JP7155075B2 - 光ファイバの製造方法 - Google Patents
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Description
以下、第1実施形態の光ファイバの製造方法について図面に基づいて説明する。
図1に示すように、本実施形態における光ファイバの製造装置(以下、製造装置1Aという)は、把持部2と、溶融炉3と、ファイバ径測定部4と、泡検出部5と、位置検出部6と、複数の非接触式方向変換器7A~7Cと、被覆前位置検出部8と、コーティング部9A、9Bと、被覆硬化装置10と、被覆径測定器11と、方向変換器12と、引取部13と、巻取部14と、制御部15と、ガス量調整部16と、を備えている。
本実施形態では、パスラインにおける把持部2側を上流側といい、巻取部14側を下流側という。また、理想的な状態(パスラインに対して傾斜していない状態)でセットされたときの母材Mの長手方向に直交する平面を直交平面という。図1では、母材Mが上下方向に沿って延びている。このため、長手方向は上下方向と実質的に一致しており、直交平面は水平面と実質的に一致している。ただし、母材Mの長手方向は適宜変更してもよく、例えば水平方向であってもよい。
被覆径測定器11は被覆硬化装置10の下流側に位置している。被覆径測定器11は、被覆の外径を測定する。
通常、ベアファイバBの外径変化は所定の範囲内(例えば±0.5μm以内)となるように、把持部2による母材Mの溶融炉3への送り込み速度や、引取部13による線引き速度が調整される。しかしながら、例えばベアファイバB内に気泡が含まれている場合や、送り込み速度または線引き速度の調整が間に合わない場合などにおいて、ベアファイバBの外径が所定の範囲を超えて変化する場合がある。
通常、ベアファイバBにかかる張力は極力安定するように、溶融炉3の電力や母材Mの溶融炉3への送り込み速度が調整される。しかしながら、母材M自体の長手方向における外径のばらつきや、線引きにより母材Mの体積が小さくなることにより、電力や送り込み速度による張力の調整が間に合わなくなる場合がある。その結果、ベアファイバBにかかる張力は変化しうる。
非接触式方向変換器7Aは、溶融炉3からベアファイバBが出線する位置と、非接触式方向変換器7AにおけるベアファイバBの所望の浮上位置と、が一致するように配置される。溶融炉3からのベアファイバBの出線位置は、溶融炉3のヒータ部の直交平面における位置と、ヒータ部に対する母材Mの直交平面における位置と、により決まる。そして、母材Mは、溶融炉3のヒータ部の中心に対して母材Mの中心が一致するように設置される。
そこで本実施形態では、非接触式方向変換器7Aのガス流量の変化を抑え、被覆の状態を安定させるように制御を行う。制御の概要としては、非接触式方向変換器7Aのガス流量を変化させる要因を取得し、その結果から、非接触式方向変換器7Aに入線するベアファイバBの位置を調整する。第1実施形態では、特に上記(1)の現象に着目した制御を行う。以下、より詳細に説明する。
次に、本発明に係る第2実施形態について説明するが、第1実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態では、上記した(2)の現象に着目した制御を行う。
次に、本発明に係る第2実施形態について説明するが、第1実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
第3実施形態では、上記した(3)の現象に着目した制御を行う。
次に、本発明に係る第4実施形態について説明するが、第1実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
第4実施形態では、上記した(3)の現象に着目した制御を行う。
図1に示す製造装置1Aで線引きを実施した。ファイバ径測定部4として、市販の外径測定器を用いた。位置検出部6として、非接触式方向変換器7Aの直前に、非接触の位置センサを設置した。入力情報S1として、ファイバ径測定部4によって測定されたベアファイバBの径を用いて、図2に示すフィードバック制御を行った。ベアファイバBの目標外径は125μmとし、被覆の目標外径は250μmとした。被覆材として、紫外線硬化型樹脂(ウレタンアクリレート)を採用した。線引き速度は50m/secとしたところ、被覆の外径は250±1μmで安定していた。
図4に示す製造装置1Bで線引きを実施した。張力測定部17として、市販されている非接触張力測定計を用いた。入力情報S1として、張力測定部17による張力の測定結果を用いた。その他の点は実施例1と同じである。
効果を確認するため、故意にベアファイバBにかかる張カを±20gfの範囲で変化させた。このように張力を変化させて線引きした部分においても、被覆の外径は250±1μmで安定していた。
図5に示す製造装置1Cで線引きを実施した。入力情報S1として、原点からの母材Mのずれ量およびずれの方向を用いた。その他の点は実施例1と同じである。
フィードバック制御の効果を確認するため、母材Mを、理想的な姿勢から故意に傾けた状態で把持部2によって把持した。傾きの量は、母材Mの下端部の中心位置と上端部の中心位置とで、直交平面における座標が約3mmずれるようにした。母材Mの下端部から母材Mの上端部まで線引きした結果、全長にわたり、被覆の外径は250±1μmで安定していた。
実施例1の構成においてフィードバック制御を実施しない状態で、実施例1と同様に、故意にベアファイバBの外径を±1μmまで変化させた。このようにベアファイバBの外径を変化させた部分において、被覆の外径が250±5μmの範囲で変化した。このように、フィードバック制御を行わなかった結果、ベアファイバBの外径変化だけでは説明できない程度の、被覆外径の変化が見られた。逆に言えば、実施例1におけるフィードバック制御によって、ベアファイバBの外径変化に伴う被覆外径の変化を抑制できることが確認された。
実施例2の構成においてフィードバック制御を実施しない状態で、実施例2と同様に、故意にベアファイバBにかかる張カを±20gfの範囲で変化させた。この張力を変化させた部分において、被覆の外径が250±5μmの範囲で変化した。このように、実施例2におけるフィードバック制御によって、張力の変化に伴う被覆外径の変化を抑制できることが確認された。
実施例3の構成においてフィードバック制御を実施しない状態で、実施例3と同様に、故意に母材Mを傾けて把持した。母材Mの下端部から母材Mの上端部まで線引きした結果、全長にわたり、被覆の外径は250±5μmの範囲で変化した。このように、実施例3におけるフィードバック制御によって、母材Mの傾きに伴う被覆外径の変化を抑制できることが確認された。
Claims (6)
- 調心機構を有する把持部によって母材を把持する工程と、
前記母材を溶融炉によって溶融させてベアファイバを形成する工程と、
冷却部においてガスを吹き付けることで前記ベアファイバを冷却する工程と、
前記ベアファイバの外周に被覆となる樹脂を塗布する工程と、
前記樹脂を硬化させる工程と、
前記冷却部が前記ベアファイバに吹き付けるガスの流量を変化させる要因を入力情報として取得する工程と、
前記入力情報に基づいて前記調心機構を制御し、前記母材を移動させることで、前記冷却部への前記ベアファイバの進入位置を調整する工程と、を有し、
前記冷却部は非接触式方向変換器である、光ファイバの製造方法。 - 前記入力情報は、前記溶融炉と前記冷却部との間に設置されたファイバ径測定部によって測定された、前記ベアファイバの外径である、請求項1に記載の光ファイバの製造方法。
- 前記入力情報は、前記溶融炉と前記冷却部との間に設置された泡検出部によって検出された、前記ベアファイバ内の泡の有無である、請求項1に記載の光ファイバの製造方法。
- 前記入力情報は、前記溶融炉と前記冷却部との間に設置された張力測定部によって測定された、前記ベアファイバの張力である、請求項1に記載の光ファイバの製造方法。
- 前記入力情報は、前記溶融炉と前記冷却部との間に設置された位置検出部によって検出された、前記ベアファイバの前記冷却部に対する位置である、請求項1に記載の光ファイバの製造方法。
- 前記入力情報は、前記溶融炉よりも上流側に設置された母材位置測定部によって測定された、前記母材の位置である、請求項1に記載の光ファイバの製造方法。
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