(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法であって、
ダミー棒と光ファイバ母材を、相対する端部同士を熱により溶融することにより同軸状に接続する工程において、
前記ダミー棒または前記光ファイバ母材のいずれか一方の中心軸に垂直な平面と、前記いずれか一方の端部の切断後の断面とのなす角度θが、０＜ｔａｎθを満たすように、前記いずれか一方の端部を切断する工程と、
切断した前記断面を含む、前記ダミー棒と前記光ファイバ母材の相対する端部同士を熱により溶融する工程と、
溶融した前記ダミー棒と前記光ファイバ母材の端部同士を互いに突き合わせて融着する工程と、
を含むことを特徴とするダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法。
【請求項２】
前記ダミー棒または前記光ファイバ母材のいずれか一方の端部を切断する工程において、前記ダミー棒の端部を切断し、前記光ファイバ母材における、前記ダミー棒の端部の切断後に断面に相対する端部の断面が、前記光ファイバ母材の中心軸に対して略垂直であることを特徴とする請求項１に記載のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法。
【請求項３】
前記角度θが、０．０１７≦ｔａｎθ≦０．１７６を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法。
【請求項４】
前記光ファイバ母材および前記ダミー棒の直径が３５ｍｍ以上５５ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法。
【請求項５】
光ファイバ母材に接続するためのダミー棒の製造方法であって、
２本のダミー棒を、相対する端部同士を熱により溶融することにより同軸に接続する工程において、
前記２本のダミー棒のいずれか一方の中心軸に垂直な平面と、前記いずれか一方の端部の切断後の断面とのなす角度θが、０＜ｔａｎθを満たすように、前記いずれか一方の端部を切断する工程と、
切断した前記断面を含む、前記２本のダミー棒の相対する端部同士を熱により溶融する工程と、
溶融した前記２本のダミー棒の端部同士を互いに突き合わせて融着する工程と、
を含むことを特徴とする光ファイバ母材に接続するためのダミー棒の製造方法。
【請求項６】
前記２本のダミー棒のいずれか一方の端部を切断する工程において、その端部が切断される前記２本のダミー棒の一方に相対する、前記２本のダミー棒の他方の端部の断面が、その中心軸に対して略垂直であることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ母材に接続するためのダミー棒の製造方法。
【請求項７】
前記角度θが、０．０１７≦ｔａｎθ≦０．１７６を満たすことを特徴とする請求項５または６に記載の光ファイバ母材に接続するためのダミー棒の製造方法。
【請求項８】
前記ダミー棒の直径が３５ｍｍ以上５５ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の光ファイバ母材に接続するためのダミー棒の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ母材の製造に際し、光ファイバ母材とダミー棒、または、ダミー棒同士の端部を加熱溶融し、両者を溶着接続することにより、ダミー棒が接続された光ファイバ母材、または、ダミー棒を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバの製造は、光ファイバ母材を線引きすることにより行う。そして、この光ファイバ母材の製造は、最初に、ＶＡＤ法やＣＶＤ法等で酸化ケイ素微粒子からなる堆積体を製造し、この堆積体を脱水、焼結して透明ガラス化することにより行う。また、光ファイバ母材の製造後、延伸工程を行う場合もあり、光ファイバ母材を必要に応じて、加工の便宜のため複数に切断し、切断された光ファイバ母材を軸周りに回転させながら、さらに酸化ケイ素微粒子を堆積する外付け工程の後、脱水、焼結を行ない、より大型な光ファイバ母材を得る場合もある。
【０００３】
上記光ファイバの製造に際しては、光ファイバ母材支持用にダミー棒を用いる。ダミー棒（通常は石英ガラス棒である）は、光ファイバ母材に接続する必要がある。例えば、上記外付け工程では、光ファイバ母材の両端にダミー棒を接続し、そのダミー棒をチャックでガラス旋盤に把持し、光ファイバ母材を回転させながら、また、少なくとも１本の堆積バーナを軸（矢印）方向にトラバース（往復動）させながら、酸化ケイ素微粒子を堆積する。また、脱水、焼結工程も、光ファイバ母材の両端にダミー棒を接続して行われる。光ファイバ母材の一端のみにダミー棒を接続する場合もある。また、ダミー棒をチャックでガラス旋盤に把持し、光ファイバ母材に加工が施される場合もある。さらに、その後、ガラス旋盤を用いて光ファイバ母材の曲がりを修正したり、所定の外径や長さへの加熱延伸加工、光ファイバ母材表面の凹凸や傷、不純物等の除去を行ったりする火炎研磨処理等の加工が行われる場合もある。ダミー棒と光ファイバ母材を接続するには、両者の端部を加熱溶融した後、端部同士を押し付けて融着を行う。
【０００４】
近年、光ファイバ製造の効率化の要求による光ファイバ母材の大型化に伴い、光ファイバ母材の直径、および、そこに接続されるダミー棒の直径が大きくなる傾向にある。直径が大きくなると、熱の伝わり度合いが不均一となる。そのため、両者の端部の加熱の際、加熱用の酸水素バーナ３３で光ファイバ母材３０とダミー棒３１の端部を加熱すると、接続端面の中心部と、周縁部とでは、熱源である酸水素バーナ３３からの熱の伝達の度合いが異なり、接続端面の中心部よりも周縁部がより加熱される事態が生じる（図３（ａ）参照）。
【０００５】
そのため、光ファイバ母材３０の周縁部が中心部よりも早く軟化しはじめ、表面張力によって周縁部が環状に盛り上がり、母材の中心部にへこみができる（図３（ｂ）参照）。この周縁部の盛り上がりは、中心部のへこみに対して１ｍｍ程度の高さになることもあり、接続時に、このへこみの部分に空気が閉じ込められ、光ファイバ母材３０とダミー棒３１の接続部に気泡３４として残留する現象が生じていた（図３（ｃ）参照）。そして、この気泡３４を起点として、光ファイバ母材３０とダミー棒３１の接続部に亀裂や割れ等の不具合が発生し、光ファイバ母材３０が落下し破損することがあるという問題があった。
【０００６】
上記の接続部の気泡の残留に起因する問題を解決するために、光ファイバ母材とダミー棒を溶着する際に、接続端部を凸型に機械成型した後、加熱溶融して両者を接続する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、加熱溶融する際に、光ファイバ母材とダミー棒の端面の間隔を制御し、周縁部が環状に盛り上がることを防止する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３２７３５８号公報
【特許文献２】特開２００５−１４５７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、上記した、光ファイバ母材の大型化に伴い、接続端部を凸型に成型する加工に多大な時間を要するという問題があった。
【００１０】
また、特許文献２に記載の方法では、光ファイバ母材とダミー棒の端面の間隔を制御するだけでは、光ファイバ母材が大型化した場合に、接続端面の周縁部と中心部の温度差を小さくすることができず、接続端面の周縁部の環状の盛り上がりによる接続部における気泡の形成を防止することが難しいという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、接続端部を凸型に成型する加工に多大な時間を要することなく、かつ、接続部に気泡が生じず、ひいては、その気泡を起点として、接続部に亀裂や割れ等の不具合が発生することのない、ダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法、および、ダミー棒の製造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】
【００１２】
第一の本発明は、ダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法であって、
ダミー棒と光ファイバ母材を、相対する端部同士を熱により溶融することにより同軸状に接続する工程において、
前記ダミー棒または前記光ファイバ母材のいずれか一方の中心軸に垂直な平面と、前記いずれか一方の端部の切断後の断面とのなす角度θが、０＜ｔａｎθを満たすように、前記いずれか一方の端部を切断する工程と、
切断した前記断面を含む、前記ダミー棒と前記光ファイバ母材の相対する端部同士を熱により溶融する工程と、
溶融した前記ダミー棒と前記光ファイバ母材の端部同士を互いに突き合わせて融着する工程と、
を含む、ダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法を提供する。
【００１３】
第一の本発明のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法においては、前記ダミー棒または前記光ファイバ母材のいずれか一方の端部を切断する工程において、前記ダミー棒の端部を切断し、前記光ファイバ母材における、前記ダミー棒の端部の切断後に断面に相対する端部の断面が、前記光ファイバ母材の中心軸に対して略垂直であることが好ましい。
光ファイバ母材の端部を切断すると、コアとクラッドの残留応力の違いにより、切断時にひびが入る場合がある。また、ダミー棒の端部を、切断後の断面が、その中心軸に垂直な平面に対して角度θを有するように切断するとともに、光ファイバ母材における、ダミー棒に相対する端部の断面が、その中心軸に対して略垂直とする方が製造効率上有利である。
【００１４】
第一の本発明のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法においては、前記角度θが、０．０１７≦ｔａｎθ≦０．１７６を満たすことが好ましい。
ｔａｎθが上記の範囲より小さい場合には、光ファイバ母材の加熱によって、その端部の周縁部に生じる盛り上がりの高さとの関係で、光ファイバ母材とダミー棒の接続時に、両者の接続部のへこみに気泡が留まりやすくなり、光ファイバ母材とダミー棒の接続時に気泡の残留を防止する効果が得られ難い。一方、ｔａｎθが上記の範囲より大きい場合には、光ファイバ母材とダミー棒の接続後に、光ファイバ母材とダミー棒の接続部の外周部が瘤状になり、外観上問題となる場合があったり、接続部に隙間が生じたりする場合がある。
【００１５】
第一の本発明のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法においては、前記光ファイバ母材および前記ダミー棒の直径が３５ｍｍ以上５５ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。
光ファイバ母材およびダミー棒の直径が３５ｍｍ未満では、直径の太い大型の光ファイバ母材とダミー棒の接続に不適であるばかりでなく、光ファイバ母材から紡糸できる光ファイバ素線の量が少なくなり、製造効率上不利である。一方、光ファイバ母材およびダミー棒の直径が５５ｍｍを超えると、ダミー棒が接続された光ファイバ母材を製造した後の線引き工程等で、既存の製造設備に適合しない場合がある。
【００１６】
さらに、第二の本発明は、ダミー棒の製造方法であって、
２本のダミー棒を、相対する端部同士を熱により溶融することにより同軸に接続する工程において、
前記２本のダミー棒のいずれか一方の中心軸に垂直な平面と、前記いずれか一方の端部の切断後の断面とのなす角度θが、０＜ｔａｎθを満たすように、前記いずれか一方の端部を切断する工程と、
切断した前記断面を含む、前記２本のダミー棒の相対する端部同士を熱により溶融する工程と、
溶融した前記２本のダミー棒の端部同士を互いに突き合わせて融着する工程と、
を含む、ダミー棒の製造方法を提供する。
【００１７】
第二の本発明のダミー棒の製造方法においては、前記２本のダミー棒のいずれか一方の端部を切断する工程において、その端部が切断される前記２本のダミー棒の一方に相対する、前記２本のダミー棒の他方の端部の断面が、その中心軸に対して略垂直であることが好ましい。
一方のダミー棒の端部を、切断後の断面が、その中心軸に垂直な平面に対して角度θを有するように切断するとともに、他方のダミー棒における、一方のダミー棒に相対する端部の断面が、その中心軸に対して略垂直とする方が製造効率上有利である。
【００１８】
第二の本発明のダミー棒の製造方法においては、前記角度θが、０．０１７≦ｔａｎθ≦０．１７６を満たすことが好ましい。
ｔａｎθが上記の範囲より小さい場合には、一方のダミー棒の端部の加熱によって、その端部の周縁部に生じる盛り上がりの高さとの関係で、２本のダミー棒の接続時に、両者の接続部のへこみに気泡が留まりやすくなり、２本のダミー棒の接続時に気泡の残留を防止する効果が得られ難い。一方、ｔａｎθが上記の範囲より大きい場合には、２本のダミー棒の接続後に、２本のダミー棒の接続部の外周部が瘤状になり、外観上問題となる場合があったり、接続部に隙間が生じたりする場合がある。
【００１９】
第二の本発明のダミー棒の製造方法においては、前記ダミー棒の直径が３５ｍｍ以上５５ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。
ダミー棒の直径が３５ｍｍ未満では、直径の太い大型の光ファイバ母材とダミー棒の接続に不適であるばかりでなく、光ファイバ母材から紡糸できる光ファイバ素線の量が少なくなり、製造効率上不利である。一方、ダミー棒の直径が５５ｍｍを超えると、ダミー棒が接続された光ファイバ母材を製造した後の線引き工程等で、既存の製造設備に適合しない場合がある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法によれば、光ファイバ母材またはダミー棒のいずれか一方の中心軸に垂直な平面と、前記いずれか一方の端部の切断後の断面とのなす角度θが、０＜ｔａｎθを満たすように、前記いずれか一方の端部を切断する工程を有する。そのため、接続される光ファイバ母材およびダミー棒の端部を加熱した際に、光ファイバ母材またはダミー棒のいずれか一方の端部の周縁部が環状に盛り上がっている、中心部がへこみ形状になっても、光ファイバ母材とダミー棒を突き合わせる際に、光ファイバ母材またはダミー棒のいずれか一方における斜めに切断された先端部から徐々に、光ファイバ母材またはダミー棒の他方における端部の周縁部の環状の盛り上がりに接触する。そのため、光ファイバ母材とダミー棒を突き合わせる際、周縁部の環状の盛り上がりの、斜めに切断された先端部に接触しない部分が、中心部のへこみ形状となった部分に存在する空気の出口となる。ゆえに、へこみ形状となった部分に空気が残留することなく、外部に逃げることが可能となり、光ファイバ母材とダミー棒の接続部に気泡が残留することがなく、光ファイバ母材とダミー棒を強固に接続することが可能となる。
【００２１】
また、本発明のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法によれば、光ファイバ母材またはダミー棒を、ともに必要なサイズに切り分ける時、通常は中心軸方向に対する垂直面で切断する工程に代えて、垂直面から所定の角度をなす断面で切断する工程を行うので、凸型加工のように多大な作業時間を要することはなく、非常に平易に、光ファイバ母材とダミー棒を強固に接続することが可能となる。
さらに、本発明のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法によれば、光ファイバ母材とダミー棒の接続部において気泡が存在せず、接続部が強固となる。そのため、外部からの力に対して変形、破損のない、同軸接合が可能となる。従って、ダミー棒に接続された光ファイバ母材に、外付け工程において、さらに酸化ケイ素微粒子を堆積させた後、脱水、焼結を行った場合においても、焼結後の線引き前の光ファイバ母材において、コアのクラッドに対する偏芯、および、非円の状態は優れている。
【００２２】
本発明のダミー棒の製造方法によれば、２本のダミー棒のいずれか一方の中心軸に垂直な平面と、前記いずれか一方の端部の切断後の断面とのなす角度θが、０＜ｔａｎθを満たすように、前記いずれか一方の端部を切断する工程を有する。そのため、接続される２本のダミー棒の端部を加熱した際に、２本のダミー棒のいずれか一方の端部の周縁部が環状に盛り上がり、中心部がへこみ形状になっても、ダミー棒同士を突き合わせる際に、２本のダミー棒のいずれ一方における斜めに切断された先端部から徐々に、２本のダミー棒の他方における端部の周縁部の環状の盛り上がりに接触する。そのため、ダミー棒同士を突き合わせる際、周縁部の環状の盛り上がりの、斜めに切断された先端部に接触しない部分が、中心部のへこみ形状となった部分に存在する空気の出口となる。ゆえに、へこみ形状となった部分に空気が残留することなく、外部に逃げることが可能となり、２本のダミー棒の接続部に気泡が残留することがなく、２本のダミー棒を強固に接続することが可能となる。
【００２３】
また、本発明のダミー棒の製造方法によれば、ダミー棒を、ともに必要なサイズに切り分ける時、通常は軸方向に対しての垂直面で切断している工程に代えて、垂直面から所定の角度をなす断面で切断する工程を行うので、凸型加工のように多大な作業時間を要することはなく、非常に平易に、２本のダミー棒を強固に接続することが可能となる。
さらに、本発明のダミー棒の製造方法によれば、２本のダミー棒の接続部において気泡が存在せず、接続部が強固となる。そのため、外部からの力に対して変形、破損のない同軸接合が可能となる。従って、２本のダミー棒を一体化して得られたダミー棒に接続された光ファイバ母材に、外付け工程において、さらに酸化ケイ素微粒子を堆積させた後、脱水、焼結を行った場合においても、焼結後の線引き前の光ファイバ母材において、コアのクラッドに対する偏芯、および、非円の状態は優れている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法を示す概略図である。(（ａ）、（ｂ）は側面図、（ｃ）〜（ｅ）は断面図として記載した。)
【図２】光ファイバ母材の製造方法を示す概略図である。
【図３】従来のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法を示す概略図である。(（ａ）は側面図、（ｂ）、（ｃ）は断面図として記載した。)
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、添付した図面に基づき詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２６】
「ダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法」
図１は、本発明のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法を示す概略図であり、（ａ）、（ｂ）は側面図、（ｃ）〜（ｅ）は断面図である。
図１（ａ）は、光ファイバ母材１０の端部と、ダミー棒１１の端部とが対向する様子を示す側面図である。
光ファイバ母材とは、例えば、四塩化ケイ素の火炎加水分解反応により得られる酸化ケイ素堆積物を、脱水、焼結して得られる石英ガラス体を指す。また、広い意味では、脱水、焼結前の、酸化ケイ素堆積物を光ファイバ母材と呼ぶこともある。光ファイバ母材は、上記の脱水、焼結工程の後、延伸されたものであってもよいし、また、延伸後、さらに酸化ケイ素を堆積する、いわゆる外付け工程の後、脱水、焼結の工程を経たものであってよい。また、光ファイバ母材は、その後、さらに、延伸および／または外付け工程を経たものであってもよい。
光ファイバ母材は、後段の紡糸工程で線引きにより光ファイバ裸線とされ、その後、その光ファイバ裸線が樹脂に被覆されることにより光ファイバ素線となる。
【００２７】
光ファイバ母材は、紡糸工程での線引き後に光が導波するコアとなる部分と、紡糸工程での線引き後にコアを保護し、コアより少し低い屈折率を有するクラッドとなる部分とから構成されていてもよい。
【００２８】
ダミー棒とは、光ファイバ母材をチャック等により、装置に設置するために、光ファイバ母材に対して同軸に接続して用いる部材である。光ファイバ母材は、その一端または両端に接続されたダミー棒により、チャック等を介して装置に設置される。
【００２９】
通常、ダミー棒は、石英ガラス体からなる。ダミー棒は、例えば、四塩化ケイ素の火炎加水分解反応により得られる酸化ケイ素堆積物を、脱水、焼結することにより得てもよいし、天然石英を溶融することにより得てもよい。
【００３０】
そして、ダミー棒は、通常線引きされず、接続された光ファイバ母材が線引きされた後、必要により補修、加工されて、繰り返し使用される。このようにして、光ファイバ母材をダミー棒に接続して用いることにより、光ファイバ母材を無駄なく線引きに供し、より長い光ファイバを得ることができる。
【００３１】
光ファイバ母材１０またはダミー棒１１のいずれか一方の中心軸に垂直な平面と、当該いずれか一方の端部の切断後の断面とのなす角度θが、０＜ｔａｎθの関係を満たすように、当該いずれか一方の端部を切断する工程を行う。
本実施形態では、ダミー棒１１において、その中心軸１１ａに垂直な平面１１ｂと、その端部の切断後の断面１１ｃとのなす角度θが、０＜ｔａｎθの関係を満たすように、ダミー棒１１の端部を切断する工程を行う場合を例示する（図１（ｂ）参照）。
【００３２】
なお、切断後の断面（図１（ｂ）では、ダミー棒１１の断面１１ｃ）が単一の平面から構成されない場合には、切断後の断面のうち、最も広い面積を占める平面を、切断後の断面と定義する。
【００３３】
光ファイバ母材１０またはダミー棒１１のいずれか一方の端部を切断する工程では、切断の方法は特に限定されるものではないが、例えば、精密切断砥石を備えた高速切断機（ファインカッター）で切断する方法が挙げられる。精密切断砥石を備えた高速切断機を用いる際には、光ファイバ母材１０またはダミー棒１１を、精密切断砥石に対して垂直方向から、所定の角度傾けて、切断機にセットしてから切断を行う。
【００３４】
また、光ファイバ母材１０またはダミー棒１１のいずれか一方の端部を切断する工程では、パイプカッターを用いることもできる。パイプカッターを用いる際には、母材を垂直方向に対して所定の角度傾けて固定することのできる冶具を用い、所定の角度だけ斜めにクラックを入れた後、切断を行う。パイプカッターを用いる場合には、光ファイバ母材１０またはダミー棒１１を、切断のための装置まで移動する必要がないため、切断工程をより簡便に行うことが出来るという利点がある。
【００３５】
光ファイバ母材１０またはダミー棒１１の端部を切断する角度については、光ファイバ母材１０またはダミー棒１１のいずれか一方の切断面が、その中心軸に垂直な平面に対してなす角度θが、０＜ｔａｎθの関係を満たす、すなわち、０°より大きい範囲であればよいが、０＜ｔａｎθ≦１の関係を満たす、すなわち、０°より大きく４５°以下の範囲であることが好ましく、０．０１７≦ｔａｎθ≦０．１７６の関係を満たす、すなわち、１°以上１０°以下の範囲であることがより好ましい。
【００３６】
光ファイバ母材１０とダミー棒１１の相対する端部同士を熱により溶融する工程では、斜めに切断していない側の部材の端部において、表面張力によって周縁部が環状に盛り上がり、中心部にへこみができる。光ファイバ母材１０またはダミー棒１１の直径が５０ｍｍである場合、この盛り上がりは１ｍｍ程度の高さになることもある。なお、この盛り上がりの高さは、光ファイバ母材１０またはダミー棒１１の直径の大きさと比例関係にあると考えられる。
本実施形態では、光ファイバ母材１０の端部において、表面張力によって周縁部が環状に盛り上がり（符号１０ａで示す部分）、中心部にへこみ（符号１０ｂで示す部分）ができる場合を例示する（図１（ｃ）参照）。
【００３７】
光ファイバ母材１０またはダミー棒１１のいずれか一方の切断面の角度を、その中心軸に垂直な平面に対して１°にした場合、ｔａｎ１°は約０．０１７である。
ここで、ダミー棒１１の端部を斜めに切断することによって生じる切断面の中心軸方向の長さの差の最大値ｈは、ｈ＝ダミー棒１１の直径×ｔａｎθ（図１（ｂ）参照）で表される。ダミー棒１１の直径を５０ｍｍとした場合、長さの差の最大値ｈは、５０ｍｍ×０．０１７＝０．８７ｍｍとなる。ゆえに、ダミー棒１１の切断面における、ダミー棒１１の中心軸に垂直な平面に対する角度が１°であれば、上記の盛り上がりの高さからすれば、後段の光ファイバ母材１０とダミー棒１１を融着する工程において、光ファイバ母材１０の端部のへこみ１０ｂから、矢印方向に気泡を逃がしながら、光ファイバ母材１０とダミー棒１１の接合面に、気泡が存在しないように融着することが確実に可能であるといえる（図１（ｄ）参照）。
【００３８】
製造工程のばらつき等を考慮すると、光ファイバ母材１０とダミー棒１１を融着する工程において、気泡をより逃し易くするためには、光ファイバ母材１０とダミー棒１１の切断面の角度を、その中心軸に垂直な平面に対して３°にすることがより好ましく、５°にすることがさらに好ましい。
【００３９】
一方、光ファイバ母材１０またはダミー棒１１のいずれか一方の切断面の角度を、その中心軸に垂直な平面に対して１０°にした場合、ｔａｎ１０°は約０．１７６である。
ここで、ダミー棒１１の直径を５０ｍｍとした場合、ダミー棒１１の端部を斜めに切断することによって生じる切断面の中心軸方向の長さの差の最大値ｈは、５０ｍｍ×０．１７６＝８．８２ｍｍとなる。後段のダミー棒１１と光ファイバ母材１０を融着する工程において、光ファイバ母材１０とダミー棒１１の溶融した端部を互いに突き合わせるにつれて、熱により溶融したダミー棒１１の切断面の先端部が、表面張力により、切断面の中心軸方向の長さの差の最大値ｈに起因して接合部分に生じる隙間（図１（ｄ）における、接合部分に向かって右上半分に相当する部分）に侵入する。そのため、このダミー棒１１の切断面における、ダミー棒１１の中心軸方向に垂直な面に対する角度が１０°の場合、上記の切断面の中心軸方向の長さの差の最大値ｈに起因して接合部分に生じる隙間は、融着に伴って消失し、接合面に隙間ができず、気泡が存在しない、強度の高い接続が可能となる。
【００４０】
しかし、光ファイバ母材１０またはダミー棒１１のいずれか一方の切断面の角度が、その中心軸に垂直な平面に対して１０°を超えると、切断面の尖った先端部が外周部から外側にはみ出すことにより、光ファイバ母材１０とダミー棒１１の接続部の外周部が瘤状になることがある。また、図１（ｄ）における、光ファイバ母材１０とダミー棒１１の接続部の右上半分に相当する、上記の切断面の中心軸方向の長さの差の最大値ｈに起因して接合部分に生じる隙間が消失し難くなるため、接続部の強度が弱くなったりすることがある。
【００４１】
また、光ファイバ母材１０およびダミー棒１１の直径は、３５ｍｍ以上５５ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。
光ファイバ母材１０およびダミー棒１１の直径が３５ｍｍ未満では、光ファイバ母材１０から紡糸できる光ファイバ素線の量が少なくなり、製造効率上不利である。一方、光ファイバ母材１０およびダミー棒１１の直径が５５ｍｍを超えると、ダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０を製造した後の線引き工程等で、既存の製造設備に適合しない場合がある。光ファイバ母材１０およびダミー棒１１の直径は、２５ｍｍ以上７５ｍｍ以下の範囲にあってもよい。
【００４２】
切断した上記の断面を含む、光ファイバ母材１０とダミー棒１１の相対する端部同士を熱により融着する工程では、光ファイバ母材１０およびダミー棒１１を回転装置（図示略）に保持させ、これらを、その中心軸を中心として回転させながら、酸水素バーナ１３からの酸水素炎によって、光ファイバ母材１０および／またはダミー棒１１の端面を加熱する。酸水素バーナ１３は、必要に応じて、光ファイバ母材１０および／またはダミー棒１１の被加熱部付近をトラバース（往復動）させてもよい。
このようにして、光ファイバ母材１０およびダミー棒１１の端部を溶融し、軟化した状態とする。なお、酸水素バーナ１３による火炎の温度は、２，０００〜３，０００℃が好ましく、その火炎によって加熱された光ファイバ母材１０およびダミー棒１１の表面温度は、約１，５００〜２，０００℃程度が好ましい。
上記の火力において、光ファイバ母材１０およびダミー棒１１の端部の溶融には、およそ、３分から１０分の時間を要する。
【００４３】
次に、光ファイバ母材１０とダミー棒１１を融着する工程では、図１（ｄ）に示すように、互いに溶融した端部を突き合わせることにより、押し付ける。
なお、光ファイバ母材１０とダミー棒１１を押し付ける際の向きは、光ファイバ母材１０と、ダミー棒１１とが同軸となるように留意する。光ファイバ母材１０またはダミー棒１１のいずれか一方の端部を加熱した際に、その端部が環状に盛り上がり、中心部にへこみができても、光ファイバ母材１０とダミー棒１１を押し付ける際に、斜めに切断した先端部から徐々に接触していくために、溶融した端部同士を互いに突き合わせるにつれ、へこみ形状内に残留した空気が、図１（ｄ）の矢印方向に逃げるように、接続作業をすることが可能になる。また、突き合わせの速度は、例えば、毎分５ｃｍ〜６００ｃｍの範囲で行うことが好ましい。
なお、光ファイバ母材１０とダミー棒１１を融着する工程は、その端部が、融着するのに十分に溶融した後であれば、溶融する工程を行いながら行ってもよい。
【００４４】
同時に、上述したように、光ファイバ母材１０とダミー棒１１の溶融した端部を互いに突き合わせるにつれ、熱により溶融した、ダミー棒１１の切断面の先端部が、表面張力により、切断面の中心軸方向の長さの差の最大値ｈに起因して接合部分に生じた隙間（図１（ｄ）における、接合部分に向かって右上半分に相当する部分）に侵入し、接合面に隙間のない接続が可能となる。
【００４５】
このようにして、光ファイバ母材１０とダミー棒１１の接続部に、割れ等の原因となる気泡が封入されることなく、ダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０が得られる（図１（ｅ）参照） 。
【００４６】
この後、ダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０に対して、外付け工程を行う。
具体的には、外付け工程は、例えば、図２に示すように、光ファイバ母材１０の両端にダミー棒１１を接続し、そのダミー棒１１をチャック１２でガラス旋盤に把持して、光ファイバ母材１０を回転させながら、また、少なくとも１本の堆積バーナ２３を、光ファイバ母材１０の中心軸（矢印）方向にトラバース（往復動）させながら、光ファイバ母材１０の外周に酸化ケイ素を堆積することにより行われる。
【００４７】
また、脱水、焼結工程も、光ファイバ母材１０の両端にダミー棒１１を接続した状態で行われるが、光ファイバ母材１０の一端のみにダミー棒１１を接続する場合もある。
また、ダミー棒１１をチャックでガラス旋盤に把持し、光ファイバ母材１０に加工が施される場合もある。
さらに、その後、ガラス旋盤を用いて光ファイバ母材１０の曲がりを修正したり、所定の外径や長さへの加熱延伸加工、光ファイバ母材１０の表面の凹凸や傷、不純物等の除去を行う火炎研磨処理等の加工が行われたりする場合もある。
【００４８】
「ダミー棒の製造方法」
本発明のダミー棒の製造方法は、上述の本発明のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法と同様に行われる。すなわち、本発明のダミー棒の製造方法では、２本のダミー棒を、本発明のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法と同様に接続する。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５０】
「実施例１」
図１に示す方法により、直径５０ｍｍの光ファイバ母材１０と、直径５０ｍｍのダミー棒１１を接続し、ダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０を製造した。
光ファイバ母材１０とダミー棒１１としては、その相対する端部の断面が、その中心軸に垂直な平面であるものを用意した（図１（ａ）参照）。
ダミー棒１１における、光ファイバ母材１０の端部と相対する端部を切断後の断面と、ダミー棒１１の中心軸に垂直な平面とのなす角度θが１°、すなわち、ｔａｎθ＝０．０１７となるように、精密切断砥石を備えた高速切断機により、ダミー棒１１の端部を切断加工した（図１（ｂ）参照）。
【００５１】
その後、光ファイバ母材１０とダミー棒１１を、その中心軸線を中心として回転させながら、光ファイバ母材１０とダミー棒１１の相対する端部同士を、水素量３００Ｌ／ｍｉｎの酸水素バーナ１３で６分間加熱し、十分に溶融した（図１（ｃ）参照）。
その後、光ファイバ母材１０とダミー棒１１の相対する端部同士を接触させて、毎分１０ｃｍの速度で、互いに突合せながら融着接続し、一端部にダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０を作製した（図１（ｄ）、（ｅ）参照）。
【００５２】
同様にして、光ファイバ母材１０とダミー棒１１の接続加工を１０回繰り返して行い、図１（ｅ）に示すようなダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０を１０本作製した。
全てのダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０の接続部には、気泡が存在しなかった。これは、接合面に気泡が存在する可能性があったとしても、融着接続の際、その気泡が、切断加工した部分から、図１（ｄ）に示した矢印の方向へ逃げたためと考えられる。
【００５３】
ここで、ダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０の両端を旋盤のチャックで把持し、その光ファイバ母材１０に対して、１００ｋｇの荷重で張力を加えたが、ダミー棒１１と光ファイバ母材１０の接続部に亀裂や割れが発生しなかった。
【００５４】
さらに、上記の接続加工と同様の方法により、光ファイバ母材１０のもう一方の端部にも、直径５０ｍｍのダミー棒１１を接続して、両端にダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０を製造した。
この光ファイバ母材１０の両端に接続されたダミー棒１１をチャックで把持し、光ファイバ母材１０に対して、外付け工程を行うことにより、光ファイバ母材１０の外周に酸化ケイ素を堆積させた（図２参照）。
その後、酸化ケイ素を堆積させた光ファイバ母材１０を脱水、焼結し、ガラス化した光ファイバ母材を得た。
【００５５】
ガラス化した光ファイバ母材の全て（１０本）について、非円率および偏心量を測定した。
〔非円率〕
下記の定義式に基づき、外径測定器により、光ファイバ母材の非円率を測定した。
（光ファイバ母材の外径ａの最大値−光ファイバ母材の外径ａの最小値）／（光ファイバ母材の外径ａの平均値）×１００（％）
〔偏心量〕
プリフォームアナライザを用いて、下記のようにして、光ファイバ母材の偏心量を測定した。
光ファイバ母材の１つの直径上において、コアの両側のクラッドの厚みの差（ｂ−ｃ）の最大値を求めた。
【００５６】
いずれの光ファイバ母材においても、非円率は０．５％以内であり、偏心量は１ｍｍ以内であった。これは、光ファイバ母材とダミー棒の接合部分が、外付け工程における応力による変形や破損のない、十分に強固なものであり、かつ、本発明のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法によって製造された光ファイバ母材は、外付け工程において、偏心、非円の悪化の問題を全く生じないことを示すものである。
【００５７】
「実施例２」
ダミー棒１１における、光ファイバ母材１０の端部と相対する端部を切断後の断面と、ダミー棒１１の中心軸に垂直な平面とのなす角度θが７°、すなわち、ｔａｎθ＝０．１２３となるように、精密切断砥石を備えた高速切断機により、ダミー棒１１の端部を切断加工した以外は実施例１と同様にして、一端部にダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０を作製した。
【００５８】
同様にして、光ファイバ母材１０とダミー棒１１の接続加工を１０回繰り返して行い、図１（ｅ）に示すようなダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０を１０本作製した。
全てのダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０の接続部には、気泡が存在しなかった。これは、接合面に気泡が存在する可能性があったとしても、融着接続の際、その気泡が、切断加工した部分から、図１（ｄ）に示した矢印の方向へ逃げたためと考えられる。
【００５９】
ここで、ダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０の両端を旋盤のチャックで把持し、その光ファイバ母材１０に対して、１００ｋｇの荷重で張力を加えたが、ダミー棒１１と光ファイバ母材１０の接続部に亀裂や割れが発生しなかった。
【００６０】
さらに、上記の接続加工と同様の方法により、光ファイバ母材１０のもう一方の端部にも、直径５０ｍｍのダミー棒１１を接続して、両端にダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０を製造した。
この光ファイバ母材１０の両端に接続されたダミー棒１１をチャックで把持し、光ファイバ母材１０に対して、外付け工程を行うことにより、光ファイバ母材１０の外周に酸化ケイ素を堆積させた（図２参照）。
その後、酸化ケイ素を堆積させた光ファイバ母材１０を脱水、焼結し、ガラス化した光ファイバ母材を得た。
【００６１】
ガラス化した光ファイバ母材の全て（１０本）について、実施例１と同様にして、非円率および偏心量を測定した。
【００６２】
いずれの光ファイバ母材においても、非円率は０．５％以内であり、偏心量は１ｍｍ以内であった。これは、光ファイバ母材とダミー棒の接合部分が、外付け工程における応力による変形や破損のない、十分に強固なものであり、かつ、本発明のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法によって製造された光ファイバ母材は、外付け工程において、偏心、非円の悪化の問題を全く生じないことを示すものである。
【００６３】
「実施例３」
ダミー棒１１における、光ファイバ母材１０の端部と相対する端部を切断後の断面と、ダミー棒１１の中心軸に垂直な平面とのなす角度θが１０°、すなわち、ｔａｎθ＝０．１７６となるように、精密切断砥石を備えた高速切断機により、ダミー棒１１の端部を切断加工した以外は実施例１と同様にして、一端部にダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０を作製した。
【００６４】
同様にして、光ファイバ母材１０とダミー棒１１の接続加工を１０回繰り返して行い、図１（ｅ）に示すようなダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０を１０本作製した。
全てのダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０の接続部には、気泡が存在しなかった。これは、接合面に気泡が存在する可能性があったとしても、融着接続の際、その気泡が、切断加工した部分から、図１（ｄ）に示した矢印の方向へ逃げたためと考えられる。
【００６５】
ここで、ダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０の両端を旋盤のチャックで把持し、その光ファイバ母材１０に対して、１００ｋｇの荷重で張力を加えたが、ダミー棒１１と光ファイバ母材１０の接続部に亀裂や割れが発生しなかった。
【００６６】
さらに、上記の接続加工と同様の方法により、光ファイバ母材１０のもう一方の端部にも、直径５０ｍｍのダミー棒１１を接続して、両端にダミー棒１１が接続された光ファイバ母材１０を製造した。
この光ファイバ母材１０の両端に接続されたダミー棒１１をチャックで把持し、光ファイバ母材１０に対して、外付け工程を行うことにより、光ファイバ母材１０の外周に酸化ケイ素を堆積させた（図２参照）。
その後、酸化ケイ素を堆積させた光ファイバ母材１０を脱水、焼結し、ガラス化した光ファイバ母材を得た。
【００６７】
ガラス化した光ファイバ母材の全て（１０本）について、実施例１と同様にして、非円率および偏心量を測定した。
【００６８】
いずれの光ファイバ母材においても、非円率は０．５％以内であり、偏心量は１ｍｍ以内であった。これは、光ファイバ母材とダミー棒の接合部分が、外付け工程における応力による変形や破損のない、十分に強固なものであり、かつ、本発明のダミー棒が接続された光ファイバ母材の製造方法によって製造された光ファイバ母材は、外付け工程において、偏心、非円の悪化の問題を全く生じないことを示すものである。
【００６９】
「実施例４」
光ファイバ母材の代わりにダミー棒を用いて、実施例２と同様の接続加工を行ない、ダミー棒同士を接続して、２本のダミー棒が接続されたダミー棒を製造した。
【００７０】
同様にして、２本のダミー棒の接続加工を１０回繰り返して行い、２本のダミー棒が接続されたダミー棒を１０本作製した。
全てのダミー棒の接続部には、気泡が存在しなかった。
【００７１】
ここで、ダミー棒の両端を旋盤のチャックで把持し、そのダミー棒に対して、１００ｋｇの荷重で張力を加えたが、ダミー棒の接続部に亀裂や割れが発生しなかった。
【００７２】
「比較例１」
図３に示す方法により、直径５０ｍｍの光ファイバ母材３０と、直径５０ｍｍのダミー棒３１を接続し、ダミー棒３１が接続された光ファイバ母材３０を製造した。
光ファイバ母材３０とダミー棒３１としては、その相対する端部の断面が、その中心軸に垂直な平面であるものを用意した。
【００７３】
その後、実施例１〜４のように、ダミー棒３１の端部の切断を行わずに、光ファイバ母材３０とダミー棒３１を、その中心軸線を中心として回転させながら、光ファイバ母材３０とダミー棒３１の相対する端部同士を、水素量３００Ｌ／ｍｉｎの酸水素バーナ３３で６分間加熱し、十分に溶融した。このとき、光ファイバ母材３０とダミー棒３１の端面において、周縁部に環状に盛り上がりが生じた（図３（ｂ）参照）。
その後、光ファイバ母材３０とダミー棒３１の相対する端部同士を接触させて、互いに突き合わせながら融着接続し、一端部にダミー棒３１が接続された光ファイバ母材３０を作製した（図３（ｃ）参照）。
【００７４】
同様にして、光ファイバ母材３０とダミー棒３１の接続加工を１０回繰り返して行い、ダミー棒３１が接続された光ファイバ母材３０を１０本作製した。
全てのダミー棒３１が接続された光ファイバ母材３０の接続部には、気泡が存在していた。
また、ダミー棒３１が接続された光ファイバ母材３０の両端を旋盤のチャックで把持し、その光ファイバ母材３０に対して、１００ｋｇの荷重で張力を加えたところ、ダミー棒３１と光ファイバ母材３０の接続部に亀裂や割れが発生した。
【符号の説明】
【００７５】
１０，３０  光ファイバ母材
１１，３１  ダミー棒
１２  チャック
１３，３３  酸水素バーナ
２３  堆積バーナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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