JP3140719B2 - 光ファイバ先端の面取り加工装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの先端
面の外周部を研磨面で研磨して円錐状に面取りする光フ
ァイバ先端の面取り加工装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信の長距離化やネットワーク化が急
速に発達し、今後、マルチメディア社会の構築に向け
て、大規模な光ＬＡＮ（Local Arca Network）やＦＴＴ
Ｈ（Fiber To The Home ）を実現し、より高度化された
光ネットワークサービスを提供していくことが急務とな
っている。このような光ネットワークを実現するために
は、高性能かつ高信頼性であり、多芯で高密度であり、
低コストな光コネクタが不可欠となっている。

【０００３】このような要求を満たす光コネクタとし
て、ＦＰＣ（Fiber Physical Contact）形光ファイバコ
ネクタが特願平８−７７２８２号において発明されてい
る。このＦＰＣ形光コネクタでは、光接続が行われる光
ファイバの先端付近は素線の状態であり、光接続される
２本の光ファイバは、先端を対向させて整列孔の中に挿
入され、光軸が一致した状態で端面同士が突き当てられ
る。この際、光ファイバの整列孔の外の部分を座屈させ
てたわませることにより、それが直線状に戻ろうとする
復元力により、軸方向に荷重が印加される。この力を座
屈力と呼ぶことにする。この座屈力により光ファイバの
先端面同士は常時突き当てられ、少なくともコア付近で
は両面は面接触し、空隙が消滅する。すなわち、光ファ
イバ同士は、ＰＣ（Physical Contact）接続されること
になる。これにより、反射の原因となる空気とファイバ
材料との境界が消滅し、反射量は非常に小さくなる。

【０００４】上述した特願平８−７７２８２号によれ
ば、ＦＰＣ形光コネクタは光ファイバと平板基板型光導
波路との光接続にも適用することができる。この場合
は、光導波路と光ファイバとの光軸を合わせるための整
列孔を光導波路端面に設けておき、光ファイバをその整
列孔に挿入して、光ファイバ先端と光導波路端面が突き
当てられる。この際、光ファイバは座屈し、上記と同様
の原理により光導波路と光ファイバとが光接続される。

【０００５】ＦＰＣ形光コネクタにおいて、光ファイバ
の先端面同士、あるいは光ファイバの先端面と光導波路
の端面が突き当てられたときに、光ファイバの座屈力程
度の力で十分安定したＰＣ接続を実現するためには、光
ファイバの先端を適当に加工、成形する必要がある。こ
の成形方法には次の３つの方法がある。第１の方法は、
光ファイバの先端を球面状に研磨する方法である。しか
し、この方法においては、光ファイバ先端を前記のよう
に研磨することは比較的手間がかかり、また研磨された
表面に加工変質層が形成され反射を引き起こす原因とな
る。第２の方法は、光ファイバ先端を長手軸に対して垂
直かつ平面になるように研磨する方法である。しかし、
この方法でも研磨による加工変質層が接続時における反
射特性を劣化させることになる。第３の方法は、光ファ
イバを劈開することにより垂直かつ平面な先端面を形成
する方法である。この成形方法は、上記２つの研磨作業
と比較して、非常に短時間かつ簡単な作業で行うことが
でき、また同時に複数本を行うことも容易である。しか
し一般的に、図４に示すように、劈開により形成された
光ファイバ先端面において、外周部の一部が多少凸とな
ったバリが形成されることがある。そして、他の光ファ
イバあるいは光導波路の端面と突き合わせたときに、こ
のバリによってコア付近における面接触が妨げられるこ
とになる。

【０００６】そこで、図５に示すように、クラッド外周
部が円錐形状になるように面取りが行われている。ここ
で、同図に示すように、研磨された傾斜面と光ファイバ
の長手軸の成す角度を面取り角αと定義しておく。光フ
ァイバ先端のバリのある外周部分だけを選択的に研削や
研磨によって除去することも考えられるが、顕微鏡で観
察しながらの非常に細かい作業であり、かえって時間と
手間を要してしまう。

【０００７】光ファイバの先端を上記のように面取りす
ることにより、以下のような利点も得られる。先端の平
面部分の面積が減少するので、端面同士を突き当てたと
きにこの部分に応力が集中するようになる。これによ
り、より小さな座屈力により、コア付近での面接触が実
現されることになる。あるいは、同じ座屈力ならば、光
接続を行うときにＰＣ接続の確実性を高めることができ
る。また、接続時において、光ファイバ先端が整列孔に
挿入されるとき、整列孔の中心軸と光ファイバの軸が多
少ずれていても、光ファイバ先端がテーパ形状になって
いることから、ファイバ先端はスムーズに整列孔に挿入
されることになる。

【０００８】光ファイバ先端を円錐状に面取りする従来
の方法を図６に示す。１１は先端部の面取りが行われる
光ファイバで、１３は光ファイバ１１を支持するホルダ
である。ここで、光ファイバ１１は、研磨板１２の研磨
面１２ａに対して傾いた状態でホルダ１３に支持され
る。研磨面１２ａと光ファイバ１１の長手軸とが成す角
度をθと定義しておく。研磨面１２ａは、ヤスリ状にな
っているか、あるいは研磨砥粒が塗布されている。研磨
面１２ａが研磨板１２とともに回転しているとき、研磨
面１２ａに接触した光ファイバ１１の部分は研磨、除去
される。

【０００９】実行の手順は、まず光ファイバ１１の先端
１１ａを研磨面１２ａと接触させる。このとき、先端１
１ａの外周部のみが研磨面１２ａと接触する。研磨板１
２を回転させるとともに、ホルダ１３を回転させて、上
記の状態のまま光ファイバ１１を軸回りに回転させる。
以上の工程により、ファイバ先端の外周部は円錐状に面
取りされる。研磨は、面取りの量が適度になった時点で
終了させる。

【００１０】図５で示した面取りの角度αは、研磨時の
ファイバの傾き角度θとほぼ等しくなるので、面取り角
αは、傾き角度θによって調整することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法で
は、面取りする光ファイバ１１が長尺の場合、または面
取りする端部と反対の他の端部に光モジュールなどが取
り付けられている場合などには、光ファイバ１１の軸回
りの回転を一定の方向に多数回、回転させることは困難
となる。この場合、光ファイバ１１の先端付近以外も回
転させるための装置を付加する必要がある。あるいは、
回転方向を定期的に交互に変えることも考えられるが、
方向変換による回転速度の変動により、外周部の面取り
量が均一でなくなる。すなわち、光ファイバ先端１１ａ
が正確に円錐状に面取りされれば、先端の平面の部分は
円形となるが、この方法ではこれが円形にならなくな
る。このようになった場合、光ファイバ１１の先端面１
１ａを突き合わせたとき、突き合わせられた面における
応力の分布が不均一になる。また、回転方向を定期的に
変更する機構は、装置を複雑にする。

【００１２】更に、従来の方法において、複数のホルダ
１３を用意し、各々のホルダ１３に支持された各光ファ
イバ１１を異なる位置かつ研磨板１２の回転軸からの距
離が等しい位置にそれぞれ接触させることにより、複数
の光ファイバ１１を同時に処理することが可能である。
しかし、各々のホルダ１３を独立させて回転させなけれ
ばならず、この方法を実行する装置が複雑かつ大規模に
なってしまう。更に、各光ファイバを独立して回転させ
なければならないので、多芯コードに納められた複数の
芯線を同時に処理する場合には、各芯線ごとに分離する
部分の長さを十分に長くしない限り、作業は困難であ
る。

【００１３】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、１本のみでなく複数本の光フ
ァイバおよび単芯のみならず多芯の光ファイバをも同時
に簡単かつ経済的に先端の面取りを行うことができる光
ファイバ先端の面取り加工装置および方法を提供するこ
とにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明は、光ファイバの先端面を研
磨して面取りする光ファイバ先端の面取り加工装置であ
って、前記光ファイバの先端面を研磨する研磨面と、前
記光ファイバを前記研磨面に対して垂直に保持するホル
ダと、該ホルダに保持された光ファイバの先端が前記研
磨面に当接して該光ファイバが所定量たわむようにホル
ダの端面から研磨面までの距離をホルダの端面から光フ
ァイバの先端までの距離よりも短く位置決めする位置決
め機構と、前記光ファイバの先端面の外周部の全体が均
一に前記研磨面に接触するように前記ホルダと前記研磨
面を該研磨面に平行な円軌道で相対運動させる駆動機構
と、前記位置決め機構は、前記ホルダを前記研磨面に対
して上下に微移動させる上下微動機構と、前記位置決め
機構によって先端が前記研磨面に当接して、たわむよう
に位置決めされた前記光ファイバのたわみ支点を上下に
微移動させるべく前記ホルダの端面と光ファイバの先端
との間で光ファイバを上下微動可能に支持する支点微動
機構とを有することを要旨とする。

【００１５】請求項１記載の本発明にあっては、光ファ
イバをホルダで研磨面に対して垂直に保持し、光ファイ
バの先端が研磨面に当接して光ファイバが所定量たわむ
ようにホルダの端面から研磨面までの距離をホルダの端
面から光ファイバの先端までの距離よりも短く位置決め
し、光ファイバの先端面の外周部の全体が均一に研磨面
に接触するようにホルダと研磨面を研磨面に平行な円軌
道で相対運動させるため、光ファイバの研磨面との接触
点における加工圧は光ファイバの外周部のすべての点で
等しくなるとともに、光ファイバのたわみの方向は研磨
面との摩擦力によりホルダの回転の接線方向とほぼ逆方
向を常に向き、ホルダが円軌道を一周する間に光ファイ
バの外周部の各点は同一の研磨面との相対運動を経験
し、加工量が加工圧と相対運動量の積に比例することか
ら光ファイバ先端の外周部全体にわたり均一な加工量が
得られ、形状精度の良い面取り加工が可能となる。ま
た、上下微動機構によりホルダを研磨面に対して上下に
微移動させ、支点微動機構により光ファイバのたわみ支
点を上下に微移動可能に支持することにより、光ファイ
バ先端の研磨面に対する接触角を微調整することがで
き、また光ファイバ先端の面取り加工中に、ホルダを持
ち上げるとともに支点微動機構も持ち上げることによ
り、光ファイバの先端に異なったテーパ角を持った端面
を形成することができる。

【００１６】また、請求項２記載の本発明は、前記駆動
機構は、前記研磨面を固定する固定部と、前記ホルダを
公転させるための回転円盤と、該回転円盤を回転させる
ためのモータと、前記ホルダを自転し得るように前記回
転円盤に取り付ける取付手段と、前記回転円盤が１回転
する間に前記ホルダを逆方向に１回転自転させるように
前記回転円盤の回転を前記ホルダに伝達する減速機構と
を有することを要旨とする。

【００１７】請求項２記載の本発明にあっては、モータ
によって回転円盤を回転させ、回転円盤の回転を減速機
構を介してホルダに伝達して、回転円盤が１回転する間
にホルダを逆方向に１回転自転させるため、光ファイバ
の先端面の外周部の全体が均一に研磨面に接触するよう
にホルダと研磨面を研磨面に平行な円軌道で相対運動さ
せることができ、光ファイバの外周部全体にわたり均一
な加工量が得られ、形状精度の良い面取り加工が可能と
なる。

【００１８】更に、請求項３記載の本発明は、請求項１
または２記載の発明において、前記研磨面は、弾性体で
形成されていることを要旨とする。

【００１９】請求項３記載の本発明にあっては、研磨面
が弾性体で形成されているため、光ファイバ先端を曲面
加工することもできる。

【００２０】請求項４記載の本発明は、光ファイバの先
端面を研磨する研磨面と、前記光ファイバを前記研磨面
に対して垂直に保持するホルダと、該ホルダに保持され
た光ファイバの先端が前記研磨面に当接して該光ファイ
バが所定量たわむようにホルダの端面から研磨面までの
距離をホルダの端面から光ファイバの先端までの距離よ
りも短く位置決めする位置決め機構と、前記光ファイバ
の先端面の外周部の全体が均一に前記研磨面に接触する
ように前記ホルダと前記研磨面を該研磨面に平行な円軌
道で相対運動させる駆動機構と、前記位置決め機構は、
前記ホルダを前記研磨面に対して上下に微移動させる上
下微動機構と、前記位置決め機構によって先端が前記研
磨面に当接して、たわむように位置決めされた前記光フ
ァイバのたわみ支点を上下に微移動させるべく前記ホル
ダの端面と光ファイバの先端との間で光ファイバを上下
微動可能に支持する支点微動機構とを有する光ファイバ
先端の面取り加工装置を用いた光ファイバ先端の面取り
方法であって、光ファイバ先端の面取り加工中に、前記
位置決め機構により前記ホルダを持ち上げるとともに、
前記支点微動機構も持ち上げ、前記光ファイバの先端に
異なったテーパ角を持った端面を形成することを要旨と
する。

【００２１】請求項４記載の本発明にあっては、光ファ
イバをホルダで研磨面に対して垂直に保持し、光ファイ
バの先端が研磨面に当接して光ファイバが所定量たわむ
ようにホルダの端面から研磨面までの距離をホルダの端
面から光ファイバの先端までの距離よりも短く位置決め
し、光ファイバの先端面の外周部の全体が均一に研磨面
に接触するようにホルダと研磨面を研磨面に平行な円軌
道で相対運動させるため、光ファイバの研磨面との接触
点における加工圧は光ファイバの外周部のすべての点で
等しくなるとともに、光ファイバのたわみの方向は研磨
面との摩擦力によりホルダの回転の接線方向とほぼ逆方
向を常に向き、ホルダが円軌道を一周する間に光ファイ
バの外周部の各点は同一の研磨面との相対運動を経験
し、加工量が加工圧と相対運動量の積に比例することか
ら光ファイバ先端の外周部全体にわたり均一な加工量が
得られ、形状精度の良い面取り加工が可能となる。ま
た、上下微動機構によりホルダを研磨面に対して上下に
微移動させ、支点微動機構により光ファイバのたわみ支
点を上下に微移動可能に支持することにより、光ファイ
バ先端の研磨面に対する接触角を微調整することがで
き、また光ファイバ先端の面取り加工中に、ホルダを持
ち上げるとともに支点微動機構も持ち上げることによ
り、光ファイバの先端に異なったテーパ角を持った端面
を形成することができる。

【００２２】また、請求項５記載の本発明は、請求項４
記載の発明において、前記ホルダを連続的に上昇させる
ことにより光ファイバ先端を曲面または球面加工するこ
とを要旨とする。

【００２３】請求項５記載の本発明にあっては、光ファ
イバ先端の面取り加工中に、ホルダを連続的に上昇させ
ることにより光ファイバ先端を曲面または球面加工する
ことができる。

【００２４】更に、請求項６記載の本発明は、請求項４
または５記載の発明において、光ファイバの先端面を研
磨する研磨面と、前記光ファイバを前記研磨面に対して
垂直に保持するホルダと、該ホルダに保持された光ファ
イバの先端が前記研磨面に当接して該光ファイバが所定
量たわむようにホルダの端面から研磨面までの距離をホ
ルダの端面から光ファイバの先端までの距離よりも短く
位置決めする位置決め機構と、前記光ファイバの先端面
の外周部の全体が均一に前記研磨面に接触するように前
記ホルダと前記研磨面を該研磨面に平行な円軌道で相対
運動させる駆動機構と、前記位置決め機構は、前記ホル
ダを前記研磨面に対して上下に微移動させる上下微動機
構と、前記位置決め機構によって先端が前記研磨面に当
接して、たわむように位置決めされた前記光ファイバの
たわみ支点を上下に微移動させるべく前記ホルダの端面
と光ファイバの先端との間で光ファイバを上下微動可能
に支持する支点微動機構とを有する光ファイバ先端の面
取り加工装置を用いた光ファイバ先端の面取り方法であ
って、前記光ファイバを前記ホルダに固定し、前記支点
微動機構に対して前記光ファイバが可動である状態にお
いて、前記ホルダを上昇させるとともに前記支点微動機
構を下げることにより、前記光ファイバのたわみ変形を
している部分の光ファイバの長さを短くし、これにより
剛性を上げ、接触角をほぼ同一に保ったまま加工圧を高
くすることを要旨とする。

【００２５】請求項６記載の本発明にあっては、光ファ
イバ先端の面取り加工中に、ホルダを上昇させるととも
に前記支点微動機構を下げることにより、前記光ファイ
バのたわみ変形をしている部分の光ファイバの長さを短
くし、これにより剛性を上げ、接触角をほぼ同一に保っ
たまま加工圧を高くすることができ、さらには加工角度
と加工圧を独立に設定することができるようになる。

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【発明の実施の形態】まず、図面を用いて本発明に係る
参考例について説明する。

【００３１】図１は、参考例としての光ファイバ先端の
面取り方法を実施する構成を示す斜視図である。同図に
おいて、１は光ファイバ、１ａは光ファイバ１の先端
部、３は光ファイバのホルダ、２は研磨面である。ま
た、４は光ファイバ先端１ａの運動の軌道と運動方向を
表したものである。図２は、軌道４の番号付けされた各
点に光ファイバ先端１ａが存在するときの光ファイバ先
端１ａ付近の状態と運動方向を示したものである。

【００３２】まず、光ファイバ１を研磨面２に対して垂
直になるようにホルダ３に支持させる。ここで、図１に
示すように、ホルダ３の端面からファイバ先端１ａまで
の距離をＬ、ホルダ３の端面から研磨面２までの距離を
ｄとする。次に、Ｌよりもｄの方が小さくなるようにホ
ルダ３を研磨面２に接近させる。このとき、光ファイバ
１のホルダ３の端面から突き出た部分は、たわんで屈曲
する。この状態において、ｄを一定として、ホルダ３を
軌道４に沿って円軌道を描くように研磨面２上を運動さ
せる。軌道４の直径は、光ファイバ１の突き出した長さ
Ｌよりも十分に長くなるようにする。この際、ホルダ３
の方向は、常時、一定方向を向くようにする。これを言
い換えれば、ホルダ３の辺Ａ−Ａ′と研磨面の辺Ｂ−
Ｂ′は常時、平行となる。

【００３３】ホルダ３が円軌道４に沿って移動すると同
時に、光ファイバ先端１ａも円軌道４に沿って移動す
る。図２に示すように、矢印で示す光ファイバ１の運動
方向と反対方向に光ファイバ１は常に屈曲し、光ファイ
バ１は先端１ａ付近において、研磨面に対して適当な角
度だけ傾斜する。ここで図１に示すように、光ファイバ
１と研磨面２とが成す角度をθとする。これにより、光
ファイバ先端１ａにおいて外周部の角のみが研磨面２と
接触し、この部分が研磨、除去される。更に、このと
き、光ファイバ１が円軌道４を周回運動するとともに、
光ファイバ先端１ａの外周部の研磨面２との接触点は、
その外周部を周回する。

【００３４】これを具体的に説明すると、まず図２に示
すように、光ファイバ先端１ａの外周部に９０°間隔で
仮想の点ａ〜ｄをとる。ファイバ先端１ａが軌道４の
に存在するときは、光ファイバ１は−ｘ方向に運動して
おり、ａ点が接触点となる。同様に、軌道４の、、
に存在するときは、それぞれｂ点、ｃ点、ｄ点が接触
点となる。以上のように接触点が外周部を周回すること
により、外周部は均一に面取りされ、ファイバ先端１ａ
は円錐面状の形状となる。

【００３５】さて、光ファイバ１をホルダ３に取り付け
た後、ホルダ３を研磨面２に接近させ、規定の間隔ｄに
設定し、光ファイバ１を屈曲させる際は、屈曲の方向が
定まるように、常にホルダ３を周回運動させながら、ホ
ルダ３を徐々に研磨面２に近づけていくようにする。ホ
ルダ３を周回運動させないまま、ホルダ３を研磨面２に
近づけて光ファイバ１を屈曲させると、光ファイバ１は
ランダムな方向に屈曲し、その後ホルダ３を周回運動さ
せたときに、光ファイバ１が折れる可能性がある。

【００３６】ホルダ３の周回運動の方向は、右回りある
いは左回りのいずれでも構わない。あるいは、８の字を
描くようにして運動させることも考えられる。

【００３７】光ファイバ先端１ａの面取り量は、予めホ
ルダ３の周回数と面取り量の関係を調べておくことによ
り、制御することができる。また、Ｌを小さくすると、
光ファイバ先端１ａが研磨面２に接触する力が大きくな
り、単位時間の研磨量が多くなる。但し、光ファイバ先
端１ａの研磨された面の表面粗さや、光ファイバ１の折
れ易さを考慮して、Ｌを調整する必要がある。

【００３８】光ファイバ先端１ａの面取り角α（図５）
はθとほぼ等しくなり、以下のようにして任意に調整す
ることができる。Ｌに対してｄを小さくすると、光ファ
イバ１の屈曲の程度が大きくなるので、θは小さくなり
面取り角αは小さくなる。なお通常、研磨中はｄは一定
としておくが、必ずしも一定にしておく必要はない。研
磨時において、ｄを変化させることにより、軸方向に沿
ってαが変化するようになる。例えば、ファイバ先端の
研磨された面が凸球面形状になるように研磨することも
できる。

【００３９】以上では、研磨面２が固定され、ホルダ３
が円軌道で運動する場合を示したが、一般的には、研磨
面２に対するホルダ３ないし光ファイバ１の相対運動が
円軌道に沿っていればよい。但し、研磨面２に対するホ
ルダ３の相対的な方向は一定とする。従って、ホルダ３
を固定して、研磨面２を一定の方向に向けたまま周回さ
せてもよい。あるいは、ホルダ３をｘ方向に沿ってｓｉ
ｎ関数で、研磨面２をｙ方向に沿ってｃｏｓ関数で時間
的に往復運動させることも考えられる。

【００４０】図３は、他の参考例を示す図である。同図
における研磨の原理は第１の実施形態と同様であるが、
一括して多数本の光ファイバ１を処理するものである。
ホルダ３１には複数本の光ファイバ１が取り付けられ
る。但し、ホルダ３１からの光ファイバ１の突き出し長
さＬと、研磨時におけるホルダ３１と研磨面２との距離
ｄは、すべての光ファイバ１について同じになるように
する。各光ファイバ１は、円軌道４に沿って運動する。
ホルダ３１における各光ファイバ１の位置が異なるのに
対して、各光ファイバ１の先端１ａは、常にすべて同じ
運動を行う。すなわち、すべての光ファイバ先端１ａが
受ける研磨作用は同一になる。これにより、すべての光
ファイバ先端１ａが円錐形状に面取りされるだけでな
く、面取り角αや面取り量が同一になる。

【００４１】更に、研磨時において、すべての光ファイ
バ１は同一の方向に屈曲するので、たとえ各光ファイバ
１を近接してホルダ３１に取り付けても、各光ファイバ
１同士は接触しない。以上のように研磨結果が光ファイ
バ１の位置に依存せず、高密度に光ファイバ１を配置す
ることができるので、光ファイバ１は１次元あるいは２
次元のアレイ状に配置してホルダ３１に取り付けること
ができる。以上のことから、多芯ケーブルやリボンファ
イバの個々の芯線も一括して処理することも容易であ
る。また、研磨を実行するための光ファイバの１本当た
りの負荷は僅かであり、一括して処理する光ファイバの
本数を多くしても、本方法を実施する装置が大規模化し
たり複雑化することはない。

【００４２】なお、以上のような研磨方法を応用するこ
とにより、光コネクタのフェルール先端の凸球面研磨を
行うことができる。上記と同様の装置において、光ファ
イバの代わりにフェルールを取り付け、また研磨面を弾
性のある比較的柔らかい面とする。そして、研磨面が適
度に凹むようにフェルール先端を適当な荷重で研磨面に
押し当てた状態で、研磨面とフェルールの相対的な向き
を一定にし、かつ研磨面に対するフェルールの相対運動
軌道が円になるように、フェルールあるいは研磨面を運
動させる。ここで、フェルールは屈曲させず、常に研磨
面に対して垂直な状態とする。フェルール先端が凸球面
に研磨される作用は、研磨面が上記のようであることに
よるが、研磨面に対するフェルールの相対運動のベクト
ルの方向が回転するために、研磨により形成される凸球
面の頂点は、フェルールの中心と一致するようになる。

【００４３】図７は、本発明の実施形態に係る光ファイ
バ先端の面取り加工装置の構成を示す図である。同図に
示す面取り加工装置は、多芯（アレイ）の光ファイバ２
１の先端２１ａが研磨定盤２５の研磨面２５ａに対して
当接してたわむように光ファイバ２１を研磨面２５ａに
対して垂直に保持するホルダ２３を有する。研磨定盤２
５は例えばラッピングフィルム等に固定砥粒を貼り付け
たものまたはラッピングフィルム等に遊離砥粒を供給し
て構成されるものであり、必要により光ファイバ先端２
１ａを曲面加工するために弾性体を複合させてもよい
が、これに限定されるものでない。また、同図では、光
ファイバ２１は多芯のアレイ型のものを使用している
が、単芯のものでもよいことは勿論である。

【００４４】光ファイバ２１を保持しているホルダ２３
は、回転円盤２７に偏心して、すなわち回転円盤２７の
中心からずれて該回転円盤２７に回転自在に取り付けら
れている。また、回転円盤２７は、ベアリング３１を介
して回転自在に筐体２９に取り付けられるとともに、タ
イミングベルト３３を介してモータ３５のモータ軸３５
ａに取り付けられたプーリ３７に連結され、これにより
モータ３５によって回転駆動されるように構成されてい
る。なお、モータ３５は筐体２９に取り付けられてい
る。

【００４５】更に、回転円盤２７は、周囲が下方に延出
した延出縁部を有しているが、この延出縁部の内周部全
体に内歯歯車２７ａが形成されている。また、光ファイ
バ２１を保持しているホルダ２３には遊星歯車３９が取
り付けられ、該遊星歯車３９は減速機構４１を介して回
転円盤２７の内歯歯車２７ａに連結され、これによりモ
ータ３５の回転がプーリ３７、回転円盤２７、内歯歯車
２７ａ、減速機構４１、遊星歯車３９を介してホルダ２
３に伝達され、この結果回転円盤２７が１回転する間に
ホルダ２３が逆方向に１回転自転するようになってい
る。この結果、ホルダ２３は筐体２９および研磨定盤２
５からみて自転しないようになっている。

【００４６】また、回転円盤２７がベアリング３１を介
して取り付けられている筐体２９には例えばマイクロヘ
ッドなどの長さ可変支柱等からなる位置決め機構４３，
４５が取り付けられ、該位置決め機構４３，４５によっ
て回転円盤２７の位置、具体的には回転円盤２７と研磨
面２５ａとの間の距離、更に具体的にはホルダ２３の端
面と研磨面２５ａとの距離が決定されるようになってい
る。そして、該位置決め機構４３，４５のつまみ等を例
えば回転操作すると、ホルダ２３の端面と研磨面２５ａ
との距離が調整され、これによりホルダ２３の端面から
突き出される光ファイバ２１の長さが調整され、光ファ
イバ先端２１ａの研磨面２５ａに当接して光ファイバ先
端２１ａのたわみ量を所望の値に調整することができる
ようになっている。なお、この位置決め機構４３，４５
はホルダ２３を研磨面２５ａに対して上下に微移動させ
て、ホルダ２３の端面と研磨面２５ａとの距離を微調整
する上下微動機構を備えているものである。

【００４７】以上のように構成される光ファイバ先端の
面取り加工装置において、光ファイバ２１がホルダ２３
から下方へ突き出て、光ファイバ先端２１ａが研磨面２
５ａに当接して光ファイバ２１がたわむように光ファイ
バ２１をホルダ２３に保持した後、位置決め機構４３，
４５によって光ファイバ先端２１ａのたわみ量を所望の
値に調整するとともに、モータ３５によって回転円盤２
７を回転させると、回転円盤２７が１回転する間に減速
機構４１、遊星歯車３９を介してホルダ２３が逆方向に
１回転自転することができ、これにより光ファイバ先端
２１ａは研磨面２５ａに当接して所望のたわみ量を維持
しながら、光ファイバ先端２１ａはその外周部の全体が
均一に研磨面２５ａに接触して研磨面２５ａ上をスライ
ドし、光ファイバ先端２１ａの外周部全体は均一に面取
り加工される。すなわち、研磨面２５ａ内の特定の方向
とホルダ２３の光ファイバ２１の軸に垂直な特定の方向
とが常に同一になりながら、ホルダ２３と研磨面２５ａ
を研磨面２５ａに平行な円軌道で相対運動し、これによ
り光ファイバの先端２１ａの外周部の全体が均一に研磨
面２５ａに接触して、光ファイバ先端２１ａの外周部全
体は均一に面取り加工される。

【００４８】図８（ａ）は、図７に示した面取り加工装
置においてホルダ２３の下側に設けられた支点微動機構
を構成する支点微動部材５１を示す正面図であり、図８
（ｂ）は図８（ａ）に示す支点微動部材５１およびホル
ダ２３を下側より見た底面図である。図８（ｂ）に示す
ように、支点微動部材５１の中央には円形開口部５１ａ
が形成され、この円形開口部５１ａに光ファイバ２１を
通し、この支点微動部材５１を上下に微移動させること
により、光ファイバ２１のたわみ支点を可変し、光ファ
イバ先端２１ａの研磨面２５ａに対する接触角αを調整
し得るようにしているものである。なお、支点微動部材
５１に形成された円形開口部５１ａは光ファイバ２１の
外径に近い内径を有している。また、図示されていない
が、支点微動部材５１の円形開口部５１ａに光ファイバ
２１を通した状態で支点微動部材５１を上下に微移動さ
せる支点微上下機構が設けられているものである。

【００４９】また、光ファイバ先端２１ａの面取り加工
中において、図９（ａ）に矢印５５，５７で示すよう
に、位置決め機構４３，４５によりホルダ２３を持ち上
げるとともに、支点微動部材５１も持ち上げると、光フ
ァイバ先端２１ａに異なったテーパ角βを持った端面を
形成することができる。更に、加工中に連続的にホルダ
２３を上昇させることにより光ファイバ先端２１ａを曲
面または球面加工することができる。なお、光ファイバ
先端２１ａの曲面加工には研磨定盤２５に弾性体を複合
させることも考えられる。

【００５０】また、ホルダ２３が上昇し、光ファイバ２
１と研磨面２５ａの接触角β、すなわち光ファイバ２１
のテーパ角βが大きくなると、光ファイバ２１のたわみ
量が減少し、これにより加工圧も減少する。そこで、接
触角が大きくても、十分な加工圧を確保し、能率良く加
工するために、光ファイバ２１をホルダ２３に固定し、
支点微動部材５１に対して光ファイバ２１が可動である
状態において、図９（ｂ）に矢印５９，６１で示すよう
にホルダ２３を上昇させるとともに支点微動部材５１を
下げることにより、光ファイバ２１のたわみ変形をして
いる部分の光ファイバ２１の長さを短くすることがで
き、これにより剛性を上げ、接触角β′をほぼ同一に保
ったまま（β＝β′）加工圧を高くすることができる。
すなわち、この機構により、加工角度と加工圧を独立に
設定することができるようになる。

【００５１】なお、上述した実施形態の面取り加工装置
は、光ファイバ２１と研磨面２５ａの相対運動をさせる
駆動機構を筐体に集中させることにより実際の加工では
研磨定盤２５に対して上方から本装置を設定するだけで
加工可能となり、このような構成を取ることにより砥粒
粒度、研磨工程等を変更する場合も非常に簡単に使用す
ることができる。また、多段加工にも簡便に適用でき
る。更に、本面取り加工装置においては面取りテーパ角
と加工圧を独立に制御することができるため、面取り角
が大きい場合でも比較的速い加工が可能となる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ホルダから光ファイバ先端までの距離よりもホルダから
研磨面までの距離の方が短くなるように光ファイバをホ
ルダに固定して光ファイバ先端を研磨面に接触させ、光
ファイバの先端面の外周部の全体が均一に研磨面に接触
するように研磨面とホルダとを研磨面に平行な面で相対
運動させるので、ホルダから突出した光ファイバの部分
は適当に湾曲し、光ファイバ先端付近が研磨面に対し傾
斜して接触するとともに、研磨面とホルダとの相対運動
で光ファイバ先端の外周部は全体が均一に研磨面に接触
し、これにより１本のみでなく複数本の光ファイバの先
端をも同時に円錐状に面取りすることができる。また、
研磨面とホルダとの間の距離を調整することにより、研
磨面に対する光ファイバ先端付近の傾斜角度を変えるこ
とができ、面取りの角度を調整することもできる。更
に、複数の光ファイバは同じように湾曲するので、ホル
ダに取り付けられた複数の光ファイバの取付間隔は狭く
ても互いに接触しないため、ホルダに多数の光ファイバ
を狭い間隔で取り付け、同時に面取りすることができ、
これにより従来不可能であった多芯コードやリボンファ
イバの各芯も同時かつ経済的に面取りすることができ
る。なお、光ファイバの本数を増大しても、処理する装
置の複雑さや規模の拡大は僅かである。

【００５３】

【００５４】

【００５５】

【００５６】また、本発明によれば、モータによって回
転円盤を回転させ、回転円盤の回転を減速機構を介して
ホルダに伝達して、回転円盤が１回転する間にホルダを
逆方向に１回転自転させるので、光ファイバの先端面の
外周部の全体が均一に研磨面に接触するようにホルダと
研磨面を研磨面に平行な円軌道で相対運動させることが
でき、光ファイバの外周部全体にわたり均一な加工量が
得られ、形状精度の良い面取り加工が可能となる。

【００５７】更に、本発明によれば、位置決め機構に設
けられた上下微動機構によりホルダを研磨面に対して上
下に微移動させ得るので、ホルダに保持された光ファイ
バを研磨面に当接させて所望のたわみ量たわませること
ができ、光ファイバ先端の研磨面に対する接触角および
加工圧を適宜調整することができる。

【００５８】本発明によれば、支点微動機構により光フ
ァイバのたわみ支点を上下に微移動させることができる
ので、光ファイバの研磨面に対するたわみ量を適宜調整
することができ、所望の接触角および加工圧を得ること
ができるとともに、前記上下微動機構と組み合わせてホ
ルダを上昇させ、たわみ支点を下げることにより、光フ
ァイバ先端の加工角度と加工圧を独立に制御することが
でき、例えば面取りテーパ角を大きくしても、加工圧を
大きくして加工時間を短縮することができる。

【００５９】また、本発明によれば、研磨面が弾性体で
形成されているので、光ファイバ先端を曲面加工または
球面加工することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考例としての光ファイバ先端の面取り方法を
実施する構成を示す斜視図である。

【図２】図１に示す参考例における作用を示す説明図で
ある。

【図３】他の参考例の構成を示す斜視図である。

【図４】劈開により形成された光ファイバ先端の形状を
示す斜視図である。

【図５】外周部を円錐状に面取りした光ファイバ先端を
示す斜視図である。

【図６】従来の光ファイバ先端の面取り方法を示す斜視
図である。

【図７】本発明の実施形態に係る光ファイバ先端の面取
り加工装置の構成を示す図である。

【図８】図７に示した面取り加工装置のホルダの下側に
設けられた支点微動部材を示す正面図および底面図であ
る。

【図９】図８に示した支点微動部材の作用を示す説明図
である。

【符号の説明】

１，２１ 光ファイバ １ａ，２１ａ 光ファイバ先端 ２，２５ａ 研磨面 ３，２３，３１ ホルダ ４ 光ファイバ先端の運動を示す円軌道 ２５ 研磨定盤 ２７ 回転円盤 ２７ａ 内歯歯車 ２９ 筐体 ３５ モータ ３９ 遊星歯車 ４１ 減速機構 ４３，４５ 位置決め機構 ５１ 支点微動部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長瀬 亮 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 岩野 真一 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 大平 文和 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 小薮 国夫 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 松永 和夫 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−39606（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−13145（ＪＰ，Ｕ) 1998年電子情報通信学会総合大会，Ｃ −３−52 1998年電子情報通信学会総合大会，Ｃ −３−56 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/00 - 6/54 B24B 19/00 603

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバの先端面を研磨して面取りす
   る光ファイバ先端の面取り加工装置であって、前記光フ
   ァイバの先端面を研磨する研磨面と、前記光ファイバを
   前記研磨面に対して垂直に保持するホルダと、該ホルダ
   に保持された光ファイバの先端が前記研磨面に当接して
   該光ファイバが所定量たわむようにホルダの端面から研
   磨面までの距離をホルダの端面から光ファイバの先端ま
   での距離よりも短く位置決めする位置決め機構と、前記
   光ファイバの先端面の外周部の全体が均一に前記研磨面
   に接触するように前記ホルダと前記研磨面を該研磨面に
   平行な円軌道で相対運動させる駆動機構と、 前記位置決め機構は、前記ホルダを前記研磨面に対して
   上下に微移動させる上下微動機構と、 前記位置決め機構によって先端が前記研磨面に当接し
   て、たわむように位置決めされた前記光ファイバのたわ
   み支点を上下に微移動させるべく前記ホルダの端面と光
   ファイバの先端との間で光ファイバを上下微動可能に支
   持する支点微動機構と を有することを特徴とする光ファ
   イバ先端の面取り加工装置。
2. 【請求項２】 前記駆動機構は、前記研磨面を固定する
   固定部と、前記ホルダを公転させるための回転円盤と、
   該回転円盤を回転させるためのモータと、前記ホルダを
   自転し得るように前記回転円盤に取り付ける取付手段
   と、前記回転円盤が１回転する間に前記ホルダを逆方向
   に１回転自転させるように前記回転円盤の回転を前記ホ
   ルダに伝達する減速機構とを有することを特徴とする請
   求項１記載の光ファイバ先端の面取り加工装置。
3. 【請求項３】 前記研磨面は、弾性体で形成されている
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の
   光ファイバ先端の面取り加工装置。
4. 【請求項４】 光ファイバの先端面を研磨する研磨面
   と、前記光ファイバを前記研磨面に対して垂直に保持す
   るホルダと、該ホルダに保持された光ファイバの先端が
   前記研磨面に当接して該光ファイバが所定量たわむよう
   にホルダの端面から研磨面までの距離をホルダの端面か
   ら光ファイバの先端までの距離よりも短く位置決めする
   位置決め機構と、前記光ファイバの先端面の外周部の全
   体が均一に前記研磨面に接触するように前記ホルダと前
   記研磨面を該研磨面に平行な円軌 道で相対運動させる駆
   動機構と、前記位置決め機構は、前記ホルダを前記研磨
   面に対して上下に微移動させる上下微動機構と、前記位
   置決め機構によって先端が前記研磨面に当接して、たわ
   むように位置決めされた前記光ファイバのたわみ支点を
   上下に微移動させるべく前記ホルダの端面と光ファイバ
   の先端との間で光ファイバを上下微動可能に支持する支
   点微動機構とを有する光ファイバ先端の面取り加工装置
   を用いた光ファイバ先端の面取り方法であって、 光ファイバ先端の面取り加工中に、前記位置決め機構に
   より前記ホルダを持ち上げるとともに、前記支点微動機
   構も持ち上げ、前記光ファイバの先端に異なったテーパ
   角を持った端面を形成することを特徴とする光ファイバ
   先端の面取り方法。
5. 【請求項５】 前記ホルダを連続的に上昇させることに
   より光ファイバ先端を曲面または球面加工することを特
   徴とする請求項４に記載の光ファイバ先端の面取り方
   法。
6. 【請求項６】 光ファイバの先端面を研磨する研磨面
   と、前記光ファイバを前記研磨面に対して垂直に保持す
   るホルダと、該ホルダに保持された光ファイバの先端が
   前記研磨面に当接して該光ファイバが所定量たわむよう
   にホルダの端面から研磨面までの距離をホルダの端面か
   ら光ファイバの先端までの距離よりも短く位置決めする
   位置決め機構と、前記光ファイバの先端面の外周部の全
   体が均一に前記研磨面に接触するように前記ホルダと前
   記研磨面を該研磨面に平行な円軌道で相対運動させる駆
   動機構と、前記位置決め機構は、前記ホルダを前記研磨
   面に対して上下に微移動させる上下微動機構と、前記位
   置決め機構によって先端が前記研磨面に当接して、たわ
   むように位置決めされた前記光ファイバのたわみ支点を
   上下に微移動させるべく前記ホルダの端面と光ファイバ
   の先端との間で光ファイバを上下微動可能に支持する支
   点微動機構とを有する光ファイバ先端の面取り加工装置
   を用いた光ファイバ先端の面取り方法であって、 前記光ファイバを前記ホルダに固定し、前記支点微動機
   構に対して前記光ファイバが可動である状態において、
   前記ホルダを上昇させるとともに前記支点微動機構を下
   げることにより、前記光ファイバのたわみ変形をしてい
   る部分の光ファイバの長さを短くし、これにより剛性を
   上げ、接触角をほぼ同一に保ったまま加 工圧を高くする
   ことを特徴とする光ファイバ先端の面取り方法。