【手続補正書】
【提出日】平成27年9月11日(2015.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧｅＯ２を含む石英ガラスからなるコアを有する光ファイバ母材を線引して光ファイバを製造する方法であって、
線引炉において前記光ファイバ母材の一端を加熱溶融し紡糸して光ファイバとする紡糸工程と、前記紡糸工程で得られた光ファイバを前記線引炉における加熱温度より低い温度の加熱炉に通過させる徐冷工程と、を備え、
前記紡糸工程および前記徐冷工程における或る位置ｎでの前記コアの仮想温度をＴf(n)とし、時間Δｔ経過後の位置ｎ＋１での前記コアの仮想温度をＴf(n+1)とし、温度Ｔにおける前記コアの材料の構造緩和定数をτ(Ｔ)としたときに、前記光ファイバのガラス外径が最終外径の５００％になる第１位置から前記光ファイバの温度Ｔが１４００℃になる第２位置までの範囲のうちの７０％以上の領域において、前記第１位置をｎ＝０として前記第１位置における前記光ファイバの仮想温度Ｔf(0)から開始して漸化式
「Ｔf(n+1)＝Ｔ(n)＋(Ｔf(n)−Ｔ(n))exp(−Δｔ／τ(Ｔ(n)))」
による計算を行って求められるＴf(n+1)を最小とするような各位置ｎでの目標温度Ｔ(n)と光ファイバの実際の温度との差が±１００℃以下となるように前記加熱炉の温度を設定する、ことを特徴とする光ファイバ製造方法。
【請求項２】
前記線引炉において紡糸された後に温度５００℃の気体と触れる位置における前記光ファイバの断面方向の平均温度が１６５０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項３】
前記光ファイバのガラス外径の長手方向の変動量の３σが±０.２μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項４】
ＧｅＯ２を含む石英ガラスからなるコアを有する光ファイバ母材を線引して光ファイバを製造する方法であって、
線引炉において前記光ファイバ母材の一端を加熱溶融し紡糸して光ファイバとする紡糸工程と、前記紡糸工程で得られた光ファイバを前記線引炉における加熱温度より低い温度の加熱炉に通過させる徐冷工程と、を備え、
前記加熱炉に入線するときの前記光ファイバの温度を１,４００℃以上１,６５０℃以下とし、
前記光ファイバのガラス外径が最終外径の５００％より小さく且つ温度１７００℃以上の位置で前記光ファイバの冷却速度を１０,０００℃／ｓ以上とし、
前記光ファイバの温度が１,４００℃〜１,６００℃の位置で前記光ファイバの冷却速度を５,０００℃／ｓ以下とする、
ことを特徴とする光ファイバ製造方法。
【請求項５】
前記徐冷工程における前記加熱炉の長さが１.５ｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項６】
前記徐冷工程で用いる前記加熱炉として上部加熱炉および下部加熱炉を設け、前記上部加熱炉の内周面温度より前記下部加熱炉の内周面温度を高くする、ことを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項７】
前記徐冷工程で用いる前記加熱炉として上部加熱炉および下部加熱炉を設け、前記上部加熱炉の内周面温度より前記下部加熱炉の内周面温度を５０℃以上高くする、ことを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項８】
前記下部加熱炉を通過するときの前記光ファイバの仮想温度に対して±１００℃以下の差となるよう前記下部加熱炉の内周面温度を設定する、ことを特徴とする請求項６または７に記載の光ファイバ製造方法。
【請求項９】
前記徐冷工程の後の光ファイバを重水素ガス雰囲気に曝す重水素処理工程を更に備えることを特徴とする請求項１または４に記載の光ファイバ製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
第１の発明の光ファイバ製造方法は、ＧｅＯ２を含む石英ガラスからなるコアを有する光ファイバ母材を線引して光ファイバを製造する方法であって、線引炉において光ファイバ母材の一端を加熱溶融し紡糸して光ファイバとする紡糸工程と、紡糸工程で得られた光ファイバを線引炉における加熱温度より低い温度の加熱炉に通過させる徐冷工程と、を備え、紡糸工程および徐冷工程における或る位置ｎでのコアの仮想温度をＴf(n)とし、時間Δｔ経過後の位置ｎ＋１でのコアの仮想温度をＴf(n+1)とし、温度Ｔにおけるコアの材料の構造緩和定数をτ(Ｔ)としたときに、光ファイバのガラス外径が最終外径の５００％になる第１位置から光ファイバの温度Ｔが１４００℃になる第２位置までの範囲のうちの７０％以上の領域において、第１位置をｎ＝０として第１位置における光ファイバの仮想温度Ｔf(0)から開始して漸化式
「Ｔf(n+1)＝Ｔ(n)＋(Ｔf(n)−Ｔ(n))exp(−Δｔ／τ(Ｔ(n)))」
による計算を行って求められるＴf(n+1)を最小とするような各位置ｎでの目標温度Ｔ(n)と光ファイバの実際の温度との差が±１００℃以下となるように加熱炉の温度を設定することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第１の発明の光ファイバ製造方法では、線引炉において紡糸された後に温度５００℃の気体と触れる位置における光ファイバの断面方向の平均温度が１６５０℃以下であるのが好適である。また、光ファイバのガラス外径の長手方向の変動量の３σが±０.２μｍ以下であるのが好適である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
第２の発明の光ファイバ製造方法では、徐冷工程における加熱炉の長さが１.５ｍ以上であるのが好適である。徐冷工程で用いる加熱炉として上部加熱炉および下部加熱炉を設け、上部加熱炉の内周面温度より下部加熱炉の内周面温度を高くするのが好適である。徐冷工程で用いる加熱炉として上部加熱炉および下部加熱炉を設け、上部加熱炉の内周面温度より下部加熱炉の内周面温度を５０℃以上高くするのが好適である。また、下部加熱炉を通過するときの光ファイバの仮想温度に対して±１００℃以下の差となるよう下部加熱炉の内周面温度を設定するのが好適である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
紡糸工程および徐冷工程における或る位置ｎでのコアの仮想温度をＴf(n)とし、時間Δｔ経過後の位置ｎ＋１でのコアの仮想温度をＴf(n+1)とし、位置ｎでの目標温度をＴ(n)としたとき、下記（２）式の漸化式が成り立つ。この漸化式の関係を示したものが図４である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
従来では、温度Ｔの適正化は、加熱炉２０内を通過中の光ファイバに対して実施されており、加熱炉２０に入線する前の光ファイバに対しては実施されていなかった。本実施形態では、光ファイバのガラス外径が最終外径の５００％になる第１位置から光ファイバの温度Ｔが１４００℃になる第２位置までの範囲のうちの７０％以上の領域において、第１位置をｎ＝０として第１位置における光ファイバの仮想温度Ｔf(0)から開始して上記漸化式による計算を行って求められる各位置ｎでのＴf(n+1)を最小とするような目標温度Ｔ(n)と光ファイバの実際の温度との差が±１００℃以下（好ましくは、±５０℃以下）となるように加熱炉２０の温度を設定する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
処理を開始する第１位置は、光ファイバのガラス外径が最終外径の５００％になる位置とし、好ましくは、光ファイバのガラス外径が最終外径の２００％より小さくなる位置とする。これにより光ファイバの外径の制御性を損なうことなく徐冷を行うことができる。処理を終了する第２位置は、光ファイバの目標温度が１４００℃になる位置とする。これにより充分に仮想温度を低下させることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
急激に温度が変化する位置においては乱流が発生し、光ファイバに与えられる温度の冷却効率がランダムに変化する。このとき、光ファイバの粘性が低い場合、光ファイバの外径が変動する。そこで、光ファイバが線引炉１０により紡糸されてから最初に温度５００℃以下の気体と触れる位置における光ファイバの断面方向の平均温度は１６５０℃以下であることが望ましい。より好ましくは１５５０℃以下である。このようにすることにより、ガラス外径の変動を３σで±０.２μｍ以下程度まで防止しつつ、仮想温度を低減できる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
図６より、理想的には０.０５ｓ以上の適切な徐冷熱履歴を光ファイバに与えることにより、光ファイバの仮想温度を１５６０℃以下に低減でき、波長１.５５μｍにおける伝送損失を０.１８２ｄＢ／ｋｍ以下にできる。このとき、経済的な光ファイバを得るのに必要な３０ｍ／ｓ以上の製造線速では、徐冷工程における加熱炉（目標温度に対して±１００℃以下とする領域）は１.５ｍ以上が必要となる。一方、徐冷工程における加熱炉が長すぎる場合、線引タワーの全高を高くする必要が生じ、作業性が低下し、建設コストが増大するので、望ましくない。徐冷加熱炉の長さは８ｍ以下、より好ましくは５ｍ以下、更に好ましくは２ｍ以下であることが望ましい。