JP2012051757A - 光ファイバ線引き方法および線引き装置 - Google Patents

Abstract

【課題】線引き直後の光ファイバの径方向の位置を効果的に移動制御することが可能な光ファイバ線引き方法とそのための線引き装置を提供する。
【解決手段】光ファイバ母材５を加熱溶融させて光ファイバ７を線引きする光ファイバ線引き方法であって、ファイバ位置検出装置により光ファイバの径方向位置を検出し、線引き直後の光ファイバ７を強制冷却する冷却装置４の前段に設置したファイバ位置制御装置１１により、光ファイバに径方向外側から気体を吹き付けることにより光ファイバの径方向位置を所定の位置に制御する。なお、前記の気体の吹き付けは、光ファイバの外周円上の６箇所以上の気体噴射口からファイバに向けて行なうことが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ母材を加熱溶融させて光ファイバを線引きする光ファイバ線引き方法およびそのための線引き装置に関する。

光ファイバの線引きは、通常、光ファイバ母材を線引き炉内に吊下げ支持し、炉心管の外側に配した加熱ヒータにより母材先端部分を加熱溶融して、溶融により垂下した光ファイバを下方に引出すことにより実施される。光ファイバ母材は、光ファイバの線引きの進行にしたがって所定の速度で炉内に徐々に送り込まれる（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００４−１６８５７１号公報 特開２００６−３４２０３０号公報

実際の光ファイバ母材は、曲がっていたり、真円でなかったり、軸方向で母材径が変化しているなどの場合がある。このような曲がりや外径変動があると、線引き中の光ファイバの位置が変動し、中心位置からずれることがある。線引き後の光ファイバは、保護被覆を施す前に冷却装置により強制冷却されるが、この冷却装置内には、ヘリウムガス等の冷却ガスが入れられていて、内部の冷却ガスが外に漏れないように、光ファイバが挿通される導入口も小さくされている。したがって、線引きされた光ファイバが所定の位置からずれていると、冷却装置の導入口に接触してファイバ強度が低下する虞があり、また、光ファイバの保護被覆に偏肉が生じやすくなるという問題がある。

このため、例えば、上記特許文献１に開示のように、光ファイバ母材の位置等を検出して、光ファイバ母材の軸方向に対して直交する方向に移動制御することが行なわれている。しかしながら、光ファイバ母材を線引き炉の中心からずらしていくと、母材の位置制御の範囲を逸脱してしまい、母材が炉体に衝突してしまうことがある。

また、特許文献２に開示のように、光ファイバ母材を線引き炉の上端の開口から直接炉体内に挿入し、炉体内への空気の巻き込みや、炉内ガスの漏出を防ぐシールを、線引き炉体の上端開口部で行なう方法があるが、特にこのようなシールを行う場合は、母材と開口部とのクリアランスを小さくする必要があるため、特許文献１のように光ファイバ母材を径方向に大きく移動させて中心位置の位置ずれを調整・制御することが難しくなる。

本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、線引き直後の光ファイバの径方向の位置を効果的に移動制御することが可能な光ファイバ線引き方法とそのための線引き装置の提供を目的とする。

本発明による光ファイバ線引き方法は、光ファイバ母材を加熱溶融させて光ファイバを線引きする光ファイバ線引き方法であって、ファイバ位置検出装置により光ファイバの径方向位置を検出し、線引き直後の光ファイバを強制冷却する冷却装置の前段に設置したファイバ位置制御装置により、光ファイバに径方向外側から気体を吹き付けることにより光ファイバの径方向位置を所定の位置に制御することを特徴とする。なお、前記の気体を吹き付けは、光ファイバの周方向外側の６箇所以上の気体噴射口からファイバに向けて行うことが好ましい。

また、本発明による光ファイバ線引き装置は、光ファイバ母材を加熱溶融させて光ファイバを線引きする光ファイバ線引き装置であって、線引き直後の光ファイバを強制冷却する冷却装置の前段に、光ファイバの径方向位置を検出するファイバ位置検出装置と、光ファイバに径方向外側から気体を吹き付けて光ファイバの径方向位置を所定の位置に制御するファイバ位置制御装置を備えていることを特徴する。

本発明によれば、線引き直後の光ファイバの位置の検出に基づいて、光ファイバへの周囲からの気体吹付け量を制御することにより、光ファイバの位置を精度よく調整することができる。この結果、強制冷却装置の導入口に光ファイバを接触させることなく挿入案内して光ファイバの強度低下を防止し、また、保護被覆の偏肉発生も抑制することが可能となる。また、光ファイバ母材の位置を制御するわけではないので、母材が炉体にぶつかる心配も無い。

本発明による光ファイバ線引き方法と装置の概略を説明する図である。 本発明に用いるファイバ位置制御の一例を説明する図である。

図により本発明の実施の形態を説明する。本発明による光ファイバ線引き方法および装置は、図１に示すように光ファイバ線引き炉１で線引きされて引出された光ファイバ２を、ファイバ位置検出装置１１でその径方向の位置を検出し、ファイバ位置制御装置１０で位置制御して、冷却装置４に送り出すようにしている。
なお、光ファイバ線引き炉１自体は、光ファイバ母材５を加熱溶融する炉体６内に、炉心管７と加熱ヒータ８を配した一般的な構造のものを用いることができる。

炉体６の上端部６ａには、光ファイバ母材５を挿入する開口が設けられ、この開口と光ファイバ母材５との隙間をシールするシール装置９が配され、炉心管７内への空気の巻き込みや、炉内ガスの漏出を抑制している。光ファイバ母材５は、上端に支持棒５ａが連結され、吊り支持装置（図示せず）により、下方に移動可能に吊り支持される。シール装置９は、光ファイバ母材５の径方向位置や母材径が多少変動してもシール状態を良好に維持される構成のものを用いることができる。なお、光ファイバ母材５は、径方向に移動可能とされていてもよいが、移動可能でなくてもよい。

光ファイバ母材の下端部５ｂは、加熱ヒータ８により加熱溶融されて縮径され、溶融垂下された糸状の光ファイバ２が炉体の下端部６ｂの開口から引出される。炉体の下端部６ｂから引出された光ファイバ２は、ファイバ位置検出装置１１により径方向の位置が検出され、ファイバ位置制御装置１０によりパスラインの所定の位置を通るように位置が制御されて、冷却装置４の導入口４ａに案内される。制御器１２は、ファイバ位置検出装置１１からの位置情報から、最適なファイバ位置を計算し、ファイバ位置制御装置１０に位置制御信号を送信する。

ファイバ位置検出装置１１は、線引きにより引出された光ファイバ２の径方向の偏位を検出するが、光ファイバの外径の検出を兼ねていてもよい。このファイバ位置検出装置１１により検出された光ファイバ２の位置は制御器１２に入力され、ファイバ位置制御装置１０により光ファイバ２がパスラインの所定位置を通るように制御される。この結果、光ファイバ２は、冷却装置４の導入口４ａに接触することなく案内され、冷却装置４内の冷媒等により冷却されて、導出口４ｂにも接触することなく通過させることができる。

冷却装置４で冷却された光ファイバは、被覆形成装置１３により紫外線硬化樹脂等の保護被膜が塗布され、次いで、紫外線照射装置１４により塗布された樹脂が硬化されて、被覆で保護された光ファイバ（光ファイバ素線）３とされる。この光ファイバ素線３はガイドローラ１５を経て、キャプスタンローラ１６により引取られる。キャプスタンローラ１６により引取られた光ファイバ素線３は、ダンサローラ１７、ガイドローラ１８等を経て巻取りボビン１９により巻取られる。

図２は、上述の筒状のファイバ位置制御装置１０を説明する図で、図２（Ａ）は縦方向断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のａ−ａ断面を示す図である。
ファイバ位置制御装置１０は、金属等で円筒状に形成された円筒状部材２０と、該円筒状部材に複数のエアパイプ２１を取付けて構成される。

エアパイプ２１は、円筒状部材２０の、例えば、２〜３箇所（図では上下２箇所）に、複数個を等間隔にして放射状に設けられる。なお、エアパイプ２１の個数は、１箇所で６〜８個程度が好ましく、それぞれのエアパイプ２１に個別に気体が供給されるようにする。なお、エアパイプ２１に供給される気体は、アルゴンガス等の不活性ガスや窒素ガス等であってもよく、通常の空気であってもよい。円筒状部材２０は、定常状態で、その内周面２０ａの中心に光ファイバ２が位置して通過するように設置され、複数のエアパイプ２１の気体噴出口２１ａは、その内周面２０ａ上に等間隔に位置する。

図１において、例えば、光ファイバ母材５が軸方向に多少の曲がりを有し、光ファイバの線引きの進行につれて、引き出される光ファイバ２の径方向の位置が円筒状部材２０からなるファイバ位置制御装置１０の中心位置から変動したとする。この光ファイバ位置の変動量は、ファイバ位置検装置１１により検出され、制御器１２に入力される。制御器１２では、ファイバ位置検出装置１１からの入力データを解析して、光ファイバ２の径方向の変動量と方向を解析し、図２の複数のエアパイプ２１のそれぞれに供給する気体量が算出される。

光ファイバの径方向位置の変動は、円筒状部材２０に放射状に設けられたそれぞれのエアパイプ２１の気体噴射口２１ａから吹き出される異なる量の気体（又は気体噴射速度）により、所定の位置（円筒状部材２０の中心位置）に戻される。この結果、線引き直後の熱せられた状態の光ファイバ２は、冷却装置４の導入口４ａに接触することなく案内され、導出口４ｂにも接触することなく、被覆形成装置１３に送出される。被覆成形装置１３においても、光ファイバ２は、被覆成形装置１３の中心位置を通過して、偏肉のない均一な厚さの保護被覆が施される。また、光ファイバ母材の位置を制御するわけではないので、母材が炉体にぶつかる心配も無い。

１…光ファイバ線引き炉、２…光ファイバ、３…光ファイバ素線、４…冷却装置、４ａ…導入口、４ｂ…導出口、５…光ファイバ母材、５ａ…支持棒、５ｂ…下端部、６…炉体、６ａ…炉体の上端部、６ｂ…炉体の下端部、７…炉心管、８…加熱ヒータ、９…シール装置、１０…ファイバ位置制御装置、１１…ファイバ位置検出装置、１２…制御器、１３…被覆形成装置、１４…紫外線照射装置、１５…ガイドローラ、１６…キャプスタンローラ、１７…ダンサローラ、１８…ガイドローラ、１９…巻取りボビン、２０…円筒状部材、２０ａ…内周面、２１…エアパイプ、２１ａ…気体噴出口。

Claims (3)

1. 光ファイバ母材を加熱溶融させて光ファイバを線引きする光ファイバ線引き方法であって、
   ファイバ位置検出装置により前記光ファイバの径方向位置を検出し、線引き直後の光ファイバを強制冷却する冷却装置の前段に設置したファイバ位置制御装置により、前記光ファイバに径方向外側から気体を吹き付けることにより前記光ファイバの径方向位置を所定の位置に制御することを特徴とする光ファイバ線引き方法。
2. 前記気体の吹き付けは、前記光ファイバの周方向外側の６箇所以上の気体噴射口から前記ファイバに向けて行うことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ線引き方法。
3. 光ファイバ母材を加熱溶融させて光ファイバを線引きする光ファイバ線引き装置であって、
   線引き直後の光ファイバを強制冷却する冷却装置の前段に、前記光ファイバの径方向位置を検出するファイバ位置検出装置と、前記光ファイバに径方向外側から気体を吹き付けて前記光ファイバの径方向位置を所定の位置に制御するファイバ位置制御装置を備えていることを特徴する光ファイバ線引き装置。

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