(57)【要約】【課題】光ファイバの強度を保ちながら、簡単かつ精密に被覆層の除去部の形状をテーパ状に加工することができるようにする。【解決手段】光ファイバ１の中間部被覆層１Ｂを除去する方法において、光ファイバ１を回転させつつ除去する被覆層１Ｂの個所に被覆除去台１２を当てがいつつ被覆層１Ｂを切削し、被覆除去台１２に形成された被覆層１Ｂ除去後の所望形状に大略倣うほぼ半分割形状の溝１４に被覆層１Ｂ切削後の光ファイバ１を半没入以上没入するようにした。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの中間部被覆層を除去する方法において、
光ファイバを回転させつつ除去する被覆層の個所に被覆除去台を当てがいつつ被覆層を切削し、
被覆除去台に形成された被覆層除去後の所望形状に大略倣うほぼ半分割形状の溝に被覆層切削後の光ファイバを半没入以上没入するようにしたことを特徴とする光ファイバ被覆層除去方法。
【請求項２】
前記被覆層は紫外線硬化型樹脂のプライマリ層とセカンダリ層とから成り、
このセカンダリ層を切削することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ被覆層除去方法。
【請求項３】
回転させながら被覆層を切削して除去する最中、光ファイバの両端を水平方向に引っ張るようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ被覆層除去方法。
【請求項４】
前記被覆除去台の溝形状は、その直径と深さとが除去すべき被覆層の中央部に向かって径小にかつ浅くなるように形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光ファイバ被覆層除去方法。
【請求項５】
セカンダリ層切削後にプライマリ層を溶剤で除去する工程を有することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の光ファイバ被覆層除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバの中間部被覆層を除去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ファイバとしては、石英ガラス系の光ファイバ裸線に合成樹脂等の有機材料による被覆が施されたものが用いられている。この有機材料による被覆は、ガラス製の光ファイバ裸線に外部環境中の塵、埃あるいは異物等が衝突して傷が発生し、光ファイバの破断強度が低下するのを防ぐためのものである。ところが、光ファイバ同士の接続やファイバグレーティングなどの作製の際に、光ファイバの被覆を除去する必要がある。実際に光ファイバ被覆除去方式としては鉋式とストリッパ方式などがある。鉋式は鉋で片側の被覆樹脂を除去し、アセトンなどの溶液で膨潤して、残りの樹脂を除去する方式（ここでは鉋式と呼ぶ）である。ストリッパ方式は光ファイバの石英ガラス部の直径（例えばΦ１２５μｍ）に相当する半月型の欠損を持つ二枚の金属板に光ファイバの被覆層を挟んで、被覆樹脂を剥ぎ取る方法である。そして光ファイバ同士の接続後或いはファイバグレーティング作製後に露出したクラッド部にゴミの付着や光ファイバ表面の侵食、機械強度の低下を防ぐために、露出したクラッド部を再び樹脂で覆うリコート法が提案され、実施されている。リコートする樹脂には通常紫外線硬化型の樹脂が用いられ、実際にリコートする方式としてはモールド方式が主流である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の鉋式とストリッパ方式による光ファイバ被覆層除去方法では、刃や金属板が直接に光ファイバの石英ガラス部に当たる恐れがあった。そのため、実際、鉋式やストリッパ方式で被覆層を除去する場合、光ファイバの強度が急激に弱くなることが多いとの問題があった。
【０００４】
また、光ファイバの被覆層を除去した後、光ファイバの石英ガラス部での光ファイバ部品の加工後にリコートが実施されている。このリコート部に８５℃から−４０℃の温度変化を繰り返すヒートサイクル試験を行うと、温度変化により元々の樹脂とリコート樹脂の界面に繰り返し応力がかかる。それにより、界面に亀裂が発生し、この亀裂が進行すると樹脂同士が完全に分離して、光ファイバの石英部が外部にむき出しになってしまう場合があった。このように、石英部が外部にむき出しになることをここでは割れと呼ぶが、この割れが発生すると光ファイバが外部から守られず、破断強度が低下するだけでなく、伝送損失も増大する等の恐れがあった。この問題を解決するために、リコート部の径を元々の樹脂径よりも大きくし、元々の樹脂の全周をリコート樹脂で覆うようにすること、いわゆるオーバーラップで樹脂同士の接着性を向上する方法を実施したが、泡やクレータなどが存在すると、オーバーラップ部に亀裂が発生しやすくなり、最終的に割れてしまう。実施、リコート時の泡やクレータなどの発生は被覆層の除去端の形状と密接な関係があった。鉋式とストリッパ方式による被覆除去では、図９に示すように、被覆層１００の除去端１０１が光ファイバ２００の長手方向に対して、垂直な面を持つ。リコート時にこのような垂直な端面に樹脂を注入すると、リコート樹脂が被覆層１００の除去端１０１の面に乱流が起きやすく、気泡などが発生しやすいことが分かっている。図９中の符号１０２は石英部を示す。
【０００５】
この問題の解決策として、光ファイバ２００の除去端１０１を被覆除去部の中心に向かって、段階的に減少させ、いわゆるテーパ状を形成することが提案されている。除去端１０１をテーパ状にすることにより、樹脂を注入する際に発生する乱流を抑え、泡が発生しなくなる。また、リコート樹脂と光ファイバ２００の被覆層１００との接触面積が増えるので、亀裂の発生を抑えると同時に、同径リコートも可能になる。しかし、いままで光ファイバ２００の強度を保ちながら、簡単かつ精密に光ファイバ２００の被覆層１００の除去端１０１をテーパ状に加工する方法はなかった。
【０００６】
そこで、この発明は、光ファイバの強度を保ちながら、簡単かつ精密に被覆層の除去部の形状をテーパ状に加工することができる光ファイバの中間部被覆層を除去する方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、この発明は、光ファイバの中間部被覆層を除去する方法において、光ファイバを回転させつつ除去する被覆層の個所に被覆除去台を当てがいつつ被覆層を切削し、被覆除去台に形成された被覆層除去後の所望形状に大略倣うほぼ半分割形状の溝に被覆層切削後の光ファイバを半没入以上没入するようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の好適な実施例を図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、光ファイバ１の中間部被覆層を除去するための装置の概要を示す図であり、光ファイバ１の両端側を回転ホルダ１０で夫々保持させ、これらの回転ホルダ１０の回転により光ファイバ１を図面上矢印で示す一方向に回転させる。また、この回転ホルダ１０は固定ステージ１１上に設置してあり、光ファイバ１を左右両方向に引っ張るようにバネ等を用いて付勢してある。また、光ファイバ１の被覆層の除去部分には被覆除去台１２を設けてある。この被覆除去台１２は除去する被覆層の個所に下から当てがい、このとき光ファイバ１の被覆除去台１２に当てがわれた部分は山なりに隆起した形状で被覆除去台１２に載置される。この山なり形状に被覆除去台１２に載置された光ファイバ１に対して片刃（被覆層除去工具）１３を切削すべき被覆層の長さ範囲において一端側から他端側に水平移動するように設けてある。
【００１０】
図２は、被覆除去台１２を示す斜視図であり、この被覆除去台１２に溝１４が形成され、この溝１４は、被覆層除去後の所望形状に大略倣うほぼ半分割形状に形成され、被覆層が切削された後の光ファイバ１を半没入以上没入できるような溝に形成してある。より具体的には、この溝１４は、両端側に光ファイバ１の切削されない部分が嵌り込む大きさの溝１４Ａが形成され、この溝１４Ａに続いてテーパ状に切削された被覆層が没入される溝１４Ｂが形成され、中央部分は光ファイバ心線と薄い被覆を有する部分が没入される溝１４Ｃである。すなわち、これらの溝１４Ａから１４Ｃは、その直径と深さとが除去すべき被覆層の中央部に向かって、径小にかつ浅くなるように形成されたものである。
【００１１】
図３は図２の中央縦断面を示し、この溝１４の各個所における深さを示すとともに、テーパ部の角度αを５°とした例を示す。
【００１２】
上述したような被覆除去台１２を用い、光ファイバ１を回転させつつ被覆層を切削除去するのであるが、回転ホルダ１０は、光ファイバ１を水平に固定しながら、回転させる機能を有するものである。光ファイバ１を回転させても、光ファイバ１が上下左右に振れることのないように、回転ホルダ１０同士の回転中心が良く一致するように調心してある。また、回転ホルダ１０の回転速度は、ステッピングモータとコントローラ等によりコントロールされるように構成する。さらに、光ファイバ１の回転時に生ずる遠心力により、光ファイバ１が回転中心から逸脱しないように、回転ホルダ１０の台座にバネ等を設置し、常に光ファイバ１を両端方向に引っ張っている機能を持つことが望ましい。片刃１３、すなわち、ファイバ被覆層除去工具を作動させる前の段階では、光ファイバ１の被覆層の除去部分だけを被覆除去台１２の溝１４から突出させ、すなわち、山なりの形状に被覆除去台１２上に載置する。この状態において光ファイバ１を回転させつつ被覆層除去工具である片刃１３を一方向に平行移動することにより、被覆除去台１２の溝１４に大略倣う形状の波形状に被覆層を切削する。すなわち、光ファイバ１を回転させながら被覆除去台１２の溝１４の表面に沿って被覆層除去工具すなわち、片刃１３をゆっくりと水平に移動させると、被覆除去台１２の表面にはみ出た被覆層の部分が削られ、細くなった被覆層が回転ホルダ１０に引っ張られているため、テーパ状の溝１４Ｂに隠れてゆく。回転ホルダ１０に外側へ働くバネによって、常に光ファイバ１が被覆除去台１２の溝１４に密着した状態をつくっている。このように被覆層除去工具１３を横移動するだけで、自然に光ファイバ１の被覆層がテーパ状に削られる。ここで被覆層除去工具として片刃１３を示したが、片刃１３の替りにやすりを用いることもできる。
【００１３】
光ファイバ１の強度を保つため、被覆層除去工具１３が石英ガラス１Ａに直接当たらないように石英ガラス１Ａに薄い被覆を残すように切削する。例えば、図４に示す被覆層１Ｂが紫外線硬化型樹脂のプライマリ層とセカンダリ層とから成り、このセカンダリ層を切削するようにすることができる。このようにセカンダリ層のみを切削するようにする場合、溝１４Ｃはプライマリ層の径と同じ幅と深さを持つように形成し、両端の溝１４Ａはセカンダリ層すなわち光ファイバ１の全体の径と同じ幅と深さを持つように形成する。このように切削工程では被覆層１Ｂのセカンダリ層だけを切削し、この作業を１工程目の被覆除去と定義すると、２工程目の被覆除去作業では、アセトン等の溶液によりプライマリ樹脂を膨潤し、完全に被覆層１Ｂを除去する被覆除去工程とする。このようにして石英ガラス１Ａがむき出しにされた状態を図４に示す。
【００１４】
被覆除去台１２に光ファイバ１をセットすると、光ファイバ１が被覆除去台１２の溝１４の両端の部分（溝１４Ａ）にきちんと嵌め込まれるが、溝１４の中央部は光ファイバ１の径より狭いため、光ファイバ１が被覆除去台１２の溝１４の中央部の上に乗り上がっている状態である。図５は光ファイバ１セット後の断面図を示す。このような状態で光ファイバ１が回転ホルダ１０に固定されると、常に光ファイバ１は回転ホルダ１０から引っ張られる。その引っ張る力が光ファイバ１を常に直線状に働くため、水平へ働く力と溝１４へ沈む力とに分解できる。この溝１４へ沈む力が働いているため、光ファイバ１は常に被覆除去台１２に密着しようとする。そこで、被覆除去して、光ファイバ１の径が細くなり、中央部の溝径に合えば、光ファイバ１が自然に沈むという仕組みである。図５中の矢印は、力の作用する方向を示す。
【００１５】
＜実施例＞
直径４００μｍの光ファイバに対して、被覆層の除去長さを２５ｍｍ、テーパ角度が５°のテーパ部１Ｃが形成できるように被覆層１Ｂの除去を行なった。そして、被覆層除去工具１３としては、片刃と紙やすりを併用した。被覆層１Ｂの除去する部分だけ被覆除去台１２の溝１４からはみ出し、光ファイバ１の被覆層１Ｂの除去部以外の部分が両端の溝１４Ａに隠れる。片刃１３による被覆層除去では、光ファイバ１の回転速度が遅い場合あるいは片刃１３の移動速度が速い場合では、被覆層１Ｂの除去端の形状が不均一になったり、削りとった樹脂が溝１４を埋めて、光ファイバ１の強度に影響を与えたりする恐れがある。そのため、今回は、光ファイバ１の回転速度を０．７ｒｐｓ以上で、片刃１３の進行速度を１０μｍ／ｓ以下の条件で被覆層１Ｂの除去を行なった。その結果を図６に示す。片刃１３による被覆層１Ｂの除去でセカンダリ層を完全に除去せず、多少のセカンダリ層を残すようにした。これは軟らかいプライマリ層付近まで被覆層１Ｂを除去すると、プライマリ層も摩擦によって削り取られ、石英ガラス１Ａにダメージを与えてしまう恐れがあるためである。セカンダリ層の除去の最小値は今回プライマリ層の径の２５０μｍより僅かに大きく２７０μｍとした。
【００１６】
上述した片刃１３による被覆層１Ｂを除去した後のアセトン溶液によるプライマリ層の被覆除去の結果も図６に示した。残りのセカンダリ層とプライマリ層がアセトンを含浸し、膨潤したため、綿棒で容易にこれらの被覆層を取ることができた。
【００１７】
上述したような除去方法により作製したサンプルの引張破断強度の評価を行なった。その結果は図７に示すように、元々の光ファイバ１の強度に比べて、１工程目の被覆層除去後の光ファイバ強度がほとんど低下していない。また、２工程目の被覆層除去後でも、光ファイバ強度は僅かしか低下していないことが分かった。最も強度の低いものでも６ｋｇ以上の引張破断強度を有することが判明した。一方、従来のストリッパ方式による被覆層除去後の引張破断強度に比べ、本発明による被覆層除去は十分な引張強度を有することが分かった。
【００１８】
上述した実施例で作製したサンプルにリコートを施した。リコート径は５００μｍで、従来の垂直な被覆除去端面を持つものをリコートした場合、ほぼ全数泡が入るのに比べ、テーパ状の被覆除去端では、全く泡ができていない。８５℃から−４０℃の温度変化を繰り返すヒートサイクル試験を５００サイクル行なった。その結果を表１に示した。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
従来の垂直な被覆除去端面を持つものに比べ、上述した実施例のサンプルにリコートを施したものは、亀裂や割れがなく、十分な効果があった。
【００２１】
上述した実施例では片刃１３によって被覆層を除去したが、紙やすりによる除去も同様な結果が得られている。紙やすりによって行なった１回目の被覆層除去の結果を図８に示した。片刃１３と同様なテーパ状の被覆層の除去端を形成できることが明らかである。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明では、光ファイバを回転することにより、光ファイバの円周方向に均一に被覆層を除去することができる。また、光ファイバの回転と被覆除去台の溝の形状により、被覆層除去工具を被覆除去台の表面に沿って平行移動するだけで、テーパ状の被覆層の除去部を形成することができる。さらに、光ファイバの被覆層が除去され始めると、被覆を削られ、細くなった部分が回転ホルダのバネにより引っ張られ、被覆除去台の溝に沈み込むようになる。したがって、光ファイバの石英ガラスを傷つけることなく、被覆除去が可能となる。
【００２３】
また、被覆層がプライマリ層とセカンダリ層とから成る場合、セカンダリ層を切削した後、残りのプライマリ層をアセトン等の溶液に浸けることにより、被覆層の被覆を完全に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の方法に用いられる装置の概略図。
【図２】被覆除去台の斜視図。
【図３】被覆除去台の中央縦断面図。
【図４】被覆層が完全に除去された状態の正面図。
【図５】光ファイバの被覆が除去されるにしたがって被覆除去台に沈み込む過程の説明図。
【図６】テーパ状に加工後の光ファイバ被覆層の直径の変動を示すグラフ。
【図７】テーパ加工による光ファイバの強度分布を示すグラフ。
【図８】紙やすりを用いて除去した場合のテーパ状に加工後の光ファイバ被覆径の変動を示すグラフ。
【図９】従来の被覆層除去状態を示す正面図。
【符号の説明】
１　　光ファイバ
１Ｂ　被覆層
１Ｃ　テーパ部
１Ａ　石英ガラス
１０　回転ホルダ
１２　被覆除去台
１４　溝
【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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【図８】
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【図９】
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