JP3637178B2 - 石英部材の成形装置および成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石英ガラス管などの石英部材を連続的に形成する石英部材の成形装置および成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石英ガラス管を連続的に形成する工程においては、電気的に加熱した炉において高純度に精製された水晶や合成石英などの粉末を溶解させ、この粉末が溶解するにつれて、炉の底に設けられた適当な形状の孔を構成するモールドやマンドレルを通じて炉から所要の形状のものが流れ落ちることにより、形成されている。
【０００３】
この石英ガラス管を連続的に形成する従来の成形装置の構成を、以下に説明する。
【０００４】
従来の成形装置は、細長い円筒形状のるつぼを有しており、このるつぼ内部には、上方に設けられた供給装置により、高純度に精製された水晶や合成石英などの粉末が供給されるようになっている。
【０００５】
上記るつぼの底部には、モールドが設けられており、またこのモールドに連通するように、例えば柱状のマンドレルが設けられている。このモールドおよびマンドレルによって上記るつぼ内部に存在する溶融ガラスを所定の形状および肉厚に設定して、上記るつぼから溶融ガラスとして押し出すことを可能としている。このるつぼより流出した溶融ガラスは、上記モールドと連結して設けられた流出配管内部を流出して、次工程へ向かい送り出されるようになっている。
【０００６】
上記るつぼの外周部分には、このるつぼを加熱するためのヒータが設けられている。このヒータは、上記るつぼの上部側を加熱する上部側ヒータ、および上記るつぼの下部側を加熱する下部側ヒータとがそれぞれ別個に設けられており、それぞれ例えば上部側ヒータでは１４００℃、下部側ヒータでは１６５０℃に加熱するようになっている。
【０００７】
このような連続形成装置を用いて石英ガラス管を製造する場合、まず上方に設けられた供給装置によって水晶や合成石英の粉末などの原料が供給され、そして上部側ヒータおよび下部側ヒータの加熱により、上記原料が溶融される。この場合、上記原料は例えば常圧程度の所定圧力の水素雰囲気中で溶融されるようになっている。
【０００８】
この水素は、他の気体と比較して上記石英ガラスの溶融ガラスに溶けやすく、そのため上記るつぼはこの水素雰囲気で満たされた範囲内において溶融される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような成形装置により石英ガラス管を製作した場合、溶融ガラス中に水素の気泡が含まれてしまい、この気泡の発生を抑えるのは難しいものとなっている。また、水素雰囲気中ではこの溶融ガラス中に所定濃度の水素が溶け込んでしまい、この溶け込んだ水素の濃度によっては気泡が溶融ガラス中で溶けにくいものとなっている。この水素の気泡が上記溶融ガラス中に入り込むと、そのまま上記マンドレルとモールドの間から引き出され、この気泡が変形して筋状に存在したまま製品である石英ガラス管の内部に残留してしまう、といった不具合が生じている。
【００１０】
このような筋状の気泡が上記石英ガラス管内部に存在すると、偏向性や光透過性が良好とならず、光学的な精度が低下してしまうということがあり、さらに気泡の存在により、機械的強度が低減する、ということも生じている。
【００１１】
本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、
気泡が実質的に存在せず、光学的精度が良好かつ機械的強度の高い石英部材が得られる石英部材の成形装置および成形方法を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、石英の粉末などの原料を連続的にるつぼ内部に供給し、この原料を溶融してモールドとマンドレルの間から所定の形状で引き出して石英部材を連続的に形成する石英部材の成形装置において、
上記るつぼ内部に供給された原料を加熱して溶融ガラスとする第１の加熱手段と、
上記第１の加熱手段により形成された溶融ガラスを第１の加熱手段よりも高い温度で加熱する第２の加熱手段と、
上記るつぼ内部に設けられ、上記第２の加熱手段によって加熱され溶融ガラスが上記るつぼから引き出される前に所定の流動抵抗を与える抵抗体と、
上記第１、第２の加熱手段による溶融ガラスの加熱温度および滞留時間を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする石英部材の成形装置である。
【００１３】
請求項２記載の発明は、上記るつぼ内部の溶融ガラスの温度は、上記第１、第２の加熱手段により１０００℃から２０００℃の範囲で温度変化を与えて７時間以上加熱することを特徴とする請求項１記載の石英部材の成形装置である。
【００１４】
請求項３記載の発明は、上記抵抗体は、上記るつぼ内部に複数個設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の石英部材の成形装置である。
【００１５】
請求項４記載の発明は、上記第１の加熱手段と第２の加熱手段の間には、第３の加熱手段が設けられ、この第３の加熱手段は上記第１の加熱手段と第２の加熱手段の間の温度に加熱することを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の石英部材の成形装置である。
【００１６】
請求項５記載の発明は、石英の粉末などの原料を連続的にるつぼ内部に供給し、この原料を溶融して所定形状の石英部材を連続的に形成する石英部材の成形方法において、
上記るつぼ内部に原料を供給する供給工程と、
上記るつぼ内部に供給された原料を第１の加熱手段で加熱して溶融ガラスとする溶融工程と、
上記溶融ガラスを第２の加熱手段によって第１の加熱手段よりも高い温度で加熱する加熱工程と、
上記溶融工程および加熱工程での加熱温度および滞留時間を制御する制御工程と、
上記制御工程で制御された溶融ガラスを所定の形状で引き出す引き出し工程と、
を具備したことを特徴とする石英部材の成形方法である。
【００１７】
請求項１の発明によると、上記るつぼ内部に供給された原料を加熱溶融する第１の加熱手段と、上記第１の加熱手段により原料の溶融された溶融ガラスをさらに加熱する第２の加熱手段と、上記第２の加熱手段によって加熱された溶融ガラスが上記るつぼから引き出される前に所定の流動抵抗を与える抵抗体と、上記第１、第２の加熱手段による溶融ガラスの加熱温度および時間を制御する制御手段が設けられた構成のため、上記るつぼ内部で第１の加熱手段、および第２の加熱手段を用いれば、制御手段により所定の温度差を与えることが可能となっている。そのため、このるつぼ内部の温度差を適宜の値に調整可能となっている。また、抵抗体がるつぼ内部に設けられたことにより、上記るつぼ内部での溶融ガラスの滞留時間を設定することが可能となる。
【００１８】
請求項２の発明によると、上記るつぼ内部の溶融ガラスの温度は、上記第１、第２の加熱手段により略１０００℃から略２０００℃の範囲で温度変化を与えて約７時間以上過熱するため、上記原料のるつぼ内部への供給部分が略１０００℃となってこの溶融ガラス内部へ周辺雰囲気ガスが溶け難くなり、また上記るつぼの引き出し部分付近の温度が略２０００℃となっているため、上記溶融ガラス中に気泡となって生じている気体がより一層溶けやすいものとなる。また、上記るつぼの内部で約７時間以上過熱するため、この溶融ガラス中に生じている気泡を消滅させて内部に気泡等が残留していないガラス管を製造することが可能となる。
【００１９】
請求項３の発明によると、上記抵抗体は、上記るつぼ内部に複数個設けられたため、るつぼ内部での溶融ガラスの滞留時間を長くすることが可能となる。
【００２０】
請求項４の発明によると、上記第１の加熱手段と第２の加熱手段の間には、第３の加熱手段が設けられ、この第３の加熱手段は上記第１の加熱手段と第２の加熱手段の間の温度に溶融ガラスを加熱するため、この第３の加熱手段の温度調整により一層溶融ガラス中の気泡を消去することが可能となる。
【００２１】
請求項５の発明によると、上記るつぼ内部に原料を供給する供給工程と、上記るつぼ内部に供給された原料を加熱して溶融ガラスとする溶融工程と、上記溶融ガラスを更に加熱する加熱工程と、上記溶融工程および加熱工程での加熱温度および滞留時間を制御する制御工程と、上記加熱された溶融ガラスを所定の形状で引き出す引き出し工程とを具備しているため、上記るつぼの内部で溶融された溶融ガラス内部に生じる気泡を適宜消滅させることが可能となるとともに、上記るつぼ内部の溶融ガラスから連続的に石英ガラス管を成形することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図１ないし図３に基づいて説明する。
【００２３】
図１に示す石英部材の成形装置１０は、炉として例えば細長い円筒形状のるつぼ１１を有している。このるつぼ１１は、例えばタングステンやモリブテンのような耐火金属をその材質として構成されている。
【００２４】
上記るつぼ１１には、この内部を水素雰囲気とするために図示しない閉塞空間を有している。この閉塞空間は、例えばるつぼ１１の上端に図示しない閉塞蓋が取り付けられ、あるいはこのるつぼ１１自体が図示しない閉塞室内部に設けられることによって、この内部に供給する水素が外方へ漏れないような構成となっている。このるつぼ１１内部の水素雰囲気は、例えば大気圧のような所定圧力に保たれるようになっている。
【００２５】
なお、このるつぼ１１内部が満たされる水素雰囲気は、例えば窒素やヘリウムなどとの混合ガスであっても構わない。
【００２６】
上記るつぼ１１の上方には、電気的に加熱した炉において高純度に精製された水晶や合成石英などの粉末の原料１２を上記るつぼ１１内部に供給を可能とするように、所定の高さ位置に供給装置１３が設けられている。この供給装置１３は、その形状を例えば漏斗状等としており、上方の供給部に原料１２を供給して、この下方に設けられた連通管によって上記るつぼ１１内部の所定位置に上記原料１２を供給することが可能に設けられている。このるつぼ１１内部への上記原料１２の供給は、この原料１２の自重により、あるいは供給量を制御する制御手段により適宜調整されるようになっている。
【００２７】
上記るつぼ１１の上部側の所定位置には、例えば誘導加熱コイルなどの電熱線からなる第１の加熱手段としての上部ヒータ１５ａが設けられる。つまり、この上部ヒータ１５ａは、上記供給装置１３によって供給される固体である水晶や合成石英などの原料１２と、この原料１２が溶融した液体の溶融ガラス１４との境界部分にまたがって設けられる。
【００２８】
また上記るつぼ１１の下方側の所定位置には、同じく第２の加熱手段である下部ヒータ１５ｂが設けられており、この下部ヒータ１５ｂはるつぼ１１内部から溶融ガラス１４が流出されるるつぼ１１底部に位置するようになっている。
【００２９】
上記コイル状の上部ヒータ１５ａおよび下部ヒータ１５ｂは、上記るつぼ１１の外周を、例えば巻回するように取り付けられており、このるつぼ１１外周に対応するるつぼ１１内部側が、上部ヒータ１５ａおよび下部ヒータ１５ｂによって所定の温度に調整できるようになっている。
【００３０】
これら上部ヒータ１５ａおよび下部ヒータ１５ｂは、制御装置１６に接続されている。この制御装置１６は、本実施の形態では上記上部ヒータ１５ａにより加熱される上記るつぼ１１内部の原料と溶融ガラス１４との境界部分の温度を略１０００℃となるように制御しており、一方、上記下部ヒータ１５ｂにより加熱される上記るつぼ１１内部から溶融ガラス１４が流出される部分であるるつぼ１１底部の温度を略２０００℃となるように制御している。
【００３１】
ここで本実施の形態では、上記下部ヒータ１５ｂは、６５ｋＷの発熱量を生じて上記るつぼ１１の底部付近の温度を略２０００℃に維持可能としており、また上記上部ヒータ１５ａは２４ｋＷの発熱量を生じ、この上部ヒータ１５ａの発熱と上記下部ヒータ１５ｂからの熱の伝達により、上記境界部分の温度を略１０００℃に維持可能としている。
【００３２】
なお、るつぼ１１には上部ヒータ１５ａおよび下部ヒータ１５ｂ以外にも、例えば図５に示すように、上記上部ヒータ１５ａおよび下部ヒータ１５ｂの間に第３のヒータ１５ｃ等、複数のヒータを設ける構成としても良い。この場合、例えば上部ヒータ１５ａを１１ｋＷ、下部ヒータを５３ｋＷ、第３のヒータを２５ｋＷ等、適宜の値に調整すれば、上記溶融ガラス１４への水素の気泡の溶解をより一層早く行うことができる構成となる。
【００３３】
上記るつぼ１１の底部には、モールド１７が設けられている。このモールド１７には、成形孔１７ａが形成されており、上記溶融ガラス１４がこのモールド１７の有する所定の形状に応じて流出され、かつ製品として製造される石英ガラス管の外面を成形する役割を有している。
【００３４】
また、このモールド１７の成形孔１７ａには、マンドレル１８が設けられている。このマンドレル１８は、成形部と軸部とからなり、成形部が成形孔１７ａ内に位置するようになっている。またこの軸部は、上端が図示されない固定壁などに取り付けられて、このマンドレル１８を支持するようになっている。このマンドレル１８の成形部は、石英ガラス管の内面を成形するものであり、そのため上記るつぼ１１内部側では、所定の内径を有する石英ガラス管を形成するように、上記モールド１７と向かい合う部分が太径となるように形成されている。
【００３５】
このマンドレル１８は、上記るつぼ１１の底部で上記モールド１７との間に所定間隔の隙間を生じさせるようになっており、この隙間より上記溶融ガラス１４を下方に押し出して、中空状の石英ガラス管を形成するようになっている。
【００３６】
上記るつぼ１１内部の下方側には、図２に示すように、内部の溶融ガラス１４に対して流動抵抗を与える抵抗体としてのバッフル１９が設けられている。このバッフル１９は、上記るつぼ１１の内径と係合する大きさの円板状に形成されており、このバッフル１９の所定位置に複数の孔２０が形成されている。この孔２０を通過すれば、上記るつぼ１１内部で溶融ガラス１４が自重によって下方のモールド１７側へ流出することが可能となっているが、このバッフル２０に形成された孔２０の大きさは単位時間当たり所定量の溶融ガラス１４のみ通過させる大きさに形成されているため、この孔２０の大きさによって滞留時間を設定できるようになっている。
【００３７】
ここで、上記孔２０の大きさは、上記るつぼ１１内部に原料が投入されてから石英ガラスの溶融ガラス１４としてモールド１７から流出するまで約７時間となるように設定されている。
【００３８】
以上のような構成を有する石英部材の成形装置１０の作用について、以下に説明する。
【００３９】
上記るつぼ１１は、この周囲が水素雰囲気中となるように設けられている。この水素雰囲気は、他の気体と比較して、上記溶融ガラス１４中に溶けやすい性質を有しており、そのため上記溶融ガラス１４に気泡などが生じても、この溶融ガラス１４を加熱等すれば気泡などが比較的消滅され易いものとなっている。
【００４０】
このような水素雰囲気中に設けられたるつぼ１１には、上方の供給装置１３より、電気的に加熱した炉において高純度に精製された水晶や合成石英などの粉末の原料１２が供給される。ここで、上記原料１２の供給は、この原料１２の自重を利用して自動的に行う場合と、図示しない制御手段によりこのるつぼ１１内部への供給量を制御する場合とが存在する。
【００４１】
このようにして上記供給装置１３から供給された原料１２は、上記るつぼ１１への投入により上記上部ヒータ１５ａによって温度が略１０００℃となるまで加熱され、それによって溶融ガラス１４となる。この場合、新たに溶融された液体である溶融液１４と、固体である原料１２が投下される境界部分は、周囲の水素雰囲気と接する。そのため、水素が気泡として上記溶融ガラス１４に含まれ、また上記溶融ガラス１４中に所定の濃度の水素が溶け込むこととなる。
【００４２】
しかしながら、従来の石英部材の成形装置の境界部分の温度である、例えば略１４００℃と比較して、この境界部分の温度が略１０００℃と低い温度に設けられているため、この境界部分で上記溶融ガラス１４に溶ける水素濃度を、従来の石英部材の成形装置と比較して低くすることが可能となっている。
【００４３】
この水素の上記溶融ガラス１４への溶解は、この溶融ガラス１４の成分と化学反応によって溶解する場合と、この溶融ガラス１４に物理的に溶解する場合とが両方同時に発生する。ここで、境界部分の温度が略１０００℃と低い温度に設けられることは、物理的、化学的な両面で上記溶融ガラス１４中に溶ける水素濃度を低くすることが可能となる。
【００４４】
ここで、一般に上記溶融ガラス１４に溶け込む水素の濃度を低減すれば、溶融ガラス１４に水素の気泡が含まれても、この気泡の溶融ガラス１４への溶解を比較的容易にすることが可能となっている。
【００４５】
ここで、るつぼ１１内部での時間と温度変化との関係を表すグラフを図３に示す。図３においては、ケース１は従来の石英部材の成形装置のるつぼ内部での温度変化の一例、ケース２は上部ヒータ１５ａと下部ヒータ１５ｂとを制御手段１６で適宜の発熱量に制御した場合のるつぼ１１内部での温度変化の一例、ケース３は上部ヒータ１５ａと下部ヒータ１５ｂの間に第３のヒータ１５ｃを設け、これらヒータ１５ａ，１５ｂ，１５ｃを制御手段１６で適宜の発熱量に制御した場合のるつぼ１１内部での温度変化の一例をそれぞれ示すものである。
【００４６】
また、上記ケース１からケース３までの時間と気泡半径との関係を表すグラフを図４に示す。
【００４７】
従来のケース１では、図３より、上記るつぼ１１に原料１２が供給されて少々時間が経過すると、この原料１２の温度が略１４００℃となってこの原料１２が溶融され、そして上記るつぼ１１底部のモールド１７付近でこの溶融ガラス１４の温度は、略１６５０℃まで加熱されている。この場合、図４に示す気泡半径の変化のグラフより、７時間後においても当初２．５ｍｍの半径を有する気泡は上記溶融ガラス１４中では消滅しないものとなっている。
【００４８】
このケース１と比較して、ケース２では原料１２の温度が略１０００℃から略２０００℃まで加熱されるようになっており、この場合、原料１２は略１０００℃では溶融されなく、図４より略１３５０℃付近で溶融が開始されるようになっている。そしてこの場合、上記るつぼ１１内部で約６．５時間で溶融ガラス１４中の２．５ｍｍの半径を有する気泡が消滅する。
【００４９】
このため、本発明のように原料１２の供給部分の温度を略１０００℃、溶融ガラス１４の流出部分の温度を２０００℃と制御することは、溶融ガラス１４中で気泡を消滅させるのに、効果的であるといえる。
【００５０】
さらにケース３では、上記ケース２と同様に、原料１２の供給部分の温度を略１０００℃、溶融ガラス１４の流出部分の温度を２０００℃と制御している点では共通しているが、上記上部ヒータ１５ａと下部ヒータ１５ｂの間に第３のヒータを設け、この第３のヒータにより上記るつぼ１１内部の上記上部ヒータ１５ａと下部ヒータ１５ｂの間の温度を略２０００℃に近接させるようになっている。このため、上記るつぼ１１での水素の気泡の消滅をより一層効果的に行うことが可能となっている。この場合には、上記るつぼ１１内部の２．５ｍｍの半径を有する気泡は、略４．５時間強で消滅する。
【００５１】
なお、本実施の形態では、ケース２では上部ヒータ１５ａが２４ｋＷ、下部ヒータ１５ｂが６５ｋＷの発熱量を生じるものであり、ケース３では上部ヒータ１５ａが１１ｋＷ、下部ヒータ１５ｂが５３ｋＷ、第３のヒータが２５ｋＷの発熱量を生じるものである場合を示している。
【００５２】
上記溶融ガラス１４は、徐々にこのるつぼ１１の下方側に向かって流出されるようになっている。ここで上記るつぼ１１内部には、バッフル１９が設けられているため、この内部での溶融ガラス１４の滞留時間が増加して約７時間程るつぼ１１内部に存在することを可能としている。そのため、水素の気泡が溶融ガラス１４に存在する時間が長くなり、よって水素の気泡の寸法が徐々に小さくなり、もしくは消滅する。
【００５３】
上記バッフル１９に形成された孔２０を通過してモールド１７に向かい流出された溶融ガラス１４は、このモールド１７付近で上記下部ヒータ１５ｂによって加熱され、この溶融ガラス１４の温度が略２０００℃となるように維持される。ここで、溶融ガラス１４中の水素の気泡は、高温になればなる程溶融ガラス１４に溶解され易い。そのため、上記モールド１７付近が略２０００℃に維持されることにより、この溶融ガラス１４中に水素が溶解し、気泡として残留し難く、残留してもその気泡は微細化されてしまう。
【００５４】
つまり、光学的に影響がない大きさ程度、かつ機械的強度に影響を与えない大きさ程度の気泡として、上記溶融ガラス１４中に存在するから、実用上、なんら差し支えがない。
【００５５】
このような上記下部ヒータ１５ｂの加熱により、気泡が消去された溶融ガラス１４は、モールド１７により外面側、マンドレル１８により内面側が成形されつつ、下方へ向かい流出されることとなる。
【００５６】
このようにして、ガラス管内部に気泡が残留しない石英ガラス管を連続的に製造することが可能となっている。
【００５７】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下それについて述べる。
【００５８】
上記実施の形態においては、るつぼ１１内部にバッフル１９を一つのみ設けた構成について説明したが、図６に示すように、バッフル１９はこのるつぼ１１内部に二つ以上設けられていても構わなく、この場合には、上記るつぼ１１内部での溶融ガラス１４の滞留時間を一層調整することが可能となっている。ここで、バッフル１９に形成された孔２０の位置を、それぞれのバッフル１９でずらすことにより、上記溶融ガラス１４の滞留時間のばらつきを防止することが可能となる。
【００５９】
また上記実施の形態では、石英ガラス管を連続的に形成する成形装置について述べたが、本装置の適用範囲はこれに限られず、種々の製品の製造に適用可能となっている。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によると、上記るつぼ内部に供給された原料を加熱溶融する第１の加熱手段と、上記第１の加熱手段により原料の溶融された溶融ガラスをさらに加熱する第２の加熱手段と、上記第２の加熱手段によって加熱された溶融ガラスが上記るつぼから引き出される前に所定の流動抵抗を与える抵抗体と、上記第１、第２の加熱手段による溶融ガラスの加熱温度および時間を制御する制御手段が設けられた構成のため、上記るつぼ内部で第１の加熱手段、および第２の加熱手段を用いれば、制御手段により所定の温度差を与えることができる。そのため、このるつぼ内部の温度差を適宜の値に調整可能となっている。また、抵抗体がるつぼ内部に設けられたことにより、上記るつぼ内部での溶融ガラスの滞留時間を延長させることができる。
【００６１】
請求項２記載の発明によると、上記るつぼ内部の溶融ガラスの温度は、上記第１、第２の加熱手段により略１０００℃から略２０００℃の範囲で温度変化を与えて約７時間以上過熱するため、上記原料のるつぼ内部への供給部分が低温の略１０００℃となってこの溶融ガラス内部へ周辺雰囲気が溶け難くなり、また上記るつぼの引き出し部分付近の温度が高温の略２０００℃となっているため、上記溶融ガラス中に気泡となって生じている気体がより一層溶けやすいものとなる。また、上記るつぼの内部で約７時間以上過熱するため、この溶融ガラス中に生じている気泡を消滅させて内部に気泡等が残留していないガラス管を製造することができる。
【００６２】
請求項３記載の発明によると、上記抵抗体は、上記るつぼ内部に複数個設けられたため、るつぼ内部での溶融ガラスの滞留時間を長くすることができる。
【００６３】
請求項４記載の発明によると、上記第１の加熱手段と第２の加熱手段の間には、第３の加熱手段が設けられ、この第３の加熱手段は上記第１の加熱手段と第２の加熱手段の間の温度に溶融ガラスを加熱するため、この第３の加熱手段の温度調整によりより一層溶融ガラス中の気泡を消去することができる。
【００６４】
請求項５記載の発明によると、上記るつぼ内部に原料を供給する供給工程と、上記るつぼ内部に供給された原料を加熱して溶融ガラスとする溶融工程と、上記溶融ガラスを更に加熱する加熱工程と、上記溶融工程および加熱工程での加熱温度および時間を制御する制御工程と、上記加熱された溶融ガラスを所定の形状で引き出す引き出し工程とを具備しているため、上記るつぼの内部で溶融された溶融ガラス内部に生じる気泡を適宜消滅させることが可能となるとともに、上記るつぼ内部の溶融ガラスから連続的に石英ガラス管を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係わる石英部材の成形装置の構成を示す側断面図。
【図２】同実施の形態に係わるバッフルの形状を示す平面図。
【図３】同実施の形態に係わるるつぼ内部における溶融ガラスの温度と時間の変化の関係を示す図。
【図４】同実施の形態に係わるるつぼ内部における２．５ｍｍの水素の気泡の変化の状態を示す図。
【図５】本発明の石英部材の成形装置の構成の一変形例を示す図。
【図６】本発明の石英部材の連続形成装置の構成の一変形例を示す図。
【符号の説明】
１０…石英部材の成形装置
１１…るつぼ
１２…原料
１４…溶融ガラス
１５…上部ヒータ
１６…下部ヒータ
１７…モールド
１８…マンドレル
１９…バッフル（抵抗体）

Claims (5)

1. 石英の粉末などの原料を連続的にるつぼ内部に供給し、この原料を溶融してモールドとマンドレルの間から所定の形状で引き出して石英部材を連続的に形成する石英部材の成形装置において、
   上記るつぼ内部に供給された原料を加熱して溶融ガラスとする第１の加熱手段と、
   上記第１の加熱手段により形成された溶融ガラスを第１の加熱手段よりも高い温度で加熱する第２の加熱手段と、
   上記るつぼ内部に設けられ、上記第２の加熱手段によって加熱され溶融ガラスが上記るつぼから引き出される前に所定の流動抵抗を与える抵抗体と、
   上記第１、第２の加熱手段による溶融ガラスの加熱温度および滞留時間を制御する制御手段と、
   を具備することを特徴とする石英部材の成形装置。
2. 上記るつぼ内部の溶融ガラスの温度は、上記第１、第２の加熱手段により１０００℃から２０００℃の範囲で温度変化を与えて７時間以上加熱することを特徴とする請求項１記載の石英部材の成形装置。
3. 上記抵抗体は、上記るつぼ内部に複数個設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の石英部材の成形装置。
4. 上記第１の加熱手段と第２の加熱手段の間には、第３の加熱手段が設けられ、この第３の加熱手段は上記第１の加熱手段と第２の加熱手段の間の温度に加熱することを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の石英部材の成形装置。
5. 石英の粉末などの原料を連続的にるつぼ内部に供給し、この原料を溶融して所定形状の石英部材を連続的に形成する石英部材の成形方法において、
   上記るつぼ内部に原料を供給する供給工程と、
   上記るつぼ内部に供給された原料を第１の加熱手段で加熱して溶融ガラスとする溶融工程と、
   上記溶融ガラスを第２の加熱手段によって第１の加熱手段よりも高い温度で加熱する加熱工程と、
   上記溶融工程および加熱工程での加熱温度および滞留時間を制御する制御工程と、
   上記制御工程で制御された溶融ガラスを所定の形状で引き出す引き出し工程と、
   を具備したことを特徴とする石英部材の成形方法。

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