(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスロッドの外周面にスートを堆積させて光ファイバ用母材を製造する方法において、該ロッドの外周面に堆積したスートの重量及び基台上に設置された該ロッドを回転させる回転機構部の重量を測定するに際し、前記基台と該基台の荷重を受ける重量計を前記スートの両端側にそれぞれ設け、かつ該基台上にバランス軸を挟んで重量計と対向する側にカウンターウェイトを配置し、それぞれ個別にカウンターウェイトで風袋重量を相殺して測定することにより、該母材の成長速度を制御することを特徴とする外付け法による光ファイバ用母材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火炎加水分解反応によって生成するガラス微粒子をガラスロッドに堆積させる光ファイバ用母材の製造に係り、特に、透明ガラス化後、長手方向に正確なコア／クラッド比を有する光ファイバ用ガラス母材が得られる、外付け法による光ファイバ用母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
外付け法による光ファイバ用母材の製造方法は、図３に示すように、チャンバー１内において、バーナ２に供給された原料ガスを火炎加水分解反応させ、生成したガラス微粒子を、基台３上に載置された回転機構部４によって回転されているコア石英ガラスロッド（以下、単にロッドという）５の外周面に、該ロッド５に沿ってバーナ２を左右にトラバースさせながら均一に堆積させ、スート６を製造している。なお、符号８はチャック、符号９は軸受け、符号１０は共有ベースである。
堆積終了後、スート６はチャンバー１から取り出され、加熱炉にて脱水処理後、透明ガラス化され、光ファイバ用ガラス母材とされる。
【０００３】
ガラス微粒子の付着・堆積量にバラツキが生じると、これを焼結し透明ガラス化して得られる光ファイバ用ガラス母材は、長手方向に正確なコア／クラッド比を有する真円形状が得られない。このため、スート６の正確な成長速度の制御が要求されるが、これはスート堆積量の測定精度に左右される。
【０００４】
ガラス微粒子の堆積中、スート６の成長速度を制御するには、その堆積重量を正確に知る必要がある。そのため従来は、図３に示すように、重量計７によって、スート６を含めたチャンバー１内の全重量を測定し、この測定重量から堆積開始前に予め測定しておいたこれらの初期重量、すなわち風袋重量を差し引くことで、スート６の堆積重量を検出していた。
【０００５】
上記方法は、チャンバー１を含む全重量を測定しなければならないため、重量計のスケールが大きくなり、測定精度が悪くなっていた。そこで、必要なスート堆積重量だけを測定できる方法として、特開２０００−８６２７１号公報は、図４に示すように、チャック８で把持されたスート６を軸受け９で支持し、複数の軸受け９を納めた軸受けケース１１の下に重量計７を配置した構成とし、スート６の重量を軸受けケース１１ごと測定することで、スート６の堆積量を検出する方法を提案している。なお、符号１２は回転継手である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２０００−８６２７１号公報に記載の方法は、ロッド５の熱による軸方向の伸縮、たわみによる軸方向の変位等によって、ロッドの回転中心における回転駆動モーメントがバラツキ、トルク変動を生じる。その結果、回転軸の途中に介在する継手機構（回転継手１２）がその影響を受け、測定精度を悪化させていた。
【０００７】
そこで、本発明は、高い精度でスート堆積重量を測定することができ、光ファイバ用母材の成長速度の精密な制御を可能とし、長手方向に正確なコア／クラッド比を有する光ファイバ用母材が得られる、外付け法による光ファイバ用母材の製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【問題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討の結果、重量計の測定精度を上げるためにチャンバー重量を測定せず、かつ継手機構の摩擦力等の影響を受けないように、回転機構部の駆動軸の先端に設けられたチャックによってロッドを把持することで、回転継手を持たない構造とし、スート堆積重量と回転機構部重量を共に測定することで、上記課題を解決している。
【０００９】
すなわち、本発明の外付け法による光ファイバ用母材の製造方法は、ロッドの外周面にスートを堆積させて光ファイバ用母材を製造する方法において、該ロッドの外周面に堆積したスートの重量及び基台上に設置された該ロッドを回転させる回転機構部の重量を測定するに際し、前記基台と該基台の荷重を受ける重量計を前記スートの両端側にそれぞれ設け、かつ該基台上にバランス軸を挟んで重量計と対向する側にカウンターウェイトを配置し、それぞれ個別にカウンターウェイトで風袋重量を相殺して測定することにより、該母材の成長速度を制御することを特徴としている。
【００１０】
外付け法による光ファイバ用母材の製造装置は、ガラスロッドの外周面にスートを堆積させて光ファイバ用母材を製造する装置において、該ガラスロッドを回転させる回転機構部の駆動軸の先端に設けられたチャックによってガラスロッドを把持し、回転機構部の下に、ガラスロッドの外周面に堆積したスート及び回転機構部の重量を測定する測定機構部を設ける。
【００１１】
重量を測定する測定機構部は、回転機構部の下に設けられたバランス軸を支点とするテコ原理により、スート重量を測定するように設けられる。このとき、バランス軸を挟んで一方の側にカウンターウェイト、他方の側に重量計を配置して、カウンターウェイトにより回転機構部の重量を軽減し、より測定レンジの小さい重量計を用いることによって測定精度を上げることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の外付け法による光ファイバ用母材の製造方法及びその装置について詳述する。図１は、本発明の製造装置を示す概略説明図であり、図２は、図１の要部を示す概略斜視図である。
図１において、ロッド５は、チャック８を介して駆動軸１３に支持され、さらに、軸受け９を介してモータを駆動源とする回転機構部４に支持されている。回転機構部４は基台３上に載置され、この下に、ロードセル等の重量センサーが組み込まれた重量計７が、ロッド５の両端側にそれぞれ配置されている。
【００１３】
重量の測定機構部は、回転機構部４の下に設けられたバランス軸１４を支点とするテコ原理によりスート６及び回転機構部４の重量を測定するものであり、具体的には図２に示すように、回転機構部４が載置された基台３の下にバランス軸１４を支点として設け、この支点を挟んで、一方の側にカウンターウェイト１５を基台３上に、他方の側に重量計７を基台３の下に配置した構成となっている。
【００１４】
これにより、回転機構部の重量をスートの堆積開始前に予め測定し、カウンターウェイト１５を基台３上に載せて重量計７に掛かる重量を軽減することで、よりスケールの小さな重量計７の使用が可能となり、測定精度を上げることができる。このカウンターウェイト１５で軽減する重量は、重量計７の測定感度を勘案して適宜設定するのが好ましい。
なお、回転機構部の重量を全てカウンターウェイト１５でキャンセルして、重量計７の図示されていない測定値表示部（ディスプレイ）の表示を堆積前にゼロ表示しておくことで、堆積中、常にスートの堆積重量のみを測定し、表示させることもできる。
このようにして、ガラス微粒子の堆積中、所定の時間間隔で正確なスートの堆積重量の測定が行われ、制御装置にて設定重量に対する増減、あるいは増加率が検出され、これに基づきバーナ２への原料ガスの供給量等の制御が行われ、スート６の成長速度が制御される。
【００１５】
このように本発明の光ファイバ用母材の製造方法及び装置は、回転機構部４の駆動軸１３の先端に設けたチャック８によってロッド５を把持し、回転機構部４の下に重量計７を設置したことにより、図３に示すようなチャンバーの測定を必要とせず、スート６と回転機構部４を合わせて測定する構成としたことで、スケールの小さな重量計７を使用することができ、精度の高い計測が可能となる。また、テコ原理を利用して回転機構部の重量をカウンターウェイトで軽減することで、よりスケールの小さな重量計７の使用が可能となり、測定精度を上げることができる。
【００１６】
【実施例】
図１に示す装置を用いて、光ファイバ用母材の製造を行った。先ず、ガラス微粒子の堆積に先立ち、基台３上にカウンターウェイト１５を載せて回転機構部４の重量を軽減した。
その後、ロッド５を回転させ、この長手方向に沿って１乃至複数のバーナ２を左右にトラバースさせながら、ロッド５の外周面にガラス微粒子を堆積させた。堆積中、所定の時間間隔でスート６の正味堆積重量が検出され、これに基づきバーナ２への原料ガスの供給量等が制御され、スート６の成長速度が正確に制御された。なお、重量計７には２５０ｋｇ用のものを２台使用した。
【００１７】
重量が最も大きくなる堆積終了直前では、スート６の重量６０ｋｇ、回転機構部４の重量３００ｋｇ（左右）で、合計６６０ｋｇとなるが、回転機構部４の重量を各１５０ｋｇのカウンターウェイト１５で軽減した結果、各２５０ｋｇの重量計で済み、測定精度は０．１２５ｋｇであった。
堆積終了後、スート６をチャンバーから取りだし、加熱炉にて脱水処理後、透明ガラス化して、光ファイバ用ガラス母材を得た。このコア／クラッド比を測定したところ、このものは真円形状を有し、かつ長手方向に正確なコア／クラッド比を有していた。
【００１８】
【比較例】
図３に示す装置を用いた以外は実施例１と同様にして、光ファイバ用母材の製造を行った。
重量が最も大きくなる堆積終了直前では、スート６の重量６０ｋｇに対して、チャンバー１全体の重量は１５００ｋｇであった。重量計７には１０００ｋｇ用のものを２台使用したが、重量計７の測定精度がフルスケールの０．０５％であったため、測定精度は０．５ｋｇであった。そのため成長速度を正確に制御することができず、満足のいく真円形状、コア／クラッド比が得られなかった。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の外付け法による光ファイバ用母材の製造方法及びその装置によれば、高い精度でスート堆積量を測定することができ、光ファイバ用母材の成長速度の精密な制御を可能とし、真円形状を有し、かつ長手方向に正確なコア／クラッド比を有する光ファイバ用母材が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の外付け法による光ファイバ用母材の製造装置を説明する概略説明図である。
【図２】  図１の要部を示す概略斜視図である。
【図３】  従来技術による光ファイバ用母材の製造装置を説明する概略説明図である。
【図４】  従来技術の他の例による光ファイバ用母材の製造装置を説明する概略説明図である。
【符号の説明】
１．    チャンバー、
２．    バーナ、
３．    基台、
４．    回転機構部、
５．    ロッド、
６．    スート、
７．    重量計、
８．    チャック、
９．    軸受け、
１０．    共有ベース、
１１．    軸受けケース、
１２．    回転継手、
１３．    駆動軸、
１４．    バランス軸、
１５．    カウンターウェイト。
【図１】
0004718051.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004718051.tif 000004
【図４】
0004718051.tif 000005