(57)【要約】【課題】火炎加水分解反応によって出発母材の周面上にガラス微粒子を均一に堆積させて、うねりを低減した特性の優れた光ファイバ母材の製造方法を得る。【解決手段】ロッド状で直径Ａの出発母材５０を長手方向の軸を中心に回動せしめながら、酸水素火炎による加水分解反応で、出発母材５０の外周面にガラス微粒体を生成、堆積せしめるに当たって、前記出発母材５０を回転可能に支持するため、その端部５０ａに、長さＣのテーパー状の継ぎ手部１０ａを有する直径Ｂでなるダミーロッド１０を接続して設けるとともに、前記テーパーの直径Ｄが接続部よりの距離Ｘと関係して、［｛（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ｝＋Ａ］×０．８≦Ｄ≦［（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ］＋Ａただし、Ｂ＞Ａ、０≦Ｘ≦Ｃとする、式で規定されるテーパー状の継ぎ手部１０ａを有するダミーロッド１０で接続せしめて、ガラス微粒体を出発母材５０の周面に堆積せしめる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッド状の出発母材を、その両端を支持して長手方向の軸を中心にして回転させながら、ガラス原料ガスから生成されたガラス微粒子を、出発母材の長手方向に沿って、出発母材に堆積せしめる光ファイバ母材の製造方法において、
前記出発母材の両端を支持する支持部を、テーパー状継ぎ手部を有するダミーロッドで形成するとともに、このダミーロッドのテーパー状継ぎ手部の形状を、出発母材の直径：Ａ、ダミーロッドの直径：Ｂ、ダミーロッドのテーパー部の長さ：Ｃ、ダミーロッドでのテーパー部の出発母材との接続端部からの距離：Ｘ、であるとき、テーパー状継ぎ手部の直径Ｄが、
Ｄ≦［（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ］＋Ａ
ただし、Ｂ＞Ａ、０≦Ｘ≦Ｃ
の式で規定されるテーパー状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２】
請求項１に記載の発明において、
［｛（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ｝＋Ａ］×０．８≦Ｄ≦［（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ］＋Ａ
ただし、Ｂ＞Ａ、０≦Ｘ≦Ｃ
の式で規定されるテーパー状と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、ガラス原料ガスを酸水素火炎により火炎加水分解反応させてガラス微粒子を生成し、これを出発母材に堆積せしめる光ファイバ母材の製造方法に係わり、特に出発母材に堆積せしめるガラス微粒子を、加工作業性良く、均一に堆積させ、歩留まりを向上せしめた光ファイバ母材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ母材の製造に当たっては、多重管構造を有するマルチノズルバーナーを使用して、該バーナーに酸素（Ｏ２）ガス、水素（Ｈ２）ガスとともに四塩化珪素（ＳｉＣｌ４）等のガラス原料ガスを流して、火炎加水分解反応によってガラス微粒子を生成し、これを出発母材に堆積させる外付け法が用いられている。その方法を図５により説明する。
【０００３】
図５は、従来の外付け法による光ファイバ母材の製造方法を実施する装置の概略図であり、図５において、ガラス微粒子を堆積せしめるためのロッド状の出発母材５０を、ガラス旋盤５５の支持機構５６によって支持させる。支持機構５６は回転駆動装置と連設されていて、出発母材５０の両端部５０ａ、５０ｂを、長手方向を回転軸としてこれを中心にして回転するように支持している。
【０００４】
そして、ガラス旋盤５５に回転自在に支持されている出発母材５０に対して、酸水素火炎バーナ５７を出発母材５０の長手方向の軸に沿って移動させ、酸水素火炎バーナ５７からの火炎５２によって、ガラス微粒子Ｍを形成し、このガラス微粒子Ｍを出発母材５０の外周に堆積して、多孔質ガラス層に形成せしめて光ファイバ母材１を得る。
【０００５】
この時、前記酸水素火炎バーナ５７は、移動装置５８によって、出発母材５０に対して長手方向の所定範囲内を複数回往復移動し、ガラス微粒子Ｍを層状に堆積してゆき、所望の多孔質ガラス層が形成された光ファイバ母材１が得られるようになっている。
【０００６】
このような光ファイバ母材の製造方法にあっては、回転可能に支持されている上記出発母材５０は、その両端部５０ａ、５０ｂを図６に図示するようにダミーロッド６０で接続して、支持されるようにされている。そしてこのダミーロッド６０は、出発母材５０の製造加工時や運搬時に必要な強度を確保するため、出発母材５０の直径より太い直径のものが、段部６１を形成して軸を同じくして出発母材と５０とダミーロッド６０を接続して使用されている。
【０００７】
然るに、このようなロッド状の出発母材５０に、火炎加水分解反応法によって、多孔質ガラス層を形成して光ファイバ母材を製造する場合、多孔質ガラス層の厚さや外径等を、長手方向に沿って充分均一にすることが必要である。即ち、この多孔質ガラス層を均一化して形成することによって、光ファイバ母材を線引きする工程を良好な条件で行うことが可能となるとともに、線引きして得られる光ファイバの特性を、安定した優れた特性を保有せしめこととなる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−３３８２８８号公報
【特許文献２】
特開２００２−１０４８３６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した方法にあっては、ガラス微粒子Ｍの堆積量が出発母材５０の長手方向の位置によって微妙に異なり、出発母材５０全体にわたって径変動（以下、「うねり」という）を生起せしめることとなっている。特に支持機構５６に支持される出発母材５０の両端部５０ａ、５０ｂに近いほど前記「うねり」の生起が大きくなる傾向にある。
【００１０】
その上、出発母材５０の両端部５０ａ、５０ｂを、強度を確保するため出発母材５０の直径より太い直径のダミーロッド６０を用いて、出発母材５０と段部を形成して同軸的に接続しているために、加工上出発母材５０とダミーロッド６０との接続部が凹凸の段部６１を形成して接続され、直線を形成していないので、該段部６１の凹凸により堆積せしめるガラス微粒子Ｍが跳ね返されてしまい、堆積が不均一となり、「うねり」を形成せしめる一因となっていた。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは火炎加水分解反応によって出発母材の周面上にガラス微粒子を均一に堆積せしめて、うねりの生起を低減して品質特性の優れた光ファイバ母材を製造することを可能にした光ファイバ母材の製造方法を得ることにあり、特に、出発母材に接続するダミーロッドの形状を改良して、前記うねりの生起を低減せしめることを可能とした光ファイバ母材の製造方法を提供することを、本発明の解決すべき課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、ロッド状の出発母材を、その両端を支持して長手方向の軸を中心にして回転させながら、ガラス原料ガスから生成されたガラス微粒子を、出発母材の長手方向に沿って、出発母材に堆積せしめる光ファイバ母材の製造方法において、
前記出発母材の両端を支持する支持部を、テーパー状継ぎ手部を有するダミーロッドで形成するとともに、このダミーロッドのテーパー状継ぎ手部の形状を、出発母材の直径：Ａ、ダミーロッドの直径：Ｂ、ダミーロッドのテーパー部の長さ：Ｃ、ダミーロッドでのテーパー部の出発母材との接続端部からの距離：Ｘ、であるとき、テーパー状継ぎ手部の直径Ｄが、
Ｄ≦［（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ］＋Ａ
ただし、Ｂ＞Ａ、０≦Ｘ≦Ｃ
の式で規定されるテーパー状とすることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法である。
【００１３】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の発明において、
［｛（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ｝＋Ａ］×０．８≦Ｄ≦［（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ］＋Ａ
ただし、Ｂ＞Ａ、０≦Ｘ≦Ｃ
の式で規定されるテーパー状とすることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の光ファイバ母材の製造方法は、上記図５で説明した酸水素火炎による火炎加水分解反応により出発母材にガラス微粒子を堆積させて光ファイバ母材を製造するにあたって、前記出発母材にガラス微粒子を均一に堆積せしめるにはどのような態様が好ましいか、鋭意探求して得たものである。
【００１５】
そしてその結果、ロッド状出発母材の両端に接続するダミーロッドの形状が、出発母材へのガラス微粒子の堆積に及ぼす影響について着目し、このダミーロッドの形状を特定形状に規定することによって、ガラス微粒子を出発母材に均一に堆積せしめることを可能としたものである。
【００１６】
本発明の光ファイバ母材の製造方法にあっては、出発母材の両端に接続するダミーロッドの形状を図１に図示する部分断面図に示すような形状としたものである。なお、図１中において図６での図面と共通する構成部は同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００１７】
図１においてロッド状の出発母材５０の端部５０ａ、５０ｂ（図示せず）には、これと接続されるテーパー状継ぎ手部１０ａを形成し、前記出発母材５０の直径Ａより太い直径Ｂを有し、テーパー状継ぎ手部１０ａを有するのダミーロッド１０を接続して設けるようにしたものである。
【００１８】
そして、ダミーロッド１０のテーパー状継ぎ手部１０ａの形状を、出発母材５０の端部５０ａからの距離Ｘと関係して以下の式で規定される直径Ｄを有するようなテーパーに形成したものである。
Ｄ≦［（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ］＋Ａ
ただし、Ｂ＞Ａ、０≦Ｘ≦Ｃ
【００１９】
さらに好ましくは、
［｛（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ｝＋Ａ］×０．８≦Ｄ≦［（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ］＋Ａ
ただし、Ｂ＞Ａ、０≦Ｘ≦Ｃ
なお、ここで、Ａは出発母材５０の直径、Ｂはダミーロッド１０の直径、Ｃはテーパー状継ぎ手部１０ａの長さ、Ｘは出発母材５０の端部５０ａからの距離、そしてＤはテーパー状継ぎ手部１０ａのＸの位置での直径である。
【００２０】
本発明は、このように規定したダミーロッド１０を、そのテーパー状継ぎ手部１０ａを出発母材５０の両端５０ａ、５０ｂに接続して、該ダミーロッド１０を、上記図５の従来技術で説明したのと同様に、ガラス旋盤５５の支持機構５６に回転可能に支持せしめて、出発母材５０を、その長手方向の軸５１を中心にして回転するように配置して支持する。
【００２１】
そして、出発母材５０の長手方向に沿って移動する酸水素火炎バーナ５７からの火炎５２によって、ガラス原料ガスからガラス微粒子Ｍを形成し、このガラス微粒子Ｍを出発母材５０の外周上に堆積し、多孔質ガラス層に形成せしめて光ファイバ母材１を得る。
【００２２】
かくして、上記方法では、出発母材５０を、その両端に接続した上記した式で規定されるテーパー状のテーパー継ぎ手部１０ａを有するダミーロッド１０を介して支持装置５５に支持せしめたので、出発母材５０とダミーロッド１０との接続部に段部のような凹凸部が生じることが無く、直線的に接続されることとなり、出発母材５０へのガラス微粒子Ｍの堆積を均一に形成せしめることが出来、特に出発母材５０の両端部５０ａ、５０ｂの近傍で堆積するガラス微粒子のうねりの生起を低減せしめ得て、良好な光ファイバ母材１を製造することが出来る。
【００２３】
以下、具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例）
次に実施例として、本発明の光ファイバ母材の製造方法の特性効果を検証するため、ロッド状の出発母材５０の両端部５０ａ、５０ｂに、種々の異なる形状のダミーロッド１０の接続するようにして、出発母材５０の外周面にガラス微粒子Ｍを堆積せしめて光ファイバ母材１を製造し、堆積されたガラス微粒子のうねり量Ｚを評価した。
【００２４】
なお、ガラス微粒子Ｍｏの堆積された出発母材の外径は１ｍｍ毎に測定し、
｜うねり量Ｚ｜＝｜（測定径−平均径）／平均径×１００｜
の式を用いて求めた。そして、平均径は測定点の前後２５点、合計５０点で測定した径を平均したものである。この検証では、複数本の出発母材を対象として行い、うねり量Ｚはそのバラツキを示した。
【００２５】
＜実施例１＞
実施例１として、長さ１０００ｍｍで、直径Ａが２０ｍｍの出発母材５０の両端部５０ａ、５０ｂに、長さＣが４０ｍｍで、その直径Ｄが図２のようにＤ＝［（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ］＋Ａの式（ただしＢ＞Ａ、０≦Ｘ≦Ｃ）で規定されるテーパー状継ぎ手部１０ａを有する３０ｍｍの直径Ｂでなるダミーロッド１０を接続して、出発母材５０の外周面にガラス微粒子Ｍを堆積せしめて、光ファイバ母材を製造した。そして、出発母材５０の中央部８００ｍｍと両端部１００ｍｍにおけるうねり量を検証した。その結果、得られたそれぞれの前記部位におけるうねり量Ｚの最大値を、表１に表示した。
【００２６】
【表１】
2004292182.tif 000003
【００２７】
＜比較例＞
比較例として、実施例１と同様の仕様諸元を有する出発母材５０を、図６に図示するような凹凸の段部６１を有する直径３０ｍｍの従来のダミーロッド６０に接続して、出発母材５０の外周面にガラス微粒子Ｍを堆積せしめて、光ファイバ母材を製造した。そして、実施例１と同様に出発母材５０の中央部８００ｍｍと両端部１００ｍｍにおけるうねり量を検証した。その結果、得られたそれぞれの前記部位におけるうねり量Ｚの最大値を、表２に表示した。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
表１と表２と比較参照すると明らかなように、うねりＺの最大値は実施例１の本発明の方法が比較例の従来方法より概して低く、本発明の方法ではうねり量Ｚが低減されることが判明した。そして、母材の両端部におけるうねり量Ｚも本発明の実施例１の方法では、従来方法における最良の低い値と同等の値が、常に得られることが判明した。
【００３０】
＜実施例２＞
実施例２として、実施例１と同様の仕様諸元を有する出発母材５０を使用し、図３に図示するような出発母材５０の両端部５０ａ、５０ｂに接続するダミーロッド１０を、図３のように、長さＣが４０ｍｍで、その直径ＤがＤ＜［（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ］＋Ａの式（ただしＢ＞Ａ、０≦Ｘ≦Ｃ）で規定されるテーパー状継ぎ手部１０ａを有する直径Ｂのダミーロッド１０で形成して、出発母材５０の外周面にガラス微粒子Ｍを堆積せしめた。そして、出発母材５０の中央部８００ｍｍと両端部１００ｍｍにおけるうねり量を検証した。その結果、得られたそれぞれの前記部位におけるうねり量Ｚの最大値を、表３に表示した。
【００３１】
【表３】
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【００３２】
表３で明らかなように、この実施例２では、前記実施例１で実施したテーパー状継ぎ手部１０ａの直径ＤがＤ＝［（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ］＋Ａの式（ただしＢ＞Ａ、０≦Ｘ≦Ｃ）で規定されるテーパー状の継ぎ手部を有するダミーロッド１０で接続した出発母材５０にガラス微粒子Ｍを堆積する方法と同等に、うねり量Ｚを低減せしめる効果を奏することが判明した。
なお、強度を確保するため、この直径Ｄはあまり小さくすることは好ましくなく、Ｄ≧［｛（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ｝＋Ａ］×０．８とすることが望ましい。
【００３３】
＜実施例３＞
次に実施例３として、実施例１と同様の仕様諸元を有する出発母材５０を使用し、出発母材５０の両端部５０ａ、５０ｂに接続するダミーロッド１０を、図４に図示するように、長さＣが４０ｍｍで、その直径Ｄが、Ｄ＞［（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ］＋Ａの式（ただしＢ＞Ａ、０≦Ｘ≦Ｃ）で規定されるテーパー状継ぎ手部１０ａを有する３０ｍｍの直径Ｂでなるダミーロッド１０を接続して、出発母材５０の外周面にガラス微粒子Ｍを堆積し、光ファイバ母材を製造した。そして、出発母材５０の中央部８００ｍｍと両端部１００ｍｍにおけるうねり量を検証した。その結果、得られたそれぞれの前記部位におけるうねり量Ｚの最大値を、表４に表示した。
【００３４】
【表４】
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【００３５】
表４で明らかなように、この実施例３では、得られた各部位のうねり量Ｚの最大値が、前記比較例で得られた従来方法とほぼ同等の値であることが判明した。即ち、この実施例３のようなダミーロッド１０に形成する継ぎ手部１０ａのテーパーとして、その径ＤをＤ＞［（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ］＋Ａの式（ただしＢ＞Ａ、０≦Ｘ≦Ｃ）で規定したものにおいては、そのうねり量Ｚが、従来方法のダミーロッドを凹凸の段部を有して出発母材に接続して、微粒子を堆積せしめる方法と同等となり、うねり量Ｚの低減、改善は認められないことが判明した。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、出発母材（直径Ａ）の両端部に、長さＣのテーパー状の継ぎ手部を有する直径Ｂでなるダミーロッドを接続するとともに、前記テーパーの直径Ｄを接続部よりの距離Ｘと関係して、
Ｄ≦［（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ］＋Ａ
ただし、Ｂ＞Ａ、０≦Ｘ≦Ｃ
の式で規定されるテーパー状の継ぎ手部を有するダミーロッドを用いるようにしたので、出発母材とダミーロッドとの接続に凹凸、段差が生ずることなく、直線的に接続されることとなって、出発母材に堆積するガラス微粒子のうねりの生起、特に出発母材の両端のダミーロッド接続部近傍でのうねりの生起器を低減せしめることができる。
【００３７】
また、ダミーロッドとして、以下の式で規定されるものを用いることにより、［｛（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ｝＋Ａ］×０．８≦Ｄ≦［（Ｂ−Ａ）・Ｘ／Ｃ］＋Ａ
ただし、Ｂ＞Ａ、０≦Ｘ≦Ｃ
継ぎ手部のテーパー部分の直径Ｄがむやみに細くなることがなく、この部分の強度低下が抑えられる。
【００３８】
このようなことより、本発明の光ファイバ母材の製造方法では、出発母材の周面上にガラス微粒子を均一に堆積せしめることができ、うねりの生起を低減して品質特性の優れた光ファイバ母材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ母材の製造方法に使用するダミーロッドの形状を説明する部分断面図。
【図２】実施例１で使用するダミーロッドの形状を説明する部分断面図。
【図３】実施例２で使用するダミーロッドの形状を説明する部分断面図。
【図４】実施例３で使用するダミーロッドの形状を説明する部分断面図。
【図５】従来の火炎加水分解反応法による光ファイバ母材の製造方法を実施する装置の概略図。
【図６】従来の火炎加水分解反応法による光ファイバ母材の製造方法で使用しているダミーロッドの形状の一例を説明する部分断面図。
【符号の説明】
１…光ファイバ母材、  １０…ダミーロッド、  １０ａ…テーパー状の継ぎ手部、  ５０…出発母材、  ５０ａ、５０ｂ…出発母材の端部、    ５７…酸水素バーナ、Ｍ…ガラス微粒子、Ａ…出発母材の直径、Ｂ…ダミーロッドの直径、Ｃ…テーパー状の継ぎ手部の長さ、Ｄ…テーパー状の継ぎ手部の直径、Ｘ…テーパー状の継ぎ手部の出発母材との接続部からの距離
【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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【図６】
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