(57)【要約】【課題】  プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）の内部欠陥を精度よく検出する。【解決手段】  プリフォーム１１を延伸部１９により延伸してＰＯＦ１３とする工程において、光照射手段でプリフォーム１１のコア端面に、前記光照射手段による検査光を照射する。延伸されたＰＯＦ１３はパス形成部を経由した後、ＰＯＦ１３の外周面から欠陥によって散逸する光を受光センサ５０ａ，５０ｂにより検出し、この受光センサ５０ａ，５０ｂからの信号に基づき欠陥の有無を判定する。受光センサ５０ａ，５０ｂとプリフォーム端面との間のパス長を５ｍ以上５０ｍ以下とするパス形成部４３により、コアからクラッドやその外部に洩れる光を散逸させる。不要な光の散逸により検査光は調整され、コア内を伝播する検査光が欠陥箇所で反射する際に、これを精度よく検出することができ、内部欠陥の検出精度が向上する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材を延伸して光ファイバに加工する延伸工程に組み込む欠陥検査方法であって、光照射手段から照射される検査光を前記光ファイバ母材の端面に入れ、延伸工程によって形成される前記光ファイバ内を導波した検査光が欠陥によって外周に洩れる光を受光センサにより検出して、光ファイバの欠陥を検査する欠陥検査方法において、
前記光ファイバのパスを形成するパス形成部により、この間で検査光を調整することを特徴とする光ファイバの欠陥検査方法。
【請求項２】
前記パス形成部は、前記検査光が照射される端面から前記受光センサまでの光ファイバの長さを５ｍ以上５０ｍ以下に保持することを特徴とする請求項１記載の光ファイバの欠陥検査方法。
【請求項３】
前記パス形成部は、前記光ファイバが掛け渡される複数のプーリを備え、このプーリの半径を１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバの欠陥検査方法。
【請求項４】
前記パス形成部の複数のプーリ間距離を、延伸初期の通線作業時には複数のプーリが接近する通線作業位置とし、延伸開始後に複数のプーリを離間させて前記検査パス長を形成する検査パス長形成位置とすることを特徴とする請求項３記載の光ファイバの欠陥検査方法。
【請求項５】
前記パス形成部のプーリの数は、４個以上２４個以下であることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の光ファイバの欠陥検査方法。
【請求項６】
前記検査光は前記光ファイバ母材の導光部に照射されることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の光ファイバの欠陥検査方法。
【請求項７】
前記光照射手段は、線状光源及びこの線状光源を収束させスポットとして前記端面への結像が調整可能な光学系を有するレーザー照射器であり、レーザー照射器から前記光ファイバ母材の内部で収束するように前記光学系を調整して母材端面に照射することを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項記載の光ファイバの欠陥検査方法。
【請求項８】
前記光照射手段を複数有し、前記光ファイバ母材端面で線状照射エリアとなるように調整して照射した検査光が前記線状照射エリアで多角形を構成することを特徴とする請求項１ないし７いずれか１項記載の光ファイバの欠陥検査方法。
【請求項９】
前記光ファイバの中心線と前記受光センサの光軸とのなす角度を１５度以上７０度以下とすることを特徴とする請求項１ないし８いずれか１項記載の光ファイバの欠陥検査方法。
【請求項１０】
光ファイバ母材を延伸して光ファイバに加工する延伸装置に組み込む欠陥検査装置であって、
検査光を前記光ファイバ母材の端面に照射する光照射手段と、
検査光を調整するための前記光ファイバのパスを形成するパス形成部と、
延伸装置によって形成された前記光ファイバ内を導波した検査光が欠陥によって外周に洩れる光を受光センサによって検出する欠陥検出部を、
少なくとも有することを特徴とする光ファイバの欠陥検査装置。
【請求項１１】
前記パス形成部が、前記検査光が照射される端面から前記受光センサまでの光ファイバの長さを５ｍ以上５０ｍ以下に保持する機構を有することを特徴とする請求項１０記載の欠陥検査装置。
【請求項１２】
前記パス形成部は、光ファイバが掛け渡される複数のプーリと、複数のプーリ間距離を変化させて、延伸初期の通線作業時に複数のプーリが接近される通線作業位置と、延伸後に前記検査パス長が形成される検査パス長形成位置とにセットするプーリ間距離変更機構とを備えることを特徴とする請求項１１記載の光ファイバの欠陥検査装置。
【請求項１３】
前記パス形成部のプーリの半径を１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１０ないし１２いずれか１記載の光ファイバの欠陥検査装置。
【請求項１４】
前記パス形成部のプーリの数は、４個以上２４個以下であることを特徴とする請求項１０ないし１３いずれか１項記載の光ファイバの欠陥検査装置。
【請求項１５】
前記光照射手段は照射光が前記光ファイバ母材の導光部に照射されることを特徴とする請求項１０ないし１４いずれか１項記載の光ファイバの欠陥検査装置。
【請求項１６】
前記光照射手段は、線状光源及びこの線状光源を収束させスポットとして前記端面への結像が調整可能な光学系を有するレーザー照射器であり、レーザー照射器から前記光ファイバ母材の内部で収束するように前記光学系を調整して母材端面に照射することを特徴とする請求項１０ないし１５いずれか１項記載の光ファイバの欠陥検査装置。
【請求項１７】
前記光照射手段を複数有し、前記光ファイバ母材端面で線状照射エリアとなるように調整して照射した検査光が前記線状照射エリアで多角形を構成することを特徴とする請求項１０ないし１６いずれか１項記載の光ファイバの欠陥検査方法。
【請求項１８】
前記光ファイバの中心線と前記受光センサの光軸とのなす角度を１５度以上７０度以下とすることを特徴とする請求項１０ないし１７いずれか１項記載の光ファイバの欠陥検査装置。
【請求項１９】
前記受光センサに対して光ファイバの上流側に設けられる基点マーカーと、この基点マーカーの検出信号に基づき、基点から前記欠陥検出部により欠陥と判定された部分までの長さを検出して、前記欠陥の位置を特定する欠陥位置特定部とを備えることを特徴とする請求項１０ないし１８いずれか１項記載の光ファイバの欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの欠陥検査方法及び装置に関し、特に光ファイバの製造段階で光ファイバ中の欠陥を検査するようにした光ファイバの欠陥検査方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信産業の発達に伴い、光ファイバの需要が高まるとともに、伝送損失が小さく低価格であるものが要求されている。プラスチック光学部材は、同一構造を有する石英系の光学部材と比較して、製造及び加工が容易であること、並びに低価格であること等の利点がある。特に、プラスチック光ファイバ（Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ（以下、ＰＯＦと称する））は、素材が全てプラスチックで構成されているため、伝送損失が石英系と比較してやや大きいという短所を有するものの、良好な可撓性を有し、軽量で加工性が良く、石英系光ファイバと比較して口径の大きい光ファイバの製造が容易である。さらに低コストで製造が可能であるという長所も有する。従って、伝送損失の大きさが問題とならない程度の短距離用の光伝送体として種々用いられるようになってきている。
【０００３】
ＰＯＦは、プラスチックからなる芯（以下、コア部と称する）とコア部より低屈折率のプラスチックからなる外殻（以下、クラッド部と称する）とから構成されている。ＰＯＦの製造方法の１つに、溶融押し出し法により、パイプ状のクラッド部（以下、クラッドパイプと称する）を形成し、そのクラッドパイプ内にコア部を形成する。クラッドパイプ内にコア部を形成する方法としては、界面ゲル重合法や逐次重合法が知られており、これにより光ファイバ母材（以下、プリフォームと称する）が作製される。そして、プリフォームを溶融延伸することにより、ＰＯＦが得られる。
【０００４】
光ファイバは、コア部に異物や気泡などの欠陥が存在すると、光伝送を行った際に、その欠陥で光の乱反射が発生し、伝送損失が増大する。また、欠陥が多数生じている場合には、光伝送性能や機械的性能の観点で光ファイバとして用いることができない場合もある。このため、光ファイバ内の欠陥を製造中に検出する方法として、プリフォームそのものの欠陥を検出する方法（特許文献１参照）、透明板状材内の欠陥を検出する方法（特許文献２参照）、水や油などの液体やガラス、プラスチックなどの光透過性検査対象内の異物、気泡などの欠点を検査する方法（特許文献３参照）が提案されている。これらの欠陥や欠点の検査方法では、検査対象の側方から光を当てて、これを検査対象の反対側から受光センサなどでその散逸光を検出することにより、欠陥や欠点などを検出している。
【特許文献１】特開平１０−２３９２１１号公報
【特許文献２】特開２００３−０７５３６７号公報
【特許文献３】特開２００２−０２２６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３のように、検査対象物に対して側方から投光し、反対側から検査対象物を透過した光を受光センサで検出して、欠陥や欠点を検出する場合には、部位によって光の透過量が変化するため、中心に近い部位での欠陥検出精度が低下するという懸念がある。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、光ファイバ内の欠陥を精度よく検出することができるようにした光ファイバの欠陥検査方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、光ファイバ母材を延伸して光ファイバに加工する延伸工程に組み込む欠陥検査方法であって、光照射手段から照射される検査光を前記光ファイバ母材の端面に入れ、延伸工程によって形成される前記光ファイバ内を導波した検査光が欠陥によって外周に洩れる光を受光センサにより検出して、光ファイバの欠陥を検査する欠陥検査方法において、前記光ファイバのパスを形成するパス形成部により、この間で検査光を調整することを特徴とする。前記パス形成部は、前記検査光が照射される端面から前記受光センサまでの光ファイバの長さは、５ｍ以上５０ｍ以下に保持することが好ましい。
【０００８】
また、本発明は、光ファイバ母材を延伸して光ファイバに加工する延伸装置に組み込む欠陥検査装置であって、検査光を前記光ファイバ母材の端面に照射する光照射手段と、検査光を調整するための前記光ファイバのパスを形成するパス形成部と、延伸装置によって形成された前記光ファイバ内を導波した検査光が欠陥によって外周に洩れる光を受光センサによって検出する欠陥検出部を、少なくとも有することを特徴とする。前記パス形成部は、前記検査光が照射される端面から前記受光センサまでの光ファイバの長さを５ｍ以上５０ｍ以下に保持する機構を有することが好ましい。
【０００９】
なお、前記パス形成部は、前記光ファイバが掛け渡される複数のプーリを備え、このプーリの半径を１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることが好ましい。これにより、各プーリに巻き掛けられた光ファイバがプーリのガイド溝に沿って湾曲される。この湾曲によって一部の光が屈曲部で臨界角を満足しなくなり、したがって、コアからクラッドやその外部へ洩れた光や高次モードの光がこれら湾曲部によって外部へ散逸させられるため、受光センサによる受光位置ではインナーコアの内部欠陥を検出するためにはノイズとなりやすい光を少なくすることができる。しかも、プーリを使ってパス経路が形成されるため、コンパクトなパス経路となり、設備や建物のコストダウンが図れる。
【００１０】
また、前記パス形成部の複数のプーリ間距離を、延伸初期の通線作業時には複数のプーリが近接する通線作業位置とし、延伸開始後に複数のプーリを離間させて前記検査パス長を形成する検査パス長形成位置とすることが好ましい。この様な前記パス形成部のプーリは４〜２４個備えることが好ましい。これにより、通線作業時にはプーリ同士が近接するために通線作業が容易になる。また、通線後は延伸の進行に応じて次第にプーリ間距離が長くなり、検査に不要な光が散逸されるパス長に設定される。
【００１１】
前記光ファイバは、少なくともコアとクラッドとを備えている。コア部は、中心部に向かうに従い屈折率が上昇するグレーデッドインデックス型や屈折率が一定値であるステップインデックス型のプラスチック光ファイバなどがあり、前者は後者に比べて広帯域が得られることで知られている。前記照射光は前記光ファイバ母材の導光部に照射されることが好ましい。これにより、コアの内部欠陥を精度よく検出することができる。
【００１２】
前記光照射手段は、線状光源及びこの線状光源を収束させスポットとして前記端面への結像が調整可能な光学系を有するレーザー照射器であり、レーザー照射器から前記光ファイバ母材の内部で収束するように前記光学系を調整して母材端面に照射することが好ましい。また、前記光照射手段を複数有し、前記光ファイバ母材端面で線状照射エリアとなるように調整して照射した検査光が前記線状照射エリアで多角形を構成することが好ましい。これにより、コア内にほぼ均一に光を照射することができる他に、光ファイバ母材の端面に異物や傷など光の入射を阻害するものが形成されている場合でも、ほぼ一定した検査光量を得ることができる。また、複数のレーザー照射器を用いることにより、単体では出力が限られている安価なレーザー照射器を用いて、欠陥検査に必要な光量を得ることができる。
【００１３】
前記光ファイバの中心線と前記受光センサの光軸とのなす角度を１５度以上７０度以下として光ファイバの前方散乱光を検出することが好ましい。これにより効率よく散乱光を検出することができる。また、使用するレーザーの出力を下げることもでき、レーザー出力の高い機器を用いることがなくなりその分だけ安全性及びコストの両面で優位になる。
【００１４】
前記受光センサに対して光ファイバの上流側に設けられる基点マーカーと、この基点マーカーの検出信号に基づき、基点から前記欠陥検出部により欠陥と判定された部分までの長さを検出して、前記欠陥の位置を特定する欠陥位置特定部とを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光ファイバの欠陥検査方法及び装置によれば、延伸中の光ファイバに検査光を入れることができるため、欠陥による光の漏洩が少ないという光ファイバの基本性能をオンラインで検査することができる。また、別途検査工程を設ける必要がないため、省人化、コストダウンの効果がある。また、精度よく、すなわち、欠陥の見逃しや過度の検出を無くして検査できることから製品品質向上にも寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に示すようにプリフォーム製造工程１０を経て、プリフォーム１１が得られる。プリフォーム１１を延伸工程１２で延伸することにより、所望の径のＰＯＦ１３が得られる。ＰＯＦ１３は、そのままの形態でも用いることができるが、通常はその外周に保護層を設ける。保護層は、被覆工程１４により形成され、これにより、光ファイバケーブル１５が得られる。
【００１７】
クラッド部は、コア部を伝送する光がそれらの界面で全反射するように、コア部の屈折率より低い屈折率を有し、コア部との密着性が良く、耐久性，耐熱性に優れているものが好ましく用いられる。また、クラッド部を溶融押出し成形法により形成する場合には、熱可塑性樹脂が用いられる。例えば、クラッド部の原料であるモノマーとしては、メチルメタクリレート（ＭＭＡ），スチレン，重水素化メチルメタクリレート，含フッ素化合物（例えば、フッ化ビニリデン，トリフルオロエチルメタクリレート，ヘキサフルオロイソプロピル−２−フルオロアクリレートなど）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これら各モノマーからホモポリマーを重合してクラッド部として用いる。
【００１８】
前記ポリマーには、モノマーを２種以上用いた共重合体（コポリマー）、さらに２種以上のポリマーの混合物（混合ポリマー）を用いることも可能である。また、クラッド部は光伝送損失の改善，光ファイバの吸湿防止，曲げ損失の改善，力学的強度の向上などの特性改良のために２層以上とすることも可能である。なお、クラッド部は、円筒状のクラッドパイプとして形成するとその中にコア部の形成を容易に行うことが可能となる。
【００１９】
コア部の原料は、その重合体が伝送される光に対して光透過性があり、クラッド部の屈折率より高い屈折率を有するものであれば、特に限定されるものではないが、伝送される光信号の伝送損失が少ない材料を用いることが好ましい。原料モノマーとしては、ＭＭＡ，重水素化メチルメタクリレート，含フッ素化合物（例えば、トリフルオロエチルメタクリレート，ヘキサフルオロイソプロピル−２−フルオロアクリレートなど）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これら各モノマーからホモポリマーを重合してコア部として用いる。また、コポリマー，混合ポリマーを用いることも可能である。
【００２０】
前述したモノマーからポリマーを重合する際に、重合状態や重合速度を制御したり、延伸工程に適する分子量に制御したりすることを目的として、重合開始剤及び重合調整剤（連鎖移動剤）を添加することが好ましい。
【００２１】
重合開始剤としては、重合の形態や用いるモノマーに応じて適宜選択することができる。例えば、熱重合における重合開始剤としては、過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）パラレートなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、これら重合開始剤は、２種類以上併用しても良い。
【００２２】
重合調整剤（連鎖移動剤）は、主にポリマー分子量の調整のために用いられ、モノマーの種類や目的とするポリマーの重合度に応じて適宜選択する。例えば、モノマーにメチルメタクリレート系化合物を用いた場合には、アルキルメルカプタン類（例えば、ｎ−ブチルメルカプタン、ｎ−ペンチルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔ−ドデシルメルカプタンなど）、チオフェノール類（例えば、チオフェノール、ｍ−ブロモチオフェノール、ｐ−ブロモチオフェノール、ｍ−トルエンチオール、ｐ−トルエンチオールなど）などが好ましく、なかでもｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔ−ドデシルメルカプタンなどのアルキルメルカプタンを用いることが好ましい。また、Ｃ−Ｈ結合の水素原子を重水素原子（Ｄ）で置換した重合調整剤を用いることもできる。また、前述した重合調整剤を２種類以上併用しても良い。なお、用いられる重合調整剤（連鎖移動剤）は、前述したものに限定されるものではない。
【００２３】
ＰＯＦは、コア部がその中心から外側に向かって屈折率が次第に高くなる分布を有しているグレーデッドインデックス型であると、高い伝送容量を有するために好ましい。しかしながら、本発明は、ＧＩ型プラスチック光ファイバ製造への適用に限定されるものではない。例えば、ステップインデックス型、単一モード型プラスチック光ファイバを製造する際にも適用することは可能である。
【００２４】
プリフォーム製造工程１０の一例としてＧＩ型のプリフォームの製造方法について説明する。ＧＩ型プラスチック光ファイバのプリフォーム１１の製造方法は、特許３３３２９２２号公報等に記載されているように、クラッド部となるポリマーの円管を作製し、その円管内にコア部を形成するモノマー及びドーパント（屈折率調整剤）などの添加剤を注入し、界面ゲル重合法によりポリマーを重合することによりコア部を形成する方法を例示することができる。またその他には、重合後のポリマーの屈折率が異なるように重合性組成物を逐次添加するコア部の形成法も適用することができる。
【００２５】
ドーパントとしては、安息香酸ベンジル、硫化ジフェニル、リン酸トリフェニル、フタル酸ベンジル−ｎ−ブチル、フタル酸ジフェニル、ビフェニル、ジフェニルメタン、リン酸トリクレジル、ジフェニルスルホキシドなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
本発明の検査方法を取り入れた延伸工程１２の延伸装置の一例として、図２を示すことができる。この延伸装置は、プリフォーム１１からＰＯＦ１３を延伸する延伸部１９と、各機器を制御するコントローラ３７と、ＰＯＦ１３が掛け渡される複数のプーリによりパスが形成されるパス形成部４３と、ＰＯＦ１３の外周から洩れる光を受光センサ５０ａ，５０ｂ及びラインスキャンカメラ５１ａ，５１ｂ，５１ｃとにより検出する欠陥検出部４５と、ＰＯＦ１３を連続的に巻き取る巻き取り機３６とから構成されている。
【００２７】
延伸部１９は、図３に示すように、アーム２０にユニバーサルジョイント２１とプリフォームフォルダ２２とを介してプリフォーム１１が取り付けられている。アーム２０の一方は、ボールネジ２３と接続している。ボールネジ２３は、モータ２４のシャフト２５と噛み合っている。また、アーム２０の他方は、ガイド２６を備えた直動機構と接続している。アーム２０は、ボールネジ２３とモータ２４の回転に伴って回転するシャフト２５とにより昇降する。この際に、アーム２０は、ガイド２６に案内され一直線上を往復運動可能である。
【００２８】
プリフォーム１１を加熱するためにヒータ３０が設けられている。また、ＰＯＦ１３を冷却するクーラ３１、延伸長さをカウントする延伸長カウンタ３２及びＰＯＦ１３を延伸するローラ３３，３４が設けられている。ローラ３３には、モータ３５が取り付けられ駆動ローラとなっている。
【００２９】
プリフォームフォルダ２２には、光照射装置として４個のレーザーユニット４０が設けられており、レーザーユニット４０から発生する光をプリフォーム端面１１ａに検査光３８として入れる。４個のレーザーユニット４０を用いているため、プリフォームへの入射光量を増やすことができる。また、レーザーユニット４０は焦点位置調節レンズ（図示省略）を内蔵しており、検査光３８の焦点がプリフォーム端面１１ａ及びその近傍に合うように調節することができる。本発明では、図４に示すように、プリフォーム端面１１ａの前位置または後位置で焦点が合うように焦点位置を調節することにより、プリフォーム端面１１ａのコア４１部分で４個の線状照射エリア４２となって、プリフォーム端面１１ａをレーザー光が照射する。このように、線状照射エリア４２で矩形状に囲むようにレーザー光を入射することで、プリフォーム端面１１ａのほぼ全周に渡って検査光３８を入射することができ、プリフォーム端面１１ａに異物や変形がある場合でも、ほぼ一定した光量を入射することができる。
【００３０】
本実施形態では、初めにプリフォーム１１の一端をヒータ３０でプラスチック転移温度を上回る温度まで加熱する。溶解したプリフォーム１１の先端をローラ３３、３４で引っ張ることで所望の外形寸法のＰＯＦ１３を形成する。ＰＯＦ１３をクーラ３１に通して冷却する。レーザーユニット４０から検査光３８を延伸方向Ｘに対して略平行に入れる。検査光３８は、プリフォーム１１、ＰＯＦ１３内を伝播し、パス形成部４３で外乱となる高次モード成分やコア以外を伝播している光を散逸させる。また、プリフォーム１１、ＰＯＦ１３内に欠陥があると、そこで検査光３８が散乱光となる。そして、欠陥検出部４５でその散乱光を輝点として検出する。なお、パス形成部のプーリ付近にセンサを配置して散乱光等を検出し、その検出レベルから検出される光の強度をチェックする事によって、入射する検出光の強度を調製することもできる。この様なフィードバック処理をすると、光導波する部分の光路長の延伸による変化によらず、パス形成部を通過する検査光強度が安定するため、欠陥による散乱光の強度レベルを安定化させることができる。
【００３１】
コントローラ３７は、第１欠陥判定部５５と、第２欠陥判定部５６と、欠陥位置特定部５７と、ＲＡＭ５８と、延伸制御部５９と、ＲＯＭ６０とを備えている。以下で詳細に説明するように、第１欠陥判定部５５には受光センサ５０ａ，５０ｂで検出された信号が送られる。また、第２欠陥判定部５６にはラインスキャンカメラ５１ａ，５１ｂ，５１ｃで検出された信号が送られる。第１欠陥判定部５５と第２欠陥判定部５６とで欠陥と判定された信号は、欠陥位置特定部５７に送られる。欠陥位置特定部５７は、ＰＯＦ送り量検出部４８のＰＯＦ送り量に基づき基点から、欠陥検出部４５により欠陥と判定された部分までの長さを検出して、ＰＯＦ１３の欠陥の位置を特定する。特定した欠陥位置データはＲＡＭ５８に記憶される。
【００３２】
延伸制御部５９は、プリフォーム昇降用のモータ２４と、延伸用のモータ３５と、レーザーユニット４０と、パス形成部４３のプーリ間距離変更機構４４と、巻き取り機３６とを制御する。ＲＯＭ６０には、予め延伸長さとプリフォーム１１の位置との関係、及び延伸長さとパス形成部４３のパスの長さとの関係を最適なものとするプログラムが格納されている。延伸制御部５９には、ヒータ３０の温度、延伸長カウンタ３２でカウントされる延伸長さについての信号が入力される。これらの信号に基づき、ＲＯＭ６０に格納されたプログラムを逐次読み出し、延伸制御部５９はプリフォーム１１の位置、延伸速度の調整を行うために各モータ２４及びモータ３５の作動を制御し、さらに、パス形成部４３のプーリ間距離変更機構４４及び巻き取り機３６を作動させる。
【００３３】
パス形成部４３は、ＰＯＦ１３が掛け渡される複数のプーリと、複数のプーリ間の距離をプーリ間距離変更機構４４により変化させて、延伸初期の通線時に複数のプーリが近接される通線作業位置Ａと、延伸後に検査パス長が形成される検査パス長形成位置Ｂとにセットする。通線作業の際に、通線作業位置Ａにあったプーリ間距離変更機構４４は、コントローラ３７からの信号に基づき、徐々にＹ方向に間隔を大きくし、検査パス長形成位置Ｂにまで広げる。このようにして、ＰＯＦ１３が複数のプーリで複数回曲げられることにより、クラッドを伝送する検査光３８が散逸する。なお、検査パス長形成位置Ｂでの、レーザーユニット４０もしくはプリフォーム端面１１ａから欠陥検出部４５の受光センサ５０ａ，５０ｂまでの距離は好ましくは５ｍ〜５０ｍの範囲であり、より好ましくは１０ｍ〜３０ｍの範囲である。また、この距離はＰＯＦの種別に応じて予め決定されており、ＰＯＦ種別が入力されると、このＰＯＦ種別に対応する検査パス長形成位置データが読み出され。これに応じて検査パス長形成位置Ｂが変更される。また、本実施形態では、ＰＯＦ１３を上方から下方に搬送するようにパスを多段式に形成したが、図５に示すように、同軸に例えば４個のプーリを並べた一段式としてもよい。
【００３４】
欠陥検出部４５は、基点マーカー４６と、マークセンサ４７と、ＰＯＦ送り量検出部４８と、遮光箱４９と、受光センサ５０ａ，５０ｂと、ラインスキャンカメラ５１ａ，５１ｂ，５１ｃとを備えている。基点マーカー４６は、製品として延伸されたＰＯＦ１３に対して基準となるマークを付与するものであり、インクジェットプリンタやその他のマーク付与機構が用いられる。マークセンサ４７は、前記マークを検出して、このマーク検出信号をＰＯＦ送り量検出部４８に送る。ＰＯＦ送り量検出部４８は、マーク検出信号とＰＯＦ送りプーリ５２に設けられたパルスジェネレータ５３の信号に基づき、ＰＯＦ送り量を特定する。このＰＯＦ送り量はコントローラ３７に送られる。
【００３５】
遮光箱４９は、図６に示すように、受光センサ５０ａ，５０ｂに外部からの光が侵入することがないように、受光センサ５０ａ，５０ｂが設けられたＰＯＦ１３回りを遮光する。受光センサ５０ａ，５０ｂは、ＰＯＦ内でレーザー光が泡や異物に当たり散乱する光を輝点６１として検出し、この輝点検出による散乱光量に応じた電気信号をコントローラ３７に出力するものであり、光電子増倍管であるフォトマルや、フォトダイオード、フォトトランジスタなどが用いられる。
【００３６】
また、受光センサ５０ａ，５０ｂは、ＰＯＦ１３の搬送方向に対面する向きで、且つ中心線に対して交差角度θで交差するように配置されている。交差角度θは１５°以上７０°以下の範囲であり、好ましくは２５°以上６０°以下の範囲である。また、本実施形態では、ＰＯＦ１３に対して１８０°ピッチに上下に２個の受光センサ５０ａ，５０ｂを配置しているが、受光センサの数は、１個または３個以上であってもよい。このようにＰＯＦ１３の搬送方向に対面する向きで且つ交差角度θで配置されることにより、ＰＯＦ１３内の欠陥による散乱光、特に前方散乱光を効率よく検出することができる。
【００３７】
受光センサ５０ａ，５０ｂからの電気信号のレベルに応じて、コントローラ３７内の第１欠陥判定部５５は、欠陥か否かを判定する。この欠陥判定の基準レベルは変更が可能であり、ＰＯＦ１３の種別に応じて、欠陥判定基準レベルを自由に設定することができる。第１欠陥判定部５５で欠陥と判定されたときには、基点マークを基準にしたＰＯＦ送り量であってこの輝点検出時点のものが、検出した欠陥に対応付けてコントローラ３７内のＲＡＭ５８に記憶される。なお、検出する欠陥については、複数の欠陥判定基準レベルを設けておき、例えば欠陥を複数種類に分けて検出してもよい。
【００３８】
ラインスキャンカメラ５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、ＰＯＦ１３の搬送方向に離して３台配置されている。そして、ＰＯＦ１３の搬送方向から見たときに、ＰＯＦ１３の周囲に１２０°ピッチでそれぞれ３台配置されており、ＰＯＦ１３の全周囲に渡ってＰＯＦの欠陥が検出可能になっている。ラインスキャンカメラ５１ａ，５１ｂ，５１ｃのＰＯＦ撮影位置には、ラインスキャンカメラ５１ａ，５１ｂ，５１ｃの光軸方向及びＰＯＦ１３の軸線方向に直交する方向で図示しない投光器が設けられており、ＰＯＦ１３を照明する。投光器で照明されたＰＯＦ１３において、泡状欠陥があると、この部分で照明光が反射して散乱し、この散乱光がラインスキャンカメラ５１ａ，５１ｂ，５１ｃで撮影される。ラインスキャンカメラ５１ａ，５１ｂ，５１ｃからの撮影データはコントローラ３７内の第２欠陥判定部５６に送られる。第２欠陥判定部５６では、ラインスキャンカメラ５１ａ，５１ｂ，５１ｃからの撮影画像に基づき、ＰＯＦの送り方向に一定長さ、例えば２０ｍｍの散乱光による白画像が確認されると、泡状欠陥があると判定する。この判定結果に基づき欠陥位置特定部５７は、この欠陥位置をＰＯＦ送り量に基づき特定する。特定した泡状欠陥位置データはコントローラ３７内のＲＡＭ５８に記憶される。
【００３９】
前記第１欠陥判定部５５による輝点検査では、ＰＯＦ１３内を伝播する検査光３８がゴミなどの異物や傷、微小泡などの欠陥に当たり散乱して光る現象を受光センサ５０ａ，５０ｂで検出しており、検出可能な欠陥サイズは１ｍｍ以下となる。第２欠陥判定部５６では、第１欠陥判定部５５では欠陥の検出が困難な延伸方向に長い泡状欠陥（例えば２０ｍｍ以上のもの）を検出する。延伸方向に長い泡状欠陥は、延伸方向の両端部が鋭く尖った形状となっているため、検査光３８では輝点となりにくい。したがって、第１欠陥判定部５５による輝点検査では延伸方向に長い泡状欠陥の検出は困難であり、第２欠陥判定部５６によって泡状欠陥を検出する。また、第２欠陥判定部５６では、シャッタ機構を持たないラインスキャンカメラ５１ａ，５１ｂ，５１ｃを使用しているため、搬送中のＰＯＦ１３にブレがある状態で撮影している。したがって、完全に静止した状態での撮影が困難であるため、微小な欠陥はカメラで白画素として捕らえることができない。このため、第１欠陥判定部５５で微小な欠陥を輝点により検出し、第２欠陥判定部５６で第１欠陥判定部５５では判定が困難な延伸方向に長い泡状欠陥を画像により検出する。なお、第１欠陥判定部５５では、プリフォーム端面１１ａから検査光３８を入射して、コア内を伝播した検査光３８が微小欠陥に当たって散乱し、この散乱光による輝点を検出しているため、ＰＯＦの表面の微細な傷や汚れなどの影響を受けにくく、精度の良い微小欠陥の検出が可能になる。
【００４０】
本実施形態では、単に欠陥を検出したときに、その欠陥位置を特定してＲＡＭに記憶するようにしたが、単位時間当たりの欠陥検出個数がある一定値を超えたときに、アラームを発して延伸工程を中断するようにしてもよい。この場合には、欠陥の発生要因を検証し、これに基づき延伸条件の変更やプリフォームの交換などを行う。これにより、無駄な延伸が無くなり、ＰＯＦの製造を効率良く行うことができる。
【００４１】
なお、本実施形態で使用する検査光３８は、可視光でも良いし、紫外線、赤外線領域でも良いが、散乱光が目視で確認可能な光を用いることが好ましい。また、検査光の形態は、線状のほかスポット状でもよい。この場合には、照射装置の出力に応じて選択、配置することができる。点状の光源であっても導波の過程で拡散され、検査部位に到達する場合には均一な状態で到達する場合もあるので適宜調整することができるが、複数の光照射装置を用いる場合は、線状の光源では複数の光源を使う場合は多角形状に配置させ、点状光源の場合には光源間を等間隔に配置することが、導波する光の均一性の観点から好ましい。
【００４２】
また、光源の配置の調整として、上記のレンズ光学系を用いずに光照射装置よりライトガイドを用いてプリフォームに照射することもでき、さらに、円や円弧、多角形などの任意形状とすることもできる。検査光の照射において、光を収束させて照射する場合はその焦点がプリフォーム内部にあることが光の均一拡散の観点で好ましい。また、プリフォーム製造方法によって、得られるプリフォームが中実の円柱状ではなく、中空部を有する管状の場合がある。この場合にはスポット状の光をプリフォーム端面１１ａに同心円状に等間隔、もしくは円状に配置することが好ましい。また、プリフォーム端面１１ａの直径は、円柱状、管状を問わず１０ｍｍ〜５００ｍｍのものが用いられるが、これに限定されるものではない。
【００４３】
また、本実施形態で使用するプーリの半径は、好ましくは１０ｍｍ〜２００ｍｍであり、より好ましくは４０ｍｍ〜１２０ｍｍである。プーリの個数に制限はないが、あまり多いと得られた光ファイバに応力が残留してマイクロベンディングとして性能低下をもたらしたり、巻き癖や機械的性能が変化することがあるので、光照射装置の性能と光ファイバの線径や素材を勘案して定めると良いが、４〜２４個備えることが好ましい。
【００４４】
また、本実施形態では、グレーデッドインデックス型ＰＯＦの製造における内部欠陥を検出するようにしたが、その他のステップインデックス型ＰＯＦや、ＰＯＦに限られることなく、石英系の光ファイバの内部欠陥を検出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】光ファイバの製造方法を説明するフローチャートである。
【図２】光ファイバの延伸工程を表す概略図である。
【図３】延伸工程における光ファイバの延伸部を表す正面図である。
【図４】本発明に係るレーザーユニットから照射された光のプリフォーム端面上での態様を表す断面図である。
【図５】光ファイバの欠陥検査方法におけるパス形成部でのプーリの移動を表す斜視図である。
【図６】本発明に係る光ファイバの欠陥検査方法における欠陥検出部の一部を表す正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１  プリフォーム
１１ａ  プリフォーム端面
１３  ＰＯＦ
３７  コントローラ
３８  検査光
４０  レーザーユニット
４３  パス形成部
４５  欠陥検出部
【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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