行なうことができる。
【００３４】
上記第１の回転研削砥石および前記第２の回転研削砥石は、円盤状を有し盤面が前記小寸法のガラス板に圧接され、かつ前記円盤状砥石の盤面が小寸法のガラス板の通過方向に対し傾斜して当接し面取を行うことが望ましい。
【００３５】
小寸法のガラス板を砥石間を通過させる際に、砥石の位置は固定しているので、円盤状砥石の盤面を小寸法のガラス板に圧接させて研削するには、回転研削砥石の盤面を小寸法のガラス板の通過方向に対し傾斜させる必要がある。この当接面の傾斜により、砥石の内周部の面がまず小寸法のガラス板に当接し、面取が進むにつれて外周側が当接するようになるので、、砥石の広い面積を有効に使用でき、砥石寿命を伸ばすことができる。
【００３６】
小寸法のガラス板の進行方向に対する砥石盤面のなす角は１〜２°に設定することができる。
【００３７】
また上記第１の回転研削砥石および前記第２の回転研削砥石は、前記小寸法のガラス板の通過方向と前記小寸法のガラス板に当接させる部分の砥石の回転方向とが順方向、即ち同方向となるように当接させて面取を行なうものであることが望ましい。
【００３８】
このようにすることにより、小寸法のガラス板が回転研削砥石と当接する際の衝撃が緩和され、小寸法のガラス板に損傷が生じるのを防ぐことができる。また回転研削砥石の当接面の回転方向を重力方向と一致させることにより研削屑が下方に排除されるようにすることにより、ガラス屑の残留による傷の発生を防ぐことができる。
【００３９】
上記保持部が小寸法のガラス板を保持する保持手段として、一ガラス面を真空吸着する真空吸着手段を用いることが望ましい。
【００４０】
小寸法のガラス板の一ガラス面を真空吸着することにより、両面を挟持力のみで保持するよりも、製品にかかる負荷を低減でき、傷の発生を防ぐ上から好ましい。また、下面を真空吸着するようにした場合、製品上面を真空吸着パッドで吸着保持し、保持部へ移送することができ、保持部では下面を吸着した後、上面を押えるようにすることで、確実に小寸法のガラス板を移送し、保持部に保持することができる。なお、保持部では面取されるべき小寸法のガラス板の端面側を除く板面の３／４以上の下面を支持することが好ましく、上面の押えは少なくともガラス製品の重心を含む板面の中央線、または中央線よりも面取されるべき端面側を押えるようにすることが好ましい。また、真空吸引パッドとの関係から、上面押えは板面中央を押えるよりも、板面外周を押えるようにした方が保持を確実にし、小寸法のガラス板に不要な応力を与えないという観点から好ましい。上面押えの小寸法のガラス板の板面との当接部は、ゴムや樹脂などの弾性材料を用いる。
【００４１】
さらに上記保護膜除去工程１０９の保護膜除去は、保護膜として用いたコート材種類に応じこれを溶解する溶剤に浸漬したり、スピンコートするなど方法によって実施し、次の第２の洗浄乾燥工程１１０を連続して行うことにより、清浄なガラス面を有する小型ガラス製品を得る。
【００４２】
上記のたとえばアクリレート樹脂とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとの混合物のコート材であるカヤミラーの保護膜は、エーテル類、アルコール系溶剤、アセトンおよびアセテート系の各溶剤、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸アンモニウムなどの各アルカリ溶液に可溶であることから、これらの液を用いることにより溶解することができる。また、テルペンフェノール樹脂のコーティング材であるスカイコートの保護膜は、アルコール系溶剤およびアルカリ水溶液にて溶解することができる。なお、アルカリ水溶液は高濃度になるとガラスを侵食するおそれがあるので、アルカリ水溶液は１〜５％の濃度のものを用いる。
【実施例１】
【００４３】
ここでは小型ガラス製品の具体例として、赤外線カットフィルタガラスの製作について述べる。
【００４４】
まず、所定のフツリン酸系ガラス組成となるように原料を調合し、白金るつぼに収容し蓋をして６５０〜８５０℃で溶融し、攪拌・清澄後、金型内に鋳込み、徐冷した後、切断して１２５ｍｍ角の板とした。これを♯６００のカーボン系砥粒を用い両面研摩機で肉厚１ｍｍとなるまで粗磨りし、ダイヤモンド超鋼刃を用いたスクライブマシンにより４０ｍｍ角９枚に割断した。これは最終製品ではないために、後工程の研摩工程で良品率低下の原因とならないよう、面取はおおまかな処理を行なう程度に留めた。こうした面取で、芯取り工程の生産性を十分に高めることができた。ここに芯取り機は、Ｖ溝を複数持つ研削ホイールを用い基準となる形状を倣いカム式で外形研削する多溝ホイール、カム式のものを用いた。
【００４５】
なお、従来の赤外線カットフィルタガラス製品の製造では、板成型品をまずラッピングなどの粗研削、たとえば両面研摩機にて製品の板厚を所定の厚みまで削り込み、その後、スクライブマシンにより所定の形状に切断し、芯取機で面取加工を行っており、この芯取り工程で製品の外径形状が決定されていた。こうした従来の方法では、たとえば最終製品寸法４ｍｍ×４ｍｍに対し±０．１ｍｍの範囲に仕上げるために芯取り工程が非常に困難であるため、生産性が低いという問題点があった。
【００４６】
次に上記ガラス板の表裏面を両面研摩機にて、♯１２００のアルミナ系砥粒でさらにラッピングし、表面の粗さ仕上げと板厚を０．４ｍｍ程度の厚みまで削り込んだ。続いてこのガラス製品に対し、最終製品の仕様となるガラス面の鏡面仕上げを行なった。このガラス製品を両面研摩機でセリア系の研磨材にてポリッシング処理を行なった後、精密洗浄装置で洗浄した。こうして４０ｍｍ×４０ｍｍ×０．３ｍｍの寸法のガラス製品を得た。なお、最終サイズの４ｍｍ×４ｍｍにしてからラッビングやポリッシングの工程を設定すると、工程の困難さが増し生産性が大幅に低下する。
【００４７】
こうして精密洗浄した４０ｍｍ×４０ｍｍ×０．３ｍｍの寸法のガラス製品に対し、真空蒸着装置を用い、近赤外光の約１／４波長の厚さを有する高屈折率のＴｉＯ２層と低屈折率のＳｉＯ２層とを交互に計２８層積層し、近赤外光カット特性を有する多層干渉膜を成膜し、さらにこのガラス製品の両面に反射防止膜としてＡｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２およびＭｇＦ２をこの順序に成膜した。
【００４８】
続いてこのガラス製品に保護膜としてアクリレート樹脂とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとの混合物である日本化薬（株）製のカヤミラーをスピンコートにより塗布し、１００℃で１００秒間加熱処理して膜を硬化させた。
【００４９】
続いて保護膜で保護された上記ガラス製品を、ダイシング装置を用いて最終サイズの４ｍｍ×４ｍｍに切断した。
【００５０】
次に切断された小型ガラス製品に対し面取装置を用いて８稜部の面取を行なった。具体的な面取工程の実施状況を図２および図３に示す。ここに図２は面取工程の機構の主要な部分を模式的に示した平面図、図３はこの機構における面取研削を実施している個所を断面図により模式的に示したものである。
【００５１】
図２において、４ｍｍ×４ｍｍ×０．３ｍｍの小型ガラス製品２０１を保持する保持テーブル２０２に、ローダ・アンローダ装置２０３を用い、小型ガラス製品２０１を収容した専用カセット２０４から小型ガラス板２０１を１０枚取り出して保持テーブル２０２に保持させる。小型ガラス製品２０１を保持した保持テーブル２０２は移動機構２０６により移動し、小型ガラス製品２０１を移動経路に設けた研削砥石２０７〜２１０の位置を通過させることにより、小型ガラス製品２０１の１側面について上下の稜を研削することにより面取をした。研削砥石２０７〜２１０には、♯８００の電着式ダイヤモンドホイールでカップ式形状のものを用い、ｃ面の幅で０．１ｍｍ程度にした。
【００５２】
次にローダ・アンローダ装置２０３で小型ガラス製品２０１を移し替え、同様にして小型ガラス製品２０１の１側面について上下の稜を研削し面取をした。この操作を繰り返すことにより、専用カセット２０３のすべての小型ガラス製品２０１について１側面の面取を終了させた。
【００５３】
次に専用カセット２０３を９０°回転させて小型ガラス製品２０１の新しい側面をそれぞれの研削砥石２０７〜２１０側に向けた後、同様手順にて小型ガラス製品２０１の新しい側面について上下の稜を研削し面取をした。この操作を繰り返すことにより、専用カセット２０４に収容されたすべての小型ガラス製品２０１について４側面の８稜の面取を終了させた。
【００５４】
続いて面取を終えた小型ガラス製品２０１の保護膜除去と精密洗浄を行ない、乾燥させた。保護膜の除去には炭酸アンモニウム３％水溶液の液槽を用意し、これに浸漬して膜を溶解除去する方法を用いた。こうして得られた小型ガラス製品２０１に対し、キズ、欠け、チッピンク、付着物の有無についての外観を検査した。
【００５５】
さらに輸送試験として、図４に示したポリエチレンテレフタレート製ケース４０１に製作した小寸法の赤外線カットフィルタを収容した。図４の（ａ）は、このポリエチレンテレフタレート製ケース４００の模式的斜視図であって、１つのケース４００には１００個の赤外線カットフィルタ収容部４０１が設けられており、赤外線カットフィルタ４０２は４ヶ所の支持部４０３で支持で保持されている。また図４の（ｂ）は赤外線カットフィルタ収容部４０１を拡大して示した平面図であり、また図４の（ｃ）はその断面を模式的に示したものである。
【００５６】
このポリエチレンテレフタレート製ケース４００に、上記外観検査で良品と判定された赤外線カットフィルタ４０３を収容し、このポリエチレンテレフタレート製ケース４００を５段重ねてふたをし、テープ止めしたもの２束を真空パックし、緩衝材を入れた段ボールに梱包し、宅配便にて当社の静岡工場と東京営業所との間を往復させたものを、詳細に検査した。その結果、不良率は５％と、従来のものに比べ、大幅な改善がみられた。
【００５７】
以上の実施例１についての結果の詳細を表１にまとめた。
【表１】
【００５８】
表１に示したように、この実施例で総合歩留として７８．０％と高い値が得られた。また処理能力として、４ｍｍ×４ｍｍに切断してから面取をする従来方法を用いた場合（次に述べる比較例１の結果）の所要時間との比の値を求めた結果、８．０８と高い処理能力値を得た。さらに輸送試験による不良発生率は５％と低いことが確認された。これらの結果から、本発明の方法を用いることにより、端部からの異物の発生がなく、信頼性の良好な小寸法の赤外線カットフィルタを生産性よく製造できることがわかった。
【００５９】
[比較例１]
本発明に対する比較例１として、ガラス製品の寸法を最初の段階で４ｍｍ×４ｍｍの小ガラス製品に切断したものを加工する方法で小型の赤外線カットフィルタガラスの製作を行なった。
【００６０】
この結果について、実施例１と比較し易い形に工程と評価項目を揃えて表２にまとめた。
【表２】
【００６１】
この結果からわかるように、ガラス製品の寸法を最初の段階で４ｍｍ×４ｍｍの小ガラス製品に切断したものを加工する方法では、非常に手間がかかることに加えて、小寸法のため工程が困難になるために、製作された小型の赤外線カットフィルタガラスとしては良品が得られるものの、その総合歩留が２２．７％と非常に低くなってしまうことがわかった。
【００６２】
[比較例２]
本発明に対する比較例２として、実施例１における面取を省略した小型の赤外線カットフィルタガラスを製作した。これについても実施例１と比較し易い形に工程と評価項目を揃えて表３にまとめた。
【００６３】
この結果から、面取を省略した小型の赤外線カットフィルタガラスは、その製造工程では、処理能力が２１．５と高いが、この方法で製作された小型の赤外線カットフィルタガラスは、輸送試験の段階で不良発生率が４４．８％と非常に高くなることがわかった。これは面取をしていない側面からの異物発生によるもので、撮像装置に組みこんだ後においても同様と考えられる。従ってこの方法においては、製造される製品の信頼性を確保に課題が残されていることがわかった。
【表３】
【００６４】
[比較例３]
本発明に対する比較例３として、実施例１における面取に化学エッチング処理を用い、このほかの工程は実施例１と同じ工程にて、小型の赤外線カットフィルタガラスの製作を行なった。この結果についても、実施例１と比較し易い形に工程と評価項目を揃えて表４にまとめた。
【表４】
【００６５】
この結果からわかるように、面取に化学エッチング処理を用いた小型の赤外線カットフィルタガラスは、その処理能力は１．７２とあまり高くなく、またこの方法で製作された小型の赤外線カットフィルタガラスは、輸送試験の段階で不良発生率が１９．７％と非常に高いことがわかった。これは化学エッチング処理により面取をした側面から異物が発生するもので、撮像装置に組みこんだ後においても同様であると考えられる。従ってこの方法では信頼性の低い製品が製造されてしまうことがわかった。その製造工程ではあまり問題を生じないが、製作された小型の赤外線カットフィルタガラスは、輸送試験の段階および撮像装置に組みこんだ後において、側面からの異物発生がみられることがわかった。この側面からの発生は、比較例３ほど多くはないものの、従ってこの方法においても、製造される製品の信頼性の確保に課題が残されていることがわかった。。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の小型ガラス製品の製造方法を用いることにより、従来は製造が困難であった、面取加工が施され信頼性の高い赤外線カットガラスやカバーガラスなどの小寸法ガラス製品を生産性よく製造することができることから、小型ガラス製品の製造方法の関連産業に与える影響は大であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の小型ガラス製品の製造方法の一実施形態を示した流れ図である。
【図２】本発明の面取工程の一実施形態の主要部を模式的に示した平面図である。
【図３】本発明の面取工程の一実施形態の主要部を模式的に示した一断面図である。
【図４】輸送試験に用いたポリエチレンテレフタレート製ケースを模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００…ガラス素材、１０１…ガラス成形工程、１０２…第１の面取工程、１０３…研磨工程、１０４…洗浄・乾燥工程、１０５…成膜工程、１０６…保護膜形成工程、１０７…切断工程、１０８…第２の面取工程、１０９…保護膜除去工程、１１０…第２の洗浄・乾燥工程、１１１…小型ガラス製品、２０１…小型ガラス製品、２０２…保持テーブル、２０３…ローダ・アンローダ装置、２０４…専用カセット、２０６…移動機構、２０７〜２１０…研削砥石、２１１…カバー、４００…ポリエチレンテレフタレート製ケース、４０１…赤外線カットフィルタ収容部、４０２…赤外線カットフィルタ、４０３…支持部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型ガラス製品の製造方法に関し、特に撮像素子などの電子デバイスに用いる光学ガラスフィルタやカバーガラスなどとして使用される小型ガラス製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスなどに用いるガラス製品の小型化が進んでおり、それらの中でもＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを用いた撮像素子の光学ガラスフィルタやカバーガラスなどとして使用されるガラス製品の小型化の進展は特に顕著である。
【０００３】
ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを用いた撮像素子は、ハンディカメラやディジタルスチルカメラに用いられるほか、近年では携帯電話端末などに標準的に取り付けられるようになり、その用途が急速に広がり、これに伴なってそのガラス部品である光学ガラスフィルタやカバーガラスなどのガラス製品を小型薄型化するための製造技術の確立が強く望まれるようなった。
【０００４】
赤外カットフィルタ、ローパスフィルタなどの光学ガラスフィルタやカバーガラスなどのガラス板成形品としての小型のガラス製品は、従来、次のような方法で製造されてきた。
【０００５】
まず、ラッピングなどの粗研摩を行ない、製品の板厚を規定の範囲にした後、切断し、所定の形状に分割する。次に分割された製品を形状加工機や芯取機などで製品の仕上り規格に形状を整えるとともに、面取加工を行なって規定の寸法にする。その後、表裏面を両面研摩機にてさらにラッピングし、板厚を削ってゆき、さらに数段のポリッシング加工を行なって所定の小型のガラス製品を得る。
【０００６】
最近のガラス製品における小型化の要求に応えるために、上記の工程において、最終のガラス製品の寸法に対し、たとえば縦横とも１０倍の大きさにて最終ポリッシュを行ない、その後にガラス製品の寸法に切断したものを製品とする方法が検討されている。この方法では、切断後のガラス製品の面取がなされていない。
【０００７】
面取工程は最終ポリッシュよりも前の工程で通常は行なわれており、従来は面取に機械的研削またはホーニング加工が主として用いられてきた。最近では液晶ティスプレイ用パネルガラスの面取加工方法として、回転砥石を用いた方法が特許文献１や特許文献２に記載されている。撮像素子のカバーガラスや視感度補正フィルタなどに使用されるガラス製品の面取については、その寸法が３０ｍｍ角程度までであれば、上記液晶ディスプレイ用パネルガラスと同様の方法を用いることができる。また１５ｍｍ角程度の寸法までであれば、芯取装置により、１枚ずつ面取加工を施すことができる。
【０００８】
しかしながら、ガラス製品の寸法が小さくなるにつれ、面取加工時のガラス製品の保持方法や加工条件が安定しなくなり、加工自体が不安定になって、良品率が低くなるという問題点があった。また１枚ずつの面取加工では、加工工程がコスト高になるという点にも問題があった。
【０００９】
他方、小寸法のガラス製品を多数個一括して面取する方法として、エッチングを用いることが提案されている。特許文献３には、ガラス製品を積層し接着したものをエッチングすることにより、面取をする方法が記載されている。しかしながら、この方法では面取のためのエッチング幅やエッチング量の制御が困難であり、ガラス製品の品質を向上させるなどのガラス製品の面取の効果を十分に得ることは困難であった。しかもエッチング液がガラス製品の光学面などの機能面に付着するのを防止する必要があり、その防止に最善の注意を払わなければならないという問題点があった。
【００１０】
これらガラス製品の具体例としてガラスフィルタについて述べると、従来の方法で作られるガラスフィルタの寸法は１０ｍｍ角で厚さが約１ｍｍであるのに対し、薄型化が進む携帯電話端末やデジタルスチルカメラに組みこむフィルタとして、厚さがこれよりも大幅に薄いものが求められるようになった。
【００１１】
従来の芯取り方式を用いた加工では、ガラス製品の寸法が小さくなると、ガラス製品の保持方法や加工条件が安定しなくなるため、加工自体が不安定となり、良品率が低くなるという問題点があった。また面取を行なわないと、これが両面研摩研摩機のラッピンクおよびポリッシング工程における欠け・クラック発生の原因となるという問題があった。また小寸法であるために、加工品の取り扱いの困難度が増し、不適切な取り扱いがなされたり、工程間で行なう洗浄が不十分であることによる不良の発生などの問題があった。
【００１２】
また最終製品よりも大きい寸法で最終ポリッシング仕上げ行なった後に、最終製品の寸法に切断する方法も用いられてきたが、この方法で製造された面取を行っていない小型ガラス製品たとえばガラスフィルタは、ＣＣＤやＣＭＯＳのイメージセンサに組み込まれた場合に、ガラスフィルタの側部から欠け・チッピングなどが発生し、異物としてイメージセンサに影響を及ぼすという問題点があった。
【００１３】
ガラスの面取方法は、たとえば特許文献２に記載されている。特許文献２では、ガラスの面取工程を最終ポリッシングより前の工程で１枚毎に形状加工機や芯取機などを用いて仕上げることが記載されている。しかしながら、このような従来の方法は、加工品の寸法が３０ｍｍ以上であれば容易に行なうことができるが、加工品の寸法がこれよりも小さくなると急激に困難が増すという問題があった。また、この方法では１個ずつ加工を行なうので生産性が低い点にも問題があった。他方、切断後に化学処理によって面取を行なう特許文献３の方法を用いた場合には、処理後の精度が十分とはいえず、また側部からの欠け・チッピングなどの発生を防止する点で、ガラス製品としての信頼性についても十分ではなかった。
【特許文献１】特開平１０−１１８９０７号公報
【特許文献２】特開２００３−１８１７５１号公報
【特許文献３】特開２０００−１６９１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記問題点を解決するものであって、寸法が小さく厚さが薄くしかも面取加工がなされているため、欠け・クラックの発生のおそれのないガラス製品の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の小型ガラス製品の製造方法は、ガラス素材を加工して１５ｍｍ角以上の面積を有するガラス板を得るガラス板形成工程と、このガラス板を面取する第１の面取工程と、このガラス板を鏡面を得るまで研磨する研磨工程と、このガラス板を洗浄し乾燥する第１の洗浄・乾燥工程と、このガラス板に保護膜を形成する保護膜形成工程と、このガラス板を小寸法のガラス板に切断する切断工程と、最終製品寸法に切断された小寸法のガラス板の面取をする第２の面取工程と、小寸法のガラス板の保護膜を除去する保護膜除去工程と、ガラス板を洗浄し乾燥する第２の洗浄・乾燥工程とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
本発明においては、１５ｍｍ角以上の面積を有するガラス板を用いることにより、最終製品が小さいものであっても、より大きな取り扱い易い寸法のガラス板にて生産性よく鏡面を得るまでの研磨を行うことができる。また上記第１の面取工程により、最終製品よりも大きな面積を有するガラス板に対し、第１の面取を研磨工程に先立って行っておくことによって、チッピングなどによる研磨加工時のトラブル発生が防止される。鏡面にまで仕上げる上記ガラス板の大きさは、加工時の取り扱いに関し１５ｍｍ角以上の面積を有すればよいが、２５ｍｍ角以上であればより好ましく、また４０ｍｍ以上てであればさらに好ましい。
【００１７】
本発明においては、このようにして処理されたガラス面に保護膜を形成した上で、ガラス板を最終製品の形状などの小寸法に切断し面取加工を行なうことにより、処理されたガラス面を十分に保護することができる。
【００１８】
本発明の上記小型ガラス製品の製造方法においては、研磨され洗浄され乾燥された前記第１の洗浄・乾燥工程後の前記ガラス板の板面に反射防止膜、赤外線カット膜、反射膜、偏光分離膜、選択透過膜などの光学機能膜を成膜する成膜工程を備えることができる。
【００１９】
このような成膜工程において、１５ｍｍ角以上の面積を有するガラス板にて成膜を行うことにより、成膜工程の生産性を高めることができ、また成膜を行う場合の成膜工程のガラス製品寸法を規格化して、ホルダーを共通化することもできる。
【００２０】
上記の製造方法により、小型ガラス製品として、カバーガラスまたは視感度補正フィルタを製造することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の小型ガラス製品の製造方法により、従来は製造が困難であった、面取加工の施された小寸法のガラス製品を生産性よく製造することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に本発明の実施の形態を図面を参照し、具体的に説明する。図１は本発明の小型ガラス製品の製造方法の一実施形態を示した流れ図である。ガラス素材から小型ガラス製品に至る工程の流れを図１に従って簡単に説明する。まずガラス素材１００をガラス成形工程１０１にて成形して１５ｍｍ角以上の面積を有するガラス板を得る。このガラス板について第１の面取工程１０２にて面取を行った後、研磨工程１０３にて研磨を行って、鏡面にまで仕上げ、洗浄・乾燥工程１０４にて研磨材や研磨屑を十分に除いた後、乾燥する。こうして得られたガラス面に対し、必要に応じて反射防止膜や赤外カット膜などの成膜を行う。
【００２３】
次に保護膜形成工程１０６において、上記処理のなされたガラス面を保護する保護膜で被覆する。こうして保護膜で被覆された状態のガラス板を切断工程１０７にて切断し小寸法のガラス板を得る。この切断された小寸法のガラス板について第２の面取工程１０８にて面取を行う。面取を終えた小寸法のガラス板の保護膜は保護膜除去工程１０９にて保護膜を除去し、更に第２の洗浄・乾燥工程１１０にて洗浄と乾燥を行って、小型ガラス製品１１１を得る。
【００２４】
上記ガラス面の研磨工程１０３は、小寸法のガラス板に切断する前の比較的大きい寸法のガラス板の状態で行うことにより、研磨工程を安定に進めることができ、良好な研磨面を得ることができる。この研磨工程はたとえば粗研磨、中研磨および鏡面仕上げの各段階に分けて行うことにより、良好な寸法精度と良好な仕上げ面とを得ることができる。
【００２５】
上記洗浄・乾燥工程１０４では、研磨に用いた研磨剤と研磨屑を洗浄によって除去する。たとえばガラス板を１枚ずつ間隔を設けて保持する保持部を有するかごに収容して保持し、このかごを順次超音波洗浄槽に浸漬して洗浄し、最終的にはＩＰＡ洗浄し乾燥する方法を用いることができる。
【００２６】
上記成膜工程１０５は、研磨され洗浄・乾燥されたガラス板の板面に、必要に応じて反射防止膜または赤外線カット膜を成膜する工程である。撮像素子に用いられるカバーガラスまたは視感度補正フィルタなどの光学要素には、入射光の反射損失低減のための反射防止膜を真空蒸着やスパッタなどにより成膜する。またカバーガラスに赤外線カット膜を成膜し、これにより視感度補正フィルタを省略する場合もある。さらにカバーガラスまたは視感度補正フィルタに赤外線カット膜を成膜し、フィルタの薄肉化によるフィルタ特性の低下選択吸収の低下を補うことも可能である。
【００２７】
上記保護膜形成工程１０６では、このようにして処理されたガラス面を保護するためにガラス面に保護膜を形成する。保護膜は樹脂液をディッピングやスピンコートなどの方法で塗布し、必要に応じて加熱により塗膜を強化する。保護膜材はガラス面をよく保護するとともに、工程終了後は容易に除去できるものであれば特に制限されず、たとえばアクリレート樹脂とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとの混合物（日本化薬（株）カヤミラー）、テルペンフェノール樹脂（日化精工（株）スカイコート）またはリキッドワックスなどが使用できる。
【００２８】
ガラス製品を保護するために保護膜の厚さは２μｍ以上が好ましく、３μｍ以上であることがさらに好ましい。保護膜の厚さが２μｍを下回ると加工工程におけるガラス面の保護として十分ではなくなる。他方、作業性などの観点から保護膜の厚さは３０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以下であることがさらに好ましい。こうした保護膜の膜厚の調整は、樹脂液の濃度や温度を調整し樹脂液の粘度を調整することによって行なうことができる。また繰返しコートすることによって厚さを増すこともできる。
【００２９】
上記切断工程１０７における切断には、外周刃スライサーや内周刃切断機を用いることができる。
【００３０】
上記第２の面取工程１０８における面取は研削によって行う。この第２の面取工程には、小寸法のガラス板を両面で保持され小寸法のガラス板の面取される端面が突出し、この端面の一辺の稜が面取される第１の回転研削砥石とこの端面の他の一辺が面取される第２の研削砥石にこの端面を順次圧接させながら、この端面を第１の回転研削砥石と第２の回転研削砥石との間を直線的に通過することにより、小寸法のガラス板の端面の稜部が面取される方法を用いることができる。
【００３１】
切断された小寸法のガラス板は寸法が小さいため、片面の吸着だげでは保持力が不充分になり易いことから、このように両面保持とし、小寸法のガラス板の面取する端面だけを保持部から突出させ、面取を行うことが好ましい。また、上下の砥石を分けることで、砥石の固定位置を調節することにより、面取の角度を任意に調整でき、さまざまな品種への対応が容易である。
【００３２】
この第２の面取工程には、小寸法のガラス板の突出させる端面が順次変更され、この小寸法のガラス板の四つの端面がすべて第１の回転研削砥石と第２の回転研削砥石との間を通過することにより、小寸法のガラス板における板面周囲の８稜部が面取される方法を用いることができる。
【００３３】
このようにして小寸法のガラス板を１端面ずつ４回通過させることにより、小寸法のガラス板における板面周囲の４端面８稜の面取を精度よく確実に行なうことができる。
【００３４】
上記第１の回転研削砥石および前記第２の回転研削砥石は、円盤状を有し盤面が前記小寸法のガラス板に圧接され、かつ前記円盤状砥石の盤面が小寸法のガラス板の通過方向に対し傾斜して当接し面取を行うことが望ましい。
【００３５】
小寸法のガラス板を砥石間を通過させる際に、砥石の位置は固定しているので、円盤状砥石の盤面を小寸法のガラス板に圧接させて研削するには、回転研削砥石の盤面を小寸法のガラス板の通過方向に対し傾斜させる必要がある。この当接面の傾斜により、砥石の内周部の面がまず小寸法のガラス板に当接し、面取が進むにつれて外周側が当接するようになるので、、砥石の広い面積を有効に使用でき、砥石寿命を伸ばすことができる。
【００３６】
小寸法のガラス板の進行方向に対する砥石盤面のなす角は１〜２°に設定することができる。
【００３７】
また上記第１の回転研削砥石および前記第２の回転研削砥石は、前記小寸法のガラス板の通過方向と前記小寸法のガラス板に当接させる部分の砥石の回転方向とが順方向、即ち同方向となるように当接させて面取を行なうものであることが望ましい。
【００３８】
このようにすることにより、小寸法のガラス板が回転研削砥石と当接する際の衝撃が緩和され、小寸法のガラス板に損傷が生じるのを防ぐことができる。また回転研削砥石の当接面の回転方向を重力方向と一致させることにより研削屑が下方に排除されるようにすることにより、ガラス屑の残留による傷の発生を防ぐことができる。
【００３９】
上記保持部が小寸法のガラス板を保持する保持手段として、一ガラス面を真空吸着する真空吸着手段を用いることが望ましい。
【００４０】
小寸法のガラス板の一ガラス面を真空吸着することにより、両面を挟持力のみで保持するよりも、製品にかかる負荷を低減でき、傷の発生を防ぐ上から好ましい。また、下面を真空吸着するようにした場合、製品上面を真空吸着パッドで吸着保持し、保持部へ移送することができ、保持部では下面を吸着した後、上面を押えるようにすることで、確実に小寸法のガラス板を移送し、保持部に保持することができる。なお、保持部では面取されるべき小寸法のガラス板の端面側を除く板面の３／４以上の下面を支持することが好ましく、上面の押えは少なくともガラス製品の重心を含む板面の中央線、または中央線よりも面取されるべき端面側を押えるようにすることが好ましい。また、真空吸引パッドとの関係から、上面押えは板面中央を押えるよりも、板面外周を押えるようにした方が保持を確実にし、小寸法のガラス板に不要な応力を与えないという観点から好ましい。上面押えの小寸法のガラス板の板面との当接部は、ゴムや樹脂などの弾性材料を用いる。
【００４１】
さらに上記保護膜除去工程１０９の保護膜除去は、保護膜として用いたコート材種類に応じこれを溶解する溶剤に浸漬したり、スピンコートするなど方法によって実施し、次の第２の洗浄乾燥工程１１０を連続して行うことにより、清浄なガラス面を有する小型ガラス製品を得る。
【００４２】
上記のたとえばアクリレート樹脂とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとの混合物のコート材であるカヤミラーの保護膜は、エーテル類、アルコール系溶剤、アセトンおよびアセテート系の各溶剤、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸アンモニウムなどの各アルカリ溶液に可溶であることから、これらの液を用いることにより溶解することができる。また、テルペンフェノール樹脂のコーティング材であるスカイコートの保護膜は、アルコール系溶剤およびアルカリ水溶液にて溶解することができる。なお、アルカリ水溶液は高濃度になるとガラスを侵食するおそれがあるので、アルカリ水溶液は１〜５％の濃度のものを用いる。
【実施例１】
【００４３】
ここでは小型ガラス製品の具体例として、赤外線カットフィルタガラスの製作について述べる。
【００４４】
まず、所定のフツリン酸系ガラス組成となるように原料を調合し、白金るつぼに収容し蓋をして６５０〜８５０℃で溶融し、攪拌・清澄後、金型内に鋳込み、徐冷した後、切断して１２５ｍｍ角の板とした。これを♯６００のカーボン系砥粒を用い両面研摩機で肉厚１ｍｍとなるまで粗磨りし、ダイヤモンド超鋼刃を用いたスクライブマシンにより４０ｍｍ角９枚に割断した。これは最終製品ではないために、後工程の研摩工程で良品率低下の原因とならないよう、面取はおおまかな処理を行なう程度に留めた。こうした面取で、芯取り工程の生産性を十分に高めることができた。ここに芯取り機は、Ｖ溝を複数持つ研削ホイールを用い基準となる形状を倣いカム式で外形研削する多溝ホイール、カム式のものを用いた。
【００４５】
なお、従来の赤外線カットフィルタガラス製品の製造では、板成型品をまずラッピングなどの粗研削、たとえば両面研摩機にて製品の板厚を所定の厚みまで削り込み、その後、スクライブマシンにより所定の形状に切断し、芯取機で面取加工を行っており、この芯取り工程で製品の外径形状が決定されていた。こうした従来の方法では、たとえば最終製品寸法４ｍｍ×４ｍｍに対し±０．１ｍｍの範囲に仕上げるために芯取り工程が非常に困難であるため、生産性が低いという問題点があった。
【００４６】
次に上記ガラス板の表裏面を両面研摩機にて、♯１２００のアルミナ系砥粒でさらにラッピングし、表面の粗さ仕上げと板厚を０．４ｍｍ程度の厚みまで削り込んだ。続いてこのガラス製品に対し、最終製品の仕様となるガラス面の鏡面仕上げを行なった。このガラス製品を両面研摩機でセリア系の研磨材にてポリッシング処理を行なった後、精密洗浄装置で洗浄した。こうして４０ｍｍ×４０ｍｍ×０．３ｍｍの寸法のガラス製品を得た。なお、最終サイズの４ｍｍ×４ｍｍにしてからラッビングやポリッシングの工程を設定すると、工程の困難さが増し生産性が大幅に低下する。
【００４７】
こうして精密洗浄した４０ｍｍ×４０ｍｍ×０．３ｍｍの寸法のガラス製品に対し、真空蒸着装置を用い、近赤外光の約１／４波長の厚さを有する高屈折率のＴｉＯ２層と低屈折率のＳｉＯ２層とを交互に計２８層積層し、近赤外光カット特性を有する多層干渉膜を成膜し、さらにこのガラス製品の両面に反射防止膜としてＡｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２およびＭｇＦ２をこの順序に成膜した。
【００４８】
続いてこのガラス製品に保護膜としてアクリレート樹脂とプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートとの混合物である日本化薬（株）製のカヤミラーをスピンコートにより塗布し、１００℃で１００秒間加熱処理して膜を硬化させた。
【００４９】
続いて保護膜で保護された上記ガラス製品を、ダイシング装置を用いて最終サイズの４ｍｍ×４ｍｍに切断した。
【００５０】
次に切断された小型ガラス製品に対し面取装置を用いて８稜部の面取を行なった。具体的な面取工程の実施状況を図２および図３に示す。ここに図２は面取工程の機構の主要な部分を模式的に示した平面図、図３はこの機構における面取研削を実施している個所を断面図により模式的に示したものである。
【００５１】
図２において、４ｍｍ×４ｍｍ×０．３ｍｍの小型ガラス製品２０１を保持する保持テーブル２０２に、ローダ・アンローダ装置２０３を用い、小型ガラス製品２０１を収容した専用カセット２０４から小型ガラス板２０１を１０枚取り出して保持テーブル２０２に保持させる。小型ガラス製品２０１を保持した保持テーブル２０２は移動機構２０６により移動し、小型ガラス製品２０１を移動経路に設けた研削砥石２０７〜２１０の位置を通過させることにより、小型ガラス製品２０１の１側面について上下の稜を研削することにより面取をした。研削砥石２０７〜２１０には、♯８００の電着式ダイヤモンドホイールでカップ式形状のものを用い、ｃ面の幅で０．１ｍｍ程度にした。
【００５２】
次にローダ・アンローダ装置２０３で小型ガラス製品２０１を移し替え、同様にして小型ガラス製品２０１の１側面について上下の稜を研削し面取をした。この操作を繰り返すことにより、専用カセット２０３のすべての小型ガラス製品２０１について１側面の面取を終了させた。
【００５３】
次に専用カセット２０３を９０°回転させて小型ガラス製品２０１の新しい側面をそれぞれの研削砥石２０７〜２１０側に向けた後、同様手順にて小型ガラス製品２０１の新しい側面について上下の稜を研削し面取をした。この操作を繰り返すことにより、専用カセット２０４に収容されたすべての小型ガラス製品２０１について４側面の８稜の面取を終了させた。
【００５４】
続いて面取を終えた小型ガラス製品２０１の保護膜除去と精密洗浄を行ない、乾燥させた。保護膜の除去には炭酸アンモニウム３％水溶液の液槽を用意し、これに浸漬して膜を溶解除去する方法を用いた。こうして得られた小型ガラス製品２０１に対し、キズ、欠け、チッピンク、付着物の有無についての外観を検査した。
【００５５】
さらに輸送試験として、図４に示したポリエチレンテレフタレート製ケース４０１に製作した小寸法の赤外線カットフィルタを収容した。図４の（ａ）は、このポリエチレンテレフタレート製ケース４００の模式的斜視図であって、１つのケース４００には１００個の赤外線カットフィルタ収容部４０１が設けられており、赤外線カットフィルタ４０２は４ヶ所の支持部４０３で支持で保持されている。また図４の（ｂ）は赤外線カットフィルタ収容部４０１を拡大して示した平面図であり、また図４の（ｃ）はその断面を模式的に示したものである。
【００５６】
このポリエチレンテレフタレート製ケース４００に、上記外観検査で良品と判定された赤外線カットフィルタ４０３を収容し、このポリエチレンテレフタレート製ケース４００を５段重ねてふたをし、テープ止めしたもの２束を真空パックし、緩衝材を入れた段ボールに梱包し、宅配便にて当社の静岡工場と東京営業所との間を往復させたものを、詳細に検査した。その結果、不良率は５％と、従来のものに比べ、大幅な改善がみられた。
【００５７】
以上の実施例１についての結果の詳細を表１にまとめた。
【表１】
【００５８】
表１に示したように、この実施例で総合歩留として７８．０％と高い値が得られた。また処理能力として、４ｍｍ×４ｍｍに切断してから面取をする従来方法を用いた場合（次に述べる比較例１の結果）の所要時間との比の値を求めた結果、８．０８と高い処理能力値を得た。さらに輸送試験による不良発生率は５％と低いことが確認された。これらの結果から、本発明の方法を用いることにより、端部からの異物の発生がなく、信頼性の良好な小寸法の赤外線カットフィルタを生産性よく製造できることがわかった。
【００５９】
[比較例１]
本発明に対する比較例１として、ガラス製品の寸法を最初の段階で４ｍｍ×４ｍｍの小ガラス製品に切断したものを加工する方法で小型の赤外線カットフィルタガラスの製作を行なった。
【００６０】
この結果について、実施例１と比較し易い形に工程と評価項目を揃えて表２にまとめた。
【表２】
【００６１】
この結果からわかるように、ガラス製品の寸法を最初の段階で４ｍｍ×４ｍｍの小ガラス製品に切断したものを加工する方法では、非常に手間がかかることに加えて、小寸法のため工程が困難になるために、製作された小型の赤外線カットフィルタガラスとしては良品が得られるものの、その総合歩留が２２．７％と非常に低くなってしまうことがわかった。
【００６２】
[比較例２]
本発明に対する比較例２として、実施例１における面取を省略した小型の赤外線カットフィルタガラスを製作した。これについても実施例１と比較し易い形に工程と評価項目を揃えて表３にまとめた。
【００６３】
この結果から、面取を省略した小型の赤外線カットフィルタガラスは、その製造工程では、処理能力が２１．５と高いが、この方法で製作された小型の赤外線カットフィルタガラスは、輸送試験の段階で不良発生率が４４．８％と非常に高くなることがわかった。これは面取をしていない側面からの異物発生によるもので、撮像装置に組みこんだ後においても同様と考えられる。従ってこの方法においては、製造される製品の信頼性を確保に課題が残されていることがわかった。
【表３】
【００６４】
[比較例３]
本発明に対する比較例３として、実施例１における面取に化学エッチング処理を用い、このほかの工程は実施例１と同じ工程にて、小型の赤外線カットフィルタガラスの製作を行なった。この結果についても、実施例１と比較し易い形に工程と評価項目を揃えて表４にまとめた。
【表４】
【００６５】
この結果からわかるように、面取に化学エッチング処理を用いた小型の赤外線カットフィルタガラスは、その処理能力は１．７２とあまり高くなく、またこの方法で製作された小型の赤外線カットフィルタガラスは、輸送試験の段階で不良発生率が１９．７％と非常に高いことがわかった。これは化学エッチング処理により面取をした側面から異物が発生するもので、撮像装置に組みこんだ後においても同様であると考えられる。従ってこの方法では信頼性の低い製品が製造されてしまうことがわかった。その製造工程ではあまり問題を生じないが、製作された小型の赤外線カットフィルタガラスは、輸送試験の段階および撮像装置に組みこんだ後において、側面からの異物発生がみられることがわかった。この側面からの発生は、比較例３ほど多くはないものの、従ってこの方法においても、製造される製品の信頼性の確保に課題が残されていることがわかった。。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の小型ガラス製品の製造方法を用いることにより、従来は製造が困難であった、面取加工が施され信頼性の高い赤外線カットガラスやカバーガラスなどの小寸法ガラス製品を生産性よく製造することができることから、小型ガラス製品の製造方法の関連産業に与える影響は大であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の小型ガラス製品の製造方法の一実施形態を示した流れ図である。
【図２】本発明の面取工程の一実施形態の主要部を模式的に示した平面図である。
【図３】本発明の面取工程の一実施形態の主要部を模式的に示した一断面図である。
【図４】輸送試験に用いたポリエチレンテレフタレート製ケースを模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００…ガラス素材、１０１…ガラス成形工程、１０２…第１の面取工程、１０３…研磨工程、１０４…洗浄・乾燥工程、１０５…成膜工程、１０６…保護膜形成工程、１０７…切断工程、１０８…第２の面取工程、１０９…保護膜除去工程、１１０…第２の洗浄・乾燥工程、１１１…小型ガラス製品、２０１…小型ガラス製品、２０２…保持テーブル、２０３…ローダ・アンローダ装置、２０４…専用カセット、２０６…移動機構、２０７〜２１０…研削砥石、２１１…カバー、４００…ポリエチレンテレフタレート製ケース、４０１…赤外線カットフィルタ収容部、４０２…赤外線カットフィルタ、４０３…支持部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス素材を成形して１５ｍｍ角以上の面積を有するガラス板を得るガラス板成形工程と、
前記ガラス板を面取する第１の面取工程と、
前記ガラス板が鏡面を得るまで研磨する研磨工程と、
前記ガラス板を洗浄し乾燥する第１の洗浄・乾燥工程と、
前記ガラス板に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記ガラス板を小寸法のガラス板に切断する切断工程と、
前記小寸法のガラス板の面取をする第２の面取工程と、
前記小寸法のガラス板から保護膜を除去する保護膜除去工程と、
前記ガラス板を洗浄し乾燥する第２の洗浄・乾燥工程と
を備えたことを特徴とする小型ガラス製品の製造方法。
【請求項２】
前記小型ガラス製品の製造方法が、研磨され洗浄され乾燥された前記第１の洗浄・乾燥工程後の前記ガラス板の板面に光学的機能膜を成膜する成膜工程を備えていることを特徴とする請求項１記載の小型ガラス製品の製造方法。
【請求項３】
前記小型ガラス製品が、カバーガラスまたは視感度補正フィルタであることを特徴とする請求項２記載の小型ガラス製品の製造方法。
【請求項４】
前記第２の面取工程は、前記小寸法のガラス板が両面で保持され、前記小寸法のガラス板の面取をする端面が突出し、前記端面の一辺の稜の面取をする第１の回転研削砥石と前記端面の他の一辺の面取をする第２の研削砥石に前記端面が順次圧接されながら、前記端面を前記第１の回転研削砥石と前記第２の回転研削砥石との間を直線的に通過することにより、前記小寸法のガラス板の前記端面の稜部が面取される工程であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の小型ガラス製品の製造方法。
【請求項５】
前記第２の面取工程は、前記小寸法のガラス板の突出させる端面が順次変更され、前記小寸法のガラス板の４つの端面がすべて前記第１の回転研削砥石と前記第２の回転研削砥石との間を通過することにより、前記小寸法のガラス板における板面周囲の８稜部の面取がなされるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の小型ガラス製品の製造方法。
【請求項６】
前記第１の回転研削砥石および前記第２の回転研削砥石は、円盤状を有し盤面を前記小寸法のガラス板に圧接し、かつ前記盤面が前記小寸法のガラス板の通過方向に対し傾斜して当接し面取を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の小型ガラス製品の製造方法。
【請求項７】
前記第１の回転研削砥石および前記第２の回転研削砥石は、前記小寸法のガラス板の通過方向と前記小寸法のガラス板に当接させる部分の砥石の回転方向とが互いに順方向となる部分に当接し面取を行なうことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の小型ガラス製品の製造方法。
【請求項８】
前記保持部が前記小寸法のガラス板を保持する保持手段として、一ガラス面を真空吸着する真空吸着手段を用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の小型ガラス製品の製造方法。
【請求項１】
ガラス素材を成形して１５ｍｍ角以上の面積を有するガラス板を得るガラス板成形工程と、
前記ガラス板を面取する第１の面取工程と、
前記ガラス板が鏡面を得るまで研磨する研磨工程と、
前記ガラス板を洗浄し乾燥する第１の洗浄・乾燥工程と、
前記ガラス板に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記ガラス板を小寸法のガラス板に切断する切断工程と、
前記小寸法のガラス板の面取をする第２の面取工程と、
前記小寸法のガラス板から保護膜を除去する保護膜除去工程と、
前記ガラス板を洗浄し乾燥する第２の洗浄・乾燥工程と
を備えたことを特徴とする小型ガラス製品の製造方法。
【請求項２】
前記小型ガラス製品の製造方法が、研磨され洗浄され乾燥された前記第１の洗浄・乾燥工程後の前記ガラス板の板面に光学的機能膜を成膜する成膜工程を備えていることを特徴とする請求項１記載の小型ガラス製品の製造方法。
【請求項３】
前記小型ガラス製品が、カバーガラスまたは視感度補正フィルタであることを特徴とする請求項２記載の小型ガラス製品の製造方法。
【請求項４】
前記第２の面取工程は、前記小寸法のガラス板が両面で保持され、前記小寸法のガラス板の面取をする端面が突出し、前記端面の一辺の稜の面取をする第１の回転研削砥石と前記端面の他の一辺の面取をする第２の研削砥石に前記端面が順次圧接されながら、前記端面を前記第１の回転研削砥石と前記第２の回転研削砥石との間を直線的に通過することにより、前記小寸法のガラス板の前記端面の稜部が面取される工程であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の小型ガラス製品の製造方法。
【請求項５】
前記第２の面取工程は、前記小寸法のガラス板の突出させる端面が順次変更され、前記小寸法のガラス板の４つの端面がすべて前記第１の回転研削砥石と前記第２の回転研削砥石との間を通過することにより、前記小寸法のガラス板における板面周囲の８稜部の面取がなされるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の小型ガラス製品の製造方法。
【請求項６】
前記第１の回転研削砥石および前記第２の回転研削砥石は、円盤状を有し盤面を前記小寸法のガラス板に圧接し、かつ前記盤面が前記小寸法のガラス板の通過方向に対し傾斜して当接し面取を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の小型ガラス製品の製造方法。
【請求項７】
前記第１の回転研削砥石および前記第２の回転研削砥石は、前記小寸法のガラス板の通過方向と前記小寸法のガラス板に当接させる部分の砥石の回転方向とが互いに順方向となる部分に当接し面取を行なうことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の小型ガラス製品の製造方法。
【請求項８】
前記保持部が前記小寸法のガラス板を保持する保持手段として、一ガラス面を真空吸着する真空吸着手段を用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の小型ガラス製品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１３１４６８（Ｐ２００６−１３１４６８Ａ）
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３２４１６０（Ｐ２００４−３２４１６０）
【出願日】平成１６年１１月８日（２００４．１１．８）
【出願人】（０００１５８２０８）旭テクノグラス株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月８日（２００４．１１．８）
【出願人】（０００１５８２０８）旭テクノグラス株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
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