JP6010587B2 - マルチコアファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いたマルチコアファイバの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マルチコアファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いたマルチコアファイバの製造方法に関し、特に、長尺のマルチコアファイバを製造するのに好適な方法に関する。

一般に普及している光ファイバ通信システムに用いられる光ファイバは、１本のコアの外周がクラッドにより囲まれた構造をしており、このコア内を光信号が伝搬することで情報が伝送される。そして、近年、光ファイバ通信システムの普及に伴い、伝送される情報量が飛躍的に増大している。

こうした光ファイバ通信システムの伝送容量増大を実現するために、複数のコアの外周が１つのクラッドにより囲まれたマルチコアファイバを用いて、それぞれのコアを伝搬する光により複数の信号を伝送させることが知られている。

このようなマルチコアファイバの製造に用いるマルチコアファイバ用母材を製造する方法として、下記特許文献１に記載されているように、穿孔法やスタックアンドドロー法を用いることが知られている。穿孔法では、まず、クラッドとなるガラスロッドに複数の貫通孔をドリル等を用いて形成する。そして、コアとなるコアロッドがクラッドの一部となるクラッドガラス層で被覆されたコア被覆ロッドをそれぞれの貫通孔内に挿入する。その後、コラプス工程により貫通孔内の不要な隙間を埋めてマルチコアファイバ用母材とする。また、スタックアンドドロー法では、クラッドの外周部分となるガラス管の貫通孔内に上記のコア被覆ロッドを挿入し、ガラス管とコア被覆ロッドとの隙間に複数のガラスロッドを挿入する。そして、コラプス工程によりガラス管の貫通孔内の不要な隙間を埋めてマルチコアファイバ用母材とする。

ところで、近年、長尺のマルチコアファイバを製造したいとの要請より、より大きなマルチコアファイバ用母材に対するニーズがある。しかし、穿孔法では、準備するガラスロッドの太さにより作成できるマルチコアファイバ用母材の大きさが限定され、形成する貫通孔の径が大きくなると穿孔が困難となる傾向がある。また、スタックアンドドロー法では準備するガラス管の太さにより作成できるマルチコアファイバ用母材の大きさが限定され、ガラス管の太さが大きくなるとガラス管のハンドリングが困難となる傾向がある。

下記特許文献２には、長手方向に垂直な外形が正六角形とされた複数のコア被覆ロッドに相当するコア材を複数本束ねて、その外周にＶＡＤ法によりスートを堆積し、加熱によりスートとコア材とを一体化するマルチコアファイバ用母材の製造方法が記載されている。このような方法によれば、外側にクラッドとなるスートを堆積させるため、ガラスロッドやガラス管の径に制限されることなく、より太いマルチコアファイバ用母材を作成することができる。

特開平０９− ９０１４３号公報 特開平０９− ５５４１号公報

しかし、上記特許文献２に記載のようにコア被覆ロッドの外径を正六角形にするには、作成した円柱状のコア被覆ロッドを切削する必要があり手間がかかる。そこで、円柱状のコア被覆ロッド（ガラスロッド）を複数本束ねて、束ねたコア被覆ロッドの外周にスートを堆積させることが考えられる。

しかし、このようにスートを堆積させるとスートを透明ガラス体化させる焼結工程において、スートに由来するガラス部分と、ガラスロッドに由来するガラス部分との間に空隙が生じることが分かった。

この原因は次のように考えられる。すなわち、焼結工程において、複数のガラスロッドの周りにスートが堆積した部材を加熱すると、ガラスロッドよりも外周側に位置する個々のスートがガラスロッド周囲のスートよりも早く透明ガラス化が起こる。透明ガラス化の際、特に外周側のスートはガラスロッド近傍に位置する内周側のスートよりも加熱され易くより早く透明ガラス化が進行する。従って、外周側のスートが、内周側のスートより早く粘性流動を起こして隙間の無い透明ガラス体となる。そして内周側のスートが粘性流動を起こし透明ガラス体となる際、このとき既に一体となった外周側のガラス体にスートが取り込まれている傾向がある。こうして、内周側のスートが一体のガラスとなる段階で外周側に寄せられ、その結果、上記の空隙が生じるのである。

そこで、本発明は、不要な隙間が形成されることを抑制することができるマルチコアファイバ用母材の製造方法及びマルチコアファイバの製造方法を提供するものである。

本発明のマルチコアファイバ用母材の製造方法は、コアとなるコアロッドの外周面がクラッドの一部となるクラッドガラス層で被覆された複数のコア被覆ロッドを含む複数のガラスロッドを束ねるバンドル工程と、束ねられた前記複数のガラスロッドの外周面上に前記クラッドの他の一部となるスートを堆積する外付工程と、前記スートが堆積した前記複数のガラスロッドを加熱して前記スートと前記ガラスロッドとを一体の透明ガラス体とする焼結工程と、を備え、前記スートと接触する位置に配置される前記ガラスロッドにおける前記スートと接触する部分の軟化温度は、堆積した前記スートが透明ガラス化する際の温度よりも低いことを特徴とするものである。

このようなマルチコアファイバ用母材の製造方法によれば、束ねられた複数のコア被覆ロッドを含む複数のガラスロッドの外周面上にスートを外付で堆積するため、径の大きなマルチコアファイバ用母材を製造することができる。そしてスートが堆積するガラスロッドのスートと接触する部分の軟化温度はガラスロッド上に堆積したスートが透明ガラス化する温度よりも低い。従って、焼結工程では、当該部分がスートよりも先に粘性流動を起こす傾向にあり、スートをガラスロッドの粘性流動を起こした部分に取り込ませることができる。このため、スートがガラスロッド側から次々と取り込まれて一体の透明ガラスとなる。こうして製造されるマルチコアファイバ用母材に不要な隙間が形成されることを抑制することができる。

また、前記スートと接触する位置に配置される前記ガラスロッドの少なくとも一部は前記コア被覆ロッドであり、前記スートと接触する位置に配置される前記コア被覆ロッドの前記クラッドガラス層の軟化温度は、堆積した前記スートが透明ガラス化する際の温度よりも低いことが好ましい。

このような構成によれば、スートが付着する位置に配置されるコア被覆ロッドにおいて、クラッドガラス層の外周側の部位のみをスートよりも軟化温度の低い構成とする必要が無く、クラッドガラス層全体を同じ構成にすることができる。従って、スートが付着する位置に配置されるコア被覆ロッドの構成が複雑化することを抑制することができる。そして、焼結工程においてクラッドガラス層がスートよりも早く溶けることで、スートがクラッドガラス層と一体となって、不要な隙間が抑制されたクラッドを形成することができる。

この場合、少なくとも２つの前記コア被覆ロッドが互いに隣り合って前記スートと接触する位置に配置されると共に、これらの前記コア被覆ロッドよりも小径の充填用ガラスロッドが前記スートと接触するようにこれらの前記コア被覆ロッドと接して配置され、前記充填用ガラスロッドの軟化温度は、堆積した前記スートが透明ガラス化する際の温度よりも低いことが好ましい。

互いに隣り合うコア被覆ロッドと接触するように小径の充填用ガラスロッドが配置されることで、これらのコア被覆ロッドの外周面間の隙間を埋めることができ、製造されるマルチコアファイバ用母材の外周面をより円形に近づけることができる。この場合においても、充填用ガラスロッドの軟化温度が、スートが透明ガラス化する際の温度よりも低いため、焼結工程において、スートと充填用ガラスロッドとの間に隙間ができることを抑制することができ、製造されるマルチコアファイバ用母材に不要な隙間が形成されることを抑制することができる。

さらにこの場合、前記充填用ガラスロッドの軟化温度は、前記充填用ガラスロッドと接する前記コア被覆ロッドの前記クラッドガラス層の軟化温度よりも低いことが好ましい。

充填用ガラスロッドの軟化温度が、クラッドガラス層の軟化温度よりも低いことで、焼結工程において充填用ガラスロッドがクラッドガラス層よりも先に粘性流動を起こす。従って、焼結工程前に充填用ガラスロッドとコア被覆ロッドとの間に生じる隙間を、焼結工程において粘性流動を起こした充填用ガラスロッドでより適切に埋めることができる。従って、製造されるマルチコアファイバ用母材に不要な隙間が形成されることをより抑制することができる。

また、前記スートと接触する位置に配置される前記ガラスロッドの前記スートと接触する前記部分はフッ素が添加されたシリカガラスであり、前記スートは純粋なシリカガラスであることとしても良い。

この場合、前記焼結工程は、フッ素系ガスを含む雰囲気内で行うことが好ましい。

この場合、スートが粘性流動を起こす際にスートにフッ素が添加され、ガラスロッドのスートと接触する部分との光学的特性が異なることを抑制することができる。

また、前記バンドル工程において、それぞれの前記ガラスロッドの一方の端部がダミーガラスロッドに固定されると共にそれぞれの前記ガラスロッドの他方の端部が他のダミーガラスロッドに固定されることで、前記複数のガラスロッドが束ねられた状態を維持することが好ましい。

このようにそれぞれのガラスロッドが束ねられた状態を維持することで、束ねられたガラスロッドの外周面上の全体にスートを堆積させることができる。従って、束ねられたガラスロッド全体をマルチコアファイバ用母材とすることができる。

また、本発明のマルチコアファイバの製造方法は、上記いずれかに記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法により製造されるマルチコアファイバ用母材を線引きする線引工程を備えることを特徴とするものである。

このようなマルチコアファイバの製造方法によれば、線引きされるマルチコアファイバ用母材が不要な隙間が形成されることが抑制されているため、不要な隙間の形成が抑制されたマルチコアファイバを得ることができる。

以上のように、本発明によれば、不要な隙間が形成されることを抑制することができるマルチコアファイバ用母材の製造方法及びマルチコアファイバの製造方法が提供される。

本発明の第１実施形態に係るマルチコアファイバを示す図である。 マルチコアファイバの製造方法を示すフローチャートである。 コア被覆ロッドが結束された様子を示す図である。 ダミーガラスロッドが固定された様子を示す図である。 外付工程の様子を示す図である。 外付工程後の様子を示す図である。 マルチコアファイバ用母材を示す図である。 線引工程の様子を示す図である。 本発明の第２実施形態におけるバンドル工程後の様子を示す図である。 第２実施形態における外付工程後の様子示す図である。

以下、本発明に係るマルチコアファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いたマルチコアファイバの製造方法の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るマルチコアファイバを示す図である。図１に示すように本実施形態のマルチコアファイバ１は、複数のコア１０と、複数のコア１０の外周面を隙間なく囲むクラッド２０と、クラッド２０の外周面を被覆する内側保護層３１と、内側保護層３１の外周面を被覆する外側保護層３２と、を備える。なお、本実施形態では、コア１０の数が３つの場合について説明する。

本実施形態のマルチコアファイバ１では、それぞれのコア１０が互いに所定距離離れて等間隔で配置されている。それぞれのコア１０の直径は、例えば、６μｍ〜１０μｍとされ、クラッド２０の直径は、例えば、１２５μｍ〜２３０μｍとされる。また、それぞれのコア１０の屈折率はクラッド２０の屈折率よりも高く、それぞれのコア１０のクラッド２０に対する比屈折率差は、例えば、０．３％〜０．５％とされる。

本実施形態では、コア１０はゲルマニウム等の屈折率が高くなるドーパントが添加されたシリカガラスから成り、クラッド２０はフッ素が添加されたシリカガラスから成る。

次に、マルチコアファイバ１の製造方法について説明する。

図２は、マルチコアファイバ１の製造方法を示すフローチャートである。図２に示すように、マルチコアファイバ１の製造方法は、バンドル工程Ｐ１、外付工程Ｐ２、焼結工程Ｐ３、線引工程Ｐ４を主な工程として備える。

＜バンドル工程Ｐ１＞
本工程では、まず、図１のマルチコアファイバ１におけるコア１０となるコアロッド１０Ｒの外周面がクラッド２０の一部となるクラッドガラス層２０Ｒで被覆された複数のコア被覆ロッド２を準備する。図１に示すように本実施形態では、コア１０の数が３つであるため、３本のコア被覆ロッド２を準備する。

本実施形態では、それぞれのコア被覆ロッド２が互いに同じ大きさで同じ構成とされる。上記のようにコアロッド１０Ｒはコア１０となるためコア１０と同じ材料から構成され、クラッドガラス層２０Ｒはクラッド２０と同様の材料から構成される。

次にコア被覆ロッド２を束ねる位置に配置する。このときにコアロッド１０Ｒの中心間距離が同じとなるように配置する。そして、束ねられる位置に配置されたコア被覆ロッド２を結束バンド５１により結束する。結束バンド５１は、樹脂製であっても金属製であっても良いが、コア被覆ロッド２の外周面に傷がつくことを防止する観点では樹脂製であることが好ましく、耐熱性が高い点においては金属製であることが好ましい。こうして、図３に示すようにそれぞれのコア被覆ロッド２が結束された状態となる。

なお、特に図示しないが、コア被覆ロッド２を束ねる際、コア被覆ロッド２を束ねた状態でコア被覆ロッド２に囲まれる空間となるべき位置（３つのコア被覆ロッド２で囲まれるべき位置）に充填用ガラスロッドを配置しても良い。この場合、当該空間に配置される充填用ガラスロッドはクラッドガラス層と同様の材料から成ることが好ましい。

次に結束されたそれぞれのコア被覆ロッド２の両端部にダミーガラスロッドを固定する。図４は、このようにそれぞれのコア被覆ロッド２にダミーガラスロッドが固定された様子を示す図である。まず、コア被覆ロッド２が結束バンド５１で結束された状態で、それぞれのコア被覆ロッド２の一方の端部に１つのダミーガラスロッド５２を固定する。次に、それぞれのコア被覆ロッド２の他方の端部に他の１つのダミーガラスロッド５２を固定する。この固定は溶着に行うことが不純物がコア被覆ロッド２に付着することを抑制できる観点から好ましい。このようにそれぞれのコア被覆ロッド２の両端にダミーガラスロッド５２を固定することで、それぞれのコア被覆ロッド２が束ねられた状態を維持することができる。次に、それぞれのコア被覆ロッド２を結束していた結束バンド５１を外す。こうして、図４に示すように複数のコア被覆ロッド２が束ねられた状態となる。

なお、本工程は結束バンド５１を用いてそれぞれのコア被覆ロッド２を束ねた後、ダミーガラスロッド５２にそれぞれのコア被覆ロッド２を溶着したが、必ずしもこのような手順とする必要はない。例えば、１つのコア被覆ロッド２の両端にダミーガラスロッド５２を適切な位置に固定する。次に他の１つのコア被覆ロッド２を既にダミーガラスロッド５２に固定されているコア被覆ロッド２と隣り合うように配置して、配置された他の１つのコア被覆ロッド２の両端をそれぞれのダミーガラスロッド５２に固定する。さらに最後のコア被覆ロッド２を既にダミーガラスロッド５２に固定されている２つのコア被覆ロッド２と隣り合うように配置して、配置された最後のコア被覆ロッド２の両端をそれぞれのダミーガラスロッド５２に固定する。このようにそれぞれのコア被覆ロッド２をダミーガラスロッド５２に固定しても、図４に示すように複数のコア被覆ロッド２が束ねられた状態となる。

＜外付工程Ｐ２＞
図５は外付工程Ｐ２の様子を示す図である。外付工程Ｐ２は、例えば、ＯＶＤ（Outside vapor deposition method）法により行い、バンドル工程Ｐ１で束ねられたそれぞれのコア被覆ロッド２の外周面上にクラッド２０の一部となるスート３を堆積する。

まず、それぞれのダミーガラスロッド５２を不図示の旋盤のチャックに固定して、束ねられた複数のコア被覆ロッド２をダミーガラスロッド５２の軸中心に回転させる。そして、図５に示すように複数のコア被覆ロッド２を回転させながら、クラッド２０となるスート３を堆積する。このとき、クラッドガラス層２０Ｒの軟化温度は、堆積したスート３が後述する透明ガラス化する際の温度よりも低くなるようにする。例えば、上記のようにクラッドガラス層２０Ｒがフッ素が添加されたシリカガラスから成る場合、スート３は、純粋なシリカガラスや、クラッドガラス層２０Ｒよりも低濃度のフッ素が添加されたシリカガラスとされる。

堆積するスート３は、流量が制御されたキャリアガスにより、気化されたＳｉＣｌ_４を酸水素バーナ５３の火炎中に導入してＳｉＣｌ_４からＳｉＯ_２（シリカガラス）とすると共に、酸水素バーナ５３をコア被覆ロッド２の長手方向に複数回往復移動させながら、ＳｉＯ_２のスート３をそれぞれのコア被覆ロッド２の外周面を被覆するように堆積する。このスート３の堆積により、クラッド２０の一部となるガラス多孔体が形成される。このとき、スート３が上記のように何らドーパントが添加されないシリカガラスにより構成される場合には、特にドーパントを加えずにスート３を堆積する。また、スート３にドーパントが添加される場合には、気化されたＳｉＣｌ_４と共に添加量がコントロールされたドーパントを含有するガスを酸水素バーナの火炎内に導入する。上記のようにスート３がクラッドガラス層２０Ｒよりも低濃度のフッ素が添加されたシリカガラスにより構成される場合には、気化されたＳｉＣｌ_４と共に気化されたＳｉＦ_４を酸水素バーナの火炎内に導入する。

このときスート３は、互いに隣り合うコア被覆ロッド２の間にも入り込んで堆積される。このコア被覆ロッド２の間とは、互いに隣り合うコア被覆ロッド２の外周面間のことであり、互いに隣り合うコア被覆ロッド２が互いに離間している必要はない。こうして必要な回数だけ酸水素バーナ５３を移動させて、図６に示すようにスート３が必要な量堆積された状態となる。

こうして束ねられた複数のコア被覆ロッド２の外周面上にスート３が堆積された状態となる。この堆積したスート３は多孔質体とされる。

＜焼結工程Ｐ３＞
図６に示すスート３が堆積したコア被覆ロッド２を得た後、必要に応じて脱水を行う。脱水は、ヒータが設けられ、Ａｒ、Ｈｅ等のガスが充填された炉内で所定時間エージングされることで行われる。

次に焼結工程を行う。焼結工程は、炉内を減圧し、炉内の温度を更に上げてスート３が多孔質体から透明なガラス体となるまで焼結工程を行う。このとき用いる炉は上記の脱水に用いる炉であっても良く、上記脱水に用いる炉と異なる炉であっても良い。

上記のようにコア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度は堆積したスート３が透明ガラス化する際の温度よりも低いため、炉の温度を上げると、クラッドガラス層２０Ｒがスート３よりも先に軟化温度に達して粘性流動を起こす。そのため、クラッドガラス層２０Ｒに接触しているスート３は粘性流動を起こしたクラッドガラス層２０Ｒに取り込まれ、次に、取り込まれたスート３よりも外周側に位置するスート３がクラッドガラス層２０Ｒに取り込まれる。そして時間と共に炉内の温度が更に上昇するため、スート３が次々にクラッドガラス層２０Ｒに取り込まれながらスート３が粘性流動を起こす。このため、スート３とクラッドガラス層２０Ｒとの間に隙間ができることが抑制されて、スート３とクラッドガラス層２０Ｒとが一体の透明ガラス体となる。

このとき、コア被覆ロッド２のコアロッド１０Ｒは殆ど変化することなく図７に示すマルチコアファイバ用母材１Ｐの母材コア部１０Ｐとなる。また、コア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒがマルチコアファイバ用母材１Ｐの母材クラッド部２０Ｐの一部となりスート３が母材クラッド部２０Ｐの他の一部となる。こうして、マルチコアファイバ用母材１Ｐを得る。

なお、クラッドガラス層２０Ｒが上記のようにフッ素が添加されたシリカガラスから成る場合には、本工程をフッ素系ガスを含む雰囲気で行うことが好ましい。具体的には、本工程を行う炉内にＣＦ_４，Ｃ_２Ｆ_６，Ｃ_４Ｆ_８，ＣＣ１_２Ｆ_２，ＳｉＦ_４，Ｓｉ_２Ｆ_６，ＳＦ_６，ＮＦ_３，Ｆ_２等のフッ素系ガスを導入する。このような工程とすることで、スート３が透明ガラス化する際にスート３内にフッ素が添加される傾向にあり、クラッドガラス層２０Ｒと炉内でフッ素が添加されたスートとの屈折率差を小さくすることができる。この場合であっても、スート３が透明ガラス化するまでスート３内にフッ素が取り込まれづらく、スート３が透明ガラス化するよりもクラッドガラス層２０Ｒが粘性流動を起こす方が早いため、上記のようにクラッドガラス層２０Ｒにスート３を取り込むことができる。

＜線引工程Ｐ４＞
図８は、線引工程Ｐ４の様子を示す図である。まず、線引工程Ｐ４を行う準備段階として、上記工程によりマルチコアファイバ用母材１Ｐを紡糸炉１１０に設置する。

次に、紡糸炉１１０の加熱部１１１を発熱させて、マルチコアファイバ用母材１Ｐを加熱する。このときマルチコアファイバ用母材１Ｐの下端は、例えば２０００℃に加熱され溶融状態となる。そして、マルチコアファイバ用母材１Ｐからガラスが溶融して、ガラスが線引きされる。そして、線引きされた溶融状態のガラスは、紡糸炉１１０から出ると、すぐに固化して、母材コア部１０Ｐがコア１０となり、母材クラッド部２０Ｐがクラッド２０となることで、複数のコア１０とクラッド２０とから構成されるマルチコアファイバ素線となる。その後、このマルチコアファイバ素線は、冷却装置１２０を通過して、適切な温度まで冷却される。冷却装置１２０に入る際、マルチコアファイバ素線の温度は、例えば１８００℃程度であるが、冷却装置１２０を出る際には、マルチコアファイバ素線の温度は、例えば４０℃〜５０℃となる。

冷却装置１２０から出たマルチコアファイバ素線は、内側保護層３１となる紫外線硬化性樹脂が入ったコーティング装置１３１を通過し、この紫外線硬化性樹脂で被覆される。更に紫外線照射装置１３２を通過し、紫外線が照射されることで、紫外線硬化性樹脂が硬化して内側保護層３１が形成される。次に内側保護層３１で被覆されたマルチコアファイバは、外側保護層３２となる紫外線硬化性樹脂が入ったコーティング装置１３３を通過し、この紫外線硬化性樹脂で被覆される。更に紫外線照射装置１３４を通過し、紫外線が照射されることで、紫外線硬化性樹脂が硬化して外側保護層３２が形成され、図１に示すマルチコアファイバ１となる。

そして、マルチコアファイバ１は、ターンプーリー１４１により方向が変換され、リール１４２により巻取られる。

こうして図１に示すマルチコアファイバ１が製造される。

以上説明したように、本実施形態によるマルチコアファイバ用母材１Ｐの製造方法によれば、束ねられた複数のコア被覆ロッド２の外周面上にスート３を外付で堆積するため、径の大きなマルチコアファイバ用母材１Ｐを製造することができる。そしてスート３が堆積するコア被覆ロッド２のスート３と接触する部分であるクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度は、堆積したスート３が透明ガラス化する際の温度よりも低い。従って、焼結工程Ｐ３では、クラッドガラス層２０Ｒがスート３よりも先に粘性流動を起こす傾向にあり、スート３をコア被覆ロッド２の粘性流動を起こしたクラッドガラス層２０Ｒに吸収させることができる。このため、スート３がコア被覆ロッド２側に移動しながら一体となる。こうして製造されるマルチコアファイバ用母材１Ｐに不要な隙間が形成されることを抑制することができる。従って、本実施形態のマルチコアファイバ用母材１Ｐの製造方法によれば、不要な空間が無いマルチコアファイバ用母材１Ｐを製造できたり、マルチコアファイバ用母材１Ｐに不要な空間が生じる場合であっても、クラッドガラス層２０Ｒの軟化温度とスート３が透明ガラス化する際の温度とが同じ場合と比べて、当該空間の大きさを小さくすることができる。

従って、このようなマルチコアファイバ用母材１Ｐを線引きして得られるマルチコアファイバ１は、不要な空間が形成されることが抑制され、コア１０が変形することを抑制することができ良好な通信状態とすることができたり、設計値と異なって強度が弱くなることを抑制することができる。

また、本実施形態のコア被覆ロッド２では、クラッドガラス層２０Ｒ全体としてその軟化温度が、堆積したスート３が透明ガラス化する際の温度よりも低い構成とされている。従って、クラッドガラス層２０Ｒの外周側の部位のみをスート３が透明ガラス化する際の温度よりも低い構成としていない分、コア被覆ロッドの構成が複雑化することを抑制することができる。

また、スート３が純粋なシリカガラスである場合には、スート３を堆積するためのバーナに添加物となるドーパントが添加されたガスを酸水素バーナから噴射される火炎内に導入する必要が無い。このため、外付工程Ｐ３が容易となる。

また、本実施形態では、それぞれのコア被覆ロッド２の両端がダミーガラスロッド５２に固定されることで、それぞれのコア被覆ロッド２の束ねられた状態が維持されている。このため、束ねられたコア被覆ロッド２の外周面全体にスートを堆積させることができる。従って、束ねられたコア被覆ロッド２全体をマルチコアファイバ用母材１Ｐとすることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図９，１０を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。

本実施形態においても製造されるマルチコアファイバは、第１実施形態で説明したマルチコアファイバ１である。従って、本実施形態でマルチコアファイバ１となるマルチコアファイバ用母材は、マルチコアファイバ用母材１Ｐである。

次に本実施形態のマルチコアファイバ１の製造方法について説明する。

本実施形態においても第１実施形態と同様にして、マルチコアファイバ１の製造方法は、バンドル工程Ｐ１、外付工程Ｐ２、焼結工程Ｐ３、線引工程Ｐ４を主な工程として備える。

＜バンドル工程Ｐ１＞
図９は、本実施形態のバンドル工程Ｐ１後の様子を示す図である。図９に示すように、本実施形態のバンドル工程Ｐ１は、互いに隣り合うコア被覆ロッド２のそれぞれに接して外周側に露出する充填用ガラスロッド４が更に配置される点において、第１実施形態におけるバンドル工程Ｐ１と異なる。

充填用ガラスロッド４は、充填用ガラスロッド４が接するそれぞれのコア被覆ロッド２よりも小径とされる。また、本実施形態では、充填用ガラスロッド４の軟化温度は、コア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度よりも低くされる。クラッドガラス層２０Ｒが上記のようにフッ素が添加されたシリカガラスである場合、例えば、充填用ガラスロッド４は、クラッドガラス層２０Ｒよりも濃度の高いフッ素が添加されたシリカガラスとされる。

本実施形態では、まずそれぞれのコア被覆ロッド２を第１実施形態のバンドル工程Ｐ１と同様に束ねた後、互いに隣り合うコア被覆ロッド２と接するように充填用ガラスロッド４を配置して、複数のコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４を含む複数のガラスロッドを結束バンドで結束する。その後、それぞれのガラスロッドの両端にそれぞれダミーガラスロッド５２を固定する。この固定は第１実施形態におけるダミーガラスロッド５２の固定と同様の理由から溶着により行うことが好ましい。こうして、図９に示すように複数のコア被覆ロッド２を含む複数のガラスロッドが束ねられた状態となる。

なお、本実施形態においても特に図示しないが、コア被覆ロッド２を束ねる際、コア被覆ロッド２を束ねた状態でコア被覆ロッド２に囲まれる空間となるべき位置に他の充填用ガラスロッドを配置しても良い。この場合、当該空間に配置される充填用ガラスロッドはクラッドガラス層と同様の材料から成ることが好ましい。

また、本実施形態においても、それぞれのガラスロッドを１つずつ順にダミーガラスロッド５２に固定することで、図９に示すようにそれぞれのガラスロッドが束ねられた状態をしても良い。

＜外付工程Ｐ２＞
本実施形態の外付工程Ｐ２は、バンドル工程Ｐ１で束ねられたコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４を含む複数のガラスロッドの外周面上にクラッド２０の一部となるスート３を堆積する。スート３の堆積は、第１実施形態においてスート３を束ねられた複数のコア被覆ロッド２にスート３を堆積した方法と同様に行う。

上記のように充填用ガラスロッド４は、互いに隣り合うコア被覆ロッド２のそれぞれに接して外周側に露出するよう配置されるため、充填用ガラスロッド４の外周面上にもスート３が堆積する。すなわち、本実施形態では、充填用ガラスロッド４がスート３と接触するように配置されているのである。また、上記のように充填用ガラスロッド４の軟化温度はコア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度より低くされるため、必然的に、スート３が透明ガラス化する際の温度よりも低いことになる。

こうして、図１０に示すようにスート３が必要な量堆積された状態となる。

なお、本実施形態では、それぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４の両端がダミーガラスロッド５２に固定されることで、それぞれのコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４の束ねられた状態が維持されている。このため、束ねられたコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４の外周面全体にスートを堆積させることができる。従って、束ねられたコア被覆ロッド２及び充填用ガラスロッド４全体をマルチコアファイバ用母材１Ｐとすることができる。

＜焼結工程Ｐ３＞
本実施形態の焼結工程Ｐ３は、第１実施形態の焼結工程Ｐ３と同様に行う。上記のように充填用ガラスロッド４の軟化温度はコア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度より低くされるため、まず充填用ガラスロッド４が溶解する。そして、粘性流動を起こした充填用ガラスロッド４が充填用ガラスロッドとコア被覆ロッド２との隙間を埋める。また、このときに粘性流動を起こした充填用ガラスロッド４が接触しているスート３を取り込む。そして、コア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの温度が軟化温度に達し、クラッドガラス層２０Ｒが粘性流動を起こすと第１実施形態の焼結工程Ｐ３と同様に接触するスート３を取り込む。次いでスート３の温度が軟化温度に達して、スート３も粘性流動を起こし、クラッドガラス層２０Ｒと充填用ガラスロッド４とスート３とが一体の透明ガラス体となる。このようにスート３が内側からクラッドガラス層２０Ｒや充填用ガラスロッド４に取り込まれながら粘性流動を起こすため、スート３とクラッドガラス層２０Ｒ及び充填用ガラスロッドとの間に隙間ができることが抑制される。

こうしてコアロッドが母材コア部１０Ｐとなり、クラッドガラス層２０Ｒが母材クラッド部２０Ｐの一部となり、充填用ガラスロッド４が母材クラッド部２０Ｐの他の一部となり、スート３が母材クラッド部２０Ｐの更に他の一部となり、図７に示すマルチコアファイバ用母材１Ｐを得る。

なお、本実施形態の焼結工程においても、クラッドガラス層２０Ｒが上記のようにフッ素が添加されたシリカガラスである場合には、本工程をフッ素系ガスを含む雰囲気で行うことが好ましい。

次に第１実施形態の線引工程Ｐ４と同様にして線引工程を行い図１に示すマルチコアファイバ１を得る。

以上説明したように本実施形態のマルチコアファイバ用母材１Ｐの製造方法によれば、互いに隣り合うコア被覆ロッド２と接触するように小径の充填用ガラスロッド４が配置されることで、これらのコア被覆ロッド２の外周面間の隙間を埋めることができ、製造されるマルチコアファイバ用母材１Ｐの外周面をより円形に近づけることができる。この場合においても、充填用ガラスロッド４の軟化温度がスート３が透明ガラス化する際の温度よりも低いため、焼結工程Ｐ３において、スート３と充填用ガラスロッド４との間に隙間ができることを抑制することができ、製造されるマルチコアファイバ用母材１Ｐに不要な隙間が形成されることを抑制することができる。

また、上記のように本実施形態の充填用ガラスロッド４の軟化温度は、充填用ガラスロッド４と接するコア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度よりも低い。従って、上記のように焼結工程Ｐ３において充填用ガラスロッド４がクラッドガラス層２０Ｒよりも先に粘性流動を起こす。このため、焼結工程Ｐ３前に充填用ガラスロッド４とコア被覆ロッド２との間に生じる隙間を、焼結工程Ｐ３において粘性流動を起こした充填用ガラスロッド４でより適切に埋めることができる。従って、製造されるマルチコアファイバ用母材１Ｐに不要な隙間が形成されることをより抑制することができる。

また、本実施形態では、スート３と接触する位置に配置される互いに隣り合う２つのコア被覆ロッド２と接触するように、充填用ガラスロッド４が配置される。その為、これらのコア被覆ロッド２の外周面間に形成される狭い隙間を充填用ガラスロッド４で覆うことができる。しかも、充填用ガラスロッド４は、充填用ガラスロッド４が接するコア被覆ロッド２よりも小径とされる。このため、コア被覆ロッド２の外周面と充填用ガラスロッド４の外周面との隙間は、第１実施形態のように充填用ガラスロッド４を配置しない場合におけるコア被覆ロッド２の外周面同士の隙間よりも小さい。このため、外付工程Ｐ２においてスート３が当該隙間を埋め易く、また、焼結工程Ｐ３においてスート３に由来するガラス部分とコア被覆ロッド２や充填用ガラスロッド４に由来するガラス部分との間に隙間が形成されることを抑制することができる。

以上、本発明について、第１、第２実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

例えば、上記実施形態において、コア被覆ロッド２を含む複数のガラスロッドを束ねた際に結束バンド５１を用いたが、他の方法により束ねても良い。また、束ねた複数のガラスロッドの両端をダミーガラスロッド５２に固定したが、他の方法によりガラスロッドが束ねられた状態を維持しても良い。

また、上記実施形態では、それぞれのコア１０がクラッド２０で直接被覆されるマルチコアファイバ１を例に説明したが、ＭＣＦはいわゆるトレンチ型のＭＣＦであっても良い。トレンチ型のＭＣＦは、それぞれのコアがコアよりも低屈折率の内側クラッドで個別に被覆され、それぞれの内側クラッドが更に低屈折率のトレンチ部で個別に被覆される。このコアと内側クラッドとトレンチ部とから成る要素はコア要素と呼ばれる場合がある。そして全てのコア要素がトレンチ部よりも高屈折率でコアよりも低屈折率のクラッドで被覆される構造とされる。このようなＭＣＦを製造する場合、コア被覆ロッドは、コアロッドが内側クラッドとなるガラス層で被覆され、内側クラッドとなるガラス層がトレンチ部となるガラス層で被覆され、トレンチ部となるガラス層がクラッドとなるガラス層で被覆された構造とされる。このような構造のコア被覆ロッドを用いる点を除いて、上記実施形態と同様にＭＣＦを製造することができる。

また、第２実施形態で説明した充填用ガラスロッド４の軟化温度は、スート３が透明ガラス化する際の温度よりも低ければよく、クラッドガラス層２０Ｒの軟化温度と同じでも良く、クラッドガラス層２０Ｒの軟化温度よりも高くても良い。

また、上記実施形態では、３つのコア１０を有するマルチコアファイバ１を製造する製造方法を説明したため、コア被覆ロッド２の数も３つとしたが、マルチコアファイバのコアの数はこの限りでない。例えば、クラッドの中心に１つのコアが配置され、そのコアの周りに６つのコアが等間隔で配置される１−６コア配置のマルチコアファイバであっても良い。この場合、中心に１つのコア被覆ロッド２が配置され、その周りに６つのコア被覆ロッド２が配置される。この配置では、中心に配置されるコア被覆ロッド２はスートと接触しないことが考えられる。この場合、中心に配置されるコア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒの軟化温度はスートが透明ガラス化する際の温度よりも高くても良い。

また、本発明のマルチコアファイバ用母材の製造方法では、スート３と接触する位置に配置されるガラスロッドにおけるスート３と接触する部分の軟化温度がスートが透明ガラス化する際の温度よりも低ければ良い。従って、例えば、コア被覆ロッド２のクラッドガラス層２０Ｒや充填用ガラスロッド４の外周面近傍のみが、スート３が透明ガラス化する際の温度より低い軟化温度とされても良い。また、コア被覆ロッド２のスート３と接触する部分の軟化温度が、スート３が透明ガラス化する際の温度よりも低い限りにおいて、クラッドガラス層２０Ｒや充填用ガラスロッド４の外周面近傍の一部の軟化温度がスート３が透明ガラス化する際の温度よりも低くされなくても良い。

また、スート３が透明ガラス化する際の温度よりもクラッドガラス層２０Ｒや充填用ガラスロッド４の軟化温度を低くするために添加するドーパントは、フッ素に限定されない。例えば、ドーパントとして、ゲルマニウム（Ｇｅ），塩素（Ｃｌ），ホウ素（Ｂ），リン（Ｐ）等を挙げることができる。

以上説明したように、本発明によれば、不要な隙間が形成されることを抑制することができるマルチコアファイバ用母材の製造方法及びマルチコアファイバの製造方法が提供され、光通信等の産業において利用することができる。

１・・・マルチコアファイバ
１Ｐ・・・マルチコアファイバ用母材
２・・・コア被覆ロッド
３・・・スート
４・・・充填用ガラスロッド
１０・・・コア
１０Ｐ・・・母材コア部
１０Ｒ・・・コアロッド
２０・・・クラッド
２０Ｐ・・・母材クラッド部
２０Ｒ・・・クラッドガラス層
５１・・・結束バンド
５２・・・ダミーガラスロッド
５３・・・酸水素バーナ

Claims (7)

1. コアとなるコアロッドの外周面がクラッドの一部となるクラッドガラス層で被覆された複数のコア被覆ロッドを含む複数のガラスロッドを束ねるバンドル工程と、
   束ねられた前記複数のガラスロッドの外周面上に前記クラッドの他の一部となるスートを堆積する外付工程と、
   前記スートが堆積した前記複数のガラスロッドを加熱して前記スートと前記ガラスロッドとを一体の透明ガラス体とする焼結工程と、
   を備え、
   前記スートと接触する位置に配置される前記ガラスロッドにおける前記スートと接触する部分の軟化温度は、堆積した前記スートが透明ガラス化する際の温度よりも低く、
   前記スートと接触する位置に配置される前記ガラスロッドの少なくとも一部は前記コア被覆ロッドであり、
   前記スートと接触する位置に配置される前記コア被覆ロッドの前記クラッドガラス層の軟化温度は、堆積した前記スートが透明ガラス化する際の温度よりも低い
   ことを特徴とするマルチコアファイバ用母材の製造方法。
2. 少なくとも２つの前記コア被覆ロッドが互いに隣り合って前記スートと接触する位置に配置されると共に、これらの前記コア被覆ロッドよりも小径の充填用ガラスロッドが前記スートと接触するようにこれらの前記コア被覆ロッドと接して配置され、
   前記充填用ガラスロッドの軟化温度は、堆積した前記スートが透明ガラス化した際の温度よりも低い
   ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。
3. 前記充填用ガラスロッドの軟化温度は、前記充填用ガラスロッドと接する前記コア被覆ロッドの前記クラッドガラス層の軟化温度よりも低い
   ことを特徴とする請求項２に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。
4. 前記スートと接触する位置に配置される前記ガラスロッドの前記スートと接触する前記部分はフッ素が添加されたシリカガラスであり、
   前記スートは純粋なシリカガラスである
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。
5. 前記焼結工程は、フッ素系ガスを含む雰囲気内で行う
   ことを特徴とする請求項４に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。
6. 前記バンドル工程において、それぞれの前記ガラスロッドの一方の端部がダミーガラスロッドに固定されると共にそれぞれの前記ガラスロッドの他方の端部が他のダミーガラスロッドに固定されることで、前記複数のガラスロッドが束ねられた状態を維持する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のマルチコアファイバ用母材の製造方法により製造されるマルチコアファイバ用母材を線引きする線引工程を備える
   ことを特徴とするマルチコアファイバの製造方法。

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