(57)【要約】【課題】  線引き時に生じる見かけ上の外径変動の影響を受けることなく、外径制御を可能にする。【解決手段】  線引きされた光ファイバの中心軸に直交し、かつ、互いに角度φをなす２方向から光ファイバの射影幅ａ、ｂが測定され、２方向から測定された射影幅ａ、ｂと角度φに基づいて算出された、光ファイバの横断面の大きさを示す形状特徴量Ｒが所定値になるように外径制御が行われる。【選択図】  図４
2016175800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸に沿って延び、かつ、前記中心軸に直交する横断面の形状が２つ以上の直線部分を有するとともに回転対称性を有する光ファイバの製造方法であって、
速度Ｖ［ｍ／ｓ］で線引きされる前記光ファイバの中心軸に直交する第１方向から前記光ファイバの射影幅ａを測定するとともに、前記中心軸に直交するとともに前記第１方向に対して角度φだけずれた第２方向から前記光ファイバの射影幅ｂを測定する測定工程と、
前記第１方向から測定された射影幅ａ、前記第２方向から測定された射影幅ｂ、および前記角度φに基づいて、前記光ファイバの横断面の大きさを示す形状特徴量Ｒを算出する算出工程と、
前記算出工程において算出された前記形状特徴量Ｒが所定の値になるように、前記光ファイバの外径を制御する外径制御工程と、を備えた
光ファイバの製造方法。
【請求項２】
前記算出工程において、前記形状特徴量Ｒは、以下の式（１）に基づいて算出されることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
【数１】
2016175800.tif 000023
ここで、前記式（１）中のＸは、１またはｃｏｓφである。
【請求項３】
前記形状特徴量Ｒが前記光ファイバにおける横断面形状の最大幅に相当するとき、前記式（１）中のＸは１であり、前記形状特徴量Ｒが前記光ファイバにおける横断面の前記直線部分の何れかに相当するとき、前記式（１）中のＸはｃｏｓφであることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項４】
中心軸に沿って延び、かつ、前記中心軸に直交する横断面の形状が２つ以上の直線部分を有するとともに回転対称性を有する光ファイバの製造方法であって、
速度Ｖ［ｍ／ｓ］で線引きされる前記光ファイバの中心軸に直交する第１方向から測定された射影幅ａ１および前記第１方向に対し角度φだけずれた第２方向から測定された射影幅ｂ１を測定するとともに、前記第１方向とは異なる第３方向から測定された射影幅ａ２および前記第３方向に対し角度φだけずれた第４方向から測定された射影幅ｂ２を測定する測定工程と、
測定された前記射影幅ａ１、ｂ１と前記角度φに基づいてファイバ回転角θ（０°≦θ≦１８０°）が第１範囲内であるときの形状特徴量Ｒ１(i)と前記第１範囲とは異なる第２範囲内にあるときの形状特徴量Ｒ１(ii)をそれぞれ算出するとともに、測定された前記射影幅ａ２、ｂ２と前記角度φに基づいて前記ファイバ回転角θが前記第１範囲内にあるときの形状特徴量Ｒ２(i)と前記第２範囲内にあるときの形状特徴量Ｒ２(ii)をそれぞれ算出した後、得られた前記形状特徴量Ｒ１(i)、Ｒ１(ii)、Ｒ２(i)、Ｒ２(ii)のうち実質的に同一の形状特徴量を示す組み合わせに基づいて算出された値を、前記光ファイバの横断面の大きさを示す形状特徴量Ｒとして採用する算出工程と、
前記算出工程において採用された前記形状特徴量Ｒが所定の値になるように、前記光ファイバの外径を制御する外径制御工程と、を備えた
光ファイバの製造方法。
【請求項５】
前記形状特徴量Ｒ１(i)、Ｒ２(i)は、それぞれ以下の式（２）で与えられるとともに、前記形状特徴量Ｒ１(ii)、Ｒ２(ii)は、それぞれ以下の式（３）で与えられ、
前記式（２）の最大値または前記式（３）の最小値が、前記形状特徴量Ｒに設定されることを特徴とする請求項４に記載の光ファイバの製造方法。
【数２】
2016175800.tif 000024
【数３】
2016175800.tif 000025
ここで、前記式（２）および式（３）の双方に共通するＸは、１またはｃｏｓφである。
【請求項６】
前記形状特徴量Ｒが前記光ファイバにおける横断面形状の最大幅に相当するとき、前記式（２）および式（３）中のＸは１であり、前記形状特徴量Ｒが前記光ファイバにおける横断面の前記直線部分の何れかに相当するとき、前記式（２）および式（３）中のＸはｃｏｓφであることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項７】
前記ファイバ回転角θが前記第１範囲と前記第２範囲との境界またはその近傍であるとき、前記式（２）の最大値と前記式（３）の最小値の平均値が、前記形状特徴量Ｒに設定されることを特徴とする請求項５または６に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項８】
少なくとも前記第１および第２方向からの射影幅測定に関し、前記第１方向から射影幅測定を行う第１モニタ系は、第２方向から射影幅測定を行う第２モニタ系よりも前記光ファイバの通過経路に沿って間隔Ｌｓ［ｍ］だけ離れた上流側に配置されており、
前記形状特徴量Ｒの算出に関し、少なくとも、時刻ｔ［ｓ］において前記第１モニタ系により測定された値と、時刻（ｔ＋Ｌ／Ｖ）［ｓ］において前記第２モニタ系により測定された値と、が利用されることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の光ファイバの製造方法により製造された光ファイバであって、前記横断面内に配置された複数のコアを有する光ファイバ。
【請求項１０】
請求項１〜８の何れか一項に記載の光ファイバの製造方法により製造された光ファイバと、前記光ファイバの断面形状に対応した形状を持つ溝または孔部を有する部材と、を備えた光ファイバ接続部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下の特許文献１、２には、非円形断面として正多角形の断面形状を持つ光ファイバ、例えば、マルチコア光ファイバ（以下、ＭＣＦと記す）が開示されている。特に、特許文献２には、図７〜図９に、三角形、四角形、七角形の断面形状を有する光ファイバについて、その外径の角度依存性が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２０５５５７号公報
【特許文献２】ＷＯ２００９／０２８６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者らは、従来の光ファイバの製造方法について検討した結果、以下のような課題を発見した。
【０００５】
非円形の断面形状を有する非円形光ファイバは、ＭＣＦを用いた接続部品を製造する際に課題のとなる回転調心の方向を一意に決定することができるという点で、好ましい。しかしながら、線引き中の光ファイバは、意図せずファイバ軸周りに回転した状態（以下、単に「回転」と記す）で線引きされることがある。円形の断面形状を有する円形光ファイバの場合と比較し、非円形光ファイバの場合、光ファイバが回転すると測定される見掛け上の外径も変動するため、光ファイバの外径測定が難しくなり、長手方向に沿って外径が安定した光ファイバの線引きが難しくなる。
【０００６】
上記特許文献２には、線引きにおける外径測定の回転位置依存性の解消については指摘されておらず、発明者らの知る限り、非円形光ファイバの線引きにおいて、常時正確に非円形光ファイバの外径を測定する方法はなかった。
【０００７】
なお、上述のような非円形光ファイバの外径制御を可能にしようとした場合、モニタ数を多くして、常時測定に近づけることは可能である。しかしながら、例えば断面形状が四角形になると、最大外径を常時正確に測定するためには、原理的には、モニタの必要数は無限である。現実的な対応では、モニタをある程度用意したとしても測定空白時間が発生するため、外径制御の精度はある程度低下してしまう。
【０００８】
外径が不安定な非円形光ファイバをコネクタの保持孔に挿入する場合、光ファイバ外径が不安定であると、光ファイバと保持孔との間に設けるクリアランスを大きくする必要があり、光ファイバの回転方向を十分に抑制したコネクタを得ることが難しくなる。
【０００９】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、線引き時に生じる見かけ上の外径変動の影響を受けることなく、外径制御を可能にするための光ファイバの製造方法、該製造方法により製造された光ファイバ、および該光ファイバを含む光ファイバ接続部品に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本実施形態に係る光ファイバの製造方法は、横断面の形状が２つ以上の直線部分を有するとともに回転対称性を有する光ファイバを線引きする製造方法であって、その第１の態様は、測定工程と、算出工程と、外径制御工程と、を備える。測定工程では、速度Ｖ［ｍ／ｓ］で線引きされる光ファイバの中心軸に直交する第１方向から該光ファイバの射影幅ａが測定されるとともに、中心軸に直交するとともに第１方向に対して角度φだけずれた第２方向から光ファイバの射影幅ｂが測定される。なお、測定工程において、角度φは、射影幅ａと射影幅ｂが同時刻に等価な値を取らないような角度に設定される。算出工程では、第１方向から測定された射影幅ａ、第２方向から測定された射影幅ｂ、および角度φに基づいて、光ファイバの横断面の大きさを示す形状特徴量Ｒが算出される。形状特徴量Ｒは光ファイバ断面内のいずれの形状の大きさを設定しても良いが、最大断面幅（断面内で引ける直線の最大長）とすることで算出が容易となるため好ましい。外径制御工程では、算出された形状特徴量Ｒが所定の値になるように、外径制御（線引き速度、母材送り速度、光ファイバ巻取速度、ヒータ温度など光ファイバの外径制御に関わるパラメータの制御）が行われる。
【発明の効果】
【００１１】
本実施形態によれば、非円形断面を有する光ファイバの線引き時において、常に正確な形状特徴量Ｒのデータに基づく外径制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る光ファイバの製造方法を実施するための製造装置の一例を示す図である。
【図２】外径モニタセットの一例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る光ファイバを含む光ファイバ素線の一例を示す断面図と、本実施形態に係る光ファイバ接続部品の一例を示す斜視図である。
【図４】本実施形態に係る光ファイバの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】横断面形状が正四角形である光ファイバの例について、射影幅の測定動作と、ファイバ回転角θの変動に対するパラメータａ、ｂ、Ｒの挙動をそれぞれ説明するための図である。
【図６】横断面形状が長方形である光ファイバの例について、射影幅の測定動作と、ファイバ回転角θの変動に対する射影幅ａ、射影幅ｂ、最大断面幅Ｒの挙動をそれぞれ説明するための図である。
【図７】図６（ａ）に示された長方形の横断面形状を有する光ファイバについて、形状特徴量Ｒの複数候補（Ｒ１(i)、Ｒ１(ii)、Ｒ２(i)、Ｒ２(ii)）の、ファイバ回転角に対する変化を示す図である。
【図８】本実施形態に係る光ファイバの製造方法における算出工程を詳細に説明するためのフローチャートである。
【図９】本実施形態に係る光ファイバの製造方法による外径制御の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。
【００１４】
（１）本実施形態に係る光ファイバの製造方法の第１の態様は、光ファイバの線引き工程において、測定工程と、算出工程と、外径制御工程と、を備える。測定工程では、速度Ｖ［ｍ／ｓ］で線引きされる光ファイバの中心軸に直交する第１方向から該光ファイバの射影幅ａが測定されるとともに、中心軸に直交するとともに第１方向に対して角度φだけずれた第２方向から光ファイバの射影幅ｂが測定される。なお、角度φは、射影幅ａと射影幅ｂが等価とならない角度に設定される。算出工程では、測定された射影幅ａ、ｂ、および角度φに基づいて、形状特徴量Ｒが算出される。外径制御工程では、算出された形状特徴量Ｒが所定の値になるように、光ファイバの外径制御が行われる。
【００１５】
なお、本明細書において、「射影幅」とは、線引きされる光ファイバの中心軸に直交する方向から平行光速を照射し、対面側で平行光束を受光した際に測定できる光ファイバの影の幅であり、光ファイバの最大断面幅とは限らない。なお、平行光束は、必ずしも中心軸に直交していなくてもよく、その場合は、受光側で、直交方向の幅を測定できればよい。
【００１６】
光ファイバの横断面形状が、正四角形の場合、形状特徴量Ｒとして正四角形の対角線長Ｄに相当する最大断面幅を求める場合（Ｒ＝Ｄ）は、以下の式（１）に基づいて算出される。
【数１】
2016175800.tif 000003
【００１７】
すなわち、正ｍ角形（ｍ＞３）の断面形状を持つ光ファイバにおいて、連立方程式によりファイバ回転角θの影響を受けることなく形状特徴量Ｒ（最大クラッド外径であって、多角形の断面形状の場合は最大対角線長に相当する）を求めることが可能になる。
【００１８】
なお、形状特徴量Ｒとして正四角形の一辺の長さＬを求める場合（Ｒ＝Ｌ）は、以下の式（２）に基づいて算出される。ここで、正四角形の対角線長Ｄと一辺の長さＬは、Ｄ＝Ｌ／ｃｏｓφの関係を満たすため、式（２）は上記式（１）から容易に導くことが可能である。
【数２】
2016175800.tif 000004
【００１９】
長方形など、正多角形以外の断面形状の場合、ファイバ回転角により、算出される形状特徴量の候補は複数個存在する。このため、算出された形状特徴量の候補の中で、真値を判定するステップにより選別した形状特徴量を使用することで、非円形断面形状を有する光ファイバの外径制御が可能になる。
【００２０】
（２）第２の態様として、光ファイバの横断面形状は、長方形であってもよい。形状特徴量Ｒとして長方形の対角線長Ｄとなる最大断面幅を求める場合（Ｒ＝Ｄ）は、線引き中に光ファイバに生じるファイバ回転角θ（０°≦θ≦１８０°）により、正しく形状特徴量Ｒを与える算出式が異なり、ファイバ回転角θが第１範囲のときの、該光ファイバにおける横断面の形状特徴量は以下の式（３）で与えられるＲ(i)となり、ファイバ回転角θが第１範囲とは異なる第２範囲のときの、該光ファイバにおける横断面の形状特徴量は以下の式（４）で与えられるＲ(ii)となる。
【数３】
2016175800.tif 000005
【数４】
2016175800.tif 000006
【００２１】
線引き中のファイバ回転角θを正確に知ることは困難であるため、上記測定工程は、Ｒ（i）、Ｒ（ii）のいずれが正しい形状特徴量を与えているかを判断する工程を有する。
【００２２】
なお、形状特徴量Ｒとして長方形の一辺の長さＬを求める場合（Ｒ＝Ｌ）は、上記Ｒ(i)およびＲ(ii)は、以下の式（５）および式（６）に基づいて算出される。ここで、長方形の対角線長Ｄと一辺の長さＬは、Ｄ＝Ｌ／ｃｏｓφの関係を満たすため、式（５）および式（６）のそれぞれは、上記式（３）および式（４）から容易に導くことが可能である。
【数５】
2016175800.tif 000007
【数６】
2016175800.tif 000008
【００２３】
形状特徴量の真値が切り替わる部分では、極端に変化すると制御の安定性を損なう可能性があるため、切り替わる部分において平均値を採用するのが好ましい。
【００２４】
（３）上記第１および第２の態様のうち少なくとも何れかの態様に適用可能な第３の態様として、第１方向から測定された射影幅ａおよび第２方向から測定された射影幅ｂの双方をそれぞれが測定する第１モニタセットと第２モニタセットが、線引きされる光ファイバの通過経路に沿って順に配置されてもよい。この場合、第１モニタセットは、第１方向から測定された射影幅ａとして、光ファイバの中心軸に直交する第３方向から光ファイバの第１射影幅ａ１を測定するための第１モニタ系と、第２方向から測定される射影幅ｂとして、該中心軸に直交し、かつ、第３方向に対して前記角度φだけずれた第４方向から前記光ファイバの第１射影幅ｂ１を測定するための第２モニタ系と、を有する。同様に、第２モニタセットは、第１方向から測定された射影幅ａとして、光ファイバの中心軸に直交し、かつ、第３方向に対してファイバ回転角θだけずれた第５方向から光ファイバの第２射影幅ａ２を測定するための第１モニタ系と、第２方向から測定される射影幅ｂとして、該中心軸に直交し、かつ、第４方向に対してファイバ回転角θだけずれるとともに第５方向に対して角度φだけずれた第６方向から光ファイバの第２射影幅ｂ２を測定するための第２モニタ系と、を有する。この場合、測定工程では、第１モニタセットにより、第３および第４方向それぞれから測定された光ファイバの第１射影幅ａ１、ｂ１が測定されるとともに、第２モニタセットにより、第５および第６方向それぞれから測定された光ファイバの第２射影幅ａ２、ｂ２が測定される。算出工程では、第１射影幅ａ１、ｂ１に基づいて、形状特徴量Ｒ１(i)、Ｒ１(ii)それぞれが計算されるとともに、第２射影幅ａ２、ｂ２に基づいて、形状特徴量Ｒ２(i)、Ｒ２(ii)それぞれが計算された後、計算された形状特徴量Ｒ１(i)、Ｒ１(ii)、Ｒ２(i)、Ｒ２(ii)のうち実質的に同一の形状特徴量を示す組み合わせ基づいて算出された値が、形状特徴量Ｒに設定される。
【００２５】
なお、形状特徴量Ｒとして長方形断面の対角線長Ｄを算出する場合（Ｒ＝Ｄ）は、上記Ｒ１(i)は測定値ａ１、ｂ１および角度φに基づいて上記式（３）により得られ、上記Ｒ１(ii)は測定値ａ１、ｂ１および角度φに基づいて上記式（４）により得られる。また、上記Ｒ２(i)は測定値ａ２、ｂ２および角度φに基づいて上記式（３）により得られ、上記Ｒ２(ii)は測定値ａ２、ｂ２および角度φに基づいて上記式（４）により得られる。一方、形状特徴量Ｒとして長方形断面の一辺の長さＬを算出する場合（Ｒ＝Ｌ）は、上記Ｒ１(i)、Ｒ１(ii)、Ｒ２(i)、Ｒ２(ii)は、測定値ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、および角度φに基づいて上記式（５）および式（６）の何れかにより、それぞれ得られる。
【００２６】
（４）上記第１〜第３の態様のうち少なくとも何れかの態様に適用可能な第４の態様として、速度Ｖ［ｍ／ｓ］で線引きされる光ファイバの通過経路に対し、第１方向から光ファイバの射影幅ａを測定する第１モニタ系は、第２方向から光ファイバの射影幅ｂを測定するための第２モニタ系よりも間隔Ｌｓ［ｍ］だけ離れた上流側に配置されてもよい。この場合、算出工程では、第１方向から測定された射影幅ａとして、時刻ｔ［ｓ］において第１モニタ系により測定された値と、第２方向から測定された射影幅ｂとして、時刻（ｔ＋Ｌ／Ｖ）［ｓ］において第２モニタ系により測定された値と、に基づいて、形状特徴量Ｒが算出される。なお、射影幅の測定系として上述のように第１および第２モニタセットが配置される構成では、第１および第２モニタセットのそれぞれが、第１および第２モニタ系を備える。
【００２７】
上述の構成により、１つのモニタセットを構成する複数のモニタ系の設置箇所によらず正確に光ファイバの射影幅a、ｂを測定することが可能になる。また、１つのモニタセットが３以上のモニタ系により構成されている場合も、各モニタ系の設置間隔に基づいて、線引きされる光ファイバの同一箇所が測定対象となるように射影幅を測定することで、同一断面における形状特徴量Ｒの算出が可能になる。
【００２８】
（５）本実施形態に係る光ファイバは、上記第１〜第４の態様のうち少なくとも何れかの態様に係る光ファイバの製造方法により製造された光ファイバであって、その横断面内に配置された複数のコアを有する。
【００２９】
上述の製造方法によれば、非円形断面形状を有する光ファイバであっても、該光ファイバにおける横断面の形状特徴量Ｒを常にモニタすることができるため、通常の円形の断面形状を有する光ファイバと同じ外径制御に基づいた光ファイバ製造が可能になる。そのため、長手方向に沿った外径偏差が±１μｍ／ｋｍ以下、好ましくは±０．７μｍ／ｋｍ、更に好ましくは０．５μｍ／ｋｍ以下である光ファイバを得ることが可能になる。また、製造された光ファイバから外径安定部（長手方向に沿った外径の変動が収束した部分）を選別する必要がないため、歩留りよく当該光ファイバを含む光部品を作成することが可能になる。
【００３０】
（６）本実施形態に係る光ファイバ接続部品は、上記第１〜第４の態様のうち少なくとも何れかの態様に係る光ファイバの製造方法により製造された光ファイバと、該光ファイバの断面形状に対応した形状を持つ溝または孔部を有する部材と、を備える。
【００３１】
長手方向の沿った外径変動が安定している非円形断面を有する光ファイバを光ファイバ接続部品の保持孔に挿入する場合、外径の不安定量（長手方向に沿った外径の変動量）を考慮する必要がないため、保持孔にクリアランスを設ける必要がなく、ファイバ回転方向が抑制されたコネクタを製造することが可能になる。なお、光ファイバの外径と、対応するコネクタにおける挿入孔の径との差は０．７μｍ以下、更に好ましくは０．５μｍ以下である。これにより、光ファイバ接続部品における挿入孔の径精度を高くすることが可能になる。
【００３２】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本実施形態に係る光ファイバ、光ファイバ接続部品および光ファイバの製造方法の具体的な構造を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００３３】
図１（ａ）は、本実施形態に係る光ファイバの製造方法を実施するための製造装置（線引き装置）の一例を示す図であり、非円形かつ回転対称の断面形状を有する光ファイバの線引き時において、該光ファイバの外径制御を可能にする構造を備える。
【００３４】
図１（ａ）の線引き装置１は、光ファイバ母材１００の支持機構１０と、加熱炉内に設置されたヒータ２０と、外径モニタセット５０と、一次被覆装置６０Ａと、二次被覆装置６０Ｂと、キャプスタン３０と、ボビン４０と、制御部７０と、を少なくとも備える。支持機構１０は、光ファイバ母材１００を支持した状態で、制御部７０の指示により、該光ファイバ母材１００を矢印Ｓ１（速度Ｖ１［ｍ／ｍｉｎ］）で示された方向に沿って加熱炉内に投入する。ヒータ２０は、光ファイバ母材１００の一端を線引き可能なガラス溶融温度（作業温度）まで加熱する。キャプスタン３０およびボビン４０は、光ファイバ母材１００を線引きするための駆動機構を構成している。キャプスタン３０は、矢印Ｓ２（速度Ｖ２［ｍ／ｍｉｎ］）で示された方向に沿って光ファイバ母材１００を線引きする際の線引き速度を調整するための速度調節部３１を含む。外径モニタセット５０は、光ファイバ母材１００を線引きすることにより得られる裸ファイバ（以下、単に「光ファイバ」と記す）１１０の外径を測定する。特に、非円形の断面形状を有する光ファイバ１１０の外径制御を可能にするため、光ファイバ１１０のＰ１点とＰ２点との間に設けられた外径モニタセット５０は、それぞれ異なる方向から光ファイバ１１０の見掛け上の外径値（水平方向のクラッド幅）を測定する外径モニタ系５１、５２により構成されている。一次被覆装置６０Ａは、線引きされた光ファイバ１１０の外周面（クラッド外周面）上に一次被覆を設けるための装置であり、光ファイバ１１０の外周面上に樹脂（例えば紫外線硬化樹脂など）を付着させるためのダイス６０Ａ１と、付着した樹脂を硬化させるためのＵＶ炉等の樹脂硬化装置６０Ａ２により構成されている。また、二次被覆装置６０Ｂは、光ファイバ１１０の外周面上に設けられた一次被覆の更に外周面上に二次被覆を設けるための装置であり、一次被覆の外周面上に樹脂（例えば紫外線硬化樹脂など）を付着させるためのダイス６０Ｂ１と、付着した樹脂を硬化させるためのＵＶ炉等の樹脂硬化装置６０Ｂ２により構成されている。制御部７０は、支持機構１０による光ファイバ母材１００の加熱炉内への投入速度Ｖ１の調整、ヒータ２０の加熱温度、速度調節部３１を介してキャプスタン３０による線引き速度Ｖ２の調整、ボビン４０の巻き取り速度の調整など、当該線引き装置１を構成する各部の動作を制御する。特に、制御部７０は、光ファイバ１１０の線引き工程において、常時、外径モニタセット５０から得られた外径情報（後述する射影幅ａ、ｂ）に基づいて、光ファイバ１１０の外径制御を行う。
【００３５】
光ファイバ１１０のＰ１点とＰ２点との間に設けられた外径モニタセット５０は、図１（ｂ）に示されたように、複数の外径モニタセット５０Ａ、５０Ｂにより構成されてもよい。図１（ｂ）の例では、外径モニタセット５０Ａは、光ファイバ１１０の外径情報として、それぞれ異なる方向から光ファイバ１１０の射影幅ａ１、ｂ１を測定する外径モニタ系５１Ａ、５２Ａにより構成されている。同様に、外径モニタセット５０Ｂは、光ファイバ１１０の外径情報として、それぞれ異なる方向から光ファイバ１１０の射影幅ａ２、ｂ２を測定する外径モニタ系５１Ｂ、５２Ｂにより構成されている。
【００３６】
図２は、外径モニタセット５０における外径モニタ系５１、５２の例を示す図である。外径モニタ系５１は、平行光束を出力する光出力部５１０Ａと、平行光束の進行方向に直交するよう受光面が配置される受光部５１０Ｂにより構成されている。光出力部５１０Ａと受光部５１０Ｂは、線引きされる光ファイバ１１０の中心軸（以下、「ファイバ軸」と記す）ＡＸに直交する観察方向Ｍ１に沿って該光ファイバ１１０を挟むように対向配置される。このように光出力部５１０Ａと受光部５１０Ｂが対向配置されることにより、受光部５１０Ｂは、射影幅ａとして、光出力部５１０Ａにより形成される光ファイバ１１０の影（図２中の斜線部分）の幅を測定する。同様に、外径モニタ系５２は、平行光束を出力する光出力部５２０Ａと、平行光束の進行方向に直交するよう受光面が配置される受光部５２０Ｂにより構成されている。光出力部５２０Ａと受光部５２０Ｂは、線引きされる光ファイバ１１０のファイバ軸ＡＸに直交する観察方向Ｍ２（観察方向Ｍ１に対して角度φだけずれた方向）に沿って該光ファイバ１１０を挟むように対向配置される。この外径モニタ系５２においても、受光部５２０Ｂは、光ファイバ１１０の射影幅ｂとして、光出力部５２０Ａにより形成される光ファイバ１１０の影（図２中の斜線部分）の幅が測定可能である。
【００３７】
なお、図１（ｂ）に示された外径モニタセット５０Ａ、５０Ｂそれぞれも、外径モニタセット５０（図２）と同様の構成を有する。すなわち、外径モニタセット５０Ａは、光ファイバ１１０の外径情報として、２方向から光ファイバ１１０の射影幅ａ１、ｂ１を測定する。同様に、外径モニタセット５０Ｂも、２方向から光ファイバ１１０の射影幅ａ２、ｂ２を測定する。
【００３８】
上述のような構造を有する線引き装置１において、例えば四角形の断面形状を有するよう製造された光ファイバ母材１００は、加熱炉内のヒータ２０により作業点以上の温度に加熱される。この加熱により形成された種ガラスは適宜延伸され、線引き動作が開始される。線引きされた光ファイバ（裸ファイバ）１１０は、その外径が制御されながら、一次被覆装置６０Ａ、二次被覆装置６０Ｂを通過することにより、該光ファイバ１１０の外周面上に二層以上の樹脂層（被覆）が形成される。なお、各被覆は、光ファイバ１１０が樹脂を付着させるダイス６０Ａ１、６０Ｂ１、樹脂を硬化させるＵＶ炉等の樹脂硬化装置６０Ａ２、６０Ｂ２を通過することにより形成され、その結果、光ファイバ素線１２０が得られる。この光ファイバ素線１２０がボビン１４０に巻き取られる。
【００３９】
なお、線引き時における溶融温度（加熱炉内温度）は低いほど、光ファイバ母材１００の断面形状を保つことができるため、得られる光ファイバ１１０における断面の形状制御や再現性の観点から溶融温度は低いほうが好ましい。また、光ファイバ１１０の線引き速度Ｖ２（線速）は遅い方が、同じ張力を得るために必要な加熱炉内温度を低下させることができるため、上述の場合と同様に、得られる光ファイバ１１０の断面形状を保つ観点から望ましい。ただし、線引き速度Ｖ２が遅い場合は製造コストが高くなるため、好ましい線引き速度Ｖ２は１００ｍ／ｍｉｎ以上、より好ましくは５００ｍ／ｍｉｎ以上である。また、線引き張力は高いほうが光ファイバ母材１００に対する加熱温度を低く設定できるため望ましく、好ましい線引き時の張力は、例えば１００ｇ以上、より好ましくは１５０ｇ以上である。一方、線引き張力が４００ｇを超える場合、線引き中に光ファイバ１１０の破断確率が著しく増加するため望ましくない。
【００４０】
一般的に光ファイバ１１０の外周面上には、２層以上の被覆（樹脂層）が設けられる。なお、被覆は、裸ファイバである光ファイバ１１０に接して外力が直接当該光ファイバ１１０に伝わらないように一次被覆層、および外傷を防止する二次被覆層からなる。それぞれの樹脂層を塗布するダイス６０Ａ１、６０Ｂ１は線引き工程において直列的に配置されてもよい。また、光ファイバ１１０の外周面上に設けられる２層の被覆は、２層の樹脂層を同時に排出するダイスにより塗布されてもよく、この場合、線引きタワーの高さを低くすることが出来るため、線引き建屋の建造コストを軽減することが可能になる。
【００４１】
また、ガラスの冷却速度を制御する装置を介して線引きすることで、ダイスに入る際の光ファイバ（裸ファイバ）１１０の表面温度を好適な温度に制御することもできる。冷却速度を制御する装置内に流すガスのレイノルズ数は低い方が、線引きされた光ファイバ１１０へ与えられる乱流の発生による振動が軽減されるため望ましい。ＵＶ炉（樹脂硬化装置６０Ａ２、６０Ｂ２）はＵＶ光の強度の他に内部の温度をフィードバック制御することで、樹脂の硬化速度を適切に制御することが可能である。ＵＶ炉はマグネトロンや、紫外ＬＥＤが好適である。紫外ＬＥＤの場合、光源そのものは発熱しないため、ＵＶ炉内の温度が適切になる様に温風を入れる機構が別途備えられる。また、樹脂から脱離する成分がＵＶ炉の炉心管の内面に付着することで、被覆に到達するＵＶ光パワーが線引き中に変化する場合がある。この場合、予め線引き中のＵＶ光パワーの減少度合いをモニタし、被覆に照射されるＵＶ光のパワーが一定となるよう、線引きの動作経過時間に応じてＵＳ光パワーが調節されるのが好ましい。さらに、ＵＶ光のパワーは、炉心管から漏れ出るＵＶ光をモニタし、被覆に照射されるＵＶ光のパワーが一定となるよう制御されてもよい。以上の構成により、得られる光ファイバ素線１２０は、その全長にわたって均質な破断強度を得ることが可能になる。
【００４２】
以上のように形成された二層の被覆のうち、二次被覆の耐外傷性を保持できるよう、適切な厚みに設定することが好ましい。一般に、２０μｍ以上であるのが好ましい。
【００４３】
特に、本実施形態においては、断面形状は非円形であっても、被覆が厚い場合、該被覆で覆われた光ファイバ素線１２０の断面形状は、その外周が略円形となる。被覆の厚みを薄くすることにより、光ファイバ素線１２０の断面形状は、その外周が光ファイバ１１０の断面形状に沿った形状に近づくため、光ファイバ素線１２０の状態でも、光ファイバ１１０の回転方向を揃えることが容易になる。また、積極的に被覆の断面形状を非円形にするため、ダイス形状は円で無くても良い。被覆を非円形状とすることで線引き中のファイバの回転が抑制され、外径モニタによる外径測定値が安定するため、より安定した外径を持つ光ファイバを得ることができる。
【００４４】
例えば、適切なダイスや、回転を制限する冶具を用いることで、複数の光ファイバの回転方向が整列されたテープファイバや間欠的に接続された間欠テープファイバを作製するには、被覆層の全厚みは５０μｍ以下であることが望ましい。
【００４５】
以上のよう被覆構造有し、最終的にボビン４０に巻き取られた光ファイバ素線１２０は、必要に応じて着色され、光ケーブル、光コードといった一次製品へ加工され、必要に応じて他の光機器と接続するための光コネクタ等の接続部品が接続された製品として使用され得る。
【００４６】
図３（ａ）は、上述のような製造装置により製造された光ファイバ素線１２０（本実施形態に係る光ファイバ１１０を含む）の一例を示す断面図である。また、図３（ｂ）は、本実施形態に係る光ファイバ接続部品２の一例を示す斜視図である。
【００４７】
図３（ａ）に示された光ファイバ素線１２０は、裸ファイバである光ファイバ１１０と、光ファイバ１１０の外周面上に設けられた一次被覆１２１と、一次被覆１２１の外周面上に設けられた二次被覆１２２を備える。また、図３（ａ）に示された例では、光ファイバ１１０は、複数のコア１１１と、これらコア１１１それぞれを覆う共通クラッド１１２を有するとともに、正四角形の断面形状を有するＭＣＦである。
【００４８】
得られたＭＣＦは、ＩＴＵ−Ｔ国際規格Ｇ．６５２．Ｄに準拠することが望ましい。さらに得られたＭＣＦは、Ｇ．６５７．Ａ１、Ｇ．６５７．Ａ２、Ｇ６５７．Ｂ３の各規格に準拠する曲げ損失特性を持つことが望ましい。このような規格に準拠したＭＣＦは、規格Ｇ．６５２．Ｄに準拠する汎用シングルモードファイバ（以下、「ＳＭＦ」と記す）と低損失で接続することができ、かつ、伝送システム上は規格Ｇ．６５２．Ｄに準拠した光ファイバと同様に扱うことができる。各コア１１１はステップ型、ＧＩ型、Ｗ型、トレンチ型など、コア１１１間のクロストークや、閉じ込め損失をはじめとした伝送特性を適切な値とするため、当業者が想起できる屈折率構造を採用することが可能である。
【００４９】
また、本実施形態における光ファイバ１１０がＭＣＦの場合、コア１１１それぞれの伝搬定数は、コア同士で互いに一致しても、異なっていても構わない。また、本実施形態のＭＣＦは、各コアを別々のチャネルとして光伝送を可能にする非結合型ＭＣＦでも、複数コアに跨ったスーパーチャネルとして光伝送を可能にする結合型ＭＣＦであっても構わない。また、各コアが複数のモードを伝播する数モードファイバであっても構わない。
【００５０】
なお、本実施形態に係る光ファイバ１１０の組成として、コア１１１と共通クラッド１１２は、何れもＳｉＯ２ガラスを主成分とし、共通クラッド１１２の屈折率よりもコア１１１の屈折率の方が高く設定される。また、共通クラッド１１２は、Ｆ、Ｃｌを含んでいても含まなくてもよい。
【００５１】
図３（ｂ）に示された光ファイバ接続部品２００は、複数本の光ファイバ素線１２０（それぞれ本実施形態に係る光ファイバ１１０を含む）と、これら複数の光ファイバ素線１２０の先端部分を保持する保持孔２３０（光ファイバ１１０の断面形状に対応した形状）を有する部材２１０（コネクタ）を備える。なお、光ファイバ素線１２０の各先端部分では、被覆１２１、１２２が除去され、光ファイバ１１０（裸ファイバ）が露出した状態になっている。また、部材２１０は、保持孔２２０に替え、光ファイバ１１０の断面形状に対応した溝が設けられていてもよい。
【００５２】
本実施形態の光ファイバ１１０の断面形状には種々の形状が採用可能である。具体的に本実施形態に係る光ファイバ１１０は、１または複数のコア１１１と共通クラッド１１２有し、当該光ファイバ１１０の横断面（ファイバ軸ＡＸに直交する断面）において、共通クラッド１１２の断面形状が、少なくとも２つの直線部を有するとともに、回転対称性を有する。このような断面形状として代表的な例は、正方形（正四角形）の断面形状、長円形の断面形状が列挙可能である。
【００５３】
上述のような断面形状を有する光ファイバ１１０が回転した場合、それぞれの観察方向Ｍ１、Ｍ２が既知の角度φになるよう配置された２つ以上の外径モニタ系５１、５２で測定された射影幅a、ｂが、線引き時の光ファイバ１１０のファイバ回転角θ（図１（ａ）および図１（ｂ）参照）に対して、後述する式（７ａ）、式（７ｂ）および図５（ｂ）に示されたように、一定の周期をもって変化する。
【００５４】
測定した射影幅a、ｂは、それぞれ２つの未知数であり、光ファイバ１１０の断面サイズを示す形状特徴量Ｒ、ファイバ回転角θと、既知の外径モニタ系５１、５２の観察方向を規定する角度φを用いることにより表すことができる。なお、形状特徴量Ｒは、例えば、複数の角部を有する矩形の場合は、最大対角線長または一辺の長さを好適に用いることが出来る。なお、ファイバ回転角θは、図１（ａ）および図１（ｂ）中に示されたように、線引き中の光ファイバ１１０のファイバ軸ＡＸに直交する面内の回転角度を示すが、ファイバ回転角θを線引き中に正確に計測することは一般に困難である。２つの外径モニタ系５１、５２は、ファイバ軸ＡＸに沿って互いに異なる位置に配置されている。２つの射影幅を測定する角度φは、外径モニタ系５１、５２がそれぞれ等価な射影幅を同時に測定しない様に配置する。例えば、光ファイバ１１０の断面形状が正四角形の場合、形状特徴量Ｒを正四角形の対角線長Ｄとすると、射影幅ａ、ｂは、式（７ａ）と式（７ｂ）から得られる式（８）の様に、θおよび角度φのみの関数として表すことが可能になる。これにより、測定が困難なファイバ回転角θとは無関係に形状特徴量Ｒ（実質的に、線引きされた光ファイバ１１０の最大クラッド外径に相当）が常時測定可能になる。なお、形状特徴量Ｒとして最大断面幅を設定した場合、偶数個の頂点を有する正多角形の場合、外接円の半径と同義であるが、奇数個の頂点を有する五角形以上の正多角形の場合は、対角線の長さである。線引きにおいては、ファイバ外径を一定に制御できればよく、必ずしも外接円に換算する必要はない。
【００５５】
図４は、本実施形態に係る光ファイバの製造方法を説明するためのフローチャートである。本実施形態に係る光ファイバ１１０は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示された線引き装置１により製造される。この線引き工程において、光ファイバ母材１００の下方に予め既知の角度φ（２つの観察方向のなす角度）となるように設置された２つの外径モニタ系５１、５２により、線引きされた非円形断面形状を有する光ファイバ１１０ファイバの射影幅a、ｂが測定され（ステップＳＴ５１０）、計算により光ファイバ１１０の横断面のサイズを示す形状特徴量Ｒが算出され（ステップＳＴ５２０）、算出された形状特徴量Ｒが一定となるように、線引き速度Ｖ２または光ファイバ母材１００の加熱炉への投入速度Ｖ１、光ファイバ母材１００の加熱温度、光ファイバ１１０の巻取速度等、を調整することにより外径制御が行われる(ステップＳＴ５３０)。なお、算出される形状特徴量Ｒは、光ファイバ１１０が正四角形または長方形の矩形断面を有する場合、最大断面幅（対角線長Ｄ）または直線部分の長さ（一辺の長さＬ）が好ましい。この外径制御は、線引き工程が終了するまで常時行われる（ステップＳＴ５４０）。制御部７０での外径制御は、通常の線引きにおいて、光ファイバ１１０の外径をモニタし、得られた値を各部制御にフィードバックする従来の外径制御と主要な動作は同じであるが、モニタされた外径値に代えて、形状特徴量Ｒの計算値を利用している点で、従来の外径制御とは異なる。本実施形態における外径制御全体の詳細な説明は省略する。
【００５６】
次に、光ファイバ１１０の断面形状が正四角形の場合について、図５を用いてより詳細に説明する。なお、図５（ａ）は、射影幅ａ、ｂの測定動作を説明するための図であり、図５（ｂ）は、ファイバ回転角θの変動に対するパラメータａ、ｂ、Ｒの挙動をそれぞれ説明するための図である。
【００５７】
図５（ａ）に示されたように、射影幅a、ｂを測定する観察方向Ｍ１、Ｍ２のなす角度はφである。また、形状特徴量Ｒとして最大断面幅を設定する場合は、該最大断面幅は、図５（ａ）に示されたような正四角形の断面形状の例では対角線長Ｄとなる。対角線長Ｄを形状特徴量Ｒに置き換えたとき、線引き中に光ファイバ１１０がθだけ回転した場合の射影幅a、bは、以下の式（７ａ）および式（７ｂ）で表すことができる。
【数７】
2016175800.tif 000009
【００５８】
さらに、上記式（７ａ）および式（７ｂ）をＲについて整理すると、以下の式（８）が得られる。
【数８】
2016175800.tif 000010
【００５９】
なお、形状特徴量Ｒとして光ファイバ１１０における断面の直線部分の長さを設定する場合、該直線部分は、図５（ａ）に示されたような正四角形の断面形状の例ではその一辺の長さＬとなる。一辺の長さＬを形状特徴量Ｒに置き換えたとき、線引き中に光ファイバ１１０がθだけ回転した場合の射影幅a、bは、Ｄ＝Ｌ／ｃｏｓφの関係を利用して上記式（７ａ）および式（７ｂ）から、以下の式（９ａ）および式（９ｂ）で表すことができる。
【数９】
2016175800.tif 000011
【００６０】
さらに、上記式（９ａ）および式（９ｂ）をＲについて整理すると、以下の式（１０）が得られる。
【数１０】
2016175800.tif 000012
【００６１】
上記式（８）および式（１０）からも分かるように、測定された射影幅ａ、ｂおよび予め設定された角度φにより、ファイバ回転角θによらずＲを求めることができる。ただし、正四角形の例において、形状特徴量Ｒを対角線長Ｄとした場合、φ＝９０°のときにファイバ回転角θによらず上記式（７ａ）および式（７ｂ）が等価となるため、Ｒを求めることができない。このため、断面形状が正四角形の場合、角度φは９０°以外に設置される必要がある。同様の理由により、ｎ角形の断面形状のＲを求める場合、角度φを３６０°／ｎ近傍と一致しないように設定することで、任意のファイバ回転角θに対し、θとは無関係にＲを求めることができる。
【００６２】
なお、φ＝４５°とし、かつ、一辺の長さが１００μｍの理想的な正四角形の形状特徴量Ｒとして該正四角形の最大断面幅（対角線長Ｄ）を求める場合、ファイバ回転角θの変化に対する射影幅ａ、ｂおよび上記式（８）から算出された形状特徴量Ｒの動きは、図５（ｂ）に示されたようになる。図５（ｂ）において、ファイバ回転角θが０°〜１８０°時の射影幅aの軌跡Ｇ７１０は対角線長Ｄをモニタするθ＝０°の時に最大値をとり、正四角形の辺の長さをモニタするθ＝４５°の時に最小値をとり、位相が１８０°変化して増加する軌跡を描く。また、ファイバ回転角θが０°〜１８０°時の射影幅ｂの軌跡Ｇ７２０は射影幅aに対し４５°位相が変化した軌跡となることが分かる。このように得られた射影幅ａ、ｂと角度φに基づいて式（８）を用いて算出された形状特徴量Ｒのθが０°〜１８０°変化した時の軌跡Ｇ７３０は、ファイバ回転角θとは無関係に一定値となる。すなわちファイバ回転角θとは無関係に形状特徴量Ｒを求めることができることが分かる。
【００６３】
次に、他の断面形状の例として、光ファイバ１１０の断面形状が長方形の場合について、図６を用いて説明する。なお、図６（ａ）は、射影幅の測定動作を説明するための図であり、図６（ｂ）は、ファイバ回転角θの変動に対する射影幅ａ、射影幅ｂ、形状特徴量Ｒの挙動をそれぞれ説明するための図である。
【００６４】
図６（ａ）の例では、線引きされた光ファイバ１１０の断面形状が長方形の場合を示し、該長方形の対角線長Ｄまたは長辺の長さＬが形状特徴量Ｒに設定され、対角線と長辺に挟まれた角度は２５°である。図６（ｂ）には、長方形の対角線長Ｄを形状特徴量Ｒに設定し、かつ、射影幅a、ｂを測定する観察方向Ｍ１、Ｍ２のなす角度φも２５°に設定した場合の、ファイバ回転角θに対する射影幅a、ｂそれぞれの軌跡が示されている。なお、図６（ｂ）において、グラフＧ８１０は、ファイバ回転角θが０°〜１８０°まで変化したときの射影幅ａの軌跡、グラフＧ８２０は、ファイバ回転角θが０°〜１８０°まで変化したときの射影幅ｂの軌跡を、それぞれ示している。
【００６５】
断面形状が正四角形の場合と異なり長方形の場合、射影幅ａ、ｂの変化は、ファイバ回転角θにより以下の式（１１ａ）および式（１１ｂ）の組、または、以下の式（１２ａ）および式（１２ｂ）の組の何れかの組に従う。
【数１１】
2016175800.tif 000013
【数１２】
2016175800.tif 000014
【００６６】
上記式（１１ａ）および式（１１ｂ）の組は、図６（ｂ）中のθ範囲(i)における射影幅ａ、ｂの変化を表し、上記式（１２ａ）および式（１２ｂ）の組は、θ範囲(ii)における射影幅ａ、ｂの変化を示す。また、上記式（１１ａ）および式（１１ｂ）の組から求められた形状特徴量Ｒの候補（以下、「Ｒ候補」という）であるＲ(i)は、以下の式（１３）で表され、上記式（１２ａ）および式（１２ｂ）の組から求められたＲ候補であるＲ(ii)は、以下の式（１４）で表される。
【数１３】
2016175800.tif 000015
【数１４】
2016175800.tif 000016
【００６７】
このように、線引きされた光ファイバ１１０の断面形状が長方形の場合、θ範囲(i)とθ範囲(ii)とで、Ｒ候補を表す式が異なる。そのため、ファイバ回転角θがどちらの式に従う範囲であるかを判定し、何れかの形状特徴量Ｒが真値か判定し選択する必要がある。
【００６８】
なお、上述の例では長方形の対角線長Ｄを形状特徴量Ｒに設定しているが、長方形の長辺Ｌが形状特徴量に設定されてもよい。この場合、射影幅ａ、ｂの変化は、ファイバ回転角θにより以下の式（１５ａ）および式（１５ｂ）の組、または、以下の式（１６ａ）および式（１６ｂ）の組の何れかの組に従う。なお、長方形の対角線長Ｄと長辺の長さＬは、Ｄ＝Ｌ／ｃｏｓφの関係を満たすため、式（１５ａ）および式（１５ｂ）は上記式（１１ａ）および式（１１ｂ）から容易に導くことが可能であり、同様に、式（１６ａ）および式（１６ｂ）は上記式（１２ａ）および式（１２ｂ）から容易に導くことが可能である。
【数１５】
2016175800.tif 000017
【数１６】
2016175800.tif 000018
【００６９】
また、上記式（１５ａ）および式（１５ｂ）の組から求められた形状特徴量Ｒの候補であるＲ(i)は、以下の式（１７）で表され、上記式（１６ａ）および式（１６ｂ）の組から求められた候補であるＲ(ii)は、以下の式（１８）で表される。
【数１７】
2016175800.tif 000019
【数１８】
2016175800.tif 000020
【００７０】
続いて、長方形の対角線長Ｄを形状特徴量Ｒに設定した場合について、形状特徴量Ｒの真値を判定するための方法の一例を、図７〜図９を用いて説明する。なお、図７は、図６（ａ）に示された長方形の横断面形状を有する光ファイバについて、形状特徴量Ｒ（長方形の対角線長Ｄ）の複数候補（Ｒ１(i)、Ｒ１(ii)、Ｒ２(i)、Ｒ２(ii)）の、ファイバ回転角に対する変化を示す図である。図８は、本実施形態に係る光ファイバの製造方法における算出工程（図４のステップＳＴ５２０）を詳細に説明するためのフローチャートである。また、図９は、本実施形態に係る光ファイバの製造方法による外径制御の効果を説明するための図である。
【００７１】
２つの射影幅ａ、ｂを測定するための観察方向Ｍ１、Ｍ２のなす角度は、一方の射影幅が長辺（短辺でもよい）の射影幅になるとき、他方の射影幅が長方形（図６（ａ））の対角線になる角度φに設定されていることが望ましい。図５（ａ）の例（断面形状が正四角形）とは異なり、この長方形断面の例では、図１（ｂ）に示されたように、それぞれが２つの外径モニタ系を有する外径モニタセット５０Ａと外径モニタセット５０Ｂが、ファイバ軸ＡＸに沿ってそれぞれ異なる位置に配置される。
【００７２】
外径モニタセット５０Ａにおける２つの外径モニタ系５１Ａ、５２Ａそれぞれの観察方向Ｍ１、Ｍ２のなす角、および、外径モニタセット５０Ｂにおける２つの外径モニタ系５１Ｂ、５２Ｂそれぞれの観察方向Ｍ１、Ｍ２のなす角は、何れもφに設定されている。また、外径モニタセット５０Ａ、外径モニタセット５０Ｂは、それぞれが測定した射影幅ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２が互いに等価な値とならない様に配置されている。このように配置する方法の一例として、外径モニタセット５０Ａの観察方向Ｍ１と外径モニタセット５０Ｂの観察方向Ｍ１とが９０°ずれている様に配置することが出来る。このように観察方向を設定することで互いに独立した射影幅測定値ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２を得ることが出来るため、正しい形状特徴量Ｒを得ることが可能になる。
【００７３】
以下、図８のフローチャートに従って説明すると、まず、外径モニタセット５０Ａの外径モニタ系５１Ａ、５２Ａそれぞれが測定した射影幅ａ１、ｂ１に基づいて上記式（１３）から得られる形状特徴量Ｒの候補Ｒ１(i)の値と、上記式（１４）から得られる形状特徴量Ｒの候補Ｒ１(ii)の値が算出され（ステップＳＴ５２１）、続いて、外径モニタセット５０Ｂの外径モニタ系５１Ｂ、５２Ｂそれぞれが測定した射影幅ａ２、ｂ２に基づいて上記式（１３）から得られる形状特徴量Ｒの候補Ｒ２(i)の値と、上記式（１４）から得られる形状特徴量Ｒの候補Ｒ２(ii)の値が算出される（ステップＳＴ５２２）。なお、図７（ａ）は、ステップＳＴ５２１で算出された形状特徴量Ｒの候補Ｒ１(i)およびＲ１(ii)の、ファイバ回転角θへの依存性を示す。また、図７（ｂ）はステップＳＴ５２２で算出された形状特徴量Ｒの候補Ｒ２(i)およびＲ２(ii)それぞれの、ファイバ回転角θへの依存性を示す。図７（ａ）において、グラフＧ９１０Ａは、ファイバ回転角θを０°から１８０°まで変化したときの形状特徴量Ｒの候補Ｒ１(i)の値、グラフＧ９２０Ａは、ファイバ回転角θを０°から１８０°まで変化したときのＲ１(ii)の値を、それぞれ示す。図７（ｂ）において、グラフＧ９１０Ｂは、ファイバ回転角θを０°から１８０°まで変化したときの形状特徴量Ｒの候補Ｒ２(i)の値、グラフＧ９２０Ｂは、ファイバ回転角θを０°から１８０°まで変化したときのＲ２(ii)の値を、それぞれ示す。
【００７４】
図７（ａ）および図７（ｂ）に示されたように、算出された形状特徴量Ｒ１(i)、Ｒ１(ii)、Ｒ２(i)、Ｒ２(ii)がファイバ回転角θに応じて周期的に変化し、正しい形状特徴量Ｒ（最大断面幅の最有力候補となる形状特徴量）が周期的に表れ、これらＲ１(i)、Ｒ１(ii)、Ｒ２(i)、Ｒ２(ii)のうち、何れか２つの形状特徴量Ｒの候補の組合せが正しい形状特徴量であることが分かる。すなわち、図７（ａ）および図７（ｂ）に示された例では、θ範囲（Ａ）ではＲ１(i)とＲ２(ii)の組み合わせ、θ範囲（Ｂ）ではＲ１(i)とＲ２(i)の組み合わせ、θ範囲（Ｃ）ではＲ１(ii)とＲ２(i)の組み合わせ、θ範囲（Ｄ）ではθ範囲（Ｂ）と同様にＲ１(i)とＲ２(i)の組み合わせが、それぞれ正しい形状特徴量Ｒ（この例では最大断面幅）を示す組み合わせであることが分かる。なお、この関係は、ファイバ回転角θとの関係にもよるものであり、任意に変更は可能である。
【００７５】
そこで、ステップＳＴ５２３では、上述の特徴を利用し、Ｒ判定（ｎ）の値を算出する。なお、ｎは判定すべき上述の組み合わせを示すケース番号であって、ｎ＝１はθ範囲（Ａ）の組み合わせ（Ｒ１(i)とＲ２(ii)）、ｎ＝２はθ範囲（Ｂ）およびθ範囲（Ｄ）の組み合わせ（Ｒ１(i)とＲ２(i)）、ｎ＝３はθ範囲（Ｃ）の組み合わせ（Ｒ１(ii)とＲ２(i）である。ステップＳＴ５２３では、ケース番号１〜３について以下の式（１９）に従った値（Ｒ判定（１）〜Ｒ判定（３））が算出され、算出されたＲ判定（１）〜Ｒ判定（３）のうちから最小の値となるケース番号ｎが選択される。
【数１９】
2016175800.tif 000021
【００７６】
続いて、ステップＳＴ５２４では、以下の式（２０）に示された式のうち、ステップＳＴ５２３で判定されたケース番号ｎのＲ候補（ｎ）が算出される。すなわち、ステップＳＴ５２３でケース１（ｎ＝１）が選択されると式（２０）のうちＲ候補（１）が算出され、ステップＳＴ５２３でケース２（ｎ＝２）が選択されると式（２０）のうちＲ候補（２）が算出され、ステップＳＴ５２３でケース３（ｎ＝３）が選択されると式（２０）のうちＲ候補（３）が算出される。
【数２０】
2016175800.tif 000022
【００７７】
最終的に、以上のようにステップＳＴ５２３およびＳＴ５２４を経て算出されたＲ候補（ｎ）の値が形状特徴量Ｒに設定されると（ステップＳＴ５２５）、この決定された形状特徴量Ｒに基づいて外径制御が行われる（図４のステップＳＴ５３０）。
【００７８】
なお、ステップＳＴ５２３における判定の精度を高めるため、更に多くの外径モニタセットを利用して冗長性を持たせること、または、カメラ等での撮像等により異なる方法で現在のファイバ回転角θを推定する方法等を組み合わせてもよい。
【００７９】
また、線引きされた光ファイバ１１０の多角形断面における頂点が表面張力により変形することを想定して、更に形状特徴量Ｒ(i)、Ｒ(ii)を算出する式に補正が加えられてもよい。自明である補正の方法として頂点の曲率半径を想定することでより正しい形状特徴量Ｒの算出が可能になる。
【００８０】
なお、上述の判定動作では、２つの外径モニタセット５０Ａ、５０Ｂを用いたが、１つの外径モニタセットのみでも可能である。その場合、上記式（１３）および式（１４）の結果より、形状特徴量の候補Ｒ(i)の最大値とＲ(ii)の最小値をモニタし、何れかの形状特徴量を形状特徴量Ｒと判断する。ただし、正しいＲから正しくないＲに切り替わる部分（例えば、図６（ｂ）におけるθ範囲(i)とθ範囲(ii)の境界またはその近傍）が存在し、その領域では、これら２つの形状特徴量の候補の平均値を形状特徴量Ｒと判断してもよい。
【００８１】
以上のように本実施形態によれば、非円形断面形状を有する光ファイバ１１０の形状特徴量Ｒを、ファイバ回転角θとは無関係に必要最小限の外径モニタ系を用いて測定することが可能になる。また、算出された形状特徴量Ｒの値に基づいて、算出後のＲが所定の値（目標幅）となるよう、制御部７０が、光ファイバ１１０の巻取速度（線引き速度Ｖ２）や光ファイバ母材１００の投入速度Ｖ１を制御することで、形状特徴量Ｒがその長手方向に沿って安定した、非円形の断面形状を有する光ファイバ１１０が得られる。図９は、本実施形態に係る光ファイバの製造方法による外径制御の効果を説明するための図であるであるが、この図９からも分かるように、本実施形態の外径制御が実行された直後から、得られる光ファイバ１１０の形状特徴量Ｒは、その長手方向に沿って安定する。このように長手方向に形状特徴量Ｒが安定した光ファイバ１１０を用いることにより、当該光ファイバ１１０の径安定部を選別する必要がなくなり、更には、当該光ファイバ１１０が適用されることにより、歩留りよく光ファイバ部品を製造することが可能になる。
【００８２】
また、形状特徴量Ｒが安定している、非円形の断面形状を有する光ファイバ１１０（例えば、ＭＣＦなど）が光ファイバ接続部品２００の保持孔２２０に挿入される場合（図３（ｂ）参照）、外径の不安定量を考慮する必要がない。したがって、保持孔２２９に必要以上のクリアランスを設ける必要がなく、ファイバ回転方向が抑制されたコネクタを作製することが可能になる。
【００８３】
更に、光ファイバ１１０の所定の断面方向の径と、対応するコネクタの孔の径との差は，０．７μｍ以下であるのが好ましく、更に好ましくは０．５μｍ以下である。また、光ファイバ接続部品の保持孔の径に合致した、非円形の断面形状を有する光ファイバを選別する必要がないため、経済性の高い光ファイバ接続部品が作成可能になる。
【符号の説明】
【００８４】
１…線引き装置、１１０…光ファイバ（裸ファイバ）、１２０…光ファイバ素線、５０、５０Ａ、５０Ｂ…外径モニタセット、５１、５１Ａ、５１Ｂ、５２、５２Ａ、５２Ｂ…外径モニタ系、２００…光ファイバ接続部品。
【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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