JPH0710612A - 光ファイバ被覆方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的簡単な構成により、光ファイバが被覆
成形孔を通過する際に、常時正確にこの被覆成形孔の中
心を通るように維持して均一な被覆を行うことを可能に
した光ファイバ被覆方法及びその装置を提供する 【構成】 線引きされた光ファイバ４が最初に位置決め
される固定点Ｆを中心とする球面に沿って被覆成形型８
を移動調節するようにしたことにより、光ファイバ４が
常時に被覆成形型８の被覆成形孔８１の中心を通過する
ように正確な制御をすることを可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱軟化したプリフォ
ームを線引きして巻き取る途中で、この線引きされた光
ファイバを被覆液が収容された被覆成形型の被覆成形孔
を通過させることにより光ファイバに被覆を施す光ファ
イバ被覆方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバの保護や強度補強のために光
ファイバに被覆を施す方法として、送り装置にチャック
したプリフォームを加熱炉に送って軟化させ、これを線
引きして巻き取る途中で、この線引きされた光ファイバ
を被覆液が収容された被覆成形型の被覆成形孔を通過さ
せて被覆させる方法が行われている。

【０００３】この方法による被覆を良好に行うために
は、製造する光ファイバ自体の材質や太さ、プリフォー
ム（母材ガラス）の粘性特性やその大きさ、もしくは、
生産性等を考慮した上で、被覆目的に応じた被覆材料及
びその粘性、被覆厚さ等を勘案して、被覆成形型（ダイ
ス）における被覆成形孔（ノズル）の大きさその他の条
件を適切に設定することが必要となる。

【０００４】このような条件の中で、光ファイバが被覆
成形孔（ノズル）を通過する際に、常時この被覆成形孔
の中心を通るように維持することは、均一な被覆を行う
上で極めて重要な条件となる。この条件が充分に満たさ
れない場合には、被覆がかすれたり、偏芯したり、ある
いは、ダマ状になって、被覆層厚が不均一となり、被覆
の目的たる保護や強度強化の効果が得られなくなる場合
が生ずる。

【０００５】この場合、線引きの開始時に、光ファイバ
が被覆成形孔の中心を通過するように、相互の位置関係
を初期設定しても、線引きの途中で、プリフォームの形
状（曲がり、うねりなど）、プリフォームのチャックズ
レ、プリフォーム送り部のズレ等があると、その線引き
のパスラインが移動し、被覆成形孔の中心を通らなくな
り、被覆が不均一なものとなってしまい、さらには、被
覆成形孔と光ファイバとが接触したりして、光ファイバ
の強度が大きく低下するおそれも生じてくる。

【０００６】このようなおそれを除去する方法として、
例えば、(a) 加熱炉の中心軸に対する線引き直後の光フ
ァイバの位置の変位を検出して、この変位が０になるよ
うにプリフォームをチャックするチャック装置のＸーＹ
位置（水平方向の位置）を制御するようにした方法（特
開昭54-28156号公報参照）、(b) 被覆成形型のＸーＹ位
置を制御して光ファイバが被覆成形孔の中心に位置する
ようにした方法（特公平5-24098 号公報参照）、(c) 被
覆成形型の被覆成形孔の下側出口又はその近傍の点を中
心にして該被覆成形型を回転制御して光ファイバが被覆
成形孔の中心に位置するようにした方法（特公平5-3793
8 号公報参照）等が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の提案
にかかる方法は、いずれも一定の効果が得られるもの
の、目的によっては、充分な効果が得られない場合も生
ずることがわかった。

【０００８】この原因を究明したところ、以下の理由に
よるものであることがわかった。

【０００９】図６は線引き中における光ファイバのパス
ラインの変位説明図であり、図７は図６のＡ部拡大断面
図である。これらの図に示されるように、送り装置２の
チャック２１にチャックされて加熱炉３中に送られたプ
リフォーム１から線引きされた光ファイバ４は、被覆成
形型８の被覆成形孔８１を通過する際に該被覆成形型８
の被覆液溜８２の被覆液８３が被覆され、巻取装置５に
よって巻き取られる。この場合、巻取装置５の巻取開始
点Ｆは固定点とみることができる（直接巻き取らずにガ
イドを介して巻き取るようにしてもよい。その場合に
は、ガイドに最初に接する点が固定点となる）。そうし
てみると、線引きされた光ファイバ４のパスラインの変
位は、固定点Ｆを固定端とし、プリフォーム１の下端部
（線引き開始点）を自由端とする変位であることがわか
る。すなわち、プリフォーム１が水平方向に変位する
と、光ファイバ４は、固定点Ｆを中心とした角度θをな
す回転変位を起こすことになる。したがって、この変位
に正確に追従させるためには、上記固定点Ｆを中心とし
た回転変位の制御を行わなければならないことがわか
る。

【００１０】これに対して、上述の提案にかかる方法の
うち(a) の方法は、加熱炉の中心軸に対する線引き直後
の光ファイバの位置の変位が０になるようにプリフォー
ムのチャック位置を制御して、上記回転変位自体が生じ
ないようにしたものであるから、原理的にみると優れて
いるが、構造的にチャック部にその位置制御機能を設け
ることは困難であるため、結局、送り装置全体を移動制
御する機構を設ける必要が生じ、装置が大型かつ複雑に
なるという欠点を有している。

【００１１】また、上記(b) の方法は、被覆成形型のＸ
ーＹ位置（水平方向の位置）を制御して光ファイバが被
覆成形孔の中心に位置するようにしたものであり、固定
点Ｆを中心とした回転位置制御でないことから、図７に
示されるように、光ファイバ４の固定点Ｆを中心とした
回転変位に対しては、ＸーＹ位置制御をしても被覆成形
孔８１の中心軸に対して生じた角度θをなくすことは原
理的にできない。

【００１２】さらに、上記(c) の方法は、被覆成形型８
の被覆成形孔８１の下側出口又はその近傍の点を中心に
して該被覆成形型を回転制御するものであり、固定点Ｆ
を中心とした回転位置制御でないことから、上記(b) の
場合と同様に、θを解消することはできない。しかも、
この場合には、被覆成形孔８１内で光ファイバがＸーＹ
方向に大きく変位した場合にはこれに対処できないとい
う欠点を有する。

【００１３】本発明は、上述の背景のもとでなされたも
のであり、比較的簡単な構成により、光ファイバが被覆
成形孔を通過する際に、常時正確にこの被覆成形孔の中
心を通るように維持して均一な被覆を行うことを可能に
した光ファイバ被覆方法及びその装置を提供するもので
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明にかかる光ファイバ被覆方法は、 （構成１） 加熱軟化したプリフォームを線引きして巻
き取る途中で、この線引きされた光ファイバを被覆液が
収容された被覆成形型の被覆成形孔を通過させることに
より光ファイバに被覆を施す光ファイバ被覆方法におい
て、前記被覆成形孔を通過した光ファイバが巻き取られ
るまでの間で最初に位置決めされる点を固定点とし、前
記プリフォームが基準の位置にあるときに該プリフォー
ムから前記固定点までの間の光ファイバの位置を基準の
位置とした場合に、前記プリフォームが基準の位置から
変位したときに前記光ファイバの前記基準の位置に対し
て生ずる変位を検出し、この変位に対応させて前記被覆
成形型を前記固定点を中心とする球面に沿って移動調節
することにより、前記光ファイバが常時前記被覆成形型
の被覆成形孔の中心を通過するようにしたことを特徴と
する構成とし、また、本発明にかかる光ファイバ被覆装
置は、 （構成２） プリフォームを加熱軟化させる加熱装置
と、加熱軟化したプリフォームを線引きして巻き取る巻
取装置と、前記プリフォームと巻取装置との間に配置さ
れて被覆成形孔の中心部を光ファイバが通過する際に該
光ファイバの周囲に被覆液を被覆させて被覆を施す被覆
成形型とを有する光ファイバ被覆装置において、前記被
覆成形孔を通過した光ファイバが巻き取られるまでの間
で最初に位置決めされる点を固定点とし、前記プリフォ
ームが基準の位置にあるときに該プリフォームから前記
固定点までの間の光ファイバの位置を基準の位置とした
場合に、前記プリフォームが前記基準の位置から変位し
たときに前記光ファイバの前記基準の位置に対して生ず
る変位を検出する変位検出装置と、この変位に対応させ
て前記被覆成形型を前記固定点を中心とする球面に沿っ
て移動調節して前記光ファイバが常時前記被覆成形型の
被覆成形孔の中心を通過するようにした位置調節装置と
を有することを特徴とする構成としたものである。

【００１５】

【作用】上述の構成１，２によれば、上記被覆成形型を
上記固定点を中心とする球面に沿って移動調節するよう
にしたことにより、光ファイバが常時に被覆成形型の被
覆成形孔の中心を通過するように正確な制御をすること
ができる。この場合、被覆成形型は比較的小型軽量であ
るから、その位置制御は比較的簡単な構成の装置によっ
て行うことができる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の一実施例にかかる光ファイバ
被覆装置の全体構成を示す図、図２はゴニオステージの
正面図、図３はゴニオステージの側面図である。以下、
これらの図面を参照にしながら一実施例を説明する。な
お、一部の構成は、図６及び図７に示された装置の構成
と共通するので共通する部分には同一の符号を付して説
明する。

【００１７】図１において、符号１はプリフォームであ
り、このプリフォーム１は送り装置２のチャック２１に
保持されて加熱炉３内を下方に送られ、加熱炉３内で軟
化されたプリフォームの下端部から下方に向けて線引き
が行われて光ファイバ４が形成され、巻取装置５によっ
て巻き取られるようになっている。

【００１８】加熱炉３と巻取装置５との間には、上から
順次、位置検出器６、第１線径検出器７、被覆成形型
８、ゴニオステージ９、紫外線照射炉１０及び第２線径
検出器１１が配置されている。本実施例の特徴は、光フ
ァイバが巻き取られるまでの間で最初に位置決めされる
点である固定点Ｆを中心とする球面に沿った位置調整が
できるゴニオステージ９上に被覆成形型８を取り付けて
位置調整し、光ファイバ４が常時前記被覆成形型８の被
覆成形孔の中心を通過するようにした点である。

【００１９】プリフォーム１は、線引きされたときに光
ファイバのコア及びクラッドを構成するようにコア母材
をクラッド母材で包んだ太い棒状体である。

【００２０】送り装置２はチャック２１を送りねじ２２
で上下に移動させるもので、図示しない他の機構及び制
御装置によってチャック２１に保持したプリフォーム１
を線引き速度に合わせて加熱炉３内を下方に移動させる
ものである。

【００２１】加熱炉３は図示しない温度制御装置によっ
て温度制御がなされ、該炉内にあるプリフォーム１を線
引き可能な温度に加熱するものである。

【００２２】位置検出器６は光ファイバ４のＸーＹ（水
平）位置を検出するもので、この位置検出信号は位置測
定回路６１に送られてその位置が測定される。位置測定
回路６１の位置測定結果は減算回路６２に送られる。こ
の減算回路６２は、測定された位置と基準の位置とを比
較してその変位を求めてその信号をゴニオステージ制御
回路９１に送る。ここで、位置検出器６によって測定さ
れたＸーＹ位置の情報は、巻取装置５の巻取開始点であ
る固定点Ｆを通る直線上にある光ファイバ４の固定点Ｆ
を通る基準の直線に対してなす角度（変位角）の情報も
表している。したがって、このＸーＹ位置の情報を入力
したゴニオステージ制御回路９１は、この情報に基づい
て後述するようにゴニオステージ９の角度位置を制御す
ることができる。

【００２３】第１線径検出器７は、被覆前の光ファイバ
４の線径を検出し、また、第２線径検出器１１は、被覆
後の光ファイバ４の線径を検出するものである。第１線
径検出器７及び第２線径検出器１１の検出信号は線径差
測定回路７１に送られて互いの線径の差が算出され、被
覆厚さが算出される。この被覆厚さの測定信号は、被覆
成形型８を加熱する加熱炉８ａの温度を制御する温度制
御装置８ａに送られる。これにより、被覆厚さの測定結
果をフィードバックして被覆成形型８の温度を制御し、
被覆成形型８内の被覆液の粘性を制御して被覆厚を所定
厚さに保持する。

【００２４】被覆成形型８は、図７に示されたものと同
一の構成を有し、内部に被覆液８３を貯溜する被覆液溜
８１及びこの被覆液８３を光ファイバ４に被覆させるた
めの被覆成形孔８１を有している。被覆膜が光ファイバ
４の周囲に均一の厚さで被覆されるためには、被覆成形
孔８１を通過する光ファイバ４が常時この被覆成形孔８
１の中心軸上に位置している必要がある。この被覆成形
型８は加熱炉８ａ内に配置されているとともに、ゴニオ
ステージ９の上面部に固定されている。

【００２５】ゴニオステージ９は、図２及び図３に示さ
れるように、上部に被覆成形型８を固定した第１回転移
動台９１と、この第１回転移動台を回転移動自在に支持
する第１支持台９２と、この第１支持台９２を保持した
第２回転移動台９３と、この第２回転移動台を回転移動
自在に支持する第２支持台９４と、上記第１回転移動台
９１を第１支持台９２に対して回転移動させるねじ棒９
１ａ及び第２回転移動台９３を第２支持台９４に対して
回転移動させるねじ棒９３ａを備えている。

【００２６】第１回転移動台９１は固定点Ｆを中心とし
た半径Ｒ1 の円周に沿って回転移動するように第１支持
台９２に支持され、第２回転移動台９３は固定点Ｆを中
心とした半径Ｒ2 の円周に沿って回転移動するように第
２支持台９４に支持されている。これら第１回転移動台
９１と第２回転移動台９３とは、互いに直行する平面に
含まれるθX 方向及びθY 方向に回転移動される。した
がって、第１回転移動台９１の上に固定された被覆成形
型８は、固定点Ｆを中心とする半径Ｒの球面上を回転移
動してその回転角度位置が調整される。

【００２７】第１回転移動台９１及び第２回転移動台９
３は、それぞれねじ棒９１ａ及び９３ａをモータ９ｂに
よって回転駆動することによって移動調整する。そし
て、モータ９ｂは、ゴニオステージ制御回路９ａによっ
て制御され、このゴニオステージ制御回路９ａは、上述
のように、ＸーＹ位置検出器の位置情報に基づいてモー
タ９ｂを制御し、最終的に光ファイバ４が常時前記被覆
成形型８の被覆成形孔８１の中心軸上に位置するように
第１移動台９１及び第２移動台９３を回転移動する。な
お、モータ９ｂ及び第２支持台９４は外部に固定された
固定台９ｃに固定される。

【００２８】紫外線照射炉１０は、被覆液で被覆された
光ファイバ４に紫外線を照射して被覆液を硬化させるも
のである。

【００２９】巻取装置５は、種々の条件で定まる線引き
速度を維持するように光ファイバ４を巻き取るものであ
る。

【００３０】上述の構成の装置により、外径１０ｍｍの
プリフォームを用い、ファイバー素線径を１２５μｍと
し、被覆液として紫外線硬化性のウレタンアクリレート
を用い、被覆層厚を４０μｍに設定し、線引き速度を１
０〜１５ｍ／ｍｉｎの条件で被覆を施した。

【００３１】図４は一実施例の装置で被覆を施した被覆
層の半径方向の被覆ズレの割合を示した図であり、図５
は一実施例の装置で被覆を施した被覆層の長さ方向の被
覆ズレの割合を示した図である。ここで、半径方向の被
覆ズレの割合とは、サンプリングした被覆層厚に対し
て、被覆層の中心点とファイバーの中心点とのズレ量の
なす割合であり、また、長さ方向の被覆ズレの割合と
は、設定被覆厚４０μｍに対して、設定被覆厚と測定被
覆厚との差の値のなす割合である。

【００３２】これらの図から明らかなように、本実施例
によれば、被覆層の半径方向の被覆ズレの割合は１％以
下であり、被覆層の長さ方向の被覆ズレの割合が±１％
の範囲であって、極めて均一な被覆がなされていること
がわかる。

【００３３】なお、本発明は上述の一実施例に限られる
ものではなく、例えば、線引きされた光ファイバを巻取
装置で直接巻き取るのではなく、ガイド部材を介して巻
き取るようにしてもよい。これにより、固定点をより正
確に固定された点とすることが可能となる。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明にかかる光
ファイバ被覆方法及びその装置によれば、線引きされた
光ファイバが最初に位置決めされる固定点を中心とする
球面に沿って被覆成形型を移動調節するようにしたこと
により、光ファイバが常時被覆成形型の被覆成形孔の中
心を通過するように正確な制御をすることを可能とした
ものである。しかも、被覆成形型は比較的小型軽量であ
るから、その位置制御を比較的簡単な構成の装置によっ
て行うことができるという効果も得ているものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例にかかる光ファイバ被覆装
置の全体構成を示す図である。

【図２】 ゴニオステージの正面図である。

【図３】 ゴニオステージの側面図であ

【図４】 一実施例の装置で被覆を施した被覆層の半径
方向の被覆ズレの割合を示した図である。

【図５】 一実施例の装置で被覆を施した被覆層の長さ
方向の被覆ズレの割合を示した図である。

【図６】 線引き中における光ファイバのパスラインの
変位説明図である。

【図７】 図６のＡ部拡大断面図である。

【符号の説明】

１…プリオフォーム、２…送り装置、３…加熱炉、４…
光ファイバ、５…巻取装置、６…ＸーＹ位置検出器、
７，１１…線径検出器、８…被覆成形型、８１…被覆成
形型、９…ゴニオステージ、１０…紫外線照射炉。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱軟化したプリフォームを線引きして
   巻き取る途中で、この線引きされた光ファイバを被覆液
   が収容された被覆成形型の被覆成形孔を通過させること
   により光ファイバに被覆を施す光ファイバ被覆方法にお
   いて、 前記被覆成形孔を通過した光ファイバが巻き取られるま
   での間で最初に位置決めされる点を固定点とし、 前記プリフォームが基準の位置にあるときに該プリフォ
   ームから前記固定点までの間の光ファイバの位置を基準
   の位置とした場合に、前記プリフォームが基準の位置か
   ら変位したときに前記光ファイバの前記基準の位置に対
   して生ずる変位を検出し、 この変位に対応させて前記被覆成形型を前記固定点を中
   心とする球面に沿って移動調節することにより、 前記光ファイバが常時前記被覆成形型の被覆成形孔の中
   心を通過するようにしたことを特徴とする光ファイバ被
   覆方法。
2. 【請求項２】 プリフォームを加熱軟化させる加熱装置
   と、加熱軟化したプリフォームを線引きして巻き取る巻
   取装置と、前記プリフォームと巻取装置との間に配置さ
   れて被覆成形孔の中心部を光ファイバが通過する際に該
   光ファイバの周囲に被覆液を被覆させて被覆を施す被覆
   成形型とを有する光ファイバ被覆装置において、 前記被覆成形孔を通過した光ファイバが巻き取られるま
   での間で最初に位置決めされる点を固定点とし、 前記プリフォームが基準の位置にあるときに該プリフォ
   ームから前記固定点までの間の光ファイバの位置を基準
   の位置とした場合に、前記プリフォームが前記基準の位
   置から変位したときに前記光ファイバの前記基準の位置
   に対して生ずる変位を検出する変位検出装置と、 この変位に対応させて前記被覆成形型を前記固定点を中
   心とする球面に沿って移動調節して前記光ファイバが常
   時前記被覆成形型の被覆成形孔の中心を通過するように
   した位置調節装置とを有することを特徴とする光ファイ
   バ被覆装置。