(57)【要約】【課題】  ガラス微粒子堆積体を安定して製造することができる原料ガス噴射装置、中心パイプの保持方法およびガラス微粒子堆積体の製造方法を提供する。【解決手段】  原料ガス噴射装置３０は、原料ガスを供給する中心パイプ６１を中心にして同心状に火炎を形成するための複数のガスを供給するガス供給パイプ６２〜６８を多層に配置した構成を有するガラス微粒子生成用バーナ３１と、ガラス微粒子生成用バーナ３１の各パイプに個別にガスを供給する複数のチューブ７１〜７８と、原料ガスを供給する原料供給チューブ７１と中心パイプ６１との接続部近傍において、中心パイプ６１の軸方向以外に作用するチューブ７１〜７８からの力に抗して中心パイプ６１の基端部６１ａを保持する保持手段３３とを有する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガスを供給する中心パイプと火炎を形成するための複数のガスを供給するガス供給パイプとを有し、前記中心パイプを中心にして同心状に前記ガス供給パイプを多層に配置した構成を有するバーナと、
前記バーナの各パイプに個別にガスを供給する複数のチューブと、
前記原料ガスを供給する原料供給チューブと前記中心パイプとの接続部近傍において、前記中心パイプの軸方向以外に作用する前記チューブからの力に抗して、前記原料供給チューブ、前記中心パイプ、または、前記原料供給チューブと前記中心パイプとの間に必要に応じて設けられた管継ぎ手のいずれかを保持する保持手段とを有することを特徴とする原料ガス噴射装置。
【請求項２】
前記保持手段は、保持位置調整機構を有することを特徴とする請求項１に記載の原料ガス噴射装置。
【請求項３】
前記保持手段は、前記原料供給チューブ、前記中心パイプ、または、前記管継ぎ手のいずれかを把持する把持ブロックを有し、保持位置を固定されていることを特徴とする請求項１に記載の原料ガス噴射装置。
【請求項４】
前記バーナを支持するバーナブラケットに支持基板を固定し、前記保持手段を前記支持基板に固定したことを特徴とする請求項１に記載の原料ガス噴射装置。
【請求項５】
原料ガスを供給する中心パイプと火炎を形成するための複数のガスを供給するガス供給パイプとを有し、中心パイプを中心にして、同心状に前記ガス供給パイプを多層に配置した構成を有するバーナと、前記バーナの各パイプに個別にガスを供給する複数のチューブとを有する原料ガス噴射装置において、  前記原料ガスを供給する原料供給チューブと前記中心パイプとの接続部近傍における、前記原料供給チューブ、前記中心パイプ、または、前記原料供給チューブと前記中心パイプとの間に設けられた管継ぎ手のいずれかを、前記中心パイプの軸方向以外に作用する前記チューブからの力に抗して、前記バーナに対する保持位置を調整可能に保持することを特徴とする中心パイプの保持方法。
【請求項６】
請求項１記載の原料ガス噴射装置を用い、ガラス微粒子堆積体を製造する方法において、
前記バーナに対する前記中心パイプの保持位置を調整し、製造条件を確定した後は、前記保持位置で保持した状態でガラス微粒子堆積体を製造することを特徴とするガラス微粒子堆積体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ用母材の製造工程で出発材に吹き付けるガラス微粒子の生成を行う原料ガス噴射装置、中心パイプの保持方法およびガラス微粒子堆積体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コアとクラッドを有する光ファイバは、多孔質状のガラス微粒子堆積体を加熱して透明化させることにより光ファイバ母材を生成し、この光ファイバ母材を線引きすることにより製造される。
ガラス微粒子堆積体を製造する方法としては、例えば、ＶＡＤ法（Vapor Phase Axial Deposition）、あるいはＯＶＤ法（Outside Vapor Deposition）などが挙げられる。
これらは、複数のポートを有すバーナから、可燃性ガスと支燃性ガスからなる燃焼ガス、及びガラス原料ガスを吹き出して、燃焼ガスの燃焼により生じる酸水素火炎中においてガラス原料を加水分解させて、出発材上にガラス微粒子を堆積させる方法である。
【０００３】
図１１に示すように、例えばＶＡＤ法によりシングルモード光ファイバ用コアを含むガラス微粒子堆積体を製造する場合、コア用バーナ５１により酸水素火炎５２を形成し、この火炎５２中に四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ4）及び四塩化 ケイ素（ＳｉＣｌ4）を含むガラス原料ガスを吹き出して、加水分解によりガラ ス微粒子を生成する。生成されたガラス微粒子は、その軸周りに回転する出発材５５の下方に堆積され、コア部多孔質ガラス体（コアスート）５３が形成される。
同様に、クラッド用バーナ５６により酸水素火炎５７を形成し、この酸水素火炎５７の中にＳｉＣｌ4からなるガラス原料ガスを吹き出して、コアスート５３ を取り囲むようにクラッド部多孔質ガラス体５８が形成される。これにより、コアスート５３及びクラッド部多孔質ガラス体５８よりなるガラス微粒子堆積体６０が製造される。
【０００４】
この種のガラス微粒子堆積体を製造する際に用いるバーナとしては、図１２及び図１３に示すように、径を相異させた石英製の複数本のパイプ６１〜６８を同心円状に配置した多重管構造の多重管バーナ１００が、広く知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００５】
図１２及び図１３に示した多重管バーナ１００は、中心軸上に、ガラス原料ガスを先端部から吹き出す中心パイプ６１を配置している。そして、ガラス原料ガスを燃焼させる火炎を生成するための複数のガスを先端部から供給する複数のガス供給パイプ６２〜６８を、中心パイプ６１の外周を囲う多重の同心状に配置している。
【０００６】
多重管構造の中心に配置された中心パイプ６１は、両端を開口した直管で、基端部６１ａの開口に原料ガスを供給する原料供給チューブ７１が接続され、この原料供給チューブ７１からパイプ内に供給されるガラス原料ガスを先端部の開口から吹き出す。即ち、中心パイプ６１は、基端部６１ａの開口が原料供給チューブ７１を接続するガス供給接続ポート６１ｃとなり、先端部の開口がガス吹き出し用ポート６１ｄとなる。
【０００７】
中心パイプ６１を中心にして同心状に多層に配置された各ガス供給パイプ６２〜６８は、原料供給チューブ７１と中心パイプ６１との接続部近傍における基端部６２ａ〜６８ａがその内側に配置されたパイプの基端部近傍の外周面に気密に溶接固定されることで、順次、中心パイプ６１に一体化されている。
また、各ガス供給パイプ６２〜６８は、内側のパイプに溶接固定された自己の基端部から外側のパイプの基端部までの区間に、自己のパイプ内に連通するチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂが溶接され、各チューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂに接続されたチューブ７２〜７８から供給される火炎用の原料ガスは内側のパイプとの間の隙間を流れて、先端から吹き出す。
【０００８】
即ち、中心パイプ６１の外側に配置された各ガス供給パイプ６２〜６８の場合は、その基端部近傍に溶接されたチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂがチューブ７２〜７８を接続するガス供給接続ポート６２ｃ〜６８ｃとなり、先端部の内側のパイプとの間の隙間がガス吹き出し用ポート６２ｄ〜６８ｄとなる。
そして、この種の多重管バーナ１００を用いてガラス微粒子堆積体を製造する場合、最外周のガス供給パイプ６８の中間部外周をバーナブラケット８１によって把持することで、多重管バーナ１００の先端部の位置を所定位置に位置決めするようにしている。
【０００９】
【特許文献１】特開平４−２２８４４３号公報
【特許文献２】特開平７−３３４６７号公報
【特許文献３】特開平７−２４２４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、光ファイバの伝送特性を向上させるためには、図１４（ａ）に示すように、コア部の屈折率分布の形状をステップ状にすることが望ましい。さらに、光ファイバの伝送特性を安定化させるためには、その製品内及び製品間の屈折率分布のばらつきをなくすことが望ましい。
コア部多孔質ガラス体（コアスート）には、屈折率を増加させるためにドーパントであるゲルマニウム（Ｇｅ）が添加されており、光ファイバの屈折率分布は、ドーパントの分布に依存して決まる。したがって、ドーパントの分布の形状をステップ状とし、そのばらつきをなくす必要がある。
【００１１】
ガラス微粒子堆積体に割れや変形等が発生するのを抑制するために、ガラス原料ガスの流量や火炎の方向を精度良く制御して、ガラス微粒子を堆積させる必要がある。ガラス微粒子堆積体に欠陥があると、ガラス微粒子堆積体を透明化させた後に光ファイバ母材から線引きされて作製される光ファイバの特性も悪くなる。
【００１２】
しかしながら、従来の多重管バーナ１００のみを用いてガラス微粒子堆積体を製造して作製された光ファイバの屈折率分布を観察すると、コアが目標値よりも小径となっていたり、図１４（ｂ）に示すように、コアとクラッドとの界面において屈折率が突出するいわゆる界面ツノが生じていることがある。また、逆にコアが目標値よりも大径となっていたり、図１４（ｃ）に示すようにコアとクラッドとの界面において屈折率がなだらかに変化する所謂すそだれ状態となっていることがある。
【００１３】
即ち、従来の多重管バーナ１００のみを用いてガラス微粒子堆積体を製造した場合は、ガラス微粒子を所望の状態に安定して堆積できないことがあり、光ファイバのコアの径及び屈折率にばらつきが生じて、品質の低下を招いてしまうことがあった。
【００１４】
本発明者は、ガラス微粒子を所望の状態に安定して堆積できない原因を突き止めるべく、ガラス微粒子を生成処理中の多重管バーナ１００の中心パイプ６１やガス供給パイプ６２〜６８の位置決め姿勢や、中心パイプ６１からのガラス原料ガスの噴射形態、ガス供給パイプ６２〜６８によって形成される火炎形態等について鋭意観察を繰り返し、分析を行った。
その結果、図１２及び図１３に示したバーナの支持構造に原因があることを突き止めた。
【００１５】
即ち、図１２及び図１３に示したように、最外周のガス供給パイプ６８の中間部外周をバーナブラケット８１によって把持する。バーナの支持構造は、最外周以外のガス供給パイプ６２〜６７や、中心の中心パイプ６１は、各パイプに個別にガスを供給するチューブが接続される基端部近傍のみが外周側の各パイプの基端部６２ａ〜６８ａに溶接固定された片持ち梁状態になっている。
【００１６】
そのため、各パイプの基端部近傍に接続されるチューブの重量や、チューブに作用する引張力等が曲げ力として中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６７に作用した時、中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６７は前記基端部側の支持点（外側のパイプとの溶接部）を中心とした変位現象を起こし、この基端部側の変位は僅かでも、支持点から遠く離れた中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６７の先端部は大きな変位となってしまう。
【００１７】
しかも、中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６７は、各チューブ７１〜７７の接続位置をずらして設定されているため、中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６７の先端部は変位方向がバラバラとなり、このことが、中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６８相互間での相対変位を更に増大させる結果となる。
【００１８】
そして、このように、中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６７の基端部側に作用する負荷によって、中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６７の先端部の位置が、当初の最適位置から変動してしまう結果、ガラス原料ガスの吹き出し方向と火炎の方向とにずれが生じて、生成したガラス微粒子を所望の状態に安定して堆積できなくなってしまうのである。
【００１９】
従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、ガラス微粒子堆積体を安定して製造することができる原料ガス噴射装置、中心パイプの保持方法およびガラス微粒子堆積体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
従って、本発明の原料ガス噴射装置は、原料ガスを供給する中心パイプと火炎を形成するための複数のガスを供給するガス供給パイプとを有し、前記中心パイプを中心にして同心状に前記ガス供給パイプを多層に配置した構成を有するバーナと、
前記バーナの各パイプに個別にガスを供給する複数のチューブと、
前記原料ガスを供給する原料供給チューブと前記中心パイプとの接続部近傍において、前記中心パイプの軸方向以外に作用する前記チューブからの力に抗して、前記原料供給チューブ、前記中心パイプ、または、前記原料供給チューブと前記中心パイプとの間に必要に応じて設けられた管継ぎ手のいずれかを保持する保持手段とを有することを特徴とする。
【００２１】
望ましくは、前記保持手段は、保持位置調整機構を有することを特徴とする。
【００２２】
望ましくは、前記保持手段は、前記原料供給チューブ、前記中心パイプ、または、前記管継ぎ手のいずれかを把持する把持ブロックを有し、保持位置を固定されていることを特徴とする。
【００２３】
望ましくは、前記バーナを支持するバーナブラケットに支持基板を固定し、前記保持手段を前記支持基板に固定したことを特徴とする。
【００２４】
又、本発明の中心パイプの保持方法は、原料ガスを供給する中心パイプと火炎を形成するための複数のガスを供給するガス供給パイプとを有し、中心パイプを中心にして、同心状に前記ガス供給パイプを多層に配置した構成を有するバーナと、前記バーナの各パイプに個別にガスを供給する複数のチューブとを有する原料ガス噴射装置において、
前記原料ガスを供給する原料供給チューブと前記中心パイプとの接続部近傍における、前記原料供給チューブ、前記中心パイプ、または、前記原料供給チューブと前記中心パイプとの間に設けられた管継ぎ手のいずれかを、前記中心パイプの軸方向以外に作用する前記チューブからの力に抗して、前記バーナに対する保持位置を調整可能に保持することを特徴とする。
【００２５】
又、本発明のガラス微粒子堆積体の製造方法は、上記原料ガス噴射装置を用い、ガラス微粒子堆積体を製造する方法において、
前記バーナに対する前記中心パイプの保持位置を調整し、製造条件を確定した後は、前記保持位置で保持した状態でガラス微粒子堆積体を製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の原料ガス噴射装置によれば、原料ガスを供給する原料供給チューブと中心パイプとの接続部近傍が、保持手段によって保持位置に固定されるため、各パイプに接続されるチューブの重量やチューブに作用する引張力等が曲げ力として作用しても、その曲げ力を保持手段が受けて、中心パイプをはじめとする各パイプの先端部が、チューブを接続された基端部側を回転中心とした振れ現象を起こすことがない。
【００２７】
従って、各パイプが振れによる位置変動を起こすことがなく、各パイプの位置を所望の位置に安定維持して原料ガスや火炎用の各種ガスの吹き出しを行うことで、原料ガスの吹き出し方向と火炎の方向とを高精度に制御することが可能になる。
そこで、上記原料ガス噴射装置を用いてガラス微粒子堆積体を製造する場合にはガラス微粒子を所望の状態に安定して堆積させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係る原料ガス噴射装置を詳細に説明する。
なお、既に図１２及び図１３において説明した従来の多重管バーナ１００と略同様のガラス微粒子生成用バーナ３１の構成部材については、図中に同符号を付すことにより詳細な説明を簡略化或いは省略する。
【００２９】
図１は、ＶＡＤ法によりガラス微粒子堆積体を製造するための製造装置の概略構成図である。
このガラス微粒子堆積体の製造装置１０は、反応容器１１を有している。この反応容器１１内には、反応容器１１の上方に設置された昇降装置１３に回転可能に支持された支持棒１４が反応容器１１の上面側より回転可能に挿入されている。この支持棒１４には、出発材（ダミーガラスロッド）１２が吊り下げられている。この出発材１２は、昇降装置１３によって支持棒１４と共に昇降され、また、昇降装置１３によって支持棒１４と共にその軸周りに回転可能に構成されている。
【００３０】
反応容器１１内には、出発材１２にガラス微粒子を吹き付けるクラッド用バーナ２１及びコア用バーナ２２が設置されている。これらクラッド用バーナ２１及びコア用バーナ２２は、支持棒１４に支持された出発材１２に対して下方から斜め上方に向けて傾けて設置されている。
クラッド用バーナ２１及びコア用バーナ２２には、それぞれガス供給装置２３が接続され、このガス供給装置２３は、クラッド用バーナ２１及びコア用バーナ２２に、それぞれガラス原料ガス、火炎を形成するためのガス（燃焼ガス、助燃ガス及びシールガス）をそれぞれ供給する。
【００３１】
クラッド用バーナ２１及びコア用バーナ２２は、ガス供給装置２３から供給されるガラス原料ガス及び燃焼ガスを吹き出してガラス微粒子を生成する。
これにより、出発材１２には、その端部にガラス微粒子が堆積していき、徐々にガラス微粒子堆積体２４が形成されていく。
反応容器１１は、その下端近傍に、レーザ発振器２５と、レーザ発振器２５に対向配置された受光器２６が設けられている。レーザ発振器２５は、ガラス微粒子堆積体２４の下端部にレーザを照射し、照射されたレーザは、受光器２６によって受光される。受光器２６は、制御装置２７に接続され、受光したレーザの強度に基づいて制御装置２７に受光信号を出力する。
【００３２】
制御装置２７は、受光器２６からの受光信号の出力が一定となるように、昇降装置１３及びガス供給装置２３を駆動制御し、形成するガラス微粒子堆積体２４の成長速度を管理する。
また、反応容器１１には、排気管２８が設けられており、この排気管２８から反応容器１１内のガスの排気が行われる。
【００３３】
そして、上記のクラッド用バーナ２１及びコア用バーナ２２には、本発明の原料ガス噴射装置３０に係るガラス微粒子生成用バーナ（バーナ）３１が使用される。
図２乃至図６は、本発明の第１の実施形態に係る原料ガス噴射装置３０を示したものである。
この原料ガス噴射装置３０におけるガラス微粒子生成用バーナ３１は、径を相異させた石英製の複数本のパイプ６１〜６８を同心円状に配置した多重管構造で、中心軸上にガラス原料ガス（原料ガス）を先端部から吹き出す中心パイプ６１を配置している。そして、ガラス原料ガスを燃焼させる火炎を生成するための複数のガスを先端部から供給する複数のガス供給パイプ６２〜６８を、中心パイプ６１を中心にして同心状に多層に配置している。
【００３４】
多重管構造の中心に配置された中心パイプ６１は、両端を開口した直管で、基端部６１ａの開口に原料供給チューブ７１が接続され、この原料供給チューブ７１からパイプ内に供給されるガラス原料ガスを先端部の開口から吹き出す。即ち、中心パイプ６１は、基端部６１ａの開口が原料供給チューブ７１を接続するガス供給接続ポート６１ｃとなり、先端部の開口がガス吹き出し用ポート６１ｄとなる。
【００３５】
中心パイプ６１を中心にして同心状に多層に配置された各ガス供給パイプ６２〜６８は、原料供給チューブ７１と中心パイプ６１との接続部近傍における基端部６２ａ〜６８ａがその内側に配置されたパイプの基端部近傍の外周面に気密に溶接固定されることで、順次、中心パイプ６１に一体化されている。
また、各ガス供給パイプ６２〜６８は、その内側のパイプに溶接固定された自己の基端部から外側のパイプの基端部までの区間に、自己のパイプ内に連通するチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂが溶接され、各チューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂに接続されたチューブ７２〜７８から供給される火炎用のガスは内側のパイプとの間の隙間を流れて、先端から吹き出す。
【００３６】
即ち、中心パイプ６１の外側に配置された各ガス供給パイプ６２〜６８の場合は、各ガス供給パイプ６２〜６８に個別にガスを供給するチューブ７２〜７８が接続される基端部近傍に接合されたチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂがチューブを接続するガス供給接続ポート６２ｃ〜６８ｃとなり、先端部の内側のパイプとの間の隙間がガス吹き出し用ポート６２ｄ〜６８ｄとなる。
【００３７】
そして、本実施形態の原料ガス噴射装置３０に係るガラス微粒子生成用バーナ３１は、最外周のガス供給パイプ６８の中間部外周を把持するバーナブラケット８１と、原料供給チューブ７１と中心パイプ６１との接続部近傍における中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６８毎に個別にその基端部寄りの位置を保持位置に固定する複数個の保持手段３３とによって、所定の位置・向きに支持固定されている。
【００３８】
バーナブラケット８１は、図２及び図５に示すように、ガラス微粒子生成用バーナ３１を構成している最外周のガス供給パイプ６８を嵌合位置決めするＶ字状溝８２ａを有したブラケット本体８２と、このブラケット本体８２の上面に締結されてＶ字状溝８２ａに位置決めされた最外周のガス供給パイプ６８を押圧固定する押さえ板８３とから構成されており、ブラケット本体８２と押さえ板８３によって最外周のガス供給パイプ６８を挟持することで、ガラス微粒子生成用バーナ３１を固定する。
【００３９】
各保持手段３３は、中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６８のガス供給接続ポート６１ｃ〜６８ｃに接続される各チューブ７１〜７８の自重や各チューブ７１〜７８に作用する引張力等による曲げ力と、中心パイプ６１及び各ガス供給パイプ６２〜６８自体の重量とによって、中心パイプ６１及び各ガス供給パイプ６２〜６８に変形や変位が生じないように、中心パイプ６１及び各ガス供給パイプ６２〜６７については溶接固定された支持部から基端部までの間を、最外周のガス供給パイプ６８についてはバーナブラケット８１による支持部から基端部までの間を、原料供給チューブ７１と中心パイプ６１との接続部近傍であるガス供給接続ポート６１ｃ〜６８ｃ側に作用する荷重等に抗して、保持位置に固定している。
【００４０】
この保持手段３３によって位置決め固定する保持位置とは、本実施形態の場合は、多重管構造に配置された中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６８の先端部を中心軸線が初期の位置と一致した状態に保持するために必要な、中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６８の基端部側の位置である。
但し、ガラス微粒子堆積体の製造条件等によっては、中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６８の先端部を意図的に同心に位置させない場合もあり得るので、中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６８の先端部を中心軸線が一致した同心に保持する位置に限定するものではない。
【００４１】
また、本実施形態の場合、保持手段３３によって保持する位置は、具体的には
中心パイプ６１の基端部６１ａや各ガス供給パイプ６１〜６８のガス供給接続ポート６１ｃ〜６８ｃとなる部位に設定されている。
即ち、中心パイプ６１の場合は、原料供給チューブ７１と中心パイプ６１との接続部近傍における基端部６１ａのガス供給接続ポート６１ｃそのものが保持手段３３によって保持位置に固定される。また、ガス供給パイプ６２〜６８の場合は、原料供給チューブ７１と中心パイプ６１との接続部近傍におけるガス供給接続ポート６２ｃ〜６８ｃとなるチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂが保持手段３３によって保持位置に固定される。
【００４２】
更に、本実施形態の場合、保持手段３３は、図２及び図６に示すように、中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６８のチューブ接続部（即ち、中心パイプ６１の基端部６１ａ、及び各ガス供給パイプ６２〜６８に装備されたチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂ）に嵌合装着される把持ブロック３３ａと、バーナブラケット８１と一体の支持基板３３ｂと、支持基板３３ｂのねじ孔３４に螺合して先端部を把持ブロック３３ａに当接することによって該把持ブロック３３ａの位置を規制するブロック位置調整用ねじ３３ｃと、支持基板３３ｂに螺合したブロック位置調整用ねじ３３ｃの回り止めをしてブロック位置調整用ねじ３３ｃの位置を固定するロックナット３３ｄとを備えた構成である。
【００４３】
また、本実施形態のブロック位置調整用ねじ３３ｃは、支持基板３３ｂに対する螺合位置を進退調整することで、把持ブロック３３ａの位置をねじの中心軸方向に沿って移動調整することができ、保持手段３３によって中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６８の保持位置を調整可能な保持位置調整機構として機能する。
【００４４】
以上に説明した本実施形態の原料ガス噴射装置３０によれば、ガラス微粒子生成用バーナ３１における原料供給チューブ７１と中心パイプ６１との接続部近傍である基端部６１ａが、保持手段３３によって保持位置に固定される。
その為、中心パイプ６１は、外周側に配置された各ガス供給パイプ６２〜６８を介してバーナブラケット８１に支持されるだけの片持ち梁状態にはならず、該中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６８の基端部側に接続される各チューブ７１〜７８の重量や各チューブ７１〜７８に作用する引張力等がガラス微粒子生成用バーナ３１に対して曲げ荷重として作用しても、その荷重を保持手段３３が受けることができるので、中心パイプ６１をはじめとする各ガス供給パイプ６２〜６８の先端部は、基端部側を回転中心とした振れ現象を起こすことがない。
【００４５】
従って、中心パイプ６１やガス供給パイプ６２〜６８は、振れによる位置変動を起こすことがなく、これら中心パイプ６１やガス供給パイプ６２〜６８の位置を所望の位置に安定保持してガラス原料ガスや火炎用の各種ガスの吹き出しを行うことで、ガラス原料ガスの吹き出し方向と火炎の方向とを高精度に制御することが可能になり、ガラス微粒子を所望の状態に安定して堆積させることができる。
【００４６】
更に、上記実施形態では、各チューブ７１〜７８の重量等の外部荷重の作用点となる基端部６１ａ及びチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂ自体が、保持手段３３によって保持位置に固定される構成のため、外部荷重によって中心パイプ６１やガス供給パイプ６２〜６８の一部が歪みを発生することをより確実に防止することができ、外部荷重による中心パイプ６１やガス供給パイプ６２〜６８の先端部の振れの防止を徹底することができる。
【００４７】
その上、上記実施形態では、原料供給チューブ７１と中心パイプ６１との接続部近傍における基端部６１ａ及びチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂを保持位置調整機構であるブロック位置調整用ねじ３３ｃの進退調整によってそれぞれ調整することで、中心パイプ６１やガス供給パイプ６２〜６８の先端部の位置を任意位置に調整することができ、ガラス原料ガスの吹き出し方向と火炎の方向とを微調整する手段として保持手段３３を積極的に活用することもでき、ガラス原料ガスの吹き出し方向と火炎の方向との整合が容易になる。
【００４８】
尚、上記実施形態では、各中心パイプ６１及びガス供給パイプ６２〜６８毎に、それぞれ保持手段３３による保持位置の固定を行った。しかし、上記実施形態のような多重管構造の場合、少なくとも多重管構造の中心に位置する中心パイプ６１と原料供給チューブ７１との接続部近傍を保持手段３３によって所定の保持位置に固定すれば、その他のガス供給パイプ６２〜６８については保持手段３３による固定を省略しても、全体的には両持ち梁状の支持構造となって、チューブ７１〜７８を介した外部荷重の作用に対して各中心パイプ６１及びガス供給パイプ６２〜６８の振れ現象を抑止する効果が得られる。
【００４９】
従って、保持手段３３を装備する位置は、少なくとも中心パイプ６１の基端部６１ａ付近にあれば良いが、上記実施形態のガラス微粒子生成用バーナ３１のように、中心パイプ６１を中心にして同心状に多層に配置された複数のガス供給パイプ６２〜６８も、原料供給チューブ７１と中心パイプ６１との接続部近傍におけるチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂがそれぞれ個別に保持手段３３によって保持位置に固定されている場合には、ガラス微粒子生成用バーナ３１に対して作用する曲げ荷重を複数の保持手段３３によって分散して受けることができ、各保持手段３３に作用する負荷を低減することができる。そこで、更に堅牢に各中心パイプ６１及びガス供給パイプ６２〜６８を所定の保持位置に固定できるようになる。
【００５０】
また、上記実施形態では、各中心パイプ６１及びガス供給パイプ６２〜６８の基端部６１ａ及びチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂに作用する外部荷重が、主に各チューブ７１〜７８の自重で重力方向の荷重となることから、重力方向の変位を規制するために、上向きにブロック位置調整用ねじ３３ｃを装着するようにした。
しかしながら、上記基端部６１ａ及びチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂに作用する外部荷重の作用方向は、チューブの配索方向に応じて上向き、又は水平方向に作用する場合も考えられる。
【００５１】
従って、ブロック位置調整用ねじ３３ｃによって支持する方向は、上記実施形態に限定するものではなく、実際にチューブの配索方向等を考慮して、中心パイプ６１やガス供給パイプ６２〜６８毎に支持方向を変えたり、或いは複数方向の荷重の作用に耐えられるように、把持ブロック３３ａの位置を複数方向から位置規制する構成に改良することも考えられる。
【００５２】
そこで、例えば図７に示した本発明の第２の実施形態に係る原料ガス噴射装置４０における保持手段３３のように、ガラス微粒子生成用バーナ３１を挟んで互いに平行に延びる一対の支持基板３３ｂ，３３ｂをバーナブラケット８１に取付けると共に、各支持基板３３ｂのねじ孔３４にブロック位置調整用ねじ３３ｃをそれぞれ対向するように螺合して先端部を把持ブロック３３ａの上下面に当接させることにより、該把持ブロック３３ａの位置を上下二方向から規制するように構成することもできる。
【００５３】
この場合、保持手段３３が支持する基端部６１ａやチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂにそれぞれ嵌合装着された把持ブロック３３ａは、それぞれ対向するブロック位置調整用ねじ３３ｃ，３３ｃにより上下方向から挟持された状態となるので、上下方向の変位が規制される。
そこで、基端部６１ａ及びチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂに接続される各チューブ７１〜７８を介してガラス微粒子生成用バーナ３１に上下方向の荷重が作用する場合でも、これら基端部６１ａ及びチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂを所定の保持位置に安定して固定することができる。
【００５４】
図８は本発明の第３の実施形態に係るガラス微粒子生成用バーナの要部拡大斜視図であり、同心状の多重管構造に配置された各ガス供給パイプ６１〜６８の基端部から支持部までの範囲を所定位置に保持する保持手段の別の態様を示したものである。
ここに示した保持手段３５は、最外周のガス供給パイプ６８の中間部外周を把持固定するバーナブラケット８１（図２参照）と一体の支持基板３５ａと、この支持基板３５ａの板厚方向（図８の上下方向）にのみ移動自在に支持基板３５ａの貫通孔３５ｂに嵌合装着された調整用軸部３５ｃと、この調整用軸部３５ｃの先端に一体形成されて中心パイプ６１及びガス供給パイプ６２〜６８における基端部６１ａ及びチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂに外嵌する支持リング部３５ｄと、調整用軸部３５ｃの板厚方向の変位を規制する止めねじ３５ｅとから構成されている。
【００５５】
止めねじ３５ｅは、貫通孔３５ｂに連通するように支持基板３５ａの側面に穿設されたねじ孔３５ｆに螺合するねじであり、先端部で調整用軸部３５ｃの外周面を押圧して調整用軸部３５ｃの移動を拘束することによって、中心パイプ６１や各ガス供給パイプ６２〜６８の保持位置を調整可能な保持位置調整機構を構成している。
調整用軸部３５ｃは、図９に示すように、周面の一部を平坦に面取りした面取り部３５ｇを有しており、この面取り部３５ｇが回り止め用の係合面となると同時に、止めねじ３５ｅの当接面になる。
【００５６】
図８に示した保持手段３５では、支持する中心パイプ６１及びガス供給パイプ６２〜６８における基端部６１ａ及びチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂに対して、支持リング部３５ｄの中心軸方向以外の全ての方向について、変位を規制することができ、基端部６１ａ及びチューブ接続用管口６２ｂ〜６８ｂに接続される各チューブ７１〜７８を介して複数方向の荷重が作用する場合でも、中心パイプ６１及びガス供給パイプ６２〜６８を所定位置に安定して保持することができる。
【００５７】
更に、上記実施形態では、原料供給チューブ７１と中心パイプ６１との接続部近傍である中心パイプ６１の基端部６１ａを保持手段３３により保持することによって、中心パイプ６１の軸方向以外に作用する各チューブ７１〜７８からの力に抗するように構成したが、本発明の保持手段はこれに限定されるものではなく、例えば原料供給チューブ７１を直接保持したり、原料供給チューブ７１と中心パイプ６１との間に必要に応じて設けられた図１０に示すような管継ぎ手９０を保持する構成とすることもできる。
【実施例】
【００５８】
（実施例）
次に、実施例として図１に示したガラス微粒子堆積体の製造装置１０を使用して、ガラス微粒子堆積体２４を製造した。
出発材としてのダミーガラスロッドには、直径２０ｍｍ、長さ３００ｍｍの純石英ガラスを使用する。反応容器の下部に設置されたレーザ発振器からガラス微粒子堆積体の最下端付近へレーザを照射し、照射されたレーザを受光器で受光する。制御装置は、受光器で検出されるレーザの受光パワーが一定となるように昇降装置を制御して、ダミーガラスロッドとともにガラス微粒子堆積体２４を上方に引き上げる。
【００５９】
クラッド用バーナ２１及びコア用バーナ２２としては、全長６００ｍｍ、断面積２８ｍｍ2（内径６ｍｍ、外径８ｍｍ）の中心パイプ６１を中心に配置すると共に、該中心パイプ６１を中心にして同心状に断面積７８ｍｍ2（内径１０ｍｍ、外径１２ｍｍ）のガス供給パイプ６２を配置し、その外側に順にガス供給パイプ６３〜６８を配置した原料ガス噴射装置３０のガラス微粒子生成用バーナ３１を使用する（図３参照）。そして、ガラス微粒子生成用バーナ３１の中心軸と床面との角度が、４５度となるように設置する。
【００６０】
中心パイプ６１は、外周側に配置されたガス供給パイプ６２の基端部６２ａから４０ｍｍ原料供給チューブ７１側の位置で、把持ブロック３３ａを介して保持固定されている。
クラッド用バーナ２１には原料ガスとして四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ4）及び四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4）を供給し、コア用バーナ２２には四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4）を供給して、それぞれコア用ガラス微粒子及びクラッド用ガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体２４を生成する。
【００６１】
その後、ガラス微粒子堆積体２４を高温加熱して透明ガラス化し、光ファイバ母材を作製する。
そして、上記実施例の光ファイバ母材におけるコア屈折率のロット内バラツキ、ロット間バラツキ、全体バラツキを下記表１に示す。
尚、コア屈折率のロット内バラツキとは換算長１０００ｋｍのコアの長手方向５点で測定したコア屈折率のバラツキ（偏差）であり、ロット間バラツキとは各コアのコア屈折率の平均値のバラツキであり、全体バラツキとはコア屈折率のロット内バラツキとロット間バラツキの二乗平均平方根（標準偏差）である。
【００６２】
(比較例)
一方、クラッド用バーナ２１及びコア用バーナ２２としてガラス微粒子生成用バーナ１００（図１２参照）を使用した以外は、上記実施例と同条件で比較例の光ファイバ母材を作製する。
そして、上記比較例の光ファイバ母材におけるコア屈折率のロット内バラツキ、ロット間バラツキ、全体バラツキを下記表１に示す。
【００６３】
【表１】
2005170759.tif 000003
【００６４】
上記表１から明らかなように、実施例の光ファイバ母材におけるコア屈折率のバラツキは、比較例の光ファイバ母材におけるコア屈折率のバラツキよりも小さくなっており、中心パイプ６１の基端部６１ａを把持ブロック３３ａを介して保持固定したガラス微粒子生成用バーナ３１を用いることによって、ガラス微粒子堆積体２４を安定して製造することができることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態に係るガラス微粒子生成用バーナを使用したガラス微粒子堆積体の製造装置を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るガラス微粒子生成用バーナの斜視図である。
【図３】図２に示したガラス微粒子生成用バーナの部分破断平面図である。
【図４】図２に示したガラス微粒子生成用バーナの側面図である。
【図５】図２に示したガラス微粒子生成用バーナの正面図である。
【図６】図２に示した保持手段の分解斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るガラス微粒子生成用バーナの側面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るガラス微粒子生成用バーナにおける保持手段の要部拡大斜視図である。
【図９】図８に示した調整用軸部の断面図である。
【図１０】原料供給チューブと中心パイプとの間に設けられた管継ぎ手の平面図である。
【図１１】ガラス微粒子堆積体を製造する際の概略図である。
【図１２】ガラス微粒子堆積体の製造に使用する従来のガラス微粒子生成用バーナの部分破断平面図である。
【図１３】図１２に示したガラス微粒子生成用バーナの側面図である。
【図１４】光ファイバにおける屈折率の分布の例であり、（ａ）はコア部からクラッド部にかけての屈折率分布がステップ状になっている場合を示し、（ｂ）はコア部の外周部に局部的に屈折率が大きくなった部分がある場合を示し、（ｃ）はコア部からクラッド部にかけて屈折率の傾斜がある場合を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
３０    原料ガス噴射装置
３１    ガラス微粒子生成用バーナ（バーナ）
３３    保持手段
３３ａ  把持ブロック
３３ｂ  支持基板
３３ｃ  ブロック位置調整用ねじ
３３ｄ  ロックナット
６１    中心パイプ
６１ｃ  ガス供給接続ポート
６２〜６８    ガス供給パイプ
６２ｃ〜６８ｃ  ガス供給接続ポート
７１  原料供給チューブ
７２〜７８  チューブ
８１  バーナブラケット
【図１】
2005170759.tif 000004
【図２】
2005170759.tif 000005
【図３】
2005170759.tif 000006
【図４】
2005170759.tif 000007
【図５】
2005170759.tif 000008
【図６】
2005170759.tif 000009
【図７】
2005170759.tif 000010
【図８】
2005170759.tif 000011
【図９】
2005170759.tif 000012
【図１０】
2005170759.tif 000013
【図１１】
2005170759.tif 000014
【図１２】
2005170759.tif 000015
【図１３】
2005170759.tif 000016
【図１４】
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