(57)【要約】【課題】  高さ方向の省スペース化を図ることができる光ファイバ製造方法及び装置を提供する。【解決手段】  光ファイバ製造装置１を用いて光ファイバ３を製造する場合、移動機構１０のボールネジ１７を回転させて、線引き炉４の炉体６を上方に移動させることにより、光ファイバ母材２の下端部を線引き炉４内に挿入させる。その状態で、コイル９を通電して、サセプタ５を加熱させる。これにより、光ファイバ母材２の下端部が加熱溶融され、光ファイバ母材２のネックダウン部２ａから光ファイバ３が線引きされる。そして、ボールネジ１７を回転させて、炉体６を徐々に上方に移動させる。これにより、加熱されたサセプタ５が徐々に上方に移動するようになるため、光ファイバ母材２はその上端部に向けて徐々に加熱され、光ファイバ３の線引きが進行していく。【選択図】  図１
2005104756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材の下端部を発熱体により加熱させて、前記光ファイバ母材から光ファイバを線引きする光ファイバ製造方法であって、
前記発熱体の発熱部分を前記光ファイバ母材の上端部に向けて移動させて、前記光ファイバの線引きを進行させることを特徴とする光ファイバ製造方法。
【請求項２】
前記発熱体を取り囲む炉体を上方に移動させることにより、前記発熱体の発熱部分を前記光ファイバ母材の上端部に向けて移動させることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ製造方法。
【請求項３】
前記発熱体として、コイルによって誘導加熱されるものを用いることを特徴とする請求項２記載の光ファイバ製造方法。
【請求項４】
前記光ファイバの外径を測定するための外径測定器を、前記炉体と共に移動させることを特徴とする請求項２または３記載の光ファイバ製造方法。
【請求項５】
前記光ファイバ母材の上部に、前記光ファイバ母材と実質的に同径のダミー部を設け、前記ダミー部を把持した状態で前記炉体を上方に移動させることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項記載の光ファイバ製造方法。
【請求項６】
前記光ファイバ母材の上側部分を伸縮部材で覆い塞ぐと共に、前記伸縮部材の下端を前記炉体の上面部に連結し、その状態で前記炉体を上方に移動させることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項記載の光ファイバ製造方法。
【請求項７】
前記発熱体として、コイルによって誘導加熱されるものを用い、
前記コイルを前記発熱体の周囲に配置し、前記発熱体に対して前記コイルを上方に移動させることにより、前記発熱体の発熱部分を前記光ファイバ母材の上端部に向けて移動させることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ製造方法。
【請求項８】
前記発熱体として、コイルによって誘導加熱されるものを用い、
前記コイルを前記発熱体の周囲に上下方向に複数配置し、前記複数のコイルのうち通電するコイルを下方から上方へ切り換えることにより、前記発熱体の発熱部分を前記光ファイバ母材の上端部に向けて移動させることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ製造方法。
【請求項９】
前記発熱体を取り囲む炉体における前記光ファイバ母材が挿入される上部開口部をシールした状態で、前記光ファイバの線引きを行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項記載の光ファイバ製造方法。
【請求項１０】
前記光ファイバの線引きを行うときに、前記発熱体の中心軸と前記光ファイバ母材の中心軸とが一致するように、前記発熱体または前記光ファイバ母材を前記光ファイバ母材の軸心に垂直な方向に移動させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項記載の光ファイバ製造方法。
【請求項１１】
前記光ファイバ母材をその軸心回りに回転させながら、前記光ファイバの線引きを行うことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項記載の光ファイバ製造方法。
【請求項１２】
光ファイバ母材の下端部を発熱体により加熱させて、前記光ファイバ母材から光ファイバを線引きする光ファイバ製造装置であって、
前記発熱体の発熱部分を前記光ファイバ母材の上端部に向けて移動させる移動手段を備えることを特徴とする光ファイバ製造装置。
【請求項１３】
前記移動手段は、前記発熱体を取り囲む炉体を上方に移動させる手段であることを特徴とする請求項１２記載の光ファイバ製造装置。
【請求項１４】
前記発熱体の周囲には、前記発熱体を電磁誘導して加熱させるコイルが配置され、
前記移動手段は、前記発熱体に対して前記コイルを上方に移動させる手段であることを特徴とする請求項１２記載の光ファイバ製造装置。
【請求項１５】
前記発熱体の周囲には、前記発熱体を電磁誘導して加熱させるコイルが上下方向に複数配置され、
前記移動手段は、前記複数のコイルのうち通電するコイルを下方から上方へ切り換える手段であることを特徴とする請求項１２記載の光ファイバ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ母材を加熱させて光ファイバ母材から光ファイバを線引きする光ファイバ製造方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ母材から光ファイバを線引きする方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、光ファイバ母材を線引き炉内で加熱させると共に、母材送り装置により光ファイバ母材を下方に移動させることにより、光ファイバを線引きするのが一般的である。
【特許文献１】特開平１１−１３９８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術においては、光ファイバ母材を下降させて線引き炉内に送り込み、光ファイバの線引きを開始した後、光ファイバの線引きの進行につれて更に光ファイバ母材を下降させるため、光ファイバ母材の移動量が全体的に長くならざるを得ない。従って、光ファイバの線引きのために、高さ方向に大きなスペースがとられることになる。
【０００４】
本発明の目的は、高さ方向の省スペース化を図ることができる光ファイバ製造方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、光ファイバ母材の下端部を発熱体により加熱させて、光ファイバ母材から光ファイバを線引きする光ファイバ製造方法であって、発熱体の発熱部分を光ファイバ母材の上端部に向けて移動させて、光ファイバの線引きを進行させることを特徴とするものである。
【０００６】
このような本発明においては、少なくとも光ファイバ母材の下端部に発熱体を対向させた状態で、発熱体により光ファイバ母材を加熱溶融させて、光ファイバの線引きを開始する。そして、光ファイバの線引きの進行につれて、発熱体の発熱部分を光ファイバ母材の上端部に向けて移動させる。これにより、光ファイバの線引き進行中には、光ファイバ母材を下方に移動させなくて済むため、光ファイバ母材の上下方向の移動量を最小限に抑えることができる。従って、高さ方向の省スペース化を図ることが可能となる。
【０００７】
好ましくは、発熱体を取り囲む炉体を上方に移動させることにより、発熱体の発熱部分を光ファイバ母材の上端部に向けて移動させる。この場合には、比較的簡単な構造で、発熱体の発熱部分を光ファイバ母材の上端部に向けて移動させることができると共に、発熱体の加熱制御が容易に行える。また、光ファイバ母材を線引き開始位置にもっていく時も、炉体を上方に移動させればよいので、光ファイバ母材を殆ど下降させなくて済む。従って、更に高さ方向の省スペース化を図ることが可能となる。
【０００８】
この場合、好ましくは、発熱体として、コイルによって誘導加熱されるものを用いる。例えばジルコニア等のセラミック系材料で形成された発熱体を使用すれば、発熱体が酸化しないように炉体の上部（光ファイバ母材の挿入側）開口部を密封する必要がないため、炉体を上方に移動させやすくなる。
【０００９】
また、好ましくは、光ファイバの外径を測定するための外径測定器を、炉体と共に移動させる。一般に光ファイバ製造装置では、炉体の下に外径測定器が設置されている。このような外径測定器を炉体と共に移動させることにより、光ファイバ母材のネックダウン部（母材が細くなって光ファイバになっていく部位）と外径測定器との距離が常に一定になる。従って、炉体を上方に移動させても、外径測定器による測定精度は一定に保たれる。
【００１０】
さらに、好ましくは、光ファイバ母材の上部に、光ファイバ母材と実質的に同径のダミー部を設け、ダミー部を把持した状態で炉体を上方に移動させる。例えばグラファイト等で形成された発熱体を使用すると共に、炉体内に外気中の酸素が入り込まないように、炉体の上部開口部に強力なガス流を吹き付ける、いわゆるガスシールを施す場合、ダミー部の外径を光ファイバ母材と実質的に同径とすることで、線引き終了間近においてガスシールが不十分になることが防止される。
【００１１】
また、光ファイバ母材の上側部分を伸縮部材で覆い塞ぐと共に、伸縮部材の下端を炉体の上面部に連結し、その状態で炉体を上方に移動させてもよい。これにより、例えば発熱体の材料としてグラファイト等を使用した場合に、炉体内に外気中の酸素が入り込むのを防止しつつ、発熱体を上方に移動させることができる。
【００１２】
また、好ましくは、発熱体として、コイルによって誘導加熱されるものを用い、コイルを発熱体の周囲に配置し、発熱体に対してコイルを上方に移動させることにより、発熱体の発熱部分を光ファイバ母材の上端部に向けて移動させる。この場合には、発熱体の加熱制御を容易にしつつ、発熱体の発熱部分を光ファイバ母材の上端部に向けて移動させることができる。
【００１３】
また、発熱体として、コイルによって誘導加熱されるものを用い、コイルを発熱体の周囲に上下方向に複数配置し、複数のコイルのうち通電するコイルを下方から上方へ切り換えることにより、発熱体の発熱部分を光ファイバ母材の上端部に向けて移動させてもよい。この場合には、炉体等を移動させるための設備が不要となるので、設備コストを低く抑えることができる。
【００１４】
また、好ましくは、発熱体を取り囲む炉体における光ファイバ母材が挿入される上部開口部をシールした状態で、光ファイバの線引きを行う。ここで、上部開口部をシールする方式には、開口部にガスを流してシールする、いわゆるガスシール方式や、また炉体または上方延長部の開口と光ファイバ母材上部のダミー部とを密接または摺接させる方式がある。これにより、例えば発熱体としてグラファイト等を使用する場合、外気中の酸素が炉体内に入り込むことが防止される。従って、発熱体が酸化して使用不能になってしまうことを回避できる。
【００１５】
さらに、好ましくは、光ファイバの線引きを行うときに、発熱体の中心軸と光ファイバ母材の中心軸とが一致するように、発熱体または光ファイバ母材を光ファイバ母材の軸心に垂直な方向に移動させる。これにより、線引きされる光ファイバの断面形状が非円（楕円）になりにくくなる。その結果、偏波モード分散（ＰＭＤ）が極めて良好な光ファイバを得ることができる。
【００１６】
また、好ましくは、光ファイバ母材をその軸心回りに回転させながら、光ファイバの線引きを行う。これにより、光ファイバ母材が周方向に均一に加熱されるため、線引きされる光ファイバの断面形状が非円（楕円）になりにくくなる。その結果、偏波モード分散（ＰＭＤ）が極めて良好な光ファイバを得ることができる。
【００１７】
また、本発明は、光ファイバ母材の下端部を発熱体により加熱させて、光ファイバ母材から光ファイバを線引きする光ファイバ製造装置であって、発熱体の発熱部分を光ファイバ母材の上端部に向けて移動させる移動手段を備えることを特徴とするものである。
【００１８】
このように移動手段を設けることにより、上記の光ファイバ製造方法を実施することが可能となる。これにより、上述したように、光ファイバの線引き進行中に、光ファイバ母材を下方に移動させなくて済むため、光ファイバ母材の上下方向の移動量を最小限に抑えることができる。従って、高さ方向の省スペース化を図ることが可能となる。
【００１９】
好ましくは、移動手段は、発熱体を取り囲む炉体を上方に移動させる手段である。これにより、確実に発熱体の発熱部分を光ファイバ母材の上端部に向けて移動させることができる。
【００２０】
また、発熱体の周囲には、発熱体を電磁誘導して加熱させるコイルが配置され、移動手段は、発熱体に対してコイルを上方に移動させる手段であってもよい。これにより、確実に発熱体の発熱部分を光ファイバ母材の上端部に向けて移動させることができる。
【００２１】
さらに、発熱体の周囲には、発熱体を電磁誘導して加熱させるコイルが上下方向に複数配置され、移動手段は、複数のコイルのうち通電するコイルを下方から上方へ切り換える手段であってもよい。これにより、確実に発熱体の発熱部分を光ファイバ母材の上端部に向けて移動させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、発熱体の発熱部分を光ファイバ母材の上端部に向けて移動させて、光ファイバの線引きを進行させるので、高さ方向の省スペース化を図ることができる。これにより、例えば線引き後の光ファイバ冷却のためのスペースを大きくして、光ファイバの線引きの高線速化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る光ファイバ製造方法及び装置の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係る光ファイバ製造装置の第１の実施形態を示す垂直方向断面図であり、図２は、その光ファイバ製造装置の一部断面を含む平面図である。各図において、本実施形態の光ファイバ製造装置１は、光ファイバ母材２を加熱させて光ファイバ３を線引きするための線引き炉４を備えている。
【００２５】
線引き炉４は、光ファイバ母材２を加熱溶融する誘導加熱型ヒータである円筒状のサセプタ（発熱体）５と、このサセプタ５を取り囲む炉体６とを有している。サセプタ５は、ジルコニア等のセラミック材料で形成されている。サセプタ５の周囲には、石英管７が配置されている。サセプタ５と石英管７との間には、マグネシア等の粒子で形成された断熱材８が充填されている。なお、断熱材８は、炉体６と石英管７とで囲まれる空間領域にも充填してもよい。石英管７の周囲には、コイル９が配置されている。このコイル９を通電すると、サセプタ５が電磁誘導されて加熱される。
【００２６】
このような線引き炉４は、移動機構１０によって上下方向に移動可能である。移動機構１０は、炉体６の外周面に支持体１１を介して連結された支持板１２を有し、この支持板１２には２本のガイドアーム１３が固定されている。各ガイドアーム１３は、タワー１４の側面に上下方向に延在するように設けられた２本のレール１５に沿って摺動可能である。また、支持板１２にはナット部１６が固定され、このナット部１６のネジ穴には、上下方向に延在するボールネジ１７がねじ込まれている。このボールネジ１７を回転させると、ナット部１６が上下方向に移動し、これに伴って炉体６が上下方向に移動する（図３参照）。このように炉体６自体を移動させるという簡単な設備で、サセプタ５（発熱部分）を上方に移動させることができる。
【００２７】
このとき、サセプタ５は、上述したようにセラミック材料で形成されているので、サセプタ５が酸化しないように炉体６の上側（光ファイバ母材２を挿入する側）開口部６ａを密封する必要がない。これにより、移動機構１０によって炉体６を容易に移動させることができる。
【００２８】
炉体６の下面には、光ファイバ母材２から線引きされる光ファイバ３の外径を測定するための外径測定器１８がブラケット１９を介して取り付けられている。これにより、外径測定器１８は、炉体６と共に移動することになるので、外径測定器１８と炉体６との距離は常に一定となる。なお、外径測定器１８は、例えば２組の発光部及び受光部からなっている。
【００２９】
以上のように構成した光ファイバ製造装置１を用いて光ファイバを製造する場合は、まず光ファイバ母材２の上部に設けられたダミー部２０を、所定の取付位置においてチャック部２１により把持する。このとき、必要に応じて、光ファイバ母材２の高さ位置を調整する。
【００３０】
続いて、移動機構１０のボールネジ１７を回転させて、線引き炉４の炉体６を上方に移動させることにより、図１に示すように、光ファイバ母材２の下端部を炉体６の上側開口部６ａより線引き炉４（サセプタ５）内に挿入させる。その状態で、コイル９を通電して、サセプタ５を２０００℃程度まで加熱させる。これにより、光ファイバ母材２の下端部が加熱溶融され、光ファイバ母材２のネックダウン部２ａから光ファイバ３が線引きされる。
【００３１】
なお、線引き炉４において線引きされた光ファイバ３は、図示はしないが、冷却器、樹脂塗布部、樹脂硬化部を通り、キャプスタンにより引き取られ、更に巻取機で巻き取られる。
【００３２】
そして、ボールネジ１７を回転させて、炉体６を徐々に上方に移動させる。これにより、加熱されたサセプタ５が徐々に上方に移動するようになるため、光ファイバ母材２はその上端部に向けて徐々に加熱され、光ファイバ３の線引きが進行していく（図３参照）。
【００３３】
このとき、外径測定器１８によって光ファイバ３の外径が測定され、光ファイバ３の外径が所望径となるようにキャプスタンの線速が制御される。外径測定器１８は、上述したように炉体６と共に上方に移動するので、光ファイバ母材２のネックダウン部２ａと外径測定器１８との距離は、常に一定になる。従って、炉体６が上昇しても、光ファイバ３の外径を常に高精度に測定することが可能となる。
【００３４】
ここで、比較例として、一般的な光ファイバ製造装置の一例を図４に示す。同図において、光ファイバ製造装置２００は線引き炉２０１を備えている。線引き炉２０１は、光ファイバ母材２０２が挿入される炉心管２０３と、この炉心管２０３を取り囲む炉体２０４と、炉体２０４の上部に設けられた上方延長部２０５と、炉体２０４の下部に設けられた下方延長部２０６とを有している。炉心管２０３の周囲には、光ファイバ母材２０２を加熱させる円筒状の発熱体２０７が配設されている。また、炉心管２０３と炉体２０４とに囲まれた領域には、断熱材２０８が充填されている。
【００３５】
光ファイバ母材２０２の上部には、上方延長部２０５の高さ寸法よりも長いダミー部（支持棒）２０９が設けられている。このダミー部２０９は、フィーダ２１０の送り部２１１の先端に設けられたチャック部２１２により把持されている。
【００３６】
このような光ファイバ製造装置２００により光ファイバを線引きする場合は、フィーダ２１０の送り部２１１を初期位置（取付位置）から下降させて、光ファイバ母材２０２を線引き炉２０１内に入れる。このとき、発熱体２０３が光ファイバ母材２０２の下端部に対向する位置（線引き開始位置）に達するまで、光ファイバ母材２０２を下降させる。そして、上方延長部２０５の上端に蓋２０５ａをする。その状態で、発熱体２０７を通電して加熱させる。これにより、光ファイバ母材２０２の下端部が加熱溶融され、光ファイバが線引きされる。その後、フィーダ２１０により光ファイバ母材２０２を徐々に下降させて、光ファイバの線引きを進行させる。
【００３７】
このように光ファイバ製造装置２００を使用する場合には、まず光ファイバ母材２０２を取付位置（図中の実線に相当）から線引き開始位置（図中の破線に相当）まで下降させ、光ファイバの線引きが開始されると、光ファイバ母材２０２を更に線引き開始位置から線引き終了位置（図中の１点鎖線に相当）まで下降させる。このため、光ファイバ母材２０２の移動量が全体的に長くなるので、高さ方向に大きなスペースが必要となる。
【００３８】
これに対し本実施形態では、光ファイバ母材２の高さ位置を固定したまま、線引き炉４の炉体６を上方に移動させて線引き開始状態（図１参照）とし、更に炉体６を上方に移動させて、光ファイバ３の線引きを進行させるようにしたので、光ファイバ母材２を下方に移動させなくて済む。これにより、光ファイバ３の線引きのために高さ方向に大きなスペースがとられることは無く、高さ方向のスペース効率を大幅に向上させることができる。
【００３９】
その結果、例えばタワー１４自体を低くすることができ、設備コストの削減を図ることが可能となる。或いは、線引きに必要な高さ方向のスペースを狭くできる分だけ、線引きされた光ファイバ３を冷却する冷却器（図示せず）のスペースを大きくとることができる。これにより、光ファイバ３を引き取るキャプスタン（図示せず）の線速を高くしても、線引きされた光ファイバ３を十分に冷却することが可能となる。
【００４０】
図５は、本発明に係る光ファイバ製造装置の第２の実施形態を示す垂直方向断面図であり、図６は、図５のVI−VI線断面図である。図中、第１の実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４１】
各図において、本実施形態の光ファイバ製造装置３０は、線引き炉３１を備えている。線引き炉３１は、ジルコニア等のセラミック材料で形成された円筒状のサセプタ３２と、このサセプタ３２を取り囲む炉体３３とを有している。サセプタ３２の周囲には、石英管３４が配置されている。サセプタ３２と石英管３４との間には、断熱材３５が充填されている。石英管３４の周囲には、サセプタ３２を電磁誘導させるコイル３６が配置されている。
【００４２】
炉体３３には、その高さ方向に延在する切欠部３７が形成されている。この切欠部３７は、コイル３６の両端部を炉体３３の外部に取り出すと共に、コイル３６を炉体３３内において上下方向に移動可能とするために形成されたものである。
【００４３】
コイル３６は、移動機構１０によって動かされる。移動機構１０の支持板１２には、２本の支え棒３８が固定されている。各支え棒３８の先端部は、切欠部３７を通って炉体３３内に入り込んでいる。そして、各支え棒３８には、コイル３６の端部がそれぞれ固定されている。炉体３３の外部に取り出されたコイル３６の両端には、銅線３９が接続されている。
【００４４】
このような光ファイバ製造装置３０を用いて光ファイバ３を線引きする場合は、まず図７に示すように、フィーダ４０の送り部４１の先端に設けられたチャック部４２によって、光ファイバ母材２の上部に設けられたダミー部２０を把持する。そして、送り部４１を取付位置（図７の実線に相当）から下降させて、炉体３３の上側開口部３３ａより光ファイバ母材２を線引き炉３１内に入れる。このとき、初期状態では、コイル３６は炉体３３内における下側部分に位置している。そして、そのコイル３６が光ファイバ母材２の下端部に対向する線引き開始位置（図７の破線に相当）に達するまで、光ファイバ母材２を下降させる。
【００４５】
その状態で、コイル３６を通電して、コイル３６の位置に対応するサセプタ３２の下側部分を２０００℃程度まで加熱させる。これにより、光ファイバ母材２の下端部が加熱溶融され、光ファイバ母材２から光ファイバ３が線引きされる。
【００４６】
その後、移動機構１０のボールネジ１７を回転させて、サセプタ３２に対してコイル３６を徐々に上方に移動させる。これにより、サセプタ３２の発熱部分が徐々に上側に移動するようになり、光ファイバ３の線引きが進行していく。
【００４７】
このように光ファイバ３の線引き進行中は、光ファイバ母材２を停止させた状態で、コイル３６を上方に移動させるので、図４に示すような一般的な光ファイバ製造装置２００を用いて光ファイバを線引きする場合に比べて、光ファイバ母材２を動かす距離が短くなる。これにより、線引きのために必要な高さ方向のスペースを狭くできるため、高さ方向のスペース効率を向上させることが可能となる。
【００４８】
図８は、本発明に係る光ファイバ製造装置の第３の実施形態を示す垂直方向断面図である。図中、第２の実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４９】
同図において、本実施形態の光ファイバ製造装置５０は、線引き炉５１を備えている。線引き炉５１は、グラファイトで形成されたサセプタ５２を有している。炉体３３の上部には、Ｎ２やＨｅ等の不活性ガスを供給するためのガス供給部５３が設けられている。このガス供給部５３から不活性ガスが吹き出され、線引き炉５１の内部が不活性ガス雰囲気となる。なお、線引き炉５１内に導入された不活性ガスは、炉体３３の下側開口部３３ｂから排出される。
【００５０】
また、外気中の酸素が炉体３３の上側開口部３３ａから線引き炉５１内に入り込まないように、ガス供給部５３の開口部はシールされている。これにより、グラファイト製のサセプタ５２が酸化することを防止できる。
【００５１】
例えば、図９（ａ）に示すように、ガス供給部５３の開口部５３ａに接触シール５４を設ける。このとき、光ファイバ母材２の上部に設けられたダミー部２０が接触シール５４と接触するが、ダミー部２０であれば傷がついても支障はない。また、図９（ｂ）に示すように、ガス供給部５３の開口部５３ａに強力な不活性ガスを吹き付けて外気が混入しないようにするガスシールとしてもよい。炉体３３の下側開口部３３ｂは、線引き炉５１内の不活性ガスが出るだけなので、特にシールしなくても良い。
【００５２】
なお、炉体３３の上部にガス供給部５３を設けずに、炉体３３にガス供給口を設けて不活性ガスを導入させてもよい。この場合には、炉体３３の上側開口部３３ａを直接シールする必要がある。
【００５３】
図１０は、本発明に係る光ファイバ製造装置の第４の実施形態を示す垂直方向断面図である。図中、第１の実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５４】
各図において、本実施形態の光ファイバ製造装置６０は、線引き炉６１を備えている。線引き炉６１は、ジルコニア等のセラミック材料で形成された円筒状のサセプタ６２と、このサセプタ６２を取り囲む炉体６３とを有している。サセプタ６２の周囲には、石英管６４が配置されている。この石英管６４の周囲には、サセプタ６２を電磁誘導させる複数（ここでは３つ）のコイル６５Ａ〜６５Ｃが上下方向に配置されている。サセプタ６２と石英管６４との間には、断熱材６６が充填されている。なお、断熱材６６は、炉体６３と石英管６４とで囲まれる空間領域にも充填してもよい。
【００５５】
なお、サセプタ６２の材料としてはグラファイトを使用することもできる。この場合には、第３の実施形態と同様に、サセプタ６２が酸化しないようにシール等の処理が必要となる。
【００５６】
このような光ファイバ製造装置６０を用いて光ファイバを線引きする場合は、まず図１０に示すように、光ファイバ母材２を線引き炉６１内に入れる。その状態で、一番下に位置するコイル６５Ａを電源６６Ａにより通電して、当該コイル６５Ａに対応するサセプタ６２の下部を加熱させる。これにより、光ファイバ母材２の下端部が加熱溶融され、光ファイバ母材２から光ファイバ３が線引きされる。
【００５７】
続いて、真ん中に位置するコイル６５Ｂを電源６６Ｂにより通電して、当該コイル６５Ｂに対応するサセプタ６２の中央部分を加熱させると共に、コイル６５Ａの通電を停止させる。続いて、一番上に位置するコイル６５Ｃを電源６６Ｃにより通電して、当該コイル６５Ｃに対応するサセプタ６２の上部を加熱させると共に、コイル６５Ｂの通電を停止させる。これにより、光ファイバ３の線引きが進行していく。
【００５８】
このように複数のコイル６５Ａ〜６５Ｃのうち通電するコイルを下側から上側へ切り換えることにより、サセプタ６２の発熱部分を光ファイバ母材２の上端部に向けて移動させる。このとき、各コイル６５Ａ〜６５Ｃに供給する電流値をアナログ的に変化させながら、通電するコイルを切り換えるのが望ましい。例えば図１１に示すように、コイル６５Ａに供給する電流値を小さくすると同時に、コイル６５Ｂに供給する電流値を増加させていき、その後コイル６５Ｂに供給する電流値を小さくすると同時に、コイル６５Ｃに供給する電流値を増加させていくことで、光ファイバ３の外径が一定になるように線引きを行うことができる。
【００５９】
本実施形態によれば、炉体６３やコイル６５Ａ〜６５Ｃを上方に移動させる移動機構を設けなくて済むので、光ファイバ製造装置の設備が簡素化され、設備コストの削減を図ることができる。
【００６０】
図１２は、本発明に係る光ファイバ製造装置の第５の実施形態を示す垂直方向断面図である。図中、第１の実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００６１】
同図において、本実施形態の光ファイバ製造装置７０は、線引き炉７１を備えている。線引き炉７１は、光ファイバ母材２が挿入される炉心管７２と、この炉心管７２を取り囲む炉体７３とを有している。炉心管７２の周囲には、直接電流を供給することで発熱する抵抗加熱型ヒータである発熱体７４が配設されている。炉心管７２及び発熱体７４の材料としては、グラファイトや炭化ケイ素等が使用される。また、炉心管７２と炉体７３とで囲まれる空間領域には、断熱材７５が充填されている。炉体７３は、移動機構１０によって上下方向に移動可能である。
【００６２】
炉体７３の上部には、不活性ガスを供給するためのガス供給部７６が設けられている。これにより、線引き炉７１の内部が不活性ガス雰囲気になる。また、ガス供給部７６の開口部７６ａは、不活性ガスによってガスシールされている。従って、炉心管７２及び発熱体７４の酸化を防ぐことができる。
【００６３】
炉体７３の下面には下方延長部７７が取り付けられている。線引き炉７１内の不活性ガスは、その下方延長部７７の開口部７７ａから排出される。下方延長部７７の下面には、外径測定器１８がブラケット１９を介して取り付けられている。
【００６４】
このような光ファイバ製造装置７０を用いて光ファイバを線引きする場合は、光ファイバ母材２の上端面に、光ファイバ母材２と同径のダミー部７８を接合する。そして、ダミー部７８をチャック部（図示せず）で把持した状態で、移動機構１０により線引き炉７１を上方に移動させながら線引きを行う。
【００６５】
光ファイバ母材２の上部に設けるダミー部が細いと、線引き終了直前において、開口部７６ａが広がり十分にガスシールしきれなくなり、線引き炉７１内に外気の酸素が混入するおそれがあるが、ダミー部７８の外径を光ファイバ母材２と同径とすることで、線引き終了直前でも十分なガスシールが維持されるようになる。
【００６６】
図１３は、本発明に係る光ファイバ製造装置の第６の実施形態を示す垂直方向断面図である。図中、第５の実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００６７】
同図において、本実施形態の光ファイバ製造装置８０は線引き炉８１を備え、この線引き炉８１は、第５の実施形態における線引き炉７１と同様の炉心管７２、炉体７３及び発熱体７４を有している。炉体７３の上部には、不活性ガスを供給するための枠体状のガス供給部８２が設けられている。このガス供給部８２の上端部には、光ファイバ母材２の上側部分を囲うように配置された伸縮部材である蛇腹８３の下端が連結されている。蛇腹８３の開口部には、ダミー部２０に対して接触シール等が施され、線引き炉８１内に酸素が入り込まないように構成されている。
【００６８】
このような線引き炉８１において、炉体７３が図１３に示す線引き開始位置にある状態では、蛇腹８３は伸張している。この状態から、移動機構１０のボールネジ１７を回転させると、炉体７３は、図１４に示すように、蛇腹８３を収縮させながら上方に移動するようになる。従って、光ファイバ母材２の上部に設けられたダミー部２０が光ファイバ母材２に対して細い場合であっても、線引き炉８１内に外気の酸素を混入させることなく、炉体７３を容易に上方に移動させることが可能となる。
【００６９】
図１５は、本発明に係る光ファイバ製造装置の第７の実施形態を示す垂直方向断面図であり、図１６は、図１５のXVI−XVI線断面図である。図中、第１及び第５の実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００７０】
各図において、本実施形態の光ファイバ製造装置９０は、線引き炉９１を備えている。線引き炉９１は、炉心管９２と、この炉心管９２を取り囲む炉体９３とを有している。炉心管９２の周囲には、内側石英管９４及び外側石英管９５が配置され、これらの石英管９４，９５間には発熱体９６が配設されている。炉心管９２及び発熱体９６の材料としては、グラファイトや炭化ケイ素等が使用される。また、炉心管９２と内側石英管９４との間には断熱材９７が充填され、炉体９３と外側石英管９５とで囲まれる空間領域には断熱材９８が充填されている。また、炉体９３の上部には、不活性ガスを供給するためのガス供給部９９が設けられている。
【００７１】
炉体９３には、その高さ方向に延在する切欠部１００が形成されている。外側石英管９５には、炉体９３の切欠部１００に対応して、外側石英管９５の高さ方向に延在する切欠部１０１が形成されている。これらの切欠部１００，１０１は、移動機構１０の支持板１２と発熱体９６とをつなぐ支持体１０２を配置し、移動機構１０によって発熱体９６を上下方向に移動させるために形成されたものである。
【００７２】
支持体１０２と炉体９３との間には、切欠部１００を塞ぐための蛇腹１０３，１０４が設けられている。これにより、大気中の酸素が切欠部１００から炉体９３内に入り込むことが防止されるため、発熱体９６の酸化を防ぐことができる。
【００７３】
このような光ファイバ製造装置９０において、発熱体９６が図１５に示すような線引き開始位置にあるときは、上側の蛇腹１０３が伸張し、下側の蛇腹１０４が収縮した状態となっている。そして、光ファイバ３の線引きの進行につれて発熱体９６が上方に移動すると、上側の蛇腹１０３が徐々に収縮し、下側の蛇腹１０４が徐々に伸張するようになる。
【００７４】
なお、本実施形態では、発熱体９６を上下方向に移動させる構成としたが、発熱体を上下方向に複数設け、通電する発熱体を下方から上方へ切り換えるようにしても良い。この場合には、内側石英管９４及び外側石英管９５を設けたり炉体９３に切欠部１００を形成しなくて済む。
【００７５】
図１７は、本発明に係る光ファイバ製造装置の第８の実施形態を示す垂直方向断面図である。図中、第１の実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００７６】
同図において、本実施形態の光ファイバ製造装置１１０は線引き炉４を備え、この線引き炉４はＸＹステージ１１１上に載置されている。ＸＹステージ１１１は、光ファイバ母材２の軸心に対して垂直な方向（図中のＸ，Ｙ方向）に線引き炉４を移動させるものである。
【００７７】
ＸＹステージ１１１は、支持体１１２を介して移動機構１０の支持板１２と結合されている。これにより、移動機構１０のボールネジ１７を回転させると、ＸＹステージ１１１と一緒に線引き炉４が上方に移動する。ＸＹステージ１１１の下面には、外径測定器１８がブラケット１９を介して取り付けられている。
【００７８】
また、光ファイバ母材２を固定するためのチャック部２１と所定位置に配置されたプーリ１１３とは伝動ベルト１１４が巻き掛けられている。そして、モータ１１５を駆動させると、プーリ１１３が回転し、その回転が伝動ベルト１１４を介してチャック部２１に伝えられ、チャック部２１が回転し、これに伴って光ファイバ母材２がその軸心回りに回転する。
【００７９】
このような光ファイバ製造装置１１０を用いて光ファイバを線引きするときは、まず線引き炉４を図１７に示す線引き開始位置まで上昇させる。そして、線引き炉４（サセプタ５）の中心軸と光ファイバ母材２の中心軸とが一致するように、ＸＹステージ１１１により線引き炉４を光ファイバ母材２の軸心に対して垂直な方向に移動させる。なお、サセプタ５及び光ファイバ母材２の中心軸同士とが一致したかどうかの判断は、例えば外径測定器１８を用いて行う。具体的には、２組の発光部及び受光部を互いに直交する方向に配置し、各組の発光部及び受光部によって得られる中心位置が一致すれば、サセプタ５及び光ファイバ母材２の中心軸同士とが一致したとみなせる。
【００８０】
そして、コイル６を通電してサセプタ５を加熱させることにより、光ファイバ母材２を加熱溶融させ、光ファイバ３の線引きを開始する。このとき、光ファイバ母材２の中心軸はサセプタ５の中心軸と合致しているので、光ファイバ母材２の加熱溶融時に、光ファイバ母材２の断面形状（光ファイバ母材２の軸心に垂直な方向の断面形状）が非円化（楕円化）しにくくなる。
【００８１】
また、モータ１１５によって光ファイバ母材２をその軸心回りに回転させながら、光ファイバ３を線引きする。これにより、光ファイバ母材２が周方向に均一に加熱されるため、光ファイバ母材２の加熱溶融時に、光ファイバ母材２の断面形状が非円化することを更に確実に防止できる。
【００８２】
その結果、線引きされる光ファイバ３の断面形状の非円化も防止される。従って、偏波モード分散（ＰＭＤ）の良い光ファイバ３が得られるので、当該光ファイバ３を使用することで長距離伝送を容易に行うことが可能となる。
【００８３】
なお、本実施形態では、ＸＹステージ１１１により線引き炉４を光ファイバ母材２の軸心方向に対して垂直な方向に移動させる構成としたが、チャック部２１をＸＹステージに取り付けて移動可能として、光ファイバ母材２自体を同方向に移動させるようにしてもよい。
【００８４】
図１８は、本発明に係る光ファイバ製造装置の第９の実施形態を示す垂直方向断面図である。
【００８５】
同図において、本実施形態の光ファイバ製造装置１２０は、ロッドイン線引きを行うものである。このロッドイン線引きで使用される光ファイバ母材１２１はガラスパイプ１２２を有し、このガラスパイプ１２２の上端面には、ダミーパイプ１２３が融着によって接合されている。ガラスパイプ１２２内には、コアロッド１２４が挿入されている。このコアロッド１２４の上端面には、ダミー棒１２５が融着によって接合されている。ダミーパイプ１２３の上端は、蓋１２６で密閉されている。ダミー棒１２５と蓋１２６とは隙間なくシールされている。
【００８６】
光ファイバ製造装置１２０は、ダミーパイプ１２３を把持するチャック部１２７と、ダミー棒１２５を把持するチャック部１２８と、コアロッド１２４とガラスパイプ１２２との隙間に存在する気体を排気してガラスパイプ１２２内を減圧するための配管１２９とを備えている。配管１２９には、気圧計１３０及びバルブ１３１が接続されている。配管１２９と蓋１２６とは隙間なくシールされている。
【００８７】
また、光ファイバ製造装置１２０は線引き炉１３２を備えている。線引き炉１３２は、ガラスパイプ１２２を加熱する発熱体１３３と、この発熱体１３３を取り囲む炉体１３４とを有している。炉体１３４は、上述した移動機構１０（図１８では不図示）によって上下方向に移動可能である。炉体１３４の上部には、不活性ガスを供給するためのガス供給部１３５が設けられている。
【００８８】
このような光ファイバ製造装置１２０では、発熱体１３３を加熱させると、ガラスパイプ１２２及びコアロッド１２４が一緒に加熱溶融され、光ファイバ１３６が線引きされる。そして、線引き炉１３２を徐々に上方に移動させて、光ファイバ１３６の線引きを進行させる。
【００８９】
このように光ファイバ１３６の線引き進行中は、線引き炉１３２を動かし、光ファイバ母材１２１は動かさずに固定させておくので、配管１２９も送らずに固定することができる。従って、設備の簡素化及び低コスト化を図ることが可能となる。
【００９０】
なお、本実施形態では、線引き炉１３２の炉体１３４を上下方向に移動させる構成としたが、発熱体１３３を上下方向に移動させるようにしても良く、あるいは発熱体１３３を上下方向に複数設け、通電する発熱体１３３を下側から上側へ切り換えるようにしても良い。
【００９１】
以上、本発明に係る光ファイバ製造方法及び装置の実施形態について幾つか説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図１に示すようなサセプタ５，炉体６及びコイル９を有し、炉体６が上下動する線引き炉４において、サセプタ５の材料をグラファイト等としても良い。この場合には、図１２に示すように、炉体６の上部開口部６ａをガスシールすると共に、光ファイバ母材２の上部に設けるダミー部の外径を光ファイバ母材２と同径にしたり、図１３に示すように炉体６の上部に蛇腹を設ける必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明に係る光ファイバ製造装置の第１の実施形態を示す垂直方向断面図である。
【図２】図１に示す光ファイバ製造装置の一部断面を含む平面図である。
【図３】図１に示す光ファイバ製造装置により光ファイバの線引きが進行した状態を示す図である。
【図４】従来一般の光ファイバ製造装置の一例及び光ファイバを線引きする方法を示す垂直方向断面図である。
【図５】本発明に係る光ファイバ製造装置の第２の実施形態を示す垂直方向断面図である。
【図６】図５のVI−VI線断面図である。
【図７】図５に示す光ファイバ製造装置により光ファイバを線引きする方法を示す図である。
【図８】本発明に係る光ファイバ製造装置の第３の実施形態を示す垂直方向断面図である。
【図９】図８に示す炉体の上側開口部をシールする方法を示す図である。
【図１０】本発明に係る光ファイバ製造装置の第４の実施形態を示す垂直方向断面図である。
【図１１】図１０に示す各コイルの通電方法の一例を示す図である。
【図１２】本発明に係る光ファイバ製造装置の第５の実施形態を示す垂直方向断面図である。
【図１３】本発明に係る光ファイバ製造装置の第６の実施形態を示す垂直方向断面図である。
【図１４】図１３に示す光ファイバ製造装置により光ファイバの線引きが進行した状態を示す図である。
【図１５】本発明に係る光ファイバ製造装置の第７の実施形態を示す垂直方向断面図である。
【図１６】図１５のXVI−XVI線断面図である。
【図１７】本発明に係る光ファイバ製造装置の第８の実施形態を示す垂直方向断面図である。.
【図１８】本発明に係る光ファイバ製造装置の第９の実施形態を示す垂直方向断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１…光ファイバ製造装置、２…光ファイバ母材、３…光ファイバ、４…線引き炉、５…サセプタ（発熱体）、６…炉体、９…コイル、１０…移動機構（移動手段）、１１…支持体（移動手段）、１８…外径測定器、１９…ブラケット、２１…チャック部、３０…光ファイバ製造装置、３１…線引き炉、３２…サセプタ（発熱体）、３３…炉体、３６…コイル、３７…切欠部（移動手段）、３８…支持棒（移動手段）、５０…光ファイバ製造装置、５１…線引き炉、５２…サセプタ（発熱体）、５３…ガス供給部、６０…光ファイバ製造装置、６１…線引き炉、６２…サセプタ（発熱体）、６３…炉体、６５Ａ〜６５Ｃ…コイル、６６Ａ〜６６Ｃ…電源（移動手段）、７０…光ファイバ製造装置、７１…線引き炉、７３…炉体、７４…発熱体、７６…ガス供給部、７８…ダミー部、８０…光ファイバ製造装置、８１…線引き炉、８２…ガス供給部、８３…蛇腹（伸縮部材）、９０…光ファイバ製造装置、９１…線引き炉、９３…炉体、９６…発熱体、９９…ガス供給部、１００…切欠部（移動手段）、１０２…支持体（移動手段）、１１０…光ファイバ製造装置、１１１…ＸＹステージ、１１３…プーリ、１１４…伝動ベルト、１１５…モータ、１２０…光ファイバ製造装置、１２１…光ファイバ母材、１３２…線引き炉、１３３…発熱体、１３４…炉体、１３５…ガス供給部。
【図１】
2005104756.tif 000003
【図２】
2005104756.tif 000004
【図３】
2005104756.tif 000005
【図４】
2005104756.tif 000006
【図５】
2005104756.tif 000007
【図６】
2005104756.tif 000008
【図７】
2005104756.tif 000009
【図８】
2005104756.tif 000010
【図９】
2005104756.tif 000011
【図１０】
2005104756.tif 000012
【図１１】
2005104756.tif 000013
【図１２】
2005104756.tif 000014
【図１３】
2005104756.tif 000015
【図１４】
2005104756.tif 000016
【図１５】
2005104756.tif 000017
【図１６】
2005104756.tif 000018
【図１７】
2005104756.tif 000019
【図１８】
2005104756.tif 000020