(57)【要約】【課題】ガラスロッド３が内挿されたガラスパイプ２内を減圧しながら、ガラスパイプ２及びガラスロッド３の双方を、その一端から他端に向かって順次加熱することでガラスパイプ２とガラスロッド３とを順次一体化しつつ、所定の外径に延伸して光ファイバ母材７を製造するときに、光ファイバ母材７におけるコア部の偏心を防止すると共に、光ファイバ母材７の横断面形状のゆがみを防止する。【解決手段】ガラスパイプ２とガラスロッド３とを一体化させている最中に、ガラスパイプ２内の圧力を、比較的低圧の第１圧力から、比較的高圧の第２圧力に切り換える。【選択図】　　　　　　図１
2004091302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスロッドが内挿されたガラスパイプ内を減圧しながら、該ガラスパイプ及びガラスロッドの双方を、その一端から他端に向かって軸方向に順次加熱することで上記ガラスパイプとガラスロッドとを順次一体化しつつ、所定の外径に延伸して光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造方法であって、
上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化の開始時には、上記ガラスパイプ内の圧力を、大気圧よりも低い第１圧力に設定すると共に、
上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化の最中に、上記ガラスパイプ内の圧力を、上記第１圧力から、該第１圧力よりも高くかつ大気圧よりも低い第２圧力に切り換える
ことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
ガラスパイプ内の圧力を、光ファイバ母材の外径が目標外径となったタイミングで、第１圧力から第２圧力に切り換える
ことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッド用ガラスパイプ内に、コア用ガラスロッド、又はコア及びクラッド用ガラスロッドを挿入し、上記ガラスパイプ内を減圧しながら両者を加熱することで、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化及び延伸を行う光ファイバ母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光ファイバにおいてクラッドとなるガラスパイプ内に、光ファイバにおいてコアとなるガラスロッド、又はコア及びクラッドとなるガラスロッドを挿入し、このガラスパイプとガラスロッドとを一体化させて光ファイバ母材を製造する、いわゆるロッドインチューブ法が知られている（例えば、特許文献１参照）。このロッドインチューブ法では、例えばガラスロッドが内挿されたガラスパイプ内を減圧しつつ、このガラスパイプとガラスロッドとの双方を、その軸方向に略リング状のヒータ内に通過させる。こうすることで、ガラスパイプとガラスロッドとがその一端から他端に向かって順次加熱され、溶融したガラスパイプがこのガラスパイプ内外の圧力差によって縮径する。このことによって、ガラスパイプとガラスロッドとが順次一体化して、光ファイバ母材が製造される。
【０００３】
こうして製造された光ファイバ母材は線引き工程によって光ファイバとなるわけであるが、この線引き工程を上記ロッドインチューブ法による光ファイバ母材の製造と同時に行う方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
ところで、近年、生産コストの低減化等の観点から、光ファイバ母材を大型化することが求められており、このため、上記光ファイバ母材を大径にすることが行われている。
【０００５】
ところが、このような大径の光ファイバ母材をそのまま線引きすると、目標径の光ファイバに安定させるまでに長時間を要することとなってしまい、大量の母材を初期安定化に消費してしまうようになってしまう。その結果、上記光ファイバ母材から光ファイバへの歩留まりが悪化してしまい、本来低コスト化の目的で行った光ファイバ母材の大型化が、逆にその目的を達成できないものとなってしまうという不都合がある。
【０００６】
そこで、このような不都合を解消するために、通常は製造された大径の光ファイバ母材を、線引き工程の前に歩留まりが最大となる最適の径まで縮径させるようにしている。そして、この光ファイバ母材の縮径工程を、上記ガラスパイプ及びガラスロッドの一体化による光ファイバ母材の製造と同時に行うことにより、生産性を向上させる方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特公昭５６−４５８６７号公報
【特許文献２】
特開昭５０−８５３４５号公報
【特許文献３】
特開平７−１０５８０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ロッドインチューブ法による光ファイバ母材の製造においては、ガラスパイプとガラスロッドとの間に生じている隙間をガラスパイプを縮径変形させることによって潰して、このガラスパイプとガラスロッドとを一体化させるようにしている。このため、その製造条件によっては、ガラスパイプとガラスロッドとが偏心した状態で一体化してしまう場合がある。こうしてガラスパイプとガラスロッドとが偏心してしまうと、光ファイバ母材において、光ファイバのコアとなる部分（以下、この部分をコア部という）が偏心してしまうこととなり、それに伴い、この光ファイバ母材を線引きした光ファイバにおいてはコアが偏心してしまうようになる。
【０００９】
また、ロッドインチューブ法による光ファイバ母材の製造においては、ガラスパイプを縮径変形させるため、その製造条件によっては、ガラスパイプが周方向に不均一に変形してしまい、その結果、光ファイバ母材の横断面形状が、真円形状でなく例えば楕円形状等になってしまう場合がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化及び延伸によって光ファイバ母材を製造するときに、光ファイバ母材におけるコア部の偏心を防止すると共に、光ファイバ母材の横断面形状のゆがみを防止することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明者は、先ず、ガラスパイプとガラスロッドとを一体化させるときのガラスパイプ内の圧力に着目した。すなわち、従来のロッドインチューブ法による光ファイバの製造方法では、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を確実に行うため、ガラスパイプ内の圧力を極力低くして（ガラスパイプ内の真空度を高めて）、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を行うようにしていた。
【００１２】
このように、ガラスパイプ内の圧力を低く設定することにより、ガラスパイプ内外の圧力差が大きくなってガラスパイプを縮径させる力が高まり、ガラスパイプとガラスロッドとを確実に一体化させることが可能になるものの、ガラスパイプ内の圧力が低いときには、コアの偏心を招いてしまうことが、本発明者が行った実験により確認された。これは、ガラスパイプ内の圧力を低く設定することによりガラスパイプを縮径させる力が高まることで、ガラスロッドが溶融する前の固体状態のガラスロッドがガラスパイプに対して偏心している状態で、ガラスパイプの縮径変形によってガラスパイプとガラスロッドとが一体化してしまい、その結果、光ファイバ母材におけるコア部の偏心を招き、ひいては光ファイバにおけるコアの偏心を招いているものと考えられる。
【００１３】
そこで、本発明者が、ガラスパイプ内の圧力を比較的高く設定して、光ファイバ母材を製造したところ、ガラスパイプとガラスロッドとの偏心が抑制された。これは、ガラスパイプ内の圧力が高いことでガラスパイプを縮径させる力が小さくなるが、こうすることで、ガラスパイプの縮径変形は緩やかになって、十分に溶融したガラスロッドが、ガラスパイプの縮径変形によってその中心に向かって移動するようになり、ガラスパイプとガラスロッドとが略同軸となった状態で、このガラスパイプとガラスロッドとが一体化するためと考えられる。
【００１４】
しかしながら、ガラスパイプ内の圧力を比較的高く設定したときには、今度は、光ファイバ母材の横断面形状にゆがみが生じ、横断面形状が楕円形状等になってしまう不都合が生じた。
【００１５】
これは、ガラスパイプとガラスロッドとは、一体化される際に、略リング状に形成されたヒータ内を通過することによって、全周にわたって加熱されるが、このとき、上記ガラスパイプに加えられる熱の周方向分布が不均一であることに起因していると考えられる。
【００１６】
つまり、ガラスパイプ内の圧力が比較的低いときには、ガラスパイプを縮径させる力が強いため、熱分布が不均一であっても、ガラスパイプは周方向に略均等に縮径変形してガラスロッドと一体化する。このため、光ファイバ母材の横断面形状は略真円形状となる。
【００１７】
ところが、ガラスパイプ内の圧力が比較的高く、このガラスパイプを縮径させる力が弱いときには、周方向に対する熱分布の不均一性によって、ガラスパイプにおいて、十分に加熱されて十分溶融した部分は縮径変形しやすくなり、十分に加熱されずに溶融が不十分な部分は縮径変形し難くなる。こうして、ガラスパイプは均等に縮径変形しなくなり、その結果、ガラスパイプ内の圧力が比較的高いときには、光ファイバ母材の横断面形状のゆがみが発生してしまうものと考えられる。
【００１８】
このように、光ファイバ母材の横断面形状のゆがみを防止するには、ガラスパイプ内の圧力を低く設定することが好ましいが、こうして、ガラスパイプ内の圧力を低く設定すると、上述したように、コア部の偏心を招くこととなるため、光ファイバ母材におけるコア部の偏心の防止と、光ファイバ母材のゆがみの防止とは、相反する要求となる。
【００１９】
そこで、この問題を解消させるべく、本発明者は、ロッドインチューブ法におけるガラスパイプの縮径変形のメカニズムに着目した。
【００２０】
すなわち、ロッドインチューブ法による光ファイバの製造方法では、ガラスパイプを、一端から他端に向かって軸方向に順次溶融させると共に、ガラスパイプ内外の圧力差で順次、縮径変形させることによって、このガラスパイプとガラスロッドとを軸方向に順次一体化させるようにしている。このため、ガラスパイプにおいて、溶融して変形途中にある部分は、既に縮径変形してガラスロッドと一体化している部分と連なっている。
【００２１】
こうして、上記溶融して変形途中にある部分が、ガラスロッドと一体化している部分に連なっていることで、上記変形途中にある部分が縮径変形するときは、上記ガラスロッドと一体化している部分に引き寄せられるように変形する。そのため、上記溶融して変形途中にある部分がガラスロッドと一体化したときには、その横断面形状は、それよりも以前の時点でガラスロッドと一体化した部分における横断面形状と略同じになる。
【００２２】
従って、ガラスパイプが周方向に均等に変形せずに、ゆがんだ形状でガラスロッドと一体化してしまうと、その後もガラスパイプは、そのゆがんだ形状に沿うように縮径変形して、ガラスロッドと一体化するようになる。一方、ガラスパイプが周方向に均等に変形して、横断面が真円形状でガラスロッドと一体化すると、その後は、ガラスパイプ内外の圧力差が小さくても、ガラスパイプは、その真円形状に沿うように縮径変形して、ガラスロッドと一体化するようになる。つまり、光ファイバ母材の横断面形状が真円形状となるのである。
【００２３】
以上のメカニズムを考慮して、本発明では、ガラスパイプとガラスロッドとを一体化させる開始時には、ガラスパイプ内の圧力を、比較的低圧の第１圧力とする一方、ガラスパイプとガラスロッドとを一体化させている最中に、ガラスパイプ内の圧力を、上記第１圧力から、比較的高圧の第２圧力に切り替えることとした。
【００２４】
具体的に、本発明は、ガラスロッドが内挿されたガラスパイプ内を減圧しながら、該ガラスパイプ及びガラスロッドの双方を、その一端から他端に向かって軸方向に順次加熱することで上記ガラスパイプとガラスロッドとを順次一体化しつつ、所定の外径に延伸して光ファイバ母材を製造する光ファイバ母材の製造方法に係る。
【００２５】
そして、本発明に係る光ファイバの製造方法では、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化の開始時には、上記ガラスパイプ内の圧力を、大気圧よりも低い第１圧力に設定すると共に、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化の最中に、上記ガラスパイプ内の圧力を、上記第１圧力から、該第１圧力よりも高くかつ大気圧よりも低い第２圧力に切り換えることとする。
【００２６】
こうすることで、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を開始する時点では、ガラスパイプ内の圧力が、比較的低圧の第１圧力（但し、第１圧力は大気圧よりも低い）に設定される。これにより、ガラスパイプ内外の圧力差が大きくなってガラスパイプを縮径させる力が強くなるため、このガラスパイプは、熱分布が周方向に不均一であっても、周方向に均等に縮径変形してガラスロッドと一体化する。従って、ガラスパイプとガラスロッドとが一体化した部分においては、その横断面形状が真円形状となる。
【００２７】
こうして、ガラスパイプとガラスロッドとが、その一端側（一体化開始の端部側）において、真円形状の横断面形状で一体化するようになれば、上記ガラスパイプ内の圧力を、上記第１圧力から、この第１圧力よりも高圧かつ大気圧よりも低圧の第２圧力に切り換える。こうして、ガラスパイプ内の圧力を比較的高圧にした状態で、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を継続する。
【００２８】
こうすることで、ガラスパイプを縮径させる力が弱くなるものの、上述したように、上記ガラスパイプは、上記ガラスパイプとガラスロッドとが一体化している部分に引き寄せられるように変形する。一方で、既にガラスパイプとガラスロッドとが一体化している部分においては、その横断面形状が真円形状となっていることから、上記ガラスパイプは、上記真円形状に沿うように縮径変形して、ガラスロッドと一体化するようになる。このため、製造された光ファイバ母材は、その横断面形状が真円形状になる。
【００２９】
また、ガラスパイプを縮径させる力が弱くなることで、ガラスパイプの急激な縮径変形が抑制される。これにより、十分に溶融したガラスロッドが、ガラスパイプの縮径変形によってその中心に向かって移動するようになり、ガラスパイプとガラスロッドとが略同軸となった状態で、このガラスパイプとガラスロッドとが一体化する。これにより、ガラスパイプとガラスロッドとの偏心が抑制され、光ファイバ母材において、そのコア部の偏心が抑制される。その結果、上記光ファイバ母材を線引きした光ファイバにおけるコアの偏心が抑制される。
【００３０】
こうして、本発明に係る光ファイバ母材の製造方法によると、光ファイバ母材のコア部の偏心が防止されると共に、光ファイバ母材の断面形状のゆがみが防止される。
【００３１】
尚、ガラスパイプ内の圧力を、比較的高圧の第２圧力に設定した場合においても、単位時間当たりに一体化するガラスパイプ及びガラスロッドの総ガラス量であるガラス処理量、及び上記ガラスパイプ及びガラスロッドを加熱する加熱温度等の製造条件を適宜設定することによって、ガラスパイプとガラスロッドとを確実に一体化させて、例えばガラスパイプとガラスロッドとを一体化させたときの、パイプ及びロッドの界面における気泡や剥離（以下、界面におけるこうした気泡や剥離を輝点ともいう）の発生を防止することが可能である。
【００３２】
ここで、ガラスパイプ内の圧力は、光ファイバ母材の外径が目標外径となったタイミングで、第１圧力から第２圧力に切り換えるようにすればよい。
【００３３】
つまり、上述したように、光ファイバ母材は、ガラスパイプとガラスロッドとが軸方向に順次一体化されて製造されるが、この光ファイバ母材の外径が目標外径となるまでの部分は、製品にはなり得ず、光ファイバ母材の外径が目標外径となった後の部分が製品となる。
【００３４】
そこで、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を開始してから、光ファイバ母材の外径が目標外径となるまでは、ガラスパイプ内の圧力を比較的低圧の第１圧力とすることによって、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を促進しつつ、横断面形状が真円形状となるように、ガラスパイプとガラスロッドとを一体化させる。
【００３５】
一方、光ファイバ母材の外径が目標外径となった後には、それ以降にガラスパイプとガラスロッドとが一体化する部分は製品取りの部分であるから、ガラスパイプ内の圧力を比較的高圧の第２圧力とすることによって、ガラスパイプとガラスロッドとの偏心を抑制する。その結果、歩留まりの向上が図られる。
【００３６】
尚、上記第１圧力は、熱分布が不均一であっても、横断面が真円形状となるように、ガラスパイプを縮径変形させることが可能な程度の圧力とすればよく、具体的には、−１０ｋＰａ（ゲージ圧）よりも低圧とすればよく、−１１ｋＰａ〜−１６ｋＰａ程度が好ましい。
【００３７】
一方、上記第２圧力は、ガラスパイプとガラスロッドとの偏心を防止し得る程度の圧力とすればよく、具体的には、−１０ｋＰａ（ゲージ圧）以上とすればよく（但し、大気圧よりも低圧）、好ましくは−５ｋＰａ以上、より好ましくは−３ｋＰａ以上である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における光ファイバ母材の製造方法によれば、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化の最中において、光ファイバ母材の外径が目標外径となったタイミングで、ガラスパイプ内の圧力を、比較的低圧の第１圧力から、比較的高圧の第２圧力に切り換えることにより、光ファイバ母材におけるコア部の偏心と、横断面形状のゆがみとを共に防止することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００４０】
図１は、本発明の実施形態に係る光ファイバ母材の製造装置１を示している。この製造装置１は、ロッドインチューブ法により光ファイバ母材７を製造するものであって、具体的には、光ファイバにおいてクラッドとなるガラスパイプ２と、光ファイバにおいてコアとなる、又はコア及びクラッドとなるガラスロッド３とを一体化させて光ファイバ母材７を製造するように構成されている。
【００４１】
ここで、上記ガラスパイプ２としては、例えば、ＯＶＤ（Ｏｕｔｓｉｄｅ　Ｖａｐｏｒ−ｐｈａｓｅ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等によって製造されたものを用いるようにすればよい。また、ガラスパイプ２としては、その外径がφ１８０ｍｍ程度、内径がφ５０ｍｍ程度、長さが２０００ｍｍ程度のものが例示される。
【００４２】
また、上記ガラスロッド３としては、ＶＡＤ（Ｖａｐｏｒ−ｐｈａｓｅ　Ａｘｉａｌ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によってガラス微粒子を堆積させたガラス微粒子堆積体を焼結して延伸したものや、ＭＣＶＤ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法でクラッドパイプ内面にコアガラスを形成し中実化したものを用いるようにすればよい。また、ガラスロッド３としては、その径がφ４５〜５０ｍｍ程度、長さが２５００ｍｍ程度のものが例示される。
【００４３】
上記製造装置１には、Ｚ方向（同図における上下方向）に延びて配設された上記ガラスパイプ２の上端部分を把持することで、このガラスパイプ２を吊り下げ状態にする第１把持部４１と、同じくＺ方向に延びて配設された上記ガラスロッド３の上端部分を把持することで、このガラスロッド３を吊り下げ状態にする第２把持部４２とが設けられている。この第１及び第２把持部４１，４２はそれぞれ、ガラスパイプ２及びガラスロッド３の位置を、Ｘ方向（同図における紙面横方向）及びＹ方向（紙面に直行する方向）に移動可能に構成されていると共に、上記ガラスパイプ２及びガラスロッド３のＺ方向に対する傾きを調整可能に構成されている。この構成により、上記ガラスパイプ２及びガラスロッド３は、それぞれ鉛直にかつ、互いに同軸に位置付けられるようになる。
【００４４】
また、上記各把持部４１，４２はそれぞれ、Ｚ方向に移動可能に構成されており、この各把持部４１，４２の下方への移動に伴い、上記ガラスパイプ２及びガラスロッド３がそれぞれ下方に移動するようにしている。尚、上記第１及び第２把持部４１，４２の移動速度は、それぞれ変更可能であると共に、第１把持部４１と第２把持部４２とで互いに異なる速度に設定することも可能である。このため、上記ガラスパイプ２及びガラスロッド３の移動速度（後述するヒータ５への送り速度）が調整可能にされており、さらに、上記ガラスパイプ２の送り速度とガラスロッド３の送り速度とを互いに異ならせることも可能にされている。
【００４５】
上記第１把持部４１の下方位置には、上記ガラスパイプ２及びガラスロッド３を加熱する略リング状のヒータ５が配設されている。このヒータ５は、図示省略の加熱炉内に配設されたものであって、上記ガラスパイプ２の外径よりも大きい内径を有していると共に、上記ガラスパイプ２及びガラスロッド３と略同軸となる位置に配設されている。これにより、上記ガラスパイプ２及びガラスロッド３はその軸方向に上記ヒータ５内を通過可能にされている。
【００４６】
この構成によって、上記第１及び第２把持部４１，４２によってガラスパイプ２及びガラスロッド３が下方に移動されると、このガラスパイプ２及びガラスロッド３は上記ヒータ５内をその一端（下端）から順次通過するようになる。これにより、ガラスパイプ２及びガラスロッド３が、その一端から他端に向かって順次加熱されることになる。
【００４７】
尚、このヒータ５を備える加熱炉としては、具体的には、カーボン抵抗加熱炉や高周波誘導加熱炉が例示される。
【００４８】
上記ヒータ５の下方位置には、このヒータ５の中心軸を挟んだＸ方向の両側位置に、それぞれ２つのローラ６，６、…が配設されている。この各ローラ６は、Ｙ軸回りに回転可能に構成されており、上記ヒータ５を通過することによって一体化したガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化物（光ファイバ母材７）を、Ｘ方向に相対向した二対のローラ６，６，…で挟み込んで、この一体化物を下方に引き取るように構成されている。この各ローラ６，６の回転速度は変更可能に構成されており、これにより、一体化物のヒータ５からの引き取り速度を調整することが可能にされている。こうして一体化物のヒータ５からの引き取り速度を調整することにより、上記一体化物の外径を所定の径（目標外径）の光ファイバ母材７にさせるようにしている。
【００４９】
また、上記第１把持部４１に把持されたガラスパイプ２の上端面には、その上端開口を閉止する閉止キャップ８が取り付けられる。この閉止キャップ８には、図示省略の真空ポンプが接続されており、この真空ポンプを駆動させることによって、上記ガラスパイプ２内を減圧にすることができるようになっている。
【００５０】
次に、この製造装置１による光ファイバ母材７の製造方法について説明すると、先ず、ガラスパイプ２の上端部分を第１把持部４１によって把持し、この第１把持部４１によって、上記ガラスパイプ２がヒータ５に対して同軸となるように上記ガラスパイプ２のＸ，Ｙ方向位置をそれぞれ調整すると共に、上記ガラスパイプ２が鉛直に配設されるように上記ガラスパイプ２の傾きを調整する。
【００５１】
次に、ガラスロッド３の上端部分を第２把持部４２によって把持し、この第２把持部４２によって、上記ガラスロッド３がガラスパイプ３に対して同軸となるように上記ガラスロッド３のＸ，Ｙ方向位置をそれぞれ調整すると共に、上記ガラスロッド３が鉛直に配設されるように上記ガラスロッド３の傾きを調整する。そして、ガラスロッド３をガラスパイプ２内に内挿する。
【００５２】
尚、図示は省略するが、ガラスパイプ２の上端に、このガラスパイプ２と同軸となるように補助パイプを取り付け、この補助パイプの上端部分を上記第１把持部４１によって把持するようにしてもよい。また、ガラスロッド３の上端に、このガラスロッド３と同軸となるように補助ロッドを取り付け、この補助ロッドの上端部分を上記第２把持部４２によって把持するようにしてもよい。さらに、ガラスパイプ２の下端に、このガラスパイプ２と同軸となるように補助パイプを取り付け、同じくガラスロッド３の下端に、このガラスロッド３と同軸となるように補助パイプを取り付けるようにしてもよい。
【００５３】
そして、上記ガラスパイプ２の上端開口を閉止キャップ８により閉止し、真空ポンプを駆動させて上記ガラスパイプ２内を減圧する。こうしてガラスパイプ２内を減圧しながら、上記第１及び第２把持部４１，４２をそれぞれ所定の速度で下方に移動させることにより、上記ガラスパイプ２とガラスロッド３とをヒータ５内に送る。
【００５４】
これにより、上記ガラスパイプ２とガラスロッド３とが、その軸方向に上記ヒータ５内を通過するようになって、上記ガラスパイプ２とガラスロッド３とが、その下端から上端に向かって上記ヒータ５により順次加熱される。このため、上記ガラスパイプ２とガラスロッド３とは、その下端から上端に向かって順次溶融するが、このとき、ガラスパイプ２内が減圧されているため、このガラスパイプ２内外の圧力差によって溶融したガラスパイプ２が縮径する。その結果、ガラスパイプ２とガラスロッド３とが、その長手方向に順次一体化する。
【００５５】
こうして一体化したガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化物は、ローラ６，６，…によって引き取られることで、所定の外径になるまで延伸され、光ファイバ母材７が製造されることになる。
【００５６】
そして、本実施形態では、上記ガラスパイプ２とガラスロッド３とを一体化させるときの上記ガラスパイプ２内の圧力を、一体化の開始時には比較的低圧の第１圧力に設定するのに対し、上記ガラスパイプ２とガラスロッド３とを一体化させている最中に、所定のタイミングで、上記ガラスパイプ２内の圧力を、上記第１圧力から、比較的高圧の第２圧力に切り換えるようにする。
【００５７】
ここで、第１及び第２圧力はそれぞれ、大気圧よりも低圧であって、具体的に、第１圧力は−１０ｋＰａ（ゲージ圧）よりも低く設定する。好ましくは、−１１ｋＰａ〜−１６ｋＰａ程度である。一方、第２圧力は−１０ｋＰａ（ゲージ圧）以上に設定する。好ましくは、−５ｋＰａ以上、より好ましくは−３ｋＰａ以上である。
【００５８】
このガラスパイプ２内の圧力の切り替えは、真空ポンプの作動を制御することにより行うようにすればよい。また、例えばガラスパイプ２内に連通する真空ポンプを２つ備えるようにし、この２つの真空ポンプの双方を作動させることによって、ガラスパイプ２内の圧力を第１圧力に設定する一方、所定のタイミングで、２つの真空ポンプの内のいずれか一方の作動を停止させることによって、ガラスパイプ２内の圧力を第２圧力に設定するようにしてもよい。
【００５９】
このようにガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化を開始する時点では、ガラスパイプ２内の圧力を、比較的低圧の第１圧力（但し、第１圧力は大気圧よりも低い）に設定することにより、ガラスパイプ２内外の圧力差が大きくなってガラスパイプ２を縮径させる力が強くなる。このため、上記ヒータ５によってガラスパイプ２及びガラスロッド３に加えられる熱の周方向分布が不均一であっても、このガラスパイプ２は、周方向に均等に縮径変形してガラスロッド３と一体化する。従って、ガラスパイプ２とガラスロッド３とが一体化した部分においては、その横断面形状が真円形状となる。
【００６０】
こうして、ガラスパイプ２とガラスロッド３とが、その一体化開始の端部側において真円形状の横断面形状で一体化するようになると共に、光ファイバ母材７の外径が目標外径となれば、上記ガラスパイプ２内の圧力を、第１圧力から、比較的高圧の第２圧力に切り換え、ガラスパイプ２内の圧力を比較的高圧にした状態で、ガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化を継続する。
【００６１】
こうすることで、ガラスパイプ２を縮径させる力は弱くなるものの、このガラスパイプ２において現在溶融して変形途中にある部分は、既に縮径変形してガラスロッド３と一体化している部分と連なっていることで、この変形途中にある部分は、上記ガラスロッド３と一体化している部分に引き寄せられるように変形する。そのため、上記溶融して変形途中にある部分がガラスロッドと一体化したときには、その横断面形状は、ガラスロッドと一体化した部分における横断面形状と略同じになる。
【００６２】
一方で、上述したように、既にガラスパイプ２とガラスロッド３とが一体化している部分においては、その横断面形状が真円形状となっていることから、上記ガラスパイプ２は、ガラスパイプ２内外の圧力差が小さくても、上記真円形状に沿うように縮径変形して、ガラスロッド３と一体化するようになる。こうして製造された光ファイバ母材７は、その横断面形状が真円形状になる。
【００６３】
また、ガラスパイプ２を縮径させる力が弱くなることで、ガラスパイプ２の急激な縮径変形が抑制される。これにより、ガラスパイプ２の緩やかな縮径変形によって、十分に溶融したガラスロッド３がその中心に向かって移動するようになり、ガラスパイプ２とガラスロッド３とが略同軸となった状態で、このガラスパイプ２とガラスロッド３とが一体化するようになる。こうして、光ファイバ母材７において、そのコア部の偏心が抑制されるため、上記光ファイバ母材７を線引きした光ファイバにおけるコアの偏心が抑制される。
【００６４】
従って、本発明に係る光ファイバ母材７の製造方法によると、光ファイバ母材７のコア部の偏心が防止されると共に、光ファイバ母材７の横断面形状のゆがみが防止される。
【００６５】
尚、ガラスパイプ２内の圧力を、比較的高圧の第２圧力に設定したときにおいても、単位時間当たりに一体化するガラスパイプ２及びガラスロッド３の総ガラス量であるガラス処理量、及び上記ガラスパイプ２及びガラスロッド３を加熱する加熱温度等の製造条件を適宜設定することによって、ガラスパイプ２とガラスロッド３とを確実に一体化させて、例えばガラスパイプ２とガラスロッド３とを一体化させたときの輝点の発生を防止することが可能である。ここで、ガラス処理量の調整は、主にガラスパイプ２の送り速度とガラスロッド３の送り速度との調整によって行い、加熱温度の調整は、ヒータ５の作動条件の調整によって行う。
【００６６】
また特に、ガラスパイプ２として、その外径Ｄがφ１００ｍｍ≦Ｄ≦φ２００ｍｍを満たすものを用いた場合には、ガラスパイプ２内の圧力を比較的高い圧力に設定しても、ガラス処理量の調整及び加熱温度の調整等によって、輝点の発生が防止された光ファイバ母材７を製造することが可能になる。つまり、ガラスパイプ２がφ１００ｍｍ以上の外径を有するものであるときには、ガラスパイプ２内の圧力を比較的高圧に設定しても、適切な製造条件が得られる。
【００６７】
尚、上記ガラスパイプ２の最大外径として規定したφ２００ｍｍの値は、主に製造装置１の大きさによって規定される値である。従って、例えば製造装置１がより大型のものであって、φ２００ｍｍ以上の外径を有するガラスパイプ２であっても光ファイバ母材７を製造可能なものであれば、φ２００ｍｍ以上のガラスパイプ２を用いて光ファイバ母材７を製造してもよい。
【００６８】
さらに、ガラスパイプ２内の圧力の切り替えタイミングは、ガラスパイプ２とガラスロッド３とを一体化させた光ファイバ母材７が、目標外径になったタイミングとするのがよい。こうすることで、歩留まりを向上させることができる。
【００６９】
すなわち、光ファイバ母材７の外径が目標外径となる前の部分は製品取りの部分ではないため、ガラスパイプ２とガラスロッド３との偏心を考慮する必要はない。そこで、横断面形状が真円形状となるように、ガラスパイプとガラスロッドとを一体化させるべく、ガラスパイプ２内の圧力を比較的低圧の第１圧力とする。
【００７０】
一方、光ファイバ母材７の外径が目標外径となった後の部分は製品取りの部分であるから、ガラスパイプ２内の圧力を比較的高圧の第２圧力とすることによって、ガラスパイプ２とガラスロッド３との偏心を抑制する。こうすることで、歩留まりの向上が図られる。
【００７１】
【実施例】
次に、本発明に関して具体的に実施した実施例について説明する。
【００７２】
先ず、表１に示す製造条件で、ガラスパイプ２とガラスロッド３とを一体化させた光ファイバ母材を３つ製造した（実施例及び比較例１，２）。尚、このとき使用したガラスパイプ２は、外径がφ１８０ｍｍ、内径がφ５４ｍｍのものである。また、ガラスロッド３は、外径がφ５０ｍｍのものである。
【００７３】
【表１】
2004091302.tif 000003
【００７４】
表中、「ガラス処理量」とは、単位時間当たりに一体化するガラスパイプ２及びガラスロッド３の総ガラス量であって、このガラス処理量は、製造装置１における第１及び第２把持部４１，４２の移動速度を調整することにより、ガラスパイプ２及びガラスロッド３のヒータ５への送り速度を調整することによって、調整する。また、「速度比」とは、ガラスパイプ２の送り速度とガラスロッド３の送り速度との比であって、この速度比も、第１及び第２把持部４１，４２の移動速度の調整によって、調整する。
【００７５】
また、ガラスパイプ２及びガラスロッド３の加熱温度（定温度）は、ヒータ出力の調整によって、調整する。
【００７６】
さらに、製造装置１には、ガラスパイプ２内の圧力を低下させるための真空ポンプとして、第１及び第２の２つの真空ポンプが設けられており、この内、第１の真空ポンプは、その作動条件を制御可能に、つまり目標圧力を設定可能に構成されているのに対し、第２の真空ポンプは、その作動条件を制御不可に、つまり作動のＯＮ・ＯＦＦのみが可能に構成されている。そして、第１の真空ポンプ（真空１）の目標圧力を−５ｋＰａとし、第２の真空ポンプ（真空２）をＯＦＦとしたときには、ガラスパイプ２内の圧力は−３ｋＰａとなる（比較例１）。一方、第１の真空ポンプの目標圧力を−５ｋＰａとし、第２の真空ポンプをＯＮとしたときには、ガラスパイプ２内の圧力は−１１ｋＰａとなる（比較例２）。
【００７７】
また、実施例では、第１の真空ポンプの目標圧力を−５ｋＰａとする一方、第２の真空ポンプは、一体化を開始する時点ではＯＮとし、一体化の最中における所定のタイミングでＯＦＦとした。従って、実施例では、ガラスパイプ２内の圧力は、ガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化を開始する時点では、比較的低圧の−１１ｋＰａとなり、その後、比較的高圧の−３ｋＰａとなる。
【００７８】
そして、以上の製造条件で、上述したように、ガラスパイプ２とガラスロッド３とを一体化させて、実施例に係る光ファイバ母材７と、比較例１，２に係る光ファイバ母材７とをそれぞれ製造したところ、表１に示すように、実施例に係る光ファイバ母材７においては、コア部の偏心量の最小値が０．０８ｍｍ、その最大値が０．３２ｍｍであった。一方、比較例１に係る光ファイバ母材７においては、コア部の偏心量の最小値が０．０３ｍｍ、その最大値が０．２７ｍｍであり、比較例２に係る光ファイバ母材７においては、コア部の偏心量の最小値が０．０６ｍｍ、その最大値が０．３９ｍｍであった。従って、ガラスパイプ２内の圧力が比較的低圧の比較例２に係る光ファイバ母材７は、コア部の偏心量（最大値）が、実施例及び比較例１に比べて大きくなった。
【００７９】
また、上記実施例及び比較例１，２に係る光ファイバ母材７の横断面形状のゆがみを測定した。これは、光ファイバ母材７の所定の横断面において、互いに異なる２箇所で測定した外径の差（偏径差）の最大値によって評価した。表１に示すように、ガラスパイプ２内の圧力が比較的高い比較例１は、最大偏径差が０．５１ｍｍと大きくなった。これに対し、ガラスパイプ２内の圧力が比較的低い比較例２は、最大偏径差が０．１７ｍｍと小さくなり、また、ガラスパイプ２内の圧力を、一体化の最中に低圧から高圧に切り換えた実施例も、最大偏径差が０．１５ｍｍと小さくなった。
【００８０】
尚、実施例及び比較例１，２のいずれの光ファイバ母材７においても、ガラスパイプ２とガラスロッド３との界面に輝点は発生しなかった（表中、○で示す）。
【００８１】
次に、上記実施例及び比較例１，２の光ファイバ母材７を、それぞれ線引きして光ファイバとした。実施例に係る光ファイバの、長手方向の各位置におけるコアの偏心量を図２に示す。一方、比較例１に係る光ファイバの、長手方向の各位置におけるコアの偏心量を図３に示すと共に、比較例２に係る光ファイバの、長手方向の各位置におけるコアの偏心量を図４に示す
図２〜図４によると、比較例１に係る光ファイバにおいては、コアの偏心量が０．１〜０．２μｍ程度であり、実施例に係る光ファイバにおいては、コアの偏心量が０．３μｍ程度であるのに対し、比較例２に係る光ファイバにおいては、コアの偏心量が０．５μｍ程度であった。
【００８２】
以上の結果から、ガラスパイプ２とガラスロッド３とを一体化させるときに、比較例１のように、ガラスパイプ２内の圧力を比較的高く設定したときには、光ファイバ母材７におけるコア部の偏心は抑制されるものの、光ファイバ母材７の横断面形状のゆがみが生じてしまう。一方、比較例２のように、ガラスパイプ２内の圧力を比較的低く設定したときには、光ファイバ母材７の横断面形状のゆがみが防止されるものの、光ファイバ母材７におけるコア部の偏心が生じてしまう。
【００８３】
これに対し、実施例のように、ガラスパイプ２とガラスロッド３とを一体化させている最中に、ガラスパイプ２内の圧力を低圧から、高圧に切り換えたときには、光ファイバ母材７におけるコア部の偏心が防止されると共に、光ファイバ母材７の横断面形状のゆがみも防止されることが判る。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバ母材の製造装置を示す概略図である。
【図２】実施例に係る光ファイバのコアの偏心量を示す図である。
【図３】比較例１に係る光ファイバのコアの偏心量を示す図である。
【図４】比較例２に係る光ファイバのコアの偏心量を示す図である。
【符号の説明】
２　　　　　　　　　　　　ガラスパイプ
３　　　　　　　　　　　　ガラスロッド
７　　　　　　　　　　　　光ファイバ母材
【図１】
2004091302.tif 000004
【図２】
2004091302.tif 000005
【図３】
2004091302.tif 000006
【図４】
2004091302.tif 000007