JP2024077142A - 樹脂塗布装置、光ファイバ製造装置、および光ファイバの製造方法 - Google Patents

樹脂塗布装置、光ファイバ製造装置、および光ファイバの製造方法 Download PDF

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智 吉川
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Abstract

【課題】ガラスファイバの偏心を抑制する。【解決手段】樹脂塗布装置は、ガラスファイバが軸方向に挿通される挿通孔を有し、当該挿通孔内でガラスファイバの外周に樹脂を塗布する樹脂塗布部と、挿通孔の中心軸に対して直交するθＸ軸を回転中心軸として樹脂塗布部を回転させるθＸ回転機構と、挿通孔の中心軸およびθＸ軸に対して直交するθＹ軸を回転中心軸として樹脂塗布部を回転させるθＹ回転機構と、を備え、θＸ回転機構およびθＹ回転機構は、θＸ軸およびθＹ軸の交点である回転中心点が挿通孔内に位置するよう構成されている。【選択図】図２

Description

本開示は、樹脂塗布装置、光ファイバ製造装置、および光ファイバの製造方法に関する。
光ファイバの製造工程では、ガラスファイバの外周を樹脂によって覆う樹脂塗布装置が用いられる。樹脂塗布装置では、ダイの傾斜角などを調整することが求められる（例えば、特許文献１）。
特開昭６１－０９１０４７号公報
本開示の目的は、ガラスファイバの偏心を抑制することである。
本開示の一態様によれば、
ガラスファイバが軸方向に挿通される挿通孔を有し、当該挿通孔内で前記ガラスファイバの外周に樹脂を塗布する樹脂塗布部と、
前記挿通孔の中心軸に対して直交するθＸ軸を回転中心軸として前記樹脂塗布部を回転させるθＸ回転機構と、
前記挿通孔の中心軸および前記θＸ軸に対して直交するθＹ軸を回転中心軸として前記樹脂塗布部を回転させるθＹ回転機構と、
を備え、
前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記θＸ軸および前記θＹ軸の交点である回転中心点が前記挿通孔内に位置するよう構成されている
樹脂塗布装置が提供される。
本開示によれば、ガラスファイバの偏心を抑制することである。
図１は、本開示の一実施形態に係る光ファイバ製造装置を示す概略構成図である。 図２は、本開示の一実施形態に係る樹脂塗布装置を示す概略斜視図である。 図３は、樹脂塗布装置における樹脂塗布部の挿通孔を含むＸＺ断面を示す概略図である。 図４は、樹脂塗布装置における樹脂塗布部の挿通孔を含むＹＺ断面を示す概略図である。 図５は、樹脂塗布部の概略断面図である。 図６は、樹脂塗布部内の樹脂圧力分布を示す概略図である。
［本開示の実施形態の説明］
＜発明者等の得た知見＞
まず、発明者等の得た知見について説明する。
これまでの光ファイバの製造工程において用いられていた比較例１および２の樹脂塗布装置では、例えば、（ｉ）または（ｉｉ）のような課題が生じる可能性があった。
（ｉ）比較例１の樹脂塗布装置
比較例１の樹脂塗布装置は、ダイの傾斜角を調整する機構として、例えば、２軸傾斜ステージを有していた。
なお、「２軸傾斜ステージ」とは、２つの軸を回転中心軸として傾斜調整可能な機構を一体に備えており、例えば、支持台と、θＸ傾斜テーブルと、θＹ傾斜テーブルと、を鉛直上方向にこの順で有しているものである。
しかしながら、比較例１では、θＸ回転テーブルの回転中心θＸ軸と、θＹ傾斜テーブルの回転中心θＹ軸とのいずれか一方が、各ステージ中心にあるＺ軸と交差していなかった。このため、たとえステージ中心に開口を設け、ガラスファイバが挿通されるダイの挿通孔をステージ中心に配置したとしても、θＸ軸およびθＹ軸のいずれか一方がダイの挿通孔から離れてしまっていた。このような構成において、２軸傾斜ステージの第１の軸で調整しても、第２の軸がずれてしまう。このため、ダイの位置が左右上下に変動し、ダイの挿通孔の位置の変動に起因して、挿通孔内の径方向におけるガラスファイバの位置が変動してしまう可能性があった。その結果、光ファイバ中で、ガラスファイバが偏心してしまうおそれがあった。
（ｉｉ）比較例２の樹脂塗布装置
比較例２の樹脂塗布装置は、特許文献１の構成を有するものとして説明する。
比較例２の樹脂塗布装置は、ダイを支持する断面Ｌ字状の枠と、直交する２つの回転中心軸でそれぞれ枠を傾斜可能な傾斜機構と、を有していた。また、比較例２の傾斜機構では、傾斜時の支点となる２つの傾斜軸が交わる交点が、ダイの挿通孔の出口に配置されていた。しかしながら、当該箇所ではガラスファイバが拘束され難いため、傾斜時にガラスファイバの位置が変動してしまう不具合があった。
後述するように、ダイのランド部で徐々に圧力が低下し、ダイの挿通孔の出口にて、樹脂の圧力が開放されるため、当該出口付近では、樹脂の圧力が最も低くなっていた。一方で、ダイの挿通孔内、特にテーパ部では、樹脂の圧力が出口よりも相対的に高く、テーパ部の一部の箇所で樹脂の圧力が最も高くなっていた。そのため、ガラスファイバが、ダイの挿通孔内における樹脂の圧力が最も高い箇所に拘束されていた。
このような状況下で、比較例２のように、ダイの挿通孔の出口を基準として、ダイを傾斜させると、挿通孔内でのガラスファイバの拘束箇所が移動してしまい、ガラスファイバは、その拘束箇所に引っ張られていた。このようにガラスファイバが引っ張られると、挿通孔内の径方向におけるガラスファイバの位置が変動してしまっていた。挿通孔内でガラスファイバの位置が変動すると、挿通孔とガラスファイバとの間のクリアランスに差異（偏り）が生じていた。このため、挿通孔内の周方向における樹脂の流れが不均一となっていた。これらの結果、光ファイバ中でガラスファイバが偏心し易くなっていた。
なお、比較例２としての特許文献１の樹脂塗布装置では、２つの傾斜軸によってダイを同時に傾けたときに、枠の不安定性に起因して、２つの傾斜軸の交点がずれる可能性があった。また、傾斜機構は、ダイを傾斜させることだけしか出来ず、ダイを所定の回転中心軸で回転させる構成としては不充分であった。
本開示は、本開示者等が見出した上記知見に基づくものである。
＜本開示の実施態様＞
次に、本開示の実施態様を列記して説明する。
［１］本開示の一態様に係る樹脂塗布装置は、
ガラスファイバが軸方向に挿通される挿通孔を有し、当該挿通孔内で前記ガラスファイバの外周に樹脂を塗布する樹脂塗布部と、
前記挿通孔の中心軸に対して直交するθＸ軸を回転中心軸として前記樹脂塗布部を回転させるθＸ回転機構と、
前記挿通孔の中心軸および前記θＸ軸に対して直交するθＹ軸を回転中心軸として前記樹脂塗布部を回転させるθＹ回転機構と、
を備え、
前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記θＸ軸および前記θＹ軸の交点である回転中心点が前記挿通孔内に位置するよう構成されている。
この構成によれば、両軸の交点である回転中心点が挿通孔内にあり、この位置で樹脂塗布部の傾斜角（傾き）を調整することができる。これにより、光ファイバ中でのガラスファイバの偏心を安定的に抑制することが可能となる。
［２］上記［１］に記載の樹脂塗布装置において、
前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記回転中心点が前記挿通孔内において前記挿通孔の出口よりも上流に位置するよう構成されている。
この構成によれば、回転中心点を、挿通孔内で樹脂の圧力が相対的に高くなる箇所か、或いは、ガラスファイバの振動の振幅が小さくなる箇所に近い位置に合わせることができる。
［３］上記［１］又は［２］に記載の樹脂塗布装置において、
前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記挿通孔内で前記樹脂の圧力が最も高くなる箇所に前記回転中心点が位置するよう構成されている。
この構成によれば、挿通孔内でガラスファイバの拘束力が強い箇所を基準として、樹脂塗布部の傾斜角を調整することができる。
［４］上記［１］又は［２］に記載の樹脂塗布装置において、
前記樹脂塗布部は、
前記ガラスファイバを前記挿通孔内にガイドするポイントと、
前記ポイントよりも前記ガラスファイバの挿通方向の下流に設けられ、前記挿通孔内で前記ガラスファイバの外周に第１樹脂を塗布する第１ダイと、
前記第１ダイよりも前記ガラスファイバの挿通方向の下流に設けられ、前記挿通孔内で前記ガラスファイバに被覆された前記第１樹脂の外周に第２樹脂を塗布する第２ダイと、
を有し、
前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記回転中心点が前記第１ダイにおける前記挿通孔の出口に位置するよう構成されている。
この構成によれば、ガラスファイバが拘束されている箇所を基準として、樹脂塗布部の傾斜角を調整することができる。
［５］上記［１］又は［２］に記載の樹脂塗布装置において、
前記樹脂塗布部は、前記ガラスファイバを前記挿通孔内にガイドするポイントを有し、
前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記回転中心点が前記ポイントにおける前記挿通孔の出口に位置するよう構成されている。
この構成によれば、ガラスファイバが拘束されている箇所を基準として、樹脂塗布部の傾斜角を調整することができる。
［６］上記［１］から［５］のいずれか１つに記載の樹脂塗布装置において、
前記θＸ回転機構は、前記θＸ軸を法線とする面内で回転可能に構成された回転ステージとして構成され、
前記θＹ回転機構は、前記回転中心軸である前記θＹ軸から所定の半径だけ離れた円弧面に沿って移動可能に構成されたスイベルステージとして構成されている。
この構成によれば、回転中心点を挿通孔内の所定位置に安定的に配置することができる。
［７］本開示の他の態様に係る光ファイバ製造装置は、
上記［１］から［６］のいずれか１つに記載の樹脂塗布装置を備える。
この構成によれば、光ファイバ中でのガラスファイバの偏心を安定的に抑制することが可能となる。
［８］本開示の更に他の態様に係る光ファイバの製造方法は、
上記［１］から［６］のいずれか１つに記載の樹脂塗布装置を用いる。
この構成によれば、光ファイバ中でのガラスファイバの偏心を安定的に抑制することが可能となる。
［本開示の実施形態の詳細］
次に、本開示の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示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すべての変更が含まれることが意図される。
＜本開示の一実施形態＞
（１）光ファイバ
本開示の一実施形態の製造方法により製造される光ファイバ１００について簡単に説明する。なお、以下において、光ファイバ１００などに付した符号は、後述の図１および図２で付した符号に対応している。
本実施形態の光ファイバ１００は、例えば、ガラスファイバ１１０と、樹脂被覆層１２０と、をガラスファイバ１１０の中心軸側から外周側に向けてこの順で有している。
なお、ここでいう「光ファイバ１００」との用語は、着色する前の光ファイバ素線と、着色した後の光ファイバ心線とを含むものである。以下、例えば、光ファイバ１００を光ファイバ素線として説明する。
ガラスファイバ１１０は、シリカ（ＳｉＯ２）ガラスを基材（主成分）とし、コアと、クラッドと、を有している。
樹脂被覆層１２０は、例えば、ガラスファイバ１１０の外周を覆うように設けられ、ガラスファイバ１１０を保護するよう構成されている。樹脂被覆層１２０は、例えば、紫外線硬化型の樹脂を含んでいる。
本実施形態では、樹脂被覆層１２０は、例えば、第１樹脂を含む第１樹脂被覆層（プライマリ樹脂被覆層）と、第２樹脂を含む第２樹脂被覆層（セカンダリ樹脂被覆層）と、をガラスファイバ１１０の中心軸側から外周側に向けてこの順で有している。
以上の構成を有する光ファイバ１００では、樹脂被覆層１２０の外周を基準とした中心軸に対して、ガラスファイバ１１０の中心軸がずれていないことが求められる。以下では、当該光ファイバ１００内でのガラスファイバ１１０の中心軸のずれを「ガラスファイバ１１０の偏心」ともいう。
（２）光ファイバ製造装置
次に、図１を参照し、本実施形態に係る光ファイバ製造装置１０について説明する。図１は、本実施形態に係る光ファイバ製造装置を示す概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態の光ファイバ製造装置１０は、例えば、線引炉２００と、冷却装置３００と、樹脂塗布装置４０と、被覆硬化装置５００と、キャプスタン６５０を含む光ファイバ搬送部６００と、巻取りボビン６８０と、制御部７００と、を備えている。なお、制御部７００以外の装置部材は、この順で設けられている。
以下、光ファイバ製造装置１０の各装置部材において、線引炉２００に近い領域を「上流」といい、巻取りボビン６８０に近い領域を「下流」という。
線引炉２００は、ガラスファイバ１１０を形成（線引き）するよう構成されている。ガラス母材Ｇを線引炉２００で加熱溶融させ、軟化したガラスを鉛直方向に沿って引き延ばすことで、細径のガラスファイバ１１０が形成される。
冷却装置３００は、線引炉２００で形成されたガラスファイバ１１０を冷却するよう構成されている。冷却装置３００の上流および下流に、それぞれ、ファイバ位置測定部および外径測定部が設けられていてもよい。
樹脂塗布装置４０は、鉛直方向に沿って走行するガラスファイバ１１０の外周に樹脂を塗布することで、樹脂被覆層１２０を形成するよう構成されている。本実施形態では、樹脂塗布装置４０は、例えば、いわゆるデュアルコート型として、第１樹脂と第２樹脂とを、ガラスファイバ１１０の中心軸側から外周側に向けてこの順で連続的に塗布するよう構成されている。樹脂塗布装置４０の構成については、詳細を後述する。
被覆硬化装置５００は、樹脂被覆層１２０に対して紫外線を照射し、樹脂被覆層１２０を硬化させるよう構成されている。
光ファイバ搬送部６００は、例えば、複数のガイドローラ６２０と、キャプスタン６５０と、を有している。複数のガイドローラ６２０は、樹脂被覆層１２０を硬化させた光ファイバ１００を搬送する（走行させる）よう構成されている。キャプスタン６５０は、光ファイバ１００の速度を制御しながら光ファイバ１００を引き取るよう構成されている。
巻取りボビン６８０は、光ファイバ１００を巻き取るよう構成されている。
制御部７００は、例えば、光ファイバ製造装置１０の各部に接続され、これらを制御するよう構成されている。制御部７００は、例えば、コンピュータとして構成されている。
（３）樹脂塗布装置
次に、図２～図６を参照し、本実施形態に係る樹脂塗布装置４０について説明する。図２は、本実施形態に係る樹脂塗布装置を示す概略斜視図である。図３は、樹脂塗布装置における樹脂塗布部の挿通孔を含むＸＺ断面を示す概略図である。なお、挿通孔とは、樹脂塗布部の中心に開けられた孔であり、ガラスファイバが通過し、樹脂液が塗布されるところである。図４は、樹脂塗布装置における樹脂塗布部の挿通孔を含むＹＺ断面を示す概略図である。図５は、樹脂塗布部の概略断面図である。図６は、樹脂塗布部内の樹脂圧力分布を示す概略図である。
なお、図５および図６において、ガラスファイバ１１０は省略されている。図３～図６において、樹脂の導入経路については、一部を省略または簡略化されている。図６において、挿通孔４１２内の色が濃い箇所が、樹脂の圧力が高い箇所を示している。
［装置構成］
図２～図４に示すように、本実施形態の樹脂塗布装置４０は、例えば、樹脂塗布部４１０の傾斜角を調整可能に構成されている。具体的には、樹脂塗布装置４０は、例えば、樹脂塗布部４１０と、ホルダ４５２と、支持部４５８と、θＹ回転機構４６０と、θＸ回転機構４７０と、を有している。
なお、以下において、樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２の「軸方向」とは、挿通孔４１２の中心軸に沿った方向のことをいう。また、挿通孔４１２の「径方向」とは、挿通孔４１２の軸方向に垂直な方向のことをいう。また、挿通孔４１２の「周方向」とは、挿通孔４１２の内周に沿った方向のことをいう。挿通孔４１２内に挿通されるガラスファイバ１１０についても、挿通孔４１２と同様の用語を用いることができる。
また、以下において、樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２の中心軸に平行な軸を「Ｚ軸」とし、Ｚ軸に直交し且つ互いに直交する２つの軸を「Ｘ軸」「Ｙ軸」とする。
図２～図６に示すように、樹脂塗布部４１０は、ガラスファイバ１１０が軸方向に挿通される挿通孔４１２を有している。当該挿通孔４１２内で、ガラスファイバ１１０の外周に樹脂が塗布される。
本実施形態の樹脂塗布部４１０は、例えば、ポイント（ニップル）４２０と、第１ダイ４３０と、第２ダイ４４０と、を上流から下流に向けてこの順で有している。
ポイント４２０は、例えば、ガラスファイバ１１０を挿通孔４１２内にガイドするよう構成されている。ポイント４２０の挿通孔４１２は、例えば、テーパ部４２２と、ランド部（ストレート部）４２４と、を有している。テーパ部４２２は、上流から下流に向けて縮径し、ガラスファイバ１１０を挿通孔４１２の中心軸側にガイドしている。ランド部４２４は、テーパ部４２２の下端に接続され、下流に向けて一定の直径で直線状に延在している。
また、ポイント４２０は、例えば、第１ダイ４３０から上方に所定間隔を開けた部分を塞ぐことで、挿通孔４１２内に導入される樹脂に所定の圧力を印加するための蓋部材として機能するよう構成されている。
第１ダイ４３０は、例えば、ポイント４２０よりもガラスファイバ１１０の挿通方向（走行方向）の下流に設けられ、挿通孔４１２内でガラスファイバ１１０の外周に第１樹脂を塗布するよう構成されている。上述のポイント４２０と第１ダイ４３０との間における間隙から、第１ダイ４３０の挿通孔４１２内に第１樹脂が導入されるようになっている。
第１ダイ４３０の挿通孔４１２は、例えば、テーパ部４３２と、ランド部４３４と、を有している。テーパ部４３２は、上流から下流に向けて縮径している。テーパ部４３２において、第１樹脂の圧力が徐々に上昇する。ランド部４３４は、テーパ部４３２の下端に接続され、下流に向けて一定の直径で直線状に延在している。
なお、本実施形態の第１ダイ４３０は、例えば、突起部４３６を有している。突起部４３６は、第１ダイ４３０の挿通孔４１２の出口を囲むように設けられている。突起部４３６は、第２ダイ４４０側に向けて突出し、直線状のランド部４３４を延長させている。このような突起部４３６により、ランド部４３４出口の周囲に生じる樹脂圧力の低い領域を縮小させたり、樹脂内における気泡の大型化を抑制したりすることができる。
第２ダイ４４０は、例えば、第１ダイ４３０よりもガラスファイバ１１０の挿通方向の下流に設けられ、挿通孔４１２内でガラスファイバ１１０に塗布された第１樹脂の外周に第２樹脂を塗布するよう構成されている。上述の第１ダイ４３０と第２ダイ４４０との間における間隙から、第２ダイ４４０の挿通孔４１２内に第２樹脂が導入されるようになっている。
第２ダイ４４０の挿通孔４１２は、例えば、主にランド部４４４を有している。ランド部４４４は、第１ダイ４３０側から下流に向けて一定の直径で直線状に延在している。
ホルダ４５２は、例えば、樹脂塗布部４１０を保持するよう構成されている。ホルダ４５２は、例えば、樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２内に樹脂を導入する樹脂導入路４５４を有している。なお、樹脂導入路４５４の樹脂導入直前には、所定の圧力計（不図示）が設けられている。これにより、樹脂の圧力がモニタされる。
支持部４５８は、例えば、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０のそれぞれから離れた位置においてホルダ４５２を支持している。支持部４５８は、例えば、柱状（角柱状、円柱状）に構成されている。
θＹ回転機構４６０は、例えば、θＹ軸を回転中心軸として樹脂塗布部４１０を回転可能に構成されている。ここでいう「θＹ軸」とは、樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２の中心軸（Ｚ軸）およびθＸ軸に対して直交する軸のことをいい、Ｘ軸に平行である。
θＹ回転機構４６０は、例えば、回転中心軸であるθＹ軸から所定の半径だけ離れた円弧面に沿って移動可能に構成されたスイベル（ゴニオ）ステージとして構成されている。具体的には、θＹ回転機構４６０は、例えば、支持台４６２と、スイベル（ゴニオ）テーブル４６４と、を有している。支持台４６２は、鉛直方向に沿って配置され、円弧面を有している。スイベルテーブル４６４は、マイクロメータ（不図示）により上述の円弧面に沿って円弧駆動可能に支持台４６２に支持されている。スイベルテーブル４６４には、上述の支持部４５８が連結されている。
θＸ回転機構４７０は、例えば、θＸ軸を回転中心軸として樹脂塗布部４１０を回転可能に構成されている。ここでいう「θＸ軸」とは、樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２の中心軸（Ｚ軸）およびθＹ軸に対して直交する軸のことをいい、Ｙ軸に平行である。
具体的には、θＸ回転機構４７０は、例えば、θＸ軸を法線とする面内で回転可能に構成された回転ステージとして構成されている。具体的には、θＸ回転機構４７０は、例えば、支持台４７２と、回転テーブル４７４と、を有している。支持台４７２は、θＸ軸を中心法線とする回転面を有している。回転テーブル４７４は、マイクロメータ（不図示）により上述の回転面内で（回転面に沿って）回転可能に支持台４７２に支持され、上述のθＹ回転機構４６０の支持台４６２を支持している。
このような構成により、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０のそれぞれは、ホルダ４５２および支持部４５８を介して、樹脂塗布部４１０から所定距離離れた位置に配置されつつ、θＸ軸およびθＹ軸のそれぞれを回転中心軸として樹脂塗布部４１０を回転可能に構成されている。当該θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０のそれぞれは、例えば、上述の制御部７００に接続され、制御部７００によって制御可能に構成されている。
なお、樹脂塗布装置４０は、例えば、ＸＹＺ移動ステージ、被覆外径測定部、被覆異常検出部などをさらに有していてもよい。ＸＹＺ移動ステージは、例えば、直交座標系の３軸（ＸＹＺ）方向のそれぞれに対して、樹脂塗布部４１０、θＹ回転機構４６０よびθＸ回転機構４７０を一体として移動可能に構成されている。被覆外径測定部は、樹脂被覆層１２０が形成された光ファイバ１００の外径を測定するよう構成されている。被覆異常検出部は、樹脂被覆層１２０内の気泡などの異常を検出するよう構成されている。
［回転中心軸および回転中心点について］
ここで、図５および図６を参照し、本実施形態の回転中心軸としてのθＸ軸およびθＹ軸、および回転中心点について説明する。
本実施形態では、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０は、例えば、θＸ軸およびθＹ軸の交点である回転中心点が樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２内に位置するよう構成されている。すなわち、θＸ軸およびθＹ軸を交差させ、且つ、これらの交点である回転中心点を樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２内に配置することで、樹脂塗布部４１０の傾斜を調整する際における樹脂塗布部４１０の傾斜以外の変動（樹脂塗布部４１０の左右上下の変動）を抑制することができる。
また、本実施形態では、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０は、例えば、上述の回転中心点が樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２内において挿通孔４１２の出口（点Ｄ）よりも上流に位置するよう構成されていてもよい。また、回転中心点は、挿通孔４１２の中心軸上に位置していてもよい。これにより、上述の回転中心点を、挿通孔４１２内で樹脂の圧力が相対的に高くなる箇所か、或いは、ガラスファイバ１１０の振動の振幅が小さくなる箇所に近い位置に合わせることができる。
より具体的には、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０は、回転中心点の位置を、例えば、以下の３点のいずれかに一致させるか、或いは移動可能であってもよい。
図５および図６に示すように、本実施形態では、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０は、例えば、樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２内で樹脂の圧力が最も高くなる箇所に回転中心点が位置するよう構成されていてもよい。圧力が最も高くなる位置はガラスファイバの拘束力が最大である。この位置を中心として傾斜調整をすることにより、調整後にガラスファイバの位置が変動し難い。
図６に示すように、本実施形態では、第１ダイ４３０のテーパ部４３２が縮径するにつれて、第１樹脂の圧力が徐々に上昇する。テーパ部４３２の下端に接続されたランド部４３４において、第１樹脂の圧力が開放され、若干低下する。さらに、第２ダイ４４０では、ランド部４４４のみで構成されているため、第２樹脂の圧力は上昇せず、第１樹脂よりも低くなる。これにより、第１樹脂の外周に塗布される第２樹脂によって、第１樹脂が押し潰されることを抑制することができる。
これらの結果、樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２内で樹脂の圧力が最も高くなる箇所は、例えば、第１ダイ４３０のテーパ部４３２とランド部４３４との接続点よりも少し上流の点Ｂに位置している。したがって、本実施形態では、例えば、回転中心点が点Ｂに位置していてもよい。
上述のように、回転中心点を、樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２内で樹脂の圧力が最も高くなる箇所に配置することで、挿通孔４１２内でガラスファイバ１１０の拘束力が強い箇所を基準として、樹脂塗布部４１０の傾斜角を調整することができる。
或いは、図５および図６に示すように、本実施形態では、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０は、例えば、回転中心点が第１ダイ４３０における挿通孔４１２の出口（点Ｃ）に位置するよう構成されていてもよい。本実施形態では、第１ダイ４３０が出口側に突起部４３６を有しているため、回転中心点が突起部４３６の径方向の中央に位置していてもよい。
発明者等によるシミュレーションの結果によれば、第１ダイ４３０の挿通孔４１２の出口において、ガラスファイバ１１０の振動の振幅が最も小さくなりうることを確認している。すなわち、第１ダイ４３０の挿通孔４１２の出口が、ガラスファイバ１１０の振動の「節」となり、ガラスファイバ１１０が拘束されている箇所となっている。
上述のように、回転中心点を、第１ダイ４３０の挿通孔４１２の出口に配置することで、ガラスファイバ１１０が拘束されている箇所を基準として、樹脂塗布部４１０の傾斜角を調整することができる。
或いは、図５および図６に示すように、本実施形態では、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０は、例えば、回転中心点がポイント４２０における挿通孔４１２の出口（点Ａ）に位置するよう構成されていてもよい。
発明者等によるシミュレーションの結果によれば、ポイント４２０の挿通孔４１２の出口も、上述したガラスファイバ１１０の振動の節となりうることを確認している。
上述のように、回転中心点を、ポイント４２０の挿通孔４１２の出口に配置することで、２点目の効果と同様に、ガラスファイバ１１０が拘束されている箇所を基準として、樹脂塗布部４１０の傾斜角を調整することができる。
本実施形態において、上述した「θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０は、回転中心点が上述の所定箇所に位置するよう構成されている」という態様は、例えば、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０における回転中心点が、設計上で上述の所定箇所に一致している態様に限られない。例えば、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０が、ＸＹＺ移動ステージにより回転中心点を上述の所定箇所に移動可能に構成されていてもよい。
（４）光ファイバの製造方法
次に、本実施形態に係る光ファイバ１００の製造方法について説明する。
本実施形態に係る光ファイバ１００の製造方法では、まず、樹脂塗布装置４０を備える光ファイバ製造装置１０を準備する。このとき、樹脂塗布装置４０における回転中心点の位置調整を、装置設計の段階で行ってもよいし、或いは、光ファイバ１００の製造前または製造中にＸＹＺ移動ステージを用いて行ってもよい。
上述した光ファイバ製造装置１０を準備したら、当該光ファイバ製造装置１０を用い、線引炉２００、冷却装置３００、樹脂塗布装置４０、被覆硬化装置５００および光ファイバ搬送部６００をこの順で経由する。
このとき、制御部７００は、ガラスファイバ１１０の線引が安定した後、例えば、樹脂塗布装置４０における被覆外径測定部および被覆異常検出部などの測定結果に基づいて、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０により樹脂塗布部４１０の傾斜角を調整し、ガラスファイバ１１０の偏心を抑制するよう制御する。
以上の方法により、本実施形態の光ファイバ１００が製造される。
（５）本実施形態のまとめ
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
（ａ）本実施形態では、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０は、θＸ軸およびθＹ軸の交点である回転中心点が樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２内に位置するよう構成されている。すなわち、θＸ軸およびθＹ軸を交差させ、且つ、これらの交点である回転中心点を樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２内に配置することで、この位置を基準として、樹脂塗布部４１０の傾斜角（傾き）を調整することができる。これにより、ダイ７１０の傾斜を調整する際における樹脂塗布部４１０の傾斜以外の変動（樹脂塗布部４１０の左右上下の変動）を抑制することができる。
樹脂塗布部４１０の傾斜以外の変動を抑制することで、挿通孔４１２内のガラスファイバ１１０の位置を安定化させることができる。また、挿通孔４１２とガラスファイバ１１０との間におけるクリアランスを、挿通孔４１２の全周に亘って均等にすることができる。ガラスファイバ１１０を中心として挿通孔４１２の周方向に樹脂の流れを均一にすることができ、ガラスファイバ１１０の外周全体に亘って、樹脂の塗布状態を均一にすることができる。これらの結果、光ファイバ１００中でのガラスファイバ１１０の偏心を安定的に抑制することが可能となる。
（ｂ）本実施形態では、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０は、上述の回転中心点が樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２内において挿通孔４１２の出口（点Ｄ）よりも上流に位置するよう構成されている。これにより、上述の回転中心点を、挿通孔４１２内で樹脂の圧力が相対的に高くなる箇所か、或いは、ガラスファイバ１１０の振動の振幅が小さくなる箇所に近い位置に合わせることができる。
（ｃ）本実施形態では、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０は、樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２内で樹脂の圧力が最も高くなる箇所に回転中心点が位置するよう構成されていてもよい。樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２内で樹脂の圧力が最も高くなる箇所では、高い圧力の樹脂によって、ガラスファイバ１１０を挿通孔４１２の径方向に中心軸に向けて拘束する力（ガラスファイバ１１０の拘束力、自己調心力）が強くなっている。上述のように、回転中心点を樹脂の圧力が最も高くなる箇所に配置することで、挿通孔４１２内でガラスファイバ１１０の拘束力が強い箇所を基準として、樹脂塗布部４１０の傾斜角を調整することができる。
ガラスファイバ１１０の拘束力が強い箇所を基準とすることで、樹脂塗布部４１０を傾斜した際に、ガラスファイバ１１０の拘束力が強い箇所の移動を抑制し、当該拘束力が強い箇所にガラスファイバ１１０が引っ張られることを抑制することができる。すなわち、挿通孔４１２内でのガラスファイバ１１０の位置の変動を抑制することができる。その結果、光ファイバ１００中でのガラスファイバ１１０の偏心を安定的に抑制することが可能となる。
（ｄ）或いは、本実施形態では、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０は、回転中心点が第１ダイ４３０における挿通孔４１２の出口（点Ｃ）に位置するよう構成されていてもよい。これにより、上述のように、ガラスファイバ１１０の振動の「節」となり、ガラスファイバ１１０が拘束されている箇所を基準として、樹脂塗布部４１０の傾斜角を調整することができる。
ガラスファイバ１１０が拘束されている箇所を基準とすることで、樹脂塗布部４１０を傾斜した際に、ガラスファイバ１１０が拘束されている箇所の移動を抑制し、当該拘束箇所にガラスファイバ１１０が引っ張られることを抑制することができる。その結果、（ｃ）と同様に、光ファイバ１００中でのガラスファイバ１１０の偏心を安定的に抑制することが可能となる。
（ｅ）或いは、本実施形態では、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０は、回転中心点がポイント４２０における挿通孔４１２の出口（点Ａ）に位置するよう構成されていてもよい。これにより、上述のように、ガラスファイバ１１０が拘束されている箇所を基準として、樹脂塗布部４１０の傾斜角を調整することができる。その結果、（ｃ）および（ｄ）と同様に、光ファイバ１００中でのガラスファイバ１１０の偏心を安定的に抑制することが可能となる。
（ｆ）本実施形態では、θＸ回転機構４７０は、θＸ軸を法線とする面内で回転可能に構成された回転ステージとして構成されている。θＹ回転機構４６０は、回転中心軸であるθＹ軸から所定の半径だけ離れた円弧面に沿って移動可能に構成されたスイベルステージとして構成されている。
上述の構成により、θＸ軸とθＹ軸とを容易かつ精度よく交差させることができる。これにより、θＸ軸とθＹ軸との交点としての回転中心点を挿通孔４１２内の所定位置に安定的に配置する（維持する）ことができる。
また、上述の構成により、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０のそれぞれから離れた位置に、回転中心点を配置することができる。これにより、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０のそれぞれにおいて、樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２に対応する開口の形成を不要とすることができる。
また、上述の構成により、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０の回転中心点を樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２内に配置しつつ、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０のそれぞれから樹脂塗布部４１０の挿通孔４１２を離すことができる。これにより、樹脂塗布部４１０からの樹脂もれが生じた場合に、樹脂漏れの影響からθＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０を回避させることができる。その結果、樹脂塗布装置４０のメンテナンスを容易にすることが可能となる。
また、上述の回転ステージとスイベルステージとにより、比較例２のダイを傾斜させるだけの構成と比較して、樹脂塗布部４１０を安定的に回転させることができる。また、比較例２と比較して、回転ステージおよびスイベルステージのそれぞれの支持台同士を面接触させることができ、θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０を安定的に固定することができる。
＜本開示の他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について具体的に説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
上述の実施形態では、光ファイバ１００が着色する前の光ファイバ素線であるとして図示及び説明したが、本開示はこの場合に限られない。上述のように、光ファイバ１００は、着色した後の光ファイバ心線であってもよい。すなわち、光ファイバ１００は、樹脂被覆層１２０の外周を覆う着色層を有していてもよい。
上述の実施形態では、樹脂塗布装置４０が、いわゆるデュアルコート型として構成されている場合について説明したが、本開示はこの場合に限られない。樹脂塗布装置４０は、シングルコート型として構成され、樹脂塗布部４１０が１つのダイ（第１ダイ４３０）のみを有していてもよい。なお、この場合、樹脂塗布部４１０が第２ダイ４４０を有しないため、「回転中心点が第１ダイ４３０における挿通孔４１２の出口に位置する」という構成は適用しなくてもよい。
上述の実施形態では、θＸ回転機構４７０、θＹ回転機構４６０、支持部４５８およびホルダ４５２がこの順で連結されている態様を説明したが、本開示はこの場合に限られない。θＸ回転機構４７０およびθＹ回転機構４６０の配置は、上述の実施形態と逆の配置となっていてもよい。
＜付記＞
以下、本開示の態様を付記する。
（付記１）
ガラスファイバが軸方向に挿通される挿通孔を有し、当該挿通孔内で前記ガラスファイバの外周に樹脂を塗布する樹脂塗布部と、
前記挿通孔の中心軸に対して直交するθＸ軸を回転中心軸として前記樹脂塗布部を回転させるθＸ回転機構と、
前記挿通孔の中心軸および前記θＸ軸に対して直交するθＹ軸を回転中心軸として前記樹脂塗布部を回転させるθＹ回転機構と、
を備え、
前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記θＸ軸および前記θＹ軸の交点である回転中心点が前記挿通孔内に位置するよう構成されている
樹脂塗布装置。
（付記２）
前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記回転中心点が前記挿通孔内において前記挿通孔の出口よりも上流に位置するよう構成されている
付記１に記載の樹脂塗布装置。
（付記３）
前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記挿通孔内で前記樹脂の圧力が最も高くなる箇所に前記回転中心点が位置するよう構成されている
付記１又は付記２に記載の樹脂塗布装置。
（付記４）
前記樹脂塗布部は、
前記ガラスファイバを前記挿通孔内にガイドするポイントと、
前記ポイントよりも前記ガラスファイバの挿通方向の下流に設けられ、前記挿通孔内で前記ガラスファイバの外周に第１樹脂を塗布する第１ダイと、
前記第１ダイよりも前記ガラスファイバの挿通方向の下流に設けられ、前記挿通孔内で前記ガラスファイバに被覆された前記第１樹脂の外周に第２樹脂を塗布する第２ダイと、
を有し、
前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記回転中心点が前記第１ダイにおける前記挿通孔の出口に位置するよう構成されている
付記１又は付記２に記載の樹脂塗布装置。
（付記５）
前記第１ダイは、前記挿通孔の前記出口を囲むように設けられ、前記第２ダイ側に突出する突起部を有し、
前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記回転中心点が前記突起部の中央に位置するよう構成されている
付記４に記載の樹脂塗布装置。
（付記６）
前記樹脂塗布部は、前記ガラスファイバを前記挿通孔内にガイドするポイントを有し、
前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記回転中心点が前記ポイントにおける前記挿通孔の出口に位置するよう構成されている
付記１又は付記２に記載の樹脂塗布装置。
（付記７）
前記θＸ回転機構は、前記θＸ軸を法線とする面内で回転可能に構成された回転ステージとして構成され、
前記θＹ回転機構は、前記回転中心軸である前記θＹ軸から所定の半径だけ離れた円弧面に沿って移動可能に構成されたスイベルステージとして構成されている
付記１から付記６のいずれか１つに記載の樹脂塗布装置。
（付記８）
前記樹脂塗布部を保持するホルダと、
前記ホルダを支持する支持部と、
を有し、
前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構のそれぞれは、前記ホルダおよび前記支持部を介して前記樹脂塗布部から離れた位置に配置されている
付記１から付記７のいずれか１つに記載の樹脂塗布装置。
（付記９）
付記１から付記８のいずれか１つに記載の樹脂塗布装置を備える
光ファイバ製造装置。
（付記１０）
付記１から付記８のいずれか１つに記載の樹脂塗布装置を用いる
光ファイバの製造方法。
１０ 光ファイバ製造装置
４０ 樹脂塗布装置
１００ 光ファイバ
１１０ ガラスファイバ
１２０ 樹脂被覆層
２００ 線引炉
３００ 冷却装置
４１０ 樹脂塗布部
４１２ 挿通孔
４２０ ポイント
４２２ テーパ部
４２４ ランド部
４３０ 第１ダイ
４３２ テーパ部
４３４ ランド部
４３６ 突起部
４４０ 第２ダイ
４４４ ランド部
４５２ ホルダ
４５４ 樹脂導入路
４５８ 支持部
４６０ θＹ回転機構
４６２ 支持台
４６４ スイベルテーブル
４７０ θＸ回転機構
４７２ 支持台
４７４ 回転テーブル
５００ 被覆硬化装置
６００ 光ファイバ搬送部
６２０ ガイドローラ
６５０ キャプスタン
６８０ 巻取りボビン
７００ 制御部

Claims (8)

  1. ガラスファイバが軸方向に挿通される挿通孔を有し、当該挿通孔内で前記ガラスファイバの外周に樹脂を塗布する樹脂塗布部と、
    前記挿通孔の中心軸に対して直交するθＸ軸を回転中心軸として前記樹脂塗布部を回転させるθＸ回転機構と、
    前記挿通孔の中心軸および前記θＸ軸に対して直交するθＹ軸を回転中心軸として前記樹脂塗布部を回転させるθＹ回転機構と、
    を備え、
    前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記θＸ軸および前記θＹ軸の交点である回転中心点が前記挿通孔内に位置するよう構成されている
    樹脂塗布装置。
  2. 前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記回転中心点が前記挿通孔内において前記挿通孔の出口よりも上流に位置するよう構成されている
    請求項１に記載の樹脂塗布装置。
  3. 前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記挿通孔内で前記樹脂の圧力が最も高くなる箇所に前記回転中心点が位置するよう構成されている
    請求項１または請求項２に記載の樹脂塗布装置。
  4. 前記樹脂塗布部は、
    前記ガラスファイバを前記挿通孔内にガイドするポイントと、
    前記ポイントよりも前記ガラスファイバの挿通方向の下流に設けられ、前記挿通孔内で前記ガラスファイバの外周に第１樹脂を塗布する第１ダイと、
    前記第１ダイよりも前記ガラスファイバの挿通方向の下流に設けられ、前記挿通孔内で前記ガラスファイバに被覆された前記第１樹脂の外周に第２樹脂を塗布する第２ダイと、
    を有し、
    前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記回転中心点が前記第１ダイにおける前記挿通孔の出口に位置するよう構成されている
    請求項１または請求項２に記載の樹脂塗布装置。
  5. 前記樹脂塗布部は、前記ガラスファイバを前記挿通孔内にガイドするポイントを有し、
    前記θＸ回転機構および前記θＹ回転機構は、前記回転中心点が前記ポイントにおける前記挿通孔の出口に位置するよう構成されている
    請求項１または請求項２に記載の樹脂塗布装置。
  6. 前記θＸ回転機構は、前記θＸ軸を法線とする面内で回転可能に構成された回転ステージとして構成され、
    前記θＹ回転機構は、前記回転中心軸である前記θＹ軸から所定の半径だけ離れた円弧面に沿って移動可能に構成されたスイベルステージとして構成されている
    請求項１または請求項２に記載の樹脂塗布装置。
  7. 請求項１または請求項２に記載の樹脂塗布装置を備える
    光ファイバ製造装置。
  8. 請求項１または請求項２に記載の樹脂塗布装置を用いる
    光ファイバの製造方法。
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