JP6545074B2 - Method of manufacturing multi-core plastic fiber and multi-core plastic fiber manufacturing apparatus - Google Patents

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本発明は、複芯ファイバの製造方法及び複芯ファイバ製造装置に関し、特にプラスチックイメージファイバの製造方法及びプラスチックイメージファイバ製造装置に関する。   The present invention relates to a method and an apparatus for producing a multi-core fiber, and more particularly to a method for producing a plastic image fiber and an apparatus for producing a plastic image fiber.

内視鏡等の医療用途において、画像を伝送するイメージファイバがカテーテル管等の内部に挿入されて用いられている。イメージファイバは、伝送する画像の画素数に対応した複数のコアを有する複芯ファイバ(マルチコアファイバ)である。上記用途において、イメージファイバは、外径が小さくてカテーテル管等の内部に挿入しやすく、良好な屈曲性(可撓性)を有し、破損しにくい安全性を有することが求められている。上記用途において、イメージファイバとしては、ガラス製よりもプラスチック製が好ましく用いられている。(以下、プラスチック製のイメージファイバは、「プラスチックイメージファイバ」または「PIF」と記す。)また、PIFは医療用途に限らず、工業用ファイバスコープ等の他の画像伝送の用途にも使用される。   In medical applications such as an endoscope, an image fiber for transmitting an image is used by being inserted into a catheter tube or the like. The image fiber is a multicore fiber (multi-core fiber) having a plurality of cores corresponding to the number of pixels of the image to be transmitted. In the above applications, the image fiber is required to have a small outer diameter, to be easily inserted into a catheter tube or the like, to have good flexibility (flexibility), and to have safety that does not easily break. In the above applications, as the image fiber, plastic is more preferably used than glass. (Hereafter, plastic image fibers are referred to as "plastic image fibers" or "PIF".) PIF is not limited to medical applications, and is also used for other image transmission applications such as industrial fiberscopes. .

PIFは、断面形状において、クラッド(鞘部)からなる海部の中に複数のコア(芯部)が島状に存在する海島構造を有する。   PIF has a sea-island structure in which a plurality of cores (core portions) exist in an island shape in a sea portion formed of a clad (sheath portion) in a cross-sectional shape.

従来、上記海島構造のPIFの製造方法として、画素数に対応した複数のノズル孔を有する複合口金から、1つのコアがクラッド層で被覆された単芯ファイバを同時に複数押し出す方法が知られている(例えば、特許文献1等)。   Heretofore, as a method of manufacturing the above-mentioned sea-island structure PIF, there is known a method of simultaneously extruding a plurality of single-core fibers in which one core is covered with a cladding layer from a composite spinneret having a plurality of nozzle holes corresponding to the number of pixels (For example, patent document 1 grade | etc.,).

この方法では、用いる複合口金によって、画素径(コア径)、画素数(コア数)、およびコア面積比率(開口率)等の製品仕様が固定されてしまう。そのため、製品仕様が変更されると複合口金を作り直す必要があり、製品仕様の変更あるいは製品仕様の多様化に対してコストが上昇してしまう虞がある。   In this method, product specifications such as the pixel diameter (core diameter), the number of pixels (number of cores), and the core area ratio (aperture ratio) are fixed by the composite cap used. Therefore, when the product specification is changed, it is necessary to remake the composite cap, which may increase the cost due to the change of the product specification or the diversification of the product specification.

一方で、PIFを含む複芯ファイバには、各コアから漏れた光信号が干渉するクロストークの問題がある。   On the other hand, multicore fibers including PIF have a problem of crosstalk in which optical signals leaked from each core interfere with each other.

一般に、画素径(コア径)および画素数(コア数)が同一条件であれば、点灯画素の平均的な明るさ、およびクロストークに起因する画像のボケ度合いは、共にファイバの断面におけるコア面積比率と相関する。(なお、本明細書において、「点灯画素の平均的な明るさ」は、点灯コアおよびこれを被覆するクラッド層との平均的な明るさを示す。)コア面積比率が大きい程、クラッド層の割合が小さくなるので、点灯画素の平均的な明るさが向上する一方、クロストークにより画像のボケ度合いが大きくなり画質が低下する傾向がある。反対に、コア面積比率が小さい程、クラッド層の割合が大きくなるので、クロストークが抑制されて画像のボケ度合いが小さくなり画質が向上する一方、点灯画素の平均的な明るさが低下する傾向がある。   Generally, if the pixel diameter (core diameter) and the number of pixels (number of cores) are the same condition, both the average brightness of the lit pixels and the degree of blurring of the image due to crosstalk are both core areas in the cross section of the fiber Correlate with the ratio. (In this specification, “average brightness of the lit pixels” indicates the average brightness of the lit core and the clad layer covering the lit core.) The larger the core area ratio, the Since the ratio decreases, the average brightness of the lit pixels is improved, but the degree of blurring of the image is increased due to the crosstalk, and the image quality tends to be degraded. On the other hand, the smaller the core area ratio, the larger the proportion of the cladding layer, so crosstalk is suppressed and the degree of blurring of the image is reduced and the image quality is improved, but the average brightness of the lit pixels tends to be reduced. There is.

特許文献2には、上記課題を解決する方法として、以下の方法が提案されている(第5図を参照)。特許文献2では、画素数に対応した複数の単芯ファイバ素線を束ねてクラッドパイプの中空部に挿入して、バンドルプリフォームを得る。そして、減圧雰囲気下で、得られたバンドルプリフォームの先端部を加熱し、線引きすることにより、画素数に対応した複数のコアを有する複芯ファイバからなるPIFが製造される。この方法では、複合口金を用いる必要がないので、画素径、画素数(コア数)、およびコア面積比率等の製品仕様の変更に柔軟に対応できる。   Patent Document 2 proposes the following method as a method for solving the above problem (see FIG. 5). In Patent Document 2, a plurality of single-core fiber strands corresponding to the number of pixels are bundled and inserted into a hollow portion of a clad pipe to obtain a bundle preform. Then, the tip portion of the obtained bundle preform is heated and drawn in a reduced pressure atmosphere, thereby producing a PIF made of a multi-core fiber having a plurality of cores corresponding to the number of pixels. In this method, since it is not necessary to use a composite cap, it is possible to flexibly cope with changes in product specifications such as the pixel diameter, the number of pixels (the number of cores), and the core area ratio.

特許文献2に記載の方法では、複数の単芯ファイバ素線を束ねる際に、個々の単芯ファイバ素線が傷付く問題がある。個々の単芯ファイバ素線は細く、プラスチック製であるために擦れに弱く、また、複数の単芯ファイバ素線の間の摩擦力が大きいため、特段の対応をしなければ、複数の単芯ファイバ素線を束ねる際に、これらが互いに擦り合って傷が付く虞がある。そして、傷のある単芯ファイバ素線を含むバンドルプリフォームを線引きすると、傷のあるコアの透過率が低下して点灯画素が黒っぽく表示される暗欠陥が生じ得る。   In the method described in Patent Document 2, when bundling a plurality of single-core fiber strands, there is a problem that individual single-core fiber strands are damaged. Each single-core fiber strand is thin and is made of plastic, so it is weak against rubbing, and the friction between multiple single-core fiber strands is large. When bundling fiber strands, they may rub against each other and be damaged. Then, when a bundle preform including a flawed single-core fiber strand is drawn, the transmittance of the flawed core may be reduced to cause a dark defect in which the lit pixel is displayed blackish.

また、複数の単芯ファイバ素線を束ねる際に、これらが互いに擦り合って傷が付くと、傷を介して、単芯ファイバ素線の内部に異物が混入する恐れもある。このことも暗欠陥の要因となり得る。   In addition, when bundling a plurality of single-core fiber strands, if they rub against each other to form a flaw, foreign matter may be mixed into the interior of the single-core fiber strand through the flaw. This can also be a factor of dark defects.

PIFにおいて、画像を高精度に伝送するには、複数の画素が整然と整列していることが好ましい。このためには、バンドルプリフォームを形成する時点で、複数の単芯ファイバ素線を整然と配列させることが好ましい。複数の単芯ファイバ素線は例えば、六方稠密配列させることが好ましい。   In PIF, in order to transmit an image with high accuracy, it is preferable that a plurality of pixels be aligned in order. For this purpose, it is preferable to arrange a plurality of single-core fiber strands in order at the time of forming a bundle preform. For example, it is preferable that a plurality of single-core fiber strands be arranged in a hexagonal close-packed arrangement.

しかしながら、上述したように、個々の単芯ファイバ素線は細く、プラスチック製であるために擦れに弱い。また、製造効率を考慮すれば、バンドルプリフォームを形成する工程に、不要に時間と手間をかけることもできない。従来の方法では、効率良く簡便に複数の単芯ファイバ素線を傷付けずに整然と配列させることが難しい。特に、画素径(コア径)が小さく画素数(コア数)が多い高精細PIFにおいて、この問題は顕著になる。   However, as described above, the individual single-core fiber strands are thin and made of plastic, so they are susceptible to rubbing. In addition, considering the manufacturing efficiency, it is not possible to unnecessarily spend time and labor in the process of forming the bundle preform. In the conventional method, it is difficult to efficiently and easily arrange a plurality of single-core fiber strands in order without damage. This problem is particularly noticeable in high definition PIFs in which the pixel diameter (core diameter) is small and the number of pixels (core number) is large.

特開平1−18108号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 1-18108 gazette 特開昭63−143510号公報(特許第2519699号公報)Unexamined-Japanese-Patent No. 63-143510 (patent 2519699)

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、画素径(コア径)、画素数(コア数)、およびコア面積比率等の製品仕様の変更に柔軟に対応でき、かつ、単芯ファイバ素線間に界面活性剤または異物が混入することを防ぎ、画像が伝送できない暗欠陥を減らすことを目的とするものである。   The present invention has been made to solve such a problem, and can flexibly cope with changes in product specifications such as pixel diameter (core diameter), pixel number (core number), and core area ratio, and An object of the present invention is to prevent surfactant or foreign matter from mixing between single-core fiber strands, and to reduce dark defects in which an image can not be transmitted.

本発明の複芯ファイバの製造方法は、クラッドと、前記クラッドの中に形成された複数のコアとを有する複芯ファイバの製造方法において、コアがクラッド層で被覆されている単芯ファイバ素線を、前記クラッド層と同じ材料からなるクラッドパイプの中空部に挿入して、バンドルプリフォームを得るバンドルプリフォーム形成工程と、減圧雰囲気下で、前記バンドルプリフォームの先端部を加熱し、線引きして、クラッドと、前記クラッドの中に形成された複数のコアとを有する前記複芯ファイバを形成する複芯ファイバ形成工程と、を有する複芯ファイバの製造方法であって、前記複芯ファイバの製造方法は、バンドルプリフォーム形成工程と複芯ファイバ形成工程の間において、前記バンドルプリフォーム内の前記複数の単芯ファイバ素線と前記クラッドパイプとの空間に液体を加圧送出して洗浄する洗浄工程を有する。   A method of manufacturing a multi-core fiber according to the present invention is a method of manufacturing a multi-core fiber having a cladding and a plurality of cores formed in the cladding, wherein the core is covered with a cladding layer. Is inserted into the hollow portion of a clad pipe made of the same material as the clad layer to form a bundle preform, and a bundle preform forming step; and heating and drawing the tip of the bundle preform under a reduced pressure atmosphere. A multi-core fiber forming step of forming the multi-core fiber having a clad and a plurality of cores formed in the clad; The manufacturing method includes: the plurality of single-core fibers in the bundle preform between the bundle preform forming step and the multi-core fiber forming step Having a cleaning process in the space between the line and the cladding pipe for cleaning fluid out pressure pumping.

本発明の複芯ファイバの製造方法は、好ましくは前記バンドルプリフォーム形成工程において、界面活性剤を含む溶液中で前記複数の単芯ファイバ素線を前記クラッドパイプの中空部に挿入して、バンドルプリフォームを得る。   In the method of manufacturing a multi-core fiber according to the present invention, preferably, in the bundle preform forming step, the plurality of single-core fiber strands are inserted into the hollow portion of the cladding pipe in a solution containing a surfactant Get a preform.

本発明の複芯ファイバの製造方法は、好ましくは前記洗浄工程において、液体を加圧送出して後にバンドルプリフォーム内に気体の送出と排気を交互に2回以上繰り返す。より好ましくは10回以上、さらに好ましくは1000回以上繰り返す。   In the method of manufacturing a multi-core fiber according to the present invention, preferably, in the cleaning step, the liquid is pressurized and delivered, and then the delivery and the evacuation of gas are alternately repeated twice or more in the bundle preform. More preferably, it is repeated 10 times or more, more preferably 1000 times or more.

これらの構成によれば、形成されたバンドルプリフォーム内の単芯ファイバ素線間に洗浄液を送液して洗浄することにより、単芯ファイバ素線を束ねる際に使用する界面活性剤や単芯ファイバ素線間の異物を除去することができ、コア間の光信号のばらつきを減らすことができる。   According to these configurations, the surfactant or single core used when bundling single-core fiber strands is carried out by sending a cleaning solution between single-core fiber strands in the formed bundle preform for cleaning. Foreign matter between fiber strands can be removed, and variations in optical signals between cores can be reduced.

本発明の複芯ファイバ製造装置は、コアがクラッド層で被覆された複数の単芯ファイバ素線を、前記クラッド層と同じ材料からなるクラッドパイプの中空部に挿入して、バンドルプリフォームを得るバンドルプリフォーム形成部と、減圧雰囲気下で、前記バンドルプリフォームの先端部を加熱し、線引きして、前記複芯ファイバを形成する複芯ファイバ形成部と、を有する複芯ファイバ製造装置であって、前記複芯ファイバ製造装置は、バンドルプリフォーム形成部において形成された前記バンドルプリフォーム内の前記複数の単芯ファイバ素線と前記クラッドパイプとの空間(隙間)に液体を加圧送出して洗浄する洗浄部を有し、前記複芯ファイバ形成部は、前記洗浄部において洗浄された前記バンドルプリフォームから前記複芯ファイバを形成することを特徴とする複芯ファイバ製造装置である。   The multi-core fiber manufacturing apparatus of the present invention inserts a plurality of single-core fiber strands, the core of which is coated with a cladding layer, into the hollow portion of a cladding pipe made of the same material as the cladding layer to obtain a bundle preform. A multi-core fiber manufacturing apparatus comprising: a bundle preform forming part; and a multi-core fiber forming part for heating and drawing the tip of the bundle preform in a reduced pressure atmosphere to form the multi-core fiber. The multi-core fiber manufacturing apparatus press-feeds a liquid into a space (gap) between the plurality of single-core fiber strands in the bundle preform formed in the bundle preform forming portion and the cladding pipe. The multicore fiber forming part includes the bundle preform cleaned in the cleaning part, and the multicore fiber forming part includes the cleaning part for cleaning. Is a multi-core fiber manufacturing apparatus characterized by forming.

本発明の複芯ファイバ製造装置は、好ましくは前記バンドルプリフォーム形成部において、界面活性剤を含む溶液中で前記複数の単芯ファイバ素線を前記クラッドパイプの中空部に挿入して、バンドルプリフォームを得る。   In the multicore fiber manufacturing apparatus of the present invention, preferably, in the bundle preform forming portion, the plurality of single core fiber strands are inserted into the hollow portion of the cladding pipe in a solution containing a surfactant, Get a reform.

本発明の複芯ファイバ製造装置は、好ましくは前記洗浄部において、バンドルプリフォーム内に気体の送出と排気を交互に2回以上繰り返す。より好ましくは10回以上、さらに好ましくは1000回以上繰り返す。   In the multi-fiber manufacturing apparatus of the present invention, preferably, the delivery and the exhaust of the gas are alternately repeated two or more times in the bundle preform in the cleaning section. More preferably, it is repeated 10 times or more, more preferably 1000 times or more.

これらの構成によれば、形成されたバンドルプリフォーム内の単芯ファイバ素線間に洗浄液を送液して洗浄することにより、単芯ファイバ素線を束ねる際に使用する界面活性剤や単芯ファイバ素線間の異物を除去することができ、コア間の光信号のばらつきを減らすことができる。   According to these configurations, the surfactant or single core used when bundling single-core fiber strands is carried out by sending a cleaning solution between single-core fiber strands in the formed bundle preform for cleaning. Foreign matter between fiber strands can be removed, and variations in optical signals between cores can be reduced.

本発明によれば、画素径(コア径)、画素数(コア数)、およびコア面積比率等の製品仕様の変更に柔軟に対応でき、かつ、コア間の光信号のばらつきを減らすことができる。また、本発明によれば、画素径(コア径)、画素数(コア数)、およびコア面積比率等の製品仕様の変更に柔軟に対応でき、かつ、暗欠陥が抑制され、複数の画素が整然と整列し、画像を高精度に伝送することが可能なプラスチックイメージファイバを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to flexibly cope with changes in product specifications such as the pixel diameter (core diameter), the number of pixels (number of cores), and the core area ratio, and reduce variations in optical signals between cores. . Further, according to the present invention, it is possible to flexibly cope with changes in product specifications such as the pixel diameter (core diameter), the number of pixels (number of cores), and the core area ratio, and dark defects are suppressed, and a plurality of pixels are It is possible to provide a plastic image fiber that can be aligned in order and transmit an image with high accuracy.

図1は、本実施の形態に係る複芯ファイバの製造方法の一例を示すフロー図である。FIG. 1 is a flow chart showing an example of a method of manufacturing a multi-core fiber according to the present embodiment. 図2は、単芯ファイバの一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a single-core fiber. 図3は、単芯ファイバの一例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an example of a single-core fiber. 図4は、本実施の形態における単芯ファイバ形成装置の一例を示す略図である。FIG. 4 is a schematic view showing an example of a single-core fiber forming device in the present embodiment. 図5は、バンドルプリフォームの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a bundle preform. 図6は、ファイバ素線束の一例を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing an example of a fiber strand bundle. 図7は、バンドルプリフォームの一例を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing an example of a bundle preform. 図8は、本実施の形態における洗浄装置の一例を示す略図である。FIG. 8 is a schematic view showing an example of the cleaning apparatus in the present embodiment. 図9は、本実施の形態における複芯ファイバ製造装置の一例を示す略図である。FIG. 9 is a schematic view showing an example of a multi-core fiber manufacturing apparatus according to the present embodiment. 図10は、複芯ファイバの断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a multicore fiber. 図11は、本実施の形態の複芯ファイバ製造装置の構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the multi-core fiber manufacturing apparatus of the present embodiment. 図12は、実施例1の光学顕微鏡による断面写真である。12 is a cross-sectional photograph of the optical microscope of Example 1. FIG. 図13は、実施例2の光学顕微鏡による断面写真である。FIG. 13 is a cross-sectional photograph of the optical microscope of Example 2. 図14は、実施例3の光学顕微鏡による断面写真である。FIG. 14 is a cross-sectional photograph of the optical microscope of Example 3. 図15は、比較例1の光学顕微鏡による断面写真である。FIG. 15 is a cross-sectional photograph of the optical microscope of Comparative Example 1. 図16は、比較例2の光学顕微鏡による断面写真である。FIG. 16 is a cross-sectional photograph of the optical microscope of Comparative Example 2. 図17は、比較例3の光学顕微鏡による断面写真である。FIG. 17 is a cross-sectional photograph of the optical microscope of Comparative Example 3.

(本実施の形態)
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態に係る複芯ファイバの製造方法の一例を示すフロー図である。図1に示すように、本実施の形態に係る複芯ファイバの製造方法は、単芯ファイバが形成されるステップS11と、バンドルプリフォームが形成されるステップS12と、バンドルプリフォームが洗浄されるステップS13と、複芯ファイバが形成されるステップS14とから構成される。各ステップについて順を追って説明する。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flow chart showing an example of a method of manufacturing a multi-core fiber according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, in the method of manufacturing a multicore fiber according to the present embodiment, step S11 in which a single core fiber is formed, step S12 in which a bundle preform is formed, and the bundle preform are cleaned. It comprises step S13 and step S14 in which a multi-core fiber is formed. Each step will be described in order.

まず、図1のステップS11において、単芯ファイバが形成される。図2は、単芯ファイバの一例を示す断面図である。図2に示すように、コア材料(比較的高屈折率の透光性ポリマー)からなる1つのコアロッド21と、クラッド材料(比較的低屈折率の透光性ポリマー)からなる1つの第1のクラッドパイプ22とを用意する。なお、本明細書において、「ロッド」は内部に中空部を有しない円柱状部材であり、「パイプ」は内部に中空部を有する管状部材である。コアロッド21の外径は、第1のクラッドパイプ22の内径より若干小さく設計される。   First, in step S11 of FIG. 1, a single-core fiber is formed. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a single-core fiber. As shown in FIG. 2, one core rod 21 made of a core material (a translucent polymer with a relatively high refractive index) and one first clad material made of a cladding material (a translucent polymer with a relatively low refractive index) A clad pipe 22 is prepared. In the present specification, the “rod” is a cylindrical member having no hollow portion inside, and the “pipe” is a tubular member having a hollow portion inside. The outer diameter of the core rod 21 is designed to be slightly smaller than the inner diameter of the first clad pipe 22.

コアロッド21および第1のクラッドパイプ22は、公知方法により製造される。例えば、コアロッド21はガラスアンプル等の有底筒状容器内で、1種または2種以上のモノマーを溶媒存在下で重合させることにより製造される。この方法では、製造に用いる容器の内径が、コアロッド21の外径となる。   The core rod 21 and the first cladding pipe 22 are manufactured by a known method. For example, the core rod 21 is manufactured by polymerizing one or more monomers in the presence of a solvent in a bottomed cylindrical container such as a glass ampoule. In this method, the inner diameter of the container used for manufacturing is the outer diameter of the core rod 21.

例えば、第1のクラッドパイプ22は、ガラスアンプル等の有底筒状容器内で、1種または2種以上のモノマーを溶媒存在下で遠心注型法により重合させることにより製造される。第1のクラッドパイプ22の製造では、1種または2種以上のモノマーの入った容器を中心軸の周りに回転させ、遠心力の作用で1種または2種以上のモノマーを容器の内壁面にへばりつかせた状態で重合させることで、パイプ状にポリマーを生成する。この方法では、製造に用いる容器の内径が、第1のクラッドパイプ22の外径となる。第1のクラッドパイプ22の厚みは、容器内に入れるモノマー等の材料の量および遠心力により調整される。   For example, the first clad pipe 22 is produced by polymerizing one or more monomers in the presence of a solvent by centrifugal casting in a bottomed cylindrical container such as a glass ampoule. In the production of the first clad pipe 22, the container containing one or more monomers is rotated around the central axis, and the action of centrifugal force causes the one or more monomers to be applied to the inner wall surface of the container. The polymer is produced in the form of a pipe by polymerizing in a state of heat. In this method, the inner diameter of the container used for manufacturing is the outer diameter of the first clad pipe 22. The thickness of the first cladding pipe 22 is adjusted by the amount of material such as monomers contained in the vessel and the centrifugal force.

なお、後記する第2のクラッドパイプ43の製造方法は、用いる有底筒状容器の内径を変更し、また、材料の量および遠心力を必要に応じて変更する以外は、第1のクラッドパイプ22の製造方法と同様にできる。また、第2のクラッドパイプ43は、押出しパイプを適用しても良い。   In addition, the manufacturing method of the 2nd clad pipe 43 mentioned later changes the internal diameter of the bottomed cylindrical container to be used, and changes the quantity of material and a centrifugal force as needed, and it is a 1st clad pipe. It can be carried out in the same manner as the production method of 22. Further, as the second clad pipe 43, an extruded pipe may be applied.

次に図3に示すように、上記のコアロッド21を上記の第1のクラッドパイプ22の中空部に挿入して、単芯のクラッド/コア複合材23を得る。図3は、単芯ファイバの一例を示す斜視図である。   Next, as shown in FIG. 3, the core rod 21 is inserted into the hollow portion of the first clad pipe 22 to obtain a single core clad / core composite material 23. FIG. 3 is a perspective view showing an example of a single-core fiber.

図3には、単芯のクラッド/コア複合材23において、中心軸から外周に向かう一方向(x方向)の屈折率ndの分布例を示してある。この例では、コアロッド21内の屈折率ndはx方向に対して一様であり、その値はn2である。第1のクラッドパイプ22の屈折率ndはx方向に対して一様であり、その値はn1である。ここで、n2>n1である。   FIG. 3 shows a distribution example of the refractive index nd in one direction (x direction) from the central axis toward the outer periphery in the single-core clad / core composite material 23. In this example, the refractive index nd in the core rod 21 is uniform in the x direction, and its value is n2. The refractive index nd of the first cladding pipe 22 is uniform in the x direction, and its value is n1. Here, n2> n1.

コアロッド21の屈折率n1、およびクラッドパイプ22の屈折率n2は、モノマー組成および分子量等によって調整できる。なお、コアロッド21はx方向に対して屈折率分布を有していてもよい。同様に、第1のクラッドパイプ22はx方向に対して屈折率分布を有していてもよい。   The refractive index n1 of the core rod 21 and the refractive index n2 of the cladding pipe 22 can be adjusted by the monomer composition, molecular weight and the like. The core rod 21 may have a refractive index distribution in the x direction. Similarly, the first cladding pipe 22 may have a refractive index distribution in the x direction.

そして、得られた単芯のクラッド/コア複合材23のコアロッド21とクラッドパイプ22の間を減圧雰囲気下、好ましくは真空雰囲気下とした状態で加熱して、コアロッド21とクラッドパイプ22とを一体化した後、線引きの工程に供する。なお、減圧雰囲気好ましくは真空雰囲気の圧力および加熱温度は、公知方法と同様である。   Then, the core rod 21 and the cladding pipe 22 are integrated by heating the core rod 21 and the cladding pipe 22 of the obtained single core clad / core composite material 23 in a reduced pressure atmosphere, preferably in a vacuum atmosphere. After being processed, it is subjected to the step of drawing. The pressure in the reduced pressure atmosphere, preferably the vacuum atmosphere, and the heating temperature are the same as in the known method.

図4は、本実施の形態における単芯ファイバ形成装置の一例を示す略図である。図4において、単芯ファイバ形成装置30は、加熱手段31と、線引き手段32と、切断手段33と、真空ポンプ34とを備える。   FIG. 4 is a schematic view showing an example of a single-core fiber forming device in the present embodiment. In FIG. 4, the single-core fiber forming device 30 includes a heating unit 31, a drawing unit 32, a cutting unit 33, and a vacuum pump 34.

加熱手段31は、単芯のクラッド/コア複合材23の先端部を挟んで互いに対向して配置された円形のヒーターである。加熱手段31は、保持手段(図示略)により、位置を調整された単芯のクラッド/コア複合材23の先端部を加熱する。   The heating means 31 is a circular heater disposed opposite to each other with the tip of the single-core clad / core composite material 23 interposed therebetween. The heating means 31 heats the tip of the single-core clad / core composite material 23 whose position has been adjusted by the holding means (not shown).

線引き手段32は、加熱された単芯のクラッド/コア複合材23の先端部を加圧挟持する一対の加圧ローラである。線引き手段32は、加熱された単芯のクラッド/コア複合材23の先端部を線引きする。   The wire drawing means 32 is a pair of pressure rollers for pressing and holding the tip of the heated single-core clad / core composite material 23. The drawing means 32 draws the tip of the heated single-core clad / core composite material 23.

切断手段33は、カッターである。切断手段33は、製造された単芯ファイバ素線35を所定の長さに切断する。   The cutting means 33 is a cutter. The cutting means 33 cuts the manufactured single-core fiber strand 35 into a predetermined length.

真空ポンプ34は、管を介して真空引きし、コアロッド21とクラッドパイプ22の間を減圧雰囲気、または真空雰囲気とする。   The vacuum pump 34 evacuates through a tube to make the space between the core rod 21 and the cladding pipe 22 a reduced pressure atmosphere or a vacuum atmosphere.

以上の構成の備える単芯ファイバ形成装置30を用いて、単芯のクラッド/コア複合材23から単芯ファイバ素線35が製造される。   The single-core fiber strand 35 is manufactured from the single-core clad / core composite material 23 using the single-core fiber forming device 30 having the above configuration.

この単芯ファイバ形成装置30は、チャンバー34内を減圧雰囲気下、好ましくは真空雰囲気下とした上で、単芯ファイバ素線35を形成することにより、単芯ファイバ素線35のコア41とクラッド層42との間に空気等のガス、不純物、および異物が残ることを抑制する。   The single-core fiber forming apparatus 30 is configured such that the inside of the chamber 34 is in a reduced pressure atmosphere, preferably in a vacuum atmosphere, and the single-core fiber strand 35 is formed to form the core 41 of the single-core fiber strand 35 and the cladding. It is suppressed that gas such as air, impurities, and foreign matter remain with the layer 42.

具体的には、単芯ファイバ形成装置30は、減圧雰囲気下、好ましくは真空雰囲気下で、単芯のクラッド/コア複合材23の先端部を加熱手段31によって加熱した後、線引き手段32により線引きし、切断手段33にて所定の長さに切断する。これら一連の工程によって、所定の長さの単芯ファイバ素線35が製造される。なお、線引きの工程において、減圧雰囲気好ましくは真空雰囲気の圧力および加熱温度は、公知方法と同様である。   Specifically, the single-core fiber forming apparatus 30 heats the tip of the single-core clad / core composite material 23 by the heating means 31 in a reduced pressure atmosphere, preferably in a vacuum atmosphere, and then draws the wire by the drawing means 32. And cut into a predetermined length by the cutting means 33. A single-core fiber strand 35 of a predetermined length is manufactured by these series of processes. In the step of drawing, the pressure in the reduced pressure atmosphere, preferably the vacuum atmosphere and the heating temperature are the same as in the known method.

次に、図1のステップS12において、バンドルプリフォームが形成される。具体的には、図2に示したようにPIFの画素数Nに対応する数の単芯ファイバ素線35を用意する。この単芯ファイバ素線35は、ステップS11において、1つのコアロッド21をクラッドパイプ22で被覆したものである。ステップS12では、PIFのコア径およびコア間の距離を示すコアピッチを均一化するために、同一仕様の単芯ファイバ素線35を複数用意することが好ましい。また、単芯ファイバ素線35において、コアロッド21はPIFのコアと同一材料(比較的高屈折率の透光性ポリマー)により構成され、クラッドパイプ22はPIFのクラッドと同一材料(比較的低屈折率の透光性ポリマー)により構成される。すなわち、コアロッド21の屈折率は、クラッドパイプ22の屈折率より高い。   Next, in step S12 of FIG. 1, a bundle preform is formed. Specifically, as shown in FIG. 2, the number of single-core fiber strands 35 corresponding to the number N of pixels of PIF is prepared. The single-core fiber strand 35 is obtained by coating one core rod 21 with a clad pipe 22 in step S11. In step S12, in order to equalize the core diameter of the PIF and the core pitch indicating the distance between the cores, it is preferable to prepare a plurality of single-core fiber strands 35 of the same specification. Also, in the single-core fiber strand 35, the core rod 21 is made of the same material (a translucent polymer with a relatively high refractive index) as the core of PIF, and the cladding pipe 22 is the same material (a relatively low refractive index) Of the transparent polymer). That is, the refractive index of the core rod 21 is higher than the refractive index of the cladding pipe 22.

このように図1のステップS12において、バンドルプリフォームが形成される。図5は、バンドルプリフォームの一例を示す斜視図である。図5に示すように、バンドルプリフォーム40では、PIF70の画素数Nに対応する数の単芯ファイバ素線35がクラッド材料からなる第2のクラッドパイプ43の中空部に挿入されている。   Thus, in step S12 of FIG. 1, a bundle preform is formed. FIG. 5 is a perspective view showing an example of a bundle preform. As shown in FIG. 5, in the bundle preform 40, single-core fiber strands 35 in a number corresponding to the number N of pixels of the PIF 70 are inserted into the hollow portion of the second cladding pipe 43 made of cladding material.

図5において、ファイバ素線束45は、複数の単芯ファイバ素線35の束(ファイバ素線束)を示す。また、第2のクラッドパイプ43の内径は、ファイバ素線束45より若干大きいサイズに設計される。また、第2のクラッドパイプ43は主として、PIF70の外縁部分となる。   In FIG. 5, the fiber strand bundle 45 indicates a bundle of a plurality of single-core fiber strands 35 (fiber strand bundle). The inner diameter of the second clad pipe 43 is designed to be slightly larger than the fiber bundle 45. Also, the second cladding pipe 43 mainly serves as an outer edge portion of the PIF 70.

図5は、バンドルプリフォームの断面図である。図5において、バンドルプリフォーム40は、1つのコア41とこれを被覆するクラッド層42とからなる単芯ファイバ素線35が複数、束になって、第2のクラッドパイプ43の中空部に挿入されたものである。   FIG. 5 is a cross-sectional view of a bundle preform. In FIG. 5, the bundle preform 40 is inserted into the hollow portion of the second clad pipe 43 by bundling a plurality of single-core fiber strands 35 consisting of one core 41 and the clad layer 42 covering the core 41. It is done.

バンドルプリフォームを形成する時点において、バンドルプリフォーム40内には、複数の単芯ファイバ素線35の互いの間、および複数の単芯ファイバ素線35のうち最外周に位置する複数の単芯ファイバ素線35と第2のクラッドパイプ43との間に空隙44が存在する。この時点において、複数の単芯ファイバ素線35のクラッド層42と第2のクラッドパイプ43とは、互いに一体化されておらず、識別可能である。   At the time of forming the bundle preform, in the bundle preform 40, a plurality of single-core fiber strands 35 located between each other and among the plurality of single-core fiber strands 35 at the outermost periphery. An air gap 44 exists between the fiber strand 35 and the second clad pipe 43. At this point of time, the cladding layers 42 of the plurality of single-core fiber strands 35 and the second cladding pipe 43 are not integrated with each other, and are distinguishable.

なお、図5において、単芯ファイバ素線35のコア径sa、互いに隣接する2つの単芯ファイバ素線35のコア41の離間距離2×st(クラッド層厚stの2倍に相当)、および単芯ファイバ素線35の外径sdで定義している。   In FIG. 5, the core diameter sa of the single-core fiber strand 35, the separation distance 2 × st of the cores 41 of two single-core fiber strands 35 adjacent to each other (corresponding to twice the cladding layer thickness st), The outer diameter sd of the single-core fiber strand 35 is defined.

そして、バンドルプリフォーム40におけるコアピッチは、単芯ファイバ素線35の外径sdと一致する。   The core pitch in the bundle preform 40 matches the outer diameter sd of the single-core fiber strand 35.

図1のステップS12において、複数の単芯ファイバ素線35を束ねる際に界面活性剤を含む溶液を用いることにより、単芯ファイバ素線を傷付けずに整然と配列させて、バンドルプリフォームを形成することができる。例えば、界面活性剤を含む溶液中で複数の単芯ファイバ素線35を俵積みして、図6のファイバ素線束45を得ることができる。図6は、ファイバ素線束の一例を示す斜視図である。そして、ファイバ素線束45をクラッドパイプ43の中空部に挿入して、バンドルプリフォーム40を得る。図7は、バンドルプリフォームの一例を示す斜視図である。   In step S12 of FIG. 1, when bundling a plurality of single-core fiber strands 35, a solution containing a surfactant is used to form a bundle preform by arranging the single-core fiber strands in order without damage. be able to. For example, a plurality of single-core fiber strands 35 can be stacked in a solution containing a surfactant to obtain the fiber strand 45 of FIG. FIG. 6 is a perspective view showing an example of a fiber strand bundle. Then, the fiber strand bundle 45 is inserted into the hollow portion of the clad pipe 43 to obtain a bundle preform 40. FIG. 7 is a perspective view showing an example of a bundle preform.

なお、図1のステップS12においては、界面活性剤を含む溶液中で複数の単芯ファイバ素線35を束ねる工程と、ファイバ素線束45をクラッドパイプ43の中空部に挿入する工程の代わりに、複数の単芯ファイバ素線35を、界面活性剤を含む溶液中で束ねながらクラッドパイプ43の中空部に挿入して、バンドルプリフォーム40を得るようにしてもよい。   In step S12 of FIG. 1, instead of the step of bundling a plurality of single-core fiber strands 35 in a solution containing a surfactant and the step of inserting the fiber strand 45 into the hollow portion of the clad pipe 43, The bundle preform 40 may be obtained by inserting a plurality of single-core fiber strands 35 into the hollow portion of the clad pipe 43 while bundling them in a solution containing a surfactant.

図1のステップS12において用いられる界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤または両性界面活性剤のいずれか、または組合せたもののいずれも適用可能である。   The surfactant used in step S12 of FIG. 1 may be either an anionic surfactant, a nonionic surfactant or an amphoteric surfactant, or a combination thereof.

アニオン性界面活性剤としては、脂肪酸ナトリウムおよびアルファスルホン化脂肪酸エステルナトリウム等の脂肪酸系;
直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム(LAS)等の直鎖アルキルベンゼン系;
ラウリル硫酸ナトリウム(SLS)等のアルキル硫酸エステルナトリウム(AS)、およびアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム(AES)等の高級アルコール系;
アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム(AOS)等のアルファオレフィン系;
アルキルスルホン酸ナトリウム等のノルマルパラフィン系等が挙げられる。
カチオン性界面活性剤としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、およびアルキルベンジルジメチルアンモニウム塩等が挙げられる。
As anionic surfactants, fatty acid systems such as sodium fatty acid and sodium alpha sulfonated fatty acid ester;
Linear alkyl benzenes such as linear alkyl benzene sulfonic acid sodium (LAS);
Sodium alkyl sulfate such as sodium lauryl sulfate (SLS) (AS), and higher alcohol such as sodium alkyl ether sulfate (AES);
Alpha olefins such as alpha olefin sulfonate sodium (AOS);
Examples thereof include normal paraffins such as sodium alkyl sulfonate and the like.
Examples of the cationic surfactant include alkyl trimethyl ammonium salts, dialkyl dimethyl ammonium salts, and alkyl benzyl dimethyl ammonium salts.

ノニオン性界面活性剤としては、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル(AE)等の高級アルコール系;
ポリオキシエチレンアルキルフェニールエーテル(APE)等のアルキルフェノール系;
蔗糖脂肪酸塩エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、およびアルカノールアミド等の脂肪酸系等が挙げられる。
As a nonionic surfactant,
Higher alcohols such as polyoxyethylene alkyl ether (AE);
Alkylphenols such as polyoxyethylene alkylphenyl ether (APE);
Sucrose fatty acid salt esters, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene fatty acid esters, and fatty acids such as alkanolamides and the like can be mentioned.

両性界面活性剤としては、アルキルジメチルアミンオキシドおよびアルキルカルボキシベタイン等が挙げられる。上記の中でも、低コストで入手しやすく残留しにくいことから、アニオン性界面活性剤が好ましく、ラウリル硫酸ナトリウム(SLS)等の高級アルコール系のアニオン性界面活性剤が特に好ましい。   Amphoteric surfactants include alkyl dimethyl amine oxide and alkyl carboxy betaine. Among the above, anionic surfactants are preferable because they are easily available at low cost and hard to remain, and higher alcohol anionic surfactants such as sodium lauryl sulfate (SLS) are particularly preferable.

界面活性剤は、後工程において除去を容易とするために、水溶液の形態で用いることが好ましい。水溶液中の界面活性剤の濃度は臨界ミセル濃度以上であれば特に制限なく、例えば0.3〜0.7質量%程度が好ましい。また、界面活性剤は公知のものを1種または2種以上用いることができる。   The surfactant is preferably used in the form of an aqueous solution to facilitate removal in a later step. The concentration of the surfactant in the aqueous solution is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the critical micelle concentration, and for example, about 0.3 to 0.7% by mass is preferable. Moreover, surfactant can use 1 type, or 2 or more types of well-known things.

また、界面活性剤を含む溶液(好ましくは水溶液)には必要に応じて、仮接着剤を添加することができる。仮接着剤としては、後工程において水洗浄等により容易に除去できることから、ポリビニルアルコール(PVA)等の水溶性高分子が好ましい。   Moreover, a temporary adhesive can be added to the solution (preferably aqueous solution) containing surfactant as needed. As the temporary adhesive, a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol (PVA) is preferable because it can be easily removed by water washing or the like in a later step.

仮接着剤を用いることで、複数の単芯ファイバ素線35が仮接着されたファイバ素線束45が得られ、後工程に供する際の取扱い性が向上する。なお、界面活性剤を含む溶液(好ましくは水溶液)には必要に応じて、他の任意の成分を添加しても良い。また、他の任意成分についても、後工程において水洗浄等により容易に除去できることから、水溶性物質が好ましい。   By using the temporary adhesive, the fiber strand bundle 45 to which a plurality of single-core fiber strands 35 are temporarily bonded is obtained, and the handleability at the time of being subjected to the later process is improved. In addition, you may add another arbitrary component to the solution (preferably aqueous solution) containing surfactant as needed. In addition, water-soluble substances are preferable because other optional components can be easily removed by water washing or the like in a later step.

次に図1のステップS13において、バンドルプリフォーム40が洗浄される。
上述したように、本実施の形態では、界面活性剤中でバンドルプリフォームを形成することにより、単芯ファイバ素線35が傷つくことを防いでいる。一方で、芯ファイバ素線を束ねる際に使用した界面活性剤を完全に除去されていない場合、残留した界面活性剤等の成分が析出してコアを圧迫して、光損失が増大するコアが発生し、コア間の光信号にばらつきが生じる怖れがある。また、単芯ファイバを束ねる際に単芯ファイバ素線間に異物が混入した場合にも同様に、コア間の光信号にばらつきが生じる怖れがある。
Next, in step S13 of FIG. 1, the bundle preform 40 is cleaned.
As described above, in the present embodiment, the bundle preform is formed in the surfactant to prevent the single-core fiber strand 35 from being damaged. On the other hand, when the surfactant used when bundling core fiber strands is not completely removed, the remaining component such as surfactant precipitates and squeezes the core to increase the optical loss in the core. There is a fear that it may occur and the light signal between the cores may vary. In addition, when foreign matter is mixed between single-core fiber strands when bundling single-core fibers, similarly, there is a fear that optical signals between cores may vary.

そこで、本実施の形態では、バンドルプリフォームを洗浄することにより、バンドルプリフォーム40に付着した図1のステップS12で用いた溶液の成分(界面活性剤および必要に応じて用いられた仮接着剤等の任意成分)やプリフォーム時に混入した異物を除去する。   Therefore, in the present embodiment, components of the solution used in step S12 of FIG. 1 attached to the bundle preform 40 by cleaning the bundle preform (surfactant and temporary adhesive used as needed) Etc.) and foreign substances mixed in during preforming.

図8は、本実施の形態における洗浄装置の一例を示す略図である。図8において、洗浄装置50は、超純水タンク51と、加圧ライン52と、注水ポンプ53と、電磁弁54と、中空糸フィルター55と、圧力計56と、電磁弁57と、サブミクロンポアフィルター58と、電磁弁59と、強度保持材60と、電磁弁61と、圧力計62と、電磁弁63と、アスピレーター64とを備える。   FIG. 8 is a schematic view showing an example of the cleaning apparatus in the present embodiment. In FIG. 8, the cleaning device 50 includes an ultrapure water tank 51, a pressure line 52, a water injection pump 53, an electromagnetic valve 54, a hollow fiber filter 55, a pressure gauge 56, an electromagnetic valve 57, and submicrons. A pore filter 58, a solenoid valve 59, a strength holding member 60, a solenoid valve 61, a pressure gauge 62, a solenoid valve 63, and an aspirator 64 are provided.

超純水タンク51は、超純水を貯蔵するタンクである。超純水タンク51は、常に超純水が充填されている状態にする。   The ultrapure water tank 51 is a tank for storing ultrapure water. The ultrapure water tank 51 is always filled with ultrapure water.

注水ポンプ53は、超純水タンク51及び電磁弁54と配管を介して接続し、超純水タンク51を加圧して電磁弁54に送液する。   The water injection pump 53 is connected to the ultrapure water tank 51 and the solenoid valve 54 via a pipe, pressurizes the ultrapure water tank 51, and sends it to the solenoid valve 54.

電磁弁54は、注水ポンプ53及び中空糸フィルター55と配管を介して接続し、注水ポンプ53から送液された超純水を中空糸フィルター55に流通または遮断する。   The solenoid valve 54 is connected to the water injection pump 53 and the hollow fiber filter 55 through a pipe, and the ultra pure water supplied from the water injection pump 53 is circulated or blocked to the hollow fiber filter 55.

中空糸フィルター55は、一方を電磁弁54と配管で接続し、他方を圧力計56及び電磁弁57に配管で接続する。また、中空糸フィルター55は注水ポンプ53から送液された超純水から不純物を取り除く。   One of the hollow fiber filters 55 is connected to the solenoid valve 54 by piping, and the other is connected to the pressure gauge 56 and the solenoid valve 57 by piping. The hollow fiber filter 55 also removes impurities from the ultrapure water fed from the water injection pump 53.

圧力計56は、中空糸フィルター55から電磁弁57への配管内の圧力を測定する圧力計である。注水ポンプ53は水圧が例えば、303kPa(3kgf/cm)加えられるものを選定する。本明細書の圧力は全てゲージ圧力で表す。 The pressure gauge 56 is a pressure gauge that measures the pressure in the pipe from the hollow fiber filter 55 to the solenoid valve 57. The water injection pump 53 is selected to have a water pressure of, for example, 303 kPa (3 kgf / cm 2 ). All pressures in this specification are expressed as gauge pressure.

電磁弁57は、一方を中空糸フィルター55及び圧力計56と配管で接続し、他方をバンドルプリフォーム40と配管で接続する。バンドルプリフォーム40は配管に対して取り外し可能とする。そして、電磁弁57は、注水ポンプ53から送液された超純水をバンドルプリフォーム40に流通または遮断する。   One end of the solenoid valve 57 is connected to the hollow fiber filter 55 and the pressure gauge 56 by piping, and the other is connected to the bundle preform 40 by piping. The bundle preform 40 is removable from the piping. Then, the solenoid valve 57 passes or blocks the ultrapure water sent from the water injection pump 53 to the bundle preform 40.

加圧ライン52には窒素ガスの供給元を接続し、例えば、303kPa(3kgf/cm)の圧力をかけられるよう配管する。 A supply source of nitrogen gas is connected to the pressure line 52, and piping is performed so that a pressure of, for example, 303 kPa (3 kgf / cm 2 ) can be applied.

サブミクロンポアフィルター58は、窒素ガスの不純物を除去するフィルターである。サブミクロンポアフィルター58は、一方を加圧ライン52に接続し、他方を電磁弁59に配管を介して接続する。   The submicron pore filter 58 is a filter for removing nitrogen gas impurities. One of the submicron pore filters 58 is connected to the pressure line 52, and the other is connected to the solenoid valve 59 through a pipe.

電磁弁59は、一方をサブミクロンポアフィルター58に配管を介して接続し、他方を電磁弁57と共通する配管でバンドルプリフォーム40に接続する。バンドルプリフォーム40は配管に対して取り外し可能とする。
強度保持材60は、バンドルプリフォームの周囲を覆う保持材である。
One end of the solenoid valve 59 is connected to the submicron pore filter 58 via a pipe, and the other end is connected to the bundle preform 40 by a pipe common to the solenoid valve 57. The bundle preform 40 is removable from the piping.
The strength retaining material 60 is a retaining material that covers the periphery of the bundle preform.

電磁弁61は、一方を電磁弁57と共通する配管でバンドルプリフォームに接続する。バンドルプリフォームは配管に対して取り外し可能とする。また、電磁弁61は、他方を圧力計62及び電磁弁63に配管を介して接続する。
圧力計62は、アスピレーター64への配管内の圧力を測定する圧力計である。
One end of the solenoid valve 61 is connected to the bundle preform via a pipe common to the solenoid valve 57. Bundle preforms should be removable from the piping. Also, the solenoid valve 61 connects the other to the pressure gauge 62 and the solenoid valve 63 via piping.
The pressure gauge 62 is a pressure gauge that measures the pressure in the piping to the aspirator 64.

電磁弁63は、一方を電磁弁61及び圧力計62と配管で接続し、他方をアスピレーター64に配管で接続する。電磁弁63は、アスピレーター64で吸引する場合に開とする。   One end of the solenoid valve 63 is connected to the solenoid valve 61 and the pressure gauge 62 by piping, and the other is connected to the aspirator 64 by piping. The solenoid valve 63 is opened when the aspirator 64 sucks.

アスピレーター64は、電磁弁61、電磁弁63及び配管を介してバンドルプリフォーム40内の超純水を吸引する。減圧ライン65には、アスピレーター64を接続し、圧力計62において−80.8kPa(−608Torr)以下まで減圧できるよう配管する。   The aspirator 64 sucks the ultrapure water in the bundle preform 40 through the solenoid valve 61, the solenoid valve 63 and the pipe. An aspirator 64 is connected to the decompression line 65, and piping is performed so that the pressure can be reduced to −80.8 kPa (−608 Torr) or less by the pressure gauge 62.

以下に洗浄装置50の操作1〜7を手順に従って示す。なお、各操作において、電磁弁の開閉状態は表1のとおりである。電磁弁は手動で制御してもよいが、プログラム制御するほうが望ましい。以下はプログラム制御が前提での操作方法を示す。

Figure 0006545074
Hereinafter, operations 1 to 7 of the cleaning device 50 will be shown according to the procedure. In each operation, the open / close state of the solenoid valve is as shown in Table 1. Although the solenoid valve may be controlled manually, program control is more desirable. The following shows the operation method based on program control.
Figure 0006545074

<操作1> バンドル内減圧
バンドル内の単芯ファイバ間の隙間を、アスピレーターを用いて減圧状態にする。開とすべき電磁弁は61、63であり、その他の電磁弁は全て閉である。圧力計62の到達圧力が−80.8kPa(−608Torr)以下まで減圧できたら操作2に移る。
<Procedure 1> In-Bundle Decompression The gap between single-core fibers in the bundle is decompressed using an aspirator. The solenoid valves to be opened are 61 and 63, and all other solenoid valves are closed. If the ultimate pressure of the pressure gauge 62 can be reduced to -80.8 kPa (-608 Torr) or less, the process moves to step 2.

<操作2> 超純水注水
超純水タンクに溜めている超純水を注水ポンプで加圧してバンドルプリフォーム40に注入する。このとき、超純水は中空糸フィルターを通してバンドルプリフォーム40に流水させて異物のない超純水を流入させる必要がある。例えば、流入量は100ccとした。開とすべき電磁弁は57、54であり、その他の電磁弁は全て閉である。圧力計62の到達圧力が40.4kPa(0.4kgf/cm)まで上昇したら操作3に移る。
<Operation 2> Ultra pure water injection The ultra pure water stored in the ultra pure water tank is pressurized by the injection pump and injected into the bundle preform 40. At this time, it is necessary to make ultra pure water flow in the bundle preform 40 through the hollow fiber filter so that extra pure water without foreign matter flows in. For example, the inflow was 100 cc. The solenoid valves to be opened are 57 and 54, and all other solenoid valves are closed. When the ultimate pressure of the pressure gauge 62 rises to 40.4 kPa (0.4 kgf / cm 2 ), the operation moves to operation 3.

<操作3> 注水停止
操作2で注入している超純水を停止する。電磁弁は全て閉である。
<Operation 3> Stopping water injection Stop the ultra pure water being injected in operation 2. The solenoid valves are all closed.

<操作4> 超純水排水
バンドルプリフォーム40に溜まった水を減圧することで排水する。開とすべき電磁弁は61、63であり、その他の電磁弁は全て閉である。圧力計62の圧力が0Pa(0kgf/cm)以下になれば、操作5に移る。操作4の完了時点では、バンドルプリフォーム内の単芯ファイバ素線間には超純水が残っている状態になっている。
<Operation 4> Ultra pure water drainage The water accumulated in the bundle preform 40 is drained by depressurizing. The solenoid valves to be opened are 61 and 63, and all other solenoid valves are closed. If the pressure of the pressure gauge 62 becomes 0 Pa (0 kgf / cm 2 ) or less, the operation moves to operation 5. At the completion of the operation 4, ultrapure water remains between single-core fiber strands in the bundle preform.

<操作5> 窒素ガス噴射
バンドルプリフォーム内の単芯ファイバ素線間に残っている超純水を、窒素ガスを噴射することで除去する。その衝撃力で異物をバンドルプリフォーム40内から追い出す。開とすべき電磁弁は59、61、63であり、その他の電磁弁は全て閉である。窒素ガス噴射時間は例えば、1〜10秒程度でよい。
<Operation 5> Nitrogen gas injection Ultrapure water remaining between single-core fiber strands in a bundle preform is removed by injecting nitrogen gas. The impact force expels foreign matter from the inside of the bundle preform 40. The solenoid valves to be opened are 59, 61 and 63, and all other solenoid valves are closed. The nitrogen gas injection time may be, for example, about 1 to 10 seconds.

<操作6> 排水完了
バンドルプリフォーム40の単芯ファイバ素線の下に溜まった超純水を排水する。開とすべき電磁弁は61、54であり、その他の電磁弁は全て閉である。圧力計62の到達圧力が−80.8kPa(−608Torr)以下まで減圧できたら操作7.に移る。
<Operation 6> Drainage complete Drain the ultrapure water accumulated under the single-core fiber strand of the bundle preform 40. The solenoid valves to be opened are 61 and 54, and all other solenoid valves are closed. If the ultimate pressure of the pressure gauge 62 can be reduced to -80.8 kPa (-608 Torr) or less, the procedure 7. Move to

<操作7> 排水停止
電磁弁は全て閉である。
<Operation 7> Drainage stop All solenoid valves are closed.

この水流洗浄のための操作1〜操作7を2000回繰り返す。操作1〜7の順番に操作を行なうことで、洗浄液を加圧手段と減圧手段によってバンドルプリフォーム40内に注液と排液を交互に1回以上繰り返すことができ、界面活性剤や異物を洗浄・排出することができる。バンドル容器に流入する水はバンドルプリフォーム40を予め減圧状態にしておくと洗浄液を注水する際に圧力差をより大きくできる。減圧状態は圧力計62で把握でき、加圧度合いは圧力計56で把握できる。また、圧力計56と62の圧力差がバンドル容器内に流入する水の圧力となる。水圧が例えば、303kPa(3kgf/cm)、アスピレーター64での減圧到達圧力が−80.8kPa(−608Torr)の場合は、303−(−80.8)=383.8kPaとなる。当該圧力差は250kPa以上とし、好ましくは300kPa以上、より好ましくは350kPa以上である。 The operations 1 to 7 for the water stream cleaning are repeated 2000 times. By performing the operations in the order of operations 1 to 7, it is possible to alternately repeat the injection and the drainage one or more times alternately in the bundle preform 40 by the pressurizing means and the depressurizing means, and the surfactant and foreign matter are It can be cleaned and discharged. The water flowing into the bundle container can have a larger pressure difference when the cleaning liquid is injected if the bundle preform 40 is previously depressurized. The pressure reduction state can be grasped by the pressure gauge 62, and the pressure degree can be grasped by the pressure gauge 56. Further, the pressure difference between the pressure gauges 56 and 62 is the pressure of water flowing into the bundle container. When the water pressure is, for example, 303 kPa (3 kgf / cm 2 ) and the ultimate pressure of the aspirator 64 is -80.8 kPa (-608 Torr), 303-(-80.8) = 383.8 kPa. The pressure difference is 250 kPa or more, preferably 300 kPa or more, and more preferably 350 kPa or more.

このバンドルプリフォーム40の洗浄は、洗浄液を用いて行うことができる。洗浄液は、単芯ファイバ素線35を傷付けず、界面活性剤および必要に応じて用いられた仮接着剤等の任意成分、単芯ファイバ素線間の混入異物を除去できるものであればよい。バンドルプリフォーム40に新たに余分な成分が付着することを抑制するために、洗浄液としては水(以下、洗浄水とも言う。)が好ましい。洗浄水としては、不純物の少ない純水が好ましく、不純物量が0.01μg/L以下の超純水が特に好ましい。   The washing of the bundle preform 40 can be performed using a washing solution. The cleaning solution may be any one that does not damage the single-core fiber strand 35 and can remove foreign substances between the single-core fiber strands and any component such as a surfactant and a temporary adhesive used as needed. Water (hereinafter, also referred to as washing water) is preferable as the washing liquid in order to suppress the adhesion of extra components to the bundle preform 40 anew. As the washing water, pure water with few impurities is preferable, and ultrapure water with the amount of impurities of 0.01 μg / L or less is particularly preferable.

そして、バンドルプリフォームから洗浄液を流すことにより、界面活性剤が除去される。しかしながら、単芯ファイバ素線間の混入異物を除去するためには、単に洗浄液を流しても異物は十分に除去できない場合もある。   Then, the surfactant is removed by flowing the cleaning solution from the bundle preform. However, in order to remove the foreign matter between single-core fiber strands, the foreign matter may not be sufficiently removed simply by flowing the cleaning solution.

そこで、本実施の形態では、加圧した洗浄液をバンドルプリフォーム40に流入させ、圧力の力で異物をバンドルプリフォーム40から除去する。またステップS13において、バンドルプリフォーム40を予め減圧状態にしておくと、洗浄液を注水する際に圧力差をより大きくできる。また、バンドルプリフォーム40の単芯ファイバ素線間に洗浄液が満たされている状態で圧力をかけた気体を瞬間的に噴射することで異物に衝撃力を与ることができ、同様に異物をバンドルプリフォーム40内から追い出すことができる。   Therefore, in the present embodiment, the pressurized cleaning fluid is caused to flow into the bundle preform 40, and the foreign matter is removed from the bundle preform 40 by the force of pressure. Further, in step S13, if the bundle preform 40 is depressurized in advance, the pressure difference can be further increased when the cleaning liquid is injected. In addition, by injecting the pressurized gas instantaneously while the cleaning liquid is being filled between the single-core fiber strands of the bundle preform 40, it is possible to apply an impact force to the foreign matter, and similarly, the foreign matter is It can be expelled from within the bundle preform 40.

その後、バンドルプリフォーム40を減圧することで、バンドルプリフォーム40内から洗浄水と異物を回収する。この加圧手段と減圧手段によって、バンドルプリフォーム40内に注液と排液を交互に1回以上繰り返すことによって、バンドルプリフォーム40内の単芯ファイバ素線間の混入異物を洗浄・排出することができる。   Thereafter, the pressure of the bundle preform 40 is reduced to recover wash water and foreign matter from the bundle preform 40. Contamination foreign matter between single-core fiber strands in the bundle preform 40 is cleaned and discharged by alternately repeating the liquid injection and the drainage one or more times in the bundle preform 40 by the pressurizing means and the pressure reducing means. be able to.

洗浄液の加圧手段は不活性の気体が好ましく、例えば窒素ガスがより好ましい。加圧する圧力は大きい方が良いが、バンドルプリフォーム容器の接着強度を考慮して303kPa(3kgf/cm)程度が好ましい。減圧手段は真空ポンプを使用することができ、−80.8kPa(−608Torr)以下程度に減圧することが望ましい。 The pressurizing means for the cleaning solution is preferably an inert gas, for example, nitrogen gas is more preferable. The pressure to be applied is preferably large, but preferably about 303 kPa (3 kgf / cm 2 ) in consideration of the adhesive strength of the bundle preform container. A vacuum pump can be used as the pressure reducing means, and it is desirable to reduce the pressure to approximately −80.8 kPa (−608 Torr) or less.

洗浄後のバンドルプリフォーム40を減圧雰囲気下、好ましくは真空雰囲気下で加熱して全体を一体化してから、次の線引きの工程に供する。   The bundle preform 40 after cleaning is heated in a reduced pressure atmosphere, preferably in a vacuum atmosphere, to integrate the whole, and then subjected to the next step of wire drawing.

なお、減圧雰囲気好ましくは真空雰囲気の圧力および加熱温度は、公知方法を用いることができる。   In addition, the pressure and heating temperature of a pressure-reduced atmosphere, preferably a vacuum atmosphere can use a well-known method.

次に図1のステップS14において、複芯ファイバであるPIF70が形成される。図9は、本実施の形態における複芯ファイバ製造装置の一例を示す略図である。   Next, in step S14 of FIG. 1, a PIF 70, which is a multicore fiber, is formed. FIG. 9 is a schematic view showing an example of a multi-core fiber manufacturing apparatus according to the present embodiment.

図9において、複芯ファイバ形成装置80は、保持手段(図示せず)と、加熱手段81と、線引き手段82と、真空ポンプ83を備える。   In FIG. 9, a multicore fiber forming apparatus 80 includes holding means (not shown), heating means 81, wire drawing means 82, and a vacuum pump 83.

保持手段は、バンドルプリフォーム40を保持し、かつ、その位置を調整する。   The holding means holds the bundle preform 40 and adjusts its position.

加熱手段81は、バンドルプリフォーム40の先端部を加熱する。例えば、加熱手段81は、バンドルプリフォーム40の先端部を挟んで互いに対向して配置された一対のヒーターである。   The heating means 81 heats the tip of the bundle preform 40. For example, the heating means 81 are a pair of heaters disposed to face each other with the tip of the bundle preform 40 interposed therebetween.

線引き手段82は、加熱されたバンドルプリフォーム40の先端部を線引きする。例えば、線引き手段82は、加熱されたバンドルプリフォーム40の先端部を加圧挟持する一対の加圧ローラである。   The drawing means 82 draws the tip of the heated bundle preform 40. For example, the wire drawing means 82 is a pair of pressure rollers for pressing and holding the tip portion of the heated bundle preform 40.

複芯ファイバ形成装置80において、PIF70のコアとクラッドの間を密着させるためにPIF70の製造は、真空ポンプによる減圧雰囲気下、好ましくは真空雰囲気下で実施される。   In the multicore fiber forming apparatus 80, the PIF 70 is manufactured under a reduced pressure atmosphere by a vacuum pump, preferably under a vacuum atmosphere, in order to bring the core and the clad of the PIF 70 into close contact with each other.

図9に示すように、減圧雰囲気下好ましくは真空雰囲気下で、バンドルプリフォーム40の先端部を加熱手段81によって加熱した後、線引き手段82により線引きする。これら一連の工程によって、PIF70が製造される。   As shown in FIG. 9, the tip of the bundle preform 40 is heated by the heating means 81 in a reduced pressure atmosphere, preferably in a vacuum atmosphere, and then drawn by the drawing means 82. PIF 70 is manufactured by these series of processes.

なお、線引きの工程において、減圧雰囲気好ましくは真空雰囲気の圧力および加熱温度は、公知方法と同様である。   In the step of drawing, the pressure in the reduced pressure atmosphere, preferably the vacuum atmosphere and the heating temperature are the same as in the known method.

生成された複芯ファイバを図10に示す。図10は、複芯ファイバの断面図である。図8に示すように、PIF70においては、バンドルプリフォーム40内にあった空隙はなくなり、複数の単芯ファイバ素線35のクラッド層42と第2のクラッドパイプ43とが互いに融着一体化してクラッド72が形成される。断面視において、海部であるクラッド72の中に、複数のコア71が島状に形成された海島構造を有するPIF70が製造される。   The produced multicore fiber is shown in FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of a multicore fiber. As shown in FIG. 8, in the PIF 70, the air gap existing in the bundle preform 40 disappears, and the cladding layer 42 of the plurality of single-core fiber strands 35 and the second cladding pipe 43 are fused and integrated with each other. The cladding 72 is formed. In the cross-sectional view, a PIF 70 having a sea-island structure in which a plurality of cores 71 are formed in an island shape is manufactured in the clad 72 which is a sea portion.

以上の複芯ファイバの製造方法は、図4、図8及び図9の装置を組み合わせた製造装置により実現することもできる。図11は、本実施の形態の複芯ファイバ製造装置の構成を示すブロック図である。図11において、複芯ファイバ製造装置90は、単芯ファイバ形成部91と、バンドルプリフォーム形成部92と、洗浄部93と、複芯ファイバ形成部94とを備える。   The manufacturing method of the above-mentioned multi-core fiber can also be realized by a manufacturing device combining the devices of FIG. 4, FIG. 8 and FIG. FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the multi-core fiber manufacturing apparatus of the present embodiment. In FIG. 11, the multicore fiber manufacturing apparatus 90 includes a single core fiber forming part 91, a bundle preform forming part 92, a cleaning part 93, and a multicore fiber forming part 94.

単芯ファイバ形成部91は、コアロッド21を第1のクラッドパイプ22の中空部に挿入して、単芯のクラッド/コア複合材23を形成し、単芯のクラッド/コア複合材23を減圧雰囲気下、好ましくは真空雰囲気下で加熱して、コアロッド21とクラッドパイプ22とを一体化し、線引き及び切断を行う。例えば単芯ファイバ形成部91は、上述した図4の単芯ファイバ形成装置が好適である。   The single-core fiber forming portion 91 inserts the core rod 21 into the hollow portion of the first clad pipe 22 to form a single-core clad / core composite material 23, and the reduced-pressure atmosphere of the single-core clad / core composite material 23 The core rod 21 and the clad pipe 22 are integrated by heating under the bottom, preferably under a vacuum atmosphere, and wire drawing and cutting are performed. For example, the single core fiber forming unit 91 is preferably the single core fiber forming apparatus of FIG. 4 described above.

バンドルプリフォーム形成部92は、コアがクラッド層で被覆された単芯ファイバ素線を、前記クラッド層と同じ材料からなるクラッドパイプの中空部に挿入して、バンドルプリフォームを得る。   The bundle preform forming unit 92 inserts a single-core fiber strand whose core is covered with a cladding layer into the hollow portion of a cladding pipe made of the same material as the cladding layer to obtain a bundle preform.

洗浄部93は、バンドルプリフォームを洗浄して、バンドルプリフォーム内の単芯ファイバ素線間の界面活性剤や異物を取り除く。例えば、洗浄部93は、上述した図8の構成が好適である。   The cleaning unit 93 cleans the bundle preform and removes the surfactant and foreign matter between single-core fiber strands in the bundle preform. For example, the cleaning unit 93 preferably has the configuration of FIG. 8 described above.

複芯ファイバ形成部94は、減圧雰囲気下好ましくは真空雰囲気下で、バンドルプリフォーム40を加熱した後、線引きする。例えば、複芯ファイバ形成部94は、上述した図9の構成が好適である。   The multicore fiber forming unit 94 heats the bundle preform 40 in a reduced pressure atmosphere, preferably in a vacuum atmosphere, and then draws the bundle preform 40. For example, the configuration of FIG. 9 described above is preferable for the multicore fiber forming part 94.

このように本実施の形態の複芯ファイバ製造装置は、形成されたバンドルプリフォーム内の単芯ファイバ素線間に洗浄液を送液して洗浄することにより、単芯ファイバ素線を束ねる際に使用する界面活性剤や単芯ファイバ素線間の異物を除去することができ、コア間の光信号のばらつきを減らすことができる。   Thus, when bundling single-core fiber strands by feeding a cleaning solution between single-core fiber strands in the formed bundle preform and cleaning the multi-core fiber manufacturing apparatus of the present embodiment, The surfactant used and foreign matter between single-core fiber strands can be removed, and variations in optical signals between cores can be reduced.

次に、本発明に係る実施例および比較例について説明する。
(実施例1)
はじめに、外径53mmφのポリスチレン(PS、屈折率1.59)製のコアロッドと、内径55mmφ、外径70mmφのポリメチルメタクリレート(PMMA、屈折率1.494)製の第1のクラッドパイプとを用意した。次に図2に示したように、上記の第1のクラッドパイプの中空部に上記のコアロッドを挿入して、単芯のクラッド/コア複合材を得た。
Next, Examples and Comparative Examples according to the present invention will be described.
Example 1
First, prepare a core rod made of polystyrene (PS, refractive index 1.59) with an outer diameter of 53 mm, and a first clad pipe made of polymethyl methacrylate (PMMA, refractive index 1.494) with an inner diameter of 55 mm and an outer diameter of 70 mm. did. Next, as shown in FIG. 2, the core rod was inserted into the hollow portion of the first clad pipe to obtain a single core clad / core composite material.

単芯のクラッド/コア複合材において、中心軸から外周に向かう一方向(x方向)の屈折率ndの分布は、図2に示したように、コアロッド内の屈折率ndはx方向に対して一様であり、第1のクラッドパイプの屈折率ndはx方向に対して一様であった。
次に図4に示したように、得られた単芯のクラッド/コア複合材に対して、真空雰囲気下で先端部を加熱し、線引きし、切断して、単芯ファイバ素線を得た。
In the single core clad / core composite material, the distribution of the refractive index nd in one direction (x direction) from the central axis toward the outer periphery is such that the refractive index nd in the core rod is in the x direction as shown in FIG. It was uniform, and the refractive index nd of the first cladding pipe was uniform in the x direction.
Next, as shown in FIG. 4, the obtained single-core clad / core composite material was heated in a vacuum atmosphere, drawn, and cut to obtain a single-core fiber strand. .

得られた単芯ファイバ素線は、コア径sa=0.68mm、クラッド層厚st=0.10mm、外径sd=0.88mmφ、コア面積比率sE=60%、長さ=200mmであった。
上記の単芯ファイバ素線を5200本用意した。
The obtained single-core fiber strand had a core diameter sa = 0.68 mm, a cladding layer thickness st = 0.10 mm, an outer diameter sd = 0.88 mmφ, a core area ratio sE = 60%, and a length = 200 mm. .
5200 single-core fiber strands described above were prepared.

次に図6に示したように、0.5質量%のラウリル硫酸ナトリウム(SLS)水溶液中で、5200本の単芯ファイバ素線を束ねて、ファイバ素線束を得た。
次に図7に示したように、得られたファイバ素線束を、外径70mmφ、肉厚2mmのポリメチルメタクリレート(PMMA、屈折率1.494)製の第2のクラッドパイプの中空部に挿入して、バンドルプリフォームを得た。
Next, as shown in FIG. 6, 5200 single-core fiber strands were bundled in a 0.5% by mass sodium lauryl sulfate (SLS) aqueous solution to obtain a fiber strand bundle.
Next, as shown in FIG. 7, the obtained fiber strand is inserted into the hollow portion of a second clad pipe made of polymethyl methacrylate (PMMA, refractive index 1.494) having an outer diameter of 70 mm and a thickness of 2 mm. I got a bundle preform.

次に、水道水を開口径0.2μmのろ過フィルターとイオン交換膜に順次通して得た超純水(最大抵抗値:18.2MΩ)を用いて、得られたバンドルプリフォームを水洗浄した。水流洗浄は操作2.〜操作10.を2000回繰り返した。水圧は303kPa(3kgf/cm)、アスピレーター64での減圧到達圧力は−80.8kPa(−608Torr)であり、圧力差は303−(−80.8)=383.8kPaであった。この水洗浄により、バンドルプリフォームに付着した界面活性剤、単芯ファイバ素線に混入した異物を除去した。洗浄には、上述の洗浄装置50を用いた。 Next, the obtained bundle preform was washed with water using ultrapure water (maximum resistance: 18.2 MΩ) obtained by sequentially passing tap water through a filter having an opening diameter of 0.2 μm and an ion exchange membrane. . Water washing is the procedure 2. To operation 10. Was repeated 2000 times. The water pressure was 303 kPa (3 kgf / cm 2 ), the ultimate pressure of the aspirator 64 was -80.8 kPa (-608 Torr), and the pressure difference was 303-(-80.8) = 383.8 kPa. By this water washing, the surfactant attached to the bundle preform and the foreign matter mixed in the single-core fiber strand were removed. The above-mentioned cleaning device 50 was used for cleaning.

図9に示す装置を用い、減圧雰囲気下好ましくは真空雰囲気下で、バンドルプリフォームの先端部を加熱手段によって加熱した後、線引き手段により線引きし、PIFを得た。PIFの長さは、2mとした。得られたPIFについて光学顕微鏡による断面観察を実施したところ、暗欠陥および画素抜けは全画素の0.1%以下であった。   Using the apparatus shown in FIG. 9, the tip of the bundle preform was heated by a heating means in a reduced pressure atmosphere, preferably in a vacuum atmosphere, and then drawn by a drawing means to obtain PIF. The length of PIF was 2 m. When cross-sectional observation with an optical microscope was carried out on the obtained PIF, dark defects and missing pixels were 0.1% or less of all pixels.

光学顕微鏡による断面写真を図12に示す。図12は、実施例1の光学顕微鏡による断面写真である。主な製造条件と評価結果を表2に示す。得られたPIFは、画素数N(コア数)=5200、コア径ma(画素径)=3.4μm、コアピッチmp=4.4μm、仮想クラッド層厚mt=0.5μm、コア面積比率mE=60%、実効径D1=328μm、外径D2=340μmであった。なお、ma、mp、およびmtは、ランダムに選んだ10箇所の平均値としたが、測定箇所によるばらつきは見られなかった。

Figure 0006545074
The cross-sectional photograph by an optical microscope is shown in FIG. 12 is a cross-sectional photograph of the optical microscope of Example 1. FIG. Main production conditions and evaluation results are shown in Table 2. The obtained PIF has pixel number N (core number) = 5200, core diameter ma (pixel diameter) = 3.4 μm, core pitch mp = 4.4 μm, virtual cladding layer thickness mt = 0.5 μm, core area ratio mE = The effective diameter D1 was 328 μm, and the outer diameter D2 was 340 μm. In addition, although ma, mp, and mt were made into the average value of ten places chosen at random, the dispersion | variation by a measurement location was not seen.
Figure 0006545074

(実施例2)
水流洗浄の操作2.〜操作10.を1000回繰り返した以外は実施例1と同じである。得られたPIFについて光学顕微鏡による断面観察を実施したところ、全画素数の約5%の暗欠陥が見られた。光学顕微鏡による断面写真を図13に示す。図13は、実施例2の光学顕微鏡による断面写真である。主な製造条件と評価結果を表2に示す。
(Example 2)
Operation of water flow cleaning 2. To operation 10. Are the same as Example 1 except repeating 1000 times. When cross-sectional observation with an optical microscope was performed on the obtained PIF, dark defects of about 5% of the total number of pixels were observed. The cross-sectional photograph by an optical microscope is shown in FIG. FIG. 13 is a cross-sectional photograph of the optical microscope of Example 2. Main production conditions and evaluation results are shown in Table 2.

(実施例3)
水流洗浄の操作2.〜操作10.を10回繰り返した以外は実施例1と同じである。得られたPIFについて光学顕微鏡による断面観察を実施したところ、全画素数の約10%の暗欠陥が見られた。光学顕微鏡による断面写真を図14に示す。図14は、実施例3の光学顕微鏡による断面写真である。主な製造条件と評価結果を表2に示す。
(Example 3)
Operation of water flow cleaning 2. To operation 10. Are the same as Example 1 except for repeating 10 times. When cross-sectional observation with an optical microscope was performed on the obtained PIF, a dark defect of about 10% of the total number of pixels was observed. The cross-sectional photograph by an optical microscope is shown in FIG. FIG. 14 is a cross-sectional photograph of the optical microscope of Example 3. Main production conditions and evaluation results are shown in Table 2.

(実施例4)
0.5質量%のラウリル硫酸ナトリウム(SLS)水溶液に代えて、純水中でファイバ素線を束ねた以外は実施例1と同じである。得られたPIFについて光学顕微鏡による断面観察を実施したところ、全画素数の約1%の暗欠陥が見られた。六方稠密配列の画素の数の割合は、50%以下であった。
(Example 4)
The same as Example 1 except that in place of the 0.5% by mass sodium lauryl sulfate (SLS) aqueous solution, fiber strands were bundled in pure water. When cross-sectional observation with an optical microscope was performed on the obtained PIF, dark defects of about 1% of the total number of pixels were observed. The proportion of the number of pixels in the hexagonal close-packed array was 50% or less.

(比較例1)
加圧ラインの窒素ガスの圧力をかけない、注水ポンプを使用しないで洗浄した以外は実施例1と同じである。水圧は20.2kPa(0.2kgf/cm)、アスピレーター64での減圧到達圧力は−80.8kPa(−608Torr)であり、圧力差は20.2−(−80.8)=101kPaであった。得られたPIFについて光学顕微鏡による断面観察を実施したところ、全画素数の約20%の暗欠陥が見られた。光学顕微鏡による断面写真を図15に示す。図15は、比較例1の光学顕微鏡による断面写真である。主な製造条件と評価結果を表3に示す。

Figure 0006545074
(Comparative example 1)
The same as Example 1 except that the pressure of nitrogen gas in the pressurizing line was not applied and the cleaning was performed without using a water injection pump. The water pressure is 20.2 kPa (0.2 kgf / cm 2 ), the ultimate pressure at aspirator 64 is -80.8 kPa (-608 Torr), and the pressure difference is 20.2-(-80.8) = 101 kPa. The When cross-sectional observation with an optical microscope was performed on the obtained PIF, a dark defect of about 20% of the total number of pixels was observed. The cross-sectional photograph by an optical microscope is shown in FIG. FIG. 15 is a cross-sectional photograph of the optical microscope of Comparative Example 1. The main manufacturing conditions and the evaluation results are shown in Table 3.
Figure 0006545074

(比較例2)
加圧ラインの窒素ガスの圧力を121.2kPa(1.2kgf/cm)とし、注水ポンプの圧力も121.2kPa(1.2kgf/cm)として洗浄した以外は実施例1と同じである。圧力差は121.2−(−80.8)=202kPaであった。得られたPIFについて光学顕微鏡による断面観察を実施したところ、全画素数の約15%の暗欠陥が見られた。光学顕微鏡による断面写真を図16に示す。図16は、比較例2の光学顕微鏡による断面写真である。主な製造条件と評価結果を表3に示す。
(Comparative example 2)
The pressure was the same as in Example 1 except that the pressure of nitrogen gas in the pressure line was 121.2 kPa (1.2 kgf / cm 2 ) and the pressure of the water injection pump was 121.2 kPa (1.2 kgf / cm 2 ). . The pressure difference was 121.2 − (− 80.8) = 202 kPa. When cross-sectional observation with an optical microscope was performed on the obtained PIF, a dark defect of about 15% of the total number of pixels was observed. The cross-sectional photograph by an optical microscope is shown in FIG. FIG. 16 is a cross-sectional photograph of the optical microscope of Comparative Example 2. The main manufacturing conditions and the evaluation results are shown in Table 3.

(比較例3)
水流洗浄を実施しない以外は実施例1と同である。得られたPIFについて光学顕微鏡による断面観察を実施したところ、全画素数の約50%の暗欠陥が見られた。光学顕微鏡による断面写真を図17に示す。図17は、比較例3の光学顕微鏡による断面写真である。主な製造条件と評価結果を表3に示す。
(Comparative example 3)
Example 1 is the same as Example 1 except that the water washing is not performed. When cross-sectional observation with an optical microscope was performed on the obtained PIF, a dark defect of about 50% of the total number of pixels was observed. The cross-sectional photograph by an optical microscope is shown in FIG. FIG. 17 is a cross-sectional photograph of the optical microscope of Comparative Example 3. The main manufacturing conditions and the evaluation results are shown in Table 3.

(比較例4)
0.5質量%のラウリル硫酸ナトリウム(SLS)水溶液に代えて、純水中でファイバ素線を束ねた以外は比較例1と同じである。得られたPIFについて光学顕微鏡による断面観察を実施したところ、全画素数の約5%の暗欠陥が見られた。六方稠密配列の画素の数の割合は、50%以下であった。
(Comparative example 4)
It is the same as Comparative Example 1 except that instead of the 0.5% by mass sodium lauryl sulfate (SLS) aqueous solution, fiber strands are bundled in pure water. When cross-sectional observation with an optical microscope was performed on the obtained PIF, dark defects of about 5% of the total number of pixels were observed. The proportion of the number of pixels in the hexagonal close-packed array was 50% or less.

以上のように、洗浄液を加圧手段と減圧手段によってバンドルプリフォーム内に注液と排液を交互に繰り返すことによって、異物を洗浄・排出することができる。圧力差が小さいと洗浄回数が多くても異物除去ができない。圧力差が大きくても、洗浄回数が少ないと同様に異物が除去できない。   As described above, foreign matter can be cleaned and discharged by alternately repeating the pouring and drainage in the bundle preform by the pressurizing means and the depressurizing means. If the pressure difference is small, foreign matter can not be removed even if the number of washings is large. Even if the pressure difference is large, foreign matter can not be removed as well if the number of times of cleaning is small.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記各実施の形態では、しなやかさに優位性が出せるプラスチックイメージファイバについて記載しているが、イメージファイバ自身の材質は特に限定されるものではない。   The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the scope of the present invention. For example, in each of the above-mentioned embodiments, although a plastic image fiber which can exhibit superiority in flexibility is described, the material of the image fiber itself is not particularly limited.

図6に示すように、単芯ファイバ素線35は、コアロッド21から形成された1つのコア41が第1のクラッドパイプ22から形成されたクラッド層42で被覆されたものである。   As shown in FIG. 6, the single-core fiber strand 35 is one in which one core 41 formed from the core rod 21 is covered with a cladding layer 42 formed from the first cladding pipe 22.

単芯ファイバ素線35において、コア径をsa、クラッド層厚をstとし、単芯ファイバ素線35の外径をsdとし、コア面積比率をsEとする。単芯ファイバ素線35の外径sdおよびコア面積比率sEは、下記の式(1)、(2)で表される。
sd=sa+2×st (1)
sE(%)=(sa/sd)×100 (2)
In the single-core fiber strand 35, the core diameter is sa, the cladding layer thickness is st, the outer diameter of the single-core fiber strand 35 is sd, and the core area ratio is sE. The outer diameter sd and the core area ratio sE of the single-core fiber strand 35 are represented by the following formulas (1) and (2).
sd = sa + 2 x st (1)
sE (%) = (sa / sd) 2 x 100 (2)

本実施形態の製造方法においては、バンドルプリフォーム40の線引きの工程において、全体が細線化するが、個々のコアとこれを被覆するクラッド層との面積比は変化しない。また、本明細書では、PIF70のコア面積比率mEの算出において、外縁部分を除外してある。そのため、製造に用いた単芯ファイバ素線35のコア面積比率sEと、PIF70のコア面積比率mEとは、基本的に同一である。   In the manufacturing method of the present embodiment, although the whole is thinned in the step of drawing the bundle preform 40, the area ratio between the individual cores and the cladding layer covering this does not change. Moreover, in this specification, the outer edge part is excluded in calculation of the core area ratio mE of PIF70. Therefore, the core area ratio sE of the single-core fiber strand 35 used for manufacture and the core area ratio mE of the PIF 70 are basically the same.

したがって、単芯ファイバ素線35の製造の時点で、単芯ファイバ素線35のコア面積比率sEを、PIF70のコア面積比率mEの所望値に設計しておけばよい。上述したように、明るさおよびクロストークのバランスを考慮すると、PIF70のコア面積比率mEは好ましくは50〜62%であり、より好ましくは53〜60%である。上記のように、単芯ファイバ素線35のコア面積比率sEは、PIF70のコア面積比率mEと基本的に同一であるので、単芯ファイバ素線35のコア面積比率sEはPIF70のコア面積比率mEと同様、好ましくは50〜62%であり、より好ましくは53〜60%である。   Therefore, at the time of production of the single-core fiber strand 35, the core area ratio sE of the single-core fiber strand 35 may be designed to a desired value of the core area ratio mE of the PIF 70. As described above, considering the balance of brightness and crosstalk, the core area ratio mE of PIF 70 is preferably 50 to 62%, more preferably 53 to 60%. As described above, since the core area ratio sE of the single core fiber strand 35 is basically the same as the core area ratio mE of the PIF 70, the core area percentage sE of the single core fiber strand 35 is the core area ratio of the PIF 70 Similar to mE, it is preferably 50 to 62%, more preferably 53 to 60%.

単芯ファイバ素線35のコア面積比率sEは、単芯ファイバ素線35のコア径saと、クラッド層厚st、および単芯ファイバ素線35の外径sdと相関する。また、製造されるPIF70の各種パラメータは、単芯ファイバ素線35の上記パラメータに依存する。したがって、PIF70の各種パラメータ設計に応じて、単芯ファイバ素線35の各種パラメータを好ましい範囲内に設計する。   The core area ratio sE of the single-core fiber strand 35 is correlated with the core diameter sa of the single-core fiber strand 35, the cladding layer thickness st, and the outer diameter sd of the single-core fiber strand 35. In addition, various parameters of the PIF 70 to be manufactured depend on the parameters of the single-core fiber strand 35. Therefore, according to the various parameter design of PIF70, the various parameters of single core fiber strand 35 are designed within the desirable range.

単芯ファイバ素線35のコア径saは、3.2〜3.6mmが好ましい。
単芯ファイバ素線35のクラッド層厚stは、0.4〜0.6mmが好ましい。
単芯ファイバ素線35の外径sdは、4.0〜4.8mmが好ましい。
The core diameter sa of the single-core fiber strand 35 is preferably 3.2 to 3.6 mm.
The clad layer thickness st of the single-core fiber strand 35 is preferably 0.4 to 0.6 mm.
The outer diameter sd of the single-core fiber strand 35 is preferably 4.0 to 4.8 mm.

本実施形態の製造方法では、複合口金を用いる必要がないので、画素径(コア径ma)、画素数N(コア数)、およびコア面積比率mE等の製品仕様の変更に柔軟に対応できる。   In the manufacturing method of the present embodiment, since it is not necessary to use a composite cap, it is possible to flexibly cope with changes in product specifications such as pixel diameter (core diameter ma), pixel number N (core number), and core area ratio mE.

本実施形態の製造方法では、画素径(コア径ma)、画素数N(コア数)、およびコア面積比率mE等を自由に設計できるので、点灯画素の平均的な明るさおよびクロストーク等を好適な範囲に設計でき、光学品質に優れたPIF70を製造できる。   In the manufacturing method of the present embodiment, since the pixel diameter (core diameter ma), the number of pixels N (number of cores), the core area ratio mE, etc. can be freely designed, the average brightness and crosstalk of the lit pixels The PIF 70 can be designed to a suitable range and has excellent optical quality.

本実施形態の製造方法では、界面活性剤を含む溶液(好ましくは水溶液)を用いて複数の単芯ファイバ素線35を束ねることで、複数の単芯ファイバ素線35の間の滑りを良くし、複数の単芯ファイバ素線35が互いに擦り合って互いに傷付け合うことを抑制することができる。これにより、単芯ファイバ素線35に付いた傷等に起因するPIF70の暗欠陥が抑制される。   In the manufacturing method of the present embodiment, a plurality of single-core fiber strands 35 are bundled using a solution (preferably, an aqueous solution) containing a surfactant to improve slippage between the multiple single-core fiber strands 35. The plurality of single-core fiber strands 35 can be prevented from rubbing against each other and scratching each other. Thereby, the dark defect of PIF70 resulting from the damage | wound etc. which were attached to the single-core fiber strand 35 is suppressed.

また、複数の単芯ファイバ素線35の間の滑りが良くなることで、これらを自然に整然と配列させることができる。その結果、PIF70の画素抜けが抑制される。また、画素配列が整然とするため、PIF70を用いて高精細な画像の伝送が可能となる。   Moreover, since the slippage between the plurality of single-core fiber strands 35 is improved, they can be naturally arranged neatly. As a result, pixel omission of the PIF 70 is suppressed. In addition, since the pixel arrangement is orderly, it is possible to transmit a high definition image using the PIF 70.

図10に示すように、本実施形態のPIF70は、クラッド72と、クラッド72の中に形成された複数のコア71とを有する複芯ファイバからなり、個々のコア71が個々の画素をなすプラスッチクイメージファイバである。PIF70は、断面視において、海部であるクラッド72の中に、複数のコア71が島状に形成された海島構造を有する。   As shown in FIG. 10, the PIF 70 of the present embodiment is a plastic fiber having a clad 72 and a plurality of cores 71 formed in the clad 72, and the individual cores 71 constitute plastic pixels. It is an image fiber. The PIF 70 has a sea-island structure in which a plurality of cores 71 are formed in an island shape in a clad 72 which is a sea portion in a cross sectional view.

PIF70においては、個々のコア71内に光が通る。個々のコア71内に光を閉じ込めて良好に導光させるためには、コア71の屈折率がクラッド72の屈折率よりも相対的に大きいことが必要である。   In the PIF 70, light passes into the individual cores 71. In order to confine light in the individual cores 71 and to guide the light well, it is necessary that the refractive index of the cores 71 be relatively larger than the refractive index of the cladding 72.

コア71は比較的高屈折率の透光性ポリマーにより構成され、クラッド72は比較的低屈折率の透光性ポリマーにより構成される。   The core 71 is made of a translucent polymer having a relatively high refractive index, and the cladding 72 is constructed of a translucent polymer having a relatively low refractive index.

コア材料/クラッド材料の組合せとしては、
ポリスチレン(PS、例えば屈折率1.59程度)/ポリメチルメタクリレート(PMMA、例えば屈折率1.494程度)、
ポリベンジルメタクリレート(PBzMA、例えば屈折率1.57程度)/ポリメチルメタクリレート(PMMA、例えば屈折率1.494程度)、および、
ポリメチルメタクリレート(PMMA、例えば屈折率1.494程度)/メタクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル(例えば屈折率1.42程度)等が好ましい。
As a combination of core material / cladding material,
Polystyrene (PS, for example, a refractive index of about 1.59) / polymethyl methacrylate (PMMA, for example, a refractive index of about 1.494),
Polybenzyl methacrylate (PBzMA, for example, about 1.57 refractive index) / polymethyl methacrylate (PMMA, for example, about 1.494 refractive index), and
Polymethyl methacrylate (PMMA, for example, a refractive index of about 1.494) / 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate (for example, a refractive index of about 1.42) or the like is preferable.

PIF70は、コア71内の屈折率分布が一様なステップインデックス(SI:Step Index)型でもよいし、コア71内の屈折率分布がゆるやかに変化したグレーデッドインデックス(GI:Graded Index)型でもよい。   The PIF 70 may be a step index type in which the refractive index distribution in the core 71 is uniform, or may be a graded index (GI) type in which the refractive index distribution in the core 71 changes gradually. Good.

PIF70には、画像伝送に寄与しないクラッド材料からなる外縁部分が存在する。この外縁部分を除く部分が、実質的に画像伝送に寄与する実効部分である。図10には、PIF70の中心を中心点としてすべての画素(コア71)を含む最小の仮想円43を描いてある。この仮想円43の径をPIF70の実効径D1と定義し、仮想円43の断面積をPIF70の実効断面積と定義する。図中、符号D2はPIF70の外径である。   The PIF 70 has an outer edge portion made of cladding material which does not contribute to image transmission. The portion excluding the outer edge portion is an effective portion substantially contributing to image transmission. In FIG. 10, a minimum imaginary circle 43 including all pixels (core 71) is drawn with the center of PIF 70 as the center point. The diameter of the imaginary circle 43 is defined as the effective diameter D1 of the PIF 70, and the sectional area of the imaginary circle 43 is defined as the effective sectional area of the PIF 70. In the figure, the code D2 is the outer diameter of the PIF 70.

図10において、符号maはコア径を示し、符号mpはコアピッチ(画素ピッチ)を示す。PIF70において、コア数が画素数Nである。これらのパラメータは所望の仕様に応じて設計される。図10では、簡略化して、コア数を実際よりも少なく図示してある。   In FIG. 10, a symbol ma indicates a core diameter, and a symbol mp indicates a core pitch (pixel pitch). In the PIF 70, the number of cores is N. These parameters are designed according to the desired specifications. In FIG. 10, for simplification, the number of cores is illustrated less than the actual number.

PIF70においては、個々のコア71の周りに個々のコア71を被覆するクラッド層が存在するが、個々のコア71を被覆する個々のクラッド層と外縁部分のクラッド層とは互いに一体化され、それぞれを明確に識別することができない。   In the PIF 70, there is a cladding layer covering the individual cores 71 around the individual cores 71, but the individual cladding layers covering the individual cores 71 and the cladding layer of the outer edge portion are integrated with each other, respectively. Can not be clearly identified.

ただし、図10には、個々のコア71を被覆する個々のクラッド層を、「仮想クラッド層42」として図示してある。なお、説明の便宜上、「仮想クラッド層42」は単にクラッド層と表記する場合もある。   However, in FIG. 10, the individual cladding layers covering the individual cores 71 are illustrated as "virtual cladding layers 42". The “virtual cladding layer 42” may be simply referred to as a cladding layer for the convenience of description.

図10中、互いに隣接する2つのコア71の離間距離を2×mtとして図示する。
ここで、mtは、個々のコア71を被覆する仮想クラッド層42の厚み(仮想クラッド層厚)である。PIF70において、1つの画素は、1つのコア71とこれを被覆する仮想クラッド層42とからなる。画素径は、ma+2×mtである。1つの画素において、コア71が実質的な点灯部分である。PIF70の画素数N(コア数)は用途等に応じて設計される。画素数Nが多くなる程、高精細となる。
In FIG. 10, the separation distance between two adjacent cores 71 is illustrated as 2 × mt.
Here, mt is the thickness of the virtual cladding layer 42 covering the individual cores 71 (virtual cladding layer thickness). In PIF 70, one pixel consists of one core 71 and a virtual cladding layer 42 covering it. The pixel diameter is ma + 2 × mt. The core 71 is a substantial lighting part in one pixel. The number of pixels N (number of cores) of the PIF 70 is designed according to the application and the like. The higher the number of pixels N, the higher the definition.

内視鏡等の用途において、画素数Nは、好ましくは2000以上、より好ましくは5200以上、より好ましくは10000以上、より好ましくは20000以上、より好ましくは30000以上、特に好ましくは40000以上である。一般に、PIF70において、画素径(コア径)および画素数(コア数)が同一条件であれば、点灯画素の平均的な明るさ(点灯コアおよびこれを被覆するクラッド層との平均的な明るさ)およびクロストークと呼ばれる画像のボケ度合いは、コア面積比率mEと相関する。   In applications such as endoscopes, the number of pixels N is preferably 2000 or more, more preferably 5200 or more, more preferably 10000 or more, more preferably 20000 or more, more preferably 30000 or more, particularly preferably 40000 or more. In general, in the PIF 70, if the pixel diameter (core diameter) and the number of pixels (number of cores) are the same condition, the average brightness of the lit pixels (average brightness of the lit core and the cladding layer covering the same) The degree of blurring of the image, referred to as and) and crosstalk is correlated with the core area ratio mE.

コア面積比率mEが大きい程、クラッド層の割合が小さくなるので、点灯画素の平均的な明るさが向上する一方、クロストークにより画像のボケ度合いが大きくなり画質が低下する傾向がある。反対に、コア面積比率mEが小さい程、クラッド層の割合が大きくなるので、クロストークが抑制されて画像のボケ度合いが小さくなり画質が向上する一方、点灯画素の平均的な明るさが低下する傾向がある。   The larger the core area ratio mE, the smaller the proportion of the cladding layer, so the average brightness of the lit pixels is improved, but the degree of blurring of the image is increased by crosstalk and the image quality tends to be degraded. On the other hand, the smaller the core area ratio mE, the larger the ratio of the cladding layer, so crosstalk is suppressed and the degree of blurring of the image is reduced and the image quality is improved, while the average brightness of the lit pixels is reduced. Tend.

PIF70におけるコア面積比率mEは、PIF70の実効断面積(仮想円42の面積)に占めるすべてのコア71の総断面積の比率であり、一般式:[すべてのコアの総断面積]/[PIFの実効断面積]で求められる。   The core area ratio mE in PIF 70 is the ratio of the total cross sectional area of all cores 71 to the effective cross sectional area of PIF 70 (area of imaginary circle 42), and the general formula: [total cross sectional area of all cores] / [PIF Effective cross-sectional area of

上記のように、PIF70には、画像伝送に寄与しないクラッド材料からなる外縁部分(仮想円42より外側部分)が存在するが、コア面積比率mEの算出にあたっては、この外縁部分を除外してある。これによって、実質的に画像伝送に寄与する実効部分に特化して、パラメータの好適な範囲を議論することができる。PIF70においては、断面視において、複数のコア71は六方稠密に整然と配列されている。   As described above, the PIF 70 has an outer edge portion (outer portion than the imaginary circle 42) made of cladding material that does not contribute to image transmission, but the outer edge portion is excluded in calculating the core area ratio mE. . This allows the preferred range of parameters to be discussed, focusing specifically on the effective part contributing to image transmission. In the PIF 70, the cores 71 are arranged in a hexagonal close-packed order in cross section.

詳細については後記するが、本発明に係る製造方法によれば、画素数Nが5200以上であっても、複数の画素を六方稠密に整然と配列させることができ、画素数Nに対して断面視で六方稠密に配列している複数の画素の数の割合を90%以上、95%以上、または100%とすることができる。   Although the details will be described later, according to the manufacturing method according to the present invention, even if the number N of pixels is 5200 or more, a plurality of pixels can be arranged hexagonally and densely in order. The ratio of the number of the plurality of pixels arranged in a hexagonal close-packed manner can be 90% or more, 95% or more, or 100%.

本発明に係る製造方法では、画素数Nが10000以上、20000以上、30000以上、あるいは40000以上であっても、画素数Nに対して断面視で六方稠密に配列している複数の画素の数の割合を90%以上、95%以上、または100%とすることができる。   In the manufacturing method according to the present invention, even if the number N of pixels is 10000 or more, 20000 or more, 30000 or more, or 40000 or more, the number of a plurality of pixels arranged hexagonally densely in cross section with respect to the number N of pixels. The percentage of can be 90% or more, 95% or more, or 100%.

本実施形態では、複数のコア71を自然に整然と配列させることができるため、PIF70の断面において、コア径ma、コアピッチmp、仮想クラッド層厚mt、およびコア面積比率mEには、ほとんどばらつきがない。   In the present embodiment, since the plurality of cores 71 can be naturally arranged neatly, there is almost no variation in the core diameter ma, the core pitch mp, the virtual cladding layer thickness mt, and the core area ratio mE in the cross section of the PIF 70 .

したがって、コア面積比率mEは、コア径ma、個々のコア71を被覆する仮想クラッド層42の厚み(仮想クラッド層厚)mt、およびコアピッチmpと相関し、下記の式(3)、(4)で求められる。
mE(%)=(ma/mp)×100 (3)
mp=ma+2×mt (4)
Therefore, the core area ratio mE correlates with the core diameter ma, the thickness of the virtual cladding layer 42 covering the individual cores 71 (virtual cladding layer thickness) mt, and the core pitch mp, and the following equations (3) and (4) It is determined by
mE (%) = (ma / mp) 2 x 100 (3)
mp = ma + 2 x mt (4)

明るさおよびクロストークのバランスを考慮すると、PIF70のコア面積比率mEは好ましくは50〜62%であり、より好ましくは53〜60%である。また、PIF70において、外径は用途等に応じて設計される。   In consideration of the balance of brightness and crosstalk, the core area ratio mE of PIF 70 is preferably 50 to 62%, more preferably 53 to 60%. Moreover, in PIF70, an outer diameter is designed according to a use etc.

例えば医療用途において、内視鏡等ではPIF70はカテーテル管等の内部に挿入されるので、外径はカテーテル管等の内径より小さく設計される。PIF70において、外径が同一の条件において高精細とするには、画素数N(コア数)を大きくする必要がある。この場合、コア径maが小さくなる。ここで、コア面積比率mEが同じ条件のままコア径maを小さくすると、クロストークが発生する方向に向かう。そこで、クロストークを抑制するには、コア面積比率mEを小さくする必要がある。   For example, in a medical application, since the PIF 70 is inserted into the inside of a catheter tube or the like in an endoscope or the like, the outer diameter is designed to be smaller than the inner diameter of the catheter tube or the like. In the PIF 70, it is necessary to increase the number of pixels N (the number of cores) in order to achieve high definition under the same outer diameter condition. In this case, the core diameter ma becomes smaller. Here, if the core diameter ma is reduced while the core area ratio mE is the same, the head tends to generate crosstalk. Therefore, in order to suppress the crosstalk, it is necessary to reduce the core area ratio mE.

すなわち、高精細化とクロストーク抑制の観点からは、コア径maが小さく、コア面積比率mEが小さいことが好ましい。PIF70のコア径maは、好ましくは20μm以下、より好ましくは15μm以下、さらに好ましくは10μm以下、特に好ましくは5μm以下である。製造容易性を考慮すれば、PIF70のコア径maは、好ましくは1μm以上、より好ましくは1.5μm以上、さらに好ましくは2μm以上、特に好ましくは3μm以上である。   That is, from the viewpoint of achieving high definition and suppressing crosstalk, it is preferable that the core diameter ma be small and the core area ratio mE be small. The core diameter ma of PIF 70 is preferably 20 μm or less, more preferably 15 μm or less, still more preferably 10 μm or less, and particularly preferably 5 μm or less. In consideration of ease of manufacture, the core diameter ma of PIF 70 is preferably 1 μm or more, more preferably 1.5 μm or more, still more preferably 2 μm or more, and particularly preferably 3 μm or more.

PIF70の仮想クラッド層厚mtは、所望のコア径maおよび所望のコア面積比率mEに応じて設計される。PIF70の仮想クラッド層厚mtは、好ましくは0.3〜1.0μmであり、より好ましくは0.5〜0.7μmである。PIF70の実効径D1は、所望の画素径(コア径ma)、所望の画素数N(コア数)、および所望のコア面積比率mEに応じて設計される。   The virtual cladding layer thickness mt of PIF 70 is designed according to the desired core diameter ma and the desired core area ratio mE. The virtual cladding layer thickness mt of PIF 70 is preferably 0.3 to 1.0 μm, and more preferably 0.5 to 0.7 μm. The effective diameter D1 of the PIF 70 is designed according to the desired pixel diameter (core diameter ma), the desired number of pixels N (number of cores), and the desired core area ratio mE.

画素径(コア径ma)および画素数N(コア数)が同一の条件であれば、外縁部分の厚み(=(D2−D1)/2)は薄い方が、PIF70の外径を小さくでき、好ましい。ただし、外縁部分の厚み(=(D2−D1)/2)が過小では、クラッドによる光閉じ込め効果が不充分となる恐れがある。PIF70の外縁部分の厚み(=(D2−D1)/2)は、10〜30μmが好ましい。   Under the same conditions for the pixel diameter (core diameter ma) and the pixel number N (core number), the outer diameter of the PIF 70 can be made smaller if the thickness (= (D2-D1) / 2) of the outer edge portion is thinner, preferable. However, if the thickness (= (D2−D1) / 2) of the outer edge portion is too small, the light confinement effect by the cladding may be insufficient. The thickness (= (D2-D1) / 2) of the outer edge portion of PIF 70 is preferably 10 to 30 μm.

本実施形態の製造方法では、界面活性剤を使用すると、画素数Nが5200以上であっても、複数の画素を整然と配列させることができ、画素数Nに対して断面視で六方稠密に配列している複数の画素の数の割合を90%以上、95%以上、または100とすることができる。   In the manufacturing method of the present embodiment, when the surfactant is used, even if the number N of pixels is 5200 or more, a plurality of pixels can be arrayed orderly, and hexagonally densely arranged in cross section with respect to the number N of pixels The ratio of the number of the plurality of pixels can be 90% or more, 95% or more, or 100.

本実施形態の製造方法では、界面活性剤を使用すると、画素数Nが10000以上、20000以上、30000以上、あるいは40000以上であっても、画素数Nに対して断面視で六方稠密に配列している複数の画素の数の割合を90%以上、95%以上、または100とすることが可能である。   In the manufacturing method of the present embodiment, when the surfactant is used, even if the number N of pixels is 10000 or more, 20000 or more, 30000 or more, or 40000 or more, they are hexagonally arranged densely in cross section with respect to the number N of pixels. It is possible to set the ratio of the number of pixels to 90% or more, 95% or more, or 100.

なお、本発明において、ある画素(G1)が六方稠密に配列しているか否かについては次の基準で判断する。まず、断面視において、ある画素(G1)から見て最近の周囲に存在する6つの画素(G2〜G7)を選択する。ここで、ある画素(G1)の周囲に6つの画素が存在しない場合(例えば最外縁の画素が相当)もあるが、その画素は六方稠密に配列しないものとしてカウントする。故に、必然的に画素数Nに対して断面視で六方稠密に配列している複数の画素の数の割合は100%とはならない。   In the present invention, whether or not a certain pixel (G1) is arranged in a hexagonal close-packed manner is judged based on the following criteria. First, in a cross sectional view, six pixels (G2 to G7) present in the recent surroundings as viewed from a certain pixel (G1) are selected. Here, although there are cases where six pixels do not exist around a certain pixel (G1) (for example, the outermost pixels are equivalent), the pixels are counted as not arranged in a hexagonal close-packed manner. Therefore, the ratio of the number of the plurality of pixels which are hexagonally densely arranged in cross sectional view with respect to the number of pixels N is not necessarily 100%.

前述のとおり選択した6つの画素(G2〜G7)に関して、G1に属するコアとGiに属するコアの画素ピッチの距離をmpiとしたとき、mp2〜mp7の値がいずれも、mp2〜mp7の平均値の90%以上110%以下の範囲内である場合、画素(G1)は断面視で六方稠密に配列しているとしてカウントする。   Regarding the six pixels (G2 to G7) selected as described above, assuming that the distance between the core belonging to G1 and the pixel pitch of the core belonging to Gi is mpi, the values of mp2 to mp7 are all average values of mp2 to mp7 When the pixel (G1) is in the range of 90% or more and 110% or less of the pixel number, it is counted as being hexagonally densely arranged in the cross sectional view.

ここで、mp2〜mp7の平均値とは下記式(5)で定義される値である。
(mp2+mp3+mp4+mp5+mp6+mp7)/6 ・・・(5)
Here, the average value of mp2 to mp7 is a value defined by the following equation (5).
(Mp2 + mp3 + mp4 + mp5 + mp6 + mp7) / 6 (5)

以上のように、本実施形態によれば、画素径(コア径ma)、画素数(コア数)N、およびコア面積比率mE等の製品仕様の変更に柔軟に対応でき、かつ、暗欠陥および画素抜けが抑制され、複数の画素が整然と整列し、画像を高精度に伝送することが可能なPIF70の製造方法を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to flexibly cope with changes in product specifications such as the pixel diameter (core diameter ma), the number of pixels (number of cores) N, and the core area ratio mE. It is possible to provide a manufacturing method of PIF 70 in which pixel omission is suppressed, a plurality of pixels are aligned in order, and an image can be transmitted with high accuracy.

なお、上記実施の形態では、コアにクラッド層を被覆して単芯ファイバを形成し、形成した単芯ファイバ素線を、クラッド層と同じ材料からなるクラッドパイプの中空部に複数挿入して、バンドルプリフォームを得ているが、既にコアがクラッド層で被覆された単芯ファイバを用いてバンドルプリフォームを得ても良い。   In the above embodiment, a single core fiber is formed by covering the core with a cladding layer to form a single core fiber, and a plurality of single core fiber strands are inserted into the hollow portion of the cladding pipe made of the same material as the cladding layer. Although a bundle preform is obtained, a bundle preform may be obtained using a single-core fiber whose core is already coated with a cladding layer.

本発明の複芯ファイバ及びと複芯ファイバの製造方法は、プラスチックイメージファイバとして、内視鏡等の医療用途、および工業用ファイバスコープ等の工業用途等に好ましく適用することができる。   The multifilamentary fiber and the multifilamentary fiber production method of the present invention can be preferably applied as a plastic image fiber to medical uses such as endoscopes and industrial uses such as industrial fiberscopes.

21 コアロッド
22 クラッドパイプ
23 コア複合材
30 単芯ファイバ形成装置
31、81 加熱手段
32、82 線引き手段
33 切断手段
34 真空ポンプ
35 単芯ファイバ素線
40 バンドルプリフォーム
41 コア
42 クラッド層
43 クラッドパイプ
44 空隙
45 ファイバ素線束
50 洗浄装置
51 超純水タンク
52 加圧ライン
53 注水ポンプ
54、57、59、61、63 電磁弁
55 中空糸フィルター
56、62 圧力計
58 サブミクロンポアフィルター
60 強度保持材
64 アスピレーター
65 減圧ライン
71 コア
72 クラッド
80 複芯ファイバ形成装置
90 複芯ファイバ製造装置
91 単芯ファイバ形成部
92 バンドルプリフォーム形成部
93 洗浄部
94 複芯ファイバ形成部
Reference Signs List 21 core rod 22 clad pipe 23 core composite material 30 single core fiber forming device 31, 81 heating means 32, 82 wire drawing means 33 cutting means 34 vacuum pump 35 single core fiber strand 40 bundle preform 41 core 42 clad layer 43 clad pipe 44 Air gap 45 Fiber wire bundle 50 Cleaning device 51 Ultra pure water tank 52 Pressure line 53 Water injection pump 54, 57, 59, 61, 63 Solenoid valve 55 Hollow fiber filter 56, 62 Pressure gauge 58 Submicron pore filter 60 Strength retaining material 64 Aspirator 65 Decompression line 71 Core 72 Clad 80 Multi-core fiber forming device 90 Multi-core fiber manufacturing device 91 Single-core fiber forming part 92 Bundle preform forming part 93 Cleaning part 94 Multi-core fiber forming part

Claims (6)

クラッドと、前記クラッドの中に形成された複数のコアとを有する複芯プラスチックファイバの製造方法において、
コアがクラッド層で被覆されている単芯プラスチックファイバ素線を、前記クラッド層と同じ材料からなるクラッドパイプの中空部に複数挿入して、バンドルプリフォームを得るバンドルプリフォーム形成工程と、
減圧雰囲気下で、前記バンドルプリフォームの先端部を加熱し、線引きして、クラッドと、前記クラッドの中に形成された複数のコアとを有する前記複芯プラスチックファイバを形成する複芯プラスチックファイバ形成工程と、を有する複芯プラスチックファイバの製造方法であって、
前記複芯プラスチックファイバの製造方法は、バンドルプリフォーム形成工程と複芯ファイバ形成工程の間において、前記バンドルプリフォーム内の前記複数の単芯プラスチックファイバ素線と前記クラッドパイプとの空間に液体を加圧送出して、250kPa以上の圧力差をかけて洗浄する洗浄工程を有することを特徴とする複芯プラスチックファイバの製造方法。
In a method of manufacturing a multi-core plastic fiber having a cladding and a plurality of cores formed in the cladding,
A bundle preform forming step of obtaining a bundle preform by inserting a plurality of single-core plastic fiber strands covered with a cladding layer in a hollow portion of a cladding pipe made of the same material as the cladding layer;
Under a reduced pressure atmosphere to heat the tip of the bundle preform, and drawing, cladding and, the multi-core plastic fiber formation to form a multi-core plastic fiber having a plurality of cores formed in said cladding A method of manufacturing a multi-core plastic fiber, comprising:
In the method of manufacturing the multi-core plastic fiber, a liquid is supplied to a space between the plurality of single-core plastic fiber strands in the bundle preform and the cladding pipe between the bundle preform forming step and the multi-core fiber forming step. A method for producing a multi-core plastic fiber, comprising a washing step of pressurized delivery and washing by applying a pressure difference of 250 kPa or more.
前記バンドルプリフォーム形成工程において、界面活性剤を含む溶液中で前記複数の単芯プラスチックファイバ素線を前記クラッドパイプの中空部に挿入して、バンドルプリフォームを得る請求項1に記載の複芯プラスチックファイバの製造方法。 The multi-core according to claim 1, wherein in the bundle preform forming step, the plurality of single-core plastic fiber strands are inserted into the hollow portion of the clad pipe in a solution containing a surfactant to obtain a bundle preform. Method of manufacturing plastic fiber. 前記洗浄工程において、液体を加圧送出して後にバンドルプリフォーム内に気体の送出と排気を交互に2回以上繰り返す請求項1または2に記載の複芯プラスチックファイバの製造方法。 Wherein in the washing step, the manufacturing method of the multi-core plastic fiber according to claim 1 or 2 is repeated two or more times the liquid exhaust and delivery of gas to the pressurized pumping bundle-flops preform after out alternately. コアがクラッド層で被覆された単芯プラスチックファイバ素線を、前記クラッド層と同じ材料からなるクラッドパイプの中空部に挿入して、バンドルプリフォームを得るバンドルプリフォーム形成部と、
減圧雰囲気下で、前記バンドルプリフォームの先端部を加熱し、線引きして、プラスチックファイバを形成する複芯プラスチックファイバ形成部と、を有する複芯プラスチックファイバ製造装置であって、
前記複芯プラスチックファイバ製造装置は、バンドルプリフォーム形成部において形成された前記バンドルプリフォーム内の数の単芯プラスチックファイバ素線と前記クラッドパイプとの空間(隙間)に液体を加圧送出して洗浄する洗浄部を有し、
前記複芯プラスチックファイバ形成部は、前記洗浄部において洗浄された前記バンドルプリフォームから前記複芯プラスチックファイバを形成することを特徴とする複芯プラスチックファイバ製造装置。
A bundle preform forming portion for obtaining a bundle preform by inserting a single-core plastic fiber strand having a core coated with a cladding layer into a hollow portion of a cladding pipe made of the same material as the cladding layer;
Under a reduced pressure atmosphere to heat the tip of the bundle preform, and drawing, a multi-core plastic fiber manufacturing apparatus having a multi-core plastic fibers forming portion for forming a multi-core plastic fibers, and
The multi-core plastic fiber manufacturing apparatus issues an liquid pressurizing pumping into the space (gap) between the multiple single-core plastic fiber in said bundle preform formed in bundle preform forming portion and the clad pipe Has a washing unit to wash,
The multi-core plastic fibers forming unit, multi-core plastic fiber manufacturing apparatus characterized by forming the multi-core plastic fibers from the bundle preform that has been cleaned in the cleaning section.
前記バンドルプリフォーム形成部は、界面活性剤を含む溶液中で前記複数の単芯プラスチックファイバ素線を前記クラッドパイプの中空部に挿入して、バンドルプリフォームを得る請求項4に記載の複芯プラスチックファイバ製造装置。 The multi-core method according to claim 4, wherein the bundle preform forming unit inserts the plurality of single-core plastic fiber strands into the hollow portion of the clad pipe in a solution containing a surfactant to obtain a bundle preform. Plastic fiber manufacturing equipment. 前記洗浄部は、においてバンドルプリフォーム内に気体の送出と排気を交互に2回以上繰り返す請求項4または5に記載の複芯プラスチックファイバ製造装置。 The apparatus for manufacturing a multi-core plastic fiber according to claim 4 or 5 , wherein the cleaning unit alternately repeats the gas delivery and the exhaust twice or more alternately in the bundle preform.
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