JPH09202638A - 光ファイバ母材の線引き方法 - Google Patents

光ファイバ母材の線引き方法

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JPH09202638A
JPH09202638A JP1086496A JP1086496A JPH09202638A JP H09202638 A JPH09202638 A JP H09202638A JP 1086496 A JP1086496 A JP 1086496A JP 1086496 A JP1086496 A JP 1086496A JP H09202638 A JPH09202638 A JP H09202638A
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JP
Japan
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optical fiber
fiber preform
furnace
outer diameter
residual length
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Pending
Application number
JP1086496A
Other languages
English (en)
Inventor
Kohei Kobayashi
宏平 小林
Yutaka Iwamura
豊 岩村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP1086496A priority Critical patent/JPH09202638A/ja
Publication of JPH09202638A publication Critical patent/JPH09202638A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025Manufacture 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
    • C03B37/0253Controlling or regulating

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 支持材より外径が大きい光ファイバ母材の線
引き方法において、光ファイバ母材の有効残長が少なく
なった場合でも、正確な制御が可能な光ファイバ母材の
線引き方法を提供する。 【解決手段】 光ファイバ母材は、線引きされて有効残
長が徐々に短くなる。有効残長が300mm以下になっ
たとき、フィーダー送り速度を低下させて線引き炉内に
おける線引き点の位置を引き上げ、加熱溶融温度を下げ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ母材か
ら光ファイバを線引きして製造する線引き方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ母材を加熱炉において連続的
に加熱溶融させ、光ファイバとして線引きする線引き方
法においては、人が光ファイバの線引き張力をモニタ
し、これが一定となるように線引き炉の投入電力を調節
し、線引き温度の調整をしていた。特開平2−8034
1号公報や特開平4−349137号公報に記載された
光ファイバの線引き方法では、これを自動的に行なうも
ので、線引きする光ファイバの張力を検出し、検出信号
に基づいて線引き炉の温度をフィードバック制御し、線
引き張力を一定にするようにしている。
【0003】しかし、線引き炉の温度が適正に調整され
ていても、線引き速度が変化した場合には、線引き張力
の変化を惹起する。したがって、線引き張力だけで線引
き炉の投入電力を調整して温度を調整したのでは、適正
な調整が行なわれないことになる。
【0004】これを解決するために、例えば、特開平5
−139771号公報に記載された線引き炉の制御方法
では、線引き張力と線引き速度との比が一定になるよう
に、前記加熱炉の電力を調節する方法を採用している。
【0005】また、特開平3−208839号公報に記
載された光ファイバ心線の製造方法においては、光ファ
イバ母材の加熱・軟化部分から線引きをして光ファイバ
を得、光ファイバを樹脂被覆器に通してその表面に樹脂
層を被覆することにより光ファイバ心線を製造する光フ
ァイバ心線の製造方法において、光ファイバの線引き張
力を、光ファイバ樹脂被覆器における被覆反力よりも大
きくして線引きを行なうようにして樹脂の被覆時に光フ
ァイバがマイクロベンドされることを防止している。
【0006】ところで、光ファイバ母材の製造方法とし
て、VAD法(気相軸付け法)やMCVD法,OVD法
などが知られている。これらの方法では、多孔質プリフ
ォームを作製し、これを透明ガラス化して光ファイバ母
材が作製される。光ファイバ母材は、石英棒の支持材に
より支持されるように作製される。VAD法では、出発
母材が支持材となっている。
【0007】従来の光ファイバ母材の外径は、30mm
程度であり、支持材の外径と同程度であった。しかし、
上述したVAD法の開発により、大型の光ファイバ母材
の製造が容易となり、例えば、外径70mm以上のもの
も製造可能となっている。大型の光ファイバ母材の場合
でも、支持材の外径が比例的に大きくなっているのでは
なく、コスト面からやはり外径30mm程度の支持材が
用いられる。
【0008】図1は、従来の外径30mm程度の光ファ
イバ母材の線引き炉内における線引き状態の説明図であ
り、図1(A)は線引きの開始状態、図1(B)は光フ
ァイバ母材の有効残長が少なくなった状態の説明図であ
る。図中、1は光ファイバ母材、2は支持材、3は光フ
ァイバ、4は炉体、5は断熱材、6は炉芯管、7は発熱
体、8は電極、9は給電部、10は温度検出器である。
【0009】光ファイバ母材1は、支持材2により支持
されている。支持材2は、図示しないフィーダー機構に
より移動可能に取り付けられ、光ファイバ母材1の線引
き点を炉体内の所定の位置にセットする。
【0010】炉体4は、断熱材5で取り巻かれ、内部に
炉芯管6が設けられている。発熱体7は、電極8を介し
て給電部9から供給される電流によって発熱される。発
熱体7の温度は、温度検出器10、例えば放射温度計に
より検出される。
【0011】光ファイバ母材1は、炉芯管内で加熱溶融
され、連続的に加熱溶融され、光ファイバ3として線引
きされる。線引きにより減少された分だけフィーダー機
構により光ファイバ母材1が降下され、線引き点は常に
一定位置にセットされる。
【0012】したがって、光ファイバ母材のフィーダー
送り速度をF、線引き速度をV、光ファイバ母材の外径
をD、光ファイバのガラス外径をdとすれば、 F=(d/D)2 V (式1) の関係を満たすように支持材2が降下され、光ファイバ
母材1が同じ量だけ降下される。
【0013】この場合、図1(A)と図1(B)との対
比からも分かるように、線引き開始時と光ファイバ母材
の有効残長が少なくなったときとでは、光ファイバ母材
1と支持材2との外径がほぼ等しいことにより、また、
光ファイバ母材1と支持材2との熱特性が同等であるこ
とから、光ファイバ母材の有効残長が短くなっても、光
ファイバ母材1は同じ状態で連続して加熱される。
【0014】図2は、大型の光ファイバ母材の線引き炉
内における線引き状態の説明図であり、図2(A)は線
引きの開始状態、図2(B)は光ファイバ母材の有効残
長が少なくなった状態の説明図である。図中、図1と同
様な部分は同じ符号を付して説明を省略する。
【0015】大型の光ファイバ母材1でも、線引き点は
炉芯管内の所定の位置にセットされで加熱溶融され、連
続的に加熱溶融され、光ファイバ3として線引きされ
る。図2(A)に示す線引き開始時においては、光ファ
イバ母材1は、作製された状態の形状であり、上述した
ように、光ファイバ母材1の外径に対して、支持材2の
外径は小さい。これに対して、図2(B)に示すよう
に、光ファイバ母材の有効残長が少なくなったときで
は、光ファイバ母材1は、ほぼ全体が加熱溶融されるよ
うな状態となり、重力と表面張力の影響とによって外径
が小さくなり、上端部は、肩がだれたようになだらかな
形状となる。
【0016】このような大型の光ファイバ母材の場合
も、光ファイバ母材のフィーダー送り速度Fは、上述し
た式1である F=(d/D)2 V の関係を満たすように支持材2が降下される。この場
合、光ファイバ母材の有効残長が少なくなると、光ファ
イバ母材1の外径Dが小さくなるが、上式のDは、小さ
くなった外径に応じた値である。したがって、線引き炉
内における線引き点の位置は、常に一定に保たれる。
【0017】しかし、このようなフィーダーの送り制御
では問題があることが分かった。図3は、線引き炉内に
おける光ファイバ母材の加熱状態を説明するための概念
図であり、図3(A)は線引きの開始状態、図3(B)
は光ファイバ母材の有効残長が少なくなった状態の概念
図である。図中、図1と同様な部分には同じ符号を付し
て説明を省略する。また、炉芯管等、説明に必要のない
部分の図示は省略した。
【0018】線引き炉内において、加熱された光ファイ
バ母材1は、赤外線等の輻射線を放射する。線引き開始
時の図3(A)では、光ファイバ母材1の上端からの輻
射線は、上方へ放射される。これに対して、有効残長が
少なくなった図3(B)では、上端部の肩がだれたよう
になり、その部分からの輻射線は、発熱体7に吸収さ
れ、発熱体の温度を上昇させる。また、光ファイバ母材
1の有効残長が多い場合と、少ない場合とでは、冷却効
果や熱容量にも差があり、発熱体7の検出温度が同じで
あっても、有効残長が少なくなると、光ファイバ母材1
の温度が上昇することが分かった。
【0019】そして、有効残長が少なくなると、線引き
張力および線引き速度の両者が変動を起こし、線引き開
始時と同じ制御を行なった場合では、制御が正しく動作
しないことがある。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した解
析によって得られた問題点を解決するためになされたも
ので、支持材より外径が大きい光ファイバ母材の線引き
方法において、光ファイバ母材の有効残長が少なくなっ
た場合でも、正確な制御が可能な光ファイバ母材の線引
き方法を提供することを目的とするものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項1に記
載の発明においては、支持材より外径が大きい光ファイ
バ母材の線引き方法において、前記光ファイバ母材の有
効残長に基づいて線引き炉内における線引き点の位置を
調整することを特徴とするものである。
【0022】また、請求項2に記載の発明においては、
請求項1に記載の光ファイバ母材の線引き方法におい
て、前記光ファイバ母材の有効残長が300mm以下に
おいて線引き炉内における線引き点の位置を引き上げる
ことを特徴とするものである。
【0023】
【発明の実施の形態】図2で説明したように、従来は、
支持材2より外径が大きい光ファイバ母材1の線引き方
法においても、線引き炉内における光ファイバ母材の線
引き点の位置は実質的に一定であった。すなわち、支持
材2により支持された光ファイバ母材1を移動させるフ
ィーダーの送り制御は、式1を満たすように行なわれて
いた。
【0024】本発明では、有効残量が少なくなった状態
においては、線引き点の位置を上方に引き上げるように
した。それにより、加熱条件を変化させて、温度検出器
10の検出温度が同じであっても、線引き点は、より低
い温度の加熱領域に移され、有効残量が少なくなったこ
とによる温度上昇を防止することができる。線引き点の
位置の引き上げは、上記式1に基づく光ファイバ母材の
フィーダー送り速度をFよりも、小さい送り速度にする
ことにより行なうようにするのがよい。このようにする
と、線引きにより減少された分よりも、光ファイバ母材
1の降下量が少なくなり、線引き点が上方へ移動するこ
とになる。
【0025】フィーダー機構自体を上下動させる機構を
付加して、フィーダー機構による光ファイバ母材の降下
とは別に、光ファイバ母材を上下動可能にしてもよい。
【0026】有効残量が少なくなった状態の検出は、線
引き開始前に測定しておいた光ファイバ母材1の長さ
と、線引きにつれてフィードしたフィーダーの移動量と
から、現時点での光ファイバ母材の有効残量を演算でき
る。外径が70mm程度の大型の光ファイバ母材の場
合、光ファイバ母材の有効残長が300mm以下におい
て線引き炉内における線引き点の位置を徐々に引き上げ
るようにするのがよい。
【0027】もちろん、線引き炉内をモニタして光ファ
イバ母材の有効残量を検出するようにしてもよいが、従
来の線引き炉そのままでは、モニタを行なうことは困難
である。適当な構造の採用により、モニタを行なうよう
にしてもよい。
【0028】光ファイバ母材の有効残量が少なくなった
ことを制御状態から推測することもできる。上述したよ
うな従来の制御方法を採用して、線引きを行なった場
合、線引き開始時から正確な制御が行なわれるが、有効
残量が少なくなると、光ファイバ母材の温度上昇によ
り、正確な制御結果が得られなくなる。この状況を検出
して、線引き点を上方に移動させる制御を加えるように
してもよい。
【0029】制御方法の一例では、線引き張力変化によ
り線引き炉温度を調整するループと線引き線速変化によ
るフィーダー送り速度を調節するループの2つの制御ル
ープを設け、光ファイバ母材の最終端から母材有効残長
が少なくなった時点、例えば300mm以下になった時
点でフィーダー送り速度を調節するループを作動させる
ようにすることができる。
【0030】また、線引き張力変化により線引き炉温度
を調整するループと線引き線速変化によるフィーダー送
り速度を調節するループの2つの制御ループが互いの干
渉を防止するため線引き温度の調整に際して、連続では
なくサンプリング定理を応用するようにしてもよい。
【0031】また、線引きした光ファイバガラスに被覆
を塗布して硬化した光ファイバの線引き張力を、線引き
炉のヒーター加熱温度を放射温度計で測定し、そのヒー
タ加熱温度を一定に保つように線引き炉の電力を調整す
るように制御する際に、ヒーター加熱温度を0.02℃
/秒以下で制御するようにしてもよい。
【0032】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、支持材より外径が大きい光ファイバ母材の線
引き方法において、前記光ファイバ母材の有効残長に基
づいて線引き炉内における線引き点の位置を調整するこ
とにより、光ファイバ母材が過熱されることを防止で
き、光ファイバ母材の最終端近くまで、正確な制御を可
能とし、品質の均一な光ファイバを線引きすることがで
きる。
【0033】また、前記光ファイバ母材の有効残長が3
00mm以下において線引き炉内における線引き点の位
置を引き上げるようにしたことにより、光ファイバ母材
の最終端近くまで、正確な制御を可能とし、品質の均一
な光ファイバを線引きすることができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の外径30mm程度の光ファイバ母材の線
引き炉内における線引き状態の説明図であり、図1
(A)は線引きの開始状態、図1(B)は光ファイバ母
材の有効残長が少なくなった状態の説明図である。
【図2】大型の光ファイバ母材の線引き炉内における線
引き状態の説明図であり、図2(A)は線引きの開始状
態、図2(B)は光ファイバ母材の有効残長が少なくな
った状態の説明図である。
【図3】線引き炉内における光ファイバ母材の加熱状態
を説明するための概念図であり、図3(A)は線引きの
開始状態、図3(B)は光ファイバ母材の有効残長が少
なくなった状態の概念図である。
【符号の説明】
1…光ファイバ母材、2…支持材、3…光ファイバ、4
…炉体、5…断熱材、6…炉芯管、7…発熱体、8…電
極、9…給電部、10…温度検出器。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持材より外径が大きい光ファイバ母材
    の線引き方法において、前記光ファイバ母材の有効残長
    に基づいて線引き炉内における線引き点の位置を調整す
    ることを特徴とする光ファイバ母材の線引き方法。
  2. 【請求項2】 前記光ファイバ母材の有効残長が300
    mm以下において線引き炉内における線引き点の位置を
    引き上げることを特徴とする請求項1に記載の光ファイ
    バ母材の線引き方法。
JP1086496A 1996-01-25 1996-01-25 光ファイバ母材の線引き方法 Pending JPH09202638A (ja)

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