(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材の長手方向に、１〜１０ｋｇ／ｃｍ２の大きさの張力をかけ続けた状態で該母材を予熱した後、この予熱された母材を長手方向に延伸することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
【請求項２】
母材を把持するチャックとチャックとの間に、この母材を予熱する加熱炉を配置し、該加熱炉に母材を挿通した状態で母材を予熱することを特徴とする請求項１記載の光ファイバ母材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバを製造するために用いられる光ファイバ母材を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ母材は、線引されて光ファイバとされる。この光ファイバ母材は、溶融線引きするに先立って、所定の直径とする必要があり、このためにＶＡＤ法等で得られた光ファイバ製造用の母材を延伸することがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この延伸に用いられる延伸装置の例を第５図に示す。該延伸装置は、加熱炉１１の内部にヒーター１３を備え、加熱炉１１の上方と、加熱炉１１の下方に母材１を把持するためのチャック１５、１７を備えている。
母材１を延伸するには、まず、母材１を加熱炉１１内に挿通し、軟化点以上に母材１を加熱炉１１内で加熱（予熱）した後、チャック１５、１７を下降させることで母材１を所定直径にまで延伸する。母材１を延伸する際に、送側チャック１５の下降速度よりも早い速度で引側チャック１７を下降させる。
【０００４】
ところで、延伸を始める前の予熱時に、母材１は熱膨脹して伸びる。従来の方法では、送側チャック１５と引側チャック１７とは移動しないように支持固定されているので、母材１の加熱による伸び分の逃げがない。このため、図６、７に示すように予熱された母材１は曲がって、その断面形状は円形とならない。このため母材１の熱軟化した部分に偏りが生じやすい。この状態で、チャック１５、１７を下降させて延伸を始めると、引側の中心がずれているので、図８に示すように、延伸により得られた光ファイバ母材３に曲がりが生じる。つまり、引側と送側で芯ずれした状態で母材１を延伸しているからである。
延伸時の送側と引側の速度差が小さい場合には、光ファイバ母材３の曲がりが大きくなる。その理由は、柔らかい部分はあまり伸ばされないために、偏った柔らかい部分が矯正されないため、即ち、偏ったまま固まってしまうためである。
延伸時の送側と引側の速度差が大きい場合には、偏った部分が柔らかいうちに伸ばされるために、曲がりが矯正されるが、光ファイバ母材３が所定直径になり難いという問題があった。
【０００５】
本発明は、曲がりが少なく、しかも所定直径を有する光ファイバ母材を容易に製造できる方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、
請求項１に係る発明は、母材の長手方向に、１〜１０ｋｇ／ｃｍ２の大きさの張力をかけ続けた状態で該母材を予熱した後、この予熱された母材を長手方向に延伸することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法である。
請求項２に係る発明は、母材を把持するチャックとチャックとの間に、この母材を予熱する加熱炉を配置し、該加熱炉に母材を挿通した状態で母材を予熱することを特徴とする請求項１記載の光ファイバ母材の製造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の光ファイバ母材の製造方法の例を説明する図である。本発明の光ファイバ母材の製造方法の例は、図１に示すように、予熱されている母材１の長手方向に張力をかけ続けて母材１の下端を降下させながら母材１を予熱した後、この予熱された母材１をその長手方向に延伸する製造方法であって、母材１を把持する送側チャック１５と母材１を把持する引側チャック１７との間に、母材１を予熱する加熱炉１１を配置し、該加熱炉１１に母材１を挿通した状態で母材１を予熱する製造方法である。
図１に示す加熱炉１１は、母材１が挿通される孔１２が形成された箱状のカバーの内部に、母材１を加熱するためのヒーター１３を備えている。母材１とは、石英系ガラス等の棒状物である。本発明によれば、予熱された母材１を延伸により引き伸ばして、母材１の直径を約１０〜９０％減じて、直径約１０〜１５０ｍｍの光ファイバ母材を容易に製造できる。
【０００８】
母材１の予熱時に母材１に張力をかけ続け、母材１の一端（下端）を予熱中に降下させると、母材１の熱膨脹による伸びは母材１の伸び変形によって吸収される。このため、予熱された母材１の断面形状は円状を保つことができ、図２に示すように、母材１に芯ずれが生じない。従って、図３に示すように、曲がりの少ない光ファイバ母材３が得られる。
例えば、引側チャック１７にて母材１に張力を掛ける場合には、送側チャック１５をチャック挟持具１８にて支持固定し、引側チャック１７にて張力を掛け、母材１の予熱を開始する。母材１が加熱により温度上昇し、母材１が熱膨脹により伸び始めると引側チャック１７は支持固定されていないので、その分降下する。これにより、溶融した母材部分に偏りが生じ難い。
【０００９】
予熱時に母材１に張力を作用させる方法として、図１に示すように引側チャック１７に所定重さの錘１９を吊るして荷重をかける方法、或いは、引側チャック１７の駆動用モーターにより張力をかける方法、送側チャック１５の駆動用モーターにより張力をかける方法、引側チャック１７にて母材１を把持しないで母材１の自重により張力をかける方法、が挙げられる。
【００１０】
母材１が十分に溶融する温度まで予熱された後張力を掛け続けると、溶融している母材部分が引き延ばされて細くなり目標直径以下となってしまう。これを防ぐ方法として、例えば、予め試験を行い、加熱による母材１の伸びと目標の延伸径になるまでの、引側チャック１７の下降距離を調べておき、該距離だけ引側が下降した時点で、母材１の延伸を開始する等の方法が挙げられる。
【００１１】
母材１が石英系ガラスの場合、母材１に作用させる張力（Ｗ／Ｓ）の大きさが約１〜１０ｋｇ／ｃｍ2であれば、曲がりが少ない光ファイバ母材３が得られ易い。ここで、Ｗは母材１にかかる荷重で、Ｓは２０℃における延伸される前の母材１の断面積である。母材１が石英系ガラスの場合、約１８００〜２２００℃まで予熱され、予熱された母材１は所定直径まで延伸により引き延ばされる。
【００１２】
本発明の方法により、曲がりが少ない光ファイバ母材が得られる。しかも、加熱炉１１の孔１２に母材を挿通した状態で母材１を予熱し延伸するので、母材１の延伸が容易であると共に、光ファイバ母材に直径のバラツキが生じ難い。
【００１３】
【実施例】
実施例１
図１に示す装置を用いて、直径１００ｍｍの母材１から、直径８０ｍｍの光ファイバ母材３を以下のようにして製造した。
母材１として、石英系ガラス丸棒（直径は１００ｍｍ）を準備した。
チャック挟持具１８により支持固定された送側チャック１５に、母材１の上端部を、加熱炉１１の上方で把持して吊り下げた。この吊り下げられた母材１を孔１２に挿通し、母材１の下端部を加熱炉１１の下方に突出させ、母材１の下端部に引側チャック１７を取り付けた。そして、引側チャック１７に錘１９を吊り下げた。引側チャック１７と錘１９との荷重によって、母材１に約２ｋｇ／ｃｍ2の張力を作用させた。そして、図１に示すように、引側チャック１７と錘１９とを母材１に吊り下げた状態で、母材１の一部をヒーター１３にて、約１８００℃〜約２２００℃に予熱した。この予熱によって母材１は熱軟化し、引側チャック１７は降下した。引側チャック１７が所定距離降下したとき、引側チャック１７をチャック挟持具１８にてクランプした。そして、送側チャック１５と引側チャック１７との部分を下降させて、母材１を下方に漸次移動させながら加熱炉１１の内部で母材１を加熱し、延伸した。その結果、直径８０ｍｍ、長さ１０００ｍｍの丸棒として光ファイバ母材３が得られた。
得られた光ファイバ母材３の曲がり量の測定結果を表１に示す。
尚、表１に示す曲がり量とは、図４に示すように、旋盤のチャック２１に光ファイバ母材１の一端を把持して光ファイバ母材３を回転させ、他端が振れたときの最上点と、最下点との間の距離である。
【００１４】
比較例１
図５に示す装置を用いて、実施例１と同じ母材１から直径８０ｍｍの光ファイバ母材を作製した。尚、実施例１と異なり、チャック挟持具１８により送側チャック１５と引側チャック１７とを支持固定した。そして、この支持固定された送側チャック１５と引側チャック１７に、母材１の上端と下端とを把持し、母材１をヒーター１３により予熱した。母材１の予熱後、実施例１と同様に延伸して光ファイバ母材３を得た。光ファイバ母材３の曲がり量を実施例１と同様に測定し、その測定結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
表１から、実施例１の光ファイバ母材は曲がり量が小さいことが判る。これに対して比較例１の光ファイバ母材は曲がりが大きく、光ファイバを線引するための光ファイバ母材として用いるには、その上部をつかむと線引炉に接触してしまうという不都合、曲がりにより、線引炉の中心に光ファイバ母材が位置しなくなり光ファイバの非円の原因となるという不都合があった。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の製造方法によれば、曲がりが少なく、しかも所定直径を有する光ファイバ母材を容易に製造できる。本発明の製造方法による光ファイバ母材は光ファイバを線引きするために好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の光ファイバ母材の製造方法に用いる延伸装置の例を示す部分断面図であって、母材を予熱している状態を示す図である。
【図２】  本発明の製造方法によって予熱された母材の下部形状を示す図である。
【図３】  本発明の製造方法によって製造された光ファイバ母材を示す正面図である。
【図４】  光ファイバ母材の曲がり量の測定法を示す側面図である。
【図５】  従来例の光ファイバ母材の製造方法に用いる延伸装置の例を示す部分断面図であって、母材を予熱している状態を示す図である。
【図６】  従来例によって予熱された母材の下部形状を示す正面図である。
【図７】  従来例によって予熱された母材の下部形状を示す側面図である。
【図８】  従来例によって製造された光ファイバ母材を示す正面図である。
【符号の説明】
１・・母材、３・・光ファイバ母材、１１・・加熱炉、１２・・孔、１３・・ヒータ、１５・・送側チャック、１７・・引側チャック、１８・・チャック挟持具、１９・・錘、２１・・旋盤のチャック
【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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【図７】
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【図８】
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