(57)【要約】      （修正有）【課題】良好な光ファイバを製造し得る光ファイバの製造方法を提供する。【解決手段】光ファイバの製造方法は、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線引工程Ｐ１と、熱硬化性樹脂を１次硬化させて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被覆層形成工程Ｐ２と、隣接する光ファイバの被覆層同士を互いに離間させて光ファイバを加熱用ボビンに巻回する巻回工程Ｐ６と、光ファイバが巻回された加熱用ボビンを加熱して、熱硬化性樹脂を２次硬化させる加熱工程Ｐ７と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
熱硬化性樹脂を１次硬化させてなる被覆層を前記光ファイバ裸線に設けて光ファイバを形成する被覆層形成工程と、
隣接する前記光ファイバの少なくとも一部における前記被覆層同士を互いに離間させて前記光ファイバを加熱可能なボビンに巻回する巻回工程と、
前記ボビンに巻回された前記光ファイバを加熱して、前記熱硬化性樹脂を２次硬化させる加熱工程と、
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】
前記ボビンに巻回される前記光ファイバの全体にわたって前記被覆層同士を互いに離間させる
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】
前記巻回工程において、前記光ファイバを前記ボビンの外周面に１層巻きにする
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】
前記巻回工程において、前記光ファイバを前記ボビンの外周面に多層巻きにし、多層巻きにされる前記光ファイバの層間には、前記加熱工程後に前記被覆層から離間可能な介在部材が配置される
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５】
前記介在部材は可撓性シートである
ことを特徴とする請求項４に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項６】
前記巻回工程の前に前記光ファイバを所定の長さに切断する切断工程をさらに備え、
前記巻回工程において、前記切断工程で切断された前記光ファイバを前記ボビンに巻回する
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】
前記ボビンは、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】
前記光ファイバのコアにはイッテルビウム（Ｙｂ）が添加されている
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。
【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に関し、具体的には、被覆層が熱硬化性樹脂から形成される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する。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にされるため、光ファイバの被覆層が互いに接触した状態になる。このような状態でボビンが加熱されると、熱硬化性樹脂の未硬化成分の硬化によって被覆層同士が固着する傾向がある。このため、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問題が生じ、良好な光ファイバが製造されにくくなる懸念がある。
【０００６】
そこで、本発明は、良好な光ファイバを製造し得る光ファイバの製造方法を提供と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、本発明における光ファイバの製造方法は、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線引工程と、熱硬化性樹脂を１次硬化させてなる被覆層を前記光ファイバ裸線に設けて光ファイバを形成する被覆層形成工程と、隣接する前記光ファイバの少なくとも一部における前記被覆層同士を互いに離間させて前記光ファイバを加熱可能なボビンに巻回する巻回工程と、前記ボビンに巻回された前記光ファイバを加熱して、前記熱硬化性樹脂を２次硬化させる加熱工程と、を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
この光ファイバの製造方法によれば、隣接する光ファイバの被覆層同士が互いに離間してボビンに巻回される。従って、１次硬化された熱硬化性樹脂の未硬化成分が加熱工程において加熱された際に、この未硬化成分の硬化による被覆層同士の固着が抑制される。このように被覆層同士の固着が抑制されることで、ボビンから光ファイバを取り外す際に被覆層が光ファイバ裸線から剥離してしまうことが抑制される。このため、良好な光ファイバが製造され得る。
【０００９】
また、この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をし得る。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。
【００１０】
なお、前記ボビンに巻回される前記光ファイバの全体にわたって前記被覆層同士を互いに離間させることが好ましい。
【００１１】
これにより、被覆層同士の固着がより効果的に抑制され得る。
【００１２】
また、前記巻回工程において、前記光ファイバを前記ボビンの外周面に１層巻きにしてもよい。
【００１３】
この場合、光ファイバの被覆層同士を離間させて巻回することが容易になり得る。
【００１４】
また、前記巻回工程において、前記光ファイバを前記ボビンの外周面に多層巻きにし、多層巻きにされる前記光ファイバの層間には、前記加熱工程後に前記被覆層から離間可能な介在部材が配置されてもよい。
【００１５】
このような介在部材により、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を抑制しつつ光ファイバを多層巻きにすることができる。従って、光ファイバの被覆層同士の接触を抑制しつつ、１つのボビンに巻回される光ファイバの量を増やすことができる。このため、光ファイバを１層巻きにする場合に比べて、準備するボビンの数を減らすことが可能となる。また、この場合、光ファイバを切断することなく多層巻きすることが可能となる。或いは、光ファイバを切断した後、切断された各光ファイバの間に上記介在部材を介在させて多層巻きにしてもよい。
【００１６】
なお、前記介在部材は可撓性シートであってもよい。
【００１７】
このような可撓性を有する介在部材は弾性を有する傾向があるため、光ファイバに加わる荷重が分散されてより良好な光ファイバが製造され得る。
【００１８】
また、この光ファイバの製造方法は、前記巻回工程の前に前記光ファイバを所定の長さに切断する切断工程をさらに備え、前記巻回工程において、前記切断工程で切断された前記光ファイバを前記ボビンに巻回してもよい。
【００１９】
この場合、光ファイバを所定の長さに切断した後に巻回工程を行うことができるため、ボビンに光ファイバを巻回することが容易になり得る。
【００２０】
また、前記ボビンは、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が好ましい。
【００２１】
この場合、加熱工程においてボビン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、ボビンの膨張に起因する応力が光ファイバに印加されることが抑制され得る。
【００２２】
前記光ファイバのコアにはイッテルビウム（Ｙｂ）が添加されてもよい。
【００２３】
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することなく線引きし得るため、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】
【００２４】
以上のように、本発明の光ファイバの製造方法によれば、良好な光ファイバを製造し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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】線引工程の様子を概略的に示す図である。
【図４】巻回工程後のボビンの様子を示す概略的に図である。
【図５】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６】光ファイバがボビンに１層巻きにされた状態を概略的に示す図である。
【図７】光ファイバが介在部材で覆われた状態を概略的に示す図である。
【図８】光ファイバがボビンに２層巻きにされた状態を概略的に示す図である。
【図９】本発明の実施例を説明する図である。
【図１０】本発明の実施例を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る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。
【００２７】
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。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、を有する。
【００２８】
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、本実施形態の例では、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。
【００２９】
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。
【００３０】
（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、線引工程Ｐ１と、被覆層形成工程Ｐ２と、中間巻回工程Ｐ３と、第１検査工程Ｐ４と、切断工程Ｐ５と、巻回工程Ｐ６と、加熱工程Ｐ７と、巻き直し工程Ｐ８と、第２検査工程Ｐ９と、を備える。以下、これらの工程について説明する。
【００３１】
＜線引工程Ｐ１＞
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３は、この線引工程Ｐ１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、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。
【００３２】
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。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。
【００３３】
＜被覆層形成工程Ｐ２＞
本工程は、熱硬化性樹脂を１次硬化させることにより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３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。この加熱により、第１熱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。
【００３４】
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熱硬化性樹脂で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。この加熱により、第２熱硬化性樹脂を形成する材料が架橋して第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。
【００３５】
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で覆われた光ファイバ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には熱硬化性樹脂の未硬化成分が残留する傾向がある。
【００３６】
なお、上記説明と異なるが、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。
【００３７】
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。
【００３８】
＜中間巻回工程Ｐ３＞
本工程は、被覆層形成工程Ｐ２により形成された光ファイバを中間巻回ボビンに巻回する工程である。図３に示すように、上記被覆層形成工程Ｐ２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ボビン１４２に巻回される。
【００３９】
＜第１検査工程Ｐ４＞
本工程は、中間巻回ボビン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Ｐ４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。
【００４０】
＜切断工程Ｐ５＞
本工程は、中間巻回ボビン１４２に巻回された光ファイバ１を中間巻回ボビン１４２から巻き外しながら、所定の長さに切断する工程である。光ファイバ１は、この後に行われる巻回工程Ｐ６において加熱用ボビンに巻回するのに適した長さに切断され、このような長さを有する少なくとも１つの光ファイバ１とされる。
【００４１】
＜巻回工程Ｐ６＞
本工程は、上記光ファイバ１を加熱用ボビンに巻回する工程である。本実施形態では、切断工程Ｐ５で切断された光ファイバを加熱用ボビンに巻回する。図４は、巻回工程Ｐ６を概略的に示す図である。なお、図４では、理解を容易にするために、後述する巻きピッチλが拡大して示されている。
【００４２】
図４に示すように、加熱用ボビン１５０は、後述する加熱工程Ｐ７において加熱可能なボビンとされ、筒状のボビン本体１５１と、ボビン本体１５１の両端部に設けられた鍔部１５２と、を備えている。なお、加熱用ボビン１５０を加熱工程Ｐ７以外の他の用途に使用してもよい。この加熱用ボビン１５０の径方向における中央には、加熱用ボビン１５０を軸方向に貫通する貫通空間１５０Ａが形成されている。貫通空間１５０Ａには、光ファイバをボビンに巻き取るための不図示の巻取り機の回転軸などが挿入される。本実施形態において、加熱用ボビン１５０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。まず、本実施形態では、本工程を行う準備段階として、このような加熱用ボビン１５０を切断工程Ｐ５で切断されて準備された光ファイバ１の数だけ準備する。
【００４３】
次に、光ファイバ１のそれぞれを、準備した加熱用ボビン１５０のそれぞれに巻回する。具体的には、上記巻取り機の回転軸を貫通空間１５０Ａに挿入することにより当該巻取り機に加熱用ボビン１５０をセットする。その後、上記回転軸を回転させて加熱用ボビン１５０を回転させることにより、光ファイバ１を加熱用ボビン１５０のボビン本体１５１に１層巻きにする。図４に示すように、本工程では、ボビン本体１５１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、加熱用ボビン１５０に巻回される光ファイバ１の全体にわたって被覆層１５同士が互いに離間するように、光ファイバ１がボビン本体１５１に１層巻きにされる。
【００４４】
なお、上記巻きピッチλは、例えば、光ファイバの外径よりも大きく、光ファイバの外径の２倍の長さよりも小さいことが好ましい。巻きピッチλをこのような長さとすることで、ボビン本体１５１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るため、ボビン本体１５１に巻回される光ファイバの条長を長くし得る。
【００４５】
なお、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の両端部をテープ１７０などを用いて固定することが好ましい。また、この後に行われる加熱工程Ｐ７を考慮して、このテープ１７０は、加熱工程の温度に対して耐熱性を有するガラステープなどであることが好ましい。
【００４６】
＜加熱工程Ｐ７＞
本工程は、光ファイバ１が巻回された加熱用ボビンを加熱して、被覆層１５を形成する上記第１熱硬化性樹脂及び上記第２熱硬化性樹脂を２次硬化させる工程である。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Ｐ２において１次硬化しているが、被覆層形成工程Ｐ２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、光ファイバ同士が接触した際に互いに離れにくくなったりする問題が生じ得る。本工程は、１次硬化している熱硬化性樹脂を再加熱することにより上記未硬化成分を硬化させる工程である。本工程において、光ファイバ１が巻回された加熱用ボビン１５０は、不図示の加熱炉で再加熱され、熱硬化性樹脂が２次硬化され、被覆層１５の未硬化成分の樹脂が減らされる。
【００４７】
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。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。
【００４８】
＜巻き直し工程Ｐ８＞
本工程は、熱硬化性樹脂が２次硬化された光ファイバ１を加熱用ボビン１５０から巻き外し、例えば不図示の出荷用のボビン等に巻き直す工程である。こうして、被覆層１５から未硬化成分の樹脂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。
【００４９】
＜第２検査工程Ｐ９＞
本工程は、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。
【００５０】
なお、上記第１検査工程Ｐ４を省略してこの第２検査工程Ｐ９のみを行ってもよい。また、第１検査工程Ｐ４のみを行い、第２検査工程Ｐ９を省略してもよい。あるいは、第１検査工程Ｐ４及び第２検査工程Ｐ９の双方を省略してもよい。
【００５１】
以上のように、線引工程Ｐ１、被覆層形成工程Ｐ２、中間巻回工程Ｐ３、第１検査工程Ｐ４、切断工程Ｐ５、巻回工程Ｐ６、加熱工程Ｐ７、巻き直し工程Ｐ８、及び第２検査工程Ｐ９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。
【００５２】
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、光ファイバ１をボビン本体１５１に巻回する際に、加熱用ボビン１５０の軸方向に隣接する被覆層１５同士が互いに離間されるため、加熱工程Ｐ７において、被覆層１５が接触した状態で熱硬化性樹脂の未硬化成分が硬化して被覆層１５同士が固着することが抑制される。このため、巻き直し工程Ｐ８において光ファイバ１を加熱用ボビン１５０から巻き外す際に被覆層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る。従って、本製造方法によれば、良好な光ファイバが製造され得る。
【００５３】
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、加熱用ボビン１５０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るため、加熱工程Ｐ７において加熱用ボビン１５０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、加熱用ボビン１５０の膨張に起因する応力が光ファイバ１に印加されることが抑制され得る。従って、より良好な光ファイバが製造され得る。
【００５４】
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の全体を加熱用ボビン１５０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Ｐ７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をし得る。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る。
【００５５】
ところで、光ファイバのコア１１にイッテルビウムが添加されている場合、線引速度が遅いとコア１１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傾向がある。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する必要がないため、コアにイッテルビウムが添加されている場合であっても、伝送損失の少ない光ファイバが製造され得る。
【００５６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５から図８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。
【００５７】
図５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５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Ｐ５が行われない点、及び、巻回工程Ｐ６が以下のように異なる点において、第１の実施形態における光ファイバの製造方法と相違する。
【００５８】
本実施形態における巻回工程Ｐ６では、まず、図６に示すように、第１実施形態における巻回工程Ｐ６と同様に、加熱用ボビン１５０の軸方向に隣接する被覆層１５同士が接触しないように、加熱用ボビン１５０のボビン本体１５１の外周面に光ファイバ１を１層巻きにする。ただし、本実施形態では、上記のように切断工程Ｐ５が行われないため、加熱用ボビン１５０に巻回される光ファイバ１は、１層巻きにされる以上の長さを有する長尺の光ファイバである。
【００５９】
次に、図７に示すように、１層巻きにされた光ファイバ１を所定の介在部材１６０で覆う。この介在部材１６０は、加熱工程Ｐ７後に被覆層１５から離間可能な可撓性シートとされ、この介在部材１６０として、例えば、ポリメチルペンテン製のラップ、ポリエチレンを含む層とポリプロピレンを含む層とが多層化されてなるラップ、またはポリテトラフルオロエチレン製のシートなどを使用することができる。
【００６０】
次に、図８に示すように、上記のように１層巻きに巻回された光ファイバ１を覆う介在部材１６０の表面に、加熱用ボビン１５０の軸方向に隣接する被覆層１５同士が接触しないように光ファイバ１を１層巻きにする。なお、本実施形態では、光ファイバ１が切断されることなくボビン本体１５１に２層巻きにされる。つまり、１層目の光ファイバ１と２層目の光ファイバ１とが介在部材１６０を介して巻回されるため、被覆層１５同士が加熱用ボビン１５０の径方向に離間された状態で光ファイバ１が巻回される。
【００６１】
なお、巻回された光ファイバ１を介在部材１６０で覆う工程と、介在部材１６０上に光ファイバ１を１層巻きに巻回する工程とを繰り返すことで、光ファイバ１を切断することなく、光ファイバ１を上記径方向に離間させつつ多層巻きにすることができる。
【００６２】
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、巻回工程Ｐ６において介在部材１６０が配置されるため、光ファイバ１の被覆層１５同士が径方向に接触することを抑制しつつ光ファイバ１を多層巻きにし得る。このため、加熱用ボビン１５０に巻回される光ファイバ１の条長を長くすることができ、光ファイバ１を１層巻きにする場合に比べて、準備する加熱用ボビン１５０の数を減らすことが可能となる。
【００６３】
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、介在部材１６０は加熱工程Ｐ７後に被覆層１５から離間可能とされるため、加熱工程Ｐ７後に被覆層１５と介在部材１６０とが接着して離れにくくなることなどが抑制され得る。
【００６４】
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、光ファイバを切断しないため、被覆層形成工程Ｐ２の直後に巻回工程Ｐ６を行ってもよい。この場合、中間巻回工程Ｐ３を省略することができる。
【００６５】
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、介在部材１６０は可撓性シートとされる。このような可撓性材料は弾性を有する傾向があるため、この介在部材１６０により光ファイバ１に加わる荷重が分散され得る。従って、より良好な光ファイバ１が製造され得る。
【００６６】
以上、本発明について、第１及び第２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。
【００６７】
例えば、上述の第１及び第２実施形態では、加熱用ボビン１５０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、加熱用ボビン１５０が光ファイバ裸線１Ｎ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１への応力を軽減する観点等から、加熱用ボビン１５０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ることが好ましい。
【００６８】
また、上述の第１実施形態では、切断工程Ｐ５を行った後に、切断された光ファイバ１を加熱用ボビン１５０に巻回する例を説明した。しかし、切断工程Ｐ５を行うことなく光ファイバ１を加熱用ボビン１５０に１層巻きにしてもよい。この場合、光ファイバ１のうち加熱用ボビン１５０に巻回された部分を中間巻回ボビン１４２に巻回された部分から切り離すために、加熱用ボビン１５０に巻回された部分の一端を切断してもよい。
【００６９】
また、上述の第１実施形態では、加熱用ボビン１５０に巻回される光ファイバ１の全体にわたって被覆層１５同士が互いに離間している例を説明したが、加熱用ボビン１５０の軸方向において隣り合う光ファイバ１の少なくとも一部における被覆層１５同士が互いに離間するように巻回してもよい。この場合でも、加熱工程Ｐ７後において熱硬化性樹脂の未硬化成分が硬化して被覆層１５同士が固着することがある程度抑制され得る。ただし、加熱工程Ｐ７後における被覆層同士の固着を抑制する効果を高めるために、加熱用ボビン１５０に巻回される光ファイバ１の全体にわたって被覆層１５同士が互いに離間するように光ファイバを巻回することが好ましい。
【００７０】
また、上述の第２実施形態では、光ファイバ１を切断することなく多層巻きにした例を説明したが、第１実施形態と同様に切断工程Ｐ５により光ファイバ１を切断し、切断された光ファイバ１の間に介在部材を介在させることで光ファイバ１を多層巻きにしてもよい。この場合、多層巻きにされる一部の層において光ファイバが１層巻きにされ、他の複数の層で光ファイバ１が切断されずに巻回されてもよい。また、複数の加熱用ボビン１５０のうち一部に対して光ファイバを１層巻きにし、他の加熱用ボビン１５０に対して多層巻きにしてもよい。
【００７１】
また、上述の第２実施形態では、介在部材が可撓性を有するシートから形成された例を説明したが、光ファイバを加熱用ボビン１５０の径方向に離間させることができ、また、加熱工程後に被覆層から離間可能であれば、その他の材料から介在部材を形成してもよい。
【００７２】
以下、実施例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７３】
（比較例）
まず、線引工程Ｐ１により、１５ｍ／分の線引速度で光ファイバ母材１Ｐを線引きし、外径が約２５０μｍの光ファイバ裸線１Ｎを形成した。
【００７４】
その後、被覆層形成工程Ｐ２により光ファイバ１を形成した。より具体的には、まず、第１熱硬化性樹脂（信越化学工業株式会社製ＯＦ−１８０）で光ファイバ裸線１Ｎを覆った上、筒長が約６００ｍｍ、加熱温度が約４５０℃とされる第１コーティング装置１３１に光ファイバ裸線１Ｎを通した。これにより、第１熱硬化性樹脂が１次硬化し、光ファイバ裸線１Ｎに内側被覆層１３が形成された。この内側被覆層１３の外径は約４００μｍであった。次に、第２熱硬化性樹脂（信越化学工業株式会社製ＯＦ−２０）で上記内側被覆層１３を覆った上、筒長が約８００ｍｍ、加熱温度が約５５０℃とされる第２コーティング装置１３３に光ファイバ裸線１Ｎを通した。これにより、第２熱硬化性樹脂が１次硬化して光ファイバ裸線１Ｎに外側被覆層１４が形成された。すなわち、光ファイバ裸線１Ｎが被覆層１５で覆われた光ファイバ１が形成された。この外側被覆層１４の外径、すなわち、光ファイバ１の外径は約４５０μｍであった。
【００７５】
以上のようにして形成された光ファイバ１を、中間巻回工程Ｐ３により中間巻回ボビン１４２に巻回した後、切断工程Ｐ５により所定の長さとされた３本の光ファイバ１を形成した。
【００７６】
次に、図９に示すように、これら３本の光ファイバ１のそれぞれを、両端Ｅａ，Ｅｂを余らせて直径約７ｃｍのリング状に曲げた。その後、一端Ｅａを螺旋状に２回旋回させて螺旋部Ｗを形成し、この螺旋部Ｗに他端Ｅｂを通してリング状サンプル１Ｓを形成した。このように形成された３つのリング状サンプル１Ｓのそれぞれにつき、他端Ｅｂを固定した上、一端Ｅａを５ｍｍ／分の速度で引っ張った。こうすることで、螺旋部Ｗの螺旋径が狭まり、一端Ｅａの被覆層１５と、他端Ｅｂの被覆層１５とが互いに擦れ合って摩擦力が生じる。３つのリング状サンプル１Ｓについて上記摩擦力を測定した。その結果を図１０に示す。図１０の「比較例」のグラフが示すように、これらリング状サンプル１Ｓの摩擦力は平均約３．４５Ｎであった。
【００７７】
その後、リング状サンプル１Ｓの螺旋をほどいて加熱用ボビン１５０に多層巻きにし、これら３つの加熱用ボビン１５０について、１５０℃で２４時間の加熱を行った。その結果、加熱用ボビン１５０から光ファイバ１を巻き外す際に被覆層１５が光ファイバ裸線１Ｎから剥離してしまうことが確認された。
【００７８】
（実施例１）
比較例と同様の３本の光ファイバ１を形成した。次に、これら３本の光ファイバ１のそれぞれに対して巻回工程Ｐ６を行った。すなわち、被覆層１５同士が接触しないように光ファイバ１を加熱用ボビン１５０のボビン本体１５１に１層巻きにした。なお、加熱用ボビン１５０のボビン本体１５１の外径は約４５０ｍｍであり、ボビン本体１５１の軸方向の長さは約４５０ｍｍであった。このボビン本体１５１に巻きピッチλが約１．２ｍｍとなるように光ファイバ１を巻回した。
【００７９】
その後、光ファイバ１が巻回された３つの加熱用ボビン１５０に対して加熱工程Ｐ７を行った。すなわち、当該３つの加熱用ボビン１５０を追加加熱炉に入れ、１５０℃で３時間加熱した。
【００８０】
次に、加熱後の加熱用ボビン１５０のそれぞれから光ファイバ１を巻き外した。このとき、被覆層１５が何ら損傷することなく、光ファイバ１を加熱用ボビン１５０から巻き外すことができた。その後、比較例と同様に、図９に示すリング状サンプル１Ｓを３つ形成した。これら３つのリング状サンプル１Ｓのそれぞれについて、比較例と同様に上記摩擦力を測定したところ、図１０の「実施例１」のグラフが示すように、リング状サンプル１Ｓの摩擦力は平均約１．７９Ｎであった。
【００８１】
（実施例２）
比較例と同様の３本の光ファイバ１を形成した。次に、実施例１と同様の条件で巻回工程Ｐ６を行い、さらに、光ファイバ１が巻回された３つの加熱用ボビン１５０に対して加熱工程Ｐ７を行った。本実施例における加熱工程Ｐ７は、実施例１と異なり、１５０℃で２４時間とした。すなわち、実施例１よりも長時間にわたって加熱工程Ｐ７を行った。
【００８２】
次に、加熱後の加熱用ボビン１５０のそれぞれから光ファイバ１を巻き外した。このとき、被覆層１５が何ら損傷することなく、光ファイバ１を加熱用ボビン１５０から巻き外すことができた。その後、比較例と同様に、図９に示すリング状サンプル１Ｓを３つ形成した。これら３つのリング状サンプル１Ｓのそれぞれについて、比較例と同様に上記摩擦力を測定したところ、図１０の「実施例２」のグラフが示すように、リング状サンプル１Ｓの摩擦力は平均約０．６８Ｎであった。
【００８３】
その後、比較例と同様に、リング状サンプル１Ｓの螺旋をほどいて加熱用ボビン１５０に多層巻きにし、これら３つの加熱用ボビン１５０に対して、１５０℃で２４時間の加熱を行った。その結果、加熱用ボビン１５０から光ファイバ１を巻き外す際に被覆層１５が光ファイバ裸線１Ｎから剥離しないことが確認された。
【００８４】
上記のように比較例では、多層巻きにして１５０℃×２４時間の加熱を行った後に、加熱用ボビン１５０から光ファイバ１を巻き外す際に被覆層１５が損傷した。これに対して、実施例１、実施例２では、加熱工程Ｐ７の後に、被覆層１５を何ら損傷させることなく、加熱用ボビン１５０から巻き外せた。このため、本発明の光ファイバの製造方法によれば、良好な光ファイバを製造し得ることが確認された。
【００８５】
また、比較例では、加熱工程Ｐ７を行わずにリング状サンプル１Ｓの摩擦力が測定され、実施例１では、１５０℃×３時間の加熱工程Ｐ７の後にリング状サンプル１Ｓの摩擦力が測定され、実施例２では、１５０℃×２４時間の加熱工程Ｐ７の後にリング状サンプル１Ｓの摩擦力が測定された。図１０から明らかなように、加熱工程Ｐ７を長時間行う程、被覆層同士の摩擦力が小さくなる結果となった。すなわち、被覆層が熱的に損傷しない範囲で加熱工程Ｐ７を十分長時間行うことで、被覆層の表面性を良好にし得る結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明によれば、良好な光ファイバを製造し得る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】
【００８７】
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
１３１・・・第１コーティング装置
１３２・・・第１加熱炉
１３３・・・第２コーティング装置
１３４・・・第２加熱炉
１４２・・・中間巻回ボビン
１５０・・・加熱用ボビン
１５１・・・ボビン本体
１６０・・・介在部材
【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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