JP6570489B2 - ガラス微粒子堆積体の製造装置 - Google Patents

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Description

本発明は、外付け法による光ファイバ用母材の製造方法に係り、特には、ターゲット棒の長手方向に沿って平行に移動する複数の堆積軸を有するガラス微粒子堆積体製造装置のサイドバーナーの本数に係るガラス微粒子堆積体の製造装置に関する。
従来、外付け法による光ファイバ用母材は、Ｈ２，Ｏ２，Ｎ２ガスとともにＳｉＣｌ４などの原料ガスをバーナーに供給し、加水分解反応により生じたガラス微粒子を回転するターゲット棒の周面に堆積させ、所定の厚さのクラッド層を有するガラス微粒子堆積体を形成し、その後、焼結・透明ガラス化して製造される。
ガラス微粒子堆積体を製造する際、ターゲット棒から密度の低い堆積体の一部が剥落し（以下、スート剥がれと称する）、堆積体の両端部から割れが生じることがある。このような割れが生じた状態で焼結・透明ガラス化を行うと、光ファイバ母材にクラックが生じ製品として使用することが不可能となる。このような両端部における割れは、ターゲット棒６とガラス微粒子が堆積している境界付近における密度が関係しており、境界付近における堆積体の密度が低いことによって顕著に発生する。
このような両端部におけるスート剥がれによる割れを防止するために、両端部に各１本のサイドバーナーを配置して端部に堆積されたスート層を焼き締めることが従来技術として存在する（特許文献１参照）。この方法によれば、両端部にサイドバーナーを配置することにより、両端部近傍でメインバーナーがガラス微粒子を堆積してスート層を形成している際、サイドバーナーの火炎によって、ガラス微粒子がサイドバーナーの外側まで堆積するのを防止する効果がある。
しかしながら、堆積する軸がターゲット棒の周方向に対して複数配置されるようなガラス微粒子堆積体の製造装置では、メインバーナーが端部に到達した際、サイドバーナーとメインバーナーの位置が離れているために、ガラス微粒子がサイドバーナーの外側まで堆積されてしまうという問題があった。サイドバーナーの外側まで堆積されたスートは、密度が低いために前述のようにスート剥がれによる割れを引き起こすことがあった。
特開2003-165738号公報
本発明は、ターゲット棒の長手方向に沿って平行に移動する複数の堆積軸を有するガラス微粒子堆積体の製造装置において、ガラス微粒子堆積体の端部から発生するスート割れを防止することのできるガラス微粒子堆積体の製造装置を提供することを課題とする。
本発明のガラス微粒子堆積体の製造装置は、外付け法によりターゲット棒へガラス微粒子を堆積させて光ファイバ用母材を製造する装置において、ターゲット棒の長手方向に沿って平行移動してガラス微粒子を堆積させる複数の軸を有し、該複数の軸がターゲット棒の周方向に配置され、該軸上に固定されガラス微粒子をターゲット棒へ堆積させるメインバーナーと、該ターゲット棒の両端部へ堆積されたガラス微粒子を焼き締めるサイドバーナーとを有し、ガラス微粒子堆積体の両端部の内、少なくとも片端に２本のサイドバーナーが設置され、該２本のサイドバーナーが、前記複数の軸を囲むようにその外側に設置されていることを特徴としている。
なお、ターゲット棒の長手方向に沿って平行移動する前記複数の軸は、２〜５軸とするのが好ましい。サイドバーナーの本数は、片端に２本ずつとし、複数の軸を囲むようにその外側に設置するのがより好ましい。
本発明によれば、ターゲット棒の長手方向に沿ってガラス微粒子を堆積させる軸が周方向に複数配置されている場合でも、両端部にそれぞれ複数のサイドバーナー、少なくとも片端に２本のサイドバーナーを前記複数の軸を囲むようにその外側に設置することにより、メインバーナーが端部に到達した際に、ガラス微粒子がサイドバーナーの外側に堆積するのを防ぎ、密度が低い堆積層からガラス微粒子が剥がれることを防止することができる等の優れた効果を奏する。
２軸の堆積軸を有する従来の製造装置を上面から見た概略縦断面図である。 図１に記載の従来の製造装置のバーナー部分を側面から見た概略断面図である。 ２軸の堆積軸を有する製造装置において、片端に２本のサイドバーナーを設置した本発明のガラス微粒子堆積体の製造装置を上面から見た概略縦断面図である。 図３に記載の本発明の製造装置のバーナー部分を側面から見た概略断面図である。 本発明の３軸の堆積軸を有する製造装置のバーナー部分を側面から見た概略断面図である。 本発明の４軸の堆積軸を有する製造装置のバーナー部分を側面から見た概略断面図である。 本発明の５軸の堆積軸を有する製造装置のバーナー部分を側面から見た概略断面図である。
ガラス微粒子堆積体を製造する際、堆積体の両端部では、ターゲット棒とガラス微粒子が堆積している境界付近の密度が低いことによってスート剥がれが生じ、端部から割れが生じることがある。この現象は、特に、ターゲット棒の長手方向に沿って堆積軸が複数設けられている場合に顕著である。図１，２を用いて説明する。
図１に、複数の堆積軸を有する従来の製造装置の概略を示す。なお、図２は、バーナー部分を側面から見た概略図である。
チャンバー１内には、回転機構２及びチャック３によってターゲット棒６が回転自在に支持され、メインバーナー７によってガラス微粒子が堆積されスート堆積体５が形成される。メインバーナー７は、第１の堆積軸８-1及び第２の堆積軸８-2にそれぞれ取り付けられ、堆積軸８-1，８-2はターゲット棒６の長手方向に沿って平行移動するように設置されている。スート堆積体５の両端部にはそれぞれ１本のサイドバーナー４が設置されている。
このように複数の堆積軸を有する従来の製造装置においては、図１，２に示すように、サイドバーナー４が片端に１本ずつ設けられているが、サイドバーナー４と堆積軸８-1，８-2に取り付けられたメインバーナー７との位置関係が離れているために、サイドバーナー４の外側まで堆積され、密度の低い低密度スート堆積体９が形成される。サイドバーナー４の外側まで堆積されたスートは、密度が低いためにスート剥がれによる割れを引き起こし易い。
このような堆積体の両端部におけるスート剥がれによる割れを防止する方策を鋭意検討した結果、堆積体の両端部に複数のサイドバーナー、特に、片端に２本ずつのサイドバーナーを設置すれば良いことを見出し、本発明を完成した。さらに、２本のサイドバーナーを複数の堆積軸を囲むようにその外側に設置すると良いことも究明した。これにより、メインバーナーが端部に到達した際に、ガラス微粒子がサイドバーナーの外側に堆積するのを防止することができ、密度が低い堆積層からのスート剥がれを防止することが可能となる。
以下に、本発明に係るガラス微粒子堆積体の製造装置について、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されず、様々な態様が可能である。
図３は、本発明の堆積軸が２軸であるガラス微粒子堆積体の製造装置を上面から見た概略図であり、図４は、図３の装置のバーナー部分を側面から見た図である。
図３において、ターゲット棒６はチャック３に固定され、回転機構２によって回転自在に支持されている。ターゲット棒６の長手方向に沿って、平行移動してガラス微粒子を堆積させる第１の堆積軸８−1及び第２の堆積軸８−2が設置され、その軸上に各３本のメインバーナー７が固定されている。また、スート堆積体５の両端部付近にはスート堆積体５の端部を焼き締めるサイドバーナー４が片端に２本ずつ設置されている。
図４において、２本のサイドバーナー４，４が、第１の堆積軸８−1及び第２の堆積８−2をその外側から囲むように設置されている。
これにより、ガラス微粒子がサイドバーナーの外側へ堆積するのを防止するとともに、端部に堆積されたスート層を焼き締めることができ、スート剥がれを防止することができる。
図５は、ターゲット棒６の長手方向に沿って平行移動する第１の堆積軸８−1、第２の堆積軸８−2及び第３の堆積軸８−3を設けた例であり、図６は４軸の堆積軸を有し、図７には５軸の堆積軸を有する例が示されている。このように堆績軸を３軸、４軸、５軸と増やしても同様な効果が得られる。いずれも２本のサイドバーナー４，４が、複数の堆積軸をその外側から囲むように設置されている。
１．チャンバー、
２．回転機構 、
３．チャック、
４．サイドバーナー、
５．スート堆積体、
６．ターゲット棒、
７．メインバーナー、
８-1．第１の堆積軸、
８-2．第２の堆積軸、
８-3．第３の堆積軸、
８-4．第４の堆積軸、
８-5．第５の堆積軸、
９．低密度スート堆積体。

Claims (3)

  1. 外付け法によりターゲット棒へガラス微粒子を堆積させて光ファイバ用母材を製造する装置において、ターゲット棒の長手方向に沿って平行移動してガラス微粒子を堆積させる複数の軸を有し、該複数の軸がターゲット棒の周方向に配置され、該軸上に固定されガラス微粒子をターゲット棒へ堆積させるメインバーナーと、該ターゲット棒の両端部へ堆積されたガラス微粒子を焼き締めるサイドバーナーとを有し、ガラス微粒子堆積体の両端部の内、少なくとも片端に２本のサイドバーナーが設置され、該２本のサイドバーナーが、前記複数の軸を囲むようにその外側に設置されていることを特徴とするガラス微粒子堆積体の製造装置。
  2. 前記ターゲット棒の長手方向に沿って平行移動する前記複数の軸が、２〜５軸である請求項１に記載のガラス微粒子堆積体の製造装置。
  3. 前記サイドバーナーの本数が、片端に２本ずつである請求項１又は２に記載のガラス微粒子堆積体の製造装置。
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