JP2017223873A - 紫外線照射装置および光ファイバの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバの走行経路が動いた場合でも光ファイバを被覆する紫外線硬化型樹脂を均一に硬化可能な光ファイバの製造方法および紫外線照射装置を提供する。【解決手段】光ファイバ１の製造方法は、発光素子４２から紫外線を出射するステップと、発光素子４２から出射された出射紫外線ＵＶ１を集光レンズ４３により集光してガラスファイバに向けて照射するステップと、発光素子４２とは反対側に配置されたミラー４４により出射紫外線ＵＶ１を反射させるステップと、ミラー４４により反射された反射紫外線ＵＶ２をプリズム４５に透過させることで屈折させるステップと、を含む。【選択図】図３

Description

本発明は、紫外線照射装置、および光ファイバの製造方法に関する。

特許文献１は、光ファイバの走行経路に沿って、線引炉および塗布装置の下流に配置される紫外線照射装置であって、線引炉内でプリフォーム（母材）から線引きされた光ファイバの表面に塗布装置内で塗布された紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させる装置を開示している。特許文献１の紫外線照射装置は、紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射可能な位置に設けられた半導体発光素子と、半導体発光素子から出射された紫外線を集光する集光レンズと、紫外線の集光位置を移動させる移動手段とを備えている。

特開２０１０−１１７５３０号公報

線引炉では、吊り下げられた母材の端部がヒータにより加熱されて溶融し、線引きされて光ファイバとなる。このとき、母材が傾いていると、ヒータに対する母材の位置が変わるため、母材の端部において光ファイバが引き出される点が動く。その結果、線引きされる光ファイバの位置が変化し、光ファイバの走行経路が設計上の位置からずれてしまう場合がある。このように光ファイバの走行経路が想定位置からずれた場合に、特許文献１のような紫外線照射装置では光ファイバの表面に塗布された紫外線硬化型樹脂に均一に紫外線を照射することができず、硬化ムラが発生するおそれがある。

本発明は、光ファイバの走行経路が動いた場合でも光ファイバを被覆する紫外線硬化型樹脂を均一に硬化可能な光ファイバの製造方法および紫外線照射装置を提供することを目的とする。

本発明による光ファイバの製造方法は、
紫外線硬化型樹脂が塗布されたガラスファイバに対して紫外線を照射して前記紫外線硬化型樹脂を硬化させて被覆層を形成する光ファイバの製造方法であって、
半導体発光素子から前記紫外線を出射するステップと、
前記半導体発光素子から出射された出射紫外線を、前記半導体発光素子と前記ガラスファイバとの間に配置された集光レンズにより集光して前記ガラスファイバに向かう方向に照射するステップと、
前記ガラスファイバを挟んで前記半導体発光素子とは反対側に配置された反射手段により前記出射紫外線を前記ガラスファイバ側に反射させるステップと、
前記反射手段により反射された反射紫外線を、前記反射手段と前記ガラスファイバとの間に配置された集光方向変更手段に透過させることで所定方向に屈折させるステップと、
を含み、
前記半導体発光素子から前記ガラスファイバに向かう方向に垂直であって前記ガラスファイバの設計上の位置であるゼロ位置を含む面において、前記出射紫外線と前記反射紫外線との光強度の合計値が前記ゼロ位置を含む５ｍｍ以上の幅の範囲で前記合計値のピーク強度の８０％以上の光強度を維持するように、前記集光レンズにおける前記出射紫外線の集光方向、前記反射手段における前記反射紫外線の反射方向、および前記集光方向変更手段における前記反射紫外線の屈折方向を調整する。

本発明による紫外線照射装置は、
ガラスファイバの表面に塗布された紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して前記紫外線硬化型樹脂を硬化させる紫外線照射装置であって、
前記ガラスファイバに向けて前記紫外線を出射する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子と前記ガラスファイバとの間に配置されて、前記半導体発光素子から出射された出射紫外線を集光する集光レンズと、
前記ガラスファイバを挟んで前記半導体発光素子とは反対側に配置されて、前記出射紫外線を前記ガラスファイバ側に反射する反射手段と、
前記反射手段と前記ガラスファイバとの間に配置されて、前記反射手段により反射された反射紫外線を所定方向に屈折する集光方向変更手段と、を備え、
前記半導体発光素子から前記ガラスファイバに向かう方向に垂直であって前記ガラスファイバの設計上のゼロ位置を含む面において、前記出射紫外線と前記反射紫外線との光強度の合計値が前記ゼロ位置を含む５ｍｍの幅の範囲でピーク強度の８０％以上の光強度となるように、前記集光レンズにおける前記出射紫外線の集光方向、前記反射手段における前記反射紫外線の反射方向、および前記集光方向変更手段における前記反射紫外線の屈折方向が調整される。

本発明によれば、光ファイバの走行経路が動いた場合でも光ファイバを被覆する紫外線硬化型樹脂を均一に硬化可能な光ファイバの製造方法および紫外線照射装置を提供することができる。

光ファイバを製造する製造装置を示す図である。 本実施形態の紫外線照射装置の一例を示す断面図である。 図２に示す紫外線照射装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線水平断面図である。 本実施形態の紫外線照射装置における出射紫外線および反射紫外線の各照射強度の強度分布を示すグラフである。 図４に示される各照射強度の合計値の強度分布を示すグラフである。 実施例にかかる出射紫外線および反射紫外線の各照射強度の強度分布、および各照射強度の合計値の強度分布を示すグラフである。

[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本願発明の実施形態に係る光ファイバの製造方法は、
（１）紫外線硬化型樹脂が塗布されたガラスファイバに対して紫外線を照射して前記紫外線硬化型樹脂を硬化させて被覆層を形成する光ファイバの製造方法であって、
半導体発光素子から前記紫外線を出射するステップと、
前記半導体発光素子から出射された出射紫外線を、前記半導体発光素子と前記ガラスファイバとの間に配置された集光レンズにより集光して前記ガラスファイバに向かう方向に照射するステップと、
前記ガラスファイバを挟んで前記半導体発光素子とは反対側に配置された反射手段により前記出射紫外線を前記ガラスファイバ側に反射させるステップと、
前記反射手段により反射された反射紫外線を、前記反射手段と前記ガラスファイバとの間に配置された集光方向変更手段に透過させることで所定方向に屈折させるステップと、
を含み、
前記半導体発光素子から前記ガラスファイバに向かう方向に垂直であって前記ガラスファイバの設計上の位置であるゼロ位置を含む面において、前記出射紫外線と前記反射紫外線との照射強度の合計値が前記ゼロ位置を含む５ｍｍ以上の幅の範囲で前記合計値の最大紫外線強度の８０％以上の強度を維持するように、前記集光レンズにおける前記出射紫外線の集光方向、前記反射手段における前記反射紫外線の反射方向、および前記集光方向変更手段における前記反射紫外線の屈折方向を調整する。
この構成によれば、光ファイバの走行経路が動いた場合でも光ファイバを被覆する紫外線硬化型樹脂を均一に硬化可能な光ファイバの製造方法を提供することができる。

（２）前記面において、前記出射紫外線は、その光強度が前記ゼロ位置から遠ざかるにつれて弱くなるとともに、その光強度分布が一つのピークを有し、
前記面において、前記反射紫外線は、その光強度が前記ゼロ位置から遠ざかるにつれて強くなるとともに、その光強度分布が二つのピークを有していても良い。
この構成によれば、ゼロ位置を含む一定範囲内で一定以上の光強度を有する紫外線を照射させることができるため、光ファイバの走行経路がずれたとしても当該光ファイバに適切に紫外線を照射することができる。

また、本願発明の実施形態に係る紫外線照射装置は、
（３）ガラスファイバの表面に塗布された紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して前記紫外線硬化型樹脂を硬化させる紫外線照射装置であって、
前記ガラスファイバに向けて前記紫外線を出射する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子と前記ガラスファイバとの間に配置されて、前記半導体発光素子から出射された出射紫外線を集光する集光レンズと、
前記ガラスファイバを挟んで前記半導体発光素子とは反対側に配置されて、前記出射紫外線を前記ガラスファイバ側に反射する反射手段と、
前記反射手段と前記ガラスファイバとの間に配置されて、前記反射手段により反射された反射紫外線を所定方向に屈折する集光方向変更手段と、を備え、
前記半導体発光素子から前記ガラスファイバに向かう方向に垂直であって前記ガラスファイバの設計上のゼロ位置を含む面において、前記出射紫外線と前記反射紫外線との光強度の合計値が前記ゼロ位置を含む５ｍｍの幅の範囲でピーク強度の８０％以上の光強度となるように、前記集光レンズにおける前記出射紫外線の集光方向、前記反射手段における前記反射紫外線の反射方向、および前記集光方向変更手段における前記反射紫外線の屈折方向が調整される。
この構成によれば、光ファイバの走行経路が動いた場合でも光ファイバを被覆する紫外線硬化型樹脂を均一に硬化可能な紫外線照射装置を提供することができる。

（４）前記集光レンズは、ロッドレンズまたはシリンドリカルレンズであっても良い。
この構成によれば、半導体発光素子から出射された光を効率的に光ファイバに向かう方向に集光することができる。

（５）前記反射手段は凹面鏡であり、
前記集光方向変更手段はプリズムであり、
前記プリズムは、前記ガラスファイバ側には一つの平面から構成された第一の面を有するとともに、前記凹面鏡側には二つの平面が前記凹面鏡に向かって凸状となるように合わさるように構成された第二の面を有している。
この構成によれば、反射紫外線を所望の位置に簡便且つ適切に集光させることができる。

[本願発明の実施形態の詳細]
以下、実施の形態に係る紫外線照射装置および光ファイバの製造方法について説明する。

まず、本実施形態に係る紫外線照射装置を含む製造装置により製造される光ファイバに
ついて説明する。
本実施形態において、光ファイバは、ガラスファイバと、ガラスファイバの表面を被覆する被覆層とから構成されている。ガラスファイバは、石英ガラスを主成分とする光ファイバ母材（プリフォーム）を線引きして形成されたファイバである。被覆層は、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化型樹脂からなり、ガラスファイバの表面を保護する機能を有している。なお、被覆層は、ガラスファイバの周囲に直接被覆された内層（プライマリ樹脂層）と、その内層の周囲に被覆された外層（セカンダリ樹脂層）の二層または三層以上から構成されていてもよい。

図１は、光ファイバを製造するための製造装置１０を説明する図である。
まず、石英ガラスを主成分とする光ファイバ母材４が線引炉２０にセットされる。光ファイバ母材４の一方の端部（本例においては下端部）が、線引炉２０が有するヒータ２１により加熱・溶融され、光ファイバ母材４は線引きされる。

光ファイバ母材４が線引きされて形成されたガラスファイバ２は、ガラスファイバ２の走行方向（図１中の矢印Ａの方向）において線引炉２０の下流に設けられた冷却装置２５を通過する。冷却装置２５は、ガラスファイバ２を充分に冷却するためにガラスファイバ２の走行方向Ａに沿って所定の長さを備えている。

次に、冷却されたガラスファイバ２は、冷却装置２５の下流に設けられた塗布器（ダイス）３０を通過する。塗布器３０には、液状の紫外線硬化型樹脂Ｒが溜められている。そのため、ガラスファイバ２が塗布器３０を通過することにより、ガラスファイバ２の外周に紫外線硬化型の樹脂が塗布される。なお、図１には１つの塗布器３０が示されているが、被覆層を内層および外層の２層構造とする場合には、塗布器３０を２つ備えるか、または２層を同時に塗布する機能を有する塗布器を備えるとよい。

次に、樹脂が塗布されたガラスファイバ２は、走行方向Ａにおいて塗布器３０の下流に設けられている紫外線照射装置４０を通過する。紫外線照射装置４０は、ガラスファイバ２の表面に塗布された樹脂に紫外線を照射して樹脂を硬化させ、光ファイバ１を形成する。紫外線照射装置４０の詳細は後述する。

紫外線照射装置４０を通過することによって形成された光ファイバ１は、ガイドローラ５０および引取り手段５１を経て巻取りドラム５２に巻き取られる。

次に、紫外線照射装置４０についてより詳細に説明する。
図２は、線引き時のガラスファイバ２の走行方向に沿った紫外線照射装置４０の縦断面図であり、図３は図２に示した紫外線照射装置４０のＩＩＩ−ＩＩＩ線水平断面図である。

図２に示すように、紫外線照射装置４０は、透明管４１、複数の発光素子４２（半導体発光素子の一例）、集光レンズ４３、ミラー４４（反射手段の一例）、およびプリズム４５（集光方向変更手段の一例）を備えている。複数の発光素子４２は基台４６に固定されている。以下の説明では、図３において、ミラー４４側を前方（Ｆ方向）とし、発光素子４２側を後方（Ｂ方向）とする。また、発光素子４２側から見てガラスファイバ２の左側を左方向（Ｌ方向）、ガラスファイバ２の右側を右方向（Ｒ方向）とする。なお、図３においては、透明管４１の図示は省略している。

透明管４１は、その長手方向がガラスファイバ２の走行方向（図１のＡ方向）に一致するように配置されている。そして、紫外線硬化型樹脂が塗布されたガラスファイバ２が透明管４１の中心または中心近傍に通され、透明管４１の中心軸に沿って移動する。
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。透明管４１内には不活性ガス（使用温度でほぼ不活性なガス）が矢印Ｇ_ＩＮで示すように導入され、透明管４１内を通って、矢印Ｇ_ＯＵＴで示されるように透明管４１から排気される。透明管４１の上部に位置する塗布器３０側の端部には、不活性ガスを矢印Ｇ_ＩＮの方向に導入するためのガス導入管４７が接続されている。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、不活性ガスを矢印Ｇ_ＯＵＴの方向に排気するためのガス排出管４８が接続されている。なお、ガス導入管４７およびガス排出管４８の周囲は封止されていても良いが、封止されていなくても良い。

不活性ガスとしては、例えば窒素ガスが用いられる。紫外線硬化型樹脂が硬化するときに雰囲気中の酸素濃度が一定量以上となると、紫外線硬化型樹脂の硬化が不十分となる。また、紫外線を照射すると紫外線硬化型樹脂に含まれる低分子量成分が硬化時の熱で揮発する。この揮発成分が透明管の内面に付着して硬化すると、透明管の内面が曇り、紫外線が遮られてしまう傾向がある。したがって、樹脂表面の硬化阻害作用を抑制するために、ガラスファイバ２の周囲が石英ガラス等からなる透明管４１で覆われるとともに、透明管４１内に窒素ガスなどの不活性ガスが導入される。

複数の発光素子４２は、ガラスファイバ２の走行方向（透明管４１の長手方向）に沿って透明管４１の外部に並列配置され、基台４６に固定されている。各発光素子４２は、その出射面がガラスファイバ２と対向しており、ガラスファイバ２に向かう方向に紫外線（以下、出射紫外線ＵＶ１とする）を出射する。発光素子４２としては、例えば、紫外線発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）や紫外線レーザダイオード（ＵＶ−ＬＤ）が用いられる。発光素子４２から出射された紫外線ＵＶ１は、進行方向に対して±６０度（円錐の頂角では１２０度）程度までに広がって照射される。

集光レンズ４３は、発光素子４２と透明管４１との間に配置されている。本例において、集光レンズ４３は、円柱状のレンズ（いわゆる、ロッドレンズ）であり、その長手方向が透明管４１の長手方向と略平行となるように配置されている。なお、集光レンズ４３として、ロッドレンズに代えて、シリンドリカルレンズを用いても良い。図３に示すように、紫外線照射装置４０の水平断面図において、集光レンズ４３に入射した出射紫外線ＵＶ１は集束方向に屈折される。これにより、集光レンズ４３から出射する出射紫外線ＵＶ１は、透明管４１内のガラスファイバ２に向かう方向に略平行光として照射される。このように、集光レンズ４３を用いることで、発光素子４２から１２０度程度までに広がって出射される出射紫外線ＵＶ１を有効利用することができる。

ミラー４４は、透明管４１の外部において、透明管４１（およびガラスファイバ２）を挟んで発光素子４２と反対側に配置されている。図３に示すように、ミラー４４は、例えば、所望の曲率半径を有する２つのシリンドリカルミラー４４ａ，４４ｂから形成されている。すなわち、ミラー４４は、透明管４１に対して凹むように湾曲された凹面鏡として構成されている。ミラー４４は、透明管４１および後述のプリズム４５を透過した出射紫外線ＵＶ１を、反射紫外線ＵＶ２としてガラスファイバ２側に反射する。各シリンドリカルミラー４４ａ，４４ｂは、発光素子４２からガラスファイバ２に向かう所定方向に紫外線を反射可能となるように、その曲率半径が調整されている。

プリズム４５は、ミラー４４と透明管４１との間に配置されている。プリズム４５は、透明管４１側に第一の面４５ａを有するとともに、ミラー４４側に第二の面４５ｂを有している。第一の面４５ａは、平行光である出射紫外線ＵＶ１に対して略直交する方向に沿った一つの平面から構成されている。第二の面４５ｂは、二つの平面４５ｂ１，４５ｂ２から構成されている。この二つの平面４５ｂ１，４５ｂ２は、第二の面４５ｂの両端に向かうにつれて第一の面４５ａに近づくようにそれぞれ形成された面である。すなわち、第二の面４５ｂを構成する平面４５ｂ１，４５ｂ２は、ミラー４４に対して凸状となるように合わさっている。この二つの平面４５ｂ１，４５ｂ２により形成される頂角は、本例では、例えば１６０°である。これにより、ミラー４４により反射されてプリズム４５を透過する反射紫外線ＵＶ２は、集光レンズ４３を介した出射紫外線ＵＶ１の出射方向に垂直であってガラスファイバ２の設計上の位置を含む面Ｄの所定の位置に集光される。

次に、光ファイバ１の製造方法について説明する。
塗布器３０により紫外線硬化型樹脂が塗布されたガラスファイバ２を、紫外線照射装置４０の透明管４１に通す。そして、各発光素子４２から紫外線ＵＶ１を出射する。各発光素子４２から出射された出射紫外線ＵＶ１は、集光レンズ４３により集束方向に屈折されることで、集光レンズ４３から平行光としてガラスファイバ２に向かう方向に照射される。平行光となった出射紫外線ＵＶ１は、その一部がガラスファイバ２（の表面に被覆された紫外線硬化型樹脂）に直接照射される。これにより、紫外線硬化型樹脂を硬化させ、ガラスファイバ２の表面に紫外線硬化型樹脂の被覆層が形成された光ファイバ１を製造する。

一方、ガラスファイバ２に照射される以外の出射紫外線ＵＶ１は、透明管４１およびプリズム４５を通過する。このとき、プリズム４５は第一の面４５ａが出射紫外線ＵＶ１に対して略直交するように形成されているため、第一の面４５ａにおいて出射紫外線ＵＶ１が屈折されることは殆どない。また、プリズム４５の第二の面４５ｂは、１６０°の頂角を有するように出射紫外線ＵＶ１に対して傾斜して形成されているため、第二の面４５ｂにおいて出射紫外線ＵＶ１は集束方向にやや屈折される。

このように屈折された出射紫外線ＵＶ１は、ミラー４４によりガラスファイバ２側に反射される。ミラー４４で反射された反射紫外線ＵＶ２は、プリズム４５の第二の面４５ｂおよび第一の面４５ａにおいて屈折され、ガラスファイバ２を含む面Ｄにおいてガラスファイバ２から所定距離離れた位置に集光される。上述の通り、各プリズム４５は、反射紫外線ＵＶ２がガラスファイバ２を含む面Ｄの位置に集光するように、その第二の面４５ｂの頂角の角度が調整されている。すなわち、図３に示すように、右側のシリンドリカルミラー４４ａによってガラスファイバ２側に反射された反射紫外線ＵＶ２は、プリズム４５を透過することにより、ガラスファイバ２を含む面Ｄにおいてガラスファイバ２よりも左側の位置（例えば、光ファイバ１から左側に約２ｍｍ離れた位置）に集光される。一方、左側のシリンドリカルミラー４４ｂによりガラスファイバ２側に反射された反射紫外線ＵＶ２は、プリズム４５を透過することにより、ガラスファイバ２を含む面Ｄにおいてガラスファイバ２よりも右側の位置（例えば、光ファイバ１から右側に２ｍｍ離れた位置）に集光される。

図４は、ガラスファイバ２を含む面Ｄにおける出射紫外線ＵＶ１および反射紫外線ＵＶ２の光強度分布を示すグラフである。なお、図４において、縦軸は光強度（任意単位）を表し、横軸はガラスファイバ２を含む面Ｄ内の位置を表す。また、横軸の０ｍｍは、面Ｄにおいてガラスファイバ２の中心点が通過すると想定される設計上の位置（ゼロ位置）を示している。
図４に示すように、ガラスファイバ２を含む面Ｄにおいて、出射紫外線ＵＶ１は、その光強度Ｓ１がゼロ位置から遠ざかるにつれて弱くなるとともに、その光強度分布が一つのピークを有している。具体的には、出射紫外線ＵＶ１は、ゼロ位置およびその周囲に最も光強度の高いピーク強度を持ち、且つ、ゼロ位置から左右それぞれに約１．５ｍｍ（全体で約３ｍｍ）の幅で照射される。一方、ガラスファイバ２を含む面Ｄにおいて、反射紫外線ＵＶ２は、その光強度Ｓ２がゼロ位置から遠ざかるにつれて強くなるとともに、その光強度分布が二つのピークを有している。具体的には、反射紫外線ＵＶ２は、ゼロ位置から左右それぞれに約２ｍｍ離れた位置にピーク強度を持ち、且つ、それぞれに約２ｍｍの幅で照射される。

図５は、図４に示される出射紫外線ＵＶ１の光強度Ｓ１と反射紫外線ＵＶ２の光強度Ｓ２との合計値である合成光強度Ｓ３を示すグラフである。なお、図５には、出射紫外線ＵＶ１および反射紫外線ＵＶ２の各光強度Ｓ１，Ｓ２が破線で示されている。
図５に示すように、合成光強度Ｓ３は、ゼロ位置を中心に左右それぞれに約３ｍｍ（全体で約６ｍｍ）の幅を有している。合成光強度Ｓ３は、そのピーク強度を１とした場合に、ゼロ位置を中心に左右それぞれに約２．５ｍｍ（合わせて約５ｍｍ）の幅の範囲において０．８以上の光強度を保っている。すなわち、本例においては、出射紫外線ＵＶ１と反射紫外線ＵＶ２とにより、面Ｄにおける５ｍｍの幅の範囲で、ピーク強度（最大紫外線強度）の８０％以上の光強度を維持することができる。

（実施例）
実施例として、以下の構成を有する紫外線照射装置により波長３６５ｎｍの紫外線を紫外線硬化型樹脂が塗布されたガラスファイバに照射した場合の、ガラスファイバに照射される直射光（出射紫外線）の光強度および反射光（反射紫外線）の光強度を計算した。
実施例に係る装置は、径１．２ｍｍのＵＶ−ＬＥＤ光源と、半径６ｍｍのロッドレンズと、曲率半径４５ｍｍのシリンドリカルミラーと、厚さ４ｍｍで頂角１６０°のプリズムとを有しているものとする。直射光の光強度、反射光の光強度、およびこれらの合計値を計算した結果を図６に示す。図６において、縦軸は光強度（任意単位）を表し、横軸はガラスファイバ２を含む面Ｄ内の位置を表す。

図６に示すように、直射光は、ゼロ位置およびその周囲にピーク強度を持ち、ゼロ位置を含む範囲であってピーク強度の８０％以上の光強度を有する範囲（照射幅）が約３．８ｍｍである。また、反射光は、ゼロ位置から左右にそれぞれ約２ｍｍ離れた位置にピーク強度を持ち、当該ピーク強度を有する位置から左右に離れるにつれて光強度が徐々に低下する。このような直射光と反射光の合成光（各光強度の合計値）は、ゼロ位置を含む範囲であってピーク強度の８０％以上の光強度を有する照射幅が約５．８ｍｍとなる。
このように、本実施形態に係る構成によれば、ピーク強度またはピーク強度に近い光強度で紫外線を照射可能な照射幅を、直射光のみの従来構成の場合よりも広げることができることが確認できた。

以上説明したように、本実施形態に係る紫外線照射装置４０は、ガラスファイバ２に向けて紫外線（出射紫外線）ＵＶ１を出射する発光素子４２と、発光素子４２とガラスファイバ２との間に配置されて出射紫外線ＵＶ１を集光する集光レンズ４３と、ガラスファイバ２を挟んで発光素子４２とは反対側に配置されて出射紫外線ＵＶ１を反射するミラー４４と、ミラー４４とガラスファイバ２との間に配置されてミラー４４により反射された反射紫外線ＵＶ２を屈折するプリズム４５と、を備えている。そして、当該紫外線照射装置４０においては、発光素子４２からガラスファイバ２に向かう方向に垂直であってガラスファイバ２の設計上の位置（ゼロ位置）を含む面Ｄにおいて、出射紫外線ＵＶ１と反射紫外線ＵＶ２との光強度Ｓ１，Ｓ２の合計値Ｓ３が、ゼロ位置を含む５ｍｍの幅の範囲でピーク強度の８０％以上の光強度となるように、集光レンズ４３における出射紫外線ＵＶ１の集光方向、ミラー４４における反射紫外線ＵＶ２の反射方向、およびプリズム４５における反射紫外線ＵＶ２の屈折方向が調整される。これにより、本実施形態によれば、従来のように直射光のみでガラスファイバに塗布された紫外線硬化型樹脂を照射する構成よりも、ピーク強度またはそれに近い光強度で紫外線が照射可能な幅を広げることができる。したがって、ガラスファイバ２が想定される走行経路からずれた場合であっても、一定の範囲内（例えば、ゼロ位置を含む５ｍｍの幅の範囲内）であれば、ガラスファイバ２に対して均一に紫外線を照射することができ、紫外線硬化型樹脂の硬化ムラを防止することができる。

以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。

１：光ファイバ
２：ガラスファイバ
４：光ファイバ母材
１０：光ファイバ製造装置
２０：線引炉
２１：ヒータ
３０：塗布器（ダイス）
４０：紫外線照射装置
４１：透明管
４２：半導体発光素子
４３：集光レンズ
４４：ミラー
４５：プリズム
４５ａ：第一の面
４５ｂ：第二の面
４６：基台
４７：ガス導入管
４８：ガス排出管
５０：ガイドローラ
５１：引取り手段
５２：巻取りドラム
Ｄ：光ファイバの設計上の位置を含む面
Ｒ：紫外線硬化型樹脂

Claims (5)

1. 紫外線硬化型樹脂が塗布されたガラスファイバに対して紫外線を照射して前記紫外線硬化型樹脂を硬化させて被覆層を形成する光ファイバの製造方法であって、
   半導体発光素子から前記紫外線を出射するステップと、
   前記半導体発光素子から出射された出射紫外線を、前記半導体発光素子と前記ガラスファイバとの間に配置された集光レンズにより集光して前記ガラスファイバに向かう方向に照射するステップと、
   前記ガラスファイバを挟んで前記半導体発光素子とは反対側に配置された反射手段により前記出射紫外線を前記ガラスファイバ側に反射させるステップと、
   前記反射手段により反射された反射紫外線を、前記反射手段と前記ガラスファイバとの間に配置された集光方向変更手段に透過させることで所定方向に屈折させるステップと、
   を含み、
   前記半導体発光素子から前記ガラスファイバに向かう方向に垂直であって前記ガラスファイバの設計上の位置であるゼロ位置を含む面において、前記出射紫外線と前記反射紫外線との光強度の合計値が前記ゼロ位置を含む５ｍｍ以上の幅の範囲で前記合計値のピーク強度の８０％以上の光強度を維持するように、前記集光レンズにおける前記出射紫外線の集光方向、前記反射手段における前記反射紫外線の反射方向、および前記集光方向変更手段における前記反射紫外線の屈折方向を調整する、光ファイバの製造方法。
2. 前記面において、前記出射紫外線は、その光強度が前記ゼロ位置から遠ざかるにつれて弱くなるとともに、その光強度分布が一つのピークを有し、
   前記面において、前記反射紫外線は、その光強度が前記ゼロ位置から遠ざかるにつれて強くなるとともに、その光強度分布が二つのピークを有している、請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
3. ガラスファイバの表面に塗布された紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して前記紫外線硬化型樹脂を硬化させる紫外線照射装置であって、
   前記ガラスファイバに向けて前記紫外線を出射する半導体発光素子と、
   前記半導体発光素子と前記ガラスファイバとの間に配置されて、前記半導体発光素子から出射された出射紫外線を集光する集光レンズと、
   前記ガラスファイバを挟んで前記半導体発光素子とは反対側に配置されて、前記出射紫外線を前記ガラスファイバ側に反射する反射手段と、
   前記反射手段と前記ガラスファイバとの間に配置されて、前記反射手段により反射された反射紫外線を所定方向に屈折する集光方向変更手段と、を備え、
   前記半導体発光素子から前記ガラスファイバに向かう方向に垂直であって前記ガラスファイバの設計上のゼロ位置を含む面において、前記出射紫外線と前記反射紫外線との光強度の合計値が前記ゼロ位置を含む５ｍｍの幅の範囲でピーク強度の８０％以上の光強度となるように、前記集光レンズにおける前記出射紫外線の集光方向、前記反射手段における前記反射紫外線の反射方向、および前記集光方向変更手段における前記反射紫外線の屈折方向が調整される、紫外線照射装置。
4. 前記集光レンズは、ロッドレンズまたはシリンドリカルレンズである、請求項３に記載の紫外線照射装置。
5. 前記反射手段は凹面鏡であり、
   前記集光方向変更手段はプリズムであり、
   前記プリズムは、前記ガラスファイバ側には一つの平面から構成された第一の面を有するとともに、前記凹面鏡側には二つの平面が前記凹面鏡に向かって凸状となるように合わさるように構成された第二の面を有している、請求項３または請求項４に記載の紫外線照射装置。

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