(57)【要約】【課題】  光ファイバ素線の異物を十分に除去して、伝送される画像に黒点のない良好なイメージファイバを歩留まりよく製造する方法を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明に係るイメージファイバ製造方法は、複数本の光ファイバ素線をガラス管に充填してなるプリフォームを加熱線引きしてイメージファイバを製造する方法である。本発明は、前記プリフォームを加熱線引きする前に、前記プリフォームを超臨界水で洗浄し、前記プリフォームを構成する前記光ファイバ素線および前記ガラス管を洗浄することを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の光ファイバ素線を石英管に充填してなるプリフォームを加熱線引きしてイメージファイバを製造するイメージファイバ製造方法であって、前記プリフォームを加熱線引きする前に、前記プリフォームの内外を超臨界水で洗浄することを特徴とするイメージファイバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージファイバ製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イメージファイバは、共通のクラッドの中に複数本（数千本〜数万本）のコアが長手方向に延在するものである。イメージファイバは、一方の端面に入力される光のうちコアに入力される光を該コアにより他方の端面まで導波して外部へ出力することで、光の像（画像）を伝送することができる。イメージファイバは例えば医療用等に使用される。このようなイメージファイバは、ガラスパイプの内部に充填された複数本の光ファイバ素線を加熱溶融して一体化し、線引きすることで製造される。
【０００３】
ガラスパイプ内に充填された光ファイバ素線に異物が付着していると、線引き時にそこで気泡が発生する。気泡のあるイメージファイバで画像伝送すると、伝送された画像において気泡のある画素が黒点として観察される。したがって、気泡の多いイメージファイバはそれで伝送される画像中に黒点が多いので不良品である。そこで、特許文献１には、光ファイバ素線に付着した異物を酸素またはオゾンを含むガスを供給しながら紫外線を照射して酸化揮発する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−２００２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、特許文献１とは別の手段で光ファイバ素線の異物を十分に除去して、伝送される画像に黒点のない良好なイメージファイバを歩留まりよく製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るイメージファイバ製造方法は、複数本の光ファイバ素線を石英管に充填してなるプリフォームを加熱線引きしてイメージファイバを製造する方法である。本発明は、前記プリフォームを加熱線引きする前に、前記プリフォームの内外を超臨界水で洗浄することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るイメージファイバ製造方法は、光ファイバ素線の異物を十分に除去して、伝送される画像に黒点のない良好なイメージファイバを歩留りよく製造することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のイメージファイバの製造方法は、下記の三つの工程に分けることができる。
（１）光ファイバ素線をガラスパイプに詰めてプリフォームとする工程
（２）プリフォームを超臨界水中で洗浄して異物除去する工程
（３）プリフォームを線引きしてイメージファイバとする工程
【０００９】
本発明で使用する光ファイバ素線は石英からなり、コアの屈折率がクラッドの屈折率よりも大きく光を伝送できる構造であれば特に限定されない。一例を挙げれば、図１に示す屈折率プロファイルの光ファイバを使用することができる。図１に示す例ではコアは合成石英にゲルマニアを比屈折率差が２．５％となるように添加されている。クラッドにはフッ素が比屈折率差が−０．５％になるように添加されている。コアとクラッドの間には、図２に示すようにコア径Ｄ１の３％程度の幅でクラッドよりも屈折率の低いディプレスト部を設けてもよい。コア径Ｄ１は１５０ないし２００μｍ、クラッド径Ｄ２は２２０ないし３５０μｍとすることができる。
【００１０】
光ファイバ素線は１本１画素となる。必要な画素数に見合う光ファイバ素線を石英管に充填してプリフォームとする。通常は５０００ないし５００００本の光ファイバ素線を使用する。石英管は異物の混入のない合成石英管が好ましい。石英管の屈折率とクラッドの屈折率とを一致させるために合成石英管には屈折率調整のための添加剤（フッ素やゲルマニアなど）が添加されていてもよい。石英管の内径は充填する光ファイバ素線の数（画素数と同意）によって決まるが、通常２０ないし５０ｍｍ程度である。石英管の肉厚は数ｍｍである。パイプの部分は画像を伝送する部分とはならないので、パイプは十分な機械強度を有する範囲で薄肉であるものが好ましい。石英管および光ファイバ素線の長さは数十ｃｍである。
【００１１】
石英管とその中に充填された光ファイバ素線（プリフォーム）を超臨界水（臨界点以上の温度および圧力下の水）中に数分ないし十数分置く。プリフォームを超臨界水中に置くだけで、光ファイバ素線の周囲の隙間に超臨界水が行き渡り、超臨界水によりプリフォームの内外、すなわち石英管の外面および内面ならびに光ファイバ素線の外面が洗浄され、光ファイバ素線や石英管に付着した異物が分解除去される。
例えば、図３に示すように高圧高温である超臨界水を収容可能な反応炉５にプリフォーム４を入れ、そこに蒸留水を注いでプリフォームを蒸留水中に置く。それから反応炉５に配管７を通じて連結した加減圧装置６により反応炉５内を高圧高温として超臨界水中にプリフォームを置くこととすることができる。この場合、反応炉が超臨界水生成の場となる。
あるいは、反応炉中にプリフォームを入れ、そこに超臨界水を供給してもよい。図４に示すように反応炉５と別に超臨界水生成装置８を設け、そこから吸水管９を通じて超臨界水を反応炉５に給水する。反応炉はプリフォームに付着した異物を除去する場である。
プリフォームの異物を除去する時の圧力と温度は水が超臨界状態を保てればよく、過度に高圧高温とする必要がない。したがって、少なくとも臨界点（水の場合は２２ＭＰａ、３７５℃）とすればよい。
【００１２】
超臨界水で有機物を分解したデータより、超臨界水中で有機物が分解されずに残存する割合は１０％未満である。一方、常温常圧下でアルコール中に浸漬して超音波洗浄しさらにフッ酸に浸漬して超音波洗浄した場合、有機物の残存率は６０％程度あり、歩留まりが非常に悪い。本発明により良好なイメージファイバの歩留まりが飛躍的に向上する。
【００１３】
超臨界水に酸化剤を添加すると異物の分解反応の開始剤として作用するので一層異物除去の効率がよい。酸化剤には過酸化水素が好ましい。過酸化水素の添加量は０．２重量％あれば十分である。
アルカリが超臨界水中に含まれるとＯＨのラジカルが生成され、それが反応の開始剤として作用する。したがって、超臨界水中にアルカリを添加することも考えられる。ただし、アルカリはガラスである光ファイバ素線を腐食するおそれがあるので、少量を含有させるのがよい。
超臨界水中に酸素を混入して爆燃を起こすと異物を燃焼除去できるので効率よく異物除去できる。
【００１４】
プリフォームを数分ないし十数分超臨界水中に置いた後、加減圧装置６により反応炉内の圧力と温度を常圧常温まで下げて反応炉からプリフォームを取り出す。図４に示すように反応炉５からの排水管１０を設けて、排水管１０を通じて超臨界水を反応炉５外へ排水してもよい。反応炉５内に超臨界水を溜めるときには配水管１０に設けた弁１１を閉じる。
配水管１１の下流に排水槽１２を設け、そこに超臨界水を溜めることができる構成とすれば、超臨界水を掛け流してプリフォーム４を洗浄してもよい。
【００１５】
取り出したプリフォームを十分に乾燥させる。真空雰囲気にて乾燥することが好ましい。
洗浄したプリフォームの両端を加熱して封止し、一端にガラスの持ち手を接続する。
持ち手のない側からプリフォームを加熱して各光ファイバ素線および石英管を一体化させると同時に線引きしてイメージファイバとする。例えば図５に示すように持ち手２０をチャック２１で把持して線引き炉２２にプリフォーム４を送り込んでいく。線引き炉２２内のヒータ２３によりプリフォームの端（持ち手２０のない側）からプリフォーム４を加熱して線引きする。線引き炉２２の下に樹脂塗布装置２４と硬化装置２５を設け、線引きされた石英ファイバの周囲に樹脂を被覆してイメージファイバとする。イメージファイバはガイドローラ２６（図示しないが複数ある）を経由して巻取り器２７に巻き取られる。
被覆する樹脂の厚さは０．０２５ｍｍないし０．０７５ｍｍ程度とすることができる。樹脂には熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂を使用することができる。熱硬化樹脂の例としてポリイミド樹脂が挙げられる。紫外線硬化型樹脂の例としてポリウレタンアクリレート樹脂が挙げられる。熱硬化樹脂を塗布する場合の硬化装置は加熱炉であり、紫外線硬化樹脂を使用する場合の硬化装置は紫外線ランプ等を光源とする紫外線照射装置である。
【００１６】
イメージファイバの外径（被覆を含む）は通常は０．２ないし１．１ｍｍ程度である。画素数により外径が異なる。数十ｃｍの光ファイバ素線から数ｋｍのイメージファイバが製造される。製造されたイメージファイバは一旦全長を巻取る。その後、使用する長さ（数ｍ）に応じて切断する。切断されたイメージファイバで画像を伝送し、伝送された画像中に黒点が観察されなければ当該イメージファイバには気泡による異常がないと判断される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に使用される光ファイバ素線の屈折率プロファイルの例である。
【図２】本発明に使用される光ファイバ素線の屈折率プロファイルの他の例である。
【図３】プリフォームの洗浄の例である。
【図４】プリフォームの洗浄の他の例である。
【図５】イメージファイバの線引きの例である。
【符号の説明】
【００１８】
１  コア、  ２  クラッド、  ３  ディプレスト、  ４  プリフォーム、  ５  反応炉、  ６  加減圧装置、  ７  配管、  ８  超臨界水生成装置、  ９  給水管、１０  排水管、  １１  弁、１２  排水槽、  ２０  持ち手、  ２１  チャック、  ２２  線引き炉、  ２３  ヒータ、  ２４  樹脂塗布装置、  ２５  硬化装置、  ２６  ガイドローラ、  ２７  巻取り器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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