(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非円形状を有するガラス母材の断面形状を、エッチング液を用いて真円形状に修正するに際し、水平に保持された該ガラス母材の軸に垂直な断面での最大径（Ｄmax）方向がエッチング液面に対して垂直となるように、かつ浸水最大深さをガラス母材の最大径（Ｄmax）の0.5倍以下として、該ガラス母材の下面側からエッチング液に速度Ｖで浸水させ、該速度Ｖを非円形状の修正初期から後期にかけて変化させることにより、ガラス母材の非円形状を修正することを特徴とする光ファイバ用石英ガラス母材の形状修正方法。
【請求項２】
ガラス母材をエッチング液に浸水させる速度Ｖが、エッチング液中でのガラス母材の浸水深さＬの関数として表される請求項１に記載の光ファイバ用石英ガラス母材の形状修正方法。
【請求項３】
前記関数が、次式
Ｖ={a(1/D)3 L3 + b(1/D)2 L2 + ｃ(1/D)L + d(1/D)} Ve/Nc
（Ｄ：ガラス母材の平均外径［ｍｍ］、Ｌ：エッチング液中への浸水深さ［ｍｍ］、Ve：エッチング速度［ｍｍ／ｍｉｎ］、Nc：非円率［％］、ａ，b，c，d：定数）で表される請求項２に記載の光ファイバ用石英ガラス母材の形状修正方法。
【請求項４】
非円形状を有するガラス母材の断面形状を、エッチング液を用いて真円形状に修正するに際し、水平に保持された該ガラス母材の軸に垂直な断面での最大径（Ｄmax）方向がエッチング液面に対して垂直となるように、かつ浸水最大深さをガラス母材の最大径（Ｄmax）の0.5倍以下としてエッチング液に浸水させ、該ガラス母材を浸水状態からエッチング液面を速度Ｖ'で下降させ、該速度Ｖ'を非円形状の修正初期から後期にかけて変化させることにより、ガラス母材の非円形状を修正することを特徴とする光ファイバ用石英ガラス母材の形状修正方法。
【請求項５】
ガラス母材を浸水状態からエッチング液面を下降させる速度Ｖ'が、エッチング液中でのガラス母材の浸水深さＬの関数として表される請求項４に記載の光ファイバ用石英ガラス母材の形状修正方法。
【請求項６】
前記関数が、次式
Ｖ'={a(1/D)3 (Dmax/2−L)3 + b(1/D)2 (Dmax/2−L)2 + ｃ(1/D) (Dmax/2−L) + d(1/D)} Ve/Nc
（Ｄ：ガラス母材の平均外径［ｍｍ］、Ｌ：エッチング液中への浸水深さ［ｍｍ］、Ve：エッチング速度［ｍｍ／ｍｉｎ］、Nc：非円率［％］、ａ，b，c，d：定数）で表される請求項５に記載の光ファイバ用石英ガラス母材の形状修正方法。
【請求項７】
水平に保持されたガラス母材の一方の最大半径側をエッチング液で修正した後、該ガラス母材をこの軸回りに180°回転させて他方の最大半径側を修正する請求項１乃至６のいずれかに記載の光ファイバ用石英ガラス母材の形状修正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信用ファイバの製造に用いられる光ファイバ用石英ガラス母材（以下、単にガラス母材と称する）、特には、ガラス母材の形状修正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信用ファイバの製造に用いられる透明ガラス化されたコアとクラッドからなるガラス母材の構造特性の一つとして非円形状が挙げられる。
この非円形状は、ガラス母材の外周形状に対する真円からのズレで表し、パラメーターとして非円率Ｎｃ（％）にて次式のように表わすことができる。
Ｎｃ＝（Ｄmax−Ｄmin）／Ｄ×１００（％）
上式において、符号Ｄmax、Ｄmin、Ｄは、それぞれ順にガラス母材の最大径（ｍｍ）、最小径（ｍｍ）、平均径（ｍｍ）である。
【０００３】
一般に、ガラス母材の非円率Ｎｃが大きくなると、ガラス母材を線引きして得られる光ファイバの接続損失が大きくなる。このため、従来、ガラス母材の評価工程において、非円率がある一定値（規格値）以上のガラス母材は、構造不良品として廃棄処分とされていた。
【０００４】
一方では、非円率Ｎｃが規格値を超えるガラス母材を良品とするために、様々な形状修正方法が考えられてきた。例えば、ガラス母材の周囲を機械的に研磨する方法、あるいはＨＦ液で化学的に溶解してエッチングする方法が挙げられる。
しかし、ガラス母材の周囲を機械的に研磨する方法は、表面の微小な突起物を除去することはできても、周形状まで修正して真円形状とすることは困難である。また、ＨＦ液で化学的に溶解してエッチングする方法においても、単純にＨＦ液内に浸けておくだけでは、表面から均一に溶解してゆくだけで周形状はそのままであり、非円形状を修正するのは困難であり、修正技術は確立されていないのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ガラス母材の非円形状を修正して真円形状とするガラス母材の形状修正方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
ガラス母材の非円形状を修正するために、ＨＦ液中にガラス母材を単に水没させるだけでは、ガラス母材の半径方向に均一に研削されるだけで、非円形状を真円形状にする点では効果が全く認められない。そこで、エッチング液にガラス母材を浸水させるときのガラス母材の状態等について鋭意検討を加えた結果、ガラス母材の軸に垂直な断面での最大径（Ｄmax）方向が、エッチング液面に対して垂直となるように最大半径までエッチング液に浸水させることで、ガラス母材の非円形状を修正することができることを見出し、本発明を完成したものである。
【０００７】
すなわち、請求項１に記載のガラス母材の形状修正方法は、非円形状を有するガラス母材の断面形状を、エッチング液を用いて真円形状に修正するに際し、水平に保持された該ガラス母材の軸に垂直な断面での最大径（Ｄmax）方向が、エッチング液面に対して垂直となるように、かつ浸水最大深さをガラス母材の最大径（Ｄmax）の0.5倍以下として、該ガラス母材の下面側からエッチング液に速度Ｖで浸水させ、該速度Ｖを非円形状の修正初期から後期にかけて変化させることにより、ガラス母材の非円形状を修正することを特徴としている。
なお、ガラス母材をエッチング液に浸水させる速度Ｖは、エッチング液中でのガラス母材の浸水深さＬの関数として表される。すなわち、
Ｖ={a(1/D)3 L3 + b(1/D)2 L2 + ｃ(1/D)L + d(1/D)} Ve/Nc
（Ｄ：ガラス母材の平均外径［ｍｍ］、Ｌ：エッチング液中への浸水深さ［ｍｍ］、Ve：エッチング速度［ｍｍ／ｍｉｎ］、Nc：非円率［％］、ａ，b，c，d：定数）で表される。
【０００８】
請求項４に記載のガラス母材の形状修正方法は、非円形状を有するガラス母材の断面形状を、エッチング液を用いて真円形状に修正するに際し、水平に保持された該ガラス母材の軸に垂直な断面での最大径（Ｄmax）方向がエッチング液面に対して垂直となるように、かつ浸水最大深さをガラス母材の最大径（Ｄmax）の0.5倍以下としてエッチング液に浸水させ、該ガラス母材を浸水状態からエッチング液面を速度Ｖ'で下降させ、該速度Ｖ'を非円形状の修正初期から後期にかけて変化させることにより、ガラス母材の非円形状を修正することを特徴としている。
なお、ガラス母材を浸水状態からエッチング液面を下降させる速度Ｖ’は、エッチング液中でのガラス母材の浸水深さＬの関数として表される。すなわち、    Ｖ'={a(1/D)3 (Dmax/2−L)3 + b(1/D)2 (Dmax/2−L)2 + ｃ(1/D) (Dmax/2−L) + d(1/D)} Ve/Nc
（Ｄ：ガラス母材の平均外径［ｍｍ］、Ｌ：エッチング液中への浸水深さ［ｍｍ］、Ve：エッチング速度［ｍｍ／ｍｉｎ］、Nc：非円率［％］、ａ，b，c，d：定数）で表される。
【０００９】
ガラス母材の非円形状の修正は、上記したように水平に保持されたガラス母材の下面側からエッチング液に浸水させて、あるいはガラス母材を浸水状態からエッチング液面を下降させて修正してもよいが、ガラス母材の一方の最大半径側をエッチング液で修正した後、該ガラス母材をこの軸回りに180°回転させて他方の最大半径側を修正することで完了する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、ガラス母材の非円形状をエッチング液を用いて真円形状に修正するものであり、図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、ガラス母材１の軸に垂直な断面での最大径（Ｄmax）２の方向が、エッチング液面３に対して垂直となるように行なわれる。なお、エッチング液には、ＨＦ液を用いるのが望ましく、これに他の酸や塩を適宜加えたものであってもよい。
【００１１】
ガラス母材をエッチング液に浸水させるには、水平に保持されたガラス母材の下面側からエッチング液に浸水させるか、あるいは、ガラス母材を当初の浸水状態から、エッチング液を槽外に排出することでエッチング液面を下降させてもよい。
例えば、図１（ａ）に示すように、水平に保持されたガラス母材１をエッチング処理槽５内に載置した後、槽内にエッチング液４を供給して、液面３から液面３へと上昇させ、ガラス母材１の下面側からエッチング液４に浸水させるか、図１（ｂ）に示すように、ガラス母材１を上方からエッチング液面３に向けて下ろし、ガラス母材１の下面側からエッチング液４中に浸水させてもよい。あるいは、図１（ｃ）に示すように、ガラス母材１を浸水状態から、エッチング液４を槽外に排出することで液面３から液面３へと下降させてもよい。なお、符号６は、ガラス母材の設置台である。
【００１２】
なお、修正に際しては、ガラス母材のエッチング液への浸水最大深さ（Ｌmax）は最大半径までとし、ガラス母材の一方の最大半径側をエッチング液で修正した後、軸回りに１８０°回転させて他方の最大半径側を修正する。このとき、ガラス母材の浸水速度Ｖ、Ｖ’を浸水初期から後半にかけて変化させて行なう。このようにしてガラス母材の非円形状は真円形状に修正される。
【００１３】
ガラス母材の浸水速度Ｖ、Ｖ’は、シミュレーション及び実際の実験結果より、浸水初期から後半にかけて速度を変化させて修正することで、より、真円に近い形状にすることができ、図１（ａ），（ｂ）の態様では、初期の浸水速度Ｖは遅く、後半の浸水速度Ｖを速くする。図１（ｃ）の態様では、初期の浸水速度Ｖ’は速く、後半の浸水速度Ｖ’を遅くする。これらの浸水速度Ｖ，Ｖ’は、ガラス母材がエッチング液中に浸水している深さＬの関数として上記式で表わすことができ、浸水速度Ｖ，Ｖ’を浸水している深さＬに基づき制御することにより、非円形状を真円に修正することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例および比較例の各１例を示すが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、請求項に記載の範囲内で様々な態様が可能である。
（実施例１）
非円率Ｎｃ１．０%、最大径５０．２５０ｍｍ、最小径４９．７５０ｍｍ、平均径Ｄ５０．０００ｍｍ、長さ２５０ｍｍのガラス母材をＨＦ液槽内に載置し、液槽の下部からＨＦ液を供給した。ＨＦ液の供給を開始して、ガラス母材がＨＦ液に浸かり始めてからの、ガラス母材の浸水速度Ｖを以下の式で制御し変化させた。このときのエッチング速度Ｖｅは０．００１６６７ｍｍ／分である。
Ｖ={6330(1/50.00)3L3 ‐1720(1/50.00)2L2 + 235(1/50.00)L + 50(1/50.00)}×0.001667/1.0
【００１５】
このときの液面上昇速度（浸水速度）Ｖとガラス母材の浸水距離（浸水深さ）Ｌとの関係を図２に示した。
ここで、ガラス母材の一方の最大半径までの部分、すなわち最大半径部の修正を１４９分かけて行い、その後、ガラス母材を１８０°回転させて、対称となる他方の最大半径部の修正をさらに１４９分かけて行った結果、ガラス母材の形状は、以下のように修正された。
非円率Ｎｃ０．０１%、最大径４９．７５２ｍｍ、最小径４９．７４６ｍｍ、平均径Ｄ４９．７５０ｍｍであった。
【００１６】
（比較例１）
非円率Ｎｃ０．８６%、最大径５２．２００ｍｍ、最小径５１．７５０ｍｍ、平均径Ｄ５１．９７５ｍｍ、長さ２５０ｍｍのガラス母材を、あらかじめＨＦ液で満たされた液槽内に１８０分間水没させた状態でエッチングした。その形状は以下のようになった。
非円率Ｎｃ０．８７%、最大径５１．６００ｍｍ、最小径５１．１５０ｍｍ、平均径Ｄ５１．３７５ｍｍであった。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、従来、エッチング液に浸水させる方法では困難であった非円形状の修正が容易となり、従来は構造不良品として廃棄されていた非円率が大きいガラス母材を再生させることができ、生産性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるエッチング液への浸水方法を説明する概略説明図であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ浸水方法の異なる態様を示している。
【図２】  本発明の実施例での浸水速度Ｖ（液面上昇速度）とガラス母材の浸水深さＬ（浸水距離）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１          ガラス母材
２          最大径（Ｄmax）
３，３      液面
４          エッチング液
５          エッチング処理槽
６          ガラス母材設置台
【図１】
0004455725.tif 000002
【図２】
0004455725.tif 000003