特許 6670278 光ファイバ素線の製造方法、光ファイバ素線の製造装置、及び、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6670278

(24)【登録日】2020年3月3日

(45)【発行日】2020年3月18日

(54)【発明の名称】光ファイバ素線の製造方法、光ファイバ素線の製造装置、及び、プログラム

(51)【国際特許分類】

   C03C 25/104 20180101AFI20200309BHJP

   C03B 37/12 20060101ALI20200309BHJP

   G02B 6/44 20060101ALI20200309BHJP

【ＦＩ】

   C03C25/104

   C03B37/12 A

   G02B6/44

【請求項の数】6

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2017-190979(P2017-190979)

(22)【出願日】2017年9月29日

(65)【公開番号】特開2019-64856(P2019-64856A)

(43)【公開日】2019年4月25日

【審査請求日】2018年4月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】山城 健司

【審査官】 若土 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０７０２２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３０２０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０８９５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１７５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１−１５０１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２７５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−０７２７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６２５２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｃ ２５／００−２５／７０

Ｇ０２Ｂ ６／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被覆を構成する紫外線硬化樹脂の一部又は全部が未硬化状態の光ファイバ素線であって、走行する光ファイバ素線の各点に対して、紫外線ランプが発する紫外線を照射する一次照射工程と、
上記一次照射工程にて紫外線が照射された上記光ファイバ素線であって、走行する上記光ファイバ素線の各点に対して、紫外線発光ダイオードが発する紫外線を照射する二次照射工程と、
上記光ファイバ素線の走行速度を測定する測定工程と、
上記測定工程において得られた上記走行速度の測定値の変化に応じて、上記二次照射工程において上記紫外線発光ダイオードが発する紫外線の強度を変化させる制御工程と、
を含むことを特徴とする光ファイバ素線の製造方法。

【請求項2】

上記制御工程において、上記走行速度の測定値が増加したときには、上記紫外線の強度を増加させ、上記走行速度の測定値が減少したときには、上記紫外線の強度を減少させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ素線の製造方法。

【請求項3】

上記制御工程において、上記紫外線の強度の変化率が上記走行速度の測定値の変化率と一致するように、上記紫外線の強度を変化させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ素線の製造方法。

【請求項4】

上記測定工程において、上記走行速度として、上記光ファイバ素線を引き取る引取装置の引取速度を測定する、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の光ファイバ素線の製造方法。

【請求項5】

被覆を構成する紫外線硬化樹脂の一部又は全部が未硬化状態の光ファイバ素線であって、走行する光ファイバ素線の各点に対して、紫外線ランプが発する紫外線を照射する一次照射部と、
上記一次照射部にて紫外線が照射された上記光ファイバ素線であって、走行する上記光ファイバ素線の各点に対して、紫外線発光ダイオードが発する紫外線を照射する２次照射部と、
上記光ファイバ素線の走行速度を測定する測定部と、
上記測定部によって得られた上記走行速度の測定値の変化に応じて、上記２次照射部において上記紫外線発光ダイオードが発する紫外線の強度を変化させる制御部と、
を含むことを特徴とする光ファイバ素線の製造装置。

【請求項6】

被覆を構成する紫外線硬化樹脂の一部又は全部が未硬化状態の光ファイバ素線であって、走行する光ファイバ素線の各点に対して、紫外線ランプが発する紫外線を照射する一次照射部と、上記一次照射部にて紫外線が照射された上記光ファイバ素線であって、走行する上記光ファイバ素線の各点に対して、紫外線発光ダイオードが発する紫外線を照射する２次照射部と、上記光ファイバ素線の走行速度を測定する測定部と、を含む光ファイバ素線の製造装置を制御するプログラムであって、
上記測定部から上記走行速度の測定値を取得する手順と、
上記走行速度の測定値の変化に応じて、上記２次照射部において上記紫外線発光ダイオードが発する紫外線の強度を変化させる手順と、
をコンピュータ装置に実行させることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバ素線の製造方法に関する。また、光ファイバ素線の製造装置に関する。また、光ファイバ素線の製造を制御するプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

光ファイバ素線は、（１）ガラス製の光ファイバ裸線と、（２）光ファイバ素線の側面を覆う、樹脂製の被覆と、により構成されている。被覆は、光ファイバ裸線への側圧を緩和し、耐外傷性を向上させる役割を担う。光ファイバ素線の製造においては、光ファイバ裸線の側面に紫外線硬化樹脂を塗布した後、紫外線を照射することによりこの紫外線硬化樹脂を硬化させて被覆を形成することが一般的である。

【0003】

光ファイバ素線に対する紫外線の照射には、通常、紫外線ランプ又は紫外線発光ダイオードを光源とする照射装置が用いられる。照射装置は、通常、筐体の内部に収容された光源の他に、筐体を貫通する石英管と、筐体の内部において石英管及び紫外線ランプとを取り囲む反射板と、を備えている。この場合、光ファイバ素線の各点は、石英管内を走行する間、光源から発せられた紫外線（反射板にて反射された紫外線を含む）を受ける。

【0004】

ところで、光ファイバ素線においては、被覆硬化度が長手方向において均一でないと、硬化度が低い箇所で不具合が生じる可能性がある。そのため、光ファイバ素線が受ける紫外線の強度が一定になるよう、光源から発せられる紫外線の強度を調整することが提案されている。

【0005】

特許文献１には、線引動作の継続時間に応じて、照射装置（特許文献１における「紫外線照射炉」）の光源から発せられる紫外線の強度を調整する技術が記載されている。光源から発せられる紫外線の強度が一定である場合、線引動作の継続に伴って進行する石英管（特許文献１における「炉心管」）の汚染により、石英管内を走行する光ファイバ素線の受ける紫外線の強度が次第に減少する。特許文献１に記載の技術においては、このようにして生じる、光ファイバ素線が受ける紫外線の強度の減少を、光源から発せられる紫外線の強度を増加させることによって補償する。

【0006】

また、特許文献２には、光ファイバ素線が受ける紫外線の強度を検出すると共に、検出された紫外線の強度に応じて、光源から発せされる紫外線の強度を調整することが記載されている。特許文献２に記載された技術は、検出された紫外線の強度と予め定められた強度との差が小さくなるように、光源から発せられる紫外線の強度を変化させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１６−１７５８００号公報（２０１６年１０月６日公開）

【特許文献2】特開２００３−８９５５５号公報（２００３年３月２８日）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

照射装置内（より具体的には石英管内）を走行する光ファイバ素線の走行速度は、一定とは限らず、揺らぎが生じる可能性がある。例えば、光ファイバ裸線の外径を一定に保つために、光ファイバ素線を引き取る引取装置の引取速度が制御されている場合、照射装置内を走行する光ファイバ素線の走行速度は、引取装置の引取速度に応じて変動する。また、引取装置に加わる電気的なノイズや、引取装置を構成するモータの回転ムラなどに起因して、照射装置内を走行する光ファイバ素線の走行速度に予期せぬ変動が生じる可能性もある。

【0009】

照射装置内を走行する光ファイバ素線の走行速度が変動すると、光ファイバ素線の各点に対して紫外線が照射される時間が変動することになる。そのため、光ファイバ素線の各点が受ける紫外線の強度を一定に保ったとしても、光ファイバ裸線の各点が受ける紫外線の積算強度が変動することになる。このため、上述した特許文献１及び特許文献２に記載された技術では、被覆硬化度が長手方向において均一にならない可能性がある。

【0010】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、被覆硬化度の長手方向における均一性の高い光ファイバ素線を製造することが可能な製造方法及び製造装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の課題を解決するために、本発明に係る光ファイバ素線の製造方法は、被覆を構成する紫外線硬化樹脂の一部又は全部が未硬化状態の光ファイバ素線であって、走行する上記光ファイバ素線の各点に対して、紫外線発光ダイオードが発する紫外線を照射する照射工程と、上記光ファイバ素線の走行速度を測定する測定工程と、上記測定工程において得られた上記走行速度の測定値の変化に応じて、上記照射工程において上記紫外線発光ダイオードが発する紫外線の強度を変化させる制御工程と、を含むことを特徴とする。

【0012】

また、上記課題を解決するために、本発明に係る光ファイバ素線の製造装置は、被覆を構成する紫外線硬化樹脂の一部又は全部が未硬化状態の光ファイバ素線であって、走行する上記光ファイバ素線の各点に対して、紫外線発光ダイオードが発する紫外線を照射する照射部と、上記光ファイバ素線の走行速度を測定する測定部と、上記測定部によって得られた上記走行速度の測定値の変化に応じて、上記照射部において上記紫外線発光ダイオードが発する紫外線の強度を変化させる制御部と、を含むことを特徴とする。

【0013】

また、上記課題を解決するために、本発明に係るプログラムは、被覆を構成する紫外線硬化樹脂の一部又は全部が未硬化状態の光ファイバ素線であって、走行する上記光ファイバ素線の各点に対して、紫外線発光ダイオードが発する紫外線を照射する照射部と、上記光ファイバ素線の走行速度を測定する測定部と、を含む光ファイバ素線の製造装置を制御するプログラムであって、上記測定部から上記走行速度の測定値を取得する手順と、上記走行速度の測定値の変化に応じて、上記照射部において上記紫外線発光ダイオードが発する紫外線の強度を変化させる手順と、をコンピュータ装置に実行させることを特徴とする。

【0014】

上記の構成によれば、被覆硬化度の長手方向における均一性の高い光ファイバ素線を製造することが可能になる。

【0015】

本発明に係る光ファイバ素線の製造方法において、上記制御工程では、上記走行速度の測定値が増加したときには、上記紫外線の強度を増加させ、上記走行速度の測定値が減少したときには、上記紫外線の強度を減少させる、ことが好ましい。

【0016】

上記の構成によれば、光ファイバ素線の走行速度が変化しても、光ファイバ素線の各点に対して紫外線発光ダイオードが発光する紫外線の積算強度の変化が小さくなる。その結果、光ファイバ素線の走行速度に揺らぎが生じても、光ファイバ素線の被覆硬化度の長手方向における均一性が向上する。

【0017】

本発明に係る光ファイバ素線の製造方法において、上記制御工程では、上記紫外線の強度の変化率が上記走行速度の測定値の変化率と一致するように、上記紫外線の強度を変化させる、ことが好ましい。

【0018】

上記の構成によれば、光ファイバ素線の走行速度が変化しても、光ファイバ素線の各点に対して紫外線発光ダイオードが発光する紫外線の積算強度が一定に保たれる。その結果、光ファイバ素線の走行速度に揺らぎが生じても、光ファイバ素線の被覆硬化度の長手方向における均一性がさらに向上する。

【0019】

本発明に係る光ファイバ素線の製造方法において、上記測定工程では、上記走行速度として、上記光ファイバ素線を引き取る引取装置の引取速度を測定する、ことが好ましい。

【0020】

上記の構成によれば、引取装置の引取速度を用いることで、光ファイバ素線の走行速度の測定値を取得することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、被覆硬化度の長手方向における均一性の高い光ファイバ素線を製造することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の各実施形態において製造される光ファイバ素線の横断面を示す断面図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る光ファイバ素線の製造装置の構成を示す模式図である。

【図3】本発明の第１の実施形態において１次照射部のＵＶランプ及び２次照射部のＵＶＬＥＤからそれぞれ出射される紫外線のスペクトルの一例を示す図である。

【図4】本発明の第１の実施形態に係る１次照射部を構成するＵＶランプユニットの断面図である。

【図5】本発明の第１の実施形態に係る２次照射部を構成するＵＶＬＥＤユニットの断面図である。

【図6】本発明の第１の実施形態における制御部の機能ブロック構成図である。

【図7】本発明の第１の実施形態に係る光ファイバ素線の製造方法を示すフローチャートである。

【図8】本発明の第１の実施形態における制御部が紫外線の強度を制御する処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

〔第１の実施形態〕
〔光ファイバ素線の構成〕
本実施形態により製造される光ファイバ素線１０について、図１を参照して説明する。図１は、光ファイバ素線１０の横断面（光軸に直交する断面）を示す断面図である。

【0024】

光ファイバ素線１０は、円柱状の光ファイバ裸線１１と、光ファイバ裸線１１の側面を覆う被覆１２と、を備えている。

【0025】

光ファイバ裸線１１は、円柱状のコア１１ａと、コア１１ａの側面を覆う円筒状のクラッド１１ｂと、により構成される。コア１１ａ及びクラッド１１ｂは、何れも石英ガラスにより構成されている。ただし、クラッド１１ｂを構成する石英ガラスの屈折率は、コア１１ａを構成する石英ガラスの屈折率よりも低い。コア１１ａとクラッド１１ｂとの屈折率差は、例えば、コア１１ａを構成する石英ガラスに屈折率を上昇させるためのドーパント（例えば、ゲルマニウム）を添加することによって、あるいは、クラッド１１ｂを構成する石英ガラスに屈折率を低下させるためのドーパント（例えば、フッ素）を添加することによって形成される。なお、クラッド１１ｂの屈折率をコア１１ａの屈折率よりも低くするのは、コア１１ａに光を閉じ込める機能を光ファイバ裸線１１に付与するためである。

【0026】

被覆１２は、光ファイバ裸線１１の側面（クラッド１１ｂの外側面）を覆う円筒状の１次被覆１２ａと、１次被覆１２ａの外側面を覆う円筒状の２次被覆１２ｂと、により構成されている。１次被覆１２ａ及び２次被覆１２ｂは、何れも紫外線硬化樹脂により構成されている。ただし、１次被覆１２ａを構成する紫外線硬化樹脂のヤング率は、２次被覆１２ｂを構成する紫外線硬化樹脂のヤング率よりも低い。１次被覆１２ａと２次被覆１２ｂとのヤング率差は、例えば、１次被覆１２ａ及び２次被覆１２ｂを構成する紫外線硬化樹脂の重合度を異ならせることにより形成される。なお、２次被覆１２ｂのヤング率を相対的に高く、１次被覆１２ａのヤング率を相対的に低くするのは、硬質の２次被覆１２ｂにより耐外傷性を向上させると共に、軟質の１次被覆１２ａにより衝撃吸収性を向上させるためである。

【0027】

１次被覆１２ａ及び２次被覆１２ｂを構成する紫外線硬化樹脂には、それぞれ、光重合開始剤が含まれている。これらの紫外線硬化樹脂の硬化は、光重合開始剤の吸収波長帯に属する波長を有する紫外線により開始される。なお、硬化時の温度が高いほど、２次被覆１２ｂを構成する紫外線硬化樹脂の硬化が進みやすく、１次被覆１２ａを構成する紫外線硬化樹脂の硬化が進みにくい傾向がある。また、硬化時の温度が低いほど、２次被覆１２ｂを構成する紫外線硬化樹脂の硬化が進みにくく、１次被覆１２ａを構成する紫外線硬化樹脂の硬化が進みやすい傾向がある。

【0028】

（光ファイバ素線の製造装置の構成）
製造装置１の構成について、図２を参照して説明する。図２は、製造装置１の構成を示すブロック図である。

【0029】

製造装置１は、光ファイバ素線１０（図１参照）を製造するための装置であり、線引部１０１、冷却部１０２、裸線外径測定部１０３、塗布部１０４、素線外径測定部１０５、１次照射部１０６、引取部１０７、２次照射部１０８、及び巻取部１０９を備えている。これらの構成要素は、光ファイバ素線１０の走行経路に沿ってこの順に配置される。さらに、製造装置１は、引取部１０７の引取速度を測定する引取速度測定部１０７ａを備えている。また、製造装置１は、裸線外径測定部１０３及び素線外径測定部１０５から取得したモニタ信号を参照して塗布部１０４及び引取部１０７を制御する制御部１１０を備えている。また、製造装置１は、複数のプーリ１１１＿１〜１１１＿６を備えている。光ファイバ素線１０の走行経路は、これらのプーリ１１１＿１〜１１１＿６によって規定される。

【0030】

線引部１０１は、光ファイバ裸線１１の母材となるプリフォームを線引きするための手段である。本実施形態においては、加熱炉を線引部１０１として用いる。プリフォームは、この加熱炉により加熱され、溶融する。そして、溶融したプリフォームは、自重により引き伸ばされる。このように、プリフォームを溶融して引き伸ばすことを、「線引き」という。線引部１０１において線引きされたプリフォームは、線引部１０１の下方に配置された冷却部１０２に送り込まれる。

【0031】

冷却部１０２は、線引きされたプリフォームを冷却するための手段である。本実施形態においては、冷却筒を冷却部１０２として用いる。線引きされたプリフォームは、この冷却筒内を流れる冷却ガスにより冷却され、硬化する。これにより、光ファイバ裸線１１が得られる。冷却部１０２において得られた光ファイバ裸線１１は、光ファイバ裸線１１の外径を測定するための裸線外径測定部１０３を経由した後、冷却部１０２の下方に配置された塗布部１０４に送り込まれる。

【0032】

塗布部１０４は、被覆１２の母材となる未硬化状態の紫外線硬化樹脂を光ファイバ裸線１１の側面に塗布するための手段である。本実施形態においては、２つの塗布ダイスが重ねて設けられた二重塗布ダイスを塗布部１０４として用いる。光ファイバ裸線１１の側面には、上流側の塗布ダイスによって、１次被覆１２ａの母材となる未硬化状態の紫外硬化樹脂が塗布され、１次被覆１２ａの外側面には、下流側の塗布ダイスによって、２次被覆１２ｂの母材となる未硬化状態の紫外線硬化樹脂が塗布される。これにより、１次被覆１２ａ及び２次被覆１２ｂが共に未硬化状態である光ファイバ素線１０が得られる。この状態の光ファイバ素線１０のことを、以下、光ファイバ素線１０αと記載する。塗布部１０４において得られた光ファイバ素線１０αは、光ファイバ素線１０αの外径を測定するための素線外径測定部１０５を経由した後、塗布部１０４の下方に配置された１次照射部１０６に送り込まれる。

【0033】

なお、塗布部１０４が塗布する紫外線硬化樹脂の厚みは、可変であり、素線外径測定部１０５にて測定された光ファイバ素線１０αの外径に基づいて、制御部１１０により制御されている。制御部１１０は、光ファイバ素線１０αの外径が予め定められた値よりも小さい場合、塗布する紫外線硬化樹脂の厚み増加するように塗布部１０４を制御する。逆に、制御部１１０は、光ファイバ素線１０αの外径が予め定められた値よりも大きい場合、塗布する紫外線硬化樹脂の厚みが減少するように塗布部１０４を制御する。これにより、得られる光ファイバ素線１０の外径を予め定められた値に近づけることができる。

【0034】

１次照射部１０６は、光ファイバ素線１０αに対して、低酸素雰囲気化においてＵＶランプ（紫外線ランプ）を用いて紫外線を照射するための手段である。本実施形態においては、ＵＶランプを光源とするｎ個（ｎは１以上の自然数）のＵＶランプユニット１０６＿１〜１０６＿ｎを、１次照射部１０６として用いる。各１次照射ユニット１０６＿ｉ（ｉは１以上ｎ以下の自然数）の構成については、参照する図面を代えて後述する。なお、図２においては、ｎ＝３の場合を例示しているが、１次照射部１０６を構成するＵＶランプユニット１０６＿ｉの個数は任意である。

【0035】

被覆１２の母材となる紫外線硬化樹脂は、１次照射部１０６におけるＵＶランプを用いた紫外線照射によって、外側から順に硬化していく。１次照射部１０６におけるＵＶランプを用いた紫外線照射では、主に２次被覆１２ｂを構成する紫外線硬化樹脂が硬化する。ただし、１次照射部１０６におけるＵＶランプを用いた紫外線照射が完了した段階では、少なくとも２次被覆１２ｂの表層を構成する紫外線硬化樹脂が十分に硬化していればよく、その余の紫外硬化樹脂は、未硬化状態であっても、半硬化状態であっても構わない。この状態の光ファイバ素線１０のことを、以下、光ファイバ素線１０βと記載する。１次照射部１０６において得られた光ファイバ素線１０βは、プーリ１１１＿１を経由した後、引取部１０７に送り込まれる。プーリ１１１＿１は、光ファイバ素線１０βの走行経路を重力方向に平行な第１方向（図２における下方向）から重力方向に垂直な第２方向（図２における右方向）に変えるターンプーリとして機能する。

【0036】

引取部１０７は、光ファイバ素線１０βを特定の引取速度で引き取るための手段である。ここで、引取速度とは、引取部１０７が単位時間あたりに引き取る光ファイバ素線１０βの長さのことである。本実施形態においては、キャプスタンを引取部１０７として用いる。引取部１０７により引き取られた光ファイバ素線１０βは、プーリ１１１＿２〜１１１＿６を経由した後、引取部１０７の側方に配置された２次照射部１０８に送り込まれる。ここで、プーリ１１１＿５は、第１方向と平行に（図２における上下方向に）変位可能なダンサープーリである。このプーリ１１１＿５を第１方向に（図２における下方向に）付勢することによって、光ファイバ素線１０βに張力が掛けられる。

【0037】

なお、引取部１０７の引取速度は、可変であり、裸線外径測定部１０３にて測定された光ファイバ裸線１１の外径に基づいて、制御部１１０により制御されている。制御部１１０は、光ファイバ裸線１１の外径が予め定められた値よりも小さい場合、引取速度が低下するように引取部１０７を制御する。逆に、制御部１１０は、光ファイバ裸線１１の外径が予め定められた値よりも大きい場合、引取速度が上昇するように引取部１０７を制御する。これにより、得られる光ファイバ裸線１１の外径を予め定められた値に近づけることができる。また、引取部１０７の引取速度は、引取速度測定部１０７ａによって測定される。本実施形態では、引取速度測定部１０７ａによって測定される引取速度の測定値を、光ファイバ素線１０が走行経路を走行する走行速度の測定値とみなす。引取速度測定部１０７ａは、本発明における測定部の一例を構成する。

【0038】

２次照射部１０８は、光ファイバ素線１０βに対して、ＵＶＬＥＤ（紫外線発光ダイオード）を用いて紫外線を照射するための手段である。本実施形態においては、ＵＶＬＥＤを光源とするｍ個（ｍは１以上の自然数）のＵＶＬＥＤユニット１０８＿１〜１０８＿ｍを、２次照射部１０８として用いる。各ＵＶＬＥＤユニット１０８＿ｊ（ｊは１以上ｍ以下の自然数）の構成については、参照する図面を代えて後述する。なお、図２においては、ｍ＝２の場合を例示しているが、２次照射部１０８を構成するＵＶＬＥＤユニット１０８＿ｊの個数は任意である。なお、２次照射部１０８は、本発明における照射部の一例を構成する。

【0039】

被覆１２の母材となる紫外線硬化樹脂のうち、１次照射部１０６におけるＵＶランプを用いた紫外線照射でも未だ十分に硬化していない紫外線硬化樹脂は、２次照射部１０８におけるＵＶＬＥＤを用いた紫外線照射によって硬化が完了する。２次照射部１０８におけるＵＶＬＥＤを用いた紫外線照射では、主に１次被覆１２ａを構成する紫外線硬化樹脂が硬化する。これにより、光ファイバ素線１０が得られる。２次照射部１０８において得られた光ファイバ素線１０は、巻取部１０９に送り込まれる。

【0040】

巻取部１０９は、光ファイバ素線１０を巻き取るための手段である。本実施形態においては、第２方向に平行な回転軸を有する巻取ドラム１０９ａと、第２方向と平行に変位可能なプーリ１０９ｂを、巻取部１０９として用いる。巻取ドラム１０９ａを回転させながら、プーリ１０９ｂを第２方向と平行に往復移動させることによって、光ファイバ素線１０が巻取ドラム１０９ａに均等に巻き取られる。

【0041】

以上のように、製造装置１においては、１次照射部１０６の光源として、ＵＶランプを用いると共に、２次照射部１０８の光源として、ＵＶＬＥＤを用いている。これは、以下の理由による。

【0042】

ＵＶＬＥＤは、ＵＶランプに比べて消費電力が小さい。また、ＵＶＬＥＤは、高温になりにくいため、冷却装置を簡略化することができ、その結果、運転時の消費電力を更に抑えることができる。また、ＵＶＬＥＤには、高温環境下で生じ得る紫外線硬化樹脂の劣化を抑えることができるというメリットがある。しかしながら、１次照射部１０６の光源として、ＵＶＬＥＤを用いると、次のような問題を生じる。

【0043】

すなわち、図３に示すように、ＵＶＬＥＤから発せられる紫外線は、ＵＶランプから発せられる紫外線に比べてスペクトル幅が狭い。そのため、ＵＶＬＥＤのピーク波長が、２次被覆１２ｂに含まれる光重合開始剤の吸収波長と異なる可能性が高い。加えて、２次被覆１２ｂは、硬化時のファイバ温度が高いほど硬化が進みやすい傾向がある。そのため、１次照射部１０６にＵＶＬＥＤを用いると、２次被覆１２ｂの表層を構成する紫外線硬化樹脂を１次照射部１０６において十分に硬化することができない可能性が高くなる。そうすると、光ファイバ素線１０βがプーリ１１１＿１に接触した際に、２次被覆１２ｂの表面がプーリ１１１＿１に付着して剥離されるといった問題を生じる。そこで、製造装置１においては、１次照射部１０６の光源として、ＵＶランプを用いることによって、これらの問題を回避している。

【0044】

制御部１１０は、製造装置１の各部を制御する。具体的には、制御部１１０は、上述した引取速度の制御及び塗布する紫外線硬化樹脂の厚みの制御に加えて、２次照射部１０８のＵＶＬＥＤの強度を変化させる制御を行う。制御部１１０の構成の詳細については後述する。

【0045】

〔１次照射ユニット及び２次照射ユニットの構成〕
製造装置１が備えるＵＶランプユニット１０６＿ｉの構成について、図４を参照して説明する。図４は、ＵＶランプユニット１０６＿ｉの断面図である。

【0046】

ＵＶランプユニット１０６＿ｉは、筐体１０６ａと、筐体１０６ａを貫通する石英管１０６ｂと、筐体１０６ａの内部に収容されたＵＶランプ１０６ｃと、筐体１０６ａの内部において石英管１０６ｂ及びＵＶランプ１０６ｃを取り囲む反射板１０６ｄと、を備えている。ＵＶランプ１０６ｃとしては、例えば、メタルハライドランプを挙げることができる。ＵＶランプ１０６ｃから発せられた紫外線は、直接、又は、反射板１０６ｄにて反射された後、石英管１０６ｂの内部を走行する光ファイバ素線１０αに照射される。

【0047】

なお、筐体１０６ａには、冷却用ガスを筐体１０６ａ内に給気するための給気口１０６ａ１と、この冷却用ガスを筐体１０６ａ外に排気するための排気口１０６ａ２とが設けられている。筐体１０６ａの内部に収容されたＵＶランプ１０６ｃは、この冷却用ガスによって冷却される。

【0048】

また、ＵＶランプユニット１０６＿ｉは、さらに、筐体１０６ａから上方に突出した石英管１０６ｂの上端を収容する上部キャップ１０６ｅと、筐体１０６ａから下方に突出した石英管１０６ｂの下端を収容する下部キャップ１０６ｆと、を備えている。上部キャップ１０６ｅには、低酸素濃度の不活性ガスを上部キャップ１０６ｅ内に供給するための給気口１０６ｅ１が設けられており、下部キャップ１０６ｆには、この不活性ガスを下部キャップ１０６ｆ外に排気するための排気口１０６ｆ１が設けられている。不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、又はヘリウムが挙げられる。上部キャップ１０６ｅ、石英管１０６ｂ、及び下部キャップ１０６ｆの内部は、この不活性ガスにより満たされる。このため、石英管１０６ｂの内部を走行する光ファイバ素線１０αは、低酸素雰囲気下で紫外線を照射されることになる。

【0049】

次に、製造装置１が備えるＵＶＬＥＤユニット１０８＿ｊの構成について、図５を参照して説明する。図５は、ＵＶＬＥＤユニット１０８＿ｊの断面図である。

【0050】

ＵＶＬＥＤユニット１０８＿ｊは、筐体１０８ａと、筐体１０８ａを貫通する石英管１０８ｂと、筐体１０８ａの内部に収容されたＵＶＬＥＤバー１０８ｃと、筐体１０８ａの内部においてＵＶＬＥＤバー１０８ｃと対向するように石英管１０８ｂを取り囲む反射板１０８ｄと、を備えている。ＵＶＬＥＤバー１０８ｃは、Ｌ個（Ｌは１以上の自然数）のＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋ（ｋは１以上Ｌ以下の自然数）を直線状に並べた紫外線光源である。ＵＶＬＥＤバー１０８ｃから発せられた紫外線は、直接、又は、反射板１０８ｄにて反射された後、石英管１０８ｂの内部を走行する光ファイバ素線１０βに照射される。

【0051】

各ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋは、電源（図示せず）によって駆動される。具体的には、ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋは、電源から供給される電流値に応じた強度の紫外線を発する。なお、図６においては、Ｌ＝５の場合を例示しているが、ＵＶＬＥＤバー１０８ｃを構成するＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋの個数は任意である。

【0052】

（制御部の構成の詳細）
制御部１１０は、例えば、プロセッサ及びメモリを備えたコンピュータ装置によって構成される。図６は、制御部１１０の機能ブロック構成図である。図６に示すように、制御部１１０は、裸線外径調整部１１０ａと、素線外径調整部１１０ｂと、紫外線強度調整部１１０ｃとを含む。これらの各機能ブロックは、メモリに格納されたプログラムをプロセッサが実行することによって実現される。

【0053】

裸線外径調整部１１０ａは、裸線外径測定部１０３によって測定された光ファイバ裸線１１の外径に基づいて、光ファイバ裸線１１の外径を調整する制御を行う。前述のように、光ファイバ裸線１１の外径は、走行速度により調整される。そこで、裸線外径調整部１１０ａは、光ファイバ裸線１１の外径を予め定められた値に近づけるよう、引取部１０７の引取速度を制御する。

【0054】

素線外径調整部１１０ｂは、素線外径測定部１０５によって測定された、光ファイバ素線１０の外径に基づいて、当該外径を調整する制御を行う。具体的には、素線外径調整部１１０ｂは、光ファイバ素線１０の外径を予め定められた値に近づけるよう、塗布部１０４を制御する。

【0055】

紫外線強度調整部１１０ｃは、引取速度測定部１０７ａによって測定された引取速度の測定値の変化に応じて、２次照射部１０８＿ｊにおける各ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋの強度を変化させる。なお、引取部１０７の引取速度は、裸線外径調整部１１０ａの制御により変動することに加えて、引取部１０７に加わる電気的なノイズや、引取部１０７を構成するモータの回転ムラなどに起因して変動が生じる可能性もある。紫外線強度調整部１１０ｃは、このように変動する引取速度の測定値の変化に応じて、２次照射部１０８＿ｊにおける各ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋの強度を変化させる。

【0056】

詳細には、紫外線強度調整部１１０ｃは、引取速度の測定値が増加したときには、各ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋの強度を増加させ、引取速度の測定値が減少したときには、各ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋの強度を減少させる。これにより、光ファイバ素線１０βの各点に対する紫外線の積算強度の変化が小さくなる。例えば、紫外線強度調整部１１０ｃは、各ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋの強度の変化率が引取速度の測定値の変化率と一致するように、各ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋの紫外線の強度を変化させる。これにより、光ファイバ素線１０βの各点に対する紫外線の積算強度がほぼ一定に保たれる。

【0057】

具体的には、紫外線強度調整部１１０ｃは、引取速度の測定値の変化率と、各ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋに供給する駆動電流の変化率とを一致させるよう駆動電流を制御すればよい。このとき、各ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋの応答速度、すなわち、各ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋに駆動電流を供給する電流源に対する制御を開始してから、各ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋの発する紫外線の強度の変更が完了するまでにかかる時間は、一般的に数ミリ秒である。これは、引取速度の変動周期と比べて十分に短い。また、これは、走行する光ファイバ素線βの各点が２次照射部１０８内に滞在する時間に比べても十分に短い。

【0058】

（光ファイバ素線の製造方法）
光ファイバ素線１０の製造方法Ｓ１について、図７を参照して説明する。図７は、光ファイバ素線１０の製造方法Ｓ１を示すフローチャートである。製造方法Ｓ１は、光ファイバ素線１０（図１参照）を製造するための方法であり、以下に説明する工程Ｓ１０１〜Ｓ１０９を含んでいる。

【0059】

工程Ｓ１０１：線引部１０１は、光ファイバ裸線１１の母材となるプリフォームを線引きする。

【0060】

工程Ｓ１０２：冷却部１０２は、工程Ｓ１０１にて線引きされたプリフォームを冷却する。これにより、光ファイバ裸線１１が得られる。

【0061】

工程Ｓ１０３：裸線外径測定部１０３は、工程Ｓ１０２にて得られた光ファイバ裸線１１の外径を測定し、外径の測定値を表すモニタ信号を制御部１１０に提供する。

【0062】

工程Ｓ１０４：塗布部１０４は、工程Ｓ１０３にて外径を測定された光ファイバ裸線１１の側面に、被覆１２の母材となる未硬化状態の紫外線硬化樹脂を塗布する。詳細には、塗布部１０４は、光ファイバ裸線１１の外側面に、１次被覆１２ａの母材となる未硬化状態の紫外硬化樹脂を塗布する作業と、１次被覆１２ａの外側面に、２次被覆１２ｂの母材となる未硬化状態の紫外線硬化樹脂を塗布する作業とを一括して実施する。これにより、光ファイバ素線１０αが得られる。

【0063】

なお、工程Ｓ１０４にて塗布される紫外線硬化樹脂の厚みは、後述する工程Ｓ１０５で測定される光ファイバ素線１０αの外径に基づく制御部１１０の制御により調整される。

【0064】

工程Ｓ１０５：素線外径測定部１０５は、工程Ｓ１０４にて得られた光ファイバ素線１０αの外径を測定し、外径の測定値を表すモニタ信号を制御部１１０に提供する。

【0065】

工程Ｓ１０６：１次照射部１０６は、工程Ｓ１０５にて得られた光ファイバ素線１０αに、ＵＶランプを用いて紫外線を照射する。これにより、主に２次被覆１２ｂの母材となる紫外線硬化樹脂が硬化し、光ファイバ素線１０βが得られる。少なくとも２次被覆１２ｂの表層を構成する紫外線硬化樹脂は、本工程において十分に硬化される。

【0066】

工程Ｓ１０７：引取部１０７は、工程Ｓ１０６にて得られた光ファイバ素線１０βを特定の引取速度で引き取る。

【0067】

なお、工程Ｓ１０７にて光ファイバ素線１０βを引き取る引取速度は、前述した工程Ｓ１０３で測定された光ファイバ裸線１１の外径に基づく制御部１１０の制御により調整される。

【0068】

工程Ｓ１０７ａ（測定工程）：引取速度測定部１０７ａは、引取部１０７による光ファイバ素線１０βの引取速度を測定し、引取速度の測定値を表すモニタ信号を制御部１１０に提供する。引取速度の測定値に基づく制御部１１０の動作の詳細については後述する。

【0069】

工程Ｓ１０８（照射工程）：２次照射部１０８は、工程Ｓ１０７にて引き取られた光ファイバ素線１０βに、ＵＶＬＥＤを用いて紫外線を照射する。これにより、主に１次被覆１２ａの母材となる紫外線硬化樹脂が硬化し、光ファイバ素線１０が得られる。

【0070】

なお、工程Ｓ１０８にて照射される紫外線の強度は、制御部１１０により引取速度に基づき調整される。この制御部１１０の動作の詳細については後述する。

【0071】

工程Ｓ１０９：巻取部１０９は、工程Ｓ１０８にて得られた光ファイバ素線１０を巻取ドラム１０９ａに巻き取る。これにより、巻取ドラム１０９ａに巻き取られた光ファイバ素線１０が得られる。

【0072】

次に、工程Ｓ１０７ａ及び工程Ｓ１０８における制御部１１０の動作（制御工程）の詳細について説明する。図８は、制御部１１０が紫外線の強度を調整する処理を説明するフローチャートである。

【0073】

工程Ｓ２０１：紫外線強度調整部１１０ｃは、引取速度測定部１０７ａから引取速度の測定値を取得する。

【0074】

工程Ｓ２０２：紫外線強度調整部１１０ｃは、引取速度の測定値が前回の測定値から変化した変化率と紫外線の強度の変化率とが一致するように、２次照射部１０８の各ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋが発する紫外線の強度を変化させる。

【0075】

例えば、変化前の引取速度の測定値が１０００メートル毎秒であり、変化後の測定値が１０１０メートル毎秒であったとする。すなわち、引取速度が１％速くなる変化が生じたとする。この場合、各ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋの強度を１％増加させれば、光ファイバ素線１０βの各点に対する２次照射部１０８における積算強度はほぼ一定となる。

【0076】

そこで、紫外線強度調整部１１０ｃは、各ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋが発する紫外線の強度を１％だけ増加させるよう、各ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋへ駆動電流を供給する電源に対して制御信号を送出する。

【0077】

このとき、２次照射部１０８において紫外線の強度の制御にかかる応答速度は、前述したように、数ミリ秒である。例えば、引取速度が１０１０メートル毎分に変化し、石英管１０８ｂのうち照射区間の長さが１メートルであったとする。この場合、例えば応答速度４ミリ秒の間に光ファイバ素線１０βの各点が走行する距離は、約０．１メートルである。この距離は、照射区間の長さ１メートルと比較して十分に短い。その結果、光ファイバ裸線１１の各点に対する照射区間内での積算強度は、引取速度の変化に関わらずほぼ一定に保たれるといえる。

【0078】

比較のため、光源がＵＶランプであると仮定した場合について説明する。ＵＶランプの強度の制御にかかる応答速度は、ＵＶランプの強度を変化させる量が大きいほど長くかかるのが一般的である。そのため、引取速度の変化に応じて紫外線の強度を変化させる制御に時間がかかり、光ファイバ素線１０の各点に対する照射区間内での積算強度が、引取速度の変化に応じて一定に保たれない可能性がある。したがって、ＵＶランプは、引取速度の変化に応じて紫外線の強度を変化させる制御の対象に適しているとはいえない。

【0079】

例えば、ＵＶランプの強度の制御にかかる応答速度が、０．０２６７（秒）×［強度の変化率］（％）で算出されるとする。また、上述と同様に、引取速度が１％速くなる変化が生じ、ＵＶランプの強度を１％増加させるとする。この場合、ＵＶランプの強度を１％増加させるのにかかる応答速度は、上述した式によれば、２６．７ミリ秒となる。また、上述と同様に、引取速度が１０１０メートル毎分に変化し、石英管１０８ｂのうち照射区間の長さが１メートルであったとする。この場合、応答速度２６．７ミリ秒で光ファイバ素線１０βの各点が走行する距離は、約０．５メートルである。この距離は、照射区間の長さ１メートルの約半分に相当する。そのため、光ファイバ素線１０βの各点に対する照射区間内での積算強度は、引取速度の変化に伴い変化する可能性がある。

【0080】

このように、各ＵＶＬＥＤ素子１０８ｃｋを光源に用いた２次照射部１０８は、ＵＶランプを光源に用いる場合と比較して、引取速度の変化に応じて十分な応答速度で紫外線の強度の調整を行うことができる。

【0081】

以上の工程Ｓ２０１〜Ｓ２０２の処理を、制御部１１０は、所定間隔毎に繰り返し実施する。

【0082】

以上説明したように、本実施形態の製造装置１を用いた製造方法は、引取速度の変化に応じて、２次照射部においてＵＶＬＥＤが発する紫外線の強度を変化させる。その結果、本実施形態は、引取速度に揺らぎが生じる場合でも、製造された光ファイバ素線１０において被覆硬化度の長手方向における均一性を向上させる。

【0083】

（変形例）
なお、上述した本発明の第１の実施形態において、紫外線の強度の制御対象となるＵＶＬＥＤを用いた２次照射部を、光ファイバ素線１０の走行経路の後段に配置する例について説明した。ただし、本実施形態において、紫外線の強度の制御対象となる照射部が配置される位置は、光ファイバ素線の走行経路の後段に限定されない。また、本実施形態において、紫外線の強度の制御対象となる照射部の個数は、任意である。

【0084】

例えば、本実施形態において、１次照射部及び２次照射部は、共にＵＶＬＥＤを光源として含んでいてもよい。その場合、制御部１１０の紫外線強度調整部１１０ｃは、引取速度の測定値の変化に応じて、１次照射部及び２次照射部のそれぞれに対して、ＵＶＬＥＤの強度を変化させる制御を行えばよい。

【0085】

〔ソフトウェアによる実現例〕
上述した第１の実施形態における制御部は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

【0086】

後者の場合、制御部は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラム及び各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）又は記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。

【0087】

そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

【0088】

〔付記事項〕
本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0089】

１ 製造装置
１０ 光ファイバ素線
１１ 光ファイバ裸線
１１ａ コア
１１ｂ クラッド
１２ 被覆
１２ａ １次被覆
１２ｂ ２次被覆
１０１ 線引部
１０２ 冷却部
１０３ 裸線外径測定部
１０４ 塗布部
１０５ 素線外径測定部
１０６ １次照射部
１０７ 引取部
１０７ａ 引取速度測定部
１０８ ２次照射部
１０９ 巻取部
１１０ 制御部
１１０ａ 裸線外径調整部
１１０ｂ 素線外径調整部
１１０ｃ 紫外線強度調整部
１１１ プーリ
１０６＿ｉ ＵＶランプユニット
１０８＿ｊ ＵＶＬＥＤユニット
１０６ａ、１０８ａ 筐体
１０６ｂ、１０８ｂ 石英管
１０６ｃ ＵＶランプ
１０６ａ１、１０６ｅ１ 給気口
１０６ａ２、１０６ｆ２ 排気口
１０６ｄ、１０８ｄ 反射板
１０６ｅ 上部キャップ
１０６ｆ 下部キャップ
１０８ｃ ＵＶＬＥＤバー
１０８ｃｋ ＵＶＬＥＤ素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】