(57)【要約】【課題】  焼結後に得られるガラス母材間の特性バラツキを最小化する。【解決手段】  焼結工程前に実施される温度調節工程では、炉内温度分布を測定するための区間分割と、分割された区間の温度積分値の算出と、炉内ピーク温度の調節が行われる。区間分割では、炉内に設定された測定領域が複数区間に分割される。温度積分値の算出では、分割された区間の温度から温度積分値が算出される。また、炉内ピーク温度の調節は、得られた温度積分値と予め設定された目標温度積分値との比較結果に基づいて行われる。【選択図】図５
2017088429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定軸に沿って伸びた形状を有するとともに、少なくともその一部に任意に屈折率調整用添加物が添加されたガラス微粒子堆積体を、炉内ピーク温度が調節可能な焼結炉内において加熱することにより、前記ガラス微粒子堆積体を透明にするための焼結工程を含むガラス母材製造方法であって、
前記焼結工程前に、
前記ガラス微粒子堆積体が導入される前記焼結炉内空間のうち、所定温度Ｔ０を超える空間を炉内温度の測定領域に設定するとともに、設定された前記測定領域を、前記ガラス微粒子堆積体の長手方向に沿ってそれぞれが幅Δｄを有するｍ（２以上の整数）個の区間に分割し、
第ｎ（＝１〜ｍ）番目の区間における区間温度をＡＶｎとしたとき、以下の式（１）で与えられる、前記測定領域における前記ｍ個の区間の温度積分値Ｓを算出し、
得られた前記温度積分値Ｓと予め設定された目標温度積分値Ｓ０との比較結果に基づいて、前記炉内ピーク温度を調節する、温度調節工程を実施する、ガラス母材製造方法。
【数１】
2017088429.tif 000005
【請求項２】
前記温度調節工程を、前記焼結炉の稼働が一定期間を経過した後、または、炉内部品交換後に行う、請求項１に記載のガラス母材製造方法。
【請求項３】
第ｒ（２以上の整数）回目の温度調節工程において設定される前記炉内ピーク温度を求める方法として、第（ｒ−１）回目の炉内ピーク温度Ｔｒ−１における温度積分値Ｓｒ−１を求め、前記目標温度積分値Ｓ０に対する前記温度積分値Ｓｒ−１の変化率を算出し、前記Ｔｒ−１に前記変化率を乗じて仮の炉内ピーク温度Ｔｒ−１’を求め、前記Ｔｒ−１’における温度積分値Ｓｒ−１’を算出し、横軸を前記炉内ピーク温度、縦軸を前記温度積分値とするグラフにおいて、Ｄ１＝Ｔｒ−１−Ｔｒ−１’およびＤ２＝Ｓｒ−１−Ｓｒ−１’から求まるＤ２／Ｄ１を傾きとし、座標（Ｔｒ−１，Ｓｒ−１）および（Ｔｒ−１’，Ｓｒ−１’）を通る一次関数を規定し、前記目標温度積分値に対して前記一次関数の関係を満たす温度を、第ｒ回目の前記炉内ピーク温度とする、請求項１または２に記載のガラス母材製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ用のガラス母材を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバは、略円柱形状であるガラス母材の一端を加熱し軟化させて線引することで製造される。また、光ファイバ用のガラス母材は、コアとなるべき内側ガラス部分とクラッドとなるべき外側ガラス部分が、個別にまたは同時に、ＯＶＤ(Outside Vapor phase Deposition)法、ＶＡＤ(Vapor phase Axial Deposition)法、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法等により、または、これらの組み合わせにより製造される。特許文献１には、光ファイバのコアとなるべきガラス母材を製造するため、一例としてＯＶＤ法による母材製造工程の一部が開示されている。
【０００３】
一般にＯＶＤ法では、出発棒にガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体（スス体）が製造される。光ファイバのコアに相当する部分を製造する際は、その後、出発棒が、製造されたガラス微粒子堆積体から引き抜かれる。ガラス微粒子堆積体には、その長手方向（軸方向）に延在しかつ貫通した中心孔が残ることになる。そして、得られたガラス微粒子堆積体に対して加熱しながら脱水処理を施した後、焼結工程、コラプス工程において、さらに加熱することにより中心孔が閉塞された透明なガラス母材が得られる。
【０００４】
上述の焼結工程は、一例として図１に示されたような焼結炉により実施される。焼結炉のタイプについて特に制約はないが、図１に示された焼結炉１は、ヒータ２を内部に備え、該ヒータ２とガラス微粒子堆積体１０との位置関係が相対的に変動させるトラバース炉である。図１の焼結炉１（トラバース炉）の炉内において、引き抜かれた出発棒に換えて支持棒１１がその一端に取り付けられたガラス微粒子堆積体１０は、支持棒１１を中心に矢印Ｓ１で示された方向に回転しながら、矢印Ｓ２で示された方向に沿ってヒータ２内に移動する。このとき、ガラス微粒子堆積体１０のうち、所定の焼結温度に達していない多孔質ガラス部分１２ａには、中心孔が残っている。一方、ヒータ２により所定の焼結温度以上に加熱され、コラプスされた透明ガラス部分１２ｂは、中心孔が閉塞された透明なガラス領域となる。なお、上述のように製造されたガラス母材が光ファイバのコアに相当する部分である場合、その後、得られたガラス母材（所定の外径になるよう延伸されてもよい）の外周面上に、さらに上述のＯＶＤ法やＶＡＤ法によりクラッドを形成するためのガラス微粒子堆積体が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０８３９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者は、従来の光ファイバ母材の製造方法について検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、図１に示された焼結炉１の温度管理では、焼結炉１内のピーク温度（トラバース炉の場合、ヒータ２の中心位置近傍の温度）が、例えば誤差±３℃の範囲に収まるよう調節される。一方、図２に示されたように、部品の経年劣化等の理由から焼結炉１の稼働期間には限界がある。具体的には、焼結炉の稼働スケジュールでは、図２に示されたように、所定の稼働経過後に部品交換等のためのメンテナンス期間が設けられている。なお、本明細書において、焼結炉１内のピーク温度を、以下、「炉内ピーク温度」と記す。また、焼結炉１内の各部の温度を、以下、「炉内温度」と記す。
【０００７】
しかしながら、発明者の調査によって、図２に示されたメンテナンス期間の前後では、炉内ピーク温度が同じであっても、焼結炉１内における温度分布が変動してしまうことが分かった。メンテナンス期間後の温度分布は、メンテナンス期間前の温度分布と比べて、焼結温度が高く維持されている領域が拡大したり、縮小したりする。
【０００８】
なお、図３は、焼結炉１内における温度分布の代表的な分布パターンを説明するための図であり、図３（ａ）〜図３（ｄ）に示された温度分布パターンは、基準温度Ｔｒに対する炉内ピーク温度のレベル、および、炉内ピーク温度に対する温度差ΔＴ以内の高温領域の広さで分類される。具体的に、図３（ａ）は、高い炉内ピーク温度および広い高温領域を有する温度分布パターン、図３（ｂ）は、低い炉内ピーク温度および広い高温領域を有する温度分布パターン、図３（ｃ）は、高い炉内ピーク温度および狭い高温領域を有する温度分布パターン、図３（ｄ）は、低い炉内ピーク温度および狭い高温領域を有する温度分布パターンを、それぞれ示している。
【０００９】
一般に、コア母材となるガラス母材の製造では、焼結前のガラス微粒子堆積体の製造過程においてゲルマニウム（Ｇｅ）が添加されるが、当該ガラス微粒子堆積体内のＧｅＯ２は、焼結温度が高いほど、脱水工程後に当該ガラス微粒子堆積体内に残留した塩素と反応して（ＧｅＯ２＋２Ｃｌ２→ＧｅＣｌ４＋２Ｏ２）、揮散することが知られている。また、クラッドに相当するガラス微粒子堆積体も屈折率制御用にフッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）等が添加される場合があるため、例え、炉内ピーク温度を一定に維持できたとしても、焼結炉１内の温度分布が変化すると、同じ屈折率分布を有するガラス母材（同じ光学特性を有するガラス母材）が得られない、すなわち、製造されるガラス母材間での特性バラツキが大きくなるという課題があった。
【００１０】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、焼結炉内の温度分布の変動に起因したガラス母材間の特性バラつきの最小化を可能にするための構成を備えたガラス母材製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本実施形態は、所定軸に沿って伸びた形状を有するとともに、少なくともその一部に任意に屈折率調整用添加物が添加されたガラス微粒子堆積体を、炉内ピーク温度が調節可能な焼結炉内において加熱することにより、当該ガラス微粒子堆積体を透明にするための焼結工程を含むガラス母材製造方法に関し、当該ガラス母材製造方法は、焼結工程前に実施される温度調節工程をさらに含む。温度調節工程では、測定された温度分布の区間分割と、分割された区間の温度積分値Ｓの算出と、炉内ピーク温度の調節が行われる。区間分割では、ガラス微粒子堆積体が導入される焼結炉内空間のうち、所定温度Ｔ０を超える空間が焼結炉内の温度測定領域に設定されるとともに、設定された測定領域が、ガラス微粒子堆積体の長手方向に沿ってそれぞれが幅Δｄを有するｍ（２以上の整数）個の区間に分割される。温度積分値Ｓの算出では、第ｎ（＝１〜ｍ）番目の区間における区間温度ＡＶｎが算出され、得られたｍ個の区間温度ＡＶｎから温度積分値Ｓが算出される。また、炉内ピーク温度の調節は、得られた温度積分値Ｓと予め設定された目標温度積分値Ｓ０との比較結果に基づいて行われる。
【発明の効果】
【００１２】
同じ焼結炉であっても、炉内部品の交換や、炉の稼働時間により焼結炉内の温度分布も変化するが、本実施形態によれば、算出された温度積分値を目標温度積分値に一致するよう炉内ピーク温度が調節される。このようにガラス微粒子堆積体に供給される累積熱量の増減情報に基づいて炉内ピーク温度を調節することにより、焼結対象であるガラス微粒子堆積体それぞれに供給される累積熱量のバラツキが低減され、その結果、得られるガラス母材間での特性バラツキの最小化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ガラス微粒子堆積体を透明化する焼結工程を実施するための焼結炉の概略構成を示す図である。
【図２】焼結炉の稼働スケジュールを説明するための図である。
【図３】焼結炉内における温度分布の代表的な分布パターンを説明するための図である。
【図４】本実施形態におけるガラス母材製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】温度調節工程ＳＴ１３０における炉内温度の主要な調節動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】温度積分値および炉内温度の調節動作を説明するための、異なる稼働時期における焼結炉内の温度分布を示す図である。
【図７】炉内温度の調節動作による、炉内ピーク温度の変化の様子を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態を列記して説明する。
【００１５】
（１）本実施形態に係るガラス母材製造方法は、所定軸に沿って伸びた形状を有するとともに、少なくともその一部に任意に屈折率調整用添加物が添加されたガラス微粒子堆積体を、炉内ピーク温度が調節可能な焼結炉内において加熱することにより、当該ガラス微粒子堆積体を透明にするための焼結工程を含む。本実施形態の第１の態様として、当該ガラス母材製造方法は、上記焼結工程前に実施される、以下の温度調節工程をさらに含む。具体的に、上記温度調節工程では、測定された温度分布の区間分割と、分割された区間の温度積分値Ｓの算出と、炉内ピーク温度の調節が行われる。区間分割では、ガラス微粒子堆積体が導入される焼結炉内空間のうち、所定温度Ｔ０（例えば脱水効果が期待できる８００℃以上の領域）を超える空間が炉内温度の測定領域に設定されるとともに、設定された測定領域が、ガラス微粒子堆積体の長手方向に沿ってそれぞれが幅Δｄを有するｍ（２以上の整数）個の区間に分割される。温度積分値Ｓの算出では、第ｎ（＝１〜ｍ）番目の区間における区間温度をＡＶｎとしたとき、以下の式（１）で与えられる温度積分値Ｓが算出される。また、炉内ピーク温度の調節は、得られた温度積分値Ｓと予め設定された目標温度積分値Ｓ０との比較結果に基づいて行われる。
【００１６】
【数１】
2017088429.tif 000003
【００１７】
（２）上記第１の態様に適用可能な第２の態様として、温度調節工程は、焼結炉の稼働が一定期間を経過した後、または、炉内部品交換後に行われるのが好ましい。経時変化や炉内部品交換による、焼結炉内の温度分布の変動に起因したガラス母材間の特性バラツキを抑制するためである。
【００１８】
（３）上記第１および第２の態様のうち少なくとも何れかの態様に適用可能な第３の態様として、炉内ピーク温度の調節は、今回の温度測定結果と以前の温度調節結果（少なくとも１回前の温度調節工程における温度調節結果）を利用して設定されるのが好ましい。具体的に、第ｒ（２以上の整数）回目の温度調節工程において設定される炉内ピーク温度（以下、第ｒ回目の炉内ピーク温度という）は、第（ｒ−１）回目の炉内ピーク温度Ｔｒ−１における温度積分値Ｓｒ−１を求め、目標温度積分値Ｓ０に対する温度積分値Ｓｒ−１の変化率を算出し、Ｔｒ−１に変化率を乗じて仮の炉内ピーク温度Ｔｒ−１’を求め、Ｔｒ−１’における温度積分値Ｓｒ−１’を算出し、横軸を炉内ピーク温度、縦軸を温度積分値とするグラフにおいて、座標（Ｔｒ−１，Ｓｒ−１）および（Ｔｒ−１’，Ｓｒ−１’）を通る一次関数（Ｄ１＝Ｔｒ−１−Ｔｒ−１’およびＤ２＝Ｓｒ−１−Ｓｒ−１’から求まるＤ２／Ｄ１を傾きとする）に基づいて算出される。なお、この一次関数は、第（ｒ−１）回目の炉内ピーク温度と温度積分値の関係、および、その温度積分値の、目標温度積分値からの変化率から求まる仮の炉内ピーク温度と温度積分値の関係の双方を満たす関数である。そのため、上述のような一次関数を用いて、第ｒ回目の炉内ピーク温度を算出することにより、焼結炉内の温度分布の傾向が反映された温度調節が可能になる。
【００１９】
[本願発明の実施形態の詳細]
本願発明に係るガラス母材製造方法の具体例を、以下に添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、これら例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図されている。
【００２０】
以下、本発明の各実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２１】
図４は、本実施形態におけるガラス母材製造方法を説明するためのフローチャートである。本実施形態に係るガラス母材製造方法は、ＯＶＤ法、ＶＡＤ法、ＣＶＤ法等により、または、これらの組み合わせにより、屈折率制御用ドーパントを含むガラス微粒子堆積体を製造する堆積工程ＳＴ１１０と、温度調節工程ＳＴ１３０、および、その後に実施される焼結工程ＳＴ１４０（透明化）を備える。なお、焼結工程ＳＴ１４０は、例えば図１に示されたような焼結炉１（トラバース炉）で実施されるが、均熱炉であってもよい。なお、製造すべきガラス母材の種類や採用されるガラス微粒子の堆積方法によって、堆積工程ＳＴ１１０の前に前工程ＳＴ１００があっても良いし、堆積工程ＳＴ１１０と温度調節工程ＳＴ１３０の間に中間工程ＳＴ１２０があってもよい。また、焼結工程ＳＴ１４０の後に後工程ＳＴ１５０があっても良い。
【００２２】
例えば、本実施形態が主に適用されるガラス母材は、光ファイバのコアに相当する透明なコア母材であるが、光ファイバのコア構造が屈折率の異なる複数層から構成される場合なども考えられるため、堆積工程（ステップＳＴ１１０）および焼結工程（ステップＳＴ１４０）を繰り返しながら、コアやクラッドに相当する透明ガラス領域の各層を順次製造する場合には、各層が製造された段階の各中間ガラス母材も、本実施形態により製造されるべきガラス母材に含まれる。
【００２３】
一例として、本実施形態に係るガラス母材製造方法によりコア母材を製造する場合であって、ＯＶＤ法により堆積工程ＳＴ１１０が実施される場合、前工程ＳＴ１００には、ガラス微粒子をその外周面上に堆積させるための出発棒が反応炉内にセットされる作業が含まれる。一方、中間工程ＳＴ１２０には、堆積工程ＳＴ１１０で製造されたガラス微粒子堆積体から出発棒を引き抜く作業、該ガラス微粒子堆積体の一端に、引き抜かれた出発棒に換えて支持棒を取り付ける作業、および、該ガラス微粒子堆積体を塩素雰囲気中で加熱する脱水作業のそれぞれが含まれる。さらに、後工程ＳＴ１５０では、焼結工程ＳＴ１４０により得られた透明なガラス母材を所望の外径になるよう延伸する作業が含まれる。
【００２４】
また、上述のように製造されたコア母材の外周面上に、さらにクラッドに相当する透明ガラス領域が形成されたガラス母材を製造する場合には、後工程ＳＴ１５０の終了後、再度、前工程ＳＴ１００に戻り、出発棒として後工程ＳＴ１５０を経て得られたコア母材が利用される。ただし、この場合の中間工程ＳＴ１２０では、出発棒の引き抜き作業は不要となる。
【００２５】
特に、本実施形態では、焼結炉１の稼働が一定期間を経過した後、または、炉内部品交換後、焼結工程ＳＴ１４０を行う前に焼結炉１（図１参照）内の温度調節工程が行われる。図５は、温度調節工程ＳＴ１３０における炉内温度の主要な調節動作を説明するためのフローチャートである。なお、上記で言う一定期間とは、「１ヶ月」などの期間毎としても良いし、「１０回焼結した後」などの稼働回数毎としても良い。また、「長期期間停止させたとき」など、しばらく稼働させなかった場合に温度調節工程を行うこととしても良い。
【００２６】
すなわち、温度調節工程ＳＴ１３０における炉内温度の調節動作では、炉内ピーク温度が設定され（ステップＳＴ１３１）、一旦温度調節工程の終了確認が行われる(ステップＳＴ１３２)。炉内温度の調節動作を続ける場合、ステップＳＴ１３２に続いて炉内における温度分布が測定される（ステップＳＴ１３３）。ステップＳＴ１３３での温度分布の測定後、温度積分値Ｓが算出される（ステップＳＴ１３４）。なお、このステップＳＴ１３４では、測定された温度分布の区間分割と、分割された区間全体の温度積分値Ｓの算出が行われる。具体的に、区間分割では、堆積工程ＳＴ１１０で製造されたガラス微粒子堆積体が導入される焼結炉１内空間のうち、所定温度Ｔ０を超える空間が炉内温度の測定領域に設定され、該設定された測定領域が、ガラス微粒子堆積体の長手方向に沿ってそれぞれが幅Δｄを有するｍ（２以上の整数）個の区間に分割される。温度積分値Ｓの算出では、例えば以下の式（２）に従って算出された、第ｎ（＝１〜ｍ）番目の区間における区間温度ＡＶｎに基づいて、上記式（１）で与えられる温度積分値Ｓが算出される。なお、区間温度ＡＶｎは、以下の式（２）のように、区間温度の平均値を用いて設定した値には限定されず、ＴｍａｘからＴｍｉｎまでの間の任意の値を用いて設定しても良い。
【００２７】
【数２】
2017088429.tif 000004
Ｔｍａｘ：第ｎ区間における最高温度
Ｔｍｉｎ：第ｎ区間における最低温度
Ｔ０   ：温度測定領域を設定するための所定温度
【００２８】
ステップＳＴ１３４において焼結炉１内の温度分布測定時の温度積分値Ｓが算出されると、予め算出されていた目標温度積分値Ｓ０を基準とした該温度積分値Ｓの変化率ｄＳが算出される（ステップＳＴ１３５）。変化率ｄＳが算出されると、この変化率ｄＳが許容範囲ｄＳ０内であるか否かが判定される（ステップＳＴ１３６）。この判定において、変化率ｄＳの絶対値が許容範囲ｄＳ０の絶対値よりも大きい場合、新たな炉内ピーク温度が算出され（ステップＳＴ１３７）、炉内ピーク温度が再設定される（ステップＳＴ１３１）。なお、ステップＳＴ１３１において一旦炉内ピーク温度が再設定された後は、ステップＳＴ１３２を経て再設定された炉内ピーク温度により焼結工程に進んでも良いし、再度、図５に示されたように、焼結炉１内の温度分布の測定（ステップＳＴ１３３）に進み、ステップＳＴ１３６の判定において、変化率ｄＳの絶対値が許容範囲ｄＳ０の絶対値よりも小さくなるまで、上述のステップＳＴ１３１〜ＳＴ１３６を繰り返しても良い（ステップＳＴ１３７）。
【００２９】
より具体的に、ステップＳＴ１３４における温度積分値Ｓの算出について、図６を参照しながら詳細に説明する。なお、図６（ａ）は、設計通りの屈折率分布を有するガラス母材が製造されたときの焼結炉１内の温度分布を示しており、この温度分布Ｇ６１０から得られる温度積分値が目標温度積分値Ｓ０に設定される。一方、図６（ｂ）は、目標温度積分値Ｓ０を決定した数日後の焼結炉１の温度分布を示しており、温度調節工程ＳＴ１３０における温度調節動作では、この温度分布Ｇ６２０から算出される温度積分値Ｓと既に決定された目標温度積分値Ｓ０を比較することにより、炉内ピーク温度の調節が実施される。
【００３０】
まず、焼結工程中の脱水・焼結効果が期待できる温度領域が温度測定領域に設定されるよう、温度Ｔ０が一例として８００℃に設定される。さらに、温度Ｔ０により設定される温度測定領域を、焼結炉１内に導入されるガラス微粒子堆積体１０の長手方向に沿って、幅Δｄが一例として１０ｍｍの区間に分割される。以上のように設定される、温度測定領域を構成する分割区間の１つ、例えば温度測定領域の上端から３番目（ｎ＝３）に位置する区間が図６（ａ）中の領域Ｒである。例えば領域Ｒにおける炉内温度のうち最高温度Ｔｍａｘは１０００℃であり、最低温度Ｔｍｉｎは９５０℃である。したがって、領域Ｒの区間温度ＡＶ３（℃）は、上記式（２）から求めれば、１７５（＝（１０００+９５０）／２−８００）℃である。また、積分値ＡＶ３×Δｄ（℃・ｍｍ）は、１７５０（１７５×１０）℃・ｍｍである。以上の積分値算出を温度測定領域の分割区間それぞれについて実施することにより、上記式（１）の温度積分値Ｓが得られる。なお、図６（ａ）の例では、算出される温度積分値Ｓは２８８００℃・ｍｍであり、この値が目標温度積分値Ｓ０に設定される。
【００３１】
一方、上述のように目標温度積分値Ｓ０が決定されてから時間が経過すると、炉内ピーク温度を変更しなくとも焼結炉１の温度分布の形状が変化することがある。図６（ｂ）に示される例では、目標温度積分値Ｓ０の決定時の温度分布Ｇ６１０（破線）に対し、温度分布Ｇ６２０（実線）は、温度測定領域となる炉内温度８００℃以上の領域が拡大しており、温度測定領域が上下に８ｍｍ拡大している（拡大率４．０％）。この温度分布Ｇ６２０の温度積分値Ｓは、上記式（１）および式（２）から３１４００℃・ｍｍである。この場合、目標温度積分値Ｓ０に対する変化率ｄＳは、＋９．０％（＝（３１４００−２８８００）／２８８００×１００）である。すなわち、温度分布Ｇ６２０の測定時点における温度積分値Ｓは９％増加していることがわかる。なお、変化率の符号がマイナスの場合、目標温度積分値Ｓ０に対して今回算出される温度積分値Ｓが減少していることを意味する。ステップＳＴ１３６では、上述のように算出される変化率の絶対値｜ｄＳ｜と予め設定される許容範囲の絶対値｜ｄＳ０｜とが比較され、この比較結果に基づいて炉内ピーク温度の調節を行うか否かが判断される。
【００３２】
次に、ステップＳＴ１３７における炉内ピーク温度の算出およびそれに続く炉内ピーク温度の再設定について、図７を参照しながら詳細に説明する。なお、図７は、温度調節工程ＳＴ１３０による、炉内ピーク温度の設定方法を説明するための図である。
【００３３】
上述の例のように、ステップＳＴ１３６における判定により、今回算出される温度積分値Ｓの変化率ｄＳ（＝＋９．０％）の絶対値｜ｄＳ｜が許容範囲ｄＳ０の絶対値｜ｄＳ０｜（例えば５％）を超えている場合、ステップＳＴ１３７において、次回算出されるべき温度積分値Ｓを目標温度積分値Ｓ０に一致させるための炉内ピーク温度が算出される。
【００３４】
図７（ａ）において、点Ｐ０は、図６（ａ）の温度分布Ｇ６１０に基づいて、予め設定される炉内ピーク温度Ｔａの時の目標温度積分値Ｓ０を示しており、その座標は（Ｓ０，Ｔａ）で表される。このとき、温度積分値Ｓ（℃・ｍｍ）と炉内ピーク温度（℃）との間には、例えば線Ｌ１で示されるような線形性があると考えられる。そのため、実際に測定される区間温度から得られる温度積分値Ｓ（図６（ｂ）中の温度分布Ｇ６２０の斜線部分）が点Ｐ１に位置する場合も、温度積分値Ｓ（℃・ｍｍ）と炉内ピーク温度（℃）との間に、線Ｌ１に平行でありかつ該点Ｐ１を通る線Ｌ２で示されるような線形性があると仮定して、目標温度積分値Ｓ０が得られる炉内ピーク温度Ｔｂが算出される。図６（ｂ）の例では、算出される温度積分値Ｓが目標温度積分値Ｓ０に対して＋９％増加しているため（図７（ａ）中の点Ｐ０と点Ｐ１の関係）、目標温度積分値Ｓ０と炉内ピーク温度との関係が、図７（ａ）中の点Ｐ１で示される位置から点Ｐ１ａ（Ｓ０，Ｔｂ）で示される位置に調節される。すなわち、ステップＳＴ１３７では、算出される温度積分値Ｓの、目標温度積分値Ｓ０に対する増加率＋９．０％に基づいて、炉内ピーク温度Ｔｂが１０７３℃（＝（１１００−８００）℃×（１００−９）％＋８００℃）に設定される。
【００３５】
上述のようにステップＳＴ１３７において炉内ピーク温度Ｔｂが算出されると、ステップＳＴ１３１において新たに算出されるピーク温度の設定が実施される。しかしながら、焼結炉１内における実際の温度分布の形状は、炉内ピーク温度がＴｂに変更されるのみでは目標温度積分値とはならず、ステップＳＴ１３１で新たに設定される炉内ピーク温度と温度積分値との関係は、例えば、点Ｐ２（Ｓ０＋ΔＳ，Ｔｂ）で示される位置になる。
【００３６】
そこで、本実施形態では、温度積分値と炉内ピーク温度との線形性を、図７（ｂ）に示されるように、点Ｐ１と点Ｐ２を通過する線Ｌ３と目標温度積分値Ｓ０を示す線との交点Ｐ２ａ（Ｓ０，Ｔｃ）から、再度、炉内ピーク温度がＴｃに再設定される。なお、このような炉内ピーク温度の変更動作を一般化して説明すると、第ｒ（２以上の整数）回目の温度調節において設定される炉内ピーク温度Ｔｒ（Ｔｃ）は、第（ｒ−１）回目の炉内ピーク温度Ｔｒ−１（Ｔａ）と上述のような線形性仮定に基づいて算出される仮の炉内ピーク温度Ｔｒ−１’（Ｔｂ）との差Ｄ１に対する、第（ｒ−１）回目の炉内ピーク温度Ｔｒ−１における温度積分値Ｓｒ−１と仮の炉内ピーク温度Ｔｒ−１’における温度積分値Ｓｒ−１’との差Ｄ２の比Ｄ２／Ｄ１を傾きとする一次関数（図７（ｂ）の線Ｌ３）に基づいて算出される。なお、この一次関数は、第（ｒ−１）回目の炉内ピーク温度Ｔｒ−１と温度積分値Ｓｒ−１の関係、および、仮の炉内ピーク温度Ｔｒ−１’と温度積分値Ｓｒ−１’との関係の双方を満たす関数であり、ステップＳＴ１３７では、得られた一次関数において目標温度積分値Ｓ０となる炉内ピーク温度が第ｒ回目の炉内ピーク温度Ｔｒとして算出される。
【符号の説明】
【００３７】
１…焼結炉（トラバース炉）、２…ヒータ、１０…ガラス微粒子堆積体（スス体）、１２ａ…多孔質ガラス部分、１２ｂ…透明ガラス部分（ガラス母材の一部）。
【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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