(57)【要約】【課題】ガラス微粒子堆積体の長手方向の各発熱体の加熱制御が均等に行なわれ、均一に透明ガラス化されたガラス母材の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】炉心管６の長手方向に配された３段以上の複数の発熱体１１ａ〜１１ｅを順次切替えてガラス微粒子堆積体２を加熱し、透明ガラス化するガラス母材の製造で、各段の発熱体１１ａ〜１１ｅの加熱領域を仕切り壁１５により仕切られた冷却手段により発熱体１１ａ〜１１ｅの加熱作動停止後に冷却する。また、発熱体１１ａ〜１１ｅに抵抗加熱ヒータを用いた場合は、各段の抵抗加熱ヒータを熱遮蔽板１６で遮蔽し、発熱体に誘導加熱ヒータを用いた場合は、各段の誘導加熱ヒータを電磁遮蔽板で遮蔽する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉心管の長手方向に配された３段以上の複数の発熱体を順次切替えてガラス微粒子堆積体を加熱し、透明ガラス化するガラス母材の製造方法であって、各段の前記発熱体の加熱領域を、仕切壁により仕切られた冷却手段により前記発熱体の加熱作動停止後に冷却することを特徴とするガラス母材の製造方法。
【請求項２】
前記発熱体に抵抗加熱ヒータを用いた場合、各段の前記抵抗加熱ヒータを熱遮蔽板で遮蔽することを特徴とする請求項１に記載のガラス母材の製造方法。
【請求項３】
前記発熱体に誘導加熱ヒータを用いた場合、各段の前記誘導加熱ヒータを電磁遮蔽板で遮蔽することを特徴とする請求項１に記載のガラス母材の製造方法。
【請求項４】
前記発熱体により加熱される領域の温度分布を、最高点を中心とする３００ｍｍの範囲内の最高温度と最低温度の差が１００℃以上あることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス母材の製造方法。
【請求項５】
少なくとも隣接する２つの前記発熱体を所定時間だけ同時に順次作動させて、透明ガラス化に必要な温度で前記ガラス微粒子堆積体を長手方向に順次加熱することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラス母材の製造方法。
【請求項６】
炉心管の長手方向に配された３段以上の複数の発熱体を順次切替えて発熱させ、ガラス微粒子堆積体を透明ガラス化するガラス母材の製造装置であって、各段の前記発熱体の加熱領域には、仕切壁により仕切られた冷却手段を備えていることを特徴とするガラス微粒子堆積体の製造装置。
【請求項７】
前記発熱体に抵抗加熱ヒータを用いる場合、各段の前記抵抗加熱ヒータが熱遮蔽板で遮蔽されていることを特徴とする請求項６に記載のガラス微粒子堆積体の製造装置。
【請求項８】
前記発熱体に誘導加熱ヒータを用いる場合、各段の前記誘導加熱ヒータが電磁遮蔽板で遮蔽されていることを特徴とする請求項６に記載のガラス微粒子堆積体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス微粒子堆積体（多孔質ガラス母材）を脱水・焼結して透明ガラス化するガラス母材の製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス光ファイバ等の製造に用いるガラス母材の製造方法において、ガラス原料ガスを火炎加水分解させてガラス微粒子を生成し、これを出発ガラスロッド等に堆積させてガラス微粒子堆積体とし、これを脱水、焼結して透明ガラス化することが知られている。また、ガラス微粒子堆積体の製造には、ＶＡＤ法（気相軸付法）、ＯＶＤ法（外付け気相蒸着法）等が知られている。
【０００３】
ＯＶＤ法は、例えば、反応容器内で回転する出発ガラスロッドの外周に、ＳｉＣｌ４等のガラス原料ガスを、Ｈ２ガス，Ｏ２ガス等の燃焼用ガスとともにバーナで吹き付け、火炎加水分解反応によりガラス微粒子を生成して堆積させ、ガラス微粒子堆積体を作製する。ＶＡＤ法は、回転する出発ガラスロッドの下方にバーナを配して、ガラス原料ガスと燃焼用ガスを吹き付け、火炎加水分解反応により生成されるガラス微粒子を軸方向に堆積させてガラス微粒子堆積体を作製する。
【０００４】
ガラス微粒子堆積体の透明ガラス化は、カーボンまたは石英等の耐熱材で形成された炉心管を備えた焼結炉を用いて行われる。透明ガラス化の方法には種々の方法があるが、例えば、炉心管内を塩素含有雰囲気にして、脱水と透明ガラス化の加熱処理を同時に行なう方法がある。また、塩素系ガスとヘリウムガスで脱水加熱を行なった後に、温度を上げてヘリウムガスのみで加熱し透明ガラス化するなどの方法も知られている。これらの加熱処理を行なうための焼結炉には、今までに種々の構成のものが提案されている。
【０００５】
焼結炉としては、例えば、炉心管の外周に複数のヒータを多段に配し、順次ヒータの発熱を切替えて透明ガラス化する構成のものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。多段ヒータを用いた焼結炉は、ガラス微粒子堆積体を移動させる必要がないことから、密封状態での加熱処理が可能で炉心管内の有害ガスのリークがない。また、外部からの不純物の混入がなくなるので高品質なガラス母材を製造できる利点がある。
【０００６】
図６（Ａ）は、前記多段ヒータを用いた焼結炉の一例を示す図である。図中、１は焼結炉、２はガラス微粒子堆積体、３はダミーロッド、４は連結具、５は吊下げ支持具、６は炉心管、７は炉体、８はガス導入口、９はガス排気口、１０は封止部、１１ａ〜１１ｄはヒータ、１２ａ〜１２ｄは温度センサ、１３ａ〜１３ｄは制御装置を示す。
【０００７】
ガラス微粒子堆積体２は、少なくとも一方の端部にダミーロッド３が溶着により取付けられていて、その端部を連結具４を用いて吊下げ支持具５に吊下げ、焼結炉１の炉心管６内に入れられる。焼結炉１は、カーボン又は石英で形成された炉心管６の外周部を炉体７で囲い、炉心管６の外側にリング状の複数のヒータ１１ａ〜１１ｄを多段に配して構成されている。炉心管６の下部には、炉心管内にガスを供給するためのガス導入口８が設けられ、上部には、炉心管内のガスを排出するガス排気口９が設けられている。
【０００８】
リング状のヒータ１１ａ〜１１ｄには、抵抗加熱ヒータ又は誘導加熱ヒータが用いられている。ヒータ１１ａ〜１１ｄの設置位置の近傍には、ヒータ毎に温度センサ１２ａ〜１２ｄが設けられ、炉心管６内の温度が予め設定された温度になるように制御装置１３ａ〜１３ｄにより制御される。なお、以下の説明において、「・・・温度」とは、温度センサ１２ａ〜１２ｄで検知されるヒータの温度を言うものとする。
【０００９】
図６（Ａ）のように構成された焼結炉１において、例えば、上記特許文献１に開示された方法によれば、炉心管６内にガラス微粒子堆積体２を挿入した後、塩素ガスとヘリウムガスの混合ガス雰囲気とし、ヒータ１１ａ〜１１ｄを一斉にオンして、予熱温度（８００℃程度）から脱水温度（１０７０℃程度）になるように加熱して脱水処理を行なう。次いで、炉心管６内をフッ素ガス雰囲気とし、ヒータ１１ａ〜１１ｄを一斉に温度制御して炉心管温度を上げ（１２９０℃程度）、屈折率制御のためのフッ素添加を行なう。
【００１０】
この後、最下端のヒータ１１ｄは、透明ガラス化に必要な温度（１５５０℃程度）になるように加熱制御され、他のヒータ１１ａ〜１１ｃは降温（１２００℃程度）する制御が行なわれる。ヒータ１１ｄによる加熱で透明ガラス化温度に達したら、隣接する次のヒータ１１ｃを制御して徐々に加熱温度を上げ、ヒータ１１ｃによる加熱が透明ガラス化温度に達したら、次のヒータ１１ｂを制御して徐々に加熱する。なお、ヒータ１１ｄは、隣接するヒータ１１ｃによる加熱で透明ガラス化温度に達したらオフとされる。前記の制御を順次行なうことにより、ガラス微粒子堆積体の透明ガラス化が行なわれる。
【００１１】
また、特許文献２には、各段のヒータ間にリング状の板材で形成された熱遮蔽板（図示せず）を設けることが開示されている。この熱遮蔽板は断熱効果のよい材質で形成され、隣接するヒータ間で互いに熱的影響を与えないようにしている。これにより、加熱作動中のヒータで、隣接するヒータの加熱領域を加熱するのを抑制することができる。
【００１２】
【特許文献１】
特開昭６３−２０６３２７号公報
【特許文献２】
実開平６−５９４３６号公報参照
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
各ヒータによる加熱範囲の温度分布は、ヒータ中央部が最高温度となる山形を成している。上方のヒータ１１ａ（例えば、作動開始側とする）から下方のヒータ１１ｄ（例えば、作動終了側とする）を加熱制御して、炉心管６及びガラス微粒子堆積体２に対する加熱温度を順次切替え（例えば、１０ｍｍ／分の速度）、長手方向に加熱領域を段階的に移動させていくと、各ヒータによる加熱領域の温度分布が図６（Ｂ）に示すような温度分布となる。
【００１４】
すなわち、上方のヒータ１１ａによる加熱の温度分布が山の両側で対称的になっていても、下方のヒータ１１ｄによる加熱の温度分布は、山の移動後方側のＳ部分がなだらかな形状になる。これは、ヒータの加熱を切替えても炉心管自体の温度が下がるまでには、ある程度の時間がかかり、前段側のヒータ加熱による温度が下がらないうちに後段側のヒータ加熱が開始されることによる。この温度分布の変化状態は、特許文献２のように隣接するヒータ間に熱遮蔽板を配しても、一旦加熱された炉心管及びヒータの温度が下がるには時間遅れがあるため、同様な状態となる。また、誘導加熱においては、非磁性の熱遮蔽板を用いた場合は、隣接する加熱領域の加熱を抑制することはできない。
【００１５】
ヒータを順次切替えて、ガラス微粒子堆積体への加熱領域を移動させていくとき、上述のような温度分布に変化があると、加熱の終端側が過剰に加熱されることになる。この結果、透明ガラス化されたときにガラス母材が伸びて、均一な外径のガラス母材が得られないという問題が生じる。また、ヒータを段階的に切替えたときに、温度分布の谷の部分で十分な加熱温度が得られないことがある。
【００１６】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、ガラス微粒子堆積体の長手方向の各ヒータの加熱制御が均等に行なわれ、均一に透明ガラス化されたガラス母材の製造方法及び製造装置を提供することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明によるガラス母材の製造方法は、炉心管の長手方向に配された３段以上の複数の発熱体を順次切替えてガラス微粒子堆積体を加熱し、透明ガラス化するガラス母材の製造方法であって、各段の発熱体の加熱領域を仕切り壁により仕切られた冷却手段により発熱体の加熱作動停止後に冷却するようにしたものである。さらに、発熱体に抵抗加熱ヒータを用いた場合は、各段の抵抗加熱ヒータを熱遮蔽板で遮蔽し、発熱体に誘導加熱ヒータを用いた場合は、各段の誘導加熱ヒータを電磁遮蔽板で遮蔽するようにしたものである。
【００１８】
また、本発明によるガラス母材の製造装置は、炉心管の長手方向に配された３段以上の複数の発熱体を順次切替えて発熱させ、ガラス微粒子堆積体を透明ガラス化するガラス母材の製造装置であって、各段の発熱体の加熱領域に、仕切り壁により仕切られ発熱体の加熱作動停止後に冷却する冷却手段を備えるようにしたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図により本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に用いる焼結炉の一例を説明する図、図２は冷却手段の一例を示す図である。図中、１５は仕切壁、１６は熱遮蔽板、１６ａは冷却ガス通路、１７は冷却室、１８は冷却ガス配管を示す。その他の符号は、図６に用いたのと同じ符号を用いることにより説明を省略する。
【００２０】
本発明に用いられる焼結炉１は、従来と同様にカーボン又は石英で形成された炉心管６の外周部を炉体７で囲い、炉心管６の外側に長手方向に沿ってリング状の複数のヒータ１１ａ〜１１ｅを多段に配して構成される。ヒータ１１ａ〜１１ｅの数（図の例では５段のヒータを使用）は、３段以上の複数あればよいが、従来のものより軸方向の寸法を小さくして段数を増加させることにより、精度の高い温度制御を行なうことができる。炉心管６の下部には、炉心管内にガスを供給するためのガス導入口８が設けられ、上部には、ガラス微粒子堆積体２を出し入れする炉心管蓋６’を有すると共に、炉心管内のガスを排出するガス排気口９が設けられている。
【００２１】
ガラス微粒子堆積体２は、少なくとも一方の端部にダミーロッド３が溶着により取付けられていて、連結具４を用いて吊下げ支持具５により吊下げられ、焼結炉１の炉心管６内に入れられる。また、ダミーロッド３は、炉心管蓋６’の封止部１０で封止されて内部のガスが漏出しないようにされる。ガラス微粒子堆積体２は、炉心管内で回転するようにしてもよいが、回転させなくてもよい。
【００２２】
ヒータ１１ａ〜１１ｅには、例えば、抵抗加熱ヒータ又は誘導加熱ヒータが用いられる。ヒータ１１ａ〜１１ｅの設置位置の近傍には、ヒータ毎に温度センサ１２ａ〜１２ｅが設けられ、炉心管６内の温度が予め設定された温度になるように制御装置１３により制御される。なお、以下の説明において、「・・・温度」とは、温度センサ１２ａ〜１２ｅで検知されるヒータ１１ａ〜１１ｅの温度を言うものとする。
【００２３】
図１は、発熱体であるヒータ１１ａ〜１１ｅに、抵抗加熱ヒータを用いた例を示す図で、ヒータ１１ａ〜１１ｅは、仕切壁１５により個別に仕切られる。本発明においては、仕切壁１５と炉心管６の外面及びヒータ内径面で形成される空隙を冷却室１７とし、この冷却室１７に冷却ガス配管１８から冷却ガスを供給するようにした冷却手段を備えている。各段のヒータ１１ａ〜１１ｅの加熱は、制御装置１３によりそれぞれ個別に制御されると共に、前記の冷却手段により加熱作動停止後に個別に冷却される。
【００２４】
図２に示すように、仕切壁１５は、カーボン、石英、セラミック等の耐熱材料でリング状に形成され、内径部が炉心管６の外周面に接して隙間が生じないように配設され、ヒータ１１ａ〜１１ｅをそれぞれ個別に仕切る。また、ヒータ１１ａ〜１１ｅの少なくとも一方の端面側と仕切壁１５との間に、リング状の熱遮蔽板１６を配し、隣接するヒータ間を熱的に絶縁して互いに熱的影響を与えないように熱遮蔽効果を増すようにするのが望ましい。なお、仕切壁１５が熱遮蔽機能を有する場合は、熱遮蔽板を省略してもよい。
【００２５】
熱遮蔽板１６には、径方向に孔を開けて冷却ガス通路１６ａ、１６ｂとすることができる。孔は少なくとも２つ設けて、一方の冷却ガス通路１６ａをガス供給側とし、他方の冷却ガス通路１６ｂをガス排出側とする。図では２つの冷却ガス通路１６ａ，１６ｂを設けた例で示したが、より多くの冷却ガス通路を設けてもよい。また、冷却ガス通路１６ａ，１６ｂは、リング状の熱遮蔽板１６に設けた例で説明したが、リング状の熱遮蔽板１６を複数個に分割し、分割された熱遮蔽板１６の間に、別個に冷却ガス通路を形成するようにしてもよい。なお、冷却媒体用のガスには、例えば、窒素ガスを用いることができる。
【００２６】
図３は他の実施形態を説明する図で、発熱体に誘導加熱ヒータを用いた例を示す。図３（Ａ）は焼結炉の概略図、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は冷却手段の部分断面図である。図中、１９は電磁遮蔽板、２０ａ〜２０ｅは誘導加熱コイル、２１ａ〜２１ｅは誘導発熱体を示し、その他の符号は、図１，２に用いたのと同じ符号を用いることにより説明を省略する。
【００２７】
図３の誘導加熱ヒータは、誘導加熱コイル２０ａ〜２０ｅとそれぞれのコイルに対応するように配された誘導発熱体２１ａ〜２１ｅとからなり、図１の場合と同様に仕切壁１５により個別に仕切られる。仕切壁１５と炉心管６の外面及びヒータ内面で形成される空隙を冷却室１７とし、この冷却室１７に冷却ガス配管１８から冷却ガスを供給するようにした冷却手段を備えている。各段の誘導発熱体２１ａ〜２１ｅの加熱は、誘導加熱コイル２０ａ〜２０ｅを制御装置１３によりそれぞれ個別に制御して行なわれると共に、前記の冷却手段により加熱作動停止後に個別に冷却される。
【００２８】
誘導発熱体２１ａ〜２１ｅは、炉心管６を１６００℃程度まで加熱する必要があることから、カーボン等の耐熱性のある導電体でリング状に形成される。各誘導加熱コイル２０ａ〜２０ｅはリング状に形成され、誘導発熱体２１ａ〜２１ｅから熱絶縁し、隣接する誘導加熱コイル間を電気的に絶縁して、個別制御が可能なように組付けられる。誘導加熱コイル２０ａ〜２０ｅは、それぞれのコイルからの発生磁界が及ぶ範囲で、誘導発熱体２１ａ〜２１ｅの円周方向に渦電流を発生させ発熱させる。誘導加熱には低周波誘導加熱方式と高周波誘導加熱方式があるが、本発明においては、いずれの方式も用いることができる。
【００２９】
また、図３（Ｂ）に示すように、各誘導加熱ヒータの少なくとも一方の端面側と仕切壁１５との間に、リング状の電磁遮蔽板１９を配し、隣接する誘導発熱体を磁気的に遮蔽して互いに電磁的影響を与えないようにするのが望ましい。これにより、動作中の誘導加熱コイルによって、隣接する誘導発熱体を発熱させるのを抑制することができる。この場合、電磁遮蔽板１９には、図２で説明したのと同様に、径方向に孔を開けて冷却ガス通路１９ａとしてもよく、リング状の電磁遮蔽板１９を複数個に分割し、分割された電磁遮蔽板１９の間に別個に冷却ガス通路を形成するようにしてもよい。なお、電磁遮蔽板１９には耐熱性のよい磁性鉄板、ファイライト等を用いることができる。
【００３０】
また、図３（Ｃ）に示すように、前記の電磁遮蔽板１９を用いる代わりに、仕切壁１５’を磁性を有する材料で形成するようにしてもよい。この場合、図２の例と同様に、磁性の仕切壁１５’と加熱誘導ヒータとの間に、熱遮蔽板１６を配し、熱遮蔽板１６には径方向に孔を開けて冷却ガス通路１６ａを形成してもよい。また、誘導加熱コイル２０ａ〜２０ｅを固定する熱絶縁体と熱遮蔽板１６とを一体形成した構成としてもよい。
【００３１】
上記のように構成された焼結炉１において、炉心管６内にガラス微粒子堆積体２を入れた後、例えば、図１において、ヒータ１１ａ〜１１ｅを一斉にオンして所定の脱水温度（例えば、１１００℃前後）とする共に、塩素系ガスとヘリウムガスの混合ガス雰囲気として脱水処理を行なう。脱水処理を終えた後、引続いて炉心管６内のガスを一旦排出して、特定比率の塩素ガスとヘリウムガス、または、ヘリウムガスのみを導入し、透明ガラス化の加熱処理を行なう。
【００３２】
図４（Ａ）は、本発明による透明ガラス化の際の各ヒータによる加熱領域の温度分布を示す図、図４（Ｂ）はヒータ単体の温度分布を示す図である。なお、ヒータは図１に示した抵抗加熱ヒータを用いた例で示してある。
【００３３】
各ヒータ１１ａ〜１１ｄによる加熱領域の温度分布は、ヒータ中央部が最高温度となる山形をしている。例えば、上方のヒータ１１ａ（作動開始側とする）側から下方のヒータ１１ｄ（作動終了側とする）側に向けて加熱制御し、加熱作動を停止したヒータ（例えば、ヒータ１１ｂとする）の冷却室１７に冷却ガスを送り込み、そのヒータの加熱領域の炉心管部分及びヒータを冷却する。この結果、次に加熱作動される次段のヒータ（ヒータ１１ｃ）による温度分布は、前段のヒータ１１ｂによる加熱温度の影響を受けることなく、加熱領域を加熱することができる。
【００３４】
したがって、図６（Ｂ）のように、加熱領域が移動するにしたがって温度分布の後方がなだらかになる従来の形態に対して、本発明では、図４（Ａ）に示すように、ほぼ同一形状の温度分布で移動させることができる。この結果、ガラス微粒子堆積体２を透明ガラス化した際に、ガラスが部分的に伸びて外径が変化するようなことはなくなり、均一な径のガラス母材を製造することが可能となる。
【００３５】
また、図４（Ｂ）は、各ヒータ単体による望ましい温度分布を示し、加熱領域が３００ｍｍ以内の範囲で、最高温度と最低温度の差が１００℃以上ある山形の温度分布であるのが望ましい。このような温度分布で、ガラス微粒子堆積体を軸方向に順次移動加熱することにより、透明ガラス化した際に、内部に気泡が残るのを軽減することができる。
【００３６】
図５は、本発明による透明ガラス化の加熱処理行なう温度制御を図式化したものである。図５（Ａ）は発熱体の配設位置と温度分布を示した図、図５（Ｂ）は透明ガラス化のための温度制御で、経過時間と加熱温度の関係を示す図、図５（Ｃ）はガラス母材の長手方向位置と加熱温度の関係を示した図である。
【００３７】
図中、Ｓ１は透明ガラス化に必要な所定温度への昇温開始時点、Ｓ２は透明ガラス化に必要な所定温度に達する時点、Ｓ３は透明ガラス化に必要な所定温度をオフ（昇温前の温度に戻すか又は作動停止）とする時点、Ｋは透明ガラス化に必要な所定温度に維持する時間、Ｌは隣り合う２つの発熱体の作動で透明ガラス化に必要な所定温度に同時に加熱する時間を示す。なお、図５においては、ガラス微粒子堆積体２を上端側から下端側に向かって透明ガラス化する例を示している。
【００３８】
図５（Ａ）に示すように、発熱体（以下、ヒータ１１ａ〜１１ｅとして説明する）による加熱範囲の温度分布は、ヒータの中央位置が最高温度となる山形をしており、ヒータ両側における加熱温度は低くなる。均一な加熱により脱水処理の終えたガラス微粒子堆積体２を透明ガラス化するに際しては、透明ガラス化する所定の温度（例えば、１５００℃前後）に加熱温度を昇温する。透明ガラス化の場合、気泡等が透明化されたガラス母材内に封じ込められないように、ガラス微粒子堆積体２を一方の端部から他方の端部、又は、中央部から両端部に向けて長手方向に順次昇温加熱する。このため、ヒータ１１ａ〜１１ｅの昇温作動を順次切替えていく。
【００３９】
しかし、ヒータ１１ａ〜１１ｅの単位ごとに昇温作動を順次切替えていくと、各ヒータによる山形の加熱領域が、図５（Ａ）に示す形態でガラス微粒子堆積体２の一方の端部から他方の端部に向けて順に移動していくが、山と山の谷部で十分な加熱温度に達しない断続点が生じることがある。この場合、谷部に位置する部分で、透明ガラス化が不十分の状態となる。この様なガラス母材を、線引して光ファイバ化すると、ファイバ外径が不均一となり所定の光ファイバ特性が得られなくなる恐れがある。このため本発明では、以下に説明するように、少なくとも隣接する２つのヒータを所定時間だけ同時に透明ガラス化に必要な温度となる作動電力を供給するように加熱制御してもよい。
【００４０】
図５（Ｂ）に示すように、先ず、ガラス微粒子堆積体の上端側に位置する第１のヒータ１１ａによる加熱領域が透明ガラス化に必要な所定温度（例えば、１５００℃前後に昇温加熱）になるように昇温加熱する。加熱温度が所定温度に達した時点Ｓ２、又はしばらく前記の所定温度を維持した後に、隣接する第２のヒータ１１ｂにより昇温加熱して、次の加熱領域を透明ガラス化に必要な所定温度に昇温加熱する。なお、昇温開始時点Ｓ１から透明ガラス化に必要な所定温度に達する時点Ｓ２までは、昇温制御しない場合でも多少の時間遅れを生じるが、所定の時間をかけて徐々に昇温制御するようにしてもよい。
【００４１】
第１のヒータ１１ａによる加熱がオフにされる時点Ｓ３まで、第１のヒータ１１ａと第２のヒータ１１ｂとは、所定の時間Ｌだけ透明ガラス化に必要な所定温度を同時に維持するように制御される。次いで、第２のヒータ１１ｂによる加熱が透明ガラス化に必要な所定温度に達した時点Ｓ２、又はしばらく前記の所定温度を維持した後に、隣接する第３のヒータ１１ｃによる昇温加熱を開始して、次の加熱領域を透明ガラス化に必要な所定温度に加熱する。第３のヒータ１１ｃによる昇温加熱が開始される時点Ｓ１で、第１のヒータ１１ａによる加熱をオフとする。しかし、第１のヒータ１１ａの加熱をオフする時点Ｓ３は、第３のヒータ１１ｃの昇温加熱が開始された時点Ｓ１の多少前であっても後であってもよく、厳密なものではない。このとき、第１のヒータ１１ａの冷却室に冷却ガスを供給し、加熱領域を冷却する。
【００４２】
第１のヒータ１１ａによる昇温加熱がオフにされた後、第２のヒータ１１ｂによる昇温加熱がオフとされるまで、第２のヒータ１１ｂと第３のヒータ１１ｃとは、所定の時間Ｌだけ透明ガラス化に必要な所定温度を同時に維持するように制御される。以下、後段のヒータ１１ｄ、１１ｅを、同様に昇温加熱と冷却の制御を行ない、透明ガラス化に必要な所定温度をガラス微粒子堆積体の上端部から下端部に向けて移動させる。ガラス微粒子堆積体を同時に加熱する前記所定の時間Ｌは、ヒータ１１ａ〜１１ｅの温度分布特性によって異なるが、ヒータ１１ａ〜１１ｅがそれぞれ透明ガラス化に必要な所定温度で加熱維持する時間Ｋの１／３以上とするのが望ましい。さらに好ましくは、加熱維持する時間Ｋの１／２以上とするのが望ましい。
【００４３】
上述の如く、ヒータ１１ａ〜１１ｅへの電力供給を制御装置１３によりそれぞれ制御することにより、図５（Ｃ）に示すように、ガラス微粒子堆積体２の表面全域を途切れなくほぼ均一に加熱することができる。これは、ヒータ１１ａ〜１１ｅの加熱温度分布が図５（Ａ）に示すように山形でヒータ両側における谷部の加熱温度は低くても、隣接する２つのヒータで同時に所定温度に加熱することで、ヒータの加熱領域の境界部における温度低下部分の温度を高めることができる。また、オフされたヒータの加熱領域を冷却して、温度分布を適正化し、均一な加熱を行なうことができる。
【００４４】
【発明の効果】
上述したとおり、本発明によれば、ガラス微粒子堆積体に対して、長手方向の各発熱体の加熱制御が均等に行なわれ、均一に透明ガラス化されたガラス母材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の概略を説明する図である。
【図２】本発明による冷却手段を説明する図である。
【図３】本発明の他の実施形態を説明する図である。
【図４】本発明による加熱領域の温度分布を示す図である。
【図５】本発明で用いられる加熱制御の例を説明する図である。
【図６】従来の技術を説明する図である。
【符号の説明】
１…焼結炉、２…ガラス微粒子堆積体、３…ダミーロッド、４…連結具、５…吊下げ支持具、６…炉心管、６’…炉心管蓋、７…炉体、８…ガス導入口、９…ガス排気口、１０…封止部、１１ａ〜１１ｄ…ヒータ、１２ａ〜１２ｄ…温度センサ、１３ａ〜１３ｄ…制御装置、１５、１５’…仕切壁、１６…熱遮蔽板、１６ａ，１６ｂ…冷却ガス通路、１７…冷却室、１８…冷却ガス配管、１９…電磁遮蔽板、１９ａ…冷却ガス通路、２０ａ〜２０ｅ…誘導加熱コイル、２１ａ〜２１ｅ…誘導発熱体。
【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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