(57)【要約】【課題】  光ファイバ母材の表面に不純物が付着しない光ファイバ母材の加工方法及び光ファイバ母材を提供する。【解決手段】  両端が把持部材により支持された光ファイバ母材１を、回転させながらバーナー火炎で加熱し加工する方法において、該光ファイバ母材を所定の径に縮径する延伸工程に先立ち、火炎研磨工程を行うことを特徴としている。また、延伸工程を行なった後、さらに連続して火炎研磨工程を行ってもよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が把持部材により支持された光ファイバ母材を、回転させながらバーナー火炎で加熱し加工する方法において、該光ファイバ母材を所定の径に縮径する延伸工程に先立ち、火炎研磨工程を行うことを特徴とする光ファイバ母材の加工方法。
【請求項２】
火炎研磨工程を行なった後、連続して延伸工程を行う請求項１に記載の光ファイバ母材の加工方法。
【請求項３】
延伸工程を行なった後、さらに連続して火炎研磨工程を行う請求項１又は２に記載の光ファイバ母材の加工方法。
【請求項４】
火炎研磨工程における光ファイバ母材の表面温度が１８００℃以上２２００℃未満、延伸工程における光ファイバ母材の表面温度が２０００℃以上２５００℃未満の温度である請求項１乃至３のいずれかに記載の光ファイバ母材の加工方法。
【請求項５】
火炎研磨工程において、光ファイバ母材全体を火炎研磨する請求項１乃至４のいずれかに記載の光ファイバ母材の加工方法。
【請求項６】
バーナー火炎が、水素及び／又は鎖状炭化水素を燃焼ガスとする燃焼火炎である請求項１乃至５のいずれかに記載の光ファイバ母材の加工方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の光ファイバ母材の加工方法を用いて、火炎研磨加工及び延伸加工されたものであることを特徴とする光ファイバ母材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太径の光ファイバ母材を所定の径に縮径延伸する方法に係り、母材表面への不純物の付着を抑制し、高い歩留まりで光ファイバ母材を得ることを特徴とする、光ファイバ母材の加工方法及び光ファイバ母材に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ母材の表面に傷や不純物があると、線引き時における歩留まり低下の原因を誘発する。また、光ファイバ母材に曲がりや径変動があると、線引き機にセットするのが困難であったり、径の均一な光ファイバが得られなかったりする。
【０００３】
光ファイバ母材としては、表面が平滑で曲がりが無くかつ不純物のないものが求められる。そのため一般にガラス旋盤を用いて、鎖状炭化水素または水素を燃焼ガスとするバーナー火炎により、曲がり修正、延伸、火炎研磨という一連の工程で光ファイバ母材の加工が行なわれている。
【０００４】
光ファイバ母材は、線引機に合わせて所定の径に縮径された後に、ダミーガラス棒が溶着され、火炎研磨後、線引機に装着され、加熱・溶融されて光ファイバ状に線引される。このとき光ファイバ母材の寸法精度が線引きして得られる光ファイバの寸法精度に影響を与えるため、延伸中、外径をネックダウン部とその直近の２点で測定し、これに基づいて延伸速度を調節制御することにより、寸法精度の高い光ファイバ母材を得る方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
一般に、光ファイバ母材の加工は、クリーンルーム、もしくはそれに準ずる環境でなされ、極力不純物が光ファイバ母材に付着しないような雰囲気中でなされている。しかし、最終工程である火炎研磨工程終了後、もしくは火炎研磨中に表面に不純物が発見されることがある。その際には、不純物付着部を溶断し除去する作業を行うことになり、歩留まりが大きく低下する。また、その付着位置によっては短くなってしまい、その母材全体を廃棄せざるを得ないこともある。
よって、光ファイバ母材の表面に不純物が付着しない、光ファイバ母材の加工方法が望まれている。
【特許文献１】特開昭５６−９２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、光ファイバ母材の表面に不純物が付着しない光ファイバ母材の加工方法及び光ファイバ母材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光ファイバ母材の加工方法は、両端が把持部材、例えば、チャックにより支持された光ファイバ母材を、回転させながらバーナー火炎で加熱し加工する方法において、該光ファイバ母材を所定の径に縮径する延伸工程に先立ち、火炎研磨工程を行うことを特徴としている。
火炎研磨工程を行なった後、連続して延伸工程を行うのが好ましく、また、延伸工程を行なった後、さらに連続して火炎研磨工程を行ってもよい。
【０００８】
火炎研磨工程における光ファイバ母材の表面温度は１８００℃以上２２００℃未満、延伸工程における光ファイバ母材の表面温度は２０００℃以上２５００℃未満の温度とされる。火炎研磨工程においては、光ファイバ母材全体を火炎研磨する。なお、バーナー火炎は、水素及び／又は鎖状炭化水素を燃焼ガスとする燃焼火炎である。
【０００９】
本発明の光ファイバ母材は、上記光ファイバ母材の加工方法を用いて、火炎研磨加工及び延伸加工されたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光ファイバ母材の加工方法は、火炎研磨工程と延伸工程を連続して行うことにより、光ファイバ母材表面への不純物の付着が抑制され、高い歩留まりで光ファイバ母材を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、従来の方法に代えて、光ファイバ母材に対して、火炎研磨工程と延伸工程を連続して行うことにより、光ファイバ母材の加工中、母材表面への不純物の付着が抑えられることを知見し、本発明をなすに至ったものである。
【００１２】
本発明の光ファイバ母材の加工方法は、図１に示すように行なわれる。
光ファイバ母材１は、その両端が把持部材である固定チャック２及び可動チャック３により支持され、モーター４により回転される。火炎研磨は、バーナー５で光ファイバ母材を１８００℃以上、２２００℃未満の温度に加熱し、光ファイバ母材１に沿って移動させることにより行なわれる。
【００１３】
火炎研磨終了後、さらにバーナー５で２０００℃以上、２５００℃未満の温度に加熱し、母材の軟化度に合わせて可動チャック３を牽引することにより、光ファイバ母材１は所定の径に延伸される。なお、図中、バーナー５の移動手段、可動チャック３の牽引手段及び調整制御手段、外径測定手段等は、図示を省略されている。
図１に示した例は、光ファイバ母材を水平に支持して加工する方法であるが、これに代えて光ファイバ母材を垂直に支持して行なってもよい。
【００１４】
光ファイバ母材の加工中に母材表面に付着する不純物を調べてみると、鉄、クロム、ニッケルといった、金属材料が原因と考えられるものがその大部分を占めている。これらの母材表面に付着する不純物は、数百ミクロンから数ミリの大きさであるが、実際には数ミクロンから数十ミクロンレベルの金属粒子が付着し、ガラス中に拡散して、大きく見える。しかし、これらの粒子を作業環境から消滅させるのは極めて困難である。
【００１５】
火炎研磨は、比較的低温での加熱により、数ミクロンから数十ミクロンの表面層が溶融・研磨されるため、表面に付着したシリカ微粒子などの不純物の除去方法の一つとして多用されている。さらに、表面に付着した不純物の除去に加えて、歪も除去することができるため、通常、この工程は、最終の仕上げ工程に用いられる。火炎研磨後は、表面状態が滑らかになり新たな不純物が付着しにくい状態になる。
【００１６】
火炎研磨加工が行なわれる温度は、光ファイバ母材の表面温度が１８００℃以上、２２００℃未満の温度であるが、好ましくは１９００℃以上、２１００℃未満である。２２００℃以上の温度になると、不純物が除去され難くなるとともに、内部への拡散が進む。
【００１７】
続いて行われる延伸加工は、火炎研磨よりも高温に加熱されて行なわれるため、火炎で表面を研磨する能力は高いが、不純物が付着していると、火炎で応力をかけられることにより、不純物が研磨されるより先に母材表面に埋め込まれ、徐々に内部に拡散して行く。
よって、火炎研磨工程で、光ファイバ母材の表面に不純物が無くかつ不純物の付着しにくい状態とした後に続けて、間を置かずに延伸工程を行うことにより、母材の加工中における不純物の付着を抑制することができる。
【００１８】
延伸加工が行なわれる温度は、光ファイバ母材の表面温度が２０００℃以上、２５００℃未満の温度で行われるが、好ましくは２２００℃以上、２５００℃未満である。２０００℃より低い温度では軟化が不充分で、延伸するには強い張力が必要とされ、機器への負担が大きくなる。
【００１９】
以上のような条件で、火炎研磨工程と延伸工程を連続して行うことにより、光ファイバ母材の加工中における母材表面への不純物の付着を抑え、高い歩留まりで光ファイバ母材を得ることが可能となる。
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
支燃ガスとしての酸素を供給する酸素ノズルを有する水素火炎バーナーを備えたガラス旋盤に、平均径がφ６５mmの光ファイバ母材を両端にダミー棒を接続してセットした。
始めに、水素２５０Ｌ（リットル）/min、酸素１５０Ｌ/minにて火炎研磨を行った。このときの表面温度は２０５０℃であった。引き続き、表面温度が２２００℃になるよう、水素２４０Ｌ/min、酸素１００Ｌ/minの火炎にてφ６０ｍｍになるよう延伸を行った。続いて水素２５０Ｌ/min、酸素１５０Ｌ/minにて火炎研磨を行うという一連の操作を１００本行い、仕上がり表面を検査したところ、１００本のうち２本に、表面に褐色を呈する不純物が確認された。発生率は２％であった。
【実施例２】
【００２１】
平均径がφ５５mmの光ファイバ母材の両端にダミー棒を接続し、ガラス旋盤にセットした。
始めに、水素２７０Ｌ/min、酸素１７０Ｌ/minにて火炎研磨を行った。このときの表面温度は２１００℃であった。引き続き、表面温度が２４００℃になるよう、水素２６０Ｌ/min、酸素１５０Ｌ/minの火炎にてφ５０ｍｍになるよう延伸を行った。続いて水素２５０Ｌ/min、酸素１５０Ｌ/minにて火炎研磨を行うという一連の操作を１００本行い、仕上がり表面を検査したところ、１００本のうち１本に、発生率１％で、表面に褐色を呈する不純物が確認された。
【００２２】
（比較例１）
延伸加工を行う前に火炎研磨を行わない以外は、実施例１に従い、１００本の加工を行い、仕上がり表面を検査したところ、１００本のうち１０本に、発生率１０％で、表面に褐色を呈する不純物が確認された。
【００２３】
（比較例２）
延伸加工を行う前に火炎研磨を行わない以外は、実施例２に従い、１００本の加工を行い、仕上がり表面を検査したところ、１００本のうち９本に、発生率９％で、表面に褐色を呈する不純物が確認された。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の光ファイバ母材の加工方法によれば、母材表面への不純物の付着を抑制し、高い歩留まりで光ファイバ母材を得ることができ、製造コストの低減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の光ファイバ母材の加工方法を説明する概略説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１……光ファイバ母材、
２……固定チャック、
３……可動チャック、
４……モーター、
５……バーナー。
【図１】
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