JPH1183447A - テープ状物体の厚さ測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外径測定機を用いてテープ状物体の厚さを測
定する場合のテープ状物体の傾きによる測定誤差を無く
する。 【解決手段】 テープ状光ファイバ心線１に多少の傾き
があっても、テープ状光ファイバ心線の走行方向と直角
の方向からテープ状光ファイバ心線が傾きのない状態で
走行するとしたときのテープ状光ファイバ心線の厚さを
見通す方向から角度＋α及び−β（α、βは正の値）傾
いた方向へ投射する近接した２つの平行ビームによっ
て、そのまま影の幅を測定してａ及びｂとし、そのａ及
びｂからテープ状光ファイバ心線の真の厚さｔを算出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行するテープ状
光ファイバ心線等のテープ状物体の厚さの測定方法及び
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバケーブルに使用されるテープ
状光ファイバ心線として一般的なものは、図４に示す断
面を有するもので、平行に配置された複数本の光ファイ
バ心線１１に紫外線硬化型樹脂の一括被覆１２を施した
ものである。なお、光ファイバ心線１１としては、シン
グルモードガラスファイバに紫外線硬化型樹脂を施した
ものが多く使用されている。また、一括被覆の長い方の
外径は幅Ｗと呼ばれ、短い方の外径は厚さｔと呼ばれる
ことが多い。

【０００３】このようなテープ状光ファイバ心線は一般
に図５のような工程で製造される。図５において、Ｎ本
の光ファイバ心線５１はそれぞれリール５２から繰り出
され、ダンサーロール５３にて数十ｇ程度の張力を加え
られて、ガイドリール５４及び５５に導かれる。ガイド
リール５４、５５で光ファイバ心線５１は平行に配列さ
れ、塗布装置５６にて紫外線硬化型樹脂が光ファイバ心
線５１上に一括塗布される。なお、５７は紫外線硬化型
樹脂の供給装置である。

【０００４】一括塗布された線は紫外線照射炉５８に入
り一括塗布された樹脂が硬化され、テープ状光ファイバ
心線５９となる。その後テープ状光ファイバ心線５９
は、ガイドローラ６０、送り出しキャプスタン６１、張
力制御ダンサーローラ６２を経て、巻き取り装置６３に
よってリール６４に巻き取られる。

【０００５】光ファイバケーブルを製造するに当たって
は、テープ状光ファイバ心線は溝付きスペーサに溝内に
積層して収納されるが、テープ状光ファイバ心線の紫外
線硬化型樹脂からなる一括被覆の厚さが長さ方向に均一
でないと、その上に積層されるテープ状光ファイバ心線
は光ファイバケーブル内で不規則な曲がりを生じ、光フ
ァイバの伝送特性が悪化する。

【０００６】そのため、テープ状光ファイバ心線の一括
被覆の厚さが長さ方向に均一であるか否かのチェックが
必要であり、前記のテープ状光ファイバ心線の製造工程
においてガイドローラ６０の付近に、機械式あるいは光
学式の厚さ測定機を設置してテープ状光ファイバ心線の
厚さｔを連続的に測定することが行われる。

【０００７】機械式の場合、線速が大きくなると応答速
度が追いつかないといった問題、被覆が柔らかいと測定
機の圧力で変形するといった問題があり、精度が良くな
いので、光学式の測定機が一般的に使われる。光学式の
測定機としては、アンリツ株式会社製のＫＬ１５２Ａ外
径測定機があるが、これは図６のような装置で平行ビー
ム発生部２１から平行ビーム２２を発し被測定物２４の
側面から照射し、受光部２３での受光データから被測定
物の影の幅を算出するもので、被測定物が丸い線材であ
るときにはその外径を求めることが出来るので外径測定
機と呼ばれている。

【０００８】この測定機を使えばテープ状光ファイバ心
線の場合も、テープ状光ファイバ心線の厚さｔ又は幅Ｗ
の測定が可能である。即ち、図７（Ａ）のようにテープ
状光ファイバ心線の厚さを見通す方向に平行ビームを投
射するように設置すればテープ状光ファイバ心線１の厚
さｔの測定が出来、測定機を図７（Ｂ）のように９０度
回転させてテープ状光ファイバ心線の幅を見通す方向に
平行ビームを投射するように設置すれば、テープ状光フ
ァイバ心線１の幅Ｗの測定が出来る。

【０００９】しかし、外径測定機等を設置するためにガ
イドローラ等の装置に間隔を設けると、その間でテープ
状光ファイバ心線は完全な真直状態では走行せず、振動
を生ずるとか、わずかに捻れるということが起こる。

【００１０】一方、上述した外径測定機を水平に設置し
てテープ状光ファイバ心線の厚さｔを正確に測定するに
は、測定個所においてテープ状光ファイバ心線は図７
（Ａ）のように完全に常に水平状態でなければならな
い。丸い線材の場合は捻れが生じても外径は変わらない
ので外径測定には支障が生じないが、テープ状光ファイ
バ心線の場合には捻れが生じると図３のように被測定物
２５は傾くので影の幅は実際のテープ状光ファイバ心線
の厚さよりも大きくなって誤差を生じ、この方法では精
度の良い測定をすることが出来ない。３８０μｍの厚さ
のテープ状光ファイバ心線を測定した場合、約２０〜３
０μｍ程度実際の厚さよりも厚く測定されることがあ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来から使用されてい
る光学式の外径測定機を、テープ状光ファイバ心線の厚
さ測定に使用する場合には、テープ状光ファイバ心線の
走行における捻れによるテープの傾きがないようにしな
ければ正確な測定はできない。しかし、捻れを完全にな
くするには、ガイドローラの間隔を狭くするか、ガイド
ローラ間の張力を大きくする必要があるが、前者は測定
機の設置に支障が生じ、後者はテープ状光ファイバ心線
の特性に悪影響をもたらす恐れがある。本発明は、テー
プ状光ファイバ心線に捻れが発生し、テープ状光ファイ
バ心線が多少傾いても正確なテープ状光ファイバ心線の
厚さを測定することが可能な方法及び装置を提供するも
のである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明においては、テー
プ状光ファイバ心線に多少の傾きがあっても、テープ状
光ファイバ心線の走行方向と直角の方向からテープ状光
ファイバ心線が傾きのない状態で走行するとしたときの
テープ状光ファイバ心線の厚さを見通す方向から一定の
角度＋α及び−β（α、β共に正の値）傾いた方向へ投
射する近接した２つの平行ビームによって、そのまま影
の幅を測定して、その２つの値からテープ状光ファイバ
心線の真の厚さを算出する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、テープ状光ファイバ心線
１が水平方向からわずかに角度θだけ傾いている場合
に、水平方向から角度＋α、−β（α、β共に正の値）
傾いた平行ビームによって生じる影の幅との関係を求め
る図である。

【００１４】テープ状光ファイバ心線の形状は両端が半
円で幅方向に両面は平行であるので、テープ状光ファイ
バ心線の真の厚さをｔ、真の幅をＷとし、テープ状光フ
ァイバ心線の傾きがないとしたときの厚さを見通す方向
（図１では水平方向）からのテープ状光ファイバ心線の
傾き角をθ、水平方向から角度＋αだけ傾いた方向に見
通した場合の影の幅をａ、水平方向から角度−βだけ傾
いた方向に見通した場合の影の幅をｂ、垂直方向（傾き
がないとしたときのテープ状光ファイバ心線の幅を見通
す方向）の影の幅をｃとすると、 ａ＝（Ｗ−ｔ）ｓｉｎ｜α−θ｜＋ｔ ……（１） ｂ＝（Ｗ−ｔ）ｓｉｎ｜β＋θ｜＋ｔ ……（２） ｃ＝（Ｗ−ｔ）ｃｏｓ｜θ｜＋ｔ ……（３） という関係が成り立つ。

【００１５】また、これらのａ、ｂ、ｃを測定するに当
たっては、図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）のように外径測定機
を設置する。即ち、ａを測定する場合は図２（Ａ）のよ
うに平行ビームが水平方向から予め設定した角度＋αだ
け傾いた方向に投射されるように設置し、ｂを測定する
場合は図２（Ｂ）にように平行ビームが水平方向から予
め設定した角度−βだけ傾いた方向に投射されるように
設置し、ｃを測定する場合は図２（Ｃ）のように垂直方
向に平行ビームが投射されるように設置する。なお、図
２（Ａ）、図２（Ｂ）の２台の外径測定機はテープ状光
ファイバ心線１の傾き角θが変化しないような近接した
位置に設置する必要がある。

【００１６】テープ状光ファイバ心線１の傾き角θは大
きくても２°（０．０３５ｒａｄ）以下なので、上記の
（３）式は、次のように近似される。 ｃ＝（Ｗ−ｔ）＋ｔ＝Ｗ この式から分かるように、ｃは傾き角θの影響は殆ど受
けない。そして，（１）（２）式におけるＷはｃに置き
換えることも出来る。更にＷの誤差が厚さｔに与える影
響は小さいので、Ｗを一定値、例えば設計値Ｗｏとする
ことも出来る。従って、ｃを測定するために設置した垂
直方向の外径測定機は、テープ状光ファイバ心線の厚さ
の測定においては必ずしも必要でない。しかし、幅Ｗが
設計値通りであるか否かをチェックするために垂直方向
の外径測定機を設置するのなら有効である。なお、垂直
方向の外径測定機を設置している場合は、Ｗの値として
ｃの値を使用することが望ましい。

【００１７】また、上記の（１）及び（２）式から、
α、β、Ｗは既知であるので、ａ、ｂが分かれば、テー
プ状光ファイバ心線の傾き角θに関係なくテープ状光フ
ァイバ心線の真の厚さｔを求めることが出来る。また、
平行ビームの傾き角を設定するα、βを、テープ状光フ
ァイバ心線の傾き角の絶対値の最大値以上で、かつあま
り大きくない値、即ちｓｉｎ（θ）＝θと近似出来る程
度の値に設定すると、（１）及び（２）式は、 ａ＝（Ｗ−ｔ）×（α−θ）＋ｔ ……（４） ｂ＝（Ｗ−ｔ）×（β＋θ）＋ｔ ……（５） と近似される。

【００１８】この（４）及び（５）式からｔを求める
と、 ｔ＝（ａ＋ｂ−Ｗα−Ｗβ）／（２−α−β）……（６） となり、テープ状光ファイバ心線の真の厚さｔは、ａ、
ｂとテープ状光ファイバ心線の幅Ｗ及び外径測定機の傾
き角α、−βが分かれば、テープ状光ファイバ心線の傾
き角θが分からなくとも計算で算出することが出来る。

【００１９】なお、このような簡易式を適用するには
α、βは、テープ状光ファイバ心線の傾き角の絶対値の
最大値以上で、かつあまり大きくない値、即ちｓｉｎ
（θ）＝θと近似出来る程度の値に設定する必要がある
ので、２°（０．０３５ｒａｄ）〜５°（０．０８７ｒ
ａｄ）の範囲で選択することが望ましい。また、α、β
は同じ値であっても、異なる値であってもかまわない。

【００２０】なお以上の説明では、被測定物体をテープ
状光ファイバ心線として説明してきたが、被測定物体は
テープ状の物体であればテープ状光ファイバ心線に限る
ものではない。但し、テープ状物体の断面形状が細長い
長方形であれば、テープの端部が半円でなく角ばってい
るので、上記の（６）式は、 ｔ＝（ａ＋ｂ−Ｗα−Ｗβ）／２ として計算する必要がある。

【００２１】

【発明の効果】本発明においては、テープ状物体に多少
の傾きがあっても、テープ状物体の走行方向と直角の方
向からテープ状物体が傾きのない状態で走行するとした
ときのテープ状物体の厚さを見通す方向から予め設定し
た２つの異なる角度＋α及び−β傾いた方向へ投射する
近接した２つの平行ビームによって、そのまま影の幅を
測定して、その２つの値からテープ状物体の真の厚さを
算出することとしたので、走行するテープ状物体の厚さ
を連続して測定することが可能であり、局部的な厚さ変
動を見過ごすことが無くなる。また、外径測定機を２台
組み合わせるだけで、精度の良い測定が連続して可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】テープ状光ファイバ心線の傾き角と水平方向か
ら傾斜した方向に投射される平行ビームで生じる影の幅
との関係を示す図である。

【図２】傾いたテープ状光ファイバ心線を３つの方向に
投射する平行ビームを有する外径測定機で測定した場合
を示す図であって、（Ａ）は平行ビームが水平方向から
角度＋αだけ傾いている場合、（Ｂ）は平行ビームが水
平方向から角度−βだけ傾いている場合、（Ｃ）は平行
ビームが垂直方向である場合を示す。

【図３】傾いたテープ状光ファイバ心線を水平方向の平
行ビームを有する外径測定機で測定した場合を示す図で
ある。

【図４】テープ状光ファイバ心線の断面図である。

【図５】テープ状光ファイバ心線の製造工程を示す図で
ある。

【図６】外径測定機の原理図である。

【図７】外径測定機をテープ状光ファイバ心線の測定に
適用した場合を示す図であって、（Ａ）は厚さを見通す
方向に平行ビームで厚さを測定する場合を、（Ｂ）は幅
を見通す方向の平行ビームで幅を測定する場合を示す。

【符号の説明】

１：テープ状光ファイバ心線 Ｗ：テープ状光ファイバ心線の幅 ｔ：テープ状光ファイバ心線の厚さ ａ：傾きがないとしたときの厚さを見通す方向から角度
＋αだけ傾斜した方向に投射される平行ビームによる影
の幅 ｂ：傾きがないとしたときの厚さを見通す方向から角度
−βだけ傾斜した方向に投射される平行ビームによる影
の幅 ｃ：傾きがないとしたときの幅を見通す方向の平行ビー
ムによる影の幅 θ：テープ状光ファイバ心線の傾き角 １１：光ファイバ心線 １２：一括被覆 ２１：平行ビーム発生部 ２２：平行ビーム ２３：受光部 ２４、２５：被測定物

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行するテープ状物体の厚さを測定する
   方法において、少なくともテープ状物体の走行方向と直
   角の方向であってかつテープ状物体が傾きのない状態で
   走行するとしたときのテープ状物体の厚さを見通す方向
   から２つの異なる一定の角度＋α及び−β（α、β共に
   正の値）傾いた方向へ投射する近接した２つの平行ビー
   ムによって得られるテープ状物体の影の幅ａ及びｂを測
   定し、ａ及びｂからテープ状物体の厚さを算出すること
   を特徴とするテープ状物体の厚さ測定方法。
2. 【請求項２】 角度α、βは、テープ状物体の傾き角θ
   の絶対値の最大値よりも大きく、２°（０．０３５ｒａ
   ｄ）〜５°（０．０８７ｒａｄ）の範囲の一定値である
   ことを特徴とする請求項１に記載のテープ状物体の厚さ
   測定方法。
3. 【請求項３】 走行するテープ状物体の厚さを測定する
   装置において、テープ状物体の走行方向と直角の方向で
   あってかつテープ状物体が傾きのない状態で走行すると
   したときのテープ状物体の厚さを見通す方向から一定の
   傾き角度＋α及び−β（α、β共に正の値）で投射する
   平行ビームを有しお互いに近接した位置に設置された２
   台の外径測定機と、外径測定装置の測定結果を基にテー
   プ状物体の厚さを算出する算出装置を有することを特徴
   とするテープ状物体の厚さ測定装置。