プラスチック光ファイバ
【課題】プラスチック光ファイバの通信状態を目視で確認できるようにする。
【解決手段】プラスチック光ファイバの端面から、伝達する光信号としての視認光を入射する。クラッド２２は、視認光を散乱して周面からプラスチック光ファイバの外部に射出する散乱構造を備える。この散乱構造とは、クラッド２２中の位置によって密度が異なる構造である。この構造は、ポリマーの結晶構造を部分的に変えたこと等により形成する。これにより、コア２１は視認光の大半を伝達し、視認光の一部はクラッド２２内を散乱して、プラスチック光ファイバ１１の外周面から外部へ射出される。したがって、第２波長の光を目視で確認することができ、通信中か否か、あるいはプラスチック光ファイバ１１が途中で断線しているか否か及び断線個所を判断することができる。
【解決手段】プラスチック光ファイバの端面から、伝達する光信号としての視認光を入射する。クラッド２２は、視認光を散乱して周面からプラスチック光ファイバの外部に射出する散乱構造を備える。この散乱構造とは、クラッド２２中の位置によって密度が異なる構造である。この構造は、ポリマーの結晶構造を部分的に変えたこと等により形成する。これにより、コア２１は視認光の大半を伝達し、視認光の一部はクラッド２２内を散乱して、プラスチック光ファイバ１１の外周面から外部へ射出される。したがって、第２波長の光を目視で確認することができ、通信中か否か、あるいはプラスチック光ファイバ１１が途中で断線しているか否か及び断線個所を判断することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラスチック光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光ファイバは、石英系光ファイバに比べて、成型加工性、部材の軽量化、低コスト化、可撓性、耐衝撃性等において優位性がある。例えばプラスチック光ファイバは、石英系光ファイバと較べると、光の伝送損失が大きいために長距離の光伝送には向いていないが、上記のプラスチックの性質により、光ファイバのコア部を数１０μｍ以上とするようないわゆる大口径化を図ることができる。この大口径化により、光ファイバの分岐や接続に用いる各種周辺部品や機器の、光ファイバとの接続精度を上げる必要がなくなる。そのため、プラスチック光ファイバは、周辺部品や機器との接続容易性、端末加工容易性、高精度の調芯が不要になるメリットがある。その他にもプラスチック光ファイバは、上記のようなコネクタ部分の低コスト化の他に、上記のプラスチックの性質により、人体への突き刺し災害等の危険性の低さ、高い柔軟性による易加工性や易敷設性や耐振動性、そして低価格等のメリットがある。上記のような特長により、プラスチック光ファイバは、家庭内やオフィス内等における構内通信手段として特に有効であるとして需要が大きくなっている。
【０００３】
ところで、通信状況は、電気通信用のケーブルでは誘電効果を利用してケーブル外部から検知可能であるが、光ファイバでは外部からの検知が未だ可能とはなっていない。しかし、通信状況の検知は、単なる通信中か否かのみならず、断線しているか否かを把握する上で重要である。例えば、敷設した直後等に行う通信テストや、通信不能時における検査等ではプラスチック光ファイバの状態を把握する必要がある。そこで、通信状況を知るために、プラスチック光ファイバに入射した光の一部をプラスチック光ファイバの外周面から外に漏らす手段を本発明者らは検討した。
【０００４】
光ファイバに入射した光を外周面から外へ漏らす（光漏洩）例としては、光ファイバを光源として使用する場合が挙げられ、次の各提案がなされている。例えば、特許文献１では、光ファイバを光源とした光源装置であって、光ファイバの一方の端面から入射した光を側面から取り出すために、光ファイバのコア内に散乱体を含有させて、これにより入射された光を散乱させる光ファイバが提案されている。また、特許文献２では、避難誘導灯等として利用するものとして、光漏洩型光ファイバ（光ファイバ素線）をスペーサに螺旋状に配置することにより側面への光漏洩を可能にしたケーブル、特許文献３では、光反射性の外表面を持つ管を中心部に設けることで光を外側に導く、横照明用としての光ファイバケーブル、特許文献４では、多数の光ファイバを束ねてこれを透明外皮で覆い、光ファイバの端部から光が出るようにした夜間警告灯が提案されている。さらにまた、特許文献５では、クラッドに散乱体であるシリカエアロゲルを含有させることにより光漏洩する側面発光型光ファイバが提案されており、特許文献６では、通信状況を把握するための光増幅器のモニタ構造が提案されている。
【特許文献１】特開平５−２７１２１号公報
【特許文献２】実開平７−１０７０２号公報
【特許文献３】特表平８−５１０８４７号公報
【特許文献４】特開平１１−１１９７０６号公報
【特許文献５】特開２０００−１３７１１９号公報
【特許文献６】特開平９−２６３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１〜５の提案は、いずれも光ファイバを用いた光源に関するものであって、上記のような通信状況を把握するためのものではないとともにその効果を併せ持つものでもなく、また、示唆する記載もない。さらに、光ファイバ側面から光漏洩するために、光ファイバへの散乱体の導入あるいは螺旋構造の付与等、通信性能を悪化させるものであり、これらの提案は通信状況を把握する目的には適さないものである。特許文献６のモニタ構造によると、通信状況を把握することは可能であるが、希土類ドープ光ファイバ増幅器の構造を工夫することによりそれを実現しているものであり、簡便に通信状況を把握する目的を満足するものではない。また、この特許文献６に提案されるモニタ構造は、プラスチック光ファイバにおける通信波長には必ずしも適用できるものではないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明では、このような背景に鑑みて、通信状況を外部から容易に検知するためのプラスチック光ファイバを提案することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、上記課題を解決するために、断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、外周部材は、プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を散乱して周面から外部に射出する散乱構造を有することを特徴として構成されている。
【０００８】
さらに、前記散乱構造は、前記外周部材中の位置によって屈折率が異なる屈折率不均一構造であることが好ましく、この屈折率不均一構造は、外周部材中の位置によって密度が異なる密度不均一構造であることが好ましい。
【０００９】
そして、上記の本発明のプラスチック光ファイバでは、（１）外周部材は、ポリマーを含み、このポリマーの結晶構造が部分的に異なることにより前記密度不均一構造とされたこと、（２）外周部材は、ポリマーを含み、このポリマーの分子量揺らぎにより前記密度不均一構造とされたこと、（３）外周部材は、第１成分としてのポリマーとこの第１成分とは異なる第２成分とを含み、第１成分と第２成分との組成比揺らぎにより前記密度不均一構造とされたこと、の少なくともいずれかひとつであることが好ましい。
【００１０】
また、本発明では、断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ前記第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、第１層と第２層との少なくともいずれか１層は、プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を散乱して外周面から層外に射出する散乱構造を有し、第１層のみが散乱構造を有するときには、第２層は前記光を透過する透過材料により構成されることを特徴として構成されている。
【００１１】
さらにまた、本発明は、断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、線状部材と外周部材とは、プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を互いの界面で散乱して外周部材の外周面から外部に射出する散乱構造を有することを特徴として含む。その他にも、本発明は、断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ前記第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、第１層と第２層とは、プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を互いの界面で散乱して第２層の外周面から外部に射出する散乱構造を有することを特徴として含んでいる。そしてまた、本発明は、断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ前記第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、第２層の外周にはプラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を乱反射する凹凸が形成され、凹凸は、乱反射により第２層内を散乱した光を前記外周から層外に射出する粗さとされることを特徴として含んで構成されている。
【００１２】
さらに、本発明は、上記のいずれかひとつのプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバの外周を覆い、散乱した光を透過する被覆部材とを備えたことを特徴とするプラスチック光ファイバコードを含んで構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、通信状況を外部から容易に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明を実施した一様態としてのプラスチック光ファイバコードを製造するフロー図である。本発明のプラスチック光ファイバコードの製造工程は、プラスチック光ファイバ１１を構成する材料によりプリフォーム１２を作製するためのプリフォーム作製工程１３と、プリフォーム１２を加熱して所定外径となるように延伸することによりプラスチック光ファイバ１１を作製する加熱延伸工程１６と、プラスチック光ファイバ１１に所定の被覆材を設けてプラスチック光ファイバコード（以下、単にコードと称することもある。）１７を得る被覆工程１８とを有している。
【００１５】
図２は、プラスチック光ファイバ１１の断面図、図３は、図２に示すプラスチック光ファイバ１１の断面径方向における屈折率を示すグラフである。なお、図３において、横軸はプラスチック光ファイバの断面径方向を示し、縦軸は屈折率を示しており、上にいくほど高い値であることを意味している。プラスチック光ファイバ１１は、図２に示すように、光信号を伝達するコア２１と、このコア２１の外周に設けられ、入射された光の一部を散乱してプラスチック光ファイバ１１の外周から射出するためのクラッド２２とを有し、このクラッド２２は、外径及び内径が長手方向にそれぞれ一定で、厚みが均一の管形状となっている。したがって、コア２１の直径とクラッド２２の内径とは等しい。
【００１６】
図３において、横軸の符号（Ａ）で示される範囲は、図２におけるクラッド２２の屈折率であり、符号（Ｂ）で示される範囲は図２におけるコア２１の屈折率である。コア２１は、図３に示されるように、クラッド２２との境界から中心に向けて屈折率が連続的に高くなっており、クラッド２２の屈折率はコア２１の屈折率以下となっている。なお、断面円形の径方向において、屈折率の最大値と最小値との差が０．００１以上０．３以下であることが好ましい。上記のような構造によりプラスチック光ファイバ１１は、ＧＩ（グレイデッドインデックス）型光伝送体としての機能を発現する。また、クラッド２２は、図３に示すように屈折率が概ね一定となっているが、コア２１に近づくほど屈折率が大きくなっていてもよく、この屈折率の変化はコア２１に近づくほど段階的に大きくなってもよいし連続的に大きくなってもよい。
【００１７】
図２ではコア２１とクラッド２２との境界を、説明の便宜上、示してはいるが、コア２１及びクラッド２２の材料や製造条件等により境界の明確さは異なり、この境界線で示される位置は必ずしも屈折率のグラフにおける屈曲点を示す位置でなくともよい。なお、プリフォーム１２（図１参照）は、プラスチック光ファイバ１１よりもクラッド及びコアの径がそれぞれ大きいが、基本的構造はプラスチック光ファイバ１１と同じであるので図示は略すが、製法により、断面中心部に空間(中空部)を有する場合がある。そして、コア２１が同心円状の複層構造であっても本発明は適用される。
【００１８】
［コア２１の材料］
コア２１は、ポリマーをその主たる成分としており、上記のような屈折率分布を発現させる、あるいは屈折率分布の状態を調整する等の目的でその他の物質を添加することもある。添加する物質としては、例えば屈折率調整剤（ドーパント）がある。ポリマーとしては、プラスチック光ファイバとして好ましい周知のものを用いることができる。特に好ましく用いられるものとしては、有機材料として光透過性が高いものであり、光散乱を生じないように、非晶性のポリマーとすることが好ましい。
【００１９】
ポリマーの例としては、（メタ）アクリル酸エステル類（フッ素不含（メタ）アクリル酸エステル（ａ），含フッ素（メタ）アクリル酸エステル（ｂ）），スチレン系化合物（ｃ），ビニルエステル類（ｄ）、ポリカーボネート類の原料であるビスフェノールＡ等を重合性化合物として重合させたものがある。これらを原料として、各々を重合させたホモポリマー、あるいはこれらのうち２種以上を組み合わせて重合させた共重合体、および上記のホモポリマーや共重合体の各種組み合わせによる混合物も例として挙げることができる。そして、これらのうち、（メタ）アクリル酸エステル類または含フッ素ポリマーを成分として含むものが光伝送体を構成する上でより好ましい。次に、上記の例について、より詳細に示す。
【００２０】
上記の（ａ）フッ素不含メタクリル酸エステルおよびフッ素不含アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ジフェニルメチル、トリシクロ［５・２・１・０2,6 ］デカニルメタクリレート、アダマンチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ノルボニルメタクリレート等が挙げられ、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸フェニル等が挙げられる。
【００２１】
また、（ｂ）含フッ素アクリル酸エステルおよび含フッ素メタクリル酸エステルとしては、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルメタクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、1 −トリフルオロメチル−２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロブチルメタクリレート等が挙げられる。
【００２２】
さらに、（ｃ）スチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。さらには、（ｄ）ビニルエステル類としては、ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルフェニルアセテート、ビニルクロロアセテート等が挙げられる。もちろん、これらに限定されるものではなく、重合性化合物の単独あるいは共重合体からなるポリマーの屈折率が、光伝送体に成型されたときに所定の屈折率分布を成型体のなかで有するように、種類や組成比を決定することが好ましい。
【００２３】
なお、コア２１及びクラッド２２のポリマーが水素原子（Ｈ）を含んでいる場合には、その水素原子が重水素原子（Ｄ）に置換されていることが好ましく、これにより伝送損失の低減、特に近赤外領域の波長における伝送損失の低減を図ることができる。
【００２４】
さらに、プラスチック光ファイバを近赤外光用途に用いるためには、ポリマーを構成するＣ−Ｈ結合に起因した吸収損失が起こるために、特許３３３２９２２号公報や特開２００３−１９２７０８号公報などに記載されているような、Ｃ−Ｈ結合の水素原子を重水素原子やフッ素などで置換したポリマーを用いることで、この伝送損失を生じる波長域を長波長化することができ、伝送信号光の損失を軽減することができる。このようなポリマーとしては、例えば、重水素化ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ−ｄ８）、ポリトリフルオロエチルメタクリレート（Ｐ３ＦＭＡ）、ポリヘキサフルオロイソプロピル２−フルオロアクリレート（ＨＦＩＰ ２−ＦＡ）などを例示することができる。なお、原料となる化合物は、重合後の透明性を損なわないためにも、不純物や散乱源となる異物は重合前に十分に除去されることが望ましい。
【００２５】
また、コア２１を形成するポリマーは、線状体に押出成型して後述のように好適に延伸できるという観点から、重量平均分子量が１万〜１００万であることが好ましく、より好ましくは３万〜５０万である。さらに、延伸に対する適性は、分子量分布（ＭＷＤ：重量平均分子量／数平均分子量）にも関係している。例えば、ＭＷＤが大きすぎる場合には、極端に分子量の大きい成分が混在しているときに延伸性が悪くなり、延伸が不可能となることもある。本発明において好ましいＭＷＤの範囲は４以下であり、より好ましい範囲は３以下である。
【００２６】
さらに、ポリマーは、上記の中でも、フッ素含有ポリマーが特に好ましい。フッ素含有ポリマーは、耐熱性，耐湿性，耐薬品性が高く、また紫外光から近赤外光までの波長帯の光の透過性が他のポリマーに比べて非常に高いため、多種多様な波長の光システムに有効利用が可能になるという効果がある。
【００２７】
重合性化合物を重合させてポリマーとする場合においては、重合開始剤を使用する場合がある。重合開始剤としては、例えば、ラジカルを生成するものが各種ある。例えばラジカルを生成するものとして、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート（ＰＢＯ）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ）、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート（ＰＢＩ）、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）バラレート（ＰＨＶ）などのパーオキサイド系化合物が挙げられる。また、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロパン）、２，２’−アゾビス（２−メチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３−ジメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルヘキサン）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３，３−トリメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルヘキサン）、３，３’−アゾビス（３，４−ジメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−エチルペンタン）、ジメチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジエチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）などのアゾ系化合物が挙げられる。なお、重合開始剤は、これらに限定されるものではなく、また、２種類以上を併用してもよい。
【００２８】
ポリマーとしたときの機械特性や熱物性などの各種物性値を全体にわたって均一に保つために、重合度の調整を行うことが好ましい。重合度の調整のためには、連鎖移動剤を使うことができる。連鎖移動剤については、併用する重合性化合物の種類に応じて、適宜、種類および添加量を選択できる。各重合性化合物に対する連鎖移動剤の連鎖移動定数は、例えば、ポリマーハンドブック第３版（Ｊ．ＢＲＡＮＤＲＵＰおよびＥ．Ｈ．ＩＭＭＥＲＧＵＴ編、ＪＯＨＮ ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮ発行）を参照することができる。また、該連鎖移動定数は大津隆行、木下雅悦共著「高分子合成の実験法」化学同人、昭和４７年刊を参考にして、実験によっても求めることができる。
【００２９】
連鎖移動剤としては、アルキルメルカプタン類（例えば、ｎ−ブチルメルカプタン、ｎ−ペンチルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン等）、チオフェノール類（チオフェノール、ｍ−ブロモチオフェノール、ｐ−ブロモチオフェノール、ｍ−トルエンチオール、ｐ−トルエンチオール等）などを用いることが好ましい。特に、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンのアルキルメルカプタンを用いるのが好ましい。また、Ｃ−Ｈ結合の水素原子が重水素原子やフッ素原子で置換された連鎖移動剤を用いることもできる。なお、連鎖移動剤は勿論これらに限定されるものではなく、これら連鎖移動剤は２種類以上を併用してもよい。
【００３０】
前述した重合開始剤や連鎖移動剤、屈折率調整剤の各添加量については、用いるコア用の重合性化合物の種類等に応じて、好ましい範囲を適宜決定することができる。本実施形態においては、重合開始剤は、コア用の重合性化合物に対して、０．００５〜０．０５０質量％となるように添加しており、この添加率を０．０１０〜０．０２０質量％とすることがより好ましい。また、前記連鎖移動剤は、コア用の重合性化合物に対して、０．１０〜０．４０質量％となるように添加しており、この添加率を０．１５〜０．３０質量％とすることがより好ましい。
【００３１】
上記ポリマーには、光伝送性能を低下させない範囲で、その他の添加剤を添加することができる。例えば、耐候性や耐久性などを向上させる目的で、安定剤を添加することができる。また、光伝送性能の向上を目的として、光信号増幅用の誘導放出機能化合物を添加することもできる。該化合物を添加することにより、減衰した信号光を励起光により増幅することができ、伝送距離が向上するので、例えば、光伝送リンクの一部にファイバ増幅器として使用することができる。これらの添加剤も、前記原料となる各種重合性化合物に添加した後、重合することによって、コアのポリマーに含有させることができる。
【００３２】
さらに、コア２１には図３に示すような屈折率分布を発現させるために、屈折率調整剤（ドーパント）を各所定量混合する。このドーパントとしては、非重合性の化合物が好ましい。インナーコア部２５のみにドーパントを添加する場合には、この添加率は、インナーコア部２５の主成分となるポリマーに対して０．０１重量％以上２５重量％以下とすることが好ましく、１重量％以上２０重量％以下とすることがより好ましい。これにより、断面円形の径方向における屈折率分布係数を上記のような好ましい範囲により制御しやすくなる。
【００３３】
本実施形態においては、ドーパントとしては高屈折率で分子体積が大きく、重合に関与せず、溶融状態のポリマー中で所定の拡散速度を有する低分子化合物を用い、これを添加することによりコアの径方向における屈折率を変化させている。ドーパントは、モノマーに限定されず、オリゴマー（ダイマー、トリマー等含む）であってもよい。したがって、モノマーの状態ではインナーコア用重合性化合物やインナーコアとの重合反応性を有していても、これがオリゴマーとなったときにはこれらと重合しないものであればこのようなオリゴマーをドーパントとすることができる。
【００３４】
そして、ドーパントとしての具体的な例としては、安息香酸ベンジル（ＢＥＮ）、硫化ジフェニル（ＤＰＳ）、リン酸トリフェニル（ＴＰＰ）、フタル酸ベンジル−ｎ−ブチル（ＢＢＰ）、フタル酸ジフェニル（ＤＰＰ）、ジフェニル（ＤＰ）、ジフェニルメタン（ＤＰＭ）、リン酸トリクレジル（ＴＣＰ）、ジフェニルスルホキシド（ＤＰＳＯ）などが挙げられ、中でも、ＢＥＮ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯが好ましい。ドーパントの、コア２１における濃度および分布を調整することによって、ＰＯＦ１１の屈折率を所望の値に変化させることができる。
【００３５】
［クラッド２２の材料］
クラッド２２も、コア２１と同様にポリマーを有し、このポリマー及びその他の材料としては、コアの上記材料のうち、ドーパントを除いたものを用いることができる。これに加えて、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）も好ましい。ただし、本発明では、さらに、次段落以降で説明するような組成や配合としている。また、水分がコア２１に侵入することをできるだけ防ぐために、吸水率が低いものとすることが好ましい。例えば、クラッド２２が、飽和吸水率が１．８％未満のポリマーを主たる成分とすることが好ましい。そして、より好ましくは、アウターコア部２４が１．５％未満の飽和吸水率、さらに好ましくは１．０％未満の飽和吸水率であるポリマーにより形成されることである。なお、ここでの飽和吸水率は、ＡＳＴＭによるＤ５７０により基づく値であり、具体的には、２３℃の水中にサンプルを１週間浸漬したときの吸水率を測定した値である。
【００３６】
後述するように、本発明のプラスチック光ファイバは、伝達すべき光信号であって視認可能な波長の光（視認光と称する。）が一端面から入射したときに、クラッド２２では視認光の一部が散乱されて外周面から外部に出る散乱構造を有する。この散乱構造とは、クラッドを構成している材料が屈折率揺らぎ、特には密度揺らぎを示している構造である。本発明でいう揺らぎとは、マクロには均一構造でありながら、光が散乱するには十分な大きさのミクロな領域で観察すると、部分的に屈折率が異なり、特には密度が異なる不均一な構造を有する状態を意味する。光が散乱するには十分な大きさのミクロな領域とは、具体的には、光の波長と同じスケール以上の大きさ、つまり、可視光の場合には０．１μｍ×０．１μｍ〜１００μｍ×１００μｍ程度の領域を示す。また、屈折率の揺らぎの大きさとしては、互いに異なる領域同士の屈折率の差が０．０００５〜０．０５である程度が好ましい。
【００３７】
具体的には、（１）構成するポリマーが、部分的に異なる結晶構造を示している構造、（２）分子量に揺らぎがある、つまり、分子量が不均一であるポリマーを備える構造、（３）互いに異なる第１ポリマーと第２ポリマーとを備え、これら第１ポリマーと第２ポリマーとの組成比に揺らぎがある、つまり、ミクロなエリア毎に第１ポリマー／第２ポリマーで示される前記組成比が異なっている構造、（４）第１成分としてのポリマーがこのポリマーとは異なる第２成分を含み、ポリマーと第２成分との組成比の揺らぎ、つまり、ミクロなエリア毎に前記第２成分の存在比率が異なっている構造、（５）不純物や、コア２１等から移行してきたいわゆる移行物質等がクラッド２２中に存在するときに、それらの存在比に揺らぎがある構造、（６）クラッド２２とコア２１との界面が乱れている構造、または、クラッド２２が第１層と第２層との複層構造を備えるときには第１層と第２層との界面が乱れている構造、（７）クラッド２２の外表面に凹凸がある構造、等である。なお、このうち、（６）は、厳密な意味ではクラッド２２のみの構造ではなく、クラッド２２とコア２１との両方に関わる構造といえる。また、（７）の凹凸は、視認光の波長と凹凸面に対する視認光の入射角度とに応じてその光を乱反射したり外部へ透過したりする。
【００３８】
（１）の場合には、クラッド２２のポリマーは、結晶構造部と無定型構造部（アモルファス部）とを備える分子構造を有する。このようなポリマーとしては、結晶構造部と無定型構造部とをそれぞれ形成するホモポリマーであってもよいし、あるいは、結晶構造単位と無定型構造単位とが共重合されたコポリマーであってもよい。また、このように分子中に結晶構造部と無定型構造部との両方があるものに代えて、無定型構造を発現するポリマーの中に結晶性ポリマーを分散させたものをクラッド２２の主成分としてもよい。
【００３９】
このようにポリマーを結晶構造部と無定型構造部とを備える分子構造のものとすることにより、プラスチック光ファイバに入射し、無定型構造部を透過した視認光が結晶構造部で反射してクラッド内を散乱し、無定型構造部を再び透過して外部へ出るので、光を視覚等で検知することができるようになる。光がプラスチック光ファイバの途中までしか視認されないときには、視認できる終端部でプラスチック光ファイバが断線している可能性がある、ということを知ることができる。クラッド２２のポリマー全重量に対する結晶構造部の割合は、１〜１００％であることが好ましい。
【００４０】
また、（１）の散乱構造により光を良好に散乱させるためには、光の波長に応じて結晶構造部の大きさを決定することが好ましい。すなわち、その大きさとは、光の波長と同じスケールの大きさ、具体的には０．１μｍ以上である。つまり、結晶構造部が、光の波長に対して求められる所定の値以上の大きさであると、光が散乱されずに本発明の目的が達せられない。また、波長が違いに異なる通信用の光と視認光との両方をプラスチック光ファイバに入射し、通信用の光の波長が視認光の波長よりも長波である場合には、結晶構造部の大きさを両波長の中間とすることにより、視認性と通信性能との両立をより図ることが期待できる。
【００４１】
上記（２）の場合、例えば海島状の海部分と島部分とのように、分子量が互いに異なる領域が存在する場合には、光の屈折率が各領域により異なるので、光が散乱され、外部に光を漏らすことができる。しがたって、目視で通信状態及び断線有無の確認をすることができる。このような部分的な分子量の揺らぎは、（Ｉ）分子の構造単位は同一であるが互いに分子量が異なる第１ポリマーと第２ポリマーとを混合することにより、あるいは、（II）重合時における部分的な反応性の違いにより、形成することができる。
【００４２】
上記（３）の場合としては、分子の構造単位が異なる第１ポリマーと第２ポリマーとを混合して、これをクラッドの主たる成分とする場合、あるいは、２種以上のモノマーを重合し、エリア毎にその構成単位の比が異なるポリマーを形成してこのポリマーをクラッドの主たる成分とする場合がある。これにより、部分的に屈折率が異なる領域が形成されるので、光を良好に散乱して外部へ出し、目視で通信状態及び断線有無の確認をすることができる。
【００４３】
また、上記（４）の場合、つまり、クラッド２２の中に、第１成分としてのポリマーと、第２成分としての他の物質とを含み、第１成分と第２成分との体積比が互いに異なる領域が存在する場合には、領域毎に屈折率が異なるので、前述の形態と同様に、視認光を良好に散乱して外部へ出し、目視で通信状態及び断線有無の確認をすることができる。
【００４４】
そして、上記（５）の場合には、クラッド２２の中のポリマーと不純物あるいは移行物質とが共存するので、上記（２），（４）の場合と同様に、屈折率が領域毎に異なり、視認光を良好に散乱して外部へ出し、目視で通信状態及び断線有無の確認をすることができる。
【００４５】
さらに、上記（６）および（７）の場合は、クラッド２２の内面と、クラッドとコアとの界面と、クラッド２２の外表面と、クラッド２２が２層以上の複層構造である場合のいずれか１層とそれに接する他の１層との界面と、の少なくともいずれかひとつを、視認光の波長に応じて所定の粗さとするものである。粗さは、視認可能な光の波長と同じスケール以上の大きさ、具体的には０．１μｍ以上である。この粗さを表面粗さＲａで求めるとすると、好ましいＲａ値は０．１μｍ以上１００μｍ以下である。なお、Ｒａ値は、ＪＩＳ Ｂ６０１：２００１およびＪＩＳ Ｂ６５１：２００１にしたがって求めることができる。なお、上記（１）〜（７）の構造の他に、クラッド部に蛍光体や色素を含有させることにより、入射した光と異なる波長の光を外部に出して、外部から通信状態等を目視で観察することもできる。
【００４６】
次に、上記のプラスチック光ファイバを製造する方法を説明する。前述の通り、プラスチック光ファイバは、これよりも外径が大きいプリフォーム１２（図１参照）を長手方向に延伸することにより製造するので、まずプリフォームの製造方法について説明する。また、製造方法は、クラッドを上記（１）〜（７）のいずれとするかにより異なるので、それぞれの場合について説明する。
【００４７】
プリフォームのクラッド（以下、プリフォームクラッドと称する）を製造する方法を説明する。上記（１）のうち、１種類のホモポリマーを用いて結晶構造部と無定型構造部とをそれぞれ形成させる場合において、最も簡便な製造方法としては、結晶性ポリマーの溶融押出成型がある。なお、この場合には、プリフォームのコア（以下、プリフォームコアと称する。）は予め作られたプリフォームクラッドの中空部に形成される方法とすることが好ましい。溶融押出成型においては、周知の溶融押出成型機を用いて、溶融温度やダイからの引き抜き速度、引き取られた後の冷却温度及び冷却速度等を適宜制御する。結晶性ポリマーを押し出して冷却することにより成型する場合には、冷却速度を遅くすると結晶構造部を形成しやすくなり、除冷、つまり冷却速度を遅くすると、無定型構造部を形成しやすくなる。したがって、冷却速度を制御することにより、ポリマー全体積に対する結晶構造部の重量比率と結晶構造部の大きさとをコントロールすることができる。例えば、ポリマーとして結晶化温度がＴｃであるＰＶＤＦを用いた場合には、（Ｔｃ＋３０）℃から（Ｔｃ−３０）℃にクラッド内面が冷却されるまでの時間を６秒以上とすると結晶化が促進され、６秒未満とすると結晶構造を小さくすることができる。
【００４８】
結晶構造部と無定型構造部とが共に形成されているか否かについては、例えば顕微鏡観察により確認することができる。
【００４９】
上記（１）のうち、プラスチック光ファイバのクラッドのポリマーを結晶構造単位と非晶構造単位とが共重合されたものとするときには、プリフォームクラッドを製造するためのコポリマーを予め製造してからこれを溶融押出機により押出成型する方法が最も簡便であるが、これに限定されず、後述するような回転重合方法により複数の重合性化合物を重合しながら管状のプリフォームクラッドを製造する方法もある。なお、プリフォームコアは、予め管状に形成された原糸クラッドの中空部に形成されることが好ましい。溶融押出成型するためのコポリマーは、結晶性ホモポリマーを形成するモノマーと非晶性ホモポリマーを形成するモノマーとを共重合することによって生成させることができる。また、両モノマーにより２種のポリマーを一旦つくってから、それらをさらに重合することで海島構造のコポリマーを生成することもできる。このようなコポリマーの溶融押出では、前述のホモポリマー押出成型の場合とは異なり、分子そのものを結晶化しやすい部分としにくい部分とで構成しているので、溶融押出条件については精緻な制御が必要ではない。したがって、一般的な溶融押出成型方法と同様に、使用するコポリマーに応じて溶融押出条件を設定すればよい。
【００５０】
一方、上記コポリマーで構成されるプリフォームクラッドを回転重合方法により製造するときには、後述のプリフォームコア生成方法における回転重合装置及び回転重合方法を適用するとよい。ただし、上記コポリマーの生成においては、重合反応性がより近い傾向を示すモノマー同士を組合せると、生成するポリマー成形体がより均一のものとなる傾向にある。したがって、光を適度に散乱させるためには、モノマー同士の反応性を考慮して各モノマーを組み合わせる。
【００５１】
上記（１）のうち、非晶性ポリマーの中に結晶性ポリマー分散させたものでクラッドを形成する場合には、例えば溶融混練により非晶性ポリマーと結晶性ポリマーとを混合したポリマーブレンドを予め製造してからこれを押出成型してプリフォームクラッドとすることが好ましい。そして、得られるポリマーブレンドでは、島部分が結晶性ポリマーで海部分が非晶性ポリマーの海島構造とすることが好ましい。このような海島構造のポリマーブレンドとすることにより、好適な散乱状態を示すクラッドが得られる。
【００５２】
上記（２）とするためのプリフォームクラッドを製造する場合には、ポリマーを押出成型する場合と回転重合法により重合形成する場合とのいずれであっても、ポリマーを生成するための重合反応における反応速度を高めるとよい。これにより分子量分布が大きくなり、散乱構造を形成することができる。重合の反応速度を大きくする方法としては、（Ｉ）重合温度を高くする。（II）重合開始剤を多くする、等があげられる。
【００５３】
上記（３）とするためのプリフォームクラッドは、前述の（１）におけるプリフォームクラッド製造方法における２種以上の共重合用モノマーを用いることにより製造することができる。また、上記（４）とするためのプリフォームクラッドは、同様に、ポリマー重合生成時にモノマー以外の第２成分物質を添加することにより製造することができる。さらに、上記（５）とするためのプリフォームクラッドは、同様に、ポリマー重合生成時における不純物やコア等の他の構成要素の形成時の条件により製造することができる。
【００５４】
上記の各種方法により予め作られたプリフォームクラッドの中空部に、プリフォームコアを形成する方法を以下に説明する。ただし、本発明はプリフォームコアの形成方法に依存するものではなく、周知の各種方法を適用することができる。本実施形態では、プラスチック光ファイバのコアが前述の屈折率分布（図３参照）を発現するために、プリフォームコアの製造方法には回転ゲル重合法を適用する。この回転ゲル重合法は、プリフォームクラッドの製造方法に適用することができる。
【００５５】
図４は重合容器の断面図であり、図５は、回転重合装置の概略斜視図であり、図６は重合装置による重合反応についての説明図である。ただし、本発明は図４〜図６に示す重合装置及び重合容器に依存するものではなく、また、本実施形態は、本発明の一様態としての例示である。
【００５６】
所定の材料からなる栓３７によりプリフォームクラッド３２の片端部を塞ぐ。この栓３７はプリフォームコアを生成するための重合性化合物に溶解しない素材からなり、可塑剤等を溶出させるような物質も含まないものとする。このような素材としてはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等があげられる。片端部を栓３７で塞いだあとに、重合性化合物をはじめとするプリフォームコア用原料３１をプリフォームクラッド３２の中に注入する。そして、他方の端部も栓３７で塞いだ後、回転させながら重合性化合物を重合させてプリフォームコアを生成する。このプリフォームコア生成時においては、プリフォームクラッド３２は、図４に示されるような重合容器３８の中に収容される。重合容器３８は、円管状の容器本体３８ａとこの容器本体３８ａの両端をそれぞれ塞ぐ蓋３８ｂとを有し、本実施形態においてはＳＵＳ製とされている。重合容器３８は、図１０に示すように、その内径がプリフォームクラッド３２の外径よりもわずかに大きいものであり、後に述べるような重合容器３８の回転に同期してプリフォームクラッド３２が回転することができるようにされている。なお、プリフォームクラッド３２が重合容器３８の回転に上記のように応じることができるように、重合容器３８の内面等にプリフォームクラッド３２を支持する支持部材等を設けてもよい。
【００５７】
プリフォームコアの生成は、上記のような重合容器３８が回転重合装置４１にセットされて実施される。回転重合装置４１は、図１１に示すように、装置本体４２の中に複数の回転部材４３と、装置本体４２の外側に駆動部４６と、装置本体４２内の温度を検知してその検知結果に応じて内部温度を制御するための温度コントローラ４７とを有している。
【００５８】
回転部材４３は、円柱形状であり、２本の周面で少なくともひとつの重合容器３８を支持することができるように、長手方向が互いに概ね平行かつ略水平となっている。各回転部材４３は、その一端が装置本体４２の側面に回動自在に取り付けられており、駆動部４６によりそれぞれ独立した条件で回転駆動される。駆動部４６にはコントローラ（図示なし）が備えられており、このコントローラにより駆動部４６の駆動が制御される。そして、所定の重合反応時においては、図６に示すように、隣り合う回転部材４３の周面により形成される谷部に重合容器３８は載せられて回転部材４３の回転に応じて回転する。図６においては、回転部材４３の回転軸を符号４３ａで示している。このように、ここに例示される本実施形態においては、重合容器３８の回転はサーフェスドライブ式としているが、この回転方式については限定されるものではない。
【００５９】
なお、本実施形態では、図６に示すように、重合容器３８の両端の蓋３８ｂには磁石３８ｃがそれぞれ備えられているとともに、隣り合う２本の回転部材４３の間の下方にも磁石４５が備えられている。これにより、回転時において重合容器３８が回転部材４３から浮くことを防止している。重合容器３８の回転部材４３からの浮きを防止する方法としては磁石を用いる上記方法に加えて、回転部材４３と同様な回転手段を、セットされた重合容器３８の上部に接するようにさらに設けて、同様に回転させ、これにより重合容器３８の浮きを防止することもある。またこの方法の他に、例えば重合容器３８に上方に押さえ手段等を設けて、重合容器３８に所定の荷重をかける方法等もあるが、本発明は浮き防止方法に依存するものではない。
【００６０】
続いて、プリフォームコアの生成方法について説明する。使用するプリフォームコア用原料３１はろ過や蒸留等により、重合禁止剤や水分、不純物等を予め十分除去してから用いることが好ましい。重合性化合物や重合開始剤を混合した後には、さらに、この混合物を超音波処理して溶存気体や揮発成分を除去することが好ましい。なお、プリフォームコア用原料３１を注入する前後では、必要に応じて、公知の減圧装置により、プリフォームクラッド３２やプリフォームコア用原料３１を減圧処理してもよい。
【００６１】
その後、プリフォームクラッド３２を装填した重合容器３８を、その長手方向を略水平状態にして回転（水平回転）させながら重合を生起進行させるとプリフォームコアが生成する。このように、プリフォームコアは、プリフォームクラッド３２の円管軸を回転中心にしながら重合する回転重合により生成される。なお、回転重合の前には、プリフォームクラッド３２を立てた状態で予備重合をしてもよく、この予備重合の際には必要に応じて所定の回転機構により、プリフォームクラッド３２の円管軸を回転中心として回転させる。このような回転重合においては、プリフォームクラッド３２の長手方向を概ね水平に保ちながら回転させるために、プリフォームクラッド３２の内面全体にプリフォームコアが生成しやすくなる。なお、本発明では、プリフォームコアの重合時においては、プリフォームクラッド３２の長手方向を水平とすることが、プリフォームクラッド３２の内面全体にプリフォームコアを形成する上で最も好ましいが、略水平であれば好適であり、回転軸の許容される角度は水平に対して概ね５°以内である。
【００６２】
そして、このように作られたプリフォームを周知の加熱延伸方法により延伸してプラスチック光ファイバとする。
【００６３】
本発明は、クラッドが上記の実施形態のような単層構造の場合に限定されず、例えば同心円状に２層以上の複層構造を有するものも含む。ここで、本発明の第２の実施形態を説明する。図７は、クラッドを同心円状の２層構造とする場合のプラスチック光ファイバ７１の製造フロー図である。なお、以降の説明において、クラッドの２層のうち、外側の層をアウタークラッド部、内側の層をインナークラッド部と称する。プラスチック光ファイバ７１は、第１の実施形態と同様に、プリフォーム７２をまず作ってから、これを加熱延伸工程７３により加熱延伸して製造される。プリフォーム７２は、同心円状の２層構造であって管状のプリフォームクラッドと、プリフォームコアとを有しており、まず、プリフォームクラッドを作ってからプリフォームコアを形成する。プリフォームクラッドの２層構造のうちの外側層となるプリフォームアウタークラッドパイプ７５がパイプ作製工程７６により製造されて、このプリフォームアウタークラッドパイプ７５の中に、２層構造のうちの内側層となるプリフォームインナークラッド部がプリフォームインナークラッド部形成工程７７により形成され、次にプリフォームコア形成工程７８によりプリフォームコアが形成されてプリフォーム７２が得られる。
【００６４】
図８は、プラスチック光ファイバ７１の断面図であり、図９は、プラスチック光ファイバ７１の断面径方向における屈折率を示すグラフである。なお、図９において、横軸はプラスチック光ファイバ７１の断面径方向を示し、縦軸は屈折率を示しており、上にいくほど高い値であることを意味している。プラスチック光ファイバ７１は、図８に示すように、光信号を伝達するコア８１と、このコア８１の外周に設けられ、入射された光の一部を散乱してプラスチック光ファイバ１１の外周から出すためのクラッド８２とを有する。このクラッド８２は、同心円状の２層構造であり、コア８１の外周に接するインナーコア部８３とこのインナーコア部８３の外周のアウターコア部８４とを有する。インナーコア部８３及びアウターコア部８４は、外径及び内径が長手方向にそれぞれ一定で、厚みが均一の管形状となっている。コア８１の断面円形の直径とインナークラッド部８３の内径とは等しい。
【００６５】
図９において、横軸の符号（Ｃ）で示される範囲は、図８におけるアウタークラッド部８４の屈折率であり、符号（Ｄ）で示される範囲は図８におけるインナークラッド部８３の屈折率であり、符号（Ｅ）で示される範囲は図８におけるコア８１の屈折率である。コア８１は、図９に示されるように、インナークラッド部との境界から中心に向けて屈折率が連続的に高くなっており、インナークラッド部の屈折率はコアの屈折率以下となっている。また、ここに例示するアウタークラッド部の屈折率はインナークラッドの屈折率よりも小さいが、両者は同じ値であってもよい。また、本実施形態のインナークラッド部８３とアウタークラッド部８４とは、共に、図３に示すように屈折率が概ね一定となっているが、コア２１に近づくほど屈折率が大きくなっていてもよく、この屈折率の変化はコア２１に近づくほど段階的に大きくなってもよいし連続的に大きくなってもよい。
【００６６】
なお、プリフォーム７２（図７参照）は、プラスチック光ファイバ７１よりもクラッド及びコアの径がそれぞれ大きいが、基本的構造はプラスチック光ファイバ７１と同じであるので図示は略す。また、なお、コア８１が同心円状の複層構造であっても本発明は適用される。
【００６７】
本実施形態のコア８１は第１の実施形態のコアと同様の構成であって、また、アウタークラッド部８４は、第１の実施形態のクラッドと同様に入射された視認光を散乱させて外部へ出すものであり、その材料は前記第１実施形態のクラッドと同様である。インナークラッド８３は、第１の実施形態のクラッドの構成のうち、光散乱させるための構成をのぞいたものとしている。
【００６８】
この構成により、本実施形態のプラスチック光ファイバは、一端から入射された光の大部分をコア８１とインナークラッド部８３との境界で反射してコア８１がその光信号を伝達することができるとともに、入射された光の一部をアウタークラッド部８４で散乱して外部へ出すので、外部からこのプラスチック光ファイバの通信状況を目視で確認することができる。また、本実施形態では、アウタークラッドの屈折率とインナークラッドの屈折率とをそれぞれ異なる値とすることにより、アウタークラッド部８４で散乱した光がコア内に入り込まないようにしているので、散乱した光を上記目視確認用として効果的に利用することができる。
【００６９】
そして、本実施形態のプラスチック光ファイバ８１の製造方法は以下である。すなわち、プリフォームアウタークラッド部となるアウタークラッドパイプは、第１の実施形態のクラッドと同様に作製される。そして、回転ゲル重合法によりプリフォームインナークラッド部が形成された後で、同じく回転ゲル重合法によりプリフォームコアは形成される。
【００７０】
そして、プリフォーム７２は、加熱延伸されてプラスチック光ファイバ７１となる。なお、視認光を散乱させるための層を、本実施形態のアウタークラッド部８４に代えて、あるいは加えて、インナークラッド部８３としてもよい。また、クラッド８２が３層以上の複層構造であって、そのうちのいずれか１層が、第１の実施形態のクラッドと同様に、入射された視認光を散乱させて外部へ出すプラスチック光ファイバも本発明には含まれる。
【００７１】
上記の２つの実施形態により得られた各プラスチック光ファイバ１１，７１は、公知の各種被覆方法により被覆材料で被覆されてコードとなる。なお、このときの被覆材料は、クラッドで散乱した光を外部に通過させることができるような透明材料とされる。次に、このコードの使用方法を説明する。
【００７２】
得られたプラスチック光コードは、前述の通り、伝達すべき光信号としての光を射出する光源と一端面が接続される。そして、他端面は伝達されてきた光を受光する受光素子に接続される。
【００７３】
なお、受光素子がコアから射出される光とクラッドからの散乱光とを区別して受光することができないものであって、伝達すべき光と散乱すべき視認光とを互いに異なる波長とするときには、受光素子とプラスチック光コードとの間に、散乱光を通すことなく伝達すべき光のみを通過させる光フィルタ部材を設けるとよい。これにより、通信状態を確認しながら良好な通信を実施することができる。このような光フィルタ部材を用いることにより、伝送すべき通信用の光と視認光とが別の光源から独立して射出される必要が無くなり、同一箇所から２つの光を一緒に射出することができる。
【実施例１】
【００７４】
ＰＶＤＦとＰＭＭＡとのポリマー混合物を溶融押出成型して、プリフォームクラッド３２となる管状部材を作製した。このとき、ポリマー混合物における（ＰＶＤＦの重量）／（ＰＭＭＡの重量）で表されるポリマー比を２通りに変えて、結晶構造部と無定型構造部との比率が互いに異なる２種類のプリフォームクラッド３２用部材を作製し、実験１と実験２とした。実験１では、前記ポリマー比が１０／０であって、この値とすることにより、プリフォームクラッド３２における結晶構造部と無定型構造部との比率をおよそ８／２とした。実験２では、前記ポリマー比が８／２であって、この値とすることにより、プリフォームクラッド３２における結晶構造部の比率をほぼゼロとした。
【００７５】
次に、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤とＭＭＡよりも屈折率が高いドーパントとの混合物からなるプリフォームコア用原料３１を予め得られたプリフォームクラッド３２用部材の中空部に注入し、重合容器３８の内部を窒素置換して回転ゲル重合を実施した。これにより原糸コアを形成して、プリフォーム１２を得た。このプリフォーム１２を加熱延伸してプラスチック光ファイバ１１とした。このプラスチック光ファイバ１１の一端面に、赤色レーザダイオード（ＬＤ）を用いて６５０ｎｍの光を入射した。そして、実験１及び実験２とにおける通信状態の確認評価を実施した。
【００７６】
本実施例１の結果、実験１で光が散乱し、光が散乱している様子を目視で外部から確認することができた。これに対し、実験２では、クラッド２２で散乱している光が弱く、通信状態を目視で確認することができなかった。
【実施例２】
【００７７】
プリフォームアウタークラッドパイプ７５を溶融押出成型により作製した。押出ダイより押し出されて出てきたプリフォームアウタークラッドパイプ７５の冷却速度を変えてプリフォームアウタークラッドパイプ７５の内面の表面粗さを制御し、これを実験３及び４とした。実験３では、前述の冷却速度を５秒／６０℃とし、実験４では冷却速度を１０秒／６０℃とした。
【００７８】
プリフォームアウタークラッドパイプ７５の中空部に、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤との混合物であるプリフォームインナークラッド用原料を注入してから、重合容器３８にプリフォームアウタークラッドパイプ７５を入れて窒素置換を行い、回転及び加熱をしながら重合反応を生起進行させた。
【００７９】
生成されたプリフォームインナークラッド部の中空部にプリフォームコア用原料を充填して、窒素置換、加熱下における回転ゲル重合によりプリフォームコアを形成した。プリフォームコア用原料は、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤とドーパントとの混合物である。そして。得られたプリフォーム７２を加熱延伸してプラスチック光ファイバ７１とし、実施例１と同様に通信状態の確認評価を実施した。
【００８０】
実施例２の結果、実験３ではクラッドで光が散乱せず、光を目視で外部から確認することができなかった。これに対し、実験４では、入射した光の一部をクラッド２２で散乱させることができ、通信状態を目視で確認することができた。
【実施例３】
【００８１】
プリフォームアウタークラッドパイプ７５を溶融押出成型により作製した。押出ダイより押し出されて出てきたプリフォームアウタークラッドパイプ７５の前述の冷却速度を５秒／６０℃とすることにより、プリフォームアウタークラッドパイプ７５の内面を平滑性の高いものとした。このときの内面の表面粗さはＲａ＝０．１１である。
【００８２】
プリフォームアウタークラッドパイプ７５の中空部に、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤との混合物であるプリフォームインナークラッド用原料を注入してから、重合容器３８にプリフォームアウタークラッドパイプ７５を入れて窒素置換を行い、回転と加熱とを行いながら重合反応を生起進行させた。
【００８３】
生成されたプリフォームインナークラッド部の中空部にプリフォームコア用原料を充填して、窒素置換、加熱下における回転ゲル重合により原糸コアを形成した。コア用原料は、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤とドーパントとの混合物である。この回転ゲル重合の条件を変えて、これを実験５及び６とした。具体的には、実験５では、コアの重合生成反応が２時間以内に終了するように、重合開始剤の量および重合温度を調整した。一方、実験６では、コアの重合生成反応の終了までに１０時間かかるように、重合開始剤の量および重合温度を調整した。これにより、プリフォームアウタークラッドとプリフォームインナークラッドとに対するプリフォームコア用原料（ＭＭＡ）の浸透性が、実験５と実験６とで互いに異なるようにした。具体的には、実験６における前記浸透量は、実験５におけるそれの９倍であり、クラッドのポリマー全重量に対する１．１５ｗｔ％であった。そして、得られたプリフォーム７２を加熱延伸してプラスチック光ファイバ７１とし、実施例１と同様に通信状態の確認評価を実施した。
【００８４】
実施例３の結果、実験５では光を散乱させて外部へ多く出すことができ、光を目視で外部から確認することができた。これに対し、実験６では、光がクラッド２２で散乱せず、通信状態を目視で確認することができなかった。
【実施例４】
【００８５】
プリフォームアウタークラッドパイプ７５を溶融押出成型により作製した。押出ダイより押し出されて出てきたプリフォームアウタークラッドパイプ７５を５秒／６０℃の前記冷却速度で冷却することにより、プリフォームアウタークラッドパイプ７５の内面を平滑性の高いものとした。このときの内面の表面粗さはＲａ＝０．１１であった。
【００８６】
プリフォームアウタークラッドパイプ７５の中空部に、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤との混合物であるインナークラッド用原料を注入してから、重合容器３８にプリフォームアウタークラッドパイプ７５を入れて窒素置換を行い、回転と加熱とを行いながら重合反応を生起進行させた。本実施例４では、この重合反応の際の重合時間が互いに異なる実験７と実験８とを実施した。これにより、実験７では、重合時間を短くすることにより転化率が８０％であるプリフォームインナークラッド部を形成し、実験８では重合時間を長くすることにより転化率が９７％であるプリフォームインナークラッド部を形成した。
【００８７】
次に、プリフォームインナークラッド部の中空部にコア用原料を充填して、窒素置換、加熱下における回転ゲル重合によりプリフォームコアを形成した。プリフォームコア用原料は、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤とドーパントとの混合物である。実験７では、プリフォームインナークラッド部とプリフォームコアとの各材料が両者の界面において混合したものとなり、一方、実験８ではプリフォームインナークラッド部とプリフォームコアとの各材料が両者の界面において混合することはほとんど確認できなかった。そして、得られたプリフォーム７２を加熱延伸してプラスチック光ファイバとし、実施例１と同様に通信状態の確認評価を実施した。
【００８８】
実施例４の結果、実験７で光を散乱させて外部へ多く出すことができ、光を目視で外部から確認することができた。これに対し、実験８では、光がクラッド２２で散乱せず、通信状態を目視で確認することができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明のプラスチック光ファイバを用いたプラスチック光ケーブルを製造する製造フロー図である。
【図２】プラスチック光ファイバの断面図である。
【図３】図２に示すプラスチック光ファイバの断面径方向における屈折率を示すグラフである。
【図４】重合容器の断面概略図である。
【図５】回転重合装置の概略図である。
【図６】重合反応方法の説明図である。
【図７】別の実施形態としてのプラスチック光ファイバの製造フロー図である。
【図８】プラスチック光ファイバの断面図である。
【図９】図８に示すプラスチック光ファイバの断面径方向における屈折率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９０】
１１，７１ プラスチック光ファイバ
２１，８１ コア
２２，８２ クラッド
８３ インナークラッド部
８４ アウタークラッド部
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラスチック光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光ファイバは、石英系光ファイバに比べて、成型加工性、部材の軽量化、低コスト化、可撓性、耐衝撃性等において優位性がある。例えばプラスチック光ファイバは、石英系光ファイバと較べると、光の伝送損失が大きいために長距離の光伝送には向いていないが、上記のプラスチックの性質により、光ファイバのコア部を数１０μｍ以上とするようないわゆる大口径化を図ることができる。この大口径化により、光ファイバの分岐や接続に用いる各種周辺部品や機器の、光ファイバとの接続精度を上げる必要がなくなる。そのため、プラスチック光ファイバは、周辺部品や機器との接続容易性、端末加工容易性、高精度の調芯が不要になるメリットがある。その他にもプラスチック光ファイバは、上記のようなコネクタ部分の低コスト化の他に、上記のプラスチックの性質により、人体への突き刺し災害等の危険性の低さ、高い柔軟性による易加工性や易敷設性や耐振動性、そして低価格等のメリットがある。上記のような特長により、プラスチック光ファイバは、家庭内やオフィス内等における構内通信手段として特に有効であるとして需要が大きくなっている。
【０００３】
ところで、通信状況は、電気通信用のケーブルでは誘電効果を利用してケーブル外部から検知可能であるが、光ファイバでは外部からの検知が未だ可能とはなっていない。しかし、通信状況の検知は、単なる通信中か否かのみならず、断線しているか否かを把握する上で重要である。例えば、敷設した直後等に行う通信テストや、通信不能時における検査等ではプラスチック光ファイバの状態を把握する必要がある。そこで、通信状況を知るために、プラスチック光ファイバに入射した光の一部をプラスチック光ファイバの外周面から外に漏らす手段を本発明者らは検討した。
【０００４】
光ファイバに入射した光を外周面から外へ漏らす（光漏洩）例としては、光ファイバを光源として使用する場合が挙げられ、次の各提案がなされている。例えば、特許文献１では、光ファイバを光源とした光源装置であって、光ファイバの一方の端面から入射した光を側面から取り出すために、光ファイバのコア内に散乱体を含有させて、これにより入射された光を散乱させる光ファイバが提案されている。また、特許文献２では、避難誘導灯等として利用するものとして、光漏洩型光ファイバ（光ファイバ素線）をスペーサに螺旋状に配置することにより側面への光漏洩を可能にしたケーブル、特許文献３では、光反射性の外表面を持つ管を中心部に設けることで光を外側に導く、横照明用としての光ファイバケーブル、特許文献４では、多数の光ファイバを束ねてこれを透明外皮で覆い、光ファイバの端部から光が出るようにした夜間警告灯が提案されている。さらにまた、特許文献５では、クラッドに散乱体であるシリカエアロゲルを含有させることにより光漏洩する側面発光型光ファイバが提案されており、特許文献６では、通信状況を把握するための光増幅器のモニタ構造が提案されている。
【特許文献１】特開平５−２７１２１号公報
【特許文献２】実開平７−１０７０２号公報
【特許文献３】特表平８−５１０８４７号公報
【特許文献４】特開平１１−１１９７０６号公報
【特許文献５】特開２０００−１３７１１９号公報
【特許文献６】特開平９−２６３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１〜５の提案は、いずれも光ファイバを用いた光源に関するものであって、上記のような通信状況を把握するためのものではないとともにその効果を併せ持つものでもなく、また、示唆する記載もない。さらに、光ファイバ側面から光漏洩するために、光ファイバへの散乱体の導入あるいは螺旋構造の付与等、通信性能を悪化させるものであり、これらの提案は通信状況を把握する目的には適さないものである。特許文献６のモニタ構造によると、通信状況を把握することは可能であるが、希土類ドープ光ファイバ増幅器の構造を工夫することによりそれを実現しているものであり、簡便に通信状況を把握する目的を満足するものではない。また、この特許文献６に提案されるモニタ構造は、プラスチック光ファイバにおける通信波長には必ずしも適用できるものではないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明では、このような背景に鑑みて、通信状況を外部から容易に検知するためのプラスチック光ファイバを提案することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、上記課題を解決するために、断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、外周部材は、プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を散乱して周面から外部に射出する散乱構造を有することを特徴として構成されている。
【０００８】
さらに、前記散乱構造は、前記外周部材中の位置によって屈折率が異なる屈折率不均一構造であることが好ましく、この屈折率不均一構造は、外周部材中の位置によって密度が異なる密度不均一構造であることが好ましい。
【０００９】
そして、上記の本発明のプラスチック光ファイバでは、（１）外周部材は、ポリマーを含み、このポリマーの結晶構造が部分的に異なることにより前記密度不均一構造とされたこと、（２）外周部材は、ポリマーを含み、このポリマーの分子量揺らぎにより前記密度不均一構造とされたこと、（３）外周部材は、第１成分としてのポリマーとこの第１成分とは異なる第２成分とを含み、第１成分と第２成分との組成比揺らぎにより前記密度不均一構造とされたこと、の少なくともいずれかひとつであることが好ましい。
【００１０】
また、本発明では、断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ前記第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、第１層と第２層との少なくともいずれか１層は、プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を散乱して外周面から層外に射出する散乱構造を有し、第１層のみが散乱構造を有するときには、第２層は前記光を透過する透過材料により構成されることを特徴として構成されている。
【００１１】
さらにまた、本発明は、断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、線状部材と外周部材とは、プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を互いの界面で散乱して外周部材の外周面から外部に射出する散乱構造を有することを特徴として含む。その他にも、本発明は、断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ前記第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、第１層と第２層とは、プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を互いの界面で散乱して第２層の外周面から外部に射出する散乱構造を有することを特徴として含んでいる。そしてまた、本発明は、断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ前記第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、第２層の外周にはプラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を乱反射する凹凸が形成され、凹凸は、乱反射により第２層内を散乱した光を前記外周から層外に射出する粗さとされることを特徴として含んで構成されている。
【００１２】
さらに、本発明は、上記のいずれかひとつのプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバの外周を覆い、散乱した光を透過する被覆部材とを備えたことを特徴とするプラスチック光ファイバコードを含んで構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、通信状況を外部から容易に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明を実施した一様態としてのプラスチック光ファイバコードを製造するフロー図である。本発明のプラスチック光ファイバコードの製造工程は、プラスチック光ファイバ１１を構成する材料によりプリフォーム１２を作製するためのプリフォーム作製工程１３と、プリフォーム１２を加熱して所定外径となるように延伸することによりプラスチック光ファイバ１１を作製する加熱延伸工程１６と、プラスチック光ファイバ１１に所定の被覆材を設けてプラスチック光ファイバコード（以下、単にコードと称することもある。）１７を得る被覆工程１８とを有している。
【００１５】
図２は、プラスチック光ファイバ１１の断面図、図３は、図２に示すプラスチック光ファイバ１１の断面径方向における屈折率を示すグラフである。なお、図３において、横軸はプラスチック光ファイバの断面径方向を示し、縦軸は屈折率を示しており、上にいくほど高い値であることを意味している。プラスチック光ファイバ１１は、図２に示すように、光信号を伝達するコア２１と、このコア２１の外周に設けられ、入射された光の一部を散乱してプラスチック光ファイバ１１の外周から射出するためのクラッド２２とを有し、このクラッド２２は、外径及び内径が長手方向にそれぞれ一定で、厚みが均一の管形状となっている。したがって、コア２１の直径とクラッド２２の内径とは等しい。
【００１６】
図３において、横軸の符号（Ａ）で示される範囲は、図２におけるクラッド２２の屈折率であり、符号（Ｂ）で示される範囲は図２におけるコア２１の屈折率である。コア２１は、図３に示されるように、クラッド２２との境界から中心に向けて屈折率が連続的に高くなっており、クラッド２２の屈折率はコア２１の屈折率以下となっている。なお、断面円形の径方向において、屈折率の最大値と最小値との差が０．００１以上０．３以下であることが好ましい。上記のような構造によりプラスチック光ファイバ１１は、ＧＩ（グレイデッドインデックス）型光伝送体としての機能を発現する。また、クラッド２２は、図３に示すように屈折率が概ね一定となっているが、コア２１に近づくほど屈折率が大きくなっていてもよく、この屈折率の変化はコア２１に近づくほど段階的に大きくなってもよいし連続的に大きくなってもよい。
【００１７】
図２ではコア２１とクラッド２２との境界を、説明の便宜上、示してはいるが、コア２１及びクラッド２２の材料や製造条件等により境界の明確さは異なり、この境界線で示される位置は必ずしも屈折率のグラフにおける屈曲点を示す位置でなくともよい。なお、プリフォーム１２（図１参照）は、プラスチック光ファイバ１１よりもクラッド及びコアの径がそれぞれ大きいが、基本的構造はプラスチック光ファイバ１１と同じであるので図示は略すが、製法により、断面中心部に空間(中空部)を有する場合がある。そして、コア２１が同心円状の複層構造であっても本発明は適用される。
【００１８】
［コア２１の材料］
コア２１は、ポリマーをその主たる成分としており、上記のような屈折率分布を発現させる、あるいは屈折率分布の状態を調整する等の目的でその他の物質を添加することもある。添加する物質としては、例えば屈折率調整剤（ドーパント）がある。ポリマーとしては、プラスチック光ファイバとして好ましい周知のものを用いることができる。特に好ましく用いられるものとしては、有機材料として光透過性が高いものであり、光散乱を生じないように、非晶性のポリマーとすることが好ましい。
【００１９】
ポリマーの例としては、（メタ）アクリル酸エステル類（フッ素不含（メタ）アクリル酸エステル（ａ），含フッ素（メタ）アクリル酸エステル（ｂ）），スチレン系化合物（ｃ），ビニルエステル類（ｄ）、ポリカーボネート類の原料であるビスフェノールＡ等を重合性化合物として重合させたものがある。これらを原料として、各々を重合させたホモポリマー、あるいはこれらのうち２種以上を組み合わせて重合させた共重合体、および上記のホモポリマーや共重合体の各種組み合わせによる混合物も例として挙げることができる。そして、これらのうち、（メタ）アクリル酸エステル類または含フッ素ポリマーを成分として含むものが光伝送体を構成する上でより好ましい。次に、上記の例について、より詳細に示す。
【００２０】
上記の（ａ）フッ素不含メタクリル酸エステルおよびフッ素不含アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ジフェニルメチル、トリシクロ［５・２・１・０2,6 ］デカニルメタクリレート、アダマンチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ノルボニルメタクリレート等が挙げられ、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸フェニル等が挙げられる。
【００２１】
また、（ｂ）含フッ素アクリル酸エステルおよび含フッ素メタクリル酸エステルとしては、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルメタクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、1 −トリフルオロメチル−２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロブチルメタクリレート等が挙げられる。
【００２２】
さらに、（ｃ）スチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。さらには、（ｄ）ビニルエステル類としては、ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルフェニルアセテート、ビニルクロロアセテート等が挙げられる。もちろん、これらに限定されるものではなく、重合性化合物の単独あるいは共重合体からなるポリマーの屈折率が、光伝送体に成型されたときに所定の屈折率分布を成型体のなかで有するように、種類や組成比を決定することが好ましい。
【００２３】
なお、コア２１及びクラッド２２のポリマーが水素原子（Ｈ）を含んでいる場合には、その水素原子が重水素原子（Ｄ）に置換されていることが好ましく、これにより伝送損失の低減、特に近赤外領域の波長における伝送損失の低減を図ることができる。
【００２４】
さらに、プラスチック光ファイバを近赤外光用途に用いるためには、ポリマーを構成するＣ−Ｈ結合に起因した吸収損失が起こるために、特許３３３２９２２号公報や特開２００３−１９２７０８号公報などに記載されているような、Ｃ−Ｈ結合の水素原子を重水素原子やフッ素などで置換したポリマーを用いることで、この伝送損失を生じる波長域を長波長化することができ、伝送信号光の損失を軽減することができる。このようなポリマーとしては、例えば、重水素化ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ−ｄ８）、ポリトリフルオロエチルメタクリレート（Ｐ３ＦＭＡ）、ポリヘキサフルオロイソプロピル２−フルオロアクリレート（ＨＦＩＰ ２−ＦＡ）などを例示することができる。なお、原料となる化合物は、重合後の透明性を損なわないためにも、不純物や散乱源となる異物は重合前に十分に除去されることが望ましい。
【００２５】
また、コア２１を形成するポリマーは、線状体に押出成型して後述のように好適に延伸できるという観点から、重量平均分子量が１万〜１００万であることが好ましく、より好ましくは３万〜５０万である。さらに、延伸に対する適性は、分子量分布（ＭＷＤ：重量平均分子量／数平均分子量）にも関係している。例えば、ＭＷＤが大きすぎる場合には、極端に分子量の大きい成分が混在しているときに延伸性が悪くなり、延伸が不可能となることもある。本発明において好ましいＭＷＤの範囲は４以下であり、より好ましい範囲は３以下である。
【００２６】
さらに、ポリマーは、上記の中でも、フッ素含有ポリマーが特に好ましい。フッ素含有ポリマーは、耐熱性，耐湿性，耐薬品性が高く、また紫外光から近赤外光までの波長帯の光の透過性が他のポリマーに比べて非常に高いため、多種多様な波長の光システムに有効利用が可能になるという効果がある。
【００２７】
重合性化合物を重合させてポリマーとする場合においては、重合開始剤を使用する場合がある。重合開始剤としては、例えば、ラジカルを生成するものが各種ある。例えばラジカルを生成するものとして、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート（ＰＢＯ）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ）、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート（ＰＢＩ）、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）バラレート（ＰＨＶ）などのパーオキサイド系化合物が挙げられる。また、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロパン）、２，２’−アゾビス（２−メチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３−ジメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルヘキサン）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３，３−トリメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルヘキサン）、３，３’−アゾビス（３，４−ジメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−エチルペンタン）、ジメチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジエチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）などのアゾ系化合物が挙げられる。なお、重合開始剤は、これらに限定されるものではなく、また、２種類以上を併用してもよい。
【００２８】
ポリマーとしたときの機械特性や熱物性などの各種物性値を全体にわたって均一に保つために、重合度の調整を行うことが好ましい。重合度の調整のためには、連鎖移動剤を使うことができる。連鎖移動剤については、併用する重合性化合物の種類に応じて、適宜、種類および添加量を選択できる。各重合性化合物に対する連鎖移動剤の連鎖移動定数は、例えば、ポリマーハンドブック第３版（Ｊ．ＢＲＡＮＤＲＵＰおよびＥ．Ｈ．ＩＭＭＥＲＧＵＴ編、ＪＯＨＮ ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮ発行）を参照することができる。また、該連鎖移動定数は大津隆行、木下雅悦共著「高分子合成の実験法」化学同人、昭和４７年刊を参考にして、実験によっても求めることができる。
【００２９】
連鎖移動剤としては、アルキルメルカプタン類（例えば、ｎ−ブチルメルカプタン、ｎ−ペンチルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン等）、チオフェノール類（チオフェノール、ｍ−ブロモチオフェノール、ｐ−ブロモチオフェノール、ｍ−トルエンチオール、ｐ−トルエンチオール等）などを用いることが好ましい。特に、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンのアルキルメルカプタンを用いるのが好ましい。また、Ｃ−Ｈ結合の水素原子が重水素原子やフッ素原子で置換された連鎖移動剤を用いることもできる。なお、連鎖移動剤は勿論これらに限定されるものではなく、これら連鎖移動剤は２種類以上を併用してもよい。
【００３０】
前述した重合開始剤や連鎖移動剤、屈折率調整剤の各添加量については、用いるコア用の重合性化合物の種類等に応じて、好ましい範囲を適宜決定することができる。本実施形態においては、重合開始剤は、コア用の重合性化合物に対して、０．００５〜０．０５０質量％となるように添加しており、この添加率を０．０１０〜０．０２０質量％とすることがより好ましい。また、前記連鎖移動剤は、コア用の重合性化合物に対して、０．１０〜０．４０質量％となるように添加しており、この添加率を０．１５〜０．３０質量％とすることがより好ましい。
【００３１】
上記ポリマーには、光伝送性能を低下させない範囲で、その他の添加剤を添加することができる。例えば、耐候性や耐久性などを向上させる目的で、安定剤を添加することができる。また、光伝送性能の向上を目的として、光信号増幅用の誘導放出機能化合物を添加することもできる。該化合物を添加することにより、減衰した信号光を励起光により増幅することができ、伝送距離が向上するので、例えば、光伝送リンクの一部にファイバ増幅器として使用することができる。これらの添加剤も、前記原料となる各種重合性化合物に添加した後、重合することによって、コアのポリマーに含有させることができる。
【００３２】
さらに、コア２１には図３に示すような屈折率分布を発現させるために、屈折率調整剤（ドーパント）を各所定量混合する。このドーパントとしては、非重合性の化合物が好ましい。インナーコア部２５のみにドーパントを添加する場合には、この添加率は、インナーコア部２５の主成分となるポリマーに対して０．０１重量％以上２５重量％以下とすることが好ましく、１重量％以上２０重量％以下とすることがより好ましい。これにより、断面円形の径方向における屈折率分布係数を上記のような好ましい範囲により制御しやすくなる。
【００３３】
本実施形態においては、ドーパントとしては高屈折率で分子体積が大きく、重合に関与せず、溶融状態のポリマー中で所定の拡散速度を有する低分子化合物を用い、これを添加することによりコアの径方向における屈折率を変化させている。ドーパントは、モノマーに限定されず、オリゴマー（ダイマー、トリマー等含む）であってもよい。したがって、モノマーの状態ではインナーコア用重合性化合物やインナーコアとの重合反応性を有していても、これがオリゴマーとなったときにはこれらと重合しないものであればこのようなオリゴマーをドーパントとすることができる。
【００３４】
そして、ドーパントとしての具体的な例としては、安息香酸ベンジル（ＢＥＮ）、硫化ジフェニル（ＤＰＳ）、リン酸トリフェニル（ＴＰＰ）、フタル酸ベンジル−ｎ−ブチル（ＢＢＰ）、フタル酸ジフェニル（ＤＰＰ）、ジフェニル（ＤＰ）、ジフェニルメタン（ＤＰＭ）、リン酸トリクレジル（ＴＣＰ）、ジフェニルスルホキシド（ＤＰＳＯ）などが挙げられ、中でも、ＢＥＮ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯが好ましい。ドーパントの、コア２１における濃度および分布を調整することによって、ＰＯＦ１１の屈折率を所望の値に変化させることができる。
【００３５】
［クラッド２２の材料］
クラッド２２も、コア２１と同様にポリマーを有し、このポリマー及びその他の材料としては、コアの上記材料のうち、ドーパントを除いたものを用いることができる。これに加えて、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）も好ましい。ただし、本発明では、さらに、次段落以降で説明するような組成や配合としている。また、水分がコア２１に侵入することをできるだけ防ぐために、吸水率が低いものとすることが好ましい。例えば、クラッド２２が、飽和吸水率が１．８％未満のポリマーを主たる成分とすることが好ましい。そして、より好ましくは、アウターコア部２４が１．５％未満の飽和吸水率、さらに好ましくは１．０％未満の飽和吸水率であるポリマーにより形成されることである。なお、ここでの飽和吸水率は、ＡＳＴＭによるＤ５７０により基づく値であり、具体的には、２３℃の水中にサンプルを１週間浸漬したときの吸水率を測定した値である。
【００３６】
後述するように、本発明のプラスチック光ファイバは、伝達すべき光信号であって視認可能な波長の光（視認光と称する。）が一端面から入射したときに、クラッド２２では視認光の一部が散乱されて外周面から外部に出る散乱構造を有する。この散乱構造とは、クラッドを構成している材料が屈折率揺らぎ、特には密度揺らぎを示している構造である。本発明でいう揺らぎとは、マクロには均一構造でありながら、光が散乱するには十分な大きさのミクロな領域で観察すると、部分的に屈折率が異なり、特には密度が異なる不均一な構造を有する状態を意味する。光が散乱するには十分な大きさのミクロな領域とは、具体的には、光の波長と同じスケール以上の大きさ、つまり、可視光の場合には０．１μｍ×０．１μｍ〜１００μｍ×１００μｍ程度の領域を示す。また、屈折率の揺らぎの大きさとしては、互いに異なる領域同士の屈折率の差が０．０００５〜０．０５である程度が好ましい。
【００３７】
具体的には、（１）構成するポリマーが、部分的に異なる結晶構造を示している構造、（２）分子量に揺らぎがある、つまり、分子量が不均一であるポリマーを備える構造、（３）互いに異なる第１ポリマーと第２ポリマーとを備え、これら第１ポリマーと第２ポリマーとの組成比に揺らぎがある、つまり、ミクロなエリア毎に第１ポリマー／第２ポリマーで示される前記組成比が異なっている構造、（４）第１成分としてのポリマーがこのポリマーとは異なる第２成分を含み、ポリマーと第２成分との組成比の揺らぎ、つまり、ミクロなエリア毎に前記第２成分の存在比率が異なっている構造、（５）不純物や、コア２１等から移行してきたいわゆる移行物質等がクラッド２２中に存在するときに、それらの存在比に揺らぎがある構造、（６）クラッド２２とコア２１との界面が乱れている構造、または、クラッド２２が第１層と第２層との複層構造を備えるときには第１層と第２層との界面が乱れている構造、（７）クラッド２２の外表面に凹凸がある構造、等である。なお、このうち、（６）は、厳密な意味ではクラッド２２のみの構造ではなく、クラッド２２とコア２１との両方に関わる構造といえる。また、（７）の凹凸は、視認光の波長と凹凸面に対する視認光の入射角度とに応じてその光を乱反射したり外部へ透過したりする。
【００３８】
（１）の場合には、クラッド２２のポリマーは、結晶構造部と無定型構造部（アモルファス部）とを備える分子構造を有する。このようなポリマーとしては、結晶構造部と無定型構造部とをそれぞれ形成するホモポリマーであってもよいし、あるいは、結晶構造単位と無定型構造単位とが共重合されたコポリマーであってもよい。また、このように分子中に結晶構造部と無定型構造部との両方があるものに代えて、無定型構造を発現するポリマーの中に結晶性ポリマーを分散させたものをクラッド２２の主成分としてもよい。
【００３９】
このようにポリマーを結晶構造部と無定型構造部とを備える分子構造のものとすることにより、プラスチック光ファイバに入射し、無定型構造部を透過した視認光が結晶構造部で反射してクラッド内を散乱し、無定型構造部を再び透過して外部へ出るので、光を視覚等で検知することができるようになる。光がプラスチック光ファイバの途中までしか視認されないときには、視認できる終端部でプラスチック光ファイバが断線している可能性がある、ということを知ることができる。クラッド２２のポリマー全重量に対する結晶構造部の割合は、１〜１００％であることが好ましい。
【００４０】
また、（１）の散乱構造により光を良好に散乱させるためには、光の波長に応じて結晶構造部の大きさを決定することが好ましい。すなわち、その大きさとは、光の波長と同じスケールの大きさ、具体的には０．１μｍ以上である。つまり、結晶構造部が、光の波長に対して求められる所定の値以上の大きさであると、光が散乱されずに本発明の目的が達せられない。また、波長が違いに異なる通信用の光と視認光との両方をプラスチック光ファイバに入射し、通信用の光の波長が視認光の波長よりも長波である場合には、結晶構造部の大きさを両波長の中間とすることにより、視認性と通信性能との両立をより図ることが期待できる。
【００４１】
上記（２）の場合、例えば海島状の海部分と島部分とのように、分子量が互いに異なる領域が存在する場合には、光の屈折率が各領域により異なるので、光が散乱され、外部に光を漏らすことができる。しがたって、目視で通信状態及び断線有無の確認をすることができる。このような部分的な分子量の揺らぎは、（Ｉ）分子の構造単位は同一であるが互いに分子量が異なる第１ポリマーと第２ポリマーとを混合することにより、あるいは、（II）重合時における部分的な反応性の違いにより、形成することができる。
【００４２】
上記（３）の場合としては、分子の構造単位が異なる第１ポリマーと第２ポリマーとを混合して、これをクラッドの主たる成分とする場合、あるいは、２種以上のモノマーを重合し、エリア毎にその構成単位の比が異なるポリマーを形成してこのポリマーをクラッドの主たる成分とする場合がある。これにより、部分的に屈折率が異なる領域が形成されるので、光を良好に散乱して外部へ出し、目視で通信状態及び断線有無の確認をすることができる。
【００４３】
また、上記（４）の場合、つまり、クラッド２２の中に、第１成分としてのポリマーと、第２成分としての他の物質とを含み、第１成分と第２成分との体積比が互いに異なる領域が存在する場合には、領域毎に屈折率が異なるので、前述の形態と同様に、視認光を良好に散乱して外部へ出し、目視で通信状態及び断線有無の確認をすることができる。
【００４４】
そして、上記（５）の場合には、クラッド２２の中のポリマーと不純物あるいは移行物質とが共存するので、上記（２），（４）の場合と同様に、屈折率が領域毎に異なり、視認光を良好に散乱して外部へ出し、目視で通信状態及び断線有無の確認をすることができる。
【００４５】
さらに、上記（６）および（７）の場合は、クラッド２２の内面と、クラッドとコアとの界面と、クラッド２２の外表面と、クラッド２２が２層以上の複層構造である場合のいずれか１層とそれに接する他の１層との界面と、の少なくともいずれかひとつを、視認光の波長に応じて所定の粗さとするものである。粗さは、視認可能な光の波長と同じスケール以上の大きさ、具体的には０．１μｍ以上である。この粗さを表面粗さＲａで求めるとすると、好ましいＲａ値は０．１μｍ以上１００μｍ以下である。なお、Ｒａ値は、ＪＩＳ Ｂ６０１：２００１およびＪＩＳ Ｂ６５１：２００１にしたがって求めることができる。なお、上記（１）〜（７）の構造の他に、クラッド部に蛍光体や色素を含有させることにより、入射した光と異なる波長の光を外部に出して、外部から通信状態等を目視で観察することもできる。
【００４６】
次に、上記のプラスチック光ファイバを製造する方法を説明する。前述の通り、プラスチック光ファイバは、これよりも外径が大きいプリフォーム１２（図１参照）を長手方向に延伸することにより製造するので、まずプリフォームの製造方法について説明する。また、製造方法は、クラッドを上記（１）〜（７）のいずれとするかにより異なるので、それぞれの場合について説明する。
【００４７】
プリフォームのクラッド（以下、プリフォームクラッドと称する）を製造する方法を説明する。上記（１）のうち、１種類のホモポリマーを用いて結晶構造部と無定型構造部とをそれぞれ形成させる場合において、最も簡便な製造方法としては、結晶性ポリマーの溶融押出成型がある。なお、この場合には、プリフォームのコア（以下、プリフォームコアと称する。）は予め作られたプリフォームクラッドの中空部に形成される方法とすることが好ましい。溶融押出成型においては、周知の溶融押出成型機を用いて、溶融温度やダイからの引き抜き速度、引き取られた後の冷却温度及び冷却速度等を適宜制御する。結晶性ポリマーを押し出して冷却することにより成型する場合には、冷却速度を遅くすると結晶構造部を形成しやすくなり、除冷、つまり冷却速度を遅くすると、無定型構造部を形成しやすくなる。したがって、冷却速度を制御することにより、ポリマー全体積に対する結晶構造部の重量比率と結晶構造部の大きさとをコントロールすることができる。例えば、ポリマーとして結晶化温度がＴｃであるＰＶＤＦを用いた場合には、（Ｔｃ＋３０）℃から（Ｔｃ−３０）℃にクラッド内面が冷却されるまでの時間を６秒以上とすると結晶化が促進され、６秒未満とすると結晶構造を小さくすることができる。
【００４８】
結晶構造部と無定型構造部とが共に形成されているか否かについては、例えば顕微鏡観察により確認することができる。
【００４９】
上記（１）のうち、プラスチック光ファイバのクラッドのポリマーを結晶構造単位と非晶構造単位とが共重合されたものとするときには、プリフォームクラッドを製造するためのコポリマーを予め製造してからこれを溶融押出機により押出成型する方法が最も簡便であるが、これに限定されず、後述するような回転重合方法により複数の重合性化合物を重合しながら管状のプリフォームクラッドを製造する方法もある。なお、プリフォームコアは、予め管状に形成された原糸クラッドの中空部に形成されることが好ましい。溶融押出成型するためのコポリマーは、結晶性ホモポリマーを形成するモノマーと非晶性ホモポリマーを形成するモノマーとを共重合することによって生成させることができる。また、両モノマーにより２種のポリマーを一旦つくってから、それらをさらに重合することで海島構造のコポリマーを生成することもできる。このようなコポリマーの溶融押出では、前述のホモポリマー押出成型の場合とは異なり、分子そのものを結晶化しやすい部分としにくい部分とで構成しているので、溶融押出条件については精緻な制御が必要ではない。したがって、一般的な溶融押出成型方法と同様に、使用するコポリマーに応じて溶融押出条件を設定すればよい。
【００５０】
一方、上記コポリマーで構成されるプリフォームクラッドを回転重合方法により製造するときには、後述のプリフォームコア生成方法における回転重合装置及び回転重合方法を適用するとよい。ただし、上記コポリマーの生成においては、重合反応性がより近い傾向を示すモノマー同士を組合せると、生成するポリマー成形体がより均一のものとなる傾向にある。したがって、光を適度に散乱させるためには、モノマー同士の反応性を考慮して各モノマーを組み合わせる。
【００５１】
上記（１）のうち、非晶性ポリマーの中に結晶性ポリマー分散させたものでクラッドを形成する場合には、例えば溶融混練により非晶性ポリマーと結晶性ポリマーとを混合したポリマーブレンドを予め製造してからこれを押出成型してプリフォームクラッドとすることが好ましい。そして、得られるポリマーブレンドでは、島部分が結晶性ポリマーで海部分が非晶性ポリマーの海島構造とすることが好ましい。このような海島構造のポリマーブレンドとすることにより、好適な散乱状態を示すクラッドが得られる。
【００５２】
上記（２）とするためのプリフォームクラッドを製造する場合には、ポリマーを押出成型する場合と回転重合法により重合形成する場合とのいずれであっても、ポリマーを生成するための重合反応における反応速度を高めるとよい。これにより分子量分布が大きくなり、散乱構造を形成することができる。重合の反応速度を大きくする方法としては、（Ｉ）重合温度を高くする。（II）重合開始剤を多くする、等があげられる。
【００５３】
上記（３）とするためのプリフォームクラッドは、前述の（１）におけるプリフォームクラッド製造方法における２種以上の共重合用モノマーを用いることにより製造することができる。また、上記（４）とするためのプリフォームクラッドは、同様に、ポリマー重合生成時にモノマー以外の第２成分物質を添加することにより製造することができる。さらに、上記（５）とするためのプリフォームクラッドは、同様に、ポリマー重合生成時における不純物やコア等の他の構成要素の形成時の条件により製造することができる。
【００５４】
上記の各種方法により予め作られたプリフォームクラッドの中空部に、プリフォームコアを形成する方法を以下に説明する。ただし、本発明はプリフォームコアの形成方法に依存するものではなく、周知の各種方法を適用することができる。本実施形態では、プラスチック光ファイバのコアが前述の屈折率分布（図３参照）を発現するために、プリフォームコアの製造方法には回転ゲル重合法を適用する。この回転ゲル重合法は、プリフォームクラッドの製造方法に適用することができる。
【００５５】
図４は重合容器の断面図であり、図５は、回転重合装置の概略斜視図であり、図６は重合装置による重合反応についての説明図である。ただし、本発明は図４〜図６に示す重合装置及び重合容器に依存するものではなく、また、本実施形態は、本発明の一様態としての例示である。
【００５６】
所定の材料からなる栓３７によりプリフォームクラッド３２の片端部を塞ぐ。この栓３７はプリフォームコアを生成するための重合性化合物に溶解しない素材からなり、可塑剤等を溶出させるような物質も含まないものとする。このような素材としてはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等があげられる。片端部を栓３７で塞いだあとに、重合性化合物をはじめとするプリフォームコア用原料３１をプリフォームクラッド３２の中に注入する。そして、他方の端部も栓３７で塞いだ後、回転させながら重合性化合物を重合させてプリフォームコアを生成する。このプリフォームコア生成時においては、プリフォームクラッド３２は、図４に示されるような重合容器３８の中に収容される。重合容器３８は、円管状の容器本体３８ａとこの容器本体３８ａの両端をそれぞれ塞ぐ蓋３８ｂとを有し、本実施形態においてはＳＵＳ製とされている。重合容器３８は、図１０に示すように、その内径がプリフォームクラッド３２の外径よりもわずかに大きいものであり、後に述べるような重合容器３８の回転に同期してプリフォームクラッド３２が回転することができるようにされている。なお、プリフォームクラッド３２が重合容器３８の回転に上記のように応じることができるように、重合容器３８の内面等にプリフォームクラッド３２を支持する支持部材等を設けてもよい。
【００５７】
プリフォームコアの生成は、上記のような重合容器３８が回転重合装置４１にセットされて実施される。回転重合装置４１は、図１１に示すように、装置本体４２の中に複数の回転部材４３と、装置本体４２の外側に駆動部４６と、装置本体４２内の温度を検知してその検知結果に応じて内部温度を制御するための温度コントローラ４７とを有している。
【００５８】
回転部材４３は、円柱形状であり、２本の周面で少なくともひとつの重合容器３８を支持することができるように、長手方向が互いに概ね平行かつ略水平となっている。各回転部材４３は、その一端が装置本体４２の側面に回動自在に取り付けられており、駆動部４６によりそれぞれ独立した条件で回転駆動される。駆動部４６にはコントローラ（図示なし）が備えられており、このコントローラにより駆動部４６の駆動が制御される。そして、所定の重合反応時においては、図６に示すように、隣り合う回転部材４３の周面により形成される谷部に重合容器３８は載せられて回転部材４３の回転に応じて回転する。図６においては、回転部材４３の回転軸を符号４３ａで示している。このように、ここに例示される本実施形態においては、重合容器３８の回転はサーフェスドライブ式としているが、この回転方式については限定されるものではない。
【００５９】
なお、本実施形態では、図６に示すように、重合容器３８の両端の蓋３８ｂには磁石３８ｃがそれぞれ備えられているとともに、隣り合う２本の回転部材４３の間の下方にも磁石４５が備えられている。これにより、回転時において重合容器３８が回転部材４３から浮くことを防止している。重合容器３８の回転部材４３からの浮きを防止する方法としては磁石を用いる上記方法に加えて、回転部材４３と同様な回転手段を、セットされた重合容器３８の上部に接するようにさらに設けて、同様に回転させ、これにより重合容器３８の浮きを防止することもある。またこの方法の他に、例えば重合容器３８に上方に押さえ手段等を設けて、重合容器３８に所定の荷重をかける方法等もあるが、本発明は浮き防止方法に依存するものではない。
【００６０】
続いて、プリフォームコアの生成方法について説明する。使用するプリフォームコア用原料３１はろ過や蒸留等により、重合禁止剤や水分、不純物等を予め十分除去してから用いることが好ましい。重合性化合物や重合開始剤を混合した後には、さらに、この混合物を超音波処理して溶存気体や揮発成分を除去することが好ましい。なお、プリフォームコア用原料３１を注入する前後では、必要に応じて、公知の減圧装置により、プリフォームクラッド３２やプリフォームコア用原料３１を減圧処理してもよい。
【００６１】
その後、プリフォームクラッド３２を装填した重合容器３８を、その長手方向を略水平状態にして回転（水平回転）させながら重合を生起進行させるとプリフォームコアが生成する。このように、プリフォームコアは、プリフォームクラッド３２の円管軸を回転中心にしながら重合する回転重合により生成される。なお、回転重合の前には、プリフォームクラッド３２を立てた状態で予備重合をしてもよく、この予備重合の際には必要に応じて所定の回転機構により、プリフォームクラッド３２の円管軸を回転中心として回転させる。このような回転重合においては、プリフォームクラッド３２の長手方向を概ね水平に保ちながら回転させるために、プリフォームクラッド３２の内面全体にプリフォームコアが生成しやすくなる。なお、本発明では、プリフォームコアの重合時においては、プリフォームクラッド３２の長手方向を水平とすることが、プリフォームクラッド３２の内面全体にプリフォームコアを形成する上で最も好ましいが、略水平であれば好適であり、回転軸の許容される角度は水平に対して概ね５°以内である。
【００６２】
そして、このように作られたプリフォームを周知の加熱延伸方法により延伸してプラスチック光ファイバとする。
【００６３】
本発明は、クラッドが上記の実施形態のような単層構造の場合に限定されず、例えば同心円状に２層以上の複層構造を有するものも含む。ここで、本発明の第２の実施形態を説明する。図７は、クラッドを同心円状の２層構造とする場合のプラスチック光ファイバ７１の製造フロー図である。なお、以降の説明において、クラッドの２層のうち、外側の層をアウタークラッド部、内側の層をインナークラッド部と称する。プラスチック光ファイバ７１は、第１の実施形態と同様に、プリフォーム７２をまず作ってから、これを加熱延伸工程７３により加熱延伸して製造される。プリフォーム７２は、同心円状の２層構造であって管状のプリフォームクラッドと、プリフォームコアとを有しており、まず、プリフォームクラッドを作ってからプリフォームコアを形成する。プリフォームクラッドの２層構造のうちの外側層となるプリフォームアウタークラッドパイプ７５がパイプ作製工程７６により製造されて、このプリフォームアウタークラッドパイプ７５の中に、２層構造のうちの内側層となるプリフォームインナークラッド部がプリフォームインナークラッド部形成工程７７により形成され、次にプリフォームコア形成工程７８によりプリフォームコアが形成されてプリフォーム７２が得られる。
【００６４】
図８は、プラスチック光ファイバ７１の断面図であり、図９は、プラスチック光ファイバ７１の断面径方向における屈折率を示すグラフである。なお、図９において、横軸はプラスチック光ファイバ７１の断面径方向を示し、縦軸は屈折率を示しており、上にいくほど高い値であることを意味している。プラスチック光ファイバ７１は、図８に示すように、光信号を伝達するコア８１と、このコア８１の外周に設けられ、入射された光の一部を散乱してプラスチック光ファイバ１１の外周から出すためのクラッド８２とを有する。このクラッド８２は、同心円状の２層構造であり、コア８１の外周に接するインナーコア部８３とこのインナーコア部８３の外周のアウターコア部８４とを有する。インナーコア部８３及びアウターコア部８４は、外径及び内径が長手方向にそれぞれ一定で、厚みが均一の管形状となっている。コア８１の断面円形の直径とインナークラッド部８３の内径とは等しい。
【００６５】
図９において、横軸の符号（Ｃ）で示される範囲は、図８におけるアウタークラッド部８４の屈折率であり、符号（Ｄ）で示される範囲は図８におけるインナークラッド部８３の屈折率であり、符号（Ｅ）で示される範囲は図８におけるコア８１の屈折率である。コア８１は、図９に示されるように、インナークラッド部との境界から中心に向けて屈折率が連続的に高くなっており、インナークラッド部の屈折率はコアの屈折率以下となっている。また、ここに例示するアウタークラッド部の屈折率はインナークラッドの屈折率よりも小さいが、両者は同じ値であってもよい。また、本実施形態のインナークラッド部８３とアウタークラッド部８４とは、共に、図３に示すように屈折率が概ね一定となっているが、コア２１に近づくほど屈折率が大きくなっていてもよく、この屈折率の変化はコア２１に近づくほど段階的に大きくなってもよいし連続的に大きくなってもよい。
【００６６】
なお、プリフォーム７２（図７参照）は、プラスチック光ファイバ７１よりもクラッド及びコアの径がそれぞれ大きいが、基本的構造はプラスチック光ファイバ７１と同じであるので図示は略す。また、なお、コア８１が同心円状の複層構造であっても本発明は適用される。
【００６７】
本実施形態のコア８１は第１の実施形態のコアと同様の構成であって、また、アウタークラッド部８４は、第１の実施形態のクラッドと同様に入射された視認光を散乱させて外部へ出すものであり、その材料は前記第１実施形態のクラッドと同様である。インナークラッド８３は、第１の実施形態のクラッドの構成のうち、光散乱させるための構成をのぞいたものとしている。
【００６８】
この構成により、本実施形態のプラスチック光ファイバは、一端から入射された光の大部分をコア８１とインナークラッド部８３との境界で反射してコア８１がその光信号を伝達することができるとともに、入射された光の一部をアウタークラッド部８４で散乱して外部へ出すので、外部からこのプラスチック光ファイバの通信状況を目視で確認することができる。また、本実施形態では、アウタークラッドの屈折率とインナークラッドの屈折率とをそれぞれ異なる値とすることにより、アウタークラッド部８４で散乱した光がコア内に入り込まないようにしているので、散乱した光を上記目視確認用として効果的に利用することができる。
【００６９】
そして、本実施形態のプラスチック光ファイバ８１の製造方法は以下である。すなわち、プリフォームアウタークラッド部となるアウタークラッドパイプは、第１の実施形態のクラッドと同様に作製される。そして、回転ゲル重合法によりプリフォームインナークラッド部が形成された後で、同じく回転ゲル重合法によりプリフォームコアは形成される。
【００７０】
そして、プリフォーム７２は、加熱延伸されてプラスチック光ファイバ７１となる。なお、視認光を散乱させるための層を、本実施形態のアウタークラッド部８４に代えて、あるいは加えて、インナークラッド部８３としてもよい。また、クラッド８２が３層以上の複層構造であって、そのうちのいずれか１層が、第１の実施形態のクラッドと同様に、入射された視認光を散乱させて外部へ出すプラスチック光ファイバも本発明には含まれる。
【００７１】
上記の２つの実施形態により得られた各プラスチック光ファイバ１１，７１は、公知の各種被覆方法により被覆材料で被覆されてコードとなる。なお、このときの被覆材料は、クラッドで散乱した光を外部に通過させることができるような透明材料とされる。次に、このコードの使用方法を説明する。
【００７２】
得られたプラスチック光コードは、前述の通り、伝達すべき光信号としての光を射出する光源と一端面が接続される。そして、他端面は伝達されてきた光を受光する受光素子に接続される。
【００７３】
なお、受光素子がコアから射出される光とクラッドからの散乱光とを区別して受光することができないものであって、伝達すべき光と散乱すべき視認光とを互いに異なる波長とするときには、受光素子とプラスチック光コードとの間に、散乱光を通すことなく伝達すべき光のみを通過させる光フィルタ部材を設けるとよい。これにより、通信状態を確認しながら良好な通信を実施することができる。このような光フィルタ部材を用いることにより、伝送すべき通信用の光と視認光とが別の光源から独立して射出される必要が無くなり、同一箇所から２つの光を一緒に射出することができる。
【実施例１】
【００７４】
ＰＶＤＦとＰＭＭＡとのポリマー混合物を溶融押出成型して、プリフォームクラッド３２となる管状部材を作製した。このとき、ポリマー混合物における（ＰＶＤＦの重量）／（ＰＭＭＡの重量）で表されるポリマー比を２通りに変えて、結晶構造部と無定型構造部との比率が互いに異なる２種類のプリフォームクラッド３２用部材を作製し、実験１と実験２とした。実験１では、前記ポリマー比が１０／０であって、この値とすることにより、プリフォームクラッド３２における結晶構造部と無定型構造部との比率をおよそ８／２とした。実験２では、前記ポリマー比が８／２であって、この値とすることにより、プリフォームクラッド３２における結晶構造部の比率をほぼゼロとした。
【００７５】
次に、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤とＭＭＡよりも屈折率が高いドーパントとの混合物からなるプリフォームコア用原料３１を予め得られたプリフォームクラッド３２用部材の中空部に注入し、重合容器３８の内部を窒素置換して回転ゲル重合を実施した。これにより原糸コアを形成して、プリフォーム１２を得た。このプリフォーム１２を加熱延伸してプラスチック光ファイバ１１とした。このプラスチック光ファイバ１１の一端面に、赤色レーザダイオード（ＬＤ）を用いて６５０ｎｍの光を入射した。そして、実験１及び実験２とにおける通信状態の確認評価を実施した。
【００７６】
本実施例１の結果、実験１で光が散乱し、光が散乱している様子を目視で外部から確認することができた。これに対し、実験２では、クラッド２２で散乱している光が弱く、通信状態を目視で確認することができなかった。
【実施例２】
【００７７】
プリフォームアウタークラッドパイプ７５を溶融押出成型により作製した。押出ダイより押し出されて出てきたプリフォームアウタークラッドパイプ７５の冷却速度を変えてプリフォームアウタークラッドパイプ７５の内面の表面粗さを制御し、これを実験３及び４とした。実験３では、前述の冷却速度を５秒／６０℃とし、実験４では冷却速度を１０秒／６０℃とした。
【００７８】
プリフォームアウタークラッドパイプ７５の中空部に、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤との混合物であるプリフォームインナークラッド用原料を注入してから、重合容器３８にプリフォームアウタークラッドパイプ７５を入れて窒素置換を行い、回転及び加熱をしながら重合反応を生起進行させた。
【００７９】
生成されたプリフォームインナークラッド部の中空部にプリフォームコア用原料を充填して、窒素置換、加熱下における回転ゲル重合によりプリフォームコアを形成した。プリフォームコア用原料は、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤とドーパントとの混合物である。そして。得られたプリフォーム７２を加熱延伸してプラスチック光ファイバ７１とし、実施例１と同様に通信状態の確認評価を実施した。
【００８０】
実施例２の結果、実験３ではクラッドで光が散乱せず、光を目視で外部から確認することができなかった。これに対し、実験４では、入射した光の一部をクラッド２２で散乱させることができ、通信状態を目視で確認することができた。
【実施例３】
【００８１】
プリフォームアウタークラッドパイプ７５を溶融押出成型により作製した。押出ダイより押し出されて出てきたプリフォームアウタークラッドパイプ７５の前述の冷却速度を５秒／６０℃とすることにより、プリフォームアウタークラッドパイプ７５の内面を平滑性の高いものとした。このときの内面の表面粗さはＲａ＝０．１１である。
【００８２】
プリフォームアウタークラッドパイプ７５の中空部に、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤との混合物であるプリフォームインナークラッド用原料を注入してから、重合容器３８にプリフォームアウタークラッドパイプ７５を入れて窒素置換を行い、回転と加熱とを行いながら重合反応を生起進行させた。
【００８３】
生成されたプリフォームインナークラッド部の中空部にプリフォームコア用原料を充填して、窒素置換、加熱下における回転ゲル重合により原糸コアを形成した。コア用原料は、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤とドーパントとの混合物である。この回転ゲル重合の条件を変えて、これを実験５及び６とした。具体的には、実験５では、コアの重合生成反応が２時間以内に終了するように、重合開始剤の量および重合温度を調整した。一方、実験６では、コアの重合生成反応の終了までに１０時間かかるように、重合開始剤の量および重合温度を調整した。これにより、プリフォームアウタークラッドとプリフォームインナークラッドとに対するプリフォームコア用原料（ＭＭＡ）の浸透性が、実験５と実験６とで互いに異なるようにした。具体的には、実験６における前記浸透量は、実験５におけるそれの９倍であり、クラッドのポリマー全重量に対する１．１５ｗｔ％であった。そして、得られたプリフォーム７２を加熱延伸してプラスチック光ファイバ７１とし、実施例１と同様に通信状態の確認評価を実施した。
【００８４】
実施例３の結果、実験５では光を散乱させて外部へ多く出すことができ、光を目視で外部から確認することができた。これに対し、実験６では、光がクラッド２２で散乱せず、通信状態を目視で確認することができなかった。
【実施例４】
【００８５】
プリフォームアウタークラッドパイプ７５を溶融押出成型により作製した。押出ダイより押し出されて出てきたプリフォームアウタークラッドパイプ７５を５秒／６０℃の前記冷却速度で冷却することにより、プリフォームアウタークラッドパイプ７５の内面を平滑性の高いものとした。このときの内面の表面粗さはＲａ＝０．１１であった。
【００８６】
プリフォームアウタークラッドパイプ７５の中空部に、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤との混合物であるインナークラッド用原料を注入してから、重合容器３８にプリフォームアウタークラッドパイプ７５を入れて窒素置換を行い、回転と加熱とを行いながら重合反応を生起進行させた。本実施例４では、この重合反応の際の重合時間が互いに異なる実験７と実験８とを実施した。これにより、実験７では、重合時間を短くすることにより転化率が８０％であるプリフォームインナークラッド部を形成し、実験８では重合時間を長くすることにより転化率が９７％であるプリフォームインナークラッド部を形成した。
【００８７】
次に、プリフォームインナークラッド部の中空部にコア用原料を充填して、窒素置換、加熱下における回転ゲル重合によりプリフォームコアを形成した。プリフォームコア用原料は、ＭＭＡと重合開始剤と連鎖移動剤とドーパントとの混合物である。実験７では、プリフォームインナークラッド部とプリフォームコアとの各材料が両者の界面において混合したものとなり、一方、実験８ではプリフォームインナークラッド部とプリフォームコアとの各材料が両者の界面において混合することはほとんど確認できなかった。そして、得られたプリフォーム７２を加熱延伸してプラスチック光ファイバとし、実施例１と同様に通信状態の確認評価を実施した。
【００８８】
実施例４の結果、実験７で光を散乱させて外部へ多く出すことができ、光を目視で外部から確認することができた。これに対し、実験８では、光がクラッド２２で散乱せず、通信状態を目視で確認することができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明のプラスチック光ファイバを用いたプラスチック光ケーブルを製造する製造フロー図である。
【図２】プラスチック光ファイバの断面図である。
【図３】図２に示すプラスチック光ファイバの断面径方向における屈折率を示すグラフである。
【図４】重合容器の断面概略図である。
【図５】回転重合装置の概略図である。
【図６】重合反応方法の説明図である。
【図７】別の実施形態としてのプラスチック光ファイバの製造フロー図である。
【図８】プラスチック光ファイバの断面図である。
【図９】図８に示すプラスチック光ファイバの断面径方向における屈折率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９０】
１１，７１ プラスチック光ファイバ
２１，８１ コア
２２，８２ クラッド
８３ インナークラッド部
８４ アウタークラッド部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、
前記外周部材は、前記プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を散乱して周面から外部に射出する散乱構造を有することを特徴とするプラスチック光ファイバ。
【請求項２】
前記散乱構造は、前記外周部材中の位置によって屈折率が異なる屈折率不均一構造であることを特徴とする請求項１記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項３】
前記屈折率不均一構造は、前記外周部材中の位置によって密度が異なる密度不均一構造であることを特徴とする請求項２記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項４】
前記外周部材は、ポリマーを含み、このポリマーの結晶構造が部分的に異なることにより前記密度不均一構造とされたことを特徴とする請求項３記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項５】
前記外周部材は、ポリマーを含み、このポリマーの分子量揺らぎにより前記密度不均一構造とされたことを特徴とする請求項３記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項６】
前記外周部材は、第１成分としてのポリマーとこの第１成分とは異なる第２成分とを含み、前記第１成分と前記第２成分との組成比揺らぎにより前記密度不均一構造とされたことを特徴とする請求項３記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項７】
断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、
前記外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ前記第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、
前記第１層と前記第２層との少なくともいずれか１層は、前記プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を散乱して外周面から層外に射出する散乱構造を有し、
前記第１層のみが散乱構造を有するときには、前記第２層は前記光を透過する透過材料により構成されることを特徴とするプラスチック光ファイバ。
【請求項８】
断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、
前記線状部材と前記外周部材とは、前記プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を互いの界面で散乱して前記外周部材の外周面から外部に射出する散乱構造を有することを特徴とするプラスチック光ファイバ。
【請求項９】
断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、
前記外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ前記第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、
前記第１層と前記第２層とは、前記プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を互いの界面で散乱して前記第２層の外周面から外部に射出する散乱構造を有することを特徴とするプラスチック光ファイバ。
【請求項１０】
断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、
前記外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ前記第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、
前記第２層の外周には前記プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を乱反射する凹凸が形成され、
前記凹凸は、前記乱反射により前記第２層内を散乱した光を前記外周から層外に射出する粗さとされることを特徴とするプラスチック光ファイバ。
【請求項１１】
請求項１ないし１０いずれか１項記載のプラスチック光ファイバと、
前記プラスチック光ファイバの外周を覆い、前記散乱した光を透過する被覆部材と、
を備えたことを特徴とするプラスチック光ファイバコード。
【請求項１】
断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、
前記外周部材は、前記プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を散乱して周面から外部に射出する散乱構造を有することを特徴とするプラスチック光ファイバ。
【請求項２】
前記散乱構造は、前記外周部材中の位置によって屈折率が異なる屈折率不均一構造であることを特徴とする請求項１記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項３】
前記屈折率不均一構造は、前記外周部材中の位置によって密度が異なる密度不均一構造であることを特徴とする請求項２記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項４】
前記外周部材は、ポリマーを含み、このポリマーの結晶構造が部分的に異なることにより前記密度不均一構造とされたことを特徴とする請求項３記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項５】
前記外周部材は、ポリマーを含み、このポリマーの分子量揺らぎにより前記密度不均一構造とされたことを特徴とする請求項３記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項６】
前記外周部材は、第１成分としてのポリマーとこの第１成分とは異なる第２成分とを含み、前記第１成分と前記第２成分との組成比揺らぎにより前記密度不均一構造とされたことを特徴とする請求項３記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項７】
断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、
前記外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ前記第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、
前記第１層と前記第２層との少なくともいずれか１層は、前記プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を散乱して外周面から層外に射出する散乱構造を有し、
前記第１層のみが散乱構造を有するときには、前記第２層は前記光を透過する透過材料により構成されることを特徴とするプラスチック光ファイバ。
【請求項８】
断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、
前記線状部材と前記外周部材とは、前記プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を互いの界面で散乱して前記外周部材の外周面から外部に射出する散乱構造を有することを特徴とするプラスチック光ファイバ。
【請求項９】
断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、
前記外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ前記第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、
前記第１層と前記第２層とは、前記プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を互いの界面で散乱して前記第２層の外周面から外部に射出する散乱構造を有することを特徴とするプラスチック光ファイバ。
【請求項１０】
断面円形の径方向における屈折率が変化している線状部材と、この線状部材の外周に設けられ、屈折率が前記線状部材の屈折率以下である外周部材とを有するプラスチック光ファイバにおいて、
前記外周部材は、断面における内側の第１層と、この第１層の外周に備えられ前記第１層よりも屈折率が低い第２層とを同心円状に備え、
前記第２層の外周には前記プラスチック光ファイバの端面から入射された光の一部を乱反射する凹凸が形成され、
前記凹凸は、前記乱反射により前記第２層内を散乱した光を前記外周から層外に射出する粗さとされることを特徴とするプラスチック光ファイバ。
【請求項１１】
請求項１ないし１０いずれか１項記載のプラスチック光ファイバと、
前記プラスチック光ファイバの外周を覆い、前記散乱した光を透過する被覆部材と、
を備えたことを特徴とするプラスチック光ファイバコード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−２７６３３５（Ｐ２００６−２７６３３５Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９３７２４（Ｐ２００５−９３７２４）
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
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