(57)【要約】【課題】光ファイバ端面のレンズ化に際して、レンズの焦点軸と光ファイバの光軸とを容易に揃えて研磨することができ、かつ複数の光ファイバ端面を同時に加工することが可能な研磨装置を提供する。【解決手段】研磨盤に環状のＶ溝を設け、当該Ｖ溝に光軸を中心として回転させた光ファイバ端面を当接、研磨することによって、レンズの焦点軸とする光ファイバの被加工部中心と光ファイバの光軸となる光ファイバの中心軸とを合わせ、研磨済の被加工部に形成するレンズの焦点軸と光ファイバの光軸とを容易に揃える事が可能となる。【選択図】  図１
2015077648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの先端研磨機であって、
研磨盤の回転軸を中心とした環状のＶ溝を有する研磨盤と、
光ファイバコアを中心とした回転を加える光ファイバ保持機構と
を備え、
回転させた当該研磨盤のＶ溝に、前記保持機構によって回転された光ファイバ端面を押し当てて研磨する研磨装置。
【請求項２】
前記Ｖ溝に対して、複数の光ファイバ端面を押し当てて研磨する請求項１記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの端面を研磨する光ファイバ端面研磨機に関する。
【０００２】
現在、情報通信の分野では、それまで用いられてきた導電性ケーブルから光ファイバケーブルへとケーブルの移行が進められている。光ファイバはその構造上、光電変換を行う回路部品に接続することで相互の光通信を行う。この為、当該接続部について、光ファイバ端面をレンズ化し、出力光の方向を均一化することで変換時の損失を抑え、通信の高効率化を図ることができる。この様な利点を有している一方、光通信には主要部品となる前記光ファイバ端面のレンズ化に於いて、光ファイバの光軸とレンズの焦点軸とを合致させる必要があり、複数の光ファイバ端面を同時に加工することが難しいという課題を有していた。
【０００３】
前記課題に対応する類似の加工としては、光ファイバを複数本束ねたリボンファイバの端面加工方法があり、特開平１１−２２３７３２（以下特許文献１として記載）及び特許第４２６３７０５（以下特許文献２として記載）が出願後、公開されている。これら２件の先願に於いて、特許文献１はＶ溝を設けた研磨盤を往復動させる研磨方法を、特許文献２は撓ませた光ファイバの端面を研磨盤上で研磨する研磨方法を、それぞれ技術的特徴としており、複数の光ファイバ端面を同時に研磨加工することを可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２３７３２号
【特許文献２】特許第４２６３７０５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した技術的特徴及びそれによる効果を有している一方で、特許文献１及び２に記載の研磨方法はリボンファイバを対象とした面取りの研磨方法であり、複数の光ファイバについて同時に研磨された各光ファイバ端面の中心と光ファイバの光軸とを揃える手段を有していない。この為、特許文献１及び２に記載された研磨方法では、複数の光ファイバ端面について同時にレンズ化することができないという課題を有している。
【０００６】
上記課題を解決するために本願記載の発明では、光ファイバ端面のレンズ化に際して、レンズの焦点軸と光ファイバの光軸とを容易に揃えて研磨することができ、かつ複数の光ファイバ端面を同時に加工することが可能な研磨装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的のために本発明に於ける第１の態様記載の研磨装置は、環状のＶ溝を有する研磨盤に対して、回転する光ファイバ端面を押し当てて研磨することをその技術的特徴としている。より具体的には、光ファイバの弾性を利用したＶ溝倣い研磨加工装置であって、Ｖ溝の２面と前記押し当てによる荷重を用いた見かけ上の３点支持による部分的な平面研削を行う構造を特徴としている。
【０００８】
また、本発明に於ける第２の態様記載の研磨装置は、前記第１の態様で述べたＶ溝に対して、複数の光ファイバ端面を押し当てて研磨することをその技術的特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
上述した構造を用いたことで本発明第１の態様記載の研磨装置は、光ファイバ端面の研磨時に於いて、研磨された当該端面の中心と光ファイバの光軸とを揃えることができる。これは本願記載の構造に於いて、光ファイバコアを中心とした回転を加える光ファイバ保持機構によって自転する光ファイバ端面を、環状のＶ溝を設けた平面研削盤によって回転研磨することによる効果となっている。
【００１０】
より具体的には、被加工部をストリップして光ファイバ端面を突出させ、Ｖ溝に押し当てる事で、研磨中、常にＶ溝の中心と光ファイバ光軸となる光ファイバ芯線の中心とが重なる構造とすることができる。これは、Ｖ溝内壁に当接する光ファイバ芯線の側面に対し、Ｖ溝がガイドとして機能する事による効果となっている。即ち、本願記載の研磨機では、研磨盤となるＶ溝に対し、光ファイバ端面に切り込み量を設定して研磨するのではなく、光ファイバの弾性を用いて研磨盤となるＶ溝と光ファイバ端面とを当接、研磨することで、光ファイバ端面に形成される被研磨形状の中心と光ファイバ光軸となる光ファイバ芯線の中心とを揃えている。
【００１１】
また、本態様では、自転する光ファイバと回転研磨するＶ溝との相互作用によって、Ｖ溝の内周側内壁と外周側内壁とでそれぞれ研磨される光ファイバ端面の研磨量を等しくする事が可能となる。これは、研磨される光ファイバに対して、光ファイバコアを中心とした回転を加えたことによる効果となっている。
【００１２】
即ち、本願の基本構造となる一般的な平面研削盤ではその構造上、研磨盤表面で内周側と外周側との速度差に起因した研磨量の違いが生じる。この為、平面研削盤を用いた研磨時では被研磨材を加工用定盤に貼り付けて研磨を行う。加工用定盤は回転自在に支持されている為、回転する平面研削盤に当接することで前記研磨量の違いを加工用定盤−平面研磨盤の各対向面に於ける相対速度で解消し、均質な平面研磨をすることができる。
【００１３】
一方、本願記載の研磨機では、研磨盤表面に設けた環状のＶ溝を用いて光ファイバ端面を研磨する。この為、前記特許文献１に記載された様に、当接のみによる研磨加工を行う場合、高精度が要求される光ファイバ端面のレンズ加工にもかかわらず、Ｖ溝の内周側内壁と外周側内壁とで生じる研磨速度の違いによって被研磨形状の中心軸に偏りが生じるという課題を有している。加えて、Ｖ溝が環状である為、被研磨形状の側面がカーブしてしまう。本願ではＶ溝を環状にした事によって生じるこの様な課題について、光ファイバコアを中心とした回転を加えることによって、研磨される光ファイバ端面と前記各壁面との速度差の影響を解消する。
【００１４】
より具体的には、光ファイバを回転させることによって、前記各壁面に於いて当接する光ファイバ端面の各内壁での研磨に、研磨盤の回転方向に対し、順方向成分を含んで回転する研磨と逆方向成分を含んで回転する研磨とを組み合わせることが可能となる。従って、本態様記載の研磨機では、速度差によって生じる前記研磨量の差を光ファイバの回転方向による研磨量の差によって相殺することができる。加えて本態様の研磨機では、全周について同じ割合で研磨されていく光ファイバ端面が、前記弾性によって常に中心方向に送られる構造となる。この為、Ｖ溝によって研磨されていく被研磨形状の中心と光ファイバ芯線の光軸となる中心とを連続的に揃えることが可能となる。尚、同じ技術的見地から光ファイバの回転方向を上記とは逆方向に回転することで内周側の研磨速度を高く、外周側の研磨速度を低くし、粗研磨と仕上げ研磨とを交互に行いつつ、前記光ファイバ端面の中心軸と光軸とを揃えることもまた、可能となっている。
【００１５】
以上述べたように、本態様記載の研磨機を用いることで光ファイバ端面にレンズ化用ブランクとして使用可能な同軸度の良い円錐形状を形成できると共に、別加工にて当該ブランク先端を光軸中心とするレンズ終端加工を行うことで、レンズの焦点軸と光ファイバの光軸とを容易に揃えることが可能となっている。
【００１６】
また、上記構造に本発明第２の態様記載の内容を用いることによって、前記第１の態様の研磨機による複数本の光ファイバ端面に対して同時に加工を進めることが可能となる。これは、本願記載の研磨装置が環状のＶ溝を用いて光ファイバ端面の研磨を行うことによる効果となっている。即ち、環状のＶ溝を用いて研磨する事によって、加工する光ファイバを放射状に配置し、同じ加工条件で複数の光ファイバ先端加工を行うことが可能となり、精密な研磨加工に対して高い量産性を付与することができる。加えて、本態様では研磨盤のＶ溝を同心円状に複数設けることができる為、先端角等、形状が異なる複数の光ファイバ端面を同時に研磨することもまた、可能となっている。
【００１７】
以上述べたように、本願請求項記載の構造を用いることによって、光ファイバ端面のレンズ化に際して、レンズの焦点軸と光ファイバの光軸とを容易に揃えて研磨することができ、かつ複数の光ファイバ端面を同時に加工することが可能な研磨装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に於いて用いる光ファイバ端面研磨機の全体斜視図
【図２】図１に示した光ファイバ端面の拡大図
【図３】本発明の実施形態に於いて研磨されていく光ファイバ端面の説明図
【図４】図１に示した光ファイバ端面研磨機を用いた複数研磨時の全体斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、図１、図２、図３及び図４を用いて、本発明に於ける最良の実施形態を示す。尚、図中の記号及び部品番号について、同じ部品として機能するものには共通の記号又は番号を付与している。
【００２０】
図１に本実施形態に於いて用いる光ファイバ端面研磨機の全体斜視図を、図２に図１に於ける光ファイバ端面の拡大図を、図３に本発明の実施形態に於いて研磨されていく光ファイバ端面の説明図を、そして図４に前記研磨機を用いた複数研磨時の全体斜視図を、それぞれ示す。尚、光ファイバ保持部上部の機構については、図中での記載を省略している。
【００２１】
図１から解るように、本実施形態で用いる光ファイバ端面研磨機は、光ファイバコアを中心とした回転を光ファイバ１に与えるクランプ部２を設け、当該クランプ部２によって保持した光ファイバ１の端面を、平面研磨盤３に設けた環状のＶ溝ｅに当接させて研磨する構造となっている。ここで、研磨盤３の回転方向は図中上から見て時計回り、光ファイバ１の回転方向は光ファイバ端面正面から見て時計回りとなっている。この様な構造とすることで本実施形態記載の研磨装置では、研磨時にストリップして光ファイバ端面を突出させる被加工部ｆについて、ストリップする長さを数ｍｍに抑えることができた。また、被クランプ部ｇ等、光ファイバ１のその他の接触部は被覆部となる為、加工時に於ける光ファイバ１へのダメージが発生せず、加工後、所定の寸法でのストリップが可能となった。
【００２２】
また、図２及び図３から解るように、本実施形態では光軸を中心として回転する被加工部ｆがＶ溝ｅに当接されて研磨される構造となっている。この為、当接する荷重とＶ溝の両側壁とによる見かけ上の３点支持構造での研磨となり、研磨中、常にＶ溝ｅの中心と光ファイバ光軸となる光ファイバ端面の中心とを重ねる構造とすることができた。これは、Ｖ溝ｅに当接する被加工部ｆの側面に対し、Ｖ溝ｅがガイドとして機能する事による効果となっている。即ち、本実施形態の研磨機では、研磨盤となるＶ溝ｅに対し、被加工部ｆに切り込み量を設定して研磨するのではなく、光ファイバ１の弾性を用いて研磨盤３に設けたＶ溝ｅと被加工部ｆとを当接、研磨することで、光ファイバ端面に形成される被加工部形状の中心と光ファイバ光軸となる光ファイバ芯線の中心とを揃えている。尚、本実施形態では研磨時、Ｖ溝に研磨液を滴下して研磨している。
【００２３】
より具体的には、図２及び図３（ａ）に示すように、光ファイバ１を回転させることによって、Ｖ溝ｅの内周側内壁と外周側内壁に於いて当接する被加工部の研磨に、研磨盤３の回転方向に対して順方向成分を含んで回転するＶ溝内周側側壁による研磨（ｉ）と逆方向成分を含んで回転するＶ溝外周側側壁による研磨（ｏ）とを組み合わせることが可能となる。これにより、本実施形態の研磨機ではＶ溝ｅの内周側内壁と外周側内壁との速度差によって生じる研磨量の差を光ファイバの回転方向による研磨量の差によって相殺することができる。加えて図３（ａ）から解るように本実施形態の研磨機では、光ファイバ全周について同じ割合で研磨されていく被加工部ｆが、前記弾性及び光ファイバ１の回転によって常にＶ溝ｅの中心方向に送られる構造となる。この為、Ｖ溝ｅによって研磨されていく被研磨形状の中心と光ファイバ芯線の光軸となる中心及び光ファイバのコアｃとを連続的に揃えることが可能となった。
【００２４】
図３（ｂ）に前記原理によって研磨されていく被加工部の拡大図を示す。図３（ｂ）から解るように、本実施形態記載の研磨装置を用いることで、光ファイバ端面の外周は光ファイバ光軸を中心として均一に研磨されていく。この為、本実施形態記載の研磨後、光ファイバ端面のレンズ化に際して、研磨済の被加工部ｆに形成するレンズの焦点軸と光ファイバ１の光軸とを容易に揃える事が可能となる。尚、研磨盤の回転方向は光ファイバの傾きに対して逃げ方向となっており、研磨中に於ける被加工部での欠け抑制という効果を付与している。
【００２５】
上記述べた基本構造及びそれによる効果に加えて、図４に本実施形態記載の研磨装置を用いて複数研磨を行う際の構成を示す。本構成では同じＶ溝ｅを用いて同一光ファイバの量産を行っているが、同じ技術的見地から光ファイバ保持部の回転方向、及び光ファイバの当接角度等を変えることにより、光ファイバ毎に任意の光ファイバ端面を得ることが可能となっている。
【００２６】
以上述べたように、本願実施形態記載の構造を用いることによって、光ファイバ端面のレンズ化に際して、レンズの焦点軸と光ファイバの光軸とを容易に揃えて研磨することができ、かつ複数の光ファイバ端面を同時に加工することが可能な研磨装置を提供することができた。
【符号の説明】
【００２７】
１  光ファイバ
２  クランプ部
３  研磨盤
ｃ  コア
ｄ  クラッド
ｅ  Ｖ溝
ｆ  被加工部
ｇ  被クランプ部
【図１】
2015077648.tif 000003
【図２】
2015077648.tif 000004
【図３】
2015077648.tif 000005
【図４】
2015077648.tif 000006