(57)【要約】      （修正有）【課題】アーク切れの発生を抑制することができ、また入力電気エネルギーを効率的に活用できる石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極、及び該電極を用いた石英ガラスルツボ溶融装置、並びに該電極を用いた石英ガラスルツボの製造方法の提供。【解決手段】石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極１は、アーク放電がなされる先端部２と、先端部２が取り付けられる基部３とを備え、先端部２の抵抗値が基部３の抵抗値よりも高く、かつ、先端部２の抵抗値が基部３の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲にあること。【選択図】図１
2019064882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーク放電がなされる先端部と、前記先端部が取り付けられる基部とを備え、
前記先端部の抵抗値が基部の抵抗値よりも大きく、かつ、先端部の抵抗値が基部の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲にあることを特徴とする石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極。
【請求項２】
アーク放電がなされる先端部と、前記先端部が取り付けられる基部とを備え、
前記基部は、前記先端部が取り付けられる中間部と、前記中間部が取り付けられる後端部とを備え、
前記先端部の抵抗値が前記中間部の抵抗値よりも大きく、前記中間部の抵抗値が前記後端部の抵抗値よりも大きく、
かつ、先端部の抵抗値が中間部の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲にあり、中間部の抵抗値が後端部の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲にあることを特徴とする石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極。
【請求項３】
前記先端部、前記後端部の固有抵抗値が５．０μΩｍ以上１０．０μΩｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極。
【請求項４】
前記先端部、前記中間部、前記後端部の固有抵抗値が５．０μΩｍ以上１０．０μΩｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極。
【請求項５】
前記中間部が２分割又はそれ以上に分割されていることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極。
【請求項６】
請求項１及至請求項５のいずれかに記載された石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極を用いたことを特徴とする石英ガラスルツボ製造装置。
【請求項７】
請求項１及至請求項５のいずれかに記載の石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極を用い、回転モールド法により石英ガラスルツボを製造することを特徴とする石英ガラスルツボの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極、及び該電極を用いた石英ガラスルツボ製造装置、並びに該電極を用いた石英ガラスルツボの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン単結晶引上げ用の石英ガラスルツボを製造するには、石英ガラスルツボ製造装置を用いて行なわれている。
一般的に、この石英ガラスルツボ製造装置は、減圧可能な多孔質カーボン製の内側部材と、この内側部材を保持する保持体とから構成されたルツボ成形用型とを備えている。また、このルツボ成形用型は、回転軸により回転可能に支持されている。更に、前記製造装置の内側部材に対向する上部には、アーク放電のための３本の石英ガラス溶融用カーボン電極（以下、単にカーボン電極と称することもある）が設けられている。
そして、この石英ガラスルツボ製造装置では、前記ルツボ成形用型を回転させながら、内側部材の内面に積層されたガラス粒子を、アーク放電による加熱で溶融することによって、石英ガラスルツボを製造する。
【０００３】
ところで、本出願人は、カーボン電極について、特許文献１に示す、分割された電極を提案している。この特許文献１で提案した分割されたカーボン電極は、カーボン電極の先端部がアーク放電により所定量消耗した際、先端部を中間部から取り外し、新規な先端部への部品交換できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１１２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で提案したカーボン電極では、先端部、中間部、基部は、共に同材質で同特性のものが使用される。そのため、アーク放電を行う際、カーボン電極に電流が流れると、カーボン電極は発熱する。
このとき、カーボン電極の先端部、中間部、基部が同材質、同特性であるため、カーボン電極の先端部のみならず、中間部、基部の電極部分でも発熱する。
【０００６】
この発熱により、カーボン電極の先端部、中間部、基部が膨張変形し、アーク放電切れが発生する虞があった。
また、ガラス粒子を効率的に溶融するためには、カーボン電極の発熱中心はカーボン電極の先端部にあるのが望ましいが、カーボン電極の先端部、中間部、基部が同材質で同特性であるため、発熱の中心は中間部付近となる。
このように、先端部以外の中間部と後端部が発熱することにより、カーボン電極に供給される入力電気エネルギーをガラス粒子の溶融に効率よく用いることができないという課題があった。
【０００７】
本発明者からは、上記課題を解決するために、アーク切れを抑制すると共に、中間部と後端部の発熱を抑制し、発熱の中心をより先端部付近とすることを鋭意検討し、その結果、本発明を想到するに至ったものである。
【０００８】
本発明の目的は、アーク切れの発生を抑制することができ、また入力電気エネルギーを効率的に活用でき、省エネルギー化を図ることができる石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極、及び該電極を用いた石英ガラス製造装置、並びに該電極を用いた石英ガラスルツボの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明にかかる石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極は、アーク放電がなされる先端部と、前記先端部が取り付けられる基部とを備え、前記先端部の抵抗値が基部の抵抗値よりも大きく、かつ、先端部の抵抗値が基部の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲にあることを特徴としている。
【００１０】
このような構成を有する石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極は、アーク切れの発生を抑制することができ、また入力電気エネルギーを効率的に活用でき、省エネルギー化を図ることができる。
【００１１】
前記先端部及び前記基部の固有抵抗値は５．０μΩｍ以上１０．０μΩｍ以下であることが好ましい。前記先端部及び前記基部の固有抵抗値が５．０μΩｍ未満の場合には、アーク溶融時の熱量が足りず溶融時間が延長となり好ましくない。
また前記先端部及び前記基部の固有抵抗値が１０．０μΩｍを超える場合には、アーク切れや異常消耗が多くなり好ましくない。
【００１２】
また、前記先端部の抵抗値が基部の抵抗値よりも大きく設定されている。基部の抵抗値が先端部の抵抗値よりも大きい場合には、発熱の中心を先端部付近とすることができないため、好ましくない。
しかも、先端部の抵抗値が基部の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲に設定される。
先端部の抵抗値が基部の抵抗値の１倍以下の場合には、基部の抵抗値が先端部の抵抗値よりも大きくなるため、基部が発熱し、発熱の中心をより先端部付近とすることができず、入力電気エネルギーを効率的に活用でき、省エネルギー化を図ることができない。
また先端部の抵抗値が基部の抵抗値の２倍を超える場合には、先端部の熱量が過大となり、異常消耗が多くなり好ましくない。
【００１３】
また、上記目的を達成するためになされた本発明にかかる石英ガラス溶融用カーボン電極は、アーク放電がなされる先端部と、前記先端部が取り付けられる基部とを備え、前記基部は、前記先端部が取り付けられる中間部と、前記中間部が取り付けられる後端部とを備え、前記先端部の抵抗値が前記中間部の抵抗値よりも大きく、前記中間部の抵抗値が前記後端部の抵抗値よりも大きく、かつ、先端部の抵抗値が中間部の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲にあり、中間部の抵抗値が後端部の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲にあることを特徴としている。
【００１４】
このように、基部が中間部と後端部と分割されているカーボン電極であっても、先端部の抵抗値、中間部の抵抗値、後端部の抵抗値が特定の関係を有する場合には、アーク切れの発生を抑制することができ、また入力電気エネルギーを効率的に活用でき、省エネルギー化を図ることができる。
【００１５】
先端部、中間部、後端部の固有抵抗値は５．０μΩｍ以上１０．０μΩｍ以下であることが好ましい。先端部、中間部、後端部の固有抵抗値が５．０μΩｍ未満の場合には、アーク溶融時の熱量が足りず溶融時間が延長となり好ましくない。また先端部、中間部、後端部の固有抵抗値が１０．０μΩｍを超える場合には、アーク切れや異常消耗が多くなり好ましくない。
【００１６】
また、先端部の抵抗値が前記中間部の抵抗値よりも大きい、前記中間部の抵抗値が前記後端部の抵抗値よりも大きく設定されている。
中間部の抵抗値が先端部の抵抗値よりも大きい場合、中間部の抵抗値が前記後端部の抵抗値よりも大きい場合には、発熱の中心を先端部付近とすることができないため、好ましくない。
【００１７】
しかも、先端部の抵抗値が中間部の抵抗値の１倍を越えて２倍以下、中間部の抵抗値が後端部の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲に設定される。
先端部の抵抗値が中間部の抵抗値の１倍以下、中間部の抵抗値が後端部の抵抗値の１倍以下の場合には、後端部の抵抗値が中間部の抵抗値よりも大きく、中間部の抵抗値が先端部の抵抗値よりも大きくなるため、後端部、中間部が発熱し、発熱の中心をより先端部付近とすることができず、入力電気エネルギーを効率的に活用でき、省エネルギー化を図ることができない。
また先端部の抵抗値が中間部の抵抗値の２倍を超える場合には、熱量が過大となり、異常消耗が多くなり好ましくない。
【００１８】
また、上記石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極を備えた石英ガラスルツボ製造装置にあっては、アーク切れの発生を抑制することができ、また入力電気エネルギーを効率的に活用でき、省エネルギー化を図ることができる。
【００１９】
更に、石英ガラスルツボの製造方法において、上記石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極を用いて、回転モールド法により、入力電気エネルギーを効率的に活用し、省エネルギー化を図りつつ、石英ガラスルツボを製造することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、アーク切れの発生を抑制することができ、また入力電気エネルギーを効率的に活用でき、省エネルギー化を図ることができる石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極、及び該電極を用いた石英ガラスルツボ製造装置、並びに該電極を用いた石英ガラスルツボの製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明にかかる石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極の実施形態を示す図であって、（ａ）は分割状態を示す図、（ｂ）は組立て状態を示す図である。
【図２】本発明にかかる石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極の変形例を示す図であって、（ａ）は分割状態を示す図、（ｂ）は組立て状態を示す図である。
【図３】本発明にかかる石英ガラスルツボ溶融装置の実施形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明にかかる石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極の第１の実施形態について、図１に基づいて説明する。
図１に示すように、この石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極１は、アーク放電することによって消耗する先端部２と、前記先端部２が取り付けられる基部３とを備えている。また、前記基部３は、前記先端部２が取り付けられる中間部４と、前記中間部４が取り付けられる後端部５とを備えている。
前記先端部２の一端側には雄螺子部２ａが形成され、一方、中間部４の一端側には雌螺子部４ａが形成され、前記雄螺子部２ａが前記雌螺子部４ａに螺合することにより、前記先端部２は中間部４に取り付けられる。
尚、前記中間部４は、一つの部材の場合について説明したが、二個以上の部材に分けたものであっても良い。
【００２３】
この中間部４の他端側には螺子部４ｂが形成され、一方、後端部５の一端側には雌螺子部５ａが形成され、前記螺子部４ｂが前記雌螺子部５ａに螺合することにより、前記中間部４は後端部５に取り付けられる。これにより基部３が形成される。
尚、前記基部３は、中間部４と後端部５の二つの部材に分けた場合について説明したが、三個以上の部材に分けたものであっても良い。
また、図２に示すように、前記基部３は、かならずしも中間部４と後端部５の二つの部材に分けて形成し、その後一体に形成する必要はなく、予め一体に形成したものであっても良い。
【００２４】
また、前記したように、先端部２は前記基部３に対して着脱可能に装着されるのが好ましい。このように先端部２が前記基部３に対して着脱可能に装着される場合には、使用した先端部を基部から取り外し、新たな先端部を前記基部に装着することにより、基部を再利用することもできる。
【００２５】
前記中間部４の直径Ｄ４は、先端部２の中間部側の直径Ｄ２ａと略同一に形成されている。
また、先端部２において、先端部２の全長の１／３から１／２の範囲は直径Ｄ２ａで形成され、先端に近づくにしたがって、径が小さくなるように傾斜面２ｂが形成され、先端の直径Ｄ２ｂとなるように形成されている。
一方、後端部５の一端部５ｃは、前記中間部４の直径Ｄ４よりも大きな径Ｄ５ｃで形成され、中間部４側に近づくにしたがって，径が小さくなるように傾斜面５ｂが形成されている。また、後端部５の中間部側の端面５ｄの直径Ｄ５ｄは、前記中間部４の直径Ｄ４と略同一に形成されている。
更に、先端部２、中間部４、後端部５は、略同一の長さに形成されている。
具体的な形状寸法を示せば、先端部２、中間部４、後端部５は、長さ１６０ｍｍ〜６２０ｍｍに形成され、後端部５の中間部側の端面５ｄの直径Ｄ５ｄは５０ｍｍ〜９０ｍｍに形成され、後端部５の一端部５ｃの直径Ｄ５ｃは１００ｍｍ〜１４０ｍｍに形成されている。中間部４の直径Ｄ４は、５０ｍｍ〜９０ｍｍに形成され、先端部２の一端部の直径Ｄ２ａは中間部４の直径Ｄ４と同一であって５０ｍｍ〜９０ｍｍに形成され、先端部２の先端の直径Ｄ２ｂは３０ｍｍ〜６０ｍｍに形成されている。
【００２６】
先端部２、中間部４、後端部５の固有抵抗値は、５．０μΩｍ以上１０．０μΩｍ以下である。
先端部２、中間部４、後端部５の固有抵抗値が、５．０μΩｍ未満の場合には、前記具体的な形状寸法においては、所定の抵抗値を得ることができず、アーク溶融時の熱量が足りず溶融時間が延長となり、好ましくなく、抵抗値が１０．０μΩｍを越えると、アーク切れや異常消耗が多くなり、好ましくない。
【００２７】
また、先端部２の抵抗値が中間部４の抵抗値よりも大きく、中間部４の抵抗値が後端部５の抵抗値よりも大きく形成されている。
先端部２の抵抗値が中間部４、後端部５の抵抗値よりも小さい場合には、アーク放電が先端部２ではなく、中間部４、後端部５に生じる虞があり、好ましくない。
また、先端部２の抵抗値が中間部４の抵抗値よりも小さく、中間部４の抵抗値が後端部５の抵抗値よりも小さく形成されている場合には、中間部４、後端部５の発熱が多くなり、発熱中心が先端部２以外の中間部４、後端部５付近となり、ガラス溶融に使用されるエネルギーの損失が大きいため、好ましくない。
【００２８】
具体的には、先端部２の抵抗値が中間部４の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲にあり、中間部４の抵抗値が後端部５の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲にある。
先端部２の抵抗値が中間部４の抵抗値の１倍以下の場合には、アーク放電が先端部２からではなく、中間部４から生じるため好ましくない。先端部２の抵抗値が中間部４の抵抗値の１倍以下に形成されている場合には、発熱中心が中間部側となり好ましくない。
更に、中間部４の抵抗値が後端部５の抵抗値の１倍以下の場合には、アーク放電が先端部２からではなく、後端部５から生じる虞があり好ましくない。
中間部４の抵抗値が後端部５の抵抗値の１倍以下に低く形成されている場合には、発熱中心が後端部側となり好ましくない。
【００２９】
このカーボン電極１は、カーボンで形成されるが、先端部、中間部、後端部の固有抵抗値を変えるには、カーボン質原料の粒度配合、密度、焼成温度、黒鉛化温度等を適宜変えることにより固有抵抗値を変えることができる。
尚、カーボンの固有抵抗値を高くするためには、粒度配合を細かくする、密度を下げる、焼成温度を高くする、黒鉛化温度を低くする。一方、カーボンの固有抵抗値を低くするためには、粒度配合を粗くする、密度を上げる、焼成温度を低くする、黒鉛化温度を高くすることによって、固有抵抗値を変えることができる。
先端部、中間部、後端部の抵抗値は、同一の固有抵抗値であっても、先端部２、中間部４、後端部５は長さを変えることにより、先端部、中間部、後端部の径を変えることにより、抵抗値を変えることができる。
【００３０】
このカーボン電極１を製造するには、粒子がコークスなどの原料、例えば石炭系ピッチコークス、およびコールタールピッチなどの結合材、例えば石炭系コールタールピッチを炭化した混練物を用いて、押し出し成形やＣＩＰ成形により形成することができる。
例えば、押出し成形によるカーボン電極の製造方法では、目的とする粒子径が得られるように調整されたカーボン質原料と結合材とを加熱混練し、加熱混練して得られる混練物を１３０〜２００℃で押出し成形し、これを焼成後２６００〜３１００℃で黒鉛化した黒鉛材料を得、これを加工した後、２０００℃以上の加熱下で塩素などのハロゲン系ガスにより純化処理する手段を採用することができる。
またＣＩＰ成形によるカーボン電極の製造方法では、目的とする粒子径が得られるように調整されたカーボン質原料と結合材とを加熱混練し、得られる混練物を粉砕し、篩分し、得られた２次粒子をＣＩＰ成形し、これを焼成後、２６００〜３１００℃で黒鉛化して黒鉛材料を得、これを加工した後、２０００℃以上の加熱下で塩素などのハロゲン系ガスにより純化処理する手段を採用することができる。
【００３１】
また、図２に示すように、前記基部３の中間部４と後端部５を予め一体に形成したカーボン電極１の場合も、先端部２及び基部３の固有抵抗値が、５．０μΩｍ以上１０．０μΩｍ以下である。
また、先端部２の抵抗値が基部３の抵抗値よりも大きく、かつ、先端部２の抵抗値が基部３の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲にある。
先端部２の抵抗値が基部３の抵抗値よりも小さい場合には、アーク放電が先端部２ではなく、基部３から生じるため、好ましくない。
また、先端部２の抵抗値が基部３の抵抗値の１倍以下の場合には、基部３の抵抗値が先端部の抵抗値よりも大きくなるため、基部３が発熱し、発熱の中心をより先端部付近とすることができず、入力電気エネルギーを効率的に活用でき、省エネルギー化を図ることができない。
一方、先端部２の抵抗値が基部３の抵抗値の２倍を超える場合には、アーク切れや異常消耗が多くなり、好ましくない。
【００３２】
そして、上記カーボン電極１を備える石英ガラス溶融装置を用いることにより、回転モールド法により、石英ガラスルツボを安定して製造することが可能となる。
即ち、アーク切れの発生を抑制することができ、また入力電気エネルギーを効率的に活用でき、省エネルギー化を図りつつ、石英ガラスルツボを製造することができる。
【００３３】
次に、シリコン単結晶引上げ用の石英ガラスルツボを製造する製造装置、及び製造方法について、図３に基づいて説明する。
石英ガラスルツボを製造するには、図３に示すような石英ガラスルツボ製造装置１０を用いて行なわれている。
前記製造装置１０はルツボ成形用型１１を備えている。このルツボ成形用型１１は、減圧可能な多孔質カーボン製の内側部材１２と保持体１３とから構成され、ルツボ成形用型１１は回転軸１４により回転可能に支持されている。
【００３４】
また、前記製造装置１０には、前記内側部材１２に対向する上部にはアーク放電による３本の石英ガラス溶融用カーボン電極１が設けられている。
この石英ガラス溶融用カーボン電極１としては、図１あるいは図２に示した分割可能な電極が用いられる。
【００３５】
そして、前記製造装置１０を用いて石英ガラスルツボの製造を行うには、回転軸１４を回転させることによってルツボ成形用型１１を回転させ、ルツボ成形用型１１内に供給管（図示せず）で、上部からガラス粉末（天然石英ガラス粉末及びシリカガラス粉末）を供給する。
供給されたガラス粉末は、遠心力によってルツボ成形用型１１の内側部材１２に押圧されてルツボ形状の成形体（天然石英ガラス粉末及びシリカガラス粉末の積層体）１５として形成される。
【００３６】
次に、前記内側部材１２内を減圧し、さらに、前記カーボン電極１に通電して成形体１５の内周面側からアーク放電により、加熱し、溶融し、その後冷却することにより、石英ガラスルツボを製造する。
【００３７】
このとき、カーボン電極１の先端部２、中間部４、後端部５の固有抵抗値が、５．０μΩｍ以上１０．０μΩｍ以下であって、先端部２の抵抗値が中間部４の抵抗値よりも高く、中間部４の抵抗値が後端部５の抵抗値よりも高く、かつ、先端部２の抵抗値が中間部４の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲にあり、中間部４の抵抗値が後端部５の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲に設定されている。
そのため、アーク切れの発生を抑制することができ、また入力電気エネルギーを効率的に活用でき、省エネ化を図ることができる。
【００３８】
尚、アーク放電により石英ガラスを溶融して石英ガラスルツボを製造する工程において、アーク放電によってカーボン電極１の先端部２が消耗する。前記カーボン電極１の先端部２が所定量消耗した際、前記先端部２を中間部４から取り外し、新規な先端部２への部品交換が行われる。
【実施例】
【００３９】
（実験１）
アーク回転溶融法による石英ガラスルツボ製造装置に、図１に示すカーボン電極を組込み、ＣＺ法によるシリコン単結晶引上げ装置に使用される３２インチ用の石英ガラスルツボを製造し、カーボン電極を評価した。
このときの石英ガラスルツボは、以下に示すように既に知られている工程を経て製造される。先ず、図示しない回転駆動装置を稼働して、回転軸上のルツボ成形用型を高速で回転させつつ、図示しない原料粉供給装置から石英原料粉をルツボ成形型に供給した。回転されたルツボ成形用型内に石英原料粉を装填する際には、初めに粗粒の天然石英ガラス原料粉末を装填し、さらにその内表面に例えば微粒の合成シリカ原料粉末を装填した。ルツボ成形用型内に供給した天然石英ガラス原料粉末は、遠心力によってルツボ成形用型の内側部材に押圧され、一つの層が形成された。この天然石英ガラス原料粉末に続いて合成シリカ原料粉末がルツボ成形用型内に供給され、合成シリカ原料粉末は遠心力によって天然石英ガラス原料粉末の層に押圧され、一つの層を形成した。全体としてルツボ形状の２層のルツボ成形体を形成した。
その後、ルツボ成形用型内を減圧にしながらカーボン電極に通電し、アーク火炎によってルツボ成形体の内側から加熱した。これにより、ルツボ成形体の内側から順次溶融され石英ガラスルツボが得られた。
【００４０】
尚、カーボン電極の先端部、中間部、基部の固有抵抗値を５．０μΩｍ以上１０．０μΩｍ以下の範囲内とするため、カーボン質原料の粒度配合、密度（１．６〜１．９ｇ／ｃｍ３）、焼成温度（６００℃〜１０００℃）、黒鉛化温度（２８００℃〜３１００℃）等を適宜変化させ、表１に示すような抵抗値を有する先端部、中間部  後端部を形成し、一つのカーボン電極とした。
尚、粒度配合を細かくする、密度を下げる、焼成温度を高くする、黒鉛化温度を低くすることによって、カーボンの固有抵抗値を高くすることができる。一方、粒度配合を粗くする、密度を上げる、焼成温度を低くする、黒鉛化温度を高くすることにより、カーボンの固有抵抗値を低くすることができる。
【００４１】
このときの先端部の固有抵抗値は、５．０μΩｍ〜１０．０μΩｍであり、中間部の固有抵抗値は、５．０μΩｍ〜８．０μΩｍであり、  後端部の固有抵抗値は、５．０μΩｍ〜６．０μΩｍであった。
また、先端部の長さ３００ｍｍ、中間部の長さ４５０ｍｍ、後端部の長さ２５００ｍｍとし、また後端部の中間部側の端面の直径８０ｍｍ、後端部の一端部の直径１２０ｍｍ、中間部の直径８０ｍｍ、先端部の中間部側の端面の直径８０ｍｍ、先端部の一端部の直径を５５ｍｍとし、図１に示す形状の電極とした。
そして、先端部、中間部、後端部の各抵抗値を測定した。
尚、表１では、比較例２の抵抗値（基準抵抗値）を１として、各抵抗値を比率で表記した。先端部の中間部に対する倍率、中間部の後端部に対する倍率をカッコ書で示した。
また、アーク切れの回数、溶融にかかる基準時間に対する時間遅速を評価した。尚、先端部、中間部  後端部の抵抗値が同一のもの（比較例２）を基準時間とした。その結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
上記実験の結果、先端部、前記基部、前記後端部の抵抗値が、先端部の抵抗値が中間部の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲にあり、中間部の抵抗値が後端部の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲にある場合には、アーク切れの発生を抑制することができることが確認された。また、溶融時間が基準時間よりも短くなり、入力電気エネルギーを効率的に活用でき、省エネルギー化を図ることができる確認された。
【００４４】
（実験２）
実験１と同様な条件で製作した、図２に示すカーボン電極を、石英ガラスルツボ製造装置に組込み、ＣＺ法によるシリコン単結晶引上げ装置に使用される３２インチ用の石英ガラスルツボを製造し、カーボン電極を評価した。
このルツボ成形体を溶融する前記カーボン電極における先端部、基部の固有抵抗値を５．０μΩｍ以上１０．０μΩｍ以下の範囲内とするため、カーボン質原料の粒度配合、密度（１．６〜１．９ｇ／ｃｍ３）、焼成温度（６００℃〜１０００℃）、黒鉛化温度（２８００℃〜３１００℃）等を適宜変化させ、表２に示すような抵抗値を有する先端部、基部を形成し、一つのカーボン電極とした。
【００４５】
このときの先端部の固有抵抗値は、６．０μΩｍ〜１０．０μΩｍであり、基部の固有抵抗値は、５．０μΩｍ〜９．０μΩｍであった。また、先端部の長さ３００ｍｍ、基部の長さ７００ｍｍ、基部の後端面の直径１２０ｍｍ、基部の先端の直径８０ｍｍとし、先端部の基部側の端面の直径８０ｍｍ、先端部の一端部の直径を５５ｍｍとし、図２に示す形状の電極とした。
そして、先端部、基部の各抵抗値を測定した。尚、表２では、比較例８の抵抗値（基準抵抗値）を１として、各抵抗値を比率で表記した。先端部の基部に対する倍率をカッコ書で示した。
また、アーク切れの回数、溶融にかかる基準時間に対する時間遅速を評価した。尚、先端部、基部の抵抗値が同一のもの（比較例８）を基準時間とした。その結果を表２に示す。
【００４６】
【表２】
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【００４７】
上記実験の結果、先端部の抵抗値が基部の抵抗値の１倍を越えて２倍以下の範囲にある場合には、アーク切れの発生を抑制することができることが確認された。
また、溶融時間が基準時間よりも短くなり、入力電気エネルギーを効率的に活用でき、省エネルギー化を図ることができる確認された。
【符号の説明】
【００４８】
１    石英ガラスルツボ溶融用カーボン電極（カーボン電極）
２    先端部
３    基部
４    中間部
５    後端部
１０    石英ガラスルツボ製造装置  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年10月18日(2017.10.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
このときの先端部の固有抵抗値は、５．０μΩｍ〜１０．０μΩｍであり、中間部の固有抵抗値は、５．０μΩｍ〜８．０μΩｍであり、  後端部の固有抵抗値は、５．０μΩｍ〜６．０μΩｍであった。
また、先端部の長さ３００ｍｍ、中間部の長さ４５０ｍｍ、後端部の長さ２５０ｍｍとし、また後端部の中間部側の端面の直径８０ｍｍ、後端部の一端部の直径１２０ｍｍ、中間部の直径８０ｍｍ、先端部の中間部側の端面の直径８０ｍｍ、先端部の一端部の直径を５５ｍｍとし、図１に示す形状の電極とした。
そして、先端部、中間部、後端部の各抵抗値を測定した。
尚、表１では、比較例２の抵抗値（基準抵抗値）を１として、各抵抗値を比率で表記した。先端部の中間部に対する倍率、中間部の後端部に対する倍率をカッコ書で示した。
また、アーク切れの回数、溶融にかかる基準時間に対する時間遅速を評価した。尚、先端部、中間部  後端部の抵抗値が同一のもの（比較例２）を基準時間とした。その結果を表１に示す。