JPS61136933A - イメ−ジフアイバ母材の製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はイメージファイバ母材の製造方法に係わる。

〈従来の技術〉 従来、直接面ｇＲｔ−伝送するイメージファイバ母材の
製造には、第２図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）に示
す手順で行なわれるものが知られている。第２図（＆）
に示す如く、所望の屈折率差をもつコアとクラッドから
なる１００μｍ程度の太さの光ファイバを数万本束ね、
超音波振動を与えるなどして平行に配列した光ファイバ
束ｌｔ−作る。次に、第２図（ｂ）に示すようにガラス
のジャケット管２の中に光ファイバ束１’を挿入する。

次に、第２図（ｅ）に示すように、ジャケット管２内を
真空に排気し、加熱炉４によってジャケット管２の外周
を加熱し、ジャケット管２ｔ−軟化溶融させ、さらに加
熱してジャケット管２内の光ファイバのクラツド材も溶
融させる。溶・融したクラツド材はコア間を均一に充填
し一体化し、イメージファイバ母材５を得る。３１才番
菅ホ０ンフ６で°あも。

次いでイメージファイバ母材５は加熱延伸され、所望の
径のイメージファイバが得られる。

かくして数万本の光ファイバを画素線とするイメージフ
ァイバが製造される。

〈発明が解決しようとする問題点〉 第２図（ａ）　、（ｂ）　、　（ｃ）に示す方法で製造
する際、加熱炉４によってジャケット管２と光ファイバ
束１とを一体に溶融する際、ジャケット管２を収縮させ
光ファイバ束１のすき間を潰す力は溶融時のガラスの表
面張力とジャケット管２の内外の圧力差（第２図に示す
場合は最大で１気圧）である。こ九らの力のうちガラス
の表面張力は光フアイバ間が融着し始めるときには大き
く寄与するが、融着が進行すると、ジャケット管２の内
外圧力差が支配的となる。この加熱融着一体化の工程に
おいて、従来の方法では温度と一体化のスピードは、品
質のよいイメージファイバ母材を作る上で非常に重要な
ファクタであった。しかし、それらの最適条件範囲は非
常に狭く、安定製造する上で大きな問題であった。例え
ば一体化の温度が低すぎた場合は、中心部の温度が比較
的低い部分や、光フアイバ間の局部的に大きなすき間が
ある部分に、潰れ残りが生じ母材に気泡が残留する。ま
た、一体化の温度が必要以上に高く、又は、一体化のス
ピードが遅い場合には、光フアイバ表面の微小な凹凸に
起因する微小気泡を成長させることが起つ友。

ｔｅ、高温でかつ減圧真空状態で一体化する場合は光フ
アイバ素線の特にクラッド部に含まれている成分の中で
ガス化し易いもの、友とえば、石英ガラスではＧｅＯあ
るいは弗素等あるいは光ファイバ束に含まれている異物
などもガス化して、溶融一体化後のイメージファイバ母
材に気泡が残留することが起った。かかる気泡を含んだ
イメージファイバ母材を加熱延伸して得られ九イメージ
ファイバは伝送画像中に黒点を生ずることになり、イメ
ージファイバ母材の気泡の包含はイメージファイバによ
る画像の伝送の品質を著しく阻害した。

本発明は、上記のような従来技術の欠点に鑑みてなされ
たもので、気泡発生の起らないイメージファイバ母材を
得ることができるイメージファイバ母材の製造方法を提
供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 かかる目的を達成した本発明によるイメージファイバ母
材の製造方法の構成は、コア・クラッド形あるいは屈折
率分布形の光ファイバの多数本を束ねてジャケット管内
に平行に配列充填する工程と、かかるジャケット管を加
熱されたダイスに挿通し、上記ジャケット管と光ファイ
バ束を加熱軟化一体化する工程とからなることを特徴と
するものである。

〈実施例〉 本発明によるイメージファイバ母材の製造方法の一実施
例を図面を参′照しながら説明する。

第１図は本発明によるイメージファイバ母材の製造方法
を説明する装置の外観図である。第１図において、１１
はイメージファイバの画素線を形成する光ファイバ束、
１２はジャケット管、１３は真空ポンプ、１４はダイス
、１５はイメージファイバ母材部、１６は高周波ワーク
コイル、１７は雰囲気ガス供給源である。本発明の第１
の実施例によれば、第１図に示す装置において、コア・
クラッド形あるいは屈折率分布形の１００μｍ程度のイ
メージファイバの画素線を構成する光ファイバを多数本
例えば数万本平行に束ねて形成された光ファイバ束１１
は、従来の方法に従ってジャケット管１２内に挿入され
、ジャケット管１２の下端は封じられ、上端はパイプ１
３ａを介して真空ポンプ１３に連通されている。ジャケ
ット管１２内の空気ハバイプ１３ａに連通する真空ポン
プ１３によって排気され、ジャケット管１２内の圧力を
真空に近い値とする。次に光ファイバ束１１が充填され
次ジャケット管１２は下部から高周波ワークコイル１６
によシミ磁鰐導により加熱軟化される。入口の開口径が
ジャケット管１２の外径以上で出口の開口径がジャケッ
ト管１２の外径の０．５〜０．９倍程度のテーパ形挿通
口をもつ九ダイス１４に、ジャケット管１２の下端が加
熱軟化されると同時に同じく高周波ワークコイルで・　
加熱されたダイス１４の挿通口に圧入され、光ファイバ
束１１の空隙や気泡を残さないように均一に一体化する
ものである。この場合、ジャケット管１２にはダイス１
４の挿通口への挿入で周辺から中心に向う圧力は従来の
ものに比べて数倍になり、光ファイバ束１１およびジャ
ケット管１２はよフ低温でかつ高速に軟化溶融し、一体
化される。実験によれば、石英系光ファイバおよび石英
系ジャケット管を用いた場合溶融一体化の温Ｑ［−５０
〜１５０℃低下させることができるとともに、従来と同
一温度では約２〜１０倍の速度で一体化させることがで
き次。このため、光フアイバ束１１中に含まれてガス化
し易い成分やその中に介在する異物がガス化するに至ら
ず、したがって、溶融一体化されたイメージファイバ母
材１５中に気泡が残留することはない。またこの場合、
加熱溶融温度、一体化速度等の条件を適当に選べば、ジ
ャケット管１２内は必ずしも真空に近い圧力まで減圧し
なくても一体化することができる。ジャケット管内は九
とえば大気圧と同じ圧力に保っていても処理することは
可能である。

従って本発明によるイメージファイバ母材９製造方法に
よれば、 （１）　　ジャケット管及び光ファイバ束をより低温度
で一体化できる。

（２）　　このようなより低い一体化温度で処理できる
ため、光ファイバ束やジャケット管のガス化し易いガス
のガス化を防止することができる。

（３）　　ダイスからジャケット管に直接伝熱されるた
め、温度分布がシャープになる。

従って本発明によるイメージファイバ母材の製造方法に
よれば、イメージファイバ母材中に含まれる気泡の残留
を大巾に減少できる。したがってかかるイメージファイ
バ母材を加熱延伸して得られるイメージファイバは気泡
を殆んど含んでおらず、画質の優れ念画像伝送を可能と
するものである。

本発明の第２の実施例を第１図に示す装置で説明する。

第１図に示す装置において、ジャケット管１２内をまず
真空ポンプ１３によって真空にし、次いで雰囲気ガス源
１７へ通じるパイプ１７ａのコック１８を開き、パイプ
１３ａのコック１９を閉めて、所定のガスをジャケット
管１２内に供給し、ジャケット管１２内を所定の気圧の
所定のガス雰囲気で満す。ジャケット管１２はこの状態
で、下端は高周波ワークコイル１６によって電磁誘導加
熱され軟化溶融と同時に加熱され几ダイス１４に挿通さ
れる。ジャケット管１２は静かにダイス１４の挿通孔の
中に押し込まれ、光ファイバ束１１は溶融一体化してイ
メージファイバ母材１５ｔ−形成する。この場合ジャケ
ット管１２内に封じ込んだ雰囲気ガスは気泡として残る
ことなくガラス内に吸収され、気泡のないイメージファ
イバ母材１５を得ることができる。ジャケット管工２内
に封じ込められるガスとしては、（す酸素ガス、Ｑ）弗
素ガス、あるいは（３）ヘリウムガス等あるいはこれら
の混合物、化合物ガスの場合がある。

（１）　　酸素ガスの場合：雰囲気ガス源１７から酸素
ガスをジャケット管１２内に供給し、　　　゛光ファイ
バ束１１ｔ−酸素雰囲気に保持した場合法の効果（ａ）
　、　（ｂ）がある。

（ａ）　　光ファイバ束１１を酸素雰囲気に保持するこ
とにより光フアイバ束１１中 に含まれる酸素欠乏に伴なう欠陥を補 うことができる。ここにいう酸素欠乏 による欠陥とは、光ファイバ束を構成 しているガラス分子の網目構造の中の 酸素原子の欠落を意味しておシ、この ような酸素欠落があるガラスは光りの 大きい吸収損失を伴なうことが知られ ている。石英ガラスの場合、これに関 係し九波長０．６μｍ付近に大きな光の吸収が見られる
ことになる。また、ガラ スに放射線が照射されたとき社、この 欠陥がさらに強められることも知られ ている。そこで、このように光ファイ バ束を酸素雰囲気中で溶融一体化する ことによって、酸素欠陥に伴う吸収損 失が少なくし、また耐放射線特性の向 上されたイメージファイバを得ること ができる。

伽）　光ファイバ束１１を酸素雰囲気内に保持して一体
化することＫよって、光 ファイバ束１１の素線に含まれる異物 例えばハイドロカーがン等の有機物の ダストを高温下で燃焼させて、光フア イバ束外に排出させることができる効 果がある。このことは、イメージファ イバのこれらの異物に基づく気泡の発 生をさらに低減する効果がある。以上 のことは、酸素ガスの代りにオゾン。

［１ガス、弗素ガスその他の）・ロゲンがスもしくはこ
れらの混合物、化合物 を用いても同等の効果を期待できる。

（２）雰囲気ガス供給源１７から弗素もしくは弗素化合
物のガスを供給する場合：特に次のような効果が期待さ
れる。ジャケット管に収容された光ファイバ束の素線の
クラッドが弗素を添加した石英系ガラスよりなる場合、
この種の元ファイバ束から作られるイメージファイバは
とくに高開口数イメージファイバ、あるいは耐放射線特
性の優れ九イメージファイバとして用いられる。このよ
うな弗素添加の石英系ガラスよりなる光ファイバ束を高
温で加熱溶融し一体化しようとするとき、クラッド中の
弗素が遊離ガス化して抜は出し易い欠点があるが、ジャ
ケット管内を弗素雰囲気に保つことによって、加熱溶融
し一体化するに際し、遊離ガス化する弗素と雰囲気中の
弗素ガスが平衡して、ガラス中の弗素が遊離して失なわ
れることを抑えることができる。このため、弗素添加石
英系ガラスの本来の特性を失なわないイメージファイバ
母材を得ることができる。

（３）　　雰囲気ガス供給源１７からヘリウムガスを供
給する場合：ヘリウムガスは分子の大きさが小さい友め
、ガラス中によく透過する。従ってジャケット管内の雰
囲気の分子の大きいガスを予めヘリウムと置換しておく
ことにより、ジャケット管とこれに収容される光ファイ
バ束を溶融一体化するときに雰囲気ガス分子がガラス中
に取り込まれても、一体化後に気泡として残留すること
がない。従って、イメージファイバとし友ときも残留す
る気泡の影響がないものが得られる。

以下、本発明によるイメージファイバ母材の製造方法の
具体的実例について説明する。

、　　　（実例１） 第１図に示すように、石英系ガラスのコアと純石英のク
ラッドからなる裸の光ファイバ（外径的１２５μｍ）を
約３万本束ね光ファイバ束１１を得、これを石英ガラス
の外径２５１ｕＩのジャケット管１２に挿入し次。次い
で、ジャケット管１２内を真空ポンプ１３によって減圧
し、はぼ１０−”　ｔｏｒｒの真空にし念。一方、入口
内径２６ｕ。

出口内径２３．５■、高さ３０ｍのグラファイト製ダイ
ス１４ｔ−高周波ワークコイル１６で約１６００℃に加
熱した。ジャケット管１２とこれに収容される光ファイ
バ束１１を毎分１０ａ＋の速度でダイス１４に送り込み
、下部より順次溶融一体化されたイメージファイバ母材
１５を得比。この場合の溶融一体化の温度は１６００℃
でらったが、これはジャケット管内を真空にしたのみで
一体化する従来の場合の温度１７００℃に比べて約１０
０℃低い温度でｂつ比。かくして得られたイメージファ
イバ母材１ｓｔ−ＨＦ（弗化水素）にて表面エツチング
し、表面傷を除い友後、加　゛熱延伸して約１１１ｍ径
のイメージファイバラ得友ところ、気泡は全く包含され
ない優れたものを得ることができた。

（実例２） 第１図に示すように、石英系ガラスのコアと純石英ガラ
スのクラッドからなる裸の光ファイバ（外在的１２５μ
ｍ）を約３万本束ね、光ファイバ束ｌｉｆ：得、これを
外径約２５鱈の石英ガラスジャケット管１２の中に挿入
した。次いで。

ジャケット管１２内に雰囲気ガス供給源１７から酸素ガ
スを大気圧と同じ圧力で供給し、ジャケット管１２内を
酸素雰囲気とした。−万６−ｗ（モリブデン・タングス
テン）製の出口内径２０Ｕ高さ４０１ＥＩｌのダイス１
４を約１６５０℃に加熱し、次いで、毎分１０ｉＥ１１
の速度でジャケット管１２ｔ−ダイス１４に送り込み、
溶融一体化して、イメージファイバ母材１５を得九。か
くして得られ次イメージファイバ母材１５は気泡の残留
が全くなく、ついでこのイメージファイバ母材を加熱延
伸して約ｌ−径のイメージファイバを得たところ、気泡
の影響は全くなく優れた画像伝送を示すものであった。

〈発明の効果〉 本発明によるイメージファイバ母材の製造方法によれば
、イメージファイバの画素線を形成する光ファイバの束
をジャケット管内に収容し、かかるジャケット管の外部
から加熱され九ダイスによシ加圧溶融一体化することに
よって、従来の如くジャケット管内を真空にするのみで
ジャケット管に大気圧を作用させた状態で加熱溶融し一
体化するものに比べて、加熱温度が低くてすみ、このた
め光ファイバを構成する材料中に含まれてガス化し易い
成分やその他のガス化され易い異物等のガス化が抑制さ
れ、気泡の残留が極めて少ないイメージファイバ母、材
を得ることができ、画質の優れたイメージファイバの製
造を可能とした。ま九、本発明のものではジャケット管
内をさらに特定のガスの雰囲気に保つことによって、さ
らに改善されたイメージファイバ母材の製造を可能とし
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるイメージファイバ母材の製造方法
を説明する装置の外観図、第２図（ａ）。 （ｂ）　、　（ｃ）は従来のイメージファイバ母材の製
造方法の工程を説明する図である。 図面中、 １１は光ファイバ束、 １２はジャケット管、 １３は真空ポンプ、 １４はダイス、 １５はイメージファイバ母材、 １６は高周波ワークコイル、 １７は雰囲気ガス供給源である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）コア・クラッド形あるいは屈折率分布形の光ファ
   イバの多数本を束ねてジャケット管内に平行に配列充填
   する工程と、かかるジャケット管を加熱されたダイスに
   挿通し、上記ジャケット管と光ファイバ束を加熱軟化一
   体化する工程からなることを特徴とするイメージファイ
   バ母材の製造方法。
2. （２）前記のジャケット管をダイスにより引抜き一体化
   する工程において、前記ジャケット管内を減圧し、真空
   に近い状態に保つことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のイメージファイバ母材の製造方法。
3. （３）前記のジャケット管をダイスにより引抜き一体化
   する工程において、前記ジャケット管内を酸素ガス、オ
   ゾン、塩素ガス、弗素ガス、ヘリウムガス、ハロゲンガ
   スのいずれかもしくはこれらの混合あるいは化合物ガス
   の雰囲気に保つことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のイメージファイバ母材の製造方法。