JP3084471B2 - 光コネクタフェルール端面の研磨方法 - Google Patents

光コネクタフェルール端面の研磨方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを中心に固
定したコネクタフェルールの先端を凸球面に形成する方
法に関し、光ファイバ面とフェルール面を段差なく研磨
するとともに、光ファイバ面を超精密に研磨して反射戻
り光と接続損失の低減によりコネクタの高性能化を達成
するものである。
【従来の技術】通常、光ファイバ同士の接続は、光ファ
イバ をフェルールと呼ぶセラミック丸棒の軸中心に接
着固定し、このフェルール同士を円筒スリーブ内で対向
整列させている。そして、フェルール先端面は光ファイ
バを頂点に凸球面研磨仕上げすることで、外部からのわ
ずかの押圧力でファイバ対向間を隙間をなく(1μm以
下)突き合わせ安定した性能を得ている。上記フェルー
ル端面を研磨する場合において、光ファイバを囲むフェ
ルールの材質がセラミック(アルミナ、ジルコニア)で
あるため、ファイバとフェルールの堅さが違うので研磨
の進捗が異なる。すなわち、ファイバ部のみ優先的に研
磨され、フェルール先端の中心に引き込みがでてくる。
この引き込み量は光システムの大容量・高速化に従いま
すます小さく押さえる要求がなされ、最近では0.05
μm以下という厳しい凸球面研磨技術が必須となってき
ている。従来の光コネクタフェルールの先端の研磨方法
を、第1図に示す。樹脂製のフィルム11に一定張力を
付与したものを研磨シートとして用い、この研磨シート
面に光コネクタフェルール8の先端を押圧し、研磨シー
ト面上にダイアモンドあるいはSi02等の微小砥粒1
2(スラリーと呼ばれている)を研磨材剤として供給
し、光コネクタフェルールの先端をフィルム面に対して
相対的に摺動させて研磨形成を行っていた。研磨シート
と研磨材の組合せとしては以下の3つがあった。まず、
第一の組合せは研磨シートとしてセルロース系の樹脂フ
ィルムを研磨シートを、研磨材として粒子径の異なるS
i02系のコロイド粒子を水に混合したものを用いるも
のである。この場合、コロイド状になりやすい粒子とそ
うでない粒子とがそれぞれ研磨加工能力を異なることを
活かしてセラミック材のフェルール部とファイバ部の先
端を研磨する。この結果、フェルールと光ファイバの段
差が0.05μm以下の研磨加工が実現している。第2
の組合せは、ダイアモンドの微粒子を塗布・固定した研
磨シートとSi02系の微粒子研磨剤の組み合わせ、第
3の組合せはアルミナの微粒子を塗布・固定した研磨シ
ートと水研磨液との組み合わせである。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た研磨方法では以下に示す問題があった。すなわち、第
一の組合せによるものでは、研磨シートがセルロース系
樹脂からなるため、Si02系のコロイド粒子からなる
アルカリ性のコロイド研磨溶液及び洗浄剤として使われ
るアルコールに弱く、また吸水性があるため化学的劣化
と同時にシートの変形等の機械的強度劣化につながる難
点があった。さらにSi02溶液にて研磨性能を確保す
るためには、超音波洗浄機による研磨粒子 の攪拌等に
より均等な混合を行うことが必要であり、使用と管理に
限定が多いという欠点があった。これらの影響により、
研磨性能が著しく変化しセラミックフェルール端面から
ファイバのへこみやとびだしが発生し、ファイバの段差
を0.05μm以下に制御することが出来ず、安定した
コネクタ接続性能が得られにくいという問題があった。
また第二の組合せによるものでは、微粒子と言えどもダ
イヤモンドは硬く鋭いためキズが入りやすく、ファイバ
端面に研磨変質層が多く形成される。このため屈折率の
異なるファイバと変質層とで反射戻り光を大きく発生さ
せ、コネクタ性能を劣化させるという難点がある。ま
た、研磨シート自身も高価となる。第三の組合せによる
ものでは、ファイバのへこみが0.1μm以上となって
しまい要求条件を満足することはできない。上述したよ
うに、従来の第一、第二、そして第三の組合せによる研
磨では、光ファイバの表面に加工歪みが残留したり、光
コネクタフェルールの先端にファイバのへこみやとびだ
しなどの大きな段差が発生し、廉価で安定した超高品質
の光コネクタ フェルールを研磨する技術とはなってい
なかった。本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、
光ファイバ表面への研磨変質層の発生と、光コネクタ
フェルールの表面からのファイバの段差の発生を同時に
になくして光コネクタ フェルールの先端を廉価で安定
した超高品質に研磨することができる高性能光コネクタ
フェルールの研磨法を提供することを目的とする。
【問題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はフェルールの中心に光ファイバを挿入固定
した高性能光コネクタフェルールの端面研磨方法であっ
て、アルミナ系の微粒子を板状粒子にして樹脂フィルム
上に積層させて研磨フィルムとし、このフィルムを弾性
シートの上に張り付けて研磨定盤とし、Si02のコロ
イド粒子を研磨剤の主成分として、被研磨フェルールを
研磨盤の研磨フィルム面に押しつけ、該研磨剤を前記フ
ィルム面に供給しながら、前記光コネクタフェルールの
先端と前記フィルム面とを相対的に摺動させて前記光コ
ネクタフェルールの先端を凸球面研磨することを特徴と
する。
【作用】研削能力の少ない微粒子アルミナを塗布・固定
した樹脂フィルムと、コロイダル系の微少砥粒Si02
とを組合わせて研磨することにより、ファイバの段差が
少なく、しかも研磨変質層がが小さいファイバ面が廉価
で安定して研磨できる。
【実施例】図2は本発明の実施例に係わる研磨方法の説
明図を示している。すなわち、樹脂フィルム1の上にア
ルミナ系の微粒子2を塗布・固定した研磨フィルム3、
前記研磨フィルム3を基台5の上の弾性シート4の上に
張り付けて構成される研磨定盤5、Si02のコロイド
粒子を主成分とする研磨剤6、光ファイバ7を内部に接
着固定した被研磨フェルール8、前記フェルールを保持
・固定する治具9、そして前記研磨定盤5の回転駆動装
置10から構成される。研磨方法は、前記研磨定盤5の
アルミナ研磨フィルム3の上面にフェルール7を押しつ
け、研磨剤6を研磨フィルム面に供給しながら、前記光
コネクタフェルールの先端と前記研磨フィルム面とを相
対的に摺動させて前記光ファイバを含む光コネクタフェ
ルールの先端面を研磨する。このような研磨方法を最終
研磨工程に用い、約1分間前後行うことにより、光コネ
クタフェルール7の先端を光ファイバ7を頂点とする5
ー100mm程度の曲率半径を有する凸球面に研磨する
ことができる。その時の、コネクタフェルール7の先端
形状を表面粗さ計を用いて測定した結果を第3図に示
す。これより、フェルール8と光ファイバ7の段差は
0.05μm以下であり、光ファイバの表面粗さは0.
001μm以下である。さらに、光コネクタフェルール
の反射減衰量は40dB以上が得られている。ここでア
ルミナ系の微粒子2を塗布・固定した研磨フィルム3と
Si02のコロイド粒子を主成分とする研磨剤6につい
て詳細を説明する。まず、粒子径が0.5μm程度のア
ルミナ系の微粒子2を第4図に示すように、吹きつけな
どによって、微粒子を樹脂フィルム1の上に互い違いに
ブロック状に積層し、板状アルミナと呼ばれる構造にし
ている。このため、通常の同一粒径を持つアルミナを均
一に積層した場合にくらべ、微粒子研磨砥粒である粒径
0.03μmであるSi02を積層されたアルミナ粒子
間に保持しやすくなり、コロイダルSi02の効果が永
続的に発揮される。すなわち、Si02の効果がフィル
ム上に塗布・固定されたアルミナ粒子より大きく作用し
て、フェルール端面のセラミック部の加工が進む。同時
に、押しつけによってコロイダルシリカが保持されてい
ないフェルール端面中心付近ではアルミナ微粒子で石英
ファイバに対する研磨が行える。この結果、ファイバの
へこみが0〜0.05μmと小さく、表面を平滑に仕上
げることができる。通常アルミナの場合、粒子径を0.
5μmより大きくすると、アルミナの加工能力が高くな
るがセラミックフェルールに着目した加工が劣り、ファ
イバのみ加工が進み、ファイバへこみが大となる。逆
に、粒子径を小さくしても、Si02微粒子が保持され
にくくなり、アルミナ粒子の研磨能力が勝り、上記と同
じくファイバのみへ研磨が進みへこみがでる。一方、コ
ロイドSi02は粒子径が平均0.03μmの単一超微
粒子を用いており、水の中に主成分であるSi02と、
ごく僅かのセルロースとを混在させた研磨剤である。こ
のため、上記の板状アルミナフィルムへの混入・保持さ
れやすく、かつ研磨剤の攪拌や管理に細心の注意を払う
必要がなく、上記研磨フィルムと組合わせることで安定
した研磨性能が容易に得られるという特徴をもつ。ま
た、ダイアモンド砥粒を塗装・固定した研磨フィルム
や、セルロース系樹脂フィルムに比べ、本シートの粒子
は廉価であり、また、セラミックを使用している為、化
学的・機械的に安定な性質もつことも大きな特徴であ
る。なお、本発明の研磨方法は第2図の弾性シートの上
に研磨フィルムを貼る構成で説明してきたが、第1図の
研磨フィルム単独で張力を与えた構成についても同様な
効果が得られることは当然である。
【発明の効果】本発明は以上説明したように、アルミナ
系微粒子を樹脂フィルムに塊状に塗布・固定した研磨フ
ィルムと、Si02超微粒子の研磨剤とを組合わせ、こ
の研磨剤を研磨フィルムに供給したことで、板状アルミ
ナが積層された研磨フィルムの上でコロイド状のSi0
2の超微粒子がセラミックフェルールに有効に作用して
研磨能率を高め、さらにアルミナ微粒子が光ファイバ面
を平滑に研磨し、加工性の異なるフェルールとファイバ
とを均等に加工することができるという効果がある。ま
た、セルロースを含ませたコロイダルシリカ系の研磨液
は、従来のコロイダルシリカと比べると、セルロース
が、Si02を保持する役割をもっており、アルミナシ
ートの粒子形状を適切に選定することにより、上記した
効果が得られる。結果として、光ファイバの加工時に発
生した研磨変質層を低減することができ、光の反射戻り
光を極めて少なく抑えられ、かつフェルール面からの光
ファイバの引き込み量が少ない高性能な光コネクタフェ
ルールが安価で安定し得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の発明の研磨方法である。
【図2】本発明の一実施例に係わる研磨方法の説明図で
ある。
【図3】本研磨法によってえられたフェルール端面の形
状である。
【図4】本発明の研磨方法で用いる研磨フィルムのアル
ミナ微粒子の積層構造を示す図である。
【符号の説明】
1 樹脂フィルム 2 アルミナ系微粒子 4 弾性体 6 コロイダルシリカ系のSi02研磨剤 8 光コネクタフェルール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 信雄 東京都江東区亀戸6丁目31番1号 セイ コー電子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−109969(JP,A) 特開 平1−109082(JP,A) 特開 平4−100008(JP,A) 特開 平7−70554(JP,A) 特開 平6−190725(JP,A) 特開 昭59−74519(JP,A) 米国特許5136820(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/00 335 B24B 19/00 603 G02B 6/36 B24D 11/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミナ系の微粒子層を樹脂フィルムに
    設けた研磨シートフィルム面上に、SiO2のコロイダ
    ル粒子を主成分とする研磨剤を供給し、光コネクタフェ
    ルールの先端と前記フィルム面とを相対的に摺動させて
    光ファイバを含む前記光コネクタフェルール先端面を研
    磨することを特徴とする光コネクタフェルール端面の研
    磨方法。
  2. 【請求項2】 板状のアルミナ系の微粒子を樹脂フィル
    ムに積層させた研磨シートフィルム面上に、SiO2
    コロイダル粒子を主成分とする研磨剤を供給し、光コネ
    クタフェルールの先端と前記フィルム面とを相対的に摺
    動させて光ファイバを含む前記光コネクタフェルール先
    端面を研磨することを特徴とする光コネクタフェルール
    端面の研磨方法。
  3. 【請求項3】 前記研磨剤がセルロースを含むことを特
    徴とする請求項1記載の光コネクターフェルール端面の
    研磨方法。
  4. 【請求項4】 前記アルミナ系の微粒子が板状に積層さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の光コネクタフ
    ェルール端面の研磨方法。
  5. 【請求項5】 前記アルミナ系の微粒子が段差を持つよ
    うに積層されていることを特徴とする請求項1または2
    記載の光コネクタフェルール端面の研磨方法。
  6. 【請求項6】 光コネクタフェルールの端面研磨方法で
    あって、板状のアルミナ系の微粒子を樹脂フィルム上に
    積層した研磨フィルムを弾性シートの上に貼り付けて研
    磨定盤とし、光コネクタフェルール端面を前記研磨定盤
    の前記研磨フィルム面に押しつけると共に、微粒子のコ
    ロイダルシリカ系のSiO2を主成分としセルロースを
    含む研磨剤を前記研磨フィルム面に供給し、前記光コネ
    クタフェルールの先端と前記フィルム面とを相対的に摺
    動させて光ファイバを含む前記光コネクタフェルール端
    面を研磨することを特徴とする光コネクタフェルール端
    面の研磨方法。
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