JP2005200265A - Method and apparatus for manufacturing glass preform - Google Patents

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利巳 幅崎
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    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/01413—Reactant delivery systems
    • C03B37/0142—Reactant deposition burners
    • C03B37/01426—Plasma deposition burners or torches

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for manufacturing a glass preform, in which a uniform glass preform can be manufactured by generating a stable plasma flame. <P>SOLUTION: The temperature of a vapor deposition part 12a, where glass is vapor-deposited on a glass rod 12 being converted into a core rod is measured, and the temperature of the vapor deposition part 12a is controlled to be fixed at a prescribed temperature based on the measured temperature. For example, when the temperature is high, the plasma flame 24 is brought away from the glass, and when the temperature is low, the plasma flame 24 is brought closer to the glass. The vapor deposition state can be kept constant and the fluctuation in the concentration of an additive can be suppressed, and further, a uniform glass preform can be manufactured by controlling the temperature of the vapor deposition part 12a to be constant by moving the position of the plasma flame 24. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明はガラス母材の製造方法および製造装置に係り、ガラス棒上にプラズマ炎で形成されたガラスを直接蒸着させてガラス層を形成するガラス母材の製造方法および製造装置に関する。
また、本発明は、プラズマ炎の超高温を使用した蒸着により、高濃度のドーパント添加が出来るため、高い屈折率差を必要とする光ファイバ母材の製造に適している。 The present invention relates to a glass base material manufacturing method and manufacturing apparatus, and more particularly to a glass base material manufacturing method and manufacturing apparatus in which glass formed by a plasma flame is directly deposited on a glass rod to form a glass layer.
Further, the present invention is suitable for manufacturing an optical fiber preform that requires a high refractive index difference because a high concentration of dopant can be added by vapor deposition using an ultra-high temperature of a plasma flame.

従来より、図４に示すようなプラズマ炎を用いて光ファイバ母材を製造する方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。
図４に示すように、この製造方法に用いられる製造装置１００では、基板管１０１を保持する旋盤１０２の中にプラズマを用いた加熱手段１０３が設けられており、この加熱手段１０３によって高温領域１０４が作られる。基板管１０１は例えば矢印１０５ａ方向に回転されており、高温領域は例えばねじ送り部のような移動手段によって矢印１０５ｂで示すように往復移動するようになっている。基板管１０１には、容器１０７に収容されている気体材料を基板管１０１に導入する管１０６ａが接続されている。なお、管１０６ａには、直接酸素を供給するための管１０６ｂや液体１０８ａや液体１０８ｂを通した酸素を供給することができるようになっている。
従って、基板管１０１を回転させながら内部に供給した気体材料を加熱手段により加熱して、基板管１０１の内面にガラス堆積物を生成し、内付けしてガラス母材を製造するものである。 Conventionally, a method of manufacturing an optical fiber preform using a plasma flame as shown in FIG. 4 has been disclosed (see, for example, Patent Document 1).
As shown in FIG. 4, in the manufacturing apparatus 100 used in this manufacturing method, a heating unit 103 using plasma is provided in a lathe 102 that holds the substrate tube 101, and the heating unit 103 causes the high-temperature region 104 to be used. Is made. The substrate tube 101 is rotated in the direction of the arrow 105a, for example, and the high temperature region is reciprocated as indicated by the arrow 105b by a moving means such as a screw feed portion. Connected to the substrate tube 101 is a tube 106 a for introducing the gaseous material contained in the container 107 into the substrate tube 101. Note that oxygen can be supplied to the pipe 106a through the pipe 106b for directly supplying oxygen, the liquid 108a, and the liquid 108b.
Accordingly, the gas material supplied to the inside is heated by the heating means while rotating the substrate tube 101 to generate a glass deposit on the inner surface of the substrate tube 101, and the glass material is produced by attaching it.

また、図５には、加熱手段１０３としてプラズマ炎１１０を用いて、外付けによりコアロッドとなるガラス棒１１１の外周面にガラス材料を直接蒸着(蒸着部１１５)する様子が示されている。すなわち、加熱手段１０３は、プラズマトーチ１１２と、発振器１１４に接続されて高周波磁場を発生させる誘導コイル１１３を有しており、プラズマトーチ１１１にプラズマ発生用ガス、原料ガス、冷却ガス等のガス１１６を供給してプラズマ炎１１０を発生させ、コアロッド１１１の外周面にガラス材料を蒸着する。
特開平７−２０６４６２号公報（図１） FIG. 5 shows a state in which a glass material is directly vapor deposited (vapor deposition part 115) on the outer peripheral surface of a glass rod 111 that becomes a core rod by external attachment using a plasma flame 110 as the heating means 103. That is, the heating means 103 includes a plasma torch 112 and an induction coil 113 that is connected to an oscillator 114 and generates a high-frequency magnetic field, and the plasma torch 111 has a gas 116 such as a plasma generating gas, a source gas, and a cooling gas. Is generated to generate a plasma flame 110, and a glass material is deposited on the outer peripheral surface of the core rod 111.
JP-A-7-206462 (FIG. 1)

ところで、図５に示すように、ガラス材料の蒸着は、往復運動するターゲットであるガラス棒１１１に対して行われ、蒸着が進むにつれてガラス棒１１１の外径が増加する。このため、プラズマ炎１１０との相対位置が変化して蒸着部１１５の温度条件が一定せず、原料に添加されているドーパントの濃度が変化する。その結果、径方向に均一濃度となるガラス母材を製造することができないという不都合があった。   By the way, as shown in FIG. 5, vapor deposition of a glass material is performed with respect to the glass rod 111 which is a reciprocating target, and the outer diameter of the glass rod 111 increases as vapor deposition progresses. For this reason, the relative position with the plasma flame 110 changes, the temperature condition of the vapor deposition part 115 is not constant, and the concentration of the dopant added to the raw material changes. As a result, there is a disadvantage that a glass base material having a uniform concentration in the radial direction cannot be manufactured.

また、プラズマトーチ１１２および誘導コイル１１３は消耗品であり、プラズマトーチ１１２や誘導コイル１１３を交換する際に、交換前の位置を再現することが困難である。このため、プラズマトーチ１１２と誘導コイル１１３との位置関係が悪くなって、安定したプラズマ炎１１０を生成できない場合が生じ、失火やプラズマトーチ１１２の劣化を招くおそれがある。   Further, the plasma torch 112 and the induction coil 113 are consumables, and when the plasma torch 112 and the induction coil 113 are replaced, it is difficult to reproduce the position before the replacement. For this reason, the positional relationship between the plasma torch 112 and the induction coil 113 deteriorates, and a stable plasma flame 110 may not be generated, which may cause misfire or deterioration of the plasma torch 112.

本発明の目的は、安定したプラズマ炎を生成し、均一なガラス母材を製造することのできるガラス母材の製造方法および製造装置を提供することにある。   The objective of this invention is providing the manufacturing method and manufacturing apparatus of a glass base material which can produce | generate the stable plasma flame and can manufacture a uniform glass base material.

前述した目的を達成するために、本発明にかかるガラス母材の製造方法は、ガラス棒にプラズマ炎で形成されたガラスを蒸着し、蒸着中の蒸着部の温度を計測し、計測された蒸着部の温度に基づいてプラズマ炎の発生位置を移動させ、前記蒸着部の温度が所定温度となるように前記プラズマ炎の発生位置を制御するものである。   In order to achieve the above-described object, the glass base material manufacturing method according to the present invention is a method of vapor-depositing glass formed with a plasma flame on a glass rod, measuring the temperature of the vapor deposition part during vapor deposition, and measuring the vapor deposition. The generation position of the plasma flame is moved based on the temperature of the section, and the generation position of the plasma flame is controlled so that the temperature of the vapor deposition section becomes a predetermined temperature.

このように構成されたガラス母材の製造方法においては、ガラス棒の外周面にガラスを蒸着させて、蒸着部の温度を測定し、測定温度に基づいて蒸着部の温度が所定温度となるように、例えば温度が高い場合にはプラズマ炎をガラスから遠ざけ、温度が低い場合にはプラズマ炎をガラスに接近させる。このようにプラズマ炎の位置を移動させて蒸着部の温度を一定にすることにより、蒸着状態を一定に保って添加物の濃度の変動を抑えることができ、均一なガラス母材を製造することができる。   In the glass base material manufacturing method configured as described above, glass is vapor-deposited on the outer peripheral surface of the glass rod, the temperature of the vapor deposition part is measured, and the temperature of the vapor deposition part becomes a predetermined temperature based on the measured temperature. For example, when the temperature is high, the plasma flame is moved away from the glass, and when the temperature is low, the plasma flame is moved closer to the glass. By moving the position of the plasma flame in this way and keeping the temperature of the vapor deposition part constant, it is possible to keep the vapor deposition state constant and to suppress fluctuations in the concentration of the additive, and to produce a uniform glass base material Can do.

また、本発明にかかるガラス母材の製造方法は、前記プラズマ炎の発生位置の移動を、前記プラズマ炎を発生するプラズマトーチの移動により行うことが望ましい。   In the method for producing a glass base material according to the present invention, it is desirable that the generation position of the plasma flame is moved by movement of a plasma torch that generates the plasma flame.

このように構成されたガラス母材の製造方法においては、プラズマ炎を発生しているプラズマトーチの位置を移動させることによりプラズマ炎の位置を移動させことができるので、蒸着部の温度を一定に保つことができる。   In the glass base material manufacturing method configured in this way, the position of the plasma flame can be moved by moving the position of the plasma torch generating the plasma flame, so the temperature of the vapor deposition part is kept constant. Can keep.

また、本発明にかかるガラス母材の製造方法は、前記プラズマ炎の発生位置の移動を、前記プラズマ炎を発生させる誘導コイルの移動により行うことが望ましい。   In the method for manufacturing a glass base material according to the present invention, it is desirable that the generation position of the plasma flame is moved by moving an induction coil that generates the plasma flame.

このように構成されたガラス母材の製造方法においては、プラズマ炎を発生させる誘導コイルの位置を移動させることによりプラズマ炎の位置を移動させことができるので、蒸着部の温度を一定に保つことができる。   In the method of manufacturing a glass base material configured as described above, the position of the plasma flame can be moved by moving the position of the induction coil that generates the plasma flame, so that the temperature of the vapor deposition part is kept constant. Can do.

また、本発明にかかるガラス母材の製造装置は、プラズマトーチと、プラズマ炎を発生させる誘導コイルと、前記プラズマ炎で形成されたガラスをガラス棒に蒸着させて蒸着ガラス層を形成する際に蒸着中の蒸着部の温度を測定する蒸着部温度測定器と、前記プラズマトーチおよび／または前記誘導コイルを移動させることによりプラズマ炎の発生位置を移動させるプラズマ炎移動機構と、前記蒸着部温度測定器により測定された温度に基づいて前記プラズマ炎移動機構を操作する操作部とを備えている。   The glass base material manufacturing apparatus according to the present invention includes a plasma torch, an induction coil for generating a plasma flame, and a glass rod formed by vapor-depositing glass formed by the plasma flame on a glass rod. A vapor deposition part temperature measuring device for measuring the temperature of the vapor deposition part during vapor deposition, a plasma flame moving mechanism for moving the plasma flame generation position by moving the plasma torch and / or the induction coil, and the vapor deposition part temperature measurement And an operating unit for operating the plasma flame moving mechanism based on the temperature measured by the vessel.

このように構成されたガラス母材の製造装置においては、ガラス棒の外周面にガラスを蒸着させて、蒸着部の温度を蒸着部温度測定器により測定し、測定温度に基づいて蒸着部の温度が所定温度となるように、操作部によりプラズマ炎移動機構を操作して、例えば温度が高い場合にはプラズマ炎をガラス棒から遠ざけ、温度が低い場合にはプラズマ炎をガラス棒に接近させる。このようにプラズマ炎の位置を移動させて蒸着部の温度を一定にすることにより、蒸着状態を一定に保って添加物濃度の変動を抑えることができ、均一なガラス母材を製造することができる。   In the glass base material manufacturing apparatus configured as described above, glass is vapor-deposited on the outer peripheral surface of the glass rod, the temperature of the vapor deposition part is measured by a vapor deposition part temperature measuring instrument, and the temperature of the vapor deposition part is determined based on the measured temperature. For example, when the temperature is high, the plasma flame is moved away from the glass rod, and when the temperature is low, the plasma flame is brought close to the glass rod. Thus, by moving the position of the plasma flame and keeping the temperature of the vapor deposition part constant, it is possible to keep the vapor deposition state constant and suppress fluctuations in additive concentration, and to produce a uniform glass base material. it can.

本発明によれば、プラズマ炎の位置を移動させて蒸着部の温度を一定にすることにより、蒸着状態を一定に保って添加物濃度の変動を抑えることができ、均一なガラス母材を製造することができる。また、ガラス棒に蒸着する蒸着ガラス層の厚み増加の変化に対し、プラズマ炎の位置を移動させるので、蒸着ガラス層とプラズマトーチおよび／または誘導コイルとの距離を常に一定とすることができる。   According to the present invention, by moving the position of the plasma flame to make the temperature of the vapor deposition part constant, it is possible to keep the vapor deposition state constant and to suppress fluctuations in additive concentration, and to produce a uniform glass base material. can do. Moreover, since the position of the plasma flame is moved with respect to the change in the thickness increase of the vapor deposition glass layer deposited on the glass rod, the distance between the vapor deposition glass layer and the plasma torch and / or the induction coil can be always constant.

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明のガラス母材の製造方法および製造装置に係る実施形態を示す要部構成図、図２はプラズマ型ガラス母材製造装置の全体図、図３（Ａ）はプラズマトーチの断面図、図３（Ｂ）は平面図である。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a main part configuration diagram showing an embodiment of a glass base material manufacturing method and manufacturing apparatus according to the present invention, FIG. 2 is an overall view of a plasma type glass base material manufacturing apparatus, and FIG. 3 (A) is a cross section of a plasma torch. FIG. 3 and FIG. 3B are plan views.

図２に示すように、プラズマ型ガラス母材製造装置１０では、ベース１１の上に、ターゲットであるコアロッドとなるガラス棒１２を把持して軸方向（図２において左右方向）に同期して移動可能な一対の把持手段１３ａ、１３ｂが設けられている。また、ベース１１の中央部には反応容器２０が設けられており、ガラス棒１２は反応容器２０を貫通して移動可能となっている。なお、反応容器２０には、反応容器２０内部の排気を行うための排気装置１５が設けられている。
従って、ガラス棒１２をチャック１４ａ、１４ｂによって把持して把持手段１３ａ、１３ｂに固定し、チャック１４ａ、１４ｂを回転させながら把持手段１３ａ、１３ｂを同期して往復移動させる。これにより、図２中において矢印で示すようにガラス棒１２を回転しながら往復移動させて、反応容器２０内においてガラス棒１２の表面にクラッドガラス層１６を形成し、ガラス母材１７を形成する。 As shown in FIG. 2, in the plasma type glass base material manufacturing apparatus 10, a glass rod 12 serving as a target core rod is gripped on a base 11 and moved in synchronization with the axial direction (left and right direction in FIG. 2). A possible pair of gripping means 13a, 13b is provided. A reaction vessel 20 is provided at the center of the base 11, and the glass rod 12 can move through the reaction vessel 20. The reaction vessel 20 is provided with an exhaust device 15 for exhausting the inside of the reaction vessel 20.
Accordingly, the glass rod 12 is gripped by the chucks 14a and 14b and fixed to the gripping means 13a and 13b, and the gripping means 13a and 13b are reciprocated synchronously while rotating the chucks 14a and 14b. Thereby, as shown by the arrow in FIG. 2, the glass rod 12 is reciprocated while rotating to form the clad glass layer 16 on the surface of the glass rod 12 in the reaction vessel 20, and the glass base material 17 is formed. .

図１に示すように、反応容器２０の内部には、プラズマトーチ２１およびプラズマトーチ２１の外側に螺旋状に巻回された誘導コイル２２が設けられている。プラズマトーチ２１は支持台２３に取り付けられており、プラズマトーチ２１の下面には原料、プラズマ生成用ガス、冷却ガス等のガス類２４ａを供給する入り口２１ａが設けられている。支持台２３はプラズマ炎移動機構の一つであるトーチ位置調整機構２５の上に設けられており、トーチ位置調整機構２５を操作する操作部としての位置調整ハンドル２６が反応容器２０の外側に設けられている。これは、プラズマの生成が、腐食性ガスを発生する反応容器２０内で行われるため、外部から操作できるようにしたものである。従って、作業者は、位置調整ハンドル２６を回すことにより、或いは自動で、支持台２３およびプラズマトーチ２１を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動させることができるようになっている。   As shown in FIG. 1, the reaction vessel 20 is provided with a plasma torch 21 and an induction coil 22 wound spirally around the plasma torch 21. The plasma torch 21 is attached to a support base 23, and an inlet 21 a for supplying gases 24 a such as raw materials, plasma generation gas, and cooling gas is provided on the lower surface of the plasma torch 21. The support base 23 is provided on a torch position adjusting mechanism 25 which is one of plasma flame moving mechanisms, and a position adjusting handle 26 as an operation unit for operating the torch position adjusting mechanism 25 is provided outside the reaction vessel 20. It has been. This is because the plasma is generated in the reaction vessel 20 that generates corrosive gas, so that it can be operated from the outside. Therefore, the operator can move the support base 23 and the plasma torch 21 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions by turning the position adjusting handle 26 or automatically.

また、誘導コイル２２は発振器２３に接続されており、途中位置において絶縁支持台２７を介してプラズマ炎移動機構の一つであるコイル位置調整機構２８の上に片持ち梁状に設けられている。従って、誘導コイル２２はプラズマトーチ２１と接触しないようにプラズマトーチ２１の周囲に位置し、コイル位置調整機構２８の移動により、誘導コイル２２をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動可能となっている。なお、誘導コイル２１は銅製巻管で構成されており、内部には冷却水を流すことができるようになっている。
また、ガラス棒１２の蒸着部１２ａの温度を測定するための蒸着部温度測定器２９が設けられており、表示器２９ａに測定温度が表示されるようになっている。作業者は、この表示器２９ａの表示を見て、蒸着部１２ａの温度を確認することができるようになっている。 The induction coil 22 is connected to an oscillator 23, and is provided in a cantilever shape on a coil position adjusting mechanism 28, which is one of plasma flame moving mechanisms, via an insulating support base 27 at an intermediate position. . Therefore, the induction coil 22 is positioned around the plasma torch 21 so as not to come into contact with the plasma torch 21, and the induction coil 22 can be moved in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions by the movement of the coil position adjusting mechanism 28. ing. In addition, the induction coil 21 is comprised with the copper winding tube, and can flow a cooling water inside.
Moreover, the vapor deposition part temperature measuring device 29 for measuring the temperature of the vapor deposition part 12a of the glass rod 12 is provided, and measured temperature is displayed on the indicator 29a. The operator can check the temperature of the vapor deposition part 12a by looking at the display on the display 29a.

図３に示すように、プラズマトーチ２１の内部には、入り口２１ａから多重管３０が上下方向に挿入されている。多重管３０の中心部３１には、ガラス原料とフッ素をドーパントとする原料（ＳｉＣｌ4＋ＣＦ4）が供給され、外周部３２にはプラズマを発生するためのアルゴンガス（Ａｒ）と反応用の酸素ガス（Ｏ2）が供給されている。
また、プラズマトーチ２１の下端部には、プラズマトーチ２１の外周面の接線方向に一対の管２１ｂが設けられており、多重管３０の外周面とプラズマトーチ２１の内周面との間の最外層３３に、冷却用のＯ2ガスを供給している。従って、Ｏ2ガスは、図３（Ｂ）に示すように、螺旋状に回転しながら上昇することになる。 As shown in FIG. 3, a multiple tube 30 is inserted into the plasma torch 21 from the entrance 21a in the vertical direction. A glass raw material and a raw material (SiCl 4 + CF 4 ) using fluorine as a dopant are supplied to the central portion 31 of the multiple tube 30, and argon gas (Ar) for generating plasma and oxygen for reaction are supplied to the outer peripheral portion 32. Gas (O 2 ) is supplied.
In addition, a pair of tubes 21 b are provided at the lower end portion of the plasma torch 21 in the tangential direction of the outer peripheral surface of the plasma torch 21, and the The outer layer 33 is supplied with O 2 gas for cooling. Accordingly, as shown in FIG. 3B, the O 2 gas rises while rotating spirally.

次に、本発明にかかるガラス母材の製造方法について説明する。
ガラス棒１２を把持手段１３ａ、１３ｂのチャック１４ａ、１４ｂに取り付け、回転させながら原料を蒸着させる。通常、プラズマ炎２４を用いる場合、誘導コイル２２の内側には１０，０００Ｋ以上の高温領域が発生しているが、この高温領域は表皮効果の影響によりプラズマトーチ２１の中心軸からずれている。また、図３において前述したように、プラズマトーチ２１の最外層３３には冷却ガスが流れており、ここでは急激な温度低下が生じている。 Next, the manufacturing method of the glass base material concerning this invention is demonstrated.
The glass rod 12 is attached to the chucks 14a and 14b of the gripping means 13a and 13b, and the raw material is deposited while rotating. Normally, when the plasma flame 24 is used, a high temperature region of 10,000 K or more is generated inside the induction coil 22, but this high temperature region is deviated from the central axis of the plasma torch 21 due to the skin effect. Further, as described above with reference to FIG. 3, the cooling gas flows through the outermost layer 33 of the plasma torch 21, and here, a rapid temperature drop occurs.

プラズマ炎２４はこのような温度分布および温度勾配をもっているので、温度の位置への依存度が大きい。このため、蒸着を開始する前に、炎の様子を見て、トーチ位置調整機構２５によりプラズマトーチ２１をＸ軸方向およびＹ軸方向へ移動させて最適な位置に調整すると共に、コイル位置調整機構２８により誘導コイル２２をＸ軸方向およびＹ軸方向へ移動させて調整し、安定したプラズマ炎２４を形成するようにする。   Since the plasma flame 24 has such a temperature distribution and a temperature gradient, the dependence on the position of the temperature is large. For this reason, before starting the vapor deposition, the state of the flame is observed, and the torch position adjusting mechanism 25 moves the plasma torch 21 in the X-axis direction and the Y-axis direction to adjust the optimum position, and the coil position adjusting mechanism. 28, the induction coil 22 is moved and adjusted in the X-axis direction and the Y-axis direction to form a stable plasma flame 24.

蒸着を開始すると、プラズマトーチ２１の多重管３０から供給される原料が、プラズマ炎２４を通ることで原子化し、ターゲットであるガラス棒１２の表面に透明化した状態で蒸着し、フッ素をドーパントしたクラッドガラス層１６が形成される。ガラス棒１２がプラズマ炎２４に対し、矢印１０５ｂに示すように、何度も往復移動することで、ガラス棒１２に透明化して蒸着したクラッドガラス層１６に、新たなクラッドガラス層１６が透明化して蒸着し続けていく。すると、クラッドガラス層１６が厚みを増していき、プラズマ炎２４とクラッドガラス層１６との距離が変化する(近づく)。その結果、蒸着部１２ａの温度が変化して、蒸着状態に変化が生じる。例えば、クラッドガラス層１６の添加物濃度の変動が生じ、この添加物濃度が不均一な部分が存在することになる。そこで、このような濃度ムラを防止するために、蒸着部１２ａの温度を蒸着部温度測定器２９により測定し、最適な温度で一定となるようにプラズマ炎２４を上下方向に移動させる。なお、ガラス棒１２の表面に蒸着させるクラッドガラス層１６の厚さは、一例として、コアロッド：クラッドガラス層＝９５：５程度である。   When the vapor deposition is started, the raw material supplied from the multiple tube 30 of the plasma torch 21 is atomized by passing through the plasma flame 24, vaporized in a transparent state on the surface of the glass rod 12 as a target, and doped with fluorine. A clad glass layer 16 is formed. As the glass rod 12 reciprocates many times as indicated by an arrow 105b with respect to the plasma flame 24, a new clad glass layer 16 is made transparent to the clad glass layer 16 which is transparentized and deposited on the glass rod 12. Continue to deposit. Then, the cladding glass layer 16 increases in thickness, and the distance between the plasma flame 24 and the cladding glass layer 16 changes (approaches). As a result, the temperature of the vapor deposition part 12a changes and the vapor deposition state changes. For example, the additive concentration of the clad glass layer 16 varies, and there are portions where the additive concentration is not uniform. Therefore, in order to prevent such density unevenness, the temperature of the vapor deposition section 12a is measured by the vapor deposition section temperature measuring device 29, and the plasma flame 24 is moved in the vertical direction so as to be constant at the optimum temperature. The thickness of the clad glass layer 16 deposited on the surface of the glass rod 12 is, for example, about core rod: cladding glass layer = 95: 5.

すなわち、蒸着部１２ａの温度が低すぎる場合にはプラズマ炎２４を上昇させてガラス棒１２に接近させ、温度が高すぎる場合にはプラズマ炎２４を下降させてガラス棒１２から離すようにする。
なお、プラズマ炎２４の上下移動は、作業者が位置調整ハンドル２６を操作してトーチ位置調整機構２５によりプラズマトーチ２１をＺ軸方向へ移動させて行うことができる。あるいは、コイル位置調整機構２８により誘導コイル２２をＺ軸方向へ移動させたり、またはプラズマトーチ２１および誘導コイル２２を共にＺ軸方向へ移動させることにより行うことができる。Ｚ軸方向の移動は、プラズマ炎を上下方向に移動させることができるため、母材とプラズマ炎との距離を一定に保つことができる。 That is, when the temperature of the vapor deposition part 12a is too low, the plasma flame 24 is raised to approach the glass rod 12, and when the temperature is too high, the plasma flame 24 is lowered and separated from the glass rod 12.
The vertical movement of the plasma flame 24 can be performed by the operator operating the position adjustment handle 26 and moving the plasma torch 21 in the Z-axis direction by the torch position adjustment mechanism 25. Alternatively, the coil position adjusting mechanism 28 can move the induction coil 22 in the Z-axis direction, or both the plasma torch 21 and the induction coil 22 can be moved in the Z-axis direction. Since the movement in the Z-axis direction can move the plasma flame in the vertical direction, the distance between the base material and the plasma flame can be kept constant.

以上説明したガラス母材の製造方法および製造装置により製造されるガラス母材１７は、線引きされて、例えば、照明用や大きなエネルギーの伝送用に適したライトガイド（バンドルファイバ用素線）やイメージガイド等に使用することができる。   The glass base material 17 manufactured by the glass base material manufacturing method and manufacturing apparatus described above is drawn, for example, a light guide (elementary fiber for bundle fiber) or an image suitable for illumination or transmission of large energy. Can be used for guides etc.

以上、前述したガラス母材の製造方法および製造装置によれば、プラズマ炎２４の位置調整が可能であり、蒸着部１２ａの温度を測定することにより蒸着部１２ａの温度を一定に保持することができる。これにより、蒸着状態を一定に保って添加物濃度の変動を抑えることができ、均一なガラス母材を製造することができる。
また、ガラス棒１２とプラズマトーチ２１との間隔を適正に保つことができるので、プラズマ炎２４を安定して生成することができ、失火を防止すると共に、プラズマトーチ２１の劣化を最小限に抑えることができる。 As mentioned above, according to the manufacturing method and manufacturing apparatus of the glass base material mentioned above, the position of the plasma flame 24 can be adjusted, and the temperature of the vapor deposition part 12a can be kept constant by measuring the temperature of the vapor deposition part 12a. it can. Thereby, the vapor deposition state can be kept constant, and fluctuations in additive concentration can be suppressed, and a uniform glass base material can be manufactured.
In addition, since the distance between the glass rod 12 and the plasma torch 21 can be maintained properly, the plasma flame 24 can be generated stably, preventing misfire and minimizing the deterioration of the plasma torch 21. be able to.

なお、本発明のガラス母材の製造方法および製造装置は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
例えば、前述した実施形態において、トーチ位置調整機構２５を操作する操作部として位置調整ハンドル２６をプラズマトーチ２１の外部に設け、作業者が測定された蒸着部１２ａの温度を見ながら人手によって位置調整ハンドル２６を操作する場合について説明したが、これらの作業を自動で行うこともできる。すなわち、トーチ位置調整機構２５およびコイル位置調整機構２８をモータにより自動で作動可能にすると共に、モータを制御する制御装置を設け、蒸着部温度測定器２９からの測定温度データを制御装置に入力する。制御装置では、入力された温度データに基づいてモータを制御し、フィードバックされる温度が一定となるようにする。これにより、蒸着部１２ａの温度を自動で一定に保持することができる。 In addition, the manufacturing method and manufacturing apparatus of the glass base material of this invention are not limited to embodiment mentioned above, A suitable deformation | transformation, improvement, etc. are possible.
For example, in the above-described embodiment, the position adjustment handle 26 is provided outside the plasma torch 21 as an operation unit for operating the torch position adjustment mechanism 25, and the operator manually adjusts the position while observing the measured temperature of the vapor deposition unit 12a. Although the case where the handle 26 is operated has been described, these operations can be automatically performed. That is, the torch position adjusting mechanism 25 and the coil position adjusting mechanism 28 can be automatically operated by a motor, and a control device for controlling the motor is provided, and measured temperature data from the vapor deposition section temperature measuring device 29 is input to the control device. . The control device controls the motor based on the input temperature data so that the temperature fed back is constant. Thereby, the temperature of the vapor deposition part 12a can be automatically kept constant.

本発明のガラス母材の製造方法および製造装置に係る実施形態を示す要部構成図である。It is a principal part block diagram which shows embodiment which concerns on the manufacturing method and manufacturing apparatus of the glass base material of this invention. プラズマ型ガラス母材製造装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of a plasma type glass base material manufacturing apparatus. （Ａ）はプラズマトーチの断面図、（Ｂ）は平面図である。(A) is sectional drawing of a plasma torch, (B) is a top view. 従来のガラス母材の製造方法を実施する製造装置示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the manufacturing apparatus which enforces the manufacturing method of the conventional glass base material. 従来のプラズマ型ガラス母材製造装置における加熱手段を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the heating means in the conventional plasma type glass base material manufacturing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１０ ガラス母材の製造装置
１２ ガラス棒（コアロッド）
１６ クラッドガラス層
１７ ガラス母材
２１ プラズマトーチ
２２ 誘導コイル
２４ プラズマ炎
２５ トーチ位置調整機構（プラズマ炎移動機構）
２６ 位置調整ハンドル（操作部）
２８ コイル位置調整機構（プラズマ炎移動機構）
２９ 蒸着部温度測定器

10 Glass base material manufacturing equipment 12 Glass rod (core rod)
16 Clad glass layer 17 Glass base material 21 Plasma torch 22 Inductive coil 24 Plasma flame 25 Torch position adjusting mechanism (plasma flame moving mechanism)
26 Position adjustment handle (operation unit)
28 Coil position adjusting mechanism (plasma flame moving mechanism)
29 Vapor deposition temperature measuring instrument

Claims (4)

ガラス棒にプラズマ炎で形成されたガラスを蒸着し、
蒸着中の蒸着部の温度を計測し、
計測された蒸着部の温度に基づいてプラズマ炎の発生位置を移動させ、
前記蒸着部の温度が所定温度となるように前記プラズマ炎の発生位置を制御する、
ガラス母材の製造方法。 Vapor deposition of glass formed with a plasma flame on a glass rod,
Measure the temperature of the vapor deposition part during vapor deposition,
Move the generation position of the plasma flame based on the measured temperature of the vapor deposition part,
Control the generation position of the plasma flame so that the temperature of the vapor deposition part becomes a predetermined temperature,
Manufacturing method of glass base material. 前記プラズマ炎の発生位置の移動を、前記プラズマ炎を発生するプラズマトーチの移動により行うことを特徴とする請求項１に記載したガラス母材の製造方法。   The method for producing a glass base material according to claim 1, wherein the movement of the plasma flame is performed by movement of a plasma torch that generates the plasma flame. 前記プラズマ炎の発生位置の移動を、前記プラズマ炎を発生させる誘導コイルの移動により行うことを特徴とする請求項１に記載したガラス母材の製造方法。   The method for producing a glass base material according to claim 1, wherein the movement of the plasma flame generation position is performed by movement of an induction coil for generating the plasma flame. プラズマトーチと、
プラズマ炎を発生させる誘導コイルと、
前記プラズマ炎で形成されたガラスをガラス棒に蒸着させて蒸着ガラス層を形成する際に蒸着中の蒸着部の温度を測定する蒸着部温度測定器と、
前記プラズマトーチおよび／または前記誘導コイルを移動させることによりプラズマ炎の発生位置を移動させるプラズマ炎移動機構と、
前記蒸着部温度測定器により測定された温度に基づいて前記プラズマ炎移動機構を操作する操作部と
を備えたガラス母材の製造装置。

With a plasma torch,
An induction coil that generates a plasma flame;
A vapor deposition part temperature measuring device for measuring the temperature of the vapor deposition part during vapor deposition when the glass formed by the plasma flame is vapor-deposited on a glass rod to form a vapor deposition glass layer;
A plasma flame moving mechanism for moving a generation position of the plasma flame by moving the plasma torch and / or the induction coil;
An apparatus for manufacturing a glass base material, comprising: an operation unit that operates the plasma flame moving mechanism based on a temperature measured by the vapor deposition unit temperature measuring device.

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