光学ガラスの製造方法
【課題】速い速度でアニール処理を行ってもアッベ数が規格外とならないようにアッベ数の補正をする光学ガラスの製造方法を提供すること。
【解決手段】複数種類のガラス原料を溶解して予備ガラスを得る工程と、予備ガラスを溶解して光学ガラスを製造する工程を有する光学ガラスの製造方法であって、第１の予備ガラスと、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを混合する。
【解決手段】複数種類のガラス原料を溶解して予備ガラスを得る工程と、予備ガラスを溶解して光学ガラスを製造する工程を有する光学ガラスの製造方法であって、第１の予備ガラスと、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを混合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は所望のアッベ数を有する光学ガラスを製造することができる光学ガラスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光学素子の素材となっている光学ガラスは、アニール処理（歪み抜き）を経てから製品化される。製品化前にアニール処理することで、光学ガラスの歪抜き、及び屈折率調整がなされる。
【０００３】
アニール処理は、１）成形品をバッチやレヤー等の徐冷炉に投入後、設定された温度まで昇温する工程、２）設定された温度で一定時間保持する工程、３）一定速度で降温する工程からなる。屈折率は２）及び３）の工程で決定され、通常０．２℃／分以下の遅い速度で降温させて屈折率を調整する。
【０００４】
しかしながら、例えば、レヤーを用いてアニール処理を行う場合、降温速度を０．２℃／分以下とすると、アニール処理に時間がかかるとともに設備が大きくなり、設備投資が増大するという問題があった。又、成形終了後から品質検査完了までに要する時間が長くなり、作業効率が悪くなるという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決するために、屈折率は、溶融ガラスの素材（カレット性能）で調整し、アニール処理は歪み抜きのみを行い、降温速度を２℃／分以上と速い速度で降温する方法（いわゆる高速アニール）が提案されており、成形品の成形後数時間で歪の小さい成形品を製造することができるとともに成形と品質検査結果との時間差を減少させている。
【０００６】
しかしながら、降温速度を増加させると屈折率の変動が大きくなるとともにアッベ数の変動も大きくなる。さらに、アニール処理ラインごとによっても屈折率及びアッベ数の変動量が異なることがあり、成形品の硝種によってはアッベ数が所望の値から大きくずれ、例えば予め定められた規格外となる場合もあった。従って、降温速度の早いアニール処理のような、屈折率やアッベ数が所望の値から大きくずれうる環境においても、それらを所望の値に適宜調節できるような方法が求められていた。
【０００７】
このため、例えば特許文献１では、アニール処理等により変動する屈折率を予測し、複数種の屈折率を有するガラス原料を混合させることにより、所望の屈折率を有する光学ガラスを製造する方法を提案している。
【特許文献１】特開２００６−１０４００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の方法を用いても、ガラスの成分によっては屈折率が時間とともに大きく変動してしまう場合があった。又、所望のアッベ数に調整することは困難である場合もあった。
【０００９】
本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであり、２℃／分以上の速い速度でアニール処理を行っても、アッベ数が所定の範囲内することができる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】
【００１０】
本発明者は、第１の予備ガラスと、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを、所定の条件下にて溶解、混合することにより、所望のアッベ数を有する光学ガラスを製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【００１１】
（１） 複数種類のガラス原料を溶解して予備ガラスを得る工程と、前記予備ガラスを溶解して光学ガラスを製造する工程を有する光学ガラスの製造方法であって、第１の予備ガラスと、前記第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを混合することで、前記光学ガラスのアッベ数が決定されることを特徴とする光学ガラスの製造方法。
【００１２】
（２） 前記第１の予備ガラス及び前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスの屈折率は、前記光学ガラスの屈折率と同一、又は近似していることを特徴とする（１）に記載の光学ガラスの製造方法。
【００１３】
（３） 前記第１の予備ガラスの屈折率をｎ１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスの各屈折率をｎｘ（ｘは２以上の整数）としたときの屈折率比ｎ１／ｎｘが、０．９５以上１．０５以下であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の光学ガラスの製造方法。
【００１４】
（４） 前記第１の予備ガラスのアッベ数をν１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスの各アッベ数をνＸ（ｘは２以上の整数）としたときのアッベ数比ν１／νＸが、０．８０以上１．２０以下（１を除く）であることを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【００１５】
（５） 前記第１の予備ガラスの比重をｄ１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスの各比重をｄＸ（ｘは２以上の整数）としたとき、比重比ｄ１／ｄＸが、０．８５以上１．１５以下であることを特徴とする（１）から（４）のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【００１６】
（６） 前記第１の予備ガラスのアッベ数をν１、前記アッベ数が異なる第２の予備ガラスのアッベ数をν２とし、前記光学ガラスに要求されるアッベ数νにするための前記第１の予備ガラスの混合比をＡ、前記アッベ数が異なる第２の予備ガラスの混合比をＢ、としたとき、下記数式にて前記光学ガラスに要求されるアッベ数νにするための前記第１の予備ガラスの混合比Ａと、第２の予備ガラスの各混合比Ｂが決定されることを特徴とする（１）から（５）のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【数１】
【００１７】
（７） 前記第１の予備ガラスと前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスを溶解し混合する際、前記第１の予備ガラスの溶解中における粘度η１と、前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスの溶解中における粘度η２とが、１０３．０〔ｄＰａ・ｓ〕以下となるように混合され、混合溶解後の前記光学ガラスの粘度ηが１０７．６５〔ｄＰａ・ｓ〕以下となるようにすることを特徴とする（１）から（６）のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【００１８】
（８） 前記光学ガラスに要求される屈折率ｎ及びアッベ数νにするために前記第１の予備ガラスと、前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを予め決定された混合比となるように溶解する際、前記第１の予備ガラスと前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスのうち比重の小さい方の予備ガラスを先に投入し、次いで比重の大きい方の予備ガラスを投入し、かつ、複数回に分けて前記比重の小さい方の予備ガラスと前記比重の大きい方の予備ガラスを交互に溶解することを特徴とする（１）から（７）のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【００１９】
（９） 前記第１の予備ガラスと前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを複数回に分けて溶解する際、溶解総量Ｊに対する１回目の投入量Ｊ１との比Ｊ１／Ｊが０．５以下、２回目の投入量Ｊ２との比Ｊ２／Ｊが０．４以下、３回目の投入量Ｊ３との比Ｊ３／Ｊが０．３以下、４回目の投入量Ｊ４との比Ｊ４／Ｊが０．２以下、５回目以降の投入量ＪＸとの比ＪＸ／Ｊが０．１以下、であることを特徴とする（８）に記載の光学ガラスの製造方法。
【００２０】
（１０） （１）から（９）のいずれかの光学ガラスの製造方法により製造された光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。
【００２１】
（１１） （１０）に記載のプリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、アッベ数が異なる複数の予備ガラスを投入、混合することで、速い速度でアニール処理を行い光学定数の変動が生じやすい状況であっても、アッベ数を調整することが容易にできるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、複数種類のガラス原料を溶解して予備ガラスを得る工程と、予備ガラスを溶解して光学ガラスを製造する工程を有する光学ガラスの製造方法であって、第１の予備ガラスと、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを混合することで、光学ガラスのアッベ数が決定されることを特徴とする。
【００２４】
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。
【００２５】
本発明は、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを混合させ、これらにより最終製品である光学ガラスのアッベ数を決定する。すなわち、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとして第２の予備ガラス、第３の予備ガラス、第４の予備ガラス、・・・第ｘの予備ガラスを使用する（ｘは２以上の整数である）。例えば、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる第２の予備ガラスを混合させることができる。又、例えば、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる第２の予備ガラス及び第３の予備ガラスを混合させて製造することができる。混合させる１種以上の予備ガラスは、第１の予備ガラスとアッベ数が異なれば、混合させる予備ガラスの数や組成は特に限定されない。このように、複数の予備ガラスを用いることにより、アニール速度の変化によりアッベ数が変動しても、適宜調整できるようになる。
【００２６】
本発明の光学ガラスの製造方法にて使用する第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスの屈折率は、同一又は近似していることが好ましい。例えば、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の予備ガラスがとして第２及び第３の予備ガラスを使用する場合、第２及び第３の予備ガラスの屈折率が第１の予備ガラスの屈折率と同一又は近似していることが好ましい。
【００２７】
具体的には、第１の予備ガラスの屈折率をｎ１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスの屈折率をｎｘとした場合、ｎ１／ｎｘ（ｘは２以上の整数）が０．９５以上１．０５以下の範囲内にあることが好ましい。特に所望の屈折率とアッベ数を有する光学ガラスを製造する観点から、ｎ１／ｎｘが０．９７以上１．０３以下の範囲内にあることがより好ましく、０．９９以上１．０１以下の範囲内にあることが最も好ましい。混合させる予備ガラスの屈折率があまり異なると、混合後に屈折率を再調整するためにさらなる調整が必要となるからである。なお、ｎｘは、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスそれぞれの屈折率を示し、例えば、ｘ＝２の場合、第２の予備ガラスのアッベ数を示し、ｘ＝３の場合は、第３の予備ガラスのアッベ数を示し、ｘ＝ｎの場合は、第ｎのガラスを示す。本明細書中において、屈折率とは、特に断りが無い限りは０．１４℃／分（２００℃／ｄａｙ）の降温速度にてアニールした場合のｄ線の屈折率を意味する。
【００２８】
第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスのアッベ数は、上述したように異なっていれば特に限定されない、しかし、あまり各々の予備ガラスのアッベ数が異なるとアッベ数の調整が難しくなり、ガラス化も困難になりやすくなる。従って、第１の予備ガラスのアッベ数をν１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスのアッベ数をνｘとした場合、ν１／νｘ（ｘは２以上の整数）が０．８０以上１．２０以下の範囲内（１を除く）にあることが好ましく、０．８５以上１．１５以下の範囲内（１を除く）にあることがより好ましく、０．９０以上１．１０以下の範囲内（１を除く）にあることが最も好ましい。なお、νｘは、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスそれぞれのアッベ数を示し、例えば、ｘ＝２の場合、第２の予備ガラスのアッベ数を示し、ｘ＝３の場合は、第３の予備ガラスのアッベ数を示し、ｘ＝ｎの場合は、第ｎのガラスを示す。本明細書中において、アッベ数とは、特に断りが無い限りは０．１４℃／分の降温速度にてアニールした場合のνｄ＝（（ｎｄ−１）／（ＮＦ−ｎＣ））を意味する。
【００２９】
第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスの比重は、製造しようとする光学ガラスの種類等に応じて適宜変更することができるが、第１の予備ガラスの比重をｄ１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスの比重をｄｘとした場合、ｄ１／ｄｘが０．８５以上１．１５以下の範囲内となるようにすることが好ましく、０．８８以上１．１２以下の範囲内となるようにすることがより好ましく、０．９０以上１．１０以下の範囲内となるようにすることが最も好ましい。なお、ｄｘは、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスそれぞれの比重を示し、例えば、ｘ＝２の場合、第２の予備ガラスの比重を示し、ｘ＝３の場合は、第３の予備ガラスの比重を示し、ｘ＝ｎの場合は、第ｎのガラスを示す。
【００３０】
ｄ１／ｄｘが小さすぎる場合又は大きすぎる場合、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスの比重差が大きくなりすぎ、各予備ガラスを投入し混合する際、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスが分離しやすくなり、均質に混合させにくくなる。そのため、所望のアッベ数を有する光学ガラスを製造することが困難となるとともに、脈理が発生しやすくなる。
【００３１】
特に、本発明の光学ガラスの製造方法においては、その工程を容易にするため、第１及び第２の２種の予備ガラスを用いてアッベ数を調整することが好ましい。その際、光学ガラスに要求されるアッベ数νにするための第１の予備ガラスの混合比をＡ、アッベ数が異なる第２の予備ガラスの各混合比をＢとしたとき、各混合比Ａ、Ｂは下記数式により決定することが好ましい。
【数２】
【００３２】
なお、上記式において予備ガラスの混合比を決定する際には、最終製品の光学ガラスのν、及び予備ガラスのアッベ数ν１及びν２を測定する条件をそろえる必要がある。これは、光学ガラスはアニールの条件によりアッベ数が変動するからである。従って、最終製品とする光学ガラスが高速でアニールされたものを使用する場合は、例えば予備ガラス等を用い、予備ガラスのアッベ数測定に用いられた条件と前記高速アニールとの両条件下でのアッベ数の変動を加味して算出する必要がある。
【００３３】
第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスとを溶解させ、混合させる際、第１の予備ガラスの溶解中における粘度η１と第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスの溶解中における粘度ηｘは、ともに１０３．０［ｄＰａ・ｓ］以下であることが好ましく、１０２．５［ｄＰａ・ｓ］以下であることがより好ましく、１０１．５［ｄＰａ・ｓ］以下であることが最も好ましい。このような粘度とすることにより、両者が均質に混合しやすくなる。又、前記予備ガラスを混合した後においては、光学ガラスの溶解中における粘度は１０７．６５［ｄＰａ・ｓ］以下であることが好ましく、１０５．０［ｄＰａ・ｓ］以下であることがより好ましく、１０４．０［ｄＰａ・ｓ］以下であることが最も好ましい。このような粘度に保持することにより、均質で不良の少ない、所望のアッベ数を有する光学ガラスを製造することができる。
【００３４】
第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを混合する際、比重が小さい順に予備ガラスを投入し、混合することが好ましい。比重が小さい順に予備ガラスを投入し混合することにより、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスが混合されやすくなり、比重分離による脈理等の外観不良を防止することができる。
【００３５】
例えば、第１及び第２の予備ガラスを用いてアッベ数の調整を行い、第１の予備ガラスの比重が第２の予備ガラスの比重よりも小さい場合、まず、第１の予備ガラスの一部を投入し、次に第２の予備ガラスを上記数式により決定された混合比が維持されるように投入する。その後、さらに第１の予備ガラスの一部を投入し、第２の予備ガラスを投入する。
【００３６】
混合比を維持しながら第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを投入、混合させる回数は、光学ガラスの製造量等に応じて適宜変更することができるが、２回以上に分けて投入、混合させることが好ましく、３回以上に分けて投入、混合させることがより好ましく、４回以上に分けて投入、混合させることが最も好ましい。このようにガラス原料を複数開に分けて投入するのは、一般的にガラス原料は溶融混合する前にはその体積が大きく、坩堝等に入りきらないことがあるからである。又複数回に分けることにより、複数種類の予備ガラスをより均一に混合させることが可能となる。
【００３７】
複数回に分けて第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを投入、混合させる際、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスの溶解総量をＪ（ｋｇ）、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスの１回目の投入量をＪ１（ｋｇ）、２回目の投入量をＪ２（ｋｇ）、３回目の投入量をＪ３（ｋｇ）、４回目の投入量をＪ４（ｋｇ）、５回目の投入量をＪ５（ｋｇ）・・・としたとき、Ｊ１／Ｊが０．５以下となるように第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを投入することが好ましく、０．４５以下となるように投入することがより好ましく、０．４以下となるように投入することが最も好ましい。
【００３８】
Ｊ１／Ｊが０．５を超えると、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスの比重差により分離（比重分離）しやすくなり、均一に溶解、混合することが困難となりやすい。その結果、製造した光学ガラスに脈理が発生しやすくなる。
【００３９】
Ｊ２／Ｊが０．４以下となるように第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを投入することが好ましく、０．３５以下となるように投入することがより好ましく、０．３０以下となるように投入することが最も好ましい。Ｊ２／Ｊが多すぎると、Ｊ１／Ｊの場合と同様に各予備ガラスが比重分離しやすくなり、均一に混合することが困難となりやすくなる。又、比重分離により、製造した光学ガラスに脈理が発生しやすくなる。
【００４０】
同様に、Ｊ３／Ｊについては０．３以下となるように第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを投入することが好ましく、０．２５以下となるように投入することがより好ましく、０．２０以下となるように投入することが最も好ましい。
【００４１】
Ｊ４／Ｊについては、０．２以下となるように第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを投入することが好ましく、０．１５以下となるように投入することがより好ましく、０．１０以下となるように投入することが最も好ましい。１
【００４２】
Ｊ５／Ｊについては、０．１以下となるように第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを投入することが好ましく、０．０７以下となるように投入することがより好ましく、０．０５以下となるように投入することが最も好ましい。
【００４３】
必要に応じて６回以上に分けて第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを投入、混合させてもよい。この場合、６回目以降の投入量は、５回目と同一の投入量で行うことが好ましい。
【００４４】
第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスとの混合比を維持しながら複数回に分けて投入、溶解混合した後、目的とする形状に成形しアニール処理を行う。アニール処理は、公知の種々の方法により行うことができる。本発明の方法によれば、降温速度が２℃／分以上の速い速度でアニール処理を行っても所望のアッベ数に調整できるので、成形終了から検査完了までの時間が減少し、検査の結果を予備ガラスの配合に早期にフィードバックする等の対応が可能となり、効率的に光学ガラスを製造することができる。
【００４５】
本発明の方法により得られた光学ガラスは、使用目的等に応じて加熱軟化させて精密プレス成形によってガラス成形品を得るためのプリフォームとして使用されてもよい。又、溶融ガラスをダイレクトプレスすることも可能である。プリフォームとして使用する場合、その製造方法及び熱間成形方法は特に限定されるものではなく、公知の製造方法及び成形方法を使用することができる。プリフォームの製造方法としては、例えば特開平８−３１９１２４号公報に記載のガラスゴブの成形方法や特開平８−７３２２９号公報に記載の光学ガラスの製造方法及び製造装置のような溶融ガラスから直接プリフォームを製造することもでき、又板状に成形した材料を冷間加工して製造してもよい。
【００４６】
なお、プリフォームの熱間成形方法を特に限定するものではないが、例えば特公昭６２−４１１８０号公報に記載の光学素子の成形方法のような方法を使用することができる。
【００４７】
本発明の光学素子は、例えば、レンズ、プリズム、ミラー等の用途に使用される。光学素子は前述のように精密プレス成形により非球面レンズ等に成形してもよいし、研削・研磨による冷間加工により光学素子に成形してもよい。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４９】
［実施例１］
第１の予備ガラス（屈折率１．７０、アッベ数５５．５、比重３．７０、アニール処理０．１４℃／分）、第２の予備ガラス（屈折率１．７０、アッベ数５６．５、比重３．６９、アニール処理０．１４℃／分）を使用し、高速の降温速度でアニール処理（３．３℃／分の降温速度）した屈折率１．７０、アッベ数５５．３の光学ガラスを３７ｋｇ製造した。
【００５０】
まず、第１の予備ガラスと第２の予備ガラスの混合比Ａ、Ｂを決定するために、上記数式（１）及び（２）より、混合比を決定した。まず第１の予備ガラスを３．３℃／分の降温速度でアニール処理を行ったところアッベ数が５５．０となり、０．１４℃／分でアニールしたときに比べて０．５だけ低くなることが分かった。従って、高速でアニールした際にアッベ数５５．３とするためには、低速アニール処理０．１４℃／分にて処理した際に５５．８となるように、第１の予備ガラスと第２の予備ガラスの混合比Ａ、Ｂを決定すればよい。その結果、第１の予備ガラスと第２の予備ガラスの混合比（Ａ：Ｂ）は０．７：０．３と決定した。すなわち、第１の予備ガラスを２６ｋｇ、第２の予備ガラスを１１ｋｇ使用することとした。
【００５１】
比重が小さい第２の予備ガラスから溶融炉へ投入し、上記混合比を維持するように第１の予備ガラスも順次投入し、１回目の投入を行った。なお、１回目の第１の予備ガラスと第２の予備ガラスの投入量は、合計で１５ｋｇであり、Ｊ１／Ｊが約０．４であった。
【００５２】
１回目の投入と同様に、第２の予備ガラスを投入した後、第１の予備ガラスを上記混合比が維持されるように溶融炉へ２回目の投入をした。２回目の第１の予備ガラスと第２の予備ガラスの投入量は、合計で１１ｋｇであり、Ｊ２／Ｊが０．３であった。同様に３回目、４回目及び５回目の投入を行い、Ｊ３／Ｊが０．２、Ｊ４／Ｊが０．１であった。
【００５３】
第１の予備ガラス及び第２の予備ガラスを全て投入後、溶解、成形し、３．３℃／分の降温速度でアニール処理を行い、光学ガラスを製造した。
予備ガラスを溶融混合させる際の粘度を１０３．０［ｄＰａ・ｓ］以下となるように温度調節し、全ての原料を投入後は、溶融ガラス粘度が１０７．６５［ｄＰａ・ｓ］以下となるように、温度調節しつつ保持した。
【００５４】
［比較例１］
第２の予備ガラスを使用しなかった以外は実施例１と同様の方法により光学ガラスを製造した。
【００５５】
［実施例２］
第１の予備ガラス（屈折率１．７９、アッベ数４４．２、比重４．４０）を４１ｋｇ使用し、第２の予備ガラス（屈折率１．８０、アッベ数４６．６、比重４．７６）を３ｋｇ使用し、屈折率１．７９、アッベ数４４．０の光学ガラスを４４ｋｇ製造した以外は実施例１と同様の方法により光学ガラスを製造した。すなわち第１の予備ガラスを用いて、最終製品のアニール条件の差に伴うアッベ数変化量の目安を求めたところ、低速（０．１４℃／分）でのアニールに比べ高速（３．３℃／分）でのアニールではアッベ数が０．４減少することが分かった。当該変化量を考慮して所望のアッベ数を有する最終製品である光学ガラスを作成するための、第１及び第２の予備ガラスの混合比を決定した。その結果、第１の予備ガラスと第２の予備ガラスの混合比は０．９３：０．０７とした。
【００５６】
［比較例２］
第２の予備ガラスを使用しなかった以外は実施例２と同様の方法により光学ガラスを製造した。
【００５７】
［実施例３］
第１の予備ガラス（屈折率１．８１、アッベ数４０．９、比重４．４３）を４３．６ｋｇ使用し、第２の予備ガラス（屈折率１．８０、アッベ数４６．６、比重４．７６）を０．９ｋｇ使用し、屈折率１．８１、アッベ数４０．５の光学ガラスを４４．５ｋｇ製造した以外は実施例１と同様の方法により、光学ガラスを製造した。すなわち第１の予備ガラスを用いて、最終製品のアニール条件の差に伴うアッベ数変化量の目安を求めたところ、低速（０．１４℃／分）でのアニールに比べ高速（３．３℃／分）でのアニールではアッベ数が０．５減少することが分かった。当該変化量を考慮して所望のアッベ数を有する最終製品である光学ガラスを作成するための、第１及び第２の予備ガラスの混合比を決定した。なお、第１の予備ガラスと第２の予備ガラスの混合比は０．９８：０．０２であった。
【００５８】
［比較例３］
第２の予備ガラスを使用しなかった以外は実施例３と同様の方法により光学ガラスを製造した。
【００５９】
［実施例４］
第１の予備ガラス（屈折率１．８０、アッベ数４６．６比重４．７６）を４３ｋｇ使用し、第２の予備ガラス（屈折率１．７９、アッベ数５０．０、比重４．７９）を５ｋｇ使用し、屈折率１．８０、アッベ数４６．５の光学ガラスを４８ｋｇ製造した以外は実施例１と同様の方法により、光学ガラスを製造した。すなわち第１の予備ガラスを用いて、最終製品のアニール条件の差に伴うアッベ数変化量の目安を求めたところ、低速（０．１４℃／分）でのアニールに比べ高速（３．３℃／分）でのアニールではアッベ数が０．４減少することが分かった。当該変化量を考慮して所望のアッベ数を有する最終製品である光学ガラスを作成するための、第１及び第２の予備ガラスの混合比を決定した。なお、第１の予備ガラスと第２の予備ガラスの混合比は０．９０：０．１０であった。
【００６０】
［比較例４］
第２の予備ガラスを使用しなかった以外は実施例４と同様の方法により光学ガラスを製造した。
【００６１】
表１に実施例１〜４、比較例１〜４のアッベ数、屈折率、光学ガラスの所望のアッベ数、屈折率を示した。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１に見られるとおり、実施例１〜４の光学ガラスは、高速のアニール処理を行ったにもかかわらず、所望のアッベ数を有するものであった。しかし比較例１〜４のガラスは、屈折率は所望の値が得られたものの、アッベ数が大きく変動し、最終製品として許容できるものではなかった。このように本発明の方法は、アニールの速度の変化に適宜対応してアッベ数の調整が可能となり、光学ガラス製造における効率を格段に向上させることができるものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は所望のアッベ数を有する光学ガラスを製造することができる光学ガラスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光学素子の素材となっている光学ガラスは、アニール処理（歪み抜き）を経てから製品化される。製品化前にアニール処理することで、光学ガラスの歪抜き、及び屈折率調整がなされる。
【０００３】
アニール処理は、１）成形品をバッチやレヤー等の徐冷炉に投入後、設定された温度まで昇温する工程、２）設定された温度で一定時間保持する工程、３）一定速度で降温する工程からなる。屈折率は２）及び３）の工程で決定され、通常０．２℃／分以下の遅い速度で降温させて屈折率を調整する。
【０００４】
しかしながら、例えば、レヤーを用いてアニール処理を行う場合、降温速度を０．２℃／分以下とすると、アニール処理に時間がかかるとともに設備が大きくなり、設備投資が増大するという問題があった。又、成形終了後から品質検査完了までに要する時間が長くなり、作業効率が悪くなるという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決するために、屈折率は、溶融ガラスの素材（カレット性能）で調整し、アニール処理は歪み抜きのみを行い、降温速度を２℃／分以上と速い速度で降温する方法（いわゆる高速アニール）が提案されており、成形品の成形後数時間で歪の小さい成形品を製造することができるとともに成形と品質検査結果との時間差を減少させている。
【０００６】
しかしながら、降温速度を増加させると屈折率の変動が大きくなるとともにアッベ数の変動も大きくなる。さらに、アニール処理ラインごとによっても屈折率及びアッベ数の変動量が異なることがあり、成形品の硝種によってはアッベ数が所望の値から大きくずれ、例えば予め定められた規格外となる場合もあった。従って、降温速度の早いアニール処理のような、屈折率やアッベ数が所望の値から大きくずれうる環境においても、それらを所望の値に適宜調節できるような方法が求められていた。
【０００７】
このため、例えば特許文献１では、アニール処理等により変動する屈折率を予測し、複数種の屈折率を有するガラス原料を混合させることにより、所望の屈折率を有する光学ガラスを製造する方法を提案している。
【特許文献１】特開２００６−１０４００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の方法を用いても、ガラスの成分によっては屈折率が時間とともに大きく変動してしまう場合があった。又、所望のアッベ数に調整することは困難である場合もあった。
【０００９】
本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであり、２℃／分以上の速い速度でアニール処理を行っても、アッベ数が所定の範囲内することができる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】
【００１０】
本発明者は、第１の予備ガラスと、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを、所定の条件下にて溶解、混合することにより、所望のアッベ数を有する光学ガラスを製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【００１１】
（１） 複数種類のガラス原料を溶解して予備ガラスを得る工程と、前記予備ガラスを溶解して光学ガラスを製造する工程を有する光学ガラスの製造方法であって、第１の予備ガラスと、前記第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを混合することで、前記光学ガラスのアッベ数が決定されることを特徴とする光学ガラスの製造方法。
【００１２】
（２） 前記第１の予備ガラス及び前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスの屈折率は、前記光学ガラスの屈折率と同一、又は近似していることを特徴とする（１）に記載の光学ガラスの製造方法。
【００１３】
（３） 前記第１の予備ガラスの屈折率をｎ１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスの各屈折率をｎｘ（ｘは２以上の整数）としたときの屈折率比ｎ１／ｎｘが、０．９５以上１．０５以下であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の光学ガラスの製造方法。
【００１４】
（４） 前記第１の予備ガラスのアッベ数をν１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスの各アッベ数をνＸ（ｘは２以上の整数）としたときのアッベ数比ν１／νＸが、０．８０以上１．２０以下（１を除く）であることを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【００１５】
（５） 前記第１の予備ガラスの比重をｄ１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスの各比重をｄＸ（ｘは２以上の整数）としたとき、比重比ｄ１／ｄＸが、０．８５以上１．１５以下であることを特徴とする（１）から（４）のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【００１６】
（６） 前記第１の予備ガラスのアッベ数をν１、前記アッベ数が異なる第２の予備ガラスのアッベ数をν２とし、前記光学ガラスに要求されるアッベ数νにするための前記第１の予備ガラスの混合比をＡ、前記アッベ数が異なる第２の予備ガラスの混合比をＢ、としたとき、下記数式にて前記光学ガラスに要求されるアッベ数νにするための前記第１の予備ガラスの混合比Ａと、第２の予備ガラスの各混合比Ｂが決定されることを特徴とする（１）から（５）のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【数１】
【００１７】
（７） 前記第１の予備ガラスと前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスを溶解し混合する際、前記第１の予備ガラスの溶解中における粘度η１と、前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスの溶解中における粘度η２とが、１０３．０〔ｄＰａ・ｓ〕以下となるように混合され、混合溶解後の前記光学ガラスの粘度ηが１０７．６５〔ｄＰａ・ｓ〕以下となるようにすることを特徴とする（１）から（６）のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【００１８】
（８） 前記光学ガラスに要求される屈折率ｎ及びアッベ数νにするために前記第１の予備ガラスと、前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを予め決定された混合比となるように溶解する際、前記第１の予備ガラスと前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスのうち比重の小さい方の予備ガラスを先に投入し、次いで比重の大きい方の予備ガラスを投入し、かつ、複数回に分けて前記比重の小さい方の予備ガラスと前記比重の大きい方の予備ガラスを交互に溶解することを特徴とする（１）から（７）のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【００１９】
（９） 前記第１の予備ガラスと前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを複数回に分けて溶解する際、溶解総量Ｊに対する１回目の投入量Ｊ１との比Ｊ１／Ｊが０．５以下、２回目の投入量Ｊ２との比Ｊ２／Ｊが０．４以下、３回目の投入量Ｊ３との比Ｊ３／Ｊが０．３以下、４回目の投入量Ｊ４との比Ｊ４／Ｊが０．２以下、５回目以降の投入量ＪＸとの比ＪＸ／Ｊが０．１以下、であることを特徴とする（８）に記載の光学ガラスの製造方法。
【００２０】
（１０） （１）から（９）のいずれかの光学ガラスの製造方法により製造された光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。
【００２１】
（１１） （１０）に記載のプリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、アッベ数が異なる複数の予備ガラスを投入、混合することで、速い速度でアニール処理を行い光学定数の変動が生じやすい状況であっても、アッベ数を調整することが容易にできるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、複数種類のガラス原料を溶解して予備ガラスを得る工程と、予備ガラスを溶解して光学ガラスを製造する工程を有する光学ガラスの製造方法であって、第１の予備ガラスと、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを混合することで、光学ガラスのアッベ数が決定されることを特徴とする。
【００２４】
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。
【００２５】
本発明は、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを混合させ、これらにより最終製品である光学ガラスのアッベ数を決定する。すなわち、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとして第２の予備ガラス、第３の予備ガラス、第４の予備ガラス、・・・第ｘの予備ガラスを使用する（ｘは２以上の整数である）。例えば、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる第２の予備ガラスを混合させることができる。又、例えば、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる第２の予備ガラス及び第３の予備ガラスを混合させて製造することができる。混合させる１種以上の予備ガラスは、第１の予備ガラスとアッベ数が異なれば、混合させる予備ガラスの数や組成は特に限定されない。このように、複数の予備ガラスを用いることにより、アニール速度の変化によりアッベ数が変動しても、適宜調整できるようになる。
【００２６】
本発明の光学ガラスの製造方法にて使用する第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスの屈折率は、同一又は近似していることが好ましい。例えば、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の予備ガラスがとして第２及び第３の予備ガラスを使用する場合、第２及び第３の予備ガラスの屈折率が第１の予備ガラスの屈折率と同一又は近似していることが好ましい。
【００２７】
具体的には、第１の予備ガラスの屈折率をｎ１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスの屈折率をｎｘとした場合、ｎ１／ｎｘ（ｘは２以上の整数）が０．９５以上１．０５以下の範囲内にあることが好ましい。特に所望の屈折率とアッベ数を有する光学ガラスを製造する観点から、ｎ１／ｎｘが０．９７以上１．０３以下の範囲内にあることがより好ましく、０．９９以上１．０１以下の範囲内にあることが最も好ましい。混合させる予備ガラスの屈折率があまり異なると、混合後に屈折率を再調整するためにさらなる調整が必要となるからである。なお、ｎｘは、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスそれぞれの屈折率を示し、例えば、ｘ＝２の場合、第２の予備ガラスのアッベ数を示し、ｘ＝３の場合は、第３の予備ガラスのアッベ数を示し、ｘ＝ｎの場合は、第ｎのガラスを示す。本明細書中において、屈折率とは、特に断りが無い限りは０．１４℃／分（２００℃／ｄａｙ）の降温速度にてアニールした場合のｄ線の屈折率を意味する。
【００２８】
第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスのアッベ数は、上述したように異なっていれば特に限定されない、しかし、あまり各々の予備ガラスのアッベ数が異なるとアッベ数の調整が難しくなり、ガラス化も困難になりやすくなる。従って、第１の予備ガラスのアッベ数をν１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスのアッベ数をνｘとした場合、ν１／νｘ（ｘは２以上の整数）が０．８０以上１．２０以下の範囲内（１を除く）にあることが好ましく、０．８５以上１．１５以下の範囲内（１を除く）にあることがより好ましく、０．９０以上１．１０以下の範囲内（１を除く）にあることが最も好ましい。なお、νｘは、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスそれぞれのアッベ数を示し、例えば、ｘ＝２の場合、第２の予備ガラスのアッベ数を示し、ｘ＝３の場合は、第３の予備ガラスのアッベ数を示し、ｘ＝ｎの場合は、第ｎのガラスを示す。本明細書中において、アッベ数とは、特に断りが無い限りは０．１４℃／分の降温速度にてアニールした場合のνｄ＝（（ｎｄ−１）／（ＮＦ−ｎＣ））を意味する。
【００２９】
第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスの比重は、製造しようとする光学ガラスの種類等に応じて適宜変更することができるが、第１の予備ガラスの比重をｄ１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスの比重をｄｘとした場合、ｄ１／ｄｘが０．８５以上１．１５以下の範囲内となるようにすることが好ましく、０．８８以上１．１２以下の範囲内となるようにすることがより好ましく、０．９０以上１．１０以下の範囲内となるようにすることが最も好ましい。なお、ｄｘは、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスそれぞれの比重を示し、例えば、ｘ＝２の場合、第２の予備ガラスの比重を示し、ｘ＝３の場合は、第３の予備ガラスの比重を示し、ｘ＝ｎの場合は、第ｎのガラスを示す。
【００３０】
ｄ１／ｄｘが小さすぎる場合又は大きすぎる場合、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスの比重差が大きくなりすぎ、各予備ガラスを投入し混合する際、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスが分離しやすくなり、均質に混合させにくくなる。そのため、所望のアッベ数を有する光学ガラスを製造することが困難となるとともに、脈理が発生しやすくなる。
【００３１】
特に、本発明の光学ガラスの製造方法においては、その工程を容易にするため、第１及び第２の２種の予備ガラスを用いてアッベ数を調整することが好ましい。その際、光学ガラスに要求されるアッベ数νにするための第１の予備ガラスの混合比をＡ、アッベ数が異なる第２の予備ガラスの各混合比をＢとしたとき、各混合比Ａ、Ｂは下記数式により決定することが好ましい。
【数２】
【００３２】
なお、上記式において予備ガラスの混合比を決定する際には、最終製品の光学ガラスのν、及び予備ガラスのアッベ数ν１及びν２を測定する条件をそろえる必要がある。これは、光学ガラスはアニールの条件によりアッベ数が変動するからである。従って、最終製品とする光学ガラスが高速でアニールされたものを使用する場合は、例えば予備ガラス等を用い、予備ガラスのアッベ数測定に用いられた条件と前記高速アニールとの両条件下でのアッベ数の変動を加味して算出する必要がある。
【００３３】
第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスとを溶解させ、混合させる際、第１の予備ガラスの溶解中における粘度η１と第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスの溶解中における粘度ηｘは、ともに１０３．０［ｄＰａ・ｓ］以下であることが好ましく、１０２．５［ｄＰａ・ｓ］以下であることがより好ましく、１０１．５［ｄＰａ・ｓ］以下であることが最も好ましい。このような粘度とすることにより、両者が均質に混合しやすくなる。又、前記予備ガラスを混合した後においては、光学ガラスの溶解中における粘度は１０７．６５［ｄＰａ・ｓ］以下であることが好ましく、１０５．０［ｄＰａ・ｓ］以下であることがより好ましく、１０４．０［ｄＰａ・ｓ］以下であることが最も好ましい。このような粘度に保持することにより、均質で不良の少ない、所望のアッベ数を有する光学ガラスを製造することができる。
【００３４】
第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを混合する際、比重が小さい順に予備ガラスを投入し、混合することが好ましい。比重が小さい順に予備ガラスを投入し混合することにより、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスが混合されやすくなり、比重分離による脈理等の外観不良を防止することができる。
【００３５】
例えば、第１及び第２の予備ガラスを用いてアッベ数の調整を行い、第１の予備ガラスの比重が第２の予備ガラスの比重よりも小さい場合、まず、第１の予備ガラスの一部を投入し、次に第２の予備ガラスを上記数式により決定された混合比が維持されるように投入する。その後、さらに第１の予備ガラスの一部を投入し、第２の予備ガラスを投入する。
【００３６】
混合比を維持しながら第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを投入、混合させる回数は、光学ガラスの製造量等に応じて適宜変更することができるが、２回以上に分けて投入、混合させることが好ましく、３回以上に分けて投入、混合させることがより好ましく、４回以上に分けて投入、混合させることが最も好ましい。このようにガラス原料を複数開に分けて投入するのは、一般的にガラス原料は溶融混合する前にはその体積が大きく、坩堝等に入りきらないことがあるからである。又複数回に分けることにより、複数種類の予備ガラスをより均一に混合させることが可能となる。
【００３７】
複数回に分けて第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを投入、混合させる際、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスの溶解総量をＪ（ｋｇ）、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスの１回目の投入量をＪ１（ｋｇ）、２回目の投入量をＪ２（ｋｇ）、３回目の投入量をＪ３（ｋｇ）、４回目の投入量をＪ４（ｋｇ）、５回目の投入量をＪ５（ｋｇ）・・・としたとき、Ｊ１／Ｊが０．５以下となるように第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを投入することが好ましく、０．４５以下となるように投入することがより好ましく、０．４以下となるように投入することが最も好ましい。
【００３８】
Ｊ１／Ｊが０．５を超えると、第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスの比重差により分離（比重分離）しやすくなり、均一に溶解、混合することが困難となりやすい。その結果、製造した光学ガラスに脈理が発生しやすくなる。
【００３９】
Ｊ２／Ｊが０．４以下となるように第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを投入することが好ましく、０．３５以下となるように投入することがより好ましく、０．３０以下となるように投入することが最も好ましい。Ｊ２／Ｊが多すぎると、Ｊ１／Ｊの場合と同様に各予備ガラスが比重分離しやすくなり、均一に混合することが困難となりやすくなる。又、比重分離により、製造した光学ガラスに脈理が発生しやすくなる。
【００４０】
同様に、Ｊ３／Ｊについては０．３以下となるように第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを投入することが好ましく、０．２５以下となるように投入することがより好ましく、０．２０以下となるように投入することが最も好ましい。
【００４１】
Ｊ４／Ｊについては、０．２以下となるように第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを投入することが好ましく、０．１５以下となるように投入することがより好ましく、０．１０以下となるように投入することが最も好ましい。１
【００４２】
Ｊ５／Ｊについては、０．１以下となるように第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを投入することが好ましく、０．０７以下となるように投入することがより好ましく、０．０５以下となるように投入することが最も好ましい。
【００４３】
必要に応じて６回以上に分けて第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを投入、混合させてもよい。この場合、６回目以降の投入量は、５回目と同一の投入量で行うことが好ましい。
【００４４】
第１の予備ガラスと第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスとの混合比を維持しながら複数回に分けて投入、溶解混合した後、目的とする形状に成形しアニール処理を行う。アニール処理は、公知の種々の方法により行うことができる。本発明の方法によれば、降温速度が２℃／分以上の速い速度でアニール処理を行っても所望のアッベ数に調整できるので、成形終了から検査完了までの時間が減少し、検査の結果を予備ガラスの配合に早期にフィードバックする等の対応が可能となり、効率的に光学ガラスを製造することができる。
【００４５】
本発明の方法により得られた光学ガラスは、使用目的等に応じて加熱軟化させて精密プレス成形によってガラス成形品を得るためのプリフォームとして使用されてもよい。又、溶融ガラスをダイレクトプレスすることも可能である。プリフォームとして使用する場合、その製造方法及び熱間成形方法は特に限定されるものではなく、公知の製造方法及び成形方法を使用することができる。プリフォームの製造方法としては、例えば特開平８−３１９１２４号公報に記載のガラスゴブの成形方法や特開平８−７３２２９号公報に記載の光学ガラスの製造方法及び製造装置のような溶融ガラスから直接プリフォームを製造することもでき、又板状に成形した材料を冷間加工して製造してもよい。
【００４６】
なお、プリフォームの熱間成形方法を特に限定するものではないが、例えば特公昭６２−４１１８０号公報に記載の光学素子の成形方法のような方法を使用することができる。
【００４７】
本発明の光学素子は、例えば、レンズ、プリズム、ミラー等の用途に使用される。光学素子は前述のように精密プレス成形により非球面レンズ等に成形してもよいし、研削・研磨による冷間加工により光学素子に成形してもよい。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４９】
［実施例１］
第１の予備ガラス（屈折率１．７０、アッベ数５５．５、比重３．７０、アニール処理０．１４℃／分）、第２の予備ガラス（屈折率１．７０、アッベ数５６．５、比重３．６９、アニール処理０．１４℃／分）を使用し、高速の降温速度でアニール処理（３．３℃／分の降温速度）した屈折率１．７０、アッベ数５５．３の光学ガラスを３７ｋｇ製造した。
【００５０】
まず、第１の予備ガラスと第２の予備ガラスの混合比Ａ、Ｂを決定するために、上記数式（１）及び（２）より、混合比を決定した。まず第１の予備ガラスを３．３℃／分の降温速度でアニール処理を行ったところアッベ数が５５．０となり、０．１４℃／分でアニールしたときに比べて０．５だけ低くなることが分かった。従って、高速でアニールした際にアッベ数５５．３とするためには、低速アニール処理０．１４℃／分にて処理した際に５５．８となるように、第１の予備ガラスと第２の予備ガラスの混合比Ａ、Ｂを決定すればよい。その結果、第１の予備ガラスと第２の予備ガラスの混合比（Ａ：Ｂ）は０．７：０．３と決定した。すなわち、第１の予備ガラスを２６ｋｇ、第２の予備ガラスを１１ｋｇ使用することとした。
【００５１】
比重が小さい第２の予備ガラスから溶融炉へ投入し、上記混合比を維持するように第１の予備ガラスも順次投入し、１回目の投入を行った。なお、１回目の第１の予備ガラスと第２の予備ガラスの投入量は、合計で１５ｋｇであり、Ｊ１／Ｊが約０．４であった。
【００５２】
１回目の投入と同様に、第２の予備ガラスを投入した後、第１の予備ガラスを上記混合比が維持されるように溶融炉へ２回目の投入をした。２回目の第１の予備ガラスと第２の予備ガラスの投入量は、合計で１１ｋｇであり、Ｊ２／Ｊが０．３であった。同様に３回目、４回目及び５回目の投入を行い、Ｊ３／Ｊが０．２、Ｊ４／Ｊが０．１であった。
【００５３】
第１の予備ガラス及び第２の予備ガラスを全て投入後、溶解、成形し、３．３℃／分の降温速度でアニール処理を行い、光学ガラスを製造した。
予備ガラスを溶融混合させる際の粘度を１０３．０［ｄＰａ・ｓ］以下となるように温度調節し、全ての原料を投入後は、溶融ガラス粘度が１０７．６５［ｄＰａ・ｓ］以下となるように、温度調節しつつ保持した。
【００５４】
［比較例１］
第２の予備ガラスを使用しなかった以外は実施例１と同様の方法により光学ガラスを製造した。
【００５５】
［実施例２］
第１の予備ガラス（屈折率１．７９、アッベ数４４．２、比重４．４０）を４１ｋｇ使用し、第２の予備ガラス（屈折率１．８０、アッベ数４６．６、比重４．７６）を３ｋｇ使用し、屈折率１．７９、アッベ数４４．０の光学ガラスを４４ｋｇ製造した以外は実施例１と同様の方法により光学ガラスを製造した。すなわち第１の予備ガラスを用いて、最終製品のアニール条件の差に伴うアッベ数変化量の目安を求めたところ、低速（０．１４℃／分）でのアニールに比べ高速（３．３℃／分）でのアニールではアッベ数が０．４減少することが分かった。当該変化量を考慮して所望のアッベ数を有する最終製品である光学ガラスを作成するための、第１及び第２の予備ガラスの混合比を決定した。その結果、第１の予備ガラスと第２の予備ガラスの混合比は０．９３：０．０７とした。
【００５６】
［比較例２］
第２の予備ガラスを使用しなかった以外は実施例２と同様の方法により光学ガラスを製造した。
【００５７】
［実施例３］
第１の予備ガラス（屈折率１．８１、アッベ数４０．９、比重４．４３）を４３．６ｋｇ使用し、第２の予備ガラス（屈折率１．８０、アッベ数４６．６、比重４．７６）を０．９ｋｇ使用し、屈折率１．８１、アッベ数４０．５の光学ガラスを４４．５ｋｇ製造した以外は実施例１と同様の方法により、光学ガラスを製造した。すなわち第１の予備ガラスを用いて、最終製品のアニール条件の差に伴うアッベ数変化量の目安を求めたところ、低速（０．１４℃／分）でのアニールに比べ高速（３．３℃／分）でのアニールではアッベ数が０．５減少することが分かった。当該変化量を考慮して所望のアッベ数を有する最終製品である光学ガラスを作成するための、第１及び第２の予備ガラスの混合比を決定した。なお、第１の予備ガラスと第２の予備ガラスの混合比は０．９８：０．０２であった。
【００５８】
［比較例３］
第２の予備ガラスを使用しなかった以外は実施例３と同様の方法により光学ガラスを製造した。
【００５９】
［実施例４］
第１の予備ガラス（屈折率１．８０、アッベ数４６．６比重４．７６）を４３ｋｇ使用し、第２の予備ガラス（屈折率１．７９、アッベ数５０．０、比重４．７９）を５ｋｇ使用し、屈折率１．８０、アッベ数４６．５の光学ガラスを４８ｋｇ製造した以外は実施例１と同様の方法により、光学ガラスを製造した。すなわち第１の予備ガラスを用いて、最終製品のアニール条件の差に伴うアッベ数変化量の目安を求めたところ、低速（０．１４℃／分）でのアニールに比べ高速（３．３℃／分）でのアニールではアッベ数が０．４減少することが分かった。当該変化量を考慮して所望のアッベ数を有する最終製品である光学ガラスを作成するための、第１及び第２の予備ガラスの混合比を決定した。なお、第１の予備ガラスと第２の予備ガラスの混合比は０．９０：０．１０であった。
【００６０】
［比較例４］
第２の予備ガラスを使用しなかった以外は実施例４と同様の方法により光学ガラスを製造した。
【００６１】
表１に実施例１〜４、比較例１〜４のアッベ数、屈折率、光学ガラスの所望のアッベ数、屈折率を示した。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１に見られるとおり、実施例１〜４の光学ガラスは、高速のアニール処理を行ったにもかかわらず、所望のアッベ数を有するものであった。しかし比較例１〜４のガラスは、屈折率は所望の値が得られたものの、アッベ数が大きく変動し、最終製品として許容できるものではなかった。このように本発明の方法は、アニールの速度の変化に適宜対応してアッベ数の調整が可能となり、光学ガラス製造における効率を格段に向上させることができるものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類のガラス原料を溶解して予備ガラスを得る工程と、
前記予備ガラスを溶解して光学ガラスを製造する工程を有する光学ガラスの製造方法であって、
第１の予備ガラスと、前記第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを混合することで、前記光学ガラスのアッベ数が決定されることを特徴とする光学ガラスの製造方法。
【請求項２】
前記第１の予備ガラス及び前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスの屈折率は、前記光学ガラスの屈折率と同一、又は近似していることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項３】
前記第１の予備ガラスの屈折率をｎ１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスの各屈折率をｎｘ（ｘは２以上の整数）としたときの屈折率比ｎ１／ｎｘが、０．９５以上１．０５以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項４】
前記第１の予備ガラスのアッベ数をν１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスのアッベ数をνＸ（ｘは２以上の整数）としたときのアッベ数比ν１／νＸが、０．８０以上１．２０以下（１を除く）であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項５】
前記第１の予備ガラスの比重をｄ１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスの比重をｄＸ（ｘは２以上の整数）としたとき、比重比ｄ１／ｄＸが、０．８５以上１．１５以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項６】
前記第１の予備ガラスのアッベ数をν１、前記アッベ数が異なる第２の予備ガラスのアッベ数をν２とし、前記光学ガラスに要求されるアッベ数νにするための前記第１の予備ガラスの混合比をＡ、前記アッベ数が異なる第２の予備ガラスの混合比をＢ、としたとき、下記数式にて前記光学ガラスに要求されるアッベ数νにするための前記第１の予備ガラスの混合比Ａと、前記第２の予備ガラスの各混合比Ｂが決定されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【数１】
【請求項７】
前記第１の予備ガラスと前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスを溶解し混合する際、前記第１の予備ガラスの溶解中における粘度η１と、前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスの溶解中における粘度η２とが、１０３．０〔ｄＰａ・ｓ〕以下となるように混合され、混合溶解後の前記光学ガラスの粘度ηが１０７．６５〔ｄＰａ・ｓ〕以下となるようにすることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項８】
前記光学ガラスに要求される屈折率ｎ及びアッベ数νにするために前記第１の予備ガラスと、前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを予め決定された混合比となるように溶解する際、
前記第１の予備ガラスと前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスのうち比重の小さい方の予備ガラスを先に投入し、次いで比重の大きい方の予備ガラスを投入し、かつ複数回に分けて前記比重の小さい方の予備ガラスと前記比重の大きい方の予備ガラスを交互に溶解することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項９】
前記第１の予備ガラスと前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを複数回に分けて溶解する際、
溶解総量Ｊに対する１回目の投入量Ｊ１との比Ｊ１／Ｊが０．５以下、２回目の投入量Ｊ２との比Ｊ２／Ｊが０．４以下、３回目の投入量Ｊ３との比Ｊ３／Ｊが０．３以下、４回目の投入量Ｊ４との比Ｊ４／Ｊが０．２以下、５回目以降の投入量ＪＸとの比ＪＸ／Ｊが０．１以下、であることを特徴とする請求項８に記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかの光学ガラスの製造方法により製造された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１１】
請求項１０に記載のプリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
【請求項１】
複数種類のガラス原料を溶解して予備ガラスを得る工程と、
前記予備ガラスを溶解して光学ガラスを製造する工程を有する光学ガラスの製造方法であって、
第１の予備ガラスと、前記第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを混合することで、前記光学ガラスのアッベ数が決定されることを特徴とする光学ガラスの製造方法。
【請求項２】
前記第１の予備ガラス及び前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスの屈折率は、前記光学ガラスの屈折率と同一、又は近似していることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項３】
前記第１の予備ガラスの屈折率をｎ１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスの各屈折率をｎｘ（ｘは２以上の整数）としたときの屈折率比ｎ１／ｎｘが、０．９５以上１．０５以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項４】
前記第１の予備ガラスのアッベ数をν１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスのアッベ数をνＸ（ｘは２以上の整数）としたときのアッベ数比ν１／νＸが、０．８０以上１．２０以下（１を除く）であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項５】
前記第１の予備ガラスの比重をｄ１、第１の予備ガラスとアッベ数が異なる１種以上の各予備ガラスを使用する場合の第ｘの予備ガラスの比重をｄＸ（ｘは２以上の整数）としたとき、比重比ｄ１／ｄＸが、０．８５以上１．１５以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項６】
前記第１の予備ガラスのアッベ数をν１、前記アッベ数が異なる第２の予備ガラスのアッベ数をν２とし、前記光学ガラスに要求されるアッベ数νにするための前記第１の予備ガラスの混合比をＡ、前記アッベ数が異なる第２の予備ガラスの混合比をＢ、としたとき、下記数式にて前記光学ガラスに要求されるアッベ数νにするための前記第１の予備ガラスの混合比Ａと、前記第２の予備ガラスの各混合比Ｂが決定されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【数１】
【請求項７】
前記第１の予備ガラスと前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスを溶解し混合する際、前記第１の予備ガラスの溶解中における粘度η１と、前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスの溶解中における粘度η２とが、１０３．０〔ｄＰａ・ｓ〕以下となるように混合され、混合溶解後の前記光学ガラスの粘度ηが１０７．６５〔ｄＰａ・ｓ〕以下となるようにすることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項８】
前記光学ガラスに要求される屈折率ｎ及びアッベ数νにするために前記第１の予備ガラスと、前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを予め決定された混合比となるように溶解する際、
前記第１の予備ガラスと前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスのうち比重の小さい方の予備ガラスを先に投入し、次いで比重の大きい方の予備ガラスを投入し、かつ複数回に分けて前記比重の小さい方の予備ガラスと前記比重の大きい方の予備ガラスを交互に溶解することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項９】
前記第１の予備ガラスと前記アッベ数が異なる１種以上の予備ガラスとを複数回に分けて溶解する際、
溶解総量Ｊに対する１回目の投入量Ｊ１との比Ｊ１／Ｊが０．５以下、２回目の投入量Ｊ２との比Ｊ２／Ｊが０．４以下、３回目の投入量Ｊ３との比Ｊ３／Ｊが０．３以下、４回目の投入量Ｊ４との比Ｊ４／Ｊが０．２以下、５回目以降の投入量ＪＸとの比ＪＸ／Ｊが０．１以下、であることを特徴とする請求項８に記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかの光学ガラスの製造方法により製造された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１１】
請求項１０に記載のプリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
【公開番号】特開２００９−１２６７６３（Ｐ２００９−１２６７６３Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０５８１２（Ｐ２００７−３０５８１２）
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【出願人】（０００１２８７８４）株式会社オハラ (539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２７日（２００７．１１．２７）
【出願人】（０００１２８７８４）株式会社オハラ (539)
【Ｆターム（参考）】
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