特開 2024-169883 光ファイバ素線の製造方法および光ファイバ素線の製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024169883

(43)【公開日】2024-12-06

(54)【発明の名称】光ファイバ素線の製造方法および光ファイバ素線の製造装置

(51)【国際特許分類】

   C03B 37/027 20060101AFI20241129BHJP

   G02B 6/44 20060101ALI20241129BHJP

【ＦＩ】

C03B37/027 A

G02B6/44 301B

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023086716

(22)【出願日】2023-05-26

(71)【出願人】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100206081

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 央

(74)【代理人】

【識別番号】100188891

【弁理士】

【氏名又は名称】丹野 拓人

(72)【発明者】

【氏名】木岡 良平

【テーマコード（参考）】

2H250

4G021

【Ｆターム（参考）】

2H250BA03

2H250BA18

2H250BA21

2H250BA32

2H250BB33

4G021HA02

4G021HA05

(57)【要約】

【課題】シール機構によるシール性と調芯機構による位置調整機能とを両立させることが可能な光ファイバ素線の製造方法を提供する。
【解決手段】光ファイバ素線の製造方法は、光ファイバ母材を移動させる移動機構と、光ファイバ母材の下端と、の間に位置する支点部材に光ファイバ母材を当接させ、鉛直方向に対する光ファイバ母材の傾きを、支点部材を支点として変化させることで、移動機構の駆動方向とは逆向きに光ファイバ母材の下端を移動させる回転調芯工程を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光ファイバ母材を加熱溶融させて光ファイバ裸線を形成し、前記光ファイバ裸線の周囲に樹脂の被覆層を形成する、光ファイバ素線の製造方法であって、
鉛直方向において、前記光ファイバ母材を移動させる移動機構と、前記光ファイバ母材の下端と、の間に位置する支点部材に前記光ファイバ母材を当接させ、鉛直方向に対する前記光ファイバ母材の傾きを、前記支点部材を支点として変化させることで、前記移動機構の駆動方向とは逆向きに前記下端を移動させる回転調芯工程を有する、光ファイバ素線の製造方法。

【請求項2】

前記移動機構の駆動方向と同じ向きに前記下端を移動させる直動調芯工程を有する、請求項１に記載の光ファイバ素線の製造方法。

【請求項3】

前記移動機構の駆動方向と、前記下端の移動方向と、を比較した結果に基づき、前記下端を移動させるために前記移動機構を駆動させる方向を切り替える、請求項２に記載の光ファイバ素線の製造方法。

【請求項4】

前記移動機構から前記支点までの長さが、前記支点から前記下端までの長さよりも長い場合に、前記回転調芯工程を実行する、請求項２に記載の光ファイバ素線の製造方法。

【請求項5】

前記光ファイバ母材を加熱溶融させる加熱炉の上部に配置されたシール機構を用いて、前記加熱炉内をシールし、
前記シール機構の一部が前記支点部材である、請求項１から４のいずれか１項に記載の光ファイバ素線の製造方法。

【請求項6】

光ファイバ母材を加熱するヒータを有し、前記光ファイバ母材が挿通可能な開口部を備える加熱炉と、
前記光ファイバ母材の上部を移動させる移動機構と、
鉛直方向において前記移動機構と前記光ファイバ母材の下端との間に位置する支点部材と、
前記移動機構の駆動方向と、前記下端の移動方向と、を比較し、前記下端を移動させるために前記移動機構を駆動する方向を切り替える制御部と、を備える、光ファイバ素線の製造装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記移動機構から前記支点部材までの長さが、前記支点部材から前記下端までの長さよりも長い場合に、前記下端を移動させる方向とは逆向きに前記移動機構を駆動させる、請求項６に記載の光ファイバ素線の製造装置。

【請求項8】

前記加熱炉の上部に配置されて前記加熱炉内をシールするシール機構をさらに備え、
前記シール機構の一部が前記支点部材である、請求項６又は７に記載の光ファイバ素線の製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバ素線の製造方法および光ファイバ素線の製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、光ファイバ用母材を加熱、溶融させて光ファイバ裸線を形成し、光ファイバ裸線の周囲に樹脂の被覆層を設ける、光ファイバ素線の製造方法が開示されている。この製造方法では、調芯機構によって光ファイバ母材を水平方向に移動させることで、被覆層を形成するためのダイスの中心に、光ファイバ裸線の位置を合わせている。これにより、被覆層が偏って形成されてしまう現象（いわゆる偏肉）が抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６０－１３７８４２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における炉の上端部には、炉の内部をシールするためのシール機構（気密板）が配置されている。シール性を確保するため、シール機構と光ファイバ母材との間の隙間は、小さい方が好ましい。しかしながら、この隙間を小さくすると、調芯機構による光ファイバ母材の移動可能量が小さくなる。つまり、特許文献１の構成では、シール機構によるシール性と調芯機構による位置調整機能とがトレードオフの関係にあった。

【0005】

本発明はこのような事情を考慮してなされ、シール性および位置調整機能を両立させることが可能な光ファイバ素線の製造方法および光ファイバ素線の製造装置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ために、本発明の態様１に係る光ファイバ素線の製造方法は、光ファイバ母材を加熱溶融させて光ファイバ裸線を形成し、前記光ファイバ裸線の周囲に樹脂の被覆層を形成する、光ファイバ素線の製造方法であって、鉛直方向において、前記光ファイバ母材を移動させる移動機構と、前記光ファイバ母材の下端と、の間に位置する支点部材に前記光ファイバ母材を当接させ、鉛直方向に対する前記光ファイバ母材の傾きを、前記支点部材を支点として変化させることで、前記移動機構の駆動方向とは逆向きに前記下端を移動させる回転調芯工程を有する。

【0007】

本発明の態様２は、態様１に係る光ファイバ素線の製造方法であって、前記移動機構の駆動方向と同じ向きに前記下端を移動させる直動調芯工程を有する。

【0008】

本発明の態様３は、態様１または２に係る光ファイバ素線の製造方法であって、前記移動機構の駆動方向と、前記下端の移動方向と、を比較した結果に基づき、前記下端を移動させるために前記移動機構を駆動させる方向を切り替える。

【0009】

本発明の態様４は、態様１から３のいずれかに係る光ファイバ素線の製造方法であって、前記移動機構から前記支点までの長さが、前記支点から前記下端までの長さよりも長い場合に、前記回転調芯工程を実行する。

【0010】

本発明の態様５は、態様１から４のいずれかに係る光ファイバ素線の製造方法であって、前記光ファイバ母材を加熱溶融させる加熱炉の上部に配置されたシール機構を用いて、前記加熱炉内をシールし、前記シール機構の一部が前記支点部材である。

【0011】

本発明の態様６は、光ファイバ素線の製造装置であって、光ファイバ母材を加熱するヒータを有し、前記光ファイバ母材が挿通可能な開口部を備える加熱炉と、前記光ファイバ母材の上部を移動させる移動機構と、鉛直方向において前記移動機構と前記光ファイバ母材の下端との間に位置する支点部材と、前記移動機構の駆動方向と、前記下端の移動方向と、を比較し、前記下端を移動させるために前記移動機構を駆動する方向を切り替える制御部と、を備える。

【0012】

本発明の態様７は、態様６に係わる光ファイバ素線の製造装置であって、前記制御部は、前記移動機構から前記支点部材までの長さが、前記支点部材から前記下端までの長さよりも長い場合に、前記下端を移動させる方向とは逆向きに前記移動機構を駆動させる。

【0013】

本発明の態様８は、態様６又は７に係わる光ファイバ素線の製造装置であって、前記加熱炉の上部に配置されて前記加熱炉内をシールするシール機構をさらに備え、前記シール機構の一部が前記支点部材である。

【発明の効果】

【0014】

本発明の上記態様によれば、シール機構によるシール性と調芯機構による位置調整機能とを両立させることが可能な光ファイバ素線の製造方法、光ファイバ素線の製造装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態に係る光ファイバ素線の製造装置の概略構成を示す図である。

【図2】第１実施形態における回転調芯工程を説明する図である。

【図3】第１実施形態における直動調芯工程を説明する図である。

【図4】第１実施形態における調芯方法の一例を説明するフローチャートである。

【図5】第２実施形態に係る光ファイバ素線の製造装置の概略構成を示す図である。

【図6】図５のＶＩ－ＶＩ断面矢視図である。

【図7】実施例１の調芯動作を説明する図である。

【図8】実施例２の調芯動作を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

（第１実施形態）
以下、本発明に係わる第１実施形態の光ファイバ素線の製造方法および製造装置１００を、図１を参照しながら説明する。
光ファイバ素線の製造装置１００（以下、単に製造装置１００と呼ぶ場合がある）は、ヒータ１を有する加熱炉１２と、冷却装置２と、コーティング装置３と、被覆硬化装置４と、引き取り機５と、プーリ６と、巻取ボビン７と、移動機構８（調芯機構）と、シール機構９と、位置センサ１０と、支持棒１１と、制御部１５と、を備えている。製造装置１００は、光ファイバ母材１０１から光ファイバ裸線１３を線引きし、光ファイバ裸線１３の周囲に、不図示の被覆層を設けることで光ファイバ素線１６を製造するように構成されている。

【0017】

ヒータ１は、加熱炉１２の内部に設けられており、光ファイバ母材１０１を例えば２０００℃以上に加熱して溶融させる。冷却装置２は、加熱炉１２の下部において、光ファイバ母材１０１から引き出された光ファイバ裸線１３を冷却する。なお、冷却装置２を用いず、自然冷却によって光ファイバ裸線１３を冷却してもよい。光ファイバ母材１０１および光ファイバ裸線１３は、例えば石英ガラス等により形成される。

【0018】

コーティング装置３は、光ファイバ裸線１３の周囲に、不図示の被覆層をコーティングする。被覆層の材質としては、例えばＵＶ硬化型樹脂を採用できる。なお、被覆層の材質はＵＶ硬化型樹脂でなくてもよい。被覆層は複数形成されてもよい。
ここで、コーティング装置３は不図示のダイスを有している。コーティング装置３を通過する際の光ファイバ裸線１３の位置は、ダイスの中心に正確に合わせることが好ましい。光ファイバ裸線１３の位置がダイスの中心からずれた場合、光ファイバ裸線１３の外周に付着する樹脂の厚みが均一ではなくなって、被覆層に偏肉が発生するためである。そこで、光ファイバ裸線１３の位置を、コーティング装置３におけるダイスの中心位置に一致させるための、「調芯」が行われる。調芯については後述する。

【0019】

被覆硬化装置４は、光ファイバ裸線１３の周囲にコーティングされた被覆層を硬化させる。例えば被覆層がＵＶ硬化型樹脂である場合、被覆硬化装置４は液状の被覆層にＵＶ光を照射して硬化させる。引き取り機５は、例えば引取りキャプスタンであり、引き取り機５によって線引き速度が決定される。プーリ６は、光ファイバ素線１６の進行方向を変える。巻取ボビン７は、製造された光ファイバ素線１６を一時的に巻き取って保持する。

【0020】

光ファイバ母材１０１は鉛直方向に延びている。光ファイバ母材１０１の形状は、適宜変更可能であるが、例えば略円柱状である。光ファイバ母材１０１の上端には、支持棒１１が固定されている。支持棒１１は移動機構８に連結されている。移動機構８は、光ファイバ裸線１３が、コーティング装置３におけるダイスの中心位置から外れた場合に、光ファイバ裸線１３の位置を是正（調芯）する機能を有する。移動機構８は、水平方向（図２に示すＸ方向、Ｙ方向、またはそれらの組合せ）に駆動されることで、水平方向における支持棒１１の位置を変化させる。これにより、光ファイバ母材１０１の上部が水平方向に移動する。

【0021】

ここで、Ｘ方向は、鉛直方向に直交する一方向である。Ｙ方向は、鉛直方向およびＸ方向の双方に直交する方向である。図２において、紙面の左側から右側に向かう方向をプラスＸ方向と呼び、右側から左側に向かう方向をマイナスＸ方向と呼ぶ場合がある。図２の紙面の奥側から手前側に向かう方向をプラスＹ方向と呼び、手前側から奥側に向かう方向をマイナスＹ方向と呼ぶ場合がある。

【0022】

位置センサ１０は、加熱炉１２の下部に配置されている。位置センサ１０は、光ファイバ母材１０１から引き出される光ファイバ裸線１３の位置を計測する。位置センサは、例えば光ファイバ裸線１３を囲むように設けられている。位置センサ１０は、図２に示すＸ方向およびＹ方向における光ファイバ裸線１３の位置を計測可能である。

【0023】

位置センサ１０は、制御部１５と信号の送受信が可能なように接続されており、例えば、位置センサ１０は制御部１５に電気的に接続されている。制御部１５は、位置センサ１０から出力される、光ファイバ裸線１３の位置情報を取得する。制御部１５は、この位置情報に基づき、移動機構８に駆動方向および駆動量に関する指令を送信する。

【0024】

制御部１５は、移動機構８およびシール機構９等とも信号の送受信が可能なように接続されており、例えば、制御部１５は、移動機構８およびシール機構９等に電気的に接続されている。制御部１５は、移動機構８およびシール機構９等を制御する。製造装置１００が有する他の構成要素に、制御部１５が信号を送受信可能なように、例えば、電気的に接続されていてもよい。なお、位置センサ１０、移動機構８、シール機構９等が、制御部１５と電気的に接続されている例を述べたが、電気的に接続されている例に限定されず、例えば、無線通信により信号の送受信が可能なように接続されていても良い。また、シール機構９は、他の機構から独立して、すなわち単独で機能してもよい。

【0025】

制御部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサおよびメモリなどを備えている。プロセッサは、制御部１５の機能を実行するための演算処理を実行する。メモリには、ＣＰＵが実行する機能が記述される書き換え可能なプログラムが記憶されている。制御部１５は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのハードウェア（回路部；ｃｉｒｃｕｉｔｒｙを含む）を用いてこれらの機能を実現してもよい。あるいは、ソフトウェアとハードウェアの協働により制御部１５の機能を実現してもよい。

【0026】

加熱炉１２の内部には、カーボン製の部品等が配置されている。これらの部品の酸化を防ぐために、加熱炉１２内には、アルゴンガスなどの不活性ガスが供給される。シール機構９は、これらの不活性ガスを、加熱炉１２内に安定して存在させるために、加熱炉１２をシールする機能を有する。

【0027】

シール機構９は、加熱炉１２の上端に設けられている。シール機構９は、複数のブレード部材９ａと、筐体９ｂと、を有している。複数のブレード部材９ａは、光ファイバ母材１０１を取り囲むように配置されている。筐体９ｂは、ブレード部材９ａを支持している。各ブレード部材９ａは、光ファイバ母材１０１に向けて付勢されている。これにより、ブレード部材９ａは光ファイバ母材１０１に接している。ブレード部材９ａに作用する付勢力は、可変であってもよい。例えば、空気圧によってブレード部材９ａの付勢力を生じさせる場合、空気圧を変化させることで、付勢力も変化させることができる。制御部１５によって、ブレード部材９ａの付勢力が制御されてもよい。

【0028】

ここで、加熱炉１２内の空間のシール性は安定していることが好ましい。これは、シール性が不安定である場合、加熱炉１２内のガスの流れが不均一となり、光ファイバ裸線１３の外径変動が大きくなる可能性があるためである。

【0029】

次に、図２および図３を参照して、調芯動作を説明する。本実施形態の製造装置１００は、「回転調芯」および「直動調芯」の２種類の調芯動作を行うことが可能である。図２は、「回転調芯」を説明する図であり、図３は「直動調芯」を説明する図である。図２および図３において、矢印Ａ１は移動機構８の駆動方向を示し、矢印Ａ２は光ファイバ母材１０１の下端１７の移動方向を示す。

【0030】

図２（回転調芯）において、矢印Ａ１はプラスＸ方向を指しており、矢印Ａ２はマイナスＸ方向を指している。つまり、光ファイバ母材１０１の上部の移動方向と、光ファイバ母材１０１の下端１７の移動方向とが、逆向きである。移動機構８によって光ファイバ母材１０１の上部を移動させる際に、シール機構９のブレード部材９ａと光ファイバ母材１０１とが接する点を支点とし、光ファイバ母材１０１を回転させることで、このような動作を実現できる。本実施形態の回転調芯においては、光ファイバ母材１０１を回転させる支点となる「支点部材」として、ブレード部材９ａが機能する。回転調芯の場合、制御部１５は、光ファイバ裸線１３を移動させる方向とは逆向きに、移動機構８を駆動させる。

【0031】

一方、図３（直動調芯）では、矢印Ａ１および矢印Ａ２の両方が、プラスＸ方向を指している。つまり、光ファイバ母材１０１の上部の移動方向と、光ファイバ母材１０１の下端１７の移動方向と、が同じ向きである。光ファイバ母材１０１を回転させず、移動機構８の駆動方向にそのまま光ファイバ母材１０１を直動させることで、このような動作を実現できる。直動調芯の場合、制御部１５は、光ファイバ裸線１３を移動させる方向と同じ向きに、移動機構８を駆動させる。

【0032】

例えば、光ファイバ母材１０１がシール機構９のブレード部材９ａを押す力が、ブレード部材９ａの付勢力よりも大きい場合に、直動調芯が行われる。一方、光ファイバ母材１０１がブレード部材９ａを押す力が、ブレード部材９ａの付勢力よりも小さい場合に、回転調芯が行われる。例えば、紡糸の開始間もない段階において、光ファイバ母材１０１の重量が大きい場合に、直動調芯を行いやすい。一方、紡糸が進んだ段階において、光ファイバ母材１０１の重量が小さい場合に、回転調芯を行いやすい。ブレード部材９ａの付勢力を変化させることで、回転調芯と直動調芯とを切り替えてもよい。

【0033】

但し、ブレード部材９ａの付勢力が一定であっても、支点部材（ブレード部材９ａ）への光ファイバ母材１０１の当接具合等により、直動調芯から回転調芯に切替わった後に、再度、直動調芯に戻る可能性も考えられる。そのため、位置センサ１０を用いて、直動調芯および回転調芯のどちらが行われているかを把握することが好ましい。そこで制御部１５は、移動機構８の駆動方向と、位置センサ１０が検出した光ファイバ裸線１３の移動方向と、を比較する。制御部１５は、比較結果に基づき、直動調芯および回転調芯のいずれが行われているのかを判断する。

【0034】

例えば、制御部１５は、移動機構８をプラスＸ方向に駆動させた場合に、光ファイバ裸線１３もプラスＸ方向に移動した場合は、直動調芯が行われていると判断する。一方、制御部１５は、移動機構８をプラスＸ方向に駆動させた場合に光ファイバ裸線１３がマイナスＸ方向に移動した場合は、回転調芯が行われていると判断する。この説明ではＸ方向の移動を例に説明したが、Ｙ方向の移動に関しても同様である。さらには、Ｘ方向およびＹ方向を組合せた移動の場合も同様である。制御部１５は、判断した結果に基づいて、移動機構８を制御する。

【0035】

制御部１５の機能の一例を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。初めに、位置センサ１０が光ファイバ裸線１３の位置が目標位置からＸ方向、Ｙ方向、或いはその組合せの方向に乖離していることを検出する。この場合、調芯制御を開始する場合の閾値を予め設定しておき、目標からの乖離が閾値を超えた場合に調芯制御を開始してもよい。図４の例では、調芯制御を開始する場合、最初に直動調芯を実行する（Ｓ１０１）。即ち、光ファイバ裸線１３の目標位置（ダイスの中心）からの乖離がプラスＸ方向にａである場合、光ファイバ裸線１３をマイナスＸ方向にａだけ移動させることが好ましい。そこで、直動調芯により、移動機構８をマイナスＸ方向にａだけ駆動させる。

【0036】

その後、制御部１５は、移動機構８の駆動方向と光ファイバ裸線１３の移動方向が同じであるか否かを、位置センサ１０により測定して確認する（Ｓ１０２）。その結果、移動機構８の移動方向と光ファイバ裸線１３の移動方向が同じである場合、直動調芯を継続する。一方、移動機構８の駆動方向と光ファイバ裸線１３の移動方向が同じでない場合、回転調芯を実行する（Ｓ１０３）。つまり、光ファイバ裸線１３の目標位置からの乖離がプラスＸ方向である場合、マイナスＸ方向に移動機構８を駆動させる。回転調芯を行う場合の移動機構８の駆動量は、例えば、回転動作の支点となるシール機構９から移動機構８までの長さ（長さＬ１）と、シール機構９から光ファイバ母材１０１の下端１７までの長さ（長さＬ２）と、の関係から算出してもよい。

【0037】

その後、移動機構８の駆動方向と光ファイバ裸線１３の移動方向が逆であるか否かを位置センサ１０により測定して確認する（Ｓ１０４）。その結果、移動機構８の駆動方向と光ファイバ裸線１３の移動方向が逆である場合、回転調芯を継続する。一方、移動機構８の駆動方向と光ファイバ裸線１３の移動方向が逆でない場合、直動調芯を行う（Ｓ１０１）。調芯方法を上記のように切り替えることで、光ファイバ母材１０１の動きが回転と直動との間で入れ替わったとしても、適切に調芯を行うことができる。

【0038】

上記のような調芯制御を行っている最中に、位置センサ１０による計測の結果、光ファイバ裸線１３の位置の目標からの乖離がゼロ又は閾値以内となった時点で調芯制御を終了してもよい。その後、位置センサ１０による光ファイバ裸線１３の位置の測定を継続し、光ファイバ裸線１３の位置の目標からの乖離が閾値を超えた場合に、再び図４に示す調芯制御を行ってもよい。

【0039】

制御部１５は、ブレード部材９ａの付勢力を変化させることで、直動調芯および回転調芯を積極的に切り替えてもよい。例えば、支点部材（ブレード部材９ａ）から移動機構８までの長さ（長さＬ１）と、支点部材から光ファイバ母材１０１の下端１７までの長さ（長さＬ２）を比較し、長さＬ１が長さＬ２よりも長い場合に回転調芯を行うように設定してもよい。理由として、回転調芯において長さＬ１が長さＬ２よりも長い場合、移動機構８の駆動距離よりも、光ファイバ母材１０１の下端１７の移動距離が短くなるためである。つまり、移動機構８の駆動に関する分解能よりも、下端１７の移動距離を細かく制御することが可能となる。

【0040】

以上説明したように、本実施形態に係る光ファイバ素線の製造方法は、光ファイバ母材１０１を加熱溶融させて光ファイバ裸線１３を形成し、光ファイバ裸線１３の周囲に樹脂の被覆層を形成する。そして、この製造方法は、鉛直方向において、光ファイバ母材１０１を移動させる移動機構８と、光ファイバ母材の下端１７と、の間に位置する支点部材（シール機構９のブレード部材９ａ）に光ファイバ母材１０１を当接させ、鉛直方向に対する光ファイバ母材１０１の傾きを、支点部材を支点として変化させることで、移動機構８の駆動方向とは逆向きに下端１７を移動させる回転調芯工程を有する。

【0041】

また、本実施形態に係る光ファイバ素線の製造装置１００は、光ファイバ母材１０１を加熱するヒータ１を有し、光ファイバ母材１０１が挿通可能な開口部を備える加熱炉１２と、光ファイバ母材１０１の上部を移動させる移動機構８と、鉛直方向において移動機構８と光ファイバ母材の下端１７との間に位置する支点部材（シール機構９のブレード部材９ａ）と、移動機構８の駆動方向と、下端１７の移動方向と、を比較し、下端１７を移動させるために移動機構８を駆動する方向を切り替える制御部１５と、を備える。

【0042】

このような製造方法あるいは製造装置１００によれば、回転調芯時に移動量が最も少ない支点（支点部材）を加熱炉１２の上端の開口部付近とすることができる。そのため、シール機構９によるシール性と調芯機構（移動機構８）による位置調整機能とが、トレードオフの関係とならない。したがって、シール性および位置調整機能を両立させることが可能となる。

【0043】

また、本実施形態ではシール機構９の一部（ブレード部材９ａ）を支点部材として用いている。これにより、部品点数の増加を抑えることができる。ただし、後述の第２実施形態において説明するように、シール機構９以外の支点部材を用いてもよい。

【0044】

上記の製造方法および製造装置１００において、回転調芯工程のみを行ってもよい。あるいは、回転調芯工程および直動調芯工程を組み合わせて行ってもよい。
例えば、直動調芯の可動範囲よりも外側に光ファイバ裸線１３の位置がずれてしまい、直動調芯を行っても、光ファイバ裸線１３の位置の目標からの乖離がゼロ又は閾値以内とはならないような場合に、直動調芯と回転調芯とを組み合わせても良い。
なお、上記第１実施形態では、ブレード部材９ａを用いたシール機構９で説明したが、回転調芯の支点となれば、他のシール機構であっても良い。

【0045】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る光ファイバ素線の製造装置２００を、図５を参照しながら説明するが、第１実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態では、シール機構９とは異なる支点部材１４が設けられている点において、第１実施形態の光ファイバ素線の製造装置１００と異なる。支点部材１４は、シール機構９よりも下方、かつ、光ファイバ母材１０１の下端１７よりも上方に配置されている。

【0046】

図６は、光ファイバ母材１０１と支点部材１４とをＶＩ－ＶＩ断面で見た図である。支点部材１４は、図６に示すように、Ｘ方向のプラス側、Ｘ方向のマイナス側、Ｙ方向のプラス側、Ｙ方向のマイナス側の４箇所から光ファイバ母材１０１を支持している。支点部材１４は、加熱炉１２内部の上端に設けられている。このように、ヒータ１と支点部材１４との間の距離をなるべく大きくすることで、ヒータ１の熱によって支点部材１４を構成する材料が劣化することを抑制可能である。
一方、本実施形態のブレード部材９ａは、支点部材としては機能しない。そのため、ブレード部材９ａは、光ファイバ母材１０１に接触してもよいし、接触しなくてもよい。

【0047】

このような製造装置２００においては、直動調芯を行う場合、移動機構８が光ファイバ母材１０１を移動させる方向と同じ方向に、支点部材１４が移動する。あるいは、直動調芯を行う場合、支点部材１４が光ファイバ母材１０１から離れるように移動する。このような支点部材１４の移動は、例えば支点部材１４と信号の送受信が可能なように接続された制御部１５によって制御されてもよい。より具体的には、支点部材１４を駆動させるアクチュエータ（モータ、エアシリンダなど）を、制御部１５が制御してもよい。なお、支点部材１４と制御部１５とは、信号の送受信が可能なように、例えば電気的に接続されているが、電気的に接続されている例に限定されず、無線通信により信号の送受信が可能なように接続されていても良い。また、支点部材１４は、他の機構から独立して、すなわち単独で機能してもよい。一方、回転調芯を行う場合には、支点部材１４を支点とした光ファイバ母材１０１の回転運動を許容する程度に、制御部１５が支点部材１４の位置をロックしてもよい。

【0048】

第２実施形態の製造装置２００によれば、ブレード部材９ａとは別に、回転調芯の場合に光ファイバ母材１０１の回転運動の支点の役割を果たす支点部材１４が設けられている。よって、非接触式のシール機構９を採用することができる。さらに、直動調芯を可能とする従来のブレード部材では、光ファイバ母材を調芯するために、ブレード部材の内周面と光ファイバ母材の外周面との間に、光ファイバ母材の移動量に対応する隙間を確保する必要があり、シール性が犠牲となった。しかしながら、第２実施形態の製造装置２００によれば、直動調芯と回転調芯を組み合わせることで、ブレード部材の内周面と光ファイバ母材の外周面との間の隙間を従来よりも小さくすることができる。そのため、シール機構のシール性の向上と、回転調芯による高精度な調芯を両立することができる。

【0049】

なお、第２実施形態の製造装置２００の場合も、第１実施形態の製造装置１００の場合と同様に、回転調芯の場合の光ファイバ母材１０１の回転運動の支点となる支点部材１４から移動機構８までの長さ（Ｌ１ａ）と、支点部材１４から光ファイバ母材１０１の下端１７までの長さ（Ｌ２ａ）と、を比べ、長さＬ１ａが長さＬ２ａよりも長い場合に回転調芯を行うように設定してもよい。これにより、移動機構８の駆動に関する分解能よりも、下端１７の移動距離を細かく制御することが可能となる。
また、上記第２実施形態のシール機構９は第１実施形態に例示したシール機構９で説明したが、異なるシール機構であっても良い。

【実施例0050】

以下、具体的な実施例を用いて、上記実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。本実施例では、第１実施形態に記載の光ファイバ素線の製造装置１００を用いた場合の調芯制御について説明する。

【0051】

（実施例１：回転調芯）
図７は、回転調芯の例を説明する図である。図７の縦軸は、図２又は図３に示す光ファイバ素線の製造装置１００において、光ファイバ裸線１３の位置Ｂｄが目標位置ＢｔからプラスＸ方向にどれだけ乖離しているかを示す。図７の横軸は、図２又は図３に示す光ファイバ素線の製造装置１００において、移動機構８のプラスＸ方向の駆動距離を示す。図７の矢印Ｐ１は時間の経過（ｔ１→ｔ２→ｔ３）に伴う、光ファイバ裸線１３の位置Ｂｄと移動機構８の位置の推移を示す。

【0052】

調芯制御を開始する時点（時刻ｔ１）において、光ファイバ裸線１３の位置Ｂｄが目標位置ＢｔよりもプラスＸ方向に０．０５ｍｍ乖離していた。そこで、光ファイバ裸線１３の位置ＢｄをマイナスＸ方向に移動させて、目標位置Ｂｔに戻すことを目標に調芯制御を行った。図７に示す回転調芯の場合、光ファイバ裸線１３を動かしたい方向（マイナスＸ方向）とは逆向きのプラスＸ方向に移動機構８を駆動させる。具体的には、移動機構８をプラスＸ方向に０．０４ｍｍ駆動させた。その結果、時刻ｔ２において、光ファイバ裸線１３の位置Ｂｄは０．０３ｍｍとなった。さらに、移動機構８をプラスＸ方向に０．０４ｍｍ駆動させ、時刻ｔ１からの合計の駆動距離をプラスＸ方向に０．０８ｍｍとした。その結果、時刻ｔ３において、光ファイバ裸線１３の位置Ｂｄは０ｍｍとなり、目標位置Ｂｔに戻すことができた。

【0053】

このように、回転調芯を行う場合には、光ファイバ裸線１３を動かしたい方向とは逆向きに移動機構８を駆動させる。また、図７に示すように、移動機構８をプラスＸ方向に０．０４ｍｍづつ駆動させているのに対して、光ファイバ裸線１３は、マイナスＸ方向に０．０２ｍｍづつ移動している。つまり、移動機構８の最小駆動単位（分解能）が０．０４ｍｍであったとしても、光ファイバ裸線１３を、０．０２ｍｍの最小移動単位で移動させることができる。よって、回転調芯を用いることで、移動機構８の駆動精度よりも高精度に光ファイバ裸線１３を移動させることができる。

【0054】

（実施例２：直動調芯から回転調芯への切り替え）
図８は、直動調芯から回転調芯に切替わる例を説明する図である。図８の縦軸は、図７と同様に、図２又は図３に示す光ファイバ素線の製造装置１００において、光ファイバ裸線１３の位置Ｂｄが目標位置ＢｔからプラスＸ方向にどれだけ乖離しているかを示す。図８の横軸は、図２又は図３に示す光ファイバ素線の製造装置１００において、移動機構８のマイナスＸ方向への駆動距離を示す。図８の矢印Ｐ２からＰ５は、時間の経過に伴う、光ファイバ裸線１３の位置Ｂｄと移動機構８の位置の推移を示す。

【0055】

調芯制御を開始する時点（時刻ｔ１ａ）において、光ファイバ裸線１３の位置Ｂｄが目標位置ＢｔよりもプラスＸ方向に０．０３ｍｍ乖離していた。そこで、光ファイバ裸線１３の位置ＢｄをマイナスＸ方向に移動させて、目標位置Ｂｔに戻すことを目標として調芯制御を行った。図８に示す例では、光ファイバ裸線１３を移動させたい方向（マイナスＸ方向）と同じ向きのマイナスＸ方向に移動機構８を駆動させた（直動調芯）。移動機構８をマイナスＸ方向に０．０２ｍｍ駆動させた結果（時刻ｔ２ａ）、光ファイバ裸線１３の位置Ｂｄに変化が見られなかった。さらに移動機構８をマイナスＸ方向に０．０２ｍｍ駆動させても、光ファイバ裸線１３の位置Ｂｄに未だ変化が見られなかった（時刻ｔ３ａ）。さらに移動機構８をマイナスＸ方向に０．０２ｍｍ駆動させ、移動機構８のマイナスＸ方向の位置が０．０６ｍｍとなった場合に、光ファイバ裸線１３の位置Ｂｄは０．０２ｍｍとなった（時刻ｔ４ａ）。

【0056】

次に、移動機構８をマイナスＸ方向に０．０２ｍｍずつ２回駆動させ、移動機構８のマイナスＸ方向の位置が０．１０ｍｍとなった際に、光ファイバ裸線１３の位置Ｂｄは０．０１ｍｍとなった（時刻ｔ６ａ）。次に、移動機構８をマイナスＸ方向に０．０２ｍｍ駆動させてマイナスＸ方向の位置が０．１２ｍｍとなった際に、光ファイバ裸線１３の位置Ｂｄは０．０１ｍｍのままであった（時刻ｔ７ａ）。さらに、移動機構８をマイナスＸ方向に０．０２ｍｍ駆動させてマイナスＸ方向の位置が０．１４ｍｍとなった際に、光ファイバ裸線１３の位置Ｂｄは０ｍｍとなり、目標位置Ｂｔに戻すことができた（時刻ｔ８ａ）。以上の時刻ｔ１ａから時刻ｔ８ａまでの一連の動きは、直動調芯である。

【0057】

しかしながら、図８の例では、時刻ｔ８ａの後、紡糸を継続するうちに、矢印Ｐ３が示すように、光ファイバ裸線１３の位置がプラスＸ方向に０．０１ｍｍ乖離した（時刻ｔ９ａ）。そこで、再び光ファイバ裸線１３の位置ＢｄをマイナスＸ方向に移動させて目標位置Ｂｔに戻すことを目標として調芯制御を行った。まず、直動調芯を行い、光ファイバ裸線１３を動かしたい方向（マイナスＸ方向）と同じ向きのマイナスＸ方向に０．０２ｍｍ移動機構８を駆動させた（時刻ｔ１０ａ）。結果として、光ファイバ裸線１３の位置に変化がなかったため、さらに移動機構８をマイナスＸ方向に０．０２ｍｍ駆動させた。その結果、矢印Ｐ４に示されるように、光ファイバ裸線１３の位置ＢｄがプラスＸ方向に乖離してプラスＸ方向に０．０２ｍｍとなった（時刻ｔ１１ａ）。即ち、光ファイバ裸線１３を動かしたい方向（マイナスＸ方向）に移動機構８を駆動させると、かえって光ファイバ裸線１３の目標位置からの乖離が増大した。

【0058】

そこで、制御部１５は、直動調芯から回転調芯への切り替えを行った。具体的には、矢印Ｐ５に示されるように、光ファイバ裸線１３を移動させたい方向とは逆向きの、プラスＸ方向に、移動機構８を駆動させた。時刻ｔ１２ａ～時刻ｔ１４ａに示すように、移動機構８をプラスＸ方向に合計で０．０６ｍｍ駆動させると、光ファイバ裸線１３の位置ＢｄがマイナスＸ方向に０．０１ｍｍ移動した（時刻ｔ１４ａ）。

【0059】

さらに、時刻ｔ１５ａ、ｔ１６ａに示すように、移動機構８をプラスＸ方向に０．０４ｍｍ駆動させた結果、光ファイバ裸線１３の位置Ｂｄは０ｍｍとなり、目標位置Ｂｔに戻すことができた。以上の説明の通り、図８において矢印Ｐ２は直動調芯を示し、矢印Ｐ５は回転調芯を示している。移動機構８の駆動方向と、光ファイバ裸線１３の移動方向と、を比較した結果に基づき、直動調芯および回転調芯を組み合わせることで、適切に調芯を行うことができた。

【0060】

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

【0061】

例えば、第１実施形態では、移動機構８の駆動方向と、光ファイバ母材１０１の下端１７の移動方向と、を比較した結果に基づき、回転調芯工程および直動調芯工程のいずれを実行するかを切り替えると説明した。しかしながら、このような比較を行わずに、回転調芯工程および直動調芯工程のいずれを実行するかを切り替える製造方法を採用してもよい。

【0062】

また、第１実施形態のシール機構９および第２実施形態の支点部材１４とは異なる構成の支点部材を採用してもよい。光ファイバ母材１０１を、下端１７と移動機構８との間の位置を支点に回転させることができれば、任意の構成要素を支点部材として用いることができる。

【0063】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0064】

１…ヒータ ８…移動機構（調芯機構） ９…シール機構（支点部材） １０…位置センサ １１…支持棒 １２…加熱炉 １３…光ファイバ裸線 １４…支点部材 １５…制御部 １６…光ファイバ素線 １７…光ファイバ母材の下端 １００…製造装置 １０１…光ファイバ母材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】