KR100512594B1 - 광섬유 모재 제조장치 및 이를 이용한 광섬유 모재제조방법 - Google Patents

광섬유 모재 제조장치 및 이를 이용한 광섬유 모재제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 변형된 화학적 증착 방법(MCVD)에 의해 광섬유 모재를 형성하기 위하여 증착공정을 수행할 수 있는 광섬유 모재 제조 장치에 있어서, 적어도 하나 이상의 원튜브 보조 지지 장치(100, 110); 및 상기 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)에 유선 또는 무선방식으로 전기적 신호를 송수신하도록 연결되는 원튜브 보조 지지 장치 작동 제어부(120);를 포함하는 광섬유 모재 제조 장치 및 이를 이용한 광섬유 모재 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따라 원튜브(10)의 보조 지지를 통해 원튜브(10)의 유효 길이를 감소시켜서 원튜브(10)의 휨을 최소화하고, 특히 시단부의 점성이 낮은 부분에서의 휨량을 대폭 감소시킴으로써, 증착효율을 높이면서도 고품질의 광섬유 모재를 제조할 수 있고 또한 대형 광섬유 모재의 제조시 원튜브(10)의 길이에 따른 제한을 극복할 수 있다.

Description

광섬유 모재 제조장치 및 이를 이용한 광섬유 모재 제조방법{OPTICAL FIBER PREFORM MANUFACTURING DEVICE AND PREPARATION OF OPTICAL FIBER PREFORM THEREBY}
본 발명은 변형된 화학적 증착(MCVD, Modified Chemical Vapor Deposition)공정에 의한 광섬유 모재(optical fiber preform)의 제작에 있어서 원튜브(substrate Tube, quartz)(10)의 휨을 최소화하기 위해 보조 지지 장치(100, 110)를 적어도 하나 이상 구비하는 광섬유 모재 제조장치 및 이를 이용한 광섬유 모재 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보조 지지 장치(100, 110)를 주가열원의 전 및 후 각각에 적어도 하나 이상 구비하는 광섬유 모재 제조장치 및 이를 이용한 광섬유 모재 제조 방법에 관한 것이다.
광섬유 모재의 제작은 변형된 화학적 증착법이나 외부 기상 증착법(OVD, Outside Vapor Deposition) 또는 기상축 증착법(VAD, Vapor axial deposition)등에 의해 이루어진다.
상기한 광섬유 모재의 제조방법중 변형된 화학적 증착 방법은 밀폐된 관 내에서 증착물이 반응을 하게 되므로 불순물의 유입이 적어 손실이 작다는 점 및 증착층을 세밀히 증착할 수 있으므로 정밀한 굴절률 분포의 제어가 가능하다는 점등 때문에 널리 이용된다.
이러한 변형된 화학적 증착 방법은, 코어층과 클래드층을 증착시키는 증착 공정과, 증착된 튜브를 봉 형태의 모재로 형성시키는 응축(collapsing)공정으로 이루어진다.
이 중 증착공정은 고순도 석영관 내부에 굴절률이 상이하도록 코어층과 클래드층을 증착하는 과정으로 이루어지며, 굴절률의 제어는 증착물의 조성비 조절을 통해 이루어진다.
즉, 보통 증착은 석영관 내부에 SiCl4 , GeCl4와 O2를 투입하고 고온에서 산화 반응시켜 SiO2 , GeO2 를 얻고, 이 미립자(수트)들을 석영관 내면에 열영동(thermophoresis)현상에 의해 증착시킨 후, 유리화하는 과정으로 이루어진다. 이 때 증착되지 않은 나머지는 배출 튜브를 통해 외부로 빠져 나간다.
증착을 위한 조성물은 통상적으로 이송가스에 의해 공급되며, 상기한 산화반응은 약 1700℃에서 활발히 발생하고, 상기한 유리화는 약 1800℃ 이상의 고온에서 발생한다.
이 때 SiO2 에 대한 GeO2 의 증착 비율을 조절하여 코어층과 클래드층의 굴절률에 변화를 주게 된다.
상기한 증착 공정과 응축 공정은 주가열원을 석영관의 길이 방향으로 이동시키며 석영관의 길이 방향으로 진행된다.
도 1은 종래의 변형된 화학적 증착 방법에 의한 광섬유 모재의 형성 공정중 증착공정을 수행하기 위한 광섬유 모재 제조 장치의 개략도를 나타낸 것으로, 도 1에서 나타난 바와 같이 종래의 증착공정으로 수행하기 위한 광섬유 모재 제조 장치는 원튜브(1), 척(chuck)(2), 척 지지부(3), 수평선반(4), 주가열원(5), 가스 공급 장치(6) 및 수트 집진 장치(7)로 구성된다.
상기 원튜브(1)는 고순도의 SiO2 를 합성하여 제조한 합성 석영 튜브(synthetic quartz tube)를 사용하며, 상기 척(2)은 원튜브(1)를 지지하는 것이고, 상기 수평선반(4)은 척 지지부(3)를 고정하는 것으로 주가열원(5)의 이송을 위한 주가열원 안내 가이드가 개설되어 있다.
상기 척(2)과 선반(4)은 각각 일반적으로 범용 연동척 및 범용 선반을 사용한다.
주가열원(5)은 산소 및 수소 버너 또는 노(furnace)를 사용하며, 가스 공급 장치(6)는 SiCl4, GeCl4, O2 등의 가스를 공급한다. 수트 집진 장치(7)는 석영관 내부에 증착되지 않는 수트를 건식 또는 습식 집진 방식으로 집진한다.
종래의 광섬유 모재 제조방법은 높은 증착 온도에 의해서 원튜브의 기계적 강성과 점성이 감소하여 이로 인한 탄성변형(elastic deformation)과 점성변형(viscous deformation)이 동시에 발생하였다.
상기한 점성변형은 시간에 비례하고 원튜브의 점성에 반비례하는데, 이러한 점성변형과 상기한 탄성변형에 의해 원튜브에 휨이 발생하게 된다.
도 2는 종래의 광섬유 모재 제조장치에서의 원튜브(1)의 휨현상을 나타내는 개략도이다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같은 이러한 원튜브(1) 휨현상이 과도하게 발생하게 되면, 모재 생산 공정 자체가 불가능하며, 설령 생산된다고 하여도 내부 증착층이 불균일하므로 이 후 필요한 특성을 만족하지 못하게 되어, 결과적으로 양품으로서의 사용 가능성이 낮아지는 한편 생산 수율을 저하시키게 된다.
더욱이 종래에 증착효율을 높이기 위해, 온도를 높이고 시간을 길게 하며 원튜브의 길이를 길게하는 방법을 사용하였으나, 이로 인해 발생하는 원튜브의 휨 현상이 개선되지 못하였던 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 변형된 화학적 증착 방법에 의해 광섬유 모재를 형성하기 위하여 증착공정을 수행할 수 있는 광섬유 모재 제조장치에 있어서, 원튜브(10)의 휨을 개선할 수 있는 광섬유 모재 제조장치 및 이를 이용한 광섬유 모재 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 변형된 화학적 증착 방법에 의해 광섬유 모재를 형성하기 위하여 증착공정을 수행할 수 있는 광섬유 모재 제조 장치에 있어서, 적어도 하나 이상의 원튜브 보조 지지 장치(100, 110); 및 상기 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)에 유선 또는 무선방식으로 전기적 신호를 송수신하도록 연결되는, 원튜브 보조 지지 장치 작동 제어부(120);를 포함하는 광섬유 모재 제조 장치에 의해 달성될 수 있다.
그리고 상기 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)는 주가열원(50)의 전 및 후에 각각 적어도 하나 이상을 구비하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 또한 변형된 화학적 증착 방법에 의해 광섬유 모재를 형성하기 위하여 증착공정을 수행할 수 있는 광섬유 모재 제조방법에 있어서, 적어도 하나 이상의 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 원튜브(10)를 보조 지지 하는 단계(S1)를 포함하는 광섬유 모재 제조방법에 의해 달성될 수 있다.
그리고 상기 S1단계는 주가열원(50)의 전 및 후에서 각각 선반(400)에 개설된 적어도 하나 이상의 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 원튜브(10)를 보조 지지 하도록 하는 것이 바람직하고, 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)는 주가열원(50)과 일정 거리를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명에 따른 광섬유 모재 제조장치의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 변형된 화학적 증착 방법에 의한 광섬유 모재의 형성 공정중 증착공정을 수행하기 위한 광섬유 모재 제조장치의 개략도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 변형된 화학적 증착 방법에 의한 광섬유 모재의 형성 공정중 증착공정을 수행하기 위한 광섬유 모재 제조장치는, 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 선반에 개설되고, 원튜브 보조 지지 장치 작동 제어부(120)가 선반의 외부에 설치된다.
원튜브 보조 지지 장치(100, 110)는 적어도 하나 이상을 구비하는 것이 바람직하고, 주가열원(50)의 전 및 후에 적어도 하나 이상을 구비하는 것이 더욱 바람직하다.
원튜브 보조 지지 장치(100, 110)와 주가열원(50)과의 거리는 약 200mm 정도 이격하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 원튜브 보조 지지 장치를 나타내는 개략도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 원튜브 보조 지지 장치는 원튜브 보조 지지부(1400), 상기 원튜브 보조 지지부(1400)를 고정 부착하는 수직 이동 수단 및 싱기 수직 이동 수단을 고정 부착하는 이송 수단으로 구성된다.
상기 원튜브 보조 지지부(1400)는 바람직하게는 원튜브(10)와 접촉하여 원튜브(10)를 지지할 수 있도록 하는 한쌍의 롤(1200)과, 상기 롤(1200)이 장착되는 롤 지지부(1300)로 구성된다. 상기 롤(1200)은 원튜브(10) 지지시, 원튜브 표면에 흠을 주지 않기 위해, 원튜브 재질보다 경도가 낮은 폴리머를 재질로 하는 것이 바람직하며, 상기 롤 지지부(1300)는 회동암(1500)에 부착된다.
상기 수직 이동 수단은 상기 원튜브 보조 지지부(1400)가 고정 부착되고, 원튜브 보조 지지 작동 제어부(120)와 유선 또는 무선방식으로 전기적 신호를 송수신하도록 연결된다.
상기 수직 이동 수단은 바람직하게는 공압실린더(1700)로서, 상기 공압실린더(1700)내의 피스톤(1600)에는 상기 회동암(1500)이 힌지 고정된다.
상기 이송 수단은 상기 수직 이동 수단이 고정 부착되고, 바람직하게는 구동 수단을 포함하여, 구동 수단, 이송대(1900) 및 이송대 가이드(1800)로 형성되고, 상기 구동수단은 원튜브 보조 지지 작동 제어부(120)와 유선 또는 무선방식으로 전기적 신호를 송수신하도록 연결된다.
상기 구동 수단은 바람직하게는 원튜브 보조 지지 장치 작동 제어부(120)에 의해 회전량이 제어되는 모터(2000)로, 정속 모터 또는 정밀 제어가 가능한 서보 모터나 스탭핑 모터등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 이송대(1900)에는 상기 구동 수단의 구동축(2200)에 체결된 피니언 축(2400)과 피니언(2300)이 개설된다.
상기 이송대 가이드(1800)는, 선반(400)위에서, 주가열원(50)의 이송을 위한 가이드와 일렬로 형성되거나 또는 주가열원(50)의 이송을 위한 가이드와 평행하게 개설되고, 원튜브 보조 지지 장치(100, 110) 각각의 이송대 가이드(1800) 상호간에도 평행하게 개설될 수 있다. 상기 이송대 가이드(1800)는 상기 피니언(2300)과 맞물려 있는 랙을 가진다.
상기 원튜브 보조 지지 장치 작동 제어부(120)는, 입력부, 제어부 및 출력부로 구성되며, 위치 측정 센서(90)를 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 센서(90)를 구비하는 경우의 변형된 화학적 증착 방법에 의한 광섬유 모재의 형성 공정중 증착공정을 수행하기 위한 광섬유 모재 제조장치의 개략도이다.
상기 위치 측정 센서(90)는 선반 외부에 개설되거나, 도 4에 도시된 바와 같이, 선반의 일측에 개설된다.
상기 입력부는, 상기 위치 측정 센서(90)와 상기 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)의 구동 수단 및 주가열원(50)의 구동 수단에, 유선 또는 무선방식으로 전기적 신호를 송수신하도록 연결된다.
상기 제어부는 바람직하게는 마이크로 프로세서이다.
상기 출력부는 상기 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)의 구동 수단 및 수직 이동 수단에 유선 또는 무선방식으로 전기적 신호를 송수신하도록 연결된다.
이하 본 발명에 따른 광섬유 모재 제조장치의 작동에 대하여 상세하게 설명한다.
도3a는 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 주가열원(50)을 따라 이동하며 원튜브(10)를 보조 지지 하는 것을 나타내는 개략도이고, 도 5a는 본 실시예에 따른 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)중 피스톤(1600)이 상승하여 원튜브 보조 지지부(1400)가 원튜브(10)를 보조 지지하는 것을 나타내는 개략도이다.
도3b는 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 원튜브(10)를 보조 지지 함이 없이 주가열원(50)을 따라 초기 위치로 되돌아 가는 것을 나타내는 개략도이고, 도 5b는 본 실시예에 따른 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)중 피스톤(1600)이 하강한 것을 나타내는 개략도이다.
원튜브 보조 지지 장치(100, 110)는 주가열원(50)과 일렬로 늘어선 형태로 이동할 수도 있고, 주가열원(50)과 각각 평행하게 이동할 수도 있다.
또한 원튜브 보조 지지 장치(100, 110) 각각은 미리 보조 지지 위치를 설정할 수도 있고, 미리 보조 지지 위치를 설정하지 않을 수도 있다.
또한 원튜브 보조 지지 장치(100, 110) 각각은 주가열원(50)과의 거리에 따라 작동이 제어될 수도 있다.
주가열원(50)과 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 일렬로 늘어서고, 미리 보조 지지 위치를 설정하지 않는 경우에, 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)와 주가열원은 최초 이격거리를 유지하여 이동하는 것이 바람직하다.
먼저 주가열원(50) 구동 수단의 구동으로 주가열원(50)이 선반(400)위에 개설된 주가열원 이송 가이드를 따라 원튜브(100)를 가열하며 이동한다.
위치 측정 센서(90)가 주가열원(50)의 위치를 측정한 후, 측정된 위치를 전기적 신호로 변환하여, 상기 신호를 상기 입력부에 전달한다.
또는 상기 위치 측정 센서(90)가 오작동 하거나 혹은 다른 필요가 있는 경우에는, 주가열원(50)의 구동 신호를 상기 입력부에 전달한다.
입력부에 전달된 신호를 바탕으로, 제어부가 보조 지지 장치(100, 110)의 구동 수단 예를 들어 서보 모터(2000)의 구동을 제어하고, 수직 이동 수단 예를 들어 공압실린더(1700)내 피스톤(1600)의 상승을 제어한다. 이 제어 신호를 출력부에서 상기 구동 수단 및 수직 이동 수단으로 출력한다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 출력부로부터 받은 제어신호에 따라 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)의 구동 수단 예를 들어 서보 모터(2000)가 구동하면, 구동 수단의 구동축(2200)에 체결된 피니언 축(2400)이 회전하고, 이에 따라 피니언(2300)이 회전하며 이송대(1900)가 랙이 형성된 가이드(1800)를 따라 이송한다.
동시에, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 출력부로부터 받은 공압실린더(1700)내의 피스톤(1600)의 수직 이동에 관한 제어 신호에 따라, 피스톤(1600)이 상승하여, 피스톤(1600)에 힌지 고정된 상기 회동암(1500)이 소정 각도 회동되면, 상기 회동암(1500)에 부착된 롤 지지부(1300)가 상승하고, 롤 지지부(1300)에 의해 지지되는 롤(1200)이 상승하여, 원튜브(100)가 보조 지지된다.
이와 같이 원튜브(10)가 보조 지지되는 상태로, 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 주가열원(50)의 이송 방향으로 일렬로 또는 각각 평행하게 이동한다.
미리 원튜브(10) 보조 지지 위치를 설정하는 경우에, 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 상기 설정된 위치에 도달했는지 여부를, 상기 위치 측정 센서(90)가 측정하여, 이를 전기적인 신호로 변환하고, 이를 상기 입력부에 전달한다.
또는 미리 원튜브(10) 보조 지지 위치를 설정하는 경우에, 상기 위치 측정 센서(90)가 오작동 하거나 혹은 다른 필요가 있다면, 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)의 구동 수단으로부터 나오는 위치 신호 즉, 구동 정도에 관한 신호가 상기 입력부에 전달된다.
상기 입력부에 전달된 신호에 따라, 상기 제어부가 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)의 상기 구동 수단을 정지 또는 역방향으로 회전하도록 제어하고, 상기 수직 이동 수단을 상승된 채로 유지하게 하거나 또는 도 5b에 도시된 바와 같이 하강하도록 제어하면, 이 제어 신호를 출력부가 상기 구동 수단 또는 상기 수직 이동 수단에 전달한다.
상기 전달된 제어 신호에 따라, 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)는 원튜브(10)를 계속 보조 지지하거나 또는 보조 지지하지 않게 되고, 구동이 정지되거나 또는 역방향으로 이동하게 된다.
한 층의 증착 공정이 끝나면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 주가열원(50)은 초기 위치로 귀환하게 된다. 이때, 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)는 원튜브를 보조 지지 하거나 또는 보조 지지 하지 않는 상태에 있고, 초기 방향 그대로 이동하거나, 정지하거나, 역방향으로 이동하고 있거나, 또는 초기 위치로 돌아가 있다.
예를 들어 주가열원과 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 일렬로 서 있다면, 주가열원(50)의 리턴시점에서, 주가열원(50) 앞의 원튜브 보조 지지 장치(100)는 정지해 있고, 주가열원(50) 뒤의 원튜브 보조 지지 장치(110)는 정지하거나 초기 방향으로 이동중에 있다.
원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 정지하거나 또는 초기 방향 그대로 이동하고 있는 경우에는, 위치 측정 센서(90)에 의해 측정된 주가열원(50)의 위치 신호 또는 원튜브 보조 지지 장치(100, 110) 구동 수단의 위치 신호 즉 구동 정도에 관한 신호에 따라, 상기 제어부는 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)를 역방향으로 이동하도록 제어한다. 역방향으로 이동할 때에는, 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 원튜브를 보조 지지 하거나, 또는 원튜브(10)에 손상을 주지 않도록 보조 지지 하지 않을 수 있다.
주가열원(50) 및 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 초기 위치에 도착하게 되면, 주가열원(50)은 증착 가능 온도로 상승되며 새로운 층의 증착 공정을 수행하게 되고, 다시 상기한 과정을 증착 공정이 끝날 때까지 반복하게 된다.
상기 과정에서 미리 설정된 위치가 있는 경우에, 예를 들어 주가열원 앞의 원튜브 보조 지지 장치(100)가 상기 설정된 위치보다 주열원(50)에 가깝다면, 상기 원튜브 보조 지지 장치(100)가 주가열원(50)보다 먼저 이동하도록, 제어부가 원튜브 보조 지지 장치(100)를 최초 제어한다. 이후 주가열원(50) 및 주가열원(50) 뒤의 원튜브 보조 지지 장치(110)가 차례로 이동하면 나머지 과정은 동일하게 진행된다. 이 경우에도 원튜브 보조 지지부(100, 110)의 구동 수단 또는 수직 이동 수단은 상기 위치 측정 센서(90)나, 상기 위치 측정 센서(90)가 오작동 하거나 혹은 다른 필요가 있다면, 구동 수단의 구동 신호에 의해 제어된다.
이하 본 발명에 따른 광섬유 모재 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다.
변형된 화학적 증착 방법에 의해 광섬유 모재를 형성하기 위하여 증착공정을 수행할 수 있는 광섬유 모재 제조방법에 있어서, 주가열원(50)이 원튜브(10) 시단부를 출발하기 전 또는 주가열원(50)이 원튜브(10)의 시단부에서 출발하여 종단부에 이르기 까지 원튜브(10)를 가열하여 증착층을 형성하는 중, 주가열원(50)과 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)의 위치 신호 또는 주가열원(50)과 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)의 구동 수단의 구동 신호에 따라, 원튜브 보조 지지 장치 작동 제어부(120)가 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)를 주가열원(50)과 동일한 방향으로 이동시키면서 원튜브를 보조 지지 하게 된다(S1).
상기 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)는 적어도 하나 이상을 구비하여, 원튜브(10)를 보조 지지하도록 하는 것이 바람직하고, 주가열원(50)의 전 및 후에 각각 적어도 하나 이상을 구비하여 원튜브(10)를 보조 지지 하도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한 상기 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)는 주가열원(50)과 일정한 거리가 이격되도록 하여 이동하도록 하는 것이 바람직하고, 약 200mm 정도 이격되도록 이동하는 것이 더욱 바람직하다.
주가열원(50)이 시단부에서 종단부에 이르는 동안 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)내의 원튜브 보조 지지부(1400)는 원튜브(10)를 계속적으로 지지하고, 주가열원(50)이 가열을 종료하고 종단부에서 시단부로 되돌아 오는 동안은 원튜브(10)에 손상을 주지 않기 위해 상기 지지부(1400)가 원튜브(10)와 접촉하지 않도록 이동하는 것이 바람직하다.
변형된 화학적 증착법에 의한 광섬유 모재 형성 공정에서 원튜브(10)의 휨에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 원튜브(10)의 유효 길이이며, 원튜브(10)의 휨량은 유효길이의 4제곱에 비례한다.
기존 유효 길이를 예를 들어 1500mm라고 하였을 때 상기한 본 발명의 일실시예들에 따라 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)를 주가열원(50)의 전후에 각각 200mm 이격하고, 이 거리를 유지하도록 할 경우, 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)를 사용하지 않았을 경우보다 95%이상 휨량을 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.
원튜브(10)의 전체 길이와 형상, 열원에 의해 노출되는 시간등 원튜브(10)의 변형에 영향을 주는 인자중 가장 큰 영향을 주는 원튜브(10)의 유효 길이를 본 발명에 따른 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)를 이용하여 감소시킴으로써, 원튜브(10)의 휨량 특히 시단부의 점성이 낮은 부분에서의 휨량을 대폭 감소 시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들의 변형예로서 도 5에 나타난 바와 같이 서보 모터(2000)를 사용하지 않고, 피니언 축(2400)이 체결된 회전축(미도시)을 가지는 회전기(2100)를 회전시켜 이송대(1900)를 이송함으로써 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)의 원튜브(10) 축방향 이동을 수동으로 제어할 수 있다.
본 발명의 광섬유 모재 제조장치 및 이를 이용한 광섬유 제조방법에 따라, 원튜브(10)의 보조 지지를 통해 원튜브(10)의 유효 길이를 감소하여 원튜브(10)의 휨을 최소화하고, 특히 시단부의 점성이 낮은 부분에서의 휨량을 대폭 감소함으로써, 증착효율을 높이면서도 고품질의 광섬유 모재를 제조할 수 있고 또한 대형 광섬유 모재의 제조시 원튜브(10)의 길이에 따른 제한을 극복할 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
도 1은 종래의 변형된 화학적 증착 방법에 의한 광섬유 모재의 형성 공정중 증착공정을 수행하기 위한 광섬유 모재 제조장치를 나타낸 개략도,
도 2는 종래의 광섬유 모재 제조장치에서의 원튜브의 휨현상을 나타내는 개략도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 변형된 화학적 증착 방법에 의한 광섬유 모재의 형성 공정중 증착공정을 수행하기 위한 광섬유 모재 제조장치의 개략도,
도3a는 원튜브 보조 지지 장치가 주가열원을 따라 이동하며 원튜브를 보조 지지 하는 것을 나타내는 개략도,
도3b는 원튜브 보조 지지 장치가 원튜브를 보조 지지 함이 없이 주가열원을 따라 초기 위치로 되돌아 가는 것을 나타내는 개략도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 센서를 구비하는 경우의 변형된 화학적 증착 방법에 의한 광섬유 모재의 형성 공정중 증착공정을 수행하기 위한 광섬유 모재 제조장치의 개략도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 원튜브 보조 지지 장치를 나타내는 개략도,
도 5a는 본 실시예에 따른 원튜브 보조 지지 장치중 피스톤이 상승하여 원튜브 보조 지지부가 원튜브를 보조 지지하는 것을 나타내는 개략도,
도 5b는 본 실시예에 따른 원튜브 보조 지지 장치중 피스톤이 하강한 것을 나타내는 개략도이다.
*주요 도면 부호에 관한 간단한 설명*
10: 원튜브 50: 주가열원
90: 위치 측정 센서
100: 원튜브 보조 지지 장치(주가열원 전)
110: 원튜브 보조 지지 장치(주가열원 후)
120: 원튜브 보조 지지 장치 작동 제어부 400: 선반
1200: 롤 1300: 롤 지지부
1400: 원튜브 보조 지지부 1500: 회동암,
1600: 피스톤 1700: 공압실린더
1800: 이송대 가이드 1900: 이송대
2000: 모터(서보모터) 2100: 회전기
2200: 구동축 2300: 피니언
2400: 피니언 축

Claims (15)

  1. 원튜브(10)의 외면을 주가열원(50)으로 가열하여 증착조성물을 상기 원튜브 (10)내면에 증착하는 변형된 화학적 증착 방법에 의해 광섬유 모재를 형성하는 광섬유 모재 제조장치에 있어서,
    (a) 상기 원튜브(10)를 지지하는 원튜브 보조 지지부(1400), 상기 원튜브(10)의 축방향에 대하여 수직 방향으로 이동 시키는 수직이동수단 및 상기 원튜브(10)의 축방향으로 이동시키는 축방향 이송수단을 포함하여 구성되어, 원튜브(10)의 규격, 증착시간 및 점성도에 따라 설정되는 지지위치로 이동하여 상기 원튜브를 지지하도록 구성되는 적어도 2개 이상의 원튜브 보조 지지 장치(100, 110);
    (b) 상기 주가열원(50) 및 상기 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)의 위치를 검출하여 상기 각 위치에 관한 신호를 출력하는 위치측정센서(90);
    (c) 상기 위치측정센서에서 출력되는 신호를 입력받아 상기 원튜브 보조 지지 장치의 위치를 이동 및 정지시키는 작동을 제어하는 원튜브 보조 지지 장치 작동 제어부(120)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)는,
    상기 주가열원(50)의 전 및 후 각각에서 적어도 하나 이상이 개설되는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 제조 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 수직 이동 수단은,
    상기 원튜브 보조 지지 장치 작동 제어부(120)에 의해 피스톤(1600)의 작동이 제어되는 공압실린더(1700)인 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 제조 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 원튜브 보조 지지부(1400)는,
    상기 원튜브(10)와 접촉하여 원튜브(10)를 보조 지지하는 롤(1200); 및
    상기 롤(1200)이 부착되는 롤 지지부(1300);로 구성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 제조 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 롤(1200)은 폴리머를 재질로 하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 제조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 축방향 이송 수단은,
    구동수단;
    상기 구동수단의 구동축(2200)에 체결된 피니언 축(2400)과, 피니언(2300)이 개설된 이송대(1900); 및
    선반(400)에 개설되고 상기 피니언(2300)과 맞물리는 랙이 형성된 가이드(1800);로 구성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 제조장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 원튜브 보조 지지 장치 작동 제어부(120)는 상기 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 상기 주가열원(50)과 일정한 거리를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 제조 장치.
  12. 변형된 화학적 증착 방법에 의해 광섬유 모재를 형성하기 위한 증착공정을 수행하는 광섬유 모재 제조방법에 있어서,
    적어도 2개 이상의 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)를 원튜브(10)의 규격, 증착시간 및 점성도에 따라 설정된 지지위치까지 이동시켜 원튜브(10)를 보조 지지 하는 단계(S1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 S1단계는 주가열원(50)의 전 및 후에서 적어도 하나 이상의 상기 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 상기 원튜브(10)를 보조 지지 하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 제조 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 S1단계는,
    상기 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 초기 방향의 역방향으로 이동하는 경우, 상기 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 상기 원튜브(10)를 보조 지지 하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 제조 방법.
  15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 S1단계는,
    상기 원튜브 보조 지지 장치(100, 110)가 상기 주가열원(50)과 일정 거리를 유지하며 상기 원튜브(10)를 보조 지지 하도록 하는 것을 특징으로 하는 광섬유 모재 제조 방법.
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