プラスチック光学材料用プリフォームの製造方法及び製造機
【課題】光学性能の優れたプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）を製造する。
【解決手段】重合容器２９に、次第に先細になる中空部（図示せず）を形成する。重合容器２９の中空部に、その内側面とほほ同じ傾斜の外側面を有する中子３２を挿入する。重合容器２９と中子３２との間に形成された隙間（図示せず）に第１混合溶液２４（１）を注入する。注入された第１混合溶液２４（１）を重合させて第１樹脂層２２（１）を形成する。中子３２を所定距離引き上げて、第１樹脂層２２（１）との間に隙間５０（２）を形成する。隙間５０（２）に第２混合溶液２４（２）を注入して重合させる。中子の引き上げと、混合溶液２４（３〜Ｎ）の注入及び重合とを繰り返して複層構造のコアを形成する。コアにクラッドパイプを装着してプリフォームを形成する。このプリフォームを延伸することで、光学性能の優れたＰＯＦが得られる。
【解決手段】重合容器２９に、次第に先細になる中空部（図示せず）を形成する。重合容器２９の中空部に、その内側面とほほ同じ傾斜の外側面を有する中子３２を挿入する。重合容器２９と中子３２との間に形成された隙間（図示せず）に第１混合溶液２４（１）を注入する。注入された第１混合溶液２４（１）を重合させて第１樹脂層２２（１）を形成する。中子３２を所定距離引き上げて、第１樹脂層２２（１）との間に隙間５０（２）を形成する。隙間５０（２）に第２混合溶液２４（２）を注入して重合させる。中子の引き上げと、混合溶液２４（３〜Ｎ）の注入及び重合とを繰り返して複層構造のコアを形成する。コアにクラッドパイプを装着してプリフォームを形成する。このプリフォームを延伸することで、光学性能の優れたＰＯＦが得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック光学材料の母材となるプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法及び製造機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバとしてプラスチック光ファイバがよく知られている。プラスチック光ファイバ（以下、単にＰＯＦという）は、石英系光ファイバと比較すると光の伝送損失が大きいため長距離の光伝送には向かないものの、プラスチックの性質により大口径化が容易である。そのため、ＰＯＦ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を有する。また、この他にもＰＯＦには、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。これにより、ＰＯＦは、家庭や、車載用途に注目されているだけでなく、高速データ処理装置の内部配線や、ＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）リンク、その次世代規格のＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）リンク用のケーブルとしても利用が進められている。
【０００３】
近年、ＰＯＦの一態様として、中心から外側に向かって屈折率が連続的に低くなるコアと、コアよりも低い屈折率を有し、コアの外側面を覆うクラッドとを有するグレーデッドインデックス（ＧＩ）型のＰＯＦが急速に普及し始めている。このＧＩ型ＰＯＦは、コアの特有の屈折率分布により伝送する光信号が歪みにくくなるため、広帯域の光信号の伝送を行えるという利点がある。このようなＧＩ型ＰＯＦを製造する方法としては、ＧＩ型ＰＯＦ原料であるポリマーを溶融押出により繊維状（ＧＩ型ＰＯＦ原糸）にしてＧＩ型ＰＯＦとする方法（溶融押出法）や、ＧＩ型ＰＯＦの母材となる管形状または柱形状のプリフォーム（母材）を形成し、これを長手方向に熱延伸してＧＩ型ＰＯＦとする方法が一般的である。
【０００４】
ＧＩ型ＰＯＦの溶融押出製造法については種々の提案がされており、例えば特許文献１に記載されているように、ペレット状にしたコア形成用ポリマーとクラッド形成用ポリマーとを溶融押出装置に供する。溶融押出装置では両ポリマーを溶融状態とした後に、装置内の押出ダイによりコア及びクラッドの２層構造を形成する。また、押出ダイの内部では２層構造とされた両ポリマーの液流路の温度調整を行って、コア形成用ポリマーに添加された屈折率調整剤（ドーパント）を熱拡散させることで、上述のような屈折率分布を有するＧＩ型ＰＯＦ原糸を形成してＧＩ型ＰＯＦとしている。
【０００５】
プリフォームを延伸してＧＩ型ＰＯＦとする方法では、回転ゲル重合法を利用してプリフォームを形成するのが一般的である。具体的には、特許文献２に記載されているように、溶融押出法等で形成されたクラッドパイプの内部に、ドーパントが添加されたコア形成用モノマーを注入する。次いで、パイプの両端をシールした後、このパイプを回転重合装置にセットして回転重合させる。コア形成用モノマーの重合の進行と共にコア中心部のドーパントの濃度が高くなるため、上述のような屈折率分布を有するプリフォームが形成される。そして、このプリフォームを延伸装置にセットして長手方向に熱延伸させることでＧＩ型ＰＯＦが得られる。
【０００６】
また、回転重合装置を用いてプリフォームを形成する方法として、特許文献３に記載されているように、重合後に異なる屈折率を示す２種類以上のコア形成用ポリマーをその配合比率を変えて混合した混合溶液を複数種類形成する。そして、これらの中で重合後に最も屈折率が低くなるものをクラッドパイプの内部に注入する。次いで、パイプの両端を液シールした後、このパイプを回転重合装置にセットして回転重合させることで、パイプの内側面に円管状の樹脂層が形成される。以下同様にして、重合後に屈折率の低くなる混合溶液から順に注入して回転重合させることで、上述のような屈折率分布を有する複層構造のコアが形成されたプリフォームが得られる。
【０００７】
また、特許文献４に記載されているように、一端側から他端側に向かって屈折率が連続的に低くなる長尺フイルムを形成し、このフイルムをその一端側を中心としてロール状に巻き取ることで上述のような屈折率分布を有するプリフォームを形成する方法も知られている。
【特許文献１】特開２０００−３５６７１６号公報（第６〜８頁、第１〜２図参照）
【特許文献２】特許第３３３２９２２号公報（第７〜９頁参照）
【特許文献３】特開平８−５４５２０号公報（第３頁、第１図参照）
【特許文献４】特開２００５−３７９１０号公報（第９頁、第１図参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前記特許文献１に記載されている方法では、ドーパントを熱拡散させることで屈折率分布を持たせるようにしているが、熱拡散ではドーパントの移動の制御が難しいので高度な屈折率分布制御が行えない。その結果、高伝送帯域を持つＧＩ型ＰＯＦの製造が難しくなってしまう。また、溶融押出法は、工程数が多くなり、その生産効率も悪いため、ＧＩ型ＰＯＦの製造コストが高くなってしまうという問題もある。
【０００９】
前記特許文献２に記載されているように、回転ゲル重合法を利用してプリフォームを形成する場合にも溶融押出法と同様に工程数が多くなり、その生産効率が悪いという問題もある。また、ドーパントの移動で屈折率分布を形成するため、ドーパント以外の他の素材、例えばコポリマー（共重合体）等を用いてＧＩ型ＰＯＦの高性能化を図ることが困難である。さらに、パイプの両端のシールが難しいため、回転重合中に液漏れが発生するおそれがある。
【００１０】
また、回転重合時には、コア形成用モノマーがクラッドパイプの内側面上に拡がるように充分な遠心力を与える必要があるので、パイプは高速で回転される。その結果、高速回転時のパイプの軸ブレに起因して発生する振動や、高速回転によるパイプ内部のモノマーの波打ちにより、プリフォーム（コア）の内側面が波打ち形状に形成されて、ＧＩ型ＰＯＦの光学性能が低下するおそれがある。また、製品として使用できないロスが多発するおそれもある。これを防止するため、パイプを回転させる回転機構として軸ブレが発生しないような高機能な機構を採用したり、モノマーの波打ちを抑制するためにモノマーの重合の進行に合わせてパイプの回転速度を変えたりする方法があるが、この場合には、回転重合装置が複雑化してその製造コストが高くなってしまう。また、上述の方法を用いたとしても、クラッドパイプのたわみに起因して発生するモノマーの波打ちを完全には抑制することができない。
【００１１】
前記特許文献３に記載されているように、複層構造のコアを有するプリフォームを形成する場合も回転重合装置を用いるので、上述のようにパイプの軸ブレ、モノマーの波打ち、パイプのたわみなどに起因するプリフォーム（コア）の内側面の波打ちを抑えることは困難である。
【００１２】
また、複数種類の混合溶液の注入と重合とを繰り返す際に、クラッドパイプを回転重合装置外に取り外して注入を行うとパイプの温度が下がってしまう。その結果、注入後に重合を行う際に、パイプの温度が所定の重合温度に達するまでに時間が掛かってしまう。さらに、室温から所定の温度に達するまでの間にモノマーが少しずつ重合して粘度が変化することで、プリフォームの内側面に波打ちが発生し易くなるという問題もある。
【００１３】
上述の問題を防止するため、パイプを装置外に取り外すことなく、回転中のパイプ内部への注入及び重合を繰り返し実行可能にすることが好ましいが、この場合には、注入及び重合が繰り返される度にプリフォームの中空部の開口が狭くなる。そのため、パイプ内部に混合溶液を注入する注入ノズルはパイプの中心軸上に一つしか配置できなくなる。従って、複数種類の混合溶液は共通の配管を通って注入ノズルまで送液される。この配管内は混合溶液が注入される度に洗浄液で洗浄されるが、構造上、ノズル先端まで洗浄液で洗浄することは困難である。このため、先に送液された混合溶液が配管やノズル内に一部残って、次に送液される混合溶液と混合してしまうことがある。また、配管内などに残った洗浄液が混合溶液に混入することある。その結果、コアの各層を所望の厚みや屈折率に形成することができなくなり、ＧＩ型ＰＯＦの光学性能が低下してしまう。
【００１４】
前記特許文献４に記載されているように、屈折率が連続的に変化する長尺フイルムをロール状に巻き取ってプリフォームを形成する場合には、屈折率を精度よく変化させた長尺フイルムを形成すること自体が困難である。さらに、長尺フイルムをロール状に巻き取った際に、巻き取られたフイルム同士が完全に密着していないと、光が散乱してＧＩ型ＰＯＦの光学性能が低下してしまう。
【００１５】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、光学性能の優れたＧＩ型ＰＯＦなどのプラスチック光学材料を形成可能なプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法及び製造機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】
【００１６】
本発明のプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法は、抜き取り勾配を有する容器内に、前記抜き取り勾配とほぼ同じ勾配を有する中子を挿入し、前記容器と前記中子との間に隙間を形成する第１工程と、前記隙間に光学材料を注入した後にこれを固化させて層を形成する第２工程と、前記成形体と前記容器もしくは前記中子との間に隙間を形成する第３工程と、前記第３工程による隙間に、光学材料を注入した後にこれを固化させて層を形成する第４工程と、前記３工程及び前記第４工程を繰り返して同心の複数の層を形成する第５工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
前記第３工程は、前記容器または前記中子を相対移動させて前記隙間を形成することが好ましい。また、前記第３工程は、サイズを変えた中子により前記隙間を形成することが好ましい。
【００１８】
前記光学材料は、前記成形後の屈折率が異なるように、複数の重合性組成物の配合比が各成形体で異なるように調製されていることが好ましい。さらに、前記配合比を変えて、前記層の屈折率が中心に向かうに従い次第に高くなるようにすることが好ましい。また、前記容器または前記中子を相対移動させて前記隙間を形成する際に、前記容器または前記中子を回転させることが好ましい。
【００１９】
また、本発明は、プラスチック光学材料用プリフォームの製造機において、抜き取り勾配を有する容器と、前記抜き取り勾配とほぼ同じ勾配を有する中子と、前記容器または前記中子を移動させて前記容器と前記中子との間に隙間を形成する隙間形成装置と、前記隙間に光学材料を注入する注入装置と、注入された前記光学材料を固化させて成形品とする固化装置と、前記隙間形成装置、前記注入装置、前記固化装置を順に繰り返し作動させて複数層の成形品を形成する制御装置とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法は、抜き取り勾配を有する容器内に、ほぼ同じ勾配を有する中子を挿入して隙間を形成する第１工程と、前記隙間内に層を形成する第２工程と、前記成形体と前記中子との間に隙間を形成する第３工程と、前記第３工程による隙間に層を形成する第４工程と、前記第３工程及び前記第４工程を繰り返して複数の層を形成する第５工程とを有するので、従来のように回転重合法を用いてプリフォームを製造したときのように、その内側面が波打ち形状に形成されることがなくなる。その結果、良好な光学性能を有するＰＯＦを製造可能なプリフォームが得られる。また、重合時に回転速度の制御が必要となる回転重合法とは異なり、複雑な制御を必要としないという利点がある。さらに、回転重合法での高速回転による振動の抑制（プリフォームの波打ちの低減）という困難な問題を解決する必要がなくなる。
【００２１】
本発明のプラスチック光学材料用プリフォームの製造機は、抜き取り勾配を有する容器と、前記抜き取り勾配とほぼ同じ勾配を有する中子と、前記容器と前記中子との間に隙間を形成する隙間形成装置と、前記隙間に光学材料を注入する注入装置と、前記光学材料を固化させて成形品とする固化装置と、前記隙間形成装置、前記注入装置、前記固化装置を順に繰り返し作動させて複数層の成形品を形成する制御装置とを有するので、同様に形成されたプリフォームの内側面が波打ち形状に形成されることがなくなる。また、回転重合装置ように複雑な機構を必要としないので装置の製造コストを低く抑えることができる。また、本発明の原理によれば、前記成形品と前記中子との間に前記隙間を形成することも可能であるし、前記成形品と前記容器との間に前記隙間を形成することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、ＧＩ型ＰＯＦケーブル１０の製造工程１１の一例を示したフロー図である。製造工程１１は、大別してコア形成工程１３、クラッドパイプ装着工程１４、延伸工程１５、被覆工程１６から構成される。
【００２３】
本実施形態では、コア形成工程１３及びクラッドパイプ装着工程１４において、ＧＩ型ＰＯＦ（ＧＩ型ＰＯＦ素線）１７の母材となるプラスチック光ファイバプリフォーム（以下、単にプリフォームという）１８を形成する。具体的には後述するが、コア形成工程１３においては、光伝送路となる略管状のコア１９（図２参照）を形成し、クラッドパイプ装着工程１４においては、コア１９にクラッドパイプ２１（図２参照）を装着してプリフォーム１８を形成する。延伸工程１５では、プリフォーム１８を延伸してＧＩ型ＰＯＦ素線１７を形成する。そして、被覆工程１６では、ＧＩ型ＰＯＦ素線１７を被覆してＧＩ型ＰＯＦケーブル１０を形成する。
【００２４】
図２は、本発明のプリフォーム１８の斜視図を示したものである。プリフォーム１８は、詳しくは後述する本発明の製造方法で形成された略管状のコア１９と、このコア１９の外側面を覆う略管状のクラッドパイプ２１とから構成されており、テーパ状に形成されている。コア１９は、テーパ状の外側面及び内側面を有し、その断面が略円環状に形成されている。また、このコア１９は、その中心軸Ｃ１から外側面に向かって屈折率がほぼ連続的に低くなる屈折分布（以下、単に屈折率分布という）を有するように形成されている。
【００２５】
クラッドパイプ２１もコア１９と同様にテーパ状の外側面及び内側面を有し、その断面が略円環状に形成されている。このクラッドパイプ２１は、コア１９に被せる時点ではテーパ状ではなくて単純に円筒形状でも良く、熱延伸時にパイプ２１とコア１９との隙間を減圧吸引させたり、熱収縮させたりする事によってコア１９に密着される。クラッドパイプ２１は、コア１９よりも低い屈折率を有するように形成されている。
【００２６】
コア１９に上述の屈折率分布を持たせるため、本実施形態では、コア１９を異なる屈折率を有する透光性の第１〜第Ｎ樹脂層２２（１〜Ｎ）を外側面側から中心軸Ｃ１に向かう方向に同心円状に順次積層した複層構造に形成している。そして、各樹脂層２２（１〜Ｎ）は、中心軸Ｃ１に近い層ほどその屈折が高くなるように形成されている。つまり、第１樹脂層２２（１）の屈折率が一番低くなり、第Ｎ樹脂層２２（Ｎ）の屈折率が一番高くなるように形成される。
【００２７】
樹脂層２２（１〜Ｎ）の屈折率を各層ごとに変えるため、本実施形態では、重合後の屈折率が異なる２種類以上のコア形成用モノマー（重合性組成物）を異なる配合比で共重合させて樹脂層２２（１〜Ｎ）を形成する。これにより、各層２２（１〜Ｎ）に屈折率の差を発現させることができる。例えば、重合後の屈折率の低い方のコア形成用モノマーの配合割合を増やすことで屈折率を低くすることができ、屈折率が高い方のコア形成用モノマーの配合割合を増やすことで屈折率を高くすることができる。
【００２８】
コア形成用モノマーとしては、下記の（ａ）〜（ｅ）のものが例示できる。
（ａ） （メタ）アクリル酸エステル（フッ素含まず）
（ｂ） 含フッ素（メタ）アクリル酸エステル
（ｃ） スチレン系化合物
（ｄ） ビニルエステル類
（ｅ） 含フッ素主鎖環状モノマー類
【００２９】
（ａ）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、アダマンチルメタクリレート、イソボニルメタクリレート、ノルボニルメタクリレート、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などが挙げられる。
【００３０】
（ｂ）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などが挙げられる。
【００３１】
（ｃ）としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレンなどが挙げられる。（ｄ）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などが挙げられる。（ｅ）としては、ポリパーフルオロブタニルビニルエーテルや特開平８−３３４６３４などに例示される主鎖に脂肪環もしくは複素環を有するようなポリマーを形成するモノマーなどが挙げられる。なお、本発明はこれらに限定されるものではなく、モノマーの単独あるいは共重合体からなるポリマーが光学的な透明性を有し、且つポリマーの屈折率がＧＩ型ＰＯＦ素線１７を形成したときに所定の性能を発揮するような範囲で調整できるものであれば良い。
【００３２】
具体的に、本実施形態ではコア形成用モノマーとして、重合体の屈折率が１．４１を示し、水素原子が一部重水素原子とされた（重水素置換された）２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート（以下、３ＦＭｄ７という）と、重合体の屈折率が１．４９を示し、重水素置換されたペンタフルオロフェニルメタクリレート（ＰＦＰＭＡｄ５）とを用いる。そして、両者の配合比を調整することで、樹脂層（１〜Ｎ）の屈折率を各層ごとに変えることができる。
【００３３】
上述のように３ＦＭｄ７、ＰＦＰＭＡｄ５を共重合させてコポリマーとする際に、本実施形態では重合開始剤を使用する。重合開始剤としては下記（ａ）〜（ｃ）ものが例示される。
（ａ） 約８０℃以上での使用が好ましいもの
（ｂ） ４０℃〜８０℃程度での使用が好ましいもの
（ｃ） −１０℃〜４０℃での使用が好ましいのも
この際に、重合開始温度が常温以下の重合開始剤を用いると、調液中に反応が進行して粘度が上がり、注入時にうまく注入できなくなるなどの問題が発生することがある。従って、一般的には常温以上で使用可能な重合開始剤を用いることが調液時のハンドリング上、工程を安定させることができるので好ましい。
【００３４】
（ａ）としては、クメンヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド等が挙げられる。（ｂ）としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、アゾビスイソブチルニトリル等が挙げられる。（ｃ）としては、過酸化水素−第一鉄塩、過硫酸塩−酸性亜硫酸ナトリウム、クメンヒドロペルオキシド−第一鉄塩、過酸化ベンゾイル−ジメチルアニリン等が挙げられる。そして、これらの中でも過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチルニトリル等を用いることが好ましい。なお、常温以上で使用できる重合開始剤の中でも比較的低温で重合が開始できる開始剤を使用すると、重合後の樹脂が詳しくは後述する中子（図３参照）から剥離しやすくなることがある。また、過酸化物−有機金属アルキル、酸素−有機金属アルキルなどを組み合せても重合反応を開始させることができる。
【００３５】
また、コ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ようにしてもよい。この重合度の調整は連鎖移動剤を用いて行う。連鎖移動剤については、併用するモノマーの種類に応じて適宜種類および添加量を選択すればよい。
【００３６】
上述した方法以外に、第１〜第Ｎ樹脂層２２（１〜Ｎ）の屈折率を各層ごとに変える方法として、各層を形成するコア形成用モノマーに屈折率調整剤（ドーパント）を添加し、各層ごとにドーパントの添加量を変えることで各層に屈折率の差を発現させる方法もある。
【００３７】
ドーパントとしては、高屈折率で分子体積が大きく、重合に関与しないものを用いることが好ましい。具体的には、ベンジルベンゾエート、ベンジルｎ−ブチルフタレート、ベンジルサルチレート、ベンジルフェニルエーテル、ベンゾイックアンハイドライド、ジベンジルエーテル、ジフェニルフタレート、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリフェニルフォスフェート、ジフェニル、ジフェニルメタン、ジフェニルエーテル、ジフェニルサルファイド、ｍ−フェノキシトルエン、フェニルベンゾエート、１，２−プロパンジオールジベンゾエート、トリクレジルフォスフェート、ジブチルフタレート、ジフェニルスルフォキシドなどが挙げられる。また、ドーパントの代わりに、またはドーパントに加えて、屈折率が互いに異なる複数のポリマーの混合物や、屈折率が互いに異なる繰り返し単位をもつ共重合物等を用いることもできる。また、上記の様な重合性組成物を後述する空隙の領域で重合させて層を形成する以外に、熱可塑性樹脂を溶融樹脂として流し込み冷却固化させることもできる。
【００３８】
次に、コア１９の形成について具体的に説明を行う。図１に示すようにコア形成工程１３は、第１〜第Ｎ層形成工程１３（１〜Ｎ）から構成される。各層形成工程１３（１〜Ｎ）では、詳しくは後述するが、上述の３ＦＭｄ７、ＰＦＰＭＡｄ５、重合開始剤などを混合した第１〜第Ｎ混合溶液２４（１〜Ｎ）（図３、図６、図７参照）の形成と、形成された第１〜第Ｎ混合溶液２４（１〜Ｎ）の重合とを順に行って、それぞれ各樹脂層２２（１〜Ｎ）を形成する。なお。各混合溶液２４（１〜Ｎ）中の３ＦＭｄ７及びＰＦＰＭＡｄ５の配合比は、形成する樹脂層２２（１〜Ｎ）に応じて異なるように調整されている。この層形成工程１３（１〜Ｎ）を所望数だけ繰り返すことにより、上述の屈折率分布を有する複層構造のコア１９が得られる。以下、コア形成工程１３を構成するコア形成機２５について図３を用いて説明する。
【００３９】
図３は、コア形成機２５の概略図を示したものである。このコア形成機２５は、本発明の光学材料用プリフォームの製造機に相当するものであり、大別して重合装置２６と注入装置２７とから構成される。
【００４０】
重合装置２６は、本発明の固化装置に相当する恒温槽２８と、第１及び第２重合容器２９，３０と、ホルダ３１と、第１及び第２中子３２，３３と、第１及び第２中子移動機構３４，３５と、注入ノズル３６と、ノズル移動機構３７と、廃液収納容器３８とから構成される。恒温槽２８は、上述の廃液収納容器３８以外の各部材・機構が収納される恒温室２８ａを備えている。この恒温槽２８は、図示は省略するが恒温室２８ａの温度を調整するヒータ、及び温度を測定する温度センサを備えており、恒温室２８ａ内の温度を混合溶液２４（１〜Ｎ）が重合する所定の重合温度に維持している。また、この恒温槽２８の側壁部には、詳しくは後述するが注入ノズル３６を槽外に移動可能にするための窓２８ｂが形成されている。そして、この窓２８の近傍に廃液収納容器３８が配置されている。
【００４１】
図３及び図４に示すように、重合容器２９，３０は、恒温室１２ａ内に設けられたホルダ３１上に並列にセットされている。このホルダ３１には重合容器２９，３０がそれぞれ嵌合する嵌合穴３１ａが形成されており、各重合容器２９，３０は嵌合穴３１ａに嵌め込まれた状態でホルダ３１上に位置決め及び固定される。また、嵌合穴３１ａの底部には詳しくは後述するが、中子３２（３３）の先端部を挿通可能な貫通孔３１ｂが形成されている。なお、ホルダ３１に嵌合穴３１ａを形成する代わりに、位置決め部材など設けて各重合容器２９，３０を固定するようにしてもよい。また、図３中では図面の煩雑化を防ぐために２個の重合容器２９，３０しかセットされていないが、３個以上セットされていてもよい。
【００４２】
第１及び第２重合容器２９，３０は同じ構造であり、それぞれ鉛直方向に延びた略円筒状の容器本体４０を備えている。この容器本体４０は、ＳＵＳなどの金属材料から形成され、上端側の開口部２１からその中心軸Ｃ２に沿って次第に先細になる中空部４２を有している。つまり、容器本体４０の内側面４０ａがテーパ状に形成されており、両重合容器２９，３０は抜き取り勾配を有している。また、この容器本体４０の下端側の開口部には中子３２（３３）の先端部が嵌合する略環状のシール部材４３が設けられている。
【００４３】
第１及び第２中子３２，３３は、それぞれ中子移動機構３４，３５により各重合容器２９，３０の開口部４３と対向する位置に保持されている。中子３２，３３は、重合容器２９，３０の内側面４０ａとほぼ同じ傾斜（勾配）のテーパ状の外側面３２ａ，３３ａを有する略円錐形状に形成されている。なお、中子３２，３３は、テーパ状の外側面３２ａ，３３ａを有していればその形状は特に限定はされない。
【００４４】
第１及び第２中子移動機構３４，３５は、中子３２，３３を開口部４３の中心軸Ｃ２（図４参照）に沿う方向に移動自在に保持する。両中子移動機構３４，３５は同じ構成であり、それぞれ回転軸４５と、軸保持部材４６と、第１及び第２中子移動用モータ４７，４８とから構成される。回転軸４５は、その周面にネジ溝が形成され、恒温槽２８の側壁部に固定された軸保持部材４６のネジ孔に螺合している。そして、この回転軸４５の一端部は中子３２，３３の上面に接続され、他端部は図示しない駆動連結機構を介して中子移動用モータ４７，４８に連結されている。例えば、中子移動用モータ４７，４８が正転されると、中子３２，３３は中心軸Ｃ２周りに回転しながら、中心軸Ｃ２に沿って下降する。逆に、中子移動用モータ４７，４８が逆転されると、中子３２，３３は逆方向に回転しながら、中心軸Ｃ２に沿って上昇する。
【００４５】
ホルダ３１上に重合容器２９，３０がそれぞれセットされると、中子移動用モータ４７，４８が正転されて、各中子３２，３３がそれぞれ重合容器２９，３０の中空部４２内に挿入される。そして、中子３２，３３が、その外側面３２ａ，３３ａと重合容器２９，３０の内側面４０ａとの間に第１樹脂層２２（１）と同じ形状の隙間５０（１）が形成される第１隙間形成位置まで移動されたら、中子移動用モータ４７，４８の回転が停止される。なお、中子３２，３３の位置を検出する方法としては、例えば中子移動用モータ４７，４８の回転数をカウントしたり、各種センサなどを設けるようにしてもよい。
【００４６】
中子３２，３３が第１隙間形成位置まで移動されると、その先端部が容器本体４０の下端側の開口部に設けられたシール部材４３に嵌合しつつ、ホルダ３１の貫通孔３１ｂに挿通される。このシール部材４３としては、その開口の大きさを調整可能なものが用いられる。具体的には、空気の注入により膨張するドーナツ状のシールリングなどが用いられる。シール部材４３を中子３２，３３の先端部の周面に密着させることで、隙間５０（１）の下端側の開口部を閉じることができる。この隙間５０（１）内には、後述の注入ノズル３６により第１混合溶液２４（１）が注入される。
【００４７】
注入ノズル３６は、ノズル本体３６ａとプローブ（注射針状の先端）３６ｂとから構成され、後述する注入装置２７に送液用チューブ（図示せず）を介して接続されている。この注入ノズル３６は、ノズル移動機構３７によりスライド移動自在に保持されている。
【００４８】
ノズル移動機構３７は、回転軸５１と、ノズル保持台５２と、ガイド軸５３と、ノズル移動用モータ５４とから構成される。回転軸５１は、重合容器２９，３０の配列方向に対して平行な方向に延び、恒温室２８ａ内に設けられた軸保持部材（図示せず）に回動自在に保持されている。この回転軸５１は、その周面にネジ溝３１ａが形成されており、ノズル保持台５２に形成された図示しないネジ孔に螺合している。
【００４９】
ノズル保持台５２は、モータやギヤ（図示せず）などから構成されるノズル回動機構５５（図９参照）を有しており、注入ノズル３６（ノズル本体３６ａ）を中心軸Ｃ２に対して平行な回転軸を中心として回転自在に保持する。また、ノズル保持台５２には、回転軸５１に対して平行なガイド軸５３が挿通される貫通孔（図示せず）が形成されている。このガイド軸５３は、上述の軸保持部材（図示せず）に保持され、その一端が恒温槽２８の窓２８ｂから恒温室２８ａ外に突出している。
【００５０】
回転軸５１の一端部は、恒温槽２８の側壁部に設けられた窓２８ｂから恒温室２８ｂ外に突出し、他端部は図示しない駆動連結機構を介してノズル移動用モータ５４に連結されている。例えばノズル移動用モータ５４が正転されると、ノズル保持台５２がガイド軸５３に沿って窓２８ｂから重合容器２９，３０に向かう方向に移動される。また、ノズル移動用モータ５４が逆転されるとノズル保持台５２が逆方向に移動される。
【００５１】
上述のように、注入ノズル３６を回転軸５１及びガイド軸５３に沿って移動させることができるので、１つの注入ノズル３６で各重合容器２９，３０にそれぞれ形成された隙間５０（１）内に注入を行うことができる。また、注入ノズル３６をノズル保持台５２に回転自在に保持させるようにしたので、プローブ３６ｂの注入口を各樹脂層２２（１〜Ｎ）形成時に形成される隙間５０（１〜Ｎ）の位置に合わせることができる。さらに、本実施形態では、両軸５１，５３の一端部を恒温槽２８の窓２８ｂから突出させているので、詳しくは後述する洗浄時に注入ノズル３６を窓２８ｂから恒温室２８ａ外に移動させることができる。
【００５２】
ノズル移動機構３７及びノズル回動機構５５により、注入ノズル３６及びそのプローブ３６ｂの位置調整が完了したら、注入装置２７より第１混合溶液２４（１）が注入ノズル３６に向けて送液される。
【００５３】
図５に示すように注入装置２７は、３ＦＭｄ７供給ユニット（以下、第１供給ユニットという）６０と、ＰＦＰＭＡｄ５供給ユニット（以下、第２供給ユニットという）６１と、第１ミキサー６２と、第２ミキサー６４と、重合開始剤供給ユニット（以下、第３供給ユニットという）６５と、切替弁６６と、洗浄液供給ユニット６７とから構成される。なお、第３供給ユニット６５は、必要に応じて複数個設置するようにしてもよい。
【００５４】
第１供給ユニット６０は、３ＦＭｄ７を貯留する第１貯留槽６８と、第１窒素ガス供給部６９と、第１ポンプ７０とから構成される。第１貯留槽６８は、槽内の温度を調節する温度調節部（図示せず）を有しており、必要に応じて貯留されている３ＦＭｄ７の温度を低温に保つ。第１窒素ガス供給部６９は、第１貯留槽６８内に窒素ガスを送り込んで槽内を常圧または加圧状態に保つ。第１ポンプ７０は、３ＦＭｄ７を第１ミキサー６２に向けて送液する。この際に、第１ポンプ７０は、形成する混合溶液２２（１〜Ｎ）に応じた分だけ３ＦＭｄ７を定量送液する。
【００５５】
第２供給ユニット６１は、３ＦＭｄ７の代わりにＰＦＰＭＡｄ５を供給する以外は第１供給ユニット６０と同じであり、ＰＦＰＭＡｄ５を貯留する第２貯留槽７２と、窒素ガス供給部７３と、第２ポンプ７４とから構成される。同様に、第２ポンプ７４は、形成する混合溶液２２（１〜Ｎ）に応じた分だけＰＦＰＭＡｄ５を定量送液する。
【００５６】
第１ミキサー６２は、両供給ユニット６０，６１から送液される溶液を混合して第２ミキサー６４に向けて送液する。連鎖移動剤はあらかじめ少量のモノマーに溶かしておいて別系統で添加しても良いし、供給ユニット６０、６１のモノマー貯留槽内に添加しておいても良い。第３供給ユニット６５は、重合開始剤を貯留する第３貯留槽７６と、窒素ガス供給部７７と、第３ポンプ７８とから構成され、第３ポンプ７８を用いて重合開始剤を第２ミキサー６４に向けて送液する。なお、必要に応じ重合開始剤は予め少量のモノマーに溶かしておいても良く、その場合は重合開始剤が実質的に反応を開始しないように供給ユニット６５を低温に保つ事が好ましい。また、第１貯留槽６８及び第２貯留槽７２の槽内の温度が極低温、例えば−５℃に保たれている場合には、第３供給ユニット６５を設ける代わりに、予め重合開始剤を各槽６８，７２内に添加しておいてもよい。
【００５７】
第２ミキサー６４は、第１ミキサー６２から送液される混合溶液に重合開始剤を混合して混合溶液２４（１〜Ｎ）を形成する。形成された混合溶液２４（１〜Ｎ）は、図示しないフィルタで濾過され、同じく図示しない加温装置で加温された後、送液用チューブ（図示せず）を介して重合装置２６の注入ノズル３６に送液される。重合容器や中子、あるいは重合した成形体（樹脂層２２）は重合温度に加熱されている。そのため、新たに混合溶液２４（２〜Ｎ）を注入する際に、この溶液の温度が低すぎると、ヒートショックによってすでに形成されている成形体（樹脂層２２）にひびが入ったりする場合がある。従って、上述のように混合溶液２４（１〜Ｎ）を加温して注入する事が好ましい。
【００５８】
切替弁６６は、送液配管内に洗浄液を導入するためのものであり、第１ミキサー６２と第２ミキサー６４とを接続する送液配管の途中に設けられている。この切替弁６６には、洗浄液供給ユニット６７及び窒素供給部８０が接続されている。洗浄液供給ユニット６７は、洗浄液を貯留する第４貯留槽８１と、窒素ガス供給部８２と、第４ポンプ８３とから構成され、第４ポンプ８３を用いて洗浄液を切替弁６６から注入ノズル３６まで充分液送してラインの洗浄を行う。窒素供給部８０は切替弁６６から注入ノズルまでの混合溶液２４（１〜Ｎ）や洗浄液の窒素パージを行う。
【００５９】
切替弁６６は、第１ミキサー６２から送液される混合溶液の送液が可能な第１の状態と、洗浄液の送液が可能な第２の状態と、上述のラインの窒素パージが可能な第３の状態とに切り替え可能となっている。この切替弁６６は、各混合溶液２４（１〜Ｎ）の注入完了時に第２の状態及び第３の状態に切り替えられる。そして、この時には、予め上述のノズル移動機構３７及びノズル回動機構５５を駆動して、プローブ１７ｂの注入口が廃液収納容器３８の開口と対向するように位置調整しておく（図３参照）。これにより、洗浄液供給ユニット６７から送液された洗浄液は、切替弁６６、第２ミキサー６４、注入ノズル３６を介して廃液収納容器３８内に排出される。また、残液を伴うパージされた窒素も廃液収納容器３８側に排出され、プリフォーム１８が汚染されることが防止される。その結果、切替弁６６〜注入ノズル３６間が洗浄されて、両者間に滞留している混合溶液２２（１〜Ｎ）が除去される。
【００６０】
切替弁６６〜注入ノズル３６間を洗浄することで、次の層形成工程（α＋１）時（α＝１〜（Ｎ−１））に送液される混合溶液２４（α＋１）に、配合比が異なる先の混合溶液２４（α）が混合する量が最小限に抑えられる。また、窒素供給部８０により切替弁６６
から注入ノズル３６までの残液が充分パージされるようにしたので、洗浄液の残液量も最小限に抑えられる。その結果、混合溶液２４（１〜Ｎ）を重合させたときに、所望の屈折を示す樹脂層２２（１〜Ｎ）を形成することができる。
【００６１】
注入装置２７は、第１層形成工程１３（１）が開始されると、第１ミキサー６２で第１混合溶液２４（１）となる３ＦＭｄ７及びＰＦＰＭＡｄ５の混合溶液を形成する。そして、本実施形態では、中子３２，３３や注入ノズル３６の位置調整が完了し、且つ恒温室１２ａ内の温度（重合容器２９，３０の温度）が所定の重合温度で安定した後に、切替弁６６が第１の状態に切り替えられる。これにより、混合溶液が第２ミキサー６４に向けて送液される。第２ミキサー６４では、混合溶液に重合開始剤が混合されて第１混合溶液２４（１）が形成される。この第１混合溶液２４（１）は、フィルタ（図示せず）などで濾過された後、注入ノズル３６に送液される。
【００６２】
図６（Ａ）に示すように、注入ノズル３６に送液された第１混合溶液２４（１）は、第１隙間形成位置にある中子３２と、重合容器２９と間の隙間５０（１）（図４参照）に注入されて重合される。そして、一定時間が経過すると隙間５０（１）内に注入された第１混合溶液２４（１）が重合して第１樹脂層２２（１）が形成される。この際に、第１樹脂層２２（１〜Ｎ）の形状及び厚みは、隙間５０（１）の形状に依存するため、注入量を規定量よりも極わずかに多めに注入してオーバフローさせるようにしてもよい。これにより、各樹脂層２２（１〜Ｎ）の厚みのばらつきの発生が防止される。また、中子３３と、重合容器３０と間の隙間５０（１）にも同様にして、第１混合溶液２４（１）が注入されて重合される。
【００６３】
この第１混合溶液の注入が完了したら、切替弁６６が第２の状態に切り替えられる。同時に、注入ノズル３６及びプローブ３６が、その注入口が廃液収納容器３８の開口と対向するように位置調整される。次いで、洗浄液供給ユニット６７より洗浄液が送液され、切替弁６６〜注入ノズル３６間が洗浄される。その後、切替弁６６は第３の状態となり、残液の窒素パージが行われる。
【００６４】
図６（Ｂ）に示すように第１樹脂層２２（１）が形成されたら、第１及び第２中子移動機構３４，３５により中子３２，３３が、第１樹脂層２２（１）との間に新たな隙間５０（２）が形成される第２隙間形成位置まで引き上げられる。この隙間５０（２）は、第２樹脂層２２（２）と同じ形状である。この際に、本実施形態では中子３２，３３を中心軸Ｃ２（図４参照）周りに回転させながら引き上げるようにしたので、中子３２，３３と第１樹脂層２２（１）との剥離を容易に行うことができる。中子３２，３３が引き上げられると、シール部材４３の開口が中子３２，３３の周面に密着可能な大きさに調整される。
【００６５】
中子３２，３３の移動後、注入ノズル３６及びそのプローブ１７ａの位置調整が完了したら、切替弁６６が第１の状態に切り替えられる。そして、図６（Ｃ）に示すように、第２混合溶液２４（２）が隙間５０（２）内に注入されて重合される。
【００６６】
この第２混合溶液２４（２）の注入が完了したら、同様に切替弁６６〜注入ノズル３６間の洗浄と、第３混合溶液２４（３）となる混合溶液の形成とが行われる。次いで、図７（Ａ）に示すように第２樹脂層２２（２）が形成されたら、（Ｂ）に示すように中子３２，３３は隙間５０（３）が形成される第３隙間形成位置まで引き上げられる。この隙間５０（３）は第２樹脂層２２（３）と同じ形状である。また、これと同時にシール部材４３の開口が中子３２，３３の周面に密着可能な大きさに調整される。そして、（Ｃ）に示すように、隙間５０（３）に第３混合溶液２４（３）がそれぞれ注入されて重合される。これにより、第３樹脂層２２（３）（図２参照）が形成される。以下、同様にして隙間５０（４〜Ｎ）形成と、混合溶液２４（４〜Ｎ）の注入・重合とが順に繰り返されて、第４〜第Ｎ樹脂層２２（４〜Ｎ）が順次形成される。
【００６７】
本実施形態のように、一つの樹脂層２２（α）［α＝１〜（Ｎ−１）］の上に次の混合溶液２４（α＋１）を注入して共重合させると、混合溶液２４（α＋１）中のモノマー（３ＦＭｄ７及びＰＦＰＭＡｄ５）の一部が樹脂層２２（α）内に僅かに溶け込む。そのため、樹脂層２２（α）と樹脂層２２（α＋１）とが界面で強固に接着して、光学的な欠陥が発生しにくくなる。
【００６８】
また、本実施形態では、隣接する樹脂層２２（α）と樹脂層（α＋１）との屈折率の差Δｎが、５×１０-5≦Δｎ＜５×１０-3を満たすように、各混合溶液２４（１〜Ｎ）中の３ＦＭｄ７及びＰＦＰＭＡｄ５の配合比を調整している。これにより、各樹脂層２２（１〜Ｎ）間の界面で曇りを生じさせずに透明性を保つことができるので、ＧＩ型ＰＯＦ素線１７の光学性能の劣化が防止される。
【００６９】
また、本実施形態では、重合容器２９，３０の内側面４０ａ及び中子３２，３３の外側面３２ａ，３３ａをテーパ状に形成するようにしたので、重合容器２９，３０とコア１９との剥離、中子３２，３３と各樹脂層２２（１〜Ｎ）との剥離を容易に行うことができる。なお、内側面４０ａ及び外側面３２，３３は、中心軸Ｃ２に対して０．５°〜５°の範囲内で傾けられていることが好ましい。
【００７０】
第Ｎ樹脂層２２（Ｎ）が形成されたら、第１及び第２中子移動機構３４，３５により両中子３２，３３が重合容器３２，３３内の中空部４２から完全に引き上げられる。この中空部４２内には、図８に示したように複層構造を有するコア１９が形成される。なお、図８中では図面の煩雑化を防止するために、シール部材４３などの図示は省略している。また、図中の記号φ１〜φ３、ｔ、Δｔは後述するので、ここでは説明を省略する。
【００７１】
コア１９の形成が完了したら、重合容器２９，３０が恒温槽２６外に取り出される。そして、各重合容器２９，３０内からコア１９が取り出される。なお、図示は省略するが、例えば重合容器２９，３０内に押出しピンからなる押出機構を設けて、取出し時にコア１９を容器内から押し出すようにしてもよい。これにより、コア１９の取り出しを容易に行うことができる。また、コア１９の取り出しを容易にするため、重合容器２９，３０の内側面４０ａ（図４参照）に表面処理を施すことが好ましい。この表面処理はＰＶＤＦ処理などが好ましいが、特に重合容器２９，３０の内側面４０ａの剥離性を向上させるために、容器の内側をシリコーン樹脂のような柔軟な素材で製作することがより好ましい。また、中子３２，３３にも完成したプリフォーム１８を取り外し易くするために、表面処理を施すことが好ましい。
【００７２】
図９に示すように、コア形成機２５の各部の駆動はコントローラ８５により制御される。このコントローラ８５は、温度制御部８６と、中子移動制御部８７と、シール制御部８８と、ノズル移動制御部８９と、ノズル回動制御部９０と、ミキサー制御部９２と、バルブ切替制御部９３とから構成される。
【００７３】
温度制御部８６は、恒温槽２８に内蔵された図示しないヒータの駆動を制御して、恒温室２８ａ内の温度を所定温度に制御する。中子移動制御部８７は、第１及び第２中子移動用モータ４７，４８の駆動を制御することで、第１及び第２中子３２，３３の移動を制御する。シール制御部８８は、中子３２，３３がそれぞれ第（１〜Ｎ）隙間形成位置に移動されたときに、シール部材４３の開口を中子３２，３３の周面に密着可能な大きさに調整する。
【００７４】
ノズル移動制御部８９は、ノズル移動用モータ５４の駆動を制御することで、注入ノズル３６のガイド軸５３に沿う方向の移動を制御する。ノズル回動制御部９０は、ノズル回動機構５５の駆動を制御することで、ノズル本体３６ａを回転させてプローブ３６ｂの注入口（図示せず）の位置を調整する。
【００７５】
ポンプ駆動制御部９１は、第１〜第４ポンプ７０，７４，７８，８３の駆動を制御することで、３ＦＭｄ７、ＰＦＰＭＡｄ５、重合開始剤、洗浄液の送液及び送液量を制御する。ミキサー制御部９２は、第１及び第２ミキサー６２，６４の駆動を制御する。バルブ切替制御部９３は、切替弁６６を第１の状態と第２の状態と第３の状態とに切り替える。
【００７６】
図１に示すように、コア形成工程１３で形成されたコア１９は、クラッドパイプ装着工程１４において、その外側面に予め形成されたクラッドパイプ（クラッド）２１が装着される（図２参照）。このクラッドパイプ２１は、ＰＶＦＤ(フッ化ビニリデン樹脂) やその変性樹脂、例えば、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフルオライドの３元系コポリマー、より具体的には、住友スリーエム（株）製のダイニオンＴＨＶなどから形成されるものが用いられる。クラッドパイプ２１は、コア１９の外側面に装着された後、熱収縮されてコア１９の外側面に密着される。これにより、プリフォーム１８が形成される。なお、クラッドパイプ２１は、テーパ状に形成されていても良いし、円筒状に形成されていても良い。
【００７７】
なお、クラッドパイプ２１は、コア１９の保護や、ＧＩ型ＰＯＦ素線１７の伝送損失の増加の抑制及び曲げ損失の低減などの光学特性の向上の役割も果たす。そのため、コア１９の外側面上に径の異なる複数のクラッドパイプを装着するようにしてもよい。また、コア１９の外側面にクラッドパイプ２１を装着する代わりに、上述のＰＶＦＤ等からなる層を延伸されたＧＩ型ＰＯＦ素線１７の周面に形成するようにしてもよい。
【００７８】
延伸装置９５は、図１０に示すように、保持アーム９６、アーム駆動用スクリュウ９７、プリフォームホルダ９８、減圧ユニット９９、延伸ヒータ１００、レーザ式線径測定器（以下、単に線径測定器という）１０１、引取りローラ対１０２、巻取りユニット１０３から構成される。
【００７９】
保持アーム９６は、アーム駆動用スクリュウ９７に取り付けられている。そして、アーム駆動スクリュウ９７が図示しないモータによって回転駆動されると、保持アーム９６が図中上下方向に移動される。この保持アーム９６には、プリフォーム１８の一端を把持するプリフォームホルダ９８が設けられている。
【００８０】
プリフォームホルダ９８には、プリフォーム１８の一端に連通した通気孔１０５が形成されている。そして、この通気孔１０５の他端側には、チューブ１０６を介して減圧ユニット９９が接続されている。減圧ユニット５５としては、例えば真空ポンプなどが用いられる。この減圧ユニット９９は、チューブ１０６、通気孔１０５を介して空気を吸引する。この際に、予めプリフォーム１８の他端（図中下端）を熱溶融したＰＶＤＦに浸漬させるなどして、その他端側に開口したプリフォーム１８の中空部の開口や、コア１９とクラッドパイプ２１との間の隙間を封止しておく。これにより、プリフォーム１８の中空部や、コア１９とクラッドパイプ２１との間の隙間が減圧された状態となる。
【００８１】
アーム駆動スクリュウ９７が回転され、保持アーム９６が図中下方向に移動されると、プリフォーム１８の先端が略円筒形状の延伸ヒータ１００内に挿入される。プリフォームホルダ９８と延伸ヒータ１００との間は円筒カバー１０７で覆われており、溶融前のプリフォーム１８に塵埃が付着するのが防止される。また、この円筒カバー１０７は、加熱による上昇気流を抑えてプリフォーム１８の温度ムラを低減する。そして、延伸ヒータ１００内に挿入されたプリフォーム１８はその先端から少しずつ溶融され、延伸される。この際に、プリフォーム１８の中空部や、コア１９とクラッドパイプ２１との間の隙間は、減圧ユニット９９により減圧されているので溶融の際に消失する。これにより、空隙（欠陥）のない所定外径のＧＩ型ＰＯＦ素線１７が得られる。
【００８２】
延伸されたＧＩ型ＰＯＦ素線１７は、延伸ヒータ１００の鉛直下方に配置された線径測定器１０１でその外径が測定される。そして、ＧＩ型ＰＯＦ素線１７は、線径測定器１０１の鉛直下方に配置された引取りローラ対１０２により所定の引き取り速度で引き取られる。また、この引取り速度に応じて保持アーム９６は図中下方に移動される。そして、引取りローラ対１０２により引き取られたＧＩ型ＰＯＦ素線１７は、巻取りユニット１０３によってコイル状に巻き取られる。なお、プリフォーム１８を溶融延伸する際に、プリフォーム１８を中心軸Ｃ１（図２参照）周りに回転させるようにしてもよい。この場合には、図示は省略するが、例えばプリフォームホルダ９８を回転させる回転機構を保持アーム９６に設ければよい。
【００８３】
ＰＯＦコイル１０８は、被覆工程１６（図１参照）を構成する図示しない被覆装置にセットされる。この被覆装置（図示せず）としては、電気ケーブルや石英系光ファイバケーブルの製造ラインに用いられている被覆装置を用いることができる。
【００８４】
図１１に例示するように、被覆工程１６では、ＰＯＦコイル１０８から引き出されたＧＩ型ＰＯＦ素線１７に第１被覆材１１０を被覆してＧＩ型ＰＯＦコード１１１を形成し、このＧＩ型ＰＯＦコード１１１に抗張力繊維１１２、第２被覆材１１３を順次被覆してＧＩ型ＰＯＦケーブル１０を形成する。なお、図示は省略するが、ＧＩ型ＰＯＦケーブル１０を形成する際に複数本のＧＩ型ＰＯＦコード１１１を束ねた状態で張力繊維１１２、第２被覆材１１３を被覆するようにしてもよい。
【００８５】
第１被覆材１１０は、ＧＩ型ＰＯＦ素線１７を保護するとともに、その機械的強度を補う。第１被覆材１１０を形成する材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）等が挙げられる。中でもＰＥが好ましく、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）またはリニアー低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が特に好ましい。そして、第１被覆材１１０には、被覆後のＧＩ型ＰＯＦ素線１７の性能や商品価値を向上させるために、酸化防止剤、遮光剤、滑剤、無機フィラー、着色剤、ポリテトラフッ化エチレン（ＰＴＦＥ）微粒子等を添加することが好ましい。
【００８６】
これらの添加剤としては液体のものと固体のものとの両方があるが、後者の場合には混合が不均一になりやすいために、これを充分微細な粉体にしてから混合添加することが好ましい。これらの微粒子の大きさが充分小さくない場合には、ＧＩ型ＰＯＦ素線１７が被覆された際に、これら微粒子のうち主に第１被覆材１１０の内面及び内面付近に存在するものによりＧＩ型ＰＯＦ素線１７に局部的な側圧がかかってしまう。その結果、ＧＩ型ＰＯＦコード１１１に局部的な歪みが与えられて、伝送損失が大きくなることがある。このため、これら添加剤の粒子径は１μｍ以下であることが望ましい。また、第１被覆材１１０に、既知の難燃剤（例えば縮合リン系の難燃剤である旭電化工業(株)製のアデカスタブＦＰ−２０００，２１００、Ｔ−１０６３Ｆなど）を添加しても良い。
【００８７】
抗張力繊維１１２は、ＧＩ型ＰＯＦコード１１１よりも高い弾性率を有する繊維である。この抗張力繊維１１２を第１被覆材１１０と第２被覆材１１３との間に設けることで、ＧＩ型ＰＯＦケーブル１０の力学的強度、引っ張り強度などを向上させることができる。さらに、この抗張力繊維１１２と後述の第２被覆材１１３とを組み合せることで、ＧＩ型ＰＯＦケーブル１０の難燃性を強化することができる。
【００８８】
抗張力繊維１１２としては、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、カーボン繊維などを用いることができる。例えば、ＵＬ１６６６（ライザー試験）に合格するためには、燃焼性試験中に抗張力繊維が焼き切れることが好ましく、このような観点でアラミド繊維が特に好ましい。ＧＩ型ＰＯＦケーブル１０の力学的強度や引張強度等をさらに向上させるために、金属線等の線状体を抗張力繊維とともに用いてもよい。金属線の材料としては、ステンレス、メッキを付した鉄、あるいは、電気配線との複合化を狙って銅などが用いられるが、いずれもこれら材料に限定されるものではない
【００８９】
第２被覆材１１３を形成する材料としては、被覆によるＧＩ型ＰＯＦ素線１７の熱劣化を抑制するために、できるだけ低温での流動性が高いものが好ましいが、固化後の力学的強度も必要であるので、この両者の兼ね合いで選択される。
【００９０】
具体的に第２被覆材１１３を形成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−ビニルアセテート共重合体、ナイロン（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１など）、エチレンエチルアクリレート及びその変性ポリマーなどが挙げられる。中でもエチレン−ビニルアセテート共重合体が好ましく、エチレン−ビニルアセテート共重合体の中でもエチレン構造の繰り返し単位が３５〜４５重量％であるものがより好ましい。なお、本発明は、これらのポリマーの分子量、分子量分布、分岐の程度、架橋の程度に依存するものではなく、また、官能基の種類等を適宜変えてもよい。また、これらのポリマーを必要に応じてブレンドして使用することもできる。
【００９１】
また、第２被覆材１１３に、難燃剤として水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物を含有してもよい。さらに、難燃性向上のために、金属水酸化物に加えて、第２被覆材１１３に難燃助剤を添加してもよい。難燃助剤としては、公知のものを各種用いることができる。例えば、発泡断熱効果のあるポリリン酸アンモニウム等の縮合リン酸エステル化合物が有効であり、窒素系化合物では、過酸化処理した４−ブチルアミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンと２，４，６−トリクロロ−１，３，５−トリアジン、及びシクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’エタン−１，２−ジイルビス（１，３−プロパンジアミン）との反応生成物などが有効である。これら難燃助剤を加える事により、金属水酸化物の含有量を下げる事ができ、ＧＩ型ＰＯＦケーブル１０の柔軟性を向上させることが可能である。
【００９２】
また、第２被覆材１１３に含まれる可燃性物質の割合を減らす、及び第２被覆材１１３の内表面及び外表面の面状を改良して滑り性を付与する等の目的で、タルク、シリカ、カルシウムなどを添加してもよい。
【００９３】
形成されたＧＩ型ＰＯＦケーブル１０が、難燃性の規格であるＵＬ１５８１（ＶＷ−１）に合格するためには、ＧＩ型ＰＯＦケーブル１０を燃焼しながら溶融・滴下（ドリップ）した際に、このケーブル１０の下に置かれた脱脂綿に着火しない事が必要条件となる。従って、このドリップ抑制の観点からは、第２被覆材１１３にメラミン樹脂などの熱硬化性樹脂やエポキシ樹脂、ポリテトラフッ化エチレン（ＰＴＦＥ）等の微粒子などを添加することが特に好ましい。なお、ジオクタデシルジメチルアンモニウムで変性したモンモリロナイトやベントナイト、ヘクトライトのようなナノクレーや、アルミニウム、銅、鉄などのナノ金属化合物粒子を第２被覆材１１３へ微量添加することも、熱硬化性樹脂やエポキシ樹脂等の粒子添加と同じような効果がある。
【００９４】
また、第２被覆材１１３には、酸化チタン、着色のためのカーボン等を添加してもよい。これにより、長期間の使用で第２被覆材１１３の表面が黄ばんでしまうのを抑制し、白色度を保つ、或いは変色を目立たぬようにすることができるので、商品価値が向上する。
【００９５】
また、第１被覆材１１０と同様に、ＧＩ型ＰＯＦケーブル１０としての性能や商品価値をさらに向上させるために、酸化防止剤、遮光材、滑材、無機フィラー、着色剤、ＰＴＦＥ微粒子等を添加してもよい。
【００９６】
上述のような第１被覆材１１０、抗張力繊維１１２、第２被覆材１１３が順次被覆されて形成されたＧＩ型ＰＯＦケーブル１０は、図示しないケーブル巻取りユニットによりコイル状に巻き取られた後、出荷される。
【００９７】
次に本実施形態の作用について説明を行う。最初に、コア形成機２５の恒温槽２８の恒温室２８ａ内に第１及び第２重合容器２９，３０がセットされる。次いで、オペレータによりコア形成機２５の運転開始操作が成されると、コントローラ８５の温度制御部８６は、恒温槽２８に内蔵されたヒータ（図示せず）を制御して、恒温室２８ａ内の温度を所定の重合温度に調整する。
【００９８】
中子移動制御部８７は、両中子移動用モータ４７，４８を駆動して両中子３２，３３をそれぞれ第１隙間形成位置に移動させ、隙間５０（１）を形成する（図４参照）。これと同時にシール制御部８８は、シール部材４３の開口を中子３２，３３の周面に密着可能な大きさに調整する。そして、ノズル移動制御部８９及びノズル回動制御部９０（以下、単に両制御部８９，９０という）は、それぞれノズル移動用モータ５４及びノズル回動機構５５を駆動して、注入ノズル３６のプローブ３６ｂの注入口を第１重合容器２９に形成された隙間５０（１）の位置に合わせる。
【００９９】
ポンプ駆動制御部９１は、恒温室２８ａ内の温度が所定の重合温度に達するまでの間に、第１及び第２ポンプ７０，７４の駆動をして、第１混合溶液２４（１）に応じた分だ３ＦＭｄ７及びＰＦＰＭＡｄ５を第１ミキサー６２に向けてそれぞれ定量送液させる。そして、ミキサー制御部９２は、第１ミキサー６２を駆動して送液された３ＦＭｄ７及びＰＦＰＭＡｄ５を混合する。
【０１００】
恒温室２８ａ内の温度が所定の重合温度に達したら、バルブ切替制御９２は切替弁６６を第１の状態に切り替える。これにより、３ＦＭｄ７及びＰＦＰＭＡｄ５の混合溶液が第２ミキサー６４に向けて送液される。また、ノズル回動制御部９０は、第３ポンプ７８を駆動して重合開始剤を所定量だけ第２ミキサー６４に向けて送液する。次いで、ミキサー制御部９２は、第２ミキサー６４を駆動して混合溶液に重合開始剤を混合し、第１混合溶液２４（１）を形成する。この第１混合溶液２４（１）は、フィルタ（図示せず）等で濾過された後、加温された状態で重合装置２６の注入ノズル３６に向けて送液される。
【０１０１】
注入ノズル３６に送液された第１混合溶液２４（１）は、中子３２と重合容器２９との間の隙間５０（１）（図４参照）に注入される。また、同様にして、中子３３と重合容器３０との間の隙間５０（１）にも第１混合溶液２４（１）が注入される。第１混合溶液２４（１）の注入が完了したら、両重合容器２９，３０を重合温度で所定時間熱処理する。また、注入の完了後、バルブ切替制御部９３は切替弁６６を第２の状態に切り替える。また、両制御部８９，９０は、ノズル移動用モータ５４及びノズル回動機構５５を駆動して、注入ノズル３６をその注入口が廃液収納容器３８の開口と対向するように位置調整する。
【０１０２】
注入ノズル３６の位置調整が完了したら、ポンプ駆動制御部９１は、第４ポンプ８３を駆動して洗浄液の送液を開始する。送液された洗浄液は、切替弁６６、第２ミキサー６４、注入ノズル３６を介して廃液収納容器３８内に排出される。これにより、切替弁６６〜注入ノズル３６間が洗浄されて、両者間に滞留している第１混合溶液２２（１）が除去される。また、切替弁を第３の状態とし、窒素供給部８０により切替弁６６から下流の流路を窒素パージするようにしたので、洗浄液の残液量も最小限に抑えられる。その結果、次に送液される第２混合溶液２４（２）に先の第１混合溶液２４（１）や洗浄液が混合する量を最小限に抑えることができる。
【０１０３】
第１混合溶液２４（１）が重合して第１樹脂層２２（１）が形成されたら、中子移動制御部８７は、第１及び第２中子移動用モータ４７，４８を駆動して、両中子３２，３３をそれぞれ第２隙間形成位置（図６（Ｂ）参照）に引き上げる。これにより、第１樹脂層２２（１）と、両中子３２，３３との間に隙間５０（２）が形成される。この際に、本実施形態では、中子３２，３３を中心軸Ｃ２（図４参照）周りに回転させながら引き上げるようにしたので、中子３２，３３と第１樹脂層２２（１）との剥離を容易に行うことができる。この移動に応じてシール制御部８８は、シール部材４３の開口を中子３２，３３の周面に密着可能な大きさに調整する。
【０１０４】
中子３２，３３が第２隙間形成位置に移動されたら、注入ノズル３６をその注入口が中子３２と重合容器２９との間の隙間５０（２）と対向するように位置調整する。この位置調整後、この隙間５０（２）に第２混合溶液２４（２）が注入されて重合される。また、中子３２と重合容器２９との間の隙間５０（２）にも同様に第２混合溶液２４（２）が注入されて重合される。これにより、第２樹脂層２２（２）が形成される。
【０１０５】
以下同様にして、第３〜第Ｎ樹脂層２２（３〜Ｎ）が形成される。これにより、上述の屈折率分布を有する複層構造のコア１９が形成される。そして、コア１９の形成後に各重合容器２９，３０は、恒温槽２８外に取り出される。次いで、各重合容器２９，３０からコア１９が取り出される。
【０１０６】
コア１９が形成されたら、その外側面にクラッドパイプ２１（図２参照）が装着される。このクラッドパイプ２１は、熱収縮されてコア１９の外側面に密着される。これにより、プリフォーム１８が形成される。形成されたプリフォーム１８は、延伸装置９５（図１０参照）セットされ、長手方向に延伸されてＧＩ型ＰＯＦ素線１７に形成される。このＧＩ型ＰＯＦ素線１７は、コイル状に巻き取られてＰＯＦコイル１０８となる。
【０１０７】
ＰＯＦコイル１０８は、被覆工程１６を構成する図示しない被覆装置にセットされる。そして、ＰＯＦコイル１０８から引き出されたＧＩ型ＰＯＦ素線１７に第１被覆材１１０が被覆されてＧＩ型ＰＯＦコード１１１が形成される。次いで、このＧＩ型ＰＯＦコード１１１に抗張力繊維１１２、第２被覆材１１３が順次被覆されてＧＩ型ＰＯＦケーブル１０が形成される。
【０１０８】
以上のように、本実施形態では、重合容器２９，３０の中空部４２に中子３２，３３を挿入して隙間５０（１）を形成する本発明の第１工程と、この隙間５０（１）に第１混合溶液２４（１）を注入して重合させる本発明の第２工程とにより第１樹脂層２２（１）を形成する。そして、この第２工程終了後に、中子３２ａ，３３ａを所定距離引き上げて新たな隙間５０（２〜Ｎ）を形成する本発明の第３工程と、形成された新たな隙間に混合溶液２４（２〜Ｎ）を注入して重合させる本発明の第４工程と、第３工程及び第４工程を繰り返す本発明の第５工程とによりコア１９を形成している。これにより、従来のように重合容器（クラッドパイプ）をその中心軸周りに高速回転させて所謂回転重合を行う必要がなくなるので、高速回転中の軸ブレ及び混合溶液の波打ち、クラッドパイプのたわみなどに起因するプリフォーム１８の内側面の波打ちの発生を防止することができる。その結果、良好な光学性能を有するＧＩ型ＰＯＦを製造可能なプリフォーム１８が得られる。
【０１０９】
また、軸ブレや波打ちが発生しないように重合装置のパイプ回転機構を複雑化する必要がなくなり、多数のプリフォーム１８を同時に成形する事が容易になる。従って、ＰＯＦの製造効率を上げる事ができ、ＰＯＦの製造コストを低く抑えることができる。また、各樹脂層２２（１〜Ｎ）の形状及び厚みは、隙間５０（１〜Ｎ）の形状に依存するため、注入量を規定量よりも極わずかに多めに注入してオーバフローさせることで、各層の形状及び厚みのばらつきを防止できる。さらに、本実施形態では重合容器２９，３０を回転重合装置２７の外に取り外すことなく、混合溶液２４（１〜Ｎ）の注入及び重合を繰り返すことができるので、プリフォーム１８の製造工程数及び人手による製造に掛かる時間を減らすことができる。
【０１１０】
このようにして形成されたＧＩ型ＰＯＦケーブル１０（ＧＩ型ＰＯＦ素線１７）は、種々の発光素子、受光素子、他の光ケーブル、光バス、導光板、光カプラ、光信号処理装置、接続用光コネクタ等とともに用いることにより光信号を伝送するシステムを構成することができる。この際、必要に応じて他の光ファイバなどと組合せてもよい。それらに関連する技術としてはいかなる公知の技術も適用することができる。例えば、プラスティックオプティカルファイバの基礎と実際（エヌ・ティー・エス社発行）、日経エレクトロニクス２００１．１２．３号１１０頁〜１２７頁「プリント配線基板に光部品が載る，今度こそ」などを参考にすることができる。
【０１１１】
また、前記文献に記載の種々の技術と組み合わせることによって、コンピュータや各種デジタル機器内の装置内配線，車両や船舶などの内部配線，光端末とデジタル機器，デジタル機器同士の光リンクや一般家庭や集合住宅・工場・オフィス・病院・学校などの屋内や域内の光ＬＡＮなどをはじめとする高速大容量のデータ通信や電磁波の影響を受けない制御用途などの短距離に適した光伝送システムに好適に用いることができる。
【０１１２】
さらに、ＩＥＩＣＥ ＴＲＡＮＳ． ＥＬＥＣＴＲＯＮ．，ＶＯＬ．Ｅ８４−Ｃ，Ｎｏ．３，ＭＡＲＣＨ ２００１，ｐ．３３９−３４４ 「Ｈｉｇｈ−Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ Ｓｔａｒ Ｃｏｕｐｌｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｅｄ Ｌｉｇｈｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」，エレクトロニクス実装学会誌 Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．６，２０００ ４７６頁〜４８０頁「光シートバス技術によるインタコネクション」の記載されているものや、特開２００３−１５２２８４号公報に記載の導波路面に対する発光素子の配置；特開平１０−１２３３５０号、特開２００２−９０５７１号、特開２００１−２９００５５号などの各公報に記載の光バス；特開２００１−７４９７１号、特開２０００−３２９９６２号、特開２００１−７４９６６号、特開２００１−７４９６８号、特開２００１−３１８２６３号、特開２００１−３１１８４０号などの各公報に記載の光分岐結合装置；特開２０００−２４１６５５号などの公報に記載の光スターカプラ；特開２００２−６２４５７号、特開２００２−１０１０４４号、特開２００１−３０５３９５号などの各公報に記載の光信号伝達装置や光データバスシステム；特開２００２−２３０１１号などに記載の光信号処理装置；特開２００１−８６５３７号などに記載の光信号クロスコネクトシステム；特開２００２−２６８１５号などに記載の光伝送システム；特開２００１−３３９５５４号、特開２００１−３３９５５５号などの各公報に記載のマルチファンクションシステム；や各種の光導波路、光分岐器、光結合器、光合波器、光分波器などと組み合わせることで、多重化した送受信などを使用したより高度な光伝送システムを構築することができる。なお、以上の光伝送用途以外にも、信号伝達用の導光板などの成形品、導光型の照明器具、エネルギー伝送、イルミネーション、レンズ、センサ分野にも用いることができる。
【０１１３】
なお、上記実施形態では、第１樹脂層２２（１）形成後に第１及び第２中子３２，３３を移動させることで新たな隙間５０（２〜Ｎ）を形成するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、中子３２，３３を移動させる代わりに重合容器２９，３０を移動させることで隙間５０（２〜Ｎ）を形成するようにしてもよい。また、各樹脂層２２（１〜Ｎ）形成後に、中子３２，３３を中心軸Ｃ２（図４参照）周りに回転させて剥離を行う代わりに、重合容器２９，３０を中心軸Ｃ２周りに回転させて剥離を行うようにしてもよい。
【０１１４】
また、上記実施形態では、各樹脂層２２［１〜（Ｎ−１）］形成後に各樹脂層と中子３２，３３とを分離させて隙間５０（２〜Ｎ）を形成するようしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各樹脂層２２［１〜（Ｎ−１）］形成後に各樹脂層と重合容器２９，３０とを分離させて、各樹脂層と重合容器２９，３０との間に隙間（図示せず）を形成するようにしてもよい。
【０１１５】
なお、上記実施形態では、第１樹脂層２２（１）形成後に中子３２，３３を移動させることで隙間５０（２〜Ｎ）を形成するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、複数の径の異なる中子を用いて隙間５０（２〜Ｎ）を形成するようにしてもよい。
【０１１６】
また、上記実施形態では、プリフォーム１８の外周及び中空部の断面形状が略円状に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、多角形状に形成されていてもよい。この場合には、重合容器２９，３０の中空部４２、及び中子３２，３３の断面形状を多角形状に形成すればよい。
【０１１７】
なお、上記実施形態では、延伸装置９５で１つのプリフォーム１８を延伸してＧＩ型ＰＯＦ素線を得るようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、プリフォーム１８を複数本束ねた状態で延伸して、多芯のＧＩ型ＰＯＦ素線を得るようにしてもよい。
【０１１８】
［実施例］
以下、本発明の効果を明確にするために、上述の製造方法に従ってＧＩ型ＰＯＦ素線１７を製造して、その伝送損失及び伝送帯域を測定した。最初にＧＩ型ＰＯＦ素線１７の製造条件についての説明を行う。
【０１１９】
重合容器２９（３０）として、その容器本体４０の上端側の開口径φ１が３７ｍｍ、下端側の開口径φ２が２７ｍｍに形成されているものを用いた（図８参照）。そして、上述のコア形成機２５を用いて、第１〜第１１混合溶液２４（１〜１１）の注入と重合とを繰り返して行い第１〜第１１樹脂層２２（１〜１１）の計１１層からなる複層構造のコア１９を形成した。
【０１２０】
各混合溶液２４（１〜１１）中の３ＦＭｄ７、ＰＦＰＭＡｄ５の混合比率、及び各層樹脂層２２（１〜１１）の厚みΔｔ（図８参照）を下記表１に記載した。なお、表１中の混合比率は、両成分の混合比率を容積比で表したものである。例えば、表中において３ＦＭｄ７が１０、ＰＦＰＭＡｄ５が７である場合には、３ＦＭｄ７とＰＦＰＭＡｄ５とを容積で１０：７の比率で混合している。また、各層樹脂層２２（１〜１１）の厚みとは、各層樹脂層２２（１〜１１）のそれぞれの中心軸Ｃ２に対して垂直な方向に沿う長さであり、本実施例では各樹脂層２２（１〜１１）の厚みΔｔを１ｍｍに形成した。これにより、コア１９の厚みｔが１１ｍｍに形成され、コア１９の上端側の開口径φ３が１５ｍｍ、下端側の開口径φ４が５ｍｍに形成された（図８参照）。
【０１２１】
第１〜第１０樹脂層２２（１〜Ｎ）形成時には、１．２気圧、９０℃の条件で３時間熱処理して重合させた。また、第１１樹脂層２２（１１）形成時には、１．２気圧、９０℃の条件で１０時間熱処理して重合させた。このようにして、形成されたコア１９の各樹脂層２２（１〜１１）ごとの屈折率を測定して下記表１に記載した。
【０１２２】
【表１】
【０１２３】
形成されたコア１９に、厚み０．５ｍｍのＰＶＤＦ製のクラッドパイプ２１を装着した。次いで、このクラッドパイプ２１を熱収縮させてコア１９の外側面に密着させて、プリフォーム１８を形成した。このプリフォーム１８を上述の延伸装置９５にセットして、外径４８０μｍのＧＩ型ＰＯＦ素線１７に延伸した。
【０１２４】
このように形成されたＧＩ型ＰＯＦ素線１７の伝送損失と伝送帯域とを測定した。その結果、ＧＩ型ＰＯＦ素線１７の波長８５０ｎｍにおける伝送損失は１２５ｄＢ／Ｋｍであった。なお、従来の回転重合装置を用いて形成されたＧＩ型ＰＯＦ素線の波長８５０ｎｍにおける伝送損失は１４１ｄＢ／Ｋｍであった。
【０１２５】
また、このＧＩ型ＰＯＦ素線１７の伝送帯域は波長８５０ｎｍにおいて距離１００ｍで３．４ＧＨｚであった。なお、従来の回転重合装置を用いて形成されたＧＩ型ＰＯＦ素線の伝送帯域は波長８５０ｎｍにおいて距離１００ｍで２．７ＧＨｚであった。
【０１２６】
以上の結果より、本発明のプリフォーム１８を延伸して得られたＧＩ型ＰＯＦ素線１７が、回転重合装置を用いて形成されたプリフォームを延伸して得られたＧＩ型ＰＯＦよりも伝送損失が低く、且つ優れた伝送帯域特性を有することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】ＧＩ型ＰＯＦケーブル製造工程のフロー図である。
【図２】プリフォームの斜視図である。
【図３】コア形成機の概略図である。
【図４】重合装置内にセットされた重合容器の断面図である。
【図５】注入装置の概略図である。
【図６】樹脂層形成を説明するための説明図であり。（Ａ）が第１混合溶液注入後、（Ｂ）が中子引き上げ後、（Ｃ）が第１混合溶液注入後の状態を示したものである。
【図７】樹脂層形成を説明するための説明図であり。（Ａ）が第２樹脂層形成後、（Ｂ）が中子引き上げ後、（Ｃ）が第３混合溶液注入後の状態を示したものである。
【図８】重合容器内に形成されたコアの断面図である。
【図９】コア形成機の電気的構成を示したブロック図である。
【図１０】延伸装置の概略図である。
【図１１】ＧＩ型ＰＯＦケーブルの断面図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０ ＧＩ型プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）ケーブル
１７ ＧＩ型ＰＯＦ素線
１８ プリフォーム
１９ コア
２０ コア素片
２２（１〜Ｎ） 第１〜第Ｎ樹脂層
２４（１〜Ｎ） 第１〜第Ｎ混合溶液
２５ コア形成機
２６ 重合装置
２７ 注入装置
２８ 恒温槽
２９，３０ 第１及び第２重合容器
３２，３３ 第１及び第２中子
３４，３５ 中子移動機構
３６ 注入ノズル
５０（１〜Ｎ） 隙間
８５ コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック光学材料の母材となるプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法及び製造機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバとしてプラスチック光ファイバがよく知られている。プラスチック光ファイバ（以下、単にＰＯＦという）は、石英系光ファイバと比較すると光の伝送損失が大きいため長距離の光伝送には向かないものの、プラスチックの性質により大口径化が容易である。そのため、ＰＯＦ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を有する。また、この他にもＰＯＦには、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。これにより、ＰＯＦは、家庭や、車載用途に注目されているだけでなく、高速データ処理装置の内部配線や、ＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）リンク、その次世代規格のＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）リンク用のケーブルとしても利用が進められている。
【０００３】
近年、ＰＯＦの一態様として、中心から外側に向かって屈折率が連続的に低くなるコアと、コアよりも低い屈折率を有し、コアの外側面を覆うクラッドとを有するグレーデッドインデックス（ＧＩ）型のＰＯＦが急速に普及し始めている。このＧＩ型ＰＯＦは、コアの特有の屈折率分布により伝送する光信号が歪みにくくなるため、広帯域の光信号の伝送を行えるという利点がある。このようなＧＩ型ＰＯＦを製造する方法としては、ＧＩ型ＰＯＦ原料であるポリマーを溶融押出により繊維状（ＧＩ型ＰＯＦ原糸）にしてＧＩ型ＰＯＦとする方法（溶融押出法）や、ＧＩ型ＰＯＦの母材となる管形状または柱形状のプリフォーム（母材）を形成し、これを長手方向に熱延伸してＧＩ型ＰＯＦとする方法が一般的である。
【０００４】
ＧＩ型ＰＯＦの溶融押出製造法については種々の提案がされており、例えば特許文献１に記載されているように、ペレット状にしたコア形成用ポリマーとクラッド形成用ポリマーとを溶融押出装置に供する。溶融押出装置では両ポリマーを溶融状態とした後に、装置内の押出ダイによりコア及びクラッドの２層構造を形成する。また、押出ダイの内部では２層構造とされた両ポリマーの液流路の温度調整を行って、コア形成用ポリマーに添加された屈折率調整剤（ドーパント）を熱拡散させることで、上述のような屈折率分布を有するＧＩ型ＰＯＦ原糸を形成してＧＩ型ＰＯＦとしている。
【０００５】
プリフォームを延伸してＧＩ型ＰＯＦとする方法では、回転ゲル重合法を利用してプリフォームを形成するのが一般的である。具体的には、特許文献２に記載されているように、溶融押出法等で形成されたクラッドパイプの内部に、ドーパントが添加されたコア形成用モノマーを注入する。次いで、パイプの両端をシールした後、このパイプを回転重合装置にセットして回転重合させる。コア形成用モノマーの重合の進行と共にコア中心部のドーパントの濃度が高くなるため、上述のような屈折率分布を有するプリフォームが形成される。そして、このプリフォームを延伸装置にセットして長手方向に熱延伸させることでＧＩ型ＰＯＦが得られる。
【０００６】
また、回転重合装置を用いてプリフォームを形成する方法として、特許文献３に記載されているように、重合後に異なる屈折率を示す２種類以上のコア形成用ポリマーをその配合比率を変えて混合した混合溶液を複数種類形成する。そして、これらの中で重合後に最も屈折率が低くなるものをクラッドパイプの内部に注入する。次いで、パイプの両端を液シールした後、このパイプを回転重合装置にセットして回転重合させることで、パイプの内側面に円管状の樹脂層が形成される。以下同様にして、重合後に屈折率の低くなる混合溶液から順に注入して回転重合させることで、上述のような屈折率分布を有する複層構造のコアが形成されたプリフォームが得られる。
【０００７】
また、特許文献４に記載されているように、一端側から他端側に向かって屈折率が連続的に低くなる長尺フイルムを形成し、このフイルムをその一端側を中心としてロール状に巻き取ることで上述のような屈折率分布を有するプリフォームを形成する方法も知られている。
【特許文献１】特開２０００−３５６７１６号公報（第６〜８頁、第１〜２図参照）
【特許文献２】特許第３３３２９２２号公報（第７〜９頁参照）
【特許文献３】特開平８−５４５２０号公報（第３頁、第１図参照）
【特許文献４】特開２００５−３７９１０号公報（第９頁、第１図参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前記特許文献１に記載されている方法では、ドーパントを熱拡散させることで屈折率分布を持たせるようにしているが、熱拡散ではドーパントの移動の制御が難しいので高度な屈折率分布制御が行えない。その結果、高伝送帯域を持つＧＩ型ＰＯＦの製造が難しくなってしまう。また、溶融押出法は、工程数が多くなり、その生産効率も悪いため、ＧＩ型ＰＯＦの製造コストが高くなってしまうという問題もある。
【０００９】
前記特許文献２に記載されているように、回転ゲル重合法を利用してプリフォームを形成する場合にも溶融押出法と同様に工程数が多くなり、その生産効率が悪いという問題もある。また、ドーパントの移動で屈折率分布を形成するため、ドーパント以外の他の素材、例えばコポリマー（共重合体）等を用いてＧＩ型ＰＯＦの高性能化を図ることが困難である。さらに、パイプの両端のシールが難しいため、回転重合中に液漏れが発生するおそれがある。
【００１０】
また、回転重合時には、コア形成用モノマーがクラッドパイプの内側面上に拡がるように充分な遠心力を与える必要があるので、パイプは高速で回転される。その結果、高速回転時のパイプの軸ブレに起因して発生する振動や、高速回転によるパイプ内部のモノマーの波打ちにより、プリフォーム（コア）の内側面が波打ち形状に形成されて、ＧＩ型ＰＯＦの光学性能が低下するおそれがある。また、製品として使用できないロスが多発するおそれもある。これを防止するため、パイプを回転させる回転機構として軸ブレが発生しないような高機能な機構を採用したり、モノマーの波打ちを抑制するためにモノマーの重合の進行に合わせてパイプの回転速度を変えたりする方法があるが、この場合には、回転重合装置が複雑化してその製造コストが高くなってしまう。また、上述の方法を用いたとしても、クラッドパイプのたわみに起因して発生するモノマーの波打ちを完全には抑制することができない。
【００１１】
前記特許文献３に記載されているように、複層構造のコアを有するプリフォームを形成する場合も回転重合装置を用いるので、上述のようにパイプの軸ブレ、モノマーの波打ち、パイプのたわみなどに起因するプリフォーム（コア）の内側面の波打ちを抑えることは困難である。
【００１２】
また、複数種類の混合溶液の注入と重合とを繰り返す際に、クラッドパイプを回転重合装置外に取り外して注入を行うとパイプの温度が下がってしまう。その結果、注入後に重合を行う際に、パイプの温度が所定の重合温度に達するまでに時間が掛かってしまう。さらに、室温から所定の温度に達するまでの間にモノマーが少しずつ重合して粘度が変化することで、プリフォームの内側面に波打ちが発生し易くなるという問題もある。
【００１３】
上述の問題を防止するため、パイプを装置外に取り外すことなく、回転中のパイプ内部への注入及び重合を繰り返し実行可能にすることが好ましいが、この場合には、注入及び重合が繰り返される度にプリフォームの中空部の開口が狭くなる。そのため、パイプ内部に混合溶液を注入する注入ノズルはパイプの中心軸上に一つしか配置できなくなる。従って、複数種類の混合溶液は共通の配管を通って注入ノズルまで送液される。この配管内は混合溶液が注入される度に洗浄液で洗浄されるが、構造上、ノズル先端まで洗浄液で洗浄することは困難である。このため、先に送液された混合溶液が配管やノズル内に一部残って、次に送液される混合溶液と混合してしまうことがある。また、配管内などに残った洗浄液が混合溶液に混入することある。その結果、コアの各層を所望の厚みや屈折率に形成することができなくなり、ＧＩ型ＰＯＦの光学性能が低下してしまう。
【００１４】
前記特許文献４に記載されているように、屈折率が連続的に変化する長尺フイルムをロール状に巻き取ってプリフォームを形成する場合には、屈折率を精度よく変化させた長尺フイルムを形成すること自体が困難である。さらに、長尺フイルムをロール状に巻き取った際に、巻き取られたフイルム同士が完全に密着していないと、光が散乱してＧＩ型ＰＯＦの光学性能が低下してしまう。
【００１５】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、光学性能の優れたＧＩ型ＰＯＦなどのプラスチック光学材料を形成可能なプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法及び製造機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】
【００１６】
本発明のプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法は、抜き取り勾配を有する容器内に、前記抜き取り勾配とほぼ同じ勾配を有する中子を挿入し、前記容器と前記中子との間に隙間を形成する第１工程と、前記隙間に光学材料を注入した後にこれを固化させて層を形成する第２工程と、前記成形体と前記容器もしくは前記中子との間に隙間を形成する第３工程と、前記第３工程による隙間に、光学材料を注入した後にこれを固化させて層を形成する第４工程と、前記３工程及び前記第４工程を繰り返して同心の複数の層を形成する第５工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
前記第３工程は、前記容器または前記中子を相対移動させて前記隙間を形成することが好ましい。また、前記第３工程は、サイズを変えた中子により前記隙間を形成することが好ましい。
【００１８】
前記光学材料は、前記成形後の屈折率が異なるように、複数の重合性組成物の配合比が各成形体で異なるように調製されていることが好ましい。さらに、前記配合比を変えて、前記層の屈折率が中心に向かうに従い次第に高くなるようにすることが好ましい。また、前記容器または前記中子を相対移動させて前記隙間を形成する際に、前記容器または前記中子を回転させることが好ましい。
【００１９】
また、本発明は、プラスチック光学材料用プリフォームの製造機において、抜き取り勾配を有する容器と、前記抜き取り勾配とほぼ同じ勾配を有する中子と、前記容器または前記中子を移動させて前記容器と前記中子との間に隙間を形成する隙間形成装置と、前記隙間に光学材料を注入する注入装置と、注入された前記光学材料を固化させて成形品とする固化装置と、前記隙間形成装置、前記注入装置、前記固化装置を順に繰り返し作動させて複数層の成形品を形成する制御装置とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法は、抜き取り勾配を有する容器内に、ほぼ同じ勾配を有する中子を挿入して隙間を形成する第１工程と、前記隙間内に層を形成する第２工程と、前記成形体と前記中子との間に隙間を形成する第３工程と、前記第３工程による隙間に層を形成する第４工程と、前記第３工程及び前記第４工程を繰り返して複数の層を形成する第５工程とを有するので、従来のように回転重合法を用いてプリフォームを製造したときのように、その内側面が波打ち形状に形成されることがなくなる。その結果、良好な光学性能を有するＰＯＦを製造可能なプリフォームが得られる。また、重合時に回転速度の制御が必要となる回転重合法とは異なり、複雑な制御を必要としないという利点がある。さらに、回転重合法での高速回転による振動の抑制（プリフォームの波打ちの低減）という困難な問題を解決する必要がなくなる。
【００２１】
本発明のプラスチック光学材料用プリフォームの製造機は、抜き取り勾配を有する容器と、前記抜き取り勾配とほぼ同じ勾配を有する中子と、前記容器と前記中子との間に隙間を形成する隙間形成装置と、前記隙間に光学材料を注入する注入装置と、前記光学材料を固化させて成形品とする固化装置と、前記隙間形成装置、前記注入装置、前記固化装置を順に繰り返し作動させて複数層の成形品を形成する制御装置とを有するので、同様に形成されたプリフォームの内側面が波打ち形状に形成されることがなくなる。また、回転重合装置ように複雑な機構を必要としないので装置の製造コストを低く抑えることができる。また、本発明の原理によれば、前記成形品と前記中子との間に前記隙間を形成することも可能であるし、前記成形品と前記容器との間に前記隙間を形成することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、ＧＩ型ＰＯＦケーブル１０の製造工程１１の一例を示したフロー図である。製造工程１１は、大別してコア形成工程１３、クラッドパイプ装着工程１４、延伸工程１５、被覆工程１６から構成される。
【００２３】
本実施形態では、コア形成工程１３及びクラッドパイプ装着工程１４において、ＧＩ型ＰＯＦ（ＧＩ型ＰＯＦ素線）１７の母材となるプラスチック光ファイバプリフォーム（以下、単にプリフォームという）１８を形成する。具体的には後述するが、コア形成工程１３においては、光伝送路となる略管状のコア１９（図２参照）を形成し、クラッドパイプ装着工程１４においては、コア１９にクラッドパイプ２１（図２参照）を装着してプリフォーム１８を形成する。延伸工程１５では、プリフォーム１８を延伸してＧＩ型ＰＯＦ素線１７を形成する。そして、被覆工程１６では、ＧＩ型ＰＯＦ素線１７を被覆してＧＩ型ＰＯＦケーブル１０を形成する。
【００２４】
図２は、本発明のプリフォーム１８の斜視図を示したものである。プリフォーム１８は、詳しくは後述する本発明の製造方法で形成された略管状のコア１９と、このコア１９の外側面を覆う略管状のクラッドパイプ２１とから構成されており、テーパ状に形成されている。コア１９は、テーパ状の外側面及び内側面を有し、その断面が略円環状に形成されている。また、このコア１９は、その中心軸Ｃ１から外側面に向かって屈折率がほぼ連続的に低くなる屈折分布（以下、単に屈折率分布という）を有するように形成されている。
【００２５】
クラッドパイプ２１もコア１９と同様にテーパ状の外側面及び内側面を有し、その断面が略円環状に形成されている。このクラッドパイプ２１は、コア１９に被せる時点ではテーパ状ではなくて単純に円筒形状でも良く、熱延伸時にパイプ２１とコア１９との隙間を減圧吸引させたり、熱収縮させたりする事によってコア１９に密着される。クラッドパイプ２１は、コア１９よりも低い屈折率を有するように形成されている。
【００２６】
コア１９に上述の屈折率分布を持たせるため、本実施形態では、コア１９を異なる屈折率を有する透光性の第１〜第Ｎ樹脂層２２（１〜Ｎ）を外側面側から中心軸Ｃ１に向かう方向に同心円状に順次積層した複層構造に形成している。そして、各樹脂層２２（１〜Ｎ）は、中心軸Ｃ１に近い層ほどその屈折が高くなるように形成されている。つまり、第１樹脂層２２（１）の屈折率が一番低くなり、第Ｎ樹脂層２２（Ｎ）の屈折率が一番高くなるように形成される。
【００２７】
樹脂層２２（１〜Ｎ）の屈折率を各層ごとに変えるため、本実施形態では、重合後の屈折率が異なる２種類以上のコア形成用モノマー（重合性組成物）を異なる配合比で共重合させて樹脂層２２（１〜Ｎ）を形成する。これにより、各層２２（１〜Ｎ）に屈折率の差を発現させることができる。例えば、重合後の屈折率の低い方のコア形成用モノマーの配合割合を増やすことで屈折率を低くすることができ、屈折率が高い方のコア形成用モノマーの配合割合を増やすことで屈折率を高くすることができる。
【００２８】
コア形成用モノマーとしては、下記の（ａ）〜（ｅ）のものが例示できる。
（ａ） （メタ）アクリル酸エステル（フッ素含まず）
（ｂ） 含フッ素（メタ）アクリル酸エステル
（ｃ） スチレン系化合物
（ｄ） ビニルエステル類
（ｅ） 含フッ素主鎖環状モノマー類
【００２９】
（ａ）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、アダマンチルメタクリレート、イソボニルメタクリレート、ノルボニルメタクリレート、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などが挙げられる。
【００３０】
（ｂ）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などが挙げられる。
【００３１】
（ｃ）としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレンなどが挙げられる。（ｄ）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などが挙げられる。（ｅ）としては、ポリパーフルオロブタニルビニルエーテルや特開平８−３３４６３４などに例示される主鎖に脂肪環もしくは複素環を有するようなポリマーを形成するモノマーなどが挙げられる。なお、本発明はこれらに限定されるものではなく、モノマーの単独あるいは共重合体からなるポリマーが光学的な透明性を有し、且つポリマーの屈折率がＧＩ型ＰＯＦ素線１７を形成したときに所定の性能を発揮するような範囲で調整できるものであれば良い。
【００３２】
具体的に、本実施形態ではコア形成用モノマーとして、重合体の屈折率が１．４１を示し、水素原子が一部重水素原子とされた（重水素置換された）２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート（以下、３ＦＭｄ７という）と、重合体の屈折率が１．４９を示し、重水素置換されたペンタフルオロフェニルメタクリレート（ＰＦＰＭＡｄ５）とを用いる。そして、両者の配合比を調整することで、樹脂層（１〜Ｎ）の屈折率を各層ごとに変えることができる。
【００３３】
上述のように３ＦＭｄ７、ＰＦＰＭＡｄ５を共重合させてコポリマーとする際に、本実施形態では重合開始剤を使用する。重合開始剤としては下記（ａ）〜（ｃ）ものが例示される。
（ａ） 約８０℃以上での使用が好ましいもの
（ｂ） ４０℃〜８０℃程度での使用が好ましいもの
（ｃ） −１０℃〜４０℃での使用が好ましいのも
この際に、重合開始温度が常温以下の重合開始剤を用いると、調液中に反応が進行して粘度が上がり、注入時にうまく注入できなくなるなどの問題が発生することがある。従って、一般的には常温以上で使用可能な重合開始剤を用いることが調液時のハンドリング上、工程を安定させることができるので好ましい。
【００３４】
（ａ）としては、クメンヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド等が挙げられる。（ｂ）としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、アゾビスイソブチルニトリル等が挙げられる。（ｃ）としては、過酸化水素−第一鉄塩、過硫酸塩−酸性亜硫酸ナトリウム、クメンヒドロペルオキシド−第一鉄塩、過酸化ベンゾイル−ジメチルアニリン等が挙げられる。そして、これらの中でも過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチルニトリル等を用いることが好ましい。なお、常温以上で使用できる重合開始剤の中でも比較的低温で重合が開始できる開始剤を使用すると、重合後の樹脂が詳しくは後述する中子（図３参照）から剥離しやすくなることがある。また、過酸化物−有機金属アルキル、酸素−有機金属アルキルなどを組み合せても重合反応を開始させることができる。
【００３５】
また、コ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ようにしてもよい。この重合度の調整は連鎖移動剤を用いて行う。連鎖移動剤については、併用するモノマーの種類に応じて適宜種類および添加量を選択すればよい。
【００３６】
上述した方法以外に、第１〜第Ｎ樹脂層２２（１〜Ｎ）の屈折率を各層ごとに変える方法として、各層を形成するコア形成用モノマーに屈折率調整剤（ドーパント）を添加し、各層ごとにドーパントの添加量を変えることで各層に屈折率の差を発現させる方法もある。
【００３７】
ドーパントとしては、高屈折率で分子体積が大きく、重合に関与しないものを用いることが好ましい。具体的には、ベンジルベンゾエート、ベンジルｎ−ブチルフタレート、ベンジルサルチレート、ベンジルフェニルエーテル、ベンゾイックアンハイドライド、ジベンジルエーテル、ジフェニルフタレート、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリフェニルフォスフェート、ジフェニル、ジフェニルメタン、ジフェニルエーテル、ジフェニルサルファイド、ｍ−フェノキシトルエン、フェニルベンゾエート、１，２−プロパンジオールジベンゾエート、トリクレジルフォスフェート、ジブチルフタレート、ジフェニルスルフォキシドなどが挙げられる。また、ドーパントの代わりに、またはドーパントに加えて、屈折率が互いに異なる複数のポリマーの混合物や、屈折率が互いに異なる繰り返し単位をもつ共重合物等を用いることもできる。また、上記の様な重合性組成物を後述する空隙の領域で重合させて層を形成する以外に、熱可塑性樹脂を溶融樹脂として流し込み冷却固化させることもできる。
【００３８】
次に、コア１９の形成について具体的に説明を行う。図１に示すようにコア形成工程１３は、第１〜第Ｎ層形成工程１３（１〜Ｎ）から構成される。各層形成工程１３（１〜Ｎ）では、詳しくは後述するが、上述の３ＦＭｄ７、ＰＦＰＭＡｄ５、重合開始剤などを混合した第１〜第Ｎ混合溶液２４（１〜Ｎ）（図３、図６、図７参照）の形成と、形成された第１〜第Ｎ混合溶液２４（１〜Ｎ）の重合とを順に行って、それぞれ各樹脂層２２（１〜Ｎ）を形成する。なお。各混合溶液２４（１〜Ｎ）中の３ＦＭｄ７及びＰＦＰＭＡｄ５の配合比は、形成する樹脂層２２（１〜Ｎ）に応じて異なるように調整されている。この層形成工程１３（１〜Ｎ）を所望数だけ繰り返すことにより、上述の屈折率分布を有する複層構造のコア１９が得られる。以下、コア形成工程１３を構成するコア形成機２５について図３を用いて説明する。
【００３９】
図３は、コア形成機２５の概略図を示したものである。このコア形成機２５は、本発明の光学材料用プリフォームの製造機に相当するものであり、大別して重合装置２６と注入装置２７とから構成される。
【００４０】
重合装置２６は、本発明の固化装置に相当する恒温槽２８と、第１及び第２重合容器２９，３０と、ホルダ３１と、第１及び第２中子３２，３３と、第１及び第２中子移動機構３４，３５と、注入ノズル３６と、ノズル移動機構３７と、廃液収納容器３８とから構成される。恒温槽２８は、上述の廃液収納容器３８以外の各部材・機構が収納される恒温室２８ａを備えている。この恒温槽２８は、図示は省略するが恒温室２８ａの温度を調整するヒータ、及び温度を測定する温度センサを備えており、恒温室２８ａ内の温度を混合溶液２４（１〜Ｎ）が重合する所定の重合温度に維持している。また、この恒温槽２８の側壁部には、詳しくは後述するが注入ノズル３６を槽外に移動可能にするための窓２８ｂが形成されている。そして、この窓２８の近傍に廃液収納容器３８が配置されている。
【００４１】
図３及び図４に示すように、重合容器２９，３０は、恒温室１２ａ内に設けられたホルダ３１上に並列にセットされている。このホルダ３１には重合容器２９，３０がそれぞれ嵌合する嵌合穴３１ａが形成されており、各重合容器２９，３０は嵌合穴３１ａに嵌め込まれた状態でホルダ３１上に位置決め及び固定される。また、嵌合穴３１ａの底部には詳しくは後述するが、中子３２（３３）の先端部を挿通可能な貫通孔３１ｂが形成されている。なお、ホルダ３１に嵌合穴３１ａを形成する代わりに、位置決め部材など設けて各重合容器２９，３０を固定するようにしてもよい。また、図３中では図面の煩雑化を防ぐために２個の重合容器２９，３０しかセットされていないが、３個以上セットされていてもよい。
【００４２】
第１及び第２重合容器２９，３０は同じ構造であり、それぞれ鉛直方向に延びた略円筒状の容器本体４０を備えている。この容器本体４０は、ＳＵＳなどの金属材料から形成され、上端側の開口部２１からその中心軸Ｃ２に沿って次第に先細になる中空部４２を有している。つまり、容器本体４０の内側面４０ａがテーパ状に形成されており、両重合容器２９，３０は抜き取り勾配を有している。また、この容器本体４０の下端側の開口部には中子３２（３３）の先端部が嵌合する略環状のシール部材４３が設けられている。
【００４３】
第１及び第２中子３２，３３は、それぞれ中子移動機構３４，３５により各重合容器２９，３０の開口部４３と対向する位置に保持されている。中子３２，３３は、重合容器２９，３０の内側面４０ａとほぼ同じ傾斜（勾配）のテーパ状の外側面３２ａ，３３ａを有する略円錐形状に形成されている。なお、中子３２，３３は、テーパ状の外側面３２ａ，３３ａを有していればその形状は特に限定はされない。
【００４４】
第１及び第２中子移動機構３４，３５は、中子３２，３３を開口部４３の中心軸Ｃ２（図４参照）に沿う方向に移動自在に保持する。両中子移動機構３４，３５は同じ構成であり、それぞれ回転軸４５と、軸保持部材４６と、第１及び第２中子移動用モータ４７，４８とから構成される。回転軸４５は、その周面にネジ溝が形成され、恒温槽２８の側壁部に固定された軸保持部材４６のネジ孔に螺合している。そして、この回転軸４５の一端部は中子３２，３３の上面に接続され、他端部は図示しない駆動連結機構を介して中子移動用モータ４７，４８に連結されている。例えば、中子移動用モータ４７，４８が正転されると、中子３２，３３は中心軸Ｃ２周りに回転しながら、中心軸Ｃ２に沿って下降する。逆に、中子移動用モータ４７，４８が逆転されると、中子３２，３３は逆方向に回転しながら、中心軸Ｃ２に沿って上昇する。
【００４５】
ホルダ３１上に重合容器２９，３０がそれぞれセットされると、中子移動用モータ４７，４８が正転されて、各中子３２，３３がそれぞれ重合容器２９，３０の中空部４２内に挿入される。そして、中子３２，３３が、その外側面３２ａ，３３ａと重合容器２９，３０の内側面４０ａとの間に第１樹脂層２２（１）と同じ形状の隙間５０（１）が形成される第１隙間形成位置まで移動されたら、中子移動用モータ４７，４８の回転が停止される。なお、中子３２，３３の位置を検出する方法としては、例えば中子移動用モータ４７，４８の回転数をカウントしたり、各種センサなどを設けるようにしてもよい。
【００４６】
中子３２，３３が第１隙間形成位置まで移動されると、その先端部が容器本体４０の下端側の開口部に設けられたシール部材４３に嵌合しつつ、ホルダ３１の貫通孔３１ｂに挿通される。このシール部材４３としては、その開口の大きさを調整可能なものが用いられる。具体的には、空気の注入により膨張するドーナツ状のシールリングなどが用いられる。シール部材４３を中子３２，３３の先端部の周面に密着させることで、隙間５０（１）の下端側の開口部を閉じることができる。この隙間５０（１）内には、後述の注入ノズル３６により第１混合溶液２４（１）が注入される。
【００４７】
注入ノズル３６は、ノズル本体３６ａとプローブ（注射針状の先端）３６ｂとから構成され、後述する注入装置２７に送液用チューブ（図示せず）を介して接続されている。この注入ノズル３６は、ノズル移動機構３７によりスライド移動自在に保持されている。
【００４８】
ノズル移動機構３７は、回転軸５１と、ノズル保持台５２と、ガイド軸５３と、ノズル移動用モータ５４とから構成される。回転軸５１は、重合容器２９，３０の配列方向に対して平行な方向に延び、恒温室２８ａ内に設けられた軸保持部材（図示せず）に回動自在に保持されている。この回転軸５１は、その周面にネジ溝３１ａが形成されており、ノズル保持台５２に形成された図示しないネジ孔に螺合している。
【００４９】
ノズル保持台５２は、モータやギヤ（図示せず）などから構成されるノズル回動機構５５（図９参照）を有しており、注入ノズル３６（ノズル本体３６ａ）を中心軸Ｃ２に対して平行な回転軸を中心として回転自在に保持する。また、ノズル保持台５２には、回転軸５１に対して平行なガイド軸５３が挿通される貫通孔（図示せず）が形成されている。このガイド軸５３は、上述の軸保持部材（図示せず）に保持され、その一端が恒温槽２８の窓２８ｂから恒温室２８ａ外に突出している。
【００５０】
回転軸５１の一端部は、恒温槽２８の側壁部に設けられた窓２８ｂから恒温室２８ｂ外に突出し、他端部は図示しない駆動連結機構を介してノズル移動用モータ５４に連結されている。例えばノズル移動用モータ５４が正転されると、ノズル保持台５２がガイド軸５３に沿って窓２８ｂから重合容器２９，３０に向かう方向に移動される。また、ノズル移動用モータ５４が逆転されるとノズル保持台５２が逆方向に移動される。
【００５１】
上述のように、注入ノズル３６を回転軸５１及びガイド軸５３に沿って移動させることができるので、１つの注入ノズル３６で各重合容器２９，３０にそれぞれ形成された隙間５０（１）内に注入を行うことができる。また、注入ノズル３６をノズル保持台５２に回転自在に保持させるようにしたので、プローブ３６ｂの注入口を各樹脂層２２（１〜Ｎ）形成時に形成される隙間５０（１〜Ｎ）の位置に合わせることができる。さらに、本実施形態では、両軸５１，５３の一端部を恒温槽２８の窓２８ｂから突出させているので、詳しくは後述する洗浄時に注入ノズル３６を窓２８ｂから恒温室２８ａ外に移動させることができる。
【００５２】
ノズル移動機構３７及びノズル回動機構５５により、注入ノズル３６及びそのプローブ３６ｂの位置調整が完了したら、注入装置２７より第１混合溶液２４（１）が注入ノズル３６に向けて送液される。
【００５３】
図５に示すように注入装置２７は、３ＦＭｄ７供給ユニット（以下、第１供給ユニットという）６０と、ＰＦＰＭＡｄ５供給ユニット（以下、第２供給ユニットという）６１と、第１ミキサー６２と、第２ミキサー６４と、重合開始剤供給ユニット（以下、第３供給ユニットという）６５と、切替弁６６と、洗浄液供給ユニット６７とから構成される。なお、第３供給ユニット６５は、必要に応じて複数個設置するようにしてもよい。
【００５４】
第１供給ユニット６０は、３ＦＭｄ７を貯留する第１貯留槽６８と、第１窒素ガス供給部６９と、第１ポンプ７０とから構成される。第１貯留槽６８は、槽内の温度を調節する温度調節部（図示せず）を有しており、必要に応じて貯留されている３ＦＭｄ７の温度を低温に保つ。第１窒素ガス供給部６９は、第１貯留槽６８内に窒素ガスを送り込んで槽内を常圧または加圧状態に保つ。第１ポンプ７０は、３ＦＭｄ７を第１ミキサー６２に向けて送液する。この際に、第１ポンプ７０は、形成する混合溶液２２（１〜Ｎ）に応じた分だけ３ＦＭｄ７を定量送液する。
【００５５】
第２供給ユニット６１は、３ＦＭｄ７の代わりにＰＦＰＭＡｄ５を供給する以外は第１供給ユニット６０と同じであり、ＰＦＰＭＡｄ５を貯留する第２貯留槽７２と、窒素ガス供給部７３と、第２ポンプ７４とから構成される。同様に、第２ポンプ７４は、形成する混合溶液２２（１〜Ｎ）に応じた分だけＰＦＰＭＡｄ５を定量送液する。
【００５６】
第１ミキサー６２は、両供給ユニット６０，６１から送液される溶液を混合して第２ミキサー６４に向けて送液する。連鎖移動剤はあらかじめ少量のモノマーに溶かしておいて別系統で添加しても良いし、供給ユニット６０、６１のモノマー貯留槽内に添加しておいても良い。第３供給ユニット６５は、重合開始剤を貯留する第３貯留槽７６と、窒素ガス供給部７７と、第３ポンプ７８とから構成され、第３ポンプ７８を用いて重合開始剤を第２ミキサー６４に向けて送液する。なお、必要に応じ重合開始剤は予め少量のモノマーに溶かしておいても良く、その場合は重合開始剤が実質的に反応を開始しないように供給ユニット６５を低温に保つ事が好ましい。また、第１貯留槽６８及び第２貯留槽７２の槽内の温度が極低温、例えば−５℃に保たれている場合には、第３供給ユニット６５を設ける代わりに、予め重合開始剤を各槽６８，７２内に添加しておいてもよい。
【００５７】
第２ミキサー６４は、第１ミキサー６２から送液される混合溶液に重合開始剤を混合して混合溶液２４（１〜Ｎ）を形成する。形成された混合溶液２４（１〜Ｎ）は、図示しないフィルタで濾過され、同じく図示しない加温装置で加温された後、送液用チューブ（図示せず）を介して重合装置２６の注入ノズル３６に送液される。重合容器や中子、あるいは重合した成形体（樹脂層２２）は重合温度に加熱されている。そのため、新たに混合溶液２４（２〜Ｎ）を注入する際に、この溶液の温度が低すぎると、ヒートショックによってすでに形成されている成形体（樹脂層２２）にひびが入ったりする場合がある。従って、上述のように混合溶液２４（１〜Ｎ）を加温して注入する事が好ましい。
【００５８】
切替弁６６は、送液配管内に洗浄液を導入するためのものであり、第１ミキサー６２と第２ミキサー６４とを接続する送液配管の途中に設けられている。この切替弁６６には、洗浄液供給ユニット６７及び窒素供給部８０が接続されている。洗浄液供給ユニット６７は、洗浄液を貯留する第４貯留槽８１と、窒素ガス供給部８２と、第４ポンプ８３とから構成され、第４ポンプ８３を用いて洗浄液を切替弁６６から注入ノズル３６まで充分液送してラインの洗浄を行う。窒素供給部８０は切替弁６６から注入ノズルまでの混合溶液２４（１〜Ｎ）や洗浄液の窒素パージを行う。
【００５９】
切替弁６６は、第１ミキサー６２から送液される混合溶液の送液が可能な第１の状態と、洗浄液の送液が可能な第２の状態と、上述のラインの窒素パージが可能な第３の状態とに切り替え可能となっている。この切替弁６６は、各混合溶液２４（１〜Ｎ）の注入完了時に第２の状態及び第３の状態に切り替えられる。そして、この時には、予め上述のノズル移動機構３７及びノズル回動機構５５を駆動して、プローブ１７ｂの注入口が廃液収納容器３８の開口と対向するように位置調整しておく（図３参照）。これにより、洗浄液供給ユニット６７から送液された洗浄液は、切替弁６６、第２ミキサー６４、注入ノズル３６を介して廃液収納容器３８内に排出される。また、残液を伴うパージされた窒素も廃液収納容器３８側に排出され、プリフォーム１８が汚染されることが防止される。その結果、切替弁６６〜注入ノズル３６間が洗浄されて、両者間に滞留している混合溶液２２（１〜Ｎ）が除去される。
【００６０】
切替弁６６〜注入ノズル３６間を洗浄することで、次の層形成工程（α＋１）時（α＝１〜（Ｎ−１））に送液される混合溶液２４（α＋１）に、配合比が異なる先の混合溶液２４（α）が混合する量が最小限に抑えられる。また、窒素供給部８０により切替弁６６
から注入ノズル３６までの残液が充分パージされるようにしたので、洗浄液の残液量も最小限に抑えられる。その結果、混合溶液２４（１〜Ｎ）を重合させたときに、所望の屈折を示す樹脂層２２（１〜Ｎ）を形成することができる。
【００６１】
注入装置２７は、第１層形成工程１３（１）が開始されると、第１ミキサー６２で第１混合溶液２４（１）となる３ＦＭｄ７及びＰＦＰＭＡｄ５の混合溶液を形成する。そして、本実施形態では、中子３２，３３や注入ノズル３６の位置調整が完了し、且つ恒温室１２ａ内の温度（重合容器２９，３０の温度）が所定の重合温度で安定した後に、切替弁６６が第１の状態に切り替えられる。これにより、混合溶液が第２ミキサー６４に向けて送液される。第２ミキサー６４では、混合溶液に重合開始剤が混合されて第１混合溶液２４（１）が形成される。この第１混合溶液２４（１）は、フィルタ（図示せず）などで濾過された後、注入ノズル３６に送液される。
【００６２】
図６（Ａ）に示すように、注入ノズル３６に送液された第１混合溶液２４（１）は、第１隙間形成位置にある中子３２と、重合容器２９と間の隙間５０（１）（図４参照）に注入されて重合される。そして、一定時間が経過すると隙間５０（１）内に注入された第１混合溶液２４（１）が重合して第１樹脂層２２（１）が形成される。この際に、第１樹脂層２２（１〜Ｎ）の形状及び厚みは、隙間５０（１）の形状に依存するため、注入量を規定量よりも極わずかに多めに注入してオーバフローさせるようにしてもよい。これにより、各樹脂層２２（１〜Ｎ）の厚みのばらつきの発生が防止される。また、中子３３と、重合容器３０と間の隙間５０（１）にも同様にして、第１混合溶液２４（１）が注入されて重合される。
【００６３】
この第１混合溶液の注入が完了したら、切替弁６６が第２の状態に切り替えられる。同時に、注入ノズル３６及びプローブ３６が、その注入口が廃液収納容器３８の開口と対向するように位置調整される。次いで、洗浄液供給ユニット６７より洗浄液が送液され、切替弁６６〜注入ノズル３６間が洗浄される。その後、切替弁６６は第３の状態となり、残液の窒素パージが行われる。
【００６４】
図６（Ｂ）に示すように第１樹脂層２２（１）が形成されたら、第１及び第２中子移動機構３４，３５により中子３２，３３が、第１樹脂層２２（１）との間に新たな隙間５０（２）が形成される第２隙間形成位置まで引き上げられる。この隙間５０（２）は、第２樹脂層２２（２）と同じ形状である。この際に、本実施形態では中子３２，３３を中心軸Ｃ２（図４参照）周りに回転させながら引き上げるようにしたので、中子３２，３３と第１樹脂層２２（１）との剥離を容易に行うことができる。中子３２，３３が引き上げられると、シール部材４３の開口が中子３２，３３の周面に密着可能な大きさに調整される。
【００６５】
中子３２，３３の移動後、注入ノズル３６及びそのプローブ１７ａの位置調整が完了したら、切替弁６６が第１の状態に切り替えられる。そして、図６（Ｃ）に示すように、第２混合溶液２４（２）が隙間５０（２）内に注入されて重合される。
【００６６】
この第２混合溶液２４（２）の注入が完了したら、同様に切替弁６６〜注入ノズル３６間の洗浄と、第３混合溶液２４（３）となる混合溶液の形成とが行われる。次いで、図７（Ａ）に示すように第２樹脂層２２（２）が形成されたら、（Ｂ）に示すように中子３２，３３は隙間５０（３）が形成される第３隙間形成位置まで引き上げられる。この隙間５０（３）は第２樹脂層２２（３）と同じ形状である。また、これと同時にシール部材４３の開口が中子３２，３３の周面に密着可能な大きさに調整される。そして、（Ｃ）に示すように、隙間５０（３）に第３混合溶液２４（３）がそれぞれ注入されて重合される。これにより、第３樹脂層２２（３）（図２参照）が形成される。以下、同様にして隙間５０（４〜Ｎ）形成と、混合溶液２４（４〜Ｎ）の注入・重合とが順に繰り返されて、第４〜第Ｎ樹脂層２２（４〜Ｎ）が順次形成される。
【００６７】
本実施形態のように、一つの樹脂層２２（α）［α＝１〜（Ｎ−１）］の上に次の混合溶液２４（α＋１）を注入して共重合させると、混合溶液２４（α＋１）中のモノマー（３ＦＭｄ７及びＰＦＰＭＡｄ５）の一部が樹脂層２２（α）内に僅かに溶け込む。そのため、樹脂層２２（α）と樹脂層２２（α＋１）とが界面で強固に接着して、光学的な欠陥が発生しにくくなる。
【００６８】
また、本実施形態では、隣接する樹脂層２２（α）と樹脂層（α＋１）との屈折率の差Δｎが、５×１０-5≦Δｎ＜５×１０-3を満たすように、各混合溶液２４（１〜Ｎ）中の３ＦＭｄ７及びＰＦＰＭＡｄ５の配合比を調整している。これにより、各樹脂層２２（１〜Ｎ）間の界面で曇りを生じさせずに透明性を保つことができるので、ＧＩ型ＰＯＦ素線１７の光学性能の劣化が防止される。
【００６９】
また、本実施形態では、重合容器２９，３０の内側面４０ａ及び中子３２，３３の外側面３２ａ，３３ａをテーパ状に形成するようにしたので、重合容器２９，３０とコア１９との剥離、中子３２，３３と各樹脂層２２（１〜Ｎ）との剥離を容易に行うことができる。なお、内側面４０ａ及び外側面３２，３３は、中心軸Ｃ２に対して０．５°〜５°の範囲内で傾けられていることが好ましい。
【００７０】
第Ｎ樹脂層２２（Ｎ）が形成されたら、第１及び第２中子移動機構３４，３５により両中子３２，３３が重合容器３２，３３内の中空部４２から完全に引き上げられる。この中空部４２内には、図８に示したように複層構造を有するコア１９が形成される。なお、図８中では図面の煩雑化を防止するために、シール部材４３などの図示は省略している。また、図中の記号φ１〜φ３、ｔ、Δｔは後述するので、ここでは説明を省略する。
【００７１】
コア１９の形成が完了したら、重合容器２９，３０が恒温槽２６外に取り出される。そして、各重合容器２９，３０内からコア１９が取り出される。なお、図示は省略するが、例えば重合容器２９，３０内に押出しピンからなる押出機構を設けて、取出し時にコア１９を容器内から押し出すようにしてもよい。これにより、コア１９の取り出しを容易に行うことができる。また、コア１９の取り出しを容易にするため、重合容器２９，３０の内側面４０ａ（図４参照）に表面処理を施すことが好ましい。この表面処理はＰＶＤＦ処理などが好ましいが、特に重合容器２９，３０の内側面４０ａの剥離性を向上させるために、容器の内側をシリコーン樹脂のような柔軟な素材で製作することがより好ましい。また、中子３２，３３にも完成したプリフォーム１８を取り外し易くするために、表面処理を施すことが好ましい。
【００７２】
図９に示すように、コア形成機２５の各部の駆動はコントローラ８５により制御される。このコントローラ８５は、温度制御部８６と、中子移動制御部８７と、シール制御部８８と、ノズル移動制御部８９と、ノズル回動制御部９０と、ミキサー制御部９２と、バルブ切替制御部９３とから構成される。
【００７３】
温度制御部８６は、恒温槽２８に内蔵された図示しないヒータの駆動を制御して、恒温室２８ａ内の温度を所定温度に制御する。中子移動制御部８７は、第１及び第２中子移動用モータ４７，４８の駆動を制御することで、第１及び第２中子３２，３３の移動を制御する。シール制御部８８は、中子３２，３３がそれぞれ第（１〜Ｎ）隙間形成位置に移動されたときに、シール部材４３の開口を中子３２，３３の周面に密着可能な大きさに調整する。
【００７４】
ノズル移動制御部８９は、ノズル移動用モータ５４の駆動を制御することで、注入ノズル３６のガイド軸５３に沿う方向の移動を制御する。ノズル回動制御部９０は、ノズル回動機構５５の駆動を制御することで、ノズル本体３６ａを回転させてプローブ３６ｂの注入口（図示せず）の位置を調整する。
【００７５】
ポンプ駆動制御部９１は、第１〜第４ポンプ７０，７４，７８，８３の駆動を制御することで、３ＦＭｄ７、ＰＦＰＭＡｄ５、重合開始剤、洗浄液の送液及び送液量を制御する。ミキサー制御部９２は、第１及び第２ミキサー６２，６４の駆動を制御する。バルブ切替制御部９３は、切替弁６６を第１の状態と第２の状態と第３の状態とに切り替える。
【００７６】
図１に示すように、コア形成工程１３で形成されたコア１９は、クラッドパイプ装着工程１４において、その外側面に予め形成されたクラッドパイプ（クラッド）２１が装着される（図２参照）。このクラッドパイプ２１は、ＰＶＦＤ(フッ化ビニリデン樹脂) やその変性樹脂、例えば、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフルオライドの３元系コポリマー、より具体的には、住友スリーエム（株）製のダイニオンＴＨＶなどから形成されるものが用いられる。クラッドパイプ２１は、コア１９の外側面に装着された後、熱収縮されてコア１９の外側面に密着される。これにより、プリフォーム１８が形成される。なお、クラッドパイプ２１は、テーパ状に形成されていても良いし、円筒状に形成されていても良い。
【００７７】
なお、クラッドパイプ２１は、コア１９の保護や、ＧＩ型ＰＯＦ素線１７の伝送損失の増加の抑制及び曲げ損失の低減などの光学特性の向上の役割も果たす。そのため、コア１９の外側面上に径の異なる複数のクラッドパイプを装着するようにしてもよい。また、コア１９の外側面にクラッドパイプ２１を装着する代わりに、上述のＰＶＦＤ等からなる層を延伸されたＧＩ型ＰＯＦ素線１７の周面に形成するようにしてもよい。
【００７８】
延伸装置９５は、図１０に示すように、保持アーム９６、アーム駆動用スクリュウ９７、プリフォームホルダ９８、減圧ユニット９９、延伸ヒータ１００、レーザ式線径測定器（以下、単に線径測定器という）１０１、引取りローラ対１０２、巻取りユニット１０３から構成される。
【００７９】
保持アーム９６は、アーム駆動用スクリュウ９７に取り付けられている。そして、アーム駆動スクリュウ９７が図示しないモータによって回転駆動されると、保持アーム９６が図中上下方向に移動される。この保持アーム９６には、プリフォーム１８の一端を把持するプリフォームホルダ９８が設けられている。
【００８０】
プリフォームホルダ９８には、プリフォーム１８の一端に連通した通気孔１０５が形成されている。そして、この通気孔１０５の他端側には、チューブ１０６を介して減圧ユニット９９が接続されている。減圧ユニット５５としては、例えば真空ポンプなどが用いられる。この減圧ユニット９９は、チューブ１０６、通気孔１０５を介して空気を吸引する。この際に、予めプリフォーム１８の他端（図中下端）を熱溶融したＰＶＤＦに浸漬させるなどして、その他端側に開口したプリフォーム１８の中空部の開口や、コア１９とクラッドパイプ２１との間の隙間を封止しておく。これにより、プリフォーム１８の中空部や、コア１９とクラッドパイプ２１との間の隙間が減圧された状態となる。
【００８１】
アーム駆動スクリュウ９７が回転され、保持アーム９６が図中下方向に移動されると、プリフォーム１８の先端が略円筒形状の延伸ヒータ１００内に挿入される。プリフォームホルダ９８と延伸ヒータ１００との間は円筒カバー１０７で覆われており、溶融前のプリフォーム１８に塵埃が付着するのが防止される。また、この円筒カバー１０７は、加熱による上昇気流を抑えてプリフォーム１８の温度ムラを低減する。そして、延伸ヒータ１００内に挿入されたプリフォーム１８はその先端から少しずつ溶融され、延伸される。この際に、プリフォーム１８の中空部や、コア１９とクラッドパイプ２１との間の隙間は、減圧ユニット９９により減圧されているので溶融の際に消失する。これにより、空隙（欠陥）のない所定外径のＧＩ型ＰＯＦ素線１７が得られる。
【００８２】
延伸されたＧＩ型ＰＯＦ素線１７は、延伸ヒータ１００の鉛直下方に配置された線径測定器１０１でその外径が測定される。そして、ＧＩ型ＰＯＦ素線１７は、線径測定器１０１の鉛直下方に配置された引取りローラ対１０２により所定の引き取り速度で引き取られる。また、この引取り速度に応じて保持アーム９６は図中下方に移動される。そして、引取りローラ対１０２により引き取られたＧＩ型ＰＯＦ素線１７は、巻取りユニット１０３によってコイル状に巻き取られる。なお、プリフォーム１８を溶融延伸する際に、プリフォーム１８を中心軸Ｃ１（図２参照）周りに回転させるようにしてもよい。この場合には、図示は省略するが、例えばプリフォームホルダ９８を回転させる回転機構を保持アーム９６に設ければよい。
【００８３】
ＰＯＦコイル１０８は、被覆工程１６（図１参照）を構成する図示しない被覆装置にセットされる。この被覆装置（図示せず）としては、電気ケーブルや石英系光ファイバケーブルの製造ラインに用いられている被覆装置を用いることができる。
【００８４】
図１１に例示するように、被覆工程１６では、ＰＯＦコイル１０８から引き出されたＧＩ型ＰＯＦ素線１７に第１被覆材１１０を被覆してＧＩ型ＰＯＦコード１１１を形成し、このＧＩ型ＰＯＦコード１１１に抗張力繊維１１２、第２被覆材１１３を順次被覆してＧＩ型ＰＯＦケーブル１０を形成する。なお、図示は省略するが、ＧＩ型ＰＯＦケーブル１０を形成する際に複数本のＧＩ型ＰＯＦコード１１１を束ねた状態で張力繊維１１２、第２被覆材１１３を被覆するようにしてもよい。
【００８５】
第１被覆材１１０は、ＧＩ型ＰＯＦ素線１７を保護するとともに、その機械的強度を補う。第１被覆材１１０を形成する材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）等が挙げられる。中でもＰＥが好ましく、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）またはリニアー低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が特に好ましい。そして、第１被覆材１１０には、被覆後のＧＩ型ＰＯＦ素線１７の性能や商品価値を向上させるために、酸化防止剤、遮光剤、滑剤、無機フィラー、着色剤、ポリテトラフッ化エチレン（ＰＴＦＥ）微粒子等を添加することが好ましい。
【００８６】
これらの添加剤としては液体のものと固体のものとの両方があるが、後者の場合には混合が不均一になりやすいために、これを充分微細な粉体にしてから混合添加することが好ましい。これらの微粒子の大きさが充分小さくない場合には、ＧＩ型ＰＯＦ素線１７が被覆された際に、これら微粒子のうち主に第１被覆材１１０の内面及び内面付近に存在するものによりＧＩ型ＰＯＦ素線１７に局部的な側圧がかかってしまう。その結果、ＧＩ型ＰＯＦコード１１１に局部的な歪みが与えられて、伝送損失が大きくなることがある。このため、これら添加剤の粒子径は１μｍ以下であることが望ましい。また、第１被覆材１１０に、既知の難燃剤（例えば縮合リン系の難燃剤である旭電化工業(株)製のアデカスタブＦＰ−２０００，２１００、Ｔ−１０６３Ｆなど）を添加しても良い。
【００８７】
抗張力繊維１１２は、ＧＩ型ＰＯＦコード１１１よりも高い弾性率を有する繊維である。この抗張力繊維１１２を第１被覆材１１０と第２被覆材１１３との間に設けることで、ＧＩ型ＰＯＦケーブル１０の力学的強度、引っ張り強度などを向上させることができる。さらに、この抗張力繊維１１２と後述の第２被覆材１１３とを組み合せることで、ＧＩ型ＰＯＦケーブル１０の難燃性を強化することができる。
【００８８】
抗張力繊維１１２としては、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、カーボン繊維などを用いることができる。例えば、ＵＬ１６６６（ライザー試験）に合格するためには、燃焼性試験中に抗張力繊維が焼き切れることが好ましく、このような観点でアラミド繊維が特に好ましい。ＧＩ型ＰＯＦケーブル１０の力学的強度や引張強度等をさらに向上させるために、金属線等の線状体を抗張力繊維とともに用いてもよい。金属線の材料としては、ステンレス、メッキを付した鉄、あるいは、電気配線との複合化を狙って銅などが用いられるが、いずれもこれら材料に限定されるものではない
【００８９】
第２被覆材１１３を形成する材料としては、被覆によるＧＩ型ＰＯＦ素線１７の熱劣化を抑制するために、できるだけ低温での流動性が高いものが好ましいが、固化後の力学的強度も必要であるので、この両者の兼ね合いで選択される。
【００９０】
具体的に第２被覆材１１３を形成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−ビニルアセテート共重合体、ナイロン（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１など）、エチレンエチルアクリレート及びその変性ポリマーなどが挙げられる。中でもエチレン−ビニルアセテート共重合体が好ましく、エチレン−ビニルアセテート共重合体の中でもエチレン構造の繰り返し単位が３５〜４５重量％であるものがより好ましい。なお、本発明は、これらのポリマーの分子量、分子量分布、分岐の程度、架橋の程度に依存するものではなく、また、官能基の種類等を適宜変えてもよい。また、これらのポリマーを必要に応じてブレンドして使用することもできる。
【００９１】
また、第２被覆材１１３に、難燃剤として水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物を含有してもよい。さらに、難燃性向上のために、金属水酸化物に加えて、第２被覆材１１３に難燃助剤を添加してもよい。難燃助剤としては、公知のものを各種用いることができる。例えば、発泡断熱効果のあるポリリン酸アンモニウム等の縮合リン酸エステル化合物が有効であり、窒素系化合物では、過酸化処理した４−ブチルアミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジンと２，４，６−トリクロロ−１，３，５−トリアジン、及びシクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’エタン−１，２−ジイルビス（１，３−プロパンジアミン）との反応生成物などが有効である。これら難燃助剤を加える事により、金属水酸化物の含有量を下げる事ができ、ＧＩ型ＰＯＦケーブル１０の柔軟性を向上させることが可能である。
【００９２】
また、第２被覆材１１３に含まれる可燃性物質の割合を減らす、及び第２被覆材１１３の内表面及び外表面の面状を改良して滑り性を付与する等の目的で、タルク、シリカ、カルシウムなどを添加してもよい。
【００９３】
形成されたＧＩ型ＰＯＦケーブル１０が、難燃性の規格であるＵＬ１５８１（ＶＷ−１）に合格するためには、ＧＩ型ＰＯＦケーブル１０を燃焼しながら溶融・滴下（ドリップ）した際に、このケーブル１０の下に置かれた脱脂綿に着火しない事が必要条件となる。従って、このドリップ抑制の観点からは、第２被覆材１１３にメラミン樹脂などの熱硬化性樹脂やエポキシ樹脂、ポリテトラフッ化エチレン（ＰＴＦＥ）等の微粒子などを添加することが特に好ましい。なお、ジオクタデシルジメチルアンモニウムで変性したモンモリロナイトやベントナイト、ヘクトライトのようなナノクレーや、アルミニウム、銅、鉄などのナノ金属化合物粒子を第２被覆材１１３へ微量添加することも、熱硬化性樹脂やエポキシ樹脂等の粒子添加と同じような効果がある。
【００９４】
また、第２被覆材１１３には、酸化チタン、着色のためのカーボン等を添加してもよい。これにより、長期間の使用で第２被覆材１１３の表面が黄ばんでしまうのを抑制し、白色度を保つ、或いは変色を目立たぬようにすることができるので、商品価値が向上する。
【００９５】
また、第１被覆材１１０と同様に、ＧＩ型ＰＯＦケーブル１０としての性能や商品価値をさらに向上させるために、酸化防止剤、遮光材、滑材、無機フィラー、着色剤、ＰＴＦＥ微粒子等を添加してもよい。
【００９６】
上述のような第１被覆材１１０、抗張力繊維１１２、第２被覆材１１３が順次被覆されて形成されたＧＩ型ＰＯＦケーブル１０は、図示しないケーブル巻取りユニットによりコイル状に巻き取られた後、出荷される。
【００９７】
次に本実施形態の作用について説明を行う。最初に、コア形成機２５の恒温槽２８の恒温室２８ａ内に第１及び第２重合容器２９，３０がセットされる。次いで、オペレータによりコア形成機２５の運転開始操作が成されると、コントローラ８５の温度制御部８６は、恒温槽２８に内蔵されたヒータ（図示せず）を制御して、恒温室２８ａ内の温度を所定の重合温度に調整する。
【００９８】
中子移動制御部８７は、両中子移動用モータ４７，４８を駆動して両中子３２，３３をそれぞれ第１隙間形成位置に移動させ、隙間５０（１）を形成する（図４参照）。これと同時にシール制御部８８は、シール部材４３の開口を中子３２，３３の周面に密着可能な大きさに調整する。そして、ノズル移動制御部８９及びノズル回動制御部９０（以下、単に両制御部８９，９０という）は、それぞれノズル移動用モータ５４及びノズル回動機構５５を駆動して、注入ノズル３６のプローブ３６ｂの注入口を第１重合容器２９に形成された隙間５０（１）の位置に合わせる。
【００９９】
ポンプ駆動制御部９１は、恒温室２８ａ内の温度が所定の重合温度に達するまでの間に、第１及び第２ポンプ７０，７４の駆動をして、第１混合溶液２４（１）に応じた分だ３ＦＭｄ７及びＰＦＰＭＡｄ５を第１ミキサー６２に向けてそれぞれ定量送液させる。そして、ミキサー制御部９２は、第１ミキサー６２を駆動して送液された３ＦＭｄ７及びＰＦＰＭＡｄ５を混合する。
【０１００】
恒温室２８ａ内の温度が所定の重合温度に達したら、バルブ切替制御９２は切替弁６６を第１の状態に切り替える。これにより、３ＦＭｄ７及びＰＦＰＭＡｄ５の混合溶液が第２ミキサー６４に向けて送液される。また、ノズル回動制御部９０は、第３ポンプ７８を駆動して重合開始剤を所定量だけ第２ミキサー６４に向けて送液する。次いで、ミキサー制御部９２は、第２ミキサー６４を駆動して混合溶液に重合開始剤を混合し、第１混合溶液２４（１）を形成する。この第１混合溶液２４（１）は、フィルタ（図示せず）等で濾過された後、加温された状態で重合装置２６の注入ノズル３６に向けて送液される。
【０１０１】
注入ノズル３６に送液された第１混合溶液２４（１）は、中子３２と重合容器２９との間の隙間５０（１）（図４参照）に注入される。また、同様にして、中子３３と重合容器３０との間の隙間５０（１）にも第１混合溶液２４（１）が注入される。第１混合溶液２４（１）の注入が完了したら、両重合容器２９，３０を重合温度で所定時間熱処理する。また、注入の完了後、バルブ切替制御部９３は切替弁６６を第２の状態に切り替える。また、両制御部８９，９０は、ノズル移動用モータ５４及びノズル回動機構５５を駆動して、注入ノズル３６をその注入口が廃液収納容器３８の開口と対向するように位置調整する。
【０１０２】
注入ノズル３６の位置調整が完了したら、ポンプ駆動制御部９１は、第４ポンプ８３を駆動して洗浄液の送液を開始する。送液された洗浄液は、切替弁６６、第２ミキサー６４、注入ノズル３６を介して廃液収納容器３８内に排出される。これにより、切替弁６６〜注入ノズル３６間が洗浄されて、両者間に滞留している第１混合溶液２２（１）が除去される。また、切替弁を第３の状態とし、窒素供給部８０により切替弁６６から下流の流路を窒素パージするようにしたので、洗浄液の残液量も最小限に抑えられる。その結果、次に送液される第２混合溶液２４（２）に先の第１混合溶液２４（１）や洗浄液が混合する量を最小限に抑えることができる。
【０１０３】
第１混合溶液２４（１）が重合して第１樹脂層２２（１）が形成されたら、中子移動制御部８７は、第１及び第２中子移動用モータ４７，４８を駆動して、両中子３２，３３をそれぞれ第２隙間形成位置（図６（Ｂ）参照）に引き上げる。これにより、第１樹脂層２２（１）と、両中子３２，３３との間に隙間５０（２）が形成される。この際に、本実施形態では、中子３２，３３を中心軸Ｃ２（図４参照）周りに回転させながら引き上げるようにしたので、中子３２，３３と第１樹脂層２２（１）との剥離を容易に行うことができる。この移動に応じてシール制御部８８は、シール部材４３の開口を中子３２，３３の周面に密着可能な大きさに調整する。
【０１０４】
中子３２，３３が第２隙間形成位置に移動されたら、注入ノズル３６をその注入口が中子３２と重合容器２９との間の隙間５０（２）と対向するように位置調整する。この位置調整後、この隙間５０（２）に第２混合溶液２４（２）が注入されて重合される。また、中子３２と重合容器２９との間の隙間５０（２）にも同様に第２混合溶液２４（２）が注入されて重合される。これにより、第２樹脂層２２（２）が形成される。
【０１０５】
以下同様にして、第３〜第Ｎ樹脂層２２（３〜Ｎ）が形成される。これにより、上述の屈折率分布を有する複層構造のコア１９が形成される。そして、コア１９の形成後に各重合容器２９，３０は、恒温槽２８外に取り出される。次いで、各重合容器２９，３０からコア１９が取り出される。
【０１０６】
コア１９が形成されたら、その外側面にクラッドパイプ２１（図２参照）が装着される。このクラッドパイプ２１は、熱収縮されてコア１９の外側面に密着される。これにより、プリフォーム１８が形成される。形成されたプリフォーム１８は、延伸装置９５（図１０参照）セットされ、長手方向に延伸されてＧＩ型ＰＯＦ素線１７に形成される。このＧＩ型ＰＯＦ素線１７は、コイル状に巻き取られてＰＯＦコイル１０８となる。
【０１０７】
ＰＯＦコイル１０８は、被覆工程１６を構成する図示しない被覆装置にセットされる。そして、ＰＯＦコイル１０８から引き出されたＧＩ型ＰＯＦ素線１７に第１被覆材１１０が被覆されてＧＩ型ＰＯＦコード１１１が形成される。次いで、このＧＩ型ＰＯＦコード１１１に抗張力繊維１１２、第２被覆材１１３が順次被覆されてＧＩ型ＰＯＦケーブル１０が形成される。
【０１０８】
以上のように、本実施形態では、重合容器２９，３０の中空部４２に中子３２，３３を挿入して隙間５０（１）を形成する本発明の第１工程と、この隙間５０（１）に第１混合溶液２４（１）を注入して重合させる本発明の第２工程とにより第１樹脂層２２（１）を形成する。そして、この第２工程終了後に、中子３２ａ，３３ａを所定距離引き上げて新たな隙間５０（２〜Ｎ）を形成する本発明の第３工程と、形成された新たな隙間に混合溶液２４（２〜Ｎ）を注入して重合させる本発明の第４工程と、第３工程及び第４工程を繰り返す本発明の第５工程とによりコア１９を形成している。これにより、従来のように重合容器（クラッドパイプ）をその中心軸周りに高速回転させて所謂回転重合を行う必要がなくなるので、高速回転中の軸ブレ及び混合溶液の波打ち、クラッドパイプのたわみなどに起因するプリフォーム１８の内側面の波打ちの発生を防止することができる。その結果、良好な光学性能を有するＧＩ型ＰＯＦを製造可能なプリフォーム１８が得られる。
【０１０９】
また、軸ブレや波打ちが発生しないように重合装置のパイプ回転機構を複雑化する必要がなくなり、多数のプリフォーム１８を同時に成形する事が容易になる。従って、ＰＯＦの製造効率を上げる事ができ、ＰＯＦの製造コストを低く抑えることができる。また、各樹脂層２２（１〜Ｎ）の形状及び厚みは、隙間５０（１〜Ｎ）の形状に依存するため、注入量を規定量よりも極わずかに多めに注入してオーバフローさせることで、各層の形状及び厚みのばらつきを防止できる。さらに、本実施形態では重合容器２９，３０を回転重合装置２７の外に取り外すことなく、混合溶液２４（１〜Ｎ）の注入及び重合を繰り返すことができるので、プリフォーム１８の製造工程数及び人手による製造に掛かる時間を減らすことができる。
【０１１０】
このようにして形成されたＧＩ型ＰＯＦケーブル１０（ＧＩ型ＰＯＦ素線１７）は、種々の発光素子、受光素子、他の光ケーブル、光バス、導光板、光カプラ、光信号処理装置、接続用光コネクタ等とともに用いることにより光信号を伝送するシステムを構成することができる。この際、必要に応じて他の光ファイバなどと組合せてもよい。それらに関連する技術としてはいかなる公知の技術も適用することができる。例えば、プラスティックオプティカルファイバの基礎と実際（エヌ・ティー・エス社発行）、日経エレクトロニクス２００１．１２．３号１１０頁〜１２７頁「プリント配線基板に光部品が載る，今度こそ」などを参考にすることができる。
【０１１１】
また、前記文献に記載の種々の技術と組み合わせることによって、コンピュータや各種デジタル機器内の装置内配線，車両や船舶などの内部配線，光端末とデジタル機器，デジタル機器同士の光リンクや一般家庭や集合住宅・工場・オフィス・病院・学校などの屋内や域内の光ＬＡＮなどをはじめとする高速大容量のデータ通信や電磁波の影響を受けない制御用途などの短距離に適した光伝送システムに好適に用いることができる。
【０１１２】
さらに、ＩＥＩＣＥ ＴＲＡＮＳ． ＥＬＥＣＴＲＯＮ．，ＶＯＬ．Ｅ８４−Ｃ，Ｎｏ．３，ＭＡＲＣＨ ２００１，ｐ．３３９−３４４ 「Ｈｉｇｈ−Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ Ｓｔａｒ Ｃｏｕｐｌｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｅｄ Ｌｉｇｈｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」，エレクトロニクス実装学会誌 Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．６，２０００ ４７６頁〜４８０頁「光シートバス技術によるインタコネクション」の記載されているものや、特開２００３−１５２２８４号公報に記載の導波路面に対する発光素子の配置；特開平１０−１２３３５０号、特開２００２−９０５７１号、特開２００１−２９００５５号などの各公報に記載の光バス；特開２００１−７４９７１号、特開２０００−３２９９６２号、特開２００１−７４９６６号、特開２００１−７４９６８号、特開２００１−３１８２６３号、特開２００１−３１１８４０号などの各公報に記載の光分岐結合装置；特開２０００−２４１６５５号などの公報に記載の光スターカプラ；特開２００２−６２４５７号、特開２００２−１０１０４４号、特開２００１−３０５３９５号などの各公報に記載の光信号伝達装置や光データバスシステム；特開２００２−２３０１１号などに記載の光信号処理装置；特開２００１−８６５３７号などに記載の光信号クロスコネクトシステム；特開２００２−２６８１５号などに記載の光伝送システム；特開２００１−３３９５５４号、特開２００１−３３９５５５号などの各公報に記載のマルチファンクションシステム；や各種の光導波路、光分岐器、光結合器、光合波器、光分波器などと組み合わせることで、多重化した送受信などを使用したより高度な光伝送システムを構築することができる。なお、以上の光伝送用途以外にも、信号伝達用の導光板などの成形品、導光型の照明器具、エネルギー伝送、イルミネーション、レンズ、センサ分野にも用いることができる。
【０１１３】
なお、上記実施形態では、第１樹脂層２２（１）形成後に第１及び第２中子３２，３３を移動させることで新たな隙間５０（２〜Ｎ）を形成するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、中子３２，３３を移動させる代わりに重合容器２９，３０を移動させることで隙間５０（２〜Ｎ）を形成するようにしてもよい。また、各樹脂層２２（１〜Ｎ）形成後に、中子３２，３３を中心軸Ｃ２（図４参照）周りに回転させて剥離を行う代わりに、重合容器２９，３０を中心軸Ｃ２周りに回転させて剥離を行うようにしてもよい。
【０１１４】
また、上記実施形態では、各樹脂層２２［１〜（Ｎ−１）］形成後に各樹脂層と中子３２，３３とを分離させて隙間５０（２〜Ｎ）を形成するようしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各樹脂層２２［１〜（Ｎ−１）］形成後に各樹脂層と重合容器２９，３０とを分離させて、各樹脂層と重合容器２９，３０との間に隙間（図示せず）を形成するようにしてもよい。
【０１１５】
なお、上記実施形態では、第１樹脂層２２（１）形成後に中子３２，３３を移動させることで隙間５０（２〜Ｎ）を形成するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、複数の径の異なる中子を用いて隙間５０（２〜Ｎ）を形成するようにしてもよい。
【０１１６】
また、上記実施形態では、プリフォーム１８の外周及び中空部の断面形状が略円状に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、多角形状に形成されていてもよい。この場合には、重合容器２９，３０の中空部４２、及び中子３２，３３の断面形状を多角形状に形成すればよい。
【０１１７】
なお、上記実施形態では、延伸装置９５で１つのプリフォーム１８を延伸してＧＩ型ＰＯＦ素線を得るようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、プリフォーム１８を複数本束ねた状態で延伸して、多芯のＧＩ型ＰＯＦ素線を得るようにしてもよい。
【０１１８】
［実施例］
以下、本発明の効果を明確にするために、上述の製造方法に従ってＧＩ型ＰＯＦ素線１７を製造して、その伝送損失及び伝送帯域を測定した。最初にＧＩ型ＰＯＦ素線１７の製造条件についての説明を行う。
【０１１９】
重合容器２９（３０）として、その容器本体４０の上端側の開口径φ１が３７ｍｍ、下端側の開口径φ２が２７ｍｍに形成されているものを用いた（図８参照）。そして、上述のコア形成機２５を用いて、第１〜第１１混合溶液２４（１〜１１）の注入と重合とを繰り返して行い第１〜第１１樹脂層２２（１〜１１）の計１１層からなる複層構造のコア１９を形成した。
【０１２０】
各混合溶液２４（１〜１１）中の３ＦＭｄ７、ＰＦＰＭＡｄ５の混合比率、及び各層樹脂層２２（１〜１１）の厚みΔｔ（図８参照）を下記表１に記載した。なお、表１中の混合比率は、両成分の混合比率を容積比で表したものである。例えば、表中において３ＦＭｄ７が１０、ＰＦＰＭＡｄ５が７である場合には、３ＦＭｄ７とＰＦＰＭＡｄ５とを容積で１０：７の比率で混合している。また、各層樹脂層２２（１〜１１）の厚みとは、各層樹脂層２２（１〜１１）のそれぞれの中心軸Ｃ２に対して垂直な方向に沿う長さであり、本実施例では各樹脂層２２（１〜１１）の厚みΔｔを１ｍｍに形成した。これにより、コア１９の厚みｔが１１ｍｍに形成され、コア１９の上端側の開口径φ３が１５ｍｍ、下端側の開口径φ４が５ｍｍに形成された（図８参照）。
【０１２１】
第１〜第１０樹脂層２２（１〜Ｎ）形成時には、１．２気圧、９０℃の条件で３時間熱処理して重合させた。また、第１１樹脂層２２（１１）形成時には、１．２気圧、９０℃の条件で１０時間熱処理して重合させた。このようにして、形成されたコア１９の各樹脂層２２（１〜１１）ごとの屈折率を測定して下記表１に記載した。
【０１２２】
【表１】
【０１２３】
形成されたコア１９に、厚み０．５ｍｍのＰＶＤＦ製のクラッドパイプ２１を装着した。次いで、このクラッドパイプ２１を熱収縮させてコア１９の外側面に密着させて、プリフォーム１８を形成した。このプリフォーム１８を上述の延伸装置９５にセットして、外径４８０μｍのＧＩ型ＰＯＦ素線１７に延伸した。
【０１２４】
このように形成されたＧＩ型ＰＯＦ素線１７の伝送損失と伝送帯域とを測定した。その結果、ＧＩ型ＰＯＦ素線１７の波長８５０ｎｍにおける伝送損失は１２５ｄＢ／Ｋｍであった。なお、従来の回転重合装置を用いて形成されたＧＩ型ＰＯＦ素線の波長８５０ｎｍにおける伝送損失は１４１ｄＢ／Ｋｍであった。
【０１２５】
また、このＧＩ型ＰＯＦ素線１７の伝送帯域は波長８５０ｎｍにおいて距離１００ｍで３．４ＧＨｚであった。なお、従来の回転重合装置を用いて形成されたＧＩ型ＰＯＦ素線の伝送帯域は波長８５０ｎｍにおいて距離１００ｍで２．７ＧＨｚであった。
【０１２６】
以上の結果より、本発明のプリフォーム１８を延伸して得られたＧＩ型ＰＯＦ素線１７が、回転重合装置を用いて形成されたプリフォームを延伸して得られたＧＩ型ＰＯＦよりも伝送損失が低く、且つ優れた伝送帯域特性を有することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】ＧＩ型ＰＯＦケーブル製造工程のフロー図である。
【図２】プリフォームの斜視図である。
【図３】コア形成機の概略図である。
【図４】重合装置内にセットされた重合容器の断面図である。
【図５】注入装置の概略図である。
【図６】樹脂層形成を説明するための説明図であり。（Ａ）が第１混合溶液注入後、（Ｂ）が中子引き上げ後、（Ｃ）が第１混合溶液注入後の状態を示したものである。
【図７】樹脂層形成を説明するための説明図であり。（Ａ）が第２樹脂層形成後、（Ｂ）が中子引き上げ後、（Ｃ）が第３混合溶液注入後の状態を示したものである。
【図８】重合容器内に形成されたコアの断面図である。
【図９】コア形成機の電気的構成を示したブロック図である。
【図１０】延伸装置の概略図である。
【図１１】ＧＩ型ＰＯＦケーブルの断面図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０ ＧＩ型プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）ケーブル
１７ ＧＩ型ＰＯＦ素線
１８ プリフォーム
１９ コア
２０ コア素片
２２（１〜Ｎ） 第１〜第Ｎ樹脂層
２４（１〜Ｎ） 第１〜第Ｎ混合溶液
２５ コア形成機
２６ 重合装置
２７ 注入装置
２８ 恒温槽
２９，３０ 第１及び第２重合容器
３２，３３ 第１及び第２中子
３４，３５ 中子移動機構
３６ 注入ノズル
５０（１〜Ｎ） 隙間
８５ コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抜き取り勾配を有する容器内に、前記抜き取り勾配とほぼ同じ勾配を有する中子を挿入し、前記容器と前記中子との間に隙間を形成する第１工程と、
前記隙間に光学材料を注入した後にこれを固化させて層を形成する第２工程と、
前記成形体と前記容器もしくは前記中子との間に隙間を形成する第３工程と、
前記第３工程による隙間に、光学材料を注入した後にこれを固化させて層を形成する第４工程と、
前記３工程及び前記第４工程を繰り返して同心の複数の層を形成する第５工程とを有することを特徴とするプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法。
【請求項２】
前記第３工程は、前記容器または前記中子を相対移動させて前記隙間を形成すること特徴とする請求項１記載のプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法。
【請求項３】
前記第３工程は、サイズを変えた中子により前記隙間を形成することを特徴とする請求項１記載のプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法。
【請求項４】
前記光学材料は、前記成形後の屈折率が異なるように、複数の重合性組成物の配合比が各成形体で異なるように調製されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法。
【請求項５】
前記配合比を変えて、前記層の屈折率が中心に向かうに従い次第に高くなるようにすることを特徴とする請求項４記載のプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法。
【請求項６】
前記容器または前記中子を相対移動させて前記隙間を形成する際に、前記容器または前記中子を回転させることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載のプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法。
【請求項７】
プラスチック光学材料用プリフォームの製造機において、
抜き取り勾配を有する容器と、
前記抜き取り勾配とほぼ同じ勾配を有する中子と、
前記容器または前記中子を移動させて前記容器と前記中子との間に隙間を形成する隙間形成装置と、
前記隙間に光学材料を注入する注入装置と、
注入された前記光学材料を固化させて成形品とする固化装置と、
前記隙間形成装置、前記注入装置、前記固化装置を順に繰り返し作動させて複数層の成形品を形成する制御装置とを有することを特徴とするプラスチック光学材料用プリフォームの製造機。
【請求項１】
抜き取り勾配を有する容器内に、前記抜き取り勾配とほぼ同じ勾配を有する中子を挿入し、前記容器と前記中子との間に隙間を形成する第１工程と、
前記隙間に光学材料を注入した後にこれを固化させて層を形成する第２工程と、
前記成形体と前記容器もしくは前記中子との間に隙間を形成する第３工程と、
前記第３工程による隙間に、光学材料を注入した後にこれを固化させて層を形成する第４工程と、
前記３工程及び前記第４工程を繰り返して同心の複数の層を形成する第５工程とを有することを特徴とするプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法。
【請求項２】
前記第３工程は、前記容器または前記中子を相対移動させて前記隙間を形成すること特徴とする請求項１記載のプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法。
【請求項３】
前記第３工程は、サイズを変えた中子により前記隙間を形成することを特徴とする請求項１記載のプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法。
【請求項４】
前記光学材料は、前記成形後の屈折率が異なるように、複数の重合性組成物の配合比が各成形体で異なるように調製されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法。
【請求項５】
前記配合比を変えて、前記層の屈折率が中心に向かうに従い次第に高くなるようにすることを特徴とする請求項４記載のプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法。
【請求項６】
前記容器または前記中子を相対移動させて前記隙間を形成する際に、前記容器または前記中子を回転させることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載のプラスチック光学材料用プリフォームの製造方法。
【請求項７】
プラスチック光学材料用プリフォームの製造機において、
抜き取り勾配を有する容器と、
前記抜き取り勾配とほぼ同じ勾配を有する中子と、
前記容器または前記中子を移動させて前記容器と前記中子との間に隙間を形成する隙間形成装置と、
前記隙間に光学材料を注入する注入装置と、
注入された前記光学材料を固化させて成形品とする固化装置と、
前記隙間形成装置、前記注入装置、前記固化装置を順に繰り返し作動させて複数層の成形品を形成する制御装置とを有することを特徴とするプラスチック光学材料用プリフォームの製造機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−１０８３０４（Ｐ２００７−１０８３０４Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９７６３０（Ｐ２００５−２９７６３０）
【出願日】平成１７年１０月１２日（２００５．１０．１２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１２日（２００５．１０．１２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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