(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する線状体の裸の光ファイバに光透過性のＵＶ硬化樹脂の被覆層をコーティングする工程において、前記コーティング後の線状体被覆層に被覆層硬化装置のＵＶランプからの測定光を照射すると共に、当該測定光の光強度を、前記被覆層硬化装置の上端開口部付近での値を基準光として、検出する一方、前記測定光照射による線状体被覆層での散乱光の光強度を、前記被覆層硬化装置の上端開口部付近の測定点から既知の距離部分で検出し、当該実測された散乱光の光強度と前記被覆層硬化装置の上端開口部付近の測定点での測定光の光強度との比が所定の値以上変化したとき、前記線状体被覆層中に異常の発生があると判断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出方法。
【請求項２】
走行する線状体の裸の光ファイバに光透過性のＵＶ硬化樹脂の被覆層をコーティングする工程において、前記コーティング後の線状体被覆層に測定光を照射する被覆層硬化装置のＵＶランプからなる測定光照射部と、当該測定光照射部における光強度を、前記被覆層硬化装置の上端開口部付近の測定点での値を基準光として、検出する基準光検出器と、前記光照射による線状体被覆層での散乱光の光強度を、前記被覆層硬化装置の上端開口部付近の測定点から既知の距離部分で検出する散乱光検出器と、前記散乱光の光強度と前記基準光検出器での光強度とを比較して、モニタするコントローラとから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出装置。
【請求項３】
基準光検出器又は／及び散乱光検出器に集光用の光ファイバを接続して集光させることを特徴とする請求項２記載の走行線状体における被覆層の異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、裸の光ファイバなどの線状体に熱硬化型やＵＶ硬化型樹脂などからなる被覆層をコーティングする際、泡などの発生や異物などの混入を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出方法及びその異常検出装置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にあっては、ゴミの付着や傷などの発生を防止するため、コーティング工程を設けて被覆層をコーティングしている。
例えば、上端が昇降自在な支持ロッドで支持された光ファイバ母材（プリフォーム）を加熱炉中に挿入し、当該母材の下方先端から線引きされた裸の光ファイバを線径測定部を通した後、コーティング工程に導き、ソフトな１次被覆とハードな２次被覆などを施している。
【０００３】
【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の長手方向における障害点（異常点）などの検出は、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）などによって行われているが、走行している線状体の被覆層の異常の検出にあたっては、本出願人が、既に走行する光ファイバ素線に光透過性の被覆層をコーティングする工程において、コーティング後の光ファイバ素線の被覆層に測定光を照射すると共に、この光照射による光ファイバ素線の被覆層での散乱光をモニタして、被覆層中における異常の発生を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出方法を提案してある（特願平０６−０６６６９７号）。
【０００４】
この方法では、測定光を照射する測定光照射部としては、専用の発光素子などからなる光源を用いることもできるが、光ファイバ用の被覆材料として、一般にＵＶ光照射によって硬化するＵＶ硬化型樹脂を用いることが多いため、このＵＶ光照射を行うための被覆層硬化装置（紫外線照射装置）内に組み込まれているＵＶランプで共用することもできる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような異常検出の光源として、被覆層硬化装置のＵＶランプなどを共用した場合、次のような問題点があった。
【０００６】
（１）被覆層硬化装置と異常を検出する散乱光検出器との距離が光ファイバ素線の紡糸装置のライン構成によって、バラ付くことがあった。この距離がバラ付くと、散乱光検出器を設置した位置まで被覆層中を伝搬してくる散乱光の光強度は当然変わる。しかし、上記従来の装置系では、特にこの距離データを考慮していなかったため、仮に同程度の頻度やサイズの気泡や異物などの異常（欠陥）が被覆層中にあっても、上記距離が変われば、散乱される光強度が異なってしまい、検出精度が低下するという問題があった。
【０００７】
（２）被覆層硬化装置の光照射量が変動するという問題もあった。その変動要因としては、ＵＶランプなどの経時的な出力低下やランプ表面の汚れ、さらに、被覆層硬化装置内でＵＶランプの内側に石英管などを組み込んである場合、この石英管の汚れなどが考えられる。このように光照射量の変動があれば、これを光源として、被覆層を伝搬してくる測定光が気泡などに衝突して起こる散乱光を検出する散乱光検出器の検出精度も低下してしまうこととなる。
【０００８】
本発明は、このような従来の実情に鑑み、測定光照射部と散乱光検出器との距離や光源の出力変動に影響されることのない走行線状体における被覆層の異常検出方法及びその異常検出装置を提供せんとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、走行する線状体の裸の光ファイバに光透過性のＵＶ硬化樹脂の被覆層をコーティングする工程において、前記コーティング後の線状体被覆層に被覆層硬化装置のＵＶランプからの測定光を照射すると共に、当該測定光の光強度を、前記被覆層硬化装置の上端開口部付近での値を基準光として、検出する一方、前記測定光照射による線状体被覆層での散乱光の光強度を、前記被覆層硬化装置の上端開口部付近の測定点から既知の距離部分で検出し、当該実測された散乱光の光強度と前記被覆層硬化装置の上端開口部付近の測定点での測定光の光強度との比が所定の値以上変化したとき、前記線状体被覆層中に異常の発生があると判断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出方法にある。
【００１０】
請求項２記載の本発明は、走行する線状体の裸の光ファイバに光透過性のＵＶ硬化樹脂の被覆層をコーティングする工程において、前記コーティング後の線状体被覆層に測定光を照射する被覆層硬化装置のＵＶランプからなる測定光照射部と、当該測定光照射部における光強度を、前記被覆層硬化装置の上端開口部付近の測定点での値を基準光として、検出する基準光検出器と、前記光照射による線状体被覆層での散乱光の光強度を、前記被覆層硬化装置の上端開口部付近の測定点から既知の距離部分で検出する散乱光検出器と、前記散乱光の光強度と前記基準光検出器での光強度とを比較して、モニタするコントローラとから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出装置にある。
【００１１】
請求項３記載の本発明は、基準光検出器又は／及び散乱光検出器に集光用の光ファイバを接続して集光させることを特徴とする請求項２記載の走行線状体における被覆層の異常検出装置にある。
【００１２】
【発明の実施の態様】
図１は、本発明に係る走行線状体における被覆層の異常検出方法及びその異常検出装置の一例を示したものである。
【００１３】
図中、１０は走行線状体としての光ファイバ（光ファイバ以外も可）で、本例では、紡糸された直後の裸の光ファイバ１０ａにコーティングポット２０によって、ＵＶ光照射によって硬化する光透過性のＵＶ硬化型樹脂２１が被覆層としてコーティングされ、光ファイバ素線１０ｂとして、被覆層硬化装置（紫外線照射装置）３０内に導かれ、ここで、内部に設置されたＵＶランプ３１からの紫外線ｒ1 が照射されて、被覆層が硬化されるようになっている。なお、この被覆層は、１次被覆の場合で、通常ソフトなコーティング材料を用い、その後ハードな２次被覆を施すことが多い。本発明では、この２次被覆側にも、勿論同様にして適用することができる。
【００１４】
本例では、図１に示すように、光ファイバ素線１０ｂの被覆層１１に測定光ｒ1 を照射する測定光照射部を、上記被覆層硬化装置３０のＵＶランプ３１で構成し、このＵＶランプ３１の光強度は、例えば被覆層硬化装置３０のケース体３２の内部に基準光検出器４０に接続された検出端４１を上端開口部から挿入設置して検出するようになっている。ここで、基準光検出器４０の検出端４１は、例えば耐熱性の高い集光用の光ファイバで構成してある。
【００１５】
このＵＶランプ３１からの照射光ｒ1 は、図２に示すように、測定光として、光ファイバ素線１０ｂの被覆層１１中に入射され、伝搬光ｒ2 として、光ファイバ素線１０ｂの上方側に伝搬される。
【００１６】
上記測定光照射部の光強度測定点から上方に距離Ｌだけ離間した部分には、光ファイバ素線１０ｂの被覆層１１での散乱光ｒ3 の光強度を検出する散乱光検出器５０が設置してある。この散乱光検出器５０の光ファイバ素線１０ｂと対峙する側には、好ましくは集光用の光ファイバ５１を接続しておくとよい。
【００１７】
上記基準光検出器４０及び散乱光検出器５０からの検出データは、コンピュータなどの必要な電子部品が内蔵されたコントローラ６０に入力され、必要な演算や処理が行われるようになっている。
【００１８】
このように構成される本発明の被覆層の異常検出装置において、測定対象の光ファイバ素線１０ｂの被覆層１１中に気泡や異物などの異常がなかったとすると、測定光照射部の光強度がＩ0 で、被覆材料の単位長さ当たりの光の吸収率がａで、測定光照射部の光強度測定点と散乱光検出部間の距離がＬである場合、基準光検出器４０で検出される光強度がＩ1 、散乱光検出器５０の位置における散乱光の理論光強度Ｉ2 及び散乱光検出器５０で検出される散乱光の理論光強度Ｉ3 は、次式で与えられる。
【００１９】
Ｉ1 ＝Ａ1 Ｉ0                                       ・・・（１）
Ｉ2 ＝Ａ2 Ｉ0 ｅ-aL                                 ・・・（２）
Ｉ3 ＝Ａ3 Ｉ2                                       ・・・（３）
ここで、Ａ1 は測定光照射部から発生する光の内で基準光検出器４０の検出端４１に入射する光の割合、Ａ2 は測定光照射部から発生する光の内で光ファイバの被覆材料に入射して伝搬する光の割合、Ａ3 は光ファイバの被覆材料中を伝搬する光の内で被覆材料中で散乱して散乱光検出器５０で検出される光の割合である。
【００２０】
したがって、Ｉ3 とＩ1 との比を求めると、
Ｉ3 ／Ｉ1 ＝（Ａ2 ・Ａ3 ／Ａ1 ）ｅ-aL               ・・・（４）
となって、Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3 ，ａ，Ｌが一定ならば、この比は一定となる。
【００２１】
以上により、実際に散乱光検出器５０により検出される光ファイバ素線１０ｂの被覆層１１からの散乱光ｒ3 の光強度Ｉ3 ′と、基準光検出器４０で検出される光強度Ｉ1 ′とを比較して、Ｉ3 ′／Ｉ1 ′の比をとると、測定系に異常がなければ（即ち上記Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3 ，ａ，Ｌが一定）、ほぼ一定の値となるはずである。
【００２２】
ここで、図２に示すように、光ファイバ素線１０ｂの被覆層１１中に気泡や異物などの異常部分１２があった場合には、散乱光が増大し、散乱光検出器５０の検出端５１で受ける光の強度が増大する。即ちＡ3 が増大する。
したがって、実測されたこの比（Ｉ3 ′／Ｉ1 ′）がある一定値以上増大したときに、この被覆層１１中に異常の発生があると判断できる。これにより、測定光照射部の光照射量が変動しても、結果として、これらの変動要因に影響されることなく、被覆層１１中に異常を高精度で判断することが可能となる。
【００２３】
また、測定光照射部と散乱光検出器５０間の距離Ｌの変化に影響されずに被覆層１１中の異常を判断する方法は、以下の通りである。
この距離ＬがｄＬだけ変化した場合には、上記（４）より、比（Ｉ3 ′／Ｉ1 ′）は、以下の比（Ｉ3 ″／Ｉ1 ″）となるはずである。
Ｉ3 ″／Ｉ1 ″＝Ｉ3 ′／Ｉ1 ′ｅ-adL                ・・・（５）
【００２４】
したがって、コントローラ６０のメモリーに演算式（５）を入力しておき、比（Ｉ3 ′／Ｉ1 ′）の初期設定値として、Ｉ3 ′／Ｉ1 ′の変化の上限値を入力しておけば、実際に検出器から測定されたＩ3 ″及びＩ1 ″がコントローラ６０に入力されたときに、この値が上記（５）の値を越えたときに異常の出力をするように設定すればよい。距離Ｌが変化した場合には、その変化の値ｄＬでコントローラ６０の演算式（５）を修正することにより、距離Ｌの変化を打ち消すことができる。
【００２５】
また、他の方法として、以下の方法でもよい。コントローラ６０のメモリーに演算式（５）と共に、比（Ｉ3 ′／Ｉ1 ′）には初期値ではなく、以前に測定された実測値（例えば常に直前に測定された実測値）が更新されながら入力されるようにして、実測値の比（Ｉ3 ″／Ｉ1 ″）が、この以前の実測値の比（Ｉ3 ′／Ｉ1 ′）から、所定の変化の上限以上に変化したときに異常の出力をするように設定すればよい。
【００２６】
なお、実際の操業にあたっては、図２に示すように、光ファイバ素線１０ｂの被覆層１１中に気泡や異物などの異常部分１２があって、上記の比（Ｉ3 ′／Ｉ1 ′）がある一定値以上増大したときには、コントローラ６０によって警報音を発したり、その他の必要な処理を行わせるようにすればよい。また、上記一定値としては、例えば本発明者等の試験によると、上記比（Ｉ3 ′／Ｉ1 ′）が通常の状態から、３倍〜１０倍程度に増大したときを目安とすればよい。
【００２７】
また、上記実施の態様では、基準光検出器４０や散乱光検出器５０が一個だけ用いた場合であるが、より高精度での検出を行うためには、検出器本体や少なくとも検出器本体に接続された集光部を、被覆層硬化装置３０や光ファイバ素線１０ｂの外周の複数箇所に均等に配置するとよい。
また、上記実施の態様では、光の測定光照射部として、被覆層硬化装置３０のＵＶランプ２５を共用するものであったが、本発明の場合、これに限定されず、通常の発光ランプや、特定波長の光を発する専用の発光素子などからなる光源を使用することもできる。
【００２８】
【発明の効果】
このように本発明によれば、走行線状体における被覆層の異常検出方法及びその異常検出装置によると、線状体被覆層での散乱光の光強度を検出するだけでなく、線状体被覆層に測定光を照射する測定光照射部における光強度をも検出し、実測された散乱光の光強度と測定光の光強度との比が所定の値以上変化したとき、線状体被覆層中に異常の発生があると判断する方法及び装置であるため、光ファイバ素線の紡糸装置のライン構成によって、被覆層硬化装置などの測定光照射部と異常を検出する散乱光検出器との距離にバラ付きがあったり、或いは、被覆層硬化装置のＵＶランプなどの経時的な出力低下やランプ表面の汚れ、さらには被覆層硬化装置内の石英管などの汚れなどによって、光照射量が変動しても、これらの要因に影響されることなく、高精度で被覆層中の異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る走行線状体における被覆層の異常検出方法を実施するための異常検出装置の要部を示した部分縦断図である。
【図２】  図１の装置における走行線状体の被覆層の光の伝送状態を示した概略説明図である。
【符号の説明】
１０                  走行線状体（光ファイバ）
１０ａ                裸の光ファイバ
１０ｂ                光ファイバ素線
２０                  コーティングポット
２１                  ＵＶ硬化型樹脂
３０                  被覆層硬化装置（紫外線照射装置）
３１                  ＵＶランプ
４０                  基準光検出器
５０                  散乱光検出器
６０                  コントローラ
ｒ1                   測定光
ｒ2                   伝搬光
ｒ3                   散乱光
【図１】
0004033977.tif 000002
【図２】
0004033977.tif 000003