(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、該基台の中央部に立設された円柱の上面に回転可能に設けられた回転盤と、該回転盤の上面に取り付けられたワーク載置台と、該ワーク載置台に垂直状態で載置固定されるリング状石英ガラス治具と、該基台の左右両端部に形成された左右側壁部と、該左右側壁部の左右基端部に立設された左右の支持角柱と、該左右の支持角柱の前面に設けられた多数の支持溝を有する支持溝部と、水平保持板と該水平保持板の両端に内方に折曲された形状で形成されかつ上記支持溝に支持される左右の折曲端部と該水平保持板の中央部から下方に垂設された中央垂直支持棒と該水平保持板の中央部から所定距離だけ離間した側方部分から下方に垂設された左右一対の側方垂直支持棒と該側方垂直支持棒の下端部に固着された弧状支持体とを含むガスバーナ保持手段と、上記弧状支持体の内面部に設置され該リング状石英ガラス治具の外面側に火炎を吹付けるように等間隔に設置された複数個の外側ガスバーナと、上記中央垂直支持棒の下端部に設置され該リング状石英ガラス治具の内面側に火炎を吹付けかつ該外側ガスバーナと対応するように等間隔に設置された複数個の内側ガスバーナと、上記折曲端部を上記支持溝を介して間欠的に上下動させることによって該外側ガスバーナと内側ガスバーナを保持する該ガスバーナ保持手段を間欠的に上下動させるガスバーナ移動手段と、を有し、
前記リング状石英ガラス治具を前記ワーク載置台に載置し、該ワーク載置台を回転させることによって該リング状石英ガラス治具を所定速度で回転せしめ、その回転状態の該リング状石英ガラス治具の内面及び外面に前記内側ガスバーナ及び外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って行い、ついで前記ガスバーナ移動手段によって該内側ガスバーナ及び外側ガスバーナを上下方向に移動することによってこの水平方向火炎加工を順次間欠的に上下方向に行い、該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全面を火炎加工することができるようにしたことを特徴とするリング状石英ガラス治具の火炎加工装置。
【請求項２】
請求項１記載の火炎加工装置を用いる火炎加工方法であって、
前記リング状石英ガラス治具を前記ワーク載置台に載置し、該ワーク載置台を回転させることによって該リング状石英ガラス治具を所定速度で回転せしめ、その回転状態の該リング状石英ガラス治具の内面及び外面に前記内側ガスバーナ及び外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って行い、ついで前記ガスバーナ移動手段によって該内側ガスバーナ及び外側ガスバーナを連続的に上下方向に移動することによってこの水平方向火炎加工を順次連続的に上下方向に行い、該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全面を火炎加工することを特徴とするリング状石英ガラス治具の火炎加工方法。
【請求項３】
請求項１記載の火炎加工装置を用いる火炎加工方法であって、
（１）停止状態の前記ワーク載置台にリング状石英ガラス治具を載置固定する工程と、
（２）該ワーク載置台を回転させることによって該リング状石英ガラス治具を回転させる工程と、
（３）該回転するリング状石英ガラス治具の内面及び外面の上下方向中央部分に前記内側ガスバーナと外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って行う工程と、
（４）ついで前記ガスバーナ移動手段によって該内側ガスバーナ及び外側ガスバーナを上方に移動して該回転するリング状石英ガラス治具の内面及び外面の前記水平方向火炎加工を行った部分の上方隣接部分に前記内側ガスバーナと外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って再び行う工程と、
（５）前記（４）工程を繰り返して該リング状石英ガラス治具の上端部分まで火炎加工を行う工程と、
（６）前記ワーク載置台の回転を停止させる工程と、
（７）前記（１）〜（５）の工程を実施することによって上半分が火炎加工された該リング状石英ガラス治具の上下を転倒して火炎加工されていない下半分が上側に位置するように該停止状態のワーク載置台に該リング状石英ガラス治具を載置固定する工程と、
（８）該ワーク載置台を再び回転させることによって該リング状石英ガラス治具を再び回転させる工程と、
（９）該回転するリング状石英ガラス治具の内面及び外面の上下方向中央部分の未火炎加工部分に前記内側ガスバーナと外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って行う工程と、
（１０）ついで前記ガスバーナ移動手段によって該内側ガスバーナ及び外側ガスバーナを上方に移動して該回転するリング状石英ガラス治具の内面及び外面の前記水平方向火炎加工を行った部分の上方隣接部分に前記内側ガスバーナと外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って再び行う工程と、
（１１）前記（１０）工程を繰り返して該リング状石英ガラス治具の上端部分まで火炎加工を行うことによって内面及び外面の全面が火炎加工されたリング状石英ガラス治具を得る工程と、
（１２）前記ワーク載置台の回転を再び停止させる工程と、
（１３）前記内面及び外面の全面が火炎加工されたリング状石英ガラス治具を該ワーク載置台から取り外す工程と、
からなることを特徴とするリング状石英ガラス治具の火炎加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の火炎ツールを使用したリング状石英ガラス治具の火炎加工装置及び火炎加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シングルウェハ処理式の石英ガラス治具、換言すれば、円筒形状（リング状）の石英ガラス治具は、バッチ処理式の石英ガラス治具に比べて、その口径（直径）公差および肉厚公差についての要求が非常に厳しいものである。また、バッチ処理式の石英ガラス治具に比べて、シングルウェハ式の石英ガラス治具はその耐久性が弱く、壊れやすいために数多く製造しておくことが必要である。そのため、シングルウェハ処理式の石英ガラス治具の製造・生産数はバッチ式の石英ガラス治具の場合に比べて格段と多くする必要がある。
【０００３】
上記したリング状石英ガラス治具は原材料である石英パイプから製造されるものであるが、原材料となる石英パイプを、要求される厳しい口径（直径）公差および肉厚公差を満たすものとして製造することは現在の石英パイプの製造技術水準では不可能である。従って、予め肉厚パイプを製造準備し、それに対して研削加工を行い、所定形状・寸法に仕上げて所定の公差を満たすリング状石英ガラス治具を製造する手法が採用されている。一方、シングルウェハ処理式の石英ガラス治具については、ガラス特有の表面仕上がりが要求されるが、上記した所定形状・寸法に仕上がったリング状石英ガラス治具の研削加工品の研削加工表面は研削状態が残存しているために不透明であり、この不透明な表面状態を火炎加工にて、透明な肌状態（表面状態）にすることが必要とされている。
【０００４】
現在の技術水準を考慮すると、リング状石英ガラス治具の製造においては、研削後の処理として火炎加工（ファイアポリッシュ加工）による透明加工が必須のものである。しかし、石英ガラス製品に対して火炎加工を行うと、火炎によって石英ガラス製品には大きな熱変形が起こる確率が高いという問題がある。この大きな熱変形の発生を抑制してより小さな熱変形に抑えて火炎加工するには、かなりの熟練度を要することが当業界における常識である。しかし、たとえ、火炎ツール（ガスバーナ）の１本又は２本を上手に操れる技能を持ち合わせても、小さな熱変形は高確率で発生する。そのため、寸法公差を満たしながら、加工数量を上げ、維持することは極めて難しい問題となっている。なお、ガラス製品の表面の平滑性を高めるためにガラス製品に対する火炎加工は従来から知られている（特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１４１３９７号公報
【特許文献２】特開２００３−１１９０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みて発明されたもので、複数の火炎ツールを用いて高精度な火炎加工（表面仕上げ加工）を能率的に行い、供給量を増やすことが出来るようにしたリング状石英ガラス治具の火炎加工装置及び火炎加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のリング状石英ガラス治具の火炎加工装置は、基台と、該基台の中央部に立設された円柱の上面に回転可能に設けられた回転盤と、該回転盤の上面に取り付けられたワーク載置台と、該ワーク載置台に垂直状態で載置固定されるリング状石英ガラス治具と、該基台の左右両端部に形成された左右側壁部と、該左右側壁部の左右基端部に立設された左右の支持角柱と、該左右の支持角柱の前面に設けられた多数の支持溝を有する支持溝部と、水平保持板と該水平保持板の両端に内方に折曲された形状で形成されかつ上記支持溝に支持される左右の折曲端部と該水平保持板の中央部から下方に垂設された中央垂直支持棒と該水平保持板の中央部から所定距離だけ離間した側方部分から下方に垂設された左右一対の側方垂直支持棒と該側方垂直支持棒の下端部に固着された弧状支持体とを含むガスバーナ保持手段と、上記弧状支持体の内面部に設置され該リング状石英ガラス治具の外面側に火炎を吹付けるように等間隔に設置された複数個の外側ガスバーナと、上記中央垂直支持棒の下端部に設置され該リング状石英ガラス治具の内面側に火炎を吹付けかつ該外側ガスバーナと対応するように等間隔に設置された複数個の内側ガスバーナと、上記折曲端部を上記支持溝を介して間欠的に上下動させることによって該外側ガスバーナと内側ガスバーナを保持する該ガスバーナ保持手段を間欠的に上下動させるガスバーナ移動手段と、を有し、
前記リング状石英ガラス治具を前記ワーク載置台に載置し、該ワーク載置台を回転させることによって該リング状石英ガラス治具を所定速度で回転せしめ、その回転状態の該リング状石英ガラス治具の内面及び外面に前記内側ガスバーナ及び外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って行い、ついで前記ガスバーナ移動手段によって該内側ガスバーナ及び外側ガスバーナを上下方向に移動することによってこの水平方向火炎加工を順次間欠的に上下方向に行い、該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全面を火炎加工することができるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
本発明装置の特徴は、リング状石英ガラス治具に対して、当該治具の円周方向の内面及び外面に対して複数の火炎ツール（ガスバーナ）を配置させ、ガスバーナからの火炎が当該リング状石英ガラス治具の内面及び外面に対して同時に吹付けることが出来るようにし、リング状石英ガラス治具は縦置きとして回転させながら火炎加工が行われ、かつ上記複数の火炎ツールを上下方向に移動させるようにする点にある。また、リング状石英ガラス治具の内面及び外面における火炎ツール（ガスバーナ）の相互の位置関係については、特に限定はないが、互い違い状に配置してもよいし、互いに向かい合うように配置することもできる。
【０００９】
本発明のリング状石英ガラス治具の火炎加工方法の第１の態様は、本発明の火炎加工装置を用いる火炎加工方法であって、
前記リング状石英ガラス治具を前記ワーク載置台に載置し、該ワーク載置台を回転させることによって該リング状石英ガラス治具を所定速度で回転せしめ、その回転状態の該リング状石英ガラス治具の内面及び外面に前記内側ガスバーナ及び外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って行い、ついで前記ガスバーナ移動手段によって該内側ガスバーナ及び外側ガスバーナを連続的に上下方向に移動することによってこの水平方向火炎加工を順次連続的に上下方向に行い、該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全面を火炎加工することができるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
本発明のリング状石英ガラス治具の火炎加工方法の第２の態様は、本発明の火炎加工装置を用いる火炎加工方法であって、
（１）前記停止状態のワーク載置台にリング状石英ガラス治具を載置固定する工程と、
（２）該ワーク載置台を回転させることによって該リング状石英ガラス治具を回転させる工程と、
（３）該回転するリング状石英ガラス治具の内面及び外面の上下方向中央部分に前記内側ガスバーナと外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って行う工程と、
（４）ついで前記ガスバーナ移動手段によって該内側ガスバーナ及び外側ガスバーナを上方に移動して該回転するリング状石英ガラス治具の内面及び外面の前記水平方向火炎加工を行った部分の上方隣接部分に前記内側ガスバーナと外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って再び行う工程と、
（５）前記（４）工程を繰り返して該リング状石英ガラス治具の上端部分まで火炎加工を行う工程と、
（６）前記ワーク載置台の回転を停止させる工程と、
（７）前記（１）〜（５）の工程を実施することによって上半分が火炎加工された該リング状石英ガラス治具の上下を転倒して火炎加工されていない下半分が上側に位置するように該停止状態のワーク載置台に該リング状石英ガラス治具を載置固定する工程と、
（８）該ワーク載置台を再び回転させることによって該リング状石英ガラス治具を再び回転させる工程と、
（９）該回転するリング状石英ガラス治具の内面及び外面の上下方向中央部分の未火炎加工部分に前記内側ガスバーナと外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って行う工程と、
（１０）ついで前記ガスバーナ移動手段によって該内側ガスバーナ及び外側ガスバーナを上方に移動して該回転するリング状石英ガラス治具の内面及び外面の前記水平方向火炎加工を行った部分の上方隣接部分に前記内側ガスバーナと外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って再び行う工程と、
（１１）前記（１０）工程を繰り返して該リング状石英ガラス治具の上端部分まで火炎加工を行うことによって内面及び外面の全面が火炎加工されたリング状石英ガラス治具を得る工程と、
（１２）前記ワーク載置台の回転を再び停止させる工程と、
（１３）前記内面及び外面の全面が火炎加工されたリング状石英ガラス治具を該ワーク載置台から取り外す工程と、
からなることを特徴とする。
【００１１】
なお、本発明の火炎加工方法は、本発明の火炎加工装置の使用方法の態様を規定したもので、本発明の火炎加工方法の第１の態様では前記ガスバーナ移動手段によって該内側ガスバーナ及び外側ガスバーナを連続的に上下方向に移動することによってこの水平方向火炎加工を順次連続的に上下方向に行い、該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全面を火炎加工すること、つまり水平方向火炎加工を連続的に行うことを規定したものである。
本発明の火炎加工方法の第２の態様においては、回転するリング状石英ガラス治具の内面及び外面の上下方向中央部分に前記内側ガスバーナと外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って行う工程と、ついで前記ガスバーナ移動手段によって該内側ガスバーナ及び外側ガスバーナを上方に移動して該回転するリング状石英ガラス治具の内面及び外面の前記水平方向火炎加工を行った部分の上方隣接部分に前記内側ガスバーナと外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って再び行う工程と、前記工程を繰り返して該リング状石英ガラス治具の上端部分まで火炎加工を行う工程と、を実施するもので、つまり水平方向火炎加工をステップ的に行うことを規定したものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、リング状石英ガラス治具の火炎加工において、火炎加工処理後においても研削加工で仕上がった状態である真円性の円筒形状と同様な真円性の円筒形状を持たせることが可能となる。また、本発明によれば、火炎加工処理の熟練作業者でも十分には満たすことのできなかったリング状石英ガラス治具の火炎加工の際に発生した小さな熱変形について、更により小さな熱変形量とすることができる。さらに、本発明によれば、リング状石英ガラス治具の火炎加工における熱変形量がより小さくなった為、厳しい口径（直径）公差を満たせるようになり、かつ火炎加工作業者の技能をより高度に磨き上げる必要性が無くなるという利点がある。さらにまた、本発明によれば、火炎加工作業を手作業から機械化することを実現したので、火炎加工装置に複数の火炎ツール（ガスバーナ）の搭載が可能となり、リング状石英ガラス治具の高精度な火炎加工を持続的かつ能率的に行える上、リング状石英ガラス治具の火炎加工処理の数量を増大することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のリング状石英ガラス治具の火炎加工装置の１つの実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１の火炎加工装置におけるリング状石英ガラス治具に対する内側ガスバーナと外側ガスバーナの配置関係を示す上面説明図である。
【図３】図１の火炎加工装置を用いて本発明のリング状石英ガラス治具の火炎加工方法を実施する場合の工程順を示す模式図である。
【図４】本発明のリング状石英ガラス治具の火炎加工方法の工程順を示すフローチャートである。
【図５】本発明のリング状石英ガラス治具の火炎加工装置の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図６】実施例１に示した火炎加工において処理されたサンプル１−１〜１−４の各石英ガラスリングの形状変化を示す上面説明図である。
【図７】実施例２に示した火炎加工において処理されたサンプル２−１〜２−２の各石英ガラスリングの形状変化を示す上面説明図である。
【図８】手作業（ハンドガスバーナ１本）による火炎加工を行った場合のリング状石英ガラス治具の形状を示す上面図である。
【図９】手作業（ハンドガスバーナ２本）による火炎加工を行った場合のリング状石英ガラス治具の形状を示す上面図である。
【図１０】本発明の火炎加工装置におけるリング状石英ガラス治具に対する内側ガスバーナと外側ガスバーナの配置関係の他の例を示す上面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明装置の１つの実施の形態を図１及び図２に基づいて説明するが、これらの説明は例示的に示されるもので限定的に解釈すべきものでないことはいうまでもない。
【００１５】
図１は、本発明のリング状石英ガラス治具の火炎加工装置の１つの実施の形態を示す斜視図である。図１において、符号１０は本発明のリング状石英ガラス治具の火炎加工装置で、基台１２を有している。該基台１２の中央部には載置凹部１４が設けられるとともに左右両端部分には側壁部１６、１７が形成されている。該載置凹部１４の中央部には円柱１８が立設され、該円柱１８の上面には回転盤２０が回転可能に設けられている。該回転盤２０の上面には複数本の支柱２２を介してワーク載置台２４が取り付けられている。該ワーク載置台２４はリング状石英ガラス治具２６を載置固定するものである。
【００１６】
前記側壁部１６、１７の基端部には支持角柱２８、２９が立設されている。該支持角柱２８、２９の前面には支持溝部３０、３１が設けられており、該支持溝部３０、３１は多数の支持溝３０ａ，３１ａを有している。３２はガスバーナ保持手段で、水平保持板３４を有している。該水平保持板３４の両端部には内方に折曲された折曲端部３６，３７が形成されている。該折曲端部３６，３７は前記支持溝３０ａ，３１ａに支持されており、図示しないガスバーナ移動手段によって該支持溝３０ａ，３１ａを順次間欠的に移動可能となっている。３８は該水平保持板３４の中央部から下方に垂設された中央垂直支持棒である。該中央垂直支持棒３８の下端部には外方に火炎を吹き出すように設置された複数個（図１の例では４個）の内側ガスバーナ４０が装着されている。
【００１７】
前記水平保持板３４の中央部から所定距離だけ離間した側方部分には一対の側方垂直支持棒４２，４３が垂設されている。該側方垂直支持棒４２，４３の下端部には弧状支持体４４，４５が固着されている。該弧状支持体４４，４５の内面部には内方に火炎を吹き出しかつ前記内側ガスバーナ４０に対応するように設置された複数個の外側ガスバーナ４６が装着されている。前記複数個の内側ガスバーナ４０及び外側ガスバーナ４６は前記リング状石英ガラス治具２６の内側面及び外面側に等間隔で火炎を吹付けるようにそれぞれ前記中央垂直支持棒３８の下端部及び前記弧状支持体４４，４５の内面に等間隔に設置されている(図２)。なお、図１の例では、該支持角柱２８，２９の前面の支持溝部３０，３１に多数の支持溝３０ａ，３１ａを設ける構造として、該支持溝３０ａ，３１ａを該折曲端部３６，３７が間欠的に上下動し、つまりガスバーナ保持手段３２が間欠的に上下動し、さらに換言すれば、内側バーナ４０及び外側バーナ４６が間欠的に上下動することによって火炎加工を行う場合を記述したが、該支持溝３０ａ，３１ａを設けることなく、該支持角柱２８，２９に該ガスバーナ保持手段３２を上下動自在に取付けることによって、該ガスバーナ保持手段３２が連続的に上下動し、つまり内側バーナ４０及び外側バーナ４６が連続的に上下動することによって火炎加工を行うことも可能である。
【００１８】
上記のような構成により、以下にその作用を図３によって説明する。なお、図３においては、作図上の都合で、内側ガスバーナ４０の図示は省略してあるが、図１及び図２に示すように、内側ガスバーナ４０は外側ガスバーナ４６と対応して協働的に作用するものである。まず、前記リング状石英ガラス治具２６を前記ワーク載置台２４に載置する（図３（ａ）、ワーク載置台２４の図示は省略）。次に、該ワーク載置台２４を回転させることによって該リング状石英ガラス治具２６を所定速度で回転せしめる。その回転状態の該リング状石英ガラス治具２６の内面及び外面に前記内側ガスバーナ４０及び外側ガスバーナ４６の火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具２６の内面及び外面の全周に亘って行う（図３（ｂ）（ｃ））。ついで前記ガスバーナ移動手段(図示せず)によって該内側ガスバーナ４０及び外側ガスバーナ４６を上下方向に移動することによってこの水平方向火炎加工を順次上下方向に行い、該リング状石英ガラス治具２６の内面及び外面の全面を火炎加工することができる（図３（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）（ｈ））。なお、図３において、２６ａは未火炎加工部分、２６ｂは内側ガスバーナ４０及び外側ガスバーナ４６の火炎の吹きつけ箇所、及び２６ｃは火炎加工済部分を夫々示す。
【００１９】
図３の例においては、図３（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように、リング状石英ガラス治具２６の内面及び外面の上下方向中央部分に前記内側ガスバーナと外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具２６の内面及び外面の全周に亘って行い、ついで前記ガスバーナ移動手段(図示せず)によって該内側ガスバーナ４０及び外側ガスバーナ４６を上方に移動して該回転するリング状石英ガラス治具２６の内面及び外面の前記水平方向火炎加工を行った部分２６ｃの上方隣接部分に前記内側ガスバーナ４０と外側ガスバーナ４６の火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具２６の内面及び外面の全周に亘って再び行い、この工程を繰り返して該リング状石英ガラス治具２６の上端部分まで火炎加工を行って、上半分が火炎加工されたリング状石英ガラス治具を作成する。ついで、図３（ｅ）（ｆ）（ｇ）（ｈ）に示すように、前記ワーク載置台２４の回転を停止させ、上半分が火炎加工された該リング状石英ガラス治具の上下を転倒して火炎加工されていない下半分が上側に位置するように該停止状態のワーク載置台に該リング状石英ガラス治具を載置固定する（図３（ｅ））。該ワーク載置台を再び回転させることによって該リング状石英ガラス治具を再び回転させ、該回転するリング状石英ガラス治具の内面及び外面の上下方向中央部分の未火炎加工部分に前記内側ガスバーナと外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って行い、ついで前記ガスバーナ移動手段によって該内側ガスバーナ及び外側ガスバーナを上方に移動して該回転するリング状石英ガラス治具の内面及び外面の前記水平方向火炎加工を行った部分の上方隣接部分に前記内側ガスバーナと外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って再び行い、上記火炎加工工程を繰り返して該リング状石英ガラス治具の上端部分まで火炎加工を行うことによって内面及び外面の全面が火炎加工されたリング状石英ガラス治具を得る（図３（ｆ）（ｇ）（ｈ））。
【００２０】
次いで、本発明のリング状石英ガラス治具の火炎加工方法の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明するが、これらの説明は例示的に示されるもので限定的に解釈すべきものでないことはいうまでもない。
【００２１】
本発明のリング状石英ガラス治具の火炎加工方法の第１の態様は、上述した本発明の火炎加工装置１０，１１を用いる火炎加工方法である。この火炎加工方法においては、まず前記リング状石英ガラス治具２６を前記ワーク載置台２４に載置する。次に、該ワーク載置台２４を回転させることによって該リング状石英ガラス治具２６を所定速度で回転せしめる。その回転状態の該リング状石英ガラス治具２６の内面及び外面に前記内側ガスバーナ４０及び外側ガスバーナ４６の火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具２６の内面及び外面の全周に亘って行う。ついで、前記ガスバーナ移動手段（図示せず）によって該内側ガスバーナ４０及び外側ガスバーナ４６を連続的に上下方向に移動することによってこの水平方向火炎加工を順次連続的に上下方向に行う。このような火炎加工処理を行うことによって、該リング状石英ガラス治具２６の内面及び外面の全面を火炎加工することができる。
【００２２】
また、本発明のリング状石英ガラス治具の火炎加工方法の第２の態様は、上述した本発明の火炎加工装置を用いる火炎加工方法であり、次の各工程（１）〜（１３）から構成されるものである。
【００２３】
まず、（１）前記停止状態のワーク載置台２４にリング状石英ガラス治具２６を載置固定する（図４のステップ１００）。（２）該ワーク載置台２４を回転させることによって該リング状石英ガラス治具２６を回転させる(図４のステップ１０２)。（３）該回転するリング状石英ガラス治具２６の内面及び外面の上下方向中央部分に前記内側ガスバーナ４０と外側ガスバーナ４６の火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って行う（図４のステップ１０４、図３（ｂ））。（４）ついで前記ガスバーナ移動手段(図示せず)によって該内側ガスバーナ４０及び外側ガスバーナ４６を上方に移動して該回転するリング状石英ガラス治具２６の内面及び外面の前記水平方向火炎加工を行った部分の上方隣接部分に前記内側ガスバーナと外側ガスバーナの火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具の内面及び外面の全周に亘って再び行う(図３（ｃ）)。（５）前記（４）工程を繰り返して該リング状石英ガラス治具の上端部分まで火炎加工を行う(図４のステップ１０６、図３（ｄ）)。（６）前記ワーク載置台２４の回転を停止させる（図４のステップ１０８）。（７）前記（１）〜（５）の工程を実施することによって上半分が火炎加工された該リング状石英ガラス治具の上下を転倒して火炎加工されていない下半分２６ａが上側に位置するように該停止状態のワーク載置台に該リング状石英ガラス治具を載置固定する（図４のステップ１１０）。（８）該ワーク載置台２４を再び回転させることによって該リング状石英ガラス治具を再び回転させる(図４のステップ１１２)。（９）該回転するリング状石英ガラス治具２６の内面及び外面の上下方向中央部分の未火炎加工部分２６ａに前記内側ガスバーナ４０と外側ガスバーナ４６の火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具２６の内面及び外面の全周に亘って行う（図４のステップ１１４、図３（ｅ））。（１０）ついで前記ガスバーナ移動手段によって該内側ガスバーナ４０及び外側ガスバーナ４６を上方に移動して該回転するリング状石英ガラス治具の内面及び外面の前記水平方向火炎加工を行った部分の上方隣接部分に前記内側ガスバーナ４０と外側ガスバーナ４６の火炎を吹付けることによって水平方向火炎加工を該リング状石英ガラス治具２６の内面及び外面の全周に亘って再び行う（図４のステップ１１６，図３（ｆ））。（１１）前記（１０）工程を繰り返して該リング状石英ガラス治具の上端部分まで火炎加工を行うことによって内面及び外面の全面が火炎加工されたリング状石英ガラス治具を得る（図４のステップ１１６、図３（ｇ）（ｈ））。（１２）前記ワーク載置台の回転を再び停止させる（図４のステップ１１８）。（１３）前記内面及び外面の全面が火炎加工されたリング状石英ガラス治具を該ワーク載置台から取り外す(図４のステップ１２０)。
【００２４】
上記した火炎加工装置１０における火炎加工処理の処理条件は処理される石英ガラスリングの形状やサイズに応じて設定すればよいが、通常は概ね次のように設定される。
（Ａ）内側ガスバーナ４本のガス供給量：
水素ガス１００〜３００ＮＬｉｔｅｒ／ｍｉｎ、酸素ガス２０〜１５０ＮＬｉｔｅｒ／ｍｉｎ
（Ｂ）外側ガスバーナ４本のガス供給量：
水素ガス１５０〜５００ＮＬｉｔｅｒ／ｍｉｎ、酸素ガス３０〜２５０ＮＬｉｔｅｒ／ｍｉｎ
（Ｃ）石英ガラスリングの移動速度：周速度１〜３ｍｍ／ｓｅｃに調整
（Ｄ）ガスバーナ火炎の直径：８〜１２ｍｍに設定
【００２５】
ガスバーナを間欠的に上下動させて火炎加工を行う場合、内側ガスバーナ４本及び外側ガスバーナ４本については、例えば、石英ガラスリングが１８０度回転（０．５回転）毎に、また内側ガスバーナ２本及び外側ガスバーナ２本については、例えば、石英ガラスリングが３６０度回転（１回転）する毎に内側ガスバーナ及び外側ガスバーナが上方へ３〜７ｍｍずつ間欠的に移動するように設定することによって火炎加工を行うことができる。なお、ガスバーナを間欠的に上下動させる構成は必須ではなく、連続的にガスバーナを上下動させて火炎加工を行うことも可能である。
【００２６】
ガスバーナを間欠的に移動する場合又は連続的に移動する場合のいずれにおいても、火炎加工（ファイアポリシュ）により石英ガラスリングの全周に亘って透明な肌状態（表面状態）を達成する必要があることは勿論である。火炎加工の度合いはガスバーナの設置個数、ガスバーナの火炎強度、石英ガラスリングの移動速度（回転速度）及び石英ガラスリングの回転量、つまり半回転か１回転か或いはさらに回転量を増大するか等の諸条件によって決定されるので、最適な火炎加工処理を達成するためには、上記した諸条件を最適に設定することが必要なことはいうまでもない。また、火炎加工処理後の石英ガラスリングに対しては施すアニール処理は処理条件：１０８０℃〜１１５０℃で２０分〜６０分程度行えば十分である。
【００２７】
図１〜図３に示した火炎加工装置１０の実施の形態においては、内側ガスバーナ４０及び外側ガスバーナ４６をそれぞれ４個ずつ合計８個のガスバーナを使用する例を示したが、内側ガスバーナ４０及び外側ガスバーナ４６をそれぞれ複数個用いればよいもので、例えば、図５に示した他の実施の形態の火炎加工装置１１のように、内側ガスバーナ４０及び外側ガスバーナ４６をそれぞれ２個ずつ合計４個のガスバーナを使用することも可能である。なお、図１、図２及び図５に示した例では、内側ガスバーナ４０及び外側ガスバーナ４６をそれぞれ互い違いに配置した場合を示したが、図１０に示すように、内側ガスバーナ４０及び外側ガスバーナ４６がそれぞれ向かい合うように設置することも可能である。なお、内側ガスバーナ４０及び外側ガスバーナ４６の設置台数を増加すればそれだけ火炎加工処理時間が短縮される有利さはあるが、設備費は設置台数の増加とともに増大するので、実際の設置に当たっては処理条件や設備費予算等を考慮して最適の台数を選定することとなる。
【実施例】
【００２８】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例によって本発明が限定的に解釈されるものでないことはいうまでもない。
【００２９】
（実施例１）
図１に示した火炎加工装置と同様の構造の火炎加工装置（内側ガスバーナ４本及び外側ガスバーナ４本装着、基台１２のサイズは８００ｍｍ×２３００ｍｍ×２３００ｍｍ、支持角柱２８，２９の高さは８００ｍｍ）を用いて、リング状石英ガラス治具のＭＣ研削品（φ４３９±０．１ｍｍ×厚さ３ｍｍ×高さ５０ｍｍの石英ガラスリング）４個（サンプル１−１〜１−４）に対して一つずつ火炎加工を施した。火炎加工の条件は次の通りである。
（Ａ）内側ガスバーナ４本のガス供給量：
水素ガス１６６ＮＬｉｔｅｒ／ｍｉｎ、酸素ガス３１ＮＬｉｔｅｒ／ｍｉｎ
（Ｂ）外側ガスバーナ４本のガス供給量：
水素ガス２５６ＮＬｉｔｅｒ／ｍｉｎ、酸素ガス４８ＮＬｉｔｅｒ／ｍｉｎ
（Ｃ）石英ガラスリングの移動速度：周速度２ｍｍ／ｓｅｃに調整
（Ｄ）ガスバーナ火炎の直径：１０ｍｍに設定
上記した火炎加工条件で前記した火炎加工方法の工程（１）〜（１３）の手順と同様にして火炎加工を行った。なお、石英ガラスリングが１８０度回転（０．５回転）する毎に内側ガスバーナ及び外側ガスバーナが上方へ５ｍｍずつ間欠的に移動するように設定した。火炎加工は２５分で終了した。火炎加工処理後の石英ガラスリングに対してはアニール処理（処理条件：１１４０℃、４０分）を施して最終製品であるリング状石英ガラス治具を製造した。図６にサンプル１−１〜１−４についてのＭＣ研削後、火炎加工後及びアニール後における形状変化の状態を上面説明図として示した。サンプル１−１〜１−４のいずれについても良好な円形形状を維持していることが確認できた。
【００３０】
（実施例２）
図５に示した火炎加工装置と同様の構造の火炎加工装置（内側ガスバーナ２本及び外側ガスバーナ２本装着）を用い、リング状石英ガラス治具のＭＣ研削品（石英ガラスリング）２個（サンプル２−１〜２−２）に対して一つずつ火炎加工を施した（火炎加工処理時間は５０分）以外は実施例１と同様にして火炎加工及びアニール加工を施して最終製品であるリング状石英ガラス治具を製造した。図７にサンプル２−１〜２−２についてのＭＣ研削後、火炎加工後及びアニール後における形状変化の状態を上面説明図として示した。サンプル２−１及び２−２ともに実施例１の各サンプルよりは形状変化が大きいが、後述する手作業による火炎加工と同程度の円形形状を維持していることが確認できた。
【００３１】
（比較例１）
１本のハンドガスバーナを用いて熟練作業員によって実施例１と同様のリング状石英ガラス治具のＭＣ研削品（石英ガラスリング）３個（サンプル３−１〜３−３）に対して一つずつ火炎加工を施し（火炎加工処理時間は３０分）、さらに実施例１と同様にしてアニール加工を施して最終製品であるリング状石英ガラス治具を製造した。図８にサンプル３−３〜３についてのＭＣ研削後、火炎加工後及びアニール後における形状変化の状態を上面説明図として示した。サンプル３−１〜３−３ともに実施例１の各サンプルよりは形状変化が大きいことが確認できた。
【００３２】
（比較例２）
２本のハンドガスバーナを用いて熟練作業員によって実施例１と同様のリング状石英ガラス治具のＭＣ研削品（石英ガラスリング）１個（サンプル４−１）に対して火炎加工を施し（火炎加工処理時間は３０分）、さらに実施例１と同様にしてアニール加工を施して最終製品であるリング状石英ガラス治具を製造した。図９にサンプル４−１についてのＭＣ研削後、火炎加工後及びアニール後における形状変化の状態を上面説明図として示した。サンプル４−１は比較例１の各サンプルよりは形状変化がやや小さいことが確認できた。
【符号の説明】
【００３３】
１０，１１：火炎加工装置、１２：基台、１４：載置凹部、１６：側壁部、１８：円柱、２０：回転盤、２２：支柱、２４：ワーク載置台、２６：リング状石英ガラス治具、２６ａ：未火炎加工部分、２６ｂ：火炎の吹きつけ箇所、２６ｃ：火炎加工済部分、２８，２９：支持角柱、３０：支持溝部、３０ａ，３１ａ：支持溝、３４：水平保持板、３６，３７：折曲端部、３８：中央垂直支持棒、４０：内側ガスバーナ、４２，４３：側方垂直支持棒、４４，４５：弧状支持体、４６：外側ガスバーナ。
【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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