(57)【要約】【課題】テーパ部の光ファイバ芯線を過不足なく膨大化させて光学性能の低下を防止する光ファイバ芯線の端面加工方法を提供する。【解決手段】光ファイバ芯線２０を所定長さに切断し、切断された光ファイバ芯線２０を第１の開口部２から光ファイバ芯線２０の先端が突出するように、第２の開口部３から貫通孔４に所定位置にまで挿通し、口金１を加熱して、光ファイバ芯線２０を膨大化させ、第１の開口部２を塞ぐように、鏡面板１６の鏡面１５を口金１に圧接させ、光ファイバ芯線２０の端面を加熱し、溶融若しくは軟化させて鏡面１５に接触させてから、光ファイバ芯線２０の端面を冷却し、固化させて、光ファイバ芯線２０の端面に鏡面１５を転写させる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の開口部から第２の開口部まで貫通する貫通孔が形成され、貫通孔の第１の開口部側に、第１の開口部から離間するにつれて口径が小さくされたテーパ部が形成された口金を、光ファイバ芯線の先端に取り付けるとともに、光ファイバ芯線の先端の端面を、加熱された鏡面を有する鏡面板により鏡面加工する光ファイバ芯線の端面加工方法であって、
光ファイバ芯線を所定長さに切断する切断工程と、
切断工程において切断された光ファイバ芯線を、第１の開口部から光ファイバ芯線の先端が突出するように、第２の開口部から貫通孔に所定位置にまで挿通する挿通工程と、
口金を加熱して、光ファイバ芯線を膨大化させる膨大化工程と、
第１の開口部を塞ぐように、鏡面板の鏡面を口金に圧接させる圧接工程と、
光ファイバ芯線の端面を加熱し、溶融若しくは軟化させて鏡面に接触させてから、光ファイバ芯線の端面を冷却し、固化させて、光ファイバ芯線の端面に鏡面を転写させる転写工程とを有することを特徴とする光ファイバ芯線の端面加工方法。
【請求項２】
前記切断工程と前記挿入工程の間に、貫通孔の内面および／または光ファイバ芯線の外周面に接着剤を塗布する接着剤塗布工程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芯線の端面加工方法。
【請求項３】
前記圧接工程を前記膨大化工程の後に行うとともに、前記圧接工程を、口金を加熱して光ファイバ芯線を膨大化させながら行うことを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ芯線の端面加工方法。
【請求項４】
第１の開口部から第２の開口部まで貫通する貫通孔が形成され、貫通孔の第１の開口部側に、第１の開口部から離間するにつれて口径が小さくされたテーパ部が形成された口金を、光ファイバ芯線の先端に取り付けるとともに、光ファイバ芯線の先端の端面を、加熱された鏡面を有する鏡面板により鏡面加工する光ファイバ芯線の端面加工方法であって、
光ファイバ芯線を、第１の開口部から光ファイバ芯線の先端が突出するように、第２の開口部から貫通孔に所定位置にまで挿通する挿通工程と、
口金を加熱して、光ファイバ芯線を膨大化させる膨大化工程と、
口金を加熱して光ファイバ芯線を膨大化させながら第１の開口部を塞ぐように、鏡面板の鏡面を口金に圧接させる圧接工程と、
光ファイバ芯線の端面を加熱し、溶融若しくは軟化させて鏡面に接触させてから、光ファイバ芯線の端面を冷却し、固化させて、光ファイバ芯線の端面に鏡面を転写させる転写工程とを有し、前記圧接工程は前記膨大化工程の後に行われることを特徴とする光ファイバ芯線の端面加工方法。
【請求項５】
貫通孔の第２の開口部側には第１の挿通部が形成され、該第１の挿通部と前記テーパ部との間には、第１の挿通部より口径が小さい第２の挿通部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ファイバ芯線の端面加工方法。
【請求項６】
前記鏡面体は、加熱手段が一体化されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光ファイバ芯線の端面加工方法。
【請求項７】
テーパ部のテーパ角度が９０°以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光ファイバ芯線の端面加工方法。
【請求項８】
テーパ部のテーパ角度が５°〜２８°であることを特徴とする請求項７に記載の光ファイバ芯線の端面加工方法
【請求項９】
光ファイバ芯線の外側に被覆材が被覆された光ファイバケーブルを用い、この光ファイバケーブルの端部の被覆材を除去して光ファイバ芯線を露出させる露出工程を有する請求項１〜８のいずれかに記載の光ファイバ芯線の端面加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先端に口金を取り付けるとともに、光ファイバ芯線の端面を鏡面加工する光ファイバ芯線の端面加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先端に口金が固定され、光ファイバ芯線の端面が鏡面にされたプラスチック系光ファイバケーブルは、光ファイバセンサーヘッドとして使用されることがある。従来、光ファイバケーブルの先端に口金を取り付け、光ファイバ芯線の端面を鏡面化するには、まず、光ファイバケーブルの被覆材を取り除いて光ファイバ芯線を露出させ、光ファイバ芯線を口金の貫通孔に挿入し、接着剤によって光ファイバ芯線と口金とを堅く接着する。次いで、口金先端口から突出した余分な光ファイバ芯線をカッターなどにより切断し、その切断面を機械的に研磨して若しくは加熱した鏡面板を押し当てて光ファイバ芯線の端面を鏡面化していた。
【０００３】
また、特開平６−２８９２３７号公報には、以下のような光ファイバケーブルの光ファイバ芯線の端面を鏡面加工する方法が開示されている。この方法では、まず、図６（ａ）に示すように、先端にテーパ部２１が形成された口金２２に光ファイバ芯線２３を挿入し、口金先端口２４から突出させ、次いで、図６（ｂ）に示すように、口金先端口２４から突出した余長の光ファイバ芯線２３を切断し、次いで、図６（ｃ）に示すように、口金２２先端の外周面に加熱体２５を接触させてテーパ部２１に位置する光ファイバ芯線２３を膨大させ、それと同時に鏡面板２６を口金先端口２４に圧接する。このようにして口金先端口２４に臨む光ファイバ芯線２３の端面を溶融し、次いで、鏡面板２６を冷却して光ファイバ゛芯線２３の端面を固化して、鏡面２７を光ファイバ芯線２３の端面に転写する。このような方法によれば、簡便に光ファイバケーブルの先端に口金を取り付けることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した方法では、光ファイバ芯線の余長が一定になるように、口金先端口から突出した光ファイバ芯線を切断することは容易ではなく、余長が長くなりすぎたり、短くなりすぎたりすることがあった。光ファイバ芯線の余長が長すぎた場合には、図７（ａ）に示すように、口金を加熱して光ファイバ芯線２３を膨大化したときに口金２２内に収まりきらないことがあった。その結果、口金に鏡面板を圧接したときに口金と鏡面板との隙間に溶融した樹脂が入り込んでバリが形成することがあった。そして、このバリを除去する際に、端面の一部が剥離することがあった。また、光ファイバ芯線の余長が短すぎた場合には、図７（ｂ）に示すように、光ファイバ芯線２３を膨大化しても口金２２内を充填することができず、鏡面板に接触しないので、鏡面加工が困難になった。すなわち、上述の方法では、端面が欠けるなどの不良が生じて光ファイバ芯線の光学性能が低下することがあった。
また、上述の方法では、光ファイバ芯線２３の膨大化が不十分となり、特にテーパ部の根本部分（図７の紙面右側）近傍で光ファイバ芯線がテーパ部に十分に充填されないことがあり、光学特性が低下したり、口金２２と光ファイバ芯線２３とが十分な強度で固定されない場合があった。
本発明は、上記背景に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、第一にテーパ部の光ファイバ芯線を過不足なく膨大化させて光学性能の低下を防止する光ファイバ芯線の端面加工方法を提供することにあり、第二にテーパ部の光ファイバ芯線をテーパ部の根本から充填させ、光学特性の低下を防止しながら口金と光ファイバ芯線を強固に固定することを可能とする光ファイバ芯線の端面加工方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１の光ファイバ芯線の端面加工方法は、第１の開口部から第２の開口部まで貫通する貫通孔が形成され、貫通孔の第１の開口部側に、第１の開口部から離間するにつれて口径が小さくされたテーパ部が形成された口金を、光ファイバ芯線の先端に取り付けるとともに、光ファイバ芯線の先端の端面を、加熱された鏡面を有する鏡面板により鏡面加工する光ファイバ芯線の端面加工方法であって、
光ファイバ芯線を所定長さに切断する切断工程と、
切断工程において切断された光ファイバ芯線を、第１の開口部から光ファイバ芯線の先端が突出するように、第２の開口部から貫通孔に所定位置にまで挿通する挿通工程と、
口金を加熱して、光ファイバ芯線を膨大化させる膨大化工程と、
第１の開口部を塞ぐように、鏡面板の鏡面を口金に圧接させる圧接工程と、
光ファイバ芯線の端面を加熱し、溶融若しくは軟化させて鏡面に接触させてから、光ファイバ芯線の端面を冷却し、固化させて、光ファイバ芯線の端面に鏡面を転写させる転写工程とを有することを特徴としている。
本願請求項４の光ファイバ芯線の端面加工方法は、第１の開口部から第２の開口部まで貫通する貫通孔が形成され、貫通孔の第１の開口部側に、第１の開口部から離間するにつれて口径が小さくされたテーパ部が形成された口金を、光ファイバ芯線の先端に取り付けるとともに、光ファイバ芯線の先端の端面を、加熱された鏡面を有する鏡面板により鏡面加工する光ファイバ芯線の端面加工方法であって、
光ファイバ芯線を、第１の開口部から光ファイバ芯線の先端が突出するように、第２の開口部から貫通孔に所定位置にまで挿通する挿通工程と、
口金を加熱して、光ファイバ芯線を膨大化させる膨大化工程と、
口金を加熱して光ファイバ芯線を膨大化させながら第１の開口部を塞ぐように、鏡面板の鏡面を口金に圧接させる圧接工程と、
光ファイバ芯線の端面を加熱し、溶融若しくは軟化させて鏡面に接触させてから、光ファイバ芯線の端面を冷却し、固化させて、光ファイバ芯線の端面に鏡面を転写させる転写工程とを有し、前記圧接工程は前記膨大化工程の後に行われることを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の光ファイバ芯線の端面加工方法の一実施形態例について説明する。この端面加工方法は、光ファイバ芯線の外側に被覆材が被覆されてなる光ファイバケーブルの先端に、口金を取り付けるとともに、光ファイバ芯線の端面を、鏡面板を用いて鏡面加工する方法である。
図１に、本実施形態例の光ファイバ芯線の端面加工方法で使用される口金１を示す。この口金１には、第１の開口部２から第２の開口部３まで貫通する貫通孔４が形成され、この貫通孔４の第１の開口部２側には、第１の開口部２から離間するにつれて口径が小さくされたテーパ部５が形成されており、第２の開口部３側には第１の挿通部６が形成されている。さらに、第１の挿通部６より口径が小さく、テーパ部５と第１の挿通部６とを接続する第２の挿通部７が形成されている。ここで、第１の挿通部６の内径は、光ファイバケーブルの外径と略同じにされており、第２の挿通部７の内径は、光ファイバ芯線の外径と略同じにされている。このように貫通孔４が形成されているので、光ファイバケーブルの挿通が規制され、光ファイバ芯線のみが第２の挿通部７およびテーパ部５に挿通される。
【０００７】
口金１においては、テーパ部５のテーパ角度θは９０°以下であることが好ましく、５°〜２８°であることがさらに好ましい。テーパ角度θが９０°を超えると、膨大に要する時間が長くなり生産性が悪くなる場合がある。ここで、テーパ角度θとは、中心軸に沿ってテーパ部５を切断したときの断面図（図１）において、テーパ部５の２つの内周面の間に形成される角度のことである。
また、外側から加熱したときの加熱効率を高めるため、テーパ部５が形成されている部分の口金１の断面外径はできるだけ小さいことが好ましい。
【０００８】
次に、本実施形態例で使用される加工装置１０を図２に示す。この加工装置１０は、光ファイバケーブル１１を把持する把持手段１２と、少なくとも口金１のテーパ部５の外側を加熱する口金加熱体１３と、少なくとも口金１の第１の挿通部６の外側を冷却する口金冷却体１４と、鏡面１５を有する鏡面板１６と、鏡面板１６に接触して鏡面板１６を加熱する鏡面板加熱体１７と、鏡面板１６を送風冷却する冷却手段１８とを有して概略構成されている。
この加工装置１０において、把持手段１２と、鏡面板１６と、鏡面板加熱体１７とは、光ファイバケーブル１１の軸方向と平行に移動可能にされている。さらに、鏡面板１６は口金１に接触可能にされており、鏡面板加熱体１７は鏡面板１６に接触可能にされている。
また、把持手段１２は、光ファイバケーブル１１を把持するクランプ１９が取り付け可能にされている。鏡面板１６は、少なくとも光ファイバ芯線２０に接触する部分が鏡面１５にされている。
【０００９】
次に、本実施形態例における光ファイバ芯線の端面加工方法について説明する。この端面加工方法では、まず、図３（ａ）に示すように、露出工程において、ケーブルの外皮径が２．２ｍｍ、光ファイバ芯線の外径が１ｍｍである１芯光ファイバケーブル３１の端部の被覆材を除去して、光ファイバ芯線２０を露出させる。次いで、図３（ｂ）に示すように、切断工程において、光ファイバケーブル１１をクランプ１９により固定し、露出した光ファイバ芯線２０を、所定長さに切断する。ここで、所定長さとは、光ファイバ芯線２０を口金に所定位置にまで挿通させた際に、第１の開口部から突出する部分の体積が、光ファイバ芯線が挿通するテーパ部の空洞部分の体積と略同等になるような長さのことである。
なお、切断の際には、切断手段であるホットカット機３１が用いられる。ホットカット機３１は、加熱された切断刃によって光ファイバ芯線２０を切断するものである。この切断工程では、光ファイバ芯線に口金が取り付けられていない状態で光ファイバ芯線２０を切断するので、高精度に切断することが可能であり、また、加熱された切断刃を用いて光ファイバ芯線２０を切断するため、より高精度に切断を行うことが可能である。光ファイバ芯線２０を高精度かつ平滑に切断するためには、光ファイバ芯線２０の切断方向（切断刃の刃先の移動方向）と切断刃の刃先における切断刃の光ファイバ芯線２０側の側面とがなす角度を、５°〜３０°とすることが好ましく、８°〜１２°とすることがより好ましい。その角度が小さすぎると切断刃の側面が光ファイバ芯線２０の端面に触れるおそれがあり、角度が大きすぎると光ファイバ芯線２０を平滑に切断することができなくなるおそれがある。
また、切断刃の温度は、１８０〜２７０℃であることが好ましく、２２０〜２４０℃であることがより好ましい。切断刃の温度が１８０℃未満であると、切断面に凹みが生じることがあり、２７０℃を超えると、切断面の表面がザラつくことがある。また、切断速度（切断刃の移動速度）は、５〜１５ｍｍ／分であることが好ましい。切断速度が１５ｍｍ／分を超えると、切断面に凹みが生じることがあり、５ｍｍ／分未満であると切断面の表面がザラつくことがある。
【００１０】
次いで、図３（ｃ）に示すように、接着剤塗布工程において、光ファイバ芯線２０の外周面に接着剤３２を塗布する。ここで使用できる接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂などが挙げられる。
次いで、図３（ｄ）に示すように、挿通工程において、第１の開口部２から光ファイバ芯線２０の先端が突出するように、光ファイバ芯線２０を第２の開口部３から貫通孔４に所定位置にまで挿通する。ここで、所定位置とは、第１の開口部２から突出した部分の光ファイバ芯線２０の体積が、光ファイバ芯線が挿通するテーパ部の空洞部分の体積と略同等になるような、光ファイバケーブル１１の挿入位置のことである。なお、本実施形態例では、光ファイバケーブル１１の肩部３３が第１の挿通部６の先端の壁面３４に当接するまで光ファイバケーブル１１を挿入すれば、所定位置に挿入するようにされている。
【００１１】
次いで、図４（ａ）に示すように、膨大化工程において、クランプ１９を把持手段１２に取り付け、口金加熱体１３を口金１の先端側周面に当接させて加熱する。それと同時に、光ファイバケーブル１１の先端以外の部分が膨大しないように、第１の挿通部６の外側の口金１周面に口金冷却体１４を当接させて冷却する。このようにして、口金１を加熱することにより光ファイバ芯線２０を加熱してテーパ部５に位置する光ファイバ芯線２０の先端を徐々に膨大化させて、テーパ部５を充填する。なお、このときの口金加熱体１３の温度は、光ファイバ芯線２０が膨大化する温度であればよく、口金冷却体１４の温度は、光ファイバケーブル１１が膨大化しない温度であればよい。
次いで、図４（ｂ）に示すように、圧接工程において、口金加熱体１３による口金１の加熱を継続しながら鏡面１５で第１の開口部２を塞ぐように、鏡面板１６を口金１に圧接させる。この圧接では、鏡面板１６が、第１の開口部２から突出した光ファイバ芯線２０を押圧するので、テーパ部５中に充填される。
【００１２】
次いで、図５（ａ）に示すように、転写工程において、鏡面板加熱体１７を鏡面板１６に当接させ、さらには鏡面板加熱体１７により鏡面板１６を押圧して鏡面板１６を加熱加圧する。そして、光ファイバ芯線２０を膨大化させてテーパ部５を隙間なく充填するとともに、溶融した光ファイバ芯線２０を、鏡面板１６の鏡面１５に接触させる。
次いで、図５（ｂ）に示すように、口金１に鏡面板１６を接触させたまま、冷却手段１８であるエア吹き出しノズルを用いて口金１先端と鏡面板１６とを冷却して、光ファイバ芯線２０の端面を固化させるとともに、光ファイバ芯線２０の端面に鏡面１５を転写させる。
最後に、口金１から、口金加熱体１３と、口金冷却体１４と、鏡面板１６（鏡面板加熱体１７を含む）とを引き離し、把持手段１２から光ファイバケーブル１１を取り外して、光ファイバ芯線２０の端面が加工された光ファイバケーブル１１を得る。
【００１３】
上述した実施形態例の光ファイバ芯線の端面加工方法では、光ファイバ芯線２０を高精度に所定長さに切断してから、光ファイバ芯線２０を所定位置にまで口金１の貫通孔４に挿通しているので、口金加熱体１３により口金１を加熱して光ファイバ芯線２０を膨大化させたときに、テーパ部５を過不足なく充填することができる。その結果、余長の違いによる不良を排除することができ、冷却手段１８であるエア吹き出しノズルにより口金１先端と鏡面板１６とを冷却して、光ファイバ芯線２０の端面を固化させるとともに、光ファイバ芯線２０の端面に鏡面１５を転写させても、端面の欠けなど不良の発生が防止されている。したがって、光ファイバ芯線２０の光学性能が優れている。また、不良品の発生率を低減できるので、歩留まりを向上させることができる。
【００１４】
また、上述した実施形態例では、光ファイバ芯線２０を貫通孔４に挿入する前に、光ファイバ芯線２０の外周面に接着剤３２を塗布するので、口金１と光ファイバ芯線２０とが接着して、光ファイバ芯線２０を所定位置に固定できる。その結果、テーパ部５をより過不足なく充填できるので、光ファイバ芯線２０の端面をより均一にでき、光学性能をより向上させることができる。
さらに、上述の実施形態例では、圧接工程に先立って、膨大化工程において光ファイバ芯線２０の先端を徐々に膨大化させているため、光ファイバ芯線２０をテーパ部５の根本部分から徐々に充填することができる。そして、その後の圧接工程においては膨大化工程により予め加熱された光ファイバ芯線２０の口金加熱体１３による加熱を継続しながら鏡面板１６を口金１に圧接するため、テーパ部５の全体に光ファイバ芯線２０を充填することができる。したがって、口金１と光ファイバ芯線２０は強固に固定され、また、端面処理による光学特性の低下を招くことがない。
【００１５】
なお、本発明は上述した実施形態例の端面加工方法に限定されない。例えば、鏡面体と端面加熱体とを一体化して、光ファイバ芯線を加熱・加圧してもよい。このように、鏡面体と端面加熱体とを一体化すると、加工装置が簡素化される。また、接着剤塗布工程において、接着剤３２を光ファイバ芯線２０の外周面に塗布するのではなく、接着剤を貫通孔４の内面に塗布してもよい。さらに、光ファイバ芯線２０の外周面と貫通孔４の内面の両方に塗布してもよい。
【００１６】
また、上述した実施形態例の端面加工法では、膨大化工程、圧接工程、転写工程を順に行っていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、膨大化工程と圧接工程とを同時に行ってもよいし、圧接工程と転写工程とを同時に行ってもよい。さらには、膨大化工程と圧接工程と転写工程とを同時に行ってもよい。
さらには、露出工程、切断工程、接着剤塗布工程を有していなくてもよい。
また、１芯の光ファイバケーブルを加工したが、多芯の光ファイバケーブルを加工してもよい。なお、加工される光ファイバケーブルとしては、有機系または無機系の光ファイバ芯線にポリエチレン等の外皮が被覆されているものが用いられる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明では、光ファイバ芯線を高精度に所定長さに切断してから、光ファイバ芯線を所定位置にまで口金の貫通孔に挿通しているので、口金を加熱して光ファイバ芯線を膨大化させたときに、容易にテーパ部を過不足なく充填することができる。その結果、余長の違いによる不良を排除することができ、口金先端と鏡面板とを冷却して、光ファイバ芯線の端面を固化させるとともに、光ファイバ芯線の端面に鏡面を転写させたときに、端面の欠けなど不良の発生を防止できる。したがって、光ファイバ芯線の光学性能が優れている。また、本発明の端面加工方法によれば、膨大化工程の後に、口金の加熱による光ファイバ芯線の膨大化を継続しながら鏡面板を口金に圧接する圧接工程を行うため、光ファイバ芯線をテーパ部の根本まで充填することができ、光学特性の低下を招くことなく光ファイバ芯線と口金を強固に固定することができる。さらに、不良品の発生率を低減できるので、歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ芯線の端面加工方法の一実施形態例で使用される口金を示す断面図である。
【図２】本発明の光ファイバ芯線の端面加工方法の一実施形態例で使用される加工装置を示す断面図である。
【図３】本発明の光ファイバ芯線の端面加工方法の一実施形態例を示す断面図である。
【図４】本発明の光ファイバ芯線の端面加工方法の一実施形態例を示す断面図である。
【図５】本発明の光ファイバ芯線の端面加工方法の一実施形態例を示す断面図である。
【図６】従来の光ファイバ芯線の端面加工方法の一例を工程順に示す断面図である。
【図７】口金から突出した光ファイバ芯線を切断し、膨大化したときの断面図であって、（ａ）は余長が長すぎた場合の図であり、（ｂ）は余長が短すぎた場合の図である。
【符号の説明】
１　口金
２　第１の開口部
３　第２の開口部
４　貫通孔
５　テーパ部
６　第１の挿通部
７　第２の挿通部
１１　光ファイバケーブル
１５　鏡面
１６　鏡面板
２０　光ファイバ芯線
【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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