(57)【要約】【課題】異常点の正確な検知が可能な光ファイバの製造方法を提供する。【解決手段】光ファイバの製造方法は、光ファイバＧ２用のガラス母材Ｇを線引きしてガラスファイバＧ１を形成するときに、ガラスファイバＧ１の外径の変動を検出し、外径の変動値が予め設定された外径閾値を超えた箇所を異常点として判定するものであって、線引き中に、線引炉２内の圧力を検出し、外径閾値を超えた箇所で検出された圧力の変動があらかじめ設定した圧力閾値を超えた場合には、外径閾値を超えた箇所は異常ではないと判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ用のガラス母材を線引きしてガラスファイバを形成するときに、前記ガラスファイバの外径の変動を検出し、前記外径の変動値が予め設定された第１の外径閾値を超えた箇所を異常点として判定する光ファイバの製造方法であって、
線引き中に、線引炉内の圧力を検出し、前記第１の外径閾値を超えた箇所で検出された圧力の変動があらかじめ設定した圧力閾値を超えた場合には、前記第１の外径閾値を超えた箇所は異常ではないと判定することを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項２】
前記第１の外径閾値より大きな第２の外径閾値を設定し、
前記外径の変動値が前記第２の外径閾値を超えた場合は、前記圧力の変動に関わらず、前記第２の外径閾値を超えた箇所を前記異常点として判定す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】
光ファイバ用のガラス母材を線引きしてガラスファイバを形成するときに、所定の期間内に生じた前記ガラスファイバの引き取り速度について当該期間に対する速度変化の割合を計算し、その計算値が予め設定された速度変化閾値を超えた箇所を異常点として判定する光ファイバの製造方法であって、
線引き中に、線引炉内の圧力を検出し、前記速度変化閾値を超えた箇所で検出された圧力の変動があらかじめ設定した圧力閾値を超えた場合には、前記速度変化閾値を超えた箇所は異常ではないと判定することを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項４】
前記圧力閾値を、前記線引炉内で検出された圧力の直前値±５％とすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光ファイバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１のように、光ファイバ用のガラス母材を線引きして光ファイバを形成する際に光ファイバ中のボイド（気泡）等の異常点を検知するため、光ファイバの外径変動と引取速度変化に基づいて異常点を検知する光ファイバの製造方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２３９６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の方法では、光ファイバ中にボイド等の異常点が無い場合、例えば、線引炉内の圧力が微小に変動し、外径変動や引取速度変化が発生した場合であっても、圧力が変動した箇所を異常点として検知してしまう。そのため、誤検知が発生する可能性がある。
異常点と検知された箇所に実際にボイド等が有るかどうかを確認するには、異常点が検知された箇所の光ファイバの破壊試験を行なうしかないため、誤検知が発生した箇所であっても、当該箇所は次工程で廃却しなければならず、歩留まりの低下につながってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、異常点の正確な検知が可能な光ファイバの製造方法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】
【０００６】
上記課題を解決することのできる本発明の光ファイバの製造方法は、光ファイバ用のガラス母材を線引きしてガラスファイバを形成するときに、前記ガラスファイバの外径の変動を検出し、前記外径の変動値が予め設定された第１の外径閾値を超えた箇所を異常点として判定する光ファイバの製造方法であって、
線引き中に、線引炉内の圧力を検出し、前記第１の外径閾値を超えた箇所で検出された圧力の変動があらかじめ設定した圧力閾値を超えた場合には、前記第１の外径閾値を超えた箇所は異常ではないと判定することを特徴とする。
【０００７】
本発明の光ファイバの製造方法によれば、前記第１の外径閾値より大きな第２の外径閾値を設定し、
前記外径の変動値が前記第２の外径閾値を超えた場合は、前記圧力の変動に関わらず、前記第２の外径閾値を超えた箇所を前記異常点として判定する構成としてもよい。
【０００８】
上記課題を解決することのできる本発明の光ファイバの製造方法は、光ファイバ用のガラス母材を線引きしてガラスファイバを形成するときに、所定の期間内に生じた前記ガラスファイバの引取速度について当該期間に対する速度変化の割合を計算し、その計算値が予め設定された速度変化閾値を超えた箇所を異常点として判定する光ファイバの製造方法であって、
線引き中に、線引炉内の圧力を検出し、前記速度変化閾値を超えた箇所で検出された圧力の変動があらかじめ設定した圧力閾値を超えた場合には、前記速度変化閾値を超えた箇所は異常ではないと判定することを特徴とする。
【０００９】
本発明の光ファイバの製造方法によれば、前記圧力閾値を、前記線引炉内で検出された圧力の直前値±５％とする構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガラスファイバの線引き時にガラスファイバの外径の閾値あるいは引取速度変化の閾値を超えた箇所が検知された場合であっても、線引炉内の圧力を検出して、閾値以上の圧力変動があった場合には当該箇所を異常ではないと判定することで、より正確な異常点の検知が可能である。そのため、異常点の誤検知を防止し、歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１および第２の実施形態に係る光ファイバ製造装置の概略構成図である。
【図２】気泡異常点判定の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る光ファイバ製造装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、本発明に係る光ファイバの製造方法の第１の実施形態の例を、図面を参照して説明する。
【００１３】
まず、線引き工程について説明する。図１は、光ファイバ製造装置１の概略構成を示している。図１に示すように、光ファイバ製造装置１は、光ファイバの走行ラインにおける上流側に、光ファイバ用のガラス母材Ｇを加熱する加熱炉２（線引炉の一例）を備えている。この加熱炉２は、円筒状の炉心管４と、この炉心管４を囲むヒータである発熱体３とを備えている。この発熱体３を発熱させることで、ガラス母材Ｇが加熱されて軟化する。加熱炉２には、ガス供給部３０が設けられ、加熱炉２内をパージするパージガスが供給される。炉心管４の下部には、炉内圧計４０が設けられており、加熱炉２内の圧力が常時モニタリングされている。
【００１４】
ガラス母材Ｇは、送り手段５によってその上部が把持されて、炉心管４の内側にその下端部分が位置するように加熱炉２内に送られる。この状態でガラス母材Ｇは下方に引き延ばされて細径化され、ガラスファイバＧ１が形成される。本実施形態におけるガラスファイバＧ１の外径は、例えば１２５μｍである。
【００１５】
加熱炉２の下流側には、ガラスファイバＧ１を冷却する冷却装置６が設けられている。ガラスファイバＧ１は冷却装置６により冷却された後、例えばレーザ光式の外径測定器７によりその外径が測定される。外径測定器７は、ガラスファイバＧ１の外径を測定することで、その外径変動による気泡異常点などの異常点を判定して、その判定情報を製造装置１のコンピュータ１５に送信する。その判定情報は、コンピュータ１５のメモリに記憶される。なお、外径測定器７は、ガラスファイバＧ１の外径データのみをコンピュータ１５に送信し、コンピュータ１５でガラスファイバＧ１の外径変動による気泡異常点などの異常点の判定を行う構成としてもよい。
【００１６】
外径測定器７の下流側には、ガラスファイバＧ１に紫外線硬化型樹脂を塗布するためのダイス８が設けられている。また、ダイス８の下流側には、紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させるための紫外線照射装置９が設けられている。これにより、ガラスファイバＧ１は、例えば、その外周側にプライマリ樹脂及びセカンダリ樹脂が塗布されて２層の被覆層が形成された光ファイバＧ２となる。
【００１７】
紫外線照射装置９の下流側には、例えば、レーザ光式の外径測定器１０が設けられている。外径測定器１０では、光ファイバＧ２の外径を測定する、その外径変動による被覆外径異常点やコブ（凹凸）発生部を判定して、その判定情報を製造装置１のコンピュータ１５に送信する。その判定情報は、コンピュータ１５のメモリに記憶される。なお、外径測定器１０は、光ファイバＧ２の外径データのみをコンピュータ１５に送信し、コンピュータ１５で光ファイバＧ２の外径変動による被覆外径異常点やコブ（凹凸）発生部の判定を行う構成としてもよい。
【００１８】
その後、光ファイバＧ２は、直下ローラ１１などを介してキャプスタン１６によって引き取られ、所定の張力が加えられる。キャプスタン１６によって引き取られた光ファイバＧ２は、ガイドローラ２１、ダンサローラ２２，２３を介して、大型ボビン２４に巻き取られる。第１の巻き取り工程である大型ボビン２４への巻き取りは、上記のように、線引き工程で発生した異常点情報（異常の種類や光ファイバ長さ方向の発生位置）をコンピュータ１５に記憶させながら行われる。
【００１９】
本実施形態においては、線引き工程で発生した異常点情報に基づき、気泡異常点に相当する箇所が後工程において除去されることとなるが、この気泡異常点を判定するために、ガラスファイバＧ１の外径の変動と加熱炉２内の圧力の変動がモニタリングされている。
ガラスファイバＧ１の外径変動については、外径測定器７によりモニタリングされたガラスファイバＧ１の外径の変動値が所定の外径閾値を超えたか否かが判定される。本実施形態においては、外径閾値として、例えば、「１２５μｍ±０．３」という第１の外径閾値と、「１２５μｍ±０．５」という第２の外径閾値とが設けられている。
また、加熱炉２内の圧力の変動については、炉内圧計４０によりモニタリングされた加熱炉２内の圧力の変動値が所定の圧力閾値を超えたか否かが判定される。本実施形態において、圧力閾値は、加熱炉２内の圧力の「直前値±５％」である。圧力閾値は、加熱炉２内の圧力が徐々に変化するような場合を除くため、直前値を基準としており、炉内圧計４０では、例えば０．１秒毎に圧力値がサンプリングされる。
なお、本実施形態においては、外径閾値や圧力閾値の範囲から外れたことを、「閾値を超えた」と呼ぶ。
【００２０】
次に、気泡異常点を判定する際の手順の一例を図２に示す。
【００２１】
まず、外径測定器７によりガラスファイバＧ１の外径が１２５μｍ±０．５の範囲外であるか否か、すなわち第２の外径閾値を超えているか否かを判断する（ステップＳ１）。ガラスファイバＧ１の外径が１２５μｍ±０．５の範囲外であれば（ステップＳ１のＹｅｓ）、加熱炉２内の圧力変動に関わらず、その箇所を気泡異常点として判定し、（ステップＳ２）、ステップＳ１へ戻る。
【００２２】
一方、ガラスファイバＧ１の外径が１２５μｍ±０．５の範囲内であれば（ステップＳ１のＮｏ）、ガラスファイバＧ１の外径が１２５μｍ±０．３〜０．５の範囲内であるか否か、すなわち第１の外径閾値から第２の外径閾値の範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ３）。ガラスファイバＧ１の外径が１２５μｍ±０．３〜０．５の範囲内ではない、すなわち、１２５μｍ±０．３よりも狭い範囲内であれば（ステップＳ３のＮｏ）、その箇所は気泡異常点ではないと判定し（ステップＳ５）、ステップＳ１へ戻る。
【００２３】
一方、ガラスファイバＧ１の外径が１２５μｍ±０．３〜０．５の範囲内であれば（ステップＳ３のＹｅｓ）、加熱炉２内の圧力が直前値±５％の範囲外であるか否か、すなわち圧力閾値を超えているか否かを判断する（ステップＳ４）。
【００２４】
加熱炉２内の圧力が直前値±５％の範囲外でなければ（ステップＳ４のＮｏ）、ガラスファイバＧ１の外径変動は加熱炉２内の圧力変動に起因するものではなく気泡等に起因するものであると判断して、ガラスファイバＧ１の外径が１２５μｍ±０．３〜０．５の範囲内で変動した箇所を気泡異常点として判定し（ステップＳ２）、ステップＳ１へ戻る。一方、加熱炉２内の圧力が現在値±５％の範囲外であれば（ステップＳ４のＹｅｓ）、ガラスファイバＧ１の外径変動は加熱炉２内の圧力変動に起因するものであり気泡等に起因するものではないと判断して、その箇所は気泡異常点ではないと判定し（ステップＳ５）、ステップＳ1へ戻る。
なお、上記の判定手順において気泡異常点として判定された部分は、ボビン２４に巻き取られた後の工程で除去される。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態に係る光ファイバＧ２の製造方法によれば、ガラスファイバＧ１の外径の閾値を超えた箇所が検知された場合であっても、加熱炉２内の圧力を検出して、所定の閾値以上の圧力変動があった場合には、ガラスファイバＧ１の外径変動は加熱炉２内の圧力変動に起因するものであり気泡等に起因するものではないと判断し、当該箇所は気泡異常点ではないと判定する。これにより、光ファイバ製造装置１は、より正確な気泡異常点の検知が可能である。そのため、気泡異常点の誤検知を防止し、歩留まりを向上させることができる。
【００２６】
また、本実施形態によれば、「１２５μｍ±０．３」という第１の外径閾値と、第１の外径閾値より大きな「１２５μｍ±０．５」という第２の外径閾値とを設定し、ガラスファイバＧ１の外径の変動値が第２の外径閾値を超えた場合は、加熱炉２内の圧力の変動に関わらず、第２の外径閾値を超えた箇所を気泡異常点として判定している。そのため、ガラスファイバＧ１の外径変動が製品として適した範囲外となるほど大きい場合には単純な不良として気泡異常点を検知することで、異常点検知の信頼性を高めることができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る光ファイバの製造方法の第２の実施形態の例を、説明する。なお、第２の実施形態も、その設備構成は上記第１の実施形態と略同一であるため、設備構成の詳細な説明は省略する。
【００２８】
本実施の形態においては、気泡異常点の判定を行うために、ガラスファイバＧ１の引き取り速度（線引速度）と加熱炉２内の圧力の変動がモニタリングされている。
ガラスファイバＧ１の引き取り速度に関しては、具体的には、所定期間内のガラスファイバＧ１の引取速度について当該所定期間内での速度変化の割合を計算する。この計算値が予め設定した速度変化閾値を超えた箇所において、加熱炉２内の圧力の変動値が所定の閾値（例えば、直前値±５％）を超えたか否かを判断し、圧力の変動値が所定の閾値を超えた場合には、速度変化閾値を超えた箇所であっても気泡異常点ではないと判定する。一方、ガラスファイバＧ１の引取速度の計算値が予め設定した速度変化閾値を超えた箇所において、圧力の変動値が所定の閾値を超えない場合には、速度変化閾値を超えた箇所を気泡異常点として判定する。
この構成によれば、第１の実施形態と同様に、正確な気泡異常点の検知が可能であり、歩留まりを向上させることができる。
【００２９】
なお、この速度変化閾値についても、第１の実施形態の外径閾値と同様に、第１の速度変化閾値と、第１の速度変化閾値よりも大きな第２の速度変化閾値とを設け、速度変化の変動値が第２の速度変化閾値を超えた場合は、加熱炉２内の圧力の変動に関わらず、その箇所を気泡異常点として判定する構成としてもよい。これにより、異常点検知の信頼性を高めることができる。
【００３０】
（第３の実施形態）
次に、本発明に係る光ファイバの製造方法の第３の実施形態の例を、図３を参照して説明する。
【００３１】
第３の実施形態に係る光ファイバ製造装置１００は、図１の加熱炉２の内部構成を少し変えたものである。この光ファイバ製造装置１００は、加熱炉１０２を備え、この加熱炉１０２は、炉心管１０４と、炉心管１０４の上端部に連結する内筒管１０５と、内筒管１０５の外側に設けられた外筒管１０６と、を有している。外筒管１０６には、不活性ガスを供給するガス供給部１３０が設けられており、炉心管１０４と内筒管１０５との間には、炉心管１０４および内筒管１０５内部に不活性ガスを吹き込むガス吹込口１３１が設けられている。
【００３２】
炉心管１０４内部には、その上部が連結部１１０を介してダミー棒Ｄで支持されたガラス母材Ｇが配置されており、前記第１および第２の実施形態と同様に、ガラス母材Ｇは発熱体１０３にて加熱されて溶融され、ガラスファイバＧ１が形成される。
【００３３】
内筒管１０５の上部には、内筒管１０５内におけるガラス母材Ｇの上部空間を複数箇所の上下部分に仕切る複数組の仕切り板１０８が配置されている。複数組の仕切り板１０８は、ダミー棒Ｄの下降に合わせて下方へ降下するとともに、複数組の仕切り板１０８の上から順次１つずつ、内筒管１０５の内壁面にて係止され、下方への降下が停止される。この係止された仕切り板１０８にてガラス母材Ｇ上部の内筒管１０５内の空間がそれぞれ上下部分に仕切られる。
【００３４】
加熱炉１０２の下流側には、前記第１および第２の実施形態と同様に、ガラスファイバＧ１の外径を測定する例えばレーザ光式の外径測定器１０７が設けられ、炉心管１０４の下部には、加熱炉１０２内の圧力をモニタリングする炉内圧計１４０が設けられている。
【００３５】
本実施形態においても、ガラスファイバＧ１の外径や引き取り速度を測定するとともに、炉内圧計１４０により加熱炉１０２内の圧力の変動をモニタリングすることにより、気泡異常点の判定が行われる。なお、具体的な気泡異常点の判定方法は、第１および第２の実施形態と同一のものであるため、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
ところで、本実施形態においては、ダミー棒Ｄの下降に合わせて、仕切り板１０８が順次１つずつ内筒管１０５の内壁面にて下方への降下を係止される構成となっている。この構成においては、複数組の仕切り板１０８がガラス母材Ｇ上の連結部１１０に乗せられるときや、各仕切り板１０８が内筒管１０５の内壁面に係止されるときに、加熱炉２内の圧力の変動が起こりやすい。そのため、従来のように、ガラスファイバＧ１の外径変動や引き取り速度変化のみに基づいて気泡異常点を判定しようとすると、圧力変動に起因する外径変動や引き取り速度変化も検知してしまい誤検知率が高くなる可能性がある。
【００３７】
これに対して、本実施形態に係る光ファイバの製造方法によれば、加熱炉１０２内の圧力を検出して、所定の圧力閾値以上の圧力変動があった場合には、ガラスファイバＧ１の外径変動は気泡等に起因するものではないと判断し、その箇所は気泡異常点ではないと判定する。そのため、本発明に係る光ファイバの製造方法は、第３の実施形態のような仕切り板１０８を用いた線引き方法において特に好適である。
【実施例】
【００３８】
第１の実施形態に基づき、ガラスファイバＧ１の外径変動と加熱炉２内の圧力の変動とに基づいて気泡異常点の判定を行い、気泡異常点として判定された箇所を実際に破断して気泡の有無を確認した。その結果、気泡異常点として判定された１０箇所すべてにおいて実際に気泡の存在が確認された。すなわち、誤検知率は０％であった。
【００３９】
一方、従来のように、ガラスファイバの外径変動のみに基づいて気泡異常点の判定を行い、気泡異常点として判定された箇所を実際に破断して気泡の有無を確認した。その結果、気泡異常点として判定された１０箇所のうち、実際に気泡の存在が確認されたのは７箇所であった。すなわち、誤検知率は３０％とであった。
【００４０】
以上より、ガラスファイバＧ１の外径変動と加熱炉２内の圧力の変動とに基づいて気泡異常点の判定を行うことで、ガラスファイバＧ１を線引きする際の気泡の有無を適切に判定できることが確認された。
なお、引き取り速度の変化と加熱炉２内の圧力の変動とに基づいて気泡異常点の判定を行う方法でも、同様の効果が確認された。
【００４１】
以上において本発明の実施の形態の例を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、必要に応じて他の構成を採用することが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１：光ファイバ製造装置、２：加熱炉（線引炉）、３：発熱体、４：炉心管、５：送り手段、６：冷却装置、７，１０：外径測定器、８：ダイス、９：紫外線照射装置、１５：コンピュータ、１６：キャプスタン、２４：ボビン、３０：ガス供給部、４０：炉内圧計、Ｇ：光ファイバ用ガラス母材、Ｇ１：ガラスファイバ、Ｇ２：光ファイバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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