(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多心の光ファイバの切断を行なう切断手段と、前記多心の光ファイバをＶ溝部およびＶ溝押さえで固定してその端面を放電により加熱して光ファイバの端面に半径が光ファイバの半径以上の丸みを持たせるように加工する端面加工手段を有する光ファイバ端面加工装置において、加工対象の光ファイバを把持する把持手段を有し、前記切断手段および前記端面加工手段は、前記多心の光ファイバが前記把持手段に把持されたままの状態で切断加工および端面加工を行なうことを特徴とする光ファイバ端面加工装置。
【請求項２】
さらに、前記多心の光ファイバを前記把持手段に把持されたまま前記切断手段から前記端面加工手段へ移送する移動手段を有していることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ端面加工装置。
【請求項３】
前記把持手段は移動せず、前記切断手段または前記端面加工手段が移動して切断加工および端面加工を行なうことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ端面加工装置。
【請求項４】
前記把持手段は装置に対して着脱可能に構成されており、前記把持手段が前記多心の光ファイバを把持したまま取り外されて次の工程で利用可能であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光ファイバ端面加工装置。
【請求項５】
前記端面加工手段は、加工対象の前記多心の光ファイバの端面の形状を表示あるいは測定可能なモニタ手段を具備していることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ端面加工装置。
【請求項６】
前記端面加工手段は、加工対象の前記多心の光ファイバの端面が放電を行なう電極の中心からずれた位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ端面加工装置。
【請求項７】
多心の光ファイバを切断し、切断した前記多心の光ファイバをＶ溝部およびＶ溝押さえで固定してその端面を放電により加熱して前記多心の光ファイバの端面に半径が光ファイバの半径以上の丸みを持たせるように端面加工する光ファイバ端面加工方法において、加工対象の前記多心の光ファイバを把持手段により把持し、切断手段により切断加工し、該切断加工後も前記多心の光ファイバが前記把持手段に把持されたままの状態で前記端面加工を行なうことを特徴とする光ファイバ端面加工方法。
【請求項８】
前記端面加工の際には、加工対象の前記多心の光ファイバの端面の形状を観察あるいは測定しながら、最適形状となるまで放電を与えることを特徴とする請求項７に記載の光ファイバ端面加工方法。
【請求項９】
前記端面加工の際には、放電を行なう電極の中心からずれた位置に加工対象の前記多心の光ファイバの端面を配置して加工を行なうことを特徴とする請求項７に記載の光ファイバ端面加工方法。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバ端面加工装置または請求項７〜９のいずれか１項に記載の光ファイバ端面加工方法を用いて前記多心の光ファイバの切断および端面加工を行なった後、光コネクタに挿通して光コネクタ組立体を作製することを特徴とする光コネクタの組立方法。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバ端面加工装置または請求項７〜９のいずれか１項に記載の光ファイバ端面加工方法を用いて前記多心の光ファイバの切断および端面加工を行なった後、前記把持手段に前記多心の光ファイバを把持させたまま光コネクタに挿通し、光コネクタ組立体を作製することを特徴とする光コネクタの組立方法。
【請求項１２】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバ端面加工装置または請求項７〜９のいずれか１項に記載の光ファイバ端面加工方法を用い、前記多心の光ファイバに把持手段を装着し、該把持手段で前記多心の光ファイバを把持したまま、前記多心の光ファイバを切断し、前記多心の光ファイバを光コネクタに挿通し、光コネクタに挿通した前記多心の光ファイバの端面を端面加工することを特徴とする光コネクタの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信用の光ファイバを接続する光コネクタの製造方法に関するものであり、特に、光ファイバの端面加工を行なう光ファイバ端面加工装置および光ファイバ端面加工方法、さらにはこれらの装置および方法を用いた光コネクタの組立方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバの接続方法の一つとして、対向する２本の光ファイバの端面を互いに押しつけて光ファイバを接続する、いわゆるＰＣ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｏｎｔａｃｔ）接続がある。例えば、ＮＴＴ  Ｒ＆Ｄ  ｖｏｌ．４５  Ｎｏ．６（１９９６）ｐｐ．９５−１００  「ファイバＰＣ光コネクタ」に記載された従来技術では、光ファイバを光コネクタの端面から突出するように固定し、光コネクタ同士を突き合わせるとともに光ファイバの端面を突き合わせ、光ファイバを座屈させてＰＣ接続を行なっている。光ファイバの光コネクタの端面からの突出量は、接続状態において押圧力で光ファイバが座屈する値であり、座屈させることによって接触圧を維持する。
【０００３】
ＰＣ接続では、押圧された光ファイバの端面間に空隙が存在すると所望の特性が得られないので、上述の文献では、光ファイバの劈開面を面取りする端面処理を行なっている。しかし、端面処理として研削加工を行なう場合、加工に時間がかかるという問題がある。
【０００４】
別の端面処理の方法として、例えば特開平７−３０６３３３号公報に記載された光コネクタの製造方法では、光ファイバの先端部における角部を加熱処理手段により処理して丸みを与える方法と、酸などによる化学的処理手段あるいは研磨砥粒による物理的処理手段を用いることが記載されている。また、特開昭５５−１３８７０６号公報に記載された光ファイバの端面処理方法は、光ファイバの端面を放電により加熱して半径が光ファイバの半径以上の丸みを持たせる方法である。これらの公報にはＰＣ接続に関する記載はなく、ＰＣ接続に対する考慮はなされていない。しかし、このような放電により加熱して光ファイバの端面処理を行なう方法は、ＰＣ接続を行なう場合にも有用である。
【０００５】
図１４は、従来の光コネクタの製造方法の一例の説明図である。図中、７１ａは裸光ファイバ、７１ｂは被覆部、７１ｃは端面、７１ｄはバリ、７２は放電電極、７３は光コネクタである。上述のように、ＰＣ接続を行なう場合には光ファイバの端部に光コネクタを設け、光コネクタ同士を圧接して光ファイバのＰＣ接続を行なう。光コネクタの製造方法としては、まず、テープ状光ファイバの被覆を除去し、裸光ファイバを露出させ、所定の長さに切断する。
【０００６】
図１４（Ａ）は、被覆を除去した裸光ファイバ７１ａを所定の長さに切断した状態の先端部近傍を示している。図示した４本の裸光ファイバ７１ａは、この例では、４心のテープ状光ファイバから被覆を除去した光ファイバを示している。裸光ファイバ７１ａの切断は、通常、一方から切り込みを入れ、劈開により分離する。そのため、切断した状態では図１４（Ｂ）に示すように裸光ファイバ７１ａの端面７１ｃには、バリ７１ｄが生じることが多い。この状態でそのままＰＣ接続を行なっても、裸光ファイバ７１ａの端面間に空隙が形成され、所望の特性が得られない。そのため、次の工程として端面処理を行なう。
【０００７】
この例では、端面処理として図１４（Ｃ）に示すように、放電電極７２を対向させ、その間に放電させることによって熱を発生させる短時間の放電加工を行なう。この放電加工によって、裸光ファイバ７１ａの端面７１ｃは、多少溶融される。溶融により、図１４（Ｄ）に示すように、表面張力によって端面が曲面となり、Ｒ加工が行なわれたようになる。曲面が形成されることは好ましいが、曲率半径が小さい曲面になるとＰＣの際に、良好な光結合が行なわれない。また、コア部分の先端面に応力が集中し、損失増を招くという問題もある。したがって、放電加工による処理による光ファイバ７１ａの端面の曲率半径は、光ファイバの径以上の曲面となるようにすることが望ましい。また、放電により光コネクタ組立時に問題となる光ファイバ表面のゴミを焼き飛ばし、清掃する効果が期待できる。
【０００８】
このように各裸光ファイバ７１ａの端面７１ｃが処理されたテープ状光ファイバに、図１４（Ｅ）に示すように裸光ファイバ７１ａの先端が所定の寸法ｄだけ突出するように光コネクタ７３を装着、固定して完成する。
【０００９】
このような光コネクタの製造工程において、従来は切断処理と端面処理とは別々に行なわれている。切断処理においては裸光ファイバ７１ａを固定して行なうので、切断時には裸光ファイバ７１ａの長さは揃っている。しかし、切断処理終了後、切断のための工具から離した時点で、光ファイバの取扱い性が悪い上、それぞれの裸光ファイバ７１ａの長さにバラツキが生じ、図１４（Ａ）にも示したように、先端位置が不揃いとなる。バラツキの程度は、例えば、８〜２０μｍ程度である。このような先端位置が不揃いのまま端面処理を行なうと、各裸光ファイバ７１ａの加工具合にバラツキが生じたり、放電加工のための放電電極７２の位置が定まらない等の不具合が生じるという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、光ファイバの端面処理の際にも各光ファイバの端面を揃えたまま加工でき、良好な端面処理を行なうことのできる光ファイバ端面加工装置および光ファイバ端面加工方法を提供するとともに、これらの装置および方法を用いた光コネクタの組立方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、多心の光ファイバの切断を行なう切断手段と、前記多心の光ファイバをＶ溝部およびＶ溝押さえで固定してその端面を放電により加熱して光ファイバの端面に半径が光ファイバの半径以上の丸みを持たせるように加工する端面加工手段を有する光ファイバ端面加工装置において、加工対象の光ファイバを把持する把持手段を有し、前記切断手段および前記端面加工手段は、前記多心の光ファイバが前記把持手段に把持されたままの状態で切断加工および端面加工を行なうことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ファイバ端面加工装置において、さらに、前記多心の光ファイバを前記把持手段に把持されたまま前記切断手段から前記端面加工手段へ移送する移動手段を有していることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光ファイバ端面加工装置において、前記把持手段は移動せず、前記切断手段または前記端面加工手段が移動して切断加工および端面加工を行なうことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光ファイバ端面加工装置において、前記把持手段は装置に対して着脱可能に構成されており、前記把持手段が前記多心の光ファイバを把持したまま取り外されて次の工程で利用可能であることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の光ファイバ端面加工装置において、前記端面加工手段は、加工対象の前記多心の光ファイバの端面の形状を表示あるいは測定可能なモニタ手段を具備していることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の光ファイバ端面加工装置において、前記端面加工手段は、加工対象の前記多心の光ファイバの端面が放電を行なう電極の中心からずれた位置に配置されることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、多心の光ファイバを切断し、切断した前記光ファイバをＶ溝部およびＶ溝押さえで固定してその端面を放電により加熱して前記多心の光ファイバの端面に半径が光ファイバの半径以上の丸みを持たせるように端面加工する光ファイバ端面加工方法において、加工対象の前記多心の光ファイバを把持手段により把持し、切断手段により切断加工し、該切断加工後も前記多心の光ファイバが前記把持手段に把持されたままの状態で前記端面加工を行なうことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の光ファイバ端面加工方法において、前記端面加工の際には、加工対象の前記多心の光ファイバの端面の形状を観察あるいは測定しながら、最適形状となるまで放電を与えることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の光ファイバ端面加工方法において、前記端面加工の際には、放電を行なう電極の中心からずれた位置に加工対象の前記多心の光ファイバの端面を配置して加工を行なうことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、光コネクタの組立方法において、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバ端面加工装置または請求項７〜９のいずれか１項に記載の光ファイバ端面加工方法を用いて前記多心の光ファイバの切断および端面加工を行なった後、光コネクタに挿通して光コネクタ組立体を作製することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、光コネクタの組立方法において、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバ端面加工装置または請求項７〜９のいずれか１項に記載の光ファイバ端面加工方法を用いて前記多心の光ファイバの切断および端面加工を行なった後、前記把持手段に前記多心の光ファイバを把持させたまま光コネクタに挿通し、光コネクタ組立体を作製することを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、光コネクタの組立方法において、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ファイバ端面加工装置または請求項７〜９のいずれか１項に記載の光ファイバ端面加工方法を用い、前記多心の光ファイバに把持手段を装着し、該把持手段で前記多心の光ファイバを把持したまま、前記多心の光ファイバを切断し、前記光ファイバを光コネクタに挿通し、光コネクタに挿通した前記多心の光ファイバの端面を端面加工することを特徴とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１、図２は、本発明の実施の一形態を示す斜視図である。図中、１は切断加工部、２は端面加工部、３は光ファイバ心線、４は光ファイバ、１１は切断アーム、１２はアーム回転軸、１３は押し下げつまみ、１４は上クランプ、１５は切断枕、１６は下クランプ、１７はマグネット、１８はマグネットキャッチ、１９は切断刃、２０は切断刃スライド部、２１は放電電極棒、２２はＶ溝部、２３はＶ溝押さえ、２４は放電設定部、２５は放電ボタン、３１はファイバホルダ受け、３２はスライド溝、３３はファイバホルダである。図１、図２に示す光ファイバ端面加工装置は、切断加工部１と端面加工部２から構成されている。
【００２４】
切断加工部１は、切断アーム１１がアーム回転軸１２で回動自在に軸止されている。切断アーム１１には、切断する光ファイバ４を固定するための上クランプ１４と、光ファイバ４の切断部において切断刃１９と対向する切断枕１５と、切断枕１５を光ファイバ４に押圧して光ファイバ４を劈開させるための押し下げつまみ１３が設けられている。また切断アーム１１にはマグネットキャッチ１８が設けられており、切断アーム１１が降ろされたときにマグネット１７と磁力によって接合され、切断アーム１１を固定する。
【００２５】
また、切断加工部１には、切断アーム１１が降ろされたときに上クランプ１４と対向して光ファイバ４を固定するための下クランプ１６が設けられている。切断アーム１１の上クランプ１４と下クランプ１６の間に光ファイバ４を挟み、切断する光ファイバ４を固定する。下クランプ１６の間には開口が形成されている。その開口に、光ファイバ４を切断するための切断刃１９が配置されている。切断刃１９は切断刃スライド部２０によって光ファイバ４の配列方向に移動し、切断加工時に多数の光ファイバ４に対して切断のための切れ目を入れる。実際の切断は、上述の押し下げつまみ１３を押し下げて、切れ目の入った光ファイバ４を押圧し、劈開によって切断する。
【００２６】
端面加工部２は、光ファイバ４の端面を放電によって加熱加工する。上述のように、劈開によって形成した光ファイバ４の端面は、図１４（Ａ）や（Ｂ）に示したように、バリが生じている場合がある。そのため、図１４（Ｃ）に示すように放電によって発生する熱により、光ファイバ４の端面を加熱溶融させ、光ファイバ４の端面に半径が光ファイバ４の半径以上の丸みを持たせるように加工する。そのための構成として、放電を行なうための放電電極棒２１と、光ファイバ４を加工位置で固定するためのＶ溝部２２およびＶ溝押さえ２３が設けられている。また、放電条件などを設定するための放電設定部２４、押下している時間だけあるいは押下後所定時間だけ放電する放電ボタン２５も設けられている。
【００２７】
加工対象の光ファイバ心線３は、ファイバホルダ３３に装着され、その先端部は被覆が除去されて光ファイバ４が露出している。被覆の除去は、光ファイバ心線３をファイバホルダに装着する前に行なうようにしても、あるいは、光ファイバ心線３をファイバホルダに装着した後に行なうようにしてもよい。ファイバホルダ３３は、この例ではファイバホルダ受け３１に対して着脱自在に構成されている。ファイバホルダ受け３１は、両脇に設けられた溝部３２に嵌入しており、溝部３２をガイドとして摺動する。このとき、両脇の溝部３２の位置を少しずらして配置しておくと、ファイバホルダ受け３１が回動せず、そのままの姿勢で移動させる構造とすることができる。図１では光ファイバ４の端面に放電による端面加工を行なう位置にファイバホルダ受け３１を移動させる途上の例を示しており、図２では光ファイバ４を切断加工する際のファイバホルダ受け３１の位置の例を示している。なお、ファイバホルダ３３は、周知の把持治具を適用することができる。また、ファイバホルダ受け３１とファイバホルダ３３が一体に構成され、ファイバホルダ３３が着脱できない構成であってもよい。さらに、この例ではファイバホルダ受け３１が切断加工部１と端面加工部２との間を移動したが、これに限らず、切断加工部１および端面加工部２にそれぞれファイバホルダ受け３１を設けておき、ファイバホルダ３３を工程ごとに着脱する構成であってもよい。ファイバホルダ受け３１あるいはファイバホルダ３３の移動は、作業員が手動で行なってもよいし、モータ等によって自動的に移動させてもよい。
【００２８】
上述の図１、図２に示した構成においては、切断加工部１と端面加工部２との間をファイバホルダ受け３１を移動させて、切断加工および端面加工を行なったが、これに限らず、例えばファイバホルダ受け３１を固定させておき、切断加工部１および端面加工部２を移動させる構成であってもよい。例えば図１、図２に示す配置をもとにすれば、端面加工部２を上下動させ、切断加工部１を水平移動させるようにして、切断加工時には端面加工部２を降下させて切断加工部１をファイバホルダ受け３１に近接させて加工し、端面加工時には切断加工部１をファイバホルダ受け３１から遠ざけて端面加工部２を上昇させ、加工を行なうように構成することができる。もちろん、両者を左右方向に移動させたり、上下動させる構成であってもよい。また、いずれの構成においても切断加工部１と端面加工部２の配置は、設計時にファイバホルダ受け３１あるいは各加工部の動線を考慮して決めればよい。なお、切断加工部１および端面加工部２の移動は、作業員が手動で行なうほか、モータ等によって自動的に行なってもよい。さらには、切断加工、移動、端面加工の一連の作業をすべて自動化することも可能である。
【００２９】
図３は、本発明の実施の一形態を用いた光ファイバの加工方法および光コネクタの組立方法の一例の説明図である。ここでは、多心の光ファイバ心線について、加工を行なう。まずＳ４１において、光ファイバ心線３をファイバホルダ３３に把持させる。このファイバホルダ３３は、光ファイバ心線３の加工やその後の取扱いによって個々の光ファイバの長手方向の位置がずれないように、光ファイバ心線３を挟持する。その後Ｓ４２において、光ファイバ心線３の端部の被覆を除去する。あるいは、端部の被覆を除去した光ファイバ心線３をファイバホルダ３３に装着してもよい。
【００３０】
光ファイバ４が露出した光ファイバ心線３がファイバホルダ３３に装着された状態で、ファイバホルダ３３をファイバホルダ受け３１に取り付ける。まずＳ４３で光ファイバ４の切断を行なう。そのためにファイバホルダ受け３１およびファイバホルダ３３を切断加工部１へ移動させ、図２に示す状態にする。この状態で、光ファイバ４は両方の下クランプ１６に跨るように載置される。この下クランプ１６には、光ファイバ４のピッチ方向の位置を規制するためのＶ溝等を形成しておくとよい。切断アーム１１を回動させ、マグネット１７とマグネットキャッチ１８を磁力によって係止させる。これによって、上クランプ１４が下クランプ１６と対向し、光ファイバ４を挟持する。そして切断刃１９を切断刃スライド部２０によって移動させ、各光ファイバ４に初期傷を入れる。初期傷を入れた後、押し下げつまみ１３を押し下げることによって切断枕１５を押し下げ、光ファイバ４を屈曲させて初期傷から光ファイバ４を劈開させる。これによって光ファイバ４の切断が完了する。
【００３１】
次にＳ４４において、光ファイバ４の切断端面の加工を行なう。切断アーム１１を回動させて上クランプ１４および下クランプ１６による挟持を解除し、ファイバホルダ受け３１を端面加工部２へ移動する。このとき、ファイバホルダ３３はファイバホルダ受け３１に取り付けたままでよい。ファイバホルダ受け３１を端面加工部２へ移動すると、光ファイバ４がＶ溝部２２を跨ぐように載置される。Ｖ溝押さえ２３を回動、降下させ、各光ファイバ４がＶ溝部２２のそれぞれのＶ溝に嵌合させて挟持する。この時点で、光ファイバ４の先端が放電電極棒２１の軸線と所定の位置関係となるように固定される。このとき、光ファイバ心線３はファイバホルダ３３によって固定されているので、切断後のそれぞれの光ファイバ４の先端部が位置ズレを起こすことはなく、すべての光ファイバ４の先端部と放電電極棒２１の軸線との間で良好に位置決めすることができる。また、ファイバホルダ３３あるいはファイバホルダ受け３１と光ファイバ４の先端部との位置関係も一定にできるため、ファイバホルダ受け３１を端面加工部２へ移動させるだけで放電電極棒２１と各光ファイバ４の端面との位置関係も所定の位置関係となるように設定される。
【００３２】
そして放電ボタン２５を押下し、放電電極棒２１間に放電を起こさせる。光ファイバ４の端面が所定の形状となるまで放電ボタン２５を押下し続け、あるいは放電ボタン２５の押下から所定の時間だけ放電させ、端面加工を終了する。Ｖ溝押さえ２３を解除し、ファイバホルダ受け３１からファイバホルダ３３ごと、光ファイバ心線３を取り出す。
【００３３】
次にＳ４５において、ファイバホルダ３３を光ファイバ心線３から取り外し、Ｓ４６において、従来と同様にして端面加工された光ファイバ心線３を光コネクタに挿入し、光ファイバ心線３に光コネクタを装着する。このようにして光コネクタを組み立てることができる。
【００３４】
図４は、本発明の実施の一形態を用いた光ファイバの加工方法および光コネクタの組立方法の別の例の説明図である。Ｓ４１〜Ｓ４４までの工程は、図３で説明したＳ４１〜Ｓ４４の工程と同じである。Ｓ４７において、Ｓ４４までの工程によって各光ファイバ４の端面が加工された光ファイバ心線３を装着したファイバホルダ３３をファイバホルダ受け３１から取り外し、光ファイバ心線３を光コネクタに挿入して、光ファイバ心線３を光コネクタに装着する。この場合、光ファイバ４の先端が揃っているので、光ファイバ４の光コネクタの先端からの突出量を容易に揃えることができる。その後、Ｓ４８においてファイバホルダ３３を光ファイバ心線３から取り外せばよい。
【００３５】
図５は、本発明の実施の一形態を用いた光ファイバの加工方法および光コネクタの組立方法のさらに別の例の説明図である。この例において、Ｓ４１〜Ｓ４３までの工程は先の２つの例と同様である。Ｓ４３において各光ファイバ４を切断した後、この例では端面加工前にＳ４９において光コネクタに光ファイバ４を挿入し、光ファイバ心線３に光コネクタを挿通する。その後、Ｓ５０において、上述の各例のＳ４４と同様に端面加工を行なう。先に光ファイバ４を光コネクタに挿入することによって、光ファイバ４の端面加工形状に関係なく穴クリアランスの小さい光コネクタへの挿入を行なうことができる。また、切断端面を長手方向の正確な位置に形成した後、光コネクタを規定長移動することで、光コネクタ端面と光ファイバ端面を正確に合わせることができる。逆に、光コネクタへの挿入を考慮せずにＳ５０における端面加工を行なうことができる。また、端面加工前に光コネクタへの挿入を行なうことによって、挿入時の光ファイバの端面の欠けや傷などを防止することができる。端面加工後は、Ｓ５１において、光ファイバの先端を光コネクタ端に対して正確に位置決めして固定する。その後、Ｓ５２において、ファイバホルダ３３を取り外せばよい。
【００３６】
図６は、端面加工された光ファイバの端面の曲率の本発明の実施の一形態による加工と従来の加工による加工バラツキの説明図である。ここでは４０個の光ファイバ４について、それぞれ端面の曲率１／Ｒの目標値を０．５（１／ｍｍ）として加工し、端面加工後の端面の実際の曲率を測定したものである。図６（Ａ）は本発明のように光ファイバ心線３をファイバホルダ３３で把持したまま切断加工および端面加工を行なった場合を示し、図６（Ｂ）は従来の切断加工と端面加工を別々に行なった場合を示している。
【００３７】
従来は図６（Ｂ）に示すように、端面の曲率のバラツキが大きく、グラフの凸部はなだらかである。しかし本発明では図６（Ａ）に示すように、光ファイバ４の端面の曲率が揃い、グラフは急峻な凸部を形成している。このように本発明では、切断加工後の光ファイバ４の長さのバラツキが少ないため、電極に対する位置の再現性が良好であり、高精度に光ファイバの端面加工を行なうことができることがわかる。
【００３８】
このように本発明によって作製された光コネクタは、特性が良好であり、例えばＰＣ接続等によって光接続する際にも良好に接続できる。さらに、接続される相手方も本発明によって作製された光コネクタであれば、曲率の揃った端面同士が当接されることになるため、反射特性がさらに良好になる。
【００３９】
上述の実施の一形態では、１枚のテープ状光ファイバ心線について加工する装置および方法を示したが、１つの光コネクタに取り付けられる複数本の単心光ファイバ心線を１組として１つのファイバホルダに装着して加工してもよい。また、複数枚のテープ状光ファイバ心線、または、複数組の光ファイバ心線を並列的に、あるいは、対向させて位置させ、一度に加工をすることもできる。例えば、２枚のテープ状光ファイバ心線をそれぞれのファイバホルダに装着して、同時に加工すれば、作業効率が向上する。
【００４０】
端面加工部２における光ファイバ４の端面加工についてさらに述べる。図７は、放電加熱時間と光ファイバの端面の曲率との関係を示すグラフである。この例において端面加工部２は上述のように放電電極棒２１間に放電を行なわせ、そのときの熱によって光ファイバ４の端面を加熱し、溶融させる。このとき、光ファイバ４の表面張力によって端面は曲面になる。この端面の曲率半径Ｒは、加熱量が多く、光ファイバ４が溶融するほど小さくなる。加熱量は放電を行なっている時間に関係し、ある条件下では図７（Ａ）に示すような曲線を描く。ここで曲率半径Ｒは、図７（Ｂ）に示すように光ファイバ４の端面の中心付近の曲面を球面に近似したときの球の半径である。
【００４１】
また、光ファイバ４の端面の曲率は、放電電流を制御することによっても変化させることができる。図８は、放電時間を一定にしたときの放電電極棒に印加する放電電流値と光ファイバの端面の曲率との関係を示すグラフである。図８に示すように、放電時間を一定として放電電流を増加させると、光ファイバ４の加熱量が増大し、やはり光ファイバ４の端面の曲率は大きくなる。
【００４２】
さらに、光ファイバ４の端面の曲率は、気圧の影響も受ける。図９は、放電時間および放電電流を一定にした場合の、気圧と光ファイバの端面の曲率との関係を示すグラフである。この場合、気圧の変動によって図９に示すように光ファイバ４の端面の曲率は変化してしまう。このような気圧の変動によって端面加工状態が変化することは好ましくなく、常に所定の曲率が得られるようにすることが望ましい。
【００４３】
一つの方法として、光ファイバの端面の加工具合を観察しながら加工を行なうことが考えられる。図１０は、本発明の実施の一形態における端面加工部のモニタ部分の一例を示す概略構成図である。図中、６１はビデオカメラ、６２は表示回路、６３は表示装置、６４は光源である。図１０（Ａ）に示す例では、光ファイバ４を挟んで光源６４とビデオカメラ６１を対向させ、ビデオカメラ６１によって光ファイバ４の端面形状を撮像する。この場合、光ファイバ４の端面形状はシルエットとして撮像される。撮像された光ファイバ４の端面形状は、表示回路６２を介して表示装置６３に表示される。操作者は、表示装置６３に表示された光ファイバ４の端面形状を観察しながら、所定の形状となるまで図１に示す放電ボタン２５を操作し、所望の端面形状となったところで加工をやめればよい。
【００４４】
表示回路６２は、操作者の作業性を向上させるため、図１０（Ｂ）に示すように標準的な端面形状や限界形状などを、現在の端面形状に重ねて補助的に表示させることができる。図１０（Ｂ）では図示の都合上、実線で現在の端面形状を、一点鎖線で標準形状を、また破線で限界形状を示している。これに限らず、色を変えるなど、種々の表示技術を適用することができる。
【００４５】
また、このように端面形状を表示させることによって、端面加工しても良好な端面形状が得られないものを端面加工前にはじくことができる。例えば光ファイバ４の切断された端面が非平面であったり、角度傾斜がついていた場合、加熱して端面加工しても中央部のコアが突出せず、光接続時に良好に接続できない場合がある。このように端面加工しても良好な端面形状が得られない切断面を有している場合、表示装置６３に表示された端面形状からこれを見つけだし、端面加工前に除去することができる。除去された光ファイバは、切断工程あるいは外被の除去工程から再度やり直せばよい。
【００４６】
なお、図１０（Ａ）では光源６４とビデオカメラ６１を対向させて光ファイバ４のシルエット画像を撮像したが、これに限らず、例えばビデオカメラ６１と同じ側から光源６４によって照明して反射光による画像を撮像してもよい。また、撮像画像をそのまま表示装置６３に表示する構成に限らず、例えば撮像画像に対して各種の画像処理を施して表示することもできる。さらには、画像認識技術を用いて例えば所定形状との差を演算したり、曲率などを認識し、これらの演算結果や認識結果を表示するように構成してもよい。画像認識を用いる場合、この認識結果に応じて放電電流や放電加熱時間を自動的に制御することもできる。
【００４７】
さらに別のモニタ方法として、光ファイバ４の加工形状が曲面であることを利用し、干渉顕微鏡の技術を応用して光ファイバ４の先端側から干渉縞を撮像し、干渉縞の本数や間隔などを計測することによって現在の曲率を計測することが可能である。例えば光ファイバ４の端面の中央が黒い場合、周縁部の黒縞までの本数をｎ、端面の半径をＲ、光ファイバ４の半径をｒ、測定波長をλとしたとき、一般にＲ＝ｒ2 ／ｎλの関係がある。ここで光ファイバ４の半径ｒは固定値であり、測定を行なう場合、測定波長λは既知である。そのため、縞の本数ｎから端面の半径Ｒを求めることができる。図１１は、縞の本数ｎと端面の半径Ｒとの関係の一例を示す表である。図１１は、測定波長λ＝０．６３２μｍ、光ファイバ４の半径ｒ＝６２．５μｍとしたとき、光ファイバ４の端面に現われる縞の本数ｎと、光ファイバ４の端面の半径Ｒおよび曲率１／Ｒを、上述の関係を利用して求めたものである。このように、端面加工された光ファイバ４の端面に所定の波長の光を照射してその干渉縞の本数から端面の半径あるいは曲率を求めることができる。この測定結果をもとに、光ファイバ４の端面が所定の形状となるように加工すればよい。
【００４８】
気圧の変動等による端面加工状態の変化を回避するさらに別の方法として、加工時の気圧から、そのときの気圧に合った放電電流および放電加熱時間を求め、これらの値を放電設定部２４で設定することが考えられる。あるいは、加工時の気圧を放電設定部２４から入力し、内部処理によって放電電流および放電加熱時間を自動的に設定することもできる。さらには、例えば気圧計を内蔵させ、自動的に最適な放電電流および放電加熱時間を設定することも可能である。
【００４９】
多心の光ファイバ心線３の光ファイバ４の端面処理を放電加熱によって行なう場合、各光ファイバ４の位置による加工バラツキも生じる。図１２は、光ファイバ４の位置による加工バラツキの説明図である。いま４心の光ファイバ心線３を考え、図１２（Ｂ）に示すように順に１，２，３，４番心と番号を付ける。光ファイバ４の端面が放電電極棒２１の中心軸上に配置され、全体の中心である２番心と３番心の中間が放電電極棒２１先端間の中点となるようにして端面加工を行なう。放電加熱時間に応じて各光ファイバ４の端面は溶融し、端面の曲率は増加する。このとき、放電電極棒２１の中心に近い２，３番心よりも、放電電極棒２１に近い１，４番心の方が端面の曲率の増加が大きくなる。そのため、同じ光ファイバ心線３の中で曲率の違う光ファイバ４が混在することとなり、接続時の特性にも影響してしまうことが考えられる。
【００５０】
図１３は、放電パワーの説明図である。いま、図１３（Ａ）に示すように、放電電極棒２１の軸線をＸ軸、Ｘ軸に直交し、光ファイバ４の延在する方向をＺ軸、Ｘ軸およびＺ軸に直交する方向をＹ軸とする。なお、原点を放電電極棒２１の間の中間点としている。このとき、同様に加工を行なえる等価放電パワーを示すと、図１３（Ｂ）に示すように、原点、すなわち放電電極棒２１の間の中間点を中心として周囲に広がるように等価曲面が描ける。光ファイバ心線３中のすべての光ファイバ４の端面の列がなるべくある等価曲面に平行となるように配置することによって、端面の加工形状を揃えることができる。光ファイバ４の端面の列はＸ軸方向に並んでいるので、例えば図１３（Ｂ）に示すように、光ファイバ４の端面の列をＹ軸方向に少しずらすことによって、すべての光ファイバ４の端面をほぼ同じ等価放電パワーの領域に配置することが可能である。もちろん、Ｚ軸方向に少しずらして配置しても同様である。
【００５１】
このように、多心の光ファイバ心線３であっても、光ファイバ４の端面の列をＹ軸あるいはＺ軸方向に少しずらして配置することによってすべての光ファイバ４の端面について一度に端面加工を行なうことができる。またそのときの各光ファイバ４の位置的な加工バラツキを低減することができ、いずれの光ファイバ４においても同様の特性を得ることができる。本発明では光ファイバ４の切断加工後の光ファイバ４の端面の位置がずれないので、光ファイバ４の端面に対して放電電極棒２１を正確に位置決めできるため、光ファイバ４の端面加工精度を格段に向上させることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１および７に記載の発明によれば、加工対象の多心の光ファイバを把持手段により把持し、切断加工後、多心の光ファイバが把持手段に把持されたままＶ溝部およびＶ溝押さえで固定して端面加工を行なうので、切断加工後に光ファイバの端面がばらつくことはなく、端面が揃った状態で端面加工を行なうことができる。また、光ファイバを把持手段により把持したままで切断加工および端面加工を行なうので、光ファイバの端面と把持手段との位置関係が一定であり、端面加工時に放電電極軸との位置合わせが容易であり、さらに複数の光ファイバに対してバラツキの少ない端面加工を行なうことができる。
【００５３】
切断加工から端面加工への移行は、例えば請求項２に記載の発明のように、多心の光ファイバを把持手段で把持したまま光ファイバおよび把持手段を移動させたり、あるいは請求項３に記載の発明のように、把持手段は移動せず、切断手段または端面加工手段が移動して切断加工および端面加工を行なってもよい。把持手段を移動させない構成の方が、より高精度な位置決めが可能であるとともに、これらの加工に必要な余長を短縮でき、現地での作業性を向上させることができる。
【００５４】
さらに、請求項４に記載の発明のように、把持手段を装置に対して着脱可能に構成することによって、多心の光ファイバおよび把持手段の移動手段を省略して構成することが可能であるとともに、次工程で例えば光コネクタを取り付ける際に利用でき、その際にも多心の光ファイバの先端が揃っているため作業性を改善するとともに、光コネクタへの挿通治具を別装置として構成する例と比較して全体を小型化しかつ安価に組み立てることができる。
【００５５】
端面加工手段では、例えば請求項５および８に記載の発明のように、加工対象の多心の光ファイバの端面の形状をモニタ手段で観察あるいは測定させながら端面加工を行なうことによって、放電加熱が大気圧の影響などを受けることによる端面加工形状の変動を抑え、常に最適な端面形状となるように端面加工を行なうことができるので、環境に依存せず、加工後の光ファイバの特性を安定させることができる。また、最適な端面形状を得るための作業性を向上させることができる。また、端面加工前に、切断された光ファイバの端面形状が不良である場合も、モニタ手段によって除外することが可能である。モニタをすることによって、多心の光ファイバ端面に安定に曲面を形成することができる。最適な端面形状を得るための放電加熱の制御は、作業員が行なうこともできるし、自動化も可能である。
【００５６】
また、端面加工手段における放電加熱では、電極の軸に一致させて複数の光ファイバの端面を配置するとかえって複数の光ファイバ間の加熱が不均一となり、結果として得られる端面形状がばらつく。そのため、端面加工手段では、例えば請求項６および９に記載の発明のように、端面加工の際に放電を行なう電極の中心からずれた位置に加工対象の光ファイバの端面を配置して加工を行なうことによって、各光ファイバにおいて広い空間領域でより安定した加熱を行なうことができる。そのため、各光ファイバ間のバラツキを低減することができ、均一な端面加工のなされた光ファイバを得ることができる。このとき、上述のように多心の光ファイバの端面の位置が揃っているので、高精度にしかも再現性よく位置決めでき、加工を行なうことが可能である。
【００５７】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項１〜６のいずれかに記載の光ファイバ端面加工装置を用い、あるいは請求項７〜９のいずれかに記載の光ファイバ端面加工方法を用いて、多心の光ファイバの切断および端面加工を行なった後は、従来と同様にして光コネクタに挿通して光コネクタ組立体を作製することができる。この場合でも多心の光ファイバの端面は良好に端面加工されており、放電加熱により表面のゴミが焼飛ばされているので、作製された光コネクタ組立体を用いて光接続を行なうことによって、接続特性を向上させることができる。
【００５８】
また、請求項１１に記載の発明のように、請求項１〜６のいずれかに記載の光ファイバ端面加工装置を用い、あるいは請求項７〜９のいずれかに記載の光ファイバ端面加工方法を用いて、多心の光ファイバの切断および端面加工を行なった後、把持手段で多心の光ファイバを把持したまま、光コネクタに挿通して光コネクタ組立体を作製することもできる。この場合にも良好な接続特性を有する光コネクタ組立体が得られるとともに、光コネクタへの挿通時に把持手段を挿通治具として用いることができ、作業性を向上させることができる。
【００５９】
さらに、請求項１２に記載の発明のように、光ファイバに把持手段を装着し、把持手段で多心の光ファイバを把持したまま、光ファイバを切断し、光ファイバを光コネクタに挿通し、光コネクタに挿通した多心の光ファイバの端面を端面加工することによって、光コネクタへの挿通を考慮することなく多心の光ファイバの端面加工を行なうことができるとともに、光コネクタへの挿通時の光ファイバの端面の欠けや傷などの不具合を防止することができる、など、本発明では種々の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態における端面加工時の態様を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の一形態における切断加工時の態様を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の一形態を用いた光ファイバの加工方法および光コネクタの組立方法の一例の説明図である。
【図４】本発明の実施の一形態を用いた光ファイバの加工方法および光コネクタの組立方法の別の例の説明図である。
【図５】本発明の実施の一形態を用いた光ファイバの加工方法および光コネクタの組立方法のさらに別の例の説明図である。
【図６】端面加工された光ファイバの端面の曲率の本発明の実施の一形態による加工と従来の加工による加工バラツキの説明図である。
【図７】放電加熱時間と光ファイバの端面の曲率との関係を示すグラフである。
【図８】放電電極棒に印加する放電電流値と光ファイバの端面の曲率との関係を示すグラフである。
【図９】気圧と光ファイバの端面の曲率との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の一形態における端面加工部のモニタ部分の一例を示す概略構成図である。
【図１１】縞の本数ｎと端面の半径Ｒとの関係の一例を示す表である。
【図１２】光ファイバ４の位置による加工バラツキの説明図である。
【図１３】放電パワーの説明図である。
【図１４】従来の光コネクタの製造方法の一例の説明図である。
【符号の説明】
１…切断加工部、２…端面加工部、３…光ファイバ心線、４…光ファイバ、１１…切断アーム、１２…アーム回転軸、１３…押し下げつまみ、１４…上クランプ、１５…切断枕、１６…下クランプ、１７…マグネット、１８…マグネットキャッチ、１９…切断刃、２０…切断刃スライド部、２１…放電電極棒、２２…Ｖ溝部、２３…Ｖ溝押さえ、２４…放電設定部、２５…放電ボタン、３１…ファイバホルダ受け、３２…スライド溝、３３…ファイバホルダ、６１…ビデオカメラ、６２…表示回路、６３…表示装置、６４…光源。
【図１】
0003800264.tif 000002
【図２】
0003800264.tif 000003
【図３】
0003800264.tif 000004
【図４】
0003800264.tif 000005
【図５】
0003800264.tif 000006
【図６】
0003800264.tif 000007
【図７】
0003800264.tif 000008
【図８】
0003800264.tif 000009
【図９】
0003800264.tif 000010
【図１０】
0003800264.tif 000011
【図１１】
0003800264.tif 000012
【図１２】
0003800264.tif 000013
【図１３】
0003800264.tif 000014
【図１４】
0003800264.tif 000015