JP3675903B2 - 光ファイバの線引き方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリフォームを加熱し線引きして光ファイバ素線を得る光ファイバの線引き方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバの線引きにおいては、図９に示すように、プリフォーム１を加熱炉２で加熱し溶融させながら下方に引張ることによって光ファイバ素線３を得ている。このとき得られる光ファイバ素線３の温度は1800℃以上の高温であるので、これを50℃以下までプライマリダイス４の直前までに冷却する必要がある。プライマリダイス４では、光ファイバ素線３上に１次被覆層を施している。このとき温度が高いと、１次被覆層の被覆厚が一定とならない。温度が高すぎれば、１次被覆層を全く被覆できない現象も起る。
【０００３】
次に、１次硬化炉５で１次被覆層を硬化させた後に、セカンダリダイス６で光ファイバ素線３の１次被覆層上に２次被覆層を施す。その後に、２次硬化炉７で２次被覆層を硬化させ、得られた光ファイバ心線８を引取り機９の引取りロール１０で引取り、図示しない巻取り機で巻き取る。
【０００４】
このようにして光ファイバの線引きを行う際のポイントは、光ファイバ素線３をプライマリダイス４の直前までに1800℃程度から50℃程度まで冷やすことである。
【０００５】
当初、光ファイバ素線３の線引き速度が100m／min 〜300m／min のときには、プリフォーム１のメニスカス部１ａの下端からプライマリダイス４までの冷却長を４ｍ程度取れば空中放冷で充分に冷却できた。
【０００６】
しかし、光ファイバ素線３の線引き速度が、500m／min ，1000m ／min ，1500m ／min と高速化が要求されると、空中放冷では限界がある。
【０００７】
そこで、光ファイバ素線３の周囲を冷却筒で囲み、該冷却筒の中にヘリウムガスを流して光ファイバ素線３を冷却する方法が提案されている。ヘリウムガスは空気より熱伝達率が高いので、効率よく冷却を行うことができる。
【０００８】
しかしながら、このヘリウムガスを用いる方法では、ヘリウムガスの価格が高いので、光ファイバ素線３の線速の増加と共に該ヘリウムガスの使用量が増加し、光ファイバの原価上昇を招く問題点がある。
【０００９】
そこで、圧縮空気を光ファイバ素線３に吹き付けて冷却する技術も提案されている。この場合も、光ファイバ素線３の線速の増加と共に圧縮空気の使用量が増加するが、圧縮空気は安価に形成できるので光ファイバの原価上昇を可及的に回避することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ファイバ素線３の線速の増加と共に圧縮空気の使用量が増加し（例えば、1000m ／min では600 〜700 l ／min の空気を光ファイバ素線３の周囲に流す必要がある）、該圧縮空気が光ファイバ素線３の周囲を高速で流れると、該光ファイバ素線３が振動し、この振動が大きくなると加熱炉２でプリフォーム１から光ファイバ素線３に変化させているメニスカス部１ａに変動を与え、光ファイバ素線３の線径の変動が大きくなったり、さらには光ファイバ素線３の断線につながる問題点が発生する。この場合、光ファイバ素線３の振動は、通常10Hz前後である。
【００１１】
一方、ヘリウムガスを用いて冷却しても、線速が1200m/min では100 l/min の流量が必要であり、同様の問題点が発生する。
【００１２】
本発明の目的は、光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅を抑制しつつ線引きを行える光ファイバの線引き方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プリフォームを加熱し線引きして光ファイバ素線を得る光ファイバの線引き方法を改良の対象にしている。
【００１４】
本発明に係る光ファイバの線引き方法においては、光ファイバ素線に、その線引き方向に対して交差する方向の振動発生時に、その振動の振幅を抑制する所定周波数の制振用張力変動を該光ファイバ素線にその線引き方向に与えることを特徴とする。
【００１５】
このように光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動発生時に、その振動の振幅を抑制する所定周波数の制振用張力変動を該光ファイバ素線にその線引き方向に与えると、該光ファイバ素線の振動の振幅を抑えることができる。このため光ファイバの線引きが安定し、光ファイバの外径変動を抑制でき、光ファイバの品質向上を図ることができる。
【００１６】
また、本発明に係る光ファイバの線引き方法においては、
光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出し、該光ファイバ素線にその振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で該光ファイバ素線にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動を与えることを特徴とする。
【００１７】
このように光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動の発生時に、その振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で該光ファイバ素線にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動を与えると、該光ファイバ素線の振動の振幅を抑えることができる。このため光ファイバの線引きが安定し、光ファイバの外径変動を抑制でき、光ファイバの品質向上を図ることができる。
【００１８】
これらの場合、光ファイバ素線に与える制振用の張力変動は、該光ファイバ素線を引取る引取りロールを線引き方向に振動させることにより与えることができる。
【００１９】
このように引取りロールを線引き方向に振動させて光ファイバ素線に制振用の張力変動を与えると、光ファイバ素線に容易に制振用の張力変動を与えることができる。
【００２０】
また、光ファイバ素線に与える制振用の張力変動は、該光ファイバ素線を引取る引取り機の駆動モータの回転数を変動させることにより与えることができる。
【００２１】
このように引取り機の駆動モータの回転数を変動させると、光ファイバ素線に容易に制振用の張力変動を与えることができる。
【００２２】
また、光ファイバ素線に与える制振用の張力変動は、該光ファイバ素線を巻取る巻取り機の駆動モータの回転数を変動させることにより与えることができる。
【００２３】
このように巻取り機の駆動モータの回転数を変動させると、光ファイバ素線に容易に制振用の張力変動を与えることができる。
【００２４】
また、光ファイバ素線に与える制振用の張力変動は、光ファイバ素線に樹脂を被覆するダイスを線引き方向に振動させることにより与えることができる。
【００２５】
このように光ファイバ素線に樹脂を被覆するダイスを線引き方向に変動させると、該ダイス内の樹脂の粘性により該ダイスの振動が該樹脂を介して光ファイバ素線に伝えられて、該光ファイバ素線に容易に制振用の張力変動を与えることができる。
【００２６】
また、本発明は、プリフォームを加熱し線引きして光ファイバ素線を得る光ファイバの線引き装置を改良の対象としている。
【００２７】
本発明に係る光ファイバの線引き装置においては、光ファイバ素線に線引き方向に制振用の張力変動を与える制振用張力付与手段と、光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器と、該ファイバ振動検出器の検出出力をもとに制振用の張力変動の周波数等を演算する演算器と、該演算器の出力で制振用張力付与手段を光ファイバ素線の前記振動の振幅を抑制するように駆動するドライバとを有することを特徴とする。
【００２８】
このような構造にすると、ファイバ振動検出器と演算器とにより光ファイバ素線に与える該光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅を抑制する制振用の張力変動の周波数等を自動的に設定して制振用張力付与手段を駆動することができ、自動制御で光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅抑制を図ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置の実施の態様の第１例を示したものである。なお、前述した図９と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００３０】
本例の光ファイバの線引き装置においては、プリフォーム１のメニスカス部１ａの下端からプライマリダイス４までの間に、圧縮空気，窒素（一部ヘリウムガスを混合している場合もある）またはヘリウムガス等の気体を吹き付けて光ファイバ素線３を冷却する第１，第２の冷却ユニット１１Ａ，１１Ｂとが上下２段に設けられている。これら第１，第２の冷却ユニット１１Ａ，１１Ｂの間には、ファイバ位置検出器を用いたファイバ振動検出器１２が配置され、光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動が検出されるようになっている。線引きラインの末端側で光ファイバ心線８を引取る引取り機９においては、引取りロール１０を図示しない回転駆動源で回転する回転軸１３を軸受１４を介して回転自在に支持するハウジング１５に、該引取りロール１０を光ファイバ素線３の線引き方向に振動させる制振用張力付与手段として圧電振動子よりなる微小振動体１６が設けられている。その他の構成は、図９と同様である。
【００３１】
次に、このような光ファイバの線引き装置を用いた本例の光ファイバの線引き方法について説明する。
【００３２】
本例では、プリフォーム１から線引きされて得られた光ファイバ素線３がプライマリダイス４に達する前に、第１，第２の冷却ユニット１１Ａ，１１Ｂで光ファイバ素線３に例えば圧縮空気を吹き付けて該光ファイバ素線３を所定の温度（例えば、50℃以下）まで冷却する。
【００３３】
このような冷却の過程で、光ファイバ素線３にその線引き方向に対して交差する方向に振動が発生する。この光ファイバ素線３の振動をファイバ振動検出器１２で検出する。このときの光ファイバ素線３の振動の例を示すと、図３（Ａ）のようになる。
【００３４】
一方、引取り機９においては、圧電振動子よりなる微小振動体１６により引取りロール１０を、光ファイバ素線３の線引き方向に、該光ファイバ素線３の振動数のほぼ２倍の周波数で、該光ファイバ素線３の振動にほぼ同期させて振動させ、これにより光ファイバ素線３及びこれと一体の光ファイバ心線８に、その振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で該光ファイバ素線３にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動を与える。本例では、図３（Ｂ）に示すように、図３（Ａ）の線引き方向に対して交差する方向の振動の中点Ａで張力が加わり、その張力が図３（Ａ）の振動の一方のピーク部Ｂまで持続されて該ピーク部Ｂで零になり、次に振動の中点Ｃで張力が加わり、その張力が図３（Ａ）の振動の他方のピーク部Ｄまで持続されて該ピーク部Ｄで零になるように、振幅が増加しているＡ−Ｂ間やＣ−Ｄ間の段階で制振用の張力変動を矩形波状に繰り返し与えている。
【００３５】
この図３（Ｂ）において、Ｔ１ は光ファイバ素線３に元々かかっている張力であり、例えば光ファイバ素線３の線速が500m/minの場合では60〜80ｇである。また、このＴ１ は光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の最低値、Ｔ２ はこの制振用の張力変動の最高値、△Ｔは制振用の張力変動の大きさであり、Ｔ２ とＴ１ との差（Ｔ２ −Ｔ１ ）である。
【００３６】
ここで、△Ｔは次のような範囲にすることが好ましい。
【００３７】
０＜（△Ｔ／Ｔ１ ）×100 ％＜10％
このように光ファイバ素線３及びこれと一体の光ファイバ心線８に、その線引き方向に対して交差する方向の振動発生時にその振動の振幅を抑制する制振用の張力変動を与えると、該光ファイバ素線３の振動の振幅を抑えることができる。このため光ファイバの線引きが安定し、光ファイバの外径変動を抑制でき、光ファイバの品質向上を図ることができる。
【００３８】
このようにして振動が抑制された光ファイバ素線３は、プライマリダイス４に通して１次被覆層を施し、次に１次硬化炉５に通して１次被覆層を硬化させ、次にセカンダリダイス６に通して光ファイバ素線３の１次被覆層上に２次被覆層を施し、次に２次硬化炉７に通して２次被覆層を硬化させ、得られた光ファイバ心線８を引取り機９の引取りロール１０で引取り、図示しない巻取り機で巻き取る。
【００３９】
上記実施の態様の第１例の実施例について説明する。
【００４０】
光ファイバ素線３の線引き速度を1200m ／min 、光ファイバ素線３の素線径を125 μ±0.3 μm として線引きを行った。このとき第１，第２の冷却ユニット１１Ａ，１１Ｂへの圧縮空気の供給総量は700 l ／min であった。この圧縮空気の吹付けによる冷却時に光ファイバ素線３がその線引き方向に対して交差する方向に１mm以上振動した。そこで、引取り機９の引取りロール１０を制振用張力付与手段としての圧電振動子よりなる微小振動体１６により光ファイバ素線３の線引き方向に制振用の張力変動を、光ファイバ素線３の振動数のほぼ２倍（約20Hz）の周波数で、該光ファイバ素線３の振動にほぼ同期させて、約20〜30μm の伸縮量で与えたところ、光ファイバ素線３の振動を0.1mm 以下に抑制することができた。この時、微小振動体１６により与えた張力の大きさ△Ｔは、通常の線引き張力の値Ｔ１ との比（△Ｔ／Ｔ１ ）の百分率で示すと、10% 以下の５％であった。
【００４１】
図４は本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置の実施の態様の第２例を示したものである。
【００４２】
本例の光ファイバの線引き装置においては、光ファイバ素線３に制振用の張力変動を与えるため、光ファイバ素線３の振動を検出するファイバ振動検出器１２と、該ファイバ振動検出器１２の検出出力を増幅する増幅器１７と、該増幅器１７で増幅された検出出力を入力として光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数や振幅等を演算する演算器１８と、該演算器１８の出力で制振用張力付与手段としての圧電振動子よりなる微小振動体１６を該光ファイバ素線３の振動の振幅を抑制するように駆動するドライバ１９とを用いている。その他の構成は、図１と同様である。
【００４３】
このような構造の線引き装置では、光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器１２の検出出力を増幅器１７で増幅して演算器１８に入力し、該演算器１８で光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数等を演算する。即ち、演算器１８は光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数である該光ファイバ素線３の振動数のほぼ２倍の周波数や該光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の振幅等を求め、該演算器１８の出力をドライバ１９に与えて該ドライバ１９で圧電振動子よりなる微小振動体１６を駆動し、光ファイバ素線３の振動の振幅を抑制するように引取りロール１０を線引き方向に振動させることにより、光ファイバ素線３にその振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で光ファイバ素線３にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動を与える。
【００４４】
このような構造にすると、光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数等を自動的に設定して制振用張力付与手段としての微小振動体１６を駆動することができ、自動制御で光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅抑制を図ることができる。
【００４５】
図５は本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置の実施の態様の第３例を示したものである。本例では、制振用張力付与手段として引取り機９の駆動モータである引取り回転数可変モータ２０を用いている。
【００４６】
本例の光ファイバの線引き装置においては、光ファイバ素線３に制振用の張力変動を与えるため、光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器１２と、該ファイバ振動検出器１２の検出出力を増幅する増幅器１７と、該増幅器１７で増幅された検出出力を入力として光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数や振幅等を演算する演算器１８と、該演算器１８の出力で制振用張力付与手段としての引取り回転数可変モータ２０を光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅を抑制するように駆動するドライバ１９とを用いている。その他の構成は、図１と同様である。
【００４７】
このような構造の線引き装置では、光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器１２の検出出力を増幅器１７で増幅して演算器１８に入力し、該演算器１８で光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数等を演算する。即ち、演算器１８は光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数である該光ファイバ素線３の振動数のほぼ２倍の周波数や該光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の振幅等を求め、該演算器１８の出力をドライバ１９に与えて該ドライバ１９で引取り機９の引取り回転数可変モータ２０の回転数を可変制御することにより、光ファイバ素線３にその振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で該光ファイバ素線３にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動を与える。
【００４８】
このような構造にすると、光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数等を自動的に設定して制振用張力付与手段である引取り機９の引取り回転数可変モータ２０の回転数を可変制御することができ、自動制御で光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅抑制を図ることができる。
【００４９】
図６は本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置の実施の態様の第４例を示したものである。本例では、制振用張力付与手段として引取り機９の後で光ファイバ素線３をボビン２１に巻取る巻取り機２２の駆動モータである巻取り回転数可変モータ２３を用いている。
【００５０】
本例の光ファイバの線引き装置においては、光ファイバ素線３に制振用の張力変動を与えるため、光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器１２と、該ファイバ振動検出器１２の検出出力を増幅する増幅器１７と、該増幅器１７で増幅された検出出力を入力として光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数や振幅等を演算する演算器１８と、該演算器１８の出力で制振用張力付与手段としての巻取り回転数可変モータ２３を光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅を抑制するように駆動するドライバ１９とを用いている。その他の構成は、図１と同様である。
【００５１】
このような構造の線引き装置では、光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器１２の検出出力を増幅器１７で増幅して演算器１８に入力し、該演算器１８で光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数等を演算する。即ち、演算器１８は光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数である該光ファイバ素線３の振動数のほぼ２倍の周波数や該光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の振幅等を求め、該演算器１８の出力をドライバ１９に与えて該ドライバ１９で巻取り機２２の巻取り回転数可変モータ２３の回転数を可変制御することにより、光ファイバ素線３にその振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で該光ファイバ素線３にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動を与える。
【００５２】
このような構造にすると、光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数等を自動的に設定して制振用張力付与手段である巻取り機２２の巻取り回転数可変モータ２３の回転数を可変制御することができ、自動制御で光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅抑制を図ることができる。
【００５３】
図７は本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置の実施の態様の第５例を示したものである。
【００５４】
本例の光ファイバの線引き装置においては、光ファイバ素線３に制振用の張力変動を与えるため、光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器１２と、該ファイバ振動検出器１２の検出出力を増幅する増幅器１７と、該増幅器１７で増幅された検出出力を入力として光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数や振幅等を演算する演算器１８と、該演算器１８の出力で制振用張力付与手段としての圧電振動子よりなる微小振動体１６を光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅を抑制するように駆動するドライバ１９とを用いている。その他の構成は、図１と同様である。本例では、制振用張力付与手段としての圧電振動子よりなる微小振動体１６はプライマリダイス４に取付けられ、該圧電振動子１６でプライマリダイス４を光ファイバ素線３の線引き方向に振動させるようにしている。
【００５５】
このような構造の線引き装置では、光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器１２の検出出力を増幅器１７で増幅して演算器１８に入力し、該演算器１８で光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数等を演算する。即ち、演算器１８は光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数である該光ファイバ素線３の振動数のほぼ２倍の周波数や該光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の振幅等を求め、該演算器１８の出力をドライバ１９に与えて該ドライバ１９で圧電振動子よりなる微小振動体１６を駆動し、プライマリダイス４を光ファイバ素線３の線引き方向に振動させることにより、該プライマリダイス４内の樹脂の粘性により該プライマリダイス４の振動が該樹脂を介して光ファイバ素線３に伝えられて、該光ファイバ素線３にその振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で該光ファイバ素線３にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動が与えられる。
【００５６】
このような構造にすると、光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数等を自動的に設定して制振用張力付与手段である微小振動体１６を駆動することができ、自動制御で光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅抑制を図ることができる。
【００５７】
図８（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、本発明に係る光ファイバの線引き方法及び装置で圧電振動子よりなる微小振動体１６等の制振用張力付与手段を、光ファイバ素線３の振動に同期させて振動させる張力変動波形の他の２例を示したものである。
【００５８】
ここで、図８（Ａ）は光ファイバ素線３の振動波形である。
【００５９】
図８（Ｂ）は、圧電振動子よりなる微小振動体１６等の制振用張力付与手段を振動させる張力変動波形として正弦波の半波を用いた例を示したものである。
【００６０】
図８（Ｃ）は、圧電振動子よりなる微小振動体１６等の制振用張力付与手段を振動させる張力変動波形として連続する微小パルス列を用いた例を示したものである。
【００６１】
なお、本発明は光ファイバ素線３の振動対策に使用できるので、光ファイバ冷却時の振動対策とは限らず、光ファイバ素線３が外乱によって振動するときの振動対策としても有効である。例えば、光ファイバの線速の上昇時（プリフォーム交換後の立上げ時）あるいは、巻取機のボビンの連続交換による光ファイバ素線の制振用の張力変動で該光ファイバ素線に振動が起るとき等の振動対策にも有効である。
【００６２】
以下、本明細書に記載した複数の発明のうち、幾つかの発明についてその構成要件を示すと、次の通りである。
【００６３】
（１）プリフォームを加熱し線引きして光ファイバ素線を得る光ファイバの線引き装置において、
前記光ファイバ素線に線引き方向に制振用の張力変動を与える制振用張力付与手段と、前記光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器と、該ファイバ振動検出器の検出出力をもとに制振用の張力変動の周波数等を演算する演算器と、該演算器の出力で前記制振用張力付与手段を前記光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅を抑制するように駆動するドライバとを有することを特徴とする光ファイバの線引き装置。
【００６４】
（２）前記制振用張力付与手段として、前記光ファイバ素線を引取る引取りロールを線引き方向に振動させる微小振動体を用いることを特徴とする（１）に記載の光ファイバの線引き装置。
【００６５】
（３）前記制振用張力付与手段として、前記光ファイバ素線を引取る引取り機の引取り回転数可変モータを用いることを特徴とする（１）に記載の光ファイバの線引き装置。
【００６６】
（４）前記制振用張力付与手段として、前記光ファイバ素線を巻取る巻取り機の巻取り回転数可変モータを用いることを特徴とする（１）に記載の光ファイバの線引き装置。
【００６７】
（５）前記制振用張力付与手段として、前記光ファイバ素線に樹脂を被覆するダイスを線引き方向に振動させる微小振動体を用いることを特徴とする（１）に記載の光ファイバの線引き装置。
【００６８】
【発明の効果】
本発明に係る光ファイバの線引き方法においては、光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動発生時に、その振動の振幅を抑制する所定周波数の制振用張力変動を該光ファイバ素線にその線引き方向に与えるので、該光ファイバ素線の振動の振幅を抑えることができる。このため光ファイバの線引きが安定し、光ファイバの外径変動を抑制でき、光ファイバの品質向上を図ることができる。
【００６９】
また、本発明に係る光ファイバの線引き方法においては、光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出し、該光ファイバ素線にその振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で該光ファイバ素線にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動を与えるので、該光ファイバ素線の振動の振幅を抑えることができる。このため光ファイバの線引きが安定し、光ファイバの外径変動を抑制でき、光ファイバの品質向上を図ることができる。
【００７０】
また、光ファイバ素線に与える制振用の張力変動を、該光ファイバ素線を引取る引取りロールを線引き方向に振動させることにより与えると、該光ファイバ素線に容易に制振用の張力変動を与えることができる。
【００７１】
また、光ファイバ素線に与える制振用の張力変動を、該光ファイバ素線を引取る引取り機の駆動モータの回転数を変動させることにより与えると、該光ファイバ素線に容易に制振用の張力変動を与えることができる。
【００７２】
また、光ファイバ素線に与える制振用の張力変動を、該光ファイバ素線を巻取る巻取り機の駆動モータの回転数を変動させることにより与えると、該光ファイバ素線に容易に制振用の張力変動を与えることができる。
【００７３】
また、光ファイバ素線に与える制振用の張力変動を、該光ファイバ素線に樹脂を被覆するダイスを線引き方向に振動させることにより与えると、該ダイス内の樹脂の粘性により該ダイスの振動が該樹脂を介して光ファイバ素線に伝えられて、該光ファイバ素線に容易に制振用の張力変動を与えることができる。
【００７４】
また、本発明に係る光ファイバの線引き装置においては、光ファイバ素線に線引き方向に制振用の張力変動を与える制振用張力付与手段と、光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器と、該ファイバ振動検出器の検出出力をもとに制振用の張力変動の周波数等を演算する演算器と、該演算器の出力で制振用張力付与手段を光ファイバ素線の前記振動の振幅を抑制するように駆動するドライバとを有するので、ファイバ振動検出器と演算器とにより光ファイバ素線に与える制振用の張力変動の周波数等を自動的に設定して制振用張力付与手段を光ファイバ素線の振動の振幅を抑制するように駆動することができ、自動制御で光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置における実施の態様の第１例を示した縦断面図である。
【図２】 図１において引取り機の箇所で光ファイバ素線に制振用の張力変動を与える構成を示した縦断面図である。
【図３】 （Ａ）は光ファイバ素線の振動を示す波形図、（Ｂ）はこの光ファイバ素線の振動を抑制するために該光ファイバ素線に与える制振用の張力変動の波形図である。
【図４】 本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置における実施の態様の第２例の要部構成を示したブロック図である。
【図５】 本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置における実施の態様の第３例の要部構成を示したブロック図である。
【図６】 本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置における実施の態様の第４例を示した縦断面図である。
【図７】 本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置における実施の態様の第５例を示した縦断面図である。
【図８】 （Ａ）は光ファイバ素線の振動を示す波形図、（Ｂ）（Ｃ）はこの光ファイバ素線の振動を抑制するために該光ファイバ素線に与える２種の制振用の張力変動の波形図である。
【図９】 従来の光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置を示した縦断面図である。
【符号の説明】
１ プリフォーム
２ 加熱炉
３ 光ファイバ素線
４ プライマリダイス
５ １次硬化炉
６ セカンダリダイス
７ ２次硬化炉
８ 光ファイバ心線
９ 引取り機
１０ 引取りロール
１１Ａ，１１Ｂ 第１，第２の冷却ユニット
１２ ファイバ振動検出器
１３ 回転軸
１４ 軸受
１５ ハウジング
１６ 微小振動体（制振用張力付与手段）
１７ 増幅器
１８ 演算器
１９ ドライバ
２０ 引取り回転数可変モータ（制振用張力付与手段）
２１ ボビン
２２ 巻取り機
２３ 巻取り回転数可変モータ（制振用張力付与手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリフォームを加熱し線引きして光ファイバ素線を得る光ファイバの線引き方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバの線引きにおいては、図９に示すように、プリフォーム１を加熱炉２で加熱し溶融させながら下方に引張ることによって光ファイバ素線３を得ている。このとき得られる光ファイバ素線３の温度は1800℃以上の高温であるので、これを50℃以下までプライマリダイス４の直前までに冷却する必要がある。プライマリダイス４では、光ファイバ素線３上に１次被覆層を施している。このとき温度が高いと、１次被覆層の被覆厚が一定とならない。温度が高すぎれば、１次被覆層を全く被覆できない現象も起る。
【０００３】
次に、１次硬化炉５で１次被覆層を硬化させた後に、セカンダリダイス６で光ファイバ素線３の１次被覆層上に２次被覆層を施す。その後に、２次硬化炉７で２次被覆層を硬化させ、得られた光ファイバ心線８を引取り機９の引取りロール１０で引取り、図示しない巻取り機で巻き取る。
【０００４】
このようにして光ファイバの線引きを行う際のポイントは、光ファイバ素線３をプライマリダイス４の直前までに1800℃程度から50℃程度まで冷やすことである。
【０００５】
当初、光ファイバ素線３の線引き速度が100m／min 〜300m／min のときには、プリフォーム１のメニスカス部１ａの下端からプライマリダイス４までの冷却長を４ｍ程度取れば空中放冷で充分に冷却できた。
【０００６】
しかし、光ファイバ素線３の線引き速度が、500m／min ，1000m ／min ，1500m ／min と高速化が要求されると、空中放冷では限界がある。
【０００７】
そこで、光ファイバ素線３の周囲を冷却筒で囲み、該冷却筒の中にヘリウムガスを流して光ファイバ素線３を冷却する方法が提案されている。ヘリウムガスは空気より熱伝達率が高いので、効率よく冷却を行うことができる。
【０００８】
しかしながら、このヘリウムガスを用いる方法では、ヘリウムガスの価格が高いので、光ファイバ素線３の線速の増加と共に該ヘリウムガスの使用量が増加し、光ファイバの原価上昇を招く問題点がある。
【０００９】
そこで、圧縮空気を光ファイバ素線３に吹き付けて冷却する技術も提案されている。この場合も、光ファイバ素線３の線速の増加と共に圧縮空気の使用量が増加するが、圧縮空気は安価に形成できるので光ファイバの原価上昇を可及的に回避することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ファイバ素線３の線速の増加と共に圧縮空気の使用量が増加し（例えば、1000m ／min では600 〜700 l ／min の空気を光ファイバ素線３の周囲に流す必要がある）、該圧縮空気が光ファイバ素線３の周囲を高速で流れると、該光ファイバ素線３が振動し、この振動が大きくなると加熱炉２でプリフォーム１から光ファイバ素線３に変化させているメニスカス部１ａに変動を与え、光ファイバ素線３の線径の変動が大きくなったり、さらには光ファイバ素線３の断線につながる問題点が発生する。この場合、光ファイバ素線３の振動は、通常10Hz前後である。
【００１１】
一方、ヘリウムガスを用いて冷却しても、線速が1200m/min では100 l/min の流量が必要であり、同様の問題点が発生する。
【００１２】
本発明の目的は、光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅を抑制しつつ線引きを行える光ファイバの線引き方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プリフォームを加熱し線引きして光ファイバ素線を得る光ファイバの線引き方法を改良の対象にしている。
【００１４】
本発明に係る光ファイバの線引き方法においては、光ファイバ素線に、その線引き方向に対して交差する方向の振動発生時に、その振動の振幅を抑制する所定周波数の制振用張力変動を該光ファイバ素線にその線引き方向に与えることを特徴とする。
【００１５】
このように光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動発生時に、その振動の振幅を抑制する所定周波数の制振用張力変動を該光ファイバ素線にその線引き方向に与えると、該光ファイバ素線の振動の振幅を抑えることができる。このため光ファイバの線引きが安定し、光ファイバの外径変動を抑制でき、光ファイバの品質向上を図ることができる。
【００１６】
また、本発明に係る光ファイバの線引き方法においては、
光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出し、該光ファイバ素線にその振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で該光ファイバ素線にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動を与えることを特徴とする。
【００１７】
このように光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動の発生時に、その振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で該光ファイバ素線にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動を与えると、該光ファイバ素線の振動の振幅を抑えることができる。このため光ファイバの線引きが安定し、光ファイバの外径変動を抑制でき、光ファイバの品質向上を図ることができる。
【００１８】
これらの場合、光ファイバ素線に与える制振用の張力変動は、該光ファイバ素線を引取る引取りロールを線引き方向に振動させることにより与えることができる。
【００１９】
このように引取りロールを線引き方向に振動させて光ファイバ素線に制振用の張力変動を与えると、光ファイバ素線に容易に制振用の張力変動を与えることができる。
【００２０】
また、光ファイバ素線に与える制振用の張力変動は、該光ファイバ素線を引取る引取り機の駆動モータの回転数を変動させることにより与えることができる。
【００２１】
このように引取り機の駆動モータの回転数を変動させると、光ファイバ素線に容易に制振用の張力変動を与えることができる。
【００２２】
また、光ファイバ素線に与える制振用の張力変動は、該光ファイバ素線を巻取る巻取り機の駆動モータの回転数を変動させることにより与えることができる。
【００２３】
このように巻取り機の駆動モータの回転数を変動させると、光ファイバ素線に容易に制振用の張力変動を与えることができる。
【００２４】
また、光ファイバ素線に与える制振用の張力変動は、光ファイバ素線に樹脂を被覆するダイスを線引き方向に振動させることにより与えることができる。
【００２５】
このように光ファイバ素線に樹脂を被覆するダイスを線引き方向に変動させると、該ダイス内の樹脂の粘性により該ダイスの振動が該樹脂を介して光ファイバ素線に伝えられて、該光ファイバ素線に容易に制振用の張力変動を与えることができる。
【００２６】
また、本発明は、プリフォームを加熱し線引きして光ファイバ素線を得る光ファイバの線引き装置を改良の対象としている。
【００２７】
本発明に係る光ファイバの線引き装置においては、光ファイバ素線に線引き方向に制振用の張力変動を与える制振用張力付与手段と、光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器と、該ファイバ振動検出器の検出出力をもとに制振用の張力変動の周波数等を演算する演算器と、該演算器の出力で制振用張力付与手段を光ファイバ素線の前記振動の振幅を抑制するように駆動するドライバとを有することを特徴とする。
【００２８】
このような構造にすると、ファイバ振動検出器と演算器とにより光ファイバ素線に与える該光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅を抑制する制振用の張力変動の周波数等を自動的に設定して制振用張力付与手段を駆動することができ、自動制御で光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅抑制を図ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置の実施の態様の第１例を示したものである。なお、前述した図９と対応する部分には、同一符号を付けて示している。
【００３０】
本例の光ファイバの線引き装置においては、プリフォーム１のメニスカス部１ａの下端からプライマリダイス４までの間に、圧縮空気，窒素（一部ヘリウムガスを混合している場合もある）またはヘリウムガス等の気体を吹き付けて光ファイバ素線３を冷却する第１，第２の冷却ユニット１１Ａ，１１Ｂとが上下２段に設けられている。これら第１，第２の冷却ユニット１１Ａ，１１Ｂの間には、ファイバ位置検出器を用いたファイバ振動検出器１２が配置され、光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動が検出されるようになっている。線引きラインの末端側で光ファイバ心線８を引取る引取り機９においては、引取りロール１０を図示しない回転駆動源で回転する回転軸１３を軸受１４を介して回転自在に支持するハウジング１５に、該引取りロール１０を光ファイバ素線３の線引き方向に振動させる制振用張力付与手段として圧電振動子よりなる微小振動体１６が設けられている。その他の構成は、図９と同様である。
【００３１】
次に、このような光ファイバの線引き装置を用いた本例の光ファイバの線引き方法について説明する。
【００３２】
本例では、プリフォーム１から線引きされて得られた光ファイバ素線３がプライマリダイス４に達する前に、第１，第２の冷却ユニット１１Ａ，１１Ｂで光ファイバ素線３に例えば圧縮空気を吹き付けて該光ファイバ素線３を所定の温度（例えば、50℃以下）まで冷却する。
【００３３】
このような冷却の過程で、光ファイバ素線３にその線引き方向に対して交差する方向に振動が発生する。この光ファイバ素線３の振動をファイバ振動検出器１２で検出する。このときの光ファイバ素線３の振動の例を示すと、図３（Ａ）のようになる。
【００３４】
一方、引取り機９においては、圧電振動子よりなる微小振動体１６により引取りロール１０を、光ファイバ素線３の線引き方向に、該光ファイバ素線３の振動数のほぼ２倍の周波数で、該光ファイバ素線３の振動にほぼ同期させて振動させ、これにより光ファイバ素線３及びこれと一体の光ファイバ心線８に、その振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で該光ファイバ素線３にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動を与える。本例では、図３（Ｂ）に示すように、図３（Ａ）の線引き方向に対して交差する方向の振動の中点Ａで張力が加わり、その張力が図３（Ａ）の振動の一方のピーク部Ｂまで持続されて該ピーク部Ｂで零になり、次に振動の中点Ｃで張力が加わり、その張力が図３（Ａ）の振動の他方のピーク部Ｄまで持続されて該ピーク部Ｄで零になるように、振幅が増加しているＡ−Ｂ間やＣ−Ｄ間の段階で制振用の張力変動を矩形波状に繰り返し与えている。
【００３５】
この図３（Ｂ）において、Ｔ１ は光ファイバ素線３に元々かかっている張力であり、例えば光ファイバ素線３の線速が500m/minの場合では60〜80ｇである。また、このＴ１ は光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の最低値、Ｔ２ はこの制振用の張力変動の最高値、△Ｔは制振用の張力変動の大きさであり、Ｔ２ とＴ１ との差（Ｔ２ −Ｔ１ ）である。
【００３６】
ここで、△Ｔは次のような範囲にすることが好ましい。
【００３７】
０＜（△Ｔ／Ｔ１ ）×100 ％＜10％
このように光ファイバ素線３及びこれと一体の光ファイバ心線８に、その線引き方向に対して交差する方向の振動発生時にその振動の振幅を抑制する制振用の張力変動を与えると、該光ファイバ素線３の振動の振幅を抑えることができる。このため光ファイバの線引きが安定し、光ファイバの外径変動を抑制でき、光ファイバの品質向上を図ることができる。
【００３８】
このようにして振動が抑制された光ファイバ素線３は、プライマリダイス４に通して１次被覆層を施し、次に１次硬化炉５に通して１次被覆層を硬化させ、次にセカンダリダイス６に通して光ファイバ素線３の１次被覆層上に２次被覆層を施し、次に２次硬化炉７に通して２次被覆層を硬化させ、得られた光ファイバ心線８を引取り機９の引取りロール１０で引取り、図示しない巻取り機で巻き取る。
【００３９】
上記実施の態様の第１例の実施例について説明する。
【００４０】
光ファイバ素線３の線引き速度を1200m ／min 、光ファイバ素線３の素線径を125 μ±0.3 μm として線引きを行った。このとき第１，第２の冷却ユニット１１Ａ，１１Ｂへの圧縮空気の供給総量は700 l ／min であった。この圧縮空気の吹付けによる冷却時に光ファイバ素線３がその線引き方向に対して交差する方向に１mm以上振動した。そこで、引取り機９の引取りロール１０を制振用張力付与手段としての圧電振動子よりなる微小振動体１６により光ファイバ素線３の線引き方向に制振用の張力変動を、光ファイバ素線３の振動数のほぼ２倍（約20Hz）の周波数で、該光ファイバ素線３の振動にほぼ同期させて、約20〜30μm の伸縮量で与えたところ、光ファイバ素線３の振動を0.1mm 以下に抑制することができた。この時、微小振動体１６により与えた張力の大きさ△Ｔは、通常の線引き張力の値Ｔ１ との比（△Ｔ／Ｔ１ ）の百分率で示すと、10% 以下の５％であった。
【００４１】
図４は本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置の実施の態様の第２例を示したものである。
【００４２】
本例の光ファイバの線引き装置においては、光ファイバ素線３に制振用の張力変動を与えるため、光ファイバ素線３の振動を検出するファイバ振動検出器１２と、該ファイバ振動検出器１２の検出出力を増幅する増幅器１７と、該増幅器１７で増幅された検出出力を入力として光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数や振幅等を演算する演算器１８と、該演算器１８の出力で制振用張力付与手段としての圧電振動子よりなる微小振動体１６を該光ファイバ素線３の振動の振幅を抑制するように駆動するドライバ１９とを用いている。その他の構成は、図１と同様である。
【００４３】
このような構造の線引き装置では、光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器１２の検出出力を増幅器１７で増幅して演算器１８に入力し、該演算器１８で光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数等を演算する。即ち、演算器１８は光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数である該光ファイバ素線３の振動数のほぼ２倍の周波数や該光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の振幅等を求め、該演算器１８の出力をドライバ１９に与えて該ドライバ１９で圧電振動子よりなる微小振動体１６を駆動し、光ファイバ素線３の振動の振幅を抑制するように引取りロール１０を線引き方向に振動させることにより、光ファイバ素線３にその振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で光ファイバ素線３にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動を与える。
【００４４】
このような構造にすると、光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数等を自動的に設定して制振用張力付与手段としての微小振動体１６を駆動することができ、自動制御で光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅抑制を図ることができる。
【００４５】
図５は本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置の実施の態様の第３例を示したものである。本例では、制振用張力付与手段として引取り機９の駆動モータである引取り回転数可変モータ２０を用いている。
【００４６】
本例の光ファイバの線引き装置においては、光ファイバ素線３に制振用の張力変動を与えるため、光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器１２と、該ファイバ振動検出器１２の検出出力を増幅する増幅器１７と、該増幅器１７で増幅された検出出力を入力として光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数や振幅等を演算する演算器１８と、該演算器１８の出力で制振用張力付与手段としての引取り回転数可変モータ２０を光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅を抑制するように駆動するドライバ１９とを用いている。その他の構成は、図１と同様である。
【００４７】
このような構造の線引き装置では、光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器１２の検出出力を増幅器１７で増幅して演算器１８に入力し、該演算器１８で光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数等を演算する。即ち、演算器１８は光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数である該光ファイバ素線３の振動数のほぼ２倍の周波数や該光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の振幅等を求め、該演算器１８の出力をドライバ１９に与えて該ドライバ１９で引取り機９の引取り回転数可変モータ２０の回転数を可変制御することにより、光ファイバ素線３にその振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で該光ファイバ素線３にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動を与える。
【００４８】
このような構造にすると、光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数等を自動的に設定して制振用張力付与手段である引取り機９の引取り回転数可変モータ２０の回転数を可変制御することができ、自動制御で光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅抑制を図ることができる。
【００４９】
図６は本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置の実施の態様の第４例を示したものである。本例では、制振用張力付与手段として引取り機９の後で光ファイバ素線３をボビン２１に巻取る巻取り機２２の駆動モータである巻取り回転数可変モータ２３を用いている。
【００５０】
本例の光ファイバの線引き装置においては、光ファイバ素線３に制振用の張力変動を与えるため、光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器１２と、該ファイバ振動検出器１２の検出出力を増幅する増幅器１７と、該増幅器１７で増幅された検出出力を入力として光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数や振幅等を演算する演算器１８と、該演算器１８の出力で制振用張力付与手段としての巻取り回転数可変モータ２３を光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅を抑制するように駆動するドライバ１９とを用いている。その他の構成は、図１と同様である。
【００５１】
このような構造の線引き装置では、光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器１２の検出出力を増幅器１７で増幅して演算器１８に入力し、該演算器１８で光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数等を演算する。即ち、演算器１８は光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数である該光ファイバ素線３の振動数のほぼ２倍の周波数や該光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の振幅等を求め、該演算器１８の出力をドライバ１９に与えて該ドライバ１９で巻取り機２２の巻取り回転数可変モータ２３の回転数を可変制御することにより、光ファイバ素線３にその振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で該光ファイバ素線３にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動を与える。
【００５２】
このような構造にすると、光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数等を自動的に設定して制振用張力付与手段である巻取り機２２の巻取り回転数可変モータ２３の回転数を可変制御することができ、自動制御で光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅抑制を図ることができる。
【００５３】
図７は本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置の実施の態様の第５例を示したものである。
【００５４】
本例の光ファイバの線引き装置においては、光ファイバ素線３に制振用の張力変動を与えるため、光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器１２と、該ファイバ振動検出器１２の検出出力を増幅する増幅器１７と、該増幅器１７で増幅された検出出力を入力として光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数や振幅等を演算する演算器１８と、該演算器１８の出力で制振用張力付与手段としての圧電振動子よりなる微小振動体１６を光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅を抑制するように駆動するドライバ１９とを用いている。その他の構成は、図１と同様である。本例では、制振用張力付与手段としての圧電振動子よりなる微小振動体１６はプライマリダイス４に取付けられ、該圧電振動子１６でプライマリダイス４を光ファイバ素線３の線引き方向に振動させるようにしている。
【００５５】
このような構造の線引き装置では、光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器１２の検出出力を増幅器１７で増幅して演算器１８に入力し、該演算器１８で光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数等を演算する。即ち、演算器１８は光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数である該光ファイバ素線３の振動数のほぼ２倍の周波数や該光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の振幅等を求め、該演算器１８の出力をドライバ１９に与えて該ドライバ１９で圧電振動子よりなる微小振動体１６を駆動し、プライマリダイス４を光ファイバ素線３の線引き方向に振動させることにより、該プライマリダイス４内の樹脂の粘性により該プライマリダイス４の振動が該樹脂を介して光ファイバ素線３に伝えられて、該光ファイバ素線３にその振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で該光ファイバ素線３にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動が与えられる。
【００５６】
このような構造にすると、光ファイバ素線３に与える制振用の張力変動の周波数等を自動的に設定して制振用張力付与手段である微小振動体１６を駆動することができ、自動制御で光ファイバ素線３の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅抑制を図ることができる。
【００５７】
図８（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、本発明に係る光ファイバの線引き方法及び装置で圧電振動子よりなる微小振動体１６等の制振用張力付与手段を、光ファイバ素線３の振動に同期させて振動させる張力変動波形の他の２例を示したものである。
【００５８】
ここで、図８（Ａ）は光ファイバ素線３の振動波形である。
【００５９】
図８（Ｂ）は、圧電振動子よりなる微小振動体１６等の制振用張力付与手段を振動させる張力変動波形として正弦波の半波を用いた例を示したものである。
【００６０】
図８（Ｃ）は、圧電振動子よりなる微小振動体１６等の制振用張力付与手段を振動させる張力変動波形として連続する微小パルス列を用いた例を示したものである。
【００６１】
なお、本発明は光ファイバ素線３の振動対策に使用できるので、光ファイバ冷却時の振動対策とは限らず、光ファイバ素線３が外乱によって振動するときの振動対策としても有効である。例えば、光ファイバの線速の上昇時（プリフォーム交換後の立上げ時）あるいは、巻取機のボビンの連続交換による光ファイバ素線の制振用の張力変動で該光ファイバ素線に振動が起るとき等の振動対策にも有効である。
【００６２】
以下、本明細書に記載した複数の発明のうち、幾つかの発明についてその構成要件を示すと、次の通りである。
【００６３】
（１）プリフォームを加熱し線引きして光ファイバ素線を得る光ファイバの線引き装置において、
前記光ファイバ素線に線引き方向に制振用の張力変動を与える制振用張力付与手段と、前記光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器と、該ファイバ振動検出器の検出出力をもとに制振用の張力変動の周波数等を演算する演算器と、該演算器の出力で前記制振用張力付与手段を前記光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅を抑制するように駆動するドライバとを有することを特徴とする光ファイバの線引き装置。
【００６４】
（２）前記制振用張力付与手段として、前記光ファイバ素線を引取る引取りロールを線引き方向に振動させる微小振動体を用いることを特徴とする（１）に記載の光ファイバの線引き装置。
【００６５】
（３）前記制振用張力付与手段として、前記光ファイバ素線を引取る引取り機の引取り回転数可変モータを用いることを特徴とする（１）に記載の光ファイバの線引き装置。
【００６６】
（４）前記制振用張力付与手段として、前記光ファイバ素線を巻取る巻取り機の巻取り回転数可変モータを用いることを特徴とする（１）に記載の光ファイバの線引き装置。
【００６７】
（５）前記制振用張力付与手段として、前記光ファイバ素線に樹脂を被覆するダイスを線引き方向に振動させる微小振動体を用いることを特徴とする（１）に記載の光ファイバの線引き装置。
【００６８】
【発明の効果】
本発明に係る光ファイバの線引き方法においては、光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動発生時に、その振動の振幅を抑制する所定周波数の制振用張力変動を該光ファイバ素線にその線引き方向に与えるので、該光ファイバ素線の振動の振幅を抑えることができる。このため光ファイバの線引きが安定し、光ファイバの外径変動を抑制でき、光ファイバの品質向上を図ることができる。
【００６９】
また、本発明に係る光ファイバの線引き方法においては、光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出し、該光ファイバ素線にその振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で該光ファイバ素線にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動を与えるので、該光ファイバ素線の振動の振幅を抑えることができる。このため光ファイバの線引きが安定し、光ファイバの外径変動を抑制でき、光ファイバの品質向上を図ることができる。
【００７０】
また、光ファイバ素線に与える制振用の張力変動を、該光ファイバ素線を引取る引取りロールを線引き方向に振動させることにより与えると、該光ファイバ素線に容易に制振用の張力変動を与えることができる。
【００７１】
また、光ファイバ素線に与える制振用の張力変動を、該光ファイバ素線を引取る引取り機の駆動モータの回転数を変動させることにより与えると、該光ファイバ素線に容易に制振用の張力変動を与えることができる。
【００７２】
また、光ファイバ素線に与える制振用の張力変動を、該光ファイバ素線を巻取る巻取り機の駆動モータの回転数を変動させることにより与えると、該光ファイバ素線に容易に制振用の張力変動を与えることができる。
【００７３】
また、光ファイバ素線に与える制振用の張力変動を、該光ファイバ素線に樹脂を被覆するダイスを線引き方向に振動させることにより与えると、該ダイス内の樹脂の粘性により該ダイスの振動が該樹脂を介して光ファイバ素線に伝えられて、該光ファイバ素線に容易に制振用の張力変動を与えることができる。
【００７４】
また、本発明に係る光ファイバの線引き装置においては、光ファイバ素線に線引き方向に制振用の張力変動を与える制振用張力付与手段と、光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器と、該ファイバ振動検出器の検出出力をもとに制振用の張力変動の周波数等を演算する演算器と、該演算器の出力で制振用張力付与手段を光ファイバ素線の前記振動の振幅を抑制するように駆動するドライバとを有するので、ファイバ振動検出器と演算器とにより光ファイバ素線に与える制振用の張力変動の周波数等を自動的に設定して制振用張力付与手段を光ファイバ素線の振動の振幅を抑制するように駆動することができ、自動制御で光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動の振幅抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置における実施の態様の第１例を示した縦断面図である。
【図２】 図１において引取り機の箇所で光ファイバ素線に制振用の張力変動を与える構成を示した縦断面図である。
【図３】 （Ａ）は光ファイバ素線の振動を示す波形図、（Ｂ）はこの光ファイバ素線の振動を抑制するために該光ファイバ素線に与える制振用の張力変動の波形図である。
【図４】 本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置における実施の態様の第２例の要部構成を示したブロック図である。
【図５】 本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置における実施の態様の第３例の要部構成を示したブロック図である。
【図６】 本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置における実施の態様の第４例を示した縦断面図である。
【図７】 本発明に係る光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置における実施の態様の第５例を示した縦断面図である。
【図８】 （Ａ）は光ファイバ素線の振動を示す波形図、（Ｂ）（Ｃ）はこの光ファイバ素線の振動を抑制するために該光ファイバ素線に与える２種の制振用の張力変動の波形図である。
【図９】 従来の光ファイバの線引き方法を実施する線引き装置を示した縦断面図である。
【符号の説明】
１ プリフォーム
２ 加熱炉
３ 光ファイバ素線
４ プライマリダイス
５ １次硬化炉
６ セカンダリダイス
７ ２次硬化炉
８ 光ファイバ心線
９ 引取り機
１０ 引取りロール
１１Ａ，１１Ｂ 第１，第２の冷却ユニット
１２ ファイバ振動検出器
１３ 回転軸
１４ 軸受
１５ ハウジング
１６ 微小振動体（制振用張力付与手段）
１７ 増幅器
１８ 演算器
１９ ドライバ
２０ 引取り回転数可変モータ（制振用張力付与手段）
２１ ボビン
２２ 巻取り機
２３ 巻取り回転数可変モータ（制振用張力付与手段）
Claims (7)
- プリフォームを加熱し線引きして光ファイバ素線を得る光ファイバの線引き方法において、
前記光ファイバ素線に、その線引き方向に対して交差する方向の振動発生時に、その振動の振幅を抑制する所定周波数の制振用張力変動を該光ファイバ素線にその線引き方向に与えることを特徴とする光ファイバの線引き方法。 - プリフォームを加熱し線引きして光ファイバ素線を得る光ファイバの線引き方法において、
前記光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出し、該光ファイバ素線にその振動に同期させてその振動数のほぼ２倍の周波数で該光ファイバ素線にその振幅が増加している段階で線引き方向に制振用の張力変動を与えることを特徴とする光ファイバの線引き方法。 - 前記光ファイバ素線に与える制振用の張力変動は、該光ファイバ素線を引取る引取りロールを線引き方向に振動させることにより与えることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバの線引き方法。
- 前記光ファイバ素線に与える制振用の張力変動は、該光ファイバ素線を引取る引取り機の駆動モータの回転数を変動させることにより与えることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバの線引き方法。
- 前記光ファイバ素線に与える制振用の張力変動は、該光ファイバ素線を巻取る巻取り機の駆動モータの回転数を変動させることにより与えることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバの線引き方法。
- 前記光ファイバ素線に与える制振用の張力変動は、該光ファイバ素線に樹脂を被覆するダイスを線引き方向に振動させることにより与えることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバの線引き方法。
- プリフォームを加熱し線引きして光ファイバ素線を得る光ファイバの線引き装置において、
前記光ファイバ素線に線引き方向に制振用の張力変動を与える制振用張力付与手段と、前記光ファイバ素線の線引き方向に対して交差する方向の振動を検出するファイバ振動検出器と、該ファイバ振動検出器の検出出力をもとに制振用の張力変動の周波数等を演算する演算器と、該演算器の出力で前記制振用張力付与手段を前記光ファイバ素線の前記振動の振幅を抑制するように駆動するドライバとを有することを特徴とする光ファイバの線引き装置。
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