(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された炉心管内に、コアとクラッド層からなる光ファイバ母材と引取棒とをそれぞれ上下から接近させて、前記光ファイバ母材の下端面と引取棒の上端面とを前記炉心管内で融着させたのち、前記光ファイバ母材と引取棒とをそれぞれ所定の速度で下降させて光ファイバ母材の下端部を順次細径化してガラスロッドとする光ファイバ母材の延伸方法において、前記光ファイバ母材の下端面に引取棒Ａの上端面を融着させたのち、引取棒Ａを引き離して除去し、次いで別の引取棒Ｂを上昇させ、その上端面を前記光ファイバ母材下端面に融着させたのち、前記光ファイバ母材と引取棒Ｂとをそれぞれ所定の速度で下降させて光ファイバ母材の下端部を順次細径化してガラスロッドと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】
上下スライド用レールに上下動自在に取付けられた光ファイバ母材把持用上チャック、上下スライド用レールに連結した分岐レールに摺動自在に取付けられた２本の引取棒を把持する２個の下チャック、前記上チャックに把持した光ファイバ母材下端と下チャックに把持した引取棒上端とを熱融着するとともに光ファイバ母材を延伸する加熱装置とからなることを特徴とする光ファイバ母材の延伸装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ母材の延伸方法およびその延伸装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ファイバ母材の製造技術の向上によりかなり太い光ファイバ母材が製造できるようになり、このような太径の光ファイバ母材は伸線加工装置の関係から、一旦、３５ｍｍφ程度の径のガラスロッドに延伸加工したのち伸線加工される。そして前記太径の光ファイバ母材は図３に示す方法により延伸加工される。すなわち、図３に示す延伸方法は、上下スライド用レール２１に取付けられた上チャック２２に７０ｍｍφ程度の太径の光ファイバ母材（以下、単に光ファイバ母材と称する）１１を取付け、上下スライド用レール２３に取付けられた下チャック２４に引取棒（３５ｍｍφ程度）１５を取付け、前記上チャック２２に把持される光ファイバ母材１１と前記下チャック２４に把持される引取棒１５をそれぞれ上下から接近させ、双方の端面を電気加熱式炉心管（図示せず）の最高温度域（１７００〜１９００℃程度）で接触させ、融着させる。次いで、前記端面同士が融着した光ファイバ母材１１と引取棒Ａとを、それぞれ所定の速度ｕ、ｖ（ｕ＜ｖ）で下降させて光ファイバ母材１１の下端部を順次細径化して伸線加工装置に適合する径のガラスロッド１４とする。ガラスロッド１４の仕上がり外径は、光ファイバ母材１１の下降速度ｕを一定とし、外径測定器２８で測定したガラスロッド１４の外径変化に応じて、引取棒Ａの下降速度ｖを変化させて制御する。図３で、２９は加熱装置（誘導加熱機）である。延伸の終了は、上チャック２２の下降を停止し、下チャック２４のみを下降させて光ファイバ母材１１を炉内最高温度域で切断して行う。
【０００３】
ところで、従来の光ファイバ母材は、図４に示すように、ＧｅがドープされたＧｅＯ2-ＳｉＯ2 組成のコア１２とその外周に形成されたＳｉＯ2 組成のクラッド層１３からなり、その先端はコア１２が突出して形成されている。この光ファイバ母材１１を延伸する際、その先端部分が炉心管内の最高温度域に到達すると、コア１２はクラッド層１３より粘度が低いため光ファイバ母材１１下端面から延び出して（図５（ａ））、引取棒Ａ上端面にはコア１２のみが融着し（図５（ｂ））、これを延伸するとコア１２は軟化点が低いため途中で千切れてしまうという問題がある（図５（ｃ））。このため、図６に示すように、光ファイバ母材１１のコア１２が延び出した先端部を切断して、光ファイバ母材の先端面にクラッド層を存在させ（図６（ａ））、この状態で融着させて（図６（ｂ））、延伸する（図６（ｃ））方法が提案された。このようにすると、図６に示したように、引取棒Ａの上端面にはコア１２がクラッド層１３に囲包されて融着し、延伸中にガラスロッド１４が千切れたりすることがなくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の図６に示した方法では、光ファイバ母材１１の先端部の切断を作業者がダイヤモンドカッターを用いて手作業で行っているため、光ファイバ母材が汚染したり損傷したりし、これが原因で後の工程で光ファイバが破断したり、光ファイバの特性が低下したりする問題が起きる。また切断という余分な工程が入るため生産性が低下するという問題がある。本発明の目的は、光ファイバ母材と引取棒との融着を高品質にかつ効率良く行える光ファイバ母材の延伸方法およびその延伸装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、加熱された炉心管内に、コアとクラッド層からなる光ファイバ母材と引取棒とをそれぞれ上下から接近させて、前記光ファイバ母材の下端面と引取棒の上端面とを前記炉心管内で融着させたのち、前記光ファイバ母材と引取棒とをそれぞれ所定の速度で下降させて光ファイバ母材の下端部を順次細径化してガラスロッドとする光ファイバ母材の延伸方法において、前記光ファイバ母材の下端面に引取棒Ａの上端面を融着させたのち、引取棒Ａを引き離して除去し、次いで別の引取棒Ｂを上昇させ、その上端面を前記光ファイバ母材下端面に融着させたのち、前記光ファイバ母材と引取棒Ｂとをそれぞれ所定の速度で下降させて光ファイバ母材の下端部を順次細径化してガラスロッドとすることを特徴とする光ファイバ母材の延伸方法である。
【０００６】
請求項２記載の発明は、上下スライド用レールに上下動自在に取付けられた光ファイバ母材を把持する上チャック、上下スライド用レールに上下動自在に取付けられた引取棒Ａを把持する下チャック、前記上チャックと下チャックにそれぞれ把持された光ファイバ母材と引取棒Ａとの端面を融着し光ファイバ母材を延伸するための加熱用炉心管からなり、前記下チャックは水平スライド用レール上に載置され、前記水平スライド用レールの所定箇所には引取棒Ｂを把持した別の下チャックが配置されていることを特徴とする光ファイバ母材の延伸装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明方法を、図１（ａ）〜（ｆ）を参照して具体的に説明する。図１は、請求項１記載の発明方法の第１の例を示す工程説明図である。この光ファイバ母材の延伸方法は、光ファイバ母材１１と引取棒Ａとを接近させた段階で、光ファイバ母材１１の軟化点の低いコア１２がクラッド層１３より先に延び出し（図１（ａ））、この光ファイバ母材１１と引取棒Ａとの端面同士が融着（１回目の融着）すると、引取棒Ａ上端面にはコア１２のみからなるガラスロッド１４が形成される（図１（ｂ））。ここで、光ファイバ母材１１の下降を止め、引取棒Ａのみを下降させて、光ファイバ母材１１下端面から引取棒Ａを引き離し（図１（ｃ））、次いで前記光ファイバ母材１１下端面に別の引取棒Ｂの上端面を接触させて（図１（ｄ））２回目の融着を行い（図１（ｅ））、融着後、この引取棒Ｂを下降させて光ファイバ母材１１の下端部を順次細径化してガラスロッド１４に加工する（図１（ｆ））。このように融着を２回に分けて行うと、２回目の融着時には光ファイバ母材１１の下端面にはコア１２の他にクラッド層１３が存在するため、ガラスロッド１４は延伸初期からコア１２の外周にクラッド層１３が形成された状態となり（図１（ｄ）参照）、ガラスロッド１４は千切れることなく良好に延伸される。この発明方法によれば、光ファイバ母材１１の下端部を延伸装置の外に取り出して切断しないため、光ファイバ母材１１の汚染や損傷が防げる。また引取棒Ａ、Ｂの交換を自動的に行うと、作業が効率良くなされ、光ファイバ母材１１を切断する従来法に比べて生産性が向上する。
【０００８】
図２は、前記請求項１記載の発明を実施する延伸装置の要部説明図である。
この装置は、上下スライド用レール２１に上下動自在に取付けられた光ファイバ母材１１把持用上チャック２２、上下スライド用レール２３に連結した分岐レール２６に摺動自在に取付けられた２本の引取棒Ａ、Ｂを把持する２個の下チャック２４、２７、上チャック２２に把持した光ファイバ母材１１下端と下チャック２４、２７に把持した引取棒Ａ、Ｂ上端とを熱融着するとともに光ファイバ母材を延伸する加熱装置２９とからなる。さらに前記２個の下チャック２４、２７を前記レール２６上を移動して自動的に交換するための自動制御機（図示せず）が装備されている。この装置では、光ファイバ下端部を延伸装置外で切断する代わりに、引取棒Ａ、Ｂを交換するので、光ファイバ母材１１の汚染や損傷が防止され、また引取棒Ａ、Ｂの交換を自動的に行うことにより生産性も殆ど阻害されない。
【０００９】
図２は、１回目の融着後引取棒Ａを下降させて引取棒Ａを光ファイバ母材１１から分離した状態を示しており、こののち、引取棒Ａを下チャック２４ごとスライドさせて上下スライド用レール２３から除去し、そのあとへ別の引取棒Ｂを把持した下チャック２７を水平スライド用レール２６上を移動させて上下スライド用レール２３にセットし、この下チャック２７を上下スライド用レール２３に沿って上昇させて引取棒Ｂの上端面を光ファイバ母材１１の下端面に接触させ２回目の融着を行い（図１（ｅ）参照）、以下、図１（ｆ）のように光ファイバ母材１１をガラスロッド１４に延伸する。この方法では、融着部分にコア１２が含まれるため、延伸開始直後のガラスロッド１４に±２ｍｍ程度の外径変動が生じる（図１（ｆ）参照）。
【００１０】
図１および図２に示した方法により製造したガラスロッドを光ファイバに伸線したが、高品質の光ファイバが高歩留まりで製造された。また得られた光ファイバを用いて布設した光通信システムでは良好な光通信が行えた。
【００１１】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明方法では、光ファイバ母材の下端部を延伸装置外で切断したりしないので、光ファイバ母材の汚染や損傷が防止され、高品質の光ファイバが高歩留りで得られる。本発明の光ファイバ母材の延伸装置では光ファイバ母材の下端部の切断を引取棒の交換により代替するので光ファイバ母材の汚染や損傷が防止され、かつ引取棒を自動交換することにより生産性は殆ど阻害されない。依って、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ母材の延伸方法の第１の例を示す工程説明図である。
【図２】図１に示した延伸方法を実施する装置の例を示す要部説明図である。
【図３】従来の光ファイバ母材の延伸方法の工程説明図である。
【図４】従来の光ファイバ母材の縦断面説明図である。
【図５】従来の光ファイバ母材の延伸方法の工程説明図である。
【図６】従来の光ファイバ母材の延伸方法の工程説明図である。
【符号の説明】
１１、３１光ファイバ母材
１２ コア
１３ クラッド層
１４ ガラスロッド
１５ 引取棒
２１ 上下スライド用レール
２２ 上チャック
２３ 上下スライド用レール
２４ 下チャック
２６ 分岐レール
２７ 下チャック
２８ ガラスロッドの外径測定器
２９ 加熱装置
Ａ、Ｂ 引取棒
【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】
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