(57)【要約】【課題】  従来のホットプレート法を用いたプラスチック光ファイバの端面処理方法では、光の伝送損失が増大したり、開口数（ＮＡ）が変化して光学系の結合効率が悪化する。【解決手段】  コア２とクラッド３を有するプラスチック光ファイバ１にフェルール４を装着すると共にフェルール４の先端４ａからプラスチック光ファイバ１の先端１ａを突出させた後、このプラスチック光ファイバ１のコア２より大きな加工穴１１を有する加熱されたホットプレート８の加工穴１１を突出部のクラッド３の先端に押し当て、コア２を含むクラッド３の一部を残して周囲のクラッドを加熱変形することによりクラッドに半径方向外側に膨出するクラッド膨出部１８を設ける。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアとクラッドを有するプラスチック光ファイバにフェルールを装着すると共に当該フェルールの先端からプラスチック光ファイバの先端を突出させ、
前記プラスチック光ファイバの前記コアより大きな加工穴を有する加熱されたホットプレートの当該加工穴を前記突出部のクラッドの先端に押し当て、
コアを含むクラッドの一部を残して周囲のクラッドを加熱変形することにより当該クラッドに半径方向外側に膨出するクラッド膨出部を設けることを特徴とするプラスチック光ファイバの端面処理方法。
【請求項２】
前記加工穴は、前記コアの直径よりも大きな円形穴、楕円形穴、四辺形穴又は多角形穴のいずれかであることを特徴とする請求項１記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法。
【請求項３】
前記クラッド膨出部は、前記フェルールの先端に設けたクラッド収納部に収納したことを特徴とする請求項１記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法。
【請求項４】
前記クラッド収納部は、前記フェルールの先端に設けた周方向に連続するリング状の凹部からなることを特徴とする請求項３記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法。
【請求項５】
前記加工穴の内側に残されたコアを含むクラッドの一部からなる余剰部分は、研磨手段により切削して端面処理を行うことを特徴とする請求項１記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法。
【請求項６】
コアとクラッドと被覆層を有するプラスチック光ファイバにフェルールを装着すると共に当該フェルールの先端からプラスチック光ファイバの先端を突出させ、
前記プラスチック光ファイバの前記クラッドより大きな加工穴を有する加熱されたホットプレートの当該加工穴を前記突出部の被覆層の先端に押し当て、
コア及びクラッドを含む被覆層の一部を残して周囲の被覆層を加熱変形することにより当該被覆層に半径方向外側に膨出する被覆層膨出部を設けることを特徴とするプラスチック光ファイバの端面処理方法。
【請求項７】
前記加工穴は、前記クラッドの直径よりも大きな円形穴、楕円形穴、四辺形穴又は多角形穴のいずれかであることを特徴とする請求項６記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法。
【請求項８】
前記被覆層膨出部は、前記フェルールの先端に設けた被覆層収納部に収納したことを特徴とする請求項６記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法。
【請求項９】
前記被覆層収納部は、前記フェルールの先端に設けた周方向に連続するリング状の凹部からなることを特徴とする請求項８記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法。
【請求項１０】
前記加工穴の内側に残されたコア及びクラッドを含む被覆層の一部からなる余剰部分は、研磨手段により切削して端面処理を行うことを特徴とする請求項６記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法。
【請求項１１】
コアとクラッドを有するプラスチック光ファイバにフェルールを装着すると共に当該フェルールの先端からプラスチック光ファイバの先端を突出させ、
前記コアのみを溶融させるコア溶融手段中に前記突出部を浸漬することにより当該浸漬部のコアのみを溶融して空洞を形成し、
前記空洞に、加工突起を有する加熱されたホットプレートの当該加工突起を押し当てて加熱することにより変形させて半径方向外側に膨出させた後、当該膨出部にホットプレートの平面部を押し当てて溶融することにより前記クラッドに半径方向外側に膨出するクラッド膨出部を設けることを特徴とするプラスチック光ファイバの端面処理方法。
【請求項１２】
前記クラッド膨出部は、前記フェルールの先端に設けたクラッド収納部に収納したことを特徴とする請求項１１記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法。
【請求項１３】
前記クラッド収納部は、前記フェルールの先端に設けた周方向に連続するリング状の凹部からなることを特徴とする請求項１２記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法。
【請求項１４】
前記フェルールの先端から突出する前記クラッド又は前記コアを含むクラッドからなる余剰部分は、研磨手段により切削して端面処理を行うことを特徴とする請求項１１記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法。
【請求項１５】
コアとクラッドを有するプラスチック光ファイバが装着されるフェルールを軸方向へ移動可能に保持するガイド部材と、
前記プラスチック光ファイバの前記コアより大きな加工穴を有する加熱されたホットプレートと、を備え、
前記フェルールの先端から前記プラスチック光ファイバの先端を突出させて当該突出部のクラッドの先端に前記ホットプレートの前記加工穴を押し当て、コアを含むクラッドの一部を残して周囲のクラッドを加熱変形することにより当該クラッドに半径方向外側に膨出するクラッド膨出部を設けることを特徴とするプラスチック光ファイバの端面処理装置。
【請求項１６】
前記加工穴は、前記コアの直径よりも大きな円形穴、楕円形穴、四辺形穴又は多角形穴のいずれかであることを特徴とする請求項１５記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置。
【請求項１７】
前記クラッド膨出部は、前記フェルールの先端に設けたクラッド収納部に収納したことを特徴とする請求項１５記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置。
【請求項１８】
前記クラッド収納部は、前記フェルールの先端に設けた周方向に連続するリング状の凹部からなることを特徴とする請求項１７記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置。
【請求項１９】
前記加工穴の内側に形成されたコアを含むクラッドの一部からなる余剰部分を切削して端面処理する研磨手段を設けたことを特徴とする請求項１５記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置。
【請求項２０】
コアとクラッドと被覆層を有するプラスチック光ファイバが装着されるフェルールを軸方向へ移動可能に保持するガイド部材と、
前記プラスチック光ファイバの前記クラッドより大きな加工穴を有する加熱されたホットプレートと、を備え、
前記フェルールの先端から前記プラスチック光ファイバの先端を突出させて当該突出部の被覆層の先端に前記ホットプレートの前記加工穴を押し当て、前記コア及びクラッドを含む被覆層の一部を残して周囲の被覆層を加熱変形することにより当該被覆層に半径方向外側に膨出する被覆層膨出部を設けることを特徴とするプラスチック光ファイバの端面処理装置。
【請求項２１】
前記加工穴は、前記コアの直径よりも大きな円形穴、楕円形穴、四辺形穴又は多角形穴のいずれかであることを特徴とする請求項２０記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置。
【請求項２２】
前記被覆層膨出部は、前記フェルールの先端に設けた被覆層収納部に収納したことを特徴とする請求項２０記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置。
【請求項２３】
前記被覆層収納部は、前記フェルールの先端に設けた周方向に連続するリング状の凹部からなることを特徴とする請求項２２記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置。
【請求項２４】
前記加工穴の内側に形成されたコア及びクラッドを含む被覆層の一部からなる余剰部分を切削して端面処理する研磨手段を設けたことを特徴とする請求項２０記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置。
【請求項２５】
コアとクラッドを有するプラスチック光ファイバが装着されるフェルールを軸方向へ移動可能に保持するガイド部材と、
前記フェルールの先端から突出した前記プラスチック光ファイバの当該突出部が浸漬されることにより浸漬部までのコアのみを溶融するコア溶融手段と、
前記コア溶融手段で前記コアを消去することにより形成される空洞を有するクラッドに押し当てられる加工突起を有する加熱されたホットプレートと、
前記加工突起により加熱変形された前記クラッドに更に加熱されて押し当てられる前記ホットプレート又は別のホットプレートと、を備え、
前記加工突起を前記クラッドに押し当てて半径方向外側に膨出させた後、当該膨出部に前記ホットプレート又は別のホットプレートの平面部を押し当てて当該クラッドを更に加熱変形することにより半径方向外側に膨出するクラッド膨出部を設けることを特徴とするプラスチック光ファイバの端面処理装置。
【請求項２６】
前記クラッド膨出部は、前記フェルールの先端に設けたクラッド収納部に収納したことを特徴とする請求項２５記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置。
【請求項２７】
前記クラッド収納部は、前記フェルールの先端に設けた周方向に連続するリング状の凹部からなることを特徴とする請求項２６記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置。
【請求項２８】
前記フェルールの先端から突出する前記クラッド又は前記コアを含むクラッドからなる余剰部分を切削して端面処理する研磨手段を設けたことを特徴とする請求項２５記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェルールを装着したプラスチック光ファイバの端面処理方法及び端面処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光通信に使用されるプラスチック光ファイバの端面は、伝送される光が乱反射を起こして光学的損失が生じることを防止するために、平滑に処理される必要がある。このようなプラスチック光ファイバの端面処理方法の主なものとしては、ガラス系光ファイバで行われている研磨法や、加熱されたカッターで端面を切断するホットカット法、平滑な熱板（ホットプレート）に端面を押し当てるホットプレート法等が知られている。中でもホットプレート法は、高い精度の端面を短時間で処理できるという特徴を有している。
【０００３】
このようなホットプレート法を用いた従来の光ファイバの端面処理方法としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、プラスチック光ファイバコードの端部に口金が固定され、口金先端口の光ファイバ端面が鏡面である光ファイバコードに加工する方法に関するものが記載されている。
【０００４】
この光ファイバコードの端面加工方法は、下記工程からなる光ファイバコードの端部に口金が固定された光ファイバコードの端面加工方法。（イ）プラスチック系光ファイバコードの端部から該コードの被覆材を除去して光ファイバ芯線を露出する工程、（ロ）光ファイバコードの端部を挿入・固定する貫通孔を有し該貫通孔が挿入口側の大口径部と先端口側の小口径部とからなる口金を準備する工程、（ハ）該口金の挿入口から光ファイバコード端部を突き当たるまで挿入する工程、（ニ）先端口近傍の口金外周面に、加熱体を接触させて光ファイバ芯線を軟化・熔融させ、少なくとも小口径部の内部に膨大化させる工程、（ホ）先端口に臨む光ファイバ芯線の端面を鏡面化する工程。
【０００５】
このような構成を有する光ファイバコードの端面加工方法によれば、光ファイバを十分に膨大化して、口金内部のテーパー部の隅々まで光ファイバを膨大化させ、口金固定された光ファイバの保持力（引張力）を高め、過度に加熱する必要がなく、光ファイバの光伝送性が維持される、という効果が期待される。
【０００６】
また、従来のプラスチック光ファイバの端面処理方法の他の例としては、例えば、特許文献２に記載されているようなものもある。特許文献２には、プラスチックファイバの端面処理方法及び端面処理装置に関するものが記載されている。このプラスチックファイバの端面処理方法は、プラスチックファイバをフェルールに通し、平滑な押圧面を備えた加熱板に前記プラスチックファイバの端面を押し当てることにより、プラスチックファイバの先端部を前記フェルールの先端部に形成された溶着部に溶かし込むと共に平滑な端面を形成するプラスチックファイバの端面処理方法において、前記フェルールに通した前記プラスチックファイバの先端を加熱板に押し当てる際に、そのフェルールの先端部の側面をも同時に加熱するようにした、ことを特徴としている。
【０００７】
このような構成を有するプラスチックファイバの端面処理方法によれば、加熱板に形成されためくら穴にプラスチックファイバを通したフェルールを嵌め込んで押圧するようにしたため、プラスチックファイバの端面のみならず側面からも加熱されるので、溶着部に対応した部分が充填される。このため、溶着部の深さが深い場合でも最適な端末処理ができ、冷熱衝撃試験を行ってもクラックが発生することもない、という効果が期待される。
【０００８】
更に、従来のプラスチック光ファイバの端面処理方法の更に他の例としては、例えば、特許文献３に記載されているようなものもある。特許文献３には、フェルールを装着したプラスチック光ファイバの端面処理方法に関するものが記載されている。このプラスチック光ファイバの端面処理方法は、フェルールを装着したプラスチック光ファイバの端面に対する処理方法であって、前記プラスチック光ファイバのコアをクラッドの融点よりも低いガラス転移点を有する材料で形成するとともに、前記端面を鏡面仕上げされ且つ前記ガラス転移点に基づいて加熱したホットプレートの面に押し当てて端面処理を行う、ことを特徴としている。
【０００９】
このような構成を有するプラスチック光ファイバの端面処理方法によれば、プラスチック光ファイバの端面をホットプレートの面に押し当てても、そのプラスチック光ファイバを構成するコア及びクラッドが融解、混合することなく押し潰されることから、プラスチック光ファイバの熱による組成劣化を最小に抑えた状態で端面の処理をすることができる。また、各製品毎の光の伝送損失のばらつき幅を小さくすることができる。さらにまた、生産に係る効率を高めることができる、等の効果が期待される。
【特許文献１】特開平６−２８９２３７号公報
【特許文献２】特開平７−２１８７３１号公報
【特許文献３】特開２００１−１９４５３５号公報
【００１０】
しかしながら、従来のホットプレート法を用いたプラスチック光ファイバの端面処理方法では、プラスチック光ファイバの端面が加熱面に押し当てられて融解変形することにより、プラスチック光ファイバの先端部においてコアとクラッドの融解混合やコア径の拡大変形等が生じ、コアとクラッドの屈折率構造が崩れてしまう。そのため、ホットプレート法では、研磨法に比べて光の伝送損失が増大したり、開口数（ＮＡ）が変化して光学系の結合効率が悪化する等の問題が生じていた。
【００１１】
かかるホットプレート法の問題点に対して、前述した特許文献３に記載された発明においては、プラスチック光ファイバをコアとクラッドのガラス転移点が異なる材質で形成することによって解決が図られている。ところが、コアとクラッドのガラス転移点が異なる材質で形成する方法では、コアとクラッドの材質が異なるがゆえに、その利用がＳＩ（ステップインデックス）型プラスチック光ファイバに限定されてしまい、屈折率分布を有するＧＩ（グレーデッドインデックス）型プラスチック光ファイバには適用できないという不十分な点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
解決しようとする問題点は、従来のホットプレート法を用いたプラスチック光ファイバの端面処理方法では、光の伝送損失が増大したり、開口数（ＮＡ）が変化して光学系の結合効率が悪化する点である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法は、コアとクラッドを有するプラスチック光ファイバにフェルールを装着すると共にフェルールの先端からプラスチック光ファイバの先端を突出させ、このプラスチック光ファイバのコアより大きな加工穴を有する加熱されたホットプレートの加工穴を突出部のクラッドの先端に押し当て、コアを含むクラッドの一部を残して周囲のクラッドを加熱変形することによりクラッドに半径方向外側に膨出するクラッド膨出部を設けることを最も主要な特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項２乃至５記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法は、加工穴は、コアの直径よりも大きな円形穴、楕円形穴、四辺形穴又は多角形穴のいずれかであり、クラッド膨出部は、フェルールの先端に設けたクラッド収納部に収納し、クラッド収納部は、フェルールの先端に設けた周方向に連続するリング状の凹部からなり、また、加工穴の内側に残されたコアを含むクラッドの一部からなる余剰部分は、研磨手段により切削して端面処理を行うことを特徴としている。
【００１５】
本発明の請求項６記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法は、コアとクラッドと被覆層を有するプラスチック光ファイバにフェルールを装着すると共にフェルールの先端からプラスチック光ファイバの先端を突出させ、このプラスチック光ファイバのクラッドより大きな加工穴を有する加熱されたホットプレートの加工穴を突出部の被覆層の先端に押し当て、コア及びクラッドを含む被覆層の一部を残して周囲の被覆層を加熱変形することにより被覆層に半径方向外側に膨出する被覆層膨出部を設けることを主要な特徴としている。
【００１６】
本発明の請求項７〜１０記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法は、加工穴は、クラッドの直径よりも大きな円形穴、楕円形穴、四辺形穴又は多角形穴のいずれかであり、被覆層膨出部は、フェルールの先端に設けた被覆層収納部に収納し、被覆層収納部は、フェルールの先端に設けた周方向に連続するリング状の凹部からなり、また、加工穴の内側に残されたコア及びクラッドを含む被覆層の一部からなる余剰部分は、研磨手段により切削して端面処理を行うことを特徴としている。
【００１７】
本発明の請求項１１記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法は、コアとクラッドを有するプラスチック光ファイバにフェルールを装着すると共にフェルールの先端からプラスチック光ファイバの先端を突出させ、コアのみを溶融させるコア溶融手段中に突出部を浸漬することにより浸漬部のコアのみを溶融して空洞を形成し、その空洞に、加工突起を有する加熱されたホットプレートの加工突起を押し当てて加熱することにより変形させて半径方向外側に膨出させた後、その膨出部にホットプレートの平面部を押し当てて溶融することによりクラッドに半径方向外側に膨出するクラッド膨出部を設けることを主要な特徴としている。
【００１８】
本発明の請求項１２〜１４記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法は、クラッド膨出部は、フェルールの先端に設けたクラッド収納部に収納し、クラッド収納部は、フェルールの先端に設けた周方向に連続するリング状の凹部からなり、また、フェルールの先端から突出するクラッド又はコアを含むクラッドからなる余剰部分は、研磨手段により切削して端面処理を行うことを特徴としている。
【００１９】
本発明の請求項１５記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置は、コアとクラッドを有するプラスチック光ファイバが装着されるフェルールを軸方向へ移動可能に保持するガイド部材と、プラスチック光ファイバのコアより大きな加工穴を有する加熱されたホットプレートと、を備え、フェルールの先端からプラスチック光ファイバの先端を突出させてその突出部のクラッドの先端にホットプレートの加工穴を押し当て、コアを含むクラッドの一部を残して周囲のクラッドを加熱変形することによりクラッドに半径方向外側に膨出するクラッド膨出部を設けたことを主要な特徴としている。
【００２０】
本発明の請求項１６〜１９記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置は、加工穴は、コアの直径よりも大きな円形穴、楕円形穴、四辺形穴又は多角形穴のいずれかであり、クラッド膨出部は、フェルールの先端に設けたクラッド収納部に収納し、クラッド収納部は、フェルールの先端に設けた周方向に連続するリング状の凹部からなり、また、加工穴の内側に形成されたコアを含むクラッドの一部からなる余剰部分を切削して端面処理する研磨手段を設けることを特徴としている。
【００２１】
本発明の請求項２０記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置は、コアとクラッドと被覆層を有するプラスチック光ファイバが装着されるフェルールを軸方向に移動可能に保持するガイド部材と、プラスチック光ファイバのクラッドより大きな加工穴を有する加熱されたホットプレートと、を備え、フェルールの先端からプラスチック光ファイバの先端を突出させてその突出部の被覆層の先端にホットプレートの加工穴を押し当て、コア及びクラッドを含む被覆層の一部を残して周囲の被覆層を加熱変形することにより被覆層に半径方向外側に膨出する被覆層膨出部を設けることを主要な特徴としている。
【００２２】
本発明の請求項２１〜２４記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置は、加工穴は、コアの直径よりも大きな円形穴、楕円形穴、四辺形穴又は多角形穴のいずれかであり、被覆層膨出部は、フェルールの先端に設けた被覆層収納部に収納し、被覆層収納部は、フェルールの先端に設けた周方向に連続するリング状の凹部からなり、また、加工穴の内側に形成されたコア及びクラッドを含む被覆層の一部からなる余剰部分を切削して端面処理する研磨手段を設けたことを特徴としている。
【００２３】
本発明の請求項２５記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置は、コアとクラッドを有するプラスチック光ファイバが装着されるフェルールを軸方向へ移動可能に保持するガイド部材と、フェルールの先端から突出したプラスチック光ファイバの突出部が浸漬されることにより浸漬部までのコアのみを溶融するコア溶融手段と、このコア溶融手段でコアを消去することにより形成される空洞を有するクラッドに押し当てられる加工突起を有する加熱されたホットプレートと、加工突起により加熱変形されたクラッドに更に加熱されて押し当てられるホットプレート又は別のホットプレートと、を備え、加工突起をクラッドに押し当てて半径方向外側に膨出させた後、その膨出部にホットプレート又は別のホットプレートの平面部を押し当ててクラッドを更に加熱変形することにより半径方向外側に膨出するクラッド膨出部を設けることを主要な特徴としている。
【００２４】
また、本発明の請求項２６〜２８記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置は、クラッド膨出部は、フェルールの先端に設けたクラッド収納部に収納し、クラッド収納部は、フェルールの先端に設けた周方向に連続するリング状の凹部からなり、また、フェルールの先端から突出するクラッド又はコアを含むクラッドの余剰部分を切削して端面処理する研磨手段を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の請求項１記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法によれば、フェルールの先端から突出したプラスチック光ファイバの突出部に加熱されたホットプレートの加工穴を押し当て、コアを含むクラッドの一部を残して周囲のクラッドを溶融してクラッド膨出部を設けることにより、ＳＩ型プラスチック光ファイバとＧＩ型プラスチック光ファイバのいずれにも適用することができ、フェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを防止できると共に、コアとクラッドの屈折率構造を当初のものに保持することができる。
【００２６】
本発明の請求項２〜５記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法によれば、加工穴は円形穴、楕円形穴、四辺形穴又は多角形穴のいずれであっても、クラッド膨出部を容易に形成することができ、フェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを確実に防止することができる。クラッド膨出部は、フェルールの先端にクラッド収納部を設けてそこに収納することにより、フェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを確実に防止することができる。更に、クラッド収納部は、リング状の凹部をフェルールの先端に形成することにより、構造が簡単でありながらプラスチック光ファイバの引き込みを確実に防止できるものを容易に形成することができる。また、コアを含むクラッドの一部からなる余剰部分を研磨手段で切削して端面処理することにより、プラスチック光ファイバの端面を平滑面に形成することができる。
【００２７】
本発明の請求項６記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法によれば、フェルールの先端から突出したプラスチック光ファイバの突出部に加熱されたホットプレートの加工穴を押し当て、コア及びクラッドを含む被覆層の一部を残して周囲の被覆層を溶融して被覆層膨出部を設けることにより、ＳＩ型プラスチック光ファイバとＧＩ型プラスチック光ファイバのいずれにも適用することができ、フェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを防止できると共に、コアとクラッドの屈折率構造を当初のものに保持することができる。
【００２８】
本発明の請求項７〜１０記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法によれば、加工穴は円形穴、楕円形穴、四辺形穴又は多角形穴のいずれであっても、被覆層膨出部を容易に形成することができ、フェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを確実に防止することができる。被覆層膨出部は、フェルールの先端に被覆層収納部を設けてそこに収納することにより、フェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを確実に防止することができる。更に、被覆層収納部は、リング状の凹部をフェルールの先端に形成することにより、構造が簡単でありながらプラスチック光ファイバの引き込みを確実に防止できるものを容易に形成することができる。また、コア及びクラッドを含む被覆層の一部からなる余剰部分を研磨手段で切削して端面処理することにより、プラスチック光ファイバの端面を平滑面に形成することができる。
【００２９】
本発明の請求項１１記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法によれば、フェルールの先端から突出したプラスチック光ファイバの突出部をコア溶融手段に浸漬して浸漬部までのコアを溶融して空洞を形成し、その空洞を囲うクラッドに加熱されたホットプレートの加工突起を押し当てて加熱することにより変形させて外側に膨出させた後、その膨出部にホットプレートの平面部を押し当てて溶融することによってクラッド膨出部を設けることにより、ＳＩ型プラスチック光ファイバとＧＩ型プラスチック光ファイバのいずれにも適用することができ、フェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを防止できると共に、コアとクラッドの屈折率構造を当初のものに保持することができる。
【００３０】
本発明の請求項１２〜１４記載のプラスチック光ファイバの端面処理方法によれば、クラッド膨出部は、フェルールの先端にクラッド収納部を設けてそこに収納することにより、フェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを確実に防止することができる。クラッド収納部は、リング状の凹部をフェルールの先端に形成することにより、構造が簡単でありながらプラスチック光ファイバの引き込みを確実に防止できるものを容易に形成することができる。また、コアを含むクラッドの一部からなる余剰部分を研磨手段で切削して端面処理することにより、プラスチック光ファイバの端面を平滑面に形成することができる。
【００３１】
本発明の請求項１５記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置によれば、フェルールを保持するガイド部材と、加工穴を有する加熱されたホットプレートと、を備え、プラスチック光ファイバのクラッドの先端にホットプレートの加工穴を押し当てることにより加熱変形してクラッド膨出部を設ける構成としたため、ＳＩ型プラスチック光ファイバとＧＩ型プラスチック光ファイバのいずれの端面処理装置としても適用することができ、クラッド膨出部によってフェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを防止できると共に、コアとクラッドの屈折率構造に影響を与えることなく当初の屈折率構造を保持することができる。
【００３２】
本発明の請求項１６〜１９記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置によれば、加工穴の形状が円形穴、楕円形穴、四辺形穴又は多角形穴のいずれであっても、クラッド膨出部を容易に形成することができ、そのクラッド膨出部でフェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを確実に防止することができる。クラッド膨出部は、フェルールの先端にクラッド収納部を設けてそこに収納することにより、フェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを確実に防止することができる。クラッド収納部は、リング状の凹部をフェルールの先端に形成することにより、構造が簡単でありながらプラスチック光ファイバの引き込みを確実に防止できるものを容易に形成することができる。また、コアを含むクラッドの一部からなる余剰部分を研磨手段で切削して端面処理することにより、プラスチック光ファイバの端面を平滑面に形成することができる。
【００３３】
本発明の請求項２０記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置によれば、フェルールを保持するガイド部材と、加工穴を有する加熱されたホットプレートと、を備え、プラスチック光ファイバの被覆層の先端にホットプレートの加工穴を押し当てることにより加熱変形して被覆層膨出部を設ける構成としたため、ＳＩ型プラスチック光ファイバとＧＩ型プラスチック光ファイバのいずれの端面処理装置としても適用することができ、被覆層膨出部によってフェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを防止できると共に、コアとクラッドの屈折率構造に影響を与えることなく当初の屈折率構造を保持することができる。
【００３４】
本発明の請求項２１〜２４記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置によれば、加工穴の形状が円形穴、楕円形穴、四辺形穴又は多角形穴のいずれであっても、被覆層膨出部を容易に形成することができ、その被覆層膨出部でフェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを確実に防止することができる。被覆層膨出部は、フェルールの先端に被覆層収納部を設けてそこに収納することにより、フェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを確実に防止することができる。被覆層収納部は、リング状の凹部をフェルールの先端に形成することにより、構造が簡単でありながらプラスチック光ファイバの引き込みを確実に防止できるものを容易に形成することができる。また、コア及びクラッドを含む被覆層の一部からなる余剰部分を研磨手段で切削して端面処理することにより、プラスチック光ファイバの端面を平滑面に形成することができる。
【００３５】
本発明の請求項２５記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置によれば、フェルールを保持するガイド部材と、浸漬部までのコアを溶融してクラッドの内部に空洞を形成するコア溶融手段と、加工突起を有する加熱されたホットプレートと、平面部を有する加熱されたホットプレートと、を備え、加工突起でクラッドを膨出させた後、その膨出部に平面部を押し当ててクラッド膨出部を設ける構成としたため、ＳＩ型プラスチック光ファイバとＧＩ型プラスチック光ファイバのいずれの端面処理装置としても適用することができ、クラッド膨出部によってフェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを防止できると共に、コアとクラッドの屈折率構造に影響を与えることなく当初の屈折率構造を保持することができる。
【００３６】
また、本発明の請求項２６〜２８記載のプラスチック光ファイバの端面処理装置によれば、フェルールの先端に設けたクラッド収納部にクラッド膨出部を収納することにより、クラッド膨出部が邪魔になることがなく、フェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを確実に防止することができる。更に、クラッド収納部は、リング状の凹部をフェルールの先端に形成することにより、構造が簡単でありながらプラスチック光ファイバの引き込みを確実に防止できるものを容易に形成することができる。また、クラッド又はコアを含むクラッドからなる余剰部分を研磨手段で切削して端面処理することにより、プラスチック光ファイバの端面を平滑面に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
ＳＩ型プラスチック光ファイバのみならずＧＩ型プラスチック光ファイバにも適用することができ、フェルール先端からのプラスチック光ファイバの引き込みを防止することができると共に、コアとクラッドの屈折率構造を当初の屈折率構造に保持できるプラスチック光ファイバの端面処理方法及び端面処理装置を提供する。
【実施例１】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図２８の添付図面を参照して説明する。図１〜図７は、本発明に係るプラスチック光ファイバの端面処理方法及び端面処理装置の第１の実施例を示すもので、図１はプラスチック光ファイバの第１実施例の断面図、図２は加熱装置の第１実施例の説明図、図３はホットプレートにクラッドを押し当てる前の説明図、図４はホットプレートにクラッドを押し当てた説明図、図５は図４で製作されたプラスチック光ファイバの外観斜視図、図６は図４のコアを含むクラッドの余剰部分を端面処理した説明図、図７は加熱装置にガイド部材を装着した状態の説明図である。図８は加熱装置の第２実施例の説明図、図９は図８の加熱装置で作成されたプラスチック光ファイバの外観斜視図である。
【００３９】
図１０は、本発明に係るクラッド膨出部の第２の実施例を示す説明図である。図１１〜図１３は、本発明に係るクラッド膨出部の第３の実施例を示すもので、図１１はクラッドにホットプレートの加工穴を押し当てる前の説明図、図１２はクラッドにホットプレートの加工穴を押し当てた説明図、図１３はコアを含むクラッドの余剰部分を端面処理した説明図である。
【００４０】
図１４〜図２０は、本発明に係るプラスチック光ファイバの端面処理方法及び端面処理装置の第２の実施例を示すもので、図１４はプラスチック光ファイバの先端をコア溶融手段に浸漬させた説明図、図１５は図１４の処理後のプラスチック光ファイバを断面した説明図、図１６は加工突起付きホットプレートを有する加熱装置の説明図、図１７はプラスチック光ファイバのクラッドの空洞に図１６の加熱装置の加工突起を押し当てる前の説明図、図１８はクラッドの空洞に加工突起を押し当てた説明図、図１９はクラッドの余剰部分を端面処理する前の説明図、図２０はクラッドの余剰部分を端面処理した後の説明図である。
【００４１】
図２１〜図２６は、本発明に係るプラスチック光ファイバの端面処理方法の第３の実施例を示すものである。即ち、図２１はクラッドにホットプレートの加工穴を押し当てる前の説明図、図２２はクラッドにホットプレートの加工穴を押し当てた説明図、図２３はコアを含むクラッドの余剰部分を端面処理した説明図である。図２４は被覆層にホットプレートの加工穴を押し当てる前の説明図、図２５は被覆層にホットプレートの加工穴を押し当てた説明図、図２６はコアを含むクラッドの余剰部分を端面処理した説明図である。
【００４２】
まず、本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法及び端面処理装置の第１の実施例について説明する。この実施例に係るプラスチック光ファイバは、図１に示すような構成を有している。図１に示す符号１は、ステップ型（ＳＩ型）のプラスチック光ファイバである。このプラスチック光ファイバ１は、鉛筆の芯に相当する中央のコア２と、このコア２を取り巻く軸木に相当するクラッド３とから構成されている。コア２の屈折率は一様であって、クラッド３の屈折率よりも高く設定されている。このＳＩ型プラスチック光ファイバでは、光がコア２とクラッド３の境界で全反射しながらファイバ内を伝搬される。
【００４３】
なお、本実施例では、プラスチック光ファイバ１としてＳＩ型プラスチック光ファイバを用いた例について説明するが、本発明はグレーテッド型（ＧＩ型）プラスチック光ファイバを適用することができることは勿論である。ＧＩ型プラスチック光ファイバは、コアの中心からクラッドに近づくに従って屈折率が徐々に減少するように構成されたもので、光はコア内を蛇行しながら伝搬される。
【００４４】
このような構成を有するプラスチック光ファイバ１にフェルール４が装着されている。フェルール４は、プラスチック光ファイバ１が嵌合される貫通穴５を有する筒状の部材から構成されている。このフェルール４の貫通穴５の軸方向一端の内周縁には、周方向に連続する環状の凹部からなるクラッド収納部６が形成されている。クラッド収納部６は、面と面とが交わる角に斜面を設けた断面形状が三角形をなすリング状の面取り部から構成されている。
【００４５】
前記プラスチック光ファイバ１の材質としては、例えば、コア材としてＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）を使用し、クラッド材としてフッ素樹脂を使用したもの等を挙げることができる。また、フェルール４の材質としては、プラスチック、セラミック、金属等の各種の材料を用いることができる。プラスチック製フェルールとしては、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）やＰＢＴＰ（ポリブチレンテレフタレート）等の熱可塑性樹脂を使用することができ、また、エポキシ樹脂（ＥＰ）等の熱硬化性樹脂を使用することもできる。セラミック製フェルールのセラミックとしては、アルミナ製（Ａl2Ｏ2）とジルコニア製（ＺrＯ2）等を使用することができる。
【００４６】
図２は、本実施例に係る加熱装置７を示す説明図である。加熱装置７は、プラスチック光ファイバ１が押し当てられることによりクラッド３を加熱して変形させるホットプレート８と、このホットプレート８を加熱させるヒータ９と、これらを保持する筐体１０等を備えて構成されている。ホットプレート８は、熱伝導性に優れた鉄等の金属性の板材からなり、その上面は平滑な平面部（鏡面であることが好ましい。）とされている。このホットプレート８の略中央部には、上面に開口された円形の加工穴１１が設けられている。
【００４７】
ホットプレート８の加工穴１１は、プラスチック光ファイバ１のコア２を含むクラッド３の一部（半径方向内側の部分）に対応した大きさ、本実施例ではコア２の直径よりも少々大きな直径とされている。この加工穴１１の直径ｄは、コア２の直径D1以上であるが、クラッド３の直径D2未満である必要がある。また、加工穴１１の深さは、少なくともフェルール４の先端４ａから突出するプラスチック光ファイバ１の突出量Ｌよりも深くなるように設定する。この加工穴１１の大きさをコア２の直径よりも少々大きくしたのは、ホットプレート８の加工穴１１にコア２が直接接触するのを防ぎ、コア２が加熱面に直接接触して加熱されるのを防止するためである。
【００４８】
ホットプレート８は、熱伝導率が大きくて熱膨張率が小さい材質によって形成することが好ましい。このホットプレート８にはヒータ９が電気的に接続されており、ヒータ９の温度制御によってホットプレート８が所定温度に加熱されるように構成されている。このホットプレート８は、筐体１０の上部に断熱部材１２を介して断熱支持されている。かくして、ヒータ９を電源に接続して通電することにより、ホットプレート８が電気により加熱されて所定温度に高められる。
【００４９】
このホットプレート８の加工穴１１でプラスチック光ファイバ１のクラッド３を加熱して変形させるのであるが、コア２が加工穴１１の加熱面に直接接触しないようにするため、加工穴１１の中心とコア２の中心を位置合わせする必要がある。この加工穴１１とコア２との位置合わせを容易にするため、加熱装置７にはフェルール４をガイドしてプラスチック光ファイバ１を軸方向へ直線的に移動可能に保持するガイド部材１４を設けることが好ましい。
【００５０】
ガイド部材１４は、加熱装置７の筐体１０の上部に嵌合される蓋状の部材からなり、その中央部には上面側に突出するボス部１４ａが設けられている。ボス部１４ａの中央部には、フェルール４のガイドをなすガイド穴１５が上下方向に貫通するように設けられている。また、ガイド部材１４の下面には、プラスチック光ファイバ１及びフェルール４の各先端を下方に突出させるための凹陥部１６が設けられている。凹陥部１６の開口縁には、筐体１０に対してガイド部材１４を位置合わせするための位置決め凹部１７が設けられている。この位置決め凹部１７を筐体１０の上部に嵌め合わせてガイド部材１４を加熱装置７に装着することにより、ガイド穴１５に装着されたフェルール４付きプラスチック光ファイバ１のコア２の中心がホットプレート８の加工穴１１の中心に略一致される。
【００５１】
次に、前記加熱装置７及びガイド部材１４を用いて行うことができるプラスチック光ファイバ１の端面処理の方法の例について説明する。まず、プラスチック光ファイバ１をフェルール４の貫通穴５に挿通し、このようにプラスチック光ファイバ１が装着されたフェルール４をガイド部材１４のボス部１４ａのガイド穴１５に挿通する。このとき、プラスチック光ファイバ１の先端１ａは、図１に示すように、フェルール４の先端４ａから所定量Ｌだけ突出させておく。
【００５２】
ガイド部材１４は、予め加熱装置７の筐体１０の上部に嵌合させておくようにする。この場合、ガイド部材１４の位置決め凹部１７を筐体１０に嵌め合わせることにより、筐体１０に対するガイド部材１４の位置決めが自動的になされる。その後、プラスチック光ファイバ１が装着されたフェルール４をガイド部材１４のガイド穴１５に挿入する。これにより、図７に示すように、ホットプレート８の加工穴１１に対してプラスチック光ファイバ１の先端面が上下方向に対向され、上下方向に延在されたコア２の中心が加工穴１１の中心に略一致される。
【００５３】
次に、加熱装置７のヒータ９を作動させてホットプレート８の全体を所定温度（クラッド３を溶かすことができる温度）に加熱する。このとき、ホットプレート８の加熱面の温度は、プラスチック光ファイバ１のガラス転移点よりも高い温度に設定する。例えば、フッ素樹脂系プラスチック光ファイバの場合、そのガラス転移点は約１００℃であるため、加熱面の温度は１３０℃程度に設定する。この状態から、図３及び図７に示すように、フェルール４と一体にプラスチック光ファイバ１をホットプレート８の加工穴１１のある部分に近づける。このとき、加工穴１１の直径ｄは、コア２の直径D1よりは大きいが、クラッド３の直径D2（外径）よりは小さいため、クラッド３の半径方向中途部に加工穴１１の内周面が接触される。
【００５４】
ホットプレート８がクラッド３の先端に接触した後にも、図４に示すように、更にプラスチック光ファイバ１をホットプレート８に押し当てて、フェルール４の先端がホットプレート８の上面８ａに接触するまで移動する。その結果、ホットプレート８の加工穴１１により、その加工穴１１の周縁部に接触するクラッド３の外側部分のみが溶融して軟化され、その内側のクラッド３の内側部分とコア２の全体は、ホットプレート８の熱で溶融軟化されることなく加工穴１１の内部に入り込む。
【００５５】
このとき、クラッド３の外側の溶融した部分は、ホットプレート８から作用する圧力により押圧されて、フェルール４の先端４ａの内周縁に設けたリング状のクラッド収納部６内に充填するように収納される。ホットプレート８による押し当て状態を保ったまま、ホットプレート８の加熱を止めることにより、クラッド３の先端部には、図４及び図５に示すように、半径方向外側に膨出されたリング状をなすクラッド膨出部１８が形成される。このクラッド膨出部１８は、その体積がクラッド収納部６の容積と略同一となるように、フェルール４先端４ａからのプラスチック光ファイバ１の突出量を予め所定量Ｌに設定しておくようにする。
【００５６】
このような端面処理を行うことで形成されるクラッド膨出部１８により、フェルール４に対するプラスチック光ファイバ１の引き込みが防止される。そのため、フェルール４によってプラスチック光ファイバ１を常に所定位置に保持しておくことができ、プラスチック光ファイバ１の引き込みによる光の伝送効率の低下を防止することができる。しかも、コア２の全体とクラッド３の内側部分の組織は処理前と変わらないため、コア２の屈折率構造を当初のままに保持することができる。
【００５７】
その後、図６に示すように、プラスチック光ファイバ１の先端１ａに突き出たコア２を含むクラッド３の内側部分からなる余剰部分２０を除去する。例えば、研磨手段２１によって余剰部分２０を切削し、プラスチック光ファイバ１の先端１ａの端面全体を１つの平面とする端面処理を行う。図６に示す研磨手段２１は、余剰部分２０を研磨して除去するものである。この研磨手段２１は、上面に研磨面２２が設けられた研磨台２３を備えて構成されている。この研磨台２３の下面中央部に設けた回転軸２４によって研磨台２３が回転駆動されると共に水平方向へも揺動可能とされている。この研磨台２３を回転駆動すると共に水平方向へ揺動させることにより、研磨面２２が余剰部分２０を削り落として平滑な端面を得ることができる。
【００５８】
以上の工程を行うことにより、フェルール４先端４ａからプラスチック光ファイバ１先端１ａの引き込みを防止できるプラスチック光ファイバ端面構造が得られる。しかも、コア２とクラッド３の屈折率構造が当初のままに保持された平滑な端面が得られる。
【００５９】
図８は、本発明に係る加熱装置の第２の実施例を示すものである。この加熱装置２７は、前記加熱装置７のホットプレート８に設けた円形の加工穴１１に代えて、ホットプレート２８に長方形の長穴からなる加工穴２９を設けたものである。他の構成は、前記実施例の加熱装置７と同様であるため、同一部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００６０】
ホットプレート２８は、熱の良導体で形成された四角形の板体からなり、その略中央部にスリット状の加工穴２９が設けられている。加工穴２９の大きさは、幅ｅがコア２の直径D1以上クラッド３の直径D2以下であって、長さｆはクラッド３の直径D2以上である。また、加工穴２９の深さは加工穴１１のそれと同様であって、フェルール４の先端４ａからプラスチック光ファイバ１の先端１ａが突出する量Ｌよりも長く設定する。
【００６１】
このような構成を有する加熱装置２７を用いる場合には、図９に示すような端面構造を有するプラスチック光ファイバ１の端面処理を行うことができる。前記実施例と同様に、加熱装置２７に装着されたガイド部材１４のガイド穴１５に、プラスチック光ファイバ１が装着されたフェルール４を挿入する。その結果、ガイド部材１４によってプラスチック光ファイバ１の先端部分が垂直に保持される。これにより、ガイド部材１４に保持されたプラスチック光ファイバ１のコア２の中心とホットプレート２８に設けた加工穴２９の幅方向の中心とが略一致される。そこで、フェルール４と一体にプラスチック光ファイバ１を軸方向に移動してホットプレート２８に近づけ、その先端を加工穴２９周縁の加熱面に押し当てる。
【００６２】
これにより、プラスチック光ファイバ１のクラッド３の一部が、ホットプレート２８の加工穴２９の長辺側の縁に接触する。そして、ホットプレート２８の加熱面に接触するクラッド３の２箇所が、加熱面から加えられる熱により軟化して溶融される。その結果、クラッド３の２箇所の対向する側面部４ｂ，４ｂが半月状に溶融されて消失すると共に、その溶融したものがフェルール４のクラッド収納部６内に入り込む。即ち、クラッド３の２箇所が、軟化溶融して耳のように側方に膨出し、その膨出部３１，３１がクラッド収納部６内に入り込んでストッパの役割を果たすようになる。
【００６３】
その後、プラスチック光ファイバ１の先端１ａに突き出たコア２を含むクラッド３の内側部分からなる余剰部分３２を、前記研磨手段２１等によって除去する。これにより、余剰部分３２が研磨手段２１の研磨面２２によって削り落とされ、プラスチック光ファイバ１の先端１ａが平滑な端面に仕上げられる。以上の工程を行うことにより、フェルール４先端からのプラスチック光ファイバ１先端の引き込み防止構造が形成される。そして、コア２とクラッド３の屈折率構造が当初の状態に保持された平滑な端面が得られる。
【実施例２】
【００６４】
図１０は、前記示したクラッド収納部６の他の実施例を示すものである。この実施例で示すクラッド収納部３４は、前記実施例における面取り形状に代えて、座ぐり状に形成したものである。クラッド収納部３４は、半径方向外側に展開された外向きフランジ状の空間部によって形成されている。このクラッド収納部３４の全体に、リング状をなすクラッド膨出部３５が充填されて収納されている。他の構成及び製造工程等については、前述した実施例と同様である。
【００６５】
また、図１１〜図１３は、クラッド収納部６の更に他の実施例を示すものである。この実施例は、フェルール４の先端４ａの内周縁に凹部を設けることなく、先端４ａの端面全体をクラッド収納部として構成したものである。この実施例が前記第１実施例と異なるところは、フェルール４の先端４ａが単なる端面であって、その内周縁にはクラッド収納部となる凹部が設けられていない点である。その他の構成は前記実施例と同様であるため、その構成の説明は省略する。なお、この実施例においても、プラスチック光ファイバ１として適用できるのはＳＩ型プラスチック光ファイバのみならず、ＧＩ型プラスチック光ファイバにも同様に適用できることは勿論である。
【００６６】
この実施例で示す端面構造は、例えば、次のようにして形成することができる。まず、図１１に示すように、プラスチック光ファイバ１をフェルール４の貫通穴５に通し、フェルール４の先端４ａからプラスチック光ファイバ１の先端１ａを所定量Ｌａだけ突出させる。このプラスチック光ファイバ１が装着されたフェルール４をガイド部材１４のガイド穴１５に挿通して保持する。この際、ガイド部材１４は予め加熱装置７の筐体１０に嵌合させておくようにする。これにより、加熱装置７に対するガイド部材１４の位置決めが自動的になされる。その結果、ホットプレート８の加工穴１１の中心とプラスチック光ファイバ１のコア２の中心が同一線上に略一致される。
【００６７】
次に、加熱装置７のヒータ９を作動させてホットプレート８を所定温度に加熱した後、フェルール４と一体にプラスチック光ファイバ１をホットプレート８側に移動して、プラスチック光ファイバ１の先端１ａをホットプレート８に押し当てる。そして、フェルール４の先端４ａがホットプレート８の上面８ａに接触する少し手前（接触しない適当な位置）まで移動することにより、クラッド３の半径方向外側部分が軟化溶融して外側に広げられる。その結果、図１２に示すように、ホットプレート８の加工穴１１の周縁部に接触するクラッド３の外側部分が軟化して溶融し、その溶融した部分がフェルール４の端面全体に広げられる。
【００６８】
これにより、クラッド３の先端に、半径方向外側に膨出されたフランジ状のクラッド膨出部３７が形成される。このクラッド膨出部３７をクラッド３の先端に設けることにより、フェルール４に対するプラスチック光ファイバ１の引き込みを防止することができる。
【００６９】
なお、クラッド収納部の形状は、前述した実施例のように、各種の形状として構成することができるものであり、例えば、断面形状については三角形や四角形に限定されるものではなく、台形や扇形その他の形状に形成できることは勿論である。また、クラッド収納部は、クラッド３の内周縁において周方向に連続するものばかりでなく、周方向に間欠的に設けられた凹部として形成することもできる。
【００７０】
その後、図１３に示すように、プラスチック光ファイバ１の先端１ａに突き出たコア２を含むクラッド３の内側部分からなる余剰部分２０を除去する。例えば、研磨手段の研磨面２２によって余剰部分２０を切削し、プラスチック光ファイバ１の先端１ａの端面全体を１つの平面とする端面処理を行う。以上の加工処理を行うことにより、フェルール４の先端４ａからプラスチック光ファイバ１の先端１ａが軸方向内側へ移動しようとする引き込みを防止することができる。しかも、コア２とクラッド３との境界部分にはホットプレート８の加熱面が直接接触しないため、コア２とクラッド３の屈折率構造を当初のままに保持することができる。
【００７１】
図１４〜図２０は、本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法及び端面処理装置の第２の実施例を説明するものである。この第２の実施例は、プラスチック光ファイバ１のコア２のみを溶かすことができる溶剤を用いて所定部分のコアを溶融し、その外側に残されたクラッド３を加熱して軟化溶融することにより、上述したクラッド膨出部１８と同様のクラッド膨出部を形成するようにしたものである。
【００７２】
まず、本発明の第２実施例に係る端面処理装置の構成について説明する。この端面処理装置は、プラスチック光ファイバ１を軸方向へ移動可能に保持するガイド部材１４と、プラスチック光ファイバ１のコア２のみを所定部分だけ溶かして空洞４０を形成するコア溶融手段４１と、空洞４０が形成されたクラッドを軟化溶融して外側へ中間処理的に第１段階まで変形させる第１のホットプレート４３を有する加熱装置４４と、第１段階まで曲げたクラッドを再度軟化溶融して最終処理的に第２段階まで変形させる第２のホットプレート４５を有する加熱装置等を備えて構成されている。
【００７３】
図１４は、コア溶融手段４１を示す説明図である。コア溶融手段４１は、プラスチック光ファイバ１の構成要素のうち、クラッド３を残してコア２のみを溶融することができる溶剤からなるコア溶融液４６によって構成される。そのようなコア溶融液４６は、使用するプラスチック光ファイバ１の材質に選定される。このコア溶融液４６の濃度及び浸漬時間を調節することにより、図１５に示すように、内側のコア２のみを溶融させて外側のクラッド３を残し、中央に空洞４０が形成された端面構造を形成することができる。コア溶融液４６は、上面に開口された溶剤容器４７に入れられている。
【００７４】
図１６は、第１のホットプレート４３を有する加熱装置４４を示す説明図である。加熱装置４４の構成は、前述した実施例の加熱装置７と構成は略同一であり、異なるところはホットプレート４３である。ホットプレート４３は、前述したホットプレート８と同様に熱伝導率が大きく熱膨張率が小さい材質で形成されているが、加熱面である上面の略中央部には、空洞４０内に入り込む加工突起４８が設けられている。加工突起４８は、裾の部分でクラッド３の筒状部３３を押し広げて軟化溶融し、クラッド３を中間処理的に加熱変形して外側へ膨出させるものである。
【００７５】
第１のホットプレート４３の加工突起４８は、裾の部分の直径ｄ1がコア２の直径D１よりも大きく形成された（ｄ1＞D１）円錐形、円錐台形、角錐形、角錐台形等の尖頭形状をなす凸部からなる。この加工突起４８の中心は、加熱装置４４に装着されたガイド部材１４に保持されたプラスチック光ファイバ１の中心と略一致するように構成されている。他の構成は前記実施例と同様であるため、それらの説明は省略する。
【００７６】
この実施例で示す端面構造は、例えば、次のようにして形成することができる。まず、図１５に示すように、プラスチック光ファイバ１をフェルール４の貫通穴５に通し、フェルール４の先端４ａからプラスチック光ファイバ１の先端１ａを所定量Ｌｂだけ突出させる。このプラスチック光ファイバ１が装着されたフェルール４をガイド部材１４のガイド穴１５に挿通して保持し、そのガイド部材１４を溶剤容器４７に嵌合させる。これにより、加熱装置７に対するガイド部材１４の位置決めが自動的になされる。
【００７７】
次に、図１４に示すように、フェルール４と一緒にプラスチック光ファイバ１をコア溶融液４６側に移動し、その先端１ａから所定量（本実施例では、プラスチック光ファイバ１の先端１ａからフェルール４の先端４ａまでの長さＬｂ）をコア溶融液４６に浸漬させる。この浸漬量は、フェルール４の先端４ａに到達する前の中途部までの長さであってもよい。これにより、コア溶融液４６に浸漬されている部分のコアのみが溶融されて空洞４０が形成され、外側のクラッドが円筒状に残された円筒部３３が構成される。
【００７８】
このように構成されたフェルール４付きのプラスチック光ファイバ１を、図１６に示す加熱装置４４の筐体１０に嵌合されているガイド部材１４のガイド穴１５に挿通して保持する。これにより、図１７に示すように、第１のホットプレート４３の加工突起４８の中心とプラスチック光ファイバ１のクラッド３（円筒部３３）の中心が同一線上に略一致される。
【００７９】
次に、加熱装置４４のヒータ９を作動させて第１のホットプレート４３を所定温度に加熱する。その後、図１８に示すように、フェルール４と一体にプラスチック光ファイバ１をホットプレート４３側に移動して、クラッド３先端の円筒部３３をホットプレート４３の加工突起４８に押し当てる。これにより、加工突起４８の尖頭部が円筒部３３の空洞４０内に入り込むため、その円筒部３３が半径方向外側に広げられる。これにより、クラッド３の円筒部３３が加工突起４８により加熱されて軟化溶融し、半径方向外側に変形される。このとき、加工突起４８の先端がコア２の端面に当接して傷つけないように注意する。そして、クラッド３の円筒部３３がある程度半径方向外側へ溶融変形したところで、一旦第１のホットプレート４３の加熱を停止する。
【００８０】
続いて、第２のホットプレート４５の平面部を用いてクラッド３の円筒部３３を、図１８に示す形状から図１９に示す形状まで変形させる加熱処理を行う。このとき、第２のホットプレート４５は、前記第１のホットプレート４３において十分に広い平面部がある場合には、その第１のホットプレート４３をそのまま使用することもできる。また、前記加熱装置４４を用いてホットプレートのみを変更可能に構成し、必要に応じて第１のホットプレート４３と第２のホットプレート４５を入れ替えて使用するようにしてもよい。
【００８１】
第２のホットプレート４５が第１のホットプレート４３と異なるところは、第２のホットプレート４５の加熱面には加工突起４８が無くて平面部のみからなっている点である。この第２のホットプレート４５を、例えば、加熱装置４４に設置する。また、第１のホットプレート４３によって中間処理されたフェルール４付きのプラスチック光ファイバ１をガイド部材１４に装着する。これにより、プラスチック光ファイバ１が所定位置にセットされる。
【００８２】
次に、加熱装置４４のヒータ９を作動させて第２のホットプレート４５を所定温度まで加熱する。その後、フェルール４と一体にプラスチック光ファイバ１をホットプレート４５側に移動して、クラッド３の円筒部３３をホットプレート４５の加熱面である平面部に押し当てる。これにより、加熱面で加熱された円筒部３３が更に軟化して溶融し、フェルール４先端４ａの内周縁に設けた周方向に連続するリング状をなすクラッド収納部６内に充填される。この第２のホットプレート４５による押し当て状態を保持したまま、第２のホットプレート４５の加熱を停止する。
【００８３】
これにより、クラッド３の円筒部３３が、半径方向外側に膨出するように加熱変形され、外向きフランジ状のクラッド膨出部５０が形成される。このクラッド膨出部５０をクラッド３の先端に設けることにより、フェルール４に対するプラスチック光ファイバ１の引き込みを防止することができる。
【００８４】
その後、プラスチック光ファイバ１の先端１ａに突き出たクラッド３の余剰部分５１を、前記研磨手段２１により切削して除去する。これにより、余剰部分５１が研磨手段２１の研磨面２２によって削り落とされ、図２０に示すように、プラスチック光ファイバ１の先端１ａが平滑な端面に仕上げられる。以上の工程を行うことにより、フェルール４先端からのプラスチック光ファイバ１先端の引き込み防止構造が形成される。そして、コア２とクラッド３の屈折率構造が当初の状態に保持された平滑な端面が得られる。
【００８５】
なお、この実施例では、プラスチック光ファイバ１の先端１ａをフェルール４の先端４ａまで浸漬し、空洞の深さをプラスチック光ファイバ１の突出量Ｌｂと一致させるようにした。その結果、仕上げ段階における端面処理をクラッド３の余剰部分５１のみの研磨加工だけですむようにしたため、より短時間で端面処理を行うことができた。しかしながら、プラスチック光ファイバ１の浸漬量をその突出量よりも短くし、コア２の一部を余剰部分として残し、研磨手段２１による研磨加工でクラッド３の余剰部分５１と一緒に研削して除去するようにしてもよい。
【実施例３】
【００８６】
図２１〜図２６は、本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法及び端面処理装置の第３の実施例を説明するものである。この第３の実施例は、プラスチック光ファイバとして、コア２とクラッド３と被覆層６１とからなるものを適用した例を示すものである。この第３の実施例が前記第１の実施例とことなるところは、プラスチック光ファイバ６０がコア２とクラッド３の他に被覆層６１を有する点である。被覆層６１の材質としては、例えば、クラッド３と同程度の熱特性を有する各種のプラスチックを適用することができる。
【００８７】
被覆層６１はクラッド３の外側に同心状に形成されていて、プラスチック光ファイバ６０は全体として３層構造とされている。このようなプラスチック光ファイバ６０に対して、ホットプレート６２の加工穴６３の大きさ（直径）を変えることによって膨出部が形成される部位を変更し、プラスチック光ファイバ先端の引き込みを防止するようにしている。
【００８８】
図２１〜図２６のうち、図２１〜図２３に示す実施例は、前記第１の実施例で説明したものと同様に、クラッド３の部分から外側を加熱変形させるようにしたものである。３層構造をなすプラスチック光ファイバ６０が、フェルール６４の貫通穴６５に軸方向へ移動可能に保持されている。そして、フェルール６４の先端６４ａの内周縁には面取り状の被覆層収納部６６が設けられている。その他の構成及び作用は、前述した実施例１の場合と同様である。
【００８９】
この実施例に係るプラスチック光ファイバ６０の端面処理を簡単に説明すると、次のようなものである。まず、プラスチック光ファイバ６０をフェルール６４の貫通穴６５に挿通し、このプラスチック光ファイバ６０が装着されたフェルール６４を、加熱装置７の筐体１０に嵌合されているガイド部材１４のボス部１４ａのガイド穴１５に挿通して保持する。このとき、プラスチック光ファイバ６０の先端６０ａは、図２１に示すように、フェルール６４の先端６４ａから所定量Ｌだけ突出させておく。
【００９０】
次に、加熱装置７のホットプレート６２を所定温度に加熱した後、フェルール４と一体にプラスチック光ファイバ１を移動してホットプレート６２の加熱面に押し当てる。これにより、ホットプレート６２に設けた加工穴６３の直径d1がコア２の直径D1よりも若干大きいため（d1＞D1）、加工穴６３の周縁がコア２の外側のクラッド３の内側部分に接触される。
【００９１】
その結果、ホットプレート６２の加熱面（加工穴６３の周縁部）によってクラッド３とその外側の被覆層６１が溶融して軟化される。一方、加熱面の内側であるクラッド３の内側部分とコア２の全体は、ホットプレート６２の熱で溶融軟化されることなく加工穴６３の内部に入り込む。このとき、クラッド３の外側部分及び被覆層６１の溶融した部分は、ホットプレート６２の押圧力によって外側に押し広げられ、フェルール６４の先端６４ａに設けたリング状の被覆層収納部６６内に充填するように収納される。
【００９２】
ホットプレート６２による押し当て状態を保ったまま、ホットプレート６２の加熱を止めることにより、図２２に示すように、クラッド３及び被覆層６１の先端部には半径方向外側に膨出されたリング状をなす被覆層膨出部６７が形成される。このような端面処理を行うことで形成される被覆層膨出部６７により、フェルール６４に対するプラスチック光ファイバ６０の引き込みが防止される。その結果、フェルール６４によってプラスチック光ファイバ６０を常に所定位置に保持しておくことができ、プラスチック光ファイバ６０の引き込みによる光の伝送効率の低下を防止することができる。
【００９３】
その後、図２３に示すように、プラスチック光ファイバ６０の先端６０ａに突き出たコア２を含むクラッド３の内側部分からなる余剰部分６８を、例えば、研磨手段２１により切削して取り除く。これにより、プラスチック光ファイバ６０の先端６０ａの端面全体を１つの平面として平滑な端面を得ることができる。以上の工程を行うことにより、フェルール６４の先端６４ａからプラスチック光ファイバ６０の先端６０ａの引き込みを防止できるプラスチック光ファイバ端面構造が得られる。しかも、コア２の全体とクラッド３の内側部分の組織は処理前と変わらないため、コア２の屈折率構造を当初のままに保持した平滑な端面が得られる。
【００９４】
また、図２４〜図２６に示す実施例は、被覆層６１の部分から外側を加熱変形させるようにしたものである。３層構造をなすプラスチック光ファイバ６０が、フェルール６４の貫通穴６５に軸方向へ移動可能に保持されている。フェルール６４の先端６４ａの内周縁には面取り状の被覆層収納部６６が設けられている。図２４に示すように、ホットプレート７０には、クラッド３の直径（外径）D2よりも少々大きな直径d２を有する加工穴７１が設けられている。その他の構成及び作用は、前述した実施例の場合と同様である。
【００９５】
この実施例では、図２５に示すように、ホットプレート７０に設けた加工穴７１の直径d2がクラッド３の直径D2よりも若干大きいため（d2＞D2）、加工穴７１の周縁がクラッド３の外側の被覆層６１の内側部分に接触される。その結果、ホットプレート７０の加熱面（加工穴７１の周縁部）によって被覆層６１が溶融して軟化される。一方、加熱面の内側である被覆層６１の内側部分とクラッド３及びコア２の全体は、ホットプレート７０の熱で溶融軟化されることなく加工穴７１の内部に入り込む。このとき、被覆層６１の溶融した部分が、ホットプレート７０の押圧力によって外側に押し広げられ、フェルール６４の先端６４ａに設けたリング状の被覆層収納部６６内に充填するように収納される。
【００９６】
ホットプレート７０による押し当て状態を保ったまま、ホットプレート７０の加熱を止めることにより、被覆層６１の先端部には半径方向外側に膨出されたリング状をなす被覆層膨出部７２が形成される。このような端面処理を行うことで形成される被覆層膨出部７２により、フェルール６４に対するプラスチック光ファイバ６０の引き込みが防止される。その結果、フェルール６４によってプラスチック光ファイバ６０を常に所定位置に保持しておくことができ、プラスチック光ファイバ６０の引き込みによる光の伝送効率の低下を防止することができる。
【００９７】
その後、図２６に示すように、プラスチック光ファイバ６０の先端６０ａに突き出たコア２及びクラッド３を含む被覆層６１の内側部分からなる余剰部分７３を、例えば、研磨手段２１により切削して取り除く。これにより、プラスチック光ファイバ６０の先端６０ａの端面全体を１つの平面として平滑な端面を得ることができる。以上の工程を行うことにより、フェルール６４の先端６４ａからプラスチック光ファイバ６０の先端６０ａの引き込みを防止できるプラスチック光ファイバ端面構造が得られる。しかも、コア２及びクラッド３全体の組織は処理前と変わらないため、コア２の屈折率構造を当初のままに保持した平滑な端面が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
以上説明したが、本願発明によれば、フェルール端面からのプラスチック光ファイバの引き込みを防止すると共に、プラスチック光ファイバ先端のコアの変形や、コアとクラッドとの溶融混合が抑えられ、屈折率構造が保持された平滑な端面が得られる。その結果、プラスチック光ファイバの伝送損失やプラスチック光ファイバ同士の接続損失、光学系の結合効率の悪化を抑制することができる。更に、このプラスチック光ファイバが使用される各製品の損失のバラツキ幅を小さくすることができる。
【００９９】
また、本発明によれば、プラスチック光ファイバと加熱面との位置合わせが一次元で良いため、端面部の溶融変形処理作業をより容易にすることができる。更に、並列に並べた複数本のプラスチック光ファイバを一度にまとめて溶融変形処理することにより、生産効率を高めることができる。また、ホットプレートによって溶融するクラッドやクラッド及び被覆層の容量と、これらが充填されることにより収納するクラッド収納部や被覆層収納部の容積とを、予め計算して一致させておくことにより、その後の研磨手段による端面処理を省略することができ、より短時間で端面処理を実行することができる。更に、被覆層を溶融変形処理することにより、コアだけでなくクラッドの溶融変形も回避できるため、極めて安定した光学的特性を有する端面処理されたプラスチック光ファイバを得ることができる。
【０１００】
なお、前記実施例においては、プラスチック光ファイバとしてＳＩ型プラスチック光ファイバを用いた例について説明したが、ＧＩ型プラスチック光ファイバに適用することができることは勿論である。このように、本願発明は、その要旨を変更しない範囲で各種の変更実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法及び端面処理装置に係るプラスチック光ファイバの第１実施例を示す断面図である。
【図２】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法及び端面処理装置に係る加熱装置の第１の実施例を示す説明図である。
【図３】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法の第１の実施例を示すもので、プラスチック光ファイバのクラッドをホットプレートに押し当てる前の状態の説明図である。
【図４】プラスチック光ファイバのクラッドをホットプレートに押し当てた状態の説明図である。
【図５】図４で製作されたプラスチック光ファイバの端面構造を示す外観斜視図である。
【図６】図４で製作されたプラスチック光ファイバのコアを含むクラッドの余剰部分を研磨手段で端面処理した説明図である。
【図７】本発明の加熱装置にガイド部材を装着した状態の説明図である。
【図８】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法及び端面処理装置に係る加熱装置の第２の実施例を示す説明図である。
【図９】図８に示す加熱装置を用いて作成されたプラスチック光ファイバの外観斜視図である。
【図１０】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法に係るクラッド膨出部の第２の実施例を断面して示す説明図である。
【図１１】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法に係るクラッド膨出部の第３の実施例を示すもので、クラッドにホットプレートの加工穴を押し当てる前の説明図である。
【図１２】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法に係るクラッド膨出部の第３の実施例を示すもので、クラッドにホットプレートの加工穴を押し当てた説明図である。
【図１３】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法に係るクラッド膨出部の第３の実施例を示すもので、コアを含むクラッドの余剰部分を端面処理した説明図である。
【図１４】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法及び端面処理装置の第２の実施例を示すもので、プラスチック光ファイバの先端をコア溶融手段に浸漬させた説明図である。
【図１５】図１４の浸漬処理後のプラスチック光ファイバを断面した説明図である。
【図１６】図１４の浸漬処理後のプラスチック光ファイバを断面した説明図である。
【図１７】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法及び端面処理装置の第２の実施例に係る加熱装置を示す説明図である。
【図１８】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法の第２の実施例を説明するもので、クラッドの空洞に加工突起を押し当てた説明図である。
【図１９】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法の第２の実施例を説明するもので、クラッドの余剰部分を端面処理する前の説明図である。
【図２０】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法の第２の実施例を説明するもので、クラッドの余剰部分を端面処理した後の説明図である。
【図２１】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法の第３の実施例を説明するもので、クラッドにホットプレートの加工穴を押し当てる前の説明図である。
【図２２】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法の第２の実施例を説明するもので、クラッドにホットプレートの加工穴を押し当てた説明図である。
【図２３】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法の第２の実施例を説明するもので、コアを含むクラッドの余剰部分を端面処理した説明図である。
【図２４】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法の第３の実施例を説明するもので、被覆層にホットプレートの加工穴を押し当てる前の説明図である。
【図２５】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法の第３の実施例を説明するもので、被覆層にホットプレートの加工穴を押し当てた説明図である。
【図２６】本発明のプラスチック光ファイバの端面処理方法の第３の実施例を説明するもので、コアを含むクラッドの余剰部分を端面処理した説明図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１，６０‥プラスチック光ファイバ、  １ａ，６０ａ‥先端、  ２‥コア、  ３‥クラッド、  ４，６４‥フェルール、  ４ａ，６４ａ‥先端、  ５‥貫通穴、  ６，３４‥クラッド収納部、  ７，２７，４４‥加熱装置、  ８，２８，４３，４５，６２，７０‥ホットプレート、  ９‥ヒータ、  １０‥筐体、  １１，２９，６３，７１‥加工穴、  １４‥ガイド部材、  １８，３５，３７，５０‥クラッド膨出部、  ３２，５１，６８，７３‥余剰部分、  ３３‥筒状部、  ４０‥空洞、  ４６‥コア溶融液、  ４７‥溶液容器、  ４８‥加工突起、  ６１‥被覆層、  ６６‥被覆層収納部、  ６７，７２‥被覆層膨出部、  ｄ，ｄ１，ｄ２‥加工穴の直径、  Ｄ１‥コアの直径、  Ｄ２‥クラッドの直径
【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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【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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