(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア、クラッド、一次被覆層及び二次被覆層を有する光ファイバ素線をカッティング器により切断する切断工程と、
前記切断された光ファイバ素線の切断面を加熱器により加熱する加熱工程と、
前記加熱された光ファイバ素線の切断面の被覆寸法に関する特性値をエンドビュー測定器により測定する測定工程と、を含み、
前記加熱工程において、前記光ファイバ素線の切断面の被覆表面温度を４７［℃］以上にする加熱を７［秒］以上の加熱時間で行う光ファイバ切断面測定方法。
【請求項２】
前記加熱工程において、前記光ファイバ素線の切断面の温度を４７［℃］以上７０［℃］以下にする加熱を７［秒］以上の加熱時間で行う請求項１に記載の光ファイバ切断面測定方法。
【請求項３】
前記光ファイバ素線の切断面の被覆寸法に関する特性値は、前記二次被覆層の外径及び非円率の少なくとも一つである請求項１又は２に記載の光ファイバ切断面測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ素線の切断面の被覆層の寸法（被覆寸法）に関する特性値を測定する光ファイバ切断面測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信に用いる光ファイバは、世界的にますます需要が拡大している。光ファイバ素線は、ガラスからなるコア及びクラッドに、樹脂からなる被覆層が形成されている。被覆層は、一般的に一次被覆層及び二次被覆層の二層からなる。光ファイバ素線の被覆寸法を測定する方法の１つとして、専用の端面のカッティング器と、エンドビュー（切断面投影）測定器と、を用いる光ファイバ切断面測定方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の測定方法では、光ファイバ素線をカッティング器により切断し、その切断面を加熱器（ヒートガン）により加熱して切断面の被覆寸法を測定している。なお、この加熱により、切断時にカッティング器の刃物で押されて凹陥した被覆層の窪み部を修復している。この光ファイバ切断面測定方法によれば、切断面全体にピントが合い、切断面の正確な寸法ができ、エンドビュー測定器の計算処理上のエラーが起きず、単位時間に多くの被覆寸法測定が可能であるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−７１９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、光ファイバ素線を切断すると、樹脂からなる被覆層は柔らかいため、大きく潰れてしまう。被覆層が潰れた状態での切断面の被覆寸法に関する特性値の測定を行うと、正しく測定できない問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光ファイバ素線の切断面の被覆寸法に関する特性値の測定において、ばらつきの極めて小さい、真の値を得ることができる測定方法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】
上記課題を解決するために、本発明に係る光ファイバ切断面測定方法は、
コア、クラッド、一次被覆層及び二次被覆層を有する光ファイバ素線をカッティング器により切断する切断工程と、
前記切断された光ファイバ素線の切断面を加熱器により加熱する加熱工程と、
前記加熱された光ファイバ素線の切断面の被覆寸法に関する特性値をエンドビュー測定器により測定する測定工程と、を含み、
前記加熱工程において、前記光ファイバ素線の切断面の被覆表面温度を４７［℃］以上にする加熱を７［秒］以上の加熱時間で行う。
【０００８】
好ましくは、前記加熱工程において、前記光ファイバ素線の切断面の被覆表面温度を４７［℃］以上７０［℃］以下にする加熱を７［秒］以上の加熱時間で行う。
【０００９】
好ましくは、前記光ファイバ素線の切断面の被覆寸法に関する特性値は、前記二次被覆層の外径及び非円率の少なくとも一つである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光ファイバ素線の切断面の被覆寸法に関する特性値の測定において、光ファイバ素線の切断による被覆層の潰れの影響を完全に解消させることができ、ばらつきの極めて小さい、より真の値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】光ファイバ素線の断面図である。
【図２】カッティング器を示す図である。
【図３】光ファイバ素線を加熱する加熱器を示す図である。
【図４】エンドビュー測定器を示す図である。
【図５】繰り返し測定回数に対する二次被覆径及び二次被覆非円率を示す図である。
【図６】被覆表面温度毎の加熱後経過時間に対する二次被覆径を示す図である。
【図７】加熱時間毎の加熱後経過時間に対する二次被覆径を示す図である。
【図８】（ａ）は、切断直後の光ファイバ素線の切断面の画像を示す図である。（ｂ）は、切断直後の光ファイバ素線の切断面のエッジデータを示す図である。
【図９】（ａ）は、加熱後の光ファイバ素線の切断面の画像を示す図である。（ｂ）は、加熱後の光ファイバ素線の切断面のエッジデータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。但し、本発明は図示例に限定されるものではない。
【００１３】
先ず、図１〜図４を参照して、本実施の形態で用いる装置の構成を説明する。図１に、光ファイバ素線１０の切断面１０ａを示す。図２に、カッティング器２０を示す。図３に、光ファイバ素線１０を加熱する加熱器３０を示す。図４に、エンドビュー測定器４０を示す。
【００１４】
本実施の形態では、作業者が、図１に示す光ファイバ素線１０を切断し、光ファイバ素線１０の切断面１０ａを適切な温度にして適切な時間で加熱する。そして、作業者が、エンドビュー測定法により、光ファイバ素線１０の切断面１０ａの二次被覆径及び二次被覆非円率（二次被覆層１２Ｂの外径及び非円率）を測定する。
【００１５】
従来の光ファイバ切断面測定方法では、測定した二次被覆径が真の値よりも小さくなり、測定した二次被覆非円率が真の値よりも大きくなってしまうおそれがあった。このような際、場合によっては切断面の潰れが生じるだけでなく、その潰れ具合も一様ではない。このため、単に加熱器で切断面を加熱して被覆層の窪み部を修復し、その切断面の投影で、ピントが全体的に合ったとしても、被覆寸法の測定値に、まだばらつきが大きいとわかることが多くなるおそれがあった。
【００１６】
実際に、ある一定期間での製造した光ファイバ素線におけるコア及びクラッドの測定寸法の標準偏差と、被覆層の測定寸法の標準偏差と、を集計して比較すると、被覆層の測定寸法の標準偏差の方が大きい。このため、測定値のばらつきは、製造した光ファイバ素線そのものの原因とは言い難く、むしろ、測定方法の問題によるものであると推定される。本実施の形態は、測定精度を向上し、より正確な二次被覆径及び二次被覆非円率測定を実施する光ファイバ切断面測定方法を提供するものである。
【００１７】
図１に示すように、光ファイバ素線１０は、コア及びクラッド１１と、被覆層１２と、を備える。被覆層１２は、一次被覆層１２Ａと、二次被覆層１２Ｂと、を有する。光ファイバ素線１０の切断面１０ａは、光ファイバ素線１０の軸方向に垂直且つ平滑な面とする。光ファイバ素線１０は、一般的なシングルモード光ファイバとする。  
【００１８】
コア及びクラッド１１は、石英（ガラス）を材料とし、光ファイバ素線１０の軸の中心に配置されている。コア及びクラッド１１において、コアに入射された光信号が、クラッドとの境界面で全反射されることにより、コアが光の導波路となる。
【００１９】
コア及びクラッド１１には、一次被覆層１２Ａが被覆されている。一次被覆層１２Ａには、二次被覆層１２Ｂが被覆されている。一次被覆層１２Ａ及び二次被覆層１２Ｂの材料は、紫外線（ＵＶ：Ultra Violet）硬化型樹脂である。一次被覆層１２Ａは、二次被覆層１２Ｂよりも柔らかく、コア及びクラッド１１に対し、クッション効果及び高い密着性を有する。二次被覆層１２Ｂは、一次被覆層１２Ａよりも硬く、外部からの圧力、摩擦等からコア及びクラッド１１を保護する。
一次被覆層１２Ａとしてはヤング率が０．３〜１．５［ＭＰａ］、二次被覆層１２Ｂとしてはヤング率が３００〜１０００［ＭＰａ］のものが用いられる。
【００２０】
一次被覆層１２Ａの屈折率は、１．４９５である。二次被覆層１２Ｂの屈折率は、１．５１０である。これらの屈折率の差は、０．０１５であり、比較的小さい。被覆径の測定には、エンドビュー測定法と、サイドビュー測定法とがある。サイドビュー測定法は、光ファイバ素線の切断が不要であり、測定精度も高い。しかし、サイドビュー測定法は、測定対象の光ファイバ素線の一次被覆層及び二次被覆層の屈折率の差がない又は小さい場合に、一次被覆層及び二次被覆層の外径（被覆径）の測定を行うことができない。このため、本実施の形態では、エンドビュー測定法により、光ファイバ素線１０の二次被覆径及び二次被覆非円率（二次被覆層１２Ｂの外径及び非円率）を測定している。
【００２１】
光ファイバ素線１０の切断には、図２に示すカッティング器２０を用いる。カッティング器２０は、ブレード２１と、フォルダ２２，２３，２４と、を備える。ブレード２１は、光ファイバ素線１０に切込みを入れるダイヤモンドのブレードである。フォルダ２２，２３，２４は、光ファイバ素線１０を支持する。ブレード２１は、フォルダ２２，２３，２４により支持された光ファイバ素線１０の軸方向に垂直な方向に可動する。また、フォルダ２３，２４は、光ファイバ素線１０の軸方向に可動する。
【００２２】
光ファイバ素線１０の切断時には、フォルダ２２，２３，２４により固定された光ファイバ素線１０が、ブレード２１により軸方向に垂直な方向から押されて切込みが入れられるとともに、フォルダ２３，２４により光ファイバ素線１０が互いに外側の軸方向に引っ張られる。これにより、切込みが一気に成長し、光ファイバ素線１０が軸方向に垂直且つ平滑に切断される。この面を切断面１０ａとする。
【００２３】
光ファイバ素線１０の加熱には、図３に示す加熱器（ヒートガン）３０を用いる。加熱器３０は、温風を出力して対象物を加熱する。加熱器３０は、操作部としての温度調整つまみ（図示略）を備え、この温度調整つまみを切り替え操作することにより、複数の加熱温度に応じた設定値を切り替え可能である。各設定値に対する加熱温度（加熱器３０の温風の温度）を次表１に示す。
【表１】
0005718032.tif 000002
【００２４】
光ファイバ素線１０の切断面測定には、図４に示すエンドビュー測定器４０を用いる。エンドビュー測定器４０は、エンドビュー法を用いた測定器である。測定サンプルとしては、２〜３［ｍ］の長さに切断された光ファイバ素線１０を用いる。エンドビュー測定器４０は、表示部４１と、接続部４２，４３と、を備える。また、エンドビュー測定器４０は、光源、光学系（対物レンズ）、撮像部、画像処理部（いずれも図示略）等を有する。
【００２５】
表示部４１は、光ファイバ素線１０の切断面１０ａを撮像した画像、二次被覆径及び二次被覆非円率の測定結果等の情報を表示する。切断後の光ファイバ素線１０の一端は、接続部４２に接続される。また、切断後の光ファイバ素線１０の切断面１０ａを有する他端が接続部４３に接続される。接続部４２および接続部４３は、光ファイバ素線１０との光学的な接続部であり、接続部４２において、エンドビュー測定器４０内の光源から出射された光が光ファイバ素線１０に入射される。また、接続部４３において、光ファイバ素線１０の切断面１０ａがエンドビュー測定器４０内の撮像部により光学系を介して軸方向から撮像される。エンドビュー測定器４０内の画像処理部は、撮像部により撮像された切断面１０ａの画像を解析して、二次被覆径及び二次被覆非円率を算出し、測定結果として表示部４１に表示する。
【００２６】
次に、光ファイバ素線１０の切断面１０ａの二次被覆径及び二次被覆非円率の測定の方法を説明する。先ず、作業者は、光ファイバ素線１０を図２に示すカッティング器２０にセットし、２〜３ｍの長さで両端を切断する。この切断後に、光ファイバ素線１０の切断面１０ａには潰れが生じている。そして、作業者は、図３に示す加熱器３０を用いて、軸方向から温風を当て、切断した光ファイバ素線１０の一端の切断面１０ａを加熱する。より具体的には、光ファイバ素線１０の切断面１０ａは、その被覆層１２の表面温度（被覆表面温度）を４７［℃］以上にする加熱が７［秒］以上の加熱時間行われる。加熱時の切断面１０ａの被覆表面温度及び加熱時間をこれらの範囲にすることで、二次被覆径及び二次被覆非円率の測定における光ファイバ素線１０の被覆層１２の潰れの影響を低減できるとともに、余分な加熱時間を抑制できる。
【００２７】
そして、作業者は、加熱後の光ファイバ素線１０を図４に示すエンドビュー測定器４０に接続する。より具体的には、作業者は、光ファイバ素線１０の加熱していない一端を接続部４２に接続し、加熱した切断面１０ａを有する一端を接続部４３に接続する。そして、エンドビュー測定器４０により、接続部４２から光ファイバ素線１０に光が入射され、接続部４３で光ファイバ素線１０の加熱した切断面１０ａが撮像される。そして、エンドビュー測定器４０により、撮像された切断面１０ａの画像が画像処理されて二次被覆径及び二次被覆非円率が算出され、その算出結果及び撮像された切断面１０ａの画像が表示部４１に表示される。このとき、実際には、エンドビュー測定器４０により、切断面１０ａの一次被覆層１２Ａの外径及び非円率も測定される。
【００２８】
次に、図５〜図９を参照して、光ファイバ素線１０の切断面１０ａの二次被覆径及び二次被覆非円率の測定に関する実験結果を説明する。図５に、繰り返し測定回数に対する二次被覆径及び二次被覆非円率を示す。図６に、被覆表面温度毎の加熱後経過時間に対する二次被覆径を示す。図７に、加熱時間毎の加熱後経過時間に対する二次被覆径を示す。図８（ａ）に、切断直後の光ファイバ素線の切断面の画像を示す。図８（ｂ）に、切断直後の光ファイバ素線の切断面のエッジデータ（ＸＹデータ）を示す。図９（ａ）に、加熱後の光ファイバ素線の切断面の画像を示す。図９（ｂ）に、加熱後の光ファイバ素線の切断面のエッジデータ（ＸＹデータ）を示す。
【００２９】
図５に示すように、カッティング器２０による切断直後の光ファイバ素線１０の切断面１０ａの二次被覆径［μｍ］及び二次被覆非円率［％］をエンドビュー測定器４０により繰り返し測定した。このとき、繰り返し測定（回数）の間隔を０．５［秒］とした。また、カッティング器２０として、Photon Kinetics製のFK11を使用した。
【００３０】
測定結果を経時的に見れば、徐々に二次被覆径が大きくなっていき、ある程度のところで飽和傾向となった。逆に、二次被覆非円率は徐々に小さくなっていった。この測定結果によれば、切断により、被覆層１２が潰れるものの、経時的に回復していることが推定できる。
【００３１】
次いで、図６を参照して、光ファイバ素線１０の被覆層１２の表面（切断面１０ａ）の加熱における適切な被覆層１２の被覆表面温度を説明する。光ファイバ素線１０を切断し、切断面１０ａを加熱器３０で加熱するとともに、加熱終了後の二次被覆径の経時的な変化を測定した。
【００３２】
具体的には、光ファイバ素線１０をカッティング器２０で切断し、加熱器３０の設定値を切り替えて、光ファイバ素線１０の切断面１０ａを加熱器３０の稼働時間（７［秒］）で加熱し、非接触式熱伝対温度計で切断面１０ａの被覆層１２の被覆表面温度を測定した。加熱器３０の設定値と、被覆表面温度との関係を次表２に示す。なお、加熱器３０の加熱が無い場合の被覆表面温度は、２６［℃］であった。
【表２】
0005718032.tif 000003
【００３３】
そして、加熱器３０の設定値を切り替えることにより、表２に示す被覆表面温度（３７［℃］、４７［℃］、５７［℃］）の段階毎に切断直後の光ファイバ素線１０の切断面１０ａを所定の加熱時間（加熱器３０の稼働時間（７［秒］））で加熱した。そして、切断直後と加熱終了後の経過時間（０（加熱直後）、３、６、９［分］）とで、切断面１０ａの二次被覆径を測定した。すると、図６に示す測定結果が得られた。
【００３４】
図６の測定結果から、加熱をすれば、被覆表面温度４７［℃］であれば、加熱直後に二次被覆径が回復し、その後、時間が経っても、二次被覆径がほぼ飽和した値となった。被覆表面温度５７［℃］でも同様であるので、切断（カッティング）による潰れがすぐに回復したことが分かった。しかしながら、被覆表面温度３７［℃］では、加熱直後は、飽和した値ではなく、加熱後の経過時間６［分］後以降に、二次被覆径の値が安定するので、すぐには、切断による潰れが回復していないことが分かった。
【００３５】
つまり、光ファイバ素線１０の切断後の加熱において、被覆表面温度を４７［℃］以上とすることが好ましい。また、被覆表面温度が７０［℃］より大きい値は、光ファイバ素線１０を抑えているフォルダ２３，２４が手で扱うととても熱く、安全面に対策を施さねばならないレベルである。このため、フォルダが手で扱うことができる温度に下がるまで作業を中断する必要があり（６０秒程度）、光ファイバ素線１０の切断後の加熱において、被覆表面温度を７０［℃］以下にすることが好ましい。よって、光ファイバ素線１０の切断後の加熱において、適切な被覆表面温度の範囲は、４７［℃］以上７０［℃］以下である。
【００３６】
さらに、被覆表面温度が５７［℃］を超える場合は、光ファイバ素線１０を抑えているフォルダ２３，２４が手で扱うと熱く、好ましくは安全面に対策を施さねばならないレベルである。このため、被覆表面温度を５７［℃］以下にすることで、フォルダが手で扱うことができる温度に下がるまで作業を中断する必要がなくさらに好ましい。
【００３７】
続いて、図７を参照して、光ファイバ素線１０の被覆層１２の表面（切断面１０ａ）の加熱における適切な加熱時間を説明する。光ファイバ素線１０を切断し、切断面１０ａを加熱器３０で加熱するとともに、二次被覆径の経時的な変化を測定した。
【００３８】
具体的には、光ファイバ素線１０をカッティング器２０で切断し、加熱器３０の設定値を切り替えることにより被覆表面温度を４７［℃］とし、切断直後の光ファイバ素線１０の切断面１０ａを加熱時間（０（加熱なし）、５、７、１１［秒］）の段階毎で加熱した。そして、切断直後と加熱後の経過時間（０（加熱直後）、３、６、９［分］）とで、切断面１０ａの二次被覆径を測定した。すると、図７に示す測定結果が得られた。
【００３９】
図７の測定結果から、加熱時間７［秒］又は１１［秒］であれば、切断後で加熱直後の二次被覆径が経時的にみても既に飽和しているので、潰れは回復したと判断できる。しかしながら、加熱しない、加熱時間５［秒］の経時的変化では、被覆径の値が上がり続けているので、潰れがすぐに回復できていない。つまり、光ファイバ素線１０の切断後に、加熱時間が７［秒］以上の加熱をすることが好ましい。
【００４０】
さらに、検査工数に掛かる時間を考慮すると加熱時間は短い方がよい。このため、光ファイバ素線１０の切断後に、加熱時間が１１［秒］以下の加熱をすることが好ましく、加熱時間が９［秒］以下の加熱をすることがさらに好ましい。
【００４１】
図８（ａ）に示すように、エンドビュー測定器４０により、切断直後（加熱前）の光ファイバ素線１０の切断面１０ａを実際に撮像して画像を取得した。また、図８（ｂ）に示すように、エンドビュー測定器４０により、図８（ａ）の切断面画像のエッジデータ（画像処理後の二次被覆層１２Ｂの外径のＸＹデータ）を取り込んで解析を行った。同様にして、図９（ａ）に示すように、エンドビュー測定器４０により、上記適切な被覆表面温度及び加熱温度の範囲で加熱後の光ファイバ素線１０の切断面１０ａを実際に撮像して画像を取得した。また、図９（ｂ）に示すように、エンドビュー測定器４０により、図９（ａ）の切断面画像のエッジデータを取り込んで解析を行った。
【００４２】
加熱前後での画像及びエッジデータの違いは明らかで、加熱により被覆層１２の潰れが回復することがわかった。経時的にみれば、加熱しなくても、自然と被覆層１２の潰れは回復していくが、加熱により、被覆層１２の潰れの回復時間を短縮させることが可能である。
【００４３】
以上、本実施の形態によれば、作業者は、光ファイバ素線１０をカッティング器２０により切断し、切断された光ファイバ素線１０の切断面１０ａに、その被覆表面温度を４７［℃］以上にする加熱を７［秒］以上の加熱時間で加熱器３０により行う。そして、作業者は、加熱された光ファイバ素線１０の切断面１０ａの被覆寸法に関する特性値としての二次被覆径及び二次被覆非円率をエンドビュー測定器４０により測定する。このため、光ファイバ素線１０の切断面１０ａの二次被覆径及び二次被覆非円率の測定において、ばらつきの極めて小さい、真の値を得ることができる。
【００４４】
また、光ファイバ素線１０の切断面１０ａの加熱における被覆表面温度を７０［℃］以下にする。このため、光ファイバ素線１０を抑えているフォルダ２３，２４が熱くなることを防ぎ、作業者の安全性を高めることができる。また、光ファイバ素線１０の切断面１０ａの加熱における被覆表面温度を５７［℃］以下にすると、光ファイバ素線１０を抑えているフォルダ２３，２４が熱くなることをさらに防ぎ、作業者の安全性をさらに高めることができる。
【００４５】
また、光ファイバ素線１０の切断面１０ａの加熱における加熱時間を１１［秒］以下にする。このため、光ファイバ素線１０の切断面１０ａの二次被覆径及び二次被覆非円率の測定において、真の値を得ることができるとともに、測定時間を短縮できる。また、光ファイバ素線１０の切断面１０ａの加熱における加熱時間を９［秒］以下にすると、光ファイバ素線１０の切断面１０ａの二次被覆径及び二次被覆非円率の測定時間をさらに短縮できる。
【００４６】
なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る光ファイバ切断面測定方法の一例であり、これに限定されるものではない。
【００４７】
例えば、上記実施の形態では、一次被覆層１２Ａ，二次被覆層１２Ｂの屈折率差が小さい光ファイバ素線１０の二次被覆径及び二次被覆非円率を測定したが、これに限定されるものではない。本実施の形態の光ファイバ被覆寸法測定方法により、一次被覆層，二次被覆層の屈折率差が大きい光ファイバ素線の二次被覆径及び二次被覆非円率を測定することもできる。
【００４８】
また、上記実施の形態で説明した光ファイバ被覆寸法測定方法に用いる機器の各構成要素の細部構成、及び細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  光ファイバ素線
１０ａ  切断面
１１  コア及びクラッド
１２  被覆層
１２Ａ  一次被覆層
１２Ｂ  二次被覆層
２０  カッティング器
２１  ブレード
２２，２３，２４  フォルダ
３０  加熱器
４０  エンドビュー測定器
４１  表示部
４２，４３  接続部
【図２】
0005718032.tif 000004
【図３】
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【図４】
0005718032.tif 000006
【図１】
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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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