JP2000344540A - 光ファイバの線引き方法及びその装置 - Google Patents

光ファイバの線引き方法及びその装置

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JP2000344540A
JP2000344540A JP11156349A JP15634999A JP2000344540A JP 2000344540 A JP2000344540 A JP 2000344540A JP 11156349 A JP11156349 A JP 11156349A JP 15634999 A JP15634999 A JP 15634999A JP 2000344540 A JP2000344540 A JP 2000344540A
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fiber
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roller
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Takeshi Okubo
豪 大窪
Yoshinori Kurosawa
芳宣 黒沢
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Hitachi Cable Ltd
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/03Drawing means, e.g. drawing drums ; Traction or tensioning devices
    • C03B37/032Drawing means, e.g. drawing drums ; Traction or tensioning devices for glass optical fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速線引きが可能で、被覆劣化のない光ファ
イバの線引き方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 線引き炉1から引き出されたガラスファ
イバ素線3の外周に紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線硬
化炉7内で樹脂硬化を行い、さらにセカンダリ材を塗布
硬化した後、ファイバ捻回装置10の段違いに配置した
複数のローラ11〜13の表面に光ファイバ8をS字形
状に沿わせ、ローラ11〜13を左右に半周期ずらし、
往復運動させることにより光ファイバ8に捻回が与えら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ線引き
方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の光ファイバ線引き方法を適
用した線引き装置の概略図である。
【0003】線引き炉1内の中心に先端が位置するよう
に取り付けられたガラス母材2を鉛直下向きに溶融紡糸
し、得られたガラスファイバ素線3をレーザ外径測定器
4でその外径を測定し、得られたファイバ外径の値を偏
差出力として制御系5に転送し、ガラスファイバ素線3
の外径が例えばφ125μmとなるように引取り速度を
制御する。
【0004】外傷によるガラスファイバ素線3の強度劣
化防止のためダイス6でウレタンアクリレート系の紫外
線硬化型樹脂をガラスファイバ素線3の外周に塗布し、
紫外線硬化炉7内にて樹脂硬化を行い、さらにセカンダ
リ材(図示せず)をガラスファイバ素線3の外周に塗布
硬化することにより光ファイバ8が得られる。光ファイ
バ8はボビン9に巻き取られる。
【0005】ところで、光ファイバの一種である1.5
5μm帯零分散光ファイバは、低損失かつ低分散特性を
有するため超大容量、長中継距離光伝送方式における需
要が急速に高まってきている。この種の光伝送方式では
波長がわずかに異なる信号光を同時に送る波長多重伝送
が行われており導波路分散の制御が不可欠である。ま
た、基本モードであるHE11モードにおいて光ファイバ
8のコアが真円であり、かつクラッドからの応力が均等
に分布し、曲げ等による外乱を受けていない場合、直交
するHE11 x 、HE11 y 両モード間の群遅延差は生じな
い。
【0006】しかし、外乱等により二つの直交する偏波
モード間に偏波モード分散(PMD)と呼ばれる群遅延
差が生じると二つのモードが結合し、受信端での受光レ
ベルの変動を引き起こす。コアの偏心は調心性が高いV
AD法においても全ての光ファイバ母材の変動を「0」
に制御することは難しい。コアが偏心した光ファイバは
コアに加わる応力不均衡を招き、場所によって屈折率が
異なることになり、光の群遅延差が生じる。
【0007】そこで、この光の群遅延差対策として、後
工程である線引き工程において、線引き中の光ファイバ
をプーリー上で転動させて線引き炉内のガラス母材溶融
部を捻ることで、コア近傍の応力分布を長手で均等化す
るファイバ捻回方法が提案されている。この種のファイ
バ捻回方法は、(1) 図5(a)、(b)に示すように揺
動するガイドローラ20の表面に光ファイバ21を転動
させる方法(特開平9−243833号公報参照)、
(2) 図6(a)、(b)に示すように平行に配置され互
いに反対方向に回転すると共に軸方向に互いに逆方向に
往復運動する二つのローラ22、23間に光ファイバ2
4を挟み捻回する方法(特表平10−507438号公
報)、の二つの方法がある。なお、図5(a)はガイド
ローラの上面図、図5(b)はガイドローラの外観斜視
図である。図6(a)はローラの外観斜視図、図6
(b)は図6(a)の断面図である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ファイ
バ捻回方法(1) ではガイドローラ20の揺動角がある程
度大きくならないと光ファイバ21が転動せず、このた
めファイバ捻回効率が悪く、線引き速度の高速化が難し
い。また、ガイドローラ20上を転動するため光ファイ
バ21の軸ずれが大きくなりコーティングが偏肉しやす
い。
【0009】一方、ファイバ捻回方法(2) ではローラ2
2、23と光ファイバ24とが点接触しており、光ファ
イバ24を捻回するためにはローラ22、23の押し付
け力を高くしなければならず、ローラ22、23のしご
きにより、光ファイバ24の被覆部を座屈させてしまい
光ファイバの強度劣化を引き起こすという問題があっ
た。
【0010】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、高速線引きが可能で、被覆劣化のない光ファイバの
線引き方法及びその装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光ファイバの線引き方法は、ガラス母材を溶
融紡糸してその外周にコーティングを施して光ファイバ
を線引きする光ファイバの線引き方法において、上下方
向に段違いに配置され回転軸方向に往復移動自在な複数
のローラ間に線引きされた光ファイバを通過させると共
に、ローラを半周期ずらして同距離を往復移動させるこ
とにより光ファイバに捻回を与えながら線引きするもの
である。
【0012】上記構成に加え本発明の光ファイバの線引
き装置は、ローラに外径が20mm以上のローラを用い
て線引きするのが好ましい。
【0013】本発明の光ファイバの線引き装置は、ガラ
ス母材が溶融紡糸されたファイバ素線の外周にコーティ
ングが施されて光ファイバが形成される光ファイバの線
引き装置において、上下方向に段違いに配置され回転軸
方向に往復移動自在な複数のローラ間に線引きされた光
ファイバを通過させると共に、ローラを半周期ずらして
同距離を往復移動させることにより光ファイバに捻回を
与えながら線引きするファイバ捻回装置を設けたもので
ある。
【0014】本発明の光ファイバの線引き装置は、ガラ
ス母材を溶融する線引き炉と、線引き炉から線引き出さ
れたファイバ素線を引き取るためのボビンと、ファイバ
素線の外径を測定するレーザ外径測定器と、レーザ外径
測定器より得られた値を偏差出力としてガラスファイバ
素線の外径が所定の値となるようにボビンの引取り速度
を制御する制御系と、ガラスファイバ素線の外周に紫外
線硬化型樹脂を塗布する塗布手段と、紫外線硬化型樹脂
を硬化する紫外線硬化炉とを備えた光ファイバの線引き
装置において、紫外線硬化炉とボビンとの間に上下方向
に段違いに配置され回転軸方向に往復移動自在な複数の
ローラからなり、ガラスファイバ素線の外周に紫外線硬
化樹脂層が形成された光ファイバを通過させると共に、
ローラを半周期ずらして同距離を往復移動させることに
より光ファイバに捻回を与えるファイバ捻回装置を設け
たものである。
【0015】上記構成に加え本発明の光ファイバの線引
き装置は、ローラの外径が20mm以上であるのが好ま
しい。
【0016】本発明によれば、線引き中の光ファイバの
外周にコーティングを施した後、段違いに配置した複数
のローラの表面に光ファイバをS字形状に沿わせ、左右
のローラを半周期ずらし、往復運動させることにより光
ファイバに捻回が与えられる。その結果、高速線引きが
可能で、被覆劣化のない光ファイバが得られる。
【0017】また、ファイバ捻回装置のローラの外径が
20mm以上の場合には光ファイバの断線が回避され
る。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
【0019】図1は本発明の光ファイバ線引き方法を適
用した線引き装置の一実施の形態を示す概念図である。
【0020】本光ファイバ線引き装置は、ガラス母材を
溶融する線引き炉1と、線引き炉1から線引き出された
ファイバ素線3を引き取るためのボビン9と、ファイバ
素線3の外径を測定するレーザ外径測定器4と、レーザ
外径測定器4より得られた値を偏差出力としてガラスフ
ァイバ素線3の外径が所定の値となるようにボビン9の
引取り速度を制御する制御系5と、ガラスファイバ素線
3の外周に紫外線硬化型樹脂を塗布する塗布手段として
のダイス6と、紫外線硬化型樹脂を硬化する紫外線硬化
炉7とを備えた光ファイバの線引き装置であって、紫外
線硬化炉7とボビン9との間にファイバ捻回装置10を
設けたものである。
【0021】次に本光ファイバの線引き装置の動作につ
いて説明する。
【0022】線引き炉1内の中心に先端が位置するよう
に取り付けたガラス母材2を鉛直下向きに溶融紡糸し、
得られたガラスファイバ素線3をレーザ外径測定器4で
その外径を測定し、得られたガラスファイバ素線3の外
径の値を偏差出力として制御系5に転送し、ガラスファ
イバ素線3の外径が例えばφ125μmとなるように引
取り速度を制御する。
【0023】外傷によるガラスファイバ素線3の強度劣
化防止のためダイス6でウレタンアクリレート系の紫外
線硬化型樹脂をその外周に塗布し、紫外線硬化炉7内に
て樹脂硬化を行い、さらに図示しないセカンダリ材を同
様に塗布硬化することにより光ファイバ8が得られる。
【0024】光ファイバ8をファイバ捻回装置10に通
過させることにより光ファイバ8に捻回を与えながら線
引きしボビン9に巻き取る。
【0025】図2(a)は図1に示したファイバ捻回装
置の外観斜視図であり、図2(b)は図2(a)の断面
図である。
【0026】ファイバ捻回装置10は、上下方向に段違
いに配置され回転軸方向に往復移動自在な複数(図では
3個であるが限定されない。)の第1のローラ11、第
2のローラ12及び第3のローラ13からなっている。
【0027】各ローラ11〜13は鉛直方向に高さずれ
量がhだけ隔離されると共に、水平方向にラップ長L離
隔するように段違いに配置されている。隣接する第1の
ローラ11及び第2のローラ12と、第2のローラ12
及び第3のローラ13とは光ファイバ8を鉛直下向きに
線引きするため、互いに逆方向に回転するようになって
いる。これらのローラ11〜13の間を光ファイバ8が
通過する際に、隣接するローラ11〜13が交互に軸方
向に同距離だけ往復移動することにより、光ファイバ8
が捻回されるようになっている。
【0028】このように構成したことで、高速線引きが
可能で、被覆劣化のない低偏波分散モード光ファイバが
得られる。
【0029】
【実施例】(実施例)以下、具体的な数値を挙げて説明
するが、これに限定されるものではない。図3は図1に
示したガラス母材の代わりに用いられた偏心ガラス母材
の断面図である。
【0030】線引き炉1内の中心に先端が位置するよう
に取り付けられたガラス母材14はVAD法(気相軸付
法)によりコア、クラッドを同時に合成し焼結にてガラ
ス化後、さらに外付けを行ったものである。
【0031】ここで、本ガラス母材14は検討用に故意
にPMDを劣化させるため、その外付けの際ガラス母材
の回転中心軸15が図3に示すようにずれ量dだけ偏心
するように外付けを行ったコア偏心1.55μm帯分散
シフトファイバ用ガラス母材である。このガラス母材1
4をファイバ外径125μmに溶融・紡糸した後、図1
に示す通常の線引きと同様に外径測定、樹脂の塗布・硬
化を行い、被覆後の外径φを240μmとし、線引き速
度を300m/minとし、線引き張力150gとして
線引きを行った。
【0032】ファイバ捻回装置10は、セカンダリ層の
被覆直後のファイバライン上に配置されている。
【0033】3個のローラ11〜13の材質にはアルミ
ニウムを用い、ローラ径をφ50mmとし、ローラ幅を
100mmとし、ローラ11とローラ12及びローラ1
3の中心軸の高さずれ量hをそれぞれ30mmとし、横
方向のラップ長Lをそれぞれ20mmとした。水平方向
の揺動幅を20mmとし、ローラ11〜13の往復の周
期を30、60、120rpmと変えて線引きを行っ
た。線引き終了後、光ファイバに側圧のかからない状態
とし、偏波分散特性を評価した。
【0034】その結果、ローラ往復周期30、60、1
20rpmのいずれも偏波モード分散特性が0.03p
s/√km以下と良好であった。
【0035】(比較例)前述した実施例と同じセッティ
ングでローラ11〜13の揺動を止めて線引きを行い線
引き終了後光ファイバに側圧のかからない状態とし、偏
波分散特性を評価した。
【0036】その結果、偏波モード分散特性が0.38
ps/√km以下と劣化した。
【0037】また、当初実施例と同条件で外径φ13m
mのローラを用い線引きを行ったが線引き中の断線が多
数見られた。ローラ外径が小さすぎるとローラ表面を光
ファイバが通過する際、光ファイバに加わる曲げ歪みが
大きくなり低強度部で破断するためである。ローラ外径
を20mm以上として実験を行ったところ線引き中の光
ファイバの断線が見られなくなった。
【0038】さらにローラの慣性モーメントをできるだ
け小さくするため、ローラ材質をジュラコン、アルミニ
ウム、テフロン(登録商標)等のなるべく軽い材料とす
ることが肝要である。
【0039】以上本発明によれば、低偏波モード分散光
ファイバ線引き方法により、高速でかつ被覆に強度劣化
を与えないファイバ捻回線引きが可能となった。また、
ガイドローラ揺動方法に比べファイバ移動がなくなり、
コーティングの偏肉が小さくなった。また、回転体(ロ
ーラ)の小形化に伴い、慣性モーメントも小さくなった
ため、装置耐久性が向上した。さらに、ローラ挟み込み
方式に比べてファイバコーティング部の座屈がなくな
り、強度劣化が減少した。
【0040】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
【0041】高速線引きが可能で、被覆劣化のない光フ
ァイバ線引き方法及びその装置の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ファイバ線引き方法を適用した線引
き装置の一実施の形態を示す概念図である。
【図2】(a)は図1に示したファイバ捻回装置の外観
斜視図であり、(b)は(a)の断面図である。
【図3】図1に示したガラス母材の代わりに用いられた
偏心ガラス母材の断面図である。
【図4】従来の光ファイバ線引き方法を適用した線引き
装置の概略図である。
【図5】(a)はガイドローラの上面図、(b)はガイ
ドローラの外観斜視図である。
【図6】(a)はローラの外観斜視図、(b)は(a)
の断面図である。
【符号の説明】
1 線引き炉 3 ガラスファイバ素線 4 レーザ外径測定器 5 制御系 7 紫外線硬化炉 8 光ファイバ 9 ボビン 10 ファイバ捻回装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H050 BA03 BA11 BA12 BA13 BA21 BA32 BB07Q BB07S BB14Q BB14S BB17Q BB17S BB33Q BB33S 4G021 HA05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス母材を溶融紡糸してその外周にコ
    ーティングを施して光ファイバを線引きする光ファイバ
    の線引き方法において、上下方向に段違いに配置され回
    転軸方向に往復移動自在な複数のローラ間に線引きされ
    た光ファイバを通過させると共に、ローラを半周期ずら
    して同距離を往復移動させることにより上記光ファイバ
    に捻回を与えながら線引きすることを特徴とする光ファ
    イバの線引き方法。
  2. 【請求項2】 上記ローラに外径が20mm以上のロー
    ラを用いて線引きする請求項1に記載の光ファイバの線
    引き方法。
  3. 【請求項3】 ガラス母材が溶融紡糸されたファイバ素
    線の外周にコーティングが施されて光ファイバが形成さ
    れる光ファイバの線引き装置において、上下方向に段違
    いに配置され回転軸方向に往復移動自在な複数のローラ
    間に線引きされた光ファイバを通過させると共に、ロー
    ラを半周期ずらして同距離を往復移動させることにより
    上記光ファイバに捻回を与えながら線引きするファイバ
    捻回装置を設けたことを特徴とする光ファイバの線引き
    装置。
  4. 【請求項4】 ガラス母材を溶融する線引き炉と、該線
    引き炉から線引き出されたファイバ素線を引き取るため
    のボビンと、該ファイバ素線の外径を測定するレーザ外
    径測定器と、該レーザ外径測定器より得られた値を偏差
    出力として上記ガラスファイバ素線の外径が所定の値と
    なるように上記ボビンの引取り速度を制御する制御系
    と、上記ガラスファイバ素線の外周に紫外線硬化型樹脂
    を塗布する塗布手段と、上記紫外線硬化型樹脂を硬化す
    る紫外線硬化炉とを備えた光ファイバの線引き装置にお
    いて、上記紫外線硬化炉と上記ボビンとの間に上下方向
    に段違いに配置され回転軸方向に往復移動自在な複数の
    ローラからなり、上記ガラスファイバ素線の外周に紫外
    線硬化樹脂層が形成された光ファイバを通過させると共
    に、上記ローラを半周期ずらして同距離を往復移動させ
    ることにより上記光ファイバに捻回を与えるファイバ捻
    回装置を設けたことを特徴とする光ファイバの線引き装
    置。
  5. 【請求項5】 上記ローラの外径が20mm以上である
    請求項3又は4に記載の光ファイバの線引き装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1357404A1 (en) * 2001-01-30 2003-10-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method and apparatus for manufacturing optical fiber
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