JP4064975B2 - 光ファイバ端面の整形方法、被覆除去方法及び光ファイバ接続器 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバの接続や光コネクタ製造のために光ファイバ端面を切断整形する光ファイバ端面の整形方法に関する。また、この整形方法を実施する際に光ファイバの被覆を除去する被覆除去方法、及びこの整形方法で整形された光ファイバを接続する光ファイバ接続器に関する。

バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタ等の電子デバイスの性能向上により、大規模集積回路（ＬＳＩ）は飛躍的な動作速度向上が図られてきている。しかしながら、動作速度の上昇に伴う電気配線の損失や雑音、電磁障害の増大が顕在化し、ＬＳＩを実装するプリント基板レベルやプリント基板を装着したラックレベルではその配線長に応じた動作速度の抑制が余儀なくされるという、所謂配線ボトルネックが露になってきている。

このような電気配線装置の問題から、ＬＳＩ間を光接続する光配線装置が幾つか提案されている。光配線装置の特徴は、直流〜１００ＧＨｚ以上まで損失等の周波数依存性が殆ど無く、更に配線路の電磁障害や接地電位変動雑音が無いため、数１０Ｇｂｐｓの配線が容易に実現できることにある。即ち、光配線装置ではプリント基板やラックレベルでも非常に高速の動作が期待でき、中でも光配線路として光ファイバを用いるものは光速限界による伝播遅延を除けば、数ｃｍ〜数１０ｍの範囲で損失や伝送帯域等、配線性能の配線長依存が実質的に無いという優れた特徴を持っている。

このような背景により、光通信などの技術分野以外でも光ファイバが用いられるようになり、その端面処理や接続操作などの簡素化が要求されるようになってきている。光ファイバの端面処理（整形切断）は、光ファイバ同士の接続や光コネクタ等に装着するために行われるが、光ファイバ切断面で多量の光損失が起こらないよう、切断面を滑らかにする必要がある。

従来の光ファイバ端面処理方法としては、光ファイバの被覆を除去した後、切断刃で光ファイバ素線に微小な傷を入れ、その部分に曲げを加えガラスの脆性破壊を利用して光ファイバを鏡面破断させていた（例えば、特許文献１参照）。また、光ファイバを被覆ごと曲げ、切断刃を当てて被覆を破り、更にそこから切断刃で光ファイバに微小傷を入れて鏡面破断する方法も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平３−６５９０３号公報 特開２００４−１３１３２３号公報

しかしながら、特許文献１のような光ファイバ端面の整形方法では、予め被覆を先端部で除去してから、或いは光ファイバ素線を被覆樹脂から引き抜くようにずらして各光ファイバ素線が分離可能な状態で、光ファイバ素線を切断するため、光ファイバ素線の断片（切り屑）が散逸しやすい。散逸した断片は、手や足等の皮膚に刺さる危険性が高く、最悪の場合、血流に乗って血管内を移動し、心臓や脳に達することで生命危険を招く可能性も持っている。

また、特許文献２のような光ファイバ端面の整形方法は、光ファイバ素線の断片の散逸が大幅に抑制可能ではあるが、被覆材料の厚さ分布による光ファイバ切断歩留まりの低下が著しいという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題を鑑みてなされたものであり、光ファイバの取扱者が生命危険などに晒されることが無く、しかも光ファイバ素線だけの切断と遜色の無い特性が得られる光ファイバの端面整形方法、被覆除去具、及び光ファイバ接続器の提供を目的としている。

本発明の骨子は、光ファイバ端面の整形において、光ファイバの被覆樹脂を光ファイバ素線に微小傷や局所応力を付与する部分及びその基準面となる部分だけを除去し、全体としては被覆樹脂で光ファイバ素線を保持したままの状態で光ファイバ素線の切断を行うことにある。

即ち本発明は、光導波コア及び光閉じ込めクラッドからなる光ファイバ素線と該光ファイバ素線を保護するための被覆樹脂とを有する光ファイバに対し、端部を切断して光ファイバ素線の端面を整形する光ファイバ端面の整形方法であって、前記光ファイバ素線の側面の一部が露出するように且つ前記被覆樹脂の断面積の半分以下の範囲で前記被覆樹脂の一部を除去する工程と、前記被覆樹脂の除去により露出した前記光ファイバ素線の側面に、局所応力又は前記光導波コアに達しない微小傷を付与する工程と、前記局所応力又は微小傷を付与した部分が外側となるように前記光ファイバを湾曲させて前記光ファイバ素線を応力破断する工程と、を含むことを特徴とする。

また本発明は、光ファイバ素線と該光ファイバ素線を保護するための被覆樹脂とを有する光ファイバに対し、被覆樹脂の一部を除去するための被覆除去方法であって、少なくとも先端部が前記被覆樹脂より硬く前記光ファイバ素線の表面材質より柔らかい鉋刃を、前記光ファイバに斜めに当てがい、前記光ファイバ素線の側面を除去ガイドとしてスライドさせ、前記被覆樹脂の断面積の半分以上が前記光ファイバ素線を取り囲んだ状態で前記被覆樹脂を部分的に、且つ前記光ファイバ素線の側面より引っ込んだ部分まで除去することを特徴とする。

また本発明は、光ファイバ素線と該光ファイバ素線を保護するための被覆樹脂とを有する光ファイバ同士の接続を行う光ファイバ接続器であって、前記光ファイバは、前記被覆樹脂の一部が残るように端部を切断して前記光ファイバ素線の端面が整形されたものであり、前記光ファイバ接続器は、前記光ファイバが挿入される導入部と、前記導入部に連通して該導入部と同一直線上に設けられ、前記光ファイバ素線のみが挿入可能な光接続部と、前記導入部に連通して前記光接続部とは別に設けられ、前記端部の切断により生じる前記光ファイバ素線の断片を前記被覆樹脂の一部で前記光ファイバに接続させたまま収容する断片収容部と、を有することを特徴とする。

また本発明は、光ファイバ素線と該光ファイバ素線を保護するための被覆樹脂とを有する光ファイバ同士の接続を行う光ファイバ接続器であって、前記光ファイバは、前記被覆樹脂の一部が残るように端部を切断して前記光ファイバ素線の端面が整形されたものであり、前記光ファイバ接続器は、前記光ファイバが挿入されると共に、前記端部の切断により生じる前記光ファイバ素線の断片を前記被覆樹脂で前記光ファイバに接続させたまま収容する導入部と、前記導入部に連通して該導入部と同一直線上に設けられ、前記光ファイバ素線のみが挿入可能な光接続部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、光ファイバ素線の断片の散逸を防止して光ファイバの端面整形を安全且つ簡単に行えると共に、その光学性能を光ファイバ素線のみで端面整形した場合と同等にでき、更に光ファイバ素線の断片自体を発生させない光接続が可能になる。これにより、光通信等の特定分野だけでなく広く一般にも光ファイバを適用することが可能となり、光配線装置等の普及に寄与して情報通信機器等の高度化に大きく貢献することができる。

まず、本発明の実施形態を説明する前に、光ファイバの端面整形方法の参考例について説明する。

図１１は、第１の参考例としての光ファイバ端面整形方法を説明するための斜視図であり、１０はリボン光ファイバ、１１は光ファイバ素線、１２は被覆樹脂である。この方法では、予め被覆樹脂１２を先端部で除去してから、或いは光ファイバ素線１１を被覆樹脂１２から引き抜く如くずらして各光ファイバ素線が分離可能な状態で、光ファイバ素線１１を切断（例えば図１１の矢印部分）する。このため、光ファイバ素線１１の断片（切り屑）が散逸しやすく、散逸した断片が手や足等の皮膚に刺さる危険性が高いという問題がある。

一般的に光通信で用いられる光ファイバ素線は、石英や多成分ガラス等の材質でできているものが多いが、透明で非常に細い（外径約１２５μｍ）ため視認が難しく、一度散逸させるとその回収が実質的に困難になるという問題がある。また、非常に硬くて細いため、断片が皮膚内に進入し易く、しかも血管に入ると血流に乗って血管内を移動可能であり、心臓や脳に達することで生命危険を生じることが懸念されている。

このような危険性は、光通信技術者には比較的周知されており、光ファイバ素線断片の取扱いには注意が払われている。しかしながら、前述の光配線装置のように光通信以外の分野でも光ファイバが活用されるようになってきており、光ファイバ素線断片の危険性が周知されないまま、例えば電線くずを扱うような感覚で光ファイバ素線の断片に直接手を触れてしまう危険性が高くなってきている。

また、光ファイバを実際に切断する際には、例えば図１２に示すように、光ファイバ素線１１を２つのクランプ部（４１ａ，４１ｂで上下から挟み込む）で保持し、その間を超硬刃４２で僅かに擦るように移動して微小傷を入れる。そして、超硬刃４２で擦った側が凸（外側）になるよう応力を加えて光ファイバ素線１１を鏡面破断させる。図１２の左図は光ファイバ長手方向に直交する断面、右図は光ファイバ長手方向に平行な断面を表しているが、光ファイバ切断後、クランプ部を開放（例えば４１ｂを上に移動）して端面整形を終了する際、光ファイバ素線の断片（切り屑）がばらばらになって散逸してしまう。

光ファイバカッタに切り屑回収機構を設けたものも開発されているが、依然、光ファイバ素線の断片をどう処分するかの課題が残されている。また、ファイバ切断を失敗して光ファイバ素線の破砕片を生じた場合の安全性が問題である。例えば、光ファイバ素線の破砕片などを生じた場合、光ファイバカッタのクランプ部（４１ａ，４１ｂ）の清掃が必要となるが、その際の断片や破砕片の処置は切り屑回収機構が機能する訳ではない。むしろ、不用意にクランプ部の破砕片を素手で振り払ってしまうという危険性が高く、本質的な解決になっていないというのが実情である。

図１３は第２の参考例として、被覆樹脂１２を残したまま光ファイバカッタにより切断する方法を示す断面図である。この場合、超硬刃４２は光ファイバ素線１１に接触することが必要であり、被覆樹脂１２を切り裂きながら光ファイバ素線１１に傷入れを行うか、被覆樹脂１２の切断と光ファイバ素線１１の切断を分けて行うかの２通りの方法が考えられる。しかしながら、何れの方法を用いても基準となるのが被覆樹脂１２の表面であり、被覆樹脂１２の厚さ誤差が１μｍ以下というような精度を保証できるようなものでなければ、超硬刃４２と光ファイバ素線１１との高さ関係（図１３左図の破線間距離）が安定して再現されないことになる。

通常、光ファイバの被覆樹脂１２にはアクリル樹脂、シリコーン樹脂など、比較的弾力性のある樹脂が用いられる。このため、クランプ部の押さえ込み圧力によって多少の厚み変化があり、更に作業時の環境温度で熱膨張による厚み変化が生じる。また、何よりもコーティング時の工程ばらつきや被覆樹脂構造（単層か複合層かなど）で仕上がり厚が変化してしまい、常に安定した厚みで供給されることは望みが薄いといえる。この結果、被覆樹脂１２の厚さばらつきによる光ファイバ切断歩留まりの低下が生じてしまう。

本発明は、このような問題を解決する光ファイバ端面の整形方法、被覆除去具、及び光ファイバ接続器を実現するものである。以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる光ファイバ端面の整形方法を説明するためのもので、光ファイバの概略構成を示す斜視図である。

図中の１０は光ファイバ、１１は光ファイバ素線、１２は被覆樹脂である。光ファイバ１０は、光ファイバ素線１１と被覆樹脂１２の総称とする。ここでは、光ファイバ１０は複数の光ファイバ素線１１を並べてアレイ化した所謂リボンファイバで示しているが、これは単芯の光ファイバでも構わないものである。また、光ファイバ素線１１は、光を導波する円筒状コアを光閉じ込めのクラッドで囲んだ同軸構造となっているのが一般的であるが、図１〜図３では内部構造を省略して示している。

本実施形態による光ファイバ端面の整形方法を、以下に説明する。図１において、光ファイバ素線１１は例えば外径１２５μｍの石英系光ファイバ、被覆樹脂１２は例えばアクリル系ＵＶ（紫外線）硬化樹脂とし、光ファイバ素線と合わせた厚みを例えば３００μｍ前後とする。被覆樹脂１２は、図１のような単純被覆のほか、各光ファイバ素線を被覆する個別の被覆と、それを更に束ねる全体被覆の二重構造であっても構わない。

まず、光ファイバ１０は被覆樹脂１２ごと先端部を折り畳んで粗破断させ、先端を大まかに揃えておく。ここで、粗破断した光ファイバ１０の断片（切り屑）は、比較的柔らかな被覆樹脂１２に囲われており、無理矢理突き刺すような操作でもしなければ皮膚に刺さることは無い。また、被覆樹脂１２には視認し易い不透明樹脂が用いられるため、断片の目視確認も容易である。従って、粗破断による断片は、一般的粘着テープで挟んで、或いはガラス瓶等に封じてガラス屑と同じ扱いで廃棄すれば良く、特段、危険性の高いものではない。更に、この粗破断操作は光ファイバ１０の先端が極端に乱雑化されていなければ、特に必要な操作ではなく、通常は省略しても構わない。

次に、図１のように被覆樹脂１２を部分的に除去する。これには、例えば刃物用炭素鋼でできた剃刀等の鉋刃（図示せず）を光ファイバ１０の先端方向に向けて斜め（例えば３０〜４５°）に当てがい、そのまま鉋刃を光ファイバ素線１１の側面を剃るようにスライドさせるだけで実施可能である。このとき、鉋刃は被覆樹脂１２より硬く、光ファイバ素線１１より柔らかい材料で構成することにより、光ファイバ素線１１の表面が自動的に被覆樹脂の除去ガイドとなり、被覆樹脂１２の除去量（除去形状）再現性が良くなる。

また、光ファイバ１０に鉋刃を極端に強く押し当てると光ファイバ１０を破損してしまうため、押し当て力の適度な加減が必要である。例えば、一般的な石英系光ファイバの１２芯リボン光ファイバ（アクリル系ＵＶ硬化樹脂被覆）の場合、刃物用炭素鋼でできた剃刀刃を用いると２〜３Ｎ程の力で被覆樹脂１２の除去が可能であり、最大で５Ｎ程度の押し圧とすれば良い。

ここで示した方法で被覆樹脂１２を除去した場合、図１に示したように光ファイバ素線１１の側頂部より突出した被覆樹脂１２が除去されることになるが、実際に被覆除去を行った断面を詳細に調べてみると、被覆樹脂１２は光ファイバ素線１１の側頂部より僅かに引っ込んだ部分まで除去されることが本発明者らの実験により明らかになった。これは、鉋刃によって被覆樹脂１２の剃り落としを行う際、被覆樹脂未除去部分の鉋刃先端付近が機械的に引き上げられ、被覆樹脂１２が光ファイバ素線１１の側頂部より外側に引き伸ばされた状態で切断されることによるものと考えられる。この現象は、次工程の光ファイバ整形切断において良い効果をもたらす。

次に、光ファイバ素線１１の整形切断（劈開又は応力破断）を行う。これにはまず、光ファイバ素線１１の表面にダイヤモンドや超硬合金（例えばＣｏをバインダとするＷＣ）による切刃（図示せず）を図１中の破線部に沿って擦り付けて微小傷（初期傷）を形成する。そして、微小傷を形成した側が外側（凸部）になるよう曲げ応力を加える。また、切刃で微小傷を形成する代りに、細線ヒータによるパルス加熱を行って局所応力を付与する方法や超音波印加する方法を用いても構わない。

ここで、光ファイバ素線１１の表面に微小傷を形成するにあたり、前記図１３に示した例では、被覆樹脂１２の厚さ分布が問題となって切刃と光ファイバ素線表面との距離を確定し難かった。これに対し本実施形態では、切刃を当てる側の最凸部が光ファイバ素線１１の表面であるため、微小傷等を非常に再現性良く付与することができる。このため、本実施形態による微小傷等の付与は、光ファイバ素線１１を完全露出して行う方法と殆ど遜色の無い結果が得られるという特徴を持っていることが分かる。

また、本実施形態方法による被覆樹脂１２の除去では、微小傷等を付与する面に光ファイバ素線１１の最外部と被覆樹脂１２が同一平面で並んでしまい、切刃による微小傷の付与が被覆樹脂１２で邪魔される可能性が懸念される。しかし、前述したように、実際には被覆樹脂１２より光ファイバ素線１１の最外部が僅かに突出するため、微小傷の付与が問題なく行えるものである。

以上の結果、光ファイバ素線１１が図１の破線領域で整形切断され、端面の鏡面化が実現するが、このとき光ファイバ素線１１の切断された断片（図１の破線より先端側）は、被覆樹脂１２により保持されたままとなる。即ち、見かけ上は整形切断する前後とも図１のままであり、整形切断部（図１の破線部）で被覆樹脂１２を除去していない方向に僅かに折れ曲がったように見えるだけとなる。このように、光ファイバ端面を切断しても断片が散逸しないのは、被覆樹脂１２と光ファイバ素線１１の界面を剥離せず、また、被覆樹脂１２の大部分（断面の半分以上）が光ファイバ素線１１を取り囲んだ状態で、切断している効果である。従って、被覆樹脂１２は断面積の半分以上を残すことが望ましいものである。

この後、光ファイバ断片（図１の破線より先端側）を例えば被覆樹脂１２の除去していない方向に折り畳んで被覆樹脂１２を破断させる等の方法で分離する。分離した光ファイバ断片は光ファイバ素線１１として散逸することなく回収可能となる。なお、光ファイバの断片は、後述するように分離しないで処理することも可能である。

（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係わる被覆除去具の概略構成を示す断面図である。本実施形態は、第１の実施形態を効果的に実施することを可能にする治具の例である。

図２において、２１は光ファイバ１０のガイドスロット（ガイド穴）２２を設けた基体、２３は切削屑の排出窓で、２４はガイドスロット２２の奥側に先端部を向けられて斜め（例えば３０〜４５°）に取り付けられた鉋刃である。ガイドスロット２２は、光ファイバ１０を真直ぐ挿入可能にするものであり、その奥に光ファイバ１０の挿入長さを規定する壁が設けられている。そして、基体２１，ガイドスロット２２，排出窓２３，及び鉋刃２４から被覆除去具２０が構成されている。

また、鉋刃２４は、その先端のガイドスロット２２底部からの高さが光ファイバ素線１１の外径と被覆樹脂１２の片側厚さを合計した距離より低めになるよう設定されている。そして、光ファイバ１０を図２（ａ）矢印の方向に挿入する際にはその先端が押し上げられ、ガイドスロット２２底部からの高さが光ファイバ素線１１の外径と被覆樹脂１２の両側厚さの合計に相当する高さまで持ち上がるよう構成されている。

上記した鉋刃２４の先端を押し上げる構成を最も簡単に実現するには、鉋刃２４の長さを比較的長くとり、その固定部から先端にかけての鉋刃自体の弾性変形で先端高さが変わるようにすれば良い。これは、薄刃剃刀を平面に押し付けて変形させるようなものであり、比較的単純に構成することができる。また、鉋刃２４の耐久性や切削特性を考慮し、鉋刃を厚刃としてその変形が起き難いように構成する場合には、鉋刃２４の先端とガイドスロット２２の底部との間隔を十分広く取り、鉋刃２４に対向する位置にスプリングなどで光ファイバ１０を鉋刃２４に押し付ける押し当て部を設ければよい。

また、図３（ａ）に示すように、ガイドスロット２２底部を平坦なままとし、鉋刃２４が上下に平行移動するよう構成し、鉋刃２４をガイドスロット２２底部側に押し付けるようスプリング３１で押さえつけても良い。さらに、図３（ｂ）に示すように、ガイドスロット２２底部を平坦なままとし、鉋刃２４の先端部が軸３２を中心に回転して上下移動するよう構成し、鉋刃２４をガイドスロット２２底部側に押し付けるようスプリング３３で押さえ付けても良い。また、図３（ｃ）に示すように、鉋刃２４をガイド体３５により一方向に摺動可能に保持しても良い。

以上のように構成された被覆除去具２０に、光ファイバ１０を図２（ａ）のように挿入する。このとき、光ファイバ１０の先端がガイドスロット２２の奥の壁に達するようにすることで、毎回ほぼ同じ長さで被覆樹脂１２が除去されるようになる。次に、図２（ｂ）に示すように、挿入した光ファイバ１０を逆方向に引き抜く。これにより、図２（ｃ）に示すように、前記図１に示したような形状で被覆樹脂１２が部分的に除去されることになる。

このように、本実施形態の被覆除去具を用いれば、その操作は光ファイバ１０を挿入して引き抜くだけの単純な操作となり、第１の実施形態（図１）で示した被覆樹脂１２の部分的な除去作業を非常に簡単に且つ再現性良く行うことができる。しかも、本実施形態の被覆除去具を用いた被覆樹脂１２の部分除去は、その加工形状の再現性が高く、光ファイバカッタとの組み合わせにより第１の実施形態を効果的に実施することが可能になる。

図４は、第２の実施形態の被覆除去具で被覆樹脂１２の部分除去を行って、光ファイバカッタで整形切断のための微小傷を付与する様子を示したものである。図４の切刃４２は、先端をクランプ部４１ａ上面から微小傷を付与するために必要な分だけ突出させており、クランプ部４１ａの上面には光ファイバ素線１１の側面が直接当たっていることから、毎回ほぼ同じ条件で微小傷の付与を行うことが可能になる。これは、前記図１２の光ファイバ素線１１を完全に露出させて行う方法と実質的に等価である。

以上の工程で微小傷の付与まで行い、微小傷を付与した面が外側となるよう曲げ応力を加えて整形切断（応力破断）させた様子を、図５に示す。図５において、１１ａ，１１ｂは、これまで図を省略してきた光ファイバのコア（１１ａ）及びクラッド（１１ｂ）である。例えば、コア径５０μｍ、クラッド径１２５μｍのＧＩ（Graded Index）型マルチモード光ファイバなどにおいては、微小傷がコア１１ａに達しない深さとして、例えば５μｍといった深さに微小傷が付与される。また、１１’は光ファイバを切断してできた断片であり、図５のように光ファイバ端面を整形切断した後でも光ファイバ先端に残ったままとなる。この後、断片１１’を折り返すように引きちぎることも可能であるが、次に示すようにそのまま放置するような処理も可能である。

（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係わる光ファイバ接続器の概略構成を示す断面図である。

図中の６１は接続器の基体、６２は光ファイバ素線１１を挿入する光接続部、６３は光ファイバ１０を被覆樹脂１２ごと挿入する導入部、６４は前記図５で示したような光ファイバ整形切断で生じる断片を受容する断片収容部である。

基体６１の長手方向の両端から同一直線上に光ファイバ１０と同等の径の穴がそれぞれ設けられて導入部６３が構成され、両方の導入部６３を接続するようにファイバ素線１１と同等の径の穴が導入部６３と同一直線上に設けられて光接続部６２が構成されている。さらに、導入部６３から傾斜する方向に光ファイバ１０と同等の寸法の穴が設けられて断片収容部６４が構成されている。

基体６１としては、例えばエポキシ樹脂等の樹脂にシリカフィラーを８０％程度混合して熱膨張係数を光ファイバーに整合させたものを用い、金型整形により図６のような形状に作製する。光接続部６２は、例えば１２６μｍ径の円筒として光ファイバ素線１１（外径１２５μｍ）を突合せた時の位置ずれが小さくなるようにしておく。光接続部６３は、例えば図６の紙面と直交する方向に一般的リボン光ファイバのアレイピッチである２５０μｍ間隔で形成する。このとき、光接続部（円筒穴）の間には基体６１の材料による傾斜面が形成されるが、その傾斜面の角度と長さを光ファイバの断片１１’が導入部６３から挿入された時に通過可能なようにしておく。

以上のように構成した光ファイバ接続器に、前記図５に示したように加工した光ファイバを挿入すると、被覆樹脂１２が光接続部６２の間の傾斜面にガイドされて進み、光ファイバの断片１１’がそれに引っ張られて断片収容部６４に入っていく。光ファイバを更に挿入すると、断片収容部６４に入った断片１１’が更に奥に入り、それに引っ張られて光ファイバが断片収容部６４側に向かうが、光ファイバ素線１１がその剛性により導入部６３の延長方向へと進もうとする。その結果、被覆樹脂１２が光ファイバ素線１１から引き剥がされていき、光ファイバ素線１１は光接続部６２側に進み、反対側から同様にして挿入された光ファイバと突き当てられて、図７のような状態になる。

この状態で、光接続部６２内及び断片収容部６４内に光学接着剤を注入し、その硬化処理（加熱等）を行うことで、光ファイバ同士の接続が完了する。光学接着剤としては、例えば透明なエポキシ系接着剤やアクリル系接着剤、シリコーン系接着剤などを用い、各硬化条件で硬化処理を行えばよい。

このようにして接続された光ファイバは、図７に示すように整形切断による断片１１’を切り屑として処理する必要が無くなり、光ファイバ端面の整形作業及びその接続作業における安全性が格段に向上するという効果を奏する。第２の実施形態と合せると、本実施形態による光ファイバの端末処理及び接続作業としては、被覆除去具への光ファイバ挿入及び引き抜き、一般の光ファイバカッタによる切断操作、光ファイバ接続器への切断済み光ファイバの挿入、光学接着剤の注入と硬化といった簡単な作業であり、しかも、その間光ファイバの切り屑は基本的に発生せず、また、断片１１’が光学接着剤（図示せず）により光ファイバ接続器内に埋め込まれて固定されるため、本質的な安全性が確保可能になる。

なお、光学接着剤を注入する工程を光ファイバの挿入前に行うことで、光ファイバ接続器内の光ファイバ挿入がスムーズに行えるため、光学接着剤を先に注入しておくことでも構わない。また、上記実施形態では、図５のように曲げ応力を加えて予め整形切断を行った光ファイバを挿入しているが、これは、光ファイバへの微小傷の付与を行っただけの状態で挿入するようにしても良く、図６の導入部６３から断片収容部６４に向かう折れ曲がり部において曲げ応力で破断するようにしても構わない。その場合、光ファイバカッタ操作は微小傷の付与だけとなり、曲げ応力を与えて破断する際の破断失敗で光ファイバ屑を発生させる危険性も無くなるという効果を持つ。

（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態に係わる光ファイバ接続器の概略構成を示す断面図である。

本実施形態は、基本的には第３の実施形態と同様に光ファイバ同士を接続するものであるが、光ファイバ１０を図９に示すように、先端（断片１１’部分）を被覆樹脂除去していない側に折り曲げた状態で接続するものである。

図９において、７１は接続器の基体、７２は光ファイバ素線１１を挿入する光接続部、７３は光ファイバ１０を被覆樹脂１２ごと挿入する導入部である。

基体７１としては、例えばエポキシ樹脂等の樹脂にシリカフィラーを８０％程度混合して熱膨張係数を光ファイバーに整合させたものを用い、金型整形により図９のような形状に作製する。光接続部７２は、例えば１２６μｍ径の円筒として光ファイバ素線１１（外径１２５μｍ）を突合せた時の位置ずれが小さくなるようにしておく。導入部７３は、光ファイバ素線１１の外径の２倍と被覆樹脂１２の片側厚の３倍の合計値が入るスペースとしておく。光接続部７２は、例えば図９の紙面と直交する方向に一般的リボン光ファイバのアレイピッチである２５０μｍ間隔で形成する。

以上のように構成した光ファイバ接続器に、図９に示したように加工した光ファイバを挿入すると、光ファイバ素線１１の整形切断された面が先頭となって進み、光ファイバ断片１１’は折り返されて導入部７３に入っていく。反対側から同様に加工した光ファイバを挿入すると、光接続部７２で光ファイバ素線１１の整形切断された面が突き当てられて、図１０のような状態になる。この状態で光学接着剤を注入し、その硬化処理（加熱等）を行えば、光ファイバの接続が完了する。光学接着剤は、例えば透明なエポキシ系接着剤やアクリル系接着剤、シリコーン系接着剤などを用い、各硬化条件で硬化処理を行えばよい。また、光学接着剤を注入する工程を光ファイバの挿入前に行うことで、光ファイバ接続器内の光ファイバ挿入がスムーズに行えるため、光学接着剤を先に注入しておいても構わない。

このようにして接続された光ファイバは、第３の実施形態と同様、図１０に示すように整形切断による断片１１’を切り屑として処理する必要が無くなり、光ファイバ端面の整形作業及びその接続作業における安全性が格段に向上するという効果を奏する。本実施形態の特徴は、光ファイバの挿入時に断片１１’を折り曲げてから挿入するため、第３の実施形態のように被覆樹脂１２の特性による光ファイバ接続器内部での被覆剥離特性を考慮せずとも光ファイバ接続が確実に行えるという点にある。

（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば上述した本発明実施形態はいくつかの具体例を示しているが、これはあくまで構成例であり、本発明の主旨に従い個々の要素に他の手段（材料、寸法など）を用いても構わないものである。また、実施形態に示された材料、形状、配置などはあくまで一例であり、また、各実施形態を組み合わせて実施することも可能である。

その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができるものである。

第１の実施形態に係わる光ファイバ端面の整形方法を説明するためのもので、光ファイバの概略構成を示す斜視図。 第２の実施形態に係わる被覆除去具の概略構成及び除去工程を示す断面図。 第２の実施形態の被覆除去具の変形例の概略構成を示す断面図。 第２の実施形態の被覆除去具により被覆樹脂が除去された光ファイバを切断する切断装置の概略構成を示す断面図。 第２の実施形態による光ファイバの切断状態を示す断面図。 第３の実施形態に係わる光ファイバ接続器の概略構成を示す断面図。 第３の実施形態の光接続器を用いて光ファィバ同士を接続した状態を示す断面図。 第４の実施形態に係わる光ファイバ接続器の概略構成を示す断面図。 第４の実施形態に用いる光ファイバの切断状態を示す断面図。 第４の実施形態の光接続器を用いて光ファィバ同士を接続した状態を示す断面図。 第１の参考例としての光ファイバ端面の整形方法を説明するための斜視図。 第１の参考例としての光ファイバの切断方法を示す断面図。 第２の参考例としての光ファイバの切断方法を示す断面図。

符号の説明

１０…光ファイバ
１１…光ファイバ素線
１１ａ…光ファイバコア
１１ｂ…光ファイバクラッド
１２…被覆樹脂
２０…被覆除去具
２１…基体
２２…ガイドスロット（ガイド穴）
２３…切削屑の排出窓
２４…鉋刃
４１ａ，４１ｂ…光ファイバクランプ部
４２…超硬刃
６１，７１…光ファイバ接続器基体
６２，７２…光接続部
６３，７３…導入部
６４…断片収納部

Claims (10)

1. 光導波コア及び光閉じ込めクラッドからなる光ファイバ素線と該光ファイバ素線を保護するための被覆樹脂とを有する光ファイバに対し、端部を切断して光ファイバ素線の端面を整形する光ファイバ端面の整形方法であって、
   前記光ファイバ素線の側面の一部が露出するように且つ前記被覆樹脂の断面積の半分以下の範囲で前記被覆樹脂の一部を除去する工程と、
   前記被覆樹脂の除去により露出した前記光ファイバ素線の側面に、局所応力又は前記光導波コアに達しない微小傷を付与する工程と、
   前記局所応力又は微小傷を付与した部分が外側となるように前記光ファイバを湾曲させて前記光ファイバ素線を応力破断する工程と、
   を含むことを特徴とする光ファイバ端面の整形方法。
2. 前記光ファイバは前記光ファイバ素線を複数本平行に並べてアレイ化したリボン光ファイバであり、前記被覆樹脂の除去により前記複数本の光ファイバ素線の側面の一部をそれぞれ露出させ、露出させた前記複数本の光ファイバ素線の側面を１つの平面に押し当てて整列した状態で、前記微小傷又は局所応力の付与を行うことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ端面の整形方法。
3. 光ファイバ素線と該光ファイバ素線を保護するための被覆樹脂とを有する光ファイバに対し、被覆樹脂の一部を除去するための被覆除去方法であって、
   少なくとも先端部が前記被覆樹脂より硬く前記光ファイバ素線の表面材質より柔らかい鉋刃を、前記光ファイバに斜めに当てがい、前記光ファイバ素線の側面を除去ガイドとしてスライドさせ、前記被覆樹脂の断面積の半分以上が前記光ファイバ素線を取り囲んだ状態で前記被覆樹脂を部分的に、且つ前記光ファイバ素線の側面より引っ込んだ部分まで除去することを特徴とする被覆除去方法。
4. 前記鉋刃は、前記光ファイバが挿入されるガイドスロットの途中に前記光ファイバの挿入方向に先端を向けて設けられ、前記鉋刃の先端のガイドスロット底部からの高さが前記光ファイバ素線の外径と前記被覆樹脂の片側厚さを合計した距離より低めになるよう設定され、前記光ファイバを前記ガイドスロットに挿入する際に前記鉋刃の先端が押し上げられ、前記鉋刃の先端のガイドスロット底部からの高さが前記光ファイバ素線の外径と前記被覆樹脂の両側厚さの合計に相当する高さまで持ち上がるようになっていることを特徴とする請求項３記載の被覆除去方法。
5. 前記鉋刃は、前記光ファイバの先端方向に向けて３０°〜４５°の角度範囲で当てがうことを特徴とする請求項３又は４記載の被覆除去方法。
6. 前記光ファイバを石英系光ファイバとし、前記鉋刃を炭素鋼で形成された剃刀刃とした時に、前記鉋刃を前記光ファイバに押し当てる力を５Ｎ以下としたことを特徴とする請求項３又は４記載の被覆除去方法。
7. 前記光ファイバの被覆除去長を規定するストッパ部に前記光ファイバを突き当て、しかる後に前記鉋刃による前記被覆樹脂の部分的除去を行うことを特徴とする請求項３〜６の何れかに記載の被覆除去方法。
8. 光ファイバ素線と該光ファイバ素線を保護するための被覆樹脂とを有する光ファイバ同士の接続を行う光ファイバ接続器であって、
   前記光ファイバは、前記被覆樹脂の一部が残るように端部を切断して前記光ファイバ素線の端面が整形されたものであり、
   前記光ファイバ接続器は、前記光ファイバが挿入される導入部と、前記導入部に連通して該導入部と同一直線上に設けられ、前記光ファイバ素線のみが挿入可能な光接続部と、前記導入部に連通して前記光接続部とは別に設けられ、前記端部の切断により生じる前記光ファイバ素線の断片を前記被覆樹脂の一部で前記光ファイバに接続させたまま収容する断片収容部と、
   を有することを特徴とする光ファイバ接続器。
9. 光ファイバ素線と該光ファイバ素線を保護するための被覆樹脂とを有する光ファイバ同士の接続を行う光ファイバ接続器であって、
   前記光ファイバは、前記被覆樹脂の一部が残るように端部を切断して前記光ファイバ素線の端面が整形されたものであり、
   前記光ファイバ接続器は、前記光ファイバが挿入されると共に、前記端部の切断により生じる前記光ファイバ素線の断片を前記被覆樹脂で前記光ファイバに接続させたまま収容する導入部と、前記導入部に連通して該導入部と同一直線上に設けられ、前記光ファイバ素線のみが挿入可能な光接続部と、
   を有することを特徴とする光ファイバ接続器。
10. 前記光接続部に、透明な光学接着剤が充填され、硬化されていることを特徴とする請求項８又は９記載の光ファイバ接続器。

Images