(57)【要約】【課題】めっき槽を大型化することなく所定厚にめっきすることができると共に、光ファイバへの給電を容易且つ安定させることのできる金属被覆光ファイバ製造装置を提供する。【解決手段】本発明の金属被覆光ファイバ製造装置では、めっき液５が満たされ且つ第１電極６が配置されためっき槽７内を、第１回転体８と第２回転体９の周面８ａ、９ａに光ファイバ１を巻き付けるようにして送り出すことで複数回に渡って前記光ファイバ１を往復走行させるように構成する。そして、第１電極６と第２回転体９間に電圧を印加し、この第２回転体９の周面に巻き付く光ファイバ１の導電体層２に給電し、当該第２回転体９を第２電極とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体層が表面に形成された光ファイバを送り出す送出手段と、
前記送出手段で送り出された前記光ファイバの表面に金属被覆層を形成するためのめっき液が満たされ且つ第１電極が配置されためっき槽と、
前記めっき槽内を複数回に渡って前記光ファイバを往復走行させる、該めっき槽の両側に配置された第１回転体及び第２回転体と、
前記第１回転体又は第２回転体の何れか一方に給電して、前記光ファイバを第２電極とする給電手段と、
めっきされて金属被覆層が形成された光ファイバを巻き取る巻取機と、を備えた
ことを特徴とする金属被覆光ファイバ製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の金属被覆光ファイバ製造装置であって、
前記給電手段で給電される何れかの第１回転体又は第２回転体は、前記光ファイバをその回転体の表面に巻き付けて送り出す給電ローラからなる
ことを特徴とする金属被覆光ファイバ製造装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の金属被覆光ファイバ製造装置であって、
前記めっき槽の両側に、該めっき槽から溢れ出るめっき液を回収するオーバーフロー槽を設けた
ことを特徴とする金属被覆光ファイバ製造装置。
【請求項４】
導電体層が表面に形成された光ファイバを、めっき液と第１電極が設けられためっき槽内を複数回に渡って往復走行させて、該光ファイバの表面に金属被覆層を形成する金属被覆光ファイバ製造装置に用いられる給電ローラであって、
前記給電ローラは、前記めっき槽の両側に配置される第１回転体又は第２回転体の何れかとされ、一方の回転体に給電して前記光ファイバを第２電極とし且つその回転体の表面に前記光ファイバを巻き付けて送り出す送出機能を持つ
ことを特徴とする給電ローラ。
【請求項５】
めっき液が満たされためっき槽内に、導電体層が表面に形成された光ファイバを浸漬させて走行させることにより電気めっきして、外表面に金属被覆層を形成する金属被覆光ファイバの製造方法において、
前記光ファイバに給電を行うと共に、該光ファイバを、前記めっき槽内において複数回に渡って往復走行させて前記金属被覆層を形成する
ことを特徴とする金属被覆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、光ファイバの外表面に金属被覆層を形成する金属被覆光ファイバ製造装置、給電ローラ及び金属被覆光ファイバの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１及び２には、光ファイバの外表面に電気めっきにより金属層を形成する技術が開示されている。特許文献１では、光ファイバ用母材を紡糸炉で加熱溶融して紡糸した後、光ファイバの表面に高分子導電体層を被覆し、その後めっき槽に光ファイバを浸漬させて走行させることで金属層を形成している。
【０００３】
特許文献２では、プリフォームを加熱炉で加熱溶融して紡糸した後、ＣＶＤ装置でカーボン層を形成した光ファイバを、水銀が満たされた給電槽を通過させて電流印加し、電気めっき槽に浸漬させて走行させることによって、金属層を形成している。
【０００４】
前記光ファイバに電気めっきによって金属層を被覆するには、めっき液側と光ファイバ（具体的には光ファイバ表面に形成した導体部）側との間に電圧を印加する必要がある。特許文献１では、めっき槽から出た光ファイバを両側から挟み込むようにして配置した一対の給電ローラ間に電圧を印加させている。特許文献２では、めっき槽の両側に設けた通電部に光ファイバを摺接させて電圧の印加を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６３−１０８０３号公報
【特許文献２】特開平６−３０５７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２では、何れも光ファイバをめっき槽内において浸漬させて一方から他方へ走行させているだけであるため、めっき成長部の厚みはめっき槽の長さに依存する。つまり、めっき厚を厚くするには、めっき槽の長さを長くする必要がある。特に、一定電流における電気めっきの場合、めっき槽長さに対するめっき厚の効率が悪く、めっき厚を厚くするには出来るだけめっき槽長さを長くする必要がある。しかしながら、めっき槽を長くすると、省スペース及び装置コストの観点から有利でない。
【０００７】
また、特許文献１では、給電ローラと光ファイバが点接触となるため、それらの間の接触抵抗が大きくなり、印加電圧を多くしなくてはならなくなる。また、特許文献１では、給電ローラ間の間隔調整が困難になること、片側からの給電構造のため給電ローラからの距離が大きくなることによる電圧降下が大きくなること、等の課題がある。
【０００８】
また、特許文献２では、給電に水銀を使用しているため、有害物質である水銀の取り扱いが難しい等の課題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、めっき槽を大型化することなく所定厚にめっきすることができると共に、光ファイバへの給電を容易且つ安定させることのできる金属被覆光ファイバ製造装置、給電ローラ及び金属被覆光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の金属被覆光ファイバ製造装置は、導電体層が表面に形成された光ファイバを送り出す送出手段と、前記送出手段で送り出された前記光ファイバの表面に金属被覆層を形成するためのめっき液が満たされ且つ第１電極が配置されためっき槽と、前記めっき槽内を複数回に渡って前記光ファイバを往復走行させる、該めっき槽の両側に配置された第１回転体及び第２回転体と、前記第１回転体又は第２回転体の何れか一方に給電して、前記光ファイバを第２電極とする給電手段と、めっきされて金属被覆層が形成された光ファイバを巻き取る巻取機と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の金属被覆光ファイバ製造装置であって、前記給電手段で給電される何れかの第１回転体又は第２回転体は、前記光ファイバをその回転体の表面に巻き付けて送り出す給電ローラからなることを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の金属被覆光ファイバ製造装置であって、前記めっき槽の両側に、該めっき槽から溢れ出るめっき液を回収するオーバーフロー槽を設けたことを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、導電体層が表面に形成された光ファイバを、めっき液と第１電極が設けられためっき槽内を複数回に渡って往復走行させて、該光ファイバの表面に金属被覆層を形成する金属被覆光ファイバ製造装置に用いられる給電ローラであって、
前記給電ローラは、前記めっき槽の両側に配置される第１回転体又は第２回転体の何れかとされ、一方の回転体に給電して前記光ファイバを第２電極とし且つその回転体の表面に前記光ファイバを巻き付けて送り出す送出機能を持つことを特徴としている。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、めっき液が満たされためっき槽内に、導電体層が表面に形成された光ファイバを浸漬させて走行させることにより電気めっきして、外表面に金属被覆層を形成する金属被覆光ファイバの製造方法において、前記光ファイバに給電を行うと共に、該光ファイバを、前記めっき槽内において複数回に渡って往復走行させて前記金属被覆層を形成することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の金属被覆光ファイバ製造装置によれば、めっき槽の両側に配置された第１回転体と第２回転体によって光ファイバを、該めっき槽内を複数回に渡って往復走行させる構成したので、めっき槽を大型化しなくても光ファイバのめっき槽内での走行回数を増やしてめっき処理時間を長くすることができることから所定厚の金属被覆層を形成することができる。
【００１６】
本発明の給電ローラによれば、光ファイバを回転体の表面に巻き付けて送り出す送出機能を持ち且つ光ファイバに電圧を印加する給電機能を持つため、該光ファイバとの接触部位が大となり接触抵抗の低減により印加電圧を小さくすることができると共に、一つの部品で光ファイバの送り出しと給電を行うことが可能となることから部品数の削減及び装置構造の簡略化が図れる。
【００１７】
本発明の金属被覆光ファイバの製造方法によれば、めっき槽内に光ファイバを複数回に渡って往復走行させているため、それだけ長い時間光ファイバに対してめっきすることができることから、めっき槽を大型化することなく所定厚の金属被覆層を形成することができ、また、印加電圧を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本実施形態の金属被覆光ファイバ製造装置の概略構成全体を示す断面図である。
【図２】図２は図１のめっき槽及びそのめっき槽に光ファイバを複数回に渡って往復走行させる機構部の平面図である。
【図３】図３は金属被覆層が形成された金属被覆光ファイバの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
［金属被覆光ファイバ製造装置及び給電ローラの構成］
図１は本実施形態の金属被覆光ファイバ製造装置の概略構成全体を示す断面図、図２は図１のめっき槽及びそのめっき槽に光ファイバを複数回に渡って往復走行させる機構部の平面図、図３は金属被覆層が形成された金属被覆光ファイバの断面図である。
【００２１】
本実施形態の金属被覆光ファイバ製造装置で製造する金属被覆光ファイバは、図３に示すように、光ファイバ１の表面に導電体層２が形成され、その導電体層２の表面に電気めっきされて金属被覆層３が形成された構造である。導電体層２は、例えば無電解めっきにて形成される銅からなる。金属被覆層３は、例えば銅めっきからなる。
【００２２】
前記構造の金属被覆光ファイバを製造するための金属被覆光ファイバ製造装置は、図１に示すように、導電体層２が表面に形成された光ファイバ１を送り出す送出手段である送出機４と、この送出機４で送り出された光ファイバ１の表面に金属被覆層３を形成するためのめっき液５が満たされ且つ第１電極６が配置されためっき槽７と、このめっき槽７内を複数回に渡って往復走行させる第１回転体８及び第２回転体９と、第１回転体８又は第２回転体９の何れか一方に給電して光ファイバ１を第２電極とする給電手段である整流器１０と、めっきされて金属被覆層３が形成された光ファイバ１を巻き取る巻取機１１と、走行する光ファイバ１にテンションを付与するテンション付与手段である送出ダンサ１２及び巻取ダンサ１３と、を備えている。
【００２３】
前記送出機４には、電気めっき処理工程前に事前に光ファイバ１の表面に無電解めっきされて導電体層２が形成された光ファイバ１が巻回されている。送出機４は、光ファイバ１をめっき槽７へ繰り出すための送り出し装置である。
【００２４】
めっき槽７は、第１回転体８と第２回転体９間を往復する往路と復路にそれぞれ設けられており、全部で２つ配置されている。各めっき槽７には、光ファイバ１の表面に金属被覆層３を形成するための銅めっき液からなるめっき液５が満たされている。また、めっき槽７には、アノード電極となる第１電極６が配置されている。第１電極６は、図２に示すように、めっき槽７内を往復走行する光ファイバ１を挟んでその両側にそれぞれ該光ファイバ１と平行に対向配置されている。この実施形態では、２組の第１電極６、６をそれぞれ各めっき槽７内に配置している。
【００２５】
前記各めっき槽７の両側には、該めっき槽７から溢れ出るめっき液５を回収するオーバーフロー槽１４が設けられている。
【００２６】
第１回転体８は、めっき槽７脇に設けられた一方（送出機４に近い側）のオーバーフロー槽１４に隣接して設けられたプーリ室１５内に配置されている。かかる第１回転体８は、円柱形状又は円筒形状をなすローラとして形成されている。この第１回転体８は、回転軸１６を軸受け（図示は省略する）で支持することにより周方向に回転自在とされている。また、第１回転体８の周面８ａには、光ファイバ１が回転軸１６の軸方向である高さ方向に複数巻回されるように巻き付くようになっている。なお、第１回転体８は、モータ等の駆動源により回転させられるのではなく、その周面８ａに巻き付く光ファイバ１の走行力によって回転する。
【００２７】
第２回転体９は、めっき槽７脇に設けれた他方（送出機４から遠い側）のオーバーフロー槽１４に隣接して設けられたローラ室１７内に配置されている。かかる第２回転体９は、円柱形状又は円筒形状をなすローラとして形成されている。この第２回転体９は、回転軸１８をモータ１９で回転駆動することにより回転させられる。前記モータ１９は、第２回転体９を回転させることで、その周面９ａに巻き付く光ファイバ１を所定の線速度一定で走行させる。線速度一定で光ファイバ１を走らせることで、めっき厚さを均一にすることができる。なお、線速度一定でないと、光ファイバ１の箇所によってはめっき厚さにばらつきが生じる。また、第２回転体９の周面９ａには、光ファイバ１が回転軸１８の軸方向である高さ方向に複数巻回されるように巻き付くようになっている。
【００２８】
また、この第２回転体９は、光ファイバ１の導電体層２を第２電極（カソード電極）とするために、導電性に優れたステンレス鋼（例えばＳＵＳ３１６）から形成されている。このため、第２回転体９は、光ファイバ１をその回転体の表面９ａに巻き付けて送り出す機能と光ファイバ１自体（実質的には導電体層２自体）を第２電極とする給電ローラとなる。
【００２９】
前記整流器１０は、第１電極６と第２回転体９の回転軸１８に接続されており、これらに電気めっきするための電圧を印加する。前記回転軸１８には、ロータリジョイント２０が接続されており、このロータリジョイント２０を介して前記整流器１０から電流が通電される。回転軸１８に通電された電流は、第２回転体９に巻き付く光ファイバ１の導電体層２に流れることになる。
【００３０】
前記巻取機１１は、めっき槽７で電気めっき処理されることにより金属被覆層３が形成された光ファイバ１を巻き取るための巻き取り装置である。
【００３１】
送出ダンサ１２は、送出機４の前方に配置されている。かかる送出ダンサ１２は、送出機４から送り出される光ファイバ１にテンションを掛け、該光ファイバ１が弛まないようにする。巻取ダンサ１３は、巻取機１１の手前に配置されている。この巻取ダンサ１３は、めっき処理後の光ファイバ１が弛まないようにしてテンションを掛けるようにしている。したがって、これら送出ダンサ１２と巻取ダンサ１３によって掛けられるテンションにより、前記光ファイバ１の走行状態が安定する。
【００３２】
なお、送出ダンサ１２の近傍部には、光ファイバ１の走行経路をＵ字状にして該光ファイバ１を送出ダンサ１２に巻き付けるためのガイドローラ２１、２２が設けられている。同様に、巻取ダンサ１３の近傍部には、光ファイバ１の走行経路をＵ字状にして該光ファイバ１を巻取ダンサ１３に巻き付けるためのガイドローラ２３、２４が設けられている。
【００３３】
前記構成の金属被覆光ファイバ製造装置においては、送出機４からめっき槽７へ光ファイバ１を送って電気めっきされた金属被覆層３が形成された光ファイバ１を巻き取る巻取機１１に至る走行経路のうち、めっき槽７、オーバーフロー槽１４、プーリ室１５及びローラ室１７を、前記光ファイバ１が通過できるように走行用孔がそれぞれに形成されている。この走行用孔は、光ファイバ１を通過させることが可能な小さな孔とされている。
【００３４】
［金属被覆光ファイバの製造方法］
以上のようにして構成された金属被覆光ファイバ製造装置及びその金属被覆光ファイバ製造装置に用いられる給電ローラによって、光ファイバ１の表面に電気めっきにより金属被覆層３を形成する方法について説明する。
【００３５】
先ず、送出機１に導電体層２が形成された光ファイバ１をセットする。次に、この送出機１から光ファイバ１を引き出し、一方のガイドローラ２１から送出ダンサ１２を介して他方のガイドローラ２２に光ファイバ１を掛けることで、当該光ファイバ１をＵ字形状とする。その後、プーリ室１５、一方のオーバーフロー室１４、めっき槽７、他方のオーバーフロー室１４、ローラ室１７へと光ファイバ１を配索する。そして、光ファイバ１をローラ室１７に配置された第２回転体９の周面９ａに巻き付けた後、今度は、他方のオーバーフロー室１４、めっき槽７、一方のオーバーフロー室１４、プーリ室１５へと光ファイバ１を配索する。そして、光ファイバ１をプーリ室１５に配置された第１回転体８の周面８ａに巻き付ける。
【００３６】
これを複数回繰り返すことで、光ファイバ１を第１回転体８と第２回転体９間に掛け渡す。図１では、光ファイバ１を第１回転体８と第２回転体９に４回巻き付けている。これで、光ファイバ１は、めっき槽７を４往復走行することになる。そして、複数回巻き付けられた光ファイバ１を、一方のガイドローラ２４から巻取ダンサ１３を介して他方のガイドローラ２３に光ファイバ１を掛けることで、当該光ファイバ１をＵ字形状とする。そして、最後に光ファイバ１を、巻取機１１に取り付ける。これにより、光ファイバ１の走行経路が構築される。
【００３７】
以上のように配索された光ファイバ１を電気めっきするには、送出機４から光ファイバ１を送り出すと共に巻取機１１で光ファイバ１を巻き取ることによって該光ファイバ１を走行させる。すると、光ファイバ１は、第１回転体８と第２回転体９の周面８ａ、９ａに巻き付けられてめっき槽７を複数回に渡って往復走行する。このとき、光ファイバ１は、第１回転体８及び第２回転体９の周面８ａ、９ａに対して全周長の半分の長さに渡って巻き付く。
【００３８】
また、第１電極６と第２回転体９間には、整流器１０により電気めっきするための電圧を印加する。第２回転体９に電流が流れると、導電性金属材料からなる該第２回転体９を介してその回転体の周面９ａに巻き付く光ファイバ１の導電体層２に電流が流れることになる。その結果、光ファイバ１自体が第２電極として機能することになる。第１電極６と第２電極となる光ファイバ１間で電気めっきがなされ、めっき槽７を浸漬して走行する際に前記導電体層２に銅めっきが堆積されて行く。
【００３９】
光ファイバ１は、めっき槽７を複数回に渡って往復走行するため、めっき槽７自体を大型化しなくても長時間めっき処理されることになることから、所定厚の金属被覆層３を形成することができる。通常、電流密度はめっき液によって管理範囲が決まっており、無限に大きくすることができない。そのため、電気めっきの処理時間を長くすることで、めっき厚さを厚くする必要がある。同一長さＬのめっき槽７を有する場合、そのめっき槽７を直線的に一度だけ光ファイバ１を走行させた場合に比べて、本実施形態では、複数回に渡って光ファイバ１をめっき槽７内を往復走行させることによりめっき厚を数倍厚くすることが可能となる。
【００４０】
そして、めっきされて所定厚となった金属被覆層３が形成された光ファイバ１を巻取ダンサ１３でテンションを掛けながら巻取機１１で巻き取る。これで、金属被覆層３でその表面が覆われた金属被覆光ファイバが製造される。
【００４１】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態の金属被覆光ファイバ製造装置によれば、めっき槽７の両側に配置された第１回転体８と第２回転体９によって光ファイバ１を、該めっき槽７内を複数回に渡って往復走行させるので、めっき槽７を大型化しなくても光ファイバ１のめっき槽７内での走行回数（通過回数）を増やしてめっき処理時間を長くすることができることから所定厚の金属被覆層３を形成することができる。
【００４２】
また、本実施形態の金属被覆光ファイバ製造装置によれば、整流器１０で供給される第２回転体９は、光ファイバ１をその回転体の表面９ａに巻き付けて送り出す給電ローラとなるため、光ファイバ１を送り出す送り出しローラの機能と光ファイバ１に給電する給電ローラとしての機能を併せ持つことになる。
【００４３】
また、本実施形態の金属被覆光ファイバ製造装置によれば、めっき槽７の両側に該めっき槽７から溢れ出るめっき液５を回収するオーバーフロー槽１４を設けているので、めっき槽７から溢れためっき液５をオーバーフロー槽１４で回収して再利用することができる。
【００４４】
また、本実施形態の金属被覆光ファイバ製造装置によれば、第１回転体８及び第２回転体９の何れの回転体の周面８ａ、９ａに対しても光ファイバ１をその半周分巻き付けているため、光ファイバ１の走行状態を安定化させることができると共に、給電ローラとしても機能する第２回転体９に対する光ファイバ１の接触部位（接触領域）領域が増えることから給電状態を安定させることができる。その結果、整流器１０による印加電圧を増大させる必要が無くなる。
【００４５】
本実施形態の給電ローラによれば、光ファイバ１を回転体の表面に巻き付けて送り出す送り出し機能を持ち且つ光ファイバ１に電圧を印加する給電機能を持つため、該光ファイバ１との接触部位が大となり接触抵抗の低減により印加電圧を小さくすることができると共に、一つの部品で光ファイバ１の送り出しと給電を行うことが可能となることから部品数の削減及び装置構造の簡略化を図ることができる。
【００４６】
本実施形態の金属被覆光ファイバの製造方法によれば、めっき槽７内に光ファイバ１を複数回に渡って往復させているため、それだけ長い時間光ファイバ１に対してめっきすることができることから、めっき槽７を大型化することなく所定厚の金属被覆層３を形成することができ、また、印加電圧を小さくすることが可能となる。
【００４７】
以上のように、本発明を適用した具体的な実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。
【００４８】
例えば、上述の実施形態では、第２回転体９を給電ローラとしたが、第１回転体８を給電ローラとすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、光ファイバの表面に電気めっきして金属被覆層を形成する金属被覆光ファイバ製造装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…光ファイバ
２…導電体層
３…金属被覆層
４…送出機（送出手段）
５…めっき液
６…第１電極
７…めっき槽
８…第１回転体
９…第２回転体
１０…整流器（給電手段）
１１…巻取機
１２…送出ダンサ（テンション付与手段）
１３…巻取ダンサ（テンション付与手段）
１４…オーバーフロー槽
２０…ロータリジョイント
【図１】
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【図２】
2011227326.tif 000004
【図３】
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