(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガスを火炎加水分解反応させてガラス微粒子を堆積させ、コアに相当する部分を含む多孔質ガラス母材を合成するＶＡＤ法を用いた光ファイバ用母材の製造方法において、
ガラス多孔質体の引上げ棒を回転させながら引き上げる際に、その引上げ棒の垂直移動範囲の途中を支持手段により回転可能かつ軸方向移動可能に保持して、引上げ棒の保持された部分が水平面に対して垂直となるように拘束すると共に、
前記引上げ棒の上部を、自在接ぎ手を介して回転装置に接続し、引上げ棒の曲がりに起因する回転時のうねり歪みを引上げ棒の上部から開放することを特徴とする光ファイバ用母材の製造方法。
【請求項２】
原料ガスを火炎加水分解反応させてガラス微粒子を堆積させ、コアに相当する部分を含む多孔質ガラス母材を合成するＶＡＤ法を用いた光ファイバ用母材の製造装置において、
ガラス多孔質体の引上げ棒の垂直移動範囲中に、引上げ棒を回転可能かつ軸方向移動可能に保持して、引上げ棒の保持された部分が水平面に対して垂直となるように拘束する支持手段を設けると共に、
前記引上げ棒の上部を、自在接ぎ手を介して回転装置に接続したことを特徴とする光ファイバ用母材の製造装置。
【請求項３】
請求項２記載の光ファイバ用母材の製造装置において、前記支持手段が、引上げ棒を回転可能かつ軸方向移動可能に保持する複数のリングから成ることを特徴とする光ファイバ用母材の製造装置。
【請求項４】
請求項３記載の光ファイバ用母材の製造装置において、前記自在接ぎ手が３関節自在接ぎ手から成ることを特徴とする光ファイバ用母材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバ用母材の製造方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原料ガスを火炎加水分解反応させてガラス微粒子を堆積させ、コアに相当する部分を含む多孔質ガラス母材を合成するＶＡＤ工程の装置構成は、図６及び図７に示すところが一般に行われている。
【０００３】
第１バーナ１より原料ガスの四塩化ケイ素と四塩化ゲルマニウムが支燃ガスの酸素、水素により火炎加水分解され、酸化ケイ素及び酸化ゲルマニウムよりなるガラス微粒子が発生し、それが堆積してガラス多孔質体（コア部）２ができる。
【０００４】
同様に第２バーナ１’より原料ガスの四塩化ケイ素が支燃ガスの酸素、水素により火炎加水分解され、酸化ケイ素のガラス微粒子が発生し、それが堆積してガラス多孔質体（クラッド部）２’ができる。この堆積したものを合わせてガラス多孔質体３と呼ぶ。
【０００５】
引上げ棒４は、回転装置５と引上げ装置架台８に接続された昇降装置ガイド７にそって昇降する昇降装置６により、水平方向に回転しながら垂直方向に上昇して、ガラス多孔質体３を堆積させる。
【０００６】
ガラス多孔質体（コア部）２の堆積の起点は、起動時は引上げ棒４の最下部であるが、堆積が進むに従って昇降装置６により引上げ棒４が上昇するので、ガラス多孔質体（コア部）２自身の最下部となる。
【０００７】
堆積起点と第１バーナ１の位置関係は、光ファイバの特性の比屈折率Δｎの変動への影響が大きく、堆積の進みによって変化するのは望ましくない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図８（ａ）から図８（ｃ）は従来の装置構成の製造工程の時系列の概略図で、図８（ａ）は起動時、図８（ｂ）は中間点、図８（ｃ）は最大堆積時を表すものである。
【０００９】
図８（ａ）の起動時において、引上げ棒４の最下部の位置は堆積の起点としており、これを測定原点９とする。引上げ棒４は回転装置５で回転されながら、昇降装置６によって上昇し、図８（ｂ）の中間点、図８（ｃ）の最大堆積時に推移するが、その延長線と測定原点９の水平面との交点は測定原点９と一致しなくなる。回転の軸（中心軸線）が垂線からずれることを意味する。この差を先端の移動距離と呼ぶ。
【００１０】
先端の移動距離は、引上げ棒４、回転装置５及び昇降装置６間での弛みの無い状態で装置を製作すれば、昇降装置ガイド７の垂直精度によって決定される。垂直精度を出す為には、昇降装置ガイド７の部品の寸法精度と、引上げ装置架台８の寸法精度及び両者の接続精度を上げることが必要であるが、これは容易ではない。
【００１１】
図９は従来装置構成の１台のＶＡＤ装置の引上げ棒４の先端の垂直位置に対する先端の移動距離と光ファイバ特性の比屈折率Δｎ変動との関係を表しているが、Δｎの偏差が大きい。先端の移動距離とΔｎの偏差の関係はリンクしていることが判る。
【００１２】
そこで本発明の目的は、引上げ装置を改善して光ファイバ特性の比屈折率Δｎの偏差を縮小することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。
【００１４】
（１）請求項１に記載の発明は、原料ガスを火炎加水分解反応させてガラス微粒子を堆積させ、コアに相当する部分を含む多孔質ガラス母材を合成するＶＡＤ法を用いた光ファイバ用母材の製造方法において、ガラス多孔質体の引上げ棒を回転させながら引き上げる際に、その引上げ棒の垂直移動範囲の途中を支持手段により回転可能かつ軸方向移動可能に保持して、引上げ棒の保持された部分が水平面に対して垂直となるように拘束すると共に、前記引上げ棒の上部を、自在接ぎ手を介して回転装置に接続し、引上げ棒の曲がりに起因する回転時のうねり歪みを引上げ棒の上部から開放することを特徴とする。
【００１５】
（２）請求項２に記載の発明は、原料ガスを火炎加水分解反応させてガラス微粒子を堆積させ、コアに相当する部分を含む多孔質ガラス母材を合成するＶＡＤ法を用いた光ファイバ用母材の製造装置において、ガラス多孔質体の引上げ棒の垂直移動範囲中に、引上げ棒を回転可能かつ軸方向移動可能に保持して、引上げ棒の保持された部分が水平面に対して垂直となるように拘束する支持手段を設けると共に、前記引上げ棒の上部を、自在接ぎ手を介して回転装置に接続したことを特徴とする。
【００１６】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項２記載の光ファイバ用母材の製造装置において、前記支持手段が、引上げ棒を回転可能かつ軸方向移動可能に保持する複数のリングから成ることを特徴とする。
【００１７】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項３記載の光ファイバ用母材の製造装置において、前記自在接ぎ手が３関節自在接ぎ手から成ることを特徴とする。
【００１８】
＜発明の要点＞
本発明は、原料ガスを火炎加水分解反応させてガラス微粒子を堆積させ、コアに相当する部分を含む多孔質ガラス母材を合成するＶＡＤ法を用いた光ファイバ用母材の製造方法において、ガラス多孔質体の引上げ棒を回転させながら引き上げる際に、例えばリングなどの支持手段（垂直位置決め装置）により、その引上げ棒の垂直移動範囲の途中を回転可能かつ軸方向移動可能に保持して、引上げ棒の垂直性を維持する。
【００１９】
支持手段により引上げ棒の垂直性が維持されるため、引上げ棒に曲がりが無ければ、引上げ棒の先端の移動距離が小さく抑えられることとなる。
【００２０】
しかし、実際には引上げ棒に曲りがあることは避けられないことから、引上げ棒は、その曲がりに起因して引き上げ時にうねりを伴う。このとき、リング等の支持手段により引上げ棒の配向を拘束した構成の下では、このうねりが引上げ棒から開放されなくなるという不都合を招来する。
【００２１】
そこで、引上げ棒の上部を、自在接ぎ手を介して回転装置に接続すると、引上げ棒の曲がりに起因する回転時のうねり歪みが引上げ棒の上部から開放される。この結果、ガラス多孔質体の先端堆積の起点が振れていても、その移動距離の平均値（中心軸線）が小さくなり、つまり引上げ棒の軸（中心軸線）の振れが小さくなり、光ファイバの特性の比屈折率Δｎの変動を縮小することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
【００２３】
図１及び図２は本発明のガラス多孔質体の製造法の装置構成を示す概略説明図である。第１バーナ１、第２バーナ１’およびガラス多孔質体３は従来技術の装置構成と同じものを用いた。
【００２４】
回転装置５と引上げ装置架台８に接続された昇降装置ガイド７にそって昇降する昇降装置６は、従来技術の装置構成と同じものを用いた。
【００２５】
引上げ棒４の垂直移動範囲には、引上げ装置架台８に接続されたリング保持器１１と、引上げ棒４に対して回転自在かつスライド自在な２個のリング１０が、約３００mm間隔で設置される。
【００２６】
引上げ棒４と回転装置５の間には３関節自在接ぎ手１２を設ける。
【００２７】
本製造装置の動作は、次のようになる。即ち、引上げ装置架台８に接続された昇降装置ガイド７にそって昇降する昇降装置６と回転装置５により、回転装置５に片端を接続された自在接ぎ手１２に、回転力と昇降の力が作用する。この力を、自在接ぎ手１２の反対の端を引上げ棒４に接続する事に依って、引上げ棒４にも回転力と昇降の力が作用するが、自在接ぎ手１２の特徴により垂直方向の拘束力、つまり垂直性を維持しようとする力は生まれない。それを、引上げ装置架台８に接続されたリング保持器１１と２個のリング１０によって、引上げ棒４を抑えることにより、垂線に向く様な拘束力を持つようになる。
【００２８】
図３（ａ）から図３（ｃ）は、本製造装置の構成で、引上げ棒４に曲りがゼロのものを用いたと仮定した場合の、ガラス多孔質体の引上げ棒４の引上げ過程を時系列で示した概略図で、図３（ａ）は起動時、図３（ｂ）は中間点、図３（ｃ）は最大堆積時を表す。
【００２９】
図３（ａ）の起動時における引上げ棒４の最下部の位置は、リング保持器１１の引上げ装置架台８との接続時に、引上げ棒４が垂線に沿って移動する様に調整しておき、これを測定原点９とする。
【００３０】
引上げ棒４は昇降装置６によって上昇して、図８（ｂ）の中間点へ移行し、更に図８（ｃ）の最大堆積時に推移するが、その先端の移動距離は、引上げ棒４がリング１０で垂線に向く様に拘束されているので、測定原点９とほぼ一致してゼロとなる。
【００３１】
即ち、リング１０により、引上げ棒４の配向が垂線に向く様に拘束しておくことにより、引上げ棒４の先端の移動距離をほぼゼロとすることができる。
【００３２】
ところで、上記実施形態では、引上げ棒４に曲りが無いことを前提とした。しかし、引上げ棒４に曲りの無いものを用いる事は、現実には困難である。そこで、実際には引上げ棒４に曲りのあるものが用いられることから、引上げ棒４は、その曲がりに起因して引き上げ時にうねりを伴うことになる。
【００３３】
ここで、引上げ棒４の上端が自在接ぎ手１２を介さずに直接に回転装置５に接続されているとすると、引上げ棒４は、リング１０により引上げ棒４の配向を拘束されていることから、曲がりに起因したうねりは、引上げ棒４の上端で開放されなくなり、リング１０より下方で開放される必要を生じ、下部のガラス多孔質体３に悪影響を与える。
【００３４】
しかし本製造装置では、上記したように、引上げ棒４と回転装置５の間に３関節自在接ぎ手１２が設けられているので、曲がりに起因したうねりは、引上げ棒４の上端で開放され、引上げ棒４の下端の旋回半径の乱れないし偏心量が大きくならなくなり、その分だけガラス多孔質体３に影響を与えなくなる。
【００３５】
図４（ａ）から図４（ｃ）は本発明の装置構成で、引上げ棒４に曲りがある場合の引き上げ過程を示す時系列の概略図で、図４（ａ）は起動時、図４（ｂ）は中間点、図４（ｃ）は最大堆積時を表すものである。説明の都合で曲りを誇張し、１８０度回転した場合の両側を表している。
【００３６】
図４（ａ）の起動時において、引上げ棒４はリング１０で最上部付近を抑えられているので、その部分は垂直になり、自在接ぎ手１２の動きは少ないが、引上げ棒４の先端の移動距離は大きい。
【００３７】
図４（ｂ）は中間点で、引上げ棒４はリング１０により中央部付近を抑えるので、中央部は垂直になるが、自在接ぎ手１２の動きと引上げ棒４先端の延長線の移動距離は大きくなる。
【００３８】
図４（ｃ）は最大堆積時で、引上げ棒４はリング１０で最下部付近を抑えられているので、その部分は垂直になるので、先端の移動距離は小さくなり、これに対して自在接ぎ手１２の動きは大きくなる。この様に先端の移動距離は引上げ棒４の曲りにより影響が大きいことがわかる。ただし、リング１０により引上げ棒４の配向を拘束され、かつ、引上げ棒４の曲りに起因するうねりが自在接ぎ手１２により引上げ棒４の上端側で開放されるため、リング１０及び自在接ぎ手１２を持たない従来の製造装置に較べて、引上げ棒４の下端の旋回半径の乱れないし偏心量が小さく、このため、光ファイバ特性のΔｎへの影響が小さい。
【００３９】
図５の下側半分は、本発明の装置構成で、図４（ａ）から図４（ｃ）に示す様な曲りのある引上げ棒４を用いた場合において、そのＶＡＤ装置の引上げ棒４の先端の垂直位置に対する先端の移動距離を、回転装置５を回転角０度と１８０度に固定したときについて表したものである。ほぼ対称の移動距離で推移していることが判るが、移動距離は従来装置と比べ改善されていない。しかし、その移動距離の回転角０度と１８０度の平均値（中心軸線）は小さく、これは、本製造装置の場合、引上げ棒４の垂直方向の位置に関係無く、引上げ棒４が垂直付近を軸（中心軸線）とした回転をしているといえる。
【００４０】
図５の上側半分は、本発明の装置構成で、図４（ａ）から図４（ｃ）に示す様な曲りのある引上げ棒４を用いたＶＡＤ装置で、ガラス多孔質体３を製作した時の、引上げ棒４の先端の垂直位置に対する先端の移動距離とΔｎの関係を表している。本発明の製造装置では、光ファイバ特性のΔｎが従来のものに比べ縮小されたことが分かる。
【００４１】
本発明の製造装置では、移動距離は従来装置と比べ改善されていないのにも拘わらず、光ファイバ特性のΔｎ変動が小さいことから、本発明の装置構成の場合、先端の移動距離とΔｎの偏差が、従来の装置構成と比較してリンクしていないことが判る。
【００４２】
ただし、その移動距離の平均値（中心軸線）とΔｎとはリンクしているように見える。これは、引上げ棒４が途中をリング１０により配向を拘束され、かつ、引上げ棒４の上端が自在接ぎ手１２を介して回転装置５に接続されていることから、ガラス多孔質体３の先端堆積の起点が振れていても、引上げ棒４の軸（中心軸線）が測定原点９に存在するようになったので、ＶＡＤ装置の持つ自己調芯作用により、堆積物は先端の移動距離がゼロになり、その結果Δｎの変動を縮小できたものと推定される。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。
【００４４】
原料ガスを火炎加水分解反応させてガラス微粒子を堆積させ、コアに相当する部分を含む多孔質ガラス母材を合成するＶＡＤ法を用いた光ファイバ用母材の製造方法において、ガラス多孔質体の引上げ棒を回転させながら引き上げる際に、例えばリングなどの支持手段（垂直位置決め装置）により、その引上げ棒の垂直移動範囲の途中を回転可能かつ軸方向移動可能に保持して、引上げ棒の垂直性を維持している。支持手段により引上げ棒の垂直性が維持されるため、引上げ棒に曲がりが無ければ、引上げ棒の先端の移動距離が小さく抑えられることとなる。
【００４５】
引上げ棒の上部が、自在接ぎ手を介して回転装置に接続されているので、引上げ棒の曲がりに起因する回転時のうねり歪みが引上げ棒の上部から開放され、この結果、ガラス多孔質体の先端堆積の起点が振れていても、その引上げ棒の軸（中心軸線）の振れが小さくなり、光ファイバの特性の比屈折率Δｎの変動を縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のガラス多孔質体の製造装置の構成を示す概略図である。
【図２】  図１の製造装置における引上げ棒の支持手段（垂直位置決め装置）の構成を示した概略図である。
【図３】  本発明のガラス多孔質体の製造装置で、引上げ棒に曲がりが無い場合における、ガラス多孔質体の最下端の移動距離推定の説明図であり、（ａ）は起動時、（ｂ）は中間点、（ｃ）は最大堆積時を表す図である。
【図４】  本発明のガラス多孔質体の製造装置で、引上げ棒に曲がりが有る場合における、ガラス多孔質体の最下端の移動距離推定の説明図であり、（ａ）は起動時、（ｂ）は中間点、（ｃ）は最大堆積時を表す図である。
【図５】  本発明のガラス多孔質体の製造装置構成でのガラス多孔質体の最下端の移動距離推定と光ファイバ特性のΔｎの関係の一例を示すグラフである。
【図６】  ガラス多孔質体の製造方法を示した概略説明図である。
【図７】  従来技術によるガラス多孔質体の製造装置を示す概略構成図である。
【図８】  従来技術のガラス多孔質体の製造装置構成でのガラス多孔質体の最下端の移動距離推定の説明図であり、（ａ）は起動時、（ｂ）は中間点、（ｃ）は最大堆積時を表す図である。
【図９】  従来技術のガラス多孔質体の製造装置構成でのガラス多孔質体の最下端の移動距離推定と光ファイバ特性のΔｎの関係の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１  第１バーナ
１’  第２バーナ
３  ガラス多孔質体
４  引上げ棒
５  回転装置
６  昇降装置
１０  リング
１１  リング保持部
１２  自在接ぎ手
【図１】
0003972572.tif 000002
【図２】
0003972572.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003972572.tif 000007
【図７】
0003972572.tif 000008
【図８】
0003972572.tif 000009
【図９】
0003972572.tif 000010