(57)【要約】【課題】レーザによる切断方法であるが、切断端面の表面に凹凸が発生しないように切断する。【解決手段】光ファイバの切断方法は、光ファイバ１を一括して切断する際に、前記光ファイバ１の軸線方向に直角に集光されたレーザ光５を、被覆樹脂３で被覆されたままの光ファイバ１に対して照射することで、前記光ファイバ１を切断するレーザ切断工程と、このレーザ切断工程で切断された前記光ファイバ１の被覆樹脂３を除去する被覆除去工程と、を備えていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを切断する際に、前記光ファイバの軸線方向に直角に集光されたレーザ光を、被覆樹脂で被覆されたままの光ファイバに対して照射することで、前記光ファイバを切断するレーザ切断工程と、このレーザ切断工程で切断された前記光ファイバの被覆樹脂を除去する被覆除去工程と、を備えていることを特徴とする光ファイバの切断方法。
【請求項２】
前記光ファイバが多心光ファイバで、一括して切断されることを特徴とする請求項１記載の光ファイバの切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ファイバの接続、測定の際に用いられる光ファイバを切断するための光ファイバの切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ素線や光ファイバ心線や光ファイバテープ心線など（この実施の形態では、「光ファイバ」という）は、光ファイバ同士や光ファイバとコネクタなどの光導波路などとを突き合わせて接続して使用されている。この接続方法にはコネクタによる接続や融着接続などがあり、その接続時には、予め光ファイバの裸光ファイバを切断してその切断端面を鏡面にする工程がある。その後、例えば、光ファイバ同士の接続には前記裸光ファイバの切断端面の鏡面が突き合わされて接続されることになる。
【０００３】
したがって、裸光ファイバの突き合わせ端面は光軸に対して直角で、かつ前記端面が平滑な鏡面になるように切断されることが求められる。そこで、光ファイバを切断するために種々の光ファイバ切断方法がある。
【０００４】
従来の光ファイバ切断方法としては、例えば、特許文献１では、多心光ファイバの被覆樹脂を剥いだ光ファイバ素線がカッタにより切断される切断方法が示されている。多心の光ファイバ素線は、おさえ治具に具えた所定ピッチのＶ溝に整然と揃えた状態で固定されてから、カッタを光ファイバ素線の軸線方向に対して直角に移動して切断されるものである。
【０００５】
また、特許文献２では、多心光ファイバの被覆樹脂を剥いだ裸光ファイバに対してその軸線方向に一定の張力を加えた状態で、カッタを裸光ファイバの軸線方向に対して直角に移動して各裸光ファイバに初期傷を印加してから微小な曲げ応力を与えることで、裸光ファイバを切断する方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３では、フェルールの光ファイバ挿通孔に挿通した光ファイバの端面側をフェルールの先端面から突出させた状態でフェルールに固定し、フェルールから突出した光ファイバに対して曲げ力と光ファイバ軸心方向の引張力を共に加えた状態で、光ファイバの外周に刃部で微小傷を形成して光ファイバを切断する方法が開示されている。
【０００７】
また、特許文献４では、図４に示されているように、多心光ファイバ１０１の被覆樹脂１０３を除去して裸光ファイバ１０５を露出した後に、レーザ加工装置１０７におけるレーザヘッド部１０９のヘッドノズル１１１から一直線状に集光したレーザ光１１３を前記多心光ファイバ１０１の裸光ファイバ１０５に直角に照射することで、前記多心光ファイバ１０１の表面に一括して傷をつけ、この傷のついた箇所に曲げ応力をかけて前記多心光ファイバ１０１の裸光ファイバ１０５を一括して劈開破断する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平６−３０８３３５号公報
【特許文献２】特開平２−２７５９０８号公報
【特許文献３】特開平１１−２６４９１９号公報
【特許文献４】特開２００３−４３２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来の光ファイバ切断方法においては、例えば、特許文献１〜特許文献３では、いずれもカッタにより切断する方法であるので、切断面の不揃いを極力避けようとした場合、カッタ刃の切れ味や切断速度や他の切断条件等を同じ状態に保つには、カッタ刃の摩耗を考慮する必要があり、１つの同じカッタ刃は２０回程度しか研磨して使えない。
【０００９】
例えば、通常では多回転刃を回しながら作業する。つまり、１つのカッタ刃では１回の切断作業毎に角度を少し回転させて固定した状態で裸光ファイバの軸線方向に直角に移動して使用する。たとえば、１つのカッタ刃では４８箇所で切断するように回転させて使用する。したがって、１０００回（≒４８×２０回）の切断作業毎にカッタ刃の交換が必要となる。
【００１０】
したがって、カッタ刃を交換する必要があるので作業効率が悪いことやカッタ刃の消耗によりランニングコストが大きくなるという問題点があった。
【００１１】
また、特許文献４では、レーザによる切断方法であり、上記の特許文献１〜特許文献３の問題点を解決できるが、この切断方法では、ＣＯ２レーザ加工装置１０７の発振波長は１０．６μｍで、中赤外線領域であり、この波長帯は、裸光ファイバ１０５の材料である石英においては吸収波長を大きく集光照射することで、石英材料を瞬時に溶融することができる。しかし、切断面前後の裸光ファイバ１０５（石英材料）も同じように吸収波長が大きいため、若干溶融してしまい、特に、図５に示されているように、切断端面の周りの表面に凹凸１１５が生じてしまう。
【００１２】
その結果、上記のように切断された裸光ファイバ１０５を光コネクタ１１７（フェルール〉のファイバ挿通孔１１９に挿入しようとした場合、表面の凹凸１１５が抵抗となるために、挿入しにくいものであり、しかも、裸光ファイバ１０５の表面が削れたり、図５に示されているように、削れた破片１２１がファイバ挿通孔１１９の前後にカスとなって付着したりするなどの問題点があった。
【００１３】
この発明は、レーザによる切断方法であるが、切断端面の表面に凹凸が発生しないように切断することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、この発明の光ファイバの切断方法は、光ファイバを切断する際に、前記光ファイバの軸線方向に直角に集光されたレーザ光を、被覆樹脂で被覆されたままの光ファイバに対して照射することで、前記光ファイバを切断するレーザ切断工程と、このレーザ切断工程で切断された前記光ファイバの被覆樹脂を除去する被覆除去工程と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１５】
前記光ファイバの切断方法において、前記光ファイバが多心光ファイバで、一括して切断されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、被覆樹脂が付いたままの光ファイバをレーザで切断し、その後、被覆樹脂を除去するので、レーザ切断時は光ファイバが被覆されているためにレーザ焦点部となる裸光ファイバの部分のみにレーザ光が集光照射されるために、切断端面に凹凸が生じないようにできる。その結果、被覆除去後の裸光ファイバは光コネクタなどのファイバ挿通孔等に抵抗なく通すことができる。
【００１７】
また、光ファイバに対してレーザ光による切断としたので、従来のようなカッタ刃の消耗（ないしは磨耗）を考える必要がなくなり、ランニンゲコストを大幅に削減することができる。また、光ファイバとしての例えば多心光ファイバの切断端面の箇所をより一層精度よく揃えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１を参照するに、この実施の形態に係る光ファイバとしての例えば多心光ファイバの切断方法は、多心光ファイバ１が被覆樹脂３で被覆されたままの状態でレーザ光５により切断し、このレーザ切断後に、多心光ファイバ１の被覆樹脂３を除去する方法である。
【００２０】
すなわち、多心光ファイバ１の構成としては、図２に示されているように、多数の光ファイバ素線７と、この多数の光ファイバ素線７の外周が例えば二次被覆樹脂３Ｂで一括被覆して構成されている。なお、前記各光ファイバ素線７は、一般にガラス（石英）からなる裸光ファイバ９の外周が一又は複数層からなる一次被覆樹脂３Ａ、例えばＵＶ硬化樹脂で被覆されて構成されている。
【００２１】
上記の裸光ファイバ９は直径が例えばφ１２５μｍで、この裸光ファイバ９の外周にＵＶ硬化樹脂の一次被覆樹脂３Ａで一次被覆した光ファイバ素線７は直径が例えばφ２６０μｍで、多数の光ファイバ素線７をＵＶ硬化樹脂の二次被覆樹脂３Ｂで一括被覆した多心光ファイバ１の厚さは例えば３２０μｍである。この実施の形態では、上述したように被覆樹脂３は一次被覆樹脂３Ａと二次被覆樹脂３Ｂで構成されている。
【００２２】
レーザ切断には、例えば、炭酸ガスレーザ等が望ましい。その理由は、ＣＯ２レーザの発振波長は１０．６μｍで、中赤外線領域であり、この波長帯は、裸光ファイバ９の材料である石英においては吸収波長を大きく集光照射することで．石英材料を瞬時に溶融することができるからである。しかし、炭酸ガスレーザに限定されるものではない。
【００２３】
また、炭酸ガスレーザ加工装置１１では、図示しないレーザ光源から発振されるレーザ光５は、レーザ光源の前方に配置したビームエクスパンダによりビーム径が拡大される。すなわち、切断する多心光ファイバ１の最大の幅に合うように拡大され平行ビームとなる。
【００２４】
レーザ光５は図示しない幾つかのミラーを経て光軸が変えられてレーザヘッド部１３に送られてから、レーザヘッド部１３の内部の図示しない集光レンズにより１軸方向に絞り込まれることで、一直線状に集光するレーザ光５となり、ヘッドノズル１５からレーザ対象物に照射される。また、炭酸ガスレーザの平均出力は外部から制御してレーザ光５の強度が調整される。また、レーザ光５の焦点を調整することで、均一で細長い一直線状に集光される等温領域の加熱用レーザ光５となる。また、レーザヘッド部１３にはアシストガスとして例えば窒素ガスを導入し、レーザ光５を照射時に窒素ガスを噴射することで、照射部を不活性ガス領域で保護し、酸化を防ぐことができる。
【００２５】
切断される対象の多心光ファイバ１は図示しない移動ステージに取り付けられ、この移動ステージを例えば水平方向に移動することで、レーザ光５の照射位置に対して多心光ファイバ１の所望の切断位置が位置決めされる。
【００２６】
次に、上記構成のレーザ加工装置１１を用いて、この実施の形態の多心光ファイバの切断方法について説明する。
【００２７】
レーザ切断工程では、上述した集光レンズによるレーザ光５の焦点と集光度を調整した後に、図１に示されているように、一直線状に集光したレーザ光５がレーザヘッド部１３のヘッドノズル１５から、被覆樹脂３で被覆されたままの多心光ファイバ１の切断位置に向けて照射される。すなわち、一直線状に集光したレーザ光５は多心光ファイバ１の軸線方向に直角に前記多心光ファイバ１に照射されることで、前記多心光ファイバ１が所望の切断位置で切断される。
【００２８】
このレーザ切断時には、裸光ファイバ９は被覆樹脂３で被覆されているために、レーザ焦点部の裸光ファイバ９（石英材）のみにレーザ光５を集光して照射することができるので、その結果として、図３に示されているように、裸光ファイバ９の切断端面部に凹凸が発生しない。その理由としては、ＵＶ硬化樹脂等の被覆樹脂３は、裸光ファイバ９の石英材料の融点に比べて昇華点が低いので、被覆樹脂３が昇華除去されるのであるが、このときの被覆樹脂３が裸光ファイバ９の切断端面の周囲部分に直接レーザ光５があたることを防ぐ役割を果たすためである。
【００２９】
したがって、多心光ファイバ１は被覆樹脂３で被覆された状態でレーザ光５により一括に切断される。
【００３０】
次に、被覆除去工程では、上記のようにレーザ切断工程で切断された後に、多心光ファイバ１の被覆樹脂３を除去することで、多心光ファイバ１の切断加工が完了することになる。
【００３１】
以上のことから、この実施の形態の多心光ファイバの切断方法では、次のような効果を奏する。
【００３２】
（１）多心光ファイバ１に対してレーザで切断したので、従来のようなカッタ刃の消耗（ないしは磨耗）を考える必要がなくなり、ランニンゲコストを大幅に削減することができる。ちなみに、ＣＯ２レーザ加工装置１１のレーザ発振器は交換周期が５年以上である。
【００３３】
（２）レーザ光５による切断としたので、多心光ファイバ１の切断端面の箇所をより一層精度よく揃えることができる。
【００３４】
（３）加工順序をレーザ切断してから被覆除去としたので、裸光ファイバ９は被覆樹脂３で被覆されているために、レーザ焦点部の裸光ファイバ９（石英材）のみにレーザ光５を集光して照射することができる。その結果として、図３に示されているように、裸光ファイバ９の切断端面の特に周囲部分に凹凸が発生しないようにできる。
【００３５】
（４）上記の（３）の理由で、裸光ファイバ９の切断端面に凹凸が発生しないので、例えば、図３に示されているように、被覆除去後の裸光ファイバ９を光コネクタ１７などの光導波路のファイバ挿通孔１９等に通す時に、抵抗なく挿入することができる。したがって、裸光ファイバ９の切断端面の凹凸部分が削れてカス等が発生する事態を防止できる。
【００３６】
なお、この発明の他の実施の形態としては、例えば、プラスティックコート被覆などのイメージファイバを切断する場合にも、前記プラスティックコート被覆をしたまま切断することができる。
【００３７】
また、多数本の光ファイバを束ねて構成するファイババンドルを切断する場合にも、前記各光ファイバは被覆をしたまま切断することができる。
【００３８】
したがって、この実施の形態における多心光ファイバ１とは、上記のイメージファイバやファイババンドルなどの他の形態の光ファイバも含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の実施の形態のレーザ切断の状態を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態で使用される多心光ファイバの一部を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態の多心光ファイバの裸光ファイバの切断端面を示す斜視図である。
【図４】従来のレーザ切断の状態を示す斜視図である。
【図５】従来の多心光ファイバの裸光ファイバの切断端面を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  多心光ファイバ（光ファイバ）
３  被覆樹脂
３Ａ  一次被覆樹脂
３Ｂ  二次被覆樹脂
５  レーザ光
７  光ファイバ素線
９  裸光ファイバ
１１  レーザ加工装置
１３  レーザヘッド部
１５  ヘッドノズル
１７  光コネクタ
１９  ファイバ挿通孔
【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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