JPH06211535A - 光ファイバの線引方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバ用ガラス母材の外径が大きく線引
速度を高速化しても、強度、伝送損失等の面で優れた高
品質の光ファイバを製造することができる光ファイバの
線引方法を提供する。 【構成】 カーボン製電気炉（線引炉）２を用いた場
合、光ファイバ用ガラス母材８の外径の大きさと線引速
度に応じて規定される、熱伝達率の小さなアルゴンガス
と熱伝達率の大きなヘリウムガスとの混合不活性ガスの
混合比を、入力制御器２８を介してアルゴンガス流入コ
ントローラ２４およびヘリウムガス流入コントローラ２
６に設定し、混合器２２で所定の熱伝達率の混合ガスに
し、線引炉体２内に導入する。線引炉体２内に導入され
た混合ガスの熱伝達率によって光ファイバ用ガラス母材
８の加熱溶融状態のメニスカス部の温度が適度に調整さ
れ、固化長を所定値に維持しつつ、適度の線引張力を保
ちながら光ファイバ１０が線引きされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの線引方法
に関し、特に、外径の大きな光ファイバ用ガラス母材を
短時間で加熱溶融して光ファイバを線引きしても、強
度、伝送特性等に優れた高品質の光ファイバを製造する
ことができる光ファイバの線引方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバの製造は、光ファイバ用ガラ
ス母材（プリフォーム）を不活性ガスで満たされた線引
炉内で光ファイバ用ガラス母材を加熱溶融し、張力をか
けて延伸し、炉外に細く引き出して行われる。このよう
にして製造される単一モード光ファイバは、たとえば、
１０μｍの直径のコアとその外周に形成された直径１２
５μｍのクラッドを有する。最近、光ファイバの製造価
格を低減するため、光ファイバ用ガラス母材の外径が大
きくし、線引き速度を早くして短時間で光ファイバを製
造する試みがなされている。このような、光ファイバの
製造に際しては、コアとクラッドの外径形状、伝送特
性、強度などを高品位に製造しなければならない。

【０００３】光ファイバの強度は、加熱により軟化し光
ファイバが線引きされる先端部である光ファイバ用ガラ
ス母材の先端部のメニスカス形状部にダストが付着し、
低下することが知られている。たとえば、特開平１−２
７５４４３号公報には、光ファイバの外径変動を低減
し、強度低下を防止する方法を開示する。この方法は、
線引速度の高速化および光ファイバ用ガラス母材の大型
化に伴い、光ファイバ用ガラス母材のメニスカス部が延
長し、そこから線引きされた光ファイバが軟化状態で線
引炉外まで引き出され外気中のダストが不着するのを防
止するため、線引炉の下部に、光ファイバの温度が軟化
点以下になる位置まで均一かつクリーンな雰囲気ガス流
を保持する隔壁を設けている。

【０００４】具体的に述べると、図５に示すように、こ
の線引装置７１は、線引炉体２内に電気ヒータ４および
炉芯管６が設けられ、線引炉体２の上部に形成された開
口部２ａから光ファイバ用ガラス母材８が挿入され、線
引された光ファイバ１０が線引炉体２の下部に設けられ
た３００ｍｍ〜５００ｍｍ程度の隔壁１２の開口部１２
ａから引き出されている。隔壁１２には、アルゴンガス
流入コントローラ１６からアルゴンガスが配管１４を介
して流入される。このとき、外径６０ｍｍの光ファイバ
用ガラス母材８を、線引速度３００〜５００ｍ／ｍｉ
ｎ、張力２ｋｇで線引した場合、隔壁１２の出口におけ
る光ファイバの温度は１０００〜１２００°Ｃ程度まで
低下し、ダストは付着せず、光ファイバの破断確率は４
０〜５０ｋｍに１回程度であり、隔壁がないときの破断
確率が１０ｋｍに１回程度であったのに対して向上して
いることが報告されている。

【０００５】特公昭６２−４３３３号公報は、線引炉に
用いられるカーボン材質の線引炉が線引きに必要な２０
００°Ｃ以上の高温に長時間晒されて酸化消耗すること
と、高温による石英の揮発分とカーボンとの反応による
炭化珪素などのダストの発生が発生して光ファイバの表
面が汚染されることを防止するため、炉心管内部に、ア
ルゴンガスに０．０５〜０．６のヘリウムガスを混合さ
せた混合ガスを流入させて線引炉内の雰囲気を清浄に保
つことを開示している。つまり、特公昭６２−４３３３
号公報は、ヘリウムガスをアルゴンガスに混合させる
と、クリーン度が向上することを示している。ただし、
ヘリウムガスの混合比をあまり高くすると光ファイバの
外径が変動するので、混合比は０．０５〜０．６の範囲
であるとしている。

【０００６】特開昭６０−２３１４３９号公報は、上記
特公昭６２−４３３３号公報における問題点、つまり、
線引炉にカーボン材を用いることの問題、および、不活
性雰囲気で光ファイバを線引きした場合光ファイバ中に
酸素欠陥が生ずることを回避するため、炉心管として、
融点が２８００°Ｃ程度と高いジルコニアを用い、加熱
雰囲気として、酸素とヘリウムガスとの混合ガスを用い
ること開示する。

【０００７】特開平３−１５３５４０号公報は、光ファ
イバの伝送損失を低くするため、光ファイバ用ガラス母
材が加熱溶融してメニスカス形状になり、光ファイバが
線引きされるネックダウン部分を強制冷却することを開
示する。冷却媒体としては、好適には、熱伝達率が大き
いが熱容量が小さいヘリウムを水冷して使用する。また
は、発熱体の保護のため、アルゴンガスをヘリウムガス
に混合した混合ガスを用いることもできる。ネックダウ
ン部分を強制冷却する理由としては、線引き張力を増加
させるとコアとクラッドとの屈折率差が維持できず伝送
損失が増加する一方、線引き張力を極端に低下させても
伝送損失が増加するという事実が熱の揺らぎに起因する
と推定し、熱影響を最も受けやすいネックダウン部分を
強制冷却してその部分の熱揺らぎを防止すると解されて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平１−２
７５４４３号公報に記載された線引装置は、光ファイバ
用ガラス母材の外径の増加および線引速度および高速化
にともなって母材が加熱溶融してメニスカス形状になっ
てい部分が延伸され、メニスカス形状部分の先端から光
ファイバの温度が軟化点以下となる位置までの距離（固
化長）が増加するから、本質的に線引炉内で発生したダ
ストが固化前の不安定な状態の光ファイバへの不着を助
長するという問題を依然として内在している。このダス
トの付着を防止するため、まず、クリーン度を高く維持
するため均一な流れの不活性ガスまたは空気を線引炉の
上部から流さなければならず、さらに、線引炉の下部に
線引速度、光ファイバ用ガラス母材の外径に応じた長
さ、たとえば、３００〜５００ｍｍの長さの隔壁を設け
なければらない。隔壁を設けると線引装置の製造価格の
高騰をもたらし、さらに、線引炉と隔壁との垂直方向の
長さを増大させて線引装置の高さを高くし、線引装置が
収容されるの建物の高さを高くし、操作性を低下させる
という問題が生ずる。

【０００９】上述した特公昭６２−４３３３号公報に記
載された線引装置においては、カーボン製の線引炉（電
気炉）の酸化磨耗の防止と石英とカーボンの反応に起因
するダストの発生を防止するため、アルゴンガスにヘリ
ウムガスを混合して線引炉内を清浄にすることを示して
いるが、この方法は、光ファイバ用ガラス母材の外径の
増加と線引速度の高速化においても、光ファイバの品質
を維持または向上させるというと目的には適していな
い。

【００１０】上述した特開昭６０−２３１４３９号公報
に開示された方法は、高価なジルコニアを炉心管に使用
するため、線引装置が高価格になるという問題を有す
る。特に、ジルコニア単体は約１１００°Ｃにおいて相
変態に伴う熱膨張係数の相違からクラックが生じるの
で、ジルコニアにイットリアを添加する必要があり、製
造が一層困難である。さらにこの方法でも、１０ｋｍの
光ファイバが９回程度断線しており、依然として強度に
問題がある。

【００１１】なお、上述した特開昭６０−２３１４３９
号公報には比較例として、カーボン製炉心管を用いた場
合に、加熱雰囲気として、アルゴンガスとヘリウムガス
を流量比４：１で用いる例を開示しているが、断線回数
が２１回と非常に多く、強度に問題がある。

【００１２】特開平３−１５３５４０号公報に開示され
ている方法は、光ファイバの伝送損失を向上させるため
にネックダウン部分の熱揺らぎを防止するためヘリウム
ガスを冷却して強制冷却するに過ぎず、本発明が課題と
する光ファイバ用ガラス母材の外径の増大、および、線
引速度の高速化に対する改善策を開示していない。

【００１３】本発明は、上述した従来技術の種々の問題
を解決し、外径が大きな光ファイバ用ガラス母材を高い
線引速度で線引きしても、光ファイバの強度、外径変
動、伝送損失等の面で優れた高品質の光ファイバを製造
することができる光ファイバの線引方法を提供すること
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段、および、作用】本発明の
光ファイバの線引方法の第１の観点について述べる。本
件発明者は、線引炉中に導入する不活性ガスの熱伝達率
を光ファイバ用ガラス母材の外径および線引速度に応じ
て変化させることにより、光ファイバ用ガラス母材の溶
融部の形状、または、線引直後の光ファイバの固化長を
調整できることを見出した。そこで、光ファイバ用ガラ
ス母材の外径と線引速度と、光ファイバ用ガラス母材の
溶融部の形状、または、線引直後の光ファイバの固化長
との関係を事前に求めて、希望する光ファイバ用ガラス
母材の溶融部の形状、または、線引直後の光ファイバの
固化長が希望する長さになるように、フィードフォワー
ド的に、不活性ガスの熱伝達率を制御する。その結果、
光ファイバ用ガラス母材の外径が大きくなり、線引速度
が高速になっても、固化長を適切な長さに維持でき、隔
壁などを設ける必要がなく、しかも、高品位の光ファイ
バを製造できる。

【００１５】熱伝達率を変化させる方法としては、熱伝
達率の異なる複数の不活性混合ガスを用い、これら不活
性ガスの混合比を変化させてことが好適である。この混
合ガスを光ファイバ用ガラス母材の加熱溶融部に向けて
導入すると、効率よく線引き条件を制御できる。線引炉
としてカーボン製電気炉を用いた場合、不活性混合ガス
としてアルゴンとヘリウムとを用い、アルゴンとヘリウ
ムの混合比を変化させて熱伝達率を変化させることが好
適である。

【００１６】本発明の光ファイバの線引方法の第２の観
点について述べる。本件発明者はまた、光ファイバ用ガ
ラス母材の加熱溶融部分から線引きされている光ファイ
バの先端部の温度が光ファイバの線引き条件が規定され
ることも見出した。そこで、光ファイバの先端部の温度
を測定し、該測定値がほぼ光ファイバの軟化温度以下に
なるように線引炉内に導入する不活性ガスを調整する。
このフィードバック制御は、光ファイバの軟化条件を直
接監視しているので光ファイバを高品位に製造できると
ともに、光ファイバの固化長さを所定の長さに維持する
ので、光ファイバ用ガラス母材の外径が大きくなり、線
引速度が高速になっても、固化長を増加させずに、高品
位の光ファイバを製造できる。この調整には、好適に
は、不活性ガスとしてアルゴンガスとヘリウムガスのよ
うに熱伝達率の異なる複数のガスを用い、軟化温度に対
する測定温度の偏差に応じてこれら混合ガスの混合比を
変化させる。この場合も上記同様、混合ガスを光ファイ
バ用ガラス母材の加熱溶融部に向けて導入することが好
適である。

【００１７】本発明の光ファイバの線引方法の第３の観
点について述べる。線引きされた線引炉外の光ファイバ
の外径は光ファイバの最終段階の品質を示す１要因であ
る。そこで、従来から用いられている外径測定器を用い
て、線引炉から引き出された光ファイバの外径を測定
し、該測定外径の単位時間当たりの変動が設定値以内に
なるように、前記線引炉内に導入する不活性ガスをフィ
ードバック調整する。線引炉内に導入する不活性ガスを
フィードバック制御すると、最終製品段階での品質が保
証できる。この場合も、好適には、不活性ガスとして熱
伝達率の異なる複数の不活性ガスを用い、基準外径に対
する測定外径の偏差に応じて混合ガスの混合比を変化さ
せ、混合ガスを光ファイバ用ガラス母材の加熱溶融部に
向けて導入する。

【００１８】上記本発明の光ファイバの線引方法につい
ての第１〜第３の観点はそれぞれ、異なる方法であり、
これらを独立に実施することができる一方、これらを適
宜組み合わせることもできる。

【００１９】

【実施例】本発明の光ファイバの線引方法の第１の実施
例について説明する。図１に本発明の光ファイバの線引
方法を実施する光ファイバ線引装置の構成図を示す。図
１に示すように、光ファイバ線引装置１は、線引炉体２
内にヒータ４および炉心管６が設けられ、線引炉体２の
上部に形成された上部開口部２ａから光ファイバ用ガラ
ス母材８が挿入され、加熱溶融してメニスカス状になっ
た光ファイバ用ガラス母材８の下部先端から線引され
た、たとえば、直径１０μｍのコアとその外周に形成さ
れた直径１２５μｍのクラッドからなる光ファイバ１０
が下部開口部２ｂから引き出されている。

【００２０】アルゴンガス流入コントローラ２４および
ヘリウムガス流入コントローラ２６はそれぞれ、アルゴ
ンガスボンベ（図示せず）およびヘリウムガスボンベ
（図示せず）から管路２４ａおよび管路２６ｂに流れる
アルゴンガスおよびヘリウムガスの流量を制御する。管
路２４ａおよび管路２６ｂは混合器２２に接続されてお
り、アルゴンガスとヘリウムガスとが混合器２２で混合
されて、ガス管路２０を介して、線引炉体２の下部に導
入される。管路２０から線引炉体２内に流入した混合ガ
スは、炉心管６内に拡散する。アルゴンガス流入コント
ローラ２４およびヘリウムガス流入コントローラ２６
は、入力制御器２８と電気的に接続されている。

【００２１】入力制御器２８は、光ファイバ線引装置１
の操作者（オペレータ）が、光ファイバ１０の線引速度
および光ファイバ用ガラス母材８の外径を入力し、これ
らの設定値に応じて規定される不活性混合ガス、つま
り、この例では、アルゴンガスとヘリウムガスの混合比
に基づいて、アルゴンガスの流量を示す信号Ｓ２８ａお
よびヘリウムガスの流量を示す信号Ｓ２８ｂをアルゴン
ガス流入コントローラ２４およびヘリウムガス流入コン
トローラ２６にそれぞれ出力する。これにより、管路２
４ａおよび管路２６ｂには、アルゴンガスの流量を示す
信号Ｓ２８ａおよびヘリウムガスの流量を示す信号Ｓ２
８ｂに応じたアルゴンガスとヘリウムガスが流れ混合器
２２で混合されて不活性混合ガスとしてガス管路２０を
介して、線引炉体２の下部に導入され、炉心管６内に拡
散する。特に、炉心管６の下部、つまり、光ファイバ用
ガラス母材８の加熱溶融メニスカス形状部の近傍に上記
不活性混合ガスが直接導入されるので、線引炉体２内の
高温雰囲気の影響を少なくして、光ファイバ用ガラス母
材８の加熱溶融メニスカス形状部の近傍、つまり、光フ
ァイバの線引き開始部分に不活性混合ガスに当てること
ができる。

【００２２】不活性混合ガスとしては、線引炉体２がカ
ーボン製電気炉の場合、アルゴンガスとヘリウムガスと
の混合ガスが好適である。つまり、ヘリウムガスの熱伝
達率は大きく、アルゴンガスの熱伝達率は小さいから、
混合させて熱伝達率を調整する上で好適であり、また、
線引炉体２としてカーボン製電気炉を使用した場合にカ
ーボンとの反応の観点からアルゴンガスとヘリウムガス
との混合が好適である。

【００２３】実施例１ 外径６０ｍｍの光ファイバ用ガラス母材８を線引速度５
００ｍ／ｍｉｎで線引した場合、入力制御器２８から、
アルゴンガスおよびヘリウムガスを１０：１（ヘリウム
ガス混合比は約０．１）の混合比率で混合器２２に流出
させるような信号Ｓ２８ａ、Ｓ２８ｂをアルゴンガス流
入コントローラ２４およびヘリウムガス流入コントロー
ラ２６に出力した。この条件で線引きされた光ファイバ
１０の外径変動は良好であり、線引された光ファイバ１
０の破断確率および伝送損失は、たとえば、特開平１−
２７５４４３号公報などに開示されたように、従来の光
ファイバ線引装置で、外径５０ｍｍの光ファイバ用ガラ
ス母材を３００ｍ／ｍｉｎで線引きしたときとほぼ同一
であった。

【００２４】つまり、本実施例によれば、光ファイバ用
ガラス母材の外径が多くなり、線引き速度を高速にして
も伝送損失に問題がなく、高品位の光ファイバが製造で
きることを示している。したがって、本実施例と同様に
アルゴンガスおよびヘリウムガスを用いる特開昭６０−
２３１４３９号公報に従来技術として開示された方法に
対して、本実施例による光ファイバの断線回数が非常に
向上している。また、この実施例は、アルゴンガスに比
較して高価なヘリウムガスの混合比が低くてすみ、低価
格で光ファイバ１０を製造できることを意味している。
さらに本実施例において、光ファイバ用ガラス母材８の
外径が大きくなり線引速度が高速になっても、特開平１
−２７５４４３号公報に記載されていくように固化長が
増加せず、隔壁を設ける必要がない。したがって、特開
平１−２７５４４３号公報に記載された線引装置のよう
に本実施例の線引装置は大きくならない。この点から
も、本実施例によれば、光ファイバの製造価格が高騰し
ない。上述したように、特公昭６２−４３３３号公報
は、線引炉の酸化磨耗の防止とダストの発生防止の観点
から線引炉内を清浄に保つため、アルゴンガスおよびヘ
リウムガスとを用いることを開示するだけで、本発明の
目的とする光ファイバ用ガラス母材８の外径の増加およ
び線引速度の高速化に対する考察は何も示していない
が、かりに特公昭６２−４３３３号公報に記載された方
法によっても、本実施例に示したように、固化長の増加
の防止は実現できない。本実施例はさらに、特開昭６０
−２３１４３９号公報に開示されたように、ジルコニア
を用いて線引炉を構成する必要がなく、通常のカーボン
製電気炉を使用できる。また本実施例は、特開平３０−
１５３４０号公報に開示されたように、ヘリウムガスを
強制冷却する必要がなく、冷却装置が不要である。

【００２５】実施例２ 外径８０ｍｍの光ファイバ用ガラス母材８を線引速度８
００ｍ／ｍｉｎで線引した場合には、入力制御器２８か
らアルゴンガスおよびヘリウムガスを４：１（ヘリウム
ガス混合比は０．２）の流量比で混合器１２に流出させ
るような信号Ｓ２８ａ、Ｓ２８ｂをアルゴンガス流入コ
ントローラ２４およびヘリウムガス流入コントローラ２
６に出力した。この条件で線引きされた光ファイバ１０
は、実施例１と同様、外径変動は良好であり、光ファイ
バ１０の破断確率および伝送損失は、実施例１の値とほ
ぼ同一であった。つまり、この実施例２は、光ファイバ
用ガラス母材８の外径が大きく高速で線引きした場合で
も、光ファイバの品位が高いことを示している。

【００２６】実施例１と実施例２とを比較すると、線引
炉体２にカーボン製電気炉を用い、アルゴンガスおよび
ヘリウムガスとの混合ガスを用いた場合、光ファイバ用
ガラス母材８の外径の大きさは線引速度に応じて、適切
なヘリウムガスの混合比が存在することが判る。上述し
たように本実施例の光ファイバ線引装置１では、光ファ
イバ用ガラス母材８の外径と光ファイバ１０の線引速度
に応じて決定された混合比でアルゴンガスとヘリウムガ
スとを混合して不活性ガスの熱伝達率を変化させ、この
不活性混合ガスを線引炉体２の下部からメニスカス部分
に当たるように導入する。その結果、光ファイバ用ガラ
ス母材８のメニスカス部の温度を適度に保ちながら、線
引きされた光ファイバ１０の温度を軟化点以下にするこ
とができ、光ファイバ１０の線引張力、および、光ファ
イバ１０の固化長を適度に調整し高品質の線引された光
ファイバ１０を製造することができる。

【００２７】本発明の光ファイバの線引方法の第２の実
施例について説明する。第２実施例は、光ファイバ１０
の外径の変動を低減させること意図としており、図２に
示した光ファイバの線引方法を実施する線引装置を参照
してその詳細を述べる。図２に示す構成要素のうち図１
と同一番号の構成要素は第１実施例で述べたものと同一
である。図２に示すように、線引装置３１には、線引炉
体２の下部開口部２ｂの下部に光ファイバ１０の温度を
測定する非接触式温度測定装置としての放射温度計３６
が配設されている。放射温度計３６から測定温度に応じ
た信号Ｓ３６が演算器３８に出力される。演算器３８
は、信号Ｓ３６に示される測定温度と予め定められた基
準温度とを比較し、その比較結果（偏差）に基づいて、
カーボン製電気炉である線引炉体２内に導入するアルゴ
ンガスとヘリウムガスとの混合比を決定する。

【００２８】この混合比の決定は、放射温度計３６の測
定温度が基準温度より高い場合には、混合ガスの熱伝達
率を増大させるためにヘリウムガスの混合比を増加さ
せ、放射温度計３６の測定温度が基準温度より低い場合
には、逆に、混合ガスの熱伝達率を低減させるためにヘ
リウムガスの混合比を低下させる。基準温度としては、
たとえば、光ファイバ１０の軟化点の温度とする。

【００２９】演算器３８は、このようにして決定された
混合比に応じたアルゴンガスの流量を示す信号Ｓ３８ａ
およびヘリウムガスの流量を示す信号Ｓ３８ｂをアルゴ
ンガス流入コントローラ２４およびヘリウムガス流入コ
ントローラ２６にそれぞれ出力する。

【００３０】実施例３ 外径８０ｍｍの光ファイバ用ガラス母材８を線引速度３
００〜８００ｍ／ｍｉｎで線引して、放射温度計３６の
測定温度が軟化点温度（基準温度）１４００℃になるよ
うに、演算器３８を介してアルゴンガスとヘリウムガス
の混合比を制御した結果、線引きされた光ファイバ１０
の外径変動は上記実施例と同様、良好であった。また、
図３に示すように、線引速度が高くなると、線引きされ
た光ファイバが冷却されない長さが長くなるから、放射
温度計３６の測定温度が上昇し、それに応じて混合ガス
におけるヘリウムガスの混合比は増加して、光ファイバ
１０の冷却を促進し、光ファイバ１０の固化長を所定の
長さに維持する。したがって、この実施例においても、
固化長が増加しない。

【００３１】上述したように本実施例は、放射温度計３
６を用いて線引炉体２の下部開口部２ｂ付近の光ファイ
バ１０の温度を測定し、この測定温度を光ファイバ１０
の軟化点以下になるように、線引炉体２内に流入される
混合ガスの熱伝達率を調整する。これにより線引張力、
および、光ファイバ用ガラス母材８のメニカス部の先端
からの光ファイバ１０の固化長が適切に維持され、光フ
ァイバ１０の伝送損失、および、線引された光ファイバ
１０の外径変動を抑制することができ、伝送特性、およ
び、強度に優れた高品質の光ファイバ１０を製造するこ
とができた。また本実施例は、放射温度計３６を用いて
線引炉体２の下部開口部２ｂ付近の光ファイバ１０の温
度を測定して混合ガスの流量を制御するフィードバック
制御を行うので、プロセス変動などが生じても、高品位
で精度の高い光ファイバを製造できる。

【００３２】本発明の光ファイバの線引方法の第３の実
施例について説明する。図４に第３実施例を実施する線
引装置の構成図を示す。図４に示す構成要素のうち図１
と同一番号の構成要素は第１実施例で述べたものと同一
である。図４に示す線引装置４１は、光ファイバ用ガラ
ス母材８から線引きされた光ファイバ１０の外径を、通
常、すでに設けられている外径測定器４２を用いて測定
し、その測定外径をフィードバック信号Ｓ４２として、
演算器４４に出力する。演算器４４は、外径測定器４２
からの外径測定信号Ｓ４２を連続的に入力し、信号Ｓ４
２で示される測定外径に基づいて測定外径の単位時間当
たりの変動を算出し、この算出された単位時間当たりの
変動が予め定められた設定値以下になるように線引炉体
２内に流入させるアルゴンガスとヘリウムガスの混合比
を決定する。たとえば、光ファイバ１０の外径変動が大
きい場合には、その変動の大きさに応じてヘリウムガス
の混合比を増加させて不活性混合ガスの熱伝達率を増大
させ、第２実施例と同様に、光ファイバ１０の冷却を促
進して光ファイバ１０の外径を所定値に維持させる。ま
た、固化長を所定値に維持する。演算器４４は、この決
定された混合比に応じたアルゴンガスの流量を示す信号
Ｓ４４ａ、および、ヘリウムガスの流量を示すＳ信号４
４ｂをアルゴンガス流入コントローラ２４およびヘリウ
ムガス流入コントローラ２６にそれぞれ出力する。

【００３３】本実施例によっても、光ファイバ用ガラス
母材８の外径が大きく、線引速度が高速でも、光ファイ
バ１０の外径変動を抑制することができ、伝送特性、お
よび、強度に優れた高品質の光ファイバ１０を製造する
ことができる。なお、光ファイバ線引装置４１において
は、第２実施例と同様に、光ファイバ１０の外径変動を
オンラインで測定し、この測定結果をフィードバック信
号として用いるから、プロセス変動などが生じても、高
品位で精度の高い光ファイバを製造できる。

【００３４】以上、本発明の光ファイバの線引方法とし
て、異なる観点に基づく第１〜第３実施例を独立に述べ
たが、本発明の実施に際しては、上記第１〜第３実施例
を適宜組み合わせることができる。これらの組合せによ
れば、上述した実施例のそれぞれの効果が得られる。こ
れらの実施例を組み合わせても、線引炉の下部に隔壁な
どを設ける必要がなく、線引装置を大型化させないでよ
い。また、それぞれの実施例を実現する際、既存の平易
な制御技術および既存の低価格の部材または既存の低価
格の構成要素を適用でき、その実施に高価な部材、また
は、高度な制御技術を必要としないから、容易に実現で
きる。

【００３５】また、上記実施例においては、不活性混合
ガスとして、線引炉体２をカーボン製電気炉としたとき
に好適な、アルゴンガスとヘリウムガスを用いた例を述
べたが、不活性ガスとしては、アルゴンガスとヘリウム
ガスに限らず、線引炉体２の構成材料に応じて、線引炉
体２を酸化磨耗させず、ダストを発生させない適切な不
活性ガスを用いることができる。さらに、上記実施例と
しては、不活性ガスとして、混合ガスを用いた例を述べ
たが、上記同様、熱伝達率などを変化させる手段、たと
えば、ガス冷却を冷却しその流量を調整できる装置を用
いれば単一の不活性ガス、たとえば、アルゴンガスのみ
を用いることができる。

【００３６】

【発明の効果】上述したように本発明の光ファイバの線
引方法によれば、線引炉体に流入される不活性混合ガス
の熱伝達率を調整することで、線引装置を複雑化しない
で、外径の大きな光ファイバ用ガラス母材を高速な線引
速度で光ファイバを線引きしても、強度、伝送特性など
に優れた高品質の光ファイバを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバの線引方法を実施する第１
の実施例としての光ファイバ線引装置の構成図である。

【図２】本発明の光ファイバの線引方法を実施する第２
の実施例としての光ファイバ線引装置の構成図である。

【図３】第２の実施例の光ファイバ線引装置における線
引速度とヘリウムの混合比の関係を示すグラフである。

【図４】本発明の光ファイバの線引方法を実施する第３
の実施例としての光ファイバ線引装置の構成図である。

【図５】従来の光ファイバ線引装置の１例を示す構成図
である。

【符号の説明】

１、３１、４１・・・光ファイバ線引装置 ２・・・線引炉体 ２ａ，２ｂ，１２ａ・・・開口部 ４・・・ヒータ ６・・・炉心管 ８・・・光ファイバ用ガラス母材 １０・・・光ファイバ １２・・・隔壁 １４，２０，２４ａ，２６ａ・・・管路 ２４，１６・・・アルゴンガス流入コントローラ ２６・・・ヘリウムガス流入コントローラ ２８・・・入力制御器 ３６・・・放射温度計 ３８，４４・・・演算器 ４２・・・外径測定器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神谷 保 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ファイバ用ガラス母材を加熱延伸して光
   ファイバを線引する方法において、 線引炉中に導入する不活性ガスの熱伝達率を光ファイバ
   用ガラス母材の外径および線引速度に応じて変化させて
   前記光ファイバ用ガラス母材の溶融部の形状、または、
   線引直後の光ファイバの固化長を調整することを特徴と
   する光ファイバの線引方法。
2. 【請求項２】前記不活性ガスとして熱伝達率の異なる複
   数の不活性混合ガスを用い、 これら不活性ガスの混合比を変化させて前記熱伝達率を
   変化させ、 該混合ガスを前記光ファイバ用ガラス母材の加熱溶融部
   に向けて導入する請求項１記載の光ファイバの線引方
   法。
3. 【請求項３】前記線引炉としてカーボン製電気炉を用
   い、 前記不活性混合ガスとしてアルゴンとヘリウムとを用
   い、 前記アルゴンとヘリウムの混合比を変化させて前記熱伝
   達率を変化させる請求項２記載の光ファイバの線引方
   法。
4. 【請求項４】光ファイバ用ガラス母材を加熱延伸して光
   ファイバを線引する方法において、 光ファイバ用ガラス母材の加熱溶融部分から線引きされ
   ている光ファイバの先端部の温度を測定し、該測定値が
   ほぼ光ファイバの軟化温度以下になるように線引炉内に
   導入する不活性ガスを調整することを特徴とする光ファ
   イバの線引方法。
5. 【請求項５】前記不活性ガスとして熱伝達率の異なる複
   数のガスを用い、 前記軟化温度に対する前記測定温度の偏差に応じてこれ
   ら混合ガスの混合比を変化させ、 該混合ガスを前記光ファイバ用ガラス母材の加熱溶融部
   に向けて導入する請求項４記載の光ファイバの線引方
   法。
6. 【請求項６】前記線引炉としてカーボン製電気炉を用
   い、 前記不活性混合ガスとしてアルゴンとヘリウムとを用い
   る請求項５記載の光ファイバの線引方法。
7. 【請求項７】光ファイバ用ガラス母材を加熱延伸して光
   ファイバを線引する方法において、 線引きされた線引炉外の光ファイバの外径を測定し、該
   測定外径の単位時間当たりの変動が設定値以内になるよ
   うに、前記線引炉内に導入する不活性ガスを調整するこ
   とを特徴とする光ファイバの線引方法。
8. 【請求項８】前記不活性ガスとして熱伝達率の異なる複
   数の不活性ガスを用い、 基準外径に対する前記測定外径の偏差に応じて前記混合
   ガスの混合比を変化させ、 該混合ガスを前記光ファイバ用ガラス母材の加熱溶融部
   に向けて導入する請求項７記載の光ファイバの線引方
   法。
9. 【請求項９】前記線引炉としてカーボン製電気炉を用
   い、 前記不活性混合ガスとしてアルゴンとヘリウムとを用い
   る請求項８記載の光ファイバの線引方法。
10. 【請求項１０】光ファイバ用ガラス母材の加熱溶融部分
    から線引きされている光ファイバの先端部の温度を測定
    し、該測定値がほぼ光ファイバの軟化温度以下になるよ
    うに線引炉内に導入する不活性ガスを調整する、請求項
    １〜３いずれか記載の光ファイバの線引方法。
11. 【請求項１１】前記不活性ガスとして熱伝達率の異なる
    複数のガスを用い、 前記軟化温度に対する前記測定温度の偏差に応じてこれ
    ら混合ガスの混合比を変化させ、 該混合ガスを前記光ファイバ用ガラス母材の加熱溶融部
    に向けて導入する請求項１０記載の光ファイバの線引方
    法。
12. 【請求項１２】線引きされた線引炉外の光ファイバの外
    径を測定し、該測定外径の単位時間当たりの変動が設定
    値以内になるように、前記線引炉内に導入する不活性ガ
    スを調整する、請求項１０または１１記載の光ファイバ
    の線引方法。
13. 【請求項１３】前記不活性ガスとして熱伝達率の異なる
    複数の不活性ガスを用い、 基準外径に対する前記測定外径の偏差に応じて前記混合
    ガスの混合比を変化させ、 該混合ガスを前記光ファイバ用ガラス母材の加熱溶融部
    に向けて導入する請求項１２記載の光ファイバの線引方
    法。