JPS63201536A - 光フアイバ線引装置用紫外線照射器の紫外線照度測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ファイバ用母材から光ファイバを紡糸した後
、外周に塗布した被覆用紫外線硬化樹脂を硬化するため
紫外線光（以下ＵＶ光という。）を照射する紫外線照射
器（以下ＵＶ炉という。）からのＵＶ光の照度を直接測
定する紫外線照度測定器に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、光ファイバ線引装置用ＵＶ炉の紫外線照度を測定
する方法としては、一部のｔＪＶ炉において簡便なもの
が使用されていたのみにすぎない。

たとえば、この種のＵＶ炉では、第４図に示すように、
実際に光ファイバが走行する石英管４５に照射するＵＶ
光でなく、集光ミラ４２の採光孔４３から洩れてくるＵ
Ｖランプ４１からのＵＶ光を光電変換器、たとえばフォ
トレジスタ４４に導き、フォトレジスタ４４の抵抗値変
化を電圧に変換してＵＶ光強度をモニタしている。

従来のＵＶ光強度モニタ法では、ＵＶ光の長期間におけ
る強度劣化についである程度の指標を得ることはできる
。ただし集光ミラ４２や石英管４５の汚れによる照度劣
化は解らない。

従来は、実際に光ファイバに照射される位置でのＵＶ光
の照度を測定し、紫外線硬化樹脂の硬化度を管理する測
定器はなく、製造された光ファイバをサンプリングし、
紫外線硬化樹脂の硬化度を測定し、ＵＶ炉の条件にフィ
ードバックさせることにより紫外線照度管理を行ってい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来は、光ファイバに被覆された紫外線硬化樹脂がＵＶ
光を照射される位置での紫外線照度の測定ができないこ
とから、ＵＶ光の出力照度管理は困難であり、高品質の
光ファイバを得るためには、製造された光ファイバの紫
外線硬化樹脂の硬化度を常に監視してＵＶ炉の出力を調
整する必要があった。またＵＶ炉の劣下も、紫外線硬化
樹脂の硬化度を通してのみ知ることができるだけである
。

さらに、各種のＵＶ炉の性能、たとえば照射強度を評価
する意味で、光ファイバの走行位置でのＵＶ光の照度を
測定することは重要であるが、このような各種のＵＶ炉
の性能比較も困難である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の紫外線照度測定器は、従来の問題点を解決する
ため、ＵＶ炉内の光ファイバにＵＶ光が照射する位置に
挿入し、ＵＶ光を採光・導光する管状筐体と、管状筐体
の端部に結合した、前記の採光・４光した紫外線の照度
を測定・表示処理する照度測定部とを備えて構成され、
前記管状筐体は、底部側面に開口した水平方向から入射
するＵＶ光を絞り、指向性を与えるための採光孔と、採
光孔に対面して配置し、採光した紫外線光の光路を鉛直
上方に曲折させるプリズムまたは反射鏡と、光路を曲折
したＵＶ光を上方に導く石英系光ファイバとからなる導
光部を備えてなり、前記照度測定部は、前記導光部から
出射するＵＶ光から、熱線吸収フィルタおよび紫外線透
過干渉フィルタにより特定紫外線域波長成分のみを選択
透過させる調光部と、調光部により選択透過された紫外
線域波長成分の光にのみ分光感度を有するフォトダイオ
ードまたはフォトレジスタからなる光電変換部と、光電
変換部からの出力電気信号を増幅処理し、表示に適する
信号に変換する信号処理部と、信号処理部からの出力表
示信号を表示する表示部とを備えてなることを特徴とし
、とくに管状筐体の導光部を形成する石英系光ファイバ
は、最外層に、セラミック接着剤により固定したステン
レスパイプの耐熱性被覆を施したことを特徴としている
。

〔作　　用〕

本発明の紫外線照度測定器は、管状筐体を、ＵＶ炉内の
光ファイバにＵＶ光が照射する位置に挿入し、ＵＶ光の
照度を直接測定するものであることから、光ファイバの
製造に際し、本発明の紫外線照度測定器を定期的に用い
てＵＶ炉の出力を調整することにより、常に一定のＵＶ
光を光ファイバに被覆した紫外線硬化樹脂に照射するこ
とができ、紫外線硬化樹脂の硬化度を容易に管理できる
。

さらに本発明によるＵＶ炉内に挿入し、採光したＵＶ光
を導光する石英光ファイバは、セラミック接着剤で接着
・固定したステンレスパイプによる耐熱性被覆を施すこ
とにより、通常ＵＶ炉内の温度がＵＶランプからの赤外
光により３００〜５００℃以上の高温になるのに対して
も測定上の制約を受けることはない。以下図面にもとづ
き、実施例について説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の構成概要を示す図である。

４はＵＶ光照度測定器の管状筺体、５は管状筺体４の底
部側面に設けられたＵＶ光を採光する採光孔、６は採光
したＵＶ光の光路を管状筺体４の長手軸方向に直角鉛直
に曲げるプリズムである。プリズム６の代りに反射鏡を
適用してもよい。７および１７は採光したＵＶ光を導光
する石英光ファイバ８を保持するスリーブで、必要に応
じスリーブ７には入射するＵＶ光を平行光線に調整する
レンズを備えることもある０本実施例は、プリズム６、
スリーブ７、石英光ファイバ８が管状筺体４に収納され
、導光部を形成する。石英光ファイバ８の一部はセラミ
ック接着剤被覆が施され、さらにステンレスパイプで補
強されたセラミック接着剤被覆ステンレスパイプ９で被
覆され、１０００℃以上の耐熱性を有した構造となって
いる。

石英光ファイバ８の他端のスリーブ１７の出力端部に近
接して熱線吸収フィルタ１）、紫外線透過干渉フィルタ
１２を配置し、特定波長のＵＶ光を選択的に透過させる
調光部を構成する。

さらにフォトダイオード１３またはフォトレジスタなど
からなる光電変換部を備え、光電変換部により変換出力
する電気信号は増幅・表示信号に処理する信号処理器１
４からなる信号処理部および信号処理器１４の出力を表
示するメータ１５からなる表示部に送られる。１６は調
光部、光電変換部、信号処理部および表示部からなる照
度測定部である。

ｌはＵＶ炉で、ＵＶランプ２から発生したＵＶ光は、直
接または図示しない反射鏡により石英管３の中心に集束
する。本発明によるＵＶ光照度測定器の管状筺体４を石
英管３内に挿入すると、採光孔５からＵＶ光が測定器本
体の管状筺体４内に入射され、プリズム６により鉛直上
方に導かれる。

さらにスリーブ７．１７によって固定された石英光ファ
イバ８の一方の端に入射されたＵＶ光は、測定器本体の
管状筐体４と離れて位置する。すなわちＵ■炉炉外外設
置された調光部において、熱線吸収フィルタ１）および
紫外線透過干渉フィルタ１２により紫外線域の一定波長
成分で、通常は紫外線硬化樹脂の硬化に最も寄与してい
るとされている３６５ｎｍの波長成分のみとなり、フォ
トダイオード１３に入射される。このフォトダイオード
１３で形成される光センサの出力を、適宜増幅などの表
示信号処理を信号処理器により行い、指示計のメータ１
５に表示させることにより、石英光ファイバ８中の走行
部を通して採光したＵＶ光の照度を定量的に測定するこ
とができる。

またＵ■炉炉内内温度はＵＶランプ２からの赤外光によ
り３００〜５００℃以上となるが、本発明の照度測定器
は、ＵＶ炉炉内内挿入される部分の管状筺体４が、これ
らの温度範囲において測定上制約を受けることはない。

最も問題となるのは、石英光ファイバ８の被覆材である
が、本発明においては、ステンレスパイプ中にセラミッ
ク接着剤を用い、また支持部材のスリーブ７に石英光フ
ァイバ８を固定するのにもセラミック接着剤を用いるこ
とにより、何ら問題はなくなる。なお、高温にさらされ
ない位置では、たとえば、ナイロン被覆１０を施すだけ
でもよい。

ＵＶ炉炉内内挿入される測定器本体の管状筺体４には石
英光ファイバ８およびプリズム６のみ収容すればよいの
で小型化ができ、測定器自身の影の影響で測定される照
度が実際の照度と大きく異るというような不都合もなく
なる。

測定器を精密なＸ−Ｙステージに固定して移動させると
、芯ずれによるＵｖ光照度の低下を評価することができ
る。また測定器の軸を中心に回転できるようにして、方
向にょろりｖ光の照度の変化も容易に測定できる。

第３図に本実施例の測定器を用いて測定したＵＶ炉内の
照度分布の一例を示す。中心０からの距離がその方向の
ＵＶ光の照度を示す。３６０μｍ〜３７０μｍの波長域
で最高３０ｍＷ／ｃｍ”の照度が得られている。図中、
下の約９０゛にわたり強度が落ちるのは、測定器自体の
影によってＵＶ光がさえぎられるためである。測定器自
体を小型化するごとにより、測定可能領域を広げること
ができる。

第２図は本発明の他の実施例の構成概要を示す図である
。本実施例においては、石英光ファイバ２３の被覆に剛
性を持たせ、自立型とすることにより、ＵＶ炉内に挿入
する部分の管状筺体２００を非常に小型とすることがで
きる。プリズム２１はスリーブ２２に直接固定され、さ
らにスリーブ２２内にはセラミック接着剤によって石英
光ファイバ２３が固定されている。石英光ファイバ２３
は傷による損傷を防ぐため、第１図の実施例と同様、ス
テンレスパイプとセラミック接着剤によりセラミック接
着剤被覆ステンレスパイプ２４の被覆を施しである。

プリズム２１のＵＶ光採光面に採光孔２０を設けである
。石英光ファイバ２３のスリーブ２５に固定されたー他
方の端には、調光部である熱線吸収フィルタ２６、紫外
線透過干渉フィルタ２７が設置され、フォトダイオード
２８に入射する以前に紫外域の光のみを取り出す。フォ
トダイオード２８で得られる信号は信号処理器２９で適
宜増幅され、表示部のメータ３０により照度を表示する
。３１はＵＶ炉外に配置する照度測定部である。本実施
例はＵＶ炉内に挿入する管状筐体２００の外径を小型に
できるので、広範囲の照度分布を、ＵＶ炉中の石英管と
本測定器が互いに当ることもなく測定できる。また測定
器自体の影も小さいのでＵＶランプと反対側のＵＶ光の
照度を精密に測定することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のＵＶ光照度測定器は、Ｕ
Ｖ炉内の光ファイバにＵＶ光が照射する位置に挿入する
採光・導光部を備えた管状筐体と、Ｕ　Ｖ炉外に配置す
る照度測定部とから構成することにより、光ファイバ線
引装置に用いられるＵＶ炉の出力制御を行う際、定量的
にリアルタイムでの照度制御を容易に行うことができる
。

ｔＪＶ光照度と紫外線硬化樹脂の硬化度の関係は実験に
より求められるので、光ファイバ製造に際し、定期的に
本発明の照度測定器を用いてＵＶ炉の出力を調整すれば
、常に一定のＵＶ光が光ファイバに被覆された紫外線硬
化樹脂に照射されるので、紫外線硬化樹脂の硬化度を容
易に管理でき、したがって高品質の光ファイバを容易に
製造できる。

またこのようなＵＶ炉の出力管理を行えることから、Ｕ
Ｖ炉の劣化は一目瞭然となる。したがって各種のＵＶ炉
の性能も高精度で比較することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の紫外線照度測定器の実施
例１および２の構成概要図、第３図は本発明の実施例１
により得られた測定データ、第４図は従来の紫外線照度
管理の例を示す図である。 ■・・・Ｕｖ炉、２・・・ＵＶランプ、３川石英管、４
．２００・・・管状筐体、５．２０・・・採光孔、６．
２１・・−プリズム、７．１？、２２．２５・・・スリ
ーブ、８，２３・・・石英光ファイバ、９．２４・・・
セラミック接着剤被覆ステンレスパイプ、ＩＯ・・・ナ
イロン被覆、ＩＬ２６・・・熱線吸収フィルタ、１２．
２７・・・紫外線透過干渉フィルタ、１３．２８・・・
フォトダイオード、１４．２９・・・信号処理器、１５
．３０・・・メータ、１６．３１・・・照度測定部、４
１・・・ＵＶランプ、４２・・・集光ミラ、４３・・・
採光孔、４４・・・フォトレジスタ、４５・・・石英管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバ紡糸後塗布した被覆用紫外線硬化樹脂
   を照射して硬化する光ファイバ線引装置用紫外線照射器
   内の紫外線照度を測定する紫外線照度測定器であつて、 前記紫外線照射器内の光ファイバに紫外線が照射する位
   置に挿入し、前記紫外線を採光・導光する管状筺体と、 前記管状筐体の端部に結合した、前記採光・導光した紫
   外線の照度を測定・表示処理する照度測定部と を備えてなり、 前記管状筐体は、 前記管状筐体の底部側面に開口した水平方向から入射す
   る紫外線光を絞り、指向性を与えるための採光孔と、 前記採光孔に対面して配置し、前記採光した紫外線光の
   光路を鉛直上方に曲折させるプリズムまたは反射鏡と、 前記光路を曲折した紫外線光を上方に導く石英系光ファ
   イバと からなる導光部を備えてなり、 前記照度測定部は、 前記導光部から出射する紫外線光から、熱線吸収フィル
   タおよび紫外線透過干渉フィルタにより特定紫外線域波
   長成分のみを選択透過させる調光部と、 前記調光部により選択透過された紫外線域波長成分の光
   にのみ分光感度を有するフォトダイオードまたはフォト
   レジスタからなる光電変換部と、 前記光電変換部からの出力電気信号を増幅処理し、表示
   に適する信号に変換する信号処理部と、 前記信号処理部からの出力表示信号を表示する表示部と を備えてなる ことを特徴とする光ファイバ線引装置用紫外線照射器の
   紫外線照度測定器。
2. （２）前記管状筐体の導光部を形成する石英系光ファイ
   バは、最外層に、ステンレスパイプをセラミック接着剤
   により前記石英系光ファイバに固定した耐熱性被覆を施
   してなる ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ファイ
   バ線引装置用紫外線照射器の紫外線照度測定器。