(57)【要約】【課題】クラックの発生を抑制することができるガラス母材の火炎研磨方法を提供する。【解決手段】ガラス棒１１、ダミー棒１２，１３が接続部１４，１５を介して接続されたガラス母材１０を火炎研磨するガラス母材の火炎研磨方法であって、先に接続部１４，１５及び接続部１４，１５近傍を加熱して接続部１４，１５の歪を除去する歪除去工程を行った後にガラス棒１１の火炎研磨工程を実施する。歪除去工程は、火炎研磨をも同時に行うものであり、接続部１４からガラス母材１０の端部に向けて行われるとともに、火炎研磨工程は接続部１５から開始される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上のガラス棒が接続部を介して接続されたガラス母材を火炎研磨するガラス母材の火炎研磨方法であって、
先に前記接続部及び前記接続部近傍を加熱して前記接続部の歪を除去する歪除去工程を行った後に火炎研磨工程を実施することを特徴とするガラス母材の火炎研磨方法。
【請求項２】
前記歪除去工程は、火炎研磨を兼ねることを特徴とする請求項１に記載のガラス母材の火炎研磨方法。
【請求項３】
前記ガラス母材は、有効部としてのガラス棒とダミー部としてのガラス棒が接続されたものであり、
前記歪除去工程は、前記接続部及び前記接続部近傍から前記ダミー部としてのガラス棒に向けて行われることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス母材の火炎研磨方法。
【請求項４】
前記火炎研磨工程は前記接続部及び前記接続部近傍から開始されることを特徴とする請求項３に記載のガラス母材の火炎研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス母材の火炎研磨方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバ用等のガラス母材を製造する工程において、ガラス原料をバーナの火炎中に導入し、火炎中で加水分解反応あるいは酸化反応させてガラス微粒子を合成し、これを出発ロッドの表面に堆積させてガラス微粒子堆積母材を製造する、ＶＡＤ法（気相軸付け法）等が知られている。その際、出発ロッドの表面にごみ等の不純物が付着していると良質のガラス微粒子堆積母材が得られない。このため、ガラス微粒子の堆積を行う前に、出発ロッドの表面を火炎研磨して清浄化することが行われている。
【０００３】
また、光ファイバ用ガラス母材を加熱して線引きすることにより、光ファイバを製造することができるが、その線引き前の工程で、酸水素火炎で光ファイバ用ガラス母材の表面を火炎研磨するガラス母材の火炎研磨方法が知られている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００４】
図３に示すように、特許文献１に記載の火炎研磨方法に用いられる火炎研磨装置１００では、ガラス母材１０１を一対のチャック１０２，１０３により把持し、モータ１０４によってチャック１０２を回転駆動することにより、ガラス母材１０１を軸心を中心として回転させる。ガラス母材１０１の下方には、モータ１０７により回転される螺合棒１０６に沿ってバーナ１０５が往復移動可能に支持されており、回転しているガラス母材１０１を加熱研磨している。
【０００５】
特許文献１に記載の火炎研磨方法は、第１の火炎研磨工程により母材の表面の不均一性を除去した後、第１の火炎研磨工程より低い温度で母材の内部に残留する歪を除去するとともに母材の表面の曇りを除去する第２の火炎研磨工程を連続して行うものである。
【０００６】
特許文献２に記載の火炎研磨方法は、火炎研磨の開始位置と終了位置において火炎バーナの移動を一定時間停止させて、例えばガラス母材の内部温度が１４００〜１７００℃に加熱されるまで停止させて、火炎研磨の開始位置と終了位置で発生する内部歪みを低減させるものである。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２０３８６１号公報
【特許文献２】特開２００４−１０７１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、図４に示すように、出発ロッドとしてのガラス母材１１０は母材としての有効部であるガラス棒１１１の両端にガラスのダミー棒１１２，１１３を接続して形成されている。そして、両ダミー棒１１２，１１３をチャック１１４，１１５で把持し、ガラス母材１１０を回転させながらバーナ１１６を例えば左端から右方向へ移動させて、火炎研磨を行っている。
【０００９】
しかしながら、ダミー棒１１２，１１３とガラス棒１１１との接合部１１７，１１８では、接合の際に一度加熱されており、歪が生じて残留している。そのため、バーナ１１６を左から右へ移動させながらガラス母材１１０を加熱すると、加熱された部分の歪は除去されていくが、ガラス母材１１０の中央部が加熱されて軟化すると、歪が残っている未加熱な接合部１１８に重量負荷がかかって、この部分にクラックが生じやすかった。クラックが生じると、そこからガラス母材１１０が破損してしまい、製品の歩留まりを低下させる要因となっていた。
【００１０】
なお、特許文献１に記載の方法で接続部を有する母材を火炎研磨すると、第１の火炎研磨工程を行うときには接続部の歪が残留した状態であり、接続部にクラックが生じやすい。また、特許文献２に記載の方法で接続部を有する母材を火炎研磨すると、母材の中央部を火炎研磨するときに歪が除去されているのは火炎研磨の開始位置のみであるため、火炎研磨の終了側の接続部にクラックが生じやすい。
【００１１】
本発明の目的は、クラックの発生を抑制することができるガラス母材の火炎研磨方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決することのできる本発明に係るガラス母材の火炎研磨方法は、２つ以上のガラス棒が接続部を介して接続されたガラス母材を火炎研磨するガラス母材の火炎研磨方法であって、先に前記接続部及び前記接続部近傍を加熱して前記接続部の歪を除去する歪除去工程を行った後に火炎研磨工程を実施することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るガラス母材の火炎研磨方法において、前記歪除去工程は、火炎研磨を兼ねることが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係るガラス母材の火炎研磨方法において、前記ガラス母材は、有効部としてのガラス棒とダミー部としてのガラス棒が接続されたものであり、前記歪除去工程は、前記接続部及び前記接続部近傍から前記ダミー部としてのガラス棒に向けて行われることが好ましい。
【００１５】
また、本発明に係るガラス母材の火炎研磨方法において、前記火炎研磨工程は前記接続部及び前記接続部近傍から開始されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ガラス母材を火炎研磨する際に、先に接続部を加熱して歪除去を行ったあとで火炎研磨工程を行うため、ガラス母材の中央部が加熱されて軟化しても、従来のように歪が残っている未加熱な接合部に重量がかかって、火炎研磨の途中で接合部近辺にクラックが発生することを防いで火炎研磨することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明のガラス母材の火炎研磨方法に係る実施形態の例を、図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明のガラス母材の火炎研磨方法に係る第１実施形態を示す概要図、図２は第１実施形態の変形例を示す概要図である。
【００１８】
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係るガラス母材の火炎研磨方法を実施する装置では、母材の有効部としてのガラス棒１１と、このガラス棒１１の両端に接合される一対のガラスのダミー棒（ダミー部としてのガラス棒）１２，１３とを、接続部１４，１５を介して接合して形成されたガラス母材１０を火炎研磨する。両ダミー棒１２，１３は、チャック１６，１７によって把持され、モータ（図示省略）によって回転駆動される。ガラス母材１０を火炎研磨するバーナ１８は、移動手段（図示省略）によって、図１中左右方向へ移動可能となっている。
【００１９】
なお、母材の有効部としてのガラス棒１１は、この周囲にガラス微粒子を堆積して光ファイバ母材を形成した際に、有効に使用される有効部を構成する部分に相当する。このため、ガラス棒１１は光ファイバのコアとなる部分を有しており、純石英ガラスより低粘度のガラス棒である。また、左右両側のダミー棒１２，１３はガラス棒１１を支持するためのものであり、純石英ガラス、もしくは純石英ガラスに若干量の不純物の混入が許容されたガラスからなり、ガラス棒１１に比して高粘度のガラス棒である。
【００２０】
次に、本実施形態のガラス母材の火炎研磨方法について説明する。
まず、ガラス母材１０を火炎研磨するに際し、接続部１４，１５を加熱する歪除去工程を実施する。歪除去工程は、接続部１４，１５を含む部分（接続部及び接続部近傍）を加熱して、接続部１４，１５近傍の歪を除去するものである。歪を除去する際には、火炎研磨より低い温度で加熱すればよい。
【００２１】
また、バーナ１８をガラス母材１０の端部に向けて（すなわちダミー棒に向けて）移動させることにより、接続部１４，１５及び端部までの火炎研磨を兼ねることができる。なお、火炎研磨の際には、ガラス母材１０の表面温度が１６００℃以上となるように加熱して、ガラス母材１０の表面を気化させる。すなわち、歪除去工程が火炎研磨を兼ねる場合には、火炎研磨の加熱温度で歪除去工程を実施する。
【００２２】
歪除去工程では、図１に示すように、火炎研磨工程においてバーナ１８を移動させる方向の終端側（すなわち、図１において右側）の接続部１５を先に加熱するのが効率的である。したがって、第１回目の加熱は、バーナ１８で右側の接続部１５を加熱して接続部１５の歪を除去するとともに、バーナ１８を接続部１５からガラス母材１０の近い方の端部に向かって右方向へ移動させ、接続部１５よりも右側のガラス母材１０（すなわち、ダミー棒１３）の歪除去工程を行う。
【００２３】
次いで、左側の接続部１４を加熱して、接続部１４の歪を除去するとともに、バーナ１８をガラス母材１０の近い方の端部に向かって左方向へ移動させ、接続部１４よりも左側のガラス母材１０（すなわち、ダミー棒１２）の歪除去工程を行う。但し、接続部１４の左側にあるダミー棒１２は、ガラス微粒子を堆積させて透明化し、光ファイバ母材を形成した際に、線引きによって光ファイバの製品となる部分ではないこと、及び火炎研磨工程ではバーナ１８を右へ移動させて歪を右方向へ移動させることを考慮すると、火炎研磨の必要性は低く、接続部１４の歪除去が行われれば十分である。このことから、作業の効率化を考慮して、第２回目の加熱では、左の接続部１４の若干左側から加熱を開始し、バーナ１８を右方向へ移動させればよい。
なお、この歪除去工程の際、バーナ１８の火炎の温度を火炎研磨時と同等にすることで、実質的に接続部１４，１５の火炎研磨も行なうことができる。
【００２４】
なお、接続部１４を加熱して接続部１４の歪を除去した後は、ガラス棒１１の火炎研磨工程を実施することになる。したがって、火炎研磨工程は、接続部１４の歪除去工程に続いて連続して、右側の接続部１５までのガラス棒１１の火炎研磨を行うことにより、２工程のバーナ移動で火炎研磨を行うことができ、効率化を図ることができる。
【００２５】
このような第１実施形態のガラス母材の火炎研磨方法によれば、２つ以上のガラス棒１１，１２，１３が接続部１４，１５を介して接続されたガラス母材１０を火炎研磨する際に、先に接続部１４，１５を加熱して歪除去を行ったあとで母材の有効部としてのガラス棒１１の火炎研磨工程を行うようにしている。このため、ガラス母材１０の中央部（ガラス棒１１の中央部に相当する）が加熱されて軟化した際に、接続部１４，１５に重量負荷がかかるが、その前に接続部１４，１５に対して歪除去工程が行われているため、接続部１４，１５近傍にクラックが発生することなく、火炎研磨することができる。例えば、従来方法では、ガラス母材１０におけるクラックの発生率が約０．２％であったものが、本実施形態のガラス母材の火炎研磨方法を適用すると、クラックの発生率が略ゼロ％となった。これにより、クラックの発生を抑えて、表面にごみ等の不純物が付着していない良質のガラス母材１０を得ることができる。
【００２６】
次に、第１実施形態のガラス母材の火炎研磨方法の変形例を、図２を参照して説明する。なお、前述した第１実施形態と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
前述した第１実施形態においては、２つ以上のガラス棒として、ガラス棒１１と、２本のダミー棒１２，１３の３つのガラス棒を２つの接続部１４，１５により接続してガラス母材１０を形成した場合について例示したが、図２に示すように、４つのガラス棒１１，１２，１３，１３ａを３つの接続部１４，１５ａ，１５ｂにより接続してガラス母材１０Ａを形成した場合にも同様に適用可能である。
【００２７】
光ファイバ母材を線引きする際の有効部の線引き開始を良好に行うために、図２に示すように、低粘度のガラス棒１１とそれより高粘度のダミー棒１３を接続するにあたり、その間に低粘度のダミー棒１３ａを設けて、接続部１５ａにおける粘度の差を小さくする場合がある。このような場合には、まず、接続部１５ａから歪除去工程（第１回目の加熱）を開始して、ガラス母材１０Ａの右端に向かってバーナ１８を移動させる。これにより、接続部１５ａ及び接続部１５ｂにおける歪を除去するとともに、接続部１５ａから右端までの部分の火炎研磨を行う。
【００２８】
次いで、前述した第１実施形態の場合と同様に、第２回目の加熱では、左の接続部１４の若干左側から加熱を開始し、バーナ１８を右方向へ移動させて、接続部１４の歪を除去するとともに、接続部１４から接続部１５ａの間のガラス棒１１の火炎研磨を行う。
【００２９】
このようにしても、前述した第１実施形態と同様の効果を得ることができ、クラックの発生を抑えて表面にごみ等の不純物が付着していない良質のガラス母材１０Ａを得ることができる。
【００３０】
なお、前述した各実施形態においては、接続部１４，１５，１５ａの歪除去工程として、火炎研磨の終端側（すなわち、右側）の接続部１５（１５ａ）の歪除去を行った後に、始端側（すなわち、左側）の接続部１４の歪除去を行い、その後火炎研磨工程を実施したが、先に左側の接続部１４の歪除去を行い、次いで右側の接続部１５の歪除去を行い、その後左側の接続部１４から右へ向かって火炎研磨工程を実施するようにしてもよい。但し、この場合には、前述したように、左側の接続部１４の歪除去に続いて火炎研磨工程を連続して実施することができないので、３工程で火炎研磨を行うことになる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のガラス母材の火炎研磨方法に係る第１実施形態を示す概要図である。
【図２】第１実施形態の変形例を示す概要図である。
【図３】従来のガラス母材の火炎研磨方法を示す概要図である。
【図４】従来のガラス母材の火炎研磨方法を示す概要図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０，１０Ａ  ガラス母材
１１  ガラス棒
１２，１３，１３ａ  ダミー棒（ガラス棒）
１４，１５，１５ａ，１５ｂ  接続部
１８  バーナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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