光学ガラスの製造方法、光学素子及び光学素子
【課題】特に遷移金属であるＮｂ２Ｏ５成分を含有し、且つ着色が少ないガラスを得ることが可能な、光学ガラスの製造方法を提供する。
【解決手段】Ｎｂ２Ｏ５成分を必須成分として含有する光学ガラスを製造する方法であって、ガラス原料Ｓを溶融する溶融槽１１と、この溶融槽１１に連通され且つガラスを清澄する清澄槽１２と、この清澄槽１２に連通され且つガラスを撹拌する撹拌槽１３と、を用い、ガラス原料Ｓを前記溶融槽１１で溶融する工程（溶融工程）、溶融したガラス原料Ｓを前記清澄槽１２で清澄させる工程（清澄工程）、清澄した溶融ガラスＧを前記撹拌槽１３で撹拌する工程（撹拌工程）、撹拌した溶融ガラスＧを流出させる工程（流出工程）、及び流出したガラスを成形する工程（成形工程）を有する。
【解決手段】Ｎｂ２Ｏ５成分を必須成分として含有する光学ガラスを製造する方法であって、ガラス原料Ｓを溶融する溶融槽１１と、この溶融槽１１に連通され且つガラスを清澄する清澄槽１２と、この清澄槽１２に連通され且つガラスを撹拌する撹拌槽１３と、を用い、ガラス原料Ｓを前記溶融槽１１で溶融する工程（溶融工程）、溶融したガラス原料Ｓを前記清澄槽１２で清澄させる工程（清澄工程）、清澄した溶融ガラスＧを前記撹拌槽１３で撹拌する工程（撹拌工程）、撹拌した溶融ガラスＧを流出させる工程（流出工程）、及び流出したガラスを成形する工程（成形工程）を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラスの製造方法、光学素子及び光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学レンズを使用する光学機器の高機能化が急速に進められており、これに伴って光学レンズに対する高精度化の要求が強まっている。高精度化に対する市場の要求としては、具体的にはガラス内部の均質性が高いこと、透過率が極めて高いこと、屈折率やアッベ数といった光学特性が一定であること等が挙げられ、これらを実現するために種々の方法が公知である。
【０００３】
かかる方法として、溶融ガラスを清澄する清澄槽から溶融ガラスを撹拌する撹拌槽に移送される溶融ガラスの一部を分岐させて、清澄槽に還流させる方法が公知である（特許文献１参照）。また、撹拌槽の内部に循環混合筒を設け、撹拌槽の内部で溶融ガラスを還流させることが公知である（特許文献２参照）。また、溶融槽、清澄槽及び撹拌槽を白金で構成し、その外表面を耐火物で覆うことが公知である（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８７４２９号公報
【特許文献２】特開平１０−３３８５２８号公報
【特許文献３】特開２００８−２０１６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜特許文献３に記載された方法において、特に分散を高める作用のあるＮｂ２Ｏ５成分を含有する原料を用いた場合、形成されるガラスは着色しているため、光線透過率の高い光学ガラスを得ることができない。
【０００６】
本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、特に遷移金属であるＮｂ２Ｏ５成分を含有し、且つ着色が少ないガラスを得ることが可能な、光学ガラスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意試験研究を重ねた結果、ガラス原料にＮｂ２Ｏ５成分を含有させた上で、溶融槽、清澄槽及び撹拌槽を備え、溶融槽と清澄槽が連通し、且つ清澄槽と撹拌槽が連通した装置を用いることで、高分散を有しながらも、ガラスの可視光に対する透過率が高められることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【０００８】
（１） Ｎｂ２Ｏ５成分を必須成分として含有する光学ガラスを製造する方法であって、ガラス原料を溶融する溶融槽と、この溶融槽に連通され且つガラスを清澄する清澄槽と、この清澄槽に連通され且つガラスを撹拌する撹拌槽と、を用い、ガラス原料を前記溶融槽で溶融する工程（溶融工程）、溶融したガラス原料を前記清澄槽で清澄させる工程（清澄工程）、清澄した溶融ガラスを前記撹拌槽で撹拌する工程（撹拌工程）、撹拌した溶融ガラスを流出させる工程（流出工程）、及び流出したガラスを成形する工程（成形工程）を有する製造方法。
【０００９】
（２） 前記溶融槽、清澄槽、及び撹拌槽においてガラスが接触する部分の少なくとも一部を石英で構成する（１）記載の製造方法。
【００１０】
（３） 前記溶融槽及び清澄槽においてガラスが接触する部分の少なくとも一部を石英で構成し、前記撹拌槽においてガラスが接触する部分を白金で構成する（１）又は（２）記載の製造方法。
【００１１】
（４） 溶融したガラス中で酸化性ガスをバブリングする工程を更に有する（２）又は（３）記載の製造方法。
【００１２】
（５） 前記溶融槽、清澄槽、及び撹拌槽においてガラスが接触する部分の少なくとも一部を白金で構成し、溶融したガラス中で非酸化性ガスをバブリングする工程を更に有する（１）から（３）いずれか記載の製造方法。
【００１３】
（６） 前記ガラス原料として、アンチモン及び／又はスズを含有するものを用いる（１）から（５）いずれか記載の製造方法。
【００１４】
（７） （１）から（６）いずれか記載の製造方法で製造され、白金の含有量が酸化物基準で５０ｐｐｍ以下であるガラス成形体からなる光学素子。
【００１５】
（８） （７）記載の光学素子を用いる光学機器。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、溶融槽と、この溶融槽に連通される清澄槽と、この清澄槽に連通される撹拌槽とを用い、且つ光学ガラスにＮｂ２Ｏ５成分を含有させることにより、高屈折率及び高分散を有しながらも、特に熱処理を行った後における着色が低減されたガラスを得ることが可能な光学ガラスの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態で用いられるガラス溶解装置の好ましい一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の光学ガラスの製造方法は、Ｎｂ２Ｏ５成分を必須成分として含有する光学ガラスを製造する方法であって、ガラス原料を溶融する溶融槽と、この溶融槽に連通され且つガラスを清澄する清澄槽と、この清澄槽に連通され且つガラスを撹拌する撹拌槽と、を用い、ガラス原料を前記溶融槽で溶融する工程（溶融工程）、溶融したガラス原料を前記清澄槽で清澄させる工程（清澄工程）、清澄した溶融ガラスを前記撹拌槽で撹拌する工程（撹拌工程）、撹拌した溶融ガラスを流出させる工程（流出工程）、及び流出したガラスを成形する工程（成形工程）を有する。Ｎｂ２Ｏ５成分によって屈折率及び分散が高められ、溶融ガラスの溶融、清澄及び撹拌が別々の槽で行われるため、各工程における溶融ガラスの温度や酸素濃度等に適した材質で構成された、溶融槽、清澄槽及び撹拌槽を用いることが可能になる。すなわち、酸素濃度の多い溶融ガラスＧへのガラス溶解装置１の成分の溶出を低減しながらも、溶融ガラスＧの過剰な加熱によるＮｂ２Ｏ５の還元を低減できる。従って、高分散を有しながらも着色が少ない光学ガラスを得ることができる。
【００１９】
以下、本発明の光学ガラスの製造方法の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。
【００２０】
［ガラス原料］
まず、本発明の製造方法で用いられるガラス原料について説明する。本発明で用いられるガラス原料は、Ｎｂ２Ｏ５を必須成分として含有し、且つガラスを形成可能な原料の中から適宜選択される。その中でも、以下に述べるようなガラス原料を用いることが好ましい。
【００２１】
以下、本発明で用いられるガラス原料を構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有率は特に断りがない場合は、全て酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対する質量％（酸化物基準の質量％）で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」とは、本発明でガラス原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が溶融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総質量を１００質量％として、ガラス原料中に含有される各成分を表記した組成である。
【００２２】
＜必須成分、任意成分について＞
本発明で用いるガラス原料は、Ｎｂ２Ｏ５成分を含有する。Ｎｂ２Ｏ５成分を含有する原料ガラスを、溶融槽と、溶融槽に連通された清澄槽と、清澄槽に連通された撹拌槽と、を有するガラス溶解装置で溶解することにより、溶融ガラスの温度や酸素濃度等に適した材質からなる槽でガラスが溶融、清澄及び撹拌されることで、Ｎｂ２Ｏ５成分の還元が低減されながらも溶解設備（特にＰｔ等の貴金属）の溶存が低減されるため、ガラスの着色を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＮｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは２０．０％、最も好ましくは３０．０％を下限とする。一方、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量を６０．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高めて耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＮｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは６０．０％、より好ましくは５８．０％、最も好ましくは５６．０％を上限とする。Ｎｂ２Ｏ５成分は、例えばＮｂ２Ｏ５等を用いてガラス原料に含有できる。
【００２３】
また、本発明で用いるガラス原料は、アンチモン及び／又はスズを含有することが好ましい。これにより、溶融ガラスに対する清澄及び撹拌によって酸素成分が必要以上に除去され、溶融ガラスに酸素の欠乏状態が生じたとしても、アンチモン及び／又はスズから放出される酸素原子によって補われ易くなる。より具体的には、酸素成分の必要以上の除去によって引き起こされうる、溶融ガラス中のＮｂ２Ｏ５成分等の遷移金属成分の還元が、この酸素原子によって起こり難くなる。すなわち、遷移金属成分の還元によって低下しがちであった、短波長側の可視光に対するガラスの透過率を高められることで、ガラスの着色を低減することができる。加えて、特にガラスに対して熱処理を行う場合、アンチモン及び／又はスズの少量の含有によって、ガラスに還元した状態で含まれていたＮｂ２Ｏ５成分等の遷移金属成分の酸化も促進されるため、ガラスを除歪することができ、特に短波長側の可視光についてのガラスの透明性を高めることで、着色を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対する、Ｓｂ２Ｏ３成分及びＳｎＯ２成分からなる群より選択される１種以上の質量和は、好ましくは０％を超え、より好ましくは０．０１％、最も好ましくは０．０２％を下限とする。
【００２４】
このうち、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、１．０％以下にすることが好ましい。これにより、Ｓｂ２Ｏ３成分から放出される酸素による溶解設備（特にＰｔ等の貴金属）の溶存が低減されるため、溶解設備の溶存によって生じる、ガラスの着色を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＳｂ２Ｏ３成分の含有量は、溶解設備の溶存を低減する観点から、好ましくは１．０％、より好ましくは０．５％、最も好ましくは０．３％を上限とする。Ｓｂ２Ｏ３成分は、例えばＳｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、Ｎａ２Ｈ２Ｓｂ２Ｏ７・５Ｈ２Ｏ等を用いてガラス原料に含有することができる。
【００２５】
一方、ＳｎＯ２成分の含有量は、０．５％以下にすることが好ましい。これにより、ＳｎＯ２成分から放出される酸素による溶解設備（特にＰｔ等の貴金属）の溶存が低減されるため、溶解設備の溶存によって生じる、ガラスの着色を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＳｎＯ２成分の含有量は、同じく溶解設備の溶存を低減する観点から、好ましくは０．５％、より好ましくは０．３％、最も好ましくは０．１％を上限とする。ＳｎＯ２成分は、例えばＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＳｎＯ３等を用いてガラス原料に含有することができる。
【００２６】
また、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＳｂ２Ｏ３成分及びＳｎＯ２成分からなる群より選択される１種以上の質量和は、好ましくは１．０％、より好ましくは０．５％、最も好ましくは０．３％を上限とする。
【００２７】
Ｐ２Ｏ５成分は、ガラス形成成分であり、ガラスの溶解温度を下げる成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、Ｐ２Ｏ５成分の含有量を４０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＰ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは４０．０％、より好ましくは３５．０％、最も好ましくは３０．０％を上限とする。なお、Ｐ２Ｏ５成分は含有しなくとも所望の特性を有するガラスを得ることは可能であるが、Ｐ２Ｏ５成分の含有量を１０．０％以上にすることで、ガラスの可視光に対する透過率を高めつつ、ガラスの安定性を高めて耐失透性を高めることができる。また、ガラスの溶解温度が低くなるため、酸素成分の蒸発によるＮｂ２Ｏ５成分の還元を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＰ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは１５．０％、最も好ましくは２０．０％を下限とする。Ｐ２Ｏ５成分は、例えばＡｌ（ＰＯ３）３、Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｂａ（ＰＯ３）２、ＢＰＯ４、Ｈ３ＰＯ４等を用いてガラス原料に含有できる。
【００２８】
ＴｉＯ２成分及びＷＯ３成分は、ガラスの屈折率及び分散を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、ＴｉＯ２成分及び／又はＷＯ３成分の含有量を所定以下にすることで、ガラスの安定性を高めて耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対して、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２８．０％、最も好ましくは２５．０％を上限とする。また、ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％、最も好ましくは１０．０％を上限とする。なお、ＴｉＯ２成分及びＷＯ３成分はいずれも含有しなくとも技術的な不利益はないが、ＴｉＯ２成分を０．１％以上、又はＷＯ３成分を０．１％以上にすることで、所望の高屈折率及び高分散を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対して、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは０．１％、より好ましくは１．０％、最も好ましくは２．０％を下限とする。また、ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは０．１％、より好ましくは１．０％、最も好ましくは２．０％を下限とする。ＴｉＯ２成分及びＷＯ３成分は、例えばＴｉＯ２、ＷＯ３等を用いてガラス原料に含有できる。
【００２９】
Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、ガラス転移点（Ｔｇ）を下げる成分であるとともに、ガラス形成時の耐失透性を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分のうち１種以上の含有量を所定以下にすることで、所望の高屈折率を得易くすることができ、ガラスの安定性を高めて失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対して、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１８．０％、最も好ましくは１５．０％を上限とする。また、Ｎａ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは３５．０％、より好ましくは３０．０％、最も好ましくは２５．０％を上限とする。また、Ｋ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％、最も好ましくは１０．０％を上限とする。Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、例えばＬｉ２ＣＯ３、ＬｉＮＯ３、ＬｉＦ、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＮＯ３、ＮａＦ、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＦ、ＫＨＦ２、Ｋ２ＳｉＦ６等を用いてガラス原料内に含有できる。
【００３０】
さらに、このガラス原料は、Ｒｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の含有量の質量和が、３５．０％以下であることが好ましい。特に、Ｒｎ２Ｏ成分の含有量の質量和が３５．０％以下であることにより、ガラスの屈折率の低下が抑えられるため、所望の高屈折率を得易くすることができる。また、ガラスの安定性が高められるため、ガラスへの失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＲｎ２Ｏ成分の含有量の質量和は、好ましくは３５．０％、より好ましくは３０．０％、最も好ましくは２５．０％を上限とする。なお、Ｒｎ２Ｏ成分はいずれも含有しなくとも所望の特性を備えた光学ガラスを得ることができるが、Ｒｎ２Ｏ成分の含有量の質量和が０．１％以上であることにより、ガラスの高分散化を図りつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）を下げ、ガラスの耐水性を高めることができる。また、ガラスの液相温度が低くなるため、ガラスの耐失透性をより高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＲｎ２Ｏ成分の含有量の質量和は、好ましくは０．１％、より好ましくは３．０％、最も好ましくは５．０％を下限とする。
【００３１】
ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分は、ガラスの液相温度を下げることでガラスの耐失透性を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分のうち１種以上の含有量を所定以下にすることで、所望の高屈折率及び高分散を得易くし、耐失透性や化学的耐久性の低下を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対して、ＭｇＯ成分の含有量は、好ましくは５．０％、より好ましくは４．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。また、ＣａＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。また、ＳｒＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。また、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２８．０％、最も好ましくは２５．０％を上限とする。ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分は、例えばＭｇＣＯ３、ＭｇＦ２、ＣａＣＯ３、ＣａＦ２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、ＳｒＦ２、ＢａＣＯ３、Ｂａ（ＮＯ３）２、ＢａＦ２等を用いてガラス原料内に含有できる。
【００３２】
このガラス原料は、ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）の含有量の質量和が、３０．０％以下であることが好ましい。これにより、ＲＯ成分による屈折率及び分散の低下が抑えられるため、所望の高屈折率及び高分散を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＲＯ成分の含有量の質量和は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２５．０％、最も好ましくは２０．０％を上限とする。なお、ＲＯ成分はいずれも含有しなくとも所望の特性を備えた光学ガラスを得ることができるが、ＲＯ成分の少なくともいずれかを０．１％以上含有することで、ガラスの液相温度が低くなるため、ガラスの耐失透性をより高めることができる。従って、この場合における酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＲＯ成分の含有量の質量和は、好ましくは０．１％、より好ましくは０．５％、最も好ましくは１．０％を下限とする。
【００３３】
Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を高めるとともに、ガラスの化学的耐久性を向上する成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、Ｌｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄからなる群より選択される１種以上）の含有量を所定以下にすることで、Ｌｎ２Ｏ３成分によるアッベ数の上昇が抑えられるため、所望の高分散を得易くすることができる。また、Ｌｎ２Ｏ３成分の含有量を所定以下にすることにより、ガラスの液相温度が低くなるため、ガラスの耐失透性を高めて光線透過率を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＬｎ２Ｏ３成分の各々の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。また、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＬｎ２Ｏ３成分の合計の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１８．０％、最も好ましくは１５．０％を上限とする。Ｌｎ２Ｏ３成分は、例えばＹ２Ｏ３、ＹＦ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｌａ（ＮＯ３）３・ＸＨ２Ｏ（Ｘは任意の整数）、Ｇｄ２Ｏ３、ＧｄＦ３等を用いてガラス原料に含有できる。
【００３４】
ＳｉＯ２成分及びＢ２Ｏ３成分は、着色を低減して短波長の可視光に対する透過率を高めるとともに、ガラスの液相温度を低くしてガラスの耐失透性を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、ＳｉＯ２成分及び／又はＢ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ＳｉＯ２成分及び／又はＢ２Ｏ３成分による屈折率の低下が抑えられるため、所望の高屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＳｉＯ２成分及び／又はＢ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、さらに好ましくは５．０％を上限とし、最も好ましくは２．０％未満とする。ＳｉＯ２成分及びＢ２Ｏ３成分は、例えばＳｉＯ２、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｈ３ＢＯ３、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、ＢＰＯ４等を用いてガラス原料に含有できる。
【００３５】
ＧｅＯ２成分は、ガラスの屈折率を高めるとともに、ガラスの液相温度を低くしてガラスの耐失透性を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、ＧｅＯ２成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの材料コストを低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＧｅＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＧｅＯ２成分は、例えばＧｅＯ２等を用いてガラス原料に含有できる。
【００３６】
Ｂｉ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を上げ、ガラスの分散を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量を２０．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を低くして耐失透性の低下を抑えることができるため、ガラスの透過率の低下を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＢｉ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％を上限とし、さらに好ましくは１０．０％未満とし、最も好ましくは５．０％未満とする。
【００３７】
ＺｒＯ２成分は、可視光に対する透過率を高めるとともに、ガラスの耐失透性を高めてガラスの耐失透性を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、ＺｒＯ２成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ＺｒＯ２成分による屈折率の低下が抑えられるため、所望の高屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＺｒＯ２成分は、例えばＺｒＯ２、ＺｒＦ４等を用いてガラス原料内に含有できる。
【００３８】
ＺｎＯ成分は、ガラスの液相温度を下げることでガラスの耐失透性を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、ＺｎＯ成分の含有量を１０．０％以下にすることで、所望の高屈折率及び高分散を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＺｎＯ成分は、例えばＺｎＯ、ＺｎＦ２等を用いてガラス原料内に含有できる。
【００３９】
Ａｌ２Ｏ３成分は、ガラスの化学的耐久性を向上し、ガラス溶融時の粘度を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの溶融性を高めつつ、ガラスの失透傾向を弱めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＡｌ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ａｌ２Ｏ３成分は、原料として例えばＡｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＦ３等を用いてガラス原料内に含有できる。
【００４０】
Ｔａ２Ｏ５成分は、ガラスの屈折率を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスを失透し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＴａ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは４．０％を上限とする。Ｔａ２Ｏ５成分は、原料として例えばＴａ２Ｏ５等を用いてガラス原料内に含有できる。
【００４１】
＜含有すべきでない成分について＞
ガラス原料には、ガラスの特性を損なわない範囲で、他の成分を必要に応じて添加できる。しかしながら、上述の各成分を除く、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、例えばＮｂ、Ｔｉ及びＷに比べてもガラスの着色を起こり易くする性質が強いため、本発明の光線透過率に関する効果を減殺し易い。従って、これらの遷移金属成分は、含有量を低減させることが好ましく、実質的に含まないことがより好ましい。
【００４２】
また、ＰｂＯ等の鉛化合物、及び、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、Ｓｅの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、不可避な混入を除き、これらを実質的に含有しないことが好ましい。これにより、光学ガラスに環境を汚染する物質が実質的に含まれなくなる。そのため、特別な環境対策上の措置を講じなくとも、この光学ガラスを製造し、加工し、及び廃棄できる。
【００４３】
［光学ガラスの作製］
本発明の製造方法では、上述のガラス原料に対して溶融工程、清澄工程、撹拌工程、流出工程及び成形工程を行い、光学ガラスを作製する。
【００４４】
＜ガラス溶解装置＞
これら溶融工程、清澄工程、撹拌工程及び流出工程は、例えば図１に示すような、溶融槽１１と、清澄槽１２と、撹拌槽１３と、を備えたガラス溶解装置１を用いる。図１では、溶融槽１１と清澄槽１２が連通管１６で連通され、清澄槽１２と撹拌槽１３が連通管１７で連通されている。ここで、溶融槽１１はガラス原料Ｓを溶融する溶融工程を行い、清澄槽１２はガラスを清澄する清澄工程を行い、撹拌槽１３はガラスを撹拌する撹拌工程を行う。これにより、溶融ガラスＧが溶融槽１１、清澄槽１２及び撹拌槽１３の順に流動するため、各工程における溶融ガラスＧの温度や酸素濃度等に適した材質で構成された、溶融槽１１、清澄槽１２及び撹拌槽１３を用いることができる。すなわち、酸素濃度の多い溶融ガラスＧへのガラス溶解装置１の成分の溶出を低減しながらも、溶融ガラスＧの過剰な加熱によるＮｂ２Ｏ５の還元を低減できる。従って、高分散を有しながらも着色が少ない光学ガラスを得ることができる。
【００４５】
具体的には、溶融槽１１、清澄槽１２及び撹拌槽１３は、原料ガラスＳ及び／又は溶融ガラスＧと接する部分（器壁１１１、１２１、１３１）の少なくとも一部を石英、白金及び白金合金からなる群より選択される１種以上から構成することが好ましい。これにより、溶融槽１１や清澄槽１２、撹拌槽１３が溶融ガラスＧの熱に耐えることができる。
【００４６】
ここで、溶融槽１１、清澄槽１２及び撹拌槽１３の少なくともいずれかについて、原料ガラスＳ及び／又は溶融ガラスＧが接触する部分の少なくとも一部を石英で構成することが好ましい。これにより、溶融槽１１、清澄槽１２及び撹拌槽１３のうち少なくともいずれかと、清澄及び撹拌によって酸素濃度が低減される前の溶融ガラスＧとの反応が低減されるため、溶融ガラスＧへのガラス溶解装置１の成分の溶出を低減でき、着色の少ない光学ガラスを形成できる。
【００４７】
特に、溶融槽１１及び清澄槽１２のうち原料ガラスＳ及び／又は溶融ガラスＧが接触する部分（器壁１１１、１２１）の少なくとも一部を石英で構成する一方で、撹拌槽１３において原料ガラスＳ及び／又は溶融ガラスＧが接触する部分（器壁１３１）の少なくとも一部を白金や白金合金で構成することが好ましい。これにより、特に酸素濃度が高い溶融ガラスＧが貯留される溶融槽１１及び清澄槽１２に含まれる成分の溶融ガラスＧへの溶出が低減されながらも、撹拌槽１３では白金又は白金合金の有する自由電子によって器壁１３１の熱伝導性が高められることで、溶融ガラスＧに気泡が含まれていても溶融ガラスＧの均熱性が高められる。従って、溶融ガラスＧへのガラス溶解装置１の成分の溶出や、溶融ガラスＧの局所的な過剰な加熱によるＮｂ２Ｏ５の還元を介した光学ガラスの着色を低減できる。
【００４８】
ガラス原料Ｓの溶融槽１１への供給、溶融ガラスＧの溶融槽１１から清澄槽１２への供給、及び溶融ガラスＧの清澄槽１２から撹拌槽１３への供給は、連続的に行うことが好ましい。これにより、ガラス原料Ｓや溶融ガラスＧが供給される槽に貯留された溶融ガラスＧの温度が変動し難くなるため、溶融ガラスＧの局所的な冷却による溶融ガラスＧに含まれる余分な気体成分の滞留を低減でき、且つ、溶融ガラスＧの局所的な過剰な加熱によるＮｂ２Ｏ５の還元による光学ガラスの着色を低減できる。一方で、ガラス原料Ｓの溶融槽１１への供給、溶融ガラスＧの溶融槽１１から清澄槽１２への供給、及び溶融ガラスＧの清澄槽１２から撹拌槽１３への供給は、間欠的に行うことも好ましい。これにより、余分な気体成分を多く含んだ溶融ガラスＧやガラス原料Ｓが供給されなくなる時間が生じるため、溶融ガラスＧに含まれる余分な気体成分が十分に排出された状態で、溶融ガラスＧを次工程の異なる材質からなる槽に送ることができる。
【００４９】
＜バブリング＞
本発明の製造方法は、溶融ガラスＧ中で気体をバブリングする工程を有することが好ましい。これにより、溶融ガラスＧに含まれる酸素成分の排出が促進され、酸素成分の濃度が短時間で適度に調節されることで、溶融ガラスＧに含まれるＮｂ２Ｏ５成分等の遷移金属成分の還元や、ガラス溶解装置１に含まれる成分（特にＰｔ等の貴金属）の溶融ガラスＧへの溶出を低減できるため、着色の少ない光学ガラスを得ることができる。
【００５０】
バブリングは、溶融ガラスＧが流出手段１４が設けられた槽に貯留されるよりも前、又は、溶融ガラスＧが流出手段１４から流出するよりも前に行うことが好ましく、より具体的には、溶融ガラスＧが溶融槽１１及び／又は清澄槽１２に貯留されているとき、すなわち溶融工程及び／又は清澄工程で行うことが好ましい。これにより、溶融ガラスＧに供給されたガスが、バブリングを行った槽から撹拌槽１３までの間で排出され易くなるため、流出手段１４から気泡を流出し難くでき、光学ガラスにおける気泡の形成を低減できる。
【００５１】
ここで、バブリングする気体は、溶融ガラスＧに溶け込み難く、且つ溶融ガラスＧとの無用な反応の少ない気体の中から適宜選択される。
【００５２】
その中で、バブリングする気体として酸化性ガスを用いることが好ましい。これにより、溶融ガラスＧに還元された状態で含まれるＮｂ２Ｏ５成分等の遷移金属成分が酸化されるため、遷移金属成分の還元による光学ガラスの着色を低減できる。酸化性ガスは、例えば酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）若しくはこれら気体の１種以上の混合気体が挙げられるが、特に酸素を用いることが好ましい。特に酸素を用いることで、バブリングする気体が溶融ガラスＧに含まれる遷移金属以外の成分とは反応し難くなるため、所望の特性を有する光学ガラスを得易くできる。
【００５３】
酸化性ガスを用いる場合、バブリングを行う溶融槽１１及び／又は清澄槽１２は、原料ガラスＳ及び／又は溶融ガラスＧが接触する部分（器壁１１１、１２１）の少なくとも一部が石英で構成されることが好ましい。これにより、溶融ガラスＧが酸化性ガスと結び付くことによる溶融槽１１及び／又は清澄槽１２に含まれる成分の溶出が低減されるため、これらの成分による光学ガラスの着色を低減できる。
【００５４】
一方で、バブリングする気体として非酸化性ガスを用いることも好ましい。これにより、溶融ガラスＧに含まれる酸素成分の排出が促進され、溶融ガラスＧに含まれる余分な酸素成分によって引き起こされる、ガラス溶解装置に含まれる成分（特にＰｔ等の貴金属）の溶融ガラスＧへの溶出が低減されることで、光学ガラスの着色を低減できる。非酸化性気体は、例えばヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）又はキセノン（Ｘｅ）、窒素（Ｎ２）等の不活性ガス、一酸化炭素（ＣＯ）又は水素（Ｈ２）等の還元性気体、若しくはこれら気体の１種以上の混合気体が挙げられるが、特に不活性ガス用いることが好ましい。これにより、溶融ガラスＧに供給される気体と、溶融ガラスＧとの間での化学反応が抑えられることで、気体が溶融ガラスＧに取り込まれ難くなるため、得られる光学ガラスの特性が気体によって悪影響を受け難い。
【００５５】
なお、溶融ガラスＧに供給する気体として、還元性気体を用いてもよい。溶融ガラスＧから取り込まれる酸素成分が還元性気体と反応することで、酸素成分を取り込んだ後の気体の酸素分圧が低減される。そのため、酸素成分を取り込んだ後の非酸化性気体が、さらに酸素成分を取り込み易くすることができる。
【００５６】
非酸化性ガスを用いる場合、溶融槽１１、清澄槽１２及び撹拌槽１３の少なくともいずれかは、原料ガラスＳ及び／又は溶融ガラスＧが接触する部分（器壁１１１、１２１、１３１）の少なくとも一部が白金又は白金合金で構成されることが好ましい。これにより、溶融槽１１、清澄槽１２及び／又は撹拌槽１３に含まれる成分の溶出が低減されながらも、器壁１１１、１２１、１３１の熱伝導性が高められることで、溶融ガラスＧに気泡が含まれていても溶融ガラスＧの均熱性が高められる。従って、溶融ガラスＧへのガラス溶解装置１の成分の溶出や、溶融ガラスＧの局所的な過剰な加熱によるＮｂ２Ｏ５の還元による光学ガラスの着色を低減できる。
【００５７】
バブリングを行う際の気体の供給手段は、溶融ガラスＧの中に気体を供給できれば特に限定されないが、本実施形態では、溶融槽１１及び／又は清澄槽１２の溶融ガラスＧ中で開口する気体供給管２１、２２と、気体供給管２１、２２に設けられる気体供給弁２３、２４と、気体供給弁２３、２４に設けられる気体供給源２５とを有する気体供給装置２である。気体供給源２５から気体を供給するタイミングや供給速度が気体供給弁２３、２４によって調節されながら、気体供給管２１、２２の開口から気体が供給される。そのため、溶融槽１１及び／又は清澄槽１２に貯留される溶融ガラスＧの量や、溶融槽１１及び／又は清澄槽１２で溶融ガラスＧが貯留される時間の長さに適したバブリングを行うことができる。
【００５８】
ここで、気体供給管２１、２２は、少なくとも溶融ガラスＧと接する部分が石英、白金又は白金合金から形成されることが好ましい。これにより、気体供給管２１、２２が溶融ガラスＧの熱に耐えられ、且つ、気体供給管２１、２２と溶融ガラスＧとの反応が低減されるため、溶融ガラスＧへのバブリングを確実に行えることで、所望の特性を有する光学ガラスを形成できる。特に、溶融ガラスＧと接する部分が白金又は白金合金から形成される場合、気体供給管２１、２２は、少なくとも一部が開口２１１、２２１から上方向に延びていることが好ましい。これにより、気体供給管２１、２２に接する部分の溶融ガラスＧが、開口２１１、２２１から供給される気泡によって余分な酸素成分が取り除かれ易くなるため、気体供給管２１、２２からの白金成分の溶出も低減でき、且つ、気体供給管２１、２２の長寿命化を図ることができる。
【００５９】
＜溶融工程＞
溶融工程は、溶融槽１１に供給された上述のガラス原料Ｓを溶融し、溶融ガラスＧを形成する。ここで、溶融ガラスＧを形成する方法は、ガラス原料Ｓの性状によって適宜選択される。
【００６０】
例えば、ガラス化されていないガラス原料Ｓからなるバッチを１回の加熱操作で溶融し、ガラス原料Ｓのガラス化と溶融ガラスＧの形成とを同時に行うことが好ましい。これにより、少ない加熱時間で溶融ガラスＧが形成され、ガラス原料Ｓと溶融槽１１との接触時間が低減されるため、溶融槽１１に含まれる成分（特にＰｔ等の貴金属）のガラス中への溶出による着色を低減できる。
【００６１】
一方で、ガラス原料Ｓのうち、溶融及びガラス化が困難といわれるＮｂ２Ｏ５成分を含む１種以上を溶融後に冷却して少なくとも一部をガラス化させたカレットを、他のガラス原料や他のカレットに混合して溶融することも好ましい。これにより、溶融及びガラス化が、複数回に分かれることで進められ易くなり、ガラス原料Ｓや溶融ガラスＧからの気泡の発生速度が低減されることで、ガラス原料Ｓや溶融ガラスＧの均熱性が高められるため、より均一な組成及び特性を有する光学ガラスを得ることができる。
【００６２】
溶融工程でガラス原料Ｓを溶融する溶融温度は、ガラス原料Ｓを溶融でき且つ冷却後にガラス化できる温度の中から適宜選択される。より具体的には、溶融温度は１０００℃以上が好ましく、１０３０℃以上がより好ましく、１０５０℃以上が最も好ましい。これにより、ガラス原料Ｓが溶融され易くなって溶け残りが生じ難くなるため、後述する撹拌工程の後に均質な光学ガラスを得ることができる。一方で、この溶融温度は、１３００℃未満が好ましく、１２５０℃未満がより好ましく、１２４０℃未満が最も好ましい。溶融温度を所定以下の温度にすることで、溶融ガラスＧからの酸素成分の過剰な蒸発が低減されるため、Ｎｂ２Ｏ５成分の還元による光学ガラスの着色を低減できる。
【００６３】
なお、本願明細書における「溶融温度」は、溶融槽１１の上部におけるガラス原料Ｓの温度と、溶融槽１１の下部におけるガラス原料Ｓの温度と、の平均を指す。ここで、溶融槽１１の上部及び下部におけるガラス原料Ｓの温度は、溶融槽１１の内部や壁面に設けられた図示しない熱電対を用いて求めることができる。また、溶融槽１１の上部におけるガラス原料Ｓの温度は、放射温度計を用いて求めてもよい。
【００６４】
溶融工程でガラス原料Ｓを溶融する溶融時間は、ガラス原料Ｓを溶融でき且つ溶融槽１１からの成分の溶出を低減できる時間の中から適宜選択される。より具体的には、ガラス原料Ｓの溶融時間は、０．０１時間以上が好ましく、０．１時間以上がより好ましく、０．２時間以上が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧにガラス原料Ｓの溶け残りが生じ難くなるため、均質な光学ガラスを得ることができる。一方で、この溶融時間は、１０時間以下が好ましく、８時間以下がより好ましく、７時間以下が最も好ましい。これにより、ガラス化がある程度進められた溶融ガラスＧが清澄槽１２に送られるため、溶融槽１１に貯留される未反応のガラス原料Ｓの割合を高めて、ガラス原料Ｓのガラス化を進み易くできる。また、特に溶融槽１１を白金又は白金合金で構成した場合には、溶融ガラスＧと溶融槽１１との接触時間が低減されるため、溶融槽１１の成分の溶出を低減して着色の少ない光学ガラスを得易くすることができる。
【００６５】
なお、本願明細書における「溶融時間」は、ガラス原料Ｓが溶融槽１１に滞留する平均の時間を指す。例えば、ガラス原料Ｓの供給及び排出速度が一定の場合、ガラス原料Ｓの溶融槽１１への供給を開始する時点（ガラス原料Ｓの供給後にガラス原料Ｓを溶融温度に加熱する場合は、供給されたガラス原料Ｓの温度が上述の溶融温度に達する時点）からガラス原料Ｓの溶融槽１１からの排出を開始する時点（又は、後述の清澄工程に移行する時点）までの時間をΔｔａｂ［ｈ］、ガラス原料Ｓの溶融槽１１への供給を終了する時点（ガラス原料Ｓの供給後にガラス原料Ｓを溶融温度に加熱する場合は、供給されたガラス原料Ｓの温度が上述の溶融温度に達する時点）からガラス原料Ｓの溶融槽１１からの排出を終了する時点（又は、後述の清澄工程に移行する時点）までの時間をΔｔｃｄ［ｈ］としたとき、溶融時間Δｔ１［ｈ］は、以下の式（１）より求められる。
【数１】
【００６６】
＜清澄工程＞
清澄工程は、溶融工程で溶融したガラス原料Ｓを、清澄槽１２で所定時間にわたり滞留させて清澄させる。これにより、ガラス原料Ｓのガラス化がより進められるとともに、ガラス化によって生じる余分な気体成分（例えば酸素原子や水素原子）が気泡になって清澄槽１２から排出され易くなる。そのため、ガラスの失透を低減できるとともに、ガラス溶解装置１に含まれる成分（特にＰｔ等の貴金属）のガラス中への溶出を低減できる。従って、光学ガラスの可視光についての光線透過率を低下し難くすることができる。なお、本明細書における「溶融ガラス」は、ガラス化した後の溶融状態のガラス原料Ｓに加えて、ガラス化する前の溶融状態のガラス原料Ｓをも含むものとする。
【００６７】
清澄工程で溶融ガラスＧを清澄させる清澄温度は、ガラス化を進めることが可能な温度の中から適宜選択されるが、溶融温度より高い温度であることが好ましい。より具体的には、清澄工程における清澄温度は、１０２０℃以上が好ましく、１０５０℃以上がより好ましく、１０８０℃以上が最も好ましい。これにより、ガラス原料Ｓのガラス化の効率が高められながらも、溶融ガラスＧの粘度が小さくなって非酸化性気体や余分な気体成分を含有する気泡が溶融ガラスＧを浮上し易くなるため、失透及び気泡の少ない光学ガラスを得易くすることができる。また、溶融ガラスＧ中の酸素濃度を低減できるため、撹拌槽１３を白金又は白金合金で構成した場合にも、撹拌槽１３に含まれる成分の溶融ガラスＧへの溶出を低減できる。一方で、この清澄温度は、１３００℃未満が好ましく、１２５０℃未満がより好ましく、１２４０℃未満が最も好ましい。清澄温度を所定以下の温度にすることで、溶融ガラスＧからの酸素成分の過剰な蒸発が低減されるため、Ｎｂ２Ｏ５成分の還元による光学ガラスの着色を低減できる。
【００６８】
なお、本願明細書における「清澄温度」は、清澄槽１２の上部における溶融ガラスＧの温度と、清澄槽１２の下部における溶融ガラスＧの温度と、の平均を指す。ここで、清澄槽１２の上部及び下部における溶融ガラスＧの温度は、清澄槽１２の内部や壁面に設けられた図示しない熱電対を用いて求めることができる。また、清澄槽１２の上部における溶融ガラスＧの温度は、放射温度計を用いて求めてもよい。
【００６９】
清澄工程で溶融ガラスＧを滞留させる清澄時間は、０．０１時間以上が好ましく、０．２時間以上がより好ましく、０．３時間以上が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧのガラス化や、非酸化性気体及び余分な気体成分を含有する気泡の排出が進められるため、失透及び気泡の少ない光学ガラスを得ることができる。一方で、この清澄時間は、１０時間以下が好ましく、８時間以下がより好ましく、５時間以下が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧからの酸素成分の過剰な蒸発が低減されるため、Ｎｂ２Ｏ５成分の還元による光学ガラスの着色を低減できる。また、特に清澄槽１２を白金又は白金合金で構成した場合には、溶融ガラスＧと清澄槽１２との接触時間が低減されるため、清澄槽１２の成分の溶出を低減して着色の少ない光学ガラスを得易くすることができる。
【００７０】
なお、本願明細書における「清澄時間」は、溶融ガラスＧが清澄槽１２に滞留する平均の時間を指す。例えば、ガラス原料Ｓの供給速度及び溶融ガラスＧの排出速度が一定の場合、ガラス原料Ｓの清澄槽１２への供給を開始する時点（又は、上述の溶融工程から清澄工程に移行する時点）から溶融ガラスＧの清澄槽１２からの排出を開始する時点（又は、後述の撹拌工程に移行する時点）までの時間をΔｔａｂ’［ｈ］、ガラス原料Ｓの溶融槽１１への供給を終了する時点（又は、上述の溶融工程から清澄工程に移行する時点）から溶融ガラスＧの清澄槽１２からの排出を終了する時点（又は、後述の撹拌工程に移行する時点）までの時間をΔｔｃｄ’［ｈ］としたとき、清澄時間Δｔ２［ｈ］は、以下の式（２）より求められる。
【数２】
【００７１】
＜撹拌工程＞
撹拌工程は、清澄した溶融ガラスＧを撹拌槽１３で撹拌する。溶融ガラスＧに残留する非酸化性気体の気泡に余分な気体成分が取り込まれ、溶融ガラスＧに残留する気泡が撹拌槽１３の外部に排出され易くなるため、気泡の少ない光学ガラスを得ることができる。それとともに、溶融ガラスＧの組成の均一性が高められるため、形成される光学ガラスの特性の変動を低減することができる。
【００７２】
撹拌工程で溶融ガラスＧを撹拌する撹拌手段４は、溶融ガラスＧの粘度や撹拌槽１３の形状等によって適宜選択される。ここで、撹拌手段４は、撹拌翼４１が撹拌槽１３の底面及び／又は壁面の近傍に設けられ、この撹拌翼４１が回転軸４３を軸にして撹拌槽１３の底面及び／又は壁面に沿って回動することが好ましい。これにより、撹拌槽１３の底面及び壁面に沿って溶融ガラスＧの流れが形成されることで、気泡が形成され易い撹拌槽１３の底面及び壁面から気泡が効率よく除去される。特に、撹拌手段４の撹拌翼４１が、撹拌槽１３の底面に沿って設けられることが好ましい。これにより、撹拌槽１３から溶融ガラスＧを全て排出させる際にも、撹拌槽１３が空になる直前まで溶融ガラスＧが撹拌されるため、流出工程の開始時から終了時まで、気泡の形成を低減できる。
【００７３】
撹拌手段４のうち、撹拌翼４１や回転軸４３のように溶融ガラスＧと接触する部分の材質は、溶融ガラスＧとの反応性が低く、且つ撹拌工程の温度に耐えうる材質の中から適宜選択される。より具体的には、石英、白金及び白金合金からなる群より選択される１種以上が挙げられるが、その中でも白金及び／又は白金合金からなることが好ましい。特に白金及び／又は白金合金を用いることにより、撹拌翼４１や回転軸４３の靭性が高められるため、溶融ガラスＧを撹拌したときの撹拌翼４１や回転軸４３の破損を低減でき、撹拌手段４の長寿命化を図ることができる。
【００７４】
撹拌工程で溶融ガラスＧを撹拌させる撹拌温度は、清澄温度以下の温度であることが好ましい。より具体的には、撹拌工程における撹拌温度のうち最も高い温度は、１３００℃未満が好ましく、１２５０℃未満がより好ましく、１２４０℃未満が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧに残留する非酸化性気体を含有する気泡が除去されながらも、溶融ガラスＧに含まれる酸素成分の必要以上の蒸発が起こり難くなる。そのため、撹拌槽１３や撹拌手段４に含まれる成分の溶融ガラスＧへの溶出を低減しながらもＮｂ２Ｏ５成分の還元を低減できることで、着色の少ない光学ガラスを得ることができる。一方、この撹拌温度のうち最も低い温度は、１０００℃以上が好ましく、１０５０℃以上がより好ましく、１１００℃以上が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧの粘度が高くなり過ぎないことで、気泡が除去され易くなりながらも、撹拌手段４に掛かる負荷が軽減される。そのため、撹拌工程を効率よく行うことができ、且つ撹拌手段４の長寿命化を図ることができる。
【００７５】
なお、この撹拌温度は、溶融ガラスＧに含まれる気泡を排出できる温度範囲にあればよいため、撹拌工程を行う所定の時間に亘って一定の温度である必要は必ずしもない。このとき、撹拌温度のうち最も高い温度は、溶融ガラスＧに含まれる酸素成分の必要以上の蒸発を低減できる観点では、清澄温度以下の温度であることが好ましいが、一時的に気泡の排出を促進するために、清澄温度より高い温度にしてもよい。
【００７６】
また、本願明細書における「撹拌温度」は、撹拌工程において撹拌槽１３に滞留する溶融ガラスＧの複数の箇所における平均の温度を用いることが好ましい。より具体的には、撹拌槽１３の上部における溶融ガラスＧの温度と、撹拌槽１３の下部における溶融ガラスＧの温度と、の平均を用いることが好ましい。これにより、特に溶融ガラスＧの内部で温度勾配が生じている場合であっても、溶融ガラスＧの着色が抑えられ易くなるため、可視光の透過率の高い光学ガラスを得易くすることができる。ここで、撹拌槽１３の上部及び下部における溶融ガラスＧの温度は、撹拌槽１３の内部や壁面に設けられた図示しない熱電対を用いて求めることができる。また、撹拌槽１３の上部における溶融ガラスＧの温度は、放射温度計を用いて求めてもよい。
【００７７】
撹拌槽１３で溶融ガラスＧを撹拌させる撹拌時間は、０．０１時間以上が好ましく、０．２時間以上がより好ましく、０．３時間以上が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧに含まれていた気泡が除去され易くなるため、光学ガラスに気泡を残り難くすることができる。一方で、この撹拌時間は、１０時間以下が好ましく、８時間以下がより好ましく、５時間以下が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧに含まれている酸素成分の蒸発による遷移金属成分の還元が低減され、特に撹拌槽１３を白金や白金合金で構成した場合には撹拌槽３に含まれる成分の溶融ガラスＧへの溶出も低減される。従って、気泡の少なさと光線透過率の高さと両立させた光学ガラスを得易くすることができる。
【００７８】
なお、本願明細書における「撹拌時間」は、溶融ガラスＧが撹拌手段４により撹拌される平均の時間を指す。例えば、溶融ガラスＧの撹拌槽１３への供給速度及び撹拌槽１３からの排出速度が等しく且つ一定であり、且つ溶融ガラスＧの撹拌が撹拌槽１３において常時行われる場合、撹拌槽１３に貯留される溶融ガラスＧの体積をＶ［ｍ３］、撹拌槽１３に供給及び排出される溶融ガラスＧの供給速度及び排出速度をｖ［ｍ３／ｈ］としたとき、撹拌時間Δｔ３［ｈ］は、概ね以下の式（３）より求められる。
Δｔ３＝Ｖ／ｖ （３）
また、撹拌工程を行っている間に撹拌槽１３への溶融ガラスＧの流入及び撹拌槽１３からの溶融ガラスＧの排出が行われない場合、撹拌手段４による溶融ガラスＧの撹拌を開始する時点をｔＳ、撹拌手段４による溶融ガラスＧの撹拌を終了する時点をｔＧしたとき、撹拌時間Δｔ３［ｈ］は、以下の式（４）より求められる。
Δｔ３＝ｔＧ−ｔＳ （４）
【００７９】
＜流出工程＞
流出工程は、撹拌された溶融ガラスＧを撹拌槽から流出させる。これにより、溶融ガラスＧの流れが形成されるため、可視光の透過率の高い光学ガラスを、連続的及び／又は断続的に所望の形状に成形することができる。
【００８０】
ここで、流出工程で溶融ガラスＧを流出させる流出手段１４は、例えば図１に示すような、撹拌槽１３から延出した流出管である。
【００８１】
流出工程で溶融ガラスＧを流出させる流出温度は、清澄温度及び撹拌温度よりも低い温度であることが好ましい。より具体的には、流出工程における流出温度は、１２００℃未満が好ましく、１１８０℃未満がより好ましく、１１５０℃未満が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧに含まれている酸素成分の蒸発による遷移金属成分の還元や、流出手段１４に含まれる成分の溶融ガラスＧへの溶出が抑えられるため、光学ガラスの着色を低減できる。一方で、この流出温度は、１０２０℃以上が好ましく、１０５０℃以上がより好ましく、１０６０℃以上が最も好ましい。これにより、流動ガラスに所望の流動性が確保されて溶融ガラスＧの流量が略一定になるため、流出手段での溶融ガラスＧの詰まりや、光学ガラスの成形不良を低減できる。
【００８２】
なお、本願明細書における「流出温度」は、流出手段１４における溶融ガラスＧの温度を指す。ここで、流出手段１４における溶融ガラスＧの温度は、流出手段１４の壁面に設けられた図示しない熱電対や、放射温度計を用いて求めることができる。
【００８３】
＜成形工程＞
成形工程は、所定の流量で供給される溶融ガラスＧを成形手段５で成形する。これにより、溶融ガラスＧが成形手段５によって所定の形状に成形されて流動性を失いながら、溶融ガラスＧからの気体成分の蒸発やＮｂ２Ｏ５の還元が止められるため、可視光の透過率をより高めた光学ガラスを得ることができる。
【００８４】
ここで、成形工程で溶融ガラスＧを成形する成形温度は、上述の流出温度と同様に、清澄温度及び撹拌温度以下の温度であることが好ましい。より具体的には、１２００℃未満が好ましく、１１５０℃未満がより好ましく、１１００℃以下が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧに含まれている酸素成分の蒸発による遷移金属成分の還元が抑えられるとともに、溶融ガラスＧと成形手段５とが接触する際の急激な温度変動が低減されるため、着色が少なく且つ割れの少ない光学ガラスを得ることができる。一方、この流出温度は、９００℃以上が好ましく、１０００℃以上がより好ましく、１０５０℃以上が最も好ましい。これにより、流動ガラスに所望の流動性が確保されるため、光学ガラスの成形不良を低減できる。
【００８５】
なお、本明細書における「成形温度」は、溶融ガラスＧが成形型等の成形手段５に接触する際の成形手段５の温度を指す。ここで、溶融ガラスＧが成形手段５に接触する際の温度は、放射温度計を用いて求めることができる。
【００８６】
本発明の製造方法では、成形工程で成形されたガラスに対して熱処理を行うことが好ましい。これにより、成形されたガラスに還元した状態のＮｂ２Ｏ５成分が含まれたとしても、そのＮｂ２Ｏ５成分を酸化してガラスの着色を低減できる。ここで、本発明で形成されるガラスは、上述のガラス溶解装置１によって、ガラス溶解装置１に含まれるＰｔ等の白金成分が低減されているので、熱処理によっても除去することが困難な着色は低減されている。
【００８７】
［光学ガラス］
本発明により作製される光学ガラスは、高い屈折率（ｎｄ）を有するとともに、高い分散を有する必要がある。特に、光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．７５、より好ましくは１．８０、最も好ましくは１．８４を下限とし、好ましくは２．３０、より好ましくは２．２０、最も好ましくは２．１０を上限とする。また、光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは２９、より好ましくは２７、さらに好ましくは２５、最も好ましくは１９を上限とする。これらにより、光学設計の自由度が広がり、更に素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。特に、本発明の方法は、Ｎｂ２Ｏ５成分を含有しているので、アッベ数（νｄ）が１９未満、より具体的には１８．５未満、さらに具体的には１８未満の高分散を有する光学ガラスを製造する際にも有用である。なお、光学ガラスのアッベ数（νｄ）の下限は特に限定されず、技術水準に応じて適宜決定されるものであるが、本発明によって得られる光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、概ね１０以上、具体的には１２以上、さらに具体的には１５以上であることが多い。
【００８８】
また、本発明により作製される光学ガラスは、着色が少ない。特に、本発明により作製される光学ガラスは、（Ｔｇ−１００）℃以上（Ｔｇ＋１００）℃以下の再加熱温度に昇温させる再加熱試験の後において、厚み１０ｍｍのサンプルで波長４２０ｎｍの光に対する分光透過率が、好ましくは２０％以上、より好ましくは２５％以上、最も好ましくは３０％以下である。これにより、ガラスの可視光に対する透明性が高められ、着色が低減される。すなわち、この光学ガラスから所望の光学特性を有するレンズ等の光学素子を作製することができる。なお、光学ガラスの波長４２０ｎｍの光に対する分光透過率の下限は特に限定されず、技術水準に応じて適宜決定されるものであるが、本発明によって得られる光学ガラスの波長４２０ｎｍの光に対する分光透過率の下限は、概ね８５％以下、具体的には８０％以下、さらに具体的には７８％以下であることが多い。
【００８９】
ここで、本発明により作製される光学ガラスは、上述の再加熱温度への昇温を、例えば精密アニールやプレス成形と同時に行ってもよい。これにより、所望の形状に成型され又は機械的な衝撃への耐性が強化されながらも、ガラスが熱処理されることでガラスに含まれる遷移金属成分が酸化されるため、所望の形状や機械的特性を有しながらも、高い分光透過率を有する光学ガラスを得ることができる。なお、本発明により作製される光学ガラスの用途は、再加熱温度への昇温を要する用途に限定されない。
【００９０】
また、本発明により作製される光学ガラスは、低いガラス転移点（Ｔｇ）を有することが好ましい。特に、本発明により作製される光学ガラスは、７００℃以下のガラス転移点（Ｔｇ）を有することが好ましい。これにより、ガラスがより低い温度で軟化するため、より低い温度でガラスをプレス成形できる。また、プレス成形に用いる金型の酸化を低減して金型の長寿命化を図ることもできる。従って、本発明により作製される光学ガラスのガラス転移点（Ｔｇ）は、好ましくは７００℃、より好ましくは６８０℃、最も好ましくは６７０℃を上限とする。なお、本発明により作製される光学ガラスのガラス転移点（Ｔｇ）の下限は特に限定されないが、概ね１００℃以上、具体的には１５０℃以上、さらに具体的には２００℃以上であることが多い。
【００９１】
［光学素子の作製］
本発明により作製される光学ガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用なレンズやプリズム等の光学素子を作製することができる。そして、これらの光学素子は、カメラやプロジェクタ等の光学機器に用いることが好ましい。これにより、光学素子による光の吸収が低減されて光の透過率が高められるため、高精細で高精度な結像特性及び投影特性を実現できる。
【００９２】
特に、本発明で作製される光学ガラスの成形体からなる光学素子は、白金の含有量が酸化物基準で５０ｐｐｍ以下である。これにより、加熱しても取り除くことが困難であったガラスの変色が低減されているため、光学素子の製造工程に関する自由度を高めながらも、この光学素子をカメラやプロジェクタ等のような可視領域の光を透過させる用途に好ましく用いることができる。ここで、酸化物基準における、光学素子に含まれる白金の含有量は、好ましくは１０ｐｐｍ、より好ましくは５ｐｐｍ、最も好ましくは３ｐｐｍを上限とする。
【実施例】
【００９３】
表１に、光学ガラスの作製に用いられるガラス原料の組成、バブリングに用いた気体の種類、気体の供給速度及び気体の供給位置、並びに、溶融工程、清澄工程、撹拌工程、流出工程及び成形工程の温度及び時間を示す。また、作製される光学ガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移点（Ｔｇ）、並びに、再加熱試験の後における波長４２０ｎｍの光に対する分光透過率も表１に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例にのみ限定されるものではない。
【００９４】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２）及び比較例（Ｎｏ．１）では、いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、水酸化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定した。これらを表１に示した各実施例及び比較例の組成の割合で秤量し、全ての原料を均一に混合し、表１に記載の溶融温度で０．５〜３０時間溶融した後で冷却し、ガラス原料Ｓの一部をガラス化させたカレット（原料ガラス）を作製した。
【００９５】
このうち、本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２）では、石英からなる溶融槽と、この溶融槽に連通管で連通された白金からなる清澄槽と、この清澄槽に連通管で連通された白金からなる撹拌槽と、を備えたガラス溶解装置を用いた。そして、原料ガラスをガラス溶解装置の溶融槽に１．５〜３．０Ｌ／ｍｉｎの供給速度で連続的に供給した。ここで、溶融槽では、表１に記載の溶融温度及び溶融時間で原料ガラスを溶融して溶融ガラスを形成しながら、溶融槽への原料ガラスの供給速度と同じ速度で溶融ガラスを清澄槽に供給した。また、清澄槽では、表１に記載の清澄温度及び清澄時間で溶融ガラスを静置しながら、清澄槽への溶融ガラスの供給速度と同じ速度で溶融ガラスを撹拌槽に供給した。また、撹拌槽では、表１に記載の撹拌温度及び撹拌時間で、撹拌槽の底面に沿って設けられた白金からなる撹拌翼を用い、撹拌翼を撹拌槽の底面に沿って回動させて溶融ガラスを撹拌した。それとともに、撹拌槽への溶融ガラスの供給速度と同じ速度で溶融ガラスを流出手段に供給し、溶融ガラスの温度を表１の流出温度に調整し、撹拌槽の底面に設けられた流出手段（流出管）から溶融ガラスを流出させ、表１の成形温度に調整された溶融ガラスを成形型に供給して鋳込み、これらを徐冷してガラスを作製した。
【００９６】
一方、比較例（Ｎｏ．１）では、白金からなる溶融槽と、この溶融槽に連通管で連通された白金からなる清澄槽と、この清澄槽に連通管で連通された白金からなる撹拌槽と、を備えたガラス溶解装置を用いて、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２）と同様の手順でガラスを作製した。
【００９７】
このとき、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２）及び比較例（Ｎｏ．１）では、原料ガラスの溶融槽（図１の溶融槽１１）及び清澄槽（図１の清澄槽１２）のうち表１に記載された槽に対して、必要に応じて、表１に記載された種類及び酸素分圧の気体を、表１に記載された供給速度で連続的に供給した。
【００９８】
実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２）及び比較例（Ｎｏ．１）で得られるガラスの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）については、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０１―２００３に基づいて測定した。なお、本測定に用いたガラスとして、アニール条件は徐冷降下速度を−２５℃／ｈｒとして、徐冷炉にて処理を行ったものを用いた。
【００９９】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２）及び比較例（Ｎｏ．１）で得られるガラスのガラス転移点（Ｔｇ）は、横型膨張測定器を用いた測定を行うことで求めた。ここで、測定を行う際のサンプルはφ４．５ｍｍ、長さ５ｍｍのものを使用し、昇温速度４℃／ｍｉｎとした。
【０１００】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２）及び比較例（Ｎｏ．１）で得られるガラスのＰｔ成分の含有量は、実施例及び比較例によって得られるガラスを粉末状にして、酸処理することによって得られた溶液について、ＩＣＰ発光分析装置（セイコーインスツル株式会社製 Ｖｉｓｔａ−ＰＲＯ）を用いて測定した。
【０１０１】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２）及び比較例（Ｎｏ．１）で得られるガラスの透過率については、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２に準じて測定した。具体的には、厚さ１０±０．１ｍｍの対面平行研磨品をＪＩＳＺ８７２２に準じ、波長４２０ｎｍの光に対する分光透過率を測定し、その透過率の値からガラスの着色の有無と程度を求めた。本実施例では、ガラスの透過率の測定は、精密アニールやプレス成形を想定した再加熱試験を行った後のものについて行った。ここで、ガラスの再加熱試験は、実施例及び比較例で得られるガラスから作製される１５ｍｍ×１５ｍｍ×３０ｍｍの角柱状のガラス試料を耐火物上に載せて電気炉に入れ、１５０分で常温からガラス試料のガラス転移点（Ｔｇ）より２０℃高い温度まで昇温し、３０分間保温することで行った。再加熱試験を行った後のガラスは、常温まで冷却して炉外に取り出した後、対向する２面を厚み１０ｍｍ±０．１ｍｍに研磨し、上述と同様の方法で分光透過率を測定した。
【０１０２】
【表１】
【０１０３】
表１に表されるように、本発明の実施例で得られる光学ガラスは、いずれも再加熱試験後における波長４２０ｎｍの光に対する分光透過率が２０％以上、より詳細には５５％以上であった。一方で、比較例で得られるガラスは、再加熱試験後における波長４２０ｎｍの光に対する分光透過率が４０％より低かった。このため、本発明の実施例により得られる光学ガラスは、特に再加熱した後において、比較例で得られるガラスに比べて可視光に対する分光透過率が高く、着色し難いことが明らかになった。
【０１０４】
また、本発明の実施例で得られる光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎｄ）が１．８０以上、より詳細には１．８４以上であるとともに、この屈折率（ｎｄ）は２．２０以下、より詳細には１．９５以下であり、所望の範囲内であった。
【０１０５】
また、本発明の実施例で得られる光学ガラスは、いずれもアッベ数（νｄ）が１０以上、より詳細には１７．３以上であるとともに、このアッベ数（νｄ）は２９以下、より詳細には２４．０以下であり、所望の範囲内であった。
【０１０６】
また、本発明の実施例で得られる光学ガラスは、いずれも白金含有量が５０ｐｐｍ以下、より詳細には３．０ｐｐｍ以下であり、所望の範囲内であった。
【０１０７】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもガラス転移点（Ｔｇ）が７００℃以下、より詳細には６６０℃以下であり、所望の範囲内であった。
【０１０８】
従って、本発明の実施例で得られる光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が所望の範囲内にありながら、高い分散（低いアッベ数νｄ）を有し、特に熱処理を行った後における着色が低減されており、且つ、プレス成形を行い易いことが明らかになった。
【０１０９】
以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。
【符号の説明】
【０１１０】
１ ガラス溶解装置
１１ 溶融槽
１２ 清澄槽
１３ 撹拌槽
１１１、１２１、１３１ 器壁
１４ 流出手段
１６、１７ 連通管
２ 気体供給装置
２１、２２ 気体供給管
２１１、２２１ 開口
２３、２４ 気体供給弁
２５ 気体供給源
３ 原料供給手段
３１ 原料貯留槽
３２ 原料供給弁
３３ 原料供給管
４ 撹拌手段
４１ 撹拌翼
５ 成形手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラスの製造方法、光学素子及び光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学レンズを使用する光学機器の高機能化が急速に進められており、これに伴って光学レンズに対する高精度化の要求が強まっている。高精度化に対する市場の要求としては、具体的にはガラス内部の均質性が高いこと、透過率が極めて高いこと、屈折率やアッベ数といった光学特性が一定であること等が挙げられ、これらを実現するために種々の方法が公知である。
【０００３】
かかる方法として、溶融ガラスを清澄する清澄槽から溶融ガラスを撹拌する撹拌槽に移送される溶融ガラスの一部を分岐させて、清澄槽に還流させる方法が公知である（特許文献１参照）。また、撹拌槽の内部に循環混合筒を設け、撹拌槽の内部で溶融ガラスを還流させることが公知である（特許文献２参照）。また、溶融槽、清澄槽及び撹拌槽を白金で構成し、その外表面を耐火物で覆うことが公知である（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８７４２９号公報
【特許文献２】特開平１０−３３８５２８号公報
【特許文献３】特開２００８−２０１６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜特許文献３に記載された方法において、特に分散を高める作用のあるＮｂ２Ｏ５成分を含有する原料を用いた場合、形成されるガラスは着色しているため、光線透過率の高い光学ガラスを得ることができない。
【０００６】
本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、特に遷移金属であるＮｂ２Ｏ５成分を含有し、且つ着色が少ないガラスを得ることが可能な、光学ガラスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意試験研究を重ねた結果、ガラス原料にＮｂ２Ｏ５成分を含有させた上で、溶融槽、清澄槽及び撹拌槽を備え、溶融槽と清澄槽が連通し、且つ清澄槽と撹拌槽が連通した装置を用いることで、高分散を有しながらも、ガラスの可視光に対する透過率が高められることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【０００８】
（１） Ｎｂ２Ｏ５成分を必須成分として含有する光学ガラスを製造する方法であって、ガラス原料を溶融する溶融槽と、この溶融槽に連通され且つガラスを清澄する清澄槽と、この清澄槽に連通され且つガラスを撹拌する撹拌槽と、を用い、ガラス原料を前記溶融槽で溶融する工程（溶融工程）、溶融したガラス原料を前記清澄槽で清澄させる工程（清澄工程）、清澄した溶融ガラスを前記撹拌槽で撹拌する工程（撹拌工程）、撹拌した溶融ガラスを流出させる工程（流出工程）、及び流出したガラスを成形する工程（成形工程）を有する製造方法。
【０００９】
（２） 前記溶融槽、清澄槽、及び撹拌槽においてガラスが接触する部分の少なくとも一部を石英で構成する（１）記載の製造方法。
【００１０】
（３） 前記溶融槽及び清澄槽においてガラスが接触する部分の少なくとも一部を石英で構成し、前記撹拌槽においてガラスが接触する部分を白金で構成する（１）又は（２）記載の製造方法。
【００１１】
（４） 溶融したガラス中で酸化性ガスをバブリングする工程を更に有する（２）又は（３）記載の製造方法。
【００１２】
（５） 前記溶融槽、清澄槽、及び撹拌槽においてガラスが接触する部分の少なくとも一部を白金で構成し、溶融したガラス中で非酸化性ガスをバブリングする工程を更に有する（１）から（３）いずれか記載の製造方法。
【００１３】
（６） 前記ガラス原料として、アンチモン及び／又はスズを含有するものを用いる（１）から（５）いずれか記載の製造方法。
【００１４】
（７） （１）から（６）いずれか記載の製造方法で製造され、白金の含有量が酸化物基準で５０ｐｐｍ以下であるガラス成形体からなる光学素子。
【００１５】
（８） （７）記載の光学素子を用いる光学機器。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、溶融槽と、この溶融槽に連通される清澄槽と、この清澄槽に連通される撹拌槽とを用い、且つ光学ガラスにＮｂ２Ｏ５成分を含有させることにより、高屈折率及び高分散を有しながらも、特に熱処理を行った後における着色が低減されたガラスを得ることが可能な光学ガラスの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態で用いられるガラス溶解装置の好ましい一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の光学ガラスの製造方法は、Ｎｂ２Ｏ５成分を必須成分として含有する光学ガラスを製造する方法であって、ガラス原料を溶融する溶融槽と、この溶融槽に連通され且つガラスを清澄する清澄槽と、この清澄槽に連通され且つガラスを撹拌する撹拌槽と、を用い、ガラス原料を前記溶融槽で溶融する工程（溶融工程）、溶融したガラス原料を前記清澄槽で清澄させる工程（清澄工程）、清澄した溶融ガラスを前記撹拌槽で撹拌する工程（撹拌工程）、撹拌した溶融ガラスを流出させる工程（流出工程）、及び流出したガラスを成形する工程（成形工程）を有する。Ｎｂ２Ｏ５成分によって屈折率及び分散が高められ、溶融ガラスの溶融、清澄及び撹拌が別々の槽で行われるため、各工程における溶融ガラスの温度や酸素濃度等に適した材質で構成された、溶融槽、清澄槽及び撹拌槽を用いることが可能になる。すなわち、酸素濃度の多い溶融ガラスＧへのガラス溶解装置１の成分の溶出を低減しながらも、溶融ガラスＧの過剰な加熱によるＮｂ２Ｏ５の還元を低減できる。従って、高分散を有しながらも着色が少ない光学ガラスを得ることができる。
【００１９】
以下、本発明の光学ガラスの製造方法の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。
【００２０】
［ガラス原料］
まず、本発明の製造方法で用いられるガラス原料について説明する。本発明で用いられるガラス原料は、Ｎｂ２Ｏ５を必須成分として含有し、且つガラスを形成可能な原料の中から適宜選択される。その中でも、以下に述べるようなガラス原料を用いることが好ましい。
【００２１】
以下、本発明で用いられるガラス原料を構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有率は特に断りがない場合は、全て酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対する質量％（酸化物基準の質量％）で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」とは、本発明でガラス原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が溶融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総質量を１００質量％として、ガラス原料中に含有される各成分を表記した組成である。
【００２２】
＜必須成分、任意成分について＞
本発明で用いるガラス原料は、Ｎｂ２Ｏ５成分を含有する。Ｎｂ２Ｏ５成分を含有する原料ガラスを、溶融槽と、溶融槽に連通された清澄槽と、清澄槽に連通された撹拌槽と、を有するガラス溶解装置で溶解することにより、溶融ガラスの温度や酸素濃度等に適した材質からなる槽でガラスが溶融、清澄及び撹拌されることで、Ｎｂ２Ｏ５成分の還元が低減されながらも溶解設備（特にＰｔ等の貴金属）の溶存が低減されるため、ガラスの着色を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＮｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは２０．０％、最も好ましくは３０．０％を下限とする。一方、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量を６０．０％以下にすることで、ガラスの安定性を高めて耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＮｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは６０．０％、より好ましくは５８．０％、最も好ましくは５６．０％を上限とする。Ｎｂ２Ｏ５成分は、例えばＮｂ２Ｏ５等を用いてガラス原料に含有できる。
【００２３】
また、本発明で用いるガラス原料は、アンチモン及び／又はスズを含有することが好ましい。これにより、溶融ガラスに対する清澄及び撹拌によって酸素成分が必要以上に除去され、溶融ガラスに酸素の欠乏状態が生じたとしても、アンチモン及び／又はスズから放出される酸素原子によって補われ易くなる。より具体的には、酸素成分の必要以上の除去によって引き起こされうる、溶融ガラス中のＮｂ２Ｏ５成分等の遷移金属成分の還元が、この酸素原子によって起こり難くなる。すなわち、遷移金属成分の還元によって低下しがちであった、短波長側の可視光に対するガラスの透過率を高められることで、ガラスの着色を低減することができる。加えて、特にガラスに対して熱処理を行う場合、アンチモン及び／又はスズの少量の含有によって、ガラスに還元した状態で含まれていたＮｂ２Ｏ５成分等の遷移金属成分の酸化も促進されるため、ガラスを除歪することができ、特に短波長側の可視光についてのガラスの透明性を高めることで、着色を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対する、Ｓｂ２Ｏ３成分及びＳｎＯ２成分からなる群より選択される１種以上の質量和は、好ましくは０％を超え、より好ましくは０．０１％、最も好ましくは０．０２％を下限とする。
【００２４】
このうち、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、１．０％以下にすることが好ましい。これにより、Ｓｂ２Ｏ３成分から放出される酸素による溶解設備（特にＰｔ等の貴金属）の溶存が低減されるため、溶解設備の溶存によって生じる、ガラスの着色を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＳｂ２Ｏ３成分の含有量は、溶解設備の溶存を低減する観点から、好ましくは１．０％、より好ましくは０．５％、最も好ましくは０．３％を上限とする。Ｓｂ２Ｏ３成分は、例えばＳｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、Ｎａ２Ｈ２Ｓｂ２Ｏ７・５Ｈ２Ｏ等を用いてガラス原料に含有することができる。
【００２５】
一方、ＳｎＯ２成分の含有量は、０．５％以下にすることが好ましい。これにより、ＳｎＯ２成分から放出される酸素による溶解設備（特にＰｔ等の貴金属）の溶存が低減されるため、溶解設備の溶存によって生じる、ガラスの着色を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＳｎＯ２成分の含有量は、同じく溶解設備の溶存を低減する観点から、好ましくは０．５％、より好ましくは０．３％、最も好ましくは０．１％を上限とする。ＳｎＯ２成分は、例えばＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＳｎＯ３等を用いてガラス原料に含有することができる。
【００２６】
また、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＳｂ２Ｏ３成分及びＳｎＯ２成分からなる群より選択される１種以上の質量和は、好ましくは１．０％、より好ましくは０．５％、最も好ましくは０．３％を上限とする。
【００２７】
Ｐ２Ｏ５成分は、ガラス形成成分であり、ガラスの溶解温度を下げる成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、Ｐ２Ｏ５成分の含有量を４０．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を低減することができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＰ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは４０．０％、より好ましくは３５．０％、最も好ましくは３０．０％を上限とする。なお、Ｐ２Ｏ５成分は含有しなくとも所望の特性を有するガラスを得ることは可能であるが、Ｐ２Ｏ５成分の含有量を１０．０％以上にすることで、ガラスの可視光に対する透過率を高めつつ、ガラスの安定性を高めて耐失透性を高めることができる。また、ガラスの溶解温度が低くなるため、酸素成分の蒸発によるＮｂ２Ｏ５成分の還元を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＰ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは１５．０％、最も好ましくは２０．０％を下限とする。Ｐ２Ｏ５成分は、例えばＡｌ（ＰＯ３）３、Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｂａ（ＰＯ３）２、ＢＰＯ４、Ｈ３ＰＯ４等を用いてガラス原料に含有できる。
【００２８】
ＴｉＯ２成分及びＷＯ３成分は、ガラスの屈折率及び分散を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、ＴｉＯ２成分及び／又はＷＯ３成分の含有量を所定以下にすることで、ガラスの安定性を高めて耐失透性を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対して、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２８．０％、最も好ましくは２５．０％を上限とする。また、ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％、最も好ましくは１０．０％を上限とする。なお、ＴｉＯ２成分及びＷＯ３成分はいずれも含有しなくとも技術的な不利益はないが、ＴｉＯ２成分を０．１％以上、又はＷＯ３成分を０．１％以上にすることで、所望の高屈折率及び高分散を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対して、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは０．１％、より好ましくは１．０％、最も好ましくは２．０％を下限とする。また、ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは０．１％、より好ましくは１．０％、最も好ましくは２．０％を下限とする。ＴｉＯ２成分及びＷＯ３成分は、例えばＴｉＯ２、ＷＯ３等を用いてガラス原料に含有できる。
【００２９】
Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、ガラス転移点（Ｔｇ）を下げる成分であるとともに、ガラス形成時の耐失透性を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分のうち１種以上の含有量を所定以下にすることで、所望の高屈折率を得易くすることができ、ガラスの安定性を高めて失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対して、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１８．０％、最も好ましくは１５．０％を上限とする。また、Ｎａ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは３５．０％、より好ましくは３０．０％、最も好ましくは２５．０％を上限とする。また、Ｋ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％、最も好ましくは１０．０％を上限とする。Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、例えばＬｉ２ＣＯ３、ＬｉＮＯ３、ＬｉＦ、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＮＯ３、ＮａＦ、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｋ２ＣＯ３、ＫＮＯ３、ＫＦ、ＫＨＦ２、Ｋ２ＳｉＦ６等を用いてガラス原料内に含有できる。
【００３０】
さらに、このガラス原料は、Ｒｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）の含有量の質量和が、３５．０％以下であることが好ましい。特に、Ｒｎ２Ｏ成分の含有量の質量和が３５．０％以下であることにより、ガラスの屈折率の低下が抑えられるため、所望の高屈折率を得易くすることができる。また、ガラスの安定性が高められるため、ガラスへの失透等の発生を低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＲｎ２Ｏ成分の含有量の質量和は、好ましくは３５．０％、より好ましくは３０．０％、最も好ましくは２５．０％を上限とする。なお、Ｒｎ２Ｏ成分はいずれも含有しなくとも所望の特性を備えた光学ガラスを得ることができるが、Ｒｎ２Ｏ成分の含有量の質量和が０．１％以上であることにより、ガラスの高分散化を図りつつ、ガラス転移点（Ｔｇ）を下げ、ガラスの耐水性を高めることができる。また、ガラスの液相温度が低くなるため、ガラスの耐失透性をより高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＲｎ２Ｏ成分の含有量の質量和は、好ましくは０．１％、より好ましくは３．０％、最も好ましくは５．０％を下限とする。
【００３１】
ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分は、ガラスの液相温度を下げることでガラスの耐失透性を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分のうち１種以上の含有量を所定以下にすることで、所望の高屈折率及び高分散を得易くし、耐失透性や化学的耐久性の低下を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対して、ＭｇＯ成分の含有量は、好ましくは５．０％、より好ましくは４．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。また、ＣａＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。また、ＳｒＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。また、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２８．０％、最も好ましくは２５．０％を上限とする。ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分は、例えばＭｇＣＯ３、ＭｇＦ２、ＣａＣＯ３、ＣａＦ２、Ｓｒ（ＮＯ３）２、ＳｒＦ２、ＢａＣＯ３、Ｂａ（ＮＯ３）２、ＢａＦ２等を用いてガラス原料内に含有できる。
【００３２】
このガラス原料は、ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）の含有量の質量和が、３０．０％以下であることが好ましい。これにより、ＲＯ成分による屈折率及び分散の低下が抑えられるため、所望の高屈折率及び高分散を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＲＯ成分の含有量の質量和は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２５．０％、最も好ましくは２０．０％を上限とする。なお、ＲＯ成分はいずれも含有しなくとも所望の特性を備えた光学ガラスを得ることができるが、ＲＯ成分の少なくともいずれかを０．１％以上含有することで、ガラスの液相温度が低くなるため、ガラスの耐失透性をより高めることができる。従って、この場合における酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＲＯ成分の含有量の質量和は、好ましくは０．１％、より好ましくは０．５％、最も好ましくは１．０％を下限とする。
【００３３】
Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を高めるとともに、ガラスの化学的耐久性を向上する成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、Ｌｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｇｄからなる群より選択される１種以上）の含有量を所定以下にすることで、Ｌｎ２Ｏ３成分によるアッベ数の上昇が抑えられるため、所望の高分散を得易くすることができる。また、Ｌｎ２Ｏ３成分の含有量を所定以下にすることにより、ガラスの液相温度が低くなるため、ガラスの耐失透性を高めて光線透過率を高めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＬｎ２Ｏ３成分の各々の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。また、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＬｎ２Ｏ３成分の合計の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１８．０％、最も好ましくは１５．０％を上限とする。Ｌｎ２Ｏ３成分は、例えばＹ２Ｏ３、ＹＦ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｌａ（ＮＯ３）３・ＸＨ２Ｏ（Ｘは任意の整数）、Ｇｄ２Ｏ３、ＧｄＦ３等を用いてガラス原料に含有できる。
【００３４】
ＳｉＯ２成分及びＢ２Ｏ３成分は、着色を低減して短波長の可視光に対する透過率を高めるとともに、ガラスの液相温度を低くしてガラスの耐失透性を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、ＳｉＯ２成分及び／又はＢ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ＳｉＯ２成分及び／又はＢ２Ｏ３成分による屈折率の低下が抑えられるため、所望の高屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＳｉＯ２成分及び／又はＢ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、さらに好ましくは５．０％を上限とし、最も好ましくは２．０％未満とする。ＳｉＯ２成分及びＢ２Ｏ３成分は、例えばＳｉＯ２、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｎａ２ＳｉＦ６、Ｈ３ＢＯ３、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、ＢＰＯ４等を用いてガラス原料に含有できる。
【００３５】
ＧｅＯ２成分は、ガラスの屈折率を高めるとともに、ガラスの液相温度を低くしてガラスの耐失透性を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、ＧｅＯ２成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの材料コストを低減できる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＧｅＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＧｅＯ２成分は、例えばＧｅＯ２等を用いてガラス原料に含有できる。
【００３６】
Ｂｉ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率を上げ、ガラスの分散を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量を２０．０％以下にすることで、ガラスの液相温度を低くして耐失透性の低下を抑えることができるため、ガラスの透過率の低下を抑えることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＢｉ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは２０．０％、より好ましくは１５．０％を上限とし、さらに好ましくは１０．０％未満とし、最も好ましくは５．０％未満とする。
【００３７】
ＺｒＯ２成分は、可視光に対する透過率を高めるとともに、ガラスの耐失透性を高めてガラスの耐失透性を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、ＺｒＯ２成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ＺｒＯ２成分による屈折率の低下が抑えられるため、所望の高屈折率を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＺｒＯ２成分は、例えばＺｒＯ２、ＺｒＦ４等を用いてガラス原料内に含有できる。
【００３８】
ＺｎＯ成分は、ガラスの液相温度を下げることでガラスの耐失透性を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、ＺｎＯ成分の含有量を１０．０％以下にすることで、所望の高屈折率及び高分散を得易くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。ＺｎＯ成分は、例えばＺｎＯ、ＺｎＦ２等を用いてガラス原料内に含有できる。
【００３９】
Ａｌ２Ｏ３成分は、ガラスの化学的耐久性を向上し、ガラス溶融時の粘度を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの溶融性を高めつつ、ガラスの失透傾向を弱めることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＡｌ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。Ａｌ２Ｏ３成分は、原料として例えばＡｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＦ３等を用いてガラス原料内に含有できる。
【００４０】
Ｔａ２Ｏ５成分は、ガラスの屈折率を高める成分であり、ガラス原料中の任意成分である。特に、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスを失透し難くすることができる。従って、酸化物換算組成のガラス原料の全質量に対するＴａ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは８．０％、最も好ましくは４．０％を上限とする。Ｔａ２Ｏ５成分は、原料として例えばＴａ２Ｏ５等を用いてガラス原料内に含有できる。
【００４１】
＜含有すべきでない成分について＞
ガラス原料には、ガラスの特性を損なわない範囲で、他の成分を必要に応じて添加できる。しかしながら、上述の各成分を除く、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、例えばＮｂ、Ｔｉ及びＷに比べてもガラスの着色を起こり易くする性質が強いため、本発明の光線透過率に関する効果を減殺し易い。従って、これらの遷移金属成分は、含有量を低減させることが好ましく、実質的に含まないことがより好ましい。
【００４２】
また、ＰｂＯ等の鉛化合物、及び、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、Ｓｅの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、不可避な混入を除き、これらを実質的に含有しないことが好ましい。これにより、光学ガラスに環境を汚染する物質が実質的に含まれなくなる。そのため、特別な環境対策上の措置を講じなくとも、この光学ガラスを製造し、加工し、及び廃棄できる。
【００４３】
［光学ガラスの作製］
本発明の製造方法では、上述のガラス原料に対して溶融工程、清澄工程、撹拌工程、流出工程及び成形工程を行い、光学ガラスを作製する。
【００４４】
＜ガラス溶解装置＞
これら溶融工程、清澄工程、撹拌工程及び流出工程は、例えば図１に示すような、溶融槽１１と、清澄槽１２と、撹拌槽１３と、を備えたガラス溶解装置１を用いる。図１では、溶融槽１１と清澄槽１２が連通管１６で連通され、清澄槽１２と撹拌槽１３が連通管１７で連通されている。ここで、溶融槽１１はガラス原料Ｓを溶融する溶融工程を行い、清澄槽１２はガラスを清澄する清澄工程を行い、撹拌槽１３はガラスを撹拌する撹拌工程を行う。これにより、溶融ガラスＧが溶融槽１１、清澄槽１２及び撹拌槽１３の順に流動するため、各工程における溶融ガラスＧの温度や酸素濃度等に適した材質で構成された、溶融槽１１、清澄槽１２及び撹拌槽１３を用いることができる。すなわち、酸素濃度の多い溶融ガラスＧへのガラス溶解装置１の成分の溶出を低減しながらも、溶融ガラスＧの過剰な加熱によるＮｂ２Ｏ５の還元を低減できる。従って、高分散を有しながらも着色が少ない光学ガラスを得ることができる。
【００４５】
具体的には、溶融槽１１、清澄槽１２及び撹拌槽１３は、原料ガラスＳ及び／又は溶融ガラスＧと接する部分（器壁１１１、１２１、１３１）の少なくとも一部を石英、白金及び白金合金からなる群より選択される１種以上から構成することが好ましい。これにより、溶融槽１１や清澄槽１２、撹拌槽１３が溶融ガラスＧの熱に耐えることができる。
【００４６】
ここで、溶融槽１１、清澄槽１２及び撹拌槽１３の少なくともいずれかについて、原料ガラスＳ及び／又は溶融ガラスＧが接触する部分の少なくとも一部を石英で構成することが好ましい。これにより、溶融槽１１、清澄槽１２及び撹拌槽１３のうち少なくともいずれかと、清澄及び撹拌によって酸素濃度が低減される前の溶融ガラスＧとの反応が低減されるため、溶融ガラスＧへのガラス溶解装置１の成分の溶出を低減でき、着色の少ない光学ガラスを形成できる。
【００４７】
特に、溶融槽１１及び清澄槽１２のうち原料ガラスＳ及び／又は溶融ガラスＧが接触する部分（器壁１１１、１２１）の少なくとも一部を石英で構成する一方で、撹拌槽１３において原料ガラスＳ及び／又は溶融ガラスＧが接触する部分（器壁１３１）の少なくとも一部を白金や白金合金で構成することが好ましい。これにより、特に酸素濃度が高い溶融ガラスＧが貯留される溶融槽１１及び清澄槽１２に含まれる成分の溶融ガラスＧへの溶出が低減されながらも、撹拌槽１３では白金又は白金合金の有する自由電子によって器壁１３１の熱伝導性が高められることで、溶融ガラスＧに気泡が含まれていても溶融ガラスＧの均熱性が高められる。従って、溶融ガラスＧへのガラス溶解装置１の成分の溶出や、溶融ガラスＧの局所的な過剰な加熱によるＮｂ２Ｏ５の還元を介した光学ガラスの着色を低減できる。
【００４８】
ガラス原料Ｓの溶融槽１１への供給、溶融ガラスＧの溶融槽１１から清澄槽１２への供給、及び溶融ガラスＧの清澄槽１２から撹拌槽１３への供給は、連続的に行うことが好ましい。これにより、ガラス原料Ｓや溶融ガラスＧが供給される槽に貯留された溶融ガラスＧの温度が変動し難くなるため、溶融ガラスＧの局所的な冷却による溶融ガラスＧに含まれる余分な気体成分の滞留を低減でき、且つ、溶融ガラスＧの局所的な過剰な加熱によるＮｂ２Ｏ５の還元による光学ガラスの着色を低減できる。一方で、ガラス原料Ｓの溶融槽１１への供給、溶融ガラスＧの溶融槽１１から清澄槽１２への供給、及び溶融ガラスＧの清澄槽１２から撹拌槽１３への供給は、間欠的に行うことも好ましい。これにより、余分な気体成分を多く含んだ溶融ガラスＧやガラス原料Ｓが供給されなくなる時間が生じるため、溶融ガラスＧに含まれる余分な気体成分が十分に排出された状態で、溶融ガラスＧを次工程の異なる材質からなる槽に送ることができる。
【００４９】
＜バブリング＞
本発明の製造方法は、溶融ガラスＧ中で気体をバブリングする工程を有することが好ましい。これにより、溶融ガラスＧに含まれる酸素成分の排出が促進され、酸素成分の濃度が短時間で適度に調節されることで、溶融ガラスＧに含まれるＮｂ２Ｏ５成分等の遷移金属成分の還元や、ガラス溶解装置１に含まれる成分（特にＰｔ等の貴金属）の溶融ガラスＧへの溶出を低減できるため、着色の少ない光学ガラスを得ることができる。
【００５０】
バブリングは、溶融ガラスＧが流出手段１４が設けられた槽に貯留されるよりも前、又は、溶融ガラスＧが流出手段１４から流出するよりも前に行うことが好ましく、より具体的には、溶融ガラスＧが溶融槽１１及び／又は清澄槽１２に貯留されているとき、すなわち溶融工程及び／又は清澄工程で行うことが好ましい。これにより、溶融ガラスＧに供給されたガスが、バブリングを行った槽から撹拌槽１３までの間で排出され易くなるため、流出手段１４から気泡を流出し難くでき、光学ガラスにおける気泡の形成を低減できる。
【００５１】
ここで、バブリングする気体は、溶融ガラスＧに溶け込み難く、且つ溶融ガラスＧとの無用な反応の少ない気体の中から適宜選択される。
【００５２】
その中で、バブリングする気体として酸化性ガスを用いることが好ましい。これにより、溶融ガラスＧに還元された状態で含まれるＮｂ２Ｏ５成分等の遷移金属成分が酸化されるため、遷移金属成分の還元による光学ガラスの着色を低減できる。酸化性ガスは、例えば酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）若しくはこれら気体の１種以上の混合気体が挙げられるが、特に酸素を用いることが好ましい。特に酸素を用いることで、バブリングする気体が溶融ガラスＧに含まれる遷移金属以外の成分とは反応し難くなるため、所望の特性を有する光学ガラスを得易くできる。
【００５３】
酸化性ガスを用いる場合、バブリングを行う溶融槽１１及び／又は清澄槽１２は、原料ガラスＳ及び／又は溶融ガラスＧが接触する部分（器壁１１１、１２１）の少なくとも一部が石英で構成されることが好ましい。これにより、溶融ガラスＧが酸化性ガスと結び付くことによる溶融槽１１及び／又は清澄槽１２に含まれる成分の溶出が低減されるため、これらの成分による光学ガラスの着色を低減できる。
【００５４】
一方で、バブリングする気体として非酸化性ガスを用いることも好ましい。これにより、溶融ガラスＧに含まれる酸素成分の排出が促進され、溶融ガラスＧに含まれる余分な酸素成分によって引き起こされる、ガラス溶解装置に含まれる成分（特にＰｔ等の貴金属）の溶融ガラスＧへの溶出が低減されることで、光学ガラスの着色を低減できる。非酸化性気体は、例えばヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）又はキセノン（Ｘｅ）、窒素（Ｎ２）等の不活性ガス、一酸化炭素（ＣＯ）又は水素（Ｈ２）等の還元性気体、若しくはこれら気体の１種以上の混合気体が挙げられるが、特に不活性ガス用いることが好ましい。これにより、溶融ガラスＧに供給される気体と、溶融ガラスＧとの間での化学反応が抑えられることで、気体が溶融ガラスＧに取り込まれ難くなるため、得られる光学ガラスの特性が気体によって悪影響を受け難い。
【００５５】
なお、溶融ガラスＧに供給する気体として、還元性気体を用いてもよい。溶融ガラスＧから取り込まれる酸素成分が還元性気体と反応することで、酸素成分を取り込んだ後の気体の酸素分圧が低減される。そのため、酸素成分を取り込んだ後の非酸化性気体が、さらに酸素成分を取り込み易くすることができる。
【００５６】
非酸化性ガスを用いる場合、溶融槽１１、清澄槽１２及び撹拌槽１３の少なくともいずれかは、原料ガラスＳ及び／又は溶融ガラスＧが接触する部分（器壁１１１、１２１、１３１）の少なくとも一部が白金又は白金合金で構成されることが好ましい。これにより、溶融槽１１、清澄槽１２及び／又は撹拌槽１３に含まれる成分の溶出が低減されながらも、器壁１１１、１２１、１３１の熱伝導性が高められることで、溶融ガラスＧに気泡が含まれていても溶融ガラスＧの均熱性が高められる。従って、溶融ガラスＧへのガラス溶解装置１の成分の溶出や、溶融ガラスＧの局所的な過剰な加熱によるＮｂ２Ｏ５の還元による光学ガラスの着色を低減できる。
【００５７】
バブリングを行う際の気体の供給手段は、溶融ガラスＧの中に気体を供給できれば特に限定されないが、本実施形態では、溶融槽１１及び／又は清澄槽１２の溶融ガラスＧ中で開口する気体供給管２１、２２と、気体供給管２１、２２に設けられる気体供給弁２３、２４と、気体供給弁２３、２４に設けられる気体供給源２５とを有する気体供給装置２である。気体供給源２５から気体を供給するタイミングや供給速度が気体供給弁２３、２４によって調節されながら、気体供給管２１、２２の開口から気体が供給される。そのため、溶融槽１１及び／又は清澄槽１２に貯留される溶融ガラスＧの量や、溶融槽１１及び／又は清澄槽１２で溶融ガラスＧが貯留される時間の長さに適したバブリングを行うことができる。
【００５８】
ここで、気体供給管２１、２２は、少なくとも溶融ガラスＧと接する部分が石英、白金又は白金合金から形成されることが好ましい。これにより、気体供給管２１、２２が溶融ガラスＧの熱に耐えられ、且つ、気体供給管２１、２２と溶融ガラスＧとの反応が低減されるため、溶融ガラスＧへのバブリングを確実に行えることで、所望の特性を有する光学ガラスを形成できる。特に、溶融ガラスＧと接する部分が白金又は白金合金から形成される場合、気体供給管２１、２２は、少なくとも一部が開口２１１、２２１から上方向に延びていることが好ましい。これにより、気体供給管２１、２２に接する部分の溶融ガラスＧが、開口２１１、２２１から供給される気泡によって余分な酸素成分が取り除かれ易くなるため、気体供給管２１、２２からの白金成分の溶出も低減でき、且つ、気体供給管２１、２２の長寿命化を図ることができる。
【００５９】
＜溶融工程＞
溶融工程は、溶融槽１１に供給された上述のガラス原料Ｓを溶融し、溶融ガラスＧを形成する。ここで、溶融ガラスＧを形成する方法は、ガラス原料Ｓの性状によって適宜選択される。
【００６０】
例えば、ガラス化されていないガラス原料Ｓからなるバッチを１回の加熱操作で溶融し、ガラス原料Ｓのガラス化と溶融ガラスＧの形成とを同時に行うことが好ましい。これにより、少ない加熱時間で溶融ガラスＧが形成され、ガラス原料Ｓと溶融槽１１との接触時間が低減されるため、溶融槽１１に含まれる成分（特にＰｔ等の貴金属）のガラス中への溶出による着色を低減できる。
【００６１】
一方で、ガラス原料Ｓのうち、溶融及びガラス化が困難といわれるＮｂ２Ｏ５成分を含む１種以上を溶融後に冷却して少なくとも一部をガラス化させたカレットを、他のガラス原料や他のカレットに混合して溶融することも好ましい。これにより、溶融及びガラス化が、複数回に分かれることで進められ易くなり、ガラス原料Ｓや溶融ガラスＧからの気泡の発生速度が低減されることで、ガラス原料Ｓや溶融ガラスＧの均熱性が高められるため、より均一な組成及び特性を有する光学ガラスを得ることができる。
【００６２】
溶融工程でガラス原料Ｓを溶融する溶融温度は、ガラス原料Ｓを溶融でき且つ冷却後にガラス化できる温度の中から適宜選択される。より具体的には、溶融温度は１０００℃以上が好ましく、１０３０℃以上がより好ましく、１０５０℃以上が最も好ましい。これにより、ガラス原料Ｓが溶融され易くなって溶け残りが生じ難くなるため、後述する撹拌工程の後に均質な光学ガラスを得ることができる。一方で、この溶融温度は、１３００℃未満が好ましく、１２５０℃未満がより好ましく、１２４０℃未満が最も好ましい。溶融温度を所定以下の温度にすることで、溶融ガラスＧからの酸素成分の過剰な蒸発が低減されるため、Ｎｂ２Ｏ５成分の還元による光学ガラスの着色を低減できる。
【００６３】
なお、本願明細書における「溶融温度」は、溶融槽１１の上部におけるガラス原料Ｓの温度と、溶融槽１１の下部におけるガラス原料Ｓの温度と、の平均を指す。ここで、溶融槽１１の上部及び下部におけるガラス原料Ｓの温度は、溶融槽１１の内部や壁面に設けられた図示しない熱電対を用いて求めることができる。また、溶融槽１１の上部におけるガラス原料Ｓの温度は、放射温度計を用いて求めてもよい。
【００６４】
溶融工程でガラス原料Ｓを溶融する溶融時間は、ガラス原料Ｓを溶融でき且つ溶融槽１１からの成分の溶出を低減できる時間の中から適宜選択される。より具体的には、ガラス原料Ｓの溶融時間は、０．０１時間以上が好ましく、０．１時間以上がより好ましく、０．２時間以上が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧにガラス原料Ｓの溶け残りが生じ難くなるため、均質な光学ガラスを得ることができる。一方で、この溶融時間は、１０時間以下が好ましく、８時間以下がより好ましく、７時間以下が最も好ましい。これにより、ガラス化がある程度進められた溶融ガラスＧが清澄槽１２に送られるため、溶融槽１１に貯留される未反応のガラス原料Ｓの割合を高めて、ガラス原料Ｓのガラス化を進み易くできる。また、特に溶融槽１１を白金又は白金合金で構成した場合には、溶融ガラスＧと溶融槽１１との接触時間が低減されるため、溶融槽１１の成分の溶出を低減して着色の少ない光学ガラスを得易くすることができる。
【００６５】
なお、本願明細書における「溶融時間」は、ガラス原料Ｓが溶融槽１１に滞留する平均の時間を指す。例えば、ガラス原料Ｓの供給及び排出速度が一定の場合、ガラス原料Ｓの溶融槽１１への供給を開始する時点（ガラス原料Ｓの供給後にガラス原料Ｓを溶融温度に加熱する場合は、供給されたガラス原料Ｓの温度が上述の溶融温度に達する時点）からガラス原料Ｓの溶融槽１１からの排出を開始する時点（又は、後述の清澄工程に移行する時点）までの時間をΔｔａｂ［ｈ］、ガラス原料Ｓの溶融槽１１への供給を終了する時点（ガラス原料Ｓの供給後にガラス原料Ｓを溶融温度に加熱する場合は、供給されたガラス原料Ｓの温度が上述の溶融温度に達する時点）からガラス原料Ｓの溶融槽１１からの排出を終了する時点（又は、後述の清澄工程に移行する時点）までの時間をΔｔｃｄ［ｈ］としたとき、溶融時間Δｔ１［ｈ］は、以下の式（１）より求められる。
【数１】
【００６６】
＜清澄工程＞
清澄工程は、溶融工程で溶融したガラス原料Ｓを、清澄槽１２で所定時間にわたり滞留させて清澄させる。これにより、ガラス原料Ｓのガラス化がより進められるとともに、ガラス化によって生じる余分な気体成分（例えば酸素原子や水素原子）が気泡になって清澄槽１２から排出され易くなる。そのため、ガラスの失透を低減できるとともに、ガラス溶解装置１に含まれる成分（特にＰｔ等の貴金属）のガラス中への溶出を低減できる。従って、光学ガラスの可視光についての光線透過率を低下し難くすることができる。なお、本明細書における「溶融ガラス」は、ガラス化した後の溶融状態のガラス原料Ｓに加えて、ガラス化する前の溶融状態のガラス原料Ｓをも含むものとする。
【００６７】
清澄工程で溶融ガラスＧを清澄させる清澄温度は、ガラス化を進めることが可能な温度の中から適宜選択されるが、溶融温度より高い温度であることが好ましい。より具体的には、清澄工程における清澄温度は、１０２０℃以上が好ましく、１０５０℃以上がより好ましく、１０８０℃以上が最も好ましい。これにより、ガラス原料Ｓのガラス化の効率が高められながらも、溶融ガラスＧの粘度が小さくなって非酸化性気体や余分な気体成分を含有する気泡が溶融ガラスＧを浮上し易くなるため、失透及び気泡の少ない光学ガラスを得易くすることができる。また、溶融ガラスＧ中の酸素濃度を低減できるため、撹拌槽１３を白金又は白金合金で構成した場合にも、撹拌槽１３に含まれる成分の溶融ガラスＧへの溶出を低減できる。一方で、この清澄温度は、１３００℃未満が好ましく、１２５０℃未満がより好ましく、１２４０℃未満が最も好ましい。清澄温度を所定以下の温度にすることで、溶融ガラスＧからの酸素成分の過剰な蒸発が低減されるため、Ｎｂ２Ｏ５成分の還元による光学ガラスの着色を低減できる。
【００６８】
なお、本願明細書における「清澄温度」は、清澄槽１２の上部における溶融ガラスＧの温度と、清澄槽１２の下部における溶融ガラスＧの温度と、の平均を指す。ここで、清澄槽１２の上部及び下部における溶融ガラスＧの温度は、清澄槽１２の内部や壁面に設けられた図示しない熱電対を用いて求めることができる。また、清澄槽１２の上部における溶融ガラスＧの温度は、放射温度計を用いて求めてもよい。
【００６９】
清澄工程で溶融ガラスＧを滞留させる清澄時間は、０．０１時間以上が好ましく、０．２時間以上がより好ましく、０．３時間以上が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧのガラス化や、非酸化性気体及び余分な気体成分を含有する気泡の排出が進められるため、失透及び気泡の少ない光学ガラスを得ることができる。一方で、この清澄時間は、１０時間以下が好ましく、８時間以下がより好ましく、５時間以下が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧからの酸素成分の過剰な蒸発が低減されるため、Ｎｂ２Ｏ５成分の還元による光学ガラスの着色を低減できる。また、特に清澄槽１２を白金又は白金合金で構成した場合には、溶融ガラスＧと清澄槽１２との接触時間が低減されるため、清澄槽１２の成分の溶出を低減して着色の少ない光学ガラスを得易くすることができる。
【００７０】
なお、本願明細書における「清澄時間」は、溶融ガラスＧが清澄槽１２に滞留する平均の時間を指す。例えば、ガラス原料Ｓの供給速度及び溶融ガラスＧの排出速度が一定の場合、ガラス原料Ｓの清澄槽１２への供給を開始する時点（又は、上述の溶融工程から清澄工程に移行する時点）から溶融ガラスＧの清澄槽１２からの排出を開始する時点（又は、後述の撹拌工程に移行する時点）までの時間をΔｔａｂ’［ｈ］、ガラス原料Ｓの溶融槽１１への供給を終了する時点（又は、上述の溶融工程から清澄工程に移行する時点）から溶融ガラスＧの清澄槽１２からの排出を終了する時点（又は、後述の撹拌工程に移行する時点）までの時間をΔｔｃｄ’［ｈ］としたとき、清澄時間Δｔ２［ｈ］は、以下の式（２）より求められる。
【数２】
【００７１】
＜撹拌工程＞
撹拌工程は、清澄した溶融ガラスＧを撹拌槽１３で撹拌する。溶融ガラスＧに残留する非酸化性気体の気泡に余分な気体成分が取り込まれ、溶融ガラスＧに残留する気泡が撹拌槽１３の外部に排出され易くなるため、気泡の少ない光学ガラスを得ることができる。それとともに、溶融ガラスＧの組成の均一性が高められるため、形成される光学ガラスの特性の変動を低減することができる。
【００７２】
撹拌工程で溶融ガラスＧを撹拌する撹拌手段４は、溶融ガラスＧの粘度や撹拌槽１３の形状等によって適宜選択される。ここで、撹拌手段４は、撹拌翼４１が撹拌槽１３の底面及び／又は壁面の近傍に設けられ、この撹拌翼４１が回転軸４３を軸にして撹拌槽１３の底面及び／又は壁面に沿って回動することが好ましい。これにより、撹拌槽１３の底面及び壁面に沿って溶融ガラスＧの流れが形成されることで、気泡が形成され易い撹拌槽１３の底面及び壁面から気泡が効率よく除去される。特に、撹拌手段４の撹拌翼４１が、撹拌槽１３の底面に沿って設けられることが好ましい。これにより、撹拌槽１３から溶融ガラスＧを全て排出させる際にも、撹拌槽１３が空になる直前まで溶融ガラスＧが撹拌されるため、流出工程の開始時から終了時まで、気泡の形成を低減できる。
【００７３】
撹拌手段４のうち、撹拌翼４１や回転軸４３のように溶融ガラスＧと接触する部分の材質は、溶融ガラスＧとの反応性が低く、且つ撹拌工程の温度に耐えうる材質の中から適宜選択される。より具体的には、石英、白金及び白金合金からなる群より選択される１種以上が挙げられるが、その中でも白金及び／又は白金合金からなることが好ましい。特に白金及び／又は白金合金を用いることにより、撹拌翼４１や回転軸４３の靭性が高められるため、溶融ガラスＧを撹拌したときの撹拌翼４１や回転軸４３の破損を低減でき、撹拌手段４の長寿命化を図ることができる。
【００７４】
撹拌工程で溶融ガラスＧを撹拌させる撹拌温度は、清澄温度以下の温度であることが好ましい。より具体的には、撹拌工程における撹拌温度のうち最も高い温度は、１３００℃未満が好ましく、１２５０℃未満がより好ましく、１２４０℃未満が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧに残留する非酸化性気体を含有する気泡が除去されながらも、溶融ガラスＧに含まれる酸素成分の必要以上の蒸発が起こり難くなる。そのため、撹拌槽１３や撹拌手段４に含まれる成分の溶融ガラスＧへの溶出を低減しながらもＮｂ２Ｏ５成分の還元を低減できることで、着色の少ない光学ガラスを得ることができる。一方、この撹拌温度のうち最も低い温度は、１０００℃以上が好ましく、１０５０℃以上がより好ましく、１１００℃以上が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧの粘度が高くなり過ぎないことで、気泡が除去され易くなりながらも、撹拌手段４に掛かる負荷が軽減される。そのため、撹拌工程を効率よく行うことができ、且つ撹拌手段４の長寿命化を図ることができる。
【００７５】
なお、この撹拌温度は、溶融ガラスＧに含まれる気泡を排出できる温度範囲にあればよいため、撹拌工程を行う所定の時間に亘って一定の温度である必要は必ずしもない。このとき、撹拌温度のうち最も高い温度は、溶融ガラスＧに含まれる酸素成分の必要以上の蒸発を低減できる観点では、清澄温度以下の温度であることが好ましいが、一時的に気泡の排出を促進するために、清澄温度より高い温度にしてもよい。
【００７６】
また、本願明細書における「撹拌温度」は、撹拌工程において撹拌槽１３に滞留する溶融ガラスＧの複数の箇所における平均の温度を用いることが好ましい。より具体的には、撹拌槽１３の上部における溶融ガラスＧの温度と、撹拌槽１３の下部における溶融ガラスＧの温度と、の平均を用いることが好ましい。これにより、特に溶融ガラスＧの内部で温度勾配が生じている場合であっても、溶融ガラスＧの着色が抑えられ易くなるため、可視光の透過率の高い光学ガラスを得易くすることができる。ここで、撹拌槽１３の上部及び下部における溶融ガラスＧの温度は、撹拌槽１３の内部や壁面に設けられた図示しない熱電対を用いて求めることができる。また、撹拌槽１３の上部における溶融ガラスＧの温度は、放射温度計を用いて求めてもよい。
【００７７】
撹拌槽１３で溶融ガラスＧを撹拌させる撹拌時間は、０．０１時間以上が好ましく、０．２時間以上がより好ましく、０．３時間以上が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧに含まれていた気泡が除去され易くなるため、光学ガラスに気泡を残り難くすることができる。一方で、この撹拌時間は、１０時間以下が好ましく、８時間以下がより好ましく、５時間以下が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧに含まれている酸素成分の蒸発による遷移金属成分の還元が低減され、特に撹拌槽１３を白金や白金合金で構成した場合には撹拌槽３に含まれる成分の溶融ガラスＧへの溶出も低減される。従って、気泡の少なさと光線透過率の高さと両立させた光学ガラスを得易くすることができる。
【００７８】
なお、本願明細書における「撹拌時間」は、溶融ガラスＧが撹拌手段４により撹拌される平均の時間を指す。例えば、溶融ガラスＧの撹拌槽１３への供給速度及び撹拌槽１３からの排出速度が等しく且つ一定であり、且つ溶融ガラスＧの撹拌が撹拌槽１３において常時行われる場合、撹拌槽１３に貯留される溶融ガラスＧの体積をＶ［ｍ３］、撹拌槽１３に供給及び排出される溶融ガラスＧの供給速度及び排出速度をｖ［ｍ３／ｈ］としたとき、撹拌時間Δｔ３［ｈ］は、概ね以下の式（３）より求められる。
Δｔ３＝Ｖ／ｖ （３）
また、撹拌工程を行っている間に撹拌槽１３への溶融ガラスＧの流入及び撹拌槽１３からの溶融ガラスＧの排出が行われない場合、撹拌手段４による溶融ガラスＧの撹拌を開始する時点をｔＳ、撹拌手段４による溶融ガラスＧの撹拌を終了する時点をｔＧしたとき、撹拌時間Δｔ３［ｈ］は、以下の式（４）より求められる。
Δｔ３＝ｔＧ−ｔＳ （４）
【００７９】
＜流出工程＞
流出工程は、撹拌された溶融ガラスＧを撹拌槽から流出させる。これにより、溶融ガラスＧの流れが形成されるため、可視光の透過率の高い光学ガラスを、連続的及び／又は断続的に所望の形状に成形することができる。
【００８０】
ここで、流出工程で溶融ガラスＧを流出させる流出手段１４は、例えば図１に示すような、撹拌槽１３から延出した流出管である。
【００８１】
流出工程で溶融ガラスＧを流出させる流出温度は、清澄温度及び撹拌温度よりも低い温度であることが好ましい。より具体的には、流出工程における流出温度は、１２００℃未満が好ましく、１１８０℃未満がより好ましく、１１５０℃未満が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧに含まれている酸素成分の蒸発による遷移金属成分の還元や、流出手段１４に含まれる成分の溶融ガラスＧへの溶出が抑えられるため、光学ガラスの着色を低減できる。一方で、この流出温度は、１０２０℃以上が好ましく、１０５０℃以上がより好ましく、１０６０℃以上が最も好ましい。これにより、流動ガラスに所望の流動性が確保されて溶融ガラスＧの流量が略一定になるため、流出手段での溶融ガラスＧの詰まりや、光学ガラスの成形不良を低減できる。
【００８２】
なお、本願明細書における「流出温度」は、流出手段１４における溶融ガラスＧの温度を指す。ここで、流出手段１４における溶融ガラスＧの温度は、流出手段１４の壁面に設けられた図示しない熱電対や、放射温度計を用いて求めることができる。
【００８３】
＜成形工程＞
成形工程は、所定の流量で供給される溶融ガラスＧを成形手段５で成形する。これにより、溶融ガラスＧが成形手段５によって所定の形状に成形されて流動性を失いながら、溶融ガラスＧからの気体成分の蒸発やＮｂ２Ｏ５の還元が止められるため、可視光の透過率をより高めた光学ガラスを得ることができる。
【００８４】
ここで、成形工程で溶融ガラスＧを成形する成形温度は、上述の流出温度と同様に、清澄温度及び撹拌温度以下の温度であることが好ましい。より具体的には、１２００℃未満が好ましく、１１５０℃未満がより好ましく、１１００℃以下が最も好ましい。これにより、溶融ガラスＧに含まれている酸素成分の蒸発による遷移金属成分の還元が抑えられるとともに、溶融ガラスＧと成形手段５とが接触する際の急激な温度変動が低減されるため、着色が少なく且つ割れの少ない光学ガラスを得ることができる。一方、この流出温度は、９００℃以上が好ましく、１０００℃以上がより好ましく、１０５０℃以上が最も好ましい。これにより、流動ガラスに所望の流動性が確保されるため、光学ガラスの成形不良を低減できる。
【００８５】
なお、本明細書における「成形温度」は、溶融ガラスＧが成形型等の成形手段５に接触する際の成形手段５の温度を指す。ここで、溶融ガラスＧが成形手段５に接触する際の温度は、放射温度計を用いて求めることができる。
【００８６】
本発明の製造方法では、成形工程で成形されたガラスに対して熱処理を行うことが好ましい。これにより、成形されたガラスに還元した状態のＮｂ２Ｏ５成分が含まれたとしても、そのＮｂ２Ｏ５成分を酸化してガラスの着色を低減できる。ここで、本発明で形成されるガラスは、上述のガラス溶解装置１によって、ガラス溶解装置１に含まれるＰｔ等の白金成分が低減されているので、熱処理によっても除去することが困難な着色は低減されている。
【００８７】
［光学ガラス］
本発明により作製される光学ガラスは、高い屈折率（ｎｄ）を有するとともに、高い分散を有する必要がある。特に、光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．７５、より好ましくは１．８０、最も好ましくは１．８４を下限とし、好ましくは２．３０、より好ましくは２．２０、最も好ましくは２．１０を上限とする。また、光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは２９、より好ましくは２７、さらに好ましくは２５、最も好ましくは１９を上限とする。これらにより、光学設計の自由度が広がり、更に素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。特に、本発明の方法は、Ｎｂ２Ｏ５成分を含有しているので、アッベ数（νｄ）が１９未満、より具体的には１８．５未満、さらに具体的には１８未満の高分散を有する光学ガラスを製造する際にも有用である。なお、光学ガラスのアッベ数（νｄ）の下限は特に限定されず、技術水準に応じて適宜決定されるものであるが、本発明によって得られる光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、概ね１０以上、具体的には１２以上、さらに具体的には１５以上であることが多い。
【００８８】
また、本発明により作製される光学ガラスは、着色が少ない。特に、本発明により作製される光学ガラスは、（Ｔｇ−１００）℃以上（Ｔｇ＋１００）℃以下の再加熱温度に昇温させる再加熱試験の後において、厚み１０ｍｍのサンプルで波長４２０ｎｍの光に対する分光透過率が、好ましくは２０％以上、より好ましくは２５％以上、最も好ましくは３０％以下である。これにより、ガラスの可視光に対する透明性が高められ、着色が低減される。すなわち、この光学ガラスから所望の光学特性を有するレンズ等の光学素子を作製することができる。なお、光学ガラスの波長４２０ｎｍの光に対する分光透過率の下限は特に限定されず、技術水準に応じて適宜決定されるものであるが、本発明によって得られる光学ガラスの波長４２０ｎｍの光に対する分光透過率の下限は、概ね８５％以下、具体的には８０％以下、さらに具体的には７８％以下であることが多い。
【００８９】
ここで、本発明により作製される光学ガラスは、上述の再加熱温度への昇温を、例えば精密アニールやプレス成形と同時に行ってもよい。これにより、所望の形状に成型され又は機械的な衝撃への耐性が強化されながらも、ガラスが熱処理されることでガラスに含まれる遷移金属成分が酸化されるため、所望の形状や機械的特性を有しながらも、高い分光透過率を有する光学ガラスを得ることができる。なお、本発明により作製される光学ガラスの用途は、再加熱温度への昇温を要する用途に限定されない。
【００９０】
また、本発明により作製される光学ガラスは、低いガラス転移点（Ｔｇ）を有することが好ましい。特に、本発明により作製される光学ガラスは、７００℃以下のガラス転移点（Ｔｇ）を有することが好ましい。これにより、ガラスがより低い温度で軟化するため、より低い温度でガラスをプレス成形できる。また、プレス成形に用いる金型の酸化を低減して金型の長寿命化を図ることもできる。従って、本発明により作製される光学ガラスのガラス転移点（Ｔｇ）は、好ましくは７００℃、より好ましくは６８０℃、最も好ましくは６７０℃を上限とする。なお、本発明により作製される光学ガラスのガラス転移点（Ｔｇ）の下限は特に限定されないが、概ね１００℃以上、具体的には１５０℃以上、さらに具体的には２００℃以上であることが多い。
【００９１】
［光学素子の作製］
本発明により作製される光学ガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用なレンズやプリズム等の光学素子を作製することができる。そして、これらの光学素子は、カメラやプロジェクタ等の光学機器に用いることが好ましい。これにより、光学素子による光の吸収が低減されて光の透過率が高められるため、高精細で高精度な結像特性及び投影特性を実現できる。
【００９２】
特に、本発明で作製される光学ガラスの成形体からなる光学素子は、白金の含有量が酸化物基準で５０ｐｐｍ以下である。これにより、加熱しても取り除くことが困難であったガラスの変色が低減されているため、光学素子の製造工程に関する自由度を高めながらも、この光学素子をカメラやプロジェクタ等のような可視領域の光を透過させる用途に好ましく用いることができる。ここで、酸化物基準における、光学素子に含まれる白金の含有量は、好ましくは１０ｐｐｍ、より好ましくは５ｐｐｍ、最も好ましくは３ｐｐｍを上限とする。
【実施例】
【００９３】
表１に、光学ガラスの作製に用いられるガラス原料の組成、バブリングに用いた気体の種類、気体の供給速度及び気体の供給位置、並びに、溶融工程、清澄工程、撹拌工程、流出工程及び成形工程の温度及び時間を示す。また、作製される光学ガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移点（Ｔｇ）、並びに、再加熱試験の後における波長４２０ｎｍの光に対する分光透過率も表１に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例にのみ限定されるものではない。
【００９４】
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２）及び比較例（Ｎｏ．１）では、いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、水酸化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定した。これらを表１に示した各実施例及び比較例の組成の割合で秤量し、全ての原料を均一に混合し、表１に記載の溶融温度で０．５〜３０時間溶融した後で冷却し、ガラス原料Ｓの一部をガラス化させたカレット（原料ガラス）を作製した。
【００９５】
このうち、本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２）では、石英からなる溶融槽と、この溶融槽に連通管で連通された白金からなる清澄槽と、この清澄槽に連通管で連通された白金からなる撹拌槽と、を備えたガラス溶解装置を用いた。そして、原料ガラスをガラス溶解装置の溶融槽に１．５〜３．０Ｌ／ｍｉｎの供給速度で連続的に供給した。ここで、溶融槽では、表１に記載の溶融温度及び溶融時間で原料ガラスを溶融して溶融ガラスを形成しながら、溶融槽への原料ガラスの供給速度と同じ速度で溶融ガラスを清澄槽に供給した。また、清澄槽では、表１に記載の清澄温度及び清澄時間で溶融ガラスを静置しながら、清澄槽への溶融ガラスの供給速度と同じ速度で溶融ガラスを撹拌槽に供給した。また、撹拌槽では、表１に記載の撹拌温度及び撹拌時間で、撹拌槽の底面に沿って設けられた白金からなる撹拌翼を用い、撹拌翼を撹拌槽の底面に沿って回動させて溶融ガラスを撹拌した。それとともに、撹拌槽への溶融ガラスの供給速度と同じ速度で溶融ガラスを流出手段に供給し、溶融ガラスの温度を表１の流出温度に調整し、撹拌槽の底面に設けられた流出手段（流出管）から溶融ガラスを流出させ、表１の成形温度に調整された溶融ガラスを成形型に供給して鋳込み、これらを徐冷してガラスを作製した。
【００９６】
一方、比較例（Ｎｏ．１）では、白金からなる溶融槽と、この溶融槽に連通管で連通された白金からなる清澄槽と、この清澄槽に連通管で連通された白金からなる撹拌槽と、を備えたガラス溶解装置を用いて、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２）と同様の手順でガラスを作製した。
【００９７】
このとき、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２）及び比較例（Ｎｏ．１）では、原料ガラスの溶融槽（図１の溶融槽１１）及び清澄槽（図１の清澄槽１２）のうち表１に記載された槽に対して、必要に応じて、表１に記載された種類及び酸素分圧の気体を、表１に記載された供給速度で連続的に供給した。
【００９８】
実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２）及び比較例（Ｎｏ．１）で得られるガラスの屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）については、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０１―２００３に基づいて測定した。なお、本測定に用いたガラスとして、アニール条件は徐冷降下速度を−２５℃／ｈｒとして、徐冷炉にて処理を行ったものを用いた。
【００９９】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２）及び比較例（Ｎｏ．１）で得られるガラスのガラス転移点（Ｔｇ）は、横型膨張測定器を用いた測定を行うことで求めた。ここで、測定を行う際のサンプルはφ４．５ｍｍ、長さ５ｍｍのものを使用し、昇温速度４℃／ｍｉｎとした。
【０１００】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２）及び比較例（Ｎｏ．１）で得られるガラスのＰｔ成分の含有量は、実施例及び比較例によって得られるガラスを粉末状にして、酸処理することによって得られた溶液について、ＩＣＰ発光分析装置（セイコーインスツル株式会社製 Ｖｉｓｔａ−ＰＲＯ）を用いて測定した。
【０１０１】
また、実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２）及び比較例（Ｎｏ．１）で得られるガラスの透過率については、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２に準じて測定した。具体的には、厚さ１０±０．１ｍｍの対面平行研磨品をＪＩＳＺ８７２２に準じ、波長４２０ｎｍの光に対する分光透過率を測定し、その透過率の値からガラスの着色の有無と程度を求めた。本実施例では、ガラスの透過率の測定は、精密アニールやプレス成形を想定した再加熱試験を行った後のものについて行った。ここで、ガラスの再加熱試験は、実施例及び比較例で得られるガラスから作製される１５ｍｍ×１５ｍｍ×３０ｍｍの角柱状のガラス試料を耐火物上に載せて電気炉に入れ、１５０分で常温からガラス試料のガラス転移点（Ｔｇ）より２０℃高い温度まで昇温し、３０分間保温することで行った。再加熱試験を行った後のガラスは、常温まで冷却して炉外に取り出した後、対向する２面を厚み１０ｍｍ±０．１ｍｍに研磨し、上述と同様の方法で分光透過率を測定した。
【０１０２】
【表１】
【０１０３】
表１に表されるように、本発明の実施例で得られる光学ガラスは、いずれも再加熱試験後における波長４２０ｎｍの光に対する分光透過率が２０％以上、より詳細には５５％以上であった。一方で、比較例で得られるガラスは、再加熱試験後における波長４２０ｎｍの光に対する分光透過率が４０％より低かった。このため、本発明の実施例により得られる光学ガラスは、特に再加熱した後において、比較例で得られるガラスに比べて可視光に対する分光透過率が高く、着色し難いことが明らかになった。
【０１０４】
また、本発明の実施例で得られる光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎｄ）が１．８０以上、より詳細には１．８４以上であるとともに、この屈折率（ｎｄ）は２．２０以下、より詳細には１．９５以下であり、所望の範囲内であった。
【０１０５】
また、本発明の実施例で得られる光学ガラスは、いずれもアッベ数（νｄ）が１０以上、より詳細には１７．３以上であるとともに、このアッベ数（νｄ）は２９以下、より詳細には２４．０以下であり、所望の範囲内であった。
【０１０６】
また、本発明の実施例で得られる光学ガラスは、いずれも白金含有量が５０ｐｐｍ以下、より詳細には３．０ｐｐｍ以下であり、所望の範囲内であった。
【０１０７】
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもガラス転移点（Ｔｇ）が７００℃以下、より詳細には６６０℃以下であり、所望の範囲内であった。
【０１０８】
従って、本発明の実施例で得られる光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が所望の範囲内にありながら、高い分散（低いアッベ数νｄ）を有し、特に熱処理を行った後における着色が低減されており、且つ、プレス成形を行い易いことが明らかになった。
【０１０９】
以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。
【符号の説明】
【０１１０】
１ ガラス溶解装置
１１ 溶融槽
１２ 清澄槽
１３ 撹拌槽
１１１、１２１、１３１ 器壁
１４ 流出手段
１６、１７ 連通管
２ 気体供給装置
２１、２２ 気体供給管
２１１、２２１ 開口
２３、２４ 気体供給弁
２５ 気体供給源
３ 原料供給手段
３１ 原料貯留槽
３２ 原料供給弁
３３ 原料供給管
４ 撹拌手段
４１ 撹拌翼
５ 成形手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｂ２Ｏ５成分を必須成分として含有する光学ガラスを製造する方法であって、
ガラス原料を溶融する溶融槽と、この溶融槽に連通され且つガラスを清澄する清澄槽と、この清澄槽に連通され且つガラスを撹拌する撹拌槽と、を用い、
ガラス原料を前記溶融槽で溶融する工程（溶融工程）、溶融したガラス原料を前記清澄槽で清澄させる工程（清澄工程）、清澄した溶融ガラスを前記撹拌槽で撹拌する工程（撹拌工程）、撹拌した溶融ガラスを流出させる工程（流出工程）、及び流出したガラスを成形する工程（成形工程）を有する製造方法。
【請求項２】
前記溶融槽、清澄槽、及び撹拌槽においてガラスが接触する部分の少なくとも一部を石英で構成する請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記溶融槽及び清澄槽においてガラスが接触する部分の少なくとも一部を石英で構成し、前記撹拌槽においてガラスが接触する部分を白金で構成する請求項１又は２記載の製造方法。
【請求項４】
溶融したガラス中で酸化性ガスをバブリングする工程を更に有する請求項２又は３記載の製造方法。
【請求項５】
前記溶融槽、清澄槽、及び撹拌槽においてガラスが接触する部分の少なくとも一部を白金で構成し、
溶融したガラス中で非酸化性ガスをバブリングする工程を更に有する請求項１から３いずれか記載の製造方法。
【請求項６】
前記ガラス原料として、アンチモン及び／又はスズを含有するものを用いる請求項１から５いずれか記載の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６いずれか記載の製造方法で製造され、白金の含有量が酸化物基準で５０ｐｐｍ以下であるガラス成形体からなる光学素子。
【請求項８】
請求項７記載の光学素子を用いる光学機器。
【請求項１】
Ｎｂ２Ｏ５成分を必須成分として含有する光学ガラスを製造する方法であって、
ガラス原料を溶融する溶融槽と、この溶融槽に連通され且つガラスを清澄する清澄槽と、この清澄槽に連通され且つガラスを撹拌する撹拌槽と、を用い、
ガラス原料を前記溶融槽で溶融する工程（溶融工程）、溶融したガラス原料を前記清澄槽で清澄させる工程（清澄工程）、清澄した溶融ガラスを前記撹拌槽で撹拌する工程（撹拌工程）、撹拌した溶融ガラスを流出させる工程（流出工程）、及び流出したガラスを成形する工程（成形工程）を有する製造方法。
【請求項２】
前記溶融槽、清澄槽、及び撹拌槽においてガラスが接触する部分の少なくとも一部を石英で構成する請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記溶融槽及び清澄槽においてガラスが接触する部分の少なくとも一部を石英で構成し、前記撹拌槽においてガラスが接触する部分を白金で構成する請求項１又は２記載の製造方法。
【請求項４】
溶融したガラス中で酸化性ガスをバブリングする工程を更に有する請求項２又は３記載の製造方法。
【請求項５】
前記溶融槽、清澄槽、及び撹拌槽においてガラスが接触する部分の少なくとも一部を白金で構成し、
溶融したガラス中で非酸化性ガスをバブリングする工程を更に有する請求項１から３いずれか記載の製造方法。
【請求項６】
前記ガラス原料として、アンチモン及び／又はスズを含有するものを用いる請求項１から５いずれか記載の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６いずれか記載の製造方法で製造され、白金の含有量が酸化物基準で５０ｐｐｍ以下であるガラス成形体からなる光学素子。
【請求項８】
請求項７記載の光学素子を用いる光学機器。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−２４１１０３（Ｐ２０１１−２４１１０３Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１２５２１（Ｐ２０１０−１１２５２１）
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００１２８７８４）株式会社オハラ (539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００１２８７８４）株式会社オハラ (539)
【Ｆターム（参考）】
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