JP2021147285A - 光ファイバ素線の製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長さ方向に均一な特性を有する光ファイバ素線を製造できる光ファイバ素線の製造装置および製造方法を提供する。【解決手段】製造装置１Ａは、光ファイバ母材２を溶融紡糸して光ファイバ裸線３を形成する紡糸部１０と、光ファイバ裸線３の外径を測定する外径測定部２０と、光ファイバ裸線３の走行方向を変換する方向変換器４０と、光ファイバ裸線３の外周に被覆層を形成するコーティング部６０と、方向変換器４０を、紡糸部１０からコーティング部６０までの光ファイバ裸線３の長さを増減させる方向に移動させる移動機構５０と、外径測定部２０によって測定された光ファイバ裸線３の外径に基づいて移動機構５０による方向変換器４０の移動方向および移動速度を制御する制御部７０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ素線の製造装置および製造方法に関する。

光ファイバ素線の製造装置は、例えば、加熱炉と、外径測定器と、樹脂塗布装置と、架橋装置と、引取り機とを備える。加熱炉は、光ファイバ母材を紡糸して光ファイバ裸線を形成する。外径測定器は、光ファイバ裸線の外径を測定する。樹脂塗布装置は、光ファイバ裸線に樹脂を塗布して被覆を形成する。架橋装置は、被覆樹脂を架橋させて光ファイバ素線を得る。引取り機は、光ファイバ素線を引取る（例えば、特許文献１を参照）。
前記製造装置では、光ファイバ裸線の外径の測定値に基づいて光ファイバ素線の引取り速度を調整することによって、光ファイバ裸線の外径の変動を抑制する。

特開平１１−１３４７号公報

前記製造装置では、光ファイバ素線の引取り速度の変動を原因として、光ファイバ素線の特性が長さ方向に不均一となる可能性があった。

本発明の一態様は、長さ方向に均一な特性を有する光ファイバ素線を製造できる光ファイバ素線の製造装置および製造方法を提供することを課題とする。

本発明の一態様は、光ファイバ母材を溶融紡糸して光ファイバ裸線を形成する紡糸部と、前記光ファイバ裸線の外径を測定する外径測定部と、前記光ファイバ裸線の走行方向を変換する少なくとも１つの方向変換器と、前記光ファイバ裸線の外周に被覆層を形成するコーティング部と、前記方向変換器の少なくとも１つが、前記紡糸部から前記コーティング部までの前記光ファイバ裸線の長さを増減させる方向に移動させる移動機構と、前記外径測定部によって測定された前記光ファイバ裸線の外径に基づいて前記移動機構による前記方向変換器の移動方向および移動速度を制御する制御部と、を備える、光ファイバ素線の製造装置を提供する。

この構成によれば、光ファイバ素線の引取り速度に影響を与えずに、光ファイバ母材からの光ファイバ裸線の引出し速度を調整することができる。光ファイバ裸線の引出し速度の調整によって、光ファイバ裸線の外径変動を抑制することができる。また、光ファイバ素線の引取り速度を一定にできるため、コーティング等における光ファイバの製造条件を安定化することができる。よって、従来よりも長さ方向に均一な特性を有する光ファイバ素線を製造できる。

前記方向変換器は、前記光ファイバ裸線を案内するガイド溝を有し、前記ガイド溝内に、前記光ファイバ裸線を浮揚させる流体を導入する吹出し口が形成されていることが好ましい。

前記移動機構は、１つの前記方向変換器を移動可能に構成されている構成であってよい。

前記方向変換器は、複数設けられ、前記移動機構は、複数の前記方向変換器を移動可能に構成されている構成であってよい。

前記制御部は、前記光ファイバ裸線の外径が第１基準値より大きくなったときに、前記方向変換器を、前記紡糸部から前記コーティング部までの前記光ファイバ裸線の長さを増加させる方向に移動させ、または、前記光ファイバ裸線の外径が第２基準値より小さくなったときに、前記方向変換器を、前記紡糸部から前記コーティング部までの前記光ファイバ裸線の長さを短くする方向に移動させることができる構成であってよい。

本発明の他の態様は、紡糸部において光ファイバ母材を溶融紡糸して光ファイバ裸線を形成する工程と、前記光ファイバ裸線の外径を測定する工程と、前記光ファイバ裸線の走行方向を方向変換器によって変換する工程と、コーティング部において前記光ファイバ裸線の外周に被覆層を形成する工程と、を有し、前記方向変換器の少なくとも１つは、前記紡糸部から前記コーティング部までの前記光ファイバ裸線の長さを増減させる方向に移動可能とされ、前記光ファイバ裸線の外径の測定値に基づいて、前記方向変換器の移動方向および移動速度を調整する、光ファイバ素線の製造方法を提供する。

前記製造方法によれば、光ファイバ素線の引取り速度に影響を与えずに、光ファイバ母材からの光ファイバ裸線の引出し速度を調整することができる。光ファイバ裸線の引出し速度の調整によって、光ファイバ裸線の外径変動を抑制することができる。また、光ファイバ素線の引取り速度を一定にできるため、コーティング等における光ファイバの製造条件を安定化することができる。よって、従来よりも長さ方向に均一な特性を有する光ファイバ素線を製造できる。

本発明の一態様によれば、長さ方向に均一な特性を有する光ファイバ素線を製造できる光ファイバ素線の製造装置および製造方法を提供する。

第１実施形態の光ファイバ素線の製造装置の概略構成を示す模式図である。 第１実施形態の製造装置における方向変換器の第１の例を示す模式図である。 第１実施形態の製造装置における方向変換器の第２の例を示す模式図である。 第１実施形態の製造装置における方向変換器の断面構造を示す模式図である。 第１実施形態の製造装置における方向変換器の動作を説明する説明図である。 第１実施形態の製造装置における方向変換器の動作を説明する説明図である。 第１実施形態の製造装置における方向変換器の動作を説明する説明図である。 光ファイバ素線の一例を示す断面図である。 第２実施形態の光ファイバ素線の製造装置の概略構成を示す模式図である。 第３実施形態の光ファイバ素線の製造装置の概略構成を示す模式図である。 第３実施形態の製造装置における方向変換器の動作を説明する説明図である。 第３実施形態の製造装置における方向変換器の動作を説明する説明図である。 第３実施形態の製造装置における方向変換器の動作を説明する説明図である。

図１は、第１実施形態の光ファイバ素線の製造装置である製造装置１Ａの概略構成を示す模式図である。
製造装置１Ａは、紡糸部１０と、外径測定部２０と、冷却部３０と、方向変換器４０（４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ）と、移動機構５０と、コーティング部６０と、制御部７０と、硬化部８０と、引取り部９０と、ダンサープーリ１００と、巻取り部１１０とを備えている。

紡糸部１０は、保持部１１と、加熱炉１２と、を備える。保持部１１は、光ファイバ母材２を保持する。加熱炉１２は、光ファイバ母材２を加熱するヒータ１３を備える。紡糸部１０は、加熱炉１２によって光ファイバ母材２を加熱して溶融紡糸することによって光ファイバ裸線３を形成する。

外径測定部２０は、光ファイバ裸線３の外径を測定する。外径測定部２０は、光ファイバ裸線３に接触せずに光ファイバ裸線３の外径を測定できることが好ましい。外径測定部２０としては、例えば、光源（レーザ光源など）と検知器とを備えた測定装置を使用できる。光源と検知器とは対向して配置される。前記測定装置は、光源から光を照射し、前記検知器で前方散乱光を受光し、そのパターンまたは強度を解析することにより光ファイバ裸線３の外径を測定する。
外径測定部２０は、光ファイバ裸線３の外径の測定値に基づいて測定信号を制御部７０に出力する。

製造装置１Ａでは、外径測定部２０は、紡糸部１０と冷却部３０との間に設けられているが、外径測定部２０の設置位置は、紡糸部１０と冷却部３０との間に限らず、紡糸部１０とコーティング部６０との間のいずれかの位置であればよい。

冷却部３０は、光ファイバ裸線３を冷却する冷却筒である。冷却部３０は、内部空間を通過する光ファイバ裸線３を冷却できる。なお、光ファイバ裸線３を放冷する場合には、冷却部はなくてもよい。

方向変換器４０は、光ファイバ裸線３の走行方向を変換する。製造装置１Ａでは３つの方向変換器４０が用いられる。これらの方向変換器４０を、線引き方向の上流から下流に、それぞれ第１方向変換器４０Ａ、第２方向変換器４０Ｂおよび第３方向変換器４０Ｃという。

第１方向変換器４０Ａは、光ファイバ母材２から鉛直下向き（第一の経路Ｌ１）に引き出された光ファイバ裸線３を、９０°の方向変換により、水平（第二の経路Ｌ２）に向ける。第１方向変換器４０Ａは、固定式（非可動式）の方向変換器である。
第一の経路Ｌ１と第二の経路Ｌ２とによって規定される面をＰ１という。Ｘ方向（第１方向）は、面Ｐ１内において第二の経路Ｌ２に沿う方向である。Ｙ方向は、Ｘ方向に直交する方向であり、面Ｐ１に垂直な方向である。

第２方向変換器４０Ｂは、光ファイバ裸線３を、１８０°の方向変換により、第二の経路Ｌ２とは反対の方向（第三の経路Ｌ３）に向ける。第２方向変換器４０Ｂは、可動式の方向変換器である。第２方向変換器４０Ｂは、方向変換器４０Ａ，４０Ｃに対して接近および離間する方向（Ｘ方向）に移動可能である。第２方向変換器４０Ｂの移動方向（Ｘ方向）は、紡糸部１０からコーティング部６０までの光ファイバ裸線３の長さ（以下、「経路長」という）を増減させる方向である。

Ｘ方向のうち＋Ｘ方向は、第２方向変換器４０Ｂが方向変換器４０Ａ，４０Ｃから離間する方向であり、光ファイバ裸線３の経路長を長くする（増加させる）方向である。Ｘ方向のうち−Ｘ方向は、第２方向変換器４０Ｂが方向変換器４０Ａ，４０Ｃに近づく方向であり、光ファイバ裸線３の経路長を短くする（減少させる）方向である。

第３方向変換器４０Ｃは、光ファイバ裸線３（第三の経路Ｌ３）を、９０°の方向変換により、鉛直下向き（第四の経路Ｌ４）とする。第３方向変換器４０Ｃは、固定式（非可動式）の方向変換器である。

方向変換器４０の構造について詳しく説明する。図２は、方向変換器４０の第１の例である方向変換器４０１を示す模式図である。図３は、方向変換器４０の第２の例である方向変換器４０２を示す模式図である。図４は、方向変換器４０の断面構造を示す模式図である。

図２に示すように、方向変換器４０１は、円板状とされ、外周面２０ａの少なくとも１／４周に相当する範囲にガイド溝２１が形成されている。図３に示すように、方向変換器４０２は、円板状とされ、外周面２０ａの少なくとも１／２周に相当する範囲にガイド溝２１が形成されている。ガイド溝２１は、光ファイバ裸線３を案内する。
方向変換器４０１，４０２は、中心軸方向をＹ方向に一致させるとともに、径方向Ｄ１（図４参照）を面Ｐ１（図１参照）に沿う方向に向けた姿勢で設置される。平面視円形の外周面２０ａに沿う方向を周方向という。

図４に示すように、ガイド溝２１の底部には、ガイド溝２１に沿って配線された光ファイバ裸線３を浮揚させる流体（空気など）の吹出し口２２がガイド溝２１に沿って形成されている。吹出し口２２は、例えば、ガイド溝２１の全長にわたって形成されている。
方向変換器４０（４０１，４０２）は、方向変換器４０の内部に確保された空間（流体溜部２５）内の流体（例えば空気）を、吹出し口２２を通してガイド溝２１内に放出（導入）できる。

ガイド溝２１は、径方向外方に行くほど内側面２１ｃ，２１ｃの間隔（Ｙ方向寸法）が徐々に大きくなるように、径方向Ｄ１に対して傾斜して形成されていることが好ましい。２つの内側面２１ｃ，２１ｃは、径方向Ｄ１に対する傾斜角度θ１が互いに等しいことが好ましい。

図２に示すように、方向変換器４０１では、光ファイバ裸線３はガイド溝２１に沿って走行することによって９０°の方向変換がなされる。そのため、方向変換器４０１は、図１に示す方向変換器４０Ａ，４０Ｃとして使用できる。
図３に示すように、方向変換器４０２では、光ファイバ裸線３はガイド溝２１に沿って走行することによって１８０°の方向変換がなされる。そのため、方向変換器４０２は、図１に示す方向変換器４０Ｂとして使用できる。

製造装置１Ａでは、方向変換器４０は、冷却部３０とコーティング部６０との間に設けられているが、方向変換器４０の設置位置は、冷却部３０とコーティング部６０との間に限らず、紡糸部１０とコーティング部６０との間のいずれかの位置であればよい。

図１に示すように、移動機構５０は、例えば、ガイドレール５１と、モータ等の駆動部５２とを備える。ガイドレール５１は、例えば、Ｘ方向に沿って形成されている。駆動部５２は、例えば、第２方向変換器４０ＢにＸ方向の力を加えることによって、第２方向変換器４０Ｂをガイドレール５１に沿ってＸ方向に移動させることができる。

コーティング部６０は、光ファイバ裸線３の外周に、被覆材を塗布（コーティング）する。これにより、光ファイバ裸線３の外周面に被覆層が形成された被覆光ファイバ４を得る。
被覆材は、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化型樹脂でもよいし、ウレタンアクリレート系の樹脂などの紫外線硬化型樹脂でもよい。コーティングは、例えば、２層コーティングであってもよい。２層コーティングでは、内側にヤング率の低い一次被覆層用の材料が塗布され、外側にヤング率の高い二次被覆層用の材料が塗布される。

制御部７０は、外径測定部２０によって測定された光ファイバ裸線３の外径に基づいて、移動機構５０による第２方向変換器４０Ｂの移動方向および移動速度を制御する。制御部７０は、例えば、駆動部５２（モータ）の回転力伝達機構の動作制御、回転数制御などにより、第２方向変換器４０ＢのＸ方向の移動方向および移動速度を定めることができる。

硬化部８０は、例えば、熱架橋炉（熱架橋装置）、紫外線硬化装置（ＵＶ硬化装置）などである。熱架橋炉は、加熱により、熱硬化型樹脂で構成された被覆層を硬化させる。ＵＶ硬化装置は、１または複数のＵＶランプを備える。ＵＶ硬化装置は、ＵＶランプにより紫外線を照射することで、紫外線硬化型樹脂で構成された被覆層を硬化させる。

引取り部９０は、光ファイバ素線５を引き取る引取りキャプスタンである。引取り部９０は、線引き速度を決定する。ダンサープーリ１００は、引取り部９０の引取り速度と、巻取り部１１０の巻取り速度との差を補正する。巻取り部１１０は、光ファイバ素線５を巻き取る巻取りボビンである。

次に、製造装置１Ａを用いた場合を例として、第１実施形態の光ファイバ素線の製造方法を説明する。
（紡糸）
紡糸部１０において、加熱炉１２によって光ファイバ母材２を加熱する。これにより、光ファイバ母材２を溶融紡糸して光ファイバ裸線３を形成する。

（光ファイバ裸線の外径測定）
外径測定部２０は、光ファイバ裸線３の外径を測定し、測定値に基づいて測定信号を制御部７０に出力する。

（方向変換器による方向変換）
光ファイバ母材２から鉛直下向き（第一の経路Ｌ１）に引き出された光ファイバ裸線３は、第１方向変換器４０Ａによる９０°の方向変換により、水平（第二の経路Ｌ２）に向けられる。次いで、光ファイバ裸線３は、第２方向変換器４０Ｂにおける１８０°の方向変換により、第二の経路Ｌ２とは反対の方向に向けられる（第三の経路Ｌ３）。次いで、第３方向変換器４０Ｃにおける９０°の方向変換により鉛直下向き（第四の経路Ｌ４）となる。

図４に示すように、方向変換器４０（４０Ａ〜４０Ｃ）では、流体溜部２５内の流体（例えば空気）を、吹出し口２２を通してガイド溝２１内に放出することによって、光ファイバ裸線３を浮揚させることができる。詳細には、放出された空気により、ガイド溝２１の深部２１ｄと浅部２１ｅとの圧力差が大きくなるため、光ファイバ裸線３に、径方向外方の力が作用することによって、光ファイバ裸線３は浮揚する。

（方向変換器の移動方向および移動速度の制御）
制御部７０は、前述の外径測定部２０からの測定信号を受け、必要に応じて移動機構５０を用いて第２方向変換器４０ＢをＸ方向に沿って移動させるとともに、当該移動の速度を調整する。
第２方向変換器４０Ｂの移動方向および移動速度の制御について、図５〜図７を参照して詳しく説明する。図５〜図７は、第２方向変換器４０Ｂの動作を説明する説明図である。

図５に示すように、第２方向変換器４０Ｂが停止しているときの光ファイバ裸線３の走行速度を「Ｖ_０」とする。「Ｖ_０」は、引取り部９０（図１参照）による光ファイバ素線５の引取り速度と等しい。

図６に示すように、制御部７０は、例えば、光ファイバ裸線３の外径が第１基準値より大きくなると、外径の測定値に応じた測定信号を出力し、第２方向変換器４０Ｂを＋Ｘ方向（光ファイバ裸線３の経路長を長くする方向）に移動させる。第２方向変換器４０Ｂの移動速度を「Ｖ_１」とする。これにより、光ファイバ母材２（図１参照）からの光ファイバ裸線３の引出し速度（第一の経路Ｌ１における光ファイバ裸線３の走行速度）は「Ｖ_０＋２Ｖ_１」となる。光ファイバ裸線３の引出し速度が高くなることで、光ファイバ裸線３の外径は小さくなる。光ファイバ裸線３の外径は「Ｖ_１」に応じた値となる。
一方、第２方向変換器４０Ｂより下流側の光ファイバ裸線３の走行速度（例えば、第三の経路Ｌ３および第四の経路Ｌ４における光ファイバ裸線３の走行速度）は変化せず、「Ｖ_０」のままとなる。

図７に示すように、制御部７０は、例えば、光ファイバ裸線３の外径が第２基準値より小さくなると、外径の測定値に応じた測定信号を出力し、第２方向変換器４０Ｂを−Ｘ方向（光ファイバ裸線３の経路長を短くする方向）に移動させる。第２方向変換器４０Ｂの移動速度を「Ｖ_２」とする。これにより、光ファイバ母材２（図１参照）からの光ファイバ裸線３の引出し速度は「Ｖ_０−２Ｖ_２」となる。光ファイバ裸線３の引出し速度が低くなることで、光ファイバ裸線３の外径は大きくなる。光ファイバ裸線３の外径は「Ｖ_２」に応じた値となる。
一方、第２方向変換器４０Ｂより下流側の光ファイバ裸線３の走行速度は変化せず、「Ｖ_０」のままとなる。

制御部７０は、次に示す（ｉ）または（ｉｉ）を行うことができる。（ｉ）光ファイバ裸線３の外径が第１基準値より大きくなったときに、第２方向変換器４０Ｂを、光ファイバ裸線３の経路長を長くする方向に移動させる。（ｉｉ）光ファイバ裸線３の外径が第２基準値より小さくなったときに、第２方向変換器４０Ｂを、光ファイバ裸線３の経路長を短くする方向に移動させる。制御部７０は、（ｉ）、（ｉｉ）の両方を行うことが好ましい。

制御部７０による第２方向変換器４０Ｂの移動制御における制御方法としては、ＰＩＤ制御などのフィードバック制御が好ましい。これにより、第２方向変換器４０Ｂの移動制御を応答性よく行うことができる。

（コーティング）
図１に示すように、コーティング部６０において、光ファイバ裸線３の外周に、被覆材を塗布（コーティング）して被覆層とすることによって被覆光ファイバ４を得る。

（被覆層の硬化）
硬化部８０において、加熱、ＵＶ照射などにより被覆光ファイバ４の被覆層を硬化させて光ファイバ素線５を得る。

（光ファイバ素線の引取り）
光ファイバ素線５は、引取り部９０により引き取られる。光ファイバ素線５は、ダンサープーリ１００を経て巻取り部１１０により巻き取られる。

図８は、光ファイバ素線５の一例を示す断面図である。光ファイバ素線５は、光ファイバ裸線３と、光ファイバ裸線３の外周面に形成された被覆層６とを備える。被覆層６は２層構造であってもよい。

製造装置１Ａでは、光ファイバ裸線３の外径の測定値に基づいて第２方向変換器４０Ｂの移動方向および移動速度を制御する制御部７０を備える。このため、第２方向変換器４０Ｂより下流側の光ファイバ裸線３の走行速度（光ファイバ素線５の引取り速度）に影響を与えずに、光ファイバ母材２からの光ファイバ裸線３の引出し速度を調整することができる。光ファイバ裸線３の引出し速度の調整によって、光ファイバ裸線３の外径変動を抑制することができる。また、光ファイバ素線５の引取り速度を一定にできるため、コーティング部６０および硬化部８０における条件（光ファイバ素線５の製造条件）を安定化することができる。よって、従来よりも長さ方向に均一な特性を有する光ファイバ素線５を製造できる。

これに対し、光ファイバ素線の引取り速度が大きく変動する場合には、コーティングおよび被覆層硬化における条件が不安定となる。そのため、被覆層の特性が光ファイバ素線の長さ方向に変動することが考えられる。例えば、被覆層が熱硬化型樹脂で構成される場合、被覆層の硬化が不十分となったり、過加熱により被覆層が劣化する可能性がある。また、光ファイバ素線の引取り速度が変動すると、被覆層の厚みが不均一となり、光ファイバ素線の外径が不安定となることがある。

製造装置１Ａは、第２方向変換器４０Ｂの移動方向および移動速度を制御する制御部７０を備える。そのため、光ファイバ母材２からの光ファイバ裸線３の引出し速度の調整により、短時間で光ファイバ裸線３の外径を目標値に到達させることができる。したがって、制御における応答性を高めることができる。よって、光ファイバ素線５の外径を均一化することができる。

比較形態として、光ファイバ母材の加熱炉への挿入速度を制御することによって光ファイバ裸線の外径を調整する製造装置を想定する（特開平１１−１３４７号公報を参照）。この比較形態は、光ファイバ裸線の外径を目標値に到達させるのに時間を要するため、制御の応答性の点で劣る。

製造装置１Ａでは、方向変換器４０Ａ〜４０Ｃにおいて吹出し口２２から放出されるガスによって光ファイバ裸線３を浮揚させることができる。よって、光ファイバ裸線３がガイド溝２１の内側面２１ｃと接触することにより損傷を受けるのを回避することができる。

製造装置１Ａでは、移動機構５０は、１つの方向変換器４０（第２方向変換器４０Ｂ）のみを移動可能とされているため、装置構成が簡略である。そのため、装置の小型化、コスト削減などの点で好適である。

製造装置１Ａでは、制御部７０は、光ファイバ裸線３の外径が第１基準値より大きくなったときに第２方向変換器４０Ｂを＋Ｘ方向（光ファイバ裸線３の経路長を長くする方向）に移動させる。制御部７０は、光ファイバ裸線３の外径が第２基準値より小さくなったときに第２方向変換器４０Ｂを−Ｘ方向（光ファイバ裸線３の経路長を短くする方向）に移動させる。これにより、光ファイバ母材２からの光ファイバ裸線３の引出し速度を一層精度よく調整することができ得、光ファイバ裸線３の外径を目的の値に近づけることができ得る。

前記製造方法によれば、光ファイバ裸線３の外径の測定値に基づいて第２方向変換器４０Ｂの移動方向および移動速度を制御することによって、第２方向変換器４０Ｂより下流側の光ファイバ裸線３の走行速度（光ファイバ素線５の引取り速度）に影響を与えずに、光ファイバ母材２からの光ファイバ裸線３の引出し速度を調整することができる。光ファイバ裸線３の引出し速度の調整によって、光ファイバ裸線３の外径変動を抑制することができる。また、光ファイバ素線５の引取り速度を一定にできるため、コーティング部６０および硬化部８０における条件（光ファイバ素線５の製造条件）を安定化することができる。よって、従来よりも長さ方向に均一な特性を有する光ファイバ素線５を製造できる。

前記製造方法によれば、第２方向変換器４０Ｂの移動方向および移動速度を制御するため、光ファイバ母材２からの光ファイバ裸線３の引出し速度の調整により、短時間で光ファイバ裸線３の外径を目標値に到達させることができる。したがって、制御における応答性を高めることができる。よって、光ファイバ素線５の外径を均一化することができる。

図９は、第２実施形態の光ファイバ素線の製造装置である製造装置１Ｂの概略構成を示す模式図である。
製造装置１Ｂは、第１〜第３方向変換器４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃに代えて、第１方向変換器４０Ｄおよび第２方向変換器４０Ｅを備える。第１および第２方向変換器４０Ｄ，４０Ｅ以外の構成は、図１に示す製造装置１Ａと同様とすることができる。製造装置１Ａと同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。

第１方向変換器４０Ｄは、光ファイバ母材２から鉛直下向き（第一の経路Ｌ１）に引き出された光ファイバ裸線３を、１８０°の方向変換により、第一の経路Ｌ１とは反対の方向（第二の経路Ｌ５）に向ける。第１方向変換器４０Ｄは、固定式（非可動式）の方向変換器である。

第２方向変換器４０Ｅは、光ファイバ裸線３を、１８０°の方向変換により、第二の経路Ｌ５とは反対の方向（第三の経路Ｌ６）に向ける。
第２方向変換器４０Ｅは、可動式の方向変換器である。第２方向変換器４０Ｅは、第１方向変換器４０Ｄに対して接近および離間する方向（Ｚ方向）に移動可能である。第２方向変換器４０Ｅの移動方向（Ｚ方向）は、光ファイバ裸線３の経路長を増減させる方向である。Ｚ方向のうち＋Ｚ方向は、第２方向変換器４０Ｅが第１方向変換器４０Ｄから離間する方向であり、光ファイバ裸線３の経路長を長くする方向である。Ｚ方向のうち−Ｚ方向は、第２方向変換器４０Ｅが第１方向変換器４０Ｄに近づく方向であり、光ファイバ裸線３の経路長を短くする方向である。

第１方向変換器４０Ｄおよび第２方向変換器４０Ｅとしては、図３に示す方向変換器４０２を使用できる。

移動機構５０は、第２方向変換器４０Ｅをガイドレール５１に沿ってＺ方向に移動させることができる。
制御部７０は、外径測定部２０によって測定された光ファイバ裸線３の外径に基づいて、移動機構５０による第２方向変換器４０ＥのＺ方向の移動方向および移動速度を制御する。

製造装置１Ｂでは、製造装置１Ａ（図１参照）と同様に、第２方向変換器４０Ｅより下流側の光ファイバ裸線３の走行速度（光ファイバ素線５の引取り速度）に影響を与えずに、光ファイバ母材２からの光ファイバ裸線３の引出し速度を調整することができる。光ファイバ裸線３の引出し速度の調整によって、光ファイバ裸線３の外径変動を抑制することができる。また、光ファイバ素線５の引取り速度を一定にできるため、コーティング部６０および硬化部８０における条件（光ファイバ素線５の製造条件）を安定化することができる。よって、従来よりも長さ方向に均一な特性を有する光ファイバ素線５を製造できる。

製造装置１Ｂは、製造装置１Ａ（図１参照）と同様に、制御部７０における制御における応答性を高めることができる。よって、光ファイバ素線５の外径を均一化することができる。

図１０は、第３実施形態の光ファイバ素線の製造装置である製造装置１Ｃの概略構成を示す模式図である。
製造装置１Ｂは、第１〜第３方向変換器４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃに代えて、第１〜第６方向変換器４０Ｆ，４０Ｇ，４０Ｈ，４０Ｉ，４０Ｊ，４０Ｋを備える。第１〜第６方向変換器４０Ｆ，４０Ｇ，４０Ｈ，４０Ｉ，４０Ｊ，４０Ｋ以外の構成は、図１に示す製造装置１Ａと同様とすることができる。製造装置１Ａと同じ構成については同じ符号を付して説明を省略する。

第１方向変換器４０Ｆは、光ファイバ母材２から鉛直下向きに引き出された光ファイバ裸線３を、１８０°の方向変換により上向きとする。第２方向変換器４０Ｇは、光ファイバ裸線３を、１８０°の方向変換により下向きとする。第３方向変換器４０Ｈは、光ファイバ裸線３を、１８０°の方向変換により上向きとする。第４方向変換器４０Ｉは、光ファイバ裸線３を、１８０°の方向変換により下向きとする。第５方向変換器４０Ｊは、光ファイバ裸線３を、１８０°の方向変換により上向きとする。第６方向変換器４０Ｋは、光ファイバ裸線３を、１８０°の方向変換により下向きとする。
第１〜第６方向変換器４０Ｆ，４０Ｇ，４０Ｈ，４０Ｉ，４０Ｊ，４０Ｋは、可動式の方向変換器である。

第１、第３、第５方向変換器４０Ｆ，４０Ｈ，４０Ｊは、第２、第４、第６方向変換器４０Ｇ，４０Ｉ，４０Ｋに対して接近および離間する方向（Ｚ方向）に移動可能である。第２、第４、第６方向変換器４０Ｇ，４０Ｉ，４０Ｋは、第１、第３、第５方向変換器４０Ｆ，４０Ｈ，４０Ｊに対して接近および離間する方向（Ｚ方向）に移動可能である。第１〜第６方向変換器４０Ｆ，４０Ｇ，４０Ｈ，４０Ｉ，４０Ｊ，４０Ｋの移動方向（Ｚ方向）は、光ファイバ裸線３の経路長を増減させる方向である。第１〜第６方向変換器４０Ｆ，４０Ｇ，４０Ｈ，４０Ｉ，４０Ｊ，４０Ｋとしては、図３に示す方向変換器４０２を使用できる。

移動機構（図示略）は、第１〜第６方向変換器４０Ｆ，４０Ｇ，４０Ｈ，４０Ｉ，４０Ｊ，４０ＫをＺ方向に移動させることができる。
制御部７０は、外径測定部２０によって測定された光ファイバ裸線３の外径に基づいて、第１〜第６方向変換器４０Ｆ，４０Ｇ，４０Ｈ，４０Ｉ，４０Ｊ，４０ＫのＺ方向の移動方向および移動速度を制御する。

第１〜第６方向変換器４０Ｆ，４０Ｇ，４０Ｈ，４０Ｉ，４０Ｊ，４０Ｋの移動方向および移動速度の制御について、図１１〜図１３を参照して詳しく説明する。図１１〜図１３は、方向変換器４０Ｆ，４０Ｇ，４０Ｈ，４０Ｉ，４０Ｊ，４０Ｋの動作を説明する説明図である。

図１１に示すように、方向変換器４０Ｆ，４０Ｇ，４０Ｈ，４０Ｉ，４０Ｊ，４０Ｋが停止しているときの光ファイバ裸線３の走行速度を「Ｖ_０」とする。

図１２に示すように、制御部７０は、例えば、光ファイバ裸線３の外径が第１基準値より大きくなると、外径の測定値に応じた測定信号を出力し、方向変換器４０Ｆ，４０Ｈ，４０Ｊを−Ｚ方向に移動させるとともに、方向変換器４０Ｇ，４０Ｉ，４０Ｋを＋Ｚ方向に移動させる。方向変換器４０Ｆ，４０Ｇ，４０Ｈ，４０Ｉ，４０Ｊ，４０Ｋの移動速度を「Ｖ_３」とする。これにより、光ファイバ母材２（図１０参照）からの光ファイバ裸線３の引出し速度は「Ｖ_０＋１２Ｖ_３」となる。光ファイバ裸線３の引出し速度が高くなることで、光ファイバ裸線３の外径は小さくなる。
一方、第６方向変換器４０Ｋより下流側の光ファイバ裸線３の走行速度は変化せず、「Ｖ_０」のままとなる。

図１３に示すように、制御部７０は、例えば、光ファイバ裸線３の外径が第２基準値より小さくなると、外径の測定値に応じた測定信号を出力し、方向変換器４０Ｆ，４０Ｈ，４０Ｊを＋Ｚ方向に移動させるとともに、方向変換器４０Ｇ，４０Ｉ，４０Ｋを−Ｚ方向に移動させる。方向変換器４０Ｆ，４０Ｇ，４０Ｈ，４０Ｉ，４０Ｊ，４０Ｋの移動速度を「Ｖ_４」とする。これにより、光ファイバ母材２（図１０参照）からの光ファイバ裸線３の引出し速度は「Ｖ_０−１２Ｖ_４」となる。光ファイバ裸線３の引出し速度が低くなることで、光ファイバ裸線３の外径は大きくなる。
一方、第６方向変換器４０Ｋより下流側の光ファイバ裸線３の走行速度は変化せず、「Ｖ_０」のままとなる。

製造装置１Ｃでは、製造装置１Ａ（図１参照）と同様に、第２方向変換器４０Ｅより下流側の光ファイバ裸線３の走行速度（光ファイバ素線５の引取り速度）に影響を与えずに、光ファイバ母材２からの光ファイバ裸線３の引出し速度を調整することができる。光ファイバ裸線３の引出し速度の調整によって、光ファイバ裸線３の外径変動を抑制することができる。また、光ファイバ素線５の引取り速度を一定にできるため、コーティング部６０および硬化部８０における条件（光ファイバ素線５の製造条件）を安定化することができる。よって、従来よりも長さ方向に均一な特性を有する光ファイバ素線５を製造できる。

製造装置１Ｃは、製造装置１Ａ（図１参照）と同様に、制御部７０における制御における応答性を高めることができる。よって、光ファイバ素線５の外径を均一化することができる。

製造装置１Ｃは、複数の可動式の方向変換器４０Ｆ，４０Ｇ，４０Ｈ，４０Ｉ，４０Ｊ，４０Ｋを備えるため、１つの方向変換器４０あたりの移動速度を小さくした場合でも、光ファイバ裸線３の引出し速度を十分に調整することができる。１つの方向変換器４０あたりの移動速度を小さくできるため、光ファイバ裸線３の脱線を起こりにくくすることができる。

以上、本発明の光ファイバ素線の製造装置および製造方法について説明してきたが、本発明は前記の例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
実施形態の製造装置では、制御部は、光ファイバ裸線の外径の測定値に基づいて方向変換器の移動方向および移動速度を制御するが、制御部は、方向変換器の移動方向および移動速度と併せて、光ファイバ素線の引取り速度を制御してもよい。この構成によれば、光ファイバ素線の引取り速度のみを制御対象とする場合に比べ、引取り速度の変動を小さくすることができる。よって、コーティング部および硬化部における条件を安定化することができる。また、実施形態の製造装置または製造方法では、方向変換器は少なくとも１個設けられていればよい。方向変換器は複数個設けられていても良い。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…光ファイバ素線の製造装置、２…光ファイバ母材、３…光ファイバ裸線、５…光ファイバ素線、６…被覆層、１０…紡糸部、４０，４０Ａ〜４０Ｋ，４０１，４０２…方向変換器、２０…外径測定部、２１…ガイド溝、２２…吹出し口、５０…移動機構、６０…コーティング部、７０…制御部。

Claims (6)

1. 光ファイバ母材を溶融紡糸して光ファイバ裸線を形成する紡糸部と、
   前記光ファイバ裸線の外径を測定する外径測定部と、
   前記光ファイバ裸線の走行方向を変換する少なくとも１つの方向変換器と、
   前記光ファイバ裸線の外周に被覆層を形成するコーティング部と、
   前記方向変換器の少なくとも１つが、前記紡糸部から前記コーティング部までの前記光ファイバ裸線の長さを増減させる方向に移動させる移動機構と、
   前記外径測定部によって測定された前記光ファイバ裸線の外径に基づいて前記移動機構による前記方向変換器の移動方向および移動速度を制御する制御部と、
   を備える、光ファイバ素線の製造装置。
2. 前記方向変換器は、前記光ファイバ裸線を案内するガイド溝を有し、
   前記ガイド溝内に、前記光ファイバ裸線を浮揚させる流体を導入する吹出し口が形成されている、請求項１記載の光ファイバ素線の製造装置。
3. 前記移動機構は、１つの前記方向変換器を移動可能に構成されている、請求項１または２記載の光ファイバ素線の製造装置。
4. 前記方向変換器は、複数設けられ、
   前記移動機構は、複数の前記方向変換器を移動可能に構成されている、請求項１または２記載の光ファイバ素線の製造装置。
5. 前記制御部は、前記光ファイバ裸線の外径が第１基準値より大きくなったときに、前記方向変換器を、前記紡糸部から前記コーティング部までの前記光ファイバ裸線の長さを増加させる方向に移動させ、
   または、
   前記光ファイバ裸線の外径が第２基準値より小さくなったときに、前記方向変換器を、前記紡糸部から前記コーティング部までの前記光ファイバ裸線の長さを短くする方向に移動させる、請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の光ファイバ素線の製造装置。
6. 紡糸部において光ファイバ母材を溶融紡糸して光ファイバ裸線を形成する工程と、
   前記光ファイバ裸線の外径を測定する工程と、
   前記光ファイバ裸線の走行方向を方向変換器によって変換する工程と、
   コーティング部において前記光ファイバ裸線の外周に被覆層を形成する工程と、
   を有し、
   前記方向変換器の少なくとも１つは、前記紡糸部から前記コーティング部までの前記光ファイバ裸線の長さを増減させる方向に移動可能とされ、
   前記光ファイバ裸線の外径の測定値に基づいて、前記方向変換器の移動方向および移動速度を調整する、光ファイバ素線の製造方法。

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