JP7155075B2 - 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。

特許文献１には、非接触式方向変換器を用いた光ファイバの製造方法が開示されている。この光ファイバの製造方法では、非接触式方向変換器とコーティング部との間に設けられた温度調整部によってベアファイバの温度を調整することで、被覆の状態を安定させている。

特許第６４５７５８０号公報

製造装置を格納する建屋の大きさや、製造装置のレイアウトによっては、特許文献１が開示するような温度調整部を配置するスペースが確保できないことも考えられる。また、温度調整部を配置可能な場合でも、その他の手段によって被覆の状態を安定させることができれば、被覆の状態を安定させるための技術の選択肢が増える。

そこで本願発明者らが鋭意検討したところ、母材を把持する位置を工夫することによっても、被覆の状態を安定させられることが判った。

本発明はこのような事情を考慮してなされ、母材を把持する位置を工夫することで被覆の状態を安定させられる光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、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、を有する。

本発明の上記態様によれば、ガスの流量の変化を抑制するように、冷却部に対するベアファイバの進入位置を調整することができる。したがって、冷却部でのガスの流量の変化に伴うベアファイバの温度変化が抑制され、被覆の状態を安定させることができる。

第１実施形態に係る光ファイバの製造装置の概略構成を示す図である。 第１実施形態の光ファイバの製造装置の制御フローを説明する図である。 （ａ）は泡が含まれた母材を示し、（ｂ）は（ａ）の母材を線引きすることで形成されたベアファイバを示している。 第２実施形態に係る光ファイバの製造装置の概略構成を示す図である。 第４実施形態に係る光ファイバの製造装置の概略構成を示す図である。

（第１実施形態）
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。

（方向定義）
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。

把持部２は、母材Ｍを把持し、溶融炉３に向けて送り込む。また、把持部２は調心機構を備えており、直交平面内における母材Ｍの位置を調整可能である。溶融炉３は、ヒータによって母材Ｍを加熱・溶融させて、ベアファイバＢを形成する。ファイバ径測定部４は、ベアファイバＢの外径を測定する。泡検出部５は、ベアファイバＢの内部に泡が有るか否かを検出する。位置検出部６は、複数の非接触式方向変換器７Ａ～７Ｃのうち、最も上流側に位置する非接触式方向変換器７ＡへのベアファイバＢの入線位置を検出する。

ファイバ径測定部４、泡検出部５、および位置検出部６は、溶融炉３の下流側かつ非接触式方向変換器７Ａ～７Ｃの上流側に配置されている。ファイバ径測定部４、泡検出部５、および位置検出部６の配置の順番は適宜変更してもよい。ただし、位置検出部６は、非接触式方向変換器７Ａになるべく近い位置に配置されることが好ましい。

非接触式方向変換器７Ａ～７Ｃは、ベアファイバＢの進行方向をそれぞれ９０°、１８０°、９０°変換する。例えば非接触式方向変換器７Ａは、ベアファイバＢの進行方向を、下方向から水平方向へと約９０°変換している。なお、これら非接触式方向変換器の数、位置、方向変換の角度などは適宜変更してもよい。

非接触式方向変換器７Ａ～７Ｃは、ベアファイバＢを案内するガイド溝を有し、このガイド溝内には、ガイド溝に沿って配線されたベアファイバＢを浮揚させる流体（ガス）の吹き出し口が形成されている。非接触式方向変換器７Ａ～７Ｃは、吹き出し口から空気やＨｅ等のガスをベアファイバＢに吹き付けることで、その構成部材をベアファイバＢに接触させることなく、ベアファイバＢを浮上させることが可能である。また、ガスを吹き付けることで、ベアファイバＢを冷却することができるため、非接触式方向変換器７Ａ～７Ｃは冷却部でもある。本実施形態における非接触式方向変換器の構成は、特許第５８５１６３６号公報に記載されているものと同様であるため、詳細な説明を省略する。なお、非接触式方向変換器の構成はこれに限定されず、ガスを吹き付けることでベアファイバＢを浮上させ、ベアファイバＢの方向を変換可能であれば、適宜変更してもよい。

被覆前位置検出部８は、複数の非接触式方向変換器７Ａ～７Ｃの下流側かつコーティング部９Ａ、９Ｂの上流側に位置している。被覆前位置検出部８は、コーティング部９Ａに進入するベアファイバＢの位置を検出する。

コーティング部９Ａ、９Ｂは、ダイコーティングなどによって、ベアファイバＢの外周に、樹脂前駆体を含む流動性のある材料（以下、単に樹脂材料という）をコーティングして、未硬化被覆層を形成する。未硬化被覆層は、単層であってもよいし、複数の層であってもよい。樹脂材料としては、例えばウレタンアクリレート系の樹脂などの紫外線硬化型樹脂を用いることができる。

図１の例では、上流側のコーティング部９Ａによってプライマリ層用の樹脂材料が塗布され、下流側のコーティング部９Ｂによってセカンダリ層用の樹脂材料が塗布される。なお、コーティング部の構成は適宜変更可能である。例えば、１つのコーティング部によってプライマリ層およびセカンダリ層の両方の樹脂を塗布してもよい。また、コーティング部９Ｂの下流側に、着色層となる樹脂材料を塗布するための第３のコーティング部を設けてもよい。あるいは、コーティング部９Ａによってプライマリ層およびセカンダリ層となる樹脂材料を塗布し、コーティング部９Ｂによって着色層となる樹脂材料を塗布してもよい。上記したプライマリ層、セカンダリ層、および着色層は、全て「被覆層」に含まれる。

被覆硬化装置１０は、未硬化被覆層を硬化させる。本明細書では、硬化後の被覆層を単に被覆という。また、被覆およびベアファイバＢを合わせて光ファイバという。樹脂材料が紫外線硬化型樹脂である場合、被覆硬化装置１０として、紫外線照射ランプまたはＵＶ－ＬＥＤ、およびこれらの組み合わせなどを用いることができる。

なお、コーティング部９Ａ、９Ｂおよび被覆硬化装置１０の配置や構成は、要求される光ファイバの特性（例えば各樹脂材料の硬化度）や、製造装置１Ａの線速などに応じて、適宜変更可能である。例えば、プライマリ層のコーティング部の下流側、セカンダリ層のコーティング部の下流側、および着色層のコーティング部の下流側に、それぞれ別個の被覆硬化装置１０を配置してもよい。また、線速が大きくても樹脂材料を充分に硬化できるように、被覆硬化装置１０の数を増やしてもよい。
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。

方向変換器１２は、引取部１３に向けて光ファイバの方向を変換する。方向変換器１２としては、上述の非接触式方向変換器を用いてもよいし、通常一般的なプーリなどを用いてもよい。また、方向変換器１２は設けられていなくてもよい。

引取部１３は、例えば引き取りキャプスタンである。引取部１３によって、製造装置１Ａにおける線引き速度が決定される。巻取部１４はボビンおよびボビンを回転させる巻取装置を備えている。巻取装置がボビンを回転させることで、ボビンに光ファイバが巻き取られて、ボビン巻き光ファイバが得られる。なお、引取部１３と巻取部１４との間にダンサー部を設けてもよい。ダンサー部により、引取部１３の引取速度とボビンの巻取速度との差を補正することで、引取部１３と巻取部１４との間で光ファイバのたるみなどが生じることを抑制できる。

制御部１５は、把持部２、ファイバ径測定部４、泡検出部５、および位置検出部６に有線または無線により接続されている。詳細は後述するが、制御部１５は、ファイバ径測定部４、泡検出部５、および位置検出部６の検出結果に基づいて、把持部２の調心機構を制御し、母材Ｍの位置を調整する。制御部１５としては、マイクロコントローラ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large-scale Integrated Circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの集積回路や、ＮＣ（Numerical Control）装置などを用いることができる。制御部１５としてＮＣ装置などを用いた場合、機械学習を用いてもよいし、用いなくてもよい。

ファイバ径測定部４は、有線または無線によってガス量調整部１６に接続されており、ベアファイバＢの外径の測定結果をガス量調整部１６に入力する。ガス量調整部１６は、ベアファイバＢの外径の測定結果に基づき、非接触式方向変換器７Ａ～７ＣがベアファイバＢに吹き付けるガスの流量を調整する。

ここで、コーティング部９Ａ、９ＢにベアファイバＢが進入する際の、ベアファイバＢの温度は一定であることが好ましい。ベアファイバＢの温度が変化すると、被覆の状態が不安定になるためである。例えば、ベアファイバＢの温度に応じて、ベアファイバＢに付着する樹脂の量が変化し、結果として被覆径の変化につながる。また、ベアファイバＢの温度が適正な範囲から外れると、被覆となる樹脂材料が正常にコーティングされなかったり、被覆とベアファイバＢとの密着性が低下したりする。

一方、コーティング部９Ａ、９Ｂに進入するベアファイバＢの温度が変化する直接的な要因としては、非接触式方向変換器７Ａ～７Ｃにおけるガスの流量の変動が挙げられる。ガスの流量が変動する要因として、（１）ベアファイバＢの外径変化、（２）ベアファイバＢの張力の変化、（３）非接触式方向変換器７ＡへのベアファイバＢの進入位置の変化、が挙げられる。すなわち、（１）～（３）は、ベアファイバＢの温度が変化する間接的な要因である。以下、（１）～（３）の要因について、より詳しく説明する。

（１）ベアファイバＢの外径変化
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。

ベアファイバＢの外径が太くなると、非接触式方向変換器７Ａ～７Ｃにおいてガスから受ける力が大きくなり、ベアファイバＢの浮上量が増大する。逆にベアファイバの外径が細くなると、非接触式方向変換器７Ａ～７ＣにおけるベアファイバＢの浮上量は減少する。浮上量が増大すると、非接触式方向変換器７Ａ～７ＣからベアファイバＢが外れてしまい、断線が生じる可能性がある。一方、浮上量が減少すると、非接触式方向変換器７Ａ～７ＣとベアファイバＢとが接触し、断線が生じる可能性がある。

このため、非接触式方向変換器７Ａ～７Ｃの上流側に配置されたファイバ径測定部４によってベアファイバＢの外径が測定され、非接触式方向変換器７Ａ～７ＣにおけるベアファイバＢの浮上量を安定させるように、ガス量調整部１６によってガスの流量の調整が行われる。ガスの流量が変化すると、ガスによってベアファイバＢから奪われる熱量が変化する。これにより、コーティング部９Ａ、９Ｂに進入するベアファイバＢの温度が変化する。

（２）ベアファイバＢの張力の変化
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。

ベアファイバＢにかかる張力は、非接触式方向変換器７Ａ～７Ｃにおいて、ガスの風圧に抵抗する力として作用する。このため、張力が減少すると、非接触式方向変換器７Ａ～７ＣにおけるベアファイバＢの浮上量は増大する。逆に張力が増大すると、非接触式方向変換器７Ａ～７ＣにおけるベアファイバＢの浮上量は減少する。（１）で述べた通り、浮上量を安定させるようにガスの流量の調整が行われると、コーティング部９Ａ、９Ｂに進入するベアファイバＢの温度が変化する。

（３）非接触式方向変換器７ＡへのベアファイバＢの進入位置の変化
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。

しかしながら、母材Ｍ自体の長手方向の曲がりや、母材Ｍを設置する際の微小な傾きなどにより、ヒータの中心に対する母材Ｍの中心位置が変化し、結果として、溶融炉３から出線するベアファイバＢの位置が変化する場合がある。ベアファイバＢの位置が変化すると、非接触式方向変換器７Ａに対するベアファイバＢの見かけの浮上量が変化するため、浮上量を安定させるようにガス量調整部１６によってガスの流量の調整が行われる。（１）で述べた通り、浮上量を安定させるようにガスの流量の調整が行われると、コーティング部９Ａ、９Ｂに進入するベアファイバＢの温度が変化する。

以上説明した（１）～（３）の現象により、コーティング部９Ａ、９Ｂに進入するベアファイバＢの温度が変化すると、ベアファイバＢの外周に塗布される樹脂材料の状態が変化する。すなわち、被覆の厚みがばらついたり、被覆とベアファイバＢとの密着性が適正な範囲から外れたりする。
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。

図１に示すように、本実施形態の製造装置１Ａは、ベアファイバＢの外径変化を把握するため、溶融炉３から非接触式方向変換器７Ａまでの間に配置されたファイバ径測定部４を備えている。また、ベアファイバＢ内の泡は外径変化の要因となるため、溶融炉３から非接触式方向変換器７Ａまでの間に設置された泡検出部５を備えている。さらに、非接触式方向変換器７Ａの上流側に、ベアファイバＢの位置を検出する位置検出部６が設けられている。

母材Ｍを把持する把持部２は、直交平面における母材Ｍの位置を調整する調心機構を備えている。図１のとおり、ファイバ径測定部４、泡検出部５、位置検出部６は制御部１５に接続されている。さらに制御部１５は、ファイバ径測定部４、泡検出部５、および位置検出部６による検出結果に基づき、把持部２の調心機構にフィードバック制御を行うように構成されている。

フィードバック制御の例を図２に示す。まず、ファイバ径測定部４によるファイバ径の測定結果が、入力情報Ｓ１として制御部１５に入力される。制御部１５は、入力情報Ｓ１に基づいて、ファイバ径の変化が生じたか否かを判定する。制御部１５は、ファイバ径の変化が生じたと判定した場合、把持部２の調心機構に対して、当該判定の結果に応じた調心指令Ｓ２を出力する。

例えば、ファイバ径が太くなった場合、非接触式方向変換器７ＡにおけるベアファイバＢの浮上量は増大する。これを打ち消すように、制御部１５は、ベアファイバＢを非接触式方向変換器７Ａに近づける方向に母材Ｍを移動させる（調心指令Ｓ２）。逆に、ファイバ径が細くなった場合、制御部１５は、ベアファイバＢを非接触式方向変換器７Ａから遠ざける方向に母材Ｍを移動させる（調心指令Ｓ２）。

母材Ｍの移動を行うことで、位置検出部６におけるベアファイバＢの位置が変化する。位置検出部６は、ベアファイバＢの非接触式方向変換器７Ａに対する位置情報Ｓ３を制御部１５に入力する。位置情報Ｓ３に基づき、制御部１５は、ベアファイバＢが非接触式方向変換器７Ａに対して所望の位置になったか否かを判定する。ベアファイバＢが所望の位置となった時点で、制御部１５は把持部２の調心機構に対して、母材Ｍの移動停止指令Ｓ４を出力する。これにより、非接触式方向変換器７Ａに対するベアファイバＢの位置が安定するため、非接触式方向変換器７Ａのガス流量の変化が抑制される。

以上説明したように、本実施形態の光ファイバの製造方法は、調心機構を有する把持部２によって母材Ｍを把持する工程と、母材Ｍを溶融炉３によって溶融させてベアファイバＢを形成する工程と、冷却部（非接触式方向変換器７Ａ）によってガスを吹き付けることでベアファイバＢを冷却する工程と、ベアファイバＢの外周に被覆となる樹脂を塗布する工程と、樹脂を硬化させる工程と、冷却部がベアファイバＢに吹き付けるガスの流量を変化させる要因を入力情報Ｓ１として取得する工程と、入力情報Ｓ１に基づいて調心機構を制御し、母材Ｍを移動させることで、冷却部へのベアファイバＢの進入位置を調整する工程と、を有している。この構成により、ガス流量の変化を抑制するように、冷却部に対するベアファイバＢの進入位置を調整することができる。したがって、冷却部のガス流量の変化に伴うベアファイバＢの温度変化が抑制され、被覆の状態を安定させることができる。

また、本実施形態では、冷却部として非接触式方向変換器７Ａを用いている。これにより、製造装置１Ａを格納する建屋を大きくすることなく、製造装置１Ａのパスラインの長さを長くすることができる。

また、本実施形態では、入力情報Ｓ１として、溶融炉３と非接触式方向変換器７Ａとの間に設置されたファイバ径測定部４によって測定された、ベアファイバＢの外径を用いている。この構成によれば、ベアファイバＢの外径変化が原因となって生じる非接触式方向変換器７Ａのガス流量の変化を抑制し、被覆の状態を安定させることができる。

また、例えば図３（ａ）に示すように、母材Ｍに泡Ｆが含まれていると、母材Ｍを紡糸して形成されるベアファイバＢにも泡Ｆが含まれる。図３（ｂ）に示すように、紡糸の際にベアファイバＢは長手方向に引き延ばされるため、ベアファイバＢ内の泡Ｆは略紡錘形状となる。そして、泡Ｆの形状に沿って、ベアファイバＢの外径も長手方向で変化する。泡Ｆの下流側の端部Ｐにおいて、泡検出部５が泡Ｆの存在を検知した場合、端部Ｐが検知された位置から上流側に向かうに従って、ベアファイバＢの外径が徐々に太くなることを予測できる。

そこで、制御部１５は、泡Ｆの存在を検知したときに、ベアファイバＢを非接触式方向変換器７Ａに近づける方向に母材Ｍを移動させてもよい。すなわち、溶融炉３と非接触式方向変換器７Ａとの間に設置された泡検出部５によって検出された、ベアファイバＢ内の泡の有無を、入力情報Ｓ１として用いることも可能である。このような泡検出部５の検出結果による制御は、予測に基づいているため、フィードバック制御の応答性をより高めることが可能となる。

（第２実施形態）
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。

図４に示すように、第２実施形態における製造装置１Ｂは、ベアファイバＢにかかる張力を測定する張力測定部１７を備えている。張力測定部１７は、溶融炉３の下流側かつ非接触式方向変換器７Ａの上流側に位置している。なお、非接触式方向変換器７Ａに進入したベアファイバＢの張力を測定することが可能であれば、張力測定部１７の位置は適宜変更してもよい。張力測定部１７としては、例えば非接触型張力計を用いることができる。張力測定部１７は、有線または無線により制御部１５に接続されている。

本実施形態では、入力情報Ｓ１として、張力測定部１７により測定されたベアファイバＢの張力値を用いる。張力測定部１７は、入力情報Ｓ１としての張力値を制御部１５に入力する。制御部１５は、入力情報Ｓ１に基づいて、ベアファイバＢの張力の変化が生じたか否かを判定する。制御部１５は、張力の変化が生じたと判定した場合、把持部２の調心機構に対して、当該判定の結果に応じた調心指令Ｓ２を出力する。

例えば、張力が小さくなった場合、非接触式方向変換器７ＡにおけるベアファイバＢの浮上量は増大する。これを打ち消すように、制御部１５は、ベアファイバＢを非接触式方向変換器７Ａに近づける方向に母材Ｍを移動させる（調心指令Ｓ２）。逆に、張力が大きくなった場合、制御部１５は、ベアファイバＢを非接触式方向変換器７Ａから遠ざける方向に母材Ｍを移動させる（調心指令Ｓ２）。

以降の制御の詳細は、第１実施形態と同様であるため省略する。このように、溶融炉３と非接触式方向変換器７Ａとの間に設置された張力測定部１７によって測定された、ベアファイバＢの張力の値を入力情報Ｓ１として用いた場合も、被覆の状態を安定させることが可能である。

（第３実施形態）
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。

第３実施形態では、第１実施形態と同様の製造装置１Ａ（図１）を用いる。ただし、本実施形態では、入力情報Ｓ１として、位置検出部６により検出された、直交平面におけるベアファイバＢの位置を用いる。位置検出部６の配置は、溶融炉３と非接触式方向変換器７Ａとの間であればよいが、非接触式方向変換器７Ａに近い方がより好ましい。位置検出部６は、入力情報Ｓ１としてのベアファイバＢの位置を制御部１５に入力する。制御部１５は、入力情報Ｓ１に基づいて、非接触式方向変換器７Ａに対するベアファイバＢの位置の変化が生じたか否かを判定する。制御部１５は、非接触式方向変換器７Ａに対するベアファイバＢの位置の変化が生じたと判定した場合、把持部２の調心機構に対して、当該判定の結果に応じた調心指令Ｓ２を出力する。

例えば、非接触式方向変換器７Ａに対するベアファイバＢの位置が近くなった場合、ベアファイバＢを非接触式方向変換器７Ａから遠ざける方向に母材Ｍを移動させる（調心指令Ｓ２）。逆に、非接触式方向変換器７Ａに対するベアファイバＢの位置が遠くなった場合、ベアファイバＢを非接触式方向変換器７Ａに近づける方向に母材Ｍを移動させる（調心指令Ｓ２）。

以降の制御の詳細は、第１実施形態と同様であるため省略する。このように、溶融炉３と非接触式方向変換器７Ａとの間に設置された、ベアファイバＢの非接触式方向変換器７Ａに対する位置を入力情報Ｓ１として用いた場合も、被覆の状態を安定させることが可能である。

（第４実施形態）
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５に示すように、第４実施形態における製造装置１Ｃは、直交平面における母材Ｍの位置を測定する母材位置測定部１８を備えている。母材位置測定部１８は、溶融炉３よりもさらに上流側に配置されている。母材位置測定部１８は、制御部１５に有線または無線により接続されている。

母材位置測定部１８は、溶融炉３のヒータの中心を原点として、母材Ｍ自体の長手方向の曲がりや、母材Ｍの設置姿勢における微小な傾きなどにより生じた、原点からの母材Ｍの中心位置のずれ量を測定する。母材位置測定部１８は、上記ずれ量およびずれの方向を入力情報Ｓ１として制御部１５に入力する。制御部１５は、入力情報Ｓ１に基づいた調心指令Ｓ２を、把持部２の調心機構に出力する。

例えば、非接触式方向変換器７ＡにベアファイバＢが近づく方向に母材Ｍの位置が原点からずれている場合には、その逆方向に母材Ｍを移動させる（調心指令Ｓ２）。また、非接触式方向変換器７ＡにベアファイバＢが遠ざかる方向に母材Ｍの位置が原点からずれている場合には、その逆方向に母材Ｍを移動させる（調心指令Ｓ２）。

以降の制御の詳細は、第１実施形態と同様であるため省略する。このように、溶融炉３よりも上流側に設置された母材位置測定部１８によって測定された、母材Ｍの位置を入力情報Ｓ１として用いた場合も、被覆の状態を安定させることが可能である。

以下、具体的な実施例を用いて、上記実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。

（実施例１）
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。

フィードバック制御の効果を確認するため、故意にベアファイバＢの外径を125±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でも、被覆の外径は250±1.5μｍで安定していた。被覆の外径変化が大きくなった理由としては、ベアファイバＢの外径が変化したため、その外径に応じて被覆の外径も変化したためである。

（実施例２）
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。

（実施例３）
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。

（比較例１）
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。

（比較例２）
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。

（比較例３）
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。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前記第１～第４実施形態では、冷却部が非接触式方向変換器であり、ベアファイバＢを冷却する機能だけでなく、ベアファイバＢの方向を変換する機能も有していた。しかしながら、冷却部は非接触式方向変換器でなくてもよく、単にエアによってベアファイバＢを冷却する部分であってもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。

例えば、第１～第４実施形態の制御方法を組み合わせてもよい。この場合、入力情報Ｓ１は、ベアファイバＢの外径、ベアファイバＢ内の泡の有無、ベアファイバＢの張力、ベアファイバＢの冷却部（非接触式方向変換器７Ａ）に対する位置、および母材Ｍの位置のうち、２以上の組み合わせとなる。また、これらの入力情報Ｓ１が、それぞれ非接触式方向変換器７Ａのガスの流量に対して与える影響の関係式を用意してもよい。そして、その関係式に基づいて制御部１５が調心機構を制御し、冷却部へのベアファイバＢの進入位置を調整してもよい。

１Ａ～１Ｃ…製造装置 ２…把持部 ３…溶融炉 ４…ファイバ径測定部 ５…泡検出部 ６…位置検出部 ７Ａ～７Ｃ…非接触式方向変換器 ９Ａ、９Ｂ…コーティング部 １０…被覆硬化装置 １７…張力測定部 １８…母材位置測定部 Ｂ…ベアファイバ Ｍ…母材

Claims (6)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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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