(57)【要約】【課題】光ファイバ固定具３の端面の研磨傷を抑制し、優れた光学特性の光ファイバ固定具が加工でき、短時間で加工が行える端面研磨加工装置１を提供する。【解決手段】光ファイバ固定具３の端面を研磨加工する為の研磨盤２と研磨治具４からなる端面研磨加工装置１において、上記研磨治具４に固定されている光ファイバ固定具３の加工端面の上に研磨盤２を配置し、研磨盤２の下方から研磨液を吹きかけ研磨を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを挿入固定した光ファイバ固定具の端面を研磨する研磨盤と上記光ファイバ固定具を固定する研磨冶具からなる端面研磨加工装置において、上記研磨盤を上記光ファイバ固定具の加工端面の上に位置するように配置したことを特徴とする光ファイバ固定具の端面研磨加工装置。
【請求項２】
光ファイバを挿入固定した光ファイバ固定具の端面を研磨する研磨盤と上記光ファイバ固定具を固定する研磨冶具からなる端面研磨加工装置において、上記研磨盤に供給される研磨液が重力で滴下するように上記研磨盤を配置したことを特徴とする光ファイバ固定具の端面研磨加工装置。
【請求項３】
上記研磨盤に研磨液を下方からシャワー状あるいは霧状に吹きかけて供給することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の光ファイバ固定具の端面研磨加工装置。
【請求項４】
上記研磨盤と研磨治具の少なくともいずれか一方が螺旋回転することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバ固定具の端面研磨加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信に使用する光ファイバ固定具を固定し先端面を加工するための研磨加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光信号を電気信号に変換するための光モジュールは、半導体レーザーやフォトダイオード等の光素子をケース内に収納し、光ファイバを通じて光信号を導入又は導出するような構造となっている（特許文献１参照）。
【０００３】
上記光モジュールのうちコネクタを接続するようにしたレセプタクル型の光モジュールは、図３に示すような光レセプタクル１８の一端に光素子１３を備えるとともに、他端に光コネクタ（ＳＣコネクタ）のプラグフェルール１４を接続するものである。
【０００４】
上記光レセプタクル１８は、図３に示すようにジルコニア、アルミナ等のセラミック材料からなるフェルール１９と、該フェルール１９の貫通孔に石英ガラス等からなる光ファイバ２０を挿入固定して得られた光ファイバ固定具３の後端部をホルダ１７に圧入により固定し、先端部をスリーブ１６の内孔に挿入するとともに、それらをスリーブケース１５に圧入又は接着固定することによって構成されている。
【０００５】
光レセプタクル１８に接続されるコネクタもＳＣコネクタ等からＬＣコネクタ等のより小さなコネクタが使用されている。
【０００６】
上記光レセプタクル１８に使用される光ファイバ固定具３は円柱形状であり、フェルール１９の先端面は光ファイバ２０と同時に鏡面研磨されている。前記フェルール１９の外径公差は±１μm以下で、光ファイバ２０の挿入穴の同心度は１μm程度の非常に精密な部品である。
【０００７】
中心部の光ファイバ２０には光信号が伝搬するコアがあり、コアとコアを接続し、接続損失の少ない光コネクタを実現する為、フェルール１９の先端面を曲面に研磨し、曲面の頂点部に光ファイバ２０のコア部を有するＰＣ研磨型光コネクタが有効である。
【０００８】
このＰＣ研磨は、粗研磨工程、中仕上げ研磨工程及び仕上げ研磨工程の３工程からなる研磨加工により、加工変質層の少ない高精能な仕上げ研磨がなされる。
【０００９】
ここで用いられる光ファイバ固定具３の端面を研磨する加工装置としては、図２（ａ）のように、回転駆動される円盤状の研磨盤２の上に光ファイバ固定具３が固定された研磨治具１０を乗せ、この光ファイバ固定具３の端面を研磨シート２２に接触させ、この状態で前記研磨盤２を回転駆動することで、接合端面を研磨する構成が一般的である。
【００１０】
図２（ｂ）は、前述のような加工装置に適用される研磨治具の一例を示している。
【００１１】
図２（ｂ）において、研磨治具１０は、プレート状の治具本体の外周面の複数箇所に固定板８によって、光ファイバ固定具３を着脱自在に固定するようになっている。固定板８は、ネジ部材９を研磨治具本体１０に向けて捩じ込むことで、研磨治具本体１０の外周面に形成された収納溝内に収納された光ファイバ固定具３を、収納溝内面に押圧固定するようになっている（特許文献２参照）。  
また、図２（ｃ）のように研磨盤２が地面に対し垂直に取り付けられている研磨加工装置５もあり、チャック式等の研磨治具４に取り付けられた光ファイバ固定具３の研磨加工端面を横方向から荷重をかけて研磨加工端面と研磨盤２を接合させて研磨を行う研磨加工装置５も存在する。研磨液の供給方法としては、研磨前に一定量の研磨液を霧吹きやスポイトなどで研磨盤に供給してから研磨を行う方法や、研磨中に絶えず研磨液をシャワー状に研磨盤２全体に供給し続けて研磨を行う方法や、研磨盤２の中心に近い位置の上部にノズルが配置され、上記ノズルから研磨液が噴射して研磨液が研磨盤２の内側から外側に流れ出ていく供給方法など様々な方法がある。
【特許文献１】特開２００１−６６４６８号公報
【特許文献２】特開２００３−１８１７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の研磨加工装置においては、研磨液を供給し続けて研磨したとしても、研磨滓は研磨盤をつたって研磨盤の外に流れ出ていく間、研磨盤上に残留することになり、研磨盤と光ファイバ固定具の研磨加工端面との間に研磨滓が入り込み、光ファイバ固定具端面の特に光ファイバ部分にスクラッチ等の研磨傷が発生することがあり、光学特性（反射減衰量等）が劣ってしまうことがあった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記問題点に鑑みて本発明の端面研磨加工装置は、光ファイバを挿入固定した光ファイバ固定具の端面を研磨する研磨盤と上記光ファイバ固定具を固定する研磨冶具からなる端面研磨加工装置において、上記研磨盤を上記光ファイバ固定具の加工端面の上に位置するように配置したことを特徴とする。
【００１４】
また、光ファイバを挿入固定した光ファイバ固定具の端面を研磨する研磨盤と上記光ファイバ固定具を固定する研磨冶具からなる端面研磨加工装置において、上記研磨盤に供給される研磨液が重力で滴下するように上記研磨盤を配置したことを特徴とする。
【００１５】
また、上記研磨盤に研磨液を下方からシャワー状あるいは霧状に吹きかけて供給することを特徴とする。
【００１６】
また、上記研磨盤と研磨治具の少なくともいずれか一方が螺旋回転することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
このように本発明によれば、研磨治具に固定されている光ファイバ固定具の加工端面の上に研磨盤が位置し、研磨盤に研磨液を下方からシャワー状あるいは霧状に吹きかけて研磨することによって、研磨滓が研磨盤をつたうことなく研磨液と一緒に重力によって速やかに下方に落下する為、研磨中に光ファイバ固定具研磨端面と研磨盤との間に研磨滓が入り込まないので、光ファイバ固定具端面の特にファイバ部に研磨傷が発生しない為、外観不良が発生せず、優れた光学特性をもつ光ファイバ固定具を加工することができる。
【００１８】
た、研磨盤と研磨治具がともに回転することにより、従来方法よりも研磨効率が向上し、加工時間が短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ここで、本発明の実施形態を説明する。
【００２０】
図１は、本発明の光ファイバ固定具の端面研磨加工装置の一実施形態を示す断面図である。
【００２１】
本発明の端面研磨加工装置１は、光ファイバ固定具３の加工端面の上に研磨盤２を位置するように配置し、上記研磨盤２に付与された研磨液が重力によって滴下しなければならない。
【００２２】
研磨液の供給方法としては、研磨盤２に向けて研磨液を下方からシャワー状あるいは霧状に吹きかけて供給することが好ましい。
【００２３】
研磨方法は、上記研磨盤２を光ファイバ固定具３に向けて押圧して、研磨盤２と研磨治具４の少なくともいずれか一方を図４（ａ）のように螺旋回転させて光ファイバ固定具３の端面を研磨することが好ましい。
【００２４】
ここで、本発明の端面研磨加工装置で研磨加工する光ファイバ固定具は、中心に貫通孔を有する円筒状のフェルール１９に光ファイバ２０を接着剤にて接着固定する構成からなる。
【００２５】
このフェルール１９の材質は、接着剤との硬度差を利用するため、ジルコニア、アルミナ等のセラミック製が最もよく、次に金属、ガラス製と続き、樹脂製フェルールは推薦しない。
【００２６】
研磨盤２及び研磨治具４は、そのどちらか一方のみ運動可能な場合、回転及び揺動する必要がある。
【００２７】
また、研磨盤２と研磨治具４がともに運動可能な場合は一方が回転、他方が揺動の場合でも、両方が回転の場合でもどちらでもよい。光ファイバ固定具３の研磨端面を複数の運動方式によって研磨するのは、光ファイバ固定具３の端面をムラなく研磨する為である。
【００２８】
回転方式は特に限定されないが、図４（ａ）のような螺旋回転方式や図４（ｂ）のような回転と揺動がともに行われる方式が一般的である。
【００２９】
また、光ファイバ固定具３の端面研磨に使用する研磨液は液状であれば特に限定されなく、例としては水道水、純水、オイルなどがある。
【００３０】
ここで、光ファイバ固定具３の研磨方式の１つであるＰＣ研磨方法について述べる。
【００３１】
ＰＣ研磨は一般的に研磨機５を用い、研磨機５には回転及び揺動する研磨盤２を具備する。研磨盤２上にはスタブ３の先端面を研磨する研磨シート２２が脱着可能に取り付けられている。この研磨シート２２は研磨盤２の上面に固定される弾性部材２１の上面に裁置される。
【００３２】
弾性部材２１の硬度は５５±１０Ｈｓ程度が適当であり、この硬度より硬度が大きい場合は弾性部材２１の厚み方向への弾性変形が少ない為、スタブＰＣ端面の曲率半径が大きくなり、また、前記硬度より小さい場合は弾性部材２１の厚み方向への弾性変形が大きくなる為、光ファイバ固定具３の曲率半径が小さくなり、コネクタ同士を接続させたときに接続損失が大きくなってしまう。
【００３３】
また、研磨シート２２は、荒研磨工程から仕上げ研磨工程毎に研磨シート２２の研磨砥粒を高硬度から低硬度に順次交換して研磨することになる。この研磨砥粒は例えばダイヤモンド、炭化ケイ素、シリカ等がある。
【００３４】
この研磨シート２２を研磨治具４に固定された光ファイバ固定具３の研磨端面に上から押圧し、研磨液を下方からシャワー状あるいは霧状に研磨盤２に向けて吹きかけ、研磨盤２及び研磨治具４が回転及び揺動することにより研磨を行うが、このとき荒研磨工程から仕上げ研磨工程毎に研磨砥粒が高硬度から低硬度の研磨部材に順次交換して研磨することによって光ファイバ固定具端面を鏡面に仕上げていく。
【実施例】
【００３５】
次に、本発明の実施例を示す。
【００３６】
ここで、以下に示す方法でＰＣ研磨の実験を行った。研磨する光ファイバ固定具としてＪＩＳ  Ｃ  ５９７３に制定されるＳＣ形光コネクタ（ＳＣ：Ｓｉｎｇｌｅ  ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒ  ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）を用い、本発明実施例として図１に示すように、研磨治具４に固定されている光ファイバ固定具３の研磨端面の上から研磨盤２を２．５ｋｇｆで押圧し、研磨盤２を１８０回転／分で回転させ、また研磨治具４を１２０回転／分させてＰＣ研磨を行った。
【００３７】
研磨液は純水、ユシロンオイル、ポリエチレングリコールを純水で薄めたものの三種を使用した。
【００３８】
研磨液の供給方法としては、研磨中常に上記研磨液を供給し続け、それぞれ霧状にした場合とシャワー状にした場合の二通りの供給方法を用いて、研磨液の量は１００ｍｌ／分程度とした。
【００３９】
また、比較例として図２に示すよう研磨治具１０の外周面に形成された収納溝内に光ファイバ固定具３を裁置し、固定板８をネジ部材９によって押圧固定する従来の研磨治具１０を用意してＰＣ研磨を行った。
【００４０】
上記比較例では研磨液として純水を使用し、供給方法は研磨前に霧吹きで５ｍｌほど研磨盤２全体に吹きかけた。
【００４１】
各研磨工程は、荒研磨工程及び中仕上げ研磨工程ではダイヤモンドが印刷された研磨部材を用い、仕上げ研磨工程では、シリカが印刷された研磨部材を用いて研磨を行い、本発明実施例と比較例の方法での光ファイバ固定具の研磨端面の外観不良率と反射減衰量の測定し比較を行った。
【００４２】
結果は表１、２に示す通りである。
【表１】
2005241912.tif 000003
【００４３】
【表２】
2005241912.tif 000004
【００４４】
表１より本発明の端面研磨加工装置１を使用した場合、端面の外観不良率は研磨液の種類及び供給方法で著しい差は見られなかったが悪くても４．２％であり、一方従来の端面研磨加工装置を使用した場合、１２．５％となり、８．３％の不良率改善となった。
【００４５】
反射減衰量は、本発明の端面研磨加工装置を使用した場合、研磨液の種類及び供給方法で著しい差は見られなかったが、研磨液が純水でかつ研磨液の供給方法がシャワー状の条件のものが最も良く５８．１ｄＢであった。
【００４６】
一方従来の端面研磨加工装置を使用した場合４９．６ｄＢとなり、８．５ｄＢの反射減衰特性の向上となった。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】（ａ）は本発明の端面研磨加工装置の一実施形態を示す全体図、（ｂ）は本発明の端面研磨加工装置の拡大断面図である。
【図２】（ａ）は従来の端面研磨加工装置（研磨盤が研磨治具に対して下に位置する構成）の一実施形態を示す断面図、（ｂ）は従来の端面研磨治具を示す上面図、（ｃ）従来の端面研磨加工装置（研磨盤が地面に対して垂直に位置する構成）の一実施形態を示す断面図である。
【図３】通常の光モジュールを示す断面図である。
【図４】（ａ）は螺旋回転の軌跡を示す上面図、（ｂ）は回転と揺動がともに行われたときの軌跡を示す上面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１：端面研磨加工装置
２：研磨盤
３：光ファイバ固定具
４：研磨治具
５：従来の端面研磨加工装置
６：研磨液放出口
７：研磨液放出方向
８：固定板
９：ネジ部材
１０：研磨治具
１１：レンズ
１２：ケース
１３：光素子
１４：プラグフェルール
１５：スリーブケース
１６：スリーブ
１７：ホルダ
１８：光レセプタクル
１９：フェルール
２０：光ファイバ
２１：弾性部材
２２：研磨シート
２３：チャック式研磨治具
２４：螺旋回転の軌跡
２５：回転と揺動がともに行われた軌跡
【図１】
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【図２】
2005241912.tif 000006
【図３】
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【図４】
2005241912.tif 000008