(57)【要約】      （修正有）【課題】  光ファイバの端面研磨において、研磨所要時間も短く、研磨装置のコストダウンと小型化が可能な光ファイバ端面の研磨方法と研磨装置を提供する。【解決手段】  研磨定盤と光ファイバ端面の相対運動成分として、光ファイバ端面の中心が研磨定盤に接触しながら研磨定盤の上を運動の中心部から所定の大きさ以上変位してのちに、変位方向を転向して運動の中心部の方向に向かう変位成分を有するように変位する運動を繰り返し行う。【選択図】  図１０
2005118932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨盤に研磨材を付けたもの、あるいは、研磨盤に研磨シートを載せたもの、あるいは、研磨盤に研磨シートを貼ったもの、あるいは、研磨盤にゴム等の弾性体を配置しその上に研磨シートその他の研磨材を配置したものなどの研磨を行うことができるものを研磨定盤と定義して、また、本発明でいう光ファイバ端面とは、光ファイバの端面のみならず、光ファイバ芯線をフェルールなど光ファイバ端部を保持する保持部材の貫通孔などに保持している状態の光ファイバ端末の場合には前記光ファイバ芯線の端面と前記フェルールなど光ファイバ端部の保持部材の端面の被研磨面とを光ファイバ端面と称することにして、研磨定盤と被研磨物である光ファイバ端面を接触させた状態で両者を相対的に運動させて前記光ファイバ端面を研磨する光ファイバ端面の研磨システムにおける光ファイバ端面の研磨方法において、前記研磨に用いる前記研磨定盤と被研磨物としての前記光ファイバ端面の間の相対運動の運動成分として、少なくとも、前記相対運動を前記研磨定盤の上を前記光ファイバ端面が相対的に変位すると表現した場合に、前記光ファイバ端面の中心が前記研磨定盤に接触しながら前記研磨定盤の上を運動の中心部から所定の大きさ以上変位（以下、外方向変位ともいう）して後に、変位方向を転向して前記運動の中心部の方向に向かう変位成分を有するように変位（以下、内方向変位ともいう）するという運動を少なくとも一回行い、続いて、前記外方向変位の変位方向とは異なる方向へ外方向変位して後に内方向変位をするという運動を少なくとも一回行い、続いて、前記外方向変位の変位方向とは異なる方向へ外方向変位して後に内方向変位をするという運動を少なくとも一回行うということを繰り返し行う運動（以下、振幅運動ともいう）を発生する運動駆動手段により発生された前記振幅運動を有しており、前記振幅運動は、被研磨物である光ファイバを研磨システムにセットして研磨のための前記振幅運動を開始したときの、あるいは、前記振幅運動の一時停止後再び研磨のために行われる前記振幅運動を開始したときのそれぞれ第１回目〜第３回目の外方向変位と内方向変位（以下、第１回目〜第３回目の外方向変位と内方向変位を初期変位ともいう）を除いて、一つの外方向変位からそれに続く内方向変位に移行する点（以下、最外点ともいう）から前記一つの外方向変位の運動軌跡上で１００μｍ手前の点（以下、第１の軌跡点ともいう）と前記最外点とを結んだ線分（以下、第１の線分ともいう）と前記最外点を通過して続いて行われる内方向変位の運動軌跡上で前記最外点から１００μｍ離れた点（以下、第２の軌跡点ともいう）と前記最外点とを結んだ線分（以下、第２の線分ともいう）とのなす角度が６０度以下であるとともに、前記第１の線分を前記最外点から前記第１の軌跡点を通過して延長した直線（以下、第１の直線ともいう）と前記第２の線分を前記最外点から前記第２の軌跡点を通過して延長した直線（以下、第２の直線ともいう）の内側に前記運動の中心部があるような外方向変位とそれに続く内方向変位の組を主要研磨時間内の変位回数の過半数回生じるような運動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記振幅運動が、前記最外点と前記運動の中心との距離が被研磨光ファイバ端面の平均半径の１〜３倍の距離になるような外方向変位を研磨の主要時間中に３０％以上含んでいることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記振幅運動は、研磨の主要時間中に、１分間に１０回以上前記外方向変位とそれに続く内方向変位を行う振幅運動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項４】
請求項３に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記振幅運動は、研磨の主要時間中に、１分間に１００回以上前記外方向変位とそれに続く内方向変位を行う振幅運動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記振幅運動中の時系列的に前後して生じる任意の２回の前記外方向変位の前記振幅運動の中心に対して張る角をθとして、前記角θが、３６０°、７２０°、１０８０°、１４４０°のいずれの約数でもない所定の角度であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、研磨中の前記振幅運動の前記角θが６０°以上になる外方向変位が過半数であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記振幅運動が、前記外方向変位の変位方向が乱数表などを用いて無作為に選択されて出現する運動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記振幅運動が、前記光ファイバの端面を、直交座標軸系において用いられるような、前記光ファイバの端面の中心を通り互いに直交する２つの座標軸によって４つの象限に分けて表現した場合に、同一光ファイバの研磨において、前記振幅運動の前記最外点の各象限毎における出現回数がおおむね均等になるように前記外方向変位がなされる運動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記振幅運動が、前記光ファイバの端面を、直交座標軸系において用いられるような、前記光ファイバの端面の中心を通り互いに直交する２つの座標軸によって４つの象限に分けて表現した場合に、同一光ファイバの研磨において、前記４つの象限のうちのいずれか２つの互いに隣り合った象限における前記振幅運動の前記最外点の出現回数が互いにおおむね等しく、かつ、残りの２つの互いに隣り合った象限における前記振幅運動の前記最外点の出現回数よりも多く、さらに互いにとなり合った前記残りの２つの象限における前記振幅運動の前記最外点の出現回数が互いにおおむね等しくなるように光ファイバ端面が変位する方向を選んで変位させる運動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記振幅運動を第１の運動と定義して、前記研磨に用いる前記研磨定盤と被研磨物としての前記光ファイバの端面の間の相対運動として、前記第１の運動に、第２の運動と定義する回転中心軸線を中心に回転する前記研磨定盤の回転運動が重畳された運動を用いることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記研磨に用いる前記研磨定盤と被研磨物としての前記光ファイバの端面の間の相対運動として、前記第１の運動に、第３の運動と定義する回転中心が時間的に変動する偏心回転運動と第４の運動と定義する往復運動が重畳された運動を用いることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記第４の運動である往復運動が単振動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記研磨に用いる前記研磨定盤と被研磨物としての前記光ファイバの端面の間の相対運動として、前記第１の運動に、あるいは前記第１の運動に前記第２の運動が重畳された運動に、前記第３の運動が重畳された運動を用いることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記第１〜第３の運動は前記研磨定盤を駆動することによって生起され、前記第４の運動は前記光ファイバの端部近傍を保持している研磨治具盤を駆動することによって生起される運動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記第２または第３の運動は前記研磨定盤を駆動することによって生起され、前記第１の運動は前記光ファイバの端部近傍を保持している研磨治具盤を駆動することによって生起される運動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、振幅運動である前記第１の運動がおおむね直線上を変位する周期運動あるいは円弧などの曲線上を変位する周期運動あるいは両者の合成された変位をする周期運動のいずれかであることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記周期運動は、振幅運動である前記第１の運動を抽出してみた場合に、前記光ファイバ端面の中心から見て放射状の方向で、かつ、前記方向の出現順序が無作為であるように各方向に振幅を有する周期運動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、振幅運動である前記第１の運動が、前記研磨定盤と前記研磨治具盤の少なくとも一方を、バネ、ゴム、磁石、電磁石、ソレノイド、気体の吸引機構または圧縮機構の少なくとも１つを用いた駆動手段によって駆動して生起される運動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、振幅運動である前記第３の運動が、前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤の少なくとも一方を電磁的手段によって駆動して発生される運動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記電磁的手段が、前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤の少なくとも一方に配置された磁石あるいは電磁石と、前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤に配置された磁石あるいは電磁石に対向して前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤の外部に配置された電磁石あるいは磁石との間の電磁的作用を利用した駆動手段であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記相対運動として超音波振動を用いたことを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記研磨定盤にフェルトを取り付けたことを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項２３】
請求項１〜２１のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記研磨定盤に研磨剤の微粒子を塗布したフェルトまたはスポンジ、あるいは、研磨剤の微粒子を接着または付着させたブラシを取り付けたことを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記ブラシの先端部が球体の一部の形状をしていることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法。
【請求項２５】
研磨盤に研磨材を付けたもの、あるいは、研磨盤に研磨シートを載せたもの、あるいは、研磨盤に研磨シートを貼ったもの、あるいは、研磨盤にゴム等の弾性体を配置しその上に研磨シートその他の研磨材を配置したものなどの研磨を行うことができるものを研磨定盤と定義して、また、本発明でいう光ファイバ端面とは、光ファイバの端面のみならず、光ファイバ芯線をフェルールなど光ファイバ端部を保持する保持部材の貫通孔などに保持している状態の光ファイバ端末の場合には前記光ファイバ芯線の端面と前記フェルールなど光ファイバ端部の保持部材の端面の被研磨面とを光ファイバ端面と称することにして、研磨定盤と被研磨物である光ファイバ端面を接触させた状態で両者を相対的に運動させて前記光ファイバ端面を研磨する光ファイバ端面の研磨装置において、振幅運動が、前記相対運動を前記研磨定盤の上を前記光ファイバ端面が相対的に変位すると表現した場合に、前記光ファイバ端面の中心が前記研磨定盤に接触しながら前記研磨定盤の上を運動の中心部から所定の大きさ以上変位（以下、外方向変位ともいう）して後に、変位方向を転向して前記運動の中心部の方向に向かう変位成分を有するように変位（以下、内方向変位ともいう）するという運動を少なくとも一回行い、続いて、前記外方向変位の変位方向とは異なる方向へ外方向変位して後に内方向変位をするという運動を少なくとも一回行い、続いて、前記外方向変位の変位方向とは異なる方向へ外方向変位して後に内方向変位をするという運動を少なくとも一回行うということを繰り返し行う運動であるとともに、被研磨物である光ファイバを研磨システムにセットして研磨のための前記振幅運動を開始したときの、あるいは、前記振幅運動の一時停止後再び研磨のために行われる前記振幅運動を開始したときのそれぞれ第１回目〜第３回目の外方向変位と内方向変位（以下、第１回目〜第３回目の外方向変位と内方向変位を初期変位ともいう）を除いて、一つの外方向変位からそれに続く内方向変位に移行する点（以下、最外点ともいう）から前記一つの外方向変位の運動軌跡上で１００μｍ手前の点（以下、第１の軌跡点ともいう）と前記最外点とを結んだ線分（以下、第１の線分ともいう）と前記最外点を通過して続いて行われる内方向変位の運動軌跡上で前記最外点から１００μｍ離れた点（以下、第２の軌跡点ともいう）と前記最外点とを結んだ線分（以下、第２の線分ともいう）とのなす角度が６０度以下であるとともに、前記第１の線分を前記最外点から前記第１の軌跡点を通過して延長した直線（以下、第１の直線ともいう）と前記第２の線分を前記最外点から前記第２の軌跡点を通過して延長した直線（以下、第２の直線ともいう）の内側に前記運動の中心部があるような外方向変位とそれに続く内方向変位の組を主要研磨時間内の変位回数の過半数回生じるような運動であると定義して、前記光ファイバ端面の研磨装置は、前記研磨に用いる前記研磨定盤と被研磨物としての前記光ファイバ端面の間の相対運動の運動成分として、少なくとも、前記振幅運動を生起する第１の運動駆動手段を有していることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記振幅運動中における時間的に過半数の前後して生起される前記外方向変位の運動軌跡が異なることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項２７】
請求項２５または２６に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記振幅運動が、前記最外点と前記運動の中心との距離が被研磨光ファイバ端面の平均半径の１〜３倍の距離になるような外方向変位を研磨の主要時間中に３０％以上含んでいることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項２８】
請求項２５〜２７のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記振幅運動は、研磨の主要時間中に、１分間に１０回以上前記外方向変位とそれに続く内方向変位を行う振幅運動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記振幅運動は、研磨の主要時間中に、１分間に１００回以上前記外方向変位とそれに続く内方向変位を行う振幅運動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項３０】
請求項２５〜２９のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記振幅運動中の時系列的に前後して生じる任意の２回の前記外方向変位の前記振幅運動の中心に対して張る角をθとして、前記角θが、３６０°、７２０°、１０８０°、１４４０°のいずれの約数でもない所定の角度であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項３１】
請求項２５〜３０のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記振幅運動を第１の運動と定義して、前記研磨に用いる前記研磨定盤と被研磨物としての前記光ファイバ端面の間の相対運動として、前記第１の運動を生起する第１の運動駆動手段と、第２の運動と定義する回転中心軸線を中心に回転する前記研磨定盤の回転運動を前記第１の運動に重畳させるように駆動する第２の運動駆動手段とを有することを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項３２】
請求項２５〜３０のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨に用いる前記研磨定盤と被研磨物としての前記光ファイバ端面の間の相対運動として、前記第１の運動駆動手段と、前記第１の運動に重畳する第３の運動と定義する回転中心が時間的に変動する偏心回転運動を生起する第３の運動駆動手段と、前記第１の運動に重畳する第４の運動と定義する往復運動が重畳された運動を生起する第４の運動駆動手段とを有することを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記第４の運動である往復運動が単振動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項３４】
請求項２５〜３１のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨に用いる前記研磨定盤と被研磨物としての前記光ファイバ端面の間の相対運動として、前記第１の運動に重畳する、あるいは前記第１の運動に前記第２の運動が重畳された運動に重畳する、前記第３の運動を生起する第３の運動駆動手段を有することを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項３５】
請求項２５〜３４のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記第１〜第３の運動をそれぞれ生起する第１〜第３の運動駆動手段は前記研磨定盤を駆動する運動駆動手段であり、前記第４の運動を生起する第４の運動駆動手段は前記光ファイバの端部近傍を保持している研磨治具盤を駆動する運動駆動手段であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項３６】
請求項２５〜３４のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記第２または第３の運動をそれぞれ生起する第２または第３の運動駆動手段は前記研磨定盤を駆動する運動駆動手段であり、前記第１の運動を生起する第１の運動駆動手段は前記光ファイバの端部近傍を保持している研磨治具盤を駆動する運動駆動手段であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項３７】
請求項２５〜３６のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、振幅運動である前記第１の運動が直線上を変位する周期運動あるいは円弧などの曲線上を変位する周期運動あるいは両者の合成された変位をする周期運動のいずれかであることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項３８】
請求項３７に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記周期運動は、振幅運動である前記第１の運動を抽出してみた場合に、前記光ファイバ端面の運動の中心から見て放射状の方向で、かつ、前記方向の出現順序が無作為であるように各方向に振幅を有する周期運動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項３９】
請求項２５〜３８のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、少なくとも振幅運動である前記第１の運動を駆動する前記第１の運動駆動手段が、前記研磨定盤と前記研磨治具盤の少なくとも一方を、バネ、ゴム、磁石、電磁石、ソレノイド、気体の吸引機構または圧縮機構の少なくとも１つを用いた駆動手段によって駆動して前記第１の運動を生起する運動駆動手段であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項４０】
請求項３９に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、振幅運動である前記第１の運動を駆動する前記第１の運動駆動手段が、前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤の少なくとも一方を電磁的手段によって駆動して前記第１の運動を生起する運動駆動手段であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項４１】
請求項４０に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記電磁的手段が、前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤の少なくとも一方に配置された磁石あるいは電磁石と、前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤に配置された磁石あるいは電磁石に対向して前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤の外部に配置された電磁石あるいは磁石との間の電磁的作用を利用した駆動手段であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項４２】
請求項４１に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記電磁的手段が、前記研磨定盤側に配置された永久磁石と、前記研磨定盤に配置された永久磁石と電磁作用を及ぼし合うように対応して（以下、対向して、ともいう）前記研磨定盤の外部に配置された電磁石との間の電磁的作用を利用した駆動手段であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項４３】
請求項３９〜４２のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤の研磨面と異なる部分に前記磁石と電磁石の少なくとも一方の少なくとも一部を配置することができる凹部または凸部を設けたことを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項４４】
請求項３９〜４３のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤側に配置された永久磁石または電磁石の数と、前記研磨定盤に配置された永久磁石または電磁石に対向して前記研磨定盤の外部に配置された電磁石または永久磁石の数がいずれも奇数個あるいはいずれも偶数個であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項４５】
請求項３９〜４３のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤側に配置された永久磁石または電磁石の数と、前記研磨定盤に配置された永久磁石または電磁石に対向して前記研磨定盤の外部に配置された電磁石または永久磁石の数は、一方の数が奇数個で他方の数が偶数個であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項４６】
請求項３９〜４５のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤側に配置された永久磁石の磁性が前記研磨定盤の外側に向けて全て同じ向きになっており、前記研磨定盤に配置された永久磁石または電磁石に対向して前記研磨定盤の外部に配置された電磁石の極性は、前記電磁石に電流を通じた初期極性が前記研磨定盤に配置された永久磁石または電磁石と反発する向きであることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項４７】
請求項３９に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、振幅運動である前記第１の運動を駆動する前記第１の運動駆動手段が、前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤の少なくとも一方をリニアーモータによって駆動して前記第１の運動を生起する運動駆動手段であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項４８】
請求項３９に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、振幅運動である前記第１の運動を駆動する前記第１の運動駆動手段が、前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤の少なくとも一方を超音波振動によって駆動して前記第１の運動を生起する運動駆動手段であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項４９】
請求項２５〜４８のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤として、研磨盤上に前記光ファイバ端面を研磨加工する研磨フィルムを連続的に供給する機構を備えていることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項５０】
請求項２５〜４９のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨治具盤は、前記光ファイバの端部近傍を保持して前記光ファイバ端面を前記研磨定盤に所定の接触圧を加えて着脱可能に装着する光ファイバ端部装着機構を有していることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項５１】
請求項５０に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記光ファイバ端部装着機構は、被研磨物としての前記光ファイバ端面を前記研磨定盤に装着する場合の前記所定の接触圧を発生させる手段がバネによるものであることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項５２】
請求項５０または５１に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記光ファイバ端部装着機構は、被研磨物としての前記光ファイバ端面を前記研磨定盤あるいは研磨フィルムに装着する場合の前記所定の接触圧を調整する手段を有していることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項５３】
請求項２５〜５２のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤の基準面と水平方向において、前記研磨定盤を無作為方向に前記振幅運動させる振幅運動駆動機構が設けられていることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項５４】
請求項２５〜５３のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記光ファイバ端面とそれに接触している研磨定盤の相対運動で、前記光ファイバ端面の研磨装置の外部から見て、前記光ファイバ端面は運動を生起するように駆動されておらず、動いているのは研磨定盤であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項５５】
請求項２５〜５４のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤がその基準面以外に規制されない状態で前記光ファイバ端面の研磨装置に装着されていることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項５６】
請求項５５に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤の基準面が吸引力を及ぼされて前記光ファイバ端面の研磨装置に装着されていることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項５７】
請求項５６に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記吸引力が電磁力による吸引力であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項５８】
請求項２５〜５７のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤の基準面が、少なくとも３個の球体の上に装着されており、前記基準面は前記少なくとも３個の球体の各頂点に接する平面上にあることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項５９】
請求項２５〜５８のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨治具盤の前記光ファイバ端面の研磨装置への固定機構が電磁石あるいはソレノイドを用いた機構であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項６０】
請求項２５〜５９のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨治具盤の昇降機構が、バネ、電磁石あるいはソレノイドのうちの少なくとも１つを用いた機構であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項６１】
請求項２５〜６０のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記運動駆動手段にマイクロコンピュータを使用した制御機構が用いられていることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項６２】
請求項２５〜６１のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤にフェルトを取り付けたことを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項６３】
請求項２５〜６０のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤に研磨剤の微粒子を塗布したフェルトまたはスポンジ、あるいは、研磨剤の微粒子を接着または付着させたブラシを取り付けたことを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【請求項６４】
請求項６３に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記ブラシの先端部が球体の一部の形状をしていることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
研磨盤に研磨材を付けたもの、あるいは、研磨盤に研磨シートを載せたもの、あるいは、研磨盤に研磨シートを貼ったもの、あるいは、研磨盤にゴム等の弾性体を配置しその上に研磨シートその他の研磨材を配置したものなどの研磨を行うことができるものを研磨定盤と定義して、また、本発明でいう光ファイバ端面とは、光ファイバの端面のみならず、光ファイバ芯線をフェルールなど光ファイバ端部を保持する保持部材の貫通孔などに保持している状態の光ファイバ端末の場合には前記光ファイバ芯線の端面と前記フェルールなど光ファイバ端部の保持部材の端面の被研磨面とを光ファイバ端面と称することにして、本発明は、研磨盤に光ファイバ端面を接触させた状態で両者を相対運動させて光ファイバ端面を研磨加工する光ファイバ端面の研磨方法および光ファイバ端面用の研磨装置に関し、さらに具体的には、光ファイバ端面を高精度かつ高速で研磨加工することができ、さらに、研磨装置の小型化に有利な光ファイバ端面の研磨方法および光ファイバ端面用の研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信の利用範囲の拡大に伴って、光ファイバの端面研磨装置への要求もますます高まっている。衆知のように、光通信システムにおいては、その通信経路に光信号を送受する光ファイバを用いているが、その通信システム中には光ファイバの通信経路中に増幅器や光合分波器など種々の装置が用いられている。このような光通信路においては、伝送路としての光ファイバを切断し、その間に増幅器や合分波器などを挿入し、切断された光ファイバは、その端面を平面や物理コンタクト面などの所定の形状にして用い、光結合により通信経路を形成させている。このような光通信においては、光ファイバの端面の状態に依存する光損失を出来るだけ少なくすることが求められ、そのため、光結合をさせる光ファイバの端面は極めて良好な研磨面にすることが要求されている。
【０００３】
このような要求を満たすため、従来、たとえば回転する研磨定盤に光ファイバの端面を押しつけて研磨する方法が用いられている。この研磨においては、光ファイバ端面に傷をつけることはもちろん避けなければならない。光ファイバは脆い性質を有しており、研磨中に光ファイバの端面が振動し、回転する研磨定盤と光ファイバの端面がついたり離れたりすると光ファイバに欠けを生じることが心配されている。したがって、研磨定盤の上で光ファイバの端面が振動によって研磨定盤から離れることがないように、光ファイバの端面を適度な接触圧で研磨定盤に接触させて研磨している。
【０００４】
光ファイバ端面の研磨では、光結合損を出来るだけ低く押さえた良好な研磨面を得ることが重要であるが、さらに、研磨コストの低減、研磨装置の小型化、簡素化など、実用面からの要求も多く、研磨装置に多くの改良が求められている。
【０００５】
従来の光ファイバの端面研磨装置の典型的な例としては、本発明者による特開平９−１５９８３８（特許文献１）に記載されているような公転軸と偏心自転軸を有する光ファイバの端面研磨装置がある。
【０００６】
図１９と図２０は、前記特許文献１に記載されている従来の光ファイバの端面研磨装置とその動作を説明する図で、図１９は研磨装置の断面図、図２０は被研磨物である光ファイバの端面の研磨盤上における軌跡を示した図である。
【０００７】
図１９の研磨装置は、特許文献１に詳述されているように、公転軸と偏心自転軸を有する光ファイバの端面を研磨する研磨装置である。
【０００８】
図１９と図２０で、符号１は研磨装置、１ａは上板、２は中空公転軸、２ａは研磨定盤載置部、２ｃは定盤受け部、３は自転軸、４は偏心自転軸、５，６は伝動系、７は回転駆動部、８は回転伝達手段、９はフリーベアリング、１０，１１１は研磨定盤、１１２は研磨定盤１１１上における光ファイバ端面の位置、１１３，１１４，１１５は矢印、１１６は研磨定盤１１１上における光ファイバ端面の軌跡、Ｍはモータである。
【０００９】
図１９において、研磨装置１では、回転駆動部７と伝動系５を介して連結された中空公転軸２の内部の、中心部に自転軸３を、偏心部に該自転軸３に回転伝達手段８を介して回転させられる偏心自転軸４を設け、また上板１ａに臨む前記中空公転軸２の研磨定盤載置部２ａに定盤受け部２ｃを介して、前記偏心自転軸４上部に突設した一本以上の差し込みピンに研磨定盤１０の底面に設けられた一個以上の対応穴を差し込むことにより研磨定盤１０を載置している。
【００１０】
上記構成において、自転軸３の回転が、中空公転軸２の回転駆動部７のモータＭにより伝動系６を介して同期回転させられるようになっている。
【００１１】
研磨定盤１０は、一つの運動としての研磨定盤１０全体の公転すなわち偏心していない回転中心の周りの回転運動に、他の一つの運動としての、研磨定盤１０の上で研磨定盤１０の直径よりも小さな領域内における偏心自転、すなわち回転中心が時間的に移動しその移動する回転中心のまわりに自転する運動が重畳された運動をする。被研磨物としての光ファイバ端面は、研磨装置１の外部から見ると静止した位置に配置されて研磨定盤１０に当接されて研磨される。
【００１２】
研磨定盤１０は、前記のように公転と偏心自転をしているので、研磨定盤１０と前記被研磨物としての光ファイバ端面１１２は相対運動をし、その研磨定盤の上における軌跡は、研磨定盤１０の矢印１１４の方向への自転と矢印１１５の方向への前記偏心自転の結果、光ファイバ端面１１２が図２０に符号１１６で示したように、いわゆるのの字型のような螺旋を描きながら矢印１１３の方向へ進行する軌跡になる。衆知のように、光ファイバの欠けやすく折れやすいという性質のため、光ファイバ端面の研磨においても、研磨定盤の上における光ファイバ端面の運動軌跡は、円運動やのの字型のような曲率が緩やかに変化する楕円に近い曲線運動になっている。そして、光ファイバ端面に振動を与えないように留意されている。
【００１３】
特許文献１に記載された研磨装置を用いた場合の図２０の軌跡では、光ファイバ端面１１２の軌跡１１６の、矢印１１４の方向の回転速度は研磨定盤の公転速度に依存し、好ましい速度の例は約２〜４ｒｐｍ（毎分２〜４回転）程度で、矢印１１５の方向のいわゆるのの字型の軌跡の回転速度は研磨定盤の偏心自転速度に依存し、のの字型の軌跡の好ましい回転速度の例は約２００ｒｐｍ程度と記載されている。
【００１４】
特許文献１に記載の前記研磨装置１は、現時点では使用できる程度の形状精度で研磨することができ、従来技術としては光ファイバ端面の優れた研磨装置と評価されており、業界では実用機として多数使用されているのが実状である。
【００１５】
しかしながら、より高い研磨精度を求める場合、この研磨方法には、原理的にやむを得ない形状誤差を生じる問題が残されており、さらなる高度な要求が出ることが予測される。
【００１６】
すなわち、特許文献１に記載の前記研磨装置１では、研磨定盤１０のかわりに図２０の研磨定盤で説明すると、、図２０の研磨定盤１１１について示した矢印１１４の方向への回転運動と研磨定盤１１１内における研磨定盤１１１よりも十分小さな領域での矢印１１５の方向への偏心回転運動の被研磨物としての光ファイバ端面１１２に外周部における運動速度が、光ファイバ端面１１２の研磨定盤１１１の外側に位置する符号１１２ａで示した側よりも研磨定盤１１１の内側に位置する符号１１２ｂで示した側の方が遅く、したがって、光ファイバ端面１１２は、符号１１２ａで示した側が符号１１２ｂで示した側よりも多く研磨定盤１１１によって削られる。
【００１７】
光ファイバ端面１１２をより均一に研磨するのに利用できそうな研磨方法として、光ファイバ端面を斜め凸球面に研磨する研磨機及び研磨方法として提案されたものであるが、特開平８−１１２７４５（特許文献２）に記載されているような研磨定盤の内側を外側に対して高くした傾斜面の研磨定盤にして、研磨定盤の内側における研磨量を増やす方法が考えられる。
【００１８】
しかしながら、この例のような各種提案によっても光ファイバ端面の研磨面の研磨品質は十分でなく、光ファイバ端面の研磨面の研磨品質をさらに向上させようとすると、研磨装置も大型になったり、使いにくくなったり、高価になってしまうという問題があった。
【００１９】
【特許文献１】特開平９−１５９８３８
【００２０】
【特許文献２】特開平８−１１２７４５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
前記のように、光ファイバの端面を研磨する研磨方法と研磨装置は、研磨定盤の上における光ファイバ端面の運動軌跡が円運動やのの字型のような曲率が緩やかに変化する楕円に近い曲線運動になる研磨定盤と光ファイバ端面の相対運動を利用している。
【００２２】
しかしながら、光ファイバ端面の径方向における研磨定盤の外側と内側における相対運動の速度の差が生じることが避けられないことからも明らかなように、高い精度要求に応えることができるような研磨形状の均一性を得られないという大きな問題がある。
【００２３】
光ファイバ端面の研磨方法と装置に関して現在多くの改良が提案され、その一部は実用されているが、研磨装置が高価で、装置が大きく、研磨所用時間も長くかかり、光ファイバ端面の研磨品質はよくないという問題が未解決で残されているのが現状である。
【００２４】
本発明の目的は、このような課題を解決し、極めて良好な研磨品質の光ファイバ端面を得ることができ、研磨所用時間も短く、研磨装置のコストダウンと小型化が可能である光ファイバ端面の研磨方法と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】
【００２５】
本発明の目的を達成するため、本発明では、光ファイバ端面の研磨を行うのに、研磨定盤と光ファイバ端面の相対運動として、従来のような回転運動あるいは回転運動に偏心回転運動を重畳した運動を研磨のための主要な運動源とせずに、従来では光ファイバ端面の研磨には不向きと考えられていた振幅運動を研磨のための主要な運動源として用い、回転運動や偏心回転運動は研磨定盤を出来るだけ広範囲に使用するために利用している。
【００２６】
以下、本発明の特徴を説明する。
【００２７】
請求項１に記載の発明は、研磨盤に研磨材を付けたもの、あるいは、研磨盤に研磨シートを載せたもの、あるいは、研磨盤に研磨シートを貼ったもの、あるいは、研磨盤にゴム等の弾性体を配置しその上に研磨シートその他の研磨材を配置したものなどの研磨を行うことができるものを研磨定盤と定義して、また、本発明でいう光ファイバ端面とは、光ファイバの端面のみならず、光ファイバ芯線をフェルールなど光ファイバ端部を保持する保持部材の貫通孔などに保持している状態の光ファイバ端末の場合には前記光ファイバ芯線の端面と前記フェルールなど光ファイバ端部の保持部材の端面の被研磨面とを光ファイバ端面と称することにして、研磨定盤と被研磨物である光ファイバ端面を接触させた状態で両者を相対的に運動させて前記光ファイバ端面を研磨する光ファイバ端面の研磨システムにおける光ファイバ端面の研磨方法において、前記研磨に用いる前記研磨定盤と被研磨物としての前記光ファイバ端面の間の相対運動の運動成分として、少なくとも、前記相対運動を前記研磨定盤の上を前記光ファイバ端面が相対的に変位すると表現した場合に、前記光ファイバ端面の中心が前記研磨定盤に接触しながら前記研磨定盤の上を運動の中心部から所定の大きさ以上変位（以下、外方向変位ともいう）して後に、変位方向を転向して前記運動の中心部の方向に向かう変位成分を有するように変位（以下、内方向変位ともいう）するという運動を少なくとも一回行い、続いて、前記外方向変位の変位方向とは異なる方向へ外方向変位して後に内方向変位をするという運動を少なくとも一回行い、続いて、前記外方向変位の変位方向とは異なる方向へ外方向変位して後に内方向変位をするという運動を少なくとも一回行うということを繰り返し行う運動（以下、振幅運動ともいう）を発生する運動駆動手段により発生された前記振幅運動を有しており、前記振幅運動は、被研磨物である光ファイバを研磨システムにセットして研磨のための前記振幅運動を開始したときの、あるいは、前記振幅運動の一時停止後再び研磨のために行われる前記振幅運動を開始したときのそれぞれ第１回目〜第３回目の外方向変位と内方向変位（以下、第１回目〜第３回目の外方向変位と内方向変位を初期変位ともいう）を除いて、一つの外方向変位からそれに続く内方向変位に移行する点（以下、最外点ともいう）から前記一つの外方向変位の運動軌跡上で１００μｍ手前の点（以下、第１の軌跡点ともいう）と前記最外点とを結んだ線分（以下、第１の線分ともいう）と前記最外点を通過して続いて行われる内方向変位の運動軌跡上で前記最外点から１００μｍ離れた点（以下、第２の軌跡点ともいう）と前記最外点とを結んだ線分（以下、第２の線分ともいう）とのなす角度が６０度以下であるとともに、前記第１の線分を前記最外点から前記第１の軌跡点を通過して延長した直線（以下、第１の直線ともいう）と前記第２の線分を前記最外点から前記第２の軌跡点を通過して延長した直線（以下、第２の直線ともいう）の内側に前記運動の中心部があるような外方向変位とそれに続く内方向変位の組を主要研磨時間内の変位回数の過半数回生じるような運動であることを特徴とする光ファイバ端面の研磨方法である。
【００２８】
請求項２に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記振幅運動が、前記最外点と前記運動の中心との距離が被研磨光ファイバ端面の平均半径の１〜３倍の距離になるような外方向変位を研磨の主要時間中に３０％以上含んでいることを特徴としている。
【００２９】
請求項３に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１または２に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記振幅運動は、研磨の主要時間中に、１分間に１０回以上前記外方向変位とそれに続く内方向変位を行う振幅運動であることを特徴としている。
【００３０】
請求項４に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項３に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記振幅運動は、研磨の主要時間中に、１分間に１００回以上前記外方向変位とそれに続く内方向変位を行う振幅運動であることを特徴としている。
【００３１】
請求項５に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記振幅運動中の時系列的に前後して生じる任意の２回の前記外方向変位の前記振幅運動の中心に対して張る角をθとして、前記角θが、３６０°、７２０°、１０８０°、１４４０°のいずれの約数でもない所定の角度であることを特徴としている。
【００３２】
請求項６に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、研磨中の前記振幅運動の前記角θが６０°以上になる外方向変位が過半数であることを特徴としている。
【００３３】
請求項７に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記振幅運動が、前記外方向変位の変位方向が乱数表などを用いて無作為に選択されて出現する運動であることを特徴としている。
【００３４】
請求項８に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記振幅運動が、前記光ファイバの端面を、直交座標軸系において用いられるような、前記光ファイバの端面の中心を通り互いに直交する２つの座標軸によって４つの象限に分けて表現した場合に、同一光ファイバの研磨において、前記振幅運動の前記最外点の各象限毎における出現回数がおおむね均等になるように前記外方向変位がなされる運動であることを特徴としている。
【００３５】
請求項９に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記振幅運動が、前記光ファイバの端面を、直交座標軸系において用いられるような、前記光ファイバの端面の中心を通り互いに直交する２つの座標軸によって４つの象限に分けて表現した場合に、同一光ファイバの研磨において、前記４つの象限のうちのいずれか２つの互いに隣り合った象限における前記振幅運動の前記最外点の出現回数が互いにおおむね等しく、かつ、残りの２つの互いに隣り合った象限における前記振幅運動の前記最外点の出現回数よりも多く、さらに互いにとなり合った前記残りの２つの象限における前記振幅運動の前記最外点の出現回数が互いにおおむね等しくなるように光ファイバ端面が変位する方向を選んで変位させる運動であることを特徴としている。
【００３６】
請求項１０に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記振幅運動を第１の運動と定義して、前記研磨に用いる前記研磨定盤と被研磨物としての前記光ファイバの端面の間の相対運動として、前記第１の運動に、第２の運動と定義する回転中心軸線を中心に回転する前記研磨定盤の回転運動が重畳された運動を用いることを特徴としている。
【００３７】
請求項１１に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記研磨に用いる前記研磨定盤と被研磨物としての前記光ファイバの端面の間の相対運動として、前記第１の運動に、第３の運動と定義する回転中心が時間的に変動する偏心回転運動と第４の運動と定義する往復運動が重畳された運動を用いることを特徴としている。
【００３８】
請求項１２に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１１に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記第４の運動である往復運動が単振動であることを特徴としている。
【００３９】
請求項１３に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記研磨に用いる前記研磨定盤と被研磨物としての前記光ファイバの端面の間の相対運動として、前記第１の運動に、あるいは前記第１の運動に前記第２の運動が重畳された運動に、前記第３の運動が重畳された運動を用いることを特徴としている。
【００４０】
請求項１４に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記第１〜第３の運動は前記研磨定盤を駆動することによって生起され、前記第４の運動は前記光ファイバの端部近傍を保持している研磨治具盤を駆動することによって生起される運動であることを特徴としている。
【００４１】
請求項１５に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記第２または第３の運動は前記研磨定盤を駆動することによって生起され、前記第１の運動は前記光ファイバの端部近傍を保持している研磨治具盤を駆動することによって生起される運動であることを特徴としている。
【００４２】
請求項１６に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、振幅運動である前記第１の運動がおおむね直線上を変位する周期運動あるいは円弧などの曲線上を変位する周期運動あるいは両者の合成された変位をする周期運動のいずれかであることを特徴としている。
【００４３】
請求項１７に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１６に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記周期運動は、振幅運動である前記第１の運動を抽出してみた場合に、前記光ファイバ端面の中心から見て放射状の方向で、かつ、前記方向の出現順序が無作為であるように各方向に振幅を有する周期運動であることを特徴としている。
【００４４】
請求項１８に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、振幅運動である前記第１の運動が、前記研磨定盤と前記研磨治具盤の少なくとも一方を、バネ、ゴム、磁石、電磁石、ソレノイド、気体の吸引機構または圧縮機構の少なくとも１つを用いた駆動手段によって駆動して生起される運動であることを特徴としている。
【００４５】
請求項１９に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１８に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、振幅運動である前記第３の運動が、前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤の少なくとも一方を電磁的手段によって駆動して発生される運動であることを特徴としている。
【００４６】
請求項２０に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１９に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記電磁的手段が、前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤の少なくとも一方に配置された磁石あるいは電磁石と、前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤に配置された磁石あるいは電磁石に対向して前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤の外部に配置された電磁石あるいは磁石との間の電磁的作用を利用した駆動手段であることを特徴としている。
【００４７】
請求項２１に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記相対運動として超音波振動を用いたことを特徴としている。
【００４８】
請求項２２に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記研磨定盤にフェルトを取り付けたことを特徴としている。
【００４９】
請求項２３に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記研磨定盤に研磨剤の微粒子を塗布したフェルトまたはスポンジ、あるいは、研磨剤の微粒子を接着または付着させたブラシを取り付けたことを特徴としており、また、請求項２４に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨方法は、請求項２３に記載の光ファイバ端面の研磨方法において、前記ブラシの先端部が球体の一部の形状をしていることを特徴としており、研磨盤の目詰まり問題を解決することが出来る。
【００５０】
請求項２５に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、研磨盤に研磨材を付けたもの、あるいは、研磨盤に研磨シートを載せたもの、あるいは、研磨盤に研磨シートを貼ったもの、あるいは、研磨盤にゴム等の弾性体を配置しその上に研磨シートその他の研磨材を配置したものなどの研磨を行うことができるものを研磨定盤と定義して、また、本発明でいう光ファイバ端面とは、光ファイバの端面のみならず、光ファイバ芯線をフェルールなど光ファイバ端部を保持する保持部材の貫通孔などに保持している状態の光ファイバ端末の場合には前記光ファイバ芯線の端面と前記フェルールなど光ファイバ端部の保持部材の端面の被研磨面とを光ファイバ端面と称することにして、研磨定盤と被研磨物である光ファイバ端面を接触させた状態で両者を相対的に運動させて前記光ファイバ端面を研磨する光ファイバ端面の研磨装置において、振幅運動が、前記相対運動を前記研磨定盤の上を前記光ファイバ端面が相対的に変位すると表現した場合に、前記光ファイバ端面の中心が前記研磨定盤に接触しながら前記研磨定盤の上を運動の中心部から所定の大きさ以上変位（以下、外方向変位ともいう）して後に、変位方向を転向して前記運動の中心部の方向に向かう変位成分を有するように変位（以下、内方向変位ともいう）するという運動を少なくとも一回行い、続いて、前記外方向変位の変位方向とは異なる方向へ外方向変位して後に内方向変位をするという運動を少なくとも一回行い、続いて、前記外方向変位の変位方向とは異なる方向へ外方向変位して後に内方向変位をするという運動を少なくとも一回行うということを繰り返し行う運動であるとともに、被研磨物である光ファイバを研磨システムにセットして研磨のための前記振幅運動を開始したときの、あるいは、前記振幅運動の一時停止後再び研磨のために行われる前記振幅運動を開始したときのそれぞれ第１回目〜第３回目の外方向変位と内方向変位（以下、第１回目〜第３回目の外方向変位と内方向変位を初期変位ともいう）を除いて、一つの外方向変位からそれに続く内方向変位に移行する点（以下、最外点ともいう）から前記一つの外方向変位の運動軌跡上で１００μｍ手前の点（以下、第１の軌跡点ともいう）と前記最外点とを結んだ線分（以下、第１の線分ともいう）と前記最外点を通過して続いて行われる内方向変位の運動軌跡上で前記最外点から１００μｍ離れた点（以下、第２の軌跡点ともいう）と前記最外点とを結んだ線分（以下、第２の線分ともいう）とのなす角度が６０度以下であるとともに、前記第１の線分を前記最外点から前記第１の軌跡点を通過して延長した直線（以下、第１の直線ともいう）と前記第２の線分を前記最外点から前記第２の軌跡点を通過して延長した直線（以下、第２の直線ともいう）の内側に前記運動の中心部があるような外方向変位とそれに続く内方向変位の組を主要研磨時間内の変位回数の過半数回生じるような運動であると定義して、前記光ファイバ端面の研磨装置は、前記研磨に用いる前記研磨定盤と被研磨物としての前記光ファイバ端面の間の相対運動の運動成分として、少なくとも、前記振幅運動を生起する第１の運動駆動手段を有していることを特徴とする光ファイバ端面の研磨装置である。
【００５１】
請求項２６に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記振幅運動中における時間的に過半数の前後して生起される前記外方向変位の運動軌跡が異なることを特徴としている。
【００５２】
請求項２７に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５または２６に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記振幅運動が、前記最外点と前記運動の中心との距離が被研磨光ファイバ端面の平均半径の１〜３倍の距離になるような外方向変位を研磨の主要時間中に３０％以上含んでいることを特徴としている。
【００５３】
請求項２８に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜２７のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記振幅運動は、研磨の主要時間中に、１分間に１０回以上前記外方向変位とそれに続く内方向変位を行う振幅運動であることを特徴としている。
【００５４】
請求項２９に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２８に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記振幅運動は、研磨の主要時間中に、１分間に１００回以上前記外方向変位とそれに続く内方向変位を行う振幅運動であることを特徴としている。
【００５５】
請求項３０に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜２９のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記振幅運動中の時系列的に前後して生じる任意の２回の前記外方向変位の前記振幅運動の中心に対して張る角をθとして、前記角θが、３６０°、７２０°、１０８０°、１４４０°のいずれの約数でもない所定の角度であることを特徴としている。
【００５６】
請求項３１に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜３０のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記振幅運動を第１の運動と定義して、前記研磨に用いる前記研磨定盤と被研磨物としての前記光ファイバ端面の間の相対運動として、前記第１の運動を生起する第１の運動駆動手段と、第２の運動と定義する回転中心軸線を中心に回転する前記研磨定盤の回転運動を前記第１の運動に重畳させるように駆動する第２の運動駆動手段とを有することを特徴としている。
【００５７】
請求項３２に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜３０のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨に用いる前記研磨定盤と被研磨物としての前記光ファイバ端面の間の相対運動として、前記第１の運動駆動手段と、前記第１の運動に重畳する第３の運動と定義する回転中心が時間的に変動する偏心回転運動を生起する第３の運動駆動手段と、前記第１の運動に重畳する第４の運動と定義する往復運動が重畳された運動を生起する第４の運動駆動手段とを有することを特徴としている。
【００５８】
請求項３３に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項３２に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記第４の運動である往復運動が単振動であることを特徴としている。
【００５９】
請求項３４に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜３１のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨に用いる前記研磨定盤と被研磨物としての前記光ファイバ端面の間の相対運動として、前記第１の運動に重畳する、あるいは前記第１の運動に前記第２の運動が重畳された運動に重畳する、前記第３の運動を生起する第３の運動駆動手段を有することを特徴としている。
【００６０】
請求項３５に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜３４のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記第１〜第３の運動をそれぞれ生起する第１〜第３の運動駆動手段は前記研磨定盤を駆動する運動駆動手段であり、前記第４の運動を生起する第４の運動駆動手段は前記光ファイバの端部近傍を保持している研磨治具盤を駆動する運動駆動手段であることを特徴としている。
【００６１】
請求項３６に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜３４のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記第２または第３の運動をそれぞれ生起する第２または第３の運動駆動手段は前記研磨定盤を駆動する運動駆動手段であり、前記第１の運動を生起する第１の運動駆動手段は前記光ファイバの端部近傍を保持している研磨治具盤を駆動する運動駆動手段であることを特徴としている。
【００６２】
請求項３７に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜３６のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、振幅運動である前記第１の運動が直線上を変位する周期運動あるいは円弧などの曲線上を変位する周期運動あるいは両者の合成された変位をする周期運動のいずれかであることを特徴としている。
【００６３】
請求項３８に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項３７に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記周期運動は、振幅運動である前記第１の運動を抽出してみた場合に、前記光ファイバ端面の運動の中心から見て放射状の方向で、かつ、前記方向の出現順序が無作為であるように各方向に振幅を有する周期運動であることを特徴としている。
【００６４】
請求項３９に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜３８のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、少なくとも振幅運動である前記第１の運動を駆動する前記第１の運動駆動手段が、前記研磨定盤と前記研磨治具盤の少なくとも一方を、バネ、ゴム、磁石、電磁石、ソレノイド、気体の吸引機構または圧縮機構の少なくとも１つを用いた駆動手段によって駆動して前記第１の運動を生起する運動駆動手段であることを特徴としている。
【００６５】
請求項４０に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項３９に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、振幅運動である前記第１の運動を駆動する前記第１の運動駆動手段が、前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤の少なくとも一方を電磁的手段によって駆動して前記第１の運動を生起する運動駆動手段であることを特徴としている。
【００６６】
請求項４１に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項４０に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記電磁的手段が、前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤の少なくとも一方に配置された磁石あるいは電磁石と、前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤に配置された磁石あるいは電磁石に対向して前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤の外部に配置された電磁石あるいは磁石との間の電磁的作用を利用した駆動手段であることを特徴としている。
【００６７】
請求項４２に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項４１に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記電磁的手段が、前記研磨定盤側に配置された永久磁石と、前記研磨定盤に配置された永久磁石と電磁作用を及ぼし合うように対応して（以下、対向して、ともいう）前記研磨定盤の外部に配置された電磁石との間の電磁的作用を利用した駆動手段であることを特徴としている。
【００６８】
請求項４３に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項３９〜４２のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤の研磨面と異なる部分に前記磁石と電磁石の少なくとも一方の少なくとも一部を配置することができる凹部または凸部を設けたことを特徴としている。
【００６９】
請求項４４に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項３９〜４３のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤側に配置された永久磁石または電磁石の数と、前記研磨定盤に配置された永久磁石または電磁石に対向して前記研磨定盤の外部に配置された電磁石または永久磁石の数がいずれも奇数個あるいはいずれも偶数個であることを特徴としている。
【００７０】
請求項４５に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項３９〜４３のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤側に配置された永久磁石または電磁石の数と、前記研磨定盤に配置された永久磁石または電磁石に対向して前記研磨定盤の外部に配置された電磁石または永久磁石の数は、一方の数が奇数個で他方の数が偶数個であることを特徴としている。
【００７１】
請求項４６に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項３９〜４５のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤側に配置された永久磁石の磁性が前記研磨定盤の外側に向けて全て同じ向きになっており、前記研磨定盤に配置された永久磁石または電磁石に対向して前記研磨定盤の外部に配置された電磁石の極性は、前記電磁石に電流を通じた初期極性が前記研磨定盤に配置された永久磁石または電磁石と反発する向きであることを特徴としている。
【００７２】
請求項４７に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項３９に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、振幅運動である前記第１の運動を駆動する前記第１の運動駆動手段が、前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤の少なくとも一方をリニアーモータによって駆動して前記第１の運動を生起する運動駆動手段であることを特徴としている。
【００７３】
請求項４８に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項３９に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、振幅運動である前記第１の運動を駆動する前記第１の運動駆動手段が、前記研磨定盤あるいは前記研磨治具盤の少なくとも一方を超音波振動によって駆動して前記第１の運動を生起する運動駆動手段であることを特徴としている。
【００７４】
請求項４９に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜４８のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤として、研磨盤上に前記光ファイバ端面を研磨加工する研磨フィルムを連続的に供給する機構を備えていることを特徴としている。
【００７５】
請求項５０に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜４９のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨治具盤は、前記光ファイバの端部近傍を保持して前記光ファイバ端面を前記研磨定盤に所定の接触圧を加えて着脱可能に装着する光ファイバ端部装着機構を有していることを特徴としている。
【００７６】
請求項５１に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項５０に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記光ファイバ端部装着機構は、被研磨物としての前記光ファイバ端面を前記研磨定盤に装着する場合の前記所定の接触圧を発生させる手段がバネによるものであることを特徴としている。
【００７７】
請求項５２に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項５０または５１に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記光ファイバ端部装着機構は、被研磨物としての前記光ファイバ端面を前記研磨定盤あるいは研磨フィルムに装着する場合の前記所定の接触圧を調整する手段を有していることを特徴としている。
【００７８】
請求項５３に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜５２のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤の基準面と水平方向において、前記研磨定盤を無作為方向に前記振幅運動させる振幅運動駆動機構が設けられていることを特徴としている。
【００７９】
請求項５４に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜５３のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記光ファイバ端面とそれに接触している研磨定盤の相対運動で、前記光ファイバ端面の研磨装置の外部から見て、前記光ファイバ端面は運動を生起するように駆動されておらず、動いているのは研磨定盤であることを特徴としている。
【００８０】
請求項５５に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜５４のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤がその基準面以外に規制されない状態で前記光ファイバ端面の研磨装置に装着されていることを特徴としている。
【００８１】
請求項５６に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項５５に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤の基準面が吸引力を及ぼされて前記光ファイバ端面の研磨装置に装着されていることを特徴としている。
【００８２】
請求項５７に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項５６に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記吸引力が電磁力による吸引力であることを特徴としている。
【００８３】
請求項５８に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜５７のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤の基準面が、少なくとも３個の球体の上に装着されており、前記基準面は前記少なくとも３個の球体の各頂点に接する平面上にあることを特徴としている。
【００８４】
請求項５９に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜５８のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨治具盤の前記光ファイバ端面の研磨装置への固定機構が電磁石あるいはソレノイドを用いた機構であることを特徴としている。
【００８５】
請求項６０に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜５９のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨治具盤の昇降機構が、バネ、電磁石あるいはソレノイドのうちの少なくとも１つを用いた機構であることを特徴としている。
【００８６】
請求項６１に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜６０のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記運動駆動手段にマイクロコンピュータを使用した制御機構が用いられていることを特徴としている。
【００８７】
請求項６２に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜６１のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤にフェルトを取り付けたことを特徴としている。
【００８８】
請求項６３に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項２５〜６０のいずれか１項に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記研磨定盤に研磨剤の微粒子を塗布したフェルトまたはスポンジ、あるいは、研磨剤の微粒子を接着または付着させたブラシを取り付けたことを特徴としており、また、請求項６４に記載の本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、請求項６３に記載の光ファイバ端面の研磨装置において、前記ブラシの先端部が球体の一部の形状をしていることを特徴としており、目詰まりを心配しなくて済む研磨装置を実現することが出来る。
【発明の効果】
【００８９】
本発明では、光ファイバ端面の研磨を行うのに、研磨定盤と光ファイバ端面の相対運動として、従来のような回転運動あるいは回転運動に偏心回転運動を重畳した運動を研磨のための主要な運動源とせずに、従来では光ファイバ端面の研磨には不向きと考えられていた振幅運動を研磨のための主要な運動源として用い、回転運動や偏心回転運動は研磨定盤を出来るだけ広範囲に使用するために利用している。
【００９０】
そのため、本発明による光ファイバ端面の研磨方法と研磨装置は、光ファイバ端面がその周辺部から一様に研磨されて光ファイバ端面の中心方向へ研磨が進行されることになり、従来の加工形状誤差が極めて少なくなるとともに、研磨面の加工品質が高くすることができ、研磨装置を大きくせずに、研磨時間を短縮することが出来るという大きな効果を有する。そして、本発明によれば、従来では到底考えられなかった高品質の研磨が可能な携帯型の研磨装置を、安価に実現することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の例について説明する。なお、説明に用いる各図は本発明の例を理解できる程度に各構成成分の寸法、形状、配置関係などを概略的に示してある。そして本発明の説明の都合上、部分的に拡大率を変えて図示する場合もあり、本発明の例の説明に用いる図は、必ずしも実施例などの実物や記述と相似形でない場合もある。また、各図において、同様な構成成分については同一の番号を付けて示し、重複する説明を省略することもある。
【００９２】
図１〜図１２は本発明の光ファイバ端面の研磨方法ならびに研磨装置の、従来の研磨方法ならびに研磨装置との最も顕著な違いを説明する図で、本発明における研磨定盤上における被研磨物としての光ファイバ端面の運動軌跡と研磨定盤と光ファイバ端面の相対運動を説明する図である。図１〜図９は、研磨定盤と光ファイバ端面の相対運動としての、研磨定盤が回転していないときの光ファイバ端面の振幅運動と定義する第１の運動について説明する図、図１０〜図１２は図１〜図９で説明した第１の運動である振幅運動に、第２の運動としての研磨定盤を回転中心のまわりに回転させる回転運動すなわち公転運動と、第３の運動としての研磨定盤を時間的に位置が変化する偏心回転中心のまわりに回転させる回転運動すなわち偏心回転運動とを重畳させた研磨定盤と光ファイバ端面の相対運動について説明する図である。
【００９３】
図１〜図１２で、符号２００は研磨定盤、２００ｃは研磨定盤２００の中心、２０１は端面が被研磨面である光ファイバの端面、２０２は光ファイバ端部近傍を保持しているフェルールで光ファイバの端面２０１を含めて被研磨面を光ファイバ端面という。符号２０１ｃは光ファイバ端面の中心、Ａ１〜Ａ２４は光ファイバ端面の中心２０１ｃから径方向外側へ向けた矢印、Ｂ１〜Ｂ３０は振幅運動の軌跡、２５０は運動の中心部、２５０ｃは運動の中心部２５０の中心、Ｃ１，Ｃ２ａ〜Ｃ２ｃ，Ｃ３，Ｃ４，Ｄ１，Ｄ２ａ〜Ｄ２ｃ，Ｅ１〜Ｅ６，Ｇ１〜Ｇ５，ｎ１〜ｎ３７は振幅運動の最外点、Ｃ１２ａ〜Ｃ１２ｃ，Ｃ２３ａ，Ｃ３４ａ，Ｃ４５ａ，Ｄ１２ａ〜Ｄ１２ｃ，Ｇ１２，Ｇ２３，Ｇ３４，Ｇ４５，２６０は振幅運動の軌跡を説明する曲線、Ｃ３ａは最外点Ｃ２ａからＣ３へ向かう振幅運動の軌跡Ｃ２３ａ上の最外点Ｃ３から所定距離例えば１００μｍ手前の点、Ｃ３ｂは最外点Ｃ３からＣ４へ向かう振幅運動の軌跡Ｃ３４ａ上の最外点Ｃ３から所定距離例えば１００μｍ離れた点、Ｃ３ｓ１は最外点Ｃ３と点Ｃ３ａとの距離を説明する符号、Ｃ３ｓ２は最外点Ｃ３と点Ｃ３ｂとの距離を説明する符号、２２０，２２１は研磨定盤と光ファイバ端面の相対運動として振幅運動に回転運動と偏心回転運動の少なくとも一方が重畳されたときの研磨定盤の上における光ファイバ端面の中心の運動軌跡、θは角度、２１０〜２１３は回転方向を説明する矢印、ｘとｙは互いに直交する座標軸、Ｚ１〜Ｚ４は前記ｘ−ｙ座標軸系における第１〜第４象限を示す符号である。
【００９４】
図１〜図１２で、被研磨物としての光ファイバ端面は研磨定盤に適切な接触圧で接触した状態で研磨定盤と相対運動を行う。その相対運動は、その運動成分が第１の運動としての振幅運動のみの場合もあり、また、第１の運動である振幅運動に第２の運動としての回転運動や第３の運動としての回転偏心運動が重畳された相対運動の場合もある。すなわち前記相対運動は、その運動成分が、第１の運動である振幅運動だけの場合もあり、第１の運動と第２の運動あるいは第３の運動の場合もあり、第１の運動と第２の運動と第３の運動の場合もあり、さらに、後述のように、第１の運動に少なくとも第４の運動としての往復運動を重畳して持つ場合など、第１の運動である振幅運動を基本として、それに必要に応じて種々の運動を重畳する多くのバリエーションを可能とするものである。
【００９５】
図１は、本発明の最大の特徴である振幅運動について、その変位方向を説明する図である。前記振幅運動は、研磨定盤２００の適切な位置に配置された光ファイバ端面の振幅運動における変位を光ファイバ端面の中心２０１ｃの運動で代表して説明すると（以下、図１〜図１２における研磨定盤と光ファイバ端面の相対運動における運動の変位は、原則として、光ファイバ端面の中心の変位について説明する）、図示の状態が光ファイバ端面の中心２０１ｃが運動の中心にある状態を示しているとして、光ファイバ端面の中心２０１ｃが図示の光ファイバ端面の中心２０１ｃから矢印Ａ１〜Ａ２４で示した方向のいずれかの方向へ所定の量だけ変位して後、図示の光ファイバ端面の中心２０１ｃの方向へ少なくとも一定量だけ戻り、次に前回の変位方向と異なる変位方向へ同様に変位して後中心方向へ戻り、以下同様に変位することを繰り返し、研磨の目的、すなわち、光ファイバ端面を、例えば球面に研磨したり、平面に研磨したり、８°など所定の角度だけ片方に傾けた凸球面に研磨したりするなどの研磨の目的に応じて最適なように各回の変位の方向と変位量を選択して変位させる運動である。変位方向と変位量を、例えば乱数表などにより無作為に選択して運動方向と運動量を平均化することも、もちろんであるが、前記各回の変位の方向と変位量を選択して変位させる方法に含まれる。
【００９６】
前記各回の変位の方向を、図１の第１象限Ｚ１、第２象限Ｚ２、第３象限Ｚ３、第４象限Ｚ４のそれぞれの象限に出現する後述の最外点の出現頻度あるいは変位の軌跡の出現頻度がおおむね均等になるように制御することにより、高い形状精度の、研磨品質の高い研磨を行うことができる。また、加工目的によって、光ファイバ端面の形状を特殊な形状にしたい場合は、各象限における前記変位軌跡あるいは最外点の出現頻度を変えるように制御することが好ましく、たとえば光ファイバ端面の一方の側に対して他方の側を多く加工したい場合は、隣り合った２つの象限における前記変位軌跡あるいは最外点の出現頻度をおおむね等しくするとともに、残りの隣り合った２つの象限における前記変位軌跡あるいは最外点の出現頻度をおおむね等しくかつ前記隣り合った２つの象限における出現頻度よりも多い出現頻度にすることが好ましい。
【００９７】
以下、振幅運動について、図２〜図９を参照して、さらに詳しく説明する。研磨のための本発明の振幅運動は、研磨品質、研磨時間、装置の小型化、研磨コストなど多くの要求を満たさなければならない。そのため、現実には、振幅運動の各回の変位においては、図１の矢印Ａ１〜Ａ２４で示した方向のいずれかの方向へ所定の量だけ変位して後、図示の光ファイバ端面の中心２０１ｃの方向へ戻る場合、少なくとも一定量だけ戻った時点で、光ファイバ端面の中心２０１ｃの位置まで完全に戻る前に次の変位方向へ変位をはじめる場合が多い。このような運動を繰り返す結果、例えば振幅運動の軌跡の内側になる部分など、光ファイバ端面の中心２０１ｃの運動の中心的な部分といえる部分が存在することが多い。前記運動の中心部２５０はこのような部分を意味している。
【００９８】
図２〜図４は、一つの変位方向とその次の変位方向が１３２°の角度をなしている変位、すなわち、図１の矢印Ａ１〜Ａ２４で示した方向の該当する方向が１３２°の角度をなしているような変位を多数回繰り返したときに出現する変位方向を示した図で、図２は前記変位を１１回、図３は２１回、図４は３０回それぞれ繰り返したことを表している。この場合は、３１回目で第１回目の変位方向になっている。各回の変位の方向は、符号Ｂ１〜Ｂ３０の符号の数字の順に、すなわち、Ｂ１の次はＢ２，その次はＢ３、その次はＢ４，その次はＢ５の順に変位の軌跡が出現していることを示している。
【００９９】
図５〜図７と図８，図９は、本発明の振幅運動における変位による運動の軌跡の例を説明する図である。
【０１００】
図５〜図７は、運動の中心部２５０の近傍の軌跡を示す曲線Ｃ１２ａ〜Ｃ１２ｃ，Ｃ２３ａ，Ｃ３４ａ，Ｃ４５ａ，Ｄ１２ａ〜Ｄ１２ｃなどの曲率中心が各曲線に関して運動の中心２５０ｃと反対側にある例で、図８と図９は、運動の中心部２５０の近傍の軌跡を示す曲線Ｇ１２，Ｇ２３，Ｇ３４，Ｇ４５などの曲率中心が各曲線に関して運動の中心２５０ｃと同じ側にある例である。
【０１０１】
図５において、振幅運動の最外点Ｃ１と中心２５０ｃを結んだ線分と最外点Ｃ２ｃと中心２５０ｃを結んだ線分は図示のように７０°の角度をなしており、振幅運動の最外点Ｃ１と中心２５０ｃを結んだ線分と最外点Ｃ２ａと中心２５０ｃを結んだ線分は図示のように８０°の角度をなしており、振幅運動の最外点Ｃ１と中心２５０ｃを結んだ線分と最外点Ｃ２ｂと中心２５０ｃを結んだ線分は図示のように９０°の角度をなしている。最外点Ｃ１−最外点Ｃ２ａ−最外点Ｃ３−最外点Ｃ４−・・・は時間的に隣り合う２つの変位の方向が８０°の振幅運動の場合であり、その軌跡は曲線Ｃ１２ａ−Ｃ２３ａ−Ｃ３４ａ−Ｃ４５ａ−で示されている。
【０１０２】
つぎに、前記最外点、外方向変位、内方向変位ならびに前記角度θについて、図５の最外点Ｃ３を例にとって説明する。
【０１０３】
振幅運動において、運動の中心２５０ｃあるいは中心部２５０から、運動の中心２５０ｃに光ファイバ端面の中心があるとしたときに、光ファイバ端面の中心から光ファイバ端面の径方向に向けて光ファイバ端面が研磨定盤と相対的に所定量だけ変位し（この光ファイバ端面の径方向に向けた変位を外方向変位と称する）、この一回の外方向変位の終了した点（この点を最外点と称する）から変位方向を転換し、前記運動の中心２５０ｃの方向へ変位し（この光ファイバ端面の前記運動の中心２５０ｃの方向に向けた変位を内方向変位と称する）、運動の中心２５０ｃあるいは運動の中心部２５０の近傍まで変位して後、再び運動の変位方向を転換して、前回の外方向変位の最外点の方向とは異なる最外点の方向へ所定量の外方向変位を行い、その外方向変位の最外点に達してから運動の変位方向を転換して、次の内方向変位を行うということを繰り返し、例えば、図５に曲線Ｃ１２ａ−Ｃ２３ａ−Ｃ３４ａ−Ｃ４５ａ−で示されているような軌跡の振幅運動を行う。
【０１０４】
最外点、外方向変位、内方向変位の概念は、図１，図６〜図８などの振幅運動においても同様である。
【０１０５】
図５において、例えば、曲線Ｃ２３ａの最外点Ｃ２ａから運動の中心部２５０の少し手前までの部分が内方向変位であり、運動の中心部２５０の近傍を通過してから最外点Ｃ３までの部分が外方向変位である。曲線Ｃ３４ａの最外点Ｃ３から運動の中心部２５０の少し手前までの部分が内方向変位である。最外点Ｃ３に関する前記外方向変位（すなわち、曲線Ｃ２３ａの最外点Ｃ３側の部分）の軌跡上で最外点Ｃ３から所定距離Ｃ３ｓ１だけ手前の点Ｃ３ａと最外点Ｃ３を直線で結んだ線分（図５の場合、曲線Ｃ２３ａと非常に接近するので混雑を避けて図示せず）と、最外点Ｃ３に関する前記内方向変位（すなわち、曲線Ｃ３４ａの最外点Ｃ３側の部分）の軌跡上で最外点Ｃ３から所定距離Ｃ３ｓ２だけ離れた点Ｃ３ｂと最外点Ｃ３を直線で結んだ線分（図５の場合、曲線Ｃ３４ａと非常に接近するので混雑を避けて図示せず）とのなす角度をθで表しているが、本発明の場合、この角度θが、前記所定距離Ｃ３ｓ１および所定距離Ｃ３ｓ２の値として５０〜１００μｍの範囲の前記外方向変位および内方向変位として存在する値で運動の特徴を表現するのに適切な範囲の適切な値を採った場合、６０度以下になるような前記外方向変位および内方向変位を主要な研磨時間中に過半数回生じるように振幅運動を行うことが効果的である。そして、前記所定距離Ｃ３ｓ１および所定距離Ｃ３ｓ２の値として１００μｍの値を採ることができるような振幅運動を行うことにより、研磨効率の良い、高品質の研磨を行うことができる。
【０１０６】
図５では、本発明の振幅運動における各変位の軌跡を説明する曲線が最外点と運動の中心２５０ｃを結んだ直線を横切らないような、比較的大きな曲率の軌跡の場合を示したが、図６は本発明の振幅運動における各変位の軌跡を説明する図であるが、本発明の振幅運動における各変位の軌跡を説明する曲線が最外点と運動の中心２５０ｃを結んだ直線を横切る比較的小さな曲率の軌跡の場合を示した図である。
【０１０７】
図６の場合、最外点の近傍における前記外方向変位と内方向変位の軌跡は、前記相対運動の運動成分が振幅運動のみの場合には少し交差することになり、前記相対運動の運動成分として振幅運動と回転運動あるいは偏心回転運動の少なくとも一方を有する場合すなわち前記相対運動が振幅運動に回転運動と偏心回転運動の少なくとも一方を重畳した運動である場合には、重畳されている回転運動あるいは偏心回転運動の条件によって、各変位の軌跡が当該最外点と運動の中心２５０ｃを結んだ直線を横切らないような変位軌跡になる場合と大きく交差する場合とがある。後者の場合、当該最外点における光ファイバ端面の研磨定盤との相対的変位が多少丸みを帯びる場合もある。しかし、この丸みは、以上の説明からも明らかなことであるが、本発明による振幅運動を行わせずに、従来の回転運動と偏心回転運動のいずれかあるいは双方を重畳させた運動の場合の研磨定盤の上における相対運動の曲線の軌跡とは本質的に異なる軌跡であり、このことは、後述の本発明の例において一層明白になる。
【０１０８】
図７は本発明の振幅運動における各変位の軌跡を説明する図で、図５場合と同様に、本発明の振幅運動における各変位の軌跡を説明する曲線が当該最外点と運動の中心２５０ｃを結んだ直線を横切らないような、比較的大きな曲率の軌跡の場合の例を示す図で、時間的に隣り合う各最外点と運動の中心を結んだ各線分が図示のように１００°のピッチで変位する場合の例を示した図である。光ファイバ端面の中心は最外点Ｅ１に変位して後、図の実線のような軌跡になるように最外点Ｅ２−Ｅ３−Ｅ４−Ｅ５の順に１００°のピッチで変位する。なお、図中で各最外点を実線の幅より大きな黒点で示してあるが、最外点であることをわかりやすく示したもので、黒点の大きさに特別の意味があるわけではない。
【０１０９】
図８と図９は本発明の振幅運動における各変位の軌跡を説明する図で、図５の場合と異なり、前記のように、運動の中心部２５０の近傍の軌跡を示す曲線Ｇ１２，Ｇ２３，Ｇ３４，Ｇ４５などの曲率中心が各曲線に関して運動の中心２５０ｃと同じ側にある例である。図８は、光ファイバ端面の中心は最外点Ｇ１に変位して後、図の実線のような軌跡になるように最外点Ｇ２−Ｇ３−Ｇ４−Ｇ５の順にそれぞれ軌跡Ｇ１２−Ｇ２３−Ｇ３４−Ｇ４５を形成するように１００°のピッチで変位する様子を示している。図９は図８の変位の振幅運動を繰り返した結果を示しており、図８の最外点Ｇ１に至って後、各１８回の外方向変位と内方向変位を繰り返して、元の最外点Ｇ１に戻ることが示されている。なお、図８の最外点の黒点も、前記のように特別の意味を有せず、最外点をわかりやすく示したものである。
【０１１０】
図９から、符号２５０で示した運動の中心部分には変位の軌跡が全く入っていないことがわかる。振幅運動の各変位は、研磨速度や研磨品質などを考慮すると、一つの変位から次の変位に移るときに、前記内方向変位を運動の中心まで変位させずにそこから次の外方向変位をさせるという変位の仕方よりも、前記内方向変位を運動の中心までさせずに、その手前から次の外方向変位をさせるという変位の仕方が好ましい場合がある。図９はこの状態を誇張して示したものである。
【０１１１】
図１０は、研磨定盤と光ファイバ端面の相対運動として、図５と図７を用いて説明したような変位をする第１の運動としての振幅運動に第２の運動としての研磨定盤の回転運動を重畳した運動を用いたときの光ファイバ端面の中心の研磨定盤上における軌跡の一部を拡大して示したものである。
【０１１２】
図１０の前記相対運動は、第１の運動として、１３０°ピッチの、すなわち時間的に前後する２つの外方向変位の最外点が運動の中心に対して張る角度が１３０°である振幅運動に、第２の運動として、図の矢印２１２の方向に１ピッチ０．０５°の回転速度の研磨定盤の回転運動を重畳したときの研磨定盤上における光ファイバ端面の中心の相対運動である。第２の運動である回転運動は、研磨定盤の中心を回転中心とする回転運動である。
この相対運動における各変位は、最外点ｎ１からｎ２へ向かう実線で示した軌跡のように変位して最外点ｎ２へ、最外点ｎ２から同様に変位して最外点ｎ３へ、以下順に最外点ｎ４−ｎ５−・・・・・ｎ３７の順に変位する。
【０１１３】
図１１は図１０の相対運動を繰り返した状態の変位の軌跡２２１を示した図である。図１０，図１１の振幅運動の外方向変位の大きさは光ファイバ端面の最大半径の３倍以上の場合を示しており、軌跡２２１の幅２２１ａは、光ファイバ端面の最大径の３倍以上の幅を有している。この外方向変位の大きさは、光ファイバ端面を短い時間で高い研磨品質で研磨することができる条件の一例である。
【０１１４】
図１２は、研磨定盤と光ファイバ端面の相対運動として、前記第１の運動である振幅運動に第２の運動としての回転運動と第３の運動としての偏心回転運動を重畳した相体運動を用いた場合の光ファイバ端面の中心の研磨定盤上における運動軌跡２２０を示したものである。符号２１０は第２の運動としての研磨定盤の回転運動の回転方向を示す矢印、２１１は第３の運動としての研磨定盤の偏心回転運動の回転方向を示す矢印、２２０ａは相対運動の一部を示したもので、図１０に示したような相対運動の基本単位ということもできるものである。
【０１１５】
以上、本発明における光ファイバ端面の研磨方法の基本的技術思想として、研磨に振幅運動を中心とする研磨定盤と光ファイバ端面の相対運動を用いることについて、図面を参照しながら説明した。
【０１１６】
この振幅運動は、研磨定盤の上で、光ファイバ端面の周辺部を研磨定盤の新しい研磨面に当接させることになるため、光ファイバ端面を周辺部から削りはじめ、次第に光ファイバ端面の中心部に向けて研磨を進行させるものである。
【０１１７】
そして、光ファイバ端面を一様な平面や球面に研磨により仕上げるには、振幅運動の変位の方向を光ファイバ端面の周方向に関して出来るだけ均等になるように出現させることが好ましい。この観点から、前記振幅運動のピッチ、すなわち、時間的に前後する２つの変位方向の角度（当該２つの各最外点と運動の中心を結んだ２線分のなす角度）が３６０°、７２０°、１０８０°、１４４０°の約数でないようにすると、振幅運動を等ピッチで変位させた場合でも、変位方向が５回転するまで、同じ変位軌跡が出現しないことになる。
【０１１８】
研磨定盤を均等に使用し、研磨品質を高め、研磨時間を短縮するために、本発明においては、研磨定盤と光ファイバ端面の相対運動として、前記第１の運動としての振幅運動に、第２の運動としての回転運動や、第３の運動としての偏心回転運動や、第４の運動としての往復運動などのうちの少なくとも一つの運動を重畳させた相対運動を用いることができる。
【０１１９】
たとえば、光ファイバ端面の研磨工程として、粗研磨１分、中仕上研磨１分、仕上げ研磨３分を行う場合、振幅運動の変位量を１ｍｍ、変位回数を毎秒２往復以上にし、これに回転運動と偏心回転運動を重畳して研磨を行うことにより、従来のような光ファイバ端面の一方の側と他方の側における研磨定盤との相対速度の差による誤差を生じずに、しかも従来よりも短時間で良質の研磨をすることが出来る。そして、前記の例のような振幅運動を用いる場合、従来の回転運動と偏心回転運動よりも遅い回転速度の回転運動と偏心回転運動を用いて、よりすぐれた研磨を行うことができる。
【０１２０】
また、本発明はこれに狭く限定されるものではなく、前記説明からも想到できるように、本発明の基本的な技術思想に基づいて、多くのバリエーションを可能とするものである。
【０１２１】
以下、本発明を研磨装置として実施した例について説明する。
【実施例１】
【０１２２】
図１３と図１４は本発明の研磨方法を用いた光ファイバ端面の研磨装置の例を説明する図で、図１３は研磨治具盤の上方から見た平面図、図１４は部分断面図である。
【０１２３】
図１３と図１４で、符号３００は本発明による光ファイバ端面の研磨装置、３０１は光ファイバ端面を研磨定盤に所定の接触圧で当接して研磨できるように光ファイバの端部を装着することが出来る研磨用治具盤、３０２はフェルール挿入穴、３０３は光ファイバ、３０４はフェルール、３０５は固定用ネジ、３０６は球体、３０７は電磁石、３０８は電磁石３０７に対向して配置されている永久磁石、３０９は永久磁石、３１０はボールリティナ、３１１は研磨定盤、３１２は電装パネル、３１３は振幅運動・回転運動駆動部、３１５は部分断面を説明するための破断線である。
【０１２４】
図１３と図１４で、光ファイバの端部を構成しているフェルール３０４を研磨治具盤３０１のフェルール挿入穴３０２に装着し、光ファイバ端面を研磨定盤３１１に所定の接触圧になるように当接させる。
【０１２５】
研磨定盤３１１は、その下部に設けられている振幅運動・回転運動駆動部３１３の永久磁石３０８と電磁石３０７の相互作用により駆動されて、前記のような振幅運動と回転運動をするように駆動される。
【０１２６】
その結果、光ファイバ３０３の光ファイバ端面は、研磨定盤と第１の運動としての振幅運動と第２の運動としての回転運動を運動成分として有する相対運動を行い、研磨定盤によって研磨される。
【０１２７】
このような本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、光ファイバ端面の研磨の主たる運動として前記のような振幅運動を用いているため、小型化に適しており、研磨装置３００は携帯型の研磨装置である。
【実施例２】
【０１２８】
図１５は、本発明の研磨方法を用いた光ファイバ端面の研磨装置の例を説明する部分断面図である。
【０１２９】
図１５で、符号３１８は本発明による光ファイバ端面の研磨装置、３２０は偏心回転運動駆動部、３２１は偏心用ギア、３２２はモータ、３１６は部分断面を説明するための破断線で、図１４と同様の部分には図１４と同じ符号を付けて示してある。
【０１３０】
図１５の光ファイバ端面の研磨装置３１８は、図１４と同様の振幅運動・回転運動駆動部３１３と、偏心回転運動駆動部３２０を有しており、振幅運動・回転運動駆動部３１３によって、研磨定盤３１１に第１の運動としての振幅運動と第２の運動としての回転運動を生起し、偏心回転運動駆動部３２０によって、研磨定盤３１１に第３の運動としての偏心回転運動を生起する。これによって研磨定盤３１１は前記第１〜第３の運動が重畳された運動をし、光ファイバ３０３の光ファイバ端面を研磨する。
【０１３１】
なお、偏心回転運動駆動部３２０は、研磨定盤３１１と振幅運動・回転運動駆動部３１３を装着した内側ケース３１４に偏心用ギア３２１を介して接続されており、モータ３２２の回転運動を研磨定盤の偏心回転運動に変換している。
【０１３２】
このような本発明の光ファイバ端面の研磨装置は、光ファイバ端面の研磨の主たる運動として前記のような振幅運動を用いているため、小型化に適しており、研磨装置３１８は携帯型の研磨装置である。
【実施例３】
【０１３３】
図１６と図１７は本発明の研磨装置の運動駆動部の例を説明する断面図である。符号３３０は研磨定盤、３３１は研磨定盤の加工面（すなわち、研磨面）、３３２は研磨定盤の基準面、３３３は球体、３３４は球体の基準面、３３５は球体の受け台、３３６，３３８は電磁石、３３７，３３９，３４０は永久磁石である。
【０１３４】
図１６と図１７で、研磨定盤３３０は、加工面３３１を光ファイバ端面を当接させる側にして、球体３３３を介して、基準面３３２を所定の条件を保つように、可動に配置されており、研磨定盤３３０の下方中間部には、永久磁石３３７が配置されている。永久磁石３３７に対向して、図１７のように、電磁石３３６ａ〜３３６ｈ（図１６では符号３３６で代表して表示している）と永久磁石３４０が配置されており、電磁石３３６ａ〜３３６ｈにそれらの間に適切な位相差を有する関係の交流磁界を発生させることにより、研磨定盤に前記のような研磨定盤の加工面の径方向の振幅運動と研磨定盤の中心線３３０ｃを回転中心とする回転運動を生起させることが出来る。
【０１３５】
研磨定盤３３０の下方中間部に配置されている永久磁石３３７は、研磨定盤の中心線３３０ｃからみて放射状に配置されており、研磨定盤の外側に向けて全て同じ極になるように配置されている。
【０１３６】
また、この永久磁石３３７の一部を、例えば交互に、電磁石にすることにより、装置におけるバリエーションの幅を広くすることが出来る。
【０１３７】
電磁石３３６ａ〜３３６ｈは、図１７に点線で示した中心線が研磨定盤の中心線３３０ｃで交わるように放射状に配置されており、電磁石３３６ａ〜３３６ｈに電源を通じたときの初期極性が研磨定盤側に配置された電磁石または永久磁石３３７に対して反発する向きになるように構成されている。したがって、研磨定盤は電磁石３３６ａ〜３３６ｈに電源を通じたときに安定に保たれる。この条件は、研磨装置を小型化するときにも利用される。
【０１３８】
また、運動駆動機構において、前記研磨定盤がその基準面以外に規制されない状態で前記光ファイバ端面の研磨装置に装着されているようにし、取扱性と制御性を大きく向上されることが出来る。
【０１３９】
前記研磨定盤の基準面は少なくとも３個の球体の上に装着されており、前記基準面は前記少なくとも３個の球体の各頂点に接する平面上にあるように構成されている。
【０１４０】
研磨定盤の研磨面とは異なる部分に凹部や凸部を設け、その部分に永久磁石や電磁石が配置されており、装置の安定作動と小型化を実現することが出来る。
【０１４１】
前記研磨治具盤の昇降機構として、バネ、電磁石あるいはソレノイドのうちの少なくとも１つを用いた機構を用いることができる。
【０１４２】
運動の駆動においては、たとえば実験によって得られたデータに基づくプログラムやテーブルを用いたり、乱数表を用いたりして、装置に組み込んであるマイクロコンピュータによる制御を利用して、図１６と図１７に例示したような電磁作用を利用した運動駆動部によって種々の条件の振幅運動やそれに重畳する回転運動を生起し、被研磨物の光ファイバ端面の研磨目的に適した研磨を行うことが出来る。
【０１４３】
電磁作用を利用したリニアーモータを振幅運動駆動手段に利用することにより、特に大型研磨装置においては研磨常盤の安定した動きを得ることが出来る。
【０１４４】
振幅運動の変位速度や変位量を適切に選ぶことは、良好な研磨を容易に行う上でも重要なことである。研磨効果を高めるには、有る程度の変位速度と変位量を確保することが好ましい。変位量としては、光ファイバ端面の半径の１〜３倍の変位量を有する外方向変位を、主要な研磨時間中に少なくとも３０％含んでいるような振幅運動にすることが好ましく、変位速度としては、１分間に１０回以上の各変位を行うようにすることが好ましい。変位回数を１分間に１００回以上にすることにより、研磨時間の短縮を図ることが出来る。
【０１４５】
電磁石３３８と永久磁石３３９によって、研磨定盤の着脱を容易にそして確実にすることができるとともに、運動駆動中の安定化を図ることが出来る。たとえば、電磁石３３８の極性を、研磨定盤の基準面が下方に引かれるように、吸引力を生じるようにし、大型化した場合にも安定性を高めることができる。
【０１４６】
使用環境を利用して、研磨定盤の駆動や着脱などに、気体の吸引や圧縮機構を用いることもでき、合理化機を提供する場合に大いに役立てることが出来る。
【０１４７】
これらの電磁駆動を利用して、超音波振動によって研磨定盤と図示していない研磨治具盤の少なくとも一方を駆動して振幅運動を駆動することが出来、効率のよい研磨条件が得られる。
【実施例４】
【０１４８】
図１８は本発明による光ファイバ端面の研磨装置の例を説明する斜視図である。符号３５０は光ファイバ端面の研磨装置、３５１は光ファイバ、３５２はフェルール、３５３はフェルール押え板、３５４は研磨用治具盤受け台、３５５は往復移動台、３５６はレール、３５７は電装パネル、３５８は第２の研磨定盤、３５９は第１の研磨定盤、３６０は基準面の球体、３６１はボールリテイナー、３６２は押えネジ、３６３は研磨用治具盤、３６４はクランプ、３６５は研磨用治具盤のフェルール挿入穴である。
【０１４９】
研磨用治具盤３６３は光ファイバ３５１のフェルール３５２を着脱可能に保持する光ファイバ端部装着機構を有しており、研磨する光ファイバ端面を第２の研磨定盤３５８に適切な接触圧で当接させる。前記接触圧は研磨定盤に設けられた接触圧調整機構によって適切に調整することが出来る。一つの接触圧調整手段としてバネを用いることができ、安価で簡単な機構で高い信頼性を実現することが出来る。
【０１５０】
図１８の研磨装置３５０は、第１の運動としての振幅運動を生起する第１の研磨定盤３５９と、第１の研磨定盤３５９の上に配置されている第２の研磨定盤３５８を有している。第１の研磨定盤３５９は、振幅運動をその上にのせる第２の研磨常磐に伝達することができるものであり，研磨能力を有していない。第２の研磨定盤３５８は、第１の研磨定盤３５９によって生起される第１の運動としての振幅運動を伝達されているとともに、第１の研磨定盤３５９の下部に取り付けられた運動駆動部により生起される第３の運動としての偏心回転運動を第１の研磨定盤３５９を介して伝達されるように構成されている。
【０１５１】
さらに、研磨装置３５０は、第４の運動としての往復振動を生起する往復移動台によって、研磨用治具盤３６３に単振動の往復運動を生起する運動駆動手段を有している。
【０１５２】
すなわち、図１８の研磨装置３５０は、第１の運動としての振幅運動を駆動する第１の運動駆動手段と、第３の運動としての偏心回転運動を駆動する第３の運動駆動手段と、第４の運動としての往復振動を駆動する第４の運動駆動手段とを有しており、研磨治具盤に装着されて第２の研磨定盤に当接されている光ファイバ端面と第２の研磨定盤との間に、運動成分として振幅運動と偏心回転運動と往復運動を有する相対運動を生起するように構成されている。
【０１５３】
図１８のように構成された本発明による研磨装置３５０は、振幅運動を研磨の主要な相対運動として用いており、高い研磨品質で、短時間で研磨できるとともに、消耗品を節約し，加工コストを低減することができる。
【０１５４】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明の研磨装置はこれに狭く限定されるものでなく、たとえば、光ファイバ端面と研磨定盤の間の相対運動として、振幅運動、回転運動、偏心回転運動、往復運動の内の任意の運動の組合せを可能とするなど、種々のバリエーションを可能とするものである。
【０１５５】
前記の課題を解決するための手段のところに記載した各請求項に記載の諸特徴は、研磨の対象と目的に応じて選択することが好ましく、本発明の効果を一層高めることができるものである。
【０１５６】
たとえば、請求項に記載の特徴である研磨盤上に前記光ファイバ端面を研磨加工する研磨フィルムを連続的に供給する機構を備えることにより、光ファイバ端面に対して常にあるいは必要に応じて新しい研磨面を接触させるようにしたりすることが出来、操作性を良くしたり、研磨装置を小型にすることや、コストを安くすることが出来る。
【０１５７】
光ファイバ端部装着機構に、被研磨物としての前記光ファイバ端面を前記研磨定盤あるいは研磨フィルムに装着する場合の前記所定の接触圧を調整する手段を設けることは、操作性を高め、研磨装置を小型化することにも貢献する。
【０１５８】
前記研磨定盤に関しては、研磨剤の微粒子を塗布したフェルトまたはスポンジ、あるいは、研磨剤の微粒子を接着または付着させたブラシを取り付けたり、前記ブラシの先端部を球体の一部の形状にすることができ、小型で高研磨品質の研磨装置を安価に提供することが出来る。
【０１５９】
また、例えば図１６と図１７の運動駆動機構において、研磨定盤の基準面と水平方向において、研磨定盤を無作為方向に前記振幅運動させる振幅運動駆動機構を設けることによりこれまで蓄積された技術を有効に活用することが出来る。
【０１６０】
前記光ファイバ端面とそれに接触している研磨定盤の相対運動は、小型化や使い勝手などの観点から、前記光ファイバ端面の研磨装置の外部から見て、研磨用治具盤と研磨定盤の一方だけが動いているようにすることもでき，双方が動いているようにすることもできる。研磨用治具盤を駆動する構成をとり，振幅運動による研磨効率を高めることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
以上説明したように、本発明の光ファイバ端面の研磨方法と研磨装置は、光ファイバ端面の研磨品質を大きく向上させることが出来、研磨時間の短縮と研磨コストの低減をもたらすことが出来、さらに、使用目的に応じて、携帯型の高精度研磨機を実用化できるものである。
【０１６２】
したがって、本発明による光ファイバ端面の研磨装置の利用範囲は極めて広く、特に、携帯型の研磨装置は、光ファイバを敷設している床下、天井裏、マンホールなど狭いところでも光ファイバ端面の処理が可能になり、光通信において広く利用可能である。
【０１６３】
また、本発明の研磨方法と研磨装置は、光ファイバ端面の研磨に限らず、小さなものの高品質な研磨に広く利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】本発明の光ファイバ端面の研磨方法ならびに研磨装置に用いる振幅運動について説明する図である。
【図２】本発明の光ファイバ端面の研磨方法ならびに研磨装置における変位方向について説明する図である。
【図３】本発明の光ファイバ端面の研磨方法ならびに研磨装置における変位方向について説明する図である。
【図４】本発明の光ファイバ端面の研磨方法ならびに研磨装置における変位方向について説明する図である。
【図５】本発明の光ファイバ端面の研磨方法ならびに研磨装置に用いる振幅運動の例を説明する図である。
【図６】本発明の光ファイバ端面の研磨方法ならびに研磨装置に用いる振幅運動の例を説明する図である。
【図７】本発明の光ファイバ端面の研磨方法ならびに研磨装置に用いる振幅運動の例を説明する図である。
【図８】本発明の光ファイバ端面の研磨方法ならびに研磨装置に用いる振幅運動の例を説明する図である。
【図９】本発明の光ファイバ端面の研磨方法ならびに研磨装置に用いる振幅運動の例を説明する図である。
【図１０】本発明の光ファイバ端面の研磨方法ならびに研磨装置に用いる振幅運動における運動の軌跡の一部を拡大した図である。
【図１１】本発明の光ファイバ端面の研磨方法ならびに研磨装置に用いる振幅運動における運動の軌跡を説明する図である。
【図１２】本発明の光ファイバ端面の研磨方法ならびに研磨装置に用いる振幅運動における運動の軌跡を説明する図である。
【図１３】本発明の光ファイバ端面の研磨装置の例を説明する平面図である。
【図１４】本発明の光ファイバ端面の研磨装置の例を説明する部分断面図である。
【図１５】本発明の光ファイバ端面の研磨装置の例を説明する部分断面図である。
【図１６】本発明の研磨装置の運動駆動部の例を説明する断面図である。
【図１７】本発明の研磨装置の運動駆動部の例を説明する断面図である。
【図１８】本発明の研磨装置の例を説明する斜視図である
【図１９】従来の光ファイバ端面の研磨装置を説明する断面図である。
【図２０】従来の光ファイバ端面の研磨装置における光ファイバの端面の軌跡を説明する図である。
【符号の説明】
【０１６５】
１，３００，３１８，３５０：研磨装置
１ａ：上板
２：中空公転軸
２ａ：研磨定盤載置部
２ｃ：定盤受け部
３：自転軸
４：偏心自転軸
５，６：伝動系
７：回転駆動部
８：回転伝達手段
９：フリーベアリング
１０，１１１，２００，３１１，３３０，３５８，３５９：研磨定盤
１１２：位置
１１３，１１４，１１５，２１０〜２１３，Ａ１〜Ａ２４：矢印
１１６，Ｂ１〜Ｂ３０：軌跡
２００ｃ，２０１ｃ，２５０ｃ：中心
２０１：端面
２０２，３０４，３５２：フェルール
２２０，２２１：運動軌跡
２５０：中心部
３０１，３６３：研磨用治具盤
３０２，３６５：フェルール挿入穴
３０３，３５１：光ファイバ
３０５：固定用ネジ
３０６，３３３，３６０：球体
３０７，３３６，３３６ａ〜３３６ｈ，３３８：電磁石
３０８，３０９，３３７，３３９，３４０：永久磁石
３１０，３６１：ボールリティナ
３１２，３５７：電送パネル
３１３：振幅運動・回転運動駆動部
３１４：内側ケース
３１５，３１６：破断線
３２０：偏心回転運動駆動部
３２１：偏心用ギア
３２２，Ｍ：モータ
３３１：加工面側
３３４：基準面
３３５：受け台
３５３：フェルール押え板
３５４：研磨用治具盤受け台
３５５：往復振動台
３５６：レール
３６２：押えネジ
３６４：クランプ
Ｃ１，Ｃ２ａ〜Ｃ２ｃ，Ｃ３，Ｃ４，Ｄ１，Ｄ２ａ〜Ｄ２ｃ，Ｅ１〜Ｅ６，Ｇ１〜Ｇ５，ｎ１〜ｎ３７：最外点
Ｃ３ａ，Ｃ３ｂ：点
Ｃ３ｓ１，Ｃ３ｓ２，Ｚ１〜Ｚ４：符号
Ｃ１２ａ〜Ｃ１２ｃ，Ｃ２３ａ，Ｃ３４ａ，Ｃ４５ａ，Ｄ１２ａ〜Ｄ１２ｃ，Ｇ１２，Ｇ２３，Ｇ３４，Ｇ４５，２６０：曲線
ｘ，ｙ：座標軸
θ：角度
【図１】
2005118932.tif 000003
【図２】
2005118932.tif 000004
【図３】
2005118932.tif 000005
【図４】
2005118932.tif 000006
【図５】
2005118932.tif 000007
【図６】
2005118932.tif 000008
【図７】
2005118932.tif 000009
【図８】
2005118932.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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