(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流出部から流出する溶融ガラスを溶融する第一の溶融槽に、該第一の溶融槽の溶融ガラス液面より上位位置に保持され、ガラス材料を投入して溶融する第二の溶融槽を接続し、前記第一の溶融槽内の溶融ガラスの減少に応じて、前記第二の溶融槽の液面レベルを変位させ、第二の溶融槽内の所定液面近傍に設置した流路より、溶融ガラスをオーバーフローさせることにより前記第二の溶融槽から前記第一の溶融槽へ溶融ガラスを送り込み、前記流出部からの流出に応じた前記第一の溶融槽の液面調整を行うようにしたことを特徴としたガラス流出方法。
【請求項２】
前記第一の溶融槽の液面上限位置を検出する手段の信号に応じて前記第二の溶融槽の液面を変位させて、前記第二の溶融槽から前記第一の溶融槽へ溶融ガラスを送り込むようにしたことを特徴とした請求項１に記載のガラス流出方法。
【請求項３】
流出部から流出する溶融ガラスを溶融する第一の溶融槽と、該第一の溶融槽の溶融ガラス液面より上位位置に接続され、ガラス材料を投入して溶融する第二の溶融槽と、前記第二の溶融槽の液面レベルを変位させ、第二の溶融槽内の所定液面近傍に設置した流路より、溶融ガラスをオーバーフローさせることにより前記第二の溶融槽から前記第一の溶融槽へ溶融ガラスを送り込み、前記流出部からの流出に応じた前記第一の溶融槽の液面調整を行うようにしたことを特徴としたガラス流出装置。
【請求項４】
流出部を備える第一のガラス溶融槽の液面より上位位置に液面を有した第二のガラス溶融槽を設け、前記第一と第二の溶融槽を接続手段で接続し、前記第二の溶融槽の液面を変位させることにより前記接続手段を介して前記第一の溶融槽の液面の調整を行うようにしたことを特徴とした請求項３に記載のガラス流出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶融したガラスを溶融／流出させる方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス材料を溶かし、溶融したガラスの溶融温度の調整、組成の均質化を行い、均質化された溶融ガラスを流出させて取り出すためのガラス溶融槽は溶融しているガラスを均質化させるために温度（粘性）管理を高い温度範囲精度で行い、かつ、溶融ガラスの容量を調整する必要がある。
【０００３】
従来のガラス溶融槽の液面管理は流出したガラスの重量計測による方法、ガラスに含まれる放射線物質（γ線）の透過を検出して液面を測定する方法などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
カメラなどの光学機器に使用するレンズは光学技術の進歩により非球面レンズを多用する製品が多くなり、また、光ピックアップ技術を用いた画像読み取り機能を備えた情報機器にも小型のレンズを組み込む構成が多くなってきた。
【０００５】
また、プリンタなどの画像形成機器内にはトーリックレンズ等の複雑な形状の光学曲面を有した光学素子を多く採用する可能性がある。
【０００６】
このような非球面レンズは機器の使用環境の多様化に応じて、環境変化に対する適応性に優れるガラス材料を使用する。
【０００７】
ガラス材料を溶融槽内で溶融し、ガラスを流出させ、流出したガラスを次の工程で上記のレンズ形状、光学素子形状に加工する場合に、流出したガラスの流出温度（粘性）、流出容量を所定温度範囲内，及び所定の容量範囲内に流出させる必要がある。
【０００８】
特に、流出した溶融ガラスを次の工程でプレス成形して光学素子形状に成形するプレス成形工程を採用する場合には流出する溶融ガラスの温度、流出容量は成形される光学素子の精度に大きな影響を及ぼす。
【０００９】
溶融槽の流出部から均質化されたガラスを流出させて成形工程に移送する生産プロセスでは、流出部からの流出に応じて溶融槽の液面位置を所定範囲内に調整することが均質な溶融ガラスを得るためには必要である。
【００１０】
即ち、溶融ガラスを流出する流出ノズルの液面圧力を一定にして、流出ガラスの重量精度を保つことにより成形するガラス成形品の容量を正確に制御することができる。
【００１１】
本発明の課題はガラス材料を溶融して溶融ガラスを流出させる溶融槽の液面を、流出ガラスの流出に応じて調整し、溶融槽内のガラスの状態を均一条件に保てるようにしたガラスの流出方法及び装置を提案することにある。
【００１２】
さらに、本発明は溶融槽からガラスを流出させて溶融槽内の溶融ガラスの容量が減少した場合に、可及的速やかに溶融槽の液面を所定位置に回復させることのできるガラス流出装置を提案する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題解決のために、流出部から流出する溶融ガラスを溶融する第一の溶融槽に、該第一の溶融槽の溶融ガラス液面より上位位置に保持され、ガラス材料を投入して溶融する第二の溶融槽を接続し、前記第一の溶融槽内の溶融ガラスの減少に応じて、前記第二の溶融槽の液面レベルを変位させ、第二の溶融槽内の所定液面近傍に設置した流路より、溶融ガラスをオーバーフローさせることにより前記第二の溶融槽から前記第一の溶融槽へ溶融ガラスを送り込み、前記流出部からの流出に応じた前記第一の溶融槽の液面調整を行うようにしたガラス流出方法を提案する。
【００１４】
さらに、本発明は、前記第一の溶融槽の液面上限位置を検出する手段の信号に応じて前記第二の溶融槽の液面を変位させて、前記第二の溶融槽から前記第一の溶融槽へ溶融ガラスを送り込むようにしたガラス流出方法を提案する。
【００１６】
又、流出部から流出する溶融ガラスを溶融する第一の溶融槽と、該第一の溶融槽の溶融ガラス液面より上位位置に接続され、ガラス材料を投入して溶融する第二の溶融槽と、前記第二の溶融槽の液面レベルを変位させ、第二の溶融槽内の所定液面近傍に設置した流路より、溶融ガラスをオーバーフローさせることにより前記第二の溶融槽から前記第一の溶融槽へ溶融ガラスを送り込み、前記流出部からの流出に応じた前記第一の溶融槽の液面調整を行うようにしたことを特徴としたガラス流出装置の提案により生産性の向上を図る。
【００１９】
また、流出部を備える第一のガラス溶融槽の液面より上位位置に液面を有した第二のガラス溶融槽を設け、前記第一と第二の溶融槽を接続手段で接続し、前記第二の溶融槽の液面を変位させることにより前記接続手段を介して前記第一の溶融槽の液面の調整を行うようにしたガラス流出装置の提案により流出ガラスを次工程でプレス成形して光学素子形状に成形する生産方法に好ましい装置を提案する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に図を参照して本発明の第一の実施例を説明する。
【００２４】
図１は本発明を実施するガラス溶融／流出装置の要部構成図、図２は各部制御の制御ブロック図である。
【００２５】
図１，２において、符号１はガラス溶融装置を示し、２は溶融装置室内、４は第一のガラス溶融槽、６は第二のガラス溶融槽である。
【００２６】
前記第一のガラス溶融槽４と第二のガラス溶融槽６とはガラス流路８により接続し、前記第二のガラス溶融槽６は前記第一のガラス溶融槽４よりも上位位置に配置し、ガラス流路８により接続して第二ガラス溶融槽６内の溶融ガラスが第一溶融槽４内へ流入するように構成する。
【００２７】
前記第一溶融槽４は流出ノズル４ａを備えた流出槽４Ａと、前記第二の溶融槽６からの溶融ガラスを受け入れて溶融ガラスの清澄作用を行う清澄槽４Ｂとに区分され、両槽は流通路４Ｃにより接続している。
【００２８】
１０は前記第一溶融槽４内の溶融ガラスであり、１０Ａは該ガラス１０のガラス液面を示す。
【００２９】
前記第一溶融槽４及びノズル４ａの周囲には加熱手段のヒータ１２及び温度検出手段（不図示）が配置されて第一溶融槽内の溶融ガラスの温度（粘性）を所定の温度範囲内に調整している。
【００３０】
更に前記第二の溶融槽６及び前記ガラス流路８の周囲にも加熱手段と温度検出手段（不図示）を配置して各部のガラス溶融温度の管理を行う。
【００３１】
１４は流出槽４Ａ内に設置した攪拌手段の攪拌部材であり、不図示モータにより回転駆動される。
【００３２】
１６は溶融装置１全体を覆い装置の機密性と断熱性を保つ遮蔽部材である。
【００３３】
１８はガラス材料を前記第二ガラス溶融槽６内に投入する投入口である。
【００３４】
２０は前記第一ガラス溶融槽４のガラス液面１０Ａの位置を検出するためのフロート部材であり、フロート部２０Ａ、軸部２０Ｂを有し、軸部２０Ｂが前記遮蔽部材１６の天井部に支持部材２０Ｃにより軸支されて外部に表出している。
【００３５】
前記フロート部材２０の軸部２０Ｂの先端部は位置検出センサ手段２２に接続している。
【００３６】
前記位置検出センサ手段２２は複数の検出位置を示すマイクロスイッチや、非接触形式の光センサ等で構成する。
【００３７】
本例においては、フロート部材２０Ａの上限位置を示すセンサ２２Ａとフロート部材の下限位置を示すセンサ２２Ｂで構成する。
【００３８】
上記センサ２２Ａ，２２Ｂは保持部材２２Ｃにより両者が所定距離の間隔を空けて前記遮蔽部材１６上に取り付けられており、該センサ２２Ａ，２２Ｂの間に前記フロート軸部２０Ｂの先端部に取りつけたプローブ部２０Ｄが配置されておりフロート部２０Ａの上下移動に応じてプローブ部２０Ｄがセンサ２０Ａまたは２０Ｂに接触することにより該センサ２０Ａ，２０Ｂから信号を出力して、第一溶融槽４のガラス液面１０Ａの位置が検出される。
【００３９】
２４は制御手段であり前記センサ２２Ａ，２２Ｂからの信号を受けて後述する制御動作を行う。
【００４０】
２６は前記第二の溶融槽６内に入れて液面上を上下移動するプランジャである。該プランジャ２６はその上部に軸部２６Ａを取り付け、該軸部２６Ａは前記遮蔽部材１６を貫通し、取り付け部材２８に取り付けたモータ３０の回転軸３０Ａに固定してある。
【００４１】
前記モータ３０はモータ駆動手段３０Ａにより正逆回転及び回転速度の制御を受け、これによりプランジャ２６は第一溶融槽６内を上下移動し、その結果、第二溶融槽６の液面位置が上下移動する。
【００４２】
３２は前記プランジャ２６の上下移動位置を検出する位置検出センサ、２６Ｂは前記軸２６Ａに取り付けたセンサードグである。
【００４３】
該位置検出センサ３２はプランジャ位置制御手段２６Ｂに接続している。
【００４４】
次に本例の作動を図３，４を更に参照して説明する。
【００４５】
まず、初期状態設定のために、前記ガラス材料投入口１８から溶融ガラスのガラス材料を投入して第二溶融槽６内に溶融ガラスを満たし、該第二溶融槽６内の溶融ガラスをガラス流路８を介して第一溶融槽４に送り込んで、第一溶融槽４のフロート部材２０Ａが図１の状態、即ち、液面検出用プローブ２０Ｄが液面上限センサ２２Ａの出力を検知する位置に達する状態に設定する。
【００４６】
その後、各部の温度管理と前記攪拌手段１４により流出ノズルから流出する溶融ガラスが所定の溶融状態になるように調整する。
【００４７】
第一の溶融槽４のガラス液面が上限位置を示すセンサ２２Ａの信号を出力すると前記制御手段２４からガラス材料投入停止の信号が出力する。
【００４８】
この状態で、第二溶融槽６内のプランジャ２６は、前記第一、第二溶融槽４，６内の液面上限位置に溶融ガラスが満たされている位置に設定し、プランジャ２６の位置は位置検出手段（２６Ｂ、３２）により初期位置（フロート部材２０Ａの上限位置）に設定される。
【００４９】
以上の設定により、流出ノズル４ａからのガラス流出準備状態が完了する。
【００５０】
本例においては、流出ノズル４ａからのガラス流出量を  毎分３．０ｃｃとし、流出ノズル４Ａの温度を先端オリフイス部温度を１１５０℃、ノズル中間部温度を９００℃に設定した。
【００５１】
ノズル部からの流出調整はノズル温度調整を制御手段１２Ｂにより行う。
【００５２】
流出ノズル先端オリフイスの下部に不図示の溶融ガラスを受ける受け型部材を配置し、順次、溶融ガラスを流出させる。
【００５３】
流出ノズル４Ａからの溶融ガラスの流出にともない、第一溶融槽４内の溶融ガラスの量が減少し（図３）、ガラス液面の下降につれて、フロート部材２０も下降する。
【００５４】
フロート部材２０Ａの下降によりプローブ部材２０Ｄも下降し、ガラス液面１０Ａが下限位置センサ２２Ｂと接触すると第一溶融槽液面制御手段２２Ｅからの信号に基ずいて、前記制御手段２４からモータ駆動制御手段３０Ａの起動を行い、モータ３０の回転によりプランジャ２６の下降を開始する。
【００５５】
前記プランジャ２６の第二溶融槽６内への下降動作により、該プランジャ２６の下降容積に応じて該第二溶融槽内のガラス液面は上昇し、第二溶融槽６内の溶融ガラスはガラス流路８を介して第一溶融槽４内へ流入する。
【００５６】
それに連れて、第一溶融槽４の液面位置１０Ａも上昇し、プローブ部材２０Ｄは液面上限位置センサ２２Ａと接触して液面の上限位置を検出し、前記第一溶融槽液面制御手段２２Ｅからの信号によりモータ駆動制御手段３０Ａを介してモータ３０の回転を止める。
【００５７】
第一溶融槽４のガラス液面が上限位置に回復したら、次に第二溶融槽６の液面位置の回復のために、前記モータ３０の回転操作によりプランジヤ２６を上昇させて初期位置に戻す。（図４）
【００５８】
その後、ガラス材料投入口１８からガラス材料を投入し、第二溶融槽６内の溶融ガラスの容量を初期液面位置まで回復させる。
【００５９】
前記プランジャ２６により第一溶融槽４内に送り込まれた溶融ガラスは順次、清澄槽４Ｂ、流出槽４Ａを経て均質化されて流出ノズル４ａまで送られて流出操作が行われる。
【００６０】
以上のように、本発明は、流出部４ａから流出する溶融ガラスを溶融する第一の溶融槽４にガラス材料を投入して溶融する第二の溶融槽６を接続し、前記第二の溶融槽６の液面レベルを変位させることにより前記第二溶融槽６から前記第一溶融槽４へ溶融ガラスを送り込み、前記流出部からの流出に応じた前記第一溶融槽の液面調整を行うようにしてガラス流出部４ａとガラス液面位置１０Ａとの距離（ガラス液面深さ）を常に一定範囲に保つことにより流出ガラスの均質性を保つことができる。
【００６１】
さらに、本発明は、流出部４ａを備える第一の溶融槽４の液面位置１０Ａより上位位置の液面を有した第二の溶融槽６を設け、前記第一の溶融槽４の液面１０Ａを検出する手段２０Ａの信号に応じて前記第二の液面を変位させて、前記第二溶融槽から前記第一の溶融槽へ溶融ガラスを送り込むようにしたことによりガラス流出部から均質な溶融ガラスを得ることができた。
【００６２】
更にまた、流出部から流出する溶融ガラスを溶融する第一の溶融槽４にガラス材料を投入溶融する第二の溶融槽６を接続し、前期第二の溶融槽６内を進退移動して、前記第二の溶融槽６から前記第一の溶融槽４へ溶融ガラスを送り込む手段２６，３０を設け、前記送り込み手段により前記第一の溶融槽４の液面調整を行うようにしたガラス流出装置により均質性の安定したガラスを得ることができた。
【００６３】
また、流出部を備える第一のガラス溶融槽の液面より上位位置に液面を有した第二のガラス溶融槽を設け、前記第一と第二の溶融槽を接続手段で接続し、前記第二の溶融槽の液面を変位させることにより前記接続手段を介して前記第一の溶融槽の液面の調整を行うようにしたガラス流出装置の提案により流出ガラスを次工程でプレス成形して光学素子形状に成形する生産方法に好ましい装置を提案することができた。
【００６４】
更に、本発明は、投入したガラス材料を溶融する第一の溶融槽に、ガラス流出部を備える第二のガラス溶融槽を接続し、前記第二のガラス溶融槽内の溶融ガラスの減少に応じて、前記第二の溶融槽内の容積を調整することにより前記第一の溶融槽の溶融ガラスの容量を常に所定容量範囲内に調整することにより流出ガラスの品質の安定性を得ることができた。
【００６５】
次に本発明の応用例を図５に示す、該例は前記第一実施例の第一溶融槽に第二の液面調整手段を配置することにより流出槽の液面調整の応答性の向上を図ったものである。
【００６６】
図５において、図１に示す符号と同一符号は同じ機能の部品を示し、以下に追加した部品の説明をする。
【００６７】
符号４０は第二のプランジャであり、前記第一溶融槽４の清澄槽４Ｂ内に進退移動できるように軸部４０Ａが遮蔽部材を貫通し、その先端部が第二のモータ４２の回転軸に接続している。
【００６８】
４４は前記第二プランジャ４０の移動位置を検出する位置検出用センサであり、制御手段４６に接続する。
【００６９】
前記制御手段４６は第一のプランジャ２６の位置検出センサ３２、第一，第二モータ３０、４２、前記液面検出手段２２の各手段の信号線を接続している。
【００７０】
図６は図５の装置の制御系ブロック図である。
【００７１】
まず、第一及び第二の各プランジャ２６、４０を上昇位置に設定し、第二溶融槽６内にガラス材料を投入し、溶融ガラスを順次第一溶融槽に送り込んで、第一、第二溶融槽を溶融ガラスで充満させ、かつ、各槽及び流出ノズル４ａの温度管理を行う。
【００７２】
前記流出ノズル４ａの温度調整及び、溶融槽４Ａの液面が初期設定の高さ位置に設定後、溶融ガラスの流出操作を行い、成形用ガラスを順次流出させる。
【００７３】
溶融槽４Ａ内のガラスの流出に伴い、液面位置が低下し、これにより流出ノズル４ａのガラスの流出圧力が変化する。
【００７４】
溶融ガラスの流出に伴い、第一溶融槽４Ａ内の溶融ガラスの液面が下降し、前記流出圧力がガラス容量に影響を及ぼさない時点において、フロート部材２０Ａによる液面下限位置をセンサ２２の信号で検出し、第一溶融槽液面制御手段２２Ｅの信号を制御手段４６に入力し、制御手段４６は第一モータ３０の駆動制御手段を起動させて第一プランジャ２６を下降操作し、第二溶融槽６内の溶融ガラスを第一溶融槽内に送り込んで第一溶融槽４の液面の上昇を実行する。
【００７５】
本装置においては、第一溶融槽４の液面位置の早急なる回復のために、前記液面位置検出手段２２からの信号に基ずいて前記制御手段４６から第二プランジャ４０の作動信号が出力し、これにより、第二のモータ４２の駆動制御手段４８により第二プランジャ４０も上昇位置から下降操作し、第一溶融槽４の清澄槽４Ｂ内に進入操作が行われる。
【００７６】
この操作により、第一プランジャ２６の動作による第二溶融槽６からの第一溶融槽内への溶融ガラスの送り込みによる液面上昇と平行的に、第二プランジャ４０による清澄槽４Ｂ内の液面上昇が行われて、溶融槽４Ａの液面位置が急速に上昇し、溶融槽４Ａ内の液圧の低下を防ぎ、流出ノズルからは一定品質の溶融ガラスを流出させることができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように本発明は、流出部から流出する溶融ガラスの品質が安定した流出方法をえることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する装置の主要部の構成を示す図。
【図２】図１の装置を作動制御する制御ブロック図。
【図３】図１の装置の動作の説明のための図。
【図４】図１の装置の動作の説明のための図。
【図５】本発明の他の実施例の構成説明図。
【図６】図５の装置の作動制御の制御ブロック図。
【符号の説明】
４  第一溶融槽
６  第二溶融槽
８  ガラス流路
１０Ａ  ガラス液面
１２  加熱手段
２０  液面検出手段
２２  センサ
２４  制御手段
２６  プランジャ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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