JP2002501871A - 光ファイバの予成形体の製造方法及びその装置 - Google Patents

光ファイバの予成形体の製造方法及びその装置

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Abstract

(57)【要約】 光ファイバの製造の引き伸ばし工程の間、外側ジャケット管を内側コアロッド上に潰れさせることを可能にする直接的なスリーブ形成技術により光ファイバが製造される。この光ファイバの製造工程の間、包み込まれた環状の空隙／キャビティを有する予成形体が製造される。この予成形体は、また、気密のシールをも成形する、中心決め装置を使用して、ロッドをスリーブ管内で最初に整合させることにより製造される。この組立体の環状の空隙／キャビティ内に真空を維持することができる。次に、上記管の両端をロッドのそれぞれの両端上に潰れさせ得るように熱源を作用させる。一端から他端まで移動する上記熱源のトラバース速度は最終的な予成形体の全ての亀裂を防止し得るように制御される。次に、得られた予成形体を引き伸ばし塔上に取り付け、この引き伸ばし塔にて、管の残りの部分をロッド上に潰れさせると同時に、ファイバが引き伸ばされる。予成形体の製造工程にて使用されるような、ロッドを管内で整合させる装置も開示されており、該装置は、ねじ付き本体と、リングと、Ｏリングと、割り型リングとを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
本発明は、光ファイバ及び光ファイバの予成形体（ｐｒｅｆｏｒｍｓ）の製造
に関する。
【０００２】 本発明は、多岐に亙る用途にて潜在的に有用であるが、光ファイバの製造の分
野にて開発され且つ更に改良されたものである。光ファイバは、極めて低損失に
て長距離に亙って大量の情報を含む光波信号を伝送することのできる薄いガラス
ストランドである。光ファイバは、典型的に、クラッディングと称されることが
しばしばである、低屈折率のガラス又はプラスチックの円筒状の殻体によって取
り巻かれた、コアと称されることがしばしばである、ガラス製の内側円筒体から
成っている。
【０００３】 光ファイバは、従来から、最初に、適当な組成の予成形体を製造し、次に、そ
の予成形体からファイバを引き伸ばすことにより製造されている。典型的な予成
形体は、全体として、長さ約１ｍ、典型的な直径１０乃至１００ｍｍの中実な同
心状のガラスロッドの形態をしている。この予成形体のコアは、直径約１乃至４
０ｍｍのゲルマニウム二酸化ケイ素ガラスのような高純度、低損失のガラスであ
る。クラッディングは、コアを取り巻き且つコアよりも小さい屈折率を有するガ
ラス層である。
【０００４】 かかる予成形体を製造するために使用される製造方法は、今日、多数存在する
。横方向スーツ蒸着技術（ｌａｔｅｒａｌ ｓｏｏｔ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）として一般に、公知であり且つ米国特許第３,７１１,２６
２号、同第３,８７６,５６０号に記載された１つの方法において、ガラス微粒子
物質及びドープしたハロゲン化物が加水分解バーナ内にて形成され且つガラスロ
ッドのような開始部材の上に置かれる。クラッディング層を含む追加的なガラス
層がロッド上に蒸着されて、組み合せ体は、不活性な環境内で加熱することによ
り透明なロッドに一体化される。この方法は、高温のスーツ流を何回も（２００
回以内）通さなければならず、このため、コスト高で且つ時間がかかる。更に、
スーツを蒸着せた後、予成形体は、極めて高価なヘリウムのような制御された不
活性な環境内で焼結しなければならない。更に、これらの追加的な必要条件は、
広範囲に亙る工程管理を必要とし、このことは、製造を更に遅くし且つコストを
増大させる可能性がある。
【０００５】 別の製造方法は、一般に、修正化学的蒸着（ＭＣＶＤ）技術と称されている。
この技術において、ガラス前駆体蒸気がガラス円筒体内にて均質な反応を開始さ
せるのに十分に加熱された中空のガラス円筒体を通じて向けられる。この反応の
間、ガラス微粒子物質が形成されて、ガラス円筒体の内側に蒸着され、その後、
熱源をトラバースさせることにより円筒体内に溶融される。この技術も不十分な
蒸着速度及び開始管の必要性に関係する問題点を有しており、この開始管の必要
性は、製造の経済性及び製造予定に悪影響を与える。
【０００６】 ファイバの予成形体を製造するための更に別の技術は、アクシャル蒸気蒸着法
すなわちより一般的にはＶＡＤである。米国特許第４,０６２,６６５号に記載さ
れたこの方法は、コア及びクラッディングスーツの双方を回転する溶融二酸化ケ
イ素−バイトロッドの端部上に同時にフレーム蒸着することを含む。多孔質のス
ーツ予成形体が成長すると、その予成形体はグラファイト抵抗加熱炉（炭素ヒー
タ）を通ってゆっくりと引き伸ばされ、この加熱炉にて、ゾーン焼結により一体
化されて透明なガラス予成形体になる。この方法は、この場合、制御するため２
つの加水分解バーナがある点を除いて、上述した横方向スーツ蒸着技術にて見ら
れるような、ドープしたハロゲン化物を含むフレーム加水分解バーナに伴う全て
の欠点及び問題点を有している。完成した予成形体の工程管理及び双方のバーナ
の制御は正確でなければならない。
【０００７】 光ファイバの予成形体の更に別の製造方法において、コアは、ドープした内側
の中実な二酸化ケイ素ガラスロッド、及び１つ以上のスリーブ管から製造される
。米国特許第４,１５４,５９１号及び同第４,５９６,５８９号に記載されたこの
方法において、コアロッドはスリーブ管内に配置される。次に、この管をその管
の全長の外側にて加熱源をゆっくりとトラバースさせることにより、ロッド上に
潰れるようにする。ファイバを実際に引き伸ばす前に、管及びロッドが完全に中
実な多層の円筒状の質量体となるように潰れる点にて、これは遅く且つコスト高
の方法である。
【０００８】 スリーブ管をガラスロッド上に潰れさせる１つの代替的な方法は、日本国特許
出願公告第６３−１７０２３５号に開示されている。この特許において、管の第
一の端部をロッド上に潰れさせ、次に、管の内側に負圧を付与し、最終的に、管
の他端をロッド上に潰れさせることが提案されている。
【０００９】 当該出願人が観察したところによると、管がロッド上に潰れたとき、製造の間
及び／又は予成形体を中実な質量体となるように潰れさせる間の双方にて、予成
形体の幾何学的形態を非対称にしないように特別の注意を払わなければならない
。かかる非対称は、形成されるファイバの断面に反映し、その結果、ファイバの
伝送性質に悪影響を及ぼすことになる。特に、管をロッド上に潰れさせることに
より簡単な２層の予成形体を製造するとき、かかる非対称を避けるため、その工
程の開始時に、管及びロッドを正確に整合させ且つ潰れ工程の全体の間、管がロ
ッド上で中心決めされた状態を保つように注意しなければならない。この点に関
して、当該出願人は、従来技術の方法によれば、管を内側ロッドに対して整合さ
せることは、管をロッド上に潰れさせるため旋盤の上で直接的に達成されること
が分かった。しかしながら、この工程は、旋盤が全体的として垂直位置にあり、
管をロッドに対して正確に整合させるためには、全体として、特別なガラス加工
技術を実現することを必要とするため、特に、問題を生じ易い。
【００１０】 更に、当該出願人は、管を潰れさせるために使用される熱源の温度は、潰れ工
程の全体に亙って正確に制御しなければならないことも分かった。特に、管の両
端のみをロッドのそれぞれの端部に潰れさせるとき、組み立てた予成形体の熱応
力領域における望ましくない潰れを防止しつつ、この領域における熱応力を最小
にし得るように、管の非潰れ領域の加熱に特別な注意を払わなければならない。
【００１１】
【発明の概要】
従って、本発明は、従来技術の方法に関係して当該出願人が観察した問題点の
１つ以上を実質的に解消する、改良された直接スリーブ形成技術を利用すること
により光ファイバを製造する方法及び装置に関するものである。
【００１２】 本発明の追加的な特徴、目的及び有利な点は、以下に説明し、また、一部分、
本明細書から明らかであろうし、又は本発明を実施することにより理解されよう
。本発明の目的及びその他の有利な点は、本明細書、特許請求の範囲及び添付図
面から特に指摘された方法及び装置により実現され且つ達成されよう。
【００１３】 具体化し且つ広義に説明した本発明の上記及びその他の有利な点を達成するた
め、また、本発明の目的に従って、本発明は、光ファイバの予成形体を提供し、
及びコアロッドをスリーブ管内の中心に配置し、これにより、ロッドの外面と管
の内面との間に環状の空隙を提供し、管の主要な長さに亙って環状空隙を非潰れ
状態に保ちつつ、管の両端をロッドのそれぞれの両端上に熱的に潰れさせること
によりファイバの予成形体を製造する方法を提供するものである。スリーブ管を
ロッドに向けて内方に偏倚させる力、すなわち真空は、管をロッド上に潰れ易く
するため上記の環状空隙に付与されることが好ましい。
【００１４】 次に、完成した予成形体を引き伸ばし塔内に挿入し、この引き伸ばし塔にて予
成形体の一端に熱を加えて、ファイバを同一の潰れた端部から引き伸ばすとき、
スリーブ管の非潰れ部分が、ロッド上に潰れるようにする。
【００１５】 特に、本発明の１つの形態は、ガラスロッドをガラス管内に挿入し、これによ
り、ロッドの外面と管の内面との間に環状の空隙を提供し、これにより、管の主
要な長さに亙って環状空隙を非潰れ状態に保ちつつ、管の両端をロッドのそれぞ
れの両端上に熱的に潰れさせることにより、光ファイバを製造する方法であって
、 ・ロッドを管内にて中央に位置決めし、ロッドの外面と管の内面との間に環状
の空隙を提供するステップと、 ・上記管を上記ロッドと共に、その長手方向軸線に対して整合させつつ、上記
管の一端と上記ロッドとの間に機械的シールを形成するステップと、 ・管の上記第一の部分に沿って所定の潰れ速度にて熱源をトラバースさせるこ
とにより管の第一の部分をロッド上に熱的に潰れさせ、該部分が、上記管の密封
されない他端に配置されて、上記管の上記他端及び上記ロッドを密封可能に閉じ
るステップと、 ・管をロッドに向けて内方に偏倚させる力を付与するステップと、 ・上記熱源を所定のトラバース速度にてトラバースさせることにより、管の密
封端の付近に配置された管の第二の部分に向けて移動させ、２つの部分の間にて
管がロッド上に潰れるのを防止し且つ予成形体の全ての熱的亀裂を防止するステ
ップと、 ・実質的に上記所定の潰れ速度にて上記熱源を管の上記第二の部分に沿ってト
ラバースさせることにより管の上記第二の部分をロッド上に熱的に潰れさせるス
テップとを備える、光ファイバを製造する方法に関するものである。
【００１６】 管をロッドに向けて内方に偏倚させる力は、機械的なシールを通じて環状空隙
に真空を付与することにより実現されることが好ましい。 本発明の１つの好適な形態によれば、熱源の上記所定のトラバース速度は、上
記所定の潰れ速度よりも約２乃至約８倍大きい。
【００１７】 本発明の好適な形態によれば、上記の方法は、 ・ロッドを管内にて中央に位置決めし且つ上述したように、機械的シールを形
成し且つ整合させることと、 ・管の上記第一の部分に沿って所定の潰れ速度にて熱源をトラバースさせるこ
とにより管の上記第一の部分の第一の領域を熱的に潰れさせ、上記管の上記第一
の部分を上記ロッド上に密封可能に閉じることと、 ・真空を付与することと、 ・熱源を管の第二の部分まで移動させ且つ第一の部分に戻し、該熱源を第一の
所定のトラバース速度にてトラバースさせることと、 ・実質的に前記所定の潰れ速度にて上記の残りの部分に沿って熱源をトラバー
スさせることにより管の上記第一の部分の残りの部分を熱的に潰れさせることと
、 ・熱源を管の第二の部分まで移動させ、該熱源を第二の所定のトラバース速度
にてトラバースさせることと、 ・所定の第二の潰れ速度にて管の上記第二の部分に沿って上記熱源をトラバー
スさせることにより管の第二の部分をロッド上に熱的に潰れさせることとを備え
ている。
【００１８】 １つの好適な実施の形態によれば、潰れされる第一の部分の上記第一の領域は
、潰れさせるべき管の全体部分の約１０％乃至約３０％である。 上記第一及び第二の所定のトラバース速度は、共に、上記所定の潰れ速度より
も約２乃至８倍速くすることができ、又は、上記第一の所定のトラバース速度は
、上記所定の潰れ速度よりも約２乃至６倍大きい一方、上記第二の所定のトラバ
ース速度は、上記所定の潰れ速度よりも約４乃至８倍大きいことが好ましい。
【００１９】 更なる好適な形態によれば、ロッドを管内にて整合させつつ、前記管の一端と
上記ロッドとの間に機械的シールを形成するステップは、装置を使用して実施さ
れ、これにより、装置と、整合したロッド及び管とを備える組立体を形成し、次
に、この組立体は、ガラス旋盤に取り付けられる。
【００２０】 本発明の別の形態によれば、ロッドを管内にて整合させ且つ上記管の一端と上
記ロッドとの間に機械的シールを形成する装置は、ねじ付き本体（３７）と、ね
じ付きリング（３８、３９、４０）と、Ｏリング（１２、１３、１４）と、割り
型リング（３２、３３）とを備えており、Ｏリング１２、１４及び割り型リング
３２、３３は、ねじ付きリング３８、４０が回転するとき、協働して、ロッドを
管及び機械的シールに対して中心決めする。
【００２１】 １つの好適な形態によれば、上記割り型リングは、開放され、その円周方向に
沿って空隙が設けられている。 本発明にて具体化される新しいスリーブ形成技術の主たる結果は、従来のスリ
ーブ形成技術と対照的に、製造工程の引き伸ばし工程迄、管／クラッディングの
全長をコアロッド上に潰れさせないことである。実際のスリーブ形成は、ファイ
バの引き伸ばし間に行われるため、本発明は、予成形体及びファイバの製造時間
及びコストを著しく軽減する。また、本発明は、組み合わせた予成形体の整合及
びファイバの幾何学的形態を一層良く制御することを可能にし、また、組み合わ
せた予成形体における熱応力領域を少なくすることも可能にする。
【００２２】 上記の全体的な説明及び以下の詳細な説明は、単に一例で且つ説明のためのも
のであり、特許請求の範囲に記載した本発明を更に説明することを意図するもの
であることを理解すべきである。
【００２３】 添付図面は、本発明を更に理解することを目的とするものであり、本明細書の
一部に含まれ且つその一部分を構成し、また、本発明の幾つかの実施の形態を示
し、本明細書の説明と共に、本発明の原理を説明する働きをするものである。
【００２４】
【好適な実施の形態の説明】
次に、添付図面にその一例を図示した、本発明の現在の好適な実施の形態に関
して詳細に説明する。可能な場合、同一又は同様の構成要素を示すため、図面の
全体を通じて同一の参照番号を使用する。
【００２５】 図１に図示するように、本発明による光ファイバの予成形体は、（１）最初に
、コアロッド及びスリーブ管をガラス旋盤の中心に取り付けることと、（２）管
の両端をロッドに熱的に潰れさせることとによるという極めて一般的な方法で組
み立てられる。
【００２６】 この予成形体の製造方法の第一のステップにおいて、コアロッド２を清浄とな
るようにフレーム研磨し、フレーム研磨した（少なくともその端部及び内面）ス
リーブ管８内に挿入する。ロッド２は、図３に図示するように、完全に同心状で
あり又はその両端に溶接したハンドル３を含むように改造することが好ましい。
参考として引用し本明細書に含めた米国特許第５,６８５,３６３号に開示された
ように、管の一端の溶接したハンドルは、図３に図示するように、拡大直径部分
又は環状リブ２１を備えるように改造されることが好ましい。拡大直径部分２１
は、管８の内壁に係合する寸法としなければならない。このようにして、ロッド
２と管８の内壁との間の空隙が縮小し、その後に管を潰れさせることが容易とな
る。次に、ロッド２を管８内に挿入し、管の一端がロッドの拡大直径部分２１と
接触し、これにより、ロッドのこの端部を管内にて中心決めする。ロッド及び管
の寸法は、管の内径とロッドの外径との間の差が約０．５ｍｍ乃至約１.５ｍｍ 、好ましくは約１.０ｍｍであり、これにより、その２つの間に約０．５ｍｍの 好適な環状空隙を提供するように選択されることが好ましい。典型的に、ロッド
の直径は約１１ｍｍ乃至約２５ｍｍの範囲で変更可能である。管の外径は、典型
的に、約２０乃至約８０ｍｍの範囲にあり、肉厚は約４ｍｍ乃至約３０ｍｍの範
囲にあることが好ましい。ロッド及び予成形体の双方の長さは、典型的に、約８
００ｍｍ乃至約１ｍの範囲にある。
【００２７】 図４に図示した次のステップは、装置２２をロッド及び管の頂部に取り付ける
ことを含む。図５に図示したこの装置は、割り型リング３２、３３と、Ｏリング
１２、１３、１４とを備えており、これらＯリングは、内側予成形体の頂部をス
リーブ内で中心決めするのみならず、スリーブ管と内側ロッドとの間に気密のシ
ールを形成する。このことは、次のステップにて、環状空隙に真空が付与される
ことを可能にする。
【００２８】 特に、図５に図示した装置は、高級ステンレス鋼で製造されたねじ付き本体（
３７）と、ねじ付きリング（３８、３９、４０）とを備えている。Ｏリング（１
２、１３、１４）は、エラストマー的材料、特に、例えば、ビトン（Ｖｉｔｏｎ
）（登録商標名）のようなフルオロエラストマーで出来ていることが好ましい。
割り型リング（３２、３３）は、整合工程中、管に引き裂き傷又は破断を生じさ
せ得ないように十分に平滑で且つ柔軟であるべきプラスチック材料で出来ている
ことが好ましい。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなフ
ルオロ炭素ポリマーは、割り型リングの材料として採用されることが好ましい。
【００２９】 この装置内の密封・整合機構は、割り型リングによりＯリングを圧縮すること
により提供される。例えば、金属リング３８が回転すると、割り型カラー３２は
上方に付勢され、また、管を組立体内に中心決めしつつ、必要な真空に耐えるこ
とのできるシールが組立体とスリーブハンドルとの間に形成される迄、Ｏリング
１４を圧縮する。このことは、また、上記ロッドを管及び組立体と同心状に整合
させつつ、割り型カラー３３をＯリング１２に対して付勢し、従って、予成形体
ロッドに対する十分なシールを形成するリング４０を回転させることで反復する
。
【００３０】 図８には、割り型リング３３の平面図が詳細に図示されている。この図面に図
示するように、割り型リングの外面は、内面と比較して楔形の形状であることが
好ましい。更に、カラーは完全なリングではなくて、開放し、数ｍｍ、典型的に
、約２ｍｍ乃至約４ｍｍの空隙８１がその円周方向部分８０に設けられることが
好ましい。この空隙は、ロッド又は管の異なる寸法に依存して、割り型リングを
変更することを必要とせずに、僅かな（典型的に、約１乃至３ｍｍ）直径の変化
にて異なる管又はロッドを受け入れるため同一の割り型リングを使用することを
可能にする。当然のこととして、装置の寸法は次に通りである、すなわち、割り
型カラーがロッド又は管の外面に配置されたとき、割り型カラーの空隙が増大す
るならば、良好な密封・整合機構が依然として実現されるような寸法とする。こ
のように、本発明の装置は、ロッド及びスリーブ管を互いに対して同心状に確実
に保持する方法を提供するものである。上述したように、カラー及びＯリングに
てシールを密封する動作の結果、ロッド及びスリーブ管は動くことができないこ
とになる。このため、機械的組立体の左右対称は、ロッド及びスリーブ管を互い
に対して所望通りに整合させることを可能にする。リング及びスリーブ管の周り
の把持状態は、カラー（３２、３３）及びＯリング（１２、１４）により提供さ
れる。
【００３１】 次に、支持された端部が顕著なトルクを受けず、組立体が加熱したとき垂れ下
がらないように、垂直方向に方向決めされ且つ同時に回転するチャックを有する
ガラス旋盤であることが好ましい、制御可能な速度の旋盤に整合したロッド及び
管を有する上記装置を備える組立体を取り付ける。図７には、ロッド及び管の組
立体７０を取り付けることのできるかかる旋盤の一例が概略図的に図示されてい
る。また、この旋盤をより詳細に理解することができるように、参考として引用
し本明細書に含めた、米国特許第５，２２１，３０６号、及び同第５，５７８，
１０６を参照する。
【００３２】 図５に詳細に図示した装置２２は、予成形体の頂部に取り付けられ且つロッド
と管との間の環状空隙１１を部分的に排気し得るように改造されたチャックの１
つにおける中央開口部を通って伸長するハンドルとして機能する。同心状の通路
が回転シール３６を介してガスケットの開放した中央部まで伸長し、これにより
、環状空隙１１を「急速取り付け（ｑｕｉｃｋ ｆｉｔ）」接続具３５を通じて
真空ポンプと連通するように配置する。この組立体は、Ｃ溝（図示せず）により
回転板３４に係止し、次に、旋盤に接続することができる。この組立体は、金属
リング３８を使用して所定位置に係止される。この組立体は、旋盤の上で垂直方
向に押圧力を提供し得るように、所定位置に最後に係止する前に回転させること
ができる。真空を付与し得るように管（図示せず）が接続具１１に接続される。
【００３３】 予成形体ロッドの下端は、旋盤の下側チャックに取り付けられたジョー（図示
せず）により保持されている。 制御可能な速度の旋盤は、トーチ７１又は同等の熱源を備えており、該熱源は
、旋盤としての同一の床（図示せず）に底部が位置する３軸位置決め段７２に取
り付けられ、作動中、トーチの位置を正確に制御し得るようにする。旋盤と熱源
７１の動きとを介して、本体７０の回転を調和させ且つ制御すべくコンピュータ
（図示せず）を提供することができる。また、該コンピュータは、Ｚ軸線の周り
の本体７０の回転速度及びＺ軸線に沿った熱源７１の速度をも制御する。熱源７
１の位置及びトラバース速度を制御する位置決め段の３つの軸を駆動するステッ
プモータ（図示せず）が提供される。この工程の開始時、管とロッドの拡張径２
１との接触点に対応して、管の下端にトーチが配置されている。
【００３４】 図６に図示した次のステップにおいて、熱源（図示せず）は、管８の下端とロ
ッド２との間にシール２５を形成する。潰れた部分は、予成形体の端部が光ファ
イバ内に引き伸ばされるように最初に加熱されるときであるその後の引き伸ばし
工程の間、予成形体の容易な取り扱いを許容し得るように十分な長さでなければ
ならない。従って、シール２５は、約５乃至１０ｍｍの範囲の長さを有すること
が好ましい。
【００３５】 熱源は、予成形体の潰れ領域の温度を引き伸ばし工程のために全体として付与
される温度よりも僅かに低い温度とすることを許容する、例えば、典型的に、水
素／酸素バーナのようなバーナである。上記の潰れ温度は、１８００℃乃至２０
００℃の範囲、好ましくは、約１９００℃であることが好ましい。
【００３６】 本発明の方法にて採用可能なその他の熱源は、グラファイト抵抗加熱炉又は誘
導加熱炉のような小型の加熱炉である。これと代替的に、プラズマトーチを使用
することもできる。
【００３７】 このように、熱源は所定の潰れ速度にて管８にトラバースし、管の上記端部２
３にて管の一部分をロッド上に潰れさせる。潰れ工程の間、熱源のトラバース速
度は、約５乃至約３０ｍｍ／分の範囲であることが好ましい。特に、採用した熱
源の温度に依存して、かかる潰れ速度は、潰れ領域の不必要な過熱を防止するの
に十分な速度に保たなければならない。しかしながら、この速度は、所望の領域
内で管を完全に且つ比較的、迅速に潰れさせ得るように過度に早過ぎてはならな
い。潰れ工程の間、熱源のトラバース速度を決定する別のパラメータは、潰れさ
せるべき管の寸法、特に、その厚さである。典型的に、より厚い管は、ガラスを
十分に加熱し得るように熱源のトラバース速度をより遅くすることを必要とする
。例えば、当該出願人の経験によれば、肉厚が２倍増加すれば、同一のバーナ設
計の場合、潰れ速度は２倍遅くなる。
【００３８】 次に、予成形体が旋盤の上で製造される時間の残りの間、ロッド２と管８との
間の環状空隙１１を部分的に排気するため、真空（図示せず）を付与することが
好ましい。全体として、管の潰れを容易にするため、例えば、約０．９５バール
のような、周囲圧力よりも僅かに低い真空を付与すれば十分である。しかしなが
ら、当該出願人は、例えば、約０．０１バール又はそれ以下のように真空程度を
増大させるならば、管の潰れが更に容易となり、これにより、工程速度を速める
ことが可能となることが分かった。
【００３９】 組立体の下端を潰れさせた後、熱源が管の頂部分に達する迄、該熱源のトラバ
ース速度を速くする。予成形体の中央部分における熱源のトラバース速度は、管
がロッド上に潰れるのを防止するのに十分迅速であり、これにより、環状空隙１
１が実質的に損なわれないようにするのを確実にする必要がある。しかしながら
、当該出願人は、このトラバース速度が過度に大きいならば、予成形体の熱亀裂
が生じる可能性があることが分かった。当然のこととして、熱源のトラバース速
度が過度に大きいならば、潰れた領域内の溶融二酸化ケイ素が過度に急速に冷え
且つ応力境界部にて亀裂が生じる。当該出願人は、所定のトラバース速度を付与
することにより、予成形体の上記熱亀裂を防止することができることが分かった
。特に、上記速度は、予成形体の上記亀裂を防止するのに十分遅いが、それでも
、管の中央領域の潰れを防止するのに十分に迅速でなければならない。従って、
当該出願人は、この方法のこのステップにおいて、熱源のトラバース速度は潰れ
ステップの場合に付与されるトラバース速度の約２倍乃至約８倍、好ましくは、
約２倍乃至約６倍でなければならないことが分かった。このように、熱源の温度
、及び潰れさせるべき管の寸法に依存して、熱源は、約３０乃至約１５０ｍｍ／
分のトラバース速度にて２つの潰れ領域間を移動させることが好ましい。
【００４０】 熱源が予成形体の頂部に達すると、熱源の速度は再度遅くなり、このため、バ
ーナは潰れ且つ箇所２４にて管の上方部分をロッド上に密封する。この第二の部
分を潰れさせる熱源の潰れ速度は、第一の部分に付与された速度と実質的に等し
い。しかしながら、この潰れた第二の部分の長さは、反対側の潰れた部分の長さ
よりも短くすることができ、それは、この部分にて、引き伸ばしステップの最初
の溶融工程が行われないからである。典型的に、その長さは約２乃至約５ｍｍの
範囲にある。環状空隙は、この点により完全に密封され、この引き伸ばし工程の
全体に亙って予成形体内に排気状態が維持されるようにしなければならない。
【００４１】 次に、バーナを下方ハンドル３まで下降させ且つハンドルを通じて予成形体２
３の密封領域の下方を燃焼させ、最終的な予成形体がより短く且つより容易に搬
送されることを可能にする。次に、完成した予成形体を旋盤から除去し且つ引き
伸ばし塔内で垂直に取り付けることができる。
【００４２】 工程の全体の間、旋盤は、約２乃至約１０ｒ．ｐ．ｍ．、好ましくは約５ｒ．
ｐ．ｍ．の回転速度に保たれることが好ましい。 １つの代替的な実施の形態によれば、管の下端に完全なシールを形成する代わ
りに、管は、シール２５の最終長さの約１０乃至３０％に対応する長さだけ、部
分的にのみロッド上に密封する。特に、下方部分の下側領域を潰れさせる。真空
を付与し、熱源は、第一の所定のトラバース速度にて最初に、管の他端まで移動
し、管又はロッドの内壁に付着する揮発性の残留化合物の全てを除去することを
許容する。次に、熱源は、約第一のトラバース速度にて管に沿って移動させるこ
とにより、下端に位置決めし直す。次に、下方部分の密封を完了し、上述したよ
うに工程を続行し、熱源を第二のトラバース速度にて管の他端に向けて移動させ
、管の第二の部分を潰れさせる。
【００４３】 上記第一及び第二の所定のトラバース速度は、共に、上記所定の潰れ速度より
も約２乃至約８倍速くすることができる。上記第一の所定のトラバース速度は、
上記所定の潰れ速度よりも約２乃至約６倍大きい一方、上記第二の所定のトラバ
ース速度は、上記所定の潰れ速度よりも約４乃至約８倍大きいことが好ましい。
【００４４】 当該出願人は、管に対し追加的な熱処理を行い、かかる予成形体から得られた
光ファイバの最終的な性質を向上させる一方にて、管の全長に沿って熱源をこの
ように２回パストラバースさせることにより、ロッド／管の接続具からの揮発性
成分の除去を改良することができることが分かった。特に、管の下方部分の下側
領域を部分的にのみ潰れさせることにより、潰れ領域内のかかる揮発性成分の除
去を向上させることができる。この揮発性成分の除去の向上は、特に、予成形体
の密封端の領域内でその後の引き伸ばし工程の間、気泡の発生の虞れを軽減する
。
【００４５】 上記の説明から理解し得るように、本発明は、管及びロッドをガラス旋盤に取
り付ける前に、管をロッドに対して正確に整合させる容易で且つより迅速な方法
を提供し、これにより、管及びロッドを旋盤の上にて直接中心決めするため、従
来技術で必要とされた、障害のある工程を回避することを可能にすることが理解
できる。更に、潰れさせるべき管に沿った熱源の相対的な動きを制御することは
、最終的な予成形体の亀裂の虞れ及びその後の引き伸ばし工程の間、泡の発生の
虞れを軽減することになる。
【００４６】 図２は、引き伸ばし塔（図示せず）内に配置された、図３に従って組み立てた
予成形体の概略図である。熱源１６に露出された予成形体１９の下端は、絞り領
域１７を形成し得るように溶融除去されており、この絞り領域１７にて管８はロ
ッド２上に潰れ、これにより、制御された方法にて中実な光ファイバ１８を引き
伸ばすことを可能にする。ファイバの引き伸ばし段階にてファイバ１８が引き伸
ばされる間、予成形体のこの下端は潰れ且つ密封されたままであり、このため、
環状空隙１１が密封され且つ真空下にあることを保つことを確実にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を具体化する予成形体の概略図である。
【図２】 図１の方法を実施することにより得られた予成形体の絞り領域の概略図である
。
【図３】 製造したコアロッドの概略図である。
【図４】 スリーブ管内に挿入された図３のロッドの概略図である。
【図５】 図１による予成形体を製造する組み立て装置の断面図である。
【図６】 本発明を具体化する予成形体の概略図である。
【図７】 本発明の実施に好適な装置の概略図である。
【図８】 図５の組み立て装置内に含まれる割り型リングの平面図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年２月２４日（２０００．２．２４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１０】 ガラス管と整合されたガラスロッドと、請求項８による
整合装置とを備える、組立体。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１１月２４日（２０００．１１．２４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，Ｃ Ａ，ＣＮ，ＪＰ，ＫＲ，ＮＺ，ＵＳ (71)出願人 Ｐｉｒｅｌｌｉ Ｃａｖｉ ｅ Ｓｉｓｔ ｅｍｉ Ｓ．ｐ．Ａ (72)発明者 ガーナム，シェリル・ジェイン イギリス国エスオー51 ６エイチエイチ， ハンプシャー，プレイトフォード，フラワ ーズ・レイン，ホビー・ヒル (72)発明者 ザイルニク，アンナ イギリス国シーエム20 １ティーエヌ，エ セックス，ハーロー，アッパー・パーク ４

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ファイバの予成形体（ｐｒｅｆｏｒｍ）の製造方法におい
    て、 ・ロッドを管内にて中央に位置決めし、ロッドの外面と管の内面との間に環状
    の空隙を提供するステップと、 ・前記管を前記ロッドと共に、その長手方向軸線に対して整合させつつ、前記
    管の一端と前記ロッドとの間に機械的シールを形成するステップと、 ・管の第一の部分に沿って所定の潰れ速度（ｃｏｌｌａｐｓｅ ｓｐｅｅｄ）
    にて熱源をトラバース（ｔｒａｖｅｒｓｅ）させることにより管の前記第一の部
    分をロッド上に熱的に潰れさせ、該第一の部分が、前記管の密封されない他端に
    配置されて、前記管の前記他端及び前記ロッドを密封可能に閉じるステップと、 ・管をロッドに向けて内方に偏倚させる力を付与するステップと、 ・前記熱源を所定のトラバース速度にてトラバースさせることにより、管の密
    封端の付近に配置された管の第二の部分に向けて移動させ、２つの部分の間にて
    管がロッド上に潰れるのを防止し且つ予成形体の全ての熱的亀裂を防止するステ
    ップと、 ・実質的に前記所定の潰れ速度にて前記熱源を管の前記第二の部分に沿ってト
    ラバースさせることにより管の前記第二の部分をロッド上に熱的に潰れさせるス
    テップとを備える、光ファイバの予成形体の製造方法。
  2. 【請求項２】 請求項１の方法において、 管をロッドに向けて内方に偏倚させる前記力が、機械的なシールを通じて環状
    空隙に対し真空を付与することにより実現される、方法。
  3. 【請求項３】 請求項１による方法において、 熱源の前記所定のトラバース速度が、前記第一の所定のトラバース速度よりも
    約２乃至約８倍大きい、方法。
  4. 【請求項４】 請求項１による光ファイバの予成形体の製造方法において、 ・請求項１によるロッドを管内にて中央に位置決めし且つ機械的シールを形成
    するステップと、 ・管の前記第一の部分に沿って所定の潰れ速度にて熱源をトラバースさせるこ
    とにより管の前記第一の部分（ｓｅｃｔｉｏｎ）の第一の領域（ｐｏｒｔｉｏｎ
    ）を熱的に潰れさせ、前記管の前記第一の領域を前記ロッド上に密封可能に閉じ
    るステップと、 ・真空を付与するステップと、 ・熱源を管の第二の部分まで移動させ且つ前記第一の領域へ戻し、該熱源を第
    一の所定のトラバース速度にてトラバースさせるステップと、 ・実質的に前記所定の潰れ速度にて前記第一の部分の残りの領域に沿って熱源
    をトラバースさせることにより管の前記第一の部分の前記残りの部分を熱的に潰
    れさせるステップと、 ・熱源を管の第二の部分まで移動させ、該熱源を第二の所定のトラバース速度
    にてトラバースさせるステップと、 ・実質的に前記第二の所定の潰れ速度にて管の前記第二の部分に沿って前記熱
    源をトラバースさせることにより管の第二の部分をロッド上に熱的に潰れさせる
    ステップとを備える、光ファイバの予成形体の製造方法。
  5. 【請求項５】 請求項４による方法において、 潰れさせる第一の部分の前記第一の領域が、潰れさせるべき管の全体の部分の
    約１０％乃至約３０％である、方法。
  6. 【請求項６】 請求項４による方法において、 前記第一の所定のトラバース速度が、前記所定の潰れ速度よりも約２乃至６倍
    大きい一方、前記第二の所定のトラバース速度が、前記所定の潰れ速度よりも約
    ４倍乃至８倍大きい、方法。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至６の何れか１つによる方法において、 前記ロッドと共に前記管をその長手方向軸線に対して整合させつつ、前記管の
    一端と前記ロッドとの間に機械的シールを形成するステップが、所定の装置を使
    用して行われ、これにより、該所定の装置と、整合したロッド及び管とを備える
    組立体を形成し、次に、該組立体がガラス旋盤（ｇｌａｓｓ ｌａｔｈｅ）に取
    り付けられる、方法。
  8. 【請求項８】 請求項６に従ってロッドを管と整合させ且つ前記管の一端及
    び前記ロッドを機械的に密封する装置において、 ねじ付き本体（３７）と、ねじ付きリング（３８、３９、４０）と、Ｏリング
    （１２、１３、１４）と、割り型リング（３２、３３）とを備え、前記Ｏリング
    １２、１４及び前記割り型リング３２、３３が、ねじ付きリング３８、４０が回
    転するときに協働し、ロッドを管及び機械的シールに対して整合可能にする、装
    置。
  9. 【請求項９】 請求項８による装置において、 前記割り型リングが開放しており、該割り型リングには、その円周方向に沿っ
    て小さい空隙が設けられる、装置。
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