JP6284692B2 - 光ファイバのスクリーニング装置及び光ファイバのスクリーニング方法 - Google Patents

光ファイバのスクリーニング装置及び光ファイバのスクリーニング方法 Download PDF

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Description

本発明は、光ファイバのスクリーニング装置及び光ファイバのスクリーニング方法に関する。
光ファイバは、傷等に起因して強度が低い低強度部があると、その低強度部で断線してしまうことがある。そこで、線引き後の光ファイバに対しては、所定の張力を加えてその耐張力性能を試験するスクリーニング試験が行われている。スクリーニング試験は、光ファイバの製造ラインに直結されたスクリーニング装置により、製造ラインで線引きされた光ファイバに対してそのまま連続的に行われたり、線引き後にボビンに巻き取られた光ファイバに対して行われたりしている。このようなスクリーニング試験を光ファイバが経ることにより、光ファイバの断線寿命が保証されている。
光ファイバのスクリーニング試験では、加えられた張力に光ファイバの低強度部が耐えきれずに、光ファイバが低強度部で破断して断線することがある。このように光ファイバが断線すると、断線した光ファイバの端末が正常な光ファイバを叩き、その結果、正常な光ファイバが損傷を受けることがある。このように、スクリーニング試験において、破断した光ファイバの端末が正常な光ファイバを叩くことを「ファイバ叩き」という。
ファイバ叩きは、スクリーニング試験を行うべき光ファイバを繰り出す繰り出しボビンの側で発生する場合と、スクリーニング試験を経た光ファイバを巻き取る巻き取りボビンの側で発生する場合とがある。巻き取りボビンの側で発生するファイバ叩きは、断線した光ファイバの２つの端末のうち、巻き取りボビンの側の端末が、巻き取りボビンに正常に巻き取られた光ファイバを叩くものである。一方、繰り出しボビンの側で発生するファイバ叩きは、断線した光ファイバの２つの端末のうち、繰り出しボビンの側の端末が、繰り出しボビンに正常に巻かれた光ファイバを叩くものである。
ファイバ叩きは、上記いずれの場合であっても、正常な光ファイバに傷をつけたり、劣化させたりするという問題がある。特に、最近では、スクリーニング試験における光ファイバの走行速度の高速化が図られているため、ファイバ叩きの衝撃が大きくなっている。このため、ファイバ叩きが発生すると、これにより光ファイバが損傷を受けるおそれが高くなっている。また、高速で光ファイバを連続走行させながらスクリーニング試験を行なった場合、断線が生じてから実際に巻き取りボビンの回転が停止するまでの光ファイバの破断端の走行距離が長くなる傾向にある。破断端の走行距離が長くなると、ファイバ叩きの発生頻度が高くなる問題がある。このように光ファイバの損傷の原因となるファイバ叩き等を抑制するため、これまでにスクリーニング装置に関する種々の技術が提案されている（特許文献１、２）。
特許文献１には、光ファイバのスクリーニング装置において、スクリーニングホイールと巻取機との間にパスライン延長部を設けることが記載されている。特許文献１に記載された構成では、パスライン延長部により、光ファイバが破断してからブレーキ装置により巻取機が停止するまでに巻き取られる光ファイバ長よりも、スクリーニングホイールから巻取機までの光ファイバの走行路が長くなっている。特許文献１では、このような構成により、光ファイバが破断したときに破断端を走行路内で停止させることができ、ファイバ叩きを起こさないようにできるとされている。
また、特許文献２には、光ファイバ等の線状体のスクリーニング装置において、線状体断線検出手段を設けるとともに、繰出し側及び巻取り側の両ボビン等のスクリーニング装置を構成するボビン、ホイールに制動装置を設けることが記載されている。特許文献２に記載された構成では、線状体断線検出手段により線状体の断線を検出した際に、制動装置により、ボビン、ホイールの回転を強制的に停止するようになっている。特許文献２では、このようにボビンの回転を強制的に停止することで、破断した線状体の端末部分がどこかのホイールに巻きつくことがなく、したがって、繰り出しボビンに巻かれた線状体を損傷することがないとされている。
特開平１０−１１４５３７号公報 特開２０００−１４３０９３号公報
近年、１ボビンに巻かれる光ファイバの長さは長くなる傾向にある。このため、光ファイバが巻かれたボビンの重量は、増加する傾向にある。したがって、強力なブレーキを用いても、ボビンを一定の時間で停止させることが困難になっており、従来の方法を用いても、ファイバ叩きの発生を抑制できない場合が生じている。
また、特許文献１に記載された構成では、巻取機に巻き取られた光ファイバに対するファイバ叩きを抑制することができたとしても、スクリーニング試験を行うべき光ファイバが巻かれた繰り出しボビンの側で発生するファイバ叩きを抑制することは困難である。また、特許文献２に記載された構成では、制動装置を用いてボビン等の回転を強制的に停止しているが、上述のようにボビン等を一定の時間で停止させることが困難なことがある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、繰り出しボビンの重量によらず、繰り出しボビンの側でのファイバ叩きの発生を抑制又は防止することができる光ファイバのスクリーニング装置及び光ファイバのスクリーニング方法を提供することを目的とする。
本発明の一観点によれば、光ファイバを繰り出す繰り出しボビンと、前記繰り出しボビンから繰り出された前記光ファイバに張力を印加する張力印加部と、前記繰り出しボビンから繰り出された前記光ファイバを前記張力印加部に送り込むキャプスタンと、前記張力印加部により前記張力が印加された前記光ファイバを巻き取る巻き取りボビンと、前記張力印加部により印加される前記張力により前記光ファイバの断線が発生した場合に、前記繰り出しボビンの回転及び前記キャプスタンの回転を停止するように前記繰り出しボビン及び前記キャプスタンを制御する制御部であって、前記繰り出しボビンの減速レートに応じて前記キャプスタンの減速レートを設定する制御部とを有し、前記制御部は、前記繰り出しボビンの前記減速レートをｘ、前記繰り出しボビンの前記減速レートに対する前記キャプスタンの前記減速レートの割合をｙとして、ｘ及びｙが次式（１）を満足するように前記キャプスタンの前記減速レートを設定することを特徴とする光ファイバのスクリーニング装置が提供される。
４．１×１０ −５ ｘ＋１．００２＜ｙ＜８．３×１０ −５ ｘ＋１．１４１ …（１）
本発明の他の観点によれば、繰り出しボビンから光ファイバを繰り出すステップと、前記光ファイバをキャプスタンにより張力印加部に送り込むステップと、前記張力印加部により前記光ファイバに張力を印加するステップと、前記張力印加部により前記張力が印加された前記光ファイバを巻き取りボビンで巻き取るステップと、前記張力印加部により印加される前記張力により前記光ファイバの断線が発生した場合に、前記繰り出しボビンの回転及び前記キャプスタンの回転を停止するステップであって、前記繰り出しボビンの減速レートに応じて前記キャプスタンの減速レートを設定するステップとを有し、前記繰り出しボビンの前記減速レートをｘ、前記繰り出しボビンの前記減速レートに対する前記キャプスタンの前記減速レートの割合をｙとして、ｘ及びｙが次式（１）を満足するように前記キャプスタンの前記減速レートを設定することを特徴とする光ファイバのスクリーニング方法が提供される。
４．１×１０ −５ ｘ＋１．００２＜ｙ＜８．３×１０ −５ ｘ＋１．１４１ …（１）

本発明によれば、繰り出しボビンの重量によらず、繰り出しボビンの側でのファイバ叩きの発生を抑制又は防止することができる。
図１は、本発明の第１実施形態による光ファイバのスクリーニング装置を示す概略図である。 図２は、本発明の第１実施形態による光ファイバのスクリーニング装置を示すブロック図である。 図３は、第１のキャプスタンの減速レートを設定しない場合の光ファイバの残存長と繰り出しボビンの停止時間及び第１のキャプスタンの停止時間との関係の例を示すグラフである。 図４は、繰り出しボビンの減速レートに応じて第１のキャプスタンの減速レートを設定した場合の光ファイバの残存長と繰り出しボビンの停止時間及び第１のキャプスタンの停止時間との関係の例を示すグラフである。 図５は、繰り出しボビンの減速レートと、繰り出しボビンの減速レートに対する第１のキャプスタンの減速レートの割合である減速レート比との関係の例を示すグラフである。 図６は、本発明の第１実施形態による光ファイバのスクリーニング方法を示すフローチャートである。 図７は、本発明の第１実施形態による光ファイバのスクリーニング方法において繰り出しボビンの減速レートを算出するためのデータベースの例を示す図である。 図８は、本発明の第２実施形態による光ファイバのスクリーニング装置を示すブロック図である。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による光ファイバのスクリーニング装置及び光ファイバのスクリーニング方法について図１乃至図７を用いて説明する。
まず、本実施形態による光ファイバのスクリーニング装置の構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態による光ファイバのスクリーニング装置を示す概略図である。図２は、本実施形態による光ファイバのスクリーニング装置を示すブロック図である。
本実施形態による光ファイバのスクリーニング装置は、光ファイバの耐張力性能を試験するスクリーニング試験を行う装置である。図１に示すように、本実施形態による光ファイバのスクリーニング装置１は、繰り出しボビン１２と、第１のキャプスタン１４と、スクリーニング部１６と、第２のキャプスタン１８と、巻き取りボビン２０とを有している。繰り出しボビン１２、第１のキャプスタン１４、スクリーニング部１６、第２のキャプスタン１８、及び巻き取りボビン２０は、スクリーニング装置１の上流側から下流側に向かってこの順で設けられている。
繰り出しボビン１２は、スクリーニング試験を行うべき光ファイバ１０が巻かれている。繰り出しボビン１２は、サーボモータ５２（図２参照）により、光ファイバ１０を繰り出す方向に回転駆動されるようになっている。
繰り出しボビン１２には、繰り出しボビン１２の回転数（回転速度）を計測する回転数計６２（図２参照）が設けられている。回転数計６２は、スクリーニング試験を行っている間の繰り出しボビン１２の回転数を計測し、計測された回転数に応じた計測信号を出力する。
繰り出しボビン１２と第１のキャプスタン１４との間には、スクリーニング装置１の上流側から下流側に向かって、プーリ２２と、プーリ２４ａとがこの順で設けられている。プーリ２４ａは、繰り出しダンサー２４のプーリである。繰り出しボビン１２、プーリ２２、プーリ２４ａ、及び第１のキャプスタン１４は、それぞれ水平な回転軸を有している。また、繰り出しボビン１２、プーリ２２、プーリ２４ａ、及び第１のキャプスタン１４の回転軸は、互いに平行になっている。
プーリ２２は、繰り出しボビン１２よりも上方に配置されている。プーリ２４ａは、プーリ２２よりも下方に配置されている。第１のキャプスタン１４は、プーリ２４ａよりも上方に配置されている。また、第１のキャプスタン１４は、プーリ２２よりも上方に配置されている。さらに、第１のキャプスタン１４は、第２のキャプスタン１８とほぼ同じ高さに配置されている。こうして、繰り出しボビン１２、プーリ２２、プーリ２４ａ、及び第１のキャプスタン１４は、スクリーニング装置１の上流側から下流側に向かって、上下方向にジグザグに配置されている。繰り出しボビン１２から繰り出される光ファイバ１０は、プーリ２２、プーリ２４ａ、及び第１のキャプスタン１４に順次ジグザグに巻き掛けられて掛け渡される。
繰り出しダンサー２４は、上記プーリ２４ａと、プーリ２４ａが先端部に回転可能に取り付けられた棒状の支持体２４ｂとを有している。支持体２４ｂは、プーリ２４ａの回転軸と平行な回動軸を基部に有し、その回動軸を中心に回動可能になっている。プーリ２４ａは、支持体２４ｂが回動することにより上下動するようになっている。こうして、光ファイバ１０の繰り出し側において、繰り出しダンサー２４のプーリ２４ａが上下動することにより、光ファイバ１０に加わる張力が調整されるようになっている。
また、繰り出しボビン１２とプーリ２２との間には、繰り出しボビン１２の側でのファイバ叩きの発生を防止するための一対の叩き防止板２６ａ、２６ｂが設けられている。一対の叩き防止板２６ａ、２６ｂは、それぞれの板面をスクリーニング部１６の側に向けて、繰り出しボビン１２からプーリ２２に掛け渡される光ファイバ１０の上側及び下側にそれぞれ位置するように配置されている。
スクリーニング部１６の上流側に設けられた第１のキャプスタン１４は、繰り出しボビン１２から繰り出された光ファイバ１０をスクリーニング部１６に送り込むためのものである。第１のキャプスタン１４は、サーボモータ５４（図２参照）により、スクリーニング装置１の上流側から下流側に光ファイバ１０を送るように回転駆動されるようになっている。
第１のキャプスタン１４には、回転自在な無端ベルト２８が押し当てられている。無端ベルト２８は、第１のキャプスタン１４の回転に伴って、第１のキャプスタン１４の回転方向とは逆方向に回転するようになっている。第１のキャプスタン１４に巻き掛けられた光ファイバ１０は、第１のキャプスタン１４と無端ベルト２８との間に挟持されつつ、第１のキャプスタン１４の回転により送り出されるようになっている。
スクリーニング部１６は、繰り出しボビン１２から繰り出された光ファイバ１０に張力を加える張力印加部として機能するものである。スクリーニング部１６は、プーリ３０と、プーリ３２と、プーリ３４ａとを有している。プーリ３４ａは、スクリーニングダンサー３４のプーリである。プーリ３０、プーリ３２、及びプーリ３４ａは、スクリーニング装置１の上流側から下流側に向かってこの順で設けられている。プーリ３０、プーリ３２、及びプーリ３４ａは、それぞれ水平な回転軸を有している。また、プーリ３０、プーリ３２、及びプーリ３４ａの回転軸は、互いに平行になっており、また、第１のキャプスタン１４の回転軸と平行になっている。
プーリ３０は、第１のキャプスタン１４よりも下方に配置されている。プーリ３２は、プーリ３０及びプーリ３４ａよりも上方に配置されている。プーリ３２は、互いにほぼ同じ高さに配置された第１のキャプスタン１４及び第２のキャプスタン１８とほぼ同じ高さに配置されている。こうして、プーリ３０、プーリ３２、及びプーリ３４ａは、スクリーニング装置１の上流側から下流側に向かって、上下方向にジグザグに配置されている。第１のキャプスタン１４からスクリーニング部１６に送り込まれる光ファイバ１０は、プーリ３０、プーリ３２、及びプーリ３４ａに順次ジグザグに巻き掛けられて掛け渡される。
スクリーニングダンサー３４は、上記プーリ３４ａと、プーリ３４ａが先端部に回転可能に取り付けられた棒状の支持体３４ｂとを有している。支持体３４ｂは、プーリ３４ａの回転軸と平行な回動軸を基部に有し、その回動軸を中心に回動可能になっている。プーリ３４ａは、支持体３４ｂが回動することにより上下動するようになっている。こうして、スクリーニングダンサー３４は、上下動するプーリ３４ａの重量により、光ファイバ１０に一定の張力を印加するようになっている。
プーリ３２には、プーリ３２に巻き掛けられた光ファイバ１０の張力を計測する張力計３５が設けられている。張力計３５としては、例えばロードセルが用いられている。張力計３５は、スクリーニング試験を行っている間の光ファイバ１０の張力を計測し、計測された張力に応じた計測信号を出力する。上記スクリーニングダンサー３４によるプーリ３４ａの上下動は、張力計３５により計測される張力が一定になるように制御される。
スクリーニング部１６には、光ファイバ１０の断線の発生を検出する断線センサ３８が設けられている。断線センサ３８は、例えば光学式のものであり、光ファイバ１０の両側に配置される光源部３８ａと受光部３８ｂとを有している。断線センサ３８は、光源部３８ａから発せられた光を受光する受光部３８ｂでの受光量の変化に基づき、光ファイバ１０の断線の発生を検出する。断線センサ３８は、光ファイバ１０の断線の発生を検出すると、検出信号を出力する。
スクリーニング部１６には、複数の断線センサ３８が設けられている。例えば、第１のキャプスタン１４とプーリ３０との間における第１のキャプスタン１４の近傍に、断線センサ３８が設けられている。また、例えば、スクリーニングダンサー３４のプーリ３４ａと第２のキャプスタン１８との間における第２のキャプスタン１８の近傍にも、断線センサ３８が設けられている。
なお、断線センサ３８は、光学式の断線センサに限定されるものではない。断線センサ３８としては、光学式の断線センサのほか、接触式の断線センサ等の種々の方式の断線センサを用いることができる。また、図１には、２つの断線センサ３８がスクリーニング部１６に設けられている場合を示しているが、断線センサ３８の数はこれに限定されるものではない。断線センサ３８は、少なくとも１つ以上設けられていればよい。また、スクリーニング部１６において断線センサ３８を設ける場所も適宜変更することができる。
スクリーニング部１６の下流側には、第２のキャプスタン１８が設けられている。第２のキャプスタン１８は、水平な回転軸を有している。また、第２のキャプスタン１８の回転軸は、第１のキャプスタン１４の回転軸と平行になっている。第２のキャプスタン１８は、スクリーニング部１６のプーリ３４ａよりも上方に配置されている。プーリ３４ａに巻き掛けられた光ファイバ１０は、第２のキャプスタン１８に巻き掛けられて掛け渡される。
スクリーニング部１６の下流側に設けられた第２のキャプスタン１８は、スクリーニング部１６により張力が印加された光ファイバ１０をスクリーニング部１６から送り出すためのものである。第２のキャプスタン１８は、サーボモータ５８（図２参照）により、スクリーニング装置１の上流側から下流側に光ファイバ１０を送るように回転駆動されるようになっている。
第２のキャプスタン１８には、回転自在な無端ベルト４０が押し当てられている。無端ベルト４０は、第２のキャプスタン１８の回転に伴って、第２のキャプスタン１８の回転方向とは逆方向に回転するようになっている。第２のキャプスタン１８に巻き掛けられた光ファイバ１０は、第２のキャプスタン１８と無端ベルト４０との間に挟持されつつ、第２のキャプスタン１８の回転により送り出されるようになっている。
第２のキャプスタン１８と巻き取りボビン２０との間には、スクリーニング装置１の上流側から下流側に向かって、プーリ４２ａと、プーリ４４と、プーリ４６とがこの順で設けられている。プーリ４２ａは、巻き取りダンサー４２のプーリである。プーリ４２ａ、プーリ４４、プーリ４６、及び巻き取りボビン２０は、それぞれ水平な回転軸を有している。また、プーリ４２ａ、プーリ４４、プーリ４６、及び巻き取りボビン２０の回転軸は、互いに平行になっており、また、第２のキャプスタン１８の回転軸と平行になっている。
プーリ４２ａは、第２のキャプスタン１８よりも下方に配置されている。プーリ４４は、プーリ４２ａよりも上方に配置されている。プーリ４６は、プーリ４４よりも下方に配置されている。こうして、プーリ４２ａ、プーリ４４、及びプーリ４６は、スクリーニング装置１の上流側から下流側に向かって、上下方向にジグザグに配置されている。第２のキャプスタン１８から送り出される光ファイバ１０は、プーリ４２ａ、プーリ４４、及びプーリ４６に順次ジグザグに巻き掛けられて掛け渡される。プーリ４６に巻き掛けられた光ファイバ１０は、巻き取りボビン２０により巻き取られるように一端が巻き取りボビン２０に固定される。
巻き取りダンサー４２は、上記プーリ４２ａと、プーリ４２ａが先端部に回転可能に取り付けられた棒状の支持体４２ｂとを有している。支持体４２ｂは、プーリ４２ａの回転軸と平行な回動軸を基部に有し、その回動軸を中心に回動可能になっている。プーリ４２ａは、支持体４２ｂが回動することにより上下動するようになっている。こうして、光ファイバ１０の巻き取り側において、巻き取りダンサー４２のプーリ４２ａが上下動することにより、光ファイバ１０に加わる張力が調整されるようになっている。
また、プーリ４６と巻き取りボビン２０との間には、巻き取りボビン２０の側でのファイバ叩きの発生を防止するための一対の叩き防止板４８ａ、４８ｂが設けられている。一対の叩き防止板４８ａ、４８ｂは、それぞれの板面をスクリーニング部１６の側に向けて、プーリ４６から巻き取りボビン２０に掛け渡される光ファイバ１０の上側及び下側にそれぞれ位置するように配置されている。
巻き取りボビン２０は、スクリーニング部１６により張力が印加されてスクリーニング試験を経た光ファイバ１０を巻き取るものである。巻き取りボビン２０は、サーボモータ６０（図２参照）により、光ファイバ１０を巻き取る方向に回転駆動されるようになっている。
図２に示すように、本実施形態によるスクリーニング装置１は、繰り出しボビン１２を回転駆動するサーボモータ５２と、第１のキャプスタン１４を回転駆動するサーボモータ５４とを有している。また、本実施形態によるスクリーニング装置１は、第２のキャプスタン１８を回転駆動するサーボモータ５８と、巻き取りボビン２０を回転駆動するサーボモータ６０とを有している。
また、本実施形態によるスクリーニング装置１は、スクリーニング装置１の全体の動作を制御する制御部７０を有している。制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７０２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）７０４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）７０６と、記憶部７０８と、操作部７１０とを有している。また、本実施形態によるスクリーニング装置１は、入力部７１２と、出力部７１４とを有している。ＣＰＵ７０２、ＲＯＭ７０４、ＲＡＭ７０６、記憶部７０８、操作部７１０、入力部７１２、及び出力部７１４は、共通バス７１６に接続されている。
制御部７０は、さらに、サーボモータ５２を駆動するためのドライバ７２２と、サーボモータ５４を駆動するためのドライバ７２４と、サーボモータ５８を駆動するためのドライバ７２８と、サーボモータ６０を駆動するためのドライバ７３０とを有している。ドライバ７２２、７２４、７２８、７３０は、それぞれ出力部７１４に接続されている。出力部７１４は、ＣＰＵ７０２から出力された制御信号に対してＤ／Ａ変換等の信号処理を行い、その制御信号を処理可能にドライバ７２２、７２４、７２８、７３０に出力するものである。
入力部７１２には、張力計３５が接続されている。また、入力部７１２には、断線センサ３８が接続されている。また、入力部７１２には、回転数計６２が接続されている。入力部７１２は、張力計３５、断線センサ３８、及び回転数計６２から制御部７０に入力される信号に対してＡ／Ｄ変換等の信号処理を行い、その信号の制御部７０での処理を可能にするものである。
ＣＰＵ７０２は、制御プログラムを実行し、スクリーニング装置１の全体の動作を制御する。ＲＯＭ７０４には、ＣＰＵ７０２が実行する制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭ７０６は、ＣＰＵ７０２が制御プログラムを実行する際のワーキングエリアとして使用される。記憶部７０８は、ＣＰＵ７０２が制御プログラムを実行する際に参照する各種データが記憶されている。また、オペレータは、操作部７１０を介して、スクリーニング試験に関する各種設定を行ったり、スクリーニング試験の実行の指示を入力したりすることができる。
ＣＰＵ７０２は、スクリーニング試験を行うに際して、繰り出しボビン１２、第１のキャプスタン１４、第２のキャプスタン１８、及び巻き取りボビン２０を回転駆動する制御を行う。
具体的には、ＣＰＵ７０２は、出力部７１４を介して、ドライバ７２２に対して、サーボモータ５２の回転駆動を指示する制御信号である回転指示信号を出力する。ドライバ７２２は、ＣＰＵ７０２から入力される回転指示信号に基づき、サーボモータ５２に対して、サーボモータ５２を回転駆動する駆動信号を出力する。ドライバ７２２からサーボモータ５２に駆動信号が入力されることにより、サーボモータ５２が回転する。サーボモータ５２が回転することにより、繰り出しボビン１２が回転して、光ファイバ１０が巻かれた繰り出しボビン１２から光ファイバ１０が繰り出される。
また、ＣＰＵ７０２は、出力部７１４を介して、ドライバ７２４に対して、サーボモータ５４の回転駆動を指示する制御信号である回転指示信号を出力する。ドライバ７２４は、ＣＰＵ７０２から入力される回転指示信号に基づき、サーボモータ５４に対して、サーボモータ５４を回転駆動する駆動信号を出力する。ドライバ７２４からサーボモータ５４に駆動信号が入力されることにより、サーボモータ５４が回転する。サーボモータ５４が回転することにより、第１のキャプスタン１４が回転して、繰り出しボビン１２から繰り出された光ファイバ１０がスクリーニング部１６に送り込まれる。
また、ＣＰＵ７０２は、出力部７１４を介して、ドライバ７２８に対して、サーボモータ５８の回転駆動を指示する制御信号である回転指示信号を出力する。ドライバ７２８は、ＣＰＵ７０２から入力される回転指示信号に基づき、サーボモータ５８に対して、サーボモータ５８を回転駆動する駆動信号を出力する。ドライバ７２８からサーボモータ５８に駆動信号が入力されることにより、サーボモータ５８が回転する。サーボモータ５８が回転することにより、第２のキャプスタン１８が回転して、スクリーニング部１６により張力が印加された光ファイバ１０がスクリーニング部１６から送り出される。
また、ＣＰＵ７０２は、出力部７１４を介して、ドライバ７３０に対して、サーボモータ６０の回転駆動を指示する制御信号である回転指示信号を出力する。ドライバ７３０は、ＣＰＵ７０２から入力される回転指示信号に基づき、サーボモータ６０に対して、サーボモータ６０を回転駆動する駆動信号を出力する。ドライバ７３０からサーボモータ６０に駆動信号が入力されることにより、サーボモータ６０が回転する。サーボモータ６０が回転することにより、巻き取りボビン２０が回転して、スクリーニング部１６により張力が印加された光ファイバ１０が巻き取りボビン２０に巻き取られる。
こうして、スクリーニング試験では、繰り出しボビン１２、第１のキャプスタン１４、第２のキャプスタン１８、及び巻き取りボビン２０が回転する。これにより、繰り出しボビン１２から繰り出された光ファイバ１０は、第１のキャプスタン１４、スクリーニング部１６、及び第２のキャプスタン１８を順次経由する経路を一定の線速で移送される。この間、スクリーニング部１６では、スクリーニングダンサー３４により、光ファイバ１０に対して一定の張力が印加される。
ＣＰＵ７０２は、入力部７１２を介して張力計３５から入力される計測信号に基づき、張力計３５により計測される張力が一定になるようにスクリーニングダンサー３４の動作を制御する。
スクリーニング部１６において一定の張力が印加される光ファイバ１０に低強度部があると、光ファイバ１０は、スクリーニング部１６により印加される張力により低強度部で破断して断線する。光ファイバ１０の低強度部は、光ファイバ１０の傷、欠陥等に起因するものである。
光ファイバ１０の断線の発生は、断線センサ３８により検出される。断線センサ３８は、光ファイバ１０の断線の発生を検出すると、検出信号を出力する。断線センサ３８から出力された検出信号は、入力部７１２を介してＣＰＵ７０２に入力される。
ＣＰＵ７０２は、断線センサ３８から検出信号が入力されると、繰り出しボビン１２、第１のキャプスタン１４、第２のキャプスタン１８、及び巻き取りボビン２０の各回転を停止するようにこれらの制御を行う。こうして、ＣＰＵ７０２は、光ファイバ１０の断線の発生が検出されると、光ファイバ１０の移送を停止する制御を行う。
具体的には、ＣＰＵ７０２は、出力部７１４を介して、ドライバ７２２に対して、サーボモータ５２の回転駆動の停止を指示する制御信号である停止指示信号を出力する。ドライバ７２２は、ＣＰＵ７０２から入力される停止指示信号に基づき、サーボモータ５２に対して、サーボモータ５２の回転駆動を停止する停止信号を出力する。ドライバ７２２からサーボモータ５２に停止信号が入力されることにより、サーボモータ５２の回転駆動の停止が指示される。
サーボモータ５２の回転駆動の停止が指示されても、サーボモータ５２及び繰り出しボビン１２には、繰り出しボビン１２に巻かれた光ファイバ１０の重量及び繰り出しボビン１２自体の重量のために慣性力が働く。このため、サーボモータ５２及び繰り出しボビン１２は、所定の減速レートで減速しながら惰性回転した後に回転を停止する。ここで、繰り出しボビン１２の減速レートとは、繰り出しボビン１２から繰り出される光ファイバ１０の線速の単位時間当たりの減速の割合のことである。例えば、繰り出しボビン１２の減速レートがＳ［ｍｐｍ／ｓ］である場合、１秒間当たりＳメートル／分（ｍｐｍ）の割合で繰り出しボビン１２から繰り出される光ファイバ１０の線速が減速されていることを意味している。
繰り出しボビン１２の減速レートは、サーボモータ５２の回転駆動の停止が指示されたときの繰り出しボビン１２の重量に依存したものとなる。なお、ここにいう繰り出しボビン１２の重量とは、サーボモータ５２の回転駆動の停止が指示されたときに繰り出しボビン１２に巻かれて残存している光ファイバ１０の重量をも含む重量である。すなわち、繰り出しボビン１２の減速レートは、サーボモータ５２の回転駆動の停止が指示されたときに繰り出しボビン１２に巻かれて残存している光ファイバ１０の長さ、すなわち光ファイバ１０の残存長に依存したものとなる。たとえば、スクリーニング試験において一定の線速で光ファイバ１０が送られていた場合において、繰り出しボビン１２の減速レートは、光ファイバ１０の残存長がより長いほどより小さく、光ファイバ１０の残存長がより短いほどより大きい。
なお、上記繰り出しボビン１２の重量は、光ファイバ１０が巻かれていない空の繰り出しボビン１２の重量、及び光ファイバ１０の単位長さ当たりの重量を用いて繰り出しボビン１２に残存している光ファイバ１０の残存長に換算することができる。また、光ファイバ１０の長さは、光ファイバ１０の単位長さ当たりの重量を用いて重量単位に変換することができる。このため、光ファイバ１０の残存長に代えて、サーボモータ５２の回転駆動の停止が指示されたときに繰り出しボビン１２に巻かれて残存している光ファイバ１０の重量、すなわち光ファイバ１０の残存重量を基準として用いることもできる。
上述のように繰り出しボビン１２の減速レートと相関を有する光ファイバ１０の残存長は、繰り出しボビン１２の回転数と相関を有している。すなわち、スクリーニング試験において一定の線速で光ファイバ１０が送られていた場合において、光ファイバ１０の残存長は、繰り出しボビン１２の回転数が少ないほどより長く、繰り出しボビン１２の回転数が多いほどより短くなる。
本実施形態では、スクリーニング試験を行っている間、繰り出しボビン１２に設けられた回転数計６２が、繰り出しボビン１２の回転数を計測する。ＣＰＵ７０２には、回転数計６２から出力された計測信号が入力部７１２を介して入力される。ＣＰＵ７０２は、回転数計６２から入力された計測信号に基づき、サーボモータ５２の回転駆動の停止が指示されたときの繰り出しボビン１２の回転数を取得する。さらに、ＣＰＵ７０２は、記憶部７０８に記憶されているデータベースを参照して、取得した繰り出しボビン１２の回転数、及び最初に繰り出しボビン１２に巻かれていた光ファイバの長さに基づき、光ファイバ１０の残存長、及び繰り出しボビン１２の減速レートを順次算出する。
記憶部７０８には、繰り出しボビン１２の回転数と光ファイバ１０の残存長との相関関係が予め取得されてデータベースとして記憶されている。ＣＰＵ７０２は、このデータベースを参照することにより、サーボモータ５２の回転駆動の停止が指示されたときの繰り出しボビン１２の回転数に基づき、光ファイバ１０の残存長を算出することができる。
また、記憶部７０８には、光ファイバ１０の残存長と繰り出しボビン１２の減速レートとの相関関係が予め取得されてデータベースとして記憶されている。ＣＰＵ７０２は、このデータベースを参照することにより、算出した光ファイバ１０の残存長に基づき、繰り出しボビン１２の減速レートをさらに算出することができる。
こうして、ＣＰＵ７０２は、繰り出しボビン１２の回転を停止するように繰り出しボビン１２を制御する際に、繰り出しボビン１２の減速レートを算出する。
また、ＣＰＵ７０２は、出力部７１４を介して、ドライバ７２４に対して、サーボモータ５４の回転駆動の停止を指示する制御信号である停止指示信号を出力する。ドライバ７２４は、ＣＰＵ７０２から入力される停止指示信号に基づき、サーボモータ５４に対して、サーボモータ５４の回転駆動を停止する停止信号を出力する。ドライバ７２４からサーボモータ５４に停止信号が入力されることにより、サーボモータ５４の回転駆動の停止が指示される。
ＣＰＵ７０２は、ドライバ７２４に対して、上記のように停止指示信号を出力するとともに、減速レート設定指示信号を出力する。減速レート設定指示信号は、繰り出しボビン１２の減速レートに応じて第１のキャプスタン１４の減速レートを設定することを指示する制御信号である。ここで、第１のキャプスタン１４の減速レートとは、第１のキャプスタン１４により送られる光ファイバ１０の線速の単位時間当たりの減速の割合のことである。例えば、第１のキャプスタン１４の減速レートがＣ［ｍｐｍ／ｓ］である場合、１秒間当たりＣメートル／分（ｍｐｍ）の割合で第１のキャプスタン１４により送られる光ファイバ１０の線速が減速されていることを意味している。
ドライバ７２４は、ＣＰＵ７０２から入力される減速レート設定指示信号に基づき、サーボモータ５４に対して、繰り出しボビン１２の減速レートに応じて第１のキャプスタン１４の減速レートを設定する減速レート設定信号を出力する。ドライバ７２４からサーボモータ５４に減速レート設定信号が入力されることにより、サーボモータ５４の回転が一定の割合で減速して停止する。これにより、第１のキャプスタン１４は、繰り出しボビン１２の減速レートに応じた減速レートで減速しながら回転を停止する。
こうして、ＣＰＵ７０２は、第１のキャプスタン１４の回転を停止するように第１のキャプスタン１４を制御する際に、繰り出しボビン１２の減速レートに応じて、第１のキャプスタン１４の減速レートを設定する。
このように、本実施形態によるスクリーニング装置１では、光ファイバ１０の断線が発生した場合に、制御部７０が、繰り出しボビン１２の回転及び第１のキャプスタン１４の回転を停止するように繰り出しボビン１２及び第１のキャプスタン１４を制御する。この際、制御部７０は、繰り出しボビン１２の減速レートに応じて第１のキャプスタン１４の減速レートを設定する。以下、第１のキャプスタン１４の減速レートの設定に関する詳細について説明する。
上述のように、繰り出しボビン１２の減速レートは、繰り出しボビン１２に巻かれている光ファイバ１０の残存長と相関関係を有している。このため、繰り出しボビン１２の停止時間も、光ファイバ１０の残存長と相関関係を有している。なお、繰り出しボビン１２の停止時間とは、対応するサーボモータ５２の回転駆動の停止が指示されてから繰り出しボビン１２の回転が停止するまでの時間である。具体的には、光ファイバ１０の残存長がより長いほど、繰り出しボビン１２の停止時間もより長くなる。
ここで、光ファイバ１０の断線の発生の検出により光ファイバ１０の移送を停止する制御に際して、第１のキャプスタン１４の減速レートを設定しない場合を考える。この場合、第１のキャプスタン１４は、繰り出しボビン１２の減速レートによらず、ほぼ一定の減速レートで停止する。このため、第１のキャプスタン１４の停止時間も、繰り出しボビン１２の停止時間によらずほぼ一定の時間となる。なお、第１のキャプスタン１４の停止時間とは、対応するサーボモータ５４の回転駆動の停止が指示されてから第１のキャプスタン１４の回転が停止するまでの時間である。
図３は、第１のキャプスタン１４の減速レートを設定しない場合の光ファイバ１０の残存長と繰り出しボビン１２の停止時間及び第１のキャプスタン１４の停止時間との関係の例を示すグラフである。図３に示すグラフにおいて、横軸は繰り出しボビン１２に巻かれた光ファイバ１０の残存長を示し、縦軸は繰り出しボビン１２の停止時間及び第１のキャプスタン１４の停止時間をそれぞれ示している。
図３から明らかなように、光ファイバ１０の残存長が増加するに従って、繰り出しボビン１２の停止時間も増加している。一方、第１のキャプスタン１４の停止時間は、光ファイバ１０の残存長によらずほぼ一定になっている。
図３に示すように、第１のキャプスタン１４の停止時間がほぼ一定であると、光ファイバ１０の残存長よっては、繰り出しボビン１２の停止時間と第１のキャプスタン１４の停止時間との間に大きな差が生じることになる。このように両停止時間に大きな差が生じると、繰り出しボビン１２と第１のキャプスタン１４との間において光ファイバ１０に大きな弛みが生じる。その結果、繰り出しボビン１２に巻かれた光ファイバ１０に対するファイバ叩きが発生したり、繰り出しボビン１２やプーリ２２、２４ａに光ファイバ１０のプーリ等への巻き付きが発生したりすることになる。光ファイバ１０の巻き付きが発生すると、巻き付いた光ファイバ１０を取り除くために時間を要し、作業効率が損なわれる。
このように、第１のキャプスタン１４の減速レートを設定しない場合、ファイバ叩きや光ファイバ１０の巻き付きが発生しやすくなっており、これらを抑制することは困難である。第１のキャプスタン１４の減速レートを、繰り出しボビン１２の減速レートの平均値に設定することが考えられるが、光ファイバ１０の残存長が長い場合、繰り出しボビン１２の停止時間が長くなる。このため、この場合も、上記のようにファイバ叩きや光ファイバ１０の巻き付きが発生しやすい。
また、光ファイバ１０の残存長が短い場合、繰り出しボビン１２の停止時間が短くなるため、繰り出し側の光ファイバ１０に張力が加わる。このため、この場合、ファイバ叩きが生じやすいうえに、繰り出しボビン１２に光ファイバ１０の食い込みが発生することがある。
一方、本実施形態によるスクリーニング装置１では、光ファイバ１０の断線の発生の検出により光ファイバ１０の移送を停止する制御に際して、制御部７０により、繰り出しボビン１２の減速レートに応じて、第１のキャプスタン１４の減速レートを設定する。すなわち、繰り出しボビン１２の停止時間に応じて、第１のキャプスタン１４の停止時間を設定する。これにより、光ファイバ１０の残存長、すなわち繰り出しボビン１２の重量によらず、繰り出しボビン１２の停止時間と第１のキャプスタン１４の停止時間との差を適切な範囲内に設定することができる。
図４は、繰り出しボビン１２の減速レートに応じて第１のキャプスタン１４の減速レートを設定した場合の光ファイバ１０の残存長と繰り出しボビン１２の停止時間及び第１のキャプスタン１４の停止時間との関係の例を示すグラフである。図４に示すグラフにおいて、横軸は繰り出しボビン１２に巻かれた光ファイバ１０の残存長を示し、縦軸は繰り出しボビン１２の停止時間及び第１のキャプスタン１４の停止時間をそれぞれ示している。
図４に示すように、本実施形態では、繰り出しボビン１２の減速レートに応じて第１のキャプスタン１４の減速レートを設定することで、第１のキャプスタン１４の停止時間を、繰り出しボビン１２の停止時間に応じた時間に設定する。
こうして、本実施形態によるスクリーニング装置１では、繰り出しボビン１２の減速レートに応じて、第１のキャプスタン１４の減速レートを設定することで、繰り出しボビン１２の停止時間と第１のキャプスタン１４の停止時間との差を適切な範囲内に設定する。これにより、本実施形態によるスクリーニング装置１では、繰り出しボビン１２に巻かれた光ファイバ１０に対する繰り出しボビン１２の側でのファイバ叩きの発生を抑制又は防止することができる。また、繰り出しボビン１２やプーリ２２、２４ａへの光ファイバ１０の巻き付きの発生を抑制又は防止することができる。さらには、繰り出しボビン１２と第１のキャプスタン１４との間の光ファイバ１０に過剰な張力が加わるのを抑制又は防止して、繰り出しボビン１２に巻かれた光ファイバ１０への光ファイバ１０の食い込みを抑制又は防止することができる。
以下、本実施形態によるスクリーニング装置１において設定される第１のキャプスタン１４の減速レートの好ましい範囲について図５を用いて説明する。
図５は、繰り出しボビン１２の減速レートＲｓ及び第１のキャプスタン１４の減速レートＲｃについて、減速レートＲｓと、減速レートＲｓに対する減速レートＲｃの割合である減速レート比Ｒｃ／Ｒｓとの関係の例を示すグラフである。図５に示すグラフにおいて、横軸は繰り出しボビン１２の減速レートＲｓを示し、縦軸は減速レート比Ｒｃ／Ｒｓを示している。
本実施形態によるスクリーニング装置１では、第１のキャプスタン１４の減速レートＲｃを設定するために制御するパラメータとして、減速レートＲｓに対する減速レート比Ｒｃ／Ｒｓを用いることができる。なお、パラメータとして、減速レートＲｓに対する減速レート比Ｒｃ／Ｒｓを用いるのは、以下の理由による。
実際のスクリーニング装置は、大きさや各部品の重量等が異なるため、第１のキャプスタン１４の減速レートＲｃの適正範囲は、装置により異なることになる。このようなスクリーニング装置の個体差は、第１のキャプスタン１４の減速レートＲｃを繰り出しボビン１２の減速レートＲｓで規格化することによりキャンセルすることができる。そこで、減速レートＲｓに対する減速レート比Ｒｃ／Ｒｓを制御パラメータとすることで、スクリーニング装置の個体差をキャンセルすることができ、大きさや各部品の重量等が異なるスクリーニング装置に対して、以下に説明する適正範囲を規定することができる。
図５には、第１のキャプスタン１４の減速レートが低いために繰り出しボビン１２において光ファイバ１０の食い込みが発生した場合の測定点のプロットを最小二乗法により近似した直線Ｌ１を示している。なお、直線Ｌ１で近似した測定点のプロット自体は図５には示していない。減速レートＲｓをｘ、減速レート比Ｒｃ／Ｒｓをｙとして、直線Ｌ１は次式で表される。
Ｌ１：ｙ＝４．１×１０−５ｘ＋１．００２
また、図５には、第１のキャプスタン１４の減速レートが高いために繰り出しボビン１２の側でのファイバ叩きやプーリ２２、２４ａへの光ファイバ１０の巻き付きが発生した場合の測定点のプロットを最小二乗法により近似した直線Ｌ２を示している。なお、直線Ｌ２で近似した測定点のプロット自体は図５には示していない。直線Ｌ２は次式で表される。
Ｌ２：ｙ＝８．３×１０−５ｘ＋１．１４１
なお、繰り出しボビン１２の回転及び第１のキャプスタン１４の回転を適切に停止するためには、繰り出しボビン１２と第１のキャプスタン１４との間における光ファイバ１０に、ある一定程度の弛みが必要である。このため、繰り出しボビン１２の減速レートが高いほど、すなわち光ファイバ１０の残存長が短いほど、第１のキャプスタン１４の回転をより短時間で停止させる必要がある。したがって、上記の直線Ｌ１、Ｌ２は、右上がりの直線となる。
上記直線Ｌ１及びＬ２により、図５に示すグラフにおける領域は、３つの領域Ａ１、Ａ２、Ａ３に分けられる。
領域Ａ１は、次式で表される領域である。
Ａ１：ｙ≦４．１×１０−５ｘ＋１．００２
領域Ａ２は、次式で表される領域である。
Ａ２：４．１×１０−５ｘ＋１．００２＜ｙ＜８．３×１０−５ｘ＋１．１４１
領域Ａ３は、次式で表される領域である。
Ａ３：ｙ≧８．３×１０−５ｘ＋１．１４１
まず、領域Ａ１では、第１のキャプスタン１４の減速レートが比較的に低いため、繰り出しダンサー２４のプーリ２４ａが上昇し、その結果、繰り出しボビン１２において光ファイバ１０の食い込みが発生しやすい。光ファイバ１０の食い込みは、光ファイバ１０の食い込んだ部分の強度の低下を招く。さらには、食い込みが大きくなると、光ファイバ１０の断線を招く。食い込んだ光ファイバ１０が断線した場合、断線した光ファイバ１０の端末が繰り出しボビン１２に巻かれた光ファイバ１０の中に入り込んでしまい、光ファイバ１０の端末を繰り出すことが困難になる。光ファイバ１０の端末を繰り出すためには、繰り出しボビン１２に巻かれた光ファイバ１０を切断する必要がある。このような光ファイバ１０の食い込みの発生を抑制する観点からは、領域Ａ１に含まれる第１のキャプスタン１４の減速レートＲｃは好ましくない。領域Ａ１に含まれる×で示される測定点のいずれにおいても、光ファイバ１０の食い込みが発生した。
一方、領域Ａ３では、第１のキャプスタン１４の減速レートが比較的に高いため、繰り出しボビン１２の側でファイバ叩きが発生したり、プーリ２２、２４ａへの光ファイバ１０の巻き付きが発生したりする。領域Ａ３では、繰り出しボビン１２におけるファイバ叩きの発生率が３５％以上となる。なお、ファイバ叩きの発生率とは、光ファイバ１０の断線の発生回数に対する繰り出しボビン１２におけるファイバ叩きの発生回数の割合である。このようなファイバ叩きや光ファイバ１０の巻き付きの発生を抑制する観点からは、領域Ａ３に含まれる第１のキャプスタン１４の減速レートＲｃは好ましくない。領域Ａ３に含まれる×で示される測定点のいずれにおいても、繰り出しボビン１２の側でファイバ叩きが発生した。
以上より、第１のキャプスタン１４の減速レートＲｃは、領域Ａ２に含まれるものであることが好ましい。領域Ａ２に含まれる○で示される測定点のいずれにおいても、光ファイバ１０の食い込み及び繰り出しボビン１２の側でのファイバ叩きのどちらも発生することはなかった。本実施形態によるスクリーニング装置１において、制御部７０のＣＰＵ７０２は、光ファイバ１０の断線の発生の検出により第１のキャプスタン１４の回転を停止する制御に際し、減速レートＲｃが領域Ａ２に含まれるように減速レートＲｃを設定することができる。すなわち、ＣＰＵ７０２は、減速レートＲｓ及び減速レート比Ｒｃ／Ｒｓが次式（１）を満足するように、第１のキャプスタン１４の減速レートＲｃを設定することができる。ただし、上述のように、ｘは減速レートＲｓであり、ｙは減速レート比Ｒｃ／Ｒｓである。
４．１×１０−５ｘ＋１．００２＜ｙ＜８．３×１０−５ｘ＋１．１４１ …（１）
このように減速レートＲｃを設定することで、光ファイバ１０の食い込みの発生を抑制又は防止することができるとともに、繰り出しボビン１２におけるファイバ叩きやプーリ２２、２４ａへの光ファイバ１０の巻き付きの発生を抑制又は防止することができる。ファイバ叩きについては、上記のように減速レートＲｃを設定することで、繰り出しボビン１２におけるファイバ叩きの発生率を３５％未満に低減することができる。
図５には、減速レートＲｃを設定した実際の測定点を示している。減速レートＲｓ及び減速レート比Ｒｃ／Ｒｓが上記式（１）を満足するように減速レートＲｃを設定することにより、ファイバ叩きの発生率が３５％未満に抑制されていることが確認されている。
また、図５には、直線Ｌ３を示している。直線Ｌ３は、直線Ｌ１を得た減速レートＲｃが低い場合の測定点と、直線Ｌ２を得た減速レートＲｃが高い場合の測定点との中間値を最小二乗法により近似した直線である。直線Ｌ３は、次式で表される。
ｙ＝６．２×１０−５ｘ＋１．０７２
減速レートＲｃを直線Ｌ３により得られる値の±１０％以内に設定することにより、繰り出しボビン１２におけるファイバ叩きの発生率をさらに低減することができる。すなわち、減速レートＲｓ及び減速レート比Ｒｃ／Ｒｓが次式（２）を満足するように、第１のキャプスタン１４の減速レートＲｃを設定することで、繰り出しボビン１２におけるファイバ叩きの発生率をさらに低減することができる。ただし、上記式（１）と同じく、ｘは減速レートＲｓであり、ｙは減速レート比Ｒｃ／Ｒｓである。
０．９×（６．２×１０−５ｘ＋１．０７２）≦ｙ≦１．１×（６．２×１０−５ｘ＋１．０７２） …（２）
ＣＰＵ７０２は、減速レートＲｓ及び減速レート比Ｒｃ／Ｒｓが上記式（２）を満足するように、第１のキャプスタン１４の減速レートＲｃを設定することができる。減速レートＲｓ及び減速レート比Ｒｃ／Ｒｓが上記式（２）を満足するように減速レートＲｃを設定することにより、繰り出しボビン１２におけるファイバ叩きの発生率を１０％以下に低減することができる。
このように、本実施形態によれば、繰り出しボビン１２の減速レートＲｓに応じて第１のキャプスタン１４の減速レートＲｃを制御部７０により設定する。このため、本実施形態によれば、繰り出しボビン１２の重量によらず、繰り出しボビン１２の側でのファイバ叩きの発生を抑制又は防止することができる。
なお、第２のキャプスタン１８及び巻き取りボビン２０については、以下のように回転を停止する制御が行われる。
ＣＰＵ７０２は、出力部７１４を介して、ドライバ７２８に対して、サーボモータ５８の回転駆動の停止を指示する制御信号である停止指示信号を出力する。ドライバ７２８は、ＣＰＵ７０２から入力される停止指示信号に基づき、サーボモータ５８に対して、サーボモータ５８の回転駆動を停止する停止信号を出力する。ドライバ７２８からサーボモータ５８に停止信号が入力されることにより、サーボモータ５８の回転駆動の停止が指示される。こうしてサーボモータ５２の回転が停止して、第２のキャプスタン１８の回転が停止する。
また、ＣＰＵ７０２は、出力部７１４を介して、ドライバ７３０に対して、サーボモータ６０の回転駆動の停止を指示する制御信号である停止指示信号を出力する。ドライバ７３０は、ＣＰＵ７０２から入力される停止指示信号に基づき、サーボモータ６０に対して、サーボモータ６０の回転駆動を停止する停止信号を出力する。ドライバ７３０からサーボモータ６０に停止信号が入力されることにより、サーボモータ６０の回転駆動の停止が指示される。こうしてサーボモータ６０の回転が停止して、巻き取りボビン２０の回転が停止する。
第２のキャプスタン１８及び巻き取りボビン２０の回転を停止する制御のタイミング等の制御条件は、適宜設定することができる。
次に、上記図１及び図２に示すスクリーニング装置１を用いた本実施形態による光ファイバのスクリーニング方法についてさらに図６及び図７を用いて説明する。図６は、本実施形態による光ファイバのスクリーニング方法を示すフローチャートである。図７は、繰り出しボビンの減速レートを算出するためのデータベースの一例を示す図である。
制御部７０の記憶部７０８には、スクリーニング試験を行う前に、繰り出しボビン１２の回転数と光ファイバ１０の残存長との相関関係が予め取得されてデータベースとして記憶されている。また、記憶部７０８には、光ファイバ１０の残存長と繰り出しボビン１２の減速レートとの相関関係が予め取得されてデータベースとして記憶されている。これらのデータベースは、繰り出しボビン１２の減速レートＲｓを算出する際にＣＰＵ７０２により参照される。また、これらのデータベースは、ボビン幅や光ファイバ１０の巻き数が異なる繰り出しボビン１２ごとに用意されている。
例えば操作部７１０を介してオペレータによりスクリーニング試験の実行指示が制御部７０に対して入力されると、制御プログラムを実行するＣＰＵ７０２は、スクリーニング装置１を制御してスクリーニング試験を開始する。
まず、ＣＰＵ７０２は、出力部７１４を介して、ドライバ７２２、７２４、７２８、７３０に対して、それぞれ回転指示信号を出力する。ＣＰＵ７０２から回転指示信号が入力されたドライバ７２２、７２４、７２８、７３０は、それぞれサーボモータ５２、５４、５８、６０に対して駆動信号を出力する。ドライバ７２２、７２４、７２８、７３０から入力される駆動信号により、それぞれサーボモータ５２、５４、５８、６０が回転する。これにより、それぞれ繰り出しボビン１２、第１のキャプスタン１４、第２のキャプスタン１８、及び巻き取りボビン２０が回転する。
こうして、制御部７０により、繰り出しボビン１２、第１のキャプスタン１４、第２のキャプスタン１８、及び巻き取りボビン２０が回転駆動される。これにより、繰り出しボビン１２に巻かれた光ファイバ１０が繰り出しボビン１２から繰り出される。また、繰り出しボビン１２から繰り出された光ファイバ１０は、第１のキャプスタン１４、スクリーニング部１６、及び第２のキャプスタン１８を順次経由する経路を一定の線速で移送され、その後、巻き取りボビン２０により巻き取られる（ステップＳ１１）。スクリーニング部１６には、第１のキャプスタン１４により、繰り出しボビン１２から繰り出された光ファイバ１０が送り込まれる。スクリーニング部１６からは、第２のキャプスタン１８により光ファイバ１０が送り出される。
上記のように光ファイバ１０が移送される間、スクリーニング部１６において、スクリーニングダンサー３４により、光ファイバ１０に一定の張力が印加される。スクリーニングダンサー３４による張力は、第１のキャプスタン１４とプーリ３０との間、プーリ３０とプーリ３２との間、及びプーリ３２とプーリ３４ａとの間の光ファイバ１０に印加される。また、スクリーニングダンサー３４の動作は、張力計３５により計測される張力が一定になるように制御部７０により制御される。スクリーニング部１６により張力が印加された光ファイバ１０は、巻き取りボビン２０により巻き取られていく。
また、光ファイバ１０が移送される間、断線センサ３８により光ファイバ１０の断線の発生の有無がモニタされる（ステップＳ１２）。
断線センサ３８により光ファイバ１０の断線の発生が検出されない間（ステップＳ１２、ＮＯ）は、光ファイバ１０の移送を継続する。
断線センサ３８は、光ファイバ１０の断線の発生を検出すると（ステップＳ１２、ＹＥＳ）、検出信号を出力する。断線センサ３８から出力された検出信号は、入力部７１２を介してＣＰＵ７０２に入力される。
ＣＰＵ７０２は、断線センサ３８から検出信号が入力されると、繰り出しボビン１２、第１のキャプスタン１４、第２のキャプスタン１８、及び巻き取りボビン２０の各回転を停止するようにこれらを制御する。以下では、繰り出しボビン１２及び第１のキャプスタン１４の回転を停止する制御について説明する。
ＣＰＵ７０２は、出力部７１４を介して、ドライバ７２２に対して停止指示信号を出力する。ＣＰＵ７０２から停止指示信号が入力されたドライバ７２２は、サーボモータ５２に対して停止信号を出力する。ドライバ７２２から入力される停止信号により、サーボモータ５２の回転駆動の停止が指示される（ステップＳ１３）。
サーボモータ５２の回転駆動の停止が指示されても、繰り出しボビン１２には、慣性が働く。このため、サーボモータ５２及び繰り出しボビン１２は、停止指示と同時には回転を停止せず、所定の減速レートで減速しながら惰性回転した後に回転を停止する。
ＣＰＵ７０２には、繰り出しボビン１２の回転数を計測する回転数計６２から出力された計測信号が入力部７１２を介して入力される。ＣＰＵ７０２は、回転数計６２から入力された計測信号に基づき、サーボモータ５２の回転駆動の停止が指示されたときの繰り出しボビン１２の回転数を取得する（ステップＳ１４）。
次いで、ＣＰＵ７０２は、繰り出しボビン１２の回転数と光ファイバ１０の残存長との相関関係に関するデータベースを記憶部７０８から読み出して参照する。これにより、ＣＰＵ７０２は、サーボモータ５２の回転駆動の停止が指示されたときの繰り出しボビン１２の回転数に基づき、光ファイバ１０の残存長を算出する（ステップＳ１５）。
次いで、ＣＰＵ７０２は、光ファイバ１０の残存長と繰り出しボビン１２の減速レートとの相関関係に関するデータベースを記憶部７０８から読み出して参照する。これにより、ＣＰＵ７０２は、算出した光ファイバ１０の残存長に基づき、繰り出しボビン１２の減速レートを算出する（ステップＳ１６）。
図７は、上記のように繰り出しボビン１２の減速レートを算出するためのデータベースの例を示す図である。図７に示すデータベース８０は、スクリーニング試験の前に、繰り出しボビン１２の種類、これに巻かれた光ファイバ１０の種類、長さ等に応じて、予め取得されて記憶部７０８に記憶されているものである。
データベース８０には、繰り出しボビン１２の回転数の範囲に対して、これに対応する光ファイバ１０の残存長の範囲が記録されている。さらに、データベース８０には、光ファイバ１０の残存長の範囲に対して、これに対応する繰り出しボビン１２の減速レートの範囲が記録されている。このようなデータベース８０を参照することにより、ＣＰＵ７０２は、ステップＳ１５において光ファイバ１０の残存長を算出し、ステップＳ１６において繰り出しボビン１２の減速レートを算出することができる。なお、繰り出しボビン１２の減速レートを算出するためのデータベースは、図７に示すデータベース８０のようなものに限定されるものではなく、種々の形式のデータベースを用いることができる。
なお、繰り出しボビン１２の回転数と繰り出しボビン１２の減速レートとを直接対応付けたデータベースを用意してもよい。このようなデータベースを参照することにより、ＣＰＵ７０２は、繰り出しボビン１２の回転数から繰り出しボビン１２の減速レートを直接算出することもできる。
ＣＰＵ７０２は、ステップＳ１６において算出した繰り出しボビン１２の減速レートに基づき、第１のキャプスタン１４の減速レートを算出する（ステップＳ１７）。具体的には、ＣＰＵ７０２は、繰り出しボビン１２の減速レートＲｓ及び第１のキャプスタン１４の減速レートＲｃについて、減速レートＲｓ及び減速レート比Ｒｃ／Ｒｓが上記式（１）を満足するように、第１のキャプスタン１４の減速レートＲｃを設定する。また、ＣＰＵ７０２は、減速レートＲｓ及び減速レート比Ｒｃ／Ｒｓが上記式（２）を満足するように、第１のキャプスタン１４の減速レートＲｃを設定することもできる。こうして、繰り出しボビン１２の減速レートＲｓに応じて、第１のキャプスタン１４の減速レートＲｃを設定する。
次いで、ＣＰＵ７０２は、出力部７１４を介して、ドライバ７２４に対して停止指示信号を出力する。ＣＰＵ７０２から停止指示信号が入力されたドライバ７２４は、サーボモータ５４に対して停止信号を出力する。ドライバ７２４からサーボモータ５４に停止信号が入力されることにより、サーボモータ５４の回転駆動の停止が指示される（ステップＳ１８）。
さらに、ＣＰＵ７０２は、ドライバ７２４に対して、上記のように停止指示信号を出力するとともに、減速レート設定指示信号を出力する。減速レート設定指示信号は、第１のキャプスタン１４の減速レートを、ステップＳ１６において繰り出しボビン１２の減速レートに基づき算出された減速レートに設定することを指示する制御信号である。
ＣＰＵ７０２から減速レート設定指示信号が入力されたドライバ７２４は、サーボモータ５４に対して減速レート設定信号を出力する。ドライバ７２４からサーボモータ５４に減速レート設定信号が入力されることにより、サーボモータ５４の回転が一定の割合で減速するように設定される。これにより、回転が停止される第１のキャプスタン１４に、ステップＳ１７で算出された減速レートが設定される（ステップＳ１９）。
第１のキャプスタン１４は、上記のようにして設定された減速レートで減速しつつ回転を停止する（ステップＳ２０）。
第１のキャプスタン１４の回転の停止後、繰り出しボビン１２の回転が停止する（ステップＳ２１）。
こうして、光ファイバ１０の断線が発生すると、繰り出しボビン１２の回転及び第１のキャプスタン１４の回転を停止するように繰り出しボビン１２及び第１のキャプスタン１４が制御部７０により制御される。なお、制御部７０は、第２のキャプスタン１８の回転及び巻き取りボビン２０の回転を停止するように第２のキャプスタン１８及び第２のキャプスタン１８もあわせて制御する。
このように、本実施形態によれば、光ファイバ１０の断線の発生により光ファイバ１０の移送を停止する制御に際して、繰り出しボビン１２の減速レートに応じて、第１のキャプスタン１４の減速レートを設定する。これにより、繰り出しボビン１２の重量によらず、繰り出しボビン１２の側でのファイバ叩きの発生を抑制又は防止することができる。また、本実施形態では、上記のように第１のキャプスタン１４の減速レートを設定するために制御部７０以外に新たな部材、部品、構造物等を必要としないため、ファイバ叩きの発生の抑制又は防止を低廉に実現することができる。
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による光ファイバのスクリーニング装置及び光ファイバのスクリーニング方法について図８を用いて説明する。図８は、本実施形態による光ファイバのスクリーニング装置を示すブロック図である。なお、上記第１実施形態による光ファイバのスクリーニング装置及び光ファイバのスクリーニング方法と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
上記第１実施形態では、回転数計６２により計測された繰り出しボビン１２の回転数に基づき、繰り出しボビン１２の減速レートを算出する場合について説明したが、他の計測値に基づき、繰り出しボビン１２の減速レートを算出することができる。
本実施形態による光ファイバのスクリーニング装置の基本的構成は、第１実施形態による光ファイバのスクリーニング装置１の構成とほぼ同様である。本実施形態による光ファイバのスクリーニング装置は、繰り出しボビン１２の回転数を計測する回転数計６２に代えて、繰り出しボビン１２の重量を計測する重量計を有する点で、第１実施形態による光ファイバのスクリーニング装置１とは異なっている。
図８に示すように、本実施形態による光ファイバのスクリーニング装置１０１は、回転数計６２に代えて、繰り出しボビン１２の重量を計測する重量計６４が設けられている。重量計６４としては、例えばロードセルが用いられている。
繰り出しボビン１２に設けられた重量計６４は、スクリーニング試験を行っている間、繰り出しボビン１２の重量を計測し、計測した重量に応じた計測信号を出力する。ＣＰＵ７０２には、重量計６４から出力された計測信号が入力部７１２を介して入力される。
ＣＰＵ７０２は、重量計６４から入力された計測信号に基づき、サーボモータ５２の回転駆動の停止が指示されたときの繰り出しボビン１２の繰り出しボビン１２に巻かれて残存している光ファイバ１０の重量、すなわち光ファイバ１０の残存重量を取得する。さらに、ＣＰＵ７０２は、記憶部７０８に記憶されているデータベースを参照して、取得した光ファイバ１０の残存重量に基づき、繰り出しボビン１２の減速レートを算出する。
記憶部７０８には、光ファイバ１０の残存重量と繰り出しボビン１２の減速レートとの相関関係が予め取得されてデータベースとして記憶されている。ＣＰＵ７０２は、このデータベースを参照することにより、算出した光ファイバ１０の残存重量に基づき、繰り出しボビン１２の減速レートを算出する。
本実施形態のように、繰り出しボビン１２の重量を重量計６４により計測して光ファイバ１０の残存重量を取得し、光ファイバ１０の残存重量に基づき、繰り出しボビン１２の減速レートを算出してもよい。
［他の実施形態］
上記実施形態によるスクリーニング装置１、１０１の制御部７０は、プログラマブルロジックコントローラその他のコンピュータ装置のＣＰＵ等のプロセッサにより実行されるコンピュータプログラムである制御プログラムに基づき実現することができる。このような制御プログラムは、上記実施形態において説明した各動作及び各処理を実現するステップをコンピュータ装置のプロセッサに実行させるプログラムとして作成することができる。制御プログラムの一部又は全部は、これを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体により提供することができる。このような記録媒体としては、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc-Read Only Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリその他のフラッシュメモリ等を例示することができる。また、制御プログラムの一部又は全部は、ネットワークを介して提供することもできる。
［変形実施形態］
本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、スクリーニング装置１について図１に示す所定の数のプーリ及びダンサーを有する装置構成を例に説明したが、プーリ及びダンサーの数は図１に示す場合に限定されるものではない。プーリ及びダンサーの数は、適宜変更することができる。
また、上記実施形態では、繰り出しボビン１２、第１のキャプスタン１４、第２のキャプスタン１８、及び巻き取りボビン２０を回転駆動するモータとしてサーボモータ５２、５４、５８、６０を用いる場合を例に説明した。しかしながら、繰り出しボビン１２、第１のキャプスタン１４、第２のキャプスタン１８、及び巻き取りボビン２０を回転駆動するモータは、サーボモータに限定されるものではなく、種々のモータを用いることができる。
また、上記実施形態では、繰り出しボビン１２の減速レートを算出する際に、光ファイバ１０の残存長又は残存重量を取得していたが、上記以外の方法で光ファイバ１０の残存長又は残存重量を取得することができる。
例えば、スクリーニング試験の開始からの経過時間を計測するタイマを設け、移送される光ファイバ１０の線速とタイマにより計測された経過時間とから、繰り出しボビン１２から繰り出された光ファイバ１０の長さを算出する。次いで、繰り出された光ファイバ１０の長さと、初期に繰り出しボビン１２に巻かれていた光ファイバ１０の長さとから光ファイバ１０の残存長を算出する。また、光ファイバ１０の単位長さ当たりの重量を用いて、算出された光ファイバ１０の残存長を光ファイバ１０の残存重量に変換することができる。
また、例えば、計尺計を用いて、繰り出しボビン１２から繰り出された光ファイバ１０の長さを計尺し、計尺された光ファイバ１０の長さと、初期に繰り出しボビン１２に巻かれていた光ファイバ１０の長さとから光ファイバ１０の残存長を算出することもできる。
また、上記実施形態では、光ファイバ１０についてスクリーニング試験を行う場合を例に説明したが、本発明は、光ファイバのほか、ワイヤ、ケーブル、電線等の線状体の耐張力性能を試験するスクリーニング試験に広く適用することができる。
１、１０１…スクリーニング装置
１０…光ファイバ
１２…繰り出しボビン
１４…第１のキャプスタン
１６…スクリーニング部
１８…第２のキャプスタン
２０…巻き取りボビン
６２…回転数計
６４…重量計
７０…制御部

Claims (8)

  1. 光ファイバを繰り出す繰り出しボビンと、
    前記繰り出しボビンから繰り出された前記光ファイバに張力を印加する張力印加部と、
    前記繰り出しボビンから繰り出された前記光ファイバを前記張力印加部に送り込むキャプスタンと、
    前記張力印加部により前記張力が印加された前記光ファイバを巻き取る巻き取りボビンと、
    前記張力印加部により印加される前記張力により前記光ファイバの断線が発生した場合に、前記繰り出しボビンの回転及び前記キャプスタンの回転を停止するように前記繰り出しボビン及び前記キャプスタンを制御する制御部であって、前記繰り出しボビンの減速レートに応じて前記キャプスタンの減速レートを設定する制御部と
    を有し、
    前記制御部は、前記繰り出しボビンの前記減速レートをｘ、前記繰り出しボビンの前記減速レートに対する前記キャプスタンの前記減速レートの割合をｙとして、ｘ及びｙが次式（１）を満足するように前記キャプスタンの前記減速レートを設定することを特徴とする光ファイバのスクリーニング装置。
    ４．１×１０ −５ ｘ＋１．００２＜ｙ＜８．３×１０ −５ ｘ＋１．１４１ …（１）
  2. 前記制御部は、ｘ及びｙが次式（２）を満足するように前記キャプスタンの前記減速レートを設定することを特徴とする請求項１記載の光ファイバのスクリーニング装置。
    ０．９×（６．２×１０−５ｘ＋１．０７２）≦ｙ≦１．１×（６．２×１０−５ｘ＋１．０７２） …（２）
  3. 前記制御部は、前記繰り出しボビンの回転数に基づき、前記繰り出しボビンの前記減速レートを算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバのスクリーニング装置。
  4. 前記制御部は、前記繰り出しボビンの重量に基づき、前記繰り出しボビンの前記減速レートを算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバのスクリーニング装置。
  5. 繰り出しボビンから光ファイバを繰り出すステップと、
    前記光ファイバをキャプスタンにより張力印加部に送り込むステップと、
    前記張力印加部により前記光ファイバに張力を印加するステップと、
    前記張力印加部により前記張力が印加された前記光ファイバを巻き取りボビンで巻き取るステップと、
    前記張力印加部により印加される前記張力により前記光ファイバの断線が発生した場合に、前記繰り出しボビンの回転及び前記キャプスタンの回転を停止するステップであって、前記繰り出しボビンの減速レートに応じて前記キャプスタンの減速レートを設定するステップと
    を有し、
    前記繰り出しボビンの前記減速レートをｘ、前記繰り出しボビンの前記減速レートに対する前記キャプスタンの前記減速レートの割合をｙとして、ｘ及びｙが次式（１）を満足するように前記キャプスタンの前記減速レートを設定することを特徴とする光ファイバのスクリーニング方法。
    ４．１×１０ −５ ｘ＋１．００２＜ｙ＜８．３×１０ −５ ｘ＋１．１４１ …（１）
  6. ｘ及びｙが次式（２）を満足するように前記キャプスタンの前記減速レートを設定することを特徴とする請求項５記載の光ファイバのスクリーニング方法。
    ０．９×（６．２×１０−５ｘ＋１．０７２）≦ｙ≦１．１×（６．２×１０−５ｘ＋１．０７２） …（２）
  7. 前記繰り出しボビンの回転数に基づき、前記繰り出しボビンの前記減速レートを算出することを特徴とする請求項５又は６に記載の光ファイバのスクリーニング方法。
  8. 前記繰り出しボビンの重量に基づき、前記繰り出しボビンの前記減速レートを算出することを特徴とする請求項５又は６に記載の光ファイバのスクリーニング方法。
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