JP2004205533A - 光ファイバアレイ用コネクタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に製造することが可能になり、寸法精度も向上でき安価になる光ファイバアレイ用コネクタ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】光ファイバアレイ１０を構成する複数本の平行に配置された光ファイバ１１端部側の被覆層１１ｂを除去したガラス繊維１１ａ表面に金属膜１２を被覆し、その金属膜１２を被覆した光ファイバ１１を一定間隔で、表面に同種の金属膜１４を被覆したマウント用の第１の基板１４表面に配置して金属膜同士を融着し、その上部に接着剤１７を介して第２の基板１８を挟み付けて接着されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバを多数本平行にテープ状に並べた光ファイバアレイの端部を光機器に接続するためのコネクタ構造及びそのコネクタの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、膨大な情報量を伝達することが可能になる光通信技術が注目されており、そのための通信回線として光ファイバが使用されている。通常、屋外に敷設される光通信ケーブルは、それぞれの家庭等に設けられた光機器に接続され、この光機器に光ファイバアレイを接続し、その光ファイバアレイ介して屋内のパーソナルコンピュータ等の端末に接続される。この種の光ファイバアレイとしては、例えば、外径が１２５μｍ程度の石英等からなるガラス繊維の周囲に被覆層を形成した光ファイバを、２，４，８，１６あるいは３２本等のように複数本を平行に並べて配列したものである。光ファイバアレイの端部には、光機器に接続するためのコネクタが形成されている。このコネクタの形状等は、隣接する光ファイバの間隔が、例えば、２５０μｍ程度の一定の寸法に決められている。従来、この種のコネクタは、例えば、図４（ａ）に示すように、光ファイバアレイ１を構成する複数本の平行に並べた光ファイバ２の端末側の被覆層を除去してガラス繊維３を露出させ、同図（ｂ）に示すように、表面にＶ字溝５を形成したマウント用基板４の上部にガラス繊維３をＶ字溝５に配置し、続いて同図（ｃ）に示すように、上部から天板を構成する基板６を配置して挟み付け接着剤等により固定した後に端面を研磨することにより製造している。なお、光コネクタに関する他の製造方法に関しては、例えば、下記の特許文献１等に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２７１４３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＶ字溝５を形成したマウント用基板４を用いた光ファイバアレイ用コネクタでは、基板４の表面に精密なＶ字溝５を加工しなければならず、その加工に伴う切削工具の磨耗等に対する寸法精度の維持管理が必要になり、製造工程が複雑になるとともにコスト高になるおそれがあった。また、特許文献１に記載されたコネクタの製造方法では、射出成型を使用するために装置が大掛かりになることがあった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、簡単に製造することが可能になり、寸法精度も向上でき安価になる光ファイバアレイ用コネクタ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明にあっては、光ファイバアレイを構成する複数本の平行に配置された光ファイバ端部側の被覆層を除去したガラス繊維表面に金属膜を被覆し、その金属膜を被覆した光ファイバを一定間隔で、表面に同種の金属膜を被覆したマウント用の第１の基板表面に配置して該金属膜同士を融着し、その上部に接着剤を介して第２の基板を挟み付けて接着されていることを特徴とするものである。光ファイバが第１の基板の表面に金属膜を融着して取付けられ、接着剤を介して第２の基板が接着されていることで、簡単な構成部品により構成され安価にできる。
【０００７】
請求項２に記載の発明にあっては、光ファイバアレイを構成する複数本の平行に配置された光ファイバ端部側の被覆層を除去したガラス繊維表面に金属膜を被覆するとともに、マウント用の第１の基板表面に同種の金属膜を被覆する工程と、前記第１の基板表面に光ファイバアレイを配置するとともに、その上部から一定の間隔に形成された位置決め溝を形成した案内具を、金属膜を被覆した光ファイバ部分をその位置決め溝に合わせて第１の基板の表面に配置し、超音波振動を印加し互いに当接している前記光ファイバに被覆した金属膜と第１の基板１３の金属膜とを融着させる工程と、前記光ファイバの金属膜の表面に融着された第１の基板の上部に接着剤を介して第２の基板を挟み付けて接着する工程と、前記接着する工程の後に、前記光ファイバを第１及び第２の基板で挟み付けて接着した端面を研磨する工程とを含むことを特徴とするものである。マウント用の基板表面に溝を加工することなく、案内具により光ファイバを案内しつつ仮止めできるため、製造工程が簡単になり、寸法精度も向上でき安価になる。
【０００８】
請求項３に記載の発明にあっては、前記接着する工程は、前記光ファイバの金属膜の表面に融着された第１の基板の上部を固定剤により固定した後に、接着剤を介して第２の基板を挟み付けて接着することを特徴とするものである。光ファイバに固定剤を使用することで、さらにしっかりと固定できる。
【０００９】
請求項４に記載の発明にあっては、前記基板の金属膜の表面は、小さいメッシュ状の溝形状に加工されていることを特徴とするものである。基板の金属膜の表面を小さいメッシュ状の溝形状に加工することで、光ファイバの表面の金属膜との接触を大きくでき超音波振動による融着を良好にすることができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明にあっては、前記マウント用の第１の基板の表面には、前記光ファイバのガラス繊維に直交する方向に帯状のパターン形成した数条の金属膜が被覆されたものであることを特徴とするものである。帯状のパターン形成した数条の金属膜を第１の基板に被覆することで、接触圧力を大きくして融着を容易にすることができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明にあっては、前記マウント用の第１の基板の表面には、前記光ファイバのガラス繊維に沿った方向にスポット状のパターン形成した金属膜が被覆されたものであることを特徴とするものである。スポット状のパターン形成した金属膜を第１の基板に被覆することで、接触圧力を大きくして融着を容易にすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の一実施形態により具体的に説明する。図１〜図３は本発明実施形態の光ファイバアレイ用コネクタを説明する図であり、図１はコネクタの製造工程を説明する図、図２は超音波融着の状態を説明する拡大正面図、図３はコネクタの拡大断面図である。
【００１３】
まず、図１（ａ）に示すように、光ファイバアレイ１０は、直径が１２５μｍ程度のガラス繊維１１ａの周囲に被覆層１１ｂを形成した光ファイバ１１が、一定の間隔で、例えば、４本隣接して帯状に形成されたものである。この光ファイバアレイ１０の端部にコネクタを製造するためには、同図（ａ）に示すように、光ファイバアレイ１０を構成する４本の光ファイバ１１の被覆層１１ｂを、それぞれ端部から７〜１０ｍｍ程度の長さ除去し、ガラス繊維１１ａの外周面を露出させる。続いて、露出したそれぞれのガラス繊維１１ａの外周面にメッキ等により、例えば、０．５μｍ程度の厚さのニッケル（Ｎｉ）被膜と、その被膜表面上に０．５〜１μｍ程度の厚さの金（Ａｕ）被膜等とからなる金属膜１２を被覆する。また、同図（ａ）に示すように、例えば、４本の光ファイバ１１の端部側を並べて配置できる大きさで、例えば、幅が４ｍｍ程度、長さが１０ｍｍ程度、厚さが１．５ｍｍ程度で、矩形状に形成された石英等の材料からなるマウント用の第１の基板１３表面にも、同種のニッケル（Ｎｉ）被膜と金（Ａｕ）被膜等とからなる金属膜１４を同程度の厚さに被覆する。
【００１４】
次に、図１（ｂ）に示すように、光ファイバアレイ１０の金属膜１２を被覆した４本の光ファイバ１１の端部側を、金属膜１４を被覆した第１の基板１３の中央部に配置する。このとき、４本の光ファイバ１１の端面を第１の基板１３の端面を合わせて配置する。続いて、一方側の表面に４本の位置決め溝１５ａを形成した案内具１５を、金属膜１２を被覆した４本の光ファイバ１１部分をその位置決め溝１５ａに合わせて、第１の基板１３の表面に配置する。この案内具１５は、例えば、ＳＫＤ等の工具鋼等の材料からなり、一方側の表面に２５０μｍ程度の一定間隔で平行なＶ字状の位置決め溝１５ａが形成されているものである。この位置決め溝１５ａは、金属膜１２を被覆した光ファイバ１１を端面から５ｍｍ程度の長さの範囲を溝底に当接して案内し、かつ溝底に当接しているとき光ファイバ１１の他方部分が位置決め溝１５ａからやや突出する大きさに形成されている。続いて、同図（ｂ）及び図２に示すように、第１の基板１３と案内具１５とを固定し、案内具１５側から超音波振動を印加し、互いに当接している光ファイバ１１に被覆した金属膜１２と第１の基板１３の金属膜１４とを融着させる。これにより、４本の光ファイバ１１は、端面から５ｍｍ程度の長さの範囲が一定の２５０μｍ程度の一定間隔で第１の基板１３の表面に仮止めされる。
【００１５】
次に、図１（ｃ）及び図３に示すように、第１の基板１３の表面に仮止めされ４本の光ファイバ１１部分（図１（ｃ）のＡ部分）を、半田等の異種金属による固定剤１６を使用してしっかりと固定する。
【００１６】
次に、図１（ｄ）及び図３に示すように、第１の基板１３に固定剤１６により４本の光ファイバ１１を固定した上面を平坦にし、例えば、紫外線により硬化するＵＶ接着剤１７を塗布し、幅が４ｍｍ程度、長さが５ｍｍ程度、厚さが１．５ｍｍ程度で、矩形状に形成された石英等の材料からなる天板を構成する第２の基板１８を先端側を合わせて当接させ、紫外線を照射して接着する。続いて、４本の光ファイバ１１が固定されていない部分（図１（ｄ）のＢ部分）の表面に同様なＵＶ接着剤等を塗布し接着する。なお、第２の基板１８の接着、及び光ファイバ１１の第１の基板１３へのＢ部分の接着は、同一の工程により行うこともできる。
【００１７】
次に、図１（ｅ）及び図３に示すように、４本の光ファイバ１１を第１の基板１３及び第２の基板１８の間に挟んで固定剤１６及び接着剤１７により接着した先端側の端面部分（図１（ｅ）のＣ部分）の表面を平坦に研磨する。以上の工程の後に、完成検査を行うことで光ファイバアレイ用コネクタ２０を製造することができる。
【００１８】
上記の工程により製造される光ファイバアレイ用コネクタ２０では、光ファイバアレイ１０を構成する４本の光ファイバ１１の端部側が、位置決め溝１５ａを形成した案内具１５に案内され、第１の基板１３の表面に被覆された金属膜１４と、光ファイバに被覆された金属膜１２との間で超音波振動により融着して仮止めされるため、精度よく配置することができ、かつ仮止めの他に固定剤１６や接着剤１７を使用することで接着強度を向上させることができる。
【００１９】
また、上記光ファイバアレイ用コネクタ２０の製造方法では、光ファイバの端部側を案内するＶ溝や段部等を形成したマウント用の基板を使用しないため、使用する部品の加工工程が省略できるだけでなく、その加工に伴う切削工具の磨耗や精度の維持管理が不要となり、安価に製造することが可能になる。さらに、位置決め溝１５ａを精度よく形成した案内具１５を使用して、光ファイバ１１の先端側を案内しつつ、超音波振動を印加して光ファイバ１１に被覆した金属膜１２と、第１の基板１３の金属膜１４とを融着させて仮止めすることで、簡単に精度向上ができ。
【００２０】
図５及び図６は他の実施形態のマウント用第１の基板の平面図である。図５に示すように、第１の基板２１は、案内具１５により超音波振動を印可する領域の表面に、光ファイバ１１のガラス繊維１１ａに直交する方向に帯状のパターン形成した数条の上記と同様の材料からなる金属膜２２が被覆されたものである。また、図６に示すように、第１の基板２３は、同様に超音波振動を印可する領域の表面に、光ファイバ１１のガラス繊維１１ａに沿った方向にスポット状のパターン形成した金属膜２４が被覆されたものである。このスポット状の金属膜２４の形状は、４角形、３角形あるいは円形等の任意の形状にできる。
【００２１】
上記の帯状のパターン形成した金属膜２２を被覆した第１の基板２１あるいはスポット状のパターン形成した金属膜２４を被覆した第１の基板２３では、案内具１５により超音波振動を印可するときに、光ファイバ１１のガラス繊維１１ａの金属膜１２との接触圧力を大きくして融着を容易にすることができる。
【００２２】
なお、上記実施形態において、４本の光ファイバ１１から構成される光ファイバアレイ１０を例に説明したが、それ以外の複数本の光ファイバを有する光ファイバアレイに適用することができ、その本数に応じて第１及び第２の基板１３，２１，２３及び１８の形状寸法を変えることができる。また、超音波振動による光ファイバ１１と第１の基板１３，２１，２３との融着による仮止めの後に、半田等による固定剤１６を使用して光ファイバ１１を第１の基板１３，２１，２３にしっかりと接着しているが、第２の基板１８を接着するときの接着剤１７のみを使用することもできる。
【００２３】
光ファイバ１１の金属膜１２、第１の基板１３の金属膜１４、及び第１の基板２１，２３の金属膜２２，２４は、ニッケル（Ｎｉ）被膜と金（Ａｕ）被膜により形成したが、他の種類の１層あるいは多層からなる金属膜でもよく、膜厚も必要に応じて任意にできる。また、基板１３の金属膜１４の表面は、光ファイバ１１の金属膜１２の表面との接触が大きくなるように、小さいメッシュ状で溝形状になるように加工すれば、超音波振動による融着をよくすることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光ファイバアレイ用コネクタは、光ファイバアレイを構成する複数本の平行に配置された光ファイバ端部側の被覆層を除去したガラス繊維表面に金属膜を被覆し、その金属膜を被覆した光ファイバを一定間隔で、表面に同種の金属膜を被覆したマウント用の第１の基板表面に配置して金属膜同士を融着し、その上部に接着剤を介して第２の基板を挟み付けて接着されているため、簡単な構成部品により構成され安価にできる。
【００２５】
また、本発明の光ファイバアレイ用コネクタの製造方法は、光ファイバアレイを構成する複数本の平行に配置された光ファイバ端部側の被覆層を除去したガラス繊維表面に金属膜を被覆するとともに、マウント用の第１の基板表面に同種の金属膜を被覆する工程と、第１の基板表面に光ファイバアレイを配置するとともに、その上部から一定の間隔に形成された位置決め溝を形成した案内具を、金属膜を被覆した光ファイバ部分をその位置決め溝に合わせて第１の基板の表面に配置し、超音波振動を印加し互いに当接している光ファイバに被覆した金属膜と第１の基板１３の金属膜とを融着させる工程と、光ファイバの金属膜の表面に融着された第１の基板の上部に接着剤を介して第２の基板を挟み付けて接着する工程と、接着する工程の後に、光ファイバを第１及び第２の基板で挟み付けて接着した端面を研磨する工程とを含むことで、マウント用の基板表面に溝を加工することなく、案内具により光ファイバを案内しつつ仮止めできるため、製造工程が簡単になり、寸法精度も向上でき安価になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態のコネクタの製造工程を説明する図である。
【図２】本発明実施形態のコネクタの超音波融着の状態を説明する拡大正面図である。
【図３】本発明実施形態のコネクタの拡大断面図である。
【図４】従来の光ファイバ用コネクタの製造工程を説明する図である。
【図５】本発明の他の実施形態の第１の基板の平面図である。
【図６】本発明の他の実施形態の第１の基板の平面図である。
【符号の説明】
１０ 光ファイバアレイ
１１ 光ファイバ
１１ａ ガラス繊維
１１ｂ 被覆層
１２ 金属膜
１３，２１，２３ 第１の基板
１４，２２，２４ 金属膜
１５ 案内具
１５ａ 位置決め溝
１６ 固定剤
１７ ＵＶ接着剤
１８ 第２の基板
２０ 光ファイバアレイ用コネクタ

Claims (6)

1. 光ファイバアレイを構成する複数本の平行に配置された光ファイバ端部側の被覆層を除去したガラス繊維表面に金属膜を被覆し、その金属膜を被覆した光ファイバを一定間隔で、表面に同種の金属膜を被覆したマウント用の第１の基板表面に配置して該金属膜同士を融着し、その上部に接着剤を介して第２の基板を挟み付けて接着されていることを特徴とする光ファイバアレイ用コネクタ。
2. 光ファイバアレイを構成する複数本の平行に配置された光ファイバ端部側の被覆層を除去したガラス繊維表面に金属膜を被覆するとともに、マウント用の第１の基板表面に同種の金属膜を被覆する工程と、
   前記第１の基板表面に光ファイバアレイを配置するとともに、その上部から一定の間隔に形成された位置決め溝を形成した案内具を、金属膜を被覆した光ファイバ部分をその位置決め溝に合わせて第１の基板の表面に配置し、超音波振動を印加し互いに当接している前記光ファイバに被覆した金属膜と第１の基板１３の金属膜とを融着させる工程と、
   前記光ファイバの金属膜の表面に融着された第１の基板の上部に接着剤を介して第２の基板を挟み付けて接着する工程と、
   前記接着する工程の後に、前記光ファイバを第１及び第２の基板で挟み付けて接着した端面を研磨する工程とを含むことを特徴とする光ファイバアレイ用コネクタの製造方法。
3. 前記接着する工程は、前記光ファイバの金属膜の表面に融着された第１の基板の上部を固定剤により固定した後に、接着剤を介して第２の基板を挟み付けて接着することを特徴とする請求項２記載の光ファイバアレイ用コネクタの製造方法。
4. 前記基板の金属膜の表面は、小さいメッシュ状の溝形状に加工されていることを特徴とする請求項２記載の光ファイバアレイ用コネクタの製造方法。
5. 前記マウント用の第１の基板の表面には、前記光ファイバのガラス繊維に直交する方向に帯状のパターン形成した数条の金属膜が被覆されたものであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバアレイ用コネクタ。
6. 前記マウント用の第１の基板の表面には、前記光ファイバのガラス繊維に沿った方向にスポット状のパターン形成した金属膜が被覆されたものであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバアレイ用コネクタ。

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