JP2005289764A - 光ファイバの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 引き取り時の振動による被覆径の乱れを防止し、良好な外観の光ファイバを製造する。
【解決手段】 加熱炉２で加熱した光ファイバ母材Ｇから線引きしたガラスファイバＧ１にプライマリダイス８及びセカンダリダイス９からなる樹脂塗布用ダイスによって樹脂を被覆して光ファイバＧ２とし、直下ローラ１１を介してキャプスタン１６によって引き取る。光ファイバＧ２を引き取るキャプスタン１６と、キャプスタン１６へ光ファイバＧ２を導く直下ローラ１１との間で、軸方向に平坦な円柱周面を有する平形ローラ１３を光ファイバＧ２に接触させて、光ファイバＧ２に生じる微小振動を抑制する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ファイバ母材を線引きして光ファイバを製造する光ファイバの製造方法に関する。

一般に、光ファイバを製造する場合、まず、石英等の材料で製造した光ファイバ母材を送り装置によって加熱炉に供給し、加熱炉において先端部を加熱して軟化させ、下方に引き出して細径化することによりガラスファイバとする。
次いで、この細径化したガラスファイバを、紫外線硬化型樹脂を被覆する樹脂塗布用ダイス及び塗布した紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させる紫外線照射装置に通すことにより、外周に樹脂が被覆された光ファイバとする。

このようにして製造された光ファイバは、光ファイバ母材に対して鉛直下方向の位置に設けられた直下ローラ、及び複数の導入ローラにより案内された後、キャプスタンによって下流側に引き取られ、巻き取りボビンに巻き取られる。

また、樹脂塗布用ダイスへ供給する樹脂圧を一定に保たせることにより、樹脂圧の変動による樹脂への気泡の混入を抑制し、光ファイバの外径を一定に保って外観不良をなくす技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

実開平７−１５７４４号公報

ところで、樹脂が被覆された光ファイバをキャプスタンへ案内するガイドローラである直下ローラ及び導入ローラは、周囲に形成されたＶ溝内に光ファイバを保持させながら回転するものであるが、高速で送り出される光ファイバが、直下ローラ及び導入ローラでＶ溝の内壁に沿って径方向に移動して微小振動を生じることがある。そして、この光ファイバの微小振動が上流側の樹脂塗布用ダイスまで伝わると、樹脂流に乱れが生じてガラスファイバへ樹脂が均一に付着されなくなり、光ファイバの被覆に不整合（波打ち）が生じ、被覆径が乱れ外観不良が生じてしまう。

ここで、樹脂塗布用ダイスへ供給する樹脂圧を一定に保つ上記の従来技術では、長距離範囲での気泡の混入を防止して外径を一定に保つことが可能であるが、光ファイバに生じる微小振動に対して樹脂圧を一定に保つ制御を追従させることはできず、光ファイバの微小振動による外観不良の発生を防止することはできない。

本発明は、引き取り時の振動による被覆径の乱れを防止し、良好な外観の光ファイバを製造することが可能な光ファイバの製造方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成することのできる本発明の光ファイバの製造方法は、光ファイバ母材から線引きしたガラスファイバに樹脂塗布用ダイスによって樹脂を被覆して光ファイバとする光ファイバの製造方法であって、前記光ファイバ母材と前記樹脂塗布用ダイスと当該樹脂塗布用ダイスによって樹脂を被覆された直後の光ファイバとが一直線状になるように前記光ファイバを導く直下ローラの下流で、最初に前記光ファイバの進行方向を一方向に変更させかつ回転軸が移動しないローラを、前記光ファイバが接触する面が当該ローラの回転軸に平行な円柱周面を構成する平形ローラとすることを特徴としている。

また、前記直下ローラと前記光ファイバを引き取る引き取り手段との間で前記光ファイバが接触するローラであり、前記光ファイバの進行方向を一方向に変更させるローラを、前記平形ローラとすることが好ましい。

本発明の光ファイバの製造方法によれば、直下ローラの下流で最初に光ファイバに接触するローラを、回転軸方向に平行な円柱周面を有する平形ローラとすることにより、光ファイバの直下ローラの径方向への移動を低減することができる。
これにより、光ファイバの下流側から樹脂塗布用ダイスへの振動の伝達を阻止することができ、この樹脂塗布用ダイスにおける樹脂流の乱れの発生をなくすことができる。つまり、ガラスファイバへ均一に樹脂を付着させて、振動による被覆径の乱れが防止された良好な外観の光ファイバを製造することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る光ファイバの製造方法が適応可能な製造装置の概略構成図であり、図２は、製造装置に設けられた平形ローラの側面図及び正面図である。

図１に示すように、光ファイバの製造装置１は、光ファイバの走行ラインにおける上流側に、光ファイバ母材Ｇを加熱する加熱炉２を備えている。この加熱炉２は、内側に光ファイバ母材Ｇが供給される円筒状の炉心管４と、この炉心管４を囲むヒータである発熱体３とを備えている。この発熱体３を発熱させることで炉心管４が昇温して、その内側の空間に加熱領域が形成される。ここでいう加熱領域とは、ガラスが軟化して線引き可能な温度となっている領域であり、例えば、１８００℃以上となっている領域である。
また、加熱炉２には、ガス供給部３１が設けられ、このガス供給部３１から加熱領域にヘリウムや窒素等の冷却ガスが供給される。

光ファイバ母材Ｇは、送り手段５によってその上部が把持されて、炉心管４の内側の加熱領域にその下端部分が位置するように加熱炉２内に送られる。このように、加熱炉２内に供給された光ファイバ母材Ｇは、その下端側が加熱領域内で加熱されて軟化し、下方に引き延ばされて細径化し、ガラスファイバＧ１が形成される。
加熱炉２の下流側には、例えば、ヘリウムガス等の冷却溶媒を用いた冷却装置６が設けられており、加熱炉２を出た直後のガラスファイバＧ１が数百℃から室温近くまで急速に冷却される。

また、冷却装置６の下流側には、例えば、レーザ光式の外径測定器７が設けられており、冷却装置６を出たガラスファイバＧ１は、この外径測定器７によりその外径が測定される。
外径測定器７の下流側には、ガラスファイバＧ１に紫外線硬化型樹脂を塗布するプライマリダイス８及びセカンダリダイス９が順に設けられている。また、これらプライマリダイス８及びセカンダリダイス９の下流側には、紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させるための紫外線照射装置１０が設けられている。

これにより、ガラスファイバＧ１は、プライマリダイス８及びセカンダリダイス９と紫外線照射装置１０を通過することにより、その外周側にプライマリ樹脂及びセカンダリ樹脂が塗布されて２層の被覆層が形成された光ファイバＧ２となる。
なお、光ファイバＧ２は、プライマリ樹脂の被覆層による外径が約２００μｍとなり、セカンダリ樹脂の被覆層による外径が約２５０μｍとなる。

その後、光ファイバＧ２は、紫外線照射装置１０の下流側に設けられた直下ローラ１１により走行ラインの方向が変更されて複数の導入ローラ１２に送り出される。直下ローラ１１は、光ファイバ母材Ｇとプライマリダイス８とセカンダリダイス９と樹脂を被覆された直後の光ファイバＧ２とが一直線状になるように配置されており、前記光ファイバを下流側へ導くものである。また、直下ローラ１１及び導入ローラ１２は、Ｖ溝を有するローラであり、そのＶ溝により光ファイバＧ２を案内する。導入ローラ１２により案内された光ファイバＧ２は、その後、キャプスタン（引き取り手段）１６によって引き取られ、所定の張力が加えられる。

また、直下ローラ１１とキャプスタン１６との間には、走行ラインを僅かに曲げる程度に光ファイバＧ２に接触して回転する平形ローラ１３が設けられている。好ましくは、平形ローラ１３は直下ローラ１１のすぐ下流側に設けられていると良い。この平形ローラ１３は、図２に示すように、両側部にフランジ部１３ａが形成されており、自身の回転軸方向に平坦な円柱周面１３ｂを有している。また、平形ローラ１３の回転軸方向は、直下ローラ１１の回転軸方向にほぼ沿った方向となっており、直下ローラ１１の径方向に直交する方向に沿って周面１３ｂの幅方向が一致するように配置される。また、平形ローラ１３は回転軸が移動しないように固定位置に配置されており、光ファイバＧ２に対して安定して接触し、光ファイバＧ２の進行方向を任意の一方向へ変更して案内する。
なお、この平形ローラ１３としては、その周面１３ｂの直径は１００〜１５０ｍｍ、周面１３ｂの幅寸法は５０〜１００ｍｍ程度が好ましい。

また、直下ローラ１１とキャプスタン１６との間で光ファイバＧ２が接触する導入ローラ１２は、通常は上記のようにＶ溝のローラであるが、平形ローラ１３と同様に、自身の回転軸方向に平坦な円柱周面を有して光ファイバＧ２の進行方向を一方向に変更させるローラとすることもできる。

キャプスタン１６は、複数のローラ１７に巻かれたキャプスタンベルト１８と、このキャプスタンベルト１８が密着されるキャプスタンローラ１９とを有しており、これらキャプスタンベルト１８とキャプスタンローラ１９との間に光ファイバＧ２を挟持して引き取る構造となっている。
キャプスタン１６によって引き取られた光ファイバＧ２は、ガイドローラ２１、ダンサローラ２２，２３を介して巻き取りボビン２４に送られ、この巻き取りボビン２４に巻き取られる。

次に、上記の光ファイバの製造装置１を用いて光ファイバＧ２を製造する場合について説明する。
まず、加熱炉２に光ファイバ母材Ｇを投入し、発熱体３によって加熱して下方に引き延ばし、細径化されたガラスファイバＧ１とする。
次いで、ガラスファイバＧ１の外周に、プライマリダイス８及びセカンダリダイス９によって紫外線硬化型樹脂を被覆し、さらに、紫外線照射装置１０によって紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させ、２層の樹脂が被覆された光ファイバＧ２とする。

その後、光ファイバＧ２を、直下ローラ１１を介して複数の導入ローラ１２に送り出し、これら導入ローラ１２に巻回させた後、キャプスタン１６によって引き込んで所定の張力を加え、巻き取りボビン２４へ送り込み、巻き取りボビン２４に巻き取らせる。

ここで、光ファイバＧ２をキャプスタン１６へ案内する直下ローラ１１及び導入ローラ１２では、高速で走行する光ファイバＧ２が、直下ローラ１１及び導入ローラ１２のＶ溝内で、その斜面に沿って径方向へ変動して例えば約１.５Ｈｚの微小振動を生ずることがある。しかし、この光ファイバＧ２の微小振動は、直下ローラ１１と導入ローラ１２との間に設けた平形ローラ１３の平坦な周面１３ｂで抑えられる。その際、光ファイバＧ２は平形ローラ１３の軸方向へ周面１３ｂ上を摺動しても構わない。平形ローラ１３の軸方向への光ファイバＧ２の移動は直下ローラ１１のＶ溝により規制されて抑えられるため、直下ローラ１１の上流側における光ファイバＧ２の振動は低減される。

また、導入ローラ１２が、自身の回転軸方向に平坦な円柱周面を有して光ファイバＧ２の進行方向を一方向に変更させるローラである場合には、さらに光ファイバＧ２の微小振動を低減させることができる。

このように、上記実施形態に係る光ファイバの製造方法によれば、樹脂を被覆して引き取る際に、平坦な円柱周面１３ｂを有する平形ローラ１３を光ファイバＧ２に接触させることにより、光ファイバＧ２に生じる微小振動を低減することができる。
これにより、プライマリダイス８及びセカンダリダイス９からなる樹脂塗布用ダイスへの振動の伝達を阻止することができ、この樹脂塗布用ダイスにおける樹脂流の乱れの発生をなくすことができる。したがって、ガラスファイバＧ１へ均一に樹脂を付着させて、振動による被覆径の乱れが防止された良好な外観の光ファイバを製造することができる。

上記実施形態の平形ローラを設けて光ファイバの微小振動を防ぎつつ光ファイバを製造したの場合（実施例）と、平形ローラを設けずに光ファイバを製造した場合（比較例）とにおける外観異常の発生率を調べた。なお、外観異常の発生率としては、所定数のボビンを調査し、その調査したボビンのなかで光ファイバの外観異常が見つかったボビンの割合とした。その結果を表１に示す。

表１からわかるように、平形ローラにより光ファイバの振動を抑制しながら光ファイバを製造した実施例の場合、外観異常発生率が０％であったのに対して、平形ローラを設けずに光ファイバを製造した比較例の場合、外観異常発生率が２０％であった。
このことから、平形ローラを光ファイバに接触させることにより、光ファイバに生じた微小振動を平形ローラによって確実に抑制して光ファイバの被覆径の乱れを抑え、外観不良のない良好な光ファイバを製造することができることがわかった。

本発明の実施形態に係る光ファイバの製造方法が適応可能な製造装置の概略構成図である。 製造装置に設けられた平形ローラの側面図及び正面図である。

符号の説明

８ プライマリダイス（樹脂塗布用ダイス）
９ セカンダリダイス（樹脂塗布用ダイス）
１１ 直下ローラ
１３ 平形ローラ
１３ｂ 円柱周面
１６ キャプスタン（引き取り手段）
Ｇ 光ファイバ母材
Ｇ１ ガラスファイバ
Ｇ２ 光ファイバ

Claims (2)

1. 光ファイバ母材から線引きしたガラスファイバに樹脂塗布用ダイスによって樹脂を被覆して光ファイバとする光ファイバの製造方法であって、
   前記光ファイバ母材と前記樹脂塗布用ダイスと当該樹脂塗布用ダイスによって樹脂を被覆された直後の光ファイバとが一直線状になるように前記光ファイバを導く直下ローラの下流で、最初に前記光ファイバの進行方向を一方向に変更させかつ回転軸が移動しないローラを、前記光ファイバが接触する面が当該ローラの回転軸に平行な円柱周面を構成する平形ローラとすることを特徴とする光ファイバの製造方法。
2. 前記直下ローラと前記光ファイバを引き取る引き取り手段との間で前記光ファイバが接触するローラであり、前記光ファイバの進行方向を一方向に変更させるローラを、前記平形ローラとすることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの製造方法。