JP6520436B2 - 光ファイバの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバの製造方法に関する。

従来から、光ファイバの製造方法において、地震発生時における光ファイバの断線を防止する技術が開発されている。例えば、特許文献１には、線引きタワーの最上部に制振装置を搭載し、線引きタワーの周囲にＸ方向センサおよびＹ方向センサを設け、各センサからのセンサ信号に基づきＸ方向あるいはＹ方向に負荷質量をスライド移動させて線引きタワーの振動を抑制する光ファイバ線引装置が開示されている。

特開平１０−００１３２４号公報

地震発生時において、例えば、特許文献１に開示された制振装置などを用いれば、線引きタワーの揺れはある程度抑えられる。しかし、地震の揺れが大きい場合、ガラス母材の揺れを十分に抑えることができず、線引き中の光ファイバが装置に触れ、断線してしまう場合がある。
このため、緊急地震速報などの情報に基づき光ファイバの断線が生じる可能性があるか否かの判定を行い、光ファイバが断線する可能性がある場合は、断線を回避するためにクリアランスを拡げ、且つ冷却能力を維持するために線引き速度を下げる、などの断線回避動作をとることが考えられる。
ところが、上記判定が正確にできないと予測精度が悪くなり、地震による光ファイバの断線が実際に起こる地震を「起こらない」と判定する（見逃す）場合も考えられるが、地震による光ファイバの断線が実際には起こらない場合に誤って断線の可能性有りと判定される場合も多くなる。後者の場合、地震による光ファイバの断線が無いにもかかわらず、上記断線回避動作を行うことになる。断線回避動作をした時に製造した光ファイバは、製品として不良になるため、地震による光ファイバの断線が無いにもかかわらず、生産活動を停止させてしまうことになり、歩留まりも悪化する。断線する地震を見逃した場合は、判定の有無にかかわらず元々断線したものと考えられるが、誤って断線すると判定した場合は、判定を行ったことで、歩留まりが悪化してしまうことになる。

そこで、本発明の目的は、地震発生により光ファイバの断線が生じるか否かの予測精度を上げることができる光ファイバの製造方法を提供することにある。

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、線引きタワーに設けられた加熱炉内に光ファイバ母材を挿入し、前記光ファイバ母材を加熱して溶融させ、線引きして光ファイバを形成し、前記光ファイバを冷却装置内に通過させる光ファイバの製造方法であって、
地震発生時に外部から入手した震源の位置情報を含む振動予測情報に基づく、地震地域発生コードと、震源深さと、マグニチュードとを入力情報として、ニューラルネットワークを使用して予測精度を上げた改良推定マグニチュードを出力し、該改良推定マグニチュードに基づいて予測される振動の発生によって前記光ファイバが断線するか否かを判定する、前記改良推定マグニチュードによる判定工程と、
前記判定工程において前記光ファイバが断線すると判定された場合、前記光ファイバの断線を回避するための断線回避動作を行なう回避工程と、を備える。

本発明の他の一態様に係る光ファイバの製造方法は、線引きタワーに設けられた加熱炉内に光ファイバ母材を挿入し、前記光ファイバ母材を加熱して溶融させ、線引きして光ファイバを形成し、前記光ファイバを冷却装置内に通過させる光ファイバの製造方法であって、
地震発生時に、前記線引きタワーの設置位置に設置された地震計において初動のスペクトル解析を行い、前記線引きタワーの振動特性周波数帯のスペクトル積分値を算出し、前記スペクトル積分値が一定値以上であるか否かを判定基準とし、前記スペクトル積分値が一定値以上である場合に前記光ファイバが断線すると判定する、前記スペクトル積分値による判定工程と、
前記判定工程において前記光ファイバが断線すると判定された場合、前記光ファイバの断線を回避するための断線回避動作を行なう回避工程と、を備える。

本発明のさらに他の一態様に係る光ファイバの製造方法は、引きタワーに設けられた加熱炉内に光ファイバ母材を挿入し、前記光ファイバ母材を加熱して溶融させ、線引きして光ファイバを形成し、前記光ファイバを冷却装置内に通過させる光ファイバの製造方法であって、
地震発生時に外部から入手した震源の位置情報を含む振動予測情報に基づく、地震地域発生コードと、震源深さと、マグニチュードとを入力情報として、ニューラルネットワークを使用して予測精度を上げた改良推定マグニチュードを出力し、該改良推定マグニチュードに基づいて予測される振動の発生によって前記光ファイバが断線するか否かを判定する、前記改良推定マグニチュードによる判定工程と、
地震発生時に、前記線引きタワーの設置位置に設置された地震計において初動のスペクトル解析を行い、前記線引きタワーの振動特性周波数帯のスペクトル積分値を算出し、前記スペクトル積分値が一定値以上であるか否かを判定基準とし、前記スペクトル積分値が一定値以上である場合に前記光ファイバが断線すると判定する、前記スペクトル積分値による判定工程と、
前記改良推定マグニチュードによる判定工程と前記スペクトル積分値による判定工程とを実施し、両者の判定結果がともに前記光ファイバが断線するとの判定結果である場合、前記光ファイバの断線を回避するための断線回避動作を行なう回避工程と、を備える。

本発明によれば、地震発生により光ファイバの断線が生じるか否かの予測精度を上げることができる。

各実施形態の光ファイバの製造方法によって光ファイバを製造することのできる製造装置の概略構成図である。 ニューラルネットワークを利用して改良推定マグニチュードを求める方法を説明する図である。 改良推定マグニチュードと、緊急地震速報第一報によって推定したマグニチュードと、緊急地震速報第二報によって推定したマグニチュードとの正確さを比較した図である。 スペクトル積分値算出の説明図である。 スペクトル積分値と断線率の関係を示す図である。 計測された震度と断線率との関係を示す図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態を列記して説明する。
本発明の実施形態に係る光ファイバの製造方法は、
（１） 線引きタワーに設けられた加熱炉内に光ファイバ母材を挿入し、前記光ファイバ母材を加熱して溶融させ、線引きして光ファイバを形成し、前記光ファイバを冷却装置内に通過させる光ファイバの製造方法であって、
地震発生時に外部から入手した震源の位置情報を含む振動予測情報に基づく、地震地域発生コードと、震源深さと、マグニチュードとを入力情報として、ニューラルネットワークを使用して予測精度を上げた改良推定マグニチュードを出力し、該改良推定マグニチュードに基づいて予測される振動の発生によって前記光ファイバが断線するか否かを判定する、前記改良推定マグニチュードによる判定工程と、
前記判定工程において前記光ファイバが断線すると判定された場合、前記光ファイバの断線を回避するための断線回避動作を行なう回避工程と、を備える。
地震地域発生コードと、震源深さと、マグニチュードとを入力情報としたニューラルネットワークを使用して予測精度を上げた改良推定マグニチュードを得て、この改良推定マグニチュードに基づいて予測される振動の発生によって光ファイバが断線するか否かを判定することにより、地震発生により光ファイバの断線が生じるか否かの予測精度を上げることができる。予測精度がよくなると、例えば地震による光ファイバの断線が無いにもかかわらず断線回避動作を行う可能性が少なくなり、生産活動の停止や歩留まりの悪化を招くことを減らすことができる。

（２） 線引きタワーに設けられた加熱炉内に光ファイバ母材を挿入し、前記光ファイバ母材を加熱して溶融させ、線引きして光ファイバを形成し、前記光ファイバを冷却装置内に通過させる光ファイバの製造方法であって、
地震発生時に、前記線引きタワーの設置位置に設置された地震計において初動のスペクトル解析を行い、前記線引きタワーの振動特性周波数帯のスペクトル積分値を算出し、前記スペクトル積分値が一定値以上であるか否かを判定基準とし、前記スペクトル積分値が一定値以上である場合に前記光ファイバが断線すると判定する、前記スペクトル積分値による判定工程と、
前記判定工程において前記光ファイバが断線すると判定された場合、前記光ファイバの断線を回避するための断線回避動作を行なう回避工程と、を備える。
線引きタワーの設置位置に設置された地震計において初動のスペクトル解析を行い、線引きタワーの振動特性周波数帯のスペクトル積分値を基準として、光ファイバが断線するか否かを判定することにより、地震発生により光ファイバの断線が生じるか否かの予測精度を上げることができる。予測精度がよくなると、例えば地震による光ファイバの断線が無いにもかかわらず断線回避動作を行う可能性が少なくなり、生産活動の停止や歩留まりの悪化を招くことを減らすことができる。

（３） 線引きタワーに設けられた加熱炉内に光ファイバ母材を挿入し、前記光ファイバ母材を加熱して溶融させ、線引きして光ファイバを形成し、前記光ファイバを冷却装置内に通過させる光ファイバの製造方法であって、
地震発生時に外部から入手した震源の位置情報を含む振動予測情報に基づく、地震地域発生コードと、震源深さと、マグニチュードとを入力情報として、ニューラルネットワークを使用して予測精度を上げた改良推定マグニチュードを出力し、該改良推定マグニチュードに基づいて予測される振動の発生によって前記光ファイバが断線するか否かを判定する、前記改良推定マグニチュードによる判定工程と、
地震発生時に、前記線引きタワーの設置位置に設置された地震計において初動のスペクトル解析を行い、前記線引きタワーの振動特性周波数帯のスペクトル積分値を算出し、前記スペクトル積分値が一定値以上であるか否かを判定基準とし、前記スペクトル積分値が一定値以上である場合に前記光ファイバが断線すると判定する、前記スペクトル積分値による判定工程と、
前記改良推定マグニチュードによる判定工程と前記スペクトル積分値による判定工程とを実施し、両者の判定結果がともに前記光ファイバが断線するとの判定結果である場合、前記光ファイバの断線を回避するための断線回避動作を行なう回避工程と、を備える。
地震地域発生コードと、震源深さと、マグニチュードとを入力情報としたニューラルネットワークを使用して予測精度を上げた改良推定マグニチュードと、線引きタワーの設置位置に設置された地震計において初動のスペクトル解析を行って得たスペクトル積分値とを併用して光ファイバが断線するか否かを判定することにより、さらに、地震発生により光ファイバの断線が生じるか否かの予測精度を上げることができる。予測精度がよくなると、例えば地震による光ファイバの断線が無いにもかかわらず断線回避動作を行う可能性が少なくなり、生産活動の停止や歩留まりの悪化を招くことを減らすことができる。

（４） 上記（２）、（３）の光ファイバの製造方法において、前記線引きタワーの振動特性周波数帯を３Ｈｚ以下の周波数帯とする。
通常、線引きタワーの固有振動数は３Ｈｚ以下であるので、３Ｈｚ以下の周波数帯を用いてスペクトル積分値を計算することにより、このような線引きタワーを用いた光ファイバの線引き中に、地震発生により光ファイバの断線が生じるか否かの予測精度を上げることができる。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光ファイバの製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

図１は、後述する各実施形態の光ファイバの製造方法によって光ファイバＧ２を製造することのできる製造装置１の概略構成図である。
図１に示すように、製造装置１は、ほぼ鉛直方向に立設された線引きタワー６と、線引きタワー６の上部に設けられ光ファイバ母材Ｇを加熱する縦型の加熱炉２と、光ファイバＧ１を冷却する冷却装置１１と、を備えている。さらに、製造装置１は、外径測定器１０と、被覆塗布装置１４と、紫外線照射装置１５と、キャプスタン１９と、ボビン２６と、制御部２７と、情報受信部２８と、判定部２９と、地震計３０とを備えている。

光ファイバ母材Ｇは、把持部５によってその上部が把持される。把持部５は、線引きタワー６における加熱炉２の上方に設けられた駆動部７に連結されており、鉛直方向に移動可能である。光ファイバ母材Ｇは、駆動部７の駆動により加熱炉２内に送られる。加熱炉２内に供給された光ファイバ母材Ｇは、その下端側が加熱されて溶融し、下方に引き伸ばされて細径化し、ガラス体の光ファイバＧ１が形成される。

加熱炉２の下端に位置する出口には、開閉可能な加熱炉シャッタ９が設けられている。この加熱炉シャッタ９は、線引き時には閉じられることで加熱炉２内に外気が侵入することを防ぐものである。また、加熱炉シャッタ９は、閉じた状態でその中央に細径の孔が形成されるようになっている。加熱炉シャッタ９は、制御部２７と電気的に接続されており、制御部２７から送信されてくる制御信号に基づいてシャッタの開閉を行う。

加熱炉２の下方には、例えばレーザ光式の外径測定器１０が設けられており、加熱炉２を出た光ファイバＧ１は、この外径測定器１０によりその外径が測定される。ここで測定される光ファイバＧ１の外径が所定の値となるように、キャプスタン１９の駆動等が制御される。なお、ここでの外径の測定は、光ファイバＧ１の軸に直交する方向の平面上の直交軸（Ｘ軸とＹ軸）方向のそれぞれにおいて測定することが好ましい。

外径測定器１０は、光ファイバＧ１を測定可能な測定検出範囲が、例えば、光ファイバＧ１の軸に直交する方向で２ｍｍ程度である。光ファイバＧ１の位置がこの測定検出範囲から外れると、測定を行うことが不可能になり、エラー信号が検出されるかまたは測定値が０μｍと検出される。そのときには光ファイバＧ１が通常のパスラインから外れていると判断できるため、外径測定器１０は、線引きされた光ファイバＧ１がそのパスライン上に存在するか否かを判断できる位置センサとしても機能する。この位置センサ機能を活用すると、地震等の振動により光ファイバＧ１が揺れて外径測定器１０の測定検出範囲から外れたことを、光ファイバＧ１の振動が所定の値以上になったこととして検知することができる。

外径測定器１０の下方には、冷却装置１１が設けられている。冷却装置１１の本体は、例えば光ファイバＧ１のパスラインから離反する方向に２分割して開閉できる構成となっており、線引き時には通常互いに接合されて一体化された状態で使用される。冷却装置１１は、本体を構成する２つの部材を閉じた中央の位置に、長手方向にわたって光ファイバＧ１が通される挿通孔が形成されている。この挿通孔には冷却ガスが送り込まれ、挿通孔に挿通された光ファイバＧ１が冷却される。また、冷却装置１１の本体は、その内部に、長手方向に沿って冷却流体用の流路が形成されておりその内部は冷却流体が循環するようになっている。この冷却流体によって挿通孔内の冷却ガスが冷却され、その冷却ガス雰囲気中を光ファイバＧ１が通ることで、線引き後の光ファイバＧ１を適切な温度に冷却できる。これにより、樹脂を外周に塗布できる程度に光ファイバＧ１の温度を下げることができる。

また、冷却装置１１の上端には、挿通孔の入口を開閉可能な上部シャッタ１２が設けられている。また、冷却装置１１の下端には、挿通孔の出口を開閉可能な下部シャッタ１３が設けられている。これらの上部シャッタ１２及び下部シャッタ１３は、線引き時には閉じられて冷却装置１１の冷却効率を高めるものである。また、上部シャッタ１２及び下部シャッタ１３は、閉じた状態でその中央に細径の孔が形成されるようになっている。その細径の孔は、線引きされた光ファイバＧ１より大きい直径を有している。光ファイバＧ１は、上部シャッタ１２及び下部シャッタ１３とそれぞれ僅かなクリアランスを維持して細径の孔を通過する。なお、冷却装置１１はパスライン上に複数台設けられていても良い。

冷却装置１１の下方には、光ファイバＧ１に紫外線硬化型樹脂を塗布する被覆塗布装置１４と、塗布された紫外線硬化型樹脂を硬化させるための紫外線照射装置１５が設けられている。紫外線照射装置１５は、例えば、多灯のＵＶランプによって樹脂を塗布した光ファイバＧ２に紫外線を照射して、紫外線硬化型樹脂を硬化させるものである。光ファイバＧ１は、被覆塗布装置１４によって外周に紫外線硬化型樹脂が塗布されて、その後、紫外線照射装置１５によって紫外線硬化型樹脂が硬化反応することにより、紫外線硬化型樹脂の被覆層が形成された光ファイバＧ２になる。

紫外線照射装置１５の下方には、外径測定器１６が設けられており、被覆層が形成された光ファイバＧ２の外径が測定される。この外径測定器１６は、上記の外径測定器１０と同様のものを用いることができる。なお、ここで測定される光ファイバＧ２の外径が所定の値となるように、被覆塗布装置１４で紫外線硬化型樹脂が塗布される。

外径測定器１６を通過した光ファイバＧ２は、ガイドローラ１７，１８を介してキャプスタン１９に引き込まれ、キャプスタン１９によって所定の張力が加えられる。このキャプスタン１９により、光ファイバＧ２はさらに下流側に送られる。

キャプスタン１９の下流側では、光ファイバＧ２は、ダンサローラ２４，２５を介して巻き取りボビン２６に送られ、この巻き取りボビン２６に巻き取られる。

制御部２７は、加熱炉シャッタ９、外径測定器１０、冷却装置１１、上部シャッタ１２、下部シャッタ１３及びキャプスタン１９と電気的に接続されており、それらの動作を制御する。例えば、線引き時には、制御部２７は、外径測定器１０により測定された外径値が所定の範囲内に収まるようにキャプスタン１９の駆動を制御し、光ファイバＧ１の線速が制御される。

情報受信部２８は、振動予測情報として、気象庁、業務許可事業者等から提供され発信される緊急地震速報を受信（入手）する。緊急地震速報は、第一報に続いて、より正確な情報として第二報が発信される。場合によっては、さらに第三報以降が発信される。受信する緊急地震速報には、震源地の位置（緯度、経度、深さ）、発生時刻、推定マグニチュード、予測到達時刻、震源地からの距離、予測最大震度等の情報が含まれている。情報受信部２８は、判定部２９と電気的に接続されており、受信された緊急地震速報の第一報、第二報等の情報は、判定部２９に送信される。

判定部２９は、情報受信部２８から送信された緊急地震速報の第一報、第二報等の情報を受信し、これらの情報に基づく、地震地域発生コードと、震源深さと、マグニチュードとを入力情報として、ニューラルネットワークを使用して予測精度を上げた改良推定マグニチュードを出力する。そして、判定部２９は、改良推定マグニチュードに基づいて予測される振動の発生によって光ファイバＧ１が断線するか否かを判定し、この判定結果を制御部２７に送信する。

地震計３０は、線引きタワー６の設置位置に設置され、地震発生時に測定されたＰ波初動を含む地震動を測定する。地震計３０は、判定部２９と電気的に接続されており、地震発生時に測定されたＰ波初動を含む地震動の情報は、判定部２９に送信される。

判定部２９は、地震計３０から送信されたＰ波初動を含む地震動の情報を受信し、この情報からＰ波初動のスペクトル解析を行う。判定部２９は、この解析結果から、線引きタワー６の振動特性周波数帯のスペクトル積分値を算出する。そして、判定部２９は、スペクトル積分値が一定値以上であるか否かを判定基準とし、スペクトル積分値が一定値以上である場合に光ファイバＧ１が断線すると判定し、この判定結果を制御部２７に送信する。

制御部２７は、判定部２９から送信され受信した判定結果に基づいた制御も行う。制御部２７は、上記判定結果が光ファイバＧ１が断線するとの判定の場合、例えば、上部シャッタ１２、下部シャッタ１３及びキャプスタン１９の制御等を行って、光ファイバの断線を回避するための断線回避動作を行う。

次に、各実施形態に係る光ファイバの製造方法について説明する。
通常、光ファイバＧ２の製造は、製造装置１において、線引きタワー６に設けられた加熱炉２内に光ファイバ母材Ｇを挿入し、光ファイバ母材Ｇを加熱して溶融させ、線引きして光ファイバＧ１を形成し、光ファイバを冷却装置１１内に通過させている。

［第一の実施形態］
第一の実施形態では光ファイバＧ２の製造中に、地震が発生した場合に、振動の発生によって光ファイバＧ１が断線するか否かを判定する改良推定マグニチュードによる判定工程と、光ファイバＧ１の断線を回避するための断線回避動作を行なう回避工程とを実施する。

（改良推定マグニチュードによる判定工程）
本実施形態における改良推定マグニチュードによる判定工程について説明する。図２は、ニューラルネットワークを利用して改良推定マグニチュードＭｎを求める方法を説明する図である。
図２において、気象庁等から配信された緊急地震速報の第一報に含まれる情報に基づいた、マグニチュードＭ１、震源深さdepth１、地震発生地域コードregion_code１、同第二報に含まれる情報に基づいた、マグニチュードＭ２、震源深さdepth２、地震発生地域コードregion_code２を入力層のニューロンＸｉとする。

そして、各ニューロンＸｉに付加された重みＷｉｈに基づいて、各ニューロンＸｉ間のネットワークから中間層の値を算出する。さらに、各中間層に付加された重みＷｈに基づいて、最終的な出力層の値を算出し改良推定マグニチュードＭｎとする。

上記の重みＷｉｈおよびＷｈは、地震が発生する度に、出力層の値と気象庁が発表した最終的なマグニチュードとの誤差に基づいて、各ニューロンＸｉ間の重みＷｉｈおよび各中間層の重みＷｈは調整される。過去に発生した地震において算出された出力層の値の蓄積により、より正確な改良推定マグニチュードＭｎを算出できる。

光ファイバＧ１が断線するか否かは、例えば地震のマグニチュードと震源までの距離によって判定できる。改良推定マグニチュードＭｎと震源までの距離の値との関係において、Ｍｎが所定の閾値を超えている場合には、判定部２９は、光ファイバＧ１の断線が生じると判定する。これに対して、地震のマグニチュードの値が震源までの距離の値との関係において、Ｍｎが所定の閾値を超えていない場合には、判定部２９は、光ファイバＧ１の断線は生じないと判定する。なお、この閾値は、震源の方角や、深さによって変えても良い。

次に、以上のようにしてニューラルネットワークを利用して求められた改良推定マグニチュードＭｎと、緊急地震速報の第一報による推定マグニチュードＭ１と、同第二報による推定マグニチュードＭ２との正確さを比較した図を図３に示す。図３の（ａ）は、過去の複数の地震において、本実施形態のニューラルネットワークによって推定した改良推定マグニチュードＭｎと気象庁が発表したマグニチュードの確定値Ｍとの関係を示す図である。図３の（ｂ）は、緊急地震速報第一報によって推定したマグニチュードＭ１と気象庁が発表したマグニチュードの確定値Ｍとの関係を示す図である。図３の（ｃ）は、緊急地震速報第二報によって推定したマグニチュードＭ２と気象庁が発表したマグニチュードの確定値Ｍとの関係を示す図である。図３の（ｄ）は、気象庁が発表したマグニチュードの確定値Ｍに対する各推定値の誤差を比較した表である。

図３に示すように、本実施形態のニューラルネットワークによって推定した改良推定マグニチュードＭｎは、緊急地震速報第一報によって推定したマグニチュードＭ１或いは同第二報によって推定したマグニチュードＭ２よりも、誤差平均および誤差分散が小さく、マグニチュードの確定値Ｍ（最終的に気象庁が発表したマグニチュード）に近いことがわかる。

（断線回避工程） 上記の改良推定マグニチュードによる判定工程において、光ファイバＧ１の断線が発生すると判定された場合には、一連の断線回避動作として、先ず、線引き速度を遅くする断線回避動作が行われる。
具体的には、例えば、光ファイバＧ１の制御目標とする径が大きく（太く）設定されると、制御部２７は、キャプスタン１９の駆動を制御して光ファイバＧ２を引き込む速度を下げるように働き、光ファイバＧ１の線引き速度が遅くなる。しかし、光ファイバ母材Ｇが溶融する量が一定であると、光ファイバＧ１の制御目標とする径をかなり大きく設定しないと、線引き速度を十分に、素早く遅くすることができない。そこで、光ファイバ母材Ｇの位置を上昇させて加熱炉２内で光ファイバ母材Ｇの溶融される部分を減少させる。このようにすることにより光ファイバＧ１の線引き速度を素早く下降させることができる。

次に、光ファイバＧ１の線引き速度が所定の速度に減速された時点から冷却装置１１の隙間を拡げる断線回避動作が行われる。光ファイバＧ１とのクリアランスが最も小さくなるのは、冷却装置１１の上部シャッタ１２、下部シャッタ１３の箇所であるため、断線を回避するためには、冷却装置１１の隙間を拡げるのが効果的である。しかし、冷却装置１１の隙間を拡げると、冷却装置１１の冷却効率は低下し光ファイバＧ１を十分に冷却することができなくなる。光ファイバＧ１が高温のまま樹脂を塗布しようとすると、被覆が薄くなり、所望の外径が得られなくなるとともに断線し易くなってしまう。したがって、冷却装置１１の隙間を拡げても光ファイバＧ１を十分に冷却できる（冷却能力を維持できる）まで光ファイバＧ１の線引き速度を減速させてから、冷却装置１１の隙間を拡げるようにする。

製造装置１は、地震の振動が到達するまでには上記の断線回避動作が終わるように動作を開始しているため、地震の振動が到達する前の時点で上記の断線回避動作は完了している。所定の時間が経過した後、製造装置１の復旧動作が開始される。復旧動作では、線引き速度の製造線速への復帰、冷却装置１１の閉動作等が行われる。復旧動作の完了以降は通常（良品）の光ファイバＧ２を製造することができる。

しかしながら、上記の断線回避動作により、冷却装置１１の隙間を拡げているとき、および線引き速度が減速されているときに冷却装置１１を通過した光ファイバＧ１は、製品として不良になる。すなわち、上記の断線回避動作中は、良品の光ファイバＧ２を製造する機会が損失される。

以上のような第一の実施形態によれば、判定部２９は、地震地域発生コードregion_code１およびregion_code２と、震源深さdepth１およびdepth２と、マグニチュードＭ１およびＭ２とを入力情報としたニューラルネットワークを使用して予測精度を上げた改良推定マグニチュードＭｎを得て、改良推定マグニチュードＭｎに基づいて予測される振動の発生によって光ファイバＧ１が断線するか否かを判定することにより、地震発生により光ファイバＧ１の断線が生じるか否かの予測精度を上げることができる。予測精度がよくなると、例えば地震による光ファイバＧ１の断線が無いにもかかわらず断線回避動作を行う可能性が少なくなり、生産活動の停止や歩留まりの悪化を減らすことができる。

［第二の実施形態］
次に、第二の実施形態に係る光ファイバの製造方法について説明する。
本実施形態では光ファイバＧ２の製造中に、地震が発生した場合に、振動の発生によって光ファイバＧ１が断線するか否かを判定するスペクトル積分値による判定工程と、光ファイバＧ１の断線を回避するための断線回避動作を行なう回避工程とを実施する。

（スペクトル積分値による判定工程）
本実施形態におけるスペクトル積分値による判定工程について説明する。まず、地震波のスペクトル積分値について、図４を用いて説明する。図４は、地震波のスペクトル積分値算出の説明図である。

図４は、発生した５つの地震毎に各地震波の周波数スペクトルを示している。図中、縦軸は地震動の大きさを表す値であり、単位時間（１秒間）当たりの地震加速度を地震波の周波数でフーリエ変換した値である。横軸は地震波の周波数である。また、Ｍは各地震のマグニチュードを示している。ここで云うスペクトル積分値とは、所定の周波数範囲の地震動の大きさの積分値であり、例えば図４において破線で囲んだ部分の面積が、Ｍが４．３の地震における周波数０．５Ｈｚから１．３Ｈｚまでの範囲のスペクトル積分値である。

地震による光ファイバＧ１の振動は、線引きタワー６が共振する地震動の周波数帯のスペクトル積分値に比例する。この線引きタワー６が共振する地震動の周波数帯は、線引きタワー６の固有振動数と光ファイバ母材Ｇが吊られた状態の固有振動数とに関連すると考えられる。線引きタワー６の固有振動数は、例えば１．０〜３Ｈｚである。また、線引きタワー６に吊られた状態の光ファイバ母材Ｇの固有振動数は、母材長や母材重量、母材把持機構の構造などにも依存するが、例えば０．５Ｈｚである。

上記のような固有振動数を有する製造装置１では、光ファイバ母材Ｇは、地震動の０．５Ｈｚの成分に反応し、振動が増幅する。ところが、線引きタワー６は地震動の０．５Ｈｚの成分に対してほとんど反応せず、線引きタワー６の動きは大地の動きと同じ動きとなる。一方、線引きタワー６は、地震動の１．０〜３Ｈｚの成分に反応し、振動が増幅する。

以上のような、製造装置１における線引きタワー６の振動特性の周波数帯に関連する特性に鑑みて、スペクトル積分値と光ファイバＧ１が断線する割合（断線率）の関係を図５を参照して考察した。

図５は、スペクトル積分値と断線率の関係を示す図である。図５では、震源が異なる３地域（製造装置１の設置場所から見た震源の方角や距離等が異なる地域）で発生した各地震による断線率とスペクトル積分値の関係を示している。なお、断線率は、稼働している製造装置の内の何割が断線したかを示すものである。また、線引きタワー６の振動特性の周波数帯は、０．４〜３Ｈｚとしてスペクトル積分値を求めた。なお、図５において、震源が異なる３地域は、それぞれ、地域１■、地域２●、地域３▲で表記している。

図５から、地域が異なってもスペクトル積分値が（一点鎖線で表記した）０．７以下であれば、断線率は概ね（一点鎖線で表記した）０．２以下であることがわかる。そして、スペクトル積分値が０．７以上になると急に断線率が上昇していることがわかる。なお、この閾値は、震源の方角（地域）によって変えても良く、また、震源の深さによって変えても良い。

次に、本実施形態のスペクトル積分値を用いて判定した場合と、比較例として、計測された震度を用いて判定した場合との差について、図５と図６を参照して考察する。
図５は、スペクトル積分値と断線率の関係を示すグラフであり、図６は、計測された震度と断線率の関係を示すグラフである。なお、図６では、製造装置１の設置場所にて観測された地震によるものを集計した結果であり、震源の地域を区別していないものである。

図５に示すスペクトル積分値を用いて判定した場合は、上述したようにスペクトル積分値が０．７以上になると急に断線率が上昇しているので、判定基準を設定しやすくなっている。これに対し、図６に示す計測された震度を用いて判定した場合は、震度約１〜２の間で断線率の値がばらつき、判定基準の設定が困難である。
以上のように、スペクトル積分値による判定は、単に震度のみによる判定よりも、光ファイバＧ１が断線するか否かの判定を正確に行うために有用であることがわかる。

また、地震動のＰ波初動から所定時間（３秒間）のスペクトルをとり、地震動の全体波形のスペクトルと比較したところ、両者のスペクトルは対応していた。このため、初動（Ｐ波初動から所定時間）のスペクトルから、地震動の全体波形のスペクトルを推定することは可能である。したがって、初動のスペクトル解析を行い、線引きタワー６の振動特性周波数帯のスペクトル積分値を算出して、これを上記の判定基準とすることが可能である。

以上の考察に鑑みて、本実施形態におけるスペクトル積分値による判定工程では、判定部２９は、地震発生時に、線引きタワー６の設置位置に設置された地震計３０において初動（例えば、Ｐ波初動から３秒間）のスペクトル解析を行い、線引きタワー６の振動特性周波数帯（例えば、線引きタワー６の固有振動数である３Ｈｚ以下）のスペクトル積分値を算出し、スペクトル積分値が一定値（例えば、０．７）以上であるか否かを判定基準とし、スペクトル積分値が一定値（例えば、０．７）以上である場合に光ファイバＧ１が断線すると判定する。

（断線回避工程）
上記のスペクトル積分値による判定工程において、光ファイバＧ１の断線が発生すると判定された場合は、前述の第一の実施形態と同様の断線回避工程が行われる（第一の実施形態と同様であるため本工程の説明は省略する）。

以上のような、第二の実施形態によれば、判定部２９は、線引きタワー６の設置位置に設置された地震計３０において初動のスペクトル解析を行い、線引きタワー６の振動特性周波数帯のスペクトル積分値を基準として、光ファイバＧ１が断線するか否かを判定することにより、地震発生により光ファイバＧ１の断線が生じるか否かの予測精度を上げることができる。予測精度がよくなると、例えば地震による光ファイバの断線が無いにもかかわらず断線回避動作を行う可能性が少なくなり、生産活動の停止や歩留まりの悪化を招くことを減らすことができる。
また、通常、線引きタワー６の固有振動数は３Ｈｚ以下であるので、３Ｈｚ以下の周波数帯を用いてスペクトル積分値を計算することにより、このような線引きタワー６を用いた光ファイバＧ１の線引き中に、地震発生により光ファイバの断線が生じるか否かの予測精度を上げることができる。

［第三の実施形態］
次に、第三の実施形態に係る光ファイバの製造方法について説明する。
第三の実施形態は、前述の第一の実施形態と同様の改良推定マグニチュードによる判定工程と、前述の第二の実施形態と同様のスペクトル積分値による判定工程とを実施する。すなわち、第三の実施形態の判定工程では、判定部２９は、改良推定マグニチュードＭｎとスペクトル積分値とを併用して光ファイバＧ１が断線するか否かを判定する。
そして、第三の実施形態では、改良推定マグニチュードＭｎによる判定工程の判定結果と、スペクトル積分値による判定工程の判定結果とが共に光ファイバＧ１が断線するとの判定結果である場合に、制御部２７は、第一の実施形態または第二の実施形態と同様の断線回避動作を行なう断線回避工程を実施する。

以上のような、第三の実施形態によれば、判定部２９は、region_code１およびregion_code２と、震源深さdepth１およびdepth２と、マグニチュードＭ１およびＭ２とを入力情報としたニューラルネットワークを使用して予測精度を上げて得た改良推定マグニチュードＭｎと、線引きタワー６の設置位置に設置された地震計３０において初動のスペクトル解析を行って得たスペクトル積分値とを併用して光ファイバＧ１が断線するか否かを判定することにより、さらに、地震発生により光ファイバＧ１の断線が生じるか否かの予測精度を上げることができる。予測精度がよくなると、例えば地震による光ファイバＧ１の断線が無いにもかかわらず断線回避動作を行う可能性が少なくなり、生産活動の停止や歩留まりの悪化を招くことを減らすことができる。
また、通常、線引きタワー６の固有振動数は３Ｈｚ以下であるので、このような線引きタワー６を用いた光ファイバＧ１の線引き中に、地震発生により光ファイバの断線が生じるか否かの予測精度を上げることができる。

［実施例］
次に、第一、第二、第三の実施形態に基づく光ファイバの製造方法の実施例によって予測した結果と、比較例によって予測した結果を以下の表１に示す。

表１は、発生した２５件の地震に対して、下記例１〜例４の方法で予測を行い、例１〜例４の予測に対する各判定結果（Ａ，Ｂ，見逃し，空振り）の回数を示すものである。
例１は、緊急地震速報のマグニチュードと距離から予測した比較例である。
例２は、第一の実施形態における改良推定マグニチュードによる判定工程により予測した実施例である。
例３は、第二の実施形態におけるスペクトル積分値による判定工程によって予測した実施例である。
例４は、改良推定マグニチュードによる判定工程とスペクトル積分値による判定工程とを併用した第三の実施形態によって予測した実施例である。

表１における各判定結果（Ａ，Ｂ，見逃し，空振り）とは、以下のような場合である。
Ａは、判定部２９が断線しないと判定し、実際には断線しなかった場合（結果として正しい場合）である。
Ｂは、判定部２９が断線すると判定し、実際には断線した場合（結果として正しい場合）である。
見逃しは、判定部２９が断線しないと判定し、実際には断線した場合（結果として誤りである場合）である。
空振りは、判定部２９が断線すると判定し、実際には断線しなかった場合（結果として誤りである場合）である。

比較例（例１）よりも、第一の実施形態による判定工程によって予測した実施例（例２）による結果の方が、見逃しの回数は増えたものの、空振りの回数が減った。また、第二の実施形態による判定工程によって予測した実施例（例３）による結果の方が、さらに空振りの回数が減った。また、実施例（例３）による結果では、空振りが１回あったが、第三の実施形態による判定工程によって予測した実施例（例４）による結果では、空振りが全く無くなった。
このように、実施例（例２〜４）においては、空振りの回数を減らすことにより、地震による光ファイバＧ１の断線が無いにもかかわらず断線回避動作を行って、生産活動の停止や歩留まりの悪化を招く回数を減らすことができた。

１ 製造装置
２ 加熱炉
５ 把持部
６ 線引きタワー
７ 駆動部
９ 加熱炉シャッタ
１０、１６ 外径測定器
１１ 冷却装置
１２ 上部シャッタ
１３ 下部シャッタ
１４ 被覆塗布装置
１５ 紫外線照射装置
１７、１８ ガイドローラ
１９ キャプスタン
２４、２５ ダンサローラ
２６ 巻き取りボビン
２７ 制御部
２８ 情報受信部
２９ 判定部
３０ 地震計
Ｇ 光ファイバ母材
Ｇ１、Ｇ２ 光ファイバ

Claims (3)

1. 線引きタワーに設けられた加熱炉内に光ファイバ母材を挿入し、前記光ファイバ母材を加熱して溶融させ、線引きして光ファイバを形成し、前記光ファイバを冷却装置内に通過させる光ファイバの製造方法であって、
   地震発生時に外部から入手した震源の位置情報を含む振動予測情報に基づく、地震地域発生コードと、震源深さと、マグニチュードとを入力情報として、ニューラルネットワークを使用して予測精度を上げた改良推定マグニチュードを出力し、該改良推定マグニチュードに基づいて予測される振動の発生によって前記光ファイバが断線するか否かを判定する、前記改良推定マグニチュードによる判定工程と、
   前記判定工程において前記光ファイバが断線すると判定された場合、前記光ファイバの断線を回避するための断線回避動作を行なう回避工程と、を備え、
   前記振動予測情報は、緊急地震速報の第一報と第二報とを含む、
   光ファイバの製造方法。
2. 線引きタワーに設けられた加熱炉内に光ファイバ母材を挿入し、前記光ファイバ母材を加熱して溶融させ、線引きして光ファイバを形成し、前記光ファイバを冷却装置内に通過させる光ファイバの製造方法であって、
   地震発生時に外部から入手した震源の位置情報を含む振動予測情報に基づく、地震地域発生コードと、震源深さと、マグニチュードとを入力情報として、ニューラルネットワークを使用して予測精度を上げた改良推定マグニチュードを出力し、該改良推定マグニチュードに基づいて予測される振動の発生によって前記光ファイバが断線するか否かを判定する、前記改良推定マグニチュードによる判定工程と、
   地震発生時に、前記線引きタワーの設置位置に設置された地震計において初動のスペクトル解析を行い、前記線引きタワーの振動特性周波数帯のスペクトル積分値を算出し、前記スペクトル積分値が一定値以上であるか否かを判定基準とし、前記スペクトル積分値が一定値以上である場合に前記光ファイバが断線すると判定する、前記スペクトル積分値による判定工程と、
   前記改良推定マグニチュードによる判定工程と前記スペクトル積分値による判定工程とを実施し、両者の判定結果がともに前記光ファイバが断線するとの判定結果である場合、
   前記光ファイバの断線を回避するための断線回避動作を行なう回避工程と、を備え、
   前記振動予測情報は、緊急地震速報の第一報と第二報とを含む、
   光ファイバの製造方法。
3. 前記線引きタワーの振動特性周波数帯を３Ｈｚ以下の周波数帯とする、請求項２に記載の光ファイバの製造方法。

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