JP2005162522A - 被覆線条体の製造方法、及び被覆線条体製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 線条体の表面に塗布された樹脂に充分なエネルギー密度で効率よく紫外線を照射することができる被覆線条体の製造方法及び被覆線条体製造装置を提供する。
【解決手段】 線条体２に液状の樹脂３１を塗布し、紫外線照射装置４０内に設けられた透明管４１内に該線条体２を通過させる。そして、紫外線光源４２から紫外線ＵＶを照射する。このとき、集光中心Ｂからの紫外線照度の低下が２０％以下である領域Ｃ１内を線条体２の中心線が通過するように、樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０、及びガイドローラ７０が配置される。線条体２に塗布された樹脂３１に紫外線が照射されることにより樹脂３１が硬化して被覆層３となり、線条体２及び被覆層３を含む被覆線条体１が完成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、線条体に樹脂が被覆された被覆線条体の製造方法、及び被覆線条体製造装置に関するものである。

一般的に、光ファイバの製造工程には、ファイバ母材を線引きして線条体を形成する工程と、紫外線によって硬化する樹脂で線条体の表面を被覆する工程とが含まれる。具体的には、（１）ファイバ母材を加熱して線引きし、冷却することにより線条体を形成する工程と、（２）線条体の表面を覆うように樹脂を塗布する工程と、（３）紫外線に対し透光性を有する透明管内に線条体を通過させるとともに、線条体に塗布された樹脂に紫外線を照射して硬化させることにより被覆層を形成する工程と、（４）被覆層が形成された線条体（すなわち被覆線条体）を巻き取る工程と、を経て光ファイバが完成する。

光ファイバを製造する際には、製造効率を高めるために、線条体の走行速度をより速くすることが望ましい。線条体の走行速度を高速化する場合、線条体に塗布された樹脂を充分に硬化させるために、複数の紫外線光源を並べて照射するか、或いは線条体に照射される紫外線のエネルギー密度を高める必要がある。

樹脂に照射される紫外線のエネルギー密度を高める場合には、従来より、紫外線を反射する反射鏡によって紫外線光源及び透明管を囲み、透明管内に紫外線を集光する方法が用いられている。すなわち、走行方向と直交する断面が楕円状となるような反射鏡を設け、その楕円の一方の焦点に紫外線光源を配置し、他方の焦点に透明管（線条体）を配置することによって、紫外線光源から出射された紫外線を反射鏡により反射して透明管内へ集光する。こうして、紫外線光源からの紫外線が透明管内へ効率よく集められ、樹脂に照射される紫外線のエネルギー密度が高められる。

しかしながら、例えば上記の方法により紫外線を透明管内へ集光する場合、紫外線を好適に集光できたとしても、その集光中心から離れたラインを線条体が通過すると、紫外線照射効率が低下し、樹脂に照射される紫外線のエネルギー密度が低下してしまう。樹脂に照射される紫外線のエネルギー密度が低下すると、樹脂の硬化が不十分となり、線条体を保護するのに必要な被覆層の特性が得られないだけでなく、被覆層の長期的な信頼性（耐久性）が低下するおそれもある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、線条体の表面に塗布された樹脂に充分なエネルギー密度で効率よく紫外線を照射することができる被覆線条体の製造方法及び被覆線条体製造装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明による被覆線条体の製造方法は、樹脂を保持するとともに、樹脂中を通過した線条体に樹脂を塗布する塗布装置と、樹脂を塗布された線条体が所定の走行方向に沿って移動するように線条体を案内するガイドローラと、紫外線に対して透光性を有する透明管、紫外線を発生する紫外線光源、及び紫外線光源からの紫外線を透明管内へ向けて集光する集光部材を有し、線条体が透明管内を通過するように塗布装置とガイドローラとの間に配置された紫外線照射装置とを用いる被覆線条体の製造方法であって、透明管内における紫外線の集光中心からの紫外線照度の低下が集光中心における紫外線照度の２０％以下である領域内を線条体の中心線が通過するように、塗布装置、ガイドローラならびに紫外線光源及び集光部材のうち少なくとも１つの位置を制御することを特徴とする。

また、本発明による被覆線条体製造装置は、樹脂を保持するとともに、樹脂中を通過した線条体に樹脂を塗布する塗布装置と、樹脂を塗布された線条体が所定の走行方向に沿って移動するように線条体を案内するガイドローラと、紫外線に対して透光性を有する透明管、紫外線を発生する紫外線光源、及び紫外線光源からの紫外線を透明管内へ向けて集光する集光部材を有し、線条体が透明管内を通過するように塗布装置とガイドローラとの間に配置された紫外線照射装置とを備え、透明管内における紫外線の集光中心からの紫外線照度の低下が集光中心における紫外線照度の２０％以下である領域内を線条体の中心線が通過するように、塗布装置、ガイドローラ、ならびに紫外線光源及び集光部材が、それらのうち少なくとも一つがその位置を変わりうるように配置されることを特徴とする。

上記した被覆線条体の製造方法または被覆線条体製造装置では、透明管内における集光中心からの紫外線照度の低下が２０％以下である領域内を線条体の中心線に通過させている。本発明者らは、集光中心からの低下が２０％以下である紫外線照度でもって線条体の表面に塗布された樹脂に紫外線を照射すれば、樹脂の硬化度が８０％以上となり、線条体を保護するのに充分な特性を有する被覆層が得られることを見出した。従って、上記した被覆線条体の製造方法または被覆線条体製造装置によれば、線条体の表面に塗布された樹脂に充分なエネルギー密度で効率よく紫外線を照射することができる。

なお、被覆線条体の製造方法（被覆線条体製造装置）は、透明管内における紫外線の集光中心からの紫外線照度の低下が集光中心における紫外線照度の１０％以下である領域内を線条体の中心線に通過させるのがより好ましい。集光中心からの紫外線照度の低下が１０％以内である領域内を通過させると、樹脂の硬化度が８５％以上となり、被覆層が線条体を保護する機能がさらに高まり、かつ長期的な信頼性も高まる。

また、被覆線条体の製造方法（被覆線条体製造装置）は、塗布装置とガイドローラとに挟まれた区間において（塗布装置とガイドローラとの間に設置され）、所定の走行方向と交差する面内における線条体の位置を計測する計測工程（計測部）と、透明管内における領域内を線条体の中心線が通過するように、計測工程における（計測部からの）線条体の位置情報に基づいて、塗布装置、ガイドローラ、ならびに紫外線光源及び集光部材のうち少なくとも１つの位置を制御する制御工程（制御部）とをさらに備えることを特徴としてもよい。これにより、透明管内における集光中心からの紫外線照度の低下が２０％以下である領域内を線条体の中心線に好適に通過させることができる。

本発明による被覆線条体の製造方法及び被覆線条体製造装置によれば、線条体の表面に塗布された樹脂に充分なエネルギー密度で効率よく紫外線を照射することができる。

以下に、図面と共に本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、同一の要素には同一の符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

まず、本実施形態に係る被覆線条体の製造方法によって製造される被覆線条体について説明する。図１は、被覆線条体１の斜視図である。本実施形態において、被覆線条体１は光ファイバ素線であって、線条体２と、線条体２の表面を被覆している被覆層３とを含んで構成されている。線条体２は、光ファイバ母材を線引きして形成されたガラスファイバである。被覆層３は、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化型の樹脂からなり、線条体２の表面を保護する機能を有している。なお、被覆層３は、線条体２に隣接している内層と、その内層を取り巻く外層との２層から構成されている。

次に、本実施形態に用いられる被覆線条体の製造装置について説明する。図２は、被覆線条体１を製造する製造装置１０を示す図である。図２を参照すると、製造装置１０は、線引炉２０、冷却装置６０、樹脂コーティングダイス３０、計測部５０、紫外線照射装置４０、ガイドローラ７０、引き取り装置１００、巻き取りドラム８０、及び制御部９０を備えている。

製造装置１０においては、これらの装置のうち、線引炉２０及びガイドローラ７０が、線引炉２０からガイドローラ７０に達する線条体２が所定の走行方向ｄに沿って移動するように配置されている。そして、冷却装置６０、樹脂コーティングダイス３０、計測部５０、及び紫外線照射装置４０が、所定の走行方向ｄに沿った線条体２が好適に通過するように、順に配置されている。なお、本実施形態では、所定の走行方向ｄは鉛直方向に設定されている。

線引炉２０は、石英ガラスを主成分とする光ファイバ母材４を線引きして線条体２を形成するための装置である。線引炉２０は、線引炉２０内にセットされる光ファイバ母材４を挟んで（或いは囲んで）配置されるヒータ２１を有している。光ファイバ母材４は、その端部がヒータ２１により加熱されて溶融し、線引きされて線条体２となる。線引きされた線条体２は、所定の走行方向ｄに沿って移動する。

冷却装置６０は、線引きされた線条体２を冷却するための装置である。冷却装置６０は、線条体２を充分に冷却するために所定の走行方向ｄに沿って所定の長さを備えている。冷却装置６０は、線条体２を冷却するために例えば図示しない吸気口及び排気口を備え、この吸気口及び排気口から冷却用ガスを導入することによって線条体２を冷却する。

樹脂コーティングダイス３０は、線条体２に樹脂を塗布するための塗布装置である。樹脂コーティングダイス３０には紫外線によって硬化する液状の樹脂３１が保持されており、樹脂コーティングダイス３０の樹脂３１中を線条体２が通過することによって線条体２の表面に樹脂３１が塗布される。また、樹脂コーティングダイス３０には図示しないアクチュエータが設けられており、該アクチュエータによって、所定の走行方向ｄと交差する（本実施形態では、直交する）面内における樹脂コーティングダイス３０の位置を変更することが可能となっている。このとき、アクチュエータは、後述する制御部９０からのダイス制御信号Ｓｃ１に基づいて、樹脂コーティングダイス３０の位置を変更する。なお、図２には１つの樹脂コーティングダイス３０が示されているが、図１に示した被覆層３を内層及び外層の２層構造とする場合には、例えば樹脂コーティングダイス３０を２つ備えるとよい。

計測部５０は、所定の走行方向ｄと交差する（直交する）面内における線条体２の位置を計測するための装置である。計測部５０は、本実施形態では樹脂コーティングダイス３０と紫外線照射装置４０との間に設置されているが、樹脂コーティングダイス３０とガイドローラ７０との間であれば、任意の位置に設置される。また、１台に限らず、複数台を設置してもよい。例えば、紫外線照射装置４０の上下に１台ずつ計２台設置してもよい。

計測部５０としては、例えばレーザ光を用いた外径測定器を好適に用いることができる。例えば、計測部５０は、線条体２を挟むように配置された２組のレーザ出射部５１及びレーザ受光部５２を有している。レーザ出射部５１は例えばレーザ素子が二次元状に配列されたレーザアレイであり、レーザ受光部５２は例えば画素が二次元状に配列されたイメージセンサである。レーザ出射部５１及びレーザ受光部５２は、それらの長手方向が線条体２の走行方向ｄと直交するように配置されている。そして、２組のレーザ出射部５１及びレーザ受光部５２は、それぞれのレーザ光出射方向が互いに直交するように配置されている。計測部５０は、レーザ出射部５１から出射されたレーザ光のうち線条体２によって遮られなかったレーザ光をレーザ受光部５２が受光することによって、走行方向ｄと交差する面内における線条体２の位置を計測する。計測部５０は、計測した線条体２の位置情報を含む位置信号Ｓｐを制御部９０に送る。計測部５０は、いわゆる外径測定器を使用して、線条体２または被覆線条体１の外径を測定すると同時に位置を計測してもよい。

紫外線照射装置４０は、線条体２の表面に塗布された樹脂３１に紫外線を照射して樹脂３１を硬化させるための装置である。紫外線照射装置４０は、紫外線照射装置４０を通過する線条体２を覆う透明管４１と、樹脂３１を硬化させるための紫外線ＵＶを出力する紫外線光源４２とを含んで構成されている。線条体２に塗布された樹脂３１は、線条体２が紫外線照射装置４０を通過することによって硬化し、線条体２を覆う被覆層３となる。すなわち、表面に樹脂３１が塗布された線条体２が紫外線照射装置４０を通過することによって、線条体２及び被覆層３を有する被覆線条体１が形成される。

また、紫外線照射装置４０には図示しないアクチュエータが設けられており、該アクチュエータによって、所定の走行方向ｄと交差する（直交する）面内における紫外線照射装置４０の位置を変更することが可能となっている。このとき、透明管４１内を走行する線条体２の位置は変化しないので、紫外線照射装置４０と線条体２との相対位置が変化することとなる。また、アクチュエータは、後述する制御部９０からの紫外線照射装置制御信号Ｓｃ２に基づいて、紫外線照射装置４０の位置を変更する。なお、アクチュエータは、紫外線照射装置４０全体の位置を変更する以外にも、例えば紫外線照射装置４０が有する紫外線光源４２及び反射鏡４３（後述）の位置を変更してもよい。紫外線照射装置４０と紫外線光源４２とを連結して、連結箇所にアクチュエータを差動して紫外線照射装置４０と紫外線光源４２との位置を変更すると、紫外線ＵＶの集光中心Ｂの広がりが変わらないので好ましい。

ガイドローラ７０は、樹脂３１が塗布された線条体２が所定の走行方向ｄに沿って移動するように線条体２を案内するための装置である。引き取り装置１００に引き取られた被覆線条体１は、ガイドローラ７０により走行方向が変更されて巻き取りドラム８０へ送られる。巻き取りドラム８０は、完成した被覆線条体１を巻き取るための装置である。

また、ガイドローラ７０には図示しないアクチュエータが設けられており、該アクチュエータによって、所定の走行方向ｄと交差する（直交する）面内におけるガイドローラ７０の位置を変更することが可能となっている。このとき、アクチュエータは、後述する制御部９０からのガイドローラ制御信号Ｓｃ３に基づいて、ガイドローラ７０の位置を変更する。

ここで、図３（ａ）は、紫外線照射装置４０の構成を示す、走行方向ｄに沿った断面図である。また、図３（ｂ）は、紫外線照射装置４０の構成を示す、走行方向ｄと直交する方向に沿った断面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照すると、紫外線照射装置４０は、透明管４１、紫外線光源４２、反射鏡４３、及びこれらを収容する筐体４４を備えている。透明管４１及び紫外線光源４２は、その長手方向が線条体２の走行方向ｄに沿うように並んで配置されている。そして、樹脂３１が塗布された線条体２が透明管４１のほぼ中心を移動する。

反射鏡４３は、紫外線光源４２からの紫外線ＵＶを透明管４１内へ向けて集光するための集光部材である。反射鏡４３は、線条体２の走行方向に沿って延びる筒状を呈しており、透明管４１及び紫外線光源４２の周囲を覆っている。図３（ｂ）に示すように、線条体２の走行方向と直交する反射鏡４３の断面形状は楕円である。そして、その楕円の２つ焦点の位置にそれぞれ線条体２及び紫外線光源４２が配置されている。反射鏡４３の内面は紫外線を反射する反射面となっており、紫外線光源４２からの紫外線ＵＶは、反射鏡４３の内面において反射した後、透明管４１を透過して、線条体２に塗布された樹脂３１に照射される。

透明管４１は、紫外線に対して透光性を有していれば特に限定されないが、例えば、石英管が好適に用いられる。また、透明管４１内に酸素が存在すると樹脂３１が硬化しにくくなるので、透明管４１内の酸素を追い出すために透明管４１内に不活性ガスＧが導入される。

また、透明管４１内に不活性ガスＧを流すことにより、以下のような効果を得ることができる。すなわち、樹脂３１に紫外線ＵＶを照射すると、硬化反応熱や輻射熱によって樹脂３１の低分子量成分が揮発する。この樹脂３１の揮発成分が透明管４１内面に付着して硬化すると、透明管４１内面が曇り、紫外線ＵＶが遮られてしまう。これに対し、本実施形態のように透明管４１内に不活性ガスＧを流すことによって、樹脂３１の揮発成分を除去することができるので、透明管４１内面の曇りを防止できる。また、不活性ガスＧの流れを層流に近づけることによって、透明管４１内での線条体２の振動（ぶれ）を抑制することができる。

透明管４１の樹脂コーティングダイス３０側の端部には、不活性ガスＧを導入するためのガス導入口４５が形成されている。ガス導入口４５にはガス導入管４７が接続されており、不活性ガスＧがガス導入管４７を介して透明管４１内に導入される。また、ガス導入管４７が接続されている端部と反対側の透明管４１の端部には、ガス排出口４６が形成されている。ガス排出口４６にはガス排出管４８が接続されており、不活性ガスＧ及び揮発した樹脂３１の成分がガス排出管４８を介して排出される。

紫外線光源４２は、紫外線を出力する光源であれば特に限定されないが、例えば、メタルハライドランプが好適に用いられる。紫外線光源４２は、例えば図示しない制御装置に電気的に接続され、該制御装置により紫外線光源４２への投入電力が制御されてもよい。

ここで、透明管４１内における線条体２の通過領域について説明する。図４は、走行方向ｄと交差する方向の透明管４１の断面を示す図である。また、図５は、透明管４１内に集められた紫外線ＵＶの照度と透明管４１内の径方向位置との相関を示すグラフである。図４及び図５を参照すると、紫外線光源４２から出射された紫外線ＵＶは、反射鏡４３によって集光されて透明管４１内の集光中心Ｂに集まる。そして、紫外線ＵＶの照度は、集光中心Ｂにおいて最大となり、集光中心Ｂから離れるにつれて減少する。従って、線条体２に塗布された樹脂３１に照射される紫外線ＵＶの照射エネルギー密度は、線条体２の中心線と集光中心Ｂとが一致しているとき最大となり、線条体２の中心線が集光中心Ｂから離れるに従い減少する。

本実施形態においては、透明管４１内において線条体２の中心線が領域Ｃ１内を通過するように、さらに好ましくは線条体２の中心線が領域Ｃ２内を通過するように、樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０、及びガイドローラ７０が配置される。ここで、領域Ｃ１は、集光中心Ｂからの紫外線照度の低下が集光中心Ｂにおける紫外線照度の２０％以下である領域であり、例えば集光中心Ｂから半径１．５ｍｍ以内の領域である。また、領域Ｃ２は、集光中心Ｂからの紫外線照度の低下が集光中心Ｂにおける紫外線照度の１０％以下である領域であり、例えば集光中心Ｂから半径１．０ｍｍの領域である（ともに図５参照）。

再び図２を参照する。制御部９０は、樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０、及びガイドローラ７０の位置を制御するための装置である。上述したように、樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０、及びガイドローラ７０は、透明管４１内において線条体２の中心線が領域Ｃ１（Ｃ２）内を通過するように配置されるが、例えば樹脂コーティングダイス３０の交換の際や、紫外線照射装置４０内の反射鏡４３或いは紫外線光源４２の交換の際に互いの相対位置がずれるおそれがある。樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０、及びガイドローラ７０の相対位置がずれると、線条体２の走行ラインの紫外線集光中心Ｂに対する位置が変化して、線条体２の中心線が領域Ｃ１（Ｃ２）外に位置することとなる。そこで、制御部９０が、透明管４１内における領域Ｃ１内、さらに好ましくは領域Ｃ２内を線条体２の中心線が通過するように、樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０、及びガイドローラ７０それぞれの、所定の走行方向ｄと交差する（直交する）面内における位置を制御する。

すなわち、樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０、及びガイドローラ７０の相対位置がずれることによって線条体２の走行ラインが変化すると、この走行ラインの変化が計測部５０によって検出される。制御部９０は、計測部５０から線条体２に関する位置信号Ｓｐを得ると、透明管４１内における領域Ｃ１（Ｃ２）内を線条体２が通過するような樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０、及びガイドローラ７０それぞれの位置を位置信号Ｓｐに基づいて演算する。そして、制御部９０は、演算したそれぞれの位置情報を含むダイス制御信号Ｓｃ１、紫外線照射装置制御信号Ｓｃ２、及びガイドローラ制御信号Ｓｃ３のそれぞれを、樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０、及びガイドローラ７０に送る。それぞれのアクチュエータが作動してそれらの位置が変わる。所定の方向ｄと線条体２の走行ラインとがあまりずれないようにするためには、紫外線光源４２及び反射鏡４３、または紫外線照射装置４０の位置を変更するのが好ましい。

次に、本実施形態に係る被覆線条体１の製造方法について図２及び図６を参照しながら説明する。ここで、図６は、被覆線条体１の製造方法を示すフローチャートである。図２及び図６を参照すると、本製造方法においては、まず光ファイバ母材４を線引炉２０にセットする。そして、光ファイバ母材４をヒータ２１によって加熱・溶融し、線引きして線条体２を形成する（ステップＳ１）。続いて、線条体２を走行方向ｄに沿って移動させ、冷却装置６０を通過させる。冷却装置６０では、線引きされた線条体２が冷却される（ステップＳ２）。

続いて、冷却された線条体２を走行方向ｄに沿って移動させ、樹脂コーティングダイス３０を通過させる。このとき、線条体２に樹脂３１が塗布される（ステップＳ３）。

続いて、樹脂３１が塗布された線条体２を走行方向ｄに沿って移動させ、紫外線照射装置４０を通過させる。すなわち、線条体２に紫外線照射装置４０の透明管４１内を通過させるとともに、紫外線光源４２を点灯して線条体２に塗布された樹脂３１に紫外線ＵＶを照射する（ステップＳ４）。このとき、透明管４１の内部を通過する線条体２の走行方向ｄに沿って、透明管４１内に不活性ガスＧを流す。また、紫外線光源４２に接続された制御装置を用いて、線条体２の走行速度に応じた投入電力を紫外線光源４２に供給することが好ましい。こうして、樹脂３１に紫外線ＵＶが照射されることにより、樹脂３１が硬化して被覆層３が形成され、線条体２及び被覆層３を含む被覆線条体１が完成する。

続いて、被覆線条体１を走行方向ｄに沿って移動させた後、ガイドローラ７０によって被覆線条体１の走行方向を変更し、被覆線条体１を巻き取りドラム８０に送る。そして、被覆線条体１は巻き取りドラム８０に巻き取られる（ステップＳ５）。

樹脂３１が塗布された線条体２が計測部５０を通過したとき、走行方向ｄと交差する面内における線条体２の位置が計測部５０によって計測される（計測工程）。計測部５０は、線条体２の位置を示す位置信号Ｓｐを生成し、位置信号Ｓｐを制御部９０へ送る。

続いて、樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０、及びガイドローラ７０の位置が、制御部９０によって制御される（制御工程）。すなわち、制御部９０は、計測部５０からの位置信号Ｓｐに基づいて、線条体２が領域Ｃ１（Ｃ２）内を通過するような樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０、及びガイドローラ７０それぞれの位置を位置信号Ｓｐに基づいて演算する。このとき、制御部９０は、樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０、及びガイドローラ７０それぞれの相対位置が、線条体２の中心線が紫外線の集光中心を通るように最初に調整された状態（初期状態）での位置信号Ｓｐと現在の位置信号Ｓｐとの差が零に近づくように、樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０、及びガイドローラ７０それぞれの位置を制御するとよい。

そして、制御部９０は、演算したそれぞれの位置情報を含むダイス制御信号Ｓｃ１、紫外線照射装置制御信号Ｓｃ２、及びガイドローラ制御信号Ｓｃ３のそれぞれを、樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０、及びガイドローラ７０に送る。こうして、透明管４１内において線条体２の中心線が領域Ｃ１（Ｃ２）を通過するように、線条体２の走行ラインが変更される。

以上に述べた本実施形態に係る被覆線条体の製造方法、及び被覆線条体製造装置１０が有する効果について説明する。上述したように、本実施形態に係る被覆線条体の製造方法及び製造装置１０では、透明管４１内において集光中心Ｂからの紫外線照度の低下が２０％以下である領域Ｃ１内を線条体２の中心線が通過するように、樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０（紫外線光源４２及び反射鏡４３）、ならびにガイドローラ７０が配置される。

ここで、下の表１は、線条体２の中心線の集光中心Ｂからの平均距離及び振れ幅と、線条体２に塗布された樹脂３１の硬化度との相関を示す表である。集光中心Ｂの位置を調べる方法としては、紫外線ＵＶを照射した状態で熱電対を用いて透明管４１内における温度を調査し、温度が最大となる位置として求めることができる。これ以外にも、集光中心Ｂを調べる方法としては例えば一般的な紫外線照度測定器を用いて直接紫外線照度を測定してもよい。また、表１に、透明管４１内での線条体２の振動（ぶれ）に起因する線条体２の長手方向における硬化度の変化を考慮し、線条体２の長手方向の最低硬化度を示す。

なお、上記表１における条件は以下の通りである。
線条体２の走行速度：５００ｍ／分
紫外線照射装置４０：フュージョン（Ｆｕｓｉｏｎ）社製Ｆ４５０
紫外線光源４２：フュージョン社製メタルハライドランプ（Ｄバルブ、外径９ｍｍ）
樹脂３１：ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂
被覆層３の径：内層２００μｍ、外層２４５μｍ

また、硬化度の測定方法は次のとおりである。まず、完成した被覆線条体１を例えばアルコール系溶液に浸して被覆層３を膨張させるとともに振動を加えて線条体２と被覆層３とを分離させ、線条体２を取り除く。そして、被覆層３を乾燥させた後に、被覆層３のヤング率Ｅを表２に示す条件で測定した。このとき、ヤング率Ｅを、２．５％伸張時の応力と断面積とに基づいて算出した。なお、上述したように被覆層３は、内層と外層との２層から構成されているが、内層のヤング率は外層のヤング率よりも２桁程度小さいので、測定されるヤング率は外層のヤング率とみなせる。

そして、予め求めていた最大ヤング率Ｅ_ｍａｘ（樹脂３１を完全に硬化させたときのヤング率。樹脂３１への紫外線の照射とヤング率の測定とを、ヤング率が増加しなくなるまで繰り返すことにより求めた。）とヤング率Ｅとの比Ｅ／Ｅ_ｍａｘを、樹脂３１の硬化度とした。

表１を参照すると、実施例１〜３では、樹脂３１の最低硬化度がいずれも６５％以上となり、樹脂３１が充分に硬化している。特に、実施例１及び２では、樹脂３１の最低硬化度が９０％以上に達しており、樹脂３１がほぼ完全に硬化している。これに対し、比較例１では、樹脂３１の最低硬化度が６５％に達しておらず、樹脂３１が充分に硬化しているとは言い難い。

ここで、図７は、上記した実験の実施例１〜３及び比較例１のそれぞれに対応する、透明管４１内における線条体２の中心線の通過領域を示す図である。実施例１では、表１に示したとおり、集光中心Ｂからの線条体２の中心線の平均距離が０．０ｍｍであり、線条体２の振れ幅が１．０ｍｍなので、線条体２は、図７に示すように集光中心Ｂを中心として半径±０．５ｍｍ以内の領域を通過することとなる。

また、実施例２では、集光中心Ｂからの線条体２の中心線の平均距離が０．５ｍｍであり、線条体２の振れ幅が１．０ｍｍなので、線条体２は、集光中心Ｂからの距離が１．０ｍｍ以内の領域を通過することとなる。また、実施例３では、集光中心Ｂからの線条体２の中心線の平均距離が０．５ｍｍであり、線条体２の振れ幅が２．０ｍｍなので、線条体２は、集光中心Ｂからの距離が１．５ｍｍ以内の領域を通過することとなる。また、比較例１では、集光中心Ｂからの線条体２の中心線の平均距離が１．０ｍｍであり、線条体２の振れ幅が２．０ｍｍなので、線条体２は、集光中心Ｂからの距離が２．０ｍｍ以内の領域を通過することとなる。

従って、集光中心Ｂから半径１．５ｍｍ以内、さらに好ましくは１．０ｍｍ以内の領域を線条体２の中心線が通過すれば、線条体２に塗布された樹脂３１が好適に硬化する。そして、集光中心Ｂから１．５ｍｍ離れた位置においては、集光中心Ｂからの紫外線照度の低下が２０％である。また、集光中心Ｂから１．０ｍｍ離れた位置においては、集光中心Ｂからの紫外線照度の低下が１０％である。

以上より、本実施形態のように、透明管４１内における集光中心Ｂからの紫外線照度の低下が２０％以下である領域Ｃ１内、さらに好ましくは紫外線照度の低下が１０％以下である領域Ｃ２内を線条体２に通過させることにより、樹脂３１の硬化度が６５％以上となり、線条体２を保護するのに充分な特性を有する被覆層が得られる。従って、本実施形態による被覆線条体１の製造方法または製造装置１０によれば、線条体２の表面に塗布された樹脂３１に充分なエネルギー密度で効率よく紫外線ＵＶを照射することができる。

また、本実施形態による被覆線条体１の製造方法及び製造装置１０では、樹脂コーティングダイス３０とガイドローラ７０との間に計測部５０が設置されており、走行方向ｄと交差する面内における線条体２の位置を計測している。また、透明管４１内における領域Ｃ１（Ｃ２）内を線条体２の中心線が通過するように、計測部５０からの位置信号Ｓｐに基づいて、樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０（紫外線光源４２及び反射鏡４３）、ならびにガイドローラ７０の位置を制御部９０が制御している。これにより、例えばこれらの装置の交換などによって互いの相対位置が初期状態からずれて走行ラインが変動した場合であっても、透明管４１内における領域Ｃ１内を線条体２の中心線に好適に通過させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、線条体は光ファイバ母材が線引きされて形成されたファイバガラスとし、被覆線条体は光ファイバ素線としているが必ずしもこれに限られない。例えば、線条体を光ファイバ素線として、その光ファイバ素線に更に樹脂を被覆したものを被覆線条体としても良い。

また、上記した実施形態では、制御部９０が、樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０、及びガイドローラ７０の位置を制御しているが、制御部９０は、樹脂コーティングダイス３０、紫外線照射装置４０（紫外線光源４２及び反射鏡４３）、ならびにガイドローラ７０のうち少なくとも１つの位置を制御することにより、線条体２の中心線に領域Ｃ１を通過させることができる。

図１は、実施形態に係る被覆線条体の製造方法によって製造される被覆線条体の斜視図である。 図２は、被覆線条体を製造する製造装置を示す図である。 図３（ａ）は、紫外線照射装置の構成を示す、線条体の走行方向に沿った断面図である。図３（ｂ）は、紫外線照射装置の構成を示す、線条体の走行方向と直交する方向に沿った断面図である。 図４は、走行方向と交差する方向の透明管の断面を示す図である。 図５は、透明管内に集められた紫外線の照度と透明管内の径方向位置との相関を示すグラフである。 図６は、被覆線条体の製造方法を示すフローチャートである。 図７は、実験の実施例１〜３及び比較例１のそれぞれに対応する、透明管内における線条体の中心線の通過領域を示す図である。

符号の説明

１…被覆線条体、２…線条体、３…被覆層、４…光ファイバ母材、１０…製造装置、２０…線引炉、２１…ヒータ、３０…樹脂コーティングダイス、３１…樹脂、４０…紫外線照射装置、４１…透明管、４２…紫外線光源、４３…反射鏡、５０…計測部、５１…レーザ出射部、５２…レーザ受光部、６０…冷却装置、７０…ガイドローラ、８０…巻き取りドラム、９０…制御部、１００…引き取り装置、Ｂ…集光中心、ｄ…走行方向。

Claims (4)

1. 樹脂を保持するとともに、前記樹脂中を通過した線条体に前記樹脂を塗布する塗布装置と、
   前記樹脂を塗布された前記線条体が所定の走行方向に沿って移動するように前記線条体を案内するガイドローラと、
   紫外線に対して透光性を有する透明管、紫外線を発生する紫外線光源、及び前記紫外線光源からの紫外線を前記透明管内へ向けて集光する集光部材を有し、前記線条体が前記透明管内を通過するように前記塗布装置と前記ガイドローラとの間に配置された紫外線照射装置と
   を用いる被覆線条体の製造方法であって、
   前記透明管内における紫外線の集光中心からの紫外線照度の低下が前記集光中心における紫外線照度の２０％以下である領域内を前記線条体の中心線が通過するように、前記塗布装置、前記ガイドローラならびに前記紫外線光源及び前記集光部材のうち少なくとも１つの位置を制御することを特徴とする、被覆線条体の製造方法。
2. 前記塗布装置と前記ガイドローラとに挟まれた区間において、前記所定の走行方向と交差する面内における前記線条体の位置を計測する計測工程と、
   前記透明管内における前記領域内を前記線条体の中心線が通過するように、前記計測工程における前記線条体の位置情報に基づいて、前記塗布装置、前記ガイドローラ、ならびに前記紫外線光源及び前記集光部材のうち少なくとも１つの位置を制御する制御工程と
   をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の被覆線条体の製造方法。
3. 樹脂を保持するとともに、前記樹脂中を通過した線条体に前記樹脂を塗布する塗布装置と、
   前記樹脂を塗布された前記線条体が所定の走行方向に沿って移動するように前記線条体を案内するガイドローラと、
   紫外線に対して透光性を有する透明管、紫外線を発生する紫外線光源、及び前記紫外線光源からの紫外線を前記透明管内へ向けて集光する集光部材を有し、前記線条体が前記透明管内を通過するように前記塗布装置と前記ガイドローラとの間に配置された紫外線照射装置と
   を備え、
   前記透明管内における紫外線の集光中心からの紫外線照度の低下が前記集光中心における紫外線照度の２０％以下である領域内を前記線条体の中心線が通過するように、前記塗布装置、前記ガイドローラ、ならびに前記紫外線光源及び前記集光部材が、それらのうち少なくとも一つがその位置を変わりうるように配置されることを特徴とする、被覆線条体製造装置。
4. 前記塗布装置と前記ガイドローラとの間に設置され、前記所定の走行方向と交差する面内における前記線条体の位置を計測する計測部と、
   前記透明管内における前記領域内を前記線条体の中心線が通過するように、前記計測部からの前記線条体の位置情報に基づいて、前記塗布装置、前記ガイドローラ、ならびに前記紫外線光源及び前記集光部材のうち少なくとも１つの位置を制御する制御部と
   をさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の被覆線条体製造装置。
   
   
   
   
   
   

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