(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーパ部および平行ランド部を有するダイス穴の壁面の位置を測定し、測定された前記壁面の位置に基づいて、前記テーパ部の中心軸および前記平行ランド部の中心軸の位置を求め、前記テーパ部と前記平行ランド部の境界面上における両中心軸のオフセットの値、および、両中心軸の軸角度差の値を基準にしてダイスを選別することを特徴とする光ファイバ被覆用ダイス選別方法。
【請求項２】
前記基準は、前記オフセットをＸμｍ、前記軸角度差をＹ分とし、
（Ｘ／６）＋（Ｙ／１５）≦１
であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ被覆用ダイス選別方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバに樹脂コートする際に用いるダイスの穴形状を測定し被覆ダイスを選別する光ファイバ被覆用ダイス選別方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバに樹脂コートする際に用いるダイスのダイス穴は、極小径であるため、ダイス穴に測定子を挿入することができない。そのため、従来のダイス穴形状の測定装置では、光学顕微鏡を用いてダイス穴の上端の開口部および下端の開口部のエッジを測定することしかできなかった。したがって、ダイス穴の加工精度を評価して選別する際には、この測定値に基づいて行なうしかなかった。
【０００３】
図１０は、従来の光ファイバ被覆用ダイスの穴形状の測定方法の説明図であり、図１０（Ａ）はダイス穴の断面図、図１０（Ｂ）は上端および下端の開口部の比較図である。図中、５１はダイスである。５１ａはダイス穴、６１はテーパ部中心軸、６２は平行ランド部中心軸である。構造パラメータの具体的な数値の一例を説明すると、直径１２５μｍの光ファイバに外径約２００μｍのプライマリ被覆、あるいは、プライマリ被覆された直径２００μｍの光ファイバに外径２４０μｍのセカンダリ被覆を施すダイスであって、テーパ長は５ｍｍ、テーパ角は６゜、平行ランド長は１ｍｍである。この様なダイス穴５１ａは、通常、マイクロドリルや放電加工によって加工される。この様な細くて長い、しかもテーパのあるダイス穴５１ａの加工は困難で、穴の公差は５０μｍ位は避けられない。
【０００４】
光学顕微鏡を用いた従来のダイス穴形状の測定装置では、ダイス穴５１ａの上端の開口部および下端の開口部を測定していた。上端の開口部の測定結果からテーパ部の中心軸６１の位置を、また、下端の開口部の測定結果から平行ランド部の中心軸６２の位置を近似的に求めることができる。図示の両中心軸６１，６２の間には軸ずれが生じている。ダイス穴５１ａの上端のテーパ部の開口部において、平行ランド部の中心軸６２から、開口部外周までの最長距離をａ、最短距離をｂとしたとき、ｂ／ａ×１００（％）となる値を同心度と定義する。一具体例として、上端，下端の穴の位置を測定し、その同心度と最高無偏肉率との関係を示す。
【０００５】
図１１は、光ファイバへの被覆状態を説明する説明図である。図中、７１は光ファイバ、８１は被覆である。被覆８１の中心と光ファイバ７１の中心とが一致せず、光ファイバ７１の周囲は、被覆８１により不均一に覆われている。被覆８１の肉厚の最も厚い部分の厚みをａとし、最も薄い部分の厚みをｂとしたとき、ｂ／ａ×１００（％）となる値を無偏肉率と定義し、被覆された光ファイバサンプルの全長における各断面において、無偏肉率の最も高い値を最高無偏肉率と定義する。従来のダイス５１には、偏肉の良否にダイスの個体差がある。これは、ダイス５１の製作精度に関連していると考えられる。上述したように、ダイス穴５１ａの加工精度は、せいぜい５０μｍ程度と考えられるが、実際に偏肉を良好にするのに必要な精度は、それより高いと考えられる。
【０００６】
図１２は、従来の光ファイバ被覆用ダイスの同心度と無偏肉率との相関関係を表わす線図である。図中、横軸は同心度、縦軸は最高無偏肉率である。最高無偏肉率９０％以上が良好なダイスである。ダイス５１の同心度と最高無偏肉率との間には、ある程度の相関関係が認められるが、相関度が比較的小さいため、同心度は加工精度を表わすには不十分であり、この同心度によっては、無偏肉率を高くするような加工精度の良いダイス５１を選別することができない。このように、ダイス穴５１ａの上端および下端の開口部のエッジを測定するだけでは不十分であり、加工精度の良いダイスを選別することができなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ダイス穴の内面形状を測定し加工精度の良い光ファイバ被覆用ダイスを選別する光ファイバ被覆用ダイス選別方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
本発明は、ダイス穴の上端，下端の測定ではダイスの良否を十分に判断できないため、測定誤差の少ない内面測定器を開発し、得られたデータからダイスの良否を判定するとともに、ダイスの良否を判定するパラメータを見い出すことにより、上述した目的を実現するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、光ファイバ被覆用ダイス選別方法において、テーパ部および平行ランド部を有するダイス穴の壁面の位置を測定し、測定された前記壁面の位置に基づいて、前記テーパ部の中心軸および前記平行ランド部の中心軸の位置を求め、前記テーパ部と前記平行ランド部の境界面上における両中心軸のオフセットの値、および、両中心軸の軸角度差の値を基準にしてダイスを選別することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ファイバ被覆用ダイス選別方法において、前記基準は、前記オフセットをＸμｍ、前記軸角度差をＹ分とし、
（Ｘ／６）＋（Ｙ／１５）≦１
であることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
最初に、比較的小径の穴を有する一般的な被測定物を対象として穴形状測定方法および穴形状測定装置の原理的な説明をする。
【００１７】
図１は、本発明の原理的な実施の形態を説明する平面図である。図中、１は小径穴、２は被測定物、３は載物ステージ、４は光源、５は光軸、６はフィルタ、７はスリット、８は投光対物レンズ、９は受光対物レンズ、１０はカメラ、１１はリニアエンコーダである。光源４から照射された光は、光軸５に沿ってフィルタ６、スリット７、投光対物レンズ８を通り、スリット７の像が小径穴１の壁面上に結像される。被測定位置は、この結像位置であり、投光対物レンズ８の焦点位置である。線状のスリット７は、この図において紙面に垂直なＹ軸方向に開けられ、スリット７の幅方向はスリット７の長手方向に比べて十分小さい。この内径測定装置は、被測定物２に設けられた小径穴１の壁面の任意の位置を測定することにより小径穴１の内径等を測定する装置である。
【００１８】
被測定物２は、図示しないアタッチメントを用いて載物ステージ３に保持される。載物ステージ３は、小径穴１の軸方向が光軸５と同じ左右のＺ軸方向になるように調整される。アタッチメントへの被測定物２の固定および載物ステージ３へのアタッチメントの固定は、いずれも図示しない位置決めピンを用いることにより位置再現性が確保される。
【００１９】
受光側では、小径穴１の壁面上に結像して反射されたスリット光は、受光対物レンズ９により、カメラ１０内の図示しないＣＣＤセンサ等の２次元撮像素子上に弧状の像として結像される。スリット光は、撮像画像のモニタ画面上で観察し、スリット光の結像位置と小径穴１の壁面上の被測定面とが一致するように載物ステージ３の位置を調節する。
【００２０】
光源４としては、例えば、ハロゲン光源を用いる。フィルタ６は、ハロゲンランプの多色光を単色光にして、測定精度を上げるためのものである。その際、緑色系のフィルタを用いるとＣＣＤセンサの感度が良く好適である。また、光源としては、レーザビームを光学系を通してビームの径を太くしたものを用いてもよく、この場合、フィルタ６を特に必要としない。２次元撮像素子は、ＣＣＤセンサに限らず、撮像管でもよい。カメラ１０は、単独の部品としてのＣＣＤセンサに置き換えられてもよい。その際、受光系の光学系は適宜変更される。
【００２１】
図２は、本発明の原理的な実施の形態におけるステージ系を説明する正面図である。図中、図１と同様な部分には同じ符号を用い説明を省略する。２１は基台、２２はＸステージ、２３はＹステージ、２４はＺステージ、２５は光学系支持部、２６は投光系、２７は受光系、２８はθステージ支持部、２９はθステージ、３０はηステージ支持部、３１はηステージ、３２はφステージである。基台２１の上には、Ｘステージ２２，Ｙステージ２３，Ｚステージ２４からなる自動ステージがこの順に取り付けられ、図示しない駆動装置と駆動制御装置により自動的に各Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能にされる。
【００２２】
基台２１上には、図示しないリニアスケールが設けられ、このリニアスケールの可動子はＸステージ２２に取り付けられ、Ｘステージ２２に連動して移動する。Ｚステージ２４の上には、光学系支持部２５が取り付けられ、この光学系支持部２５の上には、投光系２６，受光系２７からなる光学系が取り付けられている。投光系２６は、図１に示された、光源４、フィルタ６、投光対物レンズ８等からなるものであるが、光源４等は、他の位置に設け、光源４からの光をファイババンドル等で投光系２６に導くようにしてもよい。
【００２３】
基台２１には、また、θステージ支持部２８が立設され、このθステージ支持部２８にはθステージ２９が設けられる。θステージ２９は、Ｚ軸の周りに回転するステージであるが、回転中心が光軸５に一致するように設計されている。このθステージ２９も、図示しない駆動装置と駆動制御装置により自動的にＺ軸を中心に回転可能にされる。θステージ２９には、小径穴１に比べて十分大きい開口が設けられている。あるいは、開口を設ける代わりに、θステージ２９自体を透明のものにしてもよい。
【００２４】
θステージ２９にはηステージ支持部３０が取り付けられ、このηステージ支持部３０にはηステージ３１が取り付けらる。このηステージ３１は、手動の回転ステージである。ηステージ３１にはφステージ３２が取り付けられる。このφステージ３２は、手動のゴニオステージである。φステージ３２上には、被測定物２が載置される。被測定物２は、必要に応じて図示しないアタッチメントを用いてφステージ３２上に保持される。このように、ステージ系の構成は複雑であるため、図１では、載物ステージ３とリニアスケール１１に単純化したステージ系を示している。
【００２５】
投光系２６，受光系２７からなる光学系は、図２において、Ｘステージ２２により紙面に垂直なＸ軸方向に移動し、Ｙステージ２３により上下のＹ軸方向に移動し、Ｚステージ２４により左右、すなわち小径穴１の深さ方向のＺ軸方向に移動する。被測定物２は、φステージ３２により紙面に垂直なＸ軸を中心に回転し、ηステージ３１により上下のＹ軸を中心に回転し、θステージ２９により小径穴１の深さ方向のＺ軸を中心に回転する。
【００２６】
後述する小径穴１の形状測定においては、各ステージを適宜移動させて調整することにより、被測定位置である小径穴１の任意の深さＺにおいて断面を光軸５が貫くように位置決めされる。この任意の深さＺは、投光系２６中の投光対物レンズ８の焦点位置である。そして、この断面の中心位置が基準位置として測定される。Ｘステージにより光学系をＸ軸方向の前後に移動させることにより、基準位置を中心にしてＸ軸方向に相対向する両壁面の位置が測定され、この測定結果から、小径穴１の特定の深さＺにおける断面の内径の長さが得られる。
【００２７】
次に、基準位置を中心として、被測定物２をθステージ２９により回転させ、各回転角度ごとに直径の長さを求めることにより、小径穴１の任意の深さＺにおける断面の形状および穴偏心を測定することができる。さらに、Ｚステージにより光学系をＺ軸方向に移動させることにより小径穴１の深さ方向の断面の形状の変化、すなわち、穴曲がりを測定することができる。なお、基準位置の定め方、測定順序等は、任意に行なうことができ、上述の説明は、単なる一例である。
【００２８】
なお、光学系の光軸５と被測定物２の小径穴１との相対位置をリニアスケールで測定するものであるから、投光系２６，受光系２７からなる光学系を移動させる代わりに、被測定物２の小径穴１を移動させてもよいし、両者を共に移動させてもよい。回転についても、光軸５が小径穴１の中心の周りに回転するように、すなわち、スリット光が小径穴１の中心の周りに回転するように、投光系２６，受光系２７からなる光学系を回転させてもよいし、被測定物２の小径穴１と投光系２６，受光系２７からなる光学系とを共に回転させてもよい。また、図２に示されたステージ系は、Ｚ軸を水平に配置したが、Ｚ軸を鉛直方向に配置し、小径穴１の軸方向が鉛直になるようにした状態で測定する装置にしてもよい。
【００２９】
図３は、被測定物の第１の位置とモニタ画面を説明する説明図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）はモニタ画面である。図中、図１と同様な部分には同じ符号を用いて説明を省略する。４１は結像位置、４２はスリット光の反射像、４３は標線である。図３（Ａ）において、線状のスリット７は、紙面に垂直なＹ軸方向に開けられており、スリット光は、結像位置４１において微小な像を結像する。
【００３０】
図３（Ｂ）において、標線４３は、モニタ画面の中央に設けられた縦線である。この標線４３は、２次元撮像素子の出力を入力しモニタ画面に画像を表示させる図示しない画像処理装置等において標線となる画像パターン信号を挿入処理してモニタ画面に描かせたものでも、モニタ装置の表示画面上にあらかじめ印刷したものでもよい。なお、光軸５がモニタ画面の中心に位置するように２次元撮像素子が位置決めされている。
【００３１】
図３（Ａ）に示された被測定物２の第１の位置において、光軸５は、小径穴１の中央からＸ軸の負方向、すなわち上方向に若干ずれた位置にある。スリット光は、結像位置４１において微小な像を結像するが、スリット光の一部は、小径穴１の壁面により反射される。したがって、直接光と反射光の両者がカメラ１０内の２次元撮像素子上に結像される。図３（Ｂ）に示されるように、モニタ画面上において、スリット光の像４２は、弧状のものとして観察され、この弧の先端は、標線４３から左に移動し、近接する壁面寄りに偏位している。
【００３２】
なお、図示したモニタ画面では、図示左側を図３（Ａ）における上方向に対応するものとした。しかし、受光系の構成や、モニタ画面に画像信号を出力する際の走査方向等によっては左右が反転して表示される。
【００３３】
測定の開始時に、被測定物２が図３（Ａ）に示された第１の位置にある場合には、モニタ画面を観察し、スリット光の像４２が直線状になるまで被測定物２をＸ方向に移動させ、被測定物２が後述する図４（Ａ）に示された第２の位置になるように調整する。
【００３４】
図４は、被測定物の第２の位置とモニタ画面を説明する説明図であり、図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）はモニタ画面である。図中、図１，図３と同様な部分には同じ符号を用いて説明を省略する。被測定物２の第２の位置において、光軸５は、小径穴１の中心に位置する。この場合、スリット光は、結像位置４１において微小な像を結像するものの、小径穴１の壁面で反射されることなく、カメラ１０内の２次元撮像素子上に結像される。したがって、図４（Ａ）に示されるモニタ画面上において、スリット光の像４２は、直線状のものとして観察される。光軸５がモニタ画面の中心に位置するように２次元撮像素子が位置決めされているので、スリット光の像４２もモニタ画面の中央に位置する。
【００３５】
壁面が図４（Ａ）において紙面に垂直なＹ軸方向にずれている場合、図４（Ｂ）に示されるモニタ画面上において、スリット光の像４２は、上下方向にずれて観察される。この場合には、載物ステージ３を移動させ、被測定物２の位置をＹ軸方向に調節することにより、小径穴１の被測定位置の断面の中心に光軸５を一致させることができる。モニタ画面の観察から、光軸５と小径穴１の軸がＸ軸のまわりにずれている場合はφステージを調整し、Ｙ軸のまわりにずれている場合はηステージを調整することにより光軸５と小径穴１の中心軸を平行にすることができる。
【００３６】
スリット光の像４２が直線状になりモニタ画面の中央にくるように調整する。このとき、光軸５が小径穴１の中心に一致し、光軸５は、モニタ画面上において中心に位置するから、小径穴１の中心もモニタ画面のほぼ中心に位置する。この小径穴１の中心位置を基準位置とする。このとき、リニアエンコーダ１１を用い、載置ステージ３の位置、すなわち、被測定物２のＸ軸方向の位置を記録する。
【００３７】
なお、スリット光の像４２が直線状になっていても標線から左右に若干ずれる場合は、光軸５の位置がモニタ画面の中心からずれていることを意味する。この場合には、このスリット光の像４２の画面上での位置を画面上の基準点として記録しておけばよい。
【００３８】
被測定物２を図４（Ａ）において上方向、すなわちＸ軸の負の方向にずらせる。このとき、小径穴１の中心位置から小径穴の直径方向に被測定物２が移動する。スリット光の一部は、小径穴１の壁面で反射されはじめる。したがって、図４（Ｂ）に示されるモニタ画面上において、スリット光の像４２は、直線状であったものが徐々に屈曲し始め、屈曲の先端部はモニタ画面の中心から近接する側の壁面の方向に徐々に偏位しはじめ、上述した図３（Ｂ）と同様な状態が観察される。
【００３９】
さらに小径穴１の壁面がスリット光の結像位置４２に近づく方向に移動すると、屈曲の程度が大きくなるが、小径穴１の壁面が標線４３に接近するため、屈曲の先端は、逆にモニタ画面の標線４３に近づく。
【００４０】
図５は、被測定物の第３の位置とモニタ画面を説明する説明図であり、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）はモニタ画面である。図中、図１，図３と同様な部分には同じ符号を用いて説明を省略する。スリット光の光軸５と小径穴１の壁面とが一致する時、スリット光の結像位置４１は、小径穴１の壁面上に位置し、壁面により反射されたスリット光のみがカメラ１０内の２次元撮像素子に到達する。図５（Ａ）に示されるスリット光の像４２において、屈曲の先端が光軸５の位置に一致し、弧の接線が標線に一致する。このとき、光軸５と小径穴１の壁面とが一致し、光軸５は、モニタ画面上において中心に位置するから、小径穴１の壁面もモニタ画面のほぼ中心に位置する。
【００４１】
このとき、再びリニアエンコーダ１１を用い、載置ステージ３の位置、すなわち、被測定物２のＸ軸方向の位置を記録する。このＸ軸方向の位置から、図４に示された被測定物２の第２の位置、すなわち、基準位置でのＸ軸方向の位置との差をとることにより、基準位置から小径穴１の壁面までの移動量、すなわち、基準位置から小径穴１の壁面までの距離が求められ、これを記録する。なお、スリット光の像４２の弧の接線が標線に対して傾きを生じる場合には、小径穴１の壁面が小径穴１の直径に対して傾いていることを意味する。この場合は、傾きも記録しておくか、スリット光の像４２の弧の接線が標線に対して傾きを生じないように、載置ステージを再調整し、基準位置を再設定して測定をやり直す。
【００４２】
同様にして、図４に示された基準位置から、Ｘ軸上に逆方向に向かって被測定物を移動させ、モニタ画面を観察しながら、小径穴１のもう一方の壁面とスリット光の光軸５とが一致するようにする。このときも、リニアエンコーダ１１を用いて被測定物２のＸ軸方向の位置を記録する。図４に示された基準位置でのＸ軸方向の位置との差をとることにより、基準位置から小径穴１のもう一方の壁面までの移動量、すなわち、基準位置から小径穴１のもう一方の壁面までの距離が求められ、これを記録する。
【００４３】
基準位置から小径穴１の各壁面までの移動量を加算することによって、すなわち、基準位置から小径穴１の各壁面までの距離を加算することによって、被測定物２の小径穴１の内径を求めることができる。なお、リニアエンコーダの測定値の記録及び加減算は、リニアエンコーダ１１の出力を入力する情報処理装置によって行なうことができる。上述した説明では、基準位置からの移動量を記録したが、一方の壁面を基準とし、もう一方の壁面までの移動量、すなわち長さを記録してもよい。また、基準位置あるいは基準壁面において、リニアエンコーダ１１をリセットして、壁面までの移動量、すなわち距離を直読できるようにしてもよい。
【００４４】
被測定物を、図２に示されたθステージにより、例えば図４に示された基準位置の状態から、光軸５に一致するＺ軸の周りに回転角度θだけ回転させる。そして、各回転角度θの位置において上述の内径測定を行なうことにより、小径穴１の任意の深さにおける断面の穴形状を測定することができる。さらに、同様にして小径穴１の異なる深さにおける断面に対して同様に穴形状を測定することにより、小径穴１の深さ方向の穴曲がりを求めることができる。
【００４５】
上述した測定の際において、被測定物２の移動に関しては、撮像画像を画像処理して得られるデータを駆動制御装置に入力し、各ステージの駆動を制御することによって、自動測定することができる。このような自動化により、目視による測定誤差を減らし、測定作業者の負担を軽減させることができる。この場合、カメラ１０内の２次元撮像素子において得られた撮像画像を画像処理装置に入力し、図３（Ｂ），図４（Ｂ），図５（Ｂ）等に示された撮像画像の状態を検出する。図４（Ｂ）においては、２次元撮像素子上の光軸５の位置を検出記憶する。図３（Ｂ），図５（Ｂ）等においては、スリットの像４２の弧の屈曲の先端位置を検出記憶する。そして、光軸５の位置と弧の屈曲の先端位置との間の距離を判定し、この距離が０になるように各ステージの駆動を制御する。
【００４６】
光軸５の位置と弧の屈曲の先端位置との間の距離判定の一具体例としては、画像処理装置内の２次元画像メモリ上において、モニタ画面に対応する撮像画像を画素単位に記憶させ、図４（Ｂ）に示されたスリットの像４２に対応する振幅レベルを有する画素の中から、光軸５の位置、すなわち、スリットの像４２の中心部の画素の横軸座標値を検出する。また、図３（Ｂ），図５（Ｂ）等に示されたスリットの像４２に対応する振幅レベルを有する画素の中から、横軸方向に最も左にある画素の横軸座標値を検出する。そして、両横軸座標値の差を演算する。
【００４７】
また、図４（Ｂ），図３（Ｂ）におけるスリットの像４２の弧が中央横軸に対して上下対称になる状態を検出するには、弧の上端が位置する画素の縦軸座標値と下端が位置する画素の縦軸座標値とを同じ横軸座標値で比較して、両縦軸座標値の中間が光軸５の縦軸方向位置、すなわち、図４（Ｂ），図３（Ｂ）におけるスリットの像４２の中心部の画素の縦軸座標値に一致するようにすればよい。
【００４８】
画像処理装置または、これと連動する情報処理装置に、リニアスケール１１のＸ軸方向の位置出力だけでなく、自動Ｙステージ２３，自動Ｚステージ２４，自動θステージ、ηステージ３１，φステージ３２に取り付けられた図示しない測定装置からのＹ軸方向，Ｚ軸方向の位置出力、および、角度θ，η，φの角度出力を受け、小径穴１の直径や偏心率を演算し、演算結果を記憶あるいは表示させることもできる。画像処理装置においては、スリット光の像４２が際立つように強調したり細線化するなどの画像処理を画像メモリ上において行なう。また、必要に応じて、標線４３や小径穴１の位置を示す円等の仮想の図形をモニタ画面上に表示するように図形の挿入処理をしたり、明暗の階調を疑似カラー化することができる。
【００４９】
上述した説明では、深さ方向に断面形状が変化せず、壁面の断面が直線状であることを前提として説明した。しかし、実際のダイス穴のように深さ方向に断面形状が変化しても測定することができる。ただし、この場合には、壁面の断面がＺ軸方向に沿う光軸５に対して傾斜してしまうから、光軸５上の入射光も、壁面で反射して曲がってしまい、測定に若干の誤差が生じることになる。したがって、例えば、スリットの像の光量が大きくなるようＸ軸周りの回転角φ，Ｙ軸周りの回転角ηも含めて調整して、光軸５上の入射光が壁面と接するようにしてから測定位置の所定深さにおける位置を測定すれば誤差がなくなる。
【００５０】
上述した一実施例においては、スリット７の形状は、線状のスリットとしたが、これに限らない。従来技術の指標と同じ十字状のスリットを採用すれば、図４（Ｂ）等に示されたモニタ画面上で、縦軸方向の位置合わせが容易になるほか、載置ステージ３を回転させることなく、互いに直交する方向の穴径を測定することができる。また、スポット状のスリットを採用すれば、光軸５の中心部だけの像が結ばれ、図５（Ｂ）等に示されたモニタ画面上で、光軸５の位置と弧の屈曲の先端位置との間の距離が識別しやすくなる。また、光源４自体に上述した形状のスリット光を発生するものを採用してもよい。この場合には、単体部品としてのスリット７は不要となるが、実質的にスリットを有するということができる。
【００５１】
上述した一実施例においては、スリット光の検出位置に２次元撮像素子を配置したが、スリットの像を操作者が直接観察するようにしてもよい。このような測定方法を取るときには、画像処理装置等が不要となる。
【００５２】
次に、上述した穴形状測定方法を用いて、光ファイバ用被覆装置のダイス（被覆ダイ）のダイス穴形状を測定し、ダイスを選別する方法について説明する。上述した穴形状測定方法では、ダイス穴の開口部だけではなく、ダイス穴の内部の壁面の形状も測定できるため、ダイスの加工精度を詳細かつ定量的に測定することができる。
【００５３】
図６は、本発明の実施の形態の光ファイバ被覆用ダイス測定方法を説明する測定装置の平面図である。図中、図１，図１０と同様な部分には同じ符号を用いて説明を省略する。被測定物としての光ファイバ被覆用のダイス５１は、載物ステージ３に保持される。載物ステージ３は、例えば、ダイス穴５１ａの平行ランド部の中心軸６２が光軸５とほぼ同じＺ軸方向となるように調整される。ダイス５１を、図２に示されたθステージにより、基準位置の状態からＺ軸の周りに回転角度θだけ回転させる。そして、各回転角度θにおいて、例えば、上述の内径測定を行なうことにより、ダイス穴５１ａの特定の深さにおける断面の穴形状を測定することができる。
【００５４】
この断面の穴形状の中心位置は、内径測定を行ない、内径の線分の１／２の点の座標位置を調べることにより近似的に求めることができる。基準位置にある状態から、Ｚ軸の周りの回転角度θを変えて行ったとき、ダイス穴５１ａの穴断面が真円であれば、内径の線分の１／２となる点の軌跡も真円となる。したがって、θ＝０および他の複数のθの値で内径の線分の１／２となる点のＸ，Ｙ座標を測定し、この測定された、内径の線分の１／２となる点を真円にフィッティングする。
【００５５】
そして、このフィッティング円のθ＝０のときのＸ座標の値が、断面の中心の位置のＸ座標となり、このフィッティング円のθ＝−π／２のときのＹ座標の値が断面の中心の位置のＹ座標となる。このようにして、ある断面での穴形状と穴の中心の位置を測定できる。あるいは、同様な複数の回転角度θにおけるこの断面の壁面の位置座標から直接に近似計算によって求めることもできる。
【００５６】
図２に示された光学系支持部２５をＺステージ２４によりダイス穴５１ａの深さ方向に移動させ、同様にしてダイス穴５１ａの断面の穴形状を測定することができる。穴形状を測定している断面の深さ位置は、図示しないＺ軸方向のリニアスケールにより測定される。このようにして、ダイス穴５１ａの内壁面に対して任意の深さにおける断面の穴形状、内径，中心点の位置などを測定することができ、小径穴１の深さ方向の穴曲がりを求めることができる。
【００５７】
このデータを基に、テーパ部と平行ランド部のそれぞれの各断面よりそれぞれの中心線を回帰直線により求め、平行ランド部とテーパ部の境界面での、この２つの回帰直線のオフセット、および、この２つの回帰直線の成す角度で、ダイスの良否を判定できることを見い出した。
【００５８】
図７は、図６に示したダイス穴形状測定装置により求められるパラメータの説明図であり、図７（Ａ）は斜視図、図７（Ｂ）は軸のオフセットの説明図、図７（Ｃ）は軸の角度差の説明図である。図中、図１０と同様な部分には同じ符号を用いて説明を省略する。Ａ，Ｂはテーパ部の中心点の回帰直線の両端、Ｃ，Ｄは平行ランド部の中心点の回帰直線の両端である。回帰直線ＡＢと回帰直線ＣＤとは、一般的には交わらない。Ｚ０  〜Ｚ１１は、Ｚ軸上のＺ＝Ｚ０  からＺ＝Ｚ１１におけるダイス穴５１ａの内壁の位置を表わし、Ｏ０  〜Ｏ１１はそれらの中心点である。なお、図７では、図面が煩雑になるため、実際のものとは異なり、回帰直線ＡＢ，ＣＤは、丁度、中心点Ｏ０  〜Ｏ６  、中心点Ｏ８  〜Ｏ１１上に位置するように作図している。
【００５９】
図７に示されたＺ軸上の各深さ位置において、ダイス穴５１ａの断面の形状を測定することにより、Ｚ＝Ｚ０  からＺ＝１１までの穴の縦方向（Ｚ軸方向）各断面において、Ｏ０  〜Ｏ１１に示されるダイス穴５１ａの各内壁の中心点が、図６を参照して説明した方法により測定される。
【００６０】
次に、Ｚ軸上の各深さにおける中心点の位置のＸ，Ｙ，Ｚ座標に基づいて、近似計算によって中心点の回帰直線を求める。テーパ部においては、中心点Ｏ０  〜Ｏ６  を用いて回帰直線ＡＢを、平行ランド部においては、中心点Ｏ８  〜Ｏ１１を用いて回帰直線ＣＤを求め、ＡＢ，ＣＤをそれぞれ、テーパ部中心軸６１，平行ランド部中心軸６２とみなす。
【００６１】
図７（Ｂ）に示されるように、テーパ部と平行ランド部の境界面において、テーパ部の中心点の回帰直線ＡＢ、平行ランド部の中心点の回帰直線ＣＤとのずれＢＣをオフセットと定義する。すなわち、回帰直線ＡＢと境界面Ｚ＝Ｚ７  との交点Ｂ、回帰直線ＣＤと境界面Ｚ＝Ｚ７  の交点Ｃに対して、ＢＣの距離をオフセットと定義し、これを、テーパ部中心軸６１と平行ランド部中心軸６２の軸のオフセットとみなす。なお、境界面の位置は、例えば境界面の設計上の位置に定めればよい。
【００６２】
また、図７（Ｃ）に示されるように、回帰直線ＣＤのＣの点が回帰直線ＢＤのＢの点に来るように、回帰直線ＣＤを平行移動させた直線ＢＤ’を考えると、回帰直線ＡＢと直線ＢＤ’とが成す角度を、回帰直線ＡＢ，ＣＤの成す角度と定義する。すなわち、回帰直線ＡＢ，ＣＤの成す角度とは、回帰直線をベクトルとしてみたときの両者の成す角度である。この角度を、テーパ部中心軸６１と平行ランド部中心軸６２をそれぞれベクトルとしてみたときの両軸の軸角度差とみなすことができる。
【００６３】
図８は、図６の測定装置による測定結果と最高無偏肉率の測定結果との相関関係を表わす線図である。図中、横軸は軸のオフセット、縦軸は軸角度差であり、最高無偏肉率の９０％ラインと７０％ラインとが記載されている。光ファイバの実生産で、無偏肉率が良好なダイス、無偏肉率が悪いダイスの、計５０個について示されている。
【００６４】
無偏肉率のラインは、ｎ＝５０の回帰統計において、重相関計数Ｒ＝０．９７６９をもとに計算されたものである。軸のオフセットが小さく、かつ、軸角度差の小さいダイスほど最高無偏肉率が高く良好である。製作されたダイス５１の軸のオフセットおよび軸角度差の測定値をこの線図上にプロットすることにより、このダイス５１によって被覆される光ファイバの被覆の無偏肉率を推定することができる。したがって、加工精度の良いダイスを選別するのに、製作されたダイスで実際に被覆を施す必要がなくなる。
【００６５】
最高無偏肉率が９０％のラインは、
（Ｘ／６）＋（Ｙ／１５）＝１
で表わされるから、
（Ｘ／６）＋（Ｙ／１５）≦１
となるような、オフセットＸ（μｍ）、軸角度差Ｙ（分）となることを基準にダイスを選別することにより、最高無偏肉率が９０％以上となる加工精度の良いダイス５１を選別することができる。
【００６６】
図９は、軸角度差および軸のオフセットにより光ファイバが受ける力を解析した説明図であり、図９（Ａ）はテーパ部の角度ずれの説明図、図９（Ｂ）は平行ランド部の角度ずれの説明図、図９（Ｃ）はテーパ部と平行ランド部の軸ずれの説明図である。図中、図１０，図１１と同様な部分には同じ符号を用いて説明を省略する。
【００６７】
プリフォームを加熱して溶かしながら引っ張ることにより線引きされた光ファイバ７１は、ポイントとも呼ばれるニップルの中心穴を通過する。流動状態の樹脂である被覆は、ニップルの下端面とダイス５１の上端面の間において、周方向に均等な流れとして周囲から中心部に向かって流れ込み、光ファイバ７１に接触し、光ファイバ７１とともにダイス穴を通過する。その後、硬化装置を通過して、被覆８１が硬化され、キャプスタン，プーリー等を経て巻き取り機に巻き取られる。
【００６８】
この説明図では、単層の被覆を施すダイス５１を図示しているが、プライマリ被覆を施された後の光ファイバに、さらにセカンダリ被覆を別のダイスで施す場合もある。また、プライマリ被覆とセカンダリ被覆を一括して施すために２つのダイスを組み合わせる場合もある。
【００６９】
図９（Ａ）においては、ダイス穴のテーパ部の中心軸６１が傾いて鉛直方向から角度ずれを生じており、テーパ部において光ファイバ７１に矢印方向の力が働く。図９（Ｂ）においては、ダイス穴の平行ランド部の中心軸６２が傾いて鉛直方向から角度ずれを生じており、平行ランド部において光ファイバ７１に大きな力が矢印方向に働くとともに、テーパ部においても逆方向の大きな力が矢印方向に働く。図９（Ｃ）においては、テーパ部の中心軸６１と平行ランド部の中心軸６２の間に軸ずれが生じており、テーパ部において光ファイバ７１に矢印方向の力が働く。光ファイバ７１に働くこれらの力により、被覆に不均一が生じ、偏肉が生じると考えられる。
【００７０】
また、上述した軸角度差および軸のオフセットの数値に基づいて加工精度の良いダイス５１を選別し、これを光ファイバ被覆装置に使用すると、塗布の安定性も向上した。ダイス５１は、ニップルの下面，ダイス５１の上面が水平になるように調整して取り付けられる。良好なダイスを用いれば、この水平の精度は±２０分位でよいが、悪いダイスは、水平の精度を上げないと、場合によってはわざと水平からずらせないと、無偏肉率が良くならない。しかし、選別されたダイスでは、傾斜角が変化しても被覆外径および無偏肉率がほとんど変わらず調整が容易になり塗布も安定することがわかった。
【００７１】
したがって、選別された加工精度の良いダイスでは、傾斜角の調整が容易かつ調整頻度が少なくなり、光ファイバの生産前に必須となっていた傾斜角度調整を行なわなくても、光ファイバの良好取りができるので、生産稼働率と良品歩留まりの向上につながることがわかった。
【００７２】
上述したダイスの選別方法は、光ファイバ用被覆装置のダイスを選別する方法として説明したが、金属線を製造するための伸線用ダイス等、他の用途のダイスを選別する方法としても実施することができる。また、上述したダイス穴中心軸測定方法も、同様に、伸線用ダイス等の中心軸の測定方法として、また、任意の穴の中心軸の測定方法としても実施することができる。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、テーパ部および平行ランド部を有するダイス穴の壁面の位置を測定し、測定された壁面の位置に基づいて、テーパ部の中心軸および平行ランド部の中心軸の位置を求め、テーパ部と平行ランド部の境界面上における両中心軸のオフセットの値、および、両中心軸の軸角度差の値を基準にしてダイスを選別するから、実際にダイスを用いて光ファイバに樹脂を被覆してみることなく、無偏肉率が高く被覆外径の変動が少なくなる加工精度の良好な被覆用ダイスの選別ができるという効果がある。さらに、ダイス穴の内面形状を表わす２個のパラメータの測定だけで容易にダイスを選別できるという効果もある。
【００７４】
請求項２に記載の発明によれば、基準が、オフセットをＸμｍ、軸角度差をＹ分とし、
（Ｘ／６）＋（Ｙ／１５）≦１
であるから、無偏肉率が９０％を超えるダイスを選別できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理的な実施の形態を説明する平面図である。
【図２】本発明の原理的な実施の形態におけるステージ系を説明する正面図である。
【図３】被測定物の第１の位置とモニタ画面を説明する説明図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）はモニタ画面である。
【図４】被測定物の第２の位置とモニタ画面を説明する説明図であり、図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）はモニタ画面である。
【図５】被測定物の第３の位置とモニタ画面を説明する説明図であり、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）はモニタ画面である。
【図６】本発明の実施の形態の光ファイバ被覆用ダイス測定方法を説明する測定装置の平面図である。
【図７】図６に示したダイス穴形状測定装置により求められるパラメータの説明図であり、図７（Ａ）は斜視図、図７（Ｂ）は軸のオフセットの説明図、図７（Ｃ）は軸の角度差の説明図である。
【図８】図６の測定装置による測定結果と最高無偏肉率の測定結果との相関関係を表わす線図である。
【図９】軸角度差および軸のオフセットにより光ファイバが受ける力を解析した説明図であり、図９（Ａ）はテーパ部の角度ずれの説明図、図９（Ｂ）は平行ランド部の角度ずれの説明図、図９（Ｃ）はテーパ部と平行ランド部の軸ずれの説明図である。
【図１０】従来の光ファイバ被覆用ダイスの穴形状の測定方法の説明図であり、図１０（Ａ）はダイス穴の断面図、図１０（Ｂ）は上端および下端の開口部の比較図である。
【図１１】光ファイバへの被覆状態を説明する説明図である。
【図１２】従来の光ファイバ被覆用ダイスの同心度と無偏肉率との相関関係を表わす線図である。
【符号の説明】
１…小径穴、２…被測定物、３…載物ステージ、４…光源、５…光軸、６…フィルタ、７…スリット、８…投光対物レンズ、９…受光対物レンズ、１０…カメラ、１１…リニアエンコーダ、４１…結像位置、４２…スリット光の反射像、４３…標線、５１…ダイス、６１…テーパ部中心軸、６２…平行ランド部中心軸、７１…光ファイバ、８１…被覆。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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