(57)【要約】【課題】加熱成形されるシリカガラスの添加物、その含有量、形状（直径、高さ）に関係なく、一律に設定された条件でシリカガラスを容易に成形できるシリカガラスの加熱成形方法及び加熱成形装置を提供する。【解決手段】本発明に係るシリカガラスの加熱成形方法は、柱形状のシリカガラス１０を加熱炉２内で加熱し、シリカガラス１０を潰して断面積が大きくなるように加熱成形する。そして、加熱炉２内のシリカガラス１０の変形速度をモニタし、変形速度に基づいて加熱炉２内の温度を制御する。【選択図】図１
2010241622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱形状のシリカガラスを加熱炉内で加熱し、前記シリカガラスを潰して断面積が大きくなるように加熱成形するシリカガラスの加熱成形方法であって、
前記加熱炉内のシリカガラスの変形速度をモニタし、前記変形速度に基づいて、前記加熱炉内の温度を制御することを特徴とするシリカガラスの加熱成形方法。
【請求項２】
前記請求項１に記載のシリカガラスの加熱成形方法において、
前記加熱炉内のシリカガラスの変形速度をモニタし、前記変形速度が所定値を超えた際に、前記加熱炉内の昇降温速度を、前記所定値を超える以前の値に比べ下げることを特徴とするシリカガラスの加熱成形方法。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載のシリカガラスの加熱成形方法において、
前記シリカガラスを所定の設定温度になるまで加熱し、その後前記シリカガラスの変形速度が第１の設定値以上になるまで、第１の昇温速度で加熱する第１の加熱工程と、
前記第１の加熱工程の実行後に、前記シリカガラスの変形速度が第２の設定値以下になるまで、第２の昇温速度で加熱する第２の加熱工程と、
前記第２の加熱工程の実行後に、加熱炉内温度が所定温度になるまで降温させる降温工程と、を含み、
前記変形速度の第１の設定値に比べ、前記変形速度の第２の設定値を低く設定し、且つ  前記第１の昇温速度に比べ、前記第２の昇温速度を低く設定することを特徴とするシリカガラスの加熱成形方法。
【請求項４】
前記請求項３に記載のシリカガラスの加熱成形方法において、
前記降温工程の途中に、一定時間一定温度に保持するアニール工程を含むことを特徴とするシリカガラスの加熱成形方法。
【請求項５】
前記請求項１〜４のいずれか一項に記載のシリカガラスの加熱成形方法において、
前記シリカガラスに荷重を印加することを特徴とするシリカガラスの加熱成形方法。
【請求項６】
前記請求項５に記載のシリカガラスの加熱成形方法において、
前記印加する荷重を、前記変形速度に基づいて制御することを特徴とするシリカガラスの加熱成形方法。
【請求項７】
前記請求項１〜６のいずれか一項に記載のシリカガラスの加熱成形方法において、
前記シリカガラスには、Ｋ，Ｇｅ，Ｔｉ，Ｆ，Ｐ，Ａｌ，Ｙの少なくとも１種類の添加物を含むことを特徴とするシリカガラスの加熱成形方法。
【請求項８】
加熱炉と、
前記加熱炉内に設置され、被成形シリカガラスを配置する型枠と、
前記加熱炉内のシリカガラスの変形速度を検出する変形速度検出手段と、
前記変形速度に基づいて、加熱炉内温度の昇降温速度を制御する昇降温速度制御手段と、を備えたことを特徴とするシリカガラスの加熱成形装置。
【請求項９】
前記請求項８に記載のシリカガラスの加熱成形装置において、
さらに前記加熱炉内のシリカガラスに印加する荷重を制御する荷重制御手段を備えていることを特徴とするシリカガラスの加熱成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱形状のシリカガラスのインゴット又はその一部を成形装置内に収容して加熱、または加熱加圧し、略鉛直方向に潰すことにより、広い面積の面を有するシリカガラスを成形するための加熱成形方法及び加熱成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の石英ガラスの成形装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。
図２１は従来の石英ガラスの成形装置の構成を示す断面図であり、この成形装置１００は、合成石英ガラスのインゴットやその一部を、広い面を有する板状体やガラスブロックに成形するための装置である。
【０００３】
成形装置１００は、金属製の真空チャンバ１０１の内壁にカーボンヒータ１０３を有している。更に、真空チャンバ１０１内部の略中央部に、モールド１０５が収容されている。このモールド１０５内に収容された石英ガラス塊１２５は、天板１２３で加圧可能に構成される。石英ガラス塊１２５を加熱加圧成形する場合は、カーボンヒータ１０３により石英ガラス塊１２５を加熱し、天板１２３により加圧することにより、拡径された石英ガラスが成形される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２７８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の石英ガラスの成形方法においては、成形材の寸法や添加物が異なると満足できる成形が得られない場合があった。
これは、成形材が異なっているのに、昇降温パターンを同一の条件で実行しているためであると推量できる。また、石英ガラスに添加される添加物の種類によっても、合成石英ガラスの溶融点等が異なるので、上記と同様の問題が生じるものと推量できる。
【０００６】
上記問題を解決するためには、成形される石英ガラスの添加物、含有量、形状（直径，高さ）等の条件に合わせた昇降温パターンを作成する必要があり、煩雑な成形作業が必要になるという問題が生じていた。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、成形されるシリカガラスの添加物、その含有量、形状（直径、高さ）に関係なく、一律に設定された条件でシリカガラスを容易に成形できるシリカガラスの加熱成形方法及び加熱成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決することができる本発明に係るシリカガラスの加熱成形方法は、柱形状のシリカガラスを加熱炉内で加熱し、前記シリカガラスを潰して断面積が大きくなるように加熱成形するシリカガラスの加熱成形方法であって、
前記加熱炉内のシリカガラスの変形速度をモニタし、前記変形速度に基づいて、前記加熱炉内の温度を制御することを特徴としている。
【０００９】
このように構成されたシリカガラスの加熱成形方法によれば、シリカガラスの変形速度をモニタし、変形速度が所定値を超えた際に加熱炉の温度を制御することで、シリカガラスに含まれる添加物やその含有量、シリカガラスの形状等に関係なく、一律に設定された条件でシリカガラスを加熱成形できる。
【００１０】
また、本発明に係るシリカガラスの加熱成形方法は、前記加熱炉内のシリカガラスの変形速度をモニタし、前記変形速度が所定値を超えた際に、前記加熱炉内の昇降温速度を、前記所定値を超える以前の値に比べ下げることが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係るシリカガラスの加熱成形方法は、前記シリカガラスを所定の設定温度になるまで加熱し、その後前記シリカガラスの変形速度が第１の設定値以上になるまで、第１の昇温速度で加熱する第１の加熱工程と、前記第１の加熱工程の実行後に、前記シリカガラスの変形速度が第２の設定値以下になるまで、第２の昇温速度で加熱する第２の加熱工程と、前記第２の加熱工程の実行後に、加熱炉内温度が所定温度になるまで降温させる降温工程と、を含み、前記変形速度の第１の設定値に比べ、前記変形速度の第２の設定値を低く設定し、且つ前記第１の昇温速度に比べ、前記第２の昇温速度を低く設定することが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係るシリカガラスの加熱成形方法は、前記降温工程の途中に、一定時間一定温度に保持するアニール工程を含むことが好ましい。
このように構成されたシリカガラスの加熱成形方法によれば、アニール工程を加えることにより、より特性の良い成形体を得ることができる。
【００１３】
また、本発明に係るシリカガラスの加熱成形方法は、前記シリカガラスに荷重を印加することが好ましい。
また、本発明に係るシリカガラスの加熱成形方法は、前記印加する荷重を、前記変形速度に基づいて制御することが好ましい。
【００１４】
このように構成されたシリカガラスの加熱成形方法によれば、段階的に印加荷重が大きく変化することができるので、これに伴って変形速度も速くなり、変形速度に基づく昇温速度の制御も短時間で行われる。
【００１５】
また、本発明に係るシリカガラスの加熱成形方法は、前記シリカガラスには、Ｋ，Ｇｅ，Ｔｉ，Ｆ，Ｐ，Ａｌ，Ｙの少なくとも１種類の添加物を含んでいても良い。
【００１６】
このように構成されたシリカガラスの加熱成形方法によれば、このような添加物を含んだ場合でも、同じ条件で加熱成形できる。
【００１７】
また、上記課題を解決することができる本発明に係るシリカガラスの加熱成形装置は、加熱炉と、前記加熱炉内に設置され、被成形シリカガラスを配置する型枠と、前記加熱炉内のシリカガラスの変形速度を検出する変形速度検出手段と、前記変形速度に基づいて、加熱炉内温度の昇降温速度を制御する昇降温速度制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１８】
このように構成されたシリカガラスの加熱成形装置によれば、変形速度検出手段によって検出されたシリカガラスの変形速度に基づいて、昇降温速度の制御が昇降温速度制御手段によって行われるので、シリカガラスに含まれる添加物やその含有量、シリカガラスの形状等に関係なく、一律に設定された条件でシリカガラスを加熱成形できる。
【００１９】
また、本発明に係るシリカガラスの加熱成形装置は、さらに前記加熱炉内のシリカガラスに印加する荷重を制御する荷重制御手段を備えていることが好ましい。
【００２０】
このように構成されたシリカガラスの加熱成形装置によれば、シリカガラスの変形速度に基づいて、荷重制御手段によって印加荷重が制御されるので、一律に設定された条件でシリカガラスをより短時間で、効率良く成形することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るシリカガラスの加熱成形方法及び加熱成形装置によれば、成形されるシリカガラスの添加物、その含有量、形状（直径、高さ）に関係なく、一律に設定された条件でシリカガラスを成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のシリカガラスの加熱成形装置の加熱炉とその制御部とを示す図である。
【図２】本発明のシリカガラスの加熱成形方法を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施例の第１のパターンを説明する図である。
【図４】本発明の第１実施例の第２のパターンを説明する図である。
【図５】本発明の第１実施例の第３のパターンを説明する図である。
【図６】本発明の第１実施例の第４のパターンを説明する図である。
【図７】本発明の第１実施例の第５のパターンを説明する図である。
【図８】本発明の第２実施例の第１のパターンを説明する図である。
【図９】本発明の第２実施例の第２のパターンを説明する図である。
【図１０】本発明の第２実施例の第３のパターンを説明する図である。
【図１１】本発明の第２実施例の第４のパターンを説明する図である。
【図１２】本発明の第３実施例の第１のパターンを説明する図である。
【図１３】本発明の第３実施例の第２のパターンを説明する図である。
【図１４】本発明の第３実施例の第３のパターンを説明する図である。
【図１５】本発明の第３実施例の第４のパターンを説明する図である。
【図１６】本発明の第３実施例の第５のパターンを説明する図である。
【図１７】比較例の第１のパターンを説明する図である。
【図１８】比較例の第２のパターンを説明する図である。
【図１９】比較例の第３のパターンを説明する図である。
【図２０】比較例の第４のパターンを説明する図である。
【図２１】従来のシリカガラスの加熱成形装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図を参照して本発明の好適な一実施形態を説明する。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態のシリカガラスの加熱成形装置１は、その要部を構成する加熱炉２が、真空チャンバ３、断熱材４及びカーボンヒータ５を備えている。加熱炉２内には、被成形部材であるシリカガラス１０を配置する型枠６が配置され、シリカガラス１０に印加する荷重を制御する荷重制御部７が設けられている。
【００２５】
また、加熱炉２内には、成形制御のために加熱炉内の温度を検出する温度検出部１２と、シリカガラス１０の高さの変形速度を検出する変形速度検出部１４が設けられている。
この変形速度検出部１４の構成としては、シリカガラス１０の所定位置（例えば、図１中の最上端）の高さの時間変化を検出して、所定時間毎の変化速度（mm/sec）を検出する。
シリカガラス１０の所定位置の高さを検出する場合、シリカガラス１０の最上端に接する天板８の高さを荷重制御部７の上下方向の動きから直接測定するか、他の計測手段を用いても良い。
【００２６】
加熱炉２には、物理的構成要素であるカーボンヒータ部５、荷重部７、温度検出部１２及び変形速度検出部１４が含まれる。
また、加熱炉２を制御する制御部２０（CPU）には、所定値を設定する設定部２２、変形速度検出部１４で検出したシリカガラス１０の高さを時間当たりの変形速度に演算する変形速度演算部２４、昇降温速度制御部２６及び荷重制御部２８が含まれる。
【００２７】
次に、本実施形態のシリカガラスの加熱成形方法における制御方法を図２のフローチャートを用いて説明する。
本実施形態では、加熱炉２中の温度の上昇に伴って、シリカガラス１０が潰れることにより、シリカガラス１０の最上端の高さは徐々に低くなる。このシリカガラスの変化する最上端の位置を変形速度検出部１４で検出して、制御部の変形速度演算部２４でシリカガラス１０の変形速度（mm/sec)を演算する。そして、演算した変形速度に応じて、昇降温パターンを変更してシリカガラスを成形する。
【００２８】
先ず、加熱炉２中に、シリカガラス１０を配置した型枠６を設置した状態で、ヒータ５に通電して加熱炉中の温度を1200℃まで加熱する（ステップS1）。なお、この期間における加熱炉２内の温度の上昇のパターンには特に制限はない。
【００２９】
次に、加熱炉２内の温度が1200℃になったことを温度検出部１２によって検出した時点で、昇降温速度制御部２６によって、所定の温度上昇パターン（この場合５℃／分）で温度制御を実行する。このパターン温度上昇中に、変形速度検出部１４の検出結果に基づいて、制御部２０の変形速度演算部２４で、シリカガラス１０の変形速度の演算を実行する（ステップS2）。
次に、シリカガラス１０の変形速度が設定部２２に設定された所定値（この場合は、0.08mm/sec）になったか否かの判断をする（ステップS3）。この所定値の値は、加熱炉の大きさやその温度性能などにより、適宜適当な値に設定する。
【００３０】
次に、ステップS3の判断がYesの場合には、設定部２２に設定された所定値（この場合は、１℃／分）の温度上昇パターンに切換えて温度制御を実行する。このパターン温度上昇中に、変形速度検出部１４の検出結果に基づいて、制御部２０の変形速度演算部２４で、シリカガラス１０の変形速度の演算を実行する（ステップS4）。
【００３１】
次に、シリカガラス１０の変形速度が設定部２２に設定された所定値（この場合は、0.005mm/sec）になったか否かの判断をする（ステップS5）。
次に、ステップS5の判断がYesの場合には、温度降下制御を実行する（ステップS6）。 この降下温度パターンは、特に制限されない。
【００３２】
次に、加熱炉内温度を温度検出部１２で検出して、設定部２２に設定された所定温度（この場合には、1200℃になったか否かの判断をする（ステップS7）。
そして、加熱炉内の温度が1200℃になったことを温度検出部１２によって検出した時点で、２時間保持（アニール）した後、ヒータ５の電源をオフする（ステップS8）。なお、このアニールは、必ずしも必須ではなく、省略することができる。
【００３３】
以上説明したように、本発明に係るシリカガラスの加熱成形方法によれば、シリカガラス１０の変形速度をモニタし、変形速度が所定値を超えた際に、加熱炉２の昇降温速度を制御することで、シリカガラス１０に含まれる添加物やその含有量、シリカガラス１０の形状等に関係なく、一律に設定された条件でシリカガラスを加熱成形できる。
【００３４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【実施例】
【００３５】
（第１実施例）
本発明の第１の実施例である成形制御例を図３〜図７に基づいて説明する。
図３は本実施例の第１のパターンを示す。
成形材：φ80×Ｌ400（直径80mm、長さ400mm）、平均Ｆ濃度1wt%のＦ添加シリカガラス
型枠内径：離形材内径φ＝350mm
加熱炉内雰囲気：減圧雰囲気。内圧100Pa
印加荷重：5.0kgfで変化なし
昇降温パターン：1200℃まで昇温後、第１の温度パターン（昇温速度5℃／分）で昇温し、変形速度が0.08mm/secとなった時点で、第２の温度パターン（昇温速度１℃／分）に変更する。その後、変形速度が0.005mm/sec以下になった時点で、降温を開始し、1200℃まで降温し、1200℃で２時間保持（除歪）してヒータの電源をoffする。
【００３６】
第１のパターンのデータを図３a-1〜a-4に示す。
図３a-1は昇降温ステップと、時間、温度及び荷重との関係を示す表、図３a-2は成形時間に対する加熱炉内の温度の変化を示すグラフ、図３a-3は成形時間に対する成形材の変形速度（mm/sec）の関係を示すグラフ、図３a-4は成形時間に対する成形材の高さ（mm）の関係を示すグラフである。
その結果、第１のパターンでは、1200℃から275分で完全変形、除歪を含めて問題なく成形できた。
【００３７】
図４は本実施例の第２のパターンを示す。
成形材は、φ150×Ｌ400（直径150mm、長さ400mm）の大きさのものを用い、材質は中心ＯＨ濃度５０ｐｐｍのシリカガラスとした。その他の製造条件は、第１のパターンと同じとした。
【００３８】
第２のパターンのデータを図４b-1〜b-4に示す。なお、各々b-1〜b-4は、第１のパターンの各々a-1〜a-4と同じ関係を示すグラフであり、下記第３のパターン以降のグラフでも、各々同じ番号のグラフは同じ関係を示している。
その結果、第２のパターンでは、1200℃から205分で完全変形、除歪を含めて問題なく成形できた。また、第１のパターンとの条件調整も不要であった。
【００３９】
図５は本実施例の第３のパターンを示す。
成形材は、第１のパターンと同じ大きさのものを用い、材質のみ変更して平均Ｆ濃度２ｗｔ％のＦ添加シリカガラスとした。その他の製造条件は、第１のパターンと同じとした。  
【００４０】
第３のパターンのデータを図５c-1〜c-4に示す。
その結果、第３のパターンでは、1200℃から280分で完全変形、除歪を含めて問題なく成形できた。また、第１のパターンとの条件調整も不要であった。
【００４１】
図６は本実施例の第４のパターンを示す。
成形材は、φ120×Ｌ600（直径120mm、長さ600mm）の大きさのものを用い、材質は平均Ｆ濃度０．８ｗｔ％のＦ添加シリカガラスとした。その他の製造条件は、第１のパターンと同じとした。
【００４２】
第４のパターンのデータを図６d-1〜d-4に示す。
その結果、第４のパターンでは、1200℃から260分で完全変形、除歪を含めて問題なく成形できた。また、第１のパターンとの条件調整も不要であった。
【００４３】
図７は本実施例の第５のパターンを示す。
成形材は、第１のパターンと同じ大きさ及び材質のシリカガラスを用いた。製造条件で第１のパターンと異なるのは、印加荷重を５．０ｋｇｆ及び１５ｋｇｆの２段階制御とした点であり、その他の製造条件は同じとした。
昇降温パターン：1200℃まで昇温後、第１の温度パターン（昇温速度5℃／分）で昇温し、変形速度が0.08mm/secとなった時点で、第２の温度パターン（昇温速度１℃／分）に変更する。その後、変形速度が0.03mm/secになった時点で、荷重を5.0kgf→15.0kgfに変更し、変形速度が0.005mm/sec以下になった時点で、降温を開始し、1200℃まで降温し、1200℃で２時間保持（除歪）してヒータの電源をoffする。
【００４４】
第５のパターンのデータを図７e-1〜e-4に示す。
その結果、第５のパターンでは、1200℃から214分で完全変形、荷重をupしない第１のパターンと比較して、成形時間を60分短縮できた。また、加熱炉内の最高温度も1770℃→1710℃に低下し、シリカガラス内への不純物拡散の抑制、加熱炉の炉体消耗の抑制も可能になった。
【００４５】
上記第１〜第５の異なるパターンであるが、各々シリカガラス１０の変形速度の閾値を０．０８ｍｍ／ｓｅｃに設定して、この変形速度をモニタし、変形速度が所定値を超えた際に、加熱炉２の昇降温速度を制御することで、各パターンで満足できる成形が得られた。
【００４６】
（第２実施例）
本発明の第２の実施例である成形制御例を図８〜図１１に基づいて説明する。
図８は本実施例の第１のパターンを示す。
成形材は、上記第１実施例の第１のパターンと同じ大きさ及び材質のシリカガラスを用いた。製造条件で第１実施例の第１のパターンと異なるのは、第１の温度パターンで昇温し、変形速度が０．１ｍｍ／ｓｅｃとなった時点で、第２の温度パターンに変更することである。その他の製造条件は同じとした。
昇降温パターン：1200℃まで昇温後、第１の温度パターン（昇温速度5℃／分）で昇温し、変形速度が0.1mm/secとなった時点で、第２の温度パターン（昇温速度１℃／分）に変更する。その後、変形速度が0.005mm/sec以下になった時点で、降温を開始し、1200℃まで降温し、1200℃で２時間保持（除歪）してヒータの電源をoffする。
【００４７】
第１のパターンのデータを図８a-1〜a-4に示す。
その結果、第１のパターンでは、1200℃から252分で完全変形、除歪を含めて問題なく成形できた。
【００４８】
図９は本実施例の第２のパターンを示す。
成形材は、φ150×Ｌ400（直径150mm、長さ400mm）の大きさのものを用い、材質は中心ＯＨ濃度５０ｐｐｍのシリカガラスとした。その他の製造条件は、本実施例の第１のパターンと同じとした。
【００４９】
第２のパターンのデータを図９b-1〜b-4に示す。
その結果、第２のパターンでは、1200℃から198分で完全変形、除歪を含めて問題なく成形できた。また、第１のパターンとの条件調整も不要であった。
【００５０】
図１０は本実施例の第３のパターンを示す。
成形材は、本実施例の第１のパターンと同じ大きさのものを用い、材質のみ変更して平均Ｆ濃度２ｗｔ％のＦ添加シリカガラスとした。その他の製造条件は、第１のパターンと同じとした。
【００５１】
第３のパターンのデータを図１０c-1〜c-4に示す。
第３のパターンの場合、変形速度が閾値の0.1mm/secまで行かず、閾値を超えないので、温度は上がり続け、加熱し過ぎの状態となっている。
【００５２】
図１１は本実施例の第４のパターンを示す。
成形材は、φ120×Ｌ600（直径120mm、長さ600mm）の大きさのものを用い、材質は平均Ｆ濃度０．８ｗｔ％のＦ添加シリカガラスとした。その他の製造条件は、第１のパターンと同じとした。
【００５３】
第４のパターンのデータを図１１d-1〜d-4に示す。
その結果、第４のパターンでは、1200℃から245分で完全変形、除歪を含めて問題なく成形できた。また、第１のパターンとの条件調整も不要であった。
【００５４】
上記第１〜第４の異なるパターンであるが、各々シリカガラス１０の変形速度の閾値を０．１ｍｍ／ｓｅｃに設定して、この変形速度をモニタし、変形速度が所定値を超えた際に、加熱炉２の昇降温速度を制御したが、設定した変形速度が大き過ぎたため、失敗したケースがあったものの、一律の設定条件で概ね良好な成形が得られた。また、第１実施例に比べて、成形時間が早く済んだ。
【００５５】
（第３実施例）
本発明の第３の実施例である成形制御例を図１２〜図１６に基づいて説明する。
図１２は本実施例の第１のパターンを示す。
成形材は、上記第１及び第２実施例の第１のパターンと同じ大きさ及び材質のシリカガラスを用いた。製造条件で第１及び第２実施例の第１のパターンと異なるのは、第１の温度パターンで昇温し、変形速度が０．０６ｍｍ／ｓｅｃとなった時点で、第２の温度パターンに変更することである。その他の製造条件は同じとした。
昇降温パターン：1200℃まで昇温後、第１の温度パターン（昇温速度5℃／分）で昇温し、変形速度が0.06mm/secとなった時点で、第２の温度パターン（昇温速度１℃／分）に変更する。その後、変形速度が0.005mm/sec以下になった時点で、降温を開始し、1200℃まで降温し、1200℃で２時間保持（除歪）してヒータの電源をoffする。
【００５６】
第１のパターンのデータを図１２a-1〜a-4に示す。
その結果、第１のパターンでは、1200℃から302分で完全変形、除歪を含めて問題なく成形できた。
【００５７】
図１３は本実施例の第２のパターンを示す。
成形材は、φ150×Ｌ400（直径150mm、長さ400mm）の大きさのものを用い、材質は中心ＯＨ濃度５０ｐｐｍのシリカガラスとした。その他の製造条件は、本実施例の第１のパターンと同じとした。
【００５８】
第２のパターンのデータを図１３b-1〜b-4に示す。
その結果、第２のパターンでは、1200℃から223分で完全変形、除歪を含めて問題なく成形できた。また、第１のパターンとの条件調整も不要であった。
【００５９】
図１４は本実施例の第３のパターンを示す。
成形材は、本実施例の第１のパターンと同じ大きさのものを用い、材質のみ変更して平均Ｆ濃度２ｗｔ％のＦ添加シリカガラスとした。その他の製造条件は、第１のパターンと同じとした。
【００６０】
第３のパターンのデータを図１４c-1〜c-4に示す。
その結果、第３のパターンでは、1200℃から322分で完全変形、除歪を含めて問題なく成形できた。また、第１のパターンとの条件調整も不要であった。
【００６１】
図１５は本実施例の第４のパターンを示す。
成形材は、φ120×Ｌ600（直径120mm、長さ600mm）の大きさのものを用い、材質は平均Ｆ濃度０．８ｗｔ％のＦ添加シリカガラスとした。その他の製造条件は、第１のパターンと同じとした。
【００６２】
第４のパターンのデータを図１５d-1〜d-4に示す。
その結果、第４のパターンでは、1200℃から272分で完全変形、除歪を含めて問題なく成形できた。また、第１のパターンとの条件調整も不要であった。
【００６３】
図１６は本実施例の第５のパターンを示す。
成形材は、本実施例の第１のパターンと同じ大きさ及び材質のシリカガラスを用いた。製造条件で第１のパターンと異なるのは、印加荷重を５．０ｋｇｆ及び１５ｋｇｆの２段階制御とした。その他の製造条件は同じとした。
昇降温パターン：1200℃まで昇温後、第１の温度パターン（昇温速度5℃／分）で昇温し、変形速度が0.06mm/secとなった時点で、第２の温度パターン（昇温速度１℃／分）に変更する。その後、変形速度が0.02mm/secになった時点で、荷重を5.0kgf→15.0kgfに変更し、変形速度が0.005mm/sec以下になった時点で、降温を開始し、1200℃まで降温し、1200℃で２時間保持（除歪）してヒータの電源をoffする。
【００６４】
第５のパターンのデータを図１６a-1〜a-4に示す。
その結果、第５のパターンでは、1200℃から241分で完全変形、荷重をupしない第１のパターンと比較して、成形時間を60分短縮できた。また、加熱炉内の最高温度も1765℃→1705℃に低下し、シリカガラス内への不純物拡散の抑制、加熱炉の炉体消耗の抑制も可能になった。
【００６５】
上記第１〜第５の異なるパターンであるが、各々シリカガラス１０の変形速度の閾値を０．０６ｍｍ／ｓｅｃに設定して、この変形速度をモニタし、変形速度が所定値を超えた際に、加熱炉２の昇降温速度を制御することで、各パターンで満足できる成形が得られた。但し、成形時間は上記第１、２実施例に比べて掛かった。
【００６６】
（比較例）
次に、比較例の第１のパターンを図１７を用いて説明する。
成形材は、上記第１〜第３実施例の第１のパターンと同じ大きさ及び材質のシリカガラスを用いた。製造条件は、従来の下記昇降温パターンにより加熱成形した。
昇降温パターン：1200℃まで昇温後、温度パターン制御（1200℃→1500℃を5℃／分で昇温、1500℃→1700℃を１℃／分で昇温、1700℃で１時間保持、1700℃→1200℃を２時間で降温、1200℃で２時間保持）
【００６７】
第１のパターンのデータを図１７a-1〜a-4に示す。
その結果、上記成形制御例では、成形材のほぼ一律な変形で満足できる成形ができた。
【００６８】
比較例の第２のパターンを図１８を用いて説明する。
成形材は、φ150×Ｌ400（直径150mm、長さ400mm）の大きさのものを用い、材質は中心ＯＨ濃度５０ｐｐｍのシリカガラスとした。その他の製造条件は、本比較例の第１のパターンと同じとした。
【００６９】
第２のパターンのデータを図１８b-1〜b-4に示す。
その結果、上記成形制御例では、成形材の変形速度が上がらず、大きく潰し残しができ、満足できる成形ができなかった。
【００７０】
比較例の第３のパターンを図１９を用いて説明する。
成形材は、本比較例の第１のパターンと同じ大きさのものを用い、材質のみ変更して平均Ｆ濃度２ｗｔ％のＦ添加シリカガラスとした。その他の製造条件は、第１のパターンと同じとした。
【００７１】
第３のパターンのデータを図１９c-1〜c-4に示す。
その結果、上記成形制御例では、変形終了（変形速度が０）後１時間1700℃で保持したため、離形材との接触時間が長く、表層発泡、不純物拡散という問題が生じ、満足できる成形ができなかった。
【００７２】
比較例の第４のパターンを図２０を用いて説明する。
成形材は、φ120×Ｌ600（直径120mm、長さ600mm）の大きさのものを用い、材質は平均Ｆ濃度０．８ｗｔ％のＦ添加シリカガラスとした。その他の製造条件は、第１のパターンと同じとした。
【００７３】
第４のパターンのデータを図２０d-1〜d-4に示す。
その結果、上記比較例では、成形材の変形速度が上がらず、大きく潰し残しができ、満足できる成形ができなかった。
【００７４】
上記比較例の第１〜第４のパターンの成形制御例を総合して判断すると、第１のパターンでは満足できる成形ができたものの、第２のパターン以降では満足できる成形は得られなかった。
その理由は、成形材が異なっているのに、昇降温パターンを同一の条件で実行しているためであると推量できる。
【符号の説明】
【００７５】
１    シリカガラス加熱成形装置
２    加熱炉
３    真空チャンバ
４    断熱材
５    カーボンヒータ
６    型枠
７    荷重部
１０  シリカガラス
１２  温度検出部
１４  変形速度検出部
２０  制御部
２２  設定部
２４  変形速度演算部
２６  昇降温速度制御部
２８  荷重制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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