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技術 光ファイバプリフォームの火炎研磨方法

出願人 株式会社フジクラ
発明者 平船俊一郎
出願日 2001年9月11日 (20年5ヶ月経過) 出願番号 2001-275604
公開日 2003年3月28日 (18年10ヶ月経過) 公開番号 2003-089540
状態 特許登録済
技術分野 光ファイバ、光ファイバ心線 光ファイバの素線、心線 ガラス繊維の製造、処理
主要キーワード 秤量台 破断確率 中間材 重量計 スクリーニングテスト 火炎研磨 支燃性ガス 線引き後
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年3月28日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

光ファイバ破断確率が低く抑えられ、かつ生産性の高い光ファイバプリフォーム火炎研磨方法を提供する。

解決手段

火炎研磨の際、光ファイバプリフォーム3の研磨量を0.05〜0.1mmとすることによって解決される。上記光ファイバプリフォーム3の研磨量の制御は、例えば、バーナ5の移動速度を一定にし、光ファイバプリフォーム3の重量を火炎研磨装置に取り付けた重量計6により測定しながら火炎研磨を行い、光ファイバプリフォーム3の重量の減少量が所定の値に達した時点で火炎研磨を終了するようにすれば、簡便かつ明確に行うことができる。また、予め測定しておいたバーナの研磨能力から、バーナの移動速度またはガス流量を決定し、さらに、その条件で所定の研磨量を得るのに必要なバーナの往復運動回数を決定してから火炎研磨を行ってもよい。

概要

背景

光ファイバは、石英ガラスを主成分とする光ファイバプリフォームを作製し、場合によってはこれをさらに所定の外径延伸したのち、これを線引きすることによって製造されている。この線引きの際に、または線引き後、得られた光ファイバは、スクリーニングテストとして一定の伸び張力を加えられ、このとき破断した強度の弱い部分は取り除かれ、破断しなかった部分のみが巻取り機に巻き取られて製品となっている。

近年、通信用伝送路として、光ファイバが広く普及するにつれて、破断確率が低く、信頼性が高い光ファイバが求められるようになってきている。このため、上記線引き工程の前には、光ファイバの破断の原因となる光ファイバプリフォームの表面の傷、歪み、埃、汚れ等を除去するために、光ファイバプリフォームをバーナ火炎により加熱して、火炎研磨することが行われている。

概要

光ファイバの破断確率が低く抑えられ、かつ生産性の高い光ファイバプリフォームの火炎研磨方法を提供する。

火炎研磨の際、光ファイバプリフォーム3の研磨量を0.05〜0.1mmとすることによって解決される。上記光ファイバプリフォーム3の研磨量の制御は、例えば、バーナ5の移動速度を一定にし、光ファイバプリフォーム3の重量を火炎研磨装置に取り付けた重量計6により測定しながら火炎研磨を行い、光ファイバプリフォーム3の重量の減少量が所定の値に達した時点で火炎研磨を終了するようにすれば、簡便かつ明確に行うことができる。また、予め測定しておいたバーナの研磨能力から、バーナの移動速度またはガス流量を決定し、さらに、その条件で所定の研磨量を得るのに必要なバーナの往復運動回数を決定してから火炎研磨を行ってもよい。

目的

火炎研磨に要する時間を短縮するためには上記光ファイバプリフォームの研磨量を少なくすればよいが、その場合、光ファイバの破断確率が高くなることがあるので、実施が困難であった。従って、本発明の課題は、光ファイバの破断確率を低く抑制するとともに、火炎研磨に要する時間が短く、生産性の高い光ファイバプリフォームの火炎研磨方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

光ファイバプリフォーム火炎研磨する際、該光ファイバプリフォームの研磨量を0.05〜0.1mmとすることを特徴とする光ファイバプリフォームの火炎研磨方法

請求項2

光ファイバプリフォームを火炎研磨する際、光ファイバプリフォームの研磨量を、火炎研磨により減少した光ファイバプリフォームの重量から推定し、それによって火炎研磨の終了時点を決定することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバプリフォームの火炎研磨方法。

請求項3

バーナの移動速度と、バーナに供給されるガスの流量とのいずれか一方もしくは両方を制御することによって光ファイバプリフォームの研磨量を調整し、所定の研磨量に達するまで研磨を行うことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバプリフォームの火炎研磨方法。

技術分野

0001

本発明は、光ファイバ中間材である光ファイバプリフォーム火炎研磨方法に関するものである。

背景技術

0002

光ファイバは、石英ガラスを主成分とする光ファイバプリフォームを作製し、場合によってはこれをさらに所定の外径延伸したのち、これを線引きすることによって製造されている。この線引きの際に、または線引き後、得られた光ファイバは、スクリーニングテストとして一定の伸び張力を加えられ、このとき破断した強度の弱い部分は取り除かれ、破断しなかった部分のみが巻取り機に巻き取られて製品となっている。

0003

近年、通信用伝送路として、光ファイバが広く普及するにつれて、破断確率が低く、信頼性が高い光ファイバが求められるようになってきている。このため、上記線引き工程の前には、光ファイバの破断の原因となる光ファイバプリフォームの表面の傷、歪み、埃、汚れ等を除去するために、光ファイバプリフォームをバーナ火炎により加熱して、火炎研磨することが行われている。

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、従来の火炎研磨においては、火炎研磨による光ファイバプリフォームの研磨量は、光ファイバプリフォームの傷、歪み、埃、汚れ等を十分に除去するためには、通常0.2mm程度以上必要であるとされ、火炎研磨に長い時間を要し、生産性が劣っていた。本発明において、光ファイバプリフォームの研磨量とは、火炎研磨によって光ファイバプリフォームの表面から光ファイバプリフォームをなす石英ガラスが除去された深さをいう。

0005

火炎研磨に要する時間を短縮するためには上記光ファイバプリフォームの研磨量を少なくすればよいが、その場合、光ファイバの破断確率が高くなることがあるので、実施が困難であった。従って、本発明の課題は、光ファイバの破断確率を低く抑制するとともに、火炎研磨に要する時間が短く、生産性の高い光ファイバプリフォーム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

0006

前記課題は、光ファイバプリフォームの火炎研磨する際、光ファイバプリフォームの研磨量を0.05〜0.1mmとすることによって解決される。上記光ファイバプリフォームの研磨量を制御するためには、例えば、光ファイバプリフォームの重量を火炎研磨装置に取り付けた重量計により監視しながら火炎研磨を行い、該光ファイバプリフォームの重量の減少量が所定の値に達した時点で火炎研磨を終了するように行うことができる。また、バーナの移動速度と、バーナに供給されるガスの流量とのいずれか一方もしくは両方を制御することによって光ファイバプリフォームの研磨量を調整し、これに基づいて、上記所定の研磨量まで研磨を行うようにしてもよい。

発明を実施するための最良の形態

0007

以下、実施の形態に基づいて、本発明を詳しく説明する。本発明は、光ファイバプリフォームを火炎研磨する際、光ファイバプリフォームの研磨量を0.05〜0.1mmにすることを特徴とするものである。本発明において、光ファイバプリフォームの研磨量とは、火炎研磨によって光ファイバプリフォームの表面から光ファイバプリフォームをなす石英ガラスが除去された深さをいう。このように光ファイバプリフォームを火炎研磨することによって、該光ファイバプリフォームの外径によらず、その表面の傷、歪み、埃、汚れ等が十分に除去されるので、光ファイバの破断確率が低く抑制されるとともに、火炎研磨に要する時間が従来に比べて大幅に短縮される。

0008

上記光ファイバプリフォームの研磨量が0.05mm未満では、光ファイバプリフォームの表面の傷、歪み、埃、汚れ等が十分に除去されず、光ファイバの破断確率が高くなる。また、0.1mmを超えると、光ファイバの破断確率はこれ以上顕著には低くならないにもかかわらず、火炎研磨に要する時間が上記光ファイバプリフォームの研磨量が多くなるにつれて長くなり、生産性が低下するので、好ましくない。

0009

本発明の光ファイバプリフォームの火炎研磨方法において、該光ファイバプリフォームの研磨量の少ない部位があると、その部位における光ファイバの破断確率が高くなり、該光ファイバプリフォーム全体としても信頼性が低下するので、所定の研磨量を確実に研磨する必要がある。上記光ファイバプリフォームの研磨量を制御するため、火炎研磨用のバーナの移動速度と、上記バーナに供給されるガスの流量とのいずれか一方または両方を制御するのが好ましい。この制御において、上記バーナの移動速度またはガス流量は、時間的に変化させられてもよく、また、一定であってもよい。また、流量が制御されるガスは、水素などの燃料ガスと、酸素などの支燃性ガスとのいずれか一方でもまた両方でもよい。

0010

上述の制御を効果的に行うため、あらかじめバーナの研磨能力を調べておくのが好ましい。上記バーナの研磨能力は、一定時間に研磨される重量として測定すれば、光ファイバプリフォームの外径に依存しない量として使用することができるため、その後の制御を容易にすることができる。上記バーナの研磨能力は、バーナの形状、構造、本数、配置等の条件に左右されるので、使用される装置ごとに測定するのが好ましい。しかし、研磨能力の安定性の高いバーナを使用すれば、この測定は少なくともバーナの交換時に一度行えば足りる。

0011

上記光ファイバプリフォームの研磨量の制御方法の一例としては、次のようなものが挙げられる。すなわち、該光ファイバプリフォームの外径が最も太い部位が最も研磨に時間を要するので、バーナの移動速度を、上記外径が最も太い部位が所定の研磨量だけ研磨される速度にすれば、所定の研磨量を確実に研磨することができる。この場合、上記光ファイバプリフォームの他の部位は、上記外径が最も太い部位より深く研磨されることになる。しかし、上記バーナが時間当りに研磨する重量と、バーナの移動速度とが一定であれば、光ファイバプリフォームの外径は、光ファイバプリフォームの研磨量にほぼ反比例するので、上記光ファイバプリフォームの誤差は、上記光ファイバプリフォームの外径の長手方向に変動量と同程度と見積もることができ、ほとんど問題にならない。

0012

また、例えば、次のような方法も可能である。すなわち、予め測定しておいた上記バーナの研磨能力から、バーナを一回往復運動させたときに上記光ファイバプリフォームの研磨量が所定の量となるバーナの移動速度またはガス流量を決定し、さらに、その条件で所望の研磨量を得るのに必要なバーナの往復運動の回数を決定し、バーナをその回数往復運動させて火炎研磨を行う。この方法によれば、単にバーナの往復運動の回数を決定することによって任意の所望の研磨量を得ることができ、バーナの制御が極めて容易になり、生産性が向上する。

0013

または、次のような実施の形態が可能である。光ファイバプリフォームの研磨量は、該光ファイバプリフォームの外径、長さおよび密度とが決まっていれば、火炎研磨により減少する光ファイバプリフォームの重量から推定することができることから、光ファイバプリフォームの重量を監視することにより、光ファイバプリフォームの研磨量を簡便に測定することができる。このように、光ファイバプリフォームの重量に基づいて火炎研磨の終了時点を決定する方法によれば、火炎研磨における研磨量の制御を簡便かつ明確に行うことができる。

0014

次に、この実施の形態を図面を用いて説明する。図1は、本実施の形態に用いられる火炎研磨装置の一例を示す図である。図1において、符号1はチャック支持フレームである。チャック支持フレーム1には光ファイバプリフォーム3を把持するチャック2が取り付けられており、これによって光ファイバプリフォーム3を鉛直方向に吊り下げられるようになっている。また、チャック2は、図示しない駆動手段によって回転し、それによって光ファイバプリフォーム3をその軸を中心に回転させることができるようになっている。また、このチャック支持フレーム1には、重量計6が取り付けられており、これにより光ファイバプリフォーム3の重量の変化を検知できるようになっている。さらに、バーナ5が光ファイバプリフォーム3の周囲を囲む位置に配置されており、バーナ5は、図示しない移動手段によって上下方向に往復できるようになっている。

0015

また、図2は、本発明の光ファイバプリフォームの火炎研磨方法に用いられる火炎研磨装置の別の例を示す図である。図2において、符号4は旋盤である。旋盤4には光ファイバプリフォーム3を把持するチャック2が取り付けられており、これによって光ファイバプリフォーム3を水平に把持し、その軸を中心に回転させられるようになっている。また、上記旋盤4は、重量計6の秤量台7の上に載せられており、これにより光ファイバプリフォーム3の重量の変化を検知できるようになっている。また、バーナ5が光ファイバプリフォーム3の下に配置されており、バーナ5は、図示しない移動手段によって光ファイバプリフォームの長手方向に往復できるようになっている。

0016

図1または図2に示す火炎研磨装置を用いた場合、本発明の光ファイバプリフォームの火炎研磨方法における火炎研磨は、通常実施される火炎研磨の形態と同様に、光ファイバプリフォーム3をその軸を中心に回転させ、バーナ5を光ファイバプリフォーム3の長手方向に往復移動させながら行うことができる。さらに本発明においては、上記装置に取り付けられた重量計6によって光ファイバプリフォーム3の重量の減少量を知り、それが所定の減少量に達した時点で火炎研磨を終了すればよい。

0017

本発明の光ファイバプリフォームの火炎研磨方法は、上述の例に限定されるものではなく、光ファイバプリフォームの研磨量を適切に制御できるならば、いずれの実施の形態にも適用可能である。例えば、外径測定器によって光ファイバプリフォームの外径を測定しながら火炎研磨を行い、その外径の変化量によって火炎研磨の終了時点を決定することができる。

0018

次に、本発明の光ファイバプリフォームの火炎研磨方法の実施例について説明する。表1に示すように、光ファイバプリフォームの外径と、光ファイバプリフォームの研磨量とを変化させて火炎研磨を行い、火炎研磨が終了した後、該光ファイバプリフォームを線引きして得られる光ファイバの破断確率を測定した。それぞれの条件において、光ファイバプリフォームの長さはすべて1000mmとした。また、上記光ファイバの破断確率としては、それぞれの条件について光ファイバの線引きを2000km分行い、その際の破断1回当りの線引き長として測定した。

0019

上記光ファイバの破断確率の測定結果を表1に示す。

0020

0021

表1から明らかなように、光ファイバプリフォームの研磨量を0.05〜0.1mmにすることにより、該光ファイバプリフォームの外径によらず、得られる光ファイバは、破断1回当りの線引き長が長く、破断確率が低いものとなった。上記光ファイバプリフォームの研磨量が0.05mm未満である場合、得られる光ファイバは、破断1回当りの線引き長が短く、破断確率が高いものとなった。上記光ファイバプリフォームの研磨量が0.1mmを超えた場合、光ファイバの破断確率はこれ以上顕著には低くならず、しかしながら、火炎研磨に要する時間が長くなるので、好ましくない。

発明の効果

0022

以上説明したように、本発明の光ファイバプリフォームの火炎研磨方法によれば、光ファイバプリフォームの研磨量を0.05〜0.1mmとすることにより、該光ファイバプリフォームは、その表面の傷、歪み、埃、汚れ等が十分に除去されたものとなるので、該光ファイバプリフォームの線引きにより得られる光ファイバは破断確率が低いものになるとともに、上記火炎研磨に要する時間を短縮させることができる。このため、光ファイバの製造工程の生産性が向上させられる。

0023

上記光ファイバプリフォームの研磨量を制御するためには、例えば、バーナの移動速度を一定にし、光ファイバプリフォームの重量を火炎研磨装置に取り付けた重量計により監視しながら火炎研磨を行い、該光ファイバプリフォームの重量の減少量が所定の値に達した時点で火炎研磨を終了するように行うことができる。こうすることによって、光ファイバプリフォームの研磨量の制御が、より簡便かつ明確になる。また、予め測定しておいた上記バーナの研磨能力から、バーナの移動速度またはガス流量を決定し、さらに、その条件で所定の研磨量を得るのに必要なバーナの往復運動の回数を決定してから火炎研磨を行うことにより、単にバーナの往復運動の回数のみによって研磨量の制御ができ、生産性が向上する。

図面の簡単な説明

0024

図1本発明の光ファイバプリフォームの火炎研磨方法に用いられる装置の一例を示す概略構成図である。
図2本発明の光ファイバプリフォームの火炎研磨方法に用いられる装置の別の例を示す概略構成図である。

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0025

3…光ファイバプリフォーム、5…バーナ、6…重量計。

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