(57)【要約】【課題】  本発明の第一の課題は、接着強度、耐久性及び気密性に優れるとともに部品点数が少なく構成が簡単且つ安価な真空装置用バンドルファイバを提供することにある。さらに、本発明の第二の課題は、真空装置への取り付けを容易にすることにある。【解決手段】  複数本の光ファイバからなる光ファイバ素線束（１１）を接着層（１９）を介して固定パイプ（９）に固定するとともに、固定パイプ（９）及び円筒状保持体（６）と固定フランジ（７）からなるファイバ保持具（５）とを真空装置（１）の壁部（２）に気密固定する。【選択図】    図１
2006072044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ素線束が気密状態に挿通・接着された固定パイプを円筒状保持体の内部に気密状態に保持してなる、真空装置用バンドルファイバにおいて、該光ファイバ素線束の外表面と固定パイプの内壁面とが、少なくとも０．２ｍｍの厚さの接着層を介して接着され、且つ該光ファイバ素線間にも接着剤が付与されて素線同士が結束されていることを特徴とする真空装置用バンドルファイバ。
【請求項２】
該接着層の厚さが０．５ｍｍ〜１．０ｍｍである請求項１に記載の真空装置用バンドルファイバ。
【請求項３】
該固定パイプの熱膨張率が光ファイバ素線束の熱膨張率にほぼ等しい請求項１または２に記載の真空装置用バンドルファイバ。
【請求項４】
該固定パイプがポリイミド製パイプである請求項１〜３のいずれかに記載の真空装置用バンドルファイバ。  
【請求項５】
該光ファイバ素線束がガラス光ファイバ素線束である請求項４に記載の真空装置用バンドルファイバ。  
【請求項６】
該固定パイプ−該円筒状保持体間がフッ素ゴムからなるＯリングにより気密固定されている請求項１〜５のいずれかに記載の真空装置用バンドルファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ繊維束からなるバンドルファイバ、特に、真空蒸着装置などの真空装置用の光伝送体として有用なバンドルファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体の分野では、紫外線硬化性樹脂材料（以下、“樹脂材料”と略記する）が接着剤として盛んに利用されてきている。ただ、該樹脂材料は、紫外線照射時に気泡を発生し易いので、この気泡の発生を無くすための工夫が必要になる。その一例として、該樹脂材料を真空容器中に載置した状態で、先端部が該真空容器に気密状態で挿入されたバンドルファイバから紫外線を照射する真空装置が知られている。（図２〜図３）
【０００３】
図２において、（１）は真空装置であり、その壁部（２）に形成された取付孔（３）を通ってバンドルファイバ（４）の先端部が真空装置内に挿入されている。その際、真空装置の外壁にはファイバ保持具（５）が気密状態に固定されている。この保持具（５）は円筒状保持体（６）と固定フランジ（７）とから構成されている。
ここで、バンドルファイバ（４）の内部構造は図３に示されている。円筒状保持体（６）の挿通孔（８）を通して光ファイバ素線束（１１）が挿通されている。その際、光ファイバ素線束（１１）の中間部はその外表面には接着剤が付与された状態で、金属製の固定パイプ（９）の挿入孔（１０）に内装されている。同時に、この固定パイプ（９）の両端部には、接着剤を周方向にわたって付着させた樹脂盛部（１２）が形成され、これにより、光ファイバ素線束（１１）の中間部は固定パイプ（９）に気密状態に内装される。
さらに、固定パイプ（９）の外周部と円筒状保持体（６）の内周面に形成されたテーパ状段差部（１３）との間にはＯリング（１４）およびカラー（１５）が装着され、光ファイバ素線束（１１）と円筒状保持体（６）との間が気密状態に維持される。
また、円筒状保持体（６）の一方の端部（大気側端部）からストッパー（１６）が挿入され、円筒状保持体（６）の真空側先端がフランジに押し込まれた状態で、該ストッパー（１６）は円筒状保持体（６）にネジ込まれる。これにより、固定パイプ（９）および光ファイバ素線束（１１）が円筒状保持体（６）に固定されている。
なお、（１７）は光ファイバ素線束（１１）を保護するためのフレキシブル管、そして、（１８）はフレキシブル管（１７）を円筒状保持体（６）に固定するための環状の連結具である。
ところで、上記の従来の真空装置用バンドルファイバにおいては、接着剤が光ファイバ素線束（１１）の外表面と樹脂盛部（１２）にしか付与されていないので、接着面積が不足するばかりか塗布される接着剤の絶対量が少なく、その結果、接着強度および接着耐久性が経時的に不足してくる。特に紫外線照射時の熱は金属製の固定パイプ（９）に伝わり、光ファイバ素線束（１１）との間に生じる熱膨張差に因り、接着剤が加速度的に剥離する懸念さえある。
最悪の場合には、真空装置側との気密性が維持されなくなるという重大な問題が生じる懸念もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の課題は、上記の固定パイプ内での接着強度および接着耐久性並びに気密性に優れたバンドルファイバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、光ファイバ素線束の外表面と固定パイプの内壁面とを少なくとも０．２ｍｍの厚さの接着層を介して接着し、併せて該光ファイバ素線間にも接着剤を付与して素線同士を結束することにより、上記の課題を一挙に解決するに至った。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のバンドルファイバ（４）にあっては、固定パイプ（９）の全長に渡って、光ファイバ素線束（１１）と固定パイプ（９）との間に接着層を設け、しかも、ファイバ素線間にも接着剤を付与したので、接着強度と接着耐久性とが大幅に向上し、同時に、ファイバ素線間並びに真空装置側との気密性が確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のバンドルファイバの一例について、図面を参照しながら説明する。  
図１は、本発明のバンドルファイバの一例を示す縦断面図である。
図２は、従来のバンドルファイバを取付けた真空装置の側面図である。
図３は、従来のバンドルファイバの例を示す縦断面図である。
図１および図２において、符号（２）〜（１１）、（１４）、（１７）および（１８）は、冒頭に述べた図３の場合と同一である。一方、（１９）は、光ファイバ素線束（１１）−固定パイプ（９）間に介在する接着層である。
【０００８】
本発明の特徴は、光ファイバ素線束（１１）と固定パイプ（９）間に接着層（１９）を設け、併せて素線間にも接着剤を付与して素線同士を結束したことにある。この状態は、固定パイプ（９）の断面方向から観た場合、該パイプ内に充填された接着剤を恰も、海成分とし、素線束を島成分とする、海−島構造に例えられる。こうすることにより、従来（図３）のように、光ファイバ素線束（１１）の表面、および固定パイプ（９）の両端部の樹脂盛部（１２）に接着剤を塗布した場合と比較し、接着強度が大幅に向上する。しかも、光ファイバ素線間にも接着剤を塗布しておくことにより、気密性も有利に確保される。
さらに、本発明の好ましい態様においては、固定パイプ（９）の材料選択に際して、その熱膨張率が光ファイバ素線束（１１）のそれにほぼ等しい材料が選択される。こうすることにより、光ファイバ素線束（１１）と固定パイプ（９）の境界面での、熱膨張差に起因する接着剤の剥離を防止でき、接着耐久性並びに気密性がさらに向上する。
以上のような態様において、光ファイバ素線束（１１）−固定パイプ（９）間の接着層（１９）の厚さは十分な接着強度を確保するとともに、固定パイプ（９）からの光ファイバ素線束（１１）への熱伝導を防止するため、少なくとも０．２ｍｍとする必要がある。
一方、この厚さの上限は、接着剤の塗布量、外径増加を考慮したとき、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。そして、この厚みの好ましい範囲は０．５ｍｍ〜１．０ｍｍである。接着剤としては、空隙が無くシール性に優れた、エポキシ系等の有機接着剤が好ましい。
固定パイプ（９）については、前述のようにその材料の熱膨張率が光ファイバ素線束（１１）の熱膨張率にほぼ等しいような材料を選ぶことが好ましい。例えば、該光ファイバ素線がガラス光ファイバの場合は、耐熱性に優れたポリイミド樹脂製の固定パイプを用いることにより、前記の熱膨張差に起因する接着剤剥離の要因が解消される。このようなパイプ（９）の厚さは強度と接着量を考慮したとき、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲にあるのが好ましい。
ところで、図１からも明らかなように、本発明のバンドルファイバにあっては、従来（図３）のストッパー（１６）が割愛され、その構造が簡略化されている。代わりに、従来中央部に位置していた固定パイプ（９）を延長して、連結部（１８）にてビス止め等により固定される。同時にこのパイプの長さの延長は、接着強度と接着耐久性の向上にも寄与し、しかも光ファイバ素線束（１１）の固定パイプ（９）への挿入時の固定をより安定化する。これらのことを考慮すると、固定パイプ（９）の長さは２０ｍｍ〜５０ｍｍとすることが好ましい。その際、固定パイプ（９）の先端は熱伝導を防止するため、フランジ先端から３０ｍｍ以上離しておくのが好ましい。  
さらに、従来は、カラー（１５）を固定するため、円筒状保持体（６）の内壁面にテーパ状段差部（１３）を設けていたが、本発明では加工工数削減のため、テーパ部が無い、フラットな段差部とし、これに直接、固定パイプ先端を圧接することで、カラー（１５）が割愛されている。このように、ストッパーや複数個のカラーを使用せず、円筒状保持体（６）の内壁面にテーパ状段差部を設ける加工の必要が無いので、使用部品点数および加工費が低減でき、製品の低価格化が実現できるという効果も奏される。
上記のカラー（１５）の割愛に伴い、本発明の好ましい態様にあっては、固定パイプ（９）−円筒状保持体（６）間はゴム状弾性密閉部材からなるＯリング（１４）のみで気密固定されている。ゴム状弾性密閉部材としては、耐紫外線性に優れたフッ素ゴムが好ましく採用される。また、従来は溶接で気密化されていた、円筒状保持体（６）―固定フランジ（７）間については、真空装置（１）へのバンドルファイバ（４）の取付け作業性を向上させるため、耐紫外線性に優れたフッ素ゴムからなるＯリング（１４）により気密固定される。
本発明のその余の構成について説明する。
光ファイバ素線束（１１）は、複数本の光ファイバ素線から構成される。例えば、常用されている素線径が０．０３〜０．３０ｍｍの場合、これら素線を３０００本〜８０００本程度束ねて構成される。光ファイバ素線の材質としては、耐紫外線性能に優れた石英ガラスファイバ素線が好ましく採用される。この場合の外径は１ｍｍ〜３０ｍｍが好ましく、また、長さについて格別の制約はないが、一般には３０ｍｍ〜３０００ｍｍ程度であればよい。また、バンドルファイバ（４）は、光ファイバ素線束（１１）の保護あるいは外部への紫外線洩れ現象を可及的に低減させる意味から、アルミニウムやステンレス等の金属管（１７）に収納・固定されるのが好ましい。
以上、本発明を例示的に説明したが、本発明の趣旨から逸脱しない限り、それらを変形した各種の態様が採用されることは言うまでもないことである。
以下は、図１に示したバンドルファイバ（４）の製造例である。
【実施例】
【０００９】
（Ａ）光ファイバ素線束（１１）の作成、および固定パイプ（９）への挿通・接着
素線径が０．２ｍｍの石英ガラスファイバ素線１７５本を用い、素線間に十分な量の接着剤が塗布するよう、素線間を広げた状態で、素線間に接着剤として有機接着材（（株）エス・エス・アイ社製、エポキシ系接着剤「アレムコボンド５２６Ｎ」）を付与してから結束治具にて結束した。これにより、外径４．５ｍｍ、長さ２０００ｍｍで、両端面が共に、素線軸と直交する平坦面で構成され、素線間に十分な量の接着剤が塗布された、光ファイバ素線束（１１）が得られ、これを、長さ４５ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍのポリイミドからなる固定パイプ（９）を挿通させた。
次に、固定パイプ（９）と光ファイバ素線束（１１）の隙間に上述の接着剤を充填し、厚さ０．７５ｍｍの接着層（１９）を形成した。接着剤が乾燥固化した後、固定パイプ（９）が装着された光ファイバ素線束（１１）を治具から取り外し、その両端面に黄銅製の止め金を嵌合するとともに、光ファイバ素線束（１１）の照射側先端部を肉厚が１ｍｍで内径が５．５ｍｍのステンレスからなる金属管（１７）の内部に収納・固定した。
（Ｂ）固定パイプ（９）が装着された光ファイバ素線束の円筒状保持体（６）への装着。
ふっ素ゴムからなる外径１６ｍｍ、内径１２ｍｍのＯリング（１４）２個を、外径２０ｍｍの円筒状保持体（６）に設けたＯリング取付け溝（深さ１．５ｍｍ）に嵌着してから、円筒状保持体（６）の大気側端部に連結具（１８）を挿入し、これをビス止めすることにより、図１に示すバンドルファイバ（４）が完成した。
（Ｃ）真空装置の組み立て、および照射試験
上記バンドルファイバ（４）の先端部５０ｍｍを、５０ｃｍ×４０ｃｍ×３０ｃｍ、厚さ２ｍｍのステンレスからなる真空装置（１）の壁部（２）に設けた取付孔（３）から真空装置内に挿入した。その際、保持具（５）のフランジ部（７）の取付け溝に、ふっ素ゴムからなる外径１６ｍｍ、内径１２ｍｍのＯリング（１４）２個を介して、円筒状保持体（６）を気密固定した。
また、真空装置（１）内には、紫外線硬化性樹脂を塗布した照射対象物を作業台に載置した後、真空装置（１）内を真空ポンプにて真空状態とした。
この状態で、バンドルファイバ（４）の入射端面に、紫外線光源（図示せず）から波長３６５ｎｍの紫外線を入力させた。その結果、紫外線漏れは確認されず、紫外線硬化作業中に、紫外線硬化性樹脂表面には、何ら泡の発生も見られず、真空装置（１）と外部との気密性も確保されていた。併せて、照射ムラも無く、良質の硬化・接着作業が遂行された。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
本発明のバンドルファイバは、優れた気密固定機能を備えているので、紫外線以外の光に対しても有効で、例えば、歯科用ライトガイド、赤外線治療用ライトガイド等医療分野にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のバンドルファイバの一例を示す縦断面図である。
【図２】従来のバンドルファイバを取付けた真空装置の側面図である。
【図３】従来のバンドルファイバの例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００１２】
１        真空装置
２        壁部
３        取付孔
４        真空装置用バンドルファイバ
５        ファイバ保持具
６        円筒状保持体
７        フランジ部
８        挿通孔
９        固定パイプ
１０        ファイバ挿入孔部
１１        光ファイバ素線束
１４        Ｏリング
１７        フレキシブル管
１８        連結部
１９        接着層（接着剤）
【図１】
2006072044.tif 000003
【図２】
2006072044.tif 000004
【図３】
2006072044.tif 000005