(57)【要約】【課題】プラスチック光ファイバを、伝送損失を悪化させることなく連続被覆する。【解決手段】延伸機５２によりＰＯＦ１１を被覆材料６８で被覆する。搬送手段５７の上流側には第１張力測定機６２を設け、被覆されて得られたＰＯＦ心線１７は張力Ｔを第１張力機６２の測定結果に基づいてダンサプーリ７２で制御されながら搬送手段５７で搬送される。張力Ｔは、ＰＯＦ１１の直径をＤ１（単位；ｍｍ）とするとき、０．５×（Ｄ１）2 〜６．０×（Ｄ１）2 に制御される。これにより、被覆時におけるＰＯＦ１１の伸び率は１．０以下に抑制される。得られるＰＯＦ心線１７は、被覆される前のＰＯＦ１１に比べて伝送損失が大きくなることがない。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を含む被覆材を被覆手段によりプラスチック光ファイバに連続して被覆する方法において、
前記プラスチック光ファイバの被覆前の長さをＬ１とし、被覆後の長さをＬ２とするときに、｛（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１｝×１００で表される長さ変化率（単位；％）が±１以内となるように前記プラスチック光ファイバを前記被覆材で被覆することを特徴とする連続被覆方法。
【請求項２】
被覆後の前記プラスチック光ファイバに付与されている張力を張力検知手段により検知し、前記被覆手段に搬送される前記プラスチック光ファイバの張力を前記検知の結果に基づき張力制御手段で制御することにより、前記長さ変化率を制御することを特徴とする請求項１記載の連続被覆方法。
【請求項３】
被覆後の前記プラスチック光ファイバに付与されている張力Ｔ（単位；Ｎ）と、前記プラスチック光ファイバの外径Ｄ１（単位；ｍｍ）とが、
Ｔ＝α×（Ｄ１）2   （ただし、０．５≦α（単位；Ｎ／ｍｍ2 ）≦６．０）
を満たすことを特徴とする請求項２記載の連続被覆方法。
【請求項４】
前記張力制御手段は、前記張力検知手段による検知結果に基づいて前記プラスチック光ファイバの張力を制御するダンサプーリであることを特徴とする請求項２または３記載の連続被覆方法。
【請求項５】
前記プラスチック光ファイバは、断面円形の中央部から外周に向けて屈折率が低くなるように変化する屈折率分布型プラスチック光ファイバであることを特徴とする請求項１ないし４いずれかひとつ記載の連続被覆方法。
【請求項６】
前記被覆手段により、前記被覆材を加圧した状態で被覆することを特徴とする請求項１ないし５いずれかひとつ記載の連続被覆方法。
【請求項７】
熱可塑性樹脂を含む被覆材をプラスチック光ファイバに連続被覆する被覆手段と、被覆された前記プラスチック光ファイバを次工程に搬送する搬送手段とを備えるプラスチック光ファイバ連続被覆装置において、
前記被覆手段と前記搬送手段との間の搬送路に備えられ、前記プラスチック光ファイバの張力を検知する張力測定手段と、
前記プラスチック光ファイバの被覆時における長さ変化率が所定の範囲内となるように、前記被覆手段に搬送される前記プラスチック光ファイバの張力を制御する張力制御手段と、
を備えることを特徴とするプラスチック光ファイバ連続被覆装置。
【請求項８】
前記張力制御手段は、前記プラスチック光ファイバの張力を前記張力測定手段の検知結果に応じて制御することを特徴とする請求項７記載のプラスチック光ファイバ連続被覆装置。
【請求項９】
前記被覆手段は、加熱により溶融された前記被覆材を加圧しながら前記プラスチック光ファイバに被覆する加圧式ダイスを有することを特徴とする請求項７または８いずれかひとつ記載のプラスチック光ファイバ連続被覆装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック光ファイバを連続的に被覆する被覆方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）には、その断面円形の径方向において屈折率が中央に向けて高くなる屈折率分布型ＰＯＦがあり、この屈折率分布型ＰＯＦは主にＳＩ（ステップインデックス）型とＧＩ（グレーデッドインデックス）型とに分類される。前者は屈折率が中央に向けて段階的に高くなるＰＯＦであり、後者は連続的に高くなるものであってモード分散を抑える点で前者よりも優れている。
【０００３】
ＧＩ型ＰＯＦの製造方法は主にふたつに分類される。ひとつは円柱形状であるプリフォームを作ってからこれを長手方向に加熱延伸してＰＯＦとする方法であり、他のひとつはＰＯＦ原料である重合体を溶融押出により繊維状に押出成形してＰＯＦとする方法である。溶融押出による方法は、プリフォームを経て製造する方法に比べて、製造設備が小型かつ簡易であり、連続製造が容易である点で優れている。
【０００４】
そして、このＧＩ型ＰＯＦは、被覆層を設けられてプラスチック光ケーブルとなるが、プラスチック光ケーブルとして最も重要視されるのは伝送損失である。そこで、伝送損失を向上させるために種々の提案がされている。例えば、特許文献１では、物理的及び化学的特性を向上させるために、芯材をポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、鞘材をフッ素ポリマーとし、紡糸条件や延伸条件を制御して、これにより熱収縮率や分子配向率を制御することを提案している。また、特許文献２では、伝送損失を低減するために、プラスチック光ファイバの線引方法において、プラスチック光ファイバを巻き取るまでの線引張力を１００ｇ以下とし、これにより熱劣化後（熱履歴後）におけるプラスチック光ファイバの収縮を抑える方法が提案されている。
【特許文献１】特開平５−２２４０３３号公報
【特許文献２】特開平７−２３４０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らの検討によると、PＯＦは被覆条件によりプラスチック光ケーブルとしたときの伝送損失が異なり、特に溶融押出により製造されたＰＯＦに関してはその傾向が顕著に現れることがわかった。上記の特許文献１及び特許文献２をはじめとする従来の方法では、伝送損失を小さくするために、ＰＯＦそのものの製造工程に関しての提案はあるものの、被覆により伝送損失が低下する問題については解決するものではない。
【０００６】
そこで、本発明は、上記のような問題に鑑み、ＰＯＦの伝送損失を低下させることなく連続被覆する方法及び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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、熱可塑性樹脂を含む被覆材を被覆手段によりプラスチック光ファイバに連続して被覆する方法において、前記プラスチック光ファイバの被覆前の長さをＬ１とし、被覆後の長さをＬ２とするときに、｛（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１｝×１００で表される長さ変化率（単位；％）が±１以内となるように前記プラスチック光ファイバを前記被覆材で被覆することを特徴として構成されている。
【０００８】
被覆後のプラスチック光ファイバに付与されている張力を張力検知手段により検知し、、前記被覆手段に搬送されるプラスチック光ファイバの張力を前記検知の結果に基づき張力制御手段で制御することにより、前記長さ変化率を制御することが好ましく、被覆後のプラスチック光ファイバに付与されている張力Ｔ（単位；Ｎ）と、前記プラスチック光ファイバの外径Ｄ１（単位；ｍｍ）とが、Ｔ＝α×（Ｄ１）2 （ただし、０．５≦α（単位；Ｎ／ｍｍ2 ）≦６．０）を満たすことが好ましい。さらに、前記張力制御手段は、前記張力検知手段による検知結果に基づいて前記プラスチック光ファイバの張力を制御するダンサプーリであることが好ましい。また、前記プラスチック光ファイバは、断面円形の中央部から外周に向けて屈折率が低くなるように変化する屈折率分布型プラスチック光ファイバであることが好ましい。また、被覆手段により、前記被覆材を加圧した状態で被覆することが好ましい。
【０００９】
また、本発明では、熱可塑性樹脂を含む被覆材をプラスチック光ファイバに連続被覆する被覆手段と、被覆された前記プラスチック光ファイバを次工程に搬送する搬送手段とを備えるプラスチック光ファイバ連続被覆装置において、前記被覆手段と前記搬送手段との間の搬送路に備えられ、前記プラスチック光ファイバの張力を検知する張力測定手段と、
前記プラスチック光ファイバの被覆時における長さ変化率が所定の範囲内となるように、前記被覆手段に搬送される前記プラスチック光ファイバの張力を制御する張力制御手段とを備えることを特徴として含んで構成されている。そして、張力制御手段は、プラスチック光ファイバの張力を張力測定手段の検知結果に応じて制御することが好ましい。また、被覆手段が、加熱により溶融された被覆材を加圧しながらプラスチック光ファイバに被覆する加圧式ダイスを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の連続被覆方法及び装置によると、ＰＯＦの伝送損失を低下させることなく被覆することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、ＰＯＦに熱可塑性のポリマーを被覆する方法ならびに装置に関するものであるが、ポリマーからなる線状体に熱可塑性ポリマーを被覆するいずれの場合にも適用することができ、特に、被覆する工程で伸びてしまうことにより線状体の光学特性等の物性が変化して各用途における特性が悪化してしまう場合に好適である。以下に本発明について、その一様態を例に挙げて詳細を説明する。
【００１２】
図１は、本発明を実施した一様態としてのプラスチック光ケーブルを製造するフロー図である。プラスチック光ケーブルの製造工程は、ＰＯＦ１１の３層を形成する３種類の各重合体を溶融して同心円状の３層構造を有するプラスチック光ファイバ原糸（以下、ＰＯＦ原糸と称する。）１２として共に押し出す溶融押出工程１３と、ＰＯＦ原糸１２を加熱して所定倍率に延伸することによりＰＯＦ１１とする加熱延伸工程１６と、ＰＯＦ１１に第１の被覆材を設けてプラスチック光ファイバ心線（以下ＰＯＦ心線と称する。）１７、すなわちプラスチック光ファイバコード（ｐｌａｓｔｉｃ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｄｅ）とする第１被覆工程１８と、このＰＯＦ心線１７を１本のままで、あるいはテンションメンバ等とともに複数本のプラスチック光ファイバ心線１７が組み合わされた状態で、第２の被覆材を設けられてプラスチック光ケーブル（ｐｌａｓｔｉｃ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃａｂｌｅ）２１とされる第２被覆工程２２とを有する。なお、ＰＯＦ心線１７が１本のままで被覆されたプラスチック光ケーブル２１をここではシングルファイバケーブル、複数本組み合わされたプラスチック光ケーブル２１をマルチファイバケーブルと称する。なお、第２被覆工程を経ずに、ＰＯＦ心線をそのままシングルファイバケーブルとして用いる場合もある。
【００１３】
図１では、ＰＯＦの製造方法として、ＰＯＦ原糸１２を溶融押出により作製して、このＰＯＦ原糸１２を延伸する方法を示しているが、本発明は、ＰＯＦの製造方法に依存するものではなく、他の周知の方法により作製されたＰＯＦにも適用することができる。例えば、周知の方法によりＰＯＦ母材（プリフォーム）を所定の方法により作製し、このプリフォームを延伸して得られるＰＯＦに本発明を適用してもよい。
【００１４】
上記の第１及び第２の被覆工程１８，２２で被覆される層については、１層とは限らず、それぞれ複数層とされる場合もある。そして、複数層とする場合には、複数層を同時にＰＯＦ１１またはＰＯＦ心線１７の外周に形成する場合もあるし、１層ずつ順に形成する場合等もある。本実施形態では、第１被覆工程１８で１層の被覆層をＰＯＦ１１の外周に形成する場合を例として説明するが、本発明は、第２被覆工程２２でも適用することができるとともに、形成する被覆層の層数に依存するものではない。
【００１５】
ここで、ＰＯＦ心線１７の構造とその光学特性について図２及び図３を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明では、ＰＯＦ１１の構造は限定されないが、ここでは３層構造のＰＯＦを製造する場合を例示する。図２は、得られたＰＯＦ心線の断面図、図３はＰＯＦの断面径方向における屈折率を示すグラフである。なお、図３において、横軸はＰＯＦの断面径方向を示し、縦軸は屈折率を示す。屈折率は、上にいくほど高い値であることを意味している。
【００１６】
本発明の一様態として得られるＰＯＦ心線１７は、図２に示すように、このＰＯＦ１１の外周に被覆層３０が形成されたものである。そして、ＰＯＦ１１は、光を通すコア３１と、外殻部であるクラッド３２とを有し、このクラッド３２は、外径ｄ３及び内径ｄ２が長手方向にそれぞれ一定で、厚みが均一の管形状となっている。コア３１は、クラッド３２の内面に接するアウターコア部３４とアウターコア部３４の内側のインナーコア部３５とを有している。したがって、アウターコア部３４の外径はクラッド３２の内径に等しく、インナーコア部３５の直径はアウターコア部３４の内径に等しいものとなっている。
なお、クラッド３２の外径、つまりＰＯＦ１１の外径Ｄ１は２００〜１５００μｍとされており、被覆層の厚みｔは１００〜１０００μｍとされている。
【００１７】
図３において、横軸の符号（Ａ）で示される範囲は、図２におけるクラッド３２の屈折率であり、符号（Ｂ）で示される範囲は図１におけるアウターコア部３４の屈折率であり、符号（Ｃ）で示される範囲はインナーコア部３５の屈折率である。
【００１８】
インナーコア部３５は、図３に示されるように、アウターコア部３４との境界から中心に向けて屈折率が連続的に高くなっている。クラッド３２はアウターコア部３４よりも屈折率が低く、アウターコア部３４はインナーコア部３５よりも屈折率が低くなっている。なお、断面円形の径方向において、屈折率の最大値と最小値との差が０．００１以上０．３以下であることが好ましい。上記のような構造によりＰＯＦ１１は、ＧＩ型光伝送体としての機能を発現する。なお、ＰＯＦ原糸１２のクラッド、アウターコア部、インナーコア部の各外径は、ＰＯＦ１１のそれぞれよりも大きいが、基本的構造はＰＯＦ１１と同じであるので図示は略す。また、図２ではアウターコア部３４とインナーコア部３５との境界を、説明の便宜のために示してはいるが、製造の条件等により境界の明確さは異なり必ずしも確認できるものでなくともよい。
【００１９】
また、本実施形態のアウターコア部３４は、図３に示すように屈折率が概ね一定となっているが、インナーコア部３５に近づくほど屈折率が大きくなっていてもよく、この屈折率の変化はインナーコア部３５に近づくほど段階的に大きくなってもよいし連続的に大きくなってもよい。
【００２０】
また、コア３１が本実施形態のようなアウターコア部３４とインナーコア部３５との２層のみの構造ではなく、他の構造とされていても本発明は適用される。コア３１の他の構造としては、例えば、アウターコア部とインナーコア部との境界が存在せずに、クラッド３２の内周からコア３１の中央に向かって屈折率が連続的もしくは段階的に高くなる構造や、あるいは、３層以上の構造を挙げることができる。また、本実施形態ではクラッド３２が単層構造とされているが、本発明はこれに限定されず、例えば必要に応じ２層以上の複層構造とされてもよい。なお、本実施形態におけるＰＯＦでは、光はアウターコア部３４とクラッド３２との界面で反射してアウターコア部３４とインナーコア部３５との両方を通過することもあるが、また、インナーコア部３５のみを通過することもある。本発明は、製造するＰＯＦについて、シングルモード、マルチモード、そして、ＳＩ型、ＧＩ型のいずれのタイプであっても適用することができるが、以上のようなＧＩ型ＰＯＦとすることで、ＳＩ型よりも光伝送特性に優れたＰＯＦを得ることができる。
【００２１】
コア３１及びクラッド３２は、ポリマーをその主たる成分としており、必要に応じて各種の物質が添加される。コア３１とクラッド３２とを形成するためのポリマーとしては、ＰＯＦとして好ましい周知のものを用いることができる。特に好ましく用いられるものとしては、有機材料として光透過性が高いものである。ただし、コア３１を伝送する光がコア３１とクラッド３２との界面で全反射するように、クラッド３２の材料は、コア３１の屈折よりも低い屈折率を有するようなポリマーとする。また、クラッド３２及びコア３１
の材料は、光散乱を生じないように、非晶性のポリマーとすることが好ましく、互いに密着性に優れるポリマーとし、これらがタフネス等に示される機械的特性に優れ、耐湿熱性にも優れていることがより好ましい。さらにまた、水分がコアに侵入することをできるだけ防ぐことが好ましいので、クラッド３２の材料を吸水率が低いものとするとよい。例えば、クラッド３２が、飽和吸水率が１．８％未満のポリマーを主たる成分とすることが好ましい。そして、より好ましくは、アウターコア部３４が１．５％未満の飽和吸水率、さらに好ましくは１．０％未満の飽和吸水率であるポリマーにより形成されることである。なお、ここでの飽和吸水率は、ＡＳＴＭによるＤ５７０により基づく値であり、具体的には、２３℃の水中にサンプルを１週間浸漬したときの吸水率を測定した値である。
【００２２】
コア３１の材料例としては、（メタ）アクリル酸エステル類（フッ素不含（メタ）アクリル酸エステル（ａ），含フッ素（メタ）アクリル酸エステル（ｂ）），スチレン系化合物（ｃ），ビニルエステル類（ｄ）、ポリカーボネート類の原料であるビスフェノールＡ等を重合性化合物として用いて重合させたものとすることができる。そして、クラッド形成ポリマーとしては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）も好ましい。これらを原料として、各々を重合させたホモポリマー、あるいはこれらのうち２種以上を組み合わせて重合させた共重合体、および上記のホモポリマーや共重合体の各種組み合わせによる混合物も例として挙げることができる。そして、これらのうち、（メタ）アクリル酸エステル類または含フッ素ポリマーを成分として含むものが光伝送体を構成する上でより好ましい。
【００２３】
また、コア、クラッドには、光伝送性能を低下させない範囲で、その他の添加剤を添加することができる。例えば、コアもしくはその一部に耐候性や耐久性などを向上させる目的で、安定剤を添加することができる。また、光伝送性能の向上を目的として、光信号増幅用の誘導放出機能化合物を添加することもできる。該化合物を添加することにより、減衰した信号光を励起光により増幅することができ、伝送距離が向上するので、例えば、光伝送リンクの一部にファイバ増幅器として使用することができる。これらの添加剤も、前記原料となる各種重合性化合物に添加した後、重合することによって、コア、クラッドに含有させることができる。
【００２４】
上記屈折率分布、すなわち、径方向において屈折率が変化するために、本実施形態のＰＯＦでは、アウターコア部３４とインナーコア部３５とを形成する各ポリマーのうち少なくともいずれか一方に、屈折率調整剤（ドーパント）を各所定量混合する。このドーパントとしては、非重合性の化合物が好ましい。インナーコア部３５のみにドーパントを添加する場合には、この添加率は、インナーコア部３５の主成分となるポリマーに対して０．０１重量％以上２５重量％以下とすることが好ましく、１重量％以上２０重量％以下とすることがより好ましい。これにより、断面円形の径方向における屈折率分布係数を上記のような好ましい範囲により制御しやすくなる。
【００２５】
本実施形態においては、ドーパントとしては高屈折率で分子体積が大きく、重合性がなく、溶融状態のポリマー中で所定の拡散速度を有する低分子化合物を用い、これを添加することによりコアの径方向における屈折率を変化させている。ドーパントは、モノマーに限定されず、オリゴマー（ダイマー、トリマー等含む）であってもよい。したがって、モノマーの状態ではインナーコア用重合性化合物やインナーコアとの重合反応性を有していても、これがオリゴマーとなったときにはこれらと重合しないものであればこのようなオリゴマーをドーパントとすることができる。
【００２６】
被覆層３０は、曲げ、耐候性の向上，吸湿による性能低下抑制，引張強度の向上，耐踏付け性付与，難燃性付与，薬品による損傷からの保護，外部光線によるノイズ防止，着色などによる商品価値の向上などを目的としてＰＯＦ１１の外周に設けられる。ここでは被覆層３０を１層として図示しているが、前述のとおり、１層とは限らない。
【００２７】
被覆層３０には、上記のような各目的に応じてその材料が選択される。材料として好ましいものは、エチレン、プロピレン、あるいはα−オレフィン等の各ホモポリマーやこれらの共重合体で代表される熱可塑性ポリマーである。そして、熱可塑性ポリマーの分子量や分子量分布は限定されるものではないが、例えば溶融温度が１３０℃以下であるとともにメルトフローレート（メルトフローインデックスともいう。以下、ＭＦＲと称する。）が２０〜１５０（ｇ／１０分）である熱可塑性ポリマーが好ましく、溶融温度が１２５℃以下であるとともに、ＭＦＲが２０〜９０（ｇ／１０分）であるものがより好ましい。なお、被覆層３０及び第２被覆工程で形成される被覆層に対する添加剤については、後で詳細に説明する。
【００２８】
次に、本発明の被覆装置及び被覆方法について説明する。まず、本発明者らは、ＰＯＦ１１のときに比べてＰＯＦ心線１７の伝送損失が大きくなってしまうことが、ＰＯＦ１１の被覆における伸びに起因することを見いだした。ここで、図４を参照しながら、ＰＯＦの伸びと伝送損失との関係について説明する。なお、ＰＯＦをＰＯＦ心線とする第１被覆工程と、ＰＯＦ心線をプラスチック光ケーブルとする第２被覆工程とでは、同じ現象が見られることから、第１被覆工程に関してのみ説明するものとする。図４では、被覆前のＰＯＦに対してＰＯＦ心線中のＰＯＦがどれだけ伸びたかを長さ変化率（以降、伸び率と称する。）（％）として横軸に示すとともに、縦軸にはＰＯＦとＰＯＦ心線との伝送損失の差を伝送損失の変動幅（ｄＢ／ｋｍ）として示している。図４によると、伸び率が大きくなるにつれて、伝送損失の変動幅が大きくなることがわかる。
【００２９】
これは、ＰＯＦが伸びると、ＰＯＦを構成する分子が配向し、光の導波路が構造的な不整を起こすためと推測される。そして、ＰＯＦのこの伸びは被覆時における加熱温度が加熱延伸工程１６における加熱温度よりも低く、このような低い温度下でＰＯＦに張力がかけられることにより、結晶相とアモルファス相とが混在して、導波路の構成分子が配向してしまうと考えられる。
【００３０】
また、プラスチック光ケーブルとしての伝送損失は小さいほど好ましく、したがって、伸び率は小さいほど好ましい、しかし、ＰＯＦ１１に張力をまったくかけずに良好に被覆することは困難である。そこで、実際の使用に問題ないと考えられるＰＯＦ心線１７の伝送損失値とＰＯＦ１１そのものの伝送損失とから、伝送損失の許容されうる変動幅を求めてみると約２０ｄＢ／ｋｍであった。よって、図４により、許容できる伸び率の上限は約１％ということになる。以上のことをふまえ、本発明では以下の被覆装置及び被覆方法とする。
【００３１】
図５は、第１被覆工程で用いた被覆設備を示す概略図である。被覆設備５１は、被覆機５２と、コイル状に巻かれたＰＯＦ１１をこの被覆機５２に送り出す送出機５３と、巻取機５６と、ＰＯＦ心線１７を巻取機５６に搬送するための搬送機５７とを備える。搬送機５７には、モータ（図示せず）により回転駆動される搬送手段５８が備えられ、そのモータにはトルク及び回転数を制御するためのコントローラ（図示せず）が備えられる。搬送手段５８としては、ＰＯＦ心線１７をスリップさせずに安定して支持しながら傷等を付けることなく次工程に搬送するものが好ましく、駆動プーリや駆動ローラ、ゴデットロール等の周知の搬送手段を用いることができる。さらに、被覆設備５１は、被覆機５２から出てきたＰＯＦ心線１７を冷却するための冷却機６１を複数備え、また、ＰＯＦ心線１７の張力を測定する第１張力測定装置６２を冷却機６１と搬送機５７との間に備える。
【００３２】
この第１張力測定装置６２は、被覆時におけるＰＯＦ１１の張力を測定するために備えられる。しかし、被覆と同時にＰＯＦ１１の張力を測定することは困難であり、また、被覆直後は被覆層の温度が高くて張力を測定することができないため、本発明では張力測定可能な程度にまで冷却されたＰＯＦ心線１７の張力を測定して、その測定値を被覆時における張力とみなしている。ただし、第１張力測定装置６２を被覆機５２の直前に配することができるときには、被覆機５２の直前で検知されるＰＯＦ１１の張力を被覆時の張力とみなしてもよい。
【００３３】
送出機５３は、ＰＯＦ１１を被覆機５２に送り出すための送出装置７１と、被覆機５２へ送り出すＰＯＦ１１の張力を制御するためのダンサプーリ７２とを備えるが、この張力制御は、ダンサプーリ７２に代えて他の周知の張力制御手段を用いることができる。他の張力制御手段としては、例えばダンサローラ等が挙げられる。ダンサプーリ７２には、第１張力測定装置６２の検知結果に基づきダンサプーリを変位させるコントローラ７３が備えられる。なお、送出機５３と搬送機５７とは、独立して駆動可能としている。
【００３４】
被覆設備５１には、さらに、巻取機５６における巻取張力を測定するための第２張力測定装置６６が、備えられている。なお、第２張力測定手段６６は、巻取機５６に備えられた巻取装置６４の上流側のダンサプーリ６５に備えられるが、巻取張力を測定できるもの及び様態であれば本実施形態に限定されるものではない。
【００３５】
図５の被覆設備５１の搬送路には、ＰＯＦ心線１７の支持手段６７が複数図示されているが、この数は適宜増減され、またＰＯＦ１１を支持するための支持手段を適宜設けてもよい。そして、この支持手段としてはガイドプーリやガイドローラ、ゴデットロール等が用いられる。
【００３６】
この被覆設備５１は、前工程である加熱延伸工程１６や後工程の第２被覆工程２２の各装置と連続させることができる。加熱延伸工程１６の装置と連続させるときには、送出装置７１は、加熱延伸工程１６に設けられた搬送手段等に代えることができるし、また、第２被覆工程２２と連続させるときには、巻取装置６４は、第２被覆工程２２に設けられた搬送手段等に代えることができる。
【００３７】
上記の被覆設備５１では、被覆機５２は、送出機５３から送り出されたＰＯＦ１１に、所定の被覆材料６８で被覆層３０（図２参照）を形成しＰＯＦ心線１７とする。被覆機５２は、送り込まれてきた被覆材料６８を加熱溶融することによりＰＯＦ１１を被覆する。そこで、被覆機５２から出た直後のＰＯＦ心線１７は高温となっていることがあるので、通常は、搬送手段５８等への接着等を防止するために冷却機６１を使用してＰＯＦ心線１７を冷却する。また、支持手段６７が設けられているＰＯＦ心線１７の搬送路では、ＰＯＦ心線１７の内部応力歪みが搬送中に緩和される。
【００３８】
搬送機５７により冷却機６１を出たＰＯＦ心線１７は、第１張力測定装置６２により搬送方向における張力を測定される。この測定結果はコントローラ７３に送られる。コントローラ７３は、第１張力測定装置６２の検知結果が入力されると、その検知結果に基づきダンサプーリ７２の変位量を求め、その変位量分だけダンサプーリ７２を変位させる。変位量は、ＰＯＦ心線１７の張力と変位量との関係について、予め求められているデータに基づいて決められる。本実施形態では、このようにして被覆時におけるＰＯＦ１１の張力がフィードバック制御され、所定の張力が常にＰＯＦ１１及びＰＯＦ心線１７に付与される。
【００３９】
搬送機５７により搬送されるＰＯＦ心線１７は、第２張力測定装置６６により巻取張力を測定されながら、巻取機５６により巻き取られる。
【００４０】
次に、上記のような被覆設備５１によりＰＯＦ１１に被覆する方法を説明する。まず、所定の被覆材料６８を被覆機５２に供給し、加熱溶融する。また、ＰＯＦ１１を送出機５３により被覆機５２に送り込む。なお、この被覆機５２における被覆機構については、別の図を用いて後で詳細に説明する。被覆機５２から出たＰＯＦ心線１７を、所定の温度となるように冷却し、冷却後のＰＯＦ心線１７を搬送機５７により搬送する。搬送機５７によりＰＯＦ心線１７に付与される張力と、送出機５３によりＰＯＦ１１と被覆機５２により付与される張力とは必ずしも一致するものではないので、本実施形態では、ダンサプーリ７２での張力制御が可能な範囲となるように、搬送機５７の稼働条件と送出装置７１の稼働条件とを設定する。そして、ダンサプーリ７２の変位によりＰＯＦ１１の被覆時おける張力を制御することにより、被覆によるＰＯＦ１１の伸び率（長さ変化率）が±１％以内となるように制御する。伸び率を上記範囲とすることにより、第１被覆工程によるＰＯＦ心線１７及び第２被覆工程を経た後のプラスチック光ケーブル２１としての伝送損失悪化を抑制することができる。
【００４１】
本実施形態においては、第１張力測定装置６２は被覆機５２の下流に、また、ダンサプーリ７２は被覆機５２の上流に備えられており、これは以下の考え方に基づく。図６は伸び率と第１張力測定装置６２による張力測定結果との関係を示すものであって、前者を縦軸、後者を横軸としている。また、図７は、ダンサプーリ７２に別の張力測定装置を備えてこのダンサプーリを変位させることなく被覆をした場合のグラフであり、その省力測定装置による測定値を被覆前における張力として横軸に、第１張力測定装置６２による張力測定結果を縦軸に示すものである。
【００４２】
図６によると、被覆されたＰＯＦ１１、つまりＰＯＦ心線の張力が大きくなるほど伸び率が大きいことがわかる。このようにグラフは単調増加を示しながら、かつ、３次関数に似た形状となっており増加率が急激に小さくなる点と急激に大きくなる点との各伸び率は−１．０と１．０付近である。このことからも伸び率の許容されうる範囲は略±１％程度以内とみることができる。そして、伸び率がこの範囲となる被覆後の張力は３６〜５０（×９．８ｍＮ）であることがわかる。しかし、被覆されているＰＯＦ心線１７の張力を制御することは、被覆材料の分子挙動等にも影響を与えてしまって良好な被覆層を形成できない場合がある。そこで、図７からは被覆前の張力が大きくなるほど被覆後の張力が大きくなることがわかるので、本実施形態では、被覆時における張力制御を、被覆機の上流側で実施している。
【００４３】
ここで、前記伸び率とは、被覆前のＰＯＦの長さをＬ１とし、被覆機を出たＰＯＦ心線の長さをＬ２とするとき、｛（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１｝×１００で表される値である。ただし、被覆前のＰＯＦ１１の全長とＰＯＦ心線の全長とを実際に正確に測定する必要はなく、例えば、以下の方法により伸び率を求めることができる。以下の例によると、被覆中であっても容易に伸び率を求めることができるので、被覆中で張力を効率的に制御して製造ロスを減らすことができる。まず、被覆前のＰＯＦに対し、所定間隔でマーキングを予め施しておく。マーキングを施された箇所をマーキング部と称し、隣り合うマーキング部の間隔をＬ１とする。このとき、被覆材料は、ＰＯＦに施されたマーキング部が被覆後も確認することができる程度の透明度を有しているものが好ましいが、必ずしも透明度の高いもので有る必要はない。ただし、第1被覆工程終了後にそのままシングル光ケーブルとして用いる場合には、外部からの光をクラッドよりもＰＯＦ内部に送りこまないような素材とすることが好ましい。そして、被覆材料が透明度の高いものであるときには、被覆機５２からでてきたＰＯＦ心線１７を、被覆前のＰＯＦに施した間隔Ｌ１と同じ長さ毎（間隔）Ｌ２でマーキングする。そして、Ｌ１とＬ２との各マーキング部の位置のズレを確認することによりＬ１がどれくらい変化したかを知ることができる。また、被覆材料が透明度の小さいものであるときには、例えばＰＯＦ上にアルミニウム等の金属を含んだマーキング材で予め、あるいは被覆直前等にマーキングし、被覆後のＰＯＦ心線１７についてマーキングを検知することができる検知手段によりマーキングを検知してマーキング間の距離を求める方法等がある。なお、本発明では、伸び率を求める方法には依存するものではない。
【００４４】
本発明では、被覆時におけるＰＯＦ１１に付与されている張力Ｔ（単位；Ｎ）が、以下の式（１）を満たすことが好ましい。なお、式（１）において、αはＮ／ｍｍ2 の単位をもつ比例定数であり、Ｄ１は図２の場合と同様にＰＯＦ１１の外径（単位；ｍｍ）を表す。
Ｔ＝α×（Ｄ１）2 （０．５≦α≦６．０）・・・（１）
【００４５】
張力Ｔが０．５×（Ｄ１）2 よりも小さいと、搬送方向とは逆向きに樹脂応力がかかり、このためにＰＯＦ１１が収縮してしまったり、ＰＯＦ１１がたるんでしまうことがある。一方、張力Ｔが６．０×（Ｄ１）2 よりも大きいとＰＯＦ１１が１％以上の伸び率で伸びてしまい、伝送損失が大きくなってしまう。
【００４６】
上記の式（１）では、張力ＴがＤの関数として表されているので、これにより、ＰＯＦ１１の外径Ｄに応じて、被覆によるＰＯＦの伸び率を上記範囲に制御することができる。そして、伸び率が上記範囲となっているか否かについて、上記の例に示したような方法により被覆中に常に測定していなくても、第１張力測定装置６２による張力測定結果が式（１）で求められる範囲にあるか否かを監視することにより、被覆時におけるＰＯＦ１１の張力異常及びそれに起因する伸び率の上昇を即座に検知して、製造中のＰＯＦの欠陥部を迅速に見つけ出すことができる。
【００４７】
式（１）は、縦弾性係数（ヤング率）Ｅを求める周知の式としてのＥ＝（Ｔ１／Ａ）／（λ／Ｌ３）に基づき求めたものである。この式においては、周知のように、Ｔ１は測定軸方向にかかる力（単位；Ｎ）、Ｅ（Ｎ／ｍｍ2 ）は縦弾性係数（ヤング率）を示し、Ａは被測定物の断面積（πＤ2 ／４で求められる値；単位はｍｍ2 ）、（λ／Ｌ３）は被測定物の伸び率を示す。つまり、ここでもＴ１を上記式での張力Ｔに対応させ、ＡをＰＯＦ１１の径Ｄ１の２乗に対応させるとともに、ＰＯＦ１１の外径Ｄ１により変化するヤング率Ｅを考慮することにより式（１）を得ている。このようにして得られた式（１）の有効性は、素材及び外径が異なる各種のＰＯＦにおいて確認される。
【００４８】
次に、被覆機５２及びこの被覆機による被覆方法について詳細に説明する。被覆機５２は、被覆材料６８を加熱溶融する溶融部と、内部に送り込まれてきたＰＯＦ１１に溶融された被覆材料６８を被覆する被覆部とを有しており、この被覆部について、図８を参照しながら以下に詳しく説明する。図８は、被覆部の要部を示す概略図である。被覆部８１は、被覆ダイス８２とニップル８３とが一体的に組み立てられており、これらによって形成される隙間が、溶融された被覆材料６８の流路８６となる。そしてニップル８３には、ＰＯＦ１１の第１走路８７が形成されており、第１走路８７に流路８６が接続して、その接続箇所から下流側は、ＰＯＦ１１が被覆材料６８で被覆されて走行する第２走路とされている。また、被覆材料６８を所定の温度に制御して所望の流動性をもたせる温度コントローラ９１が、被覆ダイス８２及びニップル８３に備えられる。なお、この被覆機５２には、溶融された被覆材料６８を被覆部８１に送り込む管９４が、前記溶融部から流路８６に接続するように設けられている。
【００４９】
上記の被覆部８１において、ＰＯＦ心線１７の出口をダイス出口８２ａ、被覆材料６８が第２走路に達する位置を被覆材料供給口８６ａ、この被覆材料供給口８６ａの最もダイス出口８２ａ側の端をランド開始位置８２ｂと称する。また、第２走路８８のうち、ランド開始位置８２ｂより下流はランド部９０であって、ランド部の走行方向における長さ、つまり、ランド開始位置８２ｂからダイス出口８２ａまでの長さをランド長さＬ（μｍ）とする。そして、被覆材料供給口８６ａのＰＯＦ進行方向に沿った長さを供給長さｄ（μｍ）、ダイス出口８２ａの径を出口径Ｔａ（μｍ）、ランド開始位置８２ｂにおけるニップル８３の外径、つまりニップル８３の下流端における外径をニップル外径Ｔｂ１（μｍ）、第１走路８７の径を第１走路径Ｔｂ２（μｍ）と称する。
【００５０】
この被覆部８１では、ＰＯＦ１１が第１走路８７、第２走路８８を通過してダイス出口８２ａから出る。第１走路径Ｔｂ２はＰＯＦ１１の外径Ｄ１よりも若干大きめとされており、ＰＯＦの外周面へ傷をできるだけ発生させないようにしている。管９４から流路８６に案内された被覆材料８６は、流路８６から第２走路８８に達し、この第２走路８８でＰＯＦ１１の外周を覆う。そして、ＰＯＦ１１は、被覆材料８２に被覆されたＰＯＦ心線１７として外部に出される。
【００５１】
このような被覆部８１を有する被覆機により被覆する方法では例として以下の方法をあげることができる。まず、ＰＯＦ１１を被覆部８１の内部で搬送させる速度については、１０ｍ／分〜１００ｍ／分の範囲であることが好ましい。搬送速度が１０ｍ／分未満であると生産効率が低すぎるし、また、加熱されている第1走路８７におけるＰＯＦの通過時間が長すぎてニップル８３からの熱によりＰＯＦ１１が伸びることがある。一方、搬送速度を１００ｍ／分より速くすると、被覆材料６８が、限界剪断速度に達する流速となってしまい樹脂構造破壊（メルトフラクチャ）を引き起こす、あるいは、冷却機６１による冷却時間が不足することになり被覆時の熱エネルギーがＰＯＦ心線１７中のＰＯＦ部分に伝わって伝送損失が大きくなるおそれがある。被覆材料６８とＰＯＦ１１との密着性が悪くなったり、あるいは被覆材料６８の結晶化による機械的特性の変化などの問題が生じるおそれがある。
【００５２】
そして、被覆ダイス８２とニップル８３との各形態及び相対位置を調整することによりＰＯＦ１１の熱劣化による伝送損失の悪化をより効果的に防止することができる。
【００５３】
被覆材料６８の被覆時における温度（以下、被覆温度と称する。）ＴＤ（単位；℃）は、ＰＯＦ１１に与える熱量を低減するためにも可能な程度に低くすることが好ましい。したがって、被覆温度ＴＤは、ＰＯＦ１１の素材の熱伝導度や比熱を考慮して決めるとよい。例えば、ポリエチレンを被覆材料６８として用いる場合には１４０℃以下とすることが好ましく、より好ましくは１３０℃以下とすることである。なお、このときの被覆材料６８は、流動性を示していなければならず、例えば融点Ｔｍ（℃）をもつ物質であるときには、Ｔｍ≦ＴＤ≦（Ｔｍ＋３０）℃とすることが好ましく、より好ましくはＴｍ≦ＴＤ≦（Ｔｍ＋２０）℃であり、最も好ましくはＴｍ≦ＴＤ≦（Ｔｍ＋１０）℃である。例えば、被覆材料６８が融点１２０℃の低密度ポリエチレンである場合には、１２０℃〜１３０℃の被覆温度ＴＤとすることが好ましい。
【００５４】
出口径Ｔａは、Ｄ２≦Ｔａ（μｍ）≦１．３×Ｄ２の範囲であることが好ましく、より好ましくは１．０５×Ｄ２≦Ｔａ（μｍ）≦１．２５×Ｄ２であり、最も好ましくは１．１×Ｄ２≦Ｔａ（μｍ）≦１．２×Ｄ２である。
【００５５】
ランド長さＬは、Ｔａ≦Ｌ≦４×Ｔａの範囲とすることが好ましく、より好ましくはＴａ≦Ｌ≦３．５×Ｔａであり、最も好ましくはＴａ≦Ｌ（μｍ）≦３×Ｔａである。
【００５６】
ニップル外径Ｔｂ１は、０．７×Ｔａ≦Ｔｂ１≦１．２×Ｔａの範囲とすることが好ましく、より好ましくは０．８×Ｔａ≦Ｔｂ１≦１．２×Ｔａであり、最も好ましくは０．９×Ｔａ≦Ｔｂ≦１．１×Ｔａである。
【００５７】
第１走路径Ｔｂ２は、（Ｄ２＋１０）μｍ≦Ｔｂ２≦（Ｄ２＋３００）μｍの範囲とすることが好ましく、より好ましくは（Ｄ２＋２０）μｍ≦Ｔｂ２≦（Ｄ２＋５０）μｍであり、最も好ましくは（Ｄ２＋３０）μｍ≦Ｔｂ２≦（Ｄ２＋５０）μｍである。
【００５８】
供給長さｄ（μｍ）は、Ｔａ≦ｄ≦２×Ｔａの範囲とすることが好ましく、より好ましくは１．１×Ｔａ≦ｄ≦１．８×Ｔａであり、最も好ましくは１．２×Ｔａ≦ｄ≦１．６×Ｔａである。
【００５９】
上記のダイス出口径Ｔａ、ランド長さＬ、第１走路径Ｔｂ２、供給長さｄは、張力Ｔに影響を与える因子であり、これらのパラメータを制御することにより張力Ｔを所定範囲内により精度よく調整することができる。例えば、一般には、供給長さｄが大きすぎると伸び率は大きくなる傾向があり、一方、供給長さｄが小さすぎると伸び率が小さくなる、つまり収縮する傾向があるので、ダンサプーリ６２での張力制御が可能な範囲内で供給長さｄを大まかにでも設定しておくことが好ましい。
【００６０】
なお、第２被覆工程２２（図１参照）による被覆の形態としては、一本の前記ＰＯＦ心線と被覆材との界面、あるいは複数本束ねた状態のＰＯＦ心線の外周と被覆材との界面が、すべて接するように被覆されている密着型の被覆と、被覆材とＰＯＦ心線との界面に空隙を有するルース型被覆とがある。ルース型被覆では、たとえばコネクタとの接続部において被覆層を剥離した場合、その端面の空隙から水分が浸入して長手方向に拡散されるおそれがあるため、通常は密着型が好ましい。密着型の被覆は、上述の様態、つまり、溶融された被覆材料を加圧した状態としながら、この被覆材料がプラスチック光ファイバを覆うようなダイス、いわゆる加圧型ダイスで行うことが好ましい。したがって、ここでの加圧ダイスとは、プラスチック光ファイバがダイス先端から外部に出る前、つまりダイス内部で、被覆材料がプラスチック光ファイバを覆うことができるものを意味する。
【００６１】
しかし、ルース型被覆では、被覆材と光ファイバ心線とが密着していないので、光ケーブルにかかる応力や熱等のダメージの多くが緩和されるという利点を有する。そのため、ルース型の被覆は、使用目的によっては好ましく用いることができる。ルース型被覆の場合のコネクタ接続部からの水分の伝播については、ＰＯＦ心線と被覆材との界面の空隙部に流動性を有するゲル状の半固体や粉粒体を充填することにより、防止することができる。さらに、これらの半固体や粉粒体に対して耐熱性や機械的機能の向上などの他の異なる機能を付与させることにより、多機能な被覆層を形成した光ファイバケーブルを製造することができる。なお、ルース型の被覆とするには、クロスヘッドダイのニップルの位置を調整し減圧装置による減圧度を加減することにより、前記空隙を有する層を形成することができる。この空隙層の厚みは前述のニップル厚みと空隙層とを加圧／減圧することにより調整することができる。
【００６２】
第１、第２の被覆工程で設けられる被覆材には、難燃剤や、紫外線吸収剤、酸化防止剤、昇光剤、滑材等を、光伝送特性に影響を及ぼさない条件範囲で添加してもよい。
【００６３】
なお、前記難燃剤としては、臭素を始めとするハロゲン含有の樹脂や添加剤、リン含有のものがあるが、燃焼時における毒性ガス低減等の安全性の観点では、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物が主流となりつつある。ただし、このような金属水酸化物は、その内部に水分を結晶水として有している。この水分は、これら金属水酸化物の製法過程における付着水に起因するものであり完全除去は不可能とされる。したがって、金属水酸化物による難燃性付与は、ＰＯＦに接する被覆層には含有させず、ケーブルとしての外表となる被覆層に対してのみ行うことが望ましい。
【００６４】
また、光ケーブルに複数の他の機能を付与させるために、適宜機能性層としての被覆層をさらに積層させてもよい。例えば、前述の難燃化層以外に、ＰＯＦの吸湿を抑制するためのバリア層や、ＰＯＦに含有された水分を除去するための吸湿材料層等がある。このような吸湿材料層の付与方法としては、例えば、吸湿テープや吸湿ジェルを、所定の被覆層内や被覆層間に設ける方法がある。他の機能性層としては、可撓時の応力緩和のための柔軟性素材層、外部からの応力を緩衝するための緩衝材としての発泡材料層、剛性を向上させるための強化層などがある。プラスチック光ケーブルの被覆材としては、樹脂以外にも、高い弾性率を有する繊維（いわゆる抗張力繊維）および／または剛性の高い金属線等の線材を熱可塑性樹脂に含有させたものが例示され、このような材料を用いると、得られるケーブルの力学的強度を補強することができることから好ましい。
【００６５】
前記抗張力繊維としては、例えば、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維が挙げられ、前記金属線としてはステンレス線、亜鉛合金線、銅線などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。その他に保護のための金属管の外装、架空用の支持線や、配線時の作業性を向上させるための機構を、プラスチック光ケーブルの外周部に組み込むことができる。
【００６６】
また、光ケーブルの形状は使用形態によって、ＰＯＦ心線を同心円上にまとめた集合型のものや、一列に並べたテープ型のもの、さらにそれらを押え巻やラップシースなどでまとめたものなど用途に応じてその形態が選ばれる。
【００６７】
本発明のＰＯＦから得られる光ケーブルは、従来の光ケーブルに比べて、軸ずれに対する許容度が高いために、突き合せにより接合しても用いることができるが、より好ましくは、光ケーブルの端部に接続用光コネクタを備えて、互いの接続部を確実に固定することが好ましい。コネクタとしては一般に知られている、ＰＮ型、ＳＭＡ型、ＳＭＩ型などの市販の各種コネクタを利用することが可能である。
【００６８】
本発明のＰＯＦから得られる光ケーブルは、種々の発光素子や受光素子、光スイッチ、光アイソレータ、光集積回路、光送受信モジュールなどの光部品を含む光信号処理装置等が組み合わされて好適に用いられる。この際には、必要に応じて他の光ファイバ等と組合わせてもよい。それらに関連する技術としてはいかなる公知の技術も適用でき、例えば、プラスティックオプティカルファイバの基礎と実際（エヌ・ティー・エス社発行）、日経エレクトロニクス２００１．１２．３号１１０頁〜１２７頁「プリント配線基板に光部品が載る，今度こそ」などを参考にすることができる。前記文献に記載の種々の技術と組み合わせることによって、コンピュータや各種デジタル機器内の装置内配線、車両や船舶などの内部配線、光端末とデジタル機器、デジタル機器同士の光リンクや一般家庭や集合住宅・工場・オフィス・病院・学校などの屋内や域内の光ＬＡＮ等をはじめとする、高速大容量のデータ通信や電磁波の影響を受けない制御用途などの短距離に適した光伝送システムに好適に用いることができる。
【００６９】
さらに、ＩＥＩＣＥ  ＴＲＡＮＳ．  ＥＬＥＣＴＲＯＮ．，ＶＯＬ．Ｅ８４−Ｃ，Ｎｏ．３，ＭＡＲＣＨ  ２００１，ｐ．３３９−３４４  「Ｈｉｇｈ−Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ  Ｓｔａｒ  Ｃｏｕｐｌｅｒ  Ｕｓｉｎｇ  Ｄｉｆｆｕｓｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」，エレクトロニクス実装学会誌  Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．６，２０００  ４７６頁〜４８０頁「光シートバス技術によるインタコネクション」の記載されているものや、特開２００３−１５２２８４号公報に記載の導波路面に対する発光素子の配置；特開平１０−１２３３５０号、特開２００２−９０５７１号、特開２００１−２９００５５号等の各公報に記載の光バス；特開２００１−７４９７１号、特開２０００−３２９９６２号、特開２００１−７４９６６号、特開２００１−７４９６８号、特開２００１−３１８２６３号、特開２００１−３１１８４０号等の各公報に記載の光分岐結合装置；特開２０００−２４１６５５号等の公報に記載の光スターカプラ；特開２００２−６２４５７号、特開２００２−１０１０４４号、特開２００１−３０５３９５号等の各公報に記載の光信号伝達装置や光データバスシステム；特開２００２−２３０１１号等に記載の光信号処理装置；特開２００１−８６５３７号等に記載の光信号クロスコネクトシステム；特開２００２−２６８１５号等に記載の光伝送システム；特開２００１−３３９５５４号、特開２００１−３３９５５５号等の各公報に記載のマルチファンクションシステム；や各種の光導波路、光分岐器、光結合器、光合波器、光分波器などと組み合わせることで、多重化した送受信などを使用した、より高度な光伝送システムを構築することができる。以上の光伝送用途以外にも照明（導光）、エネルギー伝送、イルミネーション、センサ分野にも用いることができる。
【実施例１】
【００７０】
上記の被覆装置及び方法によりＰＯＦ心線１７を製造するとともに、得られたＰＯＦ心線１７の伝送損失を測定した。以下に、ＰＯＦの製造を含めて実施例を説明する。
【００７１】
インナーコア部３５がＰＭＭＡ＋ＤＰＳ（２０重量％）、アウターコア部３４がＰＭＭＡ、クラッド３２がＰＶＤＦであるＰＯＦ１１を溶融押出法により製造した。用いた溶融押出機本体５３には３つのスクリュー混練押出部が備えられており、各混練部の径はφ１６ｍｍである。各混練押出部は、クラッド用の原料の温度が２１０℃、アウターコア部用の原料の温度が２４０℃、インナーコア部用原料の温度が２３０℃となるように各温度コントローラで温度制御されるようになっている。そして、外径が１ｍｍのＰＯＦ原糸１２となるように３つの原料を押出ダイ５４から共に押し出した。押出ダイは、内径が１ｍｍ内径のものである。押し出されたＰＯＦ原糸１２においては、アウターコア部３４の外径Ｄ２が９５２μｍであって、インナーコア部３５の外径が５８０μｍである。
【００７２】
押し出されたＰＯＦ原糸１２を１５℃に温度調整された水槽で冷却し、搬送手段としての駆動プーリ（ゴデットロール）により５ｍ／分の速度で引き取った。そして、１５０℃に温度設定した加熱機でＰＯＦ原糸１２を加熱しながら、搬送手段としての駆動プーリにおける搬送速度を９ｍ／分とすることにより、ＰＯＦ原糸１２を延伸してＰＯＦ１１とした。そして得られたＰＯＦ１１を巻取装置４８により巻き取った。ＰＯＦ１１は、その外径が約３１６μｍである。巻き取ったＰＯＦ１１を、コイル状のままで１９０℃の恒温により５分間加熱した後、室温で自然冷却した。
【００７３】
得られたＰＯＦ１１を以下の条件で被覆した。まず、ＰＯＦ１１に対し、３００ｍ毎にマーキングを施しておいた。出口径Ｔａが１３００μｍ、ランド長さＬが３０００μｍの被覆ダイス８２に、ニップル外径Ｔｂ１が１２５０μｍ、第１走路径Ｔｂ２が６００μｍのニップル８３を、供給長さｄが２０００μｍとなるように被覆部８１を組み立てて、これをスクリュー径が３０ｍｍである溶融部に取り付けた。このような被覆機５２に被覆材料６８としての低密度ポリエチレン（商品名；ニポロンＬ、ＭＦＲ；５０ｇ／１０分、東ソー（株）製）を供給して１３０℃で溶融した。そして、第１走路８７を２０ｍ／分の速度で搬送させているＰＯＦ１１に対し被覆材料６８により被覆して、外径Ｄ２が１２００μｍのＰＯＦ心線１７とした。なお、ＰＯＦ１１の最初のマーキング部から１５００ｍまでを被覆するに際し、第１張力測定装置６２により検知された張力が（４０×９．８）±（５×９．８）ｍＮとなるようにダンサプーリ７２で張力を制御した。冷却機６１の下流に設置したマーキングセンサにより、マーキングを検知し、マーキング間の距離を測ることにより被覆によるＰＯＦ１１の伸び率を求めた。
【００７４】
本実施例１の結果、ＰＯＦ１１の最初のマーキング部から１５００ｍのマーキング部までの、ＰＯＦ１１の伸び率は−０．５〜０．５％であった。また、ＰＯＦ１１の各マーキング部でＰＯＦ心線１７を切断して、ＰＯＦ心線１７の各サンプルの伝送損失を測定した結果、予め３００ｍに切断して伝送損失を測定しておいたＰＯＦ１１と比べると、いずれも０〜＋１ｄＢであった。
【００７５】
本実施例１の結果によると、ＰＯＦ１１は、第１被覆工程１８で伸びが１％以下に抑制されており、伝送損失の悪化を招くことがなかったことがわかる。
【実施例２】
【００７６】
本実施例２は実施例１に対する比較実験として実施したものである。第１張力測定装置６２による張力を４０×９．８ｍＮとしてＰＯＦ１１の被覆を開始した。張力制御を特に実施せず、そのまま被覆を続けた。ＰＯＦ１１の最初のマーキング部から３００ｍのマーキング部までの第１区間の被覆では張力は４０ｇに維持されたが、この３００ｍ位置のマーキング部がダイス出口８２ａを出てきたところで張力が７０×９．８ｍＮに上昇した。そしてそのまま、次の第２区間の３００ｍを被覆して、さらに次の３００ｍを被覆した。そして第３の３００ｍ区間を被覆し終わり、９００ｍ位置のマーキング部がダイス出口８２ａからでたところで、張力は９０×９．８ｍＮとなった。その後もそのまま被覆を続けた。その他の条件は実施例１と同様にして実施した。
【００７７】
本実施例の結果については図９及び図１０に示す。上記に記した張力Ｔの変動については、図９に示している。なお、第２の３００ｍ区間におけるＰＯＦ１１の伸び率は４％であり、第４の３００ｍ区間である９００〜１２００ｍの範囲での伸び率は８％であった。そして、図１０は、ＰＯＦ１１に付した各マーキング部でＰＯＦ心線１７を切断して得たサンプルに伝送損失を測定し、３００ｍのＰＯＦ１１の伝送損失との差を伝送損失変動として表したグラフである。なお、図１０の伝送損失変動値は、１ｋｍ当たりに換算して示している。図１０に示すように、張力Ｔ＝４０×９．８（ｍＮ）の場合にはＰＯＦ１１のサンプルとＰＯＦ心線サンプルとの伝送損失が同じ値であるが、張力Ｔ＝７０×９．８（ｍＮ）の場合には、ＰＯＦ心線サンプルの伝送損失がＰＯＦ１１のサンプルよりも２０ｄＢ／ｋｍ高く、また、張力Ｔ＝９０×９．８（ｍＮ）の場合には、ＰＯＦ心線サンプルの伝送損失がＰＯＦ１１のサンプルよりも４０ｄＢ／ｋｍ高くなった。
【００７８】
本実施例２の結果、ＰＯＦを被覆したときにＰＯＦが伸びて、伸び率が１％よりも大きいとＰＯＦ心線の伝送損失がＰＯＦのときよりも大きくなってしまうことがわかる。そして、本実施例２と実施例１とを比べると、伸び率を調整するために、被覆時における張力制御が有効であることがわかる。
【００７９】
以上のように、本発明により、ＰＯＦの伝送損失を低下させることなく連続的に被覆してＰＯＦ心線を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】プラスチック光ケーブルを製造するフロー図である。
【図２】ＰＯＦ心線の断面図である。
【図３】ＰＯＦの断面径方向における屈折率を示すグラフである。
【図４】ＰＯＦの伸び率と伝送損失の変動幅との関係を示すグラフである。
【図５】被覆装置を示す概略図である。
【図６】伸び率と被覆後のＰＯＦの張力を示すグラフである。
【図７】被覆後と被覆前とのＰＯＦの各張力の関係を示すグラフである。
【図８】被覆部の要部を示す概略図である。
【図９】従来の被覆方法における被覆時の張力変化を示すグラフである。
【図１０】従来の被覆方法によるＰＯＦ心線の伝送損失変動を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８１】
１１    プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）
１７    ＰＯＦ心線
３０    被覆層
５１    被覆設備
５２    被覆機
５７    搬送機
５８    搬送手段
６２    第１張力測定装置
６８    被覆材料
７２    ダンサプーリ
Ｄ１    ＰＯＦの外径
【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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