JPH04325427A - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ母材の製造方法Info
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- JPH04325427A JPH04325427A JP12209491A JP12209491A JPH04325427A JP H04325427 A JPH04325427 A JP H04325427A JP 12209491 A JP12209491 A JP 12209491A JP 12209491 A JP12209491 A JP 12209491A JP H04325427 A JPH04325427 A JP H04325427A
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- Japan
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- rod
- preform
- base material
- furnace
- outer diameter
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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
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
- C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
- C03B37/0124—Means for reducing the diameter of rods or tubes by drawing, e.g. for preform draw-down
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、第１の母材ロッドを、
これより小径の第２の母材ロッドに延伸する際、第１の
母材ロッドの外径変動や、炉自体の熱伝動などによる変
動などにかかわらず、常に一定の延伸張力で延伸するよ
うに、延伸炉の投入電力を制御するようにした光ファイ
バ母材の製造方法に関するものである。
これより小径の第２の母材ロッドに延伸する際、第１の
母材ロッドの外径変動や、炉自体の熱伝動などによる変
動などにかかわらず、常に一定の延伸張力で延伸するよ
うに、延伸炉の投入電力を制御するようにした光ファイ
バ母材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、第１の母材ロッド（例えばガ
ラスロッド）を、これより小径の第２の母材ロッドに延
伸するには、延伸炉（電気炉など）中に導き、この炉に
よる加熱によって母材を軟化させ、この状態で、引っ張
り延伸している。
ラスロッド）を、これより小径の第２の母材ロッドに延
伸するには、延伸炉（電気炉など）中に導き、この炉に
よる加熱によって母材を軟化させ、この状態で、引っ張
り延伸している。
【０００３】そして、この際の延伸炉への電力の投入は
、一般に、第１の母材ロッドの全長にわたって、すなわ
ち延伸の開始から終了まで、一定の値で行っている。
、一般に、第１の母材ロッドの全長にわたって、すなわ
ち延伸の開始から終了まで、一定の値で行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、本発明者等
の研究によると、上記方法では、実際の母材特性や炉自
体の特性を考慮すると、一定の延伸張力で延伸できない
という問題が見出された。つまり、実際の母材にあって
は、その長手方向の全長にわたって、常に外径が均一で
あるわけではなく、微妙なバラツキがあって、一定の延
伸張力で延伸できず、外径変化に対応した電力制御が必
要であることを見出した。
の研究によると、上記方法では、実際の母材特性や炉自
体の特性を考慮すると、一定の延伸張力で延伸できない
という問題が見出された。つまり、実際の母材にあって
は、その長手方向の全長にわたって、常に外径が均一で
あるわけではなく、微妙なバラツキがあって、一定の延
伸張力で延伸できず、外径変化に対応した電力制御が必
要であることを見出した。
【０００５】また、仮に、第１の母材ロッドの外径がそ
の全長にわたって均一であっても、炉自体の特性（熱電
導などの特性など）により、延伸開始直後から次第に延
伸張力が低下するという傾向が見られ、常時一定の電力
を投入する方法では、やはり一定の延伸張力で延伸でき
ないことを見出した。
の全長にわたって均一であっても、炉自体の特性（熱電
導などの特性など）により、延伸開始直後から次第に延
伸張力が低下するという傾向が見られ、常時一定の電力
を投入する方法では、やはり一定の延伸張力で延伸でき
ないことを見出した。
【０００６】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
なされたものである。
なされたものである。
【課題を解決するための手段】かゝる本発明の特徴とす
る点は、第１の母材ロッドを、延伸炉に通し、これより
小径の第２の母材ロッドに延伸して光ファイバ母材を製
造する方法において、前記第１の母材ロッドの全長にわ
たって外径を測定し、前記延伸炉に通された当該第１の
母材ロッドの外径に応じて、または前記延伸炉に通され
た前記第１の母材ロッドの進入位置により変わる延伸張
力に応じて、当該延伸炉の投入電力を制御して、当該第
１の母材ロッドの延伸張力を一定に保つ光ファイバ母材
の製造方法にある。
る点は、第１の母材ロッドを、延伸炉に通し、これより
小径の第２の母材ロッドに延伸して光ファイバ母材を製
造する方法において、前記第１の母材ロッドの全長にわ
たって外径を測定し、前記延伸炉に通された当該第１の
母材ロッドの外径に応じて、または前記延伸炉に通され
た前記第１の母材ロッドの進入位置により変わる延伸張
力に応じて、当該延伸炉の投入電力を制御して、当該第
１の母材ロッドの延伸張力を一定に保つ光ファイバ母材
の製造方法にある。
【０００７】
【作用】このように第１の母材ロッドの外径や、炉内で
の進入位置に応じて、投入電力を制御すれば、進入位置
すなわち延伸開始から時間に応じて、投入電力を少なく
していき、また、外径に対しては、大きい外径のときに
は投入電力を多くし、小さい外径のときには投入電力を
少なくすれば、単位ロッド部材に対する供給熱量が均一
化され、ロッドの均一な軟化が行われ、一定の延伸張力
による光ファイバ母材の製造が実現される。
の進入位置に応じて、投入電力を制御すれば、進入位置
すなわち延伸開始から時間に応じて、投入電力を少なく
していき、また、外径に対しては、大きい外径のときに
は投入電力を多くし、小さい外径のときには投入電力を
少なくすれば、単位ロッド部材に対する供給熱量が均一
化され、ロッドの均一な軟化が行われ、一定の延伸張力
による光ファイバ母材の製造が実現される。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明に係る光ファイバ母材の製造
方法の一実施例を示したものである。
方法の一実施例を示したものである。
【０００９】図において、１は第１の母材ロッド、２は
この第１の母材ロッド１を延伸炉３に通して、当該第１
の母材ロッド１より小径に延伸した第２の母材ロッドで
あり、この第２の母材ロッドから目的とする光ファイバ
母材が得られる。
この第１の母材ロッド１を延伸炉３に通して、当該第１
の母材ロッド１より小径に延伸した第２の母材ロッドで
あり、この第２の母材ロッドから目的とする光ファイバ
母材が得られる。
【００１０】上記延伸炉３は、電気炉で、内部の円筒状
のマッフル４とこのマッフル４を通して上記第１の母材
ロッド１を加熱する電熱ヒータなどの発熱体５からなる
。
のマッフル４とこのマッフル４を通して上記第１の母材
ロッド１を加熱する電熱ヒータなどの発熱体５からなる
。
【００１１】この延伸炉３において、上記第１の母材ロ
ッド１は、当初の外径Ｄから所定の速度Ｖ１ で送り出
され、当該延伸炉３中での加熱により、軟化しつつ延伸
され、目標外径（直径）ｄ０ の第２の母材ロッド２と
して、所定の速度Ｖ２ で引き取られる。
ッド１は、当初の外径Ｄから所定の速度Ｖ１ で送り出
され、当該延伸炉３中での加熱により、軟化しつつ延伸
され、目標外径（直径）ｄ０ の第２の母材ロッド２と
して、所定の速度Ｖ２ で引き取られる。
【００１２】このとき、理想的には、第１の母材ロッド
１は、常に一定の延伸張力で延伸されることが、得られ
る光ファイバの伝送特性上、必要とされるわけであるが
、例えば第１の母材ロッド１の全長にわたって外径にバ
ラツキがあると、延伸炉３すなわち発熱体５への定電力
投入では、一定の延伸張力が得られない。
１は、常に一定の延伸張力で延伸されることが、得られ
る光ファイバの伝送特性上、必要とされるわけであるが
、例えば第１の母材ロッド１の全長にわたって外径にバ
ラツキがあると、延伸炉３すなわち発熱体５への定電力
投入では、一定の延伸張力が得られない。
【００１３】そこで、本発明では、予め、あるいは延伸
炉３への挿入時に、レーザー方式などの外径測定装置（
図示省略）により、第１の母材ロッド１の全長にわたる
外径測定を行い、その外径データと、その位置データ（
例えばロッド先端からの位置データ）をコンピュータな
どの記憶部に記憶させる。
炉３への挿入時に、レーザー方式などの外径測定装置（
図示省略）により、第１の母材ロッド１の全長にわたる
外径測定を行い、その外径データと、その位置データ（
例えばロッド先端からの位置データ）をコンピュータな
どの記憶部に記憶させる。
【００１４】一方、延伸炉３中に送り出された第１の母
材ロッド１の進入位置（例えばロッド先端の炉中への進
入距離、あるいは延伸開始からの経過時間など）は、ロ
ッド送出し装置（図示省略）の駆動機構などに取付けた
パルスジェネレータや、ロッド先端の通過を検知する接
触センサや光センサなどにより、測定できるようにして
おく。
材ロッド１の進入位置（例えばロッド先端の炉中への進
入距離、あるいは延伸開始からの経過時間など）は、ロ
ッド送出し装置（図示省略）の駆動機構などに取付けた
パルスジェネレータや、ロッド先端の通過を検知する接
触センサや光センサなどにより、測定できるようにして
おく。
【００１５】さらに、延伸炉３自体の特性（例えば炉内
ロッドの熱電導による延伸張力の変動）も、予め測定し
ておく。この特性の変化は、本発明者等の実験した延伸
炉の場合、図２の如くであった（図中、６は延伸張力パ
ターン）。つまり、炉の延伸張力は、第１の母材ロッド
１の進入位置（延伸開始後の経過時間と同じ）に大きく
なる従って、徐々に小さくなる傾向にあることが判る。
ロッドの熱電導による延伸張力の変動）も、予め測定し
ておく。この特性の変化は、本発明者等の実験した延伸
炉の場合、図２の如くであった（図中、６は延伸張力パ
ターン）。つまり、炉の延伸張力は、第１の母材ロッド
１の進入位置（延伸開始後の経過時間と同じ）に大きく
なる従って、徐々に小さくなる傾向にあることが判る。
【００１６】したがって、図３に示したように延伸炉３
の投入電力は、第１の母材ロッド１の進入位置に対応さ
せて、概ね図中の電力制御パターン７により行うものと
する。
の投入電力は、第１の母材ロッド１の進入位置に対応さ
せて、概ね図中の電力制御パターン７により行うものと
する。
【００１７】しかし、実際の延伸炉３の運転にあたって
は、上述の如く第１の母材ロッド１の全長には、その外
径に多少のバラツキが存在するため、上記第１の母材ロ
ッド１の外径データとその位置データを、上記炉内への
進入位置データと比較し、この第１の母材ロッド１の外
径に対応させて、つまり、外径の太い部分が最適加熱部
に達したときには、上記電力制御パターン７を基本（ベ
ース）として、多少大きな電力を投入し、外径が細くな
ったときには、やはり電力制御パターン７を基本としつ
つも、その細くなった分に応じて、投入電力を少なくす
るように、投入電力を制御する。
は、上述の如く第１の母材ロッド１の全長には、その外
径に多少のバラツキが存在するため、上記第１の母材ロ
ッド１の外径データとその位置データを、上記炉内への
進入位置データと比較し、この第１の母材ロッド１の外
径に対応させて、つまり、外径の太い部分が最適加熱部
に達したときには、上記電力制御パターン７を基本（ベ
ース）として、多少大きな電力を投入し、外径が細くな
ったときには、やはり電力制御パターン７を基本としつ
つも、その細くなった分に応じて、投入電力を少なくす
るように、投入電力を制御する。
【００１８】これにより、第１の母材ロッド１の延伸張
力は、その外径や炉の特性などに影響されずに、ほぼ一
定に保たれ、理想的な延伸が得られる。この均一な延伸
張力により、得られた光ファイバには、歪みがなく、極
めて良好な伝送特性が得られる。
力は、その外径や炉の特性などに影響されずに、ほぼ一
定に保たれ、理想的な延伸が得られる。この均一な延伸
張力により、得られた光ファイバには、歪みがなく、極
めて良好な伝送特性が得られる。
【００１９】因に、母材ロッド外径変化による投入電力
の制御値を数式的に求めれば、次の如くである。先ず、
第１の母材ロッド１の外径Ｄと延伸張力Ｆとの間には、
次の関係が成り立つものとして、延伸張力Ｆが一定とな
るよう延伸炉３に投入する電力を制御する。 （Ｄ／ｄ）２ ・η Ｆ
（１）ただし、同式中、ｄ：第２の母材ロ
ッド２の外径、η：ある温度における母材ロッド（石英
ガラスロッド）の粘度である。
の制御値を数式的に求めれば、次の如くである。先ず、
第１の母材ロッド１の外径Ｄと延伸張力Ｆとの間には、
次の関係が成り立つものとして、延伸張力Ｆが一定とな
るよう延伸炉３に投入する電力を制御する。 （Ｄ／ｄ）２ ・η Ｆ
（１）ただし、同式中、ｄ：第２の母材ロ
ッド２の外径、η：ある温度における母材ロッド（石英
ガラスロッド）の粘度である。
【００２０】したがって、延伸張力Ｆが一定となるため
には、次式なる関係が成立していればよい。 η＝Ａ（ｄ／Ｄ）２
（２）ただし、同式中、Ａ：定数である。
には、次式なる関係が成立していればよい。 η＝Ａ（ｄ／Ｄ）２
（２）ただし、同式中、Ａ：定数である。
【００２１】一方、ロッド（ガラス）の粘度と、温度の
間には、次の関係が成立する。 η＝Ｂｅｘｐ（Ｅ／ＲＴ）
（３）ただし、同式中、Ｂ：定数、Ｅ：物質に固有
な量、Ｒ：ガス定数、Ｔ：絶対温度である。
間には、次の関係が成立する。 η＝Ｂｅｘｐ（Ｅ／ＲＴ）
（３）ただし、同式中、Ｂ：定数、Ｅ：物質に固有
な量、Ｒ：ガス定数、Ｔ：絶対温度である。
【００２２】また、延伸炉３の温度と、投入電力Ｐとの
間には、次の関係が成立する。 Ｔ＝ＣＰ１／４
（４）ただし、同式中、Ｃ：定数
である。
間には、次の関係が成立する。 Ｔ＝ＣＰ１／４
（４）ただし、同式中、Ｃ：定数
である。
【００２３】したがって、上記式（２）〜（４）から次
式が導かれる。 （ｄ／Ｄ）２ ＝Ｃ１ ｅｘｐ（Ｃ２ Ｐ−１／４
）
（５）ただし、同式中、Ｃ１ 、Ｃ２ ：定数である。
式が導かれる。 （ｄ／Ｄ）２ ＝Ｃ１ ｅｘｐ（Ｃ２ Ｐ−１／４
）
（５）ただし、同式中、Ｃ１ 、Ｃ２ ：定数である。
【００２４】つまり、母材ロッド外径変化に対しては、
この式（５）により求められる電力Ｐにより、制御する
一方、炉自体の特性に対しては、上述した図３の電力制
御を加味すればよい。
この式（５）により求められる電力Ｐにより、制御する
一方、炉自体の特性に対しては、上述した図３の電力制
御を加味すればよい。
【００２５】
【発明の効果】このように本発明に係る光ファイバの製
造方法によれば、次のような優れた効果が得られる。
造方法によれば、次のような優れた効果が得られる。
【００２６】（１）先ず、第１の母材ロッドの全長にわ
たって外径を測定し、延伸炉に通されたこの第１の母材
ロッドの外径に応じて、当該延伸炉の投入電力を制御す
れば、外径のバラツキにかかわりなく、当該第１の母材
ロッドの延伸張力を一定に保つことができる。
たって外径を測定し、延伸炉に通されたこの第１の母材
ロッドの外径に応じて、当該延伸炉の投入電力を制御す
れば、外径のバラツキにかかわりなく、当該第１の母材
ロッドの延伸張力を一定に保つことができる。
【００２７】（２）また、延伸炉に通された第１の母材
ロッドの進入位置により変わる延伸張力に応じて、当該
延伸炉の投入電力を制御すれば、炉の特性にかかわりな
く、当該第１の母材ロッドの延伸張力を一定に保つこと
ができる。
ロッドの進入位置により変わる延伸張力に応じて、当該
延伸炉の投入電力を制御すれば、炉の特性にかかわりな
く、当該第１の母材ロッドの延伸張力を一定に保つこと
ができる。
【００２８】（３）さらに、上記両者をくみあわせれば
、第１の母材ロッドの外径のバラツキ、および炉の特性
にかかわりなく、当該第１の母材ロッドの延伸張力をほ
ぼ理想的な形で一定に保つことができる。
、第１の母材ロッドの外径のバラツキ、および炉の特性
にかかわりなく、当該第１の母材ロッドの延伸張力をほ
ぼ理想的な形で一定に保つことができる。
【図１】本発明に係る光ファイバの製造方法の一実施例
を示した概略説明図である。
を示した概略説明図である。
【図２】延伸炉における延伸張力と母材ロッドの進入位
置との関係を示したグラフである。
置との関係を示したグラフである。
【図３】延伸炉における投入電力と母材ロッドの進入位
置との関係を示したグラフである。
置との関係を示したグラフである。
Claims (3)
- 【請求項１】 第１の母材ロッドを、延伸炉に通し、
これより小径の第２の母材ロッドに延伸して光ファイバ
母材を製造する方法において、前記第１の母材ロッドの
全長にわたって外径を測定し、前記延伸炉に通された当
該第１の母材ロッドの外径に応じて、当該延伸炉の投入
電力を制御して、当該第１の母材ロッドの延伸張力を一
定に保つことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 - 【請求項２】 第１の母材ロッドを、延伸炉に通し、
これより小径の第２の母材ロッドに延伸して光ファイバ
母材を製造する方法において、前記延伸炉に通された前
記第１の母材ロッドの進入位置により変わる延伸張力に
応じて、当該延伸炉の投入電力を制御して、当該第１の
母材ロッドの延伸張力を一定に保つことを特徴とする光
ファイバ母材の製造方法。 - 【請求項３】 第１の母材ロッドを、延伸炉に通し、
これより小径の第２の母材ロッドに延伸して光ファイバ
母材を製造する方法において、前記延伸炉に通された前
記第１の母材ロッドの進入位置により変わる延伸張力に
応ずると共に、前記第１の母材ロッドの全長にわたって
外径を測定し、前記延伸炉に通された当該第１の母材ロ
ッドの外径に応じて、当該延伸炉の投入電力を制御して
、当該第１の母材ロッドの延伸張力を一定に保つことを
特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12209491A JPH04325427A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12209491A JPH04325427A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04325427A true JPH04325427A (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=14827507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12209491A Pending JPH04325427A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 光ファイバ母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04325427A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6134922A (en) * | 1997-06-19 | 2000-10-24 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for drawing a glass ingot |
| US6354113B2 (en) | 1999-01-20 | 2002-03-12 | Alcatel | Fiber optic draw furnace featuring a fiber optic preform heating and fiber drawing programmable logic controller |
-
1991
- 1991-04-24 JP JP12209491A patent/JPH04325427A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6134922A (en) * | 1997-06-19 | 2000-10-24 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for drawing a glass ingot |
| US6354113B2 (en) | 1999-01-20 | 2002-03-12 | Alcatel | Fiber optic draw furnace featuring a fiber optic preform heating and fiber drawing programmable logic controller |
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