(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超高圧電子顕微鏡用耐圧光ファイバー装置において、
（ａ）ポリイミド素線光ファイバーと、
（ｂ）該光ファイバーを接着層を介して厚い下部アクリル樹脂体で囲み、更に、重合接着材により前記下部アクリル樹脂体上に上部アクリル樹脂体を重合接着させて、前記光ファイバーを重合接着した下部アクリル樹脂体と上部アクリル樹脂体の略中心部に埋め込んでなる構造を有することを特徴とする超高圧電子顕微鏡用耐圧光ファイバー装置。
【請求項２】
超高圧電子顕微鏡用耐圧光ファイバー装置の製造方法において、
（ａ）厚いアクリル板を２枚用意する工程と、
（ｂ）その一方のアクリル板にＵ字溝を形成する工程と、
（ｃ）該Ｕ字溝内に接着材を形成する工程と、
（ｄ）前記Ｕ字溝に前記接着材によりポリイミド素線光ファイバーを固着する工程と、
（ｅ）前記アクリル板の表面と同じ高さとなるように、切削加工を行う工程と、
（ｆ）さらに、その表面上に重合接着材を形成する工程と、
（ｇ）その表面にもう一方のアクリル板を固着する工程と、
（ｈ）重合接着した２枚のアクリル板の四角形の断面形状を略丸い断面形状に切削加工する工程と、
（ｉ）加工表面を水ペーパーにより磨き、バフ研磨仕上げを行うことを特徴とする超高圧電子顕微鏡用耐圧光ファイバー装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超高圧電子顕微鏡用耐圧光ファイバー装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、超高電圧（１ＭＶクラス）の電子顕微鏡に使用される電界放出電子銃（ＦＥＧ）の安定な電界放出動作を実現させるために、双方向光伝送システムによる遠隔操作が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、その双方向光伝送システムにおけるその信号伝送手段として、電磁誘導による影響がなく、信号ノイズレベルのＳ／Ｎ比に優れている光ファイバーが有るが、１ＭＶに耐える光ファイバーの絶縁方法が無く、長期間の使用中に絶縁劣化を起こし、電子顕微鏡の使用に支障をきたしてきた。
【０００４】
その絶縁劣化の主たる原因は、
（１）ＦＲＰコートの繊維層には外力により薄い層をなす空隙が形成されやすく、高電圧の印加時に空隙に強く電界が集中し空隙周囲の絶縁ガスが破壊され、ＦＲＰ素材を劣化させるイオンが発生する。
【０００５】
（２）外形が細い光ファイバーは基本的に強い電界を形成する。さらにその表面に埃や汚れが付着した場合、その周囲により強い電界が形成され、ＦＲＰ素材が絶縁劣化する。
【０００６】
（３）雰囲気ガス中に分解ガス（ＳＦ4 ）と微量の水分が共存する場合、分解生成物を生じ、ＦＲＰ素材のガラス主成分を著しく浸食する。
【０００７】
本発明は、上記状況に鑑みて、絶縁劣化を起こし難く、高耐圧を有する超高圧電子顕微鏡用耐圧光ファイバー装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕超高圧電子顕微鏡用耐圧光ファイバー装置において、ポリイミド素線光ファイバーと、この光ファイバーを接着層を介して厚い下部アクリル樹脂体で囲み、更に、重合接着材により前記下部アクリル樹脂体上に上部アクリル樹脂体を重合接着させて、前記光ファイバーを重合接着した下部アクリル樹脂体と上部アクリル樹脂体の略中心部に埋め込んでなる構造を有することを特徴とする。
【０００９】
〔２〕超高圧電子顕微鏡用耐圧光ファイバー装置の製造方法において、厚いアクリル板を２枚用意する工程と、その一方のアクリル板にＵ字溝を形成する工程と、このＵ字溝内に接着材を形成する工程と、前記Ｕ字溝に前記接着材によりポリイミド素線光ファイバーを固着する工程と、前記アクリル板の表面と同じ高さとなるように、切削加工を行う工程と、さらに、その表面上に重合接着材を形成する工程と、その表面にもう一方のアクリル板を固着する工程と、重合接着した２枚のアクリル板の四角形の断面形状を略丸い断面形状に切削加工する工程と、加工表面を水ペーパーにより磨き、バフ研磨仕上げを行うことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施例を示す１ＭＶ耐圧光ファイバーの断面図、図２はその１ＭＶ耐圧光ファイバーのＵ字溝の拡大断面図、図３はそのＵ字溝内に配置されるポリイミド素線光ファイバーの拡大断面図である。
【００１２】
これらの図において、１は下部のアクリル樹脂体、２はそのアクリル樹脂体１に形成されたＵ字溝、５はポリイミド素線光ファイバー、６はポリイミド素線光ファイバー５を固定するための接着層、１１は上部のアクリル樹脂体、８は下部のアクリル樹脂体１と上部のアクリル樹脂体１１を重合接着するための重合接着材である。
【００１３】
これらの図から明らかなように、この１ＭＶ耐圧光ファイバーは、下部のアクリル樹脂体１にＵ字溝２が形成され、そのＵ字溝２の底部にポリイミド素線光ファイバー５が接着層６によって固定され、下部のアクリル樹脂体１の上部平面は重合接着材８によって上部のアクリル樹脂体１１の下部平面と重合接着されている。
【００１４】
因みに、１ＭＶ耐圧光ファイバーの寸法は、図１に示すように、例えば、Ｌ1 は６ｍｍ、Ｌ2 は１４．５ｍｍ、Ｌ3 は３５．０ｍｍ、Ｒ1 は１４．５ｍｍである。
【００１５】
また、Ｕ字溝２の寸法は、図２（１０倍に拡大）に示すように、例えば、Ｌ5 は２．４ｍｍ、Ｌ6 は０．８ｍｍ、Ｌ7 は３．２ｍｍ、Ｌ8 は４．８ｍｍ、Ｒ2 は２．４ｍｍである。
【００１６】
更に、ポリイミド素線光ファイバー（６芯）の寸法は、図３（４０倍に拡大）に示すように、例えば、Ｌ8 はφ０．１５ｍｍ、Ｌ9 は略０．５ｍｍである。
【００１７】
まず、１ＭＶ耐圧光ファイバー装置の作製方法について説明する。
【００１８】
１ＭＶ耐圧光ファイバー装置を作製する際、透明なアクリル樹脂材の重合接着技術とポリイミド素線光ファイバーの組み合わせが重要な技術的要素となる。
【００１９】
そのアクリル樹脂材の重合接着について、重合接着材はアクリル樹脂材の原材料であるメタクリル酸メチルを主成分に、過酸化ベンゾイル等を重合促進剤として添加したものである。完全重合接着することにより、接着部分は母材のアクリル樹脂材と同じ材質となり、接着部分がほとんど確認できない程度に接着することができる。
【００２０】
また、絶縁材料は取り扱い上、絶縁材料中に気泡が存在しないことが不可欠となるが、透明なアクリル樹脂材とその重合接着技術を用いた場合、接着層内の気泡の有無を直視できることが極めて有利となる。
【００２１】
一方、アクリル樹脂材は取り扱い上、クラックやクレージングが発生しないように注意することが重要である。即ち、アクリル樹脂材は外力、あるいは加工時に発生する熱歪みにより、その分子状態がランダムな状態から応力方向に分子の配向帯を形成し、その内部にボイド（空隙孔）を有する性質がある。特に、加工時に発生する熱歪みを除去するには、発生する熱歪みに応じて、適切に熱処理を繰り返しながら作業することが不可欠となる。
【００２２】
以下に、本発明の１ＭＶ耐圧光ファイバー装置の作製方法について説明する。
【００２３】
図４は本発明の実施例を示す１ＭＶ耐圧光ファイバー装置の製造工程図（その１）、図５はその１ＭＶ耐圧光ファイバー装置の製造工程図（その２）である。
【００２４】
（１）まず、図４（ａ）に示すように、寸法１５×３０×１４００ｍｍのアクリル樹脂体１を２枚用意する。そして、切削加工による熱歪みを除去するため、７０〜８０℃で１〜２時間熱処理を行う。この工程では、一方のアクリル樹脂体１１は、図示されていないが、図５で示される。
【００２５】
（２）次に、図４（ｂ）に示すように、ポリイミド素線光ファイバーを重合接着するため、アクリル樹脂体１に断面形状が直径６ｍｍ、深さ４ｍｍのＵ字溝２の加工を行い、その後熱処理を行う。
【００２６】
（３）次いで、図４（ｃ）に示すように、Ｕ字溝２の周囲を囲むように、厚み２ｍｍのアクリル材を用いた幅４ｍｍの堰板３を重合接着する。その際、Ｕ字溝２の両端開口部には、ポリイミド素線光ファイバー（図示なし）を通す穴４を開けた堰板３Ａを準備する。
【００２７】
（４）次いで、図４（ｄ）に示すように、次いで、Ｕ字溝２内にポリイミド素線光ファイバー５を置く。その光ファイバー５は、Ｕ字溝２の両端開口部の堰板３Ａの穴４を介して光ファイバー５を両側に出し、その穴４を予め重合接着する。Ｕ字溝２の堰板３内に、重合接着材をオーバーフローしない程度に注入し、常温状態でポリイミド素線光ファイバー５を接着させる。その接着層６に気泡がある場合、負圧状態にすることにより、気泡を除去する。重合接着層６が硬化した後、完全重合させるため、７０〜８０℃で３〜４時間熱処理を行う。
【００２８】
（５）次に、図５（ａ）に示すように、Ｕ字溝２の堰板３、及び重合接着層６の高さを板材表面と同じ高さとなるように、切削加工を行い、その後、熱処理を行う。
【００２９】
（６）次に、図５（ｂ）に示すように、もう一方のアクリル樹脂体１１をアクリル樹脂体１上に重合接着するため、アクリル材（厚み２ｍｍ）を用いた幅１４ｍｍの堰板７をアクリル樹脂体１の上部の周囲を囲むように重合接着する。
【００３０】
（７）次に、図５（ｃ）に示すように、アクリル樹脂体１の堰板７内に重合接着材８を注入し、アクリル樹脂体１上にアクリル樹脂体１１を接着する。その際、接着面に気泡がないように、アクリル樹脂体１，１１を圧着（０．２〜０．４Ｋｇ／ｃｍ2 ）し、接着面が十分に硬化するまで、その状態を保持する。更に、接着面が硬化した後、完全重合させるため、熱処理を行う。
【００３１】
（８）次いで、図５（ｄ）に示すように、重合接着した２枚のアクリル樹脂体１，１１の四角形の断面形状を丸い断面形状に切削加工する。その後、加工表面を水ペーパーにより磨き、バフ研磨仕上げを行い、その後、熱処理を行う。
【００３２】
（９）最後に、ポリイミド素線光ファイバー５に、光ファイバー接続用コネクタ（図示なし）を取り付ける。
【００３３】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００３５】
（Ａ）厚い固体絶縁物（誘電体）とし、空隙の形成、あるいは埃や汚れによる強い電界形成の回避を図ることができる。
【００３６】
（Ｂ）耐分解ガス性の優れた絶縁材料であるポリイミド樹脂とアクリル樹脂を用いるようにしたので、１ＭＶに耐え、長期間の使用中に絶縁劣化を起こすことなく、電子顕微鏡の使用をアシストすることができる。
【００３７】
（Ｃ）光ファイバーとして、予めポリイミド樹脂で外装したポリイミド素線光ファイバーを準備し、それを厚めのアクリル樹脂の中心に埋め込むようにしたので、製造が容易であるとともに、１ＭＶで使用の耐圧光ファイバー装置の絶縁耐圧劣化度が大幅に減少した。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例を示す１ＭＶ耐圧光ファイバー装置の断面図である。
【図２】  本発明の実施例を示す１ＭＶ耐圧光ファイバー装置のＵ字溝の拡大断面図である。
【図３】  本発明の実施例を示す１ＭＶ耐圧光ファイバー装置のＵ字溝内に配置されるポリイミド素線光ファイバーの拡大断面図である。
【図４】  本発明の実施例を示す１ＭＶ耐圧光ファイバー装置の製造工程図（その１）である。
【図５】  本発明の実施例を示す１ＭＶ耐圧光ファイバー装置の製造工程図（その２）である。
【符号の説明】
１    下部のアクリル樹脂体
２    Ｕ字溝
３，３Ａ，７    堰板
４    穴
５    ポリイミド素線光ファイバー
６    ポリイミド素線光ファイバーを固定するための接着層
８    重合接着材
１１    上部のアクリル樹脂体
【図１】
0003908429.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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