JP3706902B2 - 光ファイバ布線装置と光ファイバ布線方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ配線板の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ配線板は、複数の光部品の間を光学的に結ぶ光ファイバの配線群を配線部品としてまとめたもので、電子回路でいうと、電子回路配線で使われているプリント配線板や、ボード間または装置間を配線するバックプレーンにあたるものである。光ファイバ配線板の製造方法としては、光ファイバを粘着材でコーティングされた基板表面に押し付けて配線を形成する方法が知られている。
特許第２７３５４６４号は、光部品を搭載したボード間の光接続をする光配線板（バックプレーンと称する）の製造に関して、「マニピュレータの一端に回転輪を取り付け」、「回転輪の周辺部が光ファイバの一端部をサブストレートの粘着材でコーティングされた表面に粘着させる」光ファイバ接続装置及び方法を公開している。
特開平７−１８１３５６号公報は、光素子から延びた光ファイバ（ピグテール）を自動的に基板上に配設することを目的に、回収した光ファイバを配設ウィールと称する回転輪によって粘着シート上に配設する装置を公開している。
特願平９−２８１６４５号公報は、光配線板の製造に関して、布線ヘッド先端に設けられて、挿通された光ファイバを曲げてその応力によって光ファイバを粘着シートに押し付けて配設する貫通孔を公開している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
光配線板では、配線パターンが平行な直線のみで構成されることは少なく、光ファイバを曲げたり交差させたり自由なパターンで布線できることが必要である。また、光ファイバ配線板の端末は、集積化に伴う光部品接続部の多芯化に合わせ、光部品を直接取り付けられるような配列が必要となるので、光ファイバを狭いピッチで正確に整列させる布線技術も重要となっている。
前記の回転輪や配設ウィール、貫通孔は、光ファイバを粘着シート上に布線するのに重要な部品であり、その構造は布線のパターン精度や基板への付着度合を左右する。
【０００４】
特許第２７３５４６４号の回転輪も特開平７−１８１３５６号公報の配設ウィールも、回転輪（配設ウィール）の外周に光ファイバを所定位置に保持するための溝を具備した構造を特徴としている。このため、曲がりのあるパターンの布線において、回転輪をパターンの進む方向に向けると、溝の縁によって布線が押されて乱されるため、一度基板に粘着した光ファイバが外れやすくなる。この傾向は、布線パターンの曲率半径を小さくしたり、回転輪の径を大きくするほど顕著になる。
これに対して、回転輪の半径は、光ファイバが破損しないよう、布線する光ファイバの破断曲げ半径より大きく設計する必要がある（汎用のシングルモード光ファイバ心線では破断曲げ半径は２ｍｍ前後）。また、回転輪を小型化するには、滑らかな回転を得るための回転輪の軸受けも小型化しなければならず、構造上小型化には限度がある。
【０００５】
また、特許第２７３５４６４号において、「マニピュレータが移動すると、摩擦により回転輪が回転し、それにより光ファイバに張力が生じ、それによって光ファイバを巻いたリールから光ファイバを回転輪に供給され、サブストレートに布線される」としており、光ファイバが布線パターン通りに布線されるためには、摩擦により回転輪が回転して光ファイバをパターン通りの長さだけリールから引き出すことが必要である。ところが、実際には光ファイバをパターン通りの長さだけ引き出すように回転輪を回転させることは非常に困難である。
即ち、既に布設した光ファイバの上に交差させて光ファイバを布設する場合には、光ファイバを乗り越える際の当該光ファイバとの摩擦により回転輪が回転されるが、このときに充分な摩擦が得られないことが考えられる。さらに、曲がりながら光ファイバを乗り越えて布線する場合には、進行方向に対して横向きの力が働くために下側の光ファイバとの間で滑りが発生して充分な摩擦が得られないことはなおさらである。
そして、回転輪を用いる方法では、回転輪とリールとの間で光ファイバに張力がかかることで光ファイバが供給されて布線されるため、上記のように十分な摩擦が得られない場合は十分な張力が得られず、回転輪を、光ファイバをパターン通りの長さだけ引き出すようには回転させることができないことになる。この結果、パターン通りの配線ができないという欠点を有することになる。
このように回転輪を用いる従来の布線方法では、曲がりのある配線パターン部分では回転輪によって既に布線した光ファイバのパターンを乱してしまうこと、回転輪の小型化には限度があるために曲げパターンの精度があげられないこと及び既に布線した光ファイバを乗り越えて布線するパターンの場合にパターン通りに布線できない等の欠点を有していた。これらは光ファイバの長さを一定にしたり、非常に細かいパターンが必要なボード内配線を作る場合は問題となる。
【０００６】
一方、回転輪を使わない布線ヘッド機構を採用している特願平９−２８１６４５号公報の貫通孔は、機構が簡単ではあるが、貫通孔に挿通される光ファイバが貫通孔の縁部分で曲げられるため、貫通孔の中心軸と光ファイバが基板に押し付けられる位置とが一致せず、光ファイバは布線ヘッドの軌跡からその分外れた位置に布線される。これは、先に述べた従来技術と同様、曲がりのあるパターンの布線やすでに布線された光ファイバを乗り越えて布線するいわゆる多重布線の際に顕著となる。この問題への対策として、予めずれを予測して布線ヘッドの移動に補正をかけて一致させる方法が考えられるが、機構が複雑になり、また布線の交差部で孔の中心軸と光ファイバを基板に押し付ける位置との距離が変化する場合には、さらに複雑な補正を行わなければならないという問題があった。
【０００７】
また、上述の各従来技術には、十分述べられていないが、布線基板上に所望の布線パターンに一致した正確な布線を行なうために、布線ヘッドに適切な押圧力を付与することが重要であることが分かった。
さらに、この種光配線板の一つに布線基板の外側に所定の長さのフリーの状態の光ファイバを持つ形式の光配線板がある。このような特別な型の光配線板の製作方法について、上記各従来技術には何ら示されていない。
このように、光配線板の装置と製造方法における諸問題は、布線精度の向上のほか、布線の一連の作業を自動化することや、布線速度を上げて生産性を向上させることにあるが、従来技術では十分な検討がなされていない。
【０００８】
本発明の目的は、上述の問題点を解決し、布線ヘッドの動きに正確に追従して多重布線を可能にした自動布線のための光ファイバ布線装置と光ファイバ布線方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、本発明においては次の手段を採用した。すなわち、布線ヘッドとして回転輪や配設ウィールではなく、布線すべき光ファイバをガイドして、単に基板に押し付けるものを採用した。これにより、回転輪などの問題点であった既設の光ファイバの引き剥がしや小型化のための限界などの問題を解消できる。
【００１０】
また、この発明においては、布線ヘッド若しくは布線ヘッドに接続する光ファイバガイド内に、ストックされた光ファイバを布線作業中に順次送り込む光ファイバ送り機構を設けた。これにより、長時間の自動布線が可能となるとともに、従来技術において曲がりのあるパターンの布線や既設の光ファイバを乗り越えて布線を行なう場合等にパターン通りに布線ができないという問題点を解消できる。
すなわち、光ファイバ送り機構により、布線作業中、布線ヘッドの光ファイバガイド内に当該布線に必要な量だけの光ファイバを送り込むことで、布線ヘッドの布線時での摩擦不足が生じたとしても、光ファイバの良好な追従が可能である。また、この場合において、布線ヘッドとして、光ファイバの基板接触位置が厳密に規定されていない貫通孔からなる布線ヘッドを用いた際であっても、この貫通孔ヘッドとその光ファイバガイド内の光ファイバ関係位置はほぼ一定にすることができ、先と同様光ファイバの追従を良好にでき、所望のパターンとのずれを最小にできる。
【００１１】
さらに、この発明においては、布線ヘッドの布線基板への光ファイバ押圧力を適正な範囲に制御する手段を設けた。これにより、布線すべき光ファイバを傷つけることなく正確に布線することができ、さらには既設光ファイバを乗り越えて布線するような際に、光ファイバの押圧力が一定になるように布線ヘッドの高さｈ(布線高さ)を制御して既設光ファイバの引き剥がし等を防止することができる。
【００１２】
また、本発明では、光ファイバを所定の長さで切断する光ファイバ切断機構を設けている。これにより、布線基板上に複数の光ファイバパターンを作成する際においても連続して布線作業を行なうことができ、自動化を促進できる。
【００１３】
さらに、この発明においては、光配線板（布線基板）の外側に所定の長さのフリーの状態の光ファイバを持つような特別の光配線板についても製作できるよう基板外に光ファイバを送り出す手段を設けた。
【００１４】
なお、この発明では、この他にも布線精度の向上、布線作業の自動化あるいは生産性の向上のために種々の改善を成しているが、これらの改善については、以下の各実施の形態の説明にて明らかにする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の光ファイバ布線装置及び光ファイバ布線方法の第１の実施形態について、図１ないし図６を用いて説明する。
図１は、光ファイバ布線装置（１００）の主要部の構造を示す斜視図である。
光ファイバ布線装置（１００）は、布線基板（９００）上に設けられる基板粘着層（９０１）に、光ファイバを布線するものである。
光ファイバ布線装置（１００）は、光ファイバ送り機構（４００）、光ファイバ切断機構（５００）、Ｚ軸回転機構（６００）、布線機構（８００）とで構成したマニピュレータ（３００）をキャリッジ（３１０）を介してＸＹ移動手段（図示せず）のアーム（２１０）に取り付けた構成を有している。これらは、全て図示せぬ制御装置によってその動作を制御されている。
ＸＹ移動手段のアーム（２１０）は、光ファイバ（７００）を布線する布線基板（９００）に平行な面上の例えばＸ方向に移動可能に配されている。
【００１６】
キャリッジ（３１０）は、図示せぬ移動機構によってアーム（２１０）上をアーム（２１０）に沿った方向（例えばＹ方向）に移動可能にして設けられる部材である。そしてキャリッジ（３１０）は、アーム（２１０）の側方に位置して光ファイバ送り機構（４００）の下部を支える支持部材（３２０）と、支持部材（３２０）の下方に位置して布線機構（８００）及び光ファイバ切断機構（５００）が組み込まれる中間部材（３３０）とを有している。また、このキャリッジ（３１０）には、Ｚ軸回転機構（６００）及びフレーム１（１２０）も取り付けられている。
【００１７】
フレーム１（１２０）は、その上部と支持部材（３２０）の上方との間に光ファイバ送り機構（４００）を配置可能なように、略コ字形状に形成される部材である。また、その上部には、光ファイバ送り機構（４００）に電気を送配するための電気接触子（ブラシ）を内装した回転体からなるリード線保持部材（１１０）が設けられている。そして、リード線保持部材（１１０）は、その回転中心をＺ軸回転中心、即ち支持部材（３２０）の上部に設けられるＺ軸シャフト（６２０）（Ｚ軸回転機構（６００）、後述）の軸と一致するようにしてフレーム１（１２０）に取り付けられている。
また、リード線保持部材（１１０）とＺ軸シャフト（６２０）との間には、２枚の板状のフレーム２（１３０）が設けられ、これらは、互いに所定距離離間された状態でそれぞれ上端をリード線保持部材（１１０）の回転部分に、下端をＺ軸シャフト（６２０）に接続されている。即ち、これらフレーム２（１３０）は、Ｚ軸回転機構（６００）によってＺ軸回転可能に配されている。ここで、これらフレーム２（１３０）は、下端を送り機構接続部（３２１）を介してＺ軸シャフト（６２０）に接続されている。
【００１８】
これらフレーム２（１３０）の間には、光ファイバ（７００）を送り出す送り出しリール（４２０）、光ファイバ（７００）が巻回されて、送り出しリール（４２０）に光ファイバ（７００）を供給する光ファイバ収納リール（４４０）、送り出しリール（４２０）の円周面との間に光ファイバ（７００）を挟み込んで押さえるピンチローラ（４５０）、送り出しリール（４２０）から送り出される光ファイバ（７００）のたわみを検知するたわみセンサ（４３０）が取り付けられている。また、一方のフレーム２（１３０）の外側には、送り出しリール（４２０）を回転させる光ファイバ送りモータ（４１０）（駆動装置）が取り付けられている。光ファイバ送りモータ（４１０）は、その回転軸を対向するフレーム２（１３０）の外側まで通し、送り出しリール（４２０）と歯車ギアを介して連結されている。ここで、これらの部材は、光ファイバ（７００）を送り出す光ファイバ送り機構（４００）を構成している。
【００１９】
送り出しリール（４２０）及び光ファイバ収納リール（４４０）は、２枚のフレーム２（１３０）にそれぞれその軸方向の両端を支持されて、フレーム２（１３０）の面に略平行な面に沿って回転可能に配されている。
そして、送り出しリール（４２０）には、その一方の端部に、光ファイバ送りモータ（４１０）の歯車ギアに連結されるフランジ状の歯車部分が形成されている。
光ファイバ送りモータ（４１０）は、図示せぬ駆動回路によって、たわみセンサ（４３０）からの検知信号をもとにしてその動作を制御されている。
ピンチローラ（４５０）は、フレーム２（１３０）に、ローラ自身を回転可能にし且つローラの径を外した位置を支点とする回転が可能なステーによって支持されるものであって、ステーには、ローラを送り出しリール（４２０）に押し付けるよう付勢するバネが取り付けられている（図示せず）。
【００２０】
たわみセンサ（４３０）は、ＬＥＤ素子とＰＤ受光素子を互いに対向させかつ所定距離離間させた状態で一体化モールドした略コ字形状のホトセンサと、一端がフレーム２に取り付けられ、光ファイバ（７００）の張力を受けることで、フレーム２（１３０）への取り付け部分を支点として、先端がホトセンサのＬＥＤ素子とＰＤ受光素子の間を横切る向きへの揺動を可能にして配される検知棒（４３１）とによって構成されている。
たわみセンサ（４３０）は、ホトセンサによって検知棒（４３１）の先端の変位を非接触で検知することで光ファイバ（７００）のたるみを検知するよう配されている。検知棒（４３１）は、他端近傍に光ファイバ（７００）が挿通される挿通口（図示せず）が形成されて、該挿通口内に挿通される光ファイバ（７００）の張力によって揺動するよう配されている。ここで、検知棒（４３１）は、支点における摩擦を少なくして光ファイバ（７００）のわずかなたるみに確実に追従できるようにする。
ここで、上記光ファイバ送り機構（４００）は、Ｚ軸回転機構（６００）によって滑らかに回転させるために、回転軸を中心として搭載部品の重量のバランスを取った部品配置とされている。
【００２１】
図３に、光ファイバ布線装置（１００）の主要部の構造を示す。図３はキャリッジ（３１０）部分全体を示す正面図である。ここで、前記したように、マニピュレータ（３００）の上部構造（フレーム１（１２０）とフレーム２（１３０）によって規定される構造）は、キャリッジ（３１０）の支持部材（３２０）上にＺ軸シャフト（６２０）を介して取り付けられた送り機構接続部（３２１）に固定されている。この送り機構接続部（３２１）は、図３に示すように、上部構造から繰り出される光ファイバ（７００）（図３では図示せず）を下方に導くための光ファイバ進入口（３２２）が形成されている。
【００２２】
支持部材（３２０）は、図３に示すようにその中央部が円筒状にくり貫かれて光ファイバ通路１（７１０）を形成するよう構成され、さらにその上下端にそれぞれ回転ベアリングがはめ込まれる構成を有している。上端の回転ベアリングの内輪にはＺ軸シャフト（６２０）が、下端の回転ベアリングの内輪には上部歯車（３２３）（Ｚ軸回転機構（６００））がそれぞれ同軸にして取り付けられ、またこれら上下の回転ベアリングの内輪は、光ファイバ通路１を確保しつつ互いに一体的に回転するよう接続されている。
この上部歯車（３２３）は、支持部材（３２０）に隣接配置されるＺ軸モータ（６１０）（Ｚ軸回転機構（６００））の駆動軸に固定的に設けられるピニオン（６１１）の上方に係合する構成となっている。したがって、Ｚ軸モータ（６１０）を回転することで、フレーム１（１２０）を除くマニピュレータ上部構造即ち送り機構接続部（３２１）及びこれに取り付けられる光ファイバ送り機構（４００）をＺ軸回転させることができるよう配されている。ここで、Ｚ軸とは、布線基板９００の面に略垂直な軸を指す。
【００２３】
支持部材（３２０）に取り付けられた上部歯車（３２３）の下方には、中間部材（３３０）が近接配置される構成となっている。この中間部材（３３０）にも、支持部材に形成された光ファイバ通路１（７１０）と同軸の光ファイバ通路２（７１１）がくり貫かれて形成されている。さらに、この中間部材（３３０）には、光ファイバ（７００）を切断する光ファイバ切断機構（５００）が取り付けられている。
中間部材（３３０）には、その下方に近接し且つ上部歯車（３２３）と平行にして、下部歯車（３４２）が設けられている。この下部歯車（３４２）は、後述する布線機構（８００）の布線プランジャ（８１０）の上部と同軸に、且つ固定的に取り付けられているものであって、Ｚ軸モータ（６１０）のピニオン（６１１）の下方に係合するよう配されている。また、下部歯車（３４２）は、ピニオン（６１１）により回転駆動された際に上部歯車（３２３）と回転角が等しくなるよう、上部歯車（３２３）と同径に形成されている。
【００２４】
したがって、Ｚ軸モータ（６１０）を回転させることにより上下２つの歯車（３２３と３４２）を同期して回転することが可能に構成されており、それぞれマニュピレータ上部構造即ち光ファイバ送り機構（４００）と後述する布線ヘッド（８３０）を同期回転可能にしている。ここで、布線機構（８００）は、効率よく光ファイバ（７００）の布線を行うために上下に可動に配されるものであり、下部歯車（３４２）も布線機構（８００）の上下動に応じて上下するが、この時に下部歯車（３４２）とピニオン（６１１）との係合が外れることがないよう、ピニオン（６１１）は下部歯車（３４２）の移動範囲の下限位置まで達するよう配されている。
【００２５】
次に、図２ないし図３を参照して、布線機構（８００）を詳細に説明する。
布線機構（８００）は、図２の拡大斜視図に示すように、キャリッジ（３１０）の下端に一体的に設けられる固定板（３３１）上に、上下移動可能な昇降部を備えるＺ軸アクチュエータ（８２０）を固定し、このＺ軸アクチュエータ（８２０）の昇降部に上下板（３４０）を取り付けた構成とされている。そして、上下板（３４０）には、図３に示すように布線プランジャ（８１０）及び描画ペン（８５０）が搭載されている。
【００２６】
前記布線プランジャ（８１０）は、上下板（３４０）に対してＺ軸回転可能に配されており、描画ペン（８５０）は、上下板（３４０）に対して着脱可能に配されている。
そして、固定板（３３１）には、布線プランジャ（８１０）と対向する位置に貫通孔が形成されて、布線プランジャ（８１０）はこの貫通孔を通じて固定板（３３１）の下方に突出されている。
以上の構成において、描画ペン（８５０）と布線プランジャ（８１０）との関係は、例えば図３に示すように、描画ペン（８５０）のペン先がより下方位置に設置されるようにしている。
【００２７】
ここで、図３に示すように、上下板（３４０）の下面には、上下板（３４０）の上下動のみ許しこの上下板（３４０）の回転を防止するよう、上下板（３４０）に垂直な端面を形成した回り止め（３４１）が設けられ、固定板（３３１）には、回り止め（３４１）の端面を間に挟み込んで上下方向に案内する２つのローラ（３３２）が取り付けられている（図３ではローラ（３３２）は片方のみ図示）。
さらに、上下板（３４０）の下面に検出スリット（８６１）を設け、固定板（３３１）の上面にこの検出スリット（８６１）が進入可能なリニアエンコーダ（８６２）を設け、これらによって高さ検出器を構成している。高さ検出器は、検出スリット（８６１）のリニアエンコーダ（８６１）への進入量に応じた出力が得られる構成となっている。即ちこれらは上下板（３４０）の固定板（３３１）に対する変位を検出して、上下板（３４０）の布線基板（９００）からの高さ言い換えれば布線プランジャ（８１０）若しくは描画ペン（８５０）の高さ検出器として作用するよう構成されている。
【００２８】
布線プランジャ（８１０）は、上下板（３４０）の貫通孔にベアリングを介してＺ軸回転可能にして取り付けられ、布線プランジャ（８１０）の上端に下部歯車（３４２）と同軸にして固定され、Ｚ軸モータ（６１０）のピニオン（６１１）の回転を伝達されるようになっている。そして、布線プランジャ（８１０）の先端には、光ファイバ（７００）（図３では図示せず）を布線基板（９００）に押し付けて布線するための布線ヘッド（８３０）が設けられている。
また、布線プランジャ（８１０）の固定板（３３１）と上下板（３４０）との間に位置する部分には、布線プランジャ（８１０）と一体的に回転するようにして円盤状の検出カラー（８１２）が取り付けられている。ここで、上下板（３４０）の下面には、検出カラー（８１２）に設けられるスリットを読み取る回転基準センサ（８４０）が取り付けられている。
検出カラー（８１２）のスリットは、布線プランジャ（８１０）の軸心に直交する向きから見て、該軸心を中心として、布線プランジャ（８１０）に取り付けられる布線ヘッド（８３０）の押さえ溝（８３２）（後述）と同位相となる位置に設けられている。ここで、回転基準センサ（８４０）がこのスリットを検出した位置が、布線プランジャ（８１０）の基準位置（回転原点）とされる。
【００２９】
下部歯車（３４２）と布線プランジャ（８１０）には、図３に示すように、中間部材（３３０）に設けられる光ファイバ通路２（７１１）と連通させて光ファイバ通路３（７１２）が設けられている。光ファイバ通路３（７１２）の孔は、布線プランジャ（８１０）の略上半分まで回転中心位置にし、略下半分は下方に行くにしたがって回転中心から外れるように傾け、挿入する光ファイバ（７００）が布線ヘッド（８３０）のガイド溝（８３１）に導かれるよう配されている。
【００３０】
図４は光ファイバ切断機構（５００）の構造を示す拡大断面図である。
光ファイバ切断機構（５００）は、上部歯車（３２３）と下部歯車（３４２）の間に位置する中間部材（３３０）に設けられるものである。光ファイバ切断機構（５００）は、上部歯車（３２２）の光ファイバ通路１（７１０）と連通されて光ファイバ（７００）（図４では図示せず）が挿通される光ファイバ通路２（７１１）と、光ファイバ通路２（７１１）の側方に連通される貫通孔（５１２）内に、光ファイバ通路２（７１１）を横切ることができるようにして設けたカッター（５１１）と、カッター（５１１）を光ファイバ通路２を横切るように移動させる電磁摺動子（５１０）とによって構成されている。
カッター（５１１）の先端はエッジ形状に形成されて、切断すべき光ファイバ（７００）を当該エッジが前記貫通孔（５１２）内をすべるようにして切断を行うものである。この場合、前記エッジ形状としては、ナイフ刃状、若しくは孔開けパンチの刃に用いられるような形状（円柱の先端面を凹曲面形状に形成し、該先端面と円柱の側面とが交差する稜線部分を切刃としたもの）等の形状とすることができる。
電磁摺動子（５１０）は、瞬間的に電流を付与することで、カッター（５１１）を図中右方に瞬間的に突出させ、光ファイバ（７００）の切断くずを、貫通孔（５１２）の右方の大径部分に吐き出させることができるものである。
【００３１】
図５（ａ）は布線ヘッドの構造を示す拡大斜視図である。布線ヘッド（８３０）は、円柱の側面に向かい合う２面を形成した形状で、且つその下面（先端）が半球形状に形成される部材である。そして、その先端は、布線ヘッド（８３０）が取り付けられる布線プランジャ（８１０）（図５では図示せず）の回転中心に位置している。また、その材質は、光ファイバよりも摩擦係数の少ない素材、本実施の形態ではテフロン（デュポン社製）である。
布線ヘッド（８３０）の、曲面形状をなす側面のうちの片側には、半球形状の下面まで達するガイド溝（８３１）が形成され、下面には、ガイド溝（８３１）と連続して、下面の先端部分まで達する押さえ溝（８３２）が形成されている。ガイド溝（８３１）は、光ファイバ（７００）の先端を挿入しやすくするため、適当な位置から上方にゆくにしたがって溝を深く拡げた形に形成されている。また、押さえ溝（８３２）は、光ファイバ（７００）を一定程度曲げた状態に保持して布線基板（９００）上に押し付けるよう、光ファイバの破断する曲率半径よりも大きい曲率半径で形成されている。そして、布線時に布線ヘッド（８３０）先端が基板粘着層（９０１）に接触しないよう、また布線ヘッド（８３０）先端で光ファイバ（７００）があそばないよう、布線ヘッド（８３０）先端に近づくほど溝を細く浅くした形に形成されている。
【００３２】
以下より、光ファイバ布線装置（１００）による光ファイバ（７００）の布線作業の手順について説明する。なお、布線作業時には描画ペン（８５０）は上下板（３４０）から取り外しておく。
まず、ＸＹ移動手段のアーム（２１０）によって、マニピュレータ（３００）を布線基板（９００）上の布線開始位置まで移動させる。
そして、Ｚ軸回転機構（６００）によって布線ヘッド（８３０）の押さえ溝（８３２）を布線パターンの接線方向に向けた状態で、光ファイバ送り機構（４００）によって光ファイバ（７００）を布線プランジャ（８１０）の先端の布線ヘッド（８３０）に供給する。
【００３３】
この状態で、布線プランジャ（８１０）を布線基板（９００）に近接させて布線基板（９００）の粘着層（９０１）上に光ファイバ（７００）を押しつける。
そして、ＸＹ移動手段のアーム（２１０）によって、マニピュレータ（３００）を布線パターンに沿って移動させて光ファイバ（７００）を布線パターンに沿って布線する。
そして、布線を終了する際には、光ファイバ切断機構（５００）によって光ファイバ（７００）を布線パターンと同じ長さに切断し、布線機構（８００）によって光ファイバ通路２（７１１）と光ファイバ通路３（７１２）に残っている光ファイバ（７００）を布線パターンの末端まで布線する。
その後、布線プランジャ（８１０）を布線基板（９００）から離間させて、布線ヘッド（８３０）を布線基板（９００）から離間させ、布線作業を終了するか、上記の手順を繰り返して新たな布線パターンの布線作業を行う。
【００３４】
以下より、上記した光ファイバ布線装置（１００）による光ファイバ（７００）の布線作業の手順の各段階について詳細な説明を行う。
Ｚ軸回転機構（６００）による布線プランジャ（８１０）の回転操作は、Ｚ軸モータ（６１０）によってピニオン（６１１）を回転駆動し、これによって下部歯車（３４２）を回転駆動して、下部歯車（３４２）に接続される布線プランジャ（８１０）を回転させることで行われる。この時、ピニオン（６１１）は上部歯車（３２３）も同時に回転させるので、光ファイバ送り機構（４００）も布線プランジャ（８１０）と同期して回転される。
また、布線プランジャ（８１０）は、検出カラー（８１２）に設けられるスリットの位置によって回転原点が決められている。したがって、本実施の形態の光ファイバ布線装置（１００）では、布線開始に先立って、回転基準センサ（８４０）を作用させた状態でＺ軸モータ（６１０）を回転させて回転原点を認識した後、この回転原点から必要な量だけＺ軸モータ（６１０）によりさらに回転させることで、布線プランジャ（８１０）の押さえ溝（８３２）を布線パターンの接線方向に向けている。
【００３５】
光ファイバ送り機構（４００）による光ファイバ（７００）の送り出しは、光ファイバ送りモータ（４１０）を駆動させて送り出しリール（４２０）を回転駆動することで行われる。これによって、光ファイバ収納リール（４４０）から光ファイバ（７００）を引き出して、光ファイバ通路１、２、３（７１０、７１１、７１２）を介して布線機構（８００）の布線プランジャ（８１０）先端の布線ヘッド（８３０）に供給する。
ここで、送り出される光ファイバ（７００）の張力を一定範囲内に保つよう、たわみセンサ（４３０）によって光ファイバ（７００）のたわみを検知し、この検知信号をもとに図示せぬ駆動回路によって光ファイバ送りモータ（４１０）の動作を制御して送り出しリール（４２０）の回転を制御する。具体的には、布線時には常に一定のたわみをもつように、たわみがなくなれば送り出しリールを回転させ、たわみが一定量を越えれば回転を停止させることを繰り返す。さらに、この際において、布線作業中において、たわみの変化が一定時間生じない場合には、布線が失敗したものとしてエラー信号を出し、布線動作を停止させる構成としている。
【００３６】
布線プランジャ（８１０）を布線基板（９００）へ近接または離間させる操作は、固定板（３３１）の上面に設けられるＺ軸アクチュエータ（８２０）の昇降部を昇降させることで、上下板（３４０）ごと布線プランジャ（８１０）を、軸をずらすことなく布線基板（９００）に近接または離間させる。
ここで、布線プランジャ（８１０）と布線基板（９００）との間の距離、即ち布線基板（９００）から布線ヘッド（８３０）が離間される高さは、高さ検出器（８６０）、即ち上下板（３４０）の下面に設けられる検出スリット（８６１）と固定板（３３１）に固定されるリニアエンコーダ（８６２）とによって測定される。そして、この高さの情報をもとに、図示せぬ制御装置によって布線ヘッド（８３０）を適切な高さに位置させるよう、また布線時には布線ヘッド（８３０）を布線基板（９００）に一定の押圧力で押し付けるよう、Ｚ軸アクチュエータ（８２０）の動作が制御される。
【００３７】
布線機構（８００）の布線ヘッド（８３０）への光ファイバ（７００）の供給及び布線作業を、図６を用いて説明する。ここで、図６は一連の布線作業における布線ヘッド（８３０）の模式図である。
図６（ａ）は、布線作業の前段の状態である。この段階では、布線ヘッド（８３０）はアップ位置（基板から離間した位置）にある。
【００３８】
次に、光ファイバ（７００）が光ファイバ送り機構（４００）により繰り出され、布線ヘッド（８３０）のガイド溝（８３１）内に送り込まれ、光ファイバ（７００）の先端をそのまま基板粘着層（９０１）に突き当てる。ここで、図６（ｂ）は、布線ヘッド（８３０）が上方に位置しガイド溝（８３１）で導かれた光ファイバ（７００）が基板粘着層（９０１）に突き当てられている布線開始の状態である。
そして、図６（ｃ）に示すように、布線ヘッド（８３０）を降下させながら布線方向に前進させ、基板粘着層（９０１）に突き当てた光ファイバ（７００）を倒しながら押さえ溝（８３２）に取り込む。ここで、光ファイバ（７００）は、押さえ溝（８３２）によって一定に曲げられた状態に保持されて、その曲げ応力によって布線基板（９００）に押し付けられる。
続いて、図６（ｄ）に示すように、光ファイバ（７００）が布線ヘッド（８３０）の真下で基板粘着層（９０１）に接地した位置で布線ヘッド（８３０）の降下を完了させて一定押圧制御に移り、布線ヘッド（８３０）を引き続き布線方向に前進させて布線を行う。
【００３９】
そして、図６（ｄ）に示すように、布線の終端から決められた長さの位置で光ファイバ切断機構（５００）を駆動させて光ファイバ（７００）を切断し、図６（ｅ）に示すように、布線終端までの残りの布線を実行する。
布線終了後は、図６（ｆ）に示すように、布線終端で布線ヘッド（８３０）を上方に待避させる。
以上の動作を複数回繰り返すことで、光ファイバ（７００）を複数のパターンで複数布線することができる。
【００４０】
ここで、描画ペン（８５０）を上下板（３４０）に取り付けたままにしておき、マニピュレータ（３００）を布線パターンに沿って移動させることで、実際の光ファイバ（７００）の布線作業の前に布線パターンをこの描画ペン（８５０）により記録紙等に書いて確認することができる。
【００４１】
このような光ファイバの布線作業において、曲線的なパターンを布線する場合、図５（ｂ）に示すように、押さえ溝（８３２）の向きを布線パターンの接線方向に向けることで高品質な曲線パターンを作成できる。先に説明したように、布線機構（８００）とマニピュレータ（３００）上方構造がＺ軸回転機構（６００）及び上下歯車（３２３、３４２）により同期回転するよう構成したので、布線作業中において曲線布線を行うため布線ヘッド（８３０）を接線方向に順次向ける際にも、繰り出される光ファイバ（７００）がねじれることがなく連続運転が可能になる。
【００４２】
また、光ファイバ送り機構（４００）は、布線すべき光ファイバ（７００）のたるみを一定に維持するようストックされた光ファイバ（７００）を送り出すよう構成されているので、布線作業中において、布線ヘッド（８３０）とこれに連絡する各光ファイバ通路（光ファイバガイド）間の光ファイバ（７００）がほぼ一定の状態に維持することができる。
したがって、曲線パターンを布線する場合であっても直線パターンを布線すると同様良好な光ファイバの追従が実現できる。
さらに、布線ヘッドとして、下端が半球面状に加工されたものを使用しているので、既設光ファイバ（７００）を乗り越える際にも当該既設光ファイバを引き剥がしたり、傷つけたりすることがない。
【００４３】
〔第２の実施の形態〕
次に図７〜図１５を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。
図７に示す光ファイバ布線装置（１０５）は、布線基板（９００）を所定の位置に支持するテーブル（１０１）を有している。また、このテーブル（１０１）の布線基板（９００）支持部近傍に落とし穴（１０２）を有している。この光ファイバ布線装置（１０５）では、この落とし穴（１０２）は方形の布線基板（９００）の３辺部に沿ってそれぞれ設けられている。そして、各落とし穴（１０２）の布線基板（９００）側縁辺部は少なくともその角部が面取りされて滑らかに加工されている。さらに、光ファイバ布線装置（１０５）においては、これらの各縁辺部に粘着テープを貼り、後述の垂下される光ファイバの仮止め部（１０３）を形成している。
【００４４】
テーブル（１０１）上には、このテーブル（１０１）を横断する方向（Ｙ方向）に掛け渡され、図示しないＸモータ、コントローラ等を含む布線指令手段の下でＸ方向に位置制御されながら移動するＹバー（２１０）が設けられている。このＹバー（２１０）には、キャリッジ（３１５）を介して、マニピュレータ（３０１）がＹ方向に移動可能に取り付けられている。なお、このマニピュレータ（３０１）も、図示しないＹモータ、コントローラ等を含む布線指令手段の下でＹ方向に位置制御されながら移動される構成となっている。すなわち、このマニピュレータ（３０１）は、布線指令手段のＸ及びＹ方向の単位移動指令（例えば０．１ｍｍ毎の移動長さ指令）の組み合わせを受けてＸＹ方向に自在に移動可能に構成されている。
【００４５】
マニピュレータ（３０１）は、図９に示されているように、キャリッジ（３１５）に連結するベース（３１１）と、このベース（３１１）を基準として構成される布線機構（８０１）と、キャリッジ（３１５）に取り付けられる中継部材保持具（３１３）と、この中継部材保持具（３１３）に取り付けられるとともに上記布線機構（８０１）の直上に配置される光ファイバ切断機構（５００）と、この光ファイバ切断機構（５００）の直上に、一部が同じく中継部材保持具（３１３）に取り付けられる光ファイバ送り機構（４０８）とを有している。図８にも、ベース（３１１）を除くこれらの配置を示す。
【００４６】
キャリッジ（３１５）は、カギ状に形成され上片がＹバー（２１０）に摺接し、下片がベース（３１１）として構成されている。また、この上片と下片とを結ぶ連結片に中継部材保持具（３１３）が取り付けられる構成となっている。
【００４７】
布線機構（８０１）は、ベース（３１１）とカバー（３１２）との間に、図９に示すように、布線ヘッド（８３５）を保持する上下部材（３４０）、この上下部材（３４０）を介して布線ヘッド（８３０）を上下するＺ軸アクチュエータ（８２０）及びこのアクチュエータ（８２０）により上下させられる布線ヘッド（８３５）の高さを検出する高さ検出器（８６０）を有している。この実施形態におけるＺ軸アクチュエータ（８２０）は、印加する電流に応じて上下変位量（上下移動力）が可変する形式のもので、後述する布線ヘッド（８３５）の布線基板（９００）に対する光ファイバ押圧力制御作用にも用いられる。
【００４８】
光ファイバ切断機構（５００）は、図８ないし図１０に示すように、第１の実施の形態に示す光ファイバ布線装置（１００）と同様な光ファイバ通路と、例えばソレノイド等からなる電磁摺動子（５１０）とを含んでいる。しかし、電磁摺動子（５１０）の可動片のカッタ（５１１）については、図１０（ａ）及び（ｂ）に示す形状のカッタとしている。このカッタは、筒状の先端縁部（５１３）をエッジ刃加工して、いわゆるパンチ刃としている。このような刃形状とすることで、光ファイバのカット面を破断状にすることなくきれいに切断することができる。したがって、引き続き細いガイド溝（８３１）に光ファイバを送り込む際に滞りなく送ることができる。なお、５１４は空洞部である。
この光ファイバ切断機構（５００）は、布線指令手段の指令により、光ファイバ通路内にある光ファイバ（７００）を切断する。これらの光ファイバ通路及び電磁摺動子（５１０）は、上述の布線ヘッド（８３５）の直上に配置されるよう、キャリッジ（３１５）に立設された中継部材保持具（３１３）に取り付けられる。
【００４９】
光ファイバ送り機構（４０８）は、図８に示すように、中継部材保持具（３１３）にローラ保持構造（４０５）を介して取り付けられる送りモータ（４０１）と、略水平方向に向く軸線回りに回転可能に保持されるとともに送りモータ（４０１）によって回転駆動される送りローラ（４０２）と、送りローラ（４０２）と互いの周面を対向させた状態で、軸線回りの回転と、送りローラ（４０２）に近接または離間する方向への移動を可能にして保持される従動ローラ（４０３）と、送りモータ（４０１）の駆動軸と送りローラ（４０２）との間に介装される一方向クラッチ（４０４）と、例えばソレノイド等からなり、従動ローラ（４０３）を送りローラ（４０２）に対して近接または離間するよう押圧または牽引する電磁摺動子（４０６）と、図７に示すように、これらの上方に設けられるヘッド側ファイバ保持具（３１４）と、Ｙバー（２１０）の一端に設けられるリール側ファイバ保持具（４４１）及び光ファイバ（７００）のストック部として作用する光ファイバ収納リール（４４０）とを有している。この光ファイバ送り機構（４０８）の送りモータ（４０１）は、図示しない布線指令手段のコントローラにより制御されるもので、指令量だけ光ファイバ（７００）を光ファイバリール（４４０）から下方の布線機構（８０１）に送り込む。
【００５０】
布線ヘッド（８３５）は、図１１に示すように、この光ファイバ布線装置（１０５）においては、下端が外方に向けて滑らかに拡開するラッパ状の光ファイバ通路（７１３）を有している。この光ファイバ通路（７１３）は光ファイバ（７００）のガイドとして作用するものであって、また後述するように、その先端側の内面によって、上方からの光ファイバ７００を布線機構（８０１）（Ｚ軸アクチュエータ８２０）の作用により所定の押圧力Ｇで押圧するようになっている。この時、布線ヘッド（８３５）の下方の光ファイバ（７００）は折り曲げられ、布線基板（９００）の粘着層（９０１）に所定の力で押し付けられる。この状態（布線高さｈの状態）で、この布線ヘッド（８３５）（マニピュレータ３０１）を布線方向に移動することで、光ファイバ（７００）の布線を行なっていく。
【００５１】
ここで、光ファイバ（７００）について見ると、この光ファイバ（７００）は、光ファイバ送り機構（４０８）の送りローラ（４０２）と従動ローラ（４０３）とにより、光ファイバリール（４４０）から布線ヘッド（８３５）の光ファイバ通路（７１３）（光ファイバガイド）内に指令された所望量送り込まれる。また、一方においては、布線ヘッド（８３５）が布線方向に移動する布線作業時において、布線ヘッド（８３５）の下端が光ファイバ（７００）を布線基板（９００）に押し付けながら移動する際に、光ファイバ（７００）に生じる張力により布線ヘッド（８３５）内の光ファイバ（７００）を引き出す。
したがって、この光ファイバ布線装置（１０５）では、あらかじめ布線指令手段により、布線すべきパターンに対する布線ヘッド（８３５）の単位移動指令毎に、当該各単位移動指令の布線に先立ってそれに見合う長さの光ファイバ（７００）をこの布線ヘッド（８３５）の光ファイバ通路（７１３）内に順次送り込むよう、送りモータ（４０１）を励磁して送りローラ（４０２）と従動ローラ（４０３）とを作用させている。
【００５２】
このため、布線作業中においては、布線ヘッド（８３５）の下端（光ファイバが布線基板に接触する位置）から光ファイバ送り機構（４０８）の送りローラ（４０２）までの間の光ファイバ通路（７１３）（光ファイバガイド）の光ファイバの状態はほぼ一定である。したがって、布線品質を一定に維持できる。
【００５３】
なお、この場合において、この光ファイバ布線装置（１０５）においては、送りモータ（４０１）により回転される送りローラ（４０２）に一方向クラッチ（４０４）を挿入している（図８参照）。この一方向クラッチ（４０４）は光ファイバ（７００）を下方に移送する順方向には、ほとんど抵抗なく回転可能とし、逆方向にはその回転を阻止するものである。したがって、何らかの要因により送りローラ（４０２）と従動ローラ（４０３）とによる光ファイバ（７００）の送り込み量に不足が生じた場合であっても、一方向クラッチ（４０４）の順方向へのすべり回転及び布線基板粘着層（９０１）の光ファイバ（７００）の保持作用にともなう光ファイバ引き出し作用により、引き続く布線を滞りなく続行可能にする。
【００５４】
さらに、この場合において、図１２に示すような曲線パターンの布線を行なう場合、送りローラ（４０２）と従動ローラ（４０３）とによる光ファイバ（７００）の送り込みを対応する布線パターンの各単位移動指令のそれよりも若干大きくするようにしてもよい。このように構成した場合には、布線ヘッド（８３５）の移動にともなう張力による光ファイバ（７００）の引き出し作用が働いた場合に、布線する光ファイバ（７００）の、図１２に破線で示すような当該引き出し抵抗による所望のパターンからのずれの発生を、布線速度を低下することなく防止できる。
【００５５】
布線ヘッド（８３５）のラッパ状拡開部分の曲率半径は、通常３ｍｍ程度である。したがって、良好な布線を行なうためには、光ファイバ（７００）がこの布線ヘッド（８３５）の拡開部分に、図１１に示すように、ほぼならう（沿う）ことが必要である。
図１３は、この種布線装置に通常使用される直径φが２５０μｍの光ファイバとφ＝１２５μｍの光ファイバの曲率半径（ｍｍ）と、その時に光ファイバに生じた、布線ヘッドを押し返す力（Ｎ）（（ｇｆ））の関係図である。布線ヘッド（８３５）の下端部の曲率半径が３ｍｍ程度であることから、このように曲げられた光ファイバが布線ヘッドを押し返す力に打ち勝って、布線すべき光ファイバを布線基板（９００）に確実に接触させるためには、布線ヘッド（８３５）に付与すべき押圧力Ｇは少なくとも９．８×１０^-2（Ｎ）（１０（ｇｆ））以上でなければならない。
【００５６】
また、多重布線のようにすでに布線されている光ファイバを乗り越えてさらなる光ファイバの布線を行なう場合、布線ヘッド（８３５）の押圧力を大きくしすぎると、すでに布線されている光ファイバを引っ掛けてしまいパターンを破壊することになる。図１４は、布線ヘッド（８３５）の押圧力と多重布線におけるパターン破壊回数の関係を示したものである。ヘッド押圧力が２．０（Ｎ）（２００（ｇｆ））程度以下の時には、いずれもパターンの破壊は起こらなかった。
【００５７】
さらに、この場合において、すでに布線されている光ファイバを乗り越える場合、曲げ応力の上昇にともなって押圧力を一定にするためＺ軸アクチュエータが働いて布線ヘッド（８３５）を持ち上げる。これにより、既設パターンの破壊あるいは傷つけることを確実に防止できる。
なお、この際において、既設光ファイバを乗り越える部分について、布線ヘッド（８３５）の押圧力を他の布線部分より小さくするよう構成することもできる。この場合には、すでに布線された光ファイバに対する圧力をより小さくすることが可能で既設光ファイバの保護をより確かなものとすることができる。
また、曲がりのあるパターンの布線を行なう場合の押圧力を曲がりのないパターンの布線を行なう場合のそれよりも大きくして、基板粘着層（９０１）の光ファイバ（７００）の保持力をより大きなものにするよう制御してもよい。そして、この際において、曲がりのあるパターンの布線速度を曲がりのないパターンの布線速度より低下させるようにしてもよい。これにより、曲がりのあるパターンの布線であっても着実にパターン通りの布線が可能になる。
【００５８】
いずれにしても、布線動作時での布線ヘッド（８３５）の押圧力は、９．８×１０^-2（Ｎ）以上２．０（Ｎ）以下（１０（ｇｆ）以上２００（ｇｆ）以下）とすることが望ましい。なお、布線ヘッド（８３５）への押圧力の付与は布線機構（８０１）のＺ軸アクチュエータ（８２０）の印加電流量を制御することにより行われる。
【００５９】
次に、以上のような構成を有した光ファイバ布線装置（１０５）の動作を説明する。
なお、ここでは図１５に示すような光配線板を作成するものとする。すなわち、布線基板（９００）の対辺外側に所定の長さのフリーの状態にある光ファイバ（７００）を持つ光配線板である。
【００６０】
図７に示すように、テーブル（１０１）の所定位置に布線基板（９００）をセットする。そして、点Ｂを布線開始点として、ＢＣ間、ＤＥ間、・・・の布線を順次行ない、さらに各布線の両端に所定の長さのフリーの状態の光ファイバがもたらされるよう光配線板を作成するものとする。
【００６１】
まず、マニピュレータ（３０１）を移動して、布線機構（８０１）の布線ヘッド（８３５）を布線開始点Ｂに近接する落とし穴（１０２）の直上の点Ａの位置に位置づける。この時には、図８等に示す光ファイバ送り機構（４０８）の送りモータ（４０１）と電磁摺動子（４０６）は非励磁状態にある。このため、送りローラ（２３２）は回転せず、特に逆方向（光ファイバを上方に送る方向）には一方向クラッチ（４０４）により回転せず、また従動ローラ（４０３）は図示しないバネにより光ファイバ（７００）をこの送りローラ（４０２）に押し付けているので、これらの送りローラ（４０２）及び従動ローラ（４０３）は、ここでは光ファイバ（７００）のストッパとして作用している。したがって、図７のマニピュレータ（３０１）がこの移動のように、光ファイバ収納リール（４４０）から離れる方向に移動する際には、光ファイバ（７００）を光ファイバリール（４４０）から引き出しながら移動することとなる。
なお、図に示した光ファイバ収納リール（４４０）は、この光ファイバ布線装置（１０５）では紙のような軽量な材料で自在に回転できるように取り付けられており、光ファイバ（７００）の引き出しが容易に行なえる構成としている。
【００６２】
布線機構（８０１）の布線ヘッド（８３５）が点Ａに位置づけられると、光ファイバ送り機構（４０８）の送りモータ（４０１）を励磁して送りローラ（４０２）を回転させる。このため、この送りローラ（４０２）と従動ローラ（４０３）とで挟まれた光ファイバ（７００）が光ファイバ収納リール（４４０）から引き出され、落とし穴（１０２）内に垂下される。送りモータ（２３１）には、図示してはいないが、エンコーダが取り付けられており、当該送りモータの回転量を管理可能としている。したがって、光ファイバ（７００）の引き出し長さすなわち垂下量を制御可能としている。
【００６３】
落とし穴（１０２）内の光ファイバ（７００）の垂下量が所定の値となると、送りモータ（４０１）の回転を停止させる。そして、マニピュレータ（３０１）をゆっくりと移動させて布線ヘッド（８３５）を布線開始点Ｂに位置づける。この際、垂下されている光ファイバ（７００）も同様に点Ｂ方向に移動するが、この光ファイバ（７００）は、落とし穴（１０２）の布線基板（９００）側縁辺部の仮止め部（１０３）に接触して仮止めされる。また、布線ヘッド（８３５）が点Ｂに位置づけられる際において、布線機構（８０１）のＺ軸アクチュエータ（８２０）を駆動して布線ヘッド（８３５）を徐々に下降させ、点Ｂの位置において、その高さが適切な布線高さｈ（図１１参照）に、またその押圧力が適正な値となるようにしている。さらに、この場合においては、光ファイバ送り機構（４０８）の送りモータ（４０１）は停止しているが、送りローラ（４０２（図８参照））は光ファイバ（７００）を下方向に送る方向には自由に回転できる構成となっているので、仮止めされた光ファイバ（７００）に不足が生じた場合であっても光ファイバ収納リール（４４０）からその不足分だけ引き出すことが可能な構成となっている。
【００６４】
点Ｂに到る過程においては以上の動作が行われるので、布線ヘッド（８３５）が点Ｂ上に位置づけられた時には、布線ヘッド（８３５）の下方の光ファイバは点Ｂにある。この状態でＢＣ間の布線が開始される。ＢＣ間の布線軌跡（すなわちマニピュレータ（３０１）の移動軌跡）は既知であり、あらかじめプログラムされているのでこのＢＣ間の布線を行なうに必要な単位移動の組み合わせ及び当該各単位移動に必要な光ファイバの長さも計算によって算出することができる。したがって、この光ファイバ布線装置（１０５）においては、光ファイバ送り機構の送りモータ（４０１）をこの必要量に応じて順次回転させながらマニピュレータ（３０１）を布線軌跡に沿って順次移動させるよう構成している。なお、布線動作中においては、布線ヘッド（８３５）の高さ及び押圧力は先に示した適正な値に維持される。
【００６５】
布線ヘッド（８３５）が点Ｃに到達すると、そのままの状態で近接する落とし穴（先の落とし穴と反対側の落とし穴１０２）上の位置まで移動される。そして、この位置で光ファイバ送り機構の送りモータ（４０１）を駆動してこの落とし穴（１０２）内にも所定の長さの光ファイバ（７００）を垂下する。
【００６６】
光ファイバ（７００）を必要な長さだけ引き出したら、ＤＥ間の布線動作に移る。このＤＥ間の布線動作も先に説明したＢＣ間の布線動作と、向きを逆にする以外はほとんど同様の動作となる。すなわち、光ファイバ（７００）を垂下した落とし穴１０２から点Ｄまでゆっくりとした速度で、また布線ヘッド（８３５）の高さが点Ｄにおいて適正な高さ及び押圧力となるよう移動する。落とし穴（１０２）内に垂下された光ファイバ（７００）は仮止め部（１０３）に仮止めされ、布線開始点Ｄに確実に位置づけられる。この状態でＤ〜Ｅの布線軌跡に沿ってマニピュレータ（３０１）を移動させて、ＤＥ間の布線動作を終える。
【００６７】
以上のようにして、あらかじめ作成したプログラムにしたがって、布線基板（９００）上にすべての布線が終了すると、その終了点に近接した落とし穴（１０２）の直上に布線ヘッド（８３５）を位置づける。そして、光ファイバ送り機構（４０８）の送りモータ（４０１）を回転させて当該落とし穴（１０２）内に最後の光ファイバ垂下状態を作成する。ついで、布線ヘッド（８３５）上に設けられている光ファイバ切断機構（５００）の電磁摺動子（５１０）を動作させて光ファイバ（７００）を切断して落下させ、光ファイバ布線が完了する。なお、この時、次の布線作業のために、マニピュレータ（３０１）のＺ軸アクチュエータ（８２０（図９参照））を駆動して布線ヘッド（８３５）を最上位位置に上昇させて送りモータ（４０１）を回転させて、次の布線のための光ファイバ（７００）を布線ヘッド（８３５）内に送り込むよう構成しても良い。
【００６８】
以上の第２の実施の形態においては、各布線を連続的に行なう方法（各落とし穴（１０２）内に垂下される光ファイバがつながった状態にある）について述べたが、各布線動作毎に対応する落とし穴（１０２）上の位置で光ファイバ切断機構（５００）を動作させてそれぞれを切り離した状態としてもよい。このようにすることで、布線作業完了後、操作者が行なわなければならない各垂下部のつながった光ファイバ（７００）の切断作業を省くことができる。
【００６９】
布線作業が完了した布線基板（９００）については、図１５に示すように、基板（９００）の外側の素線状態の光ファイバ（７００）をグループ毎にテープ化して、多芯テープ光ファイバ（９１０）とする。そして、その先端に多芯コネクタ（９２０）を接続して、光配線板を完成する。
【００７０】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態に示す光ファイバ布線装置を、図１６を参照して説明する。
本実施形態に示す光ファイバ布線装置（１０６）の上記第２実施の形態に示す光ファイバ布線装置（１０５）との主な違いは、
１．光ファイバ切断機構（５００）、光ファイバ送り機構（４０８）及び光ファイバ（７００）をストックする光ファイバリール（４４０）を、中継部材保持具（３１３）上に設け、この中継部材保持具（３１３）をマニピュレータ（３０１）のカバー（３１２）上に設けた点、
２．光ファイバ送り機構（４０８）の従動ローラ（４０３）は、布線実行中は電磁摺動子（４０６）により送りローラ（４０２）から離間されている点、すなわち布線実行中の光ファイバ（７００）の布線ヘッド（８３５）への供給（引き出し）は、布線基板（９００）に布線される光ファイバの張力による点、
である。以下、詳細に説明する。
【００７１】
中継部材保持具（３１３）は、マニピュレータ（３０１）のカバー（３１２）上に取り付けられる。そして、その前方端に光ファイバ切断機構（５００）、光ファイバ送り機構（４０８）が形成されている。また、この中継部材保持具（３１３）の後方端には光ファイバリール（４４０）が取り付けられている。すなわち、光ファイバリール（４４０）からの光ファイバ（７００）は、図１６に示すように、光ファイバ送り機構の送りローラ（４０２）と従動ローラ（４０３）、光ファイバ切断機構（５００）の光ファイバ通路を経て布線ヘッド（８３５）に送り込まれる構成となっている。
【００７２】
布線動作の開始に際しては、操作者は光ファイバリール（４４０）から光ファイバ（７００）を引き出して、光ファイバ送り機構（４０８）、光ファイバ切断機構（５００）を介して布線ヘッド（８３５）内に挿入した状態にする。そして、布線開始点の近傍の落とし穴（１０２）上に布線ヘッド（８３５）を位置づけ、送りモータ（４０１）を回転させて光ファイバ（７００）をこの落とし穴（１０２）内に所定量垂下させる。
【００７３】
そして、送りモータ（４０１）を停止して、布線開始点に向けて移動させて位置づけた後、布線ヘッド（８３５）を適切な高さ及び押圧力に設定する。このため、この布線開始点においては、当該光ファイバ（７００）は布線基板（９００）に押し付けられている状態にあるので、この時点において光ファイバ（７００）は十分な保持力で保持された状態にある。
【００７４】
ついで、光ファイバ送り機構（４０８）の従動ローラ（４０３）は、電磁摺動子（４０６）により送りローラ（４０２）から離間される。すなわち、送りローラ（４０２）及び従動ローラ（４０３）は光ファイバ（７００）の給送には、この時点で無関係な状態とされる。この状態で、あらかじめ決定された布線軌跡にしたがってマニピュレータ（３０１）を移動させて布線動作を行なう。
【００７５】
以上のように、この光ファイバ布線装置（１０６）では、布線実行中においては光ファイバ送り機構を不作動にしている。このように、布線作業中に、光ファイバ（７００）の送り込みを行なわないこの光ファイバ布線装置（１０５）では、布線ヘッド（８３５）の光ファイバ押圧力を適正な範囲内で、第２の実施の形態に示す光ファイバ布線装置のそれよりも大きくして、布線された光ファイバ（７００）の基板（９００）への保持力を大きくするとともに、曲線パターンの布線速度を小さくして着実な布線を行なうようにしている。
【００７６】
なお、第２、第３の実施の形態ともに、光ファイバリール（４４０）にストックされた光ファイバ（７００）の有無あるいは量を検出するセンサを設け、光ファイバ（７００）がなくなったり、あるいは次の布線を完了するに十分な量の光ファイバがなかったりした場合に操作者にその旨告知する警告手段を設けるよう構成してもよい。
さらに、上記各実施形態に示す光ファイバ布線装置では、光ファイバ切断機構（５００）を、カッターで構成する例を示したが、これに限られることなく、市販の超音波を用いたファイバクリーバ（ヨーク社製、ＦＫ１１）を用いることも可能である。
また、基板の外側に所定の長さのフリーな光ファイバを持つ光配線板を製作するため、先の第２、第３の実施形態ではテーブルに当該光ファイバを待避させておく落とし穴を設けた例を示したが、マニピュレータを基板外に移動可能に構成して、当該基板外で所定の長さの光ファイバの送り出しを行なうようにしてもよい。
さらに、上記各実施の形態においては、光ファイバの布線基板として、表面に粘着層を有したものを用いたが、これに限らず、例えば以下に示す方法等が採用され得る。
ａ）光ファイバ布線装置において、布線ヘッドの近くに接着剤塗布装置を設けて、布線すべき光ファイバが布線される時点で、その接着剤を当該布線基板に塗布する構成（方法）。
ｂ）布線すべき光ファイバそれ自体に予め粘着剤を付与させておく構成。
この場合、粘着剤としては適当な押圧力が付与された時点で適度な粘着力が生じるものを利用することが望ましい。
【００７７】
【発明の効果】
上で述べた通り、従来の光ファイバ布線装置では、曲がり部における配線パターンの精度が低下したり、あるいは多組の光ファイバを配線する場合の切断と布線の一連の作業が自動化できなかった。
本発明では、光ファイバの自動送り機構を用いて布線時の張力をほぼゼロにすることにより曲線部が設計パターン通りに布線できる。さらに、マニピュレータに光ファイバ切断機構、Ｚ軸回転機構等を搭載することにより布線の一連の作業を自動化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態における光ファイバ布線装置の構成及び構造を示す斜視図である。
【図２】 図１の光ファイバ布線装置の布線機構の構成及び構造を示す拡大斜視図である。
【図３】 本発明の第１の実施の形態における光ファイバ布線装置の主要部の構成及び構造を示す正面図である。
【図４】 本発明の第１の実施の形態における光ファイバ布線装置の光ファイバ切断機構の構成及び構造を示す拡大断面図である。
【図５】 本発明の第１の実施の形態における光ファイバ布線装置の布線ヘッドの構成及び構造並びに布線時の動作を示す拡大斜視図である。
【図６】 本発明の第１の実施の形態における光ファイバ布線装置の布線作業における布線ヘッドの模式図である。
【図７】 本発明の第２の実施の形態における光ファイバ布線装置の全体構成図である。
【図８】 本発明の第２の実施の形態におけるマニピュレータの構成を示す斜視図である。
【図９】 本発明の第２の実施の形態におけるマニピュレータの構成を示す側面図である。
【図１０】 本発明の第２の実施の形態における光ファイバ切断装置の構成を示す斜視図である。
【図１１】 本発明の第２の実施の形態における光ファイバの布線原理を示す模式図である。
【図１２】 曲線パターンの布線を説明する説明図である。
【図１３】 光ファイバの曲げ応力と曲率半径との関係図である。
【図１４】 布線ヘッドの押圧力と布線品質との関係図である。
【図１５】 本発明の第２の実施の形態により作成される光配線板の一例を示す正面図である。
【図１６】 本発明の第３の実施の形態におけるマニピュレータの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１００、１０５、１０６：光ファイバ布線装置
３００、３０１：マニピュレータ ４００、４０８：光ファイバ送り機構
５００：光ファイバ切断機構 ６００：Ｚ軸回転機構
７００：光ファイバ ８００、８０１：布線機構 ９００：布線基板

Claims (12)

1. 粘着層（９０１）を形成した基板（９００）上に光ファイバ（７００）の敷設を行う光ファイバ布線装置（１００）であって、
   前記基板の面に略平行な面上を移動可能に配されて前記基板上に前記光ファイバの敷設動作を行うマニピュレータ（３００）を備え、
   該マニピュレータが、前記光ファイバを送り出す光ファイバ送り機構（４００）と、
   該光ファイバ送り機構から送られる前記光ファイバを前記基板上に布線する布線機構（８００）と、
   前記基板の面に略垂直な軸を回転中心として回転することで前記布線機構の布線の向きを変えるＺ軸回転機構（６００）と、
   前記光ファイバ送り機構から送り出された前記光ファイバを切断する光ファイバ切断機構（５００）とを備え、
   前記布線機構に設けられて前記光ファイバを前記基板へ押し付ける布線ヘッド（８３０）が、前記光ファイバを前記基板の面に対して一定程度曲げた状態で保持して前記基板に押し付けるよう案内する押さえ溝（８３２）と、
   前記光ファイバを前記押さえ溝に案内するガイド溝（８３１）とを備え、
   前記押さえ溝が、前記基板（９００）の粘着層に接触しないように前記光ファイバ（７００）を保持すべく、前記布線ヘッドの先端に近づくほど細くかつ狭くなるように形成されていることを特徴とする光ファイバ布線装置。
2. 前記布線機構が、前記基板に近接または離間する方向に移動可能に配されて、前記光ファイバを所定の向きに案内しつつ前記基板に押し付ける布線プランジャ（８１０）を備え、
   前記光ファイバ送り機構と前記布線プランジャとが、Ｚ軸方向に間隔を開けて配置されるとともに、前記Ｚ軸回転機構によって同時に回転可能に配されていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ布線装置。
3. 前記光ファイバ送り機構が、駆動装置（４１０）により回転駆動されて前記光ファイバの送り出しを行う送り出しリール（４２０）と、
   該送り出しリールから送り出される光ファイバのたわみ量を検知するたわみセンサ（４３０）と、
   該たわみセンサからの検知信号をもとに前記駆動装置の動作を制御する駆動回路とを備えることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ布線装置。
4. 前記光ファイバ切断機構が、前記光ファイバが挿通される光ファイバ通路２（７１１）と、
   該光ファイバ通路２を横切る方向に移動可能に配されるカッター（５１１）と、
   該カッターを、前記光ファイバ通路２を横切る方向に瞬時に移動させる電磁摺動子（５１０）とで構成されたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ布線装置。
5. 前記布線機構が、前記光ファイバを前記基板に押し付けるよう、前記基板に近接または離間する方向に移動可能に配される布線プランジャ（８１０）と、
   前記布線プランジャの移動を制御するＺ軸アクチュエータ（８２０）を備えることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ布線装置。
6. 前記布線プランジャが、前記光ファイバを前記基板に押し付ける布線ヘッド（８３０）と、
   前記布線プランジャの前記Ｚ軸回転機構による回転を検知する回転基準センサ（８４０）とを備えていることを特徴とする請求項２または５記載の光ファイバ布線装置。
7. 前記押さえ溝が、前記光ファイバの破断する曲率半径より大きい曲率半径で形成されていることを特徴とする請求項６記載の光ファイバ布線装置。
8. 前記布線ヘッドの先端が、前記Ｚ軸回転機構により回転される前記布線プランジャの回転中心に位置されていることを特徴とする請求項６記載の光ファイバ布線装置。
9. 前記布線ヘッドが、その全体或いは少なくとも前記光ファイバの接触する部分が、前記光ファイバより摩擦係数の小さい材質で構成されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の光ファイバ布線装置。
10. 粘着層を形成した基板の面に略平行な面上を移動可能に配されるマニピュレータが、Ｚ軸回転機構によって前記基板の面に略垂直な軸を回転中心として回転可能に配され且つ前記基板に近接または離間する方向に移動可能に配される布線プランジャを備え、該布線プランジャの先端に、前記光ファイバを案内して前記基板に押し付ける押さえ溝が設けられる光ファイバ布線装置を用いる光ファイバの布線方法であって、
    布線開始時に、前記マニピュレータを布線開始位置に移動し、
    布線するパターンの接線方向に前記布線プランジャの押さえ溝を向け、
    前記光ファイバの先端を前記基板上に突きあて、
    前記布線プランジャを前記基板に近接させながら前記マニピュレータを前進させ、
    前記光ファイバを前記押さえ溝に挟み込んで前記基板に押し付け、
    布線を開始し、
    前記押さえ溝は、前記基板の粘着層に接触しないように前記光ファイバを保持すべく、前記布線ヘッドの先端に近づくほど細く狭くなるように形成されていることを特徴とする光ファイバ布線方法。
11. 前記光ファイバの張力を、たわみセンサによって測定した前記光ファイバのたわみ量をもとに検知し、
    前記光ファイバ送り機構によって、前記光ファイバが常に所定のたわみを持つように前記光ファイバを送り出すことを特徴とする請求項１０記載の光ファイバ布線方法。
12. Ｚ軸アクチュエータによって前記布線プランジャの前記基板に近接または離間する方向への移動を制御し、
    布線時には前記布線プランジャにより前記光ファイバを前記基板に押し付ける圧力の調整を行い、
    布線動作以外には前記布線プランジャを前記基板から離間させることを特徴とする請求項１０または１１記載の光ファイバ布線方法。

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