(57)【要約】【課題】  光ファイバの先端部を撓ませた状態でその先端外周縁部を円錐状に研磨加工する場合、加工開始時および加工終了時に研磨痕の発生を防止するために保護シートを使用する必要があった。【解決手段】  本発明による光ファイバ研磨方法は、光ファイバ１８の先端が研磨面１１ａに対して接触しないように光ファイバ１８を研磨面１１ａに対して傾斜状態で保持するステップと、光ファイバ１８を傾斜させた状態のままその先端を研磨面１１ａに近接させるステップと、先端を研磨面１１ａに近接させた傾斜状態の光ファイバ１８を研磨面１１ａと平行な旋回軸線を中心に旋回し、光ファイバ１８を研磨面１１ａに対し垂直に保持してその先端部を撓ませた状態で研磨面１１ａに押し当てるステップと、研磨面１１ａと光ファイバ１８の先端外周縁部とを相対移動させて光ファイバ１８の先端外周縁部を研磨加工するステップとを具える。【選択図】  図２
2006326702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの先端が研磨面に対して接触しないように光ファイバを研磨面に対して傾斜状態で保持するステップと、
光ファイバを傾斜させた状態のままその先端を研磨面に近接させるステップと、
先端を研磨面に近接させた傾斜状態の光ファイバを研磨面と平行な旋回軸線を中心に旋回し、光ファイバを研磨面に対し垂直に保持してその先端部を撓ませた状態で研磨面に押し当てるステップと、
研磨面と光ファイバの先端外周縁部とを相対移動させて光ファイバの先端外周縁部を研磨加工するステップと
を具えたことを特徴とする光ファイバ研磨方法。
【請求項２】
先端を研磨面に近接させた傾斜状態の光ファイバを研磨面と平行な旋回軸線を中心に旋回し、光ファイバを研磨面に対し垂直に保持してその先端部を撓ませた状態で研磨面に押し当てる前記ステップは、
光ファイバの先端に対する研磨面の接触位置が変化しないように、光ファイバの旋回動作に伴ってその旋回中心位置をずらすステップを有することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ研磨方法。
【請求項３】
先端を研磨面に近接させた傾斜状態の光ファイバを研磨面と平行な旋回軸線を中心に旋回し、光ファイバを研磨面に対し垂直に保持してその先端部を撓ませた状態で研磨面に押し当てる前記ステップは、
研磨面に対する光ファイバの先端部の接触角が変化しないように、光ファイバの旋回動作に伴ってその旋回中心位置をずらすステップを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ファイバ研磨方法。
【請求項４】
光ファイバを研磨面に対して垂直に保持し、この光ファイバの先端部を撓ませた状態で研磨面に押し当て、光ファイバの先端外周縁部と研磨面とを相対移動させて光ファイバの先端外周縁部を研磨加工する光ファイバ研磨方法であって、
研磨面に対する光ファイバの先端の接触を解除する際に、光ファイバを研磨面と平行な旋回軸線を中心に旋回して光ファイバを研磨面に対し傾斜状態に移行させるステップと、
光ファイバが所定の傾斜角度に達した時点で光ファイバを傾斜させたままその先端を研磨面から引き離すステップと
を具えたことを特徴とする光ファイバ研磨方法。
【請求項５】
光ファイバを研磨面と平行な旋回軸線を中心に旋回して光ファイバを研磨面に対し傾斜状態に移行させる前記ステップは、
光ファイバの先端に対する研磨面の接触位置が変化しないように、光ファイバの旋回動作に伴ってその旋回中心位置をずらすステップを有することを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ研磨方法。
【請求項６】
光ファイバを研磨面と平行な旋回軸線を中心に旋回して光ファイバを研磨面に対し傾斜状態に移行させる前記ステップは、
研磨面に対する光ファイバの先端部の接触角が変化しないように、光ファイバの旋回動作に伴ってその旋回中心位置をずらすステップを有することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の光ファイバ研磨方法。
【請求項７】
光ファイバの先端が押し当てられる研磨面を有する研磨テーブルと、
この研磨テーブルと対向し、当該研磨テーブル側に先端部が突出するように光ファイバを保持するワークホルダと、
このワークホルダを前記研磨テーブルの研磨面と平行な軸線回りに旋回可能に保持するホルダベースと、
このホルダベースおよび前記研磨テーブルの少なくとも一方をこれらの対向方向に往復動させる撓み量調整手段と、
前記ホルダベースおよび前記研磨テーブルの少なくとも一方を駆動して光ファイバの先端外周縁部を研磨するための研磨駆動手段と
を具えたことを特徴とする光ファイバ研磨装置。
【請求項８】
前記研磨駆動手段は、光ファイバの先端が前記研磨面上で旋回軌跡を描くように、前記ホルダベースおよび前記研磨テーブルの少なくとも一方を前記研磨面と平行に駆動することを特徴とする請求項７に記載の光ファイバ研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの先端外周縁部を研磨する方法およびこの方法を実施し得る装置に関し、特に光ファイバの先端面の損傷を未然に防止し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
通信のブロードバンド化に対応して、光ＬＡＮ(Local Area Network)やＦＴＴＨ(Fiber To The Home)などの光通信網の構築が急速に進められている。このような光通信網の実現には、小形かつ高密度接続が可能であって高い信頼性を有する光コネクタが不可欠である。
【０００３】
このような要求を満たす光コネクタとして、例えばＦＰＣ(Fiber Physical Contact)形光ファイバコネクタが特許文献１にて提案されている。このＦＰＣ形光ファイバコネクタにおいては、相互に接続すべき光ファイバの外径よりもごくわずかに大きな内径を有する接続孔の両端からこれら２本の光ファイバの先端部をそれぞれ挿入し、これらの先端面を相互に突き当てる。これにより、２本の光ファイバの先端面がＰＣ(Physical Contact)接続してそれらの光軸が一致した状態となる。なお、この突き当て力は、光ファイバを撓ませることによって生ずる座屈力を利用する。また、この特許文献１には、ＦＰＣ形光ファイバコネクタの接続孔に光ファイバの先端部を挿入する際、その挿入作業を容易にするため、光ファイバの先端外周縁部を円錐状に研磨しておくことが記載されている。
【０００４】
一方、複数本の光ファイバを同一平面に沿って並列に配置したテープ状をなす多心光ケーブルの個々の光ファイバの先端部を一括して特許文献１のように円錐状に研磨する方法として、特許文献２に開示された技術が知られている。この特許文献２に開示された加工原理を図５に模式的に示す。これによると、テープ状をなす多心光ケーブル１が装着されるワークホルダ２は、研磨テーブル３の研磨面３ａに対して垂直な方向（ここではＺ軸方向と呼称する）に往復駆動可能にサドル４に取り付けられている。また、このサドル４は、研磨テーブル３の研磨面３ａと平行、つまりＺ軸に対して直交する第１の方向（ここではＹ軸方向と呼称する）に往復駆動可能にクロスレール５に取り付けられている。さらに、このクロスレール５は、研磨テーブル３の研磨面３ａと平行かつＹ軸に対して直交する第２の方向（ここではＸ軸方向と呼称する）に往復動可能にベッド６に取り付けられている。
【０００５】
多心光ケーブル１をワークホルダ２に装着する場合、まず多心光ケーブル１の先端部の被覆を除去しておき、この被覆の除去部分、つまり裸状態の光ファイバ７がワークホルダ２の下端から突出するように、多心光ケーブル１をワークホルダ２に装着する。この状態では、ワークホルダ２の下端から突出する個々の光ファイバ７が研磨テーブル３の研磨面３ａに対して垂直となる。しかる後、ワークホルダ２が研磨テーブル３の研磨面３ａと平行な面内で円軌道を描くように、サドル４およびクロスレール５を同期させてＹ軸方向およびＸ軸方向に沿ってそれぞれ往復駆動する。そして、ワークホルダ２の下端と研磨面３ａとの間隔がワークホルダ２の下端から突出する光ファイバ７の突出長よりも狭くなるように、ワークホルダ２をＺ軸方向に沿って駆動する。これにより、光ファイバ７の先端部が撓んだ状態でその先端外周縁部が研磨テーブル３の研磨面３ａに押し当てられる。この時、上述したワークホルダ２の円運動に伴う研磨面３ａとの摩擦力により、光ファイバ７の先端部の撓む方向が研磨面３ａ上で連続的に変化し、光ファイバ７の先端外周縁全体が円錐状に研磨されることとなる。
【０００６】
特許文献２に開示された研磨方法および装置は、研磨のための押し付け力として光ファイバ７の撓みを利用しているので、研磨テーブル３の研磨面３ａからワークホルダ２の下端までの間隔と、ワークホルダ２からの光ファイバ７の突出長とを選択することにより、光ファイバ７の先端外周縁部に形成される被加工面のテーパ角、つまり面取り角度を任意に変更することができる。しかも、比較的簡単な機構で効率良く、再現性よく加工できるという利点がある。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１５９８６０号公報
【特許文献２】特開平１０−１２３３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図５に示した従来の研磨装置を用いて光ファイバ７の先端外周縁部を研磨する場合、加工開始時に光ファイバ７の先端が研磨テーブル３の研磨面３ａに接触する時と、加工終了に伴って光ファイバ７を研磨テーブル３から引き離す時にコア部が表面に臨む光ファイバ７の先端面を損傷する可能性があるため、これを回避するために人手の介在が必要であった。
【０００９】
すなわち、研磨開始時にはワークホルダ２をＺ軸方向に移動して光ファイバ７の先端部を研磨テーブル３の研磨面３ａに押し当て、これによって光ファイバ７の先端部を撓ませるが、光ファイバ７は研磨テーブル３の研磨面３ａに対して垂直に保持されているため、最初に光ファイバ７の先端面が研磨テーブル３の研磨面３ａに強く押し当たることとなり、鏡面状態となっている光ファイバ３の先端面、特に中心のコア部に損傷を与える可能性がある。ワークホルダ２に円旋回運動を与えた状態であっても、光ファイバ７の先端面が研磨テーブル３の研磨面３ａに対して瞬間的に接触するため、同じ不具合を生ずる可能性が高い。
【００１０】
一方、研磨終了時におけるワークホルダ２の移動軌跡を図６に模式的に示す。基本的には研磨開始時と同じではあるが、ワークホルダ２をＺ軸方向に移動して研磨テーブル３の研磨面３ａから離れるに従い、研磨面３ａに対する光ファイバ７の接触角θが次第に変化する。この結果、光ファイバ７の先端部の外観を抽出拡大した図７に示すように、研磨面３ａに対する光ファイバ７の先端外周縁部の接触位置が漸次変化し、円錐状をなす加工面７ａの先端部分から先端面７ｂの中心側に向けて延びる研磨痕８が形成されてしまう。
【００１１】
このような研磨痕８が光ファイバ７の先端面７ｂに露出するコア部７ｃにまで達すると、光ファイバ７の接続損失が大きくなってしまい、所期の性能を維持することができない。また、研磨痕８がコア部７ｃにまで至らない場合であっても、研磨痕８は周囲よりも窪んでいるのが普通であるから、ＦＰＣ形光ファイバコネクタにてこのような光ファイバ７を用いた場合には、接触面積のばらつきに伴って接触応力も均一とはならず、これによって接続損失がばらついてしまう可能性が高い。
【００１２】
このような問題は、特許文献１，２に記載された技術を応用して光ファイバ７の先端面７ｂに所定曲率のレンズ面加工を行う場合においても同様に発生する。
【００１３】
上述した研磨痕８の問題を回避するため、従来では研磨開始時に予め研磨テーブル３の研磨面３ａと光ファイバ７の先端部との間に紙や樹脂などで形成された保護シート９を介在させ、研磨テーブル３の研磨面３ａに対して光ファイバ７の先端部が所定の接触角θに達した時点でこれらの間に介在する保護シート９を除去することが便宜的に行われてきた。同様に、加工終了時点で研磨テーブル３の研磨面３ａと光ファイバ７の先端部との間に上述した保護シート９を挟み込み、この状態のままワークホルダ２をＺ軸方向に移動して光ファイバ７を研磨テーブル３から引き離すようにしている。このような保護シート９の取り扱いには人手が必要であり、これを自動化するためには装置の複雑化および大型化に伴うコスト増が発生する。
【００１４】
本発明の目的は、光ファイバの先端部を撓ませた状態で研磨面に押し当て、その先端外周縁部を円錐状に研磨加工する際、図７に示すような研磨痕の発生を防止するための保護シートを使用する必要がない研磨方法および研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１の形態は、光ファイバの先端が研磨面に対して接触しないように光ファイバを研磨面に対して傾斜状態で保持するステップと、光ファイバを傾斜させた状態のままその先端を研磨面に近接させるステップと、先端を研磨面に近接させた傾斜状態の光ファイバを研磨面と平行な旋回軸線を中心に旋回し、光ファイバを研磨面に対し垂直に保持してその先端部を撓ませた状態で研磨面に押し当てるステップと、研磨面と光ファイバの先端外周縁部とを相対移動させて光ファイバの先端外周縁部を研磨加工するステップとを具えたことを特徴とする光ファイバ研磨方法にある。
【００１６】
本発明においては、光ファイバの先端を研磨面に押し当てる際に、最初に光ファイバの先端外周縁部が研磨面に押し当てられ、この状態のまま光ファイバの先端部が撓められる。
【００１７】
本発明の第１の形態の光ファイバ研磨方法において、先端を研磨面に近接させた傾斜状態の光ファイバを研磨面と平行な旋回軸線を中心に旋回し、光ファイバを研磨面に対し垂直に保持してその先端部を撓ませた状態で研磨面に押し当てるステップは、光ファイバの先端に対する研磨面の接触位置が変化しないように、あるいは研磨面に対する光ファイバの先端部の接触角が変化しないように、光ファイバの旋回動作に伴ってその旋回中心位置をずらすステップを有することができる。
【００１８】
本発明の第２の形態は、光ファイバを研磨面に対して垂直に保持し、この光ファイバの先端部を撓ませた状態で研磨面に押し当て、光ファイバの先端外周縁部と研磨面とを相対移動させて光ファイバの先端外周縁部を研磨加工する光ファイバ研磨方法であって、研磨面に対する光ファイバの先端の接触を解除する際に、光ファイバを研磨面と平行な旋回軸線を中心に旋回して光ファイバを研磨面に対し傾斜状態に移行させるステップと、光ファイバが所定の傾斜角度に達した時点で光ファイバを傾斜させたままその先端を研磨面から引き離すステップとを具えたことを特徴とするものである。
【００１９】
本発明においては、光ファイバの先端を研磨面から引き離す場合、研磨面に対する光ファイバの先端外周縁部の接触姿勢を保持したまま光ファイバの先端部の撓みが緩和されて光ファイバの先端が研磨面から引き離される。
【００２０】
本発明の第２の形態による光ファイバ研磨方法において、光ファイバを研磨面と平行な旋回軸線を中心に旋回して光ファイバを研磨面に対し傾斜状態に移行させるステップは、光ファイバの先端に対する研磨面の接触位置が変化しないように、あるいは研磨面に対する光ファイバの先端部の接触角が変化しないように、光ファイバの旋回動作に伴ってその旋回中心位置をずらすステップを有することができる。
【００２１】
本発明の第３の形態は、光ファイバの先端が押し当てられる研磨面を有する研磨テーブルと、この研磨テーブルと対向し、当該研磨テーブル側に先端部が突出するように光ファイバを保持するワークホルダと、このワークホルダを前記研磨テーブルの研磨面と平行な軸線回りに旋回可能に保持するホルダベースと、このホルダベースおよび前記研磨テーブルの少なくとも一方をこれらの対向方向に往復動させる撓み量調整手段と、前記ホルダベースおよび前記研磨テーブルの少なくとも一方を駆動して光ファイバの先端外周縁部を研磨するための研磨駆動手段とを具えたことを特徴とする光ファイバ研磨装置にある。
【００２２】
本発明においては、光ファイバの先端が研磨面に対して接触しないようにワークホルダを旋回し、光ファイバを研磨面に対して傾斜状態で保持する。この状態のまま、撓み量調整手段によって光ファイバの先端を研磨面に近接させ、次いで研磨駆動手段を作動させたままワークホルダを旋回して光ファイバを研磨面に対し垂直に保持し、その先端部を撓ませた状態で研磨面に押し当てる。これによって、光ファイバの先端外周縁部の研磨加工がなされる。研磨加工を終了したならば、再びワークホルダを旋回して光ファイバを研磨面に対し傾斜状態に移行させ、光ファイバが所定の傾斜角度に達した時点で撓み量調整手段によりホルダベースを移動させて光ファイバの先端を研磨面から引き離し、研磨駆動手段の作動を停止する。
【００２３】
本発明の第３の形態による光ファイバ研磨装置において、研磨駆動手段は、光ファイバの先端が研磨面上で旋回軌跡を描くように、ホルダベースおよび研磨テーブルの少なくとも一方を前記研磨面と平行に駆動するものであってよい。あるいは光ファイバ自体をその光軸を中心として駆動回転させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の第１の形態の光ファイバ研磨方法によると、光ファイバの先端が研磨面に対して接触しないように光ファイバを研磨面に対して傾斜状態で保持し、この状態のまま光ファイバの先端を研磨面に近接させ、この光ファイバを研磨面と平行な旋回軸線を中心に旋回し、光ファイバを研磨面に対し垂直に保持してその先端部を撓ませた状態で研磨面に押し当てた後、研磨面と光ファイバの先端外周縁部とを相対移動させて光ファイバの先端外周縁部を研磨加工するようにしたので、光ファイバの先端面全体が研磨面に接触するのを回避してコアの部分の損傷を未然に防止することができる。このため、光ファイバの先端外周縁部の研磨加工を高信頼性にて歩留まり良く行うことができる。
【００２５】
先端を研磨面に近接させた傾斜状態の光ファイバを研磨面と平行な旋回軸線を中心に旋回する際、光ファイバの先端に対する研磨面の接触位置が変化しないように、光ファイバの旋回動作に伴ってその旋回中心位置をずらすようにした場合、研磨面と光ファイバの先端外周縁との意図しない相対変位を防止することができるため、光ファイバの先端外周縁部の研磨加工をより高信頼性にて歩留まり良く行うことができる。
【００２６】
先端を研磨面に近接させた傾斜状態の光ファイバを研磨面と平行な旋回軸線を中心に旋回する際、研磨面に対する光ファイバの先端部の接触角が変化しないように、光ファイバの旋回動作に伴ってその旋回中心位置をずらすようにした場合、研磨面に対する光ファイバの先端外周縁部の接触姿勢を一定に保ったまま、その接触圧を変化させることができる。この結果、光ファイバの先端外周縁部の研磨加工をより高信頼性にて歩留まり良く行うことが可能である。
【００２７】
光ファイバを研磨面に対して垂直に保持し、この光ファイバの先端部を撓ませた状態で研磨面に押し当て、光ファイバの先端外周縁部と研磨面とを相対移動させて光ファイバの先端外周縁部を研磨加工する本発明の第２の形態の光ファイバ研磨方法によると、研磨面に対する光ファイバの先端の接触を解除する際に、光ファイバを研磨面と平行な旋回軸線を中心に旋回して光ファイバを研磨面に対し傾斜状態に移行させ、光ファイバが所定の傾斜角度に達した時点で光ファイバを傾斜させたままその先端を研磨面から引き離すようにしたので、光ファイバを研磨面から引き離す際に光ファイバの先端面全体が研磨面に接触するのを回避してコアの部分の損傷を未然に防止することができる。このため、光ファイバの先端外周縁部の研磨加工を高信頼性にて歩留まり良く完了させることができる。
【００２８】
光ファイバを研磨面と平行な旋回軸線を中心に旋回して光ファイバを研磨面に対し傾斜状態に移行させる際、光ファイバの先端に対する研磨面の接触位置が変化しないように、光ファイバの旋回動作に伴ってその旋回中心位置をずらすようにした場合、研磨面と光ファイバの先端外周縁との意図しない相対変位を防止することができるため、光ファイバの先端外周縁部の研磨加工をより高信頼性にて歩留まり良く行うことができる。
【００２９】
光ファイバを研磨面と平行な旋回軸線を中心に旋回して光ファイバを研磨面に対し傾斜状態に移行させる際、研磨面に対する光ファイバの先端部の接触角が変化しないように、光ファイバの旋回動作に伴ってその旋回中心位置をずらすようにした場合、研磨面に対する光ファイバの先端外周縁部の接触姿勢を一定に保ったまま、その接触圧を次第に低下させることができる。この結果、光ファイバの先端外周縁部の研磨加工をより高信頼性にて歩留まり良く終了させることが可能である。
【００３０】
本発明の第３の形態の光ファイバ研磨装置によると、光ファイバの先端が押し当てられる研磨面を有する研磨テーブルと、この研磨テーブルと対向し、当該研磨テーブル側に先端部が突出するように光ファイバを保持するワークホルダと、このワークホルダを研磨テーブルの研磨面と平行な軸線回りに旋回可能に保持するホルダベースと、このホルダベースおよび研磨テーブルの少なくとも一方をこれらの対向方向に往復動させる撓み量調整手段と、ホルダベースおよび研磨テーブルの少なくとも一方を研磨面と平行に駆動して光ファイバの先端外周縁部を研磨するための研磨駆動手段とを具えているので、光ファイバの先端外周縁部のみを確実に研磨することができる。
【００３１】
光ファイバの先端が研磨面上で旋回軌跡を描くように、研磨駆動手段がホルダベースおよび研磨テーブルの少なくとも一方を研磨面と平行に駆動する場合、光ファイバをその光軸を中心に回転させずとも複数本の光ファイバの先端外周縁部を同時に研磨することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明による光ファイバ研磨装置およびその方法をテープ状光ケーブルに応用した一実施形態について、図１〜図４を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施形態のみに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の任意の技術、例えば光ファイバの先端面のレンズ研磨加工などにも当然応用することができる。
【００３３】
本実施形態における研磨装置の外観を図１に模式的に示す。すなわち、平坦な研磨面１１ａを有する研磨テーブル１１が設けられた図示しないベースと一体のベッド１２の上端部には、クロスレール１３の基端部が研磨面１１ａと平行な第１の方向（以下、これをＸ軸方向と呼称する）に往復動自在に支持されている。Ｘ軸方向に沿ったクロスレール１３の図示しない駆動機構は、ベースから突出するベッド１２に組み込まれている。このクロスレール１３には、サドル１４が研磨面１１ａと平行かつＸ軸方向と直交する第２の方向（以下、これをＹ軸方向と呼称する）に往復動自在に取り付けられている。Ｙ軸方向に沿ったサドル１４の図示しない駆動機構は、クロスレール１３に組み込まれており、これは上述したＸ軸方向に沿ったクロスレール１３の駆動機構と共に本発明における研磨駆動手段として機能し、図示しない制御装置によって作動が制御される。より具体的には、後述するケーブルホルダ１５が研磨テーブル１１の研磨面１１ａと平行な面内で一定速度の円軌道を描くように、制御装置がクロスレール１３の駆動機構およびサドル１４の駆動機構を同期させつつ、これらクロスレール１３およびサドル１４をＸ軸方向およびＹ軸方向に沿ってそれぞれ往復駆動するようになっている。
【００３４】
サドル１４には本発明のワークホルダとして機能するケーブルホルダ１５を搭載したホルダベース１６がＸ軸方向およびＹ軸方向に対して直交し、研磨面１１ａに対して垂直な第３の方向（以下、これをＺ軸方向と呼称する）に昇降自在に取り付けられている。Ｚ軸方向に沿ったホルダベース１６の図示しない駆動機構は、サドル１４に組み込まれており、本実施形態ではこれが本発明の撓み量調整手段として機能する。研磨加工前および研磨加工終了後において、ホルダベース１６は研磨面１１ａから離れるように図２の二点鎖線で示す待機位置ＰＷまで持ち上げられており、この待機位置ＰＷにてケーブルホルダ１５に対して後述する光ケーブル１７の着脱が行われる。この場合、ケーブルホルダ１５から突出する光ファイバの先端部が研磨テーブル１１の研磨面１１ａに対して確実に非接触状態となるように、ホルダベース１６の待機位置ＰＷが設定される。
【００３５】
ワークである光ケーブル１７を取り外し可能に支持するケーブルホルダ１５は、Ｚ軸回りに回転自在にホルダベース１６に搭載されており、Ｚ軸回りのケーブルホルダ１５の図示しない駆動機構は、ホルダベース１６に組み込まれている。研磨加工中は、光ケーブル１７の長手方向に沿った光軸が研磨面１１ａに対して垂直となるように、ホルダベース１６に対するケーブルホルダ１５の回転位置が規定され、それ以外では光ケーブル１７の光軸が研磨面１１ａに対して所定の角度だけ傾斜するように、ホルダベース１６に対するケーブルホルダ１５の回転位置が規定される。Ｚ軸回りのケーブルホルダ１５の旋回駆動機構は、上述したＺ軸方向に沿ったホルダベース１６の昇降駆動機構と共に図示しない制御装置によって、これらの作動が制御される。
【００３６】
本実施形態の研磨装置１０では、研磨テーブル１１をベースに対して固定しているが、Ｚ軸方向に沿って昇降駆動可能にしたり、あるいはＺ軸を中心として旋回駆動可能とすることも可能であり、この場合には上述したクロスレール１３やサドル１４あるいはホルダベース１６の駆動機構をそれぞれ省略することができる。あるいは、ケーブルホルダ１５をスカラロボットに装着し、このスカラロボットを本発明の撓み量調整手段および研磨駆動手段として用いるようにしてもよい。
【００３７】
なお、本実施形態における光ケーブル１７は、複数本の光ファイバ１８を同一平面内で整列させたテープ状をなす多心型式のものであり、予め先端側の被覆を除去した状態で個々の光ファイバ１８がＺ軸方向に対して直交するようにケーブルホルダ１５に取り付けられる。光ケーブル１７として、本実施形態の如き多心型式のもの以外に、単心の光ケーブルに対しても同様に取り扱うことが可能である。
【００３８】
光ファイバ１８の先端部の研磨加工を行う場合、ケーブルホルダ１５の待機位置ＰＷにて光ケーブル１７をケーブルホルダ１５に取り付け、ホルダベース１６に対してケーブルホルダ１５を旋回して研磨テーブル１１の研磨面１１ａに対して光ケーブル１７を所定の角度、例えばＺ軸に対して３０〜４５度程度傾斜させ、光ファイバ１８の先端が研磨テーブル１１の研磨面１１ａに対して接触しないように待機させておく。次に、Ｚ軸方向に沿ったホルダベース１６の駆動機構を作動してケーブルホルダ１５を図２中、実線で示した加工位置ＰＣとなる所定の高さまで降下させる一方、クロスレール１３およびサドル１４の駆動機構を同期して作動させ、研磨テーブル１１の研磨面１１ａと平行な面内で円軌道（図１中、二点鎖線参照）を描くようにケーブルホルダ１５を旋回させる。さらに、この状態からＺ軸回りのケーブルホルダ１５の旋回駆動機構を作動してケーブルホルダ１５に保持された光ケーブル１７の光軸を研磨テーブル１１の研磨面１１ａに対して垂直に向ける。この過程で、光ファイバ１８の先端が研磨テーブル１１の研磨面１１ａに接触し、光ファイバ１８の撓みが始まり、最終的に研磨テーブル１１の研磨面１１ａに対して光ファイバ１８の先端部が所定の接触角θにて接触し、光ファイバ１８の先端外周縁部の研磨加工が始まる（図２参照）。この場合、Ｚ軸を中心にして光ファイバ１８を傾けたまま、その先端部が研磨テーブル１１の研磨面１１ａに近づくこととなるため、図示しないコア部が露出する光ファイバ１８の先端面全体を研磨テーブル１１の研磨面１１ａに接触させずに済み、コア部に研磨痕が形成されるような不具合を確実に防止することができる。
【００３９】
このようにして、光ファイバ１８の先端外周縁部に形成される円錐状のテーパ角θを持った加工面が所定の長さに達した時点で研磨加工を終了するが、本実施形態では図３に示すような以下の手順に従ってこの作業が行われる。基本的には、ケーブルホルダ１５を研磨テーブル１１から引き離して研磨面１１ａと光ファイバ１８の先端部との接触を解除する際、研磨テーブル１１の研磨面１１ａとケーブルホルダ１５との研磨加工に伴う相対移動がないと仮定し、この状態にて光ファイバ１８の先端に対する研磨面１１ａの接触位置が変化しないように、Ｚ軸回りのケーブルホルダ１５の旋回駆動機構を作動すると同時にＹ軸方向に沿ったサドル１４の駆動機構を作動させ、Ｚ軸を中心とする図３中、左回りの光ファイバ１８の旋回動作に伴って、その旋回中心位置をＹ軸方向に沿って図３中、左側の退避位置ＰＳへとずらす。
【００４０】
加工位置ＰＣの光ケーブル１７に対する退避位置ＰＳの光ケーブル１７の傾斜角（以下、これを退避角と呼称する）αは、通常３０〜４５°程度で充分であり、この状態からホルダベース１６の駆動機構を作動してホルダベース１６をＺ軸方向に沿って上昇させると、研磨面１１ａに対する光ファイバ１８の先端部の接触角θは徐々に大きくなり、光ファイバ１８の先端が研磨面１１ａから離れる時に最大、つまり（π/２−α）となる。ここで、α≧(π/２−θ)を満たすように退避角αを設定することにより、光ファイバ１８の先端が研磨面１１ａから離脱するまで、円錐状に研磨された加工面の先端、つまりコア部が臨む先端面の外周縁が研磨面１１ａに対して接触状態となっているだけであり、光ファイバ１８の先端面に研磨痕が形成されるような不具合を未然に防止することができる。
【００４１】
上述した実施形態では、研磨面１１ａに対する光ファイバ１８の先端の接触を解除する際、光ファイバ１８の先端に対する研磨面１１ａの接触位置が変化しないように、Ｚ軸回りの光ファイバ１８の旋回動作に伴って、その旋回中心位置をＹ軸方向に沿ってずらすようにしたが、さらに研磨面１１ａに対する光ファイバ１８の先端部の接触角θが変化しないように、Ｚ軸回りの光ファイバ１８の旋回動作に伴ってその旋回中心位置をＹ軸およびＺ軸に沿ってずらすことも有効である。
【００４２】
このような本発明による研磨方法の他の実施形態の一例を図４を用いて説明すると、加工位置ＰＣにおける研磨テーブル１１の研磨面１１ａに対する光ファイバ１８の先端部の接触角θと、退避位置ＰＳにおける研磨テーブル１１の研磨面１１ａに対する光ファイバ１８の先端部の接触角θとが同じとなるように、Ｚ軸回りのケーブルホルダ１５の旋回駆動機構を作動すると同時に、Ｙ軸方向に沿ったサドル１４の駆動機構とＺ軸方向に沿ったケーブルホルダ１５の駆動機構とを同期作動させ、図４中、左回りのＺ軸を中心とする光ファイバ１８の旋回動作に伴って、その旋回中心位置をＹ軸方向およびＺ軸方向に沿ってそれぞれ図３中、左側および下側（研磨面１１ａに近づく方向）の退避位置ＰＳへとずらす。これにより、光ファイバ１８の先端が研磨面１１ａから離脱するまで、円錐状のテーパ角θを有する加工面の先端、つまりコア部が臨む先端面の外周縁が新たに研磨されるようなことは起こらず、従って光ファイバ１８の先端面に研磨痕が形成されるような不具合も確実に防止することができる。
【００４３】
ここで、光ファイバ１８の撓みによってその先端に作用する押し付け力をＦ，光ファイバ１８と研磨面１１ａとの間の摩擦係数をμとすると、光ファイバ１８の先端のＹ軸方向に作用する力が静止摩擦力μＦ以下であれば、旋回駆動機構によるＺ軸回りのケーブルホルダ１５の回転角度、つまり退避角αと、この時のケーブルホルダ１５のＹＺ座標とが幾何学的な厳密解から多少ずれていたとしても、研磨面１１ａに対して光ファイバ１８の先端の接触点の位置がずれるようなことは起こらない。仮に、光ファイバ１８の先端のＹ軸方向に作用する力が静止摩擦力μＦを越えていたとしても、Ｙ軸方向に沿った光ファイバ１８の先端の移動量がごく僅かであれば、それによって形成される研磨痕もごく僅かに止まるため、実用上問題がないと言える。従って、加工位置ＰＣから退避位置ＰＳまでに至るケーブルホルダ１５の途中の姿勢を算出するステップ数は、例えば１０程度であっても充分である。換言すれば、演算ではなく実験からＺ軸回りのケーブルホルダ１５の回転角度および対応するケーブルホルダ１５のＹＺ座標とを設定することも容易である。
【００４４】
なお、ケーブルホルダ１５をＺ軸回りに回転させながら光ファイバ１８の先端が研磨テーブル１１の研磨面１１ａに対して所定の接触角θを保ったまま動かずに静止した状態となるような、ケーブルホルダ１５のＹ軸，Ｚ軸方向に沿った移動軌跡の具体的な設定方法に関しては、２００３年度精密工学会春季大会講演中の松永，松井「たわみを用いた光ファイバ１８先端円筒レンズ加工（その２）」の図２に示されている。
【００４５】
上述した図３および図４に示した方法の逆の手順にて光ファイバ１８をその待機位置ＰＷから加工位置ＰＣへと移動させ、研磨加工を開始することも有効であるが、図２に示した方法の逆の手順にて光ファイバ１８をその加工位置ＰＣから待機位置ＰＷへと移動させることはできない。その理由は、ケーブルホルダ１５をＹ軸方向に沿って移動させずにこれをＺ軸回りに旋回させた場合、撓んだ状態にある光ファイバ１８の先端がそのまま研磨面１１ａに食い付くように押し付けられ、折損してしまう可能性があるためである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による光ファイバ研磨装置の一実施形態の外観を模式的に表す立体投影図である。
【図２】図１に示した光ファイバ研磨装置における研磨面に対するワークホルダの移動軌跡の一実施形態を模式的に表す作業概念図である。
【図３】研磨面に対するワークホルダの移動軌跡の他の実施形態を模式的に表す作業概念図である。
【図４】図１に示した光ファイバ研磨装置における研磨面に対するワークホルダの移動軌跡の別な実施形態を模式的に表す作業概念図である。
【図５】従来の光ファイバ研磨装置の外観を模式的に表す立体投影図である。
【図６】図５に示した光ファイバ研磨装置における研磨面に対するワークホルダの移動軌跡を模式的に表す作業概念図である。
【図７】光ファイバの先端部の外観を表す立体投影図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  研磨装置
１１  研磨テーブル
１１ａ  研磨面
１２  ベッド
１３  クロスレール
１４  サドル
１５  ケーブルホルダ
１６  ホルダベース
１７  光ケーブル
１８  光ファイバ
ＰＷ  待機位置
ＰＣ  加工位置
ＰＳ  退避位置
θ  接触角
α  退避角
【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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【図６】
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【図７】
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