JP2002518289A - 予成形体から光ファイバを製造する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ＰＭＤが小さい光ファイバ１００を製造する方法は、ａ）予成形体）の少なくとも一端部分３ａを加熱するステップと、ｂ）光ファイバ１００をファイバの引抜き軸線（Ｉ−Ｉ）に沿った上記加熱した端部分３ａの自由端から引き抜くステップと、ｃ）上記光ファイバ１００を適当な被覆材料にて被覆するステップと、ｄ）上記被覆した光ファイバ１００に対し上記ファイバの引抜き軸線（Ｉ−Ｉ）の周りにてトルクを付与するステップと、ｅ）上記被覆した光ファイバ１００を巻き取りスプール９に巻き取るステップとを備えている。本発明によれば、ステップｄ）は、上記巻き取りスプール９の上流に支持され且つファイバの引抜き軸線（Ｉ−Ｉ）の周りにて回転させたプーリー１６により行われ、上記光ファイバ１００は、少なくとも約３６０°の角度にて上記プーリー１６に巻き取られる。好ましくは、かかる方法は、従来技術と比較して単位時間に製造される光ファイバの量を顕著に増加させることをも許容する。また、この方法を実施する装置、及びプーリーを備え、ファイバにトルクを付与する装置も開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】

本発明は、その第一の特徴において、 ａ）予成形体の少なくとも一端部分を加熱するステップと、 ｂ）上記加熱した端部分の自由端からファイバの引抜き軸線に沿って光ファ
イバを引抜くステップと、 ｃ）上記光ファイバを適当な被覆材料にて被覆するステップと、 ｄ）上記ファイバの引抜き軸線の周りにて上記被覆した光ファイバに対しト
ルクを付与するステップと、 ｅ）上記被覆した光ファイバ（１００）を巻き取りスプール（９）に巻くス
テップとを備える、予成形体から光ファイバを製造する方法に関する。

【０００２】 より具体的には、本発明は、電気通信分野にて使用される、ＰＭＤが小さい光
ファイバを製造する方法に関する。 本発明は、また、その引抜き軸線の周りにて光ファイバに対しトルクを付与す
る装置及び上記の方法を実施する装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】

公知であるように、光ファイバを使用する信号伝送装置、特に、長距離に亙っ
て作動する装置において、高度の伝送及び受信標準を保証するため信号の減衰又
は分散を最小にする何らかの型式のものが必要とされている。特に、ＰＭＤ（分
極モード分散（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）
）として公知の特定の分散現象を最小にする必要性が生じている。このことは、
信号の伝送帯域の幅を制限し、従って、上述した信号が伝送される光ファイバの
性能が劣化することを意味する。

【０００４】 公知であるように、光ファイバにおける信号の基本的伝播モードは、直角面に
て直線状に分極した２つの波の積であると見なすことができる。理論的には、完
全に対称の円形断面のファイバ（すなわち、単モードファイバ）において、２つ
の成分の伝播定数は同一であり、このため、モードは、変化せずに且つファイバ
自体に沿って円筒状の対称に従って伝播し、２つの成分は、同一の速度にて伝播
する。しかし、これと対照的に、光ファイバは、実際には、上述した円筒状の対
称性を変化させることにより、ファイバ自体の応力状態を非対称にし且つその光
学的性質に異方性を生じさせる構造上及び幾何学的不規則性を有している。従っ
て、その２つのモード成分は、屈折率が異なる領域にて合わさり、また、異なる
伝播速度にて進み、これにより、ＰＭＤ現象を生じさせる。

【０００５】 この点に関して特に重要な１つのパラメータは、ファイバのビート長さのいわ
ゆるコヒーレンス長さ、すなわち、基本モードの２つの成分が互いに再度、同一
位相となるのに必要なファイバの長さである。

【０００６】 例えば、完全には円形でないコアが存在するといったような、ファイバに内在
する構造上の欠点及び幾何学的欠点の双方又はその何れか一方の欠点以外に、Ｐ
ＭＤ現象は、また、例えば、スプール巻き又は配線ステップ中の工程時に生じる
応力のような、外部応力に起因する非対称の応力状態によって生じることもある
。

【０００７】 実験によって、引抜き工程中、光ファイバに対し適当な外部応力を加えること
により、特に、かかる光ファイバの各々にトルクを付与することにより、光ファ
イバのＰＭＤを軽減することが可能であることが判明した。

【０００８】 この目的のため、ＰＭＤが少ない光ファイバを製造するための色々な装置及び
方法が従来から提案されている。その初期のものは、予成形体を回転させる技術
（明らかな技術的難点が存在し及び高速の回転速度を得ることが不可能であるた
め間もなく採用されなくなった技術）に基づくものであり、最新のものは、引抜
き工程中、その軸線の周りにてファイバに対しトルクを付与する技術（ファイバ
のスピニング／撚り）に基づくものである。

【０００９】 このため、例えば、米国特許第４，５０４，０００号（トンプソン（Ｔｈｏｍ
ｓｏｎ）−ＣＳＦ）には、円形の複屈折が大きいキラル性（ｃｈｉｒａｌｉｃ）
の構造体を有する光ファイバを製造する方法が開示されており、ここで、３つの
プーリーが設けられた装置は、予成形体の加熱した部分から製造されたファイバ
に対し、その軸線の周りにてトルクを付与する。付与されたトルクは、その後、
専用の被覆ステーション内にてファイバ自体に付与されたガラス又はガラスセラ
ミック内にて適当な被覆膜によりファイバ構造体内で「動かなく」される。

【００１０】 上記に開示した方法の１つの短所は、ファイバが適当な被覆膜により適正に保
護される前に、上述したプーリーと接触することによりファイバ表面を傷付ける
危険性が大きいことに関係する。

【００１１】 上述した短所を解決するため、米国特許第５，２９８，０４７号、及び第５，
４１８，８８１号（ＡＴ＆Ｔ）に開示されるように、ファイバにトルクを付与し
得るようにした装置を被覆ステーションの下流に配置することが提案されている
。特に、上述した特許において、ファイバの引抜き軸線に対して垂直に伸びる回
転軸線を有し且つ時計回り方向及び反時計回り方向に交互に傾斜する、ファイバ
の案内ロールによりトルクが付与される。

【００１２】 しかし、当該出願人は、上記の方法はファイバのＰＭＤを少なくするという目
的を実質的に達成するものの、今日迄、何ら十分な解決法が見出させない一連の
短所を有することが分かった。

【００１３】 当該出願人が認識した第一の短所は、引抜き工程中、光ファイバとロールとの
間にて相対的な摺動が生ずるのを防止し得るように、案内ロールの傾斜周期を制
限する必要性に関係する。実際には、かかる摺動が特に不利益である２つの理由
がある。第一に、かかる摺動は光ファイバの表面を機械的に磨耗させ、従って、
機械的抵抗性且つファイバ自体の性能を劣化させる可能性があるからである。第
二に、かかる摺動は、所望の変更規則に従ってトルクを光ファイバに付与するこ
とを許容せず、このため、ＰＭＤ現象の減少のために付与される捩れにより与え
られる有利な効果を制限することになるからである。

【００１４】 案内ロールが傾斜する周期を制限することは、更に、ファイバの引抜き速度（
ファイバに対し所望のトルクを付与するため互いに不可避的に関係する２つの速
度）をこれに対応して制限し、このため、単位時間当たり製造されるファイバの
量を制限することになる。

【００１５】 上記に開示した方法に関連する更なる短所は、引抜く間のファイバの振動は、
引抜き軸線の変位を生じさせ、このことは、製造されるファイバの直径を望まし
くなく変動させ、又はファイバと該ファイバに付与された被覆層との間にて不均
さ及び不完全な同心性の双方又はその何れか一方を生じさせることになる。

【００１６】 更に、かかる方法は、使用される装置は必然的に光ファイバに対して交互の撚
りを加えるため、光ファイバに対し連続的な単一方向への回転を付与することを
許容しない。

【００１７】 その引抜き軸線の周りにてファイバにトルクを付与し且つファイバが撚り手段
に達する前に、適当な被覆膜により付与されたトルクが「動かない」ようにする
ステップを備える、光ファイバを製造する他の方法が公知であり、この方法は、
日本国特許出願第５８−０２０７４６号及びドイツ特許第３０１０００５号にも
開示されている。

【００１８】 日本国特許出願第５８−０２０７４６号には、ファイバの単一モードの円形の
分極状態を保ち得るようにした、光ファイバを製造する方法、すなわち、分極面
がファイバ自体の長さに亙って均一に回転される、方法が開示されている。円形
の分極モードに対して必要とされる複屈折を形成するため、被覆ステーションの
上流に配置された引抜き手段により予成形体の自由端からファイバを引抜き、ま
た、被覆ステーションの下流に配置された巻き取りスプールによって撚りがファ
イバに付与される。

【００１９】 同様に、ドイツ特許第３０１０００５号には、多数の被覆ステーションの下流
に配置された巻き取りスプールによってファイバが引抜かれ且つ撚りが加えられ
る、撚ったファイバを製造する方法が開示されている。

【００２０】 しかし、上記に開示した方法によれば、上記の引抜き手段と上記の巻き取りス
プールとの間の領域内にて凝固したファイバに対し撚りが付与され、このため撚
りが、予成形体の柔軟となった下端部に達することはできない。

【００２１】 上記に開示した方法に関連する更なる短所は、ファイバに対しトルクを付与す
るために使用される巻き取りスプールの質量及び慣性力は大きいことに関連し、
このことは、スプールの回転速度（従って、ファイバの引抜き速度）を増し且つ
ファイバに対し所望のトルクの変化法則を確実に付与することができない。更に
、ファイバがその上で巻き取ることを許容すべくスプールを並進させること（す
なわち適当な手段を提供すること）が必要となる。

【００２２】 最後に、日本国特許出願第０６−２３９６４２号には、光ファイバの束を製造
する方法が開示されており、この場合、ら旋状に撚ったファイバが得られるよう
に多数のファイバに撚りを付与し、その撚ったファイバが、１つの束を形成し得
るように共に巻き取ったとき、その端部から束の供給側及び出口側に不規則に配
置される。この撚りは、例えば、巻き取りスプールの下流に配置されたキャタピ
ラにより付与する。このキャタピラはまた、ファイバを予成形体から引抜くため
にも使用される。

【００２３】 上記に開示した方法の目的は、本発明のものと完全に相違する。実際上、上記
の目的を実現するため、軸方向に沿ってヘリカルな伸長部を有するファイバが製
造される。

【００２４】 この場合にも、ファイバにトルクを付与するために使用されるキャタピラの質
量及び慣性力が大きいため、キャタピラの回転速度（従ってファイバの引抜き速
度）を増すと共に、ファイバに対し所望のトルクの変化法則を確実に適用するこ
とはできない。

【００２５】

【発明の概要】

現在、当該出願人は、引用した従来技術の上記の短所を解決すると同時に、Ｐ
ＭＤが小さい光ファイバを製造することを許容する方法及び装置を開発するに至
った。

【００２６】 その第一の特徴によれば、本発明は、巻き取りスプールの下流にて支持され且
つファイバの引抜き軸線の間で回転されたプーリーであって、上記光ファイバが
少なくとも３６０°に実質的に等しい角度にて巻き取られる当該プーリーによっ
て、ファイバの引抜き軸線の周りで上記の被覆したファイバへのトルクの付与が
行われることを特徴とする、上記型式の方法に関する。

【００２７】 好ましくは、本発明の方法は、その機械的抵抗の性質を損なうことなく、また
、ファイバの高速の引抜き速度を得ることを許容し、単位時間当たりの光ファイ
バの製造量を増すことを許容する所望のファイバの撚りを実現することを可能に
する。実際には、公知の方法と相違して、本発明による方法において、ファイバ
は少なくとも約３６０°まで巻かれ、ファイバ自体に対し所望の撚りを付与し得
るようにされた部材（プーリー）まで実質的に摺動することはない。このことは
、プーリーとファイバとの間にて相対的な摺動を生じさせる虞れを伴わずにプー
リー自体の回転速度（従って、ファイバの引抜き速度）を増すことを許容する。
更に、このような摺動が存在しないことは、ファイバに対し所望のトルク変化法
則を適用することを可能にする。

【００２８】 好ましくは、何らかの型式の振動が存在しないことは、被覆層をファイバに付
与するステップを妨害するものを回避し、これにより、層をファイバの表面の全
体に亙って均一に分配することを可能にする。

【００２９】 例えば、最大値から最終的に０近くにすることのできる最小値まで正弦波パタ
ーンに従って変化する速度のような一定又は変動する回転速度にて上述したプー
リーを単一方向への動きに従って光ファイバの引抜き軸線の周りで回転させるこ
とができる。

【００３０】 これと代替的に、上述のプーリーは、時計回り方向及び反時計回り方向にそれ
ぞれ交互に動かすことにより、光ファイバの引抜き軸線の周りで回転するように
してもよい。この場合にも、かかる速度を最初にスピン方向に付与することによ
り一定の回転速度とし、次に、スピン方向を逆転し且つ同一の速度値を反対方向
に付与することで一定の回転速度とすることが可能となると考えられる。その代
わり、可変速度パターンは、例えば、正弦波パターンに従って、回転の逆転が生
ずる箇所における０速度を経て、一方向への最大値から反対方向への最小値まで
変化する速度変化からなるようにする。

【００３１】 好ましくは、プーリーに対し交互的な回転速度が付与される。このことは、巻
き取りスプールに巻かれたファイバの残留捩れが存在することを防止することを
許容する（すなわち、巻き取ったファイバは実質的に捩れなし）、これにより、
ファイバの巻き戻し及び巻き取り工程の双方を一層容易にする。

【００３２】 以下の説明及び特許請求の範囲の記載において、「撚りピッチ」という語は、
同一の回転パターンが付与される２つの部分の間にてファイバの外面に沿って測
定したときの直線距離を示すために使用する。

【００３３】 好ましくは、光ファイバは、それ自体公知の方法にて予成形体から引抜き成形
されるようにするが、この場合、従来技術の装置により実現可能な速度よりも著
しく速いファイバの引抜き速度とすることが可能である。このことは、単位時間
当たりの光ファイバの製造量を著しく増すことを許容する。引抜き装置内の他の
部品と適合可能であるように、本発明の方法によれば、ファイバの撚りに対し何
ら望ましくない効果を与えることなく、単に一例として、１５ｍ／秒、２０ｍ／
秒、２５ｍ／秒又は３０ｍ／秒といったような引抜き速度を適用することが可能
である。

【００３４】 何れの場合でも、上述したファイバの引抜き速度の限界値は、実際に採用され
る引抜き技術に関係するものであり、プーリーが取り付けられる撚り装置の構造
的特徴によっては決まらないことを認識すべきである。

【００３５】 その第二の特徴において、本発明は、予成形体の加熱した端部から所定の速度
にて引抜かれた光ファイバに対しそのファイバの引き抜き軸線の周りでトルクを
付与する装置であって、それぞれの駆動手段により上記軸線の周りで回転するア
イドル状態に取り付けられたプーリーを備え、少なくとも３６０°に実質的に等
しい角度にて上記光ファイバが該プーリーに巻き取られることを特徴とする装置
に関するものである。

【００３６】 好ましくは、本発明の装置は、製造の観点からして特に簡単で且つ低コストで
あるようにする。 好ましくは、本発明の装置の駆動手段は、プーリーをファイバの引抜き軸線の
周りで特定の方向、時計回り方向及び反時計回り方向の双方に交互に回転させ得
るようにする。

【００３７】 好ましくは、プーリーの上記駆動手段は、ファイバの引抜き軸線と一致する回
転軸線を有するモータ被駆動のフォーク形状の支持部材を備え、上記軸線に対し
て実質的に正接するような仕方にてプーリーがずらした位置にて回動するように
する。このため、プーリーの直ぐ上流及び下流のファイバの引抜き方向は同一で
あり、これにより、製造されるファイバの直径に望ましくない変動及び付与され
た被覆膜の不均一さを生じさせる整合外れ状態が存在しないことを確実にする。

【００３８】 好ましくは、プーリーの駆動手段は、プーリーに運動力学的に、すなわちベル
ト伝動装置により接続された電気モータを備えるようにする。 好ましくは、プーリーの軽くなった重量及び小さい寸法は、撚る間に装置に加
わる慣性力の程度を制限することになる。このため、より低出力で且つより低コ
ストのモータが採用されても、従来技術の装置の回転速度よりも著しく速い回転
速度を実現することが可能となる。

【００３９】 その間に実質的に摺動が存在しない状態にて、ファイバをプーリーに巻く工程
は、プーリーが適当なプロファイルにて形成されるならば、容易となる。第の実
施の形態において、プーリーには、プーリーの対称面πに対して６５°乃至７５
°の範囲の角度φを形成する両側壁を備える、光ファイバを受け入れ得るように
された実質的にＶ字形の溝が形成されている。

【００４０】 １つの特に好ましい実施の形態において、溝は、プーリーの対称面πに対して
６５°乃至７５°の範囲の角度Φ₁を形成する第一の半径方向外側部分と、上記
対称面πに対して２５°乃至３５°の範囲の角度Φ₂を形成する第二の半径方向
内側部分とを有する両側壁を備えている。好ましくは、側壁の上記第一及び第二
の部分は、０乃至２ｍｍの範囲の曲率半径を有する中間部分により相互に接続さ
れている。かかるプロファイルは、ファイバをプーリーに巻き取り且つプーリー
から巻き戻すことを容易にすることを許容する点にて好ましい。

【００４１】 好ましくは、溝は、実質的に平坦である、すなわち、光ファイバの半径よりも
著しく大きい曲率半径を有するようにし、このため、ファイバを底面及び１つの
側面との間の接触がそれぞれ、断面にてある一点まで実質的に減少するようにし
た底面を備えるようにする。ファイバを３６０°に実質的に等しい角度にてプー
リーに巻かれるならば、溝の底面は、横に並んで位置する２つのファイバ部分（
プーリーに入るファイバの新たな部分及びプーリーから去るファイバの部分にそ
れぞれ関係した部分）を同時に収容し得るようにした幅を有することになろう。

【００４２】 好ましくは、プーリーは、ファイバをプーリーに巻く間に、実質的に摺動が存
在しないことを確実にすることのできる摩擦係数を光ファイバに生じさせ得るよ
うにした適当な材料で出来たものとする。更により好ましくは、かかる摩擦係数
は約０．４以上とする。このようにして、従来技術の装置にて適用可能な値より
も小さい引抜き力の値の場合であっても、その機械的抵抗の性質を損なうことな
く、ファイバの撚りを行うことが可能である。

【００４３】 その第三の特徴において、本発明は、 予成形体の少なくとも一端部分を加熱する手段と、 上記加熱した端部分の自由端から光ファイバを引抜き軸線に沿って引抜く手段
と、 上記光ファイバの少なくとも１つの被覆ステーションとを備える、光ファイバ
を製造する装置であって、上記少なくとも１つの被覆ステーションの下流に、上
述した型式の装置を備えることを特徴とする光ファイバの製造装置に関するもの
である。

【００４４】 本発明の更なる特徴及び有利な点は、単に一例として且つ非限界的に以下に掲
げたその１つの好ましい実施の形態の以下の詳細な説明からより容易に明らかに
なるであろう。

【００４５】 以下に、添付図面に関して本発明を説明する。

【００４６】

【好ましい実施の形態の詳細な説明】

図１において、参照番号１は、本発明による光ファイバを製造する装置を示す
。

【００４７】 装置１は、直径が約２乃至約１２ｃｍの範囲にある、同様に従来型式の二酸化
ケイ素系予成形体３の一端部分３ａを加熱し得るようにした、それ自体公知の加
熱炉２を備えている。予成形体３の端部３ａから引抜き軸線Ｉ−Ｉに沿って光フ
ァイバ１００を所定の速度にて引抜くべく引抜き手段４（同様に公知の型式）が
加熱炉２の下流に設けられている。

【００４８】 装置１には、加熱炉２と引抜き手段４との間にて、ファイバ１００を冷却する
、それ自体公知の装置５が設けられている。この装置５は、典型的にアクリル系
樹脂から成る保護膜の第一の層が付与される箇所である第一の被覆ステーション
６の入口にてファイバ１００の温度を調節し得るようにされている（主として、
極めて高速度な引抜き工程時、冷却装置５が存在することが特に好ましい）。塗
布した樹脂を架橋結合する紫外線加熱炉７及び別の対の被覆ステーション６´／
紫外線加熱炉７´は第一の被覆ステーション６の下流に配置されており、それぞ
れ、第二の保護膜層を塗布し且つその後に架橋結合させる設計とされている。こ
の後者の保護膜は、典型的にアクリル系樹脂から成っている。２つの被覆ステー
ション６、６´によりファイバ１００に付与された被覆の全体的な厚さは典型的
に約６２．５μｍである。

【００４９】 引抜き軸線Ｉ−Ｉの周りにて被覆した光ファイバ１００にトルクを付与し得る
ようにした撚り装置８が加熱炉７´の下流に設けられている。 装置１は、引抜き手段４の下流に配置され、製造した光ファイバ１００を巻き
取るスプール９を更に備えている。巻き取りスプール９は、光ファイバ１００の
引抜き軸線Ｉ−Ｉに対して静止しており且つ適当なモータ手段によりその軸線の
周りで回転可能に駆動され、光ファイバ１００をその上に巻くことを許容する。

【００５０】 図２に図示するように、撚り装置８は、駆動群１２により光ファイバ１００の
引抜き軸線Ｉ−Ｉの周りにて回転可能に駆動されるプーリー１６を備えている。
該駆動群１２は、その間に介在させた中間プレート１３を介して骨組体１０の支
持プレート１１により支持されている。

【００５１】 好ましくは、中間プレート１３は、支持プレート１１に締結された一対の滑り
溝１４上に摺動可能に取り付けられ、プーリー１６及びその駆動群１２を光ファ
イバ１００の引抜き軸線Ｉ―Ｉに向けて且つ該引抜き軸線から離れるように調節
することができる。

【００５２】 プーリー１６は、光ファイバ１００の引抜き軸線Ｉ−Ｉに対して実質的に正接
状態となるように駆動群１２のフォーク形状部材１５の上のそのずらした位置に
回転可能にアイドル状態で取り付けられている。

【００５３】 プーリー１６を回転可能に駆動するため、駆動群１２は、フォーク形状部材１
５に運動力学的に接続されたモータ手段１７を更に備えており、ファイバの引抜
き軸線Ｉ−Ｉと一致する回転軸線の周りにて該フォーク形状部材に対し回転動作
を伝達することができる。

【００５４】 より具体的には、フォーク形状部材１５はピン１８に締結されている。ベルト
２０によりモータ手段１７の軸３２にキー止めされた駆動プーリー２１に運動力
学的に接続された被駆動プーリー１９がこのピン１８の上に締結されている。

【００５５】 ピン１８及びプーリー１９は、プレート１３に固定した実質的に円筒状の箱型
の保護本体２２内にそれ自体公知の方法にて取り付けられている。ピン１８の回
転軸線Ｉ−Ｉの周りの回転は、箱型本体２２及びプレート１３にそれぞれ関係し
た一対のロールベアリング２３、２４により案内される。

【００５６】 ピン１８には、プーリー１６から去る光ファイバ１００が通るのを許容し得る
ようにされた貫通穴２５が軸方向に設けられている。 図３及び図４には、プーリー１６の構造的特徴がより詳細に図示されている。
このプーリーには、その作動中、撚るべき光ファイバ１００を受け入れ得るよう
にした実質的にＶ字形の溝２６が設けられている。

【００５７】 この溝２６は、両側壁２８ａ、２８ｂを接続する実質的に平面状の底面２７（
すなわち、典型的に約１２５μｍに等しい、ファイバ１００の半径よりも著しく
大きい曲率半径を有する面）を備えている。底面２７は、並んで位置するファイ
バ１００の２つの部分（プーリー１６に入り且つプーリー１６から去るファイバ
１００の部分に関係した部分）を一時にかつ同時に受け取り得るようにした幅を
有する。

【００５８】 １つの好ましい実施の形態に従い且つ光ファイバ１００を溝２６内に挿入し易
くするため、側壁２８ａ、２８ｂの各々には、プーリー１６の対称面πに対して
６５°乃至７５°の範囲の角度Φ₁を形成する第一の半径方向外側部分２９ａ、
２９ｂと、上述の対称面πに対して、２５°乃至３５°の範囲の角度Φ₂を形成
する第二の半径方向内側部分３０ａ、３０ｂとが設けられている。好ましくは、
角度Φ₁は約７０°である一方、角度Φ₂は約３０°である。

【００５９】 これらの部分２９ａ、２９ｂは、曲率半径が０乃至２ｍｍの範囲にある中間部
分３１ａ、３１ｂにより部分３０ａ、３０ｂに接続されている。 好ましくは、プーリー１６は、ファイバ１００をプーリー１６に巻く間、実質
的に摺動が存在しないことを確実にし得るように約０．４以上の摩擦係数を光フ
ァイバ１００に対して生じさせ得るようにした適当な材料で出来たものとする。
好ましくは、かかる材料は、例えば、摩擦係数の約０．６の鋼又はアルミニウム
のような金属材料とする。

【００６０】 ファイバの軸線の周りを回転する間に、慣性モーメントを軽減し且つプーリー
の釣合いの損失を少なくするため、かかるプーリーを製造するため、例えば、ア
ルミニウムのような十分に軽量な材料を使用することが特に好ましい。他方、例
えば、鋼のようなより重い材料を使用することが望まれるならば、その回転中、
プーリーの釣合いの損失を最小にする目的にてプーリーを支持する構造体に対し
適当な釣合い重りを使用することが特に好ましい。典型的に、かかる釣合い重り
は、回転するプーリーの質量を釣合わせるべくファイバの引抜き軸線と称するプ
ーリーに対して対称に配置される。好ましくは、かかる釣合い重りは、プーリー
がその上で回動する支持部材（１５）と一体にすることができる。特に、該支持
部材には、回転するプーリーの質量を釣合わせ得るように適当な質量分配状態と
なり、構造体すなわちプーリー支持部材の質量中心が光ファイバがプーリーの底
部に正接する箇所に一致するような形状及び寸法にて提供することができる。

【００６１】 上述のプーリーは、直径が約３０ｍｍ乃至約１００ｍｍの範囲にあることが好
ましく、約６０ｍｍ等しい直径であることが特に好ましい。 上述した装置１について、本発明による光ファイバを製造する方法に関して以
下に説明する。

【００６２】 以下の説明を簡略化するため、既に安定的な状態にある方法の作動ステップに
関して説明し、このため、製造工程の開始ステップは省略する。 この方法の第一のステップにおいて、二酸化ケイ素系材料を溶融させ得るよう
に二酸化ケイ素系予成形体３の部分３ａを加熱炉２内で加熱し且つ直径約１２５
μｍの光ファイバ１００を形成する。

【００６３】 その後、予成形体３の加熱した端部分３ａから形成された光ファイバ１００を
所定の速度、好ましくは約１５ｍ／秒の範囲内の速度にて引抜き手段４により引
抜く。

【００６４】 次のステップにおいて、光ファイバ１００は、最初に、冷却装置５内で冷却し
、次に、一例として、塗付した樹脂を架橋結合させるべく被覆ステーション６、
６´及び紫外線加熱炉７、７´を通るとき、厚さ約６２．５μｍのアクリル系樹
脂から成る適当な保護膜にて被覆する。

【００６５】 本発明によれば、その後に、所定の変化法則に従い異なるトルクを撚り装置８
のプーリー１６によって、このように被覆した光ファイバ１００に付与する。 １つの好ましい実施の形態において、プーリー１６は、モータ手段１７により
ファイバの引抜き軸線Ｉ―Ｉの周りで回転させる。プーリー１６の回転速度は一
定とし又は可変とし且つ時計回り方向及び反時計回り方向に単一方向又は交互に
動くようにすることができる。１つの代替的な実施の形態において、プーリー１
６の回転速度は不規則に変化させることができる。

【００６６】 かかるステップにおいて、光ファイバ１００は、約３６０°に実質的に等しい
角度にてプーリー１６の底面２７と連続的に接触する状態を保ちつつ、プーリー
１６に巻き取られ、ファイバは略完全な一回転、プーリーに巻き取られる。所望
であるならば、ファイバは１回以上、すなわち、ファイバをプーリーの周りで約
２回巻き取ることに対応する約７２０°に等しい角度にて、３６０°以上プーリ
ーに巻き付けることが可能である。光ファイバとプーリーの底面との間の接触面
を増すことにより、光ファイバをプーリーの周りに巻き取る回数を１回以上とす
ることで比較的小さい摩擦係数、特に、約０．４以下の摩擦係数を有する材料か
ら成るプーリーを使用することが可能となる。

【００６７】 何れの場合でも、ファイバに望ましくない程大きい引抜き張力が作用しないよ
うにするため、ファイバは７２０°以下の角度にてプーリーに巻き取ることが好
ましい。

【００６８】 ファイバ１００は、２つの側壁２８ａ、２８ｂの一方と更に部分的に接触して
おり、また、その反対側にて、プーリー１６に入り且つプーリーから去るファイ
バの速度に等しい速度にて同一方向に移動する新たな光ファイバ１００の僅かな
部分と接触している。このため、ファイバ自体に存在し又はかかるファイバを含
むケーブルのその後の製造中及びその配線中の双方又はその何れかの間に生じる
不良及び凹凸を補償することのできるトルクが光ファイバ１００に付与され、こ
れにより、ＰＭＤ現象を著しく少なくンする。

【００６９】 この方法の最終的なステップにおいて、プーリー１６から去る撚った光ファイ
バ１００は、ピン１８の貫通穴２５を横断し、この貫通穴はファイバの引抜き軸
線Ｉ−Ｉに沿って同軸状に伸び且つ引抜き手段４に達し、ファイバはこの引抜き
手段から巻き取りスプール９に供給される。

【００７０】 従来技術に関する本発明の色々な利点は、上述の説明から直ちに明らかである
。 第一に、本発明の方法は、プーリー１６とファイバ１００との間に相対的な摺
動を生じる虞れを伴わずに、光ファイバの引抜き速度を顕著に増し、これにより
、単位時間に製造される光ファイバの量を増すことを可能にする。

【００７１】 更に、プーリー１６及び駆動群１２の可動部品の慣性力が減少する結果、望ま
しいトルクの変化法則を光ファイバ１００に効果的に適用し、同時に撚り効果を
失う虞れを最小にするのみならず、従来技術にて使用される動力及びコストと比
べて動力及びコストが節減されたモータ１７を使用することも可能となる。

【００７２】 好ましくは、本発明の方法は、それ自体の引抜き軸線Ｉ−Ｉの周りにてファイ
バの振動が実質的に存在せずに、所望の数の撚りを光ファイバ１００に付与する
ことも可能にする。このことは、ファイバの直径及びファイバに付与される被覆
層の厚さの双方を著しく均一にすることを許容する。

【００７３】 最後に、プーリー１６の構造的特徴は、光ファイバ１００の巻き取り及び巻き
戻しステップの双方を容易にすると共に、プーリー自体を構成する材料を的確に
選ぶことにより、従来技術の装置にて使用されていたものよりも小さい引抜き力
を採用することを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による光ファイバを製造する装置の概略図である。

【図２】 光ファイバにトルクを付与する本発明による装置の部分断面図とした斜視図で
ある。

【図３】 図２の装置に取り付けたプーリーの拡大縮尺且つ部分断面図とし、その作動可
能な状態を示す斜視図である。

【図４】 部分断面図で示した、図３のプーリーの一部分の拡大縮尺による斜視図である
。

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１２月２７日（２０００．１２．２７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】 その第二の特徴において、本発明は、請求項７に記載したように、予成形体の
加熱した端部から所定の速度にて引抜かれた光ファイバに対しそのファイバの引
き抜き軸線の周りでトルクを付与する装置に関するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，Ｃ Ａ，ＣＮ，ＩＮ，ＪＰ，ＫＲ，ＮＺ，ＲＵ，ＵＳ (71)出願人 Ｐｉｒｅｌｌｉ Ｃａｖｉ ｅ Ｓｉｓｔ ｅｍｉ Ｓ．ｐ．Ａ Ｆターム(参考） 4G060 AA01 AA03 AC01 AD58 CB09

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ａ）予成形体（３）の少なくとも一端部分（３ａ）を加熱す
   るステップと、 ｂ）光ファイバ（１００）をファイバの引抜き軸線（Ｉ−Ｉ）に沿って前記加
   熱した端部分（３ａ）の自由端から引き抜くステップと、 ｃ）前記光ファイバ（１００）を適当な被覆材料にて被覆するステップと、 ｄ）前記被覆した光ファイバ（１００）に対し前記ファイバの引抜き軸線（Ｉ
   −Ｉ）の周りにてトルクを付与するステップと、 ｅ）前記被覆した光ファイバ（１００）を巻き取りスプール（９）に巻き取る
   ステップとを備える、予成形体（３）から光ファイバを製造する方法において、 ステップｄ）が、前記巻取りスプール（９）の上流に支持され且つ前記ファイ
   バの引抜き軸線（Ｉ−Ｉ）の周りにて回転されるプーリー（１６）によって行わ
   れ、 前記光ファイバ（１００）が、少なくとも約３６０°の角度にて前記プーリー
   （１６）上に巻き取られることを特徴とする、予成形体から光ファイバを製造す
   る方法。
2. 【請求項２】 請求項１による方法において、 前記プーリー（１６）が、一定の回転速度にて前記ファイバの引抜き軸線（Ｉ
   −Ｉ）の周りにて回転される、方法。
3. 【請求項３】 請求項１による方法において、 前記プーリー（１６）が、変化する回転速度にて前記ファイバの引抜き軸線（
   Ｉ−Ｉ）の周りにて回転される、方法。
4. 【請求項４】 請求項３による方法において、 前記プーリー（１６）が、時計回り方向及び反時計回り方向に交互に前記ファ
   イバの引抜き軸線（Ｉ−Ｉ）の周りにて回転される、方法。
5. 【請求項５】 ａ）予成形体（３）の少なくとも一端部分（３ａ）を加熱す
   るステップと、 ｂ）光ファイバ（１００）をファイバの引抜き軸線（Ｉ−Ｉ）に沿って前記加
   熱した端部分（３ａ）の自由端から引き抜くステップと、 ｃ）前記光ファイバ（１００）を適当な被覆材料にて被覆するステップと、 ｄ）前記被覆した光ファイバ（１００）に対し前記ファイバの引抜き軸線（Ｉ
   −Ｉ）の周りにてトルクを付与するステップとを備える、予成形体（３）から光
   ファイバを製造する方法において、 光ファイバ（１００）が、１５ｍ／秒以上の引抜き速度にて予成形体（３）か
   ら引抜かれることを特徴とする、光ファイバを予成形体から製造する方法。
6. 【請求項６】 予成形体（３）の加熱した端部（３ａ）から所定の速度にて
   引き抜かれた光ファイバ（１００）に対しその引抜き軸線（Ｉ−Ｉ）の周りにて
   トルクを付与する装置において、 それぞれの駆動手段（１２）により前記引抜き軸線（Ｉ−Ｉ）の周りにて回転
   されるアイドル状態に取り付けられたプーリー（１６）を備え、 前記光ファイバ（１００）が、少なくとも３６０°に実質的に等しい角度にて
   前記プーリー（１６）に巻き取られることを特徴とする、装置。
7. 【請求項７】 請求項６による装置において、 前記プーリーを時計回り方向及び反時計回り方向に交互にファイバの引抜き軸
   線（Ｉ−Ｉ）の周りにて回転させる手段（１７）を更に備える、装置。
8. 【請求項８】 請求項６による装置において、 前記駆動手段（１２）が、ファイバの引抜き軸線（Ｉ−Ｉ）と一致する回転軸
   線を有するモータ被駆動のフォーク形状の支持部材（１５）を備え、 前記プーリー（１６）が、前記軸線（Ｉ−Ｉ）に実質的に正接するようにずら
   した位置にて該フォーク形状を支持部材上に枢着される、装置。
9. 【請求項９】 請求項６による装置において、 前記プーリー（１６）に、前記光ファイバ（１００）を受け入れる実質的にＶ
   字形の溝（２６）が形成される、装置。
10. 【請求項１０】 請求項９による装置において、 前記溝（２６）が、プーリー（１６）の対称面（π）に対して６５°乃至７５
    °の範囲の角度（ψ）を形成する両側壁（２８ａ、２８ｂ）を備える、装置。
11. 【請求項１１】 請求項９による装置において、 前記溝（２６）が、プーリー（１６）の対称面（π）に対して６５°乃至７５
    °の範囲の角度（ψ₁）を形成する第一の半径方向外側部分（２９ａ、２９ｂ）
    と、 前記対称面（π）に対して２５°乃至３５°の範囲の角度（ψ₂）を形成する
    第二の半径方向内側部分（３０ａ、３０ｂ）とを有する両側壁（２８ａ、２８ｂ
    ）を備える、装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１による装置において、 前記側壁（２８ａ、２８ｂ）の前記第一及び第二の部分（２９ａ、２９ｂ、３
    ０ａ、３０ｂ）が、０乃至２ｍｍの範囲の曲率半径を有する中間部分（３１ａ、
    ３１ｂ）により相互に接続される、装置。
13. 【請求項１３】 請求項９による装置において、 前記溝（２６）が実質的に平坦な底面（２７）を備える、装置。
14. 【請求項１４】 請求項６による装置において、 前記プーリー（１６）が、ファイバ（１００）をプーリー（１６）上に巻き取
    る間、実質的に摺動が存在しないことを確実にする摩擦係数を前記光ファイバ（
    １００）に生じさせ得るような適当な材料で出来ている、装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４による装置において、 前記摩擦係数が約０．４以上である、装置。
16. 【請求項１６】 前記予成形体（３）の少なくとも一端部分（３ａ）を加熱
    する手段（２）と、 光ファイバ（１００）をファイバの引抜き軸線（Ｉ−Ｉ）に沿って前記加熱し
    た端部分（３ａ）の自由端から引き抜く手段（４）と、 前記光ファイバ（１００）の少なくとも１つの被覆ステーション（５、６）と
    、 前記被覆した光ファイバ（１００）を巻き取るスプール（９）とを備える、予
    成形体（３）から光ファイバ（１００）を製造する装置（１）において、 前記少なくとも１つの被覆ステーション（５、６）の下流に且つ前記スプール
    （９）の上流に請求項６乃至１５の何れかによるファイバ（１００）の撚り装置
    （８）を備えることを特徴とする、装置。