JPH08282920A - 走行線状体における被覆層の異常検知装置ならびに異常検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行線状体に形成された被覆層内に気泡や異
物が混入するなどの異常の発生をオンラインで的確に検
出すること。 【構成】 遮光用カバー２１と、該カバー２１内を走行
する光透過性の被覆層が形成された光ファイバ素線４ｂ
にその長手方向に沿って第一の測定光を照射する紫外線
照射装置（第一の投光用素子）２２と、ピーク波長が上
記第一の測定光とは異る第二の測定光を上記素線４ｂの
側面に照射する第二の投光用素子と、上記素線４ｂから
の反射光を受光し、該反射光を処理部に導くための受光
用素子と、該受光用素子から導かれた反射光を赤成分、
緑成分、青成分に分解し、これら成分の強度比から反射
光の色を判定し、該反射光の色に基づいて被覆層内の異
常の有無を判定する処理部とを少なくとも具備してなる
走行線状体における被覆層の異常検知装置２０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ裸線などの線
状体に熱硬化型やＵＶ硬化型樹脂などからなる光透過性
の被覆材をコーティングして被覆層を形成する際、該被
覆層内に気泡や異物の混入するなどの異常の発生をオン
ラインで的確に検出するようにした走行線状体における
被覆層の異常検知装置ならびに異常検知方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、線引き後の光ファイバ裸線にあ
っては、ゴミの付着や傷などの発生を防止するため、被
覆材コーティング工程を設けて被覆層を形成している。
例えば、図５に示したように、上端が昇降自在な支持ロ
ッド１で支持された光ファイバ母材（プリフォーム）２
を加熱炉３中に挿入し、当該母材２の下方先端から線引
きされた光ファイバ裸線４を線径測定部５を通した後、
被覆材コーティング工程６に導き、ソフトな１次被覆層
とハードな２次被覆層を形成している。

【０００３】この被覆材コーティング工程６では、先ず
光ファイバ裸線４を１次被覆材７の充填されたコーティ
ングポット８に通して当該１次被覆材７で被覆し、その
後、被覆材硬化装置９に導いて１次被覆材を硬化させ、
光ファイバ素線４ａを得、次いで、該光ファイバ素線４
ａを２次被覆材１０の充填されたコーティングポット１
１に通して当該２次被覆材１０で被覆し、その後、被覆
材硬化装置１２に導いて２次被覆材１０を硬化させて、
光ファイバ素線４ｂを得ている。この光ファイバ素線４
ｂは、さらに、引き取り機１３により引き取られた後、
巻き取り機１４に巻き取られている。なお、線径測定部
５からの線径データは、線径制御装置１５に入力され、
引き取り機１３にフィードバックさせて引き取り速度を
制御している。図中符号１６は必要に応じて設けられる
光ファイバ裸線４の冷却筒である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようにして得られ
た光ファイバ素線４ｂの長手方向の任意の２点間におけ
る損失などの検出は、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉ
ｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）な
どによって行われているが、走行する光ファイバ裸線４
に光透過性の被覆材をコーティングして被覆層を形成す
る際、該被覆層内に気泡や異物が混入するなどの異常の
発生を検出する方法にあたっては、従来、適当な方法が
なかった。

【０００５】本発明は、このような従来の事情に鑑み、
光ファイバの被覆層の場合、光透過性の樹脂が使用され
ることに着目してなされたものであり、走行する光ファ
イバ裸線などの走行線状体に熱硬化型やＵＶ硬化型樹脂
などからなる光透過性の被覆材をコーティングして被覆
層を形成する際、該被覆層内に気泡や異物が混入するな
どの異常の発生をオンラインで的確に検出することがで
きる走行線状体における被覆層の異常検知装置ならびに
異常検知方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の走行線状体にお
ける被覆層の異常検知装置にあっては、光透過性の被覆
層が形成された線状体にその長手方向に沿って第一の測
定光を照射する第一の投光用素子と、ピーク波長が上記
第一の測定光とは異る第二の測定光を上記線状体の側面
に照射する第二の投光用素子と、上記線状体からの反射
光を受光し、該反射光を処理部に導くための受光用素子
と、該受光用素子から導かれた反射光を赤成分、緑成
分、青成分に分解し、これら成分の強度比から反射光の
色を判定し、該反射光の色に基づいて被覆層内の異常の
有無を判定する処理部とを少なくとも具備してなること
を特徴とする。上記第一の投光用素子の上方に、遮光用
カバーが設けられることが好ましい。上記第二の投光用
素子が光源と光ファイバとから構成され、上記受光用素
子が光ファイバから構成されることが好ましい。

【０００７】本発明の走行線状体における被覆層の異常
検知方法にあっては、光透過性の被覆層が形成された線
状体をその長さ方向に走行させつつ、上記線状体にその
長手方向に沿って第一の測定光を照射し、さらにピーク
波長が上記第一の測定光とは異る第二の測定光を第一の
測定光と異る方向から照射し、上記線状体からの反射光
を赤成分、緑成分、青成分に分解し、これら成分の強度
比から反射光の色を判定し、該反射光の色に基づいて上
記被覆層内の異常の有無をオンラインで連続的に測定
し、上記被覆層内の異常を検知することを特徴とする。
上記第二の測定光としては、これが照射される線状体の
周囲の環境下に存在しない色あるいは少ない色のものを
用いるのが好ましい。

【０００８】

【作用】光透過性の被覆層が形成された線状体にその長
手方向に沿って第一の測定光を照射し、さらにピーク波
長が上記第一の測定光とは異る第二の測定光を第一の測
定光と異る方向から照射すると、これら第一の測定光な
らびに第二の測定光に照射された被覆層の部分（以下、
測定光照射部分と略記する。）に気泡や異物の混入がな
い場合、第一の測定光は散乱されずに被覆層内を伝搬す
るので、線状体からの反射光の大部分は第二の測定光か
ら構成され、該反射光の色も第二の測定光のピーク波長
の色となる。一方、測定光照射部分に気泡や異物の混入
がある場合、第一の測定光は気泡や異物の表面で散乱さ
れるので、線状体からの反射光は第一の測定光と第二の
測定光から構成され、上記反射光の色も第一の測定光の
ピーク波長の色と第二の測定光のピーク波長の色とが混
合した色となる。そして、上記反射光の色は、該反射光
を赤成分、緑成分、青成分に分解し、これら成分の強度
比から判定できるので、被覆層内に気泡や異物の混入が
ない良好な場合の反射光の各成分の強度比を記憶させて
おくことで色を記憶させておき、該色と異るときに警報
等を発するようにしておくと、被覆層内に異常があると
き検知することが可能となる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の走行線状体における被覆層
の異常検知装置（以下、異常検知装置と略す。）の一実
施例を説明するための図である。なお、この実施例にお
いては光ファイバの製造ラインにおいて用いられるもの
について説明する。図中符号２０は異常検知装置であ
り、この異常検知装置２０は、遮光用カバー２１と、紫
外線照射装置（第一の投光用素子）２２と、カラーセン
サ２３から概略構成されている。

【００１０】上記遮光用カバー２１は、異常検知装置２
０が設置される周囲の環境下に存在する光を遮るための
中空円柱状のものであり、その上面２４には光ファイバ
素線４ｂを導入するための導入口２４ａ、下面２５には
導入された光ファイバ素線４ｂを導出するための導出口
２５ａが形成されている。このような遮光用カバー２１
は、異常検知装置２０が設置される周囲の環境下に存在
する光が上記導入口２４ａから内部に入射するのを防ぐ
ために、被覆材の充填されたコーティングポットの直後
で、かつ該コーティングポットの下面に上記上面２４が
接触するように設置されるのが望まれる。

【００１１】上記導出口２５ａの径は、これに挿通され
る光ファイバ素線４ｂの径が２５０μｍの場合、１．５
〜２．０ｍｍ程度が望ましい。導出口２５ａの径が２．
０ｍｍより大きいと、外乱光が多くなり、カラーセンサ
２０が誤動作する恐れがあるからである。一方、導出口
２５ａの径が１．５ｍｍより小さいと、光ファイバ素線
４ｂの振動のために、遮光用カバー２１に接触し、コー
ティング径異常をおこす恐れがある。そこで、導出口２
５ａの径を２．０ｍｍ程度と大きくしたままで、外乱光
の影響をより少なくするために、上記遮光用カバー２１
の下面２５に当接するように第二の遮光用カバー（図示
略）を設置し、この第二の遮光用カバーの導出口径を
３．０ｍｍ程度としてもよいが、必ずしも限りではな
く、遮光用カバーの長さ、紫外線照射装置との距離、第
一の測定光の強度によって適宜変更できる。

【００１２】この遮光用カバー２１内に挿通される光フ
ァイバ素線４ｂは、光ファイバ裸線を光透過性被覆材か
らなる一次被覆層ならびに二次被覆層（以下、一次被覆
層および二次被覆層を被覆層と略記する。）が形成され
たものである。ここでの光透過性被覆材としては、紫外
線硬化型樹脂が好適に用いられ、例えばウレタンアクリ
レート系、エポキシアクリレート系、ブタジエンアクリ
レート系、シリコーンアクリレート系等の樹脂が好まし
い。このような遮光用カバー２１が設けられていると、
異常検知装置２０が設置される周囲の環境下に存在する
光を遮ることができるので、Ｓ／Ｎ比が上がり、異常検
知の確度が上がるからである。このような遮光用カバー
２１の下方には、紫外線照射装置２２が設置されてい
る。

【００１３】上記紫外線照射装置２２は、上記遮光用カ
バー２１内を走行する光ファイバ素線４ｂにその長手方
向に沿って第一の測定光を照射するためのものであり、
具体的にはＵＶランプが好適に用いられ、このときＵＶ
光が第一の測定光となる。この紫外線照射装置２２は、
異常検知装置２０が光ファイバの製造ラインに設置され
る場合、被覆材硬化装置で代用してもよい。

【００１４】上記カラーセンサ２３は、アンプユニット
部２７とこれに接続された光ファイバユニット部２９か
ら概略構成されている。上記アンプユニット部２７は、
ピーク波長が上記第一の測定光とは異る第二の測定光を
出射する光源（図示略）と、後述する受光用光ファイバ
から導かれた反射光を赤成分、緑成分、青成分に分解
し、これら成分の強度比から反射光の色を判定し、該反
射光の色に基づいて被覆層内の異常の有無を判定し、被
覆層内に異常があるとき信号を発する処理部（図示略）
とを少なくとも具備してなるものである。

【００１５】上記第二の測定光としては、これが照射さ
れる光ファイバ素線４ｂの周囲の環境下に存在しない色
あるいは少ない色のものを用いるのが好ましい。このよ
うな第二の測定光を用いると、Ｓ／Ｎ比が上がり、異常
検知の確度が上がるからである。

【００１６】また、上記光ファイバユニット部２９は、
投光・受光一体型光ファイバ３０と、これの先端部に設
けられたヘッド部３１から構成されている。図２は、上
記投光・受光一体型光ファイバ３０の一実施例を示す図
であり、投光用光ファイバ３２の周囲に複数本の受光用
光ファイバ（受光用素子）３３が並べられ、これらが一
括被覆層３４にて一体化されてなるものである。この投
光用光ファイバ３２は、上記光源からの第二の測定光を
導波し、該第二の測定光を上記遮光用カバー２１内を走
行する光ファイバ素線４ｂの側面に照射するためのもの
である。この実施例においては、この投光用光ファイバ
３２ならびに上記光源が、第二の投光用素子となる。ま
た、受光用光ファイバ３３は、上記光ファイバ素線４ｂ
からの反射光を受光し、該反射光をアンプユニット部２
７内の処理部に導くためのものである。

【００１７】この光ファイバユニット部２９のヘッド部
３１は、光ファイバ素線４ｂの被覆層の異常の有無を測
定する際、遮光用カバー２１内に配設される。このよう
なカラーセンサ２３の具体例としては、光ファイバ式２
ビームカラーセンサー（商品名；竹中電子工業株式会社
製）などが挙げられる。

【００１８】次に、この実施例の異常検知装置２０の動
作原理を図３を用いて説明する。図中符号４は光ファイ
バ裸線、４ｃはこの光ファイバ裸線４に形成された光透
過性の被覆層、３５は第一の測定光、３６は第二の測定
光、３７は反射光、３８は気泡である。例えば、紫外線
照射装置２２から可視光域のピーク波長が５３０ｎｍ
（緑）の第一の測定光３５を光透過性の被覆層４ｃを有
する光ファイバ素線４ｂにその長手方向に沿って照射
し、さらに投光用光ファイバ３２から可視光域のピーク
波長が７００ｎｍ（赤）の第二の測定光３６を上記光透
過性の被覆層４ｃを有する光ファイバ素線４ｂの側面に
照射すると、測定光照射部分に気泡３８の混入がない場
合、図３（Ａ）に示すように第一の測定光３５は散乱さ
れずに被覆層４ｃ内を伝搬するので、光ファイバ素線４
ｂからの反射光３７の大部分は第二の測定光３６から構
成され、該反射光３７の色も第二の測定光３６のピーク
波長の赤色となる。

【００１９】一方、測定光照射部分に気泡３８の混入が
ある場合、図３（Ｂ）に示すように第一の測定光３５は
気泡３８の表面で散乱されるので、光ファイバ素線４ｂ
からの反射光３７は第一の測定光３５と第二の測定光３
６から構成され、上記反射光３７の色も第一の測定光３
５のピーク波長の緑色と第二の測定光３６のピーク波長
の赤色とが混合した色となる。

【００２０】そして、上記反射光３７は、受光用光ファ
イバ３３を通ってアンプユニット部２７内の処理部に導
かれ、ここで赤成分、緑成分、青成分に分解され、これ
ら成分の強度比から反射光３７の色が判定されるので、
被覆層４ｃ内に気泡３８の混入がない良好な場合の反射
光３７の各成分の強度比を処理部に記憶させておくこと
で反射光３７の色を記憶させておき、この例では赤色と
記憶させておくと、赤色と異るときにＮＧ信号が出力
し、警報が鳴るのである。

【００２１】次に、本発明の走行線状体における被覆層
の異常検知方法の一実施例について図４を用いて説明す
るが、この実施例では図１に示した異常検知装置２０が
光ファイバの製造ライン中に設置された場合について説
明する。まず、上端が昇降自在な支持ロッド１で支持さ
れた光ファイバ母材（プリフォーム）２を加熱炉３中に
挿入し、当該母材２の下方先端から線引きされた光ファ
イバ裸線４を冷却筒１６内を線速３００ｍ／分程度で走
行させた後、線径測定部５を通した後、光ファイバ裸線
４を１次被覆材７の充填されたコーティングポット８に
通して１次被覆材７で被覆し、その後、被覆材硬化装置
９に導いて上記一次被覆材７を硬化させ、１次被覆層を
形成し、光ファイバ素線４ａを得る。次いで、上記光フ
ァイバ素線４ａを２次被覆材１０の充填されたコーティ
ングポット１１に通して２次被覆材１０で被覆する。

【００２２】ついで、被覆層４ｃをなす２次被覆材１０
が硬化する前の光ファイバ素線４ｂを遮光用カバー２１
内を走行させつつ、該光ファイバ素線４ｂの長手方向に
沿って紫外線照射装置２２（被覆材硬化装置１２）から
出射される第一の測定光３５を照射し、さらに上記光フ
ァイバ素線４ｂの側面に上記投光用光ファイバ３２から
第二の測定光３６を照射する。

【００２３】そして、上記光ファイバ素線４ｂからの反
射光３７を受光用光ファイバ３３で受光し、上記反射光
３７をアンプユニット部２７内の処理部で赤成分、緑成
分、青成分に分解し、これら成分の強度比から反射光３
７の色判定し、該反射光３７の色に基づいて上記被覆層
４ｃ内の異常の有無をオンラインで連続的に測定する。
このとき上記被覆層４ｃ内に異常があるときは、アンプ
ユニット部２７の処理部からＮＧ信号が出力し、警報が
鳴るので、被覆層４ｃの異常を検知することができる。
ここでは、予め被覆層４ｃ内に異常がない場合の反射光
３７の成分の強度比ならびに色をアンプユニット部２７
内の処理部に記憶させておく。

【００２４】続いて、被覆層４ｃをなす２次被覆材１０
が硬化する前の光ファイバ素線４ｂを紫外線照射装置２
２（被覆材硬化装置１２）に導いて２次被覆材１０を硬
化させた後、この光ファイバ素線４ｂを引き取り機１３
により引き取り、最後に巻き取り機１４に巻き取る。

【００２５】また、上記線径測定部５での光ファイバ裸
線４の線径データは、該線径測定部５と接続された線径
制御装置１５に送られる。すると、線径制御装置１５で
は線径データに基づいて引き取り機１３の回転速度を変
化させて、引き取り速度を変化させることによって光フ
ァイバ裸線４の線速を変化させて該光ファイバ裸線４の
外径が所定の寸法となるように制御する。

【００２６】この実施例の異常検知装置ならびに異常検
知方法にあっては、走行する光ファイバ裸線４に紫外線
硬化型樹脂などからなる光透過性の被覆材をコーティン
グして被覆層４ｃを形成する際、該被覆層４ｃ内に気泡
や異物が混入するなどの異常の発生をオンラインで的確
に検出することができる。このように被覆層４ｃの異常
の有無を製造工程中に常時監視できるので、不良部分の
範囲を正確に把握することができる。また、この実施例
の異常検知装置ならびに異常検知方法においては、市販
のカラーセンサを用いることができるので、簡便であ
る。

【００２７】上記実施例においては、異常検知装置２０
をコーティングポット１１の直後に設ける場合について
説明したが、コーティングポット８の直後に設けてもよ
く、さらにコーティングポット８ならびにコーティング
ポット１１の直後に設けてもよい。また、上記実施例に
おいては、投光用光ファイバとして受光用光ファイバと
一体となった投光・受光一体型光ファイバを用いる例に
ついて説明したが、受光スポットに投光できるものであ
れば、受光用ファイバとは分離したものであってもよ
い。また、上記実施例においては、光ファイバ素線４ｂ
の被覆層４ｃの異常の有無を測定する例について説明し
たが、光透過性の被覆層が形成された線状体であればど
の様なものでもあっても同様に被覆層の異常を測定する
ことができる。また、上記実施例のおいては、遮光用カ
バー２１を紫外線照射装置（第一の投光用素子）２２の
上方に設置した場合について説明したが、第一の測定光
３５ならびに第二の測定光３６として、異常検知装置２
０が設置される周囲の環境下に存在しない光を選択した
場合には、必ずしも設置しなくてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の異常検知装
置ならびに異常検知方法にあっては、走行する光ファイ
バ裸線などの走行線状体に熱硬化型やＵＶ硬化型樹脂な
どからなる光透過性の被覆材をコーティングして被覆層
を形成する際、該被覆層内に気泡や異物が混入するなど
の異常の発生をオンラインで的確に検出することができ
る。また、線状体に形成された被覆層の異常の有無を製
造工程中に常時監視できるので、不良部分の範囲を正確
に把握することができる。さらに、本発明の異常検知装
置ならびに異常検知方法においては、市販のカラーセン
サを用いることもできるので、簡易である。また、遮光
用カバーが第一の投光用素子の上方に設けられたものに
あっては、該異常検知装置が設置される周囲の環境下に
存在する光を遮ることができるため、Ｓ／Ｎ比が上が
り、異常検知の確度が上がるという利点がある。また、
第二の測定光としてこれが照射される線状体の周囲の環
境下に存在しない色あるいは少ない色のものを用いる
と、Ｓ／Ｎ比が上がり、異常検知の確度が上がるという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の異常検知装置の一実施例を示す概略
構成図である。

【図２】 図１に示した異常検知装置に用いられる投光
・受光一体型光ファイバの一実施例を示す図である。

【図３】 図１に示した異常検知装置の動作原理を説明
するための図であり、（Ａ）被覆層内に気泡の混入なし
の場合、（Ｂ）被覆層内に気泡の混入ありの場合であ
る。

【図４】 本発明の異常検知方法の一実施例を説明する
ための図である。

【図５】 光ファイバの製造工程を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

２０・・・異常検知装置、２１・・・遮光用カバー、２２・・・
紫外線照射装置、２３・・・カラーセンサ、２７・・・アンプ
ユニット部、２９・・・光ファイバユニット部、３２・・・投
光用光ファイバ、３３・・・受光用光ファイバ、３５・・・第
一の測定光、３６・・・第二の測定光、３７・・・反射光、３
８・・・気泡。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光透過性の被覆層が形成された線状体に
   その長手方向に沿って第一の測定光を照射する第一の投
   光用素子と、ピーク波長が上記第一の測定光とは異る第
   二の測定光を上記線状体の側面に照射する第二の投光用
   素子と、上記線状体からの反射光を受光し、該反射光を
   処理部に導くための受光用素子と、該受光用素子から導
   かれた反射光を赤成分、緑成分、青成分に分解し、これ
   ら成分の強度比から反射光の色を判定し、該反射光の色
   に基づいて被覆層内の異常の有無を判定する処理部とを
   少なくとも具備してなることを特徴とする走行線状体に
   おける被覆層の異常検知装置。
2. 【請求項２】 上記第一の投光用素子の上方に、遮光用
   カバーが設けられたことを特徴とする請求項１記載の走
   行線状体における被覆層の異常検知装置。
3. 【請求項３】 上記第二の投光用素子が光源と光ファイ
   バとからなるものであり、上記受光用素子が光ファイバ
   からなるものであることを特徴とする請求項１または２
   記載の走行線状体における被覆層の異常検知装置。
4. 【請求項４】 光透過性の被覆層が形成された線状体を
   その長さ方向に走行させつつ、上記線状体にその長手方
   向に沿って第一の測定光を照射し、さらにピーク波長が
   上記第一の測定光とは異る第二の測定光を第一の測定光
   と異る方向から照射し、上記線状体からの反射光を赤成
   分、緑成分、青成分に分解し、これら成分の強度比から
   反射光の色を判定し、該反射光の色に基づいて上記被覆
   層内の異常の有無をオンラインで連続的に測定し、上記
   被覆層内の異常を検知することを特徴とする走行線状体
   における被覆層の異常検知方法。
5. 【請求項５】 上記第二の測定光は、これが照射される
   線状体の周囲の環境下に存在しない色あるいは少ない色
   のものであることを特徴とする請求項４記載の走行線状
   体における被覆層の異常検知方法。