JP3989676B2 - Glass lump manufacturing apparatus and control method thereof, and glass lump, glass molded article, and optical element manufacturing method - Google Patents

Glass lump manufacturing apparatus and control method thereof, and glass lump, glass molded article, and optical element manufacturing method Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融ガラスから一定重量のガラス塊、特にプレス成形素材用のガラス塊を製造するためのガラス塊の製造装置及びその制御方法、並びにガラス塊、ガラス成形品及び光学素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、所定重量のガラス塊をプレス成形可能な温度まで加熱し、プレス成形を行うリヒートプレス(RP)法が知られている。リヒートプレス法において用いられるプレス素材は、ガラス板からカットピースと呼ばれるガラス小片を切り出し、その表面にバレル研磨と呼ばれる粗研磨を施して重量調整されたものが使用されている。リヒートプレス法では、プレス成形した成形品は、研削、研磨加工を施して、高精度の形状を有するレンズその他の光学製品などの最終製品に仕上げられる。
【0003】
ところで、リヒートプレス法では、カットピースの重量ばらつきが大きく、各プレス素材の重量を一定にするためにはバレル研磨によって除去しなければならないガラスの量が多くなるという問題があった。一方、プレス成形品の研削・研磨工程を行なわず、プレス成形により最終製品を高精度に形成する精密プレス成形法のためのプレス素材を作成する方法として、本件出願人は、所定重量の溶融ガラスを成形型で受けて、これを浮上又は略浮上させた状態で成形しプレス素材とする方法(以下、浮上成形法という。)を提案している(特開平2−34525号)。
【0004】
浮上成形法では、複数の成形型をターンテーブル上に載置し、ターンテーブルを回転させることによって、キャスト位置に成形型を移送し、ノズルより流下する溶融ガラスを該成形型で受けてガラス塊を成形する。溶融ガラスを成形して得られたガラス塊はテイクアウト位置にて成形型から取り出され、ガラス塊が取り出された成形型は再び、ターンテーブルの回転により溶融ガラスが流出する位置に移送され、これにより連続的にガラス塊が成形される。溶融ガラスはノズルより連続して流出されるが、ターンテーブルの回転によって成形型がキャスト位置に次々と移送されてくるので、流出した溶融ガラスは無駄なく高い重量精度を有するガラス塊に成形されていく。
【0005】
なお、キャスト位置への成形型の移送、停止、後述する降下切断のための成形型の上昇降下、溶融ガラスを受け取った成形型のキャスト位置からの搬出などの一連のステップは、予め設定されたプログラムをシーケンサが実行することによって進行する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本件出願人はプレス素材の重量ばらつきを抑え、バレル研磨によって除去されるガラスの量を低減するため、リヒートプレスのプレス素材を浮上成形によって作製する方法を提案した。この方法(以下、高速ガラスコブ成形法という。)は、安定した重量のガラス塊を連続的に多数生産する上で、従来のカットピースから作られたプレス素材を使用するリヒートプレス法に比して優れた方法であるが、生産性を更に高めたり、目的とするガラス塊の重量を小さくするためには、ターンテーブルの回転を更に高速化すると共に、ガラス塊1個分の溶融ガラスを成形型が受け取るために割り当てられる時間を短縮化する必要がある。ガラス塊の重量精度を維持しつつこのような状況に対応するには、次に示す点を考慮することが重要である。
【0007】
(1)成形型が受け取ることになる溶融ガラスは、前の成形型に対し流下された溶融ガラスのうち、成形型側に供給されずにノズルの先端部に残った溶融ガラスと、ノズルより新たに供給される溶融ガラスの合計である。溶融ガラスはノズルより連続的に流出しているので、成形型がキャスト位置に移送されるタイミングが遅れれば新たに供給される溶融ガラスの量が多くなり、ガラス塊の目的重量を超過することとなり、この結果、ガラス塊の重量を高精度に保つことができなくなる。
【0008】
(2)高速ガラスゴブ成形法において、切断の痕跡を残さず、あるいは最小限に抑えた上で、より高精度のガラス塊を得るために、降下切断法と呼ばれる溶融ガラスの切断方法が有効に用いられる。降下切断法は、成形型を上昇させノズルに接近させた状態で、ノズルより流出した溶融ガラスの先端部を受け、次いで、所定のタイミングで成形型を、溶融ガラスの流下速度よりも速い速度で急速に降下させて所定重量の溶融ガラスをノズルから分離して成形型で受け取るものである。降下切断法を浮上成形法に適用すると共に、前記回転高速化及び時間短縮化を図る場合、キャスト位置に成形型を一端停止させないと、降下による成形型の垂直方向の動きよりも、ターンテーブルの回転による成形型の水平方向の動きによって溶融ガラスが引きちぎられることがある。溶融ガラスが引きちぎられると、その部分がガラス塊に痕跡として残り、プレス成形素材として欠陥部分になってしまい、特に、顕著な痕跡、深部にまで達する痕跡は不良品として利用不可能なものになってしまう。したがって、ターンテーブルの回転を高速にする一方で、成形型をキャスト位置に一端停止させ、その位置で降下切断を行って所定重量の溶融ガラスを受け取った後、キャスト位置から搬出することを保証しなければならない。
【0009】
(3)前記(2)の要求を満たすため、降下切断が終了したことを確認してからターンテーブルを駆動し、キャスト位置に次の成形型を移動する方法が考えられる。この方法は、成形型が降下して元の高さに戻ったことをセンサー等で確認し、その確認信号に基づき前記成形型の出し入れを行うものである。しかし、この方法においては、前記センサーからの信号を装置制御部としてのシーケンサで受信したのち、ターンテーブルの駆動部側に駆動信号を送出し、これに基づいてターンテーブルの回転が開始されることとなる。そのため、この過程に対応する一連のステップをシーケンサが処理するための時間、及びシーケンサとシーケンサが制御する装置各部との信号のやり取りの時間が掛かってしまう。そのため、溶融ガラスを受け取った成形型がキャスト位置から搬出可能な状態になっているにも拘わらず、駆動信号が入力されず、これによって成形されたガラス塊の搬出のタイミングが遅れ、大量生産ではこれが積み重なって生産性に大きな影響を与えてしまう。
【0010】
(4)降下切断法において要する成形型の昇降の時間は、厳密には一定していない。これは成形型や成形型を昇降させるための機構に製造上の僅かなばらつきがあり、そのばらつきが成形型を上昇させるスピードや降下させるスピードにばらつきを与えているためと考えられる。前記(3)で説明した確認信号を用いてターンテーブルの駆動を開始する場合、このばらつきによって成形型の移送タイミングにばらつきが生じ、ガラス塊の重量精度が低下してしまう。すなわち、前記製造上の問題により不可避的に発生する降下切断に要する時間のばらつきが、成形型の移送タイミングに影響を与えないようにすれば、ターンテーブルの回転高速化、降下切断に要する時間の短縮化を行っても、ガラス塊の重量精度の低下を防止することができる。
【0011】
本発明は、発明者らのこのような知見に基づき完成されたものであって、重量精度を低下させることなく、生産性を更に高めることができるガラス塊の製造装置及びその制御方法、並びにガラス塊の製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
また、前記方法により得られたガラス塊をプレス成形素材として用い、これを再加熱、プレス成形してガラス成形品を製造する方法、及びこのガラス成形品を研削、研磨してガラス製の光学素子を製造する方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明のガラス塊の製造装置は、ガラス塊を連続して製造するガラス塊の製造装置において、キャスト位置において溶融ガラスを連続して流下させる溶融ガラス供給手段と、前記流下される溶融ガラスを受けてガラス塊に成形する複数個の成形型と、第1の駆動信号に基づき、次の成形型が前記キャスト位置へ移動する所定量だけ駆動して、前記複数の成形型を前記キャスト位置に対し順次搬入及び搬出させる成形型移送手段と、第2の駆動信号に基づき、前記キャスト位置にある成形型を上昇させて前記流下する溶融ガラスの先端部を受け、その後、前記成形型を下降させて一定重量の溶融ガラスを該成形型が受け取るように駆動する成形型昇降手段と、前記第1及び第2の駆動信号を、それぞれ交互に前記成形型移送手段及び前記成形型昇降手段に送出する制御手段と、を備え、前記制御手段が、前記成形型移送手段の該所定量の駆動が完了したことを示す信号を受信したときに前記第2の駆動信号を送出すると共に予め定められた時間の計測を開始し、前記予め定められた時間が経過したときに、次の第1の駆動信号を送出するようにした構成としてある。
【0014】
本発明はまた、複数の成形型を移送手段により順次溶融ガラスのキャスト位置に移送し、該キャスト位置にある成形型を昇降手段により昇降させて、該成形型で流下する溶融ガラスから一定重量の溶融ガラスを受けて成形することにより、ガラス塊を連続して製造するガラス塊の製造装置における制御方法に関する。本発明の制御方法は、前記移送手段の駆動を開始させる第1の駆動信号を送出し、これによって前記移送手段を次の成形型が前記キャスト位置へ移動する所定量だけ駆動させる工程と、前記所定量の駆動が完了したときに、前記昇降手段の駆動を開始させる第2の駆動信号を送出し、これによって前記キャスト位置の成形型を上昇させて前記流下する溶融ガラスの先端部を受け、その後、前記成形型を下降させて一定重量の溶融ガラスを該成形型で受け取るようにする工程と、を備え、前記第1及び第2の駆動信号を、それぞれ交互に前記移送手段及び前記昇降手段に送出するとともに、前記移送手段の所定量の駆動完了時に発生させた前記完了を示す信号を受信したときに予め定められた時間の計測を開始し、前記予め定められた時間が経過したときに、次の第1の駆動信号を送出するようにして、前記各工程を繰り返すことを特徴とするものである。
【0015】
本発明は更に、制御手段による制御信号に基づいて、複数の成形型を移送手段により順次溶融ガラスのキャスト位置に移送し、該キャスト位置にある成形型を昇降手段により昇降させて、該成形型で流下する溶融ガラスから一定重量の溶融ガラスを受けて成形することにより、ガラス塊を連続して製造するガラス塊の製造方法に関する。本発明の製造方法は、前記移送手段の駆動を開始させる第1の駆動信号を前記制御手段から送出する工程と、前記第1の駆動信号に基づいて、前記移送手段を次の成形型が前記キャスト位置へ移動する所定量だけ駆動させる工程と、前記制御手段が、前記移送手段の所定量の駆動が完了したときに、前記昇降手段の駆動を開始させる第2の駆動信号を送出する工程と、前記第2の駆動信号に基づいて、前記昇降手段を駆動して、前記キャスト位置の成形型を上昇させて前記流下する溶融ガラスの先端部を受け、その後、前記成形型を下降させて一定重量の溶融ガラスを該成形型で受け取るようにする工程と、を備え、前記第1及び第2の駆動信号を、それぞれ交互に前記移送手段及び前記昇降手段に送出するとともに、前記移送手段の所定量の駆動完了時に発生させた前記完了を示す信号を受信したときに予め定められた時間の計測を開始し、前記予め定められた時間が経過したときに、次の第1の駆動信号を送出するようにして、前記各工程を繰り返すことを特徴とするものである。
【0016】
前記完了を示す信号を受信したときに前記計測を開始する場合において、前記予め定められた時間が、前記第2の駆動信号の送出が開始されてから前記成形型上に一定重量の溶融ガラスが受け取られるまでに要する時間として定められたものであることが好ましい。
【0017】
本発明は、更に前記キャスト位置への成形型の搬入開始から搬出開始までの時間を250〜750m秒に設定し、重量精度±5%以内のガラス塊を成形する方法とすることができる
【0018】
本発明は、前記記載のガラス塊の製造方法により作られたガラス塊を、その粘度が10〜10ポアズを示す温度にまで大気雰囲気中で再加熱する工程と、前記再加熱されたガラス塊をプレス成形してガラス成形品を得る工程とを備えたガラス成形品の製造方法を提供する。
【0019】
更に、本発明は、前記記載のガラス成形品の製造方法により、光学素子に近似する形状を有するガラス成形品を製造する工程と、前記製造されたガラス成形品を研削、研磨して目的の光学素子を得る工程とを備えた光学素子の製造方法を提供する。また、前記精密プレス成形素材を再加熱し、精密プレス成形することによって光学素子を得る光学素子の製造方法を提供する。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図示した一実施形態に基いて本発明を詳細に説明する。図1及び図2は、本発明の一実施形態に係るガラス塊製造装置の側面図及び平面図である。図に示すガラス塊の製造装置は、ターンテーブル上に多数の成形型を備え、該成形型上に順次、所定重量の溶融ガラスを供給することによって、連続的に多数のガラス塊を製造可能とする。
【0021】
図においてガラス塊製造装置100は、キャスト位置Aに設置され、製造するガラス塊の原料である溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給部102、溶融ガラス供給部102より供給される溶融ガラスを受けてガラス塊に成形する多数(図の例では36個)の成形型104、これら成形型をキャスト位置Aを含む各処理位置へ移送するターンテーブル106を含む成形型移送部108、キャスト位置Aにおいて成形型104を昇降させる成形型昇降部110、成形型の移送経路上に配置され、通過する成形型上のガラス塊を徐冷すると共に成形型を加熱する加熱炉112、112’、徐冷され成形されたガラス塊を成形型104から取り出すための取り出し手段114、成形型から取り出されたガラス塊を回収する回収装置116を備えている。
【0022】
溶融ガラス供給部102は、キャスト位置Aに設置され、図示しない溶解炉で溶解された溶融ガラス流を、流出ノズル128を介して成形型104に供給するものである。溶融ガラス供給部102の流出ノズル128には、溶融ガラス流を所定の粘度に制御して流出することができるように、図示しない温度制御装置が取り付けられており、この制御によって、ガラス塊の生産性を制御できる。好適な実施形態において、この温度制御は、流出ノズル128より流出する溶融ガラスの粘度が30〜2ポアズ、より好ましくは20〜5ポアズとなるように行われる。
【0023】
成形型移送部108は、成形型ベース118を介して複数の成形型104を支持するターンテーブル106と、このターンテーブル106を回転駆動する駆動部120を備えている。ターンテーブル106は、好適にはその軽量化のためアルミ合金からなる円盤状(実施例においては直径500mm、厚さ15mm)のものが用いられ、駆動部120に内蔵したダイレクト・ドライブ・モータによって回転駆動される。ターンテーブル106の外周部には、その円周方向に沿って等間隔(回転軸を中心として10度の間隔)で36個の成形型ベース118が固定され、各成形型べース118上に成形型104が載置されている。ターンテーブル106は10度回転しては停止し、また同じ方向に10度回転するという動きを繰り返す。
【0024】
成形型移送部108によるターンテーブル106の回転によって、一つの成形型104は、前記キャスト位置Aに移送され、一端停止されてここで溶融ガラス8を受け取り、その後にキャスト位置から移送される。すなわち、成形型移送部108は、後述するシーケンサからの駆動信号に基づいて、ダイレクト・ドライブ・モータを間欠的に駆動してターンテーブル106を一定角度回転させては停止することを繰り返す(これを間欠インデックス方式という)。間欠インデックス方式によるターンテーブル106の駆動によって、溶融ガラスを受け取った成形型104をキャスト位置Aから運び出すと同時に、溶融ガラスを受け取る前の空の成形型104をキャスト位置へ移送する。このようなステップを繰返し行い、溶融ガラス供給部の流出ノズル128より連続流出する溶融ガラスを次々と成形型104上に受け取って行く。なお、溶融ガラス供給部102から成形型104上に溶融ガラスを供給する方法は、降下切断法により行われるが、これについては後述する。
【0025】
成形型昇降部110は、図1に示すように、キャスト位置Aにおいて、前記ターンテーブル106の成形型ベース118の直下に配置される。前記溶融ガラス供給部102により溶融ガラスを成形型104上に供給する際、成形型昇降部110が駆動されて、キャスト位置Aにある成形型104が上下動される。成形型104を上下動させる機構についても後述する。
【0026】
加熱炉112は、図2で特に明瞭に示すように、ターンテーブル106に載置された成形型104が移動する軌跡に沿って、キャスト位置Aからガラス塊の取り出し位置(以下、テイクアウト位置Bという)までの範囲と、テイクアウト位置Bからキャスト位置Aまでの範囲に渡って設置されている。加熱炉112は図1に示すようにその断面において、成形型104を上方から覆うように配置されており、その内部に形成されたヒーターによってこの加熱炉112を通過する成形型104を加熱する一方で、この加熱温度よりも高い成形型104上の溶融ガラスの徐冷を行う。好適な実施例において、加熱炉112内の温度は350〜400℃程度に設定されており、キャスト位置Aからテイクアウト位置Bの間においては、その間の移動において成形型104上の溶融ガラスの徐冷を行うことによりガラス塊の成形を実現する。また加熱炉112’は、テイクアウト位置Bからキャスト位置Aの間において、ガラス塊が取り出された空の成形型の温度が低下し過ぎないように成形型を加熱、保温する。
【0027】
取り出し手段114は、テイクアウト位置Bに設置され、ここでガラス転移点Tg以下になったガラス塊を成形型104から搬出するためのものである。すなわち、取り出し手段114は、成形型104の側面からその上のガラス塊にガスを吹き付けて、その対向側に配置された回収装置116にこれを落下させ、回収する。
【0028】
次に、ターンテーブル106上に設置された成形型ベース118及び成形型104の具体的な構成、並びに本装置により実施される降下切断法について説明する。図3は、溶融ガラス供給部102、成形型104及び成形型ベース118の側面図を示している。図に示すように、成形型ベース118は、ターンテーブル106に固定されている基部122と、成形型104を載置し、基部122に対して上下動可能な可動部124とを有している。基部122は、可動部124の軸部124aを摺動自在に保持し、軸部124aの下端は下方に突出されている。基部122と可動部124の間には、スプリング126が巻装され、これによって、可動部124には常時これを下方に押し下げる力が作用している。
【0029】
溶融ガラスのキャスト位置Aにおいて、成形型ベース118の下方には、前記成形型昇降部110が設置され、その駆動軸110aが、前記可動部の軸部124aの下部に延びている。溶融ガラスのキャスト時に、後述するシーケンサからの駆動信号に基づいて、成形型昇降部110が駆動され、図4に示すようにその駆動軸110aが上昇されると、前記スプリング126の力に抗して成形型ベースの可動部124は上昇され、これによって成形型104が溶融ガラス供給部102の流出ノズル128の近傍まで持ち上げられ、溶融ガラスの供給が可能となる。実施例において、このときの流出ノズル128の先端と成形型104の上端の距離は、5〜10mmとすることが好ましい。
【0030】
溶融ガラス供給部102には、図示しない溶解炉で溶解された溶融ガラス流を成形型104上に流下させるための流出ノズル128が備えられる。流出ノズル128の周囲には、ヒーター130が配置され、これによってノズルの温度、延いては溶融ガラスの温度が一定に保たれるようにしている。これによって、溶融ガラスの流出速度は一定に保たれ、かつ流出する溶融ガラスの粘度がガラス塊の成形に適した30〜2ポアズ、より好ましくは20〜5ポアズになるようにする。溶融ガラスの粘度を前記範囲にすることにより、脈理のない内部品質の高いガラス塊が得られる。
【0031】
本実施形態に係るガラス塊の製造装置100は、所定重量のガラス塊を安定して生産するため降下切断法を採用している。前述のように、成形型104がキャスト位置Aに移送されると、シーケンサからの駆動信号を受けて、成形型昇降部110が作動し、その駆動軸110aが成形型ベース118の可動部124を突上げる。駆動軸110aによる突上げがない状態では、前記スプリング126によって可動部124は下方に押し付けられ一定の高さに保たれているが、駆動軸110aが作動すると、前記スプリング126の弾性カに抗して可動部124が突上げられて成形型104とともに持ち上げられ、その成形面は流出ノズル128に近づけられる。このときの流出ノズル128先端と成形型104上端の距離は、5〜10mmとすることが好ましい。
【0032】
成形型昇降部110の駆動により、成形型104の成形面が流出ノズル128に近づけられると、成形面への溶融ガラス流の供給が開始される。そして一定時間経過後、成形型昇降部110による成形型の上昇が解除されると、成形型ベースのスプリング126の力によってその可動部124は、溶融ガラス流の流下速度よりも速い速度で瞬時に押し下げられ、それに伴い、成形型104も流出ノズル128から瞬時に引き離され、上昇前と同じ高さまで急降下する。成形型104の降下前、流出ノズル128より流出した溶融ガラスGの下端は、成形型104によって支持されているが、成形型104の急降下によって前記支持を急速に失い、溶融ガラス下端部と流出ノズル128の間で溶融ガラスが分離、切断がおきる。降下切断法は、切断器を用いず、溶融ガラスが自重によって分離するので、切断器を用いた場合と比較し、切断部分の痕跡が残りにくい。また、溶融ガラスを成形型104に受け取る際、成形型104は上下方向に動くのみであり、溶融ガラスが切断されたときに生じる折込がガラス塊に生じにくいという特長もある。
【0033】
ターンテーブル106に成形型ベース118を介して載置された36個の成形型104の各々には、図示しないガス配管を通して、そこに供給されるガラス塊を浮上又は略浮上させるためのガスが供給される。ガスは、成形型104の成形面上に形成された複数のガス噴出口より噴出され、成形面上のガラス塊を浮上又は略浮上させた状態とする。ガラス塊を浮上又は略浮上させるガスとしては、空気、窒素などの不活性ガス、又はそれらの混合ガスを用いることができる。
【0034】
ガラス塊をその上に供給された成形型104はターンテーブル106の回転によって、キャスト位置Aから図1における反時計回りの方向へと移送され、加熱炉112の中を通過する過程でガラスの徐冷が行われ、ガラス塊が得られる。そしてテイクアウト位置Bにおいて、取り出し手段114から噴出するガスによってガラス塊は成形型104より回収装置116へと吹き飛ばされ、その斜面上を滑って装置外へ搬送される。なお、ガラス塊はテイクアウト位置Bにおいてはガラス転移点Tg以下の温度にまで徐冷されている。ガラス塊が取り出された成形型104は、徐冷用の加熱炉112よりも短い加熱炉112’内を通過し、溶融ガラスを受ける際に適した温度にまで加熱される。そして再度、キャスト位置Aへと移送され、溶融ガラスから次のガラス塊を成形する。このようにして各成形型104を循環することによって順次、溶融ガラスよりガラス塊が製造されるようになる。加熱炉112内の温度はいずれも350〜400℃に設定することが好ましい。
【0035】
次に、前記ガラス塊製造装置における前記成形型移送部108及び成形型昇降部110の駆動制御について説明する。上述したガラス塊製造装置においては、製造するガラス塊の重量精度や、溶融ガラスの供給の良否によるガラス塊の品質を向上させるためには、前記成形型移送部108及び成形型昇降部110に対する精密な制御が極めて重要である。すなわち、これらを精密に制御することにより、成形型をキャスト位置へ移送するために要する時間、キャスト位置に成形型を搬入してから搬出するまでの時間、キャスト位置において成形型を流出ノズルに接近させるために要する時間、成形型が流出ノズルに接近状態にある時間、及び成形型の降下に要する時間が、所望の時間になるようにする必要がある。
【0036】
図4は、ガラス塊製造装置100における制御部のブロック図を示している。図に示すように、ガラス塊製造装置100は、その制御部としてのシーケンサ400を備える。シーケンサ400からの駆動信号(駆動信号1及び駆動信号2)によって、成形型を載置したターンテーブルを駆動するための成形型移送部108、及びキャスト位置にある成形型を昇降するための成形型昇降部110は、駆動制御される。すなわち、シーケンサ400からの駆動信号1は、成形型移送部108のモータードライバ402によって受信され、該モータードライバ402からの信号によって、ダイレクトドライブモーター(以下、DDモーターという)404が所定時間駆動され、これによりターンテーブル106は所定角度(本実施形態では10度)だけ回転される。また、シーケンサ400からの駆動信号2は、成形型昇降部110のモータードライバ406によって受信され、該モータードライバ406からの信号によって、駆動軸110aを上昇させる位置決め機能付きモーター408が駆動され、これによって成形型104が上昇される。この位置決め機能付きモーターとしては、サーボモーターやステッピングモーターを用いることができる。
【0037】
前記成形型移送部108において、モータードライバ402からの信号に基づいて駆動されたDDモーター404は、ターンテーブルを10度回転させた後停止し、その停止をモータードライバ402に返す。この信号を受けたモータードライバ402は、ターンテーブルの回転が完了したことを通知する信号(以下、完了通知信号という)をシーケンサ400に送出する。なお、降下切断法では、流出ノズル128からの溶融ガラスの流出速度が一定であれば、キャスト位置Aに対する成形型104の搬入の開始から搬出の開始(次の成形型の搬入の開始に相当する。)までの時間(これを、カッティングタイムという)によって成形型上に供給されるガラス塊の重量が決まるが、これは前記DDモーター404の駆動を制御する駆動信号1を送出するタイミングによって決まる。すなわち、駆動信号1を送出するタイミングを調整して、このカッティングタイムを短くすればガラス塊の重量を減少させることができ、カッティングタイムを長くすればこれを増加させることができる。
【0038】
前記成形型昇降部110において、モータードライバ406からの信号に基づいて駆動された位置決め機能付きモーター408は、駆動軸110aを上昇させた後、モータードライバ406が管理するタイマーで定められた所定時間停止し、その経過後にモータードライバ406からの信号を受けて、駆動軸110aを下降させる。
【0039】
ここで、シーケンサ400は、タイマー400aを備える。タイマー400aは、成形型移送部108のDDモーター404の駆動を制御する駆動信号1を送出するタイミングを決定するためのものである。
本発明の参照態様において、タイマー400aは、シーケンサ400が駆動信号1を成形型移送部108へ送出するのを契機としてその計測を開始し、予め設定された時間が経過した時点で、前記DDモーター404を駆動する駆動信号1をシーケンサ400に送出させる。タイマー400aにおいて予め設定される時間は、前記カッティングタイムとして定められるが、カッティングタイムは、溶融ガラス流の流下速度で目的とするガラス塊の重量を除した値に等しい。但し、カッティングタイムの算出をこの方法で行なうには、前記流下速度が一定になるようにしておく必要がある。
【0040】
図5は、各制御ブロックにおける制御信号の送受の経路を示したフロー図である。本図に従って、以下、成形型移送部108と成形型昇降部110の動作タイミングについて説明する。制御は、シーケンサ400が成形型移送部を構成しているモータードライバ402にターンテーブル106を10度回転させる駆動信号1を送信することで開始される。そして、駆動信号1の送信と共にシーケンサ400内部のタイマー400aにより時間のカウントを開始させる。駆動信号1を受信したモータードライバ402は、DDモーター404が前記角度に相当する回転を行うように信号を送る。これに従ってDDモーター404はターンテーブル106を10度回転させ、空の成形型104がキャスト位置に来るようにする。ターンテーブル106が10度回転されると、DDモーター404から回転終了の信号がモータードライバ402に送られ、モータードライバ402はこれに基づいて、シーケンサ400に回転完了を示す完了通知信号を送信する。完了通知信号を受信したシーケンサ400は、成形型昇降部110を構成するモータードライバ406に駆動軸110aを所定時間上昇させるための駆動信号2を送信する。
【0041】
駆動信号2を受信したモータードライバ406は、駆動軸110aを駆動する位置決め機能付モーター408に駆動軸110aを上昇させる信号を送信し、この信号により位置決め機能付モーター408は、駆動軸110aを上昇させて成形型104を流出ノズル128に接近させる。ここで、シーケンサ400は、成形型移送部108のモータードライバ402から完了通知信号を受信した後に、駆動軸110aを駆動する駆動信号2を送信するので、駆動軸110aの上方には空の成形型104が必ず位置することが保証される。モータードライバ406が管理するタイマーにより所定時間の経過が確認されると、モータードライバ406は、位置決め機能付モーターを駆動し、駆動軸110aが上昇された状態を解除する。この解除によって、成形型104はスプリング126の力で流出ノズル128から急速に離間、降下する。ここで、成形型104の上昇からその解除までは、成形型昇降部110内における信号のやり取りのみですべての動作を行う。
【0042】
一方、シーケンサ400内のタイマー400aが、カッティングタイムに相当する予め設定された時間を計測し終わると、シーケンサ400は、これを契機として、成形型移送部108のモータードライバ402に駆動信号1を送信する。この駆動信号1に基づいて、ガラス塊を受け取った成形型104がキャスト位置Aから搬出され、空の成形型104がキャスト位置Aに搬入されることとなる。そして、この新たな成形型に対し、前記と同様の制御に従って処理が実行される。
【0043】
このように、シーケンサ400は、成形型昇降部110からの成形型104の突上げを解除したという信号を受信することに基づいて、ターンテーブルを回転させる駆動信号1を送信するのではなく、内部タイマーの時間カウントによって、駆動信号1を送信する。したがって、成形型昇降部110からの信号の到達時間及び処理時間を空けることなく、駆動信号1を送出できるようになり、前記カッティングタイムをより短縮化することができる。この結果、ガラス塊の生産性をより高くすることができると共に、一定の溶融ガラスの流出速度に対し、より軽量のガラス塊を作製することができ、作製可能なガラス塊の重量範囲を拡大することができる。
【0044】
なお、本参照態様においては、上述したように成形型昇降部110も内部タイマーを参照し、途中で外部からの信号を参照することなしに、成形型104を流出ノズル128に接近させておく時間を制御している。そのため、成形型104と流出ノズル128の接近状態にある時間のばらつきを極めて小さくすることができる。
【0045】
図6は、シーケンサにおける各制御信号、ターンテーブルの回転及び成形型の昇降状態のタイムチャートを示している。駆動信号1のパルス間隔がカッティングタイムTcに相当し、このパルスに基づいてテーブル回転がON状態になる。テーブル回転がON状態でターンテーブル106は回転し、OFF状態になると停止する。ON状態の間、ターンテーブル106は10度回転し、キャスト位置からガラス塊供給後の成形型104が搬出されると同時に空の成形型104がキャスト位置に搬入される。
【0046】
テーブル回転がOFFになると完了通知信号がシーケンサ400へ送信され、シーケンサ400は駆動信号2を成形型昇降部110へ送信する。これによって成形型104の上昇が開始される。成形型昇降部110が駆動信号2を受信してからTt2経過後、成形型の上昇が解除され、成形型104の降下が開始される。
【0047】
一方、シーケンサ400が駆動信号1を送信してからその内部タイマー400aは時間計測を開始し、所定時間Tcが経過した時点で、駆動信号1を送出する。この駆動信号1に基づいて、前述のようにテーブル回転がON状態となり、前記の処理が繰り返される。
【0048】
ここで、シーケンサ400のタイマー400aによってカウントされる所定時間Tcはカッティングタイムに等しい。
【0049】
いま、カッティングタイムTcのうち、駆動信号1の送信からターンテーブルが10度回転するのに要する時間をt1、ターンテーブルが停止してからキャスト位置において成形型104の上昇に要する時間をt2、成形型104が流出ノズル128に接近状態にある時間をt3、成形型104の降下に要する時間をt4とする(Tc=t1+t2+t3+t4)。本参照態様によれば、Tcを0.25秒まで短縮してもその誤差はほとんどなく、ガラス塊の重量精度を±5%以内とすることができる。したがって、ノズル1本に対し、240個/分までの生産スピードでガラス塊を製造することができる。以下、1分間あたりのガラス塊の生産個数をその個数にDPMという単位を付けて表すことにする。240DPM以下の生産量では、前記t1〜t4を次のようにすることが好ましい。
【0050】
t1の好ましい範囲は、100〜400m秒であり、より好ましい範囲は150〜210m秒である。t1が短すぎると成形型104上の溶融ガラスまたはガラス塊が飛出してしまったり、溶融ガラスを浮上成形することができず、ガラスと成形型104の成形面の接触が頻繁に起きたり、強く接触するなどしてガラス塊表面に変形やカン、ワレなどの欠陥部分を作ってしまう。一方、t1が長すぎると成形型104が流出ノズル128に接近する前に溶融ガラスが滴下して降下切断を行うことができなくなったり、成形型104のキャスト位置への搬入が溶融ガラス滴下に間に合わず、ガラスを成形型104で受けることができなくなる。
【0051】
t2の好ましい範囲は、10〜20m秒である。t2は装置的な制約がなければ短かい分には問題がないが、長くなると溶融ガラスを成形型104で受けるのに間に合わず、自然滴下になってしまう。
【0052】
t4の好ましい範囲は、10〜20m秒である。この時間が長すぎると降下切断によって安定して所定重量のガラスを流出ノズル128側から分離することができなくなってしまう。
【0053】
t3の範囲は、カッティングタイムTcから前記t1、t2及びt4を引いた範囲で決定される。Tc同様、t3によってガラス塊の重量を調整、変化させることができる。従って、Tcの好ましい範囲を、250〜750m秒とした場合、t3の好ましい範囲は、80〜560m秒となる
【0054】
ここで、シーケンサ400の内部タイマーによって計測される時間Tcは、t1、t2、t3及びt4の合計(t1+t2+t3+t4)と等しい。従って、タイマーの計測時間の好ましい範囲は、Tcと同様、250〜750m秒となる。
【0055】
次に、本発明の実施態様について説明する。本態様では、シーケンサ400内部のタイマー400aは、モータードライバ402からの完了通知信号を受けてその計測を開始し、予め設定された時間が経過した時点で、前記DDモーター404を駆動する駆動信号1をシーケンサ400に送出させる。タイマー400aにおいて予め設定される時間は、成形型昇降部110を駆動する駆動信号2の送出が開始されてから成形型上に一定重量の溶融ガラスが受け取られるまでに要する時間として定められる。
【0056】
各制御ブロックにおける制御信号の送受の経路は、タイマー計測の開始時点が異なる他は図5に示されている参照態様に関するフロー図と共通する。本態様においてタイマー400aがカウントする時間は、図6のTt1、すなわちシーケンサ400が完了通知信号を受信してから駆動信号1を成形型移送部108へ送信するまでの時間である。前記所定時間Tt1は、成形型昇降部による成形型の上昇の開始から解除までの時間、すなわち成形型昇降部110が参照するタイマーの設定時間Tt2に基づいて決定される。つまり、この設定時間Tt2に信号送信時間ΔTを加味した時間をタイマー400aでカウントする所定時間Tt1とする。t1、t2、t3、t4、Tcに関する好ましい範囲については、第1の態様と同様である。
【0057】
本態様は、従来の方法に比べてカッティングタイムを短縮化し、ガラス塊を軽量化できる、生産スピードを大きくすることができる、ガラス塊の重量精度を向上させることができるなどの特長を備えているまたガラス塊の重量精度はカッティングタイムによって左右されるので、そのカッティングタイムを直接、タイマーで計測する手法により、より精度の向上を図ることができる。
【0058】
なお、本態様において、溶融ガラス流の流下速度を一定に保った状態で、カッティングタイムTcは、目的とするガラス塊の重量を前記流下速度で割った値と考えることができる。
【0059】
前記装置または方法により作製されたガラス塊は、再加熱され、プレス成形により最終製品を作製する精密プレス成形のためのプレス素材として使用することができる。また、前記ガラス塊を再加熱し、プレス成形して得られた成形品の表面を研削、研磨して最終製品に仕上げるリヒートプレス成形のためのプレス素材としても使用することができる。
【0060】
精密プレス成形用素材を作る場合は、ガラス転移点Tgが580℃以下のガラスを用いることが、プレス温度を低くし、プレス成形型とガラスの融着を防止する上から望ましい。これに対し、リヒートプレス成形用素材の場合は、580℃を超えるガラス転移点Tgをもつガラスも使用することができる。
【0061】
また、溶融ガラスを流出する際のガラスの粘度は、30〜2ポアズであることが好ましいが、この粘度範囲を示す温度が900〜1200℃の範囲にあるガラスを用いることが好ましく、950〜1200℃の範囲にあるガラスを用いることがより好ましく、更に950〜1150℃の範囲にあるガラスを用いることがより好ましい。前記温度範囲においてガラスの粘性が高く成り過ぎないためには、SiOの含有量を50重量%以下に抑えることが好ましく、さらに40重量%以下に抑えることが好ましい。また前記温度範囲においてガラスの粘性が低く成り過ぎないためには、Bの含有量を15重量%以上にすることが好ましく、20重量%以上にすることが好ましい。
【0062】
このようなガラスを使用して前記方法によって得られたガラス塊は、プレス成形用のガラス素材として使用される。このプレス成形素材には、大別して先に述べたリヒートプレス成形用の素材と精密プレス成形用の素材がある。リヒートプレス成形素材の場合には、前記方法によって作製されたガラス塊の表面をバレル研磨して粗面化し、粉末状の離型剤の付着を良好にした後、大気雰囲気中にてプレス温度にまで加熱してプレス成形する。精密プレス成形素材の場合には、バレル研磨を施さず、リヒートプレスよりも低温のプレス温度に再加熱し、非酸化性雰囲気中で成形面に離型膜が設けられている成形型で精密プレス成形し、最終製品を作製する。なお、リヒートプレス成形の場合、成形品は最終製品と近似し、かつ最終製品よりも大きな形状として、表面を研削、研磨して最終製品に仕上げる。
【0063】
前記ガラス塊の製造装置または製造方法によって作製されたガラス塊は、よりリヒートプレス成形素材として好適に用いることができる。ガラス塊の生産は上述したように、240DPMと非常に高い生産性を誇るため、ガラス塊が成形中のガラスの移送時に受ける加速度も大きくなる。そのため、ガラスを浮上状態または略浮上状態で成形しているものの、大きな加速度が加わることによって高温のガラスが成形型104の成形面に接触し、ガラス塊の表面層に微小な欠陥が生じてしまうことがある。また、降下切断法は切断機を使用せずに溶融ガラスの分離をするので、切断の痕跡がガラス塊に残らない。しかし、降下切断法でも、分離した際の生じる微小な折れ込みがガラス塊の極浅い表面層に残留することがある。リヒートプレス成形では、前記のようにバレル研磨を行うので、ガラス塊の表面層にこのような微小な欠陥や折れ込みがあっても研磨除去されて、成形品に欠陥が生じることがない。またバレル研磨を行わない場合であっても、最終製品に仕上げる際に行う、研削、研磨工程でこれらの欠陥は除去される。したがって、ガラス塊を高速生産した場合に、ガラス塊の表面層に何らかの欠陥部分が生じたとしても、リヒートプレス成形素材として使用する上で、何ら問題になることはない。なお、前記折れ込みがあったとしても、表面より概ね0.5mm以内の表面層に限られる。
【0064】
本形態のガラス塊の成形では、成形型は不定形の溶融ガラスの外径(成形型上のガラスを真上から見たときの外径)を規定するが、その他の形状については規定せず、ガラス塊の形状はガラスの表面張力などの要因によって決まる。リヒートプレス成形では、ガラスの粘度が10〜10ポアズとなる温度にガラス素材を再加熱するが、この粘度範囲は精密プレス成形時の粘度範囲よりも数桁低く、プレス時にガラスはより大きく変形できる。したがって、ガラス塊の外径がプレス成形型の胴型、或いは下型の凹部に入る大きさとすること、重量を成形品の重量に合わせることという制限を除けば、プレス時にガラスと成形型成形面との間のエアートラップを防止するためにプレス成形型の成形面の曲率を考慮してガラス塊の表面曲率をコントロールするということは必要ない。このような面からも、重量、外径のみを規定する前記ガラス塊はリヒートプレス成形素材としてより好適である。
【0065】
作製されたガラス塊は必要に応じて、さらにアニールを施し、上述したバレル研磨を施してリヒートプレス成形素材となる。このガラス素材の表面に窒化ホウ素などの粉末状離型剤を均一に塗布し、大気雰囲気中で粘度が10〜10ポアズとなる温度に再加熱し、上型、下型を備えたプレス成形型によりプレス成形してレンズなどの光学部品のブランクスを作製する。得られたブランクスは、研削、研磨が施され、レンズなどの光学部品となる。この方法は、球面レンズ、非球面レンズの作製に適用可能であり、例えば、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどの作製が可能である。得られた光学部品には適宜、反射防止膜などの光学薄膜を形成することができる。
【0066】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
参照例1〜6)
先ず、溶解炉でSiO2−TiO2系の光学ガラス材料を1270℃で溶解する。得られた溶融ガラスを清澄、攪拌して溶融ガラス供給部102に連続供給する。そして、成形型104を加熱炉112によって250〜300℃に加熱し、36個の成形型104を10度間隔で載置したターンテーブル106を成形型104がキャスト位置に停止するように10度ずつ回転させては停止するように、シーケンサ400と成形型移送部108のモータードライバ402、DDモーター404によって動作させる。流出ノズル128の先端部は、1110℃と一定の温度になるようヒーターを用いて制御した。この時の流出ノズル128より流出する溶融ガラスの粘度は5ポアズであり、溶融ガラスの流下速度は一定に保たれていた。流出ノズル128の内径は、1〜5mmφの範囲で選定することが好ましく、2〜5mmφの範囲で選定することがより好ましい。流出ノズル128は白金合金製のものを用いた。ノズル1本あたり、1日に連続流出する溶融ガラスの重量を144kg(引上量144kg/日)とした。
【0067】
このような条件で、参照態様として、駆動信号1の送出時に内部タイマーによる時間計測を開始し、カッティングタイムTcに達した時点で次の駆動信号1を送出するようにした。この方法により、カッティングタイムTcを250〜750m秒の間で可変させてガラス塊を製造したところ、表1に示すような結果が得られた。なお、成形型104からのガラス塊の取り出しは、ガラス塊の温度がガラス転移点Tg(615℃)より下の温度まで冷却されてから行った。
【0068】
【表1】

Figure 0003989676
【0069】
表1の示すように各参照例とも、目的重量のガラス塊を±3%以内の重量精度で量産することができた。各参照例において得られたガラス塊はいずれも脈理やカン、ワレなどのクラックが見られない高品質のものであった。他の条件は変えず、完了通知信号の受信に基づき内部タイマーによる時間計測を開始し、カウントが所定時間に達した時点で次の駆動信号1を送出する本発明の実施態様でも目的重量のガラス塊を±5%以内の重量精度で量産することができた。何れのガラス塊とも脈離、カン、ワレなどのクラックが見られない高品質のものであった。
【0070】
実施例
参照例中に記載されているように本発明の実施態様に従って得られたガラス塊をバレル研磨し、自由表面からなるガラス塊の表面を粗面化して窒化ホウ素よりなる粉末状離型剤を均一に塗布した。プレス成形型としては、最終レンズ形状に対応した成形面を有する上型と下型からなる成形型を用意した。850℃に加熱され軟化した状態(10ポアズ)のガラス塊を、650℃に加熱された前記下型の成形面上に搬入手段によって導入し、下型同様に650℃に加熱された上型によってガラス塊を4〜5秒間プレス成形する。このリヒートプレスによって、最終製品に近似した形状のプレス成形品を得た。以上の工程は大気雰囲気中で行った。
【0071】
次に、このプレス成形品を研磨して最終製品である光学レンズを得た。研磨剤としては酸化セリウムを用い、最初に粗研磨を施し、次に精研磨を施す。参照例中に記載された本発明の実施態様に基づき得られたガラス塊の重量精度は高いので、プレス成形品の形状を最終製品形状に極めて近い形状に成形することができる。したがって、前記粗研磨、精研磨によって除去するガラスの研磨量を低減することができ、研磨時間の短縮化、コスト低減、研磨廃棄物の量の削減などを実現することができた。レンズとしては、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどのあらゆる形状のレンズを製造することができる。前記実施例ではガラス原料としてSiO−TiO系ガラスを使用したが、B−La系でも同様の効果が得られる。
【0072】
以上、本発明の一実施形態を図面に沿って説明した。しかしながら本発明は前記実施形態に示した事項に限定されず、特許請求の範囲の記載に基いてその変更、改良等が可能であることは明らかである。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高品質かつ高重量精度のガラス塊を高い生産性のもとに製造することができる。このようなガラス塊をプレス成形素材に用いることによって、形状精度の優れたプレス成形品を得ることができ、かつ最終製品である光学部品を研削、研磨加工により作る場合でも、研磨量を低減することができ、原料および廃棄物の削減によるコストおよび環境負荷の低減、加工時間の短縮やガラス塊の高速生産による生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るガラス塊製造装置の側面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るガラス塊製造装置の平面図である。
【図3】溶融ガラス供給部、成形型及び成形型ベースの側面図である。
【図4】ガラス塊製造装置における制御部のブロック図である。
【図5】各制御ブロックにおける制御信号の送受の経路を示したフロー図である。
【図6】シーケンサにおける各制御信号、ターンテーブルの回転及び成形型の昇降状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
100 ガラス塊製造装置
102 溶融ガラス供給部
104 成形型
106 ターンテーブル
108 成形型移送部
110 成形型昇降部
110a 駆動軸
112、112’ 加熱炉
114 取り出し手段
116 回収装置
118 成形型ベース
120 駆動部
122 基部
124 可動部
124a 軸部
126 スプリング
128 流出ノズル
130 ヒーター
400 シーケンサ
400a 内部タイマー
402 モータードライバ
404 DDモーター
406 モータードライバ
408 位置決め機能付モーター
A キャスト位置
B テイクアウト位置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a glass lump manufacturing apparatus for manufacturing a glass lump of a constant weight from molten glass, particularly a glass lump for a press-molding material, a control method therefor, and a glass lump., Glass molded products and optical elementsIt relates to the manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, a reheat press (RP) method is known in which a glass lump of a predetermined weight is heated to a temperature at which press molding can be performed and press molding is performed. As the press material used in the reheat press method, a glass piece called a cut piece is cut from a glass plate, and the surface thereof is subjected to rough polishing called barrel polishing, and the weight thereof is adjusted. In the reheat press method, a press-molded product is ground and polished to be finished into a final product such as a lens or other optical product having a highly accurate shape.
[0003]
  By the way, in the reheat press method, there has been a problem that the weight variation of the cut pieces is large and the amount of glass that must be removed by barrel polishing in order to keep the weight of each press material constant. On the other hand, as a method of creating a press material for a precision press molding method in which the final product is formed with high precision by press molding without performing the grinding / polishing process of the press molded product, the applicant of the present application Has been proposed (Japanese Laid-Open Patent Application No. 2-33455).
[0004]
  In the floating molding method, a plurality of molding dies are placed on a turntable, and the turntable is rotated so that the molding dies are transferred to a casting position, and the molten glass flowing down from the nozzle is received by the molding dies. Is molded. The glass lump obtained by molding the molten glass is taken out from the mold at the take-out position, and the mold from which the glass lump has been taken out is transferred again to the position where the molten glass flows out by the rotation of the turntable. A glass lump is continuously formed. The molten glass is continuously discharged from the nozzle, but the mold is transferred to the casting position one after another by the rotation of the turntable, so the molten glass that has flowed out is formed into a glass lump with high weight accuracy without waste. Go.
[0005]
  In addition, a series of steps such as transferring the mold to the casting position, stopping, raising and lowering the mold for lowering cutting, which will be described later, and carrying the molten glass from the casting position are set in advance. The program proceeds as the sequencer executes it.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  The present applicant has proposed a method for producing a reheat press press material by flotation molding in order to suppress the weight variation of the press material and reduce the amount of glass removed by barrel polishing. This method (hereinafter referred to as “high-speed glass bump forming method”) is used to produce a large number of glass blocks of stable weight continuously, compared with the reheat press method using a press material made from a conventional cut piece. Although it is an excellent method, in order to further increase the productivity and reduce the weight of the target glass lump, the rotation speed of the turntable is further increased and a molten glass for one glass lump is formed into a mold. Need to reduce the time allotted to receive. In order to cope with such a situation while maintaining the weight accuracy of the glass lump, it is important to consider the following points.
[0007]
  (1) Among the molten glass that has flowed down to the previous mold, the molten glass that the mold will receive is new glass from the nozzle that is not supplied to the mold and remains at the tip of the nozzle. It is the sum total of the molten glass supplied to. Since the molten glass is continuously flowing out from the nozzle, if the timing at which the mold is transferred to the casting position is delayed, the amount of newly supplied molten glass will increase and the target weight of the glass lump will be exceeded. As a result, the weight of the glass lump cannot be maintained with high accuracy.
[0008]
  (2) In the high-speed glass gob forming method, a molten glass cutting method called a descending cutting method is effectively used in order to obtain a more accurate glass lump without leaving traces of cutting or minimizing them. It is done. In the descending cutting method, the tip of the molten glass that has flowed out of the nozzle is received with the mold raised and close to the nozzle, and then the mold is moved at a predetermined timing at a speed faster than the flow speed of the molten glass. The molten glass is rapidly lowered to separate a predetermined weight of molten glass from the nozzle and is received by a mold. When applying the descent cutting method to the flotation molding method and increasing the rotational speed and shortening the time, unless the molding die is stopped once at the cast position, the turntable will move more than the vertical movement of the molding die due to the descent. The molten glass may be torn by horizontal movement of the mold due to rotation. When the molten glass is torn, the part remains as a trace in the glass lump and becomes a defective part as a press-molding material, and particularly, a trace that reaches a deep part becomes unusable as a defective product. End up. Therefore, while making the turntable rotate at high speed, it is guaranteed that the mold is stopped at the casting position at one end, and then the cut-down cutting is performed at that position to receive a predetermined weight of molten glass and then carry it out of the casting position. There must be.
[0009]
  (3) In order to satisfy the requirement (2), a method of driving the turntable after confirming the completion of the descent cutting and moving the next mold to the casting position is conceivable. In this method, it is confirmed by a sensor or the like that the mold has been lowered and returned to its original height, and the mold is taken in and out based on the confirmation signal. However, in this method, after the signal from the sensor is received by the sequencer as the device control unit, the drive signal is sent to the drive unit side of the turntable, and based on this, the turntable starts to rotate. It becomes. Therefore, it takes time for the sequencer to process a series of steps corresponding to this process and time for signal exchange between the sequencer and each unit controlled by the sequencer. Therefore, even though the mold that received the molten glass is in a state where it can be unloaded from the casting position, no drive signal is input, which delays the timing of unloading the formed glass lump. This stacks up and has a significant impact on productivity.
[0010]
  (4) The time required for raising and lowering the mold required in the descending cutting method is not strictly constant. This is presumably because there is a slight manufacturing variation in the mold and the mechanism for raising and lowering the mold, and this variation gives variations in the speed of raising and lowering the mold. When the driving of the turntable is started using the confirmation signal described in the above (3), this variation causes variations in the mold transfer timing, and the weight accuracy of the glass lump decreases. That is, if the variation in the time required for the lowering cutting inevitably caused by the manufacturing problem does not affect the transfer timing of the mold, the rotation speed of the turntable and the time required for the lowering cutting are reduced. Even if shortening is performed, it is possible to prevent a decrease in the weight accuracy of the glass lump.
[0011]
  The present invention has been completed based on such knowledge of the inventors, and is a glass lump manufacturing apparatus and method for controlling the glass lump that can further increase the productivity without reducing the weight accuracy, and glass. It aims at providing the manufacturing method of a lump.
[0012]
  Also, a glass lump obtained by the above method is used as a press molding material, and this is reheated and press molded to produce a glass molded product, and this glass molded product is ground and polished to make a glass optical element. An object of the present invention is to provide a method of producing
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the glass lump manufacturing apparatus of the present invention is a glass lump manufacturing apparatus for continuously manufacturing a glass lump. In the glass lump manufacturing apparatus, molten glass supply means for continuously flowing down molten glass at a casting position; A plurality of molds for receiving molten glass to be molded into a glass lump, and a plurality of molds driven based on a first drive signal by a predetermined amount by which the next mold moves to the cast position. A mold transfer means for sequentially carrying in and out the cast position, and a tip of the molten glass flowing down by raising the mold at the cast position based on a second drive signal, A mold lifting / lowering means for lowering the mold and driving the mold so as to receive a fixed weight of molten glass, and the first and second drive signals alternately with the mold. And control means for delivering the feed means and the mold lift means, wherein the control means,SaidWhen the signal indicating that the predetermined amount of driving of the mold transfer means has been completed is received, the second drive signal is transmitted and measurement of a predetermined time is started, and the predetermined time is started. When the time elapses, the first drive signal is sent out.
[0014]
  In the present invention, a plurality of molds are sequentially transferred to the cast position of the molten glass by the transfer means, the mold at the cast position is moved up and down by the lift means, and a certain weight is obtained from the molten glass flowing down by the mold. The present invention relates to a control method in a glass lump manufacturing apparatus for continuously manufacturing a glass lump by receiving and forming molten glass. The control method of the present invention sends a first drive signal for starting driving of the transfer means, thereby driving the transfer means by a predetermined amount by which the next mold moves to the cast position; When a predetermined amount of driving is completed, a second driving signal for starting the driving of the elevating means is sent, thereby raising the mold at the casting position and receiving the tip of the molten glass flowing down, And lowering the mold so that a fixed weight of molten glass is received by the mold. The transfer means and the lift means are alternately supplied to the first and second drive signals, respectively. As well asSaidMeasurement of a predetermined time is started when the completion signal generated upon completion of driving of the predetermined amount of the transfer means is received, and when the predetermined time has elapsed, Each of the above steps is repeated so as to send a drive signal.
[0015]
  According to the present invention, the plurality of molds are sequentially transferred to the cast position of the molten glass by the transfer means on the basis of the control signal from the control means, and the mold at the cast position is moved up and down by the lifting means. The present invention relates to a method for producing a glass lump that continuously produces a glass lump by receiving and molding a certain weight of molten glass from the molten glass flowing down. In the manufacturing method of the present invention, a step of sending a first drive signal for starting the drive of the transfer means from the control means, and the transfer mold is moved to the next mold based on the first drive signal. A step of driving a predetermined amount to move to the casting position, and a step of sending a second drive signal for starting the driving of the elevating means when the control means completes the driving of the predetermined amount of the transfer means; Based on the second drive signal, the lifting and lowering means is driven to raise the casting mold at the casting position to receive the tip of the molten glass flowing down, and then to lower the molding die to be constant And receiving the molten glass of a weight by the mold, and alternately sending the first and second drive signals to the transfer means and the lifting means, respectively,SaidMeasurement of a predetermined time is started when the completion signal generated upon completion of driving of the predetermined amount of the transfer means is received, and when the predetermined time has elapsed, Each of the above steps is repeated so as to send a drive signal.
[0016]
  SaidIn the case where the measurement is started when a signal indicating completion is received, a predetermined weight of the molten glass is received on the mold after the second drive signal is started to be sent. It is preferable that the time required for the operation is determined.
[0017]
  The present invention further provides,The time from the start of loading of the mold to the casting position to the start of unloading is set to 250 to 750 milliseconds, and a glass lump with a weight accuracy within ± 5% is formed.Can be the way.
[0018]
  The present invention relates to a glass lump produced by the method for producing a glass lump described above, and has a viscosity of 104-106There is provided a method for producing a glass molded article comprising a step of reheating to a temperature exhibiting poise in an air atmosphere and a step of press-molding the reheated glass lump to obtain a glass molded product.
[0019]
  Furthermore, the present invention provides a method for producing a glass molded product having a shape approximate to an optical element by the method for producing a glass molded product described above, and grinding and polishing the produced glass molded product to obtain a desired optical product. And a method of manufacturing an optical element. Further, the present invention provides a method for producing an optical element that obtains an optical element by reheating the precision press-molding material and performing precision press molding.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment. FIG.1 and FIG.2 is the side view and top view of a glass lump manufacturing apparatus which concern on one Embodiment of this invention. The glass lump manufacturing apparatus shown in the figure includes a large number of molds on a turntable, and can sequentially manufacture a large number of glass lump by supplying molten glass of a predetermined weight sequentially onto the mold. To do.
[0021]
  In the figure, a glass lump manufacturing apparatus 100 is installed at a casting position A and receives molten glass supplied from a molten glass supply unit 102 and a molten glass supply unit 102 that supplies molten glass that is a raw material of the glass lump to be manufactured. A large number (36 in the example shown in the figure) of molds 104, a mold transfer unit 108 including a turntable 106 for transferring these molds to each processing position including the cast position A, and a mold at the cast position A Mold raising / lowering unit 110 for raising and lowering 104, heating furnaces 112 and 112 'arranged on a transfer path of the mold, gradually cooling the glass lump on the passing mold and heating the mold, and gradually cooled and molded. Provided with a take-out means 114 for taking out the glass lump from the mold 104 and a recovery device 116 for collecting the glass lump taken out from the mold. .
[0022]
  The molten glass supply unit 102 is installed at the casting position A and supplies a molten glass flow melted in a melting furnace (not shown) to the forming die 104 through the outflow nozzle 128. A temperature control device (not shown) is attached to the outflow nozzle 128 of the molten glass supply unit 102 so that the molten glass flow can be controlled to flow out to a predetermined viscosity. You can control gender. In a preferred embodiment, this temperature control is performed so that the viscosity of the molten glass flowing out from the outflow nozzle 128 is 30-2 poise, more preferably 20-5 poise.
[0023]
  The mold transfer unit 108 includes a turntable 106 that supports a plurality of molds 104 via a mold base 118 and a drive unit 120 that rotationally drives the turntable 106. The turntable 106 is preferably a disk-shaped aluminum alloy (in the embodiment, a diameter of 500 mm and a thickness of 15 mm) for weight reduction, and is rotated by a direct drive motor built in the drive unit 120. Driven. 36 mold bases 118 are fixed to the outer peripheral portion of the turntable 106 at equal intervals along the circumferential direction (interval of 10 degrees about the rotation axis). A mold 104 is placed. The turntable 106 stops by rotating 10 degrees and repeats the movement of rotating 10 degrees in the same direction.
[0024]
  By the rotation of the turntable 106 by the mold transfer unit 108, one mold 104 is transferred to the casting position A, stopped once, receives the molten glass 8 here, and then transferred from the casting position. That is, the mold transfer unit 108 repeatedly stops driving the direct drive motor intermittently by rotating the turntable 106 by a certain angle based on a drive signal from a sequencer described later (this is repeated). This is called the intermittent index method. By driving the turntable 106 by the intermittent index method, the mold 104 that has received the molten glass is carried out from the cast position A, and at the same time, the empty mold 104 before receiving the molten glass is transferred to the cast position. By repeating such steps, the molten glass continuously flowing out from the outflow nozzle 128 of the molten glass supply unit is successively received on the mold 104. A method of supplying molten glass from the molten glass supply unit 102 onto the mold 104 is performed by a descending cutting method, which will be described later.
[0025]
  As shown in FIG. 1, the mold lifting / lowering section 110 is disposed immediately below the mold base 118 of the turntable 106 at the cast position A. When the molten glass is supplied onto the mold 104 by the molten glass supply unit 102, the mold lifting / lowering unit 110 is driven, and the mold 104 at the casting position A is moved up and down. A mechanism for moving the mold 104 up and down will also be described later.
[0026]
  As shown particularly clearly in FIG. 2, the heating furnace 112 has a glass lump removal position (hereinafter referred to as a takeout position B) from the cast position A along the trajectory along which the mold 104 placed on the turntable 106 moves. ) And a range from the takeout position B to the cast position A. As shown in FIG. 1, the heating furnace 112 is arranged so as to cover the molding die 104 from above in the cross section, and the heating die 112 that passes through the heating furnace 112 is heated by a heater formed therein. Then, the molten glass on the mold 104 higher than the heating temperature is gradually cooled. In a preferred embodiment, the temperature in the heating furnace 112 is set to about 350 to 400 ° C., and the molten glass on the mold 104 is gradually cooled during the movement between the cast position A and the takeout position B. The glass lump is formed by performing the above. Further, the heating furnace 112 ′ heats and keeps the mold between the take-out position B and the cast position A so that the temperature of the empty mold from which the glass block has been taken out does not drop excessively.
[0027]
  The take-out means 114 is installed at the take-out position B, and is used for carrying out the glass block having the glass transition point Tg or less from the mold 104. That is, the take-out means 114 blows gas from the side surface of the mold 104 onto the glass lump thereon, drops it on the collecting device 116 arranged on the opposite side, and collects it.
[0028]
  Next, specific configurations of the mold base 118 and the mold 104 installed on the turntable 106, and the descent cutting method performed by this apparatus will be described. FIG. 3 shows a side view of the molten glass supply unit 102, the mold 104 and the mold base 118. As shown in the drawing, the mold base 118 has a base 122 fixed to the turntable 106 and a movable part 124 on which the mold 104 is mounted and movable up and down with respect to the base 122. . The base portion 122 slidably holds the shaft portion 124a of the movable portion 124, and the lower end of the shaft portion 124a protrudes downward. A spring 126 is wound between the base portion 122 and the movable portion 124, and a force that pushes the spring 126 downward is always applied to the movable portion 124.
[0029]
  In the molten glass casting position A, the mold lifting / lowering part 110 is installed below the mold base 118, and the drive shaft 110a extends below the shaft part 124a of the movable part. When casting the molten glass, when the mold lifting / lowering unit 110 is driven based on a drive signal from a sequencer described later and the drive shaft 110a is raised as shown in FIG. 4, the force of the spring 126 is resisted. Thus, the movable part 124 of the mold base is raised, whereby the mold 104 is lifted up to the vicinity of the outflow nozzle 128 of the molten glass supply unit 102, and the molten glass can be supplied. In the embodiment, the distance between the tip of the outflow nozzle 128 and the upper end of the mold 104 at this time is preferably 5 to 10 mm.
[0030]
  The molten glass supply unit 102 is provided with an outflow nozzle 128 for causing a molten glass flow melted in a melting furnace (not shown) to flow onto the mold 104. A heater 130 is disposed around the outflow nozzle 128 so that the temperature of the nozzle and thus the temperature of the molten glass can be kept constant. Thus, the outflow speed of the molten glass is kept constant, and the viscosity of the outflowing molten glass is adjusted to 30 to 2 poise, more preferably 20 to 5 poise suitable for forming a glass lump. By setting the viscosity of the molten glass in the above range, a glass lump having high internal quality without striae can be obtained.
[0031]
  The glass lump manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment employs a descending cutting method in order to stably produce a glass lump having a predetermined weight. As described above, when the mold 104 is transferred to the cast position A, the mold lifting / lowering unit 110 is activated in response to the drive signal from the sequencer, and the drive shaft 110a moves the movable part 124 of the mold base 118. Push up. In a state where the drive shaft 110a is not pushed up, the movable portion 124 is pressed downward by the spring 126 and kept at a constant height. However, when the drive shaft 110a is operated, the elastic force of the spring 126 is resisted. Thus, the movable part 124 is pushed up and lifted together with the molding die 104, and its molding surface is brought close to the outflow nozzle 128. At this time, the distance between the tip of the outflow nozzle 128 and the upper end of the mold 104 is preferably 5 to 10 mm.
[0032]
  By driving the mold lifting / lowering unit 110, the molding surface of the mold 104 is brought close to the outflow nozzle 128.BeThen, the supply of the molten glass flow to the molding surface is started. After the fixed time elapses, when the mold is lifted by the mold lifting / lowering section 110, the movable section 124 is instantaneously moved at a speed faster than the flow speed of the molten glass flow by the force of the spring 126 of the mold base. Accordingly, the mold 104 is also instantaneously pulled away from the outflow nozzle 128 and suddenly descends to the same height as before the ascent. Before the mold 104 is lowered, the lower end of the molten glass G that has flowed out of the outflow nozzle 128 is supported by the mold 104, but the support is rapidly lost due to the rapid lowering of the mold 104, and the molten glass lower end and the outflow nozzle are lost. Between 128, the molten glass is separated and cut. In the descending cutting method, since the molten glass is separated by its own weight without using a cutter, the trace of the cut portion is less likely to remain than when the cutter is used. In addition, when the molten glass is received by the mold 104, the mold 104 only moves in the vertical direction, and there is a feature that folding that occurs when the molten glass is cut hardly occurs in the glass lump.
[0033]
  Each of the 36 molds 104 placed on the turntable 106 via the mold base 118 is supplied with a gas for floating or substantially floating the glass lump supplied thereto through a gas pipe (not shown). Is done. The gas is ejected from a plurality of gas ejection ports formed on the molding surface of the molding die 104, and the glass lump on the molding surface is floated or substantially lifted. As the gas that floats or substantially floats the glass lump, air, an inert gas such as nitrogen, or a mixed gas thereof can be used.
[0034]
  The mold 104 supplied with the glass lump thereon is transferred from the casting position A in the counterclockwise direction in FIG. 1 by the rotation of the turntable 106, and gradually moves the glass in the process of passing through the heating furnace 112. Cooling is performed to obtain a glass lump. At the take-out position B, the glass lump is blown off from the molding die 104 to the recovery device 116 by the gas ejected from the take-out means 114, and is slid on the slope and conveyed outside the device. The glass lump is gradually cooled to a temperature below the glass transition point Tg at the take-out position B. The mold 104 from which the glass block has been taken out passes through a heating furnace 112 ′ shorter than the heating furnace 112 for slow cooling, and is heated to a temperature suitable for receiving molten glass. Then, it is transferred again to the casting position A, and the next glass block is formed from the molten glass. Thus, by circulating each mold 104, a glass lump is sequentially manufactured from the molten glass. The temperature in the heating furnace 112 is preferably set to 350 to 400 ° C.
[0035]
  Next, drive control of the mold transfer unit 108 and the mold lifting / lowering unit 110 in the glass lump manufacturing apparatus will be described. In the above-described glass lump manufacturing apparatus, in order to improve the weight accuracy of the glass lump to be manufactured and the quality of the glass lump due to the quality of the molten glass supply, the precision for the mold transfer unit 108 and the mold lifting / lowering unit 110 is precisely described. Such control is extremely important. That is, by precisely controlling them, the time required to transfer the mold to the casting position, the time from loading the mold to the casting position and then unloading, the mold close to the outflow nozzle at the casting position It is necessary to set the time required for making the mold, the time when the mold is close to the outflow nozzle, and the time required for lowering the mold to be the desired time.
[0036]
  FIG. 4 shows a block diagram of a control unit in the glass lump manufacturing apparatus 100. As shown in the figure, the glass lump manufacturing apparatus 100 includes a sequencer 400 as its control unit. In accordance with drive signals (drive signal 1 and drive signal 2) from the sequencer 400, a mold transfer unit 108 for driving the turntable on which the mold is placed, and a mold for raising and lowering the mold at the cast position The elevating unit 110 is driven and controlled. That is, the drive signal 1 from the sequencer 400 is received by the motor driver 402 of the mold transfer unit 108, and a direct drive motor (hereinafter referred to as a DD motor) 404 is driven for a predetermined time by the signal from the motor driver 402, Thereby, the turntable 106 is rotated by a predetermined angle (10 degrees in this embodiment). Further, the drive signal 2 from the sequencer 400 is received by the motor driver 406 of the mold lifting / lowering unit 110, and the motor 408 with a positioning function for raising the drive shaft 110a is driven by the signal from the motor driver 406, thereby The mold 104 is raised. As the positioning function motor, a servo motor or a stepping motor can be used.
[0037]
  The DD motor 404 driven by the mold transfer unit 108 based on a signal from the motor driver 402 stops after rotating the turntable by 10 degrees, and returns the stop to the motor driver 402. Upon receiving this signal, the motor driver 402 sends a signal (hereinafter referred to as a completion notification signal) notifying that the rotation of the turntable has been completed to the sequencer 400. In the descending cutting method, if the outflow speed of the molten glass from the outflow nozzle 128 is constant, the start of unloading from the mold 104 to the cast position A is started (corresponding to the start of unloading of the next mold). .)) (This is referred to as cutting time) determines the weight of the glass block supplied onto the mold, and this is determined by the timing at which the drive signal 1 for controlling the drive of the DD motor 404 is sent. In other words, the weight of the glass lump can be reduced by adjusting the timing for sending the drive signal 1 and shortening the cutting time, and can be increased by increasing the cutting time.
[0038]
  In the mold lifting / lowering unit 110, the motor 408 with a positioning function driven based on a signal from the motor driver 406 raises the drive shaft 110a and then stops for a predetermined time determined by a timer managed by the motor driver 406. After that, the drive shaft 110a is lowered in response to a signal from the motor driver 406.
[0039]
  Here, the sequencer 400 includes a timer 400a. The timer 400a is for determining the timing for sending the drive signal 1 for controlling the drive of the DD motor 404 of the mold transfer unit 108.
  Reference aspect of the present inventionThe timer 400a starts measuring when the sequencer 400 sends the drive signal 1 to the mold transfer unit 108, and drives the DD motor 404 when a preset time has elapsed. The signal 1 is sent to the sequencer 400. The time set in advance in the timer 400a is determined as the cutting time, and the cutting time is equal to a value obtained by dividing the weight of the target glass lump by the flow rate of the molten glass flow. However, in order to calculate the cutting time by this method, it is necessary to keep the flow velocity constant.
[0040]
  FIG. 5 is a flowchart showing a control signal transmission / reception path in each control block. Hereinafter, the operation timing of the mold transfer unit 108 and the mold lifting / lowering unit 110 will be described with reference to FIG. The control is started when the sequencer 400 transmits a drive signal 1 for rotating the turntable 106 by 10 degrees to the motor driver 402 constituting the mold transfer unit. Then, with the transmission of the drive signal 1, the timer 400a inside the sequencer 400 starts counting time. The motor driver 402 that has received the driving signal 1 sends a signal so that the DD motor 404 rotates corresponding to the angle. Accordingly, the DD motor 404 rotates the turntable 106 by 10 degrees so that the empty mold 104 is at the casting position. When the turntable 106 is rotated 10 degrees, a rotation end signal is sent from the DD motor 404 to the motor driver 402, and the motor driver 402 transmits a completion notification signal indicating the completion of rotation to the sequencer 400 based on this signal. The sequencer 400 that has received the completion notification signal transmits a drive signal 2 for raising the drive shaft 110a for a predetermined time to the motor driver 406 constituting the mold lifting / lowering unit 110.
[0041]
  The motor driver 406 that has received the drive signal 2 transmits a signal for raising the drive shaft 110a to the motor 408 with a positioning function for driving the drive shaft 110a, and the motor 408 with a positioning function raises the drive shaft 110a by this signal. Thus, the mold 104 is brought close to the outflow nozzle 128. Here, since the sequencer 400 transmits the drive signal 2 for driving the drive shaft 110a after receiving the completion notification signal from the motor driver 402 of the mold transfer unit 108, an empty mold is provided above the drive shaft 110a. It is guaranteed that 104 is always located. When the elapse of a predetermined time is confirmed by a timer managed by the motor driver 406, the motor driver 406 drives the motor with a positioning function and releases the state where the drive shaft 110a is raised. With this release, the mold 104 is rapidly separated from the outflow nozzle 128 by the force of the spring 126 and lowered. Here, from the rising of the mold 104 to its release, all operations are performed only by exchanging signals in the mold lifting / lowering section 110.
[0042]
  On the other hand, when the timer 400a in the sequencer 400 finishes measuring a preset time corresponding to the cutting time, the sequencer 400 transmits the drive signal 1 to the motor driver 402 of the mold transfer unit 108 as a trigger. To do. Based on this drive signal 1, the mold 104 that has received the glass block is carried out from the cast position A, and the empty mold 104 is carried into the cast position A. And a process is performed with respect to this new mold according to the same control as described above.
[0043]
  As described above, the sequencer 400 does not transmit the drive signal 1 for rotating the turntable based on the reception of the signal that the mold 104 has been lifted from the mold lifting / lowering unit 110, but instead of transmitting the drive signal 1. The drive signal 1 is transmitted by the time count of the timer. Therefore, the drive signal 1 can be sent without leaving the arrival time and the processing time of the signal from the mold lifting / lowering unit 110, and the cutting time can be further shortened. As a result, the productivity of the glass lump can be further increased, and a lighter glass lump can be produced for a constant molten glass outflow rate, and the weight range of the glass lump that can be produced is expanded. be able to.
[0044]
  BookReference modeAs described above, the mold lifting / lowering unit 110 also refers to the internal timer, and controls the time for which the mold 104 is kept close to the outflow nozzle 128 without referring to an external signal. . For this reason, it is possible to extremely reduce the variation in time in which the mold 104 and the outflow nozzle 128 are close to each other.
[0045]
  FIG. 6 shows a time chart of each control signal in the sequencer, rotation of the turntable, and raising / lowering state of the mold. The pulse interval of the drive signal 1 corresponds to the cutting time Tc, and the table rotation is turned on based on this pulse. The turntable 106 rotates when the table rotation is ON, and stops when the table rotation is OFF. During the ON state, the turntable 106 is rotated by 10 degrees, and the molding die 104 after the supply of the glass block is carried out from the casting position and at the same time, the empty molding die 104 is carried into the casting position.
[0046]
  When the table rotation is turned off, a completion notification signal is transmitted to the sequencer 400, and the sequencer 400 transmits the drive signal 2 to the mold lifting / lowering unit 110. As a result, the mold 104 starts to rise. After Tt2 elapses after the mold raising / lowering unit 110 receives the drive signal 2, the mold rise is released and the mold 104 starts to descend.
[0047]
  On the other hand, the internal timer 400a starts measuring time after the sequencer 400 transmits the drive signal 1, and sends the drive signal 1 when a predetermined time Tc elapses. Based on this drive signal 1, the table rotation is turned on as described above, and the above processing is repeated.
[0048]
  Here, the predetermined time Tc counted by the timer 400a of the sequencer 400 is equal to the cutting time.
[0049]
  Now, of the cutting time Tc, the time required for the turntable to rotate 10 degrees from the transmission of the driving signal 1 is t1, and the time required for the mold 104 to be raised at the casting position after the turntable is stopped is t2. The time that the mold 104 is in the state of approaching the outflow nozzle 128 is t3, and the time required for the mold 104 to descend is t4 (Tc = t1 + t2 + t3 + t4). BookReference modeTherefore, even if Tc is shortened to 0.25 seconds, there is almost no error, and the weight accuracy of the glass lump can be within ± 5%. Therefore, a glass lump can be produced at a production speed of up to 240 nozzles / minute for one nozzle. Hereinafter, the number of glass lumps produced per minute is expressed by adding the unit of DPM to the number. In the production amount of 240 DPM or less, it is preferable that the t1 to t4 are as follows.
[0050]
  A preferable range of t1 is 100 to 400 milliseconds, and a more preferable range is 150 to 210 milliseconds. If t1 is too short, the molten glass or glass lump on the mold 104 will fly out, the molten glass cannot be float molded, and contact between the glass and the molding surface of the mold 104 will frequently occur, Defects such as deformations, cans, cracks, etc. are made on the glass lump surface due to contact. On the other hand, if t1 is too long, the molten glass will drop before the mold 104 approaches the outflow nozzle 128, making it impossible to perform the downward cutting, or the mold 104 will be brought into the casting position in time for the molten glass dripping. Therefore, the glass cannot be received by the mold 104.
[0051]
  A preferable range of t2 is 10 to 20 milliseconds. If t2 is not limited by the apparatus, there is no problem if it is short, but if it is long, it will not drop in time to receive the molten glass by the mold 104 and will spontaneously drop.
[0052]
  A preferable range of t4 is 10 to 20 milliseconds. If this time is too long, glass of a predetermined weight cannot be stably separated from the outflow nozzle 128 side by descending cutting.
[0053]
  The range of t3 is determined in a range obtained by subtracting t1, t2 and t4 from the cutting time Tc. As with Tc, the weight of the glass block can be adjusted and changed by t3. Therefore, when the preferable range of Tc is 250 to 750 msec, the preferable range of t3 is 80 to 560 msec..
[0054]
  Here, the time Tc measured by the internal timer of the sequencer 400 is equal to the sum of t1, t2, t3, and t4 (t1 + t2 + t3 + t4). Therefore, a preferable range of the timer measurement time is 250 to 750 milliseconds as in the case of Tc.
[0055]
  next,Embodiment of the present inventionWill be described. In this aspect, the timer 400a in the sequencer 400 starts the measurement in response to the completion notification signal from the motor driver 402, and when the preset time has elapsed, the driving signal 1 that drives the DD motor 404. Is sent to the sequencer 400. The time set in advance in the timer 400a is determined as the time required from when the driving signal 2 for driving the mold lifting / lowering unit 110 is sent until the molten glass having a constant weight is received on the mold.
[0056]
  The control signal transmission / reception path in each control block is shown in FIG. 5 except that the start time of the timer measurement is different.Reference modeIt is common with the flow diagram. In this aspect, the time counted by the timer 400a is Tt1 in FIG. 6, that is, the time from when the sequencer 400 receives the completion notification signal to when the drive signal 1 is transmitted to the mold transfer unit 108. The predetermined time Tt1 is determined based on the time from the start to release of the mold by the mold lifting / lowering unit, that is, the set time Tt2 of the timer referred to by the mold lifting / lowering unit 110. That is, a time obtained by adding the signal transmission time ΔT to the set time Tt2 is set as a predetermined time Tt1 counted by the timer 400a. The preferable ranges regarding t1, t2, t3, t4, and Tc are the same as those in the first embodiment.
[0057]
  This aspectCompared to conventional methods, it has features such as shortening the cutting time, reducing the weight of the glass mass, increasing the production speed, and improving the weight accuracy of the glass mass..Further, since the weight accuracy of the glass block depends on the cutting time, the accuracy can be further improved by directly measuring the cutting time with a timer.
[0058]
  In addition,This aspectIn this case, the cutting time Tc can be considered as a value obtained by dividing the weight of the target glass block by the flow rate while keeping the flow rate of the molten glass flow constant.
[0059]
  The glass lump produced by the apparatus or method can be reheated and used as a press material for precision press molding for producing a final product by press molding. Further, it can be used as a press material for reheat press molding in which the surface of a molded product obtained by reheating the glass lump and press-molding is ground and polished into a final product.
[0060]
  In the case of producing a precision press-molding material, it is desirable to use a glass having a glass transition point Tg of 580 ° C. or lower from the viewpoint of lowering the press temperature and preventing the press mold and the glass from being fused. On the other hand, in the case of a reheat press molding material, glass having a glass transition point Tg exceeding 580 ° C. can also be used.
[0061]
  Moreover, it is preferable that the viscosity of the glass at the time of flowing out of the molten glass is 30 to 2 poise, but it is preferable to use a glass having a temperature in this range of 900 to 1200 ° C., 950 to 1200. It is more preferable to use glass in the range of ° C, and it is more preferable to use glass in the range of 950 to 1150 ° C. In order to prevent the viscosity of the glass from becoming too high in the temperature range, SiO 22Is preferably suppressed to 50% by weight or less, more preferably 40% by weight or less. In order to prevent the viscosity of the glass from becoming too low in the temperature range, B2O3The content of is preferably 15% by weight or more, and more preferably 20% by weight or more.
[0062]
  The glass lump obtained by the above method using such glass is used as a glass material for press molding. The press molding materials are roughly classified into the reheat press molding materials and the precision press molding materials described above. In the case of a reheat press molding material, the surface of the glass lump prepared by the above method is barrel-polished to roughen the surface and improve the adhesion of the powder-like mold release agent. Until it is press molded. In the case of precision press molding materials, barrel pressing is not applied, and re-heating to a press temperature lower than that of the reheat press, precision press with a mold having a release film on the molding surface in a non-oxidizing atmosphere. Mold to make the final product. In the case of reheat press molding, the molded product is approximated to the final product and has a larger shape than the final product, and the surface is ground and polished to finish the final product.
[0063]
  The glass lump produced by the glass lump manufacturing apparatus or manufacturing method can be more suitably used as a reheat press molding material. As described above, the production of the glass block has a very high productivity of 240 DPM, so that the acceleration that the glass block receives during the transfer of the glass during molding also increases. Therefore, although the glass is molded in a floating state or a substantially floating state, a large acceleration is applied, so that the high-temperature glass comes into contact with the molding surface of the mold 104 and a minute defect occurs in the surface layer of the glass lump. Sometimes. Moreover, since the falling cutting method separates molten glass without using a cutting machine, no trace of cutting remains in the glass lump. However, even in the descending cutting method, the fine folds that occur when separated may remain in the extremely shallow surface layer of the glass lump. In reheat press molding, since barrel polishing is performed as described above, even if such a minute defect or crease is present in the surface layer of the glass lump, it is removed by polishing, and a defect does not occur in the molded product. Even when barrel polishing is not performed, these defects are removed by a grinding and polishing process performed when finishing the final product. Therefore, when a glass lump is produced at high speed, even if some defect portion is generated in the surface layer of the glass lump, there is no problem in using it as a reheat press molding material. In addition, even if there exists the said fold, it is restricted to the surface layer within about 0.5 mm from the surface.
[0064]
  In the molding of the glass lump of this form, the mold stipulates the outer diameter of the amorphous molten glass (outer diameter when the glass on the mold is viewed from directly above), but other shapes are not stipulated. The shape of the glass lump is determined by factors such as the surface tension of the glass. In reheat press molding, the viscosity of the glass is 104-106The glass material is reheated to a temperature that causes a poise, but this viscosity range is several orders of magnitude lower than the viscosity range during precision press molding, and the glass can be deformed more greatly during pressing. Therefore, the glass and mold forming surfaces during pressing, except that the outer diameter of the glass lump should be large enough to fit into the recess of the press mold and the lower mold, and the weight should be matched to the weight of the molded product. It is not necessary to control the surface curvature of the glass lump in consideration of the curvature of the molding surface of the press mold in order to prevent air trapping between the glass mold and the mold. Also from such a surface, the said glass lump which prescribes | regulates only a weight and an outer diameter is more suitable as a reheat press molding raw material.
[0065]
  The produced glass lump is further annealed as necessary, and is subjected to the above-described barrel polishing to become a reheat press molding material. A powder mold release agent such as boron nitride is uniformly applied to the surface of the glass material, and the viscosity is 10 in the air atmosphere.4-106It is reheated to a temperature that gives a poise, and press-molded with a press mold having an upper mold and a lower mold to produce blanks for optical components such as lenses. The obtained blanks are ground and polished to become an optical component such as a lens. This method can be applied to the production of spherical lenses and aspherical lenses. For example, biconvex lenses, biconcave lenses, planoconvex lenses, planoconcave lenses, convex meniscus lenses, concave meniscus lenses, and the like can be produced. An optical thin film such as an antireflection film can be appropriately formed on the obtained optical component.
[0066]
【Example】
  Examples of the present invention will be described below.
(Reference example1-6)
  First, a SiO 2 —TiO 2 optical glass material is melted at 1270 ° C. in a melting furnace. The obtained molten glass is clarified and stirred, and continuously supplied to the molten glass supply unit 102. Then, the mold 104 is heated to 250 to 300 ° C. by the heating furnace 112, and the turntable 106 on which the 36 molds 104 are placed at intervals of 10 degrees is 10 degrees each so that the mold 104 stops at the cast position. The sequencer 400, the motor driver 402 of the mold transfer unit 108, and the DD motor 404 are operated so that the rotation is stopped. The tip of the outflow nozzle 128 was controlled using a heater so that the temperature was a constant 1110 ° C. At this time, the viscosity of the molten glass flowing out from the outflow nozzle 128 was 5 poise, and the flow rate of the molten glass was kept constant. The inner diameter of the outflow nozzle 128 is preferably selected in the range of 1 to 5 mmφ, and more preferably in the range of 2 to 5 mmφ. The outflow nozzle 128 was made of a platinum alloy. The weight of the molten glass continuously flowing out per day per nozzle was 144 kg (lifting amount 144 kg / day).
[0067]
  Under these conditions,As a reference mode,Time measurement by an internal timer is started when the drive signal 1 is sent, and the next drive signal 1 is sent when the cutting time Tc is reached. When a glass lump was produced by this method by varying the cutting time Tc between 250 and 750 milliseconds, results as shown in Table 1 were obtained. The glass lump was taken out from the mold 104 after the temperature of the glass lump was cooled to a temperature below the glass transition point Tg (615 ° C.).
[0068]
[Table 1]
Figure 0003989676
[0069]
  As shown in Table 1, eachReference exampleIn both cases, a glass lump of the target weight could be mass-produced with a weight accuracy within ± 3%. eachReference exampleThe glass lumps obtained in 1 were all of high quality with no striae, cracks, cracks and the like. The other conditions are not changed, time measurement by an internal timer is started based on reception of the completion notification signal, and the next drive signal 1 is sent when the count reaches a predetermined time.Embodiment of the present inventionHowever, we were able to mass-produce glass ingots with the target weight with a weight accuracy within ± 5%. All of the glass lumps were of high quality with no cracks such as veins, cans and cracks.
[0070]
(Example)
  Reference exampleAs described inEmbodiment of the present inventionThe glass lump obtained in accordance with the above was barrel-polished, the surface of the glass lump consisting of a free surface was roughened, and a powder release agent consisting of boron nitride was uniformly applied. As the press mold, a mold composed of an upper mold and a lower mold having a molding surface corresponding to the final lens shape was prepared. Heated to 850 ° C. and softened (105The Pois) glass lump is introduced onto the molding surface of the lower mold heated to 650 ° C. by carrying-in means, and the glass lump is press-molded for 4 to 5 seconds with the upper mold heated to 650 ° C. like the lower mold. . By this reheat press, a press-molded product having a shape approximate to the final product was obtained. The above steps were performed in an air atmosphere.
[0071]
  Next, this press-molded product was polished to obtain an optical lens as a final product. As the abrasive, cerium oxide is used. First, rough polishing is performed, and then fine polishing is performed.Reference exampleListed inEmbodiment of the present inventionSince the weight accuracy of the glass lump obtained based on the above is high, the shape of the press-molded product can be formed into a shape very close to the final product shape. Therefore, it was possible to reduce the polishing amount of the glass removed by the rough polishing and the fine polishing, and to shorten the polishing time, reduce the cost, and reduce the amount of polishing waste. As the lens, lenses having all shapes such as a biconvex lens, a biconcave lens, a planoconvex lens, a planoconcave lens, a convex meniscus lens, and a concave meniscus lens can be manufactured. In the above embodiment, the glass material is SiO.2-TiO2-Based glass was used, but B2O3-La2O3The same effect can be obtained with the system.
[0072]
  The embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the matters shown in the above-described embodiments, and it is obvious that changes, improvements, etc. can be made based on the description of the scope of claims.
[0073]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, a high-quality and high-weight precision glass lump can be manufactured with high productivity. By using such a glass lump as a press-molding material, it is possible to obtain a press-molded product with excellent shape accuracy, and reduce the amount of polishing even when the final optical component is made by grinding or polishing. It is possible to reduce costs and environmental burdens by reducing raw materials and waste, shorten processing time, and improve productivity by high-speed production of glass ingots.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a glass lump manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a glass lump manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side view of a molten glass supply unit, a mold, and a mold base.
FIG. 4 is a block diagram of a control unit in the glass lump manufacturing apparatus.
FIG. 5 is a flowchart showing a control signal transmission / reception path in each control block;
FIG. 6 is a time chart showing each control signal, turntable rotation, and raising / lowering state of a mold in the sequencer.
[Explanation of symbols]
100 Glass lump manufacturing equipment
102 Molten glass supply section
104 Mold
106 Turntable
108 Mold transfer part
110 Mold lifting part
110a Drive shaft
112, 112 'heating furnace
114 Extraction means
116 Recovery device
118 Mold base
120 Drive unit
122 Base
124 Moving parts
124a Shaft
126 Spring
128 Outflow nozzle
130 Heater
400 sequencer
400a internal timer
402 Motor driver
404 DD motor
406 Motor driver
408 Motor with positioning function
A Cast position
B Takeout position

Claims (8)

ガラス塊を連続して製造するガラス塊の製造装置において、
キャスト位置において溶融ガラスを連続して流下させる溶融ガラス供給手段と、
前記流下される溶融ガラスを受けてガラス塊に成形する複数個の成形型と、
第1の駆動信号に基づき、次の成形型が前記キャスト位置へ移動する所定量だけ駆動して、前記複数の成形型を前記キャスト位置に対し順次搬入及び搬出させる成形型移送手段と、
第2の駆動信号に基づき、前記キャスト位置にある成形型を上昇させて前記流下する溶融ガラスの先端部を受け、その後、前記成形型を下降させて一定重量の溶融ガラスを該成形型が受け取るように駆動する成形型昇降手段と、
前記第1及び第2の駆動信号を、それぞれ交互に前記成形型移送手段及び前記成形型昇降手段に送出する制御手段と、
を備え、
前記制御手段が、前記成形型移送手段の該所定量の駆動が完了したことを示す信号を受信したときに前記第2の駆動信号を送出すると共に予め定められた時間の計測を開始し、前記予め定められた時間が経過したときに、次の第1の駆動信号を送出するようにしたことを特徴とするガラス塊の製造装置。
In a glass lump manufacturing apparatus for continuously manufacturing a glass lump,
Molten glass supply means for continuously flowing down the molten glass at a casting position;
A plurality of molds for receiving the molten glass flowing down and molding into a glass lump,
Based on a first drive signal, a mold transfer means for driving the next mold by a predetermined amount to move to the cast position, and sequentially transferring the plurality of molds to and from the cast position;
Based on the second driving signal, the mold at the casting position is raised to receive the tip of the molten glass that flows down, and then the mold is lowered to receive a certain weight of molten glass. Mold raising and lowering means for driving as follows:
Control means for alternately sending the first and second drive signals to the mold transferring means and the mold lifting and lowering means,
With
Said control means starts a predetermined time measured with sending the second drive signal upon receiving a signal indicating that the drive of the predetermined amount of the mold transfer unit is completed, the An apparatus for producing a glass lump, wherein the next first drive signal is sent out when a predetermined time has elapsed.
複数の成形型を移送手段により順次溶融ガラスのキャスト位置に移送し、該キャスト位置にある成形型を昇降手段により昇降させて、該成形型で流下する溶融ガラスから一定重量の溶融ガラスを受けて成形することにより、ガラス塊を連続して製造するガラス塊の製造装置における制御方法において、
前記移送手段の駆動を開始させる第1の駆動信号を送出し、これによって前記移送手段を次の成形型が前記キャスト位置へ移動する所定量だけ駆動させる工程と、
前記所定量の駆動が完了したときに、前記昇降手段の駆動を開始させる第2の駆動信号を送出し、これによって前記キャスト位置の成形型を上昇させて前記流下する溶融ガラスの先端部を受け、その後、前記成形型を下降させて一定重量の溶融ガラスを該成形型で受け取るようにする工程と、
を備え、
前記第1及び第2の駆動信号を、それぞれ交互に前記移送手段及び前記昇降手段に送出するとともに、
前記移送手段の所定量の駆動完了時に発生させた前記完了を示す信号を受信したときに予め定められた時間の計測を開始し、前記予め定められた時間が経過したときに、次の第1の駆動信号を送出するようにして、
前記各工程を繰り返すことを特徴とするガラス塊の製造装置における制御方法。
A plurality of molds are sequentially transferred to the cast position of the molten glass by the transfer means, the mold at the cast position is moved up and down by the elevating means, and a fixed weight of molten glass is received from the molten glass flowing down by the mold. In the control method in the glass lump manufacturing apparatus for continuously manufacturing the glass lump by molding,
Sending a first drive signal for starting the drive of the transfer means, thereby driving the transfer means by a predetermined amount by which the next mold moves to the cast position;
When the predetermined amount of driving is completed, a second driving signal for starting the driving of the elevating means is sent, thereby raising the mold at the casting position and receiving the tip of the molten glass flowing down. And then lowering the mold so as to receive a fixed weight of molten glass with the mold;
With
The first and second drive signals are alternately sent to the transfer means and the elevating means, respectively,
Start the predetermined time measurement upon receiving a signal indicating the completion caused when a predetermined amount of drive completion of the transfer means, when the time during which the predetermined has elapsed, the first of the following Send the drive signal of
A control method in a glass lump manufacturing apparatus, wherein the steps are repeated.
制御手段による制御信号に基づいて、複数の成形型を移送手段により順次溶融ガラスのキャスト位置に移送し、該キャスト位置にある成形型を昇降手段により昇降させて、該成形型で流下する溶融ガラスから一定重量の溶融ガラスを受けて成形することにより、ガラス塊を連続して製造するガラス塊の製造方法において、
前記移送手段の駆動を開始させる第1の駆動信号を前記制御手段から送出する工程と、
前記第1の駆動信号に基づいて、前記移送手段を次の成形型が前記キャスト位置へ移動する所定量だけ駆動させる工程と、
前記制御手段が、前記移送手段の所定量の駆動が完了したときに、前記昇降手段の駆動を開始させる第2の駆動信号を送出する工程と、
前記第2の駆動信号に基づいて、前記昇降手段を駆動して、前記キャスト位置の成形型を上昇させて前記流下する溶融ガラスの先端部を受け、その後、前記成形型を下降させて一定重量の溶融ガラスを該成形型で受け取るようにする工程と、
を備え、
前記第1及び第2の駆動信号を、それぞれ交互に前記移送手段及び前記昇降手段に送出するとともに、
前記移送手段の所定量の駆動完了時に発生させた前記完了を示す信号を受信したときに予め定められた時間の計測を開始し、前記予め定められた時間が経過したときに、次の第1の駆動信号を送出するようにして、
前記各工程を繰り返すことを特徴とするガラス塊の製造方法。
Based on a control signal from the control means, a plurality of molding dies are sequentially transferred to the cast position of the molten glass by the transfer means, and the molding glass at the cast position is moved up and down by the lifting and lowering means and flows down with the molding dies. In the method for producing a glass lump by continuously producing a glass lump by receiving and molding a fixed weight of molten glass from
Sending from the control means a first drive signal for starting the drive of the transfer means;
Based on the first drive signal, driving the transfer means by a predetermined amount by which the next mold moves to the casting position;
A step of sending a second driving signal for starting the driving of the elevating means when the control means completes the driving of the transfer means by a predetermined amount;
Based on the second drive signal, the lifting means is driven to raise the casting mold at the casting position to receive the tip of the molten glass flowing down, and then the molding die is lowered to a constant weight. Receiving the molten glass of the mold with the mold,
With
The first and second drive signals are alternately sent to the transfer means and the elevating means, respectively,
Start the predetermined time measurement upon receiving a signal indicating the completion caused when a predetermined amount of drive completion of the transfer means, when the time during which the predetermined has elapsed, the first of the following Send the drive signal of
A method for producing a glass lump, wherein the steps are repeated.
前記キャスト位置への成形型の搬入開始から搬出開始までの時間を250〜750m秒に設定し、重量精度±5%以内のガラス塊を成形する請求項3に記載のガラス塊の製造方法。The method for producing a glass lump according to claim 3 , wherein a time from the start of loading of the mold to the casting position to the start of unloading is set to 250 to 750 msec, and a glass lump with a weight accuracy within ± 5% is formed. 前記ガラス塊が、精密プレス成形素材である請求項3〜4のいずれか1項に記載のガラス塊の製造方法。The said glass lump is a precision press molding raw material, The manufacturing method of the glass lump of any one of Claims 3-4 . 請求項3〜5のいずれか1項に記載のガラス塊の製造方法により作られたガラス塊を、その粘度が104〜106ポアズを示す温度にまで大気雰囲気中で再加熱する工程と、
前記再加熱されたガラス塊をプレス成形してガラス成形品を得る工程と、
を備えたガラス成形品の製造方法。
Reheating the glass lump made by the method for producing a glass lump according to any one of claims 3 to 5 in an air atmosphere to a temperature at which the viscosity is 10 4 to 10 6 poise;
A step of press-molding the reheated glass lump to obtain a glass molded product;
The manufacturing method of the glass molded product provided with.
請求項6に記載のガラス成形品の製造方法により、光学素子に近似する形状を有するガラス成形品を製造する工程と、
前記製造されたガラス成形品を研削、研磨して目的の光学素子を得る工程と、
を備えた光学素子の製造方法。
A process for producing a glass molded product having a shape approximating to an optical element by the method for producing a glass molded product according to claim 6 ;
Grinding and polishing the manufactured glass molded article to obtain a target optical element;
The manufacturing method of the optical element provided with.
請求項5に記載のガラス塊の製造方法により製造した精密プレス成形素材を再加熱し、精密プレス成形することによって光学素子を得る光学素子の製造方法。The manufacturing method of the optical element which obtains an optical element by reheating the precision press molding raw material manufactured with the manufacturing method of the glass lump of Claim 5, and carrying out precision press molding.
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