JP2803310B2 - 導電性薄膜コート光ファイバの製造方法およびその装置 - Google Patents
導電性薄膜コート光ファイバの製造方法およびその装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、導電性薄膜コート光ファイバの製造方法
と、これを用いた製造装置に関する。
と、これを用いた製造装置に関する。
石英系光ファイバの裸線は水分やH2を吸着し易く、こ
れらは光ファイバの強度劣化や光伝送損失の増加の原因
となる。従来は、光ファイバの線引き直後にUV硬化型ア
クリレート系樹脂等によるプリコートが施されていた。
しかしこれら有機高分子膜だけでは気密性が不足する
為、今日ではプリコートを２層以上に分け、まずアルミ
ニウム等の無機薄膜をコーティングし、さらにその上か
ら樹脂コートを施すことが行われている。この無機薄膜
としては各種のものが研究されているが、最近アモルフ
ァスカーボンがその優れた気密性の故に注目されている
（例えば“Optical Fibre Communications Conference
1989"「国際光ファイバ通信学会1989年年会」における
C.M.G.Jochemらの論文）。
れらは光ファイバの強度劣化や光伝送損失の増加の原因
となる。従来は、光ファイバの線引き直後にUV硬化型ア
クリレート系樹脂等によるプリコートが施されていた。
しかしこれら有機高分子膜だけでは気密性が不足する
為、今日ではプリコートを２層以上に分け、まずアルミ
ニウム等の無機薄膜をコーティングし、さらにその上か
ら樹脂コートを施すことが行われている。この無機薄膜
としては各種のものが研究されているが、最近アモルフ
ァスカーボンがその優れた気密性の故に注目されている
（例えば“Optical Fibre Communications Conference
1989"「国際光ファイバ通信学会1989年年会」における
C.M.G.Jochemらの論文）。
光ファイバ表面の無機薄膜コーティングは、プリフォ
ーム（母材）からファイバが線引きされた直後に、例え
ば化学的気相成長法（いわゆるCVD法）で行われる場合
が多い。この方法で生成される膜は数百オングストロー
ム（Å）と極めて薄く、この膜厚や膜質などは、線速、
処理温度、反応ガスの濃度、圧力、流量等、多くの要因
の影響下で変動する。このため、例えば５〜10m/秒とい
う速い紡糸スピードの下で、数十kmに及ぶファイバ全長
にわたって膜切れがなく、均一な膜厚、膜質となった薄
膜コーティングを保証することは容易ではない。
ーム（母材）からファイバが線引きされた直後に、例え
ば化学的気相成長法（いわゆるCVD法）で行われる場合
が多い。この方法で生成される膜は数百オングストロー
ム（Å）と極めて薄く、この膜厚や膜質などは、線速、
処理温度、反応ガスの濃度、圧力、流量等、多くの要因
の影響下で変動する。このため、例えば５〜10m/秒とい
う速い紡糸スピードの下で、数十kmに及ぶファイバ全長
にわたって膜切れがなく、均一な膜厚、膜質となった薄
膜コーティングを保証することは容易ではない。
このような無機薄膜の性能のコントロールを行うに
は、光ファイバの製造過程で膜厚を連続的に測定し、そ
の結果に基づいて上記の各要因を制御することができれ
ば極めて望ましい。
は、光ファイバの製造過程で膜厚を連続的に測定し、そ
の結果に基づいて上記の各要因を制御することができれ
ば極めて望ましい。
しかしながら、線引きおよび無機薄膜と樹脂のコーテ
ィングを終了した光ファイバをドラムに巻き取った後、
サンプルを採取し、その樹脂コートを取り去って膜厚を
測定していた。このため、全長にわたって無機薄膜の性
能を保証することができないという解決すべき課題があ
った。
ィングを終了した光ファイバをドラムに巻き取った後、
サンプルを採取し、その樹脂コートを取り去って膜厚を
測定していた。このため、全長にわたって無機薄膜の性
能を保証することができないという解決すべき課題があ
った。
本発明は、上記の課題に鑑み、光ファイバにおける薄
膜の膜厚を非接触かつ連続的に測定することを可能に
し、これによって、光ファイバ全長にわたって均一な薄
膜コーティングを行うことのできる光ファイバの製造方
法と装置を提供することを目的とする。
膜の膜厚を非接触かつ連続的に測定することを可能に
し、これによって、光ファイバ全長にわたって均一な薄
膜コーティングを行うことのできる光ファイバの製造方
法と装置を提供することを目的とする。
本発明は、光ファイバの被覆に用いられる無機薄膜に
は導電性を有するものがある点に着目し、その電気抵抗
を非接触で連続的に測定することを可能にした光ファイ
バの製造方法と装置を提供しようするものである。
は導電性を有するものがある点に着目し、その電気抵抗
を非接触で連続的に測定することを可能にした光ファイ
バの製造方法と装置を提供しようするものである。
すなわち、本発明は母材から線引きされた光ファイバ
に導電性薄膜をコーティングする光ファイバの製造方法
において、導電性薄膜をコーティングした後の光ファイ
バを高周波磁界中に通し、導電性薄膜に生じた過電流を
非接触で測定することにより導電性薄膜の厚さを測定す
ることを特徴とする。
に導電性薄膜をコーティングする光ファイバの製造方法
において、導電性薄膜をコーティングした後の光ファイ
バを高周波磁界中に通し、導電性薄膜に生じた過電流を
非接触で測定することにより導電性薄膜の厚さを測定す
ることを特徴とする。
また、本発明に係る導電性薄膜コート光ファイバの製
造装置は、光ファイバの母材を加熱、溶融して光ファイ
バを線引きする線引炉と、線引きされた光ファイバに導
電性薄膜をコーティングするコーティング装置とに加え
て、更に光ファイバの導電性薄膜の膜厚を測定する膜厚
測定装置を備え、特にこの膜厚測定装置が、高周波電源
に接続された中空の検出コイルを有し、このコイルの中
空部を光ファイバが通るときに生じる交流インピーダン
スの変化に基づいて、光ファイバの導電性薄膜の膜厚を
測定するものであることを特徴とする。
造装置は、光ファイバの母材を加熱、溶融して光ファイ
バを線引きする線引炉と、線引きされた光ファイバに導
電性薄膜をコーティングするコーティング装置とに加え
て、更に光ファイバの導電性薄膜の膜厚を測定する膜厚
測定装置を備え、特にこの膜厚測定装置が、高周波電源
に接続された中空の検出コイルを有し、このコイルの中
空部を光ファイバが通るときに生じる交流インピーダン
スの変化に基づいて、光ファイバの導電性薄膜の膜厚を
測定するものであることを特徴とする。
この膜厚測定装置は、例えば、検出コイルのほかにこ
れと略同一の特性を有する（例えば同一構造で同形、同
大）参照用コイルを備、この参照用コイルは空芯とした
まま両コイルを一つの高周波電源に接続し、交流ブリッ
ジ等の検出手段で両コイルのインピーダンスの差を検知
することにより、上記の交流インピーダンスの変化を検
出するものであってもよい。
れと略同一の特性を有する（例えば同一構造で同形、同
大）参照用コイルを備、この参照用コイルは空芯とした
まま両コイルを一つの高周波電源に接続し、交流ブリッ
ジ等の検出手段で両コイルのインピーダンスの差を検知
することにより、上記の交流インピーダンスの変化を検
出するものであってもよい。
本発明の構成によれば、まず、線引炉の上部から挿入
された光ファイバの母材が炉中で加熱、溶融されつつ線
引きされ、光ファイバの裸線が作られる。この光ファイ
バの裸線は直ちにコーティング装置に入り、その表面に
導電性薄膜が形成される。導電性薄膜をコーティングさ
れた光ファイバは、必要に応じてレーザ線径測定器等の
外径測定器により外径を測定され、続いて膜厚測定装置
によりその表面の導電性薄膜の膜厚を測定されるので、
外径及び膜厚を所定の値に維持するために必要な情報が
得られる。なお、この膜厚測定に先立ち、樹脂を被覆し
て硬化させてもよく、これによっても導電性薄膜の厚さ
が同様に測定される。
された光ファイバの母材が炉中で加熱、溶融されつつ線
引きされ、光ファイバの裸線が作られる。この光ファイ
バの裸線は直ちにコーティング装置に入り、その表面に
導電性薄膜が形成される。導電性薄膜をコーティングさ
れた光ファイバは、必要に応じてレーザ線径測定器等の
外径測定器により外径を測定され、続いて膜厚測定装置
によりその表面の導電性薄膜の膜厚を測定されるので、
外径及び膜厚を所定の値に維持するために必要な情報が
得られる。なお、この膜厚測定に先立ち、樹脂を被覆し
て硬化させてもよく、これによっても導電性薄膜の厚さ
が同様に測定される。
上記の膜厚測定装置において、光ファイバが検出コイ
ルの中空部を通るときファイバ表面の導電性薄膜中に渦
電流が発生する。これは、検出コイル中で高周波電流が
作る磁界の中に導体であるファイバ表面が置かれるから
である。同時に、この渦電流も磁界を作り、この磁界が
逆に検出コイルに作用してその見掛けの交流インピーダ
ンスを変化させる。そして、この渦電流の強さ及びこれ
に起因する交流インピーダンスの変化量は導電性薄膜の
膜厚に関する情報を含んでいるから、予め検量を行なっ
て検出コイルの交流インパーダンス変化量と膜厚との関
係を求めておき、この交流インピーダンスの変化量を実
測すれば、膜厚が測定できることになる。
ルの中空部を通るときファイバ表面の導電性薄膜中に渦
電流が発生する。これは、検出コイル中で高周波電流が
作る磁界の中に導体であるファイバ表面が置かれるから
である。同時に、この渦電流も磁界を作り、この磁界が
逆に検出コイルに作用してその見掛けの交流インピーダ
ンスを変化させる。そして、この渦電流の強さ及びこれ
に起因する交流インピーダンスの変化量は導電性薄膜の
膜厚に関する情報を含んでいるから、予め検量を行なっ
て検出コイルの交流インパーダンス変化量と膜厚との関
係を求めておき、この交流インピーダンスの変化量を実
測すれば、膜厚が測定できることになる。
以下、添付図面の第１図から第５図を用いて本発明の
実施例を説明する。なお、図面の説明において同一要素
には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
実施例を説明する。なお、図面の説明において同一要素
には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
第１図は本発明の第１実施例に係る導電性薄膜コート
光ファイバの製造装置の主要部の構成を示す図である。
図示の通り、線引炉１の炉心管２には光ファイバの母材
15が挿入され、母材15の先端部は加熱装置により加熱、
溶融されつつ線引きされ、光ファイバの裸線16が作られ
る。本例ではこの裸線の外径は125μｍである。裸線16
は直ちにコーティング装置の一例である熱CVD炉３の炉
心管４に入り、炉心管４の上部にある反応ガス導入口５
からは反応ガスが供給されて加熱装置により加熱されて
熱分解され、裸線16の表面に導電性薄膜が形成される。
反応後のガスは排気口６から排出される。
光ファイバの製造装置の主要部の構成を示す図である。
図示の通り、線引炉１の炉心管２には光ファイバの母材
15が挿入され、母材15の先端部は加熱装置により加熱、
溶融されつつ線引きされ、光ファイバの裸線16が作られ
る。本例ではこの裸線の外径は125μｍである。裸線16
は直ちにコーティング装置の一例である熱CVD炉３の炉
心管４に入り、炉心管４の上部にある反応ガス導入口５
からは反応ガスが供給されて加熱装置により加熱されて
熱分解され、裸線16の表面に導電性薄膜が形成される。
反応後のガスは排気口６から排出される。
本例では反応ガスはメタン、生成する導電性物質はカ
ーボンであるが、本発明の対象がこれに限られるもので
はない。すなわち、上記の導電性薄膜の材質は、光ファ
イバの表面に堅固な導電性気密層を形成でき、かつ光フ
ァイバに悪影響を与えないものであれば何でもよく、ま
た上記のコーティング装置もその材質に応じて適切な形
式のものを選択することができる。例えばカーボンの場
合は、メタンの他にアセチレン等の入手容易な材料を反
応ガスとして、熱CVD（熱分解を伴う化学的気相成長
法）炉のような構造簡単なコーティング装置により堅固
な導電性気密層を容易に形成し得るので好都合である。
なお、ここにいうカーボンにはアモルファス（非結昭）
カーボンや微細結晶質カーボンが含まれる。
ーボンであるが、本発明の対象がこれに限られるもので
はない。すなわち、上記の導電性薄膜の材質は、光ファ
イバの表面に堅固な導電性気密層を形成でき、かつ光フ
ァイバに悪影響を与えないものであれば何でもよく、ま
た上記のコーティング装置もその材質に応じて適切な形
式のものを選択することができる。例えばカーボンの場
合は、メタンの他にアセチレン等の入手容易な材料を反
応ガスとして、熱CVD（熱分解を伴う化学的気相成長
法）炉のような構造簡単なコーティング装置により堅固
な導電性気密層を容易に形成し得るので好都合である。
なお、ここにいうカーボンにはアモルファス（非結昭）
カーボンや微細結晶質カーボンが含まれる。
表面に導電性薄膜がコーティングされた光ファイバ17
は、熱CVD炉３を出た後、検出コイル７の中を通過す
る。検出コイル７は中空コイルであり、本例ではコイル
内径500μｍであって、その中を通る光ファイバが接触
しないように、コイル中心と光ファイバ中心とは高精度
に芯出しされている。第２図は検出コイルと光ファイバ
の寸法関係を示している。図示の通り、光ファイバ17は
裸線16に導電性薄膜171をコーティングすることで形成
され、これが検出コイル７の中空部に通されている。こ
こで、図中のdfは光ファイバ17の外径、dcは検出コイル
７の内径である。
は、熱CVD炉３を出た後、検出コイル７の中を通過す
る。検出コイル７は中空コイルであり、本例ではコイル
内径500μｍであって、その中を通る光ファイバが接触
しないように、コイル中心と光ファイバ中心とは高精度
に芯出しされている。第２図は検出コイルと光ファイバ
の寸法関係を示している。図示の通り、光ファイバ17は
裸線16に導電性薄膜171をコーティングすることで形成
され、これが検出コイル７の中空部に通されている。こ
こで、図中のdfは光ファイバ17の外径、dcは検出コイル
７の内径である。
参照用コイル71は検出コイル７と同形、同大の空芯コ
イルであり、少なくとも交流インピーダンスについて同
一の特性を有している。検出コイル７及び参照用コイル
71は、本例では周波数200MHzの高周波電源８から高周波
電流を供給されると共に、交流ブリッジ９に接続されて
おり、交流ブリッジ９の出力は信号処理装置10に接続さ
れている。上記の検出コイル７から信号処理装置10まで
の要素は、全体として本発明の構成における膜厚測定装
置に当該する。
イルであり、少なくとも交流インピーダンスについて同
一の特性を有している。検出コイル７及び参照用コイル
71は、本例では周波数200MHzの高周波電源８から高周波
電流を供給されると共に、交流ブリッジ９に接続されて
おり、交流ブリッジ９の出力は信号処理装置10に接続さ
れている。上記の検出コイル７から信号処理装置10まで
の要素は、全体として本発明の構成における膜厚測定装
置に当該する。
検出コイル７を通過した光ファイバ17は、続いて外径
測定器11において外径を測定され、ダイス12において樹
脂等をコーティングされ、硬化炉13においてUV照射又は
加熱による硬化処理を受ける。こうして完成された光フ
ァイバ18は、キャプスタン14を介して図示しないドラム
に巻き取られる。
測定器11において外径を測定され、ダイス12において樹
脂等をコーティングされ、硬化炉13においてUV照射又は
加熱による硬化処理を受ける。こうして完成された光フ
ァイバ18は、キャプスタン14を介して図示しないドラム
に巻き取られる。
次に、上記第１実施例の装置の作用と共に、実施例に
係る製造方法を説明する。
係る製造方法を説明する。
第１図において、線引炉１において線引きされた光フ
ァイバの裸線16は、熱CVD炉３の炉心管４内において加
熱装置により加熱され、その表面に反応ガスが触れて熱
分解され、裸線16の表面に例えばカーボン等の導電性物
質が析出し薄膜が形成される。
ァイバの裸線16は、熱CVD炉３の炉心管４内において加
熱装置により加熱され、その表面に反応ガスが触れて熱
分解され、裸線16の表面に例えばカーボン等の導電性物
質が析出し薄膜が形成される。
こうして表面に導電性薄膜171をコーティングされた
光ファイバ17が検出コイル７の中空部を通る際、その導
電性薄膜171中に渦電流が発生する。これは、検出コイ
ル７中で高周波電流が作る磁界の中に導体であるファイ
バ表面が置かれるからである。同時に、この渦電流も磁
界を作り、この磁界が逆に検出コイル７に作用して、そ
の見掛けの交流インピーダンスを変化させる。他方、参
照用コイル71の交流インピーダンスは空芯であるため変
化しないから、両コイル７及び71の交流インピーダンス
の差を交流ブリッジ９で観測しつつ、その差をゼロにす
るように交流ブリッジ９を操作することにより、検出コ
イル７に生じた交流インピーダンスの変化量を交流ブリ
ッジ９の操作量として検出することができる。
光ファイバ17が検出コイル７の中空部を通る際、その導
電性薄膜171中に渦電流が発生する。これは、検出コイ
ル７中で高周波電流が作る磁界の中に導体であるファイ
バ表面が置かれるからである。同時に、この渦電流も磁
界を作り、この磁界が逆に検出コイル７に作用して、そ
の見掛けの交流インピーダンスを変化させる。他方、参
照用コイル71の交流インピーダンスは空芯であるため変
化しないから、両コイル７及び71の交流インピーダンス
の差を交流ブリッジ９で観測しつつ、その差をゼロにす
るように交流ブリッジ９を操作することにより、検出コ
イル７に生じた交流インピーダンスの変化量を交流ブリ
ッジ９の操作量として検出することができる。
上記の渦電流の強さとこれに起因する交流インピーダ
ンスの変化量は、導電性薄膜の膜厚に関する情報を含ん
でおり、この交流インピーダンスの変化量と膜厚との関
係を予め検量しておけば、上記のように検出コイル７に
生じる交流インピータンスの変化量を実測し、この情報
を信号処理装置10で処理することにより膜厚を測定する
ことができる。この装置によれば、両コイル７及び71に
共通に加わっている外部撹乱要因が相殺されるので高い
測定精度が得られる。なお、膜厚測定に利用した導電性
薄膜の電気抵抗は、膜厚以外に膜質等に関する情報をも
含んでいるため、膜の性能評価を行う上で重要な手掛か
りを与える。
ンスの変化量は、導電性薄膜の膜厚に関する情報を含ん
でおり、この交流インピーダンスの変化量と膜厚との関
係を予め検量しておけば、上記のように検出コイル７に
生じる交流インピータンスの変化量を実測し、この情報
を信号処理装置10で処理することにより膜厚を測定する
ことができる。この装置によれば、両コイル７及び71に
共通に加わっている外部撹乱要因が相殺されるので高い
測定精度が得られる。なお、膜厚測定に利用した導電性
薄膜の電気抵抗は、膜厚以外に膜質等に関する情報をも
含んでいるため、膜の性能評価を行う上で重要な手掛か
りを与える。
第３図は、本発明の第２実施例の装置の全体構成を示
している。
している。
本実施例では、外径測定器11と検出コイル７の上下の
位置が逆転していること、及びファイバ周囲に磁界を発
生させるコイル80と検出コイル７とを分けたことが、第
１図の実施例と相違する点である。
位置が逆転していること、及びファイバ周囲に磁界を発
生させるコイル80と検出コイル７とを分けたことが、第
１図の実施例と相違する点である。
検出コイル７の挿入位置は、コイルとファイバが接触
しないよう、ファイバの振れが小さい場所がよい。その
意味で、樹脂コーティング用ダイス12の前後は望ましい
位置である。本例ではこのような観点から、外径測定器
11と検出コイル７の位置を逆転させ、検出コイル７をダ
イス12に近づけている。これをさらに進めて、検出コイ
ル７とダイス12を一体化させてもよく、この場合コイル
の近くに導電性物質があると大きな影響を受けるので、
ダイス12とその付属品をすべて絶縁物で作るとよい。
しないよう、ファイバの振れが小さい場所がよい。その
意味で、樹脂コーティング用ダイス12の前後は望ましい
位置である。本例ではこのような観点から、外径測定器
11と検出コイル７の位置を逆転させ、検出コイル７をダ
イス12に近づけている。これをさらに進めて、検出コイ
ル７とダイス12を一体化させてもよく、この場合コイル
の近くに導電性物質があると大きな影響を受けるので、
ダイス12とその付属品をすべて絶縁物で作るとよい。
また本例で、光ファイバの周囲に磁界を発生させるコ
イル80と検出コイル７とを分けた理由は、励磁エネルギ
の供給を検出コイル７とは別のコイル80に行わせること
で検出コイル７に流す電流を小さくすることができ、そ
のため検出コイル７の温度上昇や振動等の防止が容易に
なって測定精度が上向するからである。
イル80と検出コイル７とを分けた理由は、励磁エネルギ
の供給を検出コイル７とは別のコイル80に行わせること
で検出コイル７に流す電流を小さくすることができ、そ
のため検出コイル７の温度上昇や振動等の防止が容易に
なって測定精度が上向するからである。
上記第１図又は第３図の実施例における膜厚測定にお
いて、一定の高周波電流の下で充分に強力な渦電流を発
生させるには、検出コイルのコイル充填率νをなるべく
大きく（１に近く）する必要がある。コイル充填率νは
コイルの中空部断面積に対するファイバ断面積の比であ
って、次式（１）で定義される。
いて、一定の高周波電流の下で充分に強力な渦電流を発
生させるには、検出コイルのコイル充填率νをなるべく
大きく（１に近く）する必要がある。コイル充填率νは
コイルの中空部断面積に対するファイバ断面積の比であ
って、次式（１）で定義される。
ν＝（df/dc）２ …（１） ここでdfは光ファイバの外径、dcは検出コイルの内径
である。このνの値が小さいと、交流ブリッジ等に高感
度のものが必要になったり、また増幅器のゲインを大き
くしなければならず、特に後述するような高い周波数を
取り扱う際に困難が増大する。ちなみにファイバの外径
が125μｍの場合、検出コイルの内径を500μｍ（0.5m
m）以下が好ましく、従って、外径250μｍ程度までの光
ファイバを作る製造装置にあっては、検出コイル内径の
実用範囲は1mm以下であるといってよい。
である。このνの値が小さいと、交流ブリッジ等に高感
度のものが必要になったり、また増幅器のゲインを大き
くしなければならず、特に後述するような高い周波数を
取り扱う際に困難が増大する。ちなみにファイバの外径
が125μｍの場合、検出コイルの内径を500μｍ（0.5m
m）以下が好ましく、従って、外径250μｍ程度までの光
ファイバを作る製造装置にあっては、検出コイル内径の
実用範囲は1mm以下であるといってよい。
一方、膜厚測定に用いる高周波電源８の周波数ｆは、
導電性薄膜の導電率σ、透磁率μにより、薄膜中の渦電
流の浸透深さδが適当な値になるように定められる。こ
こに渦電流の浸透深さδは、次式（２）で当られる。
導電性薄膜の導電率σ、透磁率μにより、薄膜中の渦電
流の浸透深さδが適当な値になるように定められる。こ
こに渦電流の浸透深さδは、次式（２）で当られる。
上記のδは光ファイバの導電性薄膜の膜厚に比べて十
分大きく、かつファイバ外径より小さいことが望まし
い。（２）式にカーボン膜の定数を入れ、ファイバ外径
を100μｍとして計算すると、ｆは250MHz以上となる
が、これを同じ太さの銅線の場合の440KHzと比較すると
その違いは明瞭である。ちなみに、カーボン膜の場合に
は80μｍのファイバ外径では390MHz以上、200μｍの外
径では60MHz以上である。ここから、カーボン膜の場
合、この周波数の実用的範囲は10MHz以上であるという
ことができる。
分大きく、かつファイバ外径より小さいことが望まし
い。（２）式にカーボン膜の定数を入れ、ファイバ外径
を100μｍとして計算すると、ｆは250MHz以上となる
が、これを同じ太さの銅線の場合の440KHzと比較すると
その違いは明瞭である。ちなみに、カーボン膜の場合に
は80μｍのファイバ外径では390MHz以上、200μｍの外
径では60MHz以上である。ここから、カーボン膜の場
合、この周波数の実用的範囲は10MHz以上であるという
ことができる。
なお、以上述べてきた膜厚測定の結果には、光ファイ
バの外径が大きく影響する。従って、ファイバ外径が所
定の寸法差以内にコントロールされていることが精度よ
く膜厚を測定できるための一つの前提条件である。
バの外径が大きく影響する。従って、ファイバ外径が所
定の寸法差以内にコントロールされていることが精度よ
く膜厚を測定できるための一つの前提条件である。
第４図および第５図は第３実施例に係る製造装置を示
している。
している。
第４図に示す通り、検出コイル７等からなる膜厚測定
装置はキャプスタン14の下流側、すなわち樹脂コーティ
ング用ダイス12および硬化炉13からなる樹脂コーティン
グ装置の下流側に設けられている。これにより、光ファ
イバが測定用のコイル等に接触して、引張強度が低下し
てしまうような不都合が防止される。また本実施例にお
いては、第５図のように、導電性膜厚171の上に樹脂被
覆181を施された光ファイバ18は、テフロンなどからな
る円筒状のガイドパイプ20に通され、このガイドパイプ
20の外側には検出コイル７が巻かれている。なお、ガイ
ドパイプ20の内面は滑らかに仕上げられており、しかも
光ファイバ18の入口部はパイプの内径が広くなるように
成形されている。このため、線ぶれによって光ファイバ
18がガイドパイプ20の内面に接触しても、光ファイバの
裸線16や導電性薄膜171に大きな損傷を与えないように
してある。
装置はキャプスタン14の下流側、すなわち樹脂コーティ
ング用ダイス12および硬化炉13からなる樹脂コーティン
グ装置の下流側に設けられている。これにより、光ファ
イバが測定用のコイル等に接触して、引張強度が低下し
てしまうような不都合が防止される。また本実施例にお
いては、第５図のように、導電性膜厚171の上に樹脂被
覆181を施された光ファイバ18は、テフロンなどからな
る円筒状のガイドパイプ20に通され、このガイドパイプ
20の外側には検出コイル７が巻かれている。なお、ガイ
ドパイプ20の内面は滑らかに仕上げられており、しかも
光ファイバ18の入口部はパイプの内径が広くなるように
成形されている。このため、線ぶれによって光ファイバ
18がガイドパイプ20の内面に接触しても、光ファイバの
裸線16や導電性薄膜171に大きな損傷を与えないように
してある。
上記のようにして得られた膜厚に関する情報は、下記
のように製造条件調整のためにフィードバックされる。
のように製造条件調整のためにフィードバックされる。
まず、炉心管４に流す反応ガスの流量の調整がされ
る。導電性薄膜の膜厚が小さすぎるときは、反応ガスの
流量を多くすることで膜厚を大きくでき、逆に膜厚が大
きすぎるときは、反応ガスの流量を少なくすることで膜
厚を小さくできる。反応ガスの濃度についても同様であ
り、高濃度にすると導電性薄膜を厚く、低濃度にすると
薄くできる。一方、炉心管４における裸線16の温度によ
っても導電性薄膜の厚さを調整でき、一般には、温度が
高いほど導電性薄膜は厚くなる。このような裸線16の温
度調整は、炉心管４を母材15に近づけたり、あるいは遠
ざけたりすることで容易に実現できる。
る。導電性薄膜の膜厚が小さすぎるときは、反応ガスの
流量を多くすることで膜厚を大きくでき、逆に膜厚が大
きすぎるときは、反応ガスの流量を少なくすることで膜
厚を小さくできる。反応ガスの濃度についても同様であ
り、高濃度にすると導電性薄膜を厚く、低濃度にすると
薄くできる。一方、炉心管４における裸線16の温度によ
っても導電性薄膜の厚さを調整でき、一般には、温度が
高いほど導電性薄膜は厚くなる。このような裸線16の温
度調整は、炉心管４を母材15に近づけたり、あるいは遠
ざけたりすることで容易に実現できる。
本発明の構成によれば、カーボンのような導電性物質
の薄膜でコーティングされた光ファイバの膜厚の変化を
電気抵抗の変化として連続的に測定することができ、し
かもこの膜厚測定は完全に非接触の状態で行われるか
ら、光ファイバの表面を傷つけることがない。このよう
にして光ファイバの製造中に膜厚を連続監視できるの
で、導電性薄膜の製造条件を迅速に決定することがで
き、必要に応じて薄膜コーティング装置をリアルタイム
に制御することも可能であって、製造される光ファイバ
の全長にわたって良好な膜性能を保証することができ
る。またその結果、膜性能の検査工程を省くことができ
る。
の薄膜でコーティングされた光ファイバの膜厚の変化を
電気抵抗の変化として連続的に測定することができ、し
かもこの膜厚測定は完全に非接触の状態で行われるか
ら、光ファイバの表面を傷つけることがない。このよう
にして光ファイバの製造中に膜厚を連続監視できるの
で、導電性薄膜の製造条件を迅速に決定することがで
き、必要に応じて薄膜コーティング装置をリアルタイム
に制御することも可能であって、製造される光ファイバ
の全長にわたって良好な膜性能を保証することができ
る。またその結果、膜性能の検査工程を省くことができ
る。
第１図は本発明の第１実施例に係る導電性薄膜コート光
ファイバの製造装置を示す説明図、第２図は第１図の部
分拡大図、第３図は第２実施例に係る導電性薄膜コート
光ファイバの製造装置を示す説明図、第４図は第３実施
例に係る導電性薄膜コート光ファイバの製造装置の説明
図、第５図は第４図の要部を示す図である。 １……線引炉、３……熱CVD炉、７……検出コイル、８
……高周波電源、９……交流ブリッジ、10……信号処理
装置、11……ファイバ外径測定器、12……樹脂コーティ
ング用ダイス、16……光ファイバの裸線、17……導電性
薄膜をコーティングされた光ファイバ、171……導電性
薄膜、df……光ファイバの外径、dc……検出コイルの内
径、18……樹脂コーティングされた光ファイバ。
ファイバの製造装置を示す説明図、第２図は第１図の部
分拡大図、第３図は第２実施例に係る導電性薄膜コート
光ファイバの製造装置を示す説明図、第４図は第３実施
例に係る導電性薄膜コート光ファイバの製造装置の説明
図、第５図は第４図の要部を示す図である。 １……線引炉、３……熱CVD炉、７……検出コイル、８
……高周波電源、９……交流ブリッジ、10……信号処理
装置、11……ファイバ外径測定器、12……樹脂コーティ
ング用ダイス、16……光ファイバの裸線、17……導電性
薄膜をコーティングされた光ファイバ、171……導電性
薄膜、df……光ファイバの外径、dc……検出コイルの内
径、18……樹脂コーティングされた光ファイバ。
Claims (5)
- 【請求項１】母材から線引きされた光ファイバに導電性
薄膜をコーティングする導電性薄膜コート光ファイバの
製造方法において、 前記導電性薄膜をコーティングした後の光ファイバが高
周波磁界中に通し、当該導電性薄膜に生じた渦電流を非
接触で測定することにより当該導電性薄膜の厚さを測定
することを特徴とする導電性薄膜コート光ファイバの製
造方法。 - 【請求項２】前記導電性薄膜のコーティング後に、更に
樹脂をコーティングして硬化させた後に、前記高周波磁
界中に通して前記導電性薄膜の厚さを測定することを特
徴とする請求項１記載の導電性薄膜コート光ファイバの
製造方法。 - 【請求項３】母材を加熱、溶融して光ファイバを線引き
する線引炉と、線引きされた光ファイバに導電性薄膜を
コーティングするコーティング装置と、コーティングさ
れた導電性薄膜の膜厚を測定する膜厚測定装置とを備
え、 前記膜厚測定装置が、高周波電源に接続された中空の検
出コイルを有し、前記光ファイバが該検出コイルの中空
部を通るときに生じる該検出コイルの交流インピーダン
スの変化に基づいて前記導電性薄膜の膜厚を測定するも
のであることを特徴とする導電性薄膜コート光ファイバ
の製造装置。 - 【請求項４】前記膜厚測定装置が、前記検出コイルと略
同一の特性を有し空芯のまま前記高周波電源に接続され
た参照用コイルと、前記検出コイルと参照用コイルの交
流インピーダンスの差を検知することにより該検出コイ
ルにおける前記交流インピーダンスの変化を検出する検
出手段とを備えることを特徴とする請求項３記載の導電
性薄膜コート光ファイバの製造装置。 - 【請求項５】前記膜厚測定装置が、前記導電性薄膜の上
に樹脂をコーティングする樹脂コーティング装置の下流
側に配置されていることを特徴とする請求項３記載の導
電性薄膜コート光ファイバの製造装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU58656/90A AU640149B2 (en) | 1989-07-06 | 1990-07-03 | Method and device for producing an optical fiber |
| KR1019900010146A KR930009888B1 (ko) | 1989-07-06 | 1990-07-05 | 도전성박막이 코우팅된 광파이버의 제조방법 및 그 장치 |
| CA002020490A CA2020490A1 (en) | 1989-07-06 | 1990-07-05 | Method and device for producing conductive thin film-coated optical fiber |
| DE69013079T DE69013079T2 (de) | 1989-07-06 | 1990-07-05 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer optischen Faser mit dünner leitfähiger Beschichtung. |
| EP90112856A EP0406860B1 (en) | 1989-07-06 | 1990-07-05 | Method and device for producing conductive thin film-coated optical fiber |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-174978 | 1989-07-06 | ||
| JP17497889 | 1989-07-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03131550A JPH03131550A (ja) | 1991-06-05 |
| JP2803310B2 true JP2803310B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=15988078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2093429A Expired - Fee Related JP2803310B2 (ja) | 1989-07-06 | 1990-04-09 | 導電性薄膜コート光ファイバの製造方法およびその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2803310B2 (ja) |
| KR (1) | KR930009888B1 (ja) |
-
1990
- 1990-04-09 JP JP2093429A patent/JP2803310B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-07-05 KR KR1019900010146A patent/KR930009888B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03131550A (ja) | 1991-06-05 |
| KR910003409A (ko) | 1991-02-27 |
| KR930009888B1 (ko) | 1993-10-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |