JP2001141941A - 光ファイバーアレイの製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で光ファイバーを配列する事がで
き、光ファイバーアレイを容易且つ低コストで作製する
事ができる製造装置及び製造方法を提供する。 【解決手段】略円柱状をしたローラー２の外周には、所
定の深さのガイド部２ａが設けられており、これはその
幅Ｗの広さが円周方向において徐々に変化しているカム
様の構成となっている。そして、ローラー２が軸Ｘ周り
に矢印Ａ方向に回転する事により、当初はガイド部２ａ
の幅Ｗが広い位置に配列されていた各心線部４ａが、幅
Ｗが狭くなるにつれて徐々に互いに寄り添って、最終的
に全ての心線部４ａが互いにほぼ接するような状態で、
一列に束ねられる仕組みである。これにより、各心線部
がＶ溝基板上の各Ｖ溝に配置しやすくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザービームプ
リンタのマルチ光源等に用いられる光ファイバーアレイ
の製造装置及び製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の情報ネットワークの発達及びデジ
タル化に伴い、レーザービームプリンタの高速化が強く
望まれてきている。この、レーザービームプリンタの高
速化を図る手段の一つとして、走査用のポリゴンミラー
の回転を高速化する事が挙げられる。ところが、現状で
はポリゴンミラーの回転数が５万回転近くになると、遠
心力によるポリゴン面の歪が生じるため、これ以上のポ
リゴンミラーの回転の高速化には限度があるとされてい
る。そこで、レーザービームプリンタの描画速度のさら
なる高速化を図るために、複数のレーザービームで感光
体面を走査する事が従来より行われている。

【０００３】具体的には、例えば特開平１０−２８２４
４１号公報，ＵＳＰ４６３７６７９号公報，ＵＳＰ４５
４７０３８号公報，ＵＳＰ４９５８８９３号公報等に記
載されている如く、偏光ビームスプリッタ，ハーフミラ
ー，プリズム面の反射等を利用して、複数のレーザービ
ームを適切な間隔に光学的に偏向して調整する構成が提
案或いは採用されている。しかしながら、これらの方法
では、レーザービームの本数が多くなると、アライメン
トが困難になり、部品が大きくなってコストがかかりす
ぎるという欠点があり、現在以上の高速化は非常に困難
な状況となっている。

【０００４】このため、複数のレーザー光源を微小ピッ
チで配置したいわゆるマルチ光源を構成する方法が望ま
れている。その方法としては、例えば特開昭５４−７３
２８号公報に記載されている如く、複数のレーザー光源
として基板上に複数のレーザーダイオードを形成したい
わゆるアレイレーザーを使用する方法、光ファイバーよ
り射出した光を二次光源として用いる方法、入射側より
射出側のピッチを狭小化した光導波路を用いる方法があ
る。

【０００５】但し、アレイレーザーを使用する方法にお
いて、レーザーダイオードが配置されるピッチは、感光
体面上での結像状態を考えると、複数のレーザービーム
スポットを充分近接させるために、１００μｍ以下の微
小間隔である事が望ましいのであるが、このような微小
ピッチで基板上にレーザーダイオードを形成する事は、
発熱の問題があり、困難である。故に、上記他の方法で
ある光ファイバー或いは光導波路を用いる方法が有効で
あると考えられる。

【０００６】上述した方法の内、光ファイバーより射出
した光を二次光源として用いる方法において、光ファイ
バーアレイの構成としては、Ｖ溝基板上に微小ピッチで
設けられたＶ溝に、複数の光ファイバーの心線部を配置
して固定する構造が従来より検討されている。このよう
な光ファイバーアレイの構成を以下に説明する。

【０００７】図９は、従来よりの光ファイバーアレイの
斜視図であり、図１０は側面図である。これらの図に示
すように、光ファイバーアレイ１は、Ｖ溝基板１２上に
微小なピッチｐで形成されたＶ溝１２ａに、複数の光フ
ァイバー４の被覆が取り除かれた心線部４ａが配置され
た構造となっている。そして、心線部４ａを上方から覆
うように押さえ板１３が設置され、Ｖ溝基板１２と押さ
え板１３とにより光ファイバー４が挟持されて、接着剤
５により固定されている。

【０００８】光ファイバー４の被覆部４ｂは、心線部４
ａより径が大きいので、Ｖ溝１２ａのピッチｐより大き
なピッチで束ねられるとともに、Ｖ溝基板１２に設けら
れた段差部１２ｂ上に固着されている。これにより、光
ファイバー４が緩やかに撓んだ撓曲部Ｌを形成して、心
線部４ａの屈曲による性能劣化を防止するようになって
いる。

【０００９】このような光ファイバーアレイ１の製造方
法としては、まず、複数の光ファイバー４の心線部４ａ
をＶ溝１２ａ上に配置する。このとき、同時に被覆部４
ｂをＶ溝基板１２の段差部１２ｂ上に配置する。次に、
Ｖ溝１２ａ上の心線部４ａの上方から押さえ部材１３を
設置し、加圧する。これにより、押さえ部材１３とＶ溝
基板１２とで心線部４ａを挟持する。最後に、押さえ部
材１３とＶ溝基板１２とを接着剤５により固着させる。

【００１０】また、光ファイバーアレイの別の構成とし
て、特開平８−１７９１３７号公報に記載されている如
く、複数の光ファイバーの心線部を固定するための溝を
平行に設けた心線保持部と、複数の光ファイバーの被覆
部を固定するための溝を外方向に略扇形状に広がるよう
に設けた被覆保持部とを有し、心線部に加わる曲げ応力
を小さくした光ファイバー整列基板が提案されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
９，図１０で示したような光ファイバーアレイの構成に
おいては、光ファイバー４の心線部４ａが細く柔軟であ
るとともに、被覆部４ｂのピッチとＶ溝１２ａのピッチ
ｐとが異なるので、上記従来の製造方法によるもので
は、その微小なピッチｐの各Ｖ溝１２ａ上に各心線部４
ａを配置する事が困難である。従って、この事が光ファ
イバーアレイの製造工数を大きくする要因となってい
た。また、ピッチが変化する撓曲部Ｌにおける心線部４
ａが沿うような溝をＶ溝基板１２に設けて、心線部４ａ
の配設を簡単にする方法が考えられるが、Ｖ溝基板１２
の加工コストが大きくなる問題があった。

【００１２】また、上記特開平８−１７９１３７号公報
に記載されているような構成では、複雑な構成のＶ溝基
板を製作しなくてはならず、これが困難であって、コス
トアップの要因となる。

【００１３】本発明は、このような問題点に鑑み、簡単
な構成で光ファイバーを配列する事ができ、光ファイバ
ーアレイを容易且つ低コストで作製する事ができる製造
装置及び製造方法を提供する事を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、Ｖ溝基板上に並設された複数のＶ溝に
複数の光ファイバーの心線部をそれぞれ配置して固定す
る光ファイバーアレイの製造装置において、前記心線部
が互いにほぼ接するようにその心線部を一列に束ねる整
列装置を備えた事を特徴とする。

【００１５】そして、前記整列装置は、前記心線部を束
ねるようにガイドするガイド部を有する事を特徴とす
る。

【００１６】さらに、前記整列装置の外周に設けた前記
ガイド部の幅が周方向に沿って徐々に変化している事を
特徴とする。この整列装置が回転する事により、その外
周に設けたガイド部の幅が徐々に狭くなり、光ファイバ
ーの心線部を束ねる構成である。

【００１７】また、以下の条件式を満足する整列装置を
備えた事を特徴とする。 Ｗ１＞ａ×ｎ ここで、 Ｗ１：ガイド部の最も広い側の幅 ａ：光ファイバーの被覆部の径 ｎ：整列させる光ファイバーの本数 である。

【００１８】そして、以下の条件式を満足する整列装置
を備えた事を特徴とする。 ｂ×ｎ＜Ｗ２＜ｂ×（ｎ＋１） ここで、 Ｗ２：ガイド部の最も狭い側の幅 ｂ：光ファイバーの心線部の径 ｎ：整列させる光ファイバーの本数 である。

【００１９】さらに、以下の条件式を満足する整列装置
を備えた事を特徴とする。 ｂ＜Ｄ１＜２ｂ ここで、 Ｄ１：光ファイバーを整列する整列台からのガイド部の
高さ ｂ：光ファイバーの心線部の径 である。

【００２０】また、前記光ファイバーアレイの製造装置
の前記整列装置により複数の光ファイバーの心線部が互
いにほぼ接するようにその心線部を一列に束ね、Ｖ溝基
板上に並設された複数のＶ溝に前記一列に束ねた心線部
をそれぞれ配置して固定する事を特徴とする光ファイバ
ーアレイの製造方法とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の光
ファイバーアレイの製造装置の一実施形態の主要部を成
す整列装置を模式的に示す図である。ここではローラー
状整列装置を示しており、同図（ａ）が左側面図、同図
（ｂ）が正面図である。同図において、略円柱状をした
ローラー２の外周には、所定の深さのガイド部２ａが設
けられており、これはその幅Ｗの広さが円周方向におい
て徐々に変化しているカム様の構成となっている。

【００２２】そして、ローラー２が軸Ｘ周りに矢印Ａ方
向に回転する事により、当初はガイド部２ａの幅Ｗが広
い位置に配列されていた各心線部４ａが、幅Ｗが狭くな
るにつれて徐々に互いに寄り添って、最終的に全ての心
線部４ａが互いにほぼ接するような状態で、一列に束ね
られる仕組みである。これにより、各心線部がＶ溝基板
上の各Ｖ溝に配置しやすくなる。

【００２３】図２〜図４は、それぞれ心線部整列の具体
的な手順を模式的に示す図である。各図の（ａ）が左側
面図、（ｂ）が正面図である。まず、図２に示すよう
に、複数の光ファイバー４の各心線部４ａは、ガイド部
２ａの幅Ｗが最も広い位置でローラー２と整列台３との
間に配列されている。そして、ローラー２が軸Ｘ周りに
矢印Ａ方向に回転すると、ガイド部２ａの幅Ｗが徐々に
狭くなり、図３に示すように、各心線部４ａが徐々に互
いに寄り添ってくる。更にローラー２が軸Ｘ周りに矢印
Ａ方向に回転すると、最後にガイド部２ａの幅Ｗが最も
狭くなり、図４に示すように、各心線部４ａが互いにほ
ぼ接する状態となる。

【００２４】図５，図６は、本発明の光ファイバーアレ
イの製造装置として、Ｖ溝基板上に光ファイバーを配置
する場合の構成を模式的に示す図である。図５の（ａ）
は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はＶ溝基板の正面図
である。Ｖ溝基板上に光ファイバーを配置するには、同
図に示すように、まず、複数（ここでは４本）の光ファ
イバー４を被覆部４ｂで束ねたもの（テープファイバー
部）について、その端部の被覆が取り除かれた心線部４
ａを整列台３上に乗せ、ローラー２との間で挟み込む。
そして、上述した手順で全ての心線部４ａが互いにほぼ
接するような状態に寄せる。

【００２５】さらに、図６（ａ）に側面図で示すよう
に、Ｖ溝基板１２のＶ溝１２ａに心線部４ａそれぞれを
配置し、上方から押さえ部材１３を載置する。続いて、
同図（ｂ）に示すように、光ファイバー４の被覆部４ｂ
をＶ溝基板１２の段差部１２ｂ上に配置する。さらに、
Ｖ溝１２ａ上の心線部４ａの上方から押さえ部材１３に
より加圧する。これにより、押さえ部材１３とＶ溝基板
１２とで心線部４ａを挟持する。最後に、押さえ部材１
３とＶ溝基板１２とを接着剤により固着させる。

【００２６】なお、別の実施例として、ローラーを整列
台の上に配置するのではなく、Ｖ溝基板の例えば段差部
上に直接配置して、光ファイバーを整列させても良い。
但し、この場合は整列台と段差部との高さの差を補正す
る若干の工夫が必要である。

【００２７】図７は、上述したローラー状整列装置の寸
法例を模式的に示す図である。ここで、同図（ａ）が左
側面図、同図（ｂ）が正面図、同図（ｃ）が円周方向の
展開図である。まず、同図（ｂ）で示したガイド部２ａ
の幅Ｗについて考える。同図（ｃ）に示すように、ガイ
ド部２ａの幅Ｗは、まず広い側の幅Ｗ１が円周方向にＬ
１の長さに渡って設けられ、続いて徐々に幅が狭くなる
領域がＬ２の長さに渡って設けられ、最後に狭い側の幅
Ｗ２がＬ３の長さに渡って設けられた構成となってい
る。

【００２８】このように、ガイド幅の広い部分では、光
ファイバーを楽に並べる事ができ、ガイド幅の最も狭い
部分では、所定の間隔に光ファイバーが並ぶ構成となっ
ている。この所定の間隔は、通常、概ね光ファイバーの
心線部を密着させて配列した間隔となる。

【００２９】ここで、同図（ｃ）において、ガイド部２
ａの最も広い側、即ち光ファイバーの被覆部を挿入する
側の幅Ｗ１は、上記光ファイバー４の被覆部４ｂの径を
ａ、整列させる光ファイバーの本数をｎ本とすると、以
下の条件式を満足する事が望ましい。 Ｗ１＞ａ×ｎ

【００３０】また、ガイド部２ａの最も狭い側、即ち光
ファイバーの心線部が延出する側の幅Ｗ２は、上記光フ
ァイバー４の心線部４ａの径をｂとすると、以下の条件
式を満足する事が望ましい。 ｂ×ｎ＜Ｗ２＜ｂ×（ｎ＋１）

【００３１】さらに、同図（ａ）に示すように、ガイド
部２ａの整列台３からの高さＤ１は、以下の条件式を満
足する事が望ましい。 ｂ＜Ｄ１＜２ｂ

【００３２】その他、ローラー２の材質としては、成
型，加工等しやすい樹脂や金属を用いる。その場合、特
に光ファイバーが接する部分の表面粗さの管理が必要で
ある。この管理条件がクリアできるならば、別の材質を
使用しても良い。

【００３３】なお、整列装置はローラー状である必要は
ない。ガイド幅が順次狭くなるような構造を持つもので
あれば、例えば平面状のものを使用しても良い。この場
合は平面状のものをガイド部に沿ってスライドさせて、
光ファイバーを整列させる事となる。或いは、図８に模
式的に示すように、例えば平板２０のガイド部２０ａ両
側において下方に突出したガイド２１が、それぞれ矢印
Ｂで表す如く中央へ寄るような機構を持つものを使用し
ても良い。このとき、ガイド２１間の距離がガイド部２
０ａの幅Ｗとなっている。

【００３４】或いは、ガイド幅がガイド部の深さ方向に
順次狭くなるような構造を持つ整列装置を使用しても良
い。即ち、図１１（ａ）に示す整列装置２２のように、
ガイド部２２ａの入り口における幅がＷ１であり、ガイ
ド部２２ａの底における幅がＷ２になっているものであ
る。この場合、まず、光ファイバー４の被覆部４ｂに近
い位置で、複数の心線部４ａに対してガイド部２２ａの
入り口を合わせ、次に、ガイド部２２ａの深さ方向に心
線部４ａを押し込む事によって、光ファイバー４を整列
させる事になる。

【００３５】具体的には、同図（ｂ）に示すように、空
中に延在させた心線部４ａを、矢印Ｃで示すように、こ
の整列装置２２で下から支える事で、ガイド部２２ａの
底に心線部４ａを整列させる。或いは同図（ｃ）に示す
ように、心線部４ａを、端の幅がＶ溝基板１２と同程度
に狭くなった整列台２３の上に載置して、上から整列装
置２２で心線部４ａを捕捉し、矢印Ｄで示すように、整
列台２３の端に向かって移動させながら下に押し込む事
で、心線部４ａをガイド部２２ａの底に整列させる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構成で光ファイバーを配列する事ができ、光ファ
イバーアレイを容易且つ低コストで作製する事ができる
製造装置及び製造方法を提供する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の主要部を成す整列装置を
模式的に示す図。

【図２】心線部整列の具体的な手順を模式的に示す図。

【図３】心線部整列の具体的な手順を模式的に示す図。

【図４】心線部整列の具体的な手順を模式的に示す図。

【図５】Ｖ溝基板上に光ファイバーを配置する場合の構
成を模式的に示す図。

【図６】Ｖ溝基板上に光ファイバーを配置する場合の構
成を模式的に示す図。

【図７】ローラー状整列装置の寸法例を模式的に示す
図。

【図８】整列装置の他の例を模式的に示す図。

【図９】従来よりの光ファイバーアレイの斜視図。

【図１０】従来よりの光ファイバーアレイの側面図。

【図１１】整列装置の別の例を模式的に示す図。

【符号の説明】

１ 光ファイバーアレイ ２ ローラー ３ 整列台 ４ 光ファイバー １２ Ｖ溝基板 １３ 押さえ部材

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｖ溝基板上に並設された複数のＶ溝に複
   数の光ファイバーの心線部をそれぞれ配置して固定する
   光ファイバーアレイの製造装置において、 前記心線部が互いにほぼ接するように該心線部を一列に
   束ねる整列装置を備えた事を特徴とする光ファイバーア
   レイの製造装置。
2. 【請求項２】 前記整列装置は、前記心線部を束ねるよ
   うにガイドするガイド部を有する事を特徴とする請求項
   １に記載の光ファイバーアレイの製造装置。
3. 【請求項３】 前記整列装置の外周に設けた前記ガイド
   部の幅が周方向に沿って徐々に変化している事を特徴と
   する請求項２に記載の光ファイバーアレイの製造装置。
4. 【請求項４】 以下の条件式を満足する整列装置を備え
   た事を特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光ファ
   イバーアレイの製造装置。 Ｗ１＞ａ×ｎ ここで、 Ｗ１：ガイド部の最も広い側の幅 ａ：光ファイバーの被覆部の径 ｎ：整列させる光ファイバーの本数 である。
5. 【請求項５】 以下の条件式を満足する整列装置を備え
   た事を特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載
   の光ファイバーアレイの製造装置。 ｂ×ｎ＜Ｗ２＜ｂ×（ｎ＋１） ここで、 Ｗ２：ガイド部の最も狭い側の幅 ｂ：光ファイバーの心線部の径 ｎ：整列させる光ファイバーの本数 である。
6. 【請求項６】 以下の条件式を満足する整列装置を備え
   た事を特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかに記載
   の光ファイバーアレイの製造装置。 ｂ＜Ｄ１＜２ｂ ここで、 Ｄ１：光ファイバーを整列する整列台からのガイド部の
   高さ ｂ：光ファイバーの心線部の径 である。
7. 【請求項７】 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の
   光ファイバーアレイの製造装置の前記整列装置により複
   数の光ファイバーの心線部が互いにほぼ接するように該
   心線部を一列に束ね、Ｖ溝基板上に並設された複数のＶ
   溝に前記一列に束ねた心線部をそれぞれ配置して固定す
   る事を特徴とする光ファイバーアレイの製造方法。