JP2004354889A - 光ファイバテープ心線 - Google Patents

Abstract

【課題】複数本の光ファイバを確実に一体化すると同時に、容易に分岐することのできる光ファイバテープ心線及びその製造方法を提供する。
【解決手段】光ファイバ１１を複数本並列し、これらの複数本の光ファイバ１１の周囲を外被１２により一体化する。この際に、外被１２が光ファイバテープ心線１０の全長にわたって設けられると共に、隣り合う光ファイバの共通接線Ｓ２とほぼ平行に、外被１２の平坦部１８が形成されている。光ファイバテープ心線の厚さの最大値を光ファイバの外径より４０μｍ大きな値以下とする。これにより、一体化された光ファイバテープ心線１０から光ファイバ１１を容易に分岐することができることになる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数本の光ファイバを外被により一体化した光ファイバテープ心線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数本の光ファイバをテープ状に並べて一体化した光ファイバテープ心線としては、例えば以下に挙げるようなものがある（例えば、特許文献１、２参照。）。
特許文献では、図１０に示すように、光ファイバ１０１のまわりに紫外線硬化性樹脂からなる被覆層１０２を有する光ファイバ素線１０３を、複数本平面状に並行に並べた光ファイバ集合体に、紫外線硬化性樹脂からなる保護層１０４を前記被覆層１０２に接着しない状態で一体的に設けてなるテープ型光ユニット１０５において、前記光ファイバ素線１０３の外径をＸ、前記光ファイバ集合体を形成する光ファイバ素線１０３の本数をｎ、前記テープ型光ユニット１０５の厚さをＨ、幅をＬとしたとき、１．１≦Ｔ／Ｘ≦１．４５、１．０＜Ｌ／ｎＸ≦１．０８であることを特徴とするものである。
【０００３】
特許文献２では、図１１に示すように、光ファイバ素線はその最外周に着色層が設けられ、かつ一括被覆層が光ファイバ素線の全周を覆って設けられた場合の光ファイバテープ心線の実施例であって、符号２０１は光ファイバ素線で、それは、中心に光ファイバ２０２を有し、その上の周囲に例えば紫外線硬化型樹脂からなる第１の被覆層２０３および第２の被覆層２０４とが順次施されており、さらにその上の周囲には紫外線硬化樹脂からなる着色インクを塗布した着色層２０５が設けられてなるものであって、その複数本、通常は４ｎ（ｎは２、３・・・）本、この実施例では８本が１列に平行に配列されている。符号２０６は、それらの平行に配列された光ファイバ素線２０１の素線間を埋めて一体化し、かつ素線２０１の外周に厚さｈ＝１０μｍ以下に被覆された例えば紫外線硬化性樹脂からなる一括被覆層である。（ａ）は上記光ファイバテープ心線の平面図であって、そこに明瞭に示されているように、一括被覆層２０６は、長手方向に間欠的に剥ぎ取られて、光ファイバ素線２０１が露出された被覆層のない間欠部２０７が形成されて、被覆層２０６が残された部分の被覆部２０８と上記間欠部とが交互に配置されている。（ｂ）は、上記被覆部２０８の部分における横断面図を示している。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６１−７３１１２号公報
【特許文献２】
実開平４−７５３０４号明細書全文
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
光ファイバテープ心線では、複数本の各光ファイバを１本の光ファイバテープ心線として一体化すると同時に、この光ファイバテープ心線から、各光ファイバを分岐することがあり、分岐作業が容易におこなえることが望まれている。そして、すでに敷設してあってその一部の光ファイバが伝送路として使用されている光ファイバテープ心線の中間部分から伝送路として使用されていない光ファイバを分岐させること（以下、これを活線分岐という）の需要が高まってきている。
【０００６】
本発明の目的は、複数本の光ファイバを確実に一体化して光ファイバテープ心線とすると同時に、光ファイバの分岐作業時には容易に分岐することができ、かつ、活線分岐時には光ファイバの伝送損失の増大を抑制することのできる光ファイバテープ心線を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための本発明にかかる光ファイバテープ心線は、光ファイバを複数本並列し、これらの複数本の光ファイバを外被で覆い、光ファイバと外被とを密着させて一体化した光ファイバテープ心線であって、外被が前記光ファイバテープ心線の全長にわたって形成していると共に、光ファイバテープ心線の厚さの最大値をＴ（μｍ）とし、光ファバの外径をｄ（μｍ）としたとき、Ｔ≦ｄ＋４０（μｍ）である。
【０００８】
このように構成された光ファイバテープ心線では、光ファイバと外被とが密着しているので光ファイバケーブルの製造時や配線作業時に外被と光ファイバがばらばらになることがない。また、光ファイバテープ心線の端部以外の場所から光ファイバを分岐する必要がある時は、外被が薄いので、外被に亀裂等を発生させ、外被を除去して光ファイバを容易に分岐できる。更に、すでに敷設されて一部の光ファイバは伝送路として使用されている光ファイバテープ心線の未使用の光ファイバを分岐するとき、いわゆる、活線分岐時には、光ファイバの伝送損失の増大を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明にかかる光ファイバテープ心線は、Ｔ≦ｄ＋２５（μｍ）であることが望ましく、また、Ｔ≦ｄ＋２０（μｍ）であれば更に望ましい。
【００１０】
また、本発明にかかる光ファイバテープ心線は、Ｔ≧ｄ＋１（μｍ）であることが望ましい。
【００１１】
また、本発明にかかる光ファイバテープ心線は、隣り合う光ファイバ間では、外被のヤング率をＥ１、隣り合う光ファイバの半円ずつで囲まれた外被の断面積をＳ１とし、光ファイバのヤング率をＥ２、隣り合う光ファイバの半円の断面積の和をＳ２としたとき、（Ｅ１×Ｓ１）／（Ｅ２×Ｓ２）≦０．０３１、かつ、Ｅ１≧２００ＭＰａであることが望ましく、（Ｅ１×Ｓ１）／（Ｅ２×Ｓ２）≦０．０２６、かつ、Ｅ１≧２００ＭＰａであればより望ましく、（Ｅ１×Ｓ１）／（Ｅ２×Ｓ２）≦０．０２０であれば更に好ましい。
【００１２】
また、本発明にかかる光ファイバテープ心線は、波長１．５５（μｍ）におけるモードフィールド径が１０（μｍ）以下であることが望ましく、また、モードフィールド径が８（μｍ）以下であれば更に望ましい。
【００１３】
また、本発明にかかる光ファイバテープ心線は、光ファイバと外被との心線あたりの密着力が０．０２５（ｇｆ）〜０．２５（ｇｆ）の範囲内であることが望ましく、また、外被の降伏点応力が２０（ＭＰａ）〜４５（ＭＰａ）の範囲内であることが望ましい。
【００１４】
また、本発明にかかる光ファイバテープ心線は、光ファイバテープ心線の偏波モード分散が束状態で０．２（ｐｓ／ｋｍ^１／２）以下であることが望ましく、また、光ファイバテープ心線から光ファイバを活線状態で分岐するときの伝送損失の増加が１．０（ｄＢ）以下であることが望ましい。
【００１５】
また、本発明にかかる光ファイバケーブルは、本発明にかかる光ファイバテープ心線を複数本集線したり、複数本積層して、光ファイバケーブルとすることができる。
【００１６】
また、本発明にかかる光ファイバコードは、本発明に係る光ファイバテープ心線と、抗張力体とを用いて、光ファイバコードとすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光ファイバテープ心線及びその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１（Ａ）は、本発明にかかる光ファイバテープ心線の一実施形態を示す断面図であり、図１（Ｂ）は斜視図である。この光ファイバテープ心線１０は、複数本（ここでは一例として４本用いている）の光ファイバ１１を並列し、これら並列している光ファイバ１１の外周の全体にわたり、かつ、光ファイバ１１の全長にわたって外被１２により一体化したものである。この外被１２は光ファイバ１１と密着している。
【００１９】
図１には、光ファイバどうしが接触した光ファイバテープ心線を示したが、光ファイバ同士が接触せず離れているものであってもよい。ここで接触しているとは光ファイバテープ心線に含まれる少なくとも２本の光ファイバが接触していることを言い、接触していないとは光ファイバテープ心線に含まれる少なくとも２本の光ファイバが接触していないことを言う。光ファイバテープ心線に含まれる光ファイバどうしが接触している方が前記光ファイバテープ心線を分岐することが容易である。光ファイバ心線どうしが接触しない場合、光ファイバ心線の間隔が１０μｍ以下であることが好ましい。外被を形成する樹脂が光ファイバの間に入る量が多くないので、分岐が容易である。光ファイバ１１は、コア１３ａとクラッド１３ｂからなるガラスファイバ１３と、このガラスファイバ１３の外周を保護被覆１４で覆い、更に、保護被覆１４の外周１５を着色層により被覆した構成となっている。
【００２０】
本発明に適用可能なガラスファイバ１３としては、コアと複数層のクラッドからなるガラスファイバ等、いかなる屈折率分布を有するガラスファイバも適用可能である。また、光ファイバ１１としては、ガラスファイバ１３の外周に保護被覆１４により覆われた光ファイバ素線であってもよい。
【００２１】
この光ファイバテープ心線１０では、並列した４本の光ファイバ１１の外周に外被１２として紫外線硬化樹脂を用いている。紫外線硬化型樹脂以外の外被１２としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等も使用することができる。
【００２２】
光ファイバ１１を覆っている外被１２は、光ファイバ１１、１１が並列したところでは、光ファイバ１１、１１どうしにより形成される共通接線Ｓ２とほぼ平行な平坦部１８が形成されている。光ファイバテープ心線１０の外被１２の肉厚ｔが小さくなると、図９に示すようなダイス２７を使用して光ファイバ１１に外被１２となる樹脂を塗布して外被１２を形成しても、光ファイバ１１の外形に合うように光ファイバテープ心線１０の外被１２に微妙な窪みが生じることがあるが、この場合も本発明でいう平坦部１８として含める。光ファイバテープ心線１０から光ファイバ１１を分岐するときには、作業者による手作業、あるいは、分岐治具により、平坦部１８の外被１２を剥がして容易に分岐することができる。本発明に係る光ファイバテープ心線において、良好な分岐作業性及び活線分岐時の伝送損失の増大抑制の観点からみた場合、光ファイバテープ心線の外被の厚さが影響していることが確認できた。
表１は、光ファイバの外径ｄ、光ファイバテープ心線の最大厚さＴ、外被の厚さｔとの関係を示しており、光ファイバテープ心線の分岐性、束ＰＭＤ、ケーブルＰＭＤについて評価したものである。ここで外被の厚さｔは光ファイバテープ心線の各光ファイバの共通接線Ｓ２よりも外側の外被の肉厚である。
【００２３】
【表１】

【００２４】
表１において、ファイバ径とは図１に示すように、光ファイバ１１の外径ｄであり、テープ厚は光ファイバテープ心線１０の最大厚さＴ、外被厚さは、光ファイバ１１の共通接線Ｓ２と外被１２の平坦部１８の間の長さｔである。表１の光ファイバテープ心線の光ファイバの外径は２５０μｍである。
表１に示す分岐性とは、光ファイバテープ心線の中間部分を各光ファイバに分岐するときに、伝送損失の増加が１．０ｄＢ以下として分岐することの容易さを示している。○は２分を超え３分以内に分岐できることを示し、△は３分を超え５分以内に分岐できることを示す。分岐性の評価が〇や△であれば、分岐時の伝送損失の増加が１．０ｄＢ以下となり活線分岐できるということである。
【００２５】
表１に示す光ファイバテープ心線は、Ｔ≦ｄ＋４０（μｍ）であり、いずれも分岐性が△より良いものであり、分岐時の伝送損失の増加を１．０ｄＢ以下として５分間以内に中間分岐可能である。つまり、５分以内に活線分岐可能である。従来の光テープ心線は分岐時の伝送損失の増加分が１．０ｄＢを超えるか、分岐できたとしても５分を超える所用時間を必要とするものであり、現実的に活線分岐できなかった。表１に示す光ファイバテープ心線では、テープ厚が２８０μｍ以下、すなわち、Ｔ≦ｄ＋３０（μｍ）であれば、３分以内で活線分岐することができる。
【００２６】
上述の活性分岐について、分岐方法の一例を説明する。図２（Ａ）に示すように、光ファイバテープ心線１０を、分岐工具６０の上ベース６１および下ベース６２で挟み、これらの上下ベース６１、６２に立設した線材６３を光ファイバテープ心線１０の外被１２の平坦部１８に近づけていく。図２（Ｂ）はそのとき断面図を示している。さらに、分岐工具６０を光ファイバテープ心線１０に押し付けると、図２（Ｃ）に示すように、線材６３は撓み、この撓んだ線材６３の先端の角が光ファイバテープ心線１０の外被１２の平坦部１８と強く接触する。
【００２７】
分岐工具６０を押し付けた状態で、分岐工具６０を光ファイバテープ心線１０の長手方向（図２（Ｃ）でみて左右方向）へ相対的に移動させ、つまり、分岐治具６０で光ファイバテープ心線１０をこすると、線材６３の先端で平坦部１８に傷を付けたり、外被の一部を剥いだりして光ファイバ１１を分岐する。分岐工具６０、光ファイバテープ心線１０のいずれか、或いは、両方を移動させてもよい。線材６３は、可撓性であるから、光ファイバテープ心線１０の平坦部に押し当てたときに、線材６３が反って、線材６３の先端の角が平坦部１８にあたる。この状態で、分岐工具６０または光ファイバテープ心線１０を動かすと線材６３（可撓性部材）が平坦部１８に傷を与えたり、あるいは、平坦部１８を剥がしたりする。
【００２８】
分岐工具６０で光ファイバテープ心線１０をこすることを繰り返していくと、光ファイバ１１の着色層１５と平坦部１８の外被１２との界面に剥離が発生する。更に繰り返すと、光ファイバ１１の中心軸の上部あるいは下部の平坦部１８が削れ、亀裂が発生し、その後、応力集中により平坦部１８の亀裂が進展して、平坦部１８が剥がれる。こうして光ファイバテープ心線１０の外被１２が破壊され、各光ファイバに分岐される。
可撓性部材６３を光ファイバテープ心線に押し付ける力を調整すれば、分岐時の光信号の伝送損失変動量が１．０ｄＢＤｂ以下、分岐作業の仕方によっては０．５ｄＢ以下となり、活線を含む光ファイバテープ心線であっても、当該活線を瞬断させることなく分岐することができる。
【００２９】
表１に示す光ファイバテープ心線の分岐性を検討してみると、外被厚さが薄いほど、分岐性が良好である。外被厚さｔが２０μｍでは、分岐性の評価が△となっているが、外被厚さｔが１５μｍ以下では分岐性の評価が〇となっている。つまり、外被１２の平坦部１８の厚さが薄いほど、外被１２を容易に剥離できる。
【００３０】
同様に、束ＰＭＤ及びケーブルＰＭＤの評価について見てみる。束ＰＭＤとは、光ファイバテープ心線を環状に束ねた状態での偏波モード分散であり、ケーブルＰＭＤとは光ファイバテープ心線をケーブル化したときの偏波モード分散である。束ＰＭＤ及びケーブルＰＭＤの評価において、〇印は０．０５＜ＰＭＤ≦０．１（ｐｓ／ｋｍ^１／２）であり、△印は０．１＜ＰＭＤ≦０．２（ｐｓ／ｋｍ^１／２）である場合を示している。表１の束ＰＭＤやケーブルＰＭＤの評価をみてみると、外被の厚さが２０μｍ、１５μｍの場合は評価が△であるが、外被の厚さが１０μｍ、５μｍの場合は、評価が〇となっている。
【００３１】
すなわち、テープ厚Ｔ≦ｄ＋２０（μｍ）の場合は、束ＰＭＤ、ケーブルＰＭＤが良好であり、この外被厚みでは、分岐性も良好である。光ファイバテープ心線の外被の厚さが薄ければ、光ファイバがばらけることなく、光ファイバテープ心線が撓みやすかったり、曲がりやすくなる。よって、光ファイバテープ心線を束状に曲げることが容易となり、また、ケーブルのスロット溝の曲がりに沿って曲げることが容易となる。
また、外被を薄くすることにより、光ファイバを一体化する際の外被の硬化収縮応力が小さくできＰＭＤが改善できるものと考えられる。
【００３２】
なお、表１には示されていないが、テープ厚が２９０μｍをこえるもの、すなわち、ｄ＋４０（μｍ）を超えると、光ファイバテープ心線をケーブル化するときに光ファイバがばらけないこと等光ファイバテープ心線として一体性を保つことについては良好であるものの、分岐作業時に長い時間を要するため、光ファイバテープ心線の最大厚さとしては、ｄ＋４０μｍ以下が望ましい。この場合、外被の厚さｔが２０μｍ以下であることが好ましい。これは図１において、光ファイバより上の外被の厚さｔと下の外被ｔの厚さがほぼ等しいことが好ましいことを意味する。この場合、光ファイバ１１のコア１３ａが光ファイバテープ心線１０の厚さ方向のほぼ中央に位置するので、光ファイバテープ心線同士を接続する場合に両者のコアの位置がほぼ一致して、接続損失が小さい。
【００３３】
【表２】

【００３４】
表２は、外径１２５μｍの光ファイバを用いた光ファイバテープ心線の光ファイバの外径ｄ、光ファイバテープ心線の最大厚さＴ、外被の厚さｔとの関係を示している。外被厚さ、光ファイバテープ心線の分岐性、束ＰＭＤ、ケーブルＰＭＤの説明、及び、評価の〇印、△印の説明は、表１と同様であり、ここでは省略する。
テープ厚が１６５μｍの場合、Ｔ≦ｄ＋４０μｍで、分岐性の評価は△であり、時間をかければ活線分岐できることを示している。また、テープ厚が１５５μｍ以下のもの、すなわち、Ｔ≦ｄ＋３０μｍのものは、分岐性の評価が〇で、２〜３分で活線分岐が良好に行えた。
【００３５】
表２には示されていないが、テープ厚が１６５μｍを超えるもの、すなわち、ファイバ径ｄ＋４０μｍ以上の光ファイバテープ心線は、光ファイバの損失を増加させないで分岐作業を行うのに要する時間が長くなる（例えば、５分以上かかってしまう）ため、テープ厚Ｔはファイバ径ｄ＋４０μｍ以下であることが望ましい。表１の場合と同様に、外被の厚さｔが１５μｍ以下であることが好ましい。
【００３６】
表２の束ＰＭＤやケーブルＰＭＤをみると、外被の厚さが２０μｍ、１５μｍでは、評価が△であるが、１０μｍ、５μｍでは評価が〇である。外被および外被の平坦部が薄ければ、光ファイバテープ心線が撓み易かったり、曲がり易くなるため、光ファイバがばらけないで、光ファイバテープ心線を束状に形成しやすく、また、ケーブルのスロットの溝の曲がりになじみ易くなる。また、外被を薄くする場合、光ファイバを一体化する際の外被の硬化収縮力応力が小さくできＰＭＤが改善できるものと考えられる。光ファイバのＰＭＤを考慮した場合、Ｔ≦ｄ＋２０μｍが望ましい。
【００３７】
光ファイバテープ心線を製造したときに、図３に示すように、各光ファイバ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄが一平面上に揃わない場合がある。この図において、光ファイバ１１Ａ、１１Ｄのところでは外被１２が所望の厚さｔとなっており、光ファイバ１１Ｂ，１１Ｃのところでは、光ファイバ１１Ｂ、１１Ｃがずれており、外被が所望の厚さとなっていない。光ファイバ１１Ｂでの外被１２は、上側の平坦部１８Ｕでは、所望厚さより薄く、下側の平坦部１８Ｌでは所望厚さより厚く、光ファイバ１１Ｃでは上側の平坦部１８Ｕでは厚く、下側の平坦部１８Ｌでは薄くなっている。このような光ファイバテープ心線では、所望外被厚さとならなかった領域では、薄い側での外被厚さの最大値と最小値との比率、すなわち、最大値／最小値の値が３以下であることが望ましい。
【００３８】
すなわち、図３に示したものでは、光ファイバ１１Ｃの下側平坦部１８Ｌの薄い外被厚さｔＬが最大値であり、光ファイバ１１Ｂの上側平坦部１８Ｕの薄い外被厚さｔＳが最小値となりｔＬ／ｔＳ≦３となる。ｔＬ／ｔＳ≦３であれば、ＰＭＤ悪化の原因となる外被のイレギュラリティ（応力の異方性）が抑制できる。図３に示した光ファイバテープ心線では、４本の光ファイバを用いているが、この本数に限定されない。すなわち、多数本の光ファイバを用いた光ファイバテープ心線であって、外被の厚さが所望厚さからずれていた場合、薄い側の外被厚さの最大値と最小値をそれぞれ求め、この比率が３以下であればよい。
【００３９】
光ファイバテープ心線の製造時において、外被が硬化するときに硬化収縮を起こす。この硬化収縮による光ファイバに作用する応力は、外被のヤング率が大きいほど大きくなる傾向がある。また、光ファイバのガラスファイバに歪が発生すれば、ＰＭＤが増大する可能性が高く、そのＰＭＤ増大量は、ガラスファイバの被覆（着色層、保護層等）を通してガラスファイバまで到達する応力の大きさに依存している。そこで、外被および光ファイバのそれぞれのヤング率と断面積との積の比（ＥＳ積比という）を所望範囲あるいは所望値以下にすればＰＭＤを低減できる。
【００４０】
【表３】

【００４１】
表３は、光ファイバの外径が２５０μｍ、１２５μｍである光ファイバテープ心線に関するＥＳ積比と束ＰＭＤとの関係を示している。表３のガラス径は、ガラスファイバ部分の外径であり、外径は光ファイバの外径、テープ厚は光ファイバテープ心線の最大厚さである。ＥＳ積比とは、光ファイバのヤング率と断面積との積に対する光ファイバを覆う外被のヤング率と断面積との積の比である。
【００４２】
すなわち、図４に示すように、光ファイバテープ心線１０の隣り合う光ファイバ１１ｂ、１１ｃの２つ半円部分覆う外被１２Ｕ，１２Ｌの断面積をＳ１、その外被のヤング率をＥ１とし、隣り合う光ファイバ１１ｂ、１１ｃの半円部分の断面積の和をＳ２としたとき、ＥＳ積比＝（Ｅ１×Ｓ１）／（Ｅ２×Ｓ２）で求められる。表３に示す例に用いた光ファイバは、コア・クラッドからなるガラスファイバに第１、第２保護被覆を施しさらにその外周に着色被覆を施したものである。この光ファイバのヤング率は、ガラスファイバが７３０００（ＭＰａ）、第１保護被覆が１（ＭＰａ）、第２保護被覆が７００（ＭＰａ）、着色被覆が１５００（ＭＰａ）である。
【００４３】
表３の束ＰＭＤの評価において、◎は偏波モード分散（ＰＭＤ）が０．０５（ｐｓ／ｋｍ^１／２）以下であり、〇印は０．０５≦ＰＭＤ≦０．１（ｐｓ／ｋｍ^１／２）であり、△印は０．１≦ＰＭＤ≦０．２（ｐｓ／ｋｍ^１／２）を示している。ＥＳ積比が０．０３１では束ＰＭＤの評価が△となっている。ＥＳ積比が０．０２６〜０．０２１までは評価が〇となり、０．０２０以下では評価が◎である。本発明に係る光ファイバテープ心線では、ＥＳ積比が０．０２６以下であれば、束ＰＭＤが０．１（ｐｓ／ｋｍ^１／２）以下と良好な結果となり、また、ＥＳ積比が０．０２０以下であれば、束ＰＭＤが０．０５（ｐｓ／ｋｍ^１／２）以下と更に良好な結果である。光ファイバの外径が２５０μｍの場合、Ｔ≦ｄ＋２５μｍであれば、ＥＳ積比が０．０１９以下となり、束ＰＭＤは極めて良好である。また、光ファイバの外径が１２５μｍのときは、Ｔ≦ｄ＋２５μｍ以下であれば、ＥＳ積比が０．０２１以下となり良好である。更に、外被のヤング率が２００ＭＰａ以上のものを用いれば、光ファイバテープ心線が各ファイバにばらけないで、外被厚さを薄くすることができる。また、外被が薄くなれば外被の剥離が容易となり、簡単に活線分岐でき、また、曲がり易くなるので束ＰＭＤも良好となる。光ファイバテープ心線の外被が複数層（ｎ層）の場合のＥ１×Ｓ１は、各層のＥＳ積比の和とすればよい。
【００４４】
本発明に係る光ファイバテープ心線では、光ファイバの波長１．５５μｍにおけるＰｅｔｅｒｍａｎｎ−Ｉの定義によるモードフィールド径（ＭＦＤ）は１０μｍ以下であるのが好ましく、８μｍであれば更に好ましい。このような小さいＭＦＤであれば、光ファイバの曲げロスが抑制できる。また、光ファイバテープ心線の外被は、薄く、曲がり易く（撓み易く）なっており、光ファイバテープ心線が側圧を受けた際に、その側圧によるロス増を抑制することができる。
同時に、光ファイバのガラスファイバのケーブルカットオフ波長は１．２６μｍ以下であるのが好ましい。ケーブルカットオフ波長は、２２ｍ長でのＬＰ_１１モードのカットオフ波長であり、２ｍカットオフ波長より小さい値である。
【００４５】
また、本発明に係る光ファイバテープ心線においては、光ファイバと外被との密着力は、活線分岐時の伝送損失の増大や分岐作業効率に影響を及ぼすときがある。光ファイバ１１と外被１２との密着力は、伝送損失の増大防止や分岐作業性を考慮すると、光ファイバ１本あたりの密着力が０．０２５（ｇｆ）〜０．２５（ｇｆ）の範囲内であることが望ましい。前記密着力が前記範囲よりも小さいとケーブル化時に外被１２が破壊されて光ファイバ１１がばらばらになることがある。前記密着力が前記範囲より大きいと分岐性が悪くなる。
【００４６】
光ファイバと外被との密着力は以下の方法で測定することができる。図５に示すように光ファイバテープ心線１０の片側にカッターナイフの刃Ｃを当てて光ファイバと外被の界面まで切り込む。刃を長さ方向にテープ心線の端部へ移動させてテープ心線の片面の外被を剥ぎ取る。光ファイバテープ心線１０の端部の反対面の外被１２を手で剥いで折り返す。図６に示すように、外被１２が剥がれた光ファイバ１１を下チャック５０Ｌで掴み、折り返した外被１２の先端を上チャック５０Ｕで掴む。上下チャック５０Ｌ、５０Ｕ間の距離は約４０ｍｍとする。上チャック５０Ｕと下チャック５０Ｌを相対的に１８０度をなす方向に２００ｍｍ／分の速度で５０ｍｍ移動させ、外被１２を剥離させる。
【００４７】
測定値の極大値、極小値と、最大値の次点の値、最小値の次点の値との、合計４点取り、その平均値を求め、さらに光ファイバテープ心線に含まれる光ファイバの心数で割った値を心線あたりの密着力とする。
【００４８】
本発明に係る光ファイバテープ心線１０では、光ファイバ１１がばらけないで一体性を維持することを主たる目的とした場合は、外被１２の厚みは０．５μｍ以上が好ましく、この場合の光ファイバテープ心線１０の最大厚さＴは、Ｔ≧光ファイバの外径ｄ＋１（μｍ）となる。
【００４９】
光ファイバテープ心線１０の外被１２の物性によっても、活線分岐時の伝送損失の増大や分岐作業効率に影響を及ぼすときがある。外被の材料の特性として、降伏点応力が２０ＭＰａ〜４５ＭＰａの範囲内が望ましく、容易に分岐作業を行うことができ、活線分岐時の伝送損失を抑制することができる。降伏点応力はＪＩＳ Ｋ７１１３に従い、２号試験片について引っ張り速度を５０ｍｍ／分として測定する。降伏点応力が２０ＭＰａ未満であると光ファイバテープ心線を集合してケーブル化する工程で加わる外力によって各光ファイバが分離してしまい、ケーブル化できないことがある。降伏点応力が４５ＭＰａを超えると、外被が破壊されにくく光ファイバテープ心線の中間分岐がしづらい。降伏点応力は、外被の材料を変えることで調整できる。紫外線硬化型樹脂を外被材料として用いる場合、オリゴマー濃度を上げ、ウレタン基濃度や二重結合濃度を高くすると、降伏点応力が上がる。また、Ｎ−ビニルピロリドンやＮ−ビニルカプロラクタムなどの極性基を含むモノマーを用いることもできる。
【００５０】
ヤング率Ｅの測定は以下のようにして行う。まず、外被１２、を形成する樹脂を用いてシートを作製し、ＪＩＳ Ｋ７１１３に規定されるＪＩＳ２号ダンベルに成形された試験片を用いて、標線間距離２５ｍｍ、引張速度１ｍｍ／ｍｉｎの条件で引っ張る。このとき２．５％伸び時における引っ張り強さから引張割線弾性率を算出する。
【００５１】
実験によると、外被１２のヤング率が１２００ＭＰａを越えると、外被１２が硬すぎて、外被の厚みが大きい場合には、光ファイバ１１の分岐性が悪くなる。一方、外被１２のヤング率が２００ＭＰａ以下になると、外被１２が柔らかすぎて次工程のケーブル製造時に割れてしまい、一体化の状態を保持できなくなることが分かった。これより、外被１２のヤング率は１２００ＭＰａ以下とするが、２００Ｍｐａ以上であることが望ましい。
【００５２】
また、分岐性及び一体化は、外被１２を形成する樹脂の破断伸びにも関係する。伸びが６０％以下の場合には、光ファイバ１１を容易に分岐することができるが、伸びが１０％以下になると、次工程のケーブル製造時に割れてしまい、一体化の状態を保持できなくなる。このことから、破断伸びが６０％以下１０％以上であることが望ましい。
なお、引っ張り破断伸びの測定は、以下のようにして行う。まず、外被１２を形成する樹脂を用いてシートを作製し、ＪＩＳ Ｋ７１１３に規定されるＪＩＳ２号試験片を、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で引張り破断させたときの伸び率（％）から求める。
【００５３】
前述したようなヤング率を有する紫外線硬化型樹脂の配合を処方する際には、オリゴマーの分子量を小さくするか、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡジアクリレート等の２官能モノマーの添加量を増やすことで、ヤング率を大きくすることができる。
また、前述したような破断伸びを有するように樹脂の配合を行う際には、ＰＴＭＧ等のオリゴマー分子中のジオールの分子量を大きくするか、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡジアクリレート等の２官能モノマーの添加量を下げることにより、破断伸びを大きくすることができる。
【００５４】
以上の条件を満たしても、光ファイバ１１分岐時の伝送損失が大きいと製品として適さない。すなわち、分岐時の伝送損失の増加が１．０ｄＢより大きくなると、通信が遮断されるおそれがある。これより、分岐時の伝送損失の増加が１．０ｄＢ以下である光ファイバテープ心線が活線分岐できる光ファイバテープ心線であり、好ましい。０．５ｄＢ以下であるとさらに好ましい。
なお、光ファイバ１１の分岐時における伝送損失の測定は、例えば以下のようにして行う。光ファイバテープ心線１０の一方の端面を光源に接続し、他方の端面を受光器に接続する。そして、光源から波長１．５５μｍの光を光ファイバ１１に入射し、受光器により受光されたパワー（例えば、電圧に変換された波形）をモニターする。分岐により生じた外乱によって損失が生じると前記パワーが減衰するのでこの減衰量から伝送損失を算出する。
【００５５】
また、光ファイバ１１のガラスファイバ１３は、波長１．５５μｍにおける曲げ直径１５ｍｍでの曲げ損失が０．１ｄＢ／ターン以下とする。曲げ損失は金属棒などに光ファイバを数十回巻き付ける前後の伝送損失差を巻き付けた回数で割って求める。
【００５６】
以上説明したように、本発明の光ファイバテープ心線１０は、束状態にしたときの偏波モード分散（ＰＭＤ）が、０．２ｐｓ／ｋｍ^{１ ／２}以下となる利点がある。また、前記光ファイバテープ心線を構成する光ファイバのＰＭＤが、前記光ファイバテープ心線をケーブル化した後には、０．２ｐｓ／ｋｍ^{１ ／２}以下となる利点がある。光ファイバ１１、１１Ａを覆っている外被１２、１２Ａが薄いため、光ファイバテープ心線が曲がり易い。従って、光ファイバテープ心線を束状態にしたときでも、無理な外力がかからす、ＰＭＤを小さくできる。ＰＭＤは長距離伝送に影響するのでＰＭＤが小さい光ファイバテープ心線は長距離伝送が可能である。束状態にしたときの偏波モード分散（ＰＭＤ）が、０．１ｐｓ／ｋｍ^{１ ／２}以下であればより好ましい。
【００５７】
一方、従来のテープ心線構造では、通常、外被厚さ２５〜４０μｍの被覆で光ファイバがすべてコーティングされる。この被覆の硬化時に硬化収縮による応力等で発生する歪がファイバに残留し、偏波モード分散が大きくなると考えられる。
なお、ケーブル化後の偏波モード分散（ＰＭＤ）の測定方法としては、基準試験法（ＲＴＭ）と代替試験法（ＡＴＭ）がある。ＲＴＭとしては、ジョーンズマトリックス（ＪＭＥ）法、ポアンカレ球（ＰＳ）法がある。また、ＡＴＭとしては、偏光状態（ＳＯＰ）法、干渉法、固定アナライザ（ＦＡ）法等がある。束状態で、光ファイバテープ心線の光ファイバの偏波モード分散を上記方法で測定し、その最大値が０．２ｐｓ／ｋｍ^１／２以下であるのが好ましく、０．１ｐｓ／ｋｍ^１／２以下であればより好ましい。
【００５８】
本発明にかかる光ファイバテープ心線を複数本集線して光ファイバケーブルを製造することができる。光ファイバケーブルの具体例には、スロットと呼ばれる溝付きの線条体の前記溝に複数本の光ファイバテープ心線を集積して収納しその周囲にシースを被覆したスロット型光ファイバケーブルや複数本の光ファイバテープ心線をシースとなる樹脂の管に入れ前記光ファイバテープ心線の周囲にジェリーを充填したルース型光ファイバケーブルを例示できる。
本発明に係る光ファイバテープ心線と、抗張力体とを用いれば、光ファイバコードを製造することができる。例えば、光ファイバテープ心線の周囲に抗張力体を添わし、その周囲にコード用シースを押し出して被覆した光ファイバコードがある。
前記の光ファイバケーブルや光ファイバコードは、屋内配線をするときは、それぞれのシースを剥いで本発明に係る光ファイバテープ心線を取り出して更に、光ファイバテープ心線から光ファイバを分岐して装置等に接続することができる。
【００５９】
次に、本発明にかかる光ファイバテープ心線の製造方法について説明する。
図７は光ファイバテープ心線１０の製造方法を示す説明図である。サプライ装置１００内に、リール２１ａ〜２１ｄ、ダンサローラ２２ａ〜２２ｄ及びガイドローラ２３が設けられている。リール２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄには光ファイバ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄがそれぞれ巻かれている。この光ファイバは、図１の光ファイバテープ心線で説明した光ファイバ１１に相当する。ここでは、４本の光ファイバを用いて光ファイバテープ心線を製造する例を説明するが、光ファイバの本数は４本に限定されない。
【００６０】
光ファイバ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、リール２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄからそれぞれ繰り出されて、ダンサローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄによりそれぞれ数十ｇｆの張力が与えられ、ガイドローラ２３を通過するときに一つの配列面上に並べられる。更に、直上ガイドローラ２４で更に集線されて、塗布装置２６へ送られる。塗布装置２６には、ニップル２５と、ダイ２７が装着されている。塗布装置２６へ送通された光ファイバ１１ａ〜１１ｄは、ニップル２５でガイドされる。
【００６１】
図８に示すように、ニップル２５は、長円形の出線穴２５ａを有している。出線穴２５ａの寸法は、光ファイバ１１の本数をＮ本（ここでは４本）としたときに、幅Ｗｎ、厚さＴｎは、それぞれ以下の式で与えられるものが望ましい。
Ｗｎ＝光ファイバ外径×Ｎ＋０．０３〜０．０８ｍｍ
光ファイバ同士を接触させて配列させる場合は、Ｗｎ＝光ファイバ外径×Ｎ＋０．０３〜０．０５ｍｍとするのが好ましい。
厚さＴｎは、Ｔｎ＝光ファイバ外径＋０．００５〜０．０１ｍｍとするのが好ましい。
【００６２】
この塗布装置２６では、図９に示すようなダイス２７が設けられている。このダイス２７は、４本の各光ファイバ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが通過する長円形の孔２７ａが設けられている。
【００６３】
ダイス２７の孔２７ａの高さＨは、Ｄｄ＝光ファイバ外径＋０．００５〜０．０５ｍｍが好ましい。また、幅Ｗｄは、Ｗｄ＝Ｈ×Ｎとなっている。光ファイバ同士を接触させずに少し離して配列させる場合は、その間隔だけ広くする。なお、ダイス２７は、もっぱらワイヤー放電加工で製作されるため、Ｄｄは少なくともワイヤー径よりは大きくなる。最小でおよそ０．０５〜０．０８ｍｍと大きくなる。あた、光ファイバ１１が接触しても傷つかないように、ダイスの孔２７ａの縁部や角部には、例えばＲのようななめらかな曲線形状となっている。ダイス２７の孔２７ａの寸法は、光ファイバの外径および外被の厚さに応じて設計され、光ファイバテープ心線の最大厚さをＴとすると、Ｔ≦ｄ＋４０（μｍ）、Ｔ≦ｄ＋２０（μｍ）等の光ファイバテープ心線を製造することができる。図９に示すダイス２７で、孔２７ａが、円弧５０ａと直線５０ｂとからなると、直線５０ｂで樹脂の塗布が均一にでき、光ファイバテープ心線の厚さの変動や樹脂の塗布が途切れずに好ましい。本発明にかかる光ファイバテープ心線の外被は薄肉なので、光ファイバとダイスとの間隔が小さい。樹脂が途切れないようにするため、或いは、テープ厚さを一定にするためには、塗布温度での樹脂の粘度が１０００Ｐａ・ｓから２００００Ｐａ・ｓの範囲内であることが望ましい。
【００６４】
４本の光ファイバ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、塗布装置２６に達した時点では、接触して一平面上に並列配置されており、紫外線硬化型樹脂が周囲に塗布される。その紫外線硬化型樹脂は、加圧式の樹脂タンク２８より供給される。そして、紫外線硬化型樹脂が塗布された４本の光ファイバ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、紫外線照射装置２９において紫外線が照射されて、硬化される。硬化した紫外線硬化型樹脂は、外被１２となって４心の光ファイバテープ心線１０が形成される。光ファイバ同士を接触させずに少し離して配列する場合は、ガイドローラ２３，２４での光ファイバ間隔を調整し、ダイス内で光ファイバ同士が所定の間隔離れるようにする。
【００６５】
紫外線照射装置２９により紫外線を照射されて硬化した光ファイバテープ心線１０は、さらに、ガイドローラ３０、送り出しキャプスタン３１及び巻き取り張力制御ダンサローラ３２を経て、巻き取り装置３３へ送られる。この巻き取り装置３３において、光ファイバテープ心線１０は、ガイド３３ａを経て、リール３３ｂに巻取られる。このときの光ファイバテープ心線全体の巻き取り張力は数十ｇｆ〜数百ｇｆに設定される。
【００６６】
以上、前述した光ファイバテープ心線の製造方法によれば、４本の光ファイバ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを接触した状態に並列し、その外側に外被１２を設けて各光ファイバを一体化する。また、光ファイバどうしを接触させない光ファイバテープ心線を製造する場合は、光ファイバの間隔を保つようにする。この場合、光ファイバの間隔は１０μｍ以下が望ましい。光ファイバテープ心線の厚さの最大値を光ファイバの径ないし光ファイバの径よりも４０μｍ大きい値とするので各光ファイバ１１を容易に分岐（活線分岐）させることができる。
【００６７】
なお、本発明の光ファイバテープ心線及びその製造方法は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明にかかる光ファイバテープ心線は、光ファイバテープ心線をケーブル化するときにばらばらにならないように保持すると共に、各光ファイバを容易に分岐させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバテープ心線を示しており、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は斜視図である。
【図２】光ファイバテープ心線の分岐方法を示す模式図である。
【図３】光ファイバテープ心線の各光ファイバが揃っていない状態を示す断面図である。
【図４】光ファイバテープ心線の外被と光ファイバのヤング率と断面積を説明した説明図である。
【図５】光ファイバと外被との密着力を測定する方法を説明した説明図である。
【図６】光ファイバと外被との密着力を測定する方法を説明した説明図である。
【図７】光ファイバテープ心線の製造方法を示す説明図である。
【図８】ニップルの断面図である。
【図９】ダイの断面図である。
【図１０】特許文献１に示される従来の光ファイバテープ心線を示す断面図である。
【図１１】特許文献２に示される従来の光ファイバテープ心線を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 光ファイバテープ心線
１１ 光ファイバ
１２ 外被
１３ ガラスファイバ
１４ 保護被覆
１５ 着色層
１８ 平坦部
Ｓ２ 共通接線

Claims (15)

1. 光ファイバを複数本並列し、これらの複数本の光ファイバを外被で覆い、前記光ファイバと前記外被とを密着させて一体化した光ファイバテープ心線であって、
   前記外被が前記光ファイバテープ心線の全長にわたって形成していると共に、前記光ファイバテープ心線の厚さの最大値をＴ（μｍ）とし、前記光ファバの外径をｄ（μｍ）としたとき、Ｔ≦ｄ＋４０（μｍ）である光ファイバテープ心線。
2. 請求項１に記載の光ファイバテープ心線であって、Ｔ≦ｄ＋２５（μｍ）である光ファイバテープ心線。
3. 請求項１に記載の光ファイバテープ心線であって、Ｔ≦ｄ＋２０（μｍ）である光ファイバテープ心線。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ファイバテープ心線であって、Ｔ≧ｄ＋１（μｍ）である光ファイバテープ心線。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファイバテープ心線であって、隣り合う前記光ファイバ間では、前記外被のヤング率をＥ１、前記隣り合う光ファイバの半円ずつで囲まれた外被の断面積をＳ１とし、前記光ファイバのヤング率をＥ２、前記隣り合う光ファイバの半円の断面積の和をＳ２としたとき、（Ｅ１×Ｓ１）／（Ｅ２×Ｓ２）≦０．０３１、かつ、Ｅ１≧２００ＭＰａである光ファイバテープ心線。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファイバテープ心線であって、隣り合う前記光ファイバ間では、前記外被のヤング率をＥ１、前記隣り合う光ファイバの半円ずつで囲まれた外被の断面積をＳ１とし、前記光ファイバのヤング率をＥ２、前記隣り合う光ファイバの半円の断面積の和をＳ２としたとき、（Ｅ１×Ｓ１）／（Ｅ２×Ｓ２）≦０．０２６、かつ、Ｅ１≧２００ＭＰａである光ファイバテープ心線。
7. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファイバテープ心線であって、隣り合う前記光ファイバ間では、前記外被のヤング率をＥ１、前記隣り合う光ファイバの半円ずつで囲まれた外被の断面積をＳ１とし、前記光ファイバのヤング率をＥ２、前記隣り合う光ファイバの半円の断面積の和をＳ２としたとき、（Ｅ１×Ｓ１）／（Ｅ２×Ｓ２）≦０．０２０、かつ、Ｅ１≧２００ＭＰａである光ファイバテープ心線。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の光ファイバテープ心線であって、波長１．５５（μｍ）におけるモードフィールド径が、１０（μｍ）以下である光ファイバテープ心線。
9. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の光ファイバテープ心線であって、波長１．５５（μｍ）におけるモードフィールド径が、８（μｍ）以下である光ファイバテープ心線。
10. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の光ファイバテープ心線であって、前記光ファイバと前記外被との心線あたりの密着力が０．０２５（ｇｆ）〜０．２５（ｇｆ）の範囲内である光ファイバテープ心線。
11. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の光ファイバテープ心線であって、前記外被の降伏点応力が２０（ＭＰａ）〜４５（ＭＰａ）の範囲内である光ファイバテープ心線。
12. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の光ファイバテープ心線であって、前記光ファイバテープ心線の偏波モード分散が束状態で０．２（ｐｓ／ｋｍ^１／２）以下である光ファイバテープ心線。
13. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の光ファイバテープ心線であって、前記光ファイバテープ心線から前記光ファイバを活線状態で分岐するときの伝送損失の増加が１．０（ｄＢ）以下である光ファイバテープ心線。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載した光ファイバテープ心線を複数本集線した光ファイバケーブル。
15. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載した光ファイバテープ心線と抗張力体とを備えている光ファイバコード。

Images