特開 2024-36035 ガラス母材の延伸方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024036035

(43)【公開日】2024-03-15

(54)【発明の名称】ガラス母材の延伸方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 37/012 20060101AFI20240308BHJP

【ＦＩ】

C03B37/012 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022140734

(22)【出願日】2022-09-05

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】撫佐 宜孝

【テーマコード（参考）】

4G021

【Ｆターム（参考）】

4G021BA00

(57)【要約】

【課題】ガラス母材から複数の延伸母材を形成する場合に歩留まりの低下を抑制する。
【解決手段】ガラス母材を加熱しながら延伸することにより、複数の延伸母材が得られる延伸体を形成するガラス母材の延伸方法であって、前記ガラス母材の延伸中に、前記ガラス母材の外径を測定し、外径測定値が目標外径値と一致するよう制御するステップと、前記ガラス母材の延伸中に、前記目標外径値を、第一の外径を有する第一の延伸母材に対応する第一目標外径値から前記第一の外径とは異なる第二の外径を有する第二の延伸母材に対応する第二目標外径値に変更するステップと、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス母材を加熱しながら延伸することにより、複数の延伸母材が得られる延伸体を形成するガラス母材の延伸方法であって、
前記ガラス母材の延伸中に、前記ガラス母材の外径を測定し、外径測定値が目標外径値と一致するよう制御するステップと、
前記ガラス母材の延伸中に、前記目標外径値を、第一の外径を有する第一の延伸母材に対応する第一目標外径値から前記第一の外径とは異なる第二の外径を有する第二の延伸母材に対応する第二目標外径値に変更するステップと、
を含む、ガラス母材の延伸方法。

【請求項2】

前記ガラス母材の延伸を開始する前に前記ガラス母材の状態を確認するステップを含み、
延伸前の前記ガラス母材に異常部が確認された場合、前記目標外径値を変更するステップにおいて、前記異常部の位置に基づいて前記目標外径値を変更する、請求項１に記載のガラス母材の延伸方法。

【請求項3】

前記目標外径値を変更するステップにおいて、前記ガラス母材から形成される延伸体の有効部から、第一の長さを有する前記第一の延伸母材と第二の長さを有する前記第二の延伸母材が得られるように、前記目標外径値を変更する、請求項２に記載のガラス母材の延伸方法。

【請求項4】

前記ガラス母材の延伸中に前記ガラス母材の状態を確認するステップを含み、
延伸中の前記ガラス母材に異常部が確認された場合、前記目標外径値を変更するステップにおいて、前記異常部の位置に基づいて前記目標外径値を変更する、請求項１に記載のガラス母材の延伸方法。

【請求項5】

前記目標外径値を変更するステップにおいて、延伸中の前記ガラス母材の前記異常部の後に形成される延伸体の有効部から、第一の長さを有する前記第一の延伸母材と第二の長さを有する前記第二の延伸母材が得られるように、前記目標外径値を変更する、請求項４に記載のガラス母材の延伸方法。

【請求項6】

複数の外径の異なる第二の延伸母材候補と、当該第二の延伸母材候補に対応する複数の第二目標外径値候補とが設定されており、
前記ガラス母材において異常部の後に延伸される残りの部分の体積に応じて、複数の前記第二目標外径値候補の中から前記第二目標外径値を選択するステップを含む、
請求項４または請求項５に記載のガラス母材の延伸方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ガラス母材の延伸方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、光ファイバ用ガラス母材を加熱しながら延伸するガラス母材の延伸方法を開示している。ガラス母材を加熱しながら、ガラス母材の両端を把持する上部チャックと下部チャックを異なる速度で移動させることにより、ガラス母材の延伸体が形成される。形成された延伸体は、複数の延伸母材に分割される。

【0003】

特許文献２は、光ファイバ用ガラス母材を加熱しながら延伸するガラス母材の延伸方法を開示している。ガラス母材を加熱しながら、ガラス母材の引き下げ速度と延伸されたプリフォームの引き取り速度を制御することにより、ガラス母材の延伸体が形成される。形成された延伸体は、複数の延伸母材に分割される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０－８７３３８号公報

【特許文献2】特開２００６－１９３３９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ガラス母材の製造ばらつきや、ガラス母材または延伸体において発生する異常部などにより、延伸体から得られる延伸母材が所定の長さよりも短くなったり、延伸体の余り部分が多くなったりして、歩留まりが低下する場合がある。

【0006】

本開示の目的は、ガラス母材から複数の延伸母材を形成する場合に歩留まりの低下を抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示のガラス母材の延伸方法は、
ガラス母材を加熱しながら延伸することにより、複数の延伸母材が得られる延伸体を形成するガラス母材の延伸方法であって、
前記ガラス母材の延伸中に、前記ガラス母材の外径を測定し、外径測定値が目標外径値と一致するよう制御するステップと、
前記ガラス母材の延伸中に、前記目標外径値を、第一の外径を有する第一の延伸母材に対応する第一目標外径値から前記第一の外径とは異なる第二の外径を有する第二の延伸母材に対応する第二目標外径値に変更するステップと、
を含む。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、ガラス母材から複数の延伸母材を形成する場合に歩留まりの低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本実施形態に係るガラス母材の延伸装置の構成を例示す図である。

【図2】図２は、図１の延伸装置により形成される延伸体と、延伸体から分割される延伸母材を説明するための図である。

【図3】図３は、一つの目標外径値に基づいて形成される延伸体と、延伸体から分割される延伸母材を説明するための図である。

【図4】図４は、第二の延伸母材候補のテーブルを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
本開示のガラス母材の延伸方法は、
（１）ガラス母材を加熱しながら延伸することにより、複数の延伸母材が得られる延伸体を形成するガラス母材の延伸方法であって、
前記ガラス母材の延伸中に、前記ガラス母材の外径を測定し、外径測定値が目標外径値と一致するよう制御するステップと、
前記ガラス母材の延伸中に、前記目標外径値を、第一の外径を有する第一の延伸母材に対応する第一目標外径値から前記第一の外径とは異なる第二の外径を有する第二の延伸母材に対応する第二目標外径値に変更するステップと、
を含む。

【0011】

上記方法によれば、ガラス母材を延伸して形成される延伸体は、長手方向に一定の外径ではなく、複数の異なる外径の延伸母材に対応して、長手方向に複数の外径を有するように形成される。これにより、延伸体から複数の異なる外径を有する延伸母材を得ることができるので、複数の同一の外径を有する延伸母材を得る場合に比べて、延伸母材が所定の長さよりも短くなったり延伸体の余り部分が長くなったりすることを抑制できる。したがって、延伸体や延伸母材の廃棄量の増加を抑制し、歩留まりの低下を抑制することができる。また、延伸母材が光ファイバ用母材として使用される場合に線引き効率の低下を抑制できる。

【0012】

（２）上記（１）において、前記ガラス母材の延伸を開始する前に前記ガラス母材の状態を確認するステップを含み、
延伸前の前記ガラス母材に異常部が確認された場合、前記目標外径値を変更するステップにおいて、前記異常部の位置に基づいて前記目標外径値を変更してもよい。

【0013】

上記方法によれば、延伸されるガラス母材に存在する異常部の位置に基づいて、延伸体の外径を変化させることにより、ガラス母材から形成される延伸体の異常部により延伸母材が所定の長さよりも短くなったり延伸体の余り部分が長くなったりすることを抑制できる。

【0014】

（３）上記（２）において、前記目標外径値を変更するステップにおいて、前記ガラス母材から形成される延伸体の有効部から、第一の長さを有する前記第一の延伸母材と第二の長さを有する前記第二の延伸母材が得られるように、前記目標外径値を変更してもよい。

【0015】

上記方法によれば、延伸体から所望の長さの第一の延伸母材と第二の延伸母材を得ることができ、また、延伸体の余り部分の発生を抑制できる。

【0016】

（４）上記（１）において、前記ガラス母材の延伸中に前記ガラス母材の状態を確認するステップを含み、
延伸中の前記ガラス母材に異常部が確認された場合、前記目標外径値を変更するステップにおいて、前記異常部の位置に基づいて前記目標外径値を変更してもよい。

【0017】

上記方法によれば、延伸中にガラス母材に異常が発生した場合でも、延伸中のガラス母材に存在する異常部の位置に基づいて延伸体の外径を変化させることにより、延伸体の異常部により延伸母材が所定の長さよりも短くなったり延伸体の余り部分が長くなったりすることを抑制できる。

【0018】

（５）上記（４）において、前記目標外径値を変更するステップにおいて、延伸中の前記ガラス母材の前記異常部の後に形成される延伸体の有効部から、第一の長さを有する前記第一の延伸母材と第二の長さを有する前記第二の延伸母材が得られるように、前記目標外径値を変更してもよい。

【0019】

上記方法によれば、延伸体の異常部よりも後ろの部分から所望の長さの第一の延伸母材と第二の延伸母材を得ることができ、また、延伸体の余り部分の発生を抑制できる。

【0020】

（６）上記（４）または（５）において、複数の外径の異なる第二の延伸母材候補と、当該第二の延伸母材候補に対応する複数の第二目標外径値候補とが設定されており、
前記ガラス母材において異常部の後に延伸される残りの部分の体積に応じて、複数の前記第二目標外径値候補の中から前記第二目標外径値を選択するステップを含んでもよい。

【0021】

上記の方法によれば、ガラス母材において異常部の後に延伸される残りの部分の体積に応じて、より適切な第二目標外径値を使用できる。これにより、延伸体や延伸母材の廃棄量の増加を防ぎ、歩留まりを向上させることができる。

【0022】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係るガラス母材の延伸方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、以下の説明に用いられる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

【0023】

（ガラス母材の延伸装置）
図１は、本実施形態に係るガラス母材Ｇの延伸装置１の構成を示す概略図である。図２は、延伸装置１により形成される延伸体Ｇ１および延伸体Ｇ１から得られる延伸母材Ｇ２を示す模式図である。

【0024】

延伸装置１は、ガラス母材Ｇを加熱しながら延伸することにより、当該ガラス母材Ｇの径よりも小さい径を有する延伸体Ｇ１を形成するように構成されている。延伸装置１により形成された延伸体Ｇ１は、図２に例示されるように、所定の位置で分割される。これにより、複数の延伸母材Ｇ２が得られる。本例においては、延伸体Ｇ１から三つの延伸母材Ｇ２が得られる。ガラス母材Ｇは、例えば光ファイバのコア用のガラス母材であり、延伸体Ｇ１から分割された延伸母材Ｇ２は、光ファイバのコアとして使用される。

【0025】

図１に例示されるように、延伸装置１は、加熱炉１１、上部チャック１２、下部チャック１３、第一外径測定装置１４、第二外径測定装置１５、および制御装置１６を備えている。

【0026】

加熱炉１１は、円筒状の炉心管１１１とリング状のヒータ１１２を有している。ヒータ１１２は、炉心管１１１の外周を囲むように配置されている。

【0027】

上部チャック１２は、ガラス母材Ｇの上端に連結されている支持ロッドＲ１を把持するように構成されている。上部チャック１２は、上下移動機構（図示省略）によって昇降可能に設けられている。上部チャック１２は、ガラス母材Ｇの延伸が開始されると、加熱炉１１のヒータ１１２の加熱領域に向けて（図１において下方向）移動し、ガラス母材Ｇを加熱炉１１に送り込む。

【0028】

下部チャック１３は、ガラス母材Ｇの下端に連結されている支持ロッドＲ２を把持するように構成されている。下部チャック１３は、上下移動機構（図示省略）によって昇降可能に設けられている。下部チャック１３は、ガラス母材Ｇの延伸が開始されると、上部チャック１２よりも速い速度で下方に向けて移動し、ガラス母材Ｇから延伸された延伸体Ｇ１を引き取る。

【0029】

第一外径測定装置１４は、延伸中のガラス母材Ｇの外径を測定するように構成されている。第一外径測定装置１４は、例えばレーザ光を用いてガラス母材Ｇの外径を所定間隔ごとに測定する。本例においては、第一外径測定装置１４は、ヒータ１１２の下方に配置されており、ガラス母材Ｇにおいてヒータ１１２から出た直後の外径が大きく変動している部分の外径を測定するように構成されている。

【0030】

第二外径測定装置１５は、ガラス母材Ｇから延伸された延伸体Ｇ１の外径を測定するように構成されている。第二外径測定装置１５は、例えばレーザ光を用いて延伸体Ｇ１の外径を所定間隔ごとに測定する。本例においては、第二外径測定装置１５は、加熱炉１１の下方に配置されており、加熱炉１１から出た延伸体Ｇ１の外径を測定するように構成されている。なお、第二外径測定装置１５が配置される場所は、図１の場所に限定されない。例えば、第二外径測定装置１５は、ヒータ１１２の下方に配置され、ガラス母材Ｇの外径変動が大きい部分の外径を測定するように配置されてもよい。

【0031】

制御装置１６は、加熱炉１１、上部チャック１２、下部チャック１３、第一外径測定装置１４、および第二外径測定装置１５に電気的に接続されている。制御装置１６は、第一外径測定装置１４により取得されたガラス母材Ｇの外径の測定値に基づいて、外径測定値が目標外径値と一致するように、上部チャック１２または下部チャック１３の移動速度を制御するように構成されている。目標外径値は、延伸体Ｇ１から取得される延伸母材Ｇ２の外径に応じて適宜設定される。本例においては、ヒータ１１２から出た直後のガラス母材Ｇの外径が測定されているので、目標外径値は、延伸母材Ｇ２の外径よりも大きな値に設定される。

【0032】

また、制御装置１６は、ガラス母材Ｇの延伸中に、目標外径値を第一目標外径値から第二目標外径値に変更させるように構成されている。

【0033】

第一目標外径値は、図２に例示されるように、第一の外径Ｄ１を有する第一の延伸母材Ｇ２１に対応する目標外径値である。第二目標外径値は、第一の外径Ｄ１とは異なる第二の外径Ｄ２を有する第二の延伸母材Ｇ２２に対応する目標外径値である。例えば、第一の外径Ｄ１は第二の外径Ｄ２よりも大きく、第一目標外径値は第二目標外径値よりも大きな値に設定される。第一の延伸母材Ｇ２１と第二の延伸母材Ｇ２２は、異なる種類の延伸母材Ｇ２でありうる。あるいは、第一の延伸母材Ｇ２１と第二の延伸母材Ｇ２２は、同一種類の延伸母材Ｇ２であり、公差の範囲内の異なる外径の延伸母材Ｇ２でありうる。

【0034】

本例においては、制御装置１６は、第二外径測定装置１５により取得された延伸体Ｇ１の外径の測定値に基づいて意図しない外径変動が生じていると判断すると、延伸体Ｇ１の外径変動が生じている部分（以下、外径変動部と称する）の位置に基づいて、目標外径値を第二目標外径値に変更するタイミングを決定する。そして、制御装置１６は、目標外径値を第二目標外径値に変更すると、第二目標外径値に基づいて上部チャック１２または下部チャック１３の移動速度を制御する。ガラス母材Ｇから延伸された延伸体Ｇ１の外径変動部は、延伸中のガラス母材Ｇの異常部の一例である。

【0035】

（ガラス母材の延伸方法）
次に、延伸装置１を用いたガラス母材Ｇの延伸方法について説明する。
まず、上部チャック１２を加熱炉１１のヒータ１１２の加熱領域に向けて移動させて、ガラス母材Ｇを加熱炉１１に送り込む。そして、ガラス母材Ｇがヒータ１１２によって加熱されて軟化されると、下部チャック１３を上部チャック１２よりも速い速度で下方に向けて移動させる。これにより、図１に例示されるように、加熱炉１１内で軟化されたガラス母材Ｇの軟化部分が下方に延伸されて、延伸体Ｇ１が得られる。

【0036】

上部チャック１２と下部チャック１３の移動速度は、ガラス母材Ｇの外径測定値が目標外径値と一致するよう制御装置１６により制御される。例えば、ガラス母材Ｇの外径測定値が目標外径値よりも大きい場合は、延伸されているガラス母材Ｇの外径が細くなるように、上部チャック１２の移動速度が下げられる、または、下部チャック１３の移動速度が上げられる。

【0037】

目標外径値は、ガラス母材Ｇの延伸開始時は、第一目標外径値に設定されている。そして、ガラス母材Ｇの延伸中に、目標外径値は、第一目標外径値から第二目標外径値に変更される。本例においては、第二外径測定装置１５から取得した延伸体Ｇ１の外径測定値に基づいて延伸体Ｇ１に意図しない外径変動が発生したと判断された場合、延伸体Ｇ１の外径変動部の位置に基づいて、目標外径値が第二目標外径値に変更される。

【0038】

例えば、制御装置１６は、第二外径測定装置１５により測定された延伸体Ｇ１の外径測定値が所定の閾値よりも大きいと判断すると、延伸体Ｇ１において意図しない外径変動が発生したと判断する。なお、閾値は、延伸体Ｇ１から取得される延伸母材Ｇ２の外径の値に基づいて適宜設定される。

【0039】

制御装置１６は、延伸体Ｇ１において外径変動が発生したと判断されると、延伸体Ｇ１における外径変動部の位置に基づいて、外径変動部の後に延伸されるガラス母材Ｇの残りの部分の体積を算出する。外径変動部の後に延伸されるガラス母材Ｇの残りの部分の体積は、ガラス母材Ｇの体積、延伸体Ｇ１における外径変動部の位置、上部チャック２と下部チャック３の移動速度などから、算出されうる。

【0040】

続いて、制御装置１６は、算出されたガラス母材Ｇの延伸される残りの部分の体積に基づいて、当該部分から取得可能な第一の延伸母材Ｇ２１の本数と第二の延伸母材Ｇ２２の本数を判断する。本例においては、図２に示されるように、延伸体Ｇ１の外径変動部Ａ１よりも後ろの部分から第一の長さＬ１を有する第一の延伸母材Ｇ２１と第二の長さＬ２を有する第二の延伸母材Ｇ２２がそれぞれ１本ずつ取得できると判断される。

【0041】

続いて、制御装置１６は、延伸体Ｇ１における第一の延伸母材Ｇ２１と第二の延伸母材Ｇ２２の分割位置に基づいて、目標外径値を第二目標外径値に変更する。これにより、ガラス母材Ｇから、長手方向に沿って第一の延伸母材Ｇ２１の第一の外径Ｄ１と第二の延伸母材Ｇ２２の第二の外径Ｄ２に対応する二つの異なる外径を有する延伸体Ｇ１が形成される。

【0042】

このように形成された延伸体Ｇ１の有効部から第一の延伸母材Ｇ２１と第二の延伸母材Ｇ２２が取得される。本例においては、図２に示されるように、延伸体Ｇ１の有効部から第一の長さＬ１を有する２本の第一の延伸母材Ｇ２１と第二の長さＬ２を有する１本の第二の延伸母材Ｇ２２が取得される。なお、本明細書において用いられる「延伸体Ｇ１の有効部」という用語は、延伸母材Ｇ２とはなり得ない不良部を除いた部分である。不良部には、外径変動部Ａ１などの異常部に加えて、延伸開始時に最初に引き伸ばされた先端部分Ａ２や目標外径値の変更により外径変動が生じた部分Ａ３などが含まれる。

【0043】

ところで、例えば図３に示されるように複数の同一の外径を有する延伸母材Ｇ２を取得するために一つの目標外径値のみに基づいてガラス母材Ｇの外径が制御される場合、延伸中のガラス母材Ｇに意図しない外径変動が生じると、一部の延伸母材Ｇ２が所定の長さより短くなったり、延伸体Ｇ１の余り部分が長くなってしまう。本例においては、延伸体Ｇ１から取得された３本の第一の外径Ｄ１を有する第一の延伸母材Ｇ２１のうち、延伸体Ｇ１の後端部から取得された第一の延伸母材Ｇ２１の長さが第一の長さＬ１の７割の長さとなる。

【0044】

このように延伸母材Ｇ２の長さが短いと、例えば光ファイバの線引き工程において光ファイバ用母材を交換する頻度が高くなり線引きの効率が低下したり、光ファイバの線引き工程で使用されずに廃棄されてしまったりする。あるいは、長さが短すぎて延伸母材Ｇ２として取り出せなくなり延伸体Ｇ１の余り部分が長くなる。これにより、延伸体Ｇ１や延伸母材Ｇ２の廃棄量が増加し、歩留まりが低下する。

【0045】

これに対して、本実施形態に係るガラス母材Ｇの延伸方法によれば、延伸中のガラス母材Ｇにおける外径変動部Ａ１の位置に基づいて、目標外径値が第一目標外径値から第二目標外径値に変更される。これにより、図２に例示されるように、延伸体Ｇ１から複数の異なる外径を有する十分な長さの複数の延伸母材Ｇ２を得ることができる。したがって、複数の同一の外径を有する延伸母材Ｇ２を得る場合に比べて、延伸母材Ｇ２が所定の長さよりも短くなったり延伸体の余り部分が長くなったりすることを抑制できる。これにより、延伸体Ｇ１や延伸母材Ｇ２の廃棄量の増加を抑制し、歩留まりの低下を抑制することができる。また、光ファイバの線引き工程における線引き効率の低下を抑制できる。

【0046】

また、本実施形態においては、第二外径測定装置１５を用いて延伸中のガラス母材Ｇにおいて発生する外径変動を検出し、外径変動部Ａ１の位置に基づいて、目標外径値を第二目標外径値に変更している。これにより、延伸中にガラス母材Ｇに外径変動が発生した場合でも、外径変動部の位置に応じて、延伸体Ｇ１の外径を変化させることにより、延伸体Ｇ１の外径変動部Ａ１により延伸母材Ｇ２が所定の長さよりも短くなったり延伸体Ｇ１の余り部分が長くなったりすることを抑制できる。

【0047】

また、本実施形態においては、延伸中のガラス母材Ｇの外径変動部Ａ１よりも後に形成される延伸体Ｇ１の有効部から第一の長さＬ１を有する第一の延伸母材Ｇ２１と第二の長さＬ２を有する第二の延伸母材Ｇ２２が得られるように、目標外径値が変更されている。これにより、延伸体Ｇ１から所望の長さの第一の延伸母材Ｇ２１と第二の延伸母材Ｇ２２を得ることができ、また、延伸体Ｇ１の余り部分の発生を抑制できる。

【0048】

なお、延伸体Ｇ１の有効部から得られる第一の延伸母材Ｇ２１と第二の延伸母材Ｇ２２はそれぞれ第一の長さＬ１と第二の長さＬ２ではなく、第一の長さＬ１と第二の長さＬ２の所定の範囲内の長さを有するように、目標外径値が変更されてもよい。所定の範囲内とは、例えば、第一の長さＬ１と第二の長さＬ２のそれぞれ±１０％の範囲である。この場合でも十分な長さの第一の延伸母材Ｇ２１と第二の延伸母材Ｇ２２を得ることができる。

【0049】

また、本実施形態においては、延伸中のガラス母材Ｇに発生する異常として、第二外径測定装置１５により延伸中のガラス母材Ｇの外径変動が検出されている。しかしながら、本明細書において用いられる「異常部」という用語は、外径変動が生じた部分に加えて、気泡が発生した部分などを含む。例えば、第二外径測定装置１５に加えてあるいは代えて、加熱炉１１の下方にカメラを配置し、カメラを用いて延伸中のガラス母材Ｇが撮像されてもよい。そして、撮像された画像に基づいて延伸中のガラス母材Ｇに気泡が検出された場合には、延伸中のガラス母材Ｇに異常が発生したと判断してもよい。

【0050】

また、本実施形態において、第二の延伸母材Ｇ２２は、ガラス母材Ｇにおいて異常部の後に延伸される残りの部分の体積に応じて、複数の第二の延伸母材の候補の中から選択されてもよい。例えば図４に示されるように、制御装置１６の記憶部（不図示）には、それぞれ異なる外径と長さを有する第二の延伸母材の候補１～候補３と、該第二の延伸母材の候補に対応する複数の第二目標外径値の候補とを含むテーブルが記憶されている。制御装置１６は、ガラス母材Ｇにおいて延伸される残りの部分の体積に応じて、複数の第二目標外径値候補の中から第二目標外径値を選択してもよい。

【0051】

具体的には、まず、制御装置１６は、第二の延伸母材の候補１～候補３のうちのいずれかの候補を第二の延伸母材として選択し、目標外径値を選択した第二の延伸母材に対応する第二目標外径値に変更してガラス母材Ｇにおいて延伸される残りの部分のすべてを延伸する場合に、当該部分から得られる延伸体Ｇ１から取得される第二の延伸母材の端数が０．１以内になるかを判定する（第一ステップ）。そして、制御装置１６は、候補１～候補３のうちのいれかの候補を第二の延伸母材として選択するときの第二の延伸母材の端数が０．１以内になると判定すると、その候補を第二の延伸母材として選択する。なお、本例においては、端数が０．１以内であるかを判定しているが、端数の判定基準の値は０．１には限定されない。

【0052】

一方、制御装置１６は、候補１～候補３のいずれかを第二の延伸母材として選択しても第二の延伸母材の端数が０．１以内にならないと判定すると、候補１から候補３の全ての本数の組み合わせで延伸母材の体積を計算する。そして、延伸母材の合計体積とガラス母材Ｇの延伸される残りの部分の体積との差が最も小さくなる候補の組み合わせを求めて、その候補の組み合わせを第二の延伸母材として選択する（第二ステップ）。すなわち、この場合、第二の延伸母材は、外径が異なる複数の第二の延伸母材を含み、第二目標外径値は、外径値が異なる複数の第二目標外径値を含む。制御装置１６は、延伸体Ｇ１において外径が異なる第二の延伸母材Ｇ２２，Ｇ２２間の分割位置に基づいて、目標外径値を対応する第二目標外径値に変更する。

【0053】

例えば、第二の延伸母材の候補１～候補３が下記の表１に示される外径および長さを有しており、ガラス母材において延伸される残りの部分の体積が３１８２ｃｍ^３である場合、第一ステップにおいて、制御装置１６は、候補１～候補３のいずれを第二の延伸母材として選択しても端数が０．１以内にならないと判定する。

【0054】

【表1】

【0055】

具体的には、候補１を第二の延伸母材として選択すると、ガラス母材において延伸される残りの部分から取得可能な第二の延伸母材の本数は４．５０本となり、端数は０．１以内とはならない。また、候補２を第二の延伸母材として選択すると、ガラス母材において延伸される残りの部分から取得可能な第二の延伸母材の本数は６．４８本となり、端数は０．１以内とはならない。また、候補３を第二の延伸母材として選択すると、ガラス母材において延伸される残りの部分から取得可能な第二の延伸母材の本数は１０．１３本となり、端数は０．１以内とはならない。

【0056】

次に、第二ステップにおいて、制御装置１６は、各候補の取り得る本数の範囲を求める。下限は０本とし、上限は第一ステップで求めた本数を超えない範囲で最も近い整数となる本数とする。具体的には、候補１の取り得る本数は０本～４本であり、候補２の取り得る本数は０本～６本であり、候補３の取り得る本数は０本～１０本となる。

【0057】

続いて、制御装置１６は、各候補の取り得る本数の範囲内において、すべての本数の組み合わせについて延伸母材の合計体積を求め、ガラス母材において延伸される残りの部分の体積に最も近い組み合わせを求める。そして、制御装置１６は、その候補の組み合わせを第二の延伸母材として選択する。

【0058】

具体的には、表２、表４、表６、表８、表１０は、候補１から候補３すべての本数の組み合わせについて算出された延伸母材の合計体積を示している。表３、表５、表７、表９、表１１は、延伸母材の合計体積とガラス母材において延伸される残りの部分の体積との差分を示している。

【0059】

【表2】

【0060】

【表3】

【0061】

【表4】

【0062】

【表5】

【0063】

【表6】

【0064】

【表7】

【0065】

【表8】

【0066】

【表9】

【0067】

【表10】

【0068】

【表11】

【0069】

表３から、候補１が０本の場合、候補２が２本であり候補３が７本であるときに、延伸母材の合計体積とガラス母材の体積との差分が最小値（１ｃｍ^３）となる。表５から、候補１が１本の場合、候補２が５本であり候補３が０本であるときに、延伸母材の合計体積とガラス母材の体積との差分が最小値（２１ｃｍ^３）となる。表７から、候補１が２本の場合、候補２が３本であり候補３が１本であるときに、延伸母材の合計体積とガラス母材の体積との差分が最小値（１９ｃｍ^３）となる。表９から、候補１が３本の場合、候補２が１本であり候補３が２本であるときに、延伸母材の合計体積とガラス母材の体積との差分が最小値（５８ｃｍ^３）となる。表１１から、候補１が４本の場合、候補２が０本であり候補３が１本であるときに、延伸母材の合計体積とガラス母材の体積との差分が最小値（４０ｃｍ^３）となる。

【0070】

したがって、候補１が０本、候補２が２本、候補３が７本の組み合わせの延伸母材の合計体積が最もガラス母材の体積に近くなるので、制御装置１６は、その候補の組み合わせを第二の延伸母材として選択する。

【0071】

なお、第二ステップにおいては、制御装置１６は、延伸母材の合計体積とガラス母材の延伸される残りの部分の体積との差分が最も小さくなる候補の組み合わせを、第二の延伸母材として選択している。しかしながら、制御装置１６は、候補１を優先する場合は、候補１が最大本数である場合の組み合わせにおいて、延伸母材の合計体積とガラス母材Ｇの延伸される残りの部分の体積との差分が候補２または候補３の体積の０．１倍以内となれば、その組み合わせを、第二の延伸母材として選択するように構成されてもよい。

【0072】

また、制御装置１６は、候補１が最大本数である場合の組み合わせにおいて、延伸母材の合計体積とガラス母材Ｇの延伸される残りの部分の体積との差分が候補２または候補３の体積の０．１倍以内とならない場合は、候補１の本数を最大本数から１本ずつ少なくした場合の組み合わせにおいて、延伸母材の合計体積とガラス母材Ｇの延伸される残りの部分の体積との差分が候補２または候補３の体積の０．１倍になるかを判定する処理を繰り返すように構成されてもよい。そして、制御装置１６は、延伸母材の合計体積とガラス母材Ｇの延伸される残りの部分の体積との差分が候補２または候補３の体積の０．１倍になる場合の組み合わせを、第二の延伸母材として選択するように構成されうる。

【0073】

例えば、候補１が４本の場合において、延伸母材の合計体積とガラス母材の体積との差分の最小値は４０ｃｍ^３であり、候補３の体積の０．１倍である３１ｃｍ^３より大きいので、「候補２または候補３の体積の０．１倍以内」の要件を満たさない。

【0074】

次に、候補１が３本の場合において、延伸母材の合計体積とガラス母材の体積との差分の最小値は５８ｃｍ^３であり、候補２の体積の０．１倍である４９ｃｍ^３および候補３の体積の０．１倍である３１ｃｍ^３のいずれより大きいので、「候補２または候補３の体積の０．１倍以内」の要件を満たさない。

【0075】

次に、候補１が２本の場合において、延伸母材の合計体積とガラス母材の体積との差分の最小値は１９ｃｍ^３であり、候補２の体積の０．１倍である４９ｃｍ^３および候補３の体積の０．１倍である３１ｃｍ^３のいずれより小さいので、「候補２または候補３の体積の０．１倍以内」の要件を満たす。したがって、制御装置１６は、延伸母材の合計体積とガラス母材の体積との差分が１９ｃｍ^３となる候補の組み合わせ（候補１が２本、候補２が３本、候補３が１本）を第二の延伸母材として選択する。

【0076】

このような方法によれば、ガラス母材Ｇの延伸される残りの部分の体積に応じて、より適切な第二目標外径値を使用できる。これにより、延伸体Ｇ１や延伸母材Ｇ２の廃棄量の増加を防ぎ、歩留まりを向上させることができる。

【0077】

なお、本例においては、ガラス母材Ｇにおいて延伸される残りの部分から、第二の延伸母材の候補１～候補３から選択された一つまたは複数の第二の延伸母材を取得している。しかしながら、ガラス母材Ｇにおいて延伸される残りの部分から、第一の延伸母材と選択された一つまたは複数の第二の延伸母材を取得するように構成されてもよい。この場合、制御装置１６は、例えば、第二ステップにおいて、第一の延伸母材と第二の延伸母材の候補１から候補３との組み合わせで延伸母材の体積を計算し、延伸母材の合計体積とガラス母材Ｇの延伸される残りの部分の体積との差分に基づいて、第一の延伸母材と第二の延伸母材の組み合わせを決定するように構成されてもよい。

【0078】

また、本実施形態においては、延伸中のガラス母材Ｇの状態が確認され、延伸中のガラス母材Ｇの異常部に基づいて目標外径値が変更されている。しかしながら、ガラス母材Ｇの延伸を開始する前にガラス母材Ｇの状態を確認し、ガラス母材Ｇに気泡などの異常が確認された場合、ガラス母材Ｇの異常部に基づいて目標外径値が変更されてもよい。

【0079】

例えば、延伸前のガラス母材Ｇをカメラにより撮像し、撮像された画像から気泡が検出される。あるいは、ガラス母材Ｇを作業者が目視することにより気泡が検出されてもよい。このガラス母材Ｇの気泡の位置に基づいて、当該ガラス母材Ｇから形成される延伸体Ｇ１における気泡の位置が予測される。ガラス母材Ｇの延伸を開始すると、予測された延伸体Ｇ１における気泡の位置に基づいて目標外径値が第一目標外径値から第二目標外径値に変更される。

【0080】

好ましくは、目標外径値は、ガラス母材Ｇから延伸されて形成される延伸体Ｇ１の有効部から、第一の長さＬ１を有する第一の延伸母材Ｇ２１と第二の長さＬ２を有する第二の延伸母材Ｇ２２が得られるように、変更される。あるいは、延伸体Ｇ１から得られる第一の延伸母材Ｇ２１と第二の延伸母材Ｇ２２がそれぞれ第一の長さＬ１と第二の長さＬ２の所定の範囲内の長さを有するように、目標外径値が変更されてもよい。所定の範囲内とは、例えば、第一の長さＬ１と第二の長さＬ２のそれぞれ±１０％の範囲である。

【0081】

延伸前のガラス母材Ｇに気泡などの異常部が存在する場合には、当該ガラス母材Ｇを延伸して形成される延伸体Ｇ１にも異常部が残った状態となる。したがって、延伸されるガラス母材Ｇの異常部の位置に基づいて目標外径値を変更することにより、ガラス母材Ｇから形成される延伸体Ｇ１の異常部により延伸母材Ｇ２が所定の長さよりも短くなったり延伸体Ｇ１の余り部分が長くなったりすることを抑制できる。

【0082】

また、延伸体Ｇ１の有効部から、第一の長さＬ１を有する第一の延伸母材Ｇ２１と第二の長さＬ２を有する第二の延伸母材Ｇ２２が得られるように目標外径値を変更することにより、延伸体Ｇ１から所望の長さの第一の延伸母材Ｇ２１と第二の延伸母材Ｇ２２を得ることができ、また、延伸体Ｇ１の余り部分の発生を抑制できる。

【0083】

なお、延伸前のガラス母材Ｇの異常部に基づいて異常部の前に延伸体Ｇ１の外径が変化するように目標外径値を変更する場合には、ガラス母材Ｇの異常部の位置に応じて、異常部よりも前の部分の延伸体Ｇ１を形成している途中に変更されてもよく、さらに必要に応じて、異常部の後に目標外径値を第二外径目標値から第一外径目標値に変更してもよい。

【0084】

また、延伸前のガラス母材Ｇの異常部よりも前の部分のガラス母材Ｇの体積あるいは異常部よりも後の部分のガラス母材Ｇの体積に応じて、複数の第二の延伸母材の候補の中から第二の延伸母材が選択されてもよい。

【0085】

上述した制御装置１６は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含んで構成されるコンピュータを備える。マイクロプロセッサ等の演算処理部は、上述した処理の一部または全部を含むコンピュータプログラムを、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部からそれぞれ読み出して実行する。これら複数の装置のコンピュータプログラムは、それぞれ、外部のサーバ装置等からインストールすることができる。また、これら複数の装置のコンピュータプログラムは、それぞれ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等の記録媒体に格納された状態で流通する。

【0086】

以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。

【0087】

上記の実施形態では、第一外径測定装置１４は、ヒータ１１２から出た直後のガラス母材Ｇの外径を測定している。しかしながら、例えば、第一外径測定装置１４は、加熱炉１１から出る直前または直後のガラス母材Ｇの外径を測定してもよい。あるいは、第一外径測定装置１４は、ガラス母材Ｇから延伸された延伸体Ｇ１の外径を測定するように配置されてもよい。なお、本実施形態のように、ヒータ１１２から出た直後のガラス母材Ｇの外径測定値に基づいて上部チャック１２と下部チャック１３の移動速度が制御される場合には、移動速度の変化が即座に延伸体Ｇ１の外径の変化となって表れるため、遅れ時間が小さく延伸体Ｇ１の外径の制御を比較的容易に行うことができる。

【0088】

上記の実施形態では、延伸前のガラス母材Ｇまたは延伸中のガラス母材Ｇに異常部がある場合に目標外径値を変更する例について述べた。しかしながら、例えば製造上のばらつきによりガラス母材Ｇの形状が所定の形状よりも大きいまたは小さい場合に目標外径値が変更されてもよい。あるいは、延伸体Ｇ１の先端部分Ａ２の体積が想定よりも大きくなった場合に目標外径値が変更されてもよい。このような場合でも同様に歩留まりの低下を抑制することができる。

【0089】

上記の実施形態では、制御装置１６により目標外径値の変更処理が行われている。しかしながら、目標外径値の変更処理の少なくとも一部は、作業者により行われてもよい。例えば、ガラス母材Ｇの残りの部分の体積の算出、取得可能な第一の延伸母材Ｇ２１の本数と第二の延伸母材Ｇ２２の本数の判断、第二目標外径値候補からの第二目標外径値の選択などは作業者により行われてもよい。この場合、制御装置１６は、入力装置（不図示）を介して作業者から算出結果や選択結果の入力を受け付けるように構成されうる。

【0090】

上記の実施形態では、延伸体Ｇ１から３本の延伸母材Ｇ２を得る場合について述べている。しかしながら、延伸体Ｇ１から２本の延伸母材Ｇ２が取得されてもよく、あるいは、４本以上の延伸母材Ｇ２が取得されてもよい。また、延伸体Ｇ１から取得できる第一の延伸母材Ｇ２１の本数と第二の延伸母材Ｇ２２の本数も適宜変更可能である。

【0091】

上記の実施形態では、ガラス母材Ｇの一例として、光ファイバのコア用のガラス母材を挙げている。しかしながら、ガラス母材Ｇは、例えば、コアとクラッドからなる光ファイバ用のガラス母材でもよい。

【符号の説明】

【0092】

１：延伸装置
１１：加熱炉
１１１：炉心管
１１２：ヒータ
１２：上部チャック
１３：下部チャック
１４：第一外径測定装置
１５：第二外径測定装置
１６：制御装置
Ａ１：外径変動部
Ａ２：先端部分
Ａ３：外径変動が生じた部分
Ｄ１：第一の外径
Ｄ２：第二の外径
Ｇ：ガラス母材
Ｇ１：延伸体
Ｇ２：延伸母材
Ｇ２１：第一の延伸母材
Ｇ２２：第二の延伸母材
Ｌ１：第一の長さ
Ｌ２：第二の長さ
Ｒ１：支持ロッド
Ｒ２：支持ロッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】