JP2002273358A

JP2002273358A - 光学素子の洗浄方法

Info

Publication number: JP2002273358A
Application number: JP2001082808A
Authority: JP
Inventors: Katsura Imamura; 桂今村; Naoyasu Hanamura; 尚容花村; Kunihisa Koo; 邦寿小尾
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】耐水性や耐洗剤性が小さな光学素子であって
も、潜傷が発生させることなく、研磨材等の汚れ残りや
シミ等の洗浄不良が発生することなく、高い洗浄品質と
する【解決手段】洗浄される光学素子に対し、超音波を印
加した流体を掛け流す研磨材落とし工程と、光学素子を
準水系溶剤中に浸漬する工程と、洗浄液に浸漬して仕上
げ洗浄を行う工程と、純水によるリンス工程と、親水性
アルコール液による水切り工程と、炭化水素系溶剤によ
る仕上げ洗浄工程と、熱風による乾燥工程からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ等の光学素
子の洗浄方法に関し、特に、耐水性、耐洗浄性が小さな
硝材からなる光学素子の洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】レンズやプリズム等の光学素子の生産で
は、研磨工程で付着した研磨材やガラスの微粉を十分に
洗浄して次の工程に送る必要がある。この洗浄の一般的
な方法として、洗浄液に浸漬した超音波による洗浄があ
る。これは、各洗浄槽に収納されたアルカリ洗浄液や市
水、純水や溶剤等の洗浄液に超音波を印加し、被洗浄物
を一定時間浸漬して、超音波の物理力を用いて汚れを除
去する方法である。

【０００３】また、別の洗浄方法として、アルカリ洗浄
剤によりガラスの表面を若干侵食して、ガラスの表面に
食い付き状に付着している酸化セリウム等の研磨材を除
去ことが行われている。

【０００４】さらに、アルカリ洗浄剤を使用しないで、
塩素系洗浄剤や炭化水素系溶剤に代表される非水系洗浄
剤や、アルコール類に代表される準水系洗浄剤のみを用
いて洗浄を行なうこともなされている。

【０００５】一般的には、やむを得ず、求める洗浄品質
を得るため、クリーニングペーパーや布等を用いて、ク
リーニングペーパーや布等にアルコール等の溶剤を染み
込ませて、手で拭き上げる方法がなされている。

【０００６】特開平９−２３４４３１号公報には、研磨
後にレンズを回転させながら、拭き取り具によって洗浄
する方法が記載されている。

【０００７】特開平６−２６２１５１号公報には、人の
手による拭き作業に代えて、ロボットを用いて拭き取り
作業を行なうことにより、生産性を向上させることが記
載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の洗浄方法では、次のような問題を有してい
る。

【０００９】耐水性，耐洗剤性が小さな硝材からなる光
学素子では、アルカリ洗浄剤に浸漬するとガラス表面が
容易に侵食されるため、研磨工程中に形成された微細な
傷が拡大されて表面に顕在化してくる「潜傷（洗傷）」
と呼ばれる不具合が発生する。この潜傷は、より高い洗
浄度を得るために、超音波洗浄を併用した場合には、超
音波の物理力により、さらに拡大する問題がある。ま
た、この洗浄方法では、一旦、光学素子から剥離された
研磨材等の汚れが、洗浄槽内での浸漬中に再付着して洗
浄性が低下している。洗浄性を上げるためには、洗浄槽
の槽数を増やすして洗浄液の清浄度を確保しなくてはな
らず、結果として、装置の大型化、洗浄時間の長期化、
また洗浄時間が長くなることによる潜傷の悪化を招いて
いる。

【００１０】また、ガラス表面に食い付き状に付着して
いる研磨材や手脂等に対しては、アルカリ洗浄剤を使用
しないで除去することは困難である。

【００１１】非水系洗浄剤や、アルコール類に代表され
る準水系洗浄剤のみを用いて洗浄を行なう方法では、例
えば次工程で光学素子の表面に蒸着膜を成膜する場合に
高い清浄度が求められるが、この清浄度を満足する洗浄
品質が得られない。クリーニングペーパーや布等に
アルコール等の溶剤を染み込ませて、人手で拭き上げる
方法は、面倒であると共に時間がかかり生産性が悪いも
のとなる。さらに、光学素子の全面を清浄に拭き上げる
ためには、ある程度の作業者の熟練が必要であり、習熟
していない人が行なう場合には、拭き残りができる問題
がある。

【００１２】特開平６−２６２１５１号公報の洗浄方法
では、研磨材や手脂の洗浄に体いてはある程度有効であ
るが、拭き取り具の汚れ等により、完全な除去が困難で
あり、高い清浄度は望めない。

【００１３】特開平９−２３４４３１号公報の洗浄方法
のように、ロボットを用いても、形状が異なる光学素子
が頻繁に流れる生産工程では、ロボットの制御が複雑に
なったり、その光学素子専用のロボットを何台も用意し
なくてはならないなど多額の費用が必要である。また、
ロボットでは、習熟した作業者の手で拭き上げるような
高い清浄度を得ることは困難である。

【００１４】以上に加えて、研磨後に研磨材がレンズに
付着した状態で光学素子を空中に放置すると、ヤケやシ
ミの原因になることは周知の事実である。その対策とし
て、油系の水切り剤に研磨後のレンズを浸漬させるが、
その油系水切り剤が後工程の洗浄液に持ち込まれること
により洗浄液の劣化が早まる原因となっている。また、
洗浄液中に取り込まれた油が光学素子に再付着すること
により洗浄不良も発生する。

【００１５】本発明は、このような従来の問題点を考慮
してなされたものであり、研磨材等の汚れ残り及びシミ
等の洗浄不良が発生せず、しかも耐水性，耐洗剤性が小
さな硝材からなる光学素子に対しても、潜傷を発生させ
ることなく、高い洗浄品質を得ることができる洗浄方法
を提供することを目的とする。

【００１６】

【問題点を解決するための手段】上記問題点を解決する
ため、請求項１の発明は、洗浄される光学素子に対し、
超音波を印加した流体を掛け流す研磨材落とし工程と、
光学素子を準水系溶剤中に浸漬する工程と、洗浄液に浸
漬して仕上げ洗浄を行う工程と、純水によるリンス工程
と、親水性アルコール液による水切り工程と、炭化水素
系溶剤による仕上げ洗浄工程と、熱風による乾燥工程か
らなることを特徴とする。

【００１７】この発明では、超音波を印加した流体を掛
け流すことにより、光学素子に付着している研磨材を除
去するため、研磨材除去のために光学素子をアルカリ洗
浄剤に浸漬する必要がなく、潜傷の発生を防止すること
ができる。

【００１８】また、その後に準水系溶剤に浸漬すること
により、光学素子の空中放置をなくしている。これによ
り、ヤケやシミの発生を防止することができる。

【００１９】そして、その後の仕上げ洗浄の工程、リン
ス工程、水切り工程、炭化水素系溶剤による洗浄工程、
乾燥工程を経ることにより、光学素子の洗浄が終了す
る。

【００２０】このような手順による洗浄では、研磨材等
の汚れ残りやシミ等の洗浄不良が発生することがなく、
しかも耐水性，耐洗剤性が小さな硝材からなる光学素子
であっても潜傷が発生することなく、高い洗浄品質とす
ることができる。

【００２１】請求項２の発明は、請求項１記載の光学素
子の洗浄方法であって、前記洗浄液として中性の洗浄液
を使用することを特徴とする。

【００２２】このように中性の洗浄液を仕上げ洗浄に用
いることにより、仕上げ洗浄を良好に行うことができる
と共に、後工程のリンス工程で洗浄液を簡単に除去する
ことができる。これにより、洗浄品質が向上する。

【００２３】請求項３の発明は、請求項１記載の光学素
子の洗浄方法であって、前記純水によるリンス工程の際
に、高周波数の超音波を併用することを特徴とする。

【００２４】このようにリンス工程で高周波数の超音波
を併用することにより、洗浄液へのリンス力が増大す
る。このため、洗浄液のリンスを確実に行うことができ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、本発明
の実施形態１の洗浄方法のフローチャートを示す。この
実施の形態では、洗浄される光学素子として、潜傷が発
生し易い硝材（商品名「ＦＰＬ５１（小原光学製）」か
らなる直径３２ｍｍの両側凸面のレンズを用いた。

【００２６】第一工程は、超音波流水洗浄工程である。
この工程では、超音波を印加した流体をレンズに掛け流
すことにより、超音波の物理力で研磨材をレンズ表面か
ら剥離させて流し落とす。

【００２７】第二工程は、準水系溶剤ストック工程であ
る。この工程では、レンズを次の洗浄剤へ投入する前
に、一時的にレンズを準水系溶剤内に浸漬させ、超音波
流水洗浄が終了したレンズを空中に放置することによる
ヤケ、シミなどの品質不具合の発生を防止する。

【００２８】第三の工程は、洗浄剤洗浄工程である。こ
の工程では、レンズに付着した油脂類を落すための中性
洗浄剤による洗浄を行う。

【００２９】第四の工程は、純水リンス工程である。こ
の工程では、純水により中性洗剤をリンスして除去す
る。

【００３０】第五の工程は、親水性アルコール液による
水切り工程である。この工程は、レンズ表面に付着して
いる水を次工程で用いる炭化水素系溶剤に可溶な親水性
アルコール液に置換する。用いる親水性アルコール液と
しては、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）が良好であ
る。

【００３１】第六工程は、炭化水素系溶剤洗浄工程であ
る。この工程では、乾燥性の良好な炭化水素系溶剤に浸
漬させることにより、後工程の乾燥時間を短縮させて乾
燥シミの発生を抑える。

【００３２】第七工程は、熱風による乾燥工程である。

【００３３】図２は第一工程の超音波流水洗浄工程で用
いられる洗浄装置１を示す。超音波が印加された超音波
流水を発生させる第１の超音波流水発生装置２及び第２
の超音波流水発生装置３が上下位置で対向するように保
持具４に取り付けられている。

【００３４】これらの超音波流水発生装置２，３は、そ
の内部に超音波発振器２ａ、３ａがそれぞれ配置されて
いる。また、超音波流水を吐出するノズル２ｂ、３ｂが
レンズ６に対向するように臨んでいる。これにより、超
音波流水は相互に衝突するように吐出される。

【００３５】超音波流水発生装置２，３を保持する保持
具４は可動装置５に取り付けられている。可動装置５は
振幅運動を行うようになっており、これにより、超音波
流水発生装置２，３は振幅運動を行うことができる。

【００３６】洗浄されるレンズ５はレンズ保持具７に保
持されることより、第１の超音波流水発生装置２及び第
２の超音波流水発生装置３のノズル２ｂ、３ｂ間の中央
位置に配置されている。

【００３７】この洗浄装置１では、超音波流水発生装置
２，３が可動装置３の駆動により振幅運動して、レンズ
５の両面及び端面に付着した研磨材を剥離させると共
に、剥離した研磨材を含む洗浄水を自由落下させる。こ
れにより、研磨材の再付着を防止して洗浄効果を高める
ことができる。

【００３８】図３は、第二工程の準水系溶剤浸漬工程で
用いられる洗浄装置を示す。レンズ６に対する超音波流
水による洗浄が終了すると、レンズ６はこの洗浄装置の
ストック槽１１に移送される。このストック槽１１に
は、準水系溶剤１２が貯留されている。

【００３９】準水系溶剤浸漬工程では、超音波流水によ
る洗浄が終了したレンズ６を洗浄カゴ１３に並べる。洗
浄カゴ１３には、網目状の仕切り板１３ａが適宜間隔で
設けられており、この仕切り板１３ａの間に挿入してレ
ンズ６を並べる。このように仕切り板１３ａを有するこ
とにより、レンズ６は相互に接触することがなくなり、
その全体を準水系溶剤１２に浸漬することができる。洗
浄カゴ１３をストック槽１１の準水系溶剤１２内に沈め
ることにより、レンズ６は準水系溶剤１２に浸漬され、
これにより、超音波流水による洗浄が完了したレンズ６
は空気に触れることを最小限に抑えられるため、ヤケ、
シミの発生を防ぐことができる。

【００４０】このような実施の形態では、超音波を印加
した流体を掛け流して、光学素子に付着している研磨材
を除去するため、光学素子をアルカリ洗浄剤に浸漬する
必要がなく、潜傷の発生を防止することができる。ま
た、その後に準水系溶剤に浸漬して光学素子の空中放置
をなくしているため、、ヤケやシミの発生を防止するこ
とができる。

【００４１】従って、この実施の形態では、研磨材等の
汚れ残りやシミ等の洗浄不良が発生することがなく、し
かも耐水性，耐洗剤性が小さな硝材からなる光学素子で
あっても潜傷が発生することなく、高い洗浄品質とする
ことができる。

【００４２】（実施の形態２及び３）図４は実施の形態
２及び３で用いる洗浄ラインを示し、以下、この洗浄ラ
インを用いた洗浄を説明する。

【００４３】研磨が完了したレンズを用いて、超音波流
水洗浄後に準水系溶剤に浸漬させ、中性洗剤により洗浄
した場合と、研磨が完了したレンズを油系の水切り剤に
浸漬した後に、アルカリ系の洗浄剤で洗浄する従来の洗
浄（比較例）による洗浄性及び潜傷性の比較を行った。

【００４４】光学素子としては、酸化セリウムからなる
研磨材が付着したガラスレンズを用いた。超音波流水装
置は、商品名「超音波ラインシャワー（島田理化（株）
製）」からなる超音波流水装置を用いた。この超音波流
水装置は、超音波発振器として、商品名「ＵＳＧ−３０
１Ｈ−３ＡＳ」を有し，本体は商品名「ＵＳＴ−３０１
Ｐ−８５−１Ａ」である。

【００４５】超音波流水洗浄液として市水を、研磨完了
したレンズをストックする準水系溶剤として商品名「フ
ァイントップＳ１１０（クラレ（株）製）」の原液を、
準水系溶剤ストック後の洗浄剤として商品名「ＥＥ１１
１０（オリンパス光学工業（株）製）」の３％希釈液
を、水切り剤としてＩＰＡを、仕上げ洗浄用の炭化水素
系溶剤として、商品名「キョーワゾールＣ−９００（協
和発酵（株）製）」を用いた。

【００４６】洗浄液は全て常温とし、洗浄剤「ＥＥ１１
１０」の洗浄槽、リンス洗浄槽、及びＩＰＡ槽には、４
０ｋＨｚの超音波発振器を設置した。また、比較例で
は、研磨完了したレンズをストックさせる油系の水切り
剤として、商品名「ＷＲＳ（ユシロ化学（株）製）」
を、アルカリ洗浄液として、商品名「Ｎクール（ナショ
ナル貿易（株）製）」の３％希釈液を用いた。

【００４７】超音波流水による洗浄時には、レンズ６を
レンズ保持具７により、ノズル２ｂ、３ｂから２０〜３
０ｍｍの位置に固定し、５〜２０秒間、超音波流水によ
る洗浄を行った。超音波流水装置１は可動装置５によ
り、１００〜２００ｍｍ／秒のスピードで振幅運動させ
た。なおレンズ６の取り扱いは全てピンセットで行い、
手脂等の汚れが付着することを防止した。

【００４８】超音波流水洗浄後のレンズのストックとし
て、「ファイントップＳ１１０」を充填したストック槽
１１を用いた。液温は常温とし、浸漬時間は１時間とし
た。洗浄剤による洗浄工程として、３％濃度に調整した
「ＥＥ１１１０」洗浄液中に３０秒〜３分間浸漬させた
後、４槽からなる純水槽でリンスした。「ＥＥ１１１
０」洗浄槽及び純水の第１槽目のみに４０ｋＨｚの超音
波を併用した。なお、純水によるリンス時間は１槽あた
り１分であり、合計４分のリンス洗浄を行った。

【００４９】ＩＰＡによる水切りは、４０ｋＨｚの超音
波を備え付けた４槽からなるＩＰＡ槽で行った。洗浄時
間は、１槽あたり１分であり、合計４分の水切りを行っ
た。

【００５０】炭化水素系溶剤による仕上げ洗浄は、２槽
からなる「Ｃ９００」槽で行った。１槽あたり１分であ
り、合計２分の仕上げ洗浄を行った。

【００５１】洗浄後の乾燥は、７５℃の熱風乾燥炉で３
分間行った。

【００５２】比較例としては、研磨後のレンズを「ＷＲ
Ｓ」に１時間浸漬させた後、４０ｋＨｚの超音波を備え
付けた「Ｎクール」槽で１０秒〜３分間の洗浄を行っ
た。純水によるリンス以降は、上記実施の形態の工程と
同じである。

【００５３】表１に実施の形態の結果を、表２に比較例
の結果を示す。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【表２】

【００５６】比軟例では、「Ｎクール」の洗浄時間を短
くすることにより潜傷が改善されるが、同時に研磨材を
落とすことができなくなる。一方、実施の形態では、研
磨材の除去ができ、且つ、潜傷が発生することなく洗浄
ができた。

【００５７】表１に示すように、実施の形態２では、超
音波流水洗浄時間が２０秒、「ＥＥ１１１０」での洗浄
が１分で研磨材の除去ができ、潜傷が発生しなかった。
実施の形態３では、「ＥＥ１１１０」の洗浄時間を３０
秒に減らしても研磨材の除去性に変化は見られなかっ
た。

【００５８】表２に示すように、比較例１〜３では、
「Ｎクール」による洗浄時間を３分から１０秒まで短縮
しても潜傷が発生した。また、「Ｎクール」による洗浄
時間を短縮することで、研磨材も除去できなくなった。

【００５９】（実施の形態４〜８）これらの実施の形態
では、実施の形態２及び３と同様の洗浄ラインを用い
た。また、これらの実施の形態では、図４における純水
リンス槽１の超音波の周波数を４０ｋＨｚ、１００ｋＨ
ｚ、２００ｋＨｚに変更して洗浄を行った。純水リンス
工程以外の各工程の条件は、実施の形態２及び３と同じ
である。リンスは、超音波を併用した純水リンスを１槽
で行った後に、超音波を併用しない純水リンスを３槽で
行った。

【００６０】表３に実施の形態４〜８の結果を、表４に
比較例４，５の結果を示す。

【００６１】

【表３】

【００６２】

【表４】

【００６３】比較例４，５では、超音波を併用した純水
リンス時間を短くすることにより潜傷が改善されるが、
１分でも潜傷が発生している。一方、実施の形態４〜８
では、研磨材の除去ができ、且つ、潜傷は発生すること
なく洗浄ができた。

【００６４】表３に示すように、実施の形態４，５で
は、１００ｋＨｚの超音波を用いリンスを行ったとこ
ろ、研磨材の除去性が良く、潜傷が発生しなかった。実
施の形態６〜８では、２００ｋＨｚの超音波を用いリン
スを行ったが、研磨材の除去性が良く、潜傷が発生しな
かった。

【００６５】表４に示すように、比較例４，５では４０
ｋＨｚの超音波を用いリンスを行ったが、潜傷が発生し
た。

【００６６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、研磨材等の汚
れ残りやシミ等の洗浄不良が発生することがなく、耐水
性，耐洗剤性が小さな硝材からなる光学素子であっても
潜傷が発生することなく、高い洗浄品質とすることがで
きる。

【００６７】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、仕上げ洗浄を良好に行うことができ、
しかも仕上げ洗浄液を後工程で簡単に除去することがで
き、洗浄品質が向上する。

【００６８】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、洗浄液へのリンス力が増大するため、
洗浄液のリンスを確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の洗浄フローを示すブロック図で
ある。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は、超音波流水工程を行う洗
浄装置の側面図及び正面図である。

【図３】浸漬工程を行う洗浄装置の断面図である。

【図４】実施の形態２〜８の洗浄ラインのブロック図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小尾邦寿東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内Ｆターム(参考） 3B201 AA01 AB45 BB02 BB21 BB83 BB92 BB93 BB94 BB95 CB15 CC01 CC12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】洗浄される光学素子に対し、超音波を印
加した流体を掛け流す研磨材落とし工程と、光学素子を
準水系溶剤中に浸漬する工程と、洗浄液に浸漬して仕上
げ洗浄を行う工程と、純水によるリンス工程と、親水性
アルコール液による水切り工程と、炭化水素系溶剤によ
る仕上げ洗浄工程と、熱風による乾燥工程からなること
を特徴とする光学素子の洗浄方法。
【請求項２】前記洗浄液として中性の洗浄液を使用す
ることを特徴とする請求項１記載の光学素子の洗浄方
法。
【請求項３】前記純水によるリンス工程の際に、高周
波数の超音波を併用することを特徴とする請求項１記載
の光学素子の洗浄方法。