(57)【要約】【課題】被覆層が硬化し難い樹脂を有する光ファイバを製造する際の作業効率を向上させ得る光ファイバの製造方法及び光ファイバの製造装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明における光ファイバの製造方法は、被覆層１５を有する光ファイバ１を準備する準備工程Ｐ３１と、少なくとも一部が加熱炉２１０内に配置されている加熱用ボビン２２０を軸中心に回転させて、加熱用ボビン２２０への光ファイバ１の巻取りと加熱用ボビン２２０からの光ファイバ１の巻外しとを同時に行いつつ、光ファイバ１を加熱用ボビン２２０とともに加熱炉２１０で加熱する加熱工程Ｐ３２と、を備える。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化樹脂を含む被覆層を有する光ファイバを準備する準備工程と、
少なくとも一部が加熱部内に配置されているボビンを軸中心に回転させて、少なくとも当該ボビンへの前記光ファイバの巻取りと前記ボビンからの前記光ファイバの巻外しとを同時に行いつつ、前記光ファイバを前記ボビンとともに前記加熱部で加熱する加熱工程と、
を備える
ことを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項２】
前記加熱工程において、隣接する前記光ファイバの少なくとも一部が互いに離間するように前記光ファイバを前記ボビンに巻き取る
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。
【請求項３】
前記加熱工程において、前記ボビンは前記加熱部に対して前記軸の方向に沿って相対的に移動し、
前記ボビンが移動する向きは、前記光ファイバが前記ボビンに巻き取られる巻取位置から、前記光ファイバが前記ボビンから巻き外される巻外位置に向かう方向とされる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項４】
前記巻取位置と前記加熱部との位置関係が一定とされる
ことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項５】
前記巻外位置と前記加熱部との位置関係が一定とされる
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項６】
前記光ファイバが前記ボビンに巻き取られる巻取位置が前記加熱部内とされる
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項７】
前記光ファイバが前記ボビンから巻き外される巻外位置が前記加熱部内とされる
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項８】
前記光ファイバを線引きする線引工程をさらに備え、
前記加熱工程は、前記線引工程から連続して行われる
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項９】
前記加熱工程を経た前記光ファイバを巻き直しボビンに巻き直す
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１０】
軸中心に回転可能であり、硬化樹脂を含む被覆層を有する光ファイバが巻回されるボビンと、
前記ボビンに巻回された前記光ファイバの少なくとも一部とともに前記ボビンの少なくとも一部が収容される加熱部と、
前記ボビンを軸中心に回転させる駆動部と、
を備える
ことを特徴とする光ファイバの製造装置。
【請求項１１】
前記駆動部は、前記加熱部に対して前記ボビンを前記軸の方向に沿って相対的に移動させる
ことを特徴とする請求項１０に記載の光ファイバの製造装置。
【請求項１２】
前記駆動部は、
前記ボビンを前記軸の方向に移動させる第１駆動部と
前記ボビンを回転させる第２駆動部と、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の光ファイバの製造装置。
【請求項１３】
前記加熱部を通過した前記光ファイバを巻き直す巻き直しボビンをさらに備える
ことを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の光ファイバの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの製造方法及び光ファイバの製造装置に関し、具体的には、線引の際の加熱のみでは十分に硬化し難い樹脂で被覆層が形成される光ファイバの製造方法及び光ファイバの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバとして、コアとクラッドとからなる光ファイバ裸線が熱硬化樹脂からなる被覆層で覆われたものが知られている。ところで、熱硬化樹脂は十分に硬化するまでに時間がかかる傾向にあるため、通常の線引速度では十分に硬化させることが難しい傾向にある。そこで、熱硬化樹脂を十分に硬化させるために、線引速度を遅くすることが考えられるが、この場合、光ファイバの製造速度の低下を招く。
【０００３】
このような問題を解決するための方法として、下記特許文献１に記載された光ファイバの製造方法が知られている。この光ファイバの製造方法では、光ファイバ裸線を熱硬化樹脂からなる被覆層で覆って光ファイバを形成した後、当該光ファイバを巻取りボビンに巻き直して巻取りボビンごと再加熱する。このような方法によれば、ボビンに巻回された光ファイバが巻取りボビンごと再加熱されるため、線引き時に線引速度を遅くして熱硬化樹脂を十分に加熱及び硬化させる場合に比べて、製造時間を短縮できるとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３０８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に開示された光ファイバの製造方法では、光ファイバが巻回された巻取りボビンを加熱部内に設置する工程と、再加熱後巻取りボビンを加熱部内から取り外す工程とを別個に行う必要がある。したがって、このような製造方法では労力がかかり、作業効率を向上させ難い傾向がある。
【０００６】
なお、上記傾向は、熱硬化樹脂で被覆層を形成する場合に限られず、線引きの際の加熱のみでは十分に硬化し難い他の樹脂で被覆層を形成する場合にも当てはまるものである。例えば、紫外線硬化樹脂を用いた場合でも、紫外線の照射によって当該紫外線硬化樹脂が十分に硬化し難い場合にも当てはまるものである。
【０００７】
そこで、本発明は、被覆層が硬化し難い樹脂を有する光ファイバを製造する際の作業効率を向上させ得る光ファイバの製造方法及び光ファイバの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】
上記目的の達成のため、本発明における光ファイバの製造方法は、硬化樹脂を含む被覆層を有する光ファイバを準備する準備工程と、少なくとも一部が加熱部内に配置されているボビンを軸中心に回転させて、少なくとも当該ボビンへの前記光ファイバの巻取りと前記ボビンからの前記光ファイバの巻外しとを同時に行いつつ、前記光ファイバを前記ボビンとともに前記加熱部で加熱する加熱工程と、を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
この光ファイバの製造方法によれば、光ファイバの被覆層に未硬化成分が残存する場合であっても、当該光ファイバが上記ボビンとともに加熱部内で加熱されるため、被覆層の未硬化成分を十分に硬化させることができる。
【００１０】
また、この光ファイバの製造方法によれば、上記のように、光ファイバをボビンとともに加熱しながら、当該ボビンへの光ファイバの巻取りと、当該ボビンからの光ファイバの巻外しとを同時に行うことができる。したがって、上記特許文献１に記載された製造方法と異なり、光ファイバが巻回されたボビンを加熱部内に入れる工程と、加熱されたボビンを加熱部から取り外す工程とをまとめて一つの工程で行い得る。したがって、この光ファイバの製造方法によれば、上記特許文献１に記載された製造方法に比べて、被覆層の未硬化成分を十分に硬化させるための労力が軽減され、被覆層が硬化し難い樹脂を有する光ファイバを製造する際の作業効率が向上し得る。
【００１１】
なお、前記加熱工程において、隣接する前記光ファイバの少なくとも一部が互いに離間するように前記光ファイバを前記ボビンに巻き取ることが好ましい。
【００１２】
この場合、ボビンに巻回された隣接する光ファイバの被覆層が離間した状態になるため、加熱の際に隣接する光ファイバの被覆層同士が固着することが抑制される。したがって、製造の労力が軽減されるだけでなく、固着した被覆層同士を剥がす際の被覆層の剥がれが抑制されるため、より良好な光ファイバを製造し得る。
【００１３】
また、前記加熱工程において、前記ボビンは前記加熱部に対して前記軸の方向に沿って相対的に移動し、前記ボビンが移動する向きは、前記光ファイバが前記ボビンに巻き取られる巻取位置から、前記光ファイバが前記ボビンから巻き外される巻外位置に向かう方向とされることが好ましい。
【００１４】
このようにすることで、加熱部が小型でもボビンを長い区間にわたって加熱することができる。したがって、加熱部の大型化を抑制しつつ、加熱部で加熱可能な光ファイバの条長を長くすることができる。
【００１５】
また、この場合、前記巻取位置と前記加熱部との位置関係が一定とされることが好ましい。
【００１６】
この場合、加熱部の同じ位置から光ファイバを加熱部内に導入し得るため、光ファイバが加熱部内に導入される位置が一定でない場合に比べて、光ファイバを加熱部内に導入するために加熱部に設ける構造を簡易にし得る。
【００１７】
また、上記加熱工程において、上記ボビンと上記加熱部とが上記軸の方向に沿って相対的に移動する場合、前記巻外位置と前記加熱部との位置関係が一定とされることが好ましい。
【００１８】
この場合、巻き外された光ファイバを常に同じ位置で捕捉し得、巻き外れた光ファイバを出荷用や保存用等の他のボビンに巻き直すことが容易になり得る。また、光ファイバを加熱部外に導出するために加熱部に設ける構造を簡易にし得る。
【００１９】
また、前記光ファイバが前記ボビンに巻き取られる巻取位置が前記加熱部内とされることが好ましい。
【００２０】
光ファイバが巻回されたボビンを加熱部内に入れると、ボビンが膨張して巻回された光ファイバを押圧し、この押圧によって光ファイバに不要な応力がかかり得る。しかし、巻取位置が前記加熱部内とされることで、既に膨張したボビンに光ファイバを巻き取っていくことができるため、ボビンの膨張の影響が低減され、当該膨張による光学特性への影響を効果的に抑制し得る。
【００２１】
また、前記光ファイバが前記ボビンから巻き外される巻外位置が前記加熱部内とされることが好ましい。
【００２２】
巻外位置が加熱部外であると、当該巻外位置においてボビンが冷却されて収縮するため、ボビンが収縮した部分においてボビンと光ファイバとの間に隙間が生じ得る。この場合、光ファイバを巻き外す際に光ファイバが動き、光ファイバのうち巻き外される部分に隣接する部分と接触し得る。これに対し、巻外位置が加熱部内である場合、上記ボビンの収縮の影響をなくし得、光ファイバを巻き外す際、互いに隣接する光ファイバの接触を抑制し得る。
【００２３】
また、この光ファイバの製造方法は、前記光ファイバを線引きする線引工程をさらに備え、前記加熱工程は、前記線引工程から連続して行われてもよい。
【００２４】
このようにすることで、工程期間を短縮し得る。
【００２５】
また、この光ファイバの製造方法において、前記加熱工程を経た前記光ファイバを巻き直しボビンに巻き直してもよい。
【００２６】
この場合、加熱工程を行いつつ光ファイバを出荷用のボビンや保存用のボビンに巻き直すことができ、作業効率をより向上させ得る。
【００２７】
上記目的の達成のため、本発明における光ファイバの製造装置は、軸中心に回転可能であり、被覆層を有する光ファイバが巻回されるボビンと、前記ボビンに巻回された前記光ファイバの少なくとも一部とともに前記ボビンの少なくとも一部が収容される加熱部と、前記ボビンを軸中心に回転させる駆動部と、を備えることを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の光ファイバの製造装置は、上記のように、ボビンに巻回された光ファイバの少なくとも一部とともにボビンの少なくとも一部が収容される加熱部と、ボビンを軸回転させる駆動部とを備えるため、この製造装置を用いることで、ボビンへの光ファイバの巻取りとボビンからの光ファイバの巻外しとを同時に行いつつ、光ファイバをボビンとともに加熱部で加熱し得る。したがって、この光ファイバの製造装置によれば、光ファイバの被覆層に未硬化成分が残存する場合であっても、被覆層を十分に硬化させるための労力が軽減され、被覆層が硬化し難い樹脂を有する光ファイバを製造する際の作業効率が向上し得る。
【００２９】
なお、前記駆動部は、前記加熱部に対して前記ボビンを前記軸の方向に沿って相対的に移動させることが好ましい。
【００３０】
このような構成の装置を用いることで、光ファイバを上記軸の方向に移動させつつ光ファイバを加熱し得、被覆層が硬化し難い樹脂を有する光ファイバを製造する際の作業効率をより向上させ得る。
【００３１】
また、上記駆動部が上記加熱部の軸方向に沿って上記ボビンを移動させる場合、前記駆動部は、前記ボビンを前記軸の方向に移動させる第１駆動部と、前記ボビンを回転させる第２駆動部と、を含んでもよい。
【００３２】
この場合、ボビンの回転と、上記軸の方向に沿ったボビンの移動とを個別に制御することができる。したがって、ボビンに光ファイバを巻回する巻き数や、巻回される光ファイバのピッチ、あるいは光ファイバの加熱部内における滞在時間などを細かに制御することができ、被覆層の未硬化成分の硬化をより効果的に行い得る。
【００３３】
また、この光ファイバの製造装置は、前記加熱部を通過した前記光ファイバを巻き直す巻き直しボビンをさらに備えてもよい。
【００３４】
このような構成により、光ファイバを加熱部で加熱しつつ出荷用のボビンや保存用のボビンに巻き直すことができ、作業効率をより向上させ得る。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように、本発明の光ファイバの製造方法及び光ファイバの製造装置によれば、被覆層が硬化し難い樹脂を有する光ファイバを製造する際の作業効率を向上させ得る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の製造方法により製造される光ファイバの中心軸に垂直な断面図である。
【図２】本発明の製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図３】線引工程及び中間巻回工程の様子を概略的に示す図である。
【図４】本発明の光ファイバの製造装置を、中間巻回ボビンや巻き直しボビンなどとともに示す概念図である。
【図５】加熱工程における初期段階の様子を概略的に示す図である。
【図６】加熱工程における初期段階後の様子を概略的に示す図である。
【図７】加熱工程における図６の段階後の様子を概略的に示す図である。
【図８】加熱工程における図７の段階後の様子を概略的に示す図である。
【図９】加熱工程における図８の段階後の様子を概略的に示す図である。
【図１０】加熱工程における図９の段階後の様子を概略的に示す図である。
【図１１】加熱工程における最終段階の様子を概略的に示す図である。
【図１２】加熱工程における加熱用ボビン及び加熱用ボビンに巻回された光ファイバを拡大して示す概略図である。
【図１３】本発明の光ファイバの製造方法の変形例を図３と同様に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明に係る光ファイバの製造方法及び光ファイバの製造装置を実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。また、本明細書では、理解を容易にするために、各部材の寸法が誇張して示されている場合がある。
【００３８】
図１は、実施形態に係る光ファイバの製造方法により製造される光ファイバの中心軸に垂直な断面図である。図１に示すように、光ファイバ１は、コア１１と、コア１１の外周面を隙間なく囲むクラッド１２と、クラッド１２の外周面を覆う被覆層１５と、を備える。
【００３９】
被覆層１５は、硬化樹脂を含んでいる。この硬化樹脂としては、例えば、熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂を挙げることができる。本実施形態において、被覆層１５は、クラッド１２の外周面を覆う内側被覆層１３と、内側被覆層１３の外周面を覆う外側被覆層１４と有し、内側被覆層１３は熱硬化樹脂を含み、外側被覆層１４は内側被覆層１３に含まれる熱硬化樹脂とは異なる熱硬化樹脂を含んでいる。
【００４０】
本実施形態の例では、コア１１及びクラッド１２は、それぞれシリカガラスからなり、コア１１の屈折率はクラッド１２の屈折率よりも高くされる。例えば、コア１１が屈折率を高くするゲルマニウムやイッテルビウム等のドーパントが添加されたシリカガラスからなる場合、クラッド１２は純粋なシリカガラス又はフッ素が添加されたシリカガラスなどで構成される。また、例えば、コア１１が純粋なシリカガラスからなる場合、クラッドは屈折率を低くするフッ素等のドーパントが添加されたシリカガラスで構成される。
【００４１】
次に、このような光ファイバ１の製造方法について説明する。
【００４２】
図２は、実施形態における光ファイバの製造方法の工程を示すフローチャートである。図２に示すように、この製造方法は、線引工程Ｐ１と、中間巻回工程Ｐ２と、追加硬化工程Ｐ３と、を備える。
【００４３】
＜線引工程Ｐ１＞
図３は、本工程及び中間巻回工程Ｐ２の様子を概略的に示す図である。まず、本工程を行う準備段階として、光ファイバ母材１Ｐを紡糸炉１１０に設置する。この光ファイバ母材１Ｐは、光ファイバ１のコア１１と同じ材料からなるコアガラス体と、クラッド１２と同じ材料からなるクラッドガラス体と、を有する。
【００４４】
次に、紡糸炉１１０の加熱部１１１を発熱させて、光ファイバ母材１Ｐを加熱する。その結果、光ファイバ母材１Ｐの下端部が溶融状態となり、粘性が下がって下方に行くほど径が細くなる。こうして、光ファイバ母材１Ｐの下端部が縮径して、上記コアガラス体がコア１１となるとともに、上記クラッドガラス体がクラッド１２となる。そして、線引きされた溶融状態のガラスは、紡糸炉１１０から出ると、すぐに固化して、コア１１とクラッド１２とからなる光ファイバ裸線１Ｎとなる。その後、この光ファイバ裸線１Ｎは、冷却装置１２０を通過して、適切な温度まで冷却される。冷却装置１２０に入る際、光ファイバ裸線１Ｎの温度は、例えば１８００℃程度であるが、冷却装置１２０を出る際には、例えば４０℃〜５０℃とされてもよい。
【００４５】
次に、冷却装置１２０から出た光ファイバ裸線１Ｎは、所定の材料からなる第１熱硬化樹脂が入った第１コーティング装置１３１を通過し、この第１熱硬化樹脂で１次被覆される。本実施形態の例では、この第１熱硬化樹脂は、所定条件下の加熱により架橋する材料から形成される。１次被覆された光ファイバ裸線１Ｎは、第１加熱炉１３２を通過し、この第１加熱炉１３２内で、例えば２５０〜６００℃で２．０〜５．０秒間加熱される。この加熱により、第１熱硬化樹脂を形成する材料が架橋して第１熱硬化樹脂が１次硬化する。その結果、光ファイバ裸線１Ｎの外周面に第１熱硬化樹脂を含む内側被覆層１３が形成される。
【００４６】
内側被覆層１３で覆われた光ファイバ裸線１Ｎは、第１熱硬化樹脂とは異なる材料からなる第２熱硬化樹脂が入った第２コーティング装置１３３を通過し、この第２熱硬化樹脂で２次被覆される。本実施形態の例では、この第２熱硬化樹脂は、第１熱硬化樹脂と同様に、所定条件下の加熱により架橋する材料から形成される。２次被覆された光ファイバ裸線１Ｎは、第２加熱炉１３４を通過し、この第２加熱炉１３４内で、例えば２５０〜６００℃で２．０〜５．０秒間加熱される。この加熱により、第２熱硬化樹脂を形成する材料が架橋して第２熱硬化樹脂が１次硬化する。その結果、内側被覆層１３の外周面に第２熱硬化樹脂を含む外側被覆層１４が形成される。
【００４７】
以上の工程を経て、内側被覆層１３及び外側被覆層１４からなる被覆層１５によって光ファイバ裸線１Ｎが覆われ、光ファイバ１が形成される。なお、この段階における熱硬化樹脂は１次硬化された状態であり、被覆層１５には熱硬化樹脂の未硬化成分が残留する傾向がある。
【００４８】
なお、内側被覆層１３となる第１熱硬化樹脂で１次被覆した後、引き続き外側被覆層１４となる第２熱硬化樹脂で２次被覆し、１次被覆及び２次被覆された光ファイバ裸線を加熱炉に通して加熱することで、第１熱硬化樹脂と第２熱硬化樹脂とを一度に１次硬化させてもよい。
【００４９】
また、光ファイバは単一の被覆層で覆われてもよく、この場合には、第２コーティング装置１３３及び第２加熱炉１３４によって２次被覆する工程が不要とされる。
【００５０】
＜中間巻回工程Ｐ２＞
次に、図３に示すように、上記線引工程Ｐ１により形成された光ファイバ１は、ターンプーリ１４１により方向転換され、所定の巻取り速度で中間巻回ボビン１４２に巻回される。光ファイバ１を所望の長さだけ中間巻回ボビン１４２に巻回した後、光ファイバ１が切断される。なお、線引工程Ｐ１では、被覆層１５の熱硬化樹脂は１次硬化の段階とされる。したがって、中間巻回ボビン１４２に巻回された光ファイバ１の被覆層１５には未硬化成分が残存している傾向が強い。
【００５１】
なお、本工程の後、中間巻回ボビン１４２に巻回された光ファイバ１の強度や伝送損失等が所定の基準を満たしているか否かなどを測定する検査工程が行われてもよい。
【００５２】
＜追加硬化工程Ｐ３＞
次に本工程を行う。本工程は、線引工程Ｐ１において硬化された被覆層１５を有する光ファイバ１に対して、被覆層１５における未硬化成分を硬化させて、被覆層１５の熱硬化樹脂の硬化をさらに進める工程である。図２に示すように、本工程は、準備工程Ｐ３１と、加熱工程Ｐ３２とを含む。
【００５３】
（準備工程Ｐ３１）
本工程は、被覆層を有する光ファイバを準備する工程である。上述のように、上記中間巻回ボビン１４２に巻回された光ファイバ１の被覆層１５には、未硬化成分が残存している傾向が強い。したがって、本実施形態では、この中間巻回ボビン１４２に巻回されている光ファイバ１が、本発明のボビンの一例としての後述する加熱用ボビン２２０に巻き取られるように、中間巻回ボビン１４２が所定の位置に配置される。
【００５４】
（加熱工程Ｐ３２）
本工程は、例えば以下に述べる光ファイバの製造装置を用いて、線引きされた光ファイバ１を加熱する工程である。図４は、実施形態の光ファイバの製造装置２００を中間巻回ボビン１４２及び後述する巻き直しボビン１５０などとともに示す概念図である。
【００５５】
図４に示すように、光ファイバの製造装置２００は、加熱部としての加熱炉２１０と、加熱用ボビン２２０と、駆動部２３０と、巻き直しボビン１５０と、制御部２４０と、を主な構成として備える。なお、巻き直しボビン１５０は必須の構成ではない。加熱用ボビン２２０の材料としては、耐熱性を有するのであれば特に限定されないが、例えば、ガラスやアルミナ等のセラミック、あるいは、鉄やステンレス鋼などの金属を挙げることができる。なお、図４では、加熱炉２１０の内部が透視で描かれている。
【００５６】
加熱炉２１０は、不図示の構成によりその位置が不変とされる。この加熱炉２１０には、加熱炉２１０の概ね中央を貫通する加熱孔２１１が形成されている。加熱孔２１１を形成する加熱炉２１０の内壁には、例えば電流が流されるときの電気抵抗によって発熱する不図示の発熱体が設けられている。この発熱体の発熱によって、加熱孔２１１内の空間が加熱される。また、加熱炉２１０には、加熱炉２１０の外壁及び内壁を貫通して加熱孔２１１に連通する２つの貫通孔２１２，２１３が形成されている。２つの貫通孔２１２，２１３のうち第１貫通孔２１２は、加熱用ボビン２２０の軸方向における上側に形成されており、第２貫通孔２１３は上記軸方向における下側に形成されている。以下、加熱用ボビン２２０の軸に沿った方向を上下方向と呼ぶことがある。
【００５７】
加熱用ボビン２２０は、外周面に光ファイバ１が巻回されるボビン本体２２１と、ボビン本体２２１の中央部を貫通するシャフト２２２とを含んでいる。ボビン本体２２１は、シャフト２２２に固定されている。加熱用ボビン２２０は上下方向に移動可能であり、ボビン本体２２１はシャフト２２２の回転に伴い回転可能である。また、加熱用ボビン２２０は、加熱孔２１１の径よりも小さな径に形成されている。このような構成により、加熱用ボビン２２０は、加熱孔２１１内を回転しつつ上下方向に移動することができる。本実施形態では、ボビン本体２２１の上下方向における長さは、加熱炉２１０の上下方向における長さよりも長くされる。このため、加熱用ボビン２２０は、一部が加熱炉２１０内に位置し、他の一部が加熱炉２１０外に位置する。また、加熱用ボビン２２０のうち加熱孔２１１内に位置する部分において、ボビン本体２２１の外周面が、加熱孔２１１を形成する加熱炉２１０の内壁と対向する。その結果、ボビン本体２２１と、ボビン本体２２１の外周面に巻回された光ファイバ１とが加熱炉２１０によって同時に加熱される。
【００５８】
駆動部２３０は、加熱炉２１０の下側に配置されており、筐体２３１と、ステージ２３２と、第２駆動部２３４とを含んでいる。ステージ２３２は、筐体２３１に対して上下方向に移動できるように筐体２３１に取り付けられている。ステージ２３２には不図示のモータが組み込まれており、このモータの駆動によってステージ２３２が筐体２３１に対して上下方向に移動する。つまり、筐体２３１とステージ２３２とによって第１駆動部２３３が構成される。第２駆動部２３４は、ステージ２３２の上側の主面に固定されている。第２駆動部２３４には、不図示のモータと、加熱用ボビン２２０のシャフト２２２とが取り付けられており、第２駆動部２３４のモータの駆動によって、シャフト２２２が軸中心に回転する。すなわち、ステージ２３２の上下方向に沿った移動に伴って第２駆動部２３４及び加熱用ボビン２２０が一体的に上下方向に移動する。また、第２駆動部２３４によって加熱用ボビン２２０が軸中心に回転する。
【００５９】
なお、図４の例では、駆動部２３０が加熱用ボビン２２０の下側に配置される例が示されているが、駆動部２３０の位置は特に限定されない。例えば、加熱用ボビン２２０の側方に駆動部２３０を配置してもよい。
【００６０】
制御部２４０は、例えば、マイクロコントローラ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large-scale Integrated Circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの集積回路、サーボアンプ、或いはＮＣ（Numerical Control）装置を用いることができる。また、制御部２４０は、ＮＣ装置を用いた場合、機械学習器を用いたものであってもよく、機械学習器を用いないものであってもよい。制御部２４０は、第１駆動部２３３、第２駆動部２３４、及び加熱炉２１０などに電気的に接続されており、第１駆動部２３３、第２駆動部２３４、及び加熱炉２１０を制御する。具体的には、制御部２４０は、第１駆動部２３３の上記モータと電気的に接続されており、このモータの駆動を制御することで、加熱用ボビン２２０の上下方向における移動の向き及び速さを制御する。また、制御部２４０は、第２駆動部２３４の上記モータに電気的に接続されており、このモータの駆動を制御することで、加熱用ボビン２２０の回転方向及び回転速度を制御する。また、制御部２４０は、加熱炉２１０の上記発熱体に電気的に接続されており、この発熱体に流れる電流を制御することで、加熱孔２１１内の温度を制御する。
【００６１】
本実施形態における本工程は、このような光ファイバの製造装置２００を用いて行われる。以下、本工程についてより詳細に説明する。図５は、本工程の様子を概念的に示す図である。
【００６２】
まず、加熱炉２１０を加熱して、加熱孔２１１内の温度を所定の温度まで昇温する。この時の温度は、例えば、１００℃以上３００℃以下とされる。その後、制御部２４０の制御によって第１駆動部２３３を動作させて、図５に示すように、加熱用ボビン２２０の概ね下端部が加熱孔２１１の概ね上端部に位置するまで加熱用ボビン２２０を上方に移動させる。次に、図４に示すように、中間巻回ボビン１４２に巻回された光ファイバ１の一端を巻き外し、第１貫通孔２１２を介して当該一端を例えば手作業で加熱孔２１１に導入する。なお、この際、光ファイバ１を１つ以上のプーリ１６０に懸架して、光ファイバ１が撓まないようにすることが好ましい。その後、図５に示すように、耐熱性テープ９０を用いて、光ファイバ１の上記一端を加熱用ボビン２２０の下端部近傍に固定する。
【００６３】
なお、耐熱性テープ９０を貼付するタイミングはこれに限られない。例えば、加熱炉２１０の温度を一旦降下させた後に、光ファイバ１の上記一端を加熱用ボビン２２０の下端部近傍に耐熱性テープ９０を用いて固定し、その後、加熱炉２１０を昇温してもよい。なお、加熱炉２１０の温度を降下させずに耐熱性テープ９０を貼付する場合、製造速度がより向上する傾向があり、耐熱性テープ９０を貼付する前に加熱炉２１０の温度を降下させる場合、安全性により優れる傾向がある。また、光ファイバ１の一端を加熱炉２１０に導入する作業を例えば機械学習器を用いて機械的に行ってもよい。
【００６４】
本実施形態では、加熱炉２１０に不図示の開閉部が設けられている。よって、この開閉部を開くことで、加熱炉２１０の上端部近傍に位置する加熱用ボビン２２０の下端部を加熱炉２１０から露出させることができる。したがって、本実施形態では、この開閉部を一時的に開いた状態にすることで、加熱孔２１１内に位置する光ファイバ１の上記一端に耐熱性テープ９０を手作業で貼付することができる。なお、耐熱性テープ９０を加熱用ボビンに貼付する方法はこれに限られるものではない。
【００６５】
上記開閉部を閉じた後、図６に示すように、制御部２４０の制御によって第１駆動部２３３及び第２駆動部２３４を動作させて、加熱用ボビン２２０を軸中心に回転させるとともに、加熱炉２１０に対して下方に移動させる。これにより、光ファイバ１が所定のピッチで加熱用ボビン２２０に巻き取られていく。ここで、光ファイバ１が加熱用ボビン２２０に巻き取られる巻取位置２２０Ａは、図５や図６で示すように、加熱孔２１１の上端部近傍に位置しており、上述のように加熱炉２１０の位置は不変とされるため、巻取位置２２０Ａと加熱炉２１０との位置関係は一定である。具体的には、加熱用ボビン２２０における巻取位置２２０Ａは、第１貫通孔２１２と概ね同じ高さに位置し、この位置が以後の段階において不変とされる。加熱用ボビン２２０は、加熱孔２１１の上端部近傍から加熱孔２１１の下端部に向かって下方に移動し、所定の時間Ｔ１の経過後、耐熱性テープ９０及び耐熱性テープ９０に隣接する光ファイバ１のテープ隣接部ＮＰ１が加熱孔２１１の下端部近傍に達する。その結果、加熱孔２１１の上下方向の概ね全長に相当する長さにわたって、光ファイバ１が加熱用ボビン２２０に巻回される。なお、巻取位置２２０Ａが加熱孔２１１の上端部近傍に位置することは必須ではない。例えば、巻取位置２２０Ａが加熱孔２１１の下端部近傍に位置してもよい。
【００６６】
ここで、上記テープ隣接部ＮＰ１は、上記時間Ｔ１の間加熱孔２１１内に滞在する。したがって、この時間Ｔ１を、加熱孔２１１内の温度条件下で被覆層１５の未硬化成分が硬化し得る時間に設定することで、テープ隣接部ＮＰ１における被覆層１５の未硬化成分を十分に硬化させ得る。なお、時間Ｔ１は、例えば、５分〜１０時間とされる。
【００６７】
次に、図７に示すように、制御部２４０の制御を介して加熱用ボビン２２０の回転及び下方向への移動を一時的に停止する。この停止状態の間に、上記耐熱性テープ９０を加熱用ボビン２２０から剥がすとともに、加熱用ボビン２２０を回転させながら、耐熱性テープ９０が剥がされた光ファイバ１の一端を上記第２貫通孔２１３を介して加熱炉２１０の外部に導出する。また、この際に、光ファイバの当該一端を巻き直しボビン１５０に固定してもよい。なお、光ファイバの一端を加熱炉２１０の外部に導出する導出作業や、当該光ファイバの一端を巻き直しボビン１５０に固定する固定作業を、手作業で行ってもよい。上述のように、加熱炉２１０には不図示の開閉部が設けられている。したがって、この開閉部を一時的に開いた状態にすることで、加熱孔２１１の下端部近傍に位置する耐熱性テープ９０を加熱炉２１０から露出させて手作業で剥がすことができるとともに、耐熱性テープ９０が剥がされた光ファイバ１の上記一端を第２貫通孔２１３内を介して手作業で外部に導出することができる。
【００６８】
なお、耐熱性テープ９０を剥がす際の安全性をより向上させるために、耐熱性テープ９０を剥がす前に加熱炉２１０の温度を降下させ、耐熱性テープ９０を剥がした後に加熱炉２１０を再び昇温してもよい。一方、加熱炉２１０の温度を降下させずに耐熱性テープ９０を剥がす場合、製造速度をより向上させ得る。また、上記導出作業や固定作業を例えば機械学習器を用いて機械的に行ってもよい。
【００６９】
上記開閉部を閉じた後、制御部２４０の制御を介して、第１駆動部２３３及び第２駆動部２３４の動作を再開させる。これにより、図８に示すように、図５の段階から図６の段階に達するまでの間と同様の回転方向、回転速度、及び移動速度で、加熱用ボビン２２０が回転及び下方向に移動する。この加熱用ボビン２２０の動作に伴って、光ファイバ１が加熱用ボビン２２０から巻き外されていく。また、巻き外された光ファイバ１が第２貫通孔２１３を介して加熱炉２１０の外部に導出されていく。また、この加熱用ボビン２２０の動作に伴って、光ファイバ１が第１貫通孔２１２を介して加熱孔２１１内に導入されるとともに、加熱用ボビン２２０に巻き取られていく。
【００７０】
図４に示すように、本実施形態では、光ファイバ１が導出される方向の前方に複数のプーリ１７０が配置され、当該プーリ１７０の前方に巻き直しボビン１５０が配置されている。巻き外された光ファイバ１は、プーリ１７０に懸架された後、巻き直しボビン１５０によって巻き取られる。なお、この巻き直しボビン１５０は、光ファイバ１を保存するための保存用のボビンであってもよく、光ファイバ１を出荷するための出荷用ボビンであってもよい。このような巻き直しボビン１５０を用いた光ファイバ１の巻き取りは、巻き直しボビン１５０を回転させながら行ってもよいし、巻き直しボビン１５０を回転させずに行ってもよい。巻き直しボビン１５０を回転させながら巻き直す場合、一定速度で加熱炉２１０から送り出される光ファイバ１を巻き取ってもよい。一方、巻き直しボビン１５０を回転させずに巻き直す場合、例えば、加熱炉２１０から送り出された光ファイバ１を手で摘まんで手作業で巻き直しボビン１５０に固定してもよい。
【００７１】
なお、上記プーリ１７０は必須ではない。しかし、このようなプーリ１７０を用いることによって、加熱炉２１０から導出される光ファイバ１の張力を保つことができ、巻き直しボビン１５０への巻き直しを容易にすることができる。
【００７２】
このように、図８の段階では、一部が加熱炉２１０内に配置されている加熱用ボビン２２０が軸中心に回転しかつ下方に移動する。これによって、加熱用ボビン２２０への光ファイバ１の巻取りと加熱用ボビン２２０からの光ファイバ１の巻外しとが同時に行われるとともに、加熱孔２１１内の光ファイバ１が加熱用ボビン２２０とともに加熱される。
【００７３】
また、上述のように、巻取位置２２０Ａと加熱炉２１０との位置関係は一定とされる。また、光ファイバ１が加熱用ボビン２２０から巻き外される巻外位置２２０Ｂは、図７や図８で示すように、加熱孔２１１の下端部近傍に位置しており、上述のように加熱炉２１０の位置が不変とされるため、巻外位置２２０Ｂと加熱炉２１０との位置関係は一定とされる。具体的には、加熱用ボビン２２０における巻外位置２２０Ｂは、第２貫通孔２１３と概ね同じ高さに位置し、この位置が以後の段階において不変とされる。このように、本実施形態では、加熱孔２１１の上端部近傍に位置する巻取位置２２０Ａと、加熱孔２１１の下端部近傍に位置する巻外位置２２０Ｂとが一定であるため、巻取位置２２０Ａで加熱用ボビン２２０に巻き取られた光ファイバ１の所定部分ＳＰが巻外位置２２０Ｂに達するまでの時間は、上記テープ隣接部ＮＰ１が加熱孔２１１内に滞在する時間Ｔ１と概ね等しくされる。したがって、所定部分ＳＰが巻取位置２２０Ａから巻外位置２２０Ｂに達することで、所定部分ＳＰにおける被覆層１５の未硬化成分を十分に硬化させ得る。なお、巻外位置２２０Ｂが加熱孔２１１の下端部近傍に位置することは必須ではない。例えば、巻外位置２２０Ｂが加熱孔２１１の上端部近傍に位置してもよい。
【００７４】
耐熱性テープ９０を剥がして第１駆動部２３３及び第２駆動部２３４の動作を再開する図７の段階から所定の時間Ｔ２が経過すると、図９に示すように、加熱用ボビン２２０の上端部と加熱炉２１０の上端部とが概ね重なる状態となる。この際、制御部２４０の制御を介して、加熱用ボビン２２０の回転及び下方向への移動を一時的に停止する。この停止状態の間に、上記開閉部を一時的に開いて、図１０に示すように、加熱孔２１１に導入された光ファイバ１を切断するとともに、耐熱性テープ９１を用いて光ファイバ１の切断部を加熱用ボビン２２０の上端部近傍に固定する。すなわち、図１０における巻取位置２２０Ａは、耐熱性テープ９１が貼り付けられた部分とされる。
【００７５】
なお、耐熱性テープ９１を貼付するタイミングはこれに限られない。例えば、加熱炉２１０の温度を一旦降下させた後に、光ファイバ１の上記切断部を加熱用ボビン２２０の上端部近傍に耐熱性テープ９１を用いて固定し、その後、加熱炉２１０を昇温してもよい。なお、加熱炉２１０の温度を降下させずに耐熱性テープ９１を貼付する場合、製造速度がより向上する傾向があり、耐熱性テープ９１を貼付する前に加熱炉２１０の温度を降下させる場合、安全性がより優れる傾向がある。
【００７６】
上記開閉部を閉じた後、制御部２４０の制御を介して、第１駆動部２３３及び第２駆動部２３４の動作を再開させる。これにより、図５の段階から図６の段階に達するまでの間と同様の回転方向、回転速度、及び移動速度で、加熱用ボビン２２０が回転及び下方向に移動する。この加熱用ボビン２２０の動作に伴って、光ファイバ１が巻外位置２２０Ｂから巻き外され、第２貫通孔２１３を介して加熱炉２１０の外部に導出される。こうして、巻き外された光ファイバ１が巻き直しボビン１５０に巻き取られる。
【００７７】
図１０の段階から所定の時間経過後、図１１に示すように、耐熱性テープ９１及び耐熱性テープ９１に隣接する光ファイバ１のテープ隣接部ＮＰ２が加熱孔２１１の下端部近傍に達する。上述のように、巻取位置２２０Ａと加熱炉２１０との位置関係は一定であり、巻外位置２２０Ｂと加熱炉２１０との位置関係は一定である。したがって、巻取位置２２０Ａで加熱用ボビン２２０に巻き取られた光ファイバ１のテープ隣接部ＮＰ２が巻外位置２２０Ｂに達するまでの時間は、上記テープ隣接部ＮＰ１が加熱孔２１１内に滞在する時間Ｔ１と概ね等しくされる。したがって、テープ隣接部ＮＰ２が巻取位置２２０Ａから巻外位置２２０Ｂに達することで、テープ隣接部ＮＰ２における被覆層１５の未硬化成分を十分に硬化させ得る。
【００７８】
次に、制御部２４０の制御を介して加熱用ボビン２２０の回転及び下方向への移動を停止し、この停止状態の間に、上記開閉部を開いて上記耐熱性テープ９１を加熱用ボビン２２０から例えば手作業で剥がす。その後、当該開閉部を閉じた上、加熱用ボビン２２０の回転及び下方向への移動を再開し、例えば、耐熱性テープ９１が貼り付けられていた光ファイバ１の端部が加熱炉２１０から導出されたタイミングで光ファイバの製造装置２００の動作を停止させる。その後、加熱炉２１０から導出された光ファイバ１の端部は、巻き直しボビン１５０に巻き取られる。こうして、加熱炉２１０で加熱された光ファイバ１が巻き直しボビン１５０に巻き取られ、本工程が終了する。
【００７９】
なお、耐熱性テープ９１を剥がす際の安全性をより向上させるために、耐熱性テープ９１を剥がす前に加熱炉２１０の温度を降下させ、耐熱性テープ９１を剥がした後に加熱炉２１０を再び昇温してもよい。一方、加熱炉２１０の温度を降下させずに耐熱性テープ９１を剥がす場合、製造速度をより向上させ得る。また、耐熱性テープ９１を剥がす作業を例えば機械学習器を用いて機械的に行ってもよい。
【００８０】
このように、本工程では、加熱用ボビン２２０に巻回された光ファイバ１のうち所定の部分が、加熱孔２１１内に上記所定の時間Ｔ１の間滞在する。これにより、加熱用ボビン２２０に巻回された光ファイバ１の概ね全長の区間において、被覆層１５の未硬化成分を十分に硬化させることができる。
【００８１】
なお、例えば、図１２に示すように、直径がＤで上下方向の長さがＬの寸法を有する加熱用ボビン２２０に対して、線速度Ｖで光ファイバ１を入線させ、当該光ファイバ１をピッチｄでＮ周にわたって加熱用ボビン２２０に巻回する場合、光ファイバ１の所定部分が加熱孔２１１内に滞在する上記所定の時間Ｔ１は、
Ｔ１＝πＤＮ／Ｖ
で表すことができる。
【００８２】
また、上述のように、図７の段階から図９の段階に達するまでの時間Ｔ２は、加熱用ボビン２２０への光ファイバ１の巻取りと、加熱用ボビン２２０からの光ファイバ１の巻外しとが同時に行われる時間である。この図７の段階から図９の段階に達するまでに要する時間Ｔ２は、例えば、以下のようにして求めることができる。
【００８３】
耐熱性テープ９０が加熱用ボビン２２０に貼付される図５の段階から、耐熱性テープ９０が加熱炉２１０の下端部近傍まで達する図６の段階までに要する時間は、上記所定の時間Ｔ１に相当する。図１２に示すように、光ファイバ１はピッチｄで加熱用ボビン２２０に巻回されるため、光ファイバ１が１周巻回されることで、加熱用ボビン２２０に巻回された光ファイバ１の所定の部分が下方にｄだけ移動する。換言すれば、加熱用ボビン２２０が下方にｄだけ移動することで、光ファイバ１が加熱用ボビン２２０に１周巻回される。ここで、光ファイバ１が１周巻回されるのに要する時間は、πＤ／Ｖで表すことができるため、加熱用ボビン２２０が加熱炉２１０に対して下方に移動する速度ｖは、
ｖ＝Ｖｄ／πＤ
で表すことができる。また、加熱用ボビン２２０の下端部が加熱炉２１０の上端部に位置する図５の段階から、加熱用ボビン２２０の上端部が加熱炉２１０の上端部と重なる図９の段階に達するまでに、加熱用ボビン２２０は、加熱用ボビン２２０の上下方向の概ね全長の長さに渡って下方に移動する。したがって、図１２に示すように、加熱用ボビン２２０の上下方向における長さをＬとすると、図５の段階から図９の段階に達するまでに要する時間ｔは、
ｔ＝Ｌ／ｖ＝πＤＬ／Ｖｄ
となる。
【００８４】
したがって、加熱用ボビン２２０への光ファイバ１の巻取りと、加熱用ボビン２２０からの光ファイバ１の巻外しとが同時に行われる時間Ｔ２は、
Ｔ２＝ｔ−Ｔ１＝（πＤＬ／Ｖｄ）−πＤＮ／Ｖ
であり、
Ｔ２＝π（Ｌ−Ｎｄ）Ｄ／Ｖｄ
で表すことができる。
【００８５】
以上のように、本実施形態における光ファイバの製造方法によれば、被覆層１５を有する光ファイバ１を準備する準備工程Ｐ３１と、少なくとも一部が加熱炉２１０内に配置されている加熱用ボビン２２０を軸中心に回転させて、加熱用ボビン２２０への光ファイバ１の巻取りと加熱用ボビン２２０からの光ファイバ１の巻外しとを同時に行いつつ、光ファイバ１を加熱用ボビン２２０とともに加熱炉２１０で加熱する加熱工程Ｐ３２と、を備える。
【００８６】
したがって、光ファイバ１の被覆層１５に未硬化成分が残存する場合であっても、光ファイバ１が加熱用ボビン２２０とともに加熱炉２１０内で加熱されるため、被覆層１５の未硬化成分の硬化を効果的に行うことができる。
【００８７】
また、上記のように、光ファイバ１を加熱用ボビン２２０とともに加熱しながら、加熱用ボビン２２０への光ファイバ１の巻取りと、加熱用ボビン２２０からの光ファイバ１の巻外しとを同時に行うことができる。したがって、上記特許文献１に記載された製造方法と異なり、光ファイバが巻回されたボビンを加熱炉内に入れる工程と、加熱されたボビンを加熱炉から取り外す工程とをまとめて一つの工程で行い得る。したがって、この光ファイバの製造方法によれば、上記特許文献１に記載された製造方法に比べて、光ファイバの被覆層の未硬化成分を十分に硬化させるための労力が軽減され、被覆層が硬化し難い樹脂を有する光ファイバを製造する際の作業効率が向上し得る。
【００８８】
また、上述のように、本実施形態における光ファイバの製造方法では、加熱工程Ｐ３２において、光ファイバ１が所定のピッチで加熱用ボビン２２０に巻き取られる。すなわち、隣接する光ファイバ１が互いに離間するように光ファイバ１が加熱用ボビン２２０に巻き取られる。こうすることで、加熱用ボビン２２０に巻回された隣接する光ファイバ１の被覆層１５同士が離間した状態になるため、加熱の際に隣接する光ファイバ１の被覆層１５同士が固着することが抑制される。したがって、製造の労力が軽減されるだけでなく、固着した被覆層同士を剥がす際に被覆層１５が剥がれることが抑制されるため、より良好な光ファイバを製造し得る。
【００８９】
なお、本実施形態では、光ファイバ１のうち加熱用ボビン２２０に巻回されている部分の全体が互いに離間している例を説明したが、加熱用ボビン２２０に巻回された光ファイバ１のうち互いに隣接する光ファイバの少なくとも一部が互いに離間しているのであれば、当該離間している部分において、被覆層１５同士が固着することを抑制することができ、良好な光ファイバを製造し得る。
【００９０】
また、上述のように、本実施形態における光ファイバの製造方法では、加熱工程Ｐ３２において、固定された加熱炉２１０に対して加熱用ボビン２２０が加熱用ボビン２２０の軸の方向に沿って移動する。また、加熱用ボビン２２０が移動する向きは、光ファイバ１が加熱用ボビン２２０に巻き取られる巻取位置２２０Ａから、光ファイバ１が加熱用ボビン２２０から巻き外される巻外位置２２０Ｂに向かう方向、すなわち、下方向とされる。したがって、加熱炉２１０の長さを加熱用ボビン２２０の長さよりも短くして加熱炉２１０を小型にした場合でも、加熱用ボビン２２０を長い区間にわたって加熱することができる。したがって、加熱炉２１０の大型化を抑制しつつ、加熱炉２１０で加熱し可能な光ファイバ１の条長を長くすることができる。
【００９１】
また、上述のように、本実施形態における光ファイバの製造方法では、巻取位置２２０Ａと加熱炉２１０との位置関係が一定とされる。このため、加熱炉２１０の同じ位置から光ファイバ１を加熱炉２１０内に導入することができ、光ファイバ１が加熱炉２１０内に導入される位置が一定でない場合に比べて、光ファイバ１を加熱炉２１０内に導入するために加熱炉２１０に設ける構造を簡易にし得る。
【００９２】
また、上述のように、本実施形態における光ファイバの製造方法では、巻外位置２２０Ｂと加熱炉２１０との位置関係が一定とされる。このため、巻き外された光ファイバ１を常に同じ位置で捕捉し得、巻き外れた光ファイバ１を巻き直しボビン１５０に巻き直すことが容易になり得る。また、光ファイバ１を加熱炉２１０外に導出するために加熱炉２１０に設ける構造を簡易にし得る。
【００９３】
また、上述のように、本実施形態における光ファイバの製造方法では、光ファイバ１が加熱用ボビン２２０に巻き取られる巻取位置２２０Ａが加熱炉２１０内とされる。
【００９４】
巻取位置２２０Ａが加熱炉２１０外にある場合、巻取位置２２０Ａが加熱炉２１０内に入った際に加熱用ボビン２２０が加熱されて膨張し、加熱用ボビン２２０に巻回された光ファイバ１を押圧する。そして、この押圧によって光ファイバ１に不要な応力がかかり得る。これに対し、巻取位置２２０Ａが加熱炉２１０内とされることで、既に膨張した加熱用ボビン２２０に光ファイバ１を巻き取っていくことができるため、加熱用ボビン２２０の膨張の影響が低減され、当該膨張による光学特性への影響を効果的に抑制し得る。例えば、このような効果は、加熱用ボビン２２０が光ファイバ１を構成するガラスよりも熱膨張係数が大きい金属やアルミナから構成される場合に得られる。したがって、加熱用ボビン２２０が、上述した金属やアルミナから構成される場合において、以下のことが言える。すなわち、巻取位置２２０Ａが加熱炉２１０外にあると、巻取位置２２０Ａが加熱炉２１０内に入った際に加熱用ボビン２２０が光ファイバ１よりも膨張して、加熱用ボビン２２０が光ファイバ１を押圧し得る。このため、光ファイバ１が加熱用ボビン２２０に巻き取られる巻取位置２２０Ａが加熱炉２１０内とされることで、このような加熱用ボビン２２０の膨張の影響が低減される。
【００９５】
また、上述のように、本実施形態における光ファイバの製造方法では、光ファイバ１が加熱用ボビン２２０から巻き外される巻外位置２２０Ｂが加熱炉２１０内とされる。
【００９６】
加熱用ボビン２２０が加熱炉２１０から出ると、加熱用ボビン２２０が冷却されて収縮し、加熱用ボビン２２０が収縮した部分において、加熱用ボビン２２０と光ファイバ１との間に隙間が生じ得る。すなわち、巻外位置２２０Ｂが加熱炉２１０外である場合、加熱用ボビン２２０との間に隙間が生じた部分から光ファイバ１が巻き外されるため、光ファイバ１を巻き外す際に光ファイバ１が動き、巻き外される光ファイバ１の部分が、当該部分と隣接する光ファイバ１の部分に接触し得る。これに対し、巻外位置２２０Ｂが加熱炉２１０内である場合、加熱用ボビン２２０の収縮の影響をなくし得、光ファイバ１を巻き外す際の光ファイバ１の接触を抑制し得る。このような効果は、加熱用ボビン２２０が、例えば、鉄やステンレス鋼から構成される場合に得られる。鉄やステンレス鋼は、光ファイバ１を構成するガラスよりも熱収縮率が大きい。したがって、加熱用ボビン２２０が鉄やステンレス鋼から構成される場合、巻外位置２２０Ｂが加熱炉２１０外にあると、加熱用ボビン２２０が加熱炉２１０の外部に出た際に加熱用ボビン２２０が光ファイバ１よりも収縮して、光ファイバ１と加熱用ボビン２２０との間に隙間が生じ得る。このため、巻外位置２２０Ｂが加熱炉２１０内とされることで、このような加熱用ボビン２２０の収縮の影響が低減される。
【００９７】
また、上述のように、本実施形態における光ファイバの製造方法では、加熱工程Ｐ３２を経た光ファイバ１が巻き直しボビン１５０に巻き直される。すなわち、本実施形態における光ファイバの製造方法では、加熱工程Ｐ３２を行いつつ、巻き直しボビン１５０としての例えば出荷用のボビンや保存用のボビンに光ファイバ１を巻き直すことができるため、光ファイバ１を製造する際の作業効率がより向上し得る。
【００９８】
また、上述のように、本実施形態における光ファイバの製造装置２００は、軸中心に回転可能であり、被覆層１５を有する光ファイバ１が巻回される加熱用ボビン２２０と、加熱用ボビン２２０に巻回された光ファイバ１の少なくとも一部とともに加熱用ボビン２２０の少なくとも一部が収容される加熱炉２１０と、加熱用ボビン２２０を軸中心に回転させる駆動部２３０と、を備える。
【００９９】
したがって、この製造装置２００を用いることで、加熱用ボビン２２０への光ファイバ１の巻取りと加熱用ボビン２２０からの光ファイバ１の巻外しとを同時に行いつつ、光ファイバ１を加熱用ボビン２２０とともに加熱炉２１０で加熱し得る。したがって、この光ファイバの製造装置２００によれば、光ファイバ１の被覆層１５に未硬化成分が残存する場合であっても、未硬化成分を硬化させるための労力が軽減され、被覆層１５が硬化し難い樹脂を有する光ファイバ１を容易に製造し得る。
【０１００】
また、上述のように、本実施形態における光ファイバの製造装置２００の駆動部２３０は、加熱炉２１０の軸の方向に沿って加熱用ボビン２２０を移動させる。このため、光ファイバ１を軸の方向に移動させつつ光ファイバ１を加熱し得、被覆層１５が硬化し難い樹脂を有する光ファイバ１を製造する際の作業効率が向上し得る。
【０１０１】
なお、駆動部２３０は、固定された加熱用ボビン２２０に対して加熱炉２１０を移動させてもよい。すなわち、駆動部２３０は、加熱炉２１０に対して加熱用ボビン２２０を軸の方向に沿って相対的に移動させればよい。
【０１０２】
また、上述のように、本実施形態における光ファイバの製造装置２００の駆動部２３０は、加熱炉２１０に対して加熱用ボビン２２０を軸の方向に移動させる第１駆動部２３３と、加熱用ボビン２２０を回転させる第２駆動部２３４と、を含んでいる。このため、加熱用ボビン２２０の回転と、軸の方向に沿った加熱用ボビン２２０の移動とを個別に制御することができる。したがって、加熱用ボビンに光ファイバ１を巻回する巻き数Ｎや、巻回される光ファイバのピッチｄ、あるいは光ファイバ１が加熱炉２１０内に滞在する上記所定の時間Ｔ１などを細かに制御することができ、光ファイバ１の被覆層１５の未硬化成分の硬化をより効果的に行い得る。
【０１０３】
また、上述のように、本実施形態における光ファイバの製造装置２００は、巻き直しボビン１５０を備えている。したがって、この光ファイバの製造装置２００によれば、光ファイバ１を加熱しつつ、巻き直しボビン１５０としての例えば出荷用のボビンや保存用のボビンに光ファイバ１を巻き直すことができるため、光ファイバ１を製造する際の作業効率をより向上させ得る。
【０１０４】
以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０５】
例えば、上記実施形態では、中間巻回工程Ｐ２を行って線引きされた光ファイバ１を一旦中間巻回ボビン１４２に巻き取った後、追加硬化工程Ｐ３を行う例を説明した。一般的に、線引工程Ｐ１における線引速度は、加熱工程Ｐ３２における線速度よりも速い傾向にある。このため、上記実施形態のように、中間巻回ボビン１４２に一旦光ファイバ１を巻き取った上で加熱工程Ｐ３２を行うことで、線引工程Ｐ１と加熱工程Ｐ３２とを独立して行うことができ、線引工程Ｐ１における線引速度と、加熱工程Ｐ３２における線速度とを調整することなく、加熱工程Ｐ３２を行い得る。
【０１０６】
しかし、図１３に示すように、線引きされた光ファイバ１を直接加熱炉２１０内に導入して、線引工程Ｐ１から連続して加熱工程Ｐ３２を行ってもよい。この場合、線引工程Ｐ１から連続して加熱工程Ｐ３２が行われるため、線引工程Ｐ１を追加硬化工程の準備工程と解釈することができる。このような光ファイバ１の製造方法によれば、線引きされた光ファイバ１を中間巻回ボビン１４２に一旦巻き取る必要がなく、中間巻回ボビン１４２に光ファイバ１を巻き取るために、光ファイバ１を切断する必要がない。このように、線引工程Ｐ１から連続して加熱工程Ｐ３２を行うことで、中間巻回工程Ｐ２や中間巻回工程Ｐ２後に光ファイバ１を切断する切断工程を省略することができ、光ファイバ１の製造方法の工程期間を短縮し得る。
【０１０７】
また、上記実施形態では、加熱炉２１０を固定して、加熱炉２１０に対して加熱用ボビン２２０を上下方向に移動させる例を説明した。しかし、加熱工程Ｐ３２において、加熱用ボビン２２０と加熱炉２１０とが軸の方向に沿って相対的に移動し、加熱用ボビン２２０が移動する向きが、巻取位置２２０Ａから巻外位置２２０Ｂに向かう方向とされればよい。すなわち、加熱用ボビン２２０を固定して、加熱用ボビン２２０に対して加熱炉２１０を上下方向に移動させてもよい。この場合でも、加熱炉２１０の大型化を抑制しつつ、加熱炉２１０で加熱し得る光ファイバ１の条長を長くすることができる。ただし、この場合、移動する加熱炉２１０の内部に対して光ファイバ１を導入及び導出する必要がある。このため、加熱炉２１０に光ファイバ１を導入するために加熱炉２１０に設ける導入構造及び加熱炉２１０から光ファイバ１を導出するために加熱炉２１０に設ける導出構造が大型化及び複雑化し得る。これに対し、上記実施形態では、巻取位置２２０Ａ及び巻外位置２２０Ｂが加熱炉２１０に対して一定とされるため、加熱炉２１０には、導入構造及び導出構造として、光ファイバ１を挿通することが可能な小径の貫通孔２１２，２１３を設ければ足り、導入構造及び導出構造が大型化、複雑化することを抑制することができる。
【０１０８】
また、上記実施形態では、加熱用ボビン２２０の上下方向の長さが加熱炉２１０の上下方向の長さよりも長い例を説明した。しかし、加熱炉２１０の上下方向の長さを加熱用ボビン２２０の上下方向の長さよりも長くして、加熱用ボビン２２０の全体を加熱炉２１０内に収容してもよい。このようにすることで、加熱用ボビン２２０と加熱炉２１０との双方を固定した場合でも、加熱に使用し得る加熱用ボビン２２０の区間を長くすることができる。
【０１０９】
また、上記実施形態では、巻取位置２２０Ａが加熱炉２１０内に位置する例を説明したが、巻取位置２２０Ａが加熱炉２１０外に位置してもよい。ただし、上述のように、巻取位置２２０Ａが加熱炉２１０外に位置する場合、光ファイバ１に不要な応力がかかり得る。このため、巻取位置２２０Ａが加熱炉２１０内に位置する方がより好ましい。
【０１１０】
また、上記実施形態では、巻外位置２２０Ｂが加熱炉２１０内に位置する例を説明したが、巻外位置２２０Ｂが加熱炉２１０外に位置してもよい。ただし、上述のように、巻外位置２２０Ｂが加熱炉２１０外に位置する場合、加熱用ボビン２２０が収縮して巻き外される光ファイバ１の部分が光ファイバ１の他の部分に当たり得る。このため、巻外位置２２０Ｂが加熱炉２１０内に位置する方がより好ましい。
【０１１１】
また、上記実施形態では、加熱工程Ｐ３２において、隣接する光ファイバ１の少なくとも一部が互いに離間するように光ファイバ１を加熱用ボビン２２０に巻き取る例を説明した。しかし、加熱用ボビン２２０に巻き取られた光ファイバ１の隣接する部分同士が互いに離間していなくてもよい。この場合でも、少なくとも一部が加熱炉２１０内に配置されている加熱用ボビン２２０を軸中心に回転させて、加熱用ボビン２２０への光ファイバ１の巻取りと加熱用ボビン２２０からの光ファイバ１の巻外しとを同時に行いつつ、光ファイバ１を加熱用ボビン２２０とともに加熱炉２１０で加熱する加熱工程Ｐ３２によって、被覆層が硬化し難い樹脂を有する光ファイバ１を容易に製造し得る。
【０１１２】
また、上記実施形態では、被覆層１５が熱硬化樹脂から形成された例を説明した。しかし、線引工程Ｐ１において被覆層１５に未硬化成分が残存するような硬化し難い樹脂であれば、例えば紫外線硬化樹脂を用いて被覆層１５を形成してもよい。なお、紫外線硬化樹脂を用いて被覆層１５を形成する場合、紫外線を照射することによって、あるいは、加熱することによって紫外線硬化樹脂を１次硬化させた後、上記加熱工程Ｐ３２を行ってもよい。
【０１１３】
また、上記実施形態では、加熱部として加熱炉を用いた例を説明したが、例えば、加熱部としてヒーターを用いて、ヒーターからの熱を光ファイバにあてて加熱してもよい。
【０１１４】
また、上記実施形態では、加熱工程Ｐ３２を経た光ファイバを巻き直しボビン１５０に巻き直す例を説明したが、これは必須ではない。なお、巻き直しボビン１５０を用いない場合、例えば、加熱工程Ｐ３２を経た光ファイバをケーブルやファイバレーザを組み上げる設備に直接当該光ファイバを供給するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
以上説明したように、本発明によれば、被覆層が硬化し難い樹脂を有する光ファイバを製造する際の作業効率を向上させ得る光ファイバの製造方法及び光ファイバの製造装置を提供することができ、ファイバレーザなど様々な分野において利用可能である。
【符号の説明】
【０１１６】
１・・・光ファイバ
１Ｎ・・・光ファイバ裸線
１Ｐ・・・光ファイバ母材
１１・・・コア
１２・・・クラッド
１３・・・内側被覆層
１４・・・外側被覆層
１５・・・被覆層
１１０・・・紡糸炉
１４２・・・中間巻回ボビン
１５０・・・巻き直しボビン
２００・・・光ファイバの製造装置
２１０・・・加熱炉
２１１・・・加熱孔
２１２・・・第１貫通孔
２１３・・・第２貫通孔
２２０・・・加熱用ボビン
２２０Ａ・・・巻取位置
２２０Ｂ・・・巻外位置
２３０・・・駆動部
２３３・・・第１駆動部
２３４・・・第２駆動部
Ｐ１・・・線引工程
Ｐ２・・・中間巻回工程
Ｐ３・・・追加硬化工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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