(57)【要約】【課題】引っ張りや曲げに強く、高い接合強度を持つように線条体同士を確実に接合する。【解決手段】接合装置２０は、接合台４１と、超音波振動ユニット４２とからなる。接合台４１は、保持部４６、ガイド部４７ａ，４７ｂ、及び押え部材４８ａ，４８ｂとからなる。超音波振動ユニット４２は、下方部に超音波振動子４３が設けられている。上流側プラスチック光ファイバ素線（以下、ＰＯＦ素線と称する。）１０ｂの先端面１０ｃが斜めになるように切断して形成し、保持部４６の溝４６ａ、ガイド部４７ａのスリット４７ｃに挿入し、ＰＯＦ素線１０ｂの上に下流側ＰＯＦ素線１０ａを配置する。ＰＯＦ素線１０ａに当接する位置まで超音波振動子４３を下降させて超音波振動を与え、ＰＯＦ素線１０ａ，１０ｂを溶着して接合させる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックからなる第１及び第２の線条体の端部同士を溶着して接合する線条体の接合方法において、
前記第１の線条体と前記第２の線条体とを重ねて保持し、前記第１の線条体の先端面の付近に位置する前記第２の線条体を溶融させて前記第１及び第２の線条体を溶着させることを特徴とする線条体の接合方法。
【請求項２】
前記第１の線条体の先端面をその直径方向の厚みが徐々に小さくなるように斜めに切断した後、前記第１及び第２の線条体を溶着させることを特徴とする請求項１記載の線条体の接合方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の線条体の直径に合わせたスリットを形成した接合台を備え、前記スリットに前記第１及び第２の線条体を挿通させて保持することを特徴とする請求項１又は２記載の線条体の接合方法。
【請求項４】
接合後の前記線条体の線径と、接合前の線径との差が−１０〜＋３０％の範囲内となるように調整することを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載の線条体の接合方法。
【請求項５】
前記線条体の溶着は、前記第２の線条体に当接して超音波振動を与えることにより前記第１及び第２の線条体を溶着させる超音波溶着手段を用いて行うことを特徴とする請求項１ないし４いずれか１つ記載の線条体の接合方法。
【請求項６】
前記線条体がプラスチック光ファイバであることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１つ記載の線条体の接合方法。
【請求項７】
プラスチックからなる第１及び第２の線条体の端部同士を溶着して接合する線条体の接合装置において、
前記第１の線条体と前記第２の線条体とを重ねて保持する保持手段と、前記第１の線条体の先端面の付近に位置する前記第２の線条体を溶融させて前記第１及び第２の線条体を溶着させる溶着手段とを有することを特徴とする線条体の接合装置。
【請求項８】
前記第１の線条体の先端面をその直径方向の厚みが徐々に小さくなるように斜めに切断する切断手段を備え、この切断手段により前記第１の線条体を切断した後、前記第１及び第２の線条体を溶着させることを特徴とする請求項７記載の線条体の接合装置。
【請求項９】
前記保持手段は、前記第１及び第２の線条体の直径に合わせたスリットを形成した接合台を備えており、前記スリットに前記第１及び第２の線条体を挿通させて保持することを特徴とする請求項７又は８記載の線条体の接合装置。
【請求項１０】
接合後の前記線条体の線径と、接合前の線径との差を−１０〜＋３０％の範囲内となるように調整する線径調整手段を有することを特徴とする請求項７ないし９いずれか１つ記載の線条体の接合装置。
【請求項１１】
前記溶着手段は、前記第２の線条体に当接して超音波振動を与えることにより前記第１及び第２の線条体を溶着させる超音波溶着手段からなることを特徴とする請求項７ないし９いずれか１つ記載の線条体の接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
プラスチックからなる線条体同士を接続する接合方法及び接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラスチック線条体は線径などの加工精度や機械的物性の改善などの要求が厳しくなってきており、特に光学用途のプラスチック線条体（以下、プラスチック光学部材と称する。）は、装置の小型化、動作や制御の高精度化を図るうえで非常に重要であり、より高い加工精度や良好な機械的物性を持つことが必要である。このプラスチック光学部材は、製造や加工が容易で低価格であることから、最近では、光ファイバや光レンズ、光導波路など種々の応用が試みられている。特にこれら光学部材の中でも、プラスチック光ファイバ（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、良好な可撓性を有し、軽量で加工性がよく、口径の大きい光ファイバとして製造し易く、さらに低コストに製造可能であるという長所があることから、急速に普及してきている。
【０００３】
ＰＯＦは、一般的には、重合体をマトリックスとする有機化合物からなる芯（以下、コア部と称する）と、このコア部と屈折率の異なる（一般的には低屈折率の）有機化合物からなる外殻（クラッド）とから構成される。特に中心から外側に向かって屈折率が次第に低下する分布を有するコア部を備えた屈折率分布型（以下、グレーデッドインデックス（ＧＩ）型と称する）ＰＯＦは、高い伝送容量を有する光ファイバとして注目されている。この様なＧＩ型ＰＯＦの製法の一つに、界面ゲル重合を利用して光学母材（以下、プリフォームと称する）を作製し、その後に前記プリフォームを溶融加熱延伸（以下、線引きと称する）する方法などがあり、種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、プリフォームは、その製造工程中で内部に微小な気泡を含んでしまうことがある。このようなプリフォームをそのまま線引きすると、得られるＰＯＦ素線の内部に長手方向に伸びた空洞として残留する。この空洞はＰＯＦの伝送特性の低下や物理的強度の低下を引き起こす原因となる。このため、特許文献１に記載されている光ファイバの線引装置では、プリフォームから線引きし、巻取りボビンに巻き付けるまでの搬送経路の途中に欠陥検出手段を設け、光ファイバの欠陥部位を検出したとき、連続巻取機によってボビン交換を開始させ、欠陥部を巻取りボビンの巻き終わりに捕らえた後、新しい巻取りボビンに巻き替えるようにしている。このように欠陥部は巻取りボビンの巻き終わりに捕らえられているので、光ファイバの欠陥部を容易に取り除くことができる。
【０００５】
ところで、上述したような欠陥部を取り除いた後、光ファイバ同士を接合する場合がある（特許文献２〜４）。特許文献２に記載の接合方法では、プラスチック光ファイバの各端面同士を溶融させてプラスチック光ファイバを熱融着させている。また、特許文献３記載の接合方法では、プラスチック光ファイバ同士を溶融または溶剤接着して接合している。さらにまた、特許文献４では、保持部材に設けたＶ溝で光ファイバを保持することにより端面同士の位置を合わせて接合している。
【特許文献１】特開２０００−２８１３７９号公報
【特許文献２】特開昭５９−４０６１４号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ９８／５２０７９号公報
【特許文献４】特開２００２−３２８２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献記載の接合方法では、光ファイバ同士を接合するときに、互いの端面同士を突き合わせて接合しているため接合強度が不十分であり、接合部の周囲を覆う接合部補強部材を必要とする。接合部補強部材を使用すると、光ファイバの線径よりも、接合部付近の外径が大きくなってしまう。また、接合部補強部材を使用しなければ、後の工程で、引っ張りや曲げによる応力を受けると光ファイバの接合部が切れてしまう。さらにまた、光ファイバの端面同士を合わせるように位置決めすることは非常に困難であり、作業効率を低下させてしまう。この様に、上記特許文献記載の接合方法は、接合によって連結した後の加工性の考慮がなされていない。そして、プラスチック光ファイバ以外の長尺状のプラスチック線条体を製造するときにも、上記と同様の現象が問題となっている。
【０００７】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、引っ張りや曲げに強く、高い接合強度を持つように線条体同士を確実に接合するとともに、接合部の外径がもとの線条体の外径と比較して大きくならないようにし、且つ作業効率の向上を図ることができる線条体の接合方法及び接合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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の線条体の接合方法は、プラスチックからなる第１及び第２の線条体の端部同士を溶着して接合する線条体の接合方法において、前記第１の線条体と前記第２の線条体とを重ねて保持し、前記第１の線条体の先端面の付近に位置する前記第２の線条体を溶融させて前記第１及び第２の線条体を溶着させることを特徴とする。なお、前記第１の線条体の先端面をその直径方向の厚みが徐々に小さくなるように斜めに切断した後、前記第１及び第２の線条体を溶着させることが好ましい。
【０００９】
また、前記第１及び第２の線条体の直径に合わせたスリットを形成した接合台を備え、前記スリットに前記第１及び第２の線条体を挿通させて保持することが効果的である。さらにまた、溶着後の前記線条体の線径と、溶着前の線径との差が−１０〜＋３０％の範囲内となるように調整することが好ましい。あるいは、前記線条体の溶着は、前記第２の線条体に当接して超音波振動を与えることにより前記第１及び第２の線条体を溶着させる超音波溶着手段を用いて行うことが好ましい。なお、前記線条体がプラスチック光ファイバであることが好ましい。
【００１０】
本発明の線条体の接合装置では、プラスチックからなる第１及び第２の線条体の端部同士を溶着して接合する線条体の接合装置において、前記第１の線条体と前記第２の線条体とを重ねて保持する保持手段と、前記第１の線条体の先端面の付近に位置する前記第２の線条体を溶融させて前記第１及び第２の線条体を溶着させる溶着手段とを有することを特徴とする。なお、前記第１の線条体の先端面をその直径方向の厚みが徐々に小さくなるように斜めに切断する切断手段を備え、この切断手段により前記第１の線条体を切断した後、前記第１及び第２の線条体を溶着させることが好ましい。
【００１１】
また、前記保持手段は、前記第１及び第２の線条体の直径に合わせたスリットを形成した接合台を備えており、前記スリットに前記第１及び第２の線条体を挿通させて保持することが効果的である。さらにまた、溶着後の前記線条体の線径と、溶着前の線径との差を−１０〜＋３０％の範囲内となるように調整する線径調整手段を有することが好ましい。あるいは、前記溶着手段は、前記第２の線条体に当接して超音波振動を与えることにより前記第１及び第２の線条体を溶着させる超音波溶着手段からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の線条体の接合方法は、第１の線条体の上に第２の線条体を重ねて保持し、第１の線条体の先端面の付近に位置する第２の線条体を溶融させて第１及び第２の線条体を溶着させているので、引っ張りや曲げに強く、高い接合強度を持つように線条体同士を確実に接合しつつ、接合部の外径がもとの線条体の外径と比較して大きくならないようにし、且つ作業効率の向上を図ることが可能となる。
【００１３】
また、本発明の線条体の接合装置では、第１の線条体と第２の線条体とを重ねて保持する保持手段と、第１の線条体の先端面付近に位置する第２の線条体を溶融させて第１及び第２の線条体を溶着させる溶着手段とを有しているので、引っ張りや曲げに強く、高い接合強度を持つように線条体同士を確実に接合しつつ、接合部の外径がもとの線条体の外径と比較して大きくならないようにし、且つ作業効率の向上を図ることが可能な接合装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、プラスチック光ファイバ（以下、ＰＯＦと称する。）素線から欠陥部分を取り除くための巻替工程を行う巻替ラインを示す。この本発明を実施した巻替ライン１１は、上流側から下流側へ向かって順に、ＰＯＦ素線１０を送り出す送出機１６、切断機１７、接合装置２０、マーキング部２１、及び良品巻取機２２を備えている。また、この巻替ライン１１には、全体を制御するコントローラ２４が設けられている。
【００１５】
送出機１６には、ＰＯＦ素線１０をロール状にしたＰＯＦロール２５が取り付けられ、このＰＯＦロール２５から引き出したＰＯＦ素線１０を切断機１７へ向かって送り出す。送出機１６から切断機１７の間には、複数のガイドプーリ３１、ダンサプーリ３２、及びキャプスタンローラ３３、フィードローラ３４、ニップローラ３６が設けられており、ＰＯＦ素線１０を切断機１７へガイドする。また、ダンサプーリ３２は、上下に移動自在に設けられ、キャプスタンローラ３３、フィードローラ３４は、図示しないモータにより回転駆動される。
【００１６】
フィードローラ３４は、ニップローラ３６とともにＰＯＦ素線１０を挟み込み、キャプスタンローラ３３、及びフィードローラ３４が回転することによって下流側の切断機１７及び接合装置２０に向かってＰＯＦ素線１０が送り込まれる。また、キャプスタンローラ３３には、エンコーダ３７が設けられており、このエンコーダ３７からの信号は測長情報としてコントローラ２４に送られる。コントローラ２４は、エンコーダ３７の信号に基づきＰＯＦ素線１０の先端からの測長データを求める。
【００１７】
コントローラ２４には、巻替工程の前に予め検出していたＰＯＦ素線１０の欠陥情報が転送されており、この欠陥情報に基づいて切断機１７を作動させてＰＯＦ素線１０の欠陥部位を除去する。すなわち、エンコーダ３７の信号により測長されるＰＯＦ素線１０の位置が欠陥部位の位置データに対応する位置に到達したとき、コントローラ２４は、切断機１７の位置までＰＯＦ素線１０を所定量送りし、切断機１７を動作させてＰＯＦ素線１０を切断する。これによって、ＰＯＦ素線１０は、欠陥部位の直前で切断されるので、切断機１７の下流側へは、欠陥部位を除いたＰＯＦ素線１０のみが送り出される。
【００１８】
また切断機１７とフィードローラ３４との間には、不良品巻取機３８が設けられている。上述したように切断機１７によってＰＯＦ素線１０が欠陥部位の直前で切断されたとき、その欠陥部位を含むＰＯＦ素線１０（図中点線で示す）を不良品巻取機３８に巻き取らせるように、図示しないガイドローラ、又は作業者の手によってＰＯＦ素線１０を不良品巻取機３８にガイドする。
【００１９】
不良品巻取機３８による巻き取りが開始した後、ＰＯＦ素線１０の欠陥部位がフィードローラ３４の位置を通過すると、キャプスタンローラ３３及びフィードローラ３４が停止する。このとき、図示しないガイドローラ又は作業者の手によってＰＯＦ素線１０を切断機１７及び接合装置２０の方へガイドする。そして切断機１７へＰＯＦ素線１０の欠陥部位の後端の位置が到達すると切断機１７が動作してＰＯＦ素線１０が切断される。これによってＰＯＦ素線１０の欠陥部位が除去され、その欠陥部位のみが不良品巻取機３８に巻き取られることになる。
【００２０】
なお、切断機１７で切断されるＰＯＦ素線１７の切断面は、例えば図２（Ａ）に示すようになっている。また、説明の都合上、ＰＯＦ素線１０から欠陥部位が除去された後の、その欠陥部位の下流側ＰＯＦ素線を符号１０ａとし、欠陥部位の上流側ＰＯＦ素線を符号１０ｂで表している。上流側ＰＯＦ素線１０ｂ先端の切断面１０ｃは、その直径方向の厚みが徐々に小さくなるように軸方向に対して斜めに切断することが好ましい。このように、先端の切断面１０ｃを軸方向に対して斜めに切断することによって、後述する接合工程でＰＯＦ素線１０ａ，１０ｂを接合するときに、接合面の面積を大きくとることが可能となる。これにより、接合工程での位置決めが容易になるため作業効率を向上させるとともに、ＰＯＦ素線１０ａ，１０ｂの接合強度を向上させることができる。また、下流側ＰＯＦ素線１０ａの切断面は、軸方向と垂直な平面に切断して形成されている。なお、これに限らず、上流側ＰＯＦ素線１０ｂの先端を軸方向と垂直な切断面に切断して、後述する接合工程を行ってもよい。さらにまた、下流側ＰＯＦ素線１０ａの切断面も上流側ＰＯＦ素線１０ｂと同様に斜めに切断して形成してもよい。
【００２１】
欠陥部位が除去された後のＰＯＦ素線１０は、接合装置２０へ送り込まれる。接合装置２０では、下流側ＰＯＦ素線１０ａの端部と、上流側ＰＯＦ素線１０ｂの端部とが接合される。この接合装置２０は、詳しくは図３,４に示すように、接合台４１と、超音波振動ユニット４２とからなる。超音波振動ユニット４２は、下方部に矩形状の超音波振動子４３が設けられている。この超音波振動子４３は、複数種類の太さの光ファイバに対応可能とするために複数の溝４３ａ〜４３ｅが形成されている。なお、本実施形態においては、溝４３ａを使用してＰＯＦ素線１０を接合するように設定されている。
【００２２】
接合台４１は、保持部４６、ガイド部４７ａ，４７ｂ、及び押え部材４８ａ，４８ｂとからなる。保持部４６は、矩形板状に形成され、その上面には上述の溝４３ａ〜４３ｅと対になる半円断面の溝４６ａ〜４６ｅが形成されている。なお、本実施形態においては、溝４３ａとともに、それと対になる溝４６ａを使用する。これら溝４３ａ，４６ａの幅Ｒ１（図６参照）は、接合時の確実な保持と接合後の走行性を考慮して、接合対象となるＰＯＦ素線１０の線径Ｒｐ（図６参照）に対して０〜４０％、又は０〜２００μｍだけ広いクリアランスを有していることが好ましい。ガイド部４７ａ，４７ｂは、保持部４６の上面で、且つ超音波振動子４３の寸法に合わせた隙間ができるように離間して、ガイド部４７ａは下流側に、ガイド部４７ｂは上流側に位置している。このガイド部４７ａ，４７ｂには、保持部４６の保持溝４６ａに合わせた位置で且つ同じ幅のスリット４７ｃ，４７ｄが形成されている。押え部材４８ａ，４８ｂは、例えば磁石などから形成し、スチール製の保持部４６の上面に取り付けられる押え位置と、保持部４６から離れる退避位置との間で着脱自在となっている。
【００２３】
このような構成の接合装置２０で、下流側ＰＯＦ素線１０ａと、上流側ＰＯＦ素線１０ｂとが接合されるときの状態を、図５，６を用いて説明する。上述したように上流側ＰＯＦ素線１０ｂは、その切断面１０ｃが、斜めに切断されている。このとき、ＰＯＦ素線１０ｂの切断面１０ｃは、ＰＯＦ素線１０ｂの軸方向に対する角度α（図５（Ａ）参照）が１０°〜４５°の範囲となるように形成されると、切断や接合時のハンドリング性、及び接合強度の向上の点でバランスの取れた形態となる。なお、切断する角度はこれに限るものではない。先ず、図５（Ａ）に示すように、上流側ＰＯＦ素線１０ｂは、ガイド部４７ｂのスリット４７ｄから挿入されて保持溝４６ａに保持されており、且つ上流側ＰＯＦ素線１０ｂの切断面１０ｃが超音波振動ユニット４２の超音波振動子４３の下方にセットされる。そして、下流側ＰＯＦ素線１０ａは、ガイド部４７ａのスリット４７ｃから挿入されて上流側ＰＯＦ素線１０ｂの切断面１０ｃの上に重ねられ、且つ下流側ＰＯＦ素線１０ａの切断面１７ｄがスリット４７ｄまで到達する位置にセットされる。このとき、上流側ＰＯＦ素線１０ｂは、その先端１０ｈが超音波振動子４３の下流側端縁４３ｆからの距離Ｌが１〜３ｍｍの位置にセットされている。なお、下流側ＰＯＦ素線１０ａは超音波振動子４３よりも下流側の位置では、保持溝４６ａ及びスリット４７ｄによって保持されており、超音波振動子４３よりも上流側の位置では、スリット４７ｄ及び下面に位置するＰＯＦ素線１０ｂによって保持されている。そして、保持部４６及びガイド部４７ａ，４７ｂにＰＯＦ素線１０ａ，１０ｂがセットされると、押え部材４８ａ，４８ｂが移動して保持部４６の上面の押え位置に取り付けられる。これによって、ＰＯＦ素線１０ａ，ｂは上方から押え付けられ、保持溝４６ａ及びスリット４７ｃ，４７ｄに位置決めされる。
【００２４】
図５（Ａ）、図６（Ａ）に示す状態にＰＯＦ素線１０ａ，１０ｂがセットされた後、超音波振動子４３がＰＯＦ素線１０ａに当接する溶着位置まで超音波振動ユニット４２を下方に移動する（図５（Ｂ）、図６（Ｂ）に示す状態。）。超音波振動ユニット４２が溶着位置まで移動すると、超音波振動子４３が高周波で振動して下流側ＰＯＦ素線１０ｂを溶融させる。これにより、下流側ＰＯＦ素線１０ａが上流側ＰＯＦ素線１０ｂに溶着して１本のＰＯＦ素線１０に接合される（図５（Ｃ）、図６（Ｃ）に示す状態）。なお、このとき、下流側ＰＯＦ素線１０ａの先端部は上流側ＰＯＦ素線１０ｂに溶着されない余長部分１０ｇとなるが、超音波振動子４３によって溶融されて押し潰された状態となっているので、軽い力でＰＯＦ素線１０から簡単に切り離すことができる。なお、余長部分１０ｇを長めに残すようにしてＰＯＦ素線１０ａ，１０ｂをセットすることで、より安定して接合することが可能となり、高い接合強度を得ることができる。また、ＰＯＦ素線１０ａ，１０ｂの接合部位１０ｅは、溝４３ａ及び溝４６ａの直径Ｒ１とほぼ同じ直径の円周面に形成されるが、超音波振動子４３と保持部４６との間に生じた隙間によって接合部位１０ｅの周囲にバリ１０ｆが形成されることもある（図２（Ｂ）に示す状態）。
【００２５】
接合装置２０の付近には、図４に示すように、マイクロビューワ５１、ハンドピースグラインダ５２が配置されている。マイクロビューワ５１は、撮像光軸方向５１ａが超音波振動子４３の溶着位置付近に合わせて配置されており、ケーブルを介して図示しないモニタに接続されている。作業者はマイクロビューワ５１によって拡大された画像をモニタで観察しながら、ＰＯＦ素線１０ａ，１０ｂの接合作業を行うことができる。
【００２６】
ハンドピースグラインダ５２は、詳しくは図３に示すように、先端部に取り付けられた円筒状の砥石５２ａを回転駆動して研削・研磨作業を行う。本実施形態においては、ＰＯＦ素線１０の接合部位１０ｅの周囲に形成されたバリ１０ｆを取り除くために使用する。図２に示すように、欠陥部位が除去されたＰＯＦ素線１０ａ，１０ｂ（図２（Ａ）参照）を接合装置２０によって溶着して接合すると、図２（Ｂ）に示すように、接合部位１０ｅの周囲には、ＰＯＦ素線１０の外周面から突出するようにバリ１０ｆが形成された状態となる。そこで、接合装置２０による接合工程の直後に、ハンドピースグラインダ５２をオン状態として回転駆動された砥石５２ａに、ＰＯＦ素線１０の接合部位１０ｅを押し付けてバリ１０ｆを削り取る。これによって、ＰＯＦ素線１０は、図２（Ｃ）に示すように、バリ１０ｆが除去され、接合部位１０ｅの付近がＰＯＦ素線１０の線径Ｒｐよりも大きくならないようにしている。
【００２７】
なお、ＰＯＦ素線１０の線径を調整する線径調整手段としては、上述したようなグラインダなどを用いて研磨・研削を行うものに限らず、例えば刃物などを用いて切削を行うものや、熱によって除去するもの、あるいは、線径を大きくする余分な箇所がバリ状ではない場合には、延伸して線径を調整してもよい。このとき、接合後のＰＯＦ素線１０の線径と、接合前の線径との差を−１０〜＋３０％、もしくは−１００〜＋２００μｍの範囲内となるように調整することが好ましい。このように線径を調整することによって、巻取り搬送を行っているときに、ＰＯＦ素線１０同士が傷を付けることを防止でき、また接合工程後の被覆工程などの際に、引っ掛かりや、走行時の不安定さを防ぐことが可能となる。
【００２８】
切断機１７、接合装置２０を通過したＰＯＦ素線１０は、マーキング部２１に送られる。マーキング部２１では、欠陥情報に基づいて、接合装置２０で接合した接合部位にマーキングを施す。マーキング部２１は、例えばインクジェットヘッドからなり、接合部位を塗布してマーキングを施す。これによって、後の工程が行われるとき、接合部位が容易に認識可能となる。マーキングを施されたＰＯＦ素線１０は、巻取機２２で巻取りボビン６０に巻き取られ、次の被覆工程に送られる。
【００２９】
巻取りボビン６０は、例えば、図７に示すように、円筒状の胴体部６１と、この胴体部６１の両端部に位置する一対の鍔部材６２ａ，６２ｂと、これら鍔部材６２ａ，６２ｂを互いに連結し、胴体部６１を挟み込んで固定するためのボルト６３とからなる。胴体部６１は、厚紙を筒状に形成した紙管の表面にポリウレタン樹脂をコーティングして形成されている。
【００３０】
上記構成の作用について以下に説明する。巻替ライン１１を稼動させるときには、巻取機６１にＰＯＦ素線ロール７０をセットした後、ＰＯＦ素線１０をフィードローラ３４の位置まで引き出してフィードローラ３４及びニップローラ３６にニップさせて各ローラ及びエンコーダ３７をオン状態にする。ＰＯＦ素線１０が切断機１７及び不良品巻取機３８に送られると欠陥部位を除去し、さらに欠陥部位を除去した後のＰＯＦ素線１０を接合装置２０で１本に接合する。上述したように、上流側ＰＯＦ素線１０ｂと下流側ＰＯＦ素線１０ａとを重ねてセットし、切断面１０ｃの付近に位置する下流側ＰＯＦ素線１０ａを超音波振動で溶融させてるので、下流側ＰＯＦ素線１０ａと下流側ＰＯＦ素線１０ｂとが高い接合強度を持って接合することができ、十分な引っ張り強度や曲げ強度を得ることができる。さらに、上流側ＰＯＦ素線１０ｂの直径方向の厚みが徐々に小さくなるように切断面１０ｃを斜めに切断しているので、上流側ＰＯＦ素線１０ｂと下流側ＰＯＦ素線１０ａとが滑らかに溶着される。さらに、接合後のＰＯＦ素線１０からバリ１０ｆを取り除き、接合部位１０ｅが線径Ｒｐから突出しないようにしているので、これ以後の工程において、ＰＯＦ素線１０の引っ掛かりや切れを防ぎ、効率良く作業を行うことができる。
【００３１】
上記実施形態では、被覆前の光ファイバ同士を接合しているが、本発明はこれに限らず、被覆後の光ファイバにも適用することができる。この場合、先ず図８（Ａ）に示すように、ＰＯＦコード８０ａ，８０ｂ（ＰＯＦ素線１０に被覆を施したもの）の一端側（接合を行う切断面側）の被覆８４を剥がして、ＰＯＦ素線１０を露呈させる。なお、説明の都合上、欠陥部位の下流側ＰＯＦコードを符号８０ａ、上流側ＰＯＦコードを符号８０ｂで表している。被覆８４の一部を剥がした後、図９及び図１０に示すような接合台８１及び超音波振動子８２を使用してＰＯＦコード８０ａ，８０ｂの接合を行う。なお、接合台及び超音波振動子以外の構成は上記実施形態の接合装置と同様である。超音波振動子８２の溝８２ａは、ＰＯＦコード８０ａ，８０ｂ内のＰＯＦ素線１０ａ，１０ｂの線径Ｒｐより若干大きい直径Ｒ２に形成されている。また、接合台８１の保持溝８１ａは超音波振動子８２の溝８２ａと同じ直径の半円断面で、溝８２ａと対になる位置に形成されている。また、接合台８１には、保持溝８１ａに合わせた位置にスリット８３が形成されている。スリット８３はＰＯＦコード８０ａ，８０ｂの被覆層８４を含めた外径Ｒｃに合わせた幅に形成されており、ＰＯＦコード８０を保持する。
【００３２】
そして、このような接合装置でＰＯＦコード８０ａ，８０ｂを接合するときには，先ず被覆が剥がされた上流側ＰＯＦコード８０ｂ内部のＰＯＦ素線１０ｂの先端１０ｃ（図８（Ａ）参照）を斜めに切断し、その切断面１０ｃを超音波振動子８２の下方に位置する保持溝８１ａに保持させるように配置し、さらにその上に重ねるようにして被覆が剥がされた下流側ＰＯＦコード８０ａ内部のＰＯＦ素線１０ａをセットする（図９（Ａ）、図１０（Ａ）に示す状態）。そして、超音波振動子８２がＰＯＦ素線１０ａに当接する溶着位置まで下方に移動する（図９（Ｂ）、図１０（Ｂ）に示す状態。）。溶着位置まで移動すると、超音波振動子８２が高周波で振動してＰＯＦ素線１０ａを溶融させる。これにより、ＰＯＦ素線１０ａがＰＯＦ素線１０ｂに溶着してＰＯＦコード８０ａ，８０ｂが接合される（図９（Ｃ）、図１０（Ｃ）に示す状態）。
【００３３】
図１０（Ｃ）に示すように、接合装置によって接合された直後のＰＯＦコード８０ａ，８０ｂは、ＰＯＦ素線１０の接合部位１０ｅの周囲にバリ１０ｆが形成された状態となっているので、このバリ１０ｆをグラインダなどで削り取って除去する（図８（Ｂ）に示す状態）。さらにこのバリ１０ｆが除去された直後のＰＯＦコード８０ａ，８０ｂは、接合部位１０ｅを含むＰＯＦ素線１０の一部が剥き出しになっているので、この接合部位１０ｅの周囲に、樹脂８６（例えばＵＶ硬化樹脂など）で段差を埋めてＰＯＦ素線１０を覆い隠す（図８（Ｃ）参照）。なお、段差を埋めた後、ＵＶ硬化樹脂にはＵＶ線を照射させて硬化させる。また、段差を埋めた樹脂がＰＯＦコード８０ａ，８０ｂの線径よりも大きくならないようにグラインダなどで余分な樹脂を削り取って除去する。このようにして、ＰＯＦコード８０ａ，８０ｂは接合され、且つ接合部位１０ｅの周囲にも被覆が施された状態となる。
【００３４】
なお、このように被覆後の光ファイバを接合する場合には、これ以後の工程で接合部位１０ｅを容易に識別可能とするために、接合部位１０ｅの表面に金属テープ（例えばアルミテープ）などを海苔巻状に巻き付けて貼着し、その上から樹脂で段差を埋めて覆い隠して接合部位を被覆するようにすればよい。これによって、これ以後の工程に設けられた金属検出手段で金属テープを検出し、接合部位を容易に識別することができる。
【００３５】
また、上記例では、被覆の一部を剥いてから光ファイバ同士を接合しているが、これに限らず、被覆を剥かずに接合装置にセットし、被覆の上から超音波振動子で振動を与えて溶着させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を実施した光ファイバの巻替工程ラインを示す概略図である。
【図２】光ファイバの接合工程を示す説明図である。
【図３】光ファイバの接合装置の構成を示す概略図である。
【図４】光ファイバの接合装置の側面図である。
【図５】光ファイバの軸方向に沿った切断面で光ファイバを接合するときの状態を示す断面図である。
【図６】光ファイバの直径方向に沿った切断面で光ファイバを接合するときの状態を示す断面図である。
【図７】光ファイバを巻き取るための巻取りボビンを示す斜視図である。
【図８】被覆済みの光ファイバを接合するときの接合工程を示す説明図である。
【図９】光ファイバの軸方向に沿った切断面で被覆済みの光ファイバを接合するときの状態を示す断面図である。
【図１０】光ファイバの直径方向に沿った切断面で被覆済みの光ファイバを接合するときの状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０，１０ａ，１０ｂ  プラスチック光ファイバ素線
１１  巻替ライン
２０  接合装置
４１  接合台
４２  超音波振動ユニット
４３  超音波振動子
４６  保持部
４７  ガイド部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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