CN1321922C - 熔融玻璃的制造方法、玻璃成形体的制造方法及光学元件的制造方法 - Google Patents
熔融玻璃的制造方法、玻璃成形体的制造方法及光学元件的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1321922C CN1321922C CNB2004100560847A CN200410056084A CN1321922C CN 1321922 C CN1321922 C CN 1321922C CN B2004100560847 A CNB2004100560847 A CN B2004100560847A CN 200410056084 A CN200410056084 A CN 200410056084A CN 1321922 C CN1321922 C CN 1321922C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glass
- liquid level
- melten glass
- clarifying tank
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 216
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 5
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 title 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 109
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 90
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 21
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 4
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 238000007507 annealing of glass Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 2
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 101100004280 Caenorhabditis elegans best-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000035559 beat frequency Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
- G01F23/284—Electromagnetic waves
- G01F23/292—Light, e.g. infrared or ultraviolet
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/24—Automatically regulating the melting process
- C03B5/245—Regulating the melt or batch level, depth or thickness
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B7/00—Distributors for the molten glass; Means for taking-off charges of molten glass; Producing the gob, e.g. controlling the gob shape, weight or delivery tact
- C03B7/10—Cutting-off or severing the glass flow with the aid of knives or scissors or non-contacting cutting means, e.g. a gas jet; Construction of the blades used
- C03B7/12—Cutting-off or severing a free-hanging glass stream, e.g. by the combination of gravity and surface tension forces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
本发明涉及一边监测上部有罩子的容器内的熔融玻璃的液面高度一边进行玻璃的熔解或熔融玻璃的流出的熔融玻璃的制造方法。使监测用光线通过设在上述罩子上的开口部，从容器外部大致垂直地入射到熔融玻璃的液面，使从上述液面反射的光线通过上述开口部射出，通过在容器外部进行检测来监测上述液面的高度。玻璃成形体的制造方法包含使利用上述方法制作的熔融玻璃流出并使流出的玻璃成形的工序。光学元件的制造方法包含对利用该方法制作的玻璃成形体进行机械加工制作光学元件的工序。光学元件的制造方法的特征是对利用上述方法制作的精密压力成形用预成形品进行加热，进行精密压力成形。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃的熔融方法、从熔融玻璃制造玻璃成形体的方法以及光学元件的制造方法。
背景技术
当向熔融玻璃的容器中添加玻璃原料或从容器中流出熔融的玻璃时，必须监测容器内蓄积的熔融玻璃的液位。监测液位的方法例如有特公昭5 7-57413号公报(专利文献1)的图3中所记载的方法。该方法使从安装在一个澄清槽侧壁的激光发射器射出的光经熔融玻璃液面反射，装在相向的澄清槽侧壁的受光器检测该反射光，从而测量液位。该方法具有不接触熔融玻璃即可测量玻璃液位的特征。
专利文献：特公昭57-57413号公报
但是，专利文献1公开的方法因将激光发射器和受光器装在相向的澄清槽的侧壁使用，故存在下述问题。
一般，将高温状态的物质保持在规定的温度跨度内比将温度低的物质保持在上述规定的温度跨度内要困难得多。而且，由于向澄清槽注入新的熔融玻璃或使澄清后的玻璃流出，因此，会使澄清槽的温度也发生变化。当澄清槽的温度变动时，由于热胀冷缩澄清槽会产生微小的变形。该澄清槽的变形会影响装在澄清槽侧壁的激光发射器和受光器的位置精度，结果，就影响了液位的测量结果从而产生测量误差。
此外，在专利文献1公开的方法中，当熔融玻璃面的高度发生较大变化时，会产生来自激光发射器的光的反射位置偏离受光器而不能进行液位测量的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种一边与熔融玻璃面的高度无关地正确地监测熔融容器内的熔融玻璃液面的高度，一边制造熔融玻璃的方法，同时还提供从使用该方法制作的熔融玻璃中制造出玻璃成形体的方法。
(1)一种熔融玻璃的制造方法，一边监测上部有罩子的容器内的熔融玻璃的液面高度，一边进行玻璃的熔解或熔融玻璃的流出，其特征在于：
使监测用光线通过设在上述罩子上的开口部，从容器外部大致垂直地入射到熔融玻璃的液面，使从上述液面反射的光线通过上述开口部射出，通过在容器外部进行检测来监测上述液面的高度。
(2)第(1)项记载的熔融玻璃的制造方法，其特征在于：上述容器是澄清槽，澄清槽的上部除上述开口之外全部密封。
(3)第(1)项记载的熔融玻璃的制造方法，其特征在于：上述容器是和澄清槽连结以使熔融玻璃的液位和澄清槽内熔融玻璃的液位相等的液面监测槽。
控制液面监测槽内的熔融玻璃的液位，以使和澄清槽连结的液面监测槽的的连结口平时没在熔融玻璃液面之下，而且，液面监测槽内的熔融玻璃的液面面积比液面监测槽内的熔融玻璃的最大垂直截面积小。
(4)第(1)～(3)中的任何一项记载的熔融玻璃的制造方法，其特征在于：上述容器是澄清槽或设置成和澄清槽内的熔融玻璃的液位相等的液面监测槽，根据所监测的熔融玻璃的液面高度控制从熔解玻璃的熔融槽向澄清槽供给的熔融玻璃的量。
(5)第(1)～(4)中的任何一项记载的熔融玻璃的制造方法，其特征在于：射出上述监测用光线的光源和检测反射光线的受光部都固定在离开上述容器的地方。
(6)第(1)～(5)中的任何一项记载的熔融玻璃的制造方法，其特征在于：根据监测的熔融玻璃的液面高度控制玻璃原料的供给量或熔融玻璃的流出量。
(7)一种玻璃成形体的制造方法，其特征在于：包含使利用第(1)～(6)中的任何一项记载的方法制作的熔融玻璃流出并使流出的玻璃成形的工序。
(8)第(7)项记载的玻璃成形体的制造方法，其特征在于：从流出的玻璃中分离出一定重量的玻璃，使上述分离出来的玻璃成形为精密压力成形用预成形品。
(9)一种光学元件的制造方法，其特征在于：包含对利用第(7)项记载的方法制作的玻璃成形体进行机械加工来制作光学元件的工序。
(10)一种光学元件的制造方法，其特征在于：对利用第(8)项记载的方法制作的精密压力成形用预成形品加热，进行精密压力成形。
若按照本发明，则能够一边正确监测熔融容器内的玻璃液面的高度，一边制造熔融玻璃，结果，可以稳定地供给玻璃原料，使熔融、澄清、均匀化的各工序中的玻璃滞留时间固定，所以，具有容易进行各工序中的温度调整、能得到高质量的玻璃的优点。
进而，在使利用本发明的熔融玻璃的制造方法制作的熔融玻璃流出并使流出的玻璃成形的玻璃成形体的制造方法中，因保持液面一定，故能使从液面到流出管前端的高差(流出头差)和玻璃的温度(粘度)保持一定，具有玻璃流出量稳定，能得到高精度形状的玻璃成形体的优点。
附图说明
图1是本实施例使用的玻璃熔融装置的截面模式图。
具体实施方式
(熔融玻璃的制造方法)
本发明的玻璃制造方法是一边监测上部有罩子的容器内的熔融玻璃的液面高度，一边进行玻璃的熔解或熔融玻璃的流出的熔融玻璃的制造方法。而且，本发明的特征是使监测用光线通过设在上述罩子上的开口部，从容器外部大致垂直地入射到熔融玻璃的液面，使从上述液面反射的光线通过上述开口部射出，通过在容器外部进行检测来监测上述液面的高度。
液面高度的监测通过设在容器上部的罩子上的开口部进行。当熔融状态的玻璃与外界空气接触时，与大气中水蒸气反应，多少会有一些变质，或者，玻璃的特性会偏离所要的值，所以，使用上部设有罩子的容器，并在罩子上设置开口部，用来使监测用光线和反射光线通过。例如，因需要精密地设定光学玻璃的折射率或色散等光学特性，故希望开口部在不妨碍光线通过的范围内尽量小。为了尽量减小熔融玻璃因和外界空气的接触引起的变质或玻璃特性的变动，上述开口部最好尽量小，以减少熔融玻璃和外界空气的接触。
监测用光线通过上述开口部入射到熔融玻璃的液面，使经液面反射的光线再通过开口部射出，并由受光部接收。为了高精度地进行监测，发出监测用光线的光源和检测反射光线的受光部最好都离开容器固定。通过使光源和受光部离开容器固定，可以监测熔融玻璃液面的高度或其变化，而不受容器膨胀、收缩的影响。此外，监测用光线大致垂直入射，由此，即使液位变化大，反射到受光部的反射光线的位置也不会偏离太大，可以进行监测，而且，开口部可以做得更小。
在监测中所使用的光线最好是激光。通过使用激光，能够使光斑的直径减小，且光线的亮度也较高。本发明的方法中所使用的监测方法没有特别的限制，例如可以是相位差测量方式。
相位差测量方式的激光测距传感器使用2束激光，一束激光作为测量用激光，另一束激光作为参照用激光。测量用激光从传感头中射出，经作为测量对象物的熔融玻璃液面反射，再返回传感器，入射到传感器中的受光元件。因此，若传感器和测量对象物之间的距离变化，则测量用激光的光程长度也发生变化。当激光垂直于熔融玻璃的液面入射时，若传感器和液面的距离只变化ΔL，则测量用激光的光程长度也只变化2ΔL。另一方面，参照用激光从光源射出后，被上述受光元件接收。参照用激光的光程长度是固定的。
测量用激光的强度和参照用激光的强度以一定的振幅A、A’和频率f进行强度调制。例如，设测量用激光的强度为
【式1】
I1＝Asin(2πft+φ)
参照用激光的强度为
【式2】
I2＝A’sin(2πft)。
φ相当于2束激光的相位差。2束激光由一个受光元件接收，由于从受光元件输出与光强度成比例的电信号，所以，受光元件的输出信号示出与
【式3】
Asin(2πft+φ)+A’sin(2πft)
成比例的时间变化。相对于测量用激光的光程长度变化2ΔL，上述相位差的变化Δφ可表示成4πf·ΔL/c(c表示光速)。因此，可以根据受光元件的输出信号分析Δφ，并算出ΔL。
实际测量时，先测量作为基准的距离L，求出这时的相位差φ。若距离变化ΔL，则相位差的变化为Δφ，因而，可知实际距离为L+ΔL。
调制频率f越高，Δφ对ΔL的变化越大，所以，测量精度提高，但是，在本发明中，调制频率f最好在102～103MHz的范围内，200～400MHz的范围更好，300～450MHz的范围最好。使用该方法可以达到分辩率±0.5mm的测量。激光的光源最好2台都是半导体激光器，强度调制可以向激光器驱动电路输入以频率f振荡的高频信号，通过驱动2台半导体激光器来进行。再有，受光元件必须能响应比上述调制频率f高很多的频率，根据该观点，受光元件最好是PIN光电二极管。作为测量用激光和参照用激光的波长，最好在600～850nm的范围内，2束激光的波长选择不同的值。
在进行高精度测量时，最好是调制频率稳定、激光输出稳定、并使受光元件中的测量用激光的强度和参照用激光的强度最佳化。
此外，作为根据受光元件的输出信号分析相位差变化△φ的电路，可以将频率变换电路、自动增益控制放大器和相位比较电路等组合，以公知的方式来构成分析电路，其中，频率变换电路使用称之为拍频(beat down)的方法，将信号频率变换成低频信号频率而不改变其相位差，自动增益控制放大器即使在受光量变化时也能进行良好的处理。
再有，激光测距传感器和熔融玻璃液面的距离最好在1～6m的范围内，3～6m的范围更好，3～5m的范围最好。若距离短，则传感器处在高温的环境下，影响正确的测量。即使传感器离开熔融玻璃上述距离，因传感器仍处在高温环境下，故最好对传感头进行冷却，最好是水冷和风冷结合进行。另一方面，若距离太大，因外界干扰的影响，容易影响正确的测量。
与三角测量的方式相比，上述垂直照射激光的方法除了可以使熔融容器的开口部达到最小限度之外，还有以下效果。
当在某期间液位为a生产玻璃而下次则液位为b生产玻璃时，对于三角测量法，若a和b相差悬殊，则如果不调整传感器(发光部和受光部双方)的角度和位置，那么光线就不能正确地入射到受光部上。此外，为了不阻碍光程，容器的开口部必须较大。但是，对于大致垂直照射光的本发明的方法，因光线始终返回受光部，故不存在上述问题。
此外，因为来自玻璃的挥发气体平时从容器的开口部出来，所以，使吹散该挥发气体的气体在开口部附近流动而不妨碍激光，这对进行正确、稳定的液位监测是很有效的。
此外，熔融玻璃因高温而发出很强的光。玻璃发出的光(包含红外线等)和监测用光线同时入射到受光部上，所以，最好使光线通过滤光器后再入射到受光部上，以排除玻璃发出的光的影响。
本发明适合于所有光学玻璃的制造。
上述监测最好是在熔融玻璃液面处在水平的位置上进行。因此，监测最好在澄清槽或在为监测而设置的液面监测槽内进行。监测不宜在对熔融玻璃进行发泡的位置或其附近以及进行搅拌的位置或其附近进行。
当在澄清槽进行监测时，最好在澄清槽上部设置开口部并将其作为光线的光程，同时，将除澄清槽上部的上述开口部之外的部分密封。
此外，使用的容器最好至少分成进行玻璃原料的加热、熔融的熔融槽、澄清槽和进行搅拌均匀化的均匀化槽，利用管子等将各层连结。进而，最好使各槽中的熔融玻璃的液位相等。这样一来，若在一处进行上述监测，则可知各槽内的液位。
此外，最好设定熔融玻璃的液位，以便使连结各槽的管子和各槽的连结口完全浸没在熔融玻璃液面之下。
特别是，当进行监测的容器是液面监测槽时，液面监测槽最好与澄清槽连结，以使液面监测槽内熔融玻璃的液位和澄清槽内熔融玻璃的液位相等。进而，从减小熔融玻璃单位体积与外界空气接触的面积抑制挥发量的观点出发，最好控制液面监测槽内熔融玻璃的液位，使和澄清槽连结的液面监测槽的连结口平时浸没在熔融玻璃液面之下，且使液面监测槽的熔融玻璃的液面面积比液面监测槽的熔融玻璃的最大垂直截面积小。
也可以在澄清槽的上部设置熔融槽，使在熔融槽熔解的玻璃流入澄清槽。这样一来，可以将熔融槽内的玻璃全部用完。该方法适用于熔融的玻璃量少或使用的贵重玻璃原料等情况。从熔融槽向澄清槽输送熔融玻璃的管子最好设置能控制向澄清槽供给熔融玻璃的量的机构。作为这样的控制机构，可以举出使上述管子温度变化的管子温度调整器等例子。利用该调整器，通过使管子内熔融玻璃的温度在不使玻璃失透的温度范围内波动，可以使熔融玻璃的粘度变化，从而使管子内玻璃的流速变化。例如，当供给量增加时，可以增加流过调整器的加热器的电流，使管子加热，加快玻璃的流速，当供给量减小时，可以减小上述电流，使管子的温度下降，减慢玻璃的流速。
上述熔融玻璃供给量的控制可以根据对澄清槽内的液位直接或间接监测的结果进行。当间接监测澄清槽内的液位时，可以在液位和澄清槽内熔融玻璃的液位相等的液面监测槽内监测熔融玻璃的液位。
当澄清槽内的熔融玻璃的液位下降时，增加向澄清槽的熔融玻璃的供给量，相反，当澄清槽内的熔融玻璃的液位上升时，减小向澄清槽的熔融玻璃的供给量，可以这样来使上述控制机构动作。通过这样的控制，可以使澄清槽内的熔融玻璃的液位保持在一定的范围内。
澄清槽、均匀化槽、连结管和流出熔融玻璃的管子最好用铂或铂合金制作。熔融槽最好使用耐火砖、铂和铂合金当中的某一种材料制作。
根据监测的熔融玻璃的液面高度或液面高度的变化来控制玻璃原料的供给量或熔融玻璃的流出量最好要考虑如何使玻璃的特性和熔融玻璃的流出量稳定。
(玻璃成形体的制造方法)
本发明的玻璃成形体的制造方法的特征是包含流出按上述方法制作的熔融玻璃并使流出的玻璃成形的工序。
为了防止玻璃失透，熔融玻璃的流出最好使用有温度控制的流出管进行。
举例示出几种以一定的速度从管子连续流出的熔融玻璃的成形。
第1种方法是将流出的熔融玻璃浇铸在铸型中而形成板状玻璃的方法。也可以使成形的板状玻璃退火后，按规定的重量切断，做成称之为切片(cut piece)的压力成形用原材料坯料。
第2种方法是将流出的熔融玻璃分出其重量和目标玻璃成形体相当的熔融玻璃、使分出的玻璃在软化状态下形成规定的形状再进行冷却的方法。可以将该玻璃成形体再加热后进行压力成形，制成透镜、棱镜和衍射光栅等光学元件。再有，也可以在对玻璃成形体的表面进行研磨加工后，再加热，进行压力成形。进而，还可以对已压力成形的成品进行研磨加工，做成光学元件。
第2种方法很适合于精密压力成形用的预成形品的制作。精密压力成形是用压力成形模具对加热的玻璃加压，将上述模具的成形面转印到玻璃上，形成光学元件的光学功能面(实现使光折射、衍射、透过、反射等光学功能的面)的压力成形方法。若按照该方法，不需要对光学功能面的形状进行磨削、研磨等机械加工。精密压力成形用预成形品是供精密压力成形用的玻璃成形备用体。
精密压力成形用预成形品要求具有很高的重量精度。当利用第2种方法制作精密压力成形用预成形品时，为了提高重量精度，使流出的玻璃量一定，通过按一定的周期分离该玻璃的前端部，可以分离出一定重量的玻璃，通过使分离的玻璃成形，可以使预成形品的重量一定。当在该状态下流出的玻璃的量变动时，预成形品的重量会产生偏差。但是，若按照第2种方法，因可以使熔融玻璃的液位保持一定，故可以使从液面到流出熔融玻璃的流出管前端的高差(流出头差)和玻璃的温度(粘度)保持一定，所以，能够使玻璃的流出量(单位时间流出玻璃的重量)稳定。因此，可以制造出重量精度高的预成形品。再有，分离一定重量的玻璃的方法包括从流出管滴出玻璃滴的方法和支撑流出的玻璃的下端部并在流出的玻璃流的中间部分形成瓶颈部、到一定的时间撤除支撑分离出瓶颈部以下的玻璃的方法等。若按照这些方法，因不是用切断刀切断玻璃，故能够形成无断痕的预成形品。
第2种方法适合于制造重量精度在±2％以内、较好的在±1％以内、最好的在±0.8％以内的预成形品。
第3种方法是将流出的熔融玻璃分出其重量和目标玻璃成形体相当的熔融玻璃并在软化的状态下对分出的玻璃进行压力成形的方法。也可以对压力成形品进行适当的磨削、研磨加工。
上述方法中的任何一种方法都适合作为光学元件的制造方法。
此外，也可以将利用第2种方法制作的精密压力成形用预成形品加热，利用压力成形模具进行精密压力成形，制作出光学元件。这样一来，可以做成球面透镜或非球面透镜、微透镜、透镜阵列、衍射光栅、带透镜的棱镜和带衍射光栅的透镜等各种光学元件。必要时，也可以对得到的光学元件，在其光学功能面的周围进行透镜定心加工等机械加工。
【实施例】
(实施例1)
下面，参照附图详细说明实施例。
图1是本实施例使用的玻璃熔融装置的截面模式图。熔融槽1的上部有未图示的原料投入口，从这里投入玻璃原料。投入的原料在熔融槽内加热熔化后变成熔融玻璃10，通过连结管6流入澄清槽2。
澄清槽2的上部设置有抽出因澄清而从玻璃产生出的气体的开口部8。在开口部8的上方，在离开澄清槽2的地方固定用来监测熔融玻璃的液位的、包括发出激光的光源和接收从液面反射的激光的受光部的激光测距传感器3。
从传感器3射出的激光光线通过上述开口部8大致垂直入射到澄清槽2内的熔融玻璃10的液面上，经液面反射后，再通过开口部8，被传感器3的受光部接收。
当传感器3和上述液面的距离变化时，受光部中的受光点偏离，通过该偏离量与上述液面高度的变化的关系来监测液位。因传感器3离开澄清槽2固定，故即使澄清槽或与澄清槽连结的管子或各槽发生膨胀收缩，也能够在排除该影响的情况下监测液位。
在澄清槽2澄清的熔融玻璃10通过连结管流入均匀化槽4，搅拌后从流出管5流出。
在本实施例中，使熔融槽、澄清槽和均匀化的各槽内的熔融玻璃的液位保持相等。因此，通过监测澄清槽内的液位可以监测各槽内的液位或液位的变化。
上述各槽和连结管及流出管使用称之为强化铂的铂合金做成，具有加热和温度调整功能。
根据上述监测结果控制玻璃原料的投入量，使熔融玻璃的液位和玻璃的流出量保持一定。
使流出的熔融玻璃成形，制作出折射率和色散一定的光学玻璃。
(实施例2)
按一定的流量使采用实施例1的方法制造的熔融玻璃从流出管流入铸型，制成由含有稀土类氧化物的光学玻璃形成的板状玻璃。使该板状玻璃退火并按规定的形状切断，作成切片。
其次，对该切片再加热后，用压力成形模具进行压力成形，得到透镜形状的成形品。对该成形品进行磨削、研磨加工，做成透镜。得到的透镜的光学特性是所要的值。
(实施例3)
使用实施例1的方法制造的熔融玻璃从流出管流出，供给到下模成形面上，使用与下模相对的上模进行挤压，做成透镜形状。对该成形品进行磨削、研磨加工，制成由含有稀土类氧化物的玻璃形成的透镜。得到的透镜的光学特性是所要的值。
(实施例4)
其次，利用和实施例1不同的装置制造熔融玻璃。该装置包括熔解玻璃原料的熔融槽、澄清熔融玻璃的澄清槽、装在熔融槽的下部用来从熔融槽向澄清槽流入熔融玻璃的管子和装在澄清槽的下部的流出管。(省略图示)
这里，作为玻璃原料使用碎玻璃原料，使必要量的碎玻璃在熔融槽内熔解。因熔融槽底部配置在比澄清槽高的位置，故熔融玻璃通过管子流入澄清槽。熔融玻璃在澄清槽内澄清，再从流出管流出。
和实施例1一样，利用从设在澄清槽上部的开口部入射、反射的激光监测澄清槽内的熔融玻璃液面的高度。
此外，在使熔融玻璃向澄清槽流入的管子的四周卷绕用来控制管子温度的加热丝。而且，根据上述澄清槽内的熔融玻璃液面高度的监测信号决定供给加热丝的电力，控制管子内熔融玻璃的流速。当澄清槽内的液位比基准液位低时，增加对加热丝的电力供给量，使管子内的玻璃温度上升，降低粘度，由此加快玻璃的流速，增加对澄清槽的玻璃供给量。相反，当澄清槽内的液位比基准液位高时，减小对加热丝的电力供给量，使管子内的玻璃温度下降，提高粘度，由此减缓玻璃的流速，减小对澄清槽的玻璃供给量。这样一来，就使澄清槽内的液位保持恒定。再有，在本实施例中，是直接监测澄清槽内的液位，但也可以设置和澄清槽连结的、液位和澄清槽内的液位相等的液面监测槽，监测该监测槽内的液位。
这样一来，就使流出头差保持恒定，从流出管的前端滴出一定重量的玻璃滴，被向上喷出气体的预成形品成形模具接收，借助该气体的风压使玻璃滴上浮，同时形成球状的精密压力成形用的预成形品。通过反复进行玻璃的滴液、由预成形品成形模具接收玻璃滴后一边上浮一边形成预成形品的工序，从而可以批量生产恒定重量的预成形品。这样制作的预成形品的重量精度在±1％以内。
其次，由支撑体支撑从流出管流出的熔融玻璃流的下端部，在玻璃流的中间形成瓶颈部，到规定的时间撤除支持体从而分离出瓶颈部以下的玻璃，分离的玻璃被上述预成形品成形模具接收，一边上浮一边形成球状预成形品。通过反复进行上述各工序，可以批量生产一定重量的预成形品。这样制作的预成形品的重量精度在±1％以内。
这样，便制作出重量精度高的各种精密压力成形用预成形品。其次，加热该预成形品，利用精密压力成形模具进行精密压力成形，制作出非球面透镜。上述精密压力成形可以根据公知的方法和条件适当进行。
这样一来，便可以做成以非球面透镜为代表的球面透镜、微透镜、透镜阵列、衍射光栅、棱镜、带透镜的棱镜和带衍射光栅的透镜等各种光学元件。
Claims (10)
1.一种熔融玻璃的制造方法，一边监测上部有罩子的容器内的熔融玻璃的液面高度，一边进行玻璃的熔解或熔融玻璃的流出，其特征在于：
使监测用光线通过设在上述罩子上的开口部，从容器外部大致垂直地入射到熔融玻璃的液面，使从上述液面反射的光线通过上述开口部射出，通过在容器外部进行检测来监测上述液面的高度。
2.权利要求1记载的熔融玻璃的制造方法，其特征在于：上述容器是澄清槽，澄清槽的上部除上述开口之外全部密封。
3.权利要求1记载的熔融玻璃的制造方法，其特征在于：上述容器是和澄清槽连结以使熔融玻璃的液位和澄清槽内熔融玻璃的液位相等的液面监测槽，控制液面监测槽内的熔融玻璃的液位，以使和澄清槽连结的液面监测槽的连结口平时浸没在熔融玻璃液面之下，而且，液面监测槽内的熔融玻璃的液面面积比液面监测槽内的熔融玻璃的最大垂直截面积小。
4.权利要求1～3中的任何一项记载的熔融玻璃的制造方法，其特征在于：上述容器是澄清槽或设置成和澄清槽内的熔融玻璃的液位相等的液面监测槽，根据所监测的熔融玻璃的液面高度控制从熔解玻璃的熔融槽向澄清槽供给的熔融玻璃的量。
5.权利要求1～4中的任何一项记载的熔融玻璃的制造方法，其特征在于：射出上述监测用光线的光源和检测反射光线的受光部都固定在离开上述容器的地方。
6.权利要求1～5中的任何一项记载的熔融玻璃的制造方法，其特征在于：根据监测的熔融玻璃的液面高度控制玻璃原料的供给量或熔融玻璃的流出量。
7.一种玻璃成形体的制造方法，其特征在于：包含使利用权利要求1～6中的任何一项记载的方法制作的熔融玻璃流出并使流出的玻璃成形的工序。
8.权利要求7记载的玻璃成形体的制造方法，其特征在于：从流出的玻璃中分离出一定重量的玻璃，并使上述分离出来的玻璃成形为精密压力成形用预成形品。
9.一种光学元件的制造方法，其特征在于：包含对利用权利要求7记载的方法制作的玻璃成形体进行机械加工来制作光学元件的工序。
10.一种光学元件的制造方法，其特征在于：对利用权利要求8记载的方法制作的精密压力成形用预成形品加热，进行精密压力成形。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP289489/03 | 2003-08-08 | ||
| JP289489/2003 | 2003-08-08 | ||
| JP2003289489A JP2005060133A (ja) | 2003-08-08 | 2003-08-08 | 熔融ガラスの製造方法、ガラス成形体の製造方法、光学素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1590324A CN1590324A (zh) | 2005-03-09 |
| CN1321922C true CN1321922C (zh) | 2007-06-20 |
Family
ID=34308353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2004100560847A Expired - Fee Related CN1321922C (zh) | 2003-08-08 | 2004-08-09 | 熔融玻璃的制造方法、玻璃成形体的制造方法及光学元件的制造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20050061031A1 (zh) |
| JP (1) | JP2005060133A (zh) |
| CN (1) | CN1321922C (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100677568B1 (ko) * | 2005-02-07 | 2007-02-02 | 삼성전자주식회사 | 무선랜 상의 데이터 수신에 대한 제어 응답 프레임의 전송속도 결정 방법 |
| JP4862550B2 (ja) * | 2006-08-14 | 2012-01-25 | 旭硝子株式会社 | 溶融ガラスの泡消去方法およびガラス製造方法 |
| US7840500B2 (en) * | 2006-11-30 | 2010-11-23 | Corning Incorporated | Fuzzy logic control for process with large dead time |
| US8196434B2 (en) * | 2007-08-08 | 2012-06-12 | Corning Incorporated | Molten glass delivery apparatus for optical quality glass |
| JP2009120445A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス溶融炉 |
| CN103249683B (zh) * | 2010-11-19 | 2016-01-13 | 柯尼卡美能达株式会社 | 玻璃成形体及其制造方法 |
| JP6665435B2 (ja) * | 2015-07-01 | 2020-03-13 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造方法 |
| JP6585983B2 (ja) * | 2015-09-30 | 2019-10-02 | ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 | ガラス基板の製造方法およびガラス基板の製造装置 |
| JP6616183B2 (ja) * | 2015-12-28 | 2019-12-04 | ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 | ガラス基板の製造方法、及び、ガラス基板の製造装置 |
| KR102651570B1 (ko) * | 2018-08-21 | 2024-03-26 | 코닝 인코포레이티드 | 유리 리본을 제조하기 위한 장치 및 방법들 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5757413A (en) * | 1980-09-22 | 1982-04-06 | Showa Electric Wire & Cable Co | Method of producing twist flat cable |
| CN1114045A (zh) * | 1994-06-01 | 1995-12-27 | 余干文 | 图象分析式液位测量装置及检测方法 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2625658A (en) * | 1946-09-19 | 1953-01-13 | Frazier Simplex | Tank level control |
| US2902524A (en) * | 1955-10-26 | 1959-09-01 | Stratabar Process Company | Method and apparatus for producing molten silicates |
| US2866838A (en) * | 1956-02-16 | 1958-12-30 | Stratabar Process Company | Method and apparatus for producing molten silicates |
| US2919297A (en) * | 1957-04-18 | 1959-12-29 | Owens Illinois Glass Co | Means of controlling electric currents in a furnace forehearth |
| US3160692A (en) * | 1960-08-01 | 1964-12-08 | Warren H F Schmieding | Apparatus for controlling the flow of molten silicates through throat type continuous melting furnaces |
| US3457059A (en) * | 1962-03-19 | 1969-07-22 | Corning Glass Works | Flow control of molten material in a glass furnace |
| US3573017A (en) * | 1968-11-04 | 1971-03-30 | Owens Corning Fiberglass Corp | Method and apparatus for melting and supplying heat-softenable materials in a process |
| US3997710A (en) * | 1974-09-16 | 1976-12-14 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Glass furnace having electrically heated submerged throat and method of operation |
| US4365987A (en) * | 1981-11-04 | 1982-12-28 | Corning Glass Works | Apparatus and method of conditioning and conveying thermoplastic material |
| US4409012A (en) * | 1982-02-16 | 1983-10-11 | Owens-Illinois, Inc. | Method and apparatus for monitoring a glass furnace |
| US4426217A (en) * | 1982-05-17 | 1984-01-17 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Electric melting of solidified glass in melting units |
| US4524282A (en) * | 1982-06-24 | 1985-06-18 | Courser, Incorporated | Electro-optical level detector |
| US5194747A (en) * | 1991-10-21 | 1993-03-16 | Midland Manufacturing Corp. | Liquid level gauge comparing moldulations of incident and reflected loser beams |
| US5873921A (en) * | 1994-09-09 | 1999-02-23 | Hoya Precisions Inc. | Process for manufacturing glass optical elements |
| US5738701A (en) * | 1995-04-05 | 1998-04-14 | Minolta Co., Ltd. | Glass gob production device and production method |
| TR199902155T1 (xx) * | 1998-01-09 | 2000-04-21 | Saint-Gobain Vitrage | Cam haline gelebilen maddelerin ergitilmesi, rafinaj�na y�nelik metod. |
| DE19908492A1 (de) * | 1998-03-05 | 1999-09-09 | Corning Inc | Versenktes Überführungsrohr für die Glaszuführung |
| FR2781786B1 (fr) * | 1998-07-29 | 2000-10-13 | Stein Heurtey | Dispositif de conduite des fours de fusion et/ou d'affinage de verre |
| US6289697B1 (en) * | 1999-11-29 | 2001-09-18 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Apparatus and method for controlling molten glass flow through a forehearth |
| EP1468974A3 (en) * | 2003-04-17 | 2004-12-01 | Hoya Corporation | Optical glass; press-molding preform and method of manufacturing same; and optical element and method of manufacturing same |
| JP3986070B2 (ja) * | 2003-08-08 | 2007-10-03 | Ｈｏｙａ株式会社 | 熔融ガラスの製造方法及びガラス成形体の製造方法 |
-
2003
- 2003-08-08 JP JP2003289489A patent/JP2005060133A/ja active Pending
-
2004
- 2004-08-09 CN CNB2004100560847A patent/CN1321922C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-08-09 US US10/913,473 patent/US20050061031A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5757413A (en) * | 1980-09-22 | 1982-04-06 | Showa Electric Wire & Cable Co | Method of producing twist flat cable |
| CN1114045A (zh) * | 1994-06-01 | 1995-12-27 | 余干文 | 图象分析式液位测量装置及检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20050061031A1 (en) | 2005-03-24 |
| JP2005060133A (ja) | 2005-03-10 |
| CN1590324A (zh) | 2005-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100404445C (zh) | 熔融玻璃的制造方法及玻璃成形体的制造方法 | |
| CN1321922C (zh) | 熔融玻璃的制造方法、玻璃成形体的制造方法及光学元件的制造方法 | |
| US7595272B2 (en) | Optical glass, press-molding preform, process for the production thereof, optical element and process for the production thereof | |
| JP5069649B2 (ja) | フツリン酸ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、光学素子ブランクおよび光学素子とそれら製造方法 | |
| CN101679103B (zh) | 光学玻璃、精密模压成形用预成形件、光学元件和它们的制造方法、以及摄像装置 | |
| JP5063537B2 (ja) | フツリン酸ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、光学素子ブランクおよび光学素子とそれら製造方法 | |
| JP5443417B2 (ja) | フツリン酸ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、光学素子ブランクおよび光学素子とそれら製造方法 | |
| JP5443416B2 (ja) | フツリン酸ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、光学素子ブランクおよび光学素子とそれら製造方法 | |
| CN101045602B (zh) | 玻璃成形品制造装置及玻璃成形品的制造方法 | |
| JP4835162B2 (ja) | 光学素子の製造方法及び光学素子の製造装置 | |
| JP2007131515A (ja) | ガラス製造装置及びガラス製造方法 | |
| US5738701A (en) | Glass gob production device and production method | |
| CN102557393B (zh) | 玻璃成形体的制造方法 | |
| CN101316796A (zh) | 用于将低粘性玻璃的熔液精确分份成小部分的方法和装置 | |
| CN101665326A (zh) | 碎玻璃原料的制造方法、氟磷酸玻璃的制造方法 | |
| JPS62292635A (ja) | ガラスレンズの成形方法 | |
| JPH06122526A (ja) | ガラス塊の成形方法 | |
| JPH10114530A (ja) | 溶融ガラスの供給装置及びその供給方法、並びに光学素子素材の製造方法 | |
| JPH03137031A (ja) | ガラスレンズの製造方法およびその方法に用いる金型 | |
| JPH0848529A (ja) | 溶融光学ガラスの流量制御装置 | |
| JP5014323B2 (ja) | 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム及びその製造方法、光学素子及びその製造方法 | |
| CN101815679B (zh) | 光学元件的制造方法及制造装置 | |
| JP2004250267A (ja) | ガラス球の製造方法 | |
| JPH09235122A (ja) | ガラスゴブの製造方法 | |
| JPH10182168A (ja) | ガラスゴブの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070620 |