JP7711454B2 - 塗布装置及び塗布方法 - Google Patents

Description

本開示は、塗布装置及び塗布方法に関する。

特許文献１は、樹脂塗布装置を開示する。この装置は、線引きされたガラスファイバの外側に第１樹脂を塗布する第１ダイスと、第１樹脂の外側に第２樹脂を塗布する第２ダイスと、を備える。第１ダイスと第２ダイスとは、一体的に組み付けられており、第１樹脂と第２樹脂とを一括してガラスファイバに塗布する。また、この装置は、第１流体循環部と第２流体循環部とを備える。第１流体循環部は、第１ダイスの周囲に設けられており、循環する流体の温度を制御することで第１ダイスに供給された第１樹脂の温度を調整する。第２流体循環部は、第２ダイスの周囲に設けられており、循環する流体の温度を制御することで第２ダイスに供給された第２樹脂の温度を調整する。

特開２０１９－９９３９２号公報

上記した樹脂塗布装置に係る技術では、ガラスファイバに塗布される樹脂の流れがガラスファイバの周方向で均一に調整されていることが望ましい。また、当該技術では、装置の上下方向の大きさを小さくすることが望ましい。

本開示は、ガラスファイバに塗布される樹脂の流れをガラスファイバの周方向で均一に調整できるとともに、装置の上下方向の大きさを小さくできる塗布装置を提供することを目的とする。

本開示の一実施形態に係る塗布装置は、ガラスファイバが鉛直方向下向きに通過するファイバ通路と、第１樹脂をファイバ通路に向けて流通させる流路であって、水平方向に移動する第１樹脂を水平方向に分岐させる第１分岐路を有する第１流路と、第１流路に沿って配置され、第１流路の温度調整を行う第１温度調整器と、第２樹脂をファイバ通路に向けて流通させる流路であって、水平方向に移動する第２樹脂を水平方向に分岐させる第２分岐路を有し、第１流路よりも下方に位置する第２流路と、第２流路に沿って配置され、第２流路の温度調整を行う第２温度調整器と、を備える。

本開示による塗布装置によれば、ガラスファイバに塗布される樹脂の流れをガラスファイバの周方向で均一に調整できるとともに、装置の上下方向の大きさを小さくできる。

図１は、一例に係る光ファイバ製造装置の構成を示す図である。 図２は、樹脂塗布装置の断面構造を示す概略図である。 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面模式図である。 図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面模式図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。本開示の一実施形態に係る塗布装置は、ガラスファイバが鉛直方向下向きに通過するファイバ通路と、第１樹脂をファイバ通路に向けて流通させる流路であって、水平方向に移動する第１樹脂を水平方向に分岐させる第１分岐路を有する第１流路と、第１流路に沿って配置され、第１流路の温度調整を行う第１温度調整器と、第２樹脂をファイバ通路に向けて流通させる流路であって、水平方向に移動する第２樹脂を水平方向に分岐させる第２分岐路を有し、第１流路よりも下方に位置する第２流路と、第２流路に沿って配置され、第２流路の温度調整を行う第２温度調整器と、を備える。

上記塗布装置では、第１流路を流通し、第１温度調整器によって温度調整された第１樹脂が、ファイバ通路を通過するガラスファイバに塗布される。また、第２流路を流通し、第２温度調整器によって温度調整された第２樹脂が、第１樹脂が塗布されたガラスファイバにさらに塗布される。第１流路及び第２流路では、樹脂を水平方向に分岐させる第１分岐路及び第２分岐路がそれぞれ形成されている。そのため、周方向の複数の位置からファイバ通路に向かう流路を形成することができる。したがって、ガラスファイバに塗布される樹脂の流れをガラスファイバの周方向で均一に調整できる。また、分岐路は水平方向のみに分岐しているため、装置の上下方向の大きさを小さくできる。

一例の第１流路及び第１温度調整器は、ファイバ通路を中心にして配置される環形状を有する第１環状体を形成していてよい。第２流路及び第２温度調整器は、ファイバ通路を中心にして、第１環状体の下方に配置される環形状を有する第２環状体を形成してよい。この構成では、各流路及び各温度調整器をファイバ通路の周囲に均等に配置しやすい。

上下方向において、第１環状体と第２環状体との間には遮熱層が形成されてもよい。この構成では、第１温度調整器の熱が第２環状体に影響を及ぼすこと、及び、第２温度調整器の熱が第１環状体に影響を及ぼすことが抑制される。

第１流路及び第２流路は、上下方向において、第１温度調整器と第２温度調整器との間に位置し、第１流路は第１温度調整器により温度を調整され、第２流路は第２温度調整器により温度を調整されてよい。この構成では、第１温度調整器の熱が第２環状体に影響を及ぼすこと、及び、第２温度調整器の熱が第１環状体に影響を及ぼすことが抑制される。

第１温度調整器における熱源は、第１流路に沿って配置された発熱器であり、第２温度調整器における熱源は、第２流路に沿って配置され、温度調整された流体が流通する第３流路であってよい。この構成では、例えば、第１流路に流通する第１樹脂を第２樹脂よりも高い温度に容易に調整することができる。

第１分岐路は、１つの入口と２つの出口とを有し、２つの出口のそれぞれの断面積は、１つの入口の断面積の半分であってよい。この構成では第１分岐路によって第１樹脂を均等に分岐させることができる。

第１分岐路は、１つの入口と複数の出口とを有し、１つの入口の断面積は、複数の出口のそれぞれの断面積の合計に等しくてよい。この構成では第１分岐路によって第１樹脂を均等に分岐させることができる。

第１流路は、第１分岐路によって分岐した４つの出口を含み、４つの出口は、ファイバ通路を中心として周方向に均等に配置されていてよい。この構成では、ファイバ通路の近傍における第１樹脂の流れが周方向において均一になりやすい。なお、「周方向に均等」は、厳密に等間隔である場合だけでなく、実質的に等間隔とみなされる略均等を含む。

第２分岐路は、１つの入口と２つの出口とを有し、２つの出口のそれぞれの断面積は、１つの入口の断面積の半分であってよい。この構成では第２分岐路によって第２樹脂を均等に分岐させることができる。

第２分岐路は、１つの入口と複数の出口とを有し、１つの入口の断面積は、複数の出口のそれぞれの断面積の合計に等しくてよい。この構成では第２分岐路によって第２樹脂を均等に分岐させることができる。

第２流路は、第２分岐路によって分岐した４つの出口を含み、４つの出口は、ファイバ通路を中心として周方向に均等に配置されていてよい。この構成では、ファイバ通路の近傍における第２樹脂の流れが周方向において均一になりやすい。なお、この場合も、「周方向に均等」は、厳密に等間隔である場合だけでなく、実質的に等間隔とみなされる略均等を含む。

一実施形態に係る塗布方法は、ガラスファイバを鉛直方向下向きにファイバ通路内を通過させる工程と、水平方向に分岐する第１流路に第１樹脂を流通させ、第１温度調整器により温度を調整することによって、第１樹脂の温度を第１温度に調整する工程と、第１流路よりも下方に位置し、水平方向に分岐する第２流路に第２樹脂を流通させ、第２温度調整器により温度を調整することによって、第２樹脂の温度を第２温度に調整する工程と、ファイバ通路内を移動するガラスファイバに第１流路を流通した第１樹脂を塗布する工程と、ファイバ通路内を移動し第１樹脂が塗布されたガラスファイバに第２流路を流通した第２樹脂を塗布する工程と、を備える。

上記塗布方法では、第１流路を流通し、第１温度に調整された第１樹脂が、ファイバ通路を通過するガラスファイバに塗布される。また、第２流路を流通し、第２温度に調整された第２樹脂が、第１樹脂が塗布されたガラスファイバにさらに塗布される。第１流路及び第２流路では、樹脂が分岐されるため、周方向の複数の位置からファイバ通路に向かう流路を形成することができる。したがって、ガラスファイバに塗布される樹脂の流れをガラスファイバの周方向で均一に調整できる。また、樹脂を水平方向のみに分岐させるため、装置の上下方向の大きさを小さくできる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示に係る塗布装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。塗布装置は、ガラスファイバの表面に樹脂が塗布された光ファイバ素線を製造する装置であり、光ファイバ製造装置の全体を意味してもよいし、光ファイバ製造装置の一部を意味してもよい。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、一例の光ファイバ製造装置１の構成を示す。図１に示されるように、光ファイバ製造装置１は、コア及びクラッドを含むガラスファイバＦ１１と被覆樹脂とを有する光ファイバ素線Ｆを製造するための装置であって、線引炉１１、強制冷却装置１２、外径測定器１３、樹脂塗布装置１００、偏肉測定器１６、ＵＶ炉１７、外径測定器１８、ガイドローラ２０、キャプスタン２１、及び巻き取りボビン２２を、ガラスファイバＦ１１及び光ファイバ素線Ｆの通過経路に沿って順に備えている。

光ファイバ製造装置１においては、光ファイバ素線Ｆの初期の移動方向は鉛直方向に設定され、ガイドローラ２０より後段では、光ファイバ素線Ｆの移動方向は水平方向や斜め方向に設定される。線引炉１１は、石英ガラスを主成分とするプリフォーム（ガラス母材）１０を線引きして、コア及びクラッドを含むガラスファイバＦ１１を形成する。線引炉１１は、線引炉１１内にセットされるプリフォーム１０を挟んで配置されるヒータを有する。ヒータはプリフォーム１０を囲んでいてもよい。プリフォーム１０は、その端部がヒータの加熱によって溶融し、線引きされてガラスファイバＦ１１となる。線引きされたガラスファイバＦ１１は、鉛直方向に沿って下向きに移動する。

強制冷却装置１２は、線引きされたガラスファイバＦ１１を冷却する。強制冷却装置１２は、ガラスファイバＦ１１を十分に冷却するために鉛直方向に沿って十分な長さを備えている。強制冷却装置１２は、ガラスファイバＦ１１を冷却するために例えば図示しない吸気口及び排気口を備え、この吸気口から冷却用ガスを導入することによってガラスファイバＦ１１を冷却する。

外径測定器１３は、冷却後のガラスファイバＦ１１の外径を測定する。例えば、外径測定器１３は、ガラスファイバＦ１１に光を照射し、ガラスファイバＦ１１を通過した後の光を撮像することにより、ガラスファイバＦ１１の外径を測定する。

樹脂塗布装置１００は、ガラスファイバＦ１１に樹脂を塗布する。樹脂塗布装置１００には、紫外線によって硬化する２種類の液状の樹脂が保持されている。樹脂塗布装置１００では、保持されている樹脂中をガラスファイバＦ１１が通過することによって、ガラスファイバＦ１１の表面に内層樹脂（第１樹脂１４）と外層樹脂（第２樹脂１５）とが順に塗布される。樹脂塗布装置１００の詳細については後述する。

偏肉測定器１６は、光ファイバ素線Ｆの中心位置に対するガラスファイバＦ１１の中心位置のずれを測定する。換言すると、偏肉測定器１６は、ガラスファイバＦ１１と、その周面に塗布された内層樹脂及び外層樹脂の偏りを測定する。例えば、偏肉測定器１６は、光ファイバ素線Ｆに光を照射し、光ファイバ素線Ｆを通過した後の光を撮像することにより、中心ずれを測定する。

ＵＶ炉１７は、ガラスファイバＦ１１の表面に塗布された２種類の樹脂（第１樹脂１４、第２樹脂１５）に紫外線を照射して硬化させる樹脂硬化部である。表面に２種類の樹脂１４，１５が塗布されたガラスファイバＦ１１がＵＶ炉１７を通過することによって、ガラスファイバＦ１１及び２層の被覆層を有する光ファイバ素線Ｆが形成される。

外径測定器１８は、ガラスファイバＦ１１に樹脂が塗布されてなる光ファイバ素線Ｆの外径を測定する。外径の測定方法は、前述した外径測定器１３と同様である。

ガイドローラ２０は、光ファイバ素線Ｆが所定の方向に沿って移動するように光ファイバ素線Ｆを案内する。光ファイバ素線Ｆは、ガイドローラ２０により移動方向が変更されて、キャプスタン２１に引き取られ、巻き取りボビン２２へ送られる。巻き取りボビン２２は、完成した光ファイバ素線Ｆを巻き取る。

続いて、樹脂塗布装置１００について、さらに詳細に説明する。一例の樹脂塗布装置１００は、２種類の樹脂１４，１５をそれぞれ異なる温度に調整した状態で、２種類の樹脂１４，１５をガラスファイバに順番に塗布する。図２は、一例の樹脂塗布装置１００の縦断面を示す断面模式図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面模式図である。図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面模式図である。

図２に示すように、一例の樹脂塗布装置１００は、光ファイバ製造装置１において所定の高さ位置に設けられたステージ１０１に固定される。ステージ１０１は、上下方向を厚さ方向とする板形状を有している。ステージ１０１の中央には、樹脂塗布装置１００をセットするための開口１０１ａが形成されている。一例として、開口１０１ａは、上または下から見て円形状を呈していてよい。

樹脂塗布装置１００は、内スリーブ１０２と、外スリーブ１０３と、ダイス１０５とを備えている。内スリーブ１０２は、本体部分１１１と、支持片１１３とを含む。本体部分１１１は、鉛直方向に沿った中心軸１００ａを有する円筒形状を呈している。軸方向から見たとき、本体部分１１１の外径はステージ１０１の開口１０１ａの径よりも小さい。本体部分１１１には、側壁を貫通する複数の第１貫通孔１１２ａおよび複数の第２貫通孔１１２ｂが形成されている。

第１貫通孔１１２ａは、本体部分１１１の周方向に等間隔で形成されており、互いに同じ高さ位置に形成されている。図示例において、第１貫通孔１１２ａは、４つ形成されている。第２貫通孔１１２ｂは、本体部分１１１の周方向に等間隔で形成されており、互いに同じ高さ位置に形成されている。図示例において、第２貫通孔１１２ｂは、４つ形成されている。

第２貫通孔１１２ｂが形成される高さ位置は、第１貫通孔１１２ａが形成される高さ位置から下側に離隔している。第１貫通孔１１２ａが形成されている高さ位置と第２貫通孔１１２ｂが形成されている高さ位置との中間において、本体部分１１１の外周面は、周方向に連続した凹部１１１ｂを有している。

支持片１１３は、本体部分１１１の下端に位置している。支持片１１３は、例えば、小径部１１３ａと大径部１１３ｂとを含む。小径部１１３ａは、本体部分１１１の下端から径方向の外側に延在する板状を呈している。小径部１１３ａの外形は、上または下から見て円形である。小径部１１３ａの外径は、ステージ１０１の開口１０１ａの径と実質的に同じであってよい。

大径部１１３ｂは、小径部１１３ａの上側に位置している。大径部１１３ｂと小径部１１３ａとは互いに隣接している。大径部１１３ｂと小径部１１３ａとは一体的に形成されていてもよい。大径部１１３ｂは、本体部分１１１の外周面から径方向の外側に延在する板状を呈している。大径部１１３ｂの外形は、上または下から見て円形であってもよい。大径部１１３ｂの外径は、小径部１１３ａの外径、すなわち、ステージ１０１の開口１０１ａの径よりも大きい。小径部１１３ａがステージ１０１の開口１０１ａに嵌合し、大径部１１３ｂがステージ１０１の上面１０１ｂに載置されることによって、樹脂塗布装置１００はステージ１０１に固定される。

ダイス１０５は、内スリーブ１０２の内側空間に配置されている。ダイス１０５は、第１ダイス１２０と、第２ダイス１３０と、ポイント１４０とを含む。第１ダイス１２０は、円筒状を呈している。第１ダイス１２０は、内スリーブ１０２の本体部分１１１と軸（中心軸１００ａ）を共通にする。第１ダイス１２０の外径の大きさは、内スリーブ１０２の内径の大きさと同じであってよい。円筒状をなす第１ダイス１２０のダイス孔１２０Ｓは、ガラスファイバＦ１１が通過するためのファイバ通路１０５Ｓの一部を形成している。第１ダイス１２０は、第１貫通孔１１２ａの高さ位置と第２貫通孔１１２ｂの高さ位置との間の範囲に設けられている。

第２ダイス１３０は、第１ダイス１２０の下側に隣接して配置されている。第２ダイス１３０は、円筒状を呈している。第２ダイス１３０は、内スリーブ１０２の本体部分１１１と軸（中心軸１００ａ）を共通にする。第２ダイス１３０の外径の大きさは、内スリーブ１０２の内径の大きさと同じであってよい。第２ダイス１３０における第１ダイス１２０側の端面は、径方向の内側である内側部分１３１と、径方向の外側である外側部分１３２とを含む。円筒状をなす第２ダイス１３０のダイス孔１３０Ｓは、内側部分１３１の中心に位置している。ダイス孔１３０Ｓは、ガラスファイバＦ１１が通過するためのファイバ通路１０５Ｓの一部を形成している。内側部分１３１の高さ位置は、外側部分１３２の高さ位置よりも低くなっている。そのため、第１ダイス１２０に第２ダイス１３０が隣接した状態では、外側部分１３２が第１ダイス１２０に接触し、内側部分１３１と第１ダイス１２０との間には間隙１３１Ｓが形成される。第２ダイス１３０の下面には、略円柱状の凹部が形成されている。ダイス孔１３０Ｓは、この凹部に連通している。

第２ダイス１３０における内側部分１３１と外側部分１３２との間には、内側部分１３１の外周および外側部分１３２の内周に沿って溝１３３が形成されている。第２ダイス１３０には、溝１３３に連通する複数の流路１３６が形成されている。複数の流路１３６は、第２ダイス１３０の外周面と溝１３３とを連通する。複数の流路１３６は、軸方向から見て、周方向に均等に配置されている。図示例において、複数の流路１３６は、４つの流路であり、第２ダイス１３０が内スリーブ１０２に配置された状態で、第２貫通孔１１２ｂにそれぞれ接続される。複数の流路１３６は、第２ダイス１３０の径方向に沿って水平に延在している。

ポイント１４０は、第１ダイス１２０の上側に隣接して配置されている。ポイント１４０は、円筒状を呈している。ポイント１４０は、内スリーブ１０２の本体部分１１１と軸（中心軸１００ａ）を共通にする。ポイント１４０の外径の大きさは、内スリーブ１０２の内径の大きさと同じであってよい。ポイント１４０における第１ダイス１２０側の端面は、径方向の内側である内側部分１４１と、径方向の外側である外側部分１４２とを含む。円筒状をなすポイント１４０のポイント孔１４０Ｓは、内側部分１４１の中心に位置している。ポイント孔１４０Ｓは、ガラスファイバＦ１１が通過するためのファイバ通路１０５Ｓの一部を形成している。図示例においては、ポイント１４０のポイント孔１４０Ｓと第１ダイス１２０のダイス孔１２０Ｓと第２ダイス１３０のダイス孔１３０Ｓとによって、鉛直方向下向きにガラスファイバＦ１１が通過するためのファイバ通路１０５Ｓが構成されている。ファイバ通路１０５Ｓは、中心軸１００ａを中心にして鉛直方向に沿って延在する。

ポイント１４０における内側部分１４１の高さ位置は、外側部分１４２の高さ位置よりも高くなっている。そのため、第１ダイス１２０にポイント１４０が隣接した状態では、外側部分１４２が第１ダイス１２０に接触し、内側部分１４１と第１ダイス１２０との間には間隙１４１Ｓが形成される。ポイント１４０の上面には、略円錐状の凹部が形成されている。ポイント孔１４０Ｓは、この凹部に連通している。

ポイント１４０における内側部分１４１と外側部分１４２との間には、内側部分１４１の外周および外側部分１４２の内周に沿って溝１４３が形成されている。ポイント１４０には、溝１４３に連通する複数の流路１４６が形成されている。複数の流路１４６は、ポイント１４０の外周面と溝１４３とを連通する。複数の流路１４６は、軸方向から見て、周方向に均等に配置されている。図示例において、複数の流路１４６は、４つの流路であり、ポイント１４０が内スリーブ１０２に配置された状態で、第１貫通孔１１２ａにそれぞれ接続される。複数の流路１４６は、ポイント１４０の径方向に沿って水平に延在している。

外スリーブ１０３は、内スリーブ１０２の外周面に固定されている。外スリーブ１０３は、第１環状体１５０と第２環状体１７０とを含む。第１環状体１５０は、ファイバ通路１０５Ｓ（中心軸１００ａ）を中心にして配置される環形状を有する。一例において、第１環状体１５０は、内スリーブ１０２の外径と同じ大きさの内径を有する円筒形状を有している。第１環状体１５０は、第１流路１５１及び第１温度調整器１６０を含む。

第１流路１５１は、第１樹脂１４をファイバ通路１０５Ｓに向けて流通させる。第１流路１５１は、第１樹脂１４が供給される供給口１５２と、内スリーブ１０２の第１貫通孔１１２ａに接続される排出口１５３とを有する。供給口１５２から供給された第１樹脂１４は、排出口１５３から排出されることで、第１貫通孔１１２ａに供給される。第１貫通孔１１２ａに供給された第１樹脂１４は、ポイント１４０の流路１４６、溝１４３及び間隙１４１Ｓを介してファイバ通路１０５Ｓに至る。

第１流路１５１は、水平方向に移動する第１樹脂１４を水平方向に分岐させる分岐路を有する。第１流路１５１は、第１環状体１５０の内側で水平方向に延在している。第１流路１５１は、内スリーブ１０２に形成された第１貫通孔１１２ａの数に対応するように、分岐路によって複数の流路に分岐する。なお、第１流路１５１は、厳密に水平方向に沿っていなくてもよく、実質的に水平方向に沿っていればよい。例えば、第１流路１５１は、水平に対して－３°から３°程度の角度をもって形成されてもよい。

図示例の第１流路１５１は、上流側分岐路１５４（上流側の第１分岐路）と下流側分岐路１５５（下流側の第１分岐路）とを含む。上流側分岐路１５４は、供給口１５２から続く流路１５１ａを複数に分岐する。下流側分岐路１５５は、上流側分岐路１５４によって分岐された複数の流路１５１ｂのそれぞれを、さらに複数に分岐する。図示例において、上流側分岐路１５４及び下流側分岐路１５５は、いずれも１つの入口と２つの出口とを有する。すなわち、上流側分岐路１５４及び下流側分岐路１５５は、流路を２つに分岐する。

図３に示すように、供給口１５２に繋がる流路１５１ａは、上流側分岐路１５４によって２つの流路１５１ｂに分岐する。分岐した２つの流路１５１ｂは、それぞれ周方向に沿って逆向きに延在する。２つの流路１５１ｂ同士の長さは互いに等しい。分岐した流路１５１ｂは、それぞれ下流側分岐路１５５に接続される。下流側分岐路１５５同士は、ファイバ通路１０５Ｓを挟んで互いに対向する。下流側分岐路１５５は、流路１５１ｂを周方向に沿って分岐させる。すなわち、下流側分岐路１５５は、流路１５１ｂの端部から径方向の内側に延在し、その位置で分岐して周方向に沿って逆向きに延在する２つの流路１５１ｃに接続する。２つの流路１５１ｃ同士の長さは互いに等しい。互いに対向する一対の下流側分岐路１５５によって分岐された４つの流路１５１ｃは、終端の位置が周方向に均等に配置されるように周方向に延在する。４つの流路１５１ｃは、排出口１５３を介して４つの第１貫通孔１１２ａにそれぞれ接続される。

分岐路の入口の断面積は、複数の出口のそれぞれの断面積の合計に等しい。すなわち、図示例において、上流側分岐路１５４に接続された２つの流路１５１ｂ（出口）のそれぞれの断面積は、上流側分岐路１５４に接続された流路１５１ａ（入口）の断面積の半分であってよい。同様に、下流側分岐路１５５に接続された２つの流路１５１ｃ（出口）のそれぞれの断面積は、下流側分岐路１５５に接続された流路１５１ｂ（入口）の断面積の半分であってよい。なお、分岐路の入口の断面積は、複数の出口のそれぞれの断面積の合計に実質的に等しければよく、例えば１０％以下の誤差が許容される。同様に、複数の出口のそれぞれの断面積は、実質的に等しければよく、例えば１０％以下の誤差が許容される。

第１温度調整器１６０は、第１流路１５１に沿って配置され、第１流路１５１を流通する第１樹脂１４の温度調整を行う。一例において、第１温度調整器１６０の熱源は、第１流路１５１に沿って配置された発熱器１６２であってもよい。発熱器１６２は、例えば、外部から供給される電力によって発熱する抵抗体を含んでいてよい。発熱器１６２は、第１流路１５１に対して上下方向のいずれかにずれた高さ位置に水平に配置されている。図示例においては、第１流路１５１の上側に発熱器１６２が配置されている。また、例えば、上または下から見て、ファイバ通路１０５Ｓを中心にして供給口１５２の反対側の位置に、発熱器１６２の端部１６２ａ，１６２ｂが位置している。発熱器１６２は、端部１６２ａから端部１６２ｂにかけて周方向に沿って延在している。径方向において、発熱器１６２は、流路１５１ｃの内縁から流路１５１ｂの外縁までを含むように延在している。また、周方向において、発熱器１６２は、少なくとも、流路１５１ｂ，１５１ｃが形成される範囲に延在している。これにより、上または下から見たときに、流路１５１ｂ及び流路１５１ｃの位置は、発熱器１６２の位置に重複する。

第２環状体１７０は、ファイバ通路１０５Ｓを中心にして配置される環形状を有する。一例において、第２環状体１７０は、内スリーブ１０２の外径と同じ大きさの内径を有する円筒形状を有している。第２環状体１７０は、第２流路１７１及び第２温度調整器１８０を含む。

第２流路１７１は、第２樹脂１５をファイバ通路１０５Ｓに向けて流通させる。第２流路１７１は、第２樹脂１５が供給される供給口１７２と、内スリーブ１０２の第２貫通孔１１２ｂに接続される排出口１７３とを有する。供給口１７２から供給された第２樹脂１５は、排出口１７３から排出されることで、第２貫通孔１１２ｂに供給される。第２貫通孔１１２ｂに供給された第２樹脂１５は、第２ダイス１３０の流路１３６、溝１３３及び間隙１３１Ｓを介してはファイバ通路１０５Ｓに至る。

第２流路１７１は、水平方向に移動する第２樹脂１５を水平方向に分岐させる分岐路を有する。一例の第２流路１７１は、第２環状体１７０の内側で水平方向に延在している。第２流路１７１は、内スリーブ１０２に形成された第２貫通孔１１２ｂの数に対応するように、分岐路によって複数の流路に分岐する。なお、第２流路１７１は、厳密に水平方向に沿っていなくてもよく、実質的に水平方向に沿っていればよい。例えば、第２流路１７１は、水平に対して－３°から３°程度の角度をもって形成されてもよい。

図示例の第２流路１７１は、上流側分岐路１７４（上流側の第２分岐路）と下流側分岐路１７５（下流側の第２分岐路）とを含む。上流側分岐路１７４は、供給口１７２から続く流路１７１ａを複数に分岐する。下流側分岐路１７５は、上流側分岐路１７４によって分岐された複数の流路１７１ｂのそれぞれを、さらに複数に分岐する。図示例において、上流側分岐路１７４及び下流側分岐路１７５は、いずれも１つの入口と２つの出口とを有する。すなわち、上流側分岐路１７４及び下流側分岐路１７５は、流路を２つに分岐する。

図４に示すように、供給口１７２に繋がる流路１７１ａは、上流側分岐路１７４によって２つの流路１７１ｂに分岐する。分岐した流路１７１ｂは、それぞれ周方向に沿って逆向きに延在する。分岐した２つの流路１７１ｂは、それぞれ下流側分岐路１７５に接続される。２つの流路１７１ｂ同士の長さは互いに等しい。下流側分岐路１７５同士は、ファイバ通路１０５Ｓを挟んで互いに対向する。下流側分岐路１７５は、流路１７１ｂを周方向に沿って分岐させる。すなわち、下流側分岐路１７５は、流路１７１ｂの端部から径方向の内側に延在し、その位置で分岐して周方向に沿って逆向きに延在する２つの流路１７１ｃに接続する。２つの流路１７１ｃ同士の長さは互いに等しい。互いに対向する一対の下流側分岐路１７５によって分岐された４つの流路１７１ｃは、終端の位置が周方向に均等に配置されるように周方向に延在する。４つの流路１７１ｃは、排出口１７３を介して４つの第２貫通孔１１２ｂにそれぞれ接続される。

分岐路の入口の断面積は、複数の出口のそれぞれの断面積の合計に等しい。すなわち、図示例において、上流側分岐路１７４に接続された流路１７１ａ（入口）の断面積の半分であってよい。同様に、下流側分岐路１７５に接続された２つの流路１７１ｃ（出口）のそれぞれの断面積は、下流側分岐路１７５に接続された流路１７１ｂ（入口）の断面積の半分であってよい。

第２温度調整器１８０は、第２流路１７１に沿って配置され、第２流路１７１を流通する第２樹脂の温度調整を行う。一例において、第２温度調整器１８０の熱源は、温度調整された流体が流通する流路（以下、温調水流路）であってもよい。流体は、温度調整された水（以下、温調水）であってよい。第２温度調整器１８０は、第２流路１７１に沿って配置されている。

温調水流路１８２（第３流路）は、第２流路１７１に対して上下方向のいずれかにずれた高さ位置に水平に配置されている。図示例においては、第２流路１７１の下側に温調水流路１８２が配置されている。そのため、第１流路１５１及び第２流路１７１は、上下方向において、第１温度調整器１６０と第２温度調整器１８０との間に位置している。

ファイバ通路１０５Ｓを中心にして供給口１７２の反対側の位置に、温調水流路１８２の端部１８２ａ，１８２ｂが位置している。温調水流路１８２は、端部１８２ａから端部１８２ｂにかけて周方向に沿って延在している。温調水流路１８２を流通される温調水は、例えば端部１８２ａから供給されて端部１８２ｂから排出される。端部１８２ａ及び端部１８２ｂには、温調水を供給又は排出する接続端１８１が別々に設けられている。端部１８２ｂから排出された温調水は、再び温度調整されて端部１８２ａに供給されてよい。径方向において、温調水流路１８２は、流路１７１ｃの内縁から流路１７１ｂの外縁までを含むように延在している。また、周方向において、温調水流路１８２は、少なくとも、流路１７１ｂ，１７１ｃが形成される範囲に延在している。これにより、上または下から見たときに、流路１７１ｂ及び流路１７１ｃの位置は、温調水流路１８２の位置に重複する。

上下方向において、第１環状体１５０と第２環状体１７０との間には遮熱層１９１が形成されている。図示例では、第１環状体１５０と第２環状体１７０とは、上下方向に互いに離隔している。すなわち、第１環状体１５０と第２環状体１７０との間には、遮熱層１９１として機能する空気層が形成されている。なお、一例においては、空気層は、内スリーブ１０２の外周面に形成された凹部１１１ｂの位置に沿って形成されている。

続いて、光ファイバ製造装置１における光ファイバの製造方法について説明する。上記の光ファイバ製造装置１では、まず母材となるプリフォーム１０が線引炉１１にセットされる。そして、プリフォーム１０がヒータによって溶融される。溶融されたプリフォーム１０は、線引きされ、ガラスファイバＦ１１が形成される。ガラスファイバＦ１１は、鉛直方向に沿って下向きに移動し、強制冷却装置１２を通過する。強制冷却装置１２では、線引きされたガラスファイバＦ１１が冷却される。

冷却されたガラスファイバＦ１１は、外径測定器１３を通過し、ガラスファイバＦ１１の外径が測定される。外径が測定されたガラスファイバＦ１１は、鉛直方向に沿って下向きに移動し、樹脂塗布装置１００を通過する。

樹脂塗布装置１００では、第１流路１５１に第１樹脂１４が所定の流量で供給され、第２流路１７１に第２樹脂１５が所定の流量で供給される。第１流路１５１に供給された第１樹脂１４は、第１温度調整器１６０によって所定の第１温度に調整され、第２流路１７１に供給された第２樹脂１５は、第２温度調整器１８０によって所定の第２温度に調整される。第１温度調整器１６０によって調整される温度と第２温度調整器１８０によって調整される温度とは互いに異なっている。

樹脂塗布装置１００では、樹脂の温度が調整されることにより、樹脂の粘度が所定の範囲に入るように調整される。一般に、樹脂の粘度（Ｐａ・ｓ）は、温度に依存しており、温度が高いほど低くなり、温度が低いほど高くなる。上記の光ファイバ製造装置１においては、樹脂の粘度を所定の範囲に調整することにより、ガラスファイバＦ１１の周面に適切に樹脂を塗布することができる。一例において、第１樹脂１４は、ガラスファイバＦ１１と接触して外部歪みを吸収するために、柔軟性が必要とされており、高い粘度を有する傾向にある。また、第２樹脂１５は、外部応力に耐えるために、硬さと靭性とが必要とされており、低い粘度を有する傾向にある。すなわち、同じ温度条件であれば、第１樹脂１４の粘度は、第２樹脂１５の粘度よりも高くなっている。この場合、第１樹脂１４及び第２樹脂１５の粘度を塗布に適した範囲に調整するためには、第１樹脂１４の温度を第２樹脂１５の温度よりも高い温度に調整する必要がある。そのため、一例の樹脂塗布装置１００では、第１温度は、第２温度よりも高く設定される。

一例の樹脂塗布装置１００では、ガラスファイバＦ１１に塗布される際の第１樹脂１４及び第２樹脂１５の粘度が、０．８Ｐａ・ｓから２．０Ｐａ・ｓ程度に調整される。一例として、第１温度調整器１６０によって調整される第１温度が３５℃から７０℃程度であり、第２温度調整器１８０によって調整される第２温度が３０℃から４５℃の場合に、第１樹脂１４及び第２樹脂１５が上述の粘度を充足し得る。なお、この場合、第１樹脂１４と第２樹脂１５との粘度比（第２樹脂の粘度／第１樹脂の粘度）は、例えば、０．５から０．９程度であってよい。

温度調整された第１樹脂１４は、第１流路１５１、第１貫通孔１１２ａ、流路１４６、溝１４３及び間隙１４１Ｓを経てファイバ通路１０５Ｓに流入する。第１樹脂１４は、周方向に均等に配置された複数の流路１４６からファイバ通路１０５Ｓを周方向の全域にわたって囲む溝１４３及び間隙１４１Ｓに流入する。これにより、ファイバ通路１０５Ｓの近傍における第１樹脂１４の流れが周方向において均一になる。同様に、第２樹脂１５は、第２流路１７１、第２貫通孔１１２ｂ、流路１３６、溝１３３及び間隙１３１Ｓを経てファイバ通路１０５Ｓに流入する。第２樹脂は、周方向に均等に配置された流路１３６からファイバ通路１０５Ｓを周方向の全域にわたって囲む溝１３３及び間隙１３１Ｓに流入する。これにより、ファイバ通路１０５Ｓの近傍における第２樹脂１５の流れが周方向において均一になる。

鉛直下向きに移動するガラスファイバＦ１１がファイバ通路１０５Ｓを通過すると、まず、ガラスファイバＦ１１の周面に第１樹脂１４が塗布される。そして、ガラスファイバＦ１１の下方への移動に伴って、ガラスファイバＦ１１に塗布された第１樹脂１４の上にさらに第２樹脂１５が塗布される。

続いて、偏肉測定器１６によって、光ファイバ素線Ｆの中心位置に対するガラスファイバＦ１１の中心位置のずれが測定される。そして、樹脂１４，１５が塗布されたガラスファイバＦ１１は、鉛直方向に沿って下向きに移動し、ＵＶ炉１７を通過する。ガラスファイバＦ１１がＵＶ炉１７を通過することにより、樹脂１４，１５に紫外線が照射され、光ファイバ素線Ｆが形成される。光ファイバ素線Ｆは、ガイドローラ２０を経由して所定方向に沿って移動し、キャプスタン２１に引き取られ、巻き取りボビン２２へ送られる。

以上説明した光ファイバ製造装置１の樹脂塗布装置１００では、第１流路１５１及び第２流路１７１において、樹脂を水平方向に分岐させる上流側分岐路１５４，下流側分岐路１５５（第１分岐路）及び上流側分岐路１７４，下流側分岐路１７５（第２分岐路）がそれぞれ形成されている。そのため、周方向の複数の位置からファイバ通路１０５Ｓに向かう流路を形成することができる。したがって、ガラスファイバＦ１１に塗布される樹脂の流れをガラスファイバＦ１１の周方向で均一に調整できる。また、各分岐路を含む流路は水平方向のみに分岐しているため、樹脂塗布装置１００の上下方向の大きさを小さくすることができる。これにより、光ファイバ製造装置１の全体の高さが高くなることが抑制される。

一例の第１流路１５１及び第１温度調整器１６０は、ファイバ通路１０５Ｓを中心にして配置される環形状を有する第１環状体１５０に形成されている。また、第２流路１７１及び第２温度調整器１８０は、ファイバ通路１０５Ｓを中心にして、第１環状体１５０の下方に配置される環形状を有する第２環状体１７０に形成されている。この構成では、流路１５１、１７１及び温度調整器１６０，１８０をファイバ通路１０５Ｓの周囲に均等に配置しやすい。

一例では、上下方向において、第１環状体１５０と第２環状体１７０との間には遮熱層１９１が形成されている。この構成では、第１環状体１５０に形成された第１温度調整器１６０が第２環状体１７０に影響を及ぼすことが抑制される。また、第２環状体１７０に形成された第２温度調整器１８０が第１環状体１５０に影響を及ぼすことが抑制される。

また、第１流路１５１及び第２流路１７１は、上下方向において、第１温度調整器１６０と第２温度調整器１８０との間に位置しており、第１流路１５１は第１温度調整器１６０により温度を調整され、第２流路１７１は第２温度調整器１８０により温度を調整される。この構成では、第１環状体１５０に形成された第１温度調整器１６０が第２環状体１７０に影響を及ぼすことが抑制される。また、第２環状体１７０に形成された第２温度調整器１８０が第１環状体１５０に影響を及ぼすことが抑制される。

一例の第１温度調整器１６０は、第１流路１５１に沿って配置された発熱器１６２を熱源としている。また、第２温度調整器１８０は、第２流路１７１に沿って配置され、温度調整された流体が流通する温調水流路１８２を熱源としている。この構成では、例えば、第１流路１５１に流通する第１樹脂１４を第２樹脂１５よりも高い温度に容易に調整することができる。

上流側分岐路１５４は、流路１５１ａを入口として有し、２つの流路１５１ｂを出口として有する。１つの流路１５１ｂの流路断面積は、流路１５１ａの流路断面積の半分である。また、下流側分岐路１５５は、流路１５１ｂを入口として有し、２つの流路１５１ｃを出口として有する。１つの流路１５１ｃの流路断面積は、流路１５１ｂの流路断面積の半分である。また、それぞれの分岐路の入口の断面積は、出口のそれぞれの断面積の合計に等しくなっている。この構成ではそれぞれの分岐路によって第１樹脂１４を均等に分岐させることができる。なお、上記の作用は、上流側分岐路１７４及び下流側分岐路１７５においても同様である。

第１流路１５１は、上流側分岐路１５４及び下流側分岐路１５５によって分岐した４つの出口である流路１５１ｃを含む。４つの流路１５１ｃは、ファイバ通路１０５Ｓを中心として周方向に均等に配置されている。この構成によって、ファイバ通路１０５Ｓの近傍における第１樹脂１４の流れが周方向において均一になりやすい。

上流側分岐路１７４は、流路１７１ａを入口として有し、２つの流路１７１ｂを出口として有する。１つの流路１７１ｂの流路断面積は、流路１７１ａの流路断面積の半分である。また、下流側分岐路１７５は、流路１７１ｂを入口として有し、２つの流路１７１ｃを出口として有する。１つの流路１７１ｃの流路断面積は、流路１７１ｂの流路断面積の半分である。また、それぞれの分岐路の入口の断面積は、出口のそれぞれの断面積の合計に等しくなっている。この構成ではそれぞれの分岐路によって第２樹脂１５を均等に分岐させることができる。

第２流路１７１は、上流側分岐路１７４及び下流側分岐路１７５によって分岐した４つの出口である流路１７１ｃを含む。４つの流路１７１ｃは、ファイバ通路１０５Ｓを中心として周方向に均等に配置されている。この構成によって、ファイバ通路１０５Ｓの近傍における第２樹脂１５の流れが周方向において均一になりやすい。

本開示は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

例えば、遮熱層１９１が空気によって形成されている例を示したが、遮熱層１９１は、断熱材等によって形成されていてもよい。

また、第１温度調整器１６０の熱源が第１流路１５１に沿って配置された発熱器１６２である例を示したが、第１温度調整器１６０の熱源は、発熱器１６２に代えて、第１流路１５１に沿って配置された流路であってもよい。当該流路は、温調水流路１８２と同様の構成を備えていてよく、温調水流路１８２に供給される温水とは異なる温度に管理された温水が供給されてよい。また、第２温度調整器１８０の熱源は、温調水流路１８２に代えて発熱器１６２と同様の発熱器であってもよい。

上流側分岐路１５４，１７４及び下流側分岐路１５５，１７５において、流路が２つに分岐されている例を示したが、各分岐路の構成はこれに限定されない。例えば、分岐路は、一つの入口に対して３以上の出口を有していてもよい。また、流路１５１，１７１は、上流側流路のみを備えていてもよい。この場合も、分岐路は、一つの入口に対して３以上の出口を有していてもよい。

１…光ファイバ製造装置
１０…プリフォーム（ガラス母材）
１１…線引炉
１２…強制冷却装置
１３…外径測定器
１４…樹脂
１５…樹脂
１６…偏肉測定器
１７…ＵＶ炉
１８…外径測定器
２０…ガイドローラ
２１…キャプスタン
２２…巻き取りボビン
１００…樹脂塗布装置
１００ａ…中心軸
１０１…ステージ
１０１ａ…開口
１０１ｂ…上面
１０２…内スリーブ
１０３…外スリーブ
１０５…ダイス
１０５Ｓ…ファイバ通路
１１１…本体部分
１１１ｂ…凹部
１１２ａ…第１貫通孔
１１２ｂ…第２貫通孔
１１３…支持片
１１３ａ…小径部
１１３ｂ…大径部
１２０…第１ダイス
１２０Ｓ…ダイス孔
１３０…第２ダイス
１３０Ｓ…ダイス孔
１３１…内側部分
１３１Ｓ…間隙
１３２…外側部分
１３３…溝
１３６…流路
１４０…ポイント
１４０Ｓ…ポイント孔
１４１…内側部分
１４１Ｓ…間隙
１４２…外側部分
１４３…溝
１４６…流路
１５０…第１環状体
１５１…第１流路
１５１ａ…流路
１５１ｂ…流路
１５１ｃ…流路
１５２…供給口
１５３…排出口
１５４…上流側分岐路
１５５…下流側分岐路
１６０…第１温度調整器
１６２…発熱器
１６２ａ…端部
１６２ｂ…端部
１７０…第２環状体
１７１…第２流路
１７１ａ…流路
１７１ｂ…流路
１７１ｃ…流路
１７２…供給口
１７３…排出口
１７４…上流側分岐路
１７５…下流側分岐路
１８０…第２温度調整器
１８２…温調水流路（第３流路）
１８２ａ…端部
１８２ｂ…端部
１９１…遮熱層
Ｆ…光ファイバ素線
Ｆ１１…ガラスファイバ

Claims (12)

1. ガラスファイバが鉛直方向下向きに通過するファイバ通路と、
   第１樹脂を前記ファイバ通路に向けて流通させる流路であって、水平方向に移動する前記第１樹脂を水平方向に分岐させる第１分岐路を有する第１流路と、
   前記第１流路に沿って配置され、前記第１流路の温度調整を行う第１温度調整器と、
   第２樹脂を前記ファイバ通路に向けて流通させる流路であって、水平方向に移動する前記第２樹脂を水平方向に分岐させる第２分岐路を有し、前記第１流路よりも下方に位置する第２流路と、
   前記第２流路に沿って配置され、前記第２流路の温度調整を行う第２温度調整器と、を備え、
   前記第１流路及び前記第２流路は、各々２分岐した後に前記ファイバ通路を中心として周方向に９０°進んだ位置からさらに２分岐して４分岐の流路となっており、前記４分岐の流路は、前記周方向に互いに９０°の間隔を保っている、塗布装置。
2. 前記第１流路及び前記第１温度調整器は、前記ファイバ通路を中心にして配置される環形状を有する第１環状体を形成しており、
   前記第２流路及び前記第２温度調整器は、前記ファイバ通路を中心にして、前記第１環状体の下方に配置される環形状を有する第２環状体を形成している、請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記第１環状体と前記第２環状体は、上下方向において離隔しており、前記第１環状体と前記第２環状体との間には空気層からなる遮熱層が形成されている、請求項２に記載の塗布装置。
4. 前記第１流路及び前記第２流路は、上下方向において、前記第１温度調整器と前記第２温度調整器との間に位置し、前記第１流路は前記第１温度調整器により温度を調整され、前記第２流路は前記第２温度調整器により温度を調整される、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の塗布装置。
5. 前記第１温度調整器における熱源は、前記第１流路に沿って配置された発熱器であり、
   前記第２温度調整器における熱源は、前記第２流路に沿って配置され、温度調整された流体が流通する第３流路である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の塗布装置。
6. 前記第１分岐路は、１つの入口と２つの出口とを有し、前記２つの出口のそれぞれの断面積は、前記１つの入口の断面積の半分である、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の塗布装置。
7. 前記第１分岐路は、１つの入口と複数の出口とを有し、前記１つの入口の断面積は、前記複数の出口のそれぞれの断面積の合計に等しい、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の塗布装置。
8. 前記第１流路は、前記第１分岐路によって分岐した４つの出口を含み、
   前記４つの出口は、前記ファイバ通路を中心として周方向に均等に配置されている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の塗布装置。
9. 前記第２分岐路は、１つの入口と２つの出口とを有し、前記２つの出口のそれぞれの断面積は、前記１つの入口の断面積の半分である、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の塗布装置。
10. 前記第２分岐路は、１つの入口と複数の出口とを有し、前記１つの入口の断面積は、前記複数の出口のそれぞれの断面積の合計に等しい、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の塗布装置。
11. 前記第２流路は、前記第２分岐路によって分岐した４つの出口を含み、
    前記４つの出口は、前記ファイバ通路を中心として周方向に均等に配置されている、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の塗布装置。
12. ガラスファイバに樹脂を塗布する方法であって、
    前記ガラスファイバを鉛直方向下向きにファイバ通路内を通過させる工程と、
    水平方向に分岐する第１流路に第１樹脂を流通させ、第１温度調整器により温度を調整することによって、前記第１樹脂の温度を第１温度に調整する工程と、
    前記第１流路よりも下方に位置し、水平方向に分岐する第２流路に第２樹脂を流通させ、第２温度調整器により温度を調整することによって、前記第２樹脂の温度を第２温度に調整する工程と、
    前記ファイバ通路内を移動する前記ガラスファイバに前記第１流路を流通した前記第１樹脂を塗布する工程と、
    前記ファイバ通路内を移動し前記第１樹脂が塗布された前記ガラスファイバに前記第２流路を流通した前記第２樹脂を塗布する工程と、を備え、
    前記第１流路及び前記第２流路は、各々２分岐した後に前記ファイバ通路を中心として周方向に９０°進んだ位置からさらに２分岐して４分岐の流路となっており、前記４分岐の流路は、前記周方向に互いに９０°の間隔を保っている、塗布方法。