JP3647682B2 - Quartz glass raw material foreign matter removing apparatus, quartz glass raw material foreign matter removing method using the same, and method for producing quartz glass - Google Patents

Quartz glass raw material foreign matter removing apparatus, quartz glass raw material foreign matter removing method using the same, and method for producing quartz glass Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石英ガラス原料粉異物除去装置及びこれを用いた石英ガラス原料粉異物除去方法、並びに石英ガラスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、石英ガラス、例えば、光学分野や半導体分野で使用される石英ガラスの製造に使われる石英ガラス原料粉には、不純物等の異物を除くために浮遊選鉱、磁力選鉱、酸処理などが行われていた。
具体的に例示すれば、特公平５−６３４１６号公報に示されているように、石英ガラス原料を磁気選鉱機に通して、大粒の鉄分を除去した後、石英ガラス原料粉に付着している微粉状の鉄分を除去するため塩酸水溶液で酸処理し、次いで酸性のまま浮遊選鉱槽に移してパイン油を入れ、泡沫浮遊選鉱を行ってルツボ成形時の泡の発生原因となるゴムと他の有機物を除去した後に脱水し、所定の温度で仮焼してパイン油を分解、酸化除去してからフッ酸水溶液で洗浄して粒子表面の汚れを除去すると共にその純度を上げ、乾燥してから、最後に再度磁力選鉱を通す方法がある。
また、特公昭５５−４０５４５号公報に示されているように、珪石または珪砂の石英ガラス原料粉を粉砕、分級して磁力選鉱法、浮遊選鉱法により精鉱を行った後、この原料粒子を仮焼し、つづいてフッ化水素酸に浸漬せしめた原料粉を溶融して石英ガラスを製造する石英ガラスの製造方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように不純物を除くために石英ガラス原料粉に対して、浮遊選鉱、磁力選鉱、酸処理、熱処理あるいはこれら処理を組合わせて不純物を取り除いていたが、石英ガラス原料粉に付着した金属や、石英ガラス原料粉内に閉じ込められている金属は取り除き難く、石英ガラス製品において、それら金属が茶色、黒色の点（以下、黒点という）となって発現する原因となっていた。
【０００４】
また、各処理工程で使用される装置や搬送治具、梱包には金属汚染を防ぐため、また酸処理での錆の発生を考慮し、樹脂部品が多く使われている。
しかし、樹脂は金属やセラミックスに比べて耐摩耗性が劣り、処理に伴う石英ガラス原料粉の振動や摩耗によって剥離し、また機械自体の摩耗によって、石英ガラス原料粉中に樹脂片が混入することがあった。このような樹脂は、一旦混入すると篩や磁力選鉱では除去できず、酸処理によっても除くことができない。
一方、前記樹脂は酸化雰囲気において溶融（燃焼）するとガスが発生するため、前記樹脂が混入した石英ガラス原料粉を用いると、石英ガラス中に直径が３ｍｍ以上の巨大な気泡の発生の原因になっていた。また、その樹脂の灰分がアルカリ金属や重金属として石英ガラス中に残るため、純度の高い石英ガラスを得ることができなった。
なお、前記樹脂が混入した石英ガラス原料粉を非酸化雰囲気で溶融を行った場合、ガラス中にカ−ボンが残留し黒点の原因となるという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記技術的課題を解決するために鑑み成されたものであり、金属等の不純物である異物が混入した石英ガラス原料粉から異物を容易に除去することができる石英ガラス原料粉異物除去装置を提供することを目的とする。また、この石英ガラス原料粉異物除去装置を用い、容易に異物を除去できる石英ガラス原料粉異物除去方法を提供することを目的とする。更に石英ガラス原料粉異物除去方法を用いて、高純度の石英ガラスが得ることのできる石英ガラスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる石英ガラス原料粉異物除去装置は、石英ガラス原料粉から異物を、吸引ポンプに接続されたノズルが吸引することによって除去する石英ガラス原料粉異物除去装置において、石英ガラス原料粉が重なり合わないように搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送された石英ガラス原料粉を撮影する撮像装置と、前記撮像装置によって得られた画像データを画像処理し、異物を検出する画像処理動作制御部と、画像処理動作制御部からの異物検出信号に基づいて、吸引ポンプとノズルの間に配されたバルブを開放するバルブ動作手段とを備えたことを特徴としている。
このように石英ガラス原料粉を画像処理することによって、異物を検出するようになしているため、高精度で異物の検出ができる。しかも、検出された異物は、バルブを開放することによってノズルから吸引し、除去することができる。よって、従来の方法によって、除去することができなかった異物も除去することができる。
【０００７】
ここで、石英ガラス原料粉から異物をノズルによって吸引する吸引部の上方から、撮像装置によって石英ガラス原料粉を撮影することが望ましい。このように吸引部の上方から石英ガラス原料粉を撮影するように構成されているため、装置の長さを短くすることができ、その結果小型化することができる。
また、異物を検出後、直ちに吸引するため、異物を的確に除去することができる。
また、撮像装置によって石英ガラス原料粉を撮影する撮影部に、石英ガラス原料粉を搬送する圧電フィ−ダを備えていることが望ましい。
このように圧電フィ−ダの振動により、石英ガラス原料粉を薄層、好ましくは１層になして搬送することができ、撮像装置により的確な画像を得ることができる。
【０００８】
また、本発明にかかる石英ガラス原料粉異物除去装置は、石英ガラス原料粉から異物を、吸引ポンプに接続されたノズルが吸引することによって除去する石英ガラス原料粉異物除去装置において、石英ガラス原料粉が重なり合わないように搬送する搬送手段と、前記搬送手段の端部から落下する石英ガラス原料粉を撮影する撮像装置と、前記撮像装置によって得られた画像データを画像処理し、異物を検出する画像処理動作制御部と、画像処理動作制御部からの異物検出信号に基づいて、吸引ポンプとノズルの間に配されたバルブを開放するバルブ動作手段とを備えたことを特徴としている。
特に、前記石英ガラス原料粉を搬送する圧電フィーダの端部近傍に撮像装置を備え、前記圧電フィ−ダの端部から落下した石英ガラス原料粉を撮影することが望ましい。
このように、圧電フィーダの端部から落下した石英ガラス原料粉を撮影するようになされているため、搬送手段（圧電フィーダ）による上下方向の移動が少ない石英ガラス原料粉を撮影することができる。その結果、撮像装置によって、石英ガラス原料粉に含まれる異物を確実に認識、識別することができ、前記異物を略完全に除去することができる。
【０００９】
更に、前記圧電フィ−ダの後段に設けられ、圧電フィ−ダの端部から落下した石英ガラス原料粉をその外周面で搬送する回転ドラムと、前記回転ドラムの外周面に位置する石英ガラス原料粉から異物を吸引するノズルとを備えていることが望ましい。
このように、回転ドラムの外周面に位置する石英ガラス原料粉から異物をノズルによって吸引する構成としたので、回転ドラム上では石英ガラス原料粉は静止状態となり、より正確に対象物を吸引することができる。
【００１０】
更に、石英ガラス原料粉の背景を白色とし、その上方から前記撮像装置によって、石英ガラス原料粉を撮影することが望ましい。
このように石英ガラス原料粉の背景を白色としているため、石英ガラス原料粉と背景とをほぼ同等の明度とすることができ、背景を異物と誤認することがなく、撮像装置により的確な画像を得ることができる。
また、石英ガラス原料粉から異物をノズルによって吸引する吸引部には吸引空間が設けられ、前記吸引空間に臨んで前記ノズルが設けられていることが望ましい。
このように、吸引空間に臨んで前記ノズルが設けられているため、搬送手段上を移動する異物をより完全に吸引することができる。
【００１１】
また、前記画像処理動作制御部は、少なくとも入力インタ−フェイス部と、入力インタ−フェイス部からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記Ａ／Ｄ変換回路からの信号を２値化する２値化処理回路と、２値化処理回路からのデ−タによって、白色粒子以外の粒子を異物と識別する異物検出回路と、異物検出回路からの信号に基づいてバルブ動作手段に開放信号を送出するバルブ動作制御回路とを備えていることが好ましい。
なお、石英ガラス原料粉としては、合成石英粉、天然石英粉、あるいはこれらを酸処理、熱処理、磁力選鉱、浮遊選鉱等の精製処理を行ったいずれかの石英粉を用いることができる。
【００１２】
また本発明にかかる石英ガラス原料粉異物除去方法は、吸引ポンプに接続されたノズルが、石英ガラス原料粉から異物を吸引することによって除去する石英ガラス原料粉異物除去方法において、重なり合わないように搬送された石英ガラス原料粉を撮像装置で撮影し、前記撮像装置によって得られた画像データを画像処理し、その画像処理の結果に基づいて異物か否かを検出し、異物の場合には吸引ポンプとノズルの間に配されたバルブを開放し、前記ノズルに負圧を作用させ、石英ガラス原料粉から異物を除去することを特徴としている。
また、本発明にかかる石英ガラス原料粉異物除去方法は、吸引ポンプに接続されたノズルが、石英ガラス原料粉から異物を吸引することによって除去する石英ガラス原料粉異物除去方法において、重なり合わないように搬送された後、落下する石英ガラス原料粉を撮像装置で撮影し、前記撮像装置によって得られた画像データを画像処理し、その画像処理の結果に基づいて異物か否かを検出し、異物の場合には吸引ポンプとノズルの間に配されたバルブを開放し、前記ノズルに負圧を作用させ、石英ガラス原料粉から異物を除去することを特徴としている。
このように、石英ガラス原料粉の画像の処理の結果に基づいて異物か否かを検出し、異物の場合には吸引ポンプとノズルの間に配されたバルブを開放し、前記ノズルに負圧を作用させ、石英ガラス原料粉から異物を除去するため、迅速に、しかも的確に異物を除去することができる。
【００１３】
なお、前記石英ガラス原料粉異物除去方法に、合成石英粉、天然石英粉、あるいはこれらを酸処理、熱処理、磁力選鉱、浮遊選鉱等の精製処理を行ったいずれかの石英粉を石英ガラス原料粉として用いることができる。
【００１４】
更に、本発明にかかる石英ガラスの製造方法は、合成石英粉、天然石英粉、あるいはこれらを精製処理を行ったいずれかの石英粉を石英ガラス原料粉として、重なり合わない石英ガラス原料粉を撮像装置で撮影し、前記撮像装置によって得られた画像データを画像処理し、その画像処理の結果に基づいて異物か否かを検出し、異物の場合には吸引ポンプとノズルの間に配されたバルブを開放し、前記ノズルに負圧を作用させ、前記石英ガラス原料粉から異物を吸引除去し、異物の除去された前記石英ガラス原料粉を溶融、固化したことを特徴としている。
このように、吸引ポンプとノズルの間に配されたバルブを開放し、前記ノズルに負圧を作用させ、石英ガラス原料粉から異物を除去するため、的確に異物を除去することができ、その石英ガラス原料粉を溶融、固化した石英ガラスは、黒点や巨大気泡の少ない高純度の石英ガラスとすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１乃び図２に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態にかかる石英ガラス原料粉異物除去装置を示す概略図であり、図２は、図１における画像処理動作制御部の回路構成を示すブロック図である。
図中、符号１は、石英ガラス原料粉を収容し、供給管２を介して圧電フィ−ダのような搬送手段３に前記石英ガラス原料粉を供給するホッパ−である。この搬送手段３の上には、後述する溝を形成する目的や、石英ガラス原料粉の汚染を防止する目的で、石英ガラスやアルミナ、炭化珪素などの高純度材料製やポリテトラフルオロエチレン製の板材３ａを載置することが好ましい。この実施の形態においては、石英ガラス板３ａが載置されている。
【００１６】
石英ガラス原料粉の平均粒径と供給管２の先端径、及び石英ガラス原料粉の平均粒径と供給管２の先端と搬送手段３、この実施形態においては圧電フィ−ダ３の上に置かれたガラス板３ａとの距離をほぼ一致させることにより、石英ガラス原料粉が重なり合わないように搬送手段３の上に供給されるように設定されている。
この前記圧電フィ−ダ３の上のガラス板３ａには溝（図示せず）が形成され、前記石英ガラス原料粉は前記溝に供給される。この溝は石英ガラス製の板材に、例えば幅４ｍｍ、深さ２ｍｍの断面形状を有して形成されている。
また、圧電フィ−ダは電気を機械振動に変換し、機械的振動により、原料粉を移動、供給するものである。
【００１７】
また、前記搬送手段３の後段には、前記搬送手段３と同様なもう１つの搬送手段、この実施形態では圧電フィ−ダ４が配され、石英ガラス原料粉の粒子がほぼ１層に隙間なく広がり、重なり合わないように搬送手段３、４の搬送速度が調整される。
この圧電フィ−ダ４にも圧電フィ−ダ３と同様に板材としてガラス板４ａが載置され、そのガラス板４ａにも溝が形成されている。すなわち、この溝は、前記したガラス板３ａの溝と同様、石英ガラス製、あるいはポリテトラフルオロエチレン製等の板材に、例えば幅４ｍｍ、深さ２ｍｍの断面形状を有して形成されている。
【００１８】
搬送手段４の搬送速度は、搬送手段３の搬送速度より速い速度に調整されることにより、搬送手段３の上において原料粉が重なりあって搬送されても、搬送手段４では原料粉の粒子は重なり合わず、薄層、好ましくは１層とすることができる。
このように搬送手段を２つ以上に分割し、後述する撮像手段によって石英ガラス原料粉を撮影する撮影部における搬送手段の搬送速度を、それよりも前段の搬送装置の搬送速度より速めることにより、前記撮影部において原料粉を薄層、好ましくは１層とすることができる。
前記撮影部における搬送手段として圧電フィーダを用いることが好ましい。圧電フィーダの振動により石英ガラス原料粉を薄層、好ましくは１層になして搬送することができる。
【００１９】
前記圧電フィ−ダ４の撮影部よりも下流側には、前記溝を覆う覆板５ａが溝の上方に設けられている。そして、この覆板５ａによって、高さ２ｍｍ、幅４ｍｍの隙間が吸引空間として形成され、吸引部５が構成されている。
前記吸引部５に形成された吸引空間は溝が形成されていない平らな搬送手段３、或いは板材３ａを上方から断面形状がコの字形状や半円形状の覆板５ａによって覆うことにより形成してもよい。
また前記溝は板材３ａに形成せずに、搬送手段３に直接設けてもよく、形状も特に限定されるものではなく、断面形状が矩形形状や半円形状等の溝とすることができる。
覆板５ａは、例えば汚染の問題のない石英ガラスやアルミナ等の高純度材料やポリテトラフルオロエチレン等によって形成されている。
【００２０】
この吸引部５の吸引空間を構成する覆板５ａは、後述するように吸引部５の吸引空間を構成する覆板５ａの上方から撮影することを可能になすため透明であること、及び石英ガラス原料粉の撮影の際、吸引部５を構成する覆板５ａの稜線部分が影となって異物と誤認することを避けるため、撮像面積よりやや大きく構成するのが良い。
なお、上記吸引部５の吸引空間を構成する覆板５ａの条件は、覆板５ａの上方から撮影することを可能になすために必要な条件であって、吸引部５の上方から撮影しない場合には、後述するノズル６の吸引に適した所定の空間（間隙）が形成されていれば良い。
この吸引空間の幅は、撮像面積の幅に一致させるか、撮像面積の幅より小さめに設定される。吸引空間の高さは石英原料粉が通過できればよいため、石英ガラス原料粉の粒径の数倍に設定される。
【００２１】
前記吸引部５の吸引空間（間隙）にはノズル６が臨んで形成され、前記ノズル６によって圧電フィ−ダ４上を移動する異物を吸引できるように構成されている。
前記ノズル６の先端形状は、前記空間の断面形状と同じ形状に形成され、漏れなく異物を吸引できるようになされている。その断面形状は特に限定されるものではなく、例えば矩形形状、楕円形状等の形状になすことができる。
なお、後述する吸引ポンプの吸引能力が高い場合などは、前記したような吸引空間を設けずに、ノズルを搬送手段４や板材４ａの吸引部（吸引位置）５に設けてもよい。吸引能力が低い場合や、漏れなく異物を除去するためには吸引空間を設ける方が好ましい。
【００２２】
前記ノズル６はその先端部から徐々に太径になるように形成され、接続パイプ６ａを介して、トラップ７に接続されている。
このトラップ７にはフィルタ−７ａが装着され、フィルタ−７ａが装着された接続パイプ８はバルブ１０を介して吸引ホンプ９に接続されている。
前記フィルタ−７ａは、石英ガラス原料粉から除去（吸引）した異物を吸引ポンプ９に流れるのを阻止するために設けられたものである。このフィルタ−７ａの材質は特に限定されるものではないが、セラミックス、石英ガラス等の多孔質体をフィルタ−として用いることができる。
このように、フィルタ−７ａが設けられているため、原料粉から除去（吸引）した異物はトラップ７によって捕捉され、吸引ポンプ側に流れることはない。
【００２３】
また、前記したように、接続パイプ８の管路中に電磁バルブのようなバルブ１０が設けられ、前記吸引ポンプ９とトラップ７との間の管路の開閉が行われるように形成されている。なお、前記バルブ１０は、例えば電磁バルブの場合には電磁石、エアーバルブの場合にはプランジャ等のバルブ動作手段１０ａによって開閉動作がなされる。
【００２４】
次に、異物を検出し、異物が検出された際、バルブを開放して前記異物を除去する撮像装置及び画像処理動作制御部について説明する。
吸引部５を構成する覆板５ａの上方には、ＣＣＤカメラのような撮像装置１１が設けられている。そして、前記撮像装置１１からの画像デ−タに基づいて異物を検出しバルブ動作手段１０ａに対して、動作信号を送出する画像処理動作制御部１２が設けられている。なお、この実施形態にあっては、撮像装置１１によって撮影する撮影部と、ノズルによって吸引する吸引部５とを同一の位置に形成し、吸引部５の上方から撮像装置１１で観察するように構成されている。
【００２５】
前記撮像装置１１としては、ＣＣＤカメラを例にとって説明するが、特にこれに限定されるものではなく、石英ガラス原料粉像を画像デ−タに変換できるものであれば良く、例えば、ラインセンサーカメラ、遠赤外線検出素子等を用いることもできる。
【００２６】
画像処理動作制御部１２は、図２に示すように、撮像装置１１からの映像アナログ信号が入力される入力インタ−フェイス部１２ａと、入力インタ−フェイス部１２ａからのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路１２ｂと、前記Ａ／Ｄ変換回路１２ｂからの信号を２値化する２値化処理回路１２ｃと、２値化処理回路１２ｃからの信号に基づいて、異物を検出する異物検出回路１２ｄと、前記異物検出回路１２ｄからの信号に基づいて、バルブ動作手段１０ａを制御するバルブ動作制御回路１２ｅと、前記２値化処理回路１２ｃ、異物検出回路１２ｄ、バルブ動作制御回路１２ｅの動作を制御管理するコンピュ−タ１２ｆとから構成されている。
【００２７】
前記２値化処理回路１２ｃは、Ａ／Ｄ変換回路からのデジタル信号が一定の値（しきい値）より大きいかあるいは小さいかによって、すなわち明度によって白色の場合は「０」、黒色の場合は「１」として「０、１」の画像デ−タに変換するものである。
ここで、しきい値は、石英の白色だけが「０」、少しでも石英の色と異なる色、例えば茶色、クリ−ム色等のものは黒色「１」と判断されるように、あらかじめ設定する。
【００２８】
また、異物検出回路１２ｄは、前記２値化処理回路１２ｃからの「１」のデ−タをカウントすることによって、異物を検出するものである。
ここで、例えば、径が３０μｍ以上の黒色の異物（白色の石英ガラス原料粉以外のもの）を除去する場合において、撮像装置における撮像素子の分解能が８μｍ（１画素の大きさ）の場合、４×４画素（１６画素、１辺３２μｍの大きさ）を基準として、１６個の画素におけるデ−タが「１」である場合に、径が３０μｍ以上の黒色の異物が存在していると認識される。
【００２９】
なお、図中のコンピュ−タ１２ｆは、２値化処理回路１２ｃのしきい値を変えたり、異物検出回路１２ｄにおける異物として除去する対象物の大きさ（径）を変えたり、あるいはまたバルブ動作制御回路１２ｅからのバルブ動作手段１０ａへの信号の送出タイミング等の管理調整のために用いられる。
【００３０】
また、図１における符号１３は照明手段であって、具体的には、ハロゲンランプ、キセノンランプ、蛍光灯、白熱灯、赤外線ＬＥＤ等が用いられる。
この照明手段による照明は、石英ガラス原料粉の粒子の画像処理では粒子間にできる影と実際の異物とが黒として判定されるため、極力影を作らないように照明位置が重要であると共に、石英ガラス原料粉の背景と粒子の明度を同等にする必要がある。
【００３１】
この照明の形状は棒状、面状のものを用いることができるが、極力影を作らないようにするためリング形状が好ましい。
またこの照明方向は、極力影を作らないように照明するのが好ましく、影を作らないのであれば、撮影範囲の上下方向から、あるいは真横方向から、もしくは上下及び真横方向から照明してもよい。
照明手段の配置、照明方向を検討するために、図３（ａ）の仮想線に示すように、リング形状の照明手段１３をＣＣＤカメラ１１と同軸に配し、真上から照明を当てた。その結果、粒子間の影が強く出で、異物の判別が困難であることが判明した。
また、図３（ａ）の実線に示すように、照明手段１３は圧電フィ−ダ４の下流端部に置き、撮影部５を横方向から照明するのが好ましいことが判明した。なお、図３（ａ）は撮像部の側面該略図であり、図３（ｂ）は圧電フィ−ダ４の上流端部側から撮像部を見た図である。
【００３２】
また、石英ガラス原料粉の背景を白色とすると、石英ガラス原料粉と背景の明度をほぼ同等とすることができるため好ましい。搬送手段４や板材４ａを白色としてもよく、板材４ａが透明である場合には板材４ａの下方向に白色の部材１５を置いてもよい。
図３（ｂ）に示すように、ガラス板４ａは石英ガラス原料粉に対して背景になるが、このガラス板４ａは砂ずりガラス面とし、ガラス板４ａの下方向に白色の部材１５、例えば白色の紙を置くと、もっとも影が出にくく、石英ガラス原料粒子を背景と同等の明度にすることができた。
【００３３】
以上の構成において、石英ガラス原料粉異物除去装置の動作を説明する。
原料ホッパ−１に投入された石英ガラス原料粉は、ガラスオリフィス２を通って圧電フィ−ダ３の上に置かれたガラス板３ａの溝に落とされる。ここで石英ガラス原料粉の供給量は調整されながら、石英ガラス原料粉は圧電フィ−ダ３上に落とされる。
そして、前記圧電フィ−ダ３に供給された石英ガラス原料粉は、圧電フィ−ダ３、４によって、撮像装置１１が配された撮影部、及び異物を吸引する吸引部５に搬送される。
なお、圧電フィ−ダ３、４の搬送速度の調整は、石英ガラス原料粉の粒子がほぼ１層に隙間なく広がり、重なり合わないように調整される。
【００３４】
そして、吸引部５の上方から撮像装置１１で観察し、撮像装置１１によって撮影された一定の範囲の画像のアナログ信号は、入力インタ−フェ−ス１２ａに入力され、Ａ／Ｄ変換回路１２ｂに供給される。
このＡ／Ｄ変換回路にあっては、前記アナログ信号をデジタル信号に変換し、２値化処理回路１２ｃに前記デジタル信号を供給する。
【００３５】
また、２値化処理回路１２ｃにおいて、石英ガラス原料粉に含まれる粒子の明度に基づいて２値化処理される。すなわち、粒子の色が白色の場合は「０」、黒色の場合は「１」として「０、１」デ−タに変換される。このとき所定のしきい値が設定されているため、白色粒子以外の粒子、例えば薄茶、茶色の粒子は黒色の粒子の場合と同様に、「１」としてデ−タ変換される。
【００３６】
この２値化処理回路１２ｃからの２値化信号は、異物検出回路１２ｄに供給され、「０、１」デ−タがカウントされ、その「１」のデ−タが所定の数（画素数）になる場合には、異物として検出する。
そして、この異物検出回路１２ｄからの検出信号は、バルブ動作制御回路１２ｅに入力され、バルブ動作制御回路１２ｅからバルブ１０を開くプランジャ−等のバルブ動作手段１０ａに対して、動作信号を送出する。
【００３７】
一方、吸引ポンプ９は常時動作状態におかれ、前記動作信号によって、バルブ１０の開放と同時に、ノズル６の先端には負圧が作用する。
このように、吸引ポンプ９が常時動作しているため、直ちにノズル６の先端に負圧が作用し、迅速かつ的確に異物を吸引除去することができる。
ここで、バルブ動作制御回路１２ｅからの電磁バルブ１０を開く動作信号の送出は、撮影部１１とノズル６との距離、石英ガラス原料粉の流れる速度（搬送速度）、ノズル６に生ずる負圧の応答時間等を考慮して、コンピュ−タ１２ｆを介して設定する。また、ノズル６の負圧時間、すなわち、電磁バルブ１０が開いている時間が長過ぎると、異物を含まない石英ガラス原料粉を多量に吸引してまう。また短いと異物が逆戻りするする虞がある。したがって、ノズル６の負圧時間は、吸引ポンプ９の吸引能力や吸引空間（溝と覆板によって構成される空間）の大きさ等によって適宜決定される。
【００３８】
前記ノズル６によって吸引された異物は接続パイプ６ａを通り、トラップ７に捕捉される。なお、トラップ７にはフィルタ−７ａが設けられているため、吸引ポンプ９側に前記異物が侵入することはない。
また、異物が除去された石英ガラス原料粉は貯蔵部１４に搬送され、石英ガラスの原料に供される。
【００３９】
次に、前記石英ガラス原料粉異物除去装置における搬送速度について検討すると、シャッタスピ−ドが１／６０秒であるＣＣＤカメラを用い、撮像面積が４ｍｍ×４ｍｍの場合、撮影部における石英ガラス原料粉の搬送速度が４ｍｍ／（１／６０）、すなわち、２４０ｍｍ／ｓｅｃ以上になると、理論上異物が検出されない。
そこで、図１に示す石英ガラス原料粉異物除去装置を用いて、石英ガラス原料粉の搬送速度と前記ＣＣＤカメラの判別能力の検証を行った。その結果を図４に示す。なお、図４中、エラ−発生率は、（貯蔵側に流れた異物数／全異物数）×１００として算出したものであり、また搬送速度は撮影部を通過する原料粉の速度である。
【００４０】
図４に示すように、搬送速度が略２０ｍｍ／秒を越えると略直線的にエラ−率が増加することが判明した。
これは前記した理論値の１／１０である。このように理論値よりかなり小さな値になったのは、用いたＣＣＤカメラの判別能力では圧電フィ−ダによる振動が粒子を細かく動かし、異物の濃淡が不鮮明になる影響が出ているものと考えられる。
したがって、上記条件下では石英ガラス原料粉の搬送速度は２０ｍｍ／秒が好ましい。なお、この時の処理速度はおよそ１００ｇ／時間であった。
また、実際の撮影部における搬送速度は、撮像装置のシャッタースピード、撮像面積、撮像手段の判別能力、更には撮影部の搬送手段に供給される原料の供給速度等を考慮して設定される。
【００４１】
次に、実際に本発明にかかる異物除去装置を用いて、石英ガラス原料粉からの異物の除去の検証を行った。
そのときの、石英ガラス原料粉異物除去装置のスペック及び運転条件は以下の通りである。
ＣＣＤカメラとして、画素数２４万画素（縦５００画素、横４８０画素），シャッタ−スピ−ド１／６０秒のものを用い、撮像範囲４×４ｍｍ（溝幅４．０ｍｍ）とし、石英ガラス原料粉の撮影部における搬送速度（圧電フィーダ４における搬送速度）２０ｍｍ／秒、処理速度（圧電フィーダ３に供給される原料の供給速度）１００ｇ／時間とした。
【００４２】
このときの除去対象とした異物はその大きさが３０μｍ以上であり、ＣＣＤカメラの１画素の大きさが８．３μｍであったため画素数が１６（４×４画素）以上において「黒」と判別された場合に除去することとした。なお、石英ガラス原料粉の白色以外の着色された粒子は異物と判断し、２値化処理において「黒（１）」に変換することとした。
【００４３】
この装置によって除去されたいくつかの異物を選び、その大きさ、色及びＥＰＭＡの定性分析した。その結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】

Figure 0003647682
【００４５】
また、異物が除去された石英ガラス原料粉を用いて、ア−ク炉を用い回転ア−ク溶融法によって、前記石英ガラス原料粉を溶融、固化して石英ルツボを作成すると共に（実施例）、異物を除去する前の石英ガラス原料粉を用いて、実施例と同様な方法により石英ルツボを作成し（比較例）、これら石英ルツボに存在する黒点を計測した。その結果は表２に示す。
【００４６】
【表２】
Figure 0003647682
【００４７】
以上のように、０．５ｍｍ以上の黒点については、略完全に除去できることが認められた。
また、３ｍｍ以上の巨大気泡の数を計測したところ、比較例では３つ気泡が存在したのに対して、実施例では気泡は０であった。
【００４８】
次に、他の実施形態について図５に基づいて説明する。なお、図５において、図１に示した部材と同一あるいは相当する部材は、同一符号を付することによって、その説明を省略する。
この実施形態にあっては、前記石英ガラス原料粉を搬送する圧電フィ−ダ３の端部近傍に撮像装置１１を配置し、前記圧電フィ−ダ３の端部から落下した石英ガラス原料粉を撮影するようになした点に特徴がある。
すなわち、圧電フィ−ダ３の振動によって、石英ガラス原料粉の粒子は、細かく運動する。その結果、撮像装置１１は、石英ガラス原料粉に含まれる異物を確実に認識、識別することができない。
前記したように、撮像装置１１を圧電フィ−ダ３の端部近傍に配置し、圧電フィ−ダ３の端部から落下した石英ガラス原料粉を撮影するこによって、圧電フィ−ダ３による上下方向の移動が少ない石英ガラス原料粉を撮影することができる。なお、石英ガラス原料粉の撮影は、石英ガラス原料粉が後述する回転ドラム２０の外周面２０ａ上にあれば良く、圧電フィ−ダ３の端部近傍から石英ガラス原料粉が前記外周面２０ａから落下する間を撮影すれば良い。
その結果、撮像装置１１によって、石英ガラス原料粉に含まれる異物を確実に認識、識別することができ、前記異物を略完全に除去することができる。
【００４９】
また、図５に示すように、前記圧電フィ−ダ３の後段には、圧電フィ−ダ３の端部から落下した石英ガラス原料粉をその外周面２０ａで搬送する回転ドラム２０が配置されている。また、前記回転ドラム２０の上部外周面２０ａの近傍には、異物を吸引するノズル６が配置されている。
このように、回転ドラム２０が設けられているため、石英ガラス原料粉は上下に振動せず回転ドラム２０上では静止状態となるので、ノズル６によって、正確に対象物を吸引することができる。
【００５０】
なお、本発明が適用することができる石英ガラスの原料粉としては、合成石英粉、天然石英粉、あるいはこれらを酸処理、熱処理、磁力選鉱、浮遊選鉱等の精製処理を行ったいずれの原料粉に適用することができる。
また、上記第１の実施形態においては、圧電フィ−ダを２台用いているが、特にこれに限定されるものではなく、石英ガラス原料粉を均一に分散し、１層にできるものであれば、１台でも２台以上でもよく、またベルトコンベアのような他の搬送手段を用いることもできる。特に、初段の搬送手段は原料がある程度重なっても構わないため、初段の圧電フィ−ダの代わりにベルトコンベアを用いることができる。
【００５１】
更に、上記実施形態においては、吸引部に１つのノズルを形成したが、一度に多くの石英ガラス原料を処理するため、ノズルを複数本形成しても良い。このとき、各ノズルに対応して吸引空間や撮像装置や画像処理動作制御部を設けても良い。
また、幅の大きな吸引空間を１つ形成し、その部分に隙間なくノズルを設けたり、１つの撮像装置からの映像に基づいて、それぞれのノズルに対する動作制御信号を送出するように構成しても良い。
すなわち、図６に示すように、幅方向に複数のノズル６を配置し、１つの撮像装置１１からの映像に基づいて、バルブ１０の動作をバルブ動作制御手段１０ａによって制御し、該当するノズル６のみを動作するように構成してもよい。
また、上記第１の実施形態では、撮影部と吸引部とを同一の位置に形成したが、第２の実施形態のように撮影部の後段に吸引部が位置するように構成しても良い。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明にかかる石英ガラス原料粉異物除去装置、及び石英ガラス原料粉異物除去方法によれば、不純物等の異物が混入した石英ガラス原料粉から異物を容易に除去することができ、不純物等の異物の混入の少ない石英ガラス原料粉を得ることができる。
また、異物が除去された石英ガラス原料を用いて石英ガラス製品を製造することによって、黒点や巨大気泡の少ない製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施形態（第１の実施形態）にかかる石英ガラス原料粉異物除去装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示した画像処理動作制御部のブロック図である。
【図３】図３は、図１に示した撮影部近傍の構成を示す図である。
【図４】図４は、原料粉の搬送速度とエラ−率との関係を示す図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態（第２の実施形態）にかかる石英ガラス原料粉異物除去装置の構成を示す図である。
【図６】図６は、ノズルの変形例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ ホッパー
２ 供給管（オリフィス）
３ 搬送手段（圧電フィ−ダ）
３ａ 板材（ガラス板）
４ 搬送手段（圧電フィ−ダ）
４ａ 板材（ガラス板）
５ 吸引部
５ａ 覆板
６ ノズル
６ａ 接続パイプ
７ トラップ
７ａ フィルター
９ 吸引ポンプ
１０ バルブ（電磁バルブ）
１１ 撮像装置（ＣＣＤカメラ）
１２ 画像処理動作制御部
１２ａ 入力インタ−フェイス部
１２ｂ Ａ／Ｄ変換回路
１２ｃ ２値化処理回路
１２ｄ 異物検出回路
１２ｅ バルブ動作制御回路
１２ｆ コンピュ−タ
１５ 白色部材（白色の紙）
２０ 回転ドラム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a quartz glass raw material foreign matter removing apparatus, a quartz glass raw material foreign matter removing method using the same, and a method for producing quartz glass.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, quartz glass, for example, quartz glass raw material powder used for the production of quartz glass used in the optical field and semiconductor field, is subjected to flotation, magnetic separation, acid treatment, etc. to remove foreign substances such as impurities. It was.
Specifically, as shown in Japanese Examined Patent Publication No. 5-63416, the quartz glass raw material is passed through a magnetic beneficiator to remove a large amount of iron, and then adheres to the quartz glass raw material powder. To remove fine iron, acid treatment with aqueous hydrochloric acid solution, transfer to a flotation tank while still acidic, put pine oil, perform foam flotation, and other rubber and other causes of foam generation during crucible molding After removing organic matter, dehydrated, calcined at a predetermined temperature to decompose and oxidize pine oil, wash with hydrofluoric acid solution to remove dirt on the particle surface, raise its purity, and dry Finally, there is a method of passing the magnetic separation again.
Further, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 55-40545, after pulverizing and classifying silica glass raw material powder of silica stone or silica sand and performing concentrate by a magnetic ore flotation method, There is a method for producing quartz glass in which quartz glass is produced by melting a raw material powder that has been calcined and subsequently immersed in hydrofluoric acid.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, to remove the impurities, the quartz glass raw material powder was subjected to flotation, magnetic separation, acid treatment, heat treatment or a combination of these treatments to remove the impurities. The metal confined in the quartz glass raw material powder is difficult to remove, which causes the metal to appear as brown and black spots (hereinafter referred to as black spots) in the quartz glass product.
[0004]
In addition, resin parts are often used in equipment, transport jigs, and packaging used in each processing step in order to prevent metal contamination and in consideration of the occurrence of rust during acid treatment.
However, the resin is inferior in wear resistance compared to metals and ceramics, and it peels off due to the vibration and wear of the quartz glass raw material powder during processing, and the resin piece is mixed in the quartz glass raw material powder due to wear of the machine itself. was there. Once mixed, such a resin cannot be removed by sieving or magnetic separation, and cannot be removed by acid treatment.
On the other hand, when the resin is melted (combusted) in an oxidizing atmosphere, gas is generated. Therefore, if quartz glass raw material powder mixed with the resin is used, huge bubbles having a diameter of 3 mm or more are generated in the quartz glass. It was. Further, since the ash content of the resin remains in the quartz glass as an alkali metal or heavy metal, it is impossible to obtain a quartz glass with high purity.
In addition, when the quartz glass raw material powder mixed with the resin is melted in a non-oxidizing atmosphere, there is a problem that carbon remains in the glass and causes black spots.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above technical problem, and is capable of easily removing foreign substances from quartz glass raw powder mixed with foreign substances that are impurities such as metals. An object is to provide a removal device. Another object of the present invention is to provide a quartz glass raw material foreign matter removing method that can easily remove foreign matters using this quartz glass raw material foreign matter removing device. Furthermore, it aims at providing the manufacturing method of the quartz glass which can obtain high purity quartz glass using the quartz glass raw material foreign material removal method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  The quartz glass raw material foreign matter removing apparatus according to the present invention is a quartz glass raw material foreign matter removing device that removes foreign matter from quartz glass raw material powder by suction by a nozzle connected to a suction pump.The conveying means for conveying the quartz glass raw material powder so as not to overlap, and conveyed by the conveying meansBased on the imaging device that captures the quartz glass raw material powder, the image data obtained by the imaging device, the image processing operation control unit that detects foreign matter, and the foreign matter detection signal from the image processing operation control unit, A valve operating means for opening a valve disposed between the suction pump and the nozzle is provided.
  As described above, since the foreign material is detected by image processing of the quartz glass raw material powder, the foreign material can be detected with high accuracy. Moreover, the detected foreign matter can be sucked and removed from the nozzle by opening the valve. Therefore, foreign substances that could not be removed by the conventional method can also be removed.
[0007]
Here, it is desirable that the quartz glass raw material powder be photographed by the imaging device from above the suction part that sucks foreign matter from the quartz glass raw material powder with a nozzle. Thus, since it is comprised so that quartz glass raw material powder may be image | photographed from the upper direction of a suction part, the length of an apparatus can be shortened and it can reduce in size as a result.
Moreover, since the foreign matter is sucked immediately after the foreign matter is detected, the foreign matter can be accurately removed.
In addition, it is desirable that a photographing unit for photographing the quartz glass raw material powder with the imaging device includes a piezoelectric feeder for conveying the quartz glass raw material powder.
Thus, the quartz glass raw material powder can be transported in a thin layer, preferably in a single layer, by the vibration of the piezoelectric feeder, and an accurate image can be obtained by the imaging device.
[0008]
  Further, the quartz glass raw material foreign matter removing apparatus according to the present invention is a quartz glass raw material foreign matter removing device that removes foreign matters from the quartz glass raw material powder by suction by a nozzle connected to a suction pump. A non-overlapping conveying means, an imaging device for photographing quartz glass raw material powder falling from the end of the conveying means, and image processing of image data obtained by the imaging device to detect foreign matter The image processing operation control unit and valve operation means for opening a valve disposed between the suction pump and the nozzle based on a foreign matter detection signal from the image processing operation control unit are provided.
  In particular,It is desirable that an imaging device is provided in the vicinity of the end portion of the piezoelectric feeder that conveys the quartz glass raw material powder, and the quartz glass raw material powder dropped from the end portion of the piezoelectric feeder is photographed.
  In this way, because the quartz glass raw material powder that has fallen from the end of the piezoelectric feeder is photographed,Conveying means (piezoelectric feeder)It is possible to photograph quartz glass raw material powder that moves little in the vertical direction. As a result, the imaging device can reliably recognize and identify foreign substances contained in the quartz glass raw material powder, and can remove the foreign substances almost completely.
[0009]
Further, a rotating drum provided downstream of the piezoelectric feeder and conveying quartz glass raw material powder dropped from the end of the piezoelectric feeder on its outer peripheral surface, and a quartz glass raw material positioned on the outer peripheral surface of the rotating drum It is desirable to include a nozzle that sucks foreign matter from the powder.
As described above, since the foreign substance is sucked from the quartz glass raw material powder located on the outer peripheral surface of the rotating drum by the nozzle, the quartz glass raw material powder is stationary on the rotating drum, and the target is sucked more accurately. Can do.
[0010]
Further, it is desirable that the background of the quartz glass raw material powder is white and the quartz glass raw material powder is photographed from above by the imaging device.
Since the background of the quartz glass raw material powder is white as described above, the quartz glass raw material powder and the background can have almost the same brightness, and the background is not mistaken for a foreign object, and an accurate image is obtained by the imaging device. Can be obtained.
Further, it is desirable that a suction space for sucking foreign matter from the quartz glass raw material powder with a nozzle is provided with a suction space, and the nozzle is provided facing the suction space.
As described above, since the nozzle is provided facing the suction space, the foreign matter moving on the conveying means can be sucked more completely.
[0011]
The image processing operation control unit includes at least an input interface unit, an A / D conversion circuit that converts an analog signal from the input interface unit into a digital signal, and a signal from the A / D conversion circuit. A binarization processing circuit for binarization, a foreign matter detection circuit for identifying particles other than white particles as foreign matter based on data from the binarization processing circuit, and valve operating means based on a signal from the foreign matter detection circuit It is preferable that a valve operation control circuit for sending an open signal is provided.
As the quartz glass raw material powder, synthetic quartz powder, natural quartz powder, or any quartz powder obtained by subjecting these to purification treatment such as acid treatment, heat treatment, magnetic ore flotation, and flotation can be used.
[0012]
  The quartz glass raw material foreign matter removing method according to the present invention is a quartz glass raw material foreign matter removing method in which a nozzle connected to a suction pump removes foreign matter from the quartz glass raw material by suction.Carried so as not to overlapThe quartz glass raw material powder is photographed with an imaging device, the image data obtained by the imaging device is subjected to image processing, and whether or not it is a foreign object is detected based on the result of the image processing. The valve | bulb distribute | arranged between these is open | released, a negative pressure is made to act on the said nozzle, and it is characterized by removing a foreign material from quartz glass raw material powder.
  Further, the quartz glass raw material foreign matter removing method according to the present invention is a quartz glass raw material foreign matter removing method in which a nozzle connected to a suction pump removes foreign matter from the quartz glass raw material by suction.After being transported so as not to overlap, the quartz glass raw material powder that fallsAn image is taken by an imaging device, image data obtained by the imaging device is subjected to image processing, and whether or not it is a foreign object is detected based on the result of the image processing. In the case of a foreign object, it is disposed between a suction pump and a nozzle. The valve is opened, a negative pressure is applied to the nozzle, and foreign matters are removed from the quartz glass raw material powder.
  In this way, it is detected whether or not it is a foreign substance based on the processing result of the image of the quartz glass raw material powder, and in the case of the foreign substance, a valve disposed between the suction pump and the nozzle is opened, and a negative pressure is applied to the nozzle. Since the foreign matter is removed from the quartz glass raw material powder, the foreign matter can be removed quickly and accurately.
[0013]
In addition, the quartz glass raw material powder is a synthetic quartz powder, natural quartz powder, or any quartz powder that has been subjected to a purification treatment such as acid treatment, heat treatment, magnetic separation, or flotation. Can be used as
[0014]
  Furthermore, in the method for producing quartz glass according to the present invention, synthetic quartz powder, natural quartz powder, or any quartz powder obtained by refining these is used as quartz glass raw material powder.Do not overlapThe quartz glass raw material powder is photographed with an imaging device, the image data obtained by the imaging device is subjected to image processing, and whether or not it is a foreign object is detected based on the result of the image processing. The valve disposed between the two is opened, a negative pressure is applied to the nozzle, foreign matter is sucked and removed from the quartz glass raw material powder, and the quartz glass raw material powder from which foreign matter has been removed is melted and solidified. It is said.
  In this way, the valve disposed between the suction pump and the nozzle is opened, a negative pressure is applied to the nozzle, and the foreign matter is removed from the quartz glass raw material powder. Quartz glass obtained by melting and solidifying quartz glass raw material powder can be made into high-purity quartz glass with few black spots and huge bubbles.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a quartz glass raw material foreign matter removing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram illustrating a circuit configuration of an image processing operation control unit in FIG.
In the figure, reference numeral 1 denotes a hopper that accommodates quartz glass raw material powder and supplies the quartz glass raw material powder to a conveying means 3 such as a piezoelectric feeder via a supply pipe 2. On the conveying means 3, for the purpose of forming a groove to be described later and for preventing the contamination of the quartz glass raw material powder, it is made of a high-purity material such as quartz glass, alumina, silicon carbide, or polytetrafluoroethylene. It is preferable to place the plate material 3a. In this embodiment, a quartz glass plate 3a is placed.
[0016]
The average particle diameter of the quartz glass raw material powder and the tip diameter of the supply tube 2, and the average particle diameter of the quartz glass raw material powder and the tip of the supply pipe 2 and the conveying means 3, in this embodiment, placed on the piezoelectric feeder 3. By setting the distance to the glass plate 3a substantially the same, the quartz glass raw material powder is set to be supplied onto the conveying means 3 so as not to overlap.
A groove (not shown) is formed in the glass plate 3a on the piezoelectric feeder 3, and the quartz glass raw material powder is supplied to the groove. The groove is formed in a quartz glass plate having a cross-sectional shape of, for example, a width of 4 mm and a depth of 2 mm.
The piezoelectric feeder converts electricity into mechanical vibration, and moves and supplies the raw material powder by mechanical vibration.
[0017]
In addition, another conveying means similar to the conveying means 3, in this embodiment, the piezoelectric feeder 4, is arranged at the subsequent stage of the conveying means 3, and the quartz glass raw material powder particles are substantially in one layer without any gaps. The conveying speed of the conveying means 3 and 4 is adjusted so as not to spread and overlap.
Similarly to the piezoelectric feeder 3, a glass plate 4 a is placed on the piezoelectric feeder 4 as a plate material, and a groove is also formed on the glass plate 4 a. That is, the groove is formed in a plate material made of quartz glass or polytetrafluoroethylene having a cross-sectional shape of, for example, a width of 4 mm and a depth of 2 mm, like the groove of the glass plate 3a described above.
[0018]
The conveying speed of the conveying means 4 is adjusted to a speed faster than the conveying speed of the conveying means 3, so that even if the raw material powder is overlapped and conveyed on the conveying means 3, There can be a thin layer, preferably one layer, without overlapping.
By dividing the conveying means into two or more in this way, by increasing the conveying speed of the conveying means in the imaging unit for photographing the quartz glass raw material powder by the imaging means described later, than the conveying speed of the preceding conveying device, In the photographing part, the raw material powder can be a thin layer, preferably a single layer.
It is preferable to use a piezoelectric feeder as the conveying means in the photographing unit. The quartz glass raw material powder can be conveyed in a thin layer, preferably in a single layer, by vibration of the piezoelectric feeder.
[0019]
A cover plate 5a that covers the groove is provided above the groove on the downstream side of the photographing portion of the piezoelectric feeder 4. And by this cover plate 5a, the clearance gap of 2 mm in height and 4 mm in width is formed as a suction space, and the suction part 5 is comprised.
The suction space formed in the suction part 5 is formed by covering the flat conveying means 3 without a groove or the plate material 3a from above with a cover plate 5a having a U-shaped or semicircular cross section. May be.
Further, the groove may be provided directly on the conveying means 3 without being formed in the plate material 3a, and the shape is not particularly limited, and the groove may have a rectangular shape or a semicircular shape in cross section.
The cover plate 5a is made of, for example, a high-purity material such as quartz glass or alumina that does not cause a contamination problem, polytetrafluoroethylene, or the like.
[0020]
The cover plate 5a constituting the suction space of the suction portion 5 is transparent to enable photographing from above the cover plate 5a constituting the suction space of the suction portion 5 as described later, and quartz glass When photographing raw material powder, it is preferable that the ridge line portion of the cover plate 5a constituting the suction part 5 is made slightly larger than the imaging area in order to avoid being misidentified as a foreign object.
Note that the condition of the cover plate 5a that constitutes the suction space of the suction unit 5 is a condition necessary to enable photographing from above the cover plate 5a, and is not taken from above the suction unit 5. It is sufficient that a predetermined space (gap) suitable for suction of the nozzle 6 described later is formed.
The width of the suction space is set to be equal to the width of the imaging area or smaller than the width of the imaging area. The height of the suction space is set to several times the particle size of the quartz glass raw material powder as long as the quartz raw material powder can pass therethrough.
[0021]
A nozzle 6 faces the suction space (gap) of the suction portion 5 and is configured so that foreign matter moving on the piezoelectric feeder 4 can be sucked by the nozzle 6.
The tip shape of the nozzle 6 is formed in the same shape as the cross-sectional shape of the space so that foreign matter can be sucked without leakage. The cross-sectional shape is not particularly limited, and may be a rectangular shape, an elliptical shape, or the like.
In addition, when the suction capability of the suction pump mentioned later is high, you may provide a nozzle in the suction part (suction position) 5 of the conveyance means 4 or the board | plate material 4a, without providing the above-mentioned suction space. It is preferable to provide a suction space when the suction capability is low or in order to remove foreign matter without leakage.
[0022]
The nozzle 6 is formed so as to gradually increase in diameter from its tip, and is connected to the trap 7 via a connection pipe 6a.
A filter 7 a is attached to the trap 7, and a connection pipe 8 to which the filter 7 a is attached is connected to a suction pump 9 through a valve 10.
The filter 7a is provided to prevent foreign matter removed (sucked) from the quartz glass raw material powder from flowing into the suction pump 9. Although the material of this filter 7a is not specifically limited, Porous bodies, such as ceramics and quartz glass, can be used as a filter.
As described above, since the filter 7a is provided, the foreign matter removed (sucked) from the raw material powder is captured by the trap 7 and does not flow to the suction pump side.
[0023]
Further, as described above, the valve 10 such as an electromagnetic valve is provided in the pipe line of the connection pipe 8 so that the pipe line between the suction pump 9 and the trap 7 is opened and closed. . The valve 10 is opened and closed by valve operating means 10a such as an electromagnet in the case of an electromagnetic valve and a plunger in the case of an air valve.
[0024]
Next, an imaging device and an image processing operation control unit that detect a foreign matter and open the valve to remove the foreign matter when the foreign matter is detected will be described.
An imaging device 11 such as a CCD camera is provided above the cover plate 5a constituting the suction unit 5. An image processing operation control unit 12 is provided that detects a foreign substance based on image data from the image pickup device 11 and sends an operation signal to the valve operation unit 10a. In this embodiment, the imaging unit that captures an image by the imaging device 11 and the suction unit 5 that is suctioned by the nozzle are formed at the same position, and the imaging device 11 is observed from above the suction unit 5. It is configured.
[0025]
The imaging device 11 will be described by taking a CCD camera as an example. However, the imaging device 11 is not particularly limited as long as it can convert a quartz glass raw material powder image into image data. For example, a line sensor camera Further, a far infrared detection element or the like can be used.
[0026]
As shown in FIG. 2, the image processing operation control unit 12 converts the analog signal from the input interface unit 12 a to which the video analog signal from the imaging device 11 is input and the input interface unit 12 a into a digital signal. A / D conversion circuit 12b, a binarization processing circuit 12c for binarizing a signal from the A / D conversion circuit 12b, and a foreign object for detecting a foreign object based on a signal from the binarization processing circuit 12c Based on signals from the detection circuit 12d and the foreign object detection circuit 12d, the valve operation control circuit 12e for controlling the valve operating means 10a, the binarization processing circuit 12c, the foreign object detection circuit 12d, and the valve operation control circuit 12e And a computer 12f for controlling and managing the operation.
[0027]
The binarization processing circuit 12c determines whether the digital signal from the A / D conversion circuit is larger or smaller than a certain value (threshold value), that is, “0” when the brightness is white, and “0” when it is black. “1” is converted into “0, 1” image data.
Here, the threshold value is set in advance so that only the white color of the quartz is determined to be “0”, and even a color that is slightly different from the color of the quartz, such as brown or cream, is determined to be black “1”. To do.
[0028]
The foreign matter detection circuit 12d detects foreign matter by counting “1” data from the binarization processing circuit 12c.
Here, for example, in the case of removing black foreign matters (other than white quartz glass raw material powder) having a diameter of 30 μm or more, when the resolution of the image pickup device in the image pickup device is 8 μm (size of one pixel), 4 X4 pixels (16 pixels, size of 32 μm on a side) When the data in 16 pixels is “1”, it is recognized that a black foreign object having a diameter of 30 μm or more exists. Is done.
[0029]
Note that the computer 12f in the figure changes the threshold value of the binarization processing circuit 12c, changes the size (diameter) of an object to be removed as foreign matter in the foreign matter detection circuit 12d, or also operates the valve. The control circuit 12e is used for management adjustment such as a signal transmission timing to the valve operating means 10a.
[0030]
Reference numeral 13 in FIG. 1 denotes illumination means, and specifically, a halogen lamp, a xenon lamp, a fluorescent lamp, an incandescent lamp, an infrared LED, or the like is used.
As for the illumination by this illumination means, the image position of the quartz glass raw material powder is judged as black because the shadow formed between the particles and the actual foreign matter are black, so that the illumination position is important so as not to make a shadow as much as possible, It is necessary to make the background of the quartz glass raw material powder and the brightness of the particles equal.
[0031]
The illumination may be rod-shaped or planar, but a ring shape is preferable so as not to make a shadow as much as possible.
In addition, it is preferable to illuminate the lighting direction so as not to make a shadow as much as possible. If no shadow is made, the lighting direction may be illuminated from the vertical direction of the shooting range, from the lateral direction, or from the vertical direction and the lateral direction. .
In order to examine the arrangement of the illumination means and the illumination direction, the ring-shaped illumination means 13 was arranged coaxially with the CCD camera 11 as shown by the phantom line in FIG. As a result, it was found that shadows between the particles were strong and it was difficult to discriminate foreign matter.
Further, as shown by the solid line in FIG. 3A, it has been found that it is preferable to place the illumination means 13 at the downstream end of the piezoelectric feeder 4 and illuminate the photographing unit 5 from the lateral direction. 3A is a schematic side view of the imaging unit, and FIG. 3B is a diagram of the imaging unit viewed from the upstream end side of the piezoelectric feeder 4.
[0032]
In addition, it is preferable that the background of the quartz glass raw material powder be white, since the brightness of the background of the quartz glass raw material powder can be made substantially equal. The conveying means 4 and the plate material 4a may be white, and when the plate material 4a is transparent, a white member 15 may be placed below the plate material 4a.
As shown in FIG. 3 (b), the glass plate 4a is the background to the quartz glass raw material powder, but this glass plate 4a has a sand glass surface, and a white member 15, for example, below the glass plate 4a. When white paper was placed, the shadows were hardest to appear, and the quartz glass material particles were able to have the same brightness as the background.
[0033]
The operation of the quartz glass raw material foreign material removing device in the above configuration will be described.
The quartz glass raw material powder charged into the raw material hopper 1 passes through the glass orifice 2 and is dropped into the groove of the glass plate 3 a placed on the piezoelectric feeder 3. Here, the quartz glass raw material powder is dropped onto the piezoelectric feeder 3 while the supply amount of the quartz glass raw material powder is adjusted.
Then, the quartz glass raw material powder supplied to the piezoelectric feeder 3 is conveyed by the piezoelectric feeders 3 and 4 to the photographing unit provided with the imaging device 11 and the suction unit 5 for sucking foreign matter.
In addition, adjustment of the conveyance speed of the piezoelectric feeders 3 and 4 is adjusted so that the particle | grains of quartz glass raw material powder spread without gaps in one layer, and do not overlap.
[0034]
An analog signal of an image in a certain range observed by the imaging device 11 from above the suction unit 5 and photographed by the imaging device 11 is input to the input interface 12a and input to the A / D conversion circuit 12b. Supplied.
In the A / D conversion circuit, the analog signal is converted into a digital signal, and the digital signal is supplied to the binarization processing circuit 12c.
[0035]
In the binarization processing circuit 12c, binarization processing is performed based on the brightness of the particles contained in the quartz glass raw material powder. That is, when the particle color is white, it is converted to “0, 1” data as “0” and when it is black as “1”. At this time, since a predetermined threshold value is set, particles other than white particles, for example, light brown and brown particles, are data-converted as “1” as in the case of black particles.
[0036]
The binarization signal from the binarization processing circuit 12c is supplied to the foreign matter detection circuit 12d, and "0, 1" data is counted, and the data of "1" is a predetermined number (number of pixels). ) Is detected as a foreign object.
The detection signal from the foreign matter detection circuit 12d is input to the valve operation control circuit 12e, and an operation signal is sent from the valve operation control circuit 12e to the valve operation means 10a such as a plunger that opens the valve 10.
[0037]
On the other hand, the suction pump 9 is always in an operating state, and a negative pressure acts on the tip of the nozzle 6 simultaneously with the opening of the valve 10 by the operation signal.
Thus, since the suction pump 9 is always operating, a negative pressure immediately acts on the tip of the nozzle 6, and foreign matter can be sucked and removed quickly and accurately.
Here, the operation signal for opening the electromagnetic valve 10 from the valve operation control circuit 12e is transmitted by the distance between the imaging unit 11 and the nozzle 6, the flow rate (conveying speed) of the quartz glass raw material powder, and the negative pressure generated in the nozzle 6. This is set via the computer 12f in consideration of response time and the like. Further, if the negative pressure time of the nozzle 6, that is, the time during which the electromagnetic valve 10 is open is too long, a large amount of quartz glass raw material powder that does not contain foreign substances is sucked. If the length is too short, there is a risk that the foreign matter will reverse. Therefore, the negative pressure time of the nozzle 6 is appropriately determined depending on the suction capability of the suction pump 9 and the size of the suction space (the space constituted by the groove and the cover plate).
[0038]
The foreign matter sucked by the nozzle 6 passes through the connection pipe 6a and is captured by the trap 7. Since the trap 7 is provided with the filter 7a, the foreign matter does not enter the suction pump 9 side.
Moreover, the quartz glass raw material powder from which the foreign material has been removed is conveyed to the storage unit 14 and supplied to the raw material of the quartz glass.
[0039]
Next, when the conveyance speed in the quartz glass raw material foreign matter removing apparatus is examined, when a CCD camera having a shutter speed of 1/60 seconds is used and the imaging area is 4 mm × 4 mm, the quartz glass raw material powder in the photographing unit When the conveyance speed is 4 mm / (1/60), that is, 240 mm / sec or more, no foreign matter is theoretically detected.
Therefore, the quartz glass raw material foreign matter removing apparatus shown in FIG. 1 was used to verify the conveying speed of the quartz glass raw material powder and the discrimination ability of the CCD camera. The result is shown in FIG. In FIG. 4, the error occurrence rate is calculated as (number of foreign matters flowing to the storage side / total number of foreign matters) × 100, and the conveyance speed is the speed of the raw material powder passing through the photographing unit.
[0040]
As shown in FIG. 4, it was found that the error rate increased substantially linearly when the conveying speed exceeded approximately 20 mm / second.
This is 1/10 of the above theoretical value. The reason why the value was much smaller than the theoretical value was thought to be that the discriminating ability of the CCD camera used had the effect that the vibration caused by the piezoelectric feeder moved the particles finely, and the density of the foreign matter became blurred. It is done.
Therefore, the conveying speed of the quartz glass raw material powder is preferably 20 mm / second under the above conditions. In addition, the processing speed at this time was about 100 g / hour.
Further, the conveyance speed in the actual photographing unit is set in consideration of the shutter speed of the imaging device, the imaging area, the discrimination capability of the imaging unit, the supply speed of the raw material supplied to the conveyance unit of the imaging unit, and the like.
[0041]
Next, the foreign substance removal apparatus according to the present invention was used to verify the removal of foreign substances from the quartz glass raw material powder.
The specifications and operating conditions of the quartz glass raw material foreign material removing apparatus at that time are as follows.
Use a CCD camera with 240,000 pixels (500 pixels long, 480 pixels wide), shutter speed 1/60 second, imaging range 4 x 4 mm (groove width 4.0 mm), quartz glass raw material The conveying speed (conveying speed in the piezoelectric feeder 4) in the powder photographing unit was 20 mm / second, and the processing speed (feeding speed of the raw material supplied to the piezoelectric feeder 3) was 100 g / hour.
[0042]
The foreign object to be removed at this time is 30 μm or more in size, and since the size of one pixel of the CCD camera is 8.3 μm, it is determined as “black” when the number of pixels is 16 (4 × 4 pixels) or more. It was decided to remove it when it was done. In addition, the colored particles other than white of the quartz glass raw material powder were determined to be foreign matters, and were converted to “black (1)” in the binarization process.
[0043]
Several foreign substances removed by this apparatus were selected, and their size, color and EPMA were qualitatively analyzed. The results are shown in Table 1.
[0044]
[Table 1]
Figure 0003647682
[0045]
In addition, the quartz glass raw material powder from which foreign matter has been removed is used to melt and solidify the quartz glass raw material powder by a rotary arc melting method using an arc furnace to produce a quartz crucible (Example) A quartz crucible was prepared by the same method as in the example using the quartz glass raw material powder before removing foreign matters (comparative example), and black spots existing in these quartz crucibles were measured. The results are shown in Table 2.
[0046]
[Table 2]
Figure 0003647682
[0047]
As described above, it was confirmed that black spots of 0.5 mm or more can be almost completely removed.
Further, when the number of giant bubbles of 3 mm or more was measured, there were three bubbles in the comparative example, whereas the number of bubbles was 0 in the example.
[0048]
Next, another embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 5, members that are the same as or correspond to the members shown in FIG.
In this embodiment, the imaging device 11 is disposed near the end of the piezoelectric feeder 3 that conveys the quartz glass raw material powder, and the quartz glass raw material powder that has dropped from the end of the piezoelectric feeder 3 is removed. It is characterized by the point that it came to shoot.
That is, the quartz glass raw material particles move finely by the vibration of the piezoelectric feeder 3. As a result, the imaging device 11 cannot reliably recognize and identify foreign substances contained in the quartz glass raw material powder.
As described above, the imaging device 11 is arranged in the vicinity of the end of the piezoelectric feeder 3 and the quartz glass raw material powder dropped from the end of the piezoelectric feeder 3 is photographed, so It is possible to photograph quartz glass raw material powder that moves little in direction. The quartz glass raw material powder may be photographed as long as the quartz glass raw material powder is on the outer peripheral surface 20a of the rotary drum 20 described later, and the quartz glass raw material powder is taken from the outer peripheral surface 20a near the end of the piezoelectric feeder 3. You can shoot while falling.
As a result, the imaging device 11 can reliably recognize and identify foreign substances contained in the quartz glass raw material powder, and can remove the foreign substances almost completely.
[0049]
Further, as shown in FIG. 5, a rotating drum 20 for conveying quartz glass raw material powder dropped from the end of the piezoelectric feeder 3 on its outer peripheral surface 20a is disposed at the subsequent stage of the piezoelectric feeder 3. Yes. In addition, a nozzle 6 for sucking out foreign matter is disposed in the vicinity of the upper outer peripheral surface 20a of the rotary drum 20.
Thus, since the rotating drum 20 is provided, the quartz glass raw material powder does not vibrate up and down and is stationary on the rotating drum 20, so that the nozzle 6 can accurately suck the object.
[0050]
In addition, as raw material powder of quartz glass to which the present invention can be applied, synthetic quartz powder, natural quartz powder, or any raw material powder obtained by subjecting these to purification treatment such as acid treatment, heat treatment, magnetic ore flotation, and flotation beneficiation Can be applied to.
In the first embodiment, two piezoelectric feeders are used. However, the present invention is not particularly limited to this, as long as the quartz glass raw material powder can be uniformly dispersed and formed into one layer. For example, one or two or more may be used, and other conveying means such as a belt conveyor may be used. In particular, since the first stage conveying means may have some overlap of raw materials, a belt conveyor can be used instead of the first stage piezoelectric feeder.
[0051]
Furthermore, in the above embodiment, one nozzle is formed in the suction portion. However, a plurality of nozzles may be formed in order to process many quartz glass raw materials at one time. At this time, a suction space, an imaging device, or an image processing operation control unit may be provided for each nozzle.
Alternatively, a single suction space having a large width may be formed, and nozzles may be provided in that portion without gaps, or an operation control signal for each nozzle may be transmitted based on an image from one imaging device. good.
That is, as shown in FIG. 6, a plurality of nozzles 6 are arranged in the width direction, and the operation of the valve 10 is controlled by the valve operation control means 10a based on an image from one imaging device 11, and the corresponding nozzle 6 It may be configured to operate only.
In the first embodiment, the photographing unit and the suction unit are formed at the same position. However, as in the second embodiment, the suction unit may be located at the subsequent stage of the photographing unit. .
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the quartz glass raw material foreign matter removing apparatus and the quartz glass raw material foreign matter removing method according to the present invention, foreign matters can be easily removed from the quartz glass raw material powder mixed with foreign matters such as impurities, Quartz glass raw material powder with less contamination of foreign matters such as impurities can be obtained.
Further, by producing a quartz glass product using the quartz glass raw material from which foreign substances have been removed, a product with few black spots and huge bubbles can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a quartz glass raw material foreign material removing apparatus according to an embodiment (first embodiment) of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of an image processing operation control unit shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration in the vicinity of a photographing unit illustrated in FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the feed speed of raw material powder and the error rate.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a quartz glass raw material foreign material removing apparatus according to another embodiment (second embodiment) of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view showing a modified example of the nozzle.
[Explanation of symbols]
1 Hopper
2 Supply pipe (orifice)
3 Conveying means (piezoelectric feeder)
3a Plate material (glass plate)
4 Conveying means (piezoelectric feeder)
4a Plate material (glass plate)
5 Suction unit
5a Cover plate
6 nozzles
6a Connection pipe
7 Trap
7a filter
9 Suction pump
10 Valve (Electromagnetic valve)
11 Imaging device (CCD camera)
12 Image processing operation control unit
12a Input interface part
12b A / D converter circuit
12c binarization processing circuit
12d Foreign object detection circuit
12e Valve operation control circuit
12f computer
15 White material (white paper)
20 Rotating drum

Claims (13)

石英ガラス原料粉から異物を、吸引ポンプに接続されたノズルが吸引することによって除去する石英ガラス原料粉異物除去装置において、
石英ガラス原料粉が重なり合わないように搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送された石英ガラス原料粉を撮影する撮像装置と、前記撮像装置によって得られた画像データを画像処理し、異物を検出する画像処理動作制御部と、画像処理動作制御部からの異物検出信号に基づいて、吸引ポンプとノズルの間に配されたバルブを開放するバルブ動作手段とを備えたことを特徴とする石英ガラス原料粉異物除去装置。In the quartz glass raw material foreign matter removing device for removing foreign matter from the quartz glass raw material powder by suction by a nozzle connected to a suction pump,
Conveying means for conveying the quartz glass raw material powder so as not to overlap, an imaging device for photographing the quartz glass raw material powder conveyed by the conveying means , image processing on the image data obtained by the imaging device, and removing foreign matter A quartz comprising: an image processing operation control unit to detect; and valve operation means for opening a valve disposed between the suction pump and the nozzle based on a foreign matter detection signal from the image processing operation control unit Glass raw material foreign material removal device. 石英ガラス原料粉から異物をノズルによって吸引する吸引部の上方から、撮像装置によって石英ガラス原料粉を撮影することを特徴とする請求項１に記載された石英ガラス原料粉異物除去装置。  2. The quartz glass raw material foreign matter removing apparatus according to claim 1, wherein the quartz glass raw material powder is photographed by an imaging device from above a suction part for sucking foreign matter from the quartz glass raw material powder by a nozzle. 撮像装置によって石英ガラス原料粉を撮影する撮影部に、石英ガラス原料粉を搬送する圧電フィーダを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された石英ガラス原料粉異物除去装置。  The quartz glass raw material foreign matter removing device according to claim 1 or 2, wherein the imaging unit for photographing the quartz glass raw material powder by the imaging device includes a piezoelectric feeder for conveying the quartz glass raw material powder. . 石英ガラス原料粉から異物を、吸引ポンプに接続されたノズルが吸引することによって除去する石英ガラス原料粉異物除去装置において、
石英ガラス原料粉が重なり合わないように搬送する搬送手段と、前記搬送手段の端部から落下する石英ガラス原料粉を撮影する撮像装置と、前記撮像装置によって得られた画像デ−タを画像処理し、異物を検出する画像処理動作制御部と、画像処理動作制御部からの異物検出信号に基づいて、吸引ポンプとノズルの間に配されたバルブを開放するバルブ動作手段とを備えたことを特徴とする石英ガラス原料粉異物除去装置。In the quartz glass raw material foreign matter removing device for removing foreign matter from the quartz glass raw material powder by suction by a nozzle connected to a suction pump,
Image processing of image data obtained by the conveying means for conveying the quartz glass raw material powder so as not to overlap, an imaging device for photographing the quartz glass raw material powder falling from the end of the conveying means, and the imaging device And an image processing operation control unit for detecting foreign matter and a valve operation means for opening a valve disposed between the suction pump and the nozzle based on a foreign matter detection signal from the image processing operation control unit. A quartz glass raw material foreign matter removing device characterized. 前記石英ガラス原料粉を搬送する圧電フィーダの端部近傍に撮像装置を備え、前記圧電フィーダの端部から落下した石英ガラス原料粉を撮影することを特徴とする請求項４に記載された石英ガラス原料粉異物除去装置。5. The quartz glass according to claim 4 , wherein an imaging device is provided in the vicinity of an end portion of the piezoelectric feeder for conveying the quartz glass raw material powder, and the quartz glass raw material powder dropped from the end portion of the piezoelectric feeder is photographed. Raw material foreign material removal device. 前記圧電フィーダの後段に設けられ、圧電フィーダの端部から落下した石英ガラス原料粉をその外周面で搬送する回転ドラムと、前記回転ドラムの外周面に位置する石英ガラス原料粉から異物を吸引するノズルとを備えていることを特徴とする請求項５に記載された石英ガラス原料粉異物除去装置。A rotating drum that is provided in the subsequent stage of the piezoelectric feeder and conveys quartz glass raw material powder dropped from the end of the piezoelectric feeder on its outer peripheral surface, and sucks foreign matter from the quartz glass raw material powder located on the outer peripheral surface of the rotating drum. A quartz glass raw material foreign matter removing apparatus according to claim 5, comprising a nozzle. 石英ガラス原料粉の背景を白色とし、その上方から前記撮像装置によって、石英ガラス原料粉を撮影することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載された石英ガラス原料粉異物除去装置。The quartz glass raw material powder foreign matter removal according to any one of claims 1 to 6 , wherein the background of the quartz glass raw material powder is white and the quartz glass raw material powder is photographed from above by the imaging device. apparatus. 石英ガラス原料粉から異物をノズルによって吸引する吸引部には吸引空間が設けられ、前記吸引空間に臨んで前記ノズルが設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載された石英ガラス原料粉異物除去装置。The material from the quartz glass raw material powder to a suction unit for sucking the nozzle suction space is provided, to one of the claims 1 to 7, characterized in that the nozzle facing the suction space is provided The quartz glass raw material foreign matter removing apparatus described. 画像処理動作制御部は、少なくとも入力インターフェイス部と、入力インターフェイス部からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記Ａ／Ｄ変換回路からの信号を２値化する２値化処理回路と、２値化処理回路からのデータによって、白色粒子以外の粒子を異物と識別する異物検出回路と、異物検出回路からの信号に基づいてバルブ動作手段に開放信号を送出するバルブ動作制御回路とを備えていることを特徴とする請求項１または請求項４に記載された石英ガラス原料粉異物除去装置。The image processing operation control unit includes at least an input interface unit, an A / D conversion circuit that converts an analog signal from the input interface unit into a digital signal, and binarization that binarizes the signal from the A / D conversion circuit A foreign substance detection circuit for identifying particles other than white particles as foreign substances based on data from the processing circuit and the binarization processing circuit, and a valve operation control for sending an opening signal to the valve operating means based on a signal from the foreign substance detection circuit The quartz glass raw material foreign material removal apparatus described in Claim 1 or Claim 4 provided with the circuit. 吸引ポンプに接続されたノズルが、石英ガラス原料粉から異物を吸引することによって除去する石英ガラス原料粉異物除去方法において、
重なり合わないように搬送された石英ガラス原料粉を撮像装置で撮影し、前記撮像装置によって得られた画像データを画像処理し、その画像処理の結果に基づいて異物か否かを検出し、異物の場合には吸引ポンプとノズルの間に配されたバルブを開放し、前記ノズルに負圧を作用させ、石英ガラス原料粉から異物を除去することを特徴とする石英ガラス原料粉異物除去方法。In the quartz glass raw material foreign matter removal method in which the nozzle connected to the suction pump removes the foreign matter from the quartz glass raw material powder by suction,
The quartz glass raw material powder conveyed so as not to overlap is photographed with an imaging device, the image data obtained by the imaging device is subjected to image processing, and it is detected whether or not it is a foreign matter based on the result of the image processing. In this case, a quartz glass raw material foreign matter removing method comprising: opening a valve disposed between a suction pump and a nozzle, applying a negative pressure to the nozzle, and removing foreign matter from the quartz glass raw material powder. 吸引ポンプに接続されたノズルが、石英ガラス原料粉から異物を吸引することによって除去する石英ガラス原料粉異物除去方法において、
重なり合わないように搬送された後、落下する石英ガラス原料粉を撮像装置で撮影し、前記撮像装置によって得られた画像データを画像処理し、その画像処理の結果に基づいて異物か否かを検出し、異物の場合には吸引ポンプとノズルの間に配されたバルブを開放し、前記ノズルに負圧を作用させ、石英ガラス原料粉から異物を除去することを特徴とする石英ガラス原料粉異物除去方法。In the quartz glass raw material foreign matter removal method in which the nozzle connected to the suction pump removes the foreign matter from the quartz glass raw material powder by suction,
After being transported so as not to overlap, the quartz glass raw material powder falling is imaged with an imaging device, the image data obtained by the imaging device is subjected to image processing, and whether or not it is a foreign object based on the result of the image processing A quartz glass raw material powder that detects and removes foreign matter from the quartz glass raw material powder by opening a valve disposed between a suction pump and a nozzle in the case of foreign matter, and applying a negative pressure to the nozzle. Foreign matter removal method. 合成石英粉、天然石英粉、あるいはこれらを精製処理を行ったいずれかの石英粉を石英ガラス原料粉として、この石英ガラス原料粉から異物を除去することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載された石英ガラス原料粉異物除去方法。Synthetic quartz powder, natural quartz powder, or any of the silica powder subjected to purification treatment as quartz glass raw material powder thereof, according to claim 10 or claim 11, characterized in that the removal of foreign material from the quartz glass raw material powder The quartz glass raw material foreign matter removal method described in 1. 合成石英粉、天然石英粉、あるいはこれらを精製処理を行ったいずれかの石英粉を石英ガラス原料粉として、重なり合わない石英ガラス原料粉を撮像装置で撮影し、前記撮像装置によって得られた画像データを画像処理し、その画像処理の結果に基づいて異物か否かを検出し、異物の場合には吸引ポンプとノズルの間に配されたバルブを開放し、前記ノズルに負圧を作用させ、前記石英ガラス原料粉から異物を吸引除去し、異物の除去された前記石英ガラス原料粉を溶融、固化したことを特徴とする石英ガラスの製造方法。Synthetic quartz powder, natural quartz powder, or any quartz powder obtained by refining them is used as quartz glass raw material powder, and quartz glass raw material powder that does not overlap is photographed with an imaging device, and an image obtained by the imaging device Data is image-processed, and whether or not it is a foreign object is detected based on the result of the image processing. In the case of a foreign object, a valve arranged between the suction pump and the nozzle is opened, and negative pressure is applied to the nozzle. A method for producing quartz glass, wherein foreign matter is removed by suction from the quartz glass raw material powder, and the quartz glass raw material powder from which foreign matter has been removed is melted and solidified.
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