JPH08295528A - 光ファイバおよび光ファイバの製造方法 - Google Patents

光ファイバおよび光ファイバの製造方法

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JPH08295528A
JPH08295528A JP7281809A JP28180995A JPH08295528A JP H08295528 A JPH08295528 A JP H08295528A JP 7281809 A JP7281809 A JP 7281809A JP 28180995 A JP28180995 A JP 28180995A JP H08295528 A JPH08295528 A JP H08295528A
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roller
rolling
guide
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宏治 雨宮
Masahiro Takagi
政浩 高城
Yoichi Ishiguro
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 揺動ガイドローラの揺動運動により光ファイ
バを転動させて有効に所定のねじりを付与し、真円形の
同心円状である場合と等価的に偏波分散を抑制すること
が可能な光ファイバおよびその製造方法を提供すること
を目的とする。 【構成】 揺動ガイドローラ230の揺動により、その
ローラ表面で光ファイバ210を転動させて時計回りの
ねじりと反時計回りのねじりとを交番的に付与する際
に、揺動ガイドローラ230の真横方向に設置された次
段の第1の固定ガイドローラ241が、そのローラ表面
の中央部に設けられたV字型の狭溝260に光ファイバ
200を挿着することにより、そのローラ表面での光フ
ァイバ210の転動を抑止し、揺動ガイドローラ230
のローラ表面での光ファイバ210のスムーズな転動を
補助するため、揺動ガイドローラ230の揺動速度に対
して高効率に光ファイバ210にねじりを付与すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバおよびその
製造方法に関するものである。1.3μm帯シングルモ
ードファイバ、分散シフト、分散補償ファイバの他、い
かなる種類の光ファイバおよびその製造方法にも適用す
ることができるが、特にコアへのGeの添加量が多く、
PMD(偏波モード分散:単に偏波分散ともいう)が大
きい分散補償ファイバおよびその製造方法に好適であ
る。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ母材の一端を加熱・軟化さ
せ、そこから光ファイバを線引きする従来の光ファイバ
の製造方法では、光ファイバのコア部分およびその周囲
のクラッド部分の断面形状を完全に真円形の同心円状と
することは困難であり、わずかに楕円状または歪んだ円
状となるのが通例であった。従って、光ファイバの断面
構造における屈折率分布も完全な同心円状でなくなり、
これが原因となって光ファイバ断面内の直交する2偏波
間の群速度に差異が生じ、偏波分散が大きくなってしま
うという問題があった。このため、大容量かつ長距離の
伝送が必要とされる海底ケーブル用または幹線ケーブル
用の光ファイバとして実用化する場合には、偏波分散の
影響が大きく現れてしまう。また、この偏波分散は、同
一程度のコア非円でもコアに添加するドーパント、例え
ばGeO2 の添加量が大きいほど大きな値となる。
【0003】こうした偏波分散の問題を解消すべく、光
ファイバ母材から光ファイバを線引きし、この光ファイ
バに所定の被覆材料をコーティングした後、この光ファ
イバを回転軸が周期的に応動させる揺動するガイドロー
ラでガイドすることにより、光ファイバに所定のねじり
を付与する光ファイバの製造方法が提案されている(特
開平6−171970参照)。
【0004】以下、この光ファイバの製造方法の概略
を、図9および図10を用いて説明する。ここで、図9
は光ファイバの製造方法を説明するための製造工程図、
図10は光ファイバにねじりを付与する方法を説明する
ための図である。
【0005】図9に示すように、光ファイバ母材300
が線引き炉310の中に送られ、線引き炉310内で加
熱・軟化させた光ファイバ母材300の一端から光ファ
イバ320が線引きされる。この線引きされた光ファイ
バ320は、直径モニタ330を介してコーティング処
理装置340を通過し、このコーティング処理装置34
0で高分子コーティングを施される。その後、光ファイ
バ320は、コーティング同心性モニタ350、例えば
UVランプを有するコーティング樹脂硬化装置360、
コーティング直径モニタ370を順次通過する。
【0006】次いで、光ファイバ320は、第1乃至第
3のガイドローラ381、382、383と光ファイバ
320を所定の力で引っ張る引張りキャプスタン390
を有する領域400に入る。ここで、第1のガイドロー
ラ381の回転軸が引張りタワー軸に平行な方向の回り
に揺動する点に本製造方法の特徴がある。なお、第1の
ガイドローラ381の次段に設置された第2のガイドロ
ーラ382および次次段に設置された第3のガイドロー
ラ383は、それぞれその回転軸が固定されている。
【0007】図10に示すように、例えば第1のガイド
ローラ381が引張りタワー軸に平行な方向の回りに角
度θだけ傾くと、この傾きによって光ファイバ320に
横方向の力が加わり、光ファイバ320が第1のガイド
ローラ381のローラ表面を転動する。そしてこの転動
が母材の加熱部まで伝わることにより、光ファイバ32
0に長手方向軸回りのねじりが付与される。続いて、第
1のガイドローラ381は元の状態に戻る。こうして、
図中の両頭矢印に示されるように、第1のガイドローラ
381の角度0から角度+θまで揺動する非対称の往復
運動が繰り返されることにより、光ファイバ320には
間欠的にねじりが付与される。
【0008】なお、この第1のガイドローラ381の揺
動運動は、図10に示される場合に限らず、引張りタワ
ー軸に平行な方向の回りに角度−θから角度+θまでの
2θ間の対称的な往復運動であってもよい。また、第1
のガイドローラ381の軸方向に揺動する対称的な往復
運動であってもよい。これらの場合、光ファイバ320
には進行方向に対して時計回りのねじりと反時計回りの
ねじりとが交番的に付与される。
【0009】以上のように、提案されている光ファイバ
の製造方法によれば、光ファイバ320に間欠的または
交番的にねじりが付与されていることにより、たとえコ
ア部分およびクラッド部分の断面形状が真円形の同心円
状でなくとも、長尺の光ファイバ全体として、真円形の
同心円状である場合と等価的に偏波分散を抑制した光フ
ァイバ320を得ることができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
光ファイバの製造方法においては、第1のガイドローラ
381の揺動運動によって光ファイバ320がローラ表
面をスムーズに転動することができず、そのため光ファ
イバ320に所定のねじりを有効に付与することができ
ないという問題がある。
【0011】この問題を明確にするため、図11を用い
て説明する。ここで、図11(a)は光ファイバの製造
装置のガイド部分の模式図、図11(b)は図11
(a)の第1のガイドローラを上から見た図、図11
(c)は図11(b)の第1のガイドローラを横から見
た図である。
【0012】図11(a)に示すように、回転軸が引張
りタワー軸に平行な方向の回りに揺動する第1のガイド
ローラ381に対して、次段の回転軸が固定されている
第2のガイドローラ382は相対的に高い位置に設置さ
れている。従って、図中において、線引き炉側から送ら
れてきた光ファイバ321は第1のガイドローラ381
のローラの右側面から底面を通り左側面に至るまで接触
した後、光ファイバ322としてローラの左側面から離
脱して第2のガイドローラ382に送られるが、このと
きの光ファイバが第1のガイドローラ381のローラ表
面に接触する長さは、円周角90°に相当するローラ円
周を越える長さになる。なお、ここでは図示しないが、
第2のガイドローラ382のローラ幅は、上記図10に
示す場合と同様に、第1のガイドローラ381のローラ
幅と同じである。
【0013】次に、このような条件の下で、揺動する第
1のガイドローラ381により光ファイバ320をガイ
ドする場合について述べる。
【0014】図11(b)、(c)に示すように、第1
のガイドローラ381が角度+θだけ傾いた状態におい
ては、線引き炉310側から第1のガイドローラ381
の右側面に到達した光ファイバ321は第1のガイドロ
ーラ381の右側面からローラ表面に接触し始め、底面
を通り左側面に至るまで接触を続けた後、ローラから離
脱し、光ファイバ322として次段の第2のガイドロー
ラ382へ向かっている。
【0015】この状態から第1のガイドローラ381が
元の状態に戻ると、第1のガイドローラ381の右側面
において、光ファイバ321aはその進行方向に向かっ
て反時計回りにローラ表面を転動し、光ファイバ321
bの位置まで達しようとする。他方、第1のガイドロー
ラ381の左側面においては、光ファイバ322aはそ
の進行方向に向かって時計回りにローラ表面を転動し、
光ファイバ322bの位置まで達しようとする。このよ
うに、第1のガイドローラ381の右側面と左側面とに
おいては、転動する方向が互いに逆になるため、互いに
相手の転動を妨害し合う関係になる。
【0016】従って、第1のガイドローラ381の右側
面における光ファイバ321aから光ファイバ321b
への反時計回りの転動は、左側面における光ファイバ3
22aから光ファイバ322bへの時計回りの転動によ
って妨害され、部分的に摺動することになる。このた
め、本来は光ファイバ321aから光ファイバ321b
への反時計回りの転動により光ファイバ320にその進
行方向に向かって反時計回りのねじりを付与するはずで
あるのが、有効にねじり付与することができなくなる。
【0017】この原因は、第1に、第2のガイドローラ
382が第1のガイドローラ381の設置位置より高い
位置に設置されているため、光ファイバ320が第1の
ガイドローラ381の右側面のみならず左側面にも接触
することになり、この左側面において生じる光ファイバ
の転動が右側面における転動を妨害することである。第
2に、第2のガイドローラ382のローラ幅が第1のガ
イドローラ381のローラ幅と同じであるため、第2の
ガイドローラ382のローラ表面においても光ファイバ
320が転動可能となり、第1のガイドローラ381の
左側面における光ファイバ320の転動を抑制すること
ができないこと、また第2のガイドローラ382におけ
る光ファイバ320の転動が第1のガイドローラ381
の左側面における転動と同様の効果をもち、第1のガイ
ドローラ381の右側面における転動を妨害することで
ある。
【0018】従って、上記図9に示した従来例において
は、揺動する第1のガイドローラ381と次段の第2の
ガイドローラ382とが同じ高さに設置されているた
め、光ファイバ320への有効なねじりの付与を妨げる
上記第1の原因は解消されているが、第2のガイドロー
ラ382が第1のガイドローラ381と同じローラ幅を
有し、第2のガイドローラ382のローラ表面において
も光ファイバ320が転動可能な構造であるという上記
第2の原因が残存しているため、光ファイバ320への
有効なねじりの付与を実現することが依然として困難で
あるという問題があった。
【0019】本発明は、上記の状況を鑑みてなされたも
のであり、ガイドローラの揺動運動により光ファイバを
ローラ表面に転動させて光ファイバに所定のねじりを有
効に付与し、コア部分およびクラッド部分の断面形状が
真円形の同心円状でなくとも、長尺の光ファイバ全体と
して、真円形の同心円状である場合と等価的に偏波分散
を抑制することが可能な光ファイバおよびその製造方法
を提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバの製
造方法は、光ファイバ母材から光ファイバを線引きする
第1の工程と、光ファイバに所定の被覆材料をコーティ
ングする第2の工程と、所定の被覆材料をコーティング
した光ファイバに所定のねじりを付与する第3の工程と
を備える光ファイバの製造方法であって、第3の工程
は、所定の被覆材料をコーティングした光ファイバを、
周期的に揺動する第1のガイドローラでガイドすると共
に、この第1のガイドローラの揺動により、第1のガイ
ドローラのローラ表面に前記光ファイバを転動させる第
1のステップと、第1のガイドローラを経由した光ファ
イバを、第1のガイドローラの次段に設置され、回転軸
が固定された第2のガイドローラでガイドすると共に、
この第2のガイドローラに設けた光ファイバ転動抑止手
段により、第2のガイドローラのローラ表面を光ファイ
バが転動することを抑止する第2のステップとを備え
る、ことを特徴とする。
【0021】ここで、上記第2のガイドローラに設けた
光ファイバ転動抑止手段は、第2のガイドローラのロー
ラ表面に形成され、光ファイバを挿着するV字型、U字
型、または凹形状の狭溝を有していることを特徴とする
ものであってもよい。
【0022】また、第1のガイドローラおよび第2のガ
イドローラの各ローラ外径および設置位置を調整するこ
とにより、光ファイバの第1のガイドローラのローラ表
面に接触する長さが、第1のガイドローラの円周角90
°に相当するローラ円周とほぼ等しい長さか或いはそれ
以下の長さになっていることが好ましい。
【0023】また、光ファイバが接触する第1のガイド
ローラのローラ表面は、光ファイバの所定の被覆材料と
の摩擦係数が大きい樹脂で覆われていることが好まし
い。
【0024】また、第1のガイドローラのローラ表面を
覆う樹脂は、ウレタン系樹脂またはアクリル系樹脂であ
ることが好適である。
【0025】また、前記光ファイバの線引張力は、4.
0kg/mm2 以上、かつ、16kg/mm2 以下であ
ることが好適である。
【0026】また、上記第3の工程は、第1のガイドロ
ーラの前段に設置した光ファイバ応動抑制手段により、
第1のガイドローラの揺動によって生ずる光ファイバの
応動を抑制するステップを更に備えることが好適であ
る。
【0027】また、上記光ファイバ応動抑制手段は、第
1のガイドローラ上方に所定の距離をもって設置され、
光ファイバを通過させるための所定の間隔をもって相対
する1対以上のガイドローラであることが好ましい。
【0028】本発明の光ファイバの製造方法において
は、光ファイバ母材から光ファイバを線引きし、この光
ファイバに所定の被覆材料をコーティングし、この所定
の被覆材料をコーティングした光ファイバに所定のねじ
りを付与する。この場合、光ファイバへの所定のねじり
の付与は、回転軸が周期的に揺動する第1のガイドロー
ラで光ファイバをガイドし、そのローラ表面に転動させ
るステップと、第1のガイドローラを経由した光ファイ
バを次段の回転軸が固定された第2のガイドローラでガ
イドし、第2のガイドローラに設けた光ファイバ転動抑
止手段により光ファイバがローラ表面を転動することを
抑止するステップとの組み合わせにより行う。
【0029】即ち、揺動する第1のガイドローラのロー
ラ表面を光ファイバが転動することにより、光ファイバ
に所定のねじりが付与されるが、その際に、次段の第2
のガイドローラにおいてそのローラ表面を光ファイバが
自由に転動するに任せると、第1のガイドローラにおけ
る光ファイバの転動が妨害され、光ファイバに有効にね
じりが付与されなくなる。このため、第1のガイドロー
ラに設けた光ファイバ転動抑止手段により光ファイバが
ローラ表面を転動することを抑止することにより、第1
のガイドローラにおいてその揺動速度に対して高効率に
光ファイバにねじりが付与される。従って、揺動する第
1のガイドローラと光ファイバ転動抑止手段を設けた第
2のガイドローラとの組み合わせにより、光ファイバに
有効にねじりを付与することができる。
【0030】なお、第2のガイドローラに設けた光ファ
イバ転動抑止手段としては、ローラ表面に形成されたV
字型、U字型、または凹形状の狭溝があり、この狭溝に
光ファイバを挿着してガイドすることにより、光ファイ
バの転動を抑止することが可能となる。
【0031】また、光ファイバの第1のガイドローラの
ローラ表面に接触する長さが、円周角90°に相当する
ローラ円周を越える長さになると、光ファイバがローラ
に接触し始める側での転動と光ファイバがローラから離
脱する側での転動とが逆方向になり、光ファイバにねじ
りを付与すべき転動が妨害されるため、光ファイバに有
効にねじりを付与することができなくなる。従って、第
1のガイドローラおよび第2のガイドローラの各ローラ
外径および設置位置を調整して、光ファイバの第1のガ
イドローラに接触する長さが、円周角90°に相当する
ローラ円周とほぼ等しい長さか或いはそれ以下の長さに
なるようにすることにより、光ファイバに有効にねじり
を付与することができる。
【0032】また、光ファイバに付与されるねじりは、
光ファイバが第1のガイドローラのローラ表面を転動す
ることにより生じるため、光ファイバがローラ表面を摺
動することなく理想的に転動するには、光ファイバの所
定の被覆材料とローラ表面との摩擦係数が大きいことが
必要とされる。従って、光ファイバが接触する第1のガ
イドローラのローラ表面が、光ファイバの所定の被覆材
料との摩擦係数が大きい樹脂、例えばウレタン系樹脂ま
たはアクリル系樹脂で覆われていることにより、光ファ
イバをローラ表面に理想的に転動させることができるた
め、光ファイバに有効にねじりを付与することができ
る。
【0033】また、光ファイバの所定の被覆材料に働く
第1のガイドローラのローラ表面での摩擦力を大きくす
るには、線引張力を大きくし、ローラ表面における光フ
ァイバの所定の被覆材料がローラに押しつける力を大き
くすることも有効である。摩擦力の増大による転動性の
向上は、線引張力が4.0kg/mm2 以上で現れる。
なお、線引張力が16kg/mm2 を超えると断線が発
生するので、線引張力は16kg/mm2 以下とする必
要がある。
【0034】また、第1のガイドローラの揺動に連れ
て、第1のガイドローラのローラに接触する直前の光フ
ァイバが応動するが、この光ファイバの応動を放置する
と、光ファイバに付与されるねじり量が低減したり、光
ファイバ被覆が偏肉したりする。従って、第1のガイド
ローラの前段に設置した光ファイバ応動抑制手段によっ
て光ファイバの応動を抑制することにより、光ファイバ
に付与されるねじり量の低減を抑止すると共に、光ファ
イバ被覆の偏肉を抑止することができる。
【0035】この光ファイバ応動抑制手段としては、第
1のガイドローラ上方に所定の距離をもって設置され、
光ファイバを通過させるための所定の間隔をもって相対
する1対以上のガイドローラがある。この1対以上のガ
イドローラにより、第1のガイドローラの揺動によって
光ファイバが応動する際、光ファイバの応動が一定範囲
内であれば、1対以上のガイドローラの間を光ファイバ
が通過するが、一定範囲を越えると、いずれかのガイド
ローラに接触して、それ以上の応動が阻止される。従っ
て、この1対以上のガイドローラは、光ファイバ応動抑
制手段として機能する。
【0036】本発明の光ファイバは、コア部分と前記コ
ア部分を覆うクラッド部分を備え、所定のねじりが付与
された光ファイバであって、上記の製造方法により製造
されたことを特徴とする。
【0037】本発明の光ファイバにおいては、上記の製
造方法により製造されたものであって、コア部分と前記
コア部分を覆うクラッド部分を備え、所定のねじりが付
与されているため、たとえコア部分およびクラッド部分
の断面形状が真円形の同心円状でなくとも、長尺の光フ
ァイバ全体として、真円形の同心円状である場合と等価
的に偏波分散を抑制することができる。また、光ファイ
バ被覆の偏肉が抑止されているため、光ファイバの断面
における応力分布が非対称となることを防止することが
でき、光ファイバをケーブル化した場合の強度を向上さ
せることができる。
【0038】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を説明する。なお、図面の説明において同
一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略す
る。
【0039】図1は、本発明の光ファイバの製造方法の
実施形態の製造工程図である。
【0040】図1に示すように、本実施形態の光ファイ
バの製造方法では、先ず、光ファイバ母材100を用意
する。この光ファイバ母材100は、気相軸付法(VA
D法)、外付け法(OVD法)、内付け法(MCVD
法)、またはロッドインチューブ法などで作成される。
【0041】次いで、光ファイバ母材100を線引き炉
110にセットした後、線引き炉110内のヒータ12
0で光ファイバ母材100の下端を加熱・軟化させ、光
ファイバ130を線引きする。このときの線引き速度V
pは、例えば100m/分である。
【0042】次いで、線引きした光ファイバ130の外
径を、レーザ外径測定器140で測定する。なお、この
測定結果は線引き制御部150に報告される。そして線
引き制御部150は、測定結果に基づいて光ファイバ1
30の外径が所定の値、通常は125μmになるよう
に、ヒータ120の加熱温度や線引き速度Vpを制御す
る。
【0043】次いで、光ファイバ130を、第1の樹脂
コーティングダイス161に貯えられた液状樹脂171
中を経由させ、光ファイバ130表面に第1層目の樹脂
を付着させる。引き続き、第1層目の樹脂が付着した光
ファイバ130にUVランプ181を照射して、第1層
目の樹脂を硬化させる。同様にして、第2の樹脂コーテ
ィングダイス162に貯えられた液状樹脂172中を経
由させ、光ファイバ130の第1層目の樹脂表面に第2
層目の樹脂を付着させた後、引き続き、第2層目の樹脂
が付着した光ファイバ130にUVランプ182を照射
して、第2層目の樹脂を硬化させる。こうして、光ファ
イバ130表面に2層の樹脂からなる樹脂被膜190を
コーティングした光ファイバ200を形成する。このと
きの光ファイバ200の被覆径は例えば250μmであ
る。
【0044】次いで、光ファイバ200を、光ファイバ
200の進行方向に自由に回転する光ファイバ応動抑制
用の1対のガイドローラ210の間を通過させた後、引
き続き、揺動ガイドローラ220、この揺動ガイドロー
ラ220の次段に設置された第1の固定ガイドローラ2
31、この第1の固定ガイドローラ231の次段に設置
された第2の固定ガイドローラ232で順次ガイドす
る。更に、これら揺動ガイドローラ220、第1の固定
ガイドローラ231、第2の固定ガイドローラ232で
順次経由した光ファイバ200を、ドラム240に巻き
取る。
【0045】このとき、光ファイバ応動抑制用の1対の
ガイドローラ210は、揺動ガイドローラ220の真上
方向に距離L=100mmの位置に設置されており、1
対のガイドローラ210の間隔dは2mmである。ま
た、揺動ガイドローラ220は、そのローラ外径が15
0mm、ローラ幅が30mmであり、ローラ表面の材質
はローラ自体の材質であるアルミニウムであり、その回
転軸が引張りタワー軸に平行な方向の回りに角度−θか
ら角度+θまで周期100rpmまで揺動している。ま
た、第1の固定ガイドローラ231は、揺動ガイドロー
ラ220の真横方向に距離D=250mmの位置に設置
され、揺動ガイドローラ220のローラと同様にローラ
外径が150mm、ローラ幅が30mmであるが、その
回転軸が固定されていると共に、ローラ表面の中央部に
光ファイバ転動抑止手段としてのV字型の狭溝が設けら
れている。このような条件で配置された光ファイバ応動
抑制用の1対のガイドローラ210、揺動ガイドローラ
220、および第1の固定ガイドローラ231の組み合
わせにより、有効に即ち揺動ガイドローラ220の揺動
速度に対して高効率に光ファイバ200に所定のねじり
を付加する。そしてこの点に本実施形態の特徴がある。
【0046】次に、光ファイバ200に所定のねじりを
有効に付加する方法を、図2および図3を用いて説明す
る。ここで、図2は図1の揺動ガイドローラ220およ
び第1の固定ガイドローラ231を上から見た図、図3
は図1の光ファイバ応動抑制用の1対のガイドローラ2
10および揺動ガイドローラ220を横から見た図であ
る。
【0047】図2に示すように、揺動ガイドローラ22
0が引張りタワー軸に平行な方向の回りに角度+θだけ
傾くと、この傾きによって光ファイバ200に横方向の
力が加わり、揺動ガイドローラ220のローラ表面を光
ファイバ200が転動する。そしてこの転動により、光
ファイバ200にねじりが付与される。続いて、揺動ガ
イドローラ220は逆方向に角度−θだけ傾く。こうし
て、図中の両頭矢印に示されるように、揺動ガイドロー
ラ220が角度+θから角度−θまで揺動する対称的な
往復運動が繰り返されることにより、光ファイバ200
に進行方向に対する時計回りのねじりと反時計回りのね
じりとが交番的に付与される。
【0048】このとき、揺動ガイドローラ220の次段
の第1の固定ガイドローラ231が揺動ガイドローラ2
20の真横向の位置に同じローラ外径をもって設置され
いるため、光ファイバ200の揺動ガイドローラ220
のローラ表面に接触する長さは、揺動ガイドローラ22
0の円周角90°に相当するローラ円周とほぼ等しい長
さになる。即ち、光ファイバ200は揺動ガイドローラ
220のローラの一方の側面から底面まで接触し、その
最底部で離脱する。このため、ローラの他方の側面にお
いて光ファイバ200の転動が生じて一方の側面におけ
る光ファイバ200の転動を妨害し、光ファイバ200
を摺動させるという事態が阻止される。従って、揺動ガ
イドローラ220のローラの一方の側面における光ファ
イバ200の転動により、揺動ガイドローラ220の揺
動速度に対して高効率に光ファイバ200にねじりを付
与することができる。
【0049】また、第1の固定ガイドローラ231のロ
ーラ表面の中央部に光ファイバ転動抑止手段としてのV
字型の狭溝250が設けられており、第1の固定ガイド
ローラ231でガイドされる光ファイバ200はこのV
字型の狭溝250に挿着される。このため、第1の固定
ガイドローラ231のローラ表面で光ファイバ200が
転動して光ファイバ200にねじりを付与するための揺
動ガイドローラ220における転動を妨害するという事
態が阻止される。従って、V字型の狭溝250によって
第1の固定ガイドローラ231のローラ表面での光ファ
イバ200の転動を抑止することにより、揺動ガイドロ
ーラ220の揺動速度に対して高効率に光ファイバ20
0にねじりを付与することができる。
【0050】図3に示すように、揺動ガイドローラ22
0が引張りタワー軸に平行な方向の回りに角度+θだけ
傾き、この揺動ガイドローラ220のローラ表面を光フ
ァイバ200が転動すると、この光ファイバ200の転
動に連れて、揺動ガイドローラ220直前の線引き炉側
の光ファイバ200も揺動ガイドローラ220の揺動方
向に応動する。そしてこの光ファイバ200の応動が一
定範囲を越えると、光ファイバ200に付与するねじり
量が低減したり、樹脂被膜190をコーティングした光
ファイバ200が偏肉したりする原因となるが、1対の
ガイドローラ210が揺動ガイドローラ220の真上方
向に設置されているため、光ファイバ200の応動が一
定以上になると、1対のガイドローラ210の一方のロ
ーラに接触し、それ以上の光ファイバ200の応動が阻
止される。従って、1対のガイドローラ210が光ファ
イバ200の応動を抑制することにより、光ファイバ2
00に付与されるねじり量の低減や、樹脂被膜190を
コーティングした光ファイバ200の偏肉を抑止するこ
とができる。
【0051】このように本実施形態の光ファイバの製造
方法によれば、光ファイバ応動抑制用の1対のガイドロ
ーラ210、揺動ガイドローラ220、および第1の固
定ガイドローラ231を組み合わせることにより、揺動
ガイドローラ220がその揺動運動によってそのローラ
表面に光ファイバ200を転動させ時計回りのねじりと
反時計回りのねじりとを交番的に付与すると共に、光フ
ァイバ応動抑制用の1対のガイドローラ210と光ファ
イバ転動抑止手段を設けた第1の固定ガイドローラ23
1とが揺動ガイドローラ220のローラ表面での光ファ
イバ200のスムーズな転動を補助するため、揺動ガイ
ドローラ220の揺動速度に対して高効率に光ファイバ
200にねじりを付与することができる。
【0052】また、本実施形態の光ファイバの製造方法
によれば、揺動ガイドローラ220のローラ表面で光フ
ァイバ200を転動させる際に、光ファイバ応動抑制用
の1対のガイドローラ210により、光ファイバ200
の応動を抑制することができるため、樹脂被膜190を
コーティングした光ファイバ200の偏肉を抑止するこ
とができる。
【0053】従って、本発明の光ファイバ200は、上
記の製造方法により製造されたものであって、コア部分
と前記コア部分を覆うクラッド部分を備え、時計回りの
ねじりと反時計回りのねじりとが交番的に付与されてい
るため、たとえコア部分およびクラッド部分の断面形状
が真円形の同心円状でなくとも、長尺の光ファイバ全体
として、真円形の同心円状である場合と等価的に偏波分
散を抑制することができる。
【0054】また、本発明の光ファイバ200は、樹脂
被膜190をコーティングした光ファイバ200の偏肉
が抑止されているため、光ファイバ200の断面におけ
る応力分布が非対称となることが防止され、光ファイバ
200をケーブル化した場合の強度を向上させることが
できる。
【0055】なお、上記実施形態においては、揺動ガイ
ドローラ220の揺動運動は、図2に示されるような角
度−θから角度+θまでの対称的な往復運動であった
が、これに限定されず、例えば角度0から角度+θまで
揺動する非対称の往復運動であってもよい。この場合
は、光ファイバ200には間欠的にねじりが付与され
る。また、揺動ガイドローラ220の回転軸の方向に揺
動する対称的な往復運動であってもよい。この場合は、
上記実施形態の場合と同様に、光ファイバ200には時
計回りのねじりと反時計回りのねじりとが交番的に付与
される。
【0056】また、上記実施形態においては、第1の固
定ガイドローラ231の光ファイバ転動抑止手段として
のV字型の狭溝250を設けたが、この代わりにU字型
の狭溝、または凹形状の狭溝を設けても、同様の効果を
奏することが可能である。
【0057】次に、上記実施形態の本質的部分である光
ファイバ応動抑制用の1対のガイドローラ210、揺動
ガイドローラ220、および第1の固定ガイドローラ2
31の効果を確認し、その最適条件を求めるために本発
明者が行った実験およびその結果について説明する。
【0058】第1の実験は、光ファイバ転動抑止手段を
設けた第1の固定ガイドローラ231によって光ファイ
バ200をガイドすることによる効果を確認するための
ものである。即ち、第1の固定ガイドローラ231に光
ファイバ転動抑止手段としてのV字型の狭溝250を設
け、このV字型の狭溝250に光ファイバ200を挿着
させてガイドした場合と、第1の固定ガイドローラ23
1に光ファイバ転動抑止手段を設けず、そのローラ表面
においても光ファイバが転動可能な構造としてガイドし
た場合とを比較した。なお、その他の諸条件は、上記図
1および図2を用いて説明した場合と同様であるが、揺
動ガイドローラ220の揺動周期は0から200rpm
まで変化させた。
【0059】この第1の実験の結果を、図4のグラフに
示す。このグラフから明らかなように、第1の固定ガイ
ドローラ231に光ファイバ転動抑止手段を設けず、そ
のローラ表面においても光ファイバが転動可能な構造と
した場合、揺動ガイドローラ220の揺動周期を変化さ
せても光ファイバ200の偏波分散は低減されない。こ
れに対して、第1の固定ガイドローラ231に光ファイ
バ転動抑止手段としてのV字型の狭溝250を設けた場
合、全ての揺動周期において光ファイバ200の偏波分
散が低減されており、特に揺動周期100〜150rp
mにおいてその効果が顕著である。
【0060】従って、第1の実験により、光ファイバ転
動抑止手段を設けた第1の固定ガイドローラ231は、
揺動ガイドローラ220のローラ表面で光ファイバ20
0がスムーズに転動し、揺動ガイドローラ220の揺動
速度に対して高効率に光ファイバ200にねじりを付与
するように補助していることが確認される。
【0061】第2の実験は、揺動ガイドローラ220と
第1の固定ガイドローラ231との相対的設置位置につ
いての最適条件を求めるためのものである。即ち、図5
(a)に示すように、揺動ガイドローラ220から第1
の固定ガイドローラ231までの水平方向の距離Dをパ
ラメータとして(D=180mm、250mm、500
mm)、揺動ガイドローラ220の最底部に対する第1
の固定ガイドローラ231の最底部の相対的高さΔh
(下方向を正、上方向を負とする)を変化させて場合に
おける光ファイバ200の偏波分散を測定した。なお、
その他の諸条件は、上記図1および図2を用いて説明し
た場合と同様である。
【0062】この第2の実験の結果を、図5(b)のグ
ラフに示す。このグラフから明らかなように、揺動ガイ
ドローラ220の最底部に対する第1の固定ガイドロー
ラ231の最底部の相対的高さΔhが0≦Δh<150
mmの場合、即ち揺動ガイドローラ220の最底部と第
1の固定ガイドローラ231の最底部とが同一の高さか
または第1の固定ガイドローラ231の最底部が相対的
に低い場合の方が、相対的高さΔhが−150mm<Δ
h<0の場合、即ち第1の固定ガイドローラ231の最
底部が相対的に高い場合よりも、光ファイバ200の偏
波分散が大幅に低減される。また、揺動ガイドローラ2
20から第1の固定ガイドローラ231までの水平方向
の距離Dが長くなるほど光ファイバ200の偏波分散が
低減されるが、相対的高さΔhが0≦Δh<150mm
においてはそれほど大きな差を生じない。
【0063】これは、相対的高さΔhが0≦Δh<15
0mmの場合、光ファイバ200の揺動ガイドローラ2
20のローラ表面に接触する長さが円周角90°に相当
するローラ円周と等しいかまたはそれ以下の長さになる
ため、光ファイバ200が揺動ガイドローラ220のロ
ーラの一方の側面から底面まで接触し、その最底部また
はその直前で離脱するのに対し、相対的高さΔhが−1
50mm<Δh<0の場合、光ファイバ200の揺動ガ
イドローラ220のローラ表面に接触する長さが円周角
90°に相当するローラ円周を越える長さになるため、
光ファイバ200が揺動ガイドローラ220のローラの
一方の側面から底面を経て他方の側面に至るまで接触す
るという相違に起因する。即ち、後者の場合、ローラの
他方の側面においても光ファイバ200の転動が生じる
ため、光ファイバ200にねじりを付与する一方の側面
における転動を妨害する事態が発生するが、前者の場
合、かかる事態が発生しないため、光ファイバ200を
スムーズな転動させ、揺動ガイドローラ220の揺動速
度に対して高効率に光ファイバ200にねじりを付与す
ることができることになる。
【0064】従って、第2の実験により、光ファイバ2
00の揺動ガイドローラ220のローラ表面に接触する
長さが、揺動ガイドローラ220の円周角90°に相当
するローラ円周と等しいかまたはそれ以下の長さになる
ように、揺動ガイドローラ220と第1の固定ガイドロ
ーラ231との相対的設置位置を調整することが望まし
いことが確認される。
【0065】なお、ここでは、揺動ガイドローラ220
と第1の固定ガイドローラ231の各ローラ外径が等し
い場合について述べているが、異なる場合であっても、
揺動ガイドローラ220の最底部と第1の固定ガイドロ
ーラ231の最底部との相対的高さΔhに着目すればよ
い。このことは、揺動ガイドローラ220と第1の固定
ガイドローラ231の各ローラ外径を変化させることに
よっても、光ファイバ200の揺動ガイドローラ220
のローラ表面に接触する長さを調整することができるこ
とを意味する。
【0066】第3の実験は、揺動ガイドローラ220の
ローラ表面の最適材質を求めるためのものである。即
ち、上記図1および図2に示す場合においては、ローラ
表面の材質としてローラ自体の材質であるアルミニウム
を用いたが、ローラ表面の材質を種々変化させて光ファ
イバ200の偏波分散を測定した。なお、その他の諸条
件は、上記図1および図2を用いて説明した場合と同様
であるが、揺動ガイドローラ220の揺動周期は0から
200rpmまで変化させた。
【0067】この第3の実験の結果を、図6のグラフに
示す。このグラフから明らかなように、そもそも揺動ガ
イドローラ220を揺動させない場合には、ローラ表面
の材質の相違による差はないが、揺動させた場合には、
全ての揺動周期においてローラ表面の材質がウレタン系
樹脂、アクリル系樹脂、アルミニウム、ベークライトの
順番で光ファイバ200の偏波分散が低減されており、
特に揺動周期100〜150rpmにおけるウレタン系
樹脂の場合、次いでアクリル系樹脂の場合に、光ファイ
バ200の偏波分散の低減が顕著である。
【0068】この光ファイバ200の偏波分散の低減効
果は、光ファイバ200表面にコーティングされている
樹脂被膜190に対するローラ表面の材質の摩擦係数の
大きさに対応している。即ち、光ファイバ200表面の
樹脂被膜190に対するローラ表面の材質の摩擦係数が
大きいほど、光ファイバがローラ表面を摺動することな
く理想的に転動し、この転動により光ファイバ200に
ねじりが付与されるため、光ファイバ200の偏波分散
が低減することになる。
【0069】従って、第3の実験により、光ファイバ2
00が接触する揺動ガイドローラ220のローラ表面
は、光ファイバ200表面の樹脂被膜190との摩擦係
数が大きい樹脂で覆われていることが好ましく、その樹
脂としてウレタン系樹脂またはアクリル系樹脂が好適で
あることが確認される。
【0070】第4の実験は、揺動ガイドローラ220の
ローラ表面における転動性と光ファイバ200の線引張
力との関係を求めるためのものである。即ち、上記図1
および図2に示すように、ローラ表面の材質としてロー
ラ自体の材質であるアルミニウムを用い、揺動周期を1
00rpmに設定し、線引張力を変化させて転動回数を
観測した。なお、光ファイバ200の被覆外径は250
μmとした。
【0071】この第4の実験の結果を、図7のグラフに
示す。このグラフから明らかなように、転動性の向上
は、線引張力が4.0kg/mm2 以上で現れる。そし
て、線引張力が16kg/mm2 を超えると断線が発生
する。
【0072】従って、第4の実験により、光ファイバ2
00の線引張力は、4.0〜16kg/mm2 が好適で
あることが確認される。
【0073】第5の実験は、光ファイバ200の進行方
向に自由に回転する光ファイバ揺動抑制用の1対のガイ
ドローラ210の揺動ガイドローラ220に対する相対
的設置位置および1対のガイドローラ210の間隔につ
いての最適条件を求めるためのものである。即ち、図8
(a)に示すように、揺動ガイドローラ220から上方
の1対のガイドローラ210までの垂直方向の距離Lを
パラメータとし(L=30mm、50mm、100m
m、200mm)、1対のガイドローラ210の間隔d
を1mmから8mmまで変化させて場合における光ファ
イバ200の偏波分散を測定した。なお、その他の諸条
件は、上記図1および図2を用いて説明した場合と同様
である。また、1対のガイドローラ210を光ファイバ
200の進行方向に自由に回転できるようにした効果を
確認するため、回転できないように固定した場合につい
ても測定した。
【0074】この第5の実験の結果を、図8(b)のグ
ラフに示す。このグラフから明らかなように、揺動ガイ
ドローラ220から1対のガイドローラ210までの垂
直方向の距離Lが短くなるほど光ファイバ200の偏波
分散が低減され、1対のガイドローラ210の間隔dが
小さくなるほど光ファイバ200の偏波分散が低減され
る傾向にある。特にL=30mmの場合、dの大きさを
問わず大幅に低減され、L=50mmの場合、d=1m
m〜2mmで大幅に低減される。
【0075】これは、1対のガイドローラ210が、揺
動ガイドローラ220の揺動に連れて生じる光ファイバ
200の応動を一定範囲内に抑制して、光ファイバ20
0の応動に起因する光ファイバ200のねじり量の低減
を抑止していることを意味する。そして揺動ガイドロー
ラ220から1対のガイドローラ210までの垂直方向
の距離Lが短ければ短いほど、また1対のガイドローラ
210の間隔dが小さければ小さいほど、光ファイバ2
00の応動を抑制する効果が大きくなるため、それに応
じて光ファイバ200の偏波分散の低減効果も大きくな
っていると考えられる。
【0076】また、1対のガイドローラ210が回転し
ないようにした場合は、距離Lの大きさの如何によら
ず、一般的に1対のガイドローラ210が回転する場合
よりも光ファイバ200の偏波分散が大きい。但し、間
隔dが大きくなるほど光ファイバ200の偏波分散が低
減される傾向にあり、d=10mmでは、1対のガイド
ローラ210が回転する場合との差が殆どなくなる。
【0077】更に、第5の実験と同様の条件で、樹脂被
膜190をコーティングした光ファイバ200の偏肉率
を測定した。なお、偏肉率が0%のとき、光ファイバ2
00のコア部分およびクラッド部分の断面形状が真円形
の同心円状になるものとする。この測定結果は、グラフ
には図示しないが、距離Lの大きさの如何によらず、間
隔d=1mmにおいて偏肉率は15%、間隔d=2mm
において偏肉率は20%、間隔d=5mmにおいて偏肉
率は35%、間隔d=8mmにおいて偏肉率は40%、
間隔d=10mmにおいて偏肉率は45%となった。即
ち、間隔dが小さくなるほど偏肉率が低下し、樹脂被膜
190をコーティングした光ファイバ200の偏肉が減
少する傾向にある。
【0078】これは、1対のガイドローラ210の間隔
dが小さければ小さいほど光ファイバ200の応動を抑
制し、揺動ガイドローラ220のローラ表面で光ファイ
バ200をスムーズに転動させることができるため、こ
の光ファイバ200のスムーズな転動により、樹脂被膜
190をコーティングした光ファイバ200の偏肉率が
低下すると考えられる。
【0079】従って、第5の実験により、光ファイバ2
00の進行方向に自由に回転する光ファイバ応動抑制用
の1対のガイドローラ210は、揺動ガイドローラ22
0のローラ表面で光ファイバ200がスムーズに転動
し、揺動ガイドローラ220の揺動速度に対して高効率
に光ファイバ200にねじりを付与するように補助して
いることが確認されると共に、その効果は、揺動ガイド
ローラ220までの垂直方向の距離Lが短いほど、また
1対のガイドローラ210の間隔dが小さいほど大きく
なることが確認される。また、樹脂被膜190をコーテ
ィングした光ファイバ200の偏肉が減少するのことが
確認されると共に、その効果は、1対のガイドローラ2
10の間隔dが小さいほど大きくなることが確認され
る。
【0080】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の光
ファイバの製造方法によれば、回転軸が周期的に揺動す
る第1のガイドローラで光ファイバをガイドすると共
に、第1のガイドローラの揺動により、そのローラ表面
に前記光ファイバを転動させる第1のステップと、第1
のガイドローラを経由した光ファイバを、第1のガイド
ローラの次段に設置され、回転軸が固定された第2のガ
イドローラでガイドすると共に、第2のガイドローラに
設けた光ファイバ転動抑止手段により、そのローラ表面
を光ファイバが転動することを抑止する第2のステップ
とを備えることにより、光ファイバに有効に所定のねじ
りを付与することができる。
【0081】また、上記第1のガイドローラの前段に設
置した光ファイバ応動抑制手段によって第1のガイドロ
ーラの揺動によって生ずる光ファイバの応動を抑制する
ステップを更に備えることにより、光ファイバに更に有
効に所定のねじりを付与することができると共に、光フ
ァイバ被膜の偏肉を抑止することができる。
【0082】更に、本発明の光ファイバは、上記の製造
方法により製造され、有効に所定のねじりが付与されて
いるため、たとえコア部分およびクラッド部分の断面形
状が真円形の同心円状でなくとも、長尺の光ファイバ全
体として、真円形の同心円状である場合と等価的に偏波
分散を抑制することができる。また、光ファイバ被膜の
偏肉が抑止されているため、光ファイバの断面における
応力分布が非対称となることが抑制され、光ファイバを
ケーブル化した場合の強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ファイバの製造方法の実施形態の製
造工程図である。
【図2】図1の揺動ガイドローラおよび第1の固定ガイ
ドローラを上から見た図である。
【図3】図1の光ファイバ応動抑制用の1対のガイドロ
ーラおよび揺動ガイドローラを横から見た図である。
【図4】第1の固定ガイドローラにおける光ファイバ転
動抑止手段の有無と光ファイバの偏波分散との関係を説
明するグラフである。
【図5】揺動ガイドローラおよび第1の固定ガイドロー
ラの相対的設置位置と光ファイバの偏波分散との関係を
説明するグラフである。
【図6】揺動ガイドローラのローラ表面の材質と光ファ
イバの偏波分散との関係を説明するグラフである。
【図7】線引張力と揺動ガイドローラのローラ表面での
転動性との関係を説明するグラフである。
【図8】光ファイバ応動抑制用の1対のガイドローラの
揺動ガイドローラに対する相対的設置位置および1対の
ガイドローラの間隔と光ファイバの偏波分散との関係を
説明するための図である。
【図9】従来の光ファイバの製造方法の製造工程図であ
る。
【図10】従来の光ファイバにねじりを付加する方法を
説明するための図(その1)である。
【図11】従来の光ファイバにねじりを付加する方法を
説明するための図(その2)である。
【符号の説明】
100…光ファイバ母材、110…線引き炉、120…
ヒータ、130…光ファイバ、140…レーザ外径測定
器、150…線引き制御部、161…第1の樹脂コーテ
ィングダイス、162…第2の樹脂コーティングダイ
ス、171、172…液状樹脂、181、182…UV
ランプ、190…樹脂被膜、200…光ファイバ、21
0…光ファイバ応動抑制用の1対のガイドローラ、22
0…揺動ガイドローラ、231…第1の固定ガイドロー
ラ、232…第2の固定ガイドローラ、240…ドラ
ム、250…V字型の狭溝、300…光ファイバ母材、
310…線引き炉、320、321、321a、321
b、322、322a、322b、…光ファイバ、33
0…直径モニタ、340…コーティング処理装置、35
0…コーティング同心性モニタ、360…回復ステーシ
ョン、370…コーティング直径モニタ、381…第1
のガイドローラ、382…第2のガイドローラ、383
…第3のガイドローラ、390…引張りキャプスタン、
400…領域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石黒 洋一 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバ母材から光ファイバを線引き
    する第1の工程と、前記光ファイバに所定の被覆材料を
    コーティングする第2の工程と、前記所定の被覆材料を
    コーティングした前記光ファイバに所定のねじりを付与
    する第3の工程とを備える光ファイバの製造方法であっ
    て、 前記第3の工程は、前記所定の被覆材料をコーティング
    した前記光ファイバを、周期的に揺動する第1のガイド
    ローラでガイドすると共に、前記第1のガイドローラの
    揺動により、前記第1のガイドローラのローラ表面に前
    記光ファイバを転動させる第1のステップと、 前記第1のガイドローラを経由した前記光ファイバを、
    前記第1のガイドローラの次段に設置され、回転軸が固
    定された第2のガイドローラでガイドすると共に、前記
    第2のガイドローラに設けた光ファイバ転動抑止手段に
    より、前記第2のガイドローラのローラ表面を前記光フ
    ァイバが転動することを抑止する第2のステップとを備
    える、ことを特徴とする光ファイバの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第2のガイドローラに設けた前記光
    ファイバ転動抑止手段は、前記第2のガイドローラのロ
    ーラ表面に形成され、前記光ファイバを挿着するV字
    型、U字型、または凹形状の狭溝である、ことを特徴と
    する請求項1記載の光ファイバの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記第1のガイドローラおよび前記第2
    のガイドローラの各ローラ外径および設置位置を調整す
    ることにより、前記光ファイバの前記第1のガイドロー
    ラのローラ表面に接触する長さが、前記第1のガイドロ
    ーラの円周角90°に相当するローラ円周とほぼ等しい
    長さか或いはそれ以下の長さになっている、ことを特徴
    とする請求項1記載の光ファイバの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記光ファイバが接触する前記第1のガ
    イドローラのローラ表面は、前記光ファイバの前記所定
    の被覆材料に対する摩擦係数が大きい樹脂で覆われてい
    る、ことを特徴とする請求項1記載の光ファイバの製造
    方法。
  5. 【請求項5】 前記第1のガイドローラのローラ表面を
    覆う前記樹脂は、ウレタン系樹脂またはアクリル系樹脂
    である、ことを特徴とする請求項4記載の光ファイバの
    製造方法。
  6. 【請求項6】 前記光ファイバの線引張力は、4.0k
    g/mm2 以上、かつ、16kg/mm2 以下である、
    ことを特徴とする請求項1記載の光ファイバの製造方
    法。
  7. 【請求項7】 前記第3の工程は、前記第1のガイドロ
    ーラの前段に設置した光ファイバ応動抑制手段により、
    前記第1のガイドローラの揺動によって生ずる前記光フ
    ァイバの応動を抑制するステップを更に備える、ことを
    特徴とする請求項1記載の光ファイバの製造方法。
  8. 【請求項8】 前記光ファイバ応動抑制手段は、前記第
    1のガイドローラ上方に所定の距離をもって設置され、
    前記光ファイバを通過させるための所定の間隔をもって
    相対する1対以上のガイドローラである、ことを特徴と
    する請求項7記載の光ファイバの製造方法。
  9. 【請求項9】 コア部分と前記コア部分を覆うクラッド
    部分を備え、所定のねじりが付与された光ファイバであ
    って、請求項1記載の製造方法により製造された、こと
    を特徴とする光ファイバ。
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