(57)【要約】【課題】製造した延伸体から、元のガラス母材上の非定径部による不良部分を容易、且つ、確実に切り落とすことができるガラス母材の延伸方法を得る。【解決手段】ガラス母材２１の加熱軟化部の外径を外径測定器３によって測定しながら、加熱軟化部に引張力をかけてガラス母材２１を目標外径値に延伸する際に、非定径部５５，５６と定径部５３との境界を示すマーキング２３，２４を付けたガラス母材２１は、前記マーキング２３，２４を前記外径測定器３の測定範囲から外れる周方向の向きに設定して延伸される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定径部と非定径部との境界を示すマーキングを予め周方向の一部に形成したガラス母材を加熱軟化して延伸すると共に、延伸した部位の外径を外径測定器で測定して、前記ガラス母材を目標外径値に延伸するガラス母材の延伸方法であって、
前記ガラス母材は、前記マーキングを前記外径測定器の測定範囲から外れる周方向の向きに設定して延伸されることを特徴とするガラス母材の延伸方法。
【請求項２】
前記マーキングが、前記ガラス母材の外周の一部を研削して形成した窪みであることを特徴とする請求項１記載のガラス母材の延伸方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス母材を所定の外径に延伸してプリフォームを形成するガラス母材の延伸方法に関し、詳しくは、延伸処理後に、目標外径値である仕上がり径とならない部位を切断し廃棄する際に、その切断・廃棄位置を示すマーキングを予めガラス母材に施したものの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ファイバは、ＶＡＤ法やＯＶＤ法等で得られたガラス母材を、延伸装置によって線引きに適した外径のプリフォームに延伸後、線引き装置によって更に所望外径に線引きして製造される。
図７は、このような光ファイバの製造工程に使用される従来のガラス母材の延伸装置及び延伸方法を示したものである。
図７に示したガラス母材の延伸装置１０は、ガラス母材５を発熱体２ａによって加熱軟化させる加熱炉２と、把持手段１ａによってガラス母材５の一方の把持部５ａを把持して吊り下げたガラス母材５を加熱炉２内に所定速度で投入する母材供給機構１と、加熱炉２から出たガラス母材５の他方の把持部５ｂを把持手段４ａによって把持して把持部５ｂを所定速度で引き取る引き取り機構４とを備える。
【０００３】
ガラス母材５の加熱炉２内の加熱で軟化した部位（加熱軟化部）は、引き取り機構４による引張力によって延びて、引き取り機構４側に向かって外径が徐々に縮径したテーパ状の引落部７となる。この引落部７の終端が延伸の終端で、その外径が、製造する延伸体６の仕上がり径となる。
延伸装置１０は、引落部７の範囲で延伸の終端付近に装備されて、延伸途中のガラス母材の外径を測定する外径測定器３と、この外径測定器３の測定した検出値に基づいて加熱軟化部に作用する引張力を制御する、図示しない制御装置とを有していて、ガラス母材５を予め設定した目標外径値となるように縮径して延伸体６を製造する。
【０００４】
ガラス母材５は、通常、図８に示すように、中心となる円柱状のコア５１の周囲に一定厚でクラッド５２を形成した定径部５３の両端に、非定径部５５，５６を備えた構造である。
非定径部５５，５６は、定径部５３のコア５１の端部に接合されたダミー棒５７，５８と、定径部５３から徐々に外径を縮径させたクラッド層による減径部５９とから構成されていて、減径部５９から露出したダミー棒５７，５８の端部が、前述の把持部５ａ，５ｂとして取り扱われる。
【０００５】
このようなガラス母材５の非定径部５５，５６は、外径が延伸処理によって目標外径値に縮径されたとしても、コアとクラッドの半径比が定径部５３とは異なっていること、更に、ダミー棒５７，５８とコア５１との接合部６１には泡立ち等の変質層が生じていること等から、定径部と同一の性能は得られない。
そこで、通常は、延伸処理後に、これら非定径部５５，５６を不良部分として切断して廃棄する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、延伸処理後のプリフォームに対し、安全を見込んで、定径部５３の一部を含む形で、非定径部５５，５６を切り落としていた。しかし、このような方法では、適正に延伸された定径部５３が廃棄される無駄を発生し、製品歩留まりが悪いという問題があった。
また、切り落とし位置を、その都度、作業者が延伸体６の端部の長さを実測して決定しなければならず、不良部分を切断する作業性も悪いという問題が生じた。
【０００７】
このような問題を解決するべく、特開平８−１７５８３８号公報では、ガラス母材の延伸装置自体に、ガラス母材の非定径部と定径部との境界位置を延伸動作に連動して追尾して指し示す境界指示機構を装備する技術が提案された。
しかし、このような対応では、既存の延伸装置を利用する場合に、装置の大幅な改造が必要となるという問題があった。
【０００８】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、延伸装置自体の改造が必要でなく、製造した延伸体から、元のガラス母材上の非定径部による不良部分のみを容易、且つ、確実に切り落とすことができるガラス母材の延伸方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るガラス母材の延伸方法は、請求項１に記載したように、定径部と非定径部との境界を示すマーキングを予め周方向の一部に形成したガラス母材を加熱軟化して延伸すると共に、延伸した部位の外径を外径測定器で測定して、前記ガラス母材を目標外径値に延伸するガラス母材の延伸方法であって、
前記ガラス母材は、前記マーキングを前記外径測定器の測定範囲から外れる周方向の向きに設定して延伸されることを特徴とする。
【００１０】
このように構成されたガラス母材の延伸方法においては、予め、ガラス母材自体に定径部と非定径部との境界を示すマーキングを形成しておくもので、延伸装置によって製造した延伸体から元のガラス母材上の非定径部に相当する不良部分を切り落とす際に、マーキングの視認によって、不良部分と適正な部分との境界を容易、且つ、確実に確認することができる。
また、ガラス母材は、マーキングが、外径測定器による測定範囲から外れる周方向の向きに設定されて延伸装置に装着するので、マーキングの影響による測定不良が回避される。
【００１１】
また、請求項２に記載のガラス母材の延伸方法は、上記目的を達成するために、請求項１記載のガラス母材の延伸方法において、更に、前記マーキングが、前記ガラス母材の外周の一部を研削して形成した窪みであることを特徴とするものである。
【００１２】
このような構成では、例えば、樹脂材料やガラス材料等の塗布あるいは金属材料の蒸着等でマーキングを実施した場合に比較して、不純物混入やガラス組成の変化等の不都合が発生し難い。
従って、異物の混入やガラス組成の変化等の無い高品位の延伸体を製造することができ、ガラス母材が光ファイバ用のプリフォームを製造するためのものである場合、光学的性能の低下を招く要因である異物の混入やガラス組成の変化等を防止して、高品位のプリフォームを製造することが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るガラス母材の延伸方法の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に説明する実施の形態において、既に図７乃至図８において説明した部材及び部位と同一の構成については、同一符号あるいは相当符号を用いることにより説明を簡略化あるいは省略する。
図１は、本発明に係るガラス母材の延伸方法を実施する延伸装置の一実施の形態を示したものである。
この実施の形態のガラス母材の延伸装置３０は、ガラス母材２１を発熱体２ａによって加熱軟化させる加熱炉２と、把持手段１ａによってガラス母材２１の一方の把持部２１ａを把持して吊り下げたガラス母材２１を加熱炉２内に所定速度で投入する母材供給機構１と、加熱炉２から出たガラス母材２１の他方の把持部２１ｂを把持手段４ａによって把持して把持部２１ｂを所定速度で引き取る引き取り機構４とを備える。
【００１４】
ガラス母材２１の加熱炉２内の加熱で軟化した部位（加熱軟化部）は、引き取り機構４による引張力によって延びて、引き取り機構４側に向かって外径が徐々に縮径したテーパ状の引落部７となる。この引落部７の終端が延伸の終端で、その外径が、製造する延伸体６の仕上がり径となる。
延伸装置３０は、引落部７の範囲で延伸の終端付近に装備されて、延伸途中のガラス母材２１の外径を測定する外径測定器３と、この外径測定器３の測定した検出値に基づいて加熱軟化部に作用する引張力を制御する制御装置８とを有していて、ガラス母材２１の外径を予め設定した目標外径値となるように縮径して延伸体６を製造する。
なお、外径測定器３は、図３にも示すように、レーザ光３ｃを投光素子３ａから受光素子３ｂに出射して、レーザ照射位置のガラス母材の外径を測定し、測定した外径値に応じた電気信号を制御装置８に出力する。
【００１５】
母材供給機構１は、把持部２１ａを把持する把持手段（チャック）１ａを上下動可能に支持する移動用ボールねじ１ｂと、移動用ボールねじ１ｂを回転駆動するモータ１ｃとを備えた構成で、モータ１ｃによる移動用ボール１ｂの回転速度を制御することで、ガラス母材２１の投入速度を任意に設定可能である。
引き取り機構４は、把持部２１ｂを把持する把持手段（チャック）４ａと、この把持手段４ａを上下動可能に支持する移動用ボールねじ４ｂと、移動用ボールねじ４ｂを回転駆動するモータ４ｃとを備えた構成で、モータ４ｃによる移動用ボールねじ４ｂの回転速度を制御することで、ガラス母材２１の引き取り速度を任意に設定可能である。
母材供給機構１による投入速度、及び引き取り機構４による引き取り速度、及び引落部７の軟化状態によって、延伸度合いが決まる。
【００１６】
ガラス母材２１は、図２に示すように、中心となる円柱状のコア５１の周囲に一定厚でクラッド５２を形成した定径部５３の両端に、非定径部５５，５６を備えた構造で、以上の構造は、従来のものと共通である。
また、非定径部５５，５６は、定径部５３のコア５１の端部に接合されたダミー棒５７，５８と、定径部５３から徐々に外径を縮径させたクラッド層による減径部５９とから構成されていて、減径部５９から露出したダミー棒５７，５８の端部が、前述の把持部２１ａ，２１ｂとして取り扱われる場合や、あるいは、定径部５３のコア５１が非定径部５５，５６の減径部５９の中まであり、減径部５９の端にダミー棒５７，５８が接合され、把持部２１ａ，２１ｂとして取り扱われる場合などがある。
【００１７】
このようなガラス母材２１の非定径部５５，５６は、外径が延伸処理によって目標外径値に縮径されたとしても、コアとクラッドの半径比が定径部５３とは異なっていること、又は、ダミー棒５７，５８とコア５１との接合部６１には泡立ち等の変質層が生じていること等から、定径部と同一の性能は得られない。
そこで、通常は、延伸処理後に、これらの非定径部５５，５６を不良部分として切断して廃棄する。
【００１８】
本実施の形態の場合、ガラス母材２１には、予め、把持部２１ａを含んだ母材端部の非定径部５５，５６と定径部５３との境界を示すマーキング２３，２４を、周方向の一部に形成すると共に、マーキング２３，２４が外径測定器３の測定動作に影響を及ぼさないように、外径測定器３に対するガラス母材２１の設置向きを設定している。
【００１９】
また、本実施の形態の場合、マーキング２３，２４は、図３にも示すように、ガラス母材２１の端部の非定径部５５，５６と定径部５３との境界位置における周方向の一部を研削して形成した窪みである。
それぞれのマーキング２３，２４は、周方向に同一の位相（即ち、外周の同一の範囲）に形成されている。
窪みによるマーキング２３，２４の位置を、図３に示すように、外径測定器３によるレーザ光３ｃの照射面と反対側に位置するようにし、つまり、外径測定器３の測定範囲から外れる周方向の向きにガラス母材２１の設置向きを設定して、外径の測定精度等に影響を与えない状態にする。
【００２０】
以上の延伸装置３０では、装置に装着したガラス母材２１の両端の把持部２１ａ間に位置するガラス母材２１の定径部５３を加熱軟化させた状況下で引張力を作用させることで延伸を生じさせ、且つ、ガラス母材２１の延伸した部位の外径を外径測定器３によって検出して、この外径測定器３の検出結果に基づいてガラス母材２１に作用させる引張力を制御して、ガラス母材２１の定径部５３を予め設定した目標外径値に延伸して延伸体６を製造する。
【００２１】
そして、製造した延伸体６に対しては、マーキング２３，２４の位置で両端を切り落として、元のガラス母材上の非定径部５５，５６に相当する部位を不良部分として廃棄する。
【００２２】
以上に説明した本実施の形態のガラス母材の延伸方法は、予め、ガラス母材２１自体に定径部５３と非定径部５５，５６との境界を示すマーキング２３，２４を付けておくもので、延伸装置によって製造した延伸体６から元のガラス母材２１上の非定径部５５，５６に相当する不良部分を切り落とす際には、マーキング２３，２４の視認によって、不良部分と適正な部分との境界を容易、且つ、確実に確認することができる。
従って、延伸装置に境界指示機構を装備していなくとも、製造した延伸体６から、元のガラス母材２１上の非定径部５５，５６に相当する不良部分を切り落とす際に、元のガラス母材２１の定径部５３に相当して適正に延伸された部分まで余分に切り落とすような無駄を防止して、製品歩留まりを向上させることができる。
【００２３】
特に、ガラス母材は、マーキングが、外径測定器による測定範囲から外れる周方向の向きに設定されて延伸装置に装着されるので、マーキングの影響による測定不良が回避される。
【００２４】
なお、上記の実施の形態では、マーキング２３，２４は、研削で形成した窪みとしたが、樹脂材料やガラス材料等の塗布あるいは金属材料の蒸着等、他の技法でマーキングを行うことも可能である。
しかし、ガラス母材が光ファイバ用のプリフォームを製造するためのものである場合、不純物混入やガラス組成の変化等による光学的性能の低下を防止することが重要視される。そして、不純物混入やガラス組成の変化等を防止する点では、他の材料の塗布や蒸着によるマーキング２３，２４よりも、研削によって窪みを形成する方が、遙かに、信頼性が高い。
従って、上記のように、研削によって形成した窪みを、ガラス母材２１の端部の非定径部５５，５６と定径部５３との境界を示すマーキング２３，２４とすることで、異物の混入やガラス組成の変化等の無い高品位な延伸体６を製造することができる。
【００２５】
なお、図３に示すように、マーキング２３，２４が外径測定器３による外径測定に影響を与えないように、ガラス母材２１の向きを外径測定器の測定範囲から外れる周方向の向きに設定した実施例と、マーキング２３，２４が外径測定器３の測定範囲内に位置するように設定した比較例とで、延伸体６の外径測定の結果を比較した。
この実験では、ガラス母材２１の外径測定器３に対する周方向の向きを相異させた以外は、同一の条件で延伸を行った。
具体的には、外径１００ｍｍのガラス母材２１を２０００℃に昇温された加熱炉２に投入し、３０ｍｍの延伸体を得るようにした。
その結果、図３に示すようにガラス母材２１を支持した場合には、図５に示す外径特性線ｆ１のように、製造した延伸体６は全長に渡って略均一の安定した外径を有していたが、図４に示すようにマーキング２３，２４が外径測定器３の測定範囲内に位置する向きでガラス母材２１を支持した場合には、図６の外径特性線ｆ２ように、マーキング２３，２４が装備された両端部の付近で、外径寸法が不安定になってしまった。
これによって、マーキング２３，２４の向きの設定が重要であることが判る。
【００２６】
なお、本実施の形態では、ガラス母材２１の両端に形成するマーキング２３，２４は、装備位置（位相）を合わせている。
従って、ガラス母材２１を延伸装置３０に装着する際、外径測定器３の位置に近い一方のマーキング２４を、図３のようにセットすれば、双方のマーキング２３，２４が、外径測定器３に対して適正な設置向きとなり、ガラス母材２１の延伸装置３０への装着作業が容易になる。
しかし、上端のマーキング２３は、必要な定径部５３の延伸が終了後に外径測定部に侵入するため、外径測定器３の外径測定に影響を与えたとしても、実質的に悪影響は生じない。
従って、マーキング２３，２４は、位相を違えて形成することも可能である。その場合には、少なくとも、延伸開始時に外径測定器３によって外径測定される側のマーキング２４の設置位置を、外径測定に影響を与えない向きに設定すればよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のガラス母材の延伸方法によれば、予め、ガラス母材自体に定径部と非定径部との境界を示すマーキングを付けておくもので、延伸装置によって製造した延伸体から元のガラス母材の非定径部に相当する部位を不良部分として切り落とす際、マーキングの視認によって、不良部分と適正な部分との境界を容易、且つ、確実に確認することができる。
従って、延伸装置に境界指示機構を装備していなくとも、製造した延伸体から、元のガラス母材上の非定径部と定径部との境界を識別することができて、ガラス母材上の非定径部による不良部分を切り落とす際、元のガラス母材の定径部から延伸された適正部分まで余分に切り落とすような無駄を防止して、製品歩留まりを向上させることができる。
特に、ガラス母材は、マーキングが、外径測定器による測定範囲から外れる周方向の向きに設定されて延伸装置に装着されるので、マーキングの影響による測定不良が回避される。
また、マーキングを、例えば樹脂材料やガラス材料等の塗布あるいは金属材料の蒸着等で実施した場合と比較して、研削して形成した窪みとすれば、不純物混入やガラス組成の変化等の不都合を発生しない。
従って、異物の混入やガラス組成の変化等の無い高品位の延伸体を製造することができ、ガラス母材が光ファイバ用のプリフォームを製造するためのものである場合、光学的性能低下を招く要因である異物の混入やガラス組成の変化等を防止して、高品位のプリフォームを製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガラス母材の延伸方法を実施する延伸装置の一実施の形態の概略構成図である。
【図２】本発明に係るガラス母材の延伸方法で使用するガラス母材の拡大図である。
【図３】図２に示したガラス母材の外径測定器に対する設置向きの説明図である。
【図４】図２に示したガラス母材の外径測定器に対した誤った向きで設置されている状態の説明図である。
【図５】本発明に係るガラス母材を、図３に示した設置向きで延伸を実施した場合の、外径測定器による外径測定結果を示すグラフである。
【図６】本発明に係るガラス母材を、図４に示した設置向きで延伸を実施した場合の、外径測定器による外径測定結果を示すグラフである。
【図７】一般的なガラス母材の延伸装置の概略構成図である。
【図８】光ファイバ用のガラス母材の構造説明図である。
【符号の説明】
１　母材供給機構
３　外径測定器
４　引き取り機構
２１　ガラス母材
２１ａ，２１ｂ　把持部
２３，２４　マーキング
３０　延伸装置
５１　コア
５２　クラッド
５３　定径部
５５，５６　非定径部
６１　接合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004051429.tif 000008
【図７】
2004051429.tif 000009
【図８】
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