JP2005010242A - 光ファイバの再被覆形成方法及び再被覆形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、異径の光ファイバ同士が被覆を除去されて融着された部分を樹脂材料で覆った場合において、被覆を除去された部分の両端部分での樹脂材料の割れの発生を抑制することができる光ファイバの再被覆形成方法及び装置を提供することにある。
【解決手段】一端側が各光ファイバ２０１ａ，２０１ｂのうちの被覆径の大きい側の被覆部２０２ａの外径よりも大きな内径を有するとともに、他端側が各光ファイバ２０１ａ，２０１ｂのうちの被覆径の小さい側の被覆部２０２ｂの外径よりも大きな内径を有し、かつ、各光ファイバ２０１ａ，２０１ｂの被覆が除去された部分２０３ａ，２０３ｂの長さよりも長い略円錐状のキャビティ部を有する雌型を用いて略円錐形状のリコート部９を形成する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異径の光ファイバ同士によって作製した光ファイバカプラを再被覆するための光ファイバの再被覆形成方法及び光ファイバの再被覆形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報輸送の大量化、高速化に伴い、通信経路として、光ファイバが多用されている。光ファイバによる情報通信には、光ファイバグレーティングや光合成器、光分波器など、光ファイバ型光部品は必要不可欠となる。
【０００３】
一般に、光ファイバは、石英ガラス系のクラッド部（光ファイバ裸線）が合成樹脂等の有機材料により被覆されて構成されている。この被覆は、ガラス製のクラッド部に外部環境の塵挨や異物等が衝突して傷が生じ光ファイバの破断強度が低下することを防ぐためのものである。
【０００４】
したがって、光ファイバグレーティングや光合成器、光分波器などの光ファイバ型光部品の製造においては、光ファイバの任意の中間部における被覆を剥離することが必要になる。
【０００５】
そして、光ファイバのクラッド部が光ファイバ型光部品として製造された後には、露出したクラッド部に対する塵挨等の付着や、このクラッド部の浸食、機械強度の低下を防ぐために、露出したクラッド部を再び樹脂材料で覆う再被覆（以下、リコートという。）を行う必要がある。
【０００６】
クラッド部をリコートする樹脂材料としては、紫外線硬化型樹脂が用いられている。そして、このリコートを行う従来の技術としては、「ダイス方式」や、特許文献１乃至特許文献５等に開示された「モールド方式」がある。これらのうち、「モールド方式」が主流となっている。
【０００７】
「モールド方式」のリコートを行う光ファイバ再被覆装置（リコータ）は、図３に示すように、雌型（以下、モールドという。）１０１を有している。このモールド１０１は、図４に示すように、石英ガラスからなる上下一対の成形部材１０２，１０３より構成されている。これら成形部材１０２，１０３は、互いに突き合わされる面の中央部に、リコート用の溝１０４，１０４を有している。これら溝１０４，１０４は、各成形部材１０２，１０３が互いに突き合わされたときに、円柱状の空隙部であるキャビティ部を構成する。このキャビティ部は、光ファイバ２０１の被覆部の外径と略同一の内径となっている。
【０００８】
このモールド１０１の一方の成形部材１０２の他方の成形部材１０３に突き合わされる面は、図５に示すように、溝１０４以外の部分が、クローム（Ｃｒ）膜１０５でコーティングされている。
【０００９】
このリコータによってリコートを行うには、まず、図４に示すように、モールド１０１のいずれか一方の成形部材の溝１０４内に光ファイバ２０１をセットする。このとき、光ファイバ２０１の被覆が除去された部分が溝１０４の略中央に位置するようにする。そして、各成形部材１０２，１０３を互いに突き合わせ、キャビティ部を閉じ、このキャビティ部内に光ファイバ２０１を収納する。このとき、光ファイバ２０１の両端側部分は、モールド１０１の両側にキャビティ部より引き出された状態となる。
【００１０】
このようにモールド１０１の両側に引き出された光ファイバ２０１の両端側部分は、図３に示すように、モールド１０１の両側に設置された一対のクランプ１０６，１０７によって保持される。
【００１１】
モールド１０１には、図４に示すように、キャビティ部の略中央部に、樹脂注入口１０８を有している。この樹脂注入口１０８は、モールド１０１の外方側から、キャビティ部内に液体状の樹脂材料を注入するための孔である。
【００１２】
そして、キャビティ部内に光ファイバ２０１が収納された状態において、樹脂注入口１０８を介して、キャビティ部内に液体状の樹脂材料を注入する。このとき、この樹脂材料は、キャビティ部の内面と、被覆が除去されて露出している光ファイバ２０１のクラッド部と、この光ファイバ２０１の被覆が除去された部分の両側の被覆の断面部とに囲まれた空間に充填される。次に、モールド１０１の外方側より、紫外線を照射し、キャビティ部内の液体状の樹脂材料を硬化させる。
【００１３】
このように、キャビティ部内の樹脂材料が硬化されることにより、光ファイバ２０１にリコート部が成形される。なお、リコート後には、リコート部の表面に、樹脂注入口１０８内や上下の成形部材１０２，１０３間の隙間から液状の樹脂材料が若干付着することがあるので、このリコート部の表面をアルコールを含浸させた綿棒によって拭き取ることにより、リコートが完成する。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００１−２４９２４８公報
【００１５】
【特許文献２】
特開２００２−７２００１公報
【００１６】
【特許文献３】
特開２００２−７２０００公報
【００１７】
【特許文献４】
特開平８−５４５３０号公報
【００１８】
【特許文献５】
特開平７−３１１３１６号公報
【００１９】
【特許文献６】
特開平４−２７５５０７号公報
【００２０】
【特許文献７】
特開２０００−２５８６５１公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年になって、光ファイバを用いる装置の小型化のため、各光部品の小型化が進められている。そのため、クラッド径が８０μｍ、被覆径が１７０μｍの光ファイバをリードファイバとして有する光学部品が提案されている。リードファイバのクラッド径を８０μｍとすることにより、このリードファイバの曲げ半径を小さくしても、機械的信頼性を確保できるという利点がある。
【００２２】
そのため、クラッド径が８０μｍの光ファイバと、広く用いられているクラッド径が１２５μｍ、被覆径が２５０μｍの光ファイバとを融着接続する必要が生じ、このような異径の光ファイバ同士を融着接続する必要性が生じている。また、装置の小型化のためには、これら光ファイバの融着接続部において曲げる必要も生じている。
【００２３】
図６に示すように、前述した従来のリコータによって形成されるリコート部１０９は、異径の光ファイバ２０１ａ，２０１ｂ同士を融着接続した場合であっても、光ファイバ２０１ａ，２０１ｂの長手方向について直径が均一な円筒形状に形成される。そのため、小径の光ファイバ２０１ｂ側のリコート部の端部１１０においては、リコート部１０９の外周部と光ファイバ２０１ｂの被覆部の表面部との間に、大きな段差部ができてしまう。
【００２４】
リコート部１０９の端部にこのような大きな段差部が存在すると、光ファイバ２０１ｂを小さな曲げ半径で曲げようとしたときに、その段差部において大きな歪みが発生してしまい、この部分が割れてしまう虞れがある。さらに、リコート部の端部にこのような大きな段差部があることは、外観上も好ましくない。
【００２５】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、異径の光ファイバ同士が被覆を除去されて融着された部分を樹脂材料で覆った場合において、被覆を除去された部分の両端部分での樹脂材料の割れの発生を抑制することができる光ファイバ再被覆方法及び装置を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、異径の光ファイバ同士が被覆を除去されて融着された部分を樹脂材料で覆うことを行う光ファイバ再被覆方法であって、一端側が前記各光ファイバのうちの被覆径の大きい側の被覆部の外径よりも大きな内径を有するとともに他端側が前記各光ファイバのうちの被覆径の小さい側の被覆部の外径よりも大きな内径を有しかつ各光ファイバの被覆が除去された部分の長さよりも長い略円錐状のキャビティ部を有する雌型を用い、前記キャビティ部内に前記各光ファイバの被覆が除去された部分を設置した状態で該キャビティ部内に樹脂材料を充填し硬化させることにより前記光ファイバの被覆が除去された部分及びこの部分の両側の各被覆部の一部に亘り該各被覆部の外径よりも大径となされた略円錐形状の前記樹脂材料からなる再被覆を成形することを要旨とする。
【００２７】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、異径の光ファイバ同士が被覆を除去されて融着された部分を樹脂材料で覆うことを行う光ファイバ再被覆装置であって、一端側が前記各光ファイバのうちの被覆径の大きい側の被覆部の外径よりも大きな内径を有するとともに他端側が前記各光ファイバのうちの被覆径の小さい側の被覆部の外径よりも大きな内径を有しかつ各光ファイバの被覆が除去された部分の長さよりも長い略円錐状のキャビティ部を有する雌型を備え、前記キャビティ部内に前記各光ファイバの被覆が除去された部分が設置された状態で該キャビティ部内に樹脂材料が充填され硬化されることにより前記光ファイバの被覆が除去された部分及びこの部分の両側の各被覆部の一部に亘り該各被覆部の外径よりも大径となされた略円錐形状の前記樹脂材料からなる再被覆を成形することを要旨とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係る光ファイバの再被覆形成装置の構成を示す斜視図である。
【００３０】
なお、本発明に係る光ファイバの再被覆形成装置は、異径の光ファイバ同士が被覆を除去されて先端部同士を融着接続された部分を樹脂材料で再被覆する装置である。そして、本発明に係る光ファイバの再被覆形成方法は、この光ファイバの再被覆形成装置を使用することによって実施される方法である。
【００３１】
また、以下に説明する実施の形態に適用される異径の光ファイバは、それぞれ軸心からクラッド部と、このクラッド部の外周側に被覆された被覆とが同心状に形成されている。この実施の形態においては、大径の光ファイバとして、クラッド径が１２５μｍ、被覆径が２５０μｍの光ファイバ、小径の光ファイバとして、クラッド径が８０μｍ、被覆径が１７０μｍの光ファイバを想定している。
【００３２】
また、光ファイバの被覆は、例えば、特願平８−１５８６４３号（特開平１０−１０３７９号公報）に開示されているように、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系、ポリブタジェンアクリレート系、シリコーンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系などの紫外線硬化型樹脂により形成されている。
【００３３】
この光ファイバの再被覆形成装置は、図１に示すように、モールド１を有している。
【００３４】
モールド１は、図１に示すように、石英ガラスの如き透明材料からなる上下一対の成形部材２，３より構成されている。これら成形部材２，３は、互いに突き合わされる面の中央部に、リコート（再被覆）用の溝４，４を有している。これら溝４，４は、各成形部材２，３が互いに突き合わされたときに、略円錐状の空隙部であるキャビティ部を構成する。このとき、モールド１の各成形部材２，３は、キャビティ部を上下から挟み込んだ状態となる。
【００３５】
このモールド１において、下側の成形部材３は固定されており、上側の成形部材２は、下側の成形部材３の後縁部分を中心にして、回動可能に支持されている。すなわち、上側の成形部材２は、下側の成形部材３に対して、この下側の成形部材３に突き合わされてキャビティ部を締める状態と、この下側の成形部材３から離間されてキャビティ部を開く状態との間に亘って回動可能となっている。
【００３６】
このキャビティ部は、リコート成形部となる中央部分が、一端側より他端側にかけて、テーパになるように緩やかに内径が変化してゆく形状を有している。そして、モールド１の両端部において各成形部材２，３の各溝４，４の両端側部分が形成するファイバ被覆把持部５ａ，５ｂは、各光ファイバの被覆径よりも少し太めの内径となされている。これらファイバ被覆把持部５ａ，５ｂは、各光ファイバを固定するファイバガイド部となる。この実施の形態においては、ファイバ被覆把持部５ａ，５ｂの内径は、それぞれ、２６０μｍ，１８０μｍとなされている。なお、これらファイバ被覆把持部５ａ，５ｂの内径は、各光ファイバの被覆に対して大きな段差が生じない程度なら、さらに太くてもよく、また、各光ファイバの被覆径に対応して設定される。
【００３７】
そして、モールド１の上側の成形部材２には、キャビティ部の両側部分に位置して、一対の樹脂注入口６，６が設けられている。これら樹脂注入口６，６は、モールド１の外方側から、キャビティ部内に液体状の樹脂材料を注入するための孔である。
【００３８】
一対の樹脂注入口６，６は、締めた状態におけるモールド１の上方側より、キャビティ部内に樹脂材料を注入できるようになっている。これら樹脂注入口６，６は、モールド１を締めた状態において、キャビティ部よりも上方側に位置するように形成されている。
【００３９】
各樹脂注入口６，６とキャビティ部との間には、上側の成形部材２に設けられた凹部７，７により、モールド１を締めた状態において空隙部が形成される。
【００４０】
そして、モールド１の上側の成形部材２の下側の成形部材３に突き合わされる面には、溝４以外の部分に、クローム（Ｃｒ）膜からなる遮蔽部８が設けられている。この遮蔽部８は、上側の成形部材２に対してクロームがコーティングされることにより形成されている。この遮蔽部８は、キャビティ部内の樹脂材料を硬化させるための紫外線が各樹脂注入口６，６及びこれら樹脂注入口６，６につながる空隙部内にある樹脂材料に照射されないようにするためのものである。
【００４１】
ところで、このモールド１において、リコート成形部を構成する円錐形状の部分は、このモールド１にセットされる各光ファイバの被覆が除去されてクラッド部が露出された部分よりも長くなっている。また、キャビティ部の両端側のファイバガイド部は、各光ファイバの被覆の外径と略同一の内径となっており、このモールド１にセットされる各光ファイバを固定する。
【００４２】
このモールド１は、図３に示すように、従来のモールド１０１と同様に、紫外線発光部１０９の上側に設置される。このとき、下側の成形部材３が紫外線発光部１０９に対して固定される。このモールド１に対しては、紫外線発光部１０９により、下方側より、紫外線が照射されることとなる。この紫外線発光部１０９は、基台１１０上に設置される。
【００４３】
そして、基台１１０上には、モールド１の両側に位置して、一対のクランプ１０６，１０７が設置されている。これらクランプ１０６，１０７は、モールド１に各光ファイバ２０１ａ，２０１ｂをセットしたときに、このモールド１の両側に引き出された状態となる各光ファイバ２０１ａ，２０１ｂを保持するためのものである。これらクランプ１０６，１０７は、モールド１のファイバガイド部と同じ高さにする必要がある。
【００４４】
しかし、各光ファイバ２０１ａ，２０１ｂの位置は、モールド１においてリコート成形部と一体化されたファイバガイド部によって決定されるので、クランプ１０６，１０７の位置精度によって各光ファイバ２０１ａ，２０１ｂのキャビティ部内における位置が影響されることはない。すなわち、この光ファイバ再被覆装置においては、モールド１のファイバガイド部が、リコート成形部と同じモールド１上に一体的に形成されているため、例えモールド１を取り替えたとしても、設置される各光ファイバ２０１ａ，２０１ｂがリコート成形部に対して偏心することはない。このモールド１においては、各光ファイバ２０１ａ，２０１ｂの被覆のある部分をファイバガイド部に嵌め込むことにより、これら光ファイバ２０１ａ，２０１ｂの位置がリコート成形部の中心に固定されるので、リコートの偏肉やリコート不完全の問題を防ぐことができる。
【００４５】
この光ファイバの再被覆形成装置によってリコートを行うには、まず、図１に示すように、モールド１のキャビティ部を開いた状態で、下側の成形部材３の溝４内に各光ファイバをセットする。このとき、各光ファイバの被覆が除去された部分がリコート成形部を構成する溝４の略中央に位置するようにする。そして、各光ファイバの被覆のある部分を溝４の両端側のファイバガイド部となる部分に嵌め込む。
【００４６】
そして、上側の成形部材２を下側の成形部材３に対して突き合わせ、キャビティ部を締め、このキャビティ部内に各光ファイバを収納する。このとき、各光ファイバの両端側部分は、モールド１の両側にキャビティ部より引き出された状態となる。また、これら光ファイバは、キャビティ部の両端側の部分をファイバガイド部によって位置決めされ、リコート成形部に対して偏心のない状態となされる。なお、モールド１の両側に引き出された各光ファイバ２０１ａ，２０１ｂの両端側部分は、一対のクランプ１０６，１０７によって保持される。
【００４７】
次に、モールド１の外方側から、一対の樹脂注入口６，６を介して、キャビティ部内に液体状の樹脂材料を注入する。各樹脂注入口６，６から注入された樹脂材料は、凹部７，７からなる空隙部を経て、キャビティ部内に至る。このように注入される樹脂材料は、キャビティ部の内面と、被覆が除去されて露出している各光ファイバのクラッド部と、これら光ファイバの被覆が除去された部分の両側の被覆の断面部とに囲まれた空間に充填されてゆく。
【００４８】
そして、キャビティ部内に樹脂材料が充填されたならば、下側の成形部材３を透して、紫外線発光部１０９により、キャビティ部内の樹脂材料に紫外線を照射し、この樹脂材料の硬化を始める。キャビティ部内の樹脂材料が硬化された後も、樹脂注入口６，６内及び凹部７，７からなる空隙部内には、液体状の樹脂材料が残る。これら液体状のまま残った樹脂材料は、遮蔽部８によって紫外線が遮断されるので、硬化することはない。
【００４９】
図２は、完成されたリコート部を示す側面図である。
【００５０】
このように、キャビティ部内の樹脂材料が硬化され、モールド１を開いて各光ファイバ２０１ａ，２０１ｂをモールド１からはずすことにより、図２に示すように、各光ファイバ２０１ａ，２０１ｂにリコート部９が成形される。このリコート部９は、両端側において、各光ファイバ２０１ａ，２０１ｂの被覆部２０２ａ，２０２ｂを薄く覆ってオーバラップ部１０，１０を形成し、中央部分において、各光ファイバ２０１ａ，２０１ｂのクラッド部２０３ａ，２０３ｂを覆っている。なお、これらクラッド部２０３ａ，２０３ｂは、互いの先端部である融着接続部２０４において、互いに融着接続されている。
【００５１】
オーバラップ部１０，１０の長さは、キャビティ部に注入する樹脂材料の量をモールド１の外部から制御することによって、所望の長さとすることができる。
【００５２】
なお、リコート後には、リコート部９の表面に、樹脂注入口６，６内及び凹部７，７からなる空隙部内からの液状の樹脂材料が若干付着することがあるので、このリコート部９の表面をアルコールを含浸させた綿棒によって拭き取ることにより、リコートが完成する。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、一端側が前記各光ファイバのうちの被覆径の大きい側の被覆部の外径よりも大きな内径を有するとともに他端側が前記各光ファイバのうちの被覆径の小さい側の被覆部の外径よりも大きな内径を有しかつ各光ファイバの被覆が除去された部分の長さよりも長い略円錐状のキャビティ部を有する雌型を用い、前記キャビティ部内に前記各光ファイバの被覆が除去された部分を設置した状態で該キャビティ部内に樹脂材料を充填し硬化させることにより前記光ファイバの被覆が除去された部分及びこの部分の両側の各被覆部の一部に亘り該各被覆部の外径よりも大径となされた略円錐形状の前記樹脂材料からなる再被覆を成形するので、異径の光ファイバ同士を融着接続した場合でも、この融着接続部を覆う円錐形状（テーパ状）のリコート部を形成することができる。このリコート部は、曲げられても、局所的に歪みを発生させることがなく、割れを生ずることがない。また、このリコート部は、外観上も優れている。
【００５４】
請求項２記載の発明によれば、一端側が前記各光ファイバのうちの被覆径の大きい側の被覆部の外径よりも大きな内径を有するとともに他端側が前記各光ファイバのうちの被覆径の小さい側の被覆部の外径よりも大きな内径を有しかつ各光ファイバの被覆が除去された部分の長さよりも長い略円錐状のキャビティ部を有する雌型を備え、前記キャビティ部内に前記各光ファイバの被覆が除去された部分が設置された状態で該キャビティ部内に樹脂材料が充填され硬化されることにより前記光ファイバの被覆が除去された部分及びこの部分の両側の各被覆部の一部に亘り該各被覆部の外径よりも大径となされた略円錐形状の前記樹脂材料からなる再被覆を成形するので、異径の光ファイバ同士を融着接続した場合でも、この融着接続部を覆う円錐形状（テーパ状）のリコート部を形成することができる。このリコート部は、曲げられても、局所的に歪みを発生させることがなく、割れを生ずる可能性が十分低い。また、このリコート部は、外観上も優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバの再被覆形成装置の要部の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る光ファイバの再被覆形成装置により完成されたリコート部を示す側面図である。
【図３】光ファイバの再被覆形成装置の全体の構成を示す斜視図である。
【図４】従来の光ファイバの再被覆形成装置のモールドの構成を示す斜視図である。
【図５】従来の光ファイバの再被覆形成装置のモールドの構成を示す平面図である。
【図６】従来の光ファイバの再被覆形成装置によって形成されたリコート部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ モールド
２，３ 成形部材
４ 溝
５ａ，５ｂ ファイバ被覆把持部
６ 樹脂注入口
７ 凹部
８ 遮蔽部
１０９ 紫外線発光部
２０１ａ，２０１ｂ 光ファイバ
２０２ａ，２０２ｂ 被覆
２０３ａ，２０３ｂ クラッド部
２０４ 融着接続部

Claims (2)

1. 異径の光ファイバ同士が被覆を除去されて融着された部分を樹脂材料で覆うことを行う光ファイバの再被覆形成方法であって、
   一端側が前記各光ファイバのうちの被覆径の大きい側の被覆部の外径よりも大きな内径を有するとともに、他端側が前記各光ファイバのうちの被覆径の小さい側の被覆部の外径よりも大きな内径を有し、かつ、各光ファイバの被覆が除去された部分の長さよりも長い略円錐状のキャビティ部を有する雌型を用い、
   前記キャビティ部内に前記各光ファイバの被覆が除去された部分を設置した状態で該キャビティ部内に樹脂材料を充填し硬化させることにより、前記光ファイバの被覆が除去された部分及びこの部分の両側の各被覆部の一部に亘り該各被覆部の外径よりも大径となされた略円錐形状の前記樹脂材料からなる再被覆を成形する
   ことを特徴とする光ファイバの再被覆形成方法。
2. 異径の光ファイバ同士が被覆を除去されて融着された部分を樹脂材料で覆うことを行う光ファイバの再被覆形成装置であって、
   一端側が前記各光ファイバのうちの被覆径の大きい側の被覆部の外径よりも大きな内径を有するとともに、他端側が前記各光ファイバのうちの被覆径の小さい側の被覆部の外径よりも大きな内径を有し、かつ、各光ファイバの被覆が除去された部分の長さよりも長い略円錐状のキャビティ部を有する雌型を備え、
   前記キャビティ部内に前記各光ファイバの被覆が除去された部分が設置された状態で該キャビティ部内に樹脂材料が充填され硬化されることにより、前記光ファイバの被覆が除去された部分及びこの部分の両側の各被覆部の一部に亘り該各被覆部の外径よりも大径となされた略円錐形状の前記樹脂材料からなる再被覆を成形する
   ことを特徴とする光ファイバの再被覆形成装置。

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