JP2013054126A

JP2013054126A - 光学接続部品製造装置および光学接続部品製造方法

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Publication number: JP2013054126A
Application number: JP2011190982A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Sasaki; 恭一佐々木; Nobuhiro Hashimoto; 展宏橋本
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2031-09-01
Also published as: JP5893872B2

Abstract

【課題】品質を高めた光学接続部品が製造できる光学接続部品製造装置および光学接続部品製造方法を提供する。
【解決手段】光学接続部品製造装置１０は、揮発性を有する溶媒に前記屈折率整合体が溶解した屈折率整合液２０を保持する保持手段５０と、保持手段５０に屈折率整合液２０を供給するディスペンサ１６と、保持手段５０に供給された屈折率整合液２０を、光ファイバｆの先端面ｆ１に吸着させるために光ファイバｆを帯電させる静電気発生装置１３とを備え、静電気発生装置１３は、ディスペンサ１６が保持手段５０に屈折率整合液２０を供給してから、屈折率整合液２０の溶媒が揮発することで屈折率整合液２０における屈折率整合体の濃度が所望の濃度に達するまでに必要なあらかじめ定められた時間が経過したときに、光ファイバｆを帯電させるものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、線状の光学部材の先端面に屈折率整合体が付着した光学接続部品を製造する光学接続部品製造装置および線状の光学部材の先端面に屈折率整合体を付着させる光学接続部品製造方法に関する。

従来、光学部材どうしを接続する光学接続部品として、線状の光学部材の先端面に屈折率整合体を付着させたものが知られている。この光学接続部品は、光学部材の、屈折率整合体が付着した先端面に、他の光学部材の端面を押し付けることで光学接続部品と他の光学部材を接続するものである。その光学接続部品を製造する光学接続部品製造装置として、揮発性を有する溶媒に屈折率整合体が溶解した屈折率整合液を保持壁に供給して保持させ、その保持壁に保持された屈折率整合液に、帯電した線状の光学部材を接近させることで屈折率整合液を光学部材の先端面に吸着させるものが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開２００７−１８３３８３号公報特開２００９−２７６７８４号公報特開２００９−２７６７８５号公報

しかしながら、本発明者が研究を行ったところ、屈折率整合液を保持する保持手段に屈折率整合液が供給されてからの時間経過とともに屈折率整合液の状態が変化していき、その状態の変化によって光学部材の先端面に吸着する屈折率整合液の吸着量も変化しやすいことが判明した。また、屈折率整合液の状態によっては、光学部材の側面に屈折率整合液が回り込んでしまう虞があることも判明した。特許文献１〜３に記載された光学接続部品製造装置では、屈折率整合液の供給と帯電開始との関係は考慮されていない。このため、この光学接続部品製造装置では、光学部材の先端面に吸着する屈折率整合液の量を所望の量にすることが難しく、また光学部材の周面に屈折率整合液が回り込んでしまう虞もあり、品質の高い光学接続部品を製造することが困難である。

本発明は上記事情に鑑み、品質を高めた光学接続部品が製造できる光学接続部品製造装置および光学接続部品製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を解決する本発明の光学接続部品製造装置は、線状の光学部材の先端面に屈折率整合体が付着した光学接続部品を製造する光学接続部品製造装置において、
揮発性を有する溶媒に前記屈折率整合体が溶解した屈折率整合液を保持する保持手段と、
前記保持手段に前記屈折率整合液を供給する供給手段と、
前記保持手段に供給された前記屈折率整合液を、前記光学部材を帯電させることで該光学部材の先端面に吸着させる帯電手段とを備え、
前記帯電手段は、前記供給手段が前記保持手段に前記屈折率整合液を供給してから、該屈折率整合液の溶媒が揮発することで該屈折率整合液における前記屈折率整合体の濃度が所望の濃度に達するまでに必要なあらかじめ定められた時間が経過したときに、前記光学部材を帯電させるものであることを特徴とする。

本発明の光学接続部品製造装置によれば、屈折率整合液における屈折率整合体の濃度が所望の濃度に達したときに光学部材を帯電させることで、所望量の屈折率整合液を光学部材の先端面に吸着させることができる。これにより、所望量の屈折率整合体が所望の位置に付着した品質の高い光学接続部品を得ることができる。

なお、ここでいう線状の光学部材とは、太さに対して軸心方向の長さが長い光学部材であればよく、断面形状は問わない。

本発明の光学接続部品製造装置において、前記帯電手段によって帯電した前記光学部材の先端面に帯電によるクーロン力によって、前記保持手段に保持された前記屈折率整合液が吸着する近接位置まで前記保持手段および前記光学部材のうち少なくとも一方を移動させる移動手段を備え、
前記帯電手段は、前記保持手段および前記光学部材のうち少なくとも一方を前記移動手段が前記近接位置まで移動させてから該光学部材を帯電させるものであることが好ましい。

こうすることで、光学部材の先端面に屈折率整合液が吸着し始めるタイミングが一定になり、光学部材の先端面に吸着する屈折率整合液の量を一定量にすることができる。

本発明の光学接続部品製造装置において、前記移動手段は、前記帯電手段が前記光学部材への帯電を停止してから、前記保持手段と該光学部材が離間するように該保持手段および該光学部材のうち少なくとも一方を移動させるものであることも望ましい態様の１つである。

この態様によれば、屈折率整合液が保持手段と光学部材の間で分断しやすくなり、糸引き現象が抑制され、光学部材の先端面に付着する屈折率整合液の量や形状を一定にすることができる。

上記目的を達成する本発明の光学接続部品製造方法は、線状の光学部材の先端面に屈折率整合体を付着させる光学接続部品製造方法において、
揮発性を有する溶媒に前記屈折率整合体が溶解した屈折率整合液を保持手段に保持させる保持工程と、
前記保持手段に前記屈折率整合液を供給する供給工程と、
前記保持手段に供給された前記屈折率整合液を、前記光学部材を帯電させることで該光学部材の先端面に吸着させる帯電工程とを有し、
前記帯電工程は、前記供給工程によって前記保持手段に前記屈折率整合液が供給されてから、該屈折率整合液の溶媒が揮発することで該屈折率整合液における前記屈折率整合体の濃度が所望の濃度に達するまでに必要なあらかじめ定められた時間が経過したときに、前記光学部材を帯電させる工程であることを特徴とする。

本発明の光学接続部品製造方法によっても、本発明の光学接続部品製造装置と同様に、所望量の屈折率整合体が所望の位置に付着した品質の高い光学接続部品を得ることができる。

本発明によれば、品質を高めた光学接続部品が製造できる光学接続部品製造装置および光学接続部品製造方法を提供することができる。

本発明の光学接続部品製造装置の一実施形態を示す側面図である。保持手段とノズルの一部を示す斜視図である。本発明の光学接続部品製造装置の回路構成を表すブロック図である。本実施形態の光学接続部品製造装置の動作を表すフローチャートである。初期処理が完了した状態の光学接続部品製造装置を示す側面図である。屈折率整合液が光ファイバの先端面に吸着した様子を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の光学接続部品製造装置の一実施形態を説明する。この実施形態では光学部材として線状の誘電体である光ファイバを用いた場合を例にあげて説明する。

図１は、本発明の光学接続部品製造装置の一実施形態を示す側面図である。以下の説明では、図１における左右方向をＸ軸方向と称し、図１における上下方向をＺ軸方向と称し、図１における紙面直交方向をＹ軸方向と称することがある。また、図１における右側をＸ側と称し、左側を−Ｘ側と称することがある。なお、この図１は、光学接続部品製造装置の操作者側から見た光学接続部品製造装置を示している。

図１に示す光学接続部品製造装置１０は、光ファイバｆの先端面ｆ１に屈折率整合体が付着した光学接続部品を製造する装置である。この光学接続部品製造装置１０は、フレーム１１、ファイバ移動ユニット１２、静電気発生装置１３、ファイバ検出装置１４、屈折率整合液保持ユニット１５、およびディスペンサ１６を有する。

ファイバ移動ユニット１２は、移動基台１２１と、移動ステージ１２２と、Ｘ軸調整ステージ１２３と、Ｙ軸調整ステージ１２４と、ファイバ保持台１２５と、ファイバ固定具１２６とを備えている。このファイバ移動ユニット１２は、ファイバ保持台１２５に取り付けられた光ファイバｆをＸ軸方向に移動させるものである。

移動基台１２１は、フレーム１１に固定されている。この移動基台１２１には、移動ステージ１２２をＸ軸方向に移動させる移動機構１２１１と、移動機構１２１１に接続されたＸ軸モータ１２１２が組み付けられている。移動機構１２１１は、回転運動を直動運動に変換するボールネジである。Ｘ軸モータ１２１２を駆動することで、移動機構１２１１が動作して移動ステージ１２２は任意の速度でＸ軸方向に移動する。移動ステージ１２２とともに、Ｘ軸調整ステージ１２３、Ｙ軸調整ステージ１２４、ファイバ保持台１２５、ファイバ固定具１２６、および光ファイバｆもＸ軸方向に移動する。移動ステージ１２２のＸ側への移動により、光ファイバｆの先端面ｆ１は屈折率整合液保持ユニット１５に保持された屈折率整合液２０に接近する。この光ファイバｆを移動させる移動機構１２１１、Ｘ軸モータ１２１２および移動ステージ１２２は、本発明における移動手段の一例に相当する。図１には、光ファイバｆの先端面ｆ１が、屈折率整合液保持ユニット１５に保持されている屈折率整合液２０に接近した近接位置にある状態が示されている。この近接位置とは、屈折率整合液２０を光ファイバｆの先端面ｆ１に吸着させる際の位置である。

Ｘ軸調整ステージ１２３は、移動ステージ１２２に取り付けられている。このＸ軸調整ステージ１２３には図示しない調整ネジが設けられている。その調整ネジを回すことで移動ステージ１２２に対するＸ軸調整ステージ１２３のＸ軸方向の位置が調整される。また、Ｙ軸調整ステージ１２４は、Ｘ軸調整ステージ１２３に取り付けられている。このＹ軸調整ステージ１２４には図示しない調整ネジが設けられている。その調整ネジを回すことでＸ軸調整ステージ１２３に対するＹ軸調整ステージ１２４のＹ軸方向の位置が調整される。ファイバ保持台１２５は、Ｙ軸調整ステージ１２４に固定されている。すなわち、ファイバ保持台１２５は、Ｘ軸調整ステージ１２３及びＹ軸調整ステージ１２４を介して移動ステージ１２２に取り付けられることで、移動ステージ１２２に対するＸ軸方向とＹ軸方向の位置が調整可能な構成になっている。これらの調整ステージ１２３、１２４は、ファイバ保持台１２５に取り付けれた光ファイバｆの、Ｘ軸方向とＹ軸方向の位置を調整するためのものである。

ファイバ保持台１２５の−Ｘ側（図１における左側）部分にはファイバ取付部１２５１が設けられ、ファイバ保持台１２５のＸ側（図１における右側）部分には位置規制部１２５２が設けられている。ファイバ取付部１２５１の上には、ファイバ取付部１２５１に対して着脱自在にファイバ固定具１２６が取り付けられている。このファイバ固定具１２６は、ファイバ載置部材１２６１と押さえ部材１２６２とから構成されている。

光ファイバｆは、先端面ｆ１から所定長（たとえば、４０ｍｍ）にわたって被覆が除去された状態で、ファイバ載置部材１２６１と押さえ部材１２６２との間に挟まれることでファイバ固定具１２６に固定されている。なお、光ファイバｆの、ファイバ載置部材１２６１と押さえ部材１２６２との間に挟まれている部分は、被覆の残存する部分である。位置規制部１２５２には、Ｘ軸方向から見てＶ字型をしたＶ溝が形成されている。そのＶ溝の傾斜面に光ファイバｆ先端側部分の外周面を密接させることで、光ファイバｆの先端側部分は、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の位置が規制されている。光ファイバｆは、ファイバ固定具１２６に固定された状態でファイバ保持台１２５に取り付けられ、位置規制部１２５２により先端側部分の位置が規制されることで、その軸心をＸ軸方向に向けてファイバ保持台１２５に取り付けられている。

ファイバ移動ユニット１２よりもＸ側には、フレーム１１に固定されたブラケット１９が設けられている。このブラケット１９には、Ｙ軸方向に延在する支柱１９１が固定されている。また、その支柱１９１には静電気発生装置１３が固定されている。つまり、静電気発生装置１３は、支柱１９１とブラケット１９とを介してフレーム１１に固定されることで、光学接続部品製造装置１０内の位置が固定されている。静電気発生装置１３は、ファイバ移動ユニット１２に取り付けられた光ファイバｆに電荷を付与するものである。すなわち、静電気発生装置１３は、ファイバ移動ユニット１２に取り付けられた光ファイバｆを帯電させるものであり本発明における帯電手段の一例に相当する。この静電気発生装置１３の上端部分には、セラミックスなどの誘電体の内部に電極が埋め込まれた板状の電極シート１３１が設けられている。電極シート１３１とファイバ移動ユニット１２に取り付けられた光ファイバｆとは高さ方向（Ｚ軸方向）に０．１〜０．２ｍｍの隙間が設けられている。電極シート１３１の電極に電圧が印加されると、光ファイバｆは、電極シート１３１とは非接触状態を保ったまま帯電し静電気を帯びる。光ファイバｆと電極シート１３１との非接触状態が保たれているので、光ファイバｆに接触による傷が付くことはない。なお、静電気発生装置１３の代わりに、コロナ放電などを利用して光ファイバｆを帯電させる帯電手段を用いても良い。

また、ブラケット１９には、図示しないアームを介してファイバ検出装置１４が取り付けられている。このファイバ検出装置１４は、光ファイバｆの先端面ｆ１を検出するセンサである。ファイバ保持台１２５に取り付けられた光ファイバｆは、移動ステージ１２２のＸ軸方向の移動に伴ってＸ軸方向に移動する。ファイバ検出装置１４は、そのＸ軸方向の移動により光ファイバｆの先端面ｆ１が所定の位置（ここでは、電極シート１３１の真上）に到達したことを検出するものである。

屈折率整合液保持ユニット１５は、回転基台１５１と、回転ステージ１５２と、Ｚ軸調整ステージ１５３と、屈折率整合液２０を保持する保持手段５０とを備えている。回転基台１５１は、フレーム１１に固定されている。この回転基台１５１には、回転ステージ１５２を回転させる回転モータ１５１１が組み付けられている。回転ステージ１５２は、回転基台１５１の上に回転可能に取り付けられている。回転モータ１５１１を駆動することで、回転ステージ１５２はＺ軸方向の軸を回転中心軸にして回転する。

Ｚ軸調整ステージ１５３は、回転ステージ１５２に取り付けられている。このＺ軸調整ステージ１５３には図示しない調整ネジが設けられている。その調整ネジを回すことで回転ステージ１５２に対するＺ軸調整ステージ１５３のＺ軸方向の位置が調整される。保持手段５０は、Ｚ軸調整ステージ１５３に固定されている。すなわち、保持手段５０は、Ｚ軸調整ステージ１５３を介して回転ステージ１５２に取り付けられており、回転ステージ１５２に対するＺ軸方向の位置が調整自在になっている。このＺ軸調整ステージ１５３は、ファイバ保持台１２５に取り付けれた光ファイバｆの先端面ｆ１と屈折率整合液保持ユニット１５に保持された屈折率整合液２０とのＺ軸方向の相対的な位置を調整するためのものである。

保持手段５０は、Ｚ軸調整ステージ１５３に固定されている。この保持手段５０は、台座部５１と、その台座部５１から上方に突出した本体部５２とが一体に形成された樹脂製のものである。本体部５２の上側部分には、側方に広がった保持面５２１と、保持面５２１よりも上方に立ち上がった壁部５２２とが設けられている。この壁部５２２には、保持面５２１側の壁面５２２ａに開口を有する貫通孔５２２１が設けられている。回転ステージ１５２が回転すると、回転ステージ１５２、Ｚ軸調整ステージ１５３、およびディスペンサ１６とともに保持手段５０も回転する。図１には、保持手段５０の保持面５２１が光ファイバｆ側（−Ｘ側）に向いた供給姿勢にある状態が示されている。

ディスペンサ１６は、ノズル１６１とシリンダ１６２とから構成されている。このシリンダ１６２内部には、屈折率整合液２０が蓄えられている。シリンダ１６２は、図示しないコンプレッサに接続されており、コンプレッサからエアが供給されると、シリンダ１６２内部に蓄えられた屈折率整合液２０をノズル１６１から吐出する。すなわち、本実施形態におけるディスペンサ１６は、本発明における供給手段の一例に相当する。シリンダ１６２は、図示しないアームによってＺ軸調整ステージ１５３に固定されている。

図１に示すように、ノズル１６１は、壁部５２２に設けられた貫通孔５２２１に挿入されている。ノズル１６１の先端１６１ａの位置は、壁部５２２における保持面５２１側の壁面５２２ａの位置に一致している。後述するように、光ファイバｆの先端面ｆ１に屈折率整合液２０を付着させた後、残った屈折率整合液２０を拭き取る作業を行う場合がある。その作業の際、ノズル１６１の先端１６１ａを拭き取らないと、その先端１６１ａに残った屈折率整合液２０が固化し、ノズル１６１から吐出される屈折率整合液２０の吐出方向が変わってしまったり、ノズル１６１が詰まってしまう虞がある。ノズル１６１の先端１６１ａを壁面５２２ａに一致させることで、壁面５２２ａに残った屈折率整合液２０とノズル１６１の先端１６１ａとを同時に拭き取ることが可能になり、拭き取り作業を簡略化できる。

ノズル１６１から吐出された屈折率整合液２０は、保持面５２１の上に供給され、その表面張力によって保持面５２１の上に保持される。屈折率整合液２０は、揮発性を有する溶媒に屈折率整合体が溶解した溶液である。この屈折率整合液２０は、液中の溶媒が揮発することで固化し、弾性を有するゲル状の屈折率整合体が残る。屈折率整合体は、光ファイバｆの屈曲率に近似した屈曲率と、光ファイバｆに対して適度な粘着性を有する材料である。本実施形態では、屈折率整合体として、耐環境性や接着性のよいアクリル系の高分子材料を用いているが、その他の高分子材料を用いてもよい。

図２は、保持手段５０とノズル１６１の一部を示す斜視図である。この図２では、図１と同様に供給姿勢にある保持手段５０が示されている。

台座部５１には下端から上方に切り欠かれた切欠部５１１が設けられている。また、台座部５１の側面にはネジ穴５１２が設けられている。図１に示すＺ軸調整ステージ１５３に設けられた図示しない突条に切欠部５１１が嵌め合わせられることで、保持手段５０はＺ軸調整ステージ１５３に対して所定の位置に配置されている。また、ネジ穴５１２に図示しないネジを締め込むことで、保持手段５０はＺ軸調整ステージ１５３に固定されている。

図２に示すように、本体部５２の最も−Ｘ側部分には、Ｘ軸と直交する方向に延在する平面５２３が形成されている。本体部５２に形成された保持面５２１は、側方に広がった水平面を成しており、平面視では略扇形をしている。なお、保持面５２１は、必ずしも水平面である必要はなく、傾斜していてもよく、凹凸を有していてもよい。ただし、水平面或いは略水平な面とすることで、保持面５２１の上に供給された屈折率整合液２０が早期に一定の形状で安定しやすくなる。保持面５２１と平面５２３との境界部分には、鉛直方向に直交する方向、すなわち水平方向に直線状に延在する縁部５２１１が形成されている。本実施形態では、この縁部５２１１の延在方向はＹ軸方向と一致している。なお、縁部５２１１は、水平方向或いは略水平方向に延在していれば、円弧形状など直線形状以外の形状であってもよく、またＹ軸方向と一致していなくてもよい。壁部５２２は、保持面５２１における、縁部５２１１とは反対側（Ｘ側）に設けられている。

ディスペンサ１６は、ノズル１６１の先端１６１ａから保持面５２１に沿って縁部５２１１に向かって屈折率整合液２０を吐出することで保持面５２１に屈折率整合液２０を供給する。屈折率整合液２０を縁部５２１１に向けて吐出することで、屈折率整合液２０を縁部５２１１まで早期に確実に到達させることができる。ディスペンサ１６によって、保持面５２１の上に供給された屈折率整合液２０の表面は、保持面５２１の上を側方に向かって広がっていく。そして、縁部５２１１に達した屈折率整合液２０は、その表面張力によって縁部５２１１の上に略円弧状に盛り上がっていく。ディスペンサ１６は、屈折率整合液２０の表面張力によって屈折率整合液２０が縁部５２１１の上に盛り上がるまで屈折率整合液２０を供給し、縁部５２１１から屈折率整合液２０が垂れ落ちる前に供給を停止する。なお、図１には、屈折率整合液２０が縁部５２１１の上に盛り上がり、ディスペンサ１６が屈折率整合液２０の供給を停止した状態を示されている。

近接位置にある光ファイバｆは、Ｘ軸方向を軸心として延在し、供給姿勢にある保持手段５０の縁部５２１１はＹ軸方向に延在している。すなわち、本実施形態における縁部５２１１は、近接位置にある光ファイバｆの軸心と直交する方向に延在する構成になっている。この構成により、近接位置にある光ファイバｆの先端面ｆ１が光ファイバｆの湾曲癖などによって縁部５２１１の延在方向（Ｙ軸方向）にずれてしまった場合でも、光ファイバｆと屈折率整合液２０との間の距離は殆ど変化せずに一定に保たれる。この距離が一定に保たれることで、光ファイバｆを帯電させて屈折率整合液２０を光ファイバｆの先端面ｆ１に吸着させた際に、光ファイバｆの先端面ｆ１に吸着する屈折率整合液２０の量を一定量にすることができる。また、ファイバ移動ユニット１２のＹ軸調整ステージ１２４によるＹ軸方向の位置調整を厳密に行う必要がなくなり、調整作業が容易になる。なお、縁部５２１１は、近接位置にある光ファイバｆの軸心と完全に直交させる必要はないが、直交に近いほど、近接位置にある光ファイバｆがＹ軸方向にずれてしまった場合でも、光ファイバｆと屈折率整合液２０との距離の変化を小さくすることができる。従って、屈折率整合液２０を光ファイバｆの先端面ｆ１に吸着させる際には、近接位置にある光ファイバｆの軸心に対して、直交あるいは略直交する方向に縁部５２１１を延在させることが好ましい。

図３は、本発明の光学接続部品製造装置１０の回路構成を表すブロック図である。

制御部１８は、Ｘ軸モータ制御回路１８３、回転モータ制御回路１８４、静電気発生装置制御回路１８５、ディスペンサ制御回路１８６、操作部１８７およびファイバ検出装置１４それぞれに接続されている。また、制御部１８は、内部にＣＰＵ（中央演算処理装置）１８１とメモリ１８２とタイマ１８９とを備えている。このメモリ１８２には、光学接続部品製造装置１０の動作プログラムが記憶されている。ＣＰＵ１８１は、メモリ１８２に記憶された動作プログラムを読み出し、その動作プログラムに従って各制御回路に指令を出すものである。

Ｘ軸モータ制御回路１８３は、制御部１８からの指令に従いＸ軸モータ１２１２の動作を制御する回路である。回転モータ制御回路１８４は、制御部１８からの指令に従い回転モータ１５１１の動作を制御する回路である。静電気発生装置制御回路１８５は、制御部１８からの指令に従い静電気発生装置１３の電極に電圧を印加する回路である。ディスペンサ制御回路１８６は、ディスペンサ１６に接続されたコンプレッサの動作を制御することでディスペンサ１６から吐出される屈折率整合液２０の吐出量を制御する回路である。また、操作部１８７には、光学接続部品製造装置１０の操作者による操作を受け付ける各種のボタンが設けられている。

続いて、光学接続部品製造装置１０の動作を説明する。

図４は、本実施形態の光学接続部品製造装置１０の動作を表すフローチャートである。

光学接続部品製造装置１０の電源が投入されると、ＣＰＵ１８１はメモリ１８２から動作プログラムを読み出して初期処理を行う（ステップＳ１）。この初期処理では、制御部１８は、Ｘ軸モータ制御回路１８３および回転モータ制御回路１８４に指令を出し、Ｘ軸モータ１２１２および回転モータ１５１１を動作させる。

図５は、初期処理が完了した状態の光学接続部品製造装置１０を示す側面図である。

初期処理が完了した状態では、移動ステージ１２２は、屈折率整合液保持ユニット１５から離間した離間位置で停止している。また、回転ステージ１５２は、図１に示す状態からＺ軸を回転中心軸として９０度回転し、ノズル１６１の先端１６１ａが、図５における手前側、すなわち光学接続部品製造装置１０の操作者側に向いた清掃姿勢で停止している。なお、この清掃姿勢では、縁部５２１１も図５における手前側に位置している。この初期処理の後、光学接続部品製造装置１０の操作者は、光ファイバｆの長さや太さなどに応じて、近接位置にある光ファイバｆと供給姿勢にある保持面５２１とが所定の位置関係になるように各調整ステージ１２３、１２４、１５３の位置を調整する。

次に、制御部１８は、光学接続部品製造装置１０の操作者が操作部１８７に設けられた動作開始ボタンを押すまで待機する（ステップＳ２）。動作開始ボタンが押されたら（ステップＳ２でＹＥＳ）、制御部１８は、回転モータ制御回路１８４に指令を出し、縁部５２１１が保持手段５０の−Ｘ側端部に位置し、縁部５２１１の延在方向がＹ軸方向に一致する供給姿勢になるまで回転モータ１５１１を駆動する（ステップＳ３）。

その後、制御部１８は、ディスペンサ制御回路１８６に指令を出し、表面張力によって縁部５２１１の上に屈折率整合液２０が盛り上がる量の屈折率整合液２０をディスペンサ１６から供給する（ステップＳ４）。さらに、ディスペンサ１６からの屈折率整合液２０の供給を開始した時点で、制御部１８は、タイマ１８９を動作させて時間の測定を開始する。この本実施形態では、ディスペンサ１６から屈折率整合液２０の供給を開始した時点でタイマ１８９による時間の測定を開始したが、供給終了時点でタイマ１８９による時間の測定を開始してもよい。なお、この屈折率整合液２０の供給量は、あらかじめ光学接続部品製造装置１０の操作者が試験的にディスペンサ１６からの供給を行って縁部５２１１の上に屈折率整合液２０が盛り上がる量を求め、操作部１８７を用いて指定した量である。

また、動作開始ボタンが押されたら（ステップＳ２でＹＥＳ）、制御部１８は、回転モータ制御回路１８４に指令を出すのと同時に、Ｘ軸モータ制御回路１８３にも指令を出し、移動ステージ１２２のＸ側への移動を開始させる（ステップＳ５）。ファイバ検出装置１４は、光ファイバｆの先端面ｆ１が電極シート１３１の真上に到達したか否かを検出し、到達したら制御部１８に到達信号を送信する（ステップＳ６）。制御部１８は、ファイバ検出装置１４からの到達信号を受信したら、その受信したときからさらに移動ステージ１２２を所定距離移動させる。この移動により、光ファイバｆの先端面ｆ１は、屈折率整合液保持ユニット１５に保持されている屈折率整合液２０に接近した近接位置に配置される（ステップＳ７）。図１には、光ファイバｆが近接位置にある状態、すなわちステップＳ７が完了した状態が示されている。図１に示すように、静電気発生装置１３が固定された位置は、供給姿勢にある保持手段５０の縁部５２１１からＸ軸方向に所定距離（ここでは第１の距離Ｌ１）だけ離れた位置である。また、近接位置にある光ファイバｆの先端面ｆ１の位置は、供給姿勢にある保持手段５０の縁部５２１１から一定の距離（ここでは第２の距離Ｌ２）だけ離れた位置にある。従って、光ファイバｆの先端面ｆ１と静電気発生装置１３とのＸ軸方向の間隔は、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２によって定まる第３の距離Ｌ３になる。すなわち、本実施形態の構成では、縁部５２１１からＸ軸方向に第１の距離Ｌ１だけ離れた近接位置に光ファイバｆの先端面ｆ１を移動させることで、光学接続部品製造装置１０を複数回動作させる場合、光ファイバｆの先端面ｆ１と静電気発生装置１３とのＸ軸方向の距離Ｌ３は、再現性よく毎回一定になる。この距離Ｌ３が一定になると、光ファイバｆの先端面ｆ１の帯電量が一定になり、その結果、光ファイバｆの先端面ｆ１に吸着する屈折率整合液２０の量を一定量にすることができる。静電気発生装置１３を移動ステージ１２２に設け、光ファイバｆと一緒に移動させる構成では、光ファイバｆを移動ステージ１２２に取り付ける際に、光ファイバｆの先端面ｆ１を静電気発生装置１３に対して厳密に位置合わせしないと、光ファイバｆを取り付ける度に光ファイバｆの先端面ｆ１と静電気発生装置１３との相対位置がずれてしまう。この相対位置がずれると、光ファイバｆの先端面ｆ１の帯電量が一定にならず、光ファイバｆの先端面ｆ１に吸着する屈折率整合液２０の吸着量が一定量にならない。本実施形態のように、静電気発生装置１３を固定配置し、光ファイバｆを移動させる構成にすることで、光ファイバｆを移動ステージ１２２に取り付ける際の位置合わせを厳密に行なわなくても、上記第３の距離Ｌ３を一定にすることができる。なお、静電気発生装置１３を、移動ステージ１２２とは別の移動台に取り付け、屈折率整合液２０を光ファイバｆの先端面ｆ１に吸着させる際に、供給姿勢にある保持手段５０の縁部５２１１からＸ軸方向に第１の距離だけ離れた位置にその移動台の移動によって配置する構成としてもよい。

続いて、制御部１８は、タイマ１８９が動作してからあらかじめ定めた時間が経過したか監視し、あらかじめ定めた時間が経過するまで待機する。このあらかじめ定めた時間は、ディスペンサ１６が保持面５２１に屈折率整合液２０を供給してから、屈折率整合液２０の溶媒が揮発することで屈折率整合液２０における屈折率整合体の濃度が所望の濃度に達するまでに必要な時間である。所望の濃度に達するまでに必要な時間は、光学接続部品製造装置１０の操作者が試験的に求め、操作部１８７を用いて指定した量である。なお、単位時間あたりの揮発量が分かっている場合には、その揮発量に基づいて所望の濃度に達するまでに必要な時間を求めてもよい。屈折率整合体の濃度が低すぎると、光ファイバｆの先端面ｆ１に付着する屈折率整合液２０の付着量が少なくなってしまう虞がある。また、屈折率整合体の濃度が低すぎると、光ファイバｆの先端面ｆ１から光ファイバｆの周面（側面）に屈折率整合液２０が回り込んでしまう虞もある。逆に屈折率整合体の濃度が高すぎると、光ファイバｆの先端面ｆ１に付着する屈折率整合液２０の付着量が多くなりすぎる虞がある。また、屈折率整合体の濃度が高すぎると、後述するＳ１０の処理において光ファイバｆの先端面ｆ１に付着した屈折率整合液２０と、保持面５２１の上にある屈折率整合液２０とを分断しにくくなり、所謂糸引き現象が発生する虞もある。糸引き現象が発生すると、光ファイバｆの先端面ｆ１に吸着する屈折率整合液２０の量や形状が安定し難くなる。本実施形態では、屈折率整合液２０における屈折率整合体の濃度が所望の濃度に達したときに光ファイバｆを帯電させることで、所望量の屈折率整合液２０を光ファイバｆの先端面ｆ１のみに吸着させることができる。なお、Ｓ３の処理に必要な時間と上記あらかじめ定めた時間の合計時間は、Ｓ５〜Ｓ７の処理に必要な時間よりも長い時間である。これに対し、仮にＳ５〜Ｓ７の処理に必要な時間の方が長い場合は、Ｓ４の処理開始時間を遅延時間分遅らせてＳ３の処理に必要な時間と遅延時間と上記あらかじめ定めた時間の合計時間をＳ５〜Ｓ７の処理に必要な時間よりも長くすればよい。

あらかじめ定めた時間が経過したら（ステップＳ８でＹＥＳ）、制御部１８は、静電気発生装置制御回路１８５に指令を出し、静電気発生装置１３の電極シート１３１に電圧を印加する。電圧を印加することで、光ファイバｆは帯電して先端面ｆ１に屈折率整合液２０が吸着する。そして、所定時間（ここでは１秒間）経過したら電圧の印加を停止させる（ステップＳ９）。上述したように、電圧を印加した時点では、移動ステージ１２２の移動（ステップＳ７の処理）は完了しており、光ファイバｆは近接位置まで移動しているので、光ファイバｆが近接位置にある状態で帯電は開始される。光ファイバｆを帯電させながら近接位置に向かって移動させた場合、光ファイバｆの先端面ｆ１に屈折率整合液２０が吸着し始めるタイミングが不明であり、またそのタイミングも環境温度や湿度によって異なってしまう虞がある。光ファイバｆの先端面ｆ１に吸着する屈折率整合液２０の量は、吸着し始めてから帯電を完了する間の時間によって変化する。このため、そのタイミングが不明であると、屈折率整合液２０が光ファイバｆの先端面ｆ１に吸着する量も不明になってしまう。また、そのタイミングが異なると、屈折率整合液２０が光ファイバｆの先端面ｆ１に吸着する量は一定量にならない。本実施形態では、光ファイバｆを近接位置に移動させてから光ファイバｆを帯電させるので、光ファイバｆの先端面ｆ１に屈折率整合液２０が吸着し始めるタイミングが一定になり、光ファイバｆの先端面ｆ１に吸着する屈折率整合液２０の量を所望の一定量にすることができる。

図６は、屈折率整合液２０が光ファイバｆの先端面ｆ１に吸着した様子を示す図である。なお、図６では、光ファイバｆ、ファイバ載置部材１２６１の一部、静電気発生装置１３の一部、屈折率整合液保持ユニット１５の一部、および保持面５２１に保持された屈折率整合液２０を示し、その他の構成については省略している。

図６に示すように、光ファイバｆが帯電して静電気を帯びると、その静電気によるクーロン力によって、屈折率整合液２０の、縁部５２１１の上に盛り上がった部分が、光ファイバｆの先端面ｆ１に吸着する。上述したように、本実施形態の光学接続部品製造装置１０では、ファイバ検出装置１４が光ファイバｆの先端面ｆ１を検出した位置を基準として移動ステージ１２２を所定距離移動させる。従って、光学接続部品製造装置１０を複数回動作させて複数の光学接続部品を製造する場合でも、光ファイバｆが帯電する際の光ファイバｆの先端面ｆ１と静電気発生装置１３との距離は一定である。この距離を一定にすることで、先端面ｆ１の帯電量は常に一定になり、先端面ｆ１に吸着する屈折率整合液２０の量を再現性よく一定量にすることができる。

電極シート１３１による電圧の印加を停止させた後、制御部１８は、Ｘ軸モータ制御回路１８３に指令を出し、移動ステージ１２２を−Ｘ側に移動させる（ステップＳ１０）。これにより、先端面ｆ１に屈折率整合液２０が付着した光ファイバｆが得られる。ところで、電圧を印加したまま移動ステージ１２２を−Ｘ側に移動した場合、光ファイバｆの先端面ｆ１と保持面５２１の上それぞれに表面張力により付着した屈折率整合液２０が分断しにくくなり、糸引き現象が発生する虞がある。本実施形態では、電圧の印加を停止した後に移動ステージ１２２を−Ｘ側に移動させて光ファイバｆと保持手段５０とを離間する構成としている。この構成により、光ファイバｆの先端面ｆ１と保持面５２１の上それぞれに付着した屈折率整合液２０を分断しやすくなり、糸引き現象の発生が抑制される。糸引き現象の発生を抑制することで、光ファイバｆの先端面ｆ１に付着する屈折率整合液２０の量や形状を一定にすることができる。また、移動ステージ１２２を−Ｘ側に移動させる速度が遅い場合も、糸引き現象が発生する虞がある。本実施形態では、移動ステージ１２２を−Ｘ側に移動させる速度を３ｍｍ／ｓｅｃ以上にしている。なお、糸引き現象の発生をより確実に抑制するために、移動ステージ１２２を−Ｘ側に移動させる速度は、５ｍｍ／ｓｅｃ以上にすることがより好ましい。

屈折率整合液２０は、その液中の溶媒が揮発することで固化し、弾性を有するゲル状の屈折率整合体になる。この屈折率整合体が光ファイバｆの先端面ｆ１に付着した部品が光学接続部品である。なお、溶媒の揮発は、通常環境下でも起こるが、揮発を促進するために強制乾燥させてもよい。

最後に、制御部１８は、回転モータ制御回路１８４に指令を出し、ノズル１６１の先端１６１ａが図１における手前側になる清掃姿勢になるまで回転モータ１５１１を駆動し（ステップＳ１１）、一連の処理を終了する。

光学接続部品製造装置１０の使用者は、保持面５２１の上に残った屈折率整合液２０を拭き取る作業を行う。また、光学接続部品製造装置１０の使用者は、先端面ｆ１に屈折率整合液２０が付着した光ファイバｆをファイバ固定具１２６とともに光学接続部品製造装置１０から取り外す。そして、新たな光ファイバｆをファイバ固定具１２６に固定し、そのファイバ固定具１２６を光学接続部品製造装置１０に取り付ける。その後、操作部１８７に設けられた動作開始ボタンを押すことで、ステップＳ３以降の処理が行われる。これらの動作を繰り返し行うことで、所望個数の光学接続部品が製造できる。

以上説明したように、本実施形態の光学接続部品製造装置１０および光学接続部品製造方法によれば、屈折率整合液２０における屈折率整合体の濃度が所望の濃度に達したときに光ファイバｆを帯電させることで、所望量の屈折率整合液２０を光ファイバｆの先端面ｆ１のみに吸着させることができる。また、糸引き現象も抑制することができる。光ファイバｆの先端面ｆ１に所望量の屈折率整合液２０を吸着させることで、その屈折率整合液２０の溶媒を揮発させた屈折率整合体の量を所望の量にすることができる。これにより、所望量の屈折率整合体が光ファイバｆの先端面に付着した品質の高い光学接続部品を得ることができる。

本発明は上述の実施の形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことが出来る。例えば、本実施形態では、光ファイバｆを屈折率整合液２０側に移動させる構成としたが、光ファイバｆを移動させずに、屈折率整合液保持ユニット１５を移動させることで屈折率整合液２０を光ファイバｆ側に移動する構成としてもよい。また、光ファイバｆと屈折率整合液２０の両方を移動する構成としてもよい。また、本実施形態では、光ファイバｆを、その軸心方向であるＸ軸方向に移動させることで近接位置に移動させる構成としたが、その他の方向に移動させることで近接位置に移動させる構成としてもよく、Ｚ軸方向の軸あるいはＹ軸方向の軸を回転中心軸として回転させることで近接位置に移動させる構成としてもよい。また、本実施形態では、光学部材として光ファイバｆを用いたが、ロッドレンズなどの他の光学部材を用いてもよく、光学部材以外のガラス、セラミックス、プラスチックなどの線状の誘電体を用いてもよい。さらに、本実施形態では、屈折率整合液２０を光ファイバｆの先端面ｆ１に吸着させたが、屈折率整合液２０以外の液状の高分子材料を用いて線状の誘電体の先端面に高分子材料被膜を形成してもよい。また、本実施形態では、保持面５２１に屈折率整合液２０を供給してから光ファイバｆを移動させて近接位置に配置したが、光ファイバｆを近接位置まで移動させてから保持面５２１に屈折率整合液２０を供給してもよい。

なお、以上説明した各変形例の記載それぞれにのみ含まれている構成要件であっても、その構成要件を他の変形例に適用してもよい。

１０光学接続部品製造装置
１３静電気発生装置
１６ディスペンサ
２０屈折率整合液
５０保持手段
１２２移動ステージ
１６１ノズル
５２１保持面
５２２壁部
１２１１移動機構
１２１２Ｘ軸モータ
５２１１縁部
５２２１貫通孔
ｆ光ファイバ

Claims

線状の光学部材の先端面に屈折率整合体が付着した光学接続部品を製造する光学接続部品製造装置において、
揮発性を有する溶媒に前記屈折率整合体が溶解した屈折率整合液を保持する保持手段と、
前記保持手段に前記屈折率整合液を供給する供給手段と、
前記保持手段に供給された前記屈折率整合液を前記光学部材の先端面に吸着させるために該光学部材を帯電させる帯電手段とを備え、
前記帯電手段は、前記供給手段が前記保持手段に前記屈折率整合液を供給してから、該屈折率整合液の溶媒が揮発することで該屈折率整合液における前記屈折率整合体の濃度が所望の濃度に達するまでに必要なあらかじめ定められた時間が経過したときに、前記光学部材を帯電させるものであることを特徴とする光学接続部品製造装置。
前記帯電手段により帯電した前記光学部材の先端面に帯電によるクーロン力によって、前記保持手段に保持された前記屈折率整合液が吸着する近接位置まで、前記保持手段および前記光学部材のうち少なくとも一方を移動させる移動手段を備え、
前記帯電手段は、前記保持手段および前記光学部材のうち少なくとも一方を前記移動手段が前記近接位置まで移動させてから該光学部材を帯電させるものであることを特徴とする請求項１に記載の光学接続部品製造装置。
前記移動手段は、前記帯電手段が前記光学部材への帯電を停止してから、前記保持手段と該光学部材が離間するように該保持手段および該光学部材のうち少なくとも一方を移動させるものであることを特徴とする請求項２に記載の光学接続部品製造装置。
線状の光学部材の先端面に屈折率整合体を付着させる光学接続部品製造方法において、
揮発性を有する溶媒に前記屈折率整合体が溶解した屈折率整合液を保持手段に保持させる保持工程と、
前記保持手段に前記屈折率整合液を供給する供給工程と、
前記保持手段に供給された前記屈折率整合液を前記光学部材の先端面に吸着させるために該光学部材を帯電させる帯電工程とを有し、
前記帯電工程は、前記供給工程によって前記保持手段に前記屈折率整合液が供給されてから、該屈折率整合液の溶媒が揮発することで該屈折率整合液における前記屈折率整合体の濃度が所望の濃度に達するまでに必要なあらかじめ定められた時間が経過したときに、前記光学部材を帯電させる工程であることを特徴とする光学接続部品製造方法。
前記保持工程で保持された前記屈折率整合液が、前記帯電工程により帯電した前記光学部材の先端面に帯電によるクーロン力によって吸着する近接位置まで、前記保持手段および前記光学部材のうち少なくとも一方を移動させる第１の移動工程を有し、
前記帯電工程は、前記保持手段および前記光学部材のうち少なくとも一方を前記近接位置まで移動させてから該光学部材を帯電させる工程であることを特徴とする光学接続部品製造方法。
前記帯電工程における帯電を停止してから、前記保持手段と前記光学部材が離間するように該保持手段および該光学部材のうち少なくとも一方を移動させる第２の移動工程を有することを特徴とする請求項５に記載の光学接続部品製造方法。