(57)【要約】【課題】スス付けの所要時間を短縮すると同時に、スス割れ等の発生を防止して、生産性の向上と、製品歩留まりの向上を実現することができる光ファイバ母材製造方法を得る。【解決手段】ＶＡＤ法によって光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する製造方法であって、ロッド部２１より太径のラクビーボール形状に形成された大径部２３と、この大径部２３の先端に連なり、前記大径部２３より細径の定常外径部２４を有する口出し部２５とを備えた出発ロッド１６を用い、該出発ロッド１６を光ファイバ多孔質ガラス母材製造装置の保持部材によって垂直に保持し、前記大径部２３の先端にガラス微粒子を堆積させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＶＡＤ法によって光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する光ファイバ母材製造方法であって、
光ファイバ用多孔質ガラス母材製造装置の保持部材によって保持されるロッド部と、前記ロッド部より太径のラクビーボール形状の大径部と、この大径部の先端に連なり、前記太径部より細径の定常外径部を有する口出し部とを備えた出発ロッドを垂直に保持し、前記太径部の先端にガラス微粒子を堆積することを特徴とする光ファイバ母材製造方法。
【請求項２】
ＶＡＤ法によって光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する光ファイバ母材製造方法であって、
光ファイバ用多孔質ガラス母材製造装置の保持部材によって保持されるロッド部と、前記ロッド部より太径のラクビーボール形状の大径部と、この大径部の先端に連なり、前記太径部より細径の定常外径部を有する口出し部と、前記口出し部に接続し外径一定のコアロッドとを備えた出発ロッドを水平または垂直に保持し、前記太径部の先端より前記コアロッド外周にガラス微粒子を堆積することを特徴とする光ファイバ母材製造方法。
【請求項３】
前記太径部の最大径は、前記太径部の下方に位置する定常外径部の外径の１．１〜５倍に形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ母材製造方法。
【請求項４】
前記大径部の外周面は、曲率半径ｒが、ｒ≧１０ｍｍを満たす連続曲線により形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光ファイバ母材製造方法。
【請求項５】
光ファイバ母材製造用の出発ロッドの製造方法であって、
１本のガラス棒の中間部を加熱しながら該ガラス棒の両端を軸方向に加圧して、加熱部を膨出させることで所定の形状・寸法の大径部を形成することを特徴とする出発ロッドの製造方法。
【請求項６】
光ファイバ母材製造用の出発ロッドの製造方法であって、
コアロッド相当の径のガラス棒の端部に太径のガラス棒を加熱・溶着することで所定の形状・寸法の大径部を形成することを特徴とする出発ロッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＶＡＤ法（気相合成法）によって光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する光ファイバ母材製造方法に関するもので、詳しくは、出発ロッドから多孔質ガラス体を製造する際の初期のスス付け時間を短縮させることができ、且つ、スス割れ等の発生を防止して、多孔質ガラス体の生産性の向上と、製品歩留まりの向上を実現するための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ファイバ用ガラス母材の製造は、先ず、光ファイバ用ガラス母材のコア部に相当する部分、具体的には光ファイバ用コアロッドを製造する。
光ファイバ用コアロッドは、例えば、図５に示すような装置を用いてＶＡＤ法によって製造される。具体的には、コア部用ガラス形成用原料ガスと燃焼用ガスとをガラス微粒子合成用バーナ３に供給し、これらを火炎加水分解せしめてコア部用ガラス微粒子を合成する。該コア部用ガラス微粒子を、保持部材２によって回転しながら引き上げられる出発ロッド１の下端に堆積させて光ファイバ用コアロッドの多孔質ガラス体４を形成する。しかる後、光ファイバ用コアロッドの多孔質ガラス体４はガラス化炉に移されて脱水され、続いてガラス化炉内でおこなわれる高温下でのガラス化を経て光ファイバ用コアロッドとなる。
【０００３】
ところで、近年、生産性向上、低コスト化を目的として製造される光ファイバ用ガラス母材の大型化（太径化）が進んでいる。したがって、光ファイバ用ガラス母材の大型化に伴い光ファイバ用コアロッドも大型化され、さらには、この光ファイバ用コアロッドの大型化によって、出発ロッドも大型化する必要が生じてきた。つまり、出発ロッドが従来と同様の外径のものであるとすると、製造する光ファイバ用コアロッドの多孔質ガラス体が堆積して所定の外径に達するまでに時間がかかる。
【０００４】
そこで、大型化した出発ロッドが検討されたが、大型化した出発ロッドを従来の光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造装置に用いるには、保持部材による把持が可能であるように上部が従来の太さでなければならない。そのため、上部は従来の太さであり、かつ下端のガラス微粒子が堆積する部分は従来よりも太い形状のものを製造しなければならず、つまり、下端の太径部を形成するため、ＶＡＤ法等でガラス微粒子を長時間堆積させなければならず、生産性の悪さを解決できなかった。
【０００５】
このような背景から、光ファイバを線引きした後の引き残り母材を、出発ロッドとして再利用することが提案された（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−８１９６３号公報
【０００７】
図６は、上記特許文献１に記載されたもので、光ファイバを線引きした後の引き残り母材を出発ロッド５として、その下部周辺にガラス微粒子を堆積させることで、光ファイバ用コアロッドの多孔質ガラス体を形成する様子を示している。
出発ロッド５は、光ファイバを線引きした後の引き残り母材を構成しているロッド部７とそのロッド部７の先端の膨出形状の大径部９とを残し、大径部９の下端の引き伸ばされた部分は切除したものである。
このように、最初から大径部９を有した出発ロッド５を使用することで、短時間で太径の多孔質ガラス体を形成することが可能になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、光ファイバを線引きした後の引き残り母材における大径部９は、線引き時の状況に応じて、大きさや形状が変わる。
そのため、出発ロッドとして再利用する場合には、その大きさや形状に応じて、初期のスス付け条件を大きく変更しなければならず、初期のスス付け条件の設定に手間がかかって、処理の遅延を招くという問題が生じた。
【０００９】
また、ＶＡＤ法によって多孔質ガラス体を製造した場合、引き残り母材の上部には、透明化されていない未焼結部分が存在していることが多く、その引き残り母材を出発ロッドとして再利用すると、未焼結部分にススが付着した場合に、ススと出発ロッドとの間の密着力が弱いために、スス付け処理の途中で割れてしまうスス割れが生じ易いという問題もあった。
【００１０】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガラス微粒子を堆積させるための大径部として、寸法及び形状が一定のものを簡単に形成することができ、ＶＡＤ法において出発ロッドから多孔質ガラス体を製造する際の初期のスス付け条件を画一化すると同時に、初期のスス付け量を軽減して、多孔質ガラス体製造初期の所要時間を短縮させることができ、且つ、スス割れ等の発生を防止して、大径の多孔質ガラス体の生産性の向上と、製品歩留まりの向上を実現することができる光ファイバ母材製造方法及び出発ロッドの製造方法を提供することにある。
【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、本発明に係る光ファイバ母材製造方法は、請求項１に記載したように、ＶＡＤ法によって光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する光ファイバ母材製造方法であって、
光ファイバ用多孔質ガラス母材製造装置の保持部材によって保持されるロッド部と、前記ロッド部より太径のラクビーボール形状の大径部と、この大径部の先端に連なり、前記太径部より細径の定常外径部を有する口出し部とを備えた出発ロッドを垂直に保持し、前記太径部の先端にガラス微粒子を堆積することを特徴とする。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る光ファイバ母材製造方法は、請求項２に記載したように、ＶＡＤ法によって光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する光ファイバ母材製造方法であって、
光ファイバ用多孔質ガラス母材製造装置の保持部材によって保持されるロッド部と、前記ロッド部より太径のラクビーボール形状の大径部と、この大径部の先端に連なり、前記太径部より細径の定常外径部を有する口出し部と、前記口出し部に接続し外径一定のコアロッドとを備えた出発ロッドを水平または垂直に保持し、前記太径部の先端より前記コアロッド外周にガラス微粒子を堆積することを特徴とする。
【００１３】
以上のように構成された光ファイバ母材製造方法は、出発ロッドから小量のスス付けで大径の多孔質ガラス体を引き出すことが可能になる。
また、光ファイバを線引きした後の引き残り母材を出発ロッドとして利用する従来の場合と比較すると、大径部の当初の寸法及び形状のばらつきをなくすことができるため、初期のスス付け条件を画一化することもできる。
従って、初期のスス付け条件の設定が簡便になると同時に、初期のスス付け量が軽減され、多孔質ガラス体製造初期の所要時間を短縮させることができる。
更に、光ファイバを線引きした後の引き残り母材を出発ロッドとして利用する従来の場合と比較すると、出発ロッド上に透明化されていない未焼結部分が存在しないため、スス割れ等の発生を防止して、大径の多孔質ガラス体の生産性の向上と、製品歩留まりの向上を実現することができる。
【００１４】
なお、好ましくは、前記光ファイバ母材製造方法において、前記太径部の最大径は、前記太径部の下方に位置する定常外径部の外径の１．１〜５倍に形成した構成とすると良い。
大径部は、外径が大きいほど、スス付け時間短縮の効果が顕著になるが、大きすぎると、大径部の製造が難しくなる。上記の範囲であれば、大径部の製造がそれほど困難にならず、しかもスス付け時間短縮の効果を得ることができる。
【００１５】
更に好ましくは、前記光ファイバ母材製造方法において、前記大径部の外周面は、曲率半径ｒが、ｒ≧１０ｍｍを満たす連続曲線により形成する構成とすると良い。
大径部に上記の曲率半径よりも小さい曲率の角部が存在すると、ガラス微粒子を堆積させるバーナの火炎が当たらない部分が発生し、堆積させるガラス微粒子の嵩密度に不連続な点が発生して、スス割れ等の欠陥の発生を招く。
しかし、上記のような曲率半径で大径部の外周面を形成しておけば、バーナの火炎が当たらない部分が発生せず、堆積させるガラス微粒子の嵩密度に不連続な点が発生することを防止できるため、スス割れ等の欠陥の生じない高品位の多孔質ガラス体を安定して連続製造することが可能になる。
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明に係る出発ロッドの製造方法は、請求項５に記載したように、光ファイバ母材製造用の出発ロッドの製造方法であって、
１本のガラス棒の中間部を加熱しながら該ガラス棒の両端を軸方向に加圧して、加熱部を膨出させることで所定の形状・寸法の大径部を形成することを特徴とする。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る出発ロッドの製造方法は、請求項６に記載したように、光ファイバ母材製造用の出発ロッドの製造方法であって、
コアロッド相当の径のガラス棒の端部に太径のガラス棒を加熱・溶着することで所定の形状・寸法の大径部を形成することを特徴とする。
【００１８】
以上のように構成された出発ロッドの製造方法は、何れも、新規の所定径のガラス棒を加圧状況化で、加熱又は融着させることで一部をロッド部より太径の形状として、ガラス微粒子を堆積させるための寸法及び形状が一定の大径部を形成したもので、寸法及び形状が一定の太径部を簡単に形成することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施の形態に係る光ファイバ母材製造方法及び出発ロッドの製造方法（なお、本願は出発ロッドとしても特徴を有するものである。）を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る光ファイバ母材製造方法の一実施の形態を示したもので、本発明に係る出発ロッドを使用してＶＡＤ法により光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する。
この製造方法では、製造装置の保持部材１１によって上端が把持されてマッフル１３内に垂直に吊り下げられた状態にした出発ロッド１５を、回転駆動される保持部材１１によって回転させながら軸方向上方に引き上げつつ、マッフル１３内に配置された２基のガラス微粒子合成用バーナ１７，１８によって、出発ロッド１５の下部周辺にガラス微粒子を堆積させて、多孔質ガラス体をマッフル１３の下方に引き出す。
マッフル１３には、内部雰囲気を一定に保つための排気口１９が装備されている。
【００２０】
出発ロッド１５は、上端が保持部材１１によって保持される円柱状のロッド部２１と、このロッド部２１より太径のラクビーボール形状に形成されて、バーナ１７から供給されるガラス微粒子の堆積開始部となるた大径部２３と、この大径部２３の先端に連なり、大径部２３より細径の定常外径部２４を有する口出し部２５とを備えた形態である。
【００２１】
以上の出発ロッド１５は、図２（ａ）に示すように、ロッド部２１と同径の１本のガラス棒３１の中間部をバーナ３２の火炎３３で加熱しながら、該ガラス棒３１の両端を軸方向に加圧して、加熱部を膨出させることで、図２（ｂ）に示すような所定の形状・寸法の大径部２３を形成したものである。
【００２２】
なお、大径部２３の製造方法は、上記の方法に限定しない。
例えば、図３（ａ）に示すように、
大径部２３は、コアロッド相当の径のガラス棒４１の端部に太径のガラス棒４３を加熱・溶着することで、図３（ｂ）に示すように、所定の形状・寸法に膨出した形状の大径部２３を形成するようにしても良い。
【００２３】
なお、大径部２３の外周面は、曲率半径ｒが、ｒ≧１０ｍｍを満たすように、大径部２３を形成する。
また、大径部２３の最大径は、太径部２３の下方に位置する定常外径部２４のの外径の１．１〜５倍に形成する。
【００２４】
以上のように構成された光ファイバ母材製造用の出発ロッド１５は、新規の所定径のガラス棒を加圧状況化で、加熱又は融着させて一部を膨出成形することで、ガラス微粒子を堆積させるための寸法及び形状が一定の大径部２３を形成したもので、寸法及び形状が一定の大径部２３を簡単に形成することができる。
そのため、ＶＡＤ法において当該出発ロッド１５を用いた光フアイバ母材製造方法では、小量のスス付けで大径の多孔質ガラス体を引き出すことが可能になる。
【００２５】
また、光ファイバを線引きした後の引き残り母材を出発ロッドとして利用する従来の場合と比較すると、大径部２３の当初の寸法及び形状のばらつきをなくすことができるため、初期のスス付け条件を画一化することもできる。
従って、初期のスス付け条件の設定が簡便になると同時に、初期のスス付け量が軽減され、多孔質ガラス体製造初期の所要時間を短縮させることができる。
【００２６】
更に、光ファイバを線引きした後の引き残り母材を出発ロッド１５として利用する従来の場合と比較すると、出発ロッド１５上に透明化されていない未焼結部分が存在しないため、スス割れ等の発生を防止して、大径の多孔質ガラス体の生産性の向上と、製品歩留まりの向上を実現することができる。
【００２７】
また、大径部２３は、外径が大きいほど、スス付け時間短縮の効果が顕著になるが、大きすぎると、大径部２３の製造が難しくなる。上述した太径部の下方に位置する定常外径部２４の外径の１．１〜５倍程度の範囲であれば、大径部２３の製造がそれほど困難にならず、しかもスス付け時間短縮の効果を得ることができる。
【００２８】
更に好ましくは、光ファイバ母材製造方法において、大径部２３の外周面は、曲率半径ｒが、ｒ≧１０ｍｍを満たす連続曲線により形成する構成とすると良い。
大径部２３に小さい曲率の角部が存在すると、ガラス微粒子を堆積させるバーナの火炎が当たらない部分が発生し、堆積させるガラス微粒子の嵩密度に不連続な点が発生して、スス割れ等の欠陥の発生を招く。
しかし、上記のように大径部２３の外周面を、曲率半径ｒがｒ≧１０ｍｍを満たす連続曲線により形成しておけば、バーナの火炎が当たらない部分が発生せず、堆積させるガラス微粒子の嵩密度に不連続な点が発生することを防止できるため、スス割れ等の欠陥の生じない高品位の多孔質ガラス体を安定して連続製造することが可能になる。
【００２９】
図４は、本発明に係る出発ロッドを使用したＶＡＤ法による光ファイバ用多孔質ガラス母材製造方法の他の実施の形態を示したものである。
この実施の形態で使用した出発ロッド１６は、上端が保持部材１１によって垂直に保持される円柱状のロッド部２１と、このロッド部２１より太径のラクビーボール形状の大径部２３と、この大径部２３の先端に連なり、大径部２３より細径の定常外径部２４を有する口出し部２５と、口出し部２５に接続し外径一定のコアロッド２７（コアのみ又はコアとクラッドの一部を有する）とを備えた構成である。
この出発ロッド１６を用いた光ファイバ製造方法においては、製造装置の保持部材１１によって上端が把持されてマッフル１３内に垂直に吊り下げられた状態にした出発ロッド１５を、回転駆動される保持部材１１によって回転させながら軸方向上方に引き上げつつ、マッフル１３内に配置された１基のガラス微粒子合成用バーナ１８によって、大径部２３の先端よりコアロッド２７の外周にガラス微粒子を堆積させて、多孔質ガラス体をマッフル１３の下方に引き出す。
【００３０】
出発ロッド１６における大径部２３も、図２又は図３に示した製造方法によって所定の寸法・形状に形成される。
なお、この出発ロッド１６を使用した光ファイバ母材製造方法では、出発ロッド１６の口出し部２５の先端にコアロッド２７が既に一体装備されているため、定常外径部２４にガラス微粒子を堆積させるコアロッド用のバーナ１７は省略されている。
また、上記した光ファイバ母材製造方法では、出発ロッド１６は保持部材１１によって垂直に保持されるとしたが、水平に保持して回転し、大径部２３の先端よりコアロッド２７の外周面に対してガラス微粒子を堆積して光ファイバ母材を製造することもできる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の光ファイバ母材製造方法は、ＶＡＤ法において出発ロッドから小量のスス付けで大径の多孔質ガラス体を引き出すことが可能になる。
また、光ファイバを線引きした後の引き残り母材を出発ロッドとして利用する従来の場合と比較すると、大径部の当初の寸法及び形状のばらつきをなくすことができるため、初期のスス付け条件を画一化することもできる。
従って、初期のスス付け条件の設定が簡便になると同時に、初期のスス付け量が軽減され、多孔質ガラス体製造初期の所要時間を短縮させることができる。
【００３２】
更に、光ファイバを線引きした後の引き残り母材を出発ロッドとして利用する従来の場合と比較すると、出発ロッド上に透明化されていない未焼結部分が存在しないため、スス割れ等の発生を防止して、多孔質ガラス体の生産性の向上と、製品歩留まりの向上を実現することができる。
【００３３】
本発明の出発ロッドの製造方法は、何れも、新規の所定径のガラス棒を加圧状況化で、加熱又は融着させることで一部をロッド部より太径の形状として、ガラス微粒子を堆積させるための大径部を形成したもので、寸法及び形状が一定の太径部を簡単に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバ母材製造方法の一実施の形態を説明する図である。
【図２】図１の光ファイバ母材製造方法に用いられる出発ロッドの製造方法の説明図である。
【図３】図１の光ファイバ母材製造方法に用いられる出発ロッドの他の製造方法の説明図である。
【図４】本発明に係る光ファイバ母材製造方法の他の実施の形態を説明する図である。
【図５】ＶＡＤ法によって従来のガラス母材製造方法を示す概略図である。
【図６】光ファイバ用多孔質ガラス母材を形成する際に使用する従来の出発ロッドの説明図である。
【符号の説明】
１１  保持部材
１３  マッフル
１５  出発ロッド
１６  出発ロッド
１７，１８  ガラス微粒子合成用バーナ
１９  排気口
２１  ロッド部
２３  大径部
２４  定常外径部
２５  口出し部
２７  コアロッド
３１  ガラス棒
３２  バーナ
４１  ガラス棒
４３  ガラス棒
【図１】
2005008477.tif 000003
【図２】
2005008477.tif 000004
【図３】
2005008477.tif 000005
【図４】
2005008477.tif 000006
【図５】
2005008477.tif 000007
【図６】
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