JP2007254247A - ガラス成形品製造装置及びガラス成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】原料を溶融してガラス成形品を製造するガラス成形品製造装置及びガラス成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のガラス成形品製造装置１０は、原料を溶融して溶融ガラスにする溶融槽と、溶融槽に接続され溶融ガラスを溶融槽から流出する誘導路２００とを有する溶解装置１００と、誘導路２００を介して流出された溶融ガラスを流下させる流下装置３００と、流下された溶融ガラスを成形する複数の成形型を有するガラス成形装置４００と、複数の成形型それぞれにより成形されたガラス成形品を搬送する搬送装置８００と、ガラス成形品を搬送装置８００に逐次移載する第１の移載装置５００と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス成形品製造装置及びガラス成形品の製造方法に関する。

従来、光学素子などの元材料として利用されるガラスプリフォーム（ガラスゴブ、ガラス塊、ガラス成形品）は、原料ガラスを溶解装置で溶解し、得られた溶融ガラスを適当な大きさに成形することにより得られる。

ガラスプリフォームの製造過程で用いられる溶解方法としては、連続溶解、及び間欠溶解が知られている。連続溶解においては、ガラス原料の投入、溶解、清澄、及び攪拌の各工程を連続的に行うことができるため、ガラスプリフォームを大量に生産する場合などに適している。一方、間欠溶解においては、ガラス原料の投入、溶解、清澄、及び攪拌を単一の溶解ポットで間欠的に行うため、総生産量の少ないガラスプリフォームを生産する場合などに適している。

ガラスプリフォームの製造においては、高精度に均質で一定の光学特性を有するガラスプリフォームを製造することが重要である。このためには、適切なガラス原料の選択のほか、原料ガラスの溶解、清澄、及び攪拌の段階でも、さまざまに配慮を行う必要があった。特に間欠溶解により溶融ガラスを供給する場合においては、原料ガラスが連続的に溶解されないため、気泡や脈理等或いは失透が発生しやすく、ガラスプリフォームの光学特性が不安定になる原因となっていた。このような問題を解決するため、従来、スクリュー羽根を有する攪拌器具を用いて、溶融ガラスに対流を起こし、攪拌するなどの方法がとられてきた（特許文献１参照）。
特開平２−２５２６２６号公報

しかしながら、近年、口径の小さいガラスプリフォームの製造が可能になると、従来においては、見られなかった問題が発生するようになった。

すなわち、口径の小さいガラスプリフォームの生産のように、単位時間当たりの溶融ガラスの消費量の少ないガラス製造過程においては、いったん溶解した溶融ガラスを長時間かけて成形するため、溶融ガラスが長時間、溶解した状態に置かれ、溶融ガラスに脈理などが生じて、溶融ガラスの均質性が損なわれるといった問題が生じていた。

これは、溶融ガラスの組成物の比重の違いから、溶融ガラスが不均一となるため、あるいは、溶融ガラスの一部の成分の揮発により、溶融ガラス表面付近での溶融ガラスの組成が不均一になるためであった。

このようにして生じた溶融ガラス中の脈理がそのまま、ガラス成形装置に送られ、成形されることにより、脈理を取り込んだガラスプリフォームが成形され、屈折率などの光学特性に異常を来したガラスプリフォームが生産される結果となっていた。そして、これらのことが本発明の課題といってよい。

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、原料を溶融してガラス成形品を製造する際に生じる脈理のような欠陥の少ないガラスを製造できるガラス成形品製造装置及びガラス成形品の製造方法を提供することを課題とする。

ガラスの溶融成形過程において、前述のような脈理や失透現象が生じる理由は必ずしも明確ではない。しかし、本発明者らは、溶融ガラスを誘導路中で流す際の温度勾配条件等もその要因のひとつであるという知見を得ることができた。

そこで本発明者らは、原料を溶融する溶融槽に接続され原料が溶融されてなる溶融ガラスを流下装置まで導く誘導路を誘導路の長手方向にわたって所定の温度状態に加熱制御することで、溶融ガラス及び該溶融ガラスを成形したガラス成形品を均質化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。

（１） 原料を溶融して溶融ガラスにする溶融槽と、溶融槽に接続され溶融ガラスを溶融槽から流出する誘導路とを有する溶解装置と、誘導路を介して流出された溶融ガラスを流下させる流下装置と、流下された溶融ガラスを成形する複数の成形型を有するガラス成形装置と、溶融ガラスの流動方向に従うにつれて誘導路の温度が低くなるように、誘導路の温度制御を行う誘導路制御装置と、を備えるガラス成形品製造装置。

（１）の発明におけるガラス成形品製造装置は、原料を溶融して溶融ガラスにする溶融槽と、溶融槽に接続され溶融ガラスを溶融槽から流出する誘導路とを有する溶解装置と、誘導路を介して流出された溶融ガラスを流下させる流下装置と、流下された溶融ガラスを成形する複数の成形型を有するガラス成形装置と、溶融ガラスの流動方向に従うにつれて誘導路の温度が低くなるように、誘導路の温度制御を行う誘導路制御装置と、を備える。

仮に、溶融槽から出た溶融ガラスが誘導路の中を流れる際に、その溶融ガラスの温度が単調減少せずに増加するような部分が誘導路にあると、泡、脈理又は失透が溶融ガラスの中に発生しやすくなる。

本発明の方法によれば、誘導路の内部の温度は、溶融ガラスが流れる方向に進むにつれて、単調減少するため、泡、脈理又は失透が溶融ガラスの内部に発生しにくくなる。

なお、本発明において「溶融ガラスの流動方向に従うにつれて誘導路の温度が低くなる」とは、巨視的に見た場合に流動炉内の温度が単調減少しているという意味である。例えば、下記直接加熱を用いた場合、厳密には、とりわけ加熱箇所付近の温度が局所的にやむを得ず高くなる場合があるが、そのような場合をも除外する意図ではない。

ただし、本発明においては、誘導路の温度が、流動方向に進むにつれて、局所的に単調減少する傾向に反し、局所的に温度が上昇する箇所があったとしても、当該温度が降下から上昇に転じた時点の温度とその後の温度の極大値との温度差は、ガラス溶融炉出口の温度と誘導路末端との温度差の好ましくは１５％以内、より好ましくは１０％以内である。もっとも、温度が上昇する点が皆無であれば、最も好ましい。

また、本発明において溶融ガラスは、誘導路を通過し、流下装置より流下される。ここで、誘導路とは、例えばいわゆる「パイプ」であり、流下装置とはいわゆる「オリフィス」を意図している。いわゆるオリフィス自体はパイプと材質及び形状が異なることが多く、オリフィスの温度はパイプの温度よりも高く設定されることがある。

（２） 前記誘導路制御装置は、前記誘導路に取り付けられた温度調整器と、前記誘導路の温度を測定する複数の温度測定器と、温度調整器の加熱能力を制御する温度制御手段と、を備え、前記複数の温度測定器それぞれは、前記誘導路の温度に関する温度情報を前記温度制御手段に出力し、前記温度制御手段は、前記温度情報に基づいて、前記誘導路の温度が前記流動方向に従うにつれて低くなるよう前記温度調整器の加熱能力を制御し、前記温度調整器は、前記電源制御手段からの制御に基づいて、前記誘導路を加熱する請求項１に記載のガラス成形品製造装置。

（２）の発明におけるガラス成形品製造装置は、前記誘導路制御装置が、誘導路を加熱する温度調整器、温度調整器の加熱能力を制御する温度制御手段を備えるものであって、温度制御手段は、誘導路に取り付けられた温度測定器の情報に基づいて制御する。その際、温度制御手段は前記誘導路の温度が前記流動方向に従うにつれて低くなるように温度調整器を制御する。

（２）の発明によれば、（１）に記載のガラス成型品製造装置のように、誘導路内の温度を調節するために、誘導路内の温度測定器の測定温度をフィードバックさせることができるので、より繊細な誘導路の温度調節が可能である。また、誘導路に取り付ける温度測定器の数は、１つよりも複数であることが好ましい。

（３） 前記誘導路制御装置は、前記誘導路に互いに間隔をおくように取り付けられた複数の温度調整器と、それぞれが隣接する温度調整器の間に設けられた、前記誘導路の温度を測定する複数の温度測定器と、電流を前記温度調整器に出力する電源装置と、前記電源装置から出力される電流を制御する電源制御手段と、を備え、前記複数の温度測定器それぞれは、前記誘導路の温度に関する温度情報を前記電源制御手段に出力し、前記電源制御手段は、前記温度情報に基づいて、前記誘導路の温度が前記流動方向に従うにつれて低くなるよう前記電源装置から出力される電流の強さを制御し、前記電源装置は、前記電源制御手段からの制御に基づいて、前記複数の温度調整器それぞれに所定強さの電流を出力し、前記複数の温度調整器それぞれは、前記電源装置から出力される所定強さの電流により前記誘導路を加熱する（１）又は（２）に記載のガラス成形品製造装置。

（３）の発明におけるガラス成形品製造装置は、前記誘導路を電流による直接加熱することにより制御するものである。この装置においては、誘導路制御装置が、誘導路に互いに間隔をおくように取り付けられた複数の温度調整器と、それぞれが隣接する温度調整器の間に設けられた複数の温度測定器と、電流を温度調整器に出力する電源装置と、電源装置から出力される電流を制御する電源制御手段と、を備える。そして、複数の温度測定器それぞれが、誘導路の温度に関する温度情報を電源制御手段に出力し、電源制御手段が、温度情報に基づいて、誘導路の温度が流動方向に従うにつれて低くなるよう電源装置から出力される電流の強さを制御し、電源装置が、電源制御手段からの制御に基づいて、複数の温度調整器それぞれに所定強さの電流を出力し、複数の温度調整器それぞれが、電源装置から出力される所定強さの電流により誘導路を加熱する。

このような直接加熱は、後述の間接加熱に比べて、誘導路の周辺のスペースを必要としない、という特徴を有する。また、直接加熱による誘導路の温度変化速度は、間接加熱による誘導路の温度変化速度に比べて早いので、誘導路を短い時間で所望の温度に調整できる。

（４） 前記誘導路制御装置は、前記誘導路に隣接して取り付けられた温度調整器と、前記誘導路の温度を測定する複数の温度測定器と、燃料および空気を前記温度調整器に供給する燃料等供給装置と、前記燃料等供給装置から供給される燃料及び空気量を制御する温度制御手段と、を備え、前記温度調整機は火炎流を誘導路に吹き付けることにより、誘導路を外部から加熱し、前記複数の温度測定器それぞれは、前記誘導路の温度に関する温度情報を温度制御手段に出力し、前記温度制御手段は、前記温度情報に基づいて、前記誘導路の温度が前記流動方向に従うにつれて低くなるよう前記燃料等供給装置から供給される燃料の量及び空気量を制御し、前記燃料等供給装置は、前記温度制御手段からの制御に基づいて、前記温度調整器にし所定量の燃料及び空気を供給し、前記複数の温度調整器それぞれは、前記燃料等供給装置から供給される燃料を燃焼させ前記誘導路を加熱する（１）又は（２）に記載のガラス成形品製造装置。

（４）の発明におけるガラス成形品製造装置は、前記誘導路を外部から火炎流等により間接加熱することにより制御するものである。この装置においては、前記誘導路に隣接して取り付けられた温度調整器と、前記誘導路の温度を測定する複数の温度測定器と、燃料および空気を前記温度調整器に供給する燃料等供給装置と、前記燃料等供給装置から供給される燃料及び空気量を制御する温度制御手段と、を備える。そして前記温度調整機は火炎流を誘導路に吹き付けることにより、誘導路を外部から加熱し、前記複数の温度測定器それぞれは、前記誘導路の温度に関する温度情報を温度制御手段に出力し、前記温度制御手段は、前記温度情報に基づいて、前記誘導路の温度が前記流動方向に従うにつれて低くなるよう前記燃料等供給装置から供給される燃料の量及び空気量を制御し、前記燃料等供給装置は、前記温度制御手段からの制御に基づいて、前記温度調整器に所定量の燃料及び空気を供給し、前記複数の温度調整器それぞれは、前記燃料等供給装置から供給される燃料を燃焼させ前記誘導路を加熱する。

（４）の発明は（３）に記載のガラス成型品製造装置のような直接加熱に対し、いわゆる間接加熱と呼ばれる。間接加熱は、前記直接加熱に比べより誘導路のより広範囲な部分を加熱することが可能である、という特徴を有する。

また、製造されるガラスの着色性は、溶融されるガラスや誘導路の材質によっては、直接的な通電過熱より良好なことがある。また、誘導路自体の寿命も長くすることができる。

ここで火炎流等とは火炎流に加え高温の気体流を含むことを意図するものであり、使用される温度調節器としては公知のガスバーナー、重油バーナーなどの燃料を燃焼させることにより誘導路を加熱することができる加熱器具を想定している。もちろん（３）に記載の発明における通電による直接加熱と（４）に記載の間接加熱を併用してもよい。

（５） さらに、複数の成形型それぞれにより成形されたガラス成型品を搬送する搬送装置を備える（１）から（４）のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。

（５）の発明におけるガラス成形品製造装置は、さらに、複数の成形型それぞれにより成形されたガラス成型品を搬送する搬送装置を備える。この搬送装置を使用することにより、成形型で成形されたガラス成形品を次工程、例えば重量測定工程や包装工程へ搬送することができる。

（６） さらに、ガラス成形品をガラス成形装置から搬送装置に逐次移載する第１の移載装置を備える（５）に記載のガラス成形品製造装置。

（６）の発明におけるガラス成形品製造装置は、さらに、ガラス成形品をガラス成形装置から搬送装置に逐次移載する第１の移載装置を備える。この移載装置を使用することにより、ガラス成形型上のガラス成形品を、搬送工程に送ることができる。

（７） さらに、搬送装置により搬送されるガラス成形品の重量を測定する重量測定装置と重量測定装置における測定結果に基づいてガラス成形品の選別を行う選別装置とを有する重量選別装置と、搬送装置と重量選別装置との間でガラス成形品を移載する第２の移載装置と、を備える（５）又は（６）に記載のガラス成形品製造装置。

（７）の発明におけるガラス成形品製造装置は、さらに、搬送装置により搬送されるガラス成形品の重量を測定する重量測定装置と重量測定装置における測定結果に基づいてガラス成形品の選別を行う選別装置とを有する重量選別装置と、搬送装置と重量選別装置との間でガラス成形品を移載する第２の移載装置と、を備える。この重量選別装置を備えることにより、所定の規格の範囲内にあるガラス成形品とそうでないものを選別することができる。

（８） 誘導路は白金又は白金合金製パイプからなる（１）から（７）のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。

（８）の発明におけるガラス成形品製造装置は、誘導路が白金又は白金合金製パイプからなる。誘導路は、白金又は白金合金を使用することにより、高温の溶融ガラスにも耐えることができる。

（９） 複数の成形型それぞれには、溶融ガラスを受ける所定の受け面が形成され、受け面は、通気性を有する多孔材料により構成され、成形型それぞれの内部には、所定の気体供給室が形成され、さらに、気体供給室に連続して形成される気体供給路と、気体供給路に連結され気体供給室に気体を供給可能な気体供給源と、を備える（１）から（８）のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。

（９）の発明におけるガラス成形品製造装置は、複数の成形型それぞれには、溶融ガラスを受ける所定の受け面が形成され、受け面は、通気性を有する多孔材料により構成され、成形型それぞれの内部には、所定の気体供給室が形成され、さらに、気体供給室に連続して形成される気体供給路と、気体供給路に連結され気体供給室に気体を供給可能な気体供給源と、を備える。このような装置態様により、溶融ガラスを成形する際に溶融ガラスを浮上させ、受け面とガラス表面とが非接触状態になるように成形することが可能になる。

（１０） 誘導路制御装置は、誘導路の所定位置から誘導路の下流側端部までの範囲における温度勾配が、誘導路の上流側端部から誘導路の所定位置までの範囲における温度勾配より緩やかになるように誘導路を温度制御する（１）から（９）のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。

（１０）の発明におけるガラス成形品製造装置は、誘導路制御装置が、誘導路の所定位置から誘導路の下流側端部までの範囲における温度勾配が、誘導路の上流側端部から誘導路の所定位置までの範囲における温度勾配より緩やかになるように誘導路を温度制御する。

（１）の発明のようにガラス誘導路内の温度は、流動方向に進むにつれて単調減少していることが好ましい。特に、負の温度勾配の絶対値が溶融ガラスの流動方向に進むにつれて小さくなるように温度調整すると、特にガラス成形品は、泡、脈理又は失透などの影響を受けにくい。すなわち誘導路の温度勾配が、流動方向に進むにつれて徐々に緩やかになっていくことが好ましい。

また（１）の場合と同様に、「誘導路の所定位置から誘導路の下流側端部までの範囲における温度勾配が、誘導路の上流側端部から誘導路の所定位置までの範囲における温度勾配より緩やかになるように」とは、巨視的に見た場合であり、例えば、下記直接加熱を用いた場合のように、厳密には、とりわけ加熱箇所付近の温度勾配が局所的に緩やかに低くならなかったとしても、そのような場合をも除外する意図ではない。

（１１） 誘導路制御装置は、複数の温度測定器それぞれにより測定される温度の全てが、溶融槽の温度よりも低くなるよう誘導路を温度制御する（２）から（９）のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。

（１１）の発明におけるガラス成形品製造装置は、誘導路制御装置が、複数の温度測定器それぞれにより測定される温度の全てが、溶融槽の温度よりも低くなるよう誘導路を温度制御する。誘導路内の温度が溶融槽の温度より大きくなると、溶解ガラスは、脈理などの影響を受けやすいという知見に基づくものである。

（１２） 誘導路制御装置は、誘導路の上流側端部から誘導路の所定位置までの範囲を自然冷却し、かつ、誘導路の所定位置から誘導路の下流側端部までの範囲を自然冷却よりも緩やかな温度勾配となるように温度制御する（１）から（１１）のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。

（１２）の発明におけるガラス成形品製造装置は、誘導路制御装置が、誘導路の上流側端部から誘導路の所定位置までの範囲を自然冷却し、かつ、誘導路の所定位置から誘導路の下流側端部までの範囲を自然冷却よりも緩やかな温度勾配となるように温度制御する。誘導路内の温度を自然冷却による誘導路内の温度勾配より緩やかな勾配に設定すると、溶融ガラスは脈理などの影響を受けにくいという知見に基づくものである。

（１３） （１）から（１２）のいずれかに記載のガラス成形品製造装置を用いたガラス成形品の製造方法であって、溶解装置により原料を溶融槽中で溶融して得られた融解ガラスを誘導路を介して流出する溶解工程と、流下装置により流出された溶融ガラスを流下させる流下工程と成形装置により流下された溶融ガラスを成形する成形工程と、を含み、溶解工程において、誘導路は、誘導路制御装置により流動方向に従うにつれて温度が低くなるよう温度制御されるガラス成形製品の製造方法。

（１３）の発明におけるガラス成形製品の製造方法は、溶解装置により原料を溶融槽中で溶融して得られた融解ガラスを誘導路を介して流出する溶解工程と、流下装置により流出された溶融ガラスを流下させる流下工程と成形装置により流下された溶融ガラスを成形する成形工程と、を含み、溶解工程において、誘導路は、誘導路制御装置により流動方向に従うにつれて温度が低くなるよう温度制御される。

（１４） （１３）に記載の製造方法であって、前記複数の温度測定器は、前記誘導路の温度に関する温度情報を前記電源制御手段に出力し、前記電源制御手段は、前記温度情報に基づいて、前記誘導路の温度が前記流動方向に従うにつれて低くなるよう前記電源装置から出力される電流の強さを制御し、前記電源装置は、前記電源制御手段からの制御に基づいて、前記複数の温度調整器それぞれに所定強さの電流を出力し、前記複数の温度調整器それぞれは、前記電源装置から出力される所定強さの電流により前記誘導路を加熱するガラス成形品の製造方法。

（１４）の発明におけるガラス成形製品の製造方法は、（１３）の方法において、前記誘導路を電流による直接加熱することにより制御するものである。すなわち（１３）の方法において、前記複数の温度測定器は、前記誘導路の温度に関する温度情報を前記電源制御手段に出力し、前記電源制御手段は、前記温度情報に基づいて、前記誘導路の温度が前記流動方向に従うにつれて低くなるよう前記電源装置から出力される電流の強さを制御し、前記電源装置は、前記電源制御手段からの制御に基づいて、前記複数の温度調整器それぞれに所定強さの電流を出力し、前記複数の温度調整器それぞれは、前記電源装置から出力される所定強さの電流により前記誘導路を加熱する。

（１５） （１３）に記載のガラス成形品製造装置を用いたガラス成形品の製造方法であって、前記複数の温度測定器は、前記誘導路の温度に関する温度情報を前記温度制御手段に出力し、前記温度制御手段は、前記温度情報に基づいて、前記誘導路の温度が前記流動方向に従うにつれて低くなるよう前記燃料等供給装置から供給される燃料の量及び空気量を制御し、前記燃料等供給装置は、前記温度制御手段からの制御に基づいて、前記温度調整器にし所定量の燃料及び空気を供給し、前記複数の温度調整器それぞれは、前記燃料等供給装置から供給される燃料を燃焼させ前記誘導路を加熱するガラス成形品の製造方法。

（１５）の発明におけるガラス成形製品の製造方法は、（１３）の方法において、前記誘導路を外部から火炎流等により間接加熱することにより制御するものである。すなわち（１３）の方法において、前記複数の温度測定器は、前記誘導路の温度に関する温度情報を前記温度制御手段に出力し、前記温度制御手段は、前記温度情報に基づいて、前記誘導路の温度が前記流動方向に従うにつれて低くなるよう前記燃料等供給装置から供給される燃料の量及び空気量を制御し、前記燃料等供給装置は、前記温度制御手段からの制御に基づいて、前記温度調整器にし所定量の燃料及び空気を供給し、前記複数の温度調整器それぞれは、前記燃料等供給装置から供給される燃料を燃焼させ前記誘導路を加熱する。

（１６） 溶解工程において、複数の温度測定器は、誘導路の温度に関する温度情報を電源制御手段に出力し、電源制御手段は、温度情報に基づいて、誘導路の温度が流動方向に従うにつれて低くなるよう電源装置から出力される電流の強さを制御し、電源装置は、電源制御手段からの制御に基づいて、複数の温度調整器それぞれに所定強さの電流を出力し、複数の温度調整器それぞれは、電源装置から出力される所定強さの電流により誘導路を加熱する（１３）から（１５）のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。

（１６）の発明におけるガラス成形品の製造方法は、溶解工程において、複数の温度測定器は、誘導路の温度に関する温度情報を電源制御手段に出力し、電源制御手段は、温度情報に基づいて、誘導路の温度が流動方向に従うにつれて低くなるよう電源装置から出力される電流の強さを制御し、電源装置は、電源制御手段からの制御に基づいて、複数の温度調整器それぞれに所定強さの電流を出力し、複数の温度調整器それぞれは、電源装置から出力される所定強さの電流により誘導路を加熱する。

（１７） さらに、成形工程により成形されたガラス成形品を、搬送装置により搬送する搬送工程を含む（１３）から（１６）のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。

（１７）の発明におけるガラス成形品の製造方法は、さらに、成形工程により成形されたガラス成形品を、搬送装置により搬送する搬送工程を含む。

（１８） さらに、ガラス成形品を、第１の移載装置により搬送装置に逐次移載する第１の移載工程を含む（１３）から（１７）のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。

（１８）の発明におけるガラス成形品の製造方法は、さらに、ガラス成形品を、第１の移載装置により搬送装置に逐次移載する第１の移載工程を含む。

（１９） 溶解工程における誘導路は、白金又は白金合金製パイプからなり、成形工程における複数の成形型それぞれには、溶融ガラスを受ける所定の受け面が形成され、受け面は、通気性を有する多孔材料により構成され、複数の成形型それぞれの内部には、所定の気体供給室が形成され、さらに、気体供給室に連続して気体供給路が形成され、該気体供給路には気体供給室に気体を供給可能な気体供給源が連結され、気体供給源から気体供給室に供給された気体は、気体供給室から受け面側に通気し、溶融ガラスは、受け面側に通気した気体により、該受け面に非接触の状態で成形される（１３）から（１８）のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。

（１９）の発明におけるガラス成形品の製造方法は、溶解工程における誘導路が、白金又は白金合金製パイプからなり、成形工程における複数の成形型それぞれには、溶融ガラスを受ける所定の受け面が形成され、受け面は、通気性を有する多孔材料により構成され、複数の成形型それぞれの内部には、所定の気体供給室が形成され、さらに、気体供給室に連続して気体供給路が形成され、該気体供給路には気体供給室に気体を供給可能な気体供給源が連結され、気体供給源から気体供給室に供給された気体は、気体供給室から受け面側に通気し、溶融ガラスは、受け面側に通気した気体により、該受け面に非接触の状態で成形される。

（２０） さらに、重量選別装置により搬送工程におけるガラス成形品の重量を測定し選別する重量選別工程と、搬送工程における搬送装置と重量選別工程における重量選別装置との間で第２の移載装置によりガラス成形品を移載する第２の移載工程と、を含む（１３）から（１９）のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。

（２０）の発明におけるガラス成形品の製造方法は、重量選別装置により搬送工程におけるガラス成形品の重量を測定し選別する重量選別工程と、搬送工程における搬送装置と重量選別工程における重量選別装置との間で第２の移載装置によりガラス成形品を移載する第２の移載工程と、を含む。

（２１） （１３）から（２０）のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法により製造されたガラス成形品を精密プレス成形する精密プレス工程を含む光学素子の製造方法。

（２１）の発明における光学素子の製造方法は、製造されたガラス成形品を精密プレス成形する精密プレス工程を含む。

（１３）から（２０）の方法により製造されたプリフォームを精密プレス成形する場合は、プリフォーム製造工程と精密プレス工程が連結されており、ガラス溶解から光学素子のプレスまでが連続的な工程になっていてもよい。逆に、プリフォーム製造と精密プレス工程とが不連続であってもよい。

本発明によれば、原料を溶融して、泡、脈理等の少ないガラス成形品を製造するガラス成形品製造装置及びガラス成形品の製造方法を提供することができる。

［ガラス成形品製造装置］
図１に示すように、ガラス成形品製造装置１０は、ガラス原料を溶解する溶解装置１００と、溶解装置１００により溶解された溶融ガラスＣを流下させる流下装置３００と、流下装置３００により流下された溶融ガラスＣを成形するガラス成形装置４００と、を備える。

図１に示すように、ガラス成形品製造装置１０は、ガラス成形装置４００により成形されたガラス成形品Ｅを搬送する搬送装置８００と、ガラス成形装置４００により成形されたガラス成形品Ｅを搬送装置８００に移載する第１の移載装置５００と、搬送装置８００により搬送されるガラス成形品Ｅの重量を測定すると共にその測定結果に基づいて選別する重量選別装置７００と、搬送装置８００により搬送されるガラス成形品Ｅを重量選別装置７００に移載する第２の移載装置６００と、を更に備えることができる。

［溶解装置及び流下装置］
図２に示すように、溶解装置１００は、溶解炉１２０を内部に備えた溶融槽１１０と、通電により発熱し溶解炉１２０に熱を供給するための発熱体１１６と、溶解炉１２０の内部の溶融ガラスＣを攪拌するための攪拌器具１４０とを含む。溶解炉１２０は、ガラス原料の投入、溶解、清澄、及び攪拌を行うための耐火るつぼである。耐火るつぼとしては例えば金、白金、白金合金、石英るつぼが好ましい。

溶融槽１１０は、ガラス原料を溶解させ、清澄させ、均質化させるまでの機能をもった間欠式の間欠炉を構成するが、これらの機能をユニット型に連結した連結式の連結炉を構成してもよい。

溶解炉１２０は、溶解炉１２０の内部に形成された対流攪拌室に半球体と円筒体とを備えることが好ましい。この場合、半球体と円筒体とは、半球体と円筒体との中心が溶解炉１２０の中心線上に位置するように、溶解炉１２０の内部で組み合わさっていることが好ましい。しかし、溶解炉１２０の内部に形成された対流攪拌室は、これに限定されるものではない。すなわち、対流攪拌室は、溶融ガラスＣの滞留を引き起こさない形状のものであればどのようなものでもよい。

溶解炉１２０は、さらに、ガラス原料を投入するための投入部１２６と、投入部１２６の最上部に開口する円形の開口部１３０と、開口部１３０を覆う蓋１２８とを備えることが好ましい。

また、溶解炉１２０の内部に配置される攪拌器具１４０は、回転軸１４２と、この回転軸に一体的に固定されたスクリュー羽根１４４とを有する。攪拌器具１４０の形状は、螺旋状スクリュー状のもののみからなるものであってもよい。１つの溶解炉１２０あたりの攪拌器具の個数は、１つであってもよく、また、複数であってもよい。溶融ガラスの攪拌は攪拌器具によるものでなくともよく、例えば空気や不活性ガスによるバブリング等の公知の攪拌方法が使用でき、酸化アンチモンなどの脱泡剤を用いて、脱泡剤の添加と攪拌を同時に行ってもよい。

溶融槽１１０は、ガラス原料を溶解させ、清澄させ、均質化させるまでの機能をもった間欠式の間欠炉を構成するが、これらの機能をユニット型に連結した連結式の連結炉を構成してもよい。

溶解炉１２０を加熱する加熱手段として通電により発熱する発熱体１１６を用いているが、これに限定されない。例えば、加熱手段は、燃料の燃焼により加熱する方法、及び溶解炉１２０に直接通電して加熱する方法や高周波誘導加熱法でもよい。すなわち、加熱手段は、溶解炉１２０を均一に加熱できるものであれば、どのようなものでもよい。

図３に示すように、誘導路２００の一端は、溶解炉１２０のせん断攪拌室１２４の側面の最下部に接続している。誘導路２００の他端は、後述する流下装置３００を構成する。誘導路２００は、一端から他端に向けてほぼ同一の割合で下がる直線降下パイプ２１０と、直線降下パイプ２１０に連続して接続され直線降下パイプ２１０に流れた溶融ガラスを垂直方向に転向させる転向パイプ２２０と、一端が転向パイプ２２０に接続し、他端が溶融ガラスをガラス成形装置４００の成形型４３０（図４参照）に滴下させる流下パイプ２３０とを備える。本実施形態においては、転向パイプ２２０及び流出パイプにより流下装置３００を構成する。

誘導路２００は誘導路自体に通電することにより加熱する直接加熱又は外部の加熱器具により外側から加熱する間接加熱のいずれか一方又は両方を用いて、温度制御することができる。

誘導路２００を直接加熱する場合は、これに直接通電することにより加熱され、誘導路２００の内部を流れる溶融ガラスの粘度を所定の値に調節することができる白金あるいは白金合金で構成されている。誘導路２００は、細長いパイプで構成されているが、これに限らず、溶融ガラスが流れる方向にわたって上部が開放している樋のような形状であってもよい。

誘導路２００は、誘導路制御装置により温度制御される。誘導路制御装置は、誘導路２００の温度を制御することで、流下装置３００から流下される溶融ガラスＣの単位時間あたりの流下量を調整することができる。

誘導路制御装置は、溶融ガラスＣの流動方向Ｆに従うにつれて誘導路２００の温度が低くなうように温度制御する。詳細には、誘導路２００の所定位置から下流側端部までの範囲における温度勾配が、誘導路２００の上流側端部から誘導路の所定位置までの範囲における温度勾配よりも緩やかになるよう誘導路２００の温度を制御する。例えば、誘導路２００の上流端部から所定位置までの範囲を自然冷却し、この所定位置から下流端部までの範囲を自然冷却された場合よりも緩やかな温度勾配で温度が低下していくように温度制御することができる。

誘導路制御装置は、例えば、誘導路２００の表面に互いに間隔を置くように取り付けられた温度調整器である第１リード板２５１、第２リード板２５２、第３リード板２５３、第４リード板２５４及びオリフィスリード板２５５と、それぞれが隣接する温度調整器の間に設けられた第１温度測定器２５６、第２温度測定器２５７、第３温度測定器２５８及び第４温度測定器２５９と、上記温度調整器に電流を出力する不図示の電源装置と、電源装置により出力される電流を制御する不図示の電源制御手段と、を備える。

第１リード板２５１は、溶融槽１１０に最も近い位置に取り付けられている。第２リード板２５２は、直線降下パイプ２１０の中央に取り付けられている。第３リード板２５３は、直線降下パイプ２１０と転向パイプ２２０との連結部に設けられている。第４リード板２５４は、転向パイプ２２０と流下パイプ２３０との連結部に設けられている。オリフィスリード板２５５は、流下パイプ２３０の最下部近傍に設けられている。

第１リード板２５１、第２リード板２５２、第３リード板２５３、第４リード板２５４及びオリフィスリード板２５５に所定の電流を印加することで、誘導路２００が電気抵抗として作用し、発熱し、ひいては、誘導路２００が加熱する。これにより、誘導路制御装置は、流下パイプ２３０の内部を流れる溶融ガラスＣの流出量を制御することができる。

第１温度測定器２５６、第２温度測定器２５７、第３温度測定器２５８及び第４温度測定器２５９は、それぞれ第１リード板２５１と第２リード板２５２との間、第２リード板２５２と第３リード板２５３との間、第３リード板２５３と第４リード板２５４との間、第４リード板２５４とオリフィスリード板２５５との間に配置される。

第１温度測定器２５６、第２温度測定器２５７、第３温度測定器２５８及び第４温度測定器２５９は、それぞれ取り付けられた位置における誘導路２００の温度を測定する。そして、測定された温度に関する温度情報は、不図示の電源制御手段に出力される。

不図示の電源制御手段は、第１温度測定器２５６、第２温度測定器２５７、第３温度測定器２５８及び第４温度測定器２５９それぞれから出力される温度情報に基づいて、電源装置から出力される電流の強さを制御する。具体的には、電源制御手段は、誘導路２００の温度が流動方向Ｆに従うにつれて温度が低くなるように、電源装置から第１リード板２５１、第２リード板２５２、第３リード板２５３、第４リード板２５４及びオリフィスリード板２５５それぞれに出力される電流の強さを制御する。

不図示の電源装置は、電源制御手段からの制御に基づいて、所定強さの電流を第１リード板２５１、第２リード板２５２、第３リード板２５３、第４リード板２５４及びオリフィスリード板２５５それぞれに出力する。

具体的には、測定された温度が第１温度測定器２５６、第２温度測定器２５７、第３温度測定器２５８及び第４温度測定器２５９の順で高くなるように、電源装置から、第１リード板２５１、第２リード板２５２、第３リード板２５３、第４リード板２５４及びオリフィスリード板２５５それぞれに所定強さの電流が出力される。その結果として、第１温度測定器２５６、第２温度測定器２５７、第３温度測定器２５８及び第４温度測定器２５９それぞれにより測定される温度の全てが、溶融槽１１０における溶融ガラスＣの温度よりも低くなるように温度制御される。

詳細には、第１温度測定器２５６から出力される温度情報に基づいて、第１リード板２５１と第２リード板２５２とに出力する電流の強さを調整することで第１リード板２５１と第２リード板２５２との間の直線降下パイプ２１０の温度を制御することができる。

同様に、第２温度測定器２５７から出力される温度情報に基づいて、第２リード板２５２と第３リード板２５３とに出力する電流の強さを調整することで第２リード板２５２と第３リード板２５３との間の直線降下パイプ２１０の温度を制御することができる。

また、第３温度測定器２５８から出力される温度情報に基づいて、第３リード板２５３と第４リード板２５４とに出力する電流の強さを調整することで第３リード板２５３と第４リード板２５４との間の転向パイプ２２０との温度を制御することができる。

また、第４温度測定器２５９から出力される温度情報に基づいて、第４リード板２５４とオリフィスリード板２５５とに出力する電流の強さを調整することで第４リード板２５４とオリフィスリード板２５５との間の流下パイプ２３０の温度を制御することができる。

次に誘導路２００を間接加熱する場合について説明する。この場合、誘導路内の温度条件は直接加熱の場合と大差は無いが、温度制御のために誘導路周辺に温度調節器、例えばガスバーナーや重油バーナーが複数設置されていることが好ましい。ここで温度調節器はそれぞれ燃料等供給装置から供給される燃料を使用して誘導路を加熱することができる。温度測定器２５６〜２５９によってもたらされる温度情報を温度制御手段が受け取ると、温度制御手段は燃料等供給装置から供給される燃料等を調節し、温度調節器による加熱能力を制限し、誘導路の温度勾配が前記態様になるように調節する。

本発明において誘導路の加熱は直接又は間接或いは両方を使用することができる。間接加熱の場合、複数の温度調節器を使用することが好ましいが、これに制限されるものではない。例えば大型のバーナー等であれば、一定の燃焼量のまま、誘導路との距離を部分的に調節することにより、温度調節が可能である。

［ガラス成形装置］
図４は、ガラス成形装置４００の構成の概略の一例である。ガラス成形装置４００は、概略、回転自在に支承された回転テーブル４２２と、回転テーブル４２２の周縁部の同心位置上に配置され流下パイプ２３０の下端から流出された溶融ガラスを受け入れ可能な複数の成形型４３０とを有する。

具体的には、ガラス成形装置４００は、回転軸４２５を回転自在に支承され、右回り又は左回りに回転可能な円盤状の回転テーブル４２２と、不図示の回転用駆動源に連結する回転軸４２５とを有する。ガラス成形装置４００は、場合によっては回転軸４２５の周辺に冷却装置４２３を設けてもよい。

ガラス成形装置４００は、さらに、成形型４３０の凹状成形面４３０ａに開口する細孔から加熱された気体が噴出するように、回転軸４２５に設けられたセンターパイプから、気体パイプ４２７、４２８、４２９を含む気体供給路４２６を通じて成形型４３０の内部４３３（図６参照）に供給される。

また、ガラス成形装置４００及びその近傍には、成形型４３０の移動経路近傍に位置し、成形型４３０の移動経路上に位置する溶融ガラス供給手段である流下パイプ２３０と、成形型４３０の移動経路上に位置するガラス成形品Ｅ回収手段である第１の移載装置５００とが、回転テーブル４２２の回転方向に向かって、バーナー４５０、流下パイプ２３０及び第１の移載装置５００の順に配置されている。成形されるガラスの種類により、成形型４３０を個別に加熱する成形型加熱装置であるバーナー４５０を設けてもよい。

バーナー４５０は、回転テーブル４２２が静止状態の時には、複数の成形型４３０のうち、ひとつの成形型４３０に向かって火炎を照射できる位置に配置されている。

流下パイプ２３０の下端２３０ａは、回転テーブル４２２が静止状態の時には、複数の成形型４３０のうち、ひとつの成形型４３０の直上に位置している。

第１の移載装置５００は、回転テーブル４２２が静止状態の時には、複数の成形型４３０のうち、ひとつの成形型４３０の直上に位置している。第１の移載装置５００は水平方向に１８０度回転することができ、上下方向に昇降することができる。第１の移載装置５００は、テイクアウト装置とも呼ばれる。

図５に示すように、複数の成形型４３０は、回転テーブル４２２の周縁部の同心位置上になるように、回転テーブル４２２に、配置されている。

成形型４３０は、溶融ガラスＣ及び／又はガラス成形品Ｅを受けた状態において、所定の温度条件になるよう温度制御される。例えば、成形型４３０は、成形型加熱装置であるバーナー４５０により溶融ガラスＣを受けた状態の成形型４３０及び／又は溶融ガラスＣを受けていない状態の成形型４３０が加熱され、該成形型４３０が溶融ガラスＣを受けてからガラス成形品Ｅが第１の移載装置５００により搬送装置８００に移載されるまでの間である溶融ガラスＣ及び／又はガラス成形品Ｅを受けた状態における温度が制御される。

例えば、成形型４３０が溶融ガラスＣを受けてからガラス成形品Ｅが第１の移載装置５００により搬送装置８００に移載されるまでの間である溶融ガラスＣ又はガラス成形品Ｅを受けた状態における所定時に、溶融ガラスＣを受けたときよりも高い温度になるよう温度制御される。

また、例えば、成形型４３０が溶融ガラスＣを受けてからガラス成形品Ｅが第１の移載装置５００により搬送装置８００に移載されるまでの間である溶融ガラスＣ又はガラス成形品Ｅを受けた状態において、複数の成形型４３０それぞれにおける最高温度と最低温度との差が１０℃以下になるよう温度制御される。

また、例えば、所定のガラス成形品Ｅを受けている成形型４３０の温度が該所定のガラス成形品Ｅが第１の移載装置５００により移載される先の所定のパレット８６２のような収容容器における温度よりも高くなるよう温度制御される。

すなわち、本発明において成形型を加熱する場合は、加熱手段の個数、場所は特に限定するものでなく、ガラスの成分によって適宜変更することが好ましい。

図６に示すように、成形型４３０の上面には、受け面である凹状成形面４３０ａが形成されている。凹状成形面４３０ａは、流下パイプ２３０の下端２３０ａから流出された溶融ガラスＣを受け入れる面である。凹状成形面４３０ａには、気体を噴出可能な細孔（図示せず）が形成される通気性の多孔材料体４３１で構成されることが好ましい。多孔材料体４３１の内部４３３には空間が形成されている。成形型４３０は、多孔材料体４３１の内部４３３の空間から細孔を通って凹状成形面４３０ａに気体を噴出させることにより、凹状成形面４３０ａにある溶融ガラスを浮上させてプリフォームを成形させるようにするためである。

また溶融ガラスを浮上成形するためには、必ずしも成形型は多孔質材料からなるものでなくともよく、特開２００３−４０６３２号公報に記載されるようなものであってもよい。

本発明における成形型については、特開２００３−２０２４８、特開２０００−９５５３１のような公知の手法を使用することができる。

また、成形するガラスの熱特性により、適宜、成形型を加熱してもよい。

［第１の移載装置］
図７及び図８に示すように、第１の移載装置５００は、回転可能な回転軸５０１と、回転軸５０１に支承され、水平方向にかつ互いに反対方向に延びている一対の回転アーム５２１、５２２を備えている。回転アーム５２１、５２２はその先端に一対の吸着ハンド５０３ｃ、５０３ｄを備えている。

第１の移載装置５００は、回転軸５０１を昇降、移動させる移動装置５０４、５０５、５０６を有する。移動装置５０６は、取り付け部材５０６ａを介して冷却装置４２３に組み付けられている。この第１の移載装置５００を昇降、回転させることにより、成形されたガラス成形品を成形型内から取出し、移載することができる。

本発明において使用される移載装置のガラス取出し方法は、吸着によるものでなくともよい。

［搬送装置］
図９に示すように、搬送装置８００は、ガラス成形品Ｅを収容するパレット８６２と、パレット８６２を載置して移動させる容器移動装置である２つのベルト８６４を有するベルトコンベア８６０と、パレット８６２を加熱する容器加熱装置８５０と、を備える。

パレット８６２は、例えば、４つのガラス成形品Ｅを載置することができるように、表面に４つの凹状形成面８６２ａが形成される。凹状形成面の個数は任意の数でよい。

容器加熱装置８５０は、ガラス成形品Ｅが成形型４３０から複数のパレット８６２に移載される前に、該複数のパレット８６２それぞれを加熱する。これにより、ガラス成形品Ｅの温度との差異を小さくして、温度差による悪影響を排除することができる。

なお、容器加熱装置の数は任意の数でよく、加熱方法もガス等の燃料による加熱でも、電気による加熱でもよい。ただし、パレットの材質は、当該加熱装置により加熱されても変形等の不利益を受けないことが必要である。

［第２の移送装置］
第２の移載装置６００は、ベルトコンベア８６０よりも高い位置に設けられている。ベルトコンベア８６０の長手方向に対して垂直に延伸する構造となっている。ベルトコンベア８６０は、レール６８２と、レール６８２から垂直方向に突出している天板６８４と、天板６８４の底面の四隅から、鉛直方向に延伸している４つの吸引パイプ６９２とを有する。なお、第２の移載装置６００は、ガラスゴブ移送装置とも呼ばれる。

天板６８４は、ベルトコンベア８６０の直上から、重量選別装置７００の４つの秤量装置７１０の直上までレール６８２に沿って水平方向に移動可能である。吸引パイプ６９２は、上下方向に伸縮可能な構造となっている。吸引パイプ６９２は、大気を吸引、吐出することが可能な構造となっており、大気を吸引することによってガラス成形品Ｅを一定期間、吸引し、吸着保持することができ、一方、大気を吐出することによってガラス成形品Ｅを吸引パイプ６９２から放出することが可能となっている。

第２の移載装置６００は、ベルトコンベア８６０によってパレット８６２が所定の取出し位置である移送位置８６４ｂに移載された場合、パレット８６２からガラス成形品Ｅを取り出すとともに、秤量装置７１０にガラス成形品Ｅを移送する（第一移送手段）。

第２の移載装置６００は、４つの秤量表示装置７２２が、ガラス成形品Ｅの重量が所定の基準範囲内であると判断した場合に、所定の秤量位置からガラス成形品Ｅをパレット６２に移送する（第二移送手段）。

なお、第２の移載装置６００は、第一移送手段と第二移送手段を同一としているが、別々に第一移送手段と第二移送手段を設けるようにしてもよい。

［重量選別装置］
重量選別装置７００は、ガラス成形品Ｅを秤量するためにガラス成形品Ｅの重量を電気信号に変換する４つの秤量装置７１０と、ガラス成形品Ｅを秤量した結果を表示するとともに、所定の基準範囲内であるか否かを判断する秤量表示装置群７２０と、基準範囲内でないガラス成形品Ｅを吸引してガラス成形品製造装置１０から排出する４つのバキュームダクト７１２と、このバキュームダクト７１２とそれぞれに連通している４つの真空ポンプ７１３とを有する。なお、バキュームダクト７１２は、その一部を省略して記載している。

秤量装置７１０の上面の所定の秤量位置に相当する位置に凹状形成面７１０ａが形成されている。第２の移載装置６００によって移送されたガラス成形品Ｅは、凹状形成面７１０ａに載置される。秤量装置７１０は、ガラス成形品Ｅが凹状形成面７１０ａに載置されると、ガラス成形品Ｅを秤量し、ガラス成形品Ｅの重量に対応する電気信号を秤量表示装置７２２に伝達する。信号の伝達経路は、有線であっても無線であってもよい。なお、秤量装置７１０は、電子天秤の一例である。

秤量表示装置群７２０は、４つの秤量表示装置７２２を含む。秤量表示装置７２２は、液晶表示装置７２３を有するとともに、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ（いずれも図示せず）等を備えている。この秤量表示装置７２２は、秤量装置７１０から送信された電気信号に基づいて、ガラス成形品Ｅの重量を算出し、当該ガラス成形品Ｅが所定の基準範囲内の重量であるか否かを判断する。すなわち、秤量表示装置７２２は、秤量装置７１０によって秤量された結果が所定の基準範囲内であるか否かを判断（判定）する合否判断（判定）手段として機能する。

バキュームダクト７１２は、その末端部７１２ａを秤量装置７１０の近傍に設けた、金属製の断面が矩形の筒状体であるが、その材質は金属以外、例えば、プラスチック等であってもよい。

真空ポンプ７１３は、不図示の不良品回収部を経由して、バキュームダクト７１２と連通している。真空ポンプ７１３の電源が投入されると、バキュームダクト７１２を真空状態にして凹状形成面７１０ａに載置されたガラス成形品Ｅが吸引され、不良品回収部にガラス成形品Ｅが回収される。すなわち、秤量表示装置７２２が、ガラス成形品Ｅの重量が所定の基準範囲内でないと判断した場合に、真空ポンプ７１３を作動させて、ガラス成形品Ｅを吸引して外部に排出することになる。なお、バキュームダクト７１２及び真空ポンプ７１３は、外部排出手段の一例である。

以上のガラス成形品製造装置１０は、以下のようにガラス成形品Ｅを製造する。

ガラス成形品Ｅの製造に際しては、まず、カレットなどのガラス原料を投入部１２６から溶解炉１２０内に投入する。発熱体１１６を通電により発熱させることにより、溶解炉１２０に熱が伝わり、溶解炉１２０と溶解炉１２０内部のカレットが加熱される。カレットの温度が融点に達すると、カレットは溶解をはじめ、不均一な溶融ガラスとなる。

カレットが溶解され、不均一な溶融ガラスとなった後は、溶解炉１２０内に攪拌器具１４０を挿入し、対流攪拌を行う。対流攪拌においては、回転軸１４２が回転することにより、スクリュー羽根１４４が回転し、溶融ガラスの液中の気泡が除去される（脱泡）。

溶融ガラスに対流が引き起こされると、溶融ガラスの一部に滞留している成分が、対流による攪拌により溶融ガラスの全体に広がり、結果として均一な溶融ガラスが得られる。

しかしながら、対流攪拌により得られた均一な溶融ガラスは、長時間均一な状態を保つことができない。具体的には、口径の小さいガラス成形品Ｅの製造過程においては、単位時間当たりのガラス消費量が少ないため、溶融ガラスが長時間溶解した状態に置かれることになる。この結果、溶融ガラスの組成物の比重の違いから、溶融ガラスの一部の成分の部分的な分離が起こり、あるいは、溶融ガラスの一部の成分の揮発により、溶融ガラスの表面付近での溶融ガラスの組成が不均一になり、脈理が発生する。

脈理を含む溶融ガラスの一部は、せん断攪拌室１２４に送られる。対流攪拌室１２２とせん断攪拌室１２４の境界に障壁１４６が存在することにより、せん断攪拌室１２４へ、脈理を含む溶融ガラスが大量に流入することを防止することができる。せん断攪拌室１２４に送られた溶融ガラスは、せん断攪拌により攪拌される。

誘導路２００は、溶融ガラスの流動方向に従うにつれて、誘導路２００の温度が低くなるように、誘導路制御装置によって、温度制御されている。

具体的には、直接加熱の場合、誘導路制御装置は、第１リード板２５１と第２リード板２５２とに印可する電圧を調節することで、第１リード板２５１と第２リード板２５２との間の直線降下パイプ２１０の温度を制御する。誘導路制御装置は、第２リード板２５２と第３リード板２５３とに印可する電圧を調節することで、第２リード板２５２と第３リード板２５３との間の直線降下パイプ２１０の温度を制御する。誘導路制御装置は、第３リード板２５３と第４リード板２５４とに印可する電圧を調節することで、第３リード板２５３と第４リード板２５４との間の転向パイプ２２０の温度を制御する。誘導路制御装置は、第４リード板２５４とオリフィスリード板２５５とに印可する電圧を調節することで、第４リード板２５４とオリフィスリード板２５５との間の流下パイプ２３０の温度を制御する。間接加熱の場合は、これに加え誘導路の近傍に設置されたガスバーナー等の温度調節器により温度調節される。

したがって、せん断攪拌室１２４でせん断攪拌され、均一になった溶融ガラスは、その状態を維持したまま、誘導路２００を通じてガラス成形装置４００に送られる。

回転軸４２５は、一定の速度で間欠的に回転する。回転軸４２４が回転することにより、回転軸４２５が支承する回転テーブル４２２が回転する。

回転テーブル４２２に配置された成形型４３０は、回転テーブル４２２が回転することにより、流下パイプ２３０の直下に移動する。

図１０に示すように、流下パイプ２３０から成形型４３０に溶融ガラスが滴下されると、図１１に示すように、成形型４３０から噴出する気体の圧力により、成形型４３０と溶融ガラスＣとが非接触状態に保たれ、溶融ガラスＣを成形する。

流下パイプ２３０が成形型４３０に溶融ガラスを滴下すると、不図示のセンサーが溶融ガラスＣを検知して回転テーブル４２２を回転させ、溶融ガラスＣを受け入れた成形型４３０が回転テーブル４２２の回転に伴って移動する。回転テーブル４２２の回転に伴い、成形型４３０が流下パイプ２３０の直下から第１の移載装置５００の直下に移動する。この間に溶融ガラスは曲面体に成形され、冷却され、ガラス成形品Ｅとなる。

具体的には、凹状成形面４３０ａに受け入れられた溶融ガラスは、徐々に冷却、固化されてガラス成形品Ｅ（ガラスゴブ、ガラス塊、ガラスプリフォームともいう）となるとともに、細孔から噴出された気体により、凹状成形面４３０ａから非接触状態の位置に浮遊し成形されていく。

また、急激な温度降下がガラス成型品Ｅの成形の最中に生じると、ガラス成形品にワレ、カケ等の不利益をもたらす。このような場合には、任意の箇所に加熱装置を配置させ、この加熱装置により、成形型を所定の温度になるように加熱することが好ましい。これにより成形型の急激な温度低下が起こらなくなり、結果としてガラス成形品の不良率を下げることとなる。

そして、形成されたガラス成形品Ｅは、第１の移載装置５００によって回収される。

第１の移載装置５００は吸着ハンド５０３ａ、５０３ｂ、５０３ｃ、５０３ｄを備え、成形型内のガラス成形品を吸着し、回転軸を中心に回転することにより、搬送装置８００へ移載する。

第１の移載装置５００がガラス成形品Ｅを回収した後の、空になった成形型４３０は、回転テーブル４２２の回転に伴って、再びバーナー４５０による火炎の照射位置まで移動し、バーナー４５０により加熱してもよい。

溶融ガラスを受け入れる成形型４３０がバーナー４５０により加熱されることにより、溶融ガラスＣと成形型４３０との温度差が減少し、溶融ガラスＣが急冷されないため、溶融ガラスＣの急激な体積変化を防止し、溶融ガラスＣが冷却されて得たガラスに亀裂が入ることを防止できる。

また、成形型４３０から気体を噴出させ、成形型４３０と溶融ガラスＣとを非接触状態に保ち、溶融ガラスＣを回転させながら冷却するため、成形型４３０と溶融ガラスＣが接触せず、溶融ガラスＣが冷却されて得たガラスの表面に接触跡のないガラス成形品Ｅを得ることができる。

ガラス成形装置４００には、ガラス成形品Ｅを生産している間、回転軸４２５を冷却し、回転軸４２５の焼きつき等を防ぐための冷却装置４２３を設けてもよい。

そして、この冷却装置４２３があれば、成形型４３０をバーナー４５０により加熱することにより回転軸４２５が間接的に熱せられても、回転テーブル４２２の動きをスムーズに保つことができる。

次に、重量選別装置７００の動作について説明する。

第１の移載装置５００によって、成形型４３０から移送されたガラス成形品Ｅは、ベルトコンベア８６０のベルト８６４上の移送位置８６４ａでパレット８６２に載置される。パレット８６２に、４つのガラス成形品Ｅが載置されると、ベルトコンベア８６０は、不図示のモータを駆動させてベルト８６４を所定時間（所定距離）移動させることにより、パレット８６２を移送位置８６４ｂまで搬送する。

パレット８６２が移送位置８６４ｂまで搬送されると、４つの吸引パイプ６９２の末端部がパレット８６２の凹状形成面８６２ａの上方に位置するように、天板６８４が平行移動する。

そして、吸引パイプ６９２によってガラス成形品Ｅが吸着保持されると、吸引パイプ６９２が秤量装置７１０の上方に位置するように、天板８４が平行移動する。吸引パイプ６９２はガラス成形品Ｅを放出し、ガラス成形品Ｅはそれぞれ秤量装置７１０の凹状形成面７１０ａに載置される。

秤量装置７１０は、凹状形成面７１０ａに載置されたガラス成形品Ｅを秤量する。秤量装置７１０は、ガラス成形品Ｅの重量に対応した電気信号を秤量表示装置７２２に伝達する。この電気信号に基づいてガラス成形品Ｅの重量を算出した秤量表示装置７２２は、凹状形成面７１０ａに載置されたガラス成形品Ｅが所定の基準範囲内の重量であるか否かを判断する。基準の範囲外となったガラス成形品は排出される。

真空ポンプ７１３が作動された後に、吸引パイプ７９２が昇降して、排出されなかったガラス成形品Ｅ、すなわち、基準範囲内のガラス成形品Ｅはパレット８６２に戻される。

搬送装置８００は、搬送されたパレット８６２からガラス成形品Ｅを回収して、次工程にガラス成形品を移送する。

図１２は本発明の実施態様（実施例１及び２）の誘導路内に設置された複数の各温度測定点における温度と溶融ガラスの流動距離との関係を図示したものである。

図１３は本発明の規定に反する実施態様（比較例１及び２）の誘導路内に設置された複数の各温度測定点における温度と溶融ガラスの流動距離との関係を図示したものである。

実施例１及び２並びに比較例１及び２において、ガラス溶融槽の温度はいずれも１２００℃で、誘導路末端の温度は９３０℃で共通している。また、いずれの例においても誘導路としては白金パイプを使用し、白金パイプには溶融ガラスの流動方向に従いＮｏ．１からＮｏ．７の温度測定器が設置されている。Ｎｏ．１は溶融槽出口直後であり、Ｎｏ．７はパイプの末端で、オリフィスとの接合部近傍である。パイプの加熱は直接加熱及び／又は間接加熱により制御することにより、図１及び図２の温度曲線を実現した。

図１２において実施例１は、溶融ガラス流の流動方向に向かって誘導路の温度が単調減少し、かつその勾配も徐々に緩やかになっている。このような温度制御が本発明の理想的な実施態様である。また実施例２はＮｏ．６でわずかに誘導路の温度が上昇している。実施例１及び２の態様にて製造されたガラスは、泡、脈理、失透のいずれも発生しておらず、光学素子の成形に適したものであった。

一方、図１３において、比較例１は誘導路の温度勾配が徐々に大きくなっている。このように誘導路内を長時間高温で流動した結果、得られたガラスは大量の泡が混入していた。また、比較例２は誘導路の温度を下げすぎて急激に上げた場合であるが、この場合、得られたガラスには大量の失透が生じており、光学ガラスとして使用できるものではなかった。

また、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

本発明に係るガラス成形品製造装置の構成の概略の一例を示す図である。 図１に示したガラス成形品製造装置の一部を構成する溶解装置の断面の概略の一例を示す図である。 図１に示したガラス成型品製造装置の一部を構成する誘導路及び流下パイプの断面の概略の一例を示す図である。 図１に示したガラス成型品製造装置の一部を構成するガラス成形装置の構成の概略の一例である。 図４に示したガラス成形装置の上面図である。 図５に示したガラス成形装置の成形型の構成の垂直断面の概略の一例である。 図１に示したガラス成型品製造装置の一部を構成する第１の移載装置の構成の正面概略の一例である。 図７に示した第１の移載装置の構成の上面概略の一例である。 図１に示したガラス成型品製造装置の一部を構成する搬送装置の構成の概略の一例である。 図３に示した流下パイプから成形型に溶融ガラスが滴下される状態の一例である。 図１０に続く状態の一例である。 本発明の好ましい実施態様における、誘導路内の温度を表すグラフである。 本発明の実施態様でない比較例の、誘導路内の温度を表すグラフである。

符号の説明

１０ ガラス成形品製造装置
１００ 溶解装置
２００ 誘導路
３００ 流下装置
４００ ガラス成形装置
５００ 第１の移載装置
６００ 第２の移載装置
７００ 重量選別装置
８００ 搬送装置

Claims (21)

1. 原料を溶融して溶融ガラスにする溶融槽と、前記溶融槽に接続され前記溶融ガラスを前記溶融槽から流出する誘導路とを有する溶解装置と、
   前記誘導路を介して流出された溶融ガラスを流下させる流下装置と、
   前記流下された溶融ガラスを成形する複数の成形型を有するガラス成形装置と、
   前記溶融ガラスの流動方向に従うにつれて前記誘導路の温度が低くなるように、前記誘導路の温度制御を行う誘導路制御装置と、を備えるガラス成形品製造装置。
2. 前記誘導路制御装置は、前記誘導路に取り付けられた温度調整器と、
   前記誘導路の温度を測定する複数の温度測定器と、
   温度調整器の加熱能力を制御する温度制御手段と、を備え、
   前記複数の温度測定器それぞれは、前記誘導路の温度に関する温度情報を前記温度制御手段に出力し、
   前記温度制御手段は、前記温度情報に基づいて、前記誘導路の温度が前記流動方向に従うにつれて低くなるよう前記温度調整器を制御し、
   前記温度調整器は、前記温度制御手段からの制御に基づいて、前記誘導路を加熱する請求項１に記載のガラス成形品製造装置。
3. 前記誘導路制御装置は、前記誘導路に互いに間隔をおくように取り付けられた複数の温度調整器と、
   それぞれが隣接する温度調整器の間に設けられた、前記誘導路の温度を測定する複数の温度測定器と、
   電流を前記温度調整器に出力する電源装置と、
   前記電源装置から出力される電流を制御する電源制御手段と、を備え、
   前記複数の温度測定器それぞれは、前記誘導路の温度に関する温度情報を前記電源制御手段に出力し、
   前記電源制御手段は、前記温度情報に基づいて、前記誘導路の温度が前記流動方向に従うにつれて低くなるよう前記電源装置から出力される電流の強さを制御し、
   前記電源装置は、前記電源制御手段からの制御に基づいて、前記複数の温度調整器それぞれに所定強さの電流を出力し、
   前記複数の温度調整器それぞれは、前記電源装置から出力される所定強さの電流により前記誘導路を加熱する請求項１又は２に記載のガラス成形品製造装置。
4. 前記誘導路制御装置は、前記誘導路に隣接して取り付けられた温度調整器と、
   前記誘導路の温度を測定する複数の温度測定器と、
   燃料および空気を前記温度調整器に供給する燃料等供給装置と、
   前記燃料等供給装置から供給される燃料及び空気量を制御する温度制御手段と、を備え、
   前記温度調整機は火炎流を誘導路に吹き付けることにより、誘導路を外部から加熱し、
   前記複数の温度測定器それぞれは、前記誘導路の温度に関する温度情報を温度制御手段に出力し、
   前記温度制御手段は、前記温度情報に基づいて、前記誘導路の温度が前記流動方向に従うにつれて低くなるよう前記燃料等供給装置から供給される燃料の量及び空気量を制御し、
   前記燃料等供給装置は、前記温度制御手段からの制御に基づいて、前記温度調整器に所定量の燃料及び空気を供給し、
   前記複数の温度調整器それぞれは、前記燃料等供給装置から供給される燃料を燃焼させ前記誘導路を加熱する請求項１又は２に記載のガラス成形品製造装置。
5. 前記複数の成形型それぞれにより成形されたガラス成型品を搬送する搬送装置を備える請求項１から４のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。
6. 前記ガラス成形品をガラス成形装置から前記搬送装置に逐次移載する第１の移載装置を備える請求項５に記載のガラス成形品製造装置。
7. 前記搬送装置により搬送されるガラス成形品の重量を測定する重量測定装置と前記重量測定装置における測定結果に基づいて前記ガラス成形品の選別を行う選別装置とを有する重量選別装置と、
   前記搬送装置と前記重量選別装置との間で前記ガラス成形品を移載する第２の移載装置と、を備える請求項５又は６に記載のガラス成形品製造装置。
8. 前記誘導路は白金又は白金合金製パイプからなる請求項１から７のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。
9. 前記複数の成形型それぞれには、前記溶融ガラスを受ける所定の受け面が形成され、
   前記受け面は、通気性を有する多孔材料により構成され、
   前記成形型それぞれの内部には、所定の気体供給室が形成され、
   さらに、前記気体供給室に連続して形成される気体供給路と、該気体供給路に連結され前記気体供給室に気体を供給可能な気体供給源と、を備える請求項１から８のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。
10. 前記誘導路制御装置は、前記誘導路の所定位置から前記誘導路の下流側端部までの範囲における温度勾配が、前記誘導路の上流側端部から前記誘導路の所定位置までの範囲における温度勾配より緩やかになるように前記誘導路を温度制御する請求項１から９のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。
11. 前記誘導路制御装置は、前記複数の温度測定器それぞれにより測定される温度の全てが、前記溶融槽の温度よりも低くなるよう前記誘導路を温度制御する請求項２から１０のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。
12. 前記誘導路制御装置は、前記誘導路の上流側端部から前記誘導路の所定位置までの範囲を自然冷却し、かつ、前記誘導路の所定位置から前記誘導路の下流側端部までの範囲を自然冷却よりも緩やかな温度勾配となるように温度制御する請求項１から１１のいずれかに記載のガラス成形品製造装置。
13. 請求項１から１２のいずれかに記載のガラス成形品製造装置を用いたガラス成形品の製造方法であって、
    前記溶解装置により原料を前記溶融槽中で溶融して得られた融解ガラスを、前記誘導路を介して流出する溶解工程と、
    前記流下装置により前記流出された溶融ガラスを流下させる流下工程と、
    前記成形装置により前記流下された溶融ガラスを成形する成形工程と、を含み、
    前記溶解工程において、前記誘導路は、前記誘導路制御装置により前記流動方向に従うにつれて温度が低くなるよう温度制御されるガラス成形製品の製造方法。
14. 請求項１３に記載のガラス成形品製造装置を用いたガラス成形品の製造方法であって、
    前記複数の温度測定器は、前記誘導路の温度に関する温度情報を前記電源制御手段に出力し、
    前記電源制御手段は、前記温度情報に基づいて、前記誘導路の温度が前記流動方向に従うにつれて低くなるよう前記電源装置から出力される電流の強さを制御し、
    前記電源装置は、前記電源制御手段からの制御に基づいて、前記複数の温度調整器それぞれに所定強さの電流を出力し、
    前記複数の温度調整器それぞれは、前記電源装置から出力される所定強さの電流により前記誘導路を加熱するガラス成形品の製造方法。
15. 請求項１３に記載のガラス成形品製造装置を用いたガラス成形品の製造方法であって、
    前記複数の温度測定器は、前記誘導路の温度に関する温度情報を前記温度制御手段に出力し、
    前記温度制御手段は、前記温度情報に基づいて、前記誘導路の温度が前記流動方向に従うにつれて低くなるよう前記燃料等供給装置から供給される燃料の量及び空気量を制御し、
    前記燃料等供給装置は、前記温度制御手段からの制御に基づいて、前記温度調整器にし所定量の燃料及び空気を供給し、
    前記複数の温度調整器それぞれは、前記燃料等供給装置から供給される燃料を燃焼させ前記誘導路を加熱するガラス成形品の製造方法。
16. 溶解工程において、前記複数の温度測定器は、前記誘導路の温度に関する温度情報を前記電源制御手段に出力し、
    前記電源制御手段は、前記温度情報に基づいて、前記誘導路の温度が流動方向に従うにつれて低くなるよう前記電源装置から出力される電流の強さを制御し、
    前記電源装置は、前記電源制御手段からの制御に基づいて、前記複数の温度調整器それぞれに所定強さの電流を出力し、前記複数の温度調整器それぞれは、前記電源装置から出力される所定強さの電流により前記誘導路を加熱する請求項１３から１５のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。
17. さらに、前記成形工程により成形されたガラス成形品を、前記搬送装置により搬送する搬送工程を含む請求項１３から１６のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。
18. さらに、前記ガラス成形品を、前記第１の移載装置により前記搬送装置に逐次移載する第１の移載工程を含む請求項１３から１７のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。
19. 前記溶解工程における前記誘導路は、白金又は白金合金製パイプからなり、
    前記成形工程における前記複数の成形型それぞれには、前記溶融ガラスを受ける所定の受け面が形成され、
    前記受け面は、通気性を有する多孔材料により構成され、
    前記複数の成形型それぞれの内部には、所定の気体供給室が形成され、
    さらに、前記気体供給室に連続して気体供給路が形成され、該気体供給路には前記気体供給室に気体を供給可能な気体供給源が連結され、
    前記気体供給源から前記気体供給室に供給された気体は、前記気体供給室から前記受け面側に通気し、
    前記溶融ガラスは、前記受け面側に通気した気体により、該受け面に非接触の状態で成形される請求項１３から１８のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。
20. さらに、前記重量選別装置により前記搬送工程におけるガラス成形品の重量を測定し選別する重量選別工程と、
    前記搬送工程における前記搬送装置と前記重量選別工程における重量選別装置との間で前記第２の移載装置により前記ガラス成形品を移載する第２の移載工程と、を含む請求項１３から１９のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。
21. 請求項１３から２０のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法により製造されたガラス成形品を精密プレス成形する精密プレス工程を含む光学素子の製造方法。
    

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