JPH11337745A - プラスチック光ファイバの製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より外径変動の小さなプラスチック光ファイ
バを製造することが可能なプラスチック光ファイバの製
造装置及び製造方法を提供すること。 【解決手段】 プラスチックで形成されたプリフォーム
Ｐを加熱溶融させ繊維状に引き伸ばすための加熱溶融炉
２の下方に、そのプラスチック光ファイバＦを形成する
材料のガラス転移点よりも５０℃以上低い一定温度とな
るように加熱制御された定温加熱部２０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プリフォームか
らの線引きによりプラスチック光ファイバを製造するプ
ラスチック光ファイバの製造装置及び製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック光ファイバの製造装置の一
つとして、例えば、特開平７−２３４３２４号公報や特
開平７−２３４３２５公報に開示の如く、線引きによる
方法を用いたものがある。

【０００３】このプラスチック光ファイバ製造装置は、
図６に示すように、炉心管２０１の外周囲に加熱溶融ヒ
ータ２０２を配設するとともにそのさらに外周囲を断熱
壁２０３で囲うことにより形成した加熱溶融炉２０４を
備える。この加熱溶融炉２０４内にはガス供給管２０５
を介して窒素ガスや希ガス等の不活性ガスが送り込まれ
る。

【０００４】そして、プラスチックにより形成されたプ
リフォームＰを加熱溶融炉２０４内に一定速度で導入し
てこれを加熱溶融させ、そのプリフォームＰから繊維状
にプラスチック光ファイバＦを線引きして加熱溶融炉２
０４の下方へ引出す構成となっている。なお、このよう
にプラスチック光ファイバＦを線引きする際、その形成
材料であるポリマがそのファイバ軸方向に沿って配向さ
れる。

【０００５】ところで、上述のような製造装置において
は、一般的には、引出されるプラスチック光ファイバＦ
の半径（ｒ）は、加熱溶融炉２０４へのプリフォームＰ
の導入速度（Ｖ）とプリフォームＰの半径（Ｒ）とプラ
スチック光ファイバＦの引出速度（ｖ）との間に、下記
式、 ２ｒ＝２Ｒ（Ｖ／ｖ）^1/2 によって示される関係がある。

【０００６】このため、一般的には、製造したいプラス
チック光ファイバＦの半径（ｒ）に応じてプラスチック
光ファイバＦの引出速度（ｖ）等の製造条件を決定して
いる。

【０００７】しかしながら、上記式に従って、プラスチ
ック光ファイバＦの引出速度（ｖ）等の製造条件を決定
しても、製造されたプラスチック光ファイバＦには外径
変動が生じる。

【０００８】これは、プラスチック光ファイバＦの半径
（ｒ）は溶融ヒータ２０２の温度によっても左右される
こと、即ち、プリフォームＰの加熱温度が一定でなけれ
ば、プラスチック光ファイバＦに外径変動を生じること
が主要因と考えられる。

【０００９】例えば、溶融ヒータ２０２の温度を±０．
５℃で制御するとともに、直径７５０μｍのプラスチッ
ク光ファイバＦとなるように引出速度（ｖ）等の諸製造
条件を設定して、その製造を行ったところ±８０μｍの
外径変動が生じた。また、溶融ヒータ２０２の温度の制
御を±０．２℃の精度で行ったところ、±５０μｍの外
径変動となった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プラスチッ
ク光ファイバＦ同士の結合やそのプラスチック光ファイ
バＦをフェルールに挿入する際を考慮すると、プラスチ
ック光ファイバＦの外径変動はなるべく小さいことが好
ましい。

【００１１】例えば、ＪＩＳのＣ６８３７規格では、全
プラスチックマルチモード光ファイバ素線において±６
％以下の外径変動となるように要求されている。つま
り、プラスチック光ファイバＦの直径が７５０μｍであ
れば±４５μｍ以下の外径変動が要求されており、直径
が５００μｍであれば±３０μｍ以下の外径変動となる
ように要求されている。

【００１２】しかしながら、溶融ヒータ２０２の温度制
御の精度を向上させるだけでは、外径変動を十分に小さ
く抑えることはできない。

【００１３】そこで、溶融ヒータ２０２の加熱温度の他
に、プラスチック光ファイバＦの外径変動に影響を与え
る要因を解明すると、加熱溶融炉２０４から引出したプ
ラスチック光ファイバＦの冷却工程にもその外径変動の
要因が存在することがわかった。

【００１４】これは、例えば、図６の製造装置におい
て、長さ２００ｍｍの加熱溶融炉２０４から引出した直
後のプラスチック光ファイバＦはおよそ７２℃の温度を
有しており、このような温度のプラスチック光ファイバ
Ｆであればその粘弾性により外径変動を生ずるような変
形をするからであると考えられる。

【００１５】そこで、この発明は上述したような問題を
解決すべくなされたもので、より外径変動の小さなプラ
スチック光ファイバを製造することが可能なプラスチッ
ク光ファイバの製造装置及び製造方法を提供することを
目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明の請求項１記載のプラスチック光ファイバ
の製造装置は、プラスチックで形成されたプリフォーム
を加熱溶融炉内に導入して、加熱溶融させ、繊維状に引
き伸ばすプラスチック光ファイバの製造装置であって、
前記加熱溶融炉の下方に、前記プラスチック光ファイバ
を形成する材料のガラス転移点よりも５０℃以上低い一
定温度となるように加熱制御された定温維持手段を設
け、前記加熱溶融炉から繊維状に引出されたプラスチッ
ク光ファイバを前記定温維持手段に通して冷却するよう
にしている。

【００１７】また、請求項２記載のプラスチック光ファ
イバの製造装置は、プラスチックで形成されたプリフォ
ームを加熱溶融炉内に導入して、加熱溶融させ、繊維状
に引き伸ばすプラスチック光ファイバの製造装置であっ
て、前記加熱溶融炉の下方に、その加熱溶融炉からのプ
ラスチック光ファイバの引出方向に沿って複数の定温維
持手段を設け、それら各定温維持手段がプラスチック光
ファイバの引出方向の下流側に向かうに従って前記加熱
溶融炉の加熱温度よりも順次低くなる一定温度となるよ
うに加熱制御されるとともに、それらのうちの最も下流
側の定温維持手段が前記プラスチック光ファイバを形成
する材料のガラス転移点よりも５０℃以上低い一定温度
となるように加熱制御され、前記加熱溶融炉から繊維状
に引出されたプラスチック光ファイバを前記複数の定温
維持手段に順次通して冷却するようにしている。

【００１８】さらに、この発明の請求項３記載のプラス
チック光ファイバの製造装置は、プラスチックで形成さ
れたプリフォームを加熱溶融炉内に導入して、加熱溶融
させ、繊維状に引き伸ばすプラスチック光ファイバの製
造装置であって、前記加熱溶融炉の下方に、外部雰囲気
温度よりも低い一定温度となるように冷却制御された冷
却器を設け、前記加熱溶融炉から繊維状に引出されたプ
ラスチック光ファイバを前記冷却器に通して冷却するよ
うにしている。

【００１９】なお、この発明の請求項４記載のプラスチ
ック光ファイバの製造装置は、プラスチックで形成され
たプリフォームを加熱溶融炉内に導入して、加熱溶融さ
せ、繊維状に引き伸ばすプラスチック光ファイバの製造
装置であって、前記加熱溶融炉から引出されたプラスチ
ック光ファイバの引出経路のうちの前記加熱溶融炉より
も下方側の経路部分を断熱性の容体により覆うことによ
り冷却室を形成し、その冷却室内に前記プラスチック光
ファイバを形成する材料のガラス転移点よりも５０℃以
上低い一定温度となるように調温された冷却気体を循環
させる循環手段を設け、前記加熱溶融炉から引出された
繊維状のプラスチック光ファイバを前記冷却室に通して
冷却するようにしている。

【００２０】また、この発明の請求項５記載のプラスチ
ック光ファイバの製造装置は、プラスチックで形成され
たプリフォームを加熱溶融炉内に導入して、加熱溶融さ
せ、繊維状に引き伸ばすプラスチック光ファイバの製造
方法であって、前記加熱溶融炉から引出されたプラスチ
ック光ファイバを、順次そのプラスチック光ファイバを
形成する材料のガラス転移点よりも５０℃以上低い一定
温度となるように調温された雰囲気内に通すことによっ
て、そのプラスチック光ファイバを冷却するようにして
いる。

【００２１】さらに、この発明の請求項６記載のプラス
チック光ファイバの製造装置は、プラスチックで形成さ
れたプリフォームを加熱溶融炉内に導入して、加熱溶融
させ、繊維状に引き伸ばすプラスチック光ファイバの製
造方法であって、前記加熱溶融炉から引出されたプラス
チック光ファイバを、順次外部雰囲気温度よりも低い一
定温度となるように調温された雰囲気内に通すことによ
って、そのプラスチック光ファイバを冷却するようにし
ている。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる第１実施
形態のプラスチック光ファイバの製造装置について説明
する。

【００２３】この製造装置は、図１に示すように、プリ
フォームＰを加熱溶融させて繊維状に線引きするための
加熱溶融炉２と、その加熱溶融炉２の下方に設けられた
定温維持手段としての定温加熱部２０とを備える。ここ
で、プリフォームＰは、その中心軸から外周側に向かっ
て順次屈折率が低くなる屈折率分布を有する棒状の形状
に仕上げられており、このプリフォームＰを加熱溶融炉
２内に一定速度で導入して加熱溶融させ、これを線引き
して下方へ引き伸ばすことにより、ＧＩ型のプラスチッ
ク光ファイバＦが形成されることになる。

【００２４】なお、プラスチック光ファイバＦを引出す
線引張力は、プラスチック光ファイバＦの材料や外径等
に依存するが、材料がポリメチルメタクリレート（ＰＭ
ＭＡ）で直径７５０μｍに線引きする場合には、およそ
５０ｇにするとよい。

【００２５】加熱溶融炉２は、筒状の炉心管４の外周囲
に加熱ヒータ６を配設するとともに、その加熱ヒータ６
の外周囲を断熱壁８で囲うことにより構成される。

【００２６】上記加熱ヒータ６は、プリフォームＰを加
熱溶融可能な一定温度、即ち、プリフォームＰを形成す
る材料のガラス転移点よりも高い一定温度となるように
周知の加熱制御手段によって制御される。例えば、ＧＩ
型のプラスチック光ファイバＦをＰＭＭＡにより形成す
る場合には、そのＰＭＭＡのガラス転移点Ｔ_Gである１
００〜１１０℃よりも高い一定温度となるように加熱制
御される。

【００２７】この際、加熱ヒータ６の加熱制御は、プリ
フォームＰの加熱溶融温度をより一定に維持するため
に、ＯＮ−ＯＦＦ制御ではなく、サイリスタ方式を用い
た制御等を行うのが望ましい。また、炉心管４内の温度
を制御目的値として制御を行うのではタイムラグにより
正確な制御を行うことができないため、加熱ヒータ６自
体の温度を制御目的値として制御するのが望ましい。

【００２８】また、定温加熱部２０は、加熱溶融炉２か
ら下方へ引出されたプラスチック光ファイバＦの引出経
路を加熱溶融炉２の直下で所定長Ｌに亘って覆うように
配置された筒状の副炉心管２４と、この副炉心管２４の
外周囲に配設された副加熱ヒータ２６と、その副加熱ヒ
ータ２６の外周囲を囲うように配設された断熱壁２８に
より構成される。

【００２９】上記副加熱ヒータ２６は、加熱溶融炉２か
ら引出されたプラスチック光ファイバＦを形成する材料
のガラス転移点Ｔ_Gよりも５０℃以上低い、より好まし
くは６０℃以上低い一定温度Ｔ_Aになるように周知の加
熱制御手段によって制御される。

【００３０】例えば、ＧＩ型のプラスチック光ファイバ
ＦをＰＭＭＡにより形成する場合には、そのＰＭＭＡの
ガラス転移点Ｔ_Gである１００〜１１０℃よりも５０℃
以上低い一定温度、例えば一定温度Ｔ_A＝５０℃となる
ように制御される。また、ＳＩ型のプラスチック光ファ
イバＦを製造する際には、そのクラッドを形成する材料
のガラス転移点Ｔ_Gを基準として加熱温度を設定すると
よい。

【００３１】また、この際、加熱溶融炉２から引出され
たプラスチック光ファイバＦがより所定の温度パターン
変化で冷却されるようにするためには、上記と同様の理
由により、サイリスタ方式により制御等を行うのが望ま
しく、また加熱ヒータ２６自体の温度を制御目的値とし
て制御するのが望ましい。

【００３２】さらに、この定温加熱部２０がプラスチッ
ク光ファイバＦの引出経路を覆う所要長Ｌは、この定温
加熱部２０内を通って引出されたプラスチック光ファイ
バＦがその形成材料のガラス転移点Ｔ_Gよりも十分に低
い温度、即ち、前記温度Ｔ_A近くまで冷却されるような
長さに設定してある。

【００３３】また、上記炉心管４及び副炉心管２４のそ
れぞれの上部にはそれぞれの周方向に沿って均等間隔で
複数のガス供給管１０，３０が設けられるとともに、各
ガス供給管１０，３０の先端部のノズル部１１，３１が
各炉心管４，２４の内部を向く姿勢で取付けられてい
る。そして、これらのガス供給管１０，３０を介して炉
心管４，２４内にそれぞれ媒体ガスを導入することによ
り、各炉心管４，２４内の温度の安定化が図られる。こ
の媒体ガスとしては、プラスチック光ファイバＦと化学
反応を生じないものであればなんでもよく、例えば、窒
素ガスや希ガス（アルゴンガス，ヘリウムガス等）等を
用いることができる。

【００３４】また、上記ガス供給管１０，３０からのガ
ス流入量は、レギュレータにより一定となるように制御
されている。このガス流入量は、炉心管４，２４の容量
等によって決定するが、例えば、内径３０ｍｍの炉心管
４に対しては３〜２０ｌ／ｍｉｎ程度である。また、こ
のように媒体ガスを流す目的は炉心管４，２４内に外気
が流入してその内部の温度が変化することを防止する点
にあるので、炉心管４，２４内部で乱流となってしまう
ほどの大流量及び噴射圧とすることは望ましくなく、そ
の内部で層流となるようにするのがよい。

【００３５】このように構成された製造装置によるプラ
スチック光ファイバＦの製造方法を説明すると、まず、
加熱溶融炉２内にプリフォームＰを一定速度で導入し加
熱溶融して、繊維状に線引きし、線引きされたプラスチ
ック光ファイバＦを加熱溶融炉２下方に引出す。次に、
加熱溶融炉２から引出されたプラスチック光ファイバＦ
を、定温加熱部２０の副炉心管２４内を通って下方へ引
出す。この際、加熱溶融炉２から引出された直後のプラ
スチック光ファイバＦは、その形成材料のガラス転移点
Ｔ_G近い温度、即ち、定温加熱部２０の加熱温度Ｔ_Aより
も高い温度を有しているため、定温加熱部２０内を通る
際に順次所定の温度パターン変化で冷却される。そし
て、定温加熱部２０の温度Ｔ_A近く、即ち、前記ガラス
転移点Ｔ_Gよりも十分に低い温度になるまで冷却された
プラスチック光ファイバＦが定温加熱部２０から引出さ
れ、その後、図示省略の巻取装置に巻取収容されること
になる。

【００３６】以上のように構成されたプラスチック光フ
ァイバＦの製造装置によると、プラスチック光ファイバ
Ｆの引出方向に沿って加熱溶融炉２の下方側に、そのプ
ラスチック光ファイバＦを形成する材料のガラス転移点
Ｔ_Gよりも５０℃以上低い一定温度に加熱された定温加
熱部２０を設けているため、加熱溶融炉２から引出され
たプラスチック光ファイバＦはこの定温加熱部２０で順
次所定の温度パターン変化で冷却されることになる（即
ち、加熱溶融炉２から引出されたプラスチック光ファイ
バＦが外部の雰囲気温度等の冷却条件の変動によって左
右されることなく、同じ雰囲気温度の一定条件で順次冷
却されることになる）。従って、加熱溶融炉２から引出
された直後の粘弾性に富んでいるプラスチック光ファイ
バＦがその後所定の温度パターン変化で冷却されること
になり、より外径変動の小さなプラスチック光ファイバ
Ｆを製造することが可能となる。

【００３７】なお、実施例１として、実際に以下のよう
に構成されたプラスチック光ファイバＦの製造装置によ
りプラスチック光ファイバＦの製造を行った。

【００３８】まず、加熱溶融炉２の加熱ヒータ６は±
０．２℃の範囲内で加熱制御を行い、定温加熱部２０の
副加熱ヒータ２６はＰＭＭＡの転移点Ｔ_Gである１００
〜１１０℃よりも６０〜７０℃低いＴ_A＝４０℃の一定
温度に加熱した。また、プラスチック光ファイバＦの引
出経路を長さＬ＝１０００ｍｍに亘って定温加熱部２０
により覆った。なお、ガス供給管１０，３０からの媒体
ガスの流量は３ｌ／ｍｉｎである。

【００３９】そして、ＰＭＭＡにより形成された直径２
０ｍｍのプリフォームＰを線速１０ｍ／ｍｉｎで線引き
し、直径７５０μｍのＧＩ型のプラスチック光ファイバ
Ｆを製造した。

【００４０】この場合、定温加熱部２０から引出された
直後のプラスチック光ファイバＦの温度は、４３℃とな
っており、これより下流ではプラスチック光ファイバＦ
がその粘弾性により変形し難い温度にまで冷却されてい
た。なお、この温度４３℃は、図６に示す従来例におい
て加熱溶融炉２０４から引出された直後のプラスチック
光ファイバＦの温度７２℃よりも十分に低い温度であ
る。また、このように製造されたプラスチック光ファイ
バＦの外径変動は±１８μｍとなっており、図６に示す
従来の製造装置により製造した場合の外径変動±５０μ
ｍと比べても外径変動は小さくなっていることがわか
る。

【００４１】次にこの発明にかかる第２実施形態のプラ
スチック光ファイバの製造装置について、図２を参照し
て説明する。

【００４２】なお、この製造装置の加熱溶融炉２は、第
１実施形態のプラスチック光ファイバの製造装置におけ
る加熱溶融炉２と同様構成であるので、同一構成部分に
は同一符号を付してその説明は省略する。

【００４３】この製造装置では、加熱溶融炉２の下方側
に、プラスチック光ファイバＦの引出方向に沿って、そ
れぞれ定温維持手段として第１の定温加熱部４０及び第
２の定温加熱部６０が順次備えられた構成となってい
る。

【００４４】上記各第１の定温加熱部４０及び第２の定
温加熱部６０は、それぞれ第１実施形態の定温加熱部２
０と同様に、加熱溶融炉２から下方へ引出されたプラス
チック光ファイバＦの引出経路を順次所定長Ｌ₁，Ｌ₂に
亘って覆うように配置された筒状の第１の副炉心管４４
及び第２の副炉心管６４を備えており、それら第１の副
炉心管４４及び第２の副炉心管６４のそれぞれの外周囲
に第１の副加熱ヒータ４６及び第２の副加熱ヒータ６６
が配設されるとともに、それぞれの第１の副加熱ヒータ
４６及び第２の副加熱ヒータ６６の外周囲を第１の断熱
壁４８及び第２の断熱壁６８で囲うことにより構成され
る。

【００４５】また、それぞれの第１の定温加熱部４０及
び第２の定温加熱部６０には、第１実施形態のガス供給
管３０と同様構成のガス供給管６０，８０が設けられて
おり、それぞれの第１の副炉心管４４及び第２の副炉心
管６４の内部に媒体ガスを流入させることが可能なよう
に構成されている。

【００４６】そして、上記第２の副加熱ヒータ６６が、
プラスチック光ファイバＦを形成する材料のガラス転移
点Ｔ_Gよりも５０℃以上低い、より好ましくは６０℃以
上低い一定温度Ｔ_Aになるように周知の加熱制御手段に
よって制御される。

【００４７】また、第１の副加熱ヒータ４６は、加熱ヒ
ータ６の加熱温度よりも低い温度であって第２の副加熱
ヒータ６６の加熱温度Ｔ_Aよりも高い一定温度Ｔ_Bとなる
ように加熱制御してある。

【００４８】即ち、プラスチック光ファイバＦの引出方
向の下流側に向かうに従って順次低くなる一定温度
Ｔ_A，Ｔ_Bとなるように、第１の副加熱ヒータ４６及び第
２の副加熱ヒータ６６が加熱制御された構成となってい
る。

【００４９】このプラスチック光ファイバの製造装置で
は、加熱溶融炉２から引出された直後の高温のプラスチ
ック光ファイバＦは、まず、第１の定温加熱部４０の第
１の副炉心管４４内を通り、これによりその加熱温度Ｔ
_B近くまで冷却される。そして、次に、第２の低温加熱
部６０の第２の副炉心管６４内を通ると、さらにその加
熱温度Ｔ_A近くまで冷却され、その後、図示省略の巻取
手段に巻取収容されることになる。

【００５０】以上のように構成されたプラスチック光フ
ァイバの製造装置によると、上記第１実施形態の場合と
同様に、加熱溶融炉２より引出された直後の粘弾性に富
んでいるプラスチック光ファイバＦが、第１の定温加熱
部４０及び第２の定温加熱部６０により順次所定の温度
パターン変化で冷却されるため、より外径変動の小さな
プラスチック光ファイバＦを製造することが可能とな
る。

【００５１】なお、この第２実施形態の製造装置は、第
１実施形態の製造装置と比べて以下に述べる利点があ
る。

【００５２】即ち、第１実施形態では、加熱溶融炉２か
ら引出したプラスチック光ファイバＦをガラス転移温度
Ｔ_Gよりも十分に低い温度に冷却するためには一定以上
の長さＬに亘って定温加熱部２０を設ける必要があり、
このため、必然的に副加熱ヒータ２６も長くする必要が
ある。ところが、このような長寸の副加熱ヒータ２６を
一定温度Ｔ_Aとなるように加熱制御するのには困難が伴
う。

【００５３】しかしながら、この第２実施形態の製造装
置のように、加熱溶融炉２の下方側に２つの第１の定温
加熱部４０及び第２の定温加熱部６０を設け、加熱溶融
炉２から引出されたプラスチック光ファイバＦをそれら
第１の定温加熱部４０及び第２の低温加熱部６０で順次
低い温度に冷却するようにしているため、個々の第１の
副加熱ヒータ４６及び第２の副加熱ヒータ６６の長さＬ
₁，Ｌ₂を短くすることができ、従って、それらの第１の
副加熱ヒータ４６及び第２の副加熱ヒータ６６を一定温
度に制御するのが簡単となるという利点である。

【００５４】なお、加熱溶融炉２下方側には、さらに多
くの定温加熱部を設けてもよい。

【００５５】ところで、実施例２として実際に以下のよ
うに構成されたプラスチック光ファイバＦの製造装置に
よりプラスチック光ファイバＦの製造を行った。

【００５６】まず、加熱溶融炉２の加熱ヒータ６は±
０．２℃の範囲内で加熱制御を行い、第１の定温加熱部
４０の第１の副加熱ヒータ４６はＴ_B＝６０℃で、第２
の定温加熱部６０の第２の副加熱ヒータ６６はＰＭＭＡ
の転移点である１００〜１１０℃よりも６５℃〜７５℃
低いＴ_A＝３５℃の一定温度に加熱制御した。また、加
熱溶融炉２から引出されたプラスチック光ファイバＦの
引出経路をまず第１の定温加熱部４０により長さＬ₁＝
３００ｍｍに亘って覆い、その下流側を第２の定温加熱
部６０により長さＬ₂＝５００ｍｍに亘って覆った。

【００５７】そして、ＰＭＭＡにより形成された直径２
０ｍｍのプリフォームＰを線速１０ｍ／ｍｉｎで線引き
し、直径７５０μｍのＧＩ型のプラスチック光ファイバ
Ｆを製造した。

【００５８】この場合、第２の定温加熱部６０から引出
された直後のプラスチック光ファイバＦの温度は４５℃
となっており、プラスチック光ファイバＦがその粘弾性
による変形し難い温度にまで冷却されていた。また、こ
のように製造されたプラスチック光ファイバＦの外径変
動は±２０μｍとなっており、従来の場合の外径変動±
５０μｍと比べて小さくなっていることがわかった。

【００５９】次に、この発明にかかる第３実施形態のプ
ラスチック光ファイバの製造装置について図３を参照し
て説明する。

【００６０】なお、この製造装置の加熱溶融炉２は、第
１実施形態のプラスチック光ファイバの製造装置におけ
る加熱溶融炉２と同様構成であるので、同一構成部分に
は同一符号を付してその説明を省略する。

【００６１】この製造装置では、加熱溶融炉２の下方側
に、外部雰囲気温度（加熱溶融炉の周囲雰囲気の温度）
よりも低い一定温度Ｔ_Cに冷却された冷却器８０を設
け、前記加熱溶融炉２から引出されたプラスチック光フ
ァイバＦが順次急速に冷却されるようにしている。

【００６２】前記冷却器８０は、銅パイプを蛇管状に巻
いて形成した所定長Ｌ₃の冷却部８２をプラスチック光
ファイバＦの引出方向に沿って配設し、その冷却部８２
の外周囲を断熱壁８４で囲うことにより構成される。

【００６３】上記冷却部８２の銅パイプ内には冷媒が循
環しており、周知の冷却制御手段によってその冷却部８
２が一定温度Ｔ_Cに冷却制御されるように構成されてい
る。なお、この冷却制御手段は、上記第１実施形態の加
熱制御手段における場合と同様の理由により、サイリス
タ方式による制御等が好ましく、また、冷却部８２自体
の温度を制御目的値として制御を行うのが好ましい。

【００６４】また、この冷却器８０内部には、ガス供給
管８８を介して乾燥した媒体ガスが流してあり、冷却器
８０内部の温度の安定化及びその内部での結露の防止を
図っている。この媒体ガスは、プラスチック光ファイバ
Ｆを形成する材料と化学反応を生じないものであればな
んでもよく、窒素ガスや希ガス（アルゴンガス，ヘリウ
ムガス等）等を用いることができる。

【００６５】さらに、加熱溶融炉２と冷却器８０との間
には、断熱隔壁９０を設け、それら加熱溶融炉２及び冷
却器８０が相互に熱的影響を及ぼさないようにしてい
る。

【００６６】このように構成されたプラスチック光ファ
イバの製造装置では、加熱溶融炉２から引出されたプラ
スチック光ファイバＦは、次に冷却器８０内を通って下
方へ引出される。この際、加熱溶融炉２から引出された
直後の比較的高温のプラスチック光ファイバＦは、外部
雰囲気温度（加熱溶融炉２の周囲雰囲気の温度）よりも
低い一定温度Ｔ_Cに冷却された冷却器８０内で急速に冷
却され、プラスチック光ファイバＦの形成材料のガラス
転移点Ｔ_Gよりもかなり低い温度になる。このように、
冷却されたプラスチック光ファイバＦは、その後、図示
省略の巻取手段によって巻取収容される。

【００６７】この製造装置による製造途中におけるプラ
スチック光ファイバＦの温度変化について、図４を参照
しつつ説明する。なお、図４において、Ｔ_Hは加熱溶融
炉２内の温度変化を示し、Ｔ_Fはプラスチック光ファイ
バＦ自体の温度変化を示しており、Ｔ_Nは冷却器８０を
設けずに自然冷却させた場合のプラスチック光ファイバ
Ｆの温度変化を示している。また、Ｔ_Gはガラス転移
点、Ｔ_Aはガラス転移点よりも６０℃低い温度（プラス
チック光ファイバＦがその粘弾性により変形しにくくな
る温度）を示している。

【００６８】まず、加熱溶融炉２内に導入されたプリフ
ォームＰはその形成材料のガラス転移点Ｔ_G以上に加熱
溶融され、繊維状に線引きされる。この加熱溶融炉２か
ら引出された直後のプラスチック光ファイバＦは、ガラ
ス転移点Ｔ_Gよりも多少低温であるが未だ比較的高温の
状態である。そして、このプラスチック光ファイバＦ
は、冷却器８０を通る際には、その冷却器８０を通さず
に自然冷却させた場合と比較して、急速に温度Ｔ_A以下
に冷却され、このように冷却されたプラスチック光ファ
イバＦが冷却器８０から引出される。

【００６９】以上のように構成されたプラスチック光フ
ァイバの製造装置によると、プラスチック光ファイバＦ
の引出方向に沿って加熱溶融炉２の下方側に、外部雰囲
気温度（加熱溶融炉２の周囲雰囲気の温度）よりも低い
一定温度Ｔ_Cに冷却された冷却器８０を設け、加熱溶融
炉２から引出された比較的高温のプラスチック光ファイ
バＦを順次急速に冷却するようにしている。このため、
プラスチック光ファイバＦが比較的高温でその粘弾性に
より変形し易い状態となっている時間が短時間となるた
め、加熱溶融炉２から引出された後その粘弾性により外
径に変動を生じにくくなり、より外径変動の小さなプラ
スチック光ファイバＦを製造することができる。

【００７０】なお、実施例３として実際に以下のように
構成されたプラスチック光ファイバＦの製造装置により
プラスチック光ファイバＦの製造を行った。

【００７１】まず、加熱溶融炉２の加熱ヒータ６は±
０．２℃の範囲内で加熱制御を行い、その下方に長さＬ
₃＝２８０ｍｍに亘って冷却器８０を設け、その冷却器
８０は、−４０℃で一定となるように設定した。そし
て、ＰＭＭＡにより形成された直径２０ｍｍのプリフォ
ームＰを線速１０ｍ／ｍｉｎで線引きし、直径７５０μ
ｍのＧＩ型のプラスチック光ファイバＦを製造した。

【００７２】この場合、冷却器８０から引出された直後
のプラスチック光ファイバＦの温度は４２℃となってお
り、プラスチック光ファイバＦの粘弾性による変形が生
じにくい温度にまで冷却されていた。また、このように
製造されたプラスチック光ファイバＦの外径変動は±１
７μｍとなっており、図６に示す従来の製造装置により
製造した場合の外径変動±５０μｍと比べても外径変動
は小さくなっていることがわかった。

【００７３】また、実施例４として、１０℃で一定温度
となるように設定した冷却器８０を加熱溶融炉２の下方
に長さＬ₃＝４００ｍｍに亘って設けた場合についても
プラスチック光ファイバＦの製造を行った。なお、冷却
部８２は、直径３ｍｍの銅パイプを蛇管状に巻いたもの
であり、その他の条件は上記実施例３の条件と同じであ
る。

【００７４】この場合、冷却器８０から引出された直後
のプラスチック光ファイバＦの温度は４８℃となってお
り、プラスチック光ファイバＦの粘弾性による変形が生
じにくい温度にまで冷却されていた。また、このように
製造されたプラスチック光ファイバＦの外径変動は±２
０μｍとなっており、やはり従来と比較して外径変動は
小さくなっていることがわかった。

【００７５】最後にこの発明にかかる第４実施形態のプ
ラスチック光ファイバの製造装置について図５を参照し
て説明する。

【００７６】なお、この製造装置の加熱溶融炉２は、第
１実施形態のプラスチック光ファイバの製造装置におけ
る加熱溶融炉２と同様構成であるので、同一構成部分に
は同一符号を付してその説明を省略する。

【００７７】この製造装置では、加熱溶融炉２の下方に
断熱性容体１００が設けられるとともに、その側方に循
環手段として温度調整器１１０が設けられてなる。

【００７８】断熱性容体１００は、加熱溶融炉２から引
出されるプラスチック光ファイバＦの引出経路のうち加
熱溶融炉２の下流側を所定長Ｌ₄に亘って密封状に覆う
ように構成されており、これにより所定の冷却室Ｌが形
成されている。

【００７９】温度調整器１１０は、その内部に周知の冷
却器、加熱器、送風機等を備えており、冷却ガスを冷却
又は加熱して、プラスチック光ファイバＦの成形材料の
ガラス転移点Ｔ_Gよりも５０℃以上低い、より好ましく
は６０℃以上低い温度Ｔ_Dで一定となるように調温可能
なように構成される。

【００８０】これら断熱性容体１００及び温度調整器１
１０は、エア送り管１２０及びエア戻し管１２２により
連結されている。エア送り管１２０の断熱性容体１００
側の送風口１２１は断熱性容体１００内の上部に面して
おり、また、エア戻し管１２２の断熱性容体１００側の
吸入口１２３は断熱性容体１００内の下部に面してい
る。

【００８１】そして、温度調整器１１０によって一定温
度Ｔ_Dとなるように調温された冷却ガスは、エア送り管
１２０を介して断熱性容体１００内の冷却室Ｌに送り込
まれる。その冷却ガスは、冷却室Ｌ内をその上方から下
方へ流れた後、その下方の吸入口１２３に吸い込まれ、
エア戻し管１２２を介して、再度温度調整器１１０内に
戻ってくる。この戻ってきた冷却ガスは温度調整器１１
０で一定温度Ｔ_Dとなるように再度調温され、この後再
度冷却室Ｌ側に送り込まれるように構成される。

【００８２】なお、循環させる気体は、プラスチック光
ファイバの材料と化学反応しないものであればなんでも
良く、窒素ガスや希ガス（アルゴンガス，ヘリウムガス
等）等を用いることができる。

【００８３】以上のように構成されたプラスチック光フ
ァイバＦの製造装置では、加熱溶融炉２から引出された
プラスチック光ファイバＦは、断熱性容体１００の冷却
室Ｌ内を通って下方へ引出される。この際、加熱溶融炉
２から引出された直後の比較的高温のプラスチック光フ
ァイバＦは、順次冷却室Ｌ内の冷却ガスにより所定の温
度パターン変化で冷却されプラスチック光ファイバＦの
形成材料のガラス転移点Ｔ_Gよりもかなり低い温度にな
る。そして、このように、急速に冷却されたプラスチッ
ク光ファイバＦは、図示省略の巻取手段によって巻取収
容される。

【００８４】以上のように構成されたプラスチック光フ
ァイバの製造装置によると、プラスチック光ファイバＦ
の引出経路のうちの加熱溶融炉２よりも下流側部分を断
熱性容体１００により覆って冷却室Ｌを形成し、その断
熱性容体１００内にプラスチック光ファイバＦを形成す
る材料のガラス転移点よりも５０℃以上低い一定温度Ｔ
_Dの冷却ガスを循環させて、加熱溶融炉２から引出され
たプラスチック光ファイバＦを順次所定の温度パターン
変化で冷却するようにしているため、加熱溶融炉２から
引出された直後の粘弾性に富むプラスチック光ファイバ
Ｆがその後所定の温度パターン変化で冷却されるため外
径に変動を生じにくくなり、より外径変動の小さなプラ
スチック光ファイバＦを製造することができる。

【００８５】特に、断熱性容体１００内に外部雰囲気温
度（加熱溶融炉２の周囲雰囲気の温度）よりも低い温度
の冷却ガスを循環させると、加熱溶融炉２から引出され
たプラスチック光ファイバＦが急速に冷却されるため、
よりプラスチック光ファイバＦに外径の変動を生じ難く
なる。

【００８６】なお、実施例５として実際に以下のように
構成された製造装置によりプラスチック光ファイバＦの
製造を行った。

【００８７】まず、加熱溶融炉２の加熱ヒータ６は±
０．２℃の範囲内で加熱制御を行い、その下方に長さＬ
₄＝３００ｍｍに亘って断熱性容体１００を設け、その
断熱性容体１００内に一定温度Ｔ_D＝１０℃の窒素の冷
却ガスを流速３ｌ／ｍｉｎで循環させた。

【００８８】この場合、断熱性容体１００から引出され
た直後のプラスチック光ファイバＦの温度は、４５℃と
なっており、プラスチック光ファイバＦの粘弾性による
変形が生じ難い温度にまで冷却されていた。また、この
ように製造されたプラスチック光ファイバＦの外径変動
は±２１μｍとなっており、図６に示す従来の製造装置
により製造した場合の外径変動±５０μｍと比べても外
径変動は小さくなっていることがわかった。

【００８９】また、実施例６として、断熱性容体１００
内に一定温度Ｔ_D＝−１０℃に冷却された窒素の冷却ガ
スを流速３ｌ／ｍｉｎで循環させた場合についても同様
にプラスチック光ファイバＦを製造した。なお、その他
の条件は上記実施例５の場合と同じである。

【００９０】この場合には、断熱性容体１００から引出
された直後のプラスチック光ファイバＦの温度は、２５
℃となっており、プラスチック光ファイバＦの粘弾性に
よる変形が生じ難い温度にまで冷却されていた。また、
このように製造されたプラスチック光ファイバＦの外径
変動は±１８μｍとなっており、図６に示す従来の製造
装置により製造した場合の外径変動±５０μｍと比べて
も外径変動は小さくなっていることがわかった。

【００９１】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１記載
のプラスチック光ファイバの製造装置によると、加熱溶
融炉の下方に、プラスチック光ファイバを形成する材料
のガラス転移点よりも５０℃以上低い一定温度に加熱さ
れた定温維持手段を設け、加熱溶融炉から繊維状に引出
されたプラスチック光ファイバを定温維持手段に通して
冷却するようにしているため、加熱溶融炉から引出され
た直後の粘弾性に富んでいるプラスチック光ファイバが
その後所定の温度パターン変化で冷却され、外径に変動
を生じにくくなり、より外径変動の小さなプラスチック
光ファイバを製造することができる。

【００９２】また、この発明の請求項２記載のプラスチ
ック光ファイバの製造装置によると、加熱溶融炉の下方
に、その加熱溶融炉からのプラスチック光ファイバの引
出方向に沿って複数の定温維持手段を設け、それら各定
温維持手段がプラスチック光ファイバの引出方向の下流
側に向かうに従って加熱溶融炉の加熱温度よりも順次低
くなる一定温度に加熱制御するとともに、それらのうち
の最も下流側の定温維持手段を前記プラスチック光ファ
イバを形成する材料のガラス転移点よりも５０℃以上低
い一定温度に加熱制御して、加熱溶融炉から引出された
プラスチック光ファイバをそれら複数の定温維持手段を
順次通して冷却するようにしているため、加熱溶融炉か
ら引出された直後の粘弾性に富むプラスチック光ファイ
バがその後所定の温度パターン変化で冷却され、外径に
変動を生じにくくなり、より外径変動の小さなプラスチ
ック光ファイバを製造することができる。また、個々の
定温維持手段の長さを短くすることができるため、それ
らを一定温度に加熱制御するのが容易となる。

【００９３】また、この発明の請求項３記載のプラスチ
ック光ファイバの製造装置によると、プラスチック光フ
ァイバの引出方向に沿って加熱溶融炉の下流側に、外部
雰囲気温度よりも低い一定温度に冷却された冷却器を設
け、加熱溶融炉から引出されたプラスチック光ファイバ
をこの冷却器に通して冷却するようにしているため、加
熱溶融炉から引出された直後の粘弾性に富むプラスチッ
ク光ファイバが急速に冷却されて、その後の冷却条件の
変動等の影響を受けて外径に変動を生じにくくなり、よ
り外径変動の小さなプラスチック光ファイバを製造する
ことができる。

【００９４】また、この発明の請求項４記載のプラスチ
ック光ファイバの製造装置によると、プラスチック光フ
ァイバの引出経路のうちの加熱溶融炉よりも下流側の経
路部分を断熱性の容体により覆うことにより冷却室を形
成し、その冷却室内にプラスチック光ファイバを形成す
る材料のガラス転移点よりも５０℃以上低い一定温度の
冷却気体を循環させる循環手段を設け、前記加熱溶融炉
から引出されたプラスチック光ファイバを前記冷却室に
通して冷却するようにしているため、加熱溶融炉から引
出された直後の粘弾性に富むプラスチック光ファイバが
その後所定の温度パターン変化で冷却されるため外径に
変動を生じにくくなり、より外径変動の小さなプラスチ
ック光ファイバを製造することができる。

【００９５】また、請求項５記載のプラスチック光ファ
イバの製造方法によると、加熱溶融炉から引出されたプ
ラスチック光ファイバを、順次そのプラスチック光ファ
イバを形成する材料のガラス転移点よりも５０℃以上低
い一定温度となるように調温された雰囲気内に通すこと
によって、そのプラスチック光ファイバを冷却するよう
にしているため、加熱溶融炉から引出された直後の粘弾
性に富むプラスチック光ファイバがその後所定の温度パ
ターン変化で冷却され、外径に変動を生じにくくなり、
より外径変動の小さなプラスチック光ファイバを製造す
ることができる。

【００９６】さらに、請求項６記載のプラスチック光フ
ァイバの製造方法によると、加熱溶融炉から引出された
プラスチック光ファイバを、順次外部雰囲気温度よりも
低い一定温度となるように調温された雰囲気内に通すこ
とによって、そのプラスチック光ファイバを冷却するよ
うにしているため、加熱溶融炉から引出された直後の粘
弾性に富むプラスチック光ファイバが急速に冷却され
て、その後の冷却条件の変動等の影響を受けて外径に変
動を生じにくくなり、より外径変動の小さなプラスチッ
ク光ファイバを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる第１実施形態のプラスチック
光ファイバの製造装置を示す概略図である。

【図２】この発明にかかる第２実施形態のプラスチック
光ファイバの製造装置を示す概略図である。

【図３】この発明にかかる第３実施形態のプラスチック
光ファイバの製造装置を示す概略図である。

【図４】製造装置内でのプラスチック光ファイバの温度
変化の状態を示す図である。

【図５】この発明にかかる第４実施形態のプラスチック
光ファイバの製造装置を示す概略図である。

【図６】従来のプラスチック光ファイバの製造装置を示
す概略図である。

【符号の説明】

２ 加熱溶融炉 ２０ 定温加熱部 Ｐ プリフォーム Ｆ プラスチック光ファイバ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチックで形成されたプリフォーム
   を加熱溶融炉内に導入して、加熱溶融させ、繊維状に引
   き伸ばすプラスチック光ファイバの製造装置であって、 前記加熱溶融炉の下方に、前記プラスチック光ファイバ
   を形成する材料のガラス転移点よりも５０℃以上低い一
   定温度となるように加熱制御された定温維持手段を設
   け、 前記加熱溶融炉から繊維状に引出されたプラスチック光
   ファイバを前記定温維持手段に通して冷却するようにし
   たプラスチック光ファイバの製造装置。
2. 【請求項２】 プラスチックで形成されたプリフォーム
   を加熱溶融炉内に導入して、加熱溶融させ、繊維状に引
   き伸ばすプラスチック光ファイバの製造装置であって、 前記加熱溶融炉の下方に、その加熱溶融炉からのプラス
   チック光ファイバの引出方向に沿って複数の定温維持手
   段を設け、 それら各定温維持手段がプラスチック光ファイバの引出
   方向の下流側に向かうに従って前記加熱溶融炉の加熱温
   度よりも順次低くなる一定温度となるように加熱制御さ
   れるとともに、それらのうちの最も下流側の定温維持手
   段が前記プラスチック光ファイバを形成する材料のガラ
   ス転移点よりも５０℃以上低い一定温度となるように加
   熱制御され、前記加熱溶融炉から繊維状に引出されたプ
   ラスチック光ファイバを前記複数の定温維持手段に順次
   通して冷却するようにしたプラスチック光ファイバの製
   造装置。
3. 【請求項３】 プラスチックで形成されたプリフォーム
   を加熱溶融炉内に導入して、加熱溶融させ、繊維状に引
   き伸ばすプラスチック光ファイバの製造装置であって、 前記加熱溶融炉の下方に、外部雰囲気温度よりも低い一
   定温度となるように冷却制御された冷却器を設け、 前記加熱溶融炉から繊維状に引出されたプラスチック光
   ファイバを前記冷却器に通して冷却するようにしたプラ
   スチック光ファイバの製造装置。
4. 【請求項４】 プラスチックで形成されたプリフォーム
   を加熱溶融炉内に導入して、加熱溶融させ、繊維状に引
   き伸ばすプラスチック光ファイバの製造装置であって、 前記加熱溶融炉から引出されたプラスチック光ファイバ
   の引出経路のうちの前記加熱溶融炉よりも下方側の経路
   部分を断熱性の容体により覆うことにより冷却室を形成
   し、その冷却室内に前記プラスチック光ファイバを形成
   する材料のガラス転移点よりも５０℃以上低い一定温度
   となるように調温された冷却気体を循環させる循環手段
   を設け、前記加熱溶融炉から引出された繊維状のプラス
   チック光ファイバを前記冷却室に通して冷却するように
   したプラスチック光ファイバの製造装置。
5. 【請求項５】 プラスチックで形成されたプリフォーム
   を加熱溶融炉内に導入して、加熱溶融させ、繊維状に引
   き伸ばすプラスチック光ファイバの製造方法であって、 前記加熱溶融炉から引出されたプラスチック光ファイバ
   を、順次そのプラスチック光ファイバを形成する材料の
   ガラス転移点よりも５０℃以上低い一定温度となるよう
   に調温された雰囲気内に通すことによって、そのプラス
   チック光ファイバを冷却するようにしたプラスチック光
   ファイバの製造方法。
6. 【請求項６】 プラスチックで形成されたプリフォーム
   を加熱溶融炉内に導入して、加熱溶融させ、繊維状に引
   き伸ばすプラスチック光ファイバの製造方法であって、 前記加熱溶融炉から引出されたプラスチック光ファイバ
   を、順次外部雰囲気温度よりも低い一定温度となるよう
   に調温された雰囲気内に通すことによって、そのプラス
   チック光ファイバを冷却するようにしたプラスチック光
   ファイバの製造方法。