(57)【要約】【課題】装置のコンパクト化や装置コストの低減を図りつつ、延伸精度の高精度化を実現することのできるガラス母材の延伸方法及び装置を得る【解決手段】加熱炉４５内のガラス母材４１の延伸終端付近に外径測定器６５を設けると共に、延伸終端における延伸体６３の外径を目標外径値に維持するために、外径測定器６５が検出した実測外径値と目標外径値とに基づいてガラス母材４１の加熱炉４５への投入速度Ｖａを制御する制御装置６７を備え、前記制御装置６７は、前記実測外径値と前記目標外径値との差をＰＩＤ調節するＰＩＤ制御を実施する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉内に投入されるガラス母材を、予め設定した目標外径値に延伸するガラス母材の延伸方法であって、
前記ガラス母材の延伸途中の外径と前記目標外径値との差が規定値以内となる延伸終端付近に、ガラス母材の外径を検出する外径測定器を設けると共に、
前記外径測定器が検出した実測外径値と前記目標外径値とに基づいて前記ガラス母材の加熱炉への投入速度を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記実測外径値と前記目標外径値との差をＰＩＤ調節するＰＩＤ制御を実施して前記投入速度を算出し且つ制御することを特徴とするガラス母材の延伸方法。
【請求項２】
ガラス母材を加熱軟化させる加熱炉と、前記加熱炉内にガラス母材を所定速度で投入する母材供給機構と、前記加熱炉から出たガラス母材端部を引き取る引き取り機構とを備えて、ガラス母材の外径を予め設定した目標外径値に延伸するガラス母材の延伸装置であって、
前記ガラス母材の延伸途中の外径と前記目標外径値との差が規定値以内となる延伸終端付近に、ガラス母材の外径を検出する外径測定器を設けると共に、
前記母材供給機構による前記ガラス母材の加熱炉への投入速度を、前記外径測定器が検出した実測外径値と前記目標外径値との差をＰＩＤ調節するＰＩＤ制御を実施して算出し且つ制御する制御装置を設けたことを特徴とするガラス母材の延伸装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記実測外径値と前記目標外径値との差をＰＩＤ調節するＰＩＤ制御を実施して、前記ガラス母材の加熱炉への投入速度と前記加熱炉からの引き取り速度を算出し且つ制御する請求項１記載のガラス母材の延伸方法。
【請求項４】
前記制御装置は、前記実測外径値と前記目標外径値との差をＰＩＤ調節するＰＩＤ制御を実施して、前記ガラス母材の加熱炉への投入速度と前記加熱炉からの引き取り速度を算出し且つ制御することを特徴とする請求項２記載のガラス母材の延伸装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス母材を所定の外径に縮径・延伸するガラス母材の延伸方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ファイバは、ＶＡＤ法やＯＶＤ法等で得られたガラス母材を、延伸装置によって線引きに適した外径に延伸した後、線引き装置によって更に所望外径に成形することで製造される。
図５は、このような光ファイバの製造工程に使用されるガラス母材の延伸装置の従来例を示したものである。
図５に示したガラス母材の延伸装置１０は、特開平７−２５３９号公報に開示されたもので、ガラス母材５を加熱軟化させる加熱炉２と、吊り下げたガラス母材５を加熱炉２内に所定速度で投入する母材供給機構１と、加熱炉２から出たガラス母材端部を所定速度で引き取る引き取り機構４とを備えて、ガラス母材５の外径を予め設定した目標外径値に縮径させた延伸体６を製造する。
【０００３】
ガラス母材５の加熱炉２内の加熱で軟化した部位は、引き取り機構４による引張力によって延びて、引き取り機構４側に向かって外径が徐々に縮径したテーパ状の引落部７となる。この引落部７の終端が延伸終端で、延伸終端の外径が、製造する延伸体６の仕上がり径となる。
【０００４】
ところで、加熱炉２内での熱の輻射やガラス母材５内での熱伝導のために、加熱炉２内での延伸処理時間（滞留時間）の経過に伴って、加熱炉２内でのガラス母材５の軟化部位は徐々に拡大して、引き取り機構４による引張力が一定でも延伸が起こり易くなる。従って、引き取り機構４による引張力を一定のまま延伸を続けていると、次第に延伸体６の仕上がり径が小さくなって、目標外径値よりも過小になってしまう。
【０００５】
そこで、図５に示した装置では、加熱炉２の外部に延伸体６の外径を検出する外径測定器３と、この外径測定器３が検出した実測外径値及び目標外径値に基づいて引き取り機構４の引き取り速度を制御する制御装置８とを設けている。
制御装置８は、加熱炉２内でのガラス母材５の軟化部位の拡大等に起因する仕上がり径の変動を防止するために、外径測定器３の検出した実測外径値と目標外径値の差に応じて引き取り速度を制御するもので、例えば、外径測定器３の検出した実測外径値が目標外径値より小さくなった場合に、実測外径値が増大するように引き取り速度を減少制御して、延伸体６の仕上がり径を目標外径値に戻す。
【０００６】
ところが、図５に示したガラス母材の延伸装置１０では、仕上がり径が決定する引落部７の延伸終端位置から外径測定器３までの離間距離が大きく、外径測定器３が仕上がり径の異常を検出した時には、既に、外径測定器３と引落部７との間の長さ分は、外径寸法が不良の延伸体が製造済みとなっている。
即ち、仕上がり径の異常を検出するタイミングが遅いため、仕上がり径の変動を目標外径値に戻すために引き取り速度を制御しても、外径寸法が不良の延伸体がかなりの分量で残ることになって、製品歩留まりが悪いという問題が生じる。そして、このように外径寸法が不良の延伸体が形成される傾向は、仕上がり径が大きな延伸体を製造する場合に特に顕著になる。仕上がり径が大きな延伸体を製造する場合は、延伸速度が遅くなるため、制御の応答が遅れ気味になるからである。
【０００７】
このような問題を解決するためには、仕上がり径の異常を検出するタイミングを早めて、外径寸法が不良の延伸体の製造済み量を減らすためには、外径測定器３の装備位置を、加熱炉２内のガラス母材５が延伸を開始する引落部７の始端付近に近づけることが有効である。
しかし、引落部７の始端付近の外径寸法は、延伸体の仕上がり径との間の寸法差が大きいため、延伸体の仕上がり径の異常の有無を正確に検知することができず、引落部７の始端付近の外径測定に基づいて引き取り速度の制御を行うことは、仕上がり径の高精度化に適さない。
【０００８】
一方、外径測定器３の装備位置を、加熱炉２内のガラス母材５が延伸を終了する引落部７の終端付近に近づけると、仕上がり径の異常の有無を正確に検出することができるが、加熱炉２内の加熱部と外径測定位置との間の離間距離が増大する分、仕上がり径の異常を検出するタイミングに遅れが生じ、制御動作の応答遅れによって、仕上がり外径を安定維持することが困難になる。
【０００９】
このような背景から、図６に示す構成のガラス母材の延伸装置３０が提案された。
この延伸装置３０は、特開平１０−１６７７４５号公報に開示されたもので、ガラス母材１１を加熱軟化させる加熱炉２と、吊り下げたガラス母材１１を加熱炉２内に所定速度で投入する母材供給機構１２と、加熱炉２から出たガラス母材端部を所定速度で引き取る引き取り機構４と、引き取り機構４の引き取り速度を制御する制御装置１４と、生成する延伸体１６の最終的な外径を確認するために加熱炉２の外部位置（Ｃ点）に設けられた外径測定器３ｃとを備えている点では、図５に示した装置と共通である。
しかし、図６のガラス母材の延伸装置３０の場合は、引き取り速度を制御するために加熱炉２内のガラス母材１１の引落部１１ａの２箇所（Ａ点及びＢ点）に外径測定器３ａ，３ｂを設けている。
外径測定器３ｂの装備位置のＢ点は、引落部１１ａの終端付近に設定されている。また、外径測定器３ａの装備位置のＡ点は、引落部１１ａの始端寄りに設定されている。
これらの２つの外径測定器３ａ，３ｂが検出する実測外径値に基づいて、引落部１１ａの外径の変化をより迅速且つ正確に検知し、これらの外径測定器３ａ，３ｂの実測外径値に基づいて引き取り速度を制御することで、仕上がり径の異常を検出するタイミングの遅れを防止して、仕上がり径の高精度化を図っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図６に示した延伸装置３０によるガラス母材の延伸方法は、加熱炉２内のガラス母材１１の引落部１１ａに２個の外径測定器を装備するために加熱炉２の構造が繁雑化したり、大型化するという問題があった。また、使用する外径測定器の装備数の増加が、装置コストの増加や、制御の複雑化を招くという新たな問題を招いた。
【００１１】
そこで、ガラス母材の引落部の終端側に装備した外径測定器だけで、仕上がり径の異常を検出するタイミングの遅れを補って、引き取り速度をより適正に制御可能にするため、引き取り速度の制御手法に、ＰＩＤ制御を組み込むことも検討されている。
ＰＩＤ制御は、例えば、引き取り速度を実測外径値と目標外径値との差に基づいて制御する場合に、実測外径値と目標外径値との差に応じて単純に比例制御するのではなく、実測外径値と目標外径値との差分に更に積分量と微分量を加味した制御を行うもので、タイミング遅れ等を軽減することができる。
【００１２】
しかし、引き取り速度の制御で仕上がり径を目標外径値に維持しようとする従来の延伸方法では、ＰＩＤ制御を導入したとしても、タイミング遅れ等の軽減に限界があり、延伸体の更なる高精度化や、製品歩留まりの向上が難しい。
それは、延伸体６の引き取り速度を制御する延伸方法は、実測外径値を小さくしたい場合には引き取り速度を増加させ、実測外径値を大きくしたい場合には引き取り速度を減少させるもので、例えば、実測外径値を小さくしようとして引き取り速度を増加方向に調整した場合、引き取り速度の増加に伴って、引落部の長さが長くなり、その過程で、引落部の終端位置が下がる。引落部はテーパ状になっているので、引落部の終端位置が下がることは実測外径値を増加させるように作用し、引き取り速度の増加による実際の縮径作用が、速やかに外径測定器の実測部に反映されなくなってしまう。その結果、引き取り速度が必要以上の増減幅で繰り返されて、制御の不安定を招く虞があるからである。
【００１３】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガラス母材から延伸体を製造する場合、仕上がり径の異常を検出するタイミングの遅れや制御動作の応答遅れを解消して、延伸精度の高精度化を実現することができ、しかも、装置のコンパクト化や装置コストの低減を図りつつ、延伸精度の高精度化を実現することのできるガラス母材の延伸方法及び装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るガラス母材の延伸方法及び装置は、請求項１記載のように、加熱炉内に投入されるガラス母材を、予め設定した目標外径値に延伸するガラス母材の延伸方法であって、
前記ガラス母材の延伸途中の外径と前記目標外径値との差が規定値以内となる延伸終端付近に、ガラス母材の外径を検出する外径測定器を設けると共に、
前記外径測定器が検出した実測外径値と前記目標外径値とに基づいて前記ガラス母材の加熱炉への投入速度を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記実測外径値と前記目標外径値との差をＰＩＤ調節するＰＩＤ制御を実施して前記投入速度を算出し且つ制御することを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明に係るガラス母材の延伸装置は、請求項２記載のように、ガラス母材を加熱軟化させる加熱炉と、前記加熱炉内にガラス母材を所定速度で投入する母材供給機構と、前記加熱炉から出たガラス母材端部を引き取る引き取り機構とを備えて、ガラス母材の外径を予め設定した目標外径値に延伸するガラス母材の延伸装置であって、
前記ガラス母材の延伸途中の外径と前記目標外径値との差が規定値以内となる延伸終端付近に、ガラス母材の外径を検出する外径測定器を設けると共に、
前記母材供給機構による前記ガラス母材の加熱炉への投入速度を、前記外径測定器が検出した実測外径値と前記目標外径値との差をＰＩＤ調節するＰＩＤ制御を実施して算出し且つ制御する制御装置を設けたことを特徴とする。
【００１６】
このように構成されたガラス母材の延伸方法及び装置においては、加熱炉内のガラス母材の延伸途中の外径を外径測定器で検出して、この外径測定器の検出した実測外径値と目標外径値との差から、延伸体の仕上がり径の異常の有無を判定しているので、加熱炉の外部で延伸体の外径を実測する従来の延伸方法及び装置と比較すると、延伸体の仕上がり径の異常の有無を検出するタイミングが早くなり、検出するタイミングの遅れで外径寸法が不良の延伸体が形成されるという不都合を解消することができ、製品歩留まりの向上を図ることができる。
また、延伸体外径を目標外径値に制御する制御処理では、応答遅れ等の補正に効果的なＰＩＤ制御を組み込んでいるため、外径測定器による外径測定位置をガラス母材の延伸終端位置に近接して設定したことに起因する制御の応答遅れを解消して、迅速な応答による外径制御を実現することができる。
更に、ガラス母材の加熱炉への投入速度を制御して延伸体外径を目標外径値に維持するので、従来の場合とは逆に、例えば、実測外径値を小さくしようとする場合は投入速度の減少で引落部が上がる方向に移動し、結果的に、外径測定位置における縮径の効果が増幅されて、応答性が加速される。
【００１７】
また、請求項３記載のガラス母材の延伸方法は、上記目的を達成するために、請求項１記載のガラス母材の延伸方法において、前記制御装置は、前記実測外径値と前記目標外径値との差をＰＩＤ調節するＰＩＤ制御を実施して、前記ガラス母材の加熱炉への投入速度と前記加熱炉からの引き取り速度を算出し且つ制御することを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項４記載のガラス母材の延伸装置は、上記目的を達成するために、請求項２記載のガラス母材の延伸装置において、前記制御装置は、前記実測外径値と前記目標外径値との差をＰＩＤ調節するＰＩＤ制御を実施して、前記ガラス母材の加熱炉への投入速度と前記加熱炉からの引き取り速度を算出し且つ制御することを特徴とするものである。
【００１９】
このように構成されたガラス母材の延伸方法及び装置においては、加熱炉へのガラス母材の投入速度と、引き取り速度の双方を、制御応答性に改善に適したＰＩＤ制御によって制御するため、投入速度だけをＰＩＤ制御する場合と比較して、更に、高精度な延伸を実現することが可能になり、ガラス母材の延伸体の製品歩留まりの更なる向上を図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るガラス母材の延伸方法及び装置の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係るガラス母材の延伸装置の一実施の形態を示したものである。
ガラス母材の延伸装置４０は、ガラス母材４１を発熱体４３によって加熱軟化させる加熱炉４５と、ガラス母材４１の上端に一体化されたダミー棒４１ａを把持する母材送り込み用チャック４７と、この母材送り込み用チャック４７を加熱炉４５に向かって所定速度で降下させることでガラス母材４１を加熱炉４５内に投入する母材供給機構４９と、加熱炉４５から出たガラス母材下端のダミー棒４１ｂを所定速度で引き取る引き取り機構５１とを備えている。
【００２１】
母材供給機構４９は、母材送り込み用チャック４７を上下動可能に支持する移動用ボールねじ４８と、移動用ボールねじ４８を回転駆動するモータ５３とを備えた構成で、モータ５３による移動用ボールねじ４８の回転速度を制御することで、ガラス母材４１の投入速度Ｖａを任意に設定可能である。
引き取り機構５１は、ダミー棒４１ｂを把持する母材引き取り用チャック５５と、この母材引き取り用チャック５５を上下動可能に支持する移動用ボールねじ５７と、移動用ボールねじ５７を回転駆動するモータ５９とを備えた構成で、モータ５９による移動用ボールねじ５７の回転速度を制御することで、ガラス母材４１の引き取り速度Ｖｂを任意に設定可能である。
【００２２】
この延伸装置４０は、加熱炉４５に投入されたガラス母材４１を発熱体４３によって加熱軟化させた状態で、ダミー棒４１ｂを引き取り機構５１によって所定引き取り速度で引き取ることで、ガラス母材４１の外径を予め設定した目標外径値に縮径させた延伸体６３を製造する。
【００２３】
この延伸装置４０は、図示のように、ガラス母材４１の延伸途中の外径と目標外径値との差が規定値（例えば３ｍｍ）以内となる加熱炉４５内の引落部４６の延伸終端付近に、延伸途中のガラス母材４１の外径を検出する外径測定器６５を設けている。
また、加熱炉４５内の延伸終端における延伸体外径（仕上がり径）を上記した目標外径値に維持するために、母材供給機構４９によるガラス母材４１の加熱炉４５への投入速度Ｖａを、外径測定器６５が検出した実測外径値と目標外径値とに基づいて制御する制御装置６７を備えている。
この制御装置６７は、図２に示すように、内蔵のＰＩＤ調節器６７ａによって、実測外径値と目標外径値との差（Ｅ（ｔ））を積分量と微分量に応じた制御を組み合わせて調整するＰＩＤ制御を実施して、母材供給機構４９によるガラス母材４１の投入速度Ｖａを算出し、且つ算出した投入速度Ｖａとなるように母材供給機構４９の動作を制御することで、延伸体６３の仕上がり径を目標外径値に維持する。
【００２４】
以上の延伸装置４０が実施するガラス母材の延伸方法では、延伸体６３の外径を目標外径値に制御するために、加熱炉４５内のガラス母材４１の延伸途中の外径を外径測定器６５で検出して、この外径測定器６５の検出した実測外径値と目標外径値との差から、延伸体６３の仕上がり径の異常の有無を判定する構成で、加熱炉の外部で延伸体の外径を実測する従来の延伸方法及び装置と比較すると、延伸体６３の仕上がり径の異常の有無を検出するタイミングが早くなり、検出タイミングの遅れで外径寸法が不良の延伸体６３が形成されるという不都合を解消することができ、製品歩留まりの向上を図ることができる。
【００２５】
また、外径測定器６５による外径測定位置を、ガラス母材４１の引落部４６における延伸終端位置に近接した位置に設定したことで、仕上がり径の異常の有無を正確に検出することができるが、その反面、引落部４６の始端寄りに外径測定器を装備する場合と比較すると、加熱炉４５内の加熱部と外径測定位置との間の離間距離が増大する分、仕上がり径の異常を検出するタイミングに遅れが生じ、制御動作の応答遅れの不安がある。
しかし、延伸体６３の外径を目標外径値に制御する制御処理では、外径測定器６５の検出した実測外径値と目標外径値との差に対して単純な比例制御を行うのではなく、応答遅れ等の補正に効果的なＰＩＤ制御を組み込んでいるため、外径測定器６５による外径測定位置をガラス母材４１の延伸終端位置に近接して設定したことに起因する制御の応答遅れを解消して、迅速な応答による外径制御を実現することができる。
【００２６】
更に、本実施の形態では、ガラス母材４１の加熱炉４５への投入速度Ｖａを制御することで、延伸体６３の外径を目標外径値に維持する構成で、この構成では、加熱炉からの引き取り速度の制御で延伸体の外径を目標外径値に維持しようとする従来の場合とは逆に、例えば、実測外径値を小さくしようとする場合は投入速度の減少で引落部４６が上がる方向に移動し、結果的に、外径測定位置における縮径の効果が増幅されて、応答性が加速される。
【００２７】
従って、ＰＩＤ制御による応答性の改善作用との相乗によって、優れた制御応答性を確保することができて、小径あるいは太径の何れの延伸体６３を製造する場合でも、仕上がり径の異常を検出するタイミングの遅れや制御動作の応答遅れを解消して、延伸精度の高精度化を実現することができる。
しかも、加熱炉４５内での外径測定器６５の装備は、延伸終端付近のみで良く、外径測定器６５の装備数の増加が必要ないため、外径測定器６５の装備数の増加に起因する装置の複雑化や大型化を招くこともない。
従って、装置のコンパクト化や装置コストの低減を図りつつ、延伸精度の高精度化を実現することができる。
【００２８】
本実施の形態の作用効果を確認するため、外径８０ｍｍのガラス母材４１を２０００℃に昇温された加熱炉４５に投入し、引き取り速度を４０ｍｍ／分に設定して仕上がり外径３０ｍｍの延伸体を得る場合について、母材供給機構４９による母材の投入速度Ｖａを下記に示すＰＩＤ制御式（１）に基づいて算出して延伸を行った実施例と、母材の投入速度Ｖａを下記の式（２）に示す関係式で算出して延伸を行った比較例とで、製造した延伸体の外径を比較した。
なお、実施例及び比較例は、何れも、目標外径値を３０．５ｍｍに設定した。
【００２９】
【数１】
2004115285.tif 000003
【００３０】
上記の式（１）において、Ｖ０　＝５．６ｍｍ／分、ＫＰ　＝３０００、Ｔ１　＝２０分、ＴＤ　＝５分とした。
また、上記の式（２）において、Ｖ０　＝５．６ｍｍ／分、ＫＰ　＝５０とした。実施例の場合の延伸体外径は、図３に示すように、３０±０．２ｍｍで、延伸体外径の変動が極めて微小で、高精度な延伸を確認することができた。
一方、比較例の延伸体外径は、図４に示すように、３０±５ｍｍで、延伸体外径に大きな変動が認められて、実施例と比較して、延伸精度に明かな差異が確認できた。
即ち、ＰＩＤ制御を行わない比較例では、仕上がり径の異常の発見が正確になるように、延伸終端に近接した部位で外径測定を行うと、逆に制御の応答遅れ等で延伸体外径に大きなばらつきが生じてしまうが、ＰＩＤ制御を採用した実施例では、応答遅れ等が補償されて、延伸終端に近接した延伸途中の位置で外径測定を実施したことが有効に活かされ、延伸精度の高精度化、延伸の安定化が実現されたことが確認できた。
【００３１】
なお、上記の式（１）において使用するＫＰ　、Ｔ１　、ＴＤ等のパラメータは、延伸条件に応じて調節するが、ＫＰ　は３０〜１００００程度、積分時間Ｔ１は微分時間ＴＤの２〜１０倍程度の範囲で設定するのが好ましい。
【００３２】
なお、本発明に係るガラス母材の延伸方法及び装置では、制御装置が、加熱炉内の延伸終端における延伸体の外径（仕上がり径）を目標外径値に維持するために、実測外径値と目標外径値とに基づいてガラス母材の加熱炉からの引き取り速度Ｖｂを制御する引き取り速度制御回路を備え、且つ、この引き取り速度制御回路は、実測外径値と目標外径値との差をＰＩＤ調節するＰＩＤ制御を実施して、ガラス母材の加熱炉からの引き取り速度Ｖｂを算出する構成としても良い。
その場合に、引き取り速度Ｖｂを算出するためのＰＩＤ制御式の例を、下記の式（３）に示し、実施例を記す。
【００３３】
【数２】
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【００３４】
上記の式（３）において、Ｖｂ０　＝４０ｍｍ／分、ＫＰ　＝３００、Ｔ１　＝２０分、ＴＤ　＝５分とし、合わせて投入速度を前記実施例と同様Ｖ０＝５．６ｍｍ／分、ＫＰ　＝３０００として延伸を行った結果、延伸体外径は、３０±０．２ｍｍと外径変動が極めて微小な延伸体が得られた。
【００３５】
このように構成されたガラス母材の延伸方法及び装置においては、加熱炉へのガラス母材の投入速度と、引き取り速度の双方を、制御応答性に改善に適したＰＩＤ制御によって制御するため、投入速度だけをＰＩＤ制御する場合と比較して、更に、高精度な延伸を実現することが可能になり、延伸体の製品歩留まりの更なる向上を図ることができる。
【００３６】
なお、式（３）において、ＫＰ′は式（１）のＫＰ　より小さい値が望ましく、Ｔ１　、ＴＤ　は式（１）と同じ値とすることが望ましい。また、ＫＰ′はＫＰ　と同じ符号であることが望ましい。すなわち、ＫＰ′がＫＰ　と同じ正の符号で設定されている場合は、投入速度と引き取り速度の変化量の符号が同じとなるため、外径測定位置における縮径の変化がより一層増幅されて、応答性が更に加速される。
【００３７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のガラス母材の延伸方法及び装置によれば、延伸体外径を目標外径値に制御するために、ガラス母材の延伸途中の外径を外径測定器で検出して、この外径測定器の検出した実測外径値と目標外径値との差から、延伸体の仕上がり径の異常の有無を判定しているので、加熱炉の外部で延伸体の外径を実測して仕上がり径の異常の有無を判定する従来の延伸方法及び装置と比較すると、延伸体の仕上がり径の異常の有無を検出するタイミングが早くなり、検出タイミングの遅れで外径寸法が不良の延伸体が形成されるという不都合を解消することができ、製品歩留まりの向上を図ることができる。
【００３８】
また、外径測定器の検出した実測外径値と目標外径値との差に対して単純な比例制御を行うのではなく、応答遅れ等の補正に効果的なＰＩＤ制御を組み込んでいるため、外径測定器による外径測定位置をガラス母材の延伸終端位置に近接して設定したことに起因する制御の応答遅れを解消して、迅速な応答による外径制御を実現することができる。
【００３９】
更に、ガラス母材の加熱炉への投入速度Ｖａを制御することで、延伸体外径を目標外径値に維持する構成により、例えば、実測外径値を小さくしようとする場合は投入速度の減少で引落部が上がる方向に移動し、結果的に、外径測定位置における縮径の効果が増幅されて、応答性が加速される。
従って、ＰＩＤ制御による応答性の改善作用との相乗によって、優れた制御応答性を確保することができて、仕上がり径の異常を検出するタイミングの遅れや制御動作の応答遅れを解消して、延伸精度の高精度化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガラス母材の延伸装置の一実施の形態の概略構成図である。
【図２】図１に示したガラス母材の延伸装置においてガラス母材の投入速度の制御形態を示すブロック図である。
【図３】図１に示したガラス母材の延伸装置で形成した延伸体の外径測定値を示すグラフである。
【図４】比較例の延伸装置で形成した延伸体の外径測定値を示すグラフである。
【図５】従来のガラス母材の延伸装置の概略構成図である。
【図６】従来の別のガラス母材の延伸装置の概略構成図である。
【符号の説明】
４０　延伸装置
４１　ガラス母材
４３　発熱体
４５　加熱炉
４６　引落部
４９　母材供給機構
５１　引き取り機構
６５　外径測定器
６７　制御装置
【図１】
2004115285.tif 000005
【図２】
2004115285.tif 000006
【図３】
2004115285.tif 000007
【図４】
2004115285.tif 000008
【図５】
2004115285.tif 000009
【図６】
2004115285.tif 000010