(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、ガラスパイプ２の基端側において、一体化したガラスパイプ２とガラスロッド３との界面に輝点が発生することを防止する。【解決手段】ガラスパイプ２と補助パイプ２１との接続部分が加熱炉５内に進入するタイミングで、加熱炉５の出力を所定量だけ低下させて、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。【選択図】　　　　　　図１
2004143015.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、その先端から基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、
上記ガラスパイプの基端に補助パイプを互いに同軸となるように取り付け、
上記ガラスパイプ及びガラスロッドをその先端から基端に向かって軸方向に加熱炉内に進入させることによって、上記ガラスパイプとガラスロッドとを軸方向に順次加熱して一体化させると共に、
上記ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が上記加熱炉内に進入するタイミングで、上記加熱炉の出力を所定量だけ低下させて、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を継続する
ことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項２】
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、その先端から基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、
上記ガラスパイプの基端に、該ガラスパイプよりも薄肉の補助パイプを互いに同軸となるように取り付け、
上記ガラスパイプ及びガラスロッドをその先端から基端に向かって軸方向に加熱炉内に進入させることによって、上記ガラスパイプとガラスロッドとを軸方向に順次加熱して一体化させると共に、
上記ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が上記加熱炉内に進入するタイミングで、上記加熱炉の出力を所定量だけ低下させて、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を継続する
ことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が加熱炉内に進入するまでは、加熱炉内の温度が設定温度となるようにする定温度制御で、上記加熱炉を制御し、
上記ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が上記加熱炉内に進入するタイミングで、上記加熱炉の制御を、その出力が設定出力となるようにする定出力制御に切り替えると共に、上記設定出力を、制御切り替え時の加熱炉の出力から所定量だけ低下させた出力とする
ことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、
加熱炉の出力を、０．５％以上５％以下の範囲で低下させる
ことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項５】
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、その先端から基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、
上記ガラスパイプの基端に、該ガラスパイプよりも薄肉の補助パイプを互いに同軸となるように取り付け、
上記ガラスパイプ及びガラスロッドをその先端から基端に向かって軸方向に加熱炉内に進入させることによって、上記ガラスパイプとガラスロッドとを軸方向に順次加熱して一体化させると共に、
上記ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が上記加熱炉内に進入するタイミングで、上記加熱炉の位置に対する、ガラスパイプとガラスロッドとが一体化する位置が軸方向に変化しないように上記加熱炉の出力を低下させて、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を継続する
ことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項６】
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、その先端から基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、
上記ガラスパイプの基端に、該ガラスパイプよりも薄肉の補助パイプを互いに同軸となるように取り付け、
上記ガラスパイプ及びガラスロッドをその先端から基端に向かって軸方向に加熱炉内に進入させることによって、上記ガラスパイプとガラスロッドとを軸方向に順次加熱して一体化させると共に、
上記ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が上記加熱炉内に進入するタイミングで、上記ガラスパイプに与えられる熱量が変化しないように上記加熱炉の出力を低下させて、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を継続する
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り光ファイバ母材を製造する場合には、一体化したガラスパイプとガラスロッドとの界面に、気泡や剥離等が発生する場合がある。気泡は、ガラスロッドの外表面やガラスパイプ内面の傷、又はその外表面や内面に付着した水分、ガス若しくは異物等に起因するものである。また剥離は、ガラスパイプとガラスロッドとが確実に一体化しなかった部分にあたる。尚、上記気泡や剥離等の内には、そのままでは確認し難い程度の微小のものも存在するが、こうした微小の気泡等は、光ファイバ母材の端面からその軸方向に光を照射すれば点状に輝くため肉眼でも確認可能になる。以下、ガラスパイプとガラスロッドとの界面に発生した微小の気泡や剥離部分を、輝点と称する。
【０００９】
こうした輝点は、光ファイバにおいて損失不良や接続不良を引き起こしてしまうため、光ファイバ母材において輝点の発生した部分は廃棄せざるを得ない。
【００１０】
これに対し、本発明者は先に、光ファイバ母材における輝点の発生を防止するには、ガラスパイプとガラスロッドとが一体化する位置を、加熱炉の位置に対して適切な位置に設定することが重要である点を見出した。例えばガラスパイプとガラスロッドとが一体化する位置が加熱炉の入口付近にあるときには、輝点が数多く発生してしまうのである。つまり、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化位置が加熱炉の入口付近にあるときには、ガラスパイプが十分に加熱されないままにガラスロッドと一体化することで、ガラスロッドやガラスパイプの傷や、これらに付着した異物による輝点が数多く発生してしまうのである。
【００１１】
これに対し、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化位置が加熱炉の位置に対して適切な位置にあるときには、ガラスパイプとガラスロッドとが確実に一体化すると共に、ガラスパイプとガラスロッドとが一体化する前にガラスパイプ及びガラスロッドが十分に加熱されることで、これらの表面等に傷があったり異物が付着したりしていても、この傷等が一体化の前に溶融され、その結果、輝点の発生が抑制されるのである。
【００１２】
そして、このガラスパイプとガラスロッドとが一体化する位置は、ガラス処理量（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）、ガラスパイプ内の圧力、並びにガラスパイプ及びガラスロッドの加熱温度を調整することによって、調整可能であることを見出した。
【００１３】
そこで、光ファイバ母材の製造の際には、ガラス処理量及びガラスパイプ内の圧力を適当に調整した上で、炉内の温度が設定温度で一定となるように、定温度制御で加熱炉を制御するようにしている。
【００１４】
一方、ロッドインチューブ法による光ファイバ母材の製造の際には、ガラスパイプ及びガラスロッドの基端部を把持部により把持して、これらガラスパイプ及びガラスロッドを加熱炉内に進入させる。このとき、把持部の温度が高くなってしまうことを防止するために、この把持部を加熱炉から離す必要があり、よってガラスパイプ及びガラスロッドにおいて把持されている部分は勿論のこと、把持部の温度を考慮して加熱炉内に進入させることができない部分は、一体化させることができない。このことから、このままでは歩留まりが低下してしまう。そこで、ガラスパイプ及びガラスロッドの基端に、互いに同軸となるように補助パイプ及び補助ロッドをそれぞれ取り付け、これら補助パイプ及び補助ロッドを把持するようにしている。
【００１５】
この補助パイプは製品取りの部分ではないため、ガラス量の節約のため、補助パイプはガラスパイプよりも薄肉のものが主に使用される。また、このように補助パイプを薄肉のものにすると、補助パイプとガラスロッドとの間の隙間が大きくなり、補助パイプとガラスロッドとを互いに接触させることなく、ガラスパイプ及び補助パイプ内にガラスロッドを挿入することができ、作業性が向上するという利点もある。
【００１６】
ところが、ガラスパイプに補助パイプを取り付けた状態で、ガラスパイプとガラスロッドとを一体化させたときは、ガラス処理量、ガラスパイプ内の圧力、並びにガラスパイプ及びガラスロッドの加熱温度を調整することで、光ファイバ母材の輝点の発生を防止しているにも拘らず、ガラスパイプの基端側に相当する部分の光ファイバ母材（以下これを光ファイバ母材の基端側という）に多数の輝点が生じることが判明した。
【００１７】
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、光ファイバ母材の基端側で輝点が発生することを防止することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明者が検討を重ねた結果、光ファイバ母材の基端側で輝点が発生するのは、ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が加熱炉に挿入すると、加熱炉からガラスパイプに与えられる熱分布が、それまでとは異なってしまうことに起因するとの結論に至った。
【００１９】
つまり、ガラスパイプと補助パイプとは、仮に両者が同じ肉厚であっても、それぞれの接続端部を小径に加工した上で、溶接により接続するようにしている。また、その溶接の際の熱により、ガラスパイプと補助パイプとの接続部分は、他の部分とはガラスの性状が異なるようになる。
【００２０】
このため、ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が加熱炉に進入する前に、光ファイバ母材の輝点の発生が防止されるように、ガラスパイプに与えられる熱分布を最適に設定していても、ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が加熱炉に進入した後は、このガラスパイプと補助パイプとの接続部分の径が他よりも小さいことでガラスパイプに与えられる熱分布が変化してガラスパイプに与えられる熱量が増大すると共に、この部分のガラスの性状が異なることで、ガラスパイプの溶融状態も変化してしまう。その結果、それまでは適正な位置にあったガラスパイプとガラスロッドとの一体化位置が、補助パイプが加熱炉内に進入した後は、この加熱炉の入口付近に移動してしまい、その結果、光ファイバ母材の基端側には、輝点が数多く発生してしまうと考えられる。
【００２１】
また特に、補助パイプがガラスパイプよりも薄肉であるときには、光ファイバ母材の基端側に輝点が数多く発生してしまうが、これは、上記の理由の他に、次のような理由にもよると考えられる。
【００２２】
すなわち、ガラスパイプは、その軸方向に一定の肉厚を有しているため、このガラスパイプが軸方向に順次加熱炉に進入している間は、加熱炉内におけるガラスパイプに与えられる熱量は一定に保たれる。ところが、ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が加熱炉に進入した後は、ガラスパイプと補助パイプとの肉厚が相違することで、ガラスパイプに与えられる熱量が増大してしまう。つまり、補助パイプはガラスパイプよりも薄肉であるため、加熱炉から補助パイプに与えられる熱量はガラスパイプに熱が与えられるときよりも少なくなり、加熱炉からの余剰の熱量が、ガラスパイプに与えられると考えられる。こうして、ガラスパイプに与えられる熱量は、補助パイプが加熱炉に進入する前に比べて増大し、ガラスパイプに必要以上の熱量が与えられることになる。このため、それまでは適正な位置にあったガラスパイプとガラスロッドとの一体化位置が、補助パイプが加熱炉内に進入した後は、この加熱炉の入口付近に移動してしまい、その結果、光ファイバ母材の基端側には、輝点が数多く発生してしまうと考えられる。
【００２３】
このように、光ファイバ母材の基端側で輝点が数多く発生してしまうのは、ガラスパイプに与えられる熱量が過剰になるためと考えられることから、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ている最中に、所定のタイミングで加熱炉の出力を低下させることとした。
【００２４】
具体的に第１の発明は、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、その先端から基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、第１の発明に係る光ファイバ母材の製造方法では、上記ガラスパイプの基端に補助パイプを互いに同軸となるように取り付け、上記ガラスパイプ及びガラスロッドをその先端から基端に向かって軸方向に加熱炉内に進入させることによって、上記ガラスパイプとガラスロッドとを軸方向に順次加熱して一体化させると共に、上記ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が上記加熱炉内に進入するタイミングで、上記加熱炉の出力を所定量だけ低下させて、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を継続する。
【００２６】
こうすることで、ガラスパイプ及びガラスロッドをその先端から加熱炉内に進入させて、これらガラスパイプとガラスロッドとを一体化させる当初は、ガラス処理量、ガラスパイプ内の圧力、並びにガラスパイプ及びガラスロッドの加熱温度（加熱炉の出力）をそれぞれ調整して、ガラスパイプとガラスロッドとが、加熱炉の位置に対して適切な位置で一体化するようにする。これにより、光ファイバ母材の輝点の発生が抑制される。
【００２７】
そして、ガラスパイプ及びガラスロッドを軸方向に加熱炉内に順次進入させると、上記ガラスパイプの基端に取り付けられた補助パイプと、ガラスパイプとの接続位置が加熱炉に進入することになる。この接続位置が加熱炉に進入するタイミングで、加熱炉の出力を所定量だけ低下させる。
【００２８】
こうすることで、補助パイプとガラスパイプとの接続位置が加熱炉に進入した後に、補助パイプとガラスパイプとの接続部分が他よりも小径であったり、この接続部分のガラス性状が他とは異なっていたりしても、ガラスパイプには、補助パイプが加熱炉に進入する前と同様に、適切な量の熱量が与えられる。このため、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化位置は変化しなくなる。その結果、光ファイバ母材の基端側に輝点が発生することが抑制される。
【００２９】
第２の発明に係る光ファイバ母材の製造方法では、上記ガラスパイプの基端に、該ガラスパイプよりも薄肉の補助パイプを互いに同軸となるように取り付け、上記ガラスパイプ及びガラスロッドをその先端から基端に向かって軸方向に加熱炉内に進入させることによって、上記ガラスパイプとガラスロッドとを軸方向に順次加熱して一体化させると共に、上記ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が上記加熱炉内に進入するタイミングで、上記加熱炉の出力を所定量だけ低下させて、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を継続する。
【００３０】
こうすることで、ガラスパイプとガラスロッドとを一体化させる当初は、ガラス処理量、ガラスパイプ内の圧力、並びにガラスパイプ及びガラスロッドの加熱温度（加熱炉の出力）をそれぞれ調整して、ガラスパイプとガラスロッドとが、加熱炉の位置に対して適切な位置で一体化するようにする。これにより、光ファイバ母材の輝点の発生が抑制される。
【００３１】
そして、補助パイプとガラスパイプとの接続位置が加熱炉に進入するタイミングで、加熱炉の出力を所定量だけ低下させる。
【００３２】
こうすることで、加熱炉の出力を低下させないときには、この補助パイプが加熱炉に進入すると、補助パイプはガラスパイプに比べて薄肉であることから、上述したようにガラスパイプに与えられる熱量が増大して、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化位置が変化してしまうところを、加熱炉の出力を低下させることにより、ガラスパイプに与えられる熱量が増大してしまうことが防止される。こうして、ガラスパイプには、補助パイプが加熱炉に進入する前と同様に、適切な量の熱量が与えられるため、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化位置は変化しなくなる。その結果、光ファイバ母材の基端側に輝点が発生することが抑制される。
【００３３】
ここで、ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が加熱炉内に進入するまでは、加熱炉内の温度が設定温度となるようにする定温度制御で、上記加熱炉を制御し、上記ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が上記加熱炉内に進入するタイミングで、上記加熱炉の制御を、その出力が設定出力となるようにする定出力制御に切り替えると共に、上記設定出力を、制御切り替え時の加熱炉の出力から所定量だけ低下させた出力とするのが好ましい。
【００３４】
このように、ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が加熱炉内に進入するまでは、設定温度を適切な温度に設定した定温度制御で加熱炉を制御することで、光ファイバ母材に輝点が発生することが抑制される。
【００３５】
そして、上記ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が上記加熱炉内に進入した後は、上記加熱炉の出力を所定量だけ低下させた出力を設定出力とする定出力制御で、上記加熱炉を制御する。このように、加熱炉の制御を定温度制御から定出力制御に切り替えるのは、定温度制御は、応答性が悪いためである。
【００３６】
つまり、補助パイプが加熱炉内に進入すれば、補助パイプとガラスパイプとの接続部分の形状や、補助パイプの肉厚等に応じて加熱炉内の温度が変化するため、定温度制御で加熱炉を制御している場合であっても、炉内が設定温度となるように加熱炉の出力は低下する。ところが、その出力が低下するタイミングは、補助パイプが加熱炉内に進入するタイミングからかなり遅れるため、その間にガラスパイプに過剰な熱量が与えられ、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化位置が変化して、光ファイバ母材に輝点が発生してしまう。
【００３７】
そこで、ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が上記加熱炉内に進入するタイミングで、加熱炉の制御を定温度制御から定出力制御に切り替えると共に、その設定出力を、制御切り替え時の加熱炉の出力から所定量だけ低下した出力とする。これにより、接続部分が上記加熱炉内に進入したときには、加熱炉の出力を速やかに低下させることが可能になる。その結果、ガラスパイプに過剰な熱量が与えられることが防止され、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化位置が適切な位置になり、光ファイバ母材に輝点が発生してしまうことが抑制される。
【００３８】
ここで、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を行っているときには、加熱炉によってガラスパイプに与えられた熱は、ガラスパイプを軸方向に伝導して、加熱炉外に位置するガラスパイプから放熱される。そして、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化が進むにつれ、これから加熱炉に進入することになるガラスパイプの長さは次第に短くなるため、ガラスパイプからの放熱量は次第に減少し、定温度制御で制御される加熱炉の出力は、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化が進むにつれ次第に低下する。
【００３９】
このため、上記ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が上記加熱炉内に進入するタイミングでは、加熱炉が定温度制御で制御されることで低下する出力の低下量よりも、さらに大きい低下量で加熱炉の出力を低下させることが好ましい。
【００４０】
具体的には、加熱炉の出力を、０．５％以上５％以下の範囲で低下させるのがよい。
【００４１】
これは、出力の低下量が０．５％よりも小さいときには、補助パイプが加熱炉内に進入すると、ガラスパイプに与えられる熱量が増大してしまい、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化位置が加熱炉の入口付近になって、光ファイバ母材に輝点が発生してしまうためである。また、出力の低下量が５％よりも大きいときには、ガラスパイプに与えられる熱量が大幅に低下することで、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化位置が最適な位置から変化し、この場合も、光ファイバ母材に輝点が発生してしまうためである。
【００４２】
第３の発明に係る光ファイバ母材の製造方法では、上記ガラスパイプの基端に、該ガラスパイプよりも薄肉の補助パイプを互いに同軸となるように取り付け、上記ガラスパイプ及びガラスロッドをその先端から基端に向かって軸方向に加熱炉内に進入させることによって、上記ガラスパイプとガラスロッドとを軸方向に順次加熱して一体化させると共に、上記ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が上記加熱炉内に進入するタイミングで、上記加熱炉の位置に対する、ガラスパイプとガラスロッドとが一体化する位置が軸方向に変化しないように上記加熱炉の出力を低下させて、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を継続する。
【００４３】
こうすることで、ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が上記加熱炉内に進入した後も、ガラスパイプとガラスロッドとが一体化する位置が加熱炉の位置に対して変化しないため、上述したように、光ファイバ母材の基端側に輝点が発生することが抑制される。
【００４４】
第４の発明に係る光ファイバ母材の製造方法では、上記ガラスパイプの基端に、該ガラスパイプよりも薄肉の補助パイプを互いに同軸となるように取り付け、上記ガラスパイプ及びガラスロッドをその先端から基端に向かって軸方向に加熱炉内に進入させることによって、上記ガラスパイプとガラスロッドとを軸方向に順次加熱して一体化させると共に、上記ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が上記加熱炉内に進入するタイミングで、上記ガラスパイプに与えられる熱量が変化しないように該加熱炉の出力を低下させて、上記ガラスパイプとガラスロッドとの一体化を継続する。
【００４５】
これにより、ガラスパイプと補助パイプとの接続部分が上記加熱炉内に進入した後も、ガラスパイプに与えられる熱量が変化しないため、上述したように、光ファイバ母材の基端側に輝点が発生することが抑制される。
【００４６】
【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では、ガラスパイプ及びガラスロッドをその軸方向に加熱炉内に順次進入させて、ガラスパイプとガラスロッドとを順次一体化させるときに、ガラスパイプと補助パイプとの接続位置が加熱炉に進入するタイミングで、加熱炉の出力を低下させる。これにより、ガラスパイプに与えられる熱量が増大してしまうことが防止されて、ガラスパイプとガラスロッドとの一体化位置が軸方向に変化せず、その結果、光ファイバ母材の基端側に輝点が発生することを抑制することができる。
【００４７】
【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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
上記ガラスパイプ２の基端（上端）には、補助パイプ２１が互いに同軸となるように取り付けられている。この補助パイプ２１は、上記ガラスパイプ２よりも薄肉のものにされている。補助パイプ２１としては、その外径がφ１８０ｍｍ程度、内径がφ８０ｍｍ程度、長さが１１００ｍｍ程度のものとすればよい。また、上記ガラスロッド３の基端にも、補助ロッド３１が互いに同軸となるように取り付けられている。
【００５２】
尚、図示は省略するが、ガラスパイプ２の先端（下端）には、ダミーパイプが互いに同軸となるように取り付られ、ガラスロッド３の先端には、ダミーロッドが互いに同軸となるように取り付けられる。
【００５３】
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補助パイプ２１及びガラスパイプ２の内、補助パイプ２１の上端部分を把持することで、上記ガラスパイプ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補助ロッド３１及びガラスロッド３の内、補助ロッド３１の上端部分を把持することで、上記ガラスロッド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。
【００５４】
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（後述する加熱炉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。
【００５５】
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を加熱する加熱炉５が配設されている。この加熱炉５は、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加熱炉５内を通過可能にされている。
【００５６】
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は上記加熱炉５内をその先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、その先端から基端に向かって順次加熱されることになる。
【００５７】
尚、この加熱炉５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。
【００５８】
上記加熱炉５の下方位置には、この加熱炉５の中心軸を挟んだ両側位置に、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は回転可能に構成されており、上記加熱炉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、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、一体化物の加熱炉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加熱炉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の光ファイバ母材７にさせるようにしている。
【００５９】
また、上記第１把持部４１に把持された補助パイプ２１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、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。
【００６０】
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、補助パイプ２１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、ガラスパイプ２が加熱炉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。
【００６１】
次に、補助ロッド３１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、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。
【００６２】
そして、上記補助パイプ２１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とを加熱炉５内に送る。
【００６３】
これにより、上記ガラスパイプ２とガラスロッド３とが、その軸方向に上記加熱炉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、その先端から基端に向かって上記加熱炉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、その先端から基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。
【００６４】
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。
【００６５】
そして、本実施形態では、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は、光ファイバ母材７に輝点が発生することを防止すべく、単位時間当たりに一体化する上記ガラスパイプ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と、ガラスパイプ２内の圧力と、ガラスパイプ２及びガラスロッド３の加熱温度とをそれぞれ調整する。
【００６６】
上記ガラス処理量の調整は、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行う。例えばガラスパイプ２及びガラスロッド３のヒータ５への送り速度を上げると、ガラス処理量は多くなるのに対し、送り速度を下げると、ガラス処理量は少なくなる。ガラス処理量は多すぎると、ガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化位置が加熱炉５の出口付近になってしまい、光ファイバ母材７に輝点が発生し易くなる。逆にガラス処理量は少なすぎると、ガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化位置が加熱炉５の入口付近になってしまい、このときも光ファイバ母材７に輝点が発生し易くなる。そこで、ガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化位置を考慮して、ガラス処理量が適切な量となるように、第１及び第２把持部４１，４２の移動速度を調整する。
【００６７】
また、ガラスパイプ２内の圧力は、真空ポンプの駆動条件を調整することによって調整する。例えば、ガラスパイプ２内の圧力が高すぎる（減圧度が低すぎる）ときには、ガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化位置が加熱炉５の出口付近になってしまい、光ファイバ母材７に輝点が発生し易くなる。逆にガラスパイプ２内の圧力が低すぎる（減圧度が高すぎる）ときには、ガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化位置が加熱炉５の入口付近になってしまい、光ファイバ母材７に輝点が発生し易くなる。そこで、ガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化位置を考慮して、ガラスパイプ２内が適切な圧力となるように、真空ポンプの駆動条件を調整する。
【００６８】
さらに、ガラスパイプ２及びガラスロッド３の加熱温度は、加熱炉５の作動を制御することにより調整する。例えば、加熱温度が低すぎるときには、ガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化位置が加熱炉５の出口付近になってしまい、光ファイバ母材７に輝点が発生し易くなる。逆に加熱温度が高すぎるときには、ガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化位置が加熱炉５の入口付近になってしまい、光ファイバ母材７に輝点が発生し易くなる。そこで、ガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化位置が加熱炉５の位置に対して適切な位置となるように設定温度を設定し、炉内温度がこの設定温度で一定となるように、加熱炉５を定温度制御で制御する。
【００６９】
こうすることで、輝点の発生と相関のあるガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化位置を、加熱炉５の位置に対して最適な位置にすることができ、その結果、輝点の発生を確実に防止した上で光ファイバ母材を製造することができる。
【００７０】
そして、本実施形態では、上記ガラスパイプ２と補助パイプ２１との接続部分が上記加熱炉５に進入するタイミングで、加熱炉５の制御を、定温度制御から定出力制御に切り替える。また、この定出力制御における設定出力は、上記ガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化位置が加熱炉５の位置に対して軸方向に変化しないように、言い換えると、上記ガラスパイプ２に与えられる熱量が変化しないように、制御切り替え時の炉出力から所定量だけ低下させた出力とする。具体的に設定出力は、制御切り替え時の炉出力に対して、０．５％〜５％の範囲で低下させた出力とする。こうして、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。
【００７１】
補助パイプ２１が加熱炉５に進入し、この補助パイプ２１が加熱炉５によって加熱されると、補助パイプ２１はガラスパイプ２に比べて薄肉であるため、加熱炉５から補助パイプ２１に与えられる熱量はガラスパイプ２に熱が与えられるときよりも少なくなる。このため、加熱炉５の出力を低下させないときには、加熱炉５からの余剰の熱量がガラスパイプ２に与えられる。ところが、補助パイプ２１が加熱炉５に進入するタイミングで上記加熱炉５の出力を低下させるため、ガラスパイプ２に与えられる熱量は増大しない。このため、ガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化位置はそれまでと変わらず、適切な位置のままになる。こうして、光ファイバ母材７のの基端側で輝点が発生してしまうことを抑制することができる。
【００７２】
また、ガラスパイプ２と補助パイプ２１との接続部分が上記加熱炉５内に進入するタイミングで、加熱炉の制御を定温度制御から定出力制御に切り替えることで、加熱炉５の出力を速やかに低下させることが可能になる。これにより、ガラスパイプ２に過剰な熱量が与えられることが防止され、ガラスパイプ２とガラスロッド３との一体化位置を適切な位置にして、光ファイバ母材７に輝点が発生してしまうことが抑制される。
【００７３】
尚、上記実施形態では、補助パイプ２１がガラスパイプ２よりも薄肉のものとしたが、補助パイプ２１の肉厚がガラスパイプ２の肉厚と同じときでも同様に、ガラスパイプ２と補助パイプ２１との接続部分が上記加熱炉５内に進入するタイミングで、加熱炉５の出力を所定量だけ低下させることにより、光ファイバ母材７の基端側で輝点が発生してしまうことを抑制することができる。
【００７４】
【実施例】
次に、本発明について具体的に実施した実施例について説明する。図２は、実施例及び比較例として、光ファイバ母材７を製造した例におけるガラスパイプ２及びガラスロッド３の送り量に対する、加熱炉５の出力変化と、加熱炉５内の温度変化を示している。このときに用いたガラスパイプ２は外径がφ１８１．１ｍｍ、内径がφ５４．１ｍｍのものであり、ガラスロッド３は外径がφ５１．４ｍｍのものである。また、補助パイプ２１は、外径がφ１８０．０ｍｍ、内径がφ８０．０ｍｍのものである。さらに、ガラスパイプ２及びガラスロッド３の先端には、それぞれダミーパイプ及びダミーロッドを取り付けている。
【００７５】
ここで、ガラスパイプ２及びガラスロッド３の送り速度は、共に１２．５ｍｍ／ｍｉｎとした。
【００７６】
また、加熱炉５は、上述したように、ガラスパイプ２と補助パイプ２１との接続部分が加熱炉５に進入するまでは定温度制御で制御し、その設定温度は、２１５０℃とした。そして、実施例では、ガラスパイプ２と補助パイプ２１との接続部分が加熱炉５に進入するタイミング（送り量２０００ｍｍのタイミング）で、加熱炉５の制御を定温度制御から定出力制御に切り替える（同図の実線及び一点鎖線参照）一方、比較例では、ガラスパイプ２と補助パイプ２１との接続部分が加熱炉５に進入した後も、加熱炉５の制御を定温度制御のままとした（同図の破線参照）。
【００７７】
光ファイバ母材７の製造を開始すると、先ずガラスパイプ２及びガラスロッド３の先端に取り付けられたダミーパイプとダミーロッドとが加熱炉５を通過するが、図２によると、これらダミーパイプとダミーロッドとが加熱炉５を通過した後しばらくして、上記加熱炉５の出力は安定した（送り量５００ｍｍ）。そして、ガラスパイプ２とガラスロッド３と一体化が進むにつれ、これから加熱炉５に進入するガラスパイプ２の長さは次第に短くなるため、ガラスパイプ２からの放熱量は次第に減少し、定温度制御で制御されている加熱炉５の出力（実線）は、次第に低下した（送り量５００ｍｍ〜２０００ｍｍ）。尚、加熱炉５内の温度（一点鎖線）は、設定温度のままである。
【００７８】
そして、ガラスパイプ２と補助パイプ２１との接続部分が加熱炉５に進入するタイミングで（送り量２０００ｍｍ）、実施例では、加熱炉５の出力を１８５ｋＷから約５ｋＷ（約２．７％）だけ低下させ、約１８０ｋＷを設定出力とする定出力制御に切り替えた（実線参照）。これにより、実施例では、加熱炉５内の温度は低下した（一点鎖線参照）。
【００７９】
これに対し、比較例では、ガラスパイプ２と補助パイプ２１との接続部分が加熱炉５に進入した後も、定温度制御を継続した。このため、加熱炉５内の温度は、設定温度のままとなり、加熱炉５の出力もほとんど下がらなかった（破線参照）。
【００８０】
こうして製造した実施例及び比較例の各光ファイバ母材７においてその基端（一体化の終了端）から１ｍの範囲での輝点の発生を調べたところ、実施例の光ファイバ母材７では、輝点の数が１個／ｍであったのに対し、比較例の光ファイバ母材７では、輝点の数が１５個／ｍであった。これは、実施例の光ファイバ母材７は、線引きして光ファイバとすることが可能なレベルであるのに対し、比較例の光ファイバ母材７は光ファイバとすることが不可能なレベルである。
【００８１】
このように、ガラスパイプ２と補助パイプ２１との接続部分が加熱炉５内に進入するタイミングで、加熱炉５の出力を、意図的に低下させることにより、光ファイバ母材７の基端部で輝点が発生することを抑制することが可能である。
【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】パイプの送り量に対する加熱炉の出力変化と加熱炉内の温度変化を示す図である。
【符号の説明】
２　　　　　　　　　　　　ガラスパイプ
２１　　　　　　　　　　補助パイプ
３　　　　　　　　　　　　ガラスロッド
５　　　　　　　　　　　　加熱炉
７　　　　　　　　　　　　光ファイバ母材
【図１】
2004143015.tif 000003
【図２】
2004143015.tif 000004