(57)【要約】【課題】  従来のガラス棒成型装置で用いられる溶融ガラスの成型位置測定は、測定の安定性に問題がある。また、測定装置の保守管理の面でも問題がある。更に溶融ガラス成型部を外気と遮断するため石英ガラス筒で覆うと、正確な測定ができないおそれがある。【解決手段】  溶融ガラス１２の、成型鋳型１３に流入する部分につくられる成型部１８の画像を撮像装置２０によって撮像し、画像処理装置２２により、成型部１８の画像から成型部１８の面積または形状を測定し、面積が増加傾向または形状が拡大傾向のときは、ガラス棒１５の引出速度を速くし、面積が減少傾向または形状が縮小傾向のときは、ガラス棒１５の引出速度を遅くすることにより、ガラス棒１５の成型位置２４を一定に保つ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ガラスを流出するためのノズルから筒状の成型鋳型の一端に溶融ガラスを連続的に流し込んで、他端からガラス棒として引き出し、ガラス棒を連続的に製造するガラス棒成型方法において、
前記成型鋳型に流入する部分につくられる、前記溶融ガラスの成型部の画像を撮像装置によって撮像する工程と、
画像処理装置により、前記成型部の画像から前記成型部の面積または形状を測定し、
前記面積が増加傾向または前記形状が拡大傾向のときは、前記ガラス棒の引出速度を速くし、
前記面積が減少傾向または前記形状が縮小傾向のときは、前記ガラス棒の引出速度を遅くすることにより、
前記ガラス棒の成型位置を一定に保つように制御する工程とを含むことを特徴とするガラス棒成型方法。
【請求項２】
前記溶融ガラスを流出するノズルの先端から前記成型位置までの距離をＤとし、前記ノズル外径をｄとするとき、前記の距離Ｄとノズル外径ｄが、ｄ／Ｄ＝０．５〜１０の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載のガラス棒成型方法。
【請求項３】
前記溶融ガラスは、１２００℃における粘度が、１０［０．３］ｄＰａ・ｓ〜１０［３］ｄＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス棒成型方法。
【請求項４】
溶融ガラスを流出するためのノズルから筒状の成型鋳型の一端に溶融ガラスを連続的に流し込んで、他端からガラス棒として引き出し、ガラス棒を連続的に製造するガラス棒成型装置において、
前記成型鋳型に流入する部分につくられる、前記溶融ガラスの成型部の画像を撮像する撮像装置と、
前記成型部の画像から前記成型部の面積または形状を測定する画像処理装置と、
前記面積が増加傾向または前記形状が拡大傾向のときは、ガラス棒の引出速度を速くし、
前記面積が減少傾向または前記形状が縮小傾向のときは、ガラス棒の引出速度を遅くすることにより、
前記ガラス棒の成型位置を一定に保つように制御する制御装置を含むことを特徴とするガラス棒成型装置。
【請求項５】
前記溶融ガラスを流出するノズルの先端から前記成型位置までの距離をＤとし、前記ノズル外径をｄとするとき、前記の距離Ｄとノズル外径ｄが、ｄ／Ｄ＝０．５〜１０の関係を満足することを特徴とする請求項４に記載のガラス棒成型装置。
【請求項６】
前記溶融ガラスは、１２００℃における粘度が、１０［０．３］ｄＰａ・ｓ〜１０［３］ｄＰａ・ｓであることを特徴とする請求項４または５に記載のガラス棒成型装置。
【請求項７】
前記ノズルと前記成型鋳型との間に遮断板を挿入して前記成型鋳型へ溶融ガラスが流入するのを遮断する機構を有することを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載のガラス棒成型装置。
【請求項８】
前記成型鋳型を前記ノズルから回避させて、前記溶融ガラスの流入を停止させる機構を有することを特徴とする請求項４から７のいずれかに記載のガラス棒成型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子に用いられる光学ガラスを製造する工程において、溶融ガラスを、筒状の成型鋳型の一端に連続的に流し込んで他端から引き出し、ガラス棒を連続的に製造するガラス棒成型方法、および、その方法を用いるガラス棒成型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子に用いられる光学ガラスを製造する方法として、特許文献１〜３に開示されているように、溶融ガラスを、筒状の成型鋳型の一端に連続的に流し込んで他端から引き出し、連続的に棒状のガラスを製造する方法が知られている。このような方法で棒状のガラスを製造する場合、成型鋳型に流入する溶融ガラスの量と成型鋳型から引き出されるガラス棒の量は釣合う（等しい）必要がある。
【０００３】
成型鋳型に流入する溶融ガラスの量よりも成型鋳型から引き出されるガラス棒の量の方が多いと、成型鋳型内の溶融ガラスが次第に少なくなり、溶融ガラスの成型位置が、成型鋳型上部から成型鋳型底部方向へ低下する。その結果、流入する溶融ガラスが、内部の溶融ガラスの成型位置に達するまでの距離が長くなり、溶融ガラスの流れが途中で途切れて滴下状態になることがある。これは出来上がったガラス棒に失透や脈理が発生する原因となり、光学ガラスとして使用できなくなる。また、出来上がったガラス棒の形状異常の原因にもなる。
【０００４】
逆に、成型鋳型に流入する溶融ガラス量よりも成型鋳型から引き出されるガラス棒の量の方が少ないと、成型鋳型内の溶融ガラスの量が次第に多くなり、溶融ガラスの成型位置が上昇する。場合によっては、成型鋳型から溶融ガラスがあふれて、成型鋳型に焼き付くことがある。また、溶融ガラスを供給するノズルの先端に溶融ガラスが這い上がることもある。このようなことが起こると、ガラス棒の生産を止めて、ガラス棒成型装置の部品交換やノズルの交換をしなければならないため、多大の損失が発生する。
【０００５】
ガラス溶融炉から、ノズルを通って成型鋳型に流入する溶融ガラスの単位時間当たりの量は、ガラス溶融炉内の溶融ガラス量、温度分布などの制御できない要素により、ある程度変動することが避けられない。そのため、均質なガラス棒をつくるためには、成型鋳型に流入する溶融ガラス量の変動に応じて、成型鋳型から引き出すガラス棒の速さを変え、成型鋳型内の溶融ガラスの成型位置を一定に保持しなければならない。
【０００６】
特許文献１に記載のガラス棒成型装置は、成型鋳型内の溶融ガラスの成型位置を一定に保つ機構を有する。成型鋳型の入口から見える溶融ガラスからの赤外線の量は、溶融ガラスの見かけの面積に略比例する。そこで、成型鋳型の入口の溶融ガラスが見える位置に放射温度計を設置し、成型鋳型の入口に見える溶融ガラスから放射温度計に入射する赤外線の量を測定し、その赤外線の量を一定に保持するように制御する。これにより、溶融ガラスの見かけの面積、従って溶融ガラスの成型位置レベルが略一定となることで、成型鋳型に流入する溶融ガラスの量と成型鋳型から引き出されるガラス棒の量が釣合うようにするものである。
【０００７】
特許文献２に記載のガラス棒成型装置では、円筒状の成型鋳型が斜めに設置される。溶融ガラスは成型鋳型の上側の口から供給され、下側の口からガラス棒がローラーで引き出され、ガラス棒が連続的に成型される。成型鋳型に供給する溶融ガラスの量と、成型鋳型から引き出されるガラス棒の量が常に釣合うように、成型鋳型入口の溶融ガラス成型位置を光学的に測定監視するものである。
【０００８】
特許文献３に記載のガラス棒成型装置は、成型鋳型の入口の溶融ガラスの成型位置を一定に保つ機構を有する。成型鋳型の入口にある溶融ガラスの表面にレーザー光を照射して、反射光の位置を測定する。これにより、成型鋳型に供給する溶融ガラス量と成型鋳型から引き出されるガラス棒の量のバランスを調節して、反射光の位置を一定に保ち、成型鋳型入口の溶融ガラスの成型位置レベルを一定に保つものである。
【０００９】
また、特許文献４および５には、ガラス棒の成形方法に関するものではないものの、溶融ガラスの流出量を調整する方法が記載されている。特許文献４には板ガラス成型装置が記載されている。ガラス溶融炉から連続的に流出する溶融ガラスを、無限軌道上に搬送し、溶融ガラスの表面をローラーで圧して厚さ方向に成型し、板ガラスを製造する。無限軌道上への溶融ガラスの流出量を一定とするために、流出直後の溶融ガラスのガラス溜りの形状を撮像装置（カメラ）で撮像し、画像処理装置に入力し、画像処理装置でガラス溜りの画像を処理した後、画素数による面積（あるいは幅や後端形状）を算出して、ガラス溜りの面積（あるいは幅や後端形状）が一定となるように、無限軌道の移動速度を調節するものである。
【００１０】
特許文献５にはフロート法による板ガラス成型装置が記載されている。ガラス溶融炉から連続的に流出する溶融ガラスは、ツィール（堰）と通路床との間にある隙間を通った後、溶融錫バスの表面に広がり板ガラスとなる。通路床の高さは一定であるため、溶融錫バスの表面に広がる板ガラスの幅はツィールの高さに影響される。ツィールの高さを常時調節して、板ガラスの幅を一定に保つようにする。このため、溶融錫バスの表面の板ガラスの幅方向の両端を、板ガラスの幅方向の両側に設けた２台のＩＴＶカメラで撮影し、画像処理を行なって板ガラスの幅を算出し、ツィールの高さ調節にフィードバックするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭６０−２５１１３６号公報
【特許文献２】特開２００３−１３７５７７号公報
【特許文献３】特開２００７−３１２０７号公報
【特許文献４】特開２００３−１９２３６１号公報
【特許文献５】特開平５−１７１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記載のガラス棒成型装置では、放射温度計を用いて溶融ガラスの成型位置レベルを測定している。しかし、振動や熱で放射温度計の測定方向が変化すると、放射温度計の視野内の溶融ガラスの見かけの面積が変化することがある。その場合、溶融ガラスの成型位置レベルが実際は変化していなくても、変化したかのように誤測定されるおそれがある。溶融ガラスの画像を見ているわけではないため、放射温度計の視野内から溶融ガラスの画像が外れても、気が付かないおそれがある。従ってこの方法は測定の安定性に問題がある。また、放射温度計は溶融ガラスに近い位置に設置する必要があるため、放射温度計の保守管理の面でも問題がある。更に溶融ガラス成型部を外気と遮断するため石英ガラス筒等で覆うと、正確に測定できないおそれがある。
【００１３】
特許文献２に記載のガラス棒成型装置では、成型鋳型入口の溶融ガラス成型位置を光学的に測定監視するとされている。しかし、測定方法の詳細は記載されていない。
【００１４】
特許文献３に記載のガラス棒成型装置では、レーザー光を用いて溶融ガラスの成型位置レベルを測定している。しかし、振動等でレーザー光の出射方向が変化すると、反射光の位置は変化する。また、振動等で受光部の位置が変化することもある。どちらの場合も、溶融ガラスの成型位置レベルが実際は変化していなくても、変化したかのように誤測定されるおそれがある。従ってこの方法は測定の安定性に問題がある。また、レーザー測距器は溶融ガラスに近接して設置する必要があるため、レーザー測距器の保守管理の面でも問題がある。更に溶融ガラス成型部を外気と遮断するため石英ガラス筒等で覆うと測定が困難になる。
【００１５】
特許文献４に記載の成型装置は板ガラスを対象としている。板ガラスをつくるための溶融ガラスは、通常の成型温度では粘度が高すぎて、円筒状の成型鋳型に隙間無く注入することができない。そのため同じ温度で比較すると、ガラス棒をつくるための溶融ガラスの粘度は、板ガラスをつくるための溶融ガラスの粘度より、はるかに低い。板ガラスをつくるための溶融ガラスでも、温度を高くすれば粘度が下がるが、別の問題が発生するため、極端に温度を上げるわけにはいかない。
【００１６】
溶融ガラスの粘度を具体的に数値で表わすと、ガラス棒をつくるための溶融ガラスの適切な粘度は、１２００℃において１０［０．３］ｄＰａ・ｓ〜１０［３］ｄＰａ・ｓである。（本明細書では誤読を防ぐため、１０ｎを１０［ｎ］と表わす。）これに対して板ガラスをつくるための溶融ガラスの適切な粘度は、１２００℃において少なくとも１０［３］ｄＰａ・ｓを超え、通常１０［４］ｄＰａ・ｓ以上である。
【００１７】
特許文献４に記載の板ガラス成型装置は、横方向に規制の無い場合の溶融ガラスの形状を撮像しており、成型鋳型により横方向に規制のあるガラス棒成型装置とは、溶融ガラスの形状を形成する状況が異なる。横方向に規制の無い場合、溶融ガラスの流出量の変化に対して、流出直後の溶融ガラスのガラス溜りの形状変化は比較的少ない。一方、成型鋳型により横方向に規制のある場合は、溶融ガラスの流出量の変化に対して、溶融ガラスの成型部の形状と成型位置の変化が大きい。このため、横方向に規制のある場合は、規制の無い場合に比べて、頻繁に、かつ精度良くガラス棒の引出速度を制御しなければならない。従って特許文献４の技術を、本願のようなガラス棒成型方法およびガラス棒成型装置に、そのまま適用することはできない。
【００１８】
特許文献５に記載の成型装置も板ガラスを対象としている。特許文献４の場合と同様、溶融ガラスの粘度は、ガラス棒の成型の際と大きく異なる。特許文献５に記載の板ガラス成型装置も、横方向に規制の無い場合の溶融ガラスの形状を撮像しており、横方向に規制のある場合のガラス棒成型装置とは状況が異なる。さらに特許文献５に記載の板ガラス成型装置では、溶融錫バスの表面に広がった板ガラスの幅方向の両端の位置を２台のＩＴＶカメラで撮影し、画像処理を行なって算出している。このため溶融ガラスの形状を観察しているのではない。従って特許文献５の技術を、本願のようなガラス棒成型方法およびガラス棒成型装置に、適用することはできない。
【００１９】
本発明の課題は、溶融ガラスを筒状の成型鋳型の一端に連続的に流し込んで、他端からガラス棒として引き出し、ガラス棒を連続的に製造するガラス棒成型方法において、成型鋳型に流入する溶融ガラスの量と成型鋳型から引き出すガラス棒の量の釣り合いを、精度よく自動的に取ることにより、形状異常、失透、脈理などのない品質の良いガラス棒を連続的に成型する方法を実現することである。また、その方法を用いたガラス棒成型装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
（１）本発明のガラス棒成型方法は、溶融ガラスを流出するためのノズルから、筒状の成型鋳型の一端に溶融ガラスを連続的に流し込んで、他端からガラス棒として引き出し、ガラス棒を連続的に製造するガラス棒成型方法において、成型鋳型に流入する部分につくられる、溶融ガラスの成型部の画像を撮像装置によって撮像する工程と、画像処理装置により、成型部の画像から成型部の面積または形状を測定し、成型部の面積が増加傾向または形状が拡大傾向のときは、ガラス棒の引出速度を速くし、成型部の面積が減少傾向または形状が縮小傾向のときは、ガラス棒の引出速度を遅くすることにより、ガラス棒の成型位置を一定に保つように制御する工程を含むことを特徴とする。
（２）本発明のガラス棒成型方法では、溶融ガラスを流出するノズルの先端から成型位置までの距離をＤとし、ノズル外径をｄとするとき、距離Ｄとノズル外径ｄが、ｄ／Ｄ＝０．５〜１０の関係を満足することを特徴とする。ｄ／Ｄが０．５より小さいと、ノズルの先端から成型位置までが遠すぎて、溶融ガラスが途中で途切れるおそれがある。ｄ／Ｄが１０より大きいと、ノズルの先端から成型位置までが近すぎて、溶融ガラスがノズルの外面に這い上がるおそれがある。
（３）本発明のガラス棒成型方法では、溶融ガラスは、１２００℃における粘度が、１０［０．３］ｄＰａ・ｓ〜１０［３］ｄＰａ・ｓであることを特徴とする。この粘度の溶融ガラスは、筒状の成型鋳型の一端に連続的に流し込んで、他端からガラス棒として引き出し、ガラス棒を連続的に製造する方法に適している。これより粘度の高い溶融ガラスは筒状の成型鋳型に連続的に流し込んでも隙間無く充填されにくいため、この種のガラス棒成型方法には適していない。また、これより粘度の低い溶融ガラスではノズルから供給するガラス融液が液滴化するため、均質なガラス棒を成型することができない。
（４）本発明のガラス棒成型装置は、溶融ガラスを流出するためのノズルから筒状の成型鋳型の一端に溶融ガラスを連続的に流し込んで、他端からガラス棒として引き出し、ガラス棒を連続的に製造するガラス棒成型装置において、成型鋳型に流入する部分につくられる、溶融ガラスの成型部の画像を撮像する撮像装置と、成型部の画像から成型部の面積または形状を測定する画像処理装置と、成型部の面積が増加傾向または形状が拡大傾向のときは、ガラス棒の引出速度を速くし、また、成型部の面積が減少傾向または形状が縮小傾向のときは、ガラス棒の引出速度を遅くすることにより、ガラス棒の成型位置を一定に保つように制御する制御装置を含むことを特徴とする。
（５）本発明のガラス棒成型装置では、溶融ガラスを流出するノズルの先端から成型位置までの距離をＤとし、ノズル外径をｄとするとき、距離Ｄとノズル外径ｄが、ｄ／Ｄ＝０．５〜１０の関係を満足することを特徴とする。
（６）本発明のガラス棒成型装置では、溶融ガラスは、１２００℃における粘度が、１０［０．３］ｄＰａ・ｓ〜１０［３］ｄＰａ・ｓであることを特徴とする。
（７）本発明のガラス棒成型装置では、ノズルと成型鋳型との間に遮断板を挿入して、成型鋳型への溶融ガラスの流入を停止する機構を有することを特徴とする。このような機構を設けることにより、ガラス棒の引出速度の制御では対応できない、成型位置の変動異常が発生した場合の生産ロスを最小限に抑えることができる。
（８）本発明のガラス棒成型装置では、成型鋳型をノズルから回避させて、溶融ガラスの流入を停止させる機構を有することを特徴とする。このような機構を設けることにより、ガラス棒の引出速度の制御では対応できない、成型位置の変動異常が発生した場合の生産ロスを最小限に抑えることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、溶融ガラスを筒状の成型鋳型の一端に連続的に流し込んで、他端からガラス棒として引き出し、ガラス棒を連続的に製造するガラス棒成型方法において、成型鋳型に流入する溶融ガラスの量と成型鋳型から引き出すガラス棒の量の釣り合いを、精度よく自動的に取ることができる。これにより、形状異常、失透、脈理などの無い、品質の良いガラス棒を連続的に成型するガラス棒成型方法が実現される。また、その方法を用いたガラス棒成型装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のガラス棒成型装置の構成図
【図２】（ａ）本発明のガラス棒成型装置の成型部拡大図、（ｂ）本発明のガラス棒成型装置の成型部の寸法関係図
【図３】本発明のガラス棒成型装置の異常発生時の回避図
【図４】（ａ）手動制御の場合の成型部の面積の変動グラフ、（ｂ）本発明のガラス棒成型方法による成型部の面積の変動グラフ
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１を参照して、本発明のガラス棒成型装置１０の一実施形態を説明する。本発明のガラス棒成型装置１０は、ガラスを溶融する電気炉１１、溶融ガラス１２を鋳込む成型鋳型１３、成型されたガラス棒を引き出す引出ローラー１４を備える。引出ローラー１４の回転数により、ガラス棒１５の引出速度（従って引出量）が制御される。引出ローラー１４はモータ１６により駆動される。モータ１６はインバータ１７により回転数を制御される。インバータ１７の指令値を変更することにより、モータ１６の回転数を変え、ガラス棒１５の引出速度を制御する。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、溶融ガラス１２の成型鋳型１３に流入する部分は、略円錐台形である。この溶融ガラス１２の略円錐台形の部分を、以後成型部１８と呼ぶ。ノズル１９から流出した溶融ガラス１２は、成型部１８で成型鋳型１３の内径まで広がり、成型鋳型１３に隙間無く流入する。図２（ｂ）に示すように、溶融ガラス１２が成型鋳型１３の内径まで広がる位置２４を、成型位置２４ということにする。
【００２５】
本発明のガラス棒成型装置１０では、成型部１８を撮像装置２０（例えばＣＣＤカメラ）で撮像する。撮像された画像は図２（ａ）のようなものである。撮像装置２０の撮像レンズ２１を長焦点レンズにすることにより、高温の成型部１８から遠く離れた場所に、撮像装置２０を設置することができる。また、成型部１８を外気と遮断するため石英ガラス筒（図示しない）等で覆っても、撮像には差し支えない。これにより、撮像装置２０が成型部１８からの熱の影響を受けることを避けられ、撮像装置２０の保守管理が容易になる。
【００２６】
撮像装置２０で撮像した成型部１８の画像は画像処理装置２２に入力される。画像処理装置２２では、周知の画像処理を行なって成型部１８の面積や形状などを測定する。望ましいのは成型部１８の面積であるが、成型部１８のくびれ径や形状でも良い。成型部１８はその周辺のノズル１９、成型鋳型１３に比べて明るいためコントラスト比が大きく、この画像処理は精度がよい。成型部１８の画像は、常時、画像処理装置２２のモニター２２ａで見られるため、撮像装置２０がずれて、成型部１８の画像の一部ないし全部が視野から外れたときにも、気がつきやすい。
【００２７】
得られた成型部１８に関する情報（面積や形状の変動）から、成型鋳型１３に流入する溶融ガラス１２の量と、成型鋳型１３から引き出されるガラス棒１５の量の差の情報が得られる。
【００２８】
例えば成型部１８の面積が増加傾向、あるいは形状が拡大傾向にあるときは、成型鋳型１３に流入する溶融ガラス１２の量よりも、成型鋳型１３から引き出されるガラス棒１５の量の方が少ないと推定できる。これを放置すると、成型鋳型１３内の溶融ガラス１２が次第に多くなり、成型位置２４が上昇する。これがひどくなると、成型鋳型１３から溶融ガラス１２があふれて、成型鋳型１３に溶融ガラス１２が焼き付くことがある。また、ノズル１９の先端に溶融ガラス１２が這い上がることもある。このようなことが起こると、ガラス棒１５の生産を止めて、ガラス棒成型装置１０の部品交換やノズルの交換をしなければならないため、多大の損失が発生する。
【００２９】
画像処理装置２２からの情報により、成型部１８の面積が増加傾向あるいは形状が拡大傾向にあるときは、制御装置２３がモータ１６の回転数を上げるように決定し、インバータ１７を通じてモータ１６の回転数を増やし、ガラス棒１５の引出速度を速くする。これにより成型鋳型１３に流入する溶融ガラス１２の量よりも、成型鋳型１３から引き出されるガラス棒１５の量の方が多くなり、成型鋳型１３内の溶融ガラス１２の成型位置２４が徐々に低下して上記のトラブルが避けられる。
【００３０】
逆に、成型部１８の面積が減少傾向あるいは形状が縮小傾向にあるときは、成型鋳型１３に流入する溶融ガラス１２の量よりも、成型鋳型１３から引き出されるガラス棒１５の量の方が多いと推定される。これを放置すると成型鋳型１３内の溶融ガラス１２が次第に少なくなり、成型位置２４が低下する。それがひどくなると、流入する溶融ガラス１２が成型鋳型１３内の溶融ガラス１２の成型位置２４に達するまでの距離が非常に長くなり、溶融ガラス１２が途中で途切れて滴下状態になることがある。これはガラス棒１５に失透や脈理が発生する原因となる。また、ガラス棒１５の形状異常の原因にもなる。
【００３１】
画像処理装置２２からの情報により、成型部１８の面積が減少傾向あるいは形状が縮小傾向にあるときは、制御装置２３がモータ１６の回転数を下げるように決定し、インバータ１７を通じてモータ１６の回転数を減らし、ガラス棒１５の引出速度を遅くする。これにより成型鋳型１３に流入する溶融ガラス１２の量よりも、成型鋳型１３から引き出されるガラス棒１５の量の方が少なくなり、成型鋳型１３内の溶融ガラス１２の成型位置２４が徐々に上昇して上記のトラブルが避けられる。
【００３２】
以上の制御が常時自動的に行なわれ、成型鋳型１３内の溶融ガラス１２の成型位置２４が一定に保たれる。この制御の周期は制御系の性能に制限されるが、本発明のガラス棒成型装置１０の場合、成型部１８の面積測定→制御装置２３の制御→モータ１６の回転数変更のサイクル周期が特に短周期である必要はなく、例えば、１秒程度の周期で十分である。
【００３３】
図２（ｂ）に示すように、ノズル１９の先端から、成型鋳型１３内の溶融ガラス１２の成型位置２４までの距離をＤとし、ノズル１９の外径をｄとする。溶融ガラス１２を成型鋳型１３へ途切れなく、しかも略円錐台形の成型部１８をスムーズに形成しながら流入させるためには、ノズル１９の先端から成型位置２４までの距離Ｄと、ノズル１９の外径ｄは、ｄ／Ｄ＝０．５〜１０の関係を満足しなければならない。ｄ／Ｄが０．５より小さいと、ノズル１９の先端から成型位置２４までが遠すぎて、溶融ガラス１２が途中で途切れるおそれがある。この場合、ガラス棒１５に脈理や失透が発生するおそれがある。ｄ／Ｄが１０より大きくなると、ノズル１９の先端から成型位置２４までが近すぎて、溶融ガラス１２がノズル１９の外面に這い上がるおそれがある。この場合、ノズル１９の外面は温度が低いため、這い上がった溶融ガラス１２が結晶化しやすい。結晶化したガラスが落下してガラス棒１５に入り込むと、その部分は不良品になる。
【００３４】
本発明のガラス棒成型方法およびガラス棒成型装置１０に使用される溶融ガラス１２として、１２００℃における粘度が１０［０．３］ｄＰａ・ｓ〜１０［３］ｄＰａ・ｓのガラスが適している。この粘度の溶融ガラス１２であれば、筒状の成型鋳型１３の一端に溶融ガラスを連続的に流し込んでも、ノズル１９から供給するガラス融液が液滴化せず、また、成型鋳型に隙間なく充填されるため、筒状の成型鋳型１３の一端に溶融ガラス１２を連続的に流し込んで、他端からガラス棒１５として引き出し、ガラス棒１５を連続的に製造する方法に適している。これより粘度の高い溶融ガラスは板ガラスなどの製造には適しているが、筒状の成型鋳型１３に連続的に流し込んでも隙間無く充填されにくいため、この種のガラス棒成型方法には適していない。これより粘度の低い溶融ガラスでは、ノズル１９から供給するガラス融液が液滴化するため、均質なガラス棒を成型することができない。
【００３５】
本発明のガラス棒成型装置１０では、成型部１８を常時、撮像装置２０で撮像して監視しながら、ガラス棒１５の引出速度を制御している。しかし、ガラス棒１５の引出速度の制御では対応しきれないような成型位置２４の変動異常が発生した場合、例えば、ガラス棒１５の引出速度を最大にしても溶融ガラス１２が成型鋳型１３からあふれそうになる場合、あるいは、ガラス棒１５の引出速度を最小にしても溶融ガラス１２の成型位置２４が低下し続ける場合、図３に示すように、ノズル１９と成型鋳型１３との間に遮断板２５を挿入して溶融ガラス１２が成型鋳型１３へ流入するのを遮断すると共に、成型鋳型１３をノズル１９から回避させて、溶融ガラス１２の流入を停止させる機構を有する。ノズル１９と成型鋳型１３との間に遮断板２５を挿入する機構、および成型鋳型１３をノズル１９から回避させる機構としては、例えば、エアシリンダー、モータ、スプリング、およびそれらの組み合わせが用いられる。本発明のガラス棒成型装置１０では、このようにして、異常発生時の生産トラブルが最小限に抑えられる。なお、ノズル１９と成型鋳型１３との間に遮断板２５を挿入して溶融ガラス１２が成型鋳型１３へ流入するのを遮断することと、成型鋳型１３をノズル１９から回避させて溶融ガラス１２の流入を停止させることは、どちらか一方だけでも、異常発生時の対策として有効である。
【実施例】
【００３６】
図４に本発明のガラス棒成型装置１０を用いたガラス棒成型方法の効果をグラフで示す。図４（ａ）は本発明を用いない手動制御を行なった例である。横軸は時間であり、縦軸は成型部１８の面積を示す。縦軸は成型鋳型１３内の溶融ガラス１２の成型位置２４の高さを反映している。手動制御の場合、人間が成型部１８の面積を目視測定し、手動でモータ１６の回転数を変化させる。手動制御のため、目視測定→モータ１６の回転数変化のサイクル周期として秒単位は難しく、通常は分単位である。そのため縦軸の成型部１８の面積は大きく増減し、上記のトラブルが発生する心配がある。さらに、このような手動制御を長時間行なうことは、人間の注意力の限界を超えるため、制御の精度が低下する。そのため、手動制御で長時間の連続生産を問題なく行なうことは難しい。
【００３７】
図４（ｂ）は本発明のガラス棒成型装置１０に、本発明のガラス棒成型方法を適用した例である。横軸は時間であり、縦軸は成型部１８の面積を示す。縦軸は成型鋳型１３内の溶融ガラス１２の成型位置２４の高さを反映している。横軸、縦軸の尺度は図４（ａ）と同じである。本発明のガラス棒成型装置１０では、成型部１８の面積測定→制御装置２３の制御→モータ１６の回転数変更が自動化されているため、手動制御よりも短周期（１秒周期）でフィードバックを行なうことができる。その結果、成型部１８の面積の変化は手動の場合の約１／３となり、上記のトラブルの発生するおそれは極めて少ない。更に、本発明のガラス棒成型装置１０の自動制御は長時間行なっても精度が低下することは無いため、長時間の連続生産に適している。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のガラス棒成型装置１０によれば、溶融ガラス１２を筒状の成型鋳型１３の一端に連続的に流し込んで、他端からガラス棒１５として引き出し、ガラス棒１５を連続的に製造するガラス棒成型装置１０において、成型鋳型１３に流入する溶融ガラス１２の量と成型鋳型１３から引き出されるガラス棒１５の量の釣り合いを、精度よく自動的に取ることにより、形状異常、失透、脈理などのない品質の良いガラス棒１５を連続的に成型することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０     ガラス棒成型装置
１１     電気炉
１２     溶融ガラス
１３     成型鋳型
１４     引出ローラー
１５     ガラス棒
１６     モータ
１７     インバータ
１８     成型部
１９     ノズル
２０     撮像装置
２１     撮像レンズ
２２     画像処理装置
２２ａ  モニター
２３     制御装置
２４     成型位置
２５     遮断板
【図１】
2011162381.tif 000003
【図２】
2011162381.tif 000004
【図３】
2011162381.tif 000005
【図４】
2011162381.tif 000006