JPS6256331A - イメ−ジガイドの製造方法 - 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〕 本発明は石英ガラス系の光ファイバを用いてなるイメー
ジガイドの製造方法に関し、更に詳述すれば、伝送品質
低下を招来する光ファイバの不整列を排するためにボイ
ドを有する材料を除く方法を提案するものである。

〔従来技術〕

イメージガイドは多数本の光ファイバの束状の集合体等
からなるものであって、一端から他端へ画像を伝送する
ために使用されている。イメージガイドを構成する光フ
ァイバとしては多成分ガラスを素材とするものと、石英
ガラスを素材とするものとがある。前者は線引温度（軟
化点）が低いので、これを微細な線径にまで線引し、均
一な外径の光ファイバを得、これを多数整列して集束す
る箱積法により、或いは＃Ｉ溶出法により製造すること
ができる。そして胃カメラ等の医療用に使用されている
が、伝送損失が大きく、長尺のものを製作できないとか
、耐熱性が低いために高温物の監視用に用いることがで
きない等の欠点がある。

これに対して後者の石英ガラスよりなるものは伝送損失
が低く、また耐熱性、更には耐放射線性にも優れており
、溶鋼炉、原子力発電所等の高熱、放射線雰囲気での使
用が可能であり、しかも長尺のものが実用に供されてい
る。

而して石英ガラスは線引温度が高いので多成分ガラスの
ようにるつぼ法によって線引することが困難であり、均
一な微細直径の光ファイバを得ることが難しい。不均一
な直径の光ファイバはこれを俵積み状に整列せんとして
も整列できず、光フアイバ相互間に隙間が存在しないよ
うに配列することは事実上不可能である。このような隙
間の存在は伝送画像品質を低下させるので好ましくない
。

そこで高密度画素数の石英ガラス系イメージガイドの製
造方法としては、第２図に示すように、円柱状の母材ｌ
を熔融線引して２００〜４００μｍφ程度の２次母材２
を得、この２次母材２．２・・・を多数本束ねて、各２
次母材２，２・・・が隣接するもの同士で互いに融着す
る如く加熱線引きし、隣接する光ファイバ３．３・・・
相互間に隙間が存在しないようにする方法が知られてい
る。

このような方法による場合は、２次母材２，２・・・を
更に加熱線引した光ファイバ３，３・・・は十分細く、
高密度化され、また各光ファイバ３，３・・・は密着す
るのでｉｉｆ記隙間もなく高品質の画像伝送は’５３能
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、従来品には部分的に暗点が現れることがあり
、そのために製造歩留が悪いとか、画像品質を損なう等
の問題点があった。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本願の発明者はこのような暗点が現れる現象の原因を究
明すべく幾多の試験研究を繰返し、その結果その主たる
原因が母材ｌ又は２次母材２中のボイドに因るものであ
ることを明らかにした。

以下これにつき説明する。母材１は第３図に示すように
中心にコアｌｌを有し、その外側にクラッド層１２を、
更にその外層にサポート層１３を自゛している。斯かる
構造の母材ｌは、例えば石英ガラス製の円筒状のサポー
ト層素材の内周にＣＶＤ（旦ｈｅ＋＊１ｃａｌＶ　ａｐ
ｏｒ　　旦ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によりＢ、Ｆ系化合
物等をドープしてクラツド層部を形成し、その内側に純
石英ガラスからなる円柱状のコア素材を嵌合し、一体的
に熱融着したものである。而してこのような母材１には
コア１１、コア１１−クラッド層１２界面、クラッド層
１２内、クラ、ドＪｉｉ１２−サポート層１３界面及び
サポート層１３内にボイドを含むことがあり、特にサポ
ート層１３内及びクラッド層１２−サポート層１３界面
に多く存在する。なお母材１は１５〜２０ｍφ、長さ数
百鰭のものであるのに対しボイドは１μｍ　＝　ｌ　ｆ
ｌ程度の大きさを有している。

このような母材ｌは直径２００〜５００μｍ程度の２次
母材に線引されるので、その割合に応じた直径、長さを
有する大きさのボイドとなる。該ボイドは２次母材２の
断面形状を真円から歪ませ、またイメージガイドとする
次順の線引工程において光ファイバ３．３間にトラップ
され、これらの理由によりイメージガイドのコア間距離
が不整になヮて画像品質を損なうと共に、相隣サポート
層間にボイドが介在して、この部分の光減衰を大きくし
て前記暗点を現出させる等の不都合を招来しているので
ある。

このような原因の究明をした本願発明者は■　母材中の
ボイドを検出し、またその位置を標定すること ■　母材ｌから２次母材２を線引するに際し母材中のボ
イドに対応する２次母材中のボイドの位置を特定し、そ
の部分を切除すること、によって実質的にボイドが存在
しない２次母材を得、これを集束して線引することによ
りコアが規則正しく整列し、また暗部が存在しない、伝
送画像品質の高いイメージガイドを製造する方法を確立
した。

本発明はこのようなイメージガイドの製造方法を要旨と
するものであり、前記母材中のボイドを検出し、少なく
ともその軸方向位置を標定する工程と、標定された位置
の情報ど、少な（とも、２次母材の線引に有効に用いら
れた母材の有効長情報とに基づき、ｉ；１記ボイドに囚
って生成された２次母社中のボイドの長手方向位置を特
定する工程と、を含むことを特徴とする。

〔製造工程全体の説明〕

以下まず製造工程の全体につきその概略を説明する。

まず第４図に示すように母材１の一端面に対し、ハロゲ
ンランプ等、高輝度の光源４１から適当な直径を有する
光ビームを入射する。母材１は細い光ファイバと光学的
な構造は同様であるから、その大部分がコア１１を通り
、一部がクラッド層１２．サポート層１３を通り、或い
はこれから漏光する。そしてこれらコア１１．クラッド
層１２及びサポート層１３にボイドｌＯが存在すると、
この部分で光が反射し、外部からは輝点として認識され
る。

このようにして検出された輝点又はボイドｌＯは母材ｌ
の長手方向位置が特定される。

母材ｌは第５図に示すように上、下端につなぎロッドｌ
ａ、　ｌｂを接続した状態とし、母材ｌの下端部を加熱
しつつ、下端のつなぎロッド１ｂをチャック（ｒｙＪ示
せず）にて把持させて下方へ引張って線引する。上端の
つなぎロッドｉａは母材を支持すべく図示しないチャッ
クにて支持されており、線引の進行に従って下降されて
いき巻取ドラム４２に巻取られる。

而して、線引リダクシヨン（（母材１の直径／２次母材
２の直径）２）Ｒは所定値に設定されて線引操業が行わ
れるので、母材１中のボイド１０が母材ｌの下端からＬ
ｃの位置にあったとすると、当該ボイド１０の２次母材
２中の位置は２次母材の先端からＲＬｃの位置に在るこ
とになる。このようにしてボイドが存在すると推定され
た２次母材部分は２次母材を寸法切する段階で、切断除
去される。

なお２次母材２の製造に際し、第５図にハツチングを付
して示した如き下端部１ｃは所定の線径にならず廃棄さ
れ、また上端部１ｄは線引きされずに残されるので、こ
れらの部分の長さは２次母材２中のボイド位置標定の計
算に際して考慮する。

次に以上のようにしてボイドが存在する２次母材部分を
切断除去しつつ寸法切りしたものを集束し、第２図に示
すようにして線引きする。この線引工程に供される２次
母材２，２・・・はボイドを実質的に含まない、そうす
ると第１図に示すように、各光ファイバ３，３・・・が
その断面形状を６角形として、即ち規則的なハニカム状
に整列されたた構造となり、コア間隔が均一であり、ｉ
；１述の暗部が存在しないイメージガイドが完成される
のである。

〔実施例〕

以下第６，７図に基づき、本発明方法の要部たる、母材
１中のボイドと２次母材２中のボイドとの同定の具体的
方法について詳述する。

第６図は母材１中のボイドの位置を示す図面であって、
第５図においては説明の便宜上母材１の下端側からの寸
法をとってボイド位置を示したが、実際には計算の便宜
上、上端側からの寸法にてその位置を特定する。いま第
６図左側に示すよ・うにボイドＡ、、Ａ２．Ａ３・・・
Ａｎの母材１の上端からの寸法をＡ、、Ｊ２，１３．Ｉ
ｎとし、また母材ｌの長さをβとする。ボイドＡｎの母
材１下端からの寸法はｊ！　−１、、となる。

次に母材ｌ下端部に注目すると、第６図の右側に示すよ
うにハツチングを付していない１．ｓの長さの分は線引
開始時のために所要線径とならないので、２次母材２，
２としては使用されない。

また線引終了時は第７図に示すように残存母材１　（ハ
ツチングで示す）の下端部が長さｈｌの倒立円錐状にな
る。この円錐状部分の上には、長さｈｌの円柱状の（つ
まり元の状態にある）部分が残っている。（但し実際の
線引にあってはｈｌを可及的にＯに近ずけて無駄を生じ
ないようにしている）このようなり、、ｈｌの部分は２
次母材とならないが、これらの部分の母材１での長さを
り。

とする、更に長さｈｌの倒立円錐状部の頂点Ｘからドラ
ム４２（第５図参照）までの２次母材２も切除されるが
、この部分に相当する母材ｌでの長さを１．ｐとする。

以上を要約すると母材ｌの上端部Ｌｏ　＋　Ｌｐの長さ
の部分と下端部Ｌｓの長さの部分が２次母材２として使
用されず、残りのハンチングを付した長さしの部分が２
次母材２となる。そして母材ｌの１一端部からＬｏ　＋
　Ｌｐの位置からボイドＡ１＋Ａ２．Ａ３・・・Ａｎま
での寸法を夫々Ｌ、、Ｌ２．Ｌ３・・・［、；）とする
。

更に母材ｌの直径をＤｆｉ、前記倒立円錐部の底部直径
を［）１ｍ長さｈ２の母材ｌ残部の直径をＤ２　Ｍとす
る。なおｈ２が十分長い場合にはこの残部に熱の影響が
及ばないのでＤ”＝Ｄ、−Ｄ２となり得る。

さて、実際の操業時には、先行のボイド検出工程におい
て１１　、　１２　、　１２３−１ｎ、ｌ及びＤを実測
しておき、線引後にｈＩ、ｈ２．Ｄｌ及びＤ２を実測し
、これを以下の演算を行うべくプログラムしである計算
機へ入力する。演算は以下のようにして行われる。

母材ｌのＬ（ｍ）の長さの部分が有効に２次母材２とな
るが、その長さをＡ　（ｍ）とするとＬ−Ａ／Ｒｘｌ、
ｏｏｏ　　　　　　　　・（１）と表わせる。但しＲは
前述の如く線引リダクシヨンである。

また第７図に破線で示す母材Ｉの残部の体積を■とする
と ｌ　　　　　π　　　　　　　　　　　　π従って π ／□Ｄ２・・・（３） またｔ、ｐは母材を溶融するための加熱装置の位置とド
ラム４２の位置とによって一意的に定まり定数として与
え得る。

従って（１）、（３）式より得られるＬ＋　Ｌｏおよび
定数のｔ、ｐからＬｓが下記（４）式に°Ｃ求められる
。

Ｌ　ｓ　＝　１−　（Ｌ　＋Ｌｏ＋Ｌｐ）　　　　　　
＝・＜４）ボイドＡ＋　、Ａ２　＋　Ａ３　＝Ａｎの２
次母材２での位置は、切断除去の便宜上、長さ情報より
もドラム４２でのターン数にて特定する方が好ましい。

これらのボイドＡｉ（ｉ−＋、ｚ・・・ｎ）のドラム４
２上の蜂終ターン（線引終わり側）から数えた位ｆｆ１
（ターン）Ｔｉは下記（５）式にて、また第１ターン（
線引始め）から数えた位置（ターン）ｔｉは下記（６）
式にて表わされる。

Ｔｉ、またはｔｉは必要に応じて使い分ければよい。

ｃ　ｘ　ｔｏｏ。

Ｒ（Ｊｉ　−２ＣＸ１０００／Ｒ−Ｌｏ）ｃ　ｘ　ｔｏ
ｏ。

ＣＸ　１０００ また Ｃｍ２．５ｍである例についての式。

Ｃはドラム４２の周長 １ｉの添字ｉは１，２．３・・’ｎ Ｒ（Ｌ＋Ｌｏ＋Ｌｐ−Ｉｌｎ） Ｒ（Ｌ　＋Ｌｏ＋２ＣＸ１０００／　Ｒ−Ｉｎ　）ｃ　
ｘ　ｉｏｏ。

Ｘ１００Ｏ このようにして求めた巻終わりから第Ｔｉターン、又は
巻始めから第Ｔｉターンを切断除去すればよい。

実操業に際しては若干の安全度をみてそのｒｔ＋ｊｔｊ
ｌｔｔｉ−ンを余分に除去すればよい。

以上の演算を■つの式にまとめるとＴｉ、　ｔｉは夫々
下記（？）、　（８）式となる。

（以　下　余　白） ＣＸ１００Ｏ ・・（７） 似　　　下　　　余　　　白） つまり、予めこの式とＲ，Ｃの値を設定しである計算機
に実測したり、、ｈ２．Ｄ、、Ｄ２．Ｄ及びｚｉを入力
することで切除すべき２次母材部分がドラム上でのター
ン数で表わされることとなるのである。

〔幼果〕

このよ・）にしてボイドが存在する部分を除去した２次
母材のみをもって製造したものが第１図に模式的に示す
ものである。

コア３１の直径は７．１０μＩＩＩ、クラッド層３２の
外接円直径は１２．９４μｍ、及びサポート層３３の外
接円直径は１３．７５μｍの光ファイバ３が必要とする
画素数分だけ集束融着され、純石英製のスキンバイブ４
３に密嵌入されている０両図から理解される如くこれら
の光ファイバ３，３・・・は正６画形状となって規則正
しく俵積み状に、又は規則的なハニカム構造になって整
列され、コア間隔が均一化され配列乱れが生じない。第
３図に見られた如き暗部が存在しない。

このように本発明による場合は高品質の画像伝送が可能
なイメージガイドが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るイメージガイドの模式的断面図、
第２図は石英ガラス系イメージガイドの製造６法を説明
するための工程図、第３図は母材ｌの断面図、第４図は
母材■のボイド検出方法説明図、第５図は２次母材製造
時の説明図、第６図、第７図はボイド同定のための説明
図である。 １・・・母材　２・・・２次母材　３・・・光ファイバ
　３１・・・コア　３２・・・クラッド層　３３・・・
サポート層ＡＩ、Ａ２　、Ａ３−Ａｎ−ボイド 特　許　出願人　　大日日本電線株式会社代理人　弁理
士　　河　　野　　登　　夫ｎ　２　図 ／Ｑ 第　４　図 １．猪（ す 第　！５　図 葛７図 手続補正書く自発） 昭和６０年９月１３日 イメージガイドの製造方法 ３、　７＋ｌｉ正をする者 事件との関係　特許出願人 所在地　兵庫県尼崎市東向島西之町８゛番地名　称　（
３２６）大日日本電線株式会社代表者結城醇造 ４、代理人 住　所　■５４３大阪市天王寺区四天王寺１丁目１４番
２２号　日進ビル２０７号５、補正の対象　　　　　　
　　　　　　　　−−−Ｒ（ Ｉ　− ・・＜７） ｔｉコ− Ｃｘｌ愼幻

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コアを中心に、その外周にクラッド層及びサポート
   層を備えた石英ガラス製の円柱状母材を溶融線引して２
   次母材を得、２次母材を多数収束して相互に融着してイ
   メージガイドを製造する方法において、 前記母材中のボイドを検出し、少なくとも その軸方向位置を標定する工程と、 標定された位置の情報と、少なくとも、２ 次母材の線引に有効に用いられた母材の有効長情報とに
   基づき、前記ボイドに因って生成された２次母材中のボ
   イドの長手方向位置を特定する工程と、 ２次母材中のボイドを含む部分を切断除去 する工程と を含むことを特徴とするイメージガイドの 製造方法。