JP2000239033A - 石英ガラス円筒体及びその内面研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダイヤモンドツールを用いて内面を研削加工さ
れた石英ガラス円筒体の内面を、高寸法精度を維持しな
がら、ダイヤモンドツールによる研削傷を残すことなく
研磨することを可能とした新規な石英ガラス円筒体及び
その内面研磨装置を提供する。 【解決手段】ダイヤモンドツールを用いて、内面を研削
加工された中空部を有する石英ガラス円筒体であり、該
中空部の内面を、所定の寸法精度を維持しながら、研削
加工時に生じたダイヤモンドツールによる研削傷を取り
除き、実質的に傷がない鏡面に研磨加工されてなるもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体工業用に使
用される炉心管やランプを製造するために使用される石
英ガラスチューブ及び光ファイバーの母材となる石英ガ
ラス製ジャケットチューブを製造するための母材となる
石英ガラス円筒体の内面を研磨する装置に関する。

【０００２】

【関連技術】従来、半導体工業用に使用される炉心管や
ランプを製造するために使用される石英ガラスチューブ
及び光ファイバーの母材となる石英ガラス製ジャケット
チューブを製造するための母材となる石英ガラス円筒体
は、インゴットと呼ばれる石英ガラスの円柱体を作製し
た後、コアドリル等のダイヤモンドツールを用いて、穴
あけ加工をすることによって作製していた。

【０００３】その後、半導体工業用に使用される炉心管
やランプを製造するために使用される石英ガラスチュー
ブ及び光ファイバーの母材となる石英ガラス製ジャケッ
トチューブは、この穴あけ加工によって作製された石英
ガラス円筒体を電気炉等で加熱軟化し、延伸することに
よって作製されていた。

【０００４】近年、ＬＳＩ等の半導体素子の集積度が高
まると同時に半導体素子を製造する工程で使用される石
英ガラス製の炉心管に対しても、その寸法精度が厳しく
なると共に、パーティクル付着の原因となる炉心管内表
面の微小な凹凸、傷の許容範囲が狭くなってきている。

【０００５】また、ランプ用に使用される石英ガラスチ
ューブにおいても、ランプを製作した場合のランプの長
寿命化・出力の安定性が求められており、そうした要求
を満足するためには、石英ガラスチューブの内径精度を
高めること、チューブ内面の傷等の欠陥をなくすことが
求められている。

【０００６】さらに、光ファイバーの母材となる石英ガ
ラス製ジャケットチューブにおいても、コアロッドをジ
ャケットチューブ内に挿入し、加熱し溶融一体化した後
の、ジャケットチューブとコアロッドの偏芯を少なくす
るために、ジャケットチューブの内径精度を高めること
が要求されている。その上、コアロッドとジャケットチ
ューブの界面に泡が発生しないように、ジャケットチュ
ーブ内面の面粗さについても厳しい要求がなされてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように、母材となる石英ガラスインゴットを作製した
後、コアドリル等のダイヤモンドツールを用いて、穴あ
け加工し、その後、電気炉等で加熱延伸されて製作され
たチューブは、その内表面が外表面に比べて相対的に加
熱温度が低く、母材となる石英ガラス円筒体を作製する
過程で付いたダイヤモンドツールによる研削傷が微小な
凹凸となって残ってしまい、要求される製品の品質を満
足していなかった。

【０００８】そこで、特開平３−７５２３２号公報記載
の方法が提案された。この提案は、ダイヤモンドツール
によって研削加工された石英ガラス円筒体の中空部内面
をブラシを用いて、研磨しようという方法であるが、ブ
ラシを用いた研磨の場合、ダイヤモンドツールによる研
削傷の凹凸部をなぞるだけであり、根本的に凹凸部を平
滑にするだけの研磨力を有していないため、ダイヤモン
ドツールによる凹凸の研削傷の形状を残したままの研磨
しかできないという欠点を有していた。

【０００９】さらに、上記公報に開示された装置を用い
て、石英ガラス円筒体の内面を研磨加工した場合、装置
へのブラシ取付時の偏芯やブラシのシャフトの曲がり等
によって、石英ガラス円筒体の内面の均一な研磨加工が
できなくなり、石英ガラス円筒体の内径にばらつきが生
じるという欠点も有している。

【００１０】本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑みな
されたもので、ダイヤモンドツールを用いて内面を研削
加工された石英ガラス円筒体の内面を、高寸法精度を維
持しながら、ダイヤモンドツールによる研削傷を残すこ
となく研磨することを可能とした新規な石英ガラス円筒
体及びその内面研磨装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

【００１２】上記した課題を解決するために、本発明の
石英ガラス円筒体は、ダイヤモンドツールを用いて、内
面を研削加工された中空部を有する石英ガラス円筒体で
あり、該中空部の内面を、所定の寸法精度を維持しなが
ら、研削加工時に生じたダイヤモンドツールによる研削
傷を取り除き、実質的に傷がない鏡面に研磨加工されて
なることを特徴とする。

【００１３】上記石英ガラス円筒体の中空部の内周面の
最大粗さＲｍａｘが１μm 以下、中心的平均粗さＲａが
０．１μm 以下とするのが好適である。

【００１４】本発明の石英ガラス円筒体の内面研磨装置
は、ダイヤモンドツールを用いて内面を研削加工された
石英ガラス円筒体の中空部の内面を研磨する装置であ
り、該石英ガラス円筒体を回転自在に支持する回転支持
手段と、該石英ガラス円筒体の中空部に挿通され該石英
ガラス円筒体の内部を研磨する研磨手段と、該研磨手段
の両端部を回転自在に支持する研磨手段支持手段と、該
研磨手段に所定の引っ張り力を付与するテンション手段
と、該石英ガラス円筒体及び／又は該研磨手段を長手方
向に往復運動せしめる往復運動手段と、を有することを
特徴とする。

【００１５】上記引っ張り力を検出するためのセンサー
手段をさらに設置しておけば、引っ張り力を所定の範囲
に収める際に容易に行うことができるという利点があ
る。この引っ張り力を２Kg/cm²以上に設定することによ
って良好な研磨を達成することができる。

【００１６】上記研磨手段としては、形状変形可能な研
磨布を固定してなる研磨シャフト又は研磨ブラシ毛を植
設してなる研磨ブラシを用いることができる。なお、研
磨ブラシは前述したようにダイヤモンドツールによって
形成された凹凸部を平滑にすることはできないが、研磨
布による研磨の後の仕上げ研磨の際に好適に用いられ
る。

【００１７】通常、ダイヤモンドツールで研削された石
英ガラスの表面粗さは、ダイヤモンドの番手にもよる
が、ダイヤモンドによるマイクロクラックも含めて約１
００μｍの凹凸の研磨傷が入っている。

【００１８】この研磨傷をブラシを用いた研磨で取り除
こうとした場合、ブラシが研磨傷の凹凸部をなぞるだけ
であり、凹凸部を平滑にするだけの研磨力を有していな
い。

【００１９】この研磨傷の凹凸部を平滑にするために
は、ブラシよりも研磨能力を有し、しかも寸法精度を維
持するためには、通常研削に使用される研削砥粒を焼結
して作成した研削砥石よりも柔軟性を有した形状変形自
在なセリウムパッドやフェルト等の研削布を使用するこ
とによって、研磨加工をすれば良い。

【００２０】研磨布を使用した研磨加工においては、研
磨砥粒の大きさを大きい方から小さい方に替えながら研
磨し、ダイヤモンドツールによる凹凸の研磨傷を徐々に
取り除く方法が取られる。

【００２１】具体的には、砥粒の番手を＃４００→＃８
００→＃１２００と替えていった方が良い。＃１２００
の砥粒を用いた研磨終了後には、ダイヤモンドツールに
よる凹凸の研削傷は全くなくなっている。その後、研磨
砥粒を酸化セリウムに替え、目標とする面粗さになるま
で研磨加工を継続する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明装置の一つの実施
の形態を添付図面に基づいて説明するが、本発明の発明
的思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことは勿
論である。

【００２３】図１は本発明に係わる石英ガラス円筒体の
内面研磨装置の側面概略説明図である。図２は研磨シャ
フトの両端部を省略した摘示側面概略説明図である。図
３は研磨シャフトの研磨布の固定部分を示す摘示拡大断
面説明図である。図４は研磨シャフトの研磨布の固定部
分を示すもので、（ａ）は正面的概略説明図、（ｂ）は
研磨布の摘示正面図及び（ｃ）はリング部材の摘示拡大
正面図である。図５は中央部を省略した研磨シャフト本
体を示すもので、（ａ）は摘示拡大側面概略説明図及び
（ｂ）は摘示拡大側面概略説明図である。図６は引っ張
り力検出センサーを示すもので、（ａ）は支持シャフト
に取りつけた引っ張り力検出センサーと研磨シャフト本
体を一対のカップリング部材を介して取り付けた状態を
一方のカップリング部材を外して示す側面概略説明図及
び（ｂ）は引っ張り力検知センサーと支持シャフトとを
分解した状態を示す側面概略説明図である。図７は研磨
ブラシの両端部を省略した摘示側面概略説明図である。
図８は研磨シャフト固定左側ヘッドを示す拡大断面説明
図である。図９は研磨シャフト固定右側ヘッドを示す拡
大断面説明図である。

【００２４】図１において、１０は本発明に係る内面研
磨装置で、石英ガラス円筒体Αの中空部ａの内面を研磨
する。該内面研磨装置１０は架台１２を有している。該
架台１２の上面にはベースプレート１４が設けられてい
る。13は該架台１２の側部に設けられた操作盤である。

【００２５】１６は研磨シャフト固定右側ヘッドで、該
ベースプレート１４の右側端部に設けられている。１８
は研磨シャフト固定左側ヘッドで、該研磨シャフト固定
右側ヘッドに対向して該ベースプレート１４の左側端部
に設けられている。

【００２６】２０はガイド手段で、該ベースプレート１
４上に設けられている。２２は下部支持プレートで、ス
ライドベアリング手段２４，２４を介して該ガイド手段
２０に摺動自在に取り付けられている。２６はリニアモ
ータで、該ベースプレート１４上に設けられている。該
リニアモータ２６はリニアモータ軸２６ａを有してい
る。該リニアモータ軸２６ａと該下部支持プレート２２
はジョイント手段２８を介して接続されている。

【００２７】３０は上部支持プレートで、該下部支持プ
レート２２に対向してその上方に設けられている。該上
部支持プレート３０と該下部支持プレート２２とは垂直
軸３２，３２を介して互いに摺動可能に取り付けられて
いる。３４，３４は摺動ベアリングで、該垂直軸３２，
３２の周囲でかつ該下部支持プレート２２の上面に設け
られている。

【００２８】３６は該下部支持プレート２２の上面に設
けられたジャッキ手段で、そのジャッキ軸３６ａは該上
部支持プレート３０の下面を支えるように作用する。

【００２９】該ジャッキ手段３６は、該載置ローラ３
８，４０に石英ガラス円筒体Αを載せた後、該石英ガラ
ス円筒体Αの中心を研磨シャフト固定ヘッド１６，１８
の中心に一致させるように作用するものである。

【００３０】３８，４０は該上部支持プレート３０上に
設けられた一対の載置ローラで、それぞれ支持枠４２，
４４に回転軸４６，４８を介して回転自在に取り付けら
れている。一方の載置ローラ３８の回転軸４６の一端部
にはプーリ５０が設けられている。

【００３１】５２は該上部支持プレート３０の下面側に
設けられた載置ローラ回転用モータである。該モータ５
２のモータ軸５４の先端にはモータプーリ５６が取り付
けられている。プーリ５０及びモータプーリ５６はプー
リベルト５８を介して連結されている。

【００３２】したがって、モータ４８が駆動してモータ
軸５０が回転すると、その回転は、モータプーリ５６，
プーリベルト５４、プーリ４６及び回転軸４６を介して
載置ローラ３８に伝達され、当該載置ローラ３８も回転
する。載置ローラ３８，４０上に載置された石英ガラス
円筒体Ａは該載置ローラ３８の回転とともに回転する。
載置ローラ４０は該石英ガラス円筒体Ａの回転に従って
従動的に回転する。

【００３３】６０は研磨シャフト回転用モータ６２を上
面に設置したモータ架台で、前記研磨シャフト固定左側
ヘッド１８の外面側に取り付けられている。該モータ６
２のモータ軸６４の先端にはモータプーリ６６が取り付
けられている。

【００３４】該研磨シャフト固定左側ヘッド１８の上部
には、図８に示されるごとく、ベアリングケース６８が
設けられている。該ベアリングケース６８の内部にはベ
アリング手段７０を介して回転筒７２が回転可能に収納
されている。該回転筒７０の基壁（右端壁）７２ａには
ネジ孔７４が開穿されており、該ネジ孔７４には研磨シ
ャフト本体７６ａの一端部に形成されたネジ部７７がネ
ジ込まれている。該回転筒７０の先端壁（左端壁）７２
ｂには外方に軸７８が突設されている。該軸７８の先端
にはプーリ８０が取り付けられている。該プーリ８０は
プーリベルト８２を介して上記したモータプーリ６６に
連結されている。

【００３５】研磨シャフト本体７６ａの一端部（図面上
では左端部）には、図５（ａ）によく示されるごとく、
上述したネジ部７７が形成されている。該研磨シャフト
本体７６ａの他端部（図面上では右端部）には、環状溝
８４及びキー溝８６が形成されている［図５（ａ）
（ｂ）］。該環状溝８４は引っ張り力に耐えられるため
に形成され、またキー溝８６は回転力に耐えるためのも
のである。

【００３６】８８ａ，８８ｂは一対の相対向する支持シ
ャフトである。一方の支持シャフト８８ａの一端部（右
端部）にはネジ部９２が形成され、他端部（左端部）は
タップ加工され、ネジ孔９３が穿設されている［図６
（ｂ）］。他方の支持シャフト８８ｂの一端部（右端
部）はタップ加工され、ネジ孔９５が穿設され、他端部
（左端部）には環状溝９４及びキー溝９６が穿設されて
いる。

【００３７】９０は引っ張り力検出センサーで、その両
端にはネジ部９０ａ，９０ｂがそれぞれ突設されてい
る。該ネジ部（右側）９０ａを支持シャフト（右側）８
８ａのネジ孔９３にネジ込み、該ネジ部（左側）９０ｂ
を支持シャフト（左側）８８ｂのネジ孔９５にネジ込む
ことによって引っ張り力検出センサー９０が支持シャフ
ト８８ａ，８８ｂに取り付けられる。

【００３８】前記研磨シャフト固定右側ヘッド１６の上
部には、図９に示されるごとく、ベアリングケース１０
０が設けられている。該ベアリングケース１００の内部
にはベアリング手段１０２を介して回転筒１０４が回転
可能に収納されている。該回転筒１０４の基端部（左側
部）は開口しており、支持シャフト８８が挿通可能とさ
れている。

【００３９】該回転筒１０４の先端部（右側部）も開口
して挿通口１０５が形成されており、該挿通口１０５に
固定パーツ１０４ａが着脱可能に取りつけられている。
該固定パーツ１０４ａには貫通孔１０６が開穿されてお
り、該貫通孔１０６には支持シャフト８８ａの一端部に
形成されたネジ部９２が挿通される。１０８はナット
で、該ネジ部９２に螺着されかつ回転筒１０４の固定パ
ーツ１０４ａに当接して螺締めされることによって該支
持シャフト８８ａ，８８ｂ及び研磨シャフト本体７６ａ
の引っ張り力の調整を行うことができる。

【００４０】図２に示されるごとく、研磨シャフト本体
７６ａの長手方向には、所定の間隔をおいて多数の形状
変形可能な研磨布１０８が取りつけられている。

【００４１】該研磨布１０８としては、公知のものが使
用できる。例えば、厚みが１ｍｍ程度の酸化セリウムパ
ッドを石英ガラス円筒体Ａの所定の仕上げ内径と同等か
わずかに大きな大きさの円板状研磨パッド１０８ａに形
成し、その中心部に研磨シャフト本体７６ａと同じ径の
穴１１０が開穿されている［図４（ｂ）］。又、該円板
状研磨パッド１０８ａの周辺部分には相対向する一対の
挿通孔１１２，１１２を穿設する。この研磨パッド１０
８ａを複数枚重ね合わせて研磨布１０８とする。

【００４２】１１４は研磨布固定用のリング部材で、該
研磨パッド１０８ａの径よりも小なる円板形状を有し、
その中心部には研磨シャフト本体７６ａと同じ径の穴１
１６が開穿されている［図４（ｃ）］。また、該リング
部材１１４の周辺部分には上記研磨パッド１０８ａの挿
通孔１１２，１１２に対応して一対の貫通孔１１８，１
１８が開穿されている。１２０，１２０は該リング部材
１１４の内周面と外周面を貫通し、相対向する一対のネ
ジ孔で、該ネジ孔１２０，１２０にはセットスクリュー
１２２，１２２が螺動自在に取りつけられている。

【００４３】研磨パッド１０８ａを複数枚重ねてなる研
磨布１０８は、その両面方向からリング部材１１４，１
１４によって押圧し、挿通孔１１２，１１２及び貫通孔
１１８，１１８にボルト１２４，１２４を挿通し、ナッ
ト１２６，１２６で締め付けることによって研磨布リン
グ部材複合体１２８として固定される［図４（ａ）］。

【００４４】該研磨布リング部材複合体１２８は、図２
に示すように、研磨シャフト本体７６ａに所定間隔をお
いて複数個が固定され、これによって研磨布１０８が所
定間隔をおいて固定されることとなる。該研磨布リング
部材複合体１２８の研磨シャフト本体７６ａへの固定は
公知手段によって行えばよいが、図示の例では、該研磨
布リング部材複合体１２８を該研磨シャフト本体７６ａ
に穴１１０及び１１６を介して挿通し所定位置に移動さ
せセットスクリュー１２２，１２２をネジ込んで、その
先端を研磨シャフト本体７６ａの外周面に押圧せしめる
ことによって該研磨布リング部材複合体１２８を固定す
ることができる。この際、石英ガラス円筒体Ａの長さ
と、研磨加工を均一に行うために石英ガラス円筒体Ａの
軸線方向に往復運動を行うスロトーク長を考慮して複数
個の研磨布リング部材複合体１２８の固定を行うことは
勿論である。

【００４５】上記したように引っ張り力検出センサー９
０を取りつけ、カップリング手段９８によって一体化さ
れて研磨シャフト７６が構成される。この研磨シャフト
７６を、研磨シャフト固定右側ヘッド１６の挿通口１０
５を介して挿通し、研磨シャフト固定左側ヘッド１８の
回転筒７０の基壁７２ａのネジ孔７４に研磨シャフト７
６のネジ部７７をネジ込んで該研磨シャフト７６の一端
（左端）を固定する。該研磨シャフト７６の他端（右
端）は、固定パーツ１０４ａを該挿通口１０５に装着す
るとともに貫通孔１０６に挿通され、ナット１０８をネ
ジ部９２にネジ込んで螺締めすることによって研磨シャ
フト固定右側ヘッド１６に固定される。該ナット１０８
の締め具合は、引っ張り力検知センサー９０の引っ張り
力を見ながら、所定の引っ張り力になるように調整、即
ちテンション調整する。したがって、上記したナット１
０８とネジ部９２によって本発明のテンション手段が構
成されることとなる。

【００４６】前記したリニアモータ２６は、下部支持プ
レート２２、上部支持プレート３０及び載置ローラ３
８，４０を介して石英ガラス円筒体Ａをその軸線方向に
往復運動させるもので、研磨効率の向上と均一な研磨精
度を保つ目的で使用される。その他に、エアシリンダー
を用いても同様な効果が得られる。但し、カム方式の場
合、移動中の移動速度が０から最大速度まで変化し、研
磨にむらが生じ、均一な研磨ができないため、本発明装
置における使用には適当でない。

【００４７】本発明装置１０で用いられる研磨手段とし
ては、上記した研磨シャフト７６が好適であるが、この
他に図７に示した研磨ブラシ１４２を同様に用いること
も可能である。該研磨ブラシ１４２は、長尺シャフト１
４３を有し、該長尺シャフトの長手方向に所定間隔をお
いて多数のリング１４８が取りつけられている。該リン
グ１４８の外周面には研磨用ブラシ毛１５０が植設され
ている。なお、研磨ブラシ毛１５０を長尺シャフト１４
３の全面に取りつける構成を採用することも勿論可能で
ある。研磨ブラシ１４２は主として仕上げ研磨用として
好適に用いられる。

【００４８】上記した本発明装置１０を用いて石英ガラ
ス円筒体Ａの中空部ａの内面を研磨する手順の１例につ
いて以下に説明する。

【００４９】一般的に、石英ガラス円筒体Ａは、直接火
炎法により、石英ガラスのインゴットを作成した後、コ
アドリル等で軸方向に沿って穴即ち中空部ａを開けるこ
とによって作成される。この石英ガラス円筒体Ａの中空
部ａの内面を本発明装置１０を用いて次の手順によって
研磨する。

【００５０】手順１．図１に示すごとく、中空部ａに研
磨シャフト７６が挿通された石英ガラス円筒体Ａを内面
研磨装置１０の載置ローラ３８，４０に載置する。

【００５１】手順２．研磨シャフト回転用モータ６２を
駆動し、モータ軸６４の回転、モータプーリ６６、プー
リベルト８２、プーリ８０、軸７８を介して、研磨シャ
フト７６に伝達され、研磨シャフト７６を回転させ、所
定粒径の研磨砥粒の混濁液からなる研磨スラリーを石英
ガラス円筒体Ａの中空部ａ内に流す。

【００５２】上記混濁液としては、＃４００〜＃１２０
０の研磨砥粒の混濁液を用いるのが好適であり、該研磨
砥粒としては炭化ケイ素（ＳｉＣ）質砥粒又はアルミナ
質砥粒が好ましい。

【００５３】手順３．載置ローラ回転用モータ５２を駆
動し、モータ軸５４の回転は、モータプーリー５６、プ
ーリベルト５４、プーリ４６及び回転軸４６を介して載
置ローラ３８に伝達される。この載置ローラ３８を回転
させることによって石英ガラス円筒体Ａが回転させられ
るが、この石英ガラス円筒体Ａの回転は研磨シャフト７
６と逆方向とされている。

【００５４】載置ローラ４０は、載置ローラ３８及び石
英ガラス円筒体Ａの回転とともに従動的に回転し石英ガ
ラス円筒体Ａを回転状態で支持載置することができる。

【００５５】手順４．リニアモータ２６を駆動させるこ
とによって、リニアモータ軸２６ａの往復運動は、ジョ
イント手段２８、下部支持プレート２２、上部支持プレ
ート３０及び載置ローラ３８，４０を介して石英ガラス
円筒体Ａに伝達され、石英ガラス円筒体Ａは軸線方向に
往復運動する。この石英ガラス円筒体Ａをその軸線方向
に所望距離のストロークで往復運動させることによって
所定時間の研磨を行う。

【００５６】石英ガラス円筒体Ａの往復運動の代わり
に、研磨シャフト７６を往復運動させても良いし、研磨
シャフト７６と石英ガラス円筒体Ａの双方を往復運動さ
せて同様の作用効果を達成することができる。

【００５７】上記した手順２〜４の研磨処理は複数回、
例えば３回繰り返すことができ、その場合、各研磨処理
で使用する研磨スラリー中の研磨砥粒の粒径を徐々に小
さくするようにすれば、より良好な研磨を達成すること
ができる。例えば、１回目の研磨では＃４００の研磨砥
粒を用い、２回目の研磨では＃８００の研磨砥粒を用
い、３回目の研磨では＃１２００の研磨砥粒を用いるよ
うにするのが好ましい。

【００５８】例えば、３回繰り返して研磨を行う場合に
は、手順４の後に、１回目の研磨か、２回目の研磨か、
３回目の研磨かについての判定を行い、１回目又は２回
目の場合には、石英ガラス円筒体Ａの中空部ａの内部に
純水を流し、研磨砥粒を洗い流す。その後、手順２に戻
し研磨砥粒の粒径を変えて研磨処理（手順２〜５）を繰
り返す。

【００５９】手順５．３回目の研磨処理が終了した場合
には、純水を石英ガラス円筒体Ａの中空部ａの内部に流
し、研磨砥粒を洗い流す。

【００６０】手順６．研磨砥粒を酸化セリウムに替え、
手順２〜４に基づいて研磨を行う。

【００６１】手順７．所定時間酸化セリウムでの研磨処
理を終了した後、研磨シャフト７６を石英ガラス円筒体
Ａから抜き取り、純水を石英ガラス円筒体Ａの中空部ａ
の内部に流し、研磨砥粒を洗い流す。

【００６２】手順８．この内面を研磨された石英ガラス
円筒体Ａを内面研磨装置１０の載置ローラ３８，４０か
ら外す。

【００６３】上記した手順１〜８を経ることによって、
石英ガラス円筒体Ａの中空部ａの内部が研磨される。上
記した説明では、手順２〜４の研磨は、研磨砥粒の粒径
を、例えば＃４００、＃８００、＃１２００と変えて３
回の研磨処理を行う場合を示したが、この研磨処理は１
回でも２回でも良いし、又４回以上行ってもよいことは
言うまでもない。

【００６４】

【実施例】以下に、本発明の実施例を挙げて説明する
が、この実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈
されるものではないことは言うまでもない。

【００６５】（実施例１）直接火炎法により、合成石英
ガラスのインゴットを作成した後、コアドリルで軸方向
に沿って穴をあけ、石英ガラス円筒体を作成した。この
石英ガラス円筒体を図１〜９に示した内面研磨装置を用
い、上記した手順１〜８に従い、下記の条件で研磨し
た。

【００６６】研磨条件 手順２〜４による研磨： １回目の研磨処理；＃４００のＳｉＣ研磨砥粒を用い、
研磨ロッドの軸線方向に３００ｍｍのストロークで往復
運動し、４０分間研磨した。 ２回目の研磨処理；＃８００のＳｉＣ研磨砥粒を用い、
研磨ロッドの軸線方向に３００ｍｍのストロークで往復
運動し、５０分間研磨した。 ３回目の研磨処理；＃１２００のＳｉＣ研磨砥粒を用
い、研磨ロッドの軸線方向に３００ｍｍのストロークで
往復運動し、６０分間研磨した。 手順６による研磨：＃２５００の酸化セリウムの研磨砥
粒を用い、研磨ブラシの軸線方向に３００ｍｍのストロ
ークで往復運動し、１２０分間研磨した。

【００６７】実施例１の研磨処理によって研磨された石
英ガラス円筒体の中空部の内面の表面粗さを測定した。
表面粗さは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ６０１の定義に
より、最大粗さＲｍａｘ及び中心線平均粗さＲａで表示
する。また、その測定法は、接触式簡易粗さ計［東京精
密（株）製、Surfcom ３００B ］で１０ｍｍの長さ毎に
測定し、そのときの最大粗さＲｍａｘと中心線平均粗さ
Ｒａを求める方法によった。

【００６８】表面粗さの測定の結果は、最大粗さＲｍａ
ｘが０．７μｍ、中心線平均粗さＲａが０．０６μｍで
あった。

【００６９】この内面研磨した石英ガラス円筒体を電気
炉で加熱軟化させ、ランプ用のチューブを製造し、寸法
・外観検査を行った。寸法に関しては、所定の寸法公差
内であり、また、外観検査に関してチューブの外面・内
面ともに溶融鏡面を保ち、良好な歩留りであった。

【００７０】また、このチューブの内面の粗さを調べた
ところ、最大粗さＲｍａｘは０．０５μｍ、中心線平均
粗さＲａは０．０１μｍであった。

【００７１】（比較例１）直接火炎法により、合成石英
ガラスのインゴットを作成した後、コアドリルで軸方向
に沿い穴をあけ、石英ガラス円筒体を作成した。この円
筒体を研磨装置に載置し、特開平３−７５２３２号公報
に記載されたものと同様な手法及び研磨ブラシを用い
て、研磨作業を行った。

【００７２】研磨が終了した石英ガラス円筒体の中空部
内面の粗さ測定の結果は、最大粗さＲｍａｘが１．８μ
ｍ、中心線平均粗さＲａが０．２μｍであった。

【００７３】この石英ガラス円筒体を電気炉で加熱軟化
させ、ランプ用のチューブを製造し、寸法・外観検査を
行った。寸法に関しては、所定の寸法公差内であり良好
な結果であったが、外観検査ではチューブの内面に微少
な凹凸が残っていた。

【００７４】また、このチューブの内面の粗さを調べた
ところ、最大粗さＲｍａｘは１．１５μｍ、中心線平均
粗さＲａは０．５５μｍであった。

【００７５】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、ダ
イヤモンドツールを用いて内面を研削加工された石英ガ
ラス円筒体の内面を、ダイヤモンドツールによる研削傷
を残すことなく研磨することが可能であるという大きな
効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる石英ガラス円筒体の内面研磨
装置の側面概略説明図である。

【図２】 研磨シャフトの両端部を省略した摘示側面概
略説明図である。

【図３】 研磨シャフトの研磨布の固定部分を示す摘示
拡大断面説明図である。

【図４】 研磨シャフトの研磨布の固定部分を示すもの
で、（ａ）は正面的概略説明図、（ｂ）は研磨布の摘示
正面図及び（ｃ）はリング部材の摘示拡大正面図であ
る。

【図５】 中央部を省略した研磨シャフト本体を示すも
ので、（ａ）は摘示拡大側面概略説明図及び（ｂ）は摘
示拡大側面概略説明図である。

【図６】 引っ張り力検出センサーを示すもので、
（ａ）は支持シャフトに取りつけた引っ張り力検出セン
サーと研磨シャフト本体を一対のカップリング部材を介
して取り付けた状態を一方のカップリング部材を外して
示す側面概略説明図及び（ｂ）は引っ張り力検知センサ
ーと支持シャフトとを分解した状態を示す側面概略説明
図である。

【図７】 研磨ブラシの両端部を省略した摘示側面概略
説明図である。

【図８】 研磨シャフト固定左側ヘッドを示す拡大断面
説明図である。

【図９】 研磨シャフト固定右側ヘッドを示す拡大断面
説明図である

【符号の説明】

１０：内面研磨装置、１２：架台、１４：ベースプレー
ト、１６：研磨シャフト固定右側ヘッド、１８：研磨シ
ャフト固定左側ヘッド、２０：ガイド手段、２２：下部
支持プレート、２４：スライドベアリング手段、２６：
リニアモータ、２６ａ：リニアモータ軸、２８：ジョイ
ント手段、３０：上部支持プレート、３２：垂直軸、３
４：摺動ベアリング、３６：ジャッキ手段、３６ａ：ジ
ャッキ軸、３８，４０：載置ローラ、４２，４４：支持
枠、４６，４８：回転軸、５０：プーリ、５２：載置ロ
ーラ回転用モータ、５４：モータ軸、５６：モータプー
リ、５８：モータベルト、６０：モータ架台、６２：研
磨シャフト回転用モータ、６４：モータ軸、６６：モー
タプーリ、６８：ベアリングケース、７０：ベアリング
手段、７２：回転筒、７２ａ：基壁（右端壁）、７２
ｂ：先端壁（左端壁）、７４：ネジ孔、７６：研磨シャ
フト、７６ａ：研磨シャフト本体、７７：ネジ部、７
８：軸、８０：プーリ、８２：プーリベルト、８４：環
状溝、８６：キー溝、８８ａ，８８ｂ：支持シャフト、
９０：引っ張り力検出センサー、９０ａ，９０ｂ：ネジ
部、９２：ネジ部、９３，９５：ネジ孔、９４：環状
溝、９６：キー溝、９８：カップリング手段、１００：
ベアリングケース、１０２：ベアリング手段、１０４：
回転筒、１０４ａ：固定パーツ、１０５：挿通口、１０
６：貫通孔、１０８：ナット、１０８ａ：円板状研磨パ
ッド、１１０：穴、１１２：挿通孔、１１４：研磨布固
定用リング部材、１１６：穴、１１８：貫通孔、１２
０：ネジ孔、１２２：セットスクリュー、１２４：ボル
ト、１２６：ナット、１２８：研磨布リング部材複合体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 徹 福島県岩瀬郡鏡石町大字鏡田字境173 株 式会社アトック福島工場内 Ｆターム(参考） 3C043 AC03 AC28 CC06 CC07 CC11 DD05 3C058 AA06 AA07 AA14 AA18 AB01 AB04 AB06 BA09 BC02 CA01 CA02 CA06 CB01 CB10 4G014 AH15 AH23 4G021 BA00

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイヤモンドツールを用いて、内面を研
   削加工された中空部を有する石英ガラス円筒体であり、
   該中空部の内面を、所定の寸法精度を維持しながら、研
   削加工時に生じたダイヤモンドツールによる研削傷を取
   り除き、実質的に傷がない鏡面に研磨加工されてなるこ
   とを特徴とする石英ガラス円筒体。
2. 【請求項２】 前記石英ガラス円筒体の中空部の内周面
   の最大粗さＲｍａｘが１μｍ以下、中心線平均粗さＲａ
   が０．１μｍ以下であることを特徴とする請求項２記載
   の石英ガラス円筒体。
3. 【請求項３】 ダイヤモンドツールを用いて内面を研削
   加工された石英ガラス円筒体の中空部の内面を研磨する
   装置であり、該石英ガラス円筒体を回転自在に支持する
   回転支持手段と、該石英ガラス円筒体の中空部に挿通さ
   れ該石英ガラス円筒体の内部を研磨する研磨手段と、該
   研磨手段の両端部を回転自在に支持する研磨手段支持手
   段と、該研磨手段に所定の引っ張り力を付与するテンシ
   ョン手段と、該石英ガラス円筒体及び／又は該研磨手段
   を長手方向に往復運動せしめる往復運動手段と、を有す
   ることを特徴とする石英ガラス円筒体の内面研磨装置。
4. 【請求項４】 前記引っ張り力を検出するためのセンサ
   ー手段をさらに有することを特徴とする請求項３記載の
   石英ガラス円筒体の内面研磨装置。
5. 【請求項５】 前記引っ張り力を２kg／cm² 以上に設定
   することを特徴とする請求項３又は４記載の石英ガラス
   円筒体の内面研磨装置。
6. 【請求項６】 前記長尺研磨手段が形状変形可能な研磨
   布を固定してなる研磨シャフト又は研磨ブラシを植設し
   てなる研磨ブラシであることを特徴とする請求項３〜５
   のいずれか１項記載の石英ガラス円筒体の内面研磨装
   置。