(57)【要約】【課題】  母材インゴットから曲がりを修正する工程を必要としない母材ロッドが得られる、光ファイバ母材の延伸方法を提供する。【解決手段】  母材インゴットをこれより小径の母材ロッドに延伸して光ファイバ母材を製造する方法において、母材インゴットの水平面内におけるネックダウンの位置が目標の位置にあるように制御位置を制御しつつ、延伸し、延伸された母材ロッドの曲がりの方向と曲がり量を計測し、その結果に基づき目標の位置を調整することを特徴としている。なお、ネックダウンの位置を目標の位置に制御するには、母材インゴットの吊り下げ部の位置を調整すればよく、例えば、吊り下げ部の位置をＸＹ方向、特には、計測した曲がりが凸状を示している方向に移動するとよい。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材インゴットをこれより小径の母材ロッドに延伸して光ファイバ母材を製造する方法において、母材インゴットの水平面内におけるネックダウンの位置が目標の位置にあるように制御位置を制御しつつ、延伸し、延伸された母材ロッドの曲がりの方向と曲がり量を計測し、その結果に基づき目標の位置を調整することを特徴とする光ファイバ母材の延伸方法。
【請求項２】
母材インゴットの吊り下げ部の位置を調整することによりネックダウンの位置を目標の位置に制御する請求項１に記載の光ファイバ母材の延伸方法。
【請求項３】
母材インゴットの吊り下げ部の位置をＸＹ方向に移動することによりネックダウンの位置を目標の位置に制御する請求項１又は２に記載の光ファイバ母材の延伸方法。
【請求項４】
目標の位置を調整する方向が、母材ロッドの計測した曲がりが凸状を示している方向である請求項１乃至３のいずれかに記載の光ファイバ母材の延伸方法。
【請求項５】
目標の位置における調整量が、計測した母材ロッドの曲がり量の0.2倍〜20倍とされる請求項１乃至４のいずれかに記載の光ファイバ母材の延伸方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の光ファイバ母材の延伸方法を用いて延伸してなることを特徴とする光ファイバ母材。
【請求項７】
母材ロッドの曲がり量が0.2mm/ｍ以下である請求項６に記載の光ファイバ母材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ母材の製造方法、特には光ファイバ用母材インゴットをこれより小径の母材ロッドに延伸する延伸工程において、延伸後の光ファイバ母材ロッドの曲がりを低減化する光ファイバ母材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
母材インゴットをこれより小径の母材ロッドに延伸して光ファイバ母材を製造する方法については、母材インゴットを電気炉で加熱し、軟化させながら加熱溶融部の外径を外径測定器などで測定し、その測定値に基づいて母材ロッドの引取り速度を制御するという方法がとられている。この方法で延伸して得られる母材ロッドには、延伸炉内の温度分布や母材インゴットのセット状態によって曲がりを生じることがある。
【０００３】
この対策として、特許文献１や特許文献２では、延伸装置にセットした母材インゴットの中心軸線と、延伸装置の軸中心とのずれ量を測定し、そのずれ量に基づいて母材インゴットの中心軸線が延伸装置の軸中心と一致するよう、母材インゴットの把持角度を変更したり、母材インゴットの位置を移動させることにより母材インゴットの位置を修正しながら延伸する方法が示されている。また、特許文献３では、延伸中の曲がり量を測定し、母材ロッド引取りローラの左右の回転数を調整して曲がりを少なくする方法が示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平09−030825号公報
【特許文献２】特開平09−030827号公報
【特許文献３】特開2000−247664号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
母材インゴットの位置を延伸装置の所定の位置に制御する特許文献１，２の方法は、母材インゴットを吊り下げる部分や延伸した母材ロッドを引き取る部分の位置が、ヒータ交換等のメンテナンスにより経時的に変化すること、および、ヒータや断熱材の周方向の温度分布や炉内の気流に偏りが生じる等の理由により、目標の位置に母材インゴットを制御しても、なお曲がりが生じるという問題があった。また、特許文献３のローラの回転数を調整する方法は、ローラの向き以外の方向への曲がりを修正できないという問題があった。
【０００６】
このように延伸で曲がりの生じた母材ロッドは、光ファイバに線引きするときの作業性ならびに光ファイバ特性の安定性を大きく損うので、この曲がりの生じた母材ロッドは、光ファイバに線引きするに当って、予めこの曲がりを修正する工程が必要となる。しかしながら、この作業は生産効率を大きく低下させるという不利があるため、より母材ロッドに曲がりを生じないように、母材インゴットを延伸する方法の開発が求められている。
【０００７】
本発明は、母材インゴットから曲がりを修正する工程を必要としない母材ロッドが得られる、光ファイバ母材の延伸方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光ファイバ母材の延伸方法は、母材インゴットをこれより小径の母材ロッドに延伸して光ファイバ母材を製造する方法において、母材インゴットの水平面内におけるネックダウンの位置が目標の位置にあるように制御位置を制御しつつ、延伸し、延伸された母材ロッドの曲がりの方向と曲がり量を計測し、その結果に基づき目標の位置を調整することを特徴としている。なお、ネックダウンの位置を目標の位置に制御するには、母材インゴットの吊り下げ部の位置を調整すればよく、例えば、吊り下げ部の位置をＸＹ方向、特には、計測した曲がりが凸状を示している方向に移動するとよい。このときの目標の位置の調整量は、計測した母材ロッドの曲がり量の0.2倍〜20倍とするのが好ましい。
これにより優れた光学特性を有し、曲がり量が0.2mm/ｍ以下である光ファイバ母材（母材ロッド）が得られる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光ファイバ母材の製造方法によれば、母材インゴット延伸後の母材ロッドの曲がりを極めて小さくできるため、得られた母材ロッドは曲がりの修正工程を経ずに光ファイバ母材とすることができ、線引きに使用できるので光ファイバの製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の光ファイバ母材の延伸方法は、延伸中、母材ロッドの曲がりの方向と曲がり量を計測し、この結果に基づき、加熱・溶融されて細径化されつつあるネックダウンの位置が、水平面内の予め設定した目標の位置にあるように、目標位置を調整するものである。目標位置を調整する制御位置としては、例えば、母材インゴットの吊り下げ部の位置が挙げられる。
【００１１】
目標の位置を調整する方向は、計測した曲がりが凸状を示している方向であり、換言すると、弓状に反った母材ロッドの背（弧）側への方向である。このように移動することで、母材インゴットの反った背（弧）側を相対的に加熱用ヒータに近付け、円周方向から受ける熱量を調整することで、真直に延伸された母材ロッドが得られる。
目標の位置における調整量は、計測した母材ロッドの曲がり量の0.2倍〜20倍、好ましくは0.5倍〜10倍とされる。なお、調整量が20倍を超える場合は、母材ロッドの曲りの調整が困難となり、加熱条件の変更が必要となることもある。
【００１２】
曲がり量の測定は、例えば、特開平10−062299号公報で示されているような方法で測定することができる。この形状測定器を図１に概略図で示した。
延伸して得た母材ロッド１を保持台２の上に載せ、外径測定器３を母材ロッド１の長手方向に沿って移動させ、この外径測定器３に取り付けられたエッジ検出器４，５（４；レーザ照射器、５；レーザ受光器）により、直交する２方向からレーザ光を照射して母材ロッド１の外径の位置を測定し、得られた結果から、中心位置の長手方向分布を求めるものである。この外径測定器３は、これに一体的に取り付けられた走査板６により、ガイドレール７に沿ってネジ棒８及びモータ９により移動するように設置されている。なお、符号10はリニアエンコーダであり、符号11は検知窓である。
【００１３】
このとき、母材ロッド１の直胴部両端部での中心位置を直線で結んだ基準線から、測定した母材ロッド１の中心位置までの距離を、各測定位置での曲がり量と定義し、最大値を示した点での値をこの母材ロッドの曲がり量とし、その方向を曲がり方向と定義する。なお、曲がり量は、直胴部両端間の距離が変化すると変わるため、１ｍを基準とした長さで補正して求める。例えば、得られた曲がり量のデータを母材ロッド１の長さで割って求める。
次ぎに、本発明の実施の形態を比較例、実施例をあげて説明する。
【００１４】
（比較例１）
図２に示す延伸装置を使用して、太径の母材インゴット21を延伸し、これより径の小さい母材ロッド22を作製した。
具体的には、外径120mm、有効部長800mmの母材インゴット21の上下端部に把持用ダミー棒23をそれぞれ溶着し、母材インゴット21の上側に溶着した把持用ダミー棒23を吊り下げ用チャック24に取り付けて延伸炉25内に吊り下げ、ＸＹステージ26により水平方向の位置調整を行った。次ぎに、母材インゴット21を加熱ヒータ27で加熱し、延伸引取り機構部28で引き取り、所定の径を有する母材ロッド22を作製した。
【００１５】
延伸中の外径は、加熱・溶融されて縮径されたネックダウン部29の外径を外径測定器30で測定し、この値が一定となるように、かつ母材ロッド22の最終外径が40mmとなるように引き取り速度を制御した。このとき、母材インゴット21のネックダウン位置を直交する２方向の外径測定器30（直交方向は図示せず）で４秒毎に測定し、これに基づいてネックダウン部29の中心位置を目標とする炉の中心軸線に一致するよう、吊り下げ用チャック24でＸＹ方向位置を制御した。なお、符号31は位置測定器である。
【００１６】
この方法で延伸した母材ロッドを１ｍずつの長さに切り分けて、図１に示した形状測定器で曲がり量を測定した。同様の方法で延伸した多数の母材ロッドの曲がり量を測定し、図３に示した。図のＸ方向は炉に向かって右側を＋とし、左側を−とした。Ｙ方向は奥方向側を＋とし、手前側を−とした。
図３から、左側に0.4mm、手前側に0.4mm曲がった母材ロッドが多いことが分かる。
【実施例１】
【００１７】
本実施例においては、上記比較例１の結果から、母材インゴットのネックダウン部の目標位置を、左側に２mm、手前側に1.5mm変更して、比較例１と同様の方法で延伸した。同様にして延伸した多数の母材ロッドの曲がり量を測定し、図４に示した。図４から、若干Ｘ方向の＋側及びＹ方向の−側へ偏りが見られるが、Ｘ方向Ｙ方向への曲がりは±0.2mm以内に80％以上が入っている。
【００１８】
目標位置の変更量（調整量）と変更方向（調整方向）は、実施例１で行ったように、曲がり方向（凸になる方向）ではその曲がりが小さくなっているが、曲がり量と目標位置の変更量は一致しない。この曲がり量と目標位置の変更量の比（倍率）は装置によっても異なり、曲がりが大きい場合は倍率が小さく、曲がりが小さくなるほど倍率が大きくなり、さらに曲がりが小さくなるとまた小さくなる傾向があるが、変更量は概ね曲がり量の0.2〜20倍の範囲であった。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明の延伸方法によって得られる母材ロッドは、精度の高い真直度を有するガラスロッドとして、様々な用途に好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】形状測定器を示す概略斜視図である。
【図２】母材インゴットの延伸装置を示す概略縦断面図である。
【図３】比較例１で延伸した母材ロッドの曲がりの分布を示すグラフである。
【図４】本発明の延伸方法により（実施例１）、制御位置を調整した後に延伸した、母材ロッドの曲がりの分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２１】
１……母材ロッド、
２……保持台、
３……外径測定器、
４……レーザ照射器、
５……レーザ受光器、
６……走査板、
７……ガイドレール、
８……ネジ棒、
９……モータ、
10……リニアエンコーダ、
11……検知窓、
21……母材インゴット、
22……母材ロッド、
23……把持用ダミー棒、
24……吊り下げ用チャック、
25……延伸炉、
26……ＸＹステージ、
27……加熱ヒータ、
28……延伸引取り機構部、
29……ネックダウン部、
30……外径測定器、
31……位置測定器。
【図１】
2005104763.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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