JP2003335545A - 光ファイバの線引き方法および線引き装置 - Google Patents
光ファイバの線引き方法および線引き装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバの伝送損失を十分低下させること
が可能な光ファイバの線引き方法及び線引き装置を提供
する。 【解決手段】 光ファイバ母材の端部を加熱炉で加熱溶
融して形成される溶融変形部の先端に張力を加えて線引
きし、該加熱炉内にある前記溶融変形部を冷却するに当
り、溶融変形部の最も低い冷却速度を４０００℃／ｓ以
下とする光ファイバの線引き方法。また、加熱炉が少な
くとも２つのヒートゾーンから構成され、該少なくとも
２つのヒートゾーンにより溶融変形部を形成し、前記ヒ
ートゾーンが、独立に温度制御可能なヒータと前記ヒー
タの外側に設けた断熱材から構成され、かつ、下部の第
２ヒートゾーンの長さが、その上部の第１ヒートゾーン
の長さと同じかそれ以上である光ファイバの線引き装
置。
が可能な光ファイバの線引き方法及び線引き装置を提供
する。 【解決手段】 光ファイバ母材の端部を加熱炉で加熱溶
融して形成される溶融変形部の先端に張力を加えて線引
きし、該加熱炉内にある前記溶融変形部を冷却するに当
り、溶融変形部の最も低い冷却速度を４０００℃／ｓ以
下とする光ファイバの線引き方法。また、加熱炉が少な
くとも２つのヒートゾーンから構成され、該少なくとも
２つのヒートゾーンにより溶融変形部を形成し、前記ヒ
ートゾーンが、独立に温度制御可能なヒータと前記ヒー
タの外側に設けた断熱材から構成され、かつ、下部の第
２ヒートゾーンの長さが、その上部の第１ヒートゾーン
の長さと同じかそれ以上である光ファイバの線引き装
置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信などに用い
られる光ファイバの線引き方法及び線引き装置、並び
に、光ファイバの製造方法及び製造装置に関するもので
ある。
られる光ファイバの線引き方法及び線引き装置、並び
に、光ファイバの製造方法及び製造装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバの需要の拡大に対応し
て、光ファイバの生産量の拡大、それに伴う価格の低減
の要求が強くなっており、そのために光ファイバ母材の
大型化と線引き速度の高速化が図られている。
て、光ファイバの生産量の拡大、それに伴う価格の低減
の要求が強くなっており、そのために光ファイバ母材の
大型化と線引き速度の高速化が図られている。
【０００３】また、同時に伝送特性の向上も強く要求さ
れるようになり、伝送損失の低減についての要求が強く
望まれている。特に、現在広く用いられている波長１．
３μｍ付近にゼロ分散波長を有する標準シングルモード
光ファイバ（Ｓ-ＳＭＦ）や、波長１．５５μｍ付近に
ゼロ分散波長を有する分散シフト光ファイバ（ＤＳ
Ｆ）、波長１．５５μｍ付近で微小分散を有する光ファ
イバ（ＮＺＤＳＦ）などの、主に光伝送線路を構成する
光ファイバでは、伝送損失を低減することが重要課題と
なっている。
れるようになり、伝送損失の低減についての要求が強く
望まれている。特に、現在広く用いられている波長１．
３μｍ付近にゼロ分散波長を有する標準シングルモード
光ファイバ（Ｓ-ＳＭＦ）や、波長１．５５μｍ付近に
ゼロ分散波長を有する分散シフト光ファイバ（ＤＳ
Ｆ）、波長１．５５μｍ付近で微小分散を有する光ファ
イバ（ＮＺＤＳＦ）などの、主に光伝送線路を構成する
光ファイバでは、伝送損失を低減することが重要課題と
なっている。
【０００４】光ファイバの伝送損失は、光ファイバ母材
を形成するまでの工程、光ファイバ母材を線引きして光
ファイバを得る工程、線引きされた光ファイバに被覆を
施す工程などの各工程に依存する。
を形成するまでの工程、光ファイバ母材を線引きして光
ファイバを得る工程、線引きされた光ファイバに被覆を
施す工程などの各工程に依存する。
【０００５】このうち、特に線引き工程では、線引き炉
を出た後の光ファイバを急冷すると伝送損失が増大する
ため、線引き炉を出た後の光ファイバを再加熱して伝送
損失を低減する技術が開発されている。例えば、特開昭
６０−１８６４３０号公報には、線引炉を出た後の光フ
ァイバを、６００℃以上でかつ光ファイバ母材の軟化温
度以下となるように再加熱して、光ファイバにおける原
子レベルの欠陥を少なくする技術が開示されている。
を出た後の光ファイバを急冷すると伝送損失が増大する
ため、線引き炉を出た後の光ファイバを再加熱して伝送
損失を低減する技術が開発されている。例えば、特開昭
６０−１８６４３０号公報には、線引炉を出た後の光フ
ァイバを、６００℃以上でかつ光ファイバ母材の軟化温
度以下となるように再加熱して、光ファイバにおける原
子レベルの欠陥を少なくする技術が開示されている。
【０００６】この技術により光ファイバの伝送損失を低
くすることは可能であるが、更に光ファイバの伝送損失
を極限まで低くするためにレイリー散乱係数を小さくす
る研究が進められ、ガラスが固まる温度（仮想温度）が
高くなるとレイリー散乱係数が大きくなることが知見さ
れ、この知見に基づきレイリー散乱係数を大きくしない
ために光ファイバを徐冷する技術が提案されている。
くすることは可能であるが、更に光ファイバの伝送損失
を極限まで低くするためにレイリー散乱係数を小さくす
る研究が進められ、ガラスが固まる温度（仮想温度）が
高くなるとレイリー散乱係数が大きくなることが知見さ
れ、この知見に基づきレイリー散乱係数を大きくしない
ために光ファイバを徐冷する技術が提案されている。
【０００７】光ファイバを徐冷する技術としては、特開
２０００−３３５９３３号、特開２０００−３３５９３
４号、特開２０００−３３５９３５号の各公報に記載さ
れているが、これらの技術は、伝送損失のうち、レイリ
ー散乱項を低減する目的で、線引き炉の下に徐冷用加熱
炉を設けることを前提としている。すなわち、特開２０
００−３３５９３３号公報には、線引きされた光ファイ
バが、光ファイバの温度が１３００〜１７００℃の範囲
のうち５０℃以上の温度差となる区間を１０００℃／秒
以下の冷却速度で冷却すること、およびこの条件を満足
するために徐冷用加熱炉を用いることが提案されてい
る。
２０００−３３５９３３号、特開２０００−３３５９３
４号、特開２０００−３３５９３５号の各公報に記載さ
れているが、これらの技術は、伝送損失のうち、レイリ
ー散乱項を低減する目的で、線引き炉の下に徐冷用加熱
炉を設けることを前提としている。すなわち、特開２０
００−３３５９３３号公報には、線引きされた光ファイ
バが、光ファイバの温度が１３００〜１７００℃の範囲
のうち５０℃以上の温度差となる区間を１０００℃／秒
以下の冷却速度で冷却すること、およびこの条件を満足
するために徐冷用加熱炉を用いることが提案されてい
る。
【０００８】また、特開２０００−３３５９３４号公報
には、線引きされた光ファイバが、線引き炉から出た
後、大気により空冷されてから徐冷用加熱炉に入り、光
ファイバの温度が１２００〜１７００℃の範囲の温度と
なるように加熱する徐冷用加熱炉を用いることが提案さ
れている。また、上記温度範囲は１３００〜１６００℃
の範囲が望ましいと記載されている。
には、線引きされた光ファイバが、線引き炉から出た
後、大気により空冷されてから徐冷用加熱炉に入り、光
ファイバの温度が１２００〜１７００℃の範囲の温度と
なるように加熱する徐冷用加熱炉を用いることが提案さ
れている。また、上記温度範囲は１３００〜１６００℃
の範囲が望ましいと記載されている。
【０００９】特開２０００−３３５９３５号には、線引
き炉に熱伝導率の良い第１ガス（Ｈｅなど）を用い、徐
冷用加熱炉には線引き炉に供給するガスよりも熱伝導率
の小さいガス（窒素ガスなど）を供給することが提案さ
れている。
き炉に熱伝導率の良い第１ガス（Ｈｅなど）を用い、徐
冷用加熱炉には線引き炉に供給するガスよりも熱伝導率
の小さいガス（窒素ガスなど）を供給することが提案さ
れている。
【００１０】一方、特開２００１−１６３６３２号公報
にはメインヒータと補助ヒータとを有する光ファイバ製
造装置が開示されている。ここで開示されている発明
は、線引中に急峻にテンションを変えることで分散特性
（正分散から負分散、あるいはその逆に変える）を長手
で急峻に変えることを目的としている。急峻に変化でき
ないと、変化中に分散がゼロに近い状態となる区間が長
くなり、非線形現象（四波混合）が起こり波形劣化が起
こり長距離伝送が出来なくなるためである。このため、
この公報では、テンションを短時間で変える工夫として
メインヒータに加えて、補助ヒータや炉内に供給するガ
スにより炉体下部の熱容量を変える技術が開示されてい
る。
にはメインヒータと補助ヒータとを有する光ファイバ製
造装置が開示されている。ここで開示されている発明
は、線引中に急峻にテンションを変えることで分散特性
（正分散から負分散、あるいはその逆に変える）を長手
で急峻に変えることを目的としている。急峻に変化でき
ないと、変化中に分散がゼロに近い状態となる区間が長
くなり、非線形現象（四波混合）が起こり波形劣化が起
こり長距離伝送が出来なくなるためである。このため、
この公報では、テンションを短時間で変える工夫として
メインヒータに加えて、補助ヒータや炉内に供給するガ
スにより炉体下部の熱容量を変える技術が開示されてい
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記特開２
０００−３３５９３３号公報および特開２０００−３３
５９３４号公報に開示された技術は、線引き炉と徐冷用
加熱炉との間に隙間を設け、光ファイバを積極的に大気
で冷却してから徐冷するため、光ファイバの表面に大気
中のダストが高温のファイバに付着する可能性があり、
光ファイバの強度を下げる可能性がある。また線引き炉
内の雰囲気ガスを下方に流しているため、線引き中の光
ファイバ母材に形成される溶融変形部の温度分布調整が
難しく、溶融変形部における温度分布をなだらかにした
り、特定の部分を急峻にして粘性変形によるひずみや、
徐冷による伝送損失を改善しようとする技術については
何等考慮されていない。溶融変形部に残留したひずみ
（線引きテンションとガラスの粘度、温度履歴に依存す
る）は、光ファイバの伝送損失の増大につながるため、
伝送損失の低減のためには必ず解決しなければならない
課題の１つである。
０００−３３５９３３号公報および特開２０００−３３
５９３４号公報に開示された技術は、線引き炉と徐冷用
加熱炉との間に隙間を設け、光ファイバを積極的に大気
で冷却してから徐冷するため、光ファイバの表面に大気
中のダストが高温のファイバに付着する可能性があり、
光ファイバの強度を下げる可能性がある。また線引き炉
内の雰囲気ガスを下方に流しているため、線引き中の光
ファイバ母材に形成される溶融変形部の温度分布調整が
難しく、溶融変形部における温度分布をなだらかにした
り、特定の部分を急峻にして粘性変形によるひずみや、
徐冷による伝送損失を改善しようとする技術については
何等考慮されていない。溶融変形部に残留したひずみ
（線引きテンションとガラスの粘度、温度履歴に依存す
る）は、光ファイバの伝送損失の増大につながるため、
伝送損失の低減のためには必ず解決しなければならない
課題の１つである。
【００１２】また、特開２０００−３３５９３３号公報
乃至特開２０００−３３５９３５号公報に開示された技
術は、線引き加熱炉にＨｅガスなどの熱伝導率の良いガ
スを導入し、線引き炉から出る光ファイバの温度を上げ
ることが示されているが、こうすると、同じ線引き張力
を得るためには、線引き炉の炉温を上げなければならな
くなる可能性もあり、屈折率分布を付与するために添加
される添加物により、例えばコアとクラッドとの熱膨張
係数差によるひずみを多く受けることや、ガラスの固化
する温度（仮想温度と云う）が高くなるために伝送損失
が増大する懸念がある。
乃至特開２０００−３３５９３５号公報に開示された技
術は、線引き加熱炉にＨｅガスなどの熱伝導率の良いガ
スを導入し、線引き炉から出る光ファイバの温度を上げ
ることが示されているが、こうすると、同じ線引き張力
を得るためには、線引き炉の炉温を上げなければならな
くなる可能性もあり、屈折率分布を付与するために添加
される添加物により、例えばコアとクラッドとの熱膨張
係数差によるひずみを多く受けることや、ガラスの固化
する温度（仮想温度と云う）が高くなるために伝送損失
が増大する懸念がある。
【００１３】さらに、特開２００１−１６３６３２号公
報に記載された発明では、補助ヒータは線引き張力を低
くする時に加熱し、線引き張力を高める時には加熱を止
めている。そしてこの効果を効率的にするために補助ヒ
ータ部の熱容量を小さくする必要があり、そのために、
ヒータや断熱材を極力小さくし熱容量を小さく（明細書
に記載の実施例からも明らかなように補助ヒータの電力
量は５ｋＷ）している。このため、広い領域を安定に加
熱できる熱容量ではなく、線引中の温度分布が変動しや
すく、従って溶融変形部が変動しやすく、徐冷過程を安
定させ難いので実用化は困難である。
報に記載された発明では、補助ヒータは線引き張力を低
くする時に加熱し、線引き張力を高める時には加熱を止
めている。そしてこの効果を効率的にするために補助ヒ
ータ部の熱容量を小さくする必要があり、そのために、
ヒータや断熱材を極力小さくし熱容量を小さく（明細書
に記載の実施例からも明らかなように補助ヒータの電力
量は５ｋＷ）している。このため、広い領域を安定に加
熱できる熱容量ではなく、線引中の温度分布が変動しや
すく、従って溶融変形部が変動しやすく、徐冷過程を安
定させ難いので実用化は困難である。
【００１４】そこで、本発明では、光ファイバの伝送損
失を十分低下させることが可能な光ファイバの線引き方
法を提供することを目的とし、また当該目的を達成する
ための光ファイバの線引き装置を提供することをあわせ
て目的とする。また、光ファイバの伝送損失を十分低下
させることが可能な光ファイバの製造方法、及び、光フ
ァイバの製造装置を提供することもあわせて目的とす
る。
失を十分低下させることが可能な光ファイバの線引き方
法を提供することを目的とし、また当該目的を達成する
ための光ファイバの線引き装置を提供することをあわせ
て目的とする。また、光ファイバの伝送損失を十分低下
させることが可能な光ファイバの製造方法、及び、光フ
ァイバの製造装置を提供することもあわせて目的とす
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、以下の
手段が提供される。すなわち、本発明は、（１）光ファ
イバ母材の端部を加熱炉で加熱溶融して形成される溶融
変形部（メニスカス部をいう。以下同様）の先端に張力
を加えて線引きする光ファイバの線引き方法であって、
該加熱炉内にある、前記溶融変形部を冷却するに当り、
溶融変形部の最も低い冷却速度を４０００℃／ｓ以下と
することを特徴とする光ファイバの線引き方法、（２）
前記加熱炉内にある、溶融変形部を冷却するに当り、溶
融変形部の外径が１ｍｍ以下の部分、又は、実質的に溶
融変形を終えた部分の最も低い冷却速度を４０００℃／
ｓ以下とすることを特徴とする（１）記載の光ファイバ
の線引き方法、（３）光ファイバ母材の端部を加熱炉で
加熱溶融して形成される溶融変形部の先端に張力を加え
て線引きする光ファイバの線引き方法であって、前記溶
融変形部が、加熱炉に配置した第１ヒートゾーンと、該
第１ヒートゾーンの下方に配置した第２ヒートゾーンで
形成され、前記第２ヒートゾーンの長さは第１ヒートゾ
ーンの長さと同じかそれ以上の長さであることを特徴と
する光ファイバの線引き方法、（４）前記第１ヒートゾ
ーンの温度に対して第２ヒートゾーンの温度を低く設定
し、第２ヒートゾーンの温度を６００℃以上１８００℃
以下の所定の温度に制御して線引きを行うことを特徴と
する（３）記載の光ファイバの線引き方法、（５）前記
第２ヒートゾーンに対応する溶融変形部の最大の径を２
ｍｍ以下とすることを特徴とする（３）又は（４）記載
の光ファイバの線引き方法、（６）前記第１ヒートゾー
ンを形成するヒータの下端と第２ヒートゾーンを形成す
るヒータの上端との距離が１００ｍｍ以上６００ｍｍ以
下であることを特徴とする（３）〜（５）のいずれか１
項に記載の光ファイバの線引き方法、（７）前記第１ヒ
ートゾーンの上部に第３ヒートゾーンを設けたことを特
徴とする（３）〜（６）のいずれか１項に記載の光ファ
イバの線引き方法、（８）前記第１及び第２ヒートゾー
ンと光ファイバ母材がある雰囲気とが隔離手段により隔
離されており、前記第１ヒートゾーンの下端と前記第２
ヒートゾーン上端との距離が１００ｍｍ以上６００ｍｍ
以内であり、光ファイバ母材の加熱溶融により形成され
る溶融変形部の最大の径が０．５ｍｍ以下となる位置に
第２ヒートゾーンのヒータを配置し、該第２ヒートゾー
ンのヒータを６００℃〜１８００℃の範囲に設定して加
熱を行うことを特徴とする（３）記載の光ファイバの線
引き方法、（９）前記第２ヒートゾーンに対応する加熱
範囲に溶融変形部の終端部（固化部）が含まれているこ
とを特徴とする（８）記載の光ファイバの線引き方法、
（１０）少なくとも第２ヒートゾーンにはガス予熱流路
があり、前記ガス予熱流路を通過した予熱ガスを前記隔
離手段内に供給することを特徴とする（８）又は（９）
記載の光ファイバの線引き方法、（１１）前記予熱ガス
がヘリウム（Ｈｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリ
ウム（Ｈｅ）とアルゴン（Ａｒ）の混合ガス、ヘリウム
（Ｈｅ）と窒素の混合ガス、ヘリウム（Ｈｅ）と可燃限
界以下の濃度の水素の混合ガス、ヘリウム（Ｈｅ）と可
燃限界以下の濃度の重水素の混合ガス、アルゴン（Ａ
ｒ）と可燃限界以下の濃度の水素の混合ガス、又は、ア
ルゴン（Ａｒ）と可燃限界以下の濃度の重水素の混合ガ
スであり、前記予熱ガスを加熱炉の上方及び／又は下方
に分流して流すことを特徴とする（１０）記載の光ファ
イバの線引き方法、（１２）前記ガス予熱流路がヒータ
の雰囲気と隔離されていることを特徴とする（１０）又
は（１１）記載の光ファイバの線引き方法、（１３）前
記加熱炉の下端に冷却部が設けられていることを特徴と
する（３）〜（１２）のいずれか１項に記載の光ファイ
バの線引き方法、（１４）前記冷却部が光ファイバ通路
を囲むように断熱カバーで囲まれており、さらにその外
側が断熱材で囲まれていることを特徴とする（１３）記
載の光ファイバの線引き方法、（１５）前記加熱炉の直
下または隙間を空けて光ファイバ保護筒を設けたことを
特徴とする（３）〜（１４）のいずれか１項に記載の光
ファイバの線引き方法、（１６）前記加熱炉内にある、
溶融変形部を冷却するに当り、溶融変形部の最も低い冷
却速度を４０００℃／ｓ以下とすることを特徴とする
（３）〜（１５）のいずれか１項に記載の光ファイバの
線引き方法、（１７）（１）〜（１６）のいずれか１項
に記載の光ファイバの線引き方法によって線引きされた
光ファイバに被覆材を被覆することを特徴とする光ファ
イバの製造方法、（１８）光ファイバ母材の端部を加熱
炉で加熱溶融し、溶融して形成される溶融変形部の先端
に張力を加えて線引きする光ファイバの線引き装置であ
って、前記加熱炉を少なくとも２つのヒートゾーンから
構成し、該少なくとも２つのヒートゾーンにより前記溶
融変形部を形成し、前記ヒートゾーンが、独立に温度制
御可能なヒータと前記ヒータの外側に設けた断熱材で構
成され、かつ、下部の第２ヒートゾーンの長さが、その
上部の第１ヒートゾーンの長さと同じかそれ以上とした
ことを特徴とする光ファイバの線引き装置、（１９）前
記第１ヒートゾーンを形成する上部線引炉を構成する炉
心管の内径よりも、前記第２ヒートゾーンを形成する下
部線引炉を構成する炉心管の内径を細くし、第１ヒート
ゾーンからの熱の影響を第２ヒートゾーンに対して小さ
くしたことを特徴とする（１８）記載の光ファイバの線
引き装置、（２０）前記第１ヒートゾーンの上部に第３
ヒートゾーンを設けたことを特徴する（１８）又は（１
９）記載の光ファイバの線引き装置、（２１）前記第１
ヒートゾーンの下端と第２ヒートゾーンの上端との距離
が１００ｍｍ以上６００ｍｍ以内であり、第１ヒートゾ
ーンのヒータを１７００℃〜２３００℃の範囲に設定し
て加熱し、第２ヒートゾーンのヒータを６００℃〜１８
００℃の範囲に設定して加熱することを特徴とする（１
８）〜（２０）のいずれか１項に記載の光ファイバの線
引き装置、（２２）前記加熱炉がヒートゾーンと光ファ
イバ母材がある雰囲気とを隔離する隔離手段を備え、第
１ヒートゾーンと第２ヒートゾーンの間で母材側の隔離
手段の内径が小さくなる部分有するか、又は、第２ヒー
トゾーン側の隔離手段の内径が第１ヒートゾーン側に比
べ細いことを特徴とする（１８）〜（２１）のいずれか
１項に記載の光ファイバの線引き装置、（２３）前記加
熱炉がヒートゾーンと光ファイバ母材がある雰囲気とを
隔離する隔離手段を備え、少なくとも第２ヒートゾーン
にはガス予熱流路があり、前記ガス予熱流路を通過した
予熱ガスを母材のある隔離手段内部に供給する通路が設
けられたことを特徴とする（１８）〜（２２）のいずれ
か１項に記載の光ファイバの線引き装置、（２４）前記
加熱炉内にある、溶融変形部の最低の冷却速度が４００
０℃／ｓ以下に制御されること特徴とする（１８）〜
（２３）のいずれか１項に記載の光ファイバの線引き装
置、及び、（２５）（１８）〜（２４）のいずれか１項
に記載の光ファイバの線引き装置、及び、被覆装置を備
えたことを特徴とする光ファイバの製造装置を提供する
ものである。
手段が提供される。すなわち、本発明は、（１）光ファ
イバ母材の端部を加熱炉で加熱溶融して形成される溶融
変形部（メニスカス部をいう。以下同様）の先端に張力
を加えて線引きする光ファイバの線引き方法であって、
該加熱炉内にある、前記溶融変形部を冷却するに当り、
溶融変形部の最も低い冷却速度を４０００℃／ｓ以下と
することを特徴とする光ファイバの線引き方法、（２）
前記加熱炉内にある、溶融変形部を冷却するに当り、溶
融変形部の外径が１ｍｍ以下の部分、又は、実質的に溶
融変形を終えた部分の最も低い冷却速度を４０００℃／
ｓ以下とすることを特徴とする（１）記載の光ファイバ
の線引き方法、（３）光ファイバ母材の端部を加熱炉で
加熱溶融して形成される溶融変形部の先端に張力を加え
て線引きする光ファイバの線引き方法であって、前記溶
融変形部が、加熱炉に配置した第１ヒートゾーンと、該
第１ヒートゾーンの下方に配置した第２ヒートゾーンで
形成され、前記第２ヒートゾーンの長さは第１ヒートゾ
ーンの長さと同じかそれ以上の長さであることを特徴と
する光ファイバの線引き方法、（４）前記第１ヒートゾ
ーンの温度に対して第２ヒートゾーンの温度を低く設定
し、第２ヒートゾーンの温度を６００℃以上１８００℃
以下の所定の温度に制御して線引きを行うことを特徴と
する（３）記載の光ファイバの線引き方法、（５）前記
第２ヒートゾーンに対応する溶融変形部の最大の径を２
ｍｍ以下とすることを特徴とする（３）又は（４）記載
の光ファイバの線引き方法、（６）前記第１ヒートゾー
ンを形成するヒータの下端と第２ヒートゾーンを形成す
るヒータの上端との距離が１００ｍｍ以上６００ｍｍ以
下であることを特徴とする（３）〜（５）のいずれか１
項に記載の光ファイバの線引き方法、（７）前記第１ヒ
ートゾーンの上部に第３ヒートゾーンを設けたことを特
徴とする（３）〜（６）のいずれか１項に記載の光ファ
イバの線引き方法、（８）前記第１及び第２ヒートゾー
ンと光ファイバ母材がある雰囲気とが隔離手段により隔
離されており、前記第１ヒートゾーンの下端と前記第２
ヒートゾーン上端との距離が１００ｍｍ以上６００ｍｍ
以内であり、光ファイバ母材の加熱溶融により形成され
る溶融変形部の最大の径が０．５ｍｍ以下となる位置に
第２ヒートゾーンのヒータを配置し、該第２ヒートゾー
ンのヒータを６００℃〜１８００℃の範囲に設定して加
熱を行うことを特徴とする（３）記載の光ファイバの線
引き方法、（９）前記第２ヒートゾーンに対応する加熱
範囲に溶融変形部の終端部（固化部）が含まれているこ
とを特徴とする（８）記載の光ファイバの線引き方法、
（１０）少なくとも第２ヒートゾーンにはガス予熱流路
があり、前記ガス予熱流路を通過した予熱ガスを前記隔
離手段内に供給することを特徴とする（８）又は（９）
記載の光ファイバの線引き方法、（１１）前記予熱ガス
がヘリウム（Ｈｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリ
ウム（Ｈｅ）とアルゴン（Ａｒ）の混合ガス、ヘリウム
（Ｈｅ）と窒素の混合ガス、ヘリウム（Ｈｅ）と可燃限
界以下の濃度の水素の混合ガス、ヘリウム（Ｈｅ）と可
燃限界以下の濃度の重水素の混合ガス、アルゴン（Ａ
ｒ）と可燃限界以下の濃度の水素の混合ガス、又は、ア
ルゴン（Ａｒ）と可燃限界以下の濃度の重水素の混合ガ
スであり、前記予熱ガスを加熱炉の上方及び／又は下方
に分流して流すことを特徴とする（１０）記載の光ファ
イバの線引き方法、（１２）前記ガス予熱流路がヒータ
の雰囲気と隔離されていることを特徴とする（１０）又
は（１１）記載の光ファイバの線引き方法、（１３）前
記加熱炉の下端に冷却部が設けられていることを特徴と
する（３）〜（１２）のいずれか１項に記載の光ファイ
バの線引き方法、（１４）前記冷却部が光ファイバ通路
を囲むように断熱カバーで囲まれており、さらにその外
側が断熱材で囲まれていることを特徴とする（１３）記
載の光ファイバの線引き方法、（１５）前記加熱炉の直
下または隙間を空けて光ファイバ保護筒を設けたことを
特徴とする（３）〜（１４）のいずれか１項に記載の光
ファイバの線引き方法、（１６）前記加熱炉内にある、
溶融変形部を冷却するに当り、溶融変形部の最も低い冷
却速度を４０００℃／ｓ以下とすることを特徴とする
（３）〜（１５）のいずれか１項に記載の光ファイバの
線引き方法、（１７）（１）〜（１６）のいずれか１項
に記載の光ファイバの線引き方法によって線引きされた
光ファイバに被覆材を被覆することを特徴とする光ファ
イバの製造方法、（１８）光ファイバ母材の端部を加熱
炉で加熱溶融し、溶融して形成される溶融変形部の先端
に張力を加えて線引きする光ファイバの線引き装置であ
って、前記加熱炉を少なくとも２つのヒートゾーンから
構成し、該少なくとも２つのヒートゾーンにより前記溶
融変形部を形成し、前記ヒートゾーンが、独立に温度制
御可能なヒータと前記ヒータの外側に設けた断熱材で構
成され、かつ、下部の第２ヒートゾーンの長さが、その
上部の第１ヒートゾーンの長さと同じかそれ以上とした
ことを特徴とする光ファイバの線引き装置、（１９）前
記第１ヒートゾーンを形成する上部線引炉を構成する炉
心管の内径よりも、前記第２ヒートゾーンを形成する下
部線引炉を構成する炉心管の内径を細くし、第１ヒート
ゾーンからの熱の影響を第２ヒートゾーンに対して小さ
くしたことを特徴とする（１８）記載の光ファイバの線
引き装置、（２０）前記第１ヒートゾーンの上部に第３
ヒートゾーンを設けたことを特徴する（１８）又は（１
９）記載の光ファイバの線引き装置、（２１）前記第１
ヒートゾーンの下端と第２ヒートゾーンの上端との距離
が１００ｍｍ以上６００ｍｍ以内であり、第１ヒートゾ
ーンのヒータを１７００℃〜２３００℃の範囲に設定し
て加熱し、第２ヒートゾーンのヒータを６００℃〜１８
００℃の範囲に設定して加熱することを特徴とする（１
８）〜（２０）のいずれか１項に記載の光ファイバの線
引き装置、（２２）前記加熱炉がヒートゾーンと光ファ
イバ母材がある雰囲気とを隔離する隔離手段を備え、第
１ヒートゾーンと第２ヒートゾーンの間で母材側の隔離
手段の内径が小さくなる部分有するか、又は、第２ヒー
トゾーン側の隔離手段の内径が第１ヒートゾーン側に比
べ細いことを特徴とする（１８）〜（２１）のいずれか
１項に記載の光ファイバの線引き装置、（２３）前記加
熱炉がヒートゾーンと光ファイバ母材がある雰囲気とを
隔離する隔離手段を備え、少なくとも第２ヒートゾーン
にはガス予熱流路があり、前記ガス予熱流路を通過した
予熱ガスを母材のある隔離手段内部に供給する通路が設
けられたことを特徴とする（１８）〜（２２）のいずれ
か１項に記載の光ファイバの線引き装置、（２４）前記
加熱炉内にある、溶融変形部の最低の冷却速度が４００
０℃／ｓ以下に制御されること特徴とする（１８）〜
（２３）のいずれか１項に記載の光ファイバの線引き装
置、及び、（２５）（１８）〜（２４）のいずれか１項
に記載の光ファイバの線引き装置、及び、被覆装置を備
えたことを特徴とする光ファイバの製造装置を提供する
ものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示した実施形態
により詳細に説明する。図１は本発明の第一の実施形態
を示す説明図であり、１は加熱炉で、該加熱炉１は上部
に第１ヒートゾーン１１と、その下部に第２ヒートゾー
ン１２とが配置されている。第１ヒートゾーン１１は、
第一ヒータ４（カーボン）、及び、前記ヒータの外側に
設けた断熱材５（カーボン繊維やカーボンフェルトの成
形体）で構成されている。上部線引炉２は、第一ヒータ
４、断熱材５、並びに、カーボンからなる炉心管３で構
成されている。第２ヒートゾーン１２は、第二ヒータ８
（カーボン）、及び、前記ヒータの外側に設けた断熱材
９（カーボン繊維やカーボンフェルトの成形体）で構成
されている。下部線引炉６は、第二ヒータ８、断熱材
９、並びに、石英ガラス、ＳｉＣ又はカーボンからなる
炉心管７（前記炉心管３よりも縮径されている）で構成
され、前記上部線引炉２の下方に設けられている。ここ
で、第一ヒータ４及び第二ヒータ８は、独立に温度制御
可能である。また、ヒータの周囲には空間が存在し、電
気的な絶縁をとっている。
により詳細に説明する。図１は本発明の第一の実施形態
を示す説明図であり、１は加熱炉で、該加熱炉１は上部
に第１ヒートゾーン１１と、その下部に第２ヒートゾー
ン１２とが配置されている。第１ヒートゾーン１１は、
第一ヒータ４（カーボン）、及び、前記ヒータの外側に
設けた断熱材５（カーボン繊維やカーボンフェルトの成
形体）で構成されている。上部線引炉２は、第一ヒータ
４、断熱材５、並びに、カーボンからなる炉心管３で構
成されている。第２ヒートゾーン１２は、第二ヒータ８
（カーボン）、及び、前記ヒータの外側に設けた断熱材
９（カーボン繊維やカーボンフェルトの成形体）で構成
されている。下部線引炉６は、第二ヒータ８、断熱材
９、並びに、石英ガラス、ＳｉＣ又はカーボンからなる
炉心管７（前記炉心管３よりも縮径されている）で構成
され、前記上部線引炉２の下方に設けられている。ここ
で、第一ヒータ４及び第二ヒータ８は、独立に温度制御
可能である。また、ヒータの周囲には空間が存在し、電
気的な絶縁をとっている。
【００１７】本発明において、第２ヒートゾーン１２
は、主として溶融変形部の細い部分あるいは溶融温度以
下で固まって外径の実質的に変化しない部分（光ファイ
バの部分）を所定の温度に管理し、あるいは所定の冷却
温度とするために配置する。また第２ヒートゾーン１２
部分は、溶融変形部が伸びるので、その部分の温度や温
度勾配を調整し安定化するためには、第１ヒートゾーン
１１と同じかそれ以上の長さとすることが好ましい。線
引速度が１０００ｍ／分以上では第２のヒートゾーンを
２つ以上のヒータで構成することが、ファイバの進行方
向での温度分布を適正に調整できるためにより好適であ
る。
は、主として溶融変形部の細い部分あるいは溶融温度以
下で固まって外径の実質的に変化しない部分（光ファイ
バの部分）を所定の温度に管理し、あるいは所定の冷却
温度とするために配置する。また第２ヒートゾーン１２
部分は、溶融変形部が伸びるので、その部分の温度や温
度勾配を調整し安定化するためには、第１ヒートゾーン
１１と同じかそれ以上の長さとすることが好ましい。線
引速度が１０００ｍ／分以上では第２のヒートゾーンを
２つ以上のヒータで構成することが、ファイバの進行方
向での温度分布を適正に調整できるためにより好適であ
る。
【００１８】図１に示す実施形態はガスを下方から上方
に流すアッパーフロータイプであり、１０は冷却部兼ガ
ス導入部で、該冷却部兼ガス導入部１０は断熱材からな
る円筒状冷却部本体１６の内面が石英ガラス、ＳｉＣ又
はカーボンからなる断熱カバー１７で覆われており、下
部線引炉６から延長して伸びている炉心管７からなる光
ファイバ通路を囲むように、配置されている。図中１４
は炉心管３、７内に供給するガスを導入するガス導入通
路で、該ガス導入通路１４は、冷却部兼ガス導入部１０
の上方に設けたガス導入口１５から、下部線引炉６から
延長して伸びている炉心管７の外周に伸び、該炉心管７
の下端に達している。１８はガスが下方に流れるのを阻
止するシャッターである。
に流すアッパーフロータイプであり、１０は冷却部兼ガ
ス導入部で、該冷却部兼ガス導入部１０は断熱材からな
る円筒状冷却部本体１６の内面が石英ガラス、ＳｉＣ又
はカーボンからなる断熱カバー１７で覆われており、下
部線引炉６から延長して伸びている炉心管７からなる光
ファイバ通路を囲むように、配置されている。図中１４
は炉心管３、７内に供給するガスを導入するガス導入通
路で、該ガス導入通路１４は、冷却部兼ガス導入部１０
の上方に設けたガス導入口１５から、下部線引炉６から
延長して伸びている炉心管７の外周に伸び、該炉心管７
の下端に達している。１８はガスが下方に流れるのを阻
止するシャッターである。
【００１９】炉内に供給されるガス（アルゴンガス、ヘ
リウムガス等の不活性ガス）は図示するように、冷却部
兼ガス導入部１０の上方に設けられたガス導入口１５か
ら供給され、ガスは炉心管７と断熱カバー１７との間に
設けたガス導入通路１４を通って下方に進む。この時ガ
スは炉心管７の熱を吸収して温められ、該ガスにより炉
心管７から出たファイバを急冷しないようにしている。
リウムガス等の不活性ガス）は図示するように、冷却部
兼ガス導入部１０の上方に設けられたガス導入口１５か
ら供給され、ガスは炉心管７と断熱カバー１７との間に
設けたガス導入通路１４を通って下方に進む。この時ガ
スは炉心管７の熱を吸収して温められ、該ガスにより炉
心管７から出たファイバを急冷しないようにしている。
【００２０】温められたガスはシャッター１８により下
方への排出を一部分を除き阻止されて炉心管７内を上方
に進み、炉心管３を経て上部線引炉２の上方に設けたガ
ス排出口２１から排出される。このようにガスを炉心管
７、３内へ供給することにより炉心管内の圧力を制御し
（０．０１Ｐａ〜数１０Ｐａ）、また、線引炉内への母
材の導入時に大気を巻き込まないようにしている。
方への排出を一部分を除き阻止されて炉心管７内を上方
に進み、炉心管３を経て上部線引炉２の上方に設けたガ
ス排出口２１から排出される。このようにガスを炉心管
７、３内へ供給することにより炉心管内の圧力を制御し
（０．０１Ｐａ〜数１０Ｐａ）、また、線引炉内への母
材の導入時に大気を巻き込まないようにしている。
【００２１】図において２６は光ファイバ保護筒で、該
保護筒２６は前記冷却部兼ガス導入部１０の下方に設置
され、石英ガラス又はカーボンからなる保護管２７、カ
ーボン又はシリカ繊維の断熱材２８で構成されている。
保護筒２６は前記冷却部兼ガス導入部１０の下方に設置
され、石英ガラス又はカーボンからなる保護管２７、カ
ーボン又はシリカ繊維の断熱材２８で構成されている。
【００２２】３０は外径測定器で、前記保護筒２６の下
部に配置されている。３６は外径測定器３０の下方に配
置された光ファイバ冷却装置、４０は光ファイバ冷却装
置３６を出た光ファイバに一次被覆を施すダイス、４１
は被覆した樹脂を硬化させる紫外線照射装置、４６は一
次被覆した光ファイバに二次被覆を施すダイス、４７は
二次被覆樹脂を硬化させる紫外線照射装置、５０はキャ
プスタン、５６は巻取装置である。
部に配置されている。３６は外径測定器３０の下方に配
置された光ファイバ冷却装置、４０は光ファイバ冷却装
置３６を出た光ファイバに一次被覆を施すダイス、４１
は被覆した樹脂を硬化させる紫外線照射装置、４６は一
次被覆した光ファイバに二次被覆を施すダイス、４７は
二次被覆樹脂を硬化させる紫外線照射装置、５０はキャ
プスタン、５６は巻取装置である。
【００２３】本発明は、光ファイバ母材の端部を加熱炉
で加熱溶融して形成される溶融変形部の先端に張力を加
えて線引きするもので、該加熱炉内にある、前記溶融変
形部を冷却するに当り、溶融変形部の最も低い冷却速度
を４０００℃／ｓ以下とすることが好ましい。また、溶
融変形部の外径が１ｍｍ以下の部分、又は、実質的に溶
融変形を終えた部分の最も低い冷却速度を４０００℃／
ｓ以下とすることがさらに好ましい。溶融変形部の最も
低い冷却速度は、さらに好ましくは、７５０℃／ｓ〜３
０００℃／ｓである。
で加熱溶融して形成される溶融変形部の先端に張力を加
えて線引きするもので、該加熱炉内にある、前記溶融変
形部を冷却するに当り、溶融変形部の最も低い冷却速度
を４０００℃／ｓ以下とすることが好ましい。また、溶
融変形部の外径が１ｍｍ以下の部分、又は、実質的に溶
融変形を終えた部分の最も低い冷却速度を４０００℃／
ｓ以下とすることがさらに好ましい。溶融変形部の最も
低い冷却速度は、さらに好ましくは、７５０℃／ｓ〜３
０００℃／ｓである。
【００２４】図１はまた光ファイバ母材から光ファイバ
を線引きしている状態を示すもので、図中６０は光ファ
イバ母材で、該光ファイバ母材６０は図示しない昇降装
置により支持されて上部線引炉２の炉心管３内にセット
され、上部線引炉２の第一ヒータ４により形成される第
１ヒートゾーン１１で加熱溶融され第一の溶融変形部６
１を形成している。６３は第二の溶融変形部で、該第二
溶融変形部６３は第一の溶融変形部６１から引き出され
細径とされた溶融変形部を第一ヒータ４に対して独立し
て温度制御されている第二ヒータ８で形成される第２ヒ
ートゾーン１２で加熱されることにより形成される。第
１、第２のヒートゾーンは複数のヒータで構成しても良
い。特に第２ヒートゾーン１２は長くなるので、２つ以
上のヒータを用いてファイバの進行方向に沿って温度分
布を調節できるためにより好適である。
を線引きしている状態を示すもので、図中６０は光ファ
イバ母材で、該光ファイバ母材６０は図示しない昇降装
置により支持されて上部線引炉２の炉心管３内にセット
され、上部線引炉２の第一ヒータ４により形成される第
１ヒートゾーン１１で加熱溶融され第一の溶融変形部６
１を形成している。６３は第二の溶融変形部で、該第二
溶融変形部６３は第一の溶融変形部６１から引き出され
細径とされた溶融変形部を第一ヒータ４に対して独立し
て温度制御されている第二ヒータ８で形成される第２ヒ
ートゾーン１２で加熱されることにより形成される。第
１、第２のヒートゾーンは複数のヒータで構成しても良
い。特に第２ヒートゾーン１２は長くなるので、２つ以
上のヒータを用いてファイバの進行方向に沿って温度分
布を調節できるためにより好適である。
【００２５】第二溶融変形部６３から引き出された光フ
ァイバは冷却部兼ガス導入部１０、光ファイバ保護筒２
６で徐冷され、外径測定器３０で外径を測定され、外径
測定器３０の測定データはキャプスタン５０、またはキ
ャプスタン５０と母材の昇降装置、更に、上部、下部ヒ
ートゾーンの温度にフィードバックされて線径を一定に
保持するようにして線引きされ、その後、一次被覆、二
次被覆が施されてキャプスタン５０で引き取られたのち
巻取装置５６に巻き取られる。本発明に用いられる光フ
ァイバの被覆は特に制限されるものではないが、例えば
紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂、熱硬化樹脂等による
被覆が挙げられる。これらの被覆材は、従来用いられて
いる被覆装置を適宜用いて、光ファイバに被覆すること
ができる。
ァイバは冷却部兼ガス導入部１０、光ファイバ保護筒２
６で徐冷され、外径測定器３０で外径を測定され、外径
測定器３０の測定データはキャプスタン５０、またはキ
ャプスタン５０と母材の昇降装置、更に、上部、下部ヒ
ートゾーンの温度にフィードバックされて線径を一定に
保持するようにして線引きされ、その後、一次被覆、二
次被覆が施されてキャプスタン５０で引き取られたのち
巻取装置５６に巻き取られる。本発明に用いられる光フ
ァイバの被覆は特に制限されるものではないが、例えば
紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂、熱硬化樹脂等による
被覆が挙げられる。これらの被覆材は、従来用いられて
いる被覆装置を適宜用いて、光ファイバに被覆すること
ができる。
【００２６】図１に示す加熱炉１において、上部線引炉
２で形成される第１ヒートゾーン１１は光ファイバ母材
６０の太い部分を加熱溶融し、第一溶融変形部６１の形
状を制御し整える役割を主として果たす。第１ヒートゾ
ーン１１とは独立して温度制御される下部線引炉６で形
成される第２ヒートゾーン１２は第一溶融変形部６１か
ら引き出され、細径となったメニスカス（外径が数ｍｍ
〜０．数ｍｍ、好ましくは最大の径が２ｍｍ以下、さら
に好ましくは最大の径が０．５ｍｍ以下）を加熱し第二
溶融変形部６３を形成し、その形状を制御し整える。
２で形成される第１ヒートゾーン１１は光ファイバ母材
６０の太い部分を加熱溶融し、第一溶融変形部６１の形
状を制御し整える役割を主として果たす。第１ヒートゾ
ーン１１とは独立して温度制御される下部線引炉６で形
成される第２ヒートゾーン１２は第一溶融変形部６１か
ら引き出され、細径となったメニスカス（外径が数ｍｍ
〜０．数ｍｍ、好ましくは最大の径が２ｍｍ以下、さら
に好ましくは最大の径が０．５ｍｍ以下）を加熱し第二
溶融変形部６３を形成し、その形状を制御し整える。
【００２７】この時、第二溶融変形部６３を形成し、そ
の形状を整えるために加熱する第２ヒートゾーン１２の
第二ヒータ８の温度は、該下部線引炉６を通過するメニ
スカス（母材）の温度よりも低い温度、好ましくは６０
０℃〜１８００℃、さらに好ましくは６００℃〜１６０
０℃に設定する。この様に所定の温度に制御して線引き
を行う事により、溶融変形部の細い部分（特に外径数ｍ
ｍ以下の所）の溶融変形部分の冷却速度を従来炉よりも
小さくできる。また第２ヒートゾーン１２により溶融変
形部だけでなく外径が実質的に変化しない（外径変化が
０．１μｍ以下から０）所を超えて冷却速度を調整でき
管理できる。このような機能を第２ヒートゾーン１２に
付与するには該第２ヒートゾーン１２の長さを第１ヒー
トゾーン１１の長さに合わせるかそれより長くすること
が必要である。好ましくは、光ファイバ母材６０の固化
温度（シリカで１２００℃程度）まで、完全に固まり光
ファイバとなった所まで、線引炉内に滞在させるもの
で、そのことにより、レイリー散乱による伝送損失を低
減できる。
の形状を整えるために加熱する第２ヒートゾーン１２の
第二ヒータ８の温度は、該下部線引炉６を通過するメニ
スカス（母材）の温度よりも低い温度、好ましくは６０
０℃〜１８００℃、さらに好ましくは６００℃〜１６０
０℃に設定する。この様に所定の温度に制御して線引き
を行う事により、溶融変形部の細い部分（特に外径数ｍ
ｍ以下の所）の溶融変形部分の冷却速度を従来炉よりも
小さくできる。また第２ヒートゾーン１２により溶融変
形部だけでなく外径が実質的に変化しない（外径変化が
０．１μｍ以下から０）所を超えて冷却速度を調整でき
管理できる。このような機能を第２ヒートゾーン１２に
付与するには該第２ヒートゾーン１２の長さを第１ヒー
トゾーン１１の長さに合わせるかそれより長くすること
が必要である。好ましくは、光ファイバ母材６０の固化
温度（シリカで１２００℃程度）まで、完全に固まり光
ファイバとなった所まで、線引炉内に滞在させるもの
で、そのことにより、レイリー散乱による伝送損失を低
減できる。
【００２８】別の実施形態において、加熱炉１の第１ヒ
ートゾーン１１は光ファイバ母材６０の太い部分を加熱
溶融し太い部分のメニスカスを形成する第一溶融変形部
６１の形状を制御し整える役割を主として果たす。ま
た、第２ヒートゾーン１２は第一溶融変形部６１から引
き出され、母材外径が０．５ｍｍ以下に細径となったメ
ニスカスを加熱し、第二溶融変形部６３の形状を制御し
整える。線速やテンションに依存するが、線速３００ｍ
／ｍｉｎから１４００ｍ／ｍｉｎの範囲では第１ヒート
ゾーン１１の下端と第２ヒートゾーン１２の上端の間隔
は１００ｍｍから６００ｍｍ程度とすると、第２ヒート
ゾーン１２で主として加熱する溶融変形部の範囲を比較
的細い所に限定でき、溶融変形部の最大径が０．５ｍｍ
以下となる位置にヒータを配置し、加熱することができ
る。
ートゾーン１１は光ファイバ母材６０の太い部分を加熱
溶融し太い部分のメニスカスを形成する第一溶融変形部
６１の形状を制御し整える役割を主として果たす。ま
た、第２ヒートゾーン１２は第一溶融変形部６１から引
き出され、母材外径が０．５ｍｍ以下に細径となったメ
ニスカスを加熱し、第二溶融変形部６３の形状を制御し
整える。線速やテンションに依存するが、線速３００ｍ
／ｍｉｎから１４００ｍ／ｍｉｎの範囲では第１ヒート
ゾーン１１の下端と第２ヒートゾーン１２の上端の間隔
は１００ｍｍから６００ｍｍ程度とすると、第２ヒート
ゾーン１２で主として加熱する溶融変形部の範囲を比較
的細い所に限定でき、溶融変形部の最大径が０．５ｍｍ
以下となる位置にヒータを配置し、加熱することができ
る。
【００２９】また、第二溶融変形部６３を形成し、その
形状を整えるために加熱する第２ヒートゾーン１２の温
度は、下部線引炉６内を通過する母材の温度よりも低い
温度とする。この温度は線引速度や第１、第２ヒートゾ
ーンの距離や各ヒータの長さ、線引テンション等に依存
し、適正値が選定されるが、例えば、第１ヒートゾーン
のヒータを１７００℃〜２３００℃の範囲に設定し加熱
するときには、第２ヒートゾーンのヒータを６００〜１
８００℃の範囲に設定する。この様に第２ヒートゾーン
を設定する事により、従来２つ以上のヒートゾーンを持
つ線引炉の場合には、溶融変形部全体が大きく伸び母材
のロスとなり線引長が稼げない問題があったが、本発明
では溶融変形部の径（メニスカス径をいう、以下同様）
が０．５ｍｍ以下の溶融変形部を加熱することにより、
母材のロスを低減できると共に、溶融変形部の径が０．
５ｍｍ以下の部分の冷却速度を特に小さくできる。ま
た、これにより伝送損失も改善できる。また、好ましく
は、第２ヒートゾーンに対応する加熱範囲に溶融変形部
の終端部（固化部）が含まれているものである。
形状を整えるために加熱する第２ヒートゾーン１２の温
度は、下部線引炉６内を通過する母材の温度よりも低い
温度とする。この温度は線引速度や第１、第２ヒートゾ
ーンの距離や各ヒータの長さ、線引テンション等に依存
し、適正値が選定されるが、例えば、第１ヒートゾーン
のヒータを１７００℃〜２３００℃の範囲に設定し加熱
するときには、第２ヒートゾーンのヒータを６００〜１
８００℃の範囲に設定する。この様に第２ヒートゾーン
を設定する事により、従来２つ以上のヒートゾーンを持
つ線引炉の場合には、溶融変形部全体が大きく伸び母材
のロスとなり線引長が稼げない問題があったが、本発明
では溶融変形部の径（メニスカス径をいう、以下同様）
が０．５ｍｍ以下の溶融変形部を加熱することにより、
母材のロスを低減できると共に、溶融変形部の径が０．
５ｍｍ以下の部分の冷却速度を特に小さくできる。ま
た、これにより伝送損失も改善できる。また、好ましく
は、第２ヒートゾーンに対応する加熱範囲に溶融変形部
の終端部（固化部）が含まれているものである。
【００３０】この実施形態では、溶融変形部の径が０．
５ｍｍの場合、溶融変形部の最高温度は１５００℃〜１
７００℃に対応し、溶融変形部の終端部（固化点）では
１４００℃から１６００℃に対応する。溶融変形部の温
度は、ジャーナル・オブ・ライトウエウェーブ・テクノ
ロジー（Journal of Lightwave Technology）Vol.1
2, No.3, March 1994に記載の式を用いて計算で求め
た。また、第２ヒートゾーンのヒータを溶融変形部の最
大の径が０．５ｍｍ以下となる位置に配置した事によ
り、第２ヒートゾーンのヒータ長が比較的短くても（約
２５０ｍｍから５００ｍｍ）前記溶融変形部範囲、更に
固化点以降の光ファイバの範囲までの冷却速度を調整で
き冷却速度を管理できる。また、好ましくは、光ファイ
バ母材６０のコアの軟化温度（シリカでは１２００℃程
度）まで、即ちミクロなガラス構造の変化の起きない温
度まで、線引炉内に滞在できるようにする事により、レ
イリー散乱による伝送損失を低減できる。また、加熱炉
内にある記溶融変形部を冷却するに当り、溶融変形部の
最も低い冷却速度を４０００℃／ｓ以下とすることが好
ましい。
５ｍｍの場合、溶融変形部の最高温度は１５００℃〜１
７００℃に対応し、溶融変形部の終端部（固化点）では
１４００℃から１６００℃に対応する。溶融変形部の温
度は、ジャーナル・オブ・ライトウエウェーブ・テクノ
ロジー（Journal of Lightwave Technology）Vol.1
2, No.3, March 1994に記載の式を用いて計算で求め
た。また、第２ヒートゾーンのヒータを溶融変形部の最
大の径が０．５ｍｍ以下となる位置に配置した事によ
り、第２ヒートゾーンのヒータ長が比較的短くても（約
２５０ｍｍから５００ｍｍ）前記溶融変形部範囲、更に
固化点以降の光ファイバの範囲までの冷却速度を調整で
き冷却速度を管理できる。また、好ましくは、光ファイ
バ母材６０のコアの軟化温度（シリカでは１２００℃程
度）まで、即ちミクロなガラス構造の変化の起きない温
度まで、線引炉内に滞在できるようにする事により、レ
イリー散乱による伝送損失を低減できる。また、加熱炉
内にある記溶融変形部を冷却するに当り、溶融変形部の
最も低い冷却速度を４０００℃／ｓ以下とすることが好
ましい。
【００３１】また別の好ましい形態としては、コアの軟
化温度または９００℃程度までを加熱炉１の下部に設け
た光ファイバ保護筒２６内にあるようにしたものであ
る。これは、光ファイバの大気による急冷を防止するた
めである。また光ファイバが高温で大気中のダストとの
付着する機会を著しく低減するためである。従って光フ
ァイバ保護筒２６は保温構造か加熱構造でかつ、ガスパ
ージを行うなどして内部がクリーンとなるように雰囲気
を管理する事が好ましい。
化温度または９００℃程度までを加熱炉１の下部に設け
た光ファイバ保護筒２６内にあるようにしたものであ
る。これは、光ファイバの大気による急冷を防止するた
めである。また光ファイバが高温で大気中のダストとの
付着する機会を著しく低減するためである。従って光フ
ァイバ保護筒２６は保温構造か加熱構造でかつ、ガスパ
ージを行うなどして内部がクリーンとなるように雰囲気
を管理する事が好ましい。
【００３２】また、２個のヒートゾーン１１，１２で加
熱するために、主たる第１ヒートゾーン１１の最高加熱
温度と電力量を低減でき、１．３８μｍ帯のＯＨ基によ
る伝送損失を低減できると共に、第１ヒートゾーン１１
近傍装置の劣化や加熱炉１自身の劣化を少なくできる。
特にカーボン炉心管３や炉心管３の外側に配置する断熱
材５や第一ヒータ４の寿命を長くできる。
熱するために、主たる第１ヒートゾーン１１の最高加熱
温度と電力量を低減でき、１．３８μｍ帯のＯＨ基によ
る伝送損失を低減できると共に、第１ヒートゾーン１１
近傍装置の劣化や加熱炉１自身の劣化を少なくできる。
特にカーボン炉心管３や炉心管３の外側に配置する断熱
材５や第一ヒータ４の寿命を長くできる。
【００３３】下部線引炉６で形成される第２ヒートゾー
ン１２で形状を整えられ第二溶融変形部６３から引き出
された光ファイバ素線６５は冷却部兼ガス導入部１０で
外気から隔離された状態で温度が整えられる。冷却部兼
ガス導入部１０により第２ヒートゾーン１２を出た光フ
ァイバは急冷されるが、大気に出されて冷やさせるより
は遥にゆっくり冷却される。また、大気に触れさせない
で冷却するので大気中のダストが光ファイバ素線６５に
付着するようなこともない。次いで外径測定器３０で外
径が測定される。外径測定器３０での測定データはキャ
プスタン５０あるいはキャプスタン５０と母材の昇降装
置あるいは、第１、第２ヒートゾーン１１，１２の温度
制御にフィードバックされて光ファイバ素線６５の線径
が一定になるようコントロールされる。
ン１２で形状を整えられ第二溶融変形部６３から引き出
された光ファイバ素線６５は冷却部兼ガス導入部１０で
外気から隔離された状態で温度が整えられる。冷却部兼
ガス導入部１０により第２ヒートゾーン１２を出た光フ
ァイバは急冷されるが、大気に出されて冷やさせるより
は遥にゆっくり冷却される。また、大気に触れさせない
で冷却するので大気中のダストが光ファイバ素線６５に
付着するようなこともない。次いで外径測定器３０で外
径が測定される。外径測定器３０での測定データはキャ
プスタン５０あるいはキャプスタン５０と母材の昇降装
置あるいは、第１、第２ヒートゾーン１１，１２の温度
制御にフィードバックされて光ファイバ素線６５の線径
が一定になるようコントロールされる。
【００３４】外径測定器３０で外径を測定された光ファ
イバ素線６５は更に光ファイバ冷却装置３６で一次被覆
（コーティング）に適した温度にまで冷却され、一次被
覆用ダイス４０に通されて一次被覆が施され、紫外線照
射装置４１で被覆樹脂を硬化し、次いで二次被覆用ダイ
ス４６に通されて二次被覆が施され、紫外線照射装置４
７で被覆樹脂を硬化し、キャプスタン５０にて引き取ら
れ、巻取装置５６にて巻き取り、被覆ファイバ７０を完
成する。
イバ素線６５は更に光ファイバ冷却装置３６で一次被覆
（コーティング）に適した温度にまで冷却され、一次被
覆用ダイス４０に通されて一次被覆が施され、紫外線照
射装置４１で被覆樹脂を硬化し、次いで二次被覆用ダイ
ス４６に通されて二次被覆が施され、紫外線照射装置４
７で被覆樹脂を硬化し、キャプスタン５０にて引き取ら
れ、巻取装置５６にて巻き取り、被覆ファイバ７０を完
成する。
【００３５】図１に示す線引炉による一つの線引き工程
をより具体的に説明する。線引装置の第一ヒータ４の容
量を６０ｋＶＡ，第二ヒータ８の容量を２４ｋＶＡと
し、該線引炉に大型の光ファイバ母材（大型母材：外径
８０ｍｍ〜１４０ｍｍ）６０をセットし、大型母材６０
を１９００℃〜２１００℃に温度設定した上部線引炉２
に挿入し、その先端を溶融して伸ばし、太い所の第一溶
融変形部６１を形成し、更に引き伸ばして第２ヒートゾ
ーン１２に導入する。
をより具体的に説明する。線引装置の第一ヒータ４の容
量を６０ｋＶＡ，第二ヒータ８の容量を２４ｋＶＡと
し、該線引炉に大型の光ファイバ母材（大型母材：外径
８０ｍｍ〜１４０ｍｍ）６０をセットし、大型母材６０
を１９００℃〜２１００℃に温度設定した上部線引炉２
に挿入し、その先端を溶融して伸ばし、太い所の第一溶
融変形部６１を形成し、更に引き伸ばして第２ヒートゾ
ーン１２に導入する。
【００３６】第２ヒートゾーン１２は６００℃〜１８０
０℃に制御し、導入される母材の線径は２ｍｍ〜０．３
ｍｍの範囲に調整し、第二の溶融変形部６３を形成す
る。第二溶融変形部６３を出た光ファイバ素線６５は前
述したように外気から隔離され温度が整えられた冷却部
兼ガス導入部１０の雰囲気で、第２ヒートゾーン１２よ
りも速い冷却速度で冷却される。次いで一次被覆、二次
被覆を施されキャプスタン５０にて引き取られ、巻取装
置５６に巻き取られる。
０℃に制御し、導入される母材の線径は２ｍｍ〜０．３
ｍｍの範囲に調整し、第二の溶融変形部６３を形成す
る。第二溶融変形部６３を出た光ファイバ素線６５は前
述したように外気から隔離され温度が整えられた冷却部
兼ガス導入部１０の雰囲気で、第２ヒートゾーン１２よ
りも速い冷却速度で冷却される。次いで一次被覆、二次
被覆を施されキャプスタン５０にて引き取られ、巻取装
置５６に巻き取られる。
【００３７】ここで、上部の第１ヒートゾーン１１で形
成される第一溶融変形部６１の形状と線引き張力が下部
の第２ヒートゾーン１２の温度によりどのように影響さ
れるかを測定した。先ず、第１ヒートゾーン１１の温度
を２０５０℃とし、下部線引炉６の第二ヒータ８をＯＦ
Ｆとした時は、第２ヒートゾーン１２が形成される中心
部分の温度は１００℃〜３００℃で上部線引炉２からの
温度の影響は殆ど受けず、この状態で大型の母材６０か
ら外径１２５μｍの光ファイバ素線に引き落とすには、
上記ヒータの条件では１．４７Ｎ（１５０ｇ）の張力が
必要であり（なお、線引き張力は母材サイズが大きくな
ると張力も上がり、装置内に流すガスの流量によっても
多少相違する）、この条件でＤＳＦ（分散シフト光ファ
イバ）を５００ｍ／ｍｉｎで線引きした結果、得られた
光ファイバの１．３μｍと１．５５μｍの伝送損失は
０．３７６ｄＢ／ｋｍ、０．２０２ｄＢ／ｋｍであっ
た。
成される第一溶融変形部６１の形状と線引き張力が下部
の第２ヒートゾーン１２の温度によりどのように影響さ
れるかを測定した。先ず、第１ヒートゾーン１１の温度
を２０５０℃とし、下部線引炉６の第二ヒータ８をＯＦ
Ｆとした時は、第２ヒートゾーン１２が形成される中心
部分の温度は１００℃〜３００℃で上部線引炉２からの
温度の影響は殆ど受けず、この状態で大型の母材６０か
ら外径１２５μｍの光ファイバ素線に引き落とすには、
上記ヒータの条件では１．４７Ｎ（１５０ｇ）の張力が
必要であり（なお、線引き張力は母材サイズが大きくな
ると張力も上がり、装置内に流すガスの流量によっても
多少相違する）、この条件でＤＳＦ（分散シフト光ファ
イバ）を５００ｍ／ｍｉｎで線引きした結果、得られた
光ファイバの１．３μｍと１．５５μｍの伝送損失は
０．３７６ｄＢ／ｋｍ、０．２０２ｄＢ／ｋｍであっ
た。
【００３８】そこで、下部線引炉６の第二ヒータ８を作
動させ第２ヒートゾーン１２を６００℃まで加温したと
ころ、線引き張力は１．１８Ｎ（１２０ｇ）となり、さ
らに温度を上げて１０００℃とすることにより０．５９
Ｎ（６０ｇ）まで低減することができ、このとき第一溶
融変形部６１から引き出された母材線径１ｍｍまでの所
の長さが１００ｍｍ〜２００ｍｍに伸びた。このよう
に、第２ヒートゾーン１２の温度を調整することにより
第一溶融変形部６１の形状を下部線引炉６によりコント
ロールすることが可能となった。
動させ第２ヒートゾーン１２を６００℃まで加温したと
ころ、線引き張力は１．１８Ｎ（１２０ｇ）となり、さ
らに温度を上げて１０００℃とすることにより０．５９
Ｎ（６０ｇ）まで低減することができ、このとき第一溶
融変形部６１から引き出された母材線径１ｍｍまでの所
の長さが１００ｍｍ〜２００ｍｍに伸びた。このよう
に、第２ヒートゾーン１２の温度を調整することにより
第一溶融変形部６１の形状を下部線引炉６によりコント
ロールすることが可能となった。
【００３９】そこで、第１ヒートゾーン１１の温度を２
０５０℃から１８７０℃に下げ、第２ヒートゾーン１２
の温度を６００℃〜１２００℃の範囲とし線引き張力を
１．１８Ｎ（１２０ｇ）〜１．７６Ｎ（１８０ｇ）に調
整し、第２ヒートゾーンに対応する第二溶融変形部６３
の最大径を外径１ｍｍ以下としてＤＳＦ（分散シフト光
ファイバ）を製造した。得られたＤＳＦの１．３μｍと
１．５５μｍの伝送損失は線引速度５００ｍ／ｍｉｎで
０．３６７ｄＢ／ｋｍ、０．１９８ｄＢ／ｋｍであっ
た。また、上記範囲で第２ヒートゾーン１２の温度を調
整することで線速１０００ｍ／ｍｉｎまでほぼ同じ伝送
損失で線引きすることができた。なお、実際に線速１０
００ｍ／ｍｉｎで製造したＤＳＦの伝送損失は１．３μ
ｍ、１．５５μｍでそれぞれ０．３７０ｄＢ／ｋｍ、
０．１９９ｄＢ／ｋｍであった。
０５０℃から１８７０℃に下げ、第２ヒートゾーン１２
の温度を６００℃〜１２００℃の範囲とし線引き張力を
１．１８Ｎ（１２０ｇ）〜１．７６Ｎ（１８０ｇ）に調
整し、第２ヒートゾーンに対応する第二溶融変形部６３
の最大径を外径１ｍｍ以下としてＤＳＦ（分散シフト光
ファイバ）を製造した。得られたＤＳＦの１．３μｍと
１．５５μｍの伝送損失は線引速度５００ｍ／ｍｉｎで
０．３６７ｄＢ／ｋｍ、０．１９８ｄＢ／ｋｍであっ
た。また、上記範囲で第２ヒートゾーン１２の温度を調
整することで線速１０００ｍ／ｍｉｎまでほぼ同じ伝送
損失で線引きすることができた。なお、実際に線速１０
００ｍ／ｍｉｎで製造したＤＳＦの伝送損失は１．３μ
ｍ、１．５５μｍでそれぞれ０．３７０ｄＢ／ｋｍ、
０．１９９ｄＢ／ｋｍであった。
【００４０】また、１．３８μｍ帯のＯＨ基による伝送
損失は、従来の２０５０℃の線引条件に比べて、０．０
１〜０．０２ｄＢ／ｋｍ減少できた。これは線引きの最
高温度を１００℃以上低減できたためである。
損失は、従来の２０５０℃の線引条件に比べて、０．０
１〜０．０２ｄＢ／ｋｍ減少できた。これは線引きの最
高温度を１００℃以上低減できたためである。
【００４１】上記本発明線引装置で製造した光ファイバ
の伝送損失の減少の原因を分析した結果、レイリー散乱
項と構造不正のいわゆるＢ項ロスが改善されており、こ
れは、同一張力で線引きした場合、本発明では第一ヒー
タ４の温度を下げることができたこと（上記実施形態で
は従来の温度から１８０℃低減できたこと）、第一溶融
変形部６１と第二溶融変形部６３が伸びたこと、第二溶
融変形部６３が伸びた所が十分に加熱できており、特に
溶融変形部が数ｍｍ以下の部分の冷却速度を従来に比較
して約６５％まで遅くできた｛５００〜１０００ｍ／分
の線引速度で従来の１〜２℃／ｍｍ（４５００〜８３０
０℃／ｓ）から０．２３〜０．４６℃／ｍｍ（９６０〜
１９２０℃／ｓ）｝こと等の改善がなされたためと考え
られる。
の伝送損失の減少の原因を分析した結果、レイリー散乱
項と構造不正のいわゆるＢ項ロスが改善されており、こ
れは、同一張力で線引きした場合、本発明では第一ヒー
タ４の温度を下げることができたこと（上記実施形態で
は従来の温度から１８０℃低減できたこと）、第一溶融
変形部６１と第二溶融変形部６３が伸びたこと、第二溶
融変形部６３が伸びた所が十分に加熱できており、特に
溶融変形部が数ｍｍ以下の部分の冷却速度を従来に比較
して約６５％まで遅くできた｛５００〜１０００ｍ／分
の線引速度で従来の１〜２℃／ｍｍ（４５００〜８３０
０℃／ｓ）から０．２３〜０．４６℃／ｍｍ（９６０〜
１９２０℃／ｓ）｝こと等の改善がなされたためと考え
られる。
【００４２】また更に冷却部兼ガス導入部１０を設けた
ことで、溶融変形部が伸びたにもかかわらず、ファイバ
の曲がりやファイバ外径変動を小さくできたことも伝送
損失の改善に大きく寄与していると考えられる。しか
し、第一溶融変形部６１の長さが伸びることにより有効
線引長が短くなるので、第二ヒータ８の温度は８００℃
〜１４００℃の範囲とすることが好適である。
ことで、溶融変形部が伸びたにもかかわらず、ファイバ
の曲がりやファイバ外径変動を小さくできたことも伝送
損失の改善に大きく寄与していると考えられる。しか
し、第一溶融変形部６１の長さが伸びることにより有効
線引長が短くなるので、第二ヒータ８の温度は８００℃
〜１４００℃の範囲とすることが好適である。
【００４３】本発明では下部線引炉６の炉心管７の内径
を可能な限り細くし（内径で３５ｍｍ〜１５ｍｍ）、第
１ヒートゾーン１１からの熱の影響をできるだけ小さく
し、２つのヒートゾーン１１、１２の温度干渉を小さく
した。このように構成することにより、各ヒートゾーン
１１、１２の温度制御性を改善することができる。
を可能な限り細くし（内径で３５ｍｍ〜１５ｍｍ）、第
１ヒートゾーン１１からの熱の影響をできるだけ小さく
し、２つのヒートゾーン１１、１２の温度干渉を小さく
した。このように構成することにより、各ヒートゾーン
１１、１２の温度制御性を改善することができる。
【００４４】また、線引き張力を第２ヒートゾーン１２
の温度をコントロールすることにより調整可能となり、
第１ヒートゾーン１１の温度をそれ程上げることなく線
速を上げても所望の線引き張力を得る事が可能である。
これにより、１.３８μｍ帯のＯＨ基による伝送損失を
線引速度が上がっても従来線引炉よりも大幅に改善でき
た。
の温度をコントロールすることにより調整可能となり、
第１ヒートゾーン１１の温度をそれ程上げることなく線
速を上げても所望の線引き張力を得る事が可能である。
これにより、１.３８μｍ帯のＯＨ基による伝送損失を
線引速度が上がっても従来線引炉よりも大幅に改善でき
た。
【００４５】更に、加熱炉１内に流すガスの流量（アッ
パーフロー、ダウンフロー共）により溶融変形部の温度
が変わる恐れがあり、この温度変化が線引き張力に微妙
に影響するため、従来はメインの炉温を調整する必要が
あったが、本発明では第１ヒートゾーン１１の温度を変
えることなく第２ヒートゾーン１２の温度調整で即座に
対処でき、ガス供給条件による伝送損失の増加を抑制で
きた。
パーフロー、ダウンフロー共）により溶融変形部の温度
が変わる恐れがあり、この温度変化が線引き張力に微妙
に影響するため、従来はメインの炉温を調整する必要が
あったが、本発明では第１ヒートゾーン１１の温度を変
えることなく第２ヒートゾーン１２の温度調整で即座に
対処でき、ガス供給条件による伝送損失の増加を抑制で
きた。
【００４６】図２は本発明の第二の実施形態を示すのも
で、図１に示す部分と同一の部分は同一の符号を付け、
その説明は省略する。図２に示す第二の実施形態は線引
炉２内に導入するガスを上から下に流すダウンフロータ
イプとした点で前記第一の実施形態と相違している。ま
た、第２ヒートゾーンが２つのヒータ８ａ、８ｂで構成
されており、前記第１の実施形態に対して比較的長い範
囲をを加熱できる。更に、ファイバの進行方向に沿って
温度分布を調節することもできる。第２ヒートゾーンを
構成する２つのヒータ８ａ、８ｂの間に断熱材等による
区切りは無い。
で、図１に示す部分と同一の部分は同一の符号を付け、
その説明は省略する。図２に示す第二の実施形態は線引
炉２内に導入するガスを上から下に流すダウンフロータ
イプとした点で前記第一の実施形態と相違している。ま
た、第２ヒートゾーンが２つのヒータ８ａ、８ｂで構成
されており、前記第１の実施形態に対して比較的長い範
囲をを加熱できる。更に、ファイバの進行方向に沿って
温度分布を調節することもできる。第２ヒートゾーンを
構成する２つのヒータ８ａ、８ｂの間に断熱材等による
区切りは無い。
【００４７】即ち、この実施形態においては、炉内に供
給されるガス（アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性
ガス）は図示するように、上部線引炉２の上部に設けた
ガス導入口２０から供給される。導入されるガスはシャ
ッター１９で上方への流れが十分に阻止され、炉心管７
内を下方に進み、炉心管３を経て下部線引炉６の下方か
ら排出される。このようにガスを炉心管３、７内へ供給
することにより炉心管内の圧力を制御し（数Ｐａ〜数１
０Ｐａ）、また、上部線引炉２内への母材６０の導入時
に大気を巻き込まないようにしている。
給されるガス（アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性
ガス）は図示するように、上部線引炉２の上部に設けた
ガス導入口２０から供給される。導入されるガスはシャ
ッター１９で上方への流れが十分に阻止され、炉心管７
内を下方に進み、炉心管３を経て下部線引炉６の下方か
ら排出される。このようにガスを炉心管３、７内へ供給
することにより炉心管内の圧力を制御し（数Ｐａ〜数１
０Ｐａ）、また、上部線引炉２内への母材６０の導入時
に大気を巻き込まないようにしている。
【００４８】図２に示す加熱炉において、上記第一実施
形態の具体例と同一の線引条件で、即ち、線引き速度を
５００ｍ／ｍｉｎでＤＳＦを線引きした結果、１．３μ
ｍ、１．５５μｍの伝送損失が、０．３７６ｄＢ／ｋ
ｍ、０．２０２ｄＢ／ｋｍで、アッパーフロータイプと
殆ど差がなかったが、上部線引炉２と下部線引炉６との
間隔を調整し、炉心管３、７の径、供給するガスの種類
（アルゴン、ヘリウム、これらの混合ガス）、ガス流量
を調整することにより伝送損失をそれぞれ０．３７０ｄ
Ｂ／ｋｍ、０．１９７ｄＢ／ｋｍに改善できた。更に、
線引き速度を５００ｍ／ｍｉｎから１０００ｍ／ｍｉｎ
に加速したが、伝送損失は０．３７３ｄＢ／ｋｍ、０．
１９９ｄＢ／ｋｍとほとんど悪化しなかった。
形態の具体例と同一の線引条件で、即ち、線引き速度を
５００ｍ／ｍｉｎでＤＳＦを線引きした結果、１．３μ
ｍ、１．５５μｍの伝送損失が、０．３７６ｄＢ／ｋ
ｍ、０．２０２ｄＢ／ｋｍで、アッパーフロータイプと
殆ど差がなかったが、上部線引炉２と下部線引炉６との
間隔を調整し、炉心管３、７の径、供給するガスの種類
（アルゴン、ヘリウム、これらの混合ガス）、ガス流量
を調整することにより伝送損失をそれぞれ０．３７０ｄ
Ｂ／ｋｍ、０．１９７ｄＢ／ｋｍに改善できた。更に、
線引き速度を５００ｍ／ｍｉｎから１０００ｍ／ｍｉｎ
に加速したが、伝送損失は０．３７３ｄＢ／ｋｍ、０．
１９９ｄＢ／ｋｍとほとんど悪化しなかった。
【００４９】ダウンフロータイプにおいては、第１ヒー
トゾーン１１と第２ヒートゾーン１２の間隔を比較的大
きく離すことができる。この間隔を離すことで溶融変形
部の太い部分が伸び、溶融変形部の形状を比較的広い範
囲でコントロールし易くなり、最適な線引き条件を設定
し易くなる。上位第一実施形態の具体例と同一の母材を
使用して上部線引炉２の第一ヒートゾーン１１の下端
と、下部線引炉６の第二ヒートゾーン１２の上端との間
隔を１００〜６００ｍｍとし、ＳＭＦ（シングルモード
ファイバ）を１０００ｍ／ｍｉｎで線引きした結果、
１．３μｍ、１．５５μｍの伝送損失が、０．３２４ｄ
Ｂ／ｋｍ、０．１８５ｄＢ／ｋｍと大幅に改善できた。
線引速度を高くするほど、第１、第２ヒートゾーンの間
隔を大きくする必要があった。
トゾーン１１と第２ヒートゾーン１２の間隔を比較的大
きく離すことができる。この間隔を離すことで溶融変形
部の太い部分が伸び、溶融変形部の形状を比較的広い範
囲でコントロールし易くなり、最適な線引き条件を設定
し易くなる。上位第一実施形態の具体例と同一の母材を
使用して上部線引炉２の第一ヒートゾーン１１の下端
と、下部線引炉６の第二ヒートゾーン１２の上端との間
隔を１００〜６００ｍｍとし、ＳＭＦ（シングルモード
ファイバ）を１０００ｍ／ｍｉｎで線引きした結果、
１．３μｍ、１．５５μｍの伝送損失が、０．３２４ｄ
Ｂ／ｋｍ、０．１８５ｄＢ／ｋｍと大幅に改善できた。
線引速度を高くするほど、第１、第２ヒートゾーンの間
隔を大きくする必要があった。
【００５０】また、２つのヒートゾーンにより第１ヒー
トゾーンの温度を従来の炉の温度より１００℃〜２００
℃下げることができることにより、光ファイバのスクリ
ーニング時の破断率を大幅に改善でき、従来の１／２〜
１／３倍に破断回数を減少することができた。
トゾーンの温度を従来の炉の温度より１００℃〜２００
℃下げることができることにより、光ファイバのスクリ
ーニング時の破断率を大幅に改善でき、従来の１／２〜
１／３倍に破断回数を減少することができた。
【００５１】図３は本発明の第三の実施形態で、図１と
相違するところは上部線引炉２の第１ヒートゾーン１１
の上部に第３ヒートゾーン１３を設けた点である。従っ
てその他の部分には図１と同一の符号を付けその説明は
省略する。本実施形態は比較的太い母材（例えば１２０
ｍｍ以上の母材）を線引きするのに適した装置である。
相違するところは上部線引炉２の第１ヒートゾーン１１
の上部に第３ヒートゾーン１３を設けた点である。従っ
てその他の部分には図１と同一の符号を付けその説明は
省略する。本実施形態は比較的太い母材（例えば１２０
ｍｍ以上の母材）を線引きするのに適した装置である。
【００５２】上部線引炉２の第１ヒートゾーン１１の上
部に第３ヒートゾーン１３を設け、母材を予熱できるよ
うにした。第３ヒートゾーン１３の第三ヒータ７５で母
材６０を予熱する。第３ヒートゾーンの温度は６００℃
から１８００℃の範囲で調整し、第一ヒータ７６より低
い温度（第ヒートゾーンの温度は１８００℃から２１０
０℃）とし、第１ヒートゾーンと第３ヒートゾーンの温
度差は好ましくは４００℃以上とする。この第３のヒー
トゾーンに対応する母材は溶融・軟化による変形がしな
い位置（溶融変形部より上部）に設け、母材の予熱を行
なえるようにする。。具体的には、第１ヒートゾーンと
第３ヒートゾーンの間の断熱材の厚さを５０ｍｍ〜４０
０ｍｍ離れた位置に配置する事が好ましい。５０ｍｍよ
り短いと実質的に、第１ヒートゾーンと一体となり、溶
融変形部が長くなってしまい、母材のロス（線引できな
い部分）が大きくなる。４００ｍｍより長いと、予熱効
果が少なくなる事と、装置が大型化するために好ましく
ない。特に母材６０が大きい場合には上部線引炉２の熱
は輻射で炉の上部に逃げ、また、母材６０を伝わって熱
伝導で加熱炉１の外に逃げる。輻射で逃げる熱量は炉心
管３の断面積に比例し、熱伝導で逃げる熱量は母材６０
の断面積に比例する。このため、従来は第一ヒータ７６
から加熱炉１の上部開口部までの長さを長くして熱の逃
げを防止していた。本発明では第三ヒータ７５による第
３ヒートゾーン１３を設け母材の溶融変形部上部を予熱
することで、輻射で逃げる熱量と母材から熱伝導で逃げ
る熱量がも小さくなり、第一ヒータ７６のパワーを低減
できる。これにより、揮発する蒸気によるカーボン炉心
管やその他の炉内部品の劣化を低減でき、寿命を長くで
きる。
部に第３ヒートゾーン１３を設け、母材を予熱できるよ
うにした。第３ヒートゾーン１３の第三ヒータ７５で母
材６０を予熱する。第３ヒートゾーンの温度は６００℃
から１８００℃の範囲で調整し、第一ヒータ７６より低
い温度（第ヒートゾーンの温度は１８００℃から２１０
０℃）とし、第１ヒートゾーンと第３ヒートゾーンの温
度差は好ましくは４００℃以上とする。この第３のヒー
トゾーンに対応する母材は溶融・軟化による変形がしな
い位置（溶融変形部より上部）に設け、母材の予熱を行
なえるようにする。。具体的には、第１ヒートゾーンと
第３ヒートゾーンの間の断熱材の厚さを５０ｍｍ〜４０
０ｍｍ離れた位置に配置する事が好ましい。５０ｍｍよ
り短いと実質的に、第１ヒートゾーンと一体となり、溶
融変形部が長くなってしまい、母材のロス（線引できな
い部分）が大きくなる。４００ｍｍより長いと、予熱効
果が少なくなる事と、装置が大型化するために好ましく
ない。特に母材６０が大きい場合には上部線引炉２の熱
は輻射で炉の上部に逃げ、また、母材６０を伝わって熱
伝導で加熱炉１の外に逃げる。輻射で逃げる熱量は炉心
管３の断面積に比例し、熱伝導で逃げる熱量は母材６０
の断面積に比例する。このため、従来は第一ヒータ７６
から加熱炉１の上部開口部までの長さを長くして熱の逃
げを防止していた。本発明では第三ヒータ７５による第
３ヒートゾーン１３を設け母材の溶融変形部上部を予熱
することで、輻射で逃げる熱量と母材から熱伝導で逃げ
る熱量がも小さくなり、第一ヒータ７６のパワーを低減
できる。これにより、揮発する蒸気によるカーボン炉心
管やその他の炉内部品の劣化を低減でき、寿命を長くで
きる。
【００５３】また、第３ヒートゾーン１３を設けること
により第一ヒータ７６の温度を過度に（上方に逃げる熱
量を補給する）高くする必要がなくなり、母材６０の外
径が太くなっても、第一ヒータ７６の温度を過度に上げ
ることなく線引きすることができる。このように、第一
ヒータ７６の温度を低くできることは、溶融変形部の冷
却長を短くできることから加熱炉全体の長さを短くで
き、溶融変形部の冷却速度を低減できることから母材６
０が大きくなることで線引きしたファイバの伝送損失が
悪化することも解消でき、伝送損失の少ない光ファイバ
を線引きすることができる。
により第一ヒータ７６の温度を過度に（上方に逃げる熱
量を補給する）高くする必要がなくなり、母材６０の外
径が太くなっても、第一ヒータ７６の温度を過度に上げ
ることなく線引きすることができる。このように、第一
ヒータ７６の温度を低くできることは、溶融変形部の冷
却長を短くできることから加熱炉全体の長さを短くで
き、溶融変形部の冷却速度を低減できることから母材６
０が大きくなることで線引きしたファイバの伝送損失が
悪化することも解消でき、伝送損失の少ない光ファイバ
を線引きすることができる。
【００５４】図３に示す加熱炉１を使用して外径１３０
ｍｍの母材を線引きした結果、伝送損失は、外径が８０
ｍｍの母材を線引きしたものと遜色のないものであっ
た。
ｍｍの母材を線引きした結果、伝送損失は、外径が８０
ｍｍの母材を線引きしたものと遜色のないものであっ
た。
【００５５】本発明は光ファイバの伝送損失の改善のた
めにメニスカス形成用のヒートゾーンを２箇所に設け２
つのヒートゾーンで温度分布を形成することで溶融変形
部の形状をなだらかにし、特に、溶融変形部の比較的太
い部分及び溶融変形部の細い部分をなだらかにすること
で冷却速度を低減でき、粘性変形による歪み（せん断速
度）や急冷による歪みによるガラスの密度ゆらぎを低減
でき、それらが原因と思われる構造の不正による伝送損
失を低減できる。
めにメニスカス形成用のヒートゾーンを２箇所に設け２
つのヒートゾーンで温度分布を形成することで溶融変形
部の形状をなだらかにし、特に、溶融変形部の比較的太
い部分及び溶融変形部の細い部分をなだらかにすること
で冷却速度を低減でき、粘性変形による歪み（せん断速
度）や急冷による歪みによるガラスの密度ゆらぎを低減
でき、それらが原因と思われる構造の不正による伝送損
失を低減できる。
【００５６】更に、固化点以降の光ファイバ部の徐冷も
おこなえるため、伝送損失の改善は効果的である。
おこなえるため、伝送損失の改善は効果的である。
【００５７】本発明においてアッパーフロータイプの線
引炉では、炉心管に供給するガスにより溶融変形部を急
冷する悪影響を下部線引炉を設けること、また、供給す
るガスを十分に予熱することで溶融変形部の固化点近傍
から溶融変形部の径が数ｍｍ以下の部分をゆっくりと冷
やすことで取り除くことができ、伝送損失を低減でき
る。
引炉では、炉心管に供給するガスにより溶融変形部を急
冷する悪影響を下部線引炉を設けること、また、供給す
るガスを十分に予熱することで溶融変形部の固化点近傍
から溶融変形部の径が数ｍｍ以下の部分をゆっくりと冷
やすことで取り除くことができ、伝送損失を低減でき
る。
【００５８】また、炉心管に供給するガスを下部線引炉
で加熱できるので、比較的多くのガスを流すことがで
き、また、ヘリウムガスを使用しても上部線引炉の温度
を過剰に上げる必要がないため、伝送損失の悪化を防止
できると共に、被覆ファイバのスクリーニング時の破断
を改善でき、また、光ファイバにダストが付着すること
による線引き中の断線をなくすることができ、伝送損失
の改善と共に生産性の向上、歩留りの改善が可能とな
る。
で加熱できるので、比較的多くのガスを流すことがで
き、また、ヘリウムガスを使用しても上部線引炉の温度
を過剰に上げる必要がないため、伝送損失の悪化を防止
できると共に、被覆ファイバのスクリーニング時の破断
を改善でき、また、光ファイバにダストが付着すること
による線引き中の断線をなくすることができ、伝送損失
の改善と共に生産性の向上、歩留りの改善が可能とな
る。
【００５９】図３に示すように上部線引炉に第３ヒート
ゾーン１３を設けることで母材の径が太い母材（１２０
ｍｍ以上）についても伝送損失を悪化させることなく線
引きが可能となる。
ゾーン１３を設けることで母材の径が太い母材（１２０
ｍｍ以上）についても伝送損失を悪化させることなく線
引きが可能となる。
【００６０】次に、図１に示す光ファイバ線引き装置を
用いた本発明の光ファイバの製造工程の別の実施形態を
具体的に説明する。線引装置の第一ヒータ４の容量を６
０ｋＶＡ，第二ヒータ８の容量を２０ｋＶＡとし、該線
引炉に大型の光ファイバ母材（大型母材外径８０〜１４
０ｍｍ）６０をセットし、大型母材６０を１９００°Ｃ
〜２１００°Ｃに温度設定した上部線引炉２に挿入し、
その先端を溶融して伸ばし、太い所の第一溶融変形部６
１を形成し、更に引き伸ばして第２ヒートゾーン１２に
導入する。第２ヒートゾーン１２は６００°Ｃ〜１６０
０℃に制御し、線引速度が２５０ｍ／ｍｉｎから１００
０ｍ／ｍｉｎまでに範囲で、第２ヒートゾーン１２の範
囲に導入される母材溶融変形部の最大の径が約１ｍｍ以
下となるように第２ヒートゾーンの位置を決めた。これ
は一つのヒータを有する線引炉のデータから容易に決定
できる。第１ヒートゾーン１１の下部より３００ｍｍの
位置に第２ヒートゾーン１２の上部が来るように第２ヒ
ートゾーン１２を配置した。この距離を以下「ヒートゾ
ーン間隔」と呼ぶ。また線引速度が６００ｍ／ｍｉｎか
ら１４００ｍ／ｍｉｎまでに範囲では、ヒートゾーン間
隔は６００ｍｍとした。このときの第２ヒートゾーン１
２の範囲に導入される母材の溶融変形部の最大の径は
０．４ｍｍ以下となるようにした。第２ヒートゾーン１
２を出た光ファイバ素線６５は前述したように外気から
隔離された冷却部１０の温度及び流れが整えられ雰囲気
で、第２ヒートゾーン１２よりも速い冷却速度で冷却さ
れる。更に光ファイバ保護筒２６で１０００℃以下に冷
却され、更に光ファイバ冷却装置３６の冷却筒で急冷さ
れて３０℃から８０℃程度に冷却された後に、一次被
覆、紫外線硬化、二次被覆、及び、紫外線硬化を施さ
れ、キャプスタンにて引き取られ、巻取装置に巻き取ら
れる。
用いた本発明の光ファイバの製造工程の別の実施形態を
具体的に説明する。線引装置の第一ヒータ４の容量を６
０ｋＶＡ，第二ヒータ８の容量を２０ｋＶＡとし、該線
引炉に大型の光ファイバ母材（大型母材外径８０〜１４
０ｍｍ）６０をセットし、大型母材６０を１９００°Ｃ
〜２１００°Ｃに温度設定した上部線引炉２に挿入し、
その先端を溶融して伸ばし、太い所の第一溶融変形部６
１を形成し、更に引き伸ばして第２ヒートゾーン１２に
導入する。第２ヒートゾーン１２は６００°Ｃ〜１６０
０℃に制御し、線引速度が２５０ｍ／ｍｉｎから１００
０ｍ／ｍｉｎまでに範囲で、第２ヒートゾーン１２の範
囲に導入される母材溶融変形部の最大の径が約１ｍｍ以
下となるように第２ヒートゾーンの位置を決めた。これ
は一つのヒータを有する線引炉のデータから容易に決定
できる。第１ヒートゾーン１１の下部より３００ｍｍの
位置に第２ヒートゾーン１２の上部が来るように第２ヒ
ートゾーン１２を配置した。この距離を以下「ヒートゾ
ーン間隔」と呼ぶ。また線引速度が６００ｍ／ｍｉｎか
ら１４００ｍ／ｍｉｎまでに範囲では、ヒートゾーン間
隔は６００ｍｍとした。このときの第２ヒートゾーン１
２の範囲に導入される母材の溶融変形部の最大の径は
０．４ｍｍ以下となるようにした。第２ヒートゾーン１
２を出た光ファイバ素線６５は前述したように外気から
隔離された冷却部１０の温度及び流れが整えられ雰囲気
で、第２ヒートゾーン１２よりも速い冷却速度で冷却さ
れる。更に光ファイバ保護筒２６で１０００℃以下に冷
却され、更に光ファイバ冷却装置３６の冷却筒で急冷さ
れて３０℃から８０℃程度に冷却された後に、一次被
覆、紫外線硬化、二次被覆、及び、紫外線硬化を施さ
れ、キャプスタンにて引き取られ、巻取装置に巻き取ら
れる。
【００６１】ここで、第１ヒートゾーン１１で形成され
る第一溶融変形部６１の形状と線引き張力が第２ヒート
ゾーン１２温度によりどのように影響されるかを測定し
た。ここで、第１ヒートゾーン１１の長さを３００ｍｍ
とし、第２ヒートゾーン１２の長さを６００ｍｍとし
た。ヒートゾーンの間隔は、上記に示した値とした。第
一ヒータの温度を２０５０℃とし測定した結果、第２ヒ
ートゾーン１２の第二ヒータをＯＦＦとした時は、第２
ヒートゾーン１２の中心部分の温度は３００℃以下で、
上部線引炉２からの温度の影響はあまり受けず、この状
態で大型の母材６０から外径１２５μｍの光ファイバ素
線に引き落とすには、ここで用いたヒータとガス条件で
は１．４７Ｎ（１５０ｇ）の張力が必要であった。（母
材サイズによる、母材が大きくなるとテンションが上が
った）ＤＳＦ（分散シフト光ファイバ）を５００ｍ／ｍ
ｉｎで線引きした結果、得られた光ファイバの１．３μ
ｍと１．５５μｍの伝送損失は、それぞれ０．３７６ｄ
Ｂ／ｋｍ、０．２０２ｄＢ／ｋｍであった。
る第一溶融変形部６１の形状と線引き張力が第２ヒート
ゾーン１２温度によりどのように影響されるかを測定し
た。ここで、第１ヒートゾーン１１の長さを３００ｍｍ
とし、第２ヒートゾーン１２の長さを６００ｍｍとし
た。ヒートゾーンの間隔は、上記に示した値とした。第
一ヒータの温度を２０５０℃とし測定した結果、第２ヒ
ートゾーン１２の第二ヒータをＯＦＦとした時は、第２
ヒートゾーン１２の中心部分の温度は３００℃以下で、
上部線引炉２からの温度の影響はあまり受けず、この状
態で大型の母材６０から外径１２５μｍの光ファイバ素
線に引き落とすには、ここで用いたヒータとガス条件で
は１．４７Ｎ（１５０ｇ）の張力が必要であった。（母
材サイズによる、母材が大きくなるとテンションが上が
った）ＤＳＦ（分散シフト光ファイバ）を５００ｍ／ｍ
ｉｎで線引きした結果、得られた光ファイバの１．３μ
ｍと１．５５μｍの伝送損失は、それぞれ０．３７６ｄ
Ｂ／ｋｍ、０．２０２ｄＢ／ｋｍであった。
【００６２】そこで、第２ヒートゾーン１２の第二ヒー
タを作動させ６００℃まで加温したところ、線引き張力
は約１．３７Ｎ（１４０ｇ）となり、さらに温度を上げ
て１０００℃とすることにより約０．９８Ｎ（１００
ｇ）まで低減することができ、このとき第一溶融変形部
から引き出された母材線径０．５ｍｍまでの所の長さが
数十ｍｍ程度伸びた。このように、第２ヒートゾーン１
２の温度を調整することにより第一溶融変形部の形状を
多少はコントロールすることが可能となり、テンション
も低く出来た。また同一のテンションとした場合には、
第１ヒートゾーンの温度を低くできた。ここで、第２ヒ
ートゾーン１２の温度を調整することにより、先の第一
ヒータ４の温度を２０５０℃から１９３０℃に下げ、第
２ヒートゾーン１２のヒータ温度を６００℃〜１２００
℃と調整する事で、線引き張力を１．７６Ｎ（１８０
ｇ）〜１．４７Ｎ（１５０ｇ）の範囲に調整できた。こ
の効果は、第２ヒートゾーンにガス予熱流路を設ける
と、さらに顕著であった。
タを作動させ６００℃まで加温したところ、線引き張力
は約１．３７Ｎ（１４０ｇ）となり、さらに温度を上げ
て１０００℃とすることにより約０．９８Ｎ（１００
ｇ）まで低減することができ、このとき第一溶融変形部
から引き出された母材線径０．５ｍｍまでの所の長さが
数十ｍｍ程度伸びた。このように、第２ヒートゾーン１
２の温度を調整することにより第一溶融変形部の形状を
多少はコントロールすることが可能となり、テンション
も低く出来た。また同一のテンションとした場合には、
第１ヒートゾーンの温度を低くできた。ここで、第２ヒ
ートゾーン１２の温度を調整することにより、先の第一
ヒータ４の温度を２０５０℃から１９３０℃に下げ、第
２ヒートゾーン１２のヒータ温度を６００℃〜１２００
℃と調整する事で、線引き張力を１．７６Ｎ（１８０
ｇ）〜１．４７Ｎ（１５０ｇ）の範囲に調整できた。こ
の効果は、第２ヒートゾーンにガス予熱流路を設ける
と、さらに顕著であった。
【００６３】この条件でＤＳＦ（分散シフト光ファイ
バ）を線引した結果、１．３μｍと１．５５μｍの伝送
損失が線引速度５００ｍ／ｍｉｎで、それぞれ０．３６
７ｄＢ／ｋｍと０．１９８ｄＢ／ｋｍのＤＳＦを製造す
ることができた。また、さらに第２ヒートゾーン１２の
温度を調整することで線速１０００ｍ／ｍｉｎまでほぼ
同じ伝送損失で線引でき、１．３μｍ，１．５５μｍで
それぞれ０．３７０ｄＢ／ｋｍ、０．２００ｄＢ／ｋｍ
であった。また、１．３８μｍ帯のＯＨによる伝送損失
（以下ＯＨロスともいう）は、従来の２０５０℃の線引
条件に比べて、０．０１〜０．０５ｄＢ／ｋｍ減少でき
た。ＯＨロスは線引の最高温度（第一ヒータ温度）に依
存し、前記温度を下げると比例して下がった。
バ）を線引した結果、１．３μｍと１．５５μｍの伝送
損失が線引速度５００ｍ／ｍｉｎで、それぞれ０．３６
７ｄＢ／ｋｍと０．１９８ｄＢ／ｋｍのＤＳＦを製造す
ることができた。また、さらに第２ヒートゾーン１２の
温度を調整することで線速１０００ｍ／ｍｉｎまでほぼ
同じ伝送損失で線引でき、１．３μｍ，１．５５μｍで
それぞれ０．３７０ｄＢ／ｋｍ、０．２００ｄＢ／ｋｍ
であった。また、１．３８μｍ帯のＯＨによる伝送損失
（以下ＯＨロスともいう）は、従来の２０５０℃の線引
条件に比べて、０．０１〜０．０５ｄＢ／ｋｍ減少でき
た。ＯＨロスは線引の最高温度（第一ヒータ温度）に依
存し、前記温度を下げると比例して下がった。
【００６４】上記本発明の製造装置で製造した光ファイ
バの伝送損失の減少の原因を分析した結果、レイリー散
乱項と構造不正のいわゆるＢ項が改善されており、これ
は、同一張力で線引きした場合、本発明では第一ヒータ
４の温度を従来の温度から１２０℃下げることができ、
第一溶融変形部６１が伸びたことによる。但し、第二溶
融変形部６３はほとんど伸びなかた。
バの伝送損失の減少の原因を分析した結果、レイリー散
乱項と構造不正のいわゆるＢ項が改善されており、これ
は、同一張力で線引きした場合、本発明では第一ヒータ
４の温度を従来の温度から１２０℃下げることができ、
第一溶融変形部６１が伸びたことによる。但し、第二溶
融変形部６３はほとんど伸びなかた。
【００６５】また、第二溶融変形部６３を十分に加熱で
きており、その範囲の冷却速度を従来に比較して約半分
まで遅くできた（２５０ｍ／ｍｉｎから１６００ｍ／ｍ
ｉｎの範囲では、従来シングルヒータの冷却速度は０．
５〜２℃／ｍｍ、約３０００から１２０００℃／ｓであ
るのに対し、本発明では冷却速度は０．１１５℃／ｍｍ
から０．９℃／ｍｍ、約７５０℃／ｓから４０００℃／
ｓであり、第一、第二ヒータの調整で第一ヒータ４の最
高温度を下げる事で更に冷却速度が低くできる）事によ
り改善できたたと考えている。ここで冷却速度の計算
は、ファイバ外径の変化による第２ヒートゾーン１２あ
るいは第２ヒートゾーン１２に続く冷却ゾーンの各点で
の溶融変形部の速度を考慮して計算している。即ちメニ
スカスの太い所では線速が遅いことを考慮して滞在時間
を計算して計算した。簡略するために、第２ヒートゾー
ン１２のほぼ導入部のメニスカス径と固化したファイバ
外径での線速の平均値より平均速度を求めて滞在時間を
求め、冷却速度は計算した。
きており、その範囲の冷却速度を従来に比較して約半分
まで遅くできた（２５０ｍ／ｍｉｎから１６００ｍ／ｍ
ｉｎの範囲では、従来シングルヒータの冷却速度は０．
５〜２℃／ｍｍ、約３０００から１２０００℃／ｓであ
るのに対し、本発明では冷却速度は０．１１５℃／ｍｍ
から０．９℃／ｍｍ、約７５０℃／ｓから４０００℃／
ｓであり、第一、第二ヒータの調整で第一ヒータ４の最
高温度を下げる事で更に冷却速度が低くできる）事によ
り改善できたたと考えている。ここで冷却速度の計算
は、ファイバ外径の変化による第２ヒートゾーン１２あ
るいは第２ヒートゾーン１２に続く冷却ゾーンの各点で
の溶融変形部の速度を考慮して計算している。即ちメニ
スカスの太い所では線速が遅いことを考慮して滞在時間
を計算して計算した。簡略するために、第２ヒートゾー
ン１２のほぼ導入部のメニスカス径と固化したファイバ
外径での線速の平均値より平均速度を求めて滞在時間を
求め、冷却速度は計算した。
【００６６】また更に冷却部１０を設けたことで、溶融
変形部が伸びたにもかかわらず、ファイバの曲がりやフ
ァイバ外径変動も小さく出来た。また、第２ヒートゾー
ン１２のヒータによる第一溶融変形部への影響が少ない
ために、溶融変形部の太い部分の伸びがあまりなく、母
材のロスはほとんど生じなかった。
変形部が伸びたにもかかわらず、ファイバの曲がりやフ
ァイバ外径変動も小さく出来た。また、第２ヒートゾー
ン１２のヒータによる第一溶融変形部への影響が少ない
ために、溶融変形部の太い部分の伸びがあまりなく、母
材のロスはほとんど生じなかった。
【００６７】本発明で、前記第１及び第２ヒートゾーン
と光ファイバ母材がある雰囲気とは隔離手段、例えば、
炉心管により、隔離されていることが好ましい。隔離手
段は第１ヒートゾーンと第２ヒートゾーンの間で隔離手
段の内径が小さくなる部分を有するか、又は、第２ヒー
トゾーン側の隔離手段の内径が第１ヒートゾーン側に比
べ細いことが好ましい。
と光ファイバ母材がある雰囲気とは隔離手段、例えば、
炉心管により、隔離されていることが好ましい。隔離手
段は第１ヒートゾーンと第２ヒートゾーンの間で隔離手
段の内径が小さくなる部分を有するか、又は、第２ヒー
トゾーン側の隔離手段の内径が第１ヒートゾーン側に比
べ細いことが好ましい。
【００６８】本発明ではヒートゾーン間隔が長いこと
と、下部線引炉６の炉心管７の内径を可能な限り細くし
（内径で３５〜２０ｍｍ）、第１ヒートゾーン１１から
の熱の影響をできるだけ小さくし、２つのヒートゾーン
１１、１２の温度干渉を小さくした。このように構成す
ることにより、各ヒートゾーン１１、１２の温度制御性
を改善させることができると共に、干渉による、溶融変
形部の太い所の伸びを比較的少なく出来た。
と、下部線引炉６の炉心管７の内径を可能な限り細くし
（内径で３５〜２０ｍｍ）、第１ヒートゾーン１１から
の熱の影響をできるだけ小さくし、２つのヒートゾーン
１１、１２の温度干渉を小さくした。このように構成す
ることにより、各ヒートゾーン１１、１２の温度制御性
を改善させることができると共に、干渉による、溶融変
形部の太い所の伸びを比較的少なく出来た。
【００６９】また、線引き張力を第２ヒートゾーン１２
の温度をコントロールすることにより調整可能となり、
第１ヒートゾーン１１の温度をそれ程上げることなく線
速を上げても所望の線引き張力を得る事が可能である。
これにより、１．３８μｍ帯のＯＨによる伝送損失を線
引速度が上がっても従来の線引炉よりは改善できた。
の温度をコントロールすることにより調整可能となり、
第１ヒートゾーン１１の温度をそれ程上げることなく線
速を上げても所望の線引き張力を得る事が可能である。
これにより、１．３８μｍ帯のＯＨによる伝送損失を線
引速度が上がっても従来の線引炉よりは改善できた。
【００７０】また、別の実施形態においては、第２ヒー
トゾーン内に、図４に示すように、矢印のようにガスが
流れるガス予熱流路８０が予熱流路形成体８１により形
成した。この予熱流路形成体８１は２重炉心管より構成
し、流路をヒータや断熱材の有る空間とは隔離されてい
る構造とすることが好ましい。これは、前記空間ではヒ
ータや断熱材からの不純物の混入やダストの混入が起こ
ることを防ぐためである。また、ガス導入口１５の代り
に、或いは、ガス導入口１５に加えて、前記２重炉心管
の上部の導入口８２よりガスを導入し、上から下へ流
し、下端近傍の通路より、十分に予熱したガスを母材の
有る隔離手段内部に、通路を介して供給する事により、
供給ガスによる急冷を効果的に防止できる。ガス予熱流
路は、第２ヒートゾーンを越えて設けるてもよい。
トゾーン内に、図４に示すように、矢印のようにガスが
流れるガス予熱流路８０が予熱流路形成体８１により形
成した。この予熱流路形成体８１は２重炉心管より構成
し、流路をヒータや断熱材の有る空間とは隔離されてい
る構造とすることが好ましい。これは、前記空間ではヒ
ータや断熱材からの不純物の混入やダストの混入が起こ
ることを防ぐためである。また、ガス導入口１５の代り
に、或いは、ガス導入口１５に加えて、前記２重炉心管
の上部の導入口８２よりガスを導入し、上から下へ流
し、下端近傍の通路より、十分に予熱したガスを母材の
有る隔離手段内部に、通路を介して供給する事により、
供給ガスによる急冷を効果的に防止できる。ガス予熱流
路は、第２ヒートゾーンを越えて設けるてもよい。
【００７１】また図５に示すようにガス予熱流路８０を
３重炉心管からなる予熱流路形成体８１により形成する
事により更に予熱効果を高める事ができる。その場合
は、また、ガス導入口１５の代りに、或いは、ガス導入
口１５に加えて、３重炉心管の下部の導入口８２よりガ
スを導入し下から上、上から下へとガスを通過させ十分
に予熱したガスを排出口８３から母材がある隔離手段内
部、すなわち、炉心管内部に供給する事により、供給ガ
スによる急冷を更に効果的に防止できる。このガスはア
ルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、Ｈｅガス
を含んだ不活性ガス（Ａｒや窒素等）、或いは、Ｈｅ若
しくはＡｒと微量の水素や重水素を含むガスとすること
が好ましい。可燃限界以下の濃度の水素や重水素は還元
性雰囲気とする事により、カーボンの劣化を防止でき
る。更に混合ガスの熱伝導を改善できる。
３重炉心管からなる予熱流路形成体８１により形成する
事により更に予熱効果を高める事ができる。その場合
は、また、ガス導入口１５の代りに、或いは、ガス導入
口１５に加えて、３重炉心管の下部の導入口８２よりガ
スを導入し下から上、上から下へとガスを通過させ十分
に予熱したガスを排出口８３から母材がある隔離手段内
部、すなわち、炉心管内部に供給する事により、供給ガ
スによる急冷を更に効果的に防止できる。このガスはア
ルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、Ｈｅガス
を含んだ不活性ガス（Ａｒや窒素等）、或いは、Ｈｅ若
しくはＡｒと微量の水素や重水素を含むガスとすること
が好ましい。可燃限界以下の濃度の水素や重水素は還元
性雰囲気とする事により、カーボンの劣化を防止でき
る。更に混合ガスの熱伝導を改善できる。
【００７２】前述したように前記ガス予熱流路を３重管
により構成し、３重管の材質を高純度カーボンとする
と、この場合はより効率的に完全にガスと形成された流
路との間の熱交換が行なえ、また、大きな流量のガスを
流す事も出来きる。好ましい実施形態においては、最大
４０ＳＬＭのＨｅ、又はＡｒあるいはそれらの混合ガス
を流しても光ファイバの線径変動が悪化しない。このよ
うにガス予熱流路を３重管により構成することにより、
ファイバの冷却速度の調整が第二ヒータによる温度制御
だけでなくガス流量の変化によっても行うことができ
る。
により構成し、３重管の材質を高純度カーボンとする
と、この場合はより効率的に完全にガスと形成された流
路との間の熱交換が行なえ、また、大きな流量のガスを
流す事も出来きる。好ましい実施形態においては、最大
４０ＳＬＭのＨｅ、又はＡｒあるいはそれらの混合ガス
を流しても光ファイバの線径変動が悪化しない。このよ
うにガス予熱流路を３重管により構成することにより、
ファイバの冷却速度の調整が第二ヒータによる温度制御
だけでなくガス流量の変化によっても行うことができ
る。
【００７３】更に、炉心管内部に流す前記予熱ガスはア
ッパーフロータイプの場合は、第２ヒートゾーンの下側
より主に上方に流す。一方、ダウンフロータイプの場合
は、第２ヒートゾーンの上流側より下方に流す。このよ
うに予熱ガスを流す事で第２ヒートゾーンの温度を調整
する事により、ガス流量を多くしても線径変動は悪化し
なかった。更に、従来は、ガスの供給量を少なくしない
と、ガスによる溶融変形部や固化点以下のファイバの冷
却速度が速く伝送損失が悪化してしまったが、予熱流路
を通過させる事で、大量の冷却ガス流すことができ、伝
送損失の改善とファイバ強度（スクリーニングの破断確
率）の向上の両立が可能となった。これは、プリフォー
ムの主として溶融変形部より蒸発した蒸気が低温部でシ
リカの粒子となり炉心管部品と反応してＳｉＣ粒子を形
成するが、ガス流量を増やす事によって、それらの粒子
を光ファイバやメニスカスの特に細い部分い付着する前
に炉外に排気できることによる。またガス自体が予熱さ
れているために、先の蒸気が粒子化したり、カーボン炉
心管と反応してＳｉＣを形成する事も低減できることに
よるものと考えられる。
ッパーフロータイプの場合は、第２ヒートゾーンの下側
より主に上方に流す。一方、ダウンフロータイプの場合
は、第２ヒートゾーンの上流側より下方に流す。このよ
うに予熱ガスを流す事で第２ヒートゾーンの温度を調整
する事により、ガス流量を多くしても線径変動は悪化し
なかった。更に、従来は、ガスの供給量を少なくしない
と、ガスによる溶融変形部や固化点以下のファイバの冷
却速度が速く伝送損失が悪化してしまったが、予熱流路
を通過させる事で、大量の冷却ガス流すことができ、伝
送損失の改善とファイバ強度（スクリーニングの破断確
率）の向上の両立が可能となった。これは、プリフォー
ムの主として溶融変形部より蒸発した蒸気が低温部でシ
リカの粒子となり炉心管部品と反応してＳｉＣ粒子を形
成するが、ガス流量を増やす事によって、それらの粒子
を光ファイバやメニスカスの特に細い部分い付着する前
に炉外に排気できることによる。またガス自体が予熱さ
れているために、先の蒸気が粒子化したり、カーボン炉
心管と反応してＳｉＣを形成する事も低減できることに
よるものと考えられる。
【００７４】本実施形態では、伝送損失が、線引き速度
１０００ｍ／ｍｉｎにおいて、１．３μｍ，１．５５μ
ｍでそれぞれ０．３７０ｄＢ／ｋｍ、０．２００ｄＢ／
ｋｍであり、かつ、スクリーニングの破断確率は１回／
３００ｋｍから１回／６００ｋｍ程度と大幅に改善し
た。一方、従来の方法では、同様の伝送損失（同じ値ま
では到達できないが）に近づるためガス供給量を下げる
と、スクリーニングの破断確率が１回／２００ｋｍ以下
と大幅に低下した。特にダウンフロータイプの炉では顕
著であった。また、母材のロスは、本発明では１０から
１３％であった。
１０００ｍ／ｍｉｎにおいて、１．３μｍ，１．５５μ
ｍでそれぞれ０．３７０ｄＢ／ｋｍ、０．２００ｄＢ／
ｋｍであり、かつ、スクリーニングの破断確率は１回／
３００ｋｍから１回／６００ｋｍ程度と大幅に改善し
た。一方、従来の方法では、同様の伝送損失（同じ値ま
では到達できないが）に近づるためガス供給量を下げる
と、スクリーニングの破断確率が１回／２００ｋｍ以下
と大幅に低下した。特にダウンフロータイプの炉では顕
著であった。また、母材のロスは、本発明では１０から
１３％であった。
【００７５】
【実施例】以下、本発明を図示した実施例に基づきさら
に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限
定されるものではない。
に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限
定されるものではない。
【００７６】実施例１
図１に示される装置で標準のＳＭＦ母材（外径７０から
９０ｍｍ）を線引きした。第一ヒータ４の温度を１９５
０℃、第二ヒータ８の温度を６００℃又は１２００℃に
設定し、線速５００ｍ／ｍｉｎ又は１０００ｍ／ｍｉｎ
で線引きした。線引き張力は、線速が５００ｍ／ｍｉｎ
では、第二ヒータ８の温度が６００℃では１．１８Ｎ
（１２０ｇ）であり、１２００℃では０．７８Ｎ（８０
ｇ）であった。線速500ｍ／分では、加熱炉内の溶融変
形部の最も低い冷却速度は、約960℃／ｓで、その部分
の溶融変形部の外径0.127〜0.125ｍｍであった。また、
外径0.5ｍｍ以下の溶融変形部の平均冷却速度は約2000
℃／ｓであった。この条件では線速が倍となると、冷却
速度も倍となった。１０００ｍ／分を超える速度では、
第２ヒータの温度を上げたり、炉内に供給するガス量を
下げる等して冷却速度を下げる調整を行った。炉内には
アルゴンガスとHeガスの混合ガスを供給した。
９０ｍｍ）を線引きした。第一ヒータ４の温度を１９５
０℃、第二ヒータ８の温度を６００℃又は１２００℃に
設定し、線速５００ｍ／ｍｉｎ又は１０００ｍ／ｍｉｎ
で線引きした。線引き張力は、線速が５００ｍ／ｍｉｎ
では、第二ヒータ８の温度が６００℃では１．１８Ｎ
（１２０ｇ）であり、１２００℃では０．７８Ｎ（８０
ｇ）であった。線速500ｍ／分では、加熱炉内の溶融変
形部の最も低い冷却速度は、約960℃／ｓで、その部分
の溶融変形部の外径0.127〜0.125ｍｍであった。また、
外径0.5ｍｍ以下の溶融変形部の平均冷却速度は約2000
℃／ｓであった。この条件では線速が倍となると、冷却
速度も倍となった。１０００ｍ／分を超える速度では、
第２ヒータの温度を上げたり、炉内に供給するガス量を
下げる等して冷却速度を下げる調整を行った。炉内には
アルゴンガスとHeガスの混合ガスを供給した。
【００７７】この条件で標準ＳＭＦを線引した結果、
１．３μｍと１．５５μｍの伝送損失が線引速度５００
ｍ／ｍｉｎで、第二ヒータ８の温度が６００℃又は１２
００℃の両条件とも、それぞれ０．３３０ｄＢ／ｋｍ、
０．１８３ｄＢ／ｋｍであった。また、線速１０００ｍ
／ｍｉｎでは、１．３μｍの伝送損失が第二ヒータ８の
温度が６００℃では０．３３４ｄＢ／ｋｍ、１２００℃
では０．３３２ｄＢ／ｋｍであった。また、１．５５μ
ｍの伝送損失は、第二ヒータ８の温度が６００℃では
０．１８７ｄＢ／ｋｍ、１２００℃では０．１８５ｄＢ
／ｋｍであった。高速にした時には第２ヒートゾーンの
加熱が伝送損失の改善には有効であった。
１．３μｍと１．５５μｍの伝送損失が線引速度５００
ｍ／ｍｉｎで、第二ヒータ８の温度が６００℃又は１２
００℃の両条件とも、それぞれ０．３３０ｄＢ／ｋｍ、
０．１８３ｄＢ／ｋｍであった。また、線速１０００ｍ
／ｍｉｎでは、１．３μｍの伝送損失が第二ヒータ８の
温度が６００℃では０．３３４ｄＢ／ｋｍ、１２００℃
では０．３３２ｄＢ／ｋｍであった。また、１．５５μ
ｍの伝送損失は、第二ヒータ８の温度が６００℃では
０．１８７ｄＢ／ｋｍ、１２００℃では０．１８５ｄＢ
／ｋｍであった。高速にした時には第２ヒートゾーンの
加熱が伝送損失の改善には有効であった。
【００７８】また、１．３８μｍ帯のＯＨによる伝送損
失（ＯＨロス）は、線速１０００ｍ／ｍｉｎで第二ヒー
タ８の温度が６００℃の条件では０．２８ｄＢ／ｋｍ、
１２００℃の条件では０．２９ｄＢ／ｋｍであった、従
来の線引炉では０．３から０．３２ｄＢ／ｋｍであり、
０．０１ｄＢ／ｋｍから０．０４ｄＢ／ｋｍ改善でき
た。
失（ＯＨロス）は、線速１０００ｍ／ｍｉｎで第二ヒー
タ８の温度が６００℃の条件では０．２８ｄＢ／ｋｍ、
１２００℃の条件では０．２９ｄＢ／ｋｍであった、従
来の線引炉では０．３から０．３２ｄＢ／ｋｍであり、
０．０１ｄＢ／ｋｍから０．０４ｄＢ／ｋｍ改善でき
た。
【００７９】ＯＨロスは線引の最高温度（第１ヒータ温
度）に依存し、前記温度を下げると比例して下がった。
また、母材のロスは８％から１６％であった。
度）に依存し、前記温度を下げると比例して下がった。
また、母材のロスは８％から１６％であった。
【００８０】
【発明の効果】本発明は上述したように、溶融変形部の
冷却速度を４０００℃/ｓ以下とする事で伝送損失、Ｏ
Ｈロスを低減できた。溶融変形部の冷却速度を低減する
方法、装置として、光ファイバ母材の端部を加熱炉で加
熱溶融して形成される溶融変形部を、加熱炉に配置した
第１ヒートゾーンと、該第１ヒートゾーンの下方に配置
した第２ヒートゾーンで形成する方法・装置とすること
により、伝送損失が改善されると共に生産性の向上、歩
留りが改善され、品質に優れた光ファイバを安価に提供
することができる等の優れた効果を有するものである。
冷却速度を４０００℃/ｓ以下とする事で伝送損失、Ｏ
Ｈロスを低減できた。溶融変形部の冷却速度を低減する
方法、装置として、光ファイバ母材の端部を加熱炉で加
熱溶融して形成される溶融変形部を、加熱炉に配置した
第１ヒートゾーンと、該第１ヒートゾーンの下方に配置
した第２ヒートゾーンで形成する方法・装置とすること
により、伝送損失が改善されると共に生産性の向上、歩
留りが改善され、品質に優れた光ファイバを安価に提供
することができる等の優れた効果を有するものである。
【００８１】また、複数のヒータを用いてプリフォーム
を加熱しても、所定のヒータ間隔で第２のヒートゾーン
を所定の温度範囲とする事により、溶融変形部の太いと
ころを伸ばす割合が減り、母材を有効に使う事ができ
た。また、溶融変形部の径が約０．５ｍｍ以下のところ
だけを加熱することにより、溶融変形部が極端に伸びす
ぎないので、光ファイバの外径変動に影響せずに伝送損
失を改善できた。また、従来の一つのヒータの線引炉に
と比較して、ヒータの最高温度を下げることができ、ま
た高温部の溶融変形部を短くできるためにＯＨロスを改
善できた。また、第２ヒートゾーンにガスの予熱流路を
設けることにより、供給するガス温度が制御できたため
に、より溶融変形部の細いところの冷却速度を低減で
き、伝送損失を更に改善できた。また、第２ヒートゾー
ンにつづく冷却部、さらに加熱炉の直下に設けた光ファ
イバ保護筒で大気による急冷を防止したために、さらに
伝送損失とスクリーン時の破断確率を改善できた。さら
に、第２ヒートゾーンにガスの予熱流路を設けることに
より、冷却ガスにより前記溶融変形部が急冷されず、冷
却ガスを大量に流す事ができ光ファイバのスクリーニン
グ時の破断確率を大幅に改善できた。
を加熱しても、所定のヒータ間隔で第２のヒートゾーン
を所定の温度範囲とする事により、溶融変形部の太いと
ころを伸ばす割合が減り、母材を有効に使う事ができ
た。また、溶融変形部の径が約０．５ｍｍ以下のところ
だけを加熱することにより、溶融変形部が極端に伸びす
ぎないので、光ファイバの外径変動に影響せずに伝送損
失を改善できた。また、従来の一つのヒータの線引炉に
と比較して、ヒータの最高温度を下げることができ、ま
た高温部の溶融変形部を短くできるためにＯＨロスを改
善できた。また、第２ヒートゾーンにガスの予熱流路を
設けることにより、供給するガス温度が制御できたため
に、より溶融変形部の細いところの冷却速度を低減で
き、伝送損失を更に改善できた。また、第２ヒートゾー
ンにつづく冷却部、さらに加熱炉の直下に設けた光ファ
イバ保護筒で大気による急冷を防止したために、さらに
伝送損失とスクリーン時の破断確率を改善できた。さら
に、第２ヒートゾーンにガスの予熱流路を設けることに
より、冷却ガスにより前記溶融変形部が急冷されず、冷
却ガスを大量に流す事ができ光ファイバのスクリーニン
グ時の破断確率を大幅に改善できた。
【図１】本発明光ファイバ線引き装置の第一実施形態を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図２】本発明光ファイバ線引き装置の第二実施形態を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図３】本発明光ファイバ線引き装置の第三実施形態を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図４】本発明光ファイバ製造装置の一実施形態におけ
るガス予熱流路の説明図である。
るガス予熱流路の説明図である。
【図５】本発明光ファイバ製造装置の別の実施形態にお
けるガス予熱流路の説明図である。
けるガス予熱流路の説明図である。
【符号の説明】
１ 加熱炉
２ 上部線引炉
３ 炉心管
４ 第一ヒータ
５ 断熱材
６ 下部線引炉
７ 炉心管
８ 第二ヒータ
９ 断熱材
１０ 冷却部
１１ 第１ヒートゾーン
１２ 第２ヒートゾーン
１３ 第３ヒートゾーン
１４ ガス導入部
１５ ガス導入口
１６ 円筒状冷却部本体
１７ 断熱カバー
１８ シャッター
１９ シャッター
２０ ガス導入口
２６ 光ファイバ保護筒
２７ 保護管
２８ 断熱材
３０ 外径測定器
３６ 光ファイバ冷却装置
４０ 一次被覆用ダイス
４１ 紫外線照射装置
４６ 二次被覆用ダイス
４７ 紫外線照射装置
５０ キャプスタン
５６ 巻取装置
６０ 光ファイバ母材
６１ 第一溶融変形部
６３ 第二溶融変形部
６５ 光ファイバ素線
７０ 被覆ファイバ
７５ 第３ヒータ
７６ 第１ヒータ
８０ ガス予熱流路
８１ 予熱流路形成体
８２ 導入口
８３ 排出口
Claims (25)
- 【請求項１】 光ファイバ母材の端部を加熱炉で加熱溶
融して形成される溶融変形部（メニスカス部をいう。以
下同様）の先端に張力を加えて線引きする光ファイバの
線引き方法であって、該加熱炉内にある、前記溶融変形
部を冷却するに当り、溶融変形部の最も低い冷却速度を
４０００℃／ｓ以下とすることを特徴とする光ファイバ
の線引き方法。 - 【請求項２】 前記加熱炉内にある、溶融変形部を冷却
するに当り、溶融変形部の外径が１ｍｍ以下の部分、又
は、実質的に溶融変形を終えた部分の最も低い冷却速度
を４０００℃／ｓ以下とすることを特徴とする請求項１
記載の光ファイバの線引き方法。 - 【請求項３】 光ファイバ母材の端部を加熱炉で加熱溶
融して形成される溶融変形部の先端に張力を加えて線引
きする光ファイバの線引き方法であって、前記溶融変形
部が、加熱炉に配置した第１ヒートゾーンと、該第１ヒ
ートゾーンの下方に配置した第２ヒートゾーンで形成さ
れ、前記第２ヒートゾーンの長さは第１ヒートゾーンの
長さと同じかそれ以上の長さであることを特徴とする光
ファイバの線引き方法。 - 【請求項４】 前記第１ヒートゾーンの温度に対して第
２ヒートゾーンの温度を低く設定し、第２ヒートゾーン
の温度を６００℃以上１８００℃以下の所定の温度に制
御して線引きを行うことを特徴とする請求項３記載の光
ファイバの線引き方法。 - 【請求項５】 前記第２ヒートゾーンに対応する溶融変
形部の最大の径を２ｍｍ以下とすることを特徴とする請
求項３又は４記載の光ファイバの線引き方法。 - 【請求項６】 前記第１ヒートゾーンを形成するヒータ
の下端と第２ヒートゾーンを形成するヒータの上端との
距離が１００ｍｍ以上６００ｍｍ以下であることを特徴
とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の光ファイバ
の線引き方法。 - 【請求項７】 前記第１ヒートゾーンの上部に第３ヒー
トゾーンを設けたことを特徴とする請求項３〜６のいず
れか１項に記載の光ファイバの線引き方法。 - 【請求項８】 前記第１及び第２ヒートゾーンと光ファ
イバ母材がある雰囲気とが隔離手段により隔離されてお
り、前記第１ヒートゾーンの下端と前記第２ヒートゾー
ン上端との距離が１００ｍｍ以上６００ｍｍ以内であ
り、光ファイバ母材の加熱溶融により形成される溶融変
形部の最大の径が０．５ｍｍ以下となる位置に第２ヒー
トゾーンのヒータを配置し、該第２ヒートゾーンのヒー
タを６００℃〜１８００℃の範囲に設定して加熱を行う
ことを特徴とする請求項３記載の光ファイバの線引き方
法。 - 【請求項９】 前記第２ヒートゾーンに対応する加熱範
囲に溶融変形部の終端部（固化部）が含まれていること
を特徴とする請求項８記載の光ファイバの線引き方法。 - 【請求項１０】 少なくとも第２ヒートゾーンにはガス
予熱流路があり、前記ガス予熱流路を通過した予熱ガス
を前記隔離手段内に供給することを特徴とする請求項８
又は９記載の光ファイバの線引き方法。 - 【請求項１１】 前記予熱ガスがヘリウム（Ｈｅ）ガ
ス、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）とアルゴ
ン（Ａｒ）の混合ガス、ヘリウム（Ｈｅ）と窒素の混合
ガス、ヘリウム（Ｈｅ）と可燃限界以下の濃度の水素の
混合ガス、ヘリウム（Ｈｅ）と可燃限界以下の濃度の重
水素の混合ガス、アルゴン（Ａｒ）と可燃限界以下の濃
度の水素の混合ガス、又は、アルゴン（Ａｒ）と可燃限
界以下の濃度の重水素の混合ガスであり、前記予熱ガス
を加熱炉の上方及び／又は下方に分流して流すことを特
徴とする請求項１０記載の光ファイバの線引き方法。 - 【請求項１２】 前記ガス予熱流路がヒータの雰囲気と
隔離されていることを特徴とする請求項１０又は１１記
載の光ファイバの線引き方法。 - 【請求項１３】 前記加熱炉の下端に冷却部が設けられ
ていることを特徴とする請求項３〜１２のいずれか１項
に記載の光ファイバの線引き方法。 - 【請求項１４】 前記冷却部が光ファイバ通路を囲むよ
うに断熱カバーで囲まれており、さらにその外側が断熱
材で囲まれていることを特徴とする請求項１３記載の光
ファイバの線引き方法。 - 【請求項１５】 前記加熱炉の直下または隙間を空けて
光ファイバ保護筒を設けたことを特徴とする請求項３〜
１４のいずれか１項に記載の光ファイバの線引き方法。 - 【請求項１６】 前記加熱炉内にある、溶融変形部を冷
却するに当り、溶融変形部の最も低い冷却速度を４００
０℃／ｓ以下とすることを特徴とする請求項３〜１５の
いずれか１項に記載の光ファイバの線引き方法。 - 【請求項１７】 請求項１〜１６のいずれか１項に記載
の光ファイバの線引き方法によって線引きされた光ファ
イバに被覆材を被覆することを特徴とする光ファイバの
製造方法。 - 【請求項１８】 光ファイバ母材の端部を加熱炉で加熱
溶融し、溶融して形成される溶融変形部の先端に張力を
加えて線引きする光ファイバの線引き装置であって、前
記加熱炉を少なくとも２つのヒートゾーンから構成し、
該少なくとも２つのヒートゾーンにより前記溶融変形部
を形成し、前記ヒートゾーンが、独立に温度制御可能な
ヒータと前記ヒータの外側に設た断熱材で構成され、か
つ、下部の第２ヒートゾーンの長さが、その上部の第１
ヒートゾーンの長さと同じかそれ以上としたことを特徴
とする光ファイバの線引き装置。 - 【請求項１９】 前記第１ヒートゾーンを形成する上部
線引炉を構成する炉心管の内径よりも、前記第２ヒート
ゾーンを形成する下部線引炉を構成する炉心管の内径を
細くし、第１ヒートゾーンからの熱の影響を第２ヒート
ゾーンに対して小さくしたことを特徴とする請求項１８
記載の光ファイバの線引き装置。 - 【請求項２０】前記第１ヒートゾーンの上部に第３ヒー
トゾーンを設けたことを特徴とする請求項１８又は１９
記載の光ファイバの線引き装置。 - 【請求項２１】前記第１ヒートゾーンの下端と第２ヒー
トゾーンの上端との距離が１００ｍｍ以上６００ｍｍ以
内であり、第１ヒートゾーンのヒータを１７００℃〜２
３００℃の範囲に設定して加熱し、第２ヒートゾーンの
ヒータを６００℃〜１６００℃の範囲に設定して加熱す
ることを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか１項に
記載の光ファイバの線引き装置。 - 【請求項２２】 前記加熱炉がヒートゾーンと光ファイ
バ母材がある雰囲気とを隔離する隔離手段を備え、第１
ヒートゾーンと第２ヒートゾーンの間で母材側の隔離手
段の内径が小さくなる部分有するか、又は、第２ヒート
ゾーン側の隔離手段の内径が第１ヒートゾーン側に比べ
細いことを特徴とする請求項１８〜２１のいずれか１項
に記載の光ファイバの線引き装置。 - 【請求項２３】 前記加熱炉がヒートゾーンと光ファイ
バ母材がある雰囲気とを隔離する隔離手段を備え、少な
くとも第２ヒートゾーンにはガス予熱流路があり、前記
ガス予熱流路を通過した予熱ガスを母材のある隔離手段
内部に供給する通路が設けられたことを特徴とする請求
項１８〜２２のいずれか１項に記載の光ファイバの線引
き装置。 - 【請求項２４】 前記加熱炉内にある、溶融変形部の最
低の冷却速度が４０００℃／ｓ以下に制御されること特
徴とする請求項１８〜２３のいずれか１項に記載の光フ
ァイバの線引き装置 - 【請求項２５】 請求項１８〜２４のいずれか１項に記
載の光ファイバの線引き装置、及び、被覆装置を備えた
ことを特徴とする光ファイバの製造装置。
Priority Applications (1)
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