WO2023248944A1 - 光ファイバの製造方法 - Google Patents

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WO2023248944A1
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glass fiber
lehr
glass
optical fiber
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Inventor
弓月 小林
慎二 中原
Original Assignee
住友電気工業株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating

Definitions

  • the present disclosure relates to a method of manufacturing an optical fiber.
  • An optical fiber manufacturing method in which optical fiber is manufactured from a glass base material includes a drawing furnace that heats and softens the glass base material, and a drawing furnace that is placed below the drawing furnace to slowly cool the glass fiber drawn from the drawing furnace.
  • a method of manufacturing an optical fiber using a slow cooling furnace is known (for example, see Patent Document 1).
  • the process moves from a drawing process for manufacturing the optical fiber to a drawing completion process for terminating the manufacturing of the optical fiber.
  • glass fiber which is an intermediate product during optical fiber manufacturing, is removed from the optical fiber manufacturing equipment upstream of the slow cooling furnace while keeping the temperature of the slow cooling furnace at the same level as in the drawing step.
  • the optical fiber manufacturing method of the present disclosure includes a drawing furnace that heats and softens a glass base material, and an annealing furnace that is disposed downstream of the drawing furnace and that slowly cools the glass fiber drawn from the drawing furnace.
  • An optical fiber manufacturing method for manufacturing an optical fiber including the glass fiber using the method comprising: a drawing step for manufacturing the optical fiber; and a drawing end step for ending the manufacturing of the optical fiber, the method comprising:
  • the steps include a fiber downstream cutting step of cutting the glass fiber downstream of the lehr, and a temperature lowering step of lowering the internal temperature of the lehr to below the annealing point of the glass fiber after the fiber downstream cutting step. and a fiber removing step of removing the glass fiber from the lehr after the temperature lowering step.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an optical fiber manufacturing apparatus according to one aspect of the present disclosure.
  • 1 is a flowchart of a method for manufacturing an optical fiber according to one aspect of the present disclosure.
  • 3 is a flowchart of a line drawing completion process shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating cutting of a glass fiber on the downstream side of a slow cooling furnace. It is a figure explaining cutting of the glass fiber on the upstream side of a slow cooling furnace. It is a figure explaining the situation of marking the upstream end part of a glass fiber.
  • FIG. 3 shows a glass fiber being removed from the lehr. It is a figure explaining the situation where the upstream end part of the glass fiber is marked in a modification. It is a figure explaining the cutting of the glass fiber on the upstream side rather than the slow cooling furnace in a modified example.
  • glass fibers may remain in the lehr, which requires periodic cleaning, or the glass fiber being drawn may be removed from the lehr during the next optical fiber production. In some cases, the wire may come into contact with the remaining glass fiber and break.
  • an object of the present disclosure is to provide a method for manufacturing an optical fiber in which glass fiber pieces are less likely to adhere to the inner surface of an annealing furnace during the drawing completion process.
  • the goal is to provide the following.
  • the method for manufacturing an optical fiber of the present disclosure includes (1) a drawing furnace that heats and softens a glass base material; and an annealing step that is disposed downstream of the drawing furnace and slowly cools the glass fiber drawn from the drawing furnace.
  • An optical fiber manufacturing method for manufacturing an optical fiber including the glass fiber using a slow cooling furnace the method comprising: a drawing step for manufacturing the optical fiber; and a drawing completion step for terminating the manufacturing of the optical fiber.
  • the drawing completion step includes a fiber downstream cutting step of cutting the glass fiber downstream of the lehr, and after the fiber downstream cutting step, lowering the internal temperature of the lehr to below the annealing point of the glass fiber. and a fiber removal step of removing the glass fiber from the lehr after the temperature lowering step.
  • the drawing end step includes a temperature lowering step, so that the internal temperature of the lehr is lowered to below the annealing point of the glass fiber, and the viscosity of the glass fiber is reduced.
  • the annealing point of glass is the temperature at which the viscosity of the glass becomes 10 12 [Pa ⁇ s], and the temperature at which the strain inside the glass can be removed in about 15 minutes. has been done.
  • the viscous flow on the surface of the glass fiber increases, so when the glass fiber comes into contact with the inside of the lehr, the shape of the surface of the glass fiber changes and It is thought that it becomes easier to adhere to the inside.
  • the viscous flow of the glass fiber becomes extremely slow, so that even if the glass fiber comes into contact with the inside of the annealing furnace, it will not stick. It is considered difficult. Therefore, the glass fiber is removed from the lehr after the internal temperature of the lehr is lowered to below the annealing point of the glass fiber.
  • the glass fiber is pulled out from below the lehr and removed from the lehr.
  • the length of the glass fiber that may come into contact with the lehr when pulling out the glass fiber from the lehr is shorter than when the glass fiber is pulled out from above the lehr and removed from the lehr.
  • the direction in which the glass fiber is pulled out from the lehr is opposite to the direction in which the upward airflow generated inside the lehr is flowing, the posture of the glass fiber is stabilized by the upward airflow when the glass fiber is removed from the lehr. , it is possible to further prevent the glass fiber from adhering to the inner surface of the lehr.
  • the drawing end step is performed on the upstream side of the fiber, in which the glass fiber is cut on the upstream side of the lehr, after the temperature lowering step and before the fiber removing step. It has a cutting step.
  • the drawing end step is performed after the fiber downstream cutting step and before the fiber upstream cutting step, and the glass fiber is cut on the upstream side of the lehr.
  • the method further includes a marking step for marking, and the marked portion of the glass fiber is cut in the fiber upstream cutting step.
  • the drawing completion step includes, after the fiber upstream cutting step, a marking step of marking the upstream end of the glass fiber separated from the glass base material. ing.
  • the marking is application of paint to the upstream end of the glass fiber.
  • the outer diameter of the glass fiber is less likely to increase compared to the case where a tape is attached to the upstream end of the glass fiber to mark the upstream end of the glass fiber, so it is difficult to increase the outer diameter of the glass fiber when removing it from the lehr.
  • the glass fibers are less likely to get tangled, and the glass fibers can be easily removed from the lehr.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the optical fiber manufacturing apparatus 100.
  • the optical fiber manufacturing apparatus 100 includes, in order from the most upstream side, a base material feeding unit 110 that grips the upper part of the glass base material G, a drawing furnace 120 that heats and softens the glass base material G, An annealing furnace 130 for annealing the glass fiber G1 drawn from the annealing furnace 120, a forced cooling unit 140 for forcibly cooling the glass fiber G1 that has passed through the annealing furnace 130, and a forced cooling unit 140 for forcibly cooling the glass fiber G1 that has passed through the forced cooling unit 140.
  • a resin coating die 150 that applies an ultraviolet curing resin (hereinafter referred to as UV (UltraViolet) curing resin) to produce a resin-coated fiber G2, and a resin coating die 150 that cures the UV curing resin applied to the surface of the resin-coated fiber G2.
  • UV curing furnace 160 generates the optical fiber G3, and the roller 170 directly below changes the running direction of the optical fiber G3 toward the bobbin B on which the optical fiber G3 is wound. As shown in FIG.
  • the optical fiber manufacturing apparatus 100 further includes a fiber cutting means 180 that cuts the glass fiber G1 on the upstream side or downstream side of the lehr 130, and a fiber cutting means 180 that cuts the glass fiber G1 on the upstream side or the downstream side of the lehr 130, and the The optical fiber manufacturing apparatus 100 includes a fiber gripping means 190 for gripping the glass fiber G1, and a controller (not shown) for controlling each element of the optical fiber manufacturing apparatus 100.
  • the base material feeding unit 110 holds the upper part of the glass base material G, and can freely pull up or lower the glass base material G with respect to the drawing furnace 120.
  • the drawing furnace 120 includes a cylindrical furnace tube 121 into which a glass preform G is supplied, a heating element 122 surrounding the furnace tube 121, and a gas supply section 123 that supplies inert gas into the furnace tube 121.
  • the heating element 122 may be a resistance furnace or an induction furnace.
  • the lehr 130 has a cylindrical core tube 131 into which the glass preform G is supplied, a heating element 132 surrounding the core tube 131, and a shutter 133 that opens and closes the core tube 131.
  • the heating element 132 may also be a resistance furnace or an induction furnace.
  • a slow cooling furnace is installed downstream of the drawing furnace, the glass fiber will not be cooled down to room temperature all of a sudden, but will be gradually cooled down to room temperature in stages, which will reduce the Rayleigh scattering intensity. Transmission loss of optical fiber is reduced.
  • the forced cooling unit 140 is supplied with a cooling gas such as helium gas from a gas supply source (not shown), and the glass fiber G1 drawn from the glass base material G is forcibly cooled by this cooling gas.
  • a cooling gas such as helium gas from a gas supply source (not shown)
  • the resin coating die 150 stores UV curing resin for protecting glass fibers.
  • the UV curing furnace 160 includes a cylindrical quartz tube, a light source placed outside the quartz tube, and a reflecting mirror that focuses the ultraviolet rays emitted from the light source onto the resin-coated fiber G2.
  • the direct roller 170 is arranged directly below the drawing furnace 120, and changes the traveling direction of the optical fiber G3 from the vertical direction to, for example, diagonally upward.
  • FIG. 2 is a flowchart of a method for manufacturing an optical fiber according to one aspect of the present disclosure
  • FIG. 3 is a flowchart of a drawing completion step shown in FIG. 2
  • FIG. 4A illustrates cutting of the glass fiber downstream of the lehr.
  • FIG. 4B is a diagram illustrating the cutting of the glass fiber on the upstream side of the slow cooling furnace
  • FIG. 4C is a diagram illustrating the marking on the upstream end of the glass fiber
  • FIG. 4D is a diagram illustrating the cutting of the glass fiber at the upstream end of the glass fiber. is removed from the lehr.
  • the method for manufacturing an optical fiber by the optical fiber manufacturing apparatus 100 includes a drawing step S100 for manufacturing the optical fiber G3, and a drawing completion step S200 following the drawing step S100 for completing the manufacturing of the optical fiber G3. It is composed of.
  • the drawing step S100 will be explained with reference to FIG.
  • the glass preform G is sent into the furnace tube 121 of the drawing furnace 120 by the preform feeding unit 110. Then, when the lower end portion of the glass preform G is softened by the heating of the furnace tube 121 by the heating element 122 and drawn downward, the glass fiber G1 constituting the optical fiber G3 is formed.
  • This glass fiber G1 has a core portion and a cladding portion, and is an optical waveguide having an outer diameter of, for example, 125 ⁇ m.
  • the glass fiber G1 drawn from the glass base material G passes through the slow cooling furnace 130 which is lower temperature (for example, 1200 degrees) than the drawing furnace 120, so that the surface temperature of the glass fiber G1 is gradually lowered.
  • the surface temperature of the glass fiber G1 is lowered to about room temperature by passing through the forced cooling unit 140.
  • the optical fiber G3 whose running direction has been changed by the direct roller 170 is wound onto the bobbin B.
  • the drawing end step S200 includes a fiber downstream cutting step S210, a temperature lowering step S220, a fiber upstream cutting step S230, a marking step S240, and a fiber removal step S250.
  • the glass fiber G1 is cut downstream of the lehr 130 and upstream of the resin coating die 150.
  • the glass fiber G1 is cut by the fiber cutting means 180 downstream of the lehr 130 and upstream of the resin coating die 150.
  • the temperature lowering step S220 is executed after the fiber downstream cutting step S210.
  • the internal temperature of the lehr 130 is lowered to below the annealing point of the glass base material G (for example, below 1000 degrees).
  • the fiber upstream cutting step S230 is executed after the temperature lowering step S220.
  • the fiber is The glass fiber G1 is cut by the fiber cutting means 180 upstream of the gripping means 190.
  • the tip of the glass fiber G1 extending from the glass base material G is located upstream of the lehr 130, so when the manufacturing of the optical fiber G3 is finished, the glass fiber G1 is removed from the lehr 130. It is possible to ensure that the fiber G1 does not remain on the inner surface of the slow cooling furnace 130.
  • the marking step S240 is performed after the fiber upstream cutting step S230.
  • this marking step S240 as shown in FIG. 4C, the upstream end G4a of the glass fiber G4 separated from the glass base material G is marked (white paint P is applied).
  • the glass fiber G4 separated from the glass base material G is pulled out from the lehr 130, by checking the presence or absence of markings on the rear end side of the pulled out glass fiber G4, the glass fiber G4 is pulled out from the lehr 130. Since it can be determined whether the glass fiber G4 was cut during the cooling process, it is possible to easily check whether all the glass fibers G4 have been pulled out from the lehr 130.
  • the outer diameter of the glass fiber G4 is less likely to increase. Therefore, when the glass fiber G4 separated from the glass base material G is removed from the lehr 130, the glass fiber G4 is less likely to become entangled, and the glass fiber G4 can be easily removed from the lehr 130.
  • the fiber removal step S250 is performed after the marking step S240.
  • this fiber removal step S250 as shown in FIG. 4D, the glass fiber G4 separated from the glass base material G is pulled out from below the lehr 130 and removed from the lehr 130.
  • the glass fiber G1 is transferred to the lehr in a state where the viscosity of the glass fiber G1 has decreased because the internal temperature of the lehr 130 has been lowered to below the annealing point of the glass fiber G1. 130, when the glass fiber G1 is removed from the lehr 130, it becomes difficult for the glass fiber G1 to adhere to the inner surface of the lehr 130, reducing the frequency of cleaning the lehr 130, and preventing breakage of the optical fiber G3 during the drawing process. can be suppressed.
  • the length of the glass fiber G4 that has the possibility of touching the lehr 130 when the glass fiber G4 separated from the glass base material G is pulled out from the lehr 130 is such that the length of the glass fiber G4 that has the possibility of touching the lehr 130 is such that when the glass fiber G4 is pulled out from the lehr 130 from above the lehr 130. Since it is shorter than when it is removed, when the glass fiber G4 separated from the glass base material G is removed from the lehr, it is possible to make it more difficult for the glass fiber G4 to adhere to the inner surface of the lehr 130.
  • the glass fibers G4 separated from the glass base material G are drawn out from the lehr.
  • the posture of the glass fiber G4 is stabilized by the upward airflow, making it more difficult for the glass fiber G4 to adhere to the inner surface of the lehr 130.
  • the lehr 130 had one furnace core tube 131 and one heating element 132, but it may be composed of a plurality of furnace core tubes and heating elements.
  • the lehr is composed of a plurality of core tubes and heating elements, it is preferable to gradually lower the temperature of the heating elements from upstream to downstream.
  • the fiber cutting means 180 in the embodiment described above may be any device such as a cutter or scissors as long as it can cut the glass fiber G1. Further, in the above-described embodiment, the fiber cutting means 180 cuts the glass fiber G1, but the glass fiber G1 may be cut by any means, such as cutting by an operator, etc. It is not limited to the cutting means 180.
  • the fiber gripping means 190 in the embodiment described above may be of any type as long as it can grip the glass fiber G1. Further, in the embodiment described above, the fiber gripping means 190 grips the glass fiber G1, and the glass fiber G1 may be gripped by any means, such as gripping by an operator, etc. but not limited to.
  • the white paint P was applied as a marking to the glass fiber G1, but the color of the paint applied to the glass fiber G1 is not limited to white. Further, the marking on the glass fiber G1 is not limited to applying paint, but may also be done by pasting tape, for example.
  • the temperature lowering step S220 was executed after the fiber downstream cutting step S210, but the execution timing of the temperature lowering step is not limited to this.
  • the temperature lowering step S220 is executed after the fiber downstream cutting step S210. May be executed before.
  • the internal temperature of the lehr is lowered to below the annealing point of the glass fiber in the temperature lowering step S220, but the internal temperature of the lehr may be lowered to below the strain point of the glass fiber.
  • the strain point of glass is the temperature at which the viscosity of the glass becomes 10 13.5 [Pa ⁇ s]. At this temperature, viscous flow virtually does not occur, and below this temperature, the strain in the glass is removed. It is said that it cannot be done. Therefore, when the surface temperature of the glass fiber is in the temperature range between the strain point and the annealing point of the glass, viscous flow occurs, but it is very slow, so it is similar to when the surface temperature is below the strain point temperature.
  • the marking step S240 was executed after the fiber upstream cutting step S230, but the timing of executing the marking step is not limited to this.
  • the marking step S240 is executed after the fiber downstream cutting step S210. It may be performed after the fiber upstream cutting step S230. In this case, after the fiber downstream cutting step S210 is performed, the marking step is performed as shown in FIG. 5A, and as shown in FIG. 5B, in the fiber upstream cutting step S230, the marked portion of the glass fiber G1 is disconnected.
  • the marking step may be executed after the temperature lowering step S220, or after the marking step. A temperature lowering step S220 may also be performed.
  • the glass fiber G4 separated from the glass base material G was pulled out from below the lehr 130 and removed from the lehr 130, but the glass fiber G4 separated from the glass base material G The fiber G4 may be pulled out from above the lehr 130 and removed from the lehr 130.
  • Optical fiber manufacturing apparatus 110 Base material feeding unit 120 ... Drawing furnace 121 ... Furnace tube 122 ... Heating element 123 ... Gas supply section 130 ... Slow cooling furnace 131 ... Furnace core tube 132 ... heating element 133 ... shutter 140 ... forced cooling unit 150 ... resin coating die 160 ... UV curing furnace 170 ... direct roller 180 ... fiber cutting means 190 ... - Fiber gripping means B...Bobbin G...Glass base material G1...Glass fiber G2...Resin coated fiber G3...Optical fiber G4...Glass fiber separated from the glass base material G4a ... Upstream end of glass fiber separated from glass base material P ... White paint A ... Direction of rising air current

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Abstract

ガラス母材Ｇを加熱して軟化させる線引き炉１２０と、この線引き炉１２０よりも下流側に配置されて線引き炉１２０から線引きされたガラスファイバＧ１を徐冷する徐冷炉１３０とを用いてガラスファイバＧ１を含む光ファイバＧ３を製造する光ファイバＧ３の製造方法であって、線引き終了工程Ｓ２００が、徐冷炉１３０よりも下流側でガラスファイバＧ１を切断するファイバ下流側切断ステップＳ２１０と、ファイバ下流側切断ステップＳ２１０の後に徐冷炉１３０の内部温度をガラスファイバＧ１の徐冷点以下に降温する降温ステップＳ２２０と、降温ステップＳ２２０の後にガラスファイバＧ１を徐冷炉１３０から除去するファイバ除去ステップＳ２５０とを有している。

Description

光ファイバの製造方法
　本開示は、光ファイバの製造方法に関する。
　本出願は、２０２２年６月２１日出願の日本出願第２０２２－０９９３８５号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　ガラス母材から光ファイバを製造する光ファイバの製造方法として、ガラス母材を加熱して軟化させる線引き炉と、この線引き炉の下方に配置して線引き炉から線引きされたガラスファイバを徐冷する徐冷炉とを用いた光ファイバの製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　このような光ファイバの製造装置において、光ファイバの製造が終了すると、光ファイバを製造する線引き工程から光ファイバの製造を終了する線引き終了工程に移行する。
　この線引き終了工程では、徐冷炉の温度を線引き工程と同程度にしたまま、光ファイバの製造時の中間生成物であるガラスファイバを徐冷炉よりも上流側で光ファイバの製造装置より除去している。
特開２０１０－１６８２４７号公報
　本開示の光ファイバの製造方法は、ガラス母材を加熱して軟化させる線引き炉と、前記線引き炉よりも下流側に配置されて前記線引き炉から線引きされたガラスファイバを徐冷する徐冷炉とを用いて前記ガラスファイバを含む光ファイバを製造する光ファイバの製造方法であって、前記光ファイバを製造する線引き工程と、前記光ファイバの製造を終了する線引き終了工程と、を備え、前記線引き終了工程が、前記徐冷炉よりも下流側で前記ガラスファイバを切断するファイバ下流側切断ステップと、前記ファイバ下流側切断ステップの後に前記徐冷炉の内部温度を前記ガラスファイバの徐冷点以下に降温する降温ステップと、前記降温ステップの後に前記ガラスファイバを前記徐冷炉から除去するファイバ除去ステップとを有している。
本開示の一態様に係る光ファイバ製造装置の概略図である。 本開示の一態様に係る光ファイバの製造方法のフローチャートである。 図２に示す線引き終了工程のフローチャートである。 徐冷炉よりも下流側におけるガラスファイバの切断を説明する図である。 徐冷炉よりも上流側におけるガラスファイバの切断を説明する図である。 ガラスファイバの上流端部にマーキングする状況を説明する図である。 ガラスファイバが徐冷炉から除去される図である。 変形例におけるガラスファイバの上流端部にマーキングする状況を説明する図である。 変形例における徐冷炉よりも上流側のガラスファイバの切断を説明する図である。
［本開示が解決しようとする課題］
　上述した従来の線引き終了工程では、徐冷炉内にガラスファイバが残存してしまうことがあり、定期的に徐冷炉内を清掃する必要があったり、次回の光ファイバ製造時に線引き中のガラスファイバが徐冷炉内に残存したガラスファイバと接触して断線してしまうことがあったりした。
　そこで、本開示は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本開示の目的は、線引き終了工程において徐冷炉の内面にガラスファイバ片が付着しにくい光ファイバの製造方法を提供することである。
［本開示の効果］
　上記によれば、線引き終了工程において徐冷炉内にガラスファイバ片が残存しにくくすることができる。
［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様の内容を列記して説明する。
　本開示の光ファイバの製造方法は、（１）ガラス母材を加熱して軟化させる線引き炉と、前記線引き炉よりも下流側に配置されて前記線引き炉から線引きされたガラスファイバを徐冷する徐冷炉とを用いて前記ガラスファイバを含む光ファイバを製造する光ファイバの製造方法であって、前記光ファイバを製造する線引き工程と、前記光ファイバの製造を終了する線引き終了工程と、を備え、前記線引き終了工程が、前記徐冷炉よりも下流側で前記ガラスファイバを切断するファイバ下流側切断ステップと、前記ファイバ下流側切断ステップの後に前記徐冷炉の内部温度を前記ガラスファイバの徐冷点以下に降温する降温ステップと、前記降温ステップの後に前記ガラスファイバを前記徐冷炉から除去するファイバ除去ステップとを有している。
　このように構成された光ファイバの製造方法によれば、線引き終了工程が、降温ステップを有していることにより、徐冷炉の内部温度がガラスファイバの徐冷点以下に降温してガラスファイバの粘度が低下した状態で、ガラスファイバが徐冷炉から除去されるため、徐冷炉からガラスファイバを除去する際に、ガラスファイバが徐冷炉の内面に付着しにくくなり、徐冷炉の清掃頻度を下げたり、線引き工程時に光ファイバの断線を抑制したりすることができる。
　ここで、ガラス（すなわち、ガラスファイバおよびガラス母材）の徐冷点は、ガラスの粘度が１０１２［Ｐａ・ｓ］となる温度であり、ガラス内部の歪が約１５分で除去できる温度とされている。
　そして、ガラスファイバの表面温度がガラスの徐冷点より高温の温度範囲では、ガラスファイバ表面の粘性流動が大きくなるため、ガラスファイバが徐冷炉内部に接触した場合、ガラスファイバ表面形状が変化して徐冷炉内部に付着しやすくなると考えられる。
　したがって、ガラスファイバの表面温度がガラスの徐冷点以下の温度範囲とすることで、ガラスファイバの粘性流動が非常にゆっくりとしたものになるため、ガラスファイバが徐冷炉内部に接触しても付着しにくいと考えられる。
　よって、徐冷炉の内部温度をガラスファイバの徐冷点以下に降温してから、ガラスファイバを徐冷炉から除去することとしている。
（２）上記の光ファイバの製造方法において、前記ファイバ除去ステップにおいて、前記ガラスファイバが、前記徐冷炉の下方から引き出されて前記徐冷炉から除去される。
　これにより、徐冷炉からガラスファイバを引き出す際に徐冷炉に触れる可能性を有するガラスファイバの長さが、徐冷炉の上方からガラスファイバを引き出して徐冷炉から除去する場合に比べて短くなるため、徐冷炉からガラスファイバを除去する際に、ガラスファイバを徐冷炉の内面により付着しにくくすることができる。
　また、徐冷炉からガラスファイバを引き出す方向と徐冷炉の内部に生じている上昇気流の流れる方向とが逆方向となるため、徐冷炉からガラスファイバを除去する際にガラスファイバの姿勢が上昇気流により安定して、ガラスファイバを徐冷炉の内面にさらに付着しにくくすることができる。
（３）上記の光ファイバの製造方法において、前記線引き終了工程が、前記降温ステップの後、かつ、前記ファイバ除去ステップの前に、前記ガラスファイバを前記徐冷炉よりも上流側で切断するファイバ上流側切断ステップを有している。
　これにより、ガラスファイバを徐冷炉から除去した際に、ガラス母材から延びるガラスファイバの先端が徐冷炉よりも上流側に位置するため、光ファイバの製造を終了した際に、ガラスファイバを徐冷炉の内面に確実に残らなくすることができる。
（４）上記の光ファイバの製造方法において、前記線引き終了工程が、前記ファイバ下流側切断ステップの後、かつ、前記ファイバ上流側切断ステップの前に、前記徐冷炉よりも上流側で前記ガラスファイバをマーキングするマーキングステップを有し、前記ファイバ上流側切断ステップにおいて、前記ガラスファイバのマーキングされた部分を切断する。
　これにより、徐冷炉からガラスファイバを引き出した際に、引き出したガラスファイバの後端側のマーキングの有無を確認することで、徐冷炉からガラスファイバを引き出している最中にガラスファイバが切断されたか否かが分かるため、ガラスファイバを徐冷炉から残らず引き出せたか否かを容易に確認することができる。
（５）上記の光ファイバの製造方法において、前記線引き終了工程が、前記ファイバ上流側切断ステップの後に、前記ガラス母材から分離された前記ガラスファイバの上流端部をマーキングするマーキングステップを有している。
　これにより、徐冷炉からガラスファイバを引き出した際に、引き出したガラスファイバの後端側のマーキングの有無を確認することで、徐冷炉からガラスファイバを引き出している最中にガラスファイバが切断されたか否かが分かるため、ガラスファイバを徐冷炉から残らず引き出せたか否かを容易に確認することができる。
（６）上記の光ファイバの製造方法において、前記マーキングが、塗料の前記ガラスファイバの上流端部への塗布である。
　これにより、ガラスファイバの上流端部へのマーキングとしてガラスファイバの上流端部にテープを付すような場合に比べて、ガラスファイバの外径が大きくなりにくいため、ガラスファイバを徐冷炉から除去する際にガラスファイバが絡まりにくくなり、容易にガラスファイバを徐冷炉から除去することができる。
［本開示の実施形態の詳細］
　以下、本開示に係る光ファイバの製造方法の具体例について説明する。
　まず、光ファイバ製造装置１００の一例を示す図である図１を用いて光ファイバ製造装置１００を説明する。
＜１．光ファイバ製造装置の構成＞
　光ファイバ製造装置１００は、図１に示すように、最上流から順に、ガラス母材Ｇの上部を把持する母材送りユニット１１０と、ガラス母材Ｇを加熱して軟化させる線引き炉１２０と、この線引き炉１２０から線引きされたガラスファイバＧ１を徐冷する徐冷炉１３０と、この徐冷炉１３０を通過したガラスファイバＧ１を強制冷却する強制冷却ユニット１４０と、この強制冷却ユニット１４０を通過したガラスファイバＧ１に紫外線硬化樹脂（以下、ＵＶ（ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）硬化樹脂と称する）を塗布して樹脂塗布済みファイバＧ２を生成する樹脂コーティングダイス１５０と、樹脂塗布済みファイバＧ２の表面に塗布されたＵＶ硬化樹脂を硬化させて光ファイバＧ３を生成するＵＶ硬化炉１６０と、光ファイバＧ３が巻き取られるボビンＢに向けて光ファイバＧ３の走行方向を転換する直下ローラー１７０とを備えている。
　光ファイバ製造装置１００は、さらに、図１に示すように、徐冷炉１３０よりも上流側または下流側でガラスファイバＧ１を切断するファイバ切断手段１８０と、線引き炉１２０の下流側かつ徐冷炉１３０の上流側でガラスファイバＧ１を把持するファイバ把持手段１９０と、光ファイバ製造装置１００の各要素を制御する不図示のコントローラーとを備えている。
　母材送りユニット１１０は、図１に示すように、ガラス母材Ｇの上部を把持しており、ガラス母材Ｇを線引き炉１２０に対して自在に引き上げたり、降下させたりすることができる。
　線引き炉１２０は、内側にガラス母材Ｇが供給される円筒状の炉心管１２１と、この炉心管１２１を取り囲む発熱体１２２と、炉心管１２１内に不活性ガスを供給するガス供給部１２３とを有している。
　発熱体１２２は、抵抗炉でもよいし、誘導炉でもよい。
　徐冷炉１３０は、内側にガラス母材Ｇが供給される円筒状の炉心管１３１と、この炉心管１３１を取り囲む発熱体１３２と、炉心管１３１を開閉するシャッター１３３とを有している。
　発熱体１３２も線引き炉１２０の発熱体１２２と同様に、抵抗炉でもよいし、誘導炉でもよい。
　なお、線引き炉の下流側に徐冷炉を設けると、ガラスファイバがいきなり室温程度まで冷却されるのではなく、段階的に室温程度まで徐々に冷却されることになるため、レイリー散乱強度が低減され、光ファイバの伝送損失が低減される。
　強制冷却ユニット１４０は、不図示のガス供給源よりヘリウムガスのような冷却ガスが供給され、ガラス母材Ｇから線引きされたガラスファイバＧ１がこの冷却ガスによって強制的に冷却される。
　樹脂コーティングダイス１５０は、ガラスファイバ保護用のＵＶ硬化樹脂が蓄えられている。
　ＵＶ硬化炉１６０は、筒状の石英管と、この石英管の外部に配置された光源と、この光源から照射する紫外線を樹脂塗布済みファイバＧ２に集光する反射鏡とを備えている。
　直下ローラー１７０は、線引き炉１２０の直下に配置され、光ファイバＧ３の走行方向が垂直方向から例えば斜め上方へと変更している。
＜２．光ファイバ製造装置による光ファイバの製造＞
　次に、光ファイバ製造装置１００による光ファイバの製造方法について、図１～図４Ｄに基づいて詳しく説明する。
　図２は本開示の一態様に係る光ファイバの製造方法のフローチャートであり、図３は図２に示す線引き終了工程のフローチャートであり、図４Ａは徐冷炉よりも下流側におけるガラスファイバの切断を説明する図であり、図４Ｂは徐冷炉よりも上流側におけるガラスファイバの切断を説明する図であり、図４Ｃはガラスファイバの上流端部にマーキングする状況を説明する図であり、図４Ｄはガラスファイバが徐冷炉から除去される図である。
　光ファイバ製造装置１００による光ファイバの製造方法は、図２に示すように、光ファイバＧ３を製造する線引き工程Ｓ１００と、この線引き工程Ｓ１００に続き、光ファイバＧ３の製造を終了する線引き終了工程Ｓ２００とから構成されている。
＜２．１．線引き工程＞
　まず、図１を参照しつつ、線引き工程Ｓ１００について説明する。
　線引き工程Ｓ１００では、母材送りユニット１１０によりガラス母材Ｇが線引き炉１２０の炉心管１２１内に送られる。
　そして、ガラス母材Ｇの下端部分が発熱体１２２による炉心管１２１の加熱により軟化して下方に線引きされると、光ファイバＧ３を構成するガラスファイバＧ１が形成される。
　このガラスファイバＧ１は、コア部およびクラッド部を有し、外径が例えば１２５μｍの光導波路となっている。
　そして、ガラス母材Ｇから線引きされたガラスファイバＧ１が線引き炉１２０よりも低温（例えば、１２００度）の徐冷炉１３０を通過することで、ガラスファイバＧ１の表面温度が徐々に下げられていく。
　そして、ガラスファイバＧ１は、徐冷炉１３０で徐々に冷却された後、強制冷却ユニット１４０を通過することで、ガラスファイバＧ１の表面温度が室温程度まで下げられる。
　室温程度まで冷却されたガラスファイバＧ１がこの樹脂コーティングダイス１５０を通過することで、ガラスファイバＧ１の周囲にＵＶ硬化樹脂が塗布されて樹脂塗布済みファイバＧ２となる。
　樹脂塗布済みファイバＧ２がＵＶ硬化炉１６０を通過することで、ガラスファイバＧ１の表面に塗布されたＵＶ硬化樹脂はＵＶ硬化炉１６０で紫外線が照射されて硬化し、光ファイバＧ３が生成される。
　そして、直下ローラー１７０によって走行方向が変更された光ファイバＧ３は、ボビンＢに巻き取られる。
＜２．２．線引き終了工程＞
　次に、図１、図３、図４Ａ～図４Ｄ等を参照しつつ、線引き終了工程Ｓ２００について説明する。
　線引き終了工程Ｓ２００は、図３に示すように、ファイバ下流側切断ステップＳ２１０と、降温ステップＳ２２０と、ファイバ上流側切断ステップＳ２３０と、マーキングステップＳ２４０と、ファイバ除去ステップＳ２５０とを備えている。
　ファイバ下流側切断ステップＳ２１０は、徐冷炉１３０よりも下流側かつ樹脂コーティングダイス１５０よりも上流側でガラスファイバＧ１を切断する。
　そして、このファイバ下流側切断ステップＳ２１０では、図４Ａに示すように、徐冷炉１３０よりも下流側かつ樹脂コーティングダイス１５０よりも上流側で、ファイバ切断手段１８０により、ガラスファイバＧ１が切断される。
　降温ステップＳ２２０は、ファイバ下流側切断ステップＳ２１０の後に実行される。
　そして、この降温ステップＳ２２０では、徐冷炉１３０の内部温度をガラス母材Ｇの徐冷点以下（例えば、１０００度以下）に降温する。
　ファイバ上流側切断ステップＳ２３０は、降温ステップＳ２２０の後に実行される。
　そして、このファイバ上流側切断ステップＳ２３０では、図４Ｂに示すように、線引き炉１２０よりも下流側かつ徐冷炉１３０よりも上流側で、ガラスファイバＧ１がファイバ把持手段１９０によって把持された状態で、ファイバ把持手段１９０よりも上流側でファイバ切断手段１８０により、ガラスファイバＧ１が切断される。
　これにより、ガラスファイバＧ１を徐冷炉１３０から除去した際に、ガラス母材Ｇから延びるガラスファイバＧ１の先端が徐冷炉１３０よりも上流側に位置するため、光ファイバＧ３の製造を終了した際に、ガラスファイバＧ１を徐冷炉１３０の内面に確実に残らなくすることができる。
　マーキングステップＳ２４０は、ファイバ上流側切断ステップＳ２３０の後に実行される。
　そして、このマーキングステップＳ２４０では、図４Ｃに示すように、ガラス母材Ｇから分離されたガラスファイバＧ４の上流端部Ｇ４ａへ、マーキング（白色塗料Ｐが塗布）される。
　これにより、徐冷炉１３０からガラス母材Ｇから分離されたガラスファイバＧ４を引き出した際に、引き出したガラスファイバＧ４の後端側のマーキングの有無を確認することで、徐冷炉１３０からガラスファイバＧ４を引き出している最中にガラスファイバＧ４が切断されたか否かが分かるため、ガラスファイバＧ４を徐冷炉１３０から残らず引き出せたか否かを容易に確認することができる。
　また、ガラス母材Ｇから分離されたガラスファイバＧ４の上流端部へのマーキングとしてガラスファイバＧ４の上流端部Ｇ４ａにテープを付すような場合に比べて、ガラスファイバＧ４の外径が大きくなりにくいため、ガラス母材Ｇから分離されたガラスファイバＧ４を徐冷炉１３０から除去する際にガラスファイバＧ４が絡まりにくくなり、容易にガラスファイバＧ４を徐冷炉１３０から除去することができる。
　ファイバ除去ステップＳ２５０は、マーキングステップＳ２４０の後に実行される。
　そして、このファイバ除去ステップＳ２５０では、図４Ｄに示すように、ガラス母材Ｇから分離されたガラスファイバＧ４が、徐冷炉１３０の下方から引き出して徐冷炉１３０から除去される。
　このように実行される線引き終了工程Ｓ２００において、徐冷炉１３０の内部温度がガラスファイバＧ１の徐冷点以下に降温されていることにより、ガラスファイバＧ１の粘度が低下した状態で、ガラスファイバＧ１が徐冷炉１３０から除去されるため、徐冷炉１３０からガラスファイバＧ１を除去する際に、ガラスファイバＧ１が徐冷炉１３０の内面に付着しにくくなり、徐冷炉１３０の清掃頻度を下げたり、線引き工程時に光ファイバＧ３の断線を抑制したりすることができる。
　また、ガラス母材Ｇから分離されたガラスファイバＧ４を徐冷炉１３０から引き出す際に徐冷炉１３０に触れる可能性を有するガラスファイバＧ４の長さが、徐冷炉１３０の上方からガラスファイバＧ４を引き出して徐冷炉１３０から除去する場合に比べて短くなるため、ガラス母材Ｇから分離されたガラスファイバＧ４を徐冷炉から除去する際に、ガラスファイバＧ４を徐冷炉１３０の内面により付着しにくくすることができる。
　また、ガラス母材Ｇから分離されたガラスファイバＧ４を徐冷炉から引き出す方向と徐冷炉１３０の内部に生じている上昇気流の流れる方向Ａとが逆方向となるため、ガラス母材Ｇから分離されたガラスファイバＧ４を徐冷炉１３０から除去する際にガラスファイバＧ４の姿勢が上昇気流により安定して、ガラスファイバＧ４を徐冷炉１３０の内面にさらに付着しにくくすることができる。
［変形例］
　以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上記に限定されるものではない。
　また、前述した実施形態が備える各要素は技術的に可能である限り組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
　例えば、上述した実施形態において、徐冷炉１３０は、１本の炉心管１３１および１つの発熱体１３２を有していたが、複数の炉心管および発熱体から構成されていてもよい。
　徐冷炉が複数の炉心管および発熱体から構成されている場合、上流から下流に向かうにつれて発熱体の温度を徐々に下げていくことが好ましい。
　例えば、上述した実施形態におけるファイバ切断手段１８０は、ガラスファイバＧ１を切断できれば、カッターやハサミ等、如何なるものであってもよい。
　また、上述した実施形態において、ファイバ切断手段１８０がガラスファイバＧ１を切断していたが、ガラスファイバＧ１の切断は如何なるもので行ってもよく、作業者による切断等、光ファイバ製造装置１００のファイバ切断手段１８０に限定されない。
　例えば、上述した実施形態におけるファイバ把持手段１９０は、ガラスファイバＧ１を把持できれば、如何なるものであってもよい。
　また、上述した実施形態において、ファイバ把持手段１９０がガラスファイバＧ１を把持し、ガラスファイバＧ１の把持は如何なるもので行ってもよく、作業者による把持等、光ファイバ製造装置１００のファイバ把持手段１９０に限定されない。
　例えば、上述した実施形態において、ガラスファイバＧ１へのマーキングとして白色塗料Ｐを塗布していたが、ガラスファイバＧ１へ塗布する塗料の色は白色に限定されない。
　また、ガラスファイバＧ１へのマーキングは、塗料の塗布に限定されるものではなく、例えば、テープの貼付であってもよい。
　例えば、上述した実施形態において、降温ステップＳ２２０はファイバ下流側切断ステップＳ２１０の後に実行していたが、降温ステップの実行タイミングはこれに限定されるものではなく、例えば、ファイバ下流側切断ステップＳ２１０の前に実行してもよい。
　例えば、上述した実施形態において、降温ステップＳ２２０において徐冷炉の内部温度をガラスファイバの徐冷点以下に降温させていたが、徐冷炉の内部温度をガラスファイバの歪点以下に降温させてもよい。
　ここで、ガラスの歪点とは、ガラスの粘度が１０１３．５［Ｐａ・ｓ］となる温度であり、この温度では粘性流動が事実上起こらず、この温度以下ではガラス中の歪を除去できないとされている。
　したがって、ガラスファイバの表面温度がガラスの歪点と徐冷点との間の温度範囲では、粘性流動が起きるものの、非常にゆっくりとしたものであることから、歪点温度以下の場合と同様に、ガラスファイバが徐冷炉内部に接触しても付着しにくいと考えられる。
　また、ガラスファイバの表面温度がガラスの歪点以下の温度範囲では、ガラスファイバが徐冷炉内部に接触しても、固体同士が接触した場合と同様に付着しないと考えられる。
　よって、徐冷炉の内部温度をガラスファイバの歪点以下に降温させることで、ガラスファイバを徐冷炉の内面により確実に付着しにくくすることができる。
　例えば、上述した実施形態において、マーキングステップＳ２４０はファイバ上流側切断ステップＳ２３０の後に実行していたが、マーキングステップの実行タイミングはこれに限定されるものではなく、例えば、ファイバ下流側切断ステップＳ２１０の後、かつ、ファイバ上流側切断ステップＳ２３０の前に実行してもよい。
　この場合、ファイバ下流側切断ステップＳ２１０が実行された後に、図５Ａに示すようにマーキングステップが実行され、図５Ｂに示すようにファイバ上流側切断ステップＳ２３０で、ガラスファイバＧ１のマーキングされた部分が切断される。
　なお、ファイバ下流側切断ステップＳ２１０の後、かつ、ファイバ上流側切断ステップＳ２３０の前にマーキングステップを実行する場合、降温ステップＳ２２０の次にマーキングステップを実行してもよいし、マーキングステップの次に降温ステップＳ２２０を実行してもよい。
　例えば、上述した実施形態のファイバ除去ステップＳ２５０において、ガラス母材Ｇから分離されたガラスファイバＧ４を徐冷炉１３０の下方から引き出して徐冷炉１３０から除去していたが、ガラス母材Ｇから分離されたガラスファイバＧ４を徐冷炉１３０の上方から引き出して徐冷炉１３０から除去してもよい。
１００　・・・　光ファイバ製造装置
１１０　・・・　母材送りユニット
１２０　・・・　線引き炉
１２１　・・・　炉心管
１２２　・・・　発熱体
１２３　・・・　ガス供給部
１３０　・・・　徐冷炉
１３１　・・・　炉心管
１３２　・・・　発熱体
１３３　・・・　シャッター
１４０　・・・　強制冷却ユニット
１５０　・・・　樹脂コーティングダイス
１６０　・・・　ＵＶ硬化炉
１７０　・・・　直下ローラー
１８０　・・・　ファイバ切断手段
１９０　・・・　ファイバ把持手段
　Ｂ　　・・・　ボビン
　Ｇ　　・・・　ガラス母材
　Ｇ１　・・・　ガラスファイバ
　Ｇ２　・・・　樹脂塗布済みファイバ
　Ｇ３　・・・　光ファイバ
　Ｇ４　・・・　ガラス母材から分離されたガラスファイバ
　Ｇ４ａ・・・　ガラス母材から分離されたガラスファイバの上流端部
　Ｐ　　・・・　白色塗料
　Ａ　　・・・　上昇気流の方向

Claims (6)

  1. 　ガラス母材を加熱して軟化させる線引き炉と、前記線引き炉よりも下流側に配置されて前記線引き炉から線引きされたガラスファイバを徐冷する徐冷炉とを用いて前記ガラスファイバを含む光ファイバを製造する光ファイバの製造方法であって、
    　前記光ファイバを製造する線引き工程と、
    　前記光ファイバの製造を終了する線引き終了工程と、
    を備え、
    　前記線引き終了工程が、前記徐冷炉よりも下流側で前記ガラスファイバを切断するファイバ下流側切断ステップと、前記ファイバ下流側切断ステップの後に前記徐冷炉の内部温度を前記ガラスファイバの徐冷点以下に降温する降温ステップと、前記降温ステップの後に前記ガラスファイバを前記徐冷炉から除去するファイバ除去ステップとを有している、光ファイバの製造方法。
  2. 　前記ファイバ除去ステップにおいて、前記ガラスファイバが、前記徐冷炉の下方から引き出されて前記徐冷炉から除去される、請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
  3. 　前記線引き終了工程が、前記降温ステップの後、かつ、前記ファイバ除去ステップの前に、前記ガラスファイバを前記徐冷炉よりも上流側で切断するファイバ上流側切断ステップを有している、請求項２に記載の光ファイバの製造方法。
  4. 　前記線引き終了工程が、前記ファイバ下流側切断ステップの後、かつ、前記ファイバ上流側切断ステップの前に、前記徐冷炉よりも上流側で前記ガラスファイバをマーキングするマーキングステップを有し、
    　前記ファイバ上流側切断ステップにおいて、前記ガラスファイバのマーキングされた部分を切断する、請求項３に記載の光ファイバの製造方法。
  5. 　前記線引き終了工程が、前記ファイバ上流側切断ステップの後に、前記ガラス母材から分離された前記ガラスファイバの上流端部をマーキングするマーキングステップを有している、請求項３に記載の光ファイバの製造方法。
  6. 　前記マーキングが、塗料の前記ガラスファイバの上流端部への塗布である、請求項４または請求項５に記載の光ファイバの製造方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010013328A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバの製造方法及び製造装置
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JP2019532903A (ja) * 2016-10-21 2019-11-14 コーニング インコーポレイテッド 光ファイバ線引きシステムのためのパージ装置

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