光ファイバの製造方法
【課題】光ファイバの外径制御の応答性を高めるとともに、外径が均一な光ファイバを製造すること。
【解決手段】加熱装置１２と冷却装置１４との間に設置された第１の外径測定部１３が、線引きされた光ファイバ２３の第１の外径を測定し、冷却装置１４の下流側に設置された第２の外径測定部１５が、光ファイバ２３の第２の外径を測定し、制御部２１が、第２の外径が所定の値となるよう第１の外径の目標値を設定し、さらに第１の外径が第１の外径の目標値と一致するよう線引き速度を制御する。
【解決手段】加熱装置１２と冷却装置１４との間に設置された第１の外径測定部１３が、線引きされた光ファイバ２３の第１の外径を測定し、冷却装置１４の下流側に設置された第２の外径測定部１５が、光ファイバ２３の第２の外径を測定し、制御部２１が、第２の外径が所定の値となるよう第１の外径の目標値を設定し、さらに第１の外径が第１の外径の目標値と一致するよう線引き速度を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ母材を加熱装置で溶融させて光ファイバ（ガラス）を線引きし、線引きされた光ファイバ（ガラス）を冷却装置で冷却してから被覆装置で被覆することにより光ファイバを製造する光ファイバの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバの製造には、加熱装置で光ファイバ母材を加熱して溶融状態にして、光ファイバを線引きする方法が一般に用いられている。線引された直後の軟化状態にある光ファイバ（ガラス）は、冷却装置により強制的に冷却され、その後樹脂などにより被覆されて、光ファイバが製造される。ここで、線引き速度は、線引きされた光ファイバ（ガラス）の外径を所定の値に保つように制御される。なお以下では、断らない限り、光ファイバはガラス状態のものを指すものとする。
【０００３】
例えば、特許文献１には、加熱炉により加熱溶融され、線引きされた光ファイバの外径を測定する第１の外径測定器が冷却装置の前に設置されるとともに、第１の外径測定器と同等の仕様の第２の外径測定器が冷却装置の後に設置されていて、引取装置の引き取り速度が所定の速度より遅いときには第１の外径測定器の測定値で引き取り速度を制御し、引取装置の引き取り速度が所定の速度より速いときには第２の外径測定器の測定値で引き取り速度を制御することにより、安定して外径制御を行う技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、光ファイバの線引き速度上昇時に、±４ｍｍ以上の範囲の視野を有する測定視野の広い外径測定器で光ファイバの外径を測定し、定常の線引き速度とした時には、上記外径測定器よりも測定視野の狭い別の外径測定器に切り替えて光ファイバの外径を測定することにより、高速で線引きする場合に外径制御を容易にする技術が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、光ファイバの線引き経路の途中に、線引きした光ファイバの外径を測定する外径測定器を線引き方向に所定間隔をあけて少なくとも２個配置し、所定の時間差をもって各外径測定器の信号を取り出して比較することにより、光ファイバの径異常の誤検出を減らす技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、加熱部を出た直後の光ファイバの外径と、徐冷後の光ファイバの外径とを外径測定器で測定し、加熱部を出た直後の光ファイバの外径が、製品外径より大きくなるように、光ファイバ母材の送り速度と線引き速度を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３１９１２９号公報
【特許文献２】特許第３３０１１３６号公報
【特許文献３】特開２００５−１１９８９４号公報
【特許文献４】特許第４２５２８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術では、引取装置の引き取り速度が所定の速度より速いとき（高速走行時）に、加熱炉から遠い位置にある冷却装置の後に設置された第２の外径測定器の測定値で引取装置の引き取り速度が制御されるので、加熱炉と第２の外径測定器との間の距離が離れていることにより外径の制御に遅れが生じ、製造された光ファイバの外径がばらつく結果となる。
【０００９】
また、特許文献２、３には、線引炉の近くで光ファイバの外径を測定することが示されているが、速い速度で線引きがなされる場合、線引炉の近くで測定される光ファイバの外径は、最終的に得られる光ファイバの外径よりも大きくなってしまう場合が多い。そのため、最終的に得られる光ファイバの外径が所定の値となるよう制御する場合に、線引炉の近くにおける光ファイバの外径の目標値をどのような値に設定すべきかの判定が難しくなる。
【００１０】
また、特許文献４の技術では、加熱部を出た直後の光ファイバの外径と、徐冷後の光ファイバの外径とが一定となるよう制御しているが、徐冷炉を含む装置構成であるため、この制御を一般的な線引装置の構成に適用できるかどうかは不明である。また、特許文献４のように、加熱部を出た直後の光ファイバの外径と最終径とのオフセット量を予想し、加熱部を出た直後の位置でのファイバ径を一律に太めにしても、測定部での径と最終径との関係は線引き条件によりロット内・ロット間で変化するため、最終的に得られるファイバ径がばらつくことになる。
【００１１】
本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、光ファイバの外径制御の応答性を高めるとともに、外径が均一な光ファイバを製造することができる光ファイバの製造方法および光ファイバ製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による光ファイバの製造方法は、光ファイバ母材を加熱装置で溶融させて光ファイバを線引きし、線引きされた光ファイバを冷却装置で冷却してから被覆装置で被覆する光ファイバの製造方法で、加熱装置と冷却装置との間に設置された第１の外径測定部により、光ファイバの第１の外径を測定し、冷却装置の下流側に設置された第２の外径測定部により、光ファイバの第２の外径を測定し、第２の外径が所定の値となるよう第１の外径の目標値を設定し、第１の外径が第１の外径の目標値と一致するよう線引き速度を制御する。
【００１３】
また、本発明による光ファイバの製造方法では、線引き速度が１４００ｍ／分以上とする。また、加熱装置と第１の外径測定部との間の距離を、線引き速度の制御に係るむだ時間Ｌと時定数Ｔとの比Ｌ／Ｔが２以下となるような設定とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、加熱装置と冷却装置との間の線引きされた直後の光ファイバの第１の外径が測定され、この外径が目標値と一致するよう線引き速度が制御される。これにより、光ファイバの外径制御の応答性を高めることができる。さらに、冷却装置の下流側において冷却後の光ファイバの第２の外径が測定され、この外径が所定の値となるように第１の外径の目標値が設定される。これにより、外径が均一な光ファイバを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る光ファイバ製造装置の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光ファイバの外径制御の一例を示すブロック線図である。
【図３】第１の外径測定器の設置位置の決定方法について説明する図である。
【図４】実施例および比較例の一覧を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る光ファイバ製造装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明による光ファイバの製造方法および光ファイバ製造装置について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光ファイバ製造装置１０の一例を示す図である。
図１に示すように、この光ファイバ製造装置１０は、線引き炉１１、加熱装置（ヒータ）１２、第１の外径測定部１３、冷却装置１４、第２の外径測定部１５、被覆装置（樹脂塗布ダイス）１６、硬化炉１７、ガイドローラ１８、キャプスタン１９、巻取りドラム２０、および、制御部２１を備える。
【００１７】
線引き炉１１には、光ファイバ母材２２がセットされる。光ファイバ母材２２は、その中心部にコア部を、コア部の周りにクラッド部を有する。光ファイバ母材２２が加熱装置１２により加熱されると、光ファイバ母材２２は、その下端部が順に溶融して垂下し、光ファイバ２３が線引きされる。
【００１８】
この線引き工程において、垂下した光ファイバ２３は冷却装置１４により冷却され、続いて、被覆装置１６により樹脂（保護被覆）が塗布され、次いで、光ファイバ２３は硬化炉１７に送られて、塗布された樹脂が固化される。保護被覆が施された光ファイバ２３は、ガイドローラ１８等を経由してキャプスタン１９により引き取られ、さらに巻取りドラム２０により巻き取られる。
【００１９】
また、加熱装置１２と冷却装置１４との間には第１の外径測定部１３が設置され、冷却装置１４と被覆装置１６との間には第２の外径測定部１５が設置される。第２の外径測定部１５が設置される位置は、光ファイバ２３の外径が変化しなくなる位置とするのが望ましい。すなわち、第２の外径測定部１５は、測定する光ファイバ２３の外径が、最終的に製造したい光ファイバ２３の外径と同じとなるような位置に設置されるものとする。
【００２０】
第１の外径測定部１３と第２の外径測定部１５には、一般的な外径測定装置が用いられ、例えば、光ファイバ２３の側面の投光画像をモニタして画像処理をすることにより、光ファイバ２３の第１の外径および第２の外径をそれぞれの位置において測定する。
【００２１】
制御部２１は、第２の外径測定器１５により測定される第２の外径の目標値を、最終的に製造したい光ファイバ２３の外径に設定する。この設定値は予め光ファイバ製造装置１０の操作者により入力される。続いて、制御部２１は、第２の外径の目標値と、実際に測定された第２の外径との偏差を算出し、算出した偏差を用いて、第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値を設定する。
【００２２】
その後、制御部２１は、第１の外径の目標値と、実際に測定された第１の外径との偏差を算出し、その偏差を用いてキャプスタン１９の光ファイバ２３の線引き速度（引き取り速度）を制御する。この線引き速度は非常に速く、本実施例に係る光ファイバの製造方法は、延伸による光ファイバの製造方法とは区別される。
【００２３】
このように、第２の外径測定器１５により測定される光ファイバ２３の第２の外径を、加熱装置１２の近くに設置された第１の外径測定器１３の測定結果を用いて制御することができるので、光ファイバ２３の外径制御の応答性が高まり、外径が均一な光ファイバ２３を製造することができる。
【００２４】
特に、線引き速度が１４００ｍ／分以上となる高速線引きにおいては、光ファイバ母材溶融部のネックダウンが、より引き伸ばされることになるため、第１の外径測定器１３の位置で測定される第１の外径が、第２の外径測定器１５の位置で測定される第２の外径よりも大きくなる場合が多く、第１の外径と最終的に製造したい光ファイバ２３の外径とは異なることになる場合が多い。しかし、このような場合でも上記制御を行うことにより、外径が均一な光ファイバ２３を製造できる。
【００２５】
図２は、本発明の実施形態に係る光ファイバ２３の外径制御の一例を示すブロック線図である。この外径制御は、制御部２１により行われる。この外径制御では、まず、比較部３０が、第２の外径測定器１５により測定される第２の外径の目標値（最終的に製造したい光ファイバ２３の外径）と、第２の外径測定器１５により実際に測定された第２の外径との間の第２の外径の偏差を算出する。
【００２６】
そして、コントローラ３１は、第２の外径の偏差に基づいて第１の外径の目標値を設定し、比較部３０により算出される第２の外径の偏差が小さくなるようにする。続いて、比較部３２が、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定された第１の外径との間の第１の外径の偏差を算出する。
【００２７】
その後、コントローラ３３は、第１の外径の偏差に基づいてキャプスタン１９の線引き速度を設定し、比較部３２により算出される第１の外径の偏差が小さくなるようにする。
【００２８】
ここで、第２の外径測定器１５により測定される第２の外径の目標値と、第２の外径測定器１５により実際に測定される第２の外径との偏差（第２の外径の偏差）から、第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値を設定する制御（コントローラ３１による制御）には、Ｐ制御（Proportional Control，比例制御）、Ｉ制御（Integral Control，積分制御）、ＰＩ制御（Proportional-Integral Control，比例積分制御）を用いることが好ましい。しかし、制御方法はこれらに限定されるものではない。
【００２９】
また、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定される第１の外径との間の偏差（第１の外径の偏差）から、キャプスタン１９の線引き速度を設定する制御（コントローラ３３による制御）には、Ｐ制御、Ｉ制御、Ｄ制御（Derivative Control，微分制御）、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御（Proportional-Integral-Derivative Control，比例積分微分制御）、Ｄ制御を変形した不完全微分制御、あるいは、これらを適宜組み合わせた各種制御が適用される。しかし、制御方法はこれらに限定されるものではない。
【００３０】
なお、第１の外径測定器１３を設置する位置は、例えば、以下のようにして決定する。図３は、第１の外径測定器１３の設置位置の決定方法について説明する図である。外径制御を切った後、図３に示すように、線引き速度４０をステップ状に変化させた場合、第１の外径測定器１３により測定される光ファイバ２３の外径変化４１は次第に増大し、一定値４２（ΔＤ０）に近づくこととなる。
【００３１】
ここで、光ファイバ２３の外径変化４１の変曲点４４において外径変化４１の接線を引き、その接線が時間軸と交わる時刻をｔ１、その接線が一定値４２と交わる時刻をｔ２とすると、むだ時間Ｌはｔ１で表され、時定数Ｔはｔ２−ｔ１で表される。この場合、第１の外径測定器１３の設置位置が線引き炉１１に近づくほど、むだ時間Ｌは短くなる。ここでは、Ｌ／Ｔが２以下になるよう、第１の外径測定器１３を線引き炉１１にできるだけ近づけて設置する。なお、Ｌ／Ｔ＝２となる第１の外径測定器１３の位置は、線速１４００ｍ／分で線引きする際には、加熱装置１２の中心から４ｍ弱の位置に相当し、２ｍのときは、Ｌ／Ｔはほぼ１になる。したがって、線速１４００ｍ／分で線引きする際には、加熱装置１２の中心から第１の外径測定器１３の中心までの距離を４ｍ以内に、より好ましくは２ｍ以内にすることにより、光ファイバ２３の外径制御の応答性を高めることができる。
【００３２】
また、Ｌ／Ｔの値は、近似式の最適フィッティングにより求めることとしてもよい。具体的には、図３の時間ｔに対する外径変化ΔＤの変化実測曲線４１に対して、下記の近似式を、例えば最小２乗法等を用いてフィッティングする。その結果得られた近似式のＬとＴから、Ｌ／Ｔが求められる。
【数１】
【００３３】
また、ここで求められたΔＤ０、Ｌ、Ｔの値に基づき、Ｐ制御、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御のパラメータを最適化することも可能である。
【００３４】
次に、図１の光ファイバ製造装置１０を用いて光ファイバ２３を製造した実施例および実施例との比較に用いる比較例について説明する。なお、図４に、実施例および比較例の一覧を示す。
【００３５】
（実施例１）
図４に示すように、実施例１では、光ファイバ製造装置１０において、加熱装置１２の中心から第１の外径測定器１３の中心までの距離Ｄ１を２ｍ、加熱装置１２の中心から第２の外径測定器１５の中心までの距離Ｄ２を８ｍ、線引き速度の設定値を１４００ｍ／分、第２の外径測定器１５により測定される第２の外径の目標値を１２５μｍとした。
【００３６】
また、第２の外径の目標値と、第２の外径測定器１５により実際に測定される第２の外径との偏差（第２の外径の偏差）から、第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値を設定する制御にはＰＩ制御を用い、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定される第１の外径との間の偏差（第１の外径の偏差）から、キャプスタン１９の線引き速度を設定する制御には同じくＰＩ制御を用いた。なお、Ｌ／Ｔの値は、ほぼ１である。この場合において、第１の外径の目標値は約１４０μｍ程度となり、製造された光ファイバ２３の外径は１２５.００±０.１３μｍとなった。
【００３７】
（実施例２）
図４に示すように、実施例２では、光ファイバ製造装置１０において、線引き速度の設定値を１７００ｍ／分とし、その他の条件は、上記実施例１と同様に、加熱装置１２の中心から第１の外径測定器１３の中心までの距離Ｄ１を２ｍ、加熱装置１２の中心から第２の外径測定器１５の中心までの距離Ｄ２を８ｍ、第２の外径測定器１５により測定される第２の外径の目標値を１２５μｍとした。
【００３８】
また、上記実施例１と同様に、第２の外径の目標値と、第２の外径測定器１５により実際に測定される第２の外径との偏差（第２の外径の偏差）から、第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値を設定する制御にはＰＩ制御を用い、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定される第１の外径との間の偏差（第１の外径の偏差）から、キャプスタン１９の線引き速度を設定する制御には同じくＰＩ制御を用いた。実施例１と実施例２とを比較すると、実施例２では、線引き速度の設定値が実施例１よりも大きいため、Ｌ／Ｔの値は大きくなり、ほぼ１.３となる。この場合において、第１の外径の目標値は約１５０μｍ程度となり、製造された光ファイバ２３の外径は１２５.００±０.２２μｍとなった。線引き速度が速くなったことにより、外径の変動は実施例１の場合よりも増加したものの、依然として良好といえる範囲である。
【００３９】
（比較例１）
一方、図４の比較例１に示すように、実施例１と同じ線引き速度（１４００ｍ／分）、同じ第１の外径測定器１３の位置（加熱装置１２の中心から第１の外径測定器１３の中心までの距離Ｄ１が２ｍ）で、第２の外径測定器１５を用いず、第１の外径測定器１３による測定結果のみを用いて光ファイバ２３の外径（第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値）が１２５μｍとなるよう線引き速度を制御した場合、製造された光ファイバ２３の外径は１１５.２０±０.５２μｍとなった。この比較例１では、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定される第１の外径との間の偏差（第１の外径の偏差）から、キャプスタン１９の線引き速度を設定する制御にはＰＩ制御を用いた。なお、Ｌ／Ｔの値は、実施例１と同じくほぼ１である。
【００４０】
このように、第２の外径測定器１５を用いない場合、第２の外径測定器１５を用いる場合に比べて光ファイバ２３の平均外径がずれ、外径の変動も大きくなった。これにより、図１に示す光ファイバ製造装置１０による制御の優位性が明らかになった。
【００４１】
（比較例２）
図４に示すように、比較例２では、実施例１、比較例１の線速（１４００ｍ／分）より線速が遅い場合に、第１の外径測定器１３のみで制御した例を示す。
第２の外径測定器１５を用いず、第１の外径測定器１３による測定結果のみを用いて光ファイバ２３の外径が１２５μｍとなるよう線引き速度を制御した結果、製造された光ファイバ２３の外径が１２５.００±０.２９μｍとなった。この比較例２では、加熱装置１２の中心から第１の外径測定器１３の中心までの距離Ｄ１を４ｍ、線引き速度の設定値を１０００ｍ／分とし、上記比較例１と同様に、第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値を１２５μｍとした。また、上記比較例１と同様に、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定される第１の外径との間の偏差（第１の外径の偏差）から、キャプスタン１９の線引き速度を設定する制御にはＰＩ制御を用いた。なお、Ｌ／Ｔの値は、ほぼ１.５である。
【００４２】
比較例２では、線引き速度が遅いため、光ファイバ２３の平均外径および外径の変動は良好ではあるが、実施例１および２と比較すると、線引き速度が遅いにもかかわらず、外径の変動が大きくなっている。このように、比較例２による制御結果も、図１に示す光ファイバ製造装置１０による制御の優位性を明らかにしている。但し、線引き速度が１０００ｍ／分と低いので、平均外径、外径変動は良好レベルの範囲内にはある。
【００４３】
（比較例３）
図４に示すように、比較例３は、比較例２と同じ条件で、線速のみを速くして制御した例である。線速は、実施例１、比較例１と同じ線速（１４００ｍ／分）である。
この場合、製造された光ファイバ２３の外径が１２５.１０±０.５７μｍとなった。この比較例３では、線引き速度の設定値を１４００ｍ／分とし、その他の条件は、上記比較例２と同様に、加熱装置１２の中心から第１の外径測定器１３の中心までの距離Ｄ１を４ｍ、第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値を１２５μｍとした。また、上記比較例２と同様に、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定される第１の外径との間の偏差（第１の外径の偏差）から、キャプスタン１９の線引き速度を設定する制御にはＰＩ制御を用いた。なお、Ｌ／Ｔの値は、ほぼ２.１である。
【００４４】
比較例３では、線引き速度を比較例２に比べて速くしたことにより、光ファイバ２３の平均外径が若干ずれ、外径の変動が大きくなっている。線速が同じ実施例１と比較すると、さらにその差は大きい。このように、比較例３による制御結果も、図１に示す光ファイバ製造装置１０による制御の優位性を明らかにしている。
【００４５】
（比較例４）
図４に示すように、比較例４は、比較例３と同じ条件で、第１の外径測定器１３の位置のみ遠ざけて制御した例である。線速は、実施例１、比較例１，３と同じ線速（１４００ｍ／分）である。
この場合、製造された光ファイバ２３の外径は１２５.００±１.２５μｍとなった。この比較例４では、加熱装置１２の中心から第１の外径測定器１３の中心までの距離Ｄ１を８ｍとし、その他の条件は、上記比較例３と同様に、線引き速度の設定値を１４００ｍ／分、第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値を１２５μｍとした。また、上記比較例３と同様に、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定される第１の外径との間の偏差（第１の外径の偏差）から、キャプスタン１９の線引き速度を設定する制御にはＰＩ制御を用いた。なお、Ｌ／Ｔの値は、ほぼ３.１である。
【００４６】
比較例４では、第１の外径測定器１３の位置を遠ざけたため、比較例１，３のように、光ファイバ２３の平均外径がずれることは無かったが、外径の変動が非常に大きくなっている。線速が同じ実施例１と比較すると、さらにその差は大きい。このように、比較例４による制御結果も、図１に示す光ファイバ製造装置１０による制御の優位性を明らかにしている。
【００４７】
図５は、本発明の他の実施形態に係る光ファイバ製造装置１０’の一例を示す図である。図５に示す光ファイバ製造装置１０’は、図１に示す光ファイバ製造装置１０における第１の外径測定部１３の配置位置を、線引き炉１１における光ファイバ２３の出口部分に変更したものである。
【００４８】
ここで、第１の外径測定部１３を配置する線引き炉１１の出口部分には、光ファイバ２３を監視できるガラス窓を設け、このガラス窓から光ファイバ２３の側面の投光画像をモニタして画像処理をすることにより、光ファイバ２３の外径を測定する。光ファイバ２３が高温状態にあり、輻射光を放出している場合には、第１の外径測定部１３は光ファイバ２３の撮像に必要な波長の光以外をカットする光学フィルタを用いることとしてもよい。これにより、第１の外径測定部１３は、外径を安定して測定することができる。
【００４９】
次に、図５の光ファイバ製造装置１０’を用いて光ファイバ２３を製造した結果の一例について説明する。
【００５０】
（実施例３）
図４に示すように、実施例３では、光ファイバ製造装置１０’において、加熱装置１２の中心から第１の外径測定器１３の中心までの距離Ｄ１を１ｍとし、その他の条件は、上記実施例２と同様、加熱装置１２の中心から第２の外径測定器１５の中心までの距離Ｄ２を８ｍ、線引き速度の設定値を１７００ｍ／分、第２の外径測定器１５により測定される第２の外径の目標値を１２５μｍとした。
【００５１】
また、上記実施例２と同様に、第２の外径の目標値と、第２の外径測定器１５により実際に測定される第２の外径との偏差（第２の外径の偏差）から、第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値を設定する制御にはＰＩ制御を用い、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定される第１の外径との間の偏差（第１の外径の偏差）から、キャプスタン１９の線引き速度を設定する制御にもＰＩ制御を用いた。なお、Ｌ／Ｔの値は、ほぼ０.８である。この場合において、第１の外径の目標値は約１８０μｍ程度となり、製造された光ファイバ２３の外径は１２５.００±０.１０μｍとなった。このように、実施例２より第１の外径測定器の位置をさらに加熱装置１２の中心に近づけることにより、さらに外径変動を小さく抑えることができた。
【符号の説明】
【００５２】
１０，１０’…光ファイバ製造装置、１１，１１’…線引き炉、１２…加熱装置、１３…第１の外径測定部、１４…冷却装置、１５…第２の外径測定部、１６…被覆装置、１７…硬化炉、１８…ガイドローラ、１９…キャプスタン、２０…巻取りドラム、２１…制御部、２２…光ファイバ母材、２３…光ファイバ、３０，３２…比較部、３１，３３…コントローラ、３４，３５…制御対象伝達関数。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ母材を加熱装置で溶融させて光ファイバ（ガラス）を線引きし、線引きされた光ファイバ（ガラス）を冷却装置で冷却してから被覆装置で被覆することにより光ファイバを製造する光ファイバの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバの製造には、加熱装置で光ファイバ母材を加熱して溶融状態にして、光ファイバを線引きする方法が一般に用いられている。線引された直後の軟化状態にある光ファイバ（ガラス）は、冷却装置により強制的に冷却され、その後樹脂などにより被覆されて、光ファイバが製造される。ここで、線引き速度は、線引きされた光ファイバ（ガラス）の外径を所定の値に保つように制御される。なお以下では、断らない限り、光ファイバはガラス状態のものを指すものとする。
【０００３】
例えば、特許文献１には、加熱炉により加熱溶融され、線引きされた光ファイバの外径を測定する第１の外径測定器が冷却装置の前に設置されるとともに、第１の外径測定器と同等の仕様の第２の外径測定器が冷却装置の後に設置されていて、引取装置の引き取り速度が所定の速度より遅いときには第１の外径測定器の測定値で引き取り速度を制御し、引取装置の引き取り速度が所定の速度より速いときには第２の外径測定器の測定値で引き取り速度を制御することにより、安定して外径制御を行う技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、光ファイバの線引き速度上昇時に、±４ｍｍ以上の範囲の視野を有する測定視野の広い外径測定器で光ファイバの外径を測定し、定常の線引き速度とした時には、上記外径測定器よりも測定視野の狭い別の外径測定器に切り替えて光ファイバの外径を測定することにより、高速で線引きする場合に外径制御を容易にする技術が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、光ファイバの線引き経路の途中に、線引きした光ファイバの外径を測定する外径測定器を線引き方向に所定間隔をあけて少なくとも２個配置し、所定の時間差をもって各外径測定器の信号を取り出して比較することにより、光ファイバの径異常の誤検出を減らす技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、加熱部を出た直後の光ファイバの外径と、徐冷後の光ファイバの外径とを外径測定器で測定し、加熱部を出た直後の光ファイバの外径が、製品外径より大きくなるように、光ファイバ母材の送り速度と線引き速度を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３１９１２９号公報
【特許文献２】特許第３３０１１３６号公報
【特許文献３】特開２００５−１１９８９４号公報
【特許文献４】特許第４２５２８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術では、引取装置の引き取り速度が所定の速度より速いとき（高速走行時）に、加熱炉から遠い位置にある冷却装置の後に設置された第２の外径測定器の測定値で引取装置の引き取り速度が制御されるので、加熱炉と第２の外径測定器との間の距離が離れていることにより外径の制御に遅れが生じ、製造された光ファイバの外径がばらつく結果となる。
【０００９】
また、特許文献２、３には、線引炉の近くで光ファイバの外径を測定することが示されているが、速い速度で線引きがなされる場合、線引炉の近くで測定される光ファイバの外径は、最終的に得られる光ファイバの外径よりも大きくなってしまう場合が多い。そのため、最終的に得られる光ファイバの外径が所定の値となるよう制御する場合に、線引炉の近くにおける光ファイバの外径の目標値をどのような値に設定すべきかの判定が難しくなる。
【００１０】
また、特許文献４の技術では、加熱部を出た直後の光ファイバの外径と、徐冷後の光ファイバの外径とが一定となるよう制御しているが、徐冷炉を含む装置構成であるため、この制御を一般的な線引装置の構成に適用できるかどうかは不明である。また、特許文献４のように、加熱部を出た直後の光ファイバの外径と最終径とのオフセット量を予想し、加熱部を出た直後の位置でのファイバ径を一律に太めにしても、測定部での径と最終径との関係は線引き条件によりロット内・ロット間で変化するため、最終的に得られるファイバ径がばらつくことになる。
【００１１】
本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、光ファイバの外径制御の応答性を高めるとともに、外径が均一な光ファイバを製造することができる光ファイバの製造方法および光ファイバ製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による光ファイバの製造方法は、光ファイバ母材を加熱装置で溶融させて光ファイバを線引きし、線引きされた光ファイバを冷却装置で冷却してから被覆装置で被覆する光ファイバの製造方法で、加熱装置と冷却装置との間に設置された第１の外径測定部により、光ファイバの第１の外径を測定し、冷却装置の下流側に設置された第２の外径測定部により、光ファイバの第２の外径を測定し、第２の外径が所定の値となるよう第１の外径の目標値を設定し、第１の外径が第１の外径の目標値と一致するよう線引き速度を制御する。
【００１３】
また、本発明による光ファイバの製造方法では、線引き速度が１４００ｍ／分以上とする。また、加熱装置と第１の外径測定部との間の距離を、線引き速度の制御に係るむだ時間Ｌと時定数Ｔとの比Ｌ／Ｔが２以下となるような設定とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、加熱装置と冷却装置との間の線引きされた直後の光ファイバの第１の外径が測定され、この外径が目標値と一致するよう線引き速度が制御される。これにより、光ファイバの外径制御の応答性を高めることができる。さらに、冷却装置の下流側において冷却後の光ファイバの第２の外径が測定され、この外径が所定の値となるように第１の外径の目標値が設定される。これにより、外径が均一な光ファイバを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る光ファイバ製造装置の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光ファイバの外径制御の一例を示すブロック線図である。
【図３】第１の外径測定器の設置位置の決定方法について説明する図である。
【図４】実施例および比較例の一覧を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る光ファイバ製造装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明による光ファイバの製造方法および光ファイバ製造装置について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光ファイバ製造装置１０の一例を示す図である。
図１に示すように、この光ファイバ製造装置１０は、線引き炉１１、加熱装置（ヒータ）１２、第１の外径測定部１３、冷却装置１４、第２の外径測定部１５、被覆装置（樹脂塗布ダイス）１６、硬化炉１７、ガイドローラ１８、キャプスタン１９、巻取りドラム２０、および、制御部２１を備える。
【００１７】
線引き炉１１には、光ファイバ母材２２がセットされる。光ファイバ母材２２は、その中心部にコア部を、コア部の周りにクラッド部を有する。光ファイバ母材２２が加熱装置１２により加熱されると、光ファイバ母材２２は、その下端部が順に溶融して垂下し、光ファイバ２３が線引きされる。
【００１８】
この線引き工程において、垂下した光ファイバ２３は冷却装置１４により冷却され、続いて、被覆装置１６により樹脂（保護被覆）が塗布され、次いで、光ファイバ２３は硬化炉１７に送られて、塗布された樹脂が固化される。保護被覆が施された光ファイバ２３は、ガイドローラ１８等を経由してキャプスタン１９により引き取られ、さらに巻取りドラム２０により巻き取られる。
【００１９】
また、加熱装置１２と冷却装置１４との間には第１の外径測定部１３が設置され、冷却装置１４と被覆装置１６との間には第２の外径測定部１５が設置される。第２の外径測定部１５が設置される位置は、光ファイバ２３の外径が変化しなくなる位置とするのが望ましい。すなわち、第２の外径測定部１５は、測定する光ファイバ２３の外径が、最終的に製造したい光ファイバ２３の外径と同じとなるような位置に設置されるものとする。
【００２０】
第１の外径測定部１３と第２の外径測定部１５には、一般的な外径測定装置が用いられ、例えば、光ファイバ２３の側面の投光画像をモニタして画像処理をすることにより、光ファイバ２３の第１の外径および第２の外径をそれぞれの位置において測定する。
【００２１】
制御部２１は、第２の外径測定器１５により測定される第２の外径の目標値を、最終的に製造したい光ファイバ２３の外径に設定する。この設定値は予め光ファイバ製造装置１０の操作者により入力される。続いて、制御部２１は、第２の外径の目標値と、実際に測定された第２の外径との偏差を算出し、算出した偏差を用いて、第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値を設定する。
【００２２】
その後、制御部２１は、第１の外径の目標値と、実際に測定された第１の外径との偏差を算出し、その偏差を用いてキャプスタン１９の光ファイバ２３の線引き速度（引き取り速度）を制御する。この線引き速度は非常に速く、本実施例に係る光ファイバの製造方法は、延伸による光ファイバの製造方法とは区別される。
【００２３】
このように、第２の外径測定器１５により測定される光ファイバ２３の第２の外径を、加熱装置１２の近くに設置された第１の外径測定器１３の測定結果を用いて制御することができるので、光ファイバ２３の外径制御の応答性が高まり、外径が均一な光ファイバ２３を製造することができる。
【００２４】
特に、線引き速度が１４００ｍ／分以上となる高速線引きにおいては、光ファイバ母材溶融部のネックダウンが、より引き伸ばされることになるため、第１の外径測定器１３の位置で測定される第１の外径が、第２の外径測定器１５の位置で測定される第２の外径よりも大きくなる場合が多く、第１の外径と最終的に製造したい光ファイバ２３の外径とは異なることになる場合が多い。しかし、このような場合でも上記制御を行うことにより、外径が均一な光ファイバ２３を製造できる。
【００２５】
図２は、本発明の実施形態に係る光ファイバ２３の外径制御の一例を示すブロック線図である。この外径制御は、制御部２１により行われる。この外径制御では、まず、比較部３０が、第２の外径測定器１５により測定される第２の外径の目標値（最終的に製造したい光ファイバ２３の外径）と、第２の外径測定器１５により実際に測定された第２の外径との間の第２の外径の偏差を算出する。
【００２６】
そして、コントローラ３１は、第２の外径の偏差に基づいて第１の外径の目標値を設定し、比較部３０により算出される第２の外径の偏差が小さくなるようにする。続いて、比較部３２が、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定された第１の外径との間の第１の外径の偏差を算出する。
【００２７】
その後、コントローラ３３は、第１の外径の偏差に基づいてキャプスタン１９の線引き速度を設定し、比較部３２により算出される第１の外径の偏差が小さくなるようにする。
【００２８】
ここで、第２の外径測定器１５により測定される第２の外径の目標値と、第２の外径測定器１５により実際に測定される第２の外径との偏差（第２の外径の偏差）から、第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値を設定する制御（コントローラ３１による制御）には、Ｐ制御（Proportional Control，比例制御）、Ｉ制御（Integral Control，積分制御）、ＰＩ制御（Proportional-Integral Control，比例積分制御）を用いることが好ましい。しかし、制御方法はこれらに限定されるものではない。
【００２９】
また、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定される第１の外径との間の偏差（第１の外径の偏差）から、キャプスタン１９の線引き速度を設定する制御（コントローラ３３による制御）には、Ｐ制御、Ｉ制御、Ｄ制御（Derivative Control，微分制御）、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御（Proportional-Integral-Derivative Control，比例積分微分制御）、Ｄ制御を変形した不完全微分制御、あるいは、これらを適宜組み合わせた各種制御が適用される。しかし、制御方法はこれらに限定されるものではない。
【００３０】
なお、第１の外径測定器１３を設置する位置は、例えば、以下のようにして決定する。図３は、第１の外径測定器１３の設置位置の決定方法について説明する図である。外径制御を切った後、図３に示すように、線引き速度４０をステップ状に変化させた場合、第１の外径測定器１３により測定される光ファイバ２３の外径変化４１は次第に増大し、一定値４２（ΔＤ０）に近づくこととなる。
【００３１】
ここで、光ファイバ２３の外径変化４１の変曲点４４において外径変化４１の接線を引き、その接線が時間軸と交わる時刻をｔ１、その接線が一定値４２と交わる時刻をｔ２とすると、むだ時間Ｌはｔ１で表され、時定数Ｔはｔ２−ｔ１で表される。この場合、第１の外径測定器１３の設置位置が線引き炉１１に近づくほど、むだ時間Ｌは短くなる。ここでは、Ｌ／Ｔが２以下になるよう、第１の外径測定器１３を線引き炉１１にできるだけ近づけて設置する。なお、Ｌ／Ｔ＝２となる第１の外径測定器１３の位置は、線速１４００ｍ／分で線引きする際には、加熱装置１２の中心から４ｍ弱の位置に相当し、２ｍのときは、Ｌ／Ｔはほぼ１になる。したがって、線速１４００ｍ／分で線引きする際には、加熱装置１２の中心から第１の外径測定器１３の中心までの距離を４ｍ以内に、より好ましくは２ｍ以内にすることにより、光ファイバ２３の外径制御の応答性を高めることができる。
【００３２】
また、Ｌ／Ｔの値は、近似式の最適フィッティングにより求めることとしてもよい。具体的には、図３の時間ｔに対する外径変化ΔＤの変化実測曲線４１に対して、下記の近似式を、例えば最小２乗法等を用いてフィッティングする。その結果得られた近似式のＬとＴから、Ｌ／Ｔが求められる。
【数１】
【００３３】
また、ここで求められたΔＤ０、Ｌ、Ｔの値に基づき、Ｐ制御、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御のパラメータを最適化することも可能である。
【００３４】
次に、図１の光ファイバ製造装置１０を用いて光ファイバ２３を製造した実施例および実施例との比較に用いる比較例について説明する。なお、図４に、実施例および比較例の一覧を示す。
【００３５】
（実施例１）
図４に示すように、実施例１では、光ファイバ製造装置１０において、加熱装置１２の中心から第１の外径測定器１３の中心までの距離Ｄ１を２ｍ、加熱装置１２の中心から第２の外径測定器１５の中心までの距離Ｄ２を８ｍ、線引き速度の設定値を１４００ｍ／分、第２の外径測定器１５により測定される第２の外径の目標値を１２５μｍとした。
【００３６】
また、第２の外径の目標値と、第２の外径測定器１５により実際に測定される第２の外径との偏差（第２の外径の偏差）から、第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値を設定する制御にはＰＩ制御を用い、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定される第１の外径との間の偏差（第１の外径の偏差）から、キャプスタン１９の線引き速度を設定する制御には同じくＰＩ制御を用いた。なお、Ｌ／Ｔの値は、ほぼ１である。この場合において、第１の外径の目標値は約１４０μｍ程度となり、製造された光ファイバ２３の外径は１２５.００±０.１３μｍとなった。
【００３７】
（実施例２）
図４に示すように、実施例２では、光ファイバ製造装置１０において、線引き速度の設定値を１７００ｍ／分とし、その他の条件は、上記実施例１と同様に、加熱装置１２の中心から第１の外径測定器１３の中心までの距離Ｄ１を２ｍ、加熱装置１２の中心から第２の外径測定器１５の中心までの距離Ｄ２を８ｍ、第２の外径測定器１５により測定される第２の外径の目標値を１２５μｍとした。
【００３８】
また、上記実施例１と同様に、第２の外径の目標値と、第２の外径測定器１５により実際に測定される第２の外径との偏差（第２の外径の偏差）から、第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値を設定する制御にはＰＩ制御を用い、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定される第１の外径との間の偏差（第１の外径の偏差）から、キャプスタン１９の線引き速度を設定する制御には同じくＰＩ制御を用いた。実施例１と実施例２とを比較すると、実施例２では、線引き速度の設定値が実施例１よりも大きいため、Ｌ／Ｔの値は大きくなり、ほぼ１.３となる。この場合において、第１の外径の目標値は約１５０μｍ程度となり、製造された光ファイバ２３の外径は１２５.００±０.２２μｍとなった。線引き速度が速くなったことにより、外径の変動は実施例１の場合よりも増加したものの、依然として良好といえる範囲である。
【００３９】
（比較例１）
一方、図４の比較例１に示すように、実施例１と同じ線引き速度（１４００ｍ／分）、同じ第１の外径測定器１３の位置（加熱装置１２の中心から第１の外径測定器１３の中心までの距離Ｄ１が２ｍ）で、第２の外径測定器１５を用いず、第１の外径測定器１３による測定結果のみを用いて光ファイバ２３の外径（第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値）が１２５μｍとなるよう線引き速度を制御した場合、製造された光ファイバ２３の外径は１１５.２０±０.５２μｍとなった。この比較例１では、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定される第１の外径との間の偏差（第１の外径の偏差）から、キャプスタン１９の線引き速度を設定する制御にはＰＩ制御を用いた。なお、Ｌ／Ｔの値は、実施例１と同じくほぼ１である。
【００４０】
このように、第２の外径測定器１５を用いない場合、第２の外径測定器１５を用いる場合に比べて光ファイバ２３の平均外径がずれ、外径の変動も大きくなった。これにより、図１に示す光ファイバ製造装置１０による制御の優位性が明らかになった。
【００４１】
（比較例２）
図４に示すように、比較例２では、実施例１、比較例１の線速（１４００ｍ／分）より線速が遅い場合に、第１の外径測定器１３のみで制御した例を示す。
第２の外径測定器１５を用いず、第１の外径測定器１３による測定結果のみを用いて光ファイバ２３の外径が１２５μｍとなるよう線引き速度を制御した結果、製造された光ファイバ２３の外径が１２５.００±０.２９μｍとなった。この比較例２では、加熱装置１２の中心から第１の外径測定器１３の中心までの距離Ｄ１を４ｍ、線引き速度の設定値を１０００ｍ／分とし、上記比較例１と同様に、第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値を１２５μｍとした。また、上記比較例１と同様に、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定される第１の外径との間の偏差（第１の外径の偏差）から、キャプスタン１９の線引き速度を設定する制御にはＰＩ制御を用いた。なお、Ｌ／Ｔの値は、ほぼ１.５である。
【００４２】
比較例２では、線引き速度が遅いため、光ファイバ２３の平均外径および外径の変動は良好ではあるが、実施例１および２と比較すると、線引き速度が遅いにもかかわらず、外径の変動が大きくなっている。このように、比較例２による制御結果も、図１に示す光ファイバ製造装置１０による制御の優位性を明らかにしている。但し、線引き速度が１０００ｍ／分と低いので、平均外径、外径変動は良好レベルの範囲内にはある。
【００４３】
（比較例３）
図４に示すように、比較例３は、比較例２と同じ条件で、線速のみを速くして制御した例である。線速は、実施例１、比較例１と同じ線速（１４００ｍ／分）である。
この場合、製造された光ファイバ２３の外径が１２５.１０±０.５７μｍとなった。この比較例３では、線引き速度の設定値を１４００ｍ／分とし、その他の条件は、上記比較例２と同様に、加熱装置１２の中心から第１の外径測定器１３の中心までの距離Ｄ１を４ｍ、第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値を１２５μｍとした。また、上記比較例２と同様に、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定される第１の外径との間の偏差（第１の外径の偏差）から、キャプスタン１９の線引き速度を設定する制御にはＰＩ制御を用いた。なお、Ｌ／Ｔの値は、ほぼ２.１である。
【００４４】
比較例３では、線引き速度を比較例２に比べて速くしたことにより、光ファイバ２３の平均外径が若干ずれ、外径の変動が大きくなっている。線速が同じ実施例１と比較すると、さらにその差は大きい。このように、比較例３による制御結果も、図１に示す光ファイバ製造装置１０による制御の優位性を明らかにしている。
【００４５】
（比較例４）
図４に示すように、比較例４は、比較例３と同じ条件で、第１の外径測定器１３の位置のみ遠ざけて制御した例である。線速は、実施例１、比較例１，３と同じ線速（１４００ｍ／分）である。
この場合、製造された光ファイバ２３の外径は１２５.００±１.２５μｍとなった。この比較例４では、加熱装置１２の中心から第１の外径測定器１３の中心までの距離Ｄ１を８ｍとし、その他の条件は、上記比較例３と同様に、線引き速度の設定値を１４００ｍ／分、第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値を１２５μｍとした。また、上記比較例３と同様に、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定される第１の外径との間の偏差（第１の外径の偏差）から、キャプスタン１９の線引き速度を設定する制御にはＰＩ制御を用いた。なお、Ｌ／Ｔの値は、ほぼ３.１である。
【００４６】
比較例４では、第１の外径測定器１３の位置を遠ざけたため、比較例１，３のように、光ファイバ２３の平均外径がずれることは無かったが、外径の変動が非常に大きくなっている。線速が同じ実施例１と比較すると、さらにその差は大きい。このように、比較例４による制御結果も、図１に示す光ファイバ製造装置１０による制御の優位性を明らかにしている。
【００４７】
図５は、本発明の他の実施形態に係る光ファイバ製造装置１０’の一例を示す図である。図５に示す光ファイバ製造装置１０’は、図１に示す光ファイバ製造装置１０における第１の外径測定部１３の配置位置を、線引き炉１１における光ファイバ２３の出口部分に変更したものである。
【００４８】
ここで、第１の外径測定部１３を配置する線引き炉１１の出口部分には、光ファイバ２３を監視できるガラス窓を設け、このガラス窓から光ファイバ２３の側面の投光画像をモニタして画像処理をすることにより、光ファイバ２３の外径を測定する。光ファイバ２３が高温状態にあり、輻射光を放出している場合には、第１の外径測定部１３は光ファイバ２３の撮像に必要な波長の光以外をカットする光学フィルタを用いることとしてもよい。これにより、第１の外径測定部１３は、外径を安定して測定することができる。
【００４９】
次に、図５の光ファイバ製造装置１０’を用いて光ファイバ２３を製造した結果の一例について説明する。
【００５０】
（実施例３）
図４に示すように、実施例３では、光ファイバ製造装置１０’において、加熱装置１２の中心から第１の外径測定器１３の中心までの距離Ｄ１を１ｍとし、その他の条件は、上記実施例２と同様、加熱装置１２の中心から第２の外径測定器１５の中心までの距離Ｄ２を８ｍ、線引き速度の設定値を１７００ｍ／分、第２の外径測定器１５により測定される第２の外径の目標値を１２５μｍとした。
【００５１】
また、上記実施例２と同様に、第２の外径の目標値と、第２の外径測定器１５により実際に測定される第２の外径との偏差（第２の外径の偏差）から、第１の外径測定器１３により測定される第１の外径の目標値を設定する制御にはＰＩ制御を用い、第１の外径の目標値と、第１の外径測定器１３により実際に測定される第１の外径との間の偏差（第１の外径の偏差）から、キャプスタン１９の線引き速度を設定する制御にもＰＩ制御を用いた。なお、Ｌ／Ｔの値は、ほぼ０.８である。この場合において、第１の外径の目標値は約１８０μｍ程度となり、製造された光ファイバ２３の外径は１２５.００±０.１０μｍとなった。このように、実施例２より第１の外径測定器の位置をさらに加熱装置１２の中心に近づけることにより、さらに外径変動を小さく抑えることができた。
【符号の説明】
【００５２】
１０，１０’…光ファイバ製造装置、１１，１１’…線引き炉、１２…加熱装置、１３…第１の外径測定部、１４…冷却装置、１５…第２の外径測定部、１６…被覆装置、１７…硬化炉、１８…ガイドローラ、１９…キャプスタン、２０…巻取りドラム、２１…制御部、２２…光ファイバ母材、２３…光ファイバ、３０，３２…比較部、３１，３３…コントローラ、３４，３５…制御対象伝達関数。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材を加熱装置で溶融させて光ファイバを線引きし、線引きされた前記光ファイバを冷却装置で冷却してから被覆装置で被覆する光ファイバの製造方法であって、
前記加熱装置と前記冷却装置との間に設置された第１の外径測定部により、前記光ファイバの第１の外径を測定し、前記冷却装置の下流側に設置された第２の外径測定部により、前記光ファイバの第２の外径を測定し、該第２の外径が所定の値となるよう前記第１の外径の目標値を設定し、前記第１の外径が前記第１の外径の目標値と一致するよう線引き速度を制御することを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項２】
前記線引き速度が１４００ｍ／分以上であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項３】
前記加熱装置と前記第１の外径測定部との間の距離を、前記線引き速度の制御に係るむだ時間Ｌと時定数Ｔとの比Ｌ／Ｔが２以下となるように設定することを特徴とする請求項２に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１】
光ファイバ母材を加熱装置で溶融させて光ファイバを線引きし、線引きされた前記光ファイバを冷却装置で冷却してから被覆装置で被覆する光ファイバの製造方法であって、
前記加熱装置と前記冷却装置との間に設置された第１の外径測定部により、前記光ファイバの第１の外径を測定し、前記冷却装置の下流側に設置された第２の外径測定部により、前記光ファイバの第２の外径を測定し、該第２の外径が所定の値となるよう前記第１の外径の目標値を設定し、前記第１の外径が前記第１の外径の目標値と一致するよう線引き速度を制御することを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項２】
前記線引き速度が１４００ｍ／分以上であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項３】
前記加熱装置と前記第１の外径測定部との間の距離を、前記線引き速度の制御に係るむだ時間Ｌと時定数Ｔとの比Ｌ／Ｔが２以下となるように設定することを特徴とする請求項２に記載の光ファイバの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１８８３２０（Ｐ２０１２−１８８３２０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３７４４（Ｐ２０１１−５３７４４）
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]