JP3861992B2

JP3861992B2 - 光ファイバ母材の曲がり測定方法および測定装置ならびに光ファイバ母材の製造方法

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Publication number: JP3861992B2
Application number: JP2001347567A
Authority: JP
Inventors: 克之常石; 晴彦相川; 渉菊地; 俊一安西
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2021-11-13
Also published as: JP2003148948A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、線引き炉に入れて光ファイバの線引きを行なう透明ガラス化され光ファイバ母材の曲がり測定方法および測定装置ならびに光ファイバ母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバは、透明ガラス化された光ファイバ母材を吊り下げ状態にして線引き炉に入れ、下方を徐々に加熱溶融し、その下方から所定の速度で引き取ることにより形成される。光ファイバ母材に大きな曲がりがあると、加熱軟化している下端の紡錘形状が不安定となり、線引きして得られる光ファイバの外径や特性が変動したりする。また、線引き途中の光ファイバの位置がずれて、光ファイバ表面を被覆する被覆ダイに接触して、光ファイバが破断するなどの問題もある。さらに、光ファイバ母材が線引き炉の壁面に近づいたり、接触したりして線引き炉内での位置に偏りが生じ、線引きが不安定になるといった問題もある。
【０００３】
光ファイバ母材に曲がりが生ずる要因としては、多孔質ガラスを透明ガラス化する際に、多孔質体の密度分布や加熱条件等によって生じる場合がある。また、透明ガラス化した後に所定の径の光ファイバ母材となるように加熱延伸する場合に、透明化ガラスを延伸装置に把持させるための把持用ガラスロッド（ダミーロッド）を溶着させるときの軸線のずれ等によって生じることもある。さらに、延伸された光ファイバ母材を線引きするため所定の長さに切断し、線引き装置に吊り下げ把持させるためのガラスロッドを溶着させるときの加熱や軸線のずれもある。
【０００４】
これらの光ファイバ母材の曲がりに対して、光ファイバ母材に曲がりが生じないように延伸する技術（例えば、特開２０００−２６４６６４参照）や、また、曲がりの生じた光ファイバ母材を修正する技術（例えば、特開２００１−３１４３９参照）が知られている。
【０００５】
また、光ファイバ母材が大きな曲がりを持ったまま線引き炉にセットされ、線引きが行なわれると、上述したような問題が生じることから、事前に光ファイバ母材の曲がりを測定することが行なわれている（例えば、特開平９−１８９５０３号公報，特開平１０−６２２９９号公報参照）。
【０００６】
図１１は、前記の特開平９−１８９５０３号公報に開示された光ファイバ母材の曲がりを測定する方法と装置を示す図である。図中、１は基台、２は支持手段、３は位置測定器、４はガイド軸、５，６は駆動モータ、７はエンコーダ、８はリミットスイッチ、９は記憶・演算処理装置、１０は光ファイバ母材を示す。
【０００７】
この光ファイバ母材１０の曲がり測定装置は、基台１の両側に図２（Ｂ）に示すように１対の回転ローラからなる支持手段２を設置し、この支持手段２に光ファイバ母材１０を載せ、光ファイバ母材１０の長手軸方向に移動可能な光ファイバ母材の外径位置を測定する位置測定器３を配して構成されている。位置測定器３は、光ファイバ母材１０を囲うコ字状の測定部３ａとガイド軸４に螺合する支持部３ｂとからなり、支持部３ｂは、ガイド軸４の回動により、光ファイバ母材１０の長手軸方向に移動される。コ字状の測定部３ａは、光ファイバ母材１０を挟んで、例えば、レーザー光を照射し、光ファイバ母材１０の外径位置を測定するように構成されていて、外径の変動と径方向のずれを量を検出する。
【０００８】
位置測定器３は、ガイド軸４を駆動モータ５で回転することにより、光ファイバ母材１０の長手軸方向の測定位置が変えられる。測定位置の範囲は、支持手段２の内側の光ファイバ母材１０のＬ点からＲ点まで行なわれ、所定のピッチ毎に測定する。この測定位置の範囲のＬ点およびＲ点は、リミットスイッチ８で設定される。長手軸方向の測定位置は、ガイド軸４の回転をエンコーダ７を用いて検出し、光ファイバ母材１０の軸方向の位置情報として記憶・演算処理手段９に入力される。各軸方向の測定位置で測定された外径位置のデータも記憶・演算処理手段９に入力される。また、これらの測定は、光ファイバ母材１０の回転位置を駆動モータ６の駆動により９０度変え、Ｘ，Ｙの２つの直交する側面方向から行なわれる。
【０００９】
測定されたデータは、記憶・演算処理手段９により記憶・演算され、光ファイバ母材１０の母材中心の径方向ずれおよび外径変動を、軸方向に沿って算出し、光ファイバ母材の曲がり量を定量的に計測することができる。計測された光ファイバ母材の曲がり量から、光ファイバの線引きに適しているか否かの判定を行ない、線引きされる光ファイバ材料に対しての光ファイバ母材の品質保証を的確にすることができるとしている。
【００１０】
しかしながら、上述した光ファイバ母材の曲がり測定装置は、光ファイバ母材１０の両端の側面部分を支持手段２で受けているため、測定は中央部分のみで光ファイバ母材全長の曲がり測定を行なうことができない。特に、光ファイバ母材の少なくとも一方の端部には、線引き装置に吊り下げ把持させるためのガラスロッドを溶着させているので、この溶着状態の軸ずれを測定できない場合がある。また、光ファイバ母材１０の外周面を支持手段２の回転ローラに接触支持させる構成であるため、光ファイバ母材表面に傷がつきやすいという問題もあった。さらに、図１１（Ｂ）に示すように、光ファイバ母材１０の支持端部に曲がりがあると、光ファイバ母材１０の回転中心に対して、光ファイバ母材中心が回転位置によっては変化し、測定誤差が生じる可能性がある。
【００１１】
【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、光ファイバ母材外周面に傷をつけることなく光ファイバ母材を回転可能に支持し、端部に溶着するガラスロッドを含めた光ファイバ母材全長に亘っての曲がり状態を、正確に測定できる光ファイバ母材の曲がり測定方法と測定装置ならびに光ファイバの製造方法の提供を課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ファイバ母材の曲がり測定方法は、光ファイバ母材の回転中心に対して、光ファイバ母材の母材中心の振れまわり量が回転により変化しないように光ファイバ母材の両端部を保持固定し、光ファイバ母材を回転させて光ファイバ母材表面との最大距離と最小距離とを光ファイバ母材の軸方向全長に亘って無接触で計測して、回転中心に対する母材中心の振れまわり量を測定することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の光ファイバ母材の曲がり測定装置は、光ファイバ母材の回転中心に対して、光ファイバ母材の母材中心の振れまわり量が回転により変化しないように光ファイバ母材の両端部を保持固定する固定治具、光ファイバ母材を固定治具と共に回転させる駆動手段、光ファイバ母材表面との最大距離と最小距離とを無接触で計測し回転中心に対する母材中心の振れまわり量を測定する測定手段、測定手段を光ファイバ母材の軸方向全長に亘って移動させる移動手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の光ファイバ母材の製造方法は、光ファイバ母材の回転中心に対して、光ファイバ母材の母材中心の振れまわり量が回転により変化しないように光ファイバ母材の両端部を保持固定し、光ファイバ母材を回転させて光ファイバ母材表面との最大距離と最小距離とを光ファイバ母材の軸方向全長に亘って無接触の測定器により計測して、回転中心に対する母材中心の振れまわり量を算出し、母材中心の振れまわり量のデータから母材中心の振れまわり量の１次回帰式を算定し、母材中心の振れまわり量と１次回帰式との偏差量を算出し、偏差量の最大位置で母材中心の振れまわり量のデータを光ファイバ母材の軸方向に分断して新たな偏差量を算出し、先に算出した偏差量の最大位置で前記光ファイバ母材を切断することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜図４により本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は、本発明の概略を説明する図、図１（Ｂ）は固定治具の一例を示す図、図１（Ｃ）〜図１（Ｆ）は光ファイバ母材端部の保持固定例を示す図、図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、光ファイバ母材の振れまわり量の測定を説明する図、図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、測定データの演算処理を説明する図、図４（Ａ）と図４（Ｂ）は、母材中心と回転中心が交差する場合と交差しない場合の識別処理を説明する図である。図中、１０は光ファイバ母材、１１，１２は固定治具、１３は固定治具支持部材、１４は送り軸、１５は測定器、１６はガイド軸、１７，１８は駆動モータ、１９は記憶・演算処理装置、２０はバネ部材、２１は当て部材、Ｄは振れまわり量（振れ量）、Ｅは偏差量、Ｓは回転中心、Ｔは母材中心を示す。
【００１６】
本発明は、図１および図２に示すように、光ファイバ母材１０の両端を１対の固定治具１１と１２の間に挟んで軸方向に押圧して保持固定し、固定治具１１，１２とともに回動させ、その回転中心Ｓに対して母材中心Ｔが回動する振れまわり量（以下、振れ量という）を求めることにより、光ファイバ母材１０の曲がり量を測定する。図には、光ファイバ母材１０を垂直に支持する縦型の構成例で示してある。光ファイバ母材１０は、下端１０ａを下部固定治具１１の上に載せ、上端１０ｂを上部固定治具１２で押さえて固定する。上部固定治具１２は、固定治具支持部材１３と共に上下方向に移動可能であり、また、固定治具支持部材１３に対して回動可能に組み付けられている。
【００１７】
上下部の固定治具１１，１２のいずれか一方または双方に、図１（Ｂ）に示すように、バネ部材２０と当て部材２１を介在させるのが好ましい。バネ部材２０には、板バネ、コイルバネ、弾性ゴムや弾性樹脂の各種のものを用いることができる。固定治具にバネ部材２０を介在させることにより、光ファイバ母材１０に過度の力が加わるのを緩和し、一定の押圧力で光ファイバ母材１０を保持固定し、また、回転時の光ファイバ母材１０の位置ずれを防止することができる。
【００１８】
光ファイバ母材１０の端面を保持固定する当て部材２１は、図１（Ｃ）〜図１（Ｆ）に例示するように種々の形状のものを用いることができる。図１（Ｃ）および図１（Ｄ）の例は、光ファイバ母材１０の端面を摩擦力により保持固定するもので、端面が平坦形状に形成されている場合に適している。図１（Ｅ）の例は、円錐孔２１ａで保持固定するもので、光ファイバ母材１０の端面が平坦でない場合に適し、また、光ファイバ母材の母材中心Ｔと回転中心Ｓを一致させ易い利点がある。図１（Ｆ）の例は、把持ねじ等の把持爪２１ｂを用いて保持固定するもので、光ファイバ母材１０の端面が不定形状の場合に適し、また、押圧は不要とすることができる。なお、図１（Ｆ）の例の場合、光ファイバ母材端部の測定ができず、傷が生じる可能性があるが、線引きに際しては実質的に影響しない範囲である。
【００１９】
下部固定治具１１は、駆動モータ１７等の駆動手段により回動され、光ファイバ母材１０は固定治具１１，１２の回転中心Ｓを中心軸として、固定治具１１，１２と共に回動される。光ファイバ母材１０の外周位置には、光ファイバ母材１０に無接触の測定器１５が回転中心Ｓに対して平行移動が可能なように配置される。この測定器１５は、測定部１５ａと支持部１５ｂからなり、支持部１５ｂは螺旋溝を有するガイド軸１６、駆動モータ１８からなる移動手段により上下方向に移動される。
【００２０】
なお、図には示していないが、光ファイバ母材１０を水平方向に配置する横型とし、光ファイバ母材１０の両端部を固定治具で軸方向に押圧固定し、回転させる構成とすることも可能である。しかし、横型の場合、光ファイバ母材１０の全荷重を固定治具の摩擦力で支えるので、軸方向への押圧保持力を大きくする必要があり、また、軸の中心を一致させて測定装置にセットするのが大変である。この点、図に示した縦型では、光ファイバ母材１０を下部の固治具材１１の平面で支えることができ、保持固定に大きな押圧力を必要とせず、また、測定装置へのセットも容易であり、横型の場合に比べて有利と言える。
【００２１】
測定部１５ａには、光ファイバ母材１０に対して無接触で測定可能な、例えば、レーザー外径測定器を用いることができる。レーザー外径測定器は、回転中心Ｓに対して一定の距離を持たせて、軸方向に移動可能に配設される。レーザー外径測定器から照射されたレーザー光を光ファイバ母材１０の外面に当て、図２（Ａ）に示すように、測定部１５ａと光ファイバ母材１０外面との最大距離Ｌ１のみを計測する。また、光ファイバ母材１０が１８０度回転した位置では、図２（Ｂ）に示すように、測定器１５と光ファイバ母材１０の外面との最小距離Ｌ２のみを計測する。光ファイバ母材１０は回転中心Ｓを中心に回動され、回転中心Ｓと測定器１５との距離は一定であるので、光ファイバ母材１０の外径が均一であるとすれば、（Ｌ１−Ｌ２）／２が、母材中心の振れ量Ｄとなる。
【００２２】
測定器１５の測定部１５ａからは、光ファイバ母材１０の外径位置等のデータが測定され、支持部１５ｂを移動させる駆動モータ１８の回転量等から、光ファイバ母材１０の軸方向位置データが計測される。これらのデータは、コンピュータ等の記憶・演算処理装置１９に入力され、光ファイバ母材１０の長手方向の各位置で、回転中心Ｓに対して光ファイバ母材１０の母材中心のずれ量、すなわち、振れ量Ｄが記憶・演算され、必要に応じグラフ化される。この振れ量Ｄが、所定値以上の場合は使用不可とされ、曲がり修正ないしは廃棄処分とされる。
【００２３】
本発明では、回転中心Ｓに対して、光ファイバ母材１０の長手方向の各位置における母材中心Ｔの振れ量Ｄが、回転により変化しないように光ファイバ母材の両端部を保持固定する。これにより、曲がりのある光ファイバ母材１０の軸方向の各位置における母材中心Ｔは、回転中心Ｓの周りを一定の半径を持つ円で回ることになり、測定方向による誤差の発生は生じない。また、光ファイバ母材１０の固定に、母材両端１０ａ，１０ｂを軸方向に押圧して固定する固定治具１１，１２を用いることにより、光ファイバ母材１０の全長に亘って測定することもできる。
【００２４】
したがって、従来のように中央部の部分的な曲がりでなく、母材端部に溶着される線引き炉での把持用ガラスロッドを含めた全体の曲がりを測定することが可能となる。さらに、光ファイバ母材１０の側面には、母材保持のための部材が実質的に接触しない構成であるので、光ファイバ母材１０の表面に傷をつけることがなくなり、光ファイバ材料としての品質を高めることができる。
【００２５】
固定治具１１，１２の押圧により光ファイバ母材１０を固定保持させる場合、図２に示すように、光ファイバ母材１０を固定治具１１，１２の回転中心Ｓと母材中心Ｔの位置を合致させるのが難しく、位置がずれた傾いた状態で固定される。光ファイバ母材１０を傾きがなく、また、光ファイバ母材両端部の母材中心Ｔを回転中心Ｓに正確に一致させて設置することは、作業者の熟練度に左右されることが多く、作業性がよくない。さらに、光ファイバ母材の曲がりを含めた状態の母材中心を想定して、固定することは不可能に近い。光ファイバ母材１０が傾いて固定されたり、中心位置がずれて固定されると、これらの傾きやずれが振れ量Ｄに加算され、光ファイバ母材１０の実際の曲がり量の計測を正しく行なうことができない。そこで、光ファイバ母材の傾きや母材中心Ｔがずれた状態で測定が行なわれた場合でも、光ファイバ母材の曲がり量を正確に計測できるようにする必要がある。
【００２６】
本発明では、測定された母材中心Ｔの振れ量Ｄのデータから、仮想の１次式（以下、１次回帰式という）を算定し、これに基づいて光ファイバ母材の振れ量を修正する。これについて、図３により詳述する。図３（Ａ）は、図１および図２で示した方法と装置により測定したデータを、横軸に光ファイバ母材の軸方向位置をとり、縦軸に母材中心位置の振れ量Ｄを示した図である。各測定値を結ぶ曲線は、回転中心Ｓをゼロラインとし、光ファイバ母材の母材中心Ｔの振れまわり分布を示していると言える。しかし、この図では、光ファイバ母材の曲がりの他に、母材の傾きや固定位置のずれが含まれている。太線で示したラインは、各位置の振れ量Ｄの変化状態の傾向を最適の直線で表すように、測定値全体の中心を通るように引いた線で、これを上述した１次回帰式としてｙ＝ａｘ＋ｂで表す。この１次回帰式は、言いかえれば、曲がりのある光ファイバ母材の中心に相当する。
【００２７】
図３（Ｂ）は、１次回帰式ｙで示す振れ量と各測定位置の振れ量Ｄとの差Ｅ（以下、偏差量という）を示した図である。これは、１次回帰式ｙで示したラインをゼロラインとして、振れ量Ｄとの差を示している。この偏差量Ｅが小さければ、実際の曲がり量は、振れ量Ｄで計測される曲がり量より少ないことを意味する。すなわち、測定データから最適の１次回帰式を想定して算出し、これに基づいた振れ量の差を求めることにより、光ファイバ母材の傾きや固定位置のずれを実質的にキャンセルしたことになり、正確な光ファイバ母材の実質上の曲がり量を測定でき、良否判定も適切に行なうことが可能となる。
【００２８】
上述の図２および図３では、母材中心Ｔが回転中心Ｓと交差しない例を示しているので、測定器と光ファイバ母材間の最大距離Ｌ１と最小距離Ｌ２との差（Ｌ１−Ｌ２）／２は、常に正の値となり、母材中心Ｔの振れ量Ｄも正の値で示される。しかし、図４（Ａ−イ）に示すように、母材中心Ｔが回転中心Ｓと交差して光ファイバ母材が保持固定されることがある。この場合、図４（Ａ−ロ）に示すように、実際の母材中心Ｔの振れ量は、点線部分の振れ量Ｐと母材中心Ｔが回転中心Ｓが交差する一致点Ｚを経て実線部分の振れ量Ｒに連続する（Ｐ＋Ｒ）になると想定される。
【００２９】
しかし、測定器と光ファイバ母材間では、最大距離Ｌ１と最小距離Ｌ２とを計測するのみのため、その差は常に正で測定される。したがって、母材中心Ｔが回転中心Ｓの交差部Ｚを境に、点線部分の振れ量Ｐは、実線で示すようにプラス側に反転して正の振れ量Ｑとして計測され、（Ｑ＋Ｒ）として示される。この場合の１次回帰式は、実線部分の振れ量ＱとＲに基づいて算定され、実際とは異なるものとなってしまう。そこで、実線部分の振れ量（Ｑ＋Ｒ）からなるデータを微分処理すると、図４（Ａ−ハ）に示すように、交差部Ｚでマイナス側からプラス側に急激に変化する微分値が得られる。この微分値の急激な変化を検出することにより、プラス側の振れ量Ｑは、マイナス側の振れ量Ｐであるとして補正し、正しい１次回帰式を算定することができる。
【００３０】
一方、図４（Ｂ−イ）に示すように、母材中心Ｔが回転中心Ｓとが接するが交差はしない一致点Ｚ’を有する状態で、光ファイバ母材が保持固定されることがある。この場合、図４（Ｂ−ロ）に示すように、計測される振れ量は、プラス側の（Ｑ’＋Ｒ’）で示され、図４（Ａ−ロ）と似たような振れ量となる。しかし、この振れ量（Ｑ’＋Ｒ’）を微分処理すると、図４（Ｂ−ハ）に示すように、一致点Ｚ’でマイナス側からプラス側に緩やかに変化する微分値が得られる。この場合は、プラス側の振れ量Ｑ’は正しいものとして補正は行なわずに、１次回帰式を算定する。
【００３１】
以上のごとく、母材中心の振れ量を微分処理することにより、母材中心Ｔが回転中心Ｓとが交差する場合と交差しない場合を容易に判定することができ、正しい１次回帰式を算定することができる。したがって、光ファイバ母材の傾きや母材中心のずれを気にすることなく保持固定しても、測定器と光ファイバ母材間の距離を、最大距離Ｌ１と最小距離Ｌ２とを計測するという簡単な方法により、母材中心の振れ量を正しく測定することができる。
【００３２】
次いで、図５〜図１０により、光ファイバ母材の曲がり測定の具体例について述べる。なお、光ファイバ母材１０の長さは１０００ｍｍ、軸方向の測定位置は１００ｍｍ毎とした。図５は、光ファイバ母材１０に曲がりがなく、母材中心Ｔが回転中心Ｓに対して一致している場合を示す。図５（Ａ）は光ファイバ母材の固定状態を示す図、図５（Ｂ）は母材中心の振れ量を示す図、図５（Ｃ）は偏差量を示す図である。
【００３３】
図５では、光ファイバ母材１０に曲がりがなく、固定治具１１，１２により中心を一致させて正確に保持固定され、母材中心Ｔと回転中心Ｓとは完全に一致している。この結果、図５（Ｂ）に示すように母材中心の振れ量は、母材全長の各測定位置でゼロとなる。したがって、１次回帰式は、ｙ＝０となる。また、図５（Ｃ）に示すように偏差量Ｅもゼロとなり、光ファイバ母材自体には曲がりはないと判定することができる。
【００３４】
図６は、光ファイバ母材１０に曲がりはないが、母材中心Ｔが回転中心Ｓに対して一定の傾きを持っている場合を示す。図５の場合と同様に、図６（Ａ）は光ファイバ母材の固定状態を示す図、図６（Ｂ）は母材中心の振れ量を示す図、図６（Ｃ）は偏差量を示す図である。
【００３５】
図６では、光ファイバ母材１０に曲がりがなく、母材中心Ｔは固定治具１１，１２の回転中心Ｓに対して、交差し一定の傾きを持って保持固定されている。交差によるデータの補正を行なうことで、図６（Ｂ）に示すように、母材中心の振れ量Ｄは、母材の下端から上端方向に沿って一定の比率で増加する振れ量となり、振れ量Ｄの最大値は上端地点で、９．０ｍｍであった。また、１次回帰式は、ｙ＝０．００１ｘ−０．１という式で算出された。しかし、図６（Ｃ）に示すように、偏差量Ｅはゼロとなり、光ファイバ母材自体には曲がりはないと判定することができる。
【００３６】
図７は、光ファイバ母材１０に曲がりはあるが、母材中心Ｔは回転中心Ｓに対して傾きがなく、母材の上下端の中心位置のずれもない場合を示す。図５の場合と同様に、図７（Ａ）は光ファイバ母材の固定状態を示す図、図７（Ｂ）は母材中心の振れ量を示す図、図７（Ｃ）は偏差量を示す図である。
【００３７】
図７では、光ファイバ母材１０に曲率半径３５０ｍｍの円弧状の曲がりがあり、母材中心Ｔは固定治具１１，１２の回転中心Ｓに対して円弧状に湾曲してはいるが傾きがなく、母材の上下端の中心も一致して保持固定されている。図７（Ｂ）に示すように、母材中心Ｔの振れ量Ｄは、ゼロラインの一方の側に湾曲した形で示され、振れ量Ｄの最大値は中央の５００ｍｍ地点で、０．３５７ｍｍであった。この振れ量データを解析することにより、１次回帰式は、ｙ＝０．２１４という式で算出された。曲がりが円弧状であるので、１次回帰式は、湾曲形状で示された振れ量の中央部分を水平に直線で引いた形となる。図７（Ｃ）に示すように偏差量Ｅは、振れ量Ｄのゼロライン位置が変わっただけである。偏差量の最大値は、プラス側偏差量とマイナス側偏差量の和で、０．３５７ｍｍであり、図７（Ｂ）で算出された振れ量Ｄと同じとなった。
【００３８】
図８は、光ファイバ母材１０に曲がりがあり、母材中心Ｔは回転中心Ｓに対して傾きがある場合を示す。図５の場合と同様に、図８（Ａ）は光ファイバ母材の固定状態を示す図、図８（Ｂ）は母材中心の振れ量を示す図、図８（Ｃ）は偏差量を示す図である。
【００３９】
図８では、光ファイバ母材１０に曲率半径３５０ｍｍの円弧状の曲がりがあり、母材中心Ｔは固定治具１１，１２の回転中心Ｓに対して、傾きを持って保持固定されている。図８（Ｂ）に示すように、母材中心の振れ量Ｄは、ゼロラインの一方の側（ゼロ点）から他方の側に２次関数的に増加する形で示される。この場合の傾きを含めた振れ量Ｄの最大値は上端地点で、１．４３ｍｍであった。この振れ量データを解析することにより、１次回帰式は、ｙ＝０．００１４ｘ−０．２１４という式で算出された。図８（Ｃ）に示すように偏差量は、ゼロラインのプラス側とマイナス側に生じ、その偏差量の和の最大値は０．３７１ｍｍであった。この具体例では、母材傾きがキャンセルされ、偏差量の最大値が実質的な光ファイバ母材の振れ量を示すこととなる。
【００４０】
なお、図８（Ｂ）では光ファイバ母材１０の全長にに対する１次回帰式を算出する例を示したが、光ファイバ母材１０を切断して使用することが予定されている場合がある。この場合は、光ファイバ母材１０を切断する軸方向範囲で１次回帰式を算出し、切断された状態での振れ量および偏差量を直接求めることもできる。
【００４１】
図９および図１０は、図８の測定で光ファイバ母材１０の曲がりの振れ量が最大の位置（中間地点の５００ｍｍ位置）で切断したとして、切断後の振れ量、１次回帰式、偏差量を予測した図である。図９は光ファイバ母材の下方部分側の場合で、図９（Ａ）は切断後の固定状態を示す図、図９（Ｂ）は図８の下方側データを分断した母材中心の振れ量を示す図、図９（Ｃ）は偏差量を示す図である。図１０は光ファイバ母材の上方部分側の場合で、図１０（Ａ）は切断後の固定状態を示す図、図１０（Ｂ）は図８の上方側データを分断した母材中心の振れ量を示す図、図１０（Ｃ）は偏差量を示す図である。
【００４２】
図９（Ａ）に示すように、光ファイバ母材１０の中間地点の５００ｍｍの位置で切断したと仮定し、切断後の下方側の光ファイバ母材１０’は、上端が上部固定治具１２を下げた位置の固定治具１２’で保持固定された状態となる。図８の測定データを切断位置で分断し、その下方側データとして図９（Ｂ）の振れ量を示すデータが得られる。この場合の振れ量Ｄの最大値は、０．３５７ｍｍであった。この振れ量データを解析することにより、新たな１次回帰式として、ｙ＝０．０００７ｘ−０．０４７が算定された。図９（Ｃ）に示すように、この新たな１次回帰式ｙにより新たな偏差量が算出され、その偏差量の和の最大値は０．０９ｍｍであった。
【００４３】
図１０（Ａ）に示すように、光ファイバ母材１０の中間地点の５００ｍｍの位置で切断したと仮定し、切断後の上方側の光ファイバ母材１０”は、下端が下部固定治具１１を上げた位置の固定治具１１’で保持固定された状態となる。図８の測定データを切断位置で分断し、その上方側データとして図１０（Ｂ）の振れ量を示すデータが得られる。この場合の振れ量Ｄの最大値は、１．４３ｍｍであった。この振れ量データを解析することにより、新たな１次回帰式として、ｙ＝０．００２３ｘ−０．８８６が推定された。図１０（Ｃ）に示すように、この新たな１次回帰式ｙにより新たな偏差量が算出され、その偏差量の和の最大値は０．０６ｍｍであった。
【００４４】
図８〜図１０によれば、長尺の光ファイバ母材の振れ量が大きく光ファイバ材料としての使用が不適と判定された場合、振れ量の最大位置で切断することを想定する。そして、切断した後の光ファイバ母材の振れ量に対する新たな１次回帰式を算定し、この新たな１次回帰式から新たな偏差量を算出することにより、切断すれば使用が可能か否かの判定を、光ファイバ母材を実際に切断し、また、再測定することなく予測することが可能となる。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、光ファイバ母材を軸方向に押圧して保持固定させることにより、光ファイバ母材の表面に傷をつけることなく、光ファイバ母材の全長に亘る曲がり状態の測定することができ、より適切な良否の判定が可能となる。また、光ファイバ母材の軸方向の振れ量から１次回帰式を算出することにより、測定の際に光ファイバ母材が傾いたり母材中心がずれた状態で保持固定された場合でも、正確な曲がり量を測定することができ、作業性を向上させることができる。さらに、光ファイバ母材が曲がり量が大きい場合であっても、切断しての使用の可否を判定することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明する概略図である。
【図２】本発明の光ファイバ母材の振れまわり量の測定を説明する図である。
【図３】本発明の母材中心の振れ量、１次回帰式、偏差量を説明する図である。
【図４】光ファイバ母材中心が回転中心に交差する場合のデータ処理を説明する図である。
【図５】光ファイバ母材に曲がりがなく、傾きなく固定された場合の図である。
【図６】光ファイバ母材に曲がりがなく、傾むいて固定された場合の図である。
【図７】光ファイバ母材に曲がりがあり、傾むきなく固定された場合の図である。
【図８】光ファイバ母材に曲がりがあり、傾むいて固定された場合の図である。
【図９】光ファイバ母材が２つに切断された一方を説明する図である。
【図１０】光ファイバ母材が２つに切断された他方を説明する図である。
【図１１】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１０…光ファイバ母材、１１，１２…固定治具、１３…固定治具支持部材、１４…送り軸、１５…測定器、１６…ガイド軸、１７，１８…駆動モータ、１９…記憶・演算処理装置、２０…バネ部材、２１…当て部材、Ｄ…振れまわり量（振れ量）、Ｅ…偏差量、Ｓ…回転中心、Ｔ…母材中心。

Claims

光ファイバ母材の回転中心に対して、光ファイバ母材の母材中心の振れまわり量が回転により変化しないように前記光ファイバ母材の両端部を保持固定し、前記光ファイバ母材を回転させて前記光ファイバ母材表面との最大距離と最小距離とを前記光ファイバ母材の軸方向全長に亘って無接触で計測して、前記回転中心に対する前記母材中心の振れまわり量を測定することを特徴とする光ファイバ母材の曲がり測定方法。
前記光ファイバ母材の両端部の保持固定を、軸方向の押圧で行なうことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ母材の曲がり測定方法。
前記母材中心の振れまわり量のデータから、前記母材中心の振れまわり量の１次回帰式を算定し、前記母材中心の振れまわり量と前記１次回帰式との偏差量を算出することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ母材の曲がり測定方法。
前記偏差量の最大位置で、前記母材中心の振れまわり量のデータを前記光ファイバ母材の軸方向に分断し、分断した前記データから新たな１次回帰式を算定して、新たな偏差量を計測することを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ母材の曲がり測定方法。
光ファイバ母材の回転中心に対して、光ファイバ母材の母材中心の振れまわり量が回転により変化しないように前記光ファイバ母材の両端部を保持固定する固定治具、前記光ファイバ母材を前記固定治具と共に回転させる駆動手段、前記光ファイバ母材表面との最大距離と最小距離とを無接触で計測し前記回転中心に対する母材中心の振れまわり量を測定する測定手段、前記測定手段を光ファイバ母材の軸方向全長に亘って移動させる移動手段を備えたことを特徴とする光ファイバ母材の曲がり測定装置。
前記固定治具はバネ部材を介して押圧するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ母材の曲がり測定装置。
前記測定手段で測定した前記母材中心の振れまわり量データおよび前記移動手段による位置データを、記憶し演算する記憶・演算装置を備えたことを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ母材の曲がり測定装置。
光ファイバ母材の回転中心に対して、光ファイバ母材の母材中心の振れまわり量が回転により変化しないように前記光ファイバ母材の両端部を保持固定し、前記光ファイバ母材を回転させて前記光ファイバ母材表面との最大距離と最小距離とを前記光ファイバ母材の軸方向全長に亘って無接触の測定器により計測して、前記回転中心に対する前記母材中心の振れまわり量を算出し、前記母材中心の振れまわり量のデータから前記母材中心の振れまわり量の１次回帰式を算定し、前記母材中心の振れまわり量と前記１次回帰式との偏差量を算出し、前記偏差量の最大位置で前記母材中心の振れまわり量のデータを前記光ファイバ母材の軸方向に分断して新たな偏差量を算出し、先に算出した前記偏差量の最大位置で前記光ファイバ母材を切断することを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。