(57)【要約】【課題】簡便な方法で、正確な位置にバーナをセットすることのできるガラス微粒子合成用バーナの位置調整方法及びガラス微粒子堆積体の製造方法を提供する。【解決手段】出発ロッドに対向配置され、出発ロッドと相対的に往復移動して出発ロッドの外周にガラス微粒子を堆積させるガラス微粒子合成用バーナの位置調整方法であって、ガラス微粒子の堆積に先立ち、出発ロッドの端部を把持するチャックに線条体１９を出発ロッドの中心軸と一致するように張設する。バーナの直管とした中心ポートＰ１のガス導入側の開口孔３１から線条体１９を視認する。線条体１９が開口孔３１の中心を含む所定範囲内に入るようにバーナ取り付け位置を調整し、さらにバーナ先端から線条体１９までの距離を設定された範囲内の値となるように調整する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出発ロッドに対向配置され、前記出発ロッドと相対的に往復移動して該出発ロッドの外周にガラス微粒子を堆積させるガラス微粒子合成用バーナの位置調整方法であって、
ガラス微粒子の堆積に先立ち、出発ロッドの端部を把持するチャックに線条体を前記出発ロッドの中心軸と一致するように張設する一方、前記バーナの中心ポートを直管として前記直管のガス導入側の開口孔から前記線条体を視認し、
前記線条体が前記開口孔の中心位置から水平方向で±２ｍｍに入るようにバーナ取り付け位置を調整し、
さらにバーナ先端から前記線条体までの距離が５０〜５００ｍｍの範囲内の値となるように調整することを特徴とするガラス微粒子合成用バーナの位置調整方法。
【請求項２】
出発ロッドに対向配置されたバーナを、前記出発ロッドと相対的に往復移動して該出発ロッドの外周にガラス微粒子を堆積させるガラス微粒子堆積体の製造方法であって、
ガラス微粒子の堆積に先立ち、出発ロッドの端部を把持するチャックに線条体を前記出発ロッドの中心軸と一致するように張設する一方、前記バーナの中心ポートを直管として前記直管のガス導入側の開口孔から前記線条体を視認し、
前記線条体が前記開口孔の中心位置から水平方向で±２ｍｍに入るようにバーナ取り付け位置を調整し、
さらにバーナ先端から前記線条体までの距離が５０〜５００ｍｍの範囲内の値となるように調整した後、前記出発ロッドの外周にガラス微粒子を堆積させることを特徴とするガラス微粒子堆積体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーナを正確な位置に取り付けるためのガラス微粒子合成用バーナの位置調整方法、及びこの位置調整方法によってバーナを位置決めしてガラス微粒子を出発ロッドに堆積させるガラス微粒子堆積体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバなどのガラス製品を製造するためのガラス母材の製造方法として、一本、または複数本のガラス微粒子合成用バーナと、反応容器内に長手方向の軸線を固定して支持され軸回りに回転する棒状の出発材とを相対的に往復移動させ、ガラス微粒子合成用バーナで合成されたガラス微粒子を出発材上に堆積させ、ガラス微粒子堆積体を形成するガラス母材の製造方法（ＯＶＤ法：外付け法、ＭＭＤ法：多バーナ多層付け法）が知られている。
【０００３】
ＯＶＤ法またはＭＭＤ法にてガラス母材の生産を続けると、バーナの出口付近でガラス微粒子が詰まる、バーナが熱劣化してひびが入る、バーナが変形する、錆びが発生する、といった問題がしばしば起こる。このような状態では良好にガラス母材の生産を行うことができないので、問題の発生したバーナを新しいバーナに交換する必要が出てくる。ところが、バーナのガラス母材に対する位置や姿勢（向き）が微妙に変わると、屈折率が微妙に変化したり、ガラス微粒子堆積体が変形したり、堆積効率が悪化したりと、バーナを交換したことに伴う不具合の生じることがある。そこで、バーナの正確な位置での取り付けが求められる。
【０００４】
例えば特許文献１には、バーナの姿勢位置を回転調整可能とする機構を設けることにより、バーナを任意の角度に回転させ、バーナ固有のばらつきを軽減する技術が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載されている技術では、このような調整機能を持つ治具を各バーナに取り付ける必要があり、コストが高くなる、という問題がある。また、特許文献１に記載されている技術は、バーナを固定した状態のまま堆積させるＶＡＤ法を前提としており、堆積中にバーナを動かす必要のあるＯＶＤ法やＭＭＤ法にそのまま応用することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２８７９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、簡便な方法で、正確な位置にバーナをセットすることのできるガラス微粒子合成用バーナの位置調整方法及びこの位置調整方法によってバーナを位置決めしてガラス微粒子を出発ロッドに堆積させるガラス微粒子堆積体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】
【０００７】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）  出発ロッドに対向配置され、前記出発ロッドと相対的に往復移動して該出発ロッドの外周にガラス微粒子を堆積させるガラス微粒子合成用バーナの位置調整方法であって、
ガラス微粒子の堆積に先立ち、出発ロッドの端部を把持するチャックに線条体を前記出発ロッドの中心軸と一致するように張設する一方、前記バーナの中心ポートを直管として前記直管のガス導入側の開口孔から前記線条体を視認し、
前記線条体が前記開口孔の中心位置から水平方向で±２ｍｍに入るようにバーナ取り付け位置を調整し、
さらにバーナ先端から前記線条体までの距離が５０〜５００ｍｍの範囲内の値となるように調整することを特徴とするガラス微粒子合成用バーナの位置調整方法。
【０００８】
このガラス微粒子合成用バーナの位置調整方法によれば、出発ロッドを把持するチャックに、線条体支持具などを用いて、出発ロッドの中心軸と一致するように線条体が張設される。バーナの中心ポートに直管を用いているので、ガス導入側の開口孔から線条体を視認することができ、視認した線条体がバーナ中心から所定範囲となるようにバーナ取付位置や方向を調整することで、バーナ位置は出発ロッドに対して正確に位置合わせされることになる。
【０００９】
（２）  出発ロッドに対向配置されたバーナを、前記出発ロッドと相対的に往復移動して該出発ロッドの外周にガラス微粒子を堆積させるガラス微粒子堆積体の製造方法であって、
ガラス微粒子の堆積に先立ち、出発ロッドの端部を把持するチャックに線条体を前記出発ロッドの中心軸と一致するように張設する一方、前記バーナの中心ポートを直管として前記直管のガス導入側の開口孔から前記線条体を視認し、
前記線条体が前記開口孔の中心位置から水平方向で±２ｍｍに入るようにバーナ取り付け位置を調整し、
さらにバーナ先端から前記線条体までの距離が５０〜５００ｍｍの範囲内の値となるように調整した後、前記出発ロッドの外周にガラス微粒子を堆積させることを特徴とするガラス微粒子堆積体の製造方法。
【００１０】
このガラス微粒子堆積体の製造方法によれば、交換したバーナを出発ロッドに対して簡便な方法で正確な位置にセットすることができるので、ガラス微粒子堆積体の品質安定性、生産性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るガラス微粒子合成用バーナの位置調整方法及びガラス微粒子堆積体の製造方法によれば、簡便な方法で、正確な位置にバーナをセットすることができるので、バーナ交換に費やす時間を短縮化でき、生産効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るガラス微粒子合成用バーナの位置調整方法及びガラス微粒子堆積体の製造方法に用いられる装置の概念を模式的に表した構成図である。
【図２】（ａ）は図１に示したバーナの正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図３】線条体と線条体支持具をセットした状態の側面図である。
【図４】中心ポートから線条体を覗いたときの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係るガラス微粒子合成用バーナの位置調整方法及びガラス微粒子堆積体の製造方法に用いられる装置の概念を模式的に表した構成図である。ここではＭＭＤ法を例に挙げて説明する。
ガラス母材製造装置３３は、複数本（この例では８本）のガラス微粒子合成用バーナ（バーナ）１３からなるバーナ列と、不図示の空気導入口と、排気口３７を有する反応容器３９で構成されている。このガラス母材製造装置３３において出発ロッド１１の端部１５、１６をチャック１７、１８で保持して回転させつつ、トラバース装置４１、４２により上下に往復移動させながら、出発ロッド１１の周囲にバーナ１３で生成されるガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体４３を製造する。バーナ１３にはガス供給装置４５が接続され、ガス供給装置４５はバーナ１３に原料ガス（ＳｉＣｌ4など）や可燃性・助燃性ガス（Ｈ2、Ｏ2）、不活性ガスなどのガスを供給する。排気口３７からは所定量のガスの排気を行い、反応容器３９内に浮遊する、ガラス微粒子堆積体４３に堆積しなかったガラス微粒子（浮遊スス）を排出しながら堆積を行うようになされている。
【００１４】
ガラス母材製造装置３３により、石英ガラス棒からなる出発ロッド１１の周囲にガラス微粒子を堆積した後、ガラス微粒子堆積体４３を焼結してガラス母材とする。出発ロッド１１をアルミナマンドレルとし、出発ロッド１１を引き抜いて焼結、コラプスしてガラス母材とすることとしてもよい。
【００１５】
図２（ａ）は図１に示したバーナの正面図、（ｂ）はその側面図である。
バーナ１３は、同心円状に配置された複数本のガス導入ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５のそれぞれに、ガス供給管４７，４９，５１，５３，５５を接続した多重管バーナとして構成されている。この例による５重管バーナ１３では、例えばガス導入ポート（中心ポート）Ｐ１には原料、酸素、ガス導入ポートＰ２には窒素、ガス導入ポートＰ３には水素、ガス導入ポートＰ４には窒素、ガス導入ポートＰ５には酸素が導入される。また、直管である中心ポートＰ１には、ガス供給管４７が脱着自在に取り付けられる構成となっている。なお、バーナ１３は、図例のような構造に限定されるものではない。
【００１６】
図３は線条体と線条体支持具をセットした状態の側面図である。
本発明に係る位置調整方法及びガラス微粒子堆積体の製造方法には線条体１９が使用される。線条体１９は、例えば出発ロッド１１と同一外径に形成した一端側の線条体支持具５７の中心から導出され、他端側の線条体支持具５８の中心に導入され、固定される。チャック１７、１８に把持させた線条体支持具５７、５８の中心に固定された線条体１９は、張力をかけることでチャック１７、１８に張設される。これにより、出発ロッド１１の中心軸２３（図１参照）と線条体１９とが０〜１ｍｍの誤差範囲で一致する。なお、線条体の張設方法は上述に記載の方法に限定されるものではない。
【００１７】
次に、バーナ１３の位置調整方法について説明する。
図４は中心ポートからガス供給管４７を外して線条体を覗いたときの正面図である。
位置調整方法は、４つのステップに大別構成される。第１ステップは線条体１９を取り付け、張設するステップ（線条体取付ステップ）。第２ステップはバーナ１３にスケールをセットするステップ（バーナへのスケールセットステップ）。第３ステップは線条体１９の視認される位置でバーナ位置を決めるステップ（バーナ位置決めステップ）。第４ステップはバーナ１３の先端から線条体１９までの距離を決めるステップ（先端距離設定ステップ）である。位置調整は、ガラス微粒子の堆積に先立ち実施される。
【００１８】
まず、線条体取付ステップにおいて、出発ロッド１１の端部１５、１６を把持するチャック１７、１８に、線条体支持具５７、５８を把持させる。線条体支持具５７、５８に張設される線条体１９は、線条体支持具５７、５８の中心を通し、出発ロッド１１の中心軸２３に、線条体１９が一致するように張設される。線条体支持具５７、５８の外径加工や線条体１９の導出中心位置は、例えば金属切削加工により１／１０００ｍｍ以上の精度とすることができるので、線条体１９は出発ロッド１１の中心軸２３に、同等精度で位置決めできる。
【００１９】
次いで、バーナへのスケールセットステップにおいて、図４に示すように、中心ポートＰ１の中心に接するように、スケール６１を水平配置する。スケール６１には０ｍｍを中央に左右に少なくとも１ｍｍ単位での目盛６３が設けられている。中心ポートＰ１の中心が目盛６３の０と一致するようにして、中心ポートＰ１とスケール６１とを位置合わせした後、双方を固定する。
【００２０】
次いで、バーナ位置決めステップにおいて、バーナ１３の直管である中心ポートＰ１のガス導入側の開口孔３１から線条体１９を視認し、線条体１９とバーナ中心軸（すなわち、目盛６３の「０」の位置）の水平方向の位置の誤差が所定範囲（例えば０〜２ｍｍ）内に入るようにバーナ位置を調整する。
【００２１】
次いで、先端距離設定ステップにおいて、バーナ１３の先端位置と線条体１９までの距離を５０〜５００ｍｍに調整し、バーナ位置を固定する。バーナ先端位置と線条体１９までの距離は、読み取り顕微鏡を使用して調整する。読み取り顕微鏡は、鏡筒の移動距離によってＸ軸（左右）、Ｙ軸（上下）の直線上の２点間の距離を非接触で測定するものであり、測定点を観測し、アナログ目盛りの副尺、またはディジタル表示にて１／１００ｍｍまでの読みとりが可能である。
【００２２】
最後に、バーナ１３の中心ポートＰ１にガス供給管４７を取り付けて、次いで設備から線条体支持具５７、５８、線条体１９を取り外し、出発ロッド１１をチャック１７、１８に取り付けてガラス微粒子の堆積を行う。
【００２３】
このように、本位置調整方法では、チャック１７、１８に、出発ロッドの中心軸２３と一致するように線条体１９が張設される。線条体１９は、例えば出発ロッド１１と同一外径に形成した線条体支持具の中心から糸を導出し、張力をかけて張設する。これにより、出発ロッド１１の中心軸２３と線条体１９とが一致する。この線条体１９に、開口孔３１から覗いたバーナ中心が所定範囲となるようにバーナ取付位置を調整することで、バーナ位置が正確に出発ロッド１１に対して位置合わせされることになる。
【００２４】
したがって、本実施の形態に係るガラス微粒子合成用バーナの位置調整方法及びガラス微粒子堆積体の製造方法によれば、簡便な方法で、正確な位置にバーナ１３をセットすることができるので、バーナ交換に費やす時間を短縮化でき、生産効率を上げることができる。また、新しい設備を立ち上げる場合も、本発明を用いれば短時間で設備の立ち上げを行うことができる。
【実施例】
【００２５】
［実施例］
図１に示したガラス母材製造装置３３と同等の構成を有する装置を用い、上記した位置調整方法にてバーナを調整した後、コアとクラッドを有する石英ガラス製出発ロッドを設備に取り付け、ガラス微粒子の堆積を行い、作製したガラス微粒子堆積体を加熱炉に投入して、光ファイバ用ガラス母材とする。
このバーナ位置調整をバーナ交換の度に繰り返す場合、１年間のガラス微粒子堆積体の生産量は５００本／年となる。
【００２６】
［比較例１］
バーナの中心ポートがガス導入側で曲がったバーナを使用する。
このバーナでは本発明に係る位置調整方法を用いることはできないため、バーナ交換の度に細かいバーナ位置調整を行わずに、目視にて大まかなバーナ位置を調整する。良好な製品がとれるまでバーナ位置調整を繰り返す結果、生産量が低下するため、この場合の１年間のガラス微粒子堆積体の生産量は３５０本／年となる。
【００２７】
［比較例２］
比較例１と同じバーナを使用し、バーナ交換の度にバーナの側面から読み取り顕微鏡で所定の位置にバーナ位置を調整する。
この場合の１年間のガラス微粒子堆積体の生産量は、比較例１に比べて若干上がり、４００本／年となるが、実施例ほどの生産量にはならない。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、簡便な方法で正確な位置にバーナをセットする場合に有効である。バーナ位置が最適位置で決定され、安定したガラス微粒子の堆積を持続でき、例えば光ファイバ母材の製造での利用が可能であり、本発明を利用した光ファイバの製造においては品質安定性、生産性が共に向上する。また、その他の用途のガラス母材の製造方法としても利用でき、広範囲な利用可能性を有するものである。
【符号の説明】
【００２９】
１１  出発ロッド
１３  ガラス微粒子合成用バーナ
１５  端部
１７  チャック
１９  線条体
２３  中心軸
３１  開口孔
Ｐ１  中心ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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