(57)【要約】  【課題】  光ファイバ線引装置の非定常運転状態（過渡状況）における立上条長（或いは増速時間）を抑えつつ，ハンチングやオーバーシュート等が生じない安定な線引き制御を可能とすること。  【解決手段】  加熱溶融する線引炉に母材を送り出しつつ，その母材からの溶出材を線引きすることにより光ファイバを線引製造する光ファイバ線引装置であって，線引速度の変化に応じた段階的な線引速度の変化量設定値Ｐ１〜Ｐ８を記憶し，実際の線引速度ｖの変化に応じて連続的に変化する線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetを，線引速度の変化量設定値Ｐ１〜Ｐ８を用いた線形補間計算により求め，線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetと実際の線引速度変化量との差に基づいて母材の送り速度を調節する。【選択図】図６
2006151728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱溶融する線引炉に母材を送り出しつつ，その母材からの溶出材を線引きすることにより光ファイバを線引製造する光ファイバ線引装置であって，
線引速度の変化に応じた段階的な線引速度の変化量設定値を記憶する線引速度変化量段階記憶手段と，
実際の線引速度の変化に応じて連続的に変化する線引速度の目標変化量を，前記線引速度の変化量設定値を用いた補間計算により求める線引速度目標変化量導出手段と，
前記線引速度の目標変化量と実際の線引速度変化量との比較に基づいて前記母材の送り速度を調節する母材送り速度調節手段と，
を具備してなることを特徴とする光ファイバ線引装置。
【請求項２】
加熱溶融する線引炉に母材を送り出しつつ，その母材からの溶出材を線引きすることにより光ファイバを線引製造する光ファイバ線引装置の制御をコンピュータに実行させるための制御プログラムであって，
線引速度の変化に応じた段階的な線引速度の変化量設定値を記憶する線引速度変化量段階記憶手段から前記線引速度の変化量設定値を読み出し，該線引速度の変化量設定値を用いた補間計算を行うことにより，実際の線引速度の変化に応じて連続的に変化する線引速度の目標変化量を求める線引速度目標変化量導出処理と，
前記線引速度の目標変化量と実際の線引速度変化量との比較に基づいて前記母材の送り速度を調節する母材送り速度調節処理と，
をコンピュータに実行させるための制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，光ファイバ母材から光ファイバを製造する光ファイバ線引装置及びその制御プログラムに関し，特に，時々刻々変化する線引速度（実線引速度）に応じて実線引速度の目標変化量を連続的に変化させるとともに，実線引速度の目標変化量と実線引速度の実変化量との偏差に基づいて母材送り速度を調節することにより制御性能を高めた光ファイバ線引装置及びその制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に，光ファイバを製造する光ファイバ線引装置では，光ファイバ線引装置が備える線引炉において光ファイバ母材が加熱された後に連続的に引き伸ばされる速度（即ち，線引速度）と，製造される光ファイバの品質とは，密接な関係にある。そのため，光ファイバ線引装置においては，良質な光ファイバを得るために，前記線引速度を最適な速度に調節するための様々な改良が進められている。
通常，線引速度自体は，線引き後の光ファイバ（裸光ファイバ）の外径の検出値が目標値に追従するようにフィードバック制御されるため，実線引速度が適切な速度となるようにするための制御は，線引きの対象となる光ファイバ母材を線引炉に送り込む速度（以下，母材送り速度という）を制御すること等により間接的に行われる。
【０００３】
例えば，特許文献１に示される光ファイバ線引装置では，母材送り速度Ｖfを以下に示す方法により算出し，その算出した母材送り速度Ｖfで光ファイバ母材を線引炉に供給することによって前記線引速度が適切な速度となるよう間接的に制御している。以下，時刻ｔとは線引中のある時点での時刻を，線引速度ｖ(ｔ)とはその時刻ｔにおける実線引速度（実際の線引速度）をそれぞれ示す。
特許文献１に示される光ファイバ線引装置では，まず，光ファイバ母材を線引炉に送る速度の基本となる速度Ｖf1（以下，母材送りベース速度という）を光ファイバ母材の外径Ｄ（以下，母材外径という），線引き後の光ファイバ（裸光ファイバ）の目標外径ｄ（以下，目標ファイバ外径という），光ファイバの目標線引速度ｖ1に基づく次の式（１）により算出する。この式（１）は，供給される光ファイバ母材と線引後の光ファイバとの間で成立する質量不変（保存）の法則に基づく式である。なお，目標線引速度ｖ1は，定常運転状態において後工程であるコーティング工程等との関係で良質な光ファイバを得るのに望ましい線引速度であり，予め与えられる速度である。
Ｖf1＝ｖ1・ｄ2／Ｄ2  …（１）
【０００４】
次に，この式（１）により算出された母材送りベース速度Ｖf1を，所定の補正値（ΔＶf1及びΔＶf2）で補正して実際に設定する母材送り速度Ｖf(ｔ)を計算する。ここに，補正値ΔＶf1は，光ファイバの目標線引速度ｖ1と実線引速度ｖ(ｔ)との差に，所定の正の係数Ｋ1が乗算されることで求められる。また，補正値ΔＶf2は，実際の線引速度ｖ(ｔ)の単位時間当たりの変化量，つまり加速度であるｖ(ｔ)−ｖ(ｔ−Δｔ)に所定の正の係数Ｋ2が乗算されることで求められる。
実際に設定される母材送り速度Ｖf(ｔ)は，上述した母材送りベース速度Ｖf1に補正値ΔＶf1を加算した結果から，補正値ΔＶf2を減算する次の式（２）により求められる。
Ｖf(ｔ) ＝ Ｖf1＋ΔＶf1−ΔＶf2
＝ ｖ1・ｄ2／Ｄ2＋Ｋ1(ｖ1−ｖ(ｔ))−Ｋ2(ｖ(ｔ)−ｖ(ｔ−Δｔ)) … （２）
この式（２）に従って母材送り速度Ｖfを設定することにより，実線引速度が目標線引速度ｖ1に追従するように間接的に制御される。即ち，実線引速度ｖが目標線引速度ｖ1を下回ると，母材送り速度Ｖfが式（２）に従って加速される結果，光ファイバ母材の溶け出し量が増加して線引き後の光ファイバの外径（検出値）が増大傾向となるので，その外径が目標ファイバ外径ｄとなるよう実線引速度ｖが加速する方向に制御される。逆に，実線引速度ｖが目標線引速度ｖ1を上回ると，母材送り速度Ｖfが式（２）に従って減速される結果，光ファイバの外径が目標ファイバ外径ｄとなるよう実線引速度ｖが減速する方向に制御される。
特許文献１に示される光ファイバ線引装置では，線引炉への光ファイバ母材を供給する速度が上述した演算にて求められた母材送り速度Ｖf(ｔ)になるように母材の送りモータを回転駆動することにより，良質な光ファイバが製造される仕組みになっている。
【特許文献１】特開平１０−８１５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで，母材外径Ｄ，目標ファイバ外径ｄ及び定常運転時における目標線引速度ｖ1は，光ファイバ線引装置の運転条件として予め設定されるものであるため，前記特許文献１に示される光ファイバ線引装置では，運転条件の設定変更がない限り，式（１）により求まる母材送りベース速度Ｖf1は一定である。
これに対し，光ファイバ線引装置の立ち上げ時や運転終了時等の非定常運転時には，前記母材送り速度を大きく変化させて調節することが必要となる。そのため，非定常運転時には，上述した式（２）にて母材送りベース速度Ｖf1を一定とする手法だけに依存していたのでは，大きな調節幅を必要とする母材送り速度を，必然的に前記補正項ΔＶf1，ΔＶf2だけで補正しようとすることになり，これら補正項の演算上のウエイトが大きくなる。
しかしながら，補正値ΔＶf1は，目標線引速度ｖ1に対する実線引速度の過不足分に基づく修正項であり，また補正値ΔＶf2は，その動的な修正，すなわち修正傾向の行き過ぎ或いは不足分の修正に関するものである。このことから，必要とされる調節幅が大きい時には，この補正項に対するウエイトが大きくなりすぎ，ハンチングやオーバーシュート等の不具合を引き起こす可能性が高くなるという問題を回避できない。
【０００６】
また，特許文献１に示される光ファイバ線引装置では，係数Ｋ1およびＫ2の値は常に最適化されていることが，正確な母材送り速度Ｖf(ｔ)を得る前提条件となるということは想像に難くないが，装置の立ち上げ時や運転終了時といった，線引速度が大きく変化する非定常時にも対応し得る係数Ｋ1およびＫ2を一義的に設定することは極めて困難である。このような原因により，ハンチングやオーバーシュート等の不具合が発生すると，光ファイバの外径やコーティング性状等が一定しないため，得られる光ファイバの品質低下や歩留まり低下等を引き起こすという問題が生じる。それだけでなく，引き起こされたハンチング，あるいはオーバーシュートが過大であると，光ファイバ線引装置における線引速度の制御不能に陥り，その結果，光ファイバの断線をも引き起こす可能性がある。このような，光ファイバ線引装置の立ち上げ時等の非定常運転状態（過渡的状況）等における問題は，上述したような線引速度，その補正項といった光ファイバ線引装置の運転状況を決定する運転パラメータについて生じるものである。
更に，光ファイバ母材の大径化に伴い，立上条長（或いは増速時間）が増加し，歩留まりの低下が問題となってきているが，立上条長（或いは増速時間）を短縮しようと加速度を大きくした場合に，立上終端部（目標線速付近）においてハンチングやオーバーシュート等の不具合を引き起こす可能性が高くなるという問題がある。
従って，本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，光ファイバ線引装置の非定常運転状態（過渡的状況）における立上条長（或いは増速時間）を抑えつつ，ハンチングやオーバーシュート等が生じない安定な線引き制御が可能な光ファイバ線引装置及びその制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために，本発明は，加熱溶融する線引炉に母材を送り出しつつ，その母材からの溶出材を線引きすることにより光ファイバを線引製造する光ファイバ線引装置であって，線引速度の変化に応じた段階的な線引速度の変化量設定値を記憶する線引速度変化量段階記憶手段と，実際の線引速度の変化に応じて連続的に変化する線引速度の目標変化量を，前記線引速度の変化量設定値を用いた補間計算により求める線引速度目標変化量導出手段と，前記線引速度の目標変化量と実際の線引速度変化量との比較に基づいて前記母材の送り速度を調節する母材送り速度調節手段と，を具備してなることを特徴とする光ファイバ線引装置として構成されるものである。
また，加熱溶融する線引炉に母材を送り出しつつ，その母材からの溶出材を線引きすることにより光ファイバを線引製造する光ファイバ線引装置の制御をコンピュータに実行させるための制御プログラムであって，線引速度の変化に応じた段階的な線引速度の変化量設定値を記憶する線引速度変化量段階記憶手段から前記線引速度の変化量設定値を読み出し，該線引速度の変化量設定値を用いた補間計算を行うことにより，実際の線引速度の変化に応じて連続的に変化する線引速度の目標変化量を求める線引速度目標変化量導出処理と，前記線引速度の目標変化量と実際の線引速度変化量との差に基づいて前記母材の送り速度を調節する母材送り速度調節処理と，をコンピュータに実行させるための制御プログラムとして捉えたものであってもよい。ここで，コンピュータには，パーソナルコンピュータやＦＡコンピュータ，マイコン，ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等，演算手段を備えた各種装置を含むものとする。
【０００８】
光ファイバ線引装置における線引速度は，線引き後の光ファイバ外径が目標外径となるように自動調節（フィードバック制御）されるが，光ファイバ線引装置の立ち上げ時や立ち下げ時等の非定常運転状態においては，炉内における母材の供給量と溶出量との関係が安定していないために実際の線引速度は時々刻々大きく変化する。そして，例えば立ち上げ時（非定常運転状態の一例）においては，前記実際の線引速度の変化量（線引の加速度）が大きすぎると定常運転への移行時にオーバーシュートやハンチングが発生し，逆に前記実際の線引速度の変化量が小さすぎると立上条長（立ち上げ時間）が長くなり過ぎる。
しかしながら，本発明の構成によれば，そのような非定常運転状態における理想的な線引速度の変化量を定めるためのパラメータとして，線引速度の変化に応じた段階的な線引速度の変化量設定値を予め記憶しておき，実際の線引速度の変化に応じて連続的に変化する線引速度の目標変化量（非定常運転時における理想的な線引速度の変化の変遷を表すもの）を，前記線引速度の変化量設定値を用いた補間計算により求めるとともに，その線引速度の目標変化量と実際の線引速度変化量との比較に基づいて前記母材の送り速度を調節するので，間接的に前記実際の線引速度が理想的な変化となるように制御されることになる。
即ち，前記実際の線引速度の変化量が前記線引速度の目標変化量よりも大きい（加速が大きい）場合に，前記母材の送り速度を減速方向に調節すれば，母材の溶出が抑えられて線引後の光ファイバ外径が縮小傾向となるので，その外径が目標ファイバ外径となるように実際の線引速度が減速する方向に制御される。逆に，前記実際の線引速度の変化量が前記線引速度の目標変化量よりも小さい（加速が小さい）場合に，前記母材の送り速度を加速方向に調節すれば，母材の溶出が増大して実際の線引速度が加速する方向に制御される。その結果，非定常運転状態における前記実際の線引速度の変化が理想的に変化することになり，立上条長（或いは増速時間）を抑えつつ，ハンチングやオーバーシュート等が生じない安定な線引き制御が可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように，本発明によれば，光ファイバ線引装置において時々刻々変化する実際の線引速度に応じて連続的に変化する線引速度の目標変化量が求められ，その目標変化量と実際の線引速度の変化量との比較に基づいて母材の送り速度が調節されるので，非定常運転状態であっても，立上条長（或いは増速時間）を抑えつつ，ハンチングやオーバーシュート等が生じない安定な線引き制御が可能となる。その結果，定常運転状態へ移行するまでの過渡的状況下で発生する無駄な時間や材料の消費が極力抑えられて歩留まりが向上し，また，大きなハンチングやオーバーシュートによって発生する光ファイバの断線等の不具合を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の一実施形態に係る光ファイバ線引装置Ｘの概略構成図，図２及び図３は光ファイバ線引装置Ｘの立ち上げ運転時に用いる運転パラメータが設定されたデータテーブルの一例を表す図，図４は光ファイバ線引装置Ｘにおける母材送りベース速度と実線引速度との関係を示したグラフ，図５は光ファイバ線引装置Ｘにおける目標線引速度と実線引速度との関係を示したグラフ，図６は光ファイバ線引装置Ｘにおける線引速度の目標変化量と実線引速度との関係を示したグラフ，図７は光ファイバ線引装置Ｘにおける制御ゲインと実線引速度との関係を示したグラフ，図８は光ファイバ線引装置Ｘにおける制御周期と実線引速度との関係を示したグラフ，図９は光ファイバ線引装置Ｘの立ち上げ運転時における実線引速度及び母材送りベース速度のトレンドグラフ，図１０は光ファイバ線引装置Ｘの立ち上げ運転時における実線引速度及び線引速度の目標変化量のトレンドグラフ，図１１は光ファイバ線引装置Ｘの立ち上げ運転時における母材送りベース速度及び実際の母材送り速度のトレンドグラフである。
【００１１】
まず，図１を用いて，本発明の実施形態に係る光ファイバ線引装置Ｘの構成について説明する。
光ファイバ線引装置Ｘは，光ファイバ母材２を加熱溶融する線引炉３に送り出しつつ，その母材からの溶出材を線引きすることにより光ファイバを線引製造するものであり以下の構成要素を具備している。即ち，光ファイバ母材２を把持して線引炉３へ送り出す母材送り装置１，光ファイバ母材２を加熱する線引炉３，線引された光ファイバ４（以下，裸光ファイバ４という）の外径を測定する外径測定機５，裸光ファイバ４を冷却する冷却装置７，光ファイバにコーティング樹脂を塗布するコーティング装置８，塗布したコーティング樹脂を硬化させる樹脂硬化装置９，樹脂でコーティングされた裸光ファイバ（以下，光ファイバ素線１０という）を引き取るキャプスタン６，キャプスタン６に引き取られた光ファイバ素線１０を巻き取る巻取装置１１，当該光ファイバ線引装置Ｘの制御演算を行う演算部１４，各種運転パラメータを記憶する不揮発性の記憶手段である運転パラメータ記憶部１５，母材送り装置１を回転駆動させるモータ１３，そのモータ１３の駆動制御を行うドライバ１２等を具備している。
前記演算部１４は，マイクロコンピュータシステムを構成するものであり，その制御演算は，演算部１４が備えるＲＯＭ等の記憶手段に予め記憶された所定の制御プログラムが，前記演算部１４が備えるＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等の演算手段（コンピュータの一例）により実行されることによって行われる。本光ファイバ線引装置Ｘでは，母材送り装置１の駆動源であるモータ１３を制御するドライバ１２等の制御が，前記演算部１４が制御プログラムを実行することによって行われている。
【００１２】
以下，光ファイバ線引装置Ｘにおける光ファイバ素線１０の製造工程について簡単に説明する。
母材送り装置１に把持された光ファイバ母材２は，線引炉３にて加熱線引されて裸光ファイバ４となる。この際，母材送り装置１から線引炉３へ光ファイバ母材２を送り出す母材送り速度については，ドライバ１２から送信される速度指令信号に従って，モータ１３が回転駆動されることにより調節されている。前記速度指令信号に対応する母材送り速度の設定値は，前記演算部１４によって決定されるが，これについては後述する。
ここで，光ファイバ線引装置Ｘでは，光ファイバ母材２から製造される裸光ファイバ４の外径は，キャプスタン６の引取速度により決定される仕組みになっている。即ち，線引された裸光ファイバ４の外径を外径測定機５によりオンライン測定し，その測定結果が目標外径となるようにキャプスタン６の引取速度をフィードバック制御する。このようにキャプスタン６の引取速度を調節することで，裸光ファイバ４の外径が一定（目標外径）となるように制御される。なお，キャプスタン６の引取速度は，前記演算部１４によって速度調節（フィードバック制御）され，キャプスタン６の引取速度（回転速度）が不図示の回転速度計によって常時計測されている。裸光ファイバ４の実際の線引速度（以下，実線引速度という）は，このキャプスタン６の回転速度の計測値から前記演算部１４により演算される。
このようにして製造された裸光ファイバ４は，冷却装置７にて一度冷却された後，コーティング装置８で，その表面にコーティング樹脂が塗布される。ここで塗布されたコーティング樹脂は，樹脂硬化装置９で硬化され，光ファイバ素線１０となる。この光ファイバ素線１０は，キャプスタン６を経て巻取装置１１にてボビンに巻き取られる。
【００１３】
ここで，光ファイバ線引装置Ｘでは，その運転条件に関する運転パラメータ（例えば，後述する母材送りベース速度，線引速度の目標変化量，実線引速度の変化量に関する速度成分に乗ぜられるゲイン，演算周期等）が，前記運転パラメータ記憶部１５に，段階的に設定された実線引速度に対応して段階的に記憶されている。そして演算部１４は，キャプスタン６の回転速度の測定値から演算される実線引速度に対応する運転パラメータを，運転パラメータ記憶部１５から抽出して（読み出して）適用させている。尚，運転パラメータ記憶部１５が，本発明における線引速度変化量段階記憶手段の一例である。
また，前記演算部１４により，光ファイバ線引装置Ｘの稼動中に時々変化する実線引速度に応じて，運転パラメータ記憶部１５から読み出された運転パラメータが次式（３）に適用され，母材送り速度等を決定する演算がなされる。そして，その演算された結果に従って，上述したドライバ１２が制御される。
Ｖf(ｔ) ＝ Ｖf1＋ＫP(ΔＶdt_target−ΔＶdt)＋ＫI∫(ΔＶdt_target−ΔＶdt)ｄｔ…（３）
式（３）において，Ｖf1は光ファイバ母材２の基本となる送り速度（以下，母材送りベース速度という），Ｋp及びＫIは制御ゲイン（以下，各々変化量比例ゲイン及び変化量積分ゲインという），ΔＶdt_targetは線引速度の目標変化量，ΔＶdtは所定の単位時間当たりの実線引速度の変化量（以下，実線引速度変化量という）を表す。この実線引速度変化量ΔＶdtは，演算部１４により，キャプスタン６の回転速度の計測値から求めた実線引速度に基づいて算出される。
【００１４】
次に，図２〜８を用いて，母材送りベース速度Ｖf1および線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetから算出される母材送り速度Ｖfについて説明する。尚，図中の線引速度とは実線引速度のことを表す。
図２は，本発明の実施形態に係る光ファイバ線引装置Ｘの立ち上げ運転時（非定常運転状態の一例）に用いる運転パラメータである母材送りベース速度Ｖf1，線引速度の変化量設定値ΔＶdt_S（図中，線引加速度設定値と表記），式（３）で用いる前記変化量比例ゲインＫpと前記変化量積分ゲインＫI，同じく式（３）で用いる比例演算の周期と積分演算の周期各々が，線引速度（実線引速度）の変化に応じた段階的な値として設定されたデータテーブルの一例を表す図である。ここで，線引速度の変化量設定値ΔＶdt_S（線引加速度設定値）は，立ち上げ時における理想的な実線引速度の変化量（加速度）である線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetを求めるための設定値である。
また，図３は，図２のデータテーブルと等価のデータテーブルを表す図であるが，図２のデータテーブルにおける前記母材送りベース速度Ｖf1の代わりに，目標線引速度ｖ1が設定されたものである。この図３のデータテーブルが用いられる場合，本テーブルに設定された目標線引速度ｖ1が前述の質量不変（保存）の法則に基づく（１）式に適用され，母材送りベース速度Ｖf1が段階的に算出されて設定される。
また，図４〜８は，図２及び図３に示される各運転パラメータと実線引速度との関係をグラフ化したものである。
尚，図２又は図３に示された線引速度（実線引速度）の段階的変化に対応する運転パラメータの段階的変化のデータ（データテーブル）のいずれか一方が，前記運転パラメータ記憶部１５に記憶される。ここで，図３に示されたデータテーブルが前記運転パラメータ記憶部１５に記憶されている場合は，演算部１４により，そのデータテーブルに設定されている目標線引速度ｖ1が（１）式に適用されて前記母材送りベース速度Ｖf1が求められる（即ち，図３のデータテーブルは図２のデータテーブルと等価である）。
また，本実施形態では，これらの各運転パラメータは，９区間に区分けされた実線引速度に対応づけて段階的に設定されているが，区間数は任意である。区間数を多くするほど滑らかな制御が可能である。ここで，実線引速度の各区間のしきい値，及び各運転パラメータ（母材送りベース速度Ｖf1若しくは目標線引速度ｖ1，線引速度の変化量設定値ΔＶdt_S，比例ゲインＫpと積分ゲインＫI，比例演算周期と積分演算周期）の前記データテーブルにおける設定値については，入力操作可能な操作部などから利用者により入力された入力値（固定値）でも良いし，所定の情報から演算部１４にて演算される可変値でも良い。
【００１５】
図４，図５，図７及び図８に示すように，前記演算部１４は，母材送りベース速度Ｖf1若しくは目標線引速度ｖ1，比例ゲインＫpと積分ゲインＫI，比例演算周期と積分演算周期の各運転パラメータについては，前記キャプスタン６の回転速度の計測値から求めた実線引速度が，前記データテーブルに設定された区間（９区間）のいずれに該当するかを判別し，その該当区間に対応する運転パラメータを前記データテーブルから読み出してそのまま用いるので，実線引速度の変化に応じて運転パラメータが階段状に変化するものとなる。これらの運転パラメータ（Ｖf1，ｖ1，Ｋp，ＫI，比例演算周期及び積分演算周期）は，式（３）に適用するために求められるものである。
一方，前記演算部１４（線引速度目標変化量導出手段の一例）は，線引速度の変化に応じて段階的に設定された線引速度の変化量設定値ΔＶdt_S（線引速度の複数の区間を規定する複数のしきい値各々に対応した線引速度の変化量設定値）を前記運転パラメータ記憶部１５から読み出し，その読み出しデータを用いて線形補間計算を行うことにより，図６に示すように実線引速度の変化に応じて連続的に変化する線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetを求める。この線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetも，式（３）に適用するために求められるものである。
このように線形補間計算により求めた線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetを縦軸に，実線引速度を横軸にとってグラフ化すると，図６に示すように概ね山型のグラフ形状となる。なお，図６におけるグラフの折れ点Ｐ１〜Ｐ８各々が，線引速度の変化量設定値ΔＶdt_Sを表す点である。
【００１６】
以上のようにして実線引速度を前記データテーブルに適用することによって求められた母材送りベース速度Ｖf1，線引速度の目標変化量ΔＶdt_target，比例ゲインＫpと積分ゲインＫI，比例演算周期と積分演算周期の各運転パラメータ，及びキャプスタン６の回転速度の計測値に基づき求められる実線引速度変化量ΔＶdtが，演算部１４により前述の（３）式に適用され，母材送り速度Ｖfが算出される。そして，その算出された結果に従って前述したドライバ１２が制御され，母材送り装置１から線引炉３への光ファイバ母材２の供給制御がなされる。
ここで，（３）式は，その第２項及び第３項が，線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetと実際の線引速度変化量ΔＶdtとの差を無くすように母材送り速度を調節する比例演算及び積分演算の項である。即ち，この（３）式を用いて前記演算部１４により母材送り速度Ｖfを決定（算出）することにより，母材送り速度Ｖfは，線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetと実際の線引速度変化量ΔＶdtとの比較に基づいて調節されることになる。ここで，前記演算部１４及び前記ドライバ１２が，母材送り速度調節手段の一例を構成するものである。
【００１７】
前記演算部１４による線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetの補間計算の例を以下に示す。
図２の表によれば，例えば，ある時点で実線引速度ｖ(ｔ)＝５００m／minである場合の母材送りベース速度Ｖf1及び線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetは，以下の通りである。
母材送りベース速度    ：１.８３mm／min
線引速度の目標変化量  ：５０＋(１８０−５０)×(５００−３００)／(６００−３００)＝１３７m／min2
また，図３の表によれば，例えば，ある時点で実線引速度ｖ(ｔ)＝５００m／minである場合の目標線引速度ｖ1，母材送りベース速度Ｖf1及び線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetは，以下の通りである。
目標線引速度          ：７５０m／min
線引速度の目標変化量  ：５０＋(１８０−５０)×(５００−３００)／(６００−３００)＝ １３７m／min2
このとき，別途設定される母材外径Ｄが８０mm，裸光ファイバ外径（の目標値）ｄが０.１２５mmである場合，母材送りベース速度Ｖf1は，式（１）により以下の通り求められる。
Ｖf1 ＝ ((０.１２５)2／(８０)2)×７５０ ＝ １.８３mm／min
【００１８】
次に，演算部１４により実行される母材送り速度Ｖfの演算の具体例について説明する。
光ファイバ線引装置Ｘにおける線引中において，ある時刻ｔにおける光ファイバの実線引速度をｖ(ｔ)とし，時刻ｔよりもｄｔ時間前の線引速度をｖ(ｔ−ｄｔ)とすると，ｄｔ時間当たりの実線引速度の変化量，即ち加速度ΔＶdtは，
ΔＶdt＝ｖ(ｔ)−ｖ(ｔ−ｄｔ)
と計算される。
図２の表によれば，例えば，現在の線引速度が６００m／min，１０秒（＝ｄｔ）前の線引速度が５８０m／minである場合の加速度ΔＶdtは，
ΔＶdt＝(６００−５８０)×６０／１０ ＝ １２０m／min2
となる。
【００１９】
ここで，実線引速度の変化量（加速度）ΔＶdtを求める演算を，ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）により構成される前記演算部１４によって  実行する場合，例えば以下のようになる。
まず，１００msec程度の周期で実線引速度を取得して累積し，累積された１０〜１００個程度の最新線引速度データの移動平均化を行う。この移動平均化された結果を実線引速度とし，現在の速度（最新の移動平均値）を含め，一定時間ｄｔ分のデータを常時記憶する。
次に，この移動平均化された実線引速度について，現在の線引速度からｄｔ時間前の線引速度を減算すると，一定時間ｄｔにおける実線引速度の変化量ΔＶdtを求めることができる。尚，１００msec程度の周期で実線引速度の変化量を算出し，同様に１０〜１００個程度の最新の実線引速度変化量のデータを移動平均化して，現在の実線引速度の変化量ΔＶdtとしてもよい。
【００２０】
次に，変化量比例ゲインＫP，変化量積分ゲインＫI，比例演算周期及び積分演算周期を用いた母材送り速度Ｖfの演算の例について説明する。
キャプスタン６の回転速度（計測値）から算出される実線引速度に対応する変化量比例ゲインKP，変化量積分ゲインKI，比例演算周期及び積分演算周期は，演算部１４により，運転パラメータ記憶部１５から時々刻々変化する実線引速度に対応する前記データテーブルの設定値が読み出され，それが式（３）に適用されて母材送り速度Ｖf(ｔ)が算出される。
図２のデータテーブルによれば，例えば，ある時点で実線引速度ｖ(ｔ)＝５００m／minである場合の，変化量比例ゲインＫP，変化量積分ゲインＫI，比例演算周期，および積分演算周期は，
変化量比例ゲインＫP ：  ８.０％
変化量積分ゲインＫI ：  ４.０％
比例演算周期          ：  ５.０sec
積分演算周期          ：１０.０sec
であり，これらのデータが式（３）に代入され，母材送り速度Ｖf(ｔ)が算出される。
ここで，式（３）における，比例項ＫP(ΔＶdt_target−ΔＶdt)，および積分項ＫI∫(ΔＶdt_target−ΔＶdt)ｄｔは，上述した比例演算周期（５.０sec），および積分演算周期（１０.０sec）の周期で各々独立して演算される。このことにより，比例演算や積分演算の時間に対応する応答特性を十分に生かした演算実行が可能になる。
【００２１】
次に，図９〜図１１に示すグラフにより，光ファイバ線引装置Ｘにおいて，以上示した演算により求めた母材送り速度Ｖfに従って母材送り装置１を制御した結果について説明する。
ここで，図９は光ファイバ線引装置Ｘの立ち上げ運転時における実線引速度ｖ及び母材送りベース速度Ｖf1のトレンドグラフ，図１０は同じく立ち上げ運転時における実線引速度ｖ及び線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetのトレンドグラフ，図１１は同じく立ち上げ運転時における母材送りベース速度Ｖf1及び実際の母材送り速度（即ち，演算部１４により計算された母材送り速度Ｖf）のトレンドグラフである。
図９に示すように，母材送りベース速度Ｖf1は，立ち上げ初期段階，即ち，実線引速度ｖが未だ低速である段階においては，一時的に高速（図９では２．９３mm/min）に設定された後，一旦低速（同１．２２mm/min）に減速され，その後，実線引速度ｖが定常時の目標速度（同１２００m/min）に近づくにつれて，定常運転状態における目標速度（同２．９３mm/min）まで段階的（階段状）に加速される。
このように，非定常運転状態において，母材送り速度の基本となる速度Ｖf1そのものを，非定常運転状態において随時変化させることにより，式（２）における補正項（ゲインＫ1，Ｋ2に関する項）に対するウエイトを過度に大きくする必要がなく，ハンチングやオーバーシュート等の不具合を防止できる。
なお，立ち上げ初期段階において，一時的に母材送りベース速度Ｖf1が高速に設定されているのは，装置の立ち上げは，未だ光ファイバ母材２が線引炉３内で溶け始めていない状態から開始されるので，立ち上げ初期段階においては，一時的に光ファイバ母材２の送りを速くして母材の溶融を促進させる必要があるからである。
【００２２】
また，図１０に示すように，線形補間計算により求めた線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetは山型のグラフ形状であり，これは，立ち上げ時において，実線引速度ｖがごく低速である初期段階から定常速度（図１０では，１２００m/min）に至る途中の中間的な速度（図１０では，６００m/min程度）となるまでの区間では，実線引速度ｖの上昇に従ってその加速度を０（或いは０近傍）の状態から徐々に上昇させ，前記中間的な速度を過ぎてから定常速度に至るまでの区間では，実線引速度の上昇に従ってその加速度を徐々に低下させて最終的に０にするものである。
そして，このような山型の線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetと実際の線引速度の変化量ΔＶdtとの差が０（ゼロ）となるように，母材送り速度Ｖfを調節，即ち，式（３）に従って母材送りベース速度Ｖf1を補正して母材送り速度Ｖfを設定する（調節する）ことにより，間接的に実線引速度ｖの変化量（線引の加速度）の推移が制御されることになり，運転環境のばらつき等に関わらず，実線引速度ｖの立ち上がりカーブが理想的なカーブとなるように安定的に制御される。
これに対し，式（３）に基づき母材送り速度Ｖfを設定する場合のように，母材送り速度Ｖfを線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetと実際の線引速度変化量ΔＶdtとの比較に基づいて調節しなければ，立ち上げ運転時の実線引速度ｖは，運転環境のばらつき等によって理想的な立ち上がりカーブよりも不必要に急激な或いは緩慢な立ち上がりカーブとなる場合があり，立ち上げ運転が安定しない。
なお，図１１における母材送りベース速度Ｖf1のグラフと実際の母材送り速度Ｖfグラフとのずれ（差分）が，式（３）における補正項（変化量比例ゲインＫp及び変化量積分ゲインＫIに関する項）による補正量を表している。
以上示した図９及び図１０の内容からすれば，立ち上げ運転においては，運転開始後の経過時間に応じて母材送りベース速度Ｖf1や線引速度の目標変化量ΔＶdt_targetを変化させても等価なようにも見える。
しかしながら，運転開始後の経過時間を横軸とした場合の実線引速度ｖの理想的なカーブ（実線引速度の目標変化量の変化）は，運転条件（母材の外径Ｄや裸光ファイバ外径ｄ等）等によって変わり得るので，運転開始後の経過時間に応じて前記運転パラメータのデータテーブルを設定する場合，運転条件ごとにそのデータテーブルを用意する必要が生じる。
これに対し，実線引速度ｖに応じて前記運転パラメータのデータテーブルを設定する場合，運転条件に関わらずそのデータテーブルを汎用的に用いることができる点で好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る光ファイバ線引装置Ｘの概略構成図。
【図２】光ファイバ線引装置Ｘの立ち上げ運転時に用いる運転パラメータが設定されたデータテーブルの一例を表す図。
【図３】光ファイバ線引装置Ｘの立ち上げ運転時に用いる運転パラメータが設定されたデータテーブルの一例を表す図。
【図４】光ファイバ線引装置Ｘにおける母材送りベース速度と実線引速度との関係を示したグラフ。
【図５】光ファイバ線引装置Ｘにおける目標線引速度と実線引速度との関係を示したグラフ。
【図６】光ファイバ線引装置Ｘにおける線引速度の目標変化量と実線引速度との関係を示したグラフ。
【図７】光ファイバ線引装置Ｘにおける制御ゲインと実線引速度との関係を示したグラフ。
【図８】光ファイバ線引装置Ｘにおける制御周期と実線引速度との関係を示したグラフ。
【図９】光ファイバ線引装置Ｘの立ち上げ運転時における実線引速度及び母材送りベース速度のトレンドグラフ。
【図１０】光ファイバ線引装置Ｘの立ち上げ運転時における実線引速度及び線引速度の目標変化量のトレンドグラフ。
【図１１】光ファイバ線引装置Ｘの立ち上げ運転時における母材送りベース速度及び実際の母材送り速度のトレンドグラフ。
【符号の説明】
【００２４】
１…母材送り装置
２…光ファイバ母材
３…線引炉
４…裸光ファイバ
５…外径測定機
６…キャプスタン
７…冷却装置
８…コーティング装置
９…樹脂硬化装置
１０…光ファイバ素線
１１…巻取装置
１２…ドライバ
１３…モータ
１４…演算部
１５…運転パラメータ記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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