(57)【要約】      （修正有）【課題】反応管の内部に堆積するガラス層の厚さを均一にすることにより、長手方向の特性変動を小さくすることのできる光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供する。【解決手段】反応管２０に上流側から原料ガスを供給しながら回転させ、熱源１７を反応管２０の長手方向へ往復移動させて加熱して反応管２０の内部にガラス層２２を堆積させる。この際に、堆積開始端ＰＵｉである熱源１７の移動範囲の上流側端を段階的に上流側へ移動させる。これにより、堆積により反応管２０の肉厚が厚くなることに伴って伸びる堆積開始端ＰＵｉから反応が平衡状態になるまでの過渡状態を有効部よりも上流側へ移動させ、有効部におけるガラス層の堆積量を均一にする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する反応管の内部に上流側から原料ガスを供給し、前記反応管を外側から加熱する熱源を上流側から下流側へ移動させて前記反応管の内部にガラス層を堆積させる光ファイバ用ガラス母材の製造方法であって、
堆積開始端を段階的に上流側へ移動させることを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバ用ガラス母材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ファイバ用ガラス母材の製造方法および製造装置として、石英からなる反応管を回転させ、反応管の内部に原料ガスを供給するとともに反応管を外側から加熱することにより、反応管の内面にガラス層を堆積させるいわゆるＭＣＶＤ法によるものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
この特許文献１に示されているＭＣＶＤ法では、加熱源を反応管の外側において軸方向に沿って往復移動させる際に、下流側の移動終了端を徐々に上流側へ移動させるようにしている。これにより、ガラス層の堆積部分の末端における反応管の破損を防止するとともに、ススの堆積を低減している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２７１３２９号公報（第５−７頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＭＣＶＤ法によるガラス堆積では、図３に示すように、堆積の開始側と終了側でガラス堆積量の違いが発生し、それがファイバ化したときに長手方向での特性変動の原因となる。
これは、図４に示すように、反応管１００の内部でガラス層１０１が生成される反応において、堆積開始時である上流側では内部温度が低いためガラスの生成量が少なく、その後徐々に堆積が進行して平衡状態に達するまでに時間差がある。その結果、図４に示すように、有効部におけるガラス層１０１の堆積量が上流側と下流側とで異なり、反応管１００の肉厚に差が生じるためである。
【０００５】
さらに、図５に示すように、ガラス層１０１が堆積して反応管１００の肉厚が厚くなるに従って、ガラス層１０１の堆積が平衡に達するまでの遅延も大きくなる。すなわち、肉厚が薄い場合の遅延時間ＴＬ０よりも肉厚が厚い場合の遅延時間ＴＬ１の方が長くなる（ＴＬ０＜ＴＬ１）。このことも、ファイバ化したときの特性の長手方向変動を引き起こす要因となる。
なお、図５においては、ガラス層１０１が堆積して反応管１００の肉厚が変化した場合を示し、反応管１００の表面温度は同一温度に設定されている。
【０００６】
本発明の目的は、反応管の内部に堆積するガラス層の厚さを均一にすることにより、長手方向の特性変動を小さくすることのできる光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明にかかる光ファイバ用ガラス母材の製造方法は、回転する反応管の内部に上流側から原料ガスを供給し、前記反応管を外側から加熱する熱源を上流側から下流側へ移動させて前記反応管の内部にガラス層を堆積させる光ファイバ用ガラス母材の製造方法であって、堆積開始端を段階的に上流側へ移動させることを特徴としている。
【０００８】
このように構成された光ファイバ用ガラス母材の製造方法においては、反応管に上流側から原料ガスを供給しながら回転させ、熱源を反応管の長手方向へ往復移動させて加熱して反応管の内部にガラス層を堆積させる。この際に、堆積開始端である熱源の移動範囲の上流側端を段階的に上流側へ移動させる。これにより、堆積により反応管の肉厚が厚くなることに伴って伸びる堆積開始端から堆積が平衡状態になるまでの過渡状態を有効部よりも上流側へ移動させ、製造されるガラス母材の有効部におけるガラス層の堆積量を均一にする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造方法および製造装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図１は本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造装置の正面図、図２は本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造方法および製造装置により製造したガラス母材におけるガラス層の堆積状態を示す断面図である。
【００１０】
図１に示すように、光ファイバ用ガラス母材の製造装置１０は、基台１１の上面１１ａの上流側端部（図１において左側端部）および下流側端部に支柱１２、１２が各々立設されている。支柱１２、１２の上端部には、石英からなる反応管２０を保持する保持部１３が回転自在に設けられている。基台１１の上面１１ａの両支柱１２、１２間には、熱源移動機構である台座１４がモータ１５により往復移動自在に設けられており、熱源１７が取り付けられている。なお、モータ１５は制御装置３０により制御される。
【００１１】
台座１４には位置検出器１６が取り付けられており、台座１４の位置を制御装置３０に伝達するようになっている。位置検出器１６としては、モータ１５にロータリーエンコーダを取り付けて、モータ１５の回転数から位置を検出するようにすることができる。あるいは、基台１１にリニアスケールを設けておき、台座１４に設けた検出子により位置を検出するようにすることもできる。
【００１２】
制御装置３０は、モータ１５を制御して台座１４を往復移動させるモータ制御部３１、熱源１７の移動範囲の上流側端である堆積開始端ＰＵｉ（図２参照）を往復移動回数に対応して段階的に上流側へ移動するように設定する往復範囲指令部３２、台座１４に設けられている位置検出器１６からの位置信号を受けて設定された往復範囲と比較する比較部３３等を備えている。
【００１３】
次に、本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造方法について説明する。保持部１３により保持されている反応管２０を回転させながら、原料ガス供給手段２１が上流側から反応管２０の内部に例えば四塩化ケイ素、三塩化ホウ素等の原料ガスを供給する。そして、モータ１５により台座１４を移動させて、熱源１７を反応管２０の長手方向に沿って上流側から下流側へ往復移動しながら反応管２０を外側から加熱して、反応管２０の内部にガラス層２２（図２参照）を堆積させる。
【００１４】
このとき、制御装置３０の往復範囲指令部３２は堆積開始端ＰＵｉを段階的に上流側へ移動させて往復範囲を設定する。比較部３３は位置検出器１６からの位置信号と往復範囲とを比較し、台座１４が往復範囲に収まるように、モータ制御部３１が熱源移動機構のモータ１５を制御して台座１４を往復移動させる。
【００１５】
従って、図２に示されるように、堆積開始端ＰＵｉが上流側へ移動するに伴って、堆積が平衡となる位置も上流側へ移動することになる。これにより、図５において前述したように、ガラス層２２の堆積によって反応管２０の肉厚が厚くなることに伴い、堆積が平衡となるまでの時間が延びるのを吸収するので、有効部においては常に均一なガラス層２２の堆積が得られることになる。
なお、有効部の上流側に生じる非有効部が長くなるため、反応管２０の無駄を少なくするためにダミーパイプをつけるようにするのが好ましい。
【００１６】
次に、上述した光ファイバ用ガラス母材の製造方法および製造装置により製造した具体的な実施例について説明する。
表１には、本発明により堆積開始端ＰＵｉを上流側へ移動させながら製造した場合の堆積したガラス層２２の厚みと、従来の堆積開始端位置が一定の場合における堆積したガラス層の厚みを比較した結果が示されている。
なお、本発明における堆積開始端ＰＵｉの移動量は、熱源１７の２０往復ごとに５０ｍｍずつ上流側へ移動した。その他、熱源１７の温度や原料ガスの流量等は一定とした。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
従来方式では、下流側に堆積したガラス層の厚さと上流側に堆積したガラス層の厚さの差は、堆積トラバース回数（熱源の往復回数）が２０のときに０．０１９ｍｍであり、その後４０回、６０回、８０回、１００回とトラバース回数にほぼ比例して厚さの差が増加している。すなわち、有効部においても下流側に堆積するガラス層が厚く、上流側に堆積するガラス層の厚さが小さくなっており、ガラス層の堆積量が長手方向に均一になっていないことがわかる。
【００１９】
一方、本発明では、下流側に堆積したガラス層２２の厚さと上流側に堆積したガラス層２２の厚さの差は、堆積トラバース回数が２０回の時と１００回の時とであまり差がない。従って、堆積トラバース回数が１００回の場合には、本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法によると、上流側と下流側の厚さの差が従来式による場合と比較して約８分の１に小さくなっていることがわかる。すなわち、本発明では堆積するガラス層２２の厚さが、長手方向に均一となっていることがわかる。
【００２０】
以上、前述した光ファイバ用ガラス母材の製造方法および製造装置によれば、堆積開始端ＰＵｉである熱源１７の移動範囲の上流側端を段階的に上流側へ移動させることにより、堆積によって反応管２０の肉厚が厚くなることに伴って伸びる堆積開始端ＰＵｉから堆積が平衡状態になるまでの過渡状態を有効部よりも上流側へ移動させる。これにより、有効部におけるガラス層２２の堆積量を均一にすることができ、ファイバ化したときの長手方向の特性の変動を小さくすることができる。
【００２１】
なお、本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法および製造装置は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、前述した製造装置１０における熱源移動機構として、台座１４に設けたモータ１５によって自走するタイプのものを例示したが、この他、モータにより回転するボールネジを反応管２０に沿って基台１１に設けておき、台座１４にこのボールネジに螺合しボールネジに沿って往復移動するボールナットを取り付けるようにしても良い。
【００２２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明にかかる光ファイバ用ガラス母材の製造方法によれば、反応管に上流側から原料ガスを供給しながら回転させ、熱源を反応管の長手方向へ移動させて加熱して反応管の内部にガラス層を堆積させる。この際に、堆積開始端である熱源の移動範囲の上流側端を段階的に上流側へ移動させる。これにより、堆積により反応管の肉厚が厚くなることに伴って伸びる堆積開始端から反応が平衡状態になるまでの過渡状態を有効部よりも上流側へ移動させ、有効部におけるガラス層の堆積量を均一にすることができ、ファイバ化したときの長手方向の特性の変動を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造装置の実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係る光ファイバ用ガラス母材の製造方法および製造方法により反応管の内部に堆積したガラス層の厚さを示す断面図である。
【図３】従来より知られている堆積開始点から反応が平衡となるまでの過渡状態を示すグラフである。
【図４】従来法により反応管の内部に堆積したガラス層の厚さを示す断面図である。
【図５】反応管の肉厚と過渡状態の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  光ファイバ用ガラス母材の製造装置
１５  モータ（熱源移動機構）
１７  熱源
２０  反応管
２１  原料ガス供給手段
２２  ガラス層
３０  制御装置
ＰＵｉ  堆積開始端
【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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