(57)【要約】【課題】線引き時に低強度品の光ファイバを早期に検知して取り除き、線引き後の工程での断線確率を低くする。【解決手段】光ファイバ母材Gを加熱炉２１で加熱して軟化させ、線引きすることにより光ファイバＧ２を製造する光ファイバの製造方法であって、線引き中の前記光ファイバＧ２にスクリーニング張力を負荷するに際し、前記光ファイバＧ２の線引開始端から所定長の第１線引区間の光ファイバＧ２に対して所定値より大きい第１のスクリーニング張力を負荷し、前記第１線引区間終了後は、前記所定値のスクリーニング張力を負荷する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材を加熱炉で加熱して軟化させ、線引きすることにより光ファイバを製造する光ファイバの製造方法であって、
線引き中の前記光ファイバにスクリーニング張力を負荷するに際し、前記光ファイバの線引開始端から所定長の第１線引区間の光ファイバに対して所定値より大きい第１のスクリーニング張力を負荷し、前記第１線引区間終了後は、前記所定値のスクリーニング張力を負荷する、光ファイバの製造方法。
【請求項２】
前記第１線引区間から線引終了端までの間に、所定長の光ファイバに対して前記所定値より大きい第２のスクリーニング張力を負荷する第２線引区間を少なくとも１箇所は設ける、請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項３】
前記第１線引区間の光ファイバ長を略３０ｋｍとする、請求項１または請求項２に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項４】
前記線引開始端から前記第２線引区間までの光ファイバ長を略３００ｋｍとする、請求項２または請求項３に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項５】
前記第２線引区間の光ファイバ長を略３０ｋｍとする、請求項２から請求項４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、光ファイバ母材から光ファイバを線引きして製造する光ファイバの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバは、例えば、石英等の材料で製造された光ファイバ母材の下端側を加熱して軟化させ、この軟化させた部分に張力をかけて引き伸ばすことで細径化されたガラスファイバとし、さらにその周囲に樹脂を被覆することにより得られる。この光ファイバ母材を細径化して光ファイバとする工程は、線引きと呼ばれ、線引きされた光ファイバは、キャプスタンローラ等の引き取り手段によりそのパスラインの下流側に引き取られてボビン等に巻き取られる。
【０００３】
また、製造した光ファイバの引張り強度を保証するために、光ファイバに所定の張力を掛けて、光ファイバの低強度部分を予め破断させ除去しておくスクリーニングが行われている（例えば、特許文献１、２参照）。また、特許文献１、２には、スクリーニングを線引き工程、着色工程、巻替え工程のどの工程で行っても良いことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６２５１５号公報
【特許文献２】特開平５−８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
線引き工程で断線が発生すると、口出し線掛けから再度実施しなければならず、稼働率低下や歩留まりに影響が出るため、一般的に線引き工程では、あるレベル以上の張力は掛けるが、スクリーニング保証するレベルの張力は掛けずに線引きを行っている。そして、線引き工程後の着色工程、巻替え工程でスクリーニング保証するレベルの張力を掛け、検査を行っている。
【０００６】
ところが、線引き時には、加熱炉内が汚れていたり、光ファイバ母材が汚れていたり、光ファイバに何かが接触していたりするなどの不具合が発生することがある。このような不具合などにより、線引きの全長にわたって、あるレベル以上の強度であるがスクリーニング保証するレベルには足りない強度の光ファイバ、すなわち、低強度品の光ファイバとなってしまう虞がある。このような全長低強度品の光ファイバは、線引き後の工程でスクリーニング保証の検査を行うと、断線が多発することとなる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、線引き時に低強度品の光ファイバを早期に検知して対処することができる光ファイバの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【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、光ファイバ母材を加熱炉で加熱して軟化させ、線引きすることにより光ファイバを製造する光ファイバの製造方法であって、
線引き中の前記光ファイバにスクリーニング張力を負荷するに際し、前記光ファイバの線引開始端から所定長の第１線引区間の光ファイバに対して所定値より大きい第１のスクリーニング張力を負荷し、前記第１線引区間終了後は、前記所定値のスクリーニング張力を負荷する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、線引き時に低強度品の光ファイバを早期に検知して取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る光ファイバの製造方法に用いられる光ファイバの製造装置の概略構成図である。
【図２】実験例にて断線した光ファイバの断線位置とその頻度を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施形態に係る光ファイバの製造方法において、スクリーニング張力の掛け方の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光ファイバの製造方法において、スクリーニング張力の掛け方の別の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本願発明の実施形態の説明］
本願発明の実施形態に係る光ファイバの製造方法は、
（１）ファイバ母材を加熱炉で加熱して軟化させ、線引きすることにより光ファイバを製造する光ファイバの製造方法であって、
線引き中の前記光ファイバにスクリーニング張力を負荷するに際し、前記光ファイバの線引開始端から所定長の第１線引区間の光ファイバに対して所定値より大きい第１のスクリーニング張力を負荷し、前記第１線引区間終了後は、前記所定値のスクリーニング張力を負荷する。
上記の光ファイバの製造方法によれば、所定値より大きい第１のスクリーニング張力を負荷する第１線引区間を設け、この区間で低強度の光ファイバを断線させることができるので、断線が発生した場合は低強度品と判断し、低強度品の原因となる加熱炉内の汚れ等の不具合を調査して、対処することができる。したがって、線引きの全長にわたって、低強度品の光ファイバとなってしまうことを早期に検知して対処することができる。また、第１線引区間終了後は、所定値に下げたスクリーニング張力を負荷するので、以降は通常強度でも発生するような破断は起こりにくく、断線が発生しにくい。
【００１２】
（２）また、好ましくは、（１）の光ファイバの製造方法において、前記第１線引区間から線引終了端までの間に、所定長の光ファイバに対して前記所定値より大きい第２のスクリーニング張力を負荷する第２線引区間を少なくとも１箇所は設ける。
上記の光ファイバの製造方法によれば、第１線引区間から線引終了端までの間に少なくとも１箇所設けられた第２線引区間で所定長の光ファイバに対し所定値より大きい第２のスクリーニング張力を負荷するので、前記第１線引区間以降の線引きの途中から低強度の光ファイバが発生した場合においても、より確実に低強度品の光ファイバを取り除くことができる。
【００１３】
（３）また、好ましくは、（１）または（２）の光ファイバの製造方法において、前記第１線引区間の光ファイバ長を略３０ｋｍとする。
低強度品の場合、線引開始端から略３０ｋｍまでの間で断線が発生する確率が高いので、所定値より大きい上記スクリーニング張力を線引開始端から略３０ｋｍまでの間で負荷することにより、低強度品の光ファイバを効率よく取り除くことができる。
【００１４】
（４）また、好ましくは、（２）または（３）の光ファイバの製造方法において、前記線引開始端から前記第２線引区間までの光ファイバ長を略３００ｋｍとする。
線引開始端から略３００ｋｍ線引きした後、再び断線が発生する（低強度品になる）確率が高くなるので、線引開始端から略３００ｋｍの間隔で設けた第２線引区間で再び所定値より大きいスクリーニング張力を負荷することにより、低強度品の光ファイバをさらに確実に取り除くことができる。
【００１５】
（５）また、好ましくは、（２）から（４）のいずれかの光ファイバの製造方法において、前記第２線引区間の光ファイバ長を略３０ｋｍとする。
第２線引区間でも断線が発生する確率が高くなるのは略３０ｋｍの区間であるので、前記第２線引区間でも略３０ｋｍの区間で所定値より大きいスクリーニング張力を負荷することにより、低強度品の光ファイバをさらに効率よく取り除くことができる。
【００１６】
［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光ファイバの製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１７】
まず、本発明に係る光ファイバの製造方法が適用される光ファイバの製造装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る光ファイバの製造方法に用いられる光ファイバの製造装置の概略構成図である。
【００１８】
図１に示すように、光ファイバの製造装置１は、その最も上流側に、光ファイバ用のガラス母材（光ファイバ母材）Ｇを加熱する加熱炉２１を備えている。加熱炉２１は、内側にガラス母材Ｇが供給される円筒状の炉心管３と、この炉心管３を囲む発熱体４とを備え、発熱体４によりガラス母材Ｇを軟化させる加熱領域が形成される。また、加熱炉２１には、加熱領域にパージガスを供給するガス供給部５が設けられている。
【００１９】
ガラス母材Ｇは、その上部のダミー棒Ｄが把持機構６によって把持されることで支持されて、炉心管３の内側の加熱領域にその下端部分が位置するように加熱炉２１内に送られ、下方に引き伸ばされて細径化され、樹脂被覆前の光ファイバ（以下、ガラスファイバという）Ｇ１が形成される。
【００２０】
把持機構６は、把持したガラス母材Ｇを線引きの進行にともなって下降等をさせるフィーダ２２を備えている。なお、フィーダ２２は、ガラス母材Ｇを軸回りに回転させる回転機構や水平方向（ＸＹ方向）に移動させる水平移動機構を備えていてもよい。
【００２１】
加熱炉２１の下流側には、ファイバ位置測定器２３が設けられており、このファイバ位置測定器２３によって、ガラス母材Ｇから線引きされたガラスファイバＧ１の水平方向の位置が検出される。
【００２２】
このファイバ位置測定器２３の下流側には冷却装置７が設けられており、これにより、ガラスファイバＧ１は冷却される。冷却装置７を出たガラスファイバＧ１は、外径測定器８によりその外径が測定される。
【００２３】
外径測定器８の下流側には、ガラスファイバＧ１に被覆を施す紫外線硬化型樹脂を塗布するダイス９及び塗布された紫外線硬化型樹脂を硬化させるための紫外線照射装置１０が順に設けられている。このダイス９及び紫外線照射装置１０を通過したガラスファイバＧ１は、その外周に紫外線硬化型樹脂の被覆層が形成され、光ファイバＧ２とされる。
【００２４】
光ファイバＧ２は、紫外線照射装置１０を通過した後、加熱炉２１の直下に設けられたガイドローラである直下ローラ１１に掛けられ、この直下ローラ１１によって走行方向が変更される。
この直下ローラ１１の下流側には、ガイドローラ１２が設けられており、ガイドローラ１２を通過した光ファイバＧ２は、スクリーニング部１３へ送られる。その後、光ファイバＧ２は、スクリーニング部１３を介して、ガイドローラ１７によってガイドされ、ダンサローラ１８，１９を介して巻き取りボビン２０に送られて巻き取られる。
【００２５】
スクリーニング部１３は、キャプスタン１４と、ガイドローラ１５と、スクリーニングローラ１６とを備えている。このスクリーニング部１３において、光ファイバＧ２はキャプスタン１４により引き取られ、ガイドローラ１５によってガイドされ、スクリーニングローラ１６によってスクリーニング張力が負荷される。スクリーニングローラ１６は、例えば摩擦式のローラであり、キャプスタン１４とスクリーニングローラ１６との回転数の差に応じた値のスクリーニング張力を負荷することができる。
【００２６】
また、光ファイバの製造装置１は、制御部２を備えている。この制御部２には、フィーダ２２、ファイバ位置測定器２３、外径測定器８、スクリーニング部１３等が通信可能に接続され、これらを適宜制御する。
スクリーニング部１３は、制御部２によって、キャプスタン１４およびスクリーニングローラ１６の回転数がそれぞれ制御されることにより、キャプスタン１４とスクリーニングローラ１６との回転数の差に応じたスクリーニング張力を発生させる。
【００２７】
［光ファイバの製造方法］
次に、本実施形態に係る光ファイバの製造方法について説明する。
図１に示す光ファイバの製造装置１において、加熱炉２１にガラス母材Ｇを導入し、発熱体４によって加熱して下方に引き延ばし、細径化されたガラスファイバＧ１を線引きする。
【００２８】
また、制御部２は、線引き開始後にガラスファイバＧ１の線速が冷却開始線速となった時点で、冷却装置７を閉じてガラスファイバＧ１の冷却を開始する。その後、外径測定器８により測定される外径が一定になるように制御しながら、定常製造時の製造線速でガラスファイバＧ１を線引きする。
【００２９】
なお、線引きしたガラスファイバＧ１の外周には、ダイス９によって紫外線硬化型樹脂が塗布され、さらに、紫外線照射装置１０によって紫外線硬化型樹脂に紫外線が照射されて硬化され、樹脂が被覆された光ファイバＧ２とされている。
【００３０】
樹脂を被覆した光ファイバＧ２の走行方向を、直下ローラ１１によって変更してガイドローラ１２へ案内する。そして、光ファイバＧ２をガイドローラ１２によってスクリーニング部１３へ案内し、キャプスタン１４で引き取らせ、ガイドローラ１５を介してスクリーニングローラ１６に巻き付けられ、スクリーニング張力が負荷される。その後、ガイドローラ１７によってガイドされ、ダンサローラ１８，１９を介して巻き取りボビン２０に送られて巻き取られる。
【００３１】
このようにして線引きを行う際に、スクリーニング部１３では、制御部２によって例えばキャプスタン１４とスクリーニングローラ１６の回転数を制御して、回転数差を付けることにより、次の（１）または（２）のスクリーニング張力を掛ける。
（１）通常の線引き時にかける所定値のスクリーニング張力（スクリーニング保証するレベルの張力より小さい張力）。
（２）スクリーニング保証するレベルのスクリーニング張力。
上記（１）、（２）のスクリーニング張力は、制御部２の制御によって、線引き中に変更する。この張力変更のタイミングについては、下記の実験例の結果から得られた知見に基づいて、後述のように変更するものとする。
【００３２】
［実験例］
次に、スクリーニング張力について、本発明者が行った実験例について説明する。
本実験例は、上記所定値のスクリーニング張力を掛けて全長にわたって線引きした光ファイバに対し、線引きの後の工程（以下、後工程と略記する）でスクリーニング保証が可能なスクリーニング張力を掛ける実験を行って、この後工程において光ファイバが断線した場合にその断線した位置とその頻度を記録し、考察を行ったものである。
【００３３】
本実験例にて断線した光ファイバの断線位置とその頻度を示した結果を図２に示す。なお、断線が発生し、その後も同じ光ファイバで断線が多発した場合は、最初に断線が発生した位置のみをカウントしている。図２は、光ファイバの断線位置（区間）を横軸にとり、その位置（区間）で断線した光ファイバの頻度を縦軸にとったものである。図２では、３０ｋｍ（３００００ｍ）毎に断線した光ファイバの頻度を棒グラフで示し、線引開始端からその位置までに断線した光ファイバの累計（％）を折れ線で示している。
図２からわかるように、線引開始端（０ｍ）から３０ｋｍ（３００００ｍ）未満の位置で断線した光ファイバの頻度が一番高くなっており、この位置で断線した光ファイバの累計が約６０％である。すなわち、低強度品の光ファイバの大部分がこの位置から低強度になっていることがわかる。
【００３４】
上記の結果から、光ファイバの線引開始端（０ｍ）から３０ｋｍ（３００００ｍ）未満の区間で、通常の線引き時にかける所定値のスクリーニング張力より大きいスクリーニング保証できるレベルの張力を負荷すれば、より早期に低強度品を検出できることがわかる。
【００３５】
また、次に断線した光ファイバの頻度が高いのは、光ファイバの線引開始端（０ｍ）から３００ｋｍ（３０００００ｍ）以上かつ３３０ｋｍ（３３００００ｍ）未満の位置であり、断線した光ファイバの累計（％）が急に増えていることがわかる。
上記の結果から、光ファイバの線引開始端（０ｍ）から３００ｋｍ（３０００００ｍ）以上かつ３３０ｋｍ（３３００００ｍ）未満の区間で、通常の線引き時にかける所定値のスクリーニング張力より大きいスクリーニング保証できるレベルの張力を再度負荷すれば、線引き途中に発生する低強度品の光ファイバを、より確実に検出できることがわかる。
【００３６】
すなわち、光ファイバの線引開始端（０ｍ）から３０ｋｍ（３００００ｍ）未満の区間と、線引開始端（０ｍ）から３００ｋｍ（３０００００ｍ）以上かつ３３０ｋｍ（３３００００ｍ）未満の区間とに対して、通常の線引き時にかける所定値のスクリーニング張力より大きいスクリーニング保証できるレベルの張力を負荷すると、効率的に低強度品の光ファイバを検出できることがわかった。
【００３７】
以上の実験例の結果から得られた知見に基づいて、本実施形態では、図３に示すように、光ファイバＧ２の線引開始端から所定長の第１線引区間Ｌ１（線引開始端から略３０ｋｍまでの区間）の光ファイバに対して、通常の線引き時にかける所定値の張力Ｎ０より大きいスクリーニング保証レベルＮＳ以上の第１のスクリーニング張力Ｎ１を負荷し、第１線引区間Ｌ１終了後は、所定値のスクリーニング張力Ｎ０を負荷する。
これにより、第１線引区間Ｌ１で第１のスクリーニング張力Ｎ１を負荷し、低強度の光ファイバを断線させることができるので、低強度品の光ファイバを早期に検知して取り除くことができる。そして、線引き全長にわたって低強度品となってしまうような加熱炉内の汚れ等の不具合を調査し、対処することができる。これにより、線引きした光ファイバが全長低強度品となってしまうことを未然に防ぎ、製品の歩留まりを向上させることができる。また、第１線引区間Ｌ１終了後は、所定値に下げたスクリーニング張力Ｎ０を負荷するので、以降は通常強度でも発生するような破断は起こりにくく、断線が発生しにくい。
【００３８】
また、図４に示すように、第１線引区間Ｌ１から線引終了端までの間に少なくとも１箇所設けられた第２線引区間Ｌ２（線引開始端から略３００ｋｍの位置に設けられた区間であり、略３０ｋｍの区間）で、所定長の光ファイバＧ２に対して、再度第２のスクリーニング張力Ｎ２を負荷してもよい。
これにより、第１線引区間Ｌ１以降の線引きの途中から低強度の光ファイバが発生した場合においても、第２線引区間Ｌ２で低強度の光ファイバを断線させることができ、より確実に低強度品の光ファイバを取り除くことができる。
なお、第２のスクリーニング張力Ｎ２は、スクリーニング保証レベルＮＳ以上であれば、第１のスクリーニング張力Ｎ１と同じであってもよいし、違っていてもよい。
【００３９】
なお、上記実験例の結果では、１箇所目の第２線引区間の後、一旦断線頻度が減少していたが、６００ｋｍ以上の位置で再び断線が増えている。これに対処するため、第２線引区間を複数箇所設けて、一定の間隔（例えば３００ｋｍ）で繰り返し第２線引区間を設けるようにしてもよい。
【００４０】
［実施例］
次に、本発明者が前述の実験例の結果に鑑みて行った実施例について説明する。
実施例は、複数のロットの光ファイバ母材に対して、光ファイバの線引開始端（０ｍ）から３０ｋｍ（３００００ｍ）未満の区間と、線引開始端（０ｍ）から３００ｋｍ（３０００００ｍ）以上３３０ｋｍ（３３００００ｍ）未満の区間とに対して、通常の線引き時にかける所定値の張力より大きいスクリーニング保証できるレベルのスクリーニング張力を負荷して線引きを行った。
【００４１】
これに対して比較例として、複数のロットの光ファイバ母材に対して、線引き全長にわたって通常の線引き時に掛ける所定値（スクリーニング保証できるレベルより低い）のスクリーニング張力を掛けて線引きを行った。
【００４２】
実施例と比較例のそれぞれにおいて線引きした光ファイバに対して、後工程でスクリーニング保証が可能な張力を掛け、数ｋｍ毎に断線してしまうロット（低強度品）の発生確率を断線多発発生率として測定した。その結果、比較例ではこの断線多発発生率が２．７％であったのに対し、実施例では０．７％であった。すなわち、本発明に係る実施例によれば、後工程においてスクリーニング保証できる張力を負荷した際に発生する断線多発発生率を、約４分の１に低減できることがわかった。
【符号の説明】
【００４３】
１  光ファイバの製造装置
２  制御部
３  炉心管
４  発熱体
５  ガス供給部
６  把持機構
７  冷却装置
８  外径測定器
９  ダイス
１０  紫外線照射装置
１１  直下ローラ
１２  ガイドローラ
１３  スクリーニング部
１４  キャプスタン
１５  ガイドローラ
１６  スクリーニングローラ
１７  ガイドローラ
１８，１９  ダンサローラ
２０  巻き取りボビン
２１  加熱炉
２２  フィーダ
２３  ファイバ位置測定器
Ｄ  ダミー棒
Ｇ  ガラス母材（光ファイバ母材）
Ｇ１  ガラスファイバ（樹脂被覆前の光ファイバ）
Ｇ２  光ファイバ
【図１】
2015107887.tif 000003
【図２】
2015107887.tif 000004
【図３】
2015107887.tif 000005
【図４】
2015107887.tif 000006