(57)【要約】【課題】口金などに対する固定保持力を増大させることができるとともに、光の伝送損失が増大したり開口数（ＮＡ）が変化して光学系の結合効率が悪化することがない、光ファイバの端面処理方法及び端面処理装置を提供する。【解決手段】固定部材２０の貫通孔２４に、プラスチック光ファイバ５０の先端を基部２１から突出させた状態で該プラスチック光ファイバ５０を配置し、ホットプレート３０の加工穴３１Ｃを、固定部材２０の保持部２３の外周面を覆うように嵌合させ、加熱手段により加工穴３１Ｃを加熱することによって、プラスチック光ファイバ５０の先端を熱変形させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック光ファイバのコアよりも径の大きな貫通孔が設けられた基部と、前記基部の端面のうちの前記貫通孔の周囲から該貫通孔の軸方向に突出するように形成された保持部と、前記保持部を前記貫通孔の径方向に貫通する流出孔と、を有する固定部材の前記貫通孔に、前記プラスチック光ファイバの先端を前記基部から突出させた状態で該プラスチック光ファイバを配置し、
前記貫通孔を挿通する前記プラスチック光ファイバのコアのうちの前記基部から突出する先端を内部に収容するとともに、前記保持部の外周面を覆うように内面が嵌合する加工穴と、前記加工穴を加熱する加熱手段と、を有するホットプレートの前記加工穴を、前記固定部材の前記保持部の外周面を覆うように嵌合させ、
前記加熱手段により前記加工穴を加熱することによって、前記プラスチック光ファイバの先端を熱変形させる、
ことを特徴とする光ファイバの端面処理方法。
【請求項２】
プラスチック光ファイバのコアよりも径の大きな貫通孔が設けられた基部と、前記基部の端面のうちの前記貫通孔の周囲から該貫通孔の軸方向に突出するように形成された保持部と、前記保持部を前記貫通孔の径方向に貫通する流出孔と、を有する固定部材と、
前記貫通孔を挿通する前記プラスチック光ファイバのコアのうちの前記基部から突出する先端を内部に収容するとともに、前記保持部の外周面を覆うように内面が嵌合する加工穴と、前記加工穴を加熱する加熱手段と、を有するホットプレートと、
を備えたことを特徴とする光ファイバの端面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの端面処理方法及び端面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光通信に使用されるプラスチック光ファイバの端面は、伝送される光が乱反射を起こして光学的損失が生じることを防止するために、平滑に処理される必要がある。このようなプラスチック光ファイバの端面処理方法の主なものとしては、ガラス系光ファイバで行われている研磨法や、加熱されたカッターで端面を切断するホットカット法や平滑な熱板（ホットプレート）に端面を押し当てるホットプレート法等が知られている。中でもホットプレート法は、高い精度の端面を短時間で処理できるという特徴を有している。
【０００３】
しかしながら、ホットプレート法を用いたプラスチック光ファイバの端面処理方法では、プラスチック光ファイバの端面が加熱面に押し当てられて融解変形することにより、プラスチック光ファイバの先端部においてコアとクラッドの融解混合やコア径の拡大変形等が生じ、コアとクラッドの屈折率構造が崩れてしまう場合がある。そのため、ホットプレート法では、研磨法に比べて光の伝送損失が増大したり、開口数（ＮＡ）が変化して光学系の結合効率が悪化する等の問題が生じていた。
【０００４】
そこで、従来のホットプレート法を用いたプラスチック光ファイバの端面処理方法では、光の伝送損失が増大したり、開口数（ＮＡ）が変化して光学系の結合効率が悪化する点を改良するため、例えば、特許文献１に記載のものが提案されている。即ち、この端面処理方法では、図９（Ａ）に示すように、フェルール（口金）１０１の先端から突出したプラスチック光ファイバ３００の突出部３０１に加熱されたホットプレート２００を押し当て、同図（Ｂ）に示すように、コアを含むクラッドの一部を残して周囲のクラッドを溶融してクラッド膨出部３０２を形成する。この方法によれば、ＳＩ型とＧＩ型のプラスチック光ファイバのいずれにも適用でき、フェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを防止できると共に、コアとクラッドの屈折率構造を当初のものに保持できる。
【特許文献１】特開２００５−３０９２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、通常、光ファイバには１次被覆が施されているので、光ファイバの端面に方向に向けた力に対しても、口金（又はフェルール）などでの保持が可能である。ところが、光ファイバの細線化の要求に伴って１次被覆を省略した光ファイバも開発されているが、このような光ファイバにあっては、特に上記の特許文献１に記載のものの場合には、光ファイバの端面方向に向かう力が作用すると、１次被覆がないので、口金などに対する保持力が脆弱である。
【０００６】
そのため、例えば光ファイバを過度に加熱させることで、光ファイバを十分に膨出化させて口金内部のテーパの隅々まで光ファイバを肥大化させることで、口金部分での固定保持力を増大させることも考えられる。ところが、このように過度に加熱すると、前述したように、コアとクラッドの融解混合やコア径の拡大変形等が生じ、コアとクラッドの屈折率構造が崩れてしまうといった問題を生じるため、過度の加熱を行うことなく、口金部分での固定保持力を増大させる手段や方法の開発が求められている。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、口金やフェルールなどに対する固定保持力を増大させることができるとともに、光の伝送損失が増大したり開口数（ＮＡ）が変化して光学系の結合効率が悪化することがない、光ファイバの端面処理方法及び端面処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するために、本発明に係る光ファイバの端面処理方法は、下記（１）を特徴としている。
（１）  プラスチック光ファイバのコアよりも径の大きな貫通孔が設けられた基部と、前記基部の端面のうちの前記貫通孔の周囲から該貫通孔の軸方向に突出するように形成された保持部と、前記保持部を前記貫通孔の径方向に貫通する流出孔と、を有する固定部材の前記貫通孔に、前記プラスチック光ファイバの先端を前記基部から突出させた状態で該プラスチック光ファイバを配置し、
前記貫通孔を挿通する前記プラスチック光ファイバのコアのうちの前記基部から突出する先端を内部に収容するとともに、前記保持部の外周面を覆うように内面が嵌合する加工穴と、前記加工穴を加熱する加熱手段と、を有するホットプレートの前記加工穴を、前記固定部材の前記保持部の外周面を覆うように嵌合させ、
前記加熱手段により前記加工穴を加熱することによって、前記プラスチック光ファイバの先端を熱変形させる、
こと。
また、前述した目的を達成するために、本発明に係る光ファイバの端面処理装置は、下記（２）を特徴としている。
（２）  プラスチック光ファイバのコアよりも径の大きな貫通孔が設けられた基部と、前記基部の端面のうちの前記貫通孔の周囲から該貫通孔の軸方向に突出するように形成された保持部と、前記保持部を前記貫通孔の径方向に貫通する流出孔と、を有する固定部材と、
前記貫通孔を挿通する前記プラスチック光ファイバのコアのうちの前記基部から突出する先端を内部に収容するとともに、前記保持部の外周面を覆うように内面が嵌合する加工穴と、前記加工穴を加熱する加熱手段と、を有するホットプレートと、
を備えたこと。
【０００９】
上記（１）の構成の光ファイバの端面処理方法によれば、口金などに対する固定保持力を増大させることができるとともに、光の伝送損失が増大したり開口数（ＮＡ）が変化して光学系の結合効率が悪化することがない、光ファイバの端面処理方法が実現できる。
上記（２）の構成の光ファイバの端面処理装置によれば、口金などに対する固定保持力を増大させることができるとともに、光の伝送損失が増大したり開口数（ＮＡ）が変化して光学系の結合効率が悪化することがない、光ファイバの端面処理装置が実現できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ホットプレートによって保持部の外周面を加熱して保持部内のプラスチック光ファイバの一部を保持部の流出孔へ流出させて流出突部を形成する。従って、その流出突部により、口金などに対する固定保持力を増大させることができるとともに、光の伝送損失が増大したり、開口数（ＮＡ）が変化して光学系の結合効率が悪化することがない、光ファイバの端面処理方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバの端面処理装置１０を示すものであり、この光ファイバの端面処理装置１０は、後述する光ファイバの端面処理方法に用いるものであって、口金などとしての機能を有する固定部材２０と、光ファイバ端面加熱による平滑処理手段であるホットプレート３０と、を備えている。なお、本実施形態の場合には、光ファイバとして、プラスチック光ファイバ（Plastic Optical Fiber）（以下、ＰＯＦ）５０を用いている。
【００１２】
このＰＯＦ５０には、シングルモードのＳＩ（Step Index）型のものを用いており、コアには有機ガラスの一種で透明度の高いＰＭＭＡ（Poly Methyl MethAcrylate）樹脂、クラッドにはガラス転移点が約１００℃であるフッ素樹脂が用いられている。なお、このＰＯＦ５０には、ＳＩ型の他に、例えばマルチモードのＧＩ（Graded Index）型など各種タイプのものが適用可能である。また、プラスチッククラッド光ファイバなどを用いてもよい。
【００１３】
上記した本発明の端面処理方法によって加工処理されているこのＰＯＦ５０には、図４に示すように、先端部分が加熱されて軟化し、クラッド部分の樹脂のうち、特にコア寄りの中心側ではなく外周寄りの部分がテーパ状に加工処理されて、クラッド膨出部（以下、テーパ部５１）が形成されている。さらに、このＰＯＦ５０には、保持部２３の内周面に接する部分、つまりクラッド部分の樹脂のうち、特に外周寄りの部分が流出孔（後述する）２５に押出されて突起状の部分（以下、流出突部５２）が形成されている。
【００１４】
したがって、このＰＯＦ５０では、特に流出突部５２が、前述のテーパ部５１とともに協働して、ＰＯＦ５０の抜け出す方向の引張力（図４では右方向）に対する抜け止めする機能を有している。換言すれば、固定部材２０に対する固定保持力を増大させることができるように構成されている。
なお、このＰＯＦ５０では、後述する保持部２３から前方に突出する部分（以下、突出部５４；図５（Ａ）及び図６、７参照）などに対する端面加工の際に、その突出部５４が軟化・溶融して余った主にクラッド部分の樹脂（以下、余剰部５５）が、後述する逃げ穴２６に逃げ込んで堆積している。
【００１５】
固定部材２０は、図２に示すように、少なくともＰＯＦ５０のコアより大きな貫通孔２４を設けた断面略コ字形の基部２１と、図４に示すように、貫通孔２４に連通して該貫通孔２４の端部を開口する孔（ファイバ孔２２Ａとよぶ）を内部に設け、基部２１の一方面から突出するガイド部２２と、貫通孔２４と連通して開口する孔（保持孔２３Ａ）を有し、ガイド部２２の形成面である一方面（以下、引出面）２１Ａとは反対面（以下、先端面）２１Ｂの保持孔２３Ａの周囲から貫通孔２４の軸方向に突出する保持部２３と、を備えている。
【００１６】
基部２１は、平面度及び平行度の高い平行平板、つまり、引出面２１Ａ及び先端面２１Ｂを有するものであって、特に、先端面２１Ｂは鏡面加工される。
【００１７】
ガイド部２２は、ＰＯＦ５０の軸心と後述するホットプレート３０の加工孔３１Ｃの中心との正確な軸心合わせを行うためのものであって、一方面２１Ａに対して高い精度の角度で垂直に突設されている。
【００１８】
保持部２３の保持孔２３Ａは、図２に示すように、開口する基部２１の外部に向けて拡開したテーパ形状を有するとともに、図２に示すように、この保持孔２３Ａの内周面から外周面２３Ｂに通ずる逃げ溝２３Ｃが複数個所（本実施形態では１８０度ずつ離間する位置に都合２箇所）に刻設されている。さらに、この保持部２３には、保持孔２３Ａを構成する内周面の一部から保持部２３の外周面２３Ｂに貫通孔２４の径方向に貫通する流出孔２５を設ける。本実施形態の流出孔２５は、一方の逃げ溝２３Ｃと他方の逃げ溝２３Ｃの各刻設部分の中間部に、つまり、位相差１８０度ずらして都合２箇所開口されている。
【００１９】
また、本実施形態の固定部材２０には、ＰＯＦ５０の突出部５４の加熱の際に、溶融するクラッドの一部の余剰部分が、逃げ溝２３Ｃを通って逃げ込むために、逃げ溝２３Ｃと連通する逃げ穴２６（図６参照）を保持部２３の周囲の先端面２３Ａに穿設させている。
【００２０】
この逃げ穴２６は、基部２１の引出面２１Ａにボス２７を突設させてその内部まで到達するように深く穿設してある。これにより、ＰＯＦ５０の先端面の加工処理の際に溶融するクラッドの余剰部が逃げ場を失ってＰＯＦ５０の先端部に滞留してＰＯＦ５０の先端部のコアに混ざり込み、所望の形状の先端加工が形成できなくなる、といった不都合が解消される。換言すれば、コアクラッドの屈折率構造の崩れを防止できるので、光の伝送損失が増大したり開口数（ＮＡ）が変化して光学系の結合効率が悪化する、といった不都合が発生するのを回避できるわけである。
【００２１】
なお、本発明の光ファイバの端面処理方法を行う際には、最初に、ガイド部２２のファイバ孔２２ＡからＰＯＦ５０の先端部分を挿入し、基部２１の貫通孔２４を貫通させて、保持部２３の保持孔２３Ａから外側に所定長さ（以下、突出部とよぶ）だけ突出させておくようになっている。
【００２２】
ホットプレート３０には、図３に示すような角柱状（又は略円柱形状）を有するものであって、固定部材２０の基部２１の先端面２１Ｂに当接する本体３１の加熱面３１Ａからその裏面３１Ｂに至るまで貫通する加工孔３１Ｃを設けているとともに、その加工孔３１Ｃには、円柱状のスライド部材３２が該円柱形状の軸方向にスライド可能な状態で挿入されている。
【００２３】
本体３１は、熱伝導性が高く、かつ、熱膨張率の小さな適宜の材料で形成されており、特に加熱面３１Ａは所要の平面精度で鏡面加工が施されている。
【００２４】
加工孔３１Ｃは、ＰＯＦ５０の少なくともコアより大きな寸法の内径を有するものであり、本実施形態では保持部２３の外径寸法Ｄと同一の外径寸法Ｄを有しており、保持部２３に嵌合させるようになっている。
【００２５】
スライド部材３２は、本体３１と同様、熱伝導性が高く、かつ、熱膨張率の小さな適宜の材料で形成されており、光ファイバの端面処理方法で端面加工を行う際に、ＰＯＦ５０の突出部５４のクラッドの少なくとも先端に当接可能なものである。
【００２６】
なお、本実施形態のホットプレート３０の少なくとも本体３１またはスライド部材３２には、加熱手段である通電部を設けており、ＰＯＦ５０の突出部の先端及び固定部材２０から突出する保持部２３の外周面２３Ｂを所要時間だけジュール熱で加熱させる。
【００２７】
次に、専ら図５及び図６を参照しながら、本発明の光ファイバの端面処理方法について、上述した実施形態に係る光ファイバの端面処理装置１０を用いて説明する。
本実施形態の光ファイバの端面処理方法では、ＰＯＦ装着工程Ｓ１から、押当工程Ｓ２、過熱工程Ｓ３、熱変形工程Ｓ４までの４工程を有する。
【００２８】
ＰＯＦ装着工程Ｓ１では、図５（Ａ）に示すように、ＰＯＦ５０を固定部材２０に装着させるとともに、ＰＯＦ５０の突出部５４を固定部材２０の保持部２３から所定量だけ突出させる。
【００２９】
押当工程Ｓ２では、同図（Ｂ）に示すように、ホットプレート３０の加工穴３１Ｃ（図３参照）を固定部材２０の保持部２３に嵌合させるとともに、本体３１の加熱面３１Ａを固定部材２０の先端面２１Ｂに密着状態で押し当てる。
【００３０】
加熱工程Ｓ３では、同図（Ｃ）及び図６に示すように、ＰＯＦ５０の突出部５４の先端面及び固定部材２０から突出する保持部２３の外周面２３Ｂを加熱し、その後、ホットプレート３０を固定部材２０から離間させる。即ち、図６に示すように、ＰＯＦ５０の先端の突出部５４に当接するように、ホットプレート３０の加熱したスライド部材３２の先端面を押し当てながら、スライド部材３２を右方に前進移動させ、ＰＯＦ５０の先端の突出部を軟化させていく。
【００３１】
これにより、ＰＯＦ５０の溶融した突出部５４が逃げ溝２３Ｃから逃げ穴２６へ流動していくとともに、保持部２３内でＰＯＦ５０の軟化した一部が保持部２３の流出孔２５へ流入していく。このような流動動作は、スライド部材３２の先端面が保持部２３の先端面に当接して前進移動が停止するまで行われる。
なお、本実施形態の場合、コアのほうがクラッドよりもガラス転移点が低い場合、この加熱工程Ｓ３でのＰＯＦ５０の突出部５４の先端での加熱処理に関しては、コアを含むクラッドの中心側の一部を残して、ＰＯＦ５０の突出部５４の先端のクラッドのうちの外部寄りを加熱させるようにして、余熱でコアの溶融を行うようにしてもよい。
【００３２】
熱変形工程Ｓ４では、加熱工程Ｓ３によってＰＯＦ５０先端及び保持部２３内のクラッドが加熱変形し、ＰＯＦ５０の先端には平滑処理されたクラッド膨出部であるテーパ部５１が形成されるとともに、ＰＯＦ５０の先端側には保持部の流出孔２５への流出により流出突部５２が形成される。
【００３３】
従って、本実施形態によれば、固定部材（口金などとして機能する）２０に対するＰＯＦ５０の固定保持力を増大させることができるとともに、ＰＯＦ５０における光の伝送損失が増大したり開口数（ＮＡ）が変化して光学系の結合効率が悪化することがない、良好な光ファイバの端面処理方法が実現できる。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図７、図８を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
【００３５】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る光ファイバの端面処理装置の一部を示すものであり、本実施形態の光ファイバの端面処理装置には、固定部材２０とホットプレート３０との他に、固定部材２０の後述するボス２７に嵌着させたフェルール４０を備えている。なお、本実施形態の場合にも、光ファイバとして、ＰＯＦ５０を用いている。
【００３６】
本実施形態の固定部材２０については、基部２１の引出面２１Ａに貫通孔２４の端部を開口したボス２７を突設するとともに、基部２１の先端面２１Ｂに逃げ穴２６（図２参照）を設けた構成であって、このボス２７に対してフェルール４０を固着させている。また、このフェルール４０にはＰＯＦ５０の先端側を嵌挿させているとともに、フェルール４０先端面からＰＯＦ５０の先端部分を所定量だけ突出させて突出部５４を形成している。なお、このフェルール４０は、図８に示すように、ＰＯＦ５０の端面処理の際に溶融する樹脂で固定部材２０に対して一体に固着されるが、予め、適宜手段によって固定部材２０に一体に固定させておくようにしてもよい。
【００３７】
フェルール４０には、先端部に先端に向けて拡開したテーパ面４１を有するとともに、このテーパ面４１よりも基端部寄りに、流出孔（第１の実施形態における流出孔２５に相当する孔）４２及び図示外の逃げ溝（第１の実施形態における逃げ溝２３Ｃ）を互いに（例えば９０度）位相をずらして形成する。また、この逃げ溝は、図示外の逃げ穴と連通しており、第１の実施形態の図６に示す場合と同様、ＰＯＦ５０先端部の溶融する樹脂の余剰部分が、その逃げ溝から逃げ穴へ流出する。なお、この固定部材２０側の逃げ穴に余剰部分の樹脂が流出することで、その樹脂がフェルール４０と固定部材２０との間を一体に固着させることができる。
【００３８】
従って、本実施形態の光ファイバの端面処理装置を用い、第１の実施形態と同様の光ファイバの端面処理方法によってＰＯＦ５０の端面処理を行うと、図８に示すホットプレート３０でＰＯＦ５０先端部が加熱されて溶融する樹脂の余剰部分が、その逃げ溝から逃げ穴へ流出することで、第１の実施形態と同様に、先端がフェルール４０の先端面と面一状態で鏡面加工されるのと同時に、フェルール４０先端内部のテーパ面４１に接する部分が拡開する。
【００３９】
また、図示外のホットプレートでＰＯＦ５０先端部が加熱されて溶融する樹脂の余剰部分の一部は、第１の実施形態と同様、フェルール４０の流出孔４２への流出により流出突部５２が形成される。
【００４０】
従って、本実施形態でも、フェルール４０および固定部材（口金などとして機能する）２０に対するＰＯＦ５０の固定保持力を増大させることができるとともに、ＰＯＦ５０における光の伝送損失が増大したり開口数（ＮＡ）が変化して光学系の結合効率が悪化することがない、良好な光ファイバの端面処理方法が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光ファイバの端面処理装置を示す側面図である。
【図２】その光ファイバの端面処理装置の保持部材を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、その光ファイバの端面処理装置のホットプレートを示す斜視図及び平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る光ファイバの端面処理装置を用いて端面処理した光ファイバを取り付けた保持部材を示す断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバの端面処理装置を用いた光ファイバの端面処理方法を示す工程図である。
【図６】その端面処理方法における押当工程を説明する要部拡大図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る光ファイバの端面処理装置である保持部材及ぶフェルールを示す断面図である。
【図８】その第２の実施形態に係る光ファイバの端面処理装置による端面処理を示す説明図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、従来の光ファイバの端面処理方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  光ファイバの端面処理装置
２０  固定部材
２１  基部
２１Ａ  一方面
２１Ｂ  先端面
２２Ａ  ファイバ孔
２２  ガイド部
２３  保持部
２３Ａ  保持孔
２３Ｂ  外周面
２３Ｃ  逃げ溝
２４  貫通孔
２５  流出孔
２６  逃げ穴
２７  ボス
３０  ホットプレート
３１  本体
３１Ａ  加熱面
３１Ｃ  加工穴
３２  スライド部材
４０  フェルール
４１  テーパ面
４２  流出孔
５０  プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）
５１  テーパ部（クラッド膨出部）
５２  流出突部
５３  保持部
５４  突出部
５５  余剰部
【図１】
2010117427.tif 000003
【図２】
2010117427.tif 000004
【図３】
2010117427.tif 000005
【図４】
2010117427.tif 000006
【図５】
2010117427.tif 000007
【図６】
2010117427.tif 000008
【図７】
2010117427.tif 000009
【図８】
2010117427.tif 000010
【図９】
2010117427.tif 000011