(57)【要約】【課題】  プリフォームの一端を溶融延伸しながら他端を別のプリフォームと接合する。【解決手段】  第１プリフォーム１１の先端部を溶融延伸して所定の長さにまで短くなると、その後端面と第２プリフォーム１１１の先端面とが当接する。第２プリフォーム１１１の先端近傍はクラッド１１３が取り除かれている。レーザ光が第１プリフォーム１１の後端の被覆材全面に照射される。レーザ光が第２プリフォーム１１１のコア１１２に入射して被覆材に達すると、そのエネルギーが熱エネルギーに変換されて接合部を溶融する。光照射を停止し、溶融した樹脂が凝固することにより第１と第２のプリフォーム１１，１１１が接合されて、連続的に溶融延伸される。得られるプラスチック光ファイバは接合部を含んでいても優れた伝送特性を発現する。【選択図】      図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状の第１及び第２のプラスチック光ファイバプリフォームを長手方向に接合する方法において、
前記第１のプラスチック光ファイバプリフォームの一端面にレーザ光を照射することにより前記一端面を融解させて融解面とし、
前記第２プラスチック光ファイバプリフォームの一端面と前記融解面とが接触した状態で前記融解面を凝固させることにより、前記第１と前記第２のプラスチック光ファイバプリフォームを接着させることを特徴とするプラスチック光ファイバプリフォームの接合方法。
【請求項２】
前記レーザ光を吸収して、吸収した前記レーザ光の光エネルギーを熱エネルギーに変換するための被覆材が、
前記第１プラスチック光ファイバプリフォームの接合されるべき一端面に備えられることを特徴とする請求項１記載のプラスチック光ファイバプリフォームの接合方法。
【請求項３】
前記被覆材は、前記レーザ光を吸収する化合物を含む塗布液を塗布することにより備えられた塗布膜であることを特徴とする請求項２記載のプラスチック光ファイバプリフォームの接合方法。
【請求項４】
前記第１及び第２のプラスチック光ファイバプリフォームが、円筒状である第１部材と、この第１部材の中空部に形成された第２部材とからなるとともに、前記第２部材が前記第１部材よりも高い屈折率をもち、
前記第１と第２のプラスチック光ファイバプリフォームの接合されるべき一端面同士を合わせた状態で、前記レーザ光が前記第１または第２のプラスチック光ファイバプリフォームの前記第２部材を透過して前記被覆材に照射されることを特徴とする請求項２または３記載のプラスチック光ファイバプリフォームの接合方法。
【請求項５】
前記第１または第２のプラスチック光ファイバプリフォームのうち一方の他端部を溶融延伸しながら、請求項１ないし４いずれかひとつ記載の接合方法により前記第１と第２のプラスチック光ファイバプリフォームを互いに接合させることを特徴とするプラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項６】
円柱状の第１プラスチック光ファイバプリフォームの一端面を融解して融解面とするためにこの一端面にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、
円柱状の第２プラスチック光ファイバプリフォームの一端面と前記融解面とを接触させた状態で前記融解面が凝固して接合するまで前記第１と前記第２とのプラスチック光ファイバプリフォームをそれぞれ保持する保持手段と、
を備えることを特徴とするプラスチック光ファイバプリフォームの接合装置。
【請求項７】
前記第１または第２のプラスチック光ファイバプリフォームのいずれか一方の、前記接合の面とは異なる他端部を溶融延伸するための延伸手段と、請求項６記載の接合装置とを備えることを特徴とするプラスチック光ファイバの製造設備。
【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の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバは、一般に光が通るコアと、コアよりも屈折率が低く、かつ、このコアを覆うクラッドとを有する。この光ファイバは、そのコアとクラッドとを形成する材料の種類により、石英系光ファイバとプラスチック光ファイバ（以降、ＰＯＦと称する。）とに一般には大別されている。コアが石英系材料またはガラスであるものは石英系光ファイバと呼ばれ、例としては、コアとクラッドとが共に石英である全石英光ファイバや、コアが石英でありクラッドがシリコーンやフッ素系ポリマー等であるポリマークラッド光ファイバ、コアとクラッドとが共にガラスである多成分光ファイバが挙げられる。一方、ＰＯＦはコアとクラッドとが共にプラスチックとされるものを指す。
【０００３】
石英系光ファイバ、ＰＯＦのいずれにおいても光の伝送損失を向上させるために各種の提案がなされている。例えば、コアの屈折率を断面の径方向において変化させ、そのコアを２層構造として、外側の一方と内側の他方との各屈折率を制御するとともに外側の一方の径を制御した光ファイバや、コアとクラッドとの屈折率と、コアの直径とが所定の関係式を満たす光ファイバ等が提案されている。
【０００４】
そして、光伝送体等においては、プラスチック系材料は、石英系材料に対して、一般には成型加工性、部材の軽量化、低コスト化、可撓性、耐衝撃性等における優位性を有している。例えばＰＯＦは、石英系光ファイバと較べると、光の伝送損失が大きいために長距離の光伝送には向いていないが、上記のプラスチックの性質により、光ファイバのコア部を数１００μｍ以上とするような大口径化を図ることができる。この大口径化により、光ファイバの分岐や接続に用いる各種周辺部品や機器の、光ファイバとの接続精度を上げる必要がなくなる。そのため、ＰＯＦは、周辺部品や機器との接続容易性、端末加工容易性、高精度の調芯が不要になるメリットを有する。その他にもＰＯＦは、上記のようなコネクタ部分の低コスト化の他に、上記のプラスチックの性質により、人体への突き刺し災害等の危険性の低さ、高い柔軟性による易加工性や易敷設性や耐振動性、そして低価格等のメリットがある。これにより、ＰＯＦは、家庭や、車載用途に注目されているだけでなく、高速データ処理装置の内部配線や、ＤＶＩ（ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）リンクなどの極短距離かつ大容量のケーブルとしても、利用が検討されている。
【０００５】
そして、ＰＯＦの中でも、その断面円形の径方向において、屈折率が中央に向けて連続的あるいは段階的に高くなるものがあり、これらは一般に、屈折率分布型ＰＯＦと称されている。このような屈折率分布型ＰＯＦの製造方法としては、界面ゲル重合法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００６】
ところで、ＰＯＦを製造する代表的な方法として、ＰＯＦ母材（以下、プリフォームと称する。）を上記の界面ゲル重合法等により作製してから、このプリフォームを長手方向に溶融延伸させる方法がある。そしてプリフォームは、通常１〜１．５ｍ程度の長さの円柱状物とされている。
【０００７】
このようなプリフォームからＰＯＦを製造するための溶融延伸においては、プリフォームの端部が長手方向における中央部のように均一に延伸することができず、このため、端部が製造ロスとなってしまう。そして、プリフォームの溶融延伸手段へのセット時と、溶融のための加熱時、さらには溶融延伸後に残されたプリフォーム終端部の溶融延伸手段からの取り外し時等の作業の際には、このＰＯＦ製造ラインを停止せざるを得ないために、製造の効率化の点でも限界があった。
【０００８】
そこで、プリフォームを長手方向に適宜接合して、延伸する方法が考えられる。プリフォームを接合する方法としては、例えば特許文献３に提案されるように、プリフォームの接合端面の少なくとも一方を、プリフォームを膨潤させることができる溶媒を含む接合用材料により膨潤させて、接合させるべくプリフォーム同士を突き合わせて、その後、加熱により、前記溶媒を蒸発させて接合させている。
【０００９】
【特許文献１】特開昭６１−１３０９０４号公報
【特許文献２】特許３３３２９２２号明細書
【特許文献３】特開平１０−２５３８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献３に提案される方法によると、膨潤した状態のプリフォームが当接されて乾燥されるために、溶媒は、外周から蒸発していくことになり、接合面内部からは蒸発しにくい状態となる。ヒータ等により外周からプリフォームを加熱する方法もあるが、この方法でも同様に、接合面のうち、外周近傍は速やかに溶媒が蒸発して乾燥した樹脂層が外殻を形成することとなるが、一方、接合面内部の溶媒は蒸発を妨げられてしまい、残留してしまう。溶媒がわずかでも残留すると、プリフォームは、加熱延伸するときに、残留溶媒が膨張して接合部を引き離してしまったり、あるいは、蒸発して気泡が接合部に発生して接合強度を著しく低下させ、接合部を引き離してしまうという問題がある。
【００１１】
そして、もし延伸することができたとしても、ＰＯＦの接合部には多数の気泡が存在していることが多く、この気泡で通過する光が散乱してしまい、伝送特性が低下するという問題がある。特に、高性能、広帯域化を目指した屈折率分布型ＰＯＦや、ステップインデックス型ＰＯＦでは、伝送帯域が大幅に制限されてしまうことにつながってしまう。さらに、気泡を含んだＰＯＦは、機械的強度が小さいために、取り扱い時における切断の懸念もある。
【００１２】
また、上記のようなＰＯＦの製造ロスの低減と製造効率の向上とを図るための方法として、長手方向に従来よりも長いプリフォームを作製して、かつ、このような長いプリフォームを延伸することができる延伸手段を用いることが挙げられる。このような方法により、用意したプリフォームの量に対する相対的なロス量を低減することができるとともに、上記のような製造ラインの停止頻度を低くすることができる。しかし、実際には、曲がりがないプリフォームをさらに長尺なものとして精巧に作製することは困難であり、さらに、屈折率分布型を得るための界面ゲル重合法においては、高度な反応制御が要求されるためにさらなる長尺化は非常に困難である。また、このようなプリフォームを作製することができたとしても、それに見合う延伸手段を製造するためのコストが高くなったり、プリフォームのハンドリング性も悪くなるという別の問題が発生してしまう。
【００１３】
そこで、本発明は、従来より用いられる延伸手段によりプリフォームの一端部を延伸しながら、このプリフォームの他端の面に次に延伸されるべき別のプリフォームを良好に接合し、これにより、伝送特性に優れるＰＯＦを連続的に製造する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】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明では、円柱状の第１及び第２のプラスチック光ファイバプリフォームを長手方向に接合する方法において、前記第１プラスチック光ファイバプリフォームの一端面にレーザ光を照射することによりこの一端面を融解させて融解面とし、前記第２プラスチック光ファイバプリフォームの一端面と前記融解面とが接触した状態で前記融解面を凝固させることにより、前記第１と前記第２のプラスチック光ファイバプリフォームを接着させることを特徴として構成されている。
【００１５】
前記レーザ光を吸収して、吸収したレーザ光の光エネルギーを熱エネルギーに変換するための被覆材が、前記第１プラスチック光ファイバプリフォームの接合されるべき一端面に備えられることが好ましい。この被覆材は、前記レーザ光を吸収する化合物を含む塗布液を塗布することにより備えられた塗布膜であることがより好ましい。そして、前記第１及び第２のプラスチック光ファイバプリフォームが、円筒状である第１部材と、この第１部材の中空部に形成されて第１部材よりも屈折率が高い第２部材とからなり、前記第１と第２のプラスチック光ファイバプリフォームの接合すべき一端面同士を合わせた状態で、前記レーザ光が第１または第２のプラスチック光ファイバプリフォームの第２部材を透過して前記被覆材に照射されることがより好ましい。
【００１６】
また、本発明は、前記第１または第２のプラスチック光ファイバプリフォームのいずれかひとつの他端部を溶融延伸しながら、上記の接合方法により前記第１と第２のプラスチック光ファイバプリフォームを互いに接合させることを特徴とするプラスチック光ファイバの製造方法を含んで構成される。
【００１７】
さらに、本発明は、円柱状の第１プラスチック光ファイバプリフォームの一端面を融解して融解面とするためにこの一端面にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、円柱状の第２プラスチック光ファイバプリフォームの一端面と前記融解面とを接触させた状態で前記融解面が凝固して接合するまで前記第１と前記第２とのプラスチック光ファイバプリフォームをそれぞれ保持する保持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プリフォームの接合装置を含んで構成されるとともに、第１または第２のプラスチック光ファイバプリフォームのいずれか一方の、前記接合すべき一端面とは異なる他端部を溶融延伸するための延伸手段と、上記の接合装置とを備えることを特徴とするプラスチック光ファイバの製造設備を含んで構成される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、従来より用いられる延伸手段によりプリフォームの一端部を延伸しながら、このプリフォームの他端の面に次に延伸されるべき別のプリフォームを良好に接合することができるので、伝送特性に優れるＰＯＦを連続的に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について図を引用しながら説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。本実施形態では、プリフォームを作製してから、このプリフォームを長手方向に延伸することによりＰＯＦを作製したが、まず、本発明の本実施形態としてのプリフォームの構造とその屈折率について、図１及び図２を参照しながら説明し、ＰＯＦの製造方法については後述するものとする。
【００２０】
図１は、プリフォームの断面図であり、図２はプリフォームの断面の径方向における屈折率を示す図である。なお、図２において、横軸はプリフォームの断面径方向を示し、縦軸は屈折率を示す。屈折率は、上方向が高い値であることを意味している。図１に示すプリフォーム１１は、光を通すコア１２と、外殻部であるクラッド１３とを有し、コア１２は、クラッド１３の内面に接するアウターコア部１５とアウターコア部１５の内側のインナーコア部１６とを有している。なお、以下の説明において、インナーコア部１６の直径とアウターコア部１５の外径とクラッド１３の外径とを図１に示すようにそれぞれｄ１，ｄ２，ｄ３（単位；μｍ）とする。したがって、アウターコア部１５の外径ｄ２はクラッド１３の内径に等しく、インナーコア部１６の直径ｄ１はアウターコア部１５の内径に等しい。
【００２１】
クラッド１３は、外径ｄ３及び内径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。クラッド１３は、本実施形態ではポリフッ化ビニリデン（以降、ＰＶＤＦと称する）としており、溶融押出成型により得られたものである。ただし、クラッド１３は、後述のようにＰＭＭＡであってもよいし、後に詳細に述べるような他の材料であってもよい。アウターコア１５は、クラッド１３と同様に外径ｄ２及び内径が長手方向に一定で、厚みが均一の管形状となっている。アウターコア部１５の材料はＰＭＭＡとしている。クラッド１３とアウターコア１５とは、溶融押出により同時に一体成型されてもよいし、他の作製法、例えばクラッド１３が溶融押出成型で得られて、この中にＭＭＡ等の重合性化合物を注入して、回転させながら重合反応をさせＰＭＭＡ等からなるアウターコア１５を形成するような、逐次的にクラッド１３とアウターコア１５とが形成される方法等により作製されてもよい。
【００２２】
図２において、横軸の符号（Ａ）で示される範囲は、図１におけるクラッド１３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１５の屈折率であり、符号（Ｃ）で示される範囲は図１におけるインナーコア部１６の屈折率である。
【００２３】
インナーコア部１６は、図２に示されるように、アウターコア部１５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１３はアウターコア部１５よりも屈折率が低く、アウターコア部１５はインナーコア部１６よりも屈折率が低くなっている。そして、本実施形態においては、製造されたプリフォーム１１のインナーコア１６の屈折率が、図２に示すように、断面円形の径の外側から中心に向けて連続的に屈折率が高くなるように、インナーコア部１６の生成方法として、後述の界面ゲル重合法を適用している。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プリフォーム１１は、延伸してＰＯＦとしなくとも、このままの状態で光伝送体としての機能を発現する。また、図１ではアウターコア部１５とインナーコア部１６との境界が説明の便宜上示されてはいるが、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。
【００２４】
また、本実施形態のアウターコア部１５は、図２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１６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１６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。
【００２５】
また、コア１２が本実施形態のようなアウターコア部１５とインナーコア部１６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１２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１３の内周からコア１２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１３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、本実施形態によるプリフォーム１１及びこのプリフォーム１１から得られるＰＯＦでは、光はアウターコアとクラッドとの界面で反射してアウターコアとインナーコアとの両方を通過することもあるが、また、インナーコア内のみを通過することもある。
【００２６】
次に、上記のプリフォーム１１の作製からＰＯＦならびにプラスチック光ケーブルを製造する方法について説明する。図３は、ＰＯＦ及びこのＰＯＦを使用したプラスチック光ケーブルの製造工程図である。製造方法の各工程の詳細については後述するものとし、ここでは工程の流れについてのみ説明する。ＰＯＦ２１は、予め作製されるプリフォーム１１を長手方向に延伸することにより得られる。したがって、ＰＯＦ２１はプリフォーム１１より径が小さいがその基本構造はプリフォーム１１とほぼ同じであり、クラッドとコアとを有し、コアは外側のアウターコア部と内側のインナーコア部とからなる。そしてプリフォーム１１のコアとクラッドとはそれぞれＰＯＦのコアとクラッドとになる。
【００２７】
まず、クラッド作製工程２２において、プリフォーム１１のクラッド１３が製造される。クラッド１３は、上記の通りプリフォーム１１の最外殻とされる部分であるので、得られるクラッド１３は管形状である。そして、アウターコア重合工程２５において、アウターコア部は、プリフォーム１１の断面中央が中空となるようにクラッド１３の内面に形成される。なお、クラッド１３とアウターコア部とが、例えば溶融押出等により、一体に成型されて製造される場合もある。次に、アウターコア部の中、つまり前記中空部にインナーコア部を生成する工程をインナーコア重合工程２６とし、このインナーコア重合工程２６を経て、プリフォーム１１が得られる。プリフォーム１１は、延伸工程２７により延伸されてＰＯＦ２１となる。この延伸工程２７では、円柱状のプリフォーム１１が加熱されて長手方向に延伸される。そして、ＰＯＦ２１は、その外周を被覆材により被覆される被覆工程２８を経て、プラスチック光ケーブル２９となる。
【００２８】
以下に、本発明の一実施様態としてのＰＯＦ２１の製造方法について詳細に説明する。クラッド１３は、所定のポリマーを溶融押出により管状に成型して得ることもできるし、あるいは、回転重合法等により重合性化合物の重合反応と成型とを同時に行い作製することもできる。ここでは、クラッドを製造するためのポリマー（以下、クラッド形成ポリマーと称する。）として上記のようにＰＶＤＦを用いて、これを溶融押出することによりクラッドを製造した場合について説明する。溶融押出には、市販の各種混練押出成型機を用いることができ、混練押出成型機には、主として、インナーサイジングダイ方式とアウターダイ減圧吸引方式の２つのタイプがあり、本実施形態においてはそのいずれも用いることができることが確認されている。
【００２９】
まず、アウターダイ減圧吸引方式による成形方法の概略を説明する。図４は、アウターダイ減圧吸引方式による溶融成型設備３０の概略図であり、図５は、成型ダイスの一例の概略を示す断面図である。図４に示すように、溶融成型ライン３０は、溶融押出装置３１と、押出ダイス３２と、成形ダイス３３と、冷却装置３４と、引取装置３５とを備える。溶融押出装置３１には、内部に原料ポリマーを供給するためのペレット投入ホッパ（以下、単にホッパと称する。）３６が備えられるとともに、原料ポリマーを溶融するための溶融押出部３１ａを有している。成形ダイス３３には真空ポンプ３７が取り付けられている。また、成形ダイス３３は、図５に示すように成形管４０を備えており、成型管４０の中にクラッド１３として形成された原料ポリマーを減圧するために、成型管４１には多数の吸引孔４０ａが設けられているとともに、成形管４０の外側には減圧チャンバ４３が設けられている。
【００３０】
また、冷却装置３４には、多数のノズル４５が備えられており、このノズル４５からは冷却水４６が出され、この冷却水４６を回収するための受け皿４７が下方に備えられている。また、引取装置３５には、駆動ローラ４８と加圧ローラ４９とが備えられている。駆動ローラ４８にはモータ４８ａが取り付けられており、クラッド１３の引取速度の調整が可能になっている。
【００３１】
ホッパ３６から投入された原料ポリマーは、溶融押出部３１ａで溶融され、押出ダイス３２によって押出されて成形ダイス３３に送り込まれる。このときの押出速度Ｓ（単位；ｍ／分）は、０．１≦Ｓ≦１０を満たすことが好ましく、より好ましくは０．３≦Ｓ≦５．０であり、最も好ましくは０．４≦Ｓ≦１．０である。しかしながら、本発明は、押出速度Ｓに依存するものではない。
【００３２】
成形管４０に原料ポリマー４１を通すことにより、原料ポリマー４１が円筒状に成形されてクラッド１３が得られる。成形管４０には、減圧チャンバ４３を真空ポンプ３７により減圧することで、クラッド１３の外壁面が、成形管４０の成形面（内壁面）に密着するために、クラッド１３の肉厚ｔ１が一定になって成形される。なお、減圧チャンバ４３内の圧力（絶対圧力）は、２０ｋＰａ〜５０ｋＰａの範囲とすることが好ましいが、この範囲に限定されるものではない。なお、成形ダイス３３の入口に、クラッド１３の外径を規定するためのスロート（外径規定部材）４４を取り付けることが好ましい。
【００３３】
成形ダイス３３により形成されたクラッド１３は、冷却装置３４に送られる。それらのノズル４５から冷却水４６をクラッド１３に向けて放水する。これによりクラッド１３が冷却されて固化する。冷却水４６は、受け器４７で回収して、排出口４７ａから排出される。クラッド１３は、冷却装置４４から引取装置４５により引き出される。また、クラッド１３を挟んで駆動ローラ４８と対向して配置されている加圧ローラ４９により、クラッド１３の微小な位置のずれを修正することが可能となっている。この駆動ローラ４８の引取速度と溶融押出装置３１の押出速度とを調整したり、加圧ローラ４９によるクラッド１３の移動位置を微調整したりすることにより、クラッド１３の形状、特に肉厚を均一にすることが可能となる。必要に応じて、駆動ローラ４８と加圧ローラ４９はベルト状にすることも出来る。
【００３４】
クラッド１３は、機械的強度向上や難燃性などの多種の機能性を付与させるために複層からなっていてもよく、内壁の算術平均粗さが特定の範囲の中空管を作製した後、その外壁面をフッ素樹脂等によって被覆することもできる。
【００３５】
得られるクラッド１３の外径（プリフォームの外径ともなる）Ｄ１（単位；ｍｍ）は光学特性や生産性の観点から、Ｄ１≦５０の範囲であることが好ましく、より好ましくは２≦Ｄ１≦３０の範囲である。さらに、クラッド５２の肉厚ｔ１（単位；ｍｍ）は、形状を保つことができる限りにおいて薄くすることが可能であるが、２≦ｔ１≦２０の範囲であることが好ましい。しかしながら、本発明において、それらの範囲は、前述したものに限定されるものではない。
【００３６】
次に、インナーサイジングダイ方式によるクラッド作製方法について説明する。図６は、インナーサイジングダイ方式の押出成型機の一部の概略を示す断面図であり、図７は、図６に示した押出成型機に備えられるガイド５７の斜視図である。なお、図６において、原料ポリマーとクラッドとは、図４及び図５と同じ符号を付している。インナーサイジングダイ方式の押出成型機５１は、押出機本体５２とダイ５４とを備え、ダイ５４の内部にはインナーロッド５５が備えられている。インナーロッド５５は、ダイ５４の内部にクラッドの原料ポリマー４１の流路５４ａを形成しており、この流路５４ａに原料ポリマー４１を導くためのガイド５７が押出機本体５２とダイ５４との間に設けられている。ガイド５７は図７に示すようにポリマーを流路５４ｂに導くための案内路５７ａを有しており、この案内路５７ａは、インナーロッド５５に接続する軸部５７ｂと、案内路５７ａを形成するとともにポリマーの流れを規制する本体部５７ｃと、この本体部５７ｃに軸部５７ｂを支持させるための支持部５７ｄとにより形成されている。本実施形態における原料ポリマー４１であるＰＶＤＦは、ベント付き１軸スクリュー押出部（図示しない）により、押出機本体５２からダイ５４に押出される。そして、この原料ポリマー４１は、ダイ５４とインナーロッド５５との間の流路５４ａを通り、ダイの出口５４ｂから押出され、円筒状のクラッド１３を形成する。押出速度は特に制限されないが、形状を均一に保つとともに、生産性の点から１ｃｍ／分〜２００ｃｍ／分の範囲であることが好ましい。
【００３７】
ダイ５４には、原料ポリマー４１を加熱するための加熱手段（図示せず）が設置されていることが好ましい。加熱手段は、例えば、流路５４ａに沿って、ダイ本体５２を覆うように１つまたは２以上配され、この加熱手段としては、蒸気，熱媒油，電気ヒータなどを利用したものが例示される。本実施形態においては、ダイの出口５４ｂの近傍に温度センサ５６を取り付けており、この温度センサ５６によってダイの出口５４ｂにおけるクラッド１３の温度を測定して温度を調節している。
【００３８】
前記加熱手段による加熱の温度は、原料ポリマー４１の種類に応じて適宜設定されるものである。この温度の好ましい範囲は、原料ポリマー４１のガラス転移点以上であり、これにより、クラッドの形状を均一に保持することができる。また、ダイ５４の出口５４ｂでのクラッド１３の温度が４０℃以上であることが、急激な温度変化による形状変化を抑えられる点で好ましい。このクラッドの温度を制御するために、例えば、冷却手段をダイ５４に取り付けてもよいし、あるいは自然冷却により冷却してもよい。冷却手段を用い、かつ加熱手段を配しているときには、加熱手段の下流に冷却手段を備えることが好ましい。なお、冷却手段としては、水や不凍液、オイル等の液体や、電子冷却等を利用したものが例示される。
【００３９】
次に、プリフォームの製造方法について図８〜図１０を参照しながら詳細に説明する。図８はクラッド１３が装填された状態の重合容器の断面図であり、図９は、回転重合装置の概略斜視図であり、図１０は重合装置による重合反応についての説明図である。ただし、本発明は図８〜図１０に示す重合装置及び重合容器に依存するものではなく、また、本実施形態は、本発明の一様態としての例示である。
【００４０】
所定の材料からなる栓６１によりクラッド１３の片端部を塞ぐ。この栓はコア１２（図１参照）を形成する重合性化合物に溶解しない素材からなり、可塑剤等を溶出させるような化合物も含まないものとする。このような素材としてはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられる。栓６１で塞いだあとに、アウターコア形成用モノマー１５Ａを本実施形態においてはクラッド１３の中に注入して、他方の端部も栓６１で塞いだ後、回転重合によりアウターコア１５（図１参照）を生成するが、アウターコア生成時においては、クラッド１３は、図８に示されるような第１重合容器６２の中に入れられる。第１重合容器６２は容器本体６２ａと蓋６２ｂとを有し、本実施形態においてはＳＵＳ製とされている。第１重合容器６２は、図８に示すように、その内径がクラッド１３の外径よりもわずかに大きいものであり、後に述べるような第１重合容器６２の回転に同期してクラッド１３が回転することができるようにされている。なお、クラッド１３が第１重合容器６２の回転に上記のように応じることができるように、第１重合容器６２の内面等にクラッド１３を支持する支持部材等を設けてもよい。
【００４１】
回転重合装置７１は、図９に示すように、装置本体７２の中に複数の回転部材７３と、装置本体７２の外側にモータ７６と、装置本体７２内の温度を検知してその検知結果に応じて内部温度を制御するための温度コントローラ７７とを有している。
【００４２】
回転部材７３は、円柱形状であり、２本の周面で少なくともひとつの第１重合容器６２を支持することができるように、長手方向が互いに概ね平行かつ略水平となっている。各回転部材７３は、その一端が装置本体７２の側面に回動自在に取り付けられており、モータ７６によりそれぞれ独立した条件で回転駆動される。モータ７６にはコントローラ（図示なし）が備えられており、このコントローラによりモータ７６の駆動が制御される。そして、所定の重合反応時においては、図９に示すように、隣り合う回転部材７３の周面により形成される谷部に第１重合容器６２は載せられて回転部材７３の回転に応じて回転する。図１０においては、回転部材７３の回転軸を符号７３ａで示している。このように、ここに例示される本実施形態においては、第１重合容器６２の回転はサーフェスドライブ式としているが、この回転方式については限定されるものではない。
【００４３】
第１重合容器６２の回転部材７３からの浮きを防止する方法としては、回転部材７３と同様な回転手段を、セットされた第１重合容器６２の上部に接するようにさらに設けて、同様に回転させ、これにより重合容器６２の浮きを防止することもある。またこの方法の他に、例えば第１重合容器６２に上方に押さえ手段等を設けて、第１重合容器６２に所定の荷重をかける方法等もあるが、本発明は浮き防止方法に依存するものではない。
【００４４】
続いて、アウターコア部の生成方法について説明する。アウターコア用モノマー１５Ａを始めとするアウターコア部の各種原料については後で詳細に述べる。アウターコア部は、クラッドとインナーコア部との間に存在し、インナーコア用モノマーの重合反応にも関与する。ただし、アウターコア部は、インナーコア部の生成条件によっては不要である場合もあるし、また、前述のようにインナーコア部の生成過程においてインナーコア部と一体化して消失する場合もある。使用するモノマー等の原料はろ過や蒸留等により、重合禁止剤や水分、不純物等を予め十分除去してから用いる。さらにモノマーや重合開始剤を混合した後で、この混合物を超音波処理により溶存気体や揮発成分を除去することが好ましい。注入後には、クラッドの注入口が所定材料からなる栓により塞がれる。この注入工程の前後では、必要に応じて、公知の減圧装置により、クラッド１３や注入物を減圧処理してもよい。
【００４５】
その後クラッド１３を装填した第１重合容器６２を、その長手方向を略水平状態にして回転（以下、水平回転と称することもある。）させながら重合を生起進行させるとアウターコア部が生成する。このように、アウターコア部は、クラッド１３の円管軸を回転中心にしながら重合する回転重合により生成される。なお、回転重合の前には、クラッド１３を立てた状態で予備重合をしてもよい。
【００４６】
アウターコア部の原料について説明する。本発明においては、アウターコア用モノマーと、所定の重合開始剤（反応開始剤）とをアウターコアの原料として用いている。また、連鎖移動剤（分子量調整剤）をアウターコア部の原料中に添加してもよい。
【００４７】
アウターコア用モノマーとしては、ここに例示した実施形態ではメチルメタクリレート（ＭＭＡ）を用いている。しかし、本発明はこれら以外の重合性化合物をアウターコア用モノマーとして用いることができ、好ましいものとしてはインナーコア用のモノマーとともにコアの材料として後で詳細に例示する。
【００４８】
本発明では、クラッドとアウターコア部との作製方法について上記の実施形態には限定されず、用いる材料に応じて適宜公知の方法を用いて作製することができる。例としては、クラッドとアウターコア部とを同時一体押出により成型することもできる。また、他の方法としては、クラッドの代わりに所定の内径を有するガラス製等の管状部材を用い、この中空部にアウターコア用モノマーを注入して重合させてから、このガラス製管状部材をはずして、得られた管状のアウターコア部材の外周面に別途作製された管状のクラッドを取り付けたり、あるいはこのアウターコア部材の外周面に所定の方法によりクラッドを生成させてもよい。
【００４９】
以上のようにしてアウターコア部が形成されたクラッドを、回転重合装置７１から取り出した後、本実施形態では、必要に応じて所定温度に設定された恒温槽等の加熱手段により所定時間の加熱処理をした。
【００５０】
次に、アウターコア３２の中空部にインナーコア用モノマーを注入する。本実施形態においてはインナーコア用モノマーとしてＭＭＡを用いており、この注入工程においては、重合開始剤、連鎖移動剤、および適宜屈折率調整剤（ドーパント）等がインナーコア用モノマーとともに注入される。これらは、例えば注入前にインナーコア用モノマーと予め混合し、この混合液を所定の濾過手段で濾過した後、アウターコア部の中に注入される。このように、注入前には濾過工程を設けて、その濾液を注入に供することが好ましく、この濾過工程における濾材としては、例えば捕集粒子径０．２μｍ程度のものが好ましい。い。重合開始剤や連鎖移動剤、ドーパントの各添加量については、後述する。なお、ドーパントを用いずに、例えばインナーコア用モノマーを２種以上用いる等によっても、コア１２（図１参照）の断面の径方向における屈折率を変化させることもできる。本実施形態においては、ドーパントとして、高屈折率で分子体積が大きく、重合に関与しない低分子化合物を用いており、これを添加することによりコア１２の径方向における屈折率を変化させている。
【００５１】
本実施形態においては、インナーコア用モノマーの重合は、界面ゲル重合法により実施しており、図１１に示すような重合装置８０により行う。重合装置８０は、第２重合容器８１と、圧力計８２と、圧力コントローラ８３との他に、温度センサ８５と温度コントローラ８６とを備えているとともに、第２重合容器８１の中の気体を撹拌するための攪拌機９０を備えている。攪拌機９０は、攪拌機９０を駆動するためのモータ９１と、このモータ９１の駆動力を制御するためのコントローラ９２とを有している。さらに、第２重合容器８１には、不活性ガスとして、アルゴンや窒素等を供給する不活性ガス供給元８７が備えられている。そして、第２重合容器８１は容器本体８１ａと蓋８１ｂとを有しており、容器本体８１ａと蓋８１ｂとは、ネジ（図示せず）で固定される。ただし、本発明は、重合装置の構造には依存せず、図１１に示される重合装置８０とは異なるものを用いてもよい。
【００５２】
圧力計８２は、第２重合容器８１の内部の圧力を検知する。圧力コントローラ８３は、圧力計８２の検知結果に応じて、不活性ガス供給元８７からの窒素供給量を調節して、第２重合容器８１の内部の圧力を制御する。また、温度センサ８５は、第２重合容器８１の内部の温度を検知する。容器本体８１ａには加熱線（図示なし）が備えられており、温度コントローラ８６は、温度センサ８５の検知結果に応じて、加熱線を流れる電流を制御する。これにより、第２重合容器８１の内部の温度は制御される。なお供給されるガスは不活性ガスであれば特に限定されない。このガス供給により、第２重合容器８１の内部空気は不活性ガスに置換される。第２重合容器８１は、容器本体８１ａと蓋８１ｂとがネジ留めされることにより、内部の圧力と、内部への窒素の供給量とを精巧に制御することが可能となっている。
【００５３】
アウターコア部を内面に有するクラッド１３は、インナーコア用モノマー及び重合開始剤、連鎖移動剤、ドーパント等の混合物が注入された状態で、治具としてのガラス管８８に挿入されて、容器本体８１ａに入れられる。このとき、ガラス管８８は、垂直に静置される。なお、インナーコア用モノマー等が注入された状態のクラッド１３は、ガラス管８８に挿入される前、あるいは、挿入された状態で、脱気処理を施されることが好ましい。この脱気処理方法としては、簡便さならびに効果の点で、減圧チャンバ等による減圧処理が好ましく、本実施形態では５分間実施している。また、この減圧処理において超音波を作用させることがさらに好ましい。減圧処理は、減圧チャンバ等で３０分以上行うことがより好ましい。
【００５４】
クラッド１３が挿入されたガラス管８８が容器本体８１ａにセットされ、蓋８１ｂが容器本体８１ａにネジ留めされると、不活性ガス供給元８７から第２重合容器８１の内部へ不活性ガスが供給されるとともに、バルブＶ１を開状態とすることにより第２重合容器８１の内部の空気が出されて、第２重合容器８１の内部の空気は不活性ガスに置換される。ガス置換した後、第２重合容器８１の内部圧力は、所定の値となるように圧力コントローラ８３により制御される。そして、コア用モノマーの重合は、温度コントローラ８３により加熱された状態で行う。重合は所定の温度下で所定の時間行う。重合反応中における圧力は、圧力コントローラ８３により所定値となるように制御されており、常圧より高くすることが好ましい。
【００５５】
インナーコア用モノマーが重合を開始すると、アウターコア部の内壁がインナーコア用モノマーにより膨潤し、重合初期段階では膨潤層を形成する。この膨潤層は、ゲル状態となっており、そのため、重合速度が加速（ゲル効果と称する）する。そして、重合は、アウターコアの内面から開始し、クラッド１３の断面円形の中心に向かって進行する。このとき、膨潤層の内部へは、分子体積の小さい化合物ほど優先的に入り込むため、重合の進行と共に、共存する他の化合物と比べて分子体積の大きなドーパントが膨潤層から前記中心方向へと押し出される。この結果、形成されたインナーコア部の断面円形の中心部は、高屈折率のドーパントの濃度が高くなり、図２に示したように、断面円形の径方向における中心に向かって屈折率が徐々に高くなったプリフォームを得ることができる。
【００５６】
なお、本実施形態においては、アウターコア部とインナーコア部とは、ともにＰＭＭＡとからなり、上記のように膨潤層を形成しながらプリフォームが作成されることから、アウターコア部とインナーコア部とは明確な境界を有するものではない。つまり、図１では説明の便宜上クラッドとコアとの境界を示しているが、このように、アウターコア部とインナーコア部との材料の互いの親和性、または膨潤層形成の有無等の製造条件に応じて、得られたプリフォームにおけるアウターコア部とインナーコア部との境界の明確度は異なったものとなる。
【００５７】
また、このインナーコア重合工程においては、インナーコア用モノマーが注入されたクラッド１３を、図１１に示すようにガラス管８８等の治具により支持して第２重合容器８１にセットすることが好ましい。前記治具は、クラッド１３の挿入が可能な中空部を有する管形状であることが特に好ましい。そして、加圧下で重合が進むに従い、インナーコア部となる領域が収縮しようとする力を徐々に増していくが、これに応じてクラッド１３が微小な範囲で寸法変化することができるように、前記治具は、クラッド１３の外面を固定等せずにクラッド１３を支持することが好ましい。例えば、クラッド１３が治具に固定されて支持されている場合には、重合中のインナーコア部の収縮に対してクラッド１３が応じることができずに、インナーコア部の中央部に空隙が発生し易くなってしまう。このような理由により、治具が管状である場合には、前記クラッド１３の外径よりわずかに大きい内径を有することが好ましい。前記管状治具の内径は、前記クラッド１３の外径に対して０．１％〜４０％だけ大きい径を有しているのが好ましく、０．５〜１０％だけ大きい径を有しているのがより好ましく、本実施形態では２．５％だけ大きい径を有しているものとした。ただし、前記クラッド１３を垂直に立てることができ、クラッドの寸法変化に応じてこれを支持するものであれば好ましく用いられ、管状である必要はない。
【００５８】
重合時の加圧の好ましい範囲については、用いるインナーコア用モノマーによって適宜決定される。加圧度が大きすぎると、インナーコア用モノマー中に加圧気体が溶解したり、または、コア用モノマーに存在する溶存気体が脱離せず、加熱による延伸工程２７（図３参照）でこれが気泡となるという問題がある。一方、加圧度が小さすぎると、インナーコア重合時の体積収縮に対して、密度均一化の応答性が低くなり、空隙や気泡が発生しやすいという問題がある。本実施形態では、０．０１ＭＰａ〜１．０ＭＰａ程度が好ましい範囲であった。このように、インナーコア重合時の圧力を制御することにより、プリフォームのコアあるいは延伸後に得られるＰＯＦのコアに、空隙や気泡が発生することを抑制することができる。
【００５９】
インナーコア用モノマーの重合は加熱下でなされることが好ましい。その温度は、インナーコア用モノマー及び用いる重合開始剤の種類等に応じて決定されるものであり、主にその重合速度と変質温度とを考慮して決定される。例えば、インナーコア用モノマーの主成分として、典型的なメタクリレート系低分子化合物を用いた場合には、その温度は５０℃〜１５０℃とすることが好ましく、８０℃〜１４０℃とすることがさらに好ましい。また、重合時間は、４時間〜７２時間であることが好ましいが、これもコア用モノマーの種類等に応じて決定される。
【００６０】
また、本実施形態では、上記のように加圧下で加熱重合を実施した後、さらに、所定条件での熱処理をして重合を進め、さらに、この重合完了後には、加圧したまま所定の冷却速度で冷却する。なお、本明細書においては、アウターコア部とインナーコア部とを生成する各原料化合物のことをアウターコア用モノマーとインナーコア用モノマーと称しているが、これらは必ずしも単量体でなくともよく、２量体や３量体等である重合性化合物としてもよい。
【００６１】
ただし、本発明は、プリフォームの様態と製造方法とに依存するものではない。次に、プリフォームを延伸してＰＯＦとする。このとき、本実施形態においては、延伸中のプリフォームに対し別のプリフォームを接合させている。図１２は、プリフォームを延伸してＰＯＦとするためのＰＯＦ製造設備の概略図である。ここでは先に延伸するプリフォームを第１プリフォームと称して符号を１１とし、この第１プリフォーム１１に接合させる別のプリフォームを第２プリフォームと称してこの符号を１１１とする。
【００６２】
ＰＯＦ製造設備１２０には、第１及び第２のプリフォーム１１，１１１を加熱して溶融するための加熱装置１２１と、溶融されたプリフォームを延伸するときの張力を測定するための線引張力測定装置１２２と、この線引張力測定装置１２２の検知結果に基づいて延伸における張力を制御するための張力を調整するダンサーローラ１２３とを備え、さらに、延伸速度を制御するための線引ローラ対１２６と、延伸されて生成したＰＯＦ２１の外径を測定するための外径測定装置１２７と、ＰＯＦを巻き取るための巻取装置１３０と、巻き取りにおいてＰＯＦ２１に付与されている張力（以下、巻取張力と称する。）を測定するための巻取張力測定装置１３１とを備える。
【００６３】
また、加熱装置１２１の上流側には、第１，第２プリフォーム１１，１１１を保持するための保持部材１３５，１３６と、これらの保持部材１３５，１３６による第１，第２プリフォーム１１，１１１の保持及びその解除と保持部材１３５，１３６の変位とを制御するためのシフト装置１３７と、このシフト装置１３７を駆動させるためのモータ１３８とが備えられている。また、保持部材１３６により第１プリフォーム１１の上方に変位する前の第２プリフォーム１１１は、図１２の破線で示されるような待機位置Ｐ１で待機する。
【００６４】
そして、加熱装置１２１には、円筒状の加熱炉１４０が備えられており、この加熱炉１４０は、第１プリフォーム１１の搬送方向に沿って温度を変化させることができる。また、線引ローラ対１２６は、駆動ローラ１４１と加圧ローラ１４２とがＰＯＦ２１を挟みこむように対向して配置されたものである。駆動ローラ１４１にはモータ１４３が接続しており、このモータ１４３の回転速度を調整することにより駆動ローラ１４１の回転速度が調整される。さらに、ダンサーローラ１２３には、変位するためのシフト機構（図示なし）が備えられており、この変位により、延伸における張力が制御される。また、延伸による張力については、第１プリフォーム１１が下降する速度や、駆動ローラ１４１の回転速度や加熱炉１４０における加熱温度によっても調整することができる。
【００６５】
第１及び第２プリフォーム１１，１１１は、第１プリフォーム１１の延伸中に接合される。第１プリフォーム１１は、保持部材１３５により上部を保持された状態で延伸される。第１プリフォーム１１の上部を保持する保持部材１３５は、延伸速度に応じて下方に変位する。一方、第２プリフォーム１１１は、第２プリフォーム１１１の後に延伸される別のプリフォーム（図示せず）とともに待機位置Ｐ１に置かれており、第１プリフォーム１１の上端位置がセンサ１４７により所定位置に達したことが検知されると、その検知結果を受けて保持部材１３６により保持されて延伸中の第１プリフォーム１１の上方に案内される。第２プリフォーム１１１が第１プリフォーム１１の上方で別の保持部材１３５により保持されてから、保持部材１３６は保持を解除する。ただし、本発明は、延伸中ならびに延伸前のプリフォームに対する上記のような保持及び案内方法に依存するものではなく、公知の方法を用いることができる。なお、第１プリフォーム１１と第２プリフォーム１１１との接合方法については、別の図面を用いて後で詳細に説明する。
【００６６】
第１プリフォーム１１は、保持部材１３５に保持された状態で加熱炉１４０の内部に案内されて延伸され、延伸速度に応じた速度で下降を続ける。なお、第１シフト機構８７には、調芯手段（図示せず）が備えられており、延伸中にはこの調芯手段により、第１プリフォーム１１の断面円形の中心位置を精緻に調整することができる。これによりＰＯＦ２１の線形と断面の真円度とを良好に維持することができる。
【００６７】
加熱溶融による第１プリフォーム１１の劣化を防ぐためには、加熱装置１２１内を不活性雰囲気とするために不活性ガスを供給する供給装置（図示しない）が取り付けられていることが好ましい。不活性ガスは、特に限定されるものではないが、窒素ガス，ヘリウムガス，ネオンガス及びアルゴンガスなどが挙げられる。コストの点からは、窒素ガスを用いることが好ましく、熱伝導効率の点からはヘリウムガスを用いることが好ましい。また、ヘリウムガスとアルゴンガスとの混合ガスのような複数種類のガスが混合している混合ガスを用いることもできる。
【００６８】
第１プリフォーム１１は、加熱炉１４０内でその先端から少しずつ溶融され、延伸されることによりＰＯＦ２１となる。加熱時の温度は、第１プリフォーム１１の材質等に応じて適宜決定することができるが、一般的には、１８０℃〜２５０℃が好ましい。延伸温度等の延伸条件は、第１プリフォーム１１の径や、所望とするＰＯＦ２１の径、第１プリフォーム１１の材料等を考慮して、適宜決定することができる。特に、ＧＩ型ＰＯＦにおいては、その断面円形の中心から円周に向け屈折率が変化するため、この屈折率変化を破壊しないように、加熱と延伸とを均一に行う必要がある。したがって、第１プリフォーム１１の加熱には、第１プリフォーム１１を断面でみたときに同心円状に均一加熱することができるような円筒形状の加熱炉等を用いることが好ましい。
【００６９】
また、加熱炉１４０では、第１プリフォーム１１の長手方向に沿って温度の高低分布がつけられることが好ましい。つまりこれは、第１プリフォーム１１が溶融している時間をできるだけ短くできること、長手方向における溶融範囲をできるだけ短くすることを意味している。長手方向における溶融範囲が長いと、第１プリフォーム１１が溶融している時間が長くなり第１プリフォーム１１の構成分子の流動化が起きて、断面円形の径方向における屈折率変化が乱れてしまうことがあるため、長手方向における溶融範囲が短くすることにより、図２に示したような径方向における屈折率分布曲線の形状が歪みにくくして収率を上げることができる。したがって、加熱炉では、溶融領域となるプリフォーム長手方向における長さができるだけ短くなるように、溶融領域の上流が予熱領域、下流側が冷却領域となるように温度条件を設定できこることが好ましい。なお、この冷却領域における冷却は、自然冷却による徐冷でもよい。さらに、溶融領域に用いる熱源としては、例えばレーザ等のように、狭い範囲に対して高出力のエネルギーを供給できるものを使用することができる。
【００７０】
ＰＯＦ２１は、線引張力測定装置１２２により延伸した際の張力（以下、線引張力と称する。）が測定される。そして、外径測定装置１２７により外径が測定される。線引速度は、線引ローラ対１２６により所望の値（例えば、２ｍ／分〜５０ｍ／分）に設定され、この制御は、駆動ローラ１４１の回転速度がモータ１４３により調整されることでなされる。そして、ＰＯＦ２１の外径が所定の値となるように、保持部材１３５の下降速度や加熱炉１４０での加熱温度、線引ローラ対１２６による引取り速度などを制御する。
【００７１】
線引張力は、特開平７−２３４３２２号公報に記載されているように、溶融したポリマーを配向させるために０．０９８Ｎ以上とすることが好ましい。また、特開平７−２３４３２４号公報に記載されているように、溶融延伸後に分子配向の歪みを残さないようにするために０．９８Ｎ以下とすることが好ましい。ただし、この線引張力は、目的とするＰＯＦの直径やその材料の種類に応じて最適な値が変わるために、適宜調整することが必要である。また、本発明では、特開平８−１０６０１５号公報に記載されているように、溶融の前に予備加熱を行うこともできる。
【００７２】
ＰＯＦ２１は、張力を調整するダンサ−ローラ１２３に巻き掛けられて搬送される。ダンサ−ローラ１２３には、駆動装置（図示なし）が取り付けられており、この駆動装置によりダンサ−ローラ１２３の位置を変化させる。ＰＯＦ２１は、ローラ１３２で巻取張力測定装置１３１に搬送され、張力（巻取張力）が測定される。そして、ＰＯＦ２１は回転制御手段（図示しない）により回転する巻取装置１３０にロール状に巻き取られる。巻取張力の調整は、巻取張力測定装置１３１で測定される巻取張力の測定値に基づき行われる。なお、この巻取張力の制御は巻取装置１３０の回転速度によっても制御されている。なお、第１プリフォーム１１の外径Ｄ１とＰＯＦ２１の外径とを前記範囲とした場合に、巻取張力は、０．０９８Ｎ以上１．９６Ｎ以下とすることが好ましく、より好ましくは０．２９Ｎ以上０．９８Ｎ以下の範囲とすることである。
【００７３】
そして、本発明により得られるＰＯＦについては、破断伸びや硬度について特開平７−２４４２２０号公報に記載されるように規定することにより、ＰＯＦとしての曲げや側圧特性を改善することができる。また、本発明により得られるＰＯＦに対して特開平８−５４５２１のように低屈折率層をクラッドの外周に設けてこれを反射層として機能させることにより、伝送性能をさらに向上させることができる。以上のような各種延伸条件を適宜制御することにより、ＰＯＦを構成するポリマーの配向を制御することができ、ＰＯＦの曲げ性能等の機械特性や熱収縮などを制御することができる。
【００７４】
本発明においては、例えば上記の方法により作製されたプリフォームを溶融延伸しながら、延伸しているプリフォームが短くなって所定の長さになると、長手方向に別のプリフォームが接合される。図１３は、プリフォームの接合方法についての説明図であり、図１４は、接合に際してのレーザ照射方法を示す説明図である。各プリフォーム１１，１１１の長手方向において、先に延伸される端部（以下、先端部と称する。）には末符号ａを付し、他方の端部（以下、後端部と称する。）には末符号ｂを付す。したがって、ここでは、図１３に示すように、第１プリフォーム後端部１１ｂと第２プリフォーム先端部１１１ａとが接合されるものとして以下に説明をする。なお、本実施形態では、接合面である第１プリフォーム後端部１１ｂと第２プリフォーム先端部１１１ａとを、ともに長手方向に対して垂直な面としている。
【００７５】
第２プリフォーム先端部１１１ａの近傍では、コア１１２が表面に現れるようにクラッド１１３が取り除かれ、コア１１２が露出している。クラッド１１３の除去としては、切削による方法があるが、これに限定されるものではない。
【００７６】
加熱装置１２１（図１２参照）の上流には、上述のように保持部材１３５と、第１シフト機構１３７とモータ１３８とを備えられている他に、図１４に示すように、所定のレーザを第１、第２プリフォーム１１，１１１に照射するためのレーザ照射装置１５１が備えられている。そして、このレーザ照射装置１５１も、シフト部保持部材１３５と同様に、延伸速度に応じて変位することができるように第１シフト機構１３７に接続されている。また、レーザ照射装置１５１は、レーザを出射するレーザヘッド１５２と、例えば図１３の符号１５９で示される所定の被覆材が形成された接合領域に対してレーザ光が照射されるように変位することができるＸＹステージ１５３とを有しており、このＸＹステージ１５３は第１シフト装置１３７に接続される台部１５３ａと、この台部１５３ａの上を第２シフト機構１５６により変位するスライド部１５３ｂとを有している。また台部１５３ａは、先に述べたように延伸速度に応じて変位するために、第１シフト機構により変位を制御される変位部１３５ｃに備えられている。第２シフト機構１５６はモータ１５７に接続され駆動を制御されている。なお、接合する面に対するレーザ照射角θを所定の値に設定することができるように、第１シフト装置１２６により制御される変位部１３５ｃが台部１５３ａの角度を変えられるものとなっている。
【００７７】
そして、本実施形態においては、第１及び第２のプリフォーム１１，１１１の接合を下記のように実施した。第１のプリフォーム１１の延伸が進み、第１プリフォームが所定の位置にまで下降すると、図１４のように第２プリフォーム１１１が保持部材１３５により保持されながら第１プリフォーム１１の後端部１１ｂに接触するようにセットされる。
【００７８】
第１プリフォーム後端部１１ｂと、第２プリフォーム１１１を含む他のプリフォームの各後端部（図示なし）とには、いずれも、後述するレーザ光を吸収してこの光エネルギーを熱エネルギーに変換するための被覆材１５９が塗布層として図１３に示すように予め形成されている。この被覆材１５９の形成領域は、接合する領域である第２プリフォーム先端部１１１ａの面積に等しいかあるいはそれ以上である。ただし、後に述べるような接合方法により十分な接合強度が得られるならば、被覆面積は本実施形態に限られるものではない。
【００７９】
そして、レーザ照射装置１５１からレーザが出射され、出射されたレーザ光は、図１４に示すように、第２プリフォーム１１１のうち、露出されたコア部１１２より入射する。入射したレーザ光は、図１３に示した被覆材１５９に吸収されてそのエネルギーが熱に変換されることにより、第１プリフォーム後端部１１ｂと第２プリフォーム先端部１１１ａとの接触部近傍が溶融する。また、レーザー照射装置１５１は、第１シフト装置１３７により、第１及び第２プリフォーム１１，１１１の下降に応じて下降することができるとともに照射角度θを変化させることができ、また、第２シフト装置１５６により照射エリアを広げることができるので、被覆材１５９全体にレーザ光を照射することができる。なお、本実施形態においては、クラッドが取り除かれたのは第２プリフォーム１１１の先端近傍であるが、この代わりに第１プリフォーム１１の後端付近としてもよい。この場合には、レーザ照射装置１５１からのレーザ光は、第１プリフォーム１１のコアを通過して被覆材１５９に照射される。
【００８０】
そして、レーザ光が所定時間照射された後、レーザー光の照射を停止し、溶融された接合部近傍が凝固して、第１及び第２のプリフォーム１１，１１１が接合する。そして、第１プリフォーム１１の上部と第２プリフォーム１１１の下部を保持する保持部材１３５は保持を解除して、第２部材の上方に変位し、第２プリフォーム１１１の後端に接合されるための別のプリフォームの保持をするために待機する。そして、第１プリフォーム１１の延伸と第２プリフォーム１１１の延伸とが連続して実施される。第２プリフォーム１１１の延伸が進み、所定の位置にまで下降すると、上記と同じ方法で、別のプリフォームが第２プリフォーム１１１の上方にセットされる。なお、本実施形態においては、先に延伸するプリフォーム１１の後端面１１ｂに被覆材を設けているが、後に延伸するプリフォームの先端面１１１ａ側に被覆材を設けてもよく、あるいは両方に被覆材を設けてもよい。このように、延伸の順序と被覆材の対象部材との関係は本実施形態に依存するものではない。以上のように、本発明によると、従来と同じ長さであるプリフォームであっても連続して延伸されるので、ＰＯＦが連続して製造されるとともに、プリフォームの端部が製造ロスとなることがなくなる。そして、本発明によると、プリフォーム同士の接合部の接合状態が良好のために、延伸して得られるＰＯＦ２１において接合部が延伸された箇所でも信号の伝送性をほとんど低下させることなく切断除去しなくとも用いることができる。また、延伸を終えた後、接合部が延伸された対応箇所の外周部にクラッドのような屈折率の低い材料を付与してもよく、この付与方法としては塗布がある。
【００８１】
本発明は、本実施形態のように予め作成されたプリフォームの接合方法のみならず、例えば、クラッドのないコア同士を接合する方法としても適用することができる。この場合には、予め作成されたコア部材同士を、長手方向に接合してから、あるいは接合しながら延伸してファイバ状とし、その後クラッドとなるような低屈折材料を塗布等によりファイバ状のコアに付与してもよい。
【００８２】
また、本実施形態のようにコア１１２を透過してレーザ光を接合領域である被覆材１５９に照射する場合には、コアの材料に吸収されない波長の光を選択して用いればよく、コアの材料を透過する波長の光を出射するものが好ましい。例えば、コアの材料がＰＭＭＡであるときには半導体レーザ（８００〜９８０ｎｍ程度の波長）が例示され、また、選択するコア材料によっては他の波長のレーザを使用することができる。そして、これらレーザを照射するためのレーザ照射装置１５１としては、公知の各種レーザ照射装置を用いることができ、特に、溶着を目的とした各種レーザ溶着装置を用いることが好ましい。
【００８３】
また、被覆材１５９によるレーザ光の吸収波長と、ＰＯＦ２１を使用して信号を伝送するための光の波長とが互いに異なるものとすると、接合部を有するＰＯＦであっても、その接合部において伝送損失が大きくなることがないので、接続部位を取り除くことなくそのまま使用することが可能であり好ましい。例えばＰＭＭＡをコアの主たる成分とする場合には、被覆材１５９として、その吸収波長が９４０ｎｍのものを用いてレーザー光波長を９４０ｎｍとするとともに、ＰＭＭＡ自身の伝送損失が小さな６５０ｎｍ付近の光を通信用の光として用いるとよい。一方、溶着用の染料が伝送用光源波長に吸収を持つ場合であっても、伝送用光源波長で溶着すればポリマーマトリクスのエネルギー吸収が少ないため、より溶着に強い出力光を通すことができるし、また、溶着後にはさらにＯＴＤＲなどにより容易に染料含有部分が検出できるので、染料を含む部位のみを取り除いて使用することができる。
【００８４】
また、本発明は、プリフォーム同士の接合に限定されず、例えば延伸されたＰＯＦ同士を接合する場合にも適用することができる。
【００８５】
以上のようにレーザ接合する際には、レーザ光を吸収する材料を用いてレーザ光を熱に変換する。本実施形態では、近赤外領域の波長域のレーザ光を吸収する材料を被覆材１５９とすることにより、この被覆材１５９にレーザ光を照射すると、その被覆材１５９によりレーザー光のエネルギの多くが吸収されて熱エネルギに変換され、局所的な加熱がより効果的になされる。そのような被覆材１５９は、特に限定されるものではなく、用いるレーザ光源に応じて種々選択することができる。そして、このような被覆材は例えば、予め塗布液として用意され、この塗布液をプリフォーム１１の所定面に塗布されて形成された塗布層であることが、容易な形成方法として例示される。また、本実施形態では、互いに接合させる２つの面のうち、第１プリフォーム後端部１１ｂのみに被覆材１５９を設けているが、双方の面に対し被覆材１５９を設けてもよい。なお、この方法によって接合部分が着色し、着色部分による性能低下が起こる場合には、延伸後にこの着色部分を検出して取り除くことにより良品率と収率とのバランスをとることができる。また、ＧＩ型ＰＯＦのようにコアが均質でないものを接合した場合には、接合部分に構造不整等が起こる場合もあるので、接合部を除去するか否かについては、このような構造不整等の観点からも判断するとよい。
【００８６】
しかし、レーザ光を吸収する材料の周辺のポリマーは急速に温度が上がるので、レーザ出力が大きすぎたり、被覆材における分子濃度が高すぎて光吸収能が所定の値よりも大きすぎる場合には、その発熱量が所定よりも大きくなりすぎてしまうことがある。このように発熱量が所定の値よりも大きい場合には、プリフォームを構成するポリマーが接合面及びその周辺で熱劣化をし、発泡や分解を起こして接合が不可能となってしまう。そこで、レーザ出力を調整して、接合部のある程度広い範囲に、かつ均一に熱が伝わるように配慮する必要がある。
【００８７】
一方、各種のレーザ光とプリフォームの材料の選択により、被覆材１５９を設けずとも、そのレーザ光の照射により直接所定の領域を溶融されることが可能な場合もある。その場合には、図１４に示されるようにレーザ光がコア１１２を通過する方法ではなく、第１プリフォーム後端部１１ｂの所定領域に直接レーザ光を照射させて溶融して、その直後に第２プリフォーム１１１をこの溶融面に接触させて接合させるとよい。
【００８８】
プリフォームを接合するためには接合する面を所定の処理方法により、平滑にすることが好ましい。平滑にする方法としては、加熱した平滑部材に接合すべき面を押し当てる方法や、接合すべき面をサンドペーパにより摩耗仕上げとする方法等があり、サンドペーパ摩耗を実施する際には、＃３００程度の粗さのものでよい。
【００８９】
また、レーザ照射による溶融前及び溶融中に、例えば第２プリフォーム１１１を第１プリフォームに荷重をかけて押しつけることにより、第１プリフォーム１１と第２プリフォーム１１１とをより強い接着力で接合することができ、好ましい。荷重付与は、例えば、保持部材１３５に所定の押しつけ荷重を付与するための荷重付与手段を備え、このような保持手段により制御してもよいし、あるいは、荷重付与手段を第２プリフォーム１１１の後端部近傍等に設置して、レーザ照射により端面が溶融している際に所定の押しつけ圧力をプリフォーム１１１側から付与する方法が挙げられる。
【００９０】
また、接合するための面積をできるだけ大きくするように接合部の形状を決定することや、融解させた接合部に対し圧力を付与することにより、より強い接合力を発現させることができる。
【００９１】
図１５は、本発明の別の実施形態を示しており、レーザ光の別の照射方法を説明する図である。図１５の部材、装置等について図１３及び図１４と同じものについては同じ符号を付し、説明を略す。本実施形態においては、第１プリフォーム１１と接合するプリフォームを第３プリフォーム２１１とする。この第３プリフォーム２１１は、図１３，図１４に示した第２プリフォーム１１１とは異なり、クラッドの一部を除去することなく、外周がすべてクラッドで覆われたままの状態で使用されている。したがって、第１プリフォーム後端１１ｂ全面と第３プリフォーム２１１の先端２１１ａとは互いに全面が接合される。そして、レーザ照射装置１５１は、第３プリフォーム２１１の上方に備えられている。
【００９２】
本実施形態においては、延伸中において、レーザ光は第３プリフォーム後端部２１１ｂから入射し、第３プリフォーム２１１のコアを通過して第１プリフォーム後端１１ｂの被覆材１５９に達する。そして、被覆材１５９によりレーザ光の大部分は吸収されて熱に変換されて接合部近傍が溶融する。所定の度合いにまで溶融するとレーザ光の照射が停止されるとともに、溶融された部位が凝固を開始して終了し、第１と第３との両プリフォーム１１，２１１が接合される。そして、このレーザ光の照射停止時には、第１シフト装置１３７（図１４参照）に接続されて変位する塗布装置（図示なし）により、第３プリフォーム後端部２１１ｂに被覆材形成用の塗布液が塗布されて第１プリフォーム１１の場合と同様の被覆材が形成される。
【００９３】
この方法によると、塗布装置が別途必要にはなるものの、前実施形態と同様に、従来寸法のプリフォームを使用しても、延伸を連続して実施することができる。さらに、レーザ照射装置１５１の変位調整が前実施形態よりも容易であるという利点がある。また、本実施形態は、接合すべき端面とは異なる他端面よりレーザ光を照射するので、前実施形態にように側面からレーザ光を入射する方法にくらべて、レーザ光の入射時における散乱が抑制されるので、レーザ光の光エネルギを効率的に利用することができるという利点がある。
【００９４】
以上の２つの実施形態に示したように、本発明によると、プリフォームは順次接合されながら連続的に延伸される。これにより、プリフォームを長い形状に作製する必要はなく、また、既存の溶融延伸設備を用いて、伝送特性に優れたＰＯＦを連続製造することができる。そして、延伸により、所望の直径、例えば２００μｍ以上１０００μｍ以下のＰＯＦを得ることができる。
【００９５】
本発明においては、プリフォームを構成するクラッド及びコアの材料は、光伝送の機能を損なわない限りにおいて特に限定されるものではない。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、コアを伝送する光がコアとクラッドとの界面で全反射するように、クラッドの材料は、コア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、クラッド及びコアの材料は、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。
【００９６】
コアの材料例としては、（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。混合物を用いる場合においては、上記沸点Ｔｂは、混合物を構成する複数の原料化合物の沸点の中で最も低い温度、もしくは共沸混合物を成すことにより沸点が下がるときには沸点下降後の温度として定義される。また、混合物を原料として得られた共重合体及びブレンドポリマーの場合には、各共重合体またはブレンドポリマーのガラス転移点を上記Ｔｇとして定義する。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。次に、上記の例について、より詳細に示す。
【００９７】
上記の（ａ）フッ素不含メタクリル酸エステルおよびフッ素不含アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ジフェニルメチル、トリシクロ［５・２・１・０2,6 ］デカニルメタクリレート、アダマンチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ノルボニルメタクリレート等が挙げられ、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸フェニル等が挙げられる。
【００９８】
また、（ｂ）含フッ素アクリル酸エステルおよび含フッ素メタクリル酸エステルとしては、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルメタクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、1 −トリフルオロメチル−２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロブチルメタクリレート等が挙げられる。
【００９９】
さらに、（ｃ）スチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。さらには、（ｄ）ビニルエステル類としては、ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルフェニルアセテート、ビニルクロロアセテート等が挙げられる。もちろん、これらに限定されるものではなく、重合性化合物の単独あるいは共重合体からなるポリマーの屈折率が、光伝送体に成型されたときに所定の屈折率分布を成型体のなかで有するように、種類や組成比を決定することが好ましい。
【０１００】
また、クラッドを形成する好ましいポリマーとしては、上記の各種化合物の他に以下のものを例示することができる。例えば、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）とトリフルオロエチルメタクリレート（ＦＭＡ）やヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート等のフッ化（メタ）アクリレートとの共重合体を挙げることができる。また、ＭＭＡと，ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレートなどの分岐を有する（メタ）アクリレート、イソボルニルメタクリレート、ノルボルニルメタクリレート、トリシクロデカニルメタクリレートなどの脂環式（メタ）アクリレートなどとの共重合体がある。さらにはポリカーボネート（ＰＣ）、ノルボルネン系樹脂（例えば、ＺＥＯＮＥＸ（登録商標：日本ゼオン（株）製））、ファンクショナルノルボルネン系樹脂（例えば、ＡＲＴＯＮ（登録商標：ＪＳＲ製）など）、フッ素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）など）を用いることもできる。また、フッ素樹脂の共重合体（例えば、ＰＶＤＦ系共重合体）や、テトラフルオロエチレンパーフルオロ（アルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）ランダム共重合体、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）共重合体などを用いることもできる。
【０１０１】
なお、これらのポリマーが水素原子（Ｈ）を含んでいる場合には、その水素原子が重水素原子（Ｄ）に置換されていることが好ましく、これにより伝送損失の低減、特に近赤外領域の波長における伝送損失の低減を図ることができる。
【０１０２】
さらに、近赤外光用途に用いるためには、ポリマーを構成するＣ−Ｈ結合に起因した吸収損失が起こるために、特許３３３２９２２号公報や特開２００３−１９２７０８号公報などに記載されているような、Ｃ−Ｈ結合の水素原子を重水素原子やフッ素などで置換したポリマーを用いることで、この伝送損失を生じる波長域を長波長化することができ、伝送信号光の損失を軽減することができる。このようなポリマーとしては、例えば、重水素化ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ−ｄ８）、ポリトリフルオロエチルメタクリレート（Ｐ３ＦＭＡ）、ポリヘキサフルオロイソプロピル２−フルオロアクリレート（ＨＦＩＰ  ２−ＦＡ）などを例示することができる。なお、原料となる化合物は、重合後の透明性を損なわないためにも、不純物や散乱源となる異物は重合前に十分に除去されることが望ましい。
【０１０３】
また、コアとクラッドとを形成するポリマーは、プリフォームを好適に延伸できるという観点から、重量平均分子量が１万〜１００万であることが好ましく、より好ましくは３万〜５０万である。さらに、延伸に対する適性は、分子量分布（ＭＷＤ：重量平均分子量／数平均分子量）にも関係している。ＭＷＤが大きすぎる場合には、極端に分子量の大きい成分が混在しているときに延伸性が悪くなり、延伸が不可能となることもある。したがって、好ましいＭＷＤの範囲は４以下であり、より好ましい範囲は３以下である。
【０１０４】
重合させてポリマーとする場合においては、重合開始剤を使用する場合がある。重合開始剤としては、例えば、ラジカルを生成するものが各種ある。例えばラジカルを生成するものとして、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート（ＰＢＯ）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ）、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート（ＰＢＩ）、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）バラレート（ＰＨＶ）などのパーオキサイド系化合物が挙げられる。また、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロパン）、２，２’−アゾビス（２−メチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３−ジメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルヘキサン）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３，３−トリメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルヘキサン）、３，３’−アゾビス（３，４−ジメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−エチルペンタン）、ジメチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジエチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）などのアゾ系化合物が挙げられる。なお、重合開始剤は、これらに限定されるものではなく、また、２種類以上を併用してもよい。
【０１０５】
ポリマーとしたときの機械特性や熱物性などの各種物性値を全体にわたって均一に保つために、重合度の調整を行うことが好ましい。重合度の調整のためには、連鎖移動剤を使うことができる。連鎖移動剤については、併用する重合性モノマーの種類に応じて、適宜、種類および添加量を選択できる。各モノマーに対する連鎖移動剤の連鎖移動定数は、例えば、ポリマーハンドブック第３版（Ｊ．ＢＲＡＮＤＲＵＰおよびＥ．Ｈ．ＩＭＭＥＲＧＵＴ編、ＪＯＨＮ  ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮ発行）を参照することができる。また、該連鎖移動定数は大津隆行、木下雅悦共著「高分子合成の実験法」化学同人、昭和４７年刊を参考にして、実験によっても求めることができる。
【０１０６】
連鎖移動剤としては、アルキルメルカプタン類（例えば、ｎ−ブチルメルカプタン、ｎ−ペンチルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン等）、チオフェノール類（チオフェノール、ｍ−ブロモチオフェノール、ｐ−ブロモチオフェノール、ｍ−トルエンチオール、ｐ−トルエンチオール等）などを用いることが好ましい。特に、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンのアルキルメルカプタンを用いるのが好ましい。また、Ｃ−Ｈ結合の水素原子が重水素原子やフッ素原子で置換された連鎖移動剤を用いることもできる。なお、連鎖移動剤は勿論これらに限定されるものではなく、これら連鎖移動剤は２種類以上を併用してもよい。
【０１０７】
ドーパントは、上記のような重合性化合物とは異なる屈折率を有する化合物である。その屈折率差は０．００５以上であることが好ましい。ドーパントは、これを含有するポリマーが無添加のポリマーと比較して、屈折率が高くなる性質を有する。これらは、特許３３３２９２２号公報や特開平５−１７３０２６号公報に記載されているような、モノマーの合成によって生成されるポリマーとの比較において、溶解性パラメータとの差が７（ｃａｌ／ｃｍ3 ）1/2 以内であると共に、屈折率の差が０．００１以上であり、これを含有する重合体が無添加の重合体と比較して屈折率が変化する性質を有し、重合体と安定して共存可能で、且つ前述の原料である重合性モノマーの重合条件（加熱および加圧等の重合条件）下において安定であるものを、いずれも用いることができる。
【０１０８】
また、ドーパントは重合性化合物であってもよい。重合性化合物のドーパントを用いた場合には、これを共重合成分として含む共重合体が、これを含まない重合体と比較して、屈折率が上昇する性質を有するものを用いることが好ましい。上記性質を有し、重合体と安定した共存が可能で、かつ、前述のコア用モノマーあるいはクラッド原料である重合性化合物の各種重合条件（加熱および加圧等の重合条件）下において安定であるものを、ドーパントとして用いることができる。本実施の形態では、コア用モノマーにドーパントを含有させ、コア部を形成する工程において界面ゲル重合法により重合の進行方向を制御し、屈折率調整剤の濃度に傾斜を持たせ、コア部に屈折率調整剤の濃度分布に基づく屈折率分布構造を形成する方法を例示しているが、それ以外にもプリフォーム形成後に屈折率調整剤を拡散させる方法も知られている（以下、屈折率の分布を有するコア部を「屈折率分布型コア部」と称する）。屈折率分布型コア部を形成することにより、得られる光学部材は、広い伝送帯域を有する屈折率分布型プラスチック光学部材となる。
【０１０９】
前記ドーパントとしては、例えば、安息香酸ベンジル（ＢＥＮ）、硫化ジフェニル（ＤＰＳ）、リン酸トリフェニル（ＴＰＰ）、フタル酸ベンジル−ｎ−ブチル（ＢＢＰ）、フタル酸ジフェニル（ＤＰＰ）、ビフェニル（ＤＰ）、ジフェニルメタン（ＤＰＭ）、リン酸トリクレジル（ＴＣＰ）、ジフェニルスルホキシド（ＤＰＳＯ）などが挙げられ、中でも、ＢＥＮ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯが好ましい。また、ドーパントは、例えばトリブロモフェニルメタクリレートのように重合性化合物でもよく、その場合、マトリックスを形成する際に、重合性モノマーと重合性ドーパントとを共重合させるので、種々の特性（特に光学特性）の制御がより困難となるが、耐熱性の面では有利となる可能性がある。ドーパントの、コア部における濃度および分布を調整することによって、プラスチック光ファイバーの屈折率を所望の値に変化させることができる。
【０１１０】
前述した重合開始剤や連鎖移動剤、屈折率調整剤の各添加量については、用いるコア用モノマーの種類等に応じて、好ましい範囲を適宜決定することができる。本実施形態においては、重合開始剤は、コア用モノマーに対して、０．００５〜０．０５０質量％となるように添加しており、この添加率を０．０１０〜０．０２０質量％とすることがより好ましい。また、前記連鎖移動剤は、コア用モノマーに対して、０．１０〜０．４０質量％となるように添加しており、この添加率を０．１５〜０．３０質量％とすることがより好ましい。そして、本実施形態のように、ドーパントを添加する場合の添加率は、コア用モノマーに対して、１質量％以上５０質量％以下とすることが好ましい。
【０１１１】
その他、コア部、クラッド部もしくはそれらの一部には、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、コア部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、コア部、クラッド部もしくはそれらの一部に含有させることができる。
【０１１２】
ＧＩ型ＰＯＦのプリフォームの製造方法は、特許３３３２９２２号公報に記載されているように、クラッドとなる樹脂の中空管を作成し、その管内にコアを形成する樹脂組成物を注入し、塊状重合法の一種である界面ゲル重合法によりポリマーを重合することによりコア部を形成する方法を例示することができる。この場合の重合条件、つまり重合温度や順号時間は、用いるモノマーや重合開始剤により異なるが、一般的に好ましい条件がある。その条件とは、例えば重合温度は、６０℃以上で、かつ生成するポリマーのガラス転移点以下であることが好ましく、６０℃以上１５０℃以下であることが好ましい。また例えば重合時間は、５〜７２時間であることが好ましく、５〜４８時間であることがより好ましい。不活性ガス雰囲気中で重合反応を行うことが好ましく、必要に応じて、加圧や減圧を実施してもよい。この他にも、国際公開第０３／１９２５２号パンフレット記載の重合条件を適用することにより、密度揺らぎのないコア部を形成することができる。また、その他には、重合後の屈折率が異なる重合性組成物を逐次添加するコア部の形成法も知られている。なお、本発明に用いられるＧＩ型光ファイバーのプリフォームの製造方法は、前述の如く界面ゲル重合法に限定されるものではない。また、樹脂組成物は前述のように、単一の屈折率を持つ樹脂組成物に屈折率調整剤を添加するものや、屈折率の異なる樹脂を混合するもの、共重合などが用いられる。また、ＰＯＦは、ＧＩ型の他に、シングルモード型、ステップインデックス型など様々な屈折率プロファイルを持つものが知られており、本発明は、これらの製造方法により製造されたＰＯＦに適用することもできる。
【０１１３】
ＰＯＦの場合には、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、通常、その表面に１層以上の保護層を被覆して使用する。
【０１１４】
保護層形成用材料としては、具体的に以下の材料を挙げることができる。これらは高い弾性を有しているため、曲げなどの機械的な特性付与の観点でも効果がある。まず、ポリマーの一形態であるゴムを用いることもできる。具体的には、イソプレン系ゴム（例えば、天然ゴム，イソプレンゴムなど），ブタジエン系ゴム（例えば、スチレン−ブタジエン共重合ゴム，ブタジエンゴムなど），ジエン系特殊ゴム（例えば，ニトリルゴム，クロロプレンゴムなど），オレフィン系ゴム（例えば、エチレン−プロピレンゴム，アクリルゴム，ブチルゴム，ハロゲン化ブチルゴムなど），エーテル系ゴム，ポリスルフィド系ゴム，ウレタン系ゴムなどが挙げられる。
【０１１５】
また、保護層形成用材料としては、室温では流動性を示し、加熱することによりその流動性が消失して硬化する液状ゴムを用いることができる。具体的には、ポリジエン系（例えば、基本構造がポリイソプレン，ポリブタジエン，ブタジエン−アクリロニトリル共重合体，ポリクロロプレンなど），ポリオレフィン系（例えば、基本構造がポリオレフィン，ポリイソブチレンなど），ポリエーテル系（例えば、基本構造がポリ（オキシプロピレン）など），ポリスルフィド系（例えば、基本構造がポリ（オキシアルキレンジスフィド）など），ポリシロキサン系（例えば、基本構造がポリ（ジメチルシロキサン）など）などを挙げることができる。
【０１１６】
保護層形成用材料として、さらには、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を用いることもできる。熱可塑性エラストマーは、室温ではゴム弾性を示し、高温では可塑化されて成形が容易である物質群である。具体的には、スチレン系ＴＰＥ，オレフィン系ＴＰＥ，塩化ビニル系ＴＰＥ，ウレタン系ＴＰＥ，エステル系ＴＰＥ，アミド系ＴＰＥなどが挙げられる。なお、前記列記したポリマーは、素線のポリマーのガラス転移温度Ｔｇ以下で成形可能なものであれば、特に上記材料に限定されず、各材料間もしくは上記以外の共重合体や混合ポリマーを用いることもできる。
【０１１７】
また、ポリマー前駆体と反応剤などとを混合した液を熱硬化させるものを保護層形成用材料として用いることができる。例えば、特開平１０−１５８３５３号公報に記載のＮＣＯブロックプレポリマーと微粉体コーティングアミンとから製造される１液型熱硬化性ウレタン組成物を挙げることができる。また、国際公開第９５／２６３７４号パンフレットに記載のＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマーと２０μｍ以下の固形アミンとからなる１液型熱硬化性ウレタン組成物なども用いることもできる。その他に、性能を改善する目的で難燃剤、酸化防止剤、ラジカル捕獲剤、滑剤などの添加剤や、無機化合物及び／または有機化合物からなる各種フィラーを加えることができる。
【０１１８】
本発明では、所定の光伝送体にさらに必要に応じて上記の保護層を１次被覆層とし、外周にさらに２次（または多層）被覆層を設けたものを用いてもよい。１次被覆が充分な厚みを有している場合には、１次被覆の存在により熱ダメージが減少するため、２次被覆層の素材の硬化温度の制限は、１次被覆層を被覆する場合に比べて、緩くすることができる。２次被覆層には前述と同様に、難燃剤や紫外線吸収剤、酸化防止剤、ラジカル捕獲剤、昇光剤、滑剤などを導入してもよい。なお、難燃剤については臭素を始めとするハロゲン含有の樹脂や添加剤や燐含有のものがあるが、毒性ガス低減などの安全性の観点で難燃剤として金属水酸化物を好ましく使うことができる。金属水酸化物はその内部に結晶水として水分を有しており、またその製法過程での付着水が完全に除去できないため、金属水酸化物による難燃性被覆は本発明の１次被覆層の外層に耐湿性被覆を設けてその外層にさらに被覆層として設けることが望ましい。
【０１１９】
また、複数の機能を付与させるために、様々な機能を有する被覆を積層させてもよい。例えば、前述の難燃化以外に、吸湿を抑制するためのバリア層や水分を除去するための吸湿材料、例えば吸湿テープや吸湿ジェルを被覆層内や被覆層間に有することができ、また可撓時の応力緩和のための柔軟性素材層や発泡層等の緩衝材、剛性を向上させるための強化層など、用途に応じて選択して設けることができる。樹脂以外にも構造材として、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すると、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。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る。また、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。いずれのものも前述したもの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組み込むことができる。
【０１２０】
また、本発明により製造されたＰＯＦは光ケーブルに好適であり、そのケーブル形状は使用形態によって、ＰＯＦを同心円上にまとめた集合ケーブルや、これらを横に一列に並べたテープ状のもの、さらにそれらを押え巻やラップシースなどでまとめた集合ケーブルなど用途に応じてその形態を選ぶことができる。
【０１２１】
また、本発明によるＰＯＦを用いた光デバイスを使用する場合には、接続用光コネクタを用いることにより光デバイスにおける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、Ｆ０５型、ＭＵ型、ＦＣ型、ＳＣ型などの市販の各種コネクタを利用することも可能である。
【０１２２】
本発明によるＰＯＦでは、種々の発光素子を用いることができるが、光の放射角が狭いうえに集積率が上げられ、比較的低い電流で動作することや、構成する元素組成比によって発振波長を変化させることができることから、特開平７−３０７５２５号公報、特開平１０−２４２５５８号公報、特開２００３−１５２２８４号公報の記載の様に、面発光型半導体レーザー（ＶＣＳＥＬ）を光源として用いることがより好ましい。その他に本発明では、種々の受光素子、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通信することができる。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方式に好適に用いることができる。
【０１２３】
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、光分波器などを組み合わせることで、多重化した送受信などを使用した、より高度な光伝送方式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。
【０１２４】
なお、本発明は、上記の実施形態のＧＩ型ＰＯＦ以外のものとして、例えば、ステップインデックス（ＳＩ）型や単一モード（ＳＭ）型のＰＯＦを製造する場合についても適用可能である。
【０１２５】
以下、実施例を示し、本発明を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。なお以下の実施例において、実施例３及び４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。
【実施例１】
【０１２６】
溶融押出成型により、ＰＶＤＦからなるクラッド１３を作製した。クラッド１３は、外径２０ｍｍ、内径が１９ｍｍ、長さが６０ｃｍである。このクラッドを、十分な剛性を有する第１重合容器６２の中に装填した。第１重合容器６２は、内径２０ｍｍ、内部の長さ６０ｃｍである。この管状クラッド１３を純水により洗浄して９０℃で乾燥し、その後に、所定の材料（ＫＦ８５０ペレット、呉羽化学（株）製）を用いて、クラッドの片端部に栓６１を形成した。この栓６１の形成条件は、２００℃、３０分である。その後に、アウターコア部形成のための前処理を実施した。この前処理は、エタノールによるクラッド１３内面の洗浄処理と減圧処理とである。この減圧処理条件は、８０℃のオーブン内にて−０．０８ＭＰａ（対大気圧値）の減圧下で１２時間である。
【０１２７】
次に、アウターコア部１５を形成した。まず、三角フラスコ内にメチルメタクリレート（ＭＭＡ）（和光純薬（株）製）１２９．０ｇと、２，２’−アゾビス（イソ酪酸）ジメチル０．０６４５ｇと、１−ドデカンチオール（ラウリルメルカプタン）０．５１６ｇとを計量して混合しアウターコア液を得た。このアウターコア液に対し、超音波洗浄装置（ＵＫＳ−３，３８０００ＭＨｚ，出力３６０Ｗ、井内盛栄堂（株）製）により１０分間超音波照射を行った。続いて、クラッド１３の中に、このアウターコア液を注入し、減圧装置を用いて、クラッド１３の内部を−０．０１ＭＰａ（対大気圧値）に減圧した。減圧脱気しつつ、前記超音波洗浄装置を用いて超音波処理を５分間実施した。
【０１２８】
クラッド１３の先端部分の空気をアルゴンに置換した後、クラッド１３の他方の端部をシリコン製の栓６１を用いて塞ぎ、シールテープを用いて密閉した。アウターコア液が入れられたクラッド１３を、第１重合容器６２に入れ、湯浴にて予備重合を行った。このときの湯浴温度は６０℃であった。予備重合の後、第１重合容器６２に入っているクラッド１３を、回転重合装置７１にセットして、水平状態で回転させてアウターコア液を重合させてクラッド１３の内面にアウターコア部１５を形成した。この回転重合は３段階の条件としており、はじめの条件は、回転速度３０００ｒｐｍ、重合温度６５℃、１時間であり、次の条件は、回転速度３０００ｒｐｍ、重合温度７０℃、４時間であり、さらに次の条件は、回転速度３０００ｒｐｍ、重合温度９０℃、２０時間である。
【０１２９】
アウターコア部１５が形成されたクラッド１３について、インナーコア部１６を生成するための前処理を実施した。この前処理は加熱オーブンを用いて実施し、その条件は、９０℃、−０．０８ＭＰａ（対大気圧値）、３時間の減圧処理である。
【０１３０】
次にインナーコア部１６を形成した。まず、三角フラスコ内にメチルメタクリレート（ＭＭＡ）（和光純薬（株）製）６０．０ｇと、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド１０μＬと、１−ドデカンチオール０．１６５ｇと、ドーパントとしてのジフェニルスルフィド６．００ｇとをそれぞれ計量して混合し、インナーコア液を得た。このインナーコア液に対し、前記超音波洗浄装置により１０分間超音波照射を行った。続いて、アウターコア部１５を形成されたクラッド１３を８０℃で２０分間保温した後に、アウターコア部１５の中空部に、このインナーコア液を注入した。
【０１３１】
クラッド１３の端部をシールテープで覆い、その後重合装置８０としてのオートクレーブの内部に、クラッド１３を立ててセットした。このとき、栓６１側を下とし、シールテープ側を上とした。オートクレーブの蓋を閉めて内部空気をアルゴンで置換し、その中を＋０．０５ＭＰａ（対大気圧値）となるように加圧した。そして、１００℃で４８時間界面ゲル重合法によりインナーコア液を加熱重合した。続いて、１２０℃で更に２４時間の加熱重合及び熱処理をしてプリフォームを作製し、オートクレーブから取り出した。そして、以上の方法により、プリフォームを複数本作製した。これらのプリフォームは、目視では空隙（ボイド）がなくいずれも良好なものであった。
【０１３２】
図１３，図１４に示すようなＰＯＦ製造設備を用い、得られたプリフォームを延伸しながら接合してＰＯＦ２１を製造した。第１プリフォーム後端部１１ｂと第２プリフォーム先端部１１１ａは、長手方向に対し垂直な面とし、＃３００のサンドペーパで平滑処理をして、これらの面を接合面とした。第１プリフォーム後端部１１ｂと第２プリフォーム先端部１１１ａには、予め、塗布液を塗布することにより被覆材１５９を設けた。この塗布液はレーザ溶着用染料であり、塗布は、前記塗布液が注入された専用のペン型塗布手段により行った。第１プリフォーム１１を延伸し始め、これが所定の位置にまで下降したところで、第２プリフォーム１１１を第１プリフォーム１１の上方に移動させて、端面同士を合わせ、第２プリフォーム１１１の後端部側からエアシリンダを用いて３Ｎ／ｃｍ2 の荷重をかけて接合面が密着するように押さえつけた。
【０１３３】
この接合面に対してレーザ照射装置１５１により９４０ｎｍのレーザを照射した。用いたレーザ照射装置１５１は、レーザ出力３０Ｗのレーザ溶着システム（ＲＥＩＳＴＥＲ社製）である。照射角度θを５°とし、被覆材１５９の全域に対してレーザ光を照射した。
【０１３４】
延伸するための加熱炉１４０は電気炉であり、第１プリフォーム１１の走行方向に沿って温度を変化させるために４つの領域からなる。それぞれの領域での設定温度は、上流側から２４０℃、２２０℃、１７０℃、１４０℃とした。溶融された第１プリフォーム１１の先端が細くなったところで、その外径が４７０±１０μｍに安定させるべく延伸条件を調整して、連続延伸をした。その延伸速度は７ｍ／分、延伸張力は１．２Ｎであった。
【０１３５】
得られたＰＯＦ２１は、長さが５００ｍであり、延伸は、接合部における切断もなく良好に連続して実施することができた。
【０１３６】
得られたＰＯＦ２１のうち、接合部分を含まない１００ｍと、接合部分を含む１００ｍとをそれぞれサンプリングして、前者をサンプル１、後者をサンプル２とした。そして、サンプル１，２の伝送損失を光波長６５０ｎｍにて測定した。
【０１３７】
伝送損失は、サンプル１が１５７ｄＢ／ｋｍであり、サンプル２が１７４ｄＢ／ｋｍであった。サンプル２では、接合部分近傍のクラッドを除去したために、この部分から光が外部へもれるために、サンプル１と比べて伝送損失がわずかに大きくなっているが実用的に問題のないものであった。
【実施例２】
【０１３８】
実施例１で得られたプリフォームを、接合方法を以下の方法に代えて、連続的に延伸し、ＰＯＦを得た。なお、ここに示す接合方法は基本的には図１５を用いて説明したものと同じであり、レーザー照射は、図１５における第３プリフォーム２１１の上方からレーザ光を入射させて、第３プリフォーム２１１のコアを通過させ、第１のプリフォーム１１との接合部全体を被覆する被覆材１５９全域に照射した。この他の条件は実施例１と同様にして実施した。
【０１３９】
得られたＰＯＦ２１は、長さが５００ｍであり、延伸は、接合部における切断もなく良好に連続して実施することができた。
【０１４０】
得られたＰＯＦ２１のうち、接合部分を含まない１００ｍと、接合部分を含む１００ｍとをそれぞれサンプリングして、前者をサンプル３、後者をサンプル４とした。そして、サンプル３，４の伝送損失を光波長６５０ｎｍにて測定した。
【０１４１】
伝サンプル３及び４の伝送損失が、それぞれ１５２ｄＢ／ｋｍと１７７ｄＢ／ｋｍとであった。
【実施例３】
【０１４２】
使用したプリフォームは実施例１で作製されたものである。レーザ接合を実施せず、その代わりに、接合させるプリフォームを図１６の（Ａ）に示すように一方の第４プリフォ  ームの一端部を雄ネジ形とし、他方の第５プリフォームの一端部を前記第４プリフォームと螺合する雌ネジ形となるように切削して接合した。その他の条件は実施例１と同様にして実施した。
【０１４３】
本実施例３の結果、加熱炉１４０内部でプリフォームが細くなった位置において、接合部分が大きく変形して、雄ネジと雌ネジの両形状部分が溶融接合せずにはずれてしまった。そして、最初に延伸した第４プリフォームの後端部近傍は延伸されることなく線引ローラ対に引っかかり、また、続く第５ローラ対の先端部は、加熱炉内に残ってしまったため、ＰＯＦ製造設備が停止してしまった。
【実施例４】
【０１４４】
使用したプリフォームは実施例１で作製されたものである。レーザ接合を実施せず、その代わりに、図１６の（Ｂ）〜（Ｄ）に各々示される様々な形状にプリフォームの端部を切削して接合させた。図１６（ｂ）に示される形状は、一方のプリフォーム３０１Ｂが一定径の凹部を有し、他方のプリフォーム３１１Ｂが前記プリフォーム３０１Ｂの凹部形状にはめられるような凸部が形成されている。また、図１６（Ｃ）に示される形状は、一方のプリフォーム３１１Ｃが円錐状の凸部を有し、他方のプリフォーム３０１Ｃが前記円錐状凸部と合わせられるような凹部を有する。図１６（Ｄ）に示される形状は、接合面が互いに半分切り欠けられた形状とされている。さらに、図１６（Ｅ）に示される一方のプリフォーム３１１Ｅは、先端の径が端部に向かうにつれて連続的に小さくなり、他方のプリフォーム３０１Ｅはプリフォーム３１１Ｅの端部と合わせられる凹部を有する。
【０１４５】
プリフォーム同士の互いに接する面には、予め、アセトン５０重量部にＰＭＭＡペレットを溶解した糊を塗布した。両プリフォームを突き合わせてプリフォーム同士を１．０Ｎの力で押し続けながら２４時間、６０℃でそれぞれ保持した。このようにして接合されたプリフォームをそれぞれ実施例１と同様に延伸した。
【０１４６】
プリフォームは、いずれも、加熱炉内において、溶融により細くなった位置で接合部分が糸を引きながら剥がれはじめて、外径が１０〜１５ｍｍ程度に細くなった時点で完全に剥がれてしまった。したがって、図１６の（Ｂ）〜（Ｅ）の接合方法により接合されたプリフォームは、いずれも連続延伸が不可能であった。
【０１４７】
本実施例１〜４により、本発明によると、プリフォームが強い接合力で接合されるとともに、延伸の際にもその接合部が切断することがない。これにより、連続的にＰＯＦを製造することができる。また、本発明によると、プリフォームを延伸しながら順次接合することができるので、接合と延伸とを同時に実施することができるとともに、延伸のための加熱溶融装置等を大型化することなく、連続延伸することができる。さらに、本発明によると、プリフォーム全体を延伸してＰＯＦとすることが可能であるために、プリフォームのロスがなくなるということがわかるとともに、得られたＰＯＦは接合部においても伝送損失が小さく、好適な伝送特性を有することがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明の実施形態としてのプラスチック光ファイバの断面図である。
【図２】プラスチック光ファイバの径方向における屈折率を示す図である。
【図３】プラスチック光ファイバの製造工程図である。
【図４】クラッドを作成するために用いた、アウターダイ減圧吸引方式の溶融成型設備の概略図である。
【図５】成型ダイスの一例の概略を示す断面図である。
【図６】インナーサイジングダイ方式の押出成型機の一部の概略を示す断面図である。
【図７】インナーサイジングダイに備えられるガイドの斜視図である。
【図８】回転重合用の重合容器の概略を示す断面図である。
【図９】回転重合装置の概略を示す斜視図である。
【図１０】回転重合装置における回転方法の説明図である。
【図１１】インナーコアを生成するための重合装置を示す概略図である。
【図１２】プリフォームからＰＯＦを製造するＰＯＦ製造設備の概略図である。
【図１３】プリフォームの接合部の形状を示す説明図である。
【図１４】プリフォームの接合方法を示す説明図である。
【図１５】プリフォームの別の接合方法を示す概略図である。
【図１６】比較実験として実施した接合部の形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１１，１１１  プリフォーム
１２    コア
１３    クラッド
１５    アウターコア
１６    インナーコア
２１    プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）
１２０  ＰＯＦ製造設備
１２１  加熱装置
１２６  線引ローラ対
１３５，１３６  保持部材
１３７  第１シフト装置
１４７  センサ
１５１  レーザ照射装置
１５３  ＸＹステージ
１５６  第２シフト機構
【図１】
2006011321.tif 000003
【図２】
2006011321.tif 000004
【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】
2006011321.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2006011321.tif 000012
【図１１】
2006011321.tif 000013
【図１２】
2006011321.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2006011321.tif 000016
【図１５】
2006011321.tif 000017
【図１６】
2006011321.tif 000018