專利名稱：光導纖維被覆方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及能對高速牽引的光導纖維形成高品質(zhì)被覆層的光導纖維被覆方法及其裝置。
背景技術：
從拉絲爐中拉出的光導纖維，在接觸卷繞輥等任何一種固形物之前，通常用紫外線硬化型樹脂或硅氧烷樹脂等實施一次被覆，使之成為緩沖層。然后，再用紫外線硬化型樹脂或尼龍等熱塑性樹脂實施用于增強的二次被覆。
這樣的先有光導纖維被覆裝置是已知的，例如特公平2-25854號公報，特開昭61-72656號公報，特公平5-37938號公報，特開昭64-65430號公報等中公開的那些裝置。
特公平2-25854號公報中公開的裝置，是利用測定單元來確定從拉絲爐中拉出的光導纖維的中心位置的。因此，被覆裝置整體依靠馬達沿垂直于光導纖維軸線的平面內(nèi)移動，以便與這種光導纖維形成同軸狀態(tài)。借此，在光導纖維上形成均-厚度的被覆層。
特開昭61-72656號公報中公開的裝置，借助于外徑測定器來測定通過被覆模具組件后呈樹脂被覆狀態(tài)的光導纖維外徑。根據(jù)這種測定值來控制供給被覆模具組件內(nèi)的樹脂的供給壓力。借此，能得到形成了外徑尺寸均一的被覆層的光導纖維。
特公平5-37938號公報中公開的裝置，利用監(jiān)視裝置來檢測由被覆賦予裝置涂布的被覆樹脂與光導纖維的同心圓性。根據(jù)這種檢測結果，以被覆賦予裝置下側出口小孔為中心的2個正交軸(這兩個軸在垂直于光導纖維軸線的平面內(nèi))發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使被覆賦予裝置傾斜。借此，可抑制被覆樹脂對光導纖維的非同心性。
特開昭64-65430號公報中公開的裝置，是把利用上液槽涂布了一次被覆樹脂的光導纖維導入供給下液槽內(nèi)的二次被覆樹脂液浴中。然后，對這種光導纖維照射透射照明光線，以掌握一次被覆樹脂的非同心狀態(tài)。在此基礎上修正上液槽與光導纖維的相對位置，從而減少非同心程度。
如果在光導纖維上形成的一次被覆或二次被覆的膜厚不均一，則會由于外界氣溫變化或作用于光導纖維上的外力等而在光導纖維上發(fā)生微彎曲現(xiàn)象，即不規(guī)則的微小彎曲，從而導致增大光導纖維的傳輸損失。而且，當一次被覆或二次被覆的膜厚不均一時，被覆層薄的部分的強度相對較低，容易從這一部分斷裂。進而，若被覆樹脂中混入了氣泡，則這部分光導纖維的強度也會相對變低。此外，由于氣泡體積隨外界氣溫變化而變化，也會發(fā)生上述的微彎曲現(xiàn)象，從而增大光導纖維的傳輸損失。
近年來，伴隨著光導纖維用母材長度的增大，其拉伸速度也變得更高。在以這樣的高速度拉伸光導纖維的情況下，利用諸如特開昭64-65430號公報中公開的先有被覆裝置，可以減少被覆樹脂的非同心性。然而，將非同心量以數(shù)值形式算出是必要的，從而引起了演算處理的麻煩。此外，既要使被覆數(shù)值的膜厚均一，還要防止氣泡混入，便不可能形成高品質(zhì)的被覆層。而且，為了在二次被覆樹脂中觀察一次被覆樹脂涂布、硬化后的光導纖維，也有必要使用專用觀察手段等來觀察二次被覆后的光導纖維以測定其非同心量。其結果，設備就變得頗大。
另一方面，特公平2-25854號公報中公開的發(fā)明，相當于涂布裝置的移動量而言，非同心性的調(diào)整效果差，不能充分調(diào)整非同心性，因而不合用。而且，被覆樹脂膜厚的變動與供料壓力的變化無關，因而不可能用特開昭61-72656號公報中公開的方法來使被覆樹脂的膜厚保持恒定。特公平5-37938號公報中公開的發(fā)明需要同心圓監(jiān)視裝置。而且，沒有說明到底如何抑制被覆樹脂的外徑變化。
此外，這些先有裝置中，伴隨著光導纖維拉伸速度的不斷提高，低速拉伸時影響不太顯著的拉伸條件發(fā)生了微妙變化，例如光導纖維的溫度及其拉伸張力或者被覆樹脂的溫度及其供料壓力的微妙變化，會對涂布的樹脂流動狀態(tài)產(chǎn)生影響。其結果，造成被覆樹脂的非同心性或其膜厚不均勻，進而有在被覆樹脂中混入氣泡之虞。
具體地說，若使光導纖維的拉伸速度高速化，則被覆樹脂的膜厚會發(fā)生波動而成為不穩(wěn)定狀態(tài)。與此同時，非同心狀態(tài)在多數(shù)情況下也會變得不穩(wěn)定，從而使被覆樹脂的被覆狀態(tài)變得不穩(wěn)定。在這樣的情況下，先有裝置完全沒有說明或公開到底可以怎樣來調(diào)整涂布裝置。
本發(fā)明的目的是提供一種能使光導纖維形成高品質(zhì)被覆層的光導纖維被覆方法，其中在減少以高速拉伸的光導纖維上涂布的被覆樹脂的非同心性或厚度波動的同時防止氣泡混入。
本發(fā)明的其他目的是提供一種能實現(xiàn)這樣一種光導纖維被覆方法的光導纖維被覆裝置。
發(fā)明公開按照本發(fā)明的第一種形態(tài)，是一種光導纖維被覆方法，其中在隔離部件與模具之間形成一個供給被覆樹脂的樹脂貯備池，使光導纖維從在所述隔離部件中央部位形成的通孔貫穿在所述模具中央部位形成的噴嘴，從而涂布了所述被覆樹脂，本方法的特征在于，一邊觀察所述光導纖維與所述被覆樹脂的接觸部分及其附近，一邊對所述光導纖維涂布所述被覆樹脂。
其中，所述被覆樹脂既可以是一次被覆樹脂，也可以是對實施了一次被覆的所述光導纖維涂布的二次被覆樹脂。而且，較好的是，觀察伴隨著所述光導纖維的移動而牽引的所述樹脂貯備池表面上所述被覆樹脂的彎月面形狀，在與所述光導纖維通過方向垂直的平面內(nèi)調(diào)整所述隔離部件的位置，使這種彎月面形狀對于所述光導纖維呈對稱狀態(tài)。同樣，也觀察所述光導纖維與所述被覆樹脂之間有無氣泡，當觀察到這種氣泡時，控制所述被覆樹脂的供料壓力和所述光導纖維的溫度中至少一方，就能有效去除氣泡。進而，較好的是，還觀察所述光導纖維周圍的所述被覆樹脂流動狀態(tài)，并控制所述被覆樹脂的溫度，或者同時調(diào)整所述隔離部件、所述模具和所述樹脂貯備池對所述光導纖維移動方向的傾角，以使所述被覆樹脂的流動狀態(tài)穩(wěn)定，從而使所述光導纖維不會在垂直于其移動方向的方向上擺動。
另一方面，按照本發(fā)明的第二種形態(tài)是一種光導纖維被覆裝置，該裝置是一種具有下列部件的光導纖維被覆裝置一個模具，在其中心部位形成了能讓光導纖維通過的噴嘴；一個隔離部件，在它與這個模具之間形成了供給被覆樹脂的樹脂貯備池，同時在其中央部位形成了能讓所述光導纖維通過的通孔；和一個模具固定器，它能使所述模具與所述隔離部件保持一定間隙，并使所述噴嘴與所述通孔呈同軸狀態(tài)；本裝置的特征是，它還具有至少一對照明光導入窗和光導纖維觀察窗，是在所述模具固定器的側壁部分面對所述樹脂貯備池彼此成180度角形成的；一個光源，位于所述照明光導入窗對面，并能將照明光投射到所述樹脂貯備池中央部位；一個攝像裝置，位于所述光導纖維觀察窗對面，且至少能觀察到所述光導纖維與所述被覆樹脂的接觸部分及其附近；以及被覆條件變更手段，能根據(jù)此攝像裝置的觀察結果改變所述被覆樹脂對所述光導纖維的被覆條件。
這里，所述隔離部件既可以是一種噴嘴，也可以是用來對所述光導纖維實施一次被覆的一種模具，在這種情況下，所述被覆樹脂成為對實施了一次被覆的所述光導纖維進行涂布的二次被覆樹脂。此外，也可以彼此交叉設置兩對所述照明光導入窗和所述光導纖維觀察窗，所述被覆條件變更手段可以采用一種用來調(diào)整所述模具與所述隔離部件的相對位置的位置調(diào)整手段，或一種能改變所述被覆樹脂對所述樹脂貯備池的供給壓力的樹脂供給壓力調(diào)整手段，或一種能改變所述光導纖維的溫度的纖維溫度調(diào)整手段，或一種能改變樹脂貯備池內(nèi)被覆樹脂溫度的樹脂溫度調(diào)整手段，或組裝了所述模具與所述隔離部件的所述模具固定器的傾角調(diào)整手段。進而，所述被覆樹脂較好的是紫外線硬化型樹脂，而從所述光源射入樹脂貯備池內(nèi)的照明光較好的是不具有其硬化波段成分。
按照本發(fā)明，模具與隔離部件可以在模具固定器中保持一定間隙，從而成為樹脂貯備池。然后，向這個樹脂貯備池內(nèi)供給被覆樹脂。光導纖維從隔離部件的通孔經(jīng)由樹脂貯備池通過模具的噴嘴。從而，使其外周涂布了被覆樹脂。
另一方面，來自光源的照明光從照明光導入窗通過樹脂貯備池內(nèi)的被覆樹脂，照射到光導纖維上。然后，在與此成180度角的對面的攝像裝置通過光導纖維觀察窗至少觀察光導纖維與被覆樹脂的接觸部分及其附近。然后，根據(jù)此攝像裝置的觀察結果，通過被覆條件變更手段，改變被覆樹脂對光導纖維的被覆條件。
例如，讓攝像裝置觀察伴隨著光導纖維移動而形成的樹脂貯備池表面上被覆樹脂的彎月面形狀，并操作位置調(diào)整手段來調(diào)整隔離部件與模具的相對位置，使得這種彎月面形狀對于光導纖維呈對稱狀態(tài)。此外，還可以觀察光導纖維與被覆樹脂之間有無氣泡，當觀察到氣泡時，可以通過樹脂供給壓力調(diào)整手段來控制被覆樹脂的供給壓力，或通過纖維溫度調(diào)整手段來控制送入光導纖維被覆裝置的光導纖維的溫度。進而，還可以觀察光導纖維周圍被覆樹脂的流動狀態(tài)，從而可以通過樹脂溫度調(diào)整手段來控制樹脂貯備池內(nèi)的被覆樹脂溫度，也可以控制組裝了模具和隔離部件的模具固定器的傾角，以使這種被覆樹脂的流動狀態(tài)穩(wěn)定，從而使光導纖維不會在垂直于其移動方向的方向上擺動。
這樣，由于設置了在模具固定器側壁部分面對樹脂貯備池彼此成180度角形成的至少一對照明光導入窗和光導纖維觀察窗、在照明光導入窗對面且能將照明光投射到樹脂貯備池中央部位的光源、在光導纖維觀察窗對面且至少能觀察到光導纖維與被覆樹脂的接觸部分及其附近的攝像裝置、和能根據(jù)這個攝像裝置的觀察結果改變被覆樹脂對光導纖維的被覆條件的被覆條件變更手段，并在觀察光導纖維與被覆樹脂接觸部分及其附近的同時使被覆樹脂涂布到光導纖維上，因而減少了光導纖維的非同心性，還可以使其膜厚保持恒定。而且，能在光導纖維表面上形成無氣泡的高品質(zhì)被覆層。
在這種情況下，無論被覆樹脂是一次被覆樹脂，還是對實施了一次被覆的光導纖維進行涂布的二次被覆樹脂，都不會出現(xiàn)任何問題。
此外，當借助于位置調(diào)整手段來調(diào)整隔離部件在垂直于光導纖維通過方向的平面內(nèi)的位置，使得伴隨光導纖維的移動而形成的樹脂貯備池表面上被覆樹脂的彎月面形狀對于光導纖維呈對稱狀態(tài)時，可以減少非同心性程度。
進而，通過觀察光導纖維與被覆樹脂之間有無氣泡，并操作樹脂供給壓力調(diào)整手段和纖維溫度調(diào)整手段中至少一方，可以容易地去除氣泡。
然后，通過觀察光導纖維周圍的被覆樹脂流動狀態(tài)，并操作樹脂溫度調(diào)整手段來控制被覆樹脂的溫度、或控制組裝了模具與隔離部件的模具固定器的傾角，從而使這種被覆樹脂的流動狀態(tài)變得穩(wěn)定，因而光導纖維不會在垂直于其移動方向的方向上擺動，就可以使被覆樹脂的膜厚保持恒定。
應當注意的是，當被覆樹脂的膜厚波動和非同心性波動同時發(fā)生時，也可以穩(wěn)定地使這種非同心狀態(tài)保持恒定。
此外，當相互交叉地設置兩對照明光導入窗和光導纖維觀察窗時，可以在光導纖維表面上形成遍及光導纖維全周的高品質(zhì)被覆層。
進而，采用紫外線硬化型樹脂作為被覆樹脂時，由于從光源入射到樹脂貯備池的照明光不具有其硬化波段成分，因而可以使造成被覆樹脂在樹脂貯備池內(nèi)硬化的問題防患于未然。
附圖簡單說明

圖1是應用按照本發(fā)明的光導纖維被覆裝置形成一次被覆層的一個實施例的概念圖；圖2是一個模式圖，表示被覆樹脂流線處于穩(wěn)定狀態(tài)的樹脂貯備池中央部分的觀察圖像之一例；圖3是一個模式圖，表示被覆樹脂流線處于不穩(wěn)定狀態(tài)的樹脂貯備池中央部分的觀察圖像之一例；圖4是一個模式圖，表示處于氣泡混入狀態(tài)的樹脂貯備池中央部分的觀察圖像之一例；圖5是一個概念圖，是按照本發(fā)明的光導纖維被覆裝置應用于多層被覆用途的一個實施例；圖6是一個概念圖，是按照本發(fā)明的光導纖維被覆裝置應用于多層被覆用途的另一個實施例；圖7是一個模式圖，表示圖6所示實施例中樹脂貯備池中央部分的觀察圖像之一例。
發(fā)明的最佳實施形態(tài)以下參照圖1～圖7，詳細說明能實現(xiàn)按照本發(fā)明的光導纖維被覆方法的本發(fā)明光導纖維被覆裝置的實施例。
圖1顯示按照本發(fā)明的光導纖維被覆裝置應用于一次被覆用途的一個實施例的概念構造。但是，這種光導纖維被覆裝置是借助于配置在其下方的纖維張力控制裝置11以預定張力從圖上沒有表示的光導纖維拉絲爐中拉出光導纖維12，通過在此光導纖維被覆裝置上部緊接著設置的纖維冷卻控制裝置13冷卻到預定溫度后，借助于本光導纖維被覆裝置在光導纖維的外周面上形成預定膜厚被覆樹脂14的一次被覆層的。
這就是說，在其中央部位形成了直徑朝下側方向逐漸縮減的錐形通孔15的圓筒狀噴嘴16的上端外周緣部分，形成了一個環(huán)狀法蘭部分19，后者滑配于在圓筒狀模具固定器17的上端部形成的軸瓦部分18。在容納這個噴嘴16的模具固定器17的上端，裝配一塊在其中央部分形成了開口20的環(huán)狀封板21。借助于這塊封板21和所述模具固定器17的軸瓦部分18，使所述噴嘴16的法蘭部分19處于被緊密夾持的狀態(tài)。因此，能保持噴嘴16不會從模具固定器17中脫落。
在能在垂直于光導纖維12的移動方向(圖中從上方向下方)的方向上相對于模具固定器17移動的噴嘴16的法蘭部分19的外周面上，分別接觸成直線狀相向配置、互為180度夾角的兩組噴嘴位置修正螺絲22的尖端。一組噴嘴位置修正螺絲22的相對方向(圖中為左右方向，以稱此方向為X方向)相對于圖中未畫出的另一組噴嘴位置修正螺絲的相對方向(圖中為垂直于紙面的方向，以下稱此方向為Y方向)而言成為偏移90度相位的狀態(tài)。這些噴嘴位置修正螺絲22上分別連接螺絲驅(qū)動馬達23，用于通過調(diào)整這些噴嘴位置修正螺絲22相對于模具固定器17的旋進量來修正噴嘴16的通孔15相對于模具固定器17的位置。這些螺絲驅(qū)動馬達23使噴嘴位置修正螺絲22在徑向上推進的位置，是借助于噴嘴位置控制裝置24分別進行調(diào)整的。因此，噴嘴16的通孔15在X方向上和Y方向上相對于模具固定器17的位置可以任意控制。
此外，在模具固定器17下部，容納了在其中央部位形成直徑朝下側逐漸縮減的圓錐狀噴嘴25的模具26，并使之相對于所述噴嘴16隔開一個間隙。因此，模具固定器17所圍繞的模具26與噴嘴16之間的間隙便起到樹脂貯備池27的作用。在模具固定器17的側壁部位形成的、與這個樹脂貯備池27連通的貫通孔28，與用于向樹脂貯備池27供給調(diào)整到預定溫度和預定壓力的被覆樹脂14的被覆樹脂供給管31的末端連接。這根被覆樹脂供給管31的另一端與圖上沒有畫出的樹脂供給源連接。
模具固定器17與被覆樹脂供給管31，是借助于樹脂溫度控制裝置29，用圖上沒有畫出的加熱器控制溫度的。此外，從樹脂供給源供給樹脂貯備池27的樹脂，是借助樹脂供給壓力控制裝置30來控制其供給壓力的。
在下端中央部位形成了開口32的所述模具固定器17，固定在與矩形固定載物臺33重合的矩形可動載物臺34上。這些固定載物臺33與可動載物臺34的四個拐角之一，是通過球面接頭(樞軸承)35而能傾動自如地在樞軸上轉(zhuǎn)動的。在這些固定載物臺33與可動載物臺34之間，配置了圖上沒有畫出的彈簧，以使這些載物臺能彼此重合地偏轉(zhuǎn)。在這些固定載物臺33和可動載物臺34的中央部位，分別形成了用于讓光導纖維12通過的開口33a、34a。此外，在可動載物臺34上，在設置了可動載物臺34的球面接頭35的那個拐角毗鄰的兩個拐角上分別配置兩個棒式驅(qū)動馬達37，后者分別向下突設傾斜位置修正棒36，用于調(diào)整與固定載物臺33之間的間隔。這些棒式驅(qū)動馬達37的傾斜位置修正棒36的突出量是借助于載物臺傾斜控制裝置38分別進行調(diào)整的。因此，可以任意控制可動載物臺34相對于固定載物臺33的傾斜角度及其傾斜方向。
在所述模具固定器17的側壁部位，在X方向和Y方向上分別對面配置兩組面臨樹脂貯備池27的透明耐壓玻璃制照明光導入窗39和光導纖維觀察窗40。在照明光導入窗39附近，分別配置光源41，用于使照明光照射到樹脂貯備池27的中央部分。
當使用紫外線硬化型樹脂作為被覆樹脂14時，必須采用不具有這種紫外線硬化型樹脂的硬化波長的光源41，或在光源41與照明光導入窗39之間配置能阻擋這種硬化波段的紫外線濾光器。此外，在光導纖維觀察窗40附近，配置電視攝像機等攝像裝置42，用于觀察樹脂貯備池27的中央部分。
在這種攝像裝置42上，連接一臺圖像處理裝置43，它可根據(jù)由此裝置拍攝的樹脂貯備池27中央部分的圖像，把關于光導纖維12的張力或其冷卻溫度。噴嘴16的位置，被覆樹脂14的溫度及其供給壓力、可動載物臺34的傾斜位置等的信息輸出到所述光導纖維張力控制裝置11、光導纖維冷卻控制裝置13、噴嘴位置控制裝置24、樹脂溫度控制裝置29、樹脂供給壓力控制裝置30、載物臺傾斜控制裝置38。
這里，將上述攝像裝置42拍攝的圖像之一例顯示于圖2上。即，在光導纖維12與通孔15下端的被覆14接觸的部分，這根光導纖維12的牽引力使被覆樹脂14的表面向樹脂貯備池27的下方牽引，形成漏斗狀彎月面M，是以陰影形式觀察到的。此外，在其左右下方，有沿著光導纖維12的前進方向的被覆樹脂14的流線F，是以樹脂流動部分的明暗反差形式觀察到的。這可以認為是由于樹脂的折射率因靜壓變化而變化。
然而，如圖3中所示，當彎月面M對于光導纖維12沒有呈現(xiàn)左右對稱時，被覆樹脂14的流線F發(fā)生變化，具有使被覆樹脂14對于光導纖維12的非同心性增大的傾向。而且，光導纖維12會左右擺動，從而使被覆樹脂14的流線F發(fā)生變化，此時被覆樹脂14對于光導纖維12的膜厚變得不均勻，也具有使非同心性改變的傾向。另一方面，若送入光導纖維被覆裝置中的光導纖維12的溫度太高。則有使被覆樹脂14的流線F改變的傾向。同樣，當被覆樹脂14的溫度太低或供給壓力太高時，會改變被覆樹脂14的流線F，隨著這種改變，往往要么使彎月面M對于光導纖維12不呈左右對稱，要么使光導纖維12左右擺動。此外，由于可動載物臺34的傾斜，會使光導纖維12左右擺動，或者傾向于改變被覆樹脂14的流線F。
當由于如上所述的主要原因而使流線F改變時，具有如前述那樣改變被覆樹脂14的膜厚或非同心性的傾向。
基于這樣的認識，在上述圖像處理裝置43中記憶了在不使光導纖維12左右擺動、不改變被覆樹脂14的流線F的穩(wěn)定狀態(tài)下彎月面M的形狀和光導纖維12的位置。然后，在線監(jiān)視圖像，當脫離所記憶的狀態(tài)時判斷為異常，并將關于光導纖維12的冷卻溫度、噴嘴16的位置、被覆樹脂14的溫度及其供給壓力、可動載物臺34的傾斜位置等的信息輸出給上述的纖維冷卻控制裝置13、噴嘴位置控制裝置24、樹脂溫度控制裝置29、樹脂供給壓力控制裝置30、載物臺傾斜控制裝置38等。
所述纖維冷卻控制裝置13能冷卻光導纖維12，使光導纖維12的溫度達到預定溫度以下。但當要改變被覆樹脂14的流線F時，會使光導纖維12的冷卻溫度上升。此外，噴嘴位置控制裝置24能調(diào)整噴嘴16的位置，使得諸如從光導纖維12到左右彎月面M的距離相等。進而，樹脂溫度控制裝置29是諸如通過觀測光導纖維12的位置來調(diào)整被覆樹脂14的溫度從而減少其擺動幅度的，這里由于難以定量捕捉被覆樹脂14的流動狀態(tài)。但當被覆樹脂14的流線F波動時，基本上是要提高被覆樹脂14的溫度。同樣，樹脂供給壓力控制裝置30能調(diào)整被覆樹脂14的供給壓力，使樹脂貯備池27內(nèi)達到預定壓力以下。此外，載物臺傾斜控制裝置38可通過操縱棒式驅(qū)動馬達37來調(diào)整可動載物臺34的傾斜度，從而諸如使與光導纖維12的距離短的那個彎月面M一側的可動載物臺34提升，或者反之，使與光導纖維12的距離長的那個彎月面M一側的可動載物臺34降低，使得彎月面M的形狀穩(wěn)定而不變動。
因此，利用纖維張力控制裝置11從圖上沒有畫出的光導纖維抽絲爐以預定的張力拉出的光導纖維12，通過緊接著光導纖維被覆裝置上部設置的纖維冷卻控制裝置13冷卻到預定溫度。然后，利用光導纖維被覆裝置在其外周面上涂布被覆樹脂14。進而，通過緊接著此光導纖維被覆裝置下部配置的、圖上沒有畫出的紫外線照射裝置等樹脂硬化裝置，在此期間使被覆樹脂14硬化。然后，纏繞在圖上沒有畫出的纏繞裝置上。
利用上述光導纖維被覆裝置，是以低速開始光導纖維12的抽絲的。在這種狀態(tài)下，既能觀察到如圖2中所示的彎月面M的形狀呈左右對稱，也能使被覆樹脂14的流線F穩(wěn)定。但伴隨著光導纖維12牽引速度的增大，便開始出現(xiàn)如圖3中所示的、彎月面M變得左右不對稱、或光導纖維12左右擺動、或被覆樹脂14的流線F上下波動或在圓周方向上波動。當光導纖維12的牽引速度為每分鐘700m時，其外徑偏差多達±5μm，同心率也很差，僅為60％。
在這種初期狀態(tài)下，在確認觀察圖像的同時通過噴嘴位置控制裝置24來修正噴嘴16的位置，使彎月面M對于光導纖維12成左右對稱。其結果，消除了光導纖維12的擺動和被覆樹脂14的流線F的紊亂狀態(tài)，光導纖維12的外徑偏差達到±1μm以下，同心率也可以修正到90％以上。
同樣，在上述初期狀態(tài)下，在確認觀察圖像的同時用樹脂溫度控制裝置29使設定于40℃的被覆樹脂14的溫度徐徐上升。伴隨著這一過程的是被覆樹脂14的流線F的紊亂度逐漸變小，當被覆樹脂13的溫度達到45℃時，被覆樹脂14流線F的波動完全消失，處于穩(wěn)定狀態(tài)。因此，彎月面M也變得左右對稱，且光導纖維12的擺動也消失了。此時，光導纖維12的外徑偏差在±1μm以下，同心性可以保持在90％以上。
此外，在上述初期狀態(tài)下，在確認觀察圖像的同時，用載物臺傾斜控制裝置38調(diào)整可動載物臺34的傾斜。其結果，在某一傾斜水平時被覆樹脂14的流線F的波動消失，達到穩(wěn)定。但彎月面M仍處于左右非對稱狀態(tài)，不過，光導纖維12的擺動沒有了。此時，光導纖維12的外徑偏差在±1μm以下，同心性為80％。
在這種情況下，并沒有要朝哪一個方向傾斜這樣的一定方向性。但是，可以進行這樣的控制，即諸如借助于兩個棒式驅(qū)動馬達37使可動載物臺34在兩個方向上傾斜，并將偏離完全水平狀態(tài)的傾斜角限制在10分以內(nèi)，在消除了流線F的波動的方向上停止傾斜。
進而，用樹脂供給壓力控制裝置30降低樹脂供給壓力，也可以減少被覆樹脂14的流線F的波動。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，減少外徑偏差以改善同心率這樣的效果并不是如此可期待的。同樣，用纖維冷卻控制裝置13來降低光導纖維12的溫度，也可以使被覆樹脂14的流線F的波動減少。然而，也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，減少外徑偏差以改善同心率這樣的效果也并不是如此可期待的。
在上述實施例中，說明了沒有實施一次被覆的光導纖維12，但上述光導纖維被覆裝置也可以用來對實施了一次被覆的光導纖維實施二次被覆。因此，通過進行與上述實施例完全相同的操作，可以實施外形偏差或非同心性小的二次被覆。
在這種情況下，也可以觀察光導纖維與一次被覆之間的氣泡。具體地說，如表示這樣一種觀察狀態(tài)的圖4中所示，通過貯存二次被覆用被覆樹脂的樹脂貯備池27的光導纖維12與其一次被覆層14a之間混入的氣泡A變成陰影。然后，由于這種氣泡A是條狀形式觀察到的，因而在圖像處理時可以取光導纖維12位于彎月面M下方的部分，根據(jù)有無陰影或其所占有的面積來檢測氣泡A。在檢測出這種氣泡A時，可以用纖維冷卻控制裝置13、樹脂溫度控制裝置29和樹脂供給壓力控制裝置30使光導纖維12和被覆樹脂14的溫度或被覆樹脂14的供給壓力上升，并將其結果反饋，以此調(diào)整光導纖維12和被覆樹脂14的溫度或被覆樹脂14的供給壓力，從而避免氣泡A。
此外，在上述實施例中，在模具固定器17內(nèi)容納了一個模具26，只在光導纖維12上涂布一層被覆樹脂14，但也可以在一個模具17內(nèi)串聯(lián)式裝配多個模具，以多層涂布單一被覆樹脂14，或連續(xù)重疊涂布多種被覆樹脂。
這樣的本發(fā)明另一個實施例的概略構造表示在圖5中。不過，對于與上一實施例同一功能的部件，只用與其同一符號表示，其說明在此省略。即，在模具47的中央部位形成的臺階48上滑配了在第一個模具49上形成的法蘭部分50。在這第一個模具49與噴嘴16之間，形成了由模具固定器47圍繞而成的第一個樹脂貯備池51。在模具47的側壁上形成的、與這第一個樹脂貯備池51連通的貫通孔28，連接被覆樹脂供給管31的末端，用于向第一個樹脂貯備池51供給調(diào)整到預定溫度和預定壓力的第一種被覆樹脂14。這個被覆樹脂供給管31的另一端連接圖上沒有畫出的樹脂供給源。
模具固定器47和被覆樹脂供給管31是通過樹脂溫度控制裝置29(參照圖1)用圖上沒有畫出的加熱器控制溫度的。此外，從樹脂供給源供給樹脂貯備池51的樹脂，是借助于樹脂供給壓力控制裝置30(參照圖1)來控制其供給壓力的。
能相對于所述模具固定器47在垂直于光導纖維12的移動方向的方向上移位的、第一個模具49的法蘭部分50的外周面上，接觸兩組模具位置修正螺絲52的末端，使之分別成一直線狀、彼此間隔180度相對配置。一組模具位置修正螺絲52在X方向上相對配置，另一組在圖上沒有畫出的模具位置修正螺絲在Y方向上相對配置。這些模具位置修正螺絲52上分別連接螺絲驅(qū)動馬達54，用于通過調(diào)整這些模具位置修正螺絲52相對于模具固定器47的旋進量來修正第一個模具49的噴嘴53相對于模具固定器47的位置。這些螺絲驅(qū)動馬達54使模具位置修正螺絲52在經(jīng)向上推進的位置，分別用圖上沒有畫出的模具位置控制裝置進行調(diào)整。因此，第一個模具49的噴嘴53在X方向上和Y方向上相對于模具47的位置可以任意控制。
在所述模具固定器47的下部，容納了在其中央部位形成了朝下側方向直徑逐漸縮小的圓錐狀噴嘴55的第二個模具56，使之與第一個模具49形成一個間隙。模具固定器47圍繞的、第二個模具56與第一個模具49之間的間隙，起到第二個樹脂貯備池57的作用。在模具47的側壁上形成的、與這第二個樹脂貯備池57連通的貫通孔58，連接被覆樹脂供給管60的末端，用于向第二個樹脂貯備池57供給調(diào)整到預定溫度和預定壓力的第二種被覆樹脂59。這根被覆樹脂供給管60的另一端連接圖上沒有畫出的樹脂供給源。
這根被覆樹脂供給管60，連同模具固定器47和被覆樹脂供給管31一起，是通過樹脂溫度控制裝置29(參照圖1)用圖上沒有畫出的加熱器控制溫度的。此外，從樹脂供給源供給樹脂貯備池57的樹脂，是借助于圖上沒有畫出的樹脂供給壓力控制裝置控制其供給壓力的。
在所述模具固定器47的側壁部位，各配置兩組透明耐壓玻璃制照明光導入窗39、61和光導纖維觀察窗40、62，使之分別面臨第一個和第二個樹脂貯備池51、57，且分別在X方向上和Y方向上彼此相對。在各照明光導入窗39、61的附近，分別配置光源41、63，用于使照明光照射到第一個和第二個樹脂貯備池51、57的中央部分。在分別使用紫外線硬化型樹脂作為被覆樹脂14、59的情況下，必須采用不具有這種紫外線硬化型樹脂的硬化波長的光源41、63，或者在光源41，63與照明光導入窗39，61之間分別安裝能阻擋這種硬化波段的紫外線濾光器。此外，在各光導纖維觀察窗40、62的附近，分別配置電視攝像機等攝像裝置42、64，用于觀察第一個和第二個樹脂貯備池51、57的中央部分。
這些攝像裝置42、64上，分別連接圖像處理裝置43、65，以根據(jù)由此拍攝的第一個和第二個樹脂貯備池51、57中央部分的圖像，把關于光導纖維12的張力或其冷卻溫度、噴嘴16及第一個模具49的位置、第一種和第二種被覆樹脂14、59的溫度及其供給壓力，可動載物臺34的傾斜位置等的信息，輸出給圖上沒有畫出的纖維張力控制裝置、纖維冷卻控制裝置、噴嘴位置控制裝置、模具位置控制裝置、樹脂溫度控制裝置、樹脂供給壓力控制裝置、載物臺傾斜控制裝置等。
在本實施例中，通過分別使用上述圖像處理裝置43、65，可以與上一個實施例一樣，使光導纖維12上涂布的第一種和第二種被覆樹脂14、59的膜厚分別保持均一，并將非同心狀態(tài)控制在最低限度。
可是，在實際光導纖維制造設備中光導纖維被覆裝置的總高度僅約100mm。因此，把上述模具49的位置調(diào)整手段或兩組光導纖維觀察裝置全部組裝到圖5所示的光導纖維被覆裝置中，在機械設計上會遇到相當大的困難。
由此看來，更實用的光導纖維被覆裝置的實施例就如圖6所示。圖中，凡與前面實施例同一功能的要素只用與其相同的符號表示，此處不再重復說明。即，本實施例分別省略了噴嘴16、第一個模具49的位置調(diào)整手段和第一個樹脂貯備池51側面的光導纖維觀察裝置。因此，模具固定器47以及噴嘴16或模具49本身的加工精度和裝配精度高便成為前提。但是，被覆樹脂14、59對于光導纖維12的非同心性或膜厚的穩(wěn)定性是可以調(diào)整的。
圖7顯示本實施例由攝像裝置64觀察的圖像之一例。按照本實施例的被覆樹脂14、59的流線F，在拉伸開始時是穩(wěn)定的。但當拉伸速度提高到每分鐘700m時，光導纖維12的位置會發(fā)生擺動，第一種被覆樹脂14與第二種被覆樹脂59之間的界面P的狀態(tài)或第一種與第二種被覆樹脂14、59的流線F也會變得不穩(wěn)定。此時的外徑偏差是±3μm，第一種被覆樹脂14的同心率達到80％，也是沒有問題的。但第二種被覆樹脂59的同心率僅為60％。
然后，用兩個棒式驅(qū)動馬達37調(diào)整可動載物臺34的傾斜角，使之在兩個方向上對完全水平狀態(tài)的傾斜在10分以內(nèi)。然后，找到能使光導纖維12的擺動或第一種與第二種被覆樹脂14、59之間的界面P和流線F穩(wěn)定的位置。結果，可以使外徑偏差修正到稍大于±1μm。而且，也可以使同心率分別修正到第一種被覆樹脂14為85％，第二種被覆樹脂59為80％以上。
此外，在這種狀態(tài)下，當使被覆樹脂14、59的溫度從40℃上升到44℃并使之保持同一溫度時，會使光導纖維12的擺動、或第一種與第二種被覆樹脂14、59之間的界面P的狀態(tài)以及流線F變得更穩(wěn)定，外徑偏差也會落入±1μm以下。但同心率沒有變化。這樣，之所以使被覆樹脂14、59保持同一溫度，是為了防止由于第一個模具49與第二種被覆樹脂59之間發(fā)生直接傳熱，或在第一種與第二種被覆樹脂14、59之間的界面P上直接進行傳熱而產(chǎn)生任何外部擾動。
可是，在拉伸作業(yè)中，在第一個模具49的噴嘴53的出口端Q附近，即第二種被覆樹脂59的涂布開始部分，可能出現(xiàn)陰影。這種陰影意味著在第一種被覆樹脂14與第二種被覆樹脂59之間形成了空隙。如果出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，也就是在被覆樹脂14、59之間的界面P中產(chǎn)生了氣泡。因此，當在被覆樹脂14、59之間的界面P中產(chǎn)生了氣泡，或發(fā)現(xiàn)在第一個模具49的噴嘴53的出口端Q附近有陰影時，一般是諸如使第二種被覆樹脂59的供給壓力從3Kg/cm2提高到3.3Kg/Cm2。通過這樣做，如上所述在被覆樹脂14、59之間的界面P中產(chǎn)生的氣泡，或在第一個模具49的噴嘴53的出口端Q附近出現(xiàn)的陰影就會消失。
然而，如果從一開始就把被覆樹脂14、59的溫度或第二種被覆樹脂供給壓力設定在高值進行涂布作業(yè)，則有可能第一種被覆樹脂14不會突然附著到光導纖維12上，或第二種被覆樹脂59不會突然附著到這個第一種被覆樹脂14上。這樣的不穩(wěn)定涂布狀態(tài)的發(fā)生，當使被檢測的外徑尺寸變小時是可以把握的。然而，由于在極端的情況下會引起光導纖維12的斷裂，因而，從一開始就把被覆樹脂14、59的溫度或第二種被覆樹脂的供給壓力設定在高值進行涂布作業(yè)，并不是較好的做法。
因此，較好的是把被覆樹脂14、59的溫度或第二種被覆樹脂59的供給壓力設定在一般值、只有當發(fā)生外徑波動或氣泡時才使之上升。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的光導纖維被覆方法及其裝置，可用于對從抽絲爐中拉出的光導纖維進行一次被覆樹脂和二次被覆樹脂的涂布作業(yè)。
權利要求
1.一種光導纖維被覆方法，它是在隔離部件與模具之間形成一個供給被覆樹脂的樹脂貯備池，使光導纖維從在所述隔離部件中央部位形成的通孔經(jīng)由在所述模具中央部位形成的噴嘴通過、從而涂布所述被覆樹脂的光導纖維被覆方法，該方法的特征在于，一邊觀察所述光導纖維與所述被覆樹脂的接觸部分及其附近，一邊使所述被覆樹脂涂布到所述光導纖維上。
2.權利要求1所述的光導纖維被覆方法，其特征在于所述被覆樹脂是一次被覆樹脂。
3.權利要求1所述的光導纖維被覆方法，其特征在于所述被覆樹脂是對實施了一次被覆的所述光導纖維進行涂布的二次被覆樹脂。
4.權利要求1至3中任何一項所述的光導纖維被覆方法，其特征在于觀察伴隨所述光導纖維的移動而形成的所述樹脂貯備池表面上所述被覆樹脂的彎月面形狀。
5.權利要求4的所述的光導纖維被覆方法，其特征在于在垂直于所述光導纖維通過方向的平面內(nèi)調(diào)整所述隔離部件的位置，使所述彎月面形狀對于所述光導纖維呈對稱狀態(tài)。
6.權利要求1至3中任何一項所述的光導纖維被覆方法，其特征在于觀察所述光導纖維與所述被覆樹脂之間有無氣泡。
7.權利要求6所述的光導纖維被覆方法，其特征在于當觀察到氣泡時控制所述被覆樹脂的供給壓力和所述光導纖維的溫度中至少一方，以使氣泡不混入。
8.權利要求1至3中任何一項所述的光導纖維被覆方法，其特征在于觀察所述光導纖維周圍的所述被覆樹脂流動狀態(tài)。
9.權利要求8所述的光導纖維被覆方法，其特征在于控制所述被覆樹脂的溫度，以使所述被覆樹脂的流動狀態(tài)變得穩(wěn)定，從而使所述光導纖維不會朝垂直于其移動方向的方向擺動。
10.權利要求8所述的光導纖維被覆方法，其特征在于同時調(diào)整所述隔離部件和所述模具以及所述樹脂貯備池相對于所述光導纖維移動方向的傾斜角，以使所述被覆樹脂的流動狀態(tài)變得穩(wěn)定，從而使所述光導纖維不會朝垂直于其移動方向的方向擺動。
11.一種光導纖維被覆裝置，該裝置是具有下列部件的光導纖維被覆裝置模具，在其中央部位形成了能讓光導纖維通過的噴嘴；和隔離部件，在其與此模具之間形成了供給被覆樹脂的樹脂貯備池，同時在其中央部位形成了能讓所述光導纖維通過的通孔；和模具固定器，用以使所述模具與所述隔離部件保持一定間隙，從而使所述噴嘴與所述通孔呈同軸對準狀態(tài)；其特征在于本裝置進一步具有至少一對照明光導入窗和光導纖維觀察窗，是在所述模具固定器的側壁部分面對所述樹脂貯備池相互間隔180度形成的；和光源，對著所述照明光導入窗，且能將照明光投射到所述樹脂貯備池中央部分；和攝像裝置，對著所述光導纖維觀察窗，用于觀察至少是所述光導纖維與所述被覆樹脂的接觸部分及其附近；和被覆條件變更手段，以根據(jù)此攝像裝置獲得的觀察結果改變所述被覆樹脂對所述光導纖維的被覆條件。
12.權利要求11所述的光導纖維被覆裝置，其特征在于所述隔離部件是噴嘴(point)。
13.權利要求11所述的光導纖維被覆裝置，其特征在于所述被覆樹脂是對實施了一次被覆的所述光導纖維進行涂布的二次被覆樹脂，所述隔離部件是用于對所述光導纖維實施一次被覆的模具。
14.權利要求11至13中任何一項所述的光導纖維被覆裝置，其特征在于相互交叉設置兩對所述照明光導入窗和所述光導纖維觀察窗。
15.權利要求11至13中任何一項所述的光導纖維被覆裝置，其特征在于所述被覆條件變更手段是位置調(diào)整手段，用于調(diào)整所述模具與所述隔離部件的相對位置。
16.權利要求11至13中任何一項所述的光導纖維被覆裝置，其特征在于所述被覆條件變更手段是樹脂供給壓力調(diào)整手段，用以改變所述被覆樹脂對所述樹脂貯備池的供給壓力。
17.權利要求11至13中任何一項所述的光導纖維被覆裝置，其特征在于所述被覆條件變更手段是纖維溫度調(diào)整手段，用以改變所述光導纖維的溫度。
18.權利要求11至13中任何一項所述的光導纖維被覆裝置，其特征在于所述被覆條件變更手段是樹脂溫度調(diào)整手段，用以改變所述樹脂貯備池內(nèi)所述被覆樹脂的溫度。
19.權利要求11至13中任何一項所述的光導纖維被覆裝置，其特征在于所述被覆條件變更手段組裝了所述模具和所述隔離部件的所述模具固定器的傾斜角調(diào)整手段。
20.權利要求11至13中任何一項所述的光導纖維被覆裝置，其特征在于所述被覆樹脂是紫外線硬化型樹脂，從所述光源入射到樹脂貯備池內(nèi)的照明光不具有其硬化波段的成分。
全文摘要
本發(fā)明涉及光導纖維被覆方法及其裝置,能通過在減少光導纖維(12)上涂布的被覆樹脂(14)的非同心性或膜厚偏差的同時防止氣泡混入,對光導纖維(12)形成高品質(zhì)被覆層。按照本發(fā)明的光導纖維被覆裝置具有:至少一對照明光導入窗(39)和光導纖維觀察窗(40),它們是在模具固定器(17)的測壁部分面臨樹脂貯備池(27)相互間隔180度形成的;光源(41),它對著照明光導入窗(39)并能將照明光投射到樹脂貯備池(27)的中央部分;攝像裝置(42),它對著光導纖維觀察窗(40)且用于觀察至少是光導纖維(12)與被覆樹脂(14)的接觸部分及其附近;和被覆條件變更手段,以根據(jù)此攝像裝置(42)獲取的觀察結果改變被覆樹脂(14)對光導纖維(12)的被覆條件。
文檔編號C03C25/12GK1173856SQ9619177
公開日1998年2月18日 申請日期1996年10月4日 優(yōu)先權日1995年10月6日
發(fā)明者奧野薰, 井上享, 大石和正, 小林宏平, 土屋一郎 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社