JPH04270129A - ガラスプリフォ−ムの作成方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は狭い加工範囲を有しかつ
ガラス化に対する耐性の低いコアガラスおよびクラッド
ガラス組成でガラスプリフォ−ムを作成する方法および
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】加工範囲の狭いハロゲン化物、カルコゲ
ナイド、オキシハロゲン化物、ケイ酸鉛、リン酸塩、ホ
ウ酸塩等のようなある種のガラスはファイバを形成する
のが困難である。ここで「狭い加工範囲」と言うのは、
わずかに数度Ｃの温度変化で、ガラスが凍結する、すな
わち液体から固体に変化してしまう程度に溶融ガラスの
粘度が変化することを意味する。これらのガラスの多く
はまた融点温度が低く、かつ容易にガラス化するので、
ガラス化を防止するためには高温における滞在時間を短
くする必要がある。狭い加工範囲を有するガラスが米国
特許第４３１４０３１号、第４１４２９８６号、第４４
０５７２４号、第４５３７８６４号、第４６６８６４１
号、および第４７５２５９３号に例示されている。

【０００３】

【本発明が解決しようとする課題】この種のガラスはフ
ァイバ、レ−ザ等のような光学的用途において相当な関
心を集めている。例えばフッ化物ガラスは散乱損失が小
さいから伝送用光ファイバにとって魅力のある候補であ
り、またフッ化物ガラスはレ−ジングド−パント（ｌａ
ｓｉｎｇ　ｄｏｐａｎｔｓ）に対するホスト物質（ｈｏ
ｓｔ　ｍａｔｅｒｉａｌ）としても機能する。しかし、
このようなガラスで光ファイバやファイバレ−ザ等を作
成するのは困難であった。適当な先駆化合物（ｐｒｅｃ
ｕｒｓｏｒ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）がまだ判っていない
ので、フッ化物ガラスプリフォ−ムを作成するために、
化学蒸気沈積のような従来の製造技術を用いることは現
在のところできない。

【０００４】さらに、熱的組成変動、相分離、クリスタ
ライトのような散乱サイト、ならびにファイバコアのサ
イズの幾何学的変化等のために、この種のガラスの伝送
損失は異常に大きい。フッ化物ガラスプリフォ−ムを作
成するための従来の技術ではこれらの欠陥をもったファ
イバができてしまう。

【０００５】１つの製造方法によれば、フッ化物クラッ
ドガラスメルトが円筒容器に注入され、この容器がそれ
の壁の内表面のまわりにクラッドガラスを均一に分布さ
せるために回転される。クラッドガラスが固化した後に
、コアガラスのロッド状の領域が、コアガラスのメルト
をクラッドガラスチュ−ブに注入して、クラッドガラス
内に配置される。クラッドガラスチュ−ブの内側部分が
、入って来たコアガラスメルトによって再加熱される。 このクラッドガラスの再加熱によって大きい結晶が形成
され、これが得られたファイバに散乱を生じさせること
になりうる。

【０００６】他の技術では、コアガラスのロッド状領域
とクラッドガラスチュ−ブが別々に鋳造（ｃａｓｔ）さ
れる。 コアロッドは、ガラスの再加熱による結晶がまだできて
いないロッド・イン・チュ−ブ・プリフォ−ムを形成す
るために、クラッドガラスチュ−ブ内に配置される。し
かし、ロッド・イン・チュ−ブ・プリフォ−ムから線引
きされたファイバはコア・クラッド境界面に欠陥を有し
、これが減衰を大きく増大させることになりうる。

【０００７】光ファイバプリフォ−ムを作成ための二重
るつぼ法が米国特許第４７２９７７７号に開示されてい
る。内側および外側のるつぼにはコアおよびクラッドガ
ラスが装填される。最初に比較的高い温度に加熱された
後で、メルトが延伸するのに十分な粘性状態となる温度
に冷却される。二重るつぼ法で加工範囲の狭いガラスを
延伸する場合には、粘度が温度に感応するから、ガラス
フロ−の制御が問題であった。コアおよびクラッドオフ
リフィスのすぐ近傍を流れるガラスはプリフォ−ムの外
表面とコア／クラッド境界面で結晶化を開始させるのに
十分に長い滞在時間を有している。プリフォ−ムが延伸
されてファイバとなされる場合には結晶が後で成長し得
る。上記米国特許第４７２９７７７号は、ガラスが比較
的安定性の高い組成を有していれば、この方法ではガラ
スの結晶化は生じないと述べている。

【０００８】米国特許第４９２５４７５号によれば、大
径容器の頂上部分に小径容器が配置される。これらの容
器が約８００℃の温度に加熱された後で、コアガラスと
クラドガラスがこれらの容器に装填される。ガラスが溶
融された後で、クラッドガラスメルトの外側部分が固化
した時にそのクラッドガラスメルトの内側部分は溶融状
態にあるような速度で外側容器をガスが冷却し始める。 クラッドガラスの冷却されかつ固化された部分の厚さが
所望の値に達すると、各容器の底から栓が引抜かれる。 まだ液状である軸方向のクラッドガラス領域が流出し、
そしてそれと同時にコアガラスが残存する空乏内に導入
される。 この方法は、固化されたクラッドガラスが入来コアガラ
スメルトによって再加熱されるので、その後で結晶成長
の機会が増加することになるという欠点がある。この方
法の他の欠点は、コア領域をドレイン（ｄｒａｉｎ）し
かつリフィル（ｒｅｆｉｌｌ）するの要する時間の間、
付加的な冷却が生じ、これによりプリフォ−ムの長軸に
沿ってコア寸法の変化を生ずることになりうることであ
る。

【０００９】従って、本発明のひとつの目的は、加工温
度範囲が狭くかつ従来のガラスよりもガラス化の傾向が
大きいガラス組成でコア／クラッドプリフォ−ムを作成
する方法および装置を提供することである。他の目的は
コアガラスとクラッドガラスとの間の境界面に弦（ｃｈ
ｏｒｄｓ）または結晶が存在しない、容易にガラス化し
うるガラスのプリフォ−ムを作成する方法および装置を
提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】簡単に述べると、本発明
の方法は、コアガラスとクラッドガラスの両方がそれら
の液相温度より高い温度にある状態で所定量の液体クラ
ッドガラス中に液体コアガラスのコラムを流し込み、そ
して結晶化の開始前でかつ流れが混合し始める前にコア
ガラスとクラッドガラスを凍結させることを含む。この
流し込み工程は、コアガラスとクラッドガラスを分離す
るためのチュ−ブのような手段を有するクラッドガラス
の容器内に液体コアガラスのコラムを配置し、そしてそ
の分離手段を容器から除去し、それによってコアガラス
をクラッドガラスに接触させることよりなりうる。容器
が最初に炉内に配置された場合には、上記凍結させる工
程は、コアガラスが炉内に静止している状態で炉から容
器を取り出すことを含みうる。容器が炉から取り出され
る場合にこの容器がク−ラント中に浸漬されうる。

【００１１】このようにして得られたプリフォ−ムでは
、コアガラスとクラッドガラスの両方がそれらの液相温
度以上であるあいだに分離手段がコアガラスとクラッド
ガラスの間の初期位置から除去されるので、コア／クラ
ッド境界面が改善される。

【００１２】チュ−ブが容器から取り出される速度を変
化させかつ／またはコアガラスがこのチュ−ブから流れ
る速度を変化させることによって、プリフォ−ムのコア
部分の直径均一性が改善され得る。

【００１３】容器は炉内に配置されてもよく、また容器
が炉内に配置される前またはその後で、液状のコアガラ
スとクラッドガラスがその容器と分離手段に供給され得
る。液状のコアガラスが分離手段に供給されている間に
、その分離手段から空気を排出するための手段が設けら
れ得る。

【００１４】クラッドガラスは、外壁が金属箔で形成さ
れた円筒状の容器内に入れられ得る。凍結工程時にプリ
フォ−ムが形成された後で、上記金属箔がプリフォ−ム
から除去され、そしてプリフォ−ムが光ファイバのよう
な物品となされ得る。

【００１５】この装置は一端部にベ−スを有しかつ他端
部に開口を有するクラッドガラス容器を具備し得る。こ
の容器を加熱するための手段が設けられる。液状コアガ
ラスのコラムを保持しかつ液状クラッドガラスから液状
コアガラスを分離するためのチュ−ブのような分離手段
が容器内に配置される。チュ−ブを容器から取り出して
、液状ガラスプリフォ−ムを徐々に形成する手段が設け
られ、かつその液状プリフォ−ムを冷却する手段が設け
られる。

【００１６】特定の装置では、一端部に開口を有する炉
内に容器とチュ−ブが配置される。チュ−ブの端部が容
器ベ−スに隣接している時にそのチュ−ブ端部からガラ
スが流れ出るのを防止するための手段が設けられる。炉
の開口部に隣接してク−ラントの容器が配置される。チ
ュ−ブを炉内の静止位置に維持するための手段が設けら
れる。炉から容器を取り出しかつその容器をク−ラント
中に浸漬する手段が設けられ、それによって液状コアガ
ラスのコラムがチュ−ブからクラッドガラス中に流入し
、液状のクラッドガラスおよびコアガラスの複合体が凍
結されてプリフォ−ムを形成する。

【００１７】

【実施例】図１〜３を参照すると、円筒状の容器１０が
炉１１内に配置されている。炉１１は非常に均一なホッ
トゾ−ンを有する垂直チュ−ブ炉である。より良好な温
度均一性を実現するためには多数炉ゾ−ンを用いるのが
有利である。容器１０より長い小径チュ−ブ１２がその
容器内に配置される。図４はガラスの流れを改善するた
めにチュ−ブ１２の底部に設けられる１つの形式の傾斜
（ベベル）を示している。他の形式のベベルが図７に示
されている。用いられるチュ−ブベベルの形式の応じて
、加熱時に２種類の液状ガラスが混合するのを防止する
ために隆起かあるいは凹部領域が用いられ得る。容器１
０とチュ−ブ１２は、その中に入れられるべき液状ガラ
スに対して悪影響のある反応をしない材料、すなわちス
テンレススチ−ル、プラチナ、金、溶融シリカ、あるい
は炭素等で形成され得る。容器１０に対する他の要件は
、冷却後にガラス物品から容易に除去できることである
。容器１０はその中で形成されるガラスプリフォ−ムか
ら容易に分離され得る薄い箔で形成され得る。表面がガ
ラスで濡れない材料で容器１０を形成することによって
ガラスから容器を取り出すのが容易となる。容器がガラ
ス質炭素のような低膨張材料で形成されておれば、ガラ
スは冷却すると容器から分離するのに十分なだけ収縮す
るであろう。容器１０の底にある隆起１３はチュ−ブ１
２が下方に押しつけられた時にそのチュ−ブ１２に対す
る栓として機能する。炉１１の下には、ク−ラント１７
を充填された容器１６がある。ク−ラント１７の温度は
コアガラスとクラッドガラスに熱的衝撃を与えない最低
温度に保持されるのが好ましい。ク−ラントは熱衝撃を
回避するために周囲温度より高い温度に加熱される必要
がありうる。ク−ラント温度が高すぎると、急冷速度が
遅くなって、ガラスの結晶化を生じさせることになりう
る。

【００１８】ク−ラントはオイル、水、溶融金属等のよ
うな液体あるいはガスであり得る。使用されるク−ラン
トの種類は形成されているガラスの種類に依存する。速
い凍結速度が必要な場合には、液体のほうが良好な熱導
体であるオイルや溶融金属のような液体を用いるべきで
ある。適当な液体の例は、シリコ−ンオイル、水銀およ
び易融金属である。ガラス温度が沸騰を生じさせるのに
十分なだけ高い場合には、蒸気が熱伝達工程に干渉する
から、水のような液体は用いられないであろう。

【００１９】米国特許第４５３７８６４号は本発明の方
法で使用し得る１つの種類のガラスを教示している。ク
ラッドガラス組成がモル％で、３５％ＰｂＦ２、１０％
ＬｉＦ、３２％Ａｌ３Ｆおよび２３％ＣｄＦ２であり、
かつコアが同様のガラス組成である場合には、液相温度
は約７００℃となるであろう。これらのガラスはそれら
を溶融させかつ均質化させるために約８００℃に加熱さ
れ、そして約１２０℃に加熱されたシリコ−ンオイルに
浸漬することによって凍結され得る。

【００２０】適当な量のコアガラスとクラッドガラスが
チュ−ブ１２と容器１０とにそれぞれ装填される。光フ
ァイバを作成するためには、コアガラスの屈折率がクラ
ッドガラスの屈折率より大きくなければならない。この
形成方法に最も適したガラスの粘度は非常に低く、それ
らのうちの幾つかは液相温度でのポワズのオ−ダ−であ
る。５００ポワズ以上の粘度では、コアガラスを十分な
速度で流動させるためにそれを加圧する必要がありうる
。 ガラスの粘度間の小さな差は処理工程に悪影響を及ぼす
ことはない。また、もしコアとクラッドの組成が同じま
たは実質的に同じ密度を有していれば、これら２つの液
状ガラスの混合は最小限に抑えられる。これらの粘度と
密度の関係は好ましいが必要ではない。

【００２１】炉１１はガラスを液相温度以上の温度に加
熱し、そしてその温度がガラスを完全に均質化するのに
十分な時間の間維持される。この均質化工程をスピ−ド
アップするためにガラスを攪拌し得る。ガラスの温度は
それらの液相温度より少し上まで低下され、そしてチュ
−ブ１２と容器１０が注意深く分離されるが、これが回
収工程と呼ばれる工程である。この回収工程は、容器１
０を下降させ、チュ−ブ１２を引上げるか、あるいはこ
れらの運動の組合せによって行われ得る。チュ−ブ１２
の容器１０からの回収が始ると、コア部分２１とクラッ
ド部分２２よりなる液体ガラス領域が容器１０の底に形
成される。回収工程と同時に、容器１０の底で冷却が始
り、そして上方へと続いていく。図示の実施例では、容
器１０がク−ラント１７中に下降される。回収速度、チ
ュ−ブ厚、およびチュ−ブ端部ベベルのような条件は層
流が生ずるようなものである。液状コアとクラッド領域
が混合する前に液状コア／クラッド領域２０が凍結され
る場合には、コアとクラッドの一体性が維持され、そし
てそれによって得られたプリボ−ムは親密で鮮明に画定
されたコア／クラッド境界面を有する。チュ−ブ１２と
容器１０の分離は、このような混合が生じしかも乱流を
生じないま前にガラスを凍結させのに十分に速く生ずる
ようになされ得る。予備的なオイルモデル実験で、容器
１０とチュ−ブ１２の寸法が表１に指定されているよう
な場合には、５ポワズに対する回収速度は少なくとも約
１ｃｍ／ｓｅｃでなければならないことが判った。最適
回収速度はガラスの粘度とプリフォ−ムの寸法による。 液体コア／クラッド領域の形成とその領域の凍結（固化
）との間の時間経過は装置を最適に設計することによっ
て最小限に抑えることができる。例えば、容器１０が下
降を開始する時点でク−ラントがチュ−ブ１２の底にで
きるだけ接近していなければならない。この分離が図２
において距離ｄで表わされている。図２の装置では、ク
−ラント容器１６を炉１１の底に接触させることによっ
て最小にすることができる。容器１０が下降しはじめて
から１秒のオ−ダ−の時間で液状コア／クラッド領域が
凍結しはじめるように装置を設計することができる。

【００２２】他の装置では、米国特許第４９２５４７５
号に教示されている形式の１つ以上の冷却チャンバによ
って容器１０を包囲してもよく、そうすると容器は炉１
１内にいる間に加熱と冷却の両方を行われる。炉は複数
のゾ−ンで形成されている。最下方のゾ−ンから始って
、各ゾ−ンが消勢され、そしてコアガラスとしてチュ−
ブが回収される。各炉ゾ−ンが消勢されると、ク−ラン
トがその消勢されたゾ−ンに隣接したクラッド容器の領
域のまわりを流れる。このようにして液状のコア／クラ
ッド領域が形成された後に迅速に凍結される。

【００２３】コアガラスとクラッドガラスの上面間に最
初に存在する水頭Δｈは、チュ−ブ１２が容器１０から
分離される場合にそのチュ−ブ１２からコアガラスが流
れる速度に影響を及ぼす圧力を生ずる。コアガラスがチ
ュ−ブ１２から流れる速度と、そのチュ−ブ１２の壁厚
のために、回収工程時に水頭Δｈの変化が生ずる。図示
された実施例では、回収工程のある中間点で、水頭がΔ
ｈ’まで減少する（図２）。この水頭の減少により、得
られるプリフォ−ムの底部におけるコアガラス領域の直
径Ｄｂが、そのプリフォ−ムの頂部における直径Ｄｔよ
り大きくなる。図２は容器１０の隣接領域がク−ラント
１７内に浸漬された後のある有限の時間のあいだ、液状
のコア／クラッド領域２０が存在し、これがため液状領
域２０が距離ｌだけ浸漬されてはじめて凍結し中実領域
２５の一部分を形成することをも示している。

【００２４】チュ−ブ１２が容器１０から完全に分離さ
れかつ容器１０がク−ラント１７中に十分に浸漬された
後に、コア領域３０とクラッド領域３１を有する中実の
プリフォ−ムが形成される。図３は余剰のクラッドガラ
スがプリフォ−ム２９の頂部に層３２を形成する。同様
に、余剰のクラッドガラスがプリフォ−ムの頂部に層を
形成する。隆起からの凹部と余剰のガラス層３２を含む
端部領域はファイバ延伸工程時に放棄される。

【００２■】プリフォ−ムの外径ＯＤはそれの長さ全体
にわたって一定である。ファイバがプリフォ−ムから延
伸される場合、ファイバの外径は実質的に一定に維持さ
れる。プリフォ−ムの頂部と底部との間のプリフォ−ム
コア直径の差のために、得られるファイバのコア直径が
変化することになる。プリフォ−ムのコア直径に対する
水頭Δｈの影響を示すために、表１のＩＤ／ＯＤ比が計
算された。この場合、次の仮定がなされた。コアガラス
とクラッドガラスの粘度は５ポワズであり、かつそれら
のガラスの密度は５ｇ／ｃｃである。容器１０の内径は
１ｃｍであり、そして長さは１０ｃｍである。チュ−ブ
１２の内径は１ｍｍ、外径は２ｍｍである。水頭Δｈお
よび回収速度の異なる値に対して比ＯＤ／ＤｔおよびＯ
Ｄ／Ｄｂが計算された。

【表１】

【００２６】水頭の変化に応じてチュ−ブ１２からコア
ガラスが流れる可変速度を補償するようにチュ−ブ１２
と容器１０の回収速度を変化させることによって、プリ
フォ−ムのコア直径ＤｔおよびＤｂが実質的に等しくな
され得る。図１〜３の実施例では、チュ−ブ１２の底と
容器１０の底の間の距離が増加するにつれて回収速度を
連続的に低下させることによって、直径が一定のコア領
域を生じた。

【００２７】あるいは、回収速度を一定にしながら、ガ
ラスがチュ−ブ１２から流れる速度を変化させることに
よって、実質的に一定直径のコア領域を形成することが
できた。図５を参照すると、チュ−ブ１２’に加熱され
た溜め３８から溶融コアガラス３７が供給される。溜め
３８の断面積は、チュ−ブ１２’のそれに対比して、コ
アガラスがチュ−ブ１２’の底から流れる場合にコアガ
ラス３７の水頭にほとんど減少が存在しないように十分
に大きい。ガラスに対するガス圧はチュ−ブから一定の
流れを維持するようにチュ−ブの回収時に調節できる。 チュ−ブ１２’が容器１０から回収された後で、チュ−
ブ１２’へのコアガラスの供給をバルブ手段（図示せず
）で遮断できる。

【００２８】チュ−ブ１２’の底からのコアガラスの流
速を制御する他の方法は、コアガラス３７の表面に対す
るガス圧を制御することである。ガスはバルブＶを通じ
て供給源Ｓから供給される。圧力はセンサＰによって決
定され、そしてバルブＶはガラスに対して所望の圧力を
維持するように調節される。

【００２９】図１〜３に概略的に示された方法を実施す
るための特定の装置が図６〜９に示されている。図６の
装置は、ハウジング４４内に軸方向に配置されたゾ−ン
４１、４２および４３を有する管状炉４０を具備してい
る。これら３つのゾ−ンは液体ガラス中での対流を最小
限に抑えるために炉４０全体に実質的に一定の温度を維
持する。ゾ−ン４３はハウジング４４の底にあるセラミ
ック絶縁体４５の空洞内に配置されている。ゾ−ン４１
および４２は、空隙でハウジング４４から離間された絶
縁材料４６によって包囲されている。クラッドガラス容
器４９は中央の炉ゾ−ン４２内に配置されており、そし
てコアガラスチュ−ブ５０は容器４９の上端部から突出
して示されている。コアおよびクラッドガラス供給手段
５１がチュ−ブ５０の上端部に示されている。

【００３０】容器４９、チュ−ブ５０および供給手段５
１を具備した装置の部分が図７〜９にさらに詳細に示さ
れている。支持ア−ム５２が上方に突出したボス５３を
有している。リング状の絶縁体５４と容器ベ−ス部材５
５がボス５３の上方に垂直に整列されている。ボス５３
と絶縁体５４をスリ−ブボルトが貫通しており、そして
部材５５のねじ穴５７に固着されている。部材５５の上
面は小径オリフィス５９でねじ穴５７に連結される円錐
状凹部を含んでいる。容器４９は割リング６２によって
ベ−ス部材５５の底に固着されたプラチナ箔等の細いチ
ュ−ブ６１を具備している。

【００３１】ガラス供給手段５１は内方にテ−パした底
面６６を有する外側容器６５を具備しており、これの底
部の狭い部分は開口６７を有しており、それの直径はチ
ュ−ブ５０の外径より大きい。容器６５の上端部の一部
分はクラッドガラス供給開口７３を形成するために切り
取られている。図８および９に示されているように、容
器６５には上部部分６０ａと底部部分６０ｂで形成され
たカバ−６０が設けられており、これら２つの部分はス
ロット７１で分離されている。カバ−６０は供給開口７
３の一部分を形成する垂直壁８３までしか延長しておら
ず、従って容器６５内へ供給カレットの装填工程を妨害
することはない。上方のカバ−部分６０ａは内側容器６
９を受容するのに十分なだけ大きい開口６３を有してい
る。下方のカバ−部分６０ｂの開口６４は開口６３より
大きい。

【００３２】管状の内側容器６９は上方の支持ア−ム７
４に固着されている。容器６９の底表面は、チュ−ブ５
０の上端部を受入れるの十分なだけ大きい開口７０まで
内方にテ−パしている。容器６９の底部分には裁頭支持
ディスク６８が固着されており、その部分が除去されて
平坦な領域７５を形成している。ディスク６８の厚さは
スロット７１の幅より若干小さい。図７の装置の組み立
て時に、支持ディスク６８がスロット７１と心合した状
態となるまで、チュ−ブ５０が供給開口７３に挿入され
そして開口６７に挿通される。次に容器６５が容器６９
に対して角度方向に移動され、容器６９が開口７３に完
全に入るまでディスク６８をスロット７１内に移動させ
る。供給開口７２とディスク６８の平坦領域７５が開口
７３と心合される。

【００３３】図６を参照すると、支持ア−ム７４が固定
ブラケット７６に枢動可能に取り付けられている。支持
ア−ム５２はブラケット７８に枢動可能に取り付けられ
、ブラケット７８は、トラック８０に沿って垂直に可動
のテ−ブル７９に固着されている。テ−ブル７９はモ−
タ８２のねじ軸を受入れる垂直に配向されたねじ穴（図
示せず）を有している。

【００３４】図示されているベ−ス位置からの炉４０の
限定された移動を許容する機構８４上にその炉４０が取
り付けられている。この炉はそれぞれ２つのブラケット
８７および８８によって２つの可動テ−ブル８５および
８６に連結されている。テ−ブル８５および８６はトラ
ック８９および９０に沿って図示の位置から上方に自由
に移動する。テ−ブル８５がトラック８９および９０の
端部における上方移動リミッタ９２に接触すると、戻り
止め機構９１からのばね偏倚されたピンがトラック８９
を通じそしてテ−ブル８５の下を摺動し、それによって
そのテ−ブルを固定する。

【００３５】ク−ラント９４を満たされたコンテナ９５
は炉４０の下に位置決めされている。コンテナ９５はテ
−ブル９６上に配置され、このテ−ブルの垂直位置はテ
−ブルドライバ９７を垂直方向に移動することによって
決定される。ドライバ９７はモ−タで駆動されるはさみ
機構よりなりうる。コンテナ９５の頂部における開口は
容器４９とともに支持ア−ム５２の下方の水平方向に延
長した部分を受入れるのに十分なだけ大きい。

【００３６】炉４０は分割されており、一方の半体がヒ
ンジ（図示せず）上に枢動して他方の半体が図６に示さ
れている位置にあるようになされるのが好ましい。支持
ア−ム５２および７４は軸線７７のまわりで枢動され、
それによって図７に示されている機構全体を炉４０から
後退させる。重さを計測された量のコアガラス・カリッ
トおよびクラッドガラス・カリットがそれぞれ開口７２
および７３を通じて内側コンテナ６９および外側コンテ
ナ６５に供給される。図６の装置を炉４０内に軸線方向
に位置決めするために、支持ア−ム５２および７４が再
び回転される。カバ−４８の軸線方向の開口がコンテナ
６９の上端部のまわりにきつく嵌着して炉の上向き通風
を防止する。そこで他方の炉半体が閉塞位置に枢動し、
そして固着される。

【００３７】コンテナ６９および６５内のカリットは溶
融するとすぐ流れはじめる。コンテナ６９内の溶融ガラ
スが開口７０を通ってチュ−ブ５０に流入する。溶融ガ
ラスがチュ−ブ５０の底に流れるにつれて、排斥された
空気が穴５９中を流れ、それによってチュ−ブ５０内に
は泡の無いガラスのコラムが残される。溶融クラッドガ
ラスは開口６７を通り、チュ−ブ５０の外表面に沿って
流れて容器４９内に流入する。チュ−ブ５０の傘形端部
が凹部５８内にきつく嵌入して洩れの発生を防ぐ。提案
された実施例では、チュ−ブ６１は内径が０．４インチ
（１ｃｍ）のプラチナ箔チュ−ブよりなる。箔の厚さは
０．００２インチ（０．０５ｍｍ）である。ベ−ス部材
５５より上のチュ−ブ６１の高さは３．９インチ（１０
ｃｍ）である。チュ−ブ５０はプラチナ・ロジウム合金
で形成され、内径が０．０４インチ（１ｍｍ）、外径が
０．０８インチ（０．２ｍｍ）、そして長さが５．５６
インチ（１４．１ｃｍ）である。コンテナ６５の全体の
高さは約３．０５インチ（７．７ｃｍ）、そしてそれの
内径は約１．２５インチ（３．２ｃｍ）である。コンテ
ナ６９の全体の高さは約１インチ（２．５４ｃｍ）、そ
してそれの内径は約０．３７インチ（０．９ｃｍ）であ
る。

【００３８】コアガラスとクラッドガラスが良好な均一
性を得るのに十分な時間のあいだ液相温度より高い温度
で溶融された後で、制御回路９９がテ−ブルドライバ９
７を駆動し、コンテナ９５が上方に移動して炉４０の底
に接触するような程度までテ−ブル９６を上昇させる。 コンテナ９５がさらに移動すると、炉が約２インチ（５
ｃｍ）上方に移動され、そして戻り止め９１がテ−ブル
８５をロックする。容器４９が固定している状態で、炉
４０をこのように持上げることにより、容器４９とク−
ラント９４の表面との間の距離が短縮される。そこで制
御回路９９がモ−タ８２を駆動して容器４９をコンテナ
９５内に下降させる。ク−ラントは炉４０のすぐ下に配
置されているから、容器４９の底が炉から出た後、１秒
以下のあいだク−ラントに浸かっている。

【００３９】図１０の実施例は２つ以上の同心状ガラス
領域を有するガラスプリフォ−ムを形成することができ
る。容器１１０のベ−スには軸線方向に配置された円錐
状の隆起１１１が設けられており、この隆起が中央に配
置されたチュ−ブの傾斜端部を上述した態様で受入れる
。チュ−ブ１１２をチュ−ブ１１３が包囲しており、こ
のチュ−ブ１１３の傾斜端部が容器ベ−ス１１５の傾斜
した外側領域にきつく嵌着する。チュ−ブ１１２にはコ
アガラス１１７が充填されている。チュ−ブ１１２と１
１３の間にはクラッドガラス１１８が配置されており、
そして外側のクラッドガラス１１９はチュ−ブ１１３と
容器１１０の外側壁との間に配置されている。両方のチ
ュ−ブを容器１１０から同時に分離して、上述のように
迅速に凍結される３つの液状ガラスよりなる領域を形成
することにより、３つの同心状領域を有するプリフォ−
ムが形成される。

【００４０】図１１の実施例を用いることによって２つ
以上のコア領域を有するガラスプリフォ−ムを形成する
ことができる。容器１２１のベ−スには２つ以上の円錐
状隆起１２２が設けられており、これらの隆起が上述し
た態様でチュ−ブ１２３の傾斜端部を受入れる。チュ−
ブ１２３にはコアガラス１２４が充填されている。クラ
ッドガラス１２５はチュ−ブ１２３と容器１２１の外側
壁との間に配置されている。それらのチュ−ブを容器１
２１から同時に分離して上述のように迅速に凍結される
液状のコアガラスおよびクラッドガラスよりなる領域を
形成することによって２つのコア領域を有するプリフォ
−ムが形成される。２つ以上のコアチュ−ブを用いるこ
とによって２つ以上のコアをこのようにして形成するこ
とができる。

【００４１】図１３に示されているように、コアチュ−
ブは断面が非円形であってもよい。楕円形断面のコアを
有するガラスプリフォ−ムを作成するためには、断面が
楕円形のチュ−ブ１３１を用いることができる。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の方法の順次的工程を概略的に示す断面図
である。 図２は本発明の方法の順次的工程を概略的に示す断面図
である。 図３は本発明の方法の順次的工程を概略的に示す断面図
である。 図４はコアガラスチュ−ブの端部の部分的な断面図であ
る。 図５は溶融ガラスを供給するための他の装置の部分的な
断面図である。 図６は本発明の方法を実施するための特定の装置を概略
的に示す断面図である。 図７は図６の装置の一部分の拡大した部分的な断面図で
ある。 図８はクラッドガラス容器の平面図である。 図９は図８の線９−９に沿って見た部分的な断面図であ
る。 図１０は３つの同心状ガラス領域を有するプリフォ−ム
を形成するための修正例の部分的な断面図である。 図１１は複数のコア領域を有するプリフォ−ムを形成す
るための修正例の部分的な断面図である。 図１２は図１１の線１２−１２に沿って見た断面図であ
る。 図１３は修正されたコアガラスチュ−ブの断面図である
。

【符号の説明】

１０　　　　　　容器１０ １１　　　　　　炉 １２　　　　　　チュ−ブ １６　　　　　　容器 １７　　　　　　ク−ラント ２０　　　　　　液状領域 ２９　　　　　　プリフォ−ム ３０　　　　　　コア領域 ３１　　　　　　クラッド領域

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コアとクラッドが両方ともそれらの液相温
   度以上の温度にある状態で液状コアガラスのコラムを所
   定の量の液状クラッドガラスに流入させ、結晶化の開始
   前でかつ前記流れが混合する前に前記コアガラスおよび
   クラッドガラスを凍結させることよりなるガラスプリフ
   ォ−ムの作成方法。
2. 【請求項２】前記流入させる工程が、前記コアガラスお
   よびクラッドガラスを分離するための手段を有するクラ
   ッドガラスの容器内に液状コアガラスのコラムを配置し
   、そして前記分離手段を前記容器から回収してコアガラ
   スを前記クラッドガラスに接触させることよりなる請求
   項１の方法。
3. 【請求項３】請求項１または２の方法において、前記流
   入させる工程が、チュ−ブを中に有する容器を具備した
   複合構造準備することを含み、前記容器が一端部に閉塞
   したベ−スをそして他端部に開口を有しており、前記チ
   ュ−ブは第１および第２の端部を有し、前記第１の端部
   は前記ベ−スに隣接しており、前記チュ−ブには液状コ
   アガラスが入っており、前記容器内の１つの領域が前記
   液状クラッドガラスの入ったチュ−ブを包囲しており、
   前記方法は前記チュ−ブを前記容器から回収しする工程
   をさらに含んでおり、それによって増加した液状プリフ
   ォ−ム領域を形成され、各液状プリフォ−ム領域は液状
   コアガラスとこれを包囲したクラッドガラスを具備し、
   前記液状プリフォ−ム領域における前記液状コアおよび
   クラッドガラス間の境界面は明確に画定され、最初に形
   成された液状プリフォ−ム領域は前記ベ−スに隣接して
   形成され、それに続いて形成される各液状プリフォ−ム
   領域は先に形成された液状プリフォ−ム領域の前記開口
   の方の側に形成され、前記凍結工程は、前記最初に形成
   された増大する液状プリフォ−ム領域に隣接した前記容
   器の部分を前記コアおよびクラッドガラスが混合する前
   に冷却し、そしてその後で、それに続いて形成された増
   大する液状プリフォ−ム領域に隣接した前記容器の部分
   を前記続いて形成された液状プリフォ−ム領域の液状コ
   アおよびクラッドガラスが混合する前に冷却することよ
   りなる請求項１または２の方法。
4. 【請求項４】前記回収工程時に、前記コアガラスが前記
   分離手段から一定の流量で流れる請求項２または３の方
   法。
5. 【請求項５】前記容器内に液状コアガラスのコラムを配
   置する工程が、前記容器を炉内に位置決めし、そしてそ
   の後で前記分離手段内に液状コアガラスを流入させかつ
   前記容器内に液状クラッドガラスを流入させることより
   なる請求項２または３の方法。
6. 【請求項６】前記分離手段内の前記コアガラスの表面高
   さが前記容器内における前記クラッドガラスの表面高さ
   より大きい請求項２、３、４または５の方法。
7. 【請求項７】前記容器内に液状コアガラスのコラムを配
   置する工程が、前記容器を炉内に配置することを含み、
   かつ前記凍結工程が前記容器を前記炉から回収すること
   を含み、前記分離手段は前記炉内に静止したままでいる
   請求項２〜６のうちの１つによる方法。
8. 【請求項８】前記回収工程が、前記分離手段に前記容器
   の増大する領域を空にさせ、かつ前記凍結工程は前記増
   大する領域が前記分離手段によって空にされる時に前記
   増大する領域を冷却することよりなる請求項２〜７のう
   ちの１つによる方法。
9. 【請求項９】前記凍結工程が前記容器をク−ラントに浸
   けることよりなる請求項２〜８のうちの１つによる方法
   。
10. 【請求項１０】請求項１〜９のうちの１つによる方法に
    おいて、前記容器内に液状コアガラスのコラムを配置す
    る工程が、外側壁を金属箔で形成された円筒状容器内に
    クラッドガラスを配置することよりなり、かつ前記凍結
    工程が中実のガラスプリフォ−ムを形成し、前記方法は
    前記箔を前記プリフォ−ムから除去する工程をさらに含
    む請求項１〜９のうちの１つによる方法。
11. 【請求項１１】一端部にベ−スをそして他端部に開口を
    有する容器と、第１および第２の端部を有し、前記第１
    のチュ−ブ端部が前記ベ−スおよび前記第２のチュ−ブ
    端部に隣接して存在しているチュ−ブを設け、前記容器
    の近傍に第１および第２のガラス溶融コンテナを配置し
    、前記第１のコンテナにコアガラスを装填し、前記第２
    のコンテナにクラッドガラスを装填し、温度が前記コン
    テナ内の前記コアガラスおよびクラッドガラスを溶融す
    るのに十分な炉内に前記容器と前記コンテナを同時に位
    置決めし、前記コアガラスおよび前記クラッドガラスを
    それぞれ前記第１および第２のコンテナから前記チュ−
    ブおよび容器内に流入させ、前記チュ−ブを前記炉内に
    残したまま、前記容器を前記炉から回収し、それによっ
    て前記液状コアガラスが前記チュ−ブの前記第１の端部
    から流れそして前記クラッドガラスに流入するようにし
    、前記容器内の前記コアガラスおよびクラッドガラスを
    凍結してプリフォ−ムを形成し、前記プリフォ−ムから
    細長い物品を形成するガラス物品の作成方法。
12. 【請求項１２】前記コアガラスを前記チュ−ブに流入さ
    せる工程時に前記チュ−ブの第１の端部から空気を排出
    させる工程をさらに含む請求項１１の方法。
13. 【請求項１３】前記作成工程が前記プリフォ−ムを延伸
    して光ファイバを作成することよりなる請求項１〜１２
    のうちの１つによる方法。
14. 【請求項１４】一端部にベ−スをそして他端部に開口を
    有するクラッドガラス容器と、前記容器を加熱する手段
    と、液状コアガラスのコラムを保持しかつ前記コアガラ
    スを前記クラッドガラスから分離する前記容器内の分離
    手段と、前記分離手段を前記容器から回収して液状ガラ
    スプリフォ−ムを徐々に形成する手段と、前記液状プリ
    フォ−ムまたは前記分離手段から回収された前記容器の
    部分を冷却する手段を具備し、その冷却手段が前記容器
    のベ−スに隣接したク−ラントのコンテナを具備しうる
    ガラスプリフォ−ムの作成方法。
15. 【請求項１５】請求項１４の装置において、前記分離手
    段が前記容器から回収を始めるまで前記分離手段から前
    記容器内への液状コアガラスの流れを防止する手段をさ
    らに具備し、かつ／または前記前記加熱手段が少なくと
    も１つの端部に開口を有する炉よりなり、前記ク−ラン
    トのコンテナが前記炉の開口に隣接して配置されており
    、かつ／または前記分離手段に液状コアガラスを供給す
    る供給手段および前記容器に液状クラッドガラスを供給
    する第２の供給手段を具備し、かつ／または前記容器は
    液状コアガラスが供給されている場合に前記分離手段か
    ら空気を抽出する手段を具備しており、かつ／または前
    記ク−ラント容器を前記炉に向けて移動し、または前記
    炉を前記ク−ラントコンテナから離れる方向に移動する
    手段を具備し、それによって前記クラ−ントコンテナを
    前記容器に隣接して位置決めできるようにし、かつ／ま
    たは前記第１および第２の供給手段、前記分離手段およ
    び前記容器を前記炉内に同時に位置決めする手段を具備
    し、かつ／または前記回収手段が前記容器を前記炉から
    前記ク−ラントコンテナまで移動する手段、および／ま
    たは前記分離手段を前記炉内に保持する手段を具備し、
    かつ／または前記回収手段が前記液状コアガラスのコラ
    ムを前記クラッドガラス中に流入させるのに十分な速度
    で前記分離手段を前記容器から回収する手段を具備し、
    かつ／または前記分離手段に連結された液状コアガラス
    溜めを具備し、かつ／または液状コアガラスを前記分離
    手段に調整された圧力で供給する手段を具備している請
    求項１４の装置。
16. 【請求項１６】少なくとも一端部に開口を有する炉と、
    前記炉内に配置され、一端部にベ−スをそして他端部に
    開口を有するクラッドガラス容器と、第１および第２の
    端部を有し、少なくとも一部分を前記容器内に配置され
    、前記第２の端部を前記容器のベ−スに隣接されたコア
    ガラスチュ−ブと、前記チュ−ブの前記第２の端部が前
    記容器のベ−スに隣接している時に前記チュ−ブの第２
    の端部から前記容器内へのガラスの流れを防止する手段
    と、前記炉の前記開口を有する側の端部に隣接したク−
    ラントの容器と、前記チュ−ブを前記炉内の静止位置に
    維持する手段と、前記容器を前記炉から回収しかつ前記
    容器を前記ク−ラントに浸ける手段を具備し、前記液状
    コアガラスのコラムが前記チュ−ブから流れそして前記
    クラッドガラスに流入し、さらに前記炉内における第１
    および第２の供給手段を具備し、前記第１の供給手段が
    前記チュ−ブに液状コアガラスを供給しかつ前記第２の
    供給手段が前記容器に液状クラッドガラスを供給し、か
    つ／または前記容器と前記第１および第２の供給手段を
    前記炉内に同時に位置決めするための手段を具備したガ
    ラスプリフォ−ムの作成装置。