JP4743681B2 - 光学ガラス、プレス成形用ガラス素材およびその製造方法ならびに光学部品およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学ガラス、該光学ガラスよりなるプレス成形用ガラス素材およびその製造方法ならびに上記光学ガラスよりなる光学部品およびその製造方法に関する。

デジタルカメラの普及に伴い、高性能のガラス製レンズの需要は近年益々高まっている。特に非球面レンズは収差を取り除くという面で大きな効果を有するが、このようなレンズを量産するには、高精度のプレス成形型を用いた精密プレス成形法を必要とする。精密プレス成形法は、プリフォームと呼ばれるプレス成形用ガラス素材を加熱し、高精度のプレス成形型を使用してプレスし、プレス成形型の成形面を精密にガラスに転写して、研磨加工によらず非球面レンズの非球面などの光学機能面を形成する方法である。

精密プレス成形法はガラス素材一個一個を研削、研磨加工して非球面レンズに仕上げる必要がないので、研削、研磨加工に必要な多くの労力とコストを低減できるメリットはあるが、プレス成形型の成形面を極めて高い精度に非球面加工しなければならないため、プレス成形型の作製のための費用が高額となる。しかも成形面をガラスに精密に転写して非球面等を形成するため、成形型の成形面が僅かでもダメージを受けると、ダメージを受けた部分がレンズ面等に転写され、成形した光学部品の面精度が悪化してしまう。したがって、精密プレス成形では、プレス成形型に極力ダメージを与えないで長期に使用するための注意が必要とされている。

プレス成形温度が高温になると成形型への負担が大きくなるため、成形型の寿命が短くなる。また、プレス成形型の成形面にはプレス後のガラスの離型性を高めるため、炭素含有膜や貴金属合金膜などの離型膜を形成する場合があるが、プレス成形の温度が高くなると離型膜もダメージを受けやすくなるため、プレス成形型や離型膜の寿命を延ばすためには、低温でプレス成形し得る、ガラス転移温度（Tg）がより低い光学ガラスが必要となる。
このような精密プレス成形用の光学ガラスとして、特許文献１〜３に開示されるガラスが知られているが、特許文献１のガラスは高価なTa₂O₅を多量に必要とするものであり、特許文献２のガラスはF₂を含有するためプレス成形用ガラス素材を熔融ガラスから成形する時に、高温のガラス表面からF₂が揮発して、組成変動が起きやすく、脈理が生じやすいなどの問題があった。また、特許文献３のガラスはSiO₂の含有量が多くガラス転移温度が高いため、プレス成形温度を高くしなければならず、成形型の寿命が短くなったり、精密プレス成形において成形条件に大きな制限が課されることになる。

特開平４-９２８３５号公報 特開２００１-３１４４３号公報 特開２００３-２３８１９８号公報

ところで、プレス成形温度付近でのガラスの安定性が低いと、成形後のガラス中に結晶（失透）が生じてしまう。そこで、プレス成形に好適な光学ガラスには、上述した低温軟化性に加え、プレス成形温度付近での高い安定性が求められる。

本発明は上記課題を解決するものであり、より低温でプレス成形が可能な低温軟化性と、プレス成形によってガラス中に結晶が発生しにくい優れた安定性を兼ね備えた光学ガラス、該光学ガラスからなり、良好なプレス成形を可能にするプレス成形用ガラス素材およびその製造方法ならびに上記光学ガラスからなる光学部品およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、ガラス成分としてSiO₂、B₂O₃、Li₂O、CaO、La₂O₃、ZrO₂、Nb₂O₅およびTiO₂を共存させ、上記必須成分およびその他の任意成分の含有割合を所定の範囲に規定した光学ガラスを用いることによって、上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、
（１）ガラス成分として、SiO₂、B₂O₃、Li₂O、CaO、La₂O₃、ZrO₂、Nb₂O₅およびTiO₂が共存する光学ガラスにおいて、
重量％表示で、SiO₂を11％以上17%未満、B₂O₃を10〜25%（ただし、SiO₂とB₂O₃の合計含有量が21〜40%）、Li₂Oを7.1〜12%、CaOを7.5〜25%、ZnOを0〜18%、La₂O₃を10〜15%、ZrO₂を1〜8%、Nb₂O₅を6〜20%、TiO₂を1〜4.93%、P₂O₅を0〜10%、Al₂O₃を0％以上0.5%未満、Na₂Oを0〜5%、K₂Oを0〜10%、MgOを0〜10%、SrOを0％以上0.5 %未満、BaOを0％以上5%未満、Y₂O₃を0％以上0.1%未満、Gd₂O₃を0〜1.5%、Yb₂O₃を0〜5%、Lu₂O₃を0％以上0.5%未満、Ga₂O₃を0〜10%、Ta₂O₅を0〜10%、WO₃を0〜10%、Bi₂O₃を0％以上0.5%未満、GeO₂を0〜5%、Sb₂O₃を0〜2%、SnOを0〜2%を含み、屈折率が（nd）が1.7〜1.75であることを特徴とする光学ガラス、
（２）ガラス成分として、SiO₂、B₂O₃、Li₂O、CaO、La₂O₃、ZrO₂、Nb₂O₅およびTiO₂が共存する光学ガラスにおいて、
重量％表示で、SiO₂を12%以上17%未満、B₂O₃を10〜25%（ただし、SiO₂とB₂O₃の合計含有量が21〜40%）、Li₂Oを7.1〜12%、CaOを7.5〜25%、ZnOを0〜18%、La₂O₃を10〜15%、ZrO₂を1〜8%、Nb₂O₅を6〜20%、TiO₂を1〜4.93%、P₂O₅を0〜10%、Al₂O₃を0％以上0.5%未満、Na₂Oを0〜5%、K₂Oを0〜10%、MgOを0〜10%、SrOを0％以上0.5 %未満、BaOを0％以上5%未満、Y₂O₃を0％以上0.1%未満、Gd₂O₃を0〜1.5%、Yb₂O₃を0〜5%、Lu₂O₃を0％以上0.5%未満、Ga₂O₃を0〜10%、Ta₂O₅を0〜10%、WO₃を0〜10%、Bi₂O₃を0％以上0.5%未満、GeO₂を0〜5%、Sb₂O₃を0〜2%、SnOを0〜2%を含み、
前記範囲でLi₂OとZnOの合計含有量（Li₂O＋ZnO）に対するSiO₂とB₂O₃の合計含有量（SiO₂＋B₂O₃）の割合（（SiO₂＋B₂O₃）／（Li₂O＋ZnO））が重量比で1.2〜4.85になるようにSiO₂、B₂O₃、Li₂OおよびZnOの含有量が定められており、屈折率が（nd）が1.7〜1.75であることを特徴とする光学ガラス、
（３）アッベ数（νd）が35〜45である上記（１）または（２）項に記載の光学ガラス、
（４）ガラス転移温度（Tg）が540℃未満である上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の光学ガラス、
（５）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素材において、
上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の光学ガラスからなることを特徴とするプレス成形用ガラス素材、
（６）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素材の製造方法において、
清澄、均質化した熔融ガラスを流出して上記（１）〜（４）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作製し、前記ガラス成形体に機械加工を施してプレス成形用ガラス素材に仕上げることを特徴とするプレス成形用ガラス素材の製造方法。
（７）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素材の製造方法において、
清澄、均質化した、熔融状態にある上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の光学ガラスを流出し、該流出する熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離した後、前記熔融ガラス塊を冷却する過程でプレス成形用ガラス素材に成形することを特徴とするプレス成形用ガラス素材の製造方法、
（８）上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学部品、
（９）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工程を備える光学部品の製造方法において、
上記（５）に記載の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ことを特徴とする光学部品の製造方法、
（１０）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工程を備える光学部品の製造方法において、
上記（６）または（７）に記載の製造方法により作製した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ことを特徴とする光学部品の製造方法、
（１１）プレス成形型を用いて、プレス成形用ガラス素材を精密プレス成形する上記（９）または（１０）に記載の光学部品の製造方法、
（１２）プレス成形用ガラス素材をプレス成形型に導入して、前記ガラス素材とプレス成形型を一緒に加熱する上記（１１）に記載の光学部品の製造方法、
（１３）予め加熱したプレス成形用ガラス素材をプレス成形型に導入して、精密プレス成形する上記（１１）に記載の光学部品の製造方法、
（１４）プレス成形により作製したプレス成形品を研削、研磨して光学部品に仕上げる上記（９）または（１０）に記載の光学部品の製造方法
を提供するものである。

本発明によれば、より低温でプレス成形が可能な低温軟化性と、プレス成形によってガラス中に結晶が発生しにくい優れた安定性を兼ね備えた光学ガラス、該光学ガラスからなり、良好なプレス成形を可能にするプレス成形用ガラス素材およびその製造方法ならびに上記光学学ガラスからなる光学部品およびその製造方法を提供することができる。

以下、光学ガラス、プレス成形用ガラス素材およびその製造方法、光学部品およびその製造方法の順に説明する。
［光学ガラス］
本発明の光学ガラスは、ガラス成分としてSiO₂、B₂O₃、Li₂O、CaO、La₂O₃、ZrO₂、Nb₂O₅およびTiO₂を共存させた上で、前記必須成分およびその他の任意成分の含有量の割合を所定の範囲に規定したものである。

前記必須成分のうち、SiO₂とB₂O₃はガラス網目形成成分としての機能を果たす。また、Li₂Oと任意成分であるZnOは屈折率を低下させることなく、ガラス転移温度（Tg）を低下させ、低温軟化性を向上させる機能を果たす。La₂O₃、Nb₂O₅およびTiO₂はガラスの屈折率を高める働きをする成分である。低温軟化性を改善するには、Li₂OとZnOの合計量を増加すればよいが、その代わり他の成分の量を相対的に減らす必要がある。 上記目的を達成するには、SiO₂、B₂O₃のグループから、一部をLi₂O、ZnOのグループに置換する必要があり、他のグループからの置換によって低温軟化性の改善とガラスの安定性の向上の両立を図ることは難しい。このような知見に基づいて成された本発明の光学ガラスは、以下に示す２つの態様を備える。

第一の態様（以下、「ガラスＩ」という）は、ガラス成分として、SiO₂、B
₂O₃、Li₂O、CaO、La₂O₃、ZrO₂、Nb₂O₅およびTiO₂が共存する光学ガラスであって、重量％表示で、SiO₂を11％以上17%未満、B₂O₃を10〜25%（ただし、SiO₂とB₂O₃の合計含有量が21〜40%）、Li₂Oを7.1〜12%、CaOを7.5〜25%、ZnOを0〜18%、La₂O₃を10〜20.5%、ZrO₂を1〜8%、Nb₂O₅を6〜20%、TiO₂を1〜10%、P₂O₅を0〜10%、Al₂O₃を0％以上0.5%未満、Na₂Oを0〜7%、K₂Oを0〜10%、MgOを0〜10%、SrOを0％以上0.5 %未満、BaOを0％以上5%未満、Y₂O₃を0％以上0.1%未満、Gd₂O₃を0〜1.5%、Yb₂O₃を0〜5%、Lu₂O₃を0％以上0.5%未満、Ga₂O₃を0〜10%、Ta₂O₅を0〜10%、WO₃を0〜10%、Bi₂O₃を0％以上0.5%未満、GeO₂を0〜5%、Sb₂O₃を0〜2%、SnOを0〜2%を含むことを特徴とする光学ガラスである。

第二の態様（以下、「ガラスII」という）は、ガラス成分として、SiO₂、B₂O₃、Li₂O、CaO、La₂O₃、ZrO₂、Nb₂O₅およびTiO₂が共存する光学ガラスであって、重量％表示で、SiO₂を11〜22％、B₂O₃を10〜25%（ただし、SiO₂とB₂O₃の合計含有量が21〜40%）、Li₂Oを7.1〜12%、CaOを7.5〜25%、ZnOを0〜18%、La₂O₃を10〜20.5%、ZrO₂を1〜8%、Nb₂O₅を6〜20%、TiO₂を1〜10%、P₂O₅を0〜10%、Al₂O₃を0％以上0.5%未満、Na₂Oを0〜7%、K₂Oを0〜10%、MgOを0〜10%、SrOを0％以上0.5 %未満、BaOを0％以上5%未満、Y₂O₃を0％以上0.1%未満、Gd₂O₃を0〜1.5%、Yb₂O₃を0〜5%、Lu₂O₃を0％以上0.5%未満、Ga₂O₃を0〜10%、Ta₂O₅を0〜10%、WO₃を0〜10%、Bi₂O₃を0％以上0.5%未満、GeO₂を0〜5%、Sb₂O₃を0〜2%、SnOを0〜2%を含み、
前記範囲でLi₂OとZnOの合計含有量（Li₂O＋ZnO）に対するSiO₂とB₂O₃の合計含有量（SiO₂＋B₂O₃）の割合（（SiO₂＋B₂O₃）／（Li₂O＋ZnO））が重量比で1.2〜4.85になるようにSiO₂、B₂O₃、Li₂OおよびZnOの含有量が定められていることを特徴とする光学ガラスである。

上記のとおり、ガラスＩとガラスIIは、SiO₂の含有量が相違し、また、ガラスIIが、Li₂OとZnOの合計含有量（Li₂O＋ZnO）に対するSiO₂とB₂O₃の合計含有量（SiO₂＋B₂O₃）の割合（（SiO₂＋B₂O₃）／（Li₂O＋ZnO））を必須構成要件とする点で、これを必須構成要件としないガラスＩと相違するが、その他の要件はガラスＩとガラスIIで共通している。
ガラスＩ、IIとも屈折率（nd）が1.7以上のガラスを実現するものとして好ましい。

以下、ガラスＩおよびガラスIIの組成範囲限定の理由について説明するが、各成分、添加剤の含有量ならびに合計含有量は特記しない限り、重量％にて表示し、含有量ならびに合計含有量同士の割合も重量比により表すものとする。また、特記しない限り、以下の説明はガラスＩ、IIに共通するものである。

SiO₂はガラス網目形成成分であり、ガラスを安定化させる働きを有するが、その含有量が少な過ぎると上記効果が小さくなり、過剰になると熔解性が悪化する。上記のようにSiO₂の一部をLi₂OあるいはZnOに置換することにより、ガラスの安定性を良好に維持しつつ、ガラス転移温度（Tg）を大きく低下させることができる。SiO₂の含有量は、ガラスＩにおいて11％以上17％未満、好ましくは12％以上17％未満であり、ガラスIIにおいて11〜22％、好ましくは12％以上17％未満である。

B₂O₃はSiO₂と同様の効果を有するが、10%未満ではガラスが失透しやすくなり、25%以上では目的とする光学特性のガラスが得られない。よってB₂O₃の含有量を10〜25%、好ましくは10〜20％とする。

上記SiO₂、B₂O₃はガラスを安定にする効果を有するため、SiO₂とB₂O₃の合計含有量を21％以上にするが、La₂O₃、Nb₂O₅、TiO₂など成分と比較すると屈折率を高める効果が小さいため、SiO₂とB₂O₃の合計含有量を40%以下とする。SiO₂とB₂O₃の合計含有量は、25〜38％が好ましい。

なお、ガラスＩおよびガラスIIにおいて、ガラス転移温度をより低下させる上から、重量％表示によるSiO₂の含有量をB₂O₃の含有量よりも少なくすることが好ましい。SiO₂の含有量が多いとガラス転移温度（Tg）が上昇してプレス成形温度が上昇してしまい、プレス成形型の劣化が早くなってしまう。特にSiO₂の含有量が多く、Sb₂O₃の含有量が1％以上の場合、ガラス転移温度の上昇に伴って、ガラス中のSb₂O₃とプレス成形型との反応が促進され、プレス成形型の成形面にプルアウトと呼ばれる不良が発生しやすくなる。

Li₂Oはガラス転移温度（Tg）を大きく低下させる効果を有するが、その含有量が7.1%未満であるとその効果が十分ではなく、12%を越えるとガラスが失透してしまう。よってLi₂Oの含有量を7.1〜12%、好ましくは7.5〜10％とする。

CaOはガラスを安定化させ、さらに光学恒数を調整するために用いる。その含有量が7.5％未満であると、ガラスが不安定になり、25％を超えると目的とする光学恒数が得られず、熔解性も悪化する。よってCaOの含有量を7.5〜25％、好ましくは10〜23％、より好ましくは15〜23％とする。

ZnOはLi₂Oと同様、ガラス転移温度（Tg）を大きく低下させる効果を有するが、18%を越えるとガラスが失透してしまう。よってZnOの含有量を0〜18%、好ましくは0〜11％とする。

ガラスIIでは、（SiO₂＋B₂O₃）／（Li₂O＋ZnO）が重量比で1.2〜4.85になるようにSiO₂、B₂O₃、Li₂OおよびZnOの含有量を定めることにより、ガラスの安定性を維持しつつ、ガラス転移温度（Tg）をより低下させることができる。上記重量比が前記範囲より小さくても大きくても、ガラスの安定性を維持しつつ、ガラス転移温度（Tg）をより低下させることが困難になる。上記重量比の好ましい範囲は1.48〜2.84である。

ガラスＩにおいても好ましくは（SiO₂＋B₂O₃）／（Li₂O＋ZnO）が重量比で1.2〜4.85になるように、より好ましくは1.48〜3.5、さらに好ましくは1.48〜2.84、より一層好ましくは1.5〜2.84になるようにSiO₂、B₂O₃、Li₂OおよびZnOの含有量を定めることが望ましい。

La₂O₃はガラスの屈折率を高めるとともに、屈折率の波長依存性を小さくする効果を有する。その含有量が10％より少ないと目的の光学恒数を得られず、20.5％より多いとガラスが不安定になる。よってLa₂O₃の含有量を10〜20.5％、好ましくは10〜15％とする。

ZrO₂は液相温度における粘性を高めて、熔融ガラスを成形する際の成形性を良好にする効果や、屈折率を高める効果があるため、１％以上導入する。しかし、8％を越えてしまうとガラスが失透する。よってZrO₂の含有量を1〜8％、好ましくは3〜7％とする。

Nb₂O₅は屈折率を高め、屈折率の波長依存性を大きくする効果を有するが、6％未満ではその効果が小さく、20%を越えると目的の光学恒数を得ることができず、また、ガラスの透過率を低下させてしまう。よってNb₂O₅の含有量を6〜20％、好ましくは7〜16％、より好ましくは7％以上13％未満とする。

TiO₂は屈折率を高め、屈折率の波長依存性を大きくする効果とガラスを安定化させる効果を有するため、その含有量を１％以上にするが、10％を越えるとNb₂O₅に比較するとガラスの透過率を悪化させる割合が高くなる。よってTiO₂の含有量を1〜10%、好ましくは3〜7％とする。

本発明の目的を達成する上から、ガラスＩ、IIにおいて、上記各成分の合計含有量（SiO₂＋B₂O₃＋Li₂O＋CaO＋ZnO＋La₂O₃＋ZrO₂＋Nb₂O₅＋TiO₂）が90％以上のガラスが好ましく、95％以上のガラスがより好ましい。さらに、上記合計含有量に後述する清澄剤であるSb₂O₃、SnOの含有量を加えた量を90％以上とすることが好ましく、95％以上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い。

上記成分に加え、P₂O₅を0〜10%、Al₂O₃を0％以上0.5%未満、Na₂Oを0〜7%、K₂Oを0〜10%、MgOを0〜10%、SrOを0％以上0.5 %未満、BaOを0％以上5%未満、Y₂O₃を0％以上0.1%未満、Gd₂O₃を0〜1.5%、Yb₂O₃を0〜5%、Lu₂O₃を0％以上0.5%未満、Ga₂O₃を0〜10%、Ta₂O₅を0〜10%、WO₃を0〜10%、Bi₂O₃を0％以上0.5%未満、GeO₂を0〜5%、Sb₂O₃を0〜2%、SnOを0〜2%任意に加えることができる。

上記任意成分のうち、P₂O₅、Al₂O₃、SrOについてはガラスに添加しないことが好ましい。
Na₂O、K₂Oはガラス転移温度（Tg）を下げる効果があるが、Na₂Oは7%、K₂Oは10％を越えるとガラスが不安定になり、失透しやすくなる。なお、ガラスの耐候性を良好なものにする上から、Na₂Oの含有量を好ましくは5％以下、より好ましくは導入しないことが望ましく、K ₂Oの含有量を好ましくは5％以下、より好ましくは導入しないことが望ましい。

MgOはガラス転移温度（Tg）を下げる効果があるが、10%を越えるとガラスが不安定になる。
BaOは他の二価成分との置換が可能であるが、ガラスの密度の増大やガラス転移温度（Tg）の上昇という観点から5%未満の添加に抑える。

Y₂O₃は屈折率への影響においてLa₂O₃と同様の効果を示すが、失透性、経済性（原料コストが高い）の面からLa₂O₃と比較すると不利である。La₂O₃との置換により0.1%未満の添加が可能であるが、上記理由により添加しないことが好ましい。
Gd₂O₃は1.5%以下の範囲でLa₂O₃との置換が可能である。
Yb₂O₃は5%以下の範囲でLa₂O₃との置換が可能であるが、高価なため、添加しないことが好ましい。
Lu₂O₃は0.5%未満の範囲でLa₂O₃との置換が可能であるが高価なため、添加しないことが好ましい。
Ga₂O₃、Ta₂O₅はそれぞれ10%以下の範囲で導入が可能であるが、失透性や経済的理由（原料コストが高い）により、添加しないことが好ましい。
WO₃は10%以下の範囲で添加可能である。
Bi₂O₃は屈折率を高める効果を有し、0.5％未満の範囲で導入するが、酸化還元反応が起きやすくガラスが着色しやすくなるため、添加しないことが好ましい。
GeO₂はSiO₂との置換によりガラスの安定性を高めることができるが、その効果に比較して非常に高価なため、5%以下の添加とし、添加しないことが好ましい。

Sb₂O₃は清澄剤として2%以下の範囲で添加することが可能だが、プレス成形型の成形面を酸化してダメージを与えやすくなるから、その量を１％未満にすることが好ましい。特にSb₂O₃はプレス成形型の成形面との反応性が高く、この傾向はプレス成形温度が高くなるほど顕著になる。ガラスＩ、IIはガラス転移温度が低いため、比較的多くのSb₂O₃を導入できるが、プレス成形型の成形面をより長く良好な状態に保つ上から、Sb₂O₃の含有量を上記のように制限する。Sb₂O₃の含有量は、0.5％以下とすることがより好ましく、添加しないことがさらに好ましい。特にB₂O₃の含有量をSiO₂の含有量よりも多くしつつ、Sb₂O₃の含有量を少なくすることにより、プレス成形型の成形面の状態を長時間にわたってより良好に保つことができる。

SnOは、清澄剤として2%以下の範囲で添加することが可能であり、１％未満の範囲で添加することが好ましく、添加しないことがより好ましい。

なお、少量のフッ素を導入することも可能ではあるが、フッ素は揮発性が高く、熔融ガラスを成形する際、表面から揮発してガラスの均質性を低下させるため、フッ素を添加しないことが好ましい。
フッ素の他、導入しないことが好ましいものとしては、Pb、Cr、Cd、Asなどの環境負荷が懸念される物質がある。PbまたはAsを含むガラスは、精密プレス成形時に次のような問題を引き起こすことからも導入しないことが好ましい。すなわち、精密プレス成形は、プレス成形型の成形面の酸化による損傷を防止するため、非酸化性雰囲気中、好ましくは水素ガスなどの還元性ガスを混合して酸化防止効果を高めた雰囲気中で行われるが、PbOを含むガラスをこのような雰囲気中でプレス成形すると、ガラス表面近傍のPbOが雰囲気により還元され、ガラス表面にPbが析出してしまう。この析出物はプレス成形型の成形面に付着するため、このような成形型を繰り返し使用すると、付着物がガラスに転写され、精密プレス成形品の面精度を悪化させてしまう。一方、As₂O₃は強い酸化性を有するため、精密プレス成形時にプレス成形型の成形面を酸化してダメージを与えてしまう。したがって、Pb、Asの添加量を少なくすることが好ましく、Pb、Asとも添加しないことが望ましい。
また、ガラスを着色して使用する場合を除き、Cu、Co、Feなどの着色剤も添加しないことが好ましい。

本発明の光学ガラス（ガラスＩおよびガラスIIを含むものとする。以下同様）は、屈折率（nd）が1.7以上、アッベ数（νd）が35〜45の光学特性を実現するガラスとして好ましい。なお、屈折率（nd）の好ましい範囲は1.7〜1.78、より好ましい範囲は1.7〜1.77、さらに好ましい範囲は1.7〜1.75、より一層好ましい範囲は1.73〜1.75であり、アッベ数（νd）の好ましい範囲は38〜44、より好ましい範囲は39〜43である。

また、本発明の光学ガラスは、ガラス転移温度（Tg）が540℃未満のガラスを実現するものとして好ましい。本発明の光学ガラスは、このように低いガラス転移温度を有するため、プレス成形、特に精密プレス成形にガラスおよびプレス成形型の温度を低くしても、面精度の高いレンズ等の光学部品を作製することができ、ガラスおよびプレス成形型の温度が低下することにより、プレス成形型の寿命を延ばすことができる。また、プレス成形型の寿命を損なうことのない範囲でプレス成形温度の許容範囲を広くすることができるので、比較的大型の光学部品を精密プレス成形により得ることもできる。さらに、プレス成形温度の低下とガラス安定性の向上効果により、プレス成形時にガラス中に結晶が発生することを確実に防止することもできる。なお、ガラス転移温度（Tg）のより好ましい範囲は500℃以下、さらに好ましい範囲は480℃以下である。

本発明の光学ガラスは、ガラスの原料として、各ガラス成分に相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩などを使用し、目的とするガラス組成が得られるように前記原料を秤量し、十分混合した後、白金坩堝などの熔融容器内で加熱、熔融し、清澄、均質化して得た熔融ガラスを流出し、次いで成形することにより製造することができる。熔融は大気中で行うことができ、詳細については公知の方法を適用することができる。

［プレス成形用ガラス素材およびその製造方法］
本発明のプレス成形用ガラス素材は、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素材であって、上記本発明の光学ガラスからなることを特徴とするものである。
ここでプレス成形用ガラス素材は、切断、研削、研磨などの機械加工を加えることなく、プレス成形に供することが可能なガラス成形体であり、プレス成形品と等しい重量を有している。

本発明のプレス成形用ガラス素材には、次の２つの態様が含まれる。
第一の態様は、精密プレス成形によって光学部品を得るために用いられるガラス素材（以下、「ガラス素材１」という）である。ガラス素材１はプリフォームとも呼ばれ、精密プレス成形品に等しい重量のガラス製成形体であり、精密プレス成形品の形状に応じて適当な形状に作製されるが、その形状として、球状、回転楕円体状などを例示することができる。上記回転楕円体形状も含め、プリフォームの形状としては回転対称軸を一つ備えるものが好ましい。このような回転対称軸を一つ備える形状としては、前記回転対称軸を含む断面において角や窪みがない滑らかな輪郭線をもつもの、例えば上記断面において短軸が回転対称軸に一致する楕円を輪郭線とするものがある。また、前記断面におけるプリフォームの輪郭線上の任意の点と回転対称軸上にあるプリフォームの重心を結ぶ線と、前記輪郭線上の点において輪郭線に接する接線とのなす角の一方の角の角度をθとしたとき、前記点が回転対称軸上から出発して輪郭線上を移動するときに、θが90°から単調増加し、続いて単調減少した後、単調増加して輪郭線が回転対称軸と交わる他方の点において90°になる形状が好ましい。
上記プリフォームには、必要に応じて離型膜などの薄膜を表面に備えていてもよい。離型膜としては炭素含有膜、自己組織化膜などを例示することができる。離型膜はプリフォームの全表面を被覆するように設けることが望ましい。ガラス素材１は、所要の光学恒数を有する光学部品の精密プレス成形に使用可能である。

第二の態様は、プレス成形後に研削、研磨を施して光学部品等の最終製品に仕上げる方法においてプレス成形に供するガラス素材（以下、「ガラス素材２」という）である。
ガラス素材２の形状としては、ガラス素材１（プリフォーム）の形状と同様のものを例示することができる。ガラス素材２は、例えば、表面に粉末状の離型剤を塗布してプレス成形に供されるが、その場合、離型剤が均一に付着するよう、ガラス素材２は表面が粗面化されたものが好ましい。離型剤の塗布はガラス素材２の全表面に行うことが望ましいから、ガラス素材２の全表面を粗面化することが望ましい。

次に本発明のプレス成形用ガラス素材の製造方法について説明する。
本発明のプレス成形用ガラス素材の製造方法の第一の態様（以下、「ガラス素材の製法Ｉ」という）は、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素材の製造方法であって、清澄、均質化した熔融ガラスを流出して上記本発明の光学ガラスからなるガラス成形体を作製し、前記ガラス成形体に機械加工を施してプレス成形用ガラス素材に仕上げることを特徴とする。

上記ガラス素材の製法Ｉでは、容器中に蓄積した清澄、均質化した熔融ガラスを前記容器に接続したガラス流出パイプ中に流し、ガラス流出パイプの流出口から連続して流出させる。
ガラス素材の製法Ｉの一例としては、次のような方法が挙げられる。先ず、ガラス流出パイプの下方に一方の側面が開口した鋳型を水平に配置し、流出した熔融ガラスを鋳型内に連続して鋳込む。鋳型に鋳込まれて一定の厚みを有する板状ガラスに成形したガラスを上記鋳型の側面に設けられた開口部から水平方向に連続して引き出し、アニール炉内へと搬送してアニールする。板状ガラスの引き出し及びアニール炉内への搬送はベルトコンベア等によって行えばよい。ガラス流出パイプから流出する熔融ガラスの流量を一定にコントロールし、鋳型からの板状ガラスの引き出し速度を一定にして板厚が一定で、所定の板幅のガラス成形体を得ることができる。この板状のガラス成形体をプレス成形用ガラス素材の母材とする。ガラス成形体をプレス成形用ガラス素材にするには、ガラス成形体を所望の寸法に切断あるいは割断することにより、カットピースと呼ばれる複数個のガラス片に加工する。次にカットピースに研削、研磨加工を施して表面が平滑で、重量が作製しようとするプレス成形品の重量に等しいプレス成形用ガラス素材に仕上げる。このようにして作製したガラス素材は上記ガラス素材１として好ましいものである。上記ガラス素材２を作製する場合は、複数個のカットピースをバレル研磨してカットピースのエッジを丸めるとともにプレス成形品の重量に等しくなるようにカットピース表面を除去する。このようにして得られたガラス素材２はカットピースの表面よりも粗面化されており、粉末状離型剤を均一に塗布しやすい表面になっている。

ガラス素材の製法Ｉの他の例としては、ガラス流出パイプから連続して流出する熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離し、前記熔融ガラス塊を冷却する過程でガラス成形体を作製し、ガラス成形体をアニールした後、表面を研磨して上記ガラス素材１に仕上げる方法や、前記アニールしたガラス成形体をバレル研磨して上記ガラス素材２にする方法などがある。これらの方法においては、成形機として、例えば、円形のターンテーブルの円周上に複数個の成形型を等間隔に配置したものを用い、これをガラス流出パイプの流出口の下方に配置する。ガラス成形体の成形はターンテーブルをインデックス回転することにより行われるが、成形型の停留位置の一つを成形型に熔融ガラスを供給する位置（キャスト位置という）とし、他の停留位置を供給した熔融ガラスをガラス成形体に成形した後に成形型から取り出す位置（テイクアウト位置）とする。テイクアウト位置をどの停留位置にするかは、ターンテーブルの回転速度、ガラスの冷却条件などを考慮して定めればよい。キャスト位置における成形型への熔融ガラスの供給は、パイプの流出口から熔融ガラスを滴下し、ガラス滴を上記成形型で受ける方法（滴下法という）、キャスト位置に停留する成形型をパイプの流出口に近づけて流出する熔融ガラス流の下端部を支持し、熔融ガラス流の途中にくびれを作り、所定のタイミングで成形型を鉛直方向に急降下することにより、くびれより下の熔融ガラスを分離して成形型上に受ける方法（降下切断法という）などにより行えばよい。成形型上でのガラスの成形は公知の方法を用いればよい。中でも成形型から上向きにガスを噴出してガラス塊に上向きの風圧を加え、ガラスを浮上させながら成形する（浮上成形法という）と、ガラス成形体の表面にシワができたり、成形型との接触によってガラス成形体にカン割れが発生するのを防止することができる。このようにして成形したガラス成形体の形状は、成形型形状の選択や上記ガスの噴出の仕方により、球状、回転楕円体、回転対称軸を一つ有し、前記軸方向を向いた２つの面が共に外側に凸の形状などにすることができる。次に、ガラス成形体をアニールしてから、表面を研磨してガラス素材１に仕上げたり、ガラス成形体をバレル研磨してガラス素材２とする。

本発明のプレス成形用ガラス素材の製造方法の第二の態様（以下、「ガラス素材の製法II」という）は、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素材の製造方法であって、清澄、均質化した、熔融状態にある本発明の光学ガラスを流出させ、該流出する熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離した後、該熔融ガラス塊を冷却する過程でプレス成形用ガラス素材に成形することを特徴とする。

上記ガラス素材の製法IIの具体例としては、ガラス流出パイプから連続して流出する熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離し、分離したガラス塊を成形型に供給して成形する方法が挙げられる。例えば、先ず、ガラス流出パイプの流出口の下方に、円形のターンテーブルの円周上に複数個の成形型を等間隔に配置した成形機を配置する。プレス成形用ガラス素材の成形はターンテーブルをインデックス回転することにより行われるが、成形型の停留位置の一つを成形型に熔融ガラス塊を供給する位置（キャスト位置という）とし、他の停留位置を供給した熔融ガラス塊をプレス成形用ガラス素材に成形した後に成形型から取り出す位置（テイクアウト位置）とする。テイクアウト位置をどの停留位置にするかは、ターンテーブルの回転速度、ガラスの冷却条件などを考慮して定めればよい。キャスト位置における成形型への熔融ガラス塊の供給は、清澄、均質化した熔融ガラスをガラス流出パイプの流出口から流出して、上記滴下法、上記降下切断法などにより行えばよい。成形型でのガラスの成形は公知の方法を用いればよい。中でも上記浮上成形法により成形するとガラス素材の表面にシワができたり、成形型との接触によってガラス素材にカン割れが発生するのを防止することができる。このようにして成形したガラス素材の形状は、成形型形状の選択や上記ガスの噴出の仕方により、球状、回転楕円体、回転対称軸を一つ有し、前記軸方向を向いた２つの面が共に外側に凸の形状などにすることができる。ガラス素材の製法IIにより得られたプレス成形用ガラス素材は上記ガラス素材１として好適である。

上記ガラス素材の製法IIによれば、流出する熔融ガラスからガラスを機械加工することなしにプレス成形用ガラス素材に直接、成形することができるので、高い生産性のもとにガラス素材を量産することができる。ガラス素材の製法IIにおいては、熔融ガラスから分離して得られる熔融ガラス塊のすべてを使用してガラス素材を作製するので、ガラス素材をガラス素材１、すなわち精密プレス成形用ガラス素材として使用する場合には、脈理や失透などの僅かな欠陥の発生も許されない。脈理や失透といった欠陥の発生は、公知のように流出する熔融ガラスの粘性、温度等の条件により影響を受ける。すなわち、粘性の低いガラスを流出すると脈理が発生しやすくなるため、ガラスの流出温度を低下して粘性を高めるための調整を行ったとき、流出温度がガラスの失透温度領域に入ってしまうと失透してしまう。つまり、ガラスの高温安定性が優れていれば、失透温度領域が適正なガラスの流出粘性が得られる温度よりも十分低くなるため、脈理も失透も発生させずに高品質なガラス素材を製造することができる。本発明の光学ガラスは高温安定性も優れているので、ガラス素材の製法IIでは、高品質なガラス素材１を高い生産性のもとに量産することができる。
なお、上述した各方法において使用する装置やガラス素材の製造条件の設定方法は公知の装置、公知の設定方法を用いればよい。

［光学部品とその製法］
本発明の光学部品は、上記本発明の光学ガラスからなることを特徴とする。本発明によれば、上記光学ガラスが備える光学特性により各種光学部品を提供することができる。このような光学部品としては、球面レンズ、非球面レンズ、マイクロレンズなどの各種のレンズ、回折格子、回折格子付のレンズ、レンズアレイ、プリズム、光学機器用基板などを例示することができる。
なお、この光学部品には必要に応じて、反射防止膜、全反射膜、部分反射膜、分光特性を有する膜などの光学薄膜を設けることもできる。

次に本発明の光学部品の製造方法について説明する。
本発明の光学部品の製造方法は、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工程を備える光学部品の製造方法であって、上記本発明の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ことを特徴とする。

また、本発明の光学部品の製造方法は、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工程を備える光学部品の製造方法であって、上記本発明のプレス成形用ガラス素材の製造方法により作製した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ことを特徴とする。
本発明の光学部品の製造方法の第一の態様（以下、「光学部品の製法Ｉ」という）は、プレス成形型を用いて、プレス成形用ガラス素材を精密プレス成形するものである。

上記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、当該技術分野において周知の方法である。光学部品において、光線を透過したり、屈折させたり、回折させたり、反射させたりする面を光学機能面（レンズを例にとると非球面レンズの非球面や球面レンズの球面などのレンズ面が光学機能面に相当する）というが、精密プレス成形によればプレス成形型の成形面を精密にガラスに転写することにより、プレス成形で光学機能面を形成することができ、光学機能面を仕上げるために研削や研磨などの機械加工を加える必要がない。

したがって、上記光学部品の製法Ｉは、レンズ、レンズアレイ、回折格子、プリズムなどの光学部品の製造に好適であり、特に非球面レンズを高い生産性のもとに製造する際に最適である。本態様によれば、本発明の光学ガラスが備える優れた低温軟化性とガラス安定性により、プレス成形型の成形面へのダメージが軽減され、成形型の寿命を延ばすことができるとともに、ガラス中に結晶を生じさせることなしに高品質な光学部品を高い生産性のもとに製造することができる。

精密プレス成形に使用するプレス成形型としては公知のもの、例えば炭化珪素、ジルコニア、アルミナなどの耐熱性セラミックスの型材の成形面に離型膜を設けたものを使用することができるが、中でも炭化珪素製のプレス成形型が好ましい。離型膜としては炭素含有膜などを使用することができる。耐久性、コストの面から特にカーボン膜が好ましい。
精密プレス成形では、プレス成形型の成形面を良好な状態に保つため成形時の雰囲気を非酸化性ガスにすることが望ましい。非酸化性ガスとしては窒素、窒素と水素の混合ガスなどが好ましい。
なお、光学部品の製法Ｉで用いるガラス素材は上記ガラス素材１（プリフォーム）に相当するものである。

上記光学部品の製法Ｉには以下の精密プレス成形１と精密プレス成形２の各方法が含まれる。
（精密プレス成形１）
この方法は、プレス成形用ガラス素材をプレス成形型に導入して、前記ガラス素材とプレス成形型を一緒に加熱するものである。
この精密プレス成形１において、プレス成形型と前記ガラス素材の温度をともに、ガラス素材を構成するガラスが１０⁶〜１０¹²ｄPa・sの粘度を示す温度に加熱して精密プレス成形を行うことが好ましい。
また前記ガラスが１０¹²ｄPa・s以上、より好ましくは１０¹⁴ｄPa・s以上、さらに好ましくは１０¹⁶ｄPa・s以上の粘度を示す温度にまで冷却してから精密プレス成形品をプレス成形型から取り出すことが望ましい。
上記の条件により、プレス成形型成形面の形状をガラスにより精密に転写することができるとともに、精密プレス成形品を変形することなく取り出すこともできる。

（精密プレス成形２）
この方法は、予め加熱したプレス成形用ガラス素材をプレス成形型に導入して、精密プレス成形するものである。
この精密プレス成形２によれば、前記ガラス素材をプレス成形型に導入する前に予め加熱するので、サイクルタイムを短縮化しつつ、表面欠陥のない良好な面精度の光学部品を製造することができる。
なおプレス成形型の予熱温度をプリフォームの予熱温度よりも低く設定することが好ましい。このようにプレス成形型の予熱温度を低くすることにより、前記成形型の消耗を低減することができる。
精密プレス成形法２において、前記ガラス素材を構成するガラスは１０⁹ｄPa・s以下、より好ましくは１０⁹ｄPa・sの粘度を示す温度に予熱することが好ましい。
また、前記ガラス素材を浮上しながら予熱することが好ましく、さらに前記ガラス素材を構成するガラスが１０^5.5〜１０⁹ｄPa・s、より好ましくは１０^5.5ｄPa・s以上１０⁹ｄPa・s未満の粘度を示す温度に予熱することがさらに好ましい。
またプレス開始と同時又はプレスの途中からガラスの冷却を開始することが好ましい。
なおプレス成形型の温度は、前記プリフォームの予熱温度よりも低い温度に調温させるが、前記ガラスが１０⁹〜１０¹²ｄPa・sの粘度を示す温度を目安にすればよい。
この方法において、プレス成形後、前記ガラスが１０¹²ｄPa・s以上の粘度を示す温度にまで冷却してから離型することが好ましい。
精密プレス成形された光学部品はプレス成形型より取り出され、必要に応じて徐冷される。成形品がレンズなどの光学部品の場合には、必要に応じて光学機能面などの表面に光学薄膜をコートしてもよい。
なお、光学部品の製法Ｉにおいては、使用するガラスのガラス転移温度（Tg）がより低く、安定性も優れているため、比較的大型の光学部品を精密プレス成形により製造することもできる。

次に、本発明の光学部品の製造方法の第二の態様（以下、「光学部品の製法II」という）について説明する。光学部品の製法IIは、プレス成形により作製したプレス成形品を研削、研磨して光学部品に仕上げるものである。
光学部品の製法IIでは、例えば上記ガラス素材２を使用して、ガラス素材表面全体に窒化ホウ素などの粉末状離型剤を均一に塗布し、加熱、軟化してプレス成形型を用いてプレス成形する。プレス成形品の形状は目的とする光学部品の形状に研削、研磨代を見込んだ形状とし、前記成形品を研削、研磨してレンズなどの所望の光学部品に仕上げる。光学部品の製法IIで採用するプレス成形法自体は公知のものであり、ガラス素材の加熱、軟化からプレス成形、プレス成形品のアニールまでの一連の工程を大気中で行うことができる。光学部品の製法IIでは、光学部品の光学機能面は研削、研磨により形成される。得られた光学部品の光学機能面などの表面に必要に応じて光学薄膜をコートしてもよい。

光学部品の製法IIにおいても、本発明の光学ガラスが備える優れた低温軟化性とガラス安定性のため、高品質な光学部品を高い生産性のもとに量産することができる。
その他、本発明の光学ガラスを用いて光学部品を作製する方法としては、清澄、均質化した熔融ガラスをガラス流出パイプから流出して、切断刃等により所定の分量に熔融ガラス流を切断して熔融ガラス塊とし、この熔融ガラス塊をプレス成形して光学部品に近似する形状のガラス成形体とし、アニールしてから研削、研磨を施して光学部品に仕上げる方法や、熔融ガラスを鋳型に鋳込んでガラスブロックを成形し、アニールしてから機械加工によって目的とする光学部品の形状に近似する形状に加工し、研削、研磨を施して光学部品に仕上げるなどの方法がある。

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。

（実施例１：光学ガラスの作製）
表１にＮｏ．１〜１０で示す組成のガラスが得られるように、各ガラス原料を秤量、調合して、十分混合して原料バッチとし、この原料バッチ100gを白金製坩堝に入れ、1100〜1250℃に設定された炉内で熔融し、撹拌、清澄後、鉄製枠に流し込み、ガラス転移温度（Tg）付近の温度で2時間保持後、徐冷して各ガラスサンプルを得た。
得られた各ガラスサンプルにおいて、屈折率（nd）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移温度（Tg）を以下に示す方法でそれぞれ測定した。結果を表１に示す。
（１）屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νd）
1時間あたり30℃の降温速度で徐冷した場合の値である。
（２）ガラス転移温度（Tg）
熱機械分析装置を用いて4℃/分の昇温速度で測定した結果である。
なお、得られた各ガラスサンプルを光学顕微鏡で拡大観察したところ、結晶の析出は認められなかった。また、各ガラスサンプルはカメラなどの撮像光学系に使用される光学部品として好適な透過率を有し、着色等は見られなかった。
表１に示すように、いずれの光学ガラスも、優れた低温軟化性、熔解性を示し、精密プレス成形用の光学ガラスとして好適なものであった。

（比較例）
表１に比較例として示す組成を有するガラスが得られるように実施例１に記載の方法と同様にしてガラスサンプルを作製したところ、Na₂Oの含有量が多すぎたため、結晶化によりガラスが失透してしまい、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移温度（Ｔｇ）は測定できなかった。

（実施例２：ガラス素材１の製造）
次に実施例１で示した各ガラスが得られる清澄、均質化した熔融ガラスを、ガラスが失透することなく、安定した流出が可能な温度域に温度調整された白金合金製のパイプから一定の流量で流出させ、滴下法又は降下切断法にて目的とする精密プレス成形用ガラス素材の重量の熔融ガラス塊を分離し、この熔融ガラス塊をガス噴出口を底部に有する受け型に受け、ガス噴出口からガスを噴出してガラス塊を浮上成形法により精密プレス成形用ガラス素材に成形した。熔融ガラスの分離間隔を調整、設定することにより球状のガラス素材や扁平球状のガラス素材を得た。ガラス素材の重量は設定値に精密に一致しており、いずれも全表面が熔融ガラスが固化して形成されており、滑らかなものであった。また、ガラス素材の表面および内部に脈理や失透などの欠陥は認められなかった。
また、別途、上記各種の熔融ガラスを鋳型に鋳込んで板状ガラスに成形し、アニールした後、切断、表面を研削、研磨して全表面が滑らかな精密プレス成形用ガラス素材を得た。このようにして得たガラス素材の内部および表面には脈理や失透などの欠陥は認められなかった。

（実施例３：光学部品の製法Ｉによる光学部品の製造）
実施例２で作製した各精密プレス成形用ガラス素材を、図１に示すプレス装置を用いて精密プレス成形して非球面レンズを得た。具体的にはガラス素材４を、上型１、下型２および胴型３からなるプレス成形型の下型2と上型１の間に設置した後、石英管１１内を窒素雰囲気としてヒーター１２に通電して石英管１１内を加熱した。プレス成形型内部の温度を、成形されるガラスが１０⁸〜１０¹⁰ｄPa・sの粘度を示す温度に設定し、同温度を維持しつつ、押し棒１３を降下させて上型１を押して成形型内にセットされたガラス素材をプレスした。プレスの圧力は8MPa、プレス時間は30秒とした。プレスの後、プレスの圧力を解除し、精密プレス成形されたガラス成形品を下型２及び上型１と接触させたままの状態で前記ガラスの粘度が１０¹²ｄPa・s以上になる温度まで徐冷し、次いで室温まで急冷してガラス成形品を成形型から取り出し非球面レンズを得た。得られた非球面レンズは、極めて高い面精度を有するレンズであった。精密プレス成形により得られた非球面レンズには、必要に応じて反射防止膜を設けた。

次に同様のガラス素材を別の方法で精密プレス成形した。この方法では、浮上しながらガラス素材を構成するガラスの粘度が１０⁸ｄPa・sになる温度にガラス素材を予熱する。一方で上型、下型、胴型を備えるプレス成形型を加熱し、前記ガラスが１０⁹〜１０¹²ｄPa・sの粘度を示す温度にし、予熱したガラス素材をプレス成形型のキャビティ内に導入して精密プレス成形する。プレスの圧力は１０MPａとした。プレス開始とともにガラスとプレス成形型の冷却を開始し、成形されたガラスの粘度が１０¹²ｄPa・s以上となるまで冷却した後、成形品を離型して非球面レンズを得た。得られた非球面レンズは、極めて高い面精度を有するレンズであった。精密プレス成形により得られた非球面レンズには必要に応じて反射防止膜を設けた。
このようにして、内部品質の高いガラス製光学部品を生産性よく、しかも高精度に得ることができた。
なお、本実施例で作製した非球面レンズなどのレンズに必要に応じて心取り加工を施してもよい。心取り加工はレンズの光学機能面（レンズ面）のまわりを機械加工することにより行う。

（実施例４：ガラス素材２の製造）
次に実施例１で示した各ガラスが得られる清澄、均質化した熔融ガラスを、ガラスが失透することなく、安定した流出が可能な温度域に温度調整された白金合金製のパイプから一定の流量で流出し、滴下法や降下切断法にて目的とするプレス成形用ガラス素材の重量に後述する機械加工における取り代の重量を加えた重量の熔融ガラス塊を分離し、熔融ガラス塊をガス噴出口を底部に有する受け型に受け、ガス噴出口からガスを噴出してガラス塊を浮上成形法によりガラス成形体に成形し、各ガラス成形体をアニールして歪を低減した。熔融ガラスの分離間隔を調整、設定することによりガラス成形体の重量を上記重量に設定することができる。このようにして球状のガラス成形体や扁平球状のガラス成形体を得た。ガラス成形体の表面および内部に脈理や失透などの欠陥は認められなかった。
次に上記ガラス成形体をバレル研磨して上記取り代に相当する成形体表面のガラスを除去してプレス成形用ガラス素材の重量に相当する重量にガラスの重量を調整するとともに、ガラス全表面をバレル研磨前のガラス表面よりも粗面になるように粗面化してプレス成形用ガラス素材とした。
また、別途、上記各種の熔融ガラスを鋳型に鋳込んで板状ガラスに成形し、アニールした後、複数個に切断してガラス片とし、これらのガラス片をバレル研磨して、プレス成形用ガラス素材の重量に相当する重量にガラスの重量を調整するとともに、ガラス全表面を粗面化してプレス成形用ガラス素材とした。上記板状ガラスの内部には脈理や失透などの欠陥は認められなかった。

（実施例５：光学部品の製法IIによる光学部品の製造）
実施例４で作製した各種ガラス素材の表面全体に粉末状離型剤である窒化ホウ素粉末を均一に塗布した後、プレス成形型に導入してプレス成形型とともにガラス素材を加熱して軟化させ、プレス成形して目的とする球面レンズに近似した形状のプレス成形品を作製した。プレス成形品をアニールして歪を低減した後、プレス成形品の表面を研削、研磨して目的とする球面レンズを作製した。上記各工程はすべて大気中で実施した。
プレス成形法ならびにプレス成形品のアニール、研削、研磨加工は公知の方法を適用すればよい。
このようにして球面レンズをはじめとする各種光学部品を作製できるが、光学部品の光学機能面には必要に応じて反射防止膜等の光学薄膜をコートすることもできる。

本発明によれば、より低温でプレス成形が可能な低温軟化性と、プレス成形によってガラス中に結晶が発生しにくい優れた安定性を兼ね備えた光学ガラス、該光学ガラスからなり、良好なプレス成形を可能にするプレス成形用ガラス素材およびその製造方法ならびに上記光学ガラスからなる光学部品およびその製造方法を提供することができる。

本発明の実施例で用いた精密プレス成形装置の概略図である。

１・・・上型
２・・・下型
３・・・胴型
４・・・ガラス素材
１１・・・石英管
１２・・・ヒーター
１３・・・押し棒

Claims (14)

1. ガラス成分として、SiO₂、B₂O₃、Li₂O、CaO、La₂O₃、ZrO₂、Nb₂O₅およびTiO₂が共存する光学ガラスにおいて、
   重量％表示で、SiO₂を11％以上17%未満、B₂O₃を10〜25%（ただし、SiO₂とB₂O₃の合計含有量が21〜40%）、Li₂Oを7.1〜12%、CaOを7.5〜25%、ZnOを0〜18%、La₂O₃を10〜15%、ZrO₂を1〜8%、Nb₂O₅を6〜20%、TiO₂を1〜4.93%、P₂O₅を0〜10%、Al₂O₃を0％以上0.5%未満、Na₂Oを0〜5%、K₂Oを0〜10%、MgOを0〜10%、SrOを0％以上0.5 %未満、BaOを0％以上5%未満、Y₂O₃を0％以上0.1%未満、Gd₂O₃を0〜1.5%、Yb₂O₃を0〜5%、Lu₂O₃を0％以上0.5%未満、Ga₂O₃を0〜10%、Ta₂O₅を0〜10%、WO₃を0〜10%、Bi₂O₃を0％以上0.5%未満、GeO₂を0〜5%、Sb₂O₃を0〜2%、SnOを0〜2%を含み、屈折率が（nd）が1.7〜1.75であることを特徴とする光学ガラス。
2. ガラス成分として、SiO₂、B₂O₃、Li₂O、CaO、La₂O₃、ZrO₂、Nb₂O₅およびTiO₂が共存する光学ガラスにおいて、
   重量％表示で、SiO₂を12%以上17%未満、B₂O₃を10〜25%（ただし、SiO₂とB₂O₃の合計含有量が21〜40%）、Li₂Oを7.1〜12%、CaOを7.5〜25%、ZnOを0〜18%、La₂O₃を10〜15%、ZrO₂を1〜8%、Nb₂O₅を6〜20%、TiO₂を1〜4.93%、P₂O₅を0〜10%、Al₂O₃を0％以上0.5%未満、Na₂Oを0〜5%、K₂Oを0〜10%、MgOを0〜10%、SrOを0％以上0.5 %未満、BaOを0％以上5%未満、Y₂O₃を0％以上0.1%未満、Gd₂O₃を0〜1.5%、Yb₂O₃を0〜5%、Lu₂O₃を0％以上0.5%未満、Ga₂O₃を0〜10%、Ta₂O₅を0〜10%、WO₃を0〜10%、Bi₂O₃を0％以上0.5%未満、GeO₂を0〜5%、Sb₂O₃を0〜2%、SnOを0〜2%を含み、
   前記範囲でLi₂OとZnOの合計含有量（Li₂O＋ZnO）に対するSiO₂とB₂O₃の合計含有量（SiO₂＋B₂O₃）の割合（（SiO₂＋B₂O₃）／（Li₂O＋ZnO））が重量比で1.2〜4.85になるようにSiO₂、B₂O₃、Li₂OおよびZnOの含有量が定められており、屈折率が（nd）が1.7〜1.75であることを特徴とする光学ガラス。
3. アッベ数（νd）が35〜45である請求項１または２に記載の光学ガラス。
4. ガラス転移温度（Tg）が540℃未満である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
5. 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素材において、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラスからなることを特徴とするプレス成形用ガラス素材。
6. 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素材の製造方法において、
   清澄、均質化した熔融ガラスを流出して請求項１〜４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作製し、前記ガラス成形体に機械加工を施してプレス成形用ガラス素材に仕上げることを特徴とするプレス成形用ガラス素材の製造方法。
7. 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素材の製造方法において、
   清澄、均質化した、溶融状態にある請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラスを流出し、該流出する熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離した後、前記熔融ガラス塊を冷却する過程でプレス成形用ガラス素材に成形することを特徴とするプレス成形用ガラス素材の製造方法。
8. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる光学部品。
9. 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工程を備える光学部品の製造方法において、
   請求項５に記載の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ことを特徴とする光学部品の製造方法。
10. 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工程を備える光学部品の製造方法において、
    請求項６または７に記載の製造方法により作製した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ことを特徴とする光学部品の製造方法。
11. プレス成形型を用いて、プレス成形用ガラス素材を精密プレス成形する請求項９または１０に記載の光学部品の製造方法。
12. プレス成形用ガラス素材をプレス成形型に導入して、前記ガラス素材とプレス成形型を一緒に加熱する請求項１１に記載の光学部品の製造方法。
13. 予め加熱したプレス成形用ガラス素材をプレス成形型に導入して、精密プレス成形する請求項１１に記載の光学部品の製造方法。
14. プレス成形により作製したプレス成形品を研削、研磨して光学部品に仕上げる請求項９または１０に記載の光学部品の製造方法。

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