JP4966920B2 - 光ファイバテープ心線の製造方法及びその装置 - Google Patents

Description

この発明は、光ファイバテープ心線の製造方法及びその装置に関し、特に間欠的に光ファイバの間に接着部と分離部を設けた間欠固定の光ファイバテープ心線を製造するための光ファイバテープ心線の製造方法及びその装置に関する。

従来の光ファイバテープ心線の製造方法としては、例えば特許文献１では、ＵＶ硬化樹脂を塗布した光ファイバが所定の間隔を持って離れて送出する。光ファイバが接触しない状態で予備的に硬化させることで、くびれ部のあるテープ心線を製造する。その後に、カッタなどの切欠形成手段により、前記くびれ部を狙い、光ファイバ間に切り裂き部を形成する。

特許文献２では、複数の光ファイバを走行させながら密接させて一列に配列し、接着樹脂を塗布してテープ状に一体化するときに、ディスペンサー方式をとっている。複数の光ファイバの少なくとも一方の配列平面側の接合したい部分に、ディスペンサー装置の先端が細い円筒状のノズルより間欠的にＵＶ硬化樹脂を吐出して塗布する。その後、ＵＶ照射してＵＶ硬化樹脂を硬化させ、光ファイバテープ心線（間欠固定テープ心線）が製造される。

特許文献３では、ＵＶ硬化樹脂によりテープ心線を製造する時に、間欠的にＵＶ照射することにより、ＵＶ硬化樹脂の硬化した部分（硬化部）と硬化しない部分（未硬化部）を設ける。その後、前記未硬化部のＵＶ硬化樹脂を溶剤にて除去することにより、光ファイバテープ心線（間欠固定テープ心線）が製造される。
特許第２５７３６３２号公報 特開２００３−２４１０４１号公報 特開昭６４−５９３０８号公報

ところで、従来の特許文献１の光ファイバテープ心線の製造方法においては、予備硬化後にカッタなどの切欠形成手段で光ファイバ間の特定の部分（くびれ部）を狙い、切り裂き部を形成しなければならない。光ファイバの間を狙って刃を入れることは極めて難しいものであり、光ファイバの被覆を破損させる恐れがあるという問題点があった。

さらに、上記の問題を避けるために、隣り合う光ファイバが所定間隔だけ離れて製造されるので、光ファイバピッチが広くなってしまうという問題点があった。

特許文献２では、整列させた光ファイバの間を狙って、少量のＵＶ硬化樹脂を高速で突出させる必要があり、極めて高度な技術を有する。また、高速製造のためにはディスペンサーの応答速度を早くする必要がある。また、長手方向に塗布する装置を設け、連動制御することにより、高速製造することが記載されているが、実質的には光ファイバの線ぶれ等があるため、光ファイバの間を正確に狙って塗布することは極めて難しいという問題点があった。

以上のように、ディスペンサー方式では、ＵＶ硬化樹脂の粘度や線速によっては制御が難しいという問題点があった。

特許文献３では、構成する光ファイバを一括してテープ状に成形する部分と成形しない部分を設けるのみであり、高精度で、かつ中間後分岐作業を容易に行えるテープ心線を製造することは原理的に不可能である。また、未硬化部のＵＶ硬化樹脂を溶剤にて除去する場合は、硬化したＵＶ硬化樹脂も膨張するため、光ファイバ自身の被覆も含めて破壊あるいは特性劣化する恐れが多大に懸念される。

この発明は、間欠的に光ファイバの間に接着部と分離部を設けた光ファイバテープ心線を製造する際に、前記分離部を確実に、かつ高精度に形成することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明の光ファイバテープ心線の製造方法は、複数本の光ファイバをこの光ファイバの長さ方向に対して平面で直交した方向のＸ方向に並列して光ファイバテープ心線を製造する光ファイバテープ心線の製造方法において、
コーティングダイスの出口面に設けた複数の各光ファイバ挿通穴に対応して複数本の各光ファイバを挿通せしめて前記各光ファイバにＵＶ硬化樹脂を塗布し、
前記各光ファイバの塗布したＵＶ硬化樹脂に対して間欠的にＵＶ照射することにより、前記各光ファイバのＵＶ硬化樹脂の硬化部と未硬化部を設け、
次いで、前記複数本の光ファイバが並列するように集線して、前記未硬化部を接触させた状態で前記未硬化部にＵＶ照射することにより、光ファイバ同士の間を接着させた接着部を形成し、かつ前記各光ファイバのＵＶ硬化樹脂の硬化部で光ファイバ同士の間を分離させた分離部を形成して光ファイバテープ心線を製造することを特徴とするものである。

この発明の光ファイバテープ心線の製造装置は、複数本の光ファイバをこの光ファイバの長さ方向に対して平面で直交した方向のＸ方向に並列して光ファイバテープ心線を製造する光ファイバテープ心線の製造装置において、
出口面に設けた光ファイバ挿通穴に対応して複数本の各光ファイバを挿通せしめて前記各光ファイバにＵＶ硬化樹脂を塗布するコーティングダイスと、
このコーティングダイスのダイス出口面から、前記ＵＶ硬化樹脂を塗布した光ファイバ同士が並列するように集線されて接触する箇所までの間に、前記各光ファイバの塗布したＵＶ硬化樹脂に対して間欠的にＵＶ照射すべく設けた第１ＵＶ照射装置と、
光ファイバ同士が集線して接触する箇所の後に、前記各光ファイバのＵＶ硬化樹脂の未硬化部接触させた状態で前記未硬化部にＵＶ照射すべく設けた第２ＵＶ照射装置と、
で構成されていることを特徴とするものである。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明の光ファイバテープ心線の製造方法及びその装置によれば、予め複数本の各光ファイバにＵＶ硬化樹脂を塗布し、この塗布したＵＶ硬化樹脂を間欠的にＵＶ照射することにより、正確に硬化部と未硬化部を設けることができる。その後、前記複数本の光ファイバを集線してＸ方向に並列させて前記未硬化部を接触させた状態で前記未硬化部にＵＶ照射することにより、高精度な分離部を有するように間欠的に接合されたテープ心線を製造することができる。

また、製造装置は簡素であり、光ファイバやテープ心線を損傷させる可能性がなく、信頼性の高い光ファイバテープ心線を容易に製造することができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１（Ａ）を参照するに、この実施の形態に係る光ファイバテープ心線の製造装置１は、例えば光ファイバ素線あるいは光ファイバ心線などの光ファイバ３の複数本を例えば図１（Ａ）においてＸ方向に並列して光ファイバテープ心線５（以下、単に「テープ心線」という）を製造するものである。

コーティングダイス７は、その内部にＵＶ硬化樹脂を溜めておくための図示しない樹脂貯留室が設けられており、コーティングダイス７の出口面７Ａには複数本の各光ファイバ３を挿通せしめる複数の光ファイバ挿通穴９が前記樹脂貯留室に連通して設けられている。したがって、複数本の光ファイバ３が前記樹脂貯留室を経て各光ファイバ挿通穴９を通過するときに、各光ファイバ３の外周表面にＵＶ硬化樹脂が塗布されることになる。

上記の複数本の光ファイバ３は、ダイス出口面７Ａから出た後に所定の位置で集線用ロール１１により集線及び整列が行われる。

さらに、前記コーティングダイス７のダイス出口面７Ａの位置Ｓ_Ｏ点から、Ｙ方向の前方（図１（Ａ）において左方）に前記ＵＶ硬化樹脂を塗布した光ファイバ３同士が並列するように集線されて接触する箇所Ｓ_Ｇ点までの間に、第１ＵＶ照射装置としての例えば第１ＵＶランプ１３が前記各光ファイバ３の塗布したＵＶ硬化樹脂に対して間欠的にＵＶ照射するように設けられている。これにより、前記各光ファイバ３にＵＶ硬化樹脂の硬化部と未硬化部が設けられる。

したがって、上記の硬化部と未硬化部を設けた複数本の各光ファイバ３は並列するように集線されることで、ＵＶ硬化樹脂の未硬化部が接触することになる。

さらに、光ファイバ３同士が集線して接触する箇所の後に、第２ＵＶ照射装置としての例えば第２ＵＶランプ１５が設けられており、この第２ＵＶランプ１５により前記各光ファイバ３のＵＶ硬化樹脂の未硬化部を接触させた状態で前記未硬化部にＵＶ照射が行われる。

この実施の形態では、光ファイバ３は直径２５０μｍの着色素線であり、４本の光ファイバ３がコーティングダイス７にてＵＶ硬化樹脂が塗布される。また、コーティングダイス７の出口面７Ａにおいて、図１（Ｂ）に示されているように、４つの光ファイバ挿通穴９のうちの互いに隣り合う光ファイバ挿通穴９の中心間の距離が、Ｘ方向〔図１（Ｂ）において左右方向〕で所定の光ファイバピッチとほぼ同じ距離に配置されているが、Ｚ方向〔図１（Ｂ）において上下方向〕にずれている。この実施の形態では、光ファイバ挿通穴９の径は０．２７ｍｍで、光ファイバ挿通穴９のＸ方向ピッチは０．２６ｍｍである。

第１ＵＶランプ１３では、各光ファイバ３毎にＵＶ光を間欠的に遮断するための遮光用シャッタ装置２１が４本の光ファイバ３のラインの進行方向であるＹ方向に対してＸ方向の両側に設けられている。つまり、コーティングダイス７の近傍の各光ファイバ３の間にＺ方向である程度の離隔がある位置で、ラインの両側面から図示しないＵＶ光照射装置によりＵＶ光を照射する構成となっている。

遮光用シャッタ装置２１は、ＵＶ照射を間欠的に行うために、ＵＶ硬化樹脂を塗布した各光ファイバ３の位置に合わせた窓２３からＵＶ照射し、前記窓２３を遮蔽・開放する遮光用のシャッタ２５を駆動させる。したがって、前記各シャッタ２５の駆動タイミングにより、長手方向に硬化部と未硬化部を有するオーバーコートされた光ファイバ３を得ることができる。

４本の光ファイバ３は集線用ロール１１に近づくにつれて相対距離が小さく、テープ状に並列されていき、Ｓ_Ｇ点から光ファイバ３同士が接触するようになる。ここで、未硬化部の樹脂は互いに接触することにより接合されるので、この状態で第２ＵＶランプ１５によりＵＶ照射することで互いに接着されることとなる。

これにより、この実施の形態の光ファイバテープ心線の製造方法により製造された一例としては、例えば図２に示されているように、光ファイバ３同士の間を接着させた接着部１７が形成され、かつ前記各光ファイバ３のＵＶ硬化樹脂の硬化部で光ファイバ３同士の間を分離させた分離部１９が形成される。その結果、光ファイバ３の間が間欠的に分離したテープ心線５を製造することができる。

図２をより詳しく説明すると、、複数本の光ファイバ３が並列して構成されるものであり、図２では合計Ｎ本の光ファイバ３から構成されるものである。これらのＮ本の光ファイバ３のうちの互いに隣接する２心の光ファイバ３が接着部１７により間欠的に連結されている。

より詳しくは、互いに隣接する２心の光ファイバ３の間のみを連結する複数の接着部１７が、図３（Ａ）に示されているようにテープ心線５の両面にわたり長手方向及び幅方向の２次元的に間欠的に配設されている。しかも、同一の光ファイバ３に施された前記接着部１７の長さは前記同一の光ファイバ３の分離部１９の長さよりも短く構成されている。例えば、１本目と２本目の光ファイバ３同士を連結する接着部１７_１〜２の長さＡは同一の光ファイバ３の分離部１９の長さＳよりも短い構成である。さらに、テープ心線５の幅方向で隣り合う接着部１７_１〜２，１７_２〜３同士の間は互いに接触しないように離間距離Ｂ及びＤが設けられている。

なお、図２において、接着部１７_１〜２は１本目と２本目の光ファイバ３同士を連結する接着部１７を示し、接着部１７_２〜３は２本目と３本目の光ファイバ３同士を連結する接着部１５を示している。したがって、接着部１７_{（Ｎ−２）〜（Ｎ−１）}は（Ｎ−２）本目と（Ｎ−１）本目の光ファイバ３同士を連結する接着部１７で、接着部１７_{（Ｎ−１）〜Ｎ}は（Ｎ−１）本目とＮ本目の光ファイバ３同士を連結する接着部１７である。

また、図２において、接着部１７_２〜３の長さはＣであり、同一の光ファイバ３の分離部１７の長さＳ（図示していないが、接着部１７_１〜２の場合と同じ長さとしている）よりも短い構成である。また、接着部１７_{（Ｎ−２）〜（Ｎ−１）}の長さはＥであり、接着部１７_{（Ｎ−１）〜Ｎ}の長さはＧである。しかも、それぞれの長さＥ，Ｇは同一の光ファイバ３の分離部１９の長さＳよりも短い構成である。さらに、テープ心線５の幅方向で隣り合う接着部１７_{（Ｎ−２）〜（Ｎ−１）}，１７_{（Ｎ−１）〜Ｎ}同士の間は互いに接触しないように離間距離Ｆ及びＨが設けられている。

なお、上記の光ファイバ３としての例えば光ファイバ心線は、図３（Ａ）に示されているように、石英の裸光ファイバ２７と、この石英の裸光ファイバ２７の外周上に被覆された軟質プラスチック樹脂２９と、この軟質プラスチック樹脂２９の外周上に被覆された例えばＵＶ硬化樹脂３１と、から構成されている。

また、上記の各接着部１７の構造は、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示されているように、互いに隣接する２心の光ファイバ３の間を上下からＵＶ硬化樹脂あるいは熱可塑性樹脂により連結されている。図３（Ａ）では接着部１７の外表面が２心の光ファイバ３の外周を結ぶ線と同じ線上に位置しており、図３（Ｂ）では接着部１７の外径表面が２心の光ファイバ３の外周を結ぶ線より内側に湾曲しており、図３（Ｃ）では２心の光ファイバ３の外周を被覆した構造である。いずれにしても、接着部１７の構造は、互いに隣接する２心の光ファイバ３の間を連結するものであればよい。

また、この発明の実施の形態のテープ心線５における接着部１７の配置状態は、図２に示されているような状態に限らず、図４（Ａ）〜（Ｃ）、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示されているような種々の配置例であっても、あるいは他の構成であっても良い。

そこで、第２ＵＶランプ１５によるＵＶ照射は、前記集線用ロール１１の直前で行なわれることにより、未硬化のＵＶ硬化樹脂で集線用ロール１１が汚れることを防止することができる。

なお、この実施の形態で用いたＵＶ光は、光ファイバ型のライトガイドにより行なった。この方式を用いることにより、ＵＶ照射のスポットサイズを小さくすることが可能であり、利便性が高いものである。しかしながら、完全硬化させるためには、光ファイバ３の線速によっては光量が不足していることもあるので、ＵＶ硬化樹脂の完全硬化を行うために、図１（Ａ）で実施した成形後に、さらにＵＶ照射を実施することができる。

以上説明したように、予め複数本の各光ファイバ３にＵＶ硬化樹脂を塗布し、この塗布したＵＶ硬化樹脂を間欠的にＵＶ照射することにより、正確に硬化部と未硬化部を設けることができる。その後、前記複数本の光ファイバ３を集線用ロール１１等により集線してＸ方向に並列させて前記未硬化部を接触させた状態で前記末硬化部にＵＶ照射することにより、高精度な分離部を有するように間欠的に接合されたテープ心線５を製造することができる。

また、この実施の形態の光ファイバテープ心線の製造装置１は、従来例と比較すれば、簡素であり、テープ心線５の製造も容易である。さらに、光ファイバ３やテープ心線５を損傷させる可能性はなく、信頼性の高いテープ心線５を製造することができる。

なお、前述したこの実施の形態の光ファイバテープ心線の製造装置では、ＵＶ照射によりＵＶ硬化樹脂を硬化する例を示しているが、この方法に限らず、熱硬化性樹脂と熱源等の組み合わせであっても可能である。

（Ａ）はこの発明の第４の実施の形態の光ファイバテープ心線の製造装置の概略的な斜視図で、（Ｂ）は（Ａ）においてダイスを側面からみた側面図である。 光ファイバテープ心線の平面的な斜視図である。 （Ａ）は図２の矢視ＩＩＩ−ＩＩＩ線の連結部を示す断面図で、（Ｂ），（Ｃ）は他の実施の形態の接着部を示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は他の光ファイバテープ心線の斜視図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は他の光ファイバテープ心線の斜視図である。

符号の説明

１ 光ファイバテープ心線の製造装置（第１の実施の形態の）
３ 光ファイバ
５ 光ファイバテープ心線
７ コーティングダイス
９ 光ファイバ挿通穴
１１ 集線用ロール
１３ 第１ＵＶランプ（第１ＵＶ照射装置）
１５ 第２ＵＶランプ（第２ＵＶ照射装置）
１７ 接着部
１９ 分離部
２１ 遮光用シャッタ装置
２３ 窓
２５ シャッタ

Claims (2)

1. 複数本の光ファイバをこの光ファイバの長さ方向に対して平面で直交した方向のＸ方向に並列して光ファイバテープ心線を製造する光ファイバテープ心線の製造方法において、
   コーティングダイスの出口面に設けた複数の各光ファイバ挿通穴に対応して複数本の各光ファイバを挿通せしめて前記各光ファイバにＵＶ硬化樹脂を塗布し、
   前記各光ファイバの塗布したＵＶ硬化樹脂に対して間欠的にＵＶ照射することにより、前記各光ファイバのＵＶ硬化樹脂の硬化部と未硬化部を設け、
   次いで、前記複数本の光ファイバが並列するように集線して、前記未硬化部を接触させた状態で前記未硬化部にＵＶ照射することにより、光ファイバ同士の間を接着させた接着部を形成し、かつ前記各光ファイバのＵＶ硬化樹脂の硬化部で光ファイバ同士の間を分離させた分離部を形成して光ファイバテープ心線を製造することを特徴とする光ファイバテープ心線の製造方法。
2. 複数本の光ファイバをこの光ファイバの長さ方向に対して平面で直交した方向のＸ方向に並列して光ファイバテープ心線を製造する光ファイバテープ心線の製造装置において、
   出口面に設けた光ファイバ挿通穴に対応して複数本の各光ファイバを挿通せしめて前記各光ファイバにＵＶ硬化樹脂を塗布するコーティングダイスと、
   このコーティングダイスのダイス出口面から、前記ＵＶ硬化樹脂を塗布した光ファイバ同士が並列するように集線されて接触する箇所までの間に、前記各光ファイバの塗布したＵＶ硬化樹脂に対して間欠的にＵＶ照射すべく設けた第１ＵＶ照射装置と、
   光ファイバ同士が集線して接触する箇所の後に、前記各光ファイバのＵＶ硬化樹脂の未硬化部接触させた状態で前記未硬化部にＵＶ照射すべく設けた第２ＵＶ照射装置と、
   で構成されていることを特徴とする光ファイバテープ心線の製造装置。

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