(57)【要約】【課題】線ぶれが生じても印字抜けを防止することができ、識別マークを認識しやすい、光ファイバの製造方法および光ファイバを提供する。【解決手段】インク滴をインクノズルから光ファイバ素線１６に吹き付けることにより、光ファイバ識別用の識別マーク１１を光ファイバ素線の表面に印字する光ファイバの製造方法である。インクノズル２３が光ファイバ素線の長手方向に対して傾斜する方向にスキャンして識別マークを印字する。また、光ファイバ１０は、この製造方法によって、識別マークが印字されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴をインクノズルから光ファイバ素線に吹き付けることにより、光ファイバ識別用の識別マークを前記光ファイバ素線の表面に印字する光ファイバの製造方法であって、
前記インクノズルが前記光ファイバ素線の長手方向に対して傾斜する方向にスキャンして前記識別マークを印字する光ファイバの製造方法。
【請求項２】
前記光ファイバ素線の長手方向における前記識別マークの長さをＬ、前記光ファイバ素線の長手方向の速度をＶＦ、前記インクノズルのスキャン速度をＶＩ、前記光ファイバ素線の長手方向と前記インクノズルのスキャン方向とのなす角である前記インクノズルの傾斜角度をθ、前記光ファイバ素線の外径をＤ、ａを定数としたとき、次式で示すＬ
【数１】
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が所定長以上となる、請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光ファイバの製造方法によって、前記識別マークが印字された光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク滴をインクノズルから光ファイバ素線に吹き付けることにより、光ファイバ識別用の識別マークを光ファイバ素線の表面に印字する光ファイバの製造方法および光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバは、一般的に光導波路をなすガラスファイバの外側に２層の被覆層を設け、更にその外側に着色層を設けた構造となっている。ガラスファイバおよび２層の被覆層からなる光ファイバは、光ファイバ素線とも呼ばれている。
従前は、上記のように光ファイバ素線に着色層を設け、色分けによって光ファイバケーブル中の光ファイバを識別していたが、光ファイバケーブルの多心化等に伴い、色分け以外の手法でも光ファイバを識別する必要が出てきている。このため、色分けに加えて光ファイバ識別用の識別マークを光ファイバ素線の表面に設け、識別マークのパターンなどで光ファイバを識別する手法が採用されている。
【０００３】
一般に、識別マークを光ファイバ素線の表面に設けるには、インクジェット方式のプリンタなどを使用する。例えば、特許文献１には、プリンタのインクノズルを、走行する光ファイバ素線の長手方向にスキャン（移動）し、インク滴を光ファイバ素線に吹き付ける技術が開示されている。また、特許文献２には、識別マークの密着力に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２３０４１号公報
【特許文献２】特開２００４−１５７１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のインクノズルのように、光ファイバ素線の長手方向（走行方向）にスキャンすると、光ファイバ素線がその長手方向に対して交差する方向に沿って移動した場合（線ぶれとも言う）、識別マークが光ファイバ素線に印字されない現象（印字抜けとも言う）が発生するという問題がある。また、光ファイバ素線の片側のみにしか印字しない為、印字された側の反対側から見た時に、識別マークを認識しにくい、という問題もある。
【０００６】
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、線ぶれが生じても印字抜けを防止することができ、識別マークを認識しやすい、光ファイバの製造方法および光ファイバの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、インク滴をインクノズルから光ファイバ素線に吹き付けることにより、光ファイバ識別用の識別マークを前記光ファイバ素線の表面に印字する光ファイバの製造方法であって、前記インクノズルが前記光ファイバ素線の長手方向に対して傾斜する方向にスキャンして前記識別マークを印字する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の光ファイバの製造方法によれば、光ファイバ素線が線ぶれしても、インクノズルがスキャンした範囲内に光ファイバ素線が存在する確率が高くなり、印字抜けが発生し難くなる。また、識別マークを認識しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一形態による光ファイバの外観を示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における矢視断面図である。
【図３】本発明の一形態による光ファイバの製造装置を示す図である。
【図４】インクノズルの傾斜角度と、許容振幅との関係を説明するためのモデルを示す図である。
【図５】光ファイバ素線の長手方向の速度を変えた際の、インクノズルの傾斜角度と識別マークの長さとの関係を示す図である。
【図６】光ファイバ素線の長手方向の速度と識別マークの長さとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照しながら本発明の一形態による光ファイバの製造方法および光ファイバを説明する。図１に示すように、光ファイバ１０には、光ファイバの種別を示す識別マーク１１が形成されている。識別マーク１１は例えば７個連続して１つのパターンをなしており、７個の識別マーク１１で１組の連続識別マーク１２を構成している。連続識別マーク１２は、所定の間隔を設けて繰り返し形成される。
【００１１】
識別マーク１１は、後述のように、インクジェット方式によるインク滴の吹き付けにより、光ファイバ１０の長手方向（走行方向）に対して傾斜した状態で印字されている。このため、７個の識別マーク１１は例えば螺旋状に印字され、図１のような平面図で見た場合、７個のうち左端の識別マーク１１は上側の輪郭が見えるが、その右端の識別マーク１１は下側の輪郭が見えており、各識別マーク１１の見える範囲が異なっている。つまり、印字された面の裏側にも回り込んで印字されていることになり、印字された側の反対側からも視認しやすい。
【００１２】
図２は、この７個の識別マーク１１のうちの一つの断面図である。この光ファイバ１０は、ガラスファイバ１３、プライマリ樹脂層１４、セカンダリ樹脂層１５、識別マーク１１、着色層１７からなる。ガラスファイバ１３の外周をプライマリ樹脂層１４で被覆し、さらにその外周をセカンダリ樹脂層１５で被覆したものは、光ファイバ素線１６とも呼ばれている。
【００１３】
ガラスファイバ１３は、コア部およびクラッド部を有し、標準外径が例えば１２５μｍの光導波路である。このガラスファイバ１３は、石英ガラスで構成される。プライマリ樹脂層１４は、外径が１９０〜２００μｍ程度で形成され、ヤング率が比較的低い軟質の樹脂からなる被覆層である。セカンダリ樹脂層１５は、外径が２４０〜２５０μｍ程度で形成され、ヤング率が比較的高い硬質の樹脂からなる被覆層である。着色層１７は、厚みが５〜１０μｍ程度で形成され、紫外線硬化型インク（例えばウレタンアクリレート）からなる透明あるいは半透明の着色された層である。
【００１４】
図２に示すように、識別マーク１１は、セカンダリ樹脂層１５の外周の一部を覆い、光ファイバ素線１６の周方向に回り込み、その範囲は、１８０°よりも大きな中心角を有しているが、印字された側の反対側からは認識しにくい。上記のように、識別マーク１１を例えば螺旋状に印字すれば、光ファイバ１０への識別マーク１１の有無を、印字された側の反対側からも認識しやすくすることができる。
【００１５】
図３は光ファイバの製造装置の一例を示している。製造装置２０は、サプライボビン２１、ローラ２２、インクノズル２３、着色層形成装置２４、キャプスタン２５、巻取りボビン２６を備えている。
サプライボビン２１には、識別マーク１１を印字する前の光ファイバ素線１６が巻き付けられている。光ファイバ素線１６は、サプライボビン２１から製造装置２０に供給され、ローラ２２を介して、インクノズル２３を有したインクジェットプリンタに向けて繰り出される。
【００１６】
インクノズル２３は、後述のように、光ファイバ素線１６の長手方向に対して傾斜してスキャンし、光ファイバ素線１６のセカンダリ樹脂層の表面にインク滴を噴射して識別マーク１１を印字する。識別マーク１１が印字された光ファイバ素線１６は、別のローラ２２を介して、インクノズル２３とは離れた場所の着色層形成装置２４に向けて繰り出される。
【００１７】
識別マーク１１を印字した光ファイバ素線１６には、着色層形成装置２４にて、識別マーク１１の上から着色層１７が塗布される。この後、着色層１７を硬化させるための紫外線照射装置を通過することにより、着色層１７が形成される。
この着色層１７を形成した光ファイバ１０は、さらに別のローラ２２を介してキャプスタン２５で引き取られ、巻取りボビン２６に巻き取られる。
【００１８】
【表１】
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表１は、識別マークの最大長さと許容される振幅の大きさとの関係を示している。
インクノズルを光ファイバ素線の長手方向（走行方向）に対して傾斜してスキャンすれば、識別マークが印字される長さは短くなるものの、光ファイバ素線が線ぶれしてもインクノズルがスキャンした範囲内に光ファイバ素線が存在する確率が高くなるため、印字抜けが発生し難くなる。
この点について、光ファイバ素線の長手方向の速度を一定値（２５０００ｍｍ／ｓ＝１５００ｍ／ｍｉｎ）とし、インクノズルのスキャン速度を１７０００ｍｍ／ｓとし（したがって、光ファイバ素線に対するインクノズルの相対速度は８０００ｍｍ／ｓ）、インクノズルの傾斜角度θを０°，５°，７°，１０°，２０°の順に変更して、外径２５０μｍの光ファイバ素線に印字できる識別マークの最大長さ（最大マーク長）を後述の理論式を用いて求め、この最大マーク長を印字するのに対して許容される振幅（許容振幅）の大きさを求めてみた。なお、印字するドットの大きさは１５０μｍとし、印字されたドットの端から端までの長さを最大マーク長としている。また、光ファイバ素線の長手方向の速度が０ｍｍ／ｓの場合の最大マーク長は、４.５ｍｍであった（インクノズルのスキャン方向は光ファイバ素線の走行方向と同じであるため、光ファイバ素線が走行している場合の、角度が０°の時の最大マーク長は、４.５ｍｍよりも短くなる）。
【００１９】
その結果、表１に示すように、インクノズルの傾斜角度θが０°の場合、最大マーク長は３.７ｍｍになり、この最大マーク長を印字できる許容振幅は±０.２ｍｍになった。
角度をつけると、印字部の一部が光ファイバからはみ出すことにもなるため、最大マーク長は０°の時よりも短くなる。しかし、ある程度線振れしても最大マーク長を印字できるため、許容振幅は大きくなる。傾斜角度θが５°の場合、最大マーク長は２.９ｍｍ、許容振幅は±０.２８ｍｍ、傾斜角度θが７°の場合、最大マーク長は２.５ｍｍ、許容振幅は±０.３６ｍｍ、傾斜角度θが１０°の場合、最大マーク長は２.２ｍｍ、許容振幅は±０.４８ｍｍになり、傾斜角度θが大きくなるに連れて、最大マーク長は小さくなるが、許容振幅が大きくなることが分かる。
【００２０】
ここで、識別マーク長は、規格仕様などで長さが予め決められており（規格長さ：例えば２ｍｍ）、この規格長さを超える長さでなければならない。傾斜角度θが２０°の場合には、最大マーク長は１.９ｍｍになり、規格長さのマーク長を印字することができないので、表１では、許容振幅を求めていない。つまりこの場合、傾斜角度が２０°以上の範囲は、最大マーク長を印字できる許容振幅はさらに拡がるが、規格長さの識別マークを印字することができないため適さない、ということになる。
【００２１】
図４は、インクノズルの傾斜角度と、許容振幅との関係を説明するためのモデルを示している。
光ファイバ素線１６の長手方向の速度ＶＦ、インクノズルのスキャン速度ＶＩとし、光ファイバ素線１６の移動方向やインクノズルのスキャン方向は、矢印の方向を正と仮定する。
また、光ファイバ素線１６の長手方向における識別マークの長さＬとし、光ファイバ素線１６の長手方向とインクノズルのスキャン方向とのなす角をインクノズルの傾斜角度θ、光ファイバ素線１６の外径Ｄとする。
【００２２】
図４の直角三角形ＡＢＣにおいて、時間をｔとし、速度ＶＦ、速度ＶＩをいずれも一定とすると、光ファイバ素線１６の長手方向では、
【００２３】
【数１】
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を満たす。
一方、光ファイバ素線１６の長手方向に対して直交する方向では、
【００２４】
【数２】
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を満たす。
式１，２を用いてｔを消去すれば、
【００２５】
【数３】
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となる。
ここで、式３において、ＶＩｃｏｓθ＝ＶＦの場合、識別マークの長さは、例えばインク滴の大きさに相当する長さは印字されることになり、実際には０にはならない。このため、インク滴の大きさや印字位置の精度などで決まる定数ａとすると、識別マークの長さＬは、
【００２６】
【数４】
2014228573.tif 000007
となる。
この式４において、光ファイバ素線１６の外径Ｄは一定値（例えば０.２５ｍｍ）であり、また、使用するインクジェットプリンタが同じであれば、インクノズルのスキャン速度ＶＩも一定値（例えば１７０００ｍｍ／ｓ＝１０２０ｍ／ｍｉｎ）となる。上記のように、識別マークの長さＬは規格長さ（例えば２ｍｍ）が決められているため、この所定長以上の長さになるように、傾斜角度θ、光ファイバの線速ＶＦを決定する必要がある。
【００２７】
図５は、光ファイバ素線の長手方向の速度を変えた際の、インクノズルの傾斜角度と識別マークの長さとの関係を示す図である。
インクノズルのスキャン速度ＶＩを１７０００ｍｍ／ｓで一定とし、光ファイバ素線の長手方向の速度ＶＦを１６６７ｍｍ／ｓ，５０００ｍｍ／ｓ，１６６６７ｍｍ／ｓ，２００００ｍｍ／ｓ，２５０００ｍｍ／ｓの順に変更し、インクノズルの傾斜角度θと識別マークの長さＬとの関係を、式４を用いて求めてみた。
【００２８】
その結果、図５に示すように、表１の結果同様、傾斜角度θが小さくなるに連れて、識別マークの長さＬは大きくなるが、その大きさは、光ファイバ素線の長手方向の速度ＶＦに依存する。光ファイバ素線の長手方向の速度ＶＦが１６６６７ｍｍ／ｓ（＝１０００ｍ／ｍｉｎ）の場合、速度ＶＦとスキャン速度ＶＩとがほぼ等しくなるので、識別マークの長さＬは、式４に示した定数ａで、傾斜角度θによらずほぼ一定になる。
【００２９】
図６は、光ファイバ素線の長手方向の速度と識別マークの長さとの関係を示す図である。
具体的には、インクノズルの傾斜角度θを５°で一定とし、光ファイバ素線の長手方向の速度ＶＦを１６６７ｍｍ／ｓから２５０００ｍｍ／ｓまでの範囲で変更し、識別マークの長さＬを測定した。その結果、インクノズルのスキャン速度と一致するところでＬの値は最低となり、そこから離れるに従い、Ｌは大きくなることが分かる。
【００３０】
図３で説明したように、光ファイバ素線１６は、各ローラ２２間の長い区間に掛け回され、線ぶれが生じやすい環境にある。しかし、インクノズルを光ファイバ素線の長手方向に対して傾斜してスキャンすれば、光ファイバ素線が線ぶれしても、インクノズルがスキャンした範囲内に光ファイバ素線が存在する確率が高くなるため、印字抜けが発生し難くなることが分かる。また、螺旋状に印字することになるため、印字された側の反対側からも識別マークを認識しやすくなる。
そして、従前は、１ｍ以上連続した印字抜けの状態が５０ｋｍに１回発生し、発生頻度は２×１０−３％であったのに対し、上記のようにインクノズルを傾けた実験によれば、１ｍ以上連続した印字抜けの状態は３００ｋｍに１回しか発生せず、発生頻度は３.３×１０−４％に大幅に減少した。
【符号の説明】
【００３１】
１０…光ファイバ、１１…識別マーク、１２…連続識別マーク、１３…ガラスファイバ、１４…プライマリ樹脂層、１５…セカンダリ樹脂層、１６…光ファイバ素線、１７…着色層、２０…製造装置、２１…サプライボビン、２２…ローラ、２３…インクノズル、２４…着色層形成装置、２５…キャプスタン、２６…巻取りボビン。
【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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