光学ガラス、精密プレス成形用プリフォームとその製造方法および光学素子とその製造方法
【課題】 表面にクモリやヤケなどの変質層の発生による品質低下を起こしにくい精密プ
レス成形用の光学ガラス、および該光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームと
光学素子を提供する。
【解決手段】 B２O３、La２O３およびZnOを含み、精密プレス成形のガラス素材として用
いられる光学ガラスにおいて、モル％表示で、B２O３ 20〜60％、SiO２ 0〜20％、ZnO
22〜42％、La２O３ 5〜24％、Gd２O３ 0〜20％（ただし、La２O３とGd２O３の合計量
が10〜24％）、ZrO２ 0〜10％、Ta２O５ 0〜10％、WO３ 0〜10％、Nb２O５ 0〜10％
、TiO２ 0〜10％、Bi２O３ 0〜10％、GeO２ 0〜10％、Ga２O３ 0〜10％、Al２O３ 0
〜10％、BaO 0〜10％、Y２O３ 0〜10％およびYb２O３ 0〜10％、を含み、かつアッベ
数（νｄ）が40以上で、実質的にリチウムを含まない光学ガラス、および該光学ガラスか
らなる精密プレス成形用プリフォームと光学素子である。
レス成形用の光学ガラス、および該光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームと
光学素子を提供する。
【解決手段】 B２O３、La２O３およびZnOを含み、精密プレス成形のガラス素材として用
いられる光学ガラスにおいて、モル％表示で、B２O３ 20〜60％、SiO２ 0〜20％、ZnO
22〜42％、La２O３ 5〜24％、Gd２O３ 0〜20％（ただし、La２O３とGd２O３の合計量
が10〜24％）、ZrO２ 0〜10％、Ta２O５ 0〜10％、WO３ 0〜10％、Nb２O５ 0〜10％
、TiO２ 0〜10％、Bi２O３ 0〜10％、GeO２ 0〜10％、Ga２O３ 0〜10％、Al２O３ 0
〜10％、BaO 0〜10％、Y２O３ 0〜10％およびYb２O３ 0〜10％、を含み、かつアッベ
数（νｄ）が40以上で、実質的にリチウムを含まない光学ガラス、および該光学ガラスか
らなる精密プレス成形用プリフォームと光学素子である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラス、精密プレス成形用プリフォームとその製造方法および光学素子
とその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、表面にクモリやヤケなどの変質層
の発生による品質低下を起こしにくい精密プレス成形用の光学ガラス、前記ガラスからな
る精密プレス成形用プリフォームとその製造方法、および前記ガラスからなる光学素子と
その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高屈折率・低分散あるいは高屈折率・高分散といった特性を有する高機能性ガラ
スを使用した非球面レンズなどの光学素子を低コストで大量に安定供給する方法として精
密プレス成形法（モールドオプティクス成形法とも言う。）が注目されている。
【０００３】
精密プレス成形法では、プレス成形型や前記型の成形面に設けられる離型膜の損傷を低
減するとともに高価なプレス成形型の寿命を延ばすため、比較的低いプレス温度で成形が
可能な低温軟化性を有する光学ガラスが使用される。このようなガラスは、特許文献１に
開示されているようにガラス転移温度や屈伏点を低下させるためにＬｉ２Ｏがガラス成分
として導入されている。
【０００４】
ところで、上記のようなガラスを使用して精密プレス成形すると、精密プレス成形品の
表面にクモリやヤケと呼ばれる変質層が発生しやすい。このようなクモリやヤケがレンズ
面などに存在すると不良品となるため、クモリやヤケが生じた面は研磨などによって除去
しなければならない。しかし、クモリやヤケを除去するために精密プレス成形品のレンズ
面などに研磨を施すようでは、精密プレス成形法の特徴が全く活かされなくなってしまう
。
【特許文献１】特開２００２−３６２９３８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、表面にクモリやヤケなどの変質層の発生による品
質低下を起こしにくい精密プレス成形用の光学ガラス、前記ガラスからなる精密プレス成
形用プリフォームとその製造方法、および前記ガラスからなる光学素子とその製造方法を
提供することを第１の目的とする。
【０００６】
また、上記目的に加えて精密プレス成形時に使用するプレス成形型との離型性に優れた
精密プレス成形用プリフォーム、ならびに前記プリフォームを使用した光学素子の製造方
法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は上記課題を解決するために鋭意検討した結果、次のような知見を得た。
通常、精密プレス成形用の光学ガラスには、特許文献１で示されるようにガラス転移温
度を低下させるために比較的多量のＬｉ２Ｏが含まれている。しかしながら、ガラスがプ
レス成形温度またはプレス成形前後の高温の環境に曝される時間が長いような場合には、
Ｌｉイオンの拡散係数が大きいため、Ｌｉに由来する表面でのクモリ・ヤケが発生しやす
くなる。高温のガラス表面においてＬｉイオンが雰囲気中に含まれる炭素化合物や離型膜
としてガラス表面に被覆されている炭素含有膜と反応するとＬｉの炭酸塩が生成される。
炭酸塩が生成されることによりガラス表面近傍のＬｉイオン濃度が一時的に低下するが、
Ｌｉイオンはガラス中で移動しやすいため、表面付近のＬｉイオン濃度低下を補うように
ガラス内部のＬｉイオンがガラス表面へと移動し、ガラス表面における炭酸塩の生成が進
むことになる。
【０００８】
本発明者はこのようにして生成される炭酸塩がガラスのクモリやヤケの正体であると考
え、プリフォームを構成するガラスからガラス成分としてＬｉを実質的に除くことにより
、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、
（１） Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３およびＺｎＯを含み、精密プレス成形のガラス素材として
用いられる光学ガラスにおいて、モル％表示で、
Ｂ２Ｏ３ ２０〜６０％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、ＺｎＯ ２２〜４２％、Ｌａ２Ｏ３
５〜２４％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２０％（ただし、Ｌａ２Ｏ３とＧｄ２Ｏ３の合計量が１
０〜２４％）、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％、ＷＯ３ ０〜１０％、
Ｎｂ２Ｏ５ ０〜１０％、ＴｉＯ２ ０〜１０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％、ＧｅＯ２
０〜１０％、Ｇａ２Ｏ３ ０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、
Ｙ２Ｏ３ ０〜１０％およびＹｂ２Ｏ３ ０〜１０％、
を含み、かつアッベ数（νｄ）が４０以上で、実質的にリチウムを含まないことを特徴と
する光学ガラス、
（２） リチウムの含有量がＬｉ２Ｏ換算で０．５モル％未満である上記（１）項に記載
の光学ガラス。
（３） 屈折率（ｎｄ）が１．７９以上である上記（１）または（２）項に記載の光学ガ
ラス、
（４） 上記（１）〜（３）項のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる精密プレス成
形用プリフォーム、
（５） 表面に炭素含有膜が被覆されている上記（４）項に記載の精密プレス成形用プリ
フォーム、
（６） 表面に炭素含有膜が被覆されたガラス製の精密プレス成形用プリフォームにおい
て、前記ガラスが、転移温度（Ｔｇ）５３０℃以上であり、実質的にリチウムを含まない
ものであることを特徴とする精密プレス成形用プリフォーム、
（７） 流出する熔融ガラスを分離して、冷却する過程でプリフォームに成形するガラス
製の精密プレス成形用プリフォームの製造方法において、前記ガラスが、上記（１）〜（
３）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精密プレス成形用プリ
フォームの製造方法、
（８） 上記（１）〜（３）項のいずれか１項に記載の光学ガラスからなることを特徴と
する光学素子、
（９） ガラス製の精密プレス成形用プリフォームを加熱し、プレス成形型を使用して精
密プレス成形する光学素子の製造方法において、上記（４）〜（６）項のいずれか１項に
記載のプリフォームを使用することを特徴とする光学素子の製造方法、
（１０） 精密プレス成形後、精密プレス成形品の表面に残存する炭素含有膜を酸化して
除去する上記（９）項に記載の光学素子の製造方法、および
（１１） ガラス製の精密プレス成形用プリフォームを加熱し、プレス成形型を使用して
精密プレス成形して精密プレス成形品を作製する工程を含む光学素子の製造方法において
、
前記ガラスが実質的にリチウムを含まないものであること、前記プリフォームおよび／
または精密プレス成形品を炭素化合物を含む雰囲気中で熱処理すること、および前記熱処
理温度が前記ガラスの転移温度（Ｔｇ）より５０℃低い温度よりも高いこと、
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】
【００１０】
本発明によれば、表面にクモリやヤケなどの変質層の発生による品質低下を起こしにく
い精密プレス成形用の光学ガラス、前記ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームと
その製造方法、および前記ガラスからなる光学素子とその製造方法を提供することができ
る。
その上、精密プレス成形時に使用するプレス成形型との離型性に優れた精密プレス成形
用プリフォーム、ならびに前記プリフォームを使用した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】
本発明の形態について、光学ガラス、精密プレス成形用プリフォームとその製造方法、
光学素子とその製造方法の順に説明する。
【００１２】
［光学ガラス］
本発明の光学ガラスは、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３およびＺｎＯを含み、精密プレス成形の
ガラス素材として使用される光学ガラスにおいて、モル％表示で、
Ｂ２Ｏ３ ２０〜６０％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、ＺｎＯ ２２〜４２％、Ｌａ２Ｏ３
５〜２４％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２０％（ただし、Ｌａ２Ｏ３とＧｄ２Ｏ３の合計量が１
０〜２４％）、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％、ＷＯ３ ０〜１０％、
Ｎｂ２Ｏ５ ０〜１０％、ＴｉＯ２ ０〜１０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％、ＧｅＯ２
０〜１０％、Ｇａ２Ｏ３ ０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、
Ｙ２Ｏ３ ０〜１０％およびＹｂ２Ｏ３ ０〜１０％、
を含み、かつアッベ数（νｄ）が４０以上で、実質的にリチウムを含まないことを特徴と
する。
【００１３】
ここで、実質的にリチウムを含まないとは、ガラス表面に光学素子としての使用に支障
が生じるクモリやヤケが発生しないレベルの含有量にＬｉ２Ｏの導入量を抑えることを意
味するものであるが、具体的には、Ｌｉ２Ｏの量に換算して０．５モル％未満の含有量に
抑えることを意味する。リチウムの量を少なくするほどクモリ、ヤケ発生のリスクを低減
することができるので、Ｌｉ２Ｏの量で０．４モル％以下に抑えることが好ましく、０．
１モル％以下に抑えることがより好ましく、導入しないことがさらに好ましい。
【００１４】
以下、各成分の作用について説明する。なお、以下、特に言及のない場合は各成分の含
有量や合計量はモル％で表示し、成分の含有量の比もモル比で表わすものとする。
【００１５】
Ｂ２Ｏ３は必須成分であり、網目形成酸化物の役割を果たす。Ｌａ２Ｏ３などの高屈折
率成分を多く導入する場合、ガラスの形成のためにＢ２Ｏ３を２０％以上導入して主なネ
ットワーク構成成分とし、失透に対する十分な安定性を付与するとともに、ガラスの熔融
性を維持する必要があるが、６０％を超えて導入すると、ガラスの屈折率が低下し、高屈
折率ガラスを得るという目的に適さなくなる。したがって、その導入量２０〜６０％とす
る。Ｂ２Ｏ３導入の上記効果を高める上から２２〜５８％の導入が好ましく、２４〜５６
％の導入がより好ましい。
【００１６】
ＳｉＯ２は任意成分であり、Ｌａ２Ｏ３やＧｄ２Ｏ３を多量に含有するガラスに対して
、ガラスの液相温度を低下させ、高温粘性を向上させ、さらにガラスの安定性を大きく向
上させるが、過剰の導入により、ガラスの屈折率が下がることに加え、ガラス転移温度が
高くなり精密プレス成形が困難になる。そのため、ＳｉＯ２の導入量を０〜２０％とし、
好ましくは０〜１８％とする。
【００１７】
ＺｎＯは必須成分であり、ガラスの熔融温度や液相温度及び転移温度を低下させ、屈折
率の調整にも欠かせないが、本発明のガラスはＬｉ２Ｏを実質的に含まないため、Ｌｉ２
Ｏを含有するガラスよりもＺｎＯの導入量を多くする必要がある。一方、４２％を超えて
導入すると、分散も大きくなり、失透に対する安定性も悪化し、化学的耐久性も低下する
ので、その導入量を２２〜４２％の範囲とする。好ましい範囲は２３〜４１％である。
【００１８】
Ｌａ２Ｏ３も必須成分であり、ガラスの失透に対する安定性を低下させずに、または分
散を高めずに、屈折率を高くし、化学的耐久性を向上させる。しかし、５％未満では十分
の効果が得られず、一方、２４％を超えると失透に対する安定性が著しく悪化するため、
その導入量は５〜２４％とする。上記効果をより高める上からＬａ２Ｏ３の含有量を６〜
２３％とすることが好ましく、７〜２２％とすることがより好ましい。
【００１９】
Ｇｄ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３と同様、ガラスの失透に対する安定性や低分散性を悪化させず
にガラスの屈折率や化学的耐久性を向上させる成分である。Ｇｄ２Ｏ３は、２０％を超え
て導入すると失透に対する安定性が悪化し、ガラス転移温度が上昇して精密プレス成形性
が悪化する傾向があるため、０〜２０％導入する。高屈折率を付与しつつ、化学的耐久性
を高めるため、Ｇｄ２Ｏ３を１〜１９％導入することが好ましい。より好ましい範囲は２
〜１８％である。なお、ガラス安定性を高めるためには、Ｌａ２Ｏ３とＧｄ２Ｏ３とがガ
ラス成分として共存する組成が好ましい。特に後述するように熔融ガラスから、ガラスが
冷却する過程でガラスを成形して、精密プレス成形用プリフォームを作製するような用途
への適用を考える場合には、成形過程でガラスが失透しないようにするため、上記のよう
にガラスの安定性をより高めることは重要である。
【００２０】
なお、アッベ数（νｄ）が４０以上で、より屈折率が高いガラスを得る上から、Ｌａ２
Ｏ３とＧｄ２Ｏ３の合計含有量を１０〜２４％とし、好ましくは１２〜２３％とするのが
よい。
【００２１】
ＺｒＯ２は高屈折率・低分散の成分として使われる任意成分である。ＺｒＯ２を導入す
ることにより、ガラスの屈折率を低下させずに、高温粘性や失透に対する安定性を改善す
る効果が得られるが、１０％を超えて導入すると液相温度が急激に上昇し、失透に対する
安定性も悪化するので、その導入量を０〜１０％とし、好ましくは０〜８％とする。
【００２２】
Ｔａ２Ｏ５は高屈折率・低分散の成分として使われる任意成分である。少量のＴａ２Ｏ
５を導入することにより、ガラスの屈折率を低下させずに、高温粘性や失透に対する安定
性を改善する効果があるが、１０％を超えて導入すると液相温度が急激に上昇し、分散が
増大するので、その導入量を０〜１０％とし、好ましくは０〜８％とする。
【００２３】
ＷＯ３は、ガラスの安定性、熔融性を改善し、屈折率を向上させるために適宜導入され
る成分であるが、その導入量が１０％を超えると、分散が大きくなり、必要な低分散特性
が得られなくなるため、その導入量を０〜１０％とし、好ましくは０〜８％とする。
【００２４】
Ｎｂ２Ｏ５は、ガラスの安定性を維持しつつ屈折率を高める任意成分であるが、過剰導
入により分散が増大するため、その導入量を０〜１０％、好ましくは０〜８％とする。
【００２５】
ＴｉＯ２は、光学恒数の調整のため導入可能な任意成分であるが、過剰の導入によって
分散が大きくなり、目的とする光学恒数を得ることができなくなるため、その導入量を０
〜１０％とし、好ましくは０〜８％、より好ましくは導入しない。
【００２６】
Ｂｉ２Ｏ３は、屈折率を高め、ガラスの安定性を向上する働きをするが、過剰導入によ
りガラスの安定性が低下し、液相温度が上昇する。そのため、その導入量を０〜１０％と
し、好ましくは０〜６％とする。
【００２７】
ＧｅＯ２は、屈折率を高めるとともに、ガラスの安定性を向上させる働きをする任意成
分であり、その導入量は０〜１０％、好ましくは０〜８％とする。ただし、他の成分に比
べて桁違いに高価であるため導入しないことがより好ましい。
【００２８】
Ｇａ２Ｏ３も、屈折率を高めるとともに、ガラスの安定性を向上させる働きをする任意
成分であり、その導入量は０〜１０％、好ましくは０〜８％とする。ただし、他の成分に
比べて桁違いに高価であるため導入しないことがより好ましい。
【００２９】
Ａｌ２Ｏ３はガラスの高温粘性を高めるとともに液相温度を低下させ、ガラスの成形性
を向上する働きをし、化学的耐久性を向上させる働きもする。しかし過剰導入により屈折
率が低下し、失透に対する安定性も低下するので、その導入量を０〜１０％とし、好まし
くは０〜８％とする。
【００３０】
ＢａＯは高屈折率・低分散の成分として使用される任意成分であり、少量導入する場合
、ガラスの安定性を高め、化学的耐久性を向上させるが、１０％より多く導入するとガラ
スの失透に対する安定性を大きく損ない、転移温度や屈伏点温度を上昇させるため、その
導入量を０〜１０％とし、好ましく、０〜８％とする。
【００３１】
Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３は高屈折率・低分散の成分として使用される任意成分であり、少
量導入する場合、ガラスの安定性を高め、化学的耐久性を向上させるが、過剰の導入によ
りガラスの失透に対する安定性を大きく損ない、ガラス転移温度や屈伏点温度を上昇させ
る。そのため、Ｙ２Ｏ３の含有量は０〜１０％、好ましくは０〜８％とする。Ｙｂ２Ｏ３
の含有量は０〜１０％、好ましくは０〜８％とする。
【００３２】
なお、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ３の合計含有量は１０〜２４
％にすることが好ましい。
【００３３】
この他、Ｓｂ２Ｏ３が脱泡剤として任意に添加されるが、全ガラス成分の合計含有量に
対してＳｂ２Ｏ３の添加量が１重量％を超えると、精密プレス成形時にプレス成形型の成
形面が損傷を受けるおそれが生じるため、Ｓｂ２Ｏ３は全ガラス成分の合計含有量に対し
て０〜１重量％添加することが好ましく、０〜０．５重量％添加することがより好ましい
。
【００３４】
一方、ガラス成分として導入しないことが好ましいものとして、ＰｂＯが挙げられる。
ＰｂＯは有害であるとともに、ＰｂＯを含むガラスからなるプリフォームを非酸化性雰囲
気中で精密プレス成形すると成形品の表面に鉛が析出して光学素子としての透明性が損な
われたり、析出した金属鉛がプレス成形型に付着するといった問題が生じる。
【００３５】
Ｌｕ２Ｏ３は、一般に光学ガラスの成分としては、他の成分に比べて使用頻度が少なく
、また、希少価値が高く光学ガラス原料としては高価であるため、コスト面から導入しな
いことが好ましい。上記組成からなる光学ガラスは、Ｌｕ２Ｏ３を導入しなくても精密プ
レス成形に好適なプリフォームを実現できる。
【００３６】
カドミウム、テルルなどの環境上問題となる元素、トリウムなどの放射性元素、ヒ素な
どの有毒な元素も含まないことが望ましい。また、ガラス熔融時の揮発などの問題からフ
ッ素も含まないことが望ましい。
【００３７】
次に上記ガラスの光学特性について説明する。まず、アッベ数（νｄ）は上記のとおり
、４０以上であり、プリフォームの成形に適した極めて優れたガラス安定性を付与する上
から、上限を５０とすることが好ましい。また上記ガラスは屈折率（ｎｄ）が１．７９以
上の高屈折率特性を備えることがより好ましい。ガラスの屈折率を高めるということは、
ガラスを光学素子の材料として考えた場合、ガラスのもつ自由度を広げることに相当する
。屈折率を高めることは、前記自由度を広げるという観点から好ましいが、分散を維持し
つつ屈折率を高めると、ガラス安定性が低下するという傾向が発生する。したがって、ガ
ラスの安定性を維持しつつ屈折率を高めるには、ガラスの分散も考慮に入れる必要がある
。このような点を考慮すると、上記ガラスは、下記（１）式および（２）式で示される範
囲の特性を実現するものとして、より優れたものということができる。
νｄ≧−１２５×ｎｄ＋２６８．７５ （ただし、４０≦νｄ＜４５） …（１）
ｎｄ≧１．７９ （ただし、４５≦νｄ≦５０） …（２）
したがって、本発明のガラスとして、上記（１）式および（２）式にて示される範囲の
光学特性を示すものがさらに好ましい。
【００３８】
なお、屈折率（ｎｄ）の上限には特に限定はなく、本発明の目的を達成できる限りで屈
折率（ｎｄ）を高めることができるが、優れた安定性をガラスに付与する上から屈折率（
ｎｄ）を１．９０以下にすることがより一層好ましい。
【００３９】
次に上記ガラスの転移温度（Ｔｇ）について説明する。本発明のガラスは精密プレス成
形用に供するものであるから、プレス成形型の消耗や前記型の成形面に形成する離型膜の
損傷を防止する上から、転移温度（Ｔｇ）が低いことが好ましく、転移温度（Ｔｇ）を６
３０℃以下とすることが好ましく、６２０℃以下とすることがより好ましい。一方、ガラ
ス表面のクモリやヤケを防ぐ上から、ガラス中のリチウム量を上記のように制限するため
、転移温度（Ｔｇ）を過剰に低下させようとすると、屈折率が低下したり、ガラスの安定
性が低下するなどの問題が発生しやすくなる。そのため、転移温度（Ｔｇ）を５３０℃以
上とすることがさらに好ましく、５４０℃以上とすることがより一層好ましい。
【００４０】
なお、上記光学ガラスは、目的のガラス組成が得られるように、原料である酸化物、炭
酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物などを秤量、調合し、十分に混合して混合バッチとし、
熔融容器内で加熱、熔融し、脱泡、攪拌を行い均質かつ泡を含まない熔融ガラスを作り、
これを成形することによって得ることができる。具体的には公知の熔融法を用いて作るこ
とができる。
【００４１】
［精密プレス成形用プリフォームとその製造方法］
次に本発明の精密プレス成形用プリフォーム（以下、単にプリフォームをいうことがあ
る。）について説明する。本発明のプリフォームは、加熱して精密プレス成形に供される
ガラス予備成形体を意味するが、ここで精密プレス成形とは、周知のようにモールドオプ
ティクス成形とも呼ばれ、光学素子の光学機能面をプレス成形型の成形面を転写すること
により形成する方法である。なお、光学機能面とは光学素子において、制御対象の光を屈
折したり、反射したり、回折したり、入出射させる面を意味し、レンズにおけるレンズ面
などがこの光学機能面に相当する。
【００４２】
本発明のプリフォームには２つの態様がある。
第１の態様（プリフォームＩという）は、上記本発明の光学ガラスからなるものである
。
【００４３】
プリフォームＩは、表面が炭素含有膜で被覆されていることが好ましい。炭素含有膜と
しては、炭素を主成分とするもの（膜中の元素含有量を原子％で表したとき、炭素の含有
量が他の元素の含有量よりも多い）が望ましい。具体的には、炭素膜や炭化水素膜などを
例示することができる。プリフォーム表面を炭素含有膜により被覆することにより、精密
プレス成形時にガラスと型成形面の融着を防止することができる。また、プレス成形時に
ガラスを型によって構成されるキャビティ内に十分広げる作用を高めることもできる。こ
のような観点から好ましい炭素含有膜として、グラファイト状の炭素膜を例示することが
できる。炭素含有膜の成膜法としては、炭素原料を使用した真空蒸着法、スパッタリング
法、イオンプレーティング法等の公知の方法や、炭化水素などの材料ガスを使用した熱分
解などの公知の方法を用いればよい。
【００４４】
ところで、本発明者が発見したことであるが、炭素含有膜は上記のように精密プレス成
形時に優れた機能を発揮するものの、従来、ガラス表面におけるクモリやヤケの原因の一
つになっていた。これは、高温状態でガラス中のＬｉイオンと膜中の炭素が反応すること
により、上述のようにガラス表面に炭酸塩が発生することによるが、プリフォームＩによ
れば表面に炭素が豊富に存在するにもかかわらず、炭酸塩発生のもう一つの原因であるガ
ラス中のＬｉが抑制あるいは排除されているため、クモリやヤケの発生を防止することが
できる。
【００４５】
第２の態様（プリフォームIIという）は、表面に炭素含有膜が被覆されたガラス製の精
密プレス成形用プリフォームにおいて、前記ガラスが、転移温度（Ｔｇ）５３０℃以上で
あり、実質的にＬｉを含まないものであることを特徴とする。
【００４６】
プリフォームIIにおいて、表面を被覆する炭素含有膜はプリフォームＩにおいて説明し
たものと同じものである。また、実質的にＬｉを含まないとの表現が意味するものは、本
発明の光学ガラスの形態において説明したことと同様である。
【００４７】
プリフォームIIは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３０℃以上と精密プレス成形用の光学
ガラスとしては比較的高いガラスにより構成されている。ガラス転移温度が高いと、精密
プレス成形時の温度や、ガラスの歪点も高くなる。歪点は周知のとおり、ガラス中の歪を
低減する際の処理温度の目安になる。したがって、プリフォームIIは表面に炭素含有膜が
存在する状態で、プレス成形温度としては比較的高い温度下に置かれるし、精密プレス成
形後においては同じく表面に炭素含有膜が存在する状態で比較的高い温度でアニール処理
される。プレス成形温度やアニール温度が高くなるほど、ガラス中のＬｉイオンとガラス
表面に膜として存在する炭素の反応は促進されるが、プリフォームIIによれば、ガラス中
のリチウム量が上記のように抑制されているので、表面に炭素が豊富に存在していてもク
モリやヤケのない光学素子を精密プレス成形によって得ることができる。
【００４８】
なお、上記プリフォームIIについての説明は、プリフォームＩの表面が炭素含有膜によ
って被覆され、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３０℃以上のガラスによって構成される形態
についても当てはまる。
【００４９】
またガラス表面に発生する炭酸塩は、ガラス表面の膜中に存在する炭素とガラス中のＬ
ｉイオンの反応だけでなく、Ｌｉイオンを含むガラスからなるプリフォームや精密プレス
成形品を炭素含有雰囲気中で高温状態にすることによっても発生する。例えば、プリフォ
ームの表面に成膜する際、炭素含有の雰囲気中においてプリフォームを加熱したり、炭素
含有の雰囲気、例えば大気中にて精密プレス成形品をアニールする際にも発生し得る。し
かし、このような処理を行ってもプリフォームＩおよびIIはともにそのガラス中に実質的
にＬｉが含まれないため、クモリやヤケの上記問題を解決することもできる。
【００５０】
なお、プリフォームＩにおいて、表面を被覆する離型膜は炭素含有膜に限られない。例
えば、有機物からなる液体原料や気体原料にプリフォームＩを接触させることにより、自
己組織化膜によってプリフォーム表面を被覆するなどの方法を用いてもよい。
【００５１】
プリフォームIIを構成する光学ガラスとしては、ガラス成分としてＢ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ
３およびＺｎＯを含有するものであることが好ましく、ガラス成分としてＢ２Ｏ３、Ｌａ
２Ｏ３、ＺｎＯおよびＧｄ２Ｏ３を含有するものであることがより好ましい。そして、Ｂ
２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＺｎＯおよびＧｄ２Ｏ３の好ましい含有量は、Ｂ２Ｏ３ ２５〜６
０モル％、Ｌａ２Ｏ３ ５〜２４モル％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２０モル％、ＺｎＯ ２２〜
４２モル％であり、ガラスの安定性を特に重視する場合はＬａ２Ｏ３ ７〜２２モル％、
Ｇｄ２Ｏ３ ２〜１８モル％、ＺｎＯ ２３〜４１モル％とするのがよい。上記組成系は
、屈折率（ｎｄ）が１．７５以上かつアッベ数（νｄ）が３０以上の高屈折率低分散ガラ
スを実現するものとして好ましいが、特に、本発明の光学ガラスの形態において説明した
光学特性を有することがより好ましい。なお、プリフォームIIを構成するガラスのより一
層好ましい組成は、本発明の光学ガラスの形態において説明した各形態である。
【００５２】
次にプリフォームＩおよびIIの製造方法について説明する。
本発明のプリフォームの製造方法は、流出する熔融ガラスを分離して、冷却する過程で
プリフォームに成形するガラス製の精密プレス成形用プリフォームの製造方法において、
前記ガラスが、上記本発明の光学ガラスであることを特徴とする製造方法であり、プ
リフ
ォームＩやプリフォームIIの製造に好適なものである。
【００５３】
次に、本発明のガラスプリフォームの製造方法について説明する。この方法は、熔融ガ
ラスから所定重量の熔融ガラス塊を分離、冷却して、該熔融ガラス塊と等しい重量を有す
る精密プレス成形用ガラスプリフォームを製造することを特徴とする。
【００５４】
具体例としては、十分熔解、清澄、均質化された熔融ガラスを用意し、温度調整された
流出ノズルあるいは流出パイプから排出することにより、上記プリフォームを製造する。
【００５５】
温度調整の方法としては、流出ノズル、流出パイプの温度を制御する方法を例示できる
。流出ノズル、流出パイプの材質としては白金または白金合金が望ましい。具体的な製造
方法としては、（イ）熔融ガラスを流出ノズルから所望重量の熔融ガラス滴として滴下し
、それを受け部材によって受けてガラスプリフォームを製造する方法、（ロ）同じく所望
重量の熔融ガラス滴を前記流出ノズルより液体窒素などに滴下してプリフォームを製造す
る方法、（ハ）白金または白金合金製の流出パイプより熔融ガラス流を流下させ、熔融ガ
ラス流の先端部を受け部材で受け、熔融ガラス流のノズルと受け部材の間にくびれ部を形
成した後、くびれ部にて熔融ガラス流を分離して受け部材に所望重量の熔融ガラス塊を受
けてガラスプリフォームに成形する方法などがある。
【００５６】
キズ、汚れ、表面の変質などがない滑らかな表面、例えば自由表面を有するプリフォー
ムを製造するためには、成形型などの上で熔融ガラス塊に風圧を加えて浮上させながらプ
リフォームに成形したり、液体窒素などの常温、常圧下では気体の物質を冷却して液体に
した媒体中に熔融ガラス滴を入れてプリフォームに成形する方法などが用いられる。
【００５７】
熔融ガラス塊を浮上させながらプリフォームに成形する場合、熔融ガラス塊にはガス（
浮上ガスという）が吹きつけられ上向きの風圧が加えられることになる。この際、熔融ガ
ラス塊の粘度が低すぎると浮上ガスがガラス中に入り込み、プリフォーム中に泡となって
残ってしまう。しかし、熔融ガラス塊の粘度を３〜６０ｄＰａ・ｓにすることにより、浮
上ガスがガラス中に入り込むことなく、ガラス塊を浮上させることができる。
【００５８】
プリフォームに浮上ガスが吹き付けられる際に用いられるガスとしては、空気、Ｎ２ガ
ス、Ｏ２ガス、Ａｒガス、Ｈｅガス、水蒸気等が挙げられる。また、風圧は、プリフォー
ムが成形型表面等の固体と接することなく浮上できれば特に制限はない。
【００５９】
本発明のプリフォームの製造方法において、プリフォームの重量は熔融ガラス塊の重量
に精密に一致するように定められる。本発明のプリフォームを精密プレス成形することに
より各種の精密プレス成形体が得られるが、目的とする精密プレス成形体の重量を基準に
した場合、プリフォームの重量が小さすぎると精密プレス成形時にガラスがプレス成形型
の成形面に充分充填されず、所望の面精度が得られなかったり、精密プレス成形体の厚み
が所望の厚みよりも薄くなるなどの問題が生じる。また、プリフォームの重量が大きすぎ
ると、余分なガラスがプレス成形型間の隙間に入り込んで成形バリを生じたり、成形体の
厚みが所望の厚みより厚くなるなどの問題が生じる。このため、プリフォームの重量は、
一般的なプレス成形用のプリフォームよりも精密に管理する必要があり、かかる理由によ
り、プリフォームの重量と熔融ガラス塊の重量も精密に一致するように定められる。
【００６０】
このようにして、全表面が熔融状態のガラスが固化して形成されたプリフォームや、全
表面が熔融状態のガラスが固化して形成されたものであって、機械加工されていないプリ
フォームや、全表面が自由表面からなるプリフォームを得ることができるが、このような
プリフォームを形成することにより、滑らかな面（研削痕、研磨痕のない面）を得ること
ができる。上記プリフォームは本発明のプリフォームとして好ましいものである。なお、
ここで言う自由表面とは、熔融状態や軟化状態にあるガラスが冷却する過程で、固体と接
して前記固体の表面が転写されずに形成された表面のことである。具体的には熔融状態ま
たは軟化状態のガラスを風圧を加えて浮上させたまま冷却することによって全表面が熔融
状態のガラスが固化して形成されたプリフォームや全表面が自由表面であるプリフォーム
を製造することができる。
【００６１】
本発明のプリフォームより製造される精密プレス成形品（光学素子）は、レンズのよう
に回転対称軸を有するものが多いため、プリフォームの形状も回転対称軸を有する形状が
望ましい。具体例としては、球あるいは回転対称軸を一つ備えるものを示すことができる
。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などがあり、球を扁平にした形状（球の中心を通る軸を一つ定め、
前記軸方向に寸法を縮めた形状）を挙げることもできる。
【００６２】
このように本発明のプリフォームの製造方法は、プリフォームＩやプリフォームIIの製
造に好適なものであるが、プリフォームＩやプリフォームIIの製造方法は上記方法に限定
されない。例えば、清澄、均質化した熔融ガラスを鋳型に鋳込んで成形した後、成形体の
歪をアニールによって除去し、切断、割断などの方法により、所定の寸法、形状に分割し
、研磨して表面を滑らかにするとともに、所定の重量のガラスからなるプリフォームとす
ることもできる。なお、プリフォームIIの場合は、表面を炭素含有膜により被覆する。
【００６３】
［光学素子とその製造方法］
本発明の光学素子は、上記本発明の光学ガラスからなることを特徴とする。具体的には
、非球面レンズ、球面レンズ、あるいは平凹レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、両凸レン
ズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどのレンズ、マイクロレンズ、レンズア
レイ、回折格子付きレンズ、プリズム、レンズ機能付きプリズムなどを例示することがで
きる。表面には必要に応じて反射防止膜や波長選択性のある部分反射膜などを設けてもよ
い。
【００６４】
本発明の光学素子によれば、表面にクモリやヤケのない品質の高い光学素子を提供する
ことができ、特に高屈折率低分散性を有し、表面状態が良好な精密プレス成形による光学
素子を提供することができる。
【００６５】
本発明の光学素子の製造方法は、２つの態様を有する。
第１の態様（光学素子の製法Ｉという）は、ガラス製の精密プレス成形用プリフォーム
を加熱し、プレス成形型を使用して精密プレス成形する光学素子の製造方法において、前
記のプリフォームＩまたはプリフォームIIを使用することを特徴とする。光学素子の製法
Ｉは、プリフォームを構成するガラスが実質的にＬｉを含まないので、ガラス外部の炭素
とガラス中のＬｉイオンが反応してガラス表面にクモリやヤケが発生するのを防止するこ
とができ、表面状態が良好な光学素子を精密プレス成形により製造することができる。特
にプリフォーム表面に炭素含有膜が存在していても、クモリやヤケの原因となる炭酸塩が
生成されないため、炭素含有膜の被覆によって精密プレス成形時の離型性を高めるととも
に、プレス成形時のガラスの伸びを良好にすることができる。
【００６６】
精密プレス成形ならびに精密プレス成形に供するためのプリフォームの加熱は、プレス
成形型の成形面あるいは前記成形面に設けられた離型膜の酸化を防止するため、窒素ガス
、あるいは窒素ガスと水素ガスの混合ガスなどのような非酸化性ガス雰囲気中で行うこと
が好ましい。非酸化性ガス雰囲気中ではプリフォーム表面を被覆する炭素含有膜も酸化さ
れずに、精密プレス成形された成形品の表面に前記膜が残存することになる。この膜は、
最終的には除去するべきものであるが、炭素含有膜を比較的容易にしかも完全に除去する
には、精密プレス成形品を酸化性雰囲気、例えば大気中において加熱すればよい。本発明
によれば、精密プレス成形品を構成するガラスが実質的にＬｉを含まないので、炭素含有
膜中の炭素や大気中の二酸化炭素とガラス中のＬｉイオンが反応してガラス表面に炭酸塩
が生成することがないため、クモリやヤケを防止しつつ、炭素含有膜を除去することがで
きる。
【００６７】
なお、炭素含有膜の酸化、除去は、精密プレス成形品が加熱により変形しないような温
度以下で行うべきである。具体的には、ガラスの転移温度未満の温度範囲において行うこ
とが好ましい。
【００６８】
第２の態様（光学素子の製法２という）は、ガラス製の精密プレス成形用プリフォーム
を加熱し、プレス成形型を使用して精密プレス成形して精密プレス成形品を作製する工程
を含む光学素子の製造方法において、前記ガラスが実質的にリチウムを含まないものであ
ること、前記プリフォームおよび／または精密プレス成形品を炭素化合物を含む雰囲気中
で熱処理すること、および前記熱処理温度が前記ガラスの転移温度（Ｔｇ）より５０℃低
い温度よりも高いことを特徴とする。
【００６９】
光学素子の製法２は、主としてプリフォーム、精密プレス成形品を熱処理する際に雰囲
気中に存在する炭素によってガラス表面にクモリやヤケが発生するのを防止する方法であ
る。
【００７０】
具体的には、二酸化炭素のような炭素化合物を含む大気中で精密プレス成形品をアニー
ル処理して歪を低減あるいは除去する場合や、プリフォーム表面に炭素含有膜を形成する
際に炭素化合物を含むガス雰囲気中でプリフォームを加熱する場合において、アニール処
理や成膜時の熱処理温度がガラス転移温度（Ｔｇ）より５０℃低い温度よりも高い（熱処
理温度が（Ｔｇ−５０℃）よりも高い）と、Ｌｉを含むガラスでは表面に炭酸塩が生成し
、クモリやヤケが発生してしまう。熱処理温度を低下させて炭酸塩の生成を抑制すること
も考えられるが、熱処理に要する時間と熱処理温度はおおよそ下記（３）式で示される関
係を有する（ただし、式中のＡ、Ｂは定数）ので、熱処理温度を低下すると熱処理に要す
る時間が大幅に長くなり、実用的な熱処理は困難になってしまう。
【００７１】
熱処理に要する時間＝Ｂ×ｅｘｐ（−Ａ／熱処理温度） …（３）
しかし、本発明によれば、炭酸塩生成のもう一つの原因であるガラス中のＬｉを抑制あ
るいは除去することにより、実用的な時間内での熱処理を可能にしつつ、ガラス表面のク
モリやヤケを防止することができる。なお、光学素子の製法２において、好ましいプリフ
ォームは上記プリフォームＩあるいはプリフォームIIである。
【００７２】
精密プレス成形では、予め成形面を所望の形状に高精度に加工されたプレス成形型を用
いるが、成形面には、プレス時のガラスの融着を防止するため、離型膜を形成してもよい
。離型膜としては、炭素含有膜や窒化物膜、貴金属膜が挙げられ、炭素含有膜としては水
素化カーボン膜、炭素膜などが好ましい。精密プレス成形では、成形面が精密に形状加工
された対向した一対の上型と下型との間にプリフォームを供給した後、光学ガラスの粘度
で１０５〜１０９ｄＰａ・ｓ相当の温度まで成形型とプリフォームの両者を昇温加熱して
プリフォームを軟化し、これを加圧成形することによって、成形型の成形面をプリフォー
ムに転写することができる。
【００７３】
また、成形面が精密に形状加工された対向した一対の上型と下型との間に、予めガラス
粘度で１０４〜１０８ｄＰａ・ｓ相当の温度に昇温したガラスプリフォームを供給してこ
れを加圧成形することによって、成形型の成形面をガラスプリフォームに転写することが
できる。
【００７４】
成形時の雰囲気は、成形型表面やプリフォーム表面に設けられた離型膜を保護するため
、非酸化性とすることが好ましい。非酸化性雰囲気としては、アルゴン、窒素等の不活性
ガス、水素等の還元性ガス又は不活性ガスと還元性ガスの混合ガスを使用することができ
、好ましくは窒素ガスまたは少量の水素ガスが混合された窒素ガスを使用することができ
る。加圧時の圧力及び時間は、光学ガラスの粘度などを考慮して適宜決定することができ
、例えば、プレス圧力は約５〜１５ＭＰａ、プレス時間は１０〜３００秒とすることがで
きる。プレス時間、プレス圧力などのプレス条件は成形品の形状、寸法に合わせて周知の
範囲で適宜設定すればよい。
【００７５】
この後、成形型とガラス成形体を冷却し、好ましくは歪点以下の温度となったところで
、離型し、成形されたガラス成形体を取出す。なお、光学特性を精密に所望の値に合わせ
るため、冷却時におけるガラス成形体のアニール処理条件、例えばアニール速度等を適宜
調整してもよい。
【実施例】
【００７６】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。
【００７７】
なお、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）およびアッベ数（νｄ）
日本光学硝子工業会規格の屈折率測定法により、ガラス転移温度（Ｔｇ）―屈伏点（Ｔｓ
）間の温度で保持し、降温速度−３０℃／時間で降温して得られた光学ガラスについて、
屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）を測定した〔（株）島津デバイス製造（旧社名：カル
ニュー光学社）より販売されている「ＧＭＲ−１」使用〕。
【００７８】
（２）ガラス転移温度（Ｔｇ）および屈伏点（Ｔｓ）
理学電機株式会社製の熱機械分析装置「ＴＭＡ８５１０」により昇温速度を４℃／分、荷
重９８ｍＮとして測定した。
【００７９】
実施例１〜５１
表１および表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
れぞれ相当する酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物など、例えば、Ｈ３ＢＯ３、
Ｌａ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＺｎＣＯ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＺｒＯ２などを用いて２５０〜３００ｇ
秤量し、十分に混合して調合バッチと成し、これを白金るつぼに入れ、１２００〜１４５
０℃に保持した電気炉中において、攪拌しながら空気中で２〜４時間ガラスの熔融を行っ
た。熔融後、熔融ガラスを４０×７０×１５ｍｍのカーボン製の金型に流し、ガラスの転
移温度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し光学ガラスを得た。得られた光学ガラス中には、
顕微鏡で観察できる結晶は析出しなかった。
このようにして得られた光学ガラスの特性を表３および表４に示す。
【００８０】
次にガラス外部に炭素が存在する条件でガラスをおおよそプレス成形温度に相当する温
度まで昇温することにより、精密プレス成形における環境を作り出し、ガラス表面の変化
を調べるテストを行った。このテストでは、まず、自由表面を有し、ガラス組成が各々上
記ガラスに相当する５１種類の試料を作製し、加熱分解により、二酸化炭素を発生する化
合物と共にステンレス容器中に入れた。この状態で、ガラス転移温度より１０℃低い温度
に加熱し、３時間保持した後、室温まで冷却し、ステンレス容器から試料を取り出して、
試料の表面を目視ならびに光学顕微鏡を使用して拡大観察した。その結果、いずれの試料
にもクモリは認められず、光学顕微鏡による拡大観察でも試料表面は滑らかであった。
【００８１】
比較例１
表２に示すＬｉ２Ｏを含むガラス組成を有する光学ガラスを、実施例１〜５１と同様に
して作製した。この光学ガラスの特性を表４に示す。
【００８２】
次に、ガラス組成が上記ガラスに相当する試料を作製し、実施例１〜５１と同様にして
、ガラス表面の変化を調べるテストを行った。その結果、目視により明らかなクモリが認
められ、光学顕微鏡による拡大観察によっても粒子状の生成物が一面に発生しているのが
認められた。
【００８３】
【表１】
【００８４】
【表２】
【００８５】
【表３】
【００８６】
【表４】
【００８７】
実施例５２
実施例１〜５１の各ガラスを用いて、以下のようにしてプリフォームを作製した。
まず、電気炉内で１０５０〜１４５０℃に保持された熔融ガラス（ガラス粘度で４〜０
．０５ｄＰａ・ｓに相当する）を、１０５０℃（ガラス粘度で４ｄＰａ・ｓに相当する）
に温度調節した白金合金製パイプから一定流速で連続して流下し、ガラスプリフォーム成
形型で熔融ガラス流の先端を受け、所定重量の熔融ガラス塊が前記先端から分離するタイ
ミングで成形型を熔融ガラス流の流下速度よりも十分大きな速度で降下し、熔融ガラス塊
を分離した。なお、熔融ガラス滴下時のガラス粘度は、７ｄＰａ・ｓであった。
【００８８】
分離した熔融ガラス塊を上記成形型上で風圧を加えて浮上させながら球状のガラスプリ
フォームに成形し、アニール処理した。ガラスプリフォームの重量は０．０１〜５ｇの範
囲で設定したが、各熔融ガラス塊とそれに対応する各ガラスプリフォームの重量は等しく
、また、設定重量に対する得られたガラスプリフォームの重量精度は±１％以内であった
。
【００８９】
このようにして作製されたガラスプリフォームの表面全体は熔融ガラスが固化すること
により形成されたものであり、自由表面であった。また表面、内部に脈理、失透、割れ、
泡などの欠陥は認められなかった。
【００９０】
実施例５３
実施例５２で作製した各ガラスプリフォームを、図１に示す、成形面に炭素含有膜（ダ
イヤモンド様カーボン膜）が設けられたＳｉＣ製の上型１及び下型２の間に配置した後、
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。成形
型内の温度を、被成形ガラスプリフォーム４の粘度が約１０５〜１０９ｄＰａ・ｓとなる
温度とした後、この温度を維持しつつ、押し棒１３を降下させて上型１を上方から押して
成形型内の被成形ガラスプリフォーム４をプレスした。プレスの圧力は５〜１５ＭＰａ、
プレス時間は１０〜３００秒間とした。プレスの後、プレスの圧力を解除し、非球面プレ
ス成形されたガラス成形体を上型１及び下型２と接触させたままの状態でガラス転移温度
まで徐冷し、次いで室温付近まで急冷して非球面に成形されたガラスを成形型から取り出
した。なお、図１において、符号３は案内型、１０は支持台、９は支持棒、１４は熱電対
である。
【００９１】
得られた精密プレス成形品を大気中にて５６０℃、３時間の条件の下、アニール処理し
て非球面レンズを得た。得られたレンズの表面には目視によりクモリは認められず、光学
顕微鏡による拡大観察でも表面は滑らかであった。なお、上記各レンズの屈折率（ｎｄ）
ならびにアッベ数（νｄ）は上記各ガラスプリフォームを形成する各光学ガラスにおける
値と一致するものであった。
【００９２】
なお、本実施例では非球面レンズを作製したが、プレス成形型の形状、寸法を適宜選択
することにより、球面レンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、回折格子、回折格子付き
レンズ、プリズム、レンズ機能付きプリズムなどの各種光学素子を作製することもできる
し、各種光学素子の表面に反射防止膜などの光学多層膜を形成することもできる。
【００９３】
比較例２
比較例１で使用したガラスを用い、上記実施例５２と同じ工程、同じ条件で非球面レン
ズを作製した。得られたレンズの表面を観察したところ、目視でクモリが認められ、光学
顕微鏡による拡大観察によって粒子状の生成物が一面に発生しているのが認められた。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明の光学ガラスは、表面にクモリやヤケなどの変質層の発生による品質の低下を起
こしにくい精密プレス成形用の光学ガラスであって、精密プレス成形用プリフォームを経
て、品質に優れる光学素子を作製するのに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】実施例および比較例で使用した精密プレス成形装置の１例の概略断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１ 上型
２ 下型
３ 案内型（胴型）
４ プリフォーム
９ 支持棒
１０ 支持台
１１ 石英管
１２ ヒーター
１３ 押し棒
１４ 熱電対
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラス、精密プレス成形用プリフォームとその製造方法および光学素子
とその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、表面にクモリやヤケなどの変質層
の発生による品質低下を起こしにくい精密プレス成形用の光学ガラス、前記ガラスからな
る精密プレス成形用プリフォームとその製造方法、および前記ガラスからなる光学素子と
その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高屈折率・低分散あるいは高屈折率・高分散といった特性を有する高機能性ガラ
スを使用した非球面レンズなどの光学素子を低コストで大量に安定供給する方法として精
密プレス成形法（モールドオプティクス成形法とも言う。）が注目されている。
【０００３】
精密プレス成形法では、プレス成形型や前記型の成形面に設けられる離型膜の損傷を低
減するとともに高価なプレス成形型の寿命を延ばすため、比較的低いプレス温度で成形が
可能な低温軟化性を有する光学ガラスが使用される。このようなガラスは、特許文献１に
開示されているようにガラス転移温度や屈伏点を低下させるためにＬｉ２Ｏがガラス成分
として導入されている。
【０００４】
ところで、上記のようなガラスを使用して精密プレス成形すると、精密プレス成形品の
表面にクモリやヤケと呼ばれる変質層が発生しやすい。このようなクモリやヤケがレンズ
面などに存在すると不良品となるため、クモリやヤケが生じた面は研磨などによって除去
しなければならない。しかし、クモリやヤケを除去するために精密プレス成形品のレンズ
面などに研磨を施すようでは、精密プレス成形法の特徴が全く活かされなくなってしまう
。
【特許文献１】特開２００２−３６２９３８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、表面にクモリやヤケなどの変質層の発生による品
質低下を起こしにくい精密プレス成形用の光学ガラス、前記ガラスからなる精密プレス成
形用プリフォームとその製造方法、および前記ガラスからなる光学素子とその製造方法を
提供することを第１の目的とする。
【０００６】
また、上記目的に加えて精密プレス成形時に使用するプレス成形型との離型性に優れた
精密プレス成形用プリフォーム、ならびに前記プリフォームを使用した光学素子の製造方
法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は上記課題を解決するために鋭意検討した結果、次のような知見を得た。
通常、精密プレス成形用の光学ガラスには、特許文献１で示されるようにガラス転移温
度を低下させるために比較的多量のＬｉ２Ｏが含まれている。しかしながら、ガラスがプ
レス成形温度またはプレス成形前後の高温の環境に曝される時間が長いような場合には、
Ｌｉイオンの拡散係数が大きいため、Ｌｉに由来する表面でのクモリ・ヤケが発生しやす
くなる。高温のガラス表面においてＬｉイオンが雰囲気中に含まれる炭素化合物や離型膜
としてガラス表面に被覆されている炭素含有膜と反応するとＬｉの炭酸塩が生成される。
炭酸塩が生成されることによりガラス表面近傍のＬｉイオン濃度が一時的に低下するが、
Ｌｉイオンはガラス中で移動しやすいため、表面付近のＬｉイオン濃度低下を補うように
ガラス内部のＬｉイオンがガラス表面へと移動し、ガラス表面における炭酸塩の生成が進
むことになる。
【０００８】
本発明者はこのようにして生成される炭酸塩がガラスのクモリやヤケの正体であると考
え、プリフォームを構成するガラスからガラス成分としてＬｉを実質的に除くことにより
、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、
（１） Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３およびＺｎＯを含み、精密プレス成形のガラス素材として
用いられる光学ガラスにおいて、モル％表示で、
Ｂ２Ｏ３ ２０〜６０％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、ＺｎＯ ２２〜４２％、Ｌａ２Ｏ３
５〜２４％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２０％（ただし、Ｌａ２Ｏ３とＧｄ２Ｏ３の合計量が１
０〜２４％）、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％、ＷＯ３ ０〜１０％、
Ｎｂ２Ｏ５ ０〜１０％、ＴｉＯ２ ０〜１０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％、ＧｅＯ２
０〜１０％、Ｇａ２Ｏ３ ０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、
Ｙ２Ｏ３ ０〜１０％およびＹｂ２Ｏ３ ０〜１０％、
を含み、かつアッベ数（νｄ）が４０以上で、実質的にリチウムを含まないことを特徴と
する光学ガラス、
（２） リチウムの含有量がＬｉ２Ｏ換算で０．５モル％未満である上記（１）項に記載
の光学ガラス。
（３） 屈折率（ｎｄ）が１．７９以上である上記（１）または（２）項に記載の光学ガ
ラス、
（４） 上記（１）〜（３）項のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる精密プレス成
形用プリフォーム、
（５） 表面に炭素含有膜が被覆されている上記（４）項に記載の精密プレス成形用プリ
フォーム、
（６） 表面に炭素含有膜が被覆されたガラス製の精密プレス成形用プリフォームにおい
て、前記ガラスが、転移温度（Ｔｇ）５３０℃以上であり、実質的にリチウムを含まない
ものであることを特徴とする精密プレス成形用プリフォーム、
（７） 流出する熔融ガラスを分離して、冷却する過程でプリフォームに成形するガラス
製の精密プレス成形用プリフォームの製造方法において、前記ガラスが、上記（１）〜（
３）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精密プレス成形用プリ
フォームの製造方法、
（８） 上記（１）〜（３）項のいずれか１項に記載の光学ガラスからなることを特徴と
する光学素子、
（９） ガラス製の精密プレス成形用プリフォームを加熱し、プレス成形型を使用して精
密プレス成形する光学素子の製造方法において、上記（４）〜（６）項のいずれか１項に
記載のプリフォームを使用することを特徴とする光学素子の製造方法、
（１０） 精密プレス成形後、精密プレス成形品の表面に残存する炭素含有膜を酸化して
除去する上記（９）項に記載の光学素子の製造方法、および
（１１） ガラス製の精密プレス成形用プリフォームを加熱し、プレス成形型を使用して
精密プレス成形して精密プレス成形品を作製する工程を含む光学素子の製造方法において
、
前記ガラスが実質的にリチウムを含まないものであること、前記プリフォームおよび／
または精密プレス成形品を炭素化合物を含む雰囲気中で熱処理すること、および前記熱処
理温度が前記ガラスの転移温度（Ｔｇ）より５０℃低い温度よりも高いこと、
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】
【００１０】
本発明によれば、表面にクモリやヤケなどの変質層の発生による品質低下を起こしにく
い精密プレス成形用の光学ガラス、前記ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームと
その製造方法、および前記ガラスからなる光学素子とその製造方法を提供することができ
る。
その上、精密プレス成形時に使用するプレス成形型との離型性に優れた精密プレス成形
用プリフォーム、ならびに前記プリフォームを使用した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】
本発明の形態について、光学ガラス、精密プレス成形用プリフォームとその製造方法、
光学素子とその製造方法の順に説明する。
【００１２】
［光学ガラス］
本発明の光学ガラスは、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３およびＺｎＯを含み、精密プレス成形の
ガラス素材として使用される光学ガラスにおいて、モル％表示で、
Ｂ２Ｏ３ ２０〜６０％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、ＺｎＯ ２２〜４２％、Ｌａ２Ｏ３
５〜２４％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２０％（ただし、Ｌａ２Ｏ３とＧｄ２Ｏ３の合計量が１
０〜２４％）、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％、ＷＯ３ ０〜１０％、
Ｎｂ２Ｏ５ ０〜１０％、ＴｉＯ２ ０〜１０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％、ＧｅＯ２
０〜１０％、Ｇａ２Ｏ３ ０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、
Ｙ２Ｏ３ ０〜１０％およびＹｂ２Ｏ３ ０〜１０％、
を含み、かつアッベ数（νｄ）が４０以上で、実質的にリチウムを含まないことを特徴と
する。
【００１３】
ここで、実質的にリチウムを含まないとは、ガラス表面に光学素子としての使用に支障
が生じるクモリやヤケが発生しないレベルの含有量にＬｉ２Ｏの導入量を抑えることを意
味するものであるが、具体的には、Ｌｉ２Ｏの量に換算して０．５モル％未満の含有量に
抑えることを意味する。リチウムの量を少なくするほどクモリ、ヤケ発生のリスクを低減
することができるので、Ｌｉ２Ｏの量で０．４モル％以下に抑えることが好ましく、０．
１モル％以下に抑えることがより好ましく、導入しないことがさらに好ましい。
【００１４】
以下、各成分の作用について説明する。なお、以下、特に言及のない場合は各成分の含
有量や合計量はモル％で表示し、成分の含有量の比もモル比で表わすものとする。
【００１５】
Ｂ２Ｏ３は必須成分であり、網目形成酸化物の役割を果たす。Ｌａ２Ｏ３などの高屈折
率成分を多く導入する場合、ガラスの形成のためにＢ２Ｏ３を２０％以上導入して主なネ
ットワーク構成成分とし、失透に対する十分な安定性を付与するとともに、ガラスの熔融
性を維持する必要があるが、６０％を超えて導入すると、ガラスの屈折率が低下し、高屈
折率ガラスを得るという目的に適さなくなる。したがって、その導入量２０〜６０％とす
る。Ｂ２Ｏ３導入の上記効果を高める上から２２〜５８％の導入が好ましく、２４〜５６
％の導入がより好ましい。
【００１６】
ＳｉＯ２は任意成分であり、Ｌａ２Ｏ３やＧｄ２Ｏ３を多量に含有するガラスに対して
、ガラスの液相温度を低下させ、高温粘性を向上させ、さらにガラスの安定性を大きく向
上させるが、過剰の導入により、ガラスの屈折率が下がることに加え、ガラス転移温度が
高くなり精密プレス成形が困難になる。そのため、ＳｉＯ２の導入量を０〜２０％とし、
好ましくは０〜１８％とする。
【００１７】
ＺｎＯは必須成分であり、ガラスの熔融温度や液相温度及び転移温度を低下させ、屈折
率の調整にも欠かせないが、本発明のガラスはＬｉ２Ｏを実質的に含まないため、Ｌｉ２
Ｏを含有するガラスよりもＺｎＯの導入量を多くする必要がある。一方、４２％を超えて
導入すると、分散も大きくなり、失透に対する安定性も悪化し、化学的耐久性も低下する
ので、その導入量を２２〜４２％の範囲とする。好ましい範囲は２３〜４１％である。
【００１８】
Ｌａ２Ｏ３も必須成分であり、ガラスの失透に対する安定性を低下させずに、または分
散を高めずに、屈折率を高くし、化学的耐久性を向上させる。しかし、５％未満では十分
の効果が得られず、一方、２４％を超えると失透に対する安定性が著しく悪化するため、
その導入量は５〜２４％とする。上記効果をより高める上からＬａ２Ｏ３の含有量を６〜
２３％とすることが好ましく、７〜２２％とすることがより好ましい。
【００１９】
Ｇｄ２Ｏ３はＬａ２Ｏ３と同様、ガラスの失透に対する安定性や低分散性を悪化させず
にガラスの屈折率や化学的耐久性を向上させる成分である。Ｇｄ２Ｏ３は、２０％を超え
て導入すると失透に対する安定性が悪化し、ガラス転移温度が上昇して精密プレス成形性
が悪化する傾向があるため、０〜２０％導入する。高屈折率を付与しつつ、化学的耐久性
を高めるため、Ｇｄ２Ｏ３を１〜１９％導入することが好ましい。より好ましい範囲は２
〜１８％である。なお、ガラス安定性を高めるためには、Ｌａ２Ｏ３とＧｄ２Ｏ３とがガ
ラス成分として共存する組成が好ましい。特に後述するように熔融ガラスから、ガラスが
冷却する過程でガラスを成形して、精密プレス成形用プリフォームを作製するような用途
への適用を考える場合には、成形過程でガラスが失透しないようにするため、上記のよう
にガラスの安定性をより高めることは重要である。
【００２０】
なお、アッベ数（νｄ）が４０以上で、より屈折率が高いガラスを得る上から、Ｌａ２
Ｏ３とＧｄ２Ｏ３の合計含有量を１０〜２４％とし、好ましくは１２〜２３％とするのが
よい。
【００２１】
ＺｒＯ２は高屈折率・低分散の成分として使われる任意成分である。ＺｒＯ２を導入す
ることにより、ガラスの屈折率を低下させずに、高温粘性や失透に対する安定性を改善す
る効果が得られるが、１０％を超えて導入すると液相温度が急激に上昇し、失透に対する
安定性も悪化するので、その導入量を０〜１０％とし、好ましくは０〜８％とする。
【００２２】
Ｔａ２Ｏ５は高屈折率・低分散の成分として使われる任意成分である。少量のＴａ２Ｏ
５を導入することにより、ガラスの屈折率を低下させずに、高温粘性や失透に対する安定
性を改善する効果があるが、１０％を超えて導入すると液相温度が急激に上昇し、分散が
増大するので、その導入量を０〜１０％とし、好ましくは０〜８％とする。
【００２３】
ＷＯ３は、ガラスの安定性、熔融性を改善し、屈折率を向上させるために適宜導入され
る成分であるが、その導入量が１０％を超えると、分散が大きくなり、必要な低分散特性
が得られなくなるため、その導入量を０〜１０％とし、好ましくは０〜８％とする。
【００２４】
Ｎｂ２Ｏ５は、ガラスの安定性を維持しつつ屈折率を高める任意成分であるが、過剰導
入により分散が増大するため、その導入量を０〜１０％、好ましくは０〜８％とする。
【００２５】
ＴｉＯ２は、光学恒数の調整のため導入可能な任意成分であるが、過剰の導入によって
分散が大きくなり、目的とする光学恒数を得ることができなくなるため、その導入量を０
〜１０％とし、好ましくは０〜８％、より好ましくは導入しない。
【００２６】
Ｂｉ２Ｏ３は、屈折率を高め、ガラスの安定性を向上する働きをするが、過剰導入によ
りガラスの安定性が低下し、液相温度が上昇する。そのため、その導入量を０〜１０％と
し、好ましくは０〜６％とする。
【００２７】
ＧｅＯ２は、屈折率を高めるとともに、ガラスの安定性を向上させる働きをする任意成
分であり、その導入量は０〜１０％、好ましくは０〜８％とする。ただし、他の成分に比
べて桁違いに高価であるため導入しないことがより好ましい。
【００２８】
Ｇａ２Ｏ３も、屈折率を高めるとともに、ガラスの安定性を向上させる働きをする任意
成分であり、その導入量は０〜１０％、好ましくは０〜８％とする。ただし、他の成分に
比べて桁違いに高価であるため導入しないことがより好ましい。
【００２９】
Ａｌ２Ｏ３はガラスの高温粘性を高めるとともに液相温度を低下させ、ガラスの成形性
を向上する働きをし、化学的耐久性を向上させる働きもする。しかし過剰導入により屈折
率が低下し、失透に対する安定性も低下するので、その導入量を０〜１０％とし、好まし
くは０〜８％とする。
【００３０】
ＢａＯは高屈折率・低分散の成分として使用される任意成分であり、少量導入する場合
、ガラスの安定性を高め、化学的耐久性を向上させるが、１０％より多く導入するとガラ
スの失透に対する安定性を大きく損ない、転移温度や屈伏点温度を上昇させるため、その
導入量を０〜１０％とし、好ましく、０〜８％とする。
【００３１】
Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３は高屈折率・低分散の成分として使用される任意成分であり、少
量導入する場合、ガラスの安定性を高め、化学的耐久性を向上させるが、過剰の導入によ
りガラスの失透に対する安定性を大きく損ない、ガラス転移温度や屈伏点温度を上昇させ
る。そのため、Ｙ２Ｏ３の含有量は０〜１０％、好ましくは０〜８％とする。Ｙｂ２Ｏ３
の含有量は０〜１０％、好ましくは０〜８％とする。
【００３２】
なお、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ３の合計含有量は１０〜２４
％にすることが好ましい。
【００３３】
この他、Ｓｂ２Ｏ３が脱泡剤として任意に添加されるが、全ガラス成分の合計含有量に
対してＳｂ２Ｏ３の添加量が１重量％を超えると、精密プレス成形時にプレス成形型の成
形面が損傷を受けるおそれが生じるため、Ｓｂ２Ｏ３は全ガラス成分の合計含有量に対し
て０〜１重量％添加することが好ましく、０〜０．５重量％添加することがより好ましい
。
【００３４】
一方、ガラス成分として導入しないことが好ましいものとして、ＰｂＯが挙げられる。
ＰｂＯは有害であるとともに、ＰｂＯを含むガラスからなるプリフォームを非酸化性雰囲
気中で精密プレス成形すると成形品の表面に鉛が析出して光学素子としての透明性が損な
われたり、析出した金属鉛がプレス成形型に付着するといった問題が生じる。
【００３５】
Ｌｕ２Ｏ３は、一般に光学ガラスの成分としては、他の成分に比べて使用頻度が少なく
、また、希少価値が高く光学ガラス原料としては高価であるため、コスト面から導入しな
いことが好ましい。上記組成からなる光学ガラスは、Ｌｕ２Ｏ３を導入しなくても精密プ
レス成形に好適なプリフォームを実現できる。
【００３６】
カドミウム、テルルなどの環境上問題となる元素、トリウムなどの放射性元素、ヒ素な
どの有毒な元素も含まないことが望ましい。また、ガラス熔融時の揮発などの問題からフ
ッ素も含まないことが望ましい。
【００３７】
次に上記ガラスの光学特性について説明する。まず、アッベ数（νｄ）は上記のとおり
、４０以上であり、プリフォームの成形に適した極めて優れたガラス安定性を付与する上
から、上限を５０とすることが好ましい。また上記ガラスは屈折率（ｎｄ）が１．７９以
上の高屈折率特性を備えることがより好ましい。ガラスの屈折率を高めるということは、
ガラスを光学素子の材料として考えた場合、ガラスのもつ自由度を広げることに相当する
。屈折率を高めることは、前記自由度を広げるという観点から好ましいが、分散を維持し
つつ屈折率を高めると、ガラス安定性が低下するという傾向が発生する。したがって、ガ
ラスの安定性を維持しつつ屈折率を高めるには、ガラスの分散も考慮に入れる必要がある
。このような点を考慮すると、上記ガラスは、下記（１）式および（２）式で示される範
囲の特性を実現するものとして、より優れたものということができる。
νｄ≧−１２５×ｎｄ＋２６８．７５ （ただし、４０≦νｄ＜４５） …（１）
ｎｄ≧１．７９ （ただし、４５≦νｄ≦５０） …（２）
したがって、本発明のガラスとして、上記（１）式および（２）式にて示される範囲の
光学特性を示すものがさらに好ましい。
【００３８】
なお、屈折率（ｎｄ）の上限には特に限定はなく、本発明の目的を達成できる限りで屈
折率（ｎｄ）を高めることができるが、優れた安定性をガラスに付与する上から屈折率（
ｎｄ）を１．９０以下にすることがより一層好ましい。
【００３９】
次に上記ガラスの転移温度（Ｔｇ）について説明する。本発明のガラスは精密プレス成
形用に供するものであるから、プレス成形型の消耗や前記型の成形面に形成する離型膜の
損傷を防止する上から、転移温度（Ｔｇ）が低いことが好ましく、転移温度（Ｔｇ）を６
３０℃以下とすることが好ましく、６２０℃以下とすることがより好ましい。一方、ガラ
ス表面のクモリやヤケを防ぐ上から、ガラス中のリチウム量を上記のように制限するため
、転移温度（Ｔｇ）を過剰に低下させようとすると、屈折率が低下したり、ガラスの安定
性が低下するなどの問題が発生しやすくなる。そのため、転移温度（Ｔｇ）を５３０℃以
上とすることがさらに好ましく、５４０℃以上とすることがより一層好ましい。
【００４０】
なお、上記光学ガラスは、目的のガラス組成が得られるように、原料である酸化物、炭
酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物などを秤量、調合し、十分に混合して混合バッチとし、
熔融容器内で加熱、熔融し、脱泡、攪拌を行い均質かつ泡を含まない熔融ガラスを作り、
これを成形することによって得ることができる。具体的には公知の熔融法を用いて作るこ
とができる。
【００４１】
［精密プレス成形用プリフォームとその製造方法］
次に本発明の精密プレス成形用プリフォーム（以下、単にプリフォームをいうことがあ
る。）について説明する。本発明のプリフォームは、加熱して精密プレス成形に供される
ガラス予備成形体を意味するが、ここで精密プレス成形とは、周知のようにモールドオプ
ティクス成形とも呼ばれ、光学素子の光学機能面をプレス成形型の成形面を転写すること
により形成する方法である。なお、光学機能面とは光学素子において、制御対象の光を屈
折したり、反射したり、回折したり、入出射させる面を意味し、レンズにおけるレンズ面
などがこの光学機能面に相当する。
【００４２】
本発明のプリフォームには２つの態様がある。
第１の態様（プリフォームＩという）は、上記本発明の光学ガラスからなるものである
。
【００４３】
プリフォームＩは、表面が炭素含有膜で被覆されていることが好ましい。炭素含有膜と
しては、炭素を主成分とするもの（膜中の元素含有量を原子％で表したとき、炭素の含有
量が他の元素の含有量よりも多い）が望ましい。具体的には、炭素膜や炭化水素膜などを
例示することができる。プリフォーム表面を炭素含有膜により被覆することにより、精密
プレス成形時にガラスと型成形面の融着を防止することができる。また、プレス成形時に
ガラスを型によって構成されるキャビティ内に十分広げる作用を高めることもできる。こ
のような観点から好ましい炭素含有膜として、グラファイト状の炭素膜を例示することが
できる。炭素含有膜の成膜法としては、炭素原料を使用した真空蒸着法、スパッタリング
法、イオンプレーティング法等の公知の方法や、炭化水素などの材料ガスを使用した熱分
解などの公知の方法を用いればよい。
【００４４】
ところで、本発明者が発見したことであるが、炭素含有膜は上記のように精密プレス成
形時に優れた機能を発揮するものの、従来、ガラス表面におけるクモリやヤケの原因の一
つになっていた。これは、高温状態でガラス中のＬｉイオンと膜中の炭素が反応すること
により、上述のようにガラス表面に炭酸塩が発生することによるが、プリフォームＩによ
れば表面に炭素が豊富に存在するにもかかわらず、炭酸塩発生のもう一つの原因であるガ
ラス中のＬｉが抑制あるいは排除されているため、クモリやヤケの発生を防止することが
できる。
【００４５】
第２の態様（プリフォームIIという）は、表面に炭素含有膜が被覆されたガラス製の精
密プレス成形用プリフォームにおいて、前記ガラスが、転移温度（Ｔｇ）５３０℃以上で
あり、実質的にＬｉを含まないものであることを特徴とする。
【００４６】
プリフォームIIにおいて、表面を被覆する炭素含有膜はプリフォームＩにおいて説明し
たものと同じものである。また、実質的にＬｉを含まないとの表現が意味するものは、本
発明の光学ガラスの形態において説明したことと同様である。
【００４７】
プリフォームIIは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３０℃以上と精密プレス成形用の光学
ガラスとしては比較的高いガラスにより構成されている。ガラス転移温度が高いと、精密
プレス成形時の温度や、ガラスの歪点も高くなる。歪点は周知のとおり、ガラス中の歪を
低減する際の処理温度の目安になる。したがって、プリフォームIIは表面に炭素含有膜が
存在する状態で、プレス成形温度としては比較的高い温度下に置かれるし、精密プレス成
形後においては同じく表面に炭素含有膜が存在する状態で比較的高い温度でアニール処理
される。プレス成形温度やアニール温度が高くなるほど、ガラス中のＬｉイオンとガラス
表面に膜として存在する炭素の反応は促進されるが、プリフォームIIによれば、ガラス中
のリチウム量が上記のように抑制されているので、表面に炭素が豊富に存在していてもク
モリやヤケのない光学素子を精密プレス成形によって得ることができる。
【００４８】
なお、上記プリフォームIIについての説明は、プリフォームＩの表面が炭素含有膜によ
って被覆され、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３０℃以上のガラスによって構成される形態
についても当てはまる。
【００４９】
またガラス表面に発生する炭酸塩は、ガラス表面の膜中に存在する炭素とガラス中のＬ
ｉイオンの反応だけでなく、Ｌｉイオンを含むガラスからなるプリフォームや精密プレス
成形品を炭素含有雰囲気中で高温状態にすることによっても発生する。例えば、プリフォ
ームの表面に成膜する際、炭素含有の雰囲気中においてプリフォームを加熱したり、炭素
含有の雰囲気、例えば大気中にて精密プレス成形品をアニールする際にも発生し得る。し
かし、このような処理を行ってもプリフォームＩおよびIIはともにそのガラス中に実質的
にＬｉが含まれないため、クモリやヤケの上記問題を解決することもできる。
【００５０】
なお、プリフォームＩにおいて、表面を被覆する離型膜は炭素含有膜に限られない。例
えば、有機物からなる液体原料や気体原料にプリフォームＩを接触させることにより、自
己組織化膜によってプリフォーム表面を被覆するなどの方法を用いてもよい。
【００５１】
プリフォームIIを構成する光学ガラスとしては、ガラス成分としてＢ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ
３およびＺｎＯを含有するものであることが好ましく、ガラス成分としてＢ２Ｏ３、Ｌａ
２Ｏ３、ＺｎＯおよびＧｄ２Ｏ３を含有するものであることがより好ましい。そして、Ｂ
２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＺｎＯおよびＧｄ２Ｏ３の好ましい含有量は、Ｂ２Ｏ３ ２５〜６
０モル％、Ｌａ２Ｏ３ ５〜２４モル％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２０モル％、ＺｎＯ ２２〜
４２モル％であり、ガラスの安定性を特に重視する場合はＬａ２Ｏ３ ７〜２２モル％、
Ｇｄ２Ｏ３ ２〜１８モル％、ＺｎＯ ２３〜４１モル％とするのがよい。上記組成系は
、屈折率（ｎｄ）が１．７５以上かつアッベ数（νｄ）が３０以上の高屈折率低分散ガラ
スを実現するものとして好ましいが、特に、本発明の光学ガラスの形態において説明した
光学特性を有することがより好ましい。なお、プリフォームIIを構成するガラスのより一
層好ましい組成は、本発明の光学ガラスの形態において説明した各形態である。
【００５２】
次にプリフォームＩおよびIIの製造方法について説明する。
本発明のプリフォームの製造方法は、流出する熔融ガラスを分離して、冷却する過程で
プリフォームに成形するガラス製の精密プレス成形用プリフォームの製造方法において、
前記ガラスが、上記本発明の光学ガラスであることを特徴とする製造方法であり、プ
リフ
ォームＩやプリフォームIIの製造に好適なものである。
【００５３】
次に、本発明のガラスプリフォームの製造方法について説明する。この方法は、熔融ガ
ラスから所定重量の熔融ガラス塊を分離、冷却して、該熔融ガラス塊と等しい重量を有す
る精密プレス成形用ガラスプリフォームを製造することを特徴とする。
【００５４】
具体例としては、十分熔解、清澄、均質化された熔融ガラスを用意し、温度調整された
流出ノズルあるいは流出パイプから排出することにより、上記プリフォームを製造する。
【００５５】
温度調整の方法としては、流出ノズル、流出パイプの温度を制御する方法を例示できる
。流出ノズル、流出パイプの材質としては白金または白金合金が望ましい。具体的な製造
方法としては、（イ）熔融ガラスを流出ノズルから所望重量の熔融ガラス滴として滴下し
、それを受け部材によって受けてガラスプリフォームを製造する方法、（ロ）同じく所望
重量の熔融ガラス滴を前記流出ノズルより液体窒素などに滴下してプリフォームを製造す
る方法、（ハ）白金または白金合金製の流出パイプより熔融ガラス流を流下させ、熔融ガ
ラス流の先端部を受け部材で受け、熔融ガラス流のノズルと受け部材の間にくびれ部を形
成した後、くびれ部にて熔融ガラス流を分離して受け部材に所望重量の熔融ガラス塊を受
けてガラスプリフォームに成形する方法などがある。
【００５６】
キズ、汚れ、表面の変質などがない滑らかな表面、例えば自由表面を有するプリフォー
ムを製造するためには、成形型などの上で熔融ガラス塊に風圧を加えて浮上させながらプ
リフォームに成形したり、液体窒素などの常温、常圧下では気体の物質を冷却して液体に
した媒体中に熔融ガラス滴を入れてプリフォームに成形する方法などが用いられる。
【００５７】
熔融ガラス塊を浮上させながらプリフォームに成形する場合、熔融ガラス塊にはガス（
浮上ガスという）が吹きつけられ上向きの風圧が加えられることになる。この際、熔融ガ
ラス塊の粘度が低すぎると浮上ガスがガラス中に入り込み、プリフォーム中に泡となって
残ってしまう。しかし、熔融ガラス塊の粘度を３〜６０ｄＰａ・ｓにすることにより、浮
上ガスがガラス中に入り込むことなく、ガラス塊を浮上させることができる。
【００５８】
プリフォームに浮上ガスが吹き付けられる際に用いられるガスとしては、空気、Ｎ２ガ
ス、Ｏ２ガス、Ａｒガス、Ｈｅガス、水蒸気等が挙げられる。また、風圧は、プリフォー
ムが成形型表面等の固体と接することなく浮上できれば特に制限はない。
【００５９】
本発明のプリフォームの製造方法において、プリフォームの重量は熔融ガラス塊の重量
に精密に一致するように定められる。本発明のプリフォームを精密プレス成形することに
より各種の精密プレス成形体が得られるが、目的とする精密プレス成形体の重量を基準に
した場合、プリフォームの重量が小さすぎると精密プレス成形時にガラスがプレス成形型
の成形面に充分充填されず、所望の面精度が得られなかったり、精密プレス成形体の厚み
が所望の厚みよりも薄くなるなどの問題が生じる。また、プリフォームの重量が大きすぎ
ると、余分なガラスがプレス成形型間の隙間に入り込んで成形バリを生じたり、成形体の
厚みが所望の厚みより厚くなるなどの問題が生じる。このため、プリフォームの重量は、
一般的なプレス成形用のプリフォームよりも精密に管理する必要があり、かかる理由によ
り、プリフォームの重量と熔融ガラス塊の重量も精密に一致するように定められる。
【００６０】
このようにして、全表面が熔融状態のガラスが固化して形成されたプリフォームや、全
表面が熔融状態のガラスが固化して形成されたものであって、機械加工されていないプリ
フォームや、全表面が自由表面からなるプリフォームを得ることができるが、このような
プリフォームを形成することにより、滑らかな面（研削痕、研磨痕のない面）を得ること
ができる。上記プリフォームは本発明のプリフォームとして好ましいものである。なお、
ここで言う自由表面とは、熔融状態や軟化状態にあるガラスが冷却する過程で、固体と接
して前記固体の表面が転写されずに形成された表面のことである。具体的には熔融状態ま
たは軟化状態のガラスを風圧を加えて浮上させたまま冷却することによって全表面が熔融
状態のガラスが固化して形成されたプリフォームや全表面が自由表面であるプリフォーム
を製造することができる。
【００６１】
本発明のプリフォームより製造される精密プレス成形品（光学素子）は、レンズのよう
に回転対称軸を有するものが多いため、プリフォームの形状も回転対称軸を有する形状が
望ましい。具体例としては、球あるいは回転対称軸を一つ備えるものを示すことができる
。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などがあり、球を扁平にした形状（球の中心を通る軸を一つ定め、
前記軸方向に寸法を縮めた形状）を挙げることもできる。
【００６２】
このように本発明のプリフォームの製造方法は、プリフォームＩやプリフォームIIの製
造に好適なものであるが、プリフォームＩやプリフォームIIの製造方法は上記方法に限定
されない。例えば、清澄、均質化した熔融ガラスを鋳型に鋳込んで成形した後、成形体の
歪をアニールによって除去し、切断、割断などの方法により、所定の寸法、形状に分割し
、研磨して表面を滑らかにするとともに、所定の重量のガラスからなるプリフォームとす
ることもできる。なお、プリフォームIIの場合は、表面を炭素含有膜により被覆する。
【００６３】
［光学素子とその製造方法］
本発明の光学素子は、上記本発明の光学ガラスからなることを特徴とする。具体的には
、非球面レンズ、球面レンズ、あるいは平凹レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、両凸レン
ズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどのレンズ、マイクロレンズ、レンズア
レイ、回折格子付きレンズ、プリズム、レンズ機能付きプリズムなどを例示することがで
きる。表面には必要に応じて反射防止膜や波長選択性のある部分反射膜などを設けてもよ
い。
【００６４】
本発明の光学素子によれば、表面にクモリやヤケのない品質の高い光学素子を提供する
ことができ、特に高屈折率低分散性を有し、表面状態が良好な精密プレス成形による光学
素子を提供することができる。
【００６５】
本発明の光学素子の製造方法は、２つの態様を有する。
第１の態様（光学素子の製法Ｉという）は、ガラス製の精密プレス成形用プリフォーム
を加熱し、プレス成形型を使用して精密プレス成形する光学素子の製造方法において、前
記のプリフォームＩまたはプリフォームIIを使用することを特徴とする。光学素子の製法
Ｉは、プリフォームを構成するガラスが実質的にＬｉを含まないので、ガラス外部の炭素
とガラス中のＬｉイオンが反応してガラス表面にクモリやヤケが発生するのを防止するこ
とができ、表面状態が良好な光学素子を精密プレス成形により製造することができる。特
にプリフォーム表面に炭素含有膜が存在していても、クモリやヤケの原因となる炭酸塩が
生成されないため、炭素含有膜の被覆によって精密プレス成形時の離型性を高めるととも
に、プレス成形時のガラスの伸びを良好にすることができる。
【００６６】
精密プレス成形ならびに精密プレス成形に供するためのプリフォームの加熱は、プレス
成形型の成形面あるいは前記成形面に設けられた離型膜の酸化を防止するため、窒素ガス
、あるいは窒素ガスと水素ガスの混合ガスなどのような非酸化性ガス雰囲気中で行うこと
が好ましい。非酸化性ガス雰囲気中ではプリフォーム表面を被覆する炭素含有膜も酸化さ
れずに、精密プレス成形された成形品の表面に前記膜が残存することになる。この膜は、
最終的には除去するべきものであるが、炭素含有膜を比較的容易にしかも完全に除去する
には、精密プレス成形品を酸化性雰囲気、例えば大気中において加熱すればよい。本発明
によれば、精密プレス成形品を構成するガラスが実質的にＬｉを含まないので、炭素含有
膜中の炭素や大気中の二酸化炭素とガラス中のＬｉイオンが反応してガラス表面に炭酸塩
が生成することがないため、クモリやヤケを防止しつつ、炭素含有膜を除去することがで
きる。
【００６７】
なお、炭素含有膜の酸化、除去は、精密プレス成形品が加熱により変形しないような温
度以下で行うべきである。具体的には、ガラスの転移温度未満の温度範囲において行うこ
とが好ましい。
【００６８】
第２の態様（光学素子の製法２という）は、ガラス製の精密プレス成形用プリフォーム
を加熱し、プレス成形型を使用して精密プレス成形して精密プレス成形品を作製する工程
を含む光学素子の製造方法において、前記ガラスが実質的にリチウムを含まないものであ
ること、前記プリフォームおよび／または精密プレス成形品を炭素化合物を含む雰囲気中
で熱処理すること、および前記熱処理温度が前記ガラスの転移温度（Ｔｇ）より５０℃低
い温度よりも高いことを特徴とする。
【００６９】
光学素子の製法２は、主としてプリフォーム、精密プレス成形品を熱処理する際に雰囲
気中に存在する炭素によってガラス表面にクモリやヤケが発生するのを防止する方法であ
る。
【００７０】
具体的には、二酸化炭素のような炭素化合物を含む大気中で精密プレス成形品をアニー
ル処理して歪を低減あるいは除去する場合や、プリフォーム表面に炭素含有膜を形成する
際に炭素化合物を含むガス雰囲気中でプリフォームを加熱する場合において、アニール処
理や成膜時の熱処理温度がガラス転移温度（Ｔｇ）より５０℃低い温度よりも高い（熱処
理温度が（Ｔｇ−５０℃）よりも高い）と、Ｌｉを含むガラスでは表面に炭酸塩が生成し
、クモリやヤケが発生してしまう。熱処理温度を低下させて炭酸塩の生成を抑制すること
も考えられるが、熱処理に要する時間と熱処理温度はおおよそ下記（３）式で示される関
係を有する（ただし、式中のＡ、Ｂは定数）ので、熱処理温度を低下すると熱処理に要す
る時間が大幅に長くなり、実用的な熱処理は困難になってしまう。
【００７１】
熱処理に要する時間＝Ｂ×ｅｘｐ（−Ａ／熱処理温度） …（３）
しかし、本発明によれば、炭酸塩生成のもう一つの原因であるガラス中のＬｉを抑制あ
るいは除去することにより、実用的な時間内での熱処理を可能にしつつ、ガラス表面のク
モリやヤケを防止することができる。なお、光学素子の製法２において、好ましいプリフ
ォームは上記プリフォームＩあるいはプリフォームIIである。
【００７２】
精密プレス成形では、予め成形面を所望の形状に高精度に加工されたプレス成形型を用
いるが、成形面には、プレス時のガラスの融着を防止するため、離型膜を形成してもよい
。離型膜としては、炭素含有膜や窒化物膜、貴金属膜が挙げられ、炭素含有膜としては水
素化カーボン膜、炭素膜などが好ましい。精密プレス成形では、成形面が精密に形状加工
された対向した一対の上型と下型との間にプリフォームを供給した後、光学ガラスの粘度
で１０５〜１０９ｄＰａ・ｓ相当の温度まで成形型とプリフォームの両者を昇温加熱して
プリフォームを軟化し、これを加圧成形することによって、成形型の成形面をプリフォー
ムに転写することができる。
【００７３】
また、成形面が精密に形状加工された対向した一対の上型と下型との間に、予めガラス
粘度で１０４〜１０８ｄＰａ・ｓ相当の温度に昇温したガラスプリフォームを供給してこ
れを加圧成形することによって、成形型の成形面をガラスプリフォームに転写することが
できる。
【００７４】
成形時の雰囲気は、成形型表面やプリフォーム表面に設けられた離型膜を保護するため
、非酸化性とすることが好ましい。非酸化性雰囲気としては、アルゴン、窒素等の不活性
ガス、水素等の還元性ガス又は不活性ガスと還元性ガスの混合ガスを使用することができ
、好ましくは窒素ガスまたは少量の水素ガスが混合された窒素ガスを使用することができ
る。加圧時の圧力及び時間は、光学ガラスの粘度などを考慮して適宜決定することができ
、例えば、プレス圧力は約５〜１５ＭＰａ、プレス時間は１０〜３００秒とすることがで
きる。プレス時間、プレス圧力などのプレス条件は成形品の形状、寸法に合わせて周知の
範囲で適宜設定すればよい。
【００７５】
この後、成形型とガラス成形体を冷却し、好ましくは歪点以下の温度となったところで
、離型し、成形されたガラス成形体を取出す。なお、光学特性を精密に所望の値に合わせ
るため、冷却時におけるガラス成形体のアニール処理条件、例えばアニール速度等を適宜
調整してもよい。
【実施例】
【００７６】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。
【００７７】
なお、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）およびアッベ数（νｄ）
日本光学硝子工業会規格の屈折率測定法により、ガラス転移温度（Ｔｇ）―屈伏点（Ｔｓ
）間の温度で保持し、降温速度−３０℃／時間で降温して得られた光学ガラスについて、
屈折率（ｎｄ）とアッベ数（νｄ）を測定した〔（株）島津デバイス製造（旧社名：カル
ニュー光学社）より販売されている「ＧＭＲ−１」使用〕。
【００７８】
（２）ガラス転移温度（Ｔｇ）および屈伏点（Ｔｓ）
理学電機株式会社製の熱機械分析装置「ＴＭＡ８５１０」により昇温速度を４℃／分、荷
重９８ｍＮとして測定した。
【００７９】
実施例１〜５１
表１および表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
れぞれ相当する酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物など、例えば、Ｈ３ＢＯ３、
Ｌａ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＺｎＣＯ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＺｒＯ２などを用いて２５０〜３００ｇ
秤量し、十分に混合して調合バッチと成し、これを白金るつぼに入れ、１２００〜１４５
０℃に保持した電気炉中において、攪拌しながら空気中で２〜４時間ガラスの熔融を行っ
た。熔融後、熔融ガラスを４０×７０×１５ｍｍのカーボン製の金型に流し、ガラスの転
移温度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し光学ガラスを得た。得られた光学ガラス中には、
顕微鏡で観察できる結晶は析出しなかった。
このようにして得られた光学ガラスの特性を表３および表４に示す。
【００８０】
次にガラス外部に炭素が存在する条件でガラスをおおよそプレス成形温度に相当する温
度まで昇温することにより、精密プレス成形における環境を作り出し、ガラス表面の変化
を調べるテストを行った。このテストでは、まず、自由表面を有し、ガラス組成が各々上
記ガラスに相当する５１種類の試料を作製し、加熱分解により、二酸化炭素を発生する化
合物と共にステンレス容器中に入れた。この状態で、ガラス転移温度より１０℃低い温度
に加熱し、３時間保持した後、室温まで冷却し、ステンレス容器から試料を取り出して、
試料の表面を目視ならびに光学顕微鏡を使用して拡大観察した。その結果、いずれの試料
にもクモリは認められず、光学顕微鏡による拡大観察でも試料表面は滑らかであった。
【００８１】
比較例１
表２に示すＬｉ２Ｏを含むガラス組成を有する光学ガラスを、実施例１〜５１と同様に
して作製した。この光学ガラスの特性を表４に示す。
【００８２】
次に、ガラス組成が上記ガラスに相当する試料を作製し、実施例１〜５１と同様にして
、ガラス表面の変化を調べるテストを行った。その結果、目視により明らかなクモリが認
められ、光学顕微鏡による拡大観察によっても粒子状の生成物が一面に発生しているのが
認められた。
【００８３】
【表１】
【００８４】
【表２】
【００８５】
【表３】
【００８６】
【表４】
【００８７】
実施例５２
実施例１〜５１の各ガラスを用いて、以下のようにしてプリフォームを作製した。
まず、電気炉内で１０５０〜１４５０℃に保持された熔融ガラス（ガラス粘度で４〜０
．０５ｄＰａ・ｓに相当する）を、１０５０℃（ガラス粘度で４ｄＰａ・ｓに相当する）
に温度調節した白金合金製パイプから一定流速で連続して流下し、ガラスプリフォーム成
形型で熔融ガラス流の先端を受け、所定重量の熔融ガラス塊が前記先端から分離するタイ
ミングで成形型を熔融ガラス流の流下速度よりも十分大きな速度で降下し、熔融ガラス塊
を分離した。なお、熔融ガラス滴下時のガラス粘度は、７ｄＰａ・ｓであった。
【００８８】
分離した熔融ガラス塊を上記成形型上で風圧を加えて浮上させながら球状のガラスプリ
フォームに成形し、アニール処理した。ガラスプリフォームの重量は０．０１〜５ｇの範
囲で設定したが、各熔融ガラス塊とそれに対応する各ガラスプリフォームの重量は等しく
、また、設定重量に対する得られたガラスプリフォームの重量精度は±１％以内であった
。
【００８９】
このようにして作製されたガラスプリフォームの表面全体は熔融ガラスが固化すること
により形成されたものであり、自由表面であった。また表面、内部に脈理、失透、割れ、
泡などの欠陥は認められなかった。
【００９０】
実施例５３
実施例５２で作製した各ガラスプリフォームを、図１に示す、成形面に炭素含有膜（ダ
イヤモンド様カーボン膜）が設けられたＳｉＣ製の上型１及び下型２の間に配置した後、
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。成形
型内の温度を、被成形ガラスプリフォーム４の粘度が約１０５〜１０９ｄＰａ・ｓとなる
温度とした後、この温度を維持しつつ、押し棒１３を降下させて上型１を上方から押して
成形型内の被成形ガラスプリフォーム４をプレスした。プレスの圧力は５〜１５ＭＰａ、
プレス時間は１０〜３００秒間とした。プレスの後、プレスの圧力を解除し、非球面プレ
ス成形されたガラス成形体を上型１及び下型２と接触させたままの状態でガラス転移温度
まで徐冷し、次いで室温付近まで急冷して非球面に成形されたガラスを成形型から取り出
した。なお、図１において、符号３は案内型、１０は支持台、９は支持棒、１４は熱電対
である。
【００９１】
得られた精密プレス成形品を大気中にて５６０℃、３時間の条件の下、アニール処理し
て非球面レンズを得た。得られたレンズの表面には目視によりクモリは認められず、光学
顕微鏡による拡大観察でも表面は滑らかであった。なお、上記各レンズの屈折率（ｎｄ）
ならびにアッベ数（νｄ）は上記各ガラスプリフォームを形成する各光学ガラスにおける
値と一致するものであった。
【００９２】
なお、本実施例では非球面レンズを作製したが、プレス成形型の形状、寸法を適宜選択
することにより、球面レンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、回折格子、回折格子付き
レンズ、プリズム、レンズ機能付きプリズムなどの各種光学素子を作製することもできる
し、各種光学素子の表面に反射防止膜などの光学多層膜を形成することもできる。
【００９３】
比較例２
比較例１で使用したガラスを用い、上記実施例５２と同じ工程、同じ条件で非球面レン
ズを作製した。得られたレンズの表面を観察したところ、目視でクモリが認められ、光学
顕微鏡による拡大観察によって粒子状の生成物が一面に発生しているのが認められた。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明の光学ガラスは、表面にクモリやヤケなどの変質層の発生による品質の低下を起
こしにくい精密プレス成形用の光学ガラスであって、精密プレス成形用プリフォームを経
て、品質に優れる光学素子を作製するのに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】実施例および比較例で使用した精密プレス成形装置の１例の概略断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１ 上型
２ 下型
３ 案内型（胴型）
４ プリフォーム
９ 支持棒
１０ 支持台
１１ 石英管
１２ ヒーター
１３ 押し棒
１４ 熱電対
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３およびＺｎＯを含み、精密プレス成形のガラス素材として用いら
れる光学ガラスにおいて、モル％表示で、
Ｂ２Ｏ３ ２０〜６０％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、ＺｎＯ ２２〜４２％、Ｌａ２Ｏ３
５〜２４％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２０％（ただし、Ｌａ２Ｏ３とＧｄ２Ｏ３の合計量が１
０〜２４％）、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％、ＷＯ３ ０〜１０％、
Ｎｂ２Ｏ５ ０〜１０％、ＴｉＯ２ ０〜１０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％、ＧｅＯ２
０〜１０％、Ｇａ２Ｏ３ ０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、
Ｙ２Ｏ３ ０〜１０％およびＹｂ２Ｏ３ ０〜１０％、
を含み、かつアッベ数（νｄ）が４０以上で、実質的にリチウムを含まないことを特徴と
する光学ガラス。
【請求項２】
リチウムの含有量がＬｉ２Ｏ換算で０．５モル％未満である請求項１に記載の光学ガラ
ス。
【請求項３】
屈折率（ｎｄ）が１．７９以上である請求項１または２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォー
ム。
【請求項５】
表面に炭素含有膜が被覆されている請求項４に記載の精密プレス成形用プリフォーム。
【請求項６】
表面に炭素含有膜が被覆されたガラス製の精密プレス成形用プリフォームにおいて、前
記ガラスが、転移温度（Ｔｇ）５３０℃以上であり、実質的にリチウムを含まないもので
あることを特徴とする精密プレス成形用プリフォーム。
【請求項７】
流出する熔融ガラスを分離して、冷却する過程でプリフォームに成形するガラス製の精
密プレス成形用プリフォームの製造方法において、前記ガラスが、請求項１〜３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精密プレス成形用プリフォームの製造
方法。
【請求項８】
請求項１〜３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光学素子。
【請求項９】
ガラス製の精密プレス成形用プリフォームを加熱し、プレス成形型を使用して精密プレ
ス成形する光学素子の製造方法において、請求項４〜６のいずれか１項に記載のプリフォ
ームを使用することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１０】
精密プレス成形後、精密プレス成形品の表面に残存する炭素含有膜を酸化して除去する
請求項９に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１１】
ガラス製の精密プレス成形用プリフォームを加熱し、プレス成形型を使用して精密プレ
ス成形して精密プレス成形品を作製する工程を含む光学素子の製造方法において、
前記ガラスが実質的にリチウムを含まないものであること、前記プリフォームおよび／
または精密プレス成形品を炭素化合物を含む雰囲気中で熱処理すること、および前記熱処
理温度が前記ガラスの転移温度（Ｔｇ）より５０℃低い温度よりも高いこと、
を特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１】
Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３およびＺｎＯを含み、精密プレス成形のガラス素材として用いら
れる光学ガラスにおいて、モル％表示で、
Ｂ２Ｏ３ ２０〜６０％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、ＺｎＯ ２２〜４２％、Ｌａ２Ｏ３
５〜２４％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２０％（ただし、Ｌａ２Ｏ３とＧｄ２Ｏ３の合計量が１
０〜２４％）、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％、ＷＯ３ ０〜１０％、
Ｎｂ２Ｏ５ ０〜１０％、ＴｉＯ２ ０〜１０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１０％、ＧｅＯ２
０〜１０％、Ｇａ２Ｏ３ ０〜１０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、
Ｙ２Ｏ３ ０〜１０％およびＹｂ２Ｏ３ ０〜１０％、
を含み、かつアッベ数（νｄ）が４０以上で、実質的にリチウムを含まないことを特徴と
する光学ガラス。
【請求項２】
リチウムの含有量がＬｉ２Ｏ換算で０．５モル％未満である請求項１に記載の光学ガラ
ス。
【請求項３】
屈折率（ｎｄ）が１．７９以上である請求項１または２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォー
ム。
【請求項５】
表面に炭素含有膜が被覆されている請求項４に記載の精密プレス成形用プリフォーム。
【請求項６】
表面に炭素含有膜が被覆されたガラス製の精密プレス成形用プリフォームにおいて、前
記ガラスが、転移温度（Ｔｇ）５３０℃以上であり、実質的にリチウムを含まないもので
あることを特徴とする精密プレス成形用プリフォーム。
【請求項７】
流出する熔融ガラスを分離して、冷却する過程でプリフォームに成形するガラス製の精
密プレス成形用プリフォームの製造方法において、前記ガラスが、請求項１〜３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精密プレス成形用プリフォームの製造
方法。
【請求項８】
請求項１〜３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光学素子。
【請求項９】
ガラス製の精密プレス成形用プリフォームを加熱し、プレス成形型を使用して精密プレ
ス成形する光学素子の製造方法において、請求項４〜６のいずれか１項に記載のプリフォ
ームを使用することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１０】
精密プレス成形後、精密プレス成形品の表面に残存する炭素含有膜を酸化して除去する
請求項９に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１１】
ガラス製の精密プレス成形用プリフォームを加熱し、プレス成形型を使用して精密プレ
ス成形して精密プレス成形品を作製する工程を含む光学素子の製造方法において、
前記ガラスが実質的にリチウムを含まないものであること、前記プリフォームおよび／
または精密プレス成形品を炭素化合物を含む雰囲気中で熱処理すること、および前記熱処
理温度が前記ガラスの転移温度（Ｔｇ）より５０℃低い温度よりも高いこと、
を特徴とする光学素子の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００９−９１２４２（Ｐ２００９−９１２４２Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０７５５５（Ｐ２００８−３０７５５５）
【出願日】平成２０年１２月２日（２００８．１２．２）
【分割の表示】特願２００５−２８５７５１（Ｐ２００５−２８５７５１）の分割
【原出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２日（２００８．１２．２）
【分割の表示】特願２００５−２８５７５１（Ｐ２００５−２８５７５１）の分割
【原出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【Ｆターム（参考）】
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