(57)【要約】【課題】容易且つ簡単な制御方法で所望位置を均一に放電加熱し、更に加工コストを低減させることができる放電加工方法及びその装置を提供する。【解決手段】接続すべき２つの対象物の対向部分を２本の放電電極棒間に生じる放電で溶融加熱し融着接続する放電加工方法であって、２本の放電電極棒を広がり角θを形成するようにハの字型に設定し、この放電電極棒の先端を一方の対象物の端面に近接させて配置する放電電極棒配置工程と、放電電極棒の間に耐熱性の絶縁棒を配置し、この絶縁棒の先端がこの放電電極棒の先端同士を結んでなる結線から所定長だけ突出するように配置する絶縁棒配置工程と、この放電電極棒間に放電を発生させた後、対象物の溶融加熱部分に、他方の対象物の端面を押圧して融着接続を行う融着接続工程とを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続すべき２つの対象物の対向部分を２本の放電電極棒間に生じる放電で溶融加熱し融着接続する放電加工方法であって、
一対の放電電極棒間に形成される放電を、該放電内に配置された放電変形部材により一方の対象物端面に向って弓状をなすように円弧状に変形させ、該対象物端面を加熱軟化させた後、前記対象物端面の溶融加熱部分に他方の対象物端面を押圧して融着接続を行う融着接続工程を有することを特徴とする放電加工方法。
【請求項２】
前記融着接続工程は、
前記一対の放電電極棒の挟み角度を、２０〜１６０°の範囲で設定することを特徴とする請求項１記載の放電加工方法。
【請求項３】
前記一対の放電電極棒の挟み角度は、調節されることを特徴とする請求項１又は２記載の放電加工方法。
【請求項４】
前記融着接続工程は、
前記放電電極棒の先端を結んでなる結線から前記対象物端面に向って該結線の長さＬに相当する距離の範囲内に、前記放電変形部材を配置することを特徴とする請求項１記載の放電加工方法。
【請求項５】
前記放電変形部材の配置は、前記範囲内で調節されることを特徴とする請求項４記載の放電加工方法。
【請求項６】
前記一方の対象物が石英ガラスを主成分とする基板導波路であり、他方の対象物が石英ガラスを主成分とする光ファイバであるとき、前記放電変形部材は石英ガラスよりも融点の高いジルコニア、窒化珪素又は窒化ホウ素にいずれかを主成分とする材質からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放電加工方法。
【請求項７】
接続すべき２つの対象物の対向部分を２本の放電電極棒間に生じる放電で溶融加熱し融着接続する放電加工方法であって、
一対の放電電極棒間に形成される放電を、該放電内に配置された放電変形部材により一方の対象物端面に向って弓状をなすように円弧状に変形させ、該対象物端面を加熱軟化させた後、前記放電変形部材の軸方向に開孔された貫通孔を通して他方の対象物端面を前記対象物端面の溶融加熱部分に押圧して融着接続を行う融着接続工程を有することを特徴とする放電加工方法。
【請求項８】
接続すべき２つの対象物の対向部分を２本の放電電極棒間に生じる放電で溶融加熱し融着接続する放電加工装置であって、
一対の放電電極棒間に配置され、該放電を弓状をなすように円弧状に変形させる放電変形部材を有し、
前記放電電極棒間に放電を生じさせた状態で、前記放電変形部材を前記対象物端面に向って突出させ、該対象物端面を加熱軟化させた後、該対象物端面の溶融加熱部分に他方の対象物端面を押圧して融着接続することを特徴とする放電加工装置。
【請求項９】
前記一対の放電電極棒の挟み角度を、２０〜１６０°の範囲に設定することを特徴とする請求項８記載の放電加工装置。
【請求項１０】
前記一対の放電電極棒の挟み角度を調節する駆動手段を備えていることを特徴とする請求項８又は９記載の放電加工装置。
【請求項１１】
前記放電電極棒の先端を結んでなる結線から前記対象物端面に向って該結線の長さＬに相当する距離の範囲内に、前記放電変形部材を配置することを特徴とする請求項８記載の放電加工装置。
【請求項１２】
前記放電変形部材の配置を調節する駆動手段を備えていることを特徴とする請求項８記載の放電加工装置。
【請求項１３】
前記放電変形部材は、
該放電変形部材の内部に該放電変形部材の先端部温度を検出するための温度検出手段を備えていることを特徴とする請求項８，１１，１２のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項１４】
前記温度検出手段で検出された温度に基づいて、前記放電電極棒に供給する電力供給量を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１３記載の放電加工装置。
【請求項１５】
前記一方の対象物が石英ガラスを主成分とする基板導波路であり、他方の対象物が石英ガラスを主成分とする光ファイバであるとき、前記放電変形部材は石英ガラスよりも融点の高いジルコニア、窒化珪素又は窒化ホウ素のいずれかを主成分とする材料からなることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【請求項１６】
前記放電変形部材は、
該放電変形部材の軸方向に前記対象物を通すための貫通孔が開孔されていることを特徴とする請求項８乃至１３又は１５のいずれか１項に記載の放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁体を溶融加工及び溶着加工する放電加工方法及びその装置に関し、特に、基板導波路と光ファイバを溶融接続する放電加工方法及び放電加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信網の発達により、光ファイバと光ファイバ、又は基板導波路と光ファイバを溶融接続する放電加工方法及び放電加工装置の需要が高まっている。
【０００３】
図９は、従来の溶融接続方法の一例を示す図である。この溶融接続方法は、接続すべき対象物１０２の端面同士を対向させ、この対向面と平行に、且つ、突き合わせ部分を挟んで対向する位置に放電電極棒１０３を配置し、この状態で放電電極棒１０３間に放電１０４を発生させることで対向し、突き合わせ部分を溶融接続するものである。
【０００４】
このような溶融接続方法は、対象物１０２の端面積がほぼ同面積を有する場合に有効な方法である。しかし図１０に示すように、一方の対象物１０５の端面積が大きい場合は、図９と同じ構成で溶融接続を行うと、対象物１０５の端面を十分に加熱できず、高強度の溶融接続を実現できない。
【０００５】
そこで図１１に示すように、対象物１０５の端面に対し、２本の放電電極棒１０３を所定の広がり角をもって設定し、この放電電極棒１０３の先端部を出来る限り端面に近づけて放電１０４を行うことで、広面積を有する端面であっても所望位置を放電加熱するようにしている。
【０００６】
図１１の放電加熱方法は、上述の通り所望位置を放電加熱することはできるが、一方で端面の所望位置を均一に放電加熱することはできない。そこで図１２に示すように、放電電極棒１０３の外周に不活性ガス１０６を流し、この不活性ガス１０６の吹き出しで放電形状を弓形にして、対象物１０５の所望位置に均一な放電加熱を行うことを実現している。これにより放電加熱された所望位置に対象物１０２の端面を押圧することで、対象物同士を融着接続することができる。上記溶融接続方法は、特開平５−１３４１３０号公報に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１３４１３０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで図１２に示した溶融接続方法は、所望位置を均一加熱することができるという利点を有するが、一方で不活性ガス１０６の吹き出しで放電形状制御を行うため、ガス流量の精密な制御が必要であるという問題がある。
【０００９】
また、放電加工時は常に不活性ガスを流す必要があるので、製造コストが高くなるという問題もある。
【００１０】
更に、対象物の端面形状が変わると、ガスの流れる方向やガスの広がりが変化するため、プラズマ（イオン）発生部分の位置や密度が変わり、この結果として加熱領域や加熱温度が変化するという問題がある。この例としては、基板導波路の中央と端の部分では、ガスの流れが同じにはならないため、同じ範囲を同じ熱量で加熱することはできないことが挙げられる。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、容易且つ簡単な制御方法で所望位置を均一に放電加熱し、更に加工コストを低減させることができる放電加工方法及びその装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、請求項１記載の本発明は、接続すべき２つの対象物の対向部分を２本の放電電極棒間に生じる放電で溶融加熱し融着接続する放電加工方法であって、一対の放電電極棒間に形成される放電を、この放電内に配置された放電変形部材により一方の対象物端面に向って弓状をなすように円弧状に変形させ、この対象物端面を加熱軟化させた後、対象物端面の溶融加熱部分に他方の対象物端面を押圧して融着接続を行う融着接続工程を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の放電加工方法において、融着接続工程は、一対の放電電極棒の挟み角度を、２０〜１６０°の範囲で設定することを要旨とする。
【００１４】
請求項３記載の本発明は、請求項１又は２記載の放電加工方法において、一対の放電電極棒の挟み角度は、調節されることを要旨とする。
【００１５】
請求項４記載の本発明は、請求項１記載の放電加工方法において、融着接続工程は、放電電極棒の先端を結んでなる結線から対象物端面に向ってこの結線の長さＬに相当する距離の範囲内に、放電変形部材を配置することを要旨とする。
【００１６】
請求項５記載の本発明は、請求項４記載の放電加工方法において、放電変形部材の配置は、範囲内で調節されることを要旨とする。
【００１７】
請求項６記載の本発明は、請求項１乃至５記載の放電加工方法において、一方の対象物が石英ガラスを主成分とする基板導波路であり、他方の対象物が石英ガラスを主成分とする光ファイバであるとき、放電変形部材は石英ガラスよりも融点の高いジルコニア、窒化珪素又は窒化ホウ素にいずれかを主成分とする材質からなることを要旨とする。
【００１８】
請求項７記載の本発明は、接続すべき２つの対象物の対向部分を２本の放電電極棒間に生じる放電で溶融加熱し融着接続する放電加工方法であって、一対の放電電極棒間に形成される放電を、この放電内に配置された放電変形部材により一方の対象物端面に向って弓状をなすように円弧状に変形させ、この対象物端面を加熱軟化させた後、放電変形部材の軸方向に開孔された貫通孔を通して他方の対象物端面を対象物端面の溶融加熱部分に押圧して融着接続を行う融着接続工程を有することを要旨とする。
【００１９】
請求項８記載の本発明は、接続すべき２つの対象物の対向部分を２本の放電電極棒間に生じる放電で溶融加熱し融着接続する放電加工装置であって、一対の放電電極棒間に配置され、この放電を弓状をなすように円弧状に変形させる放電変形部材を有し、放電電極棒間に放電を生じさせた状態で、放電変形部材を対象物端面に向って突出させ、この対象物端面を加熱軟化させた後、この対象物端面の溶融加熱部分に他方の対象物端面を押圧して融着接続することを要旨とする。
【００２０】
請求項９記載の本発明は、請求項８記載の放電加工装置において、一対の放電電極棒の挟み角度を、２０〜１６０°の範囲に設定することを要旨とする。
【００２１】
請求項１０記載の本発明は、請求項８又は９記載の放電加工装置において、一対の放電電極棒の挟み角度を調節する駆動手段を備えていることを要旨とする。
【００２２】
請求項１１記載の本発明は、請求項８記載の放電加工装置において、放電電極棒の先端を結んでなる結線から対象物端面に向ってこの結線の長さＬに相当する距離の範囲内に、放電変形部材を配置することを要旨とする。
【００２３】
請求項１２記載の本発明は、請求項８記載の放電加工装置において、放電変形部材の配置を調節する駆動手段を備えていることを要旨とする。
【００２４】
請求項１３記載の本発明は、請求項８，１１，１２に記載の放電加工装置において、放電変形部材は、この放電変形部材の内部にこの放電変形部材の先端部温度を検出するための温度検出手段を備えていることを要旨とする。
【００２５】
請求項１４記載の本発明は、請求項１３記載の放電加工装置において、温度検出手段で検出された温度に基づいて、放電電極棒に供給する電力供給量を制御する制御手段を備えることを要旨とする。
【００２６】
請求項１５記載の本発明は、請求項８乃至１３の放電加工装置において、一方の対象物が石英ガラスを主成分とする基板導波路であり、他方の対象物が石英ガラスを主成分とする光ファイバであるとき、放電変形部材は石英ガラスよりも融点の高いジルコニア、窒化珪素又は窒化ホウ素のいずれかを主成分とする材料からなることを要旨とする。
【００２７】
請求項１６記載の本発明は、請求項８乃至１３又は１５の放電加工装置において放電変形部材は、この放電変形部材の軸方向に対象物を通すための貫通孔が開孔されていることを要旨とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本実施の形態を説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る放電加工方法及び放電加工装置の構成を示す図である。図１（ａ）は本発明の放電加工状態を上方から見た上面図であり、図１（ｂ）は放電加工状態を側面から見た側面図である。また図１（ｃ）は、図１（ｂ）の放電加工後、加熱部分に対象物を押圧している状態を示す図である。
【００３０】
本発明の放電加工装置は、接続すべき２つの対象物の対向部分を２本の放電電極棒間に生じる放電で溶融加熱し融着接続するものであって、一対の放電電極棒３間に形成されるアーク放電４を、このアーク放電４内に配置された絶縁棒（放電変形部材）１により対象物５端面に向って弓状をなすように円弧状に変形させ、この対象物５端面を加熱軟化させた後、対象物５端面の溶融加熱部分に他方の対象物２端面を押圧して融着接続を行うものである。
【００３１】
ここで対象物５は、例えば、石英ガラスを主成分とする基板導波路である。基板導波路とは、２種類の屈折率の異なる媒質を用いて光の導波路を基板上に形成したもので、一方の端から入力された光信号を他方の端に出力する他、１つの光信号を２個以上の出力に分岐する、又は２個以上の入力信号を１個の出力に結合するものである。図１（ａ）において導波路はＸ方向に埋め込まれており、ＹＺ平面には四角形の光導波路端面が露出している。
【００３２】
放電電極棒３は、高電圧電源（図示せず）に接続されており、高電圧の印加により放電電極棒３の先端間に１７００℃以上のアーク放電が発生する。２本の放電電極棒３は、０°から１８０°の範囲内で扇状に開閉可能なように配置されており、放電電極棒３の先端部が対象物５の端面に近接するように配置されている。
【００３３】
絶縁棒１は、円柱形又は円筒形の耐熱セラミックからなる棒であり、先端部は曲面化されている。材質は、耐熱セラミックに限らず、対象物の主成分が石英系ガラスである場合は石英ガラスより高融点を示すジルコニア、窒化珪素又は窒化ホウ素等であることが好ましい。本実施の形態においては絶縁棒１の先端形状を曲面化させているが、先端形状はこれに限らず、円錐形状、円錐台形状、先鋭形状、平坦形状のいずれの形状であってもよい。
【００３４】
また絶縁棒１は、一対の放電電極棒３の先端を結んでなる結線から先端部が突出するように固定配置されている。図１（ａ）において、放電電極棒３間の長さをＬとした場合、絶縁棒１の先端は、放電電極棒の先端を結んでなる結線から長さＬまでの範囲内で対象物方向に突出するように配置されている。
【００３５】
対象物２は、石英ガラスを主成分とする光ファイバである。本実施の形態においては、コア径が１０μｍ、クラッド径が１２５μｍの一般的なシングルモード光ファイバを用いた。しかし対象物２はこれに限らず、マルチモード光ファイバ、グレードインデックス型光ファイバ、偏波型光ファイバ等のいずれの光ファイバであってもよい。また光ファイバに限らず、光デバイスであってもよい。
【００３６】
次に、図２（ａ）〜（ｃ）を参照して、本発明の放電加工装置の作用を説明する。
【００３７】
図２（ａ）に示すように、基板導波路５の端面がＹＺ平面と一致するように配置し、この端面に対し一対の放電電極棒３と絶縁棒１を配置する。このとき一対の放電電極棒３の広がり角は０°から１８０°の範囲のいずれかの角度とし、放電電極棒３の先端を結んでなる先から絶縁棒１の先端部が突出するように配置する。
【００３８】
上記配置状態で放電電極棒３に高電圧を印加する。放電電極間３に発生したアーク放電４は、絶縁棒１の先端部の突出により迂回して弓状を形成する。この弓状に形成されたアーク放電４で、基板導波路端面に露出されている四角形の導波路端面及びその周辺を溶融加熱する。
【００３９】
所定時間である５秒間の放電加熱を行い導波路端面及びその周辺を十分溶融した後、印加電圧を接続対象である光ファイバ２の外周が溶融しない程度にまで低減させ、この状態で図２（ｂ）に示すように光ファイバ２の端面を基板導波路５の導波路端面に押圧し、更に１秒間の放電加熱により基板導波路５と光ファイバ２を融着接続する。
【００４０】
従って、２本のハの字型に配置された放電電極棒３の間にジルコニア、窒化珪素又は窒化ホウ素からなる絶縁棒１を配置した状態で放電電極棒３間にアーク放電を発生させると、従来のように不活性ガスを用いなくとも、容易且つ簡単な制御でアーク放電４の放電形状を弓形にすることができるので、対象物５の指定面を十分加熱し、対象物同士を融着接続させることができる。
【００４１】
尚、第１の実施の形態において、図２（ｂ）に示した融着工程は、放電を維持した状態で光ファイバ２の端面を基板導波路５に押圧させ１秒間の放電加熱を行っているが、例えば図２（ａ）の溶融工程の後直ぐに図２（ｃ）に示すように、放電電極棒３（絶縁棒１を含む）を矢印方向に移動させ、未だ溶融している基板導波路５端面に光ファイバ２端面を押圧させることにより余熱で両者一体に溶融接続させるようにしてもよい。この場合も本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る放電加工方法及びその装置の構成を示す図である。図３（ａ）は、絶縁棒１の先端部を放電電極棒３の先端を結んでなる結線の手前に配置させた場合の状態図であり、図３（ｂ）は、絶縁棒１の先端を結んでなる結線から突出させた場合の状態図である。
【００４３】
本実施の形態に係る放電加工装置は、第１の実施の形態の構成とほぼ同じ構成を有しているが、絶縁棒１を対象物端面に向って突出させる突出駆動部７を設けた点で第１の実施の形態と異なる。これにより絶縁棒１をＸ方向に自在に前後退させることができるので、必要に応じて放電形状を変形させることができる。尚、以下、第１の実施の形態と同じ機能部には同符号を付し、その説明は省略する。
【００４４】
本実施の形態に係る放電加工装置は、対象物５の端面に対し、垂直又は所定傾斜角ηを有するように配置されると共に広がり角θを有するようにハの字型に配置される２本の放電電極棒３と、２本の放電電極棒３の間に配置される耐熱性の絶縁棒１であって放電電極棒３の先端同士を結んでなる結線から絶縁棒１の先端部が所定長だけ突出するように配置される絶縁棒１とを少なくとも備える放電加工装置であって、この絶縁棒１には、絶縁棒１を放電電極棒３の先端を結んでなる結線から突出又は後退させる突出駆動部７が接続されている。またこの突出駆動部７は、高圧電源６にも接続されている。
【００４５】
この突出駆動部７は、内部にタイマ部、監視部、駆動部を有しており、監視部は、常時若しくは一定間隔で高圧電源の電圧印加状態を監視している。タイマは、監視部で電圧印加開始を検出すると所定時間の計時を開始し、所定時間経過後、駆動部に対して計時終了信号を出力するものである。駆動部は、計時終了信号を取得すると絶縁棒１を放電電極棒３の先端を結んでなる結線から突出させる前進駆動を開始する。突出長は、突出駆動部７に内蔵されている不揮発性記憶媒体（ＲＯＭ）に予め記憶されている突出長データに基づいて行われる。
【００４６】
上記構成を有する放電加工装置の作用を説明する。
【００４７】
まず図３（ａ）に示すように、基板導波路５の端面がＹＺ平面と一致するように配置し、この端面に対し一対の放電電極棒３と絶縁棒１を配置する。このとき一対の放電電極棒３の広がり角は０°から１８０°の範囲のいずれかの角度とし、放電電極棒３の先端を結んでなる結線から絶縁棒１の先端部が突出しないように配置する。
【００４８】
次いで、上記配置状態で放電電極棒３に高電圧を印加しアーク放電４を開始させる。突出駆動部７に内蔵される監視部は、この高電圧印加の開始状態を検出すると、タイマに電圧印加開始信号を出力する。タイマは、この電圧印加開始信号の取得時をトリガにして所定時間のタイマ計時を開始する。ここで所定時間とは、アーク放電開始後、この放電状態が安定するまでに要する所要時間である。タイマは、この所要時間の経過後、駆動部に計時終了信号を出力する。駆動部は、計時終了信号を取得すると、絶縁棒１を放電電極棒３の先端を結んでなる結線から突出させる駆動を開始し、絶縁棒１の所定位置までの突出が完了すると停止する。
【００４９】
この突出により放電電極間３に発生したアーク放電４は、絶縁棒１の先端部の突出により迂回して弓形を形成しながら導波路端面を溶融加熱する。
【００５０】
従って、本実施の形態によれば、高圧電源を監視する監視機能、タイマ計時を行うタイマ、及び絶縁棒１に移動制御を行う駆動部を備える突出駆動部７を設けることで、放電開始時に放電電極棒３間にイオンが無く放電しにくい状態では、絶縁棒１を突出させずに放電路を短く形成し、放電状態が安定した後に絶縁棒１を突出させて放電路を弓形にすることで、放電回路の初期起動電圧を下げることができる。その結果、加工コストを低減させることができる。
【００５１】
（第３の実施の形態）
図４は、第３の実施の形態に係る放電加工方法及びその装置の構成を示す図である。
【００５２】
本実施の形態に係る放電加工装置は、第２の実施の形態の構成とほぼ同じ構成を有しているが、放電電極棒３に角度制御部８を設けた点で第２の実施の形態と異なる。これにより作業領域に応じて装置の空間領域を変形させることができるので、狭い作業領域でも放電加工を行うことができる。尚、以下、第２の実施の形態と同じ機能部には同符号を付し、その説明を省略する。
【００５３】
この放電加工装置は、対象物５の端面に対し、垂直又は所定傾斜角ηを有するように配置されると共に広がり角θを有するようにハの字型に配置される２本の放電電極棒３と、２本の放電電極棒３の間に配置される耐熱性の絶縁棒１であって放電電極棒３の先端同士を結んでなる結線から絶縁棒１の先端部が所定長だけ突出するように配置される絶縁棒１とを少なくとも備える放電加工装置であって、この絶縁棒１には、高圧電源６の電圧印加状態を監視し、且つ、絶縁棒１の突出駆動を制御する突出駆動部７が接続されている。また放電電極棒３には、図示していない外部からの広がり角制御信号の制御により、放電電極棒３を０°から１８０°の範囲で開閉回動させる角度制御部８が接続されている。
【００５４】
この角度制御部８は、放電電極棒３の広がり角θを制御するばかりでなく、放電電極棒３と基板導波路５がなす角、傾斜角ηを０°から９０°の範囲で制御する機能も有する。
【００５５】
次に、上記構成を有する放電加工装置の作用を説明する。
【００５６】
図４に示すように、対象物である導波路端面をＹＺ方向と一致するように配置し、この導波路端面に対し傾斜角η（０°〜９０°）を有するように２本の放電電極棒３と絶縁棒１を配置する。角度制御部８は、外部から設定すべき広がり角θを含む角度制御信号を取得すると、この角度制御信号に基づいて２本の放電電極棒３の開閉回動駆動を行い、設定値通りに配置させる。
【００５７】
図５は、広がり角θが１８０°の場合の放電電極棒３の配置を示す図である。この構成によれば、従来の溶融接続方法ではＹＺ平面を溶融加熱することができなかったが、放電電極棒３間に配置された絶縁棒１を突出させることでアーク放電４を弓形にすることができるので、第１及び第２の実施の形態の効果と同様に、容易且つ簡単な制御で対象物５の指定面を十分加熱し、対象物同士を融着接続させることができる。
【００５８】
またこの構成によれば、ＹＺ平面の手前に十分な作業空間がなくても所定位置を十分溶融加熱することができる。
【００５９】
図６は、広がり角θが０°の場合の放電電極棒３の配置を示す図である。この構成によれば、従来の溶融接続方法では不活性ガスの吹き出しを利用しても弓形形状を形成することは難しいが、放電電極棒３間に配置された絶縁棒１を突出させることでアーク放電４を容易に弓形にすることができるので、第１及び第２の実施の形態の効果と同様に、容易且つ簡単な制御で均一な加熱を行うことができる。
【００６０】
またこの構成によれば、放電電極棒３を十分開放することができないような狭い作業空間であっても、十分な溶融加熱を行うことができる。
【００６１】
（第４の実施の形態）
図７は、第４の実施の形態に係る放電加工方法及びその装置の構成を示す図である。同図において絶縁棒１のみ断面図で示している。
【００６２】
本実施の形態に係る放電加工装置は、第３の実施の形態の構成とほぼ同構成を有しているが、絶縁棒１の内部に温度センサ９を内蔵すると共に、この温度センサ９で検出した温度に基づいて高圧電源６の出力を制御する温度制御部１０を設けた点で他の実施の形態と異なる。尚、以下、第３の実施の形態と同じ機能部には同符号を付し、その説明を省略する。
【００６３】
この放電加工装置は、対象物５の端面に対し、垂直又は所定傾斜角ηを有するように配置されると共に広がり角θを有するようにハの字型に配置される２本の放電電極棒３と、２本の放電電極棒３の間に配置される耐熱性の絶縁棒１であって放電電極棒３の先端同士を結んでなる結線から絶縁棒１の先端部が所定長だけ突出するように配置される絶縁棒１とを少なくとも備える放電加工装置であって、この絶縁棒１の内部には温度センサ９が挿入配置されており、この温度センサ９には、検出した温度に基づいて高圧電源６の出力を制御する温度制御部１０が接続されている。
【００６４】
ここで温度センサ９とは、例えば熱電対に代表される温度検出可能なセンサであり、二種類の導体を組み合わせ、接合点の温度の違いによって熱起電力を生じるものである。温度センサ９は、上述の熱電対に限らず、同機能を有する温度センサであれば他のものであってよい。
【００６５】
温度制御部１０は、温度センサ９に接続されており、この温度センサ９で生じた熱起電力を温度変換する機能を有する。また、変換後の温度と、この温度に対応する高圧電源６の出力電圧値を関連付けてデータベース化したものを記憶している。尚、温度制御部１０は、絶縁棒１先端部の温度を取得することでアーク放電４の放電温度を検出することを目的としているが、絶縁棒１の材質により伝導率は異なることから、実質的な放電温度を取得することは難しい。そこで実質的な放電温度を取得したい場合は、予め伝導率に応じた補正値を記憶させておき、検出した温度を逐次補正するようにする。又は検出温度と補正後の温度とを予めデータベース化しておき、補正するようにしてもよい。
【００６６】
次に、上記構成を有する放電加工装置の作用を説明する。
【００６７】
図７に示すように、対象物である導波路端面をＹＺ方向と一致するように配置し、この導波路端面に対し傾斜角η（０°〜９０°）を有するように２本の放電電極棒３と絶縁棒１を配置する。放電電極棒３に電圧が印加されると放電電極棒３間にアーク放電４が形成される。ここで絶縁棒１を突出させるとアーク放電の形状が弓形になると共に、この絶縁棒１先端部が加熱される。これにより絶縁棒１に内蔵されている熱電対９の先端で熱起電力が発生する。温度制御部１０は、この熱起電力を温度変換し、図示していない外部報知器を介して外部に温度を通知するか、若しくは視認可能に表示する。
【００６８】
この温度検出で、アーク放電４の温度が予定されていた温度より高いことを検出した場合は、図示していない外部入力装置から設定温度を入力し、この温度に対する電圧出力指示を温度制御部１０を介して高圧電源６に出力する。若しくは、予め温度制御部１０に設定温度を記憶させておき、補正後の検出温度と設定温度とを比較して、補正後の検出温度が設定温度に達していない場合は、高圧電源６に対し出力電圧を上げる命令を出力し、検出温度が設定温度を超えている場合は、高圧電源６に対し出力電圧を下げる命令を出力する。これによりアーク放電４の温度を設定温度値で安定化するようにできる。
【００６９】
この構成によれば、リアルタイムでアーク放電の温度を検出することができる。また、検出温度が設定温度から外れていた場合には、高圧電源６に対し電圧値の出力加減命令を行うことができるので、アーク放電４の温度を安定化させることができる。
【００７０】
更に、対象物の端面形状が変わると、ガスの流れる方向やガスの広がりが変化するため加熱温度が変化するが、この構成によれば、適宜温度差を検出して供給温度を制御することができるので、対象物の端面形状に拘わらず同じ範囲を同じ熱量で加熱することができる。
【００７１】
（第５の実施の形態）
図８（ａ），（ｂ）は、第５の実施の形態に係る放電加工方法及びその装置の構成を示す図である。
【００７２】
本実施の形態に係る放電加工装置は、第１の実施の形態の構成とほぼ同構成を有しているが、絶縁棒１１の中心軸に光ファイバを通すための貫通孔が設けられている点で異なる。尚、以下、第１の実施の形態と同じ機能部には同符号を付し、その説明を省略する。
【００７３】
この放電加工装置は、接続すべき２つの対象物の対向部分を２本の放電電極棒間に生じる放電で溶融加熱し融着接続するものであって、一対の放電電極棒３間に形成されるアーク放電４を、このアーク放電４内に配置された絶縁棒（放電変形部材）１１により対象物５端面に向って弓状をなすように円弧状に変形させて対象物５の端面を加熱軟化させた後、この絶縁棒１１の中心軸に開孔された貫通孔を通して光ファイバの端面を対象物５端面に押圧し融着接続を行うものである。
【００７４】
ここで絶縁棒１１は、第１の実施の形態で説明した絶縁棒１の中心軸に光ファイバを通すための貫通孔が１本開孔されたものである。この貫通孔の開孔径は、光ファイバの外径以上を有するものとする。光ファイバは、裸光ファイバ、光ファイバ素線、光ファイバ心線及び光ファイバコードを含むため、貫通孔の開孔径は、上記各種光ファイバの外径に応じてそれぞれ径が異なるものである。
【００７５】
次に、上記構成を有する放電加工装置の作用を説明する。
【００７６】
図８（ａ）に示すように、基板導波路５の端面がＹＺ平面と一致するように配置し、この端面に対し一対の放電電極棒３と絶縁棒１１を配置する。このとき一対の放電電極棒３の広がり角は０°から１８０°の範囲のいずれかの角度とし、放電電極棒３の先端を結んでなる先から絶縁棒１１の先端部が突出するように配置する。
【００７７】
次いで、絶縁棒１１の貫通孔に光ファイバを通す。このとき光ファイバの端面が絶縁棒１１の先端部の開放端から突出しないようにする。
【００７８】
続いて上記配置状態で放電電極棒３に高電圧を印加する。放電電極間３に発生したアーク放電４は、絶縁棒１１の先端部の突出により迂回して弓状を形成する。この弓状に形成されたアーク放電４で、基板導波路端面に露出されている導波路端面及びその周辺を溶融加熱する。
【００７９】
そして所定時間である５秒間の放電加熱を行い導波路端面及びその周辺を十分溶融した後、光ファイバ２の端面を絶縁棒１１の先端から突出させて基板導波路５の導波路端面に押圧し、更に１秒間の放電加熱により基板導波路５と光ファイバ２を融着接続する。
【００８０】
従って、一対の放電電極棒３間に形成されるアーク放電４を、このアーク放電４内に配置された絶縁棒１１により基板導波路５端面に向って弓状をなすように円弧状に変形させて基板導波路５の端面を加熱軟化させた後、この絶縁棒１の中心軸に開孔された貫通孔を通して光ファイバの端面を基板導波路５端面に押圧し融着接続を行うことで、基板導波路５の端面を十分加熱し、光ファイバと基板導波路を融着接続させることができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、対象物の端面に対し２本の放電電極棒を所定の広がり角θを形成するようにハの字型に配置すると共に、この放電電極棒間に耐熱性の絶縁棒１を、放電電極棒の先端同士を結んでなる結線から所定長だけ突出するように配置することで、放電電極棒間に生じるアーク放電を容易且つ簡単な制御方法で弓形に成形することができる。その結果、基板導波路の所望領域のみ加熱して、この領域に光ファイバ端面を押圧させることで、両者を高強度融着接続することができる。
【００８２】
また、放電開始時において、イオンが少なく放電しにくい状態では、絶縁棒１を突出させずに放電路を短く形成し、放電状態が安定した後に絶縁棒１を突出させることで、放電回路の初期起動電圧を下げることができるので、加工コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る放電加工方法及びその装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る放電加熱の変形例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る放電加工方法及びその装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る放電加工方法及びその装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る放電加工方法及びその装置の構成を示す図において、広がり角θが１８０°の場合の放電電極棒３の配置を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る放電加工方法及びその装置の構成を示す図において、広がり角θが０°の場合の放電電極棒３の配置を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る放電加工方法及びその装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る放電加工方法及びその装置の構成を示す図である。
【図９】従来の放電加工方法及びその装置を示す第１の概略構成図である。
【図１０】従来の放電加工方法及びその装置を示す第２の概略構成図である。
【図１１】従来の放電加工方法及びその装置を示す第３の概略構成図である。
【図１２】従来の放電加工方法及びその装置を示す第４の概略構成図である。
【符号の説明】
１、１１…絶縁棒
２…対象物（光ファイバ）
３…放電電極棒
４…アーク放電
５…対象物（基板導波路）
６…高圧電源
７…突出駆動部
８…角度制御部
９…温度センサ
１０…温度制御部
１０２…対象物
１０３…放電電極棒
１０４…放電
１０５…対象物
１０６…不活性ガス
【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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