JP6695379B2 - 光ファイバの巻取方法、ボビン巻き光ファイバの製造方法、光ファイバの巻取装置、および光ファイバ素線の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバの巻取方法、ボビン巻き光ファイバの製造方法、光ファイバの巻取装置、および光ファイバ素線の製造方法に関する。

従来から、下記特許文献１に示されるような、光ファイバの巻取方法が知られている。この光ファイバの巻取方法は、巻取用のボビンをその軸方向に移動させるトラバース機構を用いている。トラバース機構は、ボビンに巻かれる光ファイバがボビンの鍔部に近づいた時に、ボビンに光ファイバを導く最終プーリに対するボビンの移動方向を反転させるように構成されている。

特開２０１４−１０５４号公報

近年では、光ファイバ母材の大型化や光ファイバ製造速度の高速化が進んでいる。製造効率を向上させるためには、１つのボビンに巻き取ることのできる光ファイバの長さを長くすることが求められる。
１つのボビンに巻き取り可能な光ファイバの長さを長くするためには、鍔部の内側面が径方向外側に向かうに従って軸方向外側に向かうように傾斜したテーパ付きボビンを用いることが有効である。

ところで、テーパ付きボビンを用いる場合には、鍔部の内側面が傾斜しているため、この傾斜面上に巻かれる光ファイバの軸方向における位置が、光ファイバの巻き量の増加に伴って変化する。このため、巻き状態を良好にするためには、巻き量の増加に合わせて、最終プーリに対するボビンの位置を精密に制御する必要がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、テーパ付きのボビンを用いて光ファイバを巻き取る際に、巻き状態を良好にすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る光ファイバの巻取方法は、胴部と、前記胴部の軸方向における両端部に設けられた鍔部と、を有し、前記鍔部の内側面が径方向外側に向かうに従って前記軸方向外側に向かうように傾斜したボビンを用いて光ファイバを巻き取る巻取工程を有し、前記光ファイバを前記ボビンへ導く最終プーリと前記ボビンとは、前記軸方向に沿ってトラバース速度Ｖ（ｍｍ／秒）で相対的に往復運動を行い、前記ボビンへの前記光ファイバの巻き位置から前記最終プーリまでの径方向における距離をＬ（ｍｍ）とし、θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｖ／Ｌ）から算出される遅れ角度をθ（ｒａｄ）とするとき、０．００５０≦θ≦０．１０００を満たす。

また、上記課題を解決するために、本発明の第２の態様に係るボビン巻き光ファイバの製造方法は、上記の光ファイバの巻取方法を用いて、前記ボビンに前記光ファイバを巻き取ることで、ボビン巻き光ファイバを得る工程を有する。

また、上記課題を解決するために、本発明の第３の態様に係る光ファイバの巻取装置は、胴部と、前記胴部の軸方向における両端部に設けられた鍔部と、を有し、前記鍔部の内側面が、径方向外側に向かうに従って前記軸方向外側に向かうように傾斜したボビンを取り付けるボビン取付部と、光ファイバを前記ボビンへ導く最終プーリと、前記ボビンと前記最終プーリとを、前記軸方向に沿ってトラバース速度Ｖ（ｍｍ／秒）で相対的に往復運動させるトラバース機構と、を備え、前記トラバース機構は、前記ボビンへの前記光ファイバの巻き位置から前記最終プーリまでの径方向における距離をＬ（ｍｍ）とし、θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｖ／Ｌ）から算出される遅れ角度をθ（ｒａｄ）とするとき、０．００５０≦θ≦０．１０００を満たすように、前記ボビンまたは前記最終プーリを往復運動させる。

また、上記課題を解決するために、本発明の第４の態様に係る光ファイバ素線の製造装置は、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周に被覆層を設けて光ファイバ素線を形成する被覆部と、前記光ファイバ素線を引き取る引取部と、前記の光ファイバの巻取装置と、を備える。

本発明の上記態様によれば、テーパ付きのボビンを用いて光ファイバを巻き取る際に、巻き状態を良好にすることができる。

光ファイバの製造装置の概略図である。 光ファイバを巻き取ったテーパ付きボビンの概略図である。 光ファイバの巻取装置の概略図である。 （ａ）〜（ｄ）は、ボビンに光ファイバが巻かれていく様子を示した概略図である。（ｅ）は、ボビンに光ファイバが理想的な状態で巻かれた際の、鍔部近傍の拡大図である。 （ａ）は、落ち込み現象を説明する概略図である。（ｂ）は、巻き上がり現象を説明する概略図である。 反転位置の更新頻度を説明する図であり、（ａ）はＮ=２の場合を示し、（ｂ）はＮ=１の場合を示す。 平巻きで光ファイバを巻き取ったボビンの概略図である。 テーパ巻きで光ファイバを巻き取ったボビンの概略図である。

以下、本実施形態に係る光ファイバの巻取方法、ボビン巻き光ファイバの製造方法、光ファイバの巻取装置、および光ファイバ素線の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
なお本明細書では、光ファイバ裸線に被覆が設けられたものを光ファイバ素線という。また、光ファイバ裸線および光ファイバ素線を総称して「光ファイバ」という。また、ボビンに光ファイバが巻かれたものを「ボビン巻き光ファイバ」という。

本実施形態の光ファイバ素線は、図１に示されるような製造装置１０によって、光ファイバ母材Ｍから線引きすることで製造される。製造装置１０は、紡糸部１と、冷却装置２と、被覆装置３および被覆硬化装置４を有する被覆部９と、引取部５と、ダンサー部６と、最終プーリ７と、巻取装置２０と、を備えている。
巻取装置２０は、図２に示すボビン８に光ファイバを巻き取る。

ボビン８は、製造された光ファイバを一時的に巻き取って保持するためのボビンである。ボビン８は、胴部８１と、一対の鍔部８２と、を有している。胴部８１は円筒状であり、一対の鍔部８２は、胴部８１の軸方向における両端部にそれぞれ配置されている。
胴部８１の外径（直径）は例えばφ３００ｍｍ〜６００ｍｍであり、胴部８１の軸方向における幅は例えば５００ｍｍ〜１５００ｍｍである。ボビン８の材質は、特に限定されないが、アルミニウムやステンレスなどの金属材料の他、塩化ビニル樹脂やＡＢＳ樹脂製などの樹脂材料などを適宜使用可能である。

（方向定義）
本実施形態では、ボビン８の中心軸Ｏに沿う方向を軸方向という。また、軸方向から見て、中心軸Ｏに交差する方向を径方向といい、中心軸Ｏを中心として周回する方向を周方向という。また、鍔部８２から見て、軸方向において胴部８１が位置する側を軸方向内側といい、その反対側を軸方向外側という。

鍔部８２のうち、軸方向内側を向く内側面８２ａは、径方向外側に向かうに従って漸次軸方向外側に向かうように傾斜している。すなわち、本実施形態のボビン８は、鍔部８２の内側面８２ａがテーパ面であるテーパ付きボビンである。このようなテーパ付きのボビン８を用いることで、巻き位置が径方向外側に向かうに従って軸方向の巻き量が多くなる、いわゆる「逆テーパ巻き」を行うことができる。逆テーパ巻きの利点については後述する。

（製造装置）
図１に示す紡糸部１は、光ファイバ母材Ｍを加熱する加熱炉（ヒータ）を備えている。紡糸部１では、光ファイバ母材Ｍを溶融紡糸して光ファイバ裸線を形成する紡糸工程が行われる。紡糸工程では、加熱炉内に挿入された光ファイバ母材Ｍを、例えば約２０００℃以上に加熱して溶融させる。
冷却装置２は、光ファイバ母材Ｍから引き出された光ファイバ裸線を冷却する。なお、冷却装置２を用いず、自然冷却によって光ファイバ裸線を冷却してもよい。

被覆装置３は、ダイコーティングなどによって、光ファイバ裸線の外周に、ＵＶ硬化型樹脂などの被覆層をコーティングする。その後、コーティングされたＵＶ硬化型樹脂などは、被覆硬化装置４によって硬化される。このように、被覆部９は、光ファイバ裸線の外周に被覆層を設けて光ファイバ素線を形成する。

被覆層は、例えばプライマリ層およびセカンダリ層の２層構造となっている。プライマリ層のヤング率は例えば０．３〜１．０ＭＰａ程度であり、セカンダリ層のヤング率は５００〜１５００ＭＰａ程度である。なお、被覆層は１層構造であってもよいし、３つ以上の層を有していてもよい。
引取部５は、光ファイバ素線を引き取る。引取部５は、例えば引取りキャプスタンであり、引取部５によって光ファイバ素線の線引き速度が決定される。線引き速度は例えば２５ｍ／ｓｅｃ以上である。

ダンサー部６は、引取部５と最終プーリ７との間に位置している。ダンサー部６は、位置が固定された固定プーリ６ａと、固定プーリ６ａに対して変位するダンサープーリ６ｂとを備える。ダンサー部６では、光ファイバは固定プーリ６ａおよびダンサープーリ６ｂに掛けまわされている。ダンサー部６は、線引き線速を決定する引取部５の引取速度と、ボビン８の巻取速度との差を補正する。
本実施形態では、引取速度は、紡糸工程における光ファイバ裸線の外径制御を行うために常に変動している。巻取速度は、ボビン８に巻かれる光ファイバの径方向の巻き位置（以下、巻き径という）と、ボビン８の回転数と、から換算される速度である。ボビン８の胴部８１および内側面８２ａには光ファイバが次々と巻かれるため、巻き取られた光ファイバ分の厚さ（巻き厚）によって、巻き径が次第に大きくなっていく。

例えば、巻取速度が一定速度の時、光ファイバ裸線の外径制御のため引取線速を速くした場合、引取部５と最終プーリ７との間で光ファイバが弛まないように、ダンサープーリ６ｂは、固定プーリ６ａから離れる方向に移動する。そのため、２つのプーリ６ａ、６ｂ間の距離が広がる。ダンサー部６は、２つのプーリ６ａ、６ｂの間の距離の変化（増分）を検知し、その増分に応じた信号を巻取装置２０に出力するように構成されている。当該信号は、２つのプーリ６ａ、６ｂ同士の距離または距離変化のデータそのものであってもよいし、このデータに基づいて巻取速度を変動させる指令であってもよい。

同様に、引取速度が遅くなった場合、２つのプーリ６ａ、６ｂの間の距離が減少するので、ダンサー部６はその減少分に応じた信号を巻取装置２０に出力する。
なお、ダンサー部６の構成は上記に限られず、適宜変更できる。

巻取装置２０は、ダンサー部６からの信号に基づいて、巻取速度を加速または減速させるように構成されている。このようにして、ダンサー部６および巻取装置２０は、引取速度の変動に応じて巻取速度を変化させるように構成されている。

最終プーリ７は、光ファイバの進行方向を変え、ボビン８へと導く。図１において、最終プーリ７の回転軸は、ボビン８の中心軸Ｏと平行に配置されている。図示の例に限らず、最終プーリ７の回転軸とボビン８の中心軸Ｏとは平行に配置されていなくてもよい。

図３に、最終プーリ７に対してボビン８を往復移動させる、ボビントラバース方式の巻取装置２０を示す。なお、ボビントラバース方式に限らず、ボビン８に対して最終プーリ７を移動させる方式の巻取装置２０を用いてもよい。
巻取装置２０は、光ファイバをボビン８に巻き取るため、ボビン８を周方向に回転させながら、所定の速度で軸方向にボビン８を往復運動させる。これにより、最終プーリ７に対するボビン８の軸方向における位置（以下、トラバース位置という）が規則的に変化する。

軸方向へボビン８を往復移動させる距離を、移動距離Ｗとする。また、１往復目（巻き始め時）の往復運動で移動する距離を初期トラバース距離Ｗ１とする。初期トラバース距離Ｗ１は、軸方向における胴部８１の幅と同等である。ボビン８を軸方向へ移動させることで、ボビン８における光ファイバの軸方向における巻き位置が変化する。したがって、軸方向で同一の箇所に連続して光ファイバが巻き取られることを抑えることができる。また、ボビン８を周方向に３６０°回転させるごとに、軸方向に光ファイバを所定のピッチ（巻きピッチ）で移動させながら巻くことができる。

図２に示すように、内側面８２ａが傾斜したテーパ付きのボビン８を用いた場合、巻き径の増大に伴って、移動距離Ｗを大きくする必要がある。移動距離Ｗを大きくするためには、往復運動における移動方向を反転させる位置（以下、「反転位置という」）を、徐々に軸方向外側に向けて変化させる必要がある。つまり、反転位置を、巻き径に応じて更新する必要がある。そして、反転位置の更新は、２つの鍔部８２のそれぞれに対して行う必要がある。ここで、ボビン８の一方の鍔部８２において、ある往復運動における反転位置と、それ以降の往復運動において変更された反転位置との軸方向における差を、トラバース移動量Ｗ２とする。

巻取装置２０は、ボビン８に光ファイバを巻き取ってボビン巻き光ファイバを得る巻取工程を行う。図３に示すように、巻取装置２０は、トラバース機構Ｔと、回転機構Ｒと、を備えている。トラバース機構Ｔは、ボビン８と最終プーリ７とを軸方向に相対的に往復運動させるように構成されている。回転機構Ｒは、ボビン８を周方向に回転させるように構成されている。
回転機構Ｒは、ボビン取付部２１と、ボビン回転用モータ２２と、を有している。ボビン取付部２１は、ボビン８を支持する。ボビン取付部２１として、図３の例では、ボビン８の中心軸Ｏを貫通しボビン８を固定可能な取付け軸を用いている。ボビン回転用モータ２２は、ボビン取付部２１に支持されたボビン８を周方向に回転させる。

トラバース機構Ｔは、サーボモータ２３と、ロータリーエンコーダ２４と、ボールネジ２５と、トラバース制御装置２６と、を備える。本実施形態のトラバース機構Ｔは、ボビン８および回転機構Ｒを、最終プーリ７に対して往復運動させる。サーボモータ２３は、ボールネジ２５を回転させることでボビン８および回転機構Ｒを軸方向に移動させるとともに、ボビン８または回転機構Ｒのトラバース位置および反転位置等を、トラバース制御装置２６からの指令に基づいて制御する。ボールネジ２５は、ボビン８のトラバース方向（軸方向）と平行に配置されており、外周面にねじが形成されている。ロータリーエンコーダ２４は、サーボモータ２３またはボールネジ２５の回転数、位相などを検出する。

トラバース制御装置２６は、ロータリーエンコーダ２４からの出力、サーボモータ２３の減速機（不図示）のギア比、およびボールネジ２５のネジのピッチなどの情報を用いて、トラバース位置を演算する。また、トラバース制御装置２６は、サーボモータ２３に指令を出力することで、ボビン８のトラバース位置や反転位置等を制御する。なお、トラバース制御装置２６は、トラバース制御システムとしてその他の制御装置等に組み込まれていてもよい。

さらに、巻取装置２０は、ボビン８の鍔部８２の位置を検知するために、鍔位置検出センサ２７を備える。鍔位置検出センサ２７は、ボビン８のトラバース時に移動しないように、例えば架台等に固定されている。鍔位置検出センサ２７は、光ファイバの巻き取りを開始する前に、ボビン取付部２１に装着されたボビン８の鍔部８２と胴部８１との境界位置Ｂ１、Ｂ２を予め検知する。本実施形態では、２つの鍔部８２に対応する２つの境界位置を、それぞれ第１境界位置Ｂ１および第２境界位置Ｂ２という。

鍔位置検出センサ２７として、例えばレーザ光による非接触の距離センサなどを用いることができる。距離センサを用いた場合、ボビン８を軸方向に移動させたときに、鍔位置検出センサ２７からボビン８までの径方向の距離が変化し始める部分を、境界位置Ｂ１、Ｂ２とすることができる。これにより、ボビン８ごとに異なる境界位置Ｂ１、Ｂ２を、巻取工程を開始する前に検出することができる。また、ボビン８をボビン取付部２１に取り付ける際のばらつきによる、境界位置Ｂ１、Ｂ２のズレを補正することができる。

境界位置Ｂ１、Ｂ２の情報は、アンプ２８を介してトラバース制御装置２６へ出力される。トラバース制御装置２６は、２つの境界位置Ｂ１、Ｂ２の情報を用いて、胴部８１の軸方向の幅、すなわち１往復目の往復運動における初期トラバース距離Ｗ１を決定する。

なお、図示は省略するが、最終プーリ７がボビン８に対して軸方向に往復運動するプーリトラバース方式の巻取装置を用いてもよい。この場合、最終プーリ７が往復運動するように上記のトラバース機構Ｔが構成され、鍔位置検出センサ２７は、最終プーリ７と共に動く架台に固定されていてもよい。このように、最終プーリ７とボビン８とが、軸方向に相対的に往復運動することができればよい。

光ファイバは、ボビン８に巻き付けられた後、不良部を除外する工程にて、良品候補部が適宜切り割られて、各良品候補部は５０ｋｍ〜３００ｋｍ程度の単長となる。良品候補部には、光学特性などの測定が実施される。測定の結果に基づき製品規格を満たした良品候補部は良品となり、製品として使用される。良品部は、出荷用ボビンに再度巻かれて出荷され、あるいはケーブル化まで実施されてから出荷される。
このように、製造された光ファイバは、各工程にてボビン８への巻き取りやボビン８からの繰り出しをされるため、ボビン８に適切な巻き状態で巻き取ることが重要になる。

ところで、近年ではコストダウンなどを目的として、光ファイバ母材Ｍの大型化が進んでいる。一例では１０００ｋｍ以上の光ファイバを製造可能な大型の光ファイバ母材Ｍが使用されており、より大きな光ファイバ母材Ｍでは、４０００ｋｍ以上の光ファイバを製造可能な場合がある。これに対して、所定の長さ（例えば５００ｋｍ、１０００ｋｍ）ごとに区切って光ファイバをボビン８に巻き取ることも可能であるが、光ファイバの製造効率を向上させるためには、１つのボビン８に巻き取られる光ファイバの量をなるべく大きくすることが好ましい。これにより、ボビン８を交換するための作業時間が短縮されるなどの効果が得られるためである。

光ファイバを１つのボビン８に巻き付ける方法としては、本実施形態の逆テーパ巻きの他に、平巻きまたはテーパ巻きなどの方法が挙げられる。平巻きおよびテーパ巻きでは、図７および図８に示すように、胴部１０１に対して鍔部１０２が直立したボビン１００を用いる。

平巻きとは、図７に示すように、軸方向の移動距離Ｗを、軸方向における胴部１０１の幅と同等にして光ファイバを巻き取る方法である。平巻きにおいて、例えば、鍔部１０２が軸方向内側に倒れていると、鍔部１０２の近傍に光ファイバを巻くことが難しくなる。逆に、鍔部１０２が軸方向外側に広がっていると、鍔部１０２近傍での光ファイバの巻き崩れを生じやすくなる。特に、より長く光ファイバを巻いた際には、光ファイバを巻いた時の圧力により鍔部１０２が軸方向外側に広がることがあり、より巻き崩れが生じやすくなる。また、鍔部１０２の広がりに応じて軸方向の移動距離Ｗを制御する方法も考えられるが、高速で回転するボビン１００の鍔部１０２の微小な広がりを検知し、移動距離Ｗの変更を適宜行うことは容易ではない。

テーパ巻きとは、図８に示すように、軸方向の移動距離Ｗを往復運動ごとに小さくしながら光ファイバを巻き取る方法である。この場合、ボビン１００に巻かれた光ファイバの層の断面形状は、径方向外側の部分よりも径方向内側の部分が長い略台形となる。テーパ巻きは、平巻きと比較し鍔部１０２付近での巻きくずれは発生しにくくなる。しかし、１層における光ファイバの巻き量が径方向外側に行くにしたがって小さくなるため、一つのボビン１００に巻き取ることが可能な光ファイバの長さが短くなる。

逆テーパ巻きとは、図２に示すように、テーパ付きのボビン８を用いて、巻き径が大きくなるに従って軸方向の移動距離Ｗを増やしながら光ファイバを巻き取る方法である。
逆テーパ巻きでは、平巻きと比較し一定量ずつ移動距離Ｗを増やすため、鍔部８２付近での巻き崩れが発生しにくい。また、テーパ巻きとは異なり、１層当たりの光ファイバの巻き量が径方向外側に進むに従って長くなるため、より長く光ファイバをボビン８に巻き取ることができる。

このように逆テーパ巻きは、巻き崩れの発生を抑えつつより長い光ファイバを巻き取ることができるという利点がある。しかしながら前述の通り、軸方向外側に向かって広がる鍔部８２に応じて、移動距離Ｗを適宜増加させていく必要がある。特に、紡糸工程において引取速度が高速化した場合、引取速度に応じて、最終プーリ７とボビン８とを軸方向に沿って相対的に移動させるトラバース速度Ｖを高速化させる必要があり、ボビン８の巻き状態を良好にすることは容易ではなかった。
以上の点を鑑みて、本願発明者らは、トラバース速度Ｖを高速化させつつ、巻き状態を良好にするための光ファイバの巻取方法について鋭意検討を行った。

（光ファイバの巻取方法）
本実施形態に係る光ファイバの巻取方法について、図４（ａ）〜（ｅ）を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、固定された最終プーリ７に対してボビン８を往復運動させる場合を説明するが、ボビン８を固定して最終プーリ７を往復運動させる場合も、動作は同様である。

まず、光ファイバの端末をボビン８の胴部８１に固定する。そして、ボビン８を回転させながら、ボビン８を軸方向に移動させる。図４（ａ）の例では、光ファイバの端末を胴部８１の軸方向中央部に取り付けて、ボビン８を紙面の左側に向けて移動させている。このとき、ボビン８が１回転するごとに、巻きピッチだけ光ファイバの巻き位置が軸方向に移動する。図４（ａ）において黒丸で示す光ファイバの層を、１巻目とする。すなわち、１巻目とは、１往復目の往路でボビン８に巻かれた光ファイバを指す。

鍔位置検出センサ２７にて予め測定したボビン８の第１境界位置Ｂ１まで光ファイバを巻き取った後、トラバース方向を逆向きに変化させる。つまり、１巻目における反転位置は、第１境界位置Ｂ１となる。
次に、図４（ｂ）に示すように、第２境界位置Ｂ２まで光ファイバを巻き取る。図４（ｂ）において白丸で示す光ファイバの層を、２巻目とする。すなわち、２巻目とは、１往復目の復路でボビン８に巻かれた光ファイバを指す。図４（ｂ）では、巻きピッチを光ファイバの外径の２倍としたため、１巻目（黒丸）の間に２巻目（白丸）が配置されている。

ここで、ボビン８に巻かれる光ファイバをなるべく長くするために、巻きピッチを光ファイバの外径と同等にして軸方向に光ファイバを隙間なく並べる、いわゆる整列巻きとすることが考えられる。しかし、ボビン８と光ファイバとの接触により発生する静電気、胴部８１表面の凹凸、巻取装置２０の振動や、最終プーリ７からボビン８の間の最終パスラインで生じる光ファイバの振動等のため、整列巻きとすることは容易ではない。このため、光ファイバ外径の１、２本分程度間隔を空けて巻かれるよう、巻きピッチは、光ファイバの外径の２〜３倍程度とすることが好ましい。

図４（ａ）〜（ｂ）の例では、巻きピッチを光ファイバ外径の２倍としたため、２巻目の光ファイバが１巻目の光ファイバの間に配置されている。この場合には、１巻目と２巻目とで巻き径は同一となるため、２巻目では移動距離Ｗを増加させなくてもよい。
図４（ｃ）に、４巻目（２往復目の復路）まで光ファイバを巻き取った状態のボビン８を示す。３〜４巻目の光ファイバは、１〜２巻目の光ファイバの上に積み上がるため、移動距離Ｗを増やす必要があると考えられる。
しかしながら、本実施形態では、後述の遅れ角度θを適切に設定することにより、往復運動の反転ごとに移動距離Ｗを増加させる必要がない。このため、４巻目まで巻き取った際にも、移動距離Ｗは増加させていない。

図４（ｄ）に、６巻目（３往復目の復路）まで光ファイバを巻き取った状態のボビン８を示す。光ファイバは３層重ねて巻かれている。このため、５〜６巻目の光ファイバでは、巻き径がさらに増大している。詳細は後述するが、５巻目および６巻目の往復移動では、各鍔部８２において、反転位置を軸方向外側に向けて、所定のトラバース移動量Ｗ２だけ移動させている。すなわち、本実施形態では、往復運動を２回行うごとに、各鍔部８２において反転位置を更新し、反転位置を軸方向外側に向けてトラバース移動量Ｗ２だけ移動させている。

図４（ｅ）は、ボビン８に光ファイバが理想的な状態で巻かれた際の、胴部８１と鍔部８２との境界近傍の拡大図である。図４（ｅ）では、１層目に含まれる光ファイバＦ１は、胴部８１の外周面上に巻かれており、光ファイバＦ１の径方向における位置は、互いに同等となっている。また、２層目に含まれる光ファイバＦ２の径方向における位置は、互いに同等となっている。同様に、３層目に含まれる光ファイバＦ３の径方向における位置も、互いに同等となっている。このように巻くためには、巻き径の増大および内側面８２ａの傾斜に応じて反転位置を更新し、反転位置を徐々に軸方向外側に移動させる必要がある。また、この反転位置の更新は、２つの鍔部８２のそれぞれについて行う必要がある。

ここで、反転位置の更新が不適切となった場合に生じる、いわゆる「落ち込み」および「巻き上がり」について説明する。
「落ち込み」は、図５（ａ）に示すように、１つの層における反転位置が理想的な位置よりも軸方向内側となることで、当該層の軸方向端部と内側面８２ａとの間に軸方向の隙間Ｓが生じてしまうことにより発生する。このような隙間Ｓが生じると、その次の層における軸方向端部が当該隙間Ｓに入り込む（落ち込む）。このため、落ち込みが生じた場合は、ある層の軸方向中央部に対して、当該層の軸方向端部が径方向内側に位置することになる。

「巻き上がり」とは、図５（ｂ）に示すように、反転位置が理想的な位置よりも軸方向外側となることで、１つの層における軸方向の端部が、鍔部８２の内側面８２ａに乗り上げてしまうことをいう。巻き上がりが生じた場合、ある層の軸方向中央部に対して、当該層の軸方向端部が径方向外側に位置することになる。
これらの現象が発生すると、ある層における径方向の位置が軸方向で不均一になり、その結果として巻き崩れが生じやすくなる。

ところで、上記した「巻き上がり」や「落ち込み」を抑止するために、鍔部８２の近傍におけるボビン８と最終プーリ７との位置関係を、内側面８２ａの傾斜の具合に応じて厳密に制御することも考えられる。しかしながら、トラバース機構Ｔに含まれる各種ギアのバックラッシュや、移動方向の反転に伴うボビン８と最終プーリ７との相対速度の増減などを考慮すると、鍔部８２の近傍では微細な巻きの乱れが発生する。このため、最終プーリ７に対するボビン８の位置の制御が、軸方向の巻き位置にそのまま反映されるとは限らない。したがって、鍔部８２の近傍において、光ファイバの軸方向における巻き位置を強制的に制御することについては、現実的ではない。

そこで本実施形態では、以下の「遅れ角度θ」の概念を用いて、光ファイバに適切な自由度を与える。そして、ボビン８の移動方向の反転時に、内側面８２ａの近傍において安定した位置に光ファイバが自動的に移動するように、遅れ角度θの範囲を設定する。以下、より詳細に説明する。

（遅れ角度θ）
遅れ角度θは、ボビン８に巻き取られる光ファイバのパスライン（最終パスライン）の、中心軸Ｏに直交する平面Ｐに対する傾きである。（図４（ａ）〜（ｄ）参照）遅れ角度θ（ｒａｄ）は、トラバース速度Ｖ（ｍｍ／秒）と、ボビン８への光ファイバの巻き位置から最終プーリ７までの径方向における距離Ｌ（ｍｍ）と、により、数式（１）から算出される。
θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｖ／Ｌ）・・・（１）

トラバース速度Ｖは、ボビントラバース方式においてはボビン８が軸方向に移動する速度である。プーリトラバース方式においては、最終プーリ７がボビン８の軸方向に移動する速度が、トラバース速度Ｖとなる。なお、トラバース速度Ｖは、往復運動において速度が定常状態となった時のボビン８または最終プーリ７の移動速度である。
距離Ｌは、光ファイバを胴部８１に巻き始める時には、胴部８１の外周面から最終プーリ７までの径方向における距離となる。光ファイバが胴部８１に巻かれ、巻き径が大きくなるに従い、距離Ｌは小さくなる。

また、本実施形態では、以下の「反転位置の更新」を所定の頻度とすることにより、鍔部８２付近に巻かれる光ファイバに適切な自由度を与える。そして、ボビン８の移動方向の反転時に、内側面８２ａの近傍において安定した位置に光ファイバが自動的に移動するように、反転位置の更新の頻度を設定する。

（反転位置の更新）
テーパ付きのボビン８では、光ファイバの巻き量の増加に合わせて反転位置を一定の頻度で軸方向外側に更新する必要がある。ここで、反転位置の更新の頻度について、図６（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）、（ｂ）の横軸は時間を表しており、縦軸はトラバース位置を表している。なお、図６（ａ）のグラフは、先述の図４（ａ）〜（ｄ）の動作に対応している。

図６（ａ）の時間Ｔ１において、トラバース位置は第１境界位置Ｂ１に到達しており、この第１境界位置Ｂ１を反転位置として、トラバース方向は反転している。同様に、時間Ｔ２において、トラバース位置は第２境界位置Ｂ２に到達しており、この第２境界位置Ｂ２を反転位置として、トラバース方向は反転している。
ここで時間Ｔ３、Ｔ４では、トラバース位置が再び境界位置Ｂ１、Ｂ２に到達しているが、本実施形態では時間Ｔ３、Ｔ４における反転位置を境界位置Ｂ１、Ｂ２から変更していない。そして、時間Ｔ５において初めて反転位置を変更しており、反転位置をトラバース移動量Ｗ２だけ軸方向外側に移動させている。

このように、図６（ａ）の動作では、１つの鍔部８２からみて、トラバース位置が２往復するごとに反転位置を更新している。本明細書では、反転位置の更新頻度を、正の自然数であるＮを用いて表す。例えば図６（ａ）の動作では、１つの鍔部８２から見て、往復運動を２回行うごとに反転位置を更新させているので、Ｎ＝２と表す。また、図６（ｂ）の動作では、１つの鍔部８２から見て、往復運動を１回行うごとに（すなわち毎回）反転位置を更新させているので、Ｎ＝１と表す。

以下、具体的な実施例を用いて、上記実施形態を説明する。なお、以下の実施例は本発明を限定するものではない。

実施例１〜６、比較例１〜４では、巻き取り条件を変更し、光ファイバをボビン８に巻き取った。
下記の巻き取り条件における「ボビンのテーパ角度」とは、平面Ｐに対する内側面８２ａの軸方向外側への傾きである。

「巻き始めでの距離Ｌ」は、光ファイバを胴部８１に巻き始める時の光ファイバの巻き位置から最終プーリ７までの径方向における距離である。すなわち、ボビン８の胴部８１の外周面から最終プーリ７までの距離である。
「巻き終わりでの距離Ｌ」は、目的の長さまで光ファイバをボビン８に巻き取った時の、光ファイバの巻き位置から最終プーリ７までの径方向における距離である。ボビン８に光ファイバを巻くと、胴部８１に巻かれた光ファイバの巻厚み分だけ距離Ｌが狭まるため、巻き終わりでの距離Ｌは、巻き始めでの距離Ｌよりも短くなっている。
「巻き始めでの遅れ角度θ」および「巻き終わりでの遅れ角度θ」は、数式（１）に、それぞれの距離Ｌとトラバース速度Ｖを代入し算出した値である。

「反転位置の更新頻度」、および「トラバース移動量Ｗ２」は、反転位置の更新の条件を示している。すなわち、ボビンの一方の鍔部８２において、往復運動Ｎ回毎に１回、トラバース移動量Ｗ２だけ移動距離Ｗを増加させたことを示している。例えば、下記の実施例１では、ボビン８の一方の鍔部８２において往復運動を２回行う毎にトラバース移動量Ｗ２（０．２ｍｍ）だけ移動距離Ｗを増加させている。

ここで、トラバース移動量Ｗ２は、巻きピッチや光ファイバの外径等を考慮した巻き径の増加分と、ボビン８の鍔部８２のテーパ角度と、により算出できる。一例として、鍔部８２が、平面Ｐに対して軸方向外側に４５°広がっているボビン８では、巻き径が径方向に１００μｍ増えた場合、一方の鍔部８２において、移動距離Ｗは軸方向に１００μｍだけ広がることになる。このように算出された値を基に、トラバース移動量Ｗ２を決定することができる。

「最小トラバース移動量」とは、巻取装置２０で設定可能なトラバース移動量Ｗ２の最小値である。最小トラバース移動量は、上記のトラバース移動量Ｗ２よりも十分に小さい。

（実施例１）
光ファイバの製造装置１０を用い、光ファイバの紡糸および巻き取りを行った。用いた光ファイバ母材Ｍの大きさは、紡糸長で３０００ｋｍに相当する。製造された光ファイバの外径は０．２５ｍｍであった。
・巻き取り条件
ボビンのテーパ角度：３０°
トラバース速度Ｖ：４ｍｍ／秒
巻き始めでの距離Ｌ：８００ｍｍ
巻き終わりでの距離Ｌ：６００ｍｍ
巻き始めでの遅れ角度θ：０．００５０ｒａｄ
巻き終わりでの遅れ角度θ：０．００６７ｒａｄ
反転位置の更新頻度：往復運動２回毎に１回（Ｎ＝２）
トラバース移動量Ｗ２：０．２ｍｍ
最小トラバース移動量：０．０５ｍｍ

上記条件で製造したボビン巻き光ファイバの巻き状態には、鍔部８２付近での巻き乱れは確認されず、軸方向における光ファイバの巻き径は均一であった。ボビン巻き光ファイバについて繰り出し試験を行ったところ、繰り出し時の異常や断線等は発生しなかった。

（実施例２）
実施例２は、実施例１と巻き取り条件が異なる。その他の条件は、実施例１と同様の条件であるため、説明を省略する。
・巻き取り条件
ボビンのテーパ角度：３０°
トラバース速度Ｖ：２５ｍｍ／秒
巻き始めでの距離Ｌ：３３５ｍｍ
巻き終わりでの距離Ｌ：２５０ｍｍ
巻き始めでの遅れ角度θ：０．０７４５ｒａｄ
巻き終わりでの遅れ角度θ：０．０９９７ｒａｄ
反転位置の更新頻度：往復運動５回毎に１回（Ｎ＝５）
トラバース移動量Ｗ２：０．５ｍｍ
最小トラバース移動量：０．００５ｍｍ

上記条件で製造したボビン巻き光ファイバの巻き状態には、鍔部８２付近での巻き乱れは確認されず、軸方向における光ファイバの巻き径は均一であった。ボビン巻き光ファイバについて繰り出し試験を行ったところ、繰り出し時の異常や断線等は発生しなかった。

（実施例３）
実施例３は、実施例１と巻き取り条件が異なる。その他の条件は、実施例１と同様の条件であるため、説明を省略する。
・巻き取り条件
ボビンのテーパ角度：３０°
トラバース速度Ｖ：１０ｍｍ／秒
巻き始めでの距離Ｌ：２００ｍｍ
巻き終わりでの距離Ｌ：１５０ｍｍ
巻き始めでの遅れ角度θ：０．０５００ｒａｄ
巻き終わりでの遅れ角度θ：０．０６６７ｒａｄ
反転位置の更新頻度：往復運動３回毎に１回（Ｎ＝３）
トラバース移動量Ｗ２：０．３ｍｍ
最小トラバース移動量：０．００２５ｍｍ

上記条件で製造したボビン巻き光ファイバの巻き状態には、鍔部８２付近での巻き乱れは確認されず、軸方向における光ファイバの巻き径は均一であった。ボビン巻き光ファイバについて繰り出し試験を行ったところ、繰り出し時の異常や断線等は発生しなかった。

（実施例４）
実施例４は、逆テーパボビンに巻かれた３０００ｋｍの光ファイバを巻き返し、３００ｋｍ毎に切り割りながらボビンに巻き返しを行った。その他の条件は、実施例１と同様の条件であるため、説明を省略する。
・巻き取り条件
ボビンのテーパ角度：４５°
トラバース速度Ｖ：４ｍｍ／秒
巻き始めでの距離Ｌ：８００ｍｍ
巻き終わりでの距離Ｌ：６００ｍｍ
巻き始めでの遅れ角度θ：０．００５０ｒａｄ
巻き終わりでの遅れ角度θ：０．００６７ｒａｄ
反転位置の更新頻度：往復運動５回毎に１回（Ｎ＝５）
トラバース移動量Ｗ２：０．６５ｍｍ
最小トラバース移動量：０．００５ｍｍ

上記条件で製造したボビン巻き光ファイバの巻き状態には、鍔部８２付近での巻き乱れは確認されず、軸方向における光ファイバの巻き径は均一であった。ボビン巻き光ファイバについて繰り出し試験を行ったところ、繰り出し時の異常や断線等は発生しなかった。

（実施例５）
実施例５は、実施例１と巻き取り条件が異なる。その他の条件は、実施例１と同様の条件であるため、説明を省略する。
・巻き取り条件
ボビンのテーパ角度：３０°
トラバース速度Ｖ：２０ｍｍ／秒
巻き始めでの距離Ｌ：４００ｍｍ
巻き終わりでの距離Ｌ：２００ｍｍ
巻き始めでの遅れ角度θ：０．０５００ｒａｄ
巻き終わりでの遅れ角度θ：０．０９９７ｒａｄ
反転位置の更新頻度：往復運動２回毎に１回（Ｎ＝２）
トラバース移動量Ｗ２：０．２ｍｍ
最小トラバース移動量：０．００２５ｍｍ

上記条件で製造したボビン巻き光ファイバの巻き状態には、鍔部８２付近での巻き乱れは確認されず、軸方向における光ファイバの巻き径は均一であった。ボビン巻き光ファイバについて繰り出し試験を行ったところ、繰り出し時の異常や断線等は発生しなかった。

（実施例６）
実施例６は、実施例１と巻き取り条件が異なる。その他の条件は、実施例１と同様の条件であるため、説明を省略する。
・巻き取り条件
ボビンのテーパ角度：３０°
トラバース速度Ｖ：８ｍｍ／秒
巻き始めでの距離Ｌ：４００ｍｍ
巻き終わりでの距離Ｌ：２５０ｍｍ
巻き始めでの遅れ角度θ：０．０２００ｒａｄ
巻き終わりでの遅れ角度θ：０．０３２０ｒａｄ
反転位置の更新頻度：往復運動４回毎に１回（Ｎ＝４）
トラバース移動量Ｗ２：０．８ｍｍ
最小トラバース移動量：０．００２５ｍｍ

上記条件で製造したボビン巻き光ファイバの巻き状態には、鍔部８２付近での巻き乱れは確認されず、軸方向における光ファイバの巻き径は均一であった。ボビン巻き光ファイバについて繰り出し試験を行ったところ、繰り出し時の異常や断線等は発生しなかった。

（比較例１）
比較例１は、実施例１と巻き取り条件が異なる。また、反転位置の更新頻度、トラバース移動量Ｗ２を変更し、２つの反転位置の更新の条件Ａ、Ｂでそれぞれボビン８に光ファイバを巻き取った。その他の条件は、実施例１と同様の条件であるため、説明を省略する。
・巻き取り条件
ボビンのテーパ角度：３０°
トラバース速度Ｖ：３ｍｍ／秒
巻き始めでの距離Ｌ：６５０ｍｍ
巻き終わりでの距離Ｌ：６１０ｍｍ
巻き始めでの遅れ角度θ：０．００４６ｒａｄ
巻き終わりでの遅れ角度θ：０．００４９ｒａｄ
（反転位置の更新の条件Ａ）
反転位置の更新頻度：往復運動２回毎に１回（Ｎ＝２）
トラバース移動量Ｗ２：０．２ｍｍ
（反転位置の更新の条件Ｂ）
反転位置の更新頻度：往復運動５回毎に１回（Ｎ＝５）
トラバース移動量Ｗ２：０．５ｍｍ
最小トラバース移動量：０．０５ｍｍ

上記の２つの条件Ａ、Ｂで製造したいずれのボビン巻き光ファイバにおいても、両側の鍔部８２付近での巻き乱れが確認された。また、軸方向における光ファイバの巻き径が不均一で表面に凹凸が観察された。ボビン巻き光ファイバについて繰り出し試験を行ったところ、ボビンからの繰り出し時に送出しダンサーでの乱れ（ハンチング）が発生し、断線が１回生じた。

（比較例２）
比較例２は、比較例１と巻き取り条件が異なる。その他の条件は、比較例１と同様の条件であるため、説明を省略する。
・巻き取り条件
ボビンのテーパ角度：３０°
トラバース速度Ｖ：４ｍｍ／秒
巻き始めでの距離Ｌ：８００ｍｍ
巻き終わりでの距離Ｌ：６００ｍｍ
巻き始めでの遅れ角度θ：０．００５０ｒａｄ
巻き終わりでの遅れ角度θ：０．００６７ｒａｄ
（反転位置の更新の条件Ｃ）
反転位置の更新頻度：往復運動１回毎に１回（Ｎ＝１）
トラバース移動量Ｗ２：０．１ｍｍ
（反転位置の更新の条件Ｄ）
反転位置の更新頻度：往復運動６回毎に１回（Ｎ＝６）
トラバース移動量Ｗ２：０．６ｍｍ
最小トラバース移動量：０．０５ｍｍ

上記の２つの条件Ｃ、Ｄで製造したいずれのボビン巻き光ファイバにおいても、両側の鍔部８２付近での巻き乱れが確認された。また、軸方向における光ファイバの巻き径が不均一で表面に凹凸が観察された。ボビン巻き光ファイバについて繰り出し試験を行ったところ、ボビンからの繰り出し時に送出しダンサーでのハンチングが発生し、断線が２回生じた。

（比較例３）
比較例３は、比較例１と巻き取り条件が異なる。その他の条件は、比較例１と同様の条件であるため、説明を省略する。
・巻き取り条件
ボビンのテーパ角度：３０°
トラバース速度Ｖ：３０ｍｍ／秒
巻き始めでの距離Ｌ：３５０ｍｍ
巻き終わりでの距離Ｌ：２８０ｍｍ
巻き始めでの遅れ角度θ：０．０８５５ｒａｄ
巻き終わりでの遅れ角度θ：０．１０６７ｒａｄ
（反転位置の更新の条件Ｅ）
反転位置の更新頻度：往復運動１回毎に１回（Ｎ＝１）
トラバース移動量Ｗ２：０．１ｍｍ
（反転位置の更新の条件Ｆ）
反転位置の更新頻度：往復運動６回毎に１回（Ｎ＝６）
トラバース移動量Ｗ２：０．６ｍｍ
最小トラバース移動量：０．００５ｍｍ

上記の２つの条件Ｅ、Ｆで製造したいずれのボビン巻き光ファイバにおいても、両側の鍔部８２付近での巻き乱れが確認された。また、軸方向における光ファイバの巻き径が不均一で表面に凹凸が観察された。ボビン巻き光ファイバについて繰り出し試験を行ったところ、ボビンからの繰り出し時に送出しダンサーでのハンチングが発生し、断線が３回生じた。

（比較例４）
比較例４は、比較例１と巻き取り条件が異なる。その他の条件は、比較例１と同様の条件であるため、説明を省略する。
・巻き取り条件
ボビンのテーパ角度：３０°
トラバース速度Ｖ：４０ｍｍ／秒
巻き始めでの距離Ｌ：３５０ｍｍ
巻き終わりでの距離Ｌ：２８０ｍｍ
巻き始めでの遅れ角度θ：０．１１３８ｒａｄ
巻き終わりでの遅れ角度θ：０．１４１９ｒａｄ
（反転位置の更新の条件Ｇ）
反転位置の更新頻度：往復運動２回毎に１回（Ｎ＝２）
トラバース移動量Ｗ２：０．１ｍｍ
（反転位置の更新の条件Ｈ）
反転位置の更新頻度：往復運動５回毎に１回（Ｎ＝５）
トラバース移動量Ｗ２：０．５ｍｍ
最小トラバース移動量：０．００５ｍｍ

上記の２つの条件Ｇ、Ｈで製造したいずれのボビン巻き光ファイバにおいても、両側の鍔部８２付近での巻き乱れが確認された。また、軸方向における光ファイバの巻き径が不均一で表面に凹凸が観察された。ボビン巻き光ファイバについて繰り出し試験を行ったところ、ボビンからの繰り出し時に送出しダンサーでのハンチングが発生し、断線が２回生じた。

以上の実施例および比較例の結果をまとめると、下記表１のようになる。
なお、表１の「Ｎ」は、反転位置の更新頻度を表している。例えば実施例１では、往復運動を２回行うごとに、反転位置を更新しているため、Ｎ＝２と表示している。
また、表１の「Ｌ初期」および「θ初期」はそれぞれ、巻き始めでの距離Ｌおよび巻き始めでの遅れ角度θを表している。また表１の「Ｌ終わり」および「θ終わり」はそれぞれ、巻き終わりでの距離Ｌおよび巻き終わりでの遅れ角度θを表している。
「結果」では、製造したボビン巻き光ファイバの巻き状態が良好であった場合にＯＫ（良好）を表示し、巻き状態に巻き乱れがあった場合にＮＧ（不良）を表示している。

表１に示すように、実施例１〜６では、Ｎ＝２〜５で、遅れ角度θが０．００５０以上０．０９９７以下としたところ、トラバース速度Ｖが４ｍｍ／秒以上の高速の巻き取り条件においても、良好な巻き状態のボビン巻き光ファイバを得ることができた。
しかしながら、Ｎ＝１または６であった比較例２、３では、遅れ角度θの値によらず、良好な巻き状態のボビン巻き光ファイバを得ることができなかった。
また、比較例１、４では、Ｎ＝２または５であり、遅れ角度θが０．００４９以下または０．１１３８以上であったが、良好な巻き状態のボビン巻き光ファイバを得ることができなかった。

これらの結果から、遅れ角度θ、および反転位置の更新の頻度の好ましい範囲は以下の通りである。
遅れ角度θ（ｒａｄ）が、実施例１では０．００５０であり、比較例１では０．００４９であった。また、実施例２、および５では、０．０９９７であり、比較例４では０．１１３８であった。このことから、遅れ角度θ（ｒａｄ）は０．００５０以上０．１０００以下であることが好ましい。
さらに、比較例２、３の結果から、遅れ角度θ（ｒａｄ）は０．００５０以上０．１０００以下で、かつ反転位置の更新の頻度が２回以上５回以下であることが望ましい。

次に、遅れ角度θと、反転回数の更新頻度を表すＮと、の上下限値の臨界的意義について、より詳しく説明する。

まず、遅れ角度θが小さい場合を考える。遅れ角度θが小さい場合は、トラバース速度Ｖに対して距離Ｌが過剰に大きく、光ファイバの自由度が過剰に大きいことを意味している。自由度が大きすぎる場合、ボビン８の軸方向の位置制御による光ファイバの巻き位置（着地点）の調整の感度が小さくなりすぎて、巻き位置を有効に調節することができず、光ファイバの層ごとの軸方向の端部の位置が不安定になる。その結果、例えば図５（ａ）に示すように、光ファイバの層と鍔部８２との間に軸方向の隙間Ｓが生じて、次の層で「落ち込み」現象が生じる要因となる。そして表１の結果によれば、遅れ角度θを０．００５０以上とすることで、光ファイバの自由度が過剰に大きくなることを抑止できると考えられる。

次に、遅れ角度θが大きい場合を考える。遅れ角度θが大きい場合は、トラバース速度Ｖに対して距離Ｌが過剰に小さく、光ファイバの自由度が過剰に小さいことを意味している。自由度が小さすぎる場合、光ファイバの巻き位置の自動補正が働かず、最終プーリ７に対するボビン８の相対速度の増減やトラバース機構Ｔのバックラッシュの影響により、巻き乱れが発生しやすくなる。その結果、例えば図５（ｂ）に示すように、「巻き上がり」現象が生じやすくなる。そして表１の結果によれば、遅れ角度θを０．１０００以下とすることで、光ファイバの自由度が過剰に小さくなることを抑止できると考えられる。

また、表１の結果より、反転位置の更新を往復運動のたびに毎回実施する（つまりＮ＝１とする）よりも、往復運動を２回以上、５回以下行うごとに実施することで、巻き状態が安定することが判った。これは、反転位置の更新を往復運動の２回以上、５回以下毎に実施することで、光ファイバがバランスよく安定する場所に自動で転がる自由度を与えることができたためと考えられる。例えば、遅れ角度θが発生することで、鍔部８２付近では、微細な巻きの乱れが発生する場合がある。このような理由で、微細な巻きの乱れが発生した際にも、適切な自由度があるため、巻きの乱れを補正するように上層の光ファイバが配置することができる。

これに対して、例えば比較例２の条件Ｃでは、遅れ角度θが０．００５０以上０．１０００以下であるにもかかわらず、鍔部８２付近での巻き乱れが確認された。これは、反転位置の更新を往復運動毎に実施したために、上述の自由度が低くなり、下層の光ファイバの巻き乱れを加味した巻き状態とすることができなかったためと考えられる。つまり、微細な巻き乱れが補正されないままさらに上層に光ファイバが巻かれたことで、巻き量が増えると目視で確認できるほどの巻き上がりや落ち込みが発生したと考えられる。

また、比較例２の条件Ｄでは、反転位置の更新を６回の往復運動ごとに実施した（Ｎ＝６とした）が、良好な結果が得られなかった。ここで、Ｎの値が大きくなるほど、光ファイバの自由度は上がるため、より良好な結果が得られるとも考えられる。しかしながら、例えばＮ＝６とすると、一度に増加させるトラバース移動量Ｗ２が、Ｎ＝１の場合と比較して、約６倍となる。つまり、Ｎの値が大きいほど、反転位置を大きく移動させることになる。この場合、急激なトラバース移動量Ｗ２の増加に対応できず、鍔部８２付近で巻きの乱れが発生すると考えられる。

以上説明したように、本実施形態の光ファイバの巻取方法は、胴部８１と、胴部８１の軸方向における両端部に設けられた鍔部８２と、を有し、鍔部８２の内側面８２ａが径方向外側に向かうに従って軸方向外側に向かうように傾斜したボビン８を用いて光ファイバを巻き取る、光ファイバの巻取方法であって、光ファイバをボビン８へ導く最終プーリ７とボビン８とは、軸方向に沿ってトラバース速度Ｖ（ｍｍ／秒）で相対的に往復運動を行い、ボビン８への光ファイバの巻き位置から最終プーリ７までの径方向における距離をＬ（ｍｍ）とし、θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｖ／Ｌ）から算出される遅れ角度をθ（ｒａｄ）とするとき、０．００５０≦θ≦０．１０００を満たす。

トラバース速度Ｖが高速になると、光ファイバの巻取時に微細な巻きの乱れが発生しやすくなる。特に、鍔部８２付近では、移動方向の反転に伴うボビン８と最終プーリ７との相対速度の増減のため、さらに巻き乱れが発生しやすくなる。
遅れ角度θを上述の範囲内とすることで、微細な巻きの乱れが発生した時にも、光ファイバがバランスよく安定する場所に自動で転がる自由度を光ファイバに与えることができるため、巻き状態を良好にすることができる。

また、往復運動をＮ回行うごとに、それぞれの鍔部８２において往復運動における移動方向を反転させる反転位置を軸方向外側に更新させ、前記Ｎは２以上５以下の自然数とすることが好ましい。
鍔部８２の内側面８２ａが傾斜しているテーパ付きのボビン８では、光ファイバの巻き量の増加に合わせて、内側面８２ａ上に巻かれる光ファイバの巻き位置を制御する必要がある。反転位置の更新の頻度を上記範囲内とすることで、鍔部８２付近において、光ファイバがバランスよく安定する場所に自動で転がる自由度を光ファイバに与えることができるため、巻き状態を良好にすることができる。

また、遅れ角度θが０．００５０≦θ≦０．０５００を満たし、Ｎの値を３以上５以下とした場合には、光ファイバの巻き状態をより良好にすることができる。

また、本実施形態のボビン巻き光ファイバの製造方法は、上記の光ファイバの巻取方法を用いて、ボビン８に光ファイバを巻き取ることで、ボビン巻き光ファイバを得る工程を有する。
これにより、巻き状態の良好なボビン巻き光ファイバを製造することができる。

また、本実施形態の光ファイバの巻取装置２０は、胴部８１と、胴部８１の軸方向における両端部に設けられた鍔部８２と、を有し、鍔部８２の内側面８２ａが、径方向外側に向かうに従って軸方向外側に向かうように傾斜したボビン８を用いて光ファイバを巻き取る、光ファイバの巻取装置であって、光ファイバをボビン８へ導く最終プーリ７と、ボビン８と最終プーリ７とを、軸方向に沿ってトラバース速度Ｖ（ｍｍ／秒）で相対的に往復運動させるトラバース機構Ｔと、を備え、トラバース機構Ｔは、ボビン８への光ファイバの巻き位置から最終プーリ７までの径方向における距離をＬ（ｍｍ）とし、θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｖ／Ｌ）から算出される遅れ角度をθ（ｒａｄ）とするとき、０．００５０≦θ≦０．１０００を満たすように、ボビン８または最終プーリ７を往復運動させる。
これにより、上述の作用効果を得ることができる。

また、本実施形態の光ファイバ素線の製造装置１０は、光ファイバ母材Ｍを溶融紡糸して光ファイバ裸線を形成する紡糸部１と、光ファイバ裸線の外周に被覆層を設けて光ファイバ素線を形成する被覆部９と、光ファイバ素線を引き取る引取部５と、光ファイバの巻取装置２０と、を備える。

これにより、光ファイバの製造線速が高速化した場合でも、ボビン８での光ファイバの巻き状態を良好にすることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、前記実施形態では、巻きピッチを光ファイバの外径の２倍としたが、２倍以下または２倍以上としてもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。

１…紡糸部 ５…引取部 ７…最終プーリ ８…ボビン ９…被覆部 １０…製造装置 ２０…巻取装置 ２１…ボビン取付部 ８１…胴部 ８２…鍔部 ８２ａ…内側面 Ｔ…トラバース機構 Ｌ…距離 Ｖ…トラバース速度 θ…遅れ角度

Claims (6)

1. 胴部と、前記胴部の軸方向における両端部に設けられた鍔部と、を有し、前記鍔部の内側面が径方向外側に向かうに従って前記軸方向外側に向かうように傾斜したボビンを用いて光ファイバを巻き取る巻取工程を有し、
   前記光ファイバを前記ボビンへ導く最終プーリと前記ボビンとは、前記軸方向に沿ってトラバース速度Ｖ（ｍｍ／秒）で相対的に往復運動を行い、
   前記最終プーリから前記ボビンに巻き取られる前記光ファイバのパスラインは、前記ボビンの中心軸に直交する平面に対して、前記最終プーリから前記光ファイバが離れる離隔点を中心として、前記ボビンに前記光ファイバが巻き取られる巻取点が前記トラバース速度Ｖで前記ボビンに対して前記最終プーリが相対的に進行する方向における前記離隔点の後方に位置するように遅れ角度θ（ｒａｄ）まで傾いており、
   前記遅れ角度θは、前記ボビンへの前記光ファイバの巻き位置から前記最終プーリまでの径方向における距離をＬ（ｍｍ）とするとき、θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｖ／Ｌ）から算出され、０．００５０≦θ≦０．１０００を満たす、光ファイバの巻取方法。
2. 前記往復運動をＮ回行うごとに、それぞれの前記鍔部において前記往復運動における移動方向を反転させる反転位置を前記軸方向外側に更新させ、
   前記Ｎは２以上５以下の自然数である、請求項１に記載の光ファイバの巻取方法。
3. 前記遅れ角度θが０．００５０≦θ≦０．０５００を満たし、
   前記Ｎが３以上５以下の自然数である、請求項２に記載の光ファイバの巻取方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の光ファイバの巻取方法を用いて、前記ボビンに前記光ファイバを巻き取ることで、ボビン巻き光ファイバを得る工程を有する、ボビン巻き光ファイバの製造方法。
5. 胴部と、前記胴部の軸方向における両端部に設けられた鍔部と、を有し、前記鍔部の内側面が、径方向外側に向かうに従って前記軸方向外側に向かうように傾斜したボビンを取り付けるボビン取付部と、
   光ファイバを前記ボビンへ導く最終プーリと、
   前記ボビンと前記最終プーリとを、前記軸方向に沿ってトラバース速度Ｖ（ｍｍ／秒）で相対的に往復運動させるトラバース機構と、を備え、
   前記最終プーリから前記ボビンに巻き取られる前記光ファイバのパスラインは、前記ボビンの中心軸に直交する平面に対して、前記最終プーリから前記光ファイバが離れる離隔点を中心として、前記ボビンに前記光ファイバが巻き取られる巻取点が前記トラバース速度Ｖで前記ボビンに対して前記最終プーリが相対的に進行する方向における前記離隔点の後方に位置するように遅れ角度θ（ｒａｄ）まで傾いており、
   前記遅れ角度θは、前記ボビンへの前記光ファイバの巻き位置から前記最終プーリまでの径方向における距離をＬ（ｍｍ）とするとき、θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｖ／Ｌ）から算出され、
   前記トラバース機構は、０．００５０≦θ≦０．１０００を満たすように、前記ボビンまたは前記最終プーリを往復運動させる、光ファイバの巻取装置。
6. 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周に被覆層を設けて光ファイバ素線を形成する被覆部と、
   前記光ファイバ素線を引き取る引取部と、
   請求項５に記載の光ファイバの巻取装置と、を備える、光ファイバ素線の製造装置。

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