(57)【要約】【課題】光ファイバの損傷を抑制し得るボビンユニット、光ファイバの巻回方法、及び光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】ボビンユニット２０は、互いに異なる径の巻回部３１，４１，５１を備え、複数の巻回部３１，４１，５１は、互いに径方向に重なって固定される固定状態及び固定状態が解除される解除状態の一方から他方に変形可能とされる。固定状態で径方向に隣り合う１対のボビンにおける内側ボビンの外周面と外側ボビンの内周面との距離は、内側ボビンの外周面に巻回される光ファイバ１の外径以上とされる。【選択図】    図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被覆層を有する光ファイバが巻回される互いに異なる径の巻回部を含む複数のボビンを備え、
前記複数のボビンは、前記巻回部が互いに径方向に重なって固定される固定状態及び前記固定状態が解除される解除状態の一方から他方に変形可能とされ、
前記固定状態で前記巻回部が前記径方向に隣り合う１対のボビンにおける内側ボビンの前記巻回部の外周面と外側ボビンの前記巻回部の内周面との距離は、前記内側ボビンの前記巻回部に巻回される前記光ファイバの外径以上とされる
ことを特徴とするボビンユニット。
【請求項２】
前記複数のボビンは３つ以上のボビンを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のボビンユニット。
【請求項３】
前記外側ボビンは、前記内側ボビンの前記巻回部に巻回される前記光ファイバを前記外側ボビンの前記巻回部の外周面側に導出する導出部を含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のボビンユニット。
【請求項４】
前記導出部は、前記外側ボビンの前記巻回部の内周面と外周面とを貫通する切欠きを含む
ことを特徴とする請求項３に記載のボビンユニット。
【請求項５】
前記切欠きの内壁と前記外側ボビンの前記巻回部の外周面とのエッジ部の角度が鈍角とされる
ことを特徴とする請求項４に記載のボビンユニット。
【請求項６】
前記外側ボビンの前記巻回部は、所定の間隔を空けて前記ボビンの軸方向に延びる複数の棒状部材から構成され、
前記導出部には、互いに隣り合う前記棒状部材間の隙間が含まれる
ことを特徴とする請求項３に記載のボビンユニット。
【請求項７】
互いに異なる径の巻回部を含む複数のボビンを有し、前記複数のボビンの前記巻回部が互いに径方向に重なって前記複数のボビンが互いに固定される固定状態及び前記固定状態が解除される解除状態の一方から他方に変形可能とされるボビンユニットを準備する準備工程と、
前記解除状態において、前記固定状態で前記巻回部が前記径方向に隣り合う１対の前記ボビンのうち内側ボビンの前記巻回部に、被覆層を有する光ファイバを１層巻きにする第１巻回工程と、
１対の前記ボビンのうち外側ボビンの前記巻回部に前記光ファイバを１層巻きにする第２巻回工程と、
前記内側ボビンと前記外側ボビンとを固定して前記固定状態とする固定工程と、
を備え、
前記固定状態において、前記内側ボビンの前記巻回部の外周面と前記外側ボビンの前記巻回部の内周面との距離は、前記内側ボビンの前記巻回部に巻回される前記光ファイバの外径以上とされる
ことを特徴とする光ファイバの巻回方法。
【請求項８】
前記第１巻回工程及び前記第２巻回工程の少なくとも一方で、ボビンの軸方向に隣接する前記被覆層同士が接触しないように前記光ファイバを巻回する
ことを特徴とする請求項７に記載の光ファイバの巻回方法。
【請求項９】
前記外側ボビンを前記内側ボビンに固定した後に前記外側ボビンの前記巻回部に前記光ファイバを巻回する
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の光ファイバの巻回方法。
【請求項１０】
前記第２巻回工程の前に前記光ファイバを切断する切断工程をさらに備える、
ことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の光ファイバの巻回方法。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか１項に記載の光ファイバの巻回方法により前記光ファイバを巻回する巻回工程と、
前記準備工程と前記第１巻回工程との間で光ファイバ母材を線引きして光ファイバ裸線を形成する線引工程と、
前記準備工程と前記第１巻回工程との間で前記光ファイバ裸線に熱硬化性樹脂を設けて前記光ファイバを形成する被覆層形成工程と、
前記固定工程後に、前記ボビンユニットに巻回された前記光ファイバを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１２】
前記複数のボビンの少なくとも１つにおいて、前記巻回部が前記光ファイバ裸線以下の線膨張係数を有する材料から形成される
ことを特徴とする請求項１１に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項１３】
前記光ファイバのコアにはイッテルビウムが添加されている
ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光ファイバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボビンユニット、光ファイバの巻回方法、及び光ファイバの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高出力ファイバレーザが実用化されている。このような高出力ファイバレーザでは、漏れ光などによって光ファイバの被覆層が高温化する傾向にあるため、耐熱性に優れた材料から被覆層が形成されることがある。このような光ファイバとして、コアとクラッドからなる光ファイバ裸線が熱硬化性樹脂からなる被覆層で覆われたものが知られている。下記特許文献１には、このような光ファイバの製造方法が開示されている。
【０００３】
下記特許文献１に記載された光ファイバの製造方法では、光ファイバ裸線を熱硬化性樹脂からなる被覆層で覆って光ファイバを形成し、この光ファイバをボビンに巻き取り、その後、光ファイバをボビンごと加熱している。このような製造方法によれば、ボビンに巻回された光ファイバがボビンごと加熱されるため、線引き時に線引速度を遅くして熱硬化性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、光ファイバがボビンに多層巻きされることにより、光ファイバの被覆層が互いに接触した状態になるため、被覆層が接触する部分において被覆層同士が固着してしまうおそれがある。また、被覆層が熱硬化性樹脂からなる場合において、熱硬化性樹脂の未硬化成分を硬化させるために光ファイバをボビンごと加熱すると、この未硬化成分の硬化によって上記被覆層同士の固着がより顕著になる傾向がある。このように被覆層同士が固着すると、光ファイバをボビンから取り外す際に当該被覆層が光ファイバ裸線から剥離してしまうなどの損傷が生じる懸念がある。
【０００６】
そこで、本発明は、光ファイバの損傷を抑制し得るボビンユニット、光ファイバの巻回方法、及び光ファイバの製造方法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】
【０００７】
上記目的の達成のため、本発明のボビンユニットは、被覆層を有する光ファイバが巻回される互いに異なる径の巻回部を含む複数のボビンを備え、前記複数のボビンは、前記巻回部が互いに径方向に重なって固定される固定状態及び前記固定状態が解除される解除状態の一方から他方に変形可能とされ、前記固定状態で前記巻回部が前記径方向に隣り合う１対のボビンにおける内側ボビンの前記巻回部の外周面と外側ボビンの前記巻回部の内周面との距離は、前記内側ボビンの前記巻回部に巻回される光ファイバの外径以上とされることを特徴とするものである。
【０００８】
このボビンユニットによれば、上記解除状態にすることによって内側ボビンを外側ボビンから離間させることができるため、外側ボビンに妨げられることなく内側ボビンの巻回部に光ファイバを巻回することができる。上記固定状態において、内側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバと外側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバとの間に外側ボビンの巻回部が介在し、それぞれの光ファイバが径方向に接触することが抑制される。このため、それぞれのボビンに巻回される光ファイバの被覆層同士の固着が抑制され、光ファイバの損傷を抑制し得る。また、固定状態において内側ボビンの巻回部の外周面と外側ボビンの巻回部の内周面との距離が内側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバの外径以上とされるため、内側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバの被覆層と外側ボビンの巻回部の内周面との接触が抑制される。このため、内側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバの被覆層が傷つくことを抑制し得る。
【０００９】
また、前記複数のボビンは３つ以上のボビンを含んでもよい。
【００１０】
この場合、１つのボビンユニットに巻回される光ファイバの量を増やすことができる。
【００１１】
また、前記外側ボビンは、前記内側ボビンの前記巻回部に巻回される前記光ファイバを前記外側ボビンの前記巻回部の外周面側に導出する導出部を含んでもよい。
【００１２】
この場合、光ファイバを内側ボビンの巻回部に巻回した後、光ファイバを切断することなく外側ボビンの巻回部に巻回することが可能となり、長尺の光ファイバを巻回することができる。
【００１３】
また、前記導出部は、前記外側ボビンの前記巻回部の内周面と外周面とを貫通する切欠きを含んでもよい。
【００１４】
この場合、内側ボビンの巻回部に巻回された光ファイバを上記切欠きに容易に通すことができるため、当該光ファイバを外側ボビンの巻回部の外周面側に容易に導出し得る。その結果、長尺の光ファイバを外側ボビンに巻回することが容易になり得る。
【００１５】
また、前記切欠きの内壁と前記外側ボビンの前記巻回部の外周面とのエッジ部の角度が鈍角とされることが好ましい。
【００１６】
上記エッジ部の角度を鈍角とすることで、切欠きを介して内側ボビンの巻回部から外側ボビンの巻回部の外周面に導出される光ファイバが当該エッジ部から強い応力を受けて損傷することが抑制され得る。
【００１７】
また、前記外側ボビンの前記巻回部は、所定の間隔を空けて前記内側ボビンの軸方向に延びる複数の棒状部材から構成され、前記導出部には、互いに隣り合う前記棒状部材間の隙間が含まれてもよい。
【００１８】
この場合、上記隙間が導出部とされることにより新たな導出部を設けなくし得るため、ボビンユニットの構造が複雑化することを抑制しつつ長尺の光ファイバを外側ボビンに巻回し得る。
【００１９】
また、本発明の光ファイバの巻回方法は、互いに異なる径の巻回部を含む複数のボビンを有し、前記複数のボビンの前記巻回部が互いに径方向に重なって前記複数のボビンが互いに固定される固定状態及び前記固定状態が解除される解除状態の一方から他方に変形可能とされるボビンユニットを準備する準備工程と、前記解除状態において、前記固定状態で前記巻回部が前記径方向に隣り合う１対の前記ボビンのうち内側ボビンの前記巻回部に、被覆層を有する光ファイバを１層巻きにする第１巻回工程と、１対の前記ボビンのうち外側ボビンの前記巻回部に前記光ファイバを１層巻きにする第２巻回工程と、前記内側ボビンと前記外側ボビンとを固定して前記固定状態とする固定工程と、を備え、前記固定状態において、前記内側ボビンの前記巻回部の外周面と前記外側ボビンの前記巻回部の内周面との距離は、前記内側ボビンの前記巻回部に巻回される前記光ファイバの外径以上とされることを特徴とするものである。
【００２０】
この光ファイバの巻回方法によれば、光ファイバが１層巻きにされた外側ボビンと、解除状態において光ファイバが１層巻きにされた内側ボビンとを、固定工程により固定状態とすることで、光ファイバを多層巻きにすることができる。また、上記固定状態において、内側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバと外側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバとの間に外側ボビンが介在し、それぞれの光ファイバが径方向に接触することが抑制される。このため、ボビンに巻回される光ファイバの被覆層同士の固着が抑制され、光ファイバの損傷を抑制し得る。また、固定状態において内側ボビンの巻回部の外周面と外側ボビンの巻回部の内周面との距離が内側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバの外径以上とされるため、内側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバの被覆層と外側ボビンの巻回部の内周面との接触が抑制される。このため、内側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバの被覆層が傷つくことを抑制し得る。なお、上記第２巻回工程と上記固定工程との順序を逆にしてもよい。
【００２１】
また、この光ファイバの巻回方法によれば、ボビンユニットを構成するボビンの数を増やすことで、被覆層同士が径方向に接触すること抑制しつつ、１つのボビンユニットに巻回される光ファイバの量を増やすことができる。
【００２２】
また、前記第１巻回工程及び前記第２巻回工程の少なくとも一方で、ボビンの軸方向に隣接する前記被覆層同士が接触しないように前記光ファイバを巻回することが好ましい。
【００２３】
この場合、ボビンの軸方向における光ファイバの被覆層同士の固着が抑制され、光ファイバの損傷をより抑制し得る。
【００２４】
また、前記外側ボビンを前記内側ボビンに固定した後に前記外側ボビンの前記巻回部に前記光ファイバを巻回してもよい。
【００２５】
この場合、内側ボビンの巻回部に光ファイバを巻回した後、光ファイバを切断することなく外側ボビンの巻回部に当該光ファイバを巻回することができる。
【００２６】
また、この光ファイバの巻回方法は、前記第２巻回工程の前に前記光ファイバを切断する切断工程をさらに備えてもよい。
【００２７】
この場合、光ファイバを所定の長さに切断してから外側ボビンの巻回部に光ファイバを巻回できるため、外側ボビンの巻回部に光ファイバを巻回することが容易になり得る。さらに第１巻回工程の前に切断工程を行うことで、切断された光ファイバを別個に外側ボビンの巻回部及び内側ボビンの巻回部に巻回し得るため、第１巻回工程と第２巻回工程との順序を逆にし得、工程の自由度を高くし得る。
【００２８】
また、本発明の光ファイバの製造方法は、前記光ファイバの巻回方法により前記光ファイバを巻回する巻回工程と、前記準備工程と前記第１巻回工程との間で光ファイバ母材を線引きして光ファイバ裸線を形成する線引工程と、前記準備工程と前記第１巻回工程との間で前記光ファイバ裸線に熱硬化性樹脂を設けて前記光ファイバを形成する被覆層形成工程と、前記固定工程後に、前記ボビンユニットに巻回された前記光ファイバを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。
【００２９】
この光ファイバの製造方法によれば、上記固定状態において、内側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバと外側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバとの間に外側ボビンの巻回部が介在し、それぞれの光ファイバが径方向に接触することが抑制される。従って、加熱工程後において、内側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバの被覆層と、外側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバの被覆層とが、互いに固着することを抑制できる。また、固定状態において内側ボビンの巻回部の外周面と外側ボビンの巻回部の内周面との距離が内側ボビンに巻回される光ファイバの外径以上とされるため、内側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバの被覆層と外側ボビンの巻回部の内周面との接触が抑制される。このため、内側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバの被覆層が傷つくことを抑制し得る。従って、光ファイバの製造方法によれば、光ファイバの損傷を抑制して光ファイバを製造し得る。
【００３０】
また、本光ファイバの製造方法によれば、巻回された被覆層を有する光ファイバの全体をボビンユニットごと加熱するため、被覆層に熱硬化性樹脂の未硬化成分が残存する場合に、当該未硬化成分を光ファイバの全体に渡って同時に硬化させ得る。この未硬化成分を硬化させる加熱工程は線引後に行われるため、光ファイバがボビンに巻き取られる前において、未硬化成分を硬化させるための加熱時間を確保するために線引速度を遅くせずに線引きし得る。このように、本実施形態における光ファイバの製造方法によれば、線引速度を遅くする必要がなく、また、上記未硬化成分を同時に硬化させ得るため、光ファイバの生産速度の低下が抑制され得る。
【００３１】
また、前記複数のボビンの少なくとも１つにおいて、前記巻回部が前記光ファイバ裸線以下の線膨張係数を有する材料から形成されてもよい。
【００３２】
この場合、加熱工程においてボビンが加熱された際に当該ボビンの巻回部が光ファイバ裸線よりも大きく膨張することが抑制されるため、巻回部の膨張に起因する応力が光ファイバ裸線に印加されることが抑制され、光ファイバをより良好に製造し得る。
【００３３】
また、前記光ファイバのコアにはイッテルビウムが添加されてもよい。
【００３４】
コアにイッテルビウムが添加された光ファイバにおいては、線引速度が遅いとコアに添加されているドーパントが結晶化して伝送損失の増加を招く場合がある。しかし、この光ファイバの製造方法によれば、上述のように線引速度を遅くせずに線引きし得るため、コアにイッテルビウムが添加された場合であっても、上記ドーパントの結晶化が抑制されて伝送損失の少ない光ファイバが製造され得る。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように、本発明によれば、光ファイバの損傷を抑制し得るボビンユニット、光ファイバの巻回方法、及び光ファイバの製造方法が提供され得る。
【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】本発明の第１実施形態に係る製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態に係るボビンユニットの縦断面図である。
【図４】線引工程の様子を概略的に説明する図である。
【図５】本発明の第１実施形態における第１巻回工程の様子を説明するための図である。
【図６】本発明の第１実施形態における１回目の固定工程の様子を概略的に説明する図である。
【図７】本発明の第１実施形態における１回目の第２巻回工程の様子を概略的に説明する図である。
【図８】本発明の第１実施形態における２回目の固定工程の様子を概略的に説明する図である。
【図９】本発明の第１実施形態における２回目の第２巻回工程の様子を概略的に説明する図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るボビンユニットの解除状態を概略的に示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係るボビンユニットの固定状態を概略的に示す図である。
【図１３】図１２に示されるボビンユニットの横断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態における第１巻回工程の様子を概略的に説明する図である。
【図１５】本発明の第２実施形態における固定工程の様子を概略的に説明する図である。
【図１６】本発明の第２実施形態における第２巻回工程の様子を概略的に説明する図である。
【図１７】本発明の第２実施形態における製造方法において使用されるボビンユニットの変形例を概略的に示す斜視図である。
【図１８】図１７に示されるボビンユニットの切欠きにおける横断面を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明に係るボビンユニット、光ファイバの巻回方法、及び光ファイバの製造方法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、本発明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及びコア１１の外周面を隙間なく囲むクラッド１２からなる光ファイバ裸線１Ｎと、当該光ファイバ裸線１Ｎのクラッド１２の外周面を覆う被覆層１５と、を備える。この被覆層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、有する。
【００３９】
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等のドーパント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。また、本実施形態では、被覆層１５の内側被覆層１３は所定の熱硬化性樹脂から構成され、被覆層１５の外側被覆層１４は内側被覆層１３とは異なる熱硬化性樹脂から構成される。
【００４０】
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。
【００４１】
（第１実施形態）
図２は、本発明の第１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、準備工程Ｐ１と、線引工程Ｐ２と、被覆層形成工程Ｐ３と、中間巻回工程Ｐ４と、第１検査工程Ｐ５と、切断工程Ｐ６と、第１巻回工程Ｐ７と、固定工程Ｐ８と、第２巻回工程Ｐ９と、加熱工程Ｐ１０と、巻き直し工程Ｐ１１と、第２検査工程Ｐ１２と、を備える。以下、これらの工程について説明する。
【００４２】
＜準備工程Ｐ１＞
本工程は、第１巻回工程Ｐ７、固定工程Ｐ８、第２巻回工程Ｐ９、及び加熱工程Ｐ１０で使用されるボビンユニット２０を準備する工程である。図３はこのボビンユニット２０を概略的に示す縦断面図である。
【００４３】
図３に示すように、ボビンユニット２０は、第１ボビン３０と、第２ボビン４０と、第３ボビン５０とを備える。３つのボビン３０，４０，５０のそれぞれは、光ファイバ裸線１Ｎの線膨張係数以下の線膨張係数を有する材料から形成され、例えば、ガラス、セラミック、ステンレス鋼などから形成される。また、このボビンユニット２０は、これら３つのボビン３０，４０，５０が互いに径方向に重なって固定された固定状態及び３つのボビン３０，４０，５０の上記固定状態が解除された解除状態の一方から他方に変形可能とされる。すなわち、ボビンユニット２０は、固定状態から解除状態に変形可能とされ、また、解除状態から固定状態に変形可能とされる。図３は、上記固定状態とされたボビンユニット２０を示している。なお、本実施形態の例では、３つのボビン３０，４０，５０は所定の固定部材６０を介して固定される。
【００４４】
第１ボビン３０は、第１ボビン３０の軸方向に延在する筒状の第１巻回部３１と、当該第１巻回部３１の両端部で径方向の外側に拡径する一対の第１鍔部３２とを有している。第１ボビン３０の径方向の中央には、第１ボビン３０の軸方向に延在する貫通孔Ｓ１が形成されている。この貫通孔Ｓ１には、不図示の巻取り機の回転軸などが挿入可能とされる。また、第１鍔部３２の外周縁側の所定箇所には、上記固定部材６０が嵌合可能な不図示の嵌合溝が形成されている。
【００４５】
第２ボビン４０は、第２ボビン４０の軸方向に延在する筒状の第２巻回部４１と、当該第２巻回部４１の両端部で径方向の外側に拡径する一対の第２鍔部４２とを有している。第２ボビン４０の径方向の中央には、第２ボビン４０の軸方向に延在する貫通孔が形成されている。この貫通孔の内径は、第１鍔部３２の外径と略等しくされる。また、第２鍔部４２の外径は第１鍔部３２の外径よりも大きくされ、この第２鍔部４２の内周縁側の所定箇所及び外周縁側の所定箇所に、上記固定部材６０が嵌合可能な不図示の嵌合溝が形成されている。
【００４６】
第３ボビン５０は、第３ボビン５０の軸方向に延在する筒状の第３巻回部５１と、当該第３巻回部５１の両端部で径方向の外側に拡径する一対の第３鍔部５２とを有している。第３ボビン５０の径方向の中央には、第３ボビン５０の軸方向に延びる貫通孔が形成されている。この貫通孔の内径は、第２鍔部４２の外径と略等しくされる。また、第３鍔部５２の外径は第２鍔部４２の外径よりも大きくされ、第３鍔部５２の内周縁側の所定箇所に上記固定部材６０が嵌合可能な嵌合溝（図示せず）が形成されている。
【００４７】
第１ボビン３０、第２ボビン４０、及び第３ボビン５０が上述のような構成を有することにより、第１ボビン３０は第２ボビン４０の上記貫通孔に挿入可能とされ、第２ボビン４０は第３ボビン５０の上記貫通孔に挿入可能とされる。また、第１ボビン３０が第２ボビン４０に挿入された状態で第１鍔部３２の上記嵌合溝と第２鍔部４２の上記嵌合溝とに上記固定部材６０が嵌合することにより、第１ボビン３０と第２ボビン４０とが固定される。また、第２ボビン４０が第３ボビン５０に挿入された状態で第２鍔部４２の上記嵌合溝と第３鍔部５２の上記嵌合溝とに上記固定部材６０が嵌合することにより、第２ボビン４０と第３ボビン５０とが固定される。このようにして、上記解除状態とされて互いに離間していたボビン３０，４０，５０が、相互に固定されて上記固定状態となる。なお、固定部材６０を取り外すことで固定状態が解除され、ボビンユニット２０が解除状態となり、ボビン３０，４０，５０を互いに離脱させることが可能となる。
【００４８】
このような固定状態とされることで、第１巻回部３１が最も内側に、第２巻回部４１が第１巻回部３１の外側に、第３巻回部５１が第２巻回部４１の外側に、それぞれ位置した状態となる。この固定状態で径方向に隣り合う第１巻回部３１及び第２巻回部４１において、第１巻回部３１は内側ボビンであり、第２巻回部４１は外側ボビンである。また、この固定状態で径方向に隣り合う第２巻回部４１及び第３巻回部５１において、第２巻回部４１は内側ボビンであり、第３巻回部５１は外側ボビンである。
【００４９】
また、このような固定状態とされることで、一対の第１鍔部３２の間において、第１巻回部３１の外周面と第２巻回部４１の内周面との間に、径方向の距離ｄ１が光ファイバ１の外径以上とされる第１空間Ｓ２が形成される。また、一対の第２鍔部４２の間において、第２巻回部４１の外周面と第３巻回部５１の内周面との間に、径方向の距離ｄ２が光ファイバ１の外径以上とされる第２空間Ｓ３が形成される。
【００５０】
準備工程Ｐ１は、このような３つのボビン３０，４０，５０を備えるボビンユニット２０を準備する工程である。
【００５１】
なお、本実施形態の例ではボビンユニット２０を構成するボビンの数は３つであるが、ボビンの数は２つであっても４つ以上であってもよい。ボビンユニットを構成するボビンの数を増やすことで、ボビンユニットに巻回される光ファイバの量を増やすことができる。
【００５２】
＜線引工程Ｐ２＞
本工程は、光ファイバ母材を線引きして光ファイバ裸線を形成する工程である。図４は、この線引工程Ｐ２の様子を概略的に説明する図である。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。本実施形態において、この光ファイバ母材１Ｐは、上述した光ファイバ１のコア１１及びクラッド１２と概ね同じ屈折率分布を持つシリカガラスから形成される。
【００５３】
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。このとき、光ファイバ母材１Ｐ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１Ｐからガラスが溶融して、所定の線引速度でガラスが線引きされる。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１０００℃程度であるが、冷却装置１２０を出る際には、例えば４０℃〜５０℃となる。
【００５４】
＜被覆層形成工程Ｐ３＞
本工程は、熱硬化性樹脂からなる被覆層を光ファイバ裸線に設けて光ファイバを形成する工程である。図４に示すように、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熱硬化性樹脂が入った第１コーティング装置１３１を通過し、この第１熱硬化性樹脂で１次被覆される。本実施形態の例では、この第１熱硬化性樹脂は、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。そうすると、第１硬化性樹脂を形成する材料が架橋して第１熱硬化性樹脂が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熱硬化性樹脂からなる内側被覆層１３が形成される。
【００５５】
内側被覆層１３で覆われた光ファイバ裸線１Ｎは、第１熱硬化性樹脂とは異なる材料からなる第２熱硬化性樹脂が入った第２コーティング装置１３３を通過し、この第２硬化性樹脂で２次被覆される。本実施形態の例では、この第２熱硬化性樹脂は、第１熱硬化性樹脂と同様に、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。そうすると、第２硬化性樹脂を形成する材料が架橋し、第２熱硬化性樹脂が１次硬化する。その結果、内側被覆層１３の外周面に第２熱硬化性樹脂からなる外側被覆層１４が形成される。
【００５６】
以上の工程を経て、光ファイバ裸線１Ｎが内側被覆層１３及び外側被覆層１４からなる被覆層１５で覆われ、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性樹脂は１次硬化された状態であり、被覆層１５に熱硬化性樹脂の未硬化成分が残留する傾向がある。
【００５７】
なお、内側被覆層１３となる第１熱硬化性樹脂で１次被覆した後、引き続き外側被覆層１４となる第２熱硬化性樹脂で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熱硬化性樹脂と第２熱硬化性樹脂とを一度に１次硬化させてもよい。
【００５８】
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や第２加熱炉１３４によって２次被覆する工程が省略される。
【００５９】
＜中間巻回工程Ｐ４＞
本工程は、被覆層形成工程Ｐ３により形成された光ファイバを中間巻回用ボビンに巻回する工程である。図４に示すように、上記被覆層形成工程Ｐ３により形成された光ファイバ１は、ターンプーリー１４１により方向転換され、所定の巻取り速度で中間巻回用ボビン１４２に巻回される。
【００６０】
＜第１検査工程Ｐ５＞
本工程は、中間巻回用ボビン１４２に巻回された光ファイバ１を検査する工程であり、例えば、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が測定される。第１検査工程Ｐ５で所定の基準を満たす光ファイバ１が後の工程に進む。なお、本工程において強度や伝送損失以外の項目が検査されてもよい。
【００６１】
＜切断工程Ｐ６＞
本工程は、中間巻回用ボビン１４２に巻回された光ファイバ１を中間巻回用ボビン１４２から巻き外し、所定の長さに切断する工程である。具体的には、この切断工程Ｐ６において、光ファイバ１はボビンに巻回するのに適した長さに切断され、当該ボビンに巻回するのに適した長さを有する複数の光ファイバ１とされる。
【００６２】
＜第１巻回工程Ｐ７＞
本工程は、上記固定状態において径方向に隣り合う内側ボビン及び外側ボビンのうち内側ボビンの外周面に、上記解除状態とした上で光ファイバを１層巻きにする工程である。図５は、この第１巻回工程Ｐ７の様子を概略的に示す図である。本実施形態では、切断工程Ｐ６で切断された光ファイバ１の１つが内側ボビンに巻回される。
【００６３】
本工程では、まず、ボビンユニット２０を解除状態としてボビン３０，４０，５０を互いに離間させる。その後、第１ボビン３０の第１巻回部３１に、切断された光ファイバ１の１つを巻回する。具体的には、不図示の所定の巻取り機の回転軸を第１ボビン３０の貫通孔Ｓ１に挿入し、この回転軸を回転させて第１ボビン３０を回転させることにより、光ファイバ１を第１巻回部３１の外周面に１層巻きにする。本実施形態において、第１巻回部３１の外周面に巻回される光ファイバ１の巻きピッチλは、光ファイバ１の外径より大きくされる。すなわち、第１巻回部３１の軸方向に隣り合う光ファイバ１の被覆層１５同士が接触しないように、光ファイバ１が第１巻回部３１に１層巻きにされる。
【００６４】
なお、上記巻きピッチλを、例えば、光ファイバの外径よりも大きく、かつ、光ファイバの外径の２倍の長さよりも小さくしてもよい。巻きピッチλをこのような長さとすることで、ボビンの軸方向に隣接し合う光ファイバ間の距離が光ファイバの外径よりも小さくなり、ボビンに巻回する光ファイバの量を増やすことができる。
【００６５】
また、本実施形態では、巻回後に光ファイバが位置ずれして被覆層１５同士が接触してしまうことを抑制するために、巻回された光ファイバ１の両端部がテープなどによって固定されることが好ましい。なお、本実施形態では、このテープは、この後に行われる加熱工程Ｐ１０の温度に対して耐熱性を有するガラステープであることが好ましい。
【００６６】
＜固定工程Ｐ８（１回目）＞
本工程は、上記内側ボビンと上記外側ボビンとを固定して固定状態とする工程である。本実施形態において、この固定工程Ｐ８は、後述するように２回行われる。図６は、１回目の固定工程Ｐ８の様子を概略的に示す図である。本工程では、図６に示すように、第２ボビン４０の上記貫通孔に、光ファイバ１が巻回された第１ボビン３０を挿入する。その後、第１ボビン３０と第２ボビン４０とを固定部材６０で固定して、ボビン３０，４０を固定状態とする。ここで、径方向に第１巻回部３１と第２巻回部４１とが隣接する第１ボビン３０及び第２ボビン４０において、第１ボビン３０は第１巻回部３１が第２巻回部４１の内側に位置する内側ボビンとなり、第２ボビン４０は第２巻回部４１が第１巻回部３１の外側に位置する外側ボビンとなる。この固定状態とすることで、第１巻回部３１の外周面と第２巻回部４１の内周面との間に上記第１空間Ｓ２が形成される。上述のように、この第１空間Ｓ２の径方向の距離ｄ１は、第１巻回部３１の外周面に巻回された光ファイバ１の外径以上とされる。このため、第１巻回部３１に巻回された光ファイバ１の被覆層１５が第２巻回部４１の内周面に接触することが抑制される。
【００６７】
＜第２巻回工程Ｐ９（１回目）＞
本工程は、上記外側ボビンの外周面に光ファイバを１層巻きにする工程である。本実施形態において、この第２巻回工程Ｐ９は、後述するように２回行われる。図７は、１回目の第２巻回工程Ｐ９の様子を概略的に示す図である。本工程では、図７に示すように、上記切断工程Ｐ６で切断された光ファイバ１の１つを、第１ボビン３０に固定された第２ボビン４０の第２巻回部４１に巻回する。具体的には、上記巻取り機の回転軸を回転させて、固定状態とされたボビン３０，４０を一体的に回転させることにより、光ファイバ１を第２巻回部４１の外周面に１層巻きにする。本工程において、第２巻回部４１の外周面に巻回される光ファイバ１の巻きピッチλは、光ファイバ１の外径より大きくされる。すなわち、第２巻回部４１の軸方向に隣り合う光ファイバ１の被覆層１５同士が接触しないように、光ファイバ１が第２巻回部４１に１層巻きにされる。この第２巻回工程Ｐ９により、第１巻回部３１の外周面に巻回された光ファイバ１と第２巻回部４１の外周面に巻回された光ファイバ１との間に第２巻回部４１が介在した状態で光ファイバ１が２層巻きにされる。
【００６８】
なお、上記第１巻回工程と同様に、巻きピッチλを、光ファイバの外径よりも大きく、かつ、光ファイバの外径の２倍の長さよりも小さくしてもよい。また、巻回された光ファイバ１の両端部をテープなどを用いて固定することが好ましい。
【００６９】
＜固定工程Ｐ８（２回目）＞
次に、図８に示すように、第３ボビン５０の上記貫通孔に、固定状態とされた第１ボビン３０及び第２ボビン４０を挿入する。その後、第２ボビン４０と第３ボビン５０とを固定部材６０で固定して、ボビン３０，４０，５０を固定状態とする。
【００７０】
径方向に第２巻回部４１と第３巻回部５１とが互いに隣接する第２ボビン４０及び第３ボビン５０において、第２ボビン４０は第２巻回部４１が第３巻回部５１の内側に位置する内側ボビンであり、第３ボビン５０は第３巻回部５１が第２巻回部４１の外側に位置する外側ボビンである。すなわち、第２ボビン４０に第３ボビン５０を固定するこの工程は、内側ボビンと外側ボビンとを固定して固定状態とする固定工程である。つまり、本実施形態では、第１ボビン３０に第２ボビン４０を固定する１回目の固定工程Ｐ８と、第２ボビン４０に第３ボビン５０を固定する２回目の固定工程Ｐ８とが行われる。この２回目の固定工程Ｐ８が行われることにより、第２巻回部４１の外周面と第３巻回部５１の内周面との間に第２空間Ｓ３が形成される。上述のように、この第２空間Ｓ３の径方向の距離ｄ２は、第２巻回部４１の外周面に巻回された光ファイバ１の外径以上とされる。このため、第２巻回部４１に巻回された光ファイバ１の被覆層が第３巻回部５１の内周面に接触することが抑制される。
【００７１】
＜第２巻回工程Ｐ９（２回目）＞
次に、図９に示すように、上記切断工程Ｐ６で切断された光ファイバ１の１つを、第２ボビン４０に固定された第３ボビン５０の第３巻回部５１に巻回する。具体的には、上記巻取り機の回転軸を回転させて、固定状態とされたボビン３０，４０，５０を一体的に回転させることにより、光ファイバ１を第３巻回部５１の外周面に１層巻きにする。上述のように、互いに隣接する第２ボビン４０及び第３ボビン５０において、第２巻回部４１は内側ボビンであり、第３巻回部５１は外側ボビンである。すなわち、第２ボビン４０及び第３ボビン５０において、外側ボビンとしての第３巻回部５１に光ファイバ１を巻回する工程は第２巻回工程である。つまり、本実施形態では、第２巻回部４１に光ファイバ１を巻回する１回目の第２巻回工程Ｐ９と、第３巻回部５１に光ファイバ１を巻回する２回目の第２巻回工程Ｐ９が行われる。この２回目の第２巻回工程Ｐ９により、第２巻回部４１の外周面に巻回された光ファイバ１と第３巻回部５１の外周面に巻回された光ファイバ１との間に第３巻回部５１が介在した状態で光ファイバ１が３層巻きにされる。
【００７２】
また、本工程において、第３巻回部５１の外周面に巻回される光ファイバ１の巻きピッチλは、光ファイバ１の外径より大きくされる。すなわち、第３巻回部５１の軸方向に隣り合う光ファイバ１の被覆層１５同士が接触しないように、光ファイバ１が第３巻回部５１に１層巻きにされる。
【００７３】
なお、上記第１巻回工程と同様に、巻きピッチλを、光ファイバの外径よりも大きく、かつ、光ファイバの外径の２倍の長さよりも小さくしてもよい。また、巻回された光ファイバ１の両端部をテープなどを用いて固定することが好ましい。
【００７４】
このように、本実施形態におけるボビンユニット２０は３個のボビンを備えているため、固定工程Ｐ８と第２巻回工程Ｐ９とをそれぞれ２回行うことにより、光ファイバ１を３層巻きにすることができる。すなわち、ボビンユニットがＮ個のボビンを備える場合、固定工程Ｐ８と第２巻回工程Ｐ９とをそれぞれ（Ｎ−１）回行うことにより、光ファイバ１をＮ層巻きにすることができる。
【００７５】
＜加熱工程Ｐ１０＞
本工程は、上記ボビンユニット２０に巻回された光ファイバを当該ボビンユニット２０ごと加熱する工程である。上述のように、第１熱硬化性樹脂及び第２熱硬化性樹脂は、上記被覆層形成工程Ｐ３において１次硬化しているが、被覆層形成工程Ｐ３における加熱のみでは硬化が不十分な未硬化成分が残留している傾向がある。このような状態のまま光ファイバが使用されると、未硬化成分により光ファイバ表面が粘着性を呈する場合があるため、取り扱い性が低下したり、光ファイバ同士が互いに接着したりするなどの問題が生じ得る。本工程により、１次硬化している熱硬化性樹脂が再加熱され、上記未硬化成分の少なくとも一部が硬化される。具体的には、各ボビンに光ファイバ１が巻回されて固定状態とされたボビンユニット２０が、図示しない追加加熱炉内で再加熱され、光ファイバ１の熱硬化性樹脂の未硬化成分の少なくとも一部が硬化される。本明細書では、１次硬化された熱硬化性樹脂の未硬化成分の少なくとも一部が硬化することを２次硬化ということがある。
【００７６】
なお、本工程における加熱は、例えば、熱硬化性樹脂を１次硬化させる場合に比べて、低温でかつ長時間の加熱であってもよい。より具体的には、例えば、８０〜２００℃で、０．５〜４８時間の加熱であってもよい。
【００７７】
＜巻き直し工程Ｐ１１＞
巻き直し工程Ｐ１１は、熱硬化性樹脂が２次硬化された光ファイバ１をボビンユニット２０から巻き外し、例えば不図示の出荷用のボビンなどに巻き直す工程である。こうして、被覆層１５から未硬化成分が減らされた光ファイバ１が出荷用のボビン等に巻かれた状態となる。
【００７８】
＜第２検査工程Ｐ１２＞
第２検査工程Ｐ１２は、熱硬化性樹脂が２次硬化された光ファイバ１を検査する工程であり、例えば、光ファイバ１の強度や伝送損失等が完成品としての基準を満たしているか否かなどが測定される。なお、本工程において、強度や伝送損失以外の項目について検査してもよい。
【００７９】
なお、上記第１検査工程Ｐ５を省略してこの第２検査工程Ｐ１２のみを行ってもよい。また、第１検査工程Ｐ５のみを行い、第２検査工程Ｐ１２を省略してもよい。あるいは、第１検査工程Ｐ５及び第２検査工程Ｐ１２の双方を省略してもよい。
【００８０】
以上のように、準備工程Ｐ１、線引工程Ｐ２、被覆層形成工程Ｐ３、中間巻回工程Ｐ４、第１検査工程Ｐ５、切断工程Ｐ６、第１巻回工程Ｐ７、固定工程Ｐ８、第２巻回工程Ｐ９、加熱工程Ｐ１０、巻き直し工程Ｐ１１、及び第２検査工程Ｐ１２を経て、図１に示す被覆層が熱硬化性樹脂からなる光ファイバが製造される。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態における光ファイバの巻回方法及び光ファイバの製造方法によれば、ボビンユニット２０を使用することによって以下のような効果を得ることができる。
【００８２】
本実施形態における光ファイバの製造方法は、上述のように、準備工程Ｐ１と、第１巻回工程Ｐ７と、固定工程Ｐ８と、第２巻回工程Ｐ９とによって光ファイバがボビンユニット２０に巻回される。すなわち、本実施形態における光ファイバの製造方法は、準備工程Ｐ１と、第１巻回工程Ｐ７と、固定工程Ｐ８と、第２巻回工程Ｐ９とによって光ファイバをボビンユニット２０に巻回する光ファイバの巻回方法を含んでいる。この光ファイバの巻回方法によれば、ボビンユニット２０を解除状態にすることによって内側ボビンを外側ボビンから離間させることができるため、外側ボビンに妨げられることなく内側ボビンに光ファイバを巻回することができる。
【００８３】
また、本実施形態における光ファイバの巻回方法によれば、上述のように、ボビンユニットに光ファイバを巻回することにより、内側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバと外側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバとの間に外側ボビンの巻回部が介在し、光ファイバの被覆層同士がボビンの径方向に接触することが抑制されるため、被覆層同士が固着して離れにくくなることなどが抑制され得る。また、上述のように、固定状態において、内側ボビンの巻回部の外周面と外側ボビンの巻回部の内周面との距離が内側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバの外径以上とされるため、内側ボビンの巻回部に巻回される光ファイバの被覆層と外側ボビンの巻回部の内周面との接触が抑制される。このため、内側ボビンに巻回される光ファイバの被覆層が傷つくことを抑制し得る。このように、本実施形態におけるボビンの巻回方法によれば光ファイバの損傷を抑制し得る。
【００８４】
また、本実施形態における光ファイバの巻回方法によれば、光ファイバ１の被覆層１５同士がボビンの軸方向に接触しないように第１巻回工程Ｐ７及び第２巻回工程Ｐ９が行われるため、被覆層１５同士の接触がより効果的に抑制され得、光ファイバの損傷をより効果的に抑制し得る。
【００８５】
また、本実施形態における光ファイバの巻回方法によれば、内側ボビンに外側ボビンを固定した後に第２巻回工程Ｐ９が行われるため、巻き取り機の同一回転軸を用いて光ファイバを外側ボビンに順次巻き取ることができ、光ファイバの巻回作業が容易になり得る。
【００８６】
また、本実施形態における光ファイバの巻回方法では、第２巻回工程Ｐ９の前に光ファイバ１が所定の長さに切断されるため、各ボビンに巻回するのに適した長さに光ファイバを切断してから外側ボビンに光ファイバを巻回することができる。このため、外側ボビンに光ファイバを巻回することが容易になり得る。なお、本実施形態の例では、第１巻回工程Ｐ７の前に切断工程が行われる。この場合、切断された光ファイバを別個に外側ボビン及び内側ボビンに巻回し得るため、本実施形態とは異なる実施形態として、第１巻回工程と第２巻回工程との順序を逆にしてもよい。
【００８７】
また、本実施形態における光ファイバの製造方法によれば、上述のように、準備工程Ｐ１と、第１巻回工程Ｐ７と、固定工程Ｐ８と、第２巻回工程Ｐ９とを備える光ファイバの巻回方法によって光ファイバがボビンユニット２０に巻回される。すなわち、本実施形態における光ファイバの製造方法は、上記光ファイバの巻回方法により光ファイバをボビンユニット２０に巻回する巻回工程を含んでいる。本製造方法によれば、このような巻回工程によって光ファイバ１の被覆層１５同士の接触が抑制されるため、加熱工程Ｐ１０において、被覆層１５の未硬化成分が架橋して被覆層同士が固着することが抑制され得る。このため、巻き直し工程Ｐ１１において、被覆層１５が光ファイバ裸線１Ｎから剥離してしまうことが抑制され得る。従って、本実施形態における光ファイバの製造方法によれば、被覆層が熱硬化性樹脂からなる光ファイバを、損傷を抑制しつつ製造し得る。
【００８８】
また、本実施形態における光ファイバの製造方法によれば、巻回された被覆層１５を有する光ファイバ１の全体をボビンユニット２０ごと加熱するため、被覆層１５に熱硬化性樹脂の未硬化成分が残存する場合に、当該未硬化成分を光ファイバ１の全体に渡って同時に硬化させ得る。この未硬化成分を硬化させる加熱工程Ｐ１０は線引後に行われるため、光ファイバがボビンに巻き取られる前において、未硬化成分を硬化させるための加熱時間を確保するために線引速度を遅くせずに線引きし得る。このように、本実施形態における光ファイバの製造方法によれば、線引速度を遅くする必要がなく、また、上記未硬化成分を同時に硬化させ得るため、光ファイバの生産速度の低下が抑制され得る。
【００８９】
また、コアにイッテルビウムが添加された光ファイバにおいては、線引速度が遅いとコアに添加されているドーパントが結晶化して伝送損失の増加を招く場合がある。しかし、本実施形態における光ファイバの製造方法によれば、上述のように線引速度を遅くせずに線引きし得るため、コアにイッテルビウムが添加された場合であっても、上記ドーパントの結晶化が抑制されて伝送損失の少ない光ファイバが製造され得る。
【００９０】
また、本実施形態における光ファイバの製造方法によれば、上述のように、３つのボビン３０，４０，５０のそれぞれが、光ファイバ裸線１Ｎの線膨張係数以下の線膨張係数を有する材料から形成されるため、加熱工程において、これらボビン３０，４０，５０が光ファイバ裸線１Ｎよりも大きく膨張することが抑制される。このため、ボビン３０，４０，５０の膨張に起因する応力が光ファイバ裸線１Ｎに印加されることが抑制され得、より良好な光ファイバが製造され得る。なお、複数のボビンの少なくとも１つが光ファイバ裸線１Ｎの線膨張係数以下の線膨張係数とされれば、このような効果が生じ得る。
【００９１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１０から図１８を参照して説明する。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、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明を省略することがある。
【００９２】
図１０は、第２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１０に示すように、この第２の実施形態における光ファイバの製造方法は、切断工程Ｐ６が行われない点において、第１実施形態における光ファイバの製造方法と相違する。また、第１実施形態におけるボビンユニット２０と異なるボビンユニット２００が使用される点において、第１実施形態における光ファイバの製造方法と相違する。
【００９３】
＜準備工程Ｐ１＞
準備工程Ｐ１は、上記ボビンユニット２００を準備する工程である。図１１はこのボビンユニット２００の解除状態を概略的に示す図である。また、図１２はボビンユニット２００の固定状態を概略的に示す図であり、図１３は図１２に示されるボビンユニット２００の横断面図である。
【００９４】
図１１から図１３に示すように、ボビンユニット２００は、第１ボビン２３０と、第２ボビン２４０とを備えている。本実施形態では、これらのボビン２３０，２４０のそれぞれは、上述した第１実施形態と同様に、光ファイバ裸線１Ｎの線膨張係数以下の線膨張係数を有する材料から形成される。
【００９５】
第１ボビン２３０は、第１ボビン２３０の軸方向に延在する筒状の第１巻回部２３１と、第１巻回部２３１の両端でそれぞれ径方向外側に拡径する鍔部２３２を有している。第１ボビン２３０の径方向中央には、上記軸方向に延びる貫通孔Ｓ１が形成されている。この貫通孔Ｓ１には、上記巻取り機の回転軸などが挿入される。
【００９６】
第２ボビン２４０は、複数の棒状部材２４３と、これら棒状部材２４３の一端が固定される１つの固定部材２４２とを備えている。すなわち、複数の棒状部材２４３は、固定部材２４２に固定されることにより固定部材２４２を介して一体化されている。これら棒状部材２４３の軸方向の長さは第１巻回部２３１の軸方向の長さよりも若干長くされる。また、本実施形態において、固定部材２４２は円板状の部材とされ、複数の棒状部材２４３は、この固定部材２４２の周方向に沿って配置される。このように周方向に沿って配置される複数の棒状部材２４３には、後述のように光ファイバ１が巻回される。すなわち、本実施形態では、複数の棒状部材２４３が、全体として、光ファイバが巻回される第２巻回部２４１とされる。また、当該周方向において隣り合う棒状部材２４３間には隙間Ｇが形成されており、この隙間Ｇの上記周方向における距離Ｘは、光ファイバ１の外径よりも大きくされる。
【００９７】
第１ボビン２３０の２つの鍔部２３２のそれぞれには、上記複数の棒状部材２４３が嵌入可能な嵌入孔２３２Ａが形成されている。このため、複数の棒状部材２４３がこれら嵌入孔２３２Ａに嵌入されることで、第１ボビン２３０と第２ボビン２４０とが固定されて固定状態となる。また、固定状態の際に、例えば、固定部材２４２を把持して第２ボビン２４０を第１ボビン２３０から引き離すことで、固定状態を解除してボビンユニット２００を解除状態にすることができる。このように、ボビンユニット２００は、固定状態及び解除状態の一方から他方に変形可能とされる。すなわち、ボビンユニット２００は、固定状態から解除状態に変形可能とされ、また、解除状態から固定状態に変形可能とされる。
【００９８】
図１３に示すように、上記固定状態において、複数の棒状部材２４３のそれぞれは第１巻回部２３１の径方向外側に位置して、第１巻回部２３１を取り囲む。棒状部材２４３のそれぞれの外周面は、第１巻回部２３１の外周面２３１Ａと対向する対向面２４３Ａと、当該対向面２４３Ａを挟んで上記外周面２３１Ａの反対側に位置する外側面２４３Ｂとを含んでいる。このような対向面２４３Ａと外周面２３１Ａとの距離Ｙは、光ファイバ１の外径以上とされる。つまり、本実施形態では、第１巻回部２３１の外周面と第２巻回部２４１の内周面との距離Ｙが、光ファイバ１の外径以上とされる。
【００９９】
準備工程Ｐ１は、このようなボビンユニット２００を準備する工程である。なお、本実施形態の例ではボビンユニット２００を構成するボビンの数は２つであるが、ボビンの数は３つ以上であってもよい。
【０１００】
＜第１巻回工程Ｐ７＞
第１巻回工程Ｐ７では、図１４に示すように、ボビンユニット２００を解除状態として第１ボビン２３０を第２ボビン２４０から離間させた上、第１ボビン２３０の第１巻回部２３１に光ファイバ１を巻回する。より具体的には、上記巻取り機の回転軸を貫通孔Ｓ１に挿入して第１ボビン２３０を当該巻取り機にセットする。その後、上記回転軸を回転させて第１ボビン２３０を回転させることにより、光ファイバ１を第１巻回部２３１の外周面２３１Ａに１層巻きにする。本工程において、第１巻回部２３１の外周面２３１Ａに巻回される光ファイバ１の巻きピッチλは、光ファイバ１の外径より大きくされる。すなわち、第１巻回部２３１の軸方向に隣り合う光ファイバ１の被覆層１５同士が接触しないように、光ファイバ１が第１巻回部２３１に１層巻きにされることが好ましい。なお、上記第１実施形態と同様に、巻きピッチλを、光ファイバの外径よりも大きく、かつ、光ファイバの外径の２倍の長さよりも小さくしてもよい。
【０１０１】
＜固定工程Ｐ８＞
固定工程Ｐ８では、図１５に示すように、第１ボビン２３０の鍔部２３２の嵌入孔２３２Ａに第２ボビン２４０の棒状部材２４３を嵌入させることにより、光ファイバ１が巻回された第１ボビン２３０に第２ボビン２４０を固定する。これにより、複数の棒状部材２４３が第１巻回部２３１の径方向外側に位置して第１巻回部２３１を取り囲んだ状態となる。上述したように、この固定状態において、第１巻回部２３１の外周面２３１Ａと、各棒状部材２４３の対向面２４３Ａとの距離Ｙは、それぞれ光ファイバ１の外径以上とされる。従って、第１巻回部２３１に巻回される光ファイバ１の被覆層１５と棒状部材２４３の対向面２４３Ａとの接触が抑制される。また、本実施形態では、この固定状態とする際、光ファイバ１を上記隙間Ｇの１つに通して棒状部材２４３の外側面２４３Ｂ側に導出させる。すなわち、この隙間Ｇは、第１巻回部２３１に巻回された光ファイバ１を棒状部材２４３の外側に導出する導出部として機能する。
【０１０２】
＜第２巻回工程Ｐ９＞
第２巻回工程Ｐ９では、図１６に示すように、隙間Ｇから棒状部材２４３の外側に導出された光ファイバ１を、棒状部材２４３のそれぞれの外側面２４３Ｂに架け渡しながら巻回していく。上記のように、本実施形態では、複数の棒状部材２４３が、全体として、光ファイバが巻回される第２巻回部２４１として機能する。また、複数の棒状部材２４３を第２巻回部２４１とした場合、各棒状部材２４３の外側面２４３Ｂを全体として第２巻回部２４１の外周面と理解でき、各棒状部材２４３の対向面２４３Ａを全体として第２巻回部２４１の内周面と解釈することができる。従って、本工程では、隙間Ｇを介して第２巻回部２４１の外周面側に導出された光ファイバ１が、切断されることなく、第２巻回部２４１の外周面に巻回される。この結果、第２巻回部２４１の外周面に巻回された光ファイバ１と第１巻回部２３１の外周面に巻回された光ファイバ１との間に第２巻回部２４１が介在した状態で光ファイバ１が２層巻きにされる。
【０１０３】
また、本工程では、第２巻回部２４１の外周面に巻回される光ファイバ１の巻きピッチλは、光ファイバ１の外径より大きくされることが好ましい。すなわち、棒状部材２４３の軸方向に隣り合う光ファイバ１の被覆層１５同士が接触しないように、光ファイバ１が第２巻回部２４１の外周面に１層巻きにされることが好ましい。なお、上記第１巻回工程Ｐ７と同様に、巻きピッチλを、光ファイバの外径よりも大きく、かつ、光ファイバの外径の２倍の長さよりも小さくしてもよい。
【０１０４】
このように、本実施形態における光ファイバの製造方法は、準備工程Ｐ１と、第１巻回工程Ｐ７と、１回の固定工程Ｐ８と、１回の第２巻回工程Ｐ９とを備える光ファイバの巻回方法を含んでいる。また、この光ファイバの巻回方法によって２層巻きにされた光ファイバ１が、加熱工程Ｐ１０においてボビンユニット２００とともに加熱される。
【０１０５】
以上、本実施形態における光ファイバの巻回方法によれば、第２巻回部２４１の外周面に巻回された光ファイバ１と第１巻回部２３１の外周面に巻回された光ファイバ１との間に第２巻回部２４１が介在するため、ボビンユニット２００の径方向に光ファイバ１が接触することが抑制され得る。このため、ボビンユニット２００に巻回される光ファイバ１の被覆層１５同士の固着が抑制され、光ファイバ１の損傷を抑制し得る。また、第１巻回工程Ｐ７及び第２巻回工程Ｐ９において、ボビンの軸方向に隣り合う光ファイバ１の被覆層１５同士が接触しないように光ファイバ１が巻回されるため、被覆層同士１５同士の固着がより抑制され、光ファイバ１の損傷をより抑制し得る。
【０１０６】
また、本実施形態における光ファイバの巻回方法によれば、上記隙間Ｇが導出部として機能するため、光ファイバ１を第１巻回部２３１に巻回した後、光ファイバ１を隙間Ｇから第２巻回部２４１の外側に導出することで、光ファイバ１を切断することなく第２巻回部２４１の外周面に巻回し得る。また、棒状部材２４３間の隙間Ｇが導出部として機能するため、光ファイバを第２巻回部２４１の外側に導出するために新たな導出部を設ける必要がなく、比較的簡易な構成によって長尺の光ファイバを巻回し得る。
【０１０７】
また、本実施形態における光ファイバの製造方法によれば、上述のように、準備工程Ｐ１と、第１巻回工程Ｐ７と、固定工程Ｐ８と、第２巻回工程Ｐ９とを備える光ファイバの巻回方法によって光ファイバがボビンユニット２００に巻回される。すなわち、本実施形態における光ファイバの製造方法は、上記光ファイバの巻回方法により光ファイバをボビンユニット２００に巻回する巻回工程を含んでいる。本製造方法によれば、このような巻回工程によって光ファイバ１の被覆層１５同士の接触が抑制されるため、加熱工程Ｐ１０において、被覆層１５の未硬化成分の架橋による被覆層１５同士の固着が抑制され得る。このため、巻き直し工程Ｐ１１において、被覆層１５が光ファイバ裸線１Ｎから剥離してしまうことが抑制され得る。従って、被覆層が熱硬化性樹脂からなる光ファイバを、損傷を抑制しつつ製造し得る。
【０１０８】
また、本実施形態における光ファイバの製造方法によれば、巻回された光ファイバ１の全体をボビンユニット２００ごと加熱するため、被覆層に未硬化成分の樹脂が残存する場合に、光ファイバ１の一区間を順次ずらしながら加熱する場合と比べて、当該未硬化成分を短時間で硬化させ得る。また、この未硬化成分を硬化させる加熱工程が線引後に行われるため、光ファイバ１がボビンに巻き取られる前において、未硬化成分を硬化させるための加熱時間を確保するために線引速度を遅くせずに線引きし得る。このように、本光ファイバ１の製造方法によれば、線引速度を遅くせずに線引きし得、また、熱硬化性樹脂の未硬化成分を短時間で硬化され得るに硬化させ得るため、光ファイバ１の生産速度の低下が抑制され得る。
【０１０９】
なお、第１実施形態におけるボビンユニット２０を変形したボビンユニット２０を用いて、第２実施形態における光ファイバの製造方法を実施してもよい。以下、この点について説明する。図１７は、この変形したボビンユニット２０を図７と同様の視点で示す図である。
【０１１０】
図１７に示すように、このボビンユニット２０は、第２ボビン４０の第２巻回部４１に第２巻回部４１の内周面と外周面とを貫通する切欠き４８が形成されている点において、第１実施形態におけるボビンユニット２０と相違する。この切欠き４８は、第２ボビン４０の一方の鍔部４２から第２巻回部４１の軸方向の途中まで延びている。
【０１１１】
図１８は、上記切欠き４８におけるボビンユニット２０の横断面を概略的に示す図である。図１８に示すように、切欠き４８の内壁４８Ａは、第２ボビン４０の径方向に対して傾斜しており、これにより、切欠き４８の内壁４８Ａと第２巻回部４１の外周面４１Ａとのエッジ部Ｅの角度が鈍角とされる。また、本実施形態では、このエッジ部Ｅが面取りされ、曲面状にされている。また、切欠き４８の第２巻回部４１の周方向における最小幅は、第１巻回部３１に巻回された光ファイバ１の外径より大きくされる。
【０１１２】
この変形例によれば、周方向における最小幅が光ファイバ１の外径より大きくされる切欠き４８が第２巻回部４１に形成されているため、第１巻回部３１に巻回された光ファイバ１をこの切欠き４８に通すことで、光ファイバ１を容易に第２巻回部４１の外周面４１Ａ側に導出し得る。すなわち、この変形例によれば、第２巻回部４１の切欠き４８が上記導出部として機能するため、光ファイバ１が長尺であっても、光ファイバ１を切断することなく第２巻回部４１の外周面４１Ａに容易に巻回し得る。
【０１１３】
また、この変形例によれば、切欠き４８の内壁４８Ａと第２巻回部４１の外周面４１Ａとのエッジ部Ｅの角度が鈍角とされるため、切欠き４８を介して第１巻回部３１の外周面から第２巻回部４１の外周面４１Ａに導出される光ファイバ１が当該エッジ部Ｅに当たって損傷することが抑制され得る。また、本実施形態では、上述のようにエッジ部Ｅが面取りされるため、光ファイバ１の損傷がより効果的に抑制され得る。
【０１１４】
以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１１５】
例えば、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、被覆層が熱硬化性樹脂からなる光ファイバがボビンユニットに巻回される例を説明したが、例えば、被覆層が紫外線硬化性樹脂から光ファイバを当該ボビンユニットに巻回してもよい。
【０１１６】
また、ボビンユニットの構成は上述の第１実施形態及び第２実施形態で説明したものに限られない。すなわち、互いに異なる径の複数のボビンを備え、これら複数のボビンが互いに径方向に重なって固定される固定状態と、前記固定状態が解除される解除状態とされ、固定状態で径方向に隣り合う内側ボビンの外周面と外側ボビンの内周面との距離が内側ボビンの外周面に巻回される光ファイバの外径以上とされるのであれば、その他任意の構成とされてもよい。
【０１１７】
また、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、第１巻回工程及び第２巻回工程の両方においてボビンの軸方向に隣接する被覆層同士が接触しないように光ファイバを巻回した例を説明したが、第１巻回工程及び第２巻回工程の少なくとも一方において、ボビンの軸方向に隣接する被覆層同士が接触しないように光ファイバを巻回することで、ボビンの径方向及び軸方向に被覆層同士が接触することが抑制され得る。
【０１１８】
また、上述の第１及び第２実施形態では、ボビンユニットのボビンが光ファイバ裸線１Ｎ以下の線膨張係数を有する材料から形成された例を説明したが、当該ボビンが光ファイバ裸線よりも大きい線膨張係数を有する材料から形成されてもよい。ただし、上述のように光ファイバへの応力を軽減する観点等から、当該ボビンが光ファイバ裸線以下の線膨張係数を有する材料から形成されることが好ましい。
【０１１９】
また、上述の第２実施形態では、上述したように切断工程を行うことなく光ファイバを多層巻きにできるが、光ファイバを切断してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明によれば、ボビンユニット、光ファイバの巻回方法、及び光ファイバの製造方法が提供され、ファイバレーザなどにおいて利用可能である。
【符号の説明】
【０１２１】
１，１Ａ・・・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
２０，２００・・・ボビンユニット
３０，２３０・・・第１ボビン
３１，２３１・・・第１巻回部
４０，２４０・・・第２ボビン
４１，２４１・・・第２巻回部
４８・・・切欠き
２４２・・・固定部材
２４３・・・棒状部材
【図１】
2020015601.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020015601.tif 000007
【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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【図１４】
2020015601.tif 000016
【図１５】
2020015601.tif 000017
【図１６】
2020015601.tif 000018
【図１７】
2020015601.tif 000019
【図１８】
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