(57)【要約】【課題】製造しやすい光伝達部材とその製造方法を提供する。【解決手段】光伝達部材１０は、紫外線により硬化する樹脂で形成されたコア層１３と、コア層１３を包み込むように配置され、紫外線により硬化する樹脂で形成され、コア層１３よりも屈折率の低いクラッド層１２，１４とを備える。また、紫外線硬化型樹脂は、使用される通信光の波長帯域とは異なる波長帯域の紫外線で硬化する樹脂である。さらに、コア層１３は、所定間隔を隔てて複数配置されており、クラッド層１２，１４は、複数配置されたコア層１３をまとめて包み込んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱又は光により硬化する樹脂で形成されたコア層と、
前記コア層を包み込むように配置され、熱又は光により硬化する樹脂で形成され、前記コア層よりも屈折率の低いクラッド層と、
を備える光伝達部材。
【請求項２】
請求項１に記載の光伝達部材において、
前記クラッド層は、第１のクラッド層と第２のクラッド層とを備え、
前記第１のクラッド層は、凹部を備え、
前記コア層は、前記凹部に配置され、
前記第２のクラッド層は、前記凹部に配置された前記コア層を封止していること、
を特徴とする光伝達部材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光伝達部材において、
前記樹脂は、紫外線硬化型樹脂であること、
を特徴とする光伝達部材。
【請求項４】
請求項３に記載の光伝達部材において、
前記紫外線硬化型樹脂は、使用される通信光の波長帯域とは異なる波長帯域の紫外線で硬化する樹脂であること、
を特徴とする光伝達部材。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光伝達部材において、
前記コア層は、所定間隔を隔てて複数配置されており、
前記クラッド層は、複数配置された前記コア層をまとめて包み込んでいること、
を特徴とする光伝達部材。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光伝達部材を製造する光伝達部材の製造方法であって、
ベースシートに前記クラッド層用の樹脂を塗布し、塗布した樹脂を熱又は光により硬化し、前記ベースシートに前記クラッド層の一部を形成する第１のクラッド層形成工程と、
前記クラッド層の一部に前記コア層用の樹脂を塗布し、塗布した樹脂を熱又は光により硬化し、前記クラッド層の一部に前記コア層を形成するコア層形成工程と、
前記コア層に前記クラッド層用の樹脂を塗布し、塗布した樹脂を熱又は光により硬化し、前記コア層を包み込むように、前記クラッド層の残りの部分を形成する第２のクラッド層形成工程と、
を備える光伝達部材の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の光伝達部材の製造方法において、
前記第１のクラッド層形成工程は、前記クラッド層の一部に凹部を形成し、
前記コア層形成工程は、前記凹部に前記コア層用の樹脂を充填し、
前記第２のクラッド層形成工程は、前記凹部に充填した前記コア層用の樹脂を前記クラッド層の前記残りの部分で封止すること、
を特徴とする光伝達部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝達部材とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の光伝達部材として、プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）がある。
プラスチック光ファイバとは、光信号が通過するコア材にアクリルを、コア材を覆うクラッド材にフッ素樹脂を用いた光ファイバである（例えば、特許文献１）。
プラスチック光ファイバは、石英系の光ファイバに比べ安価で、曲げに強く折れにくいという特徴がある。このため、デジタル家電や自動車など、短距離通信用途に広く使用されている。
また、他の光ファイバと異なり、大ロ径（例えば、ファイバ径；１ｍｍ、コア径；０．９８ｍｍ）のものが主流である。ファイバ径がこれくらい太いと、端面の多少の汚れや傷、光軸のずれがあっても光の伝達が可能なので、光コネクタなどの光部品を安価に作ることができる。
しかし、上述した従来のプラスチック光ファイバは、コア材にアクリルを、クラッド材にフッ素樹脂を用いているので、両者の材料が異なり、製造しにくいという問題があった。
【特許文献１】特開２００４−１８４４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、製造しやすい光伝達部材とその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、熱又は光により硬化する樹脂で形成されたコア層（１３）と、前記コア層（１３）を包み込むように配置され、熱又は光により硬化する樹脂で形成され、前記コア層（１３）よりも屈折率の低いクラッド層（１２，１４）と、を備える光伝達部材（１０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の光伝達部材（１０）において、前記クラッド層（１２，１４）は、第１のクラッド層（１２）と第２のクラッド層（１４）とを備え、前記第１のクラッド層（１２）は、凹部（１２ａ）を備え、前記コア層（１３）は、前記凹部（１２ａ）に配置され、前記第２のクラッド層（１４）は、前記凹部（１２ａ）に配置された前記コア層（１３）を封止していること、を特徴とする光伝達部材（１０）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光伝達部材（１０）において、前記樹脂は、紫外線硬化型樹脂であること、を特徴とする光伝達部材（１０）である。
請求項４の発明は、請求項３に記載の光伝達部材（１０）において、前記紫外線硬化型樹脂は、使用される通信光の波長帯域とは異なる波長帯域の紫外線で硬化する樹脂であること、を特徴とする光伝達部材（１０）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光伝達部材（１０）において、前記コア層（１３）は、所定間隔を隔てて複数配置されており、前記クラッド層（１２，１４）は、複数配置された前記コア層（１３）をまとめて包み込んでいること、を特徴とする光伝達部材（１０）である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光伝達部材（１０）を製造する光伝達部材の製造方法であって、ベースシート（１１）に前記クラッド層
（１２）用の樹脂（１２１）を塗布し、塗布した樹脂（１２１）を熱又は光により硬化し、前記ベースシート（１１）に前記クラッド層の一部（１２）を形成する第１のクラッド層形成工程（＃１〜＃４）と、前記クラッド層の一部（１２）に前記コア層（１３）用の樹脂（１３１）を塗布し、塗布した樹脂（１３１）を熱又は光により硬化し、前記クラッド層の一部（１２）に前記コア層（１３）を形成するコア層形成工程（＃５〜＃７）と、前記コア層（１３）に前記クラッド層（１４）用の樹脂（１４１）を塗布し、塗布した樹脂（１４１）を熱又は光により硬化し、前記コア層（１３）を包み込むように、前記クラッド層の残りの部分（１４）を形成する第２のクラッド層形成工程（＃８〜＃１０）と、を備える光伝達部材の製造方法である。
請求項７の発明は、請求項６に記載の光伝達部材の製造方法において、前記第１のクラッド層形成工程（＃３）は、前記クラッド層の一部（１２）に凹部（１２ａ）を形成し、前記コア層形成工程（＃６）は、前記凹部（１２ａ）に前記コア層（１３）用の樹脂（１３１）を充填し、前記第２のクラッド層形成工程（＃９）は、前記凹部（１２ａ）に充填した前記コア層（１３）用の樹脂（１３１）を前記クラッド層の前記残りの部分（１４）で封止すること、を特徴とする光伝達部材の製造方法である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、以下のような効果がある。
（１）コア層・クラッド層ともに、熱又は光により硬化する樹脂で形成しているので、製造しやすい。
（２）第１のクラッド層に凹部を備えさせ、凹部にコア層を配置し、第２のクラッド層でコア層を封止しているので、より製造しやすい。
（３）コア層・クラッド層を形成する樹脂は、紫外線硬化型樹脂であるので、短時間でかつ均一に加工することができる。
【０００６】
（４）紫外線硬化型樹脂は、使用される通信光の波長帯域とは異なる波長帯域の紫外線で硬化する樹脂であるので、使用時の伝送減衰を最小限に抑えたり、硬化した紫外線硬化型樹脂を劣化しにくくしたりすることができる。
（５）複数の光伝達部材を束ねて設置する場合にも、スリットする幅を適宜変更することで、任意の光伝達部材の集合体を作製することができる。
（６）クラッド層は、複数配置されたコア層をまとめて包み込んでいるので、所望の部分で切断することにより、様々な用途に合致した光伝達部材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について、さらに詳しく説明する。
【０００８】
［実施形態］
図１は、本実施形態による光伝達部材を示す図である。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさや形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示してある。また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料などを示し説明を行うが、これらは適宜変更することができる。
光伝達部材１０は、ステップインデックス型の光伝達部材であって、樹脂基材フィルム１１と、第１のクラッド層１２と、コア層１３と、第２のクラッド層１４などとを備え、図１中の下からこの順に積層されている。
ここで、ステップインデックス型とは、クラッド層１２，１４の屈折率がコア層１３の屈折率よりも低いタイプのものであり、コア層１３に入った光は、クラッド層１２，１４との境界で内側に全反射しながら伝わっていく。
【０００９】
樹脂基材フィルム１１は、この光伝達部材１０の土台となるものであり、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などで形成されている。
樹脂基材フィルム１１は、製造段階では必要となるが、実際に使用するときには取り除いてもよい。
第１のクラッド層１２は、紫外線により硬化する紫外線硬化型樹脂で形成されており、コア層１３用の凹部１２ａを備える。本実施例では、凹部１２ａの掘り込み深さは１ｍｍとし、凹部１２ａの幅は１ｍｍとしている。
コア層１３は、凹部１２ａの内部に配置され、第１のクラッド層１２と同様に、紫外線により硬化する紫外線硬化型樹脂で形成されている。
第２のクラッド層１４は、凹部１２ａに配置されたコア層１３を封止しており、第１のクラッド層１２やコア層１３と同様に、紫外線により硬化する紫外線硬化型樹脂で形成されている。
これらの紫外線硬化型樹脂の材料としては、例えば、ウレタンアクリレート、オリゴエステルアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、メラミンアクリレート等のアクリロイル基をもつ重合性オリゴマーもしくはモノマー、又は、これらオリゴマー、モノマーとアクリル酸、アクリルアミド、アクリロニトリル、スチレン等の重合性ビニル基を含む単官能もしくは多官能モノマーとを配合したもの等に、光重合開始剤、増感剤もしくは所望の添加剤を添加したものが挙げられる。
【００１０】
第１のクラッド層１２、コア層１３、第２のクラッド層１４は、上述したように、すべて紫外線硬化型樹脂で形成されているが、クラッド層１２，１４の屈折率は、コア層１３の屈折率よりも低くなっている。具体的には、クラッド層１２，１４の屈折率は、１．５６であり、コア層１３の屈折率は、１．４９であり、両者の屈折率差（Δｎ）は、０．０７である。屈折率差をこの値にする理由は、完成品の光伝達部材１０を曲げた場合に、曲げの半径が２５ｍｍであっても、全反射条件を満たすようにするためである。屈折率の調整は、紫外線硬化型樹脂に、屈折率調整用の添加剤を添加し、その添加量を調整することにより行う。
【００１１】
また、紫外線硬化型樹脂は、使用される通信光の波長帯域とは異なる波長帯域の紫外線で硬化されている。具体的には、プラスチック光ファイバの通信光の波長帯域は、約６５０ｎｍであり、紫外線の波長帯域は、約４００ｎｍ以下である。
さらに、コア層１３は、所定間隔を隔てて７つ配置されており、クラッド層１２，１４は、７つ配置されたコア層１３をまとめて包み込んでいる。
【００１２】
図２は、光伝達部材１０の製造方法を示す図であり、図３は、各製造段階での光伝達部材１０の状態を示す図である。
光伝達部材１０は、以下の４つの工程を経て製造される。
［第１のクラッド層形成工程］
まず、搬送ローラ２０を用いて、樹脂基材フィルム１１を連続的に搬送させる（＃１）。
ついで、樹脂基材フィルム１１に第１のクラッド層１２用の紫外線硬化型樹脂１２１を塗布する（＃２）。
さらに、塗布した紫外線硬化型樹脂１２１に、金型ロール３０を当て付け、凹部１２ａ（図１参照）を形成する（＃３）。凹部１２ａの溝は、搬送方向Ａに沿って延在している。
そして、紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂１２１を硬化させ、第１のクラッド層１２を形成する（＃４）。この工程で、光伝達部材１０は、図３（Ａ）の状態となる。
【００１３】
［コア層形成工程］
次に、第１のクラッド層１２に、コア層１３用の紫外線硬化型樹脂１３１を塗布する（＃５）。
ついで、スキージ４０ａによって、第１のクラッド層１２の凹部１２ａにコア層１３用の紫外線硬化型樹脂１３１を充填させつつ、余分な紫外線硬化型樹脂１３１をかき出す（＃６）。
そして、紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂１３１を硬化させ、コア層１３を形成する（＃７）。この工程で、光伝達部材１０は、図３（Ｂ）の状態となる。
【００１４】
［第２のクラッド層形成工程］
次に、第１のクラッド層１２及びコア層１３に、第２のクラッド層１４用の紫外線硬化型樹脂１４１を塗布する（＃８）。
ついで、スキージ４０ｂによって、余分な紫外線硬化型樹脂１４１をかき出し、紫外線硬化型樹脂１４１を所望の厚みに整え、コア層１３を封止する（＃９）。
そして、紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂１４１を硬化させ、第２のクラッド層１４を形成する（＃１０）。この工程で、光伝達部材１０は、図３（Ｃ）の状態となる。
【００１５】
［切断工程］
最後に、切断装置５０などによって、光伝達部材１０を所望の長さにスリットする（＃１１）。この工程で、光伝達部材１０は、図３（Ｄ）の状態となり、それぞれがいわゆるプラスチック光ファイバの状態となる。
【００１６】
このように、本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）コア層１３・クラッド層１２，１４ともに、紫外線硬化型樹脂で形成しているので、短時間でかつ均一に加工することができ、簡易に製造することができる。
（２）第１のクラッド層１２に凹部１２ａを備えさせ、凹部１２ａにコア層１３を配置し、第２のクラッド層１４でコア層１３を封止しているので、コア層１３の位置決めが容易となり、より製造しやすい。
（３）紫外線硬化型樹脂は、使用される通信光の波長帯域とは異なる波長帯域の紫外線で硬化する樹脂であるので、使用時の伝送減衰を最小限に抑えたり、硬化した紫外線硬化型樹脂を劣化しにくくしたりすることができる。
（４）複数の光ファイバを束ねて設置する場合にも、上述した製造方法であれば、スリットする幅を適宜変更することで、任意の光ファイバの集合体を作製することができる。
【００１７】
（５）クラッド層１２，１４は、７つ配置されたコア層１３をまとめて包み込んでいるので、所望の部分で切断することにより、単線（コア層１３が１つ）、複数線（コア層１３が複数）などといった様々な用途に合致したプラスチック光ファイバを提供することができる。したがって、多線ファイバアレイの光導波路、照明用光導波路、光通信などに好適に利用することができる。
（６）光伝達部材１０は、ステップインデックス型であるので、グレーデッドインデックス型に比べ製造が簡単である。
【００１８】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）光伝達部材１０は、１層の例で説明したが、光伝達部材１０を複数積層して使用してもよい。
（２）樹脂基材フィルム１１は、フィルムの例で説明したが、例えば、樹脂基材板であってもよいし、樹脂基材シートであってもよい。
【００１９】
（３）第１のクラッド層１２、コア層１３、第２のクラッド層１４に用いる樹脂は、紫外線硬化型樹脂の例で説明したが、熱又は光により硬化する樹脂であれば、これに限定されるものではない。例えば、赤外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂などであってもよい。また、
電離放射線で硬化する電離放射線硬化性樹脂であってもよく、使用する電離放射線硬化性樹脂は、紫外線、及び、電子線硬化性の樹脂、アクリレート、エポキシアクリレート、シリコンアクリレート、シロキサン等の多官能単量体を主成分とする高架橋型のものを用いることができる。さらに、コア層１３に、熱により硬化する樹脂を用い、クラッド層１２，１４に、光により硬化する樹脂を用いてもよい。
【００２０】
（４）コア層１３は、７つ配置する例で説明したが、１つだけ配置してもよい。
（５）コア層１３は、凹部１２ａに配置する例で説明したが、平滑な第１のクラッド層を形成し、その上にコア層を形成し、そのコア層を第２のクラッド層で包み込むようにしてもよい。
（６）コア層１３は、断面正方形の例で説明したが、断面長方形であっても、断面半円であってもよい。また、コア層１３の断面が半円であれば、図３（Ｂ）の状態のものを２つ用意し、それらを向き合わせて貼り合わせ、半円と半円とによる断面円形のコア層１３を作り出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態による光伝達部材を示す図である。
【図２】光伝達部材１０の製造方法を示す図である。
【図３】各製造段階での光伝達部材１０の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  光伝達部材
１１  樹脂基材フィルム
１２  第１のクラッド層
１２ａ  凹部
１３  コア層
１４  第２のクラッド層
２０  搬送ローラ
３０  ロール
４０ａ，４０ｂ  スキージ
５０  切断装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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