JP2005075692A - ガラス微粒子堆積体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ガラス微粒子を効率よく堆積させて、ガラス微粒子堆積体に割れが生じることのないガラス微粒子堆積体を製造する。
【解決手段】 多重管のバーナ１０の第２層のポートを仕切壁によって分割し、その分割した上側ポート及び下側ポートへの燃焼ガスの流量をコアロッド１の引き上げ量に応じて制御し、ガラス微粒子堆積体２の堆積面の温度分布を変化させる。ガラス微粒子堆積体２の外堆積側における表面温度の最高値Ｔ１と内堆積側における表面温度の最大値Ｔ２との温度差ΔＴ（＝Ｔ１−Ｔ２）を、有効部２ａの形成時よりも非有効部２ｃの形成時にて小さくし、堆積面の形状を変化させ、非有効部２ｃの体積を小さくする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、出発材にガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体を製造するガラス微粒子堆積体の製造方法に関する。

従来、光ファイバのガラス母材とされるガラス微粒子堆積体を製造する方法として、ＶＡＤ法（Vapor phase Axial Deposition；気相軸付法）が用いられている。このＶＡＤ法によって光ファイバのガラス微粒子堆積体を製造する際には、それぞれ径の異なる複数の管が軸に対して同心状に配された、いわゆる多重管バーナ（以下単にバーナと呼ぶ）が用いられる。

バーナは、一般的に石英ガラスや金属等で構成されており、特に石英ガラスの場合は溶接により互いの石英ガラス製パイプを溶接した構造とされている。このバーナは、中心の管からＳｉＣｌ₄、ＧｅＣｌ₄等のガラス原料を噴出し、また、複数の管同士によって区画された複数のポートのそれぞれからＨ₂等の燃焼性ガスや、Ｏ₂等の助燃性ガスや、Ａｒ等のシールガスを出発材に噴出する。そして、燃焼性ガスを燃焼させることでＳｉＣｌ₄、ＧｅＣｌ₄を加水分解させてガラス微粒子となるＳｉＯ₂、ＧｅＯ₂が生成される。そして、このガラス微粒子が出発材に堆積することでガラス微粒子堆積体が形成される。

ＶＡＤ法では、ガラス微粒子の堆積効率を向上させるために、ガラス微粒子が高温側から低温側へと向かっていく力を受けるというサーモホレシス（熱泳動）効果が利用されている。このサーモホレシス効果を向上させるために、ガラス微粒子堆積体表面のバーナからガラス原料及び燃焼性ガス等が吹き付けられる領域において、ガラス微粒子堆積体の内堆積側（出発材側）と外堆積側の表面温度の差を調整するといった工程が行われている。
そして、従来、バーナを用いたガラス微粒子堆積体の製造方法としては、余剰空気を導入するとともに、ガラス微粒子堆積体の表面温度が所定の範囲になるようにバーナの火炎状態を制御するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−７１４３０号公報

ところで、上記ガラス微粒子堆積体の製造方法では、余剰空気量を制御することにより、ガラス微粒子堆積体の表面温度を制御しているが、ガラス微粒子堆積体の表面温度の最大値と最小値の差が大きいと、ガラス微粒子堆積体の端部に形成されるテーパの長さが長くなり、光ファイバとしての特性を満足できない非有効部のガラス量が多くなる。また、非有効部のテーパ部分は、内堆積側が外堆積側よりも低温にて形成されているため、ガラス密度が低く、製造後あるいは焼結時に非有効部で割れ等が生じることが懸念されていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ガラス微粒子を効率よく堆積させることができ、製造後あるいは焼結時に割れが生じることのないガラス微粒子堆積体の製造方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のガラス微粒子堆積体の製造方法は、バーナから出発材に対してガラス微粒子を吹き付けることにより製造されるガラス微粒子堆積体の製造方法であって、前記出発材を前記バーナに対して上方に引き上げながら、前記ガラス微粒子を前記出発材上に堆積させて所定外径を有する有効部を形成するステップと、前記ガラス微粒子を前記出発材上に堆積させてテーパ形状の非有効部を形成するステップと、を有し、前記ガラス微粒子堆積体の堆積面の形状を前記有効部と前記非有効部とで変化させる。

本発明においては、前記有効部の形成時には、前記バーナによる前記出発材への前記ガラス微粒子の堆積面の面積を広くし、前記非有効部の形成時には、前記バーナによる前記出発材への前記ガラス微粒子の堆積面の面積を、前記有効部の形成時よりも狭くすることが好ましい。

また、本発明においては、前記ガラス微粒子堆積体の堆積中の部分において、前記ガラス微粒子堆積体の外堆積側５０％の範囲における表面温度の最大値をＴ１とし、前記ガラス微粒子堆積体の内堆積側５０％の範囲における表面温度の最大値をＴ２とし、温度差をΔＴ＝Ｔ１−Ｔ２としたとき、前記有効部の形成時よりも非有効部の形成時にΔＴが小さいことが好ましい。

また、本発明においては、少なくとも１つのポートが複数に分割された複数のポートを有する多重管バーナを用い、前記分割されたポートにおいてそれぞれ異なる流量の燃焼ガスを流すことにより、前記ガラス微粒子堆積体の堆積面の温度分布を変化させることが好ましい。

また、本発明においては、前記出発材の引き上げ量に応じて前記バーナへ供給する燃焼ガスの流量を制御し、前記ガラス微粒子堆積体の堆積面の温度分布を変化させることが好ましい。

また、本発明においては、前記出発材に対する前記バーナの傾き角度を前記有効部の形成時よりも前記非有効部の形成時にて小さくし、堆積面の形状を変化させることが好ましい。

また、本発明においては、前記バーナを、前記出発材とのなす角度を調整する角度調整機構に設置し、前記出発材の引き上げ量に応じて前記角度調整機構によって前記出発材に対する前記バーナの傾き角度を変化させることが好ましい。

本発明によれば、ガラス微粒子堆積体の堆積面の形状を有効部と非有効部とで変化させることにより、有効部の体積を大きくすることができ、しかも、ガラス微粒子堆積体のテーパ部（非有効部）体積密度を上げることにより、得られるガラス微粒子堆積体の製造後あるいはその後の焼結時における割れが生じることを防止することができる。

以下、本発明にかかるガラス微粒子堆積体の製造方法の実施形態を図面によって説明する。

図１は、本実施形態のガラス微粒子堆積体の製造方法を説明するための図であり、図２は、本実施形態の製造方法により製造されるガラス微粒子堆積体を示す図である。

本実施形態のガラス微粒子堆積体２は、バーナ１０によってコアロッド１の外周面上にガラス微粒子を堆積させることにより製造される。図１に示すように、バーナ１０は、出発材であるコアロッド１の斜め下方に配されており、またコアロッド１は、バーナ１０の中心軸Ｏ（以下、軸Ｏとする）の延長線上に配置されている。

コアロッド１は、図中矢印Ａで示すように回転軸Ｃを中心として回転可能に図示せぬ支持部材に支持されている。またコアロッド１は、図１中矢印Ｘ方向に、すなわちバーナ１０に対して相対的に昇降可能に構成されている。コアロッド１は、バーナ１０を用いてガラス微粒子堆積体２を製造する際、矢印Ｘ方向に引き上げられる。

バーナ１０は、それぞれ径の異なる複数の管が軸Ｏに対して同心状に配された、いわゆる多重管バーナである。バーナ１０の中心の管からは、ＳｉＣｌ₄、ＧｅＣｌ₄等のガラス原料が噴出され、また、複数の管同士によって区画された複数のポートのそれぞれからＨ₂等の燃焼性ガス、Ｏ₂等の助燃性ガス、Ａｒ等のシールガスがコアロッド１に向かって噴出される。そして、バーナ１０から噴出した燃焼性ガスを燃焼させることでガラス原料であるＳｉＣｌ₄、ＧｅＣｌ₄を加水分解させて、ＳｉＯ₂、ＧｅＯ₂等のガラス微粒子が生成される。

バーナ１０によって生成されるガラス微粒子がコアロッド１の外周面上に吹き付けられるとともに、コアロッド１が矢印Ａの方向に回転しながら矢印Ｘ方向に引き上げられることにより、ガラス微粒子はコアロッド１の外周面上に順次堆積していく。このように、バーナ１０を駆動してコアロッド１を引き上げることで、ガラス微粒子堆積体２が得られる。

ガラス微粒子堆積体２は、図２に示すように、所定の外径Ｒを有する有効部２ａと、有効部２ａの上端および下端にそれぞれ連続して形成されたテーパ形状を有する非有効部２ｂ，２ｃとを有している。このガラス微粒子堆積体２は、図示しない脱水焼結炉で上記ガラス微粒子堆積体２に脱水焼結されて透明ガラス化し、光ファイバを製造するために使用されるガラス母材となる。

なお、図１（ａ）は、ガラス微粒子堆積体２を製造する工程の途中の状態を示しており、図１（ｂ）は、この状態におけるガラス微粒子堆積体２の表面温度と、ガラス微粒子堆積体２におけるコアロッド１の引き上げ方向位置との関係を表すグラフを示している。

本実施形態では、バーナ１０から吹き付けられるガラス微粒子が堆積する堆積面の形状を有効部２ａの形成時と、有効部２ａの下端側に形成される非有効部２ｃの形成時とで変化させるようにしている。具体的には、非有効部２ｃの形成時には、回転軸Ｃに対する堆積面のテーパ角度を有効部２ａ形成時よりも小さくするようにし、非有効部２ｃの体積を小さくするように構成している。

以下具体的な製造方法について説明を行う。
まず、所定外径Ｒの有効部２ａを形成する際には、図１のグラフにおける鎖線にて示すように、ガラス微粒子堆積体２の、バーナ１０から噴出されるガラス原料及び各種ガスが吹き付けられる表面領域において、コアロッド１からの径方向距離に応じて堆積面の表面温度を異ならせるようにする。

具体的には、ガラス微粒子堆積体２のガラス原料及び各種ガスが吹き付けられる表面領域において、ガラス微粒子堆積体２の外堆積側（一点鎖線Ｂよりも外径側、一点鎖線Ｂは、有効部２ａの半径の５０％の位置を示す）、つまり、コアロッド１における図１上方側の表面温度が、ガラス微粒子堆積体２の内堆積側（一点鎖線Ｂよりも内径側）、つまり、コアロッド１における図１下方側の表面温度よりも高くなるように温度分布が形成されている。

具体的な温度分布としては、図１（ｂ）に示すように、ガラス原料及び各種ガスが吹き付けられる表面領域において、ガラス微粒子堆積体２の外堆積側において表面温度の最大値Ｔ１を示し、また、ガラス微粒子堆積体２の内堆積側において最大値Ｔ１よりも表面温度が低い最大値Ｔ２を示すようなものが挙げられる。

この温度分布では、ガラス微粒子堆積体２において、表面温度が最大値Ｔ１を示す部位と表面温度が最大値Ｔ２を示す部位との間には、表面温度が極小値を示す部位が存在している。この極小値を示す部位は、ガラス微粒子堆積体２において、バーナ１０の軸Ｏの延長線状に位置する部位に略相当する。また、この極小値を示す部位は、バーナ１０からガラス原料が軸Ｏ方向に直接吹き付けられることに起因して酸水素火炎を発生させる燃焼性ガス等が吹き付けられにくい位置であり、酸水素火炎の燃焼量がその周囲に比して少ない部位に相当する。

図１（ｂ）中鎖線にて示すように、ガラス微粒子堆積体２の表面温度の最大値Ｔ１と最大値Ｔ２との表面温度差ΔＴ（＝Ｔ１−Ｔ２）を大きくすると、最大値Ｔ１に相当する高温の部位では、堆積するガラス微粒子の密度が密となり、一方最大値Ｔ２に相当する低温の部位では、堆積するガラス微粒子の密度が疎となる。これにより、図１（ａ）の鎖線で示すように、ガラス微粒子堆積体２上になだらかな堆積面が形成される。

そして、上記のようにして有効部２ａを形成した後、ガラス微粒子堆積体２の下端部の非有効部２ｃを形成する際には、図１（ｂ）中実線にて示すように、有効部２ａを形成する際の最大値Ｔ１と最大値Ｔ２との表面温度差ΔＴよりも小さくなるように、最大値Ｔ１と最大値Ｔ２を変化させる。これにより、最大値Ｔ１に相当する高温の部位では、堆積するガラス微粒子の密度が有効部２ａ形成時よりも疎となり、一方最大値Ｔ２に相当する低温の部位では、堆積するガラス微粒子の密度が有効部２ａ形成時よりも密となる。これにより、ガラス微粒子堆積体２上の堆積面の形状が変化し、具体的には、非有効部２ｃ形成時には、コアロッド１に対する堆積面のテーパ角度が大きくなり、図１（ａ）の実線で示すように、有効部２ａ形成時よりもコアロッド１に対する角度が大きい堆積面が形成される。したがって、有効部２ａを形成したときよりも堆積面の面積が狭くなり、最終的に形成される非有効部２ｃ全体の体積が小さくなる。

このように、上記ガラス微粒子堆積体の製造方法によれば、コアロッド１に所定外径の有効部２ａを形成する際に、バーナ１０によるコアロッド１へのガラス微粒子の吹き付け面からなる堆積面の面積を広くし、コアロッド１の下端部における非有効部２ｃを形成する際に、ガラス微粒子の堆積面の面積を、有効部２ａを形成するときよりも小さくするので、ガラス微粒子堆積体２の非有効部２ｃの体積を小さくし、有効部２ａの体積を大きくすることができる。

次に、上記のような温度分布を形成させることが可能なバーナ１０を図３を参照して説明する。

図３は、バーナ１０における図１中ＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。
図３に示すように、バーナ１０は、径がそれぞれ異なる円筒状の複数（本実施形態においては８個）の管１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８（以下、複数の管１１〜１８とする）が軸Ｏを中心として同心状に配された、いわゆる多重管構造のバーナである。

ここで、バーナ１０の複数の管１１〜１８のうち、最も径が小さい管１１が中心に配され、残りの管１２〜１８が、管１１の径方向内側から１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８といった順番で配されている。

このバーナ１０では、複数の管１１〜１８によって複数のポートＰ１０、Ｐ２０、Ｐ３０、Ｐ４０、Ｐ５０、Ｐ６０、Ｐ７０、Ｐ８０が区画されている。

具体的には、中心の管１１の内径面によって中心のポートＰ１０が区画され、管１１の外径面と管１２の内径面に第２層のポートＰ２０が区画され、管１２の外径面と管１３の内径面に第３層のポートＰ３０が区画され、管１３の外径面と管１４の内径面に第４層のポートＰ４０が区画され、管１４の外径面と管１５の内径面に第５層のポートＰ５０が区画され、管１５の外径面と管１６の内径面に第６層のポートＰ６０が区画され、管１６の外径面と管１７の内径面に第７層のポートＰ７０が区画され、管１７の外径面と管１８の内径面に第８層のポートＰ８０が区画されている。

ポートＰ１０からは、ＳｉＣｌ４、ＧｅＣｌ４などのガラス原料あるいはＨ２などの燃焼性ガスとガラス原料の混合ガスがガラス微粒子堆積体２（図１参照）に向かって噴出される。ガラス原料は、図示しない供給源からガラス原料導入管を介してポートＰ１０に供給される。

本実施形態において、第２層のポートＰ２０は、軸Ｏ方向におけるガラス微粒子堆積体２（図１参照）側に向かって燃焼性ガスとして燃焼性を有する水素（Ｈ２）を噴出する。第２層のポートＰ２０には燃焼性ガスを該ポートＰ２０に導入可能な第１の導入管Ｇ２１と第２の導入管Ｇ２２がそれぞれ接続されている。

また、第３層のポートＰ３０は、シールガスとして不活性であるアルゴン（Ａｒ）又は窒素（Ｎ２）を噴出する。第３層のポートＰ３０にはシールガスを該ポートＰ３０に導入する導入管Ｇ３０が接続されている。

さらに、第４層のポートＰ４０は、助燃性ガスとして助燃性を有する酸素（Ｏ２）を噴出する。第４層のポートＰ４０には助燃性ガスを該ポートＰ４０に導入可能な導入管Ｇ４０が接続されている。

上記と同様に、第５層のポートＰ５０は、上記シールガスを、第６層のポートＰ６０は燃焼性ガスを、第７層のポートＰ７０はシールガスを、第８層のポートＰ８０は助燃性ガスを噴出する。ポートＰ５０には導入管Ｇ５０が、ポートＰ６０には導入管Ｇ６０が、ポートＰ７０には導入管Ｇ７０が、ポートＰ８０には導入管Ｇ８０が、それぞれ接続されている。各ポートＰ５０〜Ｐ８０には導入管Ｇ５０〜Ｇ８０を介して燃焼性ガス、助燃性ガスあるいはシールガスが導入可能である。

本実施形態において、中心の管１１と中心の管１１に隣り合う管１２との間に区画された、燃焼性ガスを噴出する第２層のポート（第１のポート）Ｐ２０は、一対の仕切壁１２ａによって仕切られている。
図３に示すように、一対の仕切壁１２ａは、軸Ｏに対して対称に設けられている。一対の仕切壁１２ａは、第２層のポートＰ２０を上側ポートＰ２１と下側ポートＰ２２との２つに分割している。

上側ポートＰ２１には導入管Ｇ２１が接続され、下側ポートＰ２２には導入管Ｇ２２が接続されている。このため、バーナ１０は、導入管Ｇ２１から上側ポートＰ２１に導入する燃焼性ガスの量と、導入管Ｇ２２から下側ポートＰ２２に導入する燃焼性ガスの量とを、図示しないガス導入量調整手段を介して互いに異なるように調整可能である。

上記バーナ１０によって、上側ポートＰ２１から噴出される燃焼性ガスの流量を下側ポートＰ２２から噴出される燃焼性ガスの流量より多くなるように調整し、且つ、上側ポートＰ２１の燃焼性ガスをガラス微粒子堆積体２の外堆積側に、また、下側ポートＰ２２の燃焼性ガスをガラス微粒子堆積体２の内堆積側に吹き付けるようにする。このように構成することにより、ガラス微粒子堆積体２の堆積面において、ガラス微粒子堆積体２の外堆積側に比して内堆積側に吹き付けられる燃焼性ガスの流量を少なくすることが可能になる。

これにより、ガラス微粒子堆積体２の表面の外堆積側において、燃焼性ガスの流量が多くなるため酸水素火炎の燃焼効率が向上し、内堆積側に比して表面温度が高くなる。こうして、ガラス微粒子堆積体２の表面における内堆積側と外堆積側とで表面温度の差が生じ、サーモホレシス効果を向上させることができる。

そして、非有効部２ｃを形成する際には、有効部２ａを形成する際よりも、上側ポートＰ２１へ導入される燃焼性ガスの供給量に対する下側ポートＰ２２へ導入される燃焼性ガスの供給割合を増加させて、表面温度差ΔＴが小さくなるようにする。これにより、ガラス微粒子堆積体２の堆積面の形状が変化し、非有効部２ｃの体積が小さくなる。

このように、上記バーナ１０によって温度分布を変化させて非有効部２ｃの形成時における堆積面を小さくすることにより、非有効部２ｃの体積を小さくすることができる。また、この場合、非有効部２ｃ形成時に内堆積側の温度が高められることにより非有効部２ｃの密度が高められ、製造後あるいはその後の焼結時における割れが生じることのないガラス微粒子堆積体２とすることができる。

次に、本発明にかかるガラス微粒子堆積体の製造方法の他の実施形態を図面を参照して説明する。図４は、角度調整機構を備えたバーナを示す概略側面図であり、図５は、以下に説明する他の実施形態のガラス母材の製造方法を説明するための図である。なお、以下に説明する実施形態において、すでに説明した部材などと同等な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化あるいは省略する。

図４に示すように、このバーナ１０ａは、角度調整機構２０に支持されている。この角度調整機構２０は、水平方向に移動可能に支持された基台２１と、この基台２１に立設された支柱２２と、この支柱２２に回動可能に支持されたブラケット２３とを有しており、ブラケット２３に、バーナ１０ａが固定されている。

そして、このブラケット２３に固定されたバーナ１０ａは、支柱２２に対してブラケット２３を回動させることにより、コアロッド１の回転軸Ｃに対して角度を調整することができるようになっている。

次に、上記角度調整機構２０に支持したバーナ１０ａを用いてコアロッド１にガラス微粒子を堆積させる場合について説明する。

まず、所定外径Ｒの有効部２ａを形成する際には、図５中鎖線にて示すように、コアロッド１の回転軸Ｃに対してバーナ１０ａを角度θの傾き角度に傾けてバーナ１０ａを駆動させる。こうすることで、バーナ１０ａによって生成されるガラス微粒子がコアロッド１の外周面上に次第に堆積されるとともに、ガラス微粒子堆積体２の引き上げとともに、コアロッド１の外周面上にガラス微粒子が堆積される。こうして、バーナ１０ａを駆動してコアロッド１を所定の時間だけ引き上げることで、引き上げの方向に対して外径が一定である、略円柱状のガラス微粒子堆積体２を得ることができる。その後、図示しない脱水焼結炉で上記ガラス微粒子堆積体２に脱水焼結工程を施すことで、光ファイバなどを製造するために使用するガラス母材を得ることができる。

本実施形態では、上記のようにして、有効部２ａを形成した後、ガラス微粒子堆積体２の下端部の非有効部２ｃを形成する際には、バーナ１０ａを、図５中実線にて示すように、有効部２ａを形成する際の傾き角度θよりも小さな傾き角度θ′に変化させる。このようにすると、回転軸Ｃに対する堆積面のテーパ角度が大きくなり、有効部２ａを形成したときよりも堆積面の面積が狭くなり、非有効部２ｃの体積が小さくなる。

このように、コアロッド１の回転軸Ｃに対してバーナ１０ａの傾き角度を変化させて非有効部２ｃの形成時における堆積面を小さくすることにより、非有効部２ｃの体積を小さくすることができ、また、この場合、非有効部２ｃ形成時に内堆積側の温度が高められることより密度が高められ、製造後あるいはその後の焼結時における割れが生じることのないガラス微粒子堆積体２とすることができる。

なお、上記の実施形態では、長尺のコアロッド１からなる出発材の外周にガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体２を製造したが、本実施形態は、出発材の下端に光ファイバのコア及びクラッドとなるガラス微粒子を付着させて堆積させる場合にも適応可能である。

なお、上記の実施形態では、ガラス微粒子堆積体２において、表面温度が最大値Ｔ１を示す部位と表面温度が最大値Ｔ２を示す部位との間には、表面温度が極小値を示す部位が存在しているとして説明を行ったが、これに限られることはない。例えば、表面温度が最大値Ｔ１を示す部位と表面温度が最大値Ｔ２を示す部位との間に表面温度の極小値が存在しないような温度分布を生じさせるようなバーナを使用した場合、または極小値が存在しないように燃焼性ガスの流量制御を行った場合であっても、表面温度差ΔＴを有効部２ａの形成時と非有効部２ｃの形成時とで変化させることにより同様の効果を得ることができる。

図３に示すバーナ１０を用いて、第２層のポート（第１のポート）Ｐ２０の上側ポートＰ２１と下側ポートＰ２２から噴出される燃焼性ガスの上下流量比を調整することによりガラス微粒子堆積体２の堆積面の温度分布を変化させて、ガラス微粒子堆積体２を作成した。ここでは、ガラス微粒子堆積体２の外堆積側の表面温度の最大値Ｔ１と内堆積側の表面温度の最大値Ｔ２との温度差ΔＴを４０℃としたもの（実施例１−１）、温度差ΔＴを−１０℃としたもの（実施例１−２）、そして従来条件として温度差ΔＴを９０℃としたもの（比較例１）の３種類の温度条件でガラス微粒子堆積体２を作成した。なお、上記の実施例１−１，１−２および比較例１では、温度差ΔＴは有効部２ａ及び非有効部２ｃとで変化させなかった。

作成したガラス微粒子堆積体２を調べたところ、比較例１における非有効部２ｃの体積を１とした場合、実施例１−１では非有効部２ｃの体積が０.９となり、実施例１−２では非有効部２ｃの体積が０.８となることがわかった。しかしながら、コアロッド１の引き上げ速度の平均値を測定したところ、比較例１では、１０２（ｍｍ／Ｈ）であるのに対し、実施例１−１では８５（ｍｍ／Ｈ）、実施例１−２では６９（ｍｍ／Ｈ）となり、引き上げ速度が低下してしまった。すなわち、実施例１−１，１−２では非有効部２ｃの体積を効果的に減少させることができたが、引き上げ速度が低下してしまうことがわかった。

図３に示すバーナ１０を用いて、有効部２ａの形成時に温度差ΔＴを９０℃とし、そして非有効部２ｃの形成時に温度差ΔＴを４０℃（実施例２−１）または−１０℃（実施例２−２）としてガラス微粒子堆積体２を形成し、形成されたガラス微粒子堆積体２の非有効部体積とコアロッド１の引き上げ速度の平均を求めた。有効部２ａから非有効部２ｃの形成へ移行する時の温度は、バーナ１０のポート２２から噴射される水素の流量をポート２１から噴射される水素の流量より多くすることで積極的に変化させた。

その結果、比較例１に示すように有効部２ａ及び非有効部２ｃの全てを９０℃の温度差ΔＴにて形成した場合に１０２ｍｍ／ｈであった引き上げ平均速度が、非有効部２ｃの形成時に温度差ΔＴを４０℃とした場合（実施例２−１）は１００ｍｍ／ｈとなり、非有効部２ｃの形成時に温度差ΔＴを−１０℃とした場合（実施例２−２）は９９ｍｍ／ｈとなった。すなわち、温度差ΔＴを変化させても、引き上げ速度の平均値は、比較例１とほぼ同等レベルで変化しなかった。

一方、非有効部２ｃの体積は、比較例１における非有効部２ｃの体積を１とした場合、実施例２−１では非有効部２ｃの体積が０.９となり、実施例２−２では非有効部２ｃの体積が０.８となることがわかった。すなわち、実施例２−１，２−２においては、引き上げ速度の平均値を従来条件である比較例１とほぼ同等に保ちつつ、非有効部２ｃの体積を効果的に削減することができた。

以下の表１に実施例１および実施例２の結果をまとめる。

図３に示すバーナ１０を用いて、コアロッド１の引き上げ量を監視しつつ、その引き上げ量に応じて上側ポートＰ２１と下側ポートＰ２２から噴出される燃焼性ガスの上下流量比を調整し、非有効部２ｃの形成への移行時に、実施例２−１，２−２同様に温度差ΔＴを４０℃、−１０℃にそれぞれ変化させた。
その結果、それぞれの場合において、良好なコアロッド１の引き上げ速度の平均値が得られ非有効部２ｃの体積を大幅に削減することができ、これら引き上げ速度及び非有効部２ｃの体積の双方の観点から最も効率良く、ガラス微粒子堆積体２を製造することができた。

図４に示すバーナ１０ａを用いて、コアロッド１の引き上げ量を監視しつつ、その引き上げ量に応じて回転軸Ｃに対するバーナ１０ａの傾き角度を調整し、非有効部２ｃの形成への移行時に、図５に示すように、傾き角度をθからθ′に変化させた。
その結果、実施例２−２と同様の結果が得られ、非有効部２ｃの体積を大幅に削減することができ、効率良くガラス微粒子堆積体２を製造することができた。

本発明のガラス微粒子堆積体は、効率的な光ファイバ製造に好適に使用することが可能である。

本発明にかかるガラス微粒子堆積体の製造方法の実施形態を示す説明図である。 本発明にかかるガラス微粒子堆積体を示す図である。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。 本発明にかかるガラス微粒子堆積体の製造方法の他の実施形態を示すバーナの概略側面図である。 他の実施形態の製造方法を示す説明図である。

符号の説明

１ コアロッド（出発材）
２ ガラス微粒子堆積体
１０、１０ａ バーナ
２０ 角度調整機構

Claims (7)

1. バーナから出発材に対してガラス微粒子を吹き付けることにより製造されるガラス微粒子堆積体の製造方法であって、
   前記出発材を前記バーナに対して上方に引き上げながら、前記ガラス微粒子を前記出発材上に堆積させて最終的に所定外径を有する有効部を形成するステップと、
   前記ガラス微粒子を前記出発材上に堆積させて最終的にテーパ形状の非有効部を形成するステップとを有し、
   前記ガラス微粒子堆積体の堆積面の形状を前記有効部と前記非有効部とで変化させることを特徴とするガラス微粒子堆積体の製造方法。
2. 前記有効部の形成時には、前記バーナによる前記出発材への前記ガラス微粒子の堆積面の面積を広くし、
   前記非有効部の形成時には、前記バーナによる前記出発材への前記ガラス微粒子の堆積面の面積を、前記有効部の形成時よりも狭くすることを特徴とする請求項１に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。
3. 前記ガラス微粒子堆積体の堆積中の部分において、
   前記ガラス微粒子堆積体の外堆積側５０％の範囲における表面温度の最大値をＴ１とし、
   前記ガラス微粒子堆積体の内堆積側５０％の範囲における表面温度の最大値をＴ２とし、
   温度差をΔＴ＝Ｔ１−Ｔ２としたとき、
   前記有効部の形成時よりも非有効部の形成時にΔＴが小さいことを特徴とする請求項１または２に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。
4. 少なくとも１つのポートが複数に分割された複数のポートを有する多重管バーナを用い、前記分割されたポートにおいてそれぞれ異なる流量の燃焼ガスを流すことにより、前記ガラス微粒子堆積体の堆積面の温度分布を変化させることを特徴とする請求項３に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。
5. 前記出発材の引き上げ量に応じて前記バーナへ供給する燃焼ガスの流量を制御し、前記ガラス微粒子堆積体の堆積面の温度分布を変化させることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。
6. 前記出発材に対する前記バーナの傾き角度を前記有効部の形成時よりも前記非有効部の形成時にて小さくし、堆積面の形状を変化させることを特徴とする請求項１に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。
7. 前記バーナを、前記出発材に対する傾き角度を調整する角度調整機構に設置し、前記出発材の引き上げ量に応じて前記角度調整機構によって前記出発材に対する前記バーナの傾き角度を変化させることを特徴とする請求項６に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。
   
   
   

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