(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＷＯ３の中から選ばれる少なくとも１種の酸化物、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの中から選ばれる少なくとも１種の酸化物、およびＢ２Ｏ３を必須成分として含むと共に、ＳｉＯ２を任意成分として含み、鉛とその化合物を含まず、かつ質量基準で、
Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ３を合計で２５〜４５％；ＴｉＯ２  １８〜３８％；Ｎｂ２Ｏ５  ５〜１５％；ＷＯ３  ０〜７％；ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯを合計で０〜１０％；およびＢａＯ  ７〜１７％を含み、
（ａ）Ｂ２Ｏ３とＳｉＯ２の合計含有量が１〜２５％、
（ｂ）Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＷＯ３の合計含有量に対するＢ２Ｏ３とＳｉＯ２の合計含有量の比率「（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）」が０．０５〜０．２０、
（ｃ）Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＷＯ３の合計含有量に対するＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量の比率「（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）」が０．１０〜０．２０
であり、屈折率（ｎｄ）が２．１００以上、アッベ数（νｄ）が２７以下であることを特徴とする光学ガラス。
【請求項２】
Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＷＯ３の中から選ばれる少なくとも１種の酸化物、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの中から選ばれる少なくとも１種の酸化物、およびＢ２Ｏ３を必須成分として含むと共に、ＳｉＯ２を任意成分として含み、かつ質量基準で、
Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ３を合計で２５〜４５％；ＴｉＯ２  １８〜３８％；Ｎｂ２Ｏ５  ５〜１５％；ＷＯ３  ０〜７％；ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯを合計で０〜１０％；およびＢａＯ  ７〜１７％を含み、
（ａ）Ｂ２Ｏ３とＳｉＯ２の合計含有量が１〜２５％、Ｂ２Ｏ３の含有量に対するＳｉＯ２の含有量の比率「ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３」が質量比で０．４０〜０．７０であり、
（ｂ）Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＷＯ３の合計含有量に対するＢ２Ｏ３とＳｉＯ２の合計含有量の比率「（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）」が０．０５〜０．３、ＴｉＯ２の含有量に対するＮｂ２Ｏ５の含有量の割合「Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２」が質量比で０．２０〜０．４３であり、
（ｃ）Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＷＯ３の合計含有量に対するＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量の比率「（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）」が０．１〜０．４
であり、屈折率（ｎｄ）が２．０５０以上２．１００未満、アッベ数（νｄ）が２７以下であることを特徴とする光学ガラス。
【請求項３】
ＺｒＯ２を２〜１０質量％含む請求項１または２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
Ｂ２Ｏ３を１〜１５質量％およびＳｉＯ２を０〜１０質量％含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項５】
Ｂ２Ｏ３の含有量に対するＳｉＯ２の含有量の割合「ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３」が、質量比で０．３〜２である請求項１、３または４に記載の光学ガラス。
【請求項６】
Ｌａ２Ｏ３を２５〜４０質量％含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項７】
ＴｉＯ２の含有量に対するＮｂ２Ｏ５の含有量の割合「Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２」が、質量比で０．１以上０．５未満である請求項１、３〜６のいずれか１項に記載の光学ガラス。
【請求項８】
請求項１〜７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ゴブ。
【請求項９】
研削、研磨して光学素子を製造するための光学ガラスからなる光学素子ブランクであって、前記光学ガラスが、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学ガラスであることを特徴とする光学素子ブランク。
【請求項１０】
請求項１〜７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１１】
入口と出口とを連絡する貫通孔を備えた鋳型を使用し、熔融ガラス流を前記貫通孔の入口から流し込んで前記貫通孔内に満たし、前記貫通孔内で成形したガラス成形体を貫通孔の出口から連続して取り出すことを特徴とする、請求項１〜７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の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の製造方法によりガラス成形体を作製し、得られたガラス成形体を加工することを特徴とするプレス成形用ガラスゴブの製造方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の製造方法によりガラス成形体を作製し、得られたガラス成形体を加工することを特徴とする光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈折率（ｎｄ）が２．０００以上、アッベ数（νｄ）が２７以下の光学ガラス、前記光学ガラスからなるプレス成形用ガラスゴブと光学素子ブランクと光学素子、並びに前記光学ガラスからなるガラス成形体の製造方法、この製造方法により得られたガラス成形体を加工して、プレス成形用ガラスゴブ及び光学素子を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラの普及に伴い、小型レンズの需要はますます高まってきている。このような小型レンズを作製するための光学素子材料として、屈折率（ｎｄ）が２以上の超高屈折率材料は好適である。このような超高屈折率材料としては、例えば透光性セラミックス材料が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、上記透光性セラミックスは超高屈折率特性が得られるものの、脆く、加工性、成形性に難がある。また、粒界間に微小な気泡が存在し、光を散乱するという問題が生じることもある。
【０００４】
これに対し、ガラスを使用して超高屈折率を実現することができれば、上記セラミックスの問題点を解消できると期待されるが、ガラスで超高屈折率特性を実現するには、これまで、環境に悪影響を及ぼすＰｂＯを多量に使用しなければ、ガラスとしての安定性の優れたものを提供することが難しかった。
【特許文献１】特開２００４−１８２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような事情のもとで、ＰｂＯによらなくても屈折率が極めて高く、しかも安定性に優れた光学ガラス、この光学ガラスからなるプレス成形用ガラスゴブと光学素子ブランクと光学素子、並びに前記光学ガラスからなるガラス成形体の製造方法、この製造方法により得られたガラス成形体を加工して、プレス成形用ガラスゴブ及び光学素子を製造する方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定のガラス組成を有する光学ガラスが、ＰｂＯによらなくても屈折率が２．０００以上と高く、かつ安定性に優れることを見出した。また、この光学ガラスを用い、特定の方法で成形することにより、ガラス成形体を安定して効率よく製造し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、
（１）  Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＷＯ３の中から選ばれる少なくとも１種の酸化物、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの中から選ばれる少なくとも１種の酸化物、およびＢ２Ｏ３を必須成分として含むと共に、ＳｉＯ２を任意成分として含み、鉛とその化合物を含まず、かつ質量基準で、
Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ３を合計で２５〜４５％；ＴｉＯ２  １８〜３８％；Ｎｂ２Ｏ５  ５〜１５％；ＷＯ３  ０〜７％；ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯを合計で０〜１０％；およびＢａＯ  ７〜１７％を含み、
（ａ）Ｂ２Ｏ３とＳｉＯ２の合計含有量が１〜２５％、
（ｂ）Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＷＯ３の合計含有量に対するＢ２Ｏ３とＳｉＯ２の合計含有量の比率「（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）」が０．０５〜０．２０、
（ｃ）Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＷＯ３の合計含有量に対するＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量の比率「（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）」が０．１０〜０．２０
であり、屈折率（ｎｄ）が２．１００以上、アッベ数（νｄ）が２７以下であることを特徴とする光学ガラス、
（２）Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＷＯ３の中から選ばれる少なくとも１種の酸化物、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの中から選ばれる少なくとも１種の酸化物、およびＢ２Ｏ３を必須成分として含むと共に、ＳｉＯ２を任意成分として含み、かつ質量基準で、
Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ３を合計で２５〜４５％；ＴｉＯ２  １８〜３８％；Ｎｂ２Ｏ５  ５〜１５％；ＷＯ３  ０〜７％；ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯを合計で０〜１０％；およびＢａＯ  ７〜１７％を含み、
（ａ）Ｂ２Ｏ３とＳｉＯ２の合計含有量が１〜２５％、Ｂ２Ｏ３の含有量に対するＳｉＯ２の含有量の比率「ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３」が質量比で０．４０〜０．７０であり、
（ｂ）Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＷＯ３の合計含有量に対するＢ２Ｏ３とＳｉＯ２の合計含有量の比率「（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）」が０．０５〜０．３、ＴｉＯ２の含有量に対するＮｂ２Ｏ５の含有量の割合「Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２」が質量比で０．２０〜０．４３であり、
（ｃ）Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＷＯ３の合計含有量に対するＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量の比率「（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）」が０．１〜０．４
であり、屈折率（ｎｄ）が２．０５０以上２．１００未満、アッベ数（νｄ）が２７以下であることを特徴とする光学ガラス、
（３）  ＺｒＯ２を２〜１０質量％含む上記（１）または（２）項に記載の光学ガラス、
（４）  Ｂ２Ｏ３を１〜１５質量％およびＳｉＯ２を０〜１０質量％含む上記（１）〜（３）項のいずれか１項に記載の光学ガラス、
（５）  Ｂ２Ｏ３の含有量に対するＳｉＯ２の含有量の割合「ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３」が、質量比で０．３〜２である上記(１)、(３)または（４）項に記載の光学ガラス、
（６）  Ｌａ２Ｏ３を２５〜４０質量％含む上記（１）〜（５）項のいずれか１項に記載の光学ガラス、
（７）  ＴｉＯ２の含有量に対するＮｂ２Ｏ５の含有量の割合「Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２」が、質量比で０．１以上０．５未満である上記（１）、(３)〜（６）項のいずれか１項に記載の光学ガラス、
（８）  上記（１）〜（７）項のいずれか１項に記載の光学ガラスからなるプレス成形用ガラスゴブ、
（９）  研削、研磨して光学素子を製造するための光学ガラスからなる光学素子ブランクであって、前記光学ガラスが、上記（１）〜（７）項のいずれか１項に記載の光学ガラスであることを特徴とする光学素子ブランク、
（１０）  上記（１）〜（７）項のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学素子、
（１１）  入口と出口とを連絡する貫通孔を備えた鋳型を使用し、熔融ガラス流を前記貫通孔の入口から流し込んで前記貫通孔内に満たし、前記貫通孔内で成形したガラス成形体を貫通孔の出口から連続して取り出すことを特徴とする、上記（１）〜（７）項のいずれか１項に記載の光学ガラスからなるガラス成形体の製造方法、
（１２）  上記（１１）項に記載の製造方法によりガラス成形体を作製し、得られたガラス成形体を加工することを特徴とするプレス成形用ガラスゴブの製造方法、および
（１３）  上記（１１）項に記載の製造方法によりガラス成形体を作製し、得られたガラス成形体を加工することを特徴とする光学素子の製造方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、屈折率（ｎｄ）が２．０００以上、アッベ数（νｄ）が２７以下の光学特性を有し、ガラスとしての安定性に優れた光学ガラスを提供することができる。また、ＰｂＯを使用せずに前記性質を備えたガラスを実現することができるので、環境への負荷を低減することもできる。
【０００９】
また、本発明によれば、屈折率（ｎｄ）が２．０００以上、アッベ数（νｄ）が２７以下の光学ガラスからなる光学素子、および前記光学素子をプレス成形工程を含む方法により製造するためのプレス成形用ガラスゴブを提供することもできる。
【００１０】
さらに、本発明によれば、上記光学ガラスからなるガラス成形体を熔融ガラスから安定して製造可能なガラス成形体の製造方法を提供することができる。その結果、前記ガラス成形体を使用して、量産可能なプレス成形用ガラスゴブの製造方法、光学素子の製造方法を提供することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の光学ガラスにおいて、Ｂ２Ｏ３とＳｉＯ２はガラスネットワーク形成成分としての役割を果たし、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３は屈折率を高める高屈折率付与成分としての役割を果たす。屈折率を高めるには高屈折率付与成分の導入量を増やす必要があるが、高屈折率付与成分の導入量を増やしていくとガラスの安定性が低下して失透傾向が増大する。そこで、失透傾向を抑えつつ、高屈折率付与成分の導入量を増加させるため、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの少なくとも１種を導入するとともに、高屈折率付与成分の合計含有量とネットワーク形成成分であるＢ２Ｏ３とＳｉＯ２の合計含有量の比率、高屈折率付与成分の合計含有量とＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの合計含有量の比率を所定の範囲にする。
【００１２】
高屈折率付与成分のうち、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の導入量を失透傾向を増大させずに増加させるには、高屈折率付与成分の合計含有量とネットワーク形成成分であるＢ２Ｏ３とＳｉＯ２の合計含有量の比率が重要な意味をもち、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３の導入量を失透傾向を増大させずに増加させるには、高屈折率付与成分の合計含有量とＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの合計含有量の比率が重要な意味をもつ。
【００１３】
本発明の光学ガラスは上記思想に基づき完成したものである。すなわち、本発明の光学ガラスは、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＷＯ３の中から選ばれる少なくとも１種の酸化物、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの中から選ばれる少なくとも１種の酸化物、およびＢ２Ｏ３を必須成分として含むと共に、ＳｉＯ２を任意成分として含み、かつ質量基準で、
（ａ）Ｂ２Ｏ３とＳｉＯ２の合計含有量が１〜２５％、
（ｂ）Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＷＯ３の合計含有量に対するＢ２Ｏ３とＳｉＯ２の合計含有量の比率「（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）」が０．０５〜０．３、
（ｃ）Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５およびＷＯ３の合計含有量に対するＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量の比率「（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）」が０．１〜０．４
であり、屈折率（ｎｄ）が２．０００以上、アッベ数（νｄ）が２７以下である光学ガラスである。
【００１４】
なお、特許請求の範囲および明細書における屈折率（ｎｄ）は、小数点以下３桁で表示する。その理由は、２以上の屈折率では、屈折率の僅かな増加がガラスの安定性を大きく低下させるなど、ガラスの諸性質に与える影響が大きいからである。
【００１５】
以下、特記しない限り、ガラス成分の含有量、合計含有量、添加物の添加量を質量％にて表示し、ガラス成分の含有量あるいは合計含有量の比を質量比にて表すものとする。
【００１６】
本発明において、Ｂ２Ｏ３は必須成分であり、ＳｉＯ２は任意成分であり、両成分の合計含有量（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）を１〜２５％とする。Ｂ２Ｏ３とＳｉＯ２の合計含有量が１％に満たないとガラスの安定性が損なわれてガラスが失透してしまい、２５％を超えると屈折率を高めることができない。Ｂ２Ｏ３とＳｉＯ２の合計含有量の好ましい範囲は２〜１８％、より好ましい範囲は３〜１４％である。
【００１７】
高屈折率付与成分のうちＬａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３をガラスの安定性を損なわずにどれだけ導入できるかは、高屈折率付与成分の合計含有量に対するＢ２Ｏ３とＳｉＯ２の合計含有量の割合が重要なファクターとなり、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３をガラスの安定性を損なわずにどれだけ導入できるかは、高屈折率付与成分の合計含有量に対するＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの合計含有量の割合が重要なファクターとなる。
【００１８】
上記２つのファクターのうち、（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）が０．０５よりも小さいとガラスの安定性が低下し、失透傾向が増大し、０．３よりも大きくすると屈折率を所要の範囲にまで高めることが困難になるため、（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）を０．０５〜０．３の範囲とする。
【００１９】
また、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）が０．１よりも小さいとガラスの安定性が低下し、失透傾向が増大し、０．４よりも大きくなると屈折率を所要の範囲にまで高めることが困難になるため、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）を０．１〜０．４の範囲とする。
【００２０】
各成分量は上記条件を満たしつつ屈折率（ｎｄ）が２．０００上、アッベ数（νｄ）が２７以下となるように定められる。本発明は前記構成をとることにより、量産可能な安定性を備えた超高屈折率ガラスを実現するものである。
【００２１】
次に本発明の光学ガラスの好ましい態様について説明する。
【００２２】
本発明の光学ガラスの好ましい態様の一例は、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ３を合計で２５〜４５％；ＴｉＯ２  １８〜３８％；Ｎｂ２Ｏ５  ５〜１５％；ＷＯ３  ０〜７％；ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯを合計で０〜１０％；およびＢａＯ  ７〜１７％を含むものである。
【００２３】
Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３は高屈折率付与成分であるとともに、低分散特性を付与するための成分である。Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の合計含有量が２５％未満になるとガラスの安定性を維持しつつ所望の光学特性を維持することが難しくなり、４５％を超えるとガラスの安定性が低下し、ガラスを安定して量産することが難しくなるため、上記合計含有量を２５〜４５％とすることが好ましく、２８〜４０％とすることがより好ましく、３０〜３８％とすることがさらに好ましい。
【００２４】
ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３はともに、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３よりも屈折率を高める働きが大きい。また、化学的耐久性、耐失透性を向上させる働きをする。特にＴｉＯ２は上記高屈折率付与成分の中で分子量が最小なので、質量％で比較的多量に導入してもガラスの安定性が損なわれにくい。
【００２５】
ＴｉＯ２は上記効果に加え、化学的耐久性、耐失透性を高める働きをする。ＴｉＯ２の含有量が１８％未満だと上記効果が得にくく、３８％を超えるとガラスの安定性が低下し、ガラスの着色が強まるおそれがあるので、本発明において、ＴｉＯ２の含有量を１８〜３８％とすることが好ましく、２０〜３６％とすることがより好ましく、２２〜３５％とすることがさらに好ましい。
【００２６】
Ｎｂ２Ｏ５は上記効果に加え、耐失透性を向上させる働きをするが、過剰導入によって短波長域で透過率が低下して着色が強まるので、本発明において、その含有量を５〜１５％とすることが好ましく、６〜１３％にすることがより好ましく、６〜１２％にすることがさらに好ましい。
【００２７】
ＷＯ３は少量の添加によって耐失透性を良化させる働きをするが、過剰に導入するとガラスの短波長域における透過率が低下して着色が強まるので、本発明において、その含有量を０〜７％とすることが好ましく、０〜３％とすることがより好ましい。ただし、ガラス中の泡を低減する上から、ＷＯ３の量を少なくすることが好ましく、ＷＯ３を導入しないことがさらに好ましい。一方、耐失透性の向上を優先する場合は、ＷＯ３を上記範囲で０％超導入することが好ましく、０．１％以上導入することがより好ましく、０．５％以上導入することがさらに好ましい。
【００２８】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯはガラス原料として炭酸塩、硝酸塩を用いることにより脱泡を促進する効果があるとともに、前述のようにガラスの安定性を維持しつつ、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３を比較的多く導入することを可能にする成分である。
【００２９】
ＢａＯは上記アルカリ土類金属酸化物中で最も屈折率を高める働きが大きく、ガラスの着色を改善する働きもするが、過剰の導入により耐失透性が低下するので、本発明において、ＢａＯの含有量を７〜１７％とすることが好ましく、８〜１５％とすることがより好ましく、１０〜１５％とすることがさらに好ましい。
【００３０】
本発明においてＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯの合計含有量の好ましい範囲は０〜１０％、より好ましい範囲は０〜７％、さらに好ましい範囲は０〜３％である。ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯは上記働きをするが、ＢａＯと比べると屈折率を高める働きが低い。したがって、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯの合計含有量はＢａＯ単独の含有量よりも概ね少ない範囲となる。
【００３１】
高屈折率付与成分中、屈折率を高める働きが強いＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５では、分子量が小さいこともあって、ＴｉＯ２をＮｂ２Ｏ５より多く導入することがガラスの安定性向上の面から望ましい。ただし、Ｎｂ２Ｏ５もガラス成分として存在するほうがガラスの安定性をより高めることができること、Ｎｂ２Ｏ５の含有量を高めることによりＴｉＯ２の量を過剰にしなくても所望の屈折率を達成することができるので、ガラスの着色を低減できることから、本発明において、ＴｉＯ２の含有量に対するＮｂ２Ｏ５の含有量の割合（Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２）を０．１以上０．５未満とすることが好ましい。Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２が０．１未満だとガラスの安定性が低下し、着色傾向も強まり、前記割合が０．５以上になるとガラスの安定性を維持しつつ屈折率を高めることが難しくなる。
【００３２】
本発明において、ガラスの安定性を維持しつつ、屈折率をより一層高め、ガラスの熔解性、成形性を向上し、ガラスの着色を低減するには、Ｂ２Ｏ３の含有量に対するＳｉＯ２の含有量の割合（ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３）を０．３〜２とすることが好ましい。
【００３３】
Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２がネットワーク形成成分であることは前述したが、本発明において、Ｂ２Ｏ３はガラスの熔解性、流動粘性の温度低下に効果がある成分でもある。ただし、Ｂ２Ｏ３を過剰に導入すると屈折率が低下するので、Ｂ２Ｏ３の含有量を１〜１５％とすることが好ましく、２〜１０％とすることがより好ましく、３〜８％とすることがさらに好ましい。
【００３４】
ＳｉＯ２は本発明において耐失透性を高める働きをするが、過剰導入により、熔解性が悪化し、安定したガラスの製造が難しくなるため、その含有量を０〜１０％とすることが好ましく、１〜８％とすることがより好ましく、２〜６％とすることがさらに好ましい。
【００３５】
Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３のグループで、Ｌａ２Ｏ３は比較的多量に導入してもガラスの安定性を損なうことがない成分であるが、過剰の導入により耐失透性が低下し、ガラスの安定した製造が難しくなるので、本発明においてＬａ２Ｏ３の含有量を２５〜４０％とすることが好ましく、２６〜３８％とすることがより好ましく、２７〜３６％とすることがさらに好ましい。
【００３６】
Ｇｄ２Ｏ３も過剰の導入により耐失透性が低下し、ガラスの安定した製造が難しくなるので、本発明においてＧｄ２Ｏ３の含有量を０〜１０％とすることが好ましく、０〜５％とすることがより好ましく、導入しなくても目的とするガラスを得ることもできる。
【００３７】
Ｙ２Ｏ３も過剰の導入により耐失透性が低下し、ガラスの安定した製造が難しくなるので、本発明においてＹ２Ｏ３の含有量を０〜５％とすることが好ましく、０〜３％とすることがより好ましく、導入しなくても目的とするガラスを得ることもできる。
【００３８】
Ｙｂ２Ｏ３も過剰の導入により耐失透性が低下し、ガラスの安定した製造が難しくなるので、本発明においてＹｂ２Ｏ３の含有量を０〜５％とすることが好ましく、０〜３％とすることがより好ましく、導入しなくても目的とするガラスを得ることもできる。
【００３９】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯは前述のような働きをするが、その含有量を大きくするとＢａＯの含有量を高めることができなくなる。ＭｇＯの含有量の好ましい範囲は０〜７％、より好ましい範囲は０〜３％であるが、導入しなくても目的とするガラスを得ることもできる。ＣａＯの含有量の好ましい範囲は０〜１０％、より好ましい範囲は０〜５％であるが、導入しなくても目的とするガラスを得ることもできる。ＳｒＯの含有量の好ましい範囲は０〜７％、より好ましい範囲は０〜３％であるが、導入しなくても目的とするガラスを得ることもできる。
【００４０】
ＺｒＯ２は屈折率を高める成分であり、少量の導入で耐失透性の向上に有効な成分である。したがって、本発明において０％超導入することが好ましい成分であるが、過剰の導入により耐失透性が低下し、熔解性も低下するので、ＺｒＯ２の含有量を２〜１０％とすることが好ましく、４〜８％とすることがより好ましく、５〜７．５％とすることがさらに好ましく、５．５〜７．５％とすることが一層好ましい。
【００４１】
ＺｎＯは、屈折率、アッベ数を増加させる働き（高屈折率低分散特性を付与する働き）をするとともに、耐失透性の良化、粘性流動の温度を低下させる働きをし、ガラス転移温度を低下させる働きもする成分であるが、過剰の導入によりガラスの安定性が低下し、安定製造可能なガラスを得にくくなるので、本発明においてＺｎＯの含有量を０〜７％とすることが好ましく、０〜５％とすることがより好ましく、０〜３％とすることがさらに好ましい。ＺｎＯは少量の添加でガラスの分光透過率の短波長端の立ち上がりを急峻にする働きがあるので、上記効果を優先する場合は、上記範囲内でＺｎＯを０％超導入してもよい。また、ガラス転移温度を低下して、プレス成形時の温度を低下させることを優先する場合も、上記範囲内でＺｎＯを０％超導入してもよい。
【００４２】
しかし、前述のように、ＺｎＯはＢａＯと比べ、高屈折率付与成分であるＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５の含有量を増やした際に、ガラスの安定性を維持する働きが弱い。したがって、ガラスの安定性のより一層の良化を最優先する場合には、ＢａＯ含有量に対するＺｎＯ含有量の質量比「ＺｎＯ／ＢａＯ」を０〜０．１２０の範囲にすることが好ましく、０〜０．１００の範囲にすることがより好ましく、０〜０．０９０にすることがさらに好ましく、０〜０．０８０にすることが一層好ましく、０〜０．０５０にすることがなお一層好ましい。
【００４３】
なお、以上のＺｎＯについての性質は、屈折率（ｎｄ）２．０００〜２．１００の範囲においても、屈折率（ｎｄ）２．１００超の範囲においても当てはまる。
【００４４】
Ａｌ２Ｏ３は、少量の添加で耐失透性を改善する働きをするが、過剰の導入により屈折率が低下してしまうため、本発明においてその含有量を０〜５％とすることが好ましく、０〜３％とすることがより好ましく、０〜１％とすることがさらに好ましい。屈折率の増加を優先させる場合にはＡｌ２Ｏ３を導入しないことが好ましい。
【００４５】
Ｌｉ２Ｏは、ガラス転移温度を低下し、ガラスを再加熱、軟化して成形する場合、加熱温度の低下に効果のある成分である。アルカリ金属酸化物は上記働きをするが、中でもＬｉ２Ｏの働きが最も大きい。ただし、過剰の導入によってガラスの安定性が低下し、また屈折率も低下するため、本発明においてその含有量を０〜５％とすることが好ましく、０〜３％とすることがより好ましく、０〜１％とすることがさらに好ましい。ガラスの安定性を維持しつつ、屈折率をより高める場合には導入しないことが好ましい。
【００４６】
Ｎａ２Ｏもガラス転移温度を低下し、ガラスを再加熱、軟化して成形する場合、加熱温度の低下に効果のある成分である。ただし、過剰の導入によってガラスの安定性が低下し、また屈折率も低下するため、本発明においてその含有量を０〜５％とすることが好ましく、０〜３％とすることがより好ましく、０〜１％とすることがさらに好ましい。ガラスの安定性を維持しつつ、屈折率をより高める場合には導入しないことが好ましい。
【００４７】
Ｋ２Ｏもガラス転移温度を低下し、ガラスを再加熱、軟化して成形する場合、加熱温度の低下に効果のある成分である。ただし、過剰の導入によってガラスの安定性が低下し、また屈折率も低下するため、本発明においてその含有量を０〜５％とすることが好ましく、０〜３％とすることがより好ましく、０〜１％とすることがさらに好ましい。ガラスの安定性を維持しつつ、屈折率をより高める場合には導入しないことが好ましい。
【００４８】
また、ガラスの安定性を維持しつつ、屈折率をより高める上から、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏの合計含有量を０〜５％とすることが好ましく、０〜３％とすることがより好ましく、０〜１％とすることがさらに好ましく、アルカリ金属酸化物を導入しないことがより一層好ましい。
【００４９】
Ｔａ２Ｏ５は屈折率を高めるとともに低分散特性を付与する働きをするが、過剰の導入により熔解性が悪化する。また、原料コストが比較的高いため、本発明においてその含有量を０〜５％とすることが好ましく、０〜３％とすることがより好ましく、０〜１％とすることがさらに好ましい。原料コストの面からは導入しないことがより一層好ましい。
【００５０】
Ｂｉ２Ｏ３は少量の添加でガラス転移温度を低下させる働きをするが、過剰の導入によりガラスの安定性が低下したり、着色傾向が強まるため、本発明においてはその含有量を０〜５％とすることが好ましく、０〜３％とすることがより好ましく、０〜１％とすることがさらに好ましく、導入しないことがより一層好ましい。
【００５１】
ＧｅＯ２は、ＳｉＯ２と同様の効果を有するが、過剰の導入によりガラスの安定性が低下する。また、極めて高価な成分でもある。本発明においてその含有量を０〜５％とすることが好ましく、０〜３％とすることがより好ましく、０〜１％とすることがさらに好ましく、導入しないことがより一層好ましい。
【００５２】
Ｓｂ２Ｏ３は清澄剤として少量添加することができ、その量を０〜１％とすることが好ましく、０〜０．５％とすることがより好ましく、０〜０．３％とすることがさらに好ましい。
【００５３】
ＳｎＯも清澄剤として少量添加することができ、その量を０〜１％とすることが好ましく、０〜０．５％とすることがより好ましく、０〜０．３％とすることがさらに好ましい。
【００５４】
なお、Ａｓ２Ｏ３も清澄剤としてＳｂ２Ｏ３の添加量と同等の範囲で添加することができるが、毒性があるため、環境負荷の面から使用しないことが望ましい。
【００５５】
Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３も少量導入することができるが、過剰に導入するとガラスの安定性が損なわれる。また、高価な成分でもあるので、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３とも含有量を０〜５％とすることが好ましく、０〜３％とすることがより好ましく、０〜１％とすることがさらに好ましく、導入しないことがより一層好ましい。
【００５６】
Ｐ２Ｏ５も少量の添加が可能であるが本発明の目的を達成する上で特に必要なものでもない。したがって、その含有量を０〜５％とすることが好ましく、０〜３％とすることがより好ましく、０〜１％とすることがさらに好ましく、導入しないことがより一層好ましい。
【００５７】
一方、鉛とその化合物、Ｃｄとその化合物、Ｃｒとその化合物、Ｔｌとその化合物は毒性のため、ガラスから排除すべきものである。同様にＵ、Ｔｈ、Ｒａなどの放射性物質も排除するべきである。またガラスを意図的に着色する場合は別として、ガラスを著しく着色させるＣｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｈｏなども導入しないことが好ましい。また、Ｔｅ、Ｓｅも環境影響に配慮すると使用を避けるべきである。その他、Ｃｓ、Ｒｂ、Ｈｆなどの高価な成分も製造コストを増大させるだけなので、使用しないことが好ましい。
【００５８】
さらに、本発明の光学ガラスはＬｕ２Ｏ３を導入しなくても高屈折率化が可能であり、Ｌｕ２Ｏ３は高価であるため、経済性を考慮するとＬｕ２Ｏ３を導入しないことが好ましい。
【００５９】
また、Ｆはガラスの均質性に悪影響を及ぼすから、Ｆも導入しないことが望ましい。
【００６０】
屈折率、ガラスの安定性をより一層高める上から、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯの合計含有量を９０％超とすることが好ましく、９５％超とすることがより好ましく、９８％超とすることがさらに好ましく、９９％超とすることがより一層好ましく、１００％とすることがなお一層好ましい。
【００６１】
中でも、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯの合計含有量を９０％超とすることが好ましく、９５％超とすることがより好ましく、９８％超とすることがさらに好ましく、９９％超とすることがより一層好ましく、１００％とすることがなお一層好ましい。
【００６２】
このようなガラスの中で好ましいものとしては、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯの合計含有量が９０％超のガラス、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯの合計含有量が９５％超のガラス、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯの合計含有量が９８％超のガラス、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯの合計含有量が９９％超のガラス、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯの合計含有量が１００％のガラス、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＢａＯ、ＺｒＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯの合計含有量が９５％超のガラス、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＢａＯ、ＺｒＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯの合計含有量が９８％超のガラス、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＢａＯ、ＺｒＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯの合計含有量が９９％超のガラス、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、ＢａＯ、ＺｒＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯの合計含有量が１００％のガラスなどを例示することができる。
【００６３】
次に屈折率の範囲別に好ましいガラス組成について説明する。
（屈折率（ｎｄ）が２．０００以上２．０５０未満の範囲）
まず、屈折率（ｎｄ）が２．０００以上２．０５０未満の範囲における好ましい組成について説明する。
【００６４】
（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）の好ましい範囲は０．１０〜０．３０、より好ましい範囲は０．１３〜０．２７、さらに好ましい範囲は０．１５〜０．２５である。
【００６５】
（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）の好ましい範囲は０．１０〜０．４０であり、より好ましい範囲は０．１５〜０．３０、さらに好ましい範囲は０．２０〜０．２７である。
【００６６】
ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３の好ましい範囲は０．６０〜０．８０、より好ましい範囲は０．６３〜０．７８、さらに好ましい範囲は０．６５〜０．７５である。
【００６７】
Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２の好ましい範囲は０．２０以上０．５０未満、より好ましい範囲は０．２０〜０．４８、さらに好ましい範囲は０．２１〜０．４５、より一層好ましい範囲は０．２３〜０．４３である。
【００６８】
上記屈折率の範囲は本発明の中では比較的小さい範囲に相当するので、上記４つの割合はいずれも比較的大きい範囲になっている。
（屈折率（ｎｄ）が２．０５０以上２．１００未満の範囲）
屈折率（ｎｄ）が２．０５０以上２．１００未満の範囲では、（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）の好ましい範囲は０．１０〜０．２５、より好ましい範囲は０．１０〜０．２である。
【００６９】
（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）の好ましい範囲は０．１０〜０．４０であり、より好ましい範囲は０．１５〜０．３０、さらに好ましい範囲は０．１５〜０．２５である。
【００７０】
ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３の好ましい範囲は０．４０〜０．８０、より好ましい範囲は０．４５〜０．７５、さらに好ましい範囲は０．５０〜０．７０である。
【００７１】
Ｎｂ２Ｏ５／ＴｉＯ２の好ましい範囲は０．２０〜０．４５、より好ましい範囲は０．２１〜０．４５、さらに好ましい範囲は０．２３〜０．４３である。
（屈折率（ｎｄ）が２．１００以上の範囲）
屈折率（ｎｄ）が２．１００以上の範囲では、（Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）の好ましい範囲は０．０５〜０．２０、より好ましい範囲は０．０６〜０．１５、さらに好ましい範囲は０．０７〜０．１３である。（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／（Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）の好ましい範囲は０．１０〜０．３０であり、より好ましい範囲は０．１５〜０．２５、さらに好ましい範囲は０．１５〜０．２０である。この範囲は屈折率が極めて高いので、ガラスの安定性を量産可能なレベルに維持しつつ、可能な限り高屈折率付与成分の量を増量するので、上記４つの割合はいずれも比較的小さい領域になっている。
【００７２】
本発明において、屈折率を増加させると着色度も増加する。本発明では着色度をλ７０とλ５により表す。着色度λ７０とは、厚さ１０ｍｍの互いに平行かつ光学研磨が施された２平面を有するガラス試料を用いて、波長２８０〜７００ｎｍにおいて上記２平面の一方に垂直方向から光を入射して他方の面から出射する光の外部透過率（ガラス試料表面における反射損失を含む）を測定し、外部透過率が７０％となる波長を１０ｎｍ単位の数値で表し、小数点以下を四捨五入して得られる数値である。例えば、上記外部透過率が７０％となる波長が４９３ｎｍのときはλ７０は４９となる。λ５は外部透過率が５％となる波長を１０ｎｍ単位の数値で表し、小数点以下を四捨五入して得られる数値である。例えば、上記外部透過率が５％となる波長が３７６ｎｍのときはλ５は３８となる。  λ７０、λ５は必ずしも厚さ１０ｍｍの試料で測定する必要はなく、異なる厚さの試料を用いて測定を行い、測定値をもとに換算して求めることができる。
【００７３】
本発明の好ましい態様では、屈折率（ｎｄ）が２．０００以上２．０５０未満の場合、λ７０が４７以下、λ５が３８以下、屈折率（ｎｄ）が２．０５０以上２．１００未満の場合、λ７０が５３以下、λ５が３９以下、屈折率（ｎｄ）が２．１００以上の場合、λ７０が６７以下、λ５が４０以下である。本発明の光学ガラスは上記外部透過率が７０％となる波長よりも長波長であって、７００ｎｍまでの波長域において７０％を超える外部透過率を有し得るため、各種光学素子のガラス材料として好適である。
【００７４】
撮像光学系を構成する光学素子の材料としてガラスを使用する場合、可視光領域の短波長端側におけるガラスの光吸収による着色は光学系の優劣に敏感に影響する。上記着色はガラス組成そのものに起因するものと、熔融、清澄、均質化の過程で白金製あるいは白金合金製の容器から白金イオンがガラス中に溶け込むことによるものが合わさったものである。白金イオンの溶け込みは熔融温度が高くなるほど大きくなるため、白金イオンによる着色を僅かでも低減するには熔融温度や清澄温度を大幅に低下しなければならず、ガラスの泡切れが悪くなるなどの支障が生じてしまう。したがって、ガラス組成面から僅かでも上記着色を低減することは意義深いことである。
【００７５】
本発明の光学ガラスにおいて、ガラス転移温度（Ｔｇ）を好ましくは７３０℃以下に抑えることができるので、プレス成形性の向上やアニール炉の長寿命化が可能となる。しかし、ガラス転移温度（Ｔｇ）を過度に低下させると、屈折率が低下したり、製造安定性が損なわれるなどの不都合が生じるおそれがあるため、ガラス転移温度（Ｔｇ）は７３０℃以上にすることが望ましい。
【００７６】
ガラス転移温度も屈折率の増加に伴い上昇する傾向があるため、ガラス転移温度を、屈折率（ｎｄ）が２．０００以上２．０５０未満の場合には７００℃以下、屈折率（ｎｄ）が２．０５０以上２．１００未満の場合には７１０℃以下、屈折率（ｎｄ）が２．１００以上の場合には７３０℃以下とすることが好ましい。
【００７７】
本発明はまた、前述の性状を有する光学ガラスからなる、プレス成形用ガラスゴブ、研削、研磨して光学素子を製造するための光学素子ブランクおよび光学素子をも提供する。
【００７８】
次に、ガラス成形体の製造方法、プレス成形用ガラスゴブの製造方法について説明する。
［ガラス成形体の製造方法］
本発明のガラス成形体の製造方法は、入口と出口とを連絡する貫通孔を備えた鋳型を使用し、熔融ガラス流を前記貫通孔の入口から流し込んで前記貫通孔内に満たし、前記貫通孔内で成形したガラス成形体を貫通孔の出口から連続して取り出すことにより、上記各光学ガラスからなるガラス成形体を製造する方法である。
【００７９】
上記方法の中でも好ましい態様は、貫通孔を有する鋳型を用い、パイプから流出する熔融ガラスを前記貫通孔の入口に連続的に流し込み、前記貫通孔の出口から連続的に取り出して中実状のガラスに成形するガラス成形体の製造方法において、
前記貫通孔内の少なくとも一部の領域（冷却領域）において、前記貫通孔内のガラス側面を前記貫通孔の内壁に接触させることにより前記ガラスの熱を前記側面から奪うとともに、
前記冷却領域を通過したガラスを前記ガラスの転移温度（Ｔｇ）よりも１５０℃低い温度（Ｔｇ−１５０℃）以上の環境下を通過させることにより、前記ガラスの中心部と側面の温度を近づけることを特徴とするガラス成形体の製造方法
である。
【００８０】
本発明のガラス成形体の製造方法では、貫通孔を有する鋳型を用い、パイプから流出する熔融ガラスを前記貫通孔の入口に連続的に流し込み、前記貫通孔の出口から連続的に取り出して中実状のガラスに成形する。
【００８１】
光学的に均質なガラス成形体を成形するには、鋳型内においても熔融ガラスの流れを乱さないことが重要である。中空状のガラスを成形するには、中空部分、すなわちガラスを充填させない部分に熔融ガラスが流れ込まないよう、鋳型内にガラスの流れを部分的に阻止する機構を設けることになる。例えば、棒状ガラス成形体の中心軸部分を中空に成形したいときには、鋳型の中心軸に沿って鋳型同様、耐熱性の高い棒を配置し、この棒を囲むように熔融ガラスを流し込む。その際、上記棒に相当する中空部分へのガラスの充填を阻止する機構が熔融ガラスの流れを乱すことになる。一方、本発明は光学的に均質なガラス成形体を得ることを目的としており、そのためガラス成形体も中空部分が存在しない中実状のガラス成形体とする。
【００８２】
本発明で使用する鋳型は、貫通孔を有し、前記貫通孔は、熔融ガラスを流し込む入口と中実状のガラスを取り出す出口を備えている。本発明では、熔融ガラス流出パイプから流出する熔融ガラスを、貫通孔の入口に連続的に流し込む。そして、前記貫通孔内の少なくとも一部の領域（冷却領域）において、熔融状態から少なくとも表面が固化するまでのガラスの側面、すなわち、ガラスが全体として移動する方向に対して垂直方向を向く面を前記貫通孔の内壁に接触させることにより、ガラスの熱を側面から奪う。これにより、脈理の発生しやすいガラス、特に流出時の粘度が低いガラスやフッ素含有ガラスにおける脈理発生を低減または防止することができる。特に、側面と貫通孔内壁との間に隙間が生じないように側面全周を貫通孔の内壁に接触させることにより、効率的にガラスを冷却することができる。
【００８３】
後述するように、ガラスの失透を防ぐためには、パイプから流出して貫通孔入口に流し込まれる熔融ガラスの温度は、液相温度近傍以上の温度とすることが好ましい。具体的には、貫通孔入口に流し込む熔融ガラスの表面温度は、（液相温度＋１０℃）〜（液相温度＋１００℃）の範囲とすることが好ましい。貫通孔入口に流し込む熔融ガラス流の表面温度は、流出パイプ下端の温度と同じと見なすことができ、流出パイプ下端の温度は、熱電対で測定することができる。また、貫通孔入口に流し込む熔融ガラスの中心部の温度は、熔融ガラス内部に熱電対を差し込むことによって測定することができる。このように測定される熔融ガラス流の表面温度と中心部の温度との温度差を、１２０℃以内にすることが好ましく、６０℃以内にすることがより好ましく、５０℃以内にすることが更に好ましい。
【００８４】
鋳型（貫通孔内壁）の温度は、（１）ガラスが融着しない、（２）熔融ガラスが貫通孔内に隙間なく広がる、等の点を考慮して決定することが好ましい。鋳型には、温度制御のために、必要に応じてヒーターを設けたり、冷却器を設けてもよい。貫通孔出口でのガラス成形体表面の温度が高すぎる場合には、鋳型を空冷したり、水冷板を設ける等して冷却することにより、また、温度が低すぎる場合には、ヒーターにて加熱することにより、調整することができる。
【００８５】
前記冷却領域における貫通孔上部内壁の温度は、例えば、成形するガラスのガラス転移温度よりも５０〜１５０℃低い温度とすることができる。後述するように貫通孔内のガラス流路全体を冷却領域とする場合、貫通孔内壁の温度は、入口付近において、成形するガラスのガラス転移温度よりも２０〜５０℃低い温度とすることができ、成形炉を使用する場合は、出口付近において、ガラス転移温度よりも１００〜４００℃低い温度とし、入口と出口の中間部において、入口付近の温度以下であって、出口付近の温度以上とすることができる。なお、貫通孔内壁の温度は、鋳型に穴を開けて熱電対を貫通孔内壁に近いところまで挿入して測定することができる。
【００８６】
このように、冷却領域において、ガラス側面を貫通孔内壁に接触させて熱を奪うことにより、ガラスの冷却を促進し、脈理の発生を防止または低減することができる。しかし、先に説明したように、特に流出時の粘度が低いガラスやフッ素含有ガラスでは、鋳型から取り出したガラスの内部と表面との温度差が過度に大きいと、内部応力によってガラスが破壊または破損することがある。そこで、本発明では、前記冷却領域を通過したガラスを、前記ガラスの転移温度（Ｔｇ）よりも１５０℃低い温度（Ｔｇ−１５０℃）以上の環境下を通過させることにより、前記ガラスの中心部と側面の温度を近づける。これにより、脈理の低減、防止のために冷却領域において急速に冷却されたガラスが、冷却領域通過後に内部応力によって破壊または破損することを防ぐことができる。
【００８７】
前記冷却領域は、貫通孔内のガラス流路全体であることができる。この場合、前記（Ｔｇ−１５０℃）以上の環境は、貫通孔出口から取り出されたガラスが曝される雰囲気であることができる。このように、貫通孔出口から取り出されたガラスを、（Ｔｇ−１５０℃）以上の雰囲気中を通過させて、ガラスの中心部と側面の温度を近づける場合、貫通孔出口から取り出されたガラスを即、前記雰囲気中に入れることが好ましい。
【００８８】
また、本発明では、貫通孔内を入口側と出口側の２つの領域に大別し、入口側の領域でガラス側面を貫通孔内壁に接触させてガラスの熱を側面から奪う操作を行うとともに、出口側の領域の貫通孔内壁温度を、ガラス転移温度（Ｔｇ）よりも１５０℃低い温度（Ｔｇ−１５０℃）以上に制御することもできる。この場合、前記（Ｔｇ−１５０℃）以上の環境は、上記温度制御された出口側の領域である。ここで、入口側の領域と出口側の領域を断熱して両領域における温度の制御を容易にするようにしてもよい。
【００８９】
上記いずれの場合も、ガラスの中心部と側面の温度を近づける操作は、ガラス転移温度よりも１００℃低い温度（Ｔｇ−１００℃）以上の環境下にガラスを通過させて行うことが好ましく、ガラス転移温度よりも５０℃低い温度（Ｔｇ−５０℃）以上の環境下にガラスを通過させて行うことがより好ましく、ガラス転移温度（Ｔｇ）の環境下にガラスを通過させて行うことがさらに好ましい。
【００９０】
前記環境下の温度を低くしすぎると、ガラスの中心部と側面の温度を近づける操作を成形炉内で行う場合は、炉を長大にしなければならなくなる。また、鋳型内でガラスの中心部と側面の温度を近づける操作を行う場合は、鋳型を長大にしなければならなくなる。その結果、大きなスペースが必要になったり、貫通孔出口からのガラスの取り出し速度を制御することが難しくなる。
【００９１】
また、ガラス成形体を割断する場合は、ガラスの温度が低くなりすぎると、ガラスのヤング率が増加するので割断しにくくなる。本発明において、熔融ガラスからガラス成形体になるまでガラスは連続体であり、大きな力でガラス成形体を割断するとその衝撃が鋳型中の熔融ガラスにまで及び、ガラスの流れを乱すなど、高品質なガラス成形体を得る上で不具合を生じるおそれがある。ワイヤーソーや砥石などによる切断も可能ではあるが、ガラスを室温付近まで冷却しなければならず、このような冷却には、長さ数十ｍにも及ぶ徐冷のためのスペースが必要となるため好ましくない。ガラス成形体の割断を良好に行うためには、ガラスの温度は転移温度付近以下であることが好ましく、転移温度よりも１５０℃低い温度以上かつ転移温度以下であることがより好ましく、転移温度よりも１００℃低い温度以上かつ転移温度以下であることが更に好ましく、転移温度よりも５０℃低い温度以上かつ転移温度以下で行うことがより一層好ましく、転移温度付近で行うことが特に好ましい。以上の点を考慮し、本発明では、ガラスの中心部と側面の温度を近づける操作を、（Ｔｇ−１５０℃）以上の環境下で行う。ガラスの中心部と側面の温度を近づける操作を行った後、すなわち歪みを低減した後に、ガラス成形体の割断あるいは切断を行うことで、ガラス成形体を所望の位置で破損させることなく分離することができる。
【００９２】
ガラスの内部と側面の温度を近づける操作を行うための温度の上限は、ガラス側面の急冷によって形作られたガラスの外径形状（取り出し方向に垂直な断面形状）が変形しない温度にすればよく、好ましくはガラスの軟化温度以下、より好ましくは軟化温度未満にすればよい。
【００９３】
上記操作を雰囲気中で行う場合は、成形炉と呼ばれる炉を貫通孔出口に連接し、貫通孔の出口から連続して取り出されるガラスがそのまま炉内へと進み、中心部と側面の温度が近づいた状態になったときに炉外へと出るようにすればよい。また、炉内を通過する時間は、ガラス成形体の内部応力を爆発的な破壊が起きない程度、または僅かな熱的衝撃や機械的衝撃により破損しない程度にまで低減可能な時間とすればよい。そのためには、ガラスの取り出し速度と炉内通過時間を考慮して、ガラスの取り出し方向に沿う成形炉の長さを適宜、実験等により決めればよい。炉内の雰囲気温度制御は、例えば炉内に配置したヒーターに流す電流値または電流を流す時間をコントロールすることにより行うことができる。
【００９４】
本発明では、前記ガラスの中心部と側面の温度を近づける操作を行うことにより、ガラス中心部と側面の温度差を、例えば０〜１５０℃、好ましくは０〜１００℃、より好ましくは０〜５０℃とすることができる。なお、前記ガラスの中心部と側面の温度を近づける操作は、ガラスを室温付近まで徐冷する操作であるアニールとは異なり、ガラスの温度が室温よりもかなり高温の状態で終了するものである。
【００９５】
次に、本発明において使用される鋳型について説明する。
【００９６】
ガラスの融着、広がり、曲がり等を防止するという観点から、鋳型において、貫通孔の長さに対する内径の比（内径／長さ）を、１／５０〜３倍の範囲にすることが好ましい。より好ましくは１／２０〜２倍の範囲である。また貫通孔内径は、得ようとするガラス成形体の外径を考慮して決定すべきであり、例えば、１０〜１００ｍｍとすることができる。但し、この寸法に限定する意図ではない。
【００９７】
鋳型内でのガラスの動きを妨げないようにするには、鋳型のガラスが通過する任意の部分のガラス移動方向に垂直な断面形状を、ガラス成形体の移動方向に垂直な断面形状と等しくすることが望ましい。鋳型の温度分布を制御しない場合は、成形中の鋳型の入口側の温度は出口側の温度よりも高くなるため、室温において貫通孔の内径を一定に形成すると、鋳型の熱膨張のため、成形時にはガラスの移動方向に沿った貫通孔の内径が一定にならなくなる。本発明では、入口から出口に行くにつれて、貫通孔内径を大きくし、成形時にガラスの移動方向に沿って前記内径が一定になるように、または出口に向けて僅かに拡大するように、熱膨張を考慮して貫通孔をテーパー状とし、テーパーの傾きを決めることが好ましい。特に、流出時の粘性が低いガラスを成形する場合やガラスの濡れ性が高い材質からなる鋳型を使用する場合、ガラスが鋳型に焼き付かないようにするため、テーパーの傾きを大きくすることが望ましい。
【００９８】
本発明において用いられる鋳型の材質としては、カーボン、鋳物、ニッケルなどの耐熱性金属が好ましい。本発明において、熔融ガラスからガラス成形体を作製する工程は、鋳型の劣化を防止するという観点から、不活性雰囲気中で行うことが好ましい。
【００９９】
後述するフッ素含有ガラスのように、雰囲気がガラス成形体の品質に影響を及ぼす場合には、パイプ流出口と貫通孔入口との間の熔融ガラスの流れる経路を囲んで、その中の雰囲気を制御することが好ましい。本発明では、高温のガラスの雰囲気に曝される面の面積は、従来の成形方法のように大きくないので、パイプ先端と成形装置全体を密閉してその内部の雰囲気を置換しなくても、上記のように必要最小限の狭い範囲を囲んで内部雰囲気を所望のガスと置換すれば、雰囲気制御の目的を達成することができる。高温のガラス表面から揮発を抑制したり、パイプ先端の外周面へのガラスの濡れ上がりを低減、防止してガラス成形体の品質を向上させる上から、上記雰囲気を乾燥雰囲気、不活性ガス雰囲気、または乾燥状態の不活性ガス雰囲気にすることが好ましい。
【０１００】
この方法は、冷却領域を通過したガラスを、前記ガラスの転移温度よりも１５０℃低い温度以上の環境下を通過させて、前記ガラスの中心部と側面の温度を近づける操作の有無によらず、揮発成分、例えばフッ素成分を含むガラスから成形体を作製する場合、脈理を低減、防止する方法として好適であり、特にフツリン酸ガラスの成形に好適である。
【０１０１】
本発明の好ましい態様は、入口と出口が直線的に連絡する貫通孔を備えた鋳型を用いる方法である。この方法では、入口が出口よりも高位置になるように鋳型を配置し、貫通孔内における熔融ガラス液面の高さが一定になるように、熔融ガラスの流し込みを行うことが好ましい。
【０１０２】
上記好ましい態様の一例を図１に示す。図１は、本発明のガラス成形体の製造方法に用いられる製造装置の一態様の概略図である。図１に示すように、パイプ１内を流下した熔融ガラスを鋳型２に流し込んで高位置から低位置へとガラスが移動する過程で、ガラス成形体に成形する。図１に示すように、流し込まれたガラスの通過する部分が入口と出口を直線的に連絡する貫通孔となっていれば、鋳型内においてより一層熔融ガラスの流れがスムーズになり、流れが乱れにくくなり、結果として光学的に均質なガラス成形体をより安定して作製することができる。
【０１０３】
本発明では、図１に示すように、貫通孔の中心軸が鉛直になるように（鉛直線に一致するように）鋳型２を配置することが好ましい。但し、前記中心軸を鉛直線に対して傾けて配置してもよい。中心軸を鉛直にして鋳型２を配置すると、パイプ１中を鉛直下方に流下した熔融ガラスの流れが、全体としての流れの向きを変えずに鋳型内を出口方向に向かって進むため、鋳型内の流れの乱れはより一層低減され、脈理低減効果をより一層高めることができる。
【０１０４】
また、入口と出口が直線的に連絡した貫通孔に熔融ガラスを流し込むことにより、真っ直ぐなガラス成形体を得ることができる。真っ直ぐなガラス成形体は、ガラス成形体を加工してプレス成形用ガラスゴブを作製したり、光学素子を作製する上で都合がよい。このように直線状の中心軸を有し、中心軸に対して垂直な断面の形状、寸法が任意の位置において等しいガラス成形体を得るためには、入口と出口を直線的に連絡する貫通孔を有する鋳型を使用するとともに、鋳型から取り出したガラスを均一に冷却することが望ましい。均一な冷却を行うことにより、ガラスの収縮を均等にし、ガラス成形体の直進性を維持することができる。また、本発明では、前述のようにガラスの中心部と側面の温度を近づける操作をすることにより、ガラス成形体の直進性を向上することができるという利点もある。
【０１０５】
成形条件を安定化するためには、貫通孔内における熔融ガラス液面の高さを一定にすることが好ましい。そのためには、パイプ１からの熔融ガラスの流出量を一定にし、ガラスを出口から取り出す速度を一定にすればよい。但し、熔融ガラスの流出量は時間経過とともに僅かながら変動することがあるため、常に上記液面の高さが一定になるように、ガラスを鋳型から取り出す速度を制御することが望ましい。
【０１０６】
次に、貫通孔出口からのガラスの取り出しについて説明する。
【０１０７】
本発明において貫通孔出口からのガラスの取り出し方法としては、ガラスの自重による下方移動、ガラスを貫通孔出口から引き出すこと、ガラスに働く重力に加え、ガラスに引き出しの力を加えて引き出すことのいずれの取り出し方法を用いることもできる。また、取り出しによってガラスはほとんど延びないので、ガラスの取り出し速度とは、上記取り出されたガラス成形体の移動速度に相当する。取り出し速度の制御とは、取り出し速度が所望の速度になるようにガラス成形体を引き出す力を制御したり、ガラスが自重によって下方に所望の速度よりも大きな速度で移動する場合には、ガラス成形体が減速するような力を加え、取り出し速度が所望の速度になるよう制御することを意味する。
【０１０８】
貫通孔出口からのガラスの取り出し速度が大きすぎたり小さすぎると、貫通孔内における熔融ガラス液面の高さが一定にならず、貫通孔内壁とガラスの間に隙間ができ、ガラス成形体の寸法が安定しない。極端な場合には、熔融ガラスが鋳型から溢れ出したり、ガラス成形体の形状が不良になってしまう。そのため、上記取り出し速度を制御することが好ましい。
【０１０９】
ガラス成形体の取り出し速度の制御の一例としては、図１に示すように、貫通孔出口から取り出されるガラスの、貫通孔内壁によって成形された面（側面）を保持して、ガラス成形体の出口から取り出される速度を制御する方法を挙げることができる。例えば、複数のローラ３でガラス成形体の側面を挟持して、ローラ３とガラス成形体側面６とが滑らないようにした状態で、ローラ３の回転速度を制御してガラス成形体の下方への移動速度を制御する。上記複数のローラ３をガラス成形体の移動経路に沿って複数組配置し、ガラス成形体に働く重力を複数組のローラで分散して支持することが望ましい。このようにすることで、ローラ間をガラス成形体が滑って取り出し速度の制御が不能になることを、より確実に防止することができる。上記ローラは上記成形炉７内に配置することが望ましい。成形炉７内を通過したガラス成形体は歪みが低減されており、かつ、ローラ３よりも下方のガラス成形体は、ローラ３による保持によって吊り下げ状態になっている。よって、ローラ３よりも下方のガラス支持体を、上部のガラスから分離しても、ガラスの取り出し速度の制御に悪影響を及ぼすことはない。また、成形炉７を出たガラス成形体は歪みが低減されているので、ガラス成形体の分離によってガラスを破損することもない。更に、アニールを行ったガラス成形体を、上記保持位置を通過した後の位置において切断または割断すれば、熔融ガラスの鋳型への流し込みを中断しなくてもよいので好都合である。このようにすれば、保持すべきガラス成形体の重量が過大にならずに済むため、ガラスの取り出し速度制御の面から有利であり、しかも、ガラス成形体を成形しながら切り離したガラス成形体を次の工程へ送ることができ、ガラス成形体の生産性を高めることもできる。
【０１１０】
他方、ガラス側面を保持して取り出し速度を制御する方法では、ガラスを挟持する力を大きくし過ぎるとガラスが破損するため、所定の力以上の力を加えることができない。そのため、ガラス成形体の重量が大きくなるとガラス成形体がローラ間を滑って、速度制御が困難となる。このような事態を避けるには、貫通孔の出口から取り出されたガラスの先端部を支持することにより、貫通孔からのガラスの取り出し速度を制御する方法を用いればよい。その一例を、図２に示す。図２は、本発明のガラス成形体の製造方法に用いられる製造装置の別の態様の概略図である。この方法は、側面を保持する方法と異なり、摩擦力によってガラス成形体を保持するものではないため、大重量のガラス成形体の成形に好適である。
【０１１１】
上記いずれの取り出し速度制御法においても、取り出し速度の制御は鋳型内の熔融ガラス液面の高さを液面センサ４によってモニターし、前記モニター信号に基づき液面の高さが基準高さよりも高い場合は取り出し速度を増加し、液面の高さが基準高さよりも低い場合は取り出し速度を減少させる制御を行うことができる。例えば、上記モニター信号を取り出し速度コントローラ５に入力し、コントローラ５において基準高さとモニターした液面の高さを比較して、その結果を取り出し速度にフィードバックする。ローラ３（図１参照）によるガラス側面の挟持により取り出し速度を制御する方法では、コントローラ５が出力する制御信号をローラ３を回転するモータのコントローラに入力し、ローラ３の回転速度を制御することができる。貫通孔出口から取り出されたガラスの先端部を支持して取り出し速度を制御する方法（図２参照）では、先端部を支持する機構（支持機構８）のアクチュエータにコントローラ５が出力する制御信号を入力して、ガラス先端部を支持する部材の移動速度が所望の速度になるように制御することができる。鋳型内の熔融ガラス液面の高さのモニターの方法は特に限定されず、温度計やレーザーセンサー等を用いる方法を例示することができる。
【０１１２】
ところで、貫通孔の中心軸と鉛直線のなす角を増加していくと、鋳型貫通孔とガラス成形体側面の摩擦力が増加し、ガラス成形体が大重量になってもガラス成形体側面を保持する方法でも取り出し速度の制御が可能になる。したがって、流出時における粘性が極端に低くないガラスから、大重量のガラス成形体を成形する場合は、貫通孔の中心軸を鉛直線に対して傾けて鋳型を配置することもできる。
【０１１３】
次に、取り出し中のガラス成形体の分離方法について説明する。
【０１１４】
貫通孔出口より取り出したガラスは、内部と側面の温度を近づける操作によって内部応力が低減され、爆発的な破壊、または僅かな熱的衝撃や機械的衝撃による破損の危険は解消されている。さらに、このガラスを室温まで冷却するには、鋳型からガラスを長く引き出さなければならない。そのためには、鋳型下方に大きなスペースが必要になったり、ガラス成形体の重量が過大になって取り出し速度の精密な制御が困難になるおそれがある。そこで、本発明では、ガラス成形体の温度がガラス転移温度付近になったところでガラス成形体の切り離しを行うことが望ましい。
【０１１５】
切り離し方法の具体例を、図３〜図５に示す。図３、図４および図５は、それぞれ本発明のガラス成形体の製造方法において、ガラス成形体の切り離し方法の態様を示す説明図である。図３に示すように、所定の位置においてガラス成形体の側面の一部に、スクライブ加工によってガラス成形体の取り出し方向に対して垂直な方向にケガキ線（刻線）を形成し、ガラス成形体の中心軸を挟んで前記スクライブ加工を施した位置の反対側の側面を局所的に支持する支点を置き、前記支点により、該支点から上部のガラス成形体の動きを制限しつつ、ガラス成形体側面のスクライブ加工位置の下方に水平方向に圧力を加えて、図４に示すように支点を中心にスクライブ加工を施した部分からガラス成形体を破断させてガラス成形体を割断する方法が好ましい。
【０１１６】
また、外径が大きいガラス成形体を割断する場合には、図５に示すように内部に水路が形成された金属製のジャケットをスクライブ加工部位に局所的に接触させて、熱衝撃によりケガキ線からガラス内部へと向かうクラックを発生させ［（ｂ）図］、ガラス成形体の中心軸を挟んでケガキ線の反対側の側面を支点で支え［（ｃ）図］、ケガキ線よりも下方のガラス成形体に力を加えて、クラックが支点により支えられている部位に向けて成長するようにトルクを働かせてガラス成形体を割断する［（ｄ）図］、ことが好ましい。
【０１１７】
冷却過程において発生する内部応力の大小は、ガラス成形体の形状やサイズによっても変わる。例えば、光ファイバのように極めて細いガラス成形体の場合は、内部と表面の温度差ができにくい。また、厚みが極めて薄いシート状のガラスでも、内部と表面の温度差ができにくい。逆に、外径が大きい棒状ガラスや厚い板状ガラスでは内部と表面の温度差が大きくなり、冷却過程において大きな内部応力が発生しやすい。このようなガラス成形体としては、３ｍｍ以上の厚みを有する板状ガラス、または３ｍｍ以上の外径を有する棒状ガラスがある。したがって、本発明は、３ｍｍ以上の厚みを有する板状ガラスの成形に好適であり、５ｍｍ以上の厚みを有する板状ガラスの成形により好適である。また、３ｍｍ以上の外径を有する棒状ガラスの成形に好適であり、５ｍｍ以上の外径を有する棒状ガラスの成形により好適であり、１０ｍｍ以上の外径を有する棒状ガラスの成形にさらに好適である。
【０１１８】
なお、本明細書において、「棒状ガラス」とは、円、楕円、正方形、短辺長に対する長辺長の比（長辺長／短辺長）が２以下の長方形、多角形等の断面形状を有するガラス成形体をいう。また、「板状ガラス」とは、厚みに対する幅の比（幅／厚み）が２を超えるガラス板をいう。
【０１１９】
また、棒状ガラスの外径とは、棒状ガラスの中心軸に対し垂直な断面において、ガラスの厚みが最も薄い部分の長さを意味する。例えば、円柱状ガラスでは円柱の中心軸に対して垂直な断面は円になるので、外径は前記円の直径であり、楕円柱ガラスでは中心軸に対して垂直な断面は楕円になるので、外径は前記楕円の短径であり、正四角柱状ガラスでは中心軸に対して垂直な断面は正方形になるので、外径は前記正方形の一辺の長さになる。中心軸に対して垂直な断面が長方形の四角柱状ガラスは、外径が前記長方形の短辺の長さに相当する。
【０１２０】
これまで説明した方法は、パイプから流出する熔融ガラスを途切れることなしに鋳型に連続して流し込むものであり、熔融ガラスを流出するパイプの流出口の下方に鋳型を一つ配置することにより、ガラス成形体を連続して成形することを可能にするものである。
【０１２１】
次に、複数の鋳型を使用する態様について説明する。
【０１２２】
本発明では、前記鋳型を複数用意するとともに、そのうちの一つを前記パイプの下方に配置し、前記パイプの下方に配置した鋳型に熔融ガラスを連続的に流し込んでガラス成形体を成形し、次いで鋳型への熔融ガラスの流し込みを中断して、熔融ガラスが流し込まれた鋳型を前記パイプ下方から搬出し、該搬出された鋳型からガラス成形体を取り出す工程、前記搬出後、前記熔融ガラスが流し込まれた鋳型とは異なる鋳型を前記パイプ下方に搬入、配置し、前記搬入した鋳型に熔融ガラスの流し込みを行う工程を繰り返し行うこともできる。
【０１２３】
この方法は、流出時の粘性が低いガラスからなる大重量のガラス成形体を成形する場合に好適である。この方法には、複数の鋳型と、それら鋳型を順次パイプの下方に移動する機構と、熔融ガラスの鋳型への流し込みを中断するための機構が必要になるが、鋳型への熔融ガラスの流し込みと、同じ鋳型からガラス成形体を完全に取り出す操作を同時に行わなくても済むという利点がある。そのため、ガラス成形体の長さが所定の長さに達した時点で鋳型への熔融ガラスの流し込みを中断し、パイプの下方からガラス成形体を鋳型ごと搬出してガラス成形体を切断、割断することなく、鋳型から取り出すことができる。したがって、ガラス成形体の先端部（下端部）を支持してガラス成形体の取り出す速度を制御することができるので、摩擦力を利用したガラス成形体側面を保持する方法とは異なり、大重量のガラス成形体の取り出し速度を高精度に制御することができる。
【０１２４】
上記熔融ガラスの流し込みを中断するには、例えば、パイプの流出口と貫通孔入口の間に流出時の粘性が低い熔融ガラス流の切断に好適な一枚刃からなる切断刃を入れて、熔融ガラス流の流れを切断し、鋳型の搬出、搬入が終わった時点で切断刃を退避して熔融ガラスの流し込みを再開すればよい。この方法も上記熔融ガラスの流し込み中断以外ではパイプから流出する熔融ガラスを途切れることなしに鋳型に流し込むことが好ましい。
【０１２５】
鋳型の移送は、例えば２つの鋳型を使用し、鋳型を交互にパイプ流出口に搬入、搬出したり、３つ以上の鋳型をターンテーブル等の複数の鋳型を同期して移送する機構上に載せ、上記テーブルをインデックス回転し、鋳型が順次、パイプ流出口の下方で停留するようにすることで行うことができる。
【０１２６】
１つの鋳型を使用する方法、複数の鋳型を使用する方法のいずれにおいても、パイプを鉛直に配置し、パイプ流出口の中心の鉛直下方に鋳型内の熔融ガラス液面の中心が位置するよう、鋳型を配置することが好ましい。このようにすることで、熔融ガラスを入口側から出口側に向かってそろった状態で鋳型内を流すことができ、光学的に均質なガラス成形体を得る上で好都合である。
【０１２７】
本発明の方法の好ましい態様は、ガラスの液相温度における粘度を室温における密度で割った動粘性率が７×１０−５ｍ２／ｓ未満のガラスの成形にも好適である。ガラス成形体の脈理低減、防止を主要目的とする場合、貫通孔の中心軸が直線である（入口と出口が直線的に連絡した）鋳型を使用して、鋳型貫通孔の中心軸を鉛直にして鋳型を配置し、鋳型貫通孔の入口から熔融ガラスを連続して流し込み、上記動粘性率が７×１０−５ｍ２／ｓ未満のガラスからなるガラス成形体を作製することは有効である。鋳型貫通孔の形状、寸法、鋳型の材質については前述の条件をそのまま適用することができる。そして、貫通孔中では、ガラス側面の全周を貫通孔内壁に接触させてガラスの熱を前記側面から奪うことが好ましい。この態様でも、前述のように、熔融ガラスを流出するパイプを鉛直にすることが望ましい。このようにすることにより、パイプ中のガラスの流れ、鋳型中でのガラスの移動方向、およびガラスに働く重力の方向を揃えることができる。これにより、ガラス表面と内部とが混じり合わないようにすることができ、脈理低減、防止効果を向上させることができる。脈理低減、防止効果の向上という観点から、パイプの中心軸と鋳型貫通孔の中心軸とが一致するようにパイプと鋳型の位置関係を調整して、熔融ガラスの流し込みを行うことが好ましい。
【０１２８】
動粘性率が７×１０−５ｍ２／ｓ未満のガラスは液相粘度が低いだけでなく密度が大きいため、ガラス成形体中に脈理が生じやすいが、上記方法によれば、脈理をガラス成形体の表面層に局在化させ、内部が脈理を含まない光学的に均質なガラス成形体を大きい体積にわたって得ることができる。このようにして得たガラス成形体は、後述するように、プレス成形用ガラスゴブに加工したり、光学素子に加工したり、上記プレス成形用ガラスゴブを加熱し、プレス成形して光学素子ブランクや光学素子を作製したり、前記光学素子ブランクを加工して光学素子を作製することもできる。
【０１２９】
従来の方法で、動粘性率が３×１０−５ｍ２／ｓ未満のガラスを成形しようとすると、光学ガラスおよびその他の光学用途に使用するレベルの高品質なガラス成形体を得ることは困難である。同様に、動粘性率が４×１０−５ｍ２／ｓ以下のガラスでは上記高品質なガラス成形体を得ることは極めて困難であり、動粘性率が５×１０−５ｍ２／ｓ以下のガラスでは上記高品質なガラス成形体を得ることは困難である。同様に、動粘性率が６．５×１０−５ｍ２／ｓ以下のガラスでは脈理による不良部分が大きくなる。
【０１３０】
それに対し、本発明の方法、特に、上記脈理低減、防止を目的とした態様は、動粘性率が６．５×１０−５ｍ２／ｓ以下のガラスの成形により好適であり、５×１０−５ｍ２／ｓ以下のガラスの成形にさらに好適であり、４×１０−５ｍ２／ｓ以下のガラスの成形により一層好適であり、３×１０−５ｍ２／ｓ未満のガラスの成形に特に好適である。このように動粘性率が小さいガラスでも高品質のガラス成形体を大きな体積で得ることができる。
【０１３１】
このように本発明のガラス成形体の製造方法によれば、上記光学ガラスからなる光学的に均質なガラス成形体を破損することなく、高い生産性のもとに製造することができる。
【０１３２】
［プレス成形用ガラスゴブの製造方法］
次に本発明のプレス成形用ガラスゴブの製造方法について説明する。
【０１３３】
本発明のプレス成形用ガラスゴブの製造方法は、前述の本発明のガラス成形体の製造方法により作製したガラス成形体を加工することにより、加熱、軟化してプレス成形するためのプレス成形用ガラスゴブを製造する方法である。
【０１３４】
本発明のガラス成形体の製造方法におけるガラスの中心部と側面の温度を近づける操作は、大きな内部応力によってガラス成形体が破壊することを防止するためのものであって、屈折率をはじめとするガラスの光学特性を精密に目標とする値に一致させるような精密アニールではないし、ガラスを炉内で室温まで徐冷するアニールでもない。鋳型から取り出したガラス成形体をそのまま上記アニールするには、鋳型下方に長大なアニール炉を設けなければならず、現実的ではない。また、前述のようにガラス成形体を室温まで冷却してから割断しようとすると、ガラスのヤング率が増大しているため、容易に割断することができない。
【０１３５】
そこで、前述のガラスの中心部と側面の温度を近づける操作は、ガラスの温度（ガラス側面の温度）がガラス転移温度よりも１５０℃低い温度になる前、好ましくはガラス転移温度よりも１００℃低い温度になる前、より好ましくはガラス転移温度よりも５０℃低い温度になる前、さらに好ましくはガラス転移温度付近で終了し、ヤング率が増大する前の状態でガラス成形体を割断することが好ましい。割断方法としては、前述のようにガラス成形体側面にスクライブ加工によりケガキ線を形成し、ケガキ線からクラックが成形体内部に成長するようにガラス成形体にトルクを加えて割断する方法を用いることができる。ただし、ガラス成形体の外径が４０ｍｍ以上になるとトルクを加えただけではガラスの割断が困難になる。この場合には、ガラス成形体が高温であることを利用し、スクライブ加工部位を局所的に冷却することにより熱衝撃を加え、スクライブ加工部位からガラス内部にクラックを成長させてからトルクを加え、ガラス成形体を割断することが好ましい。このようにすれば、外径が４０ｍｍ以上のガラス成形体でも比較的容易に割断することができる。ガラス成形体にトルクを加えるには、スクライブ加工部位の反対側のガラス成形体側面を支点で支持し、支点よりも先のガラス成形体側面にスクライブ加工部位が広がるように力を加えればよい。
【０１３６】
ガラスの中心部と側面の温度を近づける操作によってガラス内部の歪みが低減された状態で割断を行うことができるので、トルクを加えることによって、または熱衝撃を併用することによって、良好な割断が可能になる。
【０１３７】
このようにして鋳型または成形炉から取り出されたガラス成形体から分離された先端部分のガラスは徐冷炉内に搬入され、室温付近まで徐冷される。
【０１３８】
前述の複数の鋳型を使用する方法でも、ガラスの中心部と側面の温度を近づける操作を行ったガラス成形体を徐冷炉内に搬入し、室温付近まで徐冷する。
【０１３９】
ガラス成形体の徐冷炉への移送はロボット機構などを用いて行えばよい。その際、保持部分でガラスを急冷してしまうとガラスが熱衝撃により破損するおそれがあるので、ガラス成形体を保持する部分を比熱の小さい材料で構成するか、または、保持部分をヒータで加熱する機構を設けるか、比熱の小さい材料でガラス成形体を保持する部分を構成するとともに保持部分をヒータで加熱することが望ましい。
【０１４０】
徐冷炉内ではガラス成形体を室温付近まで冷まし、歪みを除去する。徐冷炉としてはＬｅｈｒと呼ばれる連続式徐冷炉や置き冷ましと呼ばれるタイプの徐冷炉などを使用することができる。
【０１４１】
次いで歪みを除去したガラス成形体を所望の大きさに分割する。分割方法としては、ワイヤーソー、砥石などを用いた切断法、分割したい部位にスクライブ加工を施してケガキ線を形成し、ケガキ線から破断が拡張してガラスが割断するようにガラス成形体に圧力を加える方法などを用いることができる。
【０１４２】
本発明によれば、ガラス成形体が棒状ガラスであっても板状ガラスであっても、中心軸を有し、中心軸に対する垂直断面形状が中心軸に沿って同一形状であるガラス成形体を得ることができるので、中心軸に対して垂直にガラス成形体を切断または割断する加工をすることが望ましい。切断または割断の位置を等間隔にすれば、体積が等しいガラスブロックを容易に得ることができる。また、切断または割断の位置の間隔を変えれば、その間隔の比率に応じてガラスブロック間の体積配分を行うこともできる。棒状ガラスの場合、このような中心軸を垂直方向から切る加工によってカットピースと呼ばれるガラス片を得ることができる。また、板状ガラスの場合は、このようにして得たガラスブロックをさらに切断または割断することによりカットピースと呼ばれるガラス片を得ることができる。
【０１４３】
上記各種カットピースをもってプレス成形用ガラスゴブとすることもできるが、カットピースに研削加工、研磨加工、研削および研磨加工を施してプレス成形用ガラスゴブにすることが好ましい。カットピースは鋭利なエッジをもつので、上記機械加工を施すことによってエッジを丸めることができるし、プレス成形の際に赤外線によってガラスゴブを均一に加熱するには上記加工によってガラスゴブを粗面化しておくことが望ましい。粗面化加工によって、プレス成形に使用する粉末状離型剤をガラスゴブの全表面に均一に塗布することもできる。このような粗面化加工にはバレル研磨が適している。
【０１４４】
プレス成形用ガラスゴブを精密プレス成形に使用する場合には、ガラスゴブの少なくとも精密プレス成形型の成形面を転写する面、好ましくは全表面を研磨加工によって滑らかな面に仕上げることが望ましい。
【０１４５】
このようにして、ガラス成形体からプレス成形用ガラスゴブを作製することができる。
【０１４６】
次に徐冷したガラス成形体の割断方法として特に好ましい方法である側圧切断法について説明する。この方法は、ガラス成形体を棒状ガラスとし、棒状ガラス側面の一部にスクライブ加工を施し、スクライブ加工を施した部位および前記部位を挟む両側の棒状ガラス側面に、前記部位を挟む両側の棒状ガラスが互いに離間する動きを妨げない状態にて圧力を加え、前記スクライブ加工を施した部位で棒状ガラスを割断する方法である。
【０１４７】
その具体例を、図６および図７に基づき説明する。図６および図７は、それぞれ側圧切断法の説明図である。
【０１４８】
まず、図６に示すように、側面の割断したい位置にスクライブ加工した棒状ガラス（ガラス成形体）１１と高圧容器１２を用意する。この高圧容器１２には棒状ガラスを挿通する開口部と液体導入口１３が設けられており、前記開口部と液体導入口を除いては密閉構造になっている。そして、前記開口部に棒状ガラスを挿通して開口部を塞ぐとともに、スクライブ加工部位が高圧容器１２内の中央付近にくるようにする。上記開口部では高圧容器と棒状ガラスの間はシールされ、高圧容器内に液体を入れて前記液体の圧力を高めたときに高圧容器から液体が漏れ出さないようにする。なお、上記シールは、棒状ガラスの長手方向の動きが妨げられないものとする。上記シールは例えばゴム製のチャックなどを用いて行えばよい。
【０１４９】
次に高圧容器１２の液体導入口１３から液体を導入して前記容器内を液体で満たし、さら液体の圧力を加えて密閉された高圧容器内の圧力を高める。高圧容器内の棒状ガラス側面のスクライブ加工されていない部分には均等に圧力が加わるが、スクライブ加工部位では前記圧力が加工部位を押し開くように作用し、棒状ガラスの中心軸に対して垂直方向にクラックを成長させて、図７に示すようにスクライブ加工部位の両側を分断する。
【０１５０】
丸棒状ガラス、例えば中心軸に対し垂直な断面形状が円、楕円、長円などの棒状ガラスを側圧切断法で分断することは比較的容易にできるが、角棒状ガラスを側圧切断法で分断するのは難しいので、側圧切断法は丸棒状ガラスの割断に適用することが望ましい。
【０１５１】
側圧切断法による割断で棒状ガラスを中心軸に対して垂直に分断するには、徐冷によって棒状ガラス中の歪みを十分低減しておくことが有効である。このようにして割断した棒状ガラスの割断面は鏡面になっており、また、切断と異なり切断しろが不要であって切り屑もでないので、ガラスを有効利用することができる。側圧切断法に限らず、割断法はガラスを削って切断する方法と違い、ガラスを破断して分断するため切り屑が出ず、ガラスを有効利用できるとともに廃棄物の量を低減することもできる。
【０１５２】
このようにして得たガラスブロックをカットピースとして上述のようにしてプレス成形用ガラスゴブを得ることができる。
【０１５３】
なお、側圧切断法で使用する液体はガラス表面、高圧容器、シール材、高圧容器の液体導入口に接続して液体の圧力を高める加圧装置を劣化させることがなく、スクライブ加工部位内に完全に充填される表面張力が小さいもので、取り扱いが容易なものが好ましい。上記液体としては、水が好適である。
【０１５４】
また、側圧切断を行う際の液体の圧力はガラスの機械的性質、形状、寸法などにより適宜、調整すればよいが、約２０ＭＰａを目安とすればよく、最高圧力に対して十分耐え得る耐圧性（例えば耐圧５０ＭＰａ）を備えた高圧容器を使用すればよい。
【０１５５】
プレス成形用ガラスゴブの重量は、目的とするプレス成形品の重量に等しくなるようにし、形状、寸法は上記プレス成形品の形状、プレス成形型の形状などを考慮して適宜決めることができる。
［光学素子の製造方法］
次に本発明の光学素子の製造方法について説明する。本発明の光学素子の製造方法は２つの態様からなる。
【０１５６】
第一の態様（以下、光学素子の製法Ｉという）は、前述の製造方法により作製したプレス成形用ガラスゴブを加熱し、プレス成形型を用いてプレス成形することにより、光学素子を製造する方法である。
【０１５７】
光学素子の製法Ｉは、さらに２つの態様に分けることができ、第一の方法はプレス成形用ガラスゴブを加熱、軟化し、プレス成形型内に導入してプレス成形し、プレス成形品を徐冷した後、研削、研磨して光学素子に仕上げる方法である。この方法では光学素子の形状に研削しろ、研磨しろを加えた形状にガラスゴブをプレス成形する。加熱、軟化から徐冷までの工程を大気中で行うことができる。この方法ではバレル研磨などにより全表面が粗面化されたガラスゴブを使用し、ガラスゴブ全表面に窒化ホウ素などの粉末状離型剤を均一に塗布する。そして加熱炉内に導入して加熱、軟化してプレス成形型に導入する。そして上型と下型で加圧して成形した後、型を開いてプレス成形品を取り出し、徐冷炉に入れて歪みを低減するとともにガラスの屈折率を目的とする値に精密に一致させる。成形品が室温まで冷めた後、ガラス製光学素子を作製するための研削、研磨法として周知の方法を用いて研削、研磨加工して光学素子に仕上げる。このようにして球面レンズ、プリズムなどの各種光学素子を作製する。光学素子の表面には必要に応じて反射防止膜などの光学多層膜を形成してもよい。
【０１５８】
光学素子の製法Ｉの第二の方法は、表面が滑らかに仕上げられたプレス成形用ガラスゴブを加熱し、精密プレス成形して光学素子を作製する方法である。精密プレス成形はモールドオプティクス成形とも呼ばれ、精密に加工した成形面を有する型部材を備え、前記型部材が高精度に組まれたプレス成形型を使用し、光学素子全体の形状を成形するとともに、前記成形面を精密にガラスに転写して光学機能面を形成する方法である。この方法では複数の光学機能面の位置精度も高精度に成形することができる。例えば、レンズ両面の光学機能面の中心軸の傾き（チルト）および前記中心軸のずれ（ディセンター）を抑えたレンズの成形が可能である。第二の方法では光学機能面、すなわち、光線を屈折させたり、回折させたり、反射させたり、透過させたりする光学素子の表面を研削や研磨などの機械加工によらずに形成できるので、非球面レンズなどの機械加工では手間とコストがかかる光学素子を高い生産性のもとに製造することができる。精密プレス成形は公知の方法にしたがって行えばよい。例えば、プレス成形用ガラスゴブの全表面にカーボン膜などの離型性を高め、ガラスと型成形面の滑りをよくする機能を有する膜を形成し、非酸化性雰囲気中にて前記ガラスゴブを加熱し、同雰囲気中で精密プレス成形する。次いでプレス成形型を開いてプレス成形品を取り出し、徐冷して光学素子を得る。こうして得た光学素子に必要に応じて光学機能面の周囲の部分、例えばレンズの心取りなどの機械加工を行ってもよい。このような方法により、非球面レンズ、球面レンズ、レンズアレイ、マイクロレンズ、回折格子、プリズムなどの光学素子を高い生産性のもと製造することができる。光学素子の表面には必要に応じて反射防止膜などの光学多層膜を形成してもよい。
【０１５９】
本発明の光学素子の製造方法の第二の態様（以下、光学素子の製法IIという）は、前述の製造方法により作製したガラス成形体を成形し、機械加工することにより、光学素子を製造する方法である。
【０１６０】
まず、上述のプレス成形用ガラスゴブの製造方法の工程と同様、ガラス成形体を精密アニールし、屈折率を所望の値に精密にあわせるとともにガラス中の歪みを低減し、ガラス成形体を切断または割断してカットピースを作製する。ガラス成形体の形状としては棒状ガラス、板状ガラスなどを例示できる。プレス成形用ガラスゴブの製造方法と同様、丸棒状ガラスの中心軸に垂直にガラスの割断を行う場合には側圧切断法を適用することが望ましい。
【０１６１】
次にカットピースを研削して光学素子の形状に研磨しろを加えた光学素子ブランクを作製し、このブランクを研磨して光学素子に仕上げる。
【０１６２】
光学素子の製法IIにおいて棒状ガラスを使用する場合、棒状ガラスの外径を光学素子の外径と等しくするか、または光学素子の外径に研削しろや研磨しろを加えた外径に成形することが好ましい。なお、光学素子の製法Ｉで棒状ガラスを使用する場合も、棒状ガラスの外径をプレス成形用ガラスゴブの外径と等しくするか、またはプレス成形用ガラスゴブの外径に研削しろや研磨しろを加えた外径に成形することが好ましい。
【０１６３】
このようにしてレンズ、プリズムなどの各種光学素子をガラスを破損させることなく高い生産性のもとに製造することができる。光学素子の表面には反射防止膜などの光学多層膜を形成してもよい。
【実施例】
【０１６４】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。
実施例１
本実施例では、以下に示す方法により、屈折率（ｎｄ）が２．０８３１３、アッベ数（νｄ）が２２．２３、液相温度が１２７０℃、液相温度における粘度が０．８２４ｄＰａ・ｓ、ガラス転移温度が７０１℃、室温における密度が４．７８０、動粘性率が１．７２４×１０−５ｍ２／ｓであり、Ｂ２Ｏ３を６．２４％、ＳｉＯ２を３．５９％、Ｌａ２Ｏ３を３２．４４％、ＴｉＯ２を２６．７３％、ＢａＯを１３．７４％、Ｎｂ２Ｏ５を１１．１２％、ＺｒＯ２を６．１４％含有する光学ガラス（光学ガラス１という）からなる丸棒状のガラス成形体を成形した。
【０１６５】
まず、光学ガラス１が得られるようにガラス原料を秤量し、十分混合した後、熔融容器内に導入し、加熱、熔解した。次いで、十分清澄、均質化した熔融ガラスを０．６ｄＰａ・ｓの粘度で鉛直に配置したパイプ流出口から一定の流出速度（１５ｍｌ／分）で連続流出し、図１に示す位置に配置されたカーボン製の鋳型に設けられた貫通孔の入口中央に連続して途切れることなく流し込んだ。貫通孔入口へ流し込まれる熔融ガラスの温度は１３２０℃であった。鋳型貫通孔の内径はφ１２ｍｍ、貫通孔中心軸が鉛直方向に一致するようにし、パイプの中心軸と上記貫通孔の中心軸とが一致するようにした。鋳型貫通孔の長さは１００ｍｍとし、良好な成形ができるように、鋳型の周囲に図示しないバンドヒータを巻いて加熱し、貫通孔内壁の温度を５２０〜６００℃に制御した。貫通孔出口から取り出される丸棒状ガラスの側面を２つのローラで挟持し、丸棒状ガラスの取り出し速度を制御した。鋳型貫通孔内の熔融ガラス液面の高さを、レーザセンサーを用いてモニターし、前記センサーが出力するモニター信号をローラコントローラに入力し、前記液面が一定になるようにローラを回転するモータへの電気入力を制御した。本実施例では丸棒状ガラスの取り出し速度を２．２ｍｍ／分になるよう設定し、上記液面の高さの変動に応じてローラの回転速度にフィードバックをかけ、液面の高さを一定に維持するようにした。
【０１６６】
このようにしてφ１２ｍｍの丸棒状ガラス棒を連続的に貫通孔出口より取り出した。鋳型の直下に成形炉を配置し、鋳型から取り出した丸棒状ガラスを即、成形炉内へと移動させた。成形炉内には図示しないヒータを配置し、炉内雰囲気の温度を７８０℃に維持した。上記ローラを成形炉内に配置した。成形炉の丸棒状ガラスの移動方向の長さは３６０ｍｍであり、この中を時間をかけて丸棒状ガラスは通過するが、その間に丸棒状ガラスの中心部と表面の温度が近づくため、丸棒状ガラス自体を爆発的に破壊するような内部応力は発生せず、ガラスを破損させずに丸棒状ガラスを成形することができた。
【０１６７】
次に成形炉から出た丸棒状ガラスの側面の一部に、丸棒状ガラスの中心軸に垂直な方向にスクライブ加工によってケガキ線を形成した。そしてケガキ線を形成した部分を局部的に冷やしてケガキ線から中心に向けてクラックが延びるように、内部水路に水を流した金属製ジャケットをケガキ線に接触させた。このとき、金属製ジャケットを丸棒状ガラスの動きに追従させて、ケガキ線と接触した状態を保つようにした。クラックが成長した時点で丸棒状ガラスの中心軸に対し、ケガキ線が形成された部位の反対側の部位を支点で支え、ケガキ線よりも下方のガラス成形体側面を押圧してケガキ線を形成した高さよりも上の丸棒状ガラスから下の丸棒状ガラスを分離した。なお、本実施例の丸棒状ガラスは外径が１２ｍｍと比較的細いので、金属製ジャケットを接触させることによる熱衝撃を加えなくても良好な分離を行うことができた。
【０１６８】
分離の際、分離する丸棒状ガラスの側面をロボットアームで保持し、分離後に前記アームで保持した状態で鋳型と成形炉の脇に置かれた連続式徐冷炉入口に丸棒状ガラスを移送した。連続式徐冷炉内にヒータとガラスを搬送するベルトコンベアを配置し、温度分布が制御された炉中でベルト上に載置した丸棒状ガラスを移動させながら徐冷して歪みを除いた。
【０１６９】
連続式徐冷炉から取り出した丸棒状ガラスを切断し、切断面を研磨して内部を観察したところ、脈理は表面から０．５ｍｍ以内の極浅い層内にのみ見られ、それよりも深い部分に脈理は認められなかった。つまり丸棒状ガラスの大部分は光学的に均質であった。
【０１７０】
同様にして、光学ガラス２〜９の各々のガラスからなる丸棒状ガラスを破損させずに成形することができた。これら丸棒状ガラスを連続式徐冷炉で徐冷した後、炉から取り出して切断し、切断面を研磨して内部を観察してところ、脈理は表面から０．５ｍｍ以内の極浅い層内にのみ見られ、それよりも深い部分に脈理は認められなかった。つまり丸棒状ガラスの大部分は光学的に均質であった。
【０１７１】
各光学ガラスのガラス組成を表１に、諸特性を表２に示す。
【０１７２】
なお、諸特性は、下記の方法に従って測定した。
（１）屈折率（ｎｄ）およびアッベ数（νｄ）
１時間あたり３０℃の降温速度で冷却して得られた光学ガラスについて測定した。
（２）密度
アルキメデス法により測定した。
（３）転移温度
熱機械分析装置を用いて４℃／分の昇温速度で測定した。
（４）動粘性率
光学ガラスの液相温度およびこの液相温度における粘度を以下に示す方法で測定し、該粘度を室温における密度で除し、動粘性率を求めた。
【０１７３】
（イ）液相温度
複数個の白金製坩堝を用意し、各坩堝に５０ｃｍ３のガラスを入れて蓋をし１０℃刻みに温度が設定されている炉内に入れて、設定温度が異なる条件下に２時間保持し、目視で結晶が認められない最低温度をもって液相温度とした。
【０１７４】
（ロ）液相温度における粘度（液相粘度）
ＪＩＳ  Ｚ８８０３に規定された方法により共軸円筒形粘度計を用いて測定した。
（５）λ７０およびλ５
明細書本文記載の方法に従って測定した分光透過率において、透過率７０％の波長をλ７０、透過率５％の波長をλ５とした。
【０１７５】
【表１】
0004466955.tif 000002
【０１７６】
【表２】
0004466955.tif 000003
【０１７７】
実施例２
実施例１で作製した徐冷済みの各丸棒状ガラスを使用してプレス成形用ガラスゴブを作製した。まず丸棒状ガラス側面の割断した部位にスクライブ加工によりケガキ線を形成した。そして高圧容器中に丸棒状ガラスを挿通し、容器内中央にケガキ線を形成した部位が位置するようにし、中心軸方向の動きを制限しないよう丸棒状ガラスを容器開口部にゴムシールでチャックし、容器内に水を注入して内部に泡が入らないように容器内を水で満たした。
この状態で容器内の水圧を約２０ＭＰａに加圧してケガキ線の位置で丸棒状ガラスを中心軸に垂直にガラスを分断した。このようにして所定の間隔で丸棒状ガラスを割断し、カットピースを作製した。
次に、上記カットピースをバレル研磨して目的とするプレス成形品の重量と等しい重量に調整するとともに、鋭利なエッジを丸め、表面を粗面化してプレス成形用ガラスゴブとした。
【０１７８】
実施例３
実施例２で作製したカットピースを研削、研磨して表面が滑らかなプレス成形用ガラスゴブを作製した。
【０１７９】
実施例４
次に実施例２で作製したプレス成形用ガラスゴブの全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、加熱炉内に入れて炉内で移送しながら大気中で加熱、軟化させた。
軟化したガラスゴブを上型、下型、胴型からなるプレス成形型に導入して大気中でプレス成形し、型を開いてプレス成形品を取り出し、徐冷炉に入れて精密アニールを行い、室温まで冷まして光学素子ブランクとした。
次に、上記ブランクを研削、研磨して光学ガラス１〜９のそれぞれのガラスからなる球面レンズを作製した。
レンズ内部には失透、脈理は見られず、光学的に均質な光学素子を得ることができた。
【０１８０】
実施例５
次に実施例３で作製したプレス成形用ガラスゴブの全表面にカーボン膜を形成し、窒素と水素の混合ガス雰囲気中にて加熱し、ＳｉＣ製の型材の成形面上に離型膜としてカーボン膜を付けたプレス成形型を用いて精密プレス成形した。次いで精密プレス成形品を徐冷して、光学ガラス１〜９のそれぞれのガラスからなる非球面レンズを得た。
レンズ内部には失透、脈理は見られず、光学的に均質な光学素子を得ることができた。
【０１８１】
実施例６
実施例１で作製した精密アニール済みの各丸棒状ガラスを側圧切断法で中心軸に垂直に分断し、カットピースを作製した。次いで、カットピースを研削、研磨して光学ガラス１〜９のそれぞれのガラスからなる球面レンズを作製した。
レンズ内部には失透、脈理は見られず、光学的に均質な光学素子を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
本発明の光学ガラスは、ＰｂＯによらなくても屈折率（ｎｄ）が２．０００以上と極めて高く、しかも安定性に優れており、この光学ガラスを用いて、プレス成形用ガラスゴブ、光学素子ブランクおよび光学素子を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】本発明のガラス成形体の製造方法に用いられる製造装置の一態様の説明図である。
【図２】本発明のガラス成形体の製造方法に用いられる製造装置の別の態様の説明図である。
【図３】本発明のガラス成形体の製造方法において、ガラス成形体の切り離し方法の態様を示す説明図である。
【図４】本発明のガラス成形体の製造方法において、ガラス成形体の切り離し方法の態様を示す説明図である。
【図５】本発明のガラス成形体の製造方法において、ガラス成形体の切り離し方法の態様を示す説明図である。
【図６】側圧切断法の説明図である。
【図７】側圧切断法の説明図である。
【符号の説明】
【０１８４】
１  パイプ
２  鋳型
３  ローラ
４  液位センサ
５  コントローラ
６  ガラス側面
７  成形炉
８  支持機構
１１  ガラス成形体
１２  高圧容器
１３  液体導入口
【図１】
0004466955.tif 000004
【図２】
0004466955.tif 000005
【図３】
0004466955.tif 000006
【図４】
0004466955.tif 000007
【図５】
0004466955.tif 000008
【図６】
0004466955.tif 000009
【図７】
0004466955.tif 000010