JP3198291B2 - 光ファイバ母材の加工方法および加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光ファイバ
母材の曲りを修正し、高温下の加工中にＳｉＯの蒸発に
起因するクラッドの厚み痩せを防止するための加工技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ファイバを製造するにあたり、
いきなり極細のファイバを作ると屈折率分布を最適に制
御するのが困難である等の理由から、まず第１段階とし
て、同じ屈折率分布を有する棒状の光ファイバ母材（プ
リフォーム）が製造される。このような光ファイバ母材
の製造方法のひとつにいわゆる外付けＣＶＤ法（ＯＶＤ
法）があり、コア母材の表面に光ファイバ原料の四塩化
ケイ素等を酸素、水素ガスとともに吹付け、酸水素バー
ナにより火炎加水分解反応を起こさせてスートを堆積し
て多孔質母材を形成し、これを脱水、焼結ガラス化を行
って光ファイバ母材を製造した後、次工程の線引機の設
備に対応した外径、長さに修正したり、曲りを矯正する
ため、ガラス旋盤等で加工を行っている。

【０００３】そして、中心部がコアで外周がクラッドか
らなる光ファイバ母材（以下、母材ロッドということが
ある）の加工精度は、均一で高精度な光ファイバ品質を
得るため、例えば曲りが５００μｍ／１０００ｍｍ以下
で、かつ、コア部とクラッド部の比率が極めて高精度に
加工される必要がある。

【０００４】従来、この母材ロッドの曲りの修正は、人
手によってガラス旋盤の一端のチャックに母材ロッドを
把持して２０〜４０ｒｐｍで回転させながらチャックの
方側から順に要曲り修正部をガスバーナで加熱し、次の
要曲り修正部に修正用のこてを当てることにより行われ
る。この加熱により母材ロッドの要曲り修正部は徐々に
軟化してくる。この時、こて先を手で固定してこての中
間で母材ロッドを支持し、回転する母材ロッドの曲りに
よりこてを押し下げようとする脈動を感じなくなるまで
加熱軟化して、曲りによる脈動を感じなくなったらガス
バーナの火力を絞って徐冷し、固化させて曲り修正を終
了する。この操作を母材ロッドの元の方から例えば数箇
所ある要曲り修正部について、順次全長にわたって行う
ことによって、母材ロッドの曲り修正を完了する。しか
し、上記精度を出すには相当の熟練を要し人手がかかり
かつ個人差が生ずる欠点があった。

【０００５】そこでこのような母材ロッドの曲り修正を
自動化する方法が提案された（特開平６−１４４８６１
号参照）。この方法では、母材ロッドの曲り量を重量計
で検出しているが、重量検出では曲り修正の要、不要の
判定が現実的に困難である。これは、母材ロッドに要求
されている曲り精度が５００μｍ／１０００ｍｍ以下で
あるのに対して母材ロッドの非円率が０〜４００μｍの
バラツキがあり、その他支持治具等の摩耗等で検出精度
が十分でないからである。また、１個のこてでは曲りの
大きな母材ロッドに対して十分な修正力を印加すること
が難しく、しかも設備的には高価な重量センサーを必要
とする等の欠点がある。

【０００６】一方、光ファイバ母材の品質として、コア
部とクラッド部の比率が光信号伝送特性上極めて重要で
あることが知られている。そして、母材ロッドの曲りを
修正する場合は、母材ロッドの芯まで完全に軟化するよ
うにガスバーナで加熱しなければならないが、強力な火
力で急激に加熱すると母材ロッドの熱伝導率が小さいた
め、軟化が芯に至るまでに母材ロッドの表面温度が極め
て高くなり、図４に示したように２０００℃以上になる
と石英ガラス（ＳｉＯ₂ ）がＳｉＯガスとなって揮発し
始め、２２００℃辺りから急激に揮発するようになる。
従ってクラッド部が痩せてしまい、コア／クラッド比が
崩れて光ファイバ特性が不良となってしまう。

【０００７】近年、光ファイバの生産性の向上を図るた
め、従来３０〜４０ｍｍ口径の母材ロッドであったもの
が６０〜９０ｍｍ口径と大口径のものが要求されるよう
になってきている。このような大口径母材ロッドの曲り
修正における母材ロッドの表面と芯の温度差は、特に直
径が５０ｍｍ以上の大口径になるほど大きくなり易い。
例えば母材ロッドの直径が５０ｍｍの場合、水素ガス２
００Ｌ／分、酸素ガス８０Ｌ／分にて、加熱した場合、
約３分で表面温度が２０００℃に達するが、芯はせいぜ
い８００℃程度であり、芯の温度を曲げ加工が可能な石
英ガラスの軟化点である１６５０℃以上になるまで加熱
すれば、内部が軟化するまでに表面の温度が上り過ぎ、
ＳｉＯが蒸発してクラッド部が痩せて母材ロッドの品質
低下を招き易くなる。よって、それを防止するために弱
火にて加熱すると、石英ガラス内部まで軟化するのに長
時間を要し、軟化が不十分であると修正精度に個人差が
出るため、またはクラッド部のやせ過ぎによる品質不良
のために、歩留りが低下するという欠点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、光
ファイバ母材の曲りを修正する加工技術において、特に
曲り位置における加熱に制御を加えてクラッド部の厚み
痩せを防止して品質劣化を防ぎ、曲り修正操作を機械
化、自動化して加工時間を短縮し、生産性と歩留の向上
を図ることのできる光ファイバ母材の加工方法および加
工装置を提供することを主たる目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の請求項１に記載した発明は、大口径の光ファイ
バ母材を軸周りに回転させつつガスバーナで表面に火炎
を吹き付けながら該母材の曲りを修正する方法であっ
て、外径測定器により軸方向のブレ量と曲り位置を検出
し、該曲り位置にガスバーナを対面させて該母材を加熱
軟化させつつ、該母材のクラッド部のＳｉＯの蒸発を抑
制するために、ガスバーナの加熱用ガス量および／また
は加熱時間を光ファイバ母材の直径に応じて調整すると
共に、エアシリンダで駆動される少なくとも２本のロー
ラで該母材を支持しつつブレ量を減衰させる応力付与機
構により曲りを修正し、その後ガスバーナのガス量を絞
って徐冷、固化し、曲り修正を完了することでクラッド
部の厚み痩せを防止することを特徴とする光ファイバ母
材の加工方法である。

【００１０】このように、大口径の光ファイバ母材の全
長にわたって外径測定器により軸方向のブレ量と曲り位
置を検出した後、先ず最初の曲り位置をガスバーナで加
熱軟化させ、その先でエアシリンダで駆動される少なく
とも２本のローラで該母材を支持しつつブレ量を減衰さ
せる応力付与機構により曲りを修正し、その後ガスバー
ナのガス量を絞って徐冷、固化し、曲り修正を完了さ
せ、この操作を数箇所の要曲り修正部について反覆実施
すれば、全長にわたって曲りが殆どなく、クラッド部の
厚み痩せを防止した高品質の光ファイバ母材を得ること
ができると共に、加工期間中を通じて個人差をなくして
操業の安定化が図れ、歩留りや生産性が向上し、コスト
ダウンを図ることができる。

【００１１】この場合、請求項２に記載したように、応
力付与機構で光ファイバ母材を支持する位置を、現在修
正中の曲り位置の次の曲り位置とすることができる。こ
のようにすると、現在修正中の曲り位置におけるブレ量
の経時変化が直接応力付与機構の２本ローラに伝達され
るので、応力付与機構の修正力が時間差なく追随するこ
とができ、容易に素早く曲りを修正することができる。

【００１２】さらに、本発明は、光ファイバ母材の加工
方法において、該母材のクラッド部のＳｉＯの蒸発を抑
制するために、ガスバーナの加熱用ガス量を光ファイバ
母材の直径に応じて調整し、また、ガスバーナの加熱時
間を光ファイバ母材の直径に応じて調整することができ
る。このように加工の対象となる光ファイバ母材の直径
に応じて、ガスバーナのガス量と加熱時間を適宜調整し
て、母材ロッドの表面温度の過熱を防ぐと共に、芯の軟
化温度に到達する時間をできるだけ短縮するようにすれ
ば、母材ロッド表面からのＳｉＯの蒸発は抑制され、ク
ラッド部の厚み痩せはなくなり、コア／クラッド比の精
度が確保されると共に、母材ロッドの曲り修正加工も短
時間で安定して高い精度を得ることができる。

【００１３】そして、本発明の請求項３に記載した発明
は、光ファイバ母材の加工方法において、該母材のクラ
ッド部のＳｉＯの蒸発を抑制するためにガスバーナの加
熱用ガス量を、曲りが修正可能な温度に到達した後、時
間の経過に従って順次減少させ、クラッド表層温度を２
３００℃以下とするものである。このようにすると、母
材ロッド表面からのＳｉＯの蒸発は殆どなく、クラッド
部の厚み痩せはなくなり、コア／クラッド比の精度が確
保されると共に、母材ロッドの曲り修正加工も短時間で
安定した操作が可能となり、高い精度を得ることができ
る。

【００１４】そして、請求項４に記載したように、光フ
ァイバ母材の加工方法において、該母材の曲りが修正さ
れた時点でこれを固化する徐冷時間を該母材の直径に応
じて調整するようにすることができる。このように母材
ロッドの要曲り修正部は加熱、軟化された状態で曲りが
修正されるが、修正完了状態を固定するには軟化温度以
下に冷却して固化する必要があり、母材ロッドの直径に
応じて徐冷時間を調整すれば、曲り修正を完了した光フ
ァイバ母材に歪みやひび割れが発生するのを防止するこ
とができる。

【００１５】次に、本発明の請求項５に記載した発明
は、応力付与機構の光ファイバ母材支持ローラに一定の
圧力を印加後、エアシリンダの出入口弁を閉じてエアク
ッションを形成し、該母材をエアクッションで保持しな
がら加熱軟化させ、ブレが減衰して曲り修正が終わった
時点をローラの変位量あるいはエアシリンダの圧力変動
量から検出した後、徐冷に入るようにした。このよう
に、応力付与機構の光ファイバ母材支持ローラに一定の
圧力を印加して所定の高さで母材ロッドを支持した後、
エアシリンダの出入口弁を閉じてエアクッションを形成
し、該母材をエアクッションで保持しながら加熱軟化さ
せ、ブレが減衰して曲り修正が終わった時点、すなわち
ローラの上下振動の振幅がなくなった時点、あるいはエ
アシリンダの圧力変動がなくなった時点を検出した後、
ガスバーナの火力を絞って徐冷に入るようにすれば、曲
り修正精度を確実に許容限度内に確保することができ
る。

【００１６】この場合、請求項６に記載したように、応
力付与機構のエアシリンダに印加する圧力は、光ファイ
バ母材の曲り修正箇所のブレ量と母材の直径に対応して
調整される。このように応力付与機構の２本ローラが受
ける力は母材ロッドの重量とブレ量に比例した遠心力で
あるから、これに対抗する応力をエアシリンダで保持す
れば曲りを修正することができる。

【００１７】さらに、請求項７に記載したように、応力
付与機構の光ファイバ母材支持ローラに一定の圧力を印
加後、エアシリンダの出入口弁を閉じてエアクッション
を形成し、該母材をエアクッションで保持しながら加熱
軟化させるに際し、ローラの変位量あるいはエアシリン
ダの圧力変動量に応じてガスバーナの加熱用ガス量を調
整することができる。このように母材ロッドの要曲り修
正部の軟化程度をローラの変位量あるいはエアシリンダ
の圧力変動量として検出し、これらに対応してガスバー
ナの火力を調整すれば、過熱により一気に軟化したり、
急冷により固化したりして曲り修正が不可能になった
り、不十分な修正になることを回避することができる。

【００１８】次に、本発明の請求項８に記載した発明
は、光ファイバ母材の軸方向の少なくとも一端を把持
し、把持された光ファイバ母材の軸方向に沿って移動可
能となり、かつ光ファイバ母材の曲り位置とブレ量を測
定する外径測定手段を備え、この外径測定手段の測定結
果に基づいて移動可能となりかつ光ファイバ母材の表面
に向けて火炎を吹き付けることのできるガスバーナと、
エアシリンダで駆動される少なくとも２本のローラで該
母材を支持しつつブレ量を減衰させることのできる応力
付与機構を備えた光ファイバ母材の加工装置である。

【００１９】このように構成された光ファイバ母材の加
工装置を使用して、母材ロッドに存在する曲りを修正す
る加工を行えば、例えば数箇所に存在する曲りを母材ロ
ッドの一端から順次自動的に修正することができると共
に母材ロッドの表面を曲り修正に要する軟化温度以上に
過熱することがないのでＳｉＯの蒸発によるクラッド部
の厚み痩せがなく、コア／クラッド比を高精度に保持し
た高品質の光ファイバ母材を得ることができる光ファイ
バ母材の加工装置となる。

【００２０】この場合、請求項９に記載したように、応
力付与機構のエアシリンダの背圧変動またはローラの変
位量を測定してガスバーナのガス量を制御する制御手段
を備えたものとすることができる。このように母材ロッ
ドの要曲り修正部の軟化程度をローラの変位量あるいは
エアシリンダの圧力変動量として検出し、これらに対応
してガスバーナの火力を調整すれば、過熱により一気に
軟化したり、急冷により固化したりして曲り修正が不可
能になったり、不十分な修正になることを回避すること
ができると共に高精度の加工ができる光ファイバ母材の
加工装置となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付した図面に基づいて説明するが、本発明はこれら
に限定されるものではない。ここで、図１（ａ）は本発
明の光ファイバ母材の加工装置の一例を正面から見た概
略構成図、図１（ｂ）は応力付与機構の母材ロッド支持
ローラを側面から見た略図である。

【００２２】本発明に係る光ファイバ母材の加工方法
は、例えば外付けＣＶＤ法（ＯＶＤ法）により、出発コ
アの表面に四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ₄ ）等のファイバ原
料を、酸素（Ｏ₂ ）、水素（Ｈ₂ ）ガス等とともに吹き
付けて、加水分解反応を起こさせ、すす状の堆積物を堆
積させてクラッド部を形成した後、脱水、焼結等の工程
を経て製造された光ファイバ母材の内、曲り箇所が多
く、曲り度合いの大きい母材ロッドを、所定の精度を有
する直線状ロッドに加工するような加工方法に適用さ
れ、母材ロッドの一端を軸周りに回転可能に把持した
後、曲り位置とブレ量を検出し、曲り位置の表面に酸水
素火炎を吹き付けて加熱しながら曲り修正加工を自動的
に行ない、特に加熱条件を適切に制御してクラッド部の
厚み痩せを防止し、加工効率の向上を図るとともに、製
品ロスの低減を図るようにしている。

【００２３】本加工装置１は、従来のガラス旋盤を基本
とした構成にしており、例えば図１（ａ）に示すよう
に、機台２上の一端にコラム３とその前面側に取付けら
れるチャック５と、機台２の長手方向に沿って移動自在
な移動台６と、装置１の作動を制御する制御コンピュー
タ７を備えており、前記移動台６には、チャック５で保
持される光ファイバ母材Ｗの表面に向けて火炎を吹き付
けることの出来るガスバーナ８と、光ファイバ母材Ｗの
外径を測定する外径測定器１０が取付けられるととも
に、外径測定器の近傍には応力付与機構１１が設けら
れ、この応力付与機構１１は、前記移動台６と同期して
同じ方向に移動し得るようにされている。

【００２４】また、チャック５で保持された母材ロッド
Ｗは、不図示の駆動モータによって軸周りに回転自在に
されている。以上説明した片端支持型とは別に、機台２
の長手方向に沿って対向配置され且つ相対移動機構によ
って相互間隔が調整自在な左右一対のコラムと、各コラ
ムの前面側に取付けられるチャックから成る母材ロッド
の両端支持型の加工装置にも本発明の加工技術を適用す
ることが出来る。

【００２５】前記ガスバーナ８は、水素ガスを酸素ガス
で燃焼させ、母材ロッドＷの表面に酸水素火炎を吹き付
けて、要曲り修正部を加熱して軟化させ、曲り修正を行
うようにしている。そして、母材ロッドＷの直径や要曲
り修正部の大きさに対応してガスバーナ８の火炎噴射口
と母材ロッドとの間隔、火炎噴射口の幅、母材ロッドに
対する噴射角度等はある範囲内で設定自在になってい
る。

【００２６】前記外径測定器１０としては、例えば一対
の発光器と受光器から成り、これらの間に通された母材
ロッドＷの存在による透過光量の大小から外径を測定す
るものが挙げられる。計測用の光線は波長安定化レーザ
を使用するのが、精度、能率、操作性の面で有利とされ
ている。移動台６の上に備えた外径測定器１０で母材ロ
ッドＷのチャック５の把持部側から他端側（遊端側）ま
で走査すれば、母材ロッドＷの全長にわたって全ての曲
り位置とブレ量（曲り量）を検出することができる。そ
こで要修正部を確定するためには、ブレ量に許容限度を
設定してこの限度を越えたブレ量と位置を制御コンピュ
ータ７に記憶させておくようにしている。

【００２７】前記応力付与機構１１は、例えば図１
（ａ）、（ｂ）に示したように、エアシリンダ１３とピ
ストンロッドの先端に取りつけた母材ロッドＷを支持す
る二本のグラファイト製ローラ１２から成り、曲り修正
操作中は修正中の曲り位置の次の曲り位置の母材ロッド
Ｗを所定のエア圧力で支持し、母材ロッドのブレをエア
クッションで吸収して減衰させ曲りを修正するようにし
ている。圧縮空気は不図示のエアコンプレッサーから送
られ、高圧エアタンク１４、電磁弁（出入り口弁）１５
を経てエアシリンダ１３を駆動している。

【００２８】尚、前記移動台６の軸方向の位置は、不図
示のリニヤスケールによって測定可能とされ、また、こ
の移動台６と同期して移動する応力付与機構１１の位置
情報も測定可能にされるとともに、このリニヤスケール
によって測定された応力付与機構１１の位置情報は、制
御コンピュータ７に送られて記憶されるようにしてい
る。

【００２９】次に、以上のような加工装置１による本発
明の加工方法について説明する。先ず、光ファイバ母材
Ｗの一端をチャック５で把持して、２０〜４０ｒｐｍの
回転速度で回転させながら、外径測定器１０で曲り位置
とブレ量を検出し、これらを制御コンピュータ７に記憶
させておく。この曲り検出操作はガスバーナによる曲り
修正操作を行う前に予め全長にわたって実施しておいて
もよいし、チャック５の把持部側から曲り検出操作、曲
り修正操作、次の曲り検出操作、……と順次反覆して行
うこともできる。

【００３０】次に母材ロッドＷを２０〜４０ｒｐｍで回
転させながらチャック５に把持されている母材ロッドＷ
の元の方から順次曲りを修正するが、該母材のクラッド
部のＳｉＯの蒸発を抑制しつつ曲りを修正するために、
母材ロッドの直径に応じた加熱ガス量あるいは加熱時間
を調整する。例えば、図２に示したような要曲り修正部
を母材ロッドＷの直径に応じた火力（ガス量）および図
３に示したような加熱時間（加熱スケジュール）でガス
バーナ８を用いて加熱し、直径に応じた軟化開始時間を
見計らって（図３の第１段加熱減少時間）次の要曲り修
正部の位置にある応力付与機構１１のエアシリンダ１３
で駆動される２本の母材ロッド支持ローラ１２で母材ロ
ッドＷを支持して曲りの修正が行われる。

【００３１】この時ガスバーナ８のガス量を上記母材ロ
ッドの直径に応じた標準ガス量（図２）の８０％位まで
順次低減して（図３の第１段加熱減少、第２段加熱減
少）、光ファイバ母材Ｗの表面温度が２０００℃以上に
上り過ぎてクラッド部の石英ガラス（ＳｉＯ₂ ）がＳｉ
Ｏとなって逃散するのを防ぐ事が重要である。例えば図
４は、光ファイバ母材（直径６７ｍｍ）の表面温度とＳ
ｉＯの揮発速度の関係を表した図であって、２０００℃
辺りから揮発が始まり２２００℃辺りから加速度的に揮
発することが判る。また、図５は、光ファイバ母材（直
径６７ｍｍ）の加熱時間と表面温度との関係を、ガス量
不制御の場合と本発明のようにガス量を制御して絞った
場合について表した図であり、例えばガス量制御を加熱
開始から５００秒経過した時点で第１段の加熱減少に入
り、６００秒で第２段の加熱減少を行って表面温度を１
９００℃に保持している。

【００３２】このように、応力付与機構１１の光ファイ
バ母材支持ローラ１２に一定の圧力を印加して所定の高
さで母材ロッドＷを支持した後、エアシリンダ１３の出
入口弁１５を閉じてエアクッションを形成し、該母材を
エアクッションで保持しながら加熱軟化させ、ブレが減
衰して曲り修正が終わった時点、すなわちローラの上下
振動の振幅がなくなった時点、あるいはエアシリンダの
圧力変動がなくなった時点を検出した後、ガスバーナの
火力を絞って徐冷に入るようにすれば、曲り修正精度を
確実に許容限度内に確保することができる。この冷却時
間も歪みが残らないよう母材ロッドの直径に応じて徐冷
することが必要である。

【００３３】以上の曲り修正操作を光ファイバ母材の全
長にわたって要曲り修正部の箇所について実施すること
により、クラッド部の厚み痩せを防止しながら、曲り修
正を完了することができる。

【００３４】

【実施例】次に、本発明の実施例を挙げて具体的に説明
するが、本発明は、これらに限定されるものではない。 （実施例）図１に示す加工装置を用いて光ファイバ母材
の曲り修正加工を行った。母材ロッドは直径６７ｍｍ、
長さ９５０ｍｍのものを用いた。応力付与機構は、直径
１６ｍｍ×ストローク１００ｍｍのエアシリンダのピス
トンロッドの先端に直径５５ｍｍのカーボンローラを２
本、４５度のＹ字型に取り付けたものである。このエア
シリンダの作動を上下動および中間停止ができるように
５ポートの電磁弁を用いた。

【００３５】先ず、光ファイバ母材の一端をチャックで
把持して、２５ｒｐｍの回転速度で回転させながら、レ
ーザ外径測定器で一定間隔毎にブレ量を測定し、曲り位
置を検出し、その位置を確定する。これらのデータは制
御コンピュータ７に記憶させた。要曲り修正部はチャッ
ク把持部を起点０として、２０５ｍｍ、３８０ｍｍ、５
２０ｍｍの３箇所にあり、ブレはそれぞれ５４０μｍ、
８２０μｍ、１０３０μｍであった。

【００３６】次に母材ロッドを２５ｒｐｍで回転させな
がらチャックに把持されている母材ロッドの元の方から
順次、該母材のクラッド部のＳｉＯの蒸発を抑制しつつ
曲りを修正するために、母材ロッドの直径６７ｍｍに応
じた火力（水素ガス：１４２Ｌ／ｍｉｎ、酸素ガス：６
３Ｌ／ｍｉｎ）および加熱スケジュール（加熱開始後１
０００秒で曲り修正完了）でガスバーナを用いて加熱
し、直径に応じた軟化開始時間を見計らって次の曲り位
置に配置された応力付与機構のエアシリンダで駆動され
る２本のロッド支持ローラで母材ロッドを支持して曲り
の修正を行った。

【００３７】この時ガスバーナのガス量を上記標準ガス
量の８０％位まで２段階で順次低減して（６００秒後の
第１段の加熱減少に続いて７００秒で第２段加熱減少に
入る）、光ファイバ母材Ｗの表面温度が２０００℃以上
に上り過ぎてクラッド部の石英ガラス（ＳｉＯ₂ ）がＳ
ｉＯとなって逃散するのを防止した。

【００３８】このように母材ロッドＷの表面から軟化温
度に到達して軟化が開始され、母材ロッドＷの芯まで軟
化温度に到達するまでの間は、所定圧力のエアシリンダ
で支持され、回転しながらブレ量は徐々に減衰して行
き、芯が軟化温度に到達した時点でエアシリンダの出入
り口弁を閉じて曲がり修正が完了するまでの間、その位
置で停止した。また、曲りが完全に修正される温度に到
達した９００秒経過した時点でガスバーナの火力を落し
て徐冷に入り、加熱開始から１０００秒で曲り修正を完
了した。

【００３９】以上の曲り修正操作を前記３箇所について
実施した結果、ブレはそれぞれ９０μｍ、４５μｍ、７
０μｍまで修正され、規格の許容限度内（５００μｍ／
１０００ｍｍ）に収まっていた。また、母材ロッドの外
径は、各曲り位置で６７．３０±０．０６ｍｍ、６７．
２５±０．０６ｍｍ、６７．２０±０．０７ｍｍであっ
たものが曲り修正後は、それぞれ６７．２８±０．０６
ｍｍ、６７．２３±０．０６ｍ、６７．１８±０．０７
ｍｍとなり、コア／クラッド比に影響はなかった。

【００４０】以上のことから、本発明のように、光ファ
イバ母材の曲り修正加工に際し、ガスバーナの火力を母
材ロッドの直径に応じた加熱スケジュールに従って制御
し、応力付与機構を具備した加工装置を使用して曲り修
正加工を行えば、自動的に高精度で曲りの修正が可能で
ある。また、母材ロッド表面からのＳｉＯの蒸発は抑制
されてクラッド部の厚み痩せはなくなり、コア／クラッ
ド比の精度が確保されると共に、全長にわたって曲りが
殆どない高品質光ファイバ母材を短時間で安定して高い
精度で得ることができ、歩留りや生産性が向上し、コス
トダウンを図ることができる。

【００４１】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【００４２】上記実施例においては、直径６７ｍｍの母
材ロッドの曲りを修正する場合の加熱パターンについて
説明したが、本発明は原則として母材ロッドの直径に関
わらず適用できるものであり、例えば直径３０〜８０ｍ
ｍ、あるいはそれ以上のものについても図２〜図５に示
した加熱パターンを適用することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のように、
光ファイバ母材の曲り修正加工に際し、ガスバーナの火
力を母材ロッドの直径に応じた加熱スケジュールに従っ
て制御し、応力付与機構を具備した加工装置を使用して
曲り修正加工を行えば、全長にわたって曲りが殆どない
光ファイバ母材を短時間で安定して高い精度で得ること
ができると共に、母材ロッド表面からのＳｉＯの蒸発は
抑制されてクラッド部の厚み痩せはなくなり、コア／ク
ラッド比の精度が確保された高品質の光ファイバ母材の
歩留りや生産性が向上し、コストダウンを図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバ母材加工装置の構成例を示
す概要図である。 （ａ）本加工装置の正面概要図、（ｂ）応力付与機構の
母材ロッド支持ローラを側面から見た略図。

【図２】光ファイバ母材直径と曲り修正加工に要する酸
水素ガス量の関係を表した図である。

【図３】光ファイバ母材直径と曲り修正加工に要する加
熱時間（加熱スケジュール）の関係を表した図である。

【図４】光ファイバ母材（直径６７ｍｍ）の表面温度と
ＳｉＯの揮発速度の関係を表した図である。

【図５】光ファイバ母材（直径６７ｍｍ）の加熱時間と
表面温度との関係を、ガス量不制御の場合と本発明のよ
うにガス量を制御して絞った場合について表した図であ
る。

【符号の説明】

１…加工装置、２…機台、３…コラム、５…チャック、
６…移動台、７…制御コンピュータ、８…ガスバーナ、
１０…外径測定器、１１…応力付与機構、１２…母材ロ
ッド支持ローラ、１３…エアシリンダ、１４…高圧エア
タンク、１５…電磁弁（出入り口弁）。Ｗ…光ファイバ
母材（母材ロッド）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山村 和市 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越 化学工業株式会社 精密機能材料研究所 内 (72)発明者 島田 忠克 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越 化学工業株式会社 精密機能材料研究所 内 (72)発明者 平沢 秀夫 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越 化学工業株式会社 精密機能材料研究所 内 (56)参考文献 特開 平６−144861（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−319845（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−331735（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−330126（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−203236（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C03B 37/00 - 37/16 C03B 8/04 C03B 20/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大口径の光ファイバ母材を軸周りに回転
   させつつガスバーナで表面に火炎を吹き付けながら該母
   材の曲りを修正する方法であって、外径測定器により軸
   方向のブレ量と曲り位置を検出し、該曲り位置にガスバ
   ーナを対面させて該母材を加熱軟化させつつ、該母材の
   クラッド部のＳｉＯの蒸発を抑制するために、ガスバー
   ナの加熱用ガス量および／または加熱時間を光ファイバ
   母材の直径に応じて調整すると共に、エアシリンダで駆
   動される少なくとも２本のローラで該母材を支持しつつ
   ブレ量を減衰させる応力付与機構により曲りを修正し、
   その後ガスバーナのガス量を絞って徐冷、固化し、曲り
   修正を完了することでクラッド部の厚み痩せを防止する
   ことを特徴とする光ファイバ母材の加工方法。
2. 【請求項２】 前記応力付与機構で光ファイバ母材を支
   持する位置を、現在修正中の曲り位置の次の曲り位置と
   することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ母材
   の加工方法。
3. 【請求項３】 前記光ファイバ母材の加工方法におい
   て、該母材のクラッド部のＳｉＯの蒸発を抑制するため
   にガスバーナの加熱用ガス量を、曲りが修正可能な温度
   に到達した後、時間の経過に従って順次減少させ、クラ
   ッド表層温度を２３００℃以下とすることを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載した光ファイバ母材の加
   工方法。
4. 【請求項４】 前記光ファイバ母材の加工方法におい
   て、該母材の曲りが修正された時点でこれを固化する徐
   冷時間を該母材の直径に応じて調整することを特徴とす
   る請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載した光
   ファイバ母材の加工方法。
5. 【請求項５】 前記応力付与機構の光ファイバ母材支持
   ローラに一定の圧力を印加後、エアシリンダの出入口弁
   を閉じてエアクッションを形成し、該母材をエアクッシ
   ョンで保持しながら加熱軟化させ、ブレが減衰して曲り
   修正が終わった時点をローラの変位量あるいはエアシリ
   ンダの圧力変動量から検出した後、徐冷に入ることを特
   徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載
   した光ファイバ母材の加工方法。
6. 【請求項６】 前記応力付与機構のエアシリンダに印加
   する圧力は、光ファイバ母材の曲り修正箇所のブレ量と
   母材の直径に対応して調整されることを特徴とする請求
   項１ないし請求項５のいずれか１項に記載した光ファイ
   バ母材の加工方法。
7. 【請求項７】 前記応力付与機構の光ファイバ母材支持
   ローラに一定の圧力を印加後、エアシリンダの出入口弁
   を閉じてエアクッションを形成し、該母材をエアクッシ
   ョンで保持しながら加熱軟化させるに際し、ローラの変
   位量あるいはエアシリンダの圧力変動量に応じてガスバ
   ーナの加熱用ガス量を調整することを特徴とする請求項
   １ないし請求項５のいずれか１項に記載した光ファイバ
   母材の加工方法。
8. 【請求項８】 光ファイバ母材の軸方向の少なくとも一
   端を把持し、把持された光ファイバ母材の軸方向に沿っ
   て移動可能となり、かつ光ファイバ母材の曲り位置とブ
   レ量を測定する外径測定手段を備え、この外径測定手段
   の測定結果に基づいて移動可能となりかつ光ファイバ母
   材の表面に向けて火炎を吹き付けることのできるガスバ
   ーナと、エアシリンダで駆動される少なくとも２本のロ
   ーラで該母材を支持しつつブレ量を減衰させることので
   きる応力付与機構を備えたことを特徴とする光ファイバ
   母材の加工装置。
9. 【請求項９】 前記応力付与機構のエアシリンダの背圧
   変動またはローラの変位量を測定してガスバーナのガス
   量を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項
   ８に記載の光ファイバ母材の加工装置。