JPWO2005082798A1 - 光ファイバ母材を製造する方法および装置 - Google Patents

Abstract

石英パイプの収縮のばらつきを抑え長手方向に一様な光ファイバ母材を製造できる方法と装置を提供する。この方法では、石英パイプにガラス層を堆積させる工程において、石英パイプには排気部またはバッファガス導入部が合計で二つ以上接続され、排気部からの排気ガス量またはバッファガス導入部への導入ガス量の少なくとも一つがフィードバック制御され、他の少なくとも一つが石英パイプ上の加熱位置に応じた流量パターンに従ってパターン制御される。この装置は、原料ガス供給系と、合計二つ以上の排気部またはバッファガス導入部と、熱源と、石英パイプ上の加熱位置を検出する位置検出手段と、加熱位置に応じた流量パターンに従って排気部からの排気ガス量またはバッファガス導入部への導入ガス量の少なくとも一つを制御する第１の制御手段と、他の少なくとも一つをフィードバック制御する第２の制御手段とを有する。

Description

本発明は、ＭＣＶＤ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により光ファイバ母材を製造する方法および装置に関する。

ＭＣＶＤ法は、石英パイプの一端から内部に少なくともガラス原料を含むガスを供給しつつ、石英パイプの長手方向沿いに熱源を往復運動させながら石英パイプを加熱することにより、石英パイプの内面にガラス層を堆積させる方法である。こうして得られた石英パイプを中実化することによって、光ファイバ母材が得られる。この場合の光ファイバ母材とは、そのまま線引きして光ファイバとなるものでも、外部にガラス体をさらに合成したり、外周研削を実施したり、といった加工を実施した後に線引きして光ファイバとなるものでも良い。

ＭＣＶＤ法でのプリフォームの製造工程において、石英パイプに供給された原料ガスは熱源により加熱され反応し加熱位置でガラスススとなり、ガラスススは加熱位置の下流側で石英パイプの内面へ付着してガラススス体となる。そのため、石英パイプの原料ガス導入側の加熱開始端から除々にガラスススの堆積量が増加し、ある位置からは堆積量が一定となる。ガラススス体は加熱によって焼結されることでガラス層となる。

ガラススス体が焼結する際の収縮力は、ガラスススの堆積量が多い程大きい。ガラスススの堆積量が少ない石英パイプの原料ガス導入側端と、ガラススス体の堆積量が多い石英パイプの排気側端とでは、ガラススス体が焼結する際の収縮力に大きな差が生じる。石英パイプの各位置におけるガラススス体の収縮力の差は石英パイプの収縮挙動を歪め、石英パイプの外径が長手方向で不均一になり、石英パイプに堆積するガラス層の厚みが長手方向で不均一になるという不都合を招く。

そこで、ＭＣＶＤ法でのプリフォームの製造工程において、石英パイプの排気側にバッファ室を装備して、このバッファ室に供給するバッファガスの導入量を調整することによって石英パイプ内に圧力を印加して、石英パイプが収縮しないように収縮力とつり合うように制御する技術（特許文献１）、石英パイプからの排気ガス量を制御することで、石英パイプ内の圧力を調整する技術（特許文献２）、あるいは、石英パイプの原料ガス導入側から、原料ガスと一緒に不活性ガスを供給することとし、不活性ガスの供給量の調整によって、石英パイプ内の圧力を制御する技術（特許文献３）、などが提案されている。ここで、石英パイプ内の圧力とは、パイプ内の絶対圧力と外気圧との差圧、いわゆる、ゲージ圧のことである。

ところで、近年のＭＣＶＤ法による光ファイバ母材を製造する方法では、肉厚が５ｍｍ以下といった比較的薄肉の石英パイプに０．５ｇ／分を超えるような大きな堆積速度でガラスススを堆積させ、プリフォームの生産性を向上させることが要望されている。その場合、石英パイプは薄肉なので変形しやすい。また、ガラスススが厚く堆積するので、石英パイプの両端におけるガラススス体の収縮力の差はさらに顕著になる。その結果、プリフォームの外径精度の著しい低下を招く。パイプの形状を均一に保つため、パイプの内圧を調整して収縮力に対抗させようとすると、両端での内圧の差は５倍以上と極めて大きくなる。そのため、外径精度の低下を防止するには、石英パイプ内における圧力の調整範囲の拡大と調整速度の高速化が不可欠となる。

ところが、特許文献１、２、３に開示の従来技術では、石英パイプ内における圧力の調整範囲の拡大や調整速度の高速化に十分に対応できていなかった。例えば、特許文献１，２の技術では、石英パイプ内における圧力の調整範囲の拡大や調整速度の高速化のために、バッファガスの導入量や排気ガス量を調整する手段の石英パイプ内の圧力変動に対する応答を敏感にすると、調整後の石英パイプ内の圧力が、目標とする適正値を超えた過応答となって、すぐに、過応答部分に対する圧力差を解消するための再調整が実施されて、石英パイプ内の圧力を速やかに目標とする適正値に収束させることができない。そのため、石英パイプ内の圧力の変動に起因した形状不良を招く虞があった。加えて、パイプ内の圧力を急激に低下させた場合は、ススが逆流する、という不具合を発生してしまうこともあった。

また、特許文献３の技術の場合も、石英パイプ内の圧力を速やかに目標値に収束させることが困難である。さらに、特許文献３の技術の場合は、不活性ガスの流量調整によって、一緒に供給される原料ガスの流速が変化してしまうため、原料ガスの化学反応の収率やガラスススの堆積効率が変化してしまう虞もあった。
特開昭５６−４５８４５号公報 特開昭５９−２１７６３３号公報 特開２００２−２７４８６１号公報

本発明は、ＭＣＶＤ法による光ファイバ母材製造工程において、石英パイプの収縮のばらつきを防止して、良好な製造を連続実施することのできる光ファイバ母材を製造する方法および装置を提供することである。

目的を達成するため、本発明の一面として、光ファイバ母材を製造する方法が提供される。この方法では、少なくともガラス原料を含むガスを石英パイプの内部に投入しつつ石英パイプの長手方向に熱源を相対的に移動させて石英パイプを外部から加熱して石英パイプ内にガラス層を堆積させる工程を有し、堆積させる工程では、石英パイプに排気部またはバッファガス導入部が合計で二つ以上接続され、排気部からの排気ガス量またはバッファガス導入部への導入ガス量の少なくとも一つがフィードバック制御されると共に、排気部からの排気ガス量またはバッファガス導入部への導入ガス量の他の少なくとも一つが石英パイプ上の加熱位置に応じた流量パターンに従ってパターン制御されている。

フィードバック制御は、石英パイプ内の圧力を測定し、圧力が加熱位置に応じて設定される目標値に一致するように排気部からの排気ガス量またはバッファガス導入部への導入ガス量の少なくとも一つを制御するものであってもよく、加熱位置の近傍における石英パイプの形状を測定し、形状が所定形状になるように排気部からの排気ガス量またはバッファガス導入部への導入ガス量の少なくとも一つを制御するものであってもよい。

後者の場合、形状の実測値をあらかじめ設定された目標値に一致させるために必要な石英パイプ内の圧力の最適値を算出し、石英パイプ内の圧力を最適値に一致させるように制御してもよい。また、形状は石英パイプの外径、内径、肉厚の少なくとも一つであってもよい。

ガラス層の堆積速度は０．５ｇ／分以上であってもよく、また、石英パイプ内の圧力の調整範囲における最大値と最小値との比は２倍以上であってもよく、ガラス層を堆積した後の長手方向における石英パイプの外径の変動量が直径で±１
ｍｍ以下であってもよい。さらに、石英パイプ内における圧力の変化量が、１秒あたり、−５０Ｐａ以上＋５０Ｐａ以下であってもよく、石英パイプ内における圧力が、継続して＋２０Ｐａ以下となる時間が２秒未満であってもよい。

本発明の他の一面として、光ファイバ母材の製造装置が提供される。この装置は、石英パイプの一端からその内部に少なくともガラス原料を含むガスを導入するガス供給系と、石英パイプの他端に接続可能な合計二つ以上の排気部またはバッファガス導入部と、石英パイプの長手方向に相対的に移動する熱源と、熱源による石英パイプ上の加熱位置を検出する位置検出手段と、加熱位置に応じた流量パターンに従って排気部からの排気ガス量またはバッファガス導入部への導入ガス量の少なくとも一つを制御する第１の制御手段と、排気部からの排気ガス量またはバッファガス導入部への導入ガス量の他の少なくとも一つをフィードバック制御する第２の制御手段とを有する。

この装置は、石英パイプ内の圧力を測定する圧力測定手段をさらに有し、第２の制御手段は、石英パイプ内の圧力が加熱位置に応じて設定される目標値に一致するように、排気部からの排気ガス量またはバッファガス導入部への導入ガス量の他の少なくとも一つをフィードバック制御ものであってもよい。また熱源の加熱位置近傍で石英パイプの形状を測定する形状測定手段をさらに有し、第２の制御手段は、形状測定手段により測定されたパイプ形状をあらかじめ設定された目標パイプ形状に一致するように、排気部からの排気ガス量またはバッファガス導入部への導入ガス量の他の少なくとも一つをフィードバック制御するものであってもよい。

本発明の光ファイバ母材を製造する方法および装置によれば、石英パイプ内の圧力の調整範囲が大きくても、調整動作の過応答を招くことなく、石英パイプ内の圧力を速やかに目標値に収束させることが可能になる。従って、薄肉の石英パイプに大きな堆積速度でガラス層を堆積させる場合でも、石英パイプの収縮のばらつきを防止して、良好な製造を連続実施することができる。

図１は、本発明に係る光ファイバ母材を製造する装置の第一実施形態を示す概念図である。 図２は、第一実施形態の光ファイバ母材を製造する装置の制御部の動作を示すブロック図である。 図３は、本発明に係る光ファイバ母材を製造する装置の第二実施形態を示す概念図である。 図４は、第二実施形態の光ファイバ母材を製造する装置の制御部の動作を示すブロック図である。 図５は、本発明に係る光ファイバ母材を製造する装置の第三実施形態を示す概念図である。 図６は、第三実施形態の光ファイバ母材を製造する装置の制御部の動作を示すブロック図である。 図７は、パイプ内圧力の目標値と実測値およびバッファガス流量とを加熱位置に対してプロットしたグラフであり、（ａ）は比較例１におけるグラフ、（ｂ）は比較例２におけるグラフである。 図８は、実施例１においてパイプ内圧力の目標値と実測値およびバッファガス流量とを加熱位置に対してプロットしたグラフである。 図９は、実施例２においてパイプ内圧力の目標値と実測値およびバッファガス流量とを加熱位置に対してプロットしたグラフである。 図１０は、表１のパイプ内圧力の最大値と最小値の比を堆積速度に対してプロットしたグラフである。 図１１は、表２のそれぞれの例において堆積速度に対してガラスパイプの外径の変動量をプロットしたグラフである。 図１２は、表２のそれぞれの例において堆積速度に対してガラスロッドの径の変動量をプロットしたグラフである。 図１３は、実施例４において石英パイプ内の圧力の変化率の上限をパラメータとして、石英パイプの外径を石英パイプの長手方向の位置に対してプロットしたグラフである。

符号の説明

１ 光ファイバ母材を製造する装置
３ 石英パイプ
５，６ ガラス管
９ 支持台
１１ バッファ室
１３ 熱源
１４ 補助熱源
１５ 圧力計
１７ 排気部
２１ 第１のバッファガス導入部
２１ｂ 流量制御手段
２２ 第２のバッファガス導入部
２２ｂ 流量制御手段
２５ 位置検出手段
２７ 制御部
２７ａ 第１の制御手段
２７ｂ 第２の制御手段
２９ スス
３１ スス捕集部
３３ ガラス層
１０１ 光ファイバ母材を製造する装置
１１７ 流量制御手段
２０１ 光ファイバ母材を製造する装置
２２７ 制御部
２２７ａ 第１の制御手段
２２７ｂ 最適圧算出部
２２７ｃ 第２の制御手段
２３０ 形状測定手段
２３１ ＣＣＤカメラ
２３２ 画像解析処理装置

本発明の実施形態が、以下において、図面を参照して説明される。図面は、説明を目的とし、発明の範囲を限定しようとするものではない。図面において、説明の重複を避けるため、同じ符号は同一部分を示す。図面中の寸法の比率は、必ずしも正確ではない。

図１は、本発明に係る光ファイバ母材を製造する装置の第一実施形態を示す概念図である。第一実施形態の光ファイバ母材を製造する装置１は、石英パイプの内周面にＭＣＶＤ法によってガラス層を堆積させて、光ファイバ母材を形成するもので、円筒状の石英パイプ３の両端をハンドリング用のガラス管５，６を介して支持する支持台９を備える。図１では、石英パイプ３は長手を水平にして配置されているが、垂直にして配置することも可能である。支持台９は、石英パイプ３を中心軸回りに回転させる図示しない回転駆動機構を有している。

また、光ファイバ母材を製造する装置１は、石英パイプ３の一端（図１では、左端）から内部にガラス原料ガスを導入する図示略の原料ガス供給系、石英パイプ３の他端に接続されたバッファ室１１、石英パイプ３の長手方向に沿って往復運動可能に支持台９上に装備されて石英パイプ３を加熱する熱源１３、石英パイプ３内の圧力を測定する圧力計１５、バッファ室１１を介して石英パイプ３の他端に接続された第１および第２のバッファガス導入部２１，２２および排気部１７、熱源１３による石英パイプ３上の加熱位置Ｈ１を検出する位置検出手段２５、および、バッファガス導入部２１，２２の導入ガス量を調整することで石英パイプ３内の圧力を所望の値に制御する制御部２７を備える。

原料ガス供給系が石英パイプ３の一端に供給するガスは、ガラスの原料ガスとしてのＳｉＣｌ_４、ＧｅＣｌ_４、ＰＯＣｌ_３、ＳｉＦ_４等のハロゲン化物や、（ＣＨ_３）_６−Ｓｉ_２Ｏ等のシロキサン、及び、酸素ガスやヘリウムガス等のキャリアガスを含む。バッファ室１１は、石英パイプ３の内の圧力を調整するために設けられた部屋である。バッファ室１１の直下には、石英パイプ３の内周面に付着せずに石英パイプ３の端部からバッファ室１１に流出したスス２９を回収するスス捕集部３１が接続されている。

熱源１３は、酸水素火炎やプラズマ火炎等の火炎１３ａによって石英パイプ３を所定温度に加熱するバーナである。誘導炉や抵抗炉等の炉や、ＣＯ_２レーザーといったレーザも熱源として使用できる。なお、第一実施形態では、石英パイプ３の他端側のハンドリング用ガラス管６にススが付着しないように、ガラス管６を加熱する補助熱源１４も装備されている。支持台９に支持された石英パイプ３は、熱源１３により全周に渡って均等に加熱されるように、矢印Ｆの方向に回転駆動される。第一実施形態の場合、ガラス層の堆積速度が、０．５ｇ／分以上となるように、原料ガスの供給量を制御すると共に、熱源１３による加熱動作を制御する。

圧力計１５は、石英パイプ３内に連通しているバッファ室１１内の圧力を検出することで、石英パイプ３内の圧力を間接的に測定する圧力測定手段である。圧力計１５が検出した石英パイプ内の圧力の実測値は、フィードバック制御のために、制御部２７に通知される。

バッファ室１１に接続された排気部１７は、バッファ室１１に連通した排気管１７ａと、排気管１７ａの開度を調整することでバッファ室１１からの排気ガス量を制御する排気調整弁１７ｂとを備えている。第１のバッファガス導入部２１および第２のバッファガス導入部２２は、バッファ室１１に連通する管路２１ａ、２２ａの途中に流量制御手段２１ｂ、２２ｂを装備したもので、各管路２１ａ、２２ａに供給される圧力調整用のバッファガスのバッファ室１１への導入量を流量制御手段２１ｂ、２２ｂによって所望流量に調整可能である。各管路２１ａ、２２ａに供給されるバッファガスは、例えば、酸素や不活性ガスである。

位置検出手段２５は、第一実施形態の場合、熱源１３に取り付けられていて、石英パイプ３の右端または左端から熱源１３までの水平方向の離間距離を測定することで、熱源１３による石英パイプ３上の加熱位置Ｈ１を検出する。位置検出手段２５が検出した加熱位置Ｈ１は、制御部２７に通知される。

図２は、第一実施形態の光ファイバ母材を製造する装置の制御部の動作を示すブロック図である。制御部２７は、第１の制御手段２７ａと第２の制御手段２７ｂとを備えている。また、制御部２７は、加熱位置Ｈ１毎の、石英パイプ３内の圧力とパイプの形状の変化量との関係、および、石英パイプ３内の圧力と導入ガス量との関係を収集したデータと、そのデータに基づいて、加熱位置Ｈ１毎の適正な石英パイプ内の圧力を確保し得る導入ガス量を算出する演算パターンとを保有している。

第１の制御手段２７ａは、位置検出手段２５から熱源１３による加熱位置Ｈ１の情報を受け取り、演算パターンに基づいて加熱位置Ｈ１毎に決定される流量パターンに従って、流量制御手段２１ｂを介して第１のバッファガス導入部２１からバッファ室１１への導入ガス量を制御する。第１の制御手段２７ａとは別系統の第２の制御手段２７ｂは、演算パターンに基づいて加熱位置Ｈ１に応じて石英パイプ３内の圧力の目標値を算出し、圧力計１５から通知された石英パイプ内の圧力の実測値が目標値に一致するように、流量制御手段２２ｂを介して、バッファ室１１に供給する導入ガス量を調整する。

光ファイバ母材を製造する装置１は、石英パイプ３の一端から内部にガラス原料を投入しつつ、石英パイプ３を外部から熱源１３によって加熱することで、石英パイプ３内にガラス層３３を堆積させる。その際、制御部２７がバッファガス導入部２１，２２からバッファ室１１への導入ガス量に対して、第１の制御手段によるパターン制御と第二の制御手段によるフィードバック制御とを行い、石英パイプ３内の圧力を所定の圧力に制御する。パターン制御は石英パイプ３内に印加させたい圧力変化を大きな変更幅で一気に変更するのに極めて有用である。また、フィードバック制御は石英パイプ３内の圧力を正確に微調整するのに極めて有用である。

このように、性質の異なるパターン制御とフィードバック制御とを組み合わせて実施することで、石英パイプ３内圧力の調整範囲が大きくても、調整動作の過応答を招くことなく、石英パイプ内の圧力を速やかに目標とする適正値に調整収束させることが可能になる。従って、薄肉の石英パイプ３に大きな堆積速度でガラス層３３を堆積させる場合でも、石英パイプ３の形状の変動を防止して、良好な製造を連続実施することができる。

内周面にガラス層を所定厚さで堆積させた石英パイプ３は、さらに加熱してコラプスによって中実化することで、光ファイバ母材に仕上げられる。中実化の際には、石英パイプをそのまま収縮させて中実化しても良いし、予め石英パイプ３の中空部にガラスロッドを挿入して、コラプスによってロッドとパイプとを一体化するようにしても良い。

また、第一実施形態では、バッファ室１１に装備した圧力計１５によって石英パイプ内の圧力を直接検出するようにしたが、圧力計１５の装備位置は、石英パイプ３の原料ガス導入側の端部や排気部１７等に変更することも可能であり、例えば排気部１７に装備して、石英パイプ内の圧力を排気部の圧力との相対比較で間接的に求めるとこもできる。

なお、第一実施形態では、石英パイプ内の圧力の調整のために、バッファ室１１に導入される導入ガス量を調整するようにした。しかし、導入ガス量を調整する代わりに、排気部１７から排気される排気ガス量を調整しても、あるいは、排気ガス量および導入ガス量を共に調整するようにしても、石英パイプ内の圧力の調整は可能である。

図３は、本発明に係る光ファイバ母材を製造する装置の第二実施形態を示す概念図である。図４は、第二実施形態の光ファイバ母材を製造する装置の制御部の動作を示すブロック図である。第二実施形態の光ファイバ母材を製造する装置１０１は、パターン制御の対象がバッファー室からの排気ガス量になっている点で第一実施形態と異なる。

光ファイバ母材を製造する装置１０１は、制御部１２７を有する。これに伴い、光ファイバ母材を製造する装置１０１では、光ファイバ母材を製造する装置１で装備していた第２のバッファガス導入部２２を削除したり排気部１７の排気管１７ａに流量制御手段１１７を装備したり一部の構成を変更しているが、それ以外の構成は光ファイバ母材を製造する装置１と共通である。制御部１２７は、第１の制御手段１２７ａと第２の制御手段１２７ｂを備えている。また、制御部１２７は、加熱位置Ｈ１毎の石英パイプ３内の圧力とパイプの形状の変化量との関係、および、排気ガス量と石英パイプ３内の圧力との関係を収集したデータと、そのデータに基づいて加熱位置Ｈ１毎の適正な石英パイプ内の圧力を確保し得る排気ガス量を算出する演算パターンとを保有している。

第１の制御手段１２７ａは、位置検出手段２５から加熱位置Ｈ１の情報を受け取り、演算パターンに基づいて加熱位置Ｈ１毎に決定される流量パターンに従って、流量制御手段１１７を介して排気部１７からの排気ガス量を制御する。第２の制御手段１２７ｂは、演算パターンに基づいて加熱位置Ｈ１毎の石英パイプ３内の圧力の目標値を算出し、石英パイプ３内の圧力が、圧力計１５から通知された石英パイプ内の圧力の実測値が目標値に一致するように、流量制御手段２１ｂを介してバッファ室１１に供給する導入ガス量を調整する。

なお、バッファ室１１に接続された排気部１７には、流量制御手段１１７の他に、先の第一実施形態と同様、バッファ室１１に連通した排気管１７ａと、排気管１７ａの開度を調整することでバッファ室１１からの排気ガス量を制御する排気調整弁１７ｂとが装備される。排気ガス量の制御方法は、排気調整弁１７ｂの開度を調整することで実施しても良い。光ファイバ母材を製造する装置１０１のように、加熱位置Ｈ１の移動に応じて排気部１７からの排気ガス量を調整するようにしても、石英パイプ内の圧力を大きな調整範囲で一気に調整することが可能で、第一実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。

図５は、本発明に係る光ファイバ母材を製造する装置の第三実施形態を示す概念図である。第三実施形態の光ファイバ母材を製造する装置２０１は、第一実施形態に示した光ファイバ母材を製造する装置１の一部を改良したもので、加熱位置近傍で石英パイプ３の形状を撮影するＣＣＤカメラ２３１と、ＣＣＤカメラ２３１の撮影した画像を解析して石英パイプ３の形状（外径、内径、肉厚）を算出する画像解析処理装置２３２とから構成される形状測定手段２３０を有する。

第三実施形態に装備された制御部２２７は、熱源１３による石英パイプ３上の加熱位置Ｈ１に応じて予め設定された流量パターンに従って第１のバッファガス導入部２１による導入ガス量を制御する第１の制御手段２２７ａと、石英パイプ３上の加熱位置近傍で石英パイプ３の形状を測定し測定されたパイプ形状を予め設定された目標パイプ形状に一致させるために必要な石英パイプ内の圧力の最適値を決定する最適圧算出部２２７ｂと、圧力計１５の検出した実測値が最適圧算出部２２７ｂの算出した最適値に一致するように、第２のバッファガス導入部２２への導入ガス量をフィードバック制御する第２の制御手段２２７ｃとを備えている。第三実施形態の場合、最適圧算出部２２７ｂは、形状測定手段２３０の画像解析処理装置２３２の解析結果から、加熱位置近傍での石英パイプ３の形状情報を獲得する。

光ファイバ母材を製造する装置２０１では、石英パイプ３の一端から内部にガラス原料を投入しつつ、石英パイプ３を外部から熱源１３によって加熱することで、石英パイプ３内にガラス層３３を堆積させる。その際、制御部２２７がバッファガス導入部２１，２２からバッファ室１１への導入ガス量を調整することで、石英パイプ３内の圧力を所望の圧力に調整して、ＭＣＶＤ法による光ファイバ母材製造を実現する。

図６は、第三実施形態の光ファイバ母材を製造する装置の制御部の動作を示すブロック図である。制御部２２７は、第１の制御手段２２７ａおよび第２の制御手段２２７ｃが、それぞれ個別に、導入ガス量を制御する。第１の制御手段２２７ａは、位置検出手段２５から熱源１３による加熱位置Ｈ１の情報を受け取り、その情報に応じて予め設定された流量パターンに従って第１のバッファガス導入部２１への導入ガス量を制御して、石英パイプ３内の圧力を所定圧に変化させるパターン制御を実施する。

第１の制御手段２２７ａの処理に並行して、最適圧算出部２２７ｂは、形状測定手段２３０を介して、石英パイプ３上の加熱位置Ｈ１近傍での石英パイプ３の形状としての外径寸法を測定し、測定されたパイプ形状が予め設定された目標パイプ形状に一致するために必要な石英パイプ内の圧力の最適値を決定する最適圧算出工程を実施する。

そして、第２の制御手段２２７ｃは、圧力計１５により算出した石英パイプ３内の圧力の実測値が最適圧算出部２２７ｂの算出した最適値に一致するように、石英パイプ３内の圧力の実測値に基づいて第２のバッファガス導入部２２への導入ガス量をフィードバック制御する。なお、石英パイプ３の形状の実測値が、熱源１３の加熱位置Ｈ１に応じて予め設定される形状の目標値に一致するように、石英パイプ内の最適圧力を算出せずに、バッファガス導入部２１，２２の導入ガス量を制御してもよい。

光ファイバ母材を製造する装置２０１が実施する製造方法では、光ファイバ母材を製造する装置１が実施する製造方法の場合と同様に、ＭＣＶＤ法による光ファイバ母材製造工程において、熱源１３の往復移動によって石英パイプ３を外周から加熱した際に石英パイプ３外径の変動の要因を防止するべく、パターン制御と、フィードバック制御とで石英パイプ３内の圧力を制御する。

その場合に、パターン制御は、第一実施形態の場合と同様に、熱源１３の加熱位置Ｈ１に対応して導入ガス量を導入して石英パイプ内の圧力を調整するもので、石英パイプ３内に印加させたい圧力変化を、大きな変更幅で一気に変更するのに極めて有用である。一方、光ファイバ母材を製造する装置２０１におけるフィードバック制御は、石英パイプ３の形状を予め設定された目標形状に調整するべく最適圧算出部２２７ｂで算出した石英パイプ３内の圧力の最適値と圧力計１５が検出した実測値に基づいて、導入ガス量をフィードバック制御するもので、石英パイプ３内の形状を正確に微調整するのに極めて有用である。

そして、性質の異なるパターン制御とフィードバック制御とを組み合わせて実施することで、第一実施形態の場合と同様に、石英パイプ内の圧力の調整範囲が大きくても、調整動作の過応答を招くことなく、石英パイプ内の圧力を速やかに目標とする適正値に調整収束させることが可能になる。従って、薄肉の石英パイプ３に大きな堆積速度でガラス層３３を堆積させる場合でも、石英パイプ３の形状の変動を防止して、良好な製造を連続実施することができる。

なお、石英パイプ３内の圧力によって影響を受ける石英パイプ３の形状としては、石英パイプ３の外径、または内径、またはパイプの肉厚が存在するが、最適圧算出工程で監視する形状は、その内のいずれか少なくとも一つでよく、それぞれの形状の測定に必要な測定機器や測定方法を吟味して、測定し易い形状パラメータを選択すれば良い。石英パイプ３の外径、または内径、またはパイプの肉厚のいずれの形状パラメータを採用しても、正確な測定ができれば、フィードバック制御における制御処理精度の向上に貢献でき、石英パイプ３の形状を安定維持した良好なプリフォームの製造を実現することができる。

石英パイプ３の形状の測定方法としては、ＣＣＤカメラで撮影した画像を処理することで石英パイプ３の外径、内径、肉厚を測定する方法の他に、レーザ外径測定器を使用して加熱位置付近における石英パイプ３の外径を測定する方法、さらには、透過Ｘ線を利用した外径、内径、肉厚の測定方法、さらには、音波や光を石英パイプ３に照射して、音波の伝搬時間や光の光路長を解析することで石英パイプの肉厚等を測定する方法を採用することもできる。

また、ＭＣＶＤ法による光ファイバ母材製造方法においては、石英パイプ３内のガラス層３３の堆積速度がたとえば０．５ｇ／分以上と大きくなるほど、長手方向における石英パイプ３内のガラス層の堆積量の変化が大きくなり、石英パイプ３内の圧力の調整範囲が大きくなる。その場合には、上記の各実施の形態にも示したように、パイプ内圧力を大きな範囲で一気に調整するのに適したパターン制御と、パイプ内圧力を小さな範囲で正確に微調整するのに適したフィードバック制御とを組み合わせて実施することが極めて有効になる。そして、安定したプリフォーム製品の製造が実現できると同時に、堆積速度の向上によってプリフォーム製品の生産性を向上させることが可能になる。

ところで、パイプの外径は、ススの収縮力によって一旦縮径した後、パイプ内の圧力によって再び膨張する場合がある。従って、一定の条件でフィードバック制御をかける場合、パイプの形状を測定する位置においてパイプが収縮中か、膨張中か、あるいは膨張後かで、フィードバック制御がうまく働かなくなる恐れがある。例えば収縮中や膨張中のところで外径を測定すると、制御によって、必要よりも大きな内圧をかけてしまって、大きく膨張させてしまう恐れがある。また、膨張後の箇所は、ガラスが透明化している部分よりも１０〜５０
ｍｍ後方となるため、その部分で外径を読むと、制御が遅くなる恐れがあり、その遅れを補償しようとして、パイプ内の圧力を大きく変化させ、その結果、外径が周期的に大きく変動してしまう恐れがある。

このような、大きなパイプの外径変動は、ＭＣＶＤ法の堆積速度が０．５ｇ／分より大きく、スス体の堆積量が多い場合に発生しやすい。また、特にパイプの外表面の温度が１６００℃以上となる長さが５０ｍｍ以上となるといった、ヒートゾーンが広い場合には発生しやすいことが判っている。

それを避けるためには、パイプの長手方向で複数の点を測定し、この測定からパイプの膨張後の外径を予測し、予見的に制御を実施するのが好ましい。こうする事で、大きな外径変動を抑制することが可能となる。測定位置は、パイプの縮径が開始していない位置、縮径部、膨張部、膨張が完了した位置とするとよい。

予見的な制御とは、それぞれの測定位置での外径、および、それぞれの測定点の位置から、パイプが縮径・膨張する速度、および膨張後の外径を予見し、現在印加しているパイプ内の圧力に対して、どの程度圧力を上昇、または下降すれば良いか、算出して制御する方法が例として挙げられる。あるいは、それぞれの外径の測定位置での温度を測定し、または他の点での温度の測定値から伝熱の式によって予測し、その結果に従ってパイプの粘度を求め、表面張力によってパイプがどの程度縮径、膨張しているかを予測することで、膨張後の外径を予見する方法が、あげらる。

急激に圧力を上昇・下降させると、制御の遅れが発生した場合、大きく外径が変化してしまう。そして、その大きく変化した外径を制御に用いると、さらに反対方向（膨張した場合は急激な縮径、縮径した場合は急激な膨張）の変形が発生してしまう。このように、外径の周期的で、急激な変化が発生しやすい。これは、パイプの内圧の変化量を±５０Ｐａ／秒以下の範囲に制限すれば避けられる。

光ファイバ母材を製造する装置１を用いて、第一の制御手段で加熱位置に応じてバッファガスの導入量をパターン制御するとともに、第二の制御手段で石英パイプ内の圧力が目標値になるようにバッファガスの導入量をフィードバック制御する実施例１、フィードバック制御のみおこなう比較例１、および、パターン制御のみおこなう比較例２について、石英パイプ内の実際の圧力を比較した。

いずれの場合でも、外径（直径）３４ｍｍ、肉厚４ｍｍ、長さ８００ｍｍで０．２重量％のＣｌが添加された石英パイプを用いた。熱源は、熱プラズマバーナーを使用した。バーナの往復運動の速度、すなわち、石英パイプ上での加熱位置の移動速度は、１００ｍｍ／分とした。石英パイプの外表面の最高温度は２２００℃、ガラス層の合成速度は１ｇ／分になるように調節した。ガラス層の純石英に対する比屈折率差の目標値は０．４０％である。石英パイプの他端にはバッファ室を設けた。バッファ室内の圧力を石英パイプ内の圧力とみなした。また、排気ガス量は、バッファガスを流さない状態で石英パイプ内の圧力が−２０Ｐａ程度になるように設定した。以上の条件で、ＭＣＶＤ法で５層分のガラス体の堆積を実施する。

なお、上記の条件でＭＣＶＤ法を実施する際、加熱位置がガラススス体の堆積量が少ない原料ガス導入側端に近い位置の時には、石英パイプ内の圧力を＋５０
Ｐａ程度、加熱位置がガラススス体の堆積量が多い排気端に近い位置の時には、石英パイプ内の圧力を＋４００Ｐａ程度にする必要があることが判っている。

図７は、パイプ内圧力の目標値（設定圧力）と実測値及びバッファガス流量とを加熱位置に対してプロットしたグラフであり、（ａ）は比較例１におけるグラフ、（ｂ）は比較例２におけるグラフである。比較例１の場合は、石英パイプ内の圧力の目標値と実測圧力との間に、図示のように、±４０Ｐａ程度の差が生じ、その結果、石英パイプの外径（直径）に基準値に対して±２ｍｍ程度の誤差が生じた。また、バッファガスの導入量は、石英パイプ内の圧力の目標値と実測圧力との差分に相応して、１０〜４６ＳＬＭ（標準状態におけるリットル／分で表した流量）に変化していた。比較例１では、製造された石英パイプを中実化した長さ５００ｍｍのガラスロッドにおいて、ガラス層合成部の直径が５．５±０．２ｍｍとなり、純石英に対する比屈折率差が０．３９５±０．１０％となり、満足できる品質ではなかった。

比較例２の場合は、バッファガスの導入量変更に伴って、排気の条件が変化してしまい、ガラススス堆積中に発生したススが排気部に詰まるなど不具合が発生する場合もあった。そして、比較例２の場合も、図示のように、石英パイプ内の圧力の目標値と実測圧力との間に、±４０Ｐａ程度の差が生じ、その結果、石英パイプの外径（直径）に基準値に対して±２ｍｍ程度の誤差が生じた。また、比較例２の場合は、バッファガスの導入量が、加熱位置の移動に伴って、１０〜４５ＳＬＭの変化を示した。比較例２では、製造された石英パイプを中実化した長さ５００ｍｍのガラスロッドにおいて、ガラス層合成部の直径が５．７±０．２ｍｍとなり、純石英に対する比屈折率差が０．４１０±０．１０％となり、満足できる品質ではなかった。

図８は、実施例１においてパイプ内圧力の目標値と実測値及びバッファガス流量とを加熱位置に対してプロットしたグラフである。実施例１では、第１のバッファガス導入部からの導入ガス量をパターン制御により２〜１８ＳＬＭと変化させた。加えて、第２のバッファガス導入部からの導入ガス量を、フィードバック制御により石英パイプ内の圧力の実測値と目標値との差分に相応して、１０〜２０ＳＬＭと変化させた。その結果、石英パイプ内の圧力は、目標値に対して±３
Ｐａという極めて微小なずれに抑えることができ、良好な制御が可能になった。

実施例２では、光ファイバ母材を製造する装置２０１を用いて、第一の制御手段でバッファガスの導入量を加熱位置に応じてパターン制御するとともに、第二の制御手段でバッファガスを石英パイプ内の圧力が目標値になるようにフィードバック制御した。図９は、実施例２においてパイプ内圧力の目標値と実測値及びバッファガス流量とを加熱位置に対してプロットしたグラフである。使用した石英パイプ、熱源は実施例１と同じである。製造条件は、熱源の速度を１５０ｍｍ／分、石英パイプの外表面の最高温度を２２００℃、ガラス層の堆積速度を１ｇ／分、ガラス層の純石英に対する比屈折率差の目標値を０．４０％とした。また、排気の量はバッファガスを流さない状態で石英パイプの内圧が−３０Ｐａ程度になるようにした。以上の条件で、ＭＣＶＤ法により１０層のガラス層の堆積を実施する。

なお、図５に示した装置構成において、ＣＣＤカメラ２３１によって測定される石英パイプ３の外径が、石英パイプ３の長手方向全域に渡って直径で３４ｍｍとなるように、最適圧算出部２２７ｂ及び第２の制御手段２２７ｃによるフィードバック制御を実施した。また、第１のバッファガス導入部からの導入ガス量は加熱位置の移動に応じて、８〜４０ＳＬＭと変化させた。フィードバック制御する第２のバッファガス導入部からの導入ガス量は、石英パイプ内の圧力の実測値と目標値との差分に相応して、１０〜１７ＳＬＭの変化を示した。最適圧算出部２２７ｂ及び第２の制御手段２２７ｃによるフィードバック制御により、加熱位置が原料ガス導入端に近い位置の時には、石英パイプ内の圧力が＋４５Ｐａ程度、加熱位置が排気端に近い位置の時には、石英パイプ内の圧力が＋４１５Ｐａ程度になる石英パイプ３内の圧力制御が可能になった。

実施例２の製造工程では、石英パイプ内の圧力は、目標値に対して±３Ｐａという極めて微小なずれに抑えることができ、良好な制御が可能になった。さらに、石英パイプの外径変動も、直径で３４．０±０．２ｍｍとなり、実施例１よりもさらに好結果が得られた。また、実施例２で製造された石英パイプを中実化した時長さ５００ｍｍのガラスロッドは、ガラス層堆積部の直径が５．６±０．１ｍｍとなり、純石英に対する比屈折率差が０．４００±０．０６％となり、ばらつきの小さい満足できる品質が得られた。

表１は、ＭＣＶＤ法で石英パイプ内にガラス層を堆積させる際に、石英パイプの原料流に関して下流側（他端側）を一定の形状に保っておくのに必要な圧力（圧力の最大値）を堆積速度０．２〜２．０ｇ／分の各々の場合において示したものである。なお、石英パイプの原料流に関して上流側（一端側）を一定の形状に保っておくのに必要な圧力（圧力の最小値）は、堆積速度０．２〜２．０ｇ／分のいずれの場合でも＋４５Ｐａである。また、図１０は、表１のパイプ内圧力の最大値と最小値の比を各々の堆積速度に対してプロットしたグラフである。

いずれの堆積速度においても、石英パイプの形状を一定に保っておくのに必要な圧力は一端側と他端側とで異なる。石英パイプ３に長手方向での形状変動を生じさせないためには、加熱位置の移動に伴って石英パイプ３内の圧力を調整することが不可欠であり、ガラス層３３の堆積速度が大きくなるほど必要な調整範囲（最大値と最小値の比）は増大する傾向にある。最大値と最小値との比は２倍以上に設定することが望ましい。比を２倍以上に設定すれば、ガラス層３３の堆積速度が０．５ｇ／分以上であっても、表１および図１０が示すように、石英パイプ３の形状を一定に保っておくことが出来る。ガラス層３３の堆積速度を０．５ｇ／分以上の高速にして、ガラス層３３の堆積を繰りかえすことによって、大型の母材を安定製造することが可能になる。

なお、本発明に係る光ファイバ母材を製造する方法では、石英パイプ３の形状として外径を実測して、実測外径とあらかじめ設定した目標外径との差で、石英パイプ３内圧力の最適値を算出する際に、実測外径とあらかじめ設定した目標外径との差の許容値をあらかじめ設定しておけば、許容値の範囲内であれば、最適値の算出処理を省略して、処理を簡略化することができる。また、その場合の許容値は、光ファイバ化される領域に換算して規定しておけば、外径に寸法誤差が生じても、光ファイバ化された状態では実害の無い範囲に、品質を維持することができ、設計仕様通りの安定した品質の製品を歩留まり良く製造することができる。具体的には、石英パイプ３は、ガラス層３３を堆積した後の外径の直径での変動量が、後の製造処理工程で光ファイバ化される領域で±１
ｍｍ以下となるように規制すると良い。

光ファイバ母材を製造する装置２０１を用いて、パターン制御とパイプ外径を所定値にするようなフィードバック制御をともにおこなう実施例３、石英パイプ内の圧力を所定値にするフィードバック制御のみをおこなう比較例３、および、パイプ外径を所定値にするフィードバック制御のみをおこなう比較例４、について、ＭＣＶＤ法によって石英パイプ内にガラス層を堆積させた。

いずれの場合でも、外径（直径）４２ｍｍ、肉厚３ｍｍ、長さ８００ｍｍで０．２重量％のＣｌが添加された石英パイプを用いた。熱源は、熱プラズマを用いたプラズマバーナーを使用した。バーナの往復運動の速度は１４０ｍｍ／分とした。石英パイプの外表面の最高温度を２２００℃、ガラス層の合成速度は０．２〜３．０ｇ／分になるように調節した。実施例３および比較例４におけるパイプ外径（直径）の所定値は４２ｍｍとした。以上の条件でＭＣＶＤ法で２０層分のガラス体を堆積し、ガラス層堆積完了後の石英パイプ外径の変動量と、さらに石英パイプを中実化した後のガラスロッドの径の変動量を測定し比較した（表２）。

なお、パイプ外径の測定は、パイプの一端、他端からそれぞれ１００ｍｍを除いた中間部分６００ｍｍをＣＣＤカメラで撮影し画像処理することでおこなった。また、ガラスロッドの径の測定は、ガラス堆積部一端から２００ｍｍ、他端から１５０ｍｍを除いた中間部分４５０ｍｍで測定した。

図１１は、表２のそれぞれの例において堆積速度に対してガラスパイプの外径の変動量をプロットしたグラフであり、図１２は、表２のそれぞれの例において堆積速度に対してガラスロッドの径の変動量をプロットしたグラフである。以上の測定結果から明らかなように、比較例３，４とも各堆積速度に対するパイプ外径変動及び内付け部の径の変動は大きく変化した。これに対し、実施例３では、パイプ外径変動および内付け部の径の変動のいずれにおいても、ばらつきの小さい満足のできる品質が得られた。

外径（直径）がφ４２、肉厚が３ｍｍであり、０．６重量％のフッ素を含む石英パイプを、熱源として熱プラズマバーナを使用して、パイプ外表面の最高温度が１８００℃となるように加熱し、堆積速度１．５ｇ／分のＧｅＯ_２−Ｐ_２Ｏ_５−ＳｉＯ_２ガラス層（比屈折率差は純ＳｉＯ_２に対して０．３％程度）を堆積した場合の外径変動を求めた。図１３は、実施例４において石英パイプ内の圧力の変化率の上限をパラメータとして、石英パイプの外径（直径）を石英パイプの長手方向の位置に対してプロットしたグラフである。図１３において、Ｉ）は、パイプの内圧の変動に制限を設けなかったとき（最大±８０Ｐａ／秒で変化）、ＩＩ）はパイプの内圧の変動を±６０Ｐａ／秒に制限したとき、ＩＩＩ）はパイプの内圧の変動を±５０Ｐａ／秒に制限したとき、ＩＶ）はパイプの内圧の変動を±３０Ｐａ／秒に制限したとき、Ｖ）はパイプの内圧の変動を±１０Ｐａ／秒に制限したとき、である。このとき、パイプ内の圧力のそれぞれ平均値は＋２００Ｐａ程度であった。

パイプの内圧の変動の大きな、（Ｉ）、（ＩＩ）の条件ではパイプ外径の変動が直径で±１ｍｍよりも大きく、ＭＣＶＤ法としては十分な品質を得ることが出来ない。（ＩＩＩ）の±５０Ｐａ／秒に制限した場合には、変動を±１ｍｍ以下に抑えることが可能であるが、（ＩＶ）の±３０Ｐａ／秒に制限した場合よりも変動量が大きくなっている。（Ｖ）の±１０Ｐａ／秒以下にまで、パイプ内圧の変化を抑制してしまうと、パイプ内の圧力変化が遅くなりすぎ、ススの堆積厚みが厚くなる部分で縮径が見られたが、外径の変動量を直径で±１ｍｍ以内に抑制することは可能である。

このように、パイプ内圧の時間あたりの変化量を±５０
Ｐａ／秒以下に、より好ましくは±３０Ｐａ／秒以下に制限すると、外径の変動を抑制でき、良好なＭＣＶＤ法を実施可能である。また、内圧の変化量を制限する場合には、±１０Ｐａ／秒以上の変化は許容すると良い。

図１の石英パイプ３の下流域、ハンドリング用パイプ６には、透明化していないススが大量に堆積してしまう箇所がある。このようなススは、図示しないススを掻き出す手段によって掻き出され、スス捕集部３１に捕集されたり、排気部１７から排出されたりするが、掻き出しきれずに石英パイプ３の下流域やハンドリング用パイプ６に残留してしまうスス体も多い。このようなスス体は、パイプ内の圧力が減少すると、逆流してしまう場合がある。有効部へのススの逆流は、光ファイバ母材の不良に繋がるので、発生させない方が良い。なお、このような逆流は、パイプ内の圧力と、パイプ外の圧力が殆ど等しくなる場合に、発生しやすいことが判った。

表３は、パイプ内の圧力と、その圧力に保持した時間と、ススの逆流の有無との関係を調査した結果である。パイプ内の圧力は目標値から、±３Ｐａ程度の偏差を含み、継続時間は±０．２秒程度の偏差を含む。そのため、ススの逆流は毎回発生するものではないため、同じ条件（Ｎ＝２０）だけ繰りかえし実施した際、そのうちの何回ススが逆流したのかを調査したものである。

このように、パイプ内の圧力が低いほどススの逆流が発生する可能性が高くなることが判る。また、継続時間が長いほどススの逆流が発生する可能性が高くなることが判る。好ましくは、＋２０Ｐａ以下にならないようにするべきである。また、＋２０Ｐａとなっても、２秒以上、継続してはならない。

日本特許出願２００４−０５３８４２（２００４年２月２７日出願）の明細書、クレーム、図面、要約書を含むすべての開示は、本明細書に統合される。

本発明の光ファイバ母材を製造する方法および装置によれば、長手方向で形状の変化が少ない光ファイバ母材を得ることが出来る。薄肉の石英パイプに対して大きな堆積速度でガラスを堆積させる場合に、特に有用である。

Claims (13)

1. 少なくともガラス原料を含むガスを石英パイプの内部に投入しつつ前記石英パイプの長手方向に熱源を相対的に移動させて前記石英パイプを外部から加熱して前記石英パイプ内にガラス層を堆積させる工程を有し、
   前記堆積させる工程では、前記石英パイプに排気部またはバッファガス導入部が合計で二つ以上接続され、前記排気部からの排気ガス量または前記バッファガス導入部への導入ガス量の少なくとも一つがフィードバック制御されると共に、前記排気部からの排気ガス量または前記バッファガス導入部への導入ガス量の他の少なくとも一つが前記石英パイプ上の加熱位置に応じた流量パターンに従ってパターン制御されている、
   光ファイバ母材を製造する方法。
2. 前記堆積させる工程では、前記フィードバック制御は、前記石英パイプ内の圧力を測定し、前記圧力が前記加熱位置に応じて設定される目標値に一致するように前記排気部からの排気ガス量または前記バッファガス導入部への導入ガス量の少なくとも一つを制御する、
   請求項１の光ファイバ母材を製造する方法。
3. 前記堆積させる工程では、前記フィードバック制御は、前記加熱位置の近傍における前記石英パイプの形状を測定し、前記形状が所定形状になるように前記排気部からの排気ガス量または前記バッファガス導入部への導入ガス量の少なくとも一つを制御する、
   請求項１の光ファイバ母材を製造する方法。
4. 前記堆積させる工程では、前記形状の実測値を予め設定された目標値に一致させるために必要な前記石英パイプ内の圧力の最適値を算出し、前記石英パイプ内の圧力を前記最適値に一致させるように制御する、
   請求項３の光ファイバ母材を製造する方法。
5. 前記堆積させる工程では、前記形状は前記石英パイプの外径、内径、肉厚の少なくとも一つである、
   請求項３または４の光ファイバ母材を製造する方法。
6. 前記堆積させる工程では、前記ガラス層の堆積速度は０．５ｇ／分以上である、
   請求項１ないし５のいずれかの光ファイバ母材を製造する方法。
7. 前記堆積させる工程では、前記石英パイプ内の圧力の調整範囲における最大値と最小値との比を２倍以上とする、
   請求項１ないし６のいずれかの光ファイバ母材を製造する方法。
8. 前記堆積させる工程では、前記ガラス層を堆積した後の長手方向における前記石英パイプの外径の変動量が直径で±１
   ｍｍ以下である、
   請求項１ないし７のいずれかの光ファイバ母材を製造する方法。
9. 前記堆積させる工程では、前記石英パイプ内における圧力の変化量が、１秒あたり、−５０Ｐａ以上＋５０Ｐａ以下である、
   請求項１ないし８のいずれかの光ファイバ母材を製造する方法。
10. 前記堆積させる工程では、前記石英パイプ内における圧力が、継続して＋２０Ｐａ以下となる時間が２秒未満である、
    請求項１ないし８のいずれかの光ファイバ母材を製造する方法。
11. 石英パイプの一端から内部に少なくともガラス原料を含むガスを導入するガス供給系と、
    前記石英パイプの他端に接続可能な合計二つ以上の排気部またはバッファガス導入部と、
    前記石英パイプの長手方向に相対的に移動する熱源と、
    前記熱源による前記石英パイプ上の加熱位置を検出する位置検出手段と、
    前記加熱位置に応じた流量パターンに従って前記排気部からの排気ガス量または前記バッファガス導入部への導入ガス量の少なくとも一つを制御する第１の制御手段と、
    前記排気部からの排気ガス量または前記バッファガス導入部への導入ガス量の他の少なくとも一つをフィードバック制御する第２の制御手段
    とを有す光ファイバ母材を製造する装置。
12. 前記石英パイプ内の圧力を測定する圧力測定手段をさらに有し、
    第２の制御手段は、前記石英パイプ内の圧力が前記加熱位置に応じて設定される目標値に一致するように、前記排気部からの排気ガス量または前記バッファガス導入部への導入ガス量の他の少なくとも一つをフィードバック制御する、
    請求項１１の光ファイバ母材を製造する装置。
13. 前記熱源の加熱位置近傍で前記石英パイプの形状を測定する形状測定手段をさらに有し、
    第２の制御手段は、前記形状測定手段により測定された前記パイプ形状をあらかじめ設定された目標パイプ形状に一致するように、前記排気部からの排気ガス量または前記バッファガス導入部への導入ガス量の他の少なくとも一つをフィードバック制御する、
    請求項１１ないし１２のいずれかの光ファイバ母材を製造する装置。

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