JP2009069625A - プラスチック光ファイバの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査の精度を向上させたプラスチック光ファイバの製造装置の実現。
【解決手段】紡糸したプラスチック光ファイバ５０を走行させながら検査する検査手段１０をクリーンブース１３内に設けたことを特徴とするプラスチック光ファイバの製造装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、プラスチック光ファイバの製造装置に関する。

プラスチック光ファイバ（以下、「ＰＯＦ」と略す。）は、石英系光ファイバに対して大口径、安価、取り扱い性が良い等の長所があり、ライティング、センサー、ＯＡ、ＦＡ機器間配線等の分野で実用化されている。このようなＰＯＦとしては、単一材料からなるものや、糸状若しくは中空糸状の芯材の表面を芯材とは異なる材質の鞘材により被覆した構造のものなどが知られている。

このような構造を有するＰＯＦの工業的製造プロセスとしては、例えば、製造するＰＯＦの断面形状に合わせた形状を有する吐出口から溶融樹脂を連続的に吐出して溶融紡糸することでファイバ状に賦形した後、冷却し、必要に応じてファイバの機械的強度を向上させるために加熱延伸処理を施すのが一般的である。
また、ＰＯＦを紡糸する紡糸装置として、溶融樹脂供給口から供給された溶融樹脂を、複数の吐出口から連続的に吐出することにより、複数本のＰＯＦを同時に紡糸することが可能な紡糸ヘッドを備えたものが開発されており、大量生産が可能となっている。

このようにして製造されるＰＯＦには、用途に応じた一定の口径であることが求められるため、製造過程においてＰＯＦの口径を検査する必要がある。また、口径以外にも、歪みや製造過程において生じる様々な欠陥を検査（検出）する必要がある。
従来、ＰＯＦの口径や欠陥を検査する装置として、ＰＯＦにレーザーなどの光を照射し、照射されたＰＯＦをＣＣＤカメラなどで撮像して欠陥などを検査するものが用いられている。

ところで、ＰＯＦを検査する工程においては、ＰＯＦを連続的に検査装置に走行させて欠陥などを検査するのが通常である。しかし、ＰＯＦは撓みやすいため、検出器の位置にＰＯＦが走行する際に位置ズレが生じやすくなる。その結果、所定の口径から外れたり欠陥があったりしても、それらが検出されない場合があった。
そこで、検査工程で光ファイバの内部欠陥を確実に検出できる装置として、光ファイバに光を照射する光照明手段と、照射された光ファイバを撮像する撮像手段と、欠陥を判定する判定手段とからなる検出手段とガイド手段を備えた光ファイバの欠陥検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。該欠陥検出装置によれば、ガイド手段を設けることにより光ファイバの位置ズレを修正できる。
特開２００６−７１５６０号公報

ところで、ＰＯＦは紡糸工程から検査工程の間に埃などの異物が付着することがあり、異物が付着したままの状態で検査すると、誤判定を招くことがあった。
近年では、ＰＯＦを使用する環境がより精密度化、小型化しているため、ＰＯＦを製造する際には、より精密にＰＯＦを検査することが求められている。上述したように、異物がＰＯＦに付着すると検査の際に誤判定を招くことがあるので、検査の精度を向上させるためには、ＰＯＦに埃などの異物が付着しないようにすることが重要である。

しかしながら、特許文献１に記載の欠陥検出装置では、ＰＯＦが走行する際に埃などの異物が付着しやすかった。その結果、誤判定を招く場合もあり、必ずしも十分な検査精度を得ることができなかった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、検査の精度を向上させたプラスチック光ファイバの製造装置の実現を目的とする。

本発明のプラスチック光ファイバの製造装置は、紡糸したプラスチック光ファイバを走行させながら検査する検査手段をクリーンブース内に設けたことを特徴とする。
ここで、前記クリーンブースの直前に、プラスチック光ファイバに対して気体を吹き付ける吹き付け手段を設けるのが好ましい。
また、前記検査手段の前後に、プラスチック光ファイバの走行を規制するセラミックス製のガイド部材が設けられていることが好ましい。

本発明によれば、検査の精度を向上させたプラスチック光ファイバの製造装置が実現できる。

以下本発明を詳細に説明する。
図１、図２に基づいて、本発明のプラスチック光ファイバ（以下、「ＰＯＦ」と略す。）の製造装置について説明する。

図１に示すように、ＰＯＦの製造装置１は、原料であるアクリル系樹脂などの熱可塑性樹脂を所定の温度に加熱して溶融し、押し出すことが可能な押出機２０と、ＰＯＦを紡糸する紡糸手段３０と、押出機２０によって押し出された溶融樹脂を一定の流速で紡糸手段３０に供給するために設けられた定量ポンプ４０と、紡糸手段３０により紡糸されたＰＯＦ５０を冷却する冷却手段６０と、冷却されたＰＯＦ５０に延伸処理を施すための延伸処理手段７０と、延伸後のＰＯＦ５０の口径や欠陥などを検査する検査手段１０と、検査後のＰＯＦ５０を巻き取るための巻き取り手段８０とから概略構成されている。

押出機２０と定量ポンプ４０、定量ポンプ４０と紡糸手段３０とは各々溶融樹脂を流すための配管を介して接続されている。また、紡糸手段３０は、基本的には紡糸を行う紡糸ヘッドのみから構成されるが、例えば、紡糸手段３０内に供給された溶融樹脂を紡糸ヘッドまで供給する配管や、紡糸ヘッド内に供給された溶融樹脂が固化することを防止するための紡糸ヘッド内部を加熱する加熱手段（図示略）や、紡糸ヘッドに流入する溶融樹脂の流速を制御する手段（図示略）等を具備するものであってもよい。

冷却手段６０は、紡糸手段３０により紡糸されたＰＯＦ５０を冷却するものであり、通常、冷風機と水槽が設けられる。
延伸処理手段７０としては、冷却後のＰＯＦ５０に延伸処理を施すことができるものであれば、特に制限されない。延伸処理を施すことにより、ＰＯＦ５０の機械的強度を向上させたり、ＰＯＦ５０の口径を一定に調整したりする。

次に、図２に基いて、製造装置１に設けられた検査手段１０について詳細に説明する。
図２に示すように、検査手段１０は、該検査手段１０を通過するＰＯＦに光を照射する光照射手段１１と、照射されたＰＯＦを撮像する撮像手段１２を備えている。本発明では、このような検査手段１０が、クリーンブース１３内に設けられる。
検査手段１０がクリーンブース１３内に設けられることにより、ＰＯＦに埃などの異物が付着するのを抑制できるので、口径や欠陥などを検出する際の誤判定を効果的に防げる。

光照射手段１１は、ＰＯＦの走行方向に対して垂直に配置されれば、何れの方向から光を照射してもよい。
光照射手段１１としては、光を照射できるものであれば特に制限されず、例えば、レーザー、発光ダイオード、ハロゲンランプなどの各種光源を用いることができる。
撮像手段１２は、ＰＯＦを介して光照射手段１１に対向して配置される。
撮像手段１２としては、照射されたＰＯＦを撮像できるものであれば特に制限されず、例えば、ＣＣＤカメラなどを用いることができる。

クリーンブース１３としては、ＰＯＦの出入り口以外は密閉され、クリーンブース１３への埃などの異物の進入を防ぎ、清浄な雰囲気を保ち、埃などの異物がＰＯＦに付着するのを抑制できるものであれば、特に制限されない。
また、クリーンブース１３内には、図２に示すように、フィルタ付のエアコンディショナー１４が設けられているのが好ましい。フィルタ付のエアコンディショナー１４を設けることにより、埃などの異物をより効果的に除去できるので、検査手段１０による誤判定をより防げる。

本発明においては、図２に示すように、クリーンブース１３の直前に、ＰＯＦに対して気体を吹き付ける吹き付け手段９０を設けるのが好ましい。
吹き付け手段９０は、クリーンブース１３内に搬送される直前のＰＯＦに、Ｎ_２等の不活性ガスや空気などの気体をノズルなどを介して吹き付けるものであり、ＰＯＦの上方および／または下方に配置される。
ＰＯＦに気体を吹き付けることで、ＰＯＦに埃などの異物が付着したとしても、除去することができ、ＰＯＦをより高清浄な状態でクリーンブース１３を走行させることができる。従って、口径や欠陥などを検出する際の誤判定をより効果的に防げる。
気体は、ＰＯＦの走行方向に対して逆向きで、かつ斜めになるようにＰＯＦに吹き付けるのが好ましく、これによりＰＯＦに付着した埃などの異物をより除去できる。

なお、ＰＯＦは延伸処理手段７０を通過する際に加熱される場合が多いので、完全に冷却されないうちにクリーンブース１３に到達することもある。しかしながら、クリーンブース１３の直前に吹き付け手段９０を設けることにより、ＰＯＦに付着した埃などの異物を除去すると共に、ＰＯＦを冷却することも可能となる。
吹き付け手段９０で用いられる気体は、通常の空気でも構わないが、除電化された空気を用いるのが好ましい。ＰＯＦは、通常、負に帯電しているので埃などが付着しやすい。そこで、吹き付け手段９０にて除電化された空気をＰＯＦに吹き付けることにより、ＰＯＦの帯電防止の効果も得られるので、埃などの異物を除去しやすくなる。

また、本発明の製造装置１は、図２に示すように、検査手段１０の前後に、ＰＯＦの走行を規制するガイド部材１５が設けられるのが好ましい。
上述したように、ＰＯＦは撓みやすいため検査手段１０の位置にＰＯＦが走行する際に位置ズレが生じやすくなるが、ガイド部材１５を設けることにより、ＰＯＦの位置ズレを修正できる。
なお、本発明において「検査手段の前後」とは、検査手段の上流と下流のことである。

本例のガイド部材１５は、図３に示すように、Ｕ字状のガイド１５ａと棒状のガイド１５ｂとからなっており、Ｕ字状のガイド１５ａが棒状のガイド１５ｂよりも検査手段１０に近い側に配置されている。
Ｕ字状のガイド１５ａを設けることにより、ＰＯＦの走行方向に対して左右方向と下方向の位置ズレを修正することができる。一方、棒状のガイド１５ｂを設けることにより、ＰＯＦの走行方向に対して上方向の位置ズレを修正することができる。

Ｕ字状のガイド１５ａとしては、ＰＯＦの走行方向から見た状態のときにＵ字の状態を形成するものであれば、特に制限されない。また、Ｕ字状に限らずコの字状であってもよい。
棒状のガイド１５ｂとしては、棒状であれば、角状であっても円柱状であってもよい。

このようなガイド部材１５は、金属、セラミックス等が用いられるが、セラミックス製であることが好ましい。ＰＯＦは、製造過程において潤滑油などを塗布せずに製造される場合が多いので、ガイド部材には平滑で滑り易いことが求められる。セラミックスは高い平滑性を示すことができるので、セラミックス製のガイド部材を用いることで、ＰＯＦの磨耗を抑制できる。従って、ＰＯＦがガイド部材１５と接触しても、ＰＯＦの表面が削られにくくなるので、微粉などが発生しにくくなる。また、ＰＯＦが熱せられた状態でガイド部材１５と接触すると、ＰＯＦが磨耗されやすくなり微粉が発生しやすくなるが、本発明においては、上述したようにクリーンブース１３の直前に吹き付け手段９０を設けることにより、冷却効果が得られる。よって、ＰＯＦが冷えた状態でガイド部材１５と接触できるので、ＰＯＦの磨耗をより抑制できる。
ガイド部材１５がセラミックス製である場合、その材質としては、安価であり、平滑性が極めて高い点で酸化アルミニウムや酸化ジルコニウムが好ましい。特に、高純度の酸化アルミニウム（例えば、湯浅糸道工業社製の「ＹＭ９９Ｃグレード」など。）や酸化ジルコニウムが好ましい。

なお、ＰＯＦの製造過程においては、通常、複数本のＰＯＦを同時に紡糸しているので、複数本のＰＯＦが同時に検査手段１０を通過することとなる。そのような場合は、図４に示すように、各ＰＯＦに対して１つの検査手段１０と、１つのＵ字状のガイド１５ａを設ければよい。また、棒状のガイド１５ｂは、ＰＯＦの本数に対応した長さであれば、ＰＯＦ全体に対して１つの棒状のガイド１５ｂを設けるだけでよい。
なお、クリーンブース１３の直前に吹き付け手段９０が設けられている場合は、ノズルにＰＯＦの本数に対応した数のノズル口を設けておけば、ＰＯＦ全体に対して１つの吹き付け手段９０を設けるだけでよい。

また、ガイド部材１５は、クリーンブース１３内に設けられてもよく、クリーンブース１３の外に設けられてもよいが、クリーンブース１３内に設けられるのが好ましい。

以上のように、本発明によれば、検査手段をクリーンブース内に設けることにより、ＰＯＦに埃などの異物が付着するのを抑制できるので、検査手段の誤判定を防ぎ、結果、検査の精度を向上できる。
また、クリーンブースの直前に、吹き付け手段を設けることにより、埃などの異物を効果的に除去すると共に、製造過程において過熱されたＰＯＦを冷却できる。
さらに、検査手段の前後に、セラミックス製のガイド部材を設けることにより、ＰＯＦを磨耗することなく位置ズレを修正できるので、所定の口径から外れたものや、欠陥品等の見逃しを抑制できる。

本発明のＰＯＦの製造装置の全体構造の一例を示す概略図である。 本発明のＰＯＦの製造装置に設けられた検査手段の概略図である。 ガイド部材の構成を示す斜視図である。 クリーンブース内と空気吹き付け手段の一例を示す横断面図である。

符号の説明

１：製造装置
１０：検査手段
１１：光照射手段
１２：撮像手段
１３：クリーンブース
１５：ガイド部材
９０：吹き付け手段

Claims (3)

1. 紡糸したプラスチック光ファイバを走行させながら検査する検査手段をクリーンブース内に設けたことを特徴とするプラスチック光ファイバの製造装置。
2. 前記クリーンブースの直前に、プラスチック光ファイバに対して気体を吹き付ける吹き付け手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のプラスチック光ファイバの製造装置。
3. 前記検査手段の前後に、プラスチック光ファイバの走行を規制するセラミックス製のガイド部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のプラスチック光ファイバの製造装置。

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