JPS63282141A - 光フアイバの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ファイバの製造方法およびその製造装置に関
し、とくに光ファイバの線引における光ファイバガラス
への被覆材塗布・硬化工程を改良した光ファイバの生産
性向上をはかる製造方法およびその製造装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

第４図に従来の光ファイバの製造方法構成概要を示す、
光ファイバ母材１の先端を加熱炉２によることにより光
ファイバガラス３の外周表面に被覆材の高分子樹脂を塗
布し、高分子樹脂を塗布した光ファイバガラスを硬化炉
５に走通して高分子樹脂を硬化させ、高分子樹脂被覆を
施した光ファイバ素線１２を形成し、キャプスタン６を
介して巻取機７に巻取る工程から構成されている０本製
造方法の光ファイバ素線１２を形成するまでの各工程は
、通常上方から下方への一連の鉛直方向に配置して構成
される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に光ファイバの製造に際しては、光ファイバ母材か
ら線引・形成された光ファイバへの被覆材として高分子
樹脂の塗布は、線引速度（以下線速という。）の変化に
拘らず、常に均一な塗布径を保持することが要求される
。然し、実際には、線速か変化すると、塗布装置を走通
する光ファイバガラスの温度が変化し、塗布される高分
子樹脂に粘性などの状態変化が生じ、その結果として塗
布径の変化が生じる。従来の製造方法では、線速と光フ
ァイバガラスの温度の関係を監視・制御することが行わ
れていないので、線速変化に伴う光ファイバガラスへの
被覆材塗布径の変化という問題が避けられない。

〔問題点を解決するための手段〕

一般に、この種の光ファイバの製造に際し、線速か変化
すると、被覆材を塗布する塗布装置を走通する光ファイ
バガラスの温度が変化する原因は以下の理由による。す
なわち、加熱炉で溶融・線引して形成された光ファイバ
ガラスは、加熱炉出口から塗布装置に至る部分において
自然冷却されている。この自然冷却されている部分の長
さを空冷長という。線速か変ると光ファイバガラスの空
冷長の通過時間が変るため、塗布装置を通過する光ファ
イバガラスの温度が変化してしまう。

本発明は上述の原因を解明することにより、線速の変化
に拘らず塗布径を均一とすることは、空冷長を線速また
は塗布径変化あるいは光ファイバガラス温度に対応して
変化させることにより実現できることを確認し、従来の
問題点を解決するため、本発明の光ファイバ製造方法に
おける塗布工程は、塗布装置に結合した塗布装置昇降機
の制御により、塗布装置の位置を線引工程位置に沿って
上下方向に移動させながら塗布することを特徴とするも
のであり、本発明の光ファイバ製造方法の実施に直接使
用する製造装置は、塗布径測定装置または光ファイバガ
ラスの温度を測定する非接触温度測定器と、各測定器か
らの測定結果をもとに、均一塗布を保持する塗布装置の
位置関係を演算規定する演算機とで構成した制御部と、
制御部の制御により塗布装置の位置を上下方向に移動さ
せる塗布装置昇降機とを備えたことを特徴としている。

〔作　用〕

塗布装置において光ファイバガラスに高分子樹脂の塗布
を行う場合、一般に塗布径りは次の（１）式で近似でき
る。

Ｄ　＝　−ａ　Ｔ　＋　ｂ　　　　　　　　　　　　　
　（１）ここでＴは塗布装置を通過する光ファイバガラ
スの温度であり、ａ、ｂは正の定数である。（１）式は
光ファイバガラスの温度が上昇すると塗布径が減小し、
光ファイバガラスの温度が下降すると塗布径が増加する
ことを意味している。

また加熱炉の出口から塗布装置までの距離、すなわち空
冷長をＺ、線速を■とすると、塗布装置を通過する光フ
ァイバガラスの温度Ｔは一般に次の（２）式で表すこと
ができる。

Ｔ＝Ａ　ｅ　ｘ　ｐ　　（−Ｂ　−）　＋　Ｃ（２）■ ここでＡ、Ｂ、Ｃは正の定数である。

（１１式および（２）式より、線速■の変化に対して塗
布径りを一定に保つためには、塗布装置を通過する光フ
ァイバガラスの温度Ｔを一定に保つことが重要であり、
さらに光ファイバガラスの温度Ｔを一定に保つためには
、（空冷長／線速）＝Ｚ／Ｖを一定にするよう空冷長Ｚ
を変化させてやればよい。

本発明は、塗布装置を塗布装置昇降機により上下させる
ことにより空冷長を変化させている。塗布径が一定とな
る空冷長を得るために、本発明は、■　線速■の変化に
応じて（空冷長／線速）＝（Ｚ／Ｖ）が一定となるよう
塗布装置の位置を制御する、 ■　（１１式の関係から、塗布径りを測定し、その測定
結果により塗布装置の位置を制御する、■　ｆｌ１式お
よび（２）式の関係から、塗布装置を通過する光ファイ
バガラスの温度Ｔを測定し、その測定結果より塗布装置
の位置を制御する、の三通りの態様を含む塗布装置の位
置の上下移動構成を備えていることにより、光ファイバ
ガラスへの高分子被覆材料の均一塗布を行うことを特徴
としている。以下図面にもとづき実施例について説明す
る。

〔実施例〕

第１図は本発明の光ファイバ製造方法の一実施例の構成
概要を示す図である。光ファイバ母材１を加熱炉２で加
熱溶融して線引した光ファイバガラス３の外周表面に、
塗布装置４により高分子樹脂を塗布し、塗布径を塗布径
測定装置９により測定し、塗布径が均一となるように塗
布装置昇降機８を、塗布径測定装置９による測定結果を
もとに演算を行う演算機１１を介して作動させ、塗布装
置４を上方または下方に移動することにより塗布径の制
御を行う。塗布径を均一に制御した後、硬化炉５により
塗布した高分子樹脂を硬化し、高分子樹脂被覆を施した
光ファイバ素線をキャプスタン６を介して巻取機７に巻
取る。

第２図は本発明の光ファイバ製造方法の他の実施例の構
成概要図である。第１図と同じ符号は同じ部分を示す。

本実施例は、線引した光ファイバガラス３の外周表面に
高分子樹脂を塗布する塗布装置４の前位置に配置した非
接触温度測定器１０により、塗布装置４に挿通する直前
の光ファイバガラス３の温度を測定し、温度が均一とな
るように塗布装置昇降機８を、非接触温度測定器１０に
よる測定結果をもとに演算を行う演算機１１を介して作
動させ、塗布装置４を上方または下方に移動することに
より光ファイバガラス３の温度の制御を行う。温度制御
を行った先ファイバガラス３に塗布装置４により高分子
樹脂を塗布した後、第１図の実施例と同様に、硬化炉５
により塗布した高分子樹脂を硬化して被覆を形成した光
ファイバ素線１２をキャプスタン６を介して巻取機７に
巻取る。

また本発明は、上述の第１図および第２図で例示した実
施例に限定されるものではなく、たとえば、線速と空冷
長、塗布径または光ファイバガラスの温度との関係があ
らかじめ判っている場合には、線速信号を演算機で処理
し、塗布装置を塗布装置昇降機により上方または下方に
移動させてもよく、本発明の態様に含まれる。

次に具体例について説明する。第１図に例示した製造方
法を構成する製造装置により光ファイバ素線を製造した
。直径２５ｍｍφの石英系光ファイバ母材を約２０００
℃の加熱炉により溶融し、直径１２５μｍφの光ファイ
バガラスに線引して外周表面に紫外線硬化型アクリレー
ト樹脂を塗布装置により塗布し、紫外線照射硬化炉によ
り硬化させることにより“、外径２５０μｍφの光ファ
イバ素線を、線速ｌ〜５ｍ／ｓｅｃの範囲で変化させな
がら作製した。このとき、塗布径測定装置により塗布径
を測定し、塗布径が一定となるよう塗布装置を塗布装置
昇降機により、空冷長１〜４ｍの範囲で移動制御した。

本具体例と従来法とを比較するため、空冷長３ｍの位置
に塗布装置を固定した場合について、本具体例と同様の
線速条件にて光ファイバ素線を作製し、両者の塗布径を
調べた。

第３図は、本発明の具体例と従来法により作製した光フ
ァイバ素線それぞれの、線速の変化と塗布径の安定性に
ついて調べた結果である。第３図の塗布径の特性で、実
線のＩは本発明によるもの、破線■は従来の方法による
ものを示す。第３図から明らかなように、本発明による
場合、線速の上昇時、または下降時においても塗布径は
変化せず均一であったが、従来法による場合には、線速
の変化に対して均一な塗布径が得られなかった。とくに
線速を上げると、塗布径が急速に細径化することが著し
い。

さらに、上述した具体的実施例と同じ条件において、塗
布装置の位置を、第２図に例示した実施例のように、塗
布装置に挿通ずる前位置での光ファイバガラスの温度を
６０℃の一定温度に保持するよう塗布装置昇降機を制御
して、塗布装置の塗布位置を設定し、光ファイバ素線を
作製した。得られた光ファイバ素線の線速変化に対する
塗布径を測定した結果、第３図における本発明のさきの
具体例の結果のＩの特性と同様の均一な塗布径の特性が
得られた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は光ファイバ母材を加熱炉
で溶融し、線引した光ファイバガラス外周表面に被覆材
として高分子樹脂を塗布する際、塗布装置に結合した塗
布装置昇降機を、線速、塗布径変化または光ファイバガ
ラス温度に応じ作動させ、塗布装置の位置を上下方向に
移動制御することにより、塗布装置により塗布される被
覆材としての高分子樹脂の塗布径を線速に拘らず均一に
保持することができ、光ファイバの品質向上に顕著な効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明の光ファイバ製造
方法の第１および第２実施例の構成概要図、第３図は線
速変化と塗布径の関係を示す具体例の実測結果を示す図
、第４図は従来の光ファイバ製造方法構成概要図である
。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバ母材を加熱炉で加熱溶融し線引して光
   ファイバガラスを形成し、光ファイバガラスの外周表面
   に高分子材料を塗布装置により塗布し、高分子材料を塗
   布した光ファイバガラスを硬化炉中を挿通して高分子材
   料を硬化することにより高分子材料被覆を施した光ファ
   イバ素線を鉛直方向の一連の工程により製造する方法に
   おいて、 前記光ファイバガラスの外周表面に高分子材料を塗布装
   置により塗布する工程は、 前記塗布装置に結合した塗布装置昇降機の制御により前
   記塗布装置の位置を、前記線引工程位置に沿つて上下方
   向に移動させながら塗布する ことを特徴とする光ファイバの製造方法。
2. （２）前記塗布装置を上下方向に移動する塗布工程は、
   線引速度に応じて行うことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の光ファイバの製造方法。
3. （３）前記塗布装置を上下方向に移動する塗布工程は、
   前記高分子材料を光ファイバガラス表面に均一に塗布し
   てなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   ファイバの製造方法。
4. （４）前記塗布装置を上下方向に移動する塗布工程は、
   前記塗布装置を挿通する光ファイバガラスの温度を一定
   の温度に保持してなることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の光ファイバの製造方法。
5. （５）鉛直方向に配置した、光ファイバ母材を加熱溶融
   して線引する加熱炉と、線引形成した光ファイバガラス
   の外周表面に高分子材料を塗布する塗布装置と、塗布装
   置により光ファイバガラス外周表面に塗布した高分子材
   料を硬化し高分子材料の被覆を施した光ファイバ素線を
   形成する硬化炉とを備えた光ファイバ製造装置において
   、 前記塗布装置に結合する塗布装置昇降機と、前記塗布装
   置昇降機の上昇・下降を制御する制御部とを備えてなる ことを特徴とする光ファイバ製造装置。
6. （６）前記塗布装置昇降機の上昇・下降を制御する制御
   部は、前記塗布装置により塗布した塗布径を測定する塗
   布径測定装置と、前記塗布径測定装置により測定した塗
   布径の均一性を保持する光ファイバガラスの空冷長と線
   引速度との関係を演算し、演算結果にもとづき前記塗布
   装置昇降機の上昇・下降速度を制御する演算機とを備え
   てなることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の光
   ファイバ製造装置。
7. （７）前記塗布装置昇降機の上昇・下降を制御する制御
   部は、前記塗布装置と連動し、前記塗布装置に走通する
   前の光ファイバガラスの温度を測定する非接触温度測定
   器と、 前記非接触温度測定器により測定した光ファイバガラス
   の温度と前記塗布装置による塗布位置との関係から塗布
   径の均一性を保持する塗布装置の塗布位置を演算し、演
   算結果にもとづき前記塗布装置昇降機を上昇・下降して
   前記塗布装置を前記塗布位置に設定制御する演算機とを
   備えてなることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
   の光ファイバ製造装置。