特許 7435302 光ファイバケーブルの製造方法、光ファイバケーブルの製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-13

(45)【発行日】2024-02-21

(54)【発明の名称】光ファイバケーブルの製造方法、光ファイバケーブルの製造装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/44 20060101AFI20240214BHJP

【ＦＩ】

G02B6/44 391

G02B6/44 366

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020108191

(22)【出願日】2020-06-23

(65)【公開番号】P2022003378

(43)【公開日】2022-01-11

【審査請求日】2022-12-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002343

【氏名又は名称】弁理士法人 東和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 裕久

【審査官】大西 孝宣

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１２３２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－０２７２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１１６０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０６６３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４１３９３０６（ＵＳ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１００１５３１３（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ６／４４

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ － ２１／９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数本の光ファイバ心線若しくは光ファイバテープ心線を束ねたものの外周囲に上巻きテープを螺旋状に巻回して形成されたケーブルコアを走行させ、光ファイバケーブルを製造する、光ファイバケーブルの製造方法であって、
前記ケーブルコアに光を照射する工程と、
前記ケーブルコアから反射する光によって形成されて前記上巻きテープが白飛びした反射光画像を取得する工程と、
取得した前記反射光画像から、前記上巻きテープ間の白飛びしていない隙間の有無を画像処理で検知する工程と、
前記上巻きテープ間の隙間を検知した場合、前記ケーブルコアの走行を停止させる工程と、
を含む、光ファイバケーブルの製造方法。

【請求項2】

前記ケーブルコアに光を照射する工程において、前記ケーブルコアが、2500ルクス以上の光で照射されている、請求項１に記載の光ファイバケーブルの製造方法。

【請求項3】

前記上巻きテープ間の隙間の有無を画像処理で検知する工程において、
取得した前記反射光画像を前記ケーブルコアの長手方向に走査して前記反射光画像の色変化のエッジの有無を検出する工程を含む、請求項１または請求項２に記載の光ファイバケーブルの製造方法。

【請求項4】

複数本の光ファイバ心線若しくは光ファイバテープ心線を束ねたものの外周囲に上巻きテープを螺旋状に巻回して形成されたケーブルコアを走行させる走行装置と、
前記ケーブルコアに光を照射する照射装置と、
前記ケーブルコアから反射する光によって形成されて前記上巻きテープが白飛びした反射光画像を取得する反射光取得装置と、
取得した前記反射光画像から、前記上巻きテープ間の白飛びしていない隙間の有無を画像処理で検知する画像処理装置と、
を備える、光ファイバケーブルの製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光ファイバケーブルの製造方法、光ファイバケーブルの製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

多心の光ファイバケーブルは、複数の光ファイバ心線を単心のまま、もしくは、数心の光ファイバ心線をテープ状にした光ファイバテープ心線を束ね、または、複数枚の光ファイバテープ心線をスロットロッドに収納し、上巻きテープで覆ってケーブルコアとした後、外周全体を押出成形により外被（シースともいう）で覆われる。
例えば、特許文献１には、スロットロッドとテープ状光ファイバ心線にそれぞれ所定の張力を与えながら集合装置に供給し、集合装置でテープ状光ファイバ心線をスロット溝に収納し、上巻きテープで覆った後にドラムに巻き取る技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－１５５２４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、上巻きテープをスロットロッドに螺旋状に重ねて巻き付ける場合に、例えば上巻きテープに生じる張力が変動する、などして、上巻きテープが折れて捲れあがったり、巻かれる位置がずれたりして、上巻きテープ間に上巻きテープが巻かれていない部分（隙間）が現れることがある。この隙間が生じたままドラムに巻き取られると、隙間から光ファイバテープ心線が飛び出したり、次のシース工程で外径異常となったり、吸水特性が悪化したりするので、品質安定化の妨げになる。

【0005】

本開示は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、上巻きテープを白飛びさせて上巻きテープの巻き異常を容易に検知することができる光ファイバケーブルの製造方法、光ファイバケーブルの製造装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る光ファイバケーブルの製造方法は、複数本の光ファイバ心線若しくは光ファイバテープ心線を束ねたものの外周囲に上巻きテープを螺旋状に巻回して形成されたケーブルコアを走行させ、光ファイバケーブルを製造する、光ファイバケーブルの製造方法であって、前記ケーブルコアに光を照射する工程と、前記ケーブルコアから反射する光によって形成されて前記上巻きテープが白飛びした反射光画像を取得する工程と、取得した前記反射光画像から、前記上巻きテープ間の白飛びしていない隙間の有無を画像処理で検知する工程と、前記上巻きテープ間の隙間を検知した場合、前記ケーブルコアの走行を停止させる工程と、を含む。

【発明の効果】

【0007】

上記によれば、上巻きテープの巻き異常を容易に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本開示における光ファイバケーブルの集合工程の一例を説明する図である。

【図2A】図２Ａは、ケーブルコアの断面図である。

【図2B】図２Ｂは、上巻きテープが正常に巻かれている状態のケーブルコアの側面図である。

【図3】図３は、上巻きテープ検査装置の構成を示す図である。

【図4】図４は、図３の制御部の構成図である。

【図5】図５は、上巻きテープ検査の動作フローチャートである。

【図6A】図６Ａは、上巻きテープ間の隙間を説明する図である。

【図6B】図６Ｂは、白飛びを起こしている反射光画像を説明する図である。

【図6C】図６Ｃは、反射光画像に対する画像処理を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
本開示に係る光ファイバケーブルの製造方法は、（１）複数本の光ファイバ心線若しくは光ファイバテープ心線を束ねたものの外周囲に上巻きテープを螺旋状に巻回して形成されたケーブルコアを走行させ、光ファイバケーブルを製造する、光ファイバケーブルの製造方法であって、前記ケーブルコアに光を照射する工程と、前記ケーブルコアから反射する光によって形成されて前記上巻きテープが白飛びした反射光画像を取得する工程と、取得した前記反射光画像から、前記上巻きテープ間の白飛びしていない隙間の有無を画像処理で検知する工程と、前記上巻きテープ間の隙間を検知した場合、前記ケーブルコアの走行を停止させる工程と、を含む。
上巻きテープ間に現れる上巻きテープの巻かれていない部分（隙間）の有無を、上巻きテープが白飛びし上巻きテープ間の隙間が白飛びしていない反射光画像に対する画像処理で検知することができる。そして、上巻きテープ間の隙間が存在する場合には、ケーブルコアの走行を停止させるので、例えば上巻きテープを巻き直すことにより、この隙間をなくすことができる。よって、上巻きテープの巻き異常を容易に検知して修正することができ、品質安定化を図ることができる。
さらに、反射光画像が白飛び（光を強く当てすぎて、明るい部分が白一色で抜けてしまう現象）を起こすようにすれば、明暗の差が強調されるので、上巻きテープ表面の明暗や濃淡の影響を無視でき、反射光画像において、上巻きテープが巻かれている箇所と隙間との差を明確にすることができる。よって、隙間を確実に検知することができる。

【0010】

（２）本開示の光ファイバケーブルの製造方法の一態様では、前記ケーブルコアに光を照射する工程において、前記ケーブルコアが、2500ルクス以上の光で照射されている。
2500ルクス以上の照射光を照射すれば、反射光画像が白飛びを起こすため、反射光画像において、上巻きテープが巻かれている箇所と隙間との差を明確することができる。よって、隙間を確実に検知することができる。

【0011】

（３）本開示の光ファイバケーブルの製造方法の一態様では、前記上巻きテープ間の隙間の有無を画像処理で検知する工程において、取得した前記反射光画像を前記ケーブルコアの長手方向に走査して前記反射光画像の色変化のエッジの有無を検出する工程を含む。
反射光画像の色変化のエッジの有無を検出するので、例えば色面積で隙間を検出する場合に比べ、小さな隙間でも検出することができる。よって、上巻きテープ間の隙間を安定して検知することができる。
（４）本開示に係る光ファイバケーブルの製造装置は、複数本の光ファイバ心線若しくは光ファイバテープ心線を束ねたものの外周囲に上巻きテープを螺旋状に巻回して形成されたケーブルコアを走行させる走行装置と、前記ケーブルコアに光を照射する照射装置と、前記ケーブルコアから反射する光によって形成されて前記上巻きテープが白飛びした反射光画像を取得する反射光取得装置と、取得した前記反射光画像から、前記上巻きテープ間の白飛びしていない隙間の有無を画像処理で検知する画像処理装置と、を備える。
上巻きテープ間に現れる隙間の有無を、反射光画像に対する画像処理で検知する製造装置を提供することができる。
さらに、反射光画像が白飛び（光を強く当てすぎて、明るい部分が白一色で抜けてしまう現象）を起こすようにすれば、明暗の差が強調されるので、上巻きテープ表面の明暗や濃淡の影響を無視でき、反射光画像において、上巻きテープが巻かれている箇所と隙間との差を明確にすることができる。よって、隙間を確実に検知することができる。

【0012】

［本開示の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照しながら、本開示による光ファイバケーブルの製造方法、光ファイバケーブルの製造装置の好適な実施の形態について説明する。
図１は、本開示における光ファイバケーブルの製造工程の一例を説明する図であり、図２Ａは、ケーブルコアの断面図、図２Ｂは、ケーブルコアの側面図である。

【0013】

図１に示すように、この製造工程には、ロッド供給装置３０、キャプスタン３１，３６、テープ心線繰出装置３２、集合装置３３、上巻き装置３４、上巻きテープ検査装置３５、巻取装置３７が備えられている。上巻きテープ検査装置３５が、本開示の照射装置、反射光取得装置、画像処理装置に相当し、ロッド供給装置３０、キャプスタン３１，３６、巻取装置３７などが、本開示のケーブルコアを走行させる走行装置に相当する。
ロッド供給装置３０からは、スロットロッド２０がキャプスタン３１を介して集合装置３３に繰り出されている。

【0014】

また、各テープ心線繰出装置３２からは、複数枚（例えば５枚）の光ファイバテープ心線１０が集合装置３３に向けてそれぞれ繰り出されている。光ファイバテープ心線１０は、集合装置３３で図２Ａに示すスロット溝２２に収納される。集合装置３３から送り出されたスロットロッド２０は、上巻き装置３４で、光ファイバテープ心線１０がスロット溝２２から飛び出さないように上巻きテープ２５が螺旋状に重ねて巻き付けられると、図２Ａや図２Ｂに示すケーブルコア２６になる。

【0015】

この上巻きテープ２５は、光ファイバテープ心線１０がスロット溝２２から外に飛び出さないようにする他、シースの成形時の熱絶縁層、あるいは、ケーブルコア内への止水のため吸水剤を付与して吸水層として機能させることもできる。なお、スロット溝２２の外側で、かつ、上巻きテープ２５の内側には、ナイロン糸、プラスチックテープ等の粗巻き紐が巻かれることもある。

【0016】

なお、本開示におけるケーブルコア２６とは、図２Ａに示すスロット溝２２に単心の光ファイバ心線、若しくは多心の光ファイバテープ心線１０等を複数本収納し、上巻きテープ（押え巻きテープともいう）２５等をその外周囲に螺旋状に巻き回した状態のものとする。
ケーブルコア２６は、上巻き装置３４から上巻きテープ検査装置３５に向けて走行し、キャプスタン３６を介して巻取装置３７に達して巻き取られる。

【0017】

ロッド供給装置３０と巻取装置３７は、同期して同じ速度になるように同じ方向に回転する。すなわち、ロッド供給装置３０によるスロットロッド２０の供給速度と巻取装置３７によるケーブルコア２６の巻取速度は同じである。そして、スロットロッド２０は、ロッド供給装置３０と巻取装置３７との間を直線状に延ばされた状態で、巻取装置３７に向けて移動する。

【0018】

スロットロッド２０は、その中心部にテンションメンバ２１が埋設されている。テンションメンバ２１は、引張り及び圧縮に対する耐力を有する線材、例えば、鋼線やＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）などが用いられている。
スロットロッド２０の外周面には、ケーブル長手方向に沿って螺旋状のスロット溝２２が複数条（例えば５つ）形成されている。スロットリブ２３がテンションメンバ２１の周囲から放射状に延びており、スロットリブ２３がスロット溝２２を形成し、他のスロット溝２２と区分している。なお、スロット溝２２の識別を容易にするために、スロットリブ２３の外周にマークを施してもよい。

【0019】

スロット溝２２には、例えば４心の光ファイバテープ心線１０を５枚積層して収納することが可能である。光ファイバテープ心線１０は、光ファイバ心線を並列に配置し、全長に亘って共通被覆でテープ状に一体化したものである。
光ファイバ心線は、例えば、標準外径１２５μｍのガラスファイバに被覆外径が２５０μｍ前後の被覆を施した光ファイバ素線と称されるものの外側に、さらに着色被覆を施したものであるが、これに限られるものでは無く、被覆外径が１６５μｍ、２００μｍ程度の細径ファイバであってもよい。光ファイバ心線の心数は、４心、１２心など任意の心数を選択できる。

【0020】

また、上記の連結型の光ファイバテープ心線１０に替えて、間欠型のテープ心線であってもよい。間欠型のテープ心線は、複数本の光ファイバ心線が平行一列に配列し、隣り合う光ファイバ心線同士に連結部と非連結部を間欠的に形成したものである。なお、連結部と非連結部を１心毎に設ける必要はなく、例えば２心毎に設けてもよい。

【0021】

上巻きテープ検査装置３５は、図３に示すように、画像センサ４０と、制御部５０とを有する。画像センサ４０は、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサであり、ケーブルコア２６の上方または側方に設置される。また、画像センサ４０は、ケーブルコア２６に2500ルクス以上の照射光を照射可能な光源４１を内蔵していてもよいが、光源４１は外付けでもよい。画像センサ４０は、コード４２を介して制御部５０に接続されており、画像センサ４０で撮影した画像は制御部５０に入力される。

【0022】

図４は、図３の制御部５０の構成図である。制御部５０は、例えば、入力部５１、判定ユニット５２、出力部５５から構成される。制御部５０は、例えば１個あるいは複数個のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等により、例えばＲＯＭに格納されている各種のプログラムやデータをＲＡＭにロードし、このロードしたＲＡＭ内のプログラムを実行する。これにより、上巻きテープ検査装置３５の動作を制御できる。

【0023】

入力部５１では、画像センサ４０から送られてくる反射光画像の信号を入力する。判定ユニット５２は、比較部５３、判定部５４を有する。判定ユニット５２では、まず、比較部５３において、入力部５１に入力された反射光画像と、設定された閾値に基づいて、上巻きテープ２５と隙間Ｇとの間に生じる、色変化によるエッジの有無を検出する。隙間Ｇとは、上巻きテープ２５間に現れる上巻きテープ２５の巻かれていない部分である。判定部５４は、エッジが検出された場合、隙間Ｇが存在すると判定する。出力部５５は、隙間Ｇが存在する場合、アラームなどの警報信号を出力する。また、反射光画像が上手く取得できない場合は、出力部５５より、光源４１の光強度を指示してもよい。

【0024】

次に、上記の製造装置を用いた光ファイバケーブルの製造方法、特に、上巻きテープ２５の検査方法について、図５の上巻きテープ検査の動作フローチャートを用いて具体的に説明する。
上巻きテープ検査装置３５に到達したケーブルコア２６に対し、仮に2500ルクス未満の光で照射し、撮影すると、この光の当たり具合が均一ではない場合や、上巻きテープ２５に模様が付されている場合などには、上巻きテープ２５が一様に同じ白色であっても、明暗がでたり濃淡があったりする。これでは、上巻きテープ２５間に図６Ａに示すような隙間Ｇが存在しても、安定して検出できないことになる。

【0025】

そこで、まず、光源４１は2500ルクス以上の光をケーブルコア２６に照射する。これにより、図６Ｂに示すように、ケーブルコア２６からの反射光画像が白飛びを起こすので、上巻きテープ２５と隙間Ｇとの色の差が明確になる。画像センサ４０は、このケーブルコア２６の画像を撮像し、制御部５０は、ケーブルコア２６で反射する光によって形成された反射光画像を取得する（図５のステップＳ１０）。なお、この画像は、制御部５０のメモリに保存される。

【0026】

次に、制御部５０は、取得した反射光画像から、上巻きテープ２５間の隙間Ｇの有無を画像処理で検知する。詳しくは、まず、制御部５０の入力部５１で、取得した反射光画像をケーブルコア２６の長手方向（図６Ｃの左右方向に延びた破線で示す）に走査する（図５のステップＳ１１）。
続いて、判定ユニット５２の比較部５３が、取得した反射光画像と、設定された閾値から、上巻きテープ２５と上巻きテープ２５間の隙間Ｇとの色変化のエッジの有無を検出する。隙間Ｇがある場合には、図６Ｃに示すように色変化が大きくなり、エッジが生じる。

【0027】

そして、判定ユニット５２の判定部５４が、エッジを検出しなかった場合（図５のステップＳ１２のＮＯ）、ステップＳ１０に戻る。これに対し、エッジを検出した場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、制御部５０の出力部５５がアラームなどの警報信号を出力し、ケーブルコア２６の走行装置を停止させる（ステップＳ１３）。これにより、ケーブルコア２６の走行が徐々に減速して停止する。

【0028】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0029】

１０…光ファイバテープ心線、２０…スロットロッド、２１…テンションメンバ、２２…スロット溝、２３…スロットリブ、２５…上巻きテープ、２６…ケーブルコア、３０…ロッド供給装置（走行装置）、３１，３６…キャプスタン（走行装置）、３２…テープ心線繰出装置、３３…集合装置、３４…上巻き装置、３５…上巻きテープ検査装置（照射装置、反射光取得装置、画像処理装置）、３７…巻取装置（走行装置）、４０…画像センサ、４１…光源、４２…コード、５０…制御部、５１…入力部、５２…判定ユニット、５３…比較部、５４…判定部、５５…出力部、Ｇ…隙間。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】