JPS60233603A - 可撓性イメ−ジフアイバとその製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発ＦＪＡは可撓性に勝れた石英系イメージファイバと
その製造方法に係る。

〈従来技術〉 近年、工業並びに医学分野等で画像を直接伝送するイメ
ージ９ガイドが広く利用されるようになった。イメージ
ガイドには大別して２種類あシ、その一つは多数のｒＪ
Ｈ紫書のコアが平行に配置されていて画素線同志の間に
クラツド材が溶融充填されて一体となった線引型イメー
ジファイバであシ、他は、一本または少数本のコアを有
する元ファイバの複数本を両端においてコアの位置関係
が、定められた順序に配列され、中間の元ファイバはば
らばらな状態としたバンドル型イメージファイバとがあ
る。表に両者の得失を比較して示す。

表 線引型イメージファイバは、材料として石英系ガラスを
使用し適切な補強外装を施せば、バンドル型のものに比
べ比較的容易に画素密度を高くかつ外径を細くすること
ができ、信頼性の高いイメージガイドとして利用するこ
とができる。かかる線引形イメージファイバの断面構造
は一般に第１図に示す如きものである。第１図において
、１は線引型イメージファイバの画素線部であって、多
数本、例えば４万本のコアの間にクラツド材が溶融充填
され一体に形成されたものである。２はガラス材料のジ
ャケット層、３は保護被覆である。線引型イメージファ
イバは通常、コア・クラッド構造の元ファイバ素線を平
行に数万本束ねてガラス材のシ′ヤケット管の中に入れ
イメージファイバ母材とし、ジャケット管とともに融溶
線引きすることによって、多数のコア間にクラツド材が
溶融充填され一体化し、１〜２■の外径の単線構造の線
引型イメージ゛ファイバを得ることができる。なお、イ
メージファイバ母材の融溶線引直後にポリマーや金属材
料の被覆３を施すことにより、強度の優れたものを得る
ことができる。ついでその上に外装の保護被覆層が施さ
れる。第１図に示すような線引型イメージファイバは最
少曲げ径が１ｏ。

〜２００ｓｅ＊φ程度まで曲げられる。、このような石
英系の線引型イメージファイバは一般工業用の利用とし
ては充分な最小曲げ径を備えている。

所が医療用の内視鏡等には最小曲は径のきわめて小さい
ものには使えなかった。ところがバンドル型イメージ“
ファイバは画素線間がばらばらであるため可撓性に極め
て優れていて、１０〜２０簡φ程度の最小曲げ径のもの
は容易に作れる。しかし、バンドル型イメージファイバ
は線引型のものに比較して光損失が大きいことと、長尺
物が製造できないという大きな欠点をもつものであった
。

〈発明の目的〉 本発明は従来のイメージファイバの欠点に鑑みてなされ
たもので、長尺物でかつ可撓性の優れたイメージ９フア
イバとその製造方法を提供することを目的とするもので
ある。

〈問題点の具体的解決手段〉 かかる目的を達成した本発明による可撓性イメージファ
イバは、可溶性ガラスで複数本の石英系画素線間を溶融
充填し一体化した部分と、上記可溶性ガラスを溶出し、
上記石英系画素線を相互にばらばらに分離した部分とか
らなることを特徴とするものである。また本発明の他の
目的を達成した可撓性イメージ“ファイバの製造方法の
構成は、石英系画素線を形成する棒状ガラスと該棒状ガ
ラスを被覆する可溶性ガラス層とからなる基本母材を加
熱延伸して画素線量材を形成し、該画素線量材の所望本
数集合し、平行に整列して側素線母材束を形成し、該側
素線母材束を真空中で熱処理して画素線間を上記可溶性
ガラス層で充填し、一体化して石英系イメージファイバ
母材を形成し、該石英系イメージファイバ母材を加熱線
引し、線引直後にプライマリ−コーテングを施して、線
引型イメージファイバを形成し、次いで該線引型イメー
ジ゛ファイバの必要箇所の上記被ａｔ−除去し、さらに
被覆除去箇所の画素線間を充填する可溶性ガラス層を溶
剤で溶解除去して画素線間をばらばらに分離することを
特徴とするものである。

〈実施例〉 本発明による可撓性イメージ９フアイバ及びその製造方
法の実施例を図面によって説明する。

本発明による可撓性イメージファイバは以下の手順で作
製される。所望の屈折率差と所望の径の棒状コア部と、
その外周に一様の厚みに配置された上記コア部の材質と
所望の屈折率差と厚みを備えたクラッド部と、さらにそ
の外周に一様な厚みに可溶性ガラス層を形成した基本母
材を形成する。かかる基本母材は、従来から周知の元フ
ァイバ用ガラス母材の製造方法によって製造される。か
かる基本母材全加熱線引きして外径が１００μｍ程のフ
ァイバ状の側素線母材を作る。側素線母材全単位長に切
断し、それらを数万本束ねて石英管の中に充填し画素線
母材束を形成し、次いで石英管内を真空引きし、周辺加
熱し部分溶融させながら石英管とともに画素線量材間の
空隙部を潰し、画素線量材間を可溶性ガラス層で充填し
一体化してイメージ“ファイバ母材を形成する。かかる
イメージ９フアイバ母材を加熱線引きして断面を約２■
程度の線引形イメージ９ファイバを形成する。イメージ
ファイバ母材の線引きに際しては線引き直後シリコン系
、エポキシ系、ウルタン系、アクリル系。

ポリイミド系等の樹脂、又はすす、アルミ等の金属でプ
ライマリコートを施すことによって優れた強度を保つこ
とができる。次いでかかる線引形イメージ゛ファイバに
そって可撓性を必要とする箇所の所定の長さにわたって
、プライマリ−コートを溶剤で除去する。イメージファ
イバの露出された部分は純石英のシ゛ヤケットで被われ
ているため石英ジャケットを溶解除去する。

ジャケットの除去には機械的除去あるいは石英ジャケッ
トを溶解除去する例えば１０％ＨＦ水溶液が用いられる
。これによってジャケットが除去され画素線が可溶性ガ
ラスで充填された層が露出される。次に、シ９ヤヶット
が除去された部分はさらにガラス溶剤に浸漬して、可溶
性部を溶出除去すると画素線が露出され、画素線間はば
らばらに分離される。なお、ガラス溶剤としてｕＨＦ水
溶液−ＨＣＺ　＊　Ｈ＊ＳＯａ　＋　ＨＮＯｓ　＋Ｈｓ
ＰＯ４等の高温・高濃度の酸、あるいはＫＯＨ。

ＮａＯＨ等の高温・高濃度アルカリ溶液が用いられる。

ガラス溶剤による加溶性ガラスと画素線のクラッドガラ
スの溶解速度差は１００：１以上に選ぶことが望ましい
。ガラス溶出時は常に撹拌を行ない均一に溶出すること
が必要である。

イメージファイバの表面あるいは半分溶出しかかったガ
ラス表面に付着した気泡は溶出むらの原因となるため、
常に撹拌によって除去しなければならない。可溶性ガラ
スを善用されると画素線のみが残されるため、画素線間
の可溶性ガラスによる束縛がなくな多画素線間はばらば
らに分離され、バンドル型イメージファイバとなる。

溶出が終ったイメージファイバは純水等で充分に画素線
間を洗浄し、乾燥した後、二硫化モリブデン等の潤滑剤
等を含浸させて画素線間のすベシヲよくする。バンドル
型イメージファイバ部を保護するため、可撓性に優れた
プラスチック管や金属チューブを被後保護することが好
ましい。かくして得られた本発明にょる可撓性イメージ
９フアイバのバンドル型部は他のリジッドな部分と比較
してきわめて可撓性に勝れ、最少曲げ半径は１０■程度
のものを得ることができた。なお、イメージファイバ母
材を線引しプライマリコートを施して得られたリジッド
な線引形イメージ゛ファイバそれ自身の最少曲げ半径は
１００５ｍないし２００１程度である。

第２図に以上説明した本発明による可撓性イメージファ
イバの製造工程の７０−チャートを示す。１ｌＩ２図中
、５は基本母材の形成工程、６は側素線母材の形成工程
、７は画素線母材束の形成工程、８はイメージファイバ
母材の形成工程、９は線引型イメージファイバの形成工
程、１ｏＦｉ可撓性を必要とする部分の前処理工程であ
って、プライマリ−コート及び石英ジャケット部の除去
、１１は可溶性ガラス層の溶出工程、１２は製品として
の本発明による可撓性イメージファイバである。

第３図は本発明による可撓性イメージファイバ１２の１
実施例の外観図を示す。第３図において１２ａは線引型
イメージファイバのリシーソド部、１２ｂはバンドル部
である。

第４図はｔＪＩ、３図の線引型イメージファイバのリジ
ッド部１２ａの断面図である。第４図中、１５は画素線
部、１６はジャケット部、１７はブライマリコート部で
ある。尚、第４図に示す画素線部の構造の二つの例の拡
大図を第５図に示す。第５図（ａ）Ｕコア１８ａとクラ
ッド１８ｂからなる画素線１８間に可溶性ガラス１９が
充填された構造のものである。第５図（ｂＪに示すもの
は多数のコア１８ａがクラツド１８ｂ層内に介在する複
合画素線２０間を可溶性ガラス１９が充填した構造のも
のである。

次に本発明による可撓性イメージファイバの具体的実験
例について説明する。

ｉｌ＋　コアクラッド間の屈折率差Δｎ　＃−１ｔ２　
％とし、コア部はコア径１０ｍ＋のＧｅｍ５添加５ｉ０
２ガラスの石英系カラス棒であシ、クラッド部は純石英
ガラス層でコア部の上に形成され、クラッド部の外径は
２０鰭である。かかるコアクラッドの石英系ガラス棒の
上に可溶性ガラス層を形成する。可溶性ガラスはＧ　ｅ
　Ｏｍ添加８１０ｇガラスであって、火炎加水分解法で
上記コアクラッド石英ガラス棒の上に所望の厚さに形成
し基本母材を形成した。この例では可溶性ガラスの外径
は２１■であった。次に基本母材を加熱線引きして外径
１００μｍの画素線母材を形成した。

かくして得られた画素線母材を所望の長さに切シそろえ
、これを４万本平行にそろえて外径２４■肉厚１．５調
の純石英管の中に平行に配列して画素線母材束を形成し
た。

画素線母材束の石英管内を真空にし周辺より部分加熱し
て画素線間の空間を潰し、画素線間を可溶性ガラス層で
充填し一体化したイメージファイバ母材を形成した。次
にこのイメージファイバ母材を加熱線引して、長さＩＱ
ｓ、外径２閤の線引型イメージファイバを形成した。な
お、線引直後にシリコン樹脂のプライマリコーテングす
ることによって強度を保った。この線引型イメージファ
イバの先端５１１１１１〜５ｏ■の部分のプライマリコ
ーテングを溶剤によって除去しさらに、ｌ０ｑｂＨＦ水
溶液を用いて石英ジャケットを除去した。さらに、石英
ジャケットを除したイメージファイバを９５℃５０％Ｎ
ａＯＨに浸漬し、Ｇｅｍ５添加Ｓｉｎｇの可溶性ガラス
を溶出除去して画素線間をばらばらに分離しバンドル型
イメージファイバ部分を形成した。このバンドル型イメ
ージファイバ部分は曲は半径１０■でも各画累線は断線
することなく非常に優れた可撓性を示した。ここに示す
実験例では純石英管の中に４万本の画素線母材を配列し
たが純石英管の代りにＧ　ｅ　Ｏ＊添加５ｉ０１の可溶
性ガラス管を用いれば、１０９６ＨＦ水溶液によるイメ
ージファイバの石英ジャケットの除去の作業は不用とな
る。

（２）　コアクラッド間の屈折率差Δｎは２．５％とし
、コア部はＧ　ｅ　Ｏｘ添加５ｉｎｓ　、コア径ｔｄ５
ｐｗｓ。

クラッド部は純石英で、可溶性ガラス層はＢａ５ｓ添加
５ｉ（ｈからなる第５図（ｂ）Ｉｃ示すような断面構造
の画素部をもつ線引型イメージファイバで、外径は３ｗ
ｍ、画素線数は１００，０００本、長さは５ｍのものを
形成した。かかる線引形イメージファイバの片端１ｍに
つきプライマリコーテングと石英ジャケットを除去し、
次いで９０℃５ＮＨＣ１でＢｏｏｍ添加５ｉｎｓの可溶
性ガラス層を溶出し、バンドル状とした。υ子゛７ド部
分の最少曲げ半径＃′１１００ｍ＋であるのにくらベバ
ンドル状の部分は半径２０ｗｍ以下に曲げることができ
、きわめて可撓性が優れた部分を有する本発明による可
撓性イメージファイバを得ることができた。

く発”明の効果〉 本発明による可撓性イメージファイバによれば、従来の
線引型イメージファイバの製法を応用して容易に、長尺
ものにでき、光損失が少なく鮮明度が勝れ、かつ、きわ
めて可撓性に富んだバンドル型イメージファイバ部分を
供え九可撓性イメージ７アイパを得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の線引型イメージ９フアイバの断面図、第
２図は本発明による可撓性イメージファイバの製造方法
を示すフローチャート、第３図は本発明による可撓性イ
メージ′ファイバの外観図、第４図は第３図に示すもの
のりノット部分の断面図、第５図（ａ）は第４図に示す
画素線部の一例の構成図、第５図（ｂ）は第４図に示す
画素線部の他の例の構成図を示す。 図面中、 ５は基本母材形成工程、 ６は画素線量材の形成工程、 ７は画素線母材束の形成工程、 ８はイメージ′ファイバ母材の形成工程、９は線引型イ
メージ７アイパの形成工程、１０は前処理工程、 １１は可溶性ガラスの溶出工程、 １２Ｆｉ本発明による可撓性イメージファイバ、 １５は画素線部、 １６Ｆｉジャケット部、 １７はプライマリコート部、 １８は画素線、 １９は可溶性ガラス、 ２０は複合画素線である。 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人 弁理士　元　石　士　部（他１名） 第１図 第２図 第３１！１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　可溶性ガラスで複数本の石英系画素線を相互に
   一体に融着した部・分と、上記可溶性ガラスを溶出し、
   上記石英系画素素線を相互にばらばらに分離した部分と
   からなる可撓性イメージファイバ。
2. （２）　上記石英系画素線束がコアクラッド型画素線で
   あって、クラッド部が純石英であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の可撓性イメージ９ガイド。
3. （３）石英系画素線を形成する棒状ガラスと該棒状ガラ
   スを被覆する可溶性ガラス層とからなる基本母材を加熱
   延伸して画素線量＃全形成し、骸画素線母材の所望本数
   を集合し、平行に整列した画素線母材束を形成し、該画
   素線母材束を真空中で熱処理して画緊線母材間を上記可
   溶性ガラス層で充填し一体化してイメージファイバ母材
   を形成し、該イメージファイバ母材を加熱線引し、線引
   直後にプライマリ−コーテングを形成して石英系イメー
   ジ９ガイドを形成し、次いで該石英系イメージファイバ
   の必要箇所の上記プライマリコーテングを除去し、さら
   に画素線間を充填する可溶性ガラス層を溶剤で溶解除去
   して画素線間をばらばらに分離することｔ−特徴とする
   可撓性イメージファイバの製造方法。