(57)【要約】  優れた光学特性とともに優れた加工性を有するフツリン酸光学ガラス、および前記ガラスからなるプレス成形用ガラス素材および光学素子、ならびにそれらの製造方法を提供する。カチオン成分としてＰ５＋、アニオン成分としてＯ２−、Ｆ−を含む光学ガラスにおいて、Ｆ−の含有量が４０アニオン％以下、摩耗度ＦＡが４２０以上であり、脆さ指標値Ｂが４５００μｍ−１／２以下である光学ガラス。【特許請求の範囲】
【請求項１】
カチオン成分としてＰ5+、アニオン成分としてＯ2-、Ｆ-を含む光学ガラスにおいて、
Ｆ-の含有量が４０アニオン％以下、摩耗度ＦＡが４２０以上であり、脆さ指標値Ｂが４０００μｍ-1/2以下である光学ガラス。
【請求項２】
カチオン成分として、Ｐ5+、Ａｌ3+、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンを含み、
Ｐ5+の含有量が２０〜４５カチオン％、
Ａｌ3+の含有量が１０〜３０カチオン％、
アルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+が０カチオン％を超え１２カチオン％以下、
アルカリ金属土類イオンの合計含有量Ｒ2+が２０カチオン％以上、
Ｒｂ+の含有量が０〜３カチオン％、
Ｃｓ+の含有量が０〜３カチオン％、
である、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
Ｆ-の含有量が１８〜４０アニオン％、
Ｏ2-の含有量が６０〜８２アニオン％、
である、請求項１または２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
Ｐ5+の含有量に対するアルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+のモル比（Ｒ+／Ｐ5+）が０．０２０〜０．５０である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項５】
Ｐ5+の含有量に対するＯ2-の含有量のモル比（Ｏ2-／Ｐ5+）が３．５以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項６】
アルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+に対するＬｉ+の含有量のモル比（Ｌｉ+／Ｒ+）が０を超える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項７】
Ｐ5+の含有量に対するアルカリ土類金属イオンの合計含有量Ｒ2+のモル比（Ｒ2+／Ｐ5+）が０．７〜１．４である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項８】
アッベ数νｄが７０以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項９】
ガラス転移温度が５８０℃以下である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項１０】
結晶化ピーク温度Ｔｃが存在しないか、または結晶化ピーク温度Ｔｃが存在し、前記結晶化ピーク温度Ｔｃとガラス転移温度Ｔｇの差（Ｔｃ−Ｔｇ）が８０℃以上である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項１１】
液相温度が８５０℃以下である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項１２】
部分分散比Ｐｇ，Ｆの偏差ΔＰｇ，Ｆが０．０１５８以上である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項１３】
研磨加工される光学ガラスである、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子ブランク。
【請求項１６】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子。
【請求項１７】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光学ガラスからなるガラス成形体を加工する工程を含むプレス成形用ガラス素材の製造方法。
【請求項１８】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光学ガラスからなるガラス成形体を加工する工程を含む光学素子の製造方法。
【請求項１９】
カチオン成分として、Ｐ5+、Ａｌ3+、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンを含み、
アニオン成分としてＯ2-、Ｆ-を含む光学ガラスにおいて、
Ｐ5+の含有量が２０〜４５カチオン％、
Ａｌ3+の含有量が１０〜３０カチオン％、
アルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+が０カチオン％を超え１２カチオン％以下、
アルカリ金属土類イオンの合計含有量Ｒ2+が２０カチオン％以上、
Ｒｂ+の含有量が０〜３カチオン％、
Ｃｓ+の含有量が０〜３カチオン％、
Ｆ-の含有量が１８〜４０アニオン％、
Ｏ2-の含有量が６０〜８２アニオン％、
であり、
Ｐ5+の含有量に対するアルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+のモル比（Ｒ+／Ｐ5+）が０．０２０〜０．５０であり、
Ｐ5+の含有量に対するＯ2-の含有量のモル比（Ｏ2-／Ｐ5+）が３．５以上である光学ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
光学ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子とそれらの製造方法に関する。詳細には、優れた光学特性とともに優れた加工性を有するフツリン酸光学ガラス、および前記ガラスからなるプレス成形用ガラス素材および光学素子、ならびにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カチオン成分としてＰ5+、アニオン成分としてＯ2-、Ｆ-を含むフツリン酸ガラスは、低分散性に加え、異常部分分散性を有することから、優れた色収差補正機能を備える光学ガラスとして知られており、このようなガラスの例が特許文献１および特許文献２に開示されている。
特許文献１〜３に記載されているような光学ガラスを用いて光学素子を製造する際、ガラスを研削したり、研磨したりする工程を経ることがある。例えばガラス素材を粗研削、精研削、研磨などの工程を経てレンズを作製する場合や、精密プレス成形により作製したレンズを芯取りと呼ばれる研削加工を行う場合、精密プレス成形に使用するプリフォームと呼ばれるプレス成形用ガラス素材を加工する場合などがある。
特許文献１に記載されているガラスは、フツリン酸ガラスの中でも比較的フッ素含有量が少ない（Ｆ-含有量４０アニオン％未満）高屈折率低分散領域のガラスである。このガラスは、異常部分分散性と高屈折率特性を有し、光学系の高機能化、コンパクト化に非常に有効なレンズ材料である。ところが、上記ガラスを研削加工する際に研削面にクラックが入り、ガラスが破損しやすいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１２２８２号公報
【特許文献２】特開２００９−２８６６７０号公報
【特許文献３】特開２００９−２０３１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、フッ素含有量が少ないフツリン酸ガラスに特有の上記の問題を解決するためになされたものであり、優れた光学特性とともに優れた加工性を有するフツリン酸光学ガラス、および前記ガラスからなるプレス成形用ガラス素材および光学素子、ならびにそれらの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以下を提供する。
（１）カチオン成分としてＰ5+、アニオン成分としてＯ2-、Ｆ-を含む光学ガラスにおいて、
Ｆ-の含有量が４０アニオン％以下、摩耗度ＦAが４２０以上であり、脆さ指標値Ｂが４０００μｍ-1/2以下である光学ガラス。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、優れた光学特性とともに優れた加工性を有するフツリン酸光学ガラス、および前記ガラスからなるプレス成形用ガラス素材および光学素子、ならびにそれらの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ガラスＡのＣＧ加工を施した面の凹凸を非接触表面形状測定機により測定し、凹凸を明暗に変換した画像（測定エリア０．３５ｍｍ×０．２７ｍｍ）である。
【図２】ガラスＢのＣＧ加工を施した面の凹凸を非接触表面形状測定機により測定し、凹凸を明暗に変換した画像（測定エリア０．３５ｍｍ×０．２７ｍｍ）である。
【図３】ガラスＣのＣＧ加工を施した面の凹凸を非接触表面形状測定機により測定し、凹凸を明暗に変換した画像（測定エリア０．３５ｍｍ×０．２７ｍｍ）である。
【図４】ガラスＥのＣＧ加工を施した面の凹凸を非接触表面形状測定機により測定し、凹凸を明暗に変換した画像（測定エリア０．３５ｍｍ×０．２７ｍｍ）である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明者は、フツリン酸光学ガラスの中でもフッ素含有量が少ない領域（低フッ素含有側）に特有の加工性の問題について検討した結果、次のような知見を得た。
【０００９】
低フッ素含有側のフツリン酸光学ガラスは、フッ素含有量の多い（高フッ素含有側）フツリン酸ガラスと比較し、カーブジェネレータ（ＣＧ）を用いた研削加工時にガラスが割れやすい。図１は市販の低フッ素含有側のガラス（ガラスＡ）のＣＧ加工を施した面の凹凸を非接触表面形状測定機（Ｚｙｇｏ社製非接触表面形状測定機Ｎｅｗ−Ｖｉｅｗ）を使用して測定し、凹凸を明暗に変換した画像、図２も市販の低フッ素含有側のガラス（ガラスＢ）のＣＧ加工を施した面の凹凸を同じく非接触表面形状測定機を用いて測定し、凹凸を明暗に変換した画像、図３は特許文献３の実施例４３として記載されている高フッ素含有側のガラス（ガラスＣ、Ｆ-含有量９０．８２アニオン％）のＣＧ加工を施した面の凹凸を同じく非接触表面形状測定機を用いて測定し、凹凸を明暗に変換した画像である。画像の明部が凸部、暗部が凹部に相当する。測定エリアは０．３５ｍｍ×０．２７ｍｍである。図３に示されている研削面は研削によって一方向にガラスが削られているのに対し、図１に示されている研削面は黒い斑点状の窪みが多数生じており、研削によってガラスがむしり取られていることがわかる。図２に示されている研削面も図１ほどではないが黒い斑点状の窪みが見られる。このようにガラスＡはガラスＣと比べ加工性が悪い。ガラスＢもガラスＡよりは加工性が優れているものの、ガラスＣと比べると十分な加工性を有しているとは言えない。
【００１０】
このような加工性の良否は、次の現象として理解することができる。
摩耗しやすいガラスの研削では、砥石によって大きな力が加わる前にガラスが削れるため、破損しにくい。また脆くないガラスは、砥石によって大きな力が加わっても破損しにくい。一方、摩耗しにくく、しかも脆いガラスの研削では、脆いガラスに大きな力が加わるため破損しやすい。
【００１１】
ガラスの摩耗しやすさは、摩耗度ＦAとして定量化される。また、脆さの指標は、脆さ指標値Ｂとして定量化される。
【００１２】
［摩耗度ＦA］
摩耗度ＦAは、次のようにして求める。測定面積が９ｃｍ2のガラス試料を水平に毎分６０回転する鋳鉄製平面皿の中心より８０ｍｍの定位置に保持し、平均粒径２０μｍのアルミナ砥粒１０ｇに水２０ｍｌを添加したラップ液を５分間一様に供給し、９．８０７Ｎの荷重をかけてラップする。ラップ前後の試料質量を秤量して摩耗質量ｍを求める。同様にして、日本光学硝子工業会で指定された標準試料（ＢＳＣ７）の摩耗質量ｍ0を測定して、次式により摩耗度ＦAを算出する。
ＦA＝［（ｍ／ｄ）／（ｍ0／ｄ0）］×１００
ここで、ｄは測定対象のガラスの比重、ｄ0は標準試料の比重である。比重の測定はアルキメデス法による。
【００１３】
［脆さ指標値Ｂ］
脆さ指標値Ｂは、ガラスのビッカース硬度値Ｈｖと破壊靭性値Ｋｃから次式により定義される。
Ｂ＝Ｈｖ／Ｋｃ
具体的には、次のようにして求める。ビッカース硬度計を用いてビッカース圧子をガラスの研磨面に荷重Ｐで押し込む。ビッカース圧子を押し込んでできる圧痕の対角線長をａとする。圧痕の隅から発生するクラックの長さをＣとする。なおビッカース圧子の押し込みから圧痕の対角線長ａ、クラックの長さＣの測定までは温度２２．５℃±０．５℃、相対湿度６３％±１％の空気中にガラス試料を置いて行う。ガラスのヤング率をＥとすると、ビッカース硬度Ｈｖ、破壊靱性値Ｋｃはそれぞれ次式によりそれぞれ求められる。
Ｈｖ＝１．８５４４×［Ｐ／（２ａ）2］
Ｋｃ＝０．０２６×（Ｅ1/2×Ｐ1/2×ａ／Ｃ3/2）
上記各式より、
Ｂ＝１．７８３１×[（Ｐ×Ｃ3）／（ａ2×Ｅ）]1/2
となる。
【００１４】
ガラスＡ〜Ｃに加え、市販のガラスＤ（ＨＯＹＡ製ＦＣＤ１）、ならびに本発明の一実施例に相当するガラスＥ（Ｆ-含有量２５．４アニオン％）をＣＧ加工し、加工した面の凹凸形状を非接触表面形状測定機により測定した。ガラスＤの加工面はガラスＣと同様に一方向にガラスが削られ、黒い斑点状の窪みは見られない。ガラスＥの加工面の凹凸を明暗に変換した画像を図４に示す。ガラスＥの表面には、黒い斑点状の窪みは見られない。なお、図４の測定エリアも図１〜３の測定エリアと同じである。
【００１５】
次に、ガラスＡ〜Ｅの摩耗度ＦA、脆さ指標値Ｂを測定した。ガラスＡの摩耗度ＦAは４６０、脆さ指標値Ｂは４０００μｍ-1/2を超え、ガラスＢの摩耗度ＦＡは４６０、脆さ指標値Ｂは４０００μｍ-1/2を超え、ガラスＣの摩耗度ＦＡは４００、脆さ指標値Ｂは３１２１μｍ-1/2、ガラスＤの摩耗度ＦAは４１０、脆さ指標値Ｂは３３６７μｍ-1/2、ガラスＥの摩耗度ＦAは４８０、脆さ指標値Ｂは３８０７μｍ-1/2である。
上記ＣＧ加工時の加工面の凹凸形状から、ガラスＣ、Ｄ、Ｅは、ガラスＡ、Ｂよりも加工性が優れている。
一般に摩耗度が大きいガラスは加工時に傷が入りやすく加工仕上がりが悪い。従来の低フッ素含有側のガラスも摩耗度が大きい。しかし、摩耗度はガラスの硬さなどの機械的性質や、耐水性などの化学的耐久性などを総合した加工の速度に関する指標であり、摩耗度が大きいだけでは、ＣＧ加工によりガラスがむしり取られる現象を説明することはできないと本発明者らは考えた。
そして、摩耗度ＦAが４２０以上のフツリン酸光学ガラスでも脆さ指標値Ｂを小さくすることにより、加工時のガラスの破損を防止することができることを突き止めた。
摩耗度ＦAが４２０以上と削られやすいガラスにおいて、脆さ指標値の異なるガラスを用いて研削加工テストを行ったところ、脆さ指標値Ｂを４０００μｍ-1/2以下にすることにより、加工性の優れたガラスを得ることができることが判った。
異常部分分散性と高屈折率特性を得るために、Ｆ-の含有量を４０アニオン％以下する。低フッ素側のガラスにおいて摩耗度ＦAを４２０以上にすることは、加工時のガラスの破損を抑制する効果に加え、ガラスの熱的安定性、屈折率などの特性を維持する上からも有効である。
【００１６】
以上のように、Ｆ-の含有量が４０アニオン％以下のフツリン酸ガラスであって、摩耗度ＦAが４２０以上であっても、脆さ指標値Ｂを４０００μｍ-1/2以下にすることにより、加工中、突発的にガラスに大きな負荷が加わることや、加工具表面のばらつきによるガラスへの負荷に対し、カケやクラックといったガラスの破損が抑制され、加工性、特に研削加工の加工性を改善することができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
[光学ガラス]
本発明の光学ガラスは、正の異常部分分散性を有する低分散光学ガラスを得るために、カチオン成分としてＰ5+、アニオン成分としてＯ2-、Ｆ-を含むフツリン酸系のガラス組成とする。フツリン酸ガラスでは、Ｆ-の含有量が増加すると屈折率が減少傾向を示すため、高い屈折率を実現するためにＦ-の含有量を４０アニオン％以下にする。その上でガラスの加工性を改善するため、摩耗度ＦAが４２０以上であり、脆さ指標値Ｂが４０００μｍ-1/2以下である光学ガラスである。
また熱的安定性、高い屈折率、大きな異常部分分散性を維持する観点から、摩耗度ＦＡの好ましい下限は４３０、より好ましい下限は４４０、さらに好ましい下限は４５０、一層好ましい下限は４６０、より一層好ましい下限は４７０であり、摩耗度ＦAの好ましい上限は５２０、より好ましい上限は５１０、一層好ましい上限は５００、より一層好ましい上限は４９０である。
研削加工時の破損をより確実に防止する上から、脆さ指標値Ｂが３９５０μｍ-1/2以下であることが好ましく、３９００μｍ-1/2以下であることがより好ましく、３８５０μｍ-1/2以下であることがさらに好ましい。
【００１８】
［ガラスの組成］
以下、カチオン成分の含有量、合計含有量は特記しない限り、カチオン％で表示し、アニオン成分の含有量、合計含有量は特記しないアニオン％で表示するものとする。
なお、ここでカチオン％とは、当該カチオンの個数／ガラス成分のカチオンの総数×１００を示す。またアニオン％とは、当該アニオンの個数／ガラス成分のアニオンの総数×１００を示す。
本発明の光学ガラスの好ましい態様は、カチオン成分として、Ｐ5+、Ａｌ3+、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンを含み、
Ｐ5+の含有量が２０〜４５カチオン％、
Ａｌ3+の含有量が１０〜３０カチオン％、
アルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+が０カチオン％を超え、１２％カチオン以下、
アルカリ金属土類イオンの合計含有量Ｒ2+が２０カチオン％以上、
Ｒｂ+の含有量が０〜３カチオン％、
Ｃｓ+の含有量が０〜３カチオン％、
である光学ガラスである。
【００１９】
（Ｐ5+）
Ｐ5+は、ガラスネットワーク形成成分であり、熱的安定性を良好に維持するために、Ｐ5+の含有量が２０カチオン％以上であることが好ましい。化学耐久性を良好に維持し、低分散性、異常部分分散性を維持するために、Ｐ5+の含有量が４５カチオン％以下であることが好ましい。上記観点からＰ5+の含有量のより好ましい下限は２２カチオン％、さらに好ましい下限は２５カチオン％、一層好ましい下限は２８カチオン％、より一層好ましい下限は３０カチオン％であり、Ｐ5+の含有量のより好ましい上限は４３カチオン％であり、さらに好ましい上限は４２カチオン％、一層好ましい上限は４０カチオン％である。より一層好ましい上限は３９カチオン％である。
【００２０】
（アルカリ金属成分）
アルカリ金属成分は、ガラスの粘性を調整したり、熱的安定性を向上させ、脆さ指標値を低下させたりする働きをするカチオン成分である。前記効果を得るためにアルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+が０カチオン％を超えることが好ましい。一方、アルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+が過剰になると熱的安定性が低下するため、アルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+が１２カチオン％以下であることが好ましい。
【００２１】
アルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+のより好ましい下限は０．５カチオン％、さらに好ましい下限は１カチオン％、一層好ましい下限は２カチオン％、より一層好ましい下限は３カチオン％であり、アルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+のより好ましい上限は９カチオン％、さらに好ましい上限は８カチオン％、一層好ましい上限は６カチオン％である。
【００２２】
アルカリ金属成分として、Ｌｉ+、Ｎａ+、Ｋ+、Ｒｂ+、Ｃｓ+を示すことができる。脆さ指標値Ｂを低下させる上でイオン半径の小さいもの、すなわち、原子番号の小さいアルカリ金属成分が有効である。したがって、アルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+に対するＬｉ+、Ｎａ+およびＫ+の合計含有量のモル比（（Ｌｉ+＋Ｎａ+＋Ｋ+）／Ｒ+）を０．８〜１とすることが好ましく、０．８５〜１とすることがより好ましく、０．９〜１とすることがさらに好ましく、０．９５〜１とすることが一層好ましく、０．９９〜１とすることがより一層好ましく、１とすることがさらに一層好ましい。
【００２３】
脆さ指標値Ｂを低下させる上でアルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+に対するＬｉ+の含有量のモル比（Ｌｉ+／Ｒ+）が０を超えることが好ましく、０．１以上であることがより好ましく、０．３以上であることがさらに好ましく、０．５以上であることが一層好ましく、０．７以上であることがより一層好ましく、０．８以上であることがさらに一層好ましく、０．９以上であることがなお一層好ましく、１であることが特に一層好ましい。
【００２４】
脆さ指標値Ｂを低下させる上でさらに好ましい範囲は、Ｌｉ+、Ｎａ+およびＫ+の合計含有量に対するＬｉ+の含有量のモル比（Ｌｉ+／（Ｌｉ+＋Ｎａ+＋Ｋ+））が０を超える範囲であり、０．１以上の範囲がより好ましく、０．３以上の範囲がさらに好ましく、０．５以上の範囲が一層好ましく、０．７以上の範囲がより一層好ましく、０．８以上の範囲がさらに一層好ましく、０．９以上の範囲がなお一層好ましく、１であることが特に一層好ましい。上記範囲は脆さ指標値Ｂを低下させることに加え、ガラス転移温度を低下させるためにも好ましい。
【００２５】
脆さ指標値を減少させ、ガラス転移温度を低下させるために、Ｌｉ+の含有量の好ましい下限値は０．１カチオン％、より好ましい下限値は０．５カチオン％、さらに好ましい下限値は１カチオン％、一層好ましい下限値は１．５カチオン％、より一層好ましい下限値は２カチオン％である。一方、高屈折率特性と良好な熱的安定性を維持するために、Ｌｉ+の含有量の好ましい上限値は９カチオン％、より好ましい上限値は８カチオン％、さらに好ましい上限値は７カチオン％、一層好ましい上限値は６．５カチオン％、より一層好ましい上限値は６カチオン％である。
【００２６】
熱的安定性を維持し、破壊靭性値を低下させるために、Ｎａ+の含有量の好ましい範囲は０〜１０カチオン％、より好ましい範囲は０〜８カチオン％、さらに好ましい範囲は０〜６カチオン％であり、Ｋ+の含有量の好ましい範囲は０〜５カチオン％、より好ましい範囲は０〜３カチオン％、さらに好ましい範囲は０〜１カチオン％である。
【００２７】
Ｒｂ+、Ｃｓ+は脆さ指標値を低下させる上で有利ではない。また、Ｒｂ+、Ｃｓ+はアルカリ金属成分の中では比較的高価な成分でもある。したがって、Ｒｂ+の含有量およびＣｓ+の含有量はそれぞれ０〜３カチオン％とする。Ｒｂ+の含有量およびＣｓ+の含有量はそれぞれ０〜２カチオン％が好ましく、０〜１カチオン％がより好ましく、０〜０．５カチオン％がさらに好ましく、０〜０．１カチオン％が一層好ましい。なお、Ｒｂ+の含有量およびＣｓ+の含有量はそれぞれ０カチオン％としてもよい。
【００２８】
（アルカリ土類金属成分）
アルカリ土類金属成分は、ガラスの粘性の調整や屈折率を調整し、熱的安定性を向上させる働きをするカチオン成分である。前記効果を得るためにアルカリ土類金属イオンの合計含有量Ｒ2+が２０カチオン％以上であることが好ましく、２５カチオン％以上であることがより好ましく、２７カチオン％以上であることがさらに好ましく、３０カチオン％以上であることが一層好ましく、３２カチオン％以上であることがより一層好ましく、３４カチオン％以上であることがさらに一層好ましく、３６カチオン％以上であることがなお一層好ましい。
一方、アルカリ土類金属イオンの合計含有量Ｒ2+が過剰になると熱的安定性が低下するため、アルカリ土類金属イオンの合計含有量Ｒ2+が４５カチオン％以下であることが好ましい。
アルカリ土類金属イオンの合計含有量Ｒ2+のより好ましい上限は４３カチオン％、さらに好ましい上限は４１カチオン％、一層好ましい上限は３９カチオン％である。
アルカリ土類金属成分として、Ｂａ2+、Ｓｒ2+、Ｃａ2+、Ｍｇ2+を示すことができる。
【００２９】
アルカリ土類金属成分の中でも屈折率を高める働きの大きいＢａ2+の含有量を高めることが好ましく、アルカリ土類金属イオンの合計含有量Ｒ2+に対するＢａ2+の含有量のモル比（Ｂａ2+／Ｒ2+）を０．３以上にすることが好ましく、０．４以上にすることがより好ましく、０．５以上にすることがさらに好ましく、０．６以上にすることが一層好ましく、０．７以上にすることがより一層好ましい。
【００３０】
屈折率を高めるために、Ｂａ2+の含有量の好ましい下限値は９カチオン％、より好ましい下限値は１８カチオン％、さらに好ましい下限値は２０カチオン％、一層好ましい下限は２７カチオン％である。熱的安定性を維持するために、Ｂａ2+の含有量の好ましい下限値は４３カチオン％、より好ましい上限値は４０カチオン％、さらに好ましい上限値は３７カチオン％である。
【００３１】
ガラスの粘性の調整や屈折率を調整し、熱的安定性を向上させるため、Ｓｒ2+の含有量の好ましい範囲は０〜１０カチオン％、より好ましい範囲は０〜７カチオン％、さらに好ましい範囲は０〜４カチオン％であり、Ｃａ2+の含有量の好ましい範囲は０〜１０カチオン％、より好ましい範囲は０〜７カチオン％、さらに好ましい範囲は０〜４カチオン％であり、Ｍｇ2+の含有量の好ましい範囲は０〜１２カチオン％、より好ましい範囲は０〜８カチオン％、さらに好ましい範囲は０〜４カチオン％である。
【００３２】
（Ａｌ3+）
Ａｌ3+は、熱的安定性、化学的耐久性、加工性を向上させる働きをするとともに、屈折率を高める働きもするから、ガラス成分として含有させることが好ましい。上記効果を得るために、Ａｌ3+の含有量を１０〜３０カチオン％の範囲とすることが好ましい。上記の観点から、Ａｌ3+の含有量の好ましい下限は１１カチオン％、より好ましい下限は１２カチオン％、さらに好ましい下限は１４カチオン％、一層好ましい下限は１６カチオン％であり、好ましい上限は２９カチオン％、より好ましい上限は２８カチオン％、さらに好ましい上限は２６カチオン％、一層好ましい上限は２４カチオン％である。
【００３３】
（Ｐ5+の含有量に対するアルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+のモル比（Ｒ+／Ｐ5+））
光学特性と加工性、熱的安定性のバランスを図るために、Ｐ5+の含有量に対するアルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+のモル比（Ｒ+／Ｐ5+）を０．０２０〜０．５０の範囲にすることが好ましい。前記観点からモル比（Ｒ+／Ｐ5+）のより好ましい下限は０．０３０、さらに好ましい下限は０．０４０、一層好ましい下限は０．０５０、より一層好ましい下限は０．０６０、さらに一層好ましい下限は０．０６５、なお一層好ましい下限は０．０７、さらになお一層好ましい下限は０．０８、特に好ましい下限は０．０９、最も好ましい下限は０．１０であり、より好ましい上限は０．４５、さらに好ましい上限は０．４０、一層好ましい上限は０．３５、より一層好ましい上限は０．３０、さらに一層好ましい上限は０．２０である。
【００３４】
（Ｐ5+の含有量に対するアルカリ土類金属イオンの合計含有量Ｒ2+のモル比（Ｒ2+／Ｐ5+））
また、光学特性と加工性、熱的安定性のバランスを図るために、Ｐ5+の含有量に対するアルカリ土類金属イオンの合計含有量Ｒ2+のモル比（Ｒ2+／Ｐ5+）を０．７〜１．４の範囲にすることが好ましい。前記観点からモル比（Ｒ2+／Ｐ5+）のより好ましい下限は０．８、さらに好ましい下限は０．８５、一層好ましい下限は０．９あり、より好ましい上限は１．３、さらに好ましい上限は１．２、一層好ましい上限は１．１である。
【００３５】
（Ｆ-）
Ｆ-は、低分散性、異常部分分散性を付与する上で重要な成分であり、ガラス転移温度を低下させる働きもする。Ｆ-の含有量の上限は４０アニオン％である。低分散性、異常部分分散性を維持するために、Ｆ-の含有量が１８アニオン％以上であることが好ましい。２０アニオン％以上であることが好ましい。上記理由により、Ｆ-の含有量の好ましい上限は３８アニオン％、より好ましい上限は３５アニオン％、さらに好ましい上限は３３アニオン％、一層好ましい上限は３０アニオン％であり、Ｆ-の含有量のより好ましい下限は１９アニオン％、さらに好ましい下限は２０アニオン％である。
【００３６】
（Ｏ2-）
Ｏ2-は、熱的安定性を維持する働きがある。熱的安定性、高屈折率を維持するために、Ｏ2-の含有量が６０アニオン％以上であることが好ましく、６２アニオン％以上であることがより好ましくい、６５アニオン％以上であることがさらに好ましく、６７アニオン％以上であることが一層好ましく、７０アニオン％以上であることがより一層好ましい。一方、低分散性、異常部分分散性を維持するために、Ｏ2-の含有量が８２アニオン％以下であることが好ましく、８１アニオン％以下であることがより好ましく、８０アニオン％以下であることがさらに好ましい。
【００３７】
（Ｚｎ2+）
Ｚｎ2+は屈折率を維持しつつ熱的安定性を向上させる働きをするが、過剰に含有させると分散が高くなり、所要の光学特性を得ることが困難になる。したがって、Ｚｎ2+の含有量を０〜５カチオン％の範囲とすることが好ましい。上記効果を得るために、Ｚｎ2+の含有量のより好ましい上限は３カチオン％であり、さらに好ましい上限は１カチオン％である。
【００３８】
（Ｌａ3+）
Ｌａ3+は屈折率を高める働きをするが、過剰に含有させると熱的安定性が低下するので、Ｌａ3+の含有量を０〜３カチオン％の範囲とすることが好ましく、０〜２カチオン％の範囲とすることがより好ましく、０〜１カチオン％の範囲とすることがさらに好ましい。
【００３９】
（Ｇｄ3+）
Ｇｄ3+は屈折率を高める働きをするが、過剰に含有させると熱的安定性が低下するので、Ｇｄ3+の含有量を０〜５カチオン％の範囲とすることが好ましく、０〜４カチオン％の範囲とすることがより好ましく、０〜３カチオン％の範囲とすることがさらに好ましい。
【００４０】
（Ｙ3+）
Ｙ3+は熱的安定性を維持しつつ屈折率を高める働きがあるが、過剰に含有させると熱的安定性が低下するので、Ｙ3+の含有量を０〜５カチオン％の範囲とすることが好ましく、０〜４カチオン％の範囲とすることがより好ましく、０〜３カチオン％の範囲とすることがさらに好ましい。
なお、熱的安定性を維持しつつ屈折率を高めるために、Ｌａ3+、Ｇｄ3+およびＹ3+の合計含有量を０〜５カチオン％の範囲にすることが好ましく、０〜４カチオン％の範囲にすることがより好ましく、０〜３カチオン％の範囲にすることがさらに好ましい。
【００４１】
（Ｓｉ4+）
Ｓｉ4+は少量であれば含有させることができるが、過剰に含有させると熔融性や熱的安定性が低下する。したがって、Ｓｉ4+の含有量を０〜３カチオン％の範囲とすることが好ましく、０〜２カチオン％の範囲とすることがより好ましく、０〜１カチオン％の範囲にすることがさらに好ましい。
【００４２】
（Ｂ3+）
Ｂ3+も少量であれば含有させることができるが、過剰に含有させると熔融性や熱的安定性が低下する。したがって、Ｂ3+の含有量を０〜３カチオン％の範囲とすることが好ましく、０〜２％の範囲とすることがより好ましく、０カチオン％以上１カチオン％未満の範囲とすることさらに好ましく、０〜０．８カチオン％の範囲とすること一層好ましく、０〜０．５カチオン％の範囲とすることより一層好ましく、０〜０．１カチオン％の範囲とすることさらに一層好ましい。ガラスがＢ3+を含有することにより熔融ガラスの揮発性が著しく強まるため、ガラスがＢ3+を含有しないことが特に好ましい。
【００４３】
（Ｃｌ-）
パイプから熔融ガラスを流出する際、パイプ外周へのガラス濡れ上がりを抑制し、濡れ上がりによるガラスの品質低下を抑制するために、Ｃｌ-を含有させることが有効である。Ｃｌ-の含有量の好ましい範囲は０〜１アニオン％、より好ましい範囲は０〜０．５アニオン％、さらに好ましい範囲は０〜０．３アニオン％である。Ｃｌ-は脱泡剤としての効果もある。
【００４４】
（その他の成分）
この他、清澄剤としてＳｂ3+、Ｃｅ4+などを少量添加することもできる。清澄剤の総量は０カチオン％を含み、１カチオン％未満とすることが好ましい。
Ｐｂ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｔｈ、Ｃｓなど環境負荷が懸念される成分は含有させないことが好ましい。さらに、本発明の光学ガラスは、可視領域の広い範囲にわたり高い透過率が得られる。こうした特長を活かすには、着色剤を含まないことが好ましい。着色剤としては、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｅｒなどを例示することができる。また、Ｈｆ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｔｂなどの導入は不要であるばかりか、高価な成分であるため、Ｈｆ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｔｂなどを含有させないことが好ましい。
【００４５】
（Ｐ5+の含有量に対するＯ2-の含有量のモル比（Ｏ2-／Ｐ5+））
ガラス熔融時の揮発性、侵蝕性、反応性を抑制するために、モル比Ｏ2-／Ｐ5+を７／２以上、すなわち、３．５以上とすることが好ましい。ガラス熔融時に熔融物中にメタリン酸塩（Ｏ：Ｐ＝３：１）が存在すると、フッ素と反応して、揮発性の高いフッ化ホスホリル（ＰＯＦ3）が発生する。ガラス熔融時の揮発性、侵蝕性、反応性を抑制するためには、ガラス中のＰおよびＯが二リン酸構造（Ｏ：Ｐ＝７：２）をとるようにすればよい。モル比Ｏ2-／Ｐ5+を７／２以上とすることにより、ガラス中のＰ、Ｏの構造を二リン酸構造にすることができる。モル比Ｏ2-／Ｐ5+が７／２未満ではメタリン酸構造が存在するため、ガラス熔融時の揮発性、侵蝕性、反応性を抑制することは困難である。ここで、３．５は、酸素原子とリン原子の個数比７／２を意味しているから、３．５という値は、厳密に７／２に一致する。モル比Ｏ2-／Ｐ5+を３．５以上、すなわち、７／２以上にすることによって、揮発性を大幅に低減することができる。揮発性の抑制により、熔融ガラスのように高温状態のガラス表面が揮発により変質することを防止することができ、表面脈理の発生を抑制することができる。また、揮発に起因するガラス組成の変動を抑制することができるので、屈折率やアッベ数などの光学特性の変動を抑制することもできる。さらに、モル比Ｏ2-／Ｐ5+を３．５以上にすることにより、熔融時におけるガラスの侵蝕性を抑制することもできるため、熔融容器やガラスを均質化する際に使用する攪拌棒の侵蝕を抑制することができる。そのため、熔融容器や攪拌棒を構成する白金あるいは白金合金が侵蝕によってガラスに混入し、異物となってガラスの品質を低下させることを防止できる。
【００４６】
[光学ガラスの特性]
本発明の光学ガラスにおいて、異常部分分散性と高屈折率とを実現しつつ、熱的安定性を維持するために、アッべ数νｄを７０以下の範囲とすることが好ましい。
アッベ数νｄは分散に関する性質を表す値であり、ｄ線、Ｆ線、ｃ線における各屈折率ｎｄ、ｎＦ、ｎcを用いてνｄ＝（ｎｄ−１）/（ｎＦ-ｎｃ）と表される。
アッベ数νｄの好ましい上限は６９．５、より好ましい上限は６９である。一方、低分散性を活かすためには、アッベ数νｄの好ましい下限は６０、より好ましい下限は６２、さらに好ましい下限は６４、一層好ましい下限は６４．５、より一層好ましい下限は６５、さらに一層好ましい下限は６５．５である。
【００４７】
さらに、屈折率ｎｄを下記（１）式を満たすように定めることにより、同等の集光力でありながら、レンズの光学機能面の曲率の絶対値を減少させる（レンズの光学機能面のカーブを緩くする）ことができる。精密プレス成形でも、研削、研磨でも、レンズの光学機能面のカーブが緩いほうが作製しやすいので、高屈折率のガラスを用いることにより光学素子の生産性を高めることができる。さらに、屈折率を高めることにより高機能、コンパクトな光学系に使用する光学素子に好適なガラス材料を提供することもできる。
本発明の光学ガラスにおいて、より好ましい屈折率ｎｄの範囲は下記（２）式を満たす範囲であり、さらに好ましい屈折率ｎｄの範囲は下記（３）式を満たす範囲である。
ｎｄ≧１．６２１４０−０．００７１×νｄ              ・・・（１）
ｎｄ≧２．０６６４０−０．００７１×νｄ              ・・・（２）
ｎｄ≧２．０７１４０−０．００７１×νｄ              ・・・（３）
【００４８】
本発明の光学ガラスは、熱的安定性に優れており、好ましい態様においては液相温度９００℃以下を実現することができ、より好ましくは８８０℃以下の液相温度を実現することもできる。上記のように液相温度が低いガラスは、ガラスの流出温度を低くすることができるので、失透することなく、粘性が成形に適した状態になるように調整することができる。
【００４９】
本発明の光学ガラスは正の異常分散性を示す。異常分散性はΔＰg,Ｆによって定量的に表される。ｇ線、Ｆ線、ｃ線における各屈折率ｎｇ、ｎＦ、ｎcを用いて、部分分散比Ｐg,Ｆは（ｎg−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎc）と表される。
部分分散比Ｐg,Ｆ−アッベ数νｄ図において正常部分分散ガラスの基準となるノーマルライン上の部分分散比をＰg,Ｆ(0)と表すと、Ｐg,Ｆ(0)はアッベ数νｄを用いて次式で表される。
Ｐg,Ｆ(0)＝０．６４８３−（０．００１８×νｄ）
ΔＰg,Ｆは、上記ノーマルラインからの部分分散比Ｐg,Ｆの偏差であり、次式で表される。
ΔＰg,Ｆ＝Ｐg,Ｆ−Ｐg,Ｆ(0)
＝Ｐg,Ｆ＋（０．００１８×νｄ）−０．６４８３
本発明の光学ガラスで、異常分散性の観点から好ましいものは、ΔＰg,Ｆが０．０１５８以上のガラスであり、より好ましいガラスは、ΔＰg,Ｆが０．０１６５以上であり、さらに好ましいものは０．０１８０以上のガラスである。こうした異常分散性により、高次の色収差補正に一層好適なガラスを提供することができる。
【００５０】
［ヌープ硬さ］
本発明の光学ガラスにおいて、加工性を一層改善するために、ヌープ硬さＨKが３００ＭＰａ以上であることが好ましく、３２０ＭＰａ以上であることがより好ましく、３４０ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。
【００５１】
上記の光学ガラスによれば、加工面精度が高く、加工傷がない光学素子や精密プレス成形用プリフォームを安定して作製することができる。また、精密プレス成形によって作製したレンズの心取り加工にガラスを破損させることなく安定した加工を行うこともできる。
【００５２】
［ガラス転移温度Ｔｇ］
本発明の好ましい態様は、ガラス転移温度Ｔｇが５８０℃以下の光学ガラスである。ガラス転移温度が低いと、ガラスを再加熱、軟化してプレス成形する際の加熱温度を低くすることができる。その結果、ガラスとプレス成形型との融着を抑制しやすくなる。また加熱温度を低くすることができるので、ガラスの加熱装置、プレス成形型などの熱的消耗を低減することもできる。さらに、ガラスのアニール温度も低くすることができるので、アニール炉の寿命を延ばすことができる。ガラス転移温度のより好ましい範囲は５７０℃以下、さらに好ましい範囲は５６０℃以下、一層好ましい範囲は５５０℃以下、より一層好ましい範囲は５４０℃以下である。
[結晶化ピーク温度]
示差走査熱量計（ＤＳＣ）においてガラスを昇温すると、まず吸熱ピークが現れ、さらに昇温すると発熱ピークが現れる。この発熱ピークの頂部における温度が結晶化ピーク温度Ｔｃである。結晶化ピーク温度Ｔｃは次のようにして求める。乳鉢を用いて十分粉砕したガラス粉を試料とし、示差走査熱量計を用いて横軸を温度、縦軸を試料の発熱吸熱に対応する量とする示差走査熱量曲線（ＤＳＣ曲線）を得る。このＤＳＣ曲線において、発熱ピークが最大になる温度を結晶化ピーク温度Ｔｃとする。
ガラスを加熱、軟化して成形するには、ガラスをガラス転移温度より高い温度に加熱する必要がある。ガラスの温度が結晶化温度域に達するとガラスの失透がおきる。結晶化ピーク温度Ｔｃは結晶化温度域を代表する温度と考えることができるため、結晶化ピーク温度Ｔｃとガラス転移温度Ｔｇの差（Ｔｃ−Ｔｇ）が大きいガラスほど、再加熱による成形時に失透がおきにくい。
本実施態様において、結晶化ピーク温度Ｔｃとガラス転移温度Ｔｇの差（Ｔｃ−Ｔｇ）が８０℃以上であることが再加熱成形時における失透を防止する上から好ましい。Ｔｃ−Ｔｇの好ましい範囲は８５℃以上であり、９０℃以上、９５℃以上、１００℃以上、１０５℃以上、１１０℃以上、１１５℃以上、１２０℃以上の順に下限が高いほど失透を防止する上から一層好ましい。
なお、耐失透性の優れたガラスでは、示差走査熱量計により結晶化ピーク温度が観察されないことがある。このように結晶化ピーク温度が存在しないガラスも再加熱成形時に失透しにくいガラスであるため、本実施態様において好ましい。
光学素子の製造方法の一例において、ガラス素材を再加熱、軟化して成形し、光学素子ブランクなどの成形品を作製する。そして、この成形品を機械加工して光学素子を製造する。失透しやすいガラスでは、再加熱、成形時にガラス表面に結晶が析出しやすい。結晶が析出した表面を研削すると、析出した結晶を起点としてクラックが発生しやすくなる。したがって、再加熱、成形時の耐失透性を改善することは、研削加工時のガラスの破損を防止する上からも有効である。摩耗度、脆さ指標値を所定の範囲にするとともに、Ｔｃが存在しないか、Ｔｃが存在してもＴｃ−Ｔｇを大きくすることにより、加工時のガラスの破損をより一層抑制することができる。
【００５３】
［液相温度］
本発明の好ましい態様は、液相温度が８５０℃以下の光学ガラスである。液相温度が低いと、ガラスの熔融、成形温度を低下させることができる。その結果、熔融、成形時のガラスの揮発性を低減することができ、脈理の発生、光学特性の変動を抑制することができる。
液相温度のより好ましい範囲は８４０℃以下、さらに好ましい範囲は８３０℃以下、一層好ましい範囲は８１０℃以下である。
なお、ガラスの熱的安定性とは、液相温度を指標とする高温における耐失透性と、Ｔｃ−Ｔｇを指標とする比較的低温における耐失透性とを指す。
【００５４】
［光学ガラスの製造方法］
上記の光学ガラスは、例えば所要の特性が得られるようにガラス原料を調合、熔融、成形することにより得ることができる。ガラス原料としては、例えばリン酸塩、フッ化物、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物などを用いればよい。ガラスの熔融法、成形法については公知の方法を用いればよい。
【００５５】
［プレス成形用ガラス素材とその製造方法およびガラス成形体の製造方法］
プレス成形用ガラス素材とは、加熱して、プレス成形に供されるガラス塊を意味する。
プレス成形用ガラス素材の例としては、精密プレス成形用プリフォーム、光学素子ブランクをプレス成形するためのガラス素材（プレス成形用ガラスゴブ）などプレス成形品の質量に相当する質量を有するガラス塊を示すことができる。
プレス成形用ガラス素材は、ガラス成形体を加工する工程を経て作製される。ガラス成形体は上記のようにガラス原料を加熱、熔融し、得られた熔融ガラスを成形して作製される。ガラス成形体の加工法としては、切断、研削、研磨などを例示することができる。加工性の優れた光学ガラスを加工するため、加工時のガラスの破損をより確実に防止することができる。
【００５６】
［光学素子ブランクとその製造方法］
光学素子ブランクは、上記の光学ガラスからなる。光学素子ブランクは製造しようとする光学素子の形状に近似する形状を有するガラス成形体である。光学素子ブランクは、製造しようとする光学素子の形状に加工によって除去する加工代を加えた形状にガラスを成形する方法などにより作製すればよい。例えば、プレス成形用ガラス素材を加熱、軟化してプレス成形する方法（リヒートプレス法）、公知の方法で熔融ガラス塊をプレス成形型に供給しプレス成形する方法（ダイレクトプレス法）などにより光学素子ブランクを作製することができる。
光学素子ブランクは加工性の優れたガラスにより作製されているので、研削、研磨時にガラスが破損しにくく、安定して光学素子を作製することができる。
【００５７】
［光学素子とその製造方法］
光学素子は、上記光学ガラスからなる。光学素子の種類としては、球面レンズ、非球面レンズなどのレンズ、プリズム、回折格子などを例示することができる。レンズの形状としては、両凸レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、平凹レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどの諸形状を示すことができる。光学素子は、上記光学ガラスからなるガラス成形体を加工する工程を含む方法により製造することができる。加工としては、切断、切削、粗研削、精研削、研磨などを例示することができる。こうした加工を行う際、上記ガラスを使用することにより、破損を軽減することができ、高品質の光学素子を安定して供給することができる。
【実施例】
【００５８】
以下本発明を具体的に説明する為に実施例を示すが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。【００５９】
実施例１：[光学ガラスの作製及び諸特性の評価]
表１、表２に示すガラス組成になるように、各成分を導入するための原料としてそれぞれ相当するリン酸塩、フッ化物、酸化物などを用い、原料を秤量し、十分に混合して調合原料とし、これを白金坩堝に入れ、加熱、熔融した。熔融後、熔融ガラスを鋳型に流し込み、ガラス転移温度付近まで放冷してから直ちにアニール炉に入れ、ガラスの転移温度範囲で約１時間アニール処理した後、炉内で室温まで放冷することにより、ガラスＮｏ．１の光学ガラスを得た。得られた光学ガラスを光学顕微鏡により拡大観察したところ、結晶の析出、白金粒子などの異物、泡は認められず、脈理も見られなかった。このようにして得られた光学ガラスの請特性を表３に示す。
光学ガラスの諸特性は、以下に示す方法により測定した。
（１）屈折率ｎｄ、ｎｇ、ｎＦ、ｎcおよびアッベ数νｄ
降温速度−３０℃／時間で降温して得られたガラスについて、日本光学硝子工業会規格の屈折率測定法により、屈折率ｎｄ、ｎｇ、ｎＦ、ｎc、アッベ数νｄを測定した。
（２）部分分散比のノーマルラインからの偏差ΔＰg,Ｆ
屈折率ｎｇ、ｎＦ、ｎcから算出した部分分散比Ｐg,Ｆおよびアッベ数νｄから算出されるノーマルライン上の部分分散比Ｐg,Ｆ(0)から算出した。
（３）液相温度ＬＴ
ガラスを所定温度に加熱された炉内に入れて２時間保持し、冷却後、ガラス内部を１００倍の光学顕微鏡で観察し、結晶の有無から液相温度を決定した。表１の液相温度の欄に示した温度は、当該温度で２時間保持した場合、結晶の析出は認められなかったことを意味し、液相温度が前記温度以下であることを表している。
（４）ガラス転移温度Ｔｇ
示差走査熱量計（ＤＳＣ）により、昇温速度１０℃/分として測定した。
（５）結晶化ピーク温度Ｔｃ
示差走査熱量計（ＤＳＣ）により、昇温速度１０℃/分として測定した。
（６）摩耗度ＦA
前述の方法による。
（７）破壊靭性値Ｋｃ、脆さ指標値Ｂ
破壊靭性値Ｋｃは、規格ＪＩＳ  Ｒ１６０７「ファインセラミックスの破壊靭性試験方法」に準拠する方法で測定した。ただし、試験荷重を１００ｇｆ、負荷時間を１５秒とし、温度２０±０．５℃および相対湿度５０％の環境下にて測定を行った。
（８）ヌープ硬さＨK
平面研磨されたガラス面に、対稜角が１７２°３０′及び１３０°の横断面が菱形のダイヤモンド四角錐圧子に０．９８０７Ｎの荷重を１５秒間かけてくぼみをつけ、生じた永久くぼみの長い方の対角線の長さを測定して、次式により算出する。
ＨK＝１．４５１×（Ｆ／ｌ2）
ここで、Ｆは荷重［Ｎ］、長さｌは永久くぼみの長い方の対角線の長さ［ｍｍ］を表す。
（９）ガラス組成
誘導結合プラズマ原子発光法（ＩＣＰ−ＡＥＳ法）、イオンクロマトグラフフィー法により各成分の含有量を定量した。
（１０）比重
アルキメデス法により測定した。【００６０】
【表１】
2014014060.tif 000002
【００６１】
【表２】
2014014060.tif 000003
【００６２】
【表３】
2014014060.tif 000004
【００６３】
実施例２〜７：[光学ガラスの作製及び諸特性の評価]
実施例１と同様の方法により、それぞれ表１及び表２に示すガラス組成のガラスＮｏ．２〜７のガラスを得た。得られた光学ガラスを光学顕微鏡により拡大観察したところ、結晶の析出、白金粒子などの異物、泡は認められず、脈理も見られなかった。このようにして得られた光学ガラスの請特性を表４に示す。
光学ガラスの諸特性は、実施例１に示した方法により測定した。【００６４】
【表４】
2014014060.tif 000005
なお、表４のガラスＮｏ．４の結晶化ピーク温度は検出されなかった。ガラスＮｏ．４の結晶化ピーク温度Ｔｃは存在しないため、Ｔｃ−Ｔｇを算出できず、表４において、ガラスＮｏ．４のＴｃ−Ｔｇ欄は「−」とした。【００６５】
実施例８：[プレス成形用ガラスゴブの作製]
実施例１〜７で作製した７種の光学ガラスが得られるように調合したガラス原料を熔融、清澄、均質化して熔融ガラスを作り、熔融ガラスを連続的に流出して鋳型に鋳込み、ガラスブロックに成形した後、アニールし、切断して複数個のガラス片を得た。これらガラス片をバレル研磨して上記ガラスからなるプレス成形用ガラスゴブを作製した。ガラスブロックを加工し、ガラスを破損させることなくプレス成形用ガラスゴブを作製することができた。【００６６】
実施例９：[レンズブランクの作製１]
実施例８で作製したガラスゴブの表面に窒化ホウ素からなる粉末状離型剤を均一に塗布してから大気中で加熱、軟化し、プレス成形型でプレス成形し、球面凸メニスカスレンズ、球面凹メニスカスレンズ、球面両凸レンズ、球面両凹レンズの各種レンズのブランクを作製した。このようにして上記ガラスからなるレンズブランクを作製した。【００６７】
実施例１０：[レンズブランクの作製２]
実施例８で用意した熔融ガラスを流出し、シアを用いて熔融ガラス流を切断して熔融ガラス塊を分離し、プレス成形型を用いてプレス成形し、球面凸メニスカスレンズ、球面凹メニスカスレンズ、球面両凸レンズ、球面両凹レンズの各種レンズのブランクを作製した。このようにして上記７種のガラスからなるレンズブランクを作製した。【００６８】
実施例１１：[レンズの作製１]
実施例９、実施例１０で作製したレンズブランクをアニールして歪を除くとともに屈折率を所望値に合わせた後、カーブジェネレータを使用して、レンズブランクの表面を球面研削した。なお球面研削は#２０００（メタル）の砥石を使用し、送り速度を３６０μm/分とした。次に研削した面をスムージング加工（精研削加工）し、さらに研磨加工して球面凸メニスカスレンズ、球面凹メニスカスレンズ、球面両凸レンズ、球面両凹レンズの各種レンズを作製した。このようにして上記ガラスからなるレンズを作製した。各工程において、ガラスを破損させることなく加工することができた。レンズの生産歩留まりは９０％以上であった。【００６９】
実施例１２：[レンズの作製２]
実施例５で用意した熔融ガラスを流出し、鋳型に鋳込んでガラスブロックを作製し、このブロックを切断、研削、研磨して上記ガラスからなる球面レンズ、プリズムを作製した。各工程において、ガラスを破損させることなく加工することができた。【００７０】
実施例１３：[プリフォームの作製１]
実施例８で用意した熔融ガラスを白金製のノズルから滴下してプリフォーム成形型で受け、風圧を加えて浮上させながら上記ガラスからなる球状のプリフォームに成形した。
また、上記熔融ガラスを白金製パイプから連続的に流出し、その下端部をプリフォーム成形型で受け、熔融ガラス流にくびれ部を作った後、プリフォーム成形型を真下に急降下して熔融ガラス流をくびれ部で切断し、プリフォーム成形型上に分離した熔融ガラス塊を受け、風圧を加えて浮上させながら上記各種ガラスからなるプリフォームに成形した。
得られたプリフォームには、失透、脈理、異物や泡の含有は認められなかった。【００７１】
実施例１４：[プリフォームの作製２]
実施例５で用意した熔融ガラスを連続的に流出して鋳型に鋳込み、ガラスブロックに成形した後、アニールし、切断して複数個のガラス片を得た。これらガラス片を研削、研磨して上記各種ガラスからなるプリフォームを作製した。なお、上記ガラスブロックの内部、すなわち、プリフォームに使用する部分には、失透、脈理、異物、泡は認められなかった。
各工程において、ガラスを破損させることなく加工することができた。【００７２】
実施例１５：[レンズの心取り加工]
実施例１３、１４で作製したプリフォームの表面に炭素含有膜をコートし、成形面に炭素系離型膜を設けたＳｉＣ製の上下型および胴型を含むプレス成形型内に導入し、窒素雰囲気中で成形型とプリフォームを一緒に加熱してプリフォームを軟化し、精密プレス成形して上記各種ガラスからなる非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズ、非球面両凸レンズ、非球面両凹レンズの各種レンズを作製した。
こうして得た各種レンズに心取り加工を施した。心取り加工時にガラスの破損は発生しなかった。【００７３】
比較例１：[レンズの作製]
実施例８と同様にしてガラスＡからなるプレス成形用ガラスゴブを作製した。このガラスゴブを加熱、軟化し、プレス成形してレンズブランクを作製した。次にレンズブランクを実施例１１と同じ条件でカーブジェネレータを使用して球面研削したところ、球面研削加工時に研削面にクラックが発生し、レンズの生産歩留まりは７０％程度であった。【００７４】
比較例２
特許文献２の表１に記載のＮｏ．５（以下、Ｎｏ.１０という）、フツリン酸ガラスが開示されている特開２００３‐１６０３５６号公報に記載の実施例７（以下、Ｎｏ.１１という）の２種のガラスを再現した。Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１１の各ガラスの組成を表５及び表６に示す。
表７に、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１１のガラスの特性を示す。特許文献２および特開２００３‐１６０３５６号公報に記載されている特性については前記文献に記載されている数値を表７に掲載した。また、前記各文献に記載されていない特性については、本件実施例１に記載の方法により測定した結果を表６に掲載した。【００７５】
【表５】
2014014060.tif 000006
【００７６】
【表６】
2014014060.tif 000007
【００７７】
【表７】
2014014060.tif 000008
【００７８】
Ｎｏ．１０のガラスはアルカリ金属成分を含まず、脆さ指標値が４０００μｍ-1/2よりも大きい。
Ｎｏ．１０の光学ガラスを使用し、比較例１と同様にレンズブランクを作製、カーブジェネレータを使用して球面研削したところ、球面研削加工時に研削面にクラックが発生し、レンズの生産歩留まりは、いずれのガラスについても７０％程度であった。
Ｎｏ．１１のガラスについては屈折率、アッベ数の測定は可能であり、測定結果は特開２００３‐１６０３５６号公報されている値と一致していたが、成形したガラスの所々に結晶が析出しており、均質なガラスとしてのビッカース硬度、脆さ指標値、ガラス転移温度、結晶化ピーク温度を測定することができなかった。また成形したガラスの表面に脈理が認められた。【００７９】
最後に、図等を用いて、実施の形態を総括する。
本発明の実施の形態にかかる光学ガラスは、表1〜表２に示すように、カチオン成分としてＰ5+、アニオン成分としてＯ2-、Ｆ-を含む光学ガラスにおいて、Ｆ-の含有量が４０アニオン％以下、摩耗度ＦAが４２０以上であり、脆さ指標値Ｂ［μｍ-1/2］が４０００μｍ-1/2以下を満たす。【００８０】
好ましくは、この光学カラスは、カチオン成分として、Ｐ5+、Ａｌ3+、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンを含み、Ｐ5+の含有量が２０〜４５カチオン％、Ａｌ3+の含有量が１０〜３０カチオン％、アルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+が０カチオン％を超え１２カチオン％以下、アルカリ金属土類イオンの合計含有量Ｒ2+が２０カチオン％以上、Ｒｂ+の含有量が０〜３カチオン％、Ｃｓ+の含有量が０〜３カチオン％を含む。【００８１】
さらに好ましくは、この光学ガラスは、Ｆ-の含有量が１８〜４０アニオン％、Ｏ2-の含有量が６０〜８２アニオン％を含む。【００８２】
また好ましくは、この光学ガラスは、Ｐ5+の含有量に対するアルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+のモル比（Ｒ+／Ｐ5+）が０．０２０〜０．５０である。好ましくは、この光学ガラスは、Ｐ5+の含有量に対するＯ2-の含有量のモル比（Ｏ2-／Ｐ5+）が３．５以上である。【００８３】
さらに好ましくは、この光学ガラスは、アルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+に対するＬｉ+の含有量のモル比（Ｌｉ+／Ｒ+）が０を超える。さらに好ましくは、この光学ガラスは、Ｐ5+の含有量に対するアルカリ土類金属イオンの合計含有量Ｒ2+のモル比（Ｒ2+／Ｐ5+）が０．７〜１．４である。【００８４】
さらに好ましくは、この光学ガラスは、アッベ数νｄが７０以下である。【００８５】
さらに好ましくは、この光学ガラスは、ガラス転移温度が５８０℃以下である。
さらに好ましくは、この光学ガラスは、結晶化ピーク温度Ｔｃが存在しないか、または結晶化ピーク温度Ｔｃが存在し、前記結晶化ピーク温度Ｔｃとガラス転移温度Ｔｇの差（Ｔｃ−Ｔｇ）が８０℃以上である。【００８６】
さらに好ましくは、この光学ガラスは、液相温度が８５０℃以下である。【００８７】
さらに好ましくは、この光学ガラスは、部分分散比Ｐｇ，Ｆの偏差ΔＰｇ，Ｆが０．０１５８以上である。【００８８】
また好ましくは、この光学ガラスは、研磨加工される光学ガラスである。【００８９】
また、実施の形態の別の局面によれば、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、光学素子を提供し、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、光学素子はこの光学ガラスを含む。【００９０】
さらに、また、実施の形態の別の局面によれば、プレス成形用ガラス素材の製造方法を提供する。この製造方法は、この光学ガラスからなるガラス成形体を加工する工程を含む。【００９１】
また、実施の形態の別の局面によれば、光学素子の製造方法を提供する。この製造方法は、この光学ガラスからなるガラス成形体を加工する工程を含む。【００９２】
本発明の実施の形態の局面によれば、表1に示すように、光学ガラスは、カチオン成分として、Ｐ5+、Ａｌ3+、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンを含み、アニオン成分としてＯ2-、Ｆ-を含む光学ガラスにおいて、Ｐ5+の含有量が２０〜４５カチオン％、Ａｌ3+の含有量が１０〜３０カチオン％、アルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+が０カチオン％を超え１２カチオン％以下、アルカリ金属土類イオンの合計含有量Ｒ2+が２０カチオン％以上であり、Ｒｂ+の含有量が０〜３カチオン％、Ｃｓ+の含有量が０〜３カチオン％であり、Ｆ-の含有量が１８〜４０アニオン％、Ｏ2-の含有量が６０〜８２アニオン％、であり、Ｐ5+の含有量に対するアルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+のモル比（Ｒ+／Ｐ5+）が０．０２０〜０．５０であり、Ｐ5+の含有量に対するＯ2-の含有量のモル比（Ｏ2-／Ｐ5+）が３．５以上である。
本発明の実施の形態の局面によれば、カチオン成分としてＰ5+、アニオン成分としてＯ2-、Ｆ-を含む光学ガラスにおいて、Ｆ-の含有量が４０アニオン％以下、摩耗度ＦAが４２０以上であり、結晶化ピーク温度Ｔｃが存在しないか、または結晶化ピーク温度Ｔｃが存在し、前記結晶化ピーク温度Ｔｃとガラス転移温度Ｔｇの差（Ｔｃ−Ｔｇ）が８０℃以上である。
なお、上記の実施の形態同士の任意の組合せも、本発明の実施の形態に含まれる。
【図１】
2014014060.tif 000009
【図２】
2014014060.tif 000010
【図３】
2014014060.tif 000011
【図４】
2014014060.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月15日(2016.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カチオン成分としてＰ5+、Ａｌ3+、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、
アニオン成分としてＯ2-、Ｆ-を含む光学ガラスにおいて、
Ｐ5+の含有量が２０〜４５カチオン％、
Ａｌ3+の含有量が１６〜３０カチオン％、
アルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+が０カチオン％を超え１２カチオン％以下、
アルカリ金属土類イオンの合計含有量Ｒ2+が２０カチオン％以上、
Ｒｂ+の含有量が０〜３カチオン％、
Ｃｓ+の含有量が０〜３カチオン％、
であり、
Ｆ-の含有量が４０アニオン％以下、摩耗度ＦＡが４２０以上であり、脆さ指標値Ｂが４０００μｍ-1/2以下であり、アッベ数νｄが７０以下である、光学ガラス。
【請求項２】
Ｆ-の含有量が１８〜４０アニオン％、
Ｏ2-の含有量が６０〜８２アニオン％、
である、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
Ｐ5+の含有量に対するアルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+のモル比（Ｒ+／Ｐ5+）が０．０２０〜０．５０である、請求項１または２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
Ｐ5+の含有量に対するＯ2-の含有量のモル比（Ｏ2-／Ｐ5+）が３．５以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項５】
アルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+に対するＬｉ+の含有量のモル比（Ｌｉ+／Ｒ+）が０を超える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項６】
Ｐ5+の含有量に対するアルカリ土類金属イオンの合計含有量Ｒ2+のモル比（Ｒ2+／Ｐ5+）が０．７〜１．４である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項７】
ガラス転移温度が５８０℃以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項８】
結晶化ピーク温度Ｔｃが存在しないか、または結晶化ピーク温度Ｔｃが存在し、前記結晶化ピーク温度Ｔｃとガラス転移温度Ｔｇの差（Ｔｃ−Ｔｇ）が８０℃以上である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項９】
液相温度が８５０℃以下である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項１０】
部分分散比Ｐｇ，Ｆの偏差ΔＰｇ，Ｆが０．０１５８以上である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項１１】
研磨加工される光学ガラスである、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子ブランク。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子。
【請求項１５】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学ガラスからなるガラス成形体を加工する工程を含むプレス成形用ガラス素材の製造方法。
【請求項１６】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学ガラスからなるガラス成形体を加工する工程を含む光学素子の製造方法。
【請求項１７】
カチオン成分として、Ｐ5+、Ａｌ3+、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンを含み、
アニオン成分としてＯ2-、Ｆ-を含む光学ガラスにおいて、
Ｐ5+の含有量が２０〜４５カチオン％、
Ａｌ3+の含有量が１６〜３０カチオン％、
アルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+が０カチオン％を超え１２カチオン％以下、
アルカリ金属土類イオンの合計含有量Ｒ2+が２０カチオン％以上、
Ｒｂ+の含有量が０〜３カチオン％、
Ｃｓ+の含有量が０〜３カチオン％、
Ｆ-の含有量が１８〜４０アニオン％、
Ｏ2-の含有量が６０〜８２アニオン％、
であり、
Ｐ5+の含有量に対するアルカリ金属イオンの合計含有量Ｒ+のモル比（Ｒ+／Ｐ5+）が０．０２０〜０．５０であり、
Ｐ5+の含有量に対するＯ2-の含有量のモル比（Ｏ2-／Ｐ5+）が３．５以上であり、
アッベ数νｄが７０以下である、光学ガラス。
【国際調査報告】
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