光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線製造装置
【課題】 伝搬される光の損失が小さい光ファイバ素線の製造を実現できる光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線製造装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 光ファイバ素線１０の製造方法は、光ファイバ母材１から溶融ガラス１１を線引きする線引工程と、冷却装置３０により、溶融ガラス１１を冷却固化することで光ファイバ１２とする冷却工程と、被覆装置４０により、光ファイバ１２に樹脂を塗布し、塗布した樹脂を硬化することで、光ファイバ１２を樹脂層により被覆して光ファイバ素線１０とする被覆工程と、を備える光ファイバの製造方法であって、線引工程における溶融ガラス１１、及び、被覆工程における光ファイバ１２の振動周波数が１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされていることを特徴とするものである。
【解決手段】 光ファイバ素線１０の製造方法は、光ファイバ母材１から溶融ガラス１１を線引きする線引工程と、冷却装置３０により、溶融ガラス１１を冷却固化することで光ファイバ１２とする冷却工程と、被覆装置４０により、光ファイバ１２に樹脂を塗布し、塗布した樹脂を硬化することで、光ファイバ１２を樹脂層により被覆して光ファイバ素線１０とする被覆工程と、を備える光ファイバの製造方法であって、線引工程における溶融ガラス１１、及び、被覆工程における光ファイバ１２の振動周波数が１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされていることを特徴とするものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバは、表面の傷つき等を防止するために樹脂層により被覆され光ファイバ素線として使用される場合がある。このような光ファイバ素線の製造においては、線引タワーの上部に設けられた紡糸炉において、光ファイバ母材が溶融されて溶融ガラスが糸状に線引きされ、線引きされた糸状の溶融ガラスが冷却固化されて光ファイバとされる。その後、光ファイバが樹脂層で被覆されて光ファイバ素線とされることで、光ファイバ素線が製造される。
【０００３】
このような光ファイバ素線は、光ファイバの径や、樹脂層の層厚が一定となっていない場合、光ファイバ素線により伝搬される光の損失が大きくなるという問題がある。このような光ファイバの径や樹脂層の層厚が一定とならない原因の一つとして、光ファイバ素線の製造過程において、線引きされた溶融ガラスや光ファイバが振動してしまうことが知られている。このため、光ファイバを製造する場合、光ファイバに与えられる振動を抑制して、光ファイバ径、及び樹脂層の層厚等を一定にする試みがなされている。
【０００４】
下記特許文献１には、線引タワーの振動を抑制することで、光ファイバの品質低下を防止する光ファイバ線引装置が記載されており、下記特許文献２には、光ファイバ母材の振動を抑制することで、光ファイバの品質低下を防止する光ファイバ線引装置が記載されている。
【特許文献１】特開平１０−１３２４号公報
【特許文献２】特開２００４-１６１４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような、上記特許文献１に記載の光ファイバ線引装置により線引タワーの防振を行ったり、上記特許文献２に記載の光ファイバ線引装置により、光ファイバ母材の防振を行ったりしても、未だ光ファイバ、及び、光ファイバ母材から線引きされる溶融ガラスが振動する場合がある。これは、上記特許文献１及び２に記載の光ファイバ線引装置は、非常に低い振動周波数（例えば、数Ｈｚ程度）の振動を抑制するのに効果があるが、溶融ガラスを冷却する冷却装置に用いられるガスの流れや、樹脂層で光ファイバを被覆するときに樹脂を硬化する硬化装置に用いられるガスの流れ等による高い振動周波数（例えば、１００〜５００百Ｈｚ）の振動には効果があまりないためである。
【０００６】
このため、上記特許文献１、２に記載の光ファイバ線引装置により、光ファイバ素線を製造しても、光ファイバの径の変動が大きい場合や、樹脂層の層厚の変動が大きい場合があるため、伝搬される光の損失が大きくなるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、伝搬される光の損失が小さい光ファイバ素線の製造を実現できる光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、光ファイバ母材から線引きされるガラス、及び、線引きされるガラスが固化した光ファイバが振動する周波数が全周波数に渡って抑制されている必要はなく、周波数が一定の範囲となっていれば、光ファイバの径の変動、及び、光ファイバを被覆する樹脂層の層厚の変動が抑制されることを見出し、本発明をするに至った。
【０００９】
すなわち本発明の光ファイバ素線の製造方法は、光ファイバ母材から溶融ガラスを線引きする線引工程と、前記溶融ガラスを冷却固化することで光ファイバとし、前記光ファイバを冷却装置により冷却する冷却工程と、被覆装置により、前記光ファイバに樹脂を塗布し、塗布した樹脂を硬化することで、前記光ファイバを樹脂層により被覆して光ファイバ素線とする被覆工程と、を備える光ファイバの製造方法であって、前記線引工程における溶融ガラス、及び、前記被覆工程における光ファイバの振動周波数が１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされていることを特徴とするものである。
【００１０】
このような光ファイバ素線の製造方法によれば、線引工程において溶融ガラスが引き出される。この際、溶融ガラスの振動周波数が１０Ｈｚ以上であるため、溶融ガラスが冷却固化した光ファイバは径の変動が抑制される。この理由は定かではないが、本発明者らは、溶融ガラスの振動周波数が、１０Ｈｚ以上であるため、光ファイバ母材から溶融ガラスが引き出された直後のネックダウン形状が、溶融ガラスの緩やかな振動によって、紡糸炉の中心軸から溶融ガラスの軸がずれたときに生じる、パスライン中の光ファイバの周期的な変動が抑制され、安定しているためと考えている。
【００１１】
さらに、冷却固化した光ファイバの振動周波数は、被覆工程において、２００Ｈｚ以下とされるため、光ファイバを被覆する樹脂層の層厚の変動が抑制される。本発明者らは、この理由を光ファイバに樹脂が塗布され、塗布された樹脂が硬化するとき、光ファイバの軸が、安定するためであると考えている。つまり、振動周波数の高い光ファイバにより、光ファイバと光ファイバを被覆する樹脂との界面における表面張力が安定せずに樹脂層の層厚に乱れが生じることが抑制されるためであると考えている。
【００１２】
このような製造方法で製造される光ファイバ素線は、光ファイバの径の変動と、光ファイバを被覆する樹脂層の層厚の変動とが抑制されるため、伝搬される光の損失を小さくすることができる。
【００１３】
また、上記光ファイバ素線の製造方法において、前記溶融ガラス及び前記光ファイバは、前記冷却装置及び前記被覆装置と非接触であり、前記光ファイバ素線と接触する方向変換装置により前記光ファイバ素線の方向を変換する方向変換工程を前記被覆工程の後に更に備え、前記方向変換装置により前記溶融ガラス及び前記光ファイバの前記振動周波数が制御されていれば好適である。このような構成によれば、光ファイバ素線が方向変換装置と接触をして方向を変換されるとき、方向変換装置により光ファイバ素線の振動が制御される。そして、光ファイバ母材から溶融ガラスが線引きされてから光ファイバ素線とされるまで、溶融ガラス及び光ファイバは、冷却装置及び被覆装置と非接触であるので、光ファイバ素線の制御が、光ファイバ及び溶融ガラスに伝わる。従って、溶融ガラス及び光ファイバの振動を光ファイバ素線を介して制御することができる。従って、より高い精度で製造過程における光ファイバの振動周波数の制御をすることができる。よって、光ファイバの径の変動や樹脂層の層厚の変動をより抑制することができる。
【００１４】
また、本発明の光ファイバ素線製造装置は、光ファイバ母材を加熱溶融する紡糸炉と、前記光ファイバ母材から線引きされる溶融ガラスが冷却固化された光ファイバを冷却する冷却装置と、前記光ファイバに樹脂を塗布し、塗布した樹脂を硬化することで、前記光ファイバを樹脂層により被覆して光ファイバ素線とする被覆装置と、前記光ファイバ素線の方向を変換する方向変換装置とを備え、前記冷却装置及び前記被覆装置は、前記溶融ガラス及び前記光ファイバと非接触であり、前記方向変換装置は、前記光ファイバ素線が架けられるターンプーリーと、前記溶融ガラス及び前記光ファイバの振動周波数を１０Ｈｚ以上、２００Ｈｚ以下とするように前記ターンプーリーを制御する振動制御部を有していることを特徴とするものである。
【００１５】
このような光ファイバ素線製造装置によれば、光ファイバの径の変動が抑制されると共に、光ファイバを被覆する樹脂層の層厚の変動が抑制される。従って、このような製造装置により製造される光ファイバは、伝搬される光の損失を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線製造装置によれば、伝搬される光の損失が小さい光ファイバ素線の製造をすることが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線製造装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態について図１〜図３を用いて詳細に説明する。
【００１９】
（光ファイバ素線）
最初に本発明の光ファイバ素線の製造方法により製造される光ファイバ素線について説明する。図１は、本発明の光ファイバ素線の製造方法により製造される光ファイバ素線を示す断面図である。
【００２０】
図１に示すように、光ファイバ素線１０は、光ファイバ１２と、光ファイバ１２を被覆する樹脂層１３とを有している。
【００２１】
光ファイバ１２の直径は、特に制限されないが、例えば、１２５μｍである。また、図示しないが、光ファイバ１２は、コア部とクラッド部を有しており、コア部の屈折率は、クラッド部の屈折率より高くなっている。コア部及びクラッド部の材料は、例えば、シリカガラス（ＳｉＯ２）を主成分とし、これらコア部及びクラッド部の少なくとも一方には、屈折率調整用のドーパントが添加されている。例えば、コア部は、ＧｅＯ２が添加されたシリカガラスで構成され、クラッド部は、純シリカガラスあるいはＦが添加されたシリカガラスで構成される。
【００２２】
樹脂層１３は、光ファイバ１２を被覆する第１樹脂層１３ａと、第１樹脂層１３ａを被覆する第２樹脂層１３ｂとから成る。第１樹脂層１３ａは、比較的柔らかい樹脂の層であり、第２樹脂層１３ｂは比較的硬い樹脂の層である。第１樹脂層１３ａ、第２樹脂層１３ｂの厚さは、特に制限されないが、それぞれ２５〜４０μｍ、１５〜３５μｍであればよい。さらに第１樹脂層１３ａの厚さと第２樹脂層１３ｂの厚さを合わせた、樹脂層１３厚さは、５５〜６５μｍであればよい。第１樹脂層１３ａ、第２樹脂層１３ｂの樹脂としては、例えば、ウレタン（メタ）アクリルレート系、エポキシ（メタ）アクリルレート系、ポリエステル（メタ）アクリルレート系の紫外線硬化樹脂組成物が挙げられる。
【００２３】
（光ファイバ素線の製造方法）
次に本発明の光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線製造装置について説明する。図２は、光ファイバ素線１０の製造方法を実施するための光ファイバ素線製造装置を示す図である。
【００２４】
図２に示すように、光ファイバ素線製造装置１００は、光ファイバ母材１を溶融する紡糸炉２０と、溶融した光ファイバ母材１から線引きされる溶融ガラス１１が冷却固化した光ファイバ１２を冷却する冷却装置３０と、光ファイバ１２に樹脂層を被覆して光ファイバ素線１０とする被覆装置４０と、光ファイバ素線１０の方向を変換する方向変換装置５０とを主な構成要素として備える。
【００２５】
（線引工程）
まず、光ファイバ素線製造装置１００の紡糸炉２０に石英ガラスから構成される光ファイバ母材１が設置される。そして、紡糸炉２０の加熱部２１が発熱して、光ファイバ母材１が加熱される。このとき光ファイバ母材１の下端は、例えば２０００℃に加熱され溶融状態となる。そして、光ファイバ母材１から溶融ガラス１１が線引きされる。このとき線引きされる溶融ガラス１１は、線引きされる直後においてネックダウン形状となる。ネックダウン形状とは、光ファイバ母材１から引き出される溶融ガラス１１の径が、光ファイバ母材１付近では大きく、光ファイバ母材１から離れるに従って小さくなる形状である。このためネックダウン形状は、側面がテーパ状となっている。このとき溶融ガラス１１の振動周波数は、１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされる。従って、ネックダウン形状が溶融ガラス１１の軸方向に不均一となっておらず、形状が安定している。
【００２６】
（冷却工程）
次に、線引きされた溶融ガラス１１は、紡糸炉２０から出ると紡糸炉２０の外の気温により温度が下がり固化して、光ファイバ１２となる。その後、光ファイバ１２は、冷却装置３０を通過して冷却される。冷却装置３０に入る際、光ファイバ１２の温度は１８００℃程度であるが、冷却装置３０を出る際には、光ファイバ１２の温度は、４０℃〜５０℃となる。
【００２７】
（被覆工程）
次に、光ファイバ１２は、被覆装置４０により、樹脂層１３で被覆される。被覆装置４０は、第１樹脂層１３ａとなる紫外線硬化型の樹脂が供給される第１コーティング装置４１と、第１紫外線照射装置４２と、第２樹脂層１３ｂとなる紫外線硬化型の樹脂が供給される第２コーティング装置４５と第２紫外線照射装置４６とを有する。
【００２８】
光ファイバ１２は、まず、第１樹脂層１３ａとなる紫外線硬化型の樹脂が入った第１コーティング装置４１を通過し、紫外線硬化型の樹脂で被覆される。更に第１紫外線照射装置４２を通過し、紫外線が照射されることで、第１樹脂層１３ａが形成される。この際、光ファイバ１２は、第１コーティング装置４１及び第１紫外線照射装置４２と非接触とされる。
【００２９】
図３は、第１コーティング装置４１の主要部を示す断面図である。第１コーティング装置４１は、ニップル４１ａと、ダイス４１ｂとを有する。ニップル４１ａ及びダイス４１ｂには、光ファイバ１２が通過する貫通孔４１ｈが設けられている。そして、ニップル４１ａとダイス４１ｂとの間からは、第１樹脂層１３ａとなる紫外線硬化型の樹脂１３ｒが供給され、樹脂１３ｒは貫通孔４１ｈに流れ出る。
【００３０】
光ファイバ１２は、貫通孔４１ｈを通過する際、ニップル４１ａとダイス４１ｂとの間から流れ出る樹脂１３ｒで被覆される。このときの光ファイバ１２の振動周波数は１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされる。このため、光ファイバ１２の軸は、安定している。つまり、振動周波数の高い光ファイバ１２により、光ファイバ１２と光ファイバ１２を被覆する樹脂との界面における表面張力が安定せずに樹脂層の層厚に乱れが生じることが抑制されると考えられる。
【００３１】
次に第１樹脂層１３ａで被覆された光ファイバ１２は、第２樹脂層１３ｂとなる紫外線硬化型の樹脂が入った第２コーティング装置４５を通過し、この樹脂で被覆される。このとき、第１樹脂層１３ａで被覆された光ファイバ１２の振動周波数は、１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされる。このため、第１樹脂層１３ａで被覆された光ファイバ１２の軸は安定する。次に第２紫外線照射装置４６を通過し、紫外線が照射されることで、第２樹脂層１３ｂが形成される。この際、第１樹脂層１３ａで被覆された光ファイバ１２は、第２コーティング装置４５及び第２紫外線照射装置４６と非接触とされる。なお、第２コーティング装置４５の構成は、第１コーティング装置４１と同様である。
【００３２】
こうして光ファイバ素線１０が製造される。
【００３３】
（方向変換工程）
次に、製造された光ファイバ素線１０は、方向変換装置５０により方向が変換される。
【００３４】
方向変換装置５０は、光ファイバ素線１０が架けられる外周溝を有するターンプーリー５１と、ターンプーリー５１を回転可能に支えるアーム５３と、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動周波数を１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とするようにアーム５３を介してターンプーリー５１を制御する振動制御部５２とを有している。
【００３５】
ターンプーリー５１に架けられる光ファイバ素線１０は、ターンプーリー５１の外周溝に沿って方向変換される。
【００３６】
振動制御部５２は、複数の異なる固有振動数を有する図示しないバネを有しており、このバネがアーム５３を介して、ターンプーリー５１から伝達される光ファイバ素線１０の１０Ｈｚより低い振動周波数の振動と、２００Ｈｚより高い振動周波数の振動とを吸収する。このため、光ファイバ１２の振動及び溶融ガラス１１の振動の振動周波数が１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下に制限される。
【００３７】
方向変換装置５０により、方向変換される光ファイバ素線１０は、巻き取り機６０により巻取られる。
【００３８】
このような光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線製造装置によれば、溶融ガラス１１の振動周波数は、１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされる。従って、溶融ガラス１１が固化することで得られる光ファイバ１２は、径の変動が抑制される。この理由は定かではないが、本発明者らは、光ファイバ母材１から線引きされた直後の溶融ガラス１１のネックダウン形状が安定するためであると考えている。
【００３９】
また、被覆装置４０を光ファイバ１２が通過する際、光ファイバ１２の振動周波数は１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされている。従って、樹脂層の層厚の変動が抑制される。従って、光ファイバ素線１０の径の変動が抑制される。
【００４０】
このように、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動周波数が１０Ｈｚ以上２００Ｈｚとされることで、光ファイバ１２の径の変動と樹脂層の層厚の変動とが抑制され、伝搬される光の損失が小さい光ファイバ素線が製造される。
【００４１】
また、冷却工程及び被覆工程において、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２は、冷却装置３０及び被覆装置４０と非接触とされ、さらに、光ファイバ素線は、方向変換装置のターンプーリーに架けられることで方向変換装置と接触して、方向が変換される。このとき、方向変換装置は、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動周波数が、１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下となる様に光ファイバ素線を制御する。このように冷却装置３０及び被覆装置４０が、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２と非接触で、かつ、光ファイバ素線１０と接触する方向変換装置により、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動周波数が制御されるため、より高い精度で溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動周波数の制御をすることができる。よって、光ファイバ１２の径の変動や樹脂層の層厚の変動をより抑制することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。図４は、本発明の第２実施形態に係る光ファイバ素線製造装置を示す図である。
【００４３】
図４に示すように、光ファイバ素線製造装置１１０は、溶融ガラス１１が紡糸炉２０から出た直後の振動を検出する第１検出部７１と、第１コーティング装置４１に入る光ファイバ１２の振動を検出する第２検出部７２とを備え、第１検出部７１及び第２検出部７２は、方向変換装置５５の振動制御部５６に接続される。
【００４４】
第１検出部７１、第２検出部７２は、例えば、レーザ式変位計測器や、フォトカプラにより構成される。そして、検出された溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動周波数を示す信号が振動制御部５６内に送られる。
【００４５】
振動制御部５６は、第１検出部７１及び第２検出部７２の信号を受けて、図示しないサーボにより、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動周波数が１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下となるようにアーム５３を介してターンプーリー５１を制御する。この制御されるターンプーリーの動作により、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動周波数が１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされる。
【００４６】
本実施形態の光ファイバ製造方法及び光ファイバ素線製造装置によれば、方向変換装置５５は、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動が１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下となるように、アクティブに制御を行う。従って、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動を、より精度よく制御することができる。
【００４７】
以上、本発明について、第１、第２実施形態を示して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４８】
例えば、第１実施形態において、振動制御部５２が有する固有振動数が異なる複数のバネがアーム５３を介して、ターンプーリー５１から伝達される光ファイバ素線１０の１０Ｈｚより低い振動周波数の振動と、２００Ｈｚより高い振動周波数の振動とを吸収するとした。しかし、本発明はこれに限らない。例えば、固有振動数の異なる複数のバネに変えて、１０Ｈｚ以下の振動を吸収する防振ゴム及び２００Ｈｚ以上の振動を吸収する防振ゴムを用いても良い。
【００４９】
また、第２実施形態において、第２コーティング装置４５に入る光ファイバ１２の振動を検出する第３検出部を更に備えても良い。
【００５０】
また、第１実施形態、第２実施形態において、光ファイバ素線１０の樹脂層１３は、第１樹脂層１３ａと第２樹脂層１３ｂとから構成されるが、１層の樹脂層１３ａ及び第２樹脂層１３ｂのいずれか一方のみから構成されても良い。この場合、第２コーティング装置４５及び第２紫外線照射装置４６が不要となる。
【００５１】
以下、実験例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実験例に限定されるものではない。
【００５２】
（実験例１）
図２に示す光ファイバ素線製造装置において、光ファイバ母材を２０００℃に加熱して、溶融ガラスの線引きを行った。このときの線引速度は、１０００ｍ／ｍｉｎとした。そして、冷却装置において溶融ガラスを冷却して、径が１２５μｍの光ファイバを製造した。この光ファイバに、層厚が３３μｍとなる様に紫外線硬化型の樹脂を第１コーティング装置で塗布し、第１紫外線硬化装置で硬化させ第１樹脂層とした。さらに第２コーティング装置により、第１樹脂層上に層厚が３０μｍとなる様に紫外線硬化型の樹脂を第２コーティング装置で塗布し、第２紫外線硬化装置で硬化させ第２樹脂層とした。
【００５３】
このとき振動制御部のバネを取りかえることにより、溶融ガラスの振動周波数を、それぞれ５Ｈｚ、１０Ｈｚ、５０Ｈｚ、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、３００Ｈｚと変化させた。そして、各周波数で製造された光ファイバの径の変動を測定した。その結果を図５に示す。図５に示すように、溶融ガラスの振動周波数が１０Ｈｚ以上の場合には、光ファイバの径の変動は小さいが、溶融ガラスの振動周波数が１０Ｈｚより小さい場合、光ファイバの径の変動が０．５μｍ以上となり、顕著にファイバの径が大きくなるという結果が得られた。
【００５４】
（実験例２〜４）
線引速度を、図６に示す値としたこと以外は、実験例１と同様にした。この結果を図６に示す。図６に示すように、線引速度が変化しても、溶融ガラスの振動周波数が１０Ｈｚ以上の場合には、光ファイバの径の変動は小さいが、溶融ガラスの振動周波数が１０Ｈｚより小さい場合、光ファイバの径の変動が顕著に大きくなる結果が得られた。
【００５５】
（実験例５）
振動制御部のバネを取りかえることにより、光ファイバの振動周波数を５Ｈｚ、１０Ｈｚ、１５０Ｈｚ、１８０Ｈｚ、２００Ｈｚ、２１０Ｈｚと変化させたこと以外は、実験例１と同様に行い、光ファイバ素線の径の変動を測定した。この結果を図７に示す。図７に示すように、光ファイバの振動周波数が２００Ｈｚ以下では、光ファイバ素線の径の変動は小さいが、光ファイバ素線の振動周波数が２００Ｈｚを超えると光ファイバ素線の径の変動が、０．６μｍ以上となり、光ファイバ素線の径の変動が顕著に大きくなる結果が得られた。
【００５６】
（実験例６〜８）
線引速度を図８に示す値としたこと以外は、実験例５と同様に行った。この結果を図８に示す。図８に示すように、線引速度が変化しても、光ファイバの振動周波数が２００Ｈｚ以下では、光ファイバ素線の径の変動は小さいが、光ファイバの振動周波数が２００Ｈｚを超えると急に光ファイバ素線の径の変動が顕著に大きくなる結果が得られた。
【００５７】
以上より、光ファイバ素線の製造方法において、溶融ガラス及び光ファイバの振動周波数を１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とすることで、伝搬される光の損失が小さい光ファイバ素線の製造をすることが実現できると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の光ファイバ素線の製造方法により製造される光ファイバ素線を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光ファイバ素線の製造方法を実施するための光ファイバ素線製造装置を示す図である。
【図３】図２の第１コーティング装置４１の主要部を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る光ファイバ素線の製造方法を実施するための光ファイバ素線製造装置を示す図である。
【図５】実験例１の結果を示す図である。
【図６】実験例２〜４の結果を示す図である。
【図７】実験例５の結果を示す図である。
【図８】実験例６〜８の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・光ファイバ母材
１０・・・光ファイバ素線
１１・・・溶融ガラス
１２・・・光ファイバ
１３・・・樹脂層
２０・・・紡糸炉
２１・・・加熱部
３０・・・冷却装置
４０・・・被覆装置
４１・・・第１コーティング装置
４２・・・第１紫外線照射装置
４５・・・第２コーティング装置
４６・・・第２紫外線照射装置
５０、５５・・・方向変換装置
５１・・・ターンプーリー
５２、５６・・・振動制御部
５３・・・アーム
６０・・・巻き取り機
７１・・・第１振動検出部
７２・・・第２振動検出部
１００、１１０・・・光ファイバ素線製造装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバは、表面の傷つき等を防止するために樹脂層により被覆され光ファイバ素線として使用される場合がある。このような光ファイバ素線の製造においては、線引タワーの上部に設けられた紡糸炉において、光ファイバ母材が溶融されて溶融ガラスが糸状に線引きされ、線引きされた糸状の溶融ガラスが冷却固化されて光ファイバとされる。その後、光ファイバが樹脂層で被覆されて光ファイバ素線とされることで、光ファイバ素線が製造される。
【０００３】
このような光ファイバ素線は、光ファイバの径や、樹脂層の層厚が一定となっていない場合、光ファイバ素線により伝搬される光の損失が大きくなるという問題がある。このような光ファイバの径や樹脂層の層厚が一定とならない原因の一つとして、光ファイバ素線の製造過程において、線引きされた溶融ガラスや光ファイバが振動してしまうことが知られている。このため、光ファイバを製造する場合、光ファイバに与えられる振動を抑制して、光ファイバ径、及び樹脂層の層厚等を一定にする試みがなされている。
【０００４】
下記特許文献１には、線引タワーの振動を抑制することで、光ファイバの品質低下を防止する光ファイバ線引装置が記載されており、下記特許文献２には、光ファイバ母材の振動を抑制することで、光ファイバの品質低下を防止する光ファイバ線引装置が記載されている。
【特許文献１】特開平１０−１３２４号公報
【特許文献２】特開２００４-１６１４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような、上記特許文献１に記載の光ファイバ線引装置により線引タワーの防振を行ったり、上記特許文献２に記載の光ファイバ線引装置により、光ファイバ母材の防振を行ったりしても、未だ光ファイバ、及び、光ファイバ母材から線引きされる溶融ガラスが振動する場合がある。これは、上記特許文献１及び２に記載の光ファイバ線引装置は、非常に低い振動周波数（例えば、数Ｈｚ程度）の振動を抑制するのに効果があるが、溶融ガラスを冷却する冷却装置に用いられるガスの流れや、樹脂層で光ファイバを被覆するときに樹脂を硬化する硬化装置に用いられるガスの流れ等による高い振動周波数（例えば、１００〜５００百Ｈｚ）の振動には効果があまりないためである。
【０００６】
このため、上記特許文献１、２に記載の光ファイバ線引装置により、光ファイバ素線を製造しても、光ファイバの径の変動が大きい場合や、樹脂層の層厚の変動が大きい場合があるため、伝搬される光の損失が大きくなるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、伝搬される光の損失が小さい光ファイバ素線の製造を実現できる光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、光ファイバ母材から線引きされるガラス、及び、線引きされるガラスが固化した光ファイバが振動する周波数が全周波数に渡って抑制されている必要はなく、周波数が一定の範囲となっていれば、光ファイバの径の変動、及び、光ファイバを被覆する樹脂層の層厚の変動が抑制されることを見出し、本発明をするに至った。
【０００９】
すなわち本発明の光ファイバ素線の製造方法は、光ファイバ母材から溶融ガラスを線引きする線引工程と、前記溶融ガラスを冷却固化することで光ファイバとし、前記光ファイバを冷却装置により冷却する冷却工程と、被覆装置により、前記光ファイバに樹脂を塗布し、塗布した樹脂を硬化することで、前記光ファイバを樹脂層により被覆して光ファイバ素線とする被覆工程と、を備える光ファイバの製造方法であって、前記線引工程における溶融ガラス、及び、前記被覆工程における光ファイバの振動周波数が１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされていることを特徴とするものである。
【００１０】
このような光ファイバ素線の製造方法によれば、線引工程において溶融ガラスが引き出される。この際、溶融ガラスの振動周波数が１０Ｈｚ以上であるため、溶融ガラスが冷却固化した光ファイバは径の変動が抑制される。この理由は定かではないが、本発明者らは、溶融ガラスの振動周波数が、１０Ｈｚ以上であるため、光ファイバ母材から溶融ガラスが引き出された直後のネックダウン形状が、溶融ガラスの緩やかな振動によって、紡糸炉の中心軸から溶融ガラスの軸がずれたときに生じる、パスライン中の光ファイバの周期的な変動が抑制され、安定しているためと考えている。
【００１１】
さらに、冷却固化した光ファイバの振動周波数は、被覆工程において、２００Ｈｚ以下とされるため、光ファイバを被覆する樹脂層の層厚の変動が抑制される。本発明者らは、この理由を光ファイバに樹脂が塗布され、塗布された樹脂が硬化するとき、光ファイバの軸が、安定するためであると考えている。つまり、振動周波数の高い光ファイバにより、光ファイバと光ファイバを被覆する樹脂との界面における表面張力が安定せずに樹脂層の層厚に乱れが生じることが抑制されるためであると考えている。
【００１２】
このような製造方法で製造される光ファイバ素線は、光ファイバの径の変動と、光ファイバを被覆する樹脂層の層厚の変動とが抑制されるため、伝搬される光の損失を小さくすることができる。
【００１３】
また、上記光ファイバ素線の製造方法において、前記溶融ガラス及び前記光ファイバは、前記冷却装置及び前記被覆装置と非接触であり、前記光ファイバ素線と接触する方向変換装置により前記光ファイバ素線の方向を変換する方向変換工程を前記被覆工程の後に更に備え、前記方向変換装置により前記溶融ガラス及び前記光ファイバの前記振動周波数が制御されていれば好適である。このような構成によれば、光ファイバ素線が方向変換装置と接触をして方向を変換されるとき、方向変換装置により光ファイバ素線の振動が制御される。そして、光ファイバ母材から溶融ガラスが線引きされてから光ファイバ素線とされるまで、溶融ガラス及び光ファイバは、冷却装置及び被覆装置と非接触であるので、光ファイバ素線の制御が、光ファイバ及び溶融ガラスに伝わる。従って、溶融ガラス及び光ファイバの振動を光ファイバ素線を介して制御することができる。従って、より高い精度で製造過程における光ファイバの振動周波数の制御をすることができる。よって、光ファイバの径の変動や樹脂層の層厚の変動をより抑制することができる。
【００１４】
また、本発明の光ファイバ素線製造装置は、光ファイバ母材を加熱溶融する紡糸炉と、前記光ファイバ母材から線引きされる溶融ガラスが冷却固化された光ファイバを冷却する冷却装置と、前記光ファイバに樹脂を塗布し、塗布した樹脂を硬化することで、前記光ファイバを樹脂層により被覆して光ファイバ素線とする被覆装置と、前記光ファイバ素線の方向を変換する方向変換装置とを備え、前記冷却装置及び前記被覆装置は、前記溶融ガラス及び前記光ファイバと非接触であり、前記方向変換装置は、前記光ファイバ素線が架けられるターンプーリーと、前記溶融ガラス及び前記光ファイバの振動周波数を１０Ｈｚ以上、２００Ｈｚ以下とするように前記ターンプーリーを制御する振動制御部を有していることを特徴とするものである。
【００１５】
このような光ファイバ素線製造装置によれば、光ファイバの径の変動が抑制されると共に、光ファイバを被覆する樹脂層の層厚の変動が抑制される。従って、このような製造装置により製造される光ファイバは、伝搬される光の損失を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかる光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線製造装置によれば、伝搬される光の損失が小さい光ファイバ素線の製造をすることが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線製造装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態について図１〜図３を用いて詳細に説明する。
【００１９】
（光ファイバ素線）
最初に本発明の光ファイバ素線の製造方法により製造される光ファイバ素線について説明する。図１は、本発明の光ファイバ素線の製造方法により製造される光ファイバ素線を示す断面図である。
【００２０】
図１に示すように、光ファイバ素線１０は、光ファイバ１２と、光ファイバ１２を被覆する樹脂層１３とを有している。
【００２１】
光ファイバ１２の直径は、特に制限されないが、例えば、１２５μｍである。また、図示しないが、光ファイバ１２は、コア部とクラッド部を有しており、コア部の屈折率は、クラッド部の屈折率より高くなっている。コア部及びクラッド部の材料は、例えば、シリカガラス（ＳｉＯ２）を主成分とし、これらコア部及びクラッド部の少なくとも一方には、屈折率調整用のドーパントが添加されている。例えば、コア部は、ＧｅＯ２が添加されたシリカガラスで構成され、クラッド部は、純シリカガラスあるいはＦが添加されたシリカガラスで構成される。
【００２２】
樹脂層１３は、光ファイバ１２を被覆する第１樹脂層１３ａと、第１樹脂層１３ａを被覆する第２樹脂層１３ｂとから成る。第１樹脂層１３ａは、比較的柔らかい樹脂の層であり、第２樹脂層１３ｂは比較的硬い樹脂の層である。第１樹脂層１３ａ、第２樹脂層１３ｂの厚さは、特に制限されないが、それぞれ２５〜４０μｍ、１５〜３５μｍであればよい。さらに第１樹脂層１３ａの厚さと第２樹脂層１３ｂの厚さを合わせた、樹脂層１３厚さは、５５〜６５μｍであればよい。第１樹脂層１３ａ、第２樹脂層１３ｂの樹脂としては、例えば、ウレタン（メタ）アクリルレート系、エポキシ（メタ）アクリルレート系、ポリエステル（メタ）アクリルレート系の紫外線硬化樹脂組成物が挙げられる。
【００２３】
（光ファイバ素線の製造方法）
次に本発明の光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線製造装置について説明する。図２は、光ファイバ素線１０の製造方法を実施するための光ファイバ素線製造装置を示す図である。
【００２４】
図２に示すように、光ファイバ素線製造装置１００は、光ファイバ母材１を溶融する紡糸炉２０と、溶融した光ファイバ母材１から線引きされる溶融ガラス１１が冷却固化した光ファイバ１２を冷却する冷却装置３０と、光ファイバ１２に樹脂層を被覆して光ファイバ素線１０とする被覆装置４０と、光ファイバ素線１０の方向を変換する方向変換装置５０とを主な構成要素として備える。
【００２５】
（線引工程）
まず、光ファイバ素線製造装置１００の紡糸炉２０に石英ガラスから構成される光ファイバ母材１が設置される。そして、紡糸炉２０の加熱部２１が発熱して、光ファイバ母材１が加熱される。このとき光ファイバ母材１の下端は、例えば２０００℃に加熱され溶融状態となる。そして、光ファイバ母材１から溶融ガラス１１が線引きされる。このとき線引きされる溶融ガラス１１は、線引きされる直後においてネックダウン形状となる。ネックダウン形状とは、光ファイバ母材１から引き出される溶融ガラス１１の径が、光ファイバ母材１付近では大きく、光ファイバ母材１から離れるに従って小さくなる形状である。このためネックダウン形状は、側面がテーパ状となっている。このとき溶融ガラス１１の振動周波数は、１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされる。従って、ネックダウン形状が溶融ガラス１１の軸方向に不均一となっておらず、形状が安定している。
【００２６】
（冷却工程）
次に、線引きされた溶融ガラス１１は、紡糸炉２０から出ると紡糸炉２０の外の気温により温度が下がり固化して、光ファイバ１２となる。その後、光ファイバ１２は、冷却装置３０を通過して冷却される。冷却装置３０に入る際、光ファイバ１２の温度は１８００℃程度であるが、冷却装置３０を出る際には、光ファイバ１２の温度は、４０℃〜５０℃となる。
【００２７】
（被覆工程）
次に、光ファイバ１２は、被覆装置４０により、樹脂層１３で被覆される。被覆装置４０は、第１樹脂層１３ａとなる紫外線硬化型の樹脂が供給される第１コーティング装置４１と、第１紫外線照射装置４２と、第２樹脂層１３ｂとなる紫外線硬化型の樹脂が供給される第２コーティング装置４５と第２紫外線照射装置４６とを有する。
【００２８】
光ファイバ１２は、まず、第１樹脂層１３ａとなる紫外線硬化型の樹脂が入った第１コーティング装置４１を通過し、紫外線硬化型の樹脂で被覆される。更に第１紫外線照射装置４２を通過し、紫外線が照射されることで、第１樹脂層１３ａが形成される。この際、光ファイバ１２は、第１コーティング装置４１及び第１紫外線照射装置４２と非接触とされる。
【００２９】
図３は、第１コーティング装置４１の主要部を示す断面図である。第１コーティング装置４１は、ニップル４１ａと、ダイス４１ｂとを有する。ニップル４１ａ及びダイス４１ｂには、光ファイバ１２が通過する貫通孔４１ｈが設けられている。そして、ニップル４１ａとダイス４１ｂとの間からは、第１樹脂層１３ａとなる紫外線硬化型の樹脂１３ｒが供給され、樹脂１３ｒは貫通孔４１ｈに流れ出る。
【００３０】
光ファイバ１２は、貫通孔４１ｈを通過する際、ニップル４１ａとダイス４１ｂとの間から流れ出る樹脂１３ｒで被覆される。このときの光ファイバ１２の振動周波数は１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされる。このため、光ファイバ１２の軸は、安定している。つまり、振動周波数の高い光ファイバ１２により、光ファイバ１２と光ファイバ１２を被覆する樹脂との界面における表面張力が安定せずに樹脂層の層厚に乱れが生じることが抑制されると考えられる。
【００３１】
次に第１樹脂層１３ａで被覆された光ファイバ１２は、第２樹脂層１３ｂとなる紫外線硬化型の樹脂が入った第２コーティング装置４５を通過し、この樹脂で被覆される。このとき、第１樹脂層１３ａで被覆された光ファイバ１２の振動周波数は、１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされる。このため、第１樹脂層１３ａで被覆された光ファイバ１２の軸は安定する。次に第２紫外線照射装置４６を通過し、紫外線が照射されることで、第２樹脂層１３ｂが形成される。この際、第１樹脂層１３ａで被覆された光ファイバ１２は、第２コーティング装置４５及び第２紫外線照射装置４６と非接触とされる。なお、第２コーティング装置４５の構成は、第１コーティング装置４１と同様である。
【００３２】
こうして光ファイバ素線１０が製造される。
【００３３】
（方向変換工程）
次に、製造された光ファイバ素線１０は、方向変換装置５０により方向が変換される。
【００３４】
方向変換装置５０は、光ファイバ素線１０が架けられる外周溝を有するターンプーリー５１と、ターンプーリー５１を回転可能に支えるアーム５３と、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動周波数を１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とするようにアーム５３を介してターンプーリー５１を制御する振動制御部５２とを有している。
【００３５】
ターンプーリー５１に架けられる光ファイバ素線１０は、ターンプーリー５１の外周溝に沿って方向変換される。
【００３６】
振動制御部５２は、複数の異なる固有振動数を有する図示しないバネを有しており、このバネがアーム５３を介して、ターンプーリー５１から伝達される光ファイバ素線１０の１０Ｈｚより低い振動周波数の振動と、２００Ｈｚより高い振動周波数の振動とを吸収する。このため、光ファイバ１２の振動及び溶融ガラス１１の振動の振動周波数が１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下に制限される。
【００３７】
方向変換装置５０により、方向変換される光ファイバ素線１０は、巻き取り機６０により巻取られる。
【００３８】
このような光ファイバ素線の製造方法及び光ファイバ素線製造装置によれば、溶融ガラス１１の振動周波数は、１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされる。従って、溶融ガラス１１が固化することで得られる光ファイバ１２は、径の変動が抑制される。この理由は定かではないが、本発明者らは、光ファイバ母材１から線引きされた直後の溶融ガラス１１のネックダウン形状が安定するためであると考えている。
【００３９】
また、被覆装置４０を光ファイバ１２が通過する際、光ファイバ１２の振動周波数は１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされている。従って、樹脂層の層厚の変動が抑制される。従って、光ファイバ素線１０の径の変動が抑制される。
【００４０】
このように、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動周波数が１０Ｈｚ以上２００Ｈｚとされることで、光ファイバ１２の径の変動と樹脂層の層厚の変動とが抑制され、伝搬される光の損失が小さい光ファイバ素線が製造される。
【００４１】
また、冷却工程及び被覆工程において、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２は、冷却装置３０及び被覆装置４０と非接触とされ、さらに、光ファイバ素線は、方向変換装置のターンプーリーに架けられることで方向変換装置と接触して、方向が変換される。このとき、方向変換装置は、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動周波数が、１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下となる様に光ファイバ素線を制御する。このように冷却装置３０及び被覆装置４０が、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２と非接触で、かつ、光ファイバ素線１０と接触する方向変換装置により、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動周波数が制御されるため、より高い精度で溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動周波数の制御をすることができる。よって、光ファイバ１２の径の変動や樹脂層の層厚の変動をより抑制することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。図４は、本発明の第２実施形態に係る光ファイバ素線製造装置を示す図である。
【００４３】
図４に示すように、光ファイバ素線製造装置１１０は、溶融ガラス１１が紡糸炉２０から出た直後の振動を検出する第１検出部７１と、第１コーティング装置４１に入る光ファイバ１２の振動を検出する第２検出部７２とを備え、第１検出部７１及び第２検出部７２は、方向変換装置５５の振動制御部５６に接続される。
【００４４】
第１検出部７１、第２検出部７２は、例えば、レーザ式変位計測器や、フォトカプラにより構成される。そして、検出された溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動周波数を示す信号が振動制御部５６内に送られる。
【００４５】
振動制御部５６は、第１検出部７１及び第２検出部７２の信号を受けて、図示しないサーボにより、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動周波数が１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下となるようにアーム５３を介してターンプーリー５１を制御する。この制御されるターンプーリーの動作により、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動周波数が１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされる。
【００４６】
本実施形態の光ファイバ製造方法及び光ファイバ素線製造装置によれば、方向変換装置５５は、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動が１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下となるように、アクティブに制御を行う。従って、溶融ガラス１１及び光ファイバ１２の振動を、より精度よく制御することができる。
【００４７】
以上、本発明について、第１、第２実施形態を示して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４８】
例えば、第１実施形態において、振動制御部５２が有する固有振動数が異なる複数のバネがアーム５３を介して、ターンプーリー５１から伝達される光ファイバ素線１０の１０Ｈｚより低い振動周波数の振動と、２００Ｈｚより高い振動周波数の振動とを吸収するとした。しかし、本発明はこれに限らない。例えば、固有振動数の異なる複数のバネに変えて、１０Ｈｚ以下の振動を吸収する防振ゴム及び２００Ｈｚ以上の振動を吸収する防振ゴムを用いても良い。
【００４９】
また、第２実施形態において、第２コーティング装置４５に入る光ファイバ１２の振動を検出する第３検出部を更に備えても良い。
【００５０】
また、第１実施形態、第２実施形態において、光ファイバ素線１０の樹脂層１３は、第１樹脂層１３ａと第２樹脂層１３ｂとから構成されるが、１層の樹脂層１３ａ及び第２樹脂層１３ｂのいずれか一方のみから構成されても良い。この場合、第２コーティング装置４５及び第２紫外線照射装置４６が不要となる。
【００５１】
以下、実験例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実験例に限定されるものではない。
【００５２】
（実験例１）
図２に示す光ファイバ素線製造装置において、光ファイバ母材を２０００℃に加熱して、溶融ガラスの線引きを行った。このときの線引速度は、１０００ｍ／ｍｉｎとした。そして、冷却装置において溶融ガラスを冷却して、径が１２５μｍの光ファイバを製造した。この光ファイバに、層厚が３３μｍとなる様に紫外線硬化型の樹脂を第１コーティング装置で塗布し、第１紫外線硬化装置で硬化させ第１樹脂層とした。さらに第２コーティング装置により、第１樹脂層上に層厚が３０μｍとなる様に紫外線硬化型の樹脂を第２コーティング装置で塗布し、第２紫外線硬化装置で硬化させ第２樹脂層とした。
【００５３】
このとき振動制御部のバネを取りかえることにより、溶融ガラスの振動周波数を、それぞれ５Ｈｚ、１０Ｈｚ、５０Ｈｚ、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、３００Ｈｚと変化させた。そして、各周波数で製造された光ファイバの径の変動を測定した。その結果を図５に示す。図５に示すように、溶融ガラスの振動周波数が１０Ｈｚ以上の場合には、光ファイバの径の変動は小さいが、溶融ガラスの振動周波数が１０Ｈｚより小さい場合、光ファイバの径の変動が０．５μｍ以上となり、顕著にファイバの径が大きくなるという結果が得られた。
【００５４】
（実験例２〜４）
線引速度を、図６に示す値としたこと以外は、実験例１と同様にした。この結果を図６に示す。図６に示すように、線引速度が変化しても、溶融ガラスの振動周波数が１０Ｈｚ以上の場合には、光ファイバの径の変動は小さいが、溶融ガラスの振動周波数が１０Ｈｚより小さい場合、光ファイバの径の変動が顕著に大きくなる結果が得られた。
【００５５】
（実験例５）
振動制御部のバネを取りかえることにより、光ファイバの振動周波数を５Ｈｚ、１０Ｈｚ、１５０Ｈｚ、１８０Ｈｚ、２００Ｈｚ、２１０Ｈｚと変化させたこと以外は、実験例１と同様に行い、光ファイバ素線の径の変動を測定した。この結果を図７に示す。図７に示すように、光ファイバの振動周波数が２００Ｈｚ以下では、光ファイバ素線の径の変動は小さいが、光ファイバ素線の振動周波数が２００Ｈｚを超えると光ファイバ素線の径の変動が、０．６μｍ以上となり、光ファイバ素線の径の変動が顕著に大きくなる結果が得られた。
【００５６】
（実験例６〜８）
線引速度を図８に示す値としたこと以外は、実験例５と同様に行った。この結果を図８に示す。図８に示すように、線引速度が変化しても、光ファイバの振動周波数が２００Ｈｚ以下では、光ファイバ素線の径の変動は小さいが、光ファイバの振動周波数が２００Ｈｚを超えると急に光ファイバ素線の径の変動が顕著に大きくなる結果が得られた。
【００５７】
以上より、光ファイバ素線の製造方法において、溶融ガラス及び光ファイバの振動周波数を１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とすることで、伝搬される光の損失が小さい光ファイバ素線の製造をすることが実現できると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の光ファイバ素線の製造方法により製造される光ファイバ素線を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光ファイバ素線の製造方法を実施するための光ファイバ素線製造装置を示す図である。
【図３】図２の第１コーティング装置４１の主要部を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る光ファイバ素線の製造方法を実施するための光ファイバ素線製造装置を示す図である。
【図５】実験例１の結果を示す図である。
【図６】実験例２〜４の結果を示す図である。
【図７】実験例５の結果を示す図である。
【図８】実験例６〜８の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・光ファイバ母材
１０・・・光ファイバ素線
１１・・・溶融ガラス
１２・・・光ファイバ
１３・・・樹脂層
２０・・・紡糸炉
２１・・・加熱部
３０・・・冷却装置
４０・・・被覆装置
４１・・・第１コーティング装置
４２・・・第１紫外線照射装置
４５・・・第２コーティング装置
４６・・・第２紫外線照射装置
５０、５５・・・方向変換装置
５１・・・ターンプーリー
５２、５６・・・振動制御部
５３・・・アーム
６０・・・巻き取り機
７１・・・第１振動検出部
７２・・・第２振動検出部
１００、１１０・・・光ファイバ素線製造装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材から溶融ガラスを線引きする線引工程と、
前記溶融ガラスを冷却固化することで光ファイバとし、前記光ファイバを冷却装置により冷却する冷却工程と、
被覆装置により、前記光ファイバに樹脂を塗布し、塗布した樹脂を硬化することで、前記光ファイバを樹脂層により被覆して光ファイバ素線とする被覆工程と、
を備える光ファイバの製造方法であって、
前記線引工程における溶融ガラス、及び、前記被覆工程における光ファイバの振動周波数が、１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされる
ことを特徴とする光ファイバ素線の製造方法。
【請求項２】
前記溶融ガラス及び前記光ファイバは、前記冷却装置及び前記被覆装置と非接触であり、
前記光ファイバ素線と接触する方向変換装置により前記光ファイバ素線の方向を変換する方向変換工程を前記被覆工程の後に更に備え、
前記方向変換装置により前記溶融ガラス及び前記光ファイバの前記振動周波数が制御されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【請求項３】
光ファイバ母材を加熱溶融する紡糸炉と、
前記光ファイバ母材から線引きされる溶融ガラスが冷却固化された光ファイバを冷却する冷却装置と、
前記光ファイバに樹脂を塗布し、塗布した樹脂を硬化することで、前記光ファイバを樹脂層により被覆して光ファイバ素線とする被覆装置と、
前記光ファイバ素線の方向を変換する方向変換装置とを備え、
前記冷却装置及び前記被覆装置は、前記溶融ガラス及び前記光ファイバと非接触であり、
前記方向変換装置は、前記光ファイバ素線が架けられるターンプーリーと、前記溶融ガラス及び前記光ファイバの振動周波数を１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とするように前記ターンプーリーを制御する振動制御部を有している
ことを特徴とする光ファイバ素線製造装置。
【請求項１】
光ファイバ母材から溶融ガラスを線引きする線引工程と、
前記溶融ガラスを冷却固化することで光ファイバとし、前記光ファイバを冷却装置により冷却する冷却工程と、
被覆装置により、前記光ファイバに樹脂を塗布し、塗布した樹脂を硬化することで、前記光ファイバを樹脂層により被覆して光ファイバ素線とする被覆工程と、
を備える光ファイバの製造方法であって、
前記線引工程における溶融ガラス、及び、前記被覆工程における光ファイバの振動周波数が、１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とされる
ことを特徴とする光ファイバ素線の製造方法。
【請求項２】
前記溶融ガラス及び前記光ファイバは、前記冷却装置及び前記被覆装置と非接触であり、
前記光ファイバ素線と接触する方向変換装置により前記光ファイバ素線の方向を変換する方向変換工程を前記被覆工程の後に更に備え、
前記方向変換装置により前記溶融ガラス及び前記光ファイバの前記振動周波数が制御されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ素線の製造方法。
【請求項３】
光ファイバ母材を加熱溶融する紡糸炉と、
前記光ファイバ母材から線引きされる溶融ガラスが冷却固化された光ファイバを冷却する冷却装置と、
前記光ファイバに樹脂を塗布し、塗布した樹脂を硬化することで、前記光ファイバを樹脂層により被覆して光ファイバ素線とする被覆装置と、
前記光ファイバ素線の方向を変換する方向変換装置とを備え、
前記冷却装置及び前記被覆装置は、前記溶融ガラス及び前記光ファイバと非接触であり、
前記方向変換装置は、前記光ファイバ素線が架けられるターンプーリーと、前記溶融ガラス及び前記光ファイバの振動周波数を１０Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下とするように前記ターンプーリーを制御する振動制御部を有している
ことを特徴とする光ファイバ素線製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１２０８１１（Ｐ２０１０−１２０８１１Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９５８８９（Ｐ２００８−２９５８８９）
【出願日】平成２０年１１月１９日（２００８．１１．１９）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１９日（２００８．１１．１９）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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