JPH07237938A - Method for producing hermetically coated optical fiber and apparatus therefor - Google Patents

Method for producing hermetically coated optical fiber and apparatus therefor

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JPH07237938A
JPH07237938A JP6030031A JP3003194A JPH07237938A JP H07237938 A JPH07237938 A JP H07237938A JP 6030031 A JP6030031 A JP 6030031A JP 3003194 A JP3003194 A JP 3003194A JP H07237938 A JPH07237938 A JP H07237938A
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JP
Japan
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fiber
optical fiber
reaction vessel
manufacturing
position control
Prior art date
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Application number
JP6030031A
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Japanese (ja)
Inventor
Haruhiko Aikawa
晴彦 相川
Toshio Danzuka
俊雄 彈塚
Motonori Nakamura
元宣 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication of JPH07237938A publication Critical patent/JPH07237938A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10Coating
    • C03C25/104Coating to obtain optical fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • C03C25/10Coating
    • C03C25/12General methods of coating; Devices therefor
    • C03C25/22Deposition from the vapour phase
    • C03C25/223Deposition from the vapour phase by chemical vapour deposition or pyrolysis

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Abstract

PURPOSE:To improve the productivity and quality of an optical fiber by forming a fiber passage hole of a reactor in a circle and carrying out positioning control of the reactor so that the optical fiber travels the center of circle in providing a hermetic coat to the optical fiber. CONSTITUTION:A preform 1 for optical fiber is melted and spun in a drawing furnace 2 to form an optical fiber bare wire 3 and the optical fiber bare wire 3 is passed through a fiber position detector 13 and further, passed through circular fiber passage holes 4a and 4b and introduced into a reactor 7 for hermetic coat. Hermetic coat is formed in the reactor 7 and fed through circular fiber passage holes 9a and 9b in the lower part of the reactor 7 to the outside. At that time, the position of the reactor 7 is controlled by a position controlling means so that the centers of the fiber passage holes 4a, 4b, 9a and 9b always coincide with the position of the traveling fiber 3 based on a position-detecting signal from fiber position detectors 13 and 14 and reactor position detectors 15a and 15b.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は耐水素特性及び機械的特
性に優れたハーメチックコート光ファイバの製造方法に
関し、詳しくは高品質なハーメチックコート光ファイバ
を量産できる製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a hermetically coated optical fiber having excellent hydrogen resistance and mechanical properties, and more particularly to a method for mass-producing a high quality hermetically coated optical fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバ用プリフオームが線引炉にて
溶融、紡糸された直後の、いわゆるプライマリイコート
を被覆されていないファイバ(以下、光ファイバ裸線と
もいう)外周へのハーメチックコートは、光ファイバへ
の水、水素、外気等の侵入を防ぐ手段として非常に有効
である。コーティング材料としては合金を含む金属、炭
素等の無機材料が一般的であり、この中でもカーボン
(炭素)コーティングはその化学的安定性、組織の緻密
性等の面から優れている。具体的なコーティング方法と
しては原料ガスを化学的に反応させて、ファイバ表面に
析出させるCVD法(化学気相析出法)が成膜速度及び
膜質の点で有利であることが知られている。従来、この
ような技術として例えば特公昭60−25381号公
報、米国特許第4,790,625号明細書あるいは欧
州特許第0,308,143号明細書に示されているよ
うな製造装置があり、反応容器は上部(線引炉側)から
順にシールガス導入口、原料ガス導入口、排気ガス導入
口を有してなるタイプが代表的であり、線引炉から紡糸
されたばかりの高温の光ファイバ裸線はこれら原料ガス
導入口と排出口の間で熱的化学反応によりハーメチック
コートを施される。一方、光ファイバの線引炉におい
て、光ファイバの位置を検出する方法としては例えば特
開昭60−137842号公報に提案されている、線引
炉下開口部から引き出される光ファイバ裸線の水平面内
位置検出装置からの位置検出信号によりプリフオーム取
り付け位置制御をすると共に線引炉上開口部のプリフオ
ームと調心気密板とのクリアランス量を制御する方法が
知られている。
2. Description of the Related Art A hermetic coating on the outer periphery of a fiber not coated with a so-called primary coat (hereinafter, also referred to as bare optical fiber) immediately after a preform for an optical fiber is melted and spun in a drawing furnace, It is very effective as a means to prevent water, hydrogen, outside air, etc. from entering the optical fiber. Inorganic materials such as metals including alloys and carbon are generally used as the coating material, and among them, carbon (carbon) coating is excellent in terms of its chemical stability, denseness of structure and the like. As a specific coating method, it is known that a CVD method (chemical vapor deposition method) of chemically reacting a raw material gas to deposit on a fiber surface is advantageous in terms of film formation rate and film quality. Conventionally, as such a technique, there is a manufacturing apparatus as shown in, for example, Japanese Patent Publication No. 60-25381, U.S. Pat. No. 4,790,625 or European Patent No. 0,308,143. A typical type of reactor is a seal gas inlet, raw material gas inlet, and exhaust gas inlet in order from the top (drawing furnace side). The high temperature light just spun from the drawing furnace is used. The bare fiber is hermetically coated by a thermal chemical reaction between these raw gas inlets and outlets. On the other hand, as a method of detecting the position of an optical fiber in an optical fiber drawing furnace, for example, a horizontal plane of a bare optical fiber drawn from an opening under a drawing furnace is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-137842. A method is known in which a preform attachment position is controlled by a position detection signal from an inner position detection device, and a clearance amount between a preform and an aligning airtight plate at the opening of the drawing furnace is controlled.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来は線引するプリフ
オーム長もあまり長くなく、従ってプリフオームの僅か
な曲がりや線引機支柱の微小なゆがみによって生じるフ
ァイバ走行ラインの経時的移動(ズレ)は高々1mm以
下と僅かであり、殆ど問題になることはなかった。しか
し、近年の量産化技術の発展に伴い、ファイバ換算長で
数百kmといった大型で長尺のプリフオームが使用され
はじめてきたことにより上述した問題が顕在化するよう
になり、ハーメチックコート光ファイバ製造用の反応容
器のファイバ通過口にファイバが接触して、断線の原因
になるという問題が生じてきた。
Conventionally, the length of the preform to be drawn is not so long, and therefore the time-dependent movement (deviation) of the fiber running line caused by the slight bending of the preform and the minute distortion of the drawing machine column is at most. It was as small as 1 mm or less, and there was almost no problem. However, with the development of mass-production technology in recent years, the above-mentioned problems have become apparent due to the fact that large and long preforms with a fiber-equivalent length of several hundred km have begun to be used. The fiber comes into contact with the fiber passage opening of the reaction container, causing a disconnection.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として、光ファイバ用プリフオームを線引炉で溶融、紡
糸して光ファイバ裸線とした後該光ファイバ裸線を反応
容器内を通過させると共に該反応容器内に原料ガスを導
入し、該光ファイバ裸線上に化学気相析出法により薄膜
被覆層を施すハーメチックコート光ファイバの製造方法
において、該反応容器のファイバ通過孔を円形とし、そ
の円の中心に走行するファイバが位置するように反応容
器の位置決め制御をすることを特徴とする。本発明にお
ける特に好ましい実施態様として、(1)前記反応容器
の位置決め制御は、ファイバ走行軸をZ軸とするとき実
質的に該Z軸に垂直な平面においてX軸方向及びY軸方
向に自由に可動な位置制御手段により行なうこと、
(2)前記位置制御手段はリモートコントロールにより
自動的に駆動する機構を有してなり、前記ファイバ走行
位置が該反応容器のファイバ通過口の中心を通過するよ
うに該ファイバ走行位置をオンラインで検出しながら位
置決め制御を行なうこと、(3)前記ファイバ走行位置
と前記反応容器のファイバ通過口との相対位置を検出器
により検出し、両者の検出信号の偏差からファイバ走行
位置が通過口の中心にくるように反応容器の移動量を演
算処理装置により計算して、前記位置制御手段のリモー
トコントローラーにオンラインでフィードバックし、反
応容器の位置決めを自動制御すること、(4)前記位置
制御手段としてX軸方向及びY軸方向に自由に可動なス
テージを用い、前記反応容器の少なくとも上部及び下部
の2カ所に該ステージをそれぞれ取付ることにより反応
容器の上部ファイバ通過口及び下部ファイバ通過口の位
置決めを行なうこと、(5)前記ファイバ走行位置検出
器としてレーザー光位置検出器を用いること、(6)前
記ハーメチックコート層の材質はカーボンであること、
が挙げられる。また、本発明は光ファイバ用プリフオー
ムを線引炉で溶融、紡糸して光ファイバ裸線とした後該
光ファイバ裸線を線引炉直後の反応容器内を通過させる
と共に該反応容器内に原料ガスを導入し、該光ファイバ
裸線上に化学気相析出法により薄膜被覆層を施すハーメ
チックコート光ファイバの製造装置において、反応容器
の上部及び下部ファイバ通過口のファイバ走行方向に垂
直な面における断面形状が円形であり、該上部及び下部
ファイバ通過口断面の中心とファイバ走行位置との相対
的位置の検出装置、該相対的位置検出信号のX,Y方向
偏差分を演算する演算装置、該相対的位置検出信号の
X,Y方向偏差分に対応する出力信号により該反応容器
をX,Y方向に移動させる位置制御装置、上記検出装
置、演算装置及び位置制御装置をオンラインで作動させ
る手段並びに位置制御装置の作動をリモートコントロー
ルする手段を具備してなる上記製造装置を提供するもの
である。本発明装置においては、前記反応容器は少なく
とも上部及び下部の2カ所を保持具で保持されており、
且つ該保持具はそれぞれX軸方向及びY軸方向に自由に
可動なステージに取り付けられてなることにより、より
高精度の制御を実現できる。
As means for solving the above problems, as a means for solving the above problems, an optical fiber preform is melted and spun in a drawing furnace to form a bare optical fiber, and then the bare optical fiber is passed through a reaction vessel. A raw material gas is introduced together with the reaction vessel, and in the method for producing a hermetically coated optical fiber in which a thin film coating layer is formed on the bare optical fiber by a chemical vapor deposition method, the fiber passage hole of the reaction vessel is circular, and It is characterized in that the positioning of the reaction vessel is controlled so that the traveling fiber is located at the center of the circle. As a particularly preferable embodiment of the present invention, (1) the positioning control of the reaction vessel is performed freely in the X-axis direction and the Y-axis direction on a plane substantially perpendicular to the Z axis when the fiber traveling axis is the Z axis. What is done by the movable position control means,
(2) The position control means has a mechanism that is automatically driven by remote control, and detects the fiber traveling position online so that the fiber traveling position passes through the center of the fiber passage port of the reaction vessel. While performing the positioning control, (3) the relative position between the fiber traveling position and the fiber passage port of the reaction vessel is detected by a detector, and the fiber traveling position is set to the center of the passage port from the deviation between the detection signals of the both. The amount of movement of the reaction vessel is calculated by an arithmetic processing unit so that the reaction vessel is fed back online to the remote controller of the position control means to automatically control the positioning of the reaction vessel. (4) The X axis as the position control means A stage freely movable in the Y-direction and the Y-axis direction is used, and the stage is provided at least at two positions, that is, the upper part and the lower part of the reaction vessel. To position the upper fiber passage opening and the lower fiber passage opening of the reaction container by attaching the respective dice, (5) using a laser light position detector as the fiber traveling position detector, (6) the hermetic coat The material of the layer is carbon,
Is mentioned. In the present invention, the optical fiber preform is melted and spun in a drawing furnace to form a bare optical fiber, the bare optical fiber is passed through the reaction vessel immediately after the drawing furnace, and the raw material is fed into the reaction vessel. In a device for producing a hermetically coated optical fiber in which a gas is introduced and a thin film coating layer is formed on the bare optical fiber by a chemical vapor deposition method, a cross section in a plane perpendicular to the fiber running direction of the upper and lower fiber passage ports of a reaction vessel. A device having a circular shape, a device for detecting a relative position between the center of the cross section of the upper and lower fiber passages and a fiber traveling position, a device for calculating deviations in the X and Y directions of the relative position detection signal, and the relative device. Turning on the position control device for moving the reaction container in the X and Y directions by the output signal corresponding to the deviation of the physical position detection signal in the X and Y directions, the detection device, the arithmetic device and the position control device. There is provided the manufacturing apparatus comprising comprises a remote control to means actuating means and the position control device is operated in in. In the device of the present invention, the reaction vessel is held by at least two places, an upper part and a lower part,
Moreover, since the holders are attached to the stages that are freely movable in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, it is possible to realize more accurate control.

【0005】[0005]

【作用】本発明においては図1に示すように、線引炉で
紡糸された光ファイバ裸線3は市販のレーザー寸法測定
器等の位置検出装置13を通り、ハーメチックコート用
の反応容器7に、ファイバ通過口4を通して導入され
る。反応容器7内でハーメチックコートを形成されたフ
ァイバを下部のファイバ通過口9を通して外部へ導き出
し、この後は通常の光ファイバの製造法と同様に保護被
覆用の樹脂をコーティングしてリールに巻き取る。従来
のハーメチックコート用反応容器は固定式のものが多
く、予め位置決めをした後は動かさないで線引、ハーメ
チックコートを行なうのが通常である。また、線引炉と
反応容器とが一体になっているものでは反応管は最初か
ら固定されていて不動である。これに対し本発明におい
ては、反応容器のファイバ通過口4,9として円孔を用
い、その中心にいつもファイバ走行位置がくるように反
応容器7の位置設定を可能とする構成とすることによ
り、上記した問題を解決した。まず、走行している光フ
ァイバ裸線の位置検出の方法としては目視、電気的手
段、例えば渦電流法を利用した位置検出器、あるいは超
音波を利用した位置検出器等が利用できるが、光学的な
方法、例えばレーザー光を利用した位置検出器が外乱の
影響を受けにくく、安定したセンシングができるので特
に好ましいものとして挙げられる。位置検出装置13、
15a、15b からの検出結果に基づき反応容器のフ
ァイバ通過口の中心と走行するファイバとが常に一致す
るように、反応容器の位置を制御する。これにより、フ
ァイバと通過口の縁との距離が線引中のどの時点でも一
定となるため、ファイバが任意の方向に多少移動しても
接触の危険性は小さくなる。
In the present invention, as shown in FIG. 1, an optical fiber bare wire 3 spun in a drawing furnace passes through a position detecting device 13 such as a commercially available laser size measuring device, and a reaction container 7 for hermetic coating. , Through the fiber passage port 4. The hermetically coated fiber in the reaction vessel 7 is led out to the outside through the lower fiber passage port 9, and thereafter, a resin for protective coating is coated and wound on a reel in the same manner as in the ordinary optical fiber manufacturing method. . Many of the conventional hermetic coating reaction vessels are of a fixed type, and it is usual to perform drawing and hermetic coating without moving after positioning them in advance. Further, in the case where the drawing furnace and the reaction vessel are integrated, the reaction tube is fixed from the beginning and is immobile. On the other hand, in the present invention, circular holes are used as the fiber passage ports 4 and 9 of the reaction vessel, and the position of the reaction vessel 7 can be set so that the fiber traveling position is always at the center thereof. The above problems have been resolved. First, as a method for detecting the position of a running bare optical fiber, visual detection, electrical means such as a position detector using the eddy current method, or a position detector using ultrasonic waves can be used. Method, for example, a position detector using a laser beam is not easily affected by disturbance, and stable sensing can be performed, which is particularly preferable. Position detection device 13,
Based on the detection results from 15a and 15b, the position of the reaction vessel is controlled so that the center of the fiber passage opening of the reaction vessel and the running fiber always match. As a result, the distance between the fiber and the edge of the passage opening is constant at any point during the drawing, so that the risk of contact is reduced even if the fiber is slightly moved in any direction.

【0006】本発明において、可動な位置制御手段への
反応容器の固定は1個のホルダーによる1カ所の固定で
も、鉛直度(反応容器の中心軸と走行ファイバ軸との水
平度が出ていれば問題ないが、上部及び下部にそれぞ
れホルダーで固定してそれぞれを自在XY軸ステージに
取り付け、独立に作動させることによれば、鉛直度の調
整も可能となり、より精度良く制御が可能となるので好
ましい。該ステージの移動操作は前記のように目視ある
いはCCDカメラ(Charge Coupled Devise カメラ:市
販ビデオカメラ)等により、ファイバ走行位置と反応容
器との相対位置を確認し手動により直接に、又は遠隔操
作により調節することは勿論可能である。本発明者らは
更に検討を進め、反応容器をファイバ走行軸に対して垂
直な平面で自在に移動できる機構を設け、線引中にファ
イバの走行位置が移動する現象に対応してオンラインで
それら両者の相対的位置のずれを検出し、その結果をも
とにリモートコントロールにより反応容器の位置を修正
する方法をも案出した。さらにこれを自動化してコンピ
ュータにより制御を行なうことによって作業の効率化を
実現した。すなわち、走行するファイバの位置検出とと
もに反応容器の位置検出も、別に取り付けられた電磁式
位置検出器、超音波式位置検出器、レーザー寸法測定器
あるいはレーザー変位計等のセンサー15で自動的に行
なうことによれば、その結果をコンピューター16で演
算し、自動ステージ12のステッピングモーターを制御
して、自動位置決めを行なうことができるので、省力化
の面で最も好ましい形態である。
In the present invention, even if the reaction vessel is fixed to the movable position control means at one place by one holder, the verticality (horizontality between the central axis of the reaction vessel and the traveling fiber axis ) is obtained. If there is no problem, if it is fixed to the upper and lower parts with holders and each is attached to the free XY axis stage and operated independently, the verticality can be adjusted and more accurate control becomes possible. Therefore, it is preferable. As described above, the moving operation of the stage is visually or by a CCD camera (Charge Coupled Devise camera: a commercially available video camera) or the like, and the relative position between the fiber traveling position and the reaction container is confirmed and manually or directly controlled. Of course, it is possible to do so. The inventors further studied, provided a mechanism for freely moving the reaction vessel on a plane perpendicular to the fiber traveling axis, and responded to the phenomenon that the traveling position of the fiber moved during the drawing online. We have also devised a method of detecting the shift in the relative position of the two and correcting the position of the reaction vessel by remote control based on the result. Furthermore, the work was made more efficient by automating this and controlling it by a computer. That is, the position of the traveling fiber and the position of the reaction vessel are automatically detected by the separately installed sensor 15 such as an electromagnetic position detector, an ultrasonic position detector, a laser size measuring device, or a laser displacement meter. According to this, since the result can be calculated by the computer 16 and the stepping motor of the automatic stage 12 can be controlled to perform automatic positioning, this is the most preferable form in terms of labor saving.

【0007】以下、図面を参照しながら本発明の一具体
例を更に詳細に説明する。線引炉の直下にレーザー寸法
測定器13を設置し、その直下に反応容器7を設置し
た。反応容器7は例えば石英製の反応管であり、反応管
の上端には外部雰囲気と反応管内の雰囲気とを遮断する
ための通過口4aとして、直径2mmから6mm、好ま
しくは3mmから4mmの孔が寸法精度良く開けられて
いる。その下部にシールガス室を構成するためのもう1
枚の隔壁42及び通過口4bが設けられ、その下部側方
から原料を導入するための原料導入管6が設けられる。
以上述べた構成の部分を以下反応管上部と呼ぶ。反応管
の下部には反応ガス及び副生成物の排気管8が設けら
れ、再び隔壁9aを介して下部シール室が設けられる。
この上部に1カ所、反応管を固定するためのホルダー1
0a及び支持棒11aが取り付けられ、支持棒11aは
自在XY軸ステージ12aに固定される。反応管上部に
固定したホルダー10aのすぐ近傍に反応管位置検出器
15aとして位置センサー(この例ではレーザー変位
計)を設ける。位置検出センサーはZ軸に垂直な平面上
の任意の点(X,Y)の位置を読み取れるように必要に
応じて複数個設けられる。本発明においては好ましくは
少なくとももう1カ所、例えば反応管下部にも同様にホ
ルダー10b及び支持棒11bを取り付け、該支持棒1
1bを自在XY軸ステージ12bに固定し、位置検出セ
ンサー15bを設けて行なうと、より位置制御が精密に
なる。ファイバの外径は通常0.1mm程度であるた
め、位置検出センサーは少なくとも最低で0.1mm以
下の測定精度を有し、また自在XY軸ステージの移動精
度も同等である機械が用いられる。ファイバと反応管の
位置検出、及びその結果のステージ移動へのフィードバ
ックは線引中常時行われる。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. The laser dimension measuring device 13 was installed directly below the drawing furnace, and the reaction vessel 7 was installed directly below it. The reaction vessel 7 is, for example, a reaction tube made of quartz, and a hole having a diameter of 2 mm to 6 mm, preferably 3 mm to 4 mm is provided at the upper end of the reaction tube as a passage port 4a for cutting off an external atmosphere and an atmosphere inside the reaction tube. It is opened with good dimensional accuracy. Another for constructing a seal gas chamber underneath
A partition wall 42 and a passage port 4b are provided, and a raw material introduction pipe 6 for introducing the raw material from the lower side of the partition wall 42 is provided.
Hereinafter, the portion having the above-mentioned configuration will be referred to as the upper portion of the reaction tube. An exhaust pipe 8 for the reaction gas and by-products is provided below the reaction tube, and a lower seal chamber is provided again via the partition wall 9a.
One place on this upper part, holder 1 for fixing the reaction tube
0a and the support rod 11a are attached, and the support rod 11a is fixed to the universal XY axis stage 12a. A position sensor (a laser displacement meter in this example) is provided as a reaction tube position detector 15a in the immediate vicinity of the holder 10a fixed to the upper part of the reaction tube. A plurality of position detection sensors are provided as needed so that the position of an arbitrary point (X, Y) on the plane perpendicular to the Z axis can be read. In the present invention, preferably the holder 10b and the support rod 11b are similarly attached to at least another place, for example, the lower portion of the reaction tube, and the support rod 1 is attached.
If 1b is fixed to the free XY axis stage 12b and the position detection sensor 15b is provided, the position control becomes more precise. Since the outer diameter of the fiber is usually about 0.1 mm, the position detection sensor has a measurement accuracy of at least 0.1 mm or less, and a machine having the same movement accuracy of the free XY axis stage is used. Position detection of the fiber and the reaction tube and feedback of the result to the stage movement are always performed during drawing.

【0008】以上のように本発明においては、ファイバ
の走行位置を鉛直軸(Z軸)とした場合、ファイバの水
平面上での走行位置と反応管中心の水平面上での位置と
のずれを検出し、その結果をもとにファイバの走行位置
が反応管の中心すなわち、通過口の中心に常にくるよう
に調節する。勿論、反応管のファイバ通過口は反応管中
心に精度良く設けられている。これによって長尺のプリ
フオームの線引に際して生じるファイバ走行位置の時間
的移動に対して、それに応じて反応管の位置もオンタイ
ムで追随することにより、ファイバの長手方向にわたり
安定したコーティングができる。また、この操作をレー
ザー等による位置検出センサー、コンピューター、リモ
ートコントローラー、及び自動ステージで構成した装置
を用いて自動制御することによって、監視作業が省か
れ、省力化に大きく寄与できる。一方反応容器の線引炉
が一体型となった装置を用いる場合においても、図2,
図3に示すように線引炉2と反応容器7との間に微小な
クリアランス20を設ける、あるいはこの部分をフレキ
シブルパイプ22で接続することにより、反応管の位置
調節が可能となる。本発明においてハーメチックコート
を行なう反応容器の材質としては、石英、金属あるいは
セラミックス等が挙げられる。
As described above, in the present invention, when the running position of the fiber is the vertical axis (Z axis), the deviation between the running position of the fiber on the horizontal plane and the position of the center of the reaction tube on the horizontal plane is detected. Then, based on the result, the running position of the fiber is adjusted so as to always come to the center of the reaction tube, that is, the center of the passage port. Of course, the fiber passage port of the reaction tube is accurately provided at the center of the reaction tube. As a result, the position of the reaction tube follows the on-time accordingly with respect to the temporal movement of the fiber traveling position that occurs during the drawing of a long preform, so that stable coating can be performed in the longitudinal direction of the fiber. In addition, by automatically controlling this operation using a device including a position detection sensor such as a laser, a computer, a remote controller, and an automatic stage, monitoring work can be omitted, and labor can be greatly saved. On the other hand, even when using an apparatus in which the drawing furnace of the reaction vessel is integrated,
As shown in FIG. 3, the position of the reaction tube can be adjusted by providing a minute clearance 20 between the drawing furnace 2 and the reaction vessel 7, or by connecting this portion with a flexible pipe 22. Examples of the material of the reaction vessel in which the hermetic coating is performed in the present invention include quartz, metal and ceramics.

【0009】[0009]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが本発明はこれに限定されるものではない。 〔実施例1〕図1に示すようなコーティング装置を用
い、長尺のコーティングとして連続して約300km線
引きし、同時にカーボン被覆を行った。カーボンの原料
としてはエチレンと塩素を用い、それぞれ200cc/
min及び300cc/minの流量で反応容器(反応
管)へ供給し、これらのガスをファイバ自身の持つ熱に
より熱分解して厚さ約50nmのカーボン被膜を光フア
イバ裸線上に被覆した。線引速度は600m/minと
し、約8時間連続して線引きを行った。反応管の位置制
御は、レーザー変位計による位置センサー、コンピュー
ター、リモートコントローラー及び自動自在XY軸ステ
ージから構成される装置で自動制御を行った。線引中、
ファイバは常に反応容器(通過口)の中心を通過してお
り、途中断線は無く、全長コーティングされた。製造さ
れたハーメチックコートファイバを約10km長毎に分
割し、その各端で強度試験を行った。強度試験は汎用の
引張試験器を用い、標点間距離300mm、引張強度1
00mm/minの条件で行い、試料数は各端に付き2
0本とし、その破断強度分布を求めた。その結果、各部
において、強度分布は一様で、その平均強度は約5GP
aであり、フアイバの長手方向について強度の劣化は認
められず、均一な強度特性を有していた。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Example 1 Using a coating apparatus as shown in FIG. 1, a long coating was continuously drawn for about 300 km, and carbon coating was simultaneously performed. 200 cc / each of ethylene and chlorine are used as carbon raw materials.
It was supplied to the reaction vessel (reaction tube) at a flow rate of min and 300 cc / min, and these gases were pyrolyzed by the heat of the fiber itself to coat a bare carbon fiber coating with a carbon coating having a thickness of about 50 nm. The drawing speed was 600 m / min, and the drawing was continuously performed for about 8 hours. The position of the reaction tube was automatically controlled by a device composed of a position sensor using a laser displacement meter, a computer, a remote controller and an automatic XY axis stage. During drawing
The fiber always passed through the center of the reaction vessel (passage port), there was no break in the middle, and the coating was performed for the entire length. The manufactured hermetically coated fiber was divided into pieces each having a length of about 10 km, and a strength test was performed at each end. A general-purpose tensile tester was used for the strength test, and the gauge length was 300 mm and the tensile strength was 1
The number of samples is 2 at each end.
The breaking strength distribution was determined by setting the number to 0. As a result, the intensity distribution is uniform in each part, and the average intensity is about 5 GP.
No deterioration of strength was observed in the longitudinal direction of the fiber, and the fiber had uniform strength characteristics.

【0010】〔比較例1〕従来装置で、オンラインの反
応容器(反応管)の位置調整を行わずに実施例1と同一
の条件にて線引を実施した。その結果、ファイバの走行
位置の経時的なズレが生じ、約180km線引したとこ
ろでファイバと反応容器の通過口端が接触してしまい、
途中断線してしまった。このファイバを実施例1と同様
の方法で強度試験を行った結果、線引長が150kmを
過ぎたころから強度分布のバラツキが大きくなり、しか
もその平均強度は約3〜4GPaと劣化し始め、2GP
a以下の低強度部が存在する確率も10%〜30%と増
加する傾向が認められた。
Comparative Example 1 A conventional apparatus was used to carry out drawing under the same conditions as in Example 1 without adjusting the position of the reaction vessel (reaction tube) online. As a result, the running position of the fiber shifts with time, and the fiber and the passage end of the reaction vessel come into contact with each other when the fiber is drawn for about 180 km,
I had a break in the way. As a result of performing a strength test on this fiber in the same manner as in Example 1, the dispersion of the strength distribution became large after the drawing length exceeded 150 km, and the average strength thereof began to deteriorate to about 3 to 4 GPa. 2GP
It was confirmed that the probability that the low-strength portion of a or less was present was increased to 10% to 30%.

【0011】〔実施例2〕図2に示すような線引炉と反
応容器が一体型となった装置を用いた。反応容器と線引
炉との間には1〜3mm程度の微小な隙間すなわちクリ
アランス20を設け、かつファイバ走行位置検出用に測
定用窓(観察窓)21が設けてある。このような構成に
より、反応容器の位置制御が可能となり、実施例1と同
様の製造条件で線引きを行った。反応管の位置制御機構
は実施例1の場合と同様とした。その結果、全長にわた
り、破断なくコーティングが施され、ファイバの長手方
向における強度劣化も認められなかった。
Example 2 An apparatus in which a drawing furnace and a reaction vessel are integrated as shown in FIG. 2 was used. A minute gap of about 1 to 3 mm, that is, a clearance 20 is provided between the reaction container and the drawing furnace, and a measurement window (observation window) 21 is provided for detecting the fiber traveling position. With such a configuration, the position of the reaction vessel can be controlled, and the drawing was performed under the same manufacturing conditions as in Example 1. The position control mechanism of the reaction tube was the same as in the case of Example 1. As a result, the coating was applied over the entire length without breaking, and no strength deterioration was observed in the longitudinal direction of the fiber.

【0012】〔実施例3〕図3のような反応容器と線引
炉がステンレス製のフレキシブルパイプ22で連結され
ている装置を用いて、上述と同様の試験を行った。この
場合も位置検出用測定光に対して透明なガラス窓(結晶
窓にしてもよい)を測定用窓(観察窓)21としてフレ
キシブルパイプ22に取り付ける。測定光としてHe −
Neレーザーを用いた場合はホウケイ酸クラウンガラス
を用いる。反応管の位置制御機構は実施例1の場合と同
様とした。その結果、全長にわたり破断なくコーティン
グが施され、線引き中、ファイバは常に反応管の中心を
走行しており、強度試験の結果も全長にわたり均一であ
った。
[Example 3] The same test as described above was conducted using an apparatus in which a reaction vessel and a drawing furnace as shown in Fig. 3 were connected by a flexible pipe 22 made of stainless steel. Also in this case, a glass window (which may be a crystal window) transparent to the measuring light for position detection is attached to the flexible pipe 22 as a measuring window (observation window) 21. He-
When a Ne laser is used, borosilicate crown glass is used. The position control mechanism of the reaction tube was the same as in the case of Example 1. As a result, the coating was applied without breakage over the entire length, the fiber always ran in the center of the reaction tube during drawing, and the result of the strength test was also uniform over the entire length.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば長
尺のプリフオームに対しても、ファイバと反応管の相対
的位置を常に一定にできるため、数百kmにわたって均
一なハーメチックコートを施すことができ、かつ反応管
とファイバとが接触することによるファイバの強度劣化
を防止できるので、生産性の向上、品質向上が図れる。
さらに本発明の操作を自動化することにより、省力化で
きて、製造コストの低減にも寄与する。
As described above, according to the present invention, the relative position of the fiber and the reaction tube can be always fixed even for a long preform, so that a uniform hermetic coat is applied over several hundred km. Since the strength of the fiber can be prevented from being deteriorated due to the contact between the reaction tube and the fiber, productivity and quality can be improved.
Further, by automating the operation of the present invention, labor can be saved, which contributes to a reduction in manufacturing cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】は本発明の一実施態様を示した概略説明図であ
る。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an embodiment of the present invention.

【図2】は本発明の別の実施態様を示す概略説明図であ
る。
FIG. 2 is a schematic explanatory view showing another embodiment of the present invention.

【図3】は本発明のさらに別の実施態様を示す概略説明
図である。
FIG. 3 is a schematic explanatory view showing still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ファイバ用プリフオーム、 2 線引炉、
3 光ファイバ裸線、4a,4b ファイバ通過口、
5 シールガス導入管、 6 原料ガス導入管、
7 反応容器、 8 排気管、 9a,9b ファ
イバ通過口、10a,10b 固定具、 11a,11
b 支持棒、 12a,12b自在XY軸ステージ、
13 ファイバ位置検出器、 14 ファイバ位
置検出器、 15a,15b 反応管位置検出器、
16 演算装置、20 クリアランス、 21 測
定用窓、 22 フレキシブルパイプ。
1 optical fiber preform, 2 wire drawing furnace,
3 bare optical fiber, 4a, 4b fiber passage,
5 seal gas introduction pipe, 6 raw material gas introduction pipe,
7 reaction vessel, 8 exhaust pipe, 9a, 9b fiber passage port, 10a, 10b fixture, 11a, 11
b support rod, 12a, 12b free XY axis stage,
13 fiber position detector, 14 fiber position detector, 15a, 15b reaction tube position detector,
16 arithmetic unit, 20 clearance, 21 measurement window, 22 flexible pipe.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ファイバ用プリフオームを線引炉で溶
融、紡糸して光ファイバ裸線とした後該光ファイバ裸線
を反応容器内を通過させると共に該反応容器内に原料ガ
スを導入し、該光ファイバ裸線上に化学気相析出法によ
り薄膜被覆層を施すハーメチックコート光ファイバの製
造方法において、該反応容器のファイバ通過孔を円形と
し、その円の中心に走行するファイバが位置するように
反応容器の位置決め制御をすることを特徴とする上記製
造方法。
1. An optical fiber preform is melted and spun in a drawing furnace to form a bare optical fiber, the bare optical fiber is passed through the reaction vessel, and a raw material gas is introduced into the reaction vessel. In a method for producing a hermetically coated optical fiber in which a thin film coating layer is formed on the bare optical fiber by a chemical vapor deposition method, the fiber passage hole of the reaction vessel is circular, and the running fiber is located at the center of the circle. The above manufacturing method, characterized in that the positioning of the reaction container is controlled.
【請求項2】 前記反応容器の位置決め制御は、ファイ
バ走行軸をZ軸とするとき実質的に該Z軸に垂直な平面
においてX軸方向及びY軸方向に自由に可動な位置制御
手段により行なうことを特徴とする請求項1記載の製造
方法。
2. The position control of the reaction vessel is performed by a position control means that is freely movable in the X-axis direction and the Y-axis direction in a plane substantially perpendicular to the Z axis when the fiber traveling axis is the Z axis. The manufacturing method according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記位置制御手段はリモートコントロー
ルにより自動的に駆動する機構を有してなり、前記ファ
イバ走行位置が該反応容器のファイバ通過口の中心を通
過するように該ファイバ走行位置をオンラインで検出し
ながら位置決め制御を行なうことを特徴とする請求項2
記載の製造方法。
3. The position control means has a mechanism that is automatically driven by a remote control, and the fiber traveling position is set online so that the fiber traveling position passes through the center of the fiber passage port of the reaction vessel. 3. The positioning control is performed while being detected by.
The manufacturing method described.
【請求項4】 前記ファイバ走行位置と前記反応容器の
ファイバ通過口との相対位置を検出器により検出し、両
者の検出信号の偏差からファイバ走行位置が通過口の中
心にくるように反応容器の移動量を演算処理装置により
計算して、前記位置制御手段のリモートコントローラー
にオンラインでフィードバックし、反応容器の位置決め
を自動制御することを特徴とする請求項3記載の製造方
法。
4. A detector detects the relative position between the fiber traveling position and the fiber passage opening of the reaction container, and the fiber traveling position of the reaction container is adjusted so that the fiber traveling position is located at the center of the passage opening based on the deviation between the detection signals of the two. 4. The manufacturing method according to claim 3, wherein the movement amount is calculated by an arithmetic processing unit and is fed back online to the remote controller of the position control means to automatically control the positioning of the reaction container.
【請求項5】 前記位置制御手段としてX軸方向及びY
軸に自由に可動なステージを用い、前記反応容器の少な
くとも上部及び下部の2カ所に該ステージをそれぞれ取
付ることにより反応容器の上部ファイバ通過口及び下部
ファイバ通過口の位置決めを行なうことを特徴とする請
求項1ないし請求項5のいずれかに記載の製造方法。
5. The X-axis direction and Y as the position control means
A freely movable stage is used as an axis, and the upper fiber passage port and the lower fiber passage port of the reaction vessel are positioned by mounting the stage at at least two places of the upper and lower portions of the reaction vessel. The manufacturing method according to any one of claims 1 to 5.
【請求項6】 前記ファイバ走行位置検出器としてレー
ザー光位置検出器を用いることを特徴とする請求項5記
載の製造方法。
6. The manufacturing method according to claim 5, wherein a laser beam position detector is used as the fiber traveling position detector.
【請求項7】 前記ハーメチックコート層の材質はカー
ボンであることを特徴とする請求項1〜7記載の製造方
法。
7. The manufacturing method according to claim 1, wherein the material of the hermetic coat layer is carbon.
【請求項8】 光ファイバ用プリフオームを線引炉で溶
融、紡糸して光ファイバ裸線とした後該光ファイバ裸線
を線引炉直後の反応容器内を通過させると共に該反応容
器内に原料ガスを導入し、該光ファイバ裸線上に化学気
相析出法により薄膜被覆層を施すハーメチックコート光
ファイバの製造装置において、反応容器の上部及び下部
ファイバ通過口のファイバ走行方向に垂直な面における
断面形状が円形であり、該上部及び下部ファイバ通過口
断面の中心とファイバ走行位置との相対的位置の検出装
置、該相対的位置検出信号のX,Y方向偏差分を演算す
る演算装置、該相対的位置検出信号のX,Y方向偏差分
に対応する出力信号により該反応容器をX,Y方向に移
動させる位置制御装置、上記検出装置、演算装置及び位
置制御装置をオンラインで作動させる手段並びに位置制
御装置の作動をリモートコントロールする手段を具備し
てなる上記製造装置。
8. A preform for an optical fiber is melted and spun in a drawing furnace to form a bare optical fiber, the bare optical fiber is passed through a reaction vessel immediately after the drawing furnace, and a raw material is placed in the reaction vessel. In a device for producing a hermetically coated optical fiber in which a gas is introduced and a thin film coating layer is formed on the bare optical fiber by a chemical vapor deposition method, a cross section in a plane perpendicular to the fiber running direction of the upper and lower fiber passage ports of a reaction vessel. A device having a circular shape, a device for detecting a relative position between the center of the cross section of the upper and lower fiber passages and a fiber traveling position, a device for calculating deviations in the X and Y directions of the relative position detection signal, and the relative device. A position control device for moving the reaction container in the X and Y directions by an output signal corresponding to deviations of the physical position detection signal in the X and Y directions, the detection device, the arithmetic device, and the position control device online. The manufacturing apparatus described above, which is provided with a means for operating the position control device and a means for remotely controlling the operation of the position control device.
【請求項9】 前記反応容器は少なくとも上部及び下部
の2カ所を保持具で保持されており、且つ該保持具はそ
れぞれX軸方向及びY軸方向に自由に可動なステージに
取り付けられてなること特徴とする請求項8記載の製造
装置。
9. The reaction container is held at least at two positions, an upper part and a lower part, by holders, and the holders are attached to a stage that is freely movable in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. The manufacturing apparatus according to claim 8, which is characterized in that:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011173733A (en) * 2010-02-23 2011-09-08 Fujikura Ltd Extended tube for spinning machine and spinning machine
JP2011173734A (en) * 2010-02-23 2011-09-08 Fujikura Ltd Extended tube for spinning machine and spinning machine
WO2022225034A1 (en) * 2021-04-22 2022-10-27 住友電気工業株式会社 Optical fiber production apparatus and optical fiber production method

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