JP4722337B2

JP4722337B2 - Glass base material manufacturing apparatus and glass base material manufacturing method

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Publication number: JP4722337B2
Application number: JP2001235445A
Authority: JP
Inventors: 優二飛坂; 忠克島田; 秀夫平沢
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-08-07
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: JP2002121046A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス母材製造装置及びガラス母材製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来のガラス母材製造装置の構成を示す。ガラス母材製造装置は、チャック１２と、バーナ２２Ａ〜２２Ｄとを有する。チャック１２は、出発母材２の両端を把持する。更に、チャック１２は、出発母材２の軸を中心にして出発母材２を回転する。バーナ２２Ａ〜２２Ｄは、出発母材２の長手方向に沿って一列に等間隔に配置される。原料ガス、燃料ガス、及び助燃ガスが、バーナ２２Ａ〜２２Ｄに供給される。バーナ２２Ａ〜２２Ｄは、出発母材２の長手方向に沿って往復移動しながら供給された原料ガスを加水分解して出発母材２に対してガラス微粒子を噴出する。バーナ２２Ａ〜２２Ｄによって出発母材２の周囲にガラス微粒子が堆積されることにより堆積体１０が形成される。
【０００３】
出発母材２の周囲に堆積されたガラス微粒子を、熱処理して透明ガラス化することにより光ファイバの原材料として使用されるガラス母材が製造される。ガラス母材を線引きに適した形状に延伸及び縮径することにより光ファイバプリフォームが得られ、プリフォームを線引きすることにより光ファイバが製造される。
【０００４】
図２は、全域トラバース法によるバーナ２２Ａ〜２２Ｄのガラス微粒子の堆積量を示す。全域トラバース法の場合、全てのバーナ２２Ａ〜２２Ｄが、ガラス母材製品として有効に使用できる有効部を越えて、ガラス微粒子を堆積する領域の一方の端から他方の端まで往復移動する。更に、有効部の範囲内においては、それぞれのバーナ２２Ａ〜２２Ｄが固有の堆積量で均一の厚さに堆積する。そのため、各バーナ２２Ａ〜２２Ｄのガラス微粒子の堆積量がそれぞれ異なっている場合においても、堆積されたガラス微粒子の全体の厚さは、バーナ２２Ａ〜２２Ｄの移動方向に沿ってほぼ均一となる。
【０００５】
図３は、部分トラバース法によるバーナ２２Ａ〜２２Ｆのガラス微粒子の堆積量を示す。部分トラバース法の場合、バーナ２２Ａ〜２２Ｆは、出発母材２の全体の長さに対して一部の区間を往復移動しながら出発母材２にガラス微粒子を堆積する。例えば、バーナ２２Ａ〜２２Ｆの往復移動の開始位置を順次部分的に移動して出発母材２にガラス微粒子を堆積する（特開平３−２２８８４５号公報参照）。
【０００６】
部分トラバース法は、図２に示した全域トラバース法と比較して、ガラス母材製品として使用できない不要部を増加せずにバーナの本数を増加できるので、ガラス微粒子を堆積する速度を飛躍的に増加することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、部分トラバース法では、それぞれのバーナ２２Ａ〜２２Ｆが、有効部全体の長さに対して一部分の区間を往復移動する。そのため、図３に示すように、それぞれのバーナのガラス微粒子堆積量が異なる場合、堆積されたガラス微粒子の全体の厚さが、有効部の長手方向に沿って不均一となる。
【０００８】
出発母材２の長手方向におけるガラス微粒子の堆積量が不均一であると、堆積体１０を透明ガラス化して生成したガラス母材は、コアの周囲に積層されたクラッドの厚さが変動する。そのため、クラッドの厚さが不均一なガラス母材を延伸縮径してプリフォームを製造し、そのプリフォームを線引きして最終製品の光ファイバを製造すると、光ファイバのコア径が変動する。光はコア内を伝播するので、コア径が変動すると光ファイバに必要な所定の特性を得ることができない。したがって、有効部の長手方向に沿ってガラス微粒子の堆積量が不均一である場合、堆積量の厚みの大きい箇所を削って一様な厚さとする工程が必要となり、製造コストが増加する。
【０００９】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるガラス母材製造装置及びガラス母材製造方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、光ファイバの原材料として使用されるガラス母材を製造する装置であって、ガラス母材の出発母材の長手方向に沿って出発母材の全体の長さに対して一部の区間を往復しながら出発母材にガラス微粒子を堆積することによってガラス母材の母材となる堆積体を形成する、出発母材の長手方向に沿って一列に所定の間隔で配列された複数のバーナと、複数のバーナのそれぞれに少なくとも１つが接続された、ガラス微粒子の原料ガスをバーナへ供給する流量を調節する流量調節器と、複数の流量調節器のそれぞれに接続された、複数の流量調節器のそれぞれを個別に制御する制御部とを備える。
【００１１】
制御部は、基本の流量の原料ガスを、複数のバーナに供給するように複数の流量調節器を制御する第１の制御手段と、基本の流量に対して複数のバーナのそれぞれについて算出されたバーナに供給される原料ガスの流量の補正値に応じて複数の流量調節器のそれぞれを制御する第２の制御手段とを有することが好ましい。更に、第２の制御手段は、複数のバーナによって実際に堆積された堆積体を透明ガラス化したガラス母材の堆積比に基づいて複数の流量調節器のそれぞれについて前期補正値を算出することが好ましい。
【００１２】
更に、第２の制御手段が、複数のバーナのそれぞれの位置に対応する、第１の制御手段を用いて流量調節器を制御することによって形成した堆積体を透明ガラス化した第１のガラス母材の堆積比と、第１の制御手段及び第２の制御手段を用いて流量調節器を制御することによって形成した堆積体を透明ガラス化した第２のガラス母材の堆積比との比率に応じて複数の流量調節器のそれぞれについて補正値を調整することが好ましい。
【００１３】
また、制御部が、ガラス母材の外径及びコア径を測定するプリフォームアナライザに接続されてもよい。第２の制御手段は、基本の流量の５０％以下となるように補正値を算出することが好ましい。バーナへ供給する原料ガスの量が時間の経過に伴って変化するように第１の制御手段が、流量調節器を制御してもよい。また、１つのバーナに対して複数の流量調節器が接続されてもよい。更に、複数の流量調節器が、異なった種類の原料ガスの流量をそれぞれ制御してもよい。ガラス母材製造装置は、出発母材の長手方向に沿って複数のバーナを第１の周期で往復させる第１の移動機構と、第１の移動機構を第１の周期より長い第２の周期で往復させる第２の移動機構とを更に備えることが好ましい。
【００１４】
本発明の第２の形態による光ファイバの原材料として使用されるガラス母材を製造する方法は、ガラス母材の出発母材の長手方向に沿って複数のバーナを、出発母材の全体の長さに対して一部の区間を往復させながら複数のバーナからガラス微粒子を出発母材に噴出することで出発母材にガラス微粒子を堆積する堆積ステップと、ガラス微粒子の原料ガスを複数のバーナへ供給する流量を、複数のバーナのそれぞれについて個別に制御する流量制御ステップとを備えることが好ましい。
【００１５】
ガラス母材製造方法は、堆積ステップにおいて堆積されたガラス微粒子の堆積体を透明ガラス化することによりガラス母材を生成するガラス化ステップを更に備え、流量制御ステップが、ガラス化ステップにおいて生成されたガラス母材の堆積比に基づいて原料ガスの流量を複数のバーナのそれぞれについて個別に制御することが好ましい。
【００１６】
更に、堆積ステップが、基本の流量の原料ガスを、複数のバーナに供給することによりガラス微粒子を出発母材に堆積して第１バッチの堆積体を生成する第１バッチの堆積ステップを有し、ガラス化ステップが、第１バッチの堆積体を透明ガラス化して第１バッチのガラス母材を生成する第１バッチのガラス化ステップを有し、第１バッチのガラス化ステップによって生成された第１バッチのガラス母材の堆積比に基づいて基本の流量に対するバーナに供給する原料ガスの流量の補正値を、複数のバーナのそれぞれについて算出する補正値算出ステップを更に備えることが好ましい。
【００１７】
更に、堆積ステップは、前記補正置算出ステップにおいて算出された前記補正値を前記基本の流量に対して補正した値に従って、原料ガスを複数のバーナにそれぞれ供給することによりガラス微粒子を出発母材に堆積して第２バッチの堆積体を生成する第２バッチの堆積ステップを更に有することが好ましい。更に、流量制御ステップは、第１バッチの堆積ステップにおいて基本の流量の原料ガスを、複数のバーナに供給するように原料ガスの流量を制御する第１バッチの制御ステップと、第２バッチの堆積ステップにおいて基本の流量に対して補正値を補正した値に従って複数のバーナのそれぞれに供給する原料ガスの流量を、それぞれ個別に制御する第２バッチの制御ステップとを有することが好ましい。また、補正値算出ステップは、第１バッチのガラス化ステップにより生成された第１のガラス母材の堆積比に基づいて複数のバーナのそれぞれについて前期補正値を算出することが好ましい。
【００１８】
更に、ガラス母材製造方法において、ガラス化ステップが、第２バッチの堆積ステップにより生成された第２バッチの堆積体を透明ガラス化して第２バッチのガラス母材を生成する第２バッチのガラス化ステップを更に有し、複数のバーナのそれぞれの位置に対応する、第１バッチのガラス化ステップにおいて生成された第１バッチのガラス母材の堆積比と、第２バッチのガラス化ステップにおいて生成された第２バッチのガラス母材の堆積比との比率に基づいて複数のバーナのそれぞれについて補正値を算出する補正値算出ステップを更に備えることが好ましい。
【００１９】
更に、ガラス母材製造方法において、堆積ステップが、補正値算出ステップにおいて算出された補正値を基本の流量に対して補正した値に基づいて、原料ガスを複数のバーナにそれぞれ供給することによりガラス微粒子を出発母材に堆積して第３バッチの堆積体を生成する第３バッチの堆積ステップを更に有し、流量制御ステップが、算出された補正値を基本の流量に対して補正した値に基づいて複数のバーナのそれぞれに供給する原料ガスの流量をそれぞれ個別に制御する第３バッチの制御ステップを更に有し、ガラス化ステップが、第３バッチの堆積ステップにより生成された第３バッチの堆積体を透明ガラス化して第３バッチのガラス母材を生成する第３バッチのガラス化ステップを更に有することが好ましい。
【００２０】
また、補正値算出ステップは、基本の流量の５０％以下となるように補正値を算出することが好ましい。第１バッチの制御ステップは、バーナへ供給する原料ガスの流量が時間の経過に伴って変化するように制御してもよい。第１バッチの堆積ステップ及び第２バッチの堆積ステップが、１つのバーナに対して複数の種類の原料ガスを供給し、第１バッチの制御ステップ及び第２バッチの制御ステップが、複数の種類の原料ガスのそれぞれの流量を個別に制御してもよい。
【００２１】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２３】
図４は、本発明のガラス母材製造装置２００の一実施形態を示す。ガラス母材製造装置２００は、チャック１２と、モータ１４、２０、及び１１８と、バーナ２２Ａ〜２２Ｋと、ガス流量制御部５２Ａ〜５２Ｋと、原料ガス供給源８８Ａ〜８８Ｇと、制御部１０２と、第１の移動機構４８と、第２の移動機構５０と、反応容器２１０とを有する。
【００２４】
チャック１２は、出発母材２を把持する。モータ１４は、出発母材２の軸を中心としてチャック１２を回転することにより出発母材２を回転する。
【００２５】
バーナ２２Ａ〜２２Ｋは、台１５上に出発母材２の長手方向に沿って一列に所定の間隔で配置される。バーナ２２Ａ〜２２Ｋは、出発母材２の長手方向に沿って折り返し位置を移動しつつ出発母材２の全体の長さに対して一部の区間を往復移動する。すなわち、本実施形態のバーナ２２Ａ〜２２Ｋは、部分トラバース法によって往復移動する。バーナ２２Ａ〜２２Ｋは、出発母材２にガラス微粒子を堆積することにより堆積体１０を形成する。
【００２６】
第１の移動機構４８は、出発母材２の長手方向に平行に配置された第１の移動軸１６を有する。第１の移動軸１６をモータ１１８によって回転することにより、第１の移動機構４８は、出発母材の長手方向に平行に台１５を第１の周期で往復させる。ここでいう周期とは、バーナ２２Ａ〜２２Ｋを一往復するのに要する時間間隔をいう。第２の移動機構５０は、第１の移動機構４８の下部に設けられ、第１の移動機構４８を往復移動する。第２の移動機構５０は、第１の移動軸１６の長手方向に対して平行に配置された第２の移動軸１８を有する。
【００２７】
第２の移動軸１８を、モータ２０を用いて回転することにより、第２の移動機構５０は、第１の周期より長い第２の周期で第１の移動機構４８を往復移動させる。したがって、第１の移動機構４８は、速い速度でバーナ２２Ａ〜２２Ｅを往復移動させ、第２の移動機構５０は、第１の移動機構よりも遅い速度で第１の移動機構４８を往復移動させる。
【００２８】
ガス流量制御部５２Ａ〜５２Ｋは、対応するバーナ２２Ａ〜２２Ｋにそれぞれ接続され、原料ガスをバーナ２２Ａ〜２２Ｋへそれぞれ供給する。原料ガスとして、ガラス微粒子の原料となるガス、燃焼ガス、及び支燃ガスがバーナに供給される。原料ガス供給源８８Ａ〜８８Ｇは、それぞれ異なった７種類の原料ガスをガス流量制御部５２Ａ〜５２Ｋのそれぞれに供給する。図４に示すように原料ガス供給源８８Ａ〜８８Ｇは、全てのガス流量制御部５２Ａ〜５２Ｋにそれぞれ接続されるので、全てのガス流量制御部５２Ａ〜５２Ｋに対して異なった７種類の原料ガスをそれぞれ供給する。
【００２９】
ガス流量制御部５２Ａ〜５２Ｋは、それぞれ複数の流量調節器７４、７６、７８、８０、８２、８４、及び８６を有する。例えば、ガス流量制御部５２Ａは、流量調節器７４Ａ、７６Ａ、７８Ａ、８０Ａ、８２Ａ、８４Ａ、及び８６Ａを有する。流量調整器７４Ａ、７６Ａ、７８Ａ、８０Ａ、８２Ａ、８４Ａ、及び８６Ａは、対応する原料ガス供給源８８Ａ〜８８Ｇにそれぞれ接続される。そのため、流量調整器７４Ａ、７６Ａ、７８Ａ、８０Ａ、８２Ａ、８４Ａ、及び８６Ａは、対応する原料ガス供給源８８Ａ〜８８Ｇから供給された、異なった種類の原料ガスの流量をそれぞれ制御する。
【００３０】
流量がそれぞれ流量調整器７４Ａ、７６Ａ、７８Ａ、８０Ａ、８２Ａ、８４Ａ、及び８６Ａによって制御された、原料ガス供給源８８Ａ〜８８Ｇから供給された原料ガスの一部が合流してバーナ２２Ａへ供給される。燃料ガス及び支燃ガス等の合流しない原料ガスは、バーナ２２Ａが有する複数のノズルのそれぞれに供給される。図４に示す例では、流量調整器８２Ａ、８４Ａ、及び８６Ａから供給された原料ガスが合流してバーナ２２Ａのノズルに供給され、流量調整器７４Ａ、７６Ａ、７８Ａ、及び８０Ａから供給された各原料ガスが、合流せずにバーナ２２Ａの対応するノズルのそれぞれに供給される。原料ガスをバーナ２２に供給する形態は、図４に示す例に限られず他の形態を用いてもよい。
【００３１】
ガス流量制御部５２Ｂ〜５２Ｋは、それぞれガス流量制御部５２Ａと同様の構成を有するので、説明を省略する。また、図４において、ガス流量制御部５２Ｂ〜５２Ｋの内部構成は、ガス流量制御部５２Ａと同様であるので図示しない。
【００３２】
なお、各バーナ２２Ａ〜２２Ｋに供給する原料ガスの量を、図４に示すような流量調節器７４、７６、７８、８０、８２、８４、及び８６を用いずに、他の手段を用いて制御してもよい。例えば、原料ガスの供給配管上に分配器を配置し、更に分配器を介して各バーナ２２Ａ〜２２Ｋに至るまでの配管上に調整可能なバルブ又はオリフィスを配置し、バルブ又はオリフィスの圧力損失を増減させることにより、原料ガスの各バーナ２２Ａ〜２２Ｋへの供給量を調整してもよい。
【００３３】
制御部１０２は、ガス流量制御部５２Ａ〜５２Ｋが有する流量調節器７４、７６、７８、８０、８２、８４、及び８６のそれぞれに接続される。例えば、ガス流量制御部５２Ａ内において、制御部１０２は、流量調節器７４Ａ、７６Ａ、７８Ａ、８０Ａ、８２Ａ、８４Ａ、及び８６Ａのそれぞれに接続される。制御部１０２は、流量調節器７４、７６、７８、８０、８２、８４、及び８６における流量をそれぞれ個別に制御する。制御部１０２は、全ての流量調節器７４、７６、７８、８０、８２、８４、及び８６を制御しなくともよく、一部の流量調節器を制御してもよい。
【００３４】
制御部１０２は、バーナ２２Ａ〜２２Ｋに供給する原料ガスの量が時間の経過に伴って変化するように、流量調節器７４、７６、７８、８０、８２、８４、及び８６を制御してもよい。例えば、ガラス微粒子の堆積の成長に合わせて、堆積初期、堆積中期、及び堆積後期のそれぞれの段階において供給する原料ガスの流量を変化させてもよい。制御部１０２は、更にモータ１４、２０、及び１１８に接続され、チャック１２、第１の移動軸１６、及び第２の移動軸１８の回転速度を制御する。
【００３５】
反応容器２１０は、チャック１２とバーナ２２Ａ〜２２Ｋとを収容する。反応容器２１０は、原料ガスの反応時に発生する熱から第１の移動機構４８、第２の移動装置５０、ガス流量制御部５２Ａ〜５２Ｋ等のガラス母材製造装置２００の構成要素を隔離することによってガラス母材製造装置２００の構成要素を防護する。反応容器２１０は、上記の全ての構成を収容する必要はなく、上記の構成のうち一部の構成を収容してもよい。
【００３６】
更に、ガラス母材製造装置２００は、ガラス母材の外径及びコア径を測定するプリフォームアナライザ１００に接続されてもよい。ガラス母材製造装置２００によって製造された堆積体１０は、ガラス母材製造装置２００とは、別体の焼結装置によって焼結されてガラス母材へと形成される。ガラス母材は、ガラス母材製造装置２００とは別体のプリフォームアナライザ１００によって外径及びコア径が測定される。プリフォームアナライザ１００を制御部１０２に接続することによってプリフォームアナライザ１００からガラス母材の外径及びコア径に関するデータを制御部１０２に入力することができる。プリフォームアナライザ１００から入力したガラス母材の外径及びコア径に関するデータに基づいて制御部１０２は、流量調節器７４、７６、７８、８０、８２、８４、及び８６のそれぞれの流量を制御してもよい。
【００３７】
図５は、バーナ２２Ａの往復移動による軌跡を示す。図４に示すガラス母材製造装置２００は、１１本のバーナ２２Ａ〜２２Ｋを有する。しかし、説明を簡単にするため、１本のバーナ２２Ａの移動軌跡のみを示す。縦軸は、時間の経過を示し、横軸は、バーナ２２Ａの移動距離を示す。
【００３８】
第１の移動機構４８は、バーナ２２Ａを実線で示す第１の周期で往復させる。第１の移動周期による移動幅は、出発母材２の全体の長さに対して一部の区間である。第２の移動機構５０は、第１の移動機構４８を破線で示す第２の周期で往復させる。第２の移動周期による移動幅も、出発母材２の全体の長さに対して一部の区間である。第１の移動機構４８の移動幅及び第２の移動機構５０の移動幅の少なくとも一方は、バーナ設置間隔の整数倍であることが好ましい。第２の移動周期の移動幅は、バーナ２２Ａ〜２２Ｋ同士の間隔の整数倍であることが好ましい。例えば、バーナ２２Ａ〜２２Ｋ同士の間隔の１〜２倍であってもよい。図５では、第１の移動周期による移動幅が、第２の移動周期による移動幅よりも小さいが、、第１の移動周期による移動幅が、第２の移動周期による移動幅と等しくてもよい。バーナ２２Ａの移動の軌跡は、破線で示す第２の周期の軌跡上に、実線で示す第１の周期の軌跡を重ねた軌跡となる。したがって、本実施形態のガラス母材製造装置２００は、第1の移動機構４８及び第２の移動機構５０を有するのでバーナ２２Ａ〜２２Ｋの往復移動の折り返し位置を移動することができる。
【００３９】
図６は、図４に示したガラス母材製造装置２００を用いてガラス母材を製造する工程を示す。まず、基本の流量の原料ガスを、バーナ２２Ａ〜２２Ｋのそれぞれに供給することによりガラス微粒子を出発母材に堆積して第１バッチの堆積体を生成する（Ｓ１０）。基本の流量とは、各バーナ２２Ａ〜２２Ｋへ供給する原料ガスの供給量を、バーナ２２Ａ〜２２Ｋごとに異なる圧力損失を無視して同一にした流量である。したがって、バーナ２２Ａ〜２２Ｋごとに圧力損失が異なる場合であっても、制御部１０２は、各ガス流量制御部５２Ａ〜５２Ｋに対して同一の出力信号を与える。そのため、各ガス流量制御部５２Ａ〜５２Ｋからバーナ２２Ａ〜２２Ｋに対して同一の流量の原料ガスが、それぞれ供給される。
【００４０】
次に、ガラス母材製造装置２００とは別体の不図示の焼結装置を用いて第１バッチの堆積（Ｓ１０）によって生成された第１バッチの堆積体を熱処理して透明ガラス化することによって第１バッチのガラス母材を生成する（Ｓ１２）。
【００４１】
堆積体１０の厚みと透明ガラス化された後のガラス母材の厚みとの関係は、堆積体の嵩密度によって変化する。したがって、堆積体１０を透明ガラス化する前の段階において、堆積体１０の堆積量が出発母材２の長手方向に均一であるかどうかを判定することは困難である。
【００４２】
更に、ガラス母材製造装置２００とは別体のプリフォームアナライザ１００を用いてガラス母材へレーザ光等を透過させ、透過させた光の位置のずれを測定することによりガラス母材内部の屈折率分布を求める。求められた屈折率分布からガラス母材の外径を求めることができる。そのため、プリフォームアナライザ１００は、透明ガラス化される前の段階で白色の多孔質である堆積体１０に対しては、光が透過できないので利用することができない。したがって、プリフォームアナライザ１００を用いて堆積体１０の堆積量が出発母材２の長手方向に均一であるかどうかを判定するためには、堆積体１０を焼結して透明ガラス化する必要がある。
【００４３】
次に、第１バッチのガラス母材の外径及びコア径を測定する（Ｓ１４）。例えば、第１バッチのガラス母材の外径と第１バッチの出発母材２の外径又はコア径とをプリフォームアナライザ１００を用いて測定する。この測定によって第１バッチのガラス母材の外径と第１バッチの出発母材２の外径又はコア径との比の分布、すなわち堆積比分布を測定する。測定された堆積比分布を各バーナ２２Ａ〜２２Ｋの堆積範囲に対応させることによって、各バーナ２２Ａ〜２２Ｋのガラス微粒子の堆積特性を知ることができる。
【００４４】
堆積比分布は、以下の式に基づいて算出される。
【００４５】
（式１）コアロッド率＝（出発母材外径）／（ガラス母材外径）
（式２）堆積比＝（１／測定位置のコアロッド率）／（１／基準位置のコアロッド率）
ここで、コアロッドとは、出発母材２のことをいう。
【００４６】
次に、算出された堆積比分布から得られた各バーナ２２Ａ〜２２Ｋの堆積特性に基づいて、基本の流量に対するバーナ２２Ａ〜２２Ｋに供給する原料ガスの流量の補正値を、バーナ２２Ａ〜２２Ｋのそれぞれについて算出する（Ｓ１６）。原料ガスの流量の補正値は、出発母材２の長手方向に沿ってガラス微粒子の堆積分布が均一となるように算出される。補正値算出ステップ（Ｓ１６）では、調整範囲が基本の流量の５０％以下となるように補正値を算出する。調整範囲が５０％を超えると、あるバーナと隣接するバーナとの間で原料ガスの供給量が違う場合、ガラス母材を焼結する時に欠陥を生じやすい。
【００４７】
次に、補正置算出ステップ（Ｓ１６）において算出された補正値を基本の流量に対して補正した値に従って、原料ガスをバーナ２２Ａ〜２２Ｋにそれぞれ供給することによりガラス微粒子を出発母材２に堆積して第２バッチの堆積体を生成する（Ｓ１８）。ここで第２バッチの堆積（Ｓ１８）を実施している間、基本の流量は、時間の経過に従って変化してもよい。しかし、第２バッチの堆積（Ｓ１８）を実施している間、各バーナへ供給する原料ガスの流量の補正値は、時間に対して変化させない。すなわち、一旦補正値が、各流量調節器７４、７６、７８、８０、８２、８４、及び８６に設定されると、第２バッチの堆積（Ｓ１８）が終了するまで補正値は変更しない。
【００４８】
次に、第２バッチの堆積（Ｓ１８）によって生成された第２の堆積体を、焼結装置を用いて透明ガラス化することによって第２バッチのガラス母材を生成する（Ｓ２０）。次に、第２バッチのガラス母材の直径及びコア径を測定し、堆積比分布を計算する（Ｓ２２）。
【００４９】
次に、バーナ２２Ａ〜２２Ｋそれぞれの位置に対応する第１バッチのガラス母材の堆積比と第２バッチのガラス母材の堆積比との比率に基づいて補正値を、バーナ２２Ａ〜２２Ｋのそれぞれについて算出する（Ｓ２４）。まず、第１バッチのガラス母材の堆積比と第２バッチのガラス母材の堆積比との比率が、バーナ２２Ａ〜２２Ｋのそれぞれの位置において変化する率を算出する。この堆積比の比率の変化率は、第１のガラス母材におけるガラス微粒子堆積量と第２のガラス母材におけるガラス微粒子堆積量との比率が、バーナ２２Ａ〜２２Ｋのそれぞれの位置において変化する率を示す。以下にガラス微粒子堆積量の比率の変化率を算出する式を示す。
【００５０】
（式３）堆積比の変化率＝（第２のガラス母材の堆積比）／（第１のガラス母材の堆積比）
次に、算出した堆積比の変化率に基づいて、出発母材２の長手方向に沿ってガラス微粒子の堆積分布が均一となるように、バーナ２２Ａ〜２２Ｋに供給する原料ガスの流量の補正値を調整する。
【００５１】
次に、補正値算出ステップ（Ｓ２４）において算出された補正値を基本の流量に対して補正した値に基づいて、原料ガスを複数のバーナにそれぞれ供給することによりガラス微粒子を出発母材に堆積して第３バッチの堆積体を生成する（Ｓ２６）。ここで第３バッチの堆積（Ｓ２６）を実施している間、基本の流量は、時間の経過に従って変化してもよい。しかし、第３バッチの堆積（Ｓ２６）を実施している間、各バーナへの原料ガス供給量の補正値は、時間に対して変化させない。すなわち、一旦補正値が、各流量調節器７４、７６、７８、８０、８２、８４、及び８６に設定されると、第３バッチの堆積（Ｓ２６）が終了するまで補正値は変更しない。
【００５２】
次に、第３バッチの堆積（Ｓ２６）によって製造された第３バッチの堆積体を、焼結装置を用いて透明ガラス化することによって第３バッチのガラス母材を生成する（Ｓ２８）。第３バッチの堆積（Ｓ２６）、第３バッチのガラス化（Ｓ２８）、及び補正値算出（Ｓ２４）で説明した堆積焼結、補正値算出工程を複数バッチ繰り返すことによって、ガラス微粒子の堆積分布が均一なガラス母材を製造することができる。また、第３バッチの堆積（Ｓ２６）、第３バッチのガラス化（Ｓ２８）、補正値算出（Ｓ２４）で説明した堆積、焼結、及び補正値算出工程でなく、第２バッチの堆積（Ｓ１８）、第２バッチのガラス化（Ｓ２０）、及び補正値算出（Ｓ１６）工程で説明した堆積、焼結、及び補正値算出工程を繰り返してもよい。
【００５３】
以上に述べたように、ガラス母材を実際に数バッチ製造するたびに、出発母材２の長手方向に沿ってガラス微粒子の堆積分布が均一となる条件を推定し、調整することで、ガラス微粒子の堆積分布が均一なガラス母材を製造することができる。
【００５４】
（参考例）図４に示すガラス母材製造装置２００を用いて堆積体１０を製造した。ただし、用いるバーナの本数を１１本でなく、１０本とした。バーナを、１５０ｍｍの間隔に配置した。したがって、図４に示すバーナ２２Ａ〜２２Ｋのうち、バーナ２２Ａ〜２２Ｊを用いた。外径４０ｍｍの出発母材２にガラス微粒子を堆積することにより外径が平均１８０ｍｍの堆積体１０を生成した。
【００５５】
各バーナ２２Ａ〜２２Ｊへのガス供給量を、堆積体１０の外径の増加に合わせて変化した。例えば、堆積初期においては、Ｈ_２：５０Ｎｌ／ｍｉｎ、Ｏ_２：３０Ｎｌ／ｍｉｎ、原料ガス（ＳｉＣｌ_４）：３．５Ｎｌ／ｍｉｎとなるようにガス供給量を制御し、堆積終了時においては、ガス供給量が、Ｈ_２：１００Ｎｌ／ｍｉｎ、Ｏ_２：５０Ｎｌ／ｍｉｎ、原料ガス（ＳｉＣｌ_４）：２３Ｎｌ／ｍｉｎとなるように制御した。
【００５６】
バーナ２２Ａ〜２２Ｊの移動速度は、第１の移動機構４８の移動速度が１、０００ｍｍ／ｍｉｎ、第２の移動機構５０の移動速度が２０ｍｍ／ｍｉｎとなるように設定した。また、第１の移動機構４８及び第２の移動機構５０の移動幅を共に１５０ｍｍに設定した。ガラス微粒子を出発母材２に堆積している間、バーナ２２Ａ〜２２Ｊと堆積体１０との距離が一定となるように設定した。
【００５７】
更に、ガス流量制御部５２Ａ〜５２Ｊが有する全ての流量調節器７４〜８６に対して、同一の信号を出力することにより、全てのバーナ２２Ａ〜２２Ｊに対して同一の流量の原料ガスを供給した。
【００５８】
更に、出発母材２の回転数を堆積体１０の外径の増加に合わせて制御した。例えば、堆積開始時において回転数が１１０ｒｐｍとなるように制御し、堆積終了時において回転数が３０ｒｐｍとなるように制御した。
【００５９】
上記の設定条件に基づき、堆積体１０を製造し、製造した堆積体１０を透明ガラス化することによりガラス母材を製造した。
【００６０】
（実施例２）参考例の堆積比分布を、プリフォームアナライザ１００を用いて測定した結果、図７に示すように２本の矢印で示した左から３番目のバーナ２２Ｃと７番目のバ−ナ２２Ｇに対応する位置の堆積比が、他の位置の堆積比より低いことが分かった。そこで、ガラス母材の長手方向に沿った堆積比分布が均一となるよう、バーナ２２Ｃ及び２２Ｇに対する原料ガスの供給条件を以下のように調整した。
【００６１】
すなわち、１０本のバーナ２２Ａ〜２２Ｊのうち左から３番目のバーナ２２Ｃと７番目のバ−ナ２２Ｇが他のバーナのそれぞれ１．２０倍及び１．１０倍となるように、各流量調節器７４〜８６をそれぞれ設定した。ガラス微粒子を堆積している間、この流量比が一定に保たれた。バーナ２２Ｃ及び２２Ｇに対する原料ガスの供給条件以外の条件については、全て参考例と同様の条件に設定した。
【００６２】
上記の設定条件に基づき、外径４０ｍｍの出発母材２にガラス微粒子を堆積することにより外径が平均１８０ｍｍの堆積体１０を製造した。更に、製造した堆積体１０を透明ガラス化することによりガラス母材を製造した。
【００６３】
（実施例３）
実施例２の堆積比分布を測定した結果、図７に示すように２本の矢印で示した左から３番目のバーナ２２Ｃと７番目のバ−ナ２２Ｇに対応する位置を中心とした領域の堆積比が、他の位置の堆積比より低いことが分かった。そこで、ガラス母材の長手方向に沿った堆積比分布が均一となるようバーナ２２Ａ〜２２Ｊに対する原料ガスの供給条件を下記のように調整した。
【００６４】
すなわち、バーナ２２Ａ〜２２Ｊの供給条件を、基本の供給量を１として、バーナ２２Ａが１．０４倍、バーナ２２Ｂが１．０４倍、バーナ２２Ｃが１．０８倍、バーナ２２Ｄが０．９７倍、バーナ２２Ｅが０．９０倍、バーナ２２Ｆが０．９７倍、バーナ２２Ｇが１．１８倍、バーナ２２Ｈが１．００倍、バーナ２２Ｉが０．９３倍、バーナ２２Ｊが０．９０倍となるように各バーナ２２Ａ〜２２Ｊに対応する流量調節器をそれぞれ調整した。ガラス微粒子を堆積している間、この流量比が一定に保たれた。原料ガスの供給条件以外の条件は、全て実施例２と同様の条件に設定した。
【００６５】
上記の設定条件に基づき、外径４０ｍｍの出発母材２にガラス微粒子を堆積することにより外径が平均１８０ｍｍの堆積体１０を製造した。更に、製造した堆積体１０を透明ガラス化することによりガラス母材を製造した。
【００６６】
図７は、参考例及び実施例２の各堆積比の変化を示す。図７のうち四角のポイントで示された線は、実施例２で製造されたガラス母材をプリフォームアナライザ１００で測定することにより得られた堆積比分布を示す。一方、三角のポイントで示された線は、参考例で製造されたガラス母材をプリフォームアナライザ１００で測定することにより得られた堆積比分布を示す。図中の矢印は、それぞれ左から３番目及び７番目のバーナ２２Ｃ及び２２Ｇの位置に対応する。
【００６７】
図７に示すように参考例では、矢印で示した左から３番目のバーナ２２Ｃ及び７番目のバーナ２２Ｇの位置に対応する範囲の堆積比が低いので、ガラス母材の長手方向に沿って、ガラス微粒子の堆積量が均一でない。
【００６８】
そのため、実施例２では、ガス流量制御部５２Ｃ及び５２Ｇが有する流量調整器７４Ｃ〜８６Ｃ及び７４Ｇ〜８６Ｇを調整することにより、左から３番目のバーナ２２Ｃ及び７番目のバーナ２２Ｇに対する原料ガス供給量を増加した。そのため、矢印で示すバーナ２２Ｃ及び２２Ｇの位置において比較すると、実施例２の堆積比が、参考例の堆積比と比べて増加したことが分かる。すなわち、バーナ２２Ｃ及び２２Ｇの位置に対応する範囲では、実施例２のガラス微粒子の堆積量が、参考例のガラス微粒子の堆積量と比べて増加したことが分かる。バーナ２２Ｃ及び２２Ｇのガラス微粒子の堆積量が増加したので、実施例２の堆積比分布は、参考例の堆積比分布に比べガラス母材の長手方向に均一となった。
【００６９】
図８は、参考例の堆積比と実施例２の堆積比との変化率を示す。すなわち、図８は、実施例２の部分的な堆積比の増加が参考例の堆積比に対してどの程度増えたのかを示す。堆積比の変化率を得るために、バーナ２２Ａ〜２２Ｊのそれぞれの位置に対応させて実施例２の堆積比が、参考例の堆積比に対して変化した比率を求めた。図８に示すように３番目のバーナ２２Ｃ及び７番目のバーナ２２Ｇに対応する矢印で示した箇所の変化率が高くなった。
【００７０】
図９は、実施例３及び参考例の各堆積比の変化を示す。図９のうち四角のポイントで示された線は、実施例３で製造されたガラス母材をプリフォームアナライザ１００で測定することにより得られた堆積比分布を示す。一方、三角のポイントで示された線は、参考例で製造されたガラス母材をプリフォームアナライザ１００で測定することにより得られた堆積比分布を示す。実施例３は、実施例２の結果に基づいて、各バーナ２２Ａ〜２２Ｇへの原料ガス供給量が調整された。そのため、図９に示すように、実施例３の堆積比分布は、ガラス母材の長手方向に対して実質的に均一となった。
【００７１】
図１０は、実施例３の堆積比と参考例の堆積比との変化率を示す。すなわち、図１０は、実施例３の部分的な堆積比の増加が参考例の堆積比に対してどの程度増えたのかを示す。上記堆積比の変化率を得るために、バーナ２２Ａ〜２２Ｊのそれぞれの位置に対応させて実施例３の堆積比が、参考例の堆積比に対して変化した比率を求めた。図１０に示すようにバーナ２２Ｃ及びバーナ２２Ｇを中心として実施例３の各バーナ２２Ａ〜２２Ｊの変化率が増加したことが分かる。
【００７２】
以上説明した参考例、実施例２、及び実施例３を、図６のフローチャートに対応させると、参考例は、第１バッチの堆積（Ｓ１０）及び第１バッチのガラス化（Ｓ１２）によって第１バッチのガラス母材を製造することに対応する。更に、実施例２は、第１バッチのガラス母材の外径及びコア径の測定（Ｓ１４）、補正値算出（Ｓ１６）、第２バッチの堆積（Ｓ１８）、及び第２バッチのガラス化（Ｓ２０）によって第２バッチのガラス母材を製造することに対応する。更に、実施例３は、第２バッチのガラス母材の外径及びコア径測定（Ｓ２２）、補正値算出（Ｓ２４）、第３バッチの堆積（Ｓ２６）、及び第３バッチのガラス化（Ｓ２８）によって第３バッチのガラス母材を製造することに対応する。
【００７３】
したがって、参考例、実施例２、及び実施例３と補正値を調整するたびに図７及び図９に示すようにガラス微粒子の堆積比分布がより均一となることが分かる。したがって、図４から図６に示す本実施形態によって、堆積比分布が均一のガラス母材を製造することができる。
【００７４】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００７５】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば堆積比分布が均一のガラス母材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のガラス母材製造装置の構成を示す。
【図２】全域トラバース法によるバーナ２２Ａ〜２２Ｄのガラス微粒子の堆積量を示す。
【図３】部分トラバース法によるバーナ２２Ａ〜２２Ｆのガラス微粒子の堆積量を示す。
【図４】本発明のガラス母材製造装置２００の一実施形態を示す。
【図５】バーナ２２Ａ〜２２Ｅの往復移動による軌跡を示す。
【図６】図４に示したガラス母材製造装置２００を用いたガラス母材を製造する工程を示す。
【図７】実施例１及び実施例２の各堆積比の変化を示す。
【図８】実施例１の堆積比と実施例２の堆積比との変化率を示す。
【図９】実施例３及び実施例１の各堆積比の変化を示す。
【図１０】実施例３の堆積比と実施例１の堆積比との変化率を示す。
【符号の説明】
２・・・出発母材、１０・・・堆積体、１２・・・チャック、１４、２０、１１８・・・モータ、１５・・・台、１６・・・第１の移動軸、１８・・・第２の移動軸、２２・・・バーナ、４８・・・第１の移動機構、５０・・・第２の移動機構、５２・・・ガス流量制御部、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６・・・流量調節器、８８・・・原料ガス供給源、１００・・・プリフォームアナライザ
１０２・・・制御部、２００・・・ガラス母材製造装置、２１０・・・反応容器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a glass base material manufacturing apparatus and a glass base material manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
FIG. 1 shows a configuration of a conventional glass base material manufacturing apparatus. The glass base material manufacturing apparatus includes a chuck 12 and burners 22A to 22D. The chuck 12 grips both ends of the starting base material 2. Further, the chuck 12 rotates the starting base material 2 about the axis of the starting base material 2. The burners 22 A to 22 D are arranged at equal intervals in a line along the longitudinal direction of the starting base material 2. Source gas, fuel gas, and auxiliary combustion gas are supplied to the burners 22A to 22D. The burners 22 A to 22 D hydrolyze the supplied raw material gas while reciprocating along the longitudinal direction of the starting base material 2 to eject glass fine particles to the starting base material 2. The deposited body 10 is formed by depositing glass particles around the starting base material 2 by the burners 22A to 22D.
[0003]
A glass base material used as a raw material of the optical fiber is manufactured by heat-treating the glass fine particles deposited around the starting base material 2 into a transparent glass. An optical fiber preform is obtained by drawing and reducing the diameter of a glass base material into a shape suitable for drawing, and an optical fiber is produced by drawing the preform.
[0004]
FIG. 2 shows the deposition amount of the glass fine particles of the burners 22A to 22D by the whole area traverse method. In the case of the global traverse method, all the burners 22A to 22D reciprocate from one end to the other end of the region where the glass fine particles are deposited, exceeding the effective portion that can be effectively used as the glass base material product. Further, within the range of the effective portion, each of the burners 22A to 22D is deposited in a uniform thickness with a specific deposition amount. Therefore, even when the deposition amount of the glass particulates of the burners 22A to 22D is different, the total thickness of the deposited glass particulates becomes substantially uniform along the moving direction of the burners 22A to 22D.
[0005]
FIG. 3 shows the amount of glass particles deposited on the burners 22A to 22F by the partial traverse method. In the case of the partial traverse method, the burners 22 A to 22 F deposit glass particles on the starting base material 2 while reciprocating a part of the section with respect to the entire length of the starting base material 2. For example, the starting positions of the reciprocating movements of the burners 22A to 22F are partially moved sequentially to deposit glass fine particles on the starting base material 2 (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-228845).
[0006]
The partial traverse method can increase the number of burners without increasing the number of unnecessary parts that cannot be used as a glass base material product, compared to the entire traverse method shown in FIG. Can be increased.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the partial traverse method, each of the burners 22A to 22F reciprocates in a partial section with respect to the entire length of the effective portion. Therefore, as shown in FIG. 3, when the amount of deposited glass fine particles of each burner is different, the total thickness of the deposited glass fine particles becomes non-uniform along the longitudinal direction of the effective portion.
[0008]
If the deposition amount of the glass fine particles in the longitudinal direction of the starting base material 2 is not uniform, the thickness of the clad laminated around the core of the glass base material generated by converting the deposited body 10 into a transparent glass is varied. Therefore, when a preform is produced by extending and contracting a glass base material having a non-uniform clad thickness, and the preform is drawn to produce an optical fiber as a final product, the core diameter of the optical fiber varies. Since light propagates in the core, if the core diameter fluctuates, the predetermined characteristics required for the optical fiber cannot be obtained. Therefore, when the amount of the glass fine particles deposited is not uniform along the longitudinal direction of the effective portion, a step of cutting the portion having a large amount of deposited thickness to obtain a uniform thickness is required, which increases the manufacturing cost.
[0009]
Then, this invention aims at providing the glass base material manufacturing apparatus and glass base material manufacturing method which can solve said subject. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims. The dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
That is, according to the first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for producing a glass base material used as a raw material for an optical fiber, wherein the entire starting base material is arranged along the longitudinal direction of the starting base material of the glass base material. A deposit is formed as a base material of the glass base material by depositing glass particles on the starting base material while reciprocating a part of the section with respect to the length, and is predetermined in a line along the longitudinal direction of the starting base material. Each of a plurality of burners arranged at intervals of each other, a flow controller for adjusting at least one of the plurality of burners connected to each of the plurality of burners and adjusting a flow rate of supplying the raw material gas of glass fine particles to the burner, and a plurality of flow controllers And a controller that individually controls each of the plurality of flow rate regulators.
[0011]
The control unit is calculated for each of the plurality of burners with respect to the basic flow rate, and first control means for controlling the plurality of flow rate regulators so as to supply the raw material gas having the basic flow rate to the plurality of burners. It is preferable to have a second control means for controlling each of the plurality of flow rate regulators in accordance with the correction value of the flow rate of the raw material gas supplied to the burner. Further, the second control means may calculate the previous correction value for each of the plurality of flow rate regulators based on the deposition ratio of the glass base material obtained by converting the deposits actually deposited by the plurality of burners into a transparent glass. preferable.
[0012]
Furthermore, the second control means uses a first control means corresponding to each position of the plurality of burners to control the flow rate regulator, and the first glass mother obtained by converting the deposited body into a transparent glass. The ratio between the deposition ratio of the material and the deposition ratio of the second glass base material obtained by converting the deposit formed by controlling the flow rate controller using the first control means and the second control means into a transparent glass Accordingly, it is preferable to adjust the correction value for each of the plurality of flow rate controllers.
[0013]
The control unit may be connected to a preform analyzer that measures the outer diameter and the core diameter of the glass base material. The second control means preferably calculates the correction value so as to be 50% or less of the basic flow rate. The first control means may control the flow rate regulator so that the amount of source gas supplied to the burner changes with time. A plurality of flow rate regulators may be connected to one burner. Further, a plurality of flow rate controllers may control the flow rates of different types of source gases. The glass base material manufacturing apparatus includes a first movement mechanism that reciprocates a plurality of burners in a first period along a longitudinal direction of the starting base material, and a second period that is longer than the first period. It is preferable to further include a second moving mechanism that reciprocates at the same time.
[0014]
The method for producing a glass preform used as a raw material for an optical fiber according to the second aspect of the present invention comprises a plurality of burners along the longitudinal direction of the starting preform of the glass preform, and the entire length of the starting preform. A step of depositing glass fine particles on the starting base material by ejecting glass fine particles from a plurality of burners to a starting base material while reciprocating a part of the section, and a source gas of the glass fine particles to the plurality of burners It is preferable to include a flow rate control step for individually controlling the flow rate to be supplied for each of the plurality of burners.
[0015]
The glass base material manufacturing method further includes a vitrification step of generating a glass base material by transparently vitrifying a deposit of the glass fine particles deposited in the deposition step, and the flow rate control step is generated in the vitrification step. It is preferable to individually control the flow rate of the source gas for each of the plurality of burners based on the deposition ratio of the glass base material.
[0016]
The deposition step further includes a first batch deposition step in which a basic flow rate of source gas is supplied to a plurality of burners to deposit glass particulates on the starting matrix to produce a first batch of deposits. The vitrification step comprises a first batch vitrification step of transparently vitrifying the first batch of deposits to produce a first batch of glass matrix, the first batch vitrification step being generated by the first batch vitrification step; It is preferable to further include a correction value calculation step of calculating a correction value of the flow rate of the source gas supplied to the burner with respect to the basic flow rate for each of the plurality of burners based on the deposition ratio of one batch of glass base material.
[0017]
Further, in the deposition step, glass fine particles are used as a starting base material by supplying a raw material gas to each of a plurality of burners according to a value obtained by correcting the correction value calculated in the correction position calculating step with respect to the basic flow rate. Preferably, the method further comprises a second batch of depositing steps to deposit to produce a second batch of deposits. Further, the flow rate control step includes a first batch control step for controlling the flow rate of the raw material gas so that the basic flow rate of the raw material gas is supplied to the plurality of burners in the first batch deposition step, and the second batch deposition step. It is preferable to include a second batch control step of individually controlling the flow rate of the raw material gas supplied to each of the plurality of burners according to the value obtained by correcting the correction value with respect to the basic flow rate in the step. The correction value calculating step preferably calculates the previous correction value for each of the plurality of burners based on the deposition ratio of the first glass base material generated by the first batch vitrification step.
[0018]
Furthermore, in the glass base material manufacturing method, the vitrification step is a second batch of glass in which the second batch of deposits produced by the second batch deposition step is transparently vitrified to produce a second batch of glass base material. A deposition ratio of the first batch of glass base material produced in the first batch vitrification step and a second batch vitrification step corresponding to each position of the plurality of burners. It is preferable to further include a correction value calculating step of calculating a correction value for each of the plurality of burners based on the ratio with the deposition ratio of the glass batch of the second batch.
[0019]
Further, in the glass base material manufacturing method, the deposition step supplies the raw material gas to each of the plurality of burners based on the correction value calculated in the correction value calculation step with respect to the basic flow rate. The method further includes a third batch deposition step of depositing the fine particles on the starting base material to generate a third batch deposit, and the flow rate control step is configured to correct the calculated correction value with respect to the basic flow rate. And a third batch control step for individually controlling the flow rate of the raw material gas supplied to each of the plurality of burners based on the third batch, wherein the vitrification step is performed by the third batch generated by the third batch deposition step. Preferably, the method further includes a third batch vitrification step of forming the third batch of glass base material by transparent vitrification of the deposit.
[0020]
In the correction value calculation step, it is preferable to calculate the correction value so that it is 50% or less of the basic flow rate. The control step of the first batch may be controlled such that the flow rate of the raw material gas supplied to the burner changes with time. The first batch deposition step and the second batch deposition step supply a plurality of types of source gases to one burner, and the first batch control step and the second batch control step include a plurality of types of source gases. Each flow rate of the source gas may be individually controlled.
[0021]
The above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the embodiments do not limit the claimed invention, and all combinations of features described in the embodiments are essential for solving means of the invention. Not necessarily.
[0023]
FIG. 4 shows an embodiment of the glass base material manufacturing apparatus 200 of the present invention. Glass base material manufacturing apparatus 200 includes chuck 12, motors 14, 20, and 118, burners 22A to 22K, gas flow rate control units 52A to 52K, source gas supply sources 88A to 88G, control unit 102, The first moving mechanism 48, the second moving mechanism 50, and the reaction vessel 210 are included.
[0024]
The chuck 12 grips the starting base material 2. The motor 14 rotates the starting base material 2 by rotating the chuck 12 around the axis of the starting base material 2.
[0025]
The burners 22 A to 22 K are arranged on the table 15 in a line along the longitudinal direction of the starting base material 2 at a predetermined interval. The burners 22 A to 22 K reciprocate in some sections with respect to the entire length of the starting base material 2 while moving the folding position along the longitudinal direction of the starting base material 2. That is, the burners 22A to 22K of this embodiment reciprocate by the partial traverse method. The burners 22 A to 22 K form the deposited body 10 by depositing glass fine particles on the starting base material 2.
[0026]
The first moving mechanism 48 has a first moving shaft 16 arranged in parallel with the longitudinal direction of the starting base material 2. By rotating the first moving shaft 16 by the motor 118, the first moving mechanism 48 reciprocates the table 15 in a first cycle parallel to the longitudinal direction of the starting base material. Here, the period refers to a time interval required for one round trip of the burners 22A to 22K. The second moving mechanism 50 is provided below the first moving mechanism 48 and reciprocates the first moving mechanism 48. The second moving mechanism 50 has a second moving shaft 18 disposed in parallel to the longitudinal direction of the first moving shaft 16.
[0027]
By rotating the second moving shaft 18 using the motor 20, the second moving mechanism 50 reciprocates the first moving mechanism 48 in a second period longer than the first period. Therefore, the first moving mechanism 48 reciprocates the burners 22A to 22E at a high speed, and the second moving mechanism 50 reciprocates the first moving mechanism 48 at a speed slower than that of the first moving mechanism. .
[0028]
The gas flow control units 52A to 52K are connected to the corresponding burners 22A to 22K, respectively, and supply the source gas to the burners 22A to 22K, respectively. As a raw material gas, a gas, a combustion gas, and a combustion supporting gas, which are raw materials for glass particles, are supplied to the burner. The source gas supply sources 88A to 88G supply seven different source gases to the gas flow rate control units 52A to 52K, respectively. As shown in FIG. 4, since the source gas supply sources 88A to 88G are respectively connected to all the gas flow rate control units 52A to 52K, seven kinds of source gas different from all the gas flow rate control units 52A to 52K. Supply each.
[0029]
The gas flow rate control units 52A to 52K have a plurality of flow rate regulators 74, 76, 78, 80, 82, 84, and 86, respectively. For example, the gas flow rate control unit 52A includes flow rate controllers 74A, 76A, 78A, 80A, 82A, 84A, and 86A. The flow regulators 74A, 76A, 78A, 80A, 82A, 84A, and 86A are connected to the corresponding source gas supply sources 88A to 88G, respectively. Therefore, the flow regulators 74A, 76A, 78A, 80A, 82A, 84A, and 86A respectively control the flow rates of different types of source gases supplied from the corresponding source gas supply sources 88A to 88G.
[0030]
Part of the raw material gas supplied from the raw material gas supply sources 88A to 88G, the flow rates of which are controlled by the flow controllers 74A, 76A, 78A, 80A, 82A, 84A, and 86A, are joined and supplied to the burner 22A. The The raw material gases that do not merge, such as fuel gas and combustion support gas, are supplied to each of the plurality of nozzles of the burner 22A. In the example shown in FIG. 4, the raw material gases supplied from the flow rate regulators 82A, 84A, and 86A merge and are supplied to the nozzles of the burner 22A, and are supplied from the flow rate regulators 74A, 76A, 78A, and 80A. The source gas is supplied to each of the corresponding nozzles of the burner 22A without joining. The form which supplies source gas to the burner 22 is not restricted to the example shown in FIG. 4, You may use another form.
[0031]
Since the gas flow rate control units 52B to 52K have the same configuration as the gas flow rate control unit 52A, description thereof will be omitted. In FIG. 4, the internal configuration of the gas flow rate control units 52B to 52K is the same as that of the gas flow rate control unit 52A, and is not shown.
[0032]
It should be noted that the amount of the raw material gas supplied to each burner 22A-22K can be adjusted by using other means without using the flow rate regulators 74, 76, 78, 80, 82, 84, and 86 as shown in FIG. You may control. For example, a distributor is arranged on the raw material gas supply pipe, and an adjustable valve or orifice is arranged on the pipe extending from the burner 22A to 22K via the distributor, and the pressure loss of the valve or orifice is reduced. The supply amount of the source gas to each of the burners 22A to 22K may be adjusted by increasing or decreasing.
[0033]
The control unit 102 is connected to each of the flow rate regulators 74, 76, 78, 80, 82, 84, and 86 included in the gas flow rate control units 52A to 52K. For example, in the gas flow rate control unit 52A, the control unit 102 is connected to each of the flow rate regulators 74A, 76A, 78A, 80A, 82A, 84A, and 86A. The control unit 102 individually controls the flow rates in the flow rate regulators 74, 76, 78, 80, 82, 84, and 86. The controller 102 may not control all the flow regulators 74, 76, 78, 80, 82, 84, and 86, and may control some flow regulators.
[0034]
The control unit 102 controls the flow rate regulators 74, 76, 78, 80, 82, 84, and 86 so that the amount of the source gas supplied to the burners 22A to 22K changes with time. Good. For example, the flow rate of the source gas supplied in each stage of the initial stage of deposition, the middle stage of deposition, and the latter stage of deposition may be changed in accordance with the growth of the deposition of glass fine particles. The control unit 102 is further connected to the motors 14, 20, and 118 and controls the rotational speeds of the chuck 12, the first moving shaft 16, and the second moving shaft 18.
[0035]
The reaction vessel 210 accommodates the chuck 12 and the burners 22A to 22K. The reaction vessel 210 isolates components of the glass base material manufacturing apparatus 200 such as the first moving mechanism 48, the second moving device 50, and the gas flow rate control units 52A to 52K from the heat generated during the reaction of the raw material gas. Thus, the components of the glass base material manufacturing apparatus 200 are protected. The reaction vessel 210 does not need to accommodate all the above-described configurations, and may store some of the above configurations.
[0036]
Furthermore, the glass base material manufacturing apparatus 200 may be connected to a preform analyzer 100 that measures the outer diameter and the core diameter of the glass base material. The deposited body 10 manufactured by the glass base material manufacturing apparatus 200 is sintered into a glass base material by being sintered by a separate sintering apparatus from the glass base material manufacturing apparatus 200. The outer diameter and the core diameter of the glass base material are measured by a preform analyzer 100 separate from the glass base material manufacturing apparatus 200. By connecting the preform analyzer 100 to the control unit 102, data related to the outer diameter and the core diameter of the glass base material can be input from the preform analyzer 100 to the control unit 102. Based on the data regarding the outer diameter and the core diameter of the glass base material input from the preform analyzer 100, the control unit 102 controls the flow rates of the flow rate controllers 74, 76, 78, 80, 82, 84, and 86. May be.
[0037]
FIG. 5 shows a trajectory due to the reciprocating movement of the burner 22A. The glass base material manufacturing apparatus 200 shown in FIG. 4 has 11 burners 22A to 22K. However, for the sake of simplicity, only the movement trajectory of one burner 22A is shown. The vertical axis indicates the passage of time, and the horizontal axis indicates the moving distance of the burner 22A.
[0038]
The first moving mechanism 48 reciprocates the burner 22A at a first cycle indicated by a solid line. The movement width according to the first movement cycle is a partial section with respect to the entire length of the starting base material 2. The second moving mechanism 50 reciprocates the first moving mechanism 48 at a second period indicated by a broken line. The movement width according to the second movement cycle is also a partial section with respect to the entire length of the starting base material 2. At least one of the moving width of the first moving mechanism 48 and the moving width of the second moving mechanism 50 is preferably an integral multiple of the burner installation interval. The movement width of the second movement cycle is preferably an integer multiple of the interval between the burners 22A to 22K. For example, it may be 1 to 2 times the interval between the burners 22A to 22K. In FIG. 5, the movement width by the first movement period is smaller than the movement width by the second movement period, but the movement width by the first movement period is equal to the movement width by the second movement period. Good. The trajectory of movement of the burner 22A is a trajectory obtained by superimposing the trajectory of the first cycle indicated by the solid line on the trajectory of the second cycle indicated by the broken line. Therefore, since the glass base material manufacturing apparatus 200 of this embodiment has the 1st moving mechanism 48 and the 2nd moving mechanism 50, it can move the return position of the reciprocating movement of the burners 22A-22K.
[0039]
FIG. 6 shows a process of manufacturing a glass base material using the glass base material manufacturing apparatus 200 shown in FIG. First, a raw material gas having a basic flow rate is supplied to each of the burners 22A to 22K, whereby glass particles are deposited on the starting base material to generate a first batch of deposits (S10). The basic flow rate is a flow rate in which the supply amount of the source gas supplied to each of the burners 22A to 22K is made the same by ignoring the pressure loss that differs for each of the burners 22A to 22K. Therefore, even if the pressure loss differs for each of the burners 22A to 22K, the control unit 102 gives the same output signal to each of the gas flow rate control units 52A to 52K. Therefore, the raw material gases having the same flow rate are supplied from the gas flow rate control units 52A to 52K to the burners 22A to 22K, respectively.
[0040]
Next, using a sintering apparatus (not shown) separate from the glass base material manufacturing apparatus 200, the first batch deposit produced by the first batch deposition (S10) is heat-treated to form a transparent glass. To generate a first batch of glass base material (S12).
[0041]
The relationship between the thickness of the deposit 10 and the thickness of the glass base material after being converted to transparent glass varies depending on the bulk density of the deposit. Therefore, it is difficult to determine whether or not the deposition amount of the deposit 10 is uniform in the longitudinal direction of the starting base material 2 before the deposit 10 is made into transparent glass.
[0042]
Further, the refraction in the glass base material is measured by transmitting laser light or the like to the glass base material using a preform analyzer 100 that is separate from the glass base material manufacturing apparatus 200, and measuring the displacement of the transmitted light. Find the rate distribution. The outer diameter of the glass base material can be obtained from the obtained refractive index distribution. Therefore, the preform analyzer 100 cannot be used because light cannot be transmitted to the white porous deposit 10 before being converted to transparent glass. Therefore, in order to determine whether the deposited amount of the deposited body 10 is uniform in the longitudinal direction of the starting base material 2 using the preform analyzer 100, it is necessary to sinter the deposited body 10 into a transparent glass. is there.
[0043]
Next, the outer diameter and the core diameter of the first batch of glass base material are measured (S14). For example, the preform analyzer 100 is used to measure the outer diameter of the first batch of glass base material and the outer diameter or core diameter of the first batch of starting base material 2. By this measurement, the distribution of the ratio between the outer diameter of the first batch of glass base material and the outer diameter or core diameter of the first batch of starting base material 2, that is, the deposition ratio distribution is measured. By making the measured deposition ratio distribution correspond to the deposition range of each burner 22A-22K, the deposition characteristics of the glass fine particles of each burner 22A-22K can be known.
[0044]
The deposition ratio distribution is calculated based on the following formula.
[0045]
(Formula 1) Core rod ratio = (starting base material outer diameter) / (glass base material outer diameter)
(Formula 2) Deposition ratio = (1 / core rod ratio at measurement position) / (1 / core rod ratio at reference position)
Here, the core rod refers to the starting base material 2.
[0046]
Next, based on the deposition characteristics of the burners 22A to 22K obtained from the calculated deposition ratio distribution, a correction value for the flow rate of the raw material gas supplied to the burners 22A to 22K with respect to the basic flow rate is calculated for the burners 22A to 22K. It calculates about each (S16). The correction value of the flow rate of the source gas is calculated so that the deposition distribution of the glass fine particles becomes uniform along the longitudinal direction of the starting base material 2. In the correction value calculation step (S16), the correction value is calculated so that the adjustment range is 50% or less of the basic flow rate. When the adjustment range exceeds 50%, if the supply amount of the source gas is different between a certain burner and an adjacent burner, defects are likely to occur when the glass base material is sintered.
[0047]
Next, according to a value obtained by correcting the correction value calculated in the correction position calculating step (S16) with respect to the basic flow rate, the glass particles are deposited on the starting base material 2 by supplying the source gas to the burners 22A to 22K, respectively. Thus, a second batch of deposits is generated (S18). Here, during the second batch deposition (S18), the basic flow rate may change over time. However, during the second batch deposition (S18), the correction value of the flow rate of the raw material gas supplied to each burner is not changed with respect to time. That is, once the correction value is set in each of the flow rate controllers 74, 76, 78, 80, 82, 84, and 86, the correction value is not changed until the second batch deposition (S18) is completed.
[0048]
Next, the second deposited body produced by the second batch deposition (S18) is transparently vitrified using a sintering device to produce a second batch of glass base material (S20). Next, the diameter and core diameter of the glass base material of the second batch are measured, and the deposition ratio distribution is calculated (S22).
[0049]
Next, based on the ratio between the deposition ratio of the first batch of glass base material and the deposition ratio of the second batch of glass base material corresponding to the position of each of the burners 22A to 22K, a correction value is set for each of the burners 22A to 22K. Is calculated (S24). First, the rate at which the ratio between the deposition ratio of the first batch of glass base material and the second batch of glass base material changes at each position of the burners 22A to 22K is calculated. The rate of change of the ratio of the deposition ratio is the rate at which the ratio of the amount of glass fine particles deposited on the first glass base material to the amount of glass fine particles deposited on the second glass base material changes at each position of the burners 22A to 22K. Indicates. The formula for calculating the rate of change in the ratio of the amount of deposited glass particles is shown below.
[0050]
(Expression 3) Deposition ratio change rate = (deposition ratio of second glass base material) / (deposition ratio of first glass base material)
Next, based on the calculated change rate of the deposition ratio, the correction value of the flow rate of the raw material gas supplied to the burners 22A to 22K so that the deposition distribution of the glass fine particles becomes uniform along the longitudinal direction of the starting base material 2. Adjust.
[0051]
Next, based on a value obtained by correcting the correction value calculated in the correction value calculation step (S24) with respect to the basic flow rate, the raw material gas is supplied to each of the plurality of burners to deposit glass fine particles on the starting base material. Thus, a third batch of deposits is generated (S26). Here, during the third batch deposition (S26), the basic flow rate may vary over time. However, while the third batch deposition (S26) is being carried out, the correction value for the amount of material gas supplied to each burner is not changed with time. That is, once the correction value is set in each of the flow rate controllers 74, 76, 78, 80, 82, 84, and 86, the correction value is not changed until the third batch deposition (S26) is completed.
[0052]
Next, a third batch of glass base material is generated by converting the third batch of deposit produced by the third batch of deposition (S26) into a transparent glass using a sintering apparatus (S28). By repeating the deposition sintering and correction value calculation steps described in the third batch deposition (S26), the third batch vitrification (S28), and the correction value calculation (S24), the deposition distribution of the glass particles can be increased. A uniform glass base material can be produced. In addition, the deposition of the second batch (S18), not the deposition, sintering, and correction value calculation steps described in the third batch deposition (S26), the third batch vitrification (S28), and the correction value calculation (S24). ), Vitrification (S20) of the second batch, and correction value calculation (S16), the deposition, sintering, and correction value calculation steps described above may be repeated.
[0053]
As described above, each time a few batches of glass base material are actually manufactured, the conditions under which the deposition distribution of the glass fine particles becomes uniform along the longitudinal direction of the starting base material 2 are estimated and adjusted. A glass base material having a uniform distribution of fine particles can be produced.
[0054]
( Reference example The deposit 10 was manufactured using the glass base material manufacturing apparatus 200 shown in FIG. However, the number of burners used was 10 instead of 11. Burners were placed at intervals of 150 mm. Therefore, burners 22A to 22J are used among the burners 22A to 22K shown in FIG. By depositing glass fine particles on the starting base material 2 having an outer diameter of 40 mm, a deposit 10 having an average outer diameter of 180 mm was generated.
[0055]
The gas supply amount to each burner 22A-22J was changed according to the increase in the outer diameter of the deposit 10. For example, in the initial stage of deposition, H ₂ : 50 Nl / min, O ₂ : 30 Nl / min, source gas (SiCl ₄ ): The gas supply amount is controlled to be 3.5 Nl / min, and at the end of deposition, the gas supply amount is H ₂ : 100 Nl / min, O ₂ : 50 Nl / min, source gas (SiCl ₄ ): Control was made to be 23 Nl / min.
[0056]
The moving speeds of the burners 22A to 22J were set so that the moving speed of the first moving mechanism 48 was 1,000 mm / min and the moving speed of the second moving mechanism 50 was 20 mm / min. Further, the movement widths of the first movement mechanism 48 and the second movement mechanism 50 are both set to 150 mm. While the glass fine particles were deposited on the starting base material 2, the distance between the burners 22A to 22J and the deposited body 10 was set to be constant.
[0057]
Further, by supplying the same signal to all the flow controllers 74 to 86 included in the gas flow controllers 52A to 52J, the raw material gas having the same flow rate is supplied to all the burners 22A to 22J. .
[0058]
Further, the rotational speed of the starting base material 2 was controlled in accordance with the increase in the outer diameter of the deposit 10. For example, the number of revolutions was controlled to 110 rpm at the start of deposition, and the number of revolutions was controlled to 30 rpm at the end of deposition.
[0059]
Based on the above set conditions, the deposited body 10 was produced, and the produced deposited body 10 was made into a transparent glass to produce a glass base material.
[0060]
(Example 2) Reference example As a result of measuring the deposition ratio distribution using the preform analyzer 100, the positions corresponding to the third burner 22C and the seventh burner 22G from the left indicated by two arrows as shown in FIG. It was found that the deposition ratio was lower than the deposition ratios at other locations. Therefore, the supply conditions of the source gas to the burners 22C and 22G were adjusted as follows so that the deposition ratio distribution along the longitudinal direction of the glass base material becomes uniform.
[0061]
That is, among the 10 burners 22A to 22J, the third burner 22C and the seventh burner 22G from the left are each 1.20 times and 1.10 times that of the other burners. 74 to 86 were set. This flow ratio was kept constant while depositing glass particles. All conditions other than the supply conditions of the source gas to the burners 22C and 22G Reference example The same conditions were set.
[0062]
Based on the above setting conditions, a deposit 10 having an average outer diameter of 180 mm was manufactured by depositing glass fine particles on the starting base material 2 having an outer diameter of 40 mm. Furthermore, the glass base material was manufactured by converting the manufactured deposit 10 into a transparent glass.
[0063]
(Example 3)
As a result of measuring the deposition ratio distribution of Example 2, as shown in FIG. 7, the region centered on the position corresponding to the third burner 22C and the seventh burner 22G from the left indicated by two arrows. It was found that the deposition ratio was lower than the deposition ratios at other locations. Therefore, the supply conditions of the source gas to the burners 22A to 22J were adjusted as follows so that the deposition ratio distribution along the longitudinal direction of the glass base material becomes uniform.
[0064]
That is, assuming that the supply conditions of the burners 22A to 22J are basic supply amount 1, the burner 22A is 1.04 times, the burner 22B is 1.04 times, the burner 22C is 1.08 times, and the burner 22D is 0.97 times. Burner 22E is 0.90 times, burner 22F is 0.97 times, burner 22G is 1.18 times, burner 22H is 1.00 times, burner 22I is 0.93 times, and burner 22J is 0.90 times. Thus, the flow rate regulator corresponding to each burner 22A-22J was adjusted, respectively. This flow ratio was kept constant while depositing glass particles. Conditions other than the supply conditions of the source gas were all set to the same conditions as in Example 2.
[0065]
Based on the above setting conditions, a deposit 10 having an average outer diameter of 180 mm was manufactured by depositing glass fine particles on the starting base material 2 having an outer diameter of 40 mm. Furthermore, the glass base material was manufactured by converting the manufactured deposit 10 into a transparent glass.
[0066]
FIG. Reference example And the change of each deposition ratio of Example 2 is shown. A line indicated by a square point in FIG. 7 indicates a deposition ratio distribution obtained by measuring the glass base material manufactured in Example 2 with the preform analyzer 100. On the other hand, the line indicated by the triangular point is Reference example 2 shows a deposition ratio distribution obtained by measuring the glass base material manufactured in step 1 with the preform analyzer 100. The arrows in the figure correspond to the positions of the third and seventh burners 22C and 22G from the left, respectively.
[0067]
As shown in FIG. Reference example Then, since the deposition ratio in the range corresponding to the positions of the third burner 22C and the seventh burner 22G from the left indicated by the arrows is low, the deposition amount of the glass fine particles is not uniform along the longitudinal direction of the glass base material. .
[0068]
Therefore, in Example 2, by adjusting the flow rate adjusters 74C to 86C and 74G to 86G included in the gas flow rate control units 52C and 52G, the raw material gas supply amount to the third burner 22C and the seventh burner 22G from the left Increased. Therefore, when compared at the positions of the burners 22C and 22G indicated by arrows, the deposition ratio of Example 2 is Reference example It can be seen that it increased compared to the deposition ratio. That is, in the range corresponding to the positions of the burners 22C and 22G, the deposition amount of the glass fine particles of Example 2 is Reference example It can be seen that the amount of glass fine particles increased compared with the amount of glass fine particles. Since the deposition amount of the glass fine particles of the burners 22C and 22G has increased, the deposition ratio distribution of Example 2 is Reference example It became uniform in the longitudinal direction of the glass base material in comparison with the deposition ratio distribution.
[0069]
FIG. Reference example The rate of change between the deposition ratio of and the deposition ratio of Example 2 is shown. That is, FIG. 8 shows the increase in the partial deposition ratio of Example 2. Reference example It shows how much it increased with respect to the deposition ratio. In order to obtain the rate of change of the deposition ratio, the deposition ratio of Example 2 corresponds to each position of the burners 22A to 22J. Reference example The ratio which changed with respect to the deposition ratio of was calculated | required. As shown in FIG. 8, the rate of change at the locations indicated by the arrows corresponding to the third burner 22C and the seventh burner 22G increased.
[0070]
FIG. 9 shows Example 3 and Reference example The change of each deposition ratio is shown. The lines indicated by the square points in FIG. 9 indicate the deposition ratio distribution obtained by measuring the glass base material manufactured in Example 3 with the preform analyzer 100. On the other hand, the line indicated by the triangular point is Reference example 2 shows a deposition ratio distribution obtained by measuring the glass base material manufactured in step 1 with the preform analyzer 100. In Example 3, based on the result of Example 2, the amount of source gas supplied to each burner 22A to 22G was adjusted. Therefore, as shown in FIG. 9, the deposition ratio distribution of Example 3 was substantially uniform with respect to the longitudinal direction of the glass base material.
[0071]
FIG. 10 shows the deposition ratio of Example 3. Reference example Shows the rate of change with the deposition ratio. That is, FIG. 10 shows the increase in the partial deposition ratio of Example 3. Reference example It shows how much it increased with respect to the deposition ratio. In order to obtain the rate of change of the deposition ratio, the deposition ratio of Example 3 corresponding to each position of the burners 22A to 22J is Reference example The ratio which changed with respect to the deposition ratio of was calculated | required. As shown in FIG. 10, it can be seen that the rate of change of each of the burners 22 A to 22 J of Example 3 increased with the burner 22 C and the burner 22 G as the center.
[0072]
Explained above Reference example If Example 2 and Example 3 correspond to the flowchart of FIG. Reference example Corresponds to the production of the first batch of glass preform by first batch deposition (S10) and first batch vitrification (S12). Furthermore, in Example 2, the outer diameter and core diameter of the first batch of glass base material (S14), correction value calculation (S16), deposition of the second batch (S18), and vitrification of the second batch ( This corresponds to the production of the second batch of glass preform according to S20). Further, in Example 3, the outer diameter and core diameter of the second batch of glass base material (S22), correction value calculation (S24), third batch deposition (S26), and third batch vitrification (S28). ) To produce a third batch of glass matrix.
[0073]
Therefore, Reference example As shown in FIGS. 7 and 9, it is understood that the deposition ratio distribution of the glass fine particles becomes more uniform as the correction values are adjusted with those in the second and third embodiments. Therefore, according to the present embodiment shown in FIGS. 4 to 6, a glass base material having a uniform deposition ratio distribution can be manufactured.
[0074]
As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
[0075]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, a glass base material having a uniform deposition ratio distribution can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a configuration of a conventional glass base material manufacturing apparatus.
FIG. 2 shows the amount of glass fine particles deposited on the burners 22A to 22D by the entire traverse method.
FIG. 3 shows a deposition amount of glass fine particles of burners 22A to 22F by a partial traverse method.
FIG. 4 shows an embodiment of the glass base material manufacturing apparatus 200 of the present invention.
FIG. 5 shows a trajectory caused by reciprocal movement of burners 22A to 22E.
6 shows a step of manufacturing a glass base material using the glass base material manufacturing apparatus 200 shown in FIG.
7 shows changes in the deposition ratios of Example 1 and Example 2. FIG.
8 shows the rate of change between the deposition ratio of Example 1 and the deposition ratio of Example 2. FIG.
FIG. 9 shows changes in the deposition ratios of Example 3 and Example 1.
10 shows the rate of change between the deposition ratio of Example 3 and the deposition ratio of Example 1. FIG.
[Explanation of symbols]
2 ... starting base material, 10 ... deposit, 12 ... chuck, 14, 20, 118 ... motor, 15 ... stand, 16 ... first moving shaft, 18 ... Second moving shaft, 22 ... burner, 48 ... first moving mechanism, 50 ... second moving mechanism, 52 ... gas flow rate control unit, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86 ... Flow rate regulator, 88 ... Raw material gas supply source, 100 ... Preform analyzer
102 ... Control unit, 200 ... Glass base material manufacturing apparatus, 210 ... Reaction vessel

Claims

An apparatus for producing a glass base material used as a raw material for optical fibers,
The glass base material is deposited by depositing glass fine particles on the starting base material while reciprocating a part of the entire length of the starting base material along the longitudinal direction of the starting base material of the glass base material. A plurality of burners arranged at predetermined intervals in a row along the longitudinal direction of the starting base material,
A flow controller that adjusts a flow rate of supplying the glass particulate material gas to the plurality of burners, at least one of which is connected to each of the plurality of burners;
A controller for individually controlling each of the plurality of flow controllers connected to each of the plurality of flow controllers ;
The controller is
First control means for controlling the plurality of flow rate regulators to supply the source gas at a basic flow rate to the plurality of burners;
A control unit configured to control each of the plurality of flow rate regulators according to a correction value of the flow rate of the source gas supplied to each of the plurality of burners calculated for each of the plurality of burners with respect to the basic flow rate. Two control means,
The second control means calculates the correction value for each of the plurality of flow rate regulators based on a deposition ratio of the glass base material obtained by converting the deposit actually deposited by the plurality of burners into a transparent glass. A glass base material manufacturing apparatus characterized by:

The first control means that the second control means is a transparent vitrified first deposit formed by controlling the flow rate controller using the first control means corresponding to each position of the plurality of burners. The glass base material deposition ratio, and the second glass base material obtained by converting the deposited body formed by controlling the flow rate controller using the first control means and the second control means into a transparent glass 2. The glass base material manufacturing apparatus according to claim 1 , wherein the correction value is adjusted for each of the plurality of flow rate controllers in accordance with a ratio with a deposition ratio of 2.

The glass base material manufacturing apparatus according to claim 1 , wherein the control unit is connected to a preform analyzer that measures an outer diameter and a core diameter of the glass base material.

The glass base material manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the second control means calculates the correction value so that the basic flow rate is 50% or less.

The said 1st control means controls the said flow regulator so that the quantity of the said source gas supplied to these burners may change with progress of time, The any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. The glass base material manufacturing apparatus of Claim 1 .

Glass base material manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 5, a plurality of said flow rate regulators for one bar burner is characterized in that it is connected.

The glass base material manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the plurality of flow rate controllers respectively control flow rates of the different types of the source gases.

A first moving mechanism for reciprocating the plurality of burners in a first cycle along a longitudinal direction of the starting base material;
Glass according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said first moving mechanism further comprising a second moving mechanism for reciprocating the long second period than the first period Base material manufacturing equipment.

A method for producing a glass preform used as a raw material for optical fibers,
A plurality of burners are reciprocated along a longitudinal direction of a starting base material of the glass base material and a part of the burner is reciprocated with respect to the entire length of the starting base material, and glass fine particles are extracted from the plurality of burners. A deposition step of depositing the glass fine particles on the starting base material by ejecting the material;
A flow rate control step for individually controlling the flow rate of supplying the raw material gas of the glass fine particles to the plurality of burners for each of the plurality of burners ,
Further comprising a vitrification step of producing a glass base material by vitrifying the deposit of the glass fine particles deposited in the deposition step.
The flow rate control step individually controls the flow rate of the source gas for each of the plurality of burners based on the deposition ratio of the glass base material generated in the vitrification step. Glass base material manufacturing method.

The deposition step includes depositing the glass fine particles on the starting base material by supplying the source gas at a basic flow rate to the plurality of burners to generate a first batch of deposits. Have
The vitrification step comprises a first batch vitrification step of transparently vitrifying the first batch of deposits to produce a first batch of glass matrix;
The correction value of the flow rate of the source gas supplied to the plurality of burners with respect to the basic flow rate based on the deposition ratio of the glass base material of the first batch generated by the vitrification step of the first batch, The glass base material manufacturing method according to claim 9 , further comprising a correction value calculating step for calculating each of the burners.

The deposition step supplies the source gas to each of the plurality of burners according to a value obtained by correcting the correction value calculated in the correction value calculation step with respect to the basic flow rate, thereby starting the glass fine particles. The method for producing a glass base material according to claim 10 , further comprising a second batch deposition step of depositing on the base material to generate a second batch of deposits.

The flow rate control step comprises:
A first batch control step of controlling the flow rate of the source gas so as to supply the source gas at the basic flow rate to the plurality of burners in the deposition step of the first batch;
Second batch control step of individually controlling the flow rate of the source gas supplied to each of the plurality of burners according to a value obtained by correcting the correction value with respect to the basic flow rate in the deposition step of the second batch. The glass base material manufacturing method according to claim 11 , wherein:

And wherein the correction value calculating step calculates said correction value for each of said first batch vitrifying based on the deposition ratio of the glass preform produced the first batch by step of the plurality of burners The glass base material manufacturing method according to any one of claims 10 to 12 .

The vitrification step further includes a second batch vitrification step in which the second batch deposit formed by the second batch deposition step is transparently vitrified to produce a second batch glass base material. ,
The deposition ratio of the first batch of glass base material generated in the first batch vitrification step corresponding to each position of the plurality of burners, and the second batch vitrification step generated in the second batch vitrification step. according to claim 11 or 12, wherein said further that a correction value calculation step of calculating a correction value for each of the plurality of burners based on the ratio of the deposition ratio of the glass base material of the second batch Glass base material manufacturing method.

The deposition step supplies the raw material gas to the plurality of burners based on a value obtained by correcting the correction value calculated in the correction value calculation step with respect to the basic flow rate. A third batch deposition step of depositing on the starting matrix to produce a third batch of deposits;
A third batch in which the flow rate control step individually controls the flow rate of the source gas supplied to each of the plurality of burners based on a value obtained by correcting the calculated correction value with respect to the basic flow rate; And further comprising a control step of
The vitrification step further includes a third batch vitrification step in which the third batch deposit produced by the third batch deposition step is transparently vitrified to produce a third batch glass base material. The glass base material manufacturing method according to claim 11 or 12 .

The glass base material manufacturing method according to any one of claims 10 to 15 , wherein the correction value is calculated so that the correction value calculation step is 50% or less of the basic flow rate.

The method for producing a glass base material according to claim 12 , wherein the control step of the first batch controls the flow rate of the raw material gas supplied to the plurality of burners to change with the passage of time. .

Deposition step and the deposition step of the second batch of the first batch, and supplying a plurality of kinds of the raw material gas for one bar Na,
The glass base material manufacturing method according to claim 12 , wherein the first batch control step and the second batch control step individually control the flow rates of the plurality of types of source gases.