(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材を溶融紡糸して形成した光ファイバに樹脂を被覆して光ファイバ心線を形成し、該光ファイバ心線を走行させながら光ファイバ心線に連続的にねじりを加えて線引きする光ファイバの線引き方法であって、前記光ファイバ心線の走行方向であるＺ方向に互いに間隔を介して前記光ファイバ心線の走行位置を規制する第１のガイド部材と第２のガイド部材とを設け、これら第１と第２のガイド部材の間には、前記Ｚ方向に略直交するＸ方向の回転中心軸を中心に回転しながら前記走行中の光ファイバ心線に接触するローラ部材をＺ方向に複数配列し、これらのローラ部材を前記Ｘ方向に沿って往復移動し、その移動方向を隣り合うローラ部材で互いに反対方向にすることにより前記走行中の光ファイバ心線に連続的にねじりを加える構成とし、前記複数のローラ部材のうち少なくとも１つのローラ部材を前記Ｚ方向と前記Ｘ方向の両方に略直交するＹ方向に押し込む押し込みローラとし、該押し込みローラによる光ファイバ心線のＹ方向の押し込み量をｄ２、前記押し込みローラの両隣に配設されたローラ部材間またはローラ部材とガイド部材間のＺ方向の中心間距離をｄ１、前記押し込みローラの往復移動中心位置からのＸ方向の最大変位量をｄ３としたとき、前記押し込み量ｄ２を前記距離ｄ１の０．１％以上３％以下とし、前記最大変位量ｄ３を前記距離ｄ１の４％以上１５％以下とし、光ファイバ線引き速度を３００ｍ以上としたことを特徴とする光ファイバの線引き方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ母材から線引きされた光ファイバに被覆材を形成して光ファイバ心線を形成した後に、その光ファイバ心線にねじりを加えながら光ファイバを線引きする光ファイバ線引き方法に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
近年、光ファイバの伝送容量は、ＤＷＤＭ（高密度波長多重）伝送技術の開発により飛躍的に増大している。このような大容量伝送では、光ファイバの波長分散特性と共に、偏波モード分散（光ファイバの断面内の直交する２偏波間の群速度に差異が生じる現象）の値が小さいことが望まれている。一般に、光ファイバの偏波モード分散の値は、０．５ｐｓ・ｋｍ−１／２以下であることが望ましいとされている。
【０００３】
この偏波分散の生じる原因の一つとして、光ファイバ母材から線引きされた光ファイバのコア部が真円ではないため、光ファイバの断面内の屈折率分布も完全な同心円状ではなくなることが挙げられる。
【０００４】
このような偏波分散の問題点を解消すべく、光ファイバ母材から線引きされた光ファイバ（光ファイバ素線）に被覆材（例えば紫外線硬化型樹脂など）を形成して光ファイバ心線を形成した後に、その光ファイバ心線に連続的にねじりを加えることが提案されている。
【０００５】
光ファイバ心線にねじりを加えながら線引きする方法は、例えば図３に示すような光ファイバ線引き装置を用いて実行される。この光ファイバ線引き装置は、光ファイバ母材３９から線引きされた光ファイバ４０に被覆材を形成して光ファイバ心線１を作製する被覆形成装置４１と、光ファイバ心線１に連続的にねじりを加える光ファイバねじり装置４２と、光ファイバ心線１を引き取る引き取りキャプスタン４３と、光ファイバ心線１の巻き取り機４４とを有している。
【０００６】
また、この光ファイバ線引き装置は、光ファイバ母材３９を鉛直につり下げて昇降する昇降機構（図示せず）と、光ファイバ母材３９の加熱炉（図示せず）とを有し、光ファイバ母材３９の先端側を前記加熱炉内に導入することにより溶融し、溶融変形部９ａから光ファイバ４０を線引きする。
【０００７】
前記被覆形成装置４１は、例えば第１の樹脂被覆装置４５と第２の樹脂被覆装置４６とを有しており、光ファイバ心線１は、光ファイバ４０の表面に例えば合成樹脂による２層の被覆を施して形成される。なお、一般に、第１の樹脂被覆装置４５の直下と第２の樹脂被覆装置４６の直下には、それぞれ、図示されていない被覆硬化装置が設けられ、被覆材の硬化が行なわれる。
【０００８】
光ファイバ心線１は、光ファイバねじり装置４２を通過することにより、光ファイバ心線１の進行方向を軸とするねじりを周期的、かつ、連続的に与えられる。また、この与えられたねじれが、前記溶融変形部９ａに伝わることで、光ファイバ４０に周期的なねじりが与えられる。光ファイバねじり装置４２を通過した光ファイバ心線１は、引き取りキャプスタン４３を経由して巻き取り機４４で巻き取られる。
【０００９】
上記光ファイバ線引き装置に適用される光ファイバねじり装置４２としては、米国特許番号US5298047や、US5418881や、US6076376に提案されているようなローラ揺動式ねじり装置や、特開2000-143277に提案されている対向ローラ式ねじり装置などがある。
【００１０】
例えば、特開2000-143277に提案されているねじり装置は、図２に示されるような、第１の往復移動ローラ２と、第２の往復移動ローラ３と、第１のガイドローラ（第１のガイドプーリ）４と、第２のガイドローラ（第２のガイドプーリ）５とを有している。第１のガイドローラ４と第２のガイドローラ５は光ファイバ心線１の走行方向であるＺ方向に互いに間隔を介して設けられ、第１と第２の往復移動ローラ２，３は、第１と第２のガイドローラ４，５の間に設けられて前記Ｚ方向に配列している。
【００１１】
これらローラ２〜５は、それぞれ、走行中の光ファイバ心線１に接触し、該光ファイバ心線１の走行に伴って回転するものであり、ローラ２〜５の回転軸方向は、前記Ｚ方向に対して略垂直なＸ方向（紙面に対して垂直な方向）である。
【００１２】
図２は、光ファイバ心線１にねじりを与えている状態のローラ２〜５の位置関係の一例を示しており、同図において、光ファイバ心線１は、引き取りキャプスタン４３（同図には図示せず）によって、下向きに走行している。第１と第２の往復移動ローラ２，３は、光ファイバ心線１の走行方向に互い違いに配列配置され、かつ、当該往復移動ローラ２，３の両方共に走行中の光ファイバ心線１に接触することができるように配置されている。
【００１３】
前記第１のガイドローラ４は、往復移動ローラ２，３の配列群よりも光ファイバ心線１の走行の上流側に設けられている。また、第２のガイドローラ５は、往復移動ローラ２，３の配列群よりも光ファイバ心線１の走行の下流側に設けられている。これら第１と第２の各ガイドローラ４，５は、それぞれ、配置位置が固定されており、光ファイバ心線１の走行位置を規制するものである。
【００１４】
この光ファイバねじり装置４２には、第１と第２の各往復移動ローラ２，３の往復駆動手段（図示せず）が設けられている。この往復駆動手段は、往復移動ローラ２，３を回転中心軸方向（前記Ｘ方向）に沿って、互いに移動方向が逆向きとなるように往復移動させるものである。つまり、第１の往復移動ローラ２と第２の往復移動ローラ３は、互いに同期し、かつ、反対方向に往復移動する。この第１と第２の往復移動ローラ２，３によって光ファイバ心線１に周期的にねじりが与えられる。
【００１５】
このねじり装置４２では、光ファイバ心線１は、第１のガイドローラ４と第１の往復移動ローラ２と第２の往復移動ローラ３と第２のガイドローラ５に順に接触しながら走行し、前記の如く、第１と第２の往復移動ローラ２，３によって周期的にねじりが与えられる。なお、前記第１と第２のガイドローラ４，５は、光ファイバ心線１の振動が光ファイバねじり装置４２の外部に伝わることを抑制する働きもする。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開2000-143277には、第１と第２の往復移動ローラ２，３の押し込み量やストロークといったねじり条件に関するパラメータや光ファイバ線引き速度（光ファイバ心線１の走行速度）についての情報は開示されていなかった。
【００１７】
つまり、従来は、上記のように光ファイバ心線１に連続的にねじりを与えながら線引きする際の、ねじり条件等の線引き条件の最適化が行なわれていなかったので、線引きされた光ファイバ心線１の歩留まりを向上させることができなかった。
【００１８】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ねじり条件等の光ファイバ線引き条件を最適化し、光ファイバ心線に効率的にねじりを加え、歩留まりを向上させることができる光ファイバ線引き方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、本発明は、光ファイバ母材を溶融紡糸して形成した光ファイバに樹脂を被覆して光ファイバ心線を形成し、該光ファイバ心線を走行させながら光ファイバ心線に連続的にねじりを加えて線引きする光ファイバの線引き方法であって、前記光ファイバ心線の走行方向であるＺ方向に互いに間隔を介して前記光ファイバ心線の走行位置を規制する第１のガイド部材と第２のガイド部材とを設け、これら第１と第２のガイド部材の間には、前記Ｚ方向に略直交するＸ方向の回転中心軸を中心に回転しながら前記走行中の光ファイバ心線に接触するローラ部材をＺ方向に複数配列し、これらのローラ部材を前記Ｘ方向に沿って往復移動し、その移動方向を隣り合うローラ部材で互いに反対方向にすることにより前記走行中の光ファイバ心線に連続的にねじりを加える構成とし、前記複数のローラ部材のうち少なくとも１つのローラ部材を前記Ｚ方向と前記Ｘ方向の両方に略直交するＹ方向に押し込む押し込みローラとし、該押し込みローラによる光ファイバ心線のＹ方向の押し込み量をｄ２、前記押し込みローラの両隣に配設されたローラ部材とガイド部材間またはローラ部材間のＺ方向の中心間距離をｄ１、前記押し込みローラの往復移動中心位置からのＸ方向の最大変位量をｄ３としたとき、前記押し込み量ｄ２を前記距離ｄ１の０．１％以上３％以下とし、前記最大変位量ｄ３を前記距離ｄ１の４％以上１５％以下とし、光ファイバ線引き速度を３００ｍ以上とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。図１の（ａ）、（ｂ）には、本発明に係る光ファイバ線引き方法の一実施形態例の要部構成が示されている。
【００２１】
本実施形態例の光ファイバ線引き方法も、従来例と同様に、図３に示した如く、光ファイバ母材３９から溶融紡糸して形成した光ファイバ４０に樹脂を被覆して光ファイバ心線１とした後、該光ファイバ心線１を走行させながら光ファイバ心線１に連続的にねじりを加えて線引きする方法である。
【００２２】
また、本実施形態例の光ファイバ線引き方法は、図１に示すような光ファイバねじり装置４２を用いて光ファイバ心線１にねじりを与えるものである。この光ファイバねじり装置４２を、本実施形態例では図２に示した装置と同様に構成している。
【００２３】
つまり、光ファイバねじり装置４２には、光ファイバ心線１の走行方向であるＺ方向に互いに間隔を介して前記光ファイバ心線１の走行位置を規制する第１のガイド部材としての第１のガイドローラ４と第２のガイド部材としての第２のガイドローラ５を設ける。
【００２４】
また、これら第１と第２のガイドローラ４，５の間には、前記Ｚ方向に略直交するＸ方向の回転中心軸Ｏを中心に回転しながら前記走行中の光ファイバ心線１に接触するローラ部材としての第１と第２の往復移動ローラ２，３をＺ方向に複数（ここでは２個）配列する。そして、これらの往復移動ローラ２，３を前記Ｘ方向に沿って往復移動し、その移動方向を隣り合う往復移動ローラ２，３で互いに反対方向にすることにより走行中の光ファイバ心線１に連続的にねじりを加える構成としている。
【００２５】
本実施形態例の特徴は、光ファイバ心線１にねじりを与える時のねじり条件と光ファイバ線引き速度を最適化したことである。つまり、本実施形態例は、光ファイバ線引き速度を毎分３００ｍ以上とし、かつ、図１の（ａ）、（ｂ）に示すｄ１、ｄ２、ｄ３の関係を以下に示すように最適化している。
【００２６】
図１の（ａ）、（ｂ）は、光ファイバ心線１にねじりを与えている状態のローラ２〜５の位置関係の例を示している。同図の（ｂ）に示すように、ガイドローラ４，５の側周面２８，２９の中央側はくぼみ、該くぼみに光ファイバ心線１がガイドされて、ローラ２〜５の径方向に移動しないように位置規制されている。
【００２７】
図１の（ａ）に示すように、本実施形態例では、複数（ここでは２つ）の往復移動ローラ２，３のうち少なくとも１つ（ここでは１つ）の往復移動ローラ３をＺ方向（光ファイバ心線１の走行方向）とＸ方向（往復移動ローラ２，３の回転軸方向）の両方に略直交するＹ方向に押し込む押し込みローラとしている。
【００２８】
ｄ１は、この押し込みローラ（往復移動ローラ３）の両隣に配設された第１の往復移動ローラ２と第２のガイドローラ５間のＺ方向の中心間距離である。ｄ２は、押し込みローラである往復移動ローラ３による光ファイバ心線のＹ方向の押し込み量であり、本実施形態例では、押し込み量ｄ２を前記距離ｄ１の０．１％以上３％以下としている。
【００２９】
ｄ３は、押し込みローラである往復移動ローラ３の往復移動中心位置からのＸ方向の最大変位量である。本実施形態例は、前記最大変位量ｄ３を前記距離ｄ１の４％以上１５％以下とした。
【００３０】
なお、図１の（ｂ）は、第２の往復移動ローラ３が図の左側に最大変位量ｄ３変位した状態を示しており、この変位量ｄ３は第１と第２のガイドローラ４，５によって位置規制されている光ファイバ心線１のＸ方向の位置（図の線Ｓ上の位置）と第２の往復移動ローラ３の長手方向中心Ｃとの距離である。第２の往復移動ローラ３は、図の右側にも最大変位量ｄ３となるまで変位する。
【００３１】
本発明者は、上記のような、最適な線引き条件を求めるために、外径約１２５μｍの光ファイバ４０に紫外線硬化型樹脂を２層に渡って被覆し、外径約２５０μｍの光ファイバ心線１を形成し、以下の検討を行なった。
【００３２】
まず、光ファイバ線引き速度の検討を行なった。その結果、光ファイバ心線１の生産性を高めつつ、光ファイバ心線１にねじりを与えるための規定として、光ファイバ線引き速度を毎分３００ｍ以上とすることにより、光ファイバ心線１をねじる際に光ファイバ心線１の外径変動等の悪影響が出にくいことが分かった。そこで、本実施形態例では、光ファイバ線引き速度を毎分３００ｍ以上に決定した。
【００３３】
次に、距離ｄ１と押し込み量ｄ２との関係および、距離ｄ１と最大変位量ｄ３との関係を、例えば表１に示すように様々にかえて、偏波モード分散値（ＰＭＤ）の変化、光ファイバ心線１の外径変動、外観不良の有無を調べた。
【００３４】
【表１】
0003895583.tif 000002
【００３５】
なお、この検討に際し、ｄ１は約５００ｍｍとし、光ファイバ線引き速度は毎分３００ｍ〜１０００ｍの範囲で変化させ、押し込み量ｄ２は、第１と第２の往復移動ローラ２，３で光ファイバ心線１を直接挟み込まないように値を設定して検討を行なった。
【００３６】
表１において、ＳＭＦは、ねじりを与えない状態における偏波モード分散の最大値が約０．６ｐｓ・ｋｍ−１／２のシングルモードファイバである。このシングルモード光ファイバは波長１３００ｎｍに零分散波長を有する。ＤＣＦは、ねじりを与えない状態における偏波モード分散の最大値が約１．０ｐｓ・ｋｍ−１／２であり、使用波長帯（例えば波長１．５５μｍ帯）における上記シングルモードファイバの分散特性を調整する分散補償光ファイバである。
【００３７】
また、表１に示す、線引き速度の単位はｍ／分、ｄ２／ｄ１およびｄ３／ｄ１の単位は％である。
【００３８】
また、ＰＭＤは、ねじりを与えた後の偏波モード分散の最大値がねじりを与える前における偏波モード分散値の最大値の半分以下になるものを○、それ以外を×で示した。外径変動は、光ファイバ４０で±１μｍ以内、光ファイバ心線１で±３μｍ以内にあるものを○、それ以外を×で示した。外観については光ファイバ心線１の被覆に外観不良がないものを○、あるものを×で示した。
【００３９】
表１から明らかなように、ｄ２／ｄ１が３％を越えると、光ファイバ４０または光ファイバ心線１の外径変動や被覆の外観不良が発生し、ＰＭＤも良好にならない。また、表には示していないが、ｄ２／ｄ１が０．１％未満の場合は、光ファイバ心線１にねじりを与えることができなくなる。したがって、ｄ２／ｄ１は０．１％以上３％以下が好ましく、本実施形態例ではｄ２／ｄ１をこの範囲内の値とした。
【００４０】
また、ｄ３／ｄ１が４％より小さい場合は、ねじり方向の反転周期が短くなりすぎて、光ファイバ４０または光ファイバ心線１の外径変動が発生しやすく、ｄ３／ｄ１が１５％より大きい場合は、ねじり方向の反転周期が長くなりすぎて、ＰＭＤが低下しない。したがって、本実施形態例では、ｄ３／ｄ１を４％以上１５％以下に決定した。
【００４１】
本実施形態例は、上記検討に基づき、光ファイバ線引き速度および上記ｄ１、ｄ２、ｄ３の関係を決定して光ファイバ心線１の線引きを行なうものであるから、表１からも明らかなように、偏波モード分散値を十分に低減でき、外径変動や外観不良の発生も抑制でき、例えば高密度波長多重伝送に適した光ファイバ心線を形成することができる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上記実施形態例では、光ファイバ線引き速度を毎分３００ｍ以上とし、その具体例として毎分１０００ｍまでの範囲内で検討を行なったが、光ファイバ線引き速度の上限は特に限定されるものでなく適宜設定されるものであり、例えば毎分２０００ｍ程度までであれば上記実施形態例の検討結果と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
また、上記実施形態例では、第２の往復移動ローラ３を押し込みローラとしたが、第１の往復移動ローラ２を押し込みローラとしてもよいし、第１の往復移動ローラ２と第２の往復移動ローラ３を互いに反対方向（光ファイバ心線１を押し込む方向）に押し込む押し込みローラとしてもよい。
【００４４】
さらに、上記実施形態例では、第１と第２のガイドローラ４，５の間に２つの往復移動ローラ２，３を設けたが、第１と第２のガイドローラ４，５の間に３つ以上のローラ部材を設けてもよい。この場合も、少なくとも１つのローラ部材を押し込みローラとし、上記ｄ１、ｄ２、ｄ３の値を上記実施形態例と同様に決定することにより、同様の効果を奏することができる。
【００４５】
さらに、上記実施形態例では、第１と第２のガイド部材を第１と第２のガイドローラ４，５としたが、これらのガイド部材は必ずしもローラにより形成するとは限らず、例えばＶ溝やＵ溝等を有し、光ファイバ心線１の走行位置を規制できる部材であればよい。ただし、上記実施形態例のようにガイド部材をローラにより形成すると、光ファイバ心線１とガイド部材との摩擦によって光ファイバ心線１の外観等の特性に悪影響を及ぼすことを抑制でき、好ましい。
【００４６】
さらに、上記実施形態例では、光ファイバ４０に２層の被覆を施して光ファイバ心線１を形成したが、光ファイバ４０に施す被覆の層数等、光ファイバ心線１の形成方法は特に限定されるものでなく適宜設定されるものである。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、光ファイバ心線に連続的にねじりを加えながら線引きする方法における光ファイバ線引き速度とねじり条件を最適化することができるので、光ファイバ心線に効率的にねじりを加えることができ、偏波モード分散、径変動、外観等の特性に優れた光ファイバ心線を効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバ線引き方法の一実施形態例を適用して光ファイバ心線にねじりを与えている状態を示す説明図である。
【図２】光ファイバ連続ねじり装置の主要構成部分の一例を模式的に示した図である。
【図３】光ファイバ線引き方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１  光ファイバ心線
２  第１の往復移動ローラ
３  第２の往復移動ローラ
４  第１のガイドローラ
５  第２のガイドローラ
４２  光ファイバねじり装置
【図１】
0003895583.tif 000003
【図２】
0003895583.tif 000004
【図３】
0003895583.tif 000005