(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを位置決め固定するための複数の光ファイバ係合溝を有する光ファイバ固定用部材において、
当該光ファイバ固定用部材は、ガラス素材を成形型によりモールド成形したものであり、
前記光ファイバ係合溝の表面は成形型の型転写面で形成され、前記光ファイバ係合溝間の山部の表面の少なくとも一部は成形型の成形面に接触せず、成形型の成形面が転写されずに成形された表面である自由表面で形成され、
当該自由表面は、幅が１０〜８０μｍであり、曲率半径２５〜５０μｍであって、
前記山部が下記の（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれかであることを特徴とする光ファイバ固定用部材。
（ｉ）山部の長手方向全長にわたって自由表面であるもの
（ｉｉ）光接続側端面側の一部の山部が自由表面であるもの（（ｉ）の場合を除く）
（ｉｌｉ）光接続側端面に対向する端面側の山部が自由表面であるもの（（ｉ）の場合を除く）
（ｉｖ）光接続側端面側と光接続側端面に対向する端面側の両側の山部が自由表面であるもの（（ｉ）の場合を除く）
【請求項２】
前記光ファイバ係合溝間の山部の断面形状が丸みを帯びている請求項１に記載の光ファイバ固定用部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された光ファイバ固定用部材と、前記光ファイバ固定用部材の光ファイバ係合溝に係合された光ファイバと、前記光ファイバを光ファイバ係合溝に押えつけるための押え板とからなり、前記光ファイバ固定用部材と光ファイバと押え板とが一体に固定された光ファイバアレイ。
【請求項４】
光ファイバを位置決め固定するための複数の光ファイバ係合溝を有する光ファイバ固定用部材を、ガラスからなる被成形材料をモールド成形することによって製造する方法において、
前記光ファイバ係合溝と光ファイバ係合溝間の山部とをそれぞれ転写する凸部と凹部とを備える成形型の凹部に、前記被成形素材が充填されるように前記成形型により前記被成形素材を加圧し、前記成形型の凸部の形状を前記被成形素材に転写して、その表面を型転写面とする光ファイバ係合溝を形成するとともに、
前記成形型の凹部に前記被成形材料が完全に充填されないように加圧成形し、前記成形型の凹部の底部形状が転写されないようにして、その表面のうち、下記の（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれかに示される部分を自由表面とする光ファイバ係合溝間の山部を形成することを特徴とする光ファイバ固定用部材の製造方法。
（ｉ）山部の長手方向全長にわたる山部表面
（ｉｉ）光接続側端面側の山部表面（（ｉ）の場合を除く）
（ｉｉｉ）光接続側端面に対向する端面側の山部表面（（ｉ）の場合を除く）
（ｉｖ）光接続側端面側と光接続側端面に対向する端面側の両側の山部表面（（ｉ）の場合を除く）
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は光ファイバの端部を位置決め固定するための光ファイバ固定用部材、光ファイバ固定用部材の製造方法、光ファイバアレイならびに光ファイバアレイの製造方法に係り、特にモールド成形で一体加工するものに関する。
背景技術
光通信、光計測等の分野において複数の光ファイバ同士、あるいは複数の光ファイバと他の素子（例えば光通信の信号を分岐させる光導波路）を光接続する際、各光ファイバの端部を位置決め固定するための部材が必要である。近年、このような光ファイバ固定用部材をプレス成形によって量産性、再現性よく作製する方法が用いられている。
例えば特開平８−２９２３３２号公報（以下、単に公報という）には光ファイバ端部を固定するための溝を転写するプレス用成形型を研削加工により作製し、その型を用いてガラスをプレス成形し、光ファイバ固定用部材を得る方法が記載されている。公報の記載によれば、この光ファイバ固定用部材は固定溝間の山部の断面形状が所定の曲率半径を有する丸みを帯びたものなので、山部の欠けや、固定すべき光ファイバへの損傷の防止が可能であるという特長を有している。
公報に記載されている光ファイバ固定用部材をプレス成形する成形型は研削加工により作製されたものであり、このような型の研削面は多くの微小な凹凸が不可避的に存在する。光ファイバを係合配置するためのＶ溝とＶ溝の間の山部は、成形型の凹部の底部により転写されるが、前述したように成形型凹部の底部の転写面も研削加工により形成されるので顕著な筋目状の凹凸や表面粗さによる凹凸が生じる。
プレス成形では、成形型の巨視的形状に加え、微視的形状も転写される。特に光ファイバ固定用部材の光ファイバ支持部付近のように成形型の形状を極めて精密に転写するような成形では、上記微視的形状も精密に転写される。成形型の転写成形面には離型膜を形成する場合があるが、たとえ離型膜を形成しても成形型表面の微小な凹凸は成形型に転写される。
したがって光ファイバ固定用部材の成形面の肌（表面粗さ、加工による筋目状の凹凸、表面のうねり等）は成形型の表面の肌とほぼ同じになり、成形品のＶ溝とＶ溝の間の山部の表面にも微小な凹凸が生じてしまう。
Ｖ溝に光ファイバを整列させ、機械的な固定や接着固定を行って光ファイバアレイとして組み立てるとき、各光ファイバをＶ溝面に押し付けながらＶ溝に配列させるが、特に押付け時に光ファイバが触れやすいＶ溝間の山部に上記のような微小な凹凸があると光ファイバ側面を傷つけ、マイクロクラックを発生させてしまう。
この点で公報に記載された発明は、光ファイバ固定用部材の山部の断面形状が丸みを帯びているので、光ファイバの比較的大きな欠けや切り欠き等の防止には役立っても、多くの微小な凹凸が不可避的に存在することとなって、上述したようなマイクロクラックの発生を防止することはできなかった。また公報では山部の丸みを研磨加工で形成することも記載されているが、この研磨はアール面取り加工であって山部表面の多くの微小な凹凸を除去するものではない。
このような光ファイバアレイで光を伝送させるとマイクロクラックのある箇所で伝搬光の散乱が起こり、伝送損失を増大させてしまうという問題があった。また伝送損失低下に直接影響しないような小さなクラックであっても、環境温度変化による熱応力により、より大きなクラックヘと進行し、伝送損失の増大を招いてしまう。最悪の場合、光ファイバの破断に至り、光を伝搬する機能を全く果たせなくなるという問題があった。
また、固定用溝の形成に際して、光ファイバ係合部付近での成形型と成形品とが密着状態となるため、プレス成形後に成形品を成形型から外すときの成形品の離型性が悪く、成形型により囲まれた内部の体積に対する被成形材料（被成形材料）の充填率が高いため、成形バリを生じやすいという問題もあった。
さらに従来の光ファイバ固定用部材の成形では、光ファイバ係合溝間の山部を成形する際、成形型の成形面に被成形材料を完全に充填していたので、山部は型転写面となっていた。このような光ファイバ固定用部材では、光ファイバ係合溝成形部全体の成形時の収縮歪み（応力）が発生し、その結果として光ファイバ係合溝付近、特に構造上、応力が集中しやすい光ファイバ係合溝底部にクラックが発生するという間題があった。
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、光ファイバのマイクロクラックによる伝送損失の増加を防止し、離型性、バリ制御性を向上させるための光ファイバ固定用部材とその製造方法、前記光ファイバ固定用部材を使用した光ファイバアレイならびにその製造方法を提供することにある。
発明の開示
第１の発明の光ファイバ固定用部材は、光ファイバを位置決め固定するための複数の光ファイバ係合溝を有する光ファイバ固定用部材において、前記光ファイバ係合溝間の山部の少なくとも一部に自由表面を有するものである。自由表面とはモールド成形のときに成形型の成形面に接触せず、成形型の成形面が転写されずに成形された成形品の表面を意味する。また、光ファイバ係合溝とは、相対的に低くなっている谷部をいい、谷部間の山部が光ファイバ固定用部材の表面に凸状に設けてあるために、谷部が光ファイバ固定用部材の表面より上にある場合と、山部が光ファイバ固定用部材の表面より低く設けてあるために、谷部が光ファイバ固定用部材の表面より低い場合とのいずれも含む。
なお光ファイバ係合溝間に形成された自由表面は、光ファイバ係合溝の延在方向に延びる少なくとも１つの型転写面（成形型の成形面が転写されて成形された成形品の表面）によって区分されていてもよい。これは図示例でいうと、第１図のように光ファイバＦと光ファイバＦの間に、光ファイバＦを載せない光ファイバ係合溝２（型転写面）がある場合を意味し、光ファイバＦを載せない光ファイバ係合溝２（型転写面）が、さらに、自由表面を挟む形（型転写面−自由表面−型転写面）を含むことを意味する。
第２の発明の光ファイバ固定用部材は、光ファイバを位置決め固定するための複数の光ファイバ係合溝を有する光ファイバ固定用部材において、前記光ファイバ係合溝の表面は成形型の型転写面で形成され、前記光ファイバ係合溝間の山部の表面の少なくとも一部は成形型に接触しない自由表面で形成されているものである。
光ファイバ係合溝間の山部の表面が成形型に接触していない自由表面で形成されていると、研削加工により作製されるために成形型に不可避的に存在する微小な凹凸が山部の表面に転写されないので、微小な凹凸に起因する傷が光ファイバにつかず、マイクロクラックの発生を防止できる。
上記発明において、自由表面により形成される山部が以下の（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれかであることが好ましい。
（ｉ）山部の長手方向全長にわたって自由表面であるもの
（ｉｉ）光接続側端面側の一部の山部が自由表面であるもの（（ｉ）の場合を除く）
（ｉｉｉ）光接続側端面に対向する端面側の山部が自由表面であるもの（（ｉ）の場合を除く）
（ｉｖ）光接続側端面側と光接続側端面に対向する端面側の山部が自由表面であるもの（（ｉ）の場合を除く）
ここで光接続側端面とは、光ファイバを光ファイバ係合溝に配置、固定し、光ファイバアレイとしたときに前記光ファイバの入出射端面が位置することになる光ファイバ固定用部材の端面を意味する。
また、（ｉｉ）〜（ｉｖ）の場合であって、光接続側端面または光接続側端面に対向する端面と光ファイバ係合溝が形成されている面が交わってできる稜が自由表面であるときは、前記稜と見なせる部分を除いた部分の山部が自由表面である。このことを第２図を用いて説明する。光ファイバ係合溝２の両端部分であって、光ファイバ固定用部材１の稜ａ、ｂが自由表面である場合、稜近傍の光ファイバ係合溝２間の山部も自由表面になる。稜ａ、ｂの少なくとも一方が自由表面である光ファイバ固定用部材１において、自由表面からなる稜の近傍のみの山部５が自由表面である光ファイバ固定用部材１は、本発明には含まれない。
したがって、本発明に含まれることとなる光ファイバ固定用部材１は、光ファイバ係合溝２が形成された面３１と光接続側端面３２が交わる稜ａ、光ファイバ係合溝２が形成された面３１と光接続側端面３２に対向する端面３３が交わる稜ｂの少なくとも一方が自由表面からなるとき、前記稜の自由表面部分を除いた部分の山部の表面が自由表面からなる光ファイバ固定用部材である。より具体的には、第３図に示すように、稜が自由表面となっているが、稜部の自由表面と転写面との境にＬという直線を引き、この線より矢印側ａの領域の山部が自由表面であるものが本発明品に該当する。線Ｌ′についても同様である。
また上記発明において、前記光ファイバ係合溝間の山部の断面形状が丸みを帯びていることが好ましい。光ファイバ係合溝の山部が丸みを帯びていると、山部の欠けや、固定すべき光ファイバへの損傷を防止でき、マクロクラックの発生も防止できる。
さらに上記光ファイバ固定用部材は、ガラスで構成することが好ましい。ガラスのように硬い材料からなると、光ファイバが傷つけられるおそれが大きいので、より有効にマイクロクラックやマクロクラックの発生を防止できる。
第３の発明の光ファイバアレイは、上記発明の光ファイバ固定用部材と、前記光ファイバ固定用部材の光ファイバ係合溝に係合された光ファイバと、前記光ファイバを光ファイバ係合溝に押えつけるための押え板とからなり、前記光ファイバ固定用部材と光ファイバと押え板とが一体に固定されたものである。光ファイバへのマイクロクラックに起因する光の伝送損失の増加を防止することができるので、接続部品としての信頼性が向上する。
第４の発明の光ファイバ固定用部材の製造方法は、光ファイバを位置決め固定するための複数の光ファイバ係合溝を有する光ファイバ固定用部材をモールド成形によって製造する方法において、前記光ファイバ係合溝と光ファイバ係合溝間の山部とをそれぞれ転写する凸部と凹部とを備える成形型の凹部に、被成形材料が充填されるように前記成形型により被成形材料を加圧し、前記成形型の凸部の形状を被成形材料に転写して、その表面を型転写面とする光ファイバ係合溝を形成するとともに、前記成形型の凹部に被成形材料が完全に充填されないように加圧成形し、前記成形型の凹部の底部形状が転写されないようにして、その表面を自由表面とする光ファイバ係合溝間の山部を形成するものである。自由表面の形成は、前述したように光ファイバ係合溝の延在方向に延びる少なくとも１つの型転写面によって区分されるように行ってもよい。
モールド成形時、成形型の凹部に被成形材料が完全に充填されないような条件で成形するという簡単な操作で、同時に型転写面をもつ光ファイバ係合溝と自由表面をもつ山部とを有する光ファイバ固定用部材を製造することができる。このとき光ファイバ係合溝の山部は、被成形材料が成形型の凹部に押し込まれ、凹部途中で盛り上がった状態で止められて形成されるので、丸みを帯びる。したがって、丸みを帯び、かつ微小な凹凸により発生する光ファイバのマイクロクラックを防ぐような状態の表面を有する山部をモールド成形により容易に形成することができる。
この光ファイバ固定用部材の製造方法において、被成形材料としてガラスからなるプリフオームを用い、ガラス製の光ファイバ固定用部材を熱間でモールド成形することが好ましい。熱膨張率の低いガラス素材と、光学機器に使われる超小型精密レンズのモールド成形技術を組み合わせることにより、サブミクロンの精度の微細加工要求を満たした光ファイバ固定用部材を低コストで量産できる。
また上記光ファイバ固定用部材の製造方法は、以下の（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれかに示される部分の山部表面を自由表面とすることが好ましい。
（ｉ）山部の長手方向全長にわたる山部表面
（ｉｉ）光接続側端面側の山部表面（（ｉ）の場合を除く）
（ｉｉｉ）光接続側端面に対向する端面側の山部表面（（ｉ）の場合を除く）
（ｉｖ）光接続側端面側と光接続側端面に対向する端面側との山部表面（（ｉ）の場合を除く）
第５の発明の光ファイバアレイの製造方法は、光ファイバを位置決め固定するための複数の光ファイバ係合溝を有する光ファイバ固定用部材の前記係合溝に光ファイバを係合し、押え板により前記光ファイバを光ファイバ係合溝に押さえつけ、前記光ファイバ固定用部材と光ファイバと押え板とを一体に固定して光ファイバアレイを製造する方法において、前記光ファイバ係合溝と光ファイバ係合溝間の山部とをそれぞれ転写する凸部と凹部とを備える成形型の凹部に、被成形材料が充填されるように前記成形型により被成形材料を加圧し、前記成形型の凸部の形状を被成形材料に転写して、その表面を型転写面とする光ファイバ係合溝を形成するとともに、前記成形型の凹部に被成形材料が完全に充填されないようにして、その表面のうち、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）のいずれかの部分を自由表面とする光ファイバ係合溝間の山部を形成して光ファイバ固定用部材を作製し、前記光ファイバ固定用部材の光接続側端面から前記光ファイバの先端部が十分出るように、かつ前記光ファイバの先端部を前記光ファイバ係合溝に対し傾斜させた状態から、前記光ファイバを光接続側端面側より光接続側端面に対向する端面側へ向けて順次、前記係合溝に配置し、前記押え板により前記光ファイバ側面を圧迫固定するものである。
（ｉ）山部の長手方向全長にわたる山部表面
（ｉｉ）光接続側端面側の山部表面（（ｉ）の場合を除く）
（ｉｉｉ）光接続側端面側と光接続側端面に対向する端面側の山部表面（（ｉ）の場合を除く）
第６の発明の光ファイバアレイの製造方法は、光ファイバを位置決め固定するための複数の光ファイバ係合溝を有する光ファイバ固定用部材の前記溝に光ファイバを係合し、押え板により前記光ファイバを光ファイバ係合溝に押さえつけ、前記光ファイバ固定用部材と光ファイバと押え板とを一体に固定して光ファイバアレイを製造する方法において、前記光ファイバ係合溝と光ファイバ係合溝間の山部とをそれぞれ転写する凸部と凹部とを備える成形型の凹部に、被成形材料が充填されるように前記成形型により被成形材料を加圧し、前記成形型の凸部の形状を被成形材料に転写して、その表面を型転写面とする光ファイバ係合溝を形成するとともに、前記成形型の凹部に被成形材料が完全に充填されないようにして、その表面のうち、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）のいずれかの部分を自由表面とする光ファイバ係合溝間の山部を形成して光ファイバ固定用部材を作製し、前記光ファイバを前記光ファイバ係合溝に対し傾斜させ、かつ光ファイバ先端部を前記係合溝と離した状態から、前記光接続側端面に対向する端面より光接続側端面へ向けて順次、前記係合溝に配置し、前記押え板により前記光ファイバ側面を圧迫固定するものである。
（ｉ）山部の長手方向全長にわたる山部表面
（ｉｉ）光接続側端面に対向する端面側の山部表面（（ｉ）の場合を除く）
（ｉｉｉ）光接続側端面側と光接続側端面に対向する端面側の山部表面（（ｉ）の場合を除く）
【図面の簡単な説明】
第１図は、実施例の光ファイバ固定用部材の光ファイバ係合溝付近における断面を示す図である。第２図は実施例の光ファイバ固定用部材の概略斜視図である。第３図はＶ溝山部長手方向全体が自由表面および稜が自由表面となっている光ファイバ固定用部材の斜視図である。
第４図は、実施例の光ファイバ固定用部材の概略斜視図である。
第５図は、実施例の光ファイバアレイの概略斜視図である。
第６図は、実施例の光ファイバ用固定部材を製造する成形型による光ファイバ固定用部材の製造方法を説明する工程図であり、(a)は成形前の正断面図、(b)は同側断面図、(c)は成形中の正断面図、(d)は同側断面図である。
第７図は、実施例の製造方法において、光ファイバ係合溝転写部を有する成形型により光ファイバ係合溝付近がモールド成形される様子を示す図であり、(a)はプレス初期、(b)はプレス中期、(c)はプレス終期である。
第８図は、Ｖ溝山部長手方向全体が自由表面および稜が自由表面となっている光ファイバ固定用部材の斜視図である。
第９図は、Ｖ溝山部先端が自由表面および先端角の交差部が自由表面となっている光ファイバ固定用部材の概略斜視図である。
第１０図は、Ｖ溝山部後端が自由表面および後端角の交差部が自由表面となっている光ファイバ固定用部材の概略斜視図である。
第１１図は、Ｖ溝山部先端および後端が自由表面となっている光ファイバ固定用部材の概略斜視図である。
第１２図は、光ファイバを光ファイバ固定用部材の光ファイバ係合溝に係合させる方法の一例を示した説明図である。
第１３図は、山部に自由表面を設けるための条件を示した説明図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例について説明する。
本実施例の光ファイバ固定用部材は８つの光ファイバ係合溝を有し、８本の光ファイバを整列固定するための心数が８心の光ファイバアレイを構成するためのガラス製部材であり、概観は第４図に示されるような段差３をもつブロック形状を有している。光ファイバ係合溝２に直径１２５μｍの光ファイバを係合配列したとき各光ファイバのピッチは２５０μｍとなるよう設計されている。光ファイバ固定用部材１の光ファイバ係合溝２付近における断面を示したものが第１図である。断面は光ファイバ係合溝２に光ファイバＦを係合させたときの光ファイバＦの光軸に対し垂直な方向の断面である。光ファイバ係合溝２の断面形状は概ねＶ字状をしており、Ｖ字の開き角度は７０°である。光ファイバ係合溝２間には係合溝間を仕切る山部５が形成される。
光ファイバＦを係合したときに光ファイバ側面ｆを支持することになる光ファイバ係合溝２の表面は成形型により転写された型転写面６となっているが、係合溝２間に位置する山部５の表面は成形型に接触しない自由表面７からなり、断面は丸みを帯びた概略円弧状となっている。上記断面における自由表面７の幅は１０〜８０μｍであることが好ましく、上記円弧の曲率半径は２５〜５０μｍであることが望ましいが、幅、曲率半径ともに前記範囲のものが特に好ましい。自由表面の幅が１０μｍ以下では成形品の離型性は悪くなり、また成形バリを生じやすくなる。８０μｍ以上ではガラスの自由収縮量が大きくなり、成形精度が悪くなる。曲率半径が２５μｍ以下では微小な凹凸がある面積が大きくなるので、ファイバを配列固定させる際、ファイバ側面を傷つけやすくなり、５０μｍ以上ではＶ溝山部頂上からのファイバ頭出し量が大きくなり、端面の研磨特性や耐久性が低下する。
また光ファイバ固定用部材の材料となるガラスとしては精密モールド成形に適した低熱膨張係数、低屈伏点のものであり、紫外線硬化性接着剤を使うことから高紫外線透過率のものが望ましい。
このような光ファイバ固定用部材の光ファイバ係合溝２に石英ガラス製シングルモードファイバＦを整列させ、押え板１０で押し圧を加え、紫外線を照射しながら紫外線硬化性接着剤１２で固定し、固定された光ファイバ端面とともに押え板１０、光ファイバ固定用部材１の光接続側端面を同時に研磨して第５図に示されるような８心の光ファイバアレイ１１を製作した。このようにして得られた光ファイバアレイ１１同士を端面で突き合わせ、光ファイバＦ同士の光軸を合わせた後に接着剤で固定した。次に一方の光ファイバの他端より光を入射させ、接続された光ファイバに光を伝搬させて伝搬損失を測定したがマイクロクラックによる伝搬損失の増加は認められなかった。さらに環境温度を−４０〜＋８５℃の間で１０００サイクルほど変化させても伝搬損失の増大や光ファイバの破断は全く見られなかった。
このような光ファイバアレイを分解して、光ファイバの光ファイバ係合溝に固定されていた側面を光学顕微鏡や電子顕微鏡で観察したところ、整列、固定によるマイクロクラックの発生は認められなかった。本実施例のように光ファイバ固定用部材がガラスからなる場合、樹脂等のような材料と比較すると硬いので微小な凹凸によって光ファイバ側面が傷つけられるおそれが大きい。したがって本発明は光ファイバ固定用部材が、光ファイバの材料であるガラスと比べて軟らかい樹脂等の材料からなる場合よりも、ガラスからなる場合に対してより顕著な効果が発揮される。
次に、成形型を用いて本実施例の光ファイバ固定用部材の製造方法について説明する。
第６図に示すように、光ファイバ固定用部材の光ファイバ係合溝を含む面を形成するための上型２１と、上型２１に対向する下型４２と、光ファイバ固定用部材の側面を形成するための胴型４３を組合わせて一組とし、それぞれの成形型２１、４２、４３により囲まれたキャビティ４４内に配置されたガラスプリフオームＧを加熱した状態でモールド成形を行う。成形型２１、４２、４３の成形面には離型膜を施してある。ガラスプリフォームＧを、成形型のキヤビティ４４内に配置し、型を加熱しながら圧力を加え、成形品山部の形状が自由表面を構成する適正範囲に入る成形条件でガラスプリフォームＧのモールド成形を行う。成形後、加圧力を弱めながら室温まで冷却し成形品４５を型から取り出す。なお、型２１を下型、型４２を上型とし、胴型４３と一体化された下型２１の成形面上にガラスプリフォームＧを配置して成形を行ってもよい。
第７図に上型２１の光ファイバ係合溝を転写成形する部分の断面を示す。この断面は第１図で示された光ファイバ固定用部材の断面に相当する成形型についてのものであり、プレス過程で光ファイバ係合溝の転写部２０となる凹部２５にガラスプリフォームＧが充填されていく様子を示している。光ファイバ係合溝転写部２０は凹部２５と凸部２６とから構成される。成形型２１の凹部２５は、第７図では鋭角的に描いてあるが、実際は、底部２５ａの断面は概略円弧状であり、その曲率半径は２０μｍ以内である。成形型２１の凸部２６の間の凹部２５は研削加工により形成されたものであり、転写面（研削面）２７には微小な凹凸が見られる。
しかし本実施の形態では、モールド成形の条件を適宜選択することにより、ガラスプリフォームＧを前記凹部２５に完全に充填させず、少なくとも係合溝２と山部５とを有する光ファイバ係合部を構成し、光ファイバ側面ｆを支持することになる面を型転写面６とするように成形を行った。
すなわち、光ファイバ係合溝２と光ファイバ係合溝２間の山部５とをそれぞれ転写する凸部２６と凹部２５とを備える成形型２１の凹部２５にガラスプリフォームＧが充填されるように、成形型２１によりガラスプリフォームＧを加圧していく。この加圧過程で、成形型２１の凸部２６の形状をガラスプリフォームＧに転写して光ファイバ係合溝２を形成し、その表面を型転写面６とした。そして、成形型２１の凹部２５にガラスプリフォームＧが完全に充填されないような成形条件（温度、圧力、成形時間、型１５内体積とプリフォーム体積の比など）で加圧成形し、成形型２１の凹部２５の底部２５ａ形状が転写されないようにして、その表面を自由表面７とする光ファイバ係合溝２間の山部５を成形した。このように成形された光ファイバ係合溝２間の山部５の自由表面７は、成形型２１と接触しないから成形型２１の微小な凹凸が転写されない。また、成形品の山部５の曲率半径は成形型２１の凹部２５の曲率半径より常に大きくなる。
成形後、成形型２１より成形品を外したが、成形型２１の凹部２５にガラスプリフォームＧが完全には充填されていないので、従来の成形と比較し、より小さい力で成形品を成形型２１より外すことができた。
また、光ファイバ係合溝２同士の間に自由表面７を形成するようにガラスプリフォームＧをモールド成形すると、成形型２１の光ファイバ係合溝転写部２０の凹部２５にガラスプリフォームＧが完全には充填されず、光ファイバ係合溝２付近での成形型２１と成形品とが密着状態とならない。そのため、モールド成形後に成形品を成形型２１から外すときの成形品の離型性が向上する。
また上記のようなモールド成形のように成形型２１により囲まれた内部の体積に対するガラスプリフォームＧの充填率が低いと、成形型２１に対するプリフォーム位置の片寄りや余分なプリフォームＧを吸収する余剰型内体積が大きくなるので、成形型２１の隙間にガラスプリフォームＧが入り込みにくくなり、成形バリを生じないでモールド成形が可能な成形条件「バリなし成形の条件」を満たす範囲を広げることができる。さらに成形の冷却過程において成形型２１と成形品が収縮するとき、歪を吸収する余剰成形型内体積や自由表面が大きくなるので、高精度の転写成形が要求される光ファイバ係合溝転写部２０の転写面２７の精度および各光ファイバ係合溝２の間隔の精度を一定に成形するための成形条件の範囲を広げることもできる。
上記のように離型性、バリ制御性が向上するので、成形品の破損を防止することができ、またモールド成形を多数回繰り返しても成形型２１の離型膜の剥離を防止する上からも自由表面７をもつことは好ましい。
また、成形型２１の光ファイバ係合溝転写部２０の凹部２５にガラスプリフォームＧが完全には充填されないので、凹部底部２５ａの表面は転写成形面とはならず、成形品の光ファイバ係合溝２間の山部５の形状精度は成形型凹部底部２５ａの形状精度に依存しなくなる。したがって成形型凹部底部２５ａの形状精度のトレランス、特に凹部２５の延伸方向に対し垂直な断面から見た凹部底部２５ａの曲率半径のトレランスを大きくでき、使用可能な成形型２１の研削加工が容易になる。容易な加工で成形型を作製できるので上記離型膜の剥離防止効果、成形品の破損防止効果等とあいまって生産性の高い光ファイバ固定用部材の製造方法を提供することができる。なお、本発明のプリフォームはガラスに限定されない。高精度にモールド成形できるものであればよく、例えばプラスチックでもよい。
また、本実施例では光ファイバ係合溝間の山部が自由表面になるようにモールド成形することによって、冷却時に山部が自由収縮するようにし、光ファイバ係合溝成形部全体の成形時の収縮歪み（応力）を低減している。その結果、サーマルショック試験等の際に生じる光ファイバ係合溝付近、特に構造上、応力が集中しやすい底部でのクラック発生等の破損を低減することができる。
さらに光ファイバ係合溝間の山部が自由表面になるようにモールド成形することによって、光ファイバ固定用部材の稜（面と面が交わる部分）ａ、ｂを自由表面により形成することもできる（第２図）。光ファイバ固定用部材の稜を自由表面とすることにより、稜におけるバリの発生を防ぐことができる。また山部に加え、稜も自由表面になるように成形することにより、さらに離型性が向上し、離型時の成形品、成形型、離型膜の損傷を低減することができる。
つぎに、自由表面となる部分が山部の長手方向のどの部分に形成されているかよって生じる効果を検討する。
本発明の光ファイバ固定用部材には以下のような形態が含まれる。
（１）山部５の長手方向全長にわたって、山部表面が自由表面であるもの（第８図の符号Ａ）
（２）光ファイバを光ファイバ係合溝２に配置したときに光ファイバの入出射端面がくる光ファイバ固定用部材１の光接続側端面３２の山部が自由表面であるもの（第９図の符号Ｂ）
（３）光接続側端面３２に対向する端面３３側の山部５が自由表面であるもの（第１０図の符号Ｃ）
（４）光接続側端面３２側と光接続側端面３２に対向する端面３３側の山部５が自由表面であるもの（第１１図の符号ＢおよびＣ）
上記の各形態では、光接続側端面側と光接続端面側に対向する端面側の山部がともに自由表面ではなく、中間の山部のみが自由表面になるものより離型しやすい。また上記の各形態では、成形品の稜に近い山部が自由表面となるため光ファイバ係合溝が稜に接する部分のバリ発生を防ぐことができる。
また、上記（１）〜（４）の自由表面の形態では、上記の光ファイバ固定用部材を用いて光ファイバアレイを製造する際にも利点がある。これを説明する。光ファイバ固定溝に光ファイバを配置、係合させる場合、光ファイバの端面の損傷を防止するため、次のような２つの方法を用いることがある。
（Ａ）光接続側端面から光ファイバの先端が十分出るように、かつ光ファイバを傾斜させた状態で、光接続側端面側の光ファイバ係合溝から光ファイバが溝に置かれるように順次光ファイバを光ファイバ係合溝内に配置してから固定する方法。
具体的には、第１２図のように、光ファイバＦを光ファイバ係合溝２に対して傾斜させ、かつ光ファイバ先端部４３が光接続側端面３２より出た状態で、まず光ファイバ素線４２を光接続側端面３２側より光ファイバ係合溝２に入れ、それから順次、係合溝２の中に光ファイバ素線４２を置いて行く。そして、光ファイバ被覆部４１の先端部に近い端が、光接続側端面３２に対向する端面３３に当接、もしくは近づけた状態になるように光ファイバ素線４２を光ファイバ係合溝２中で光接続端面３２側にずらして行く。それから押え板で光ファイバ側面を圧迫、固定して光ファイバアレイを得る。
（Ｂ）光ファイバの先端を光ファイバ係合溝から離した状態で、光接続側端面に対向する端面側の光ファイバ係合溝から光接続側端面へ向けて、光ファイバが溝に置かれるように順次光ファイバを光ファイバ係合溝内に配置してから固定する方法。第１２図とは逆に光接続側端面３２に対向する端面３３側から光接続側端面３２側へ向けて光ファイバ素線４２を係合溝２に入れて行く方法である。
上記（Ａ）の場合、光ファイバは、まず側面が光ファイバ係合溝の光接続側端面側に接する。このとき光ファイバ固定用部材が、前記した自由表面の形態（１）、（２）、（４）のいずれかであれば、光ファイバ側面が最初に接する光ファイバ係合溝の近傍の山部は自由表面からなるので、光ファイバ側面が光ファイバ係合溝に容易に受容される。さらに、光ファイバ側面が光ファイバ係合溝間の山部に当たっても、山部が自由表面なのでマイクロクラック等の損傷を受け難くすることができる。
上記（Ｂ）の場合、光ファイバは、まず側面が光ファイバ係合溝の光接続側端面に対向する端面側に接する。最初に光ファイバを入れる側の山部が自由表面となっていることが好ましく、さらに光ファイバが最初に接することになる光ファイバ面定用部材の稜も自由表面からなることがより好ましい。このとき光ファイバ固定用部材が、自由表面の形態（１）、（３）、（４）のいずれかであれば、光ファイバ側面が最初に接する光ファイバ係合溝の近傍の山部は自由表面からなるので、光ファイバ側面が光ファイバ係合溝に容易に受容される。さらに、光ファイバ側面が光ファイバ係合溝間の山部に当たっても、山部が自由表面なのでマイクロクラツク等の損傷を受け難くすることができる。
したがって、上記（１）〜（４）の形態が好ましい。特に上記（２）〜（４）の形態では山部が型転写面からなる部分と自由表面からなる部分とが山部長手方向に沿って分布することになるが、山部の曲率半径は山部の長手方向に沿って連続的に変化することになる。したがって、上記（Ａ）、（Ｂ）のような方法で光ファイバ係合溝に光ファイバを配置、係合させるとき、スムーズに光ファイバを配置することができる。また光ファイバを溝内に受容させていくにつれ、少なくとも受容を開始した箇所近傍では山部の曲率半径が減少していくので、一度光ファイバ係合溝に受容された光ファイバが方法（Ａ）、（Ｂ）の過程で光ファイバ係合溝から外に出てしまうことを防ぐのに役立つ。
さらに、成形によって生じる成形品の稜近傍は被成形材料の変形が大きく、残留歪みが生じ易い部分なので、上記（１）〜（４）の形態のように稜に近い部分の山部を自由表面とすれば光ファイバ係合溝付近の応力を緩和し、光ファイバ固定用部材の破損を低減するうえから好ましい。さらに、光ファイバ係合溝と接する稜も自由表面とすれば、さらに応力緩和の効果が大きくなるので、光ファイバ固定用部材の破損低減のためにより好ましい。
次に、山部に自由表面を設けるための条件、すなわち自由表面形成を制御するためのパラメータとして、成形型の温度、成形圧力、成形時間があることは前述した通りである。各パラメータに対する成形品の形状（山部、稜、角部）を示す説明図を第１３図に示す。ここで用いたガラスは、ガラス成分として、
ＳｉＯ2を３〜３０重量％、Ｂ2Ｏ3を２０〜４０重量％、
ＺｎＯを４０〜５５重量％（但し４０重量％は含まない）、
ＭｇＯを０〜１５重量％、ＣａＯを０〜１０重量％、
ＳｒＯを０〜１０重量％、ＢａＯを０〜１０重量％、
ＰｂＯを０〜２０重量％、
ＺｎＯ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＰｂＯを４０〜５５重量％（但し４０重量％は含まない）、
Ａｌ2Ｏ3を０．５〜１０重量％、Ｌｉ2Ｏを０〜７重量％
含み、前記ガラス成分の合量が７５重量％以上であるものである。但し、本発明において使用可能なガラスは、上記のものに限られるものではない。なお、これらの条件は、成形装置などが変れば変化するので、装置に合わせた条件出しが必要になる。
産業上の利用可能性
本発明の光ファイバ固定用部材および光ファイバアレイによれば、光ファイバ固定用部材の光ファイバ係合溝に係合された光ファイバ側面へのマイクロクラック発生を防止することができるので、光ファイバにより伝送される光の伝送損失の低下を防止することができる。
また本発明の光ファイバ固定用部材の製造方法および光ファイバアレイの製造方法によれば、モールド成形時、成形の条件を選択するという簡単な操作で、同時に型転写面をもつ光ファイバ係合溝と自由表面をもつ山部とを有する光ファイバ固定用部材を容易に製造することができる。
【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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