JP4288970B2 - 光ファイバアレイの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばレーザビームプリンタ等のマルチビーム光源として使用される光ファイバアレイの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術分野】
レーザビームプリンタ等のマルチビーム光源として使用される光ファイバアレイ素子を、コア部とクラッド部との偏心方向を光ファイバの配列方向に一致させたアレイ構造としたものは公知である(例えば、特許文献1参照。)。従来は、光ファイバの偏心方向を測定し、光ファイバの偏心方向を示す印を光ファイバクラッド部にマジックなどで付け、光ファイバの偏心方向が配列方向に一致するように光ファイバをアレイ配列させていた。
【特許文献１】
特開平２００１−６６４３８号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方法では、直径１２５μｍの光ファイバのクラッド部に、正確に印を付けるのは極めて難しく、光ファイバの偏心方向が配列方向に一致した光ファイバアレイ素子を製作するのは極めて困難であった。このため、従来の光ファイバアレイ素子から出射するマルチビームは直線状配列から誤差をもつことになり、この誤差が大きい場合には高品質な印刷が得られないことになる。
【０００４】
本発明は、光ファイバの偏心方向を示す印を光ファイバクラッド部に正確に付け、光ファイバの偏心方向が配列方向に一致するように光ファイバをアレイ配列させた光ファイバアレイを、精度良く製作する製造方法を確立することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ファイバのコア部とクラッド部との偏心方向を示す印を、前記光ファイバのクラッド部に波長３５０〜４５０ｎｍのレーザ光を集光して付着させた有機物、もしくは、インクジェットにより付着させたインクによって形成することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明方法で製作された光ファイバアレイ素子を光ファイバ配列方向に断面にした模式図であり、複数の光ファイバ３の先端は被服が除去され、これらの光ファイバ３の先端部分が光ファイバ保持部材を構成する基板１に形成した断面がＶ字型の溝により光ファイバ配列方向に等間隔で配置されている。この配置状態で基板１上方から平板部材６があてがい、また、平板部材６とＶ溝基板１間には接着剤が充填硬化されて、光ファイバが固定されている。図１中の光ファイバ３中に描いた白抜きの小点と黒の小点との間隔はコア部の中心とクラッド部の中心との偏心量を示し、本実施例ではコア部とクラッド部との偏心方向を、光ファイバの配列方向に一致させたアレイ構造としている。
【０００７】
次に本発明の実施例である光ファイバアレイの製造方法を図２〜４を用いて説明する。図４（ａ）に示す光ファイバ保持部材１は、表面に等間隔で形成された複数のＶ字型の溝構造を有するＶ溝基板であり、このＶ溝基板のＶ字型溝構造は、Ｓｉウェハの異方性エッチング、或いはダイヤモドブレードソーを用いたＳｉウェハ、セラミック、ガラス材等のダイシング加工などによって作製されている。
【０００８】
Ｖ溝基板１上に形成されたＶ溝間の間隔は、通常数十ミクロン〜数百ミクロンである。このＶ溝基板１は図４（ａ）に示すように、ガラス、あるいはセラミックを材質とする平板状の基台２上に、基台２のサイドエッジとＶ溝の方向が平行になるように貼り付けられる。
【０００９】
次に、図２、３に示すように、それぞれ独立した複数（図中では５本）の光ファイバ３を用意し、各々の光ファイバ３の先端部は被覆部４を除去してクラッド部５を露出させる。先端部が露出した各光ファイバ３のコア部とクラッド部５との偏心方向を、顕微鏡と画像処理ソフトを用いて測定する。次に、光ファイバ３のコア部とクラッド部５との偏心方向から反時計回りに９０°回転した光ファイバクラッド部５に、光ファイバクラッド部５でのスポット径が４（μｍ）程度になるように波長３５０〜４５０ｎｍのレーザ光を集光させて照射する。
【００１０】
図２（ａ）、図３（ａ）に示すようにレーザ光が集光されている光ファイバクラッド部５近傍に接着剤などの揮発性のある有機物９を滴下すると、有機物から揮発したガスがレーザ光により光ファイバクラッド部５に引き寄せられ、付着物１０として付着する。付着物１０の直径は数μｍから数十μｍである。またこの時、図２（ｂ）図３（ｂ）に示したように、光ファイバクラッド部５にインクジェットヘッド１５からインク１４を突出させ、インク１４を付着させてもよい。
【００１１】
次に、各光ファイバ３は、互いに隣接するように配列し、被覆に覆われている部分の一部が前記基台２の端に固定し、一方、これらの光ファイバ３の先端部分は、光ファイバクラッド部５に付着された有機物１０またはインク１４が上にくるようにし、Ｖ溝基板１のほぼ中央に集まるようにして等間隔で配列し、１つのＶ溝に一本の光ファイバ３を落としむ。これにより、各光ファイバ３のコア部とクラッド部５との偏心方向が、光ファイバ配列方向に一致して配列されたことになる。
【００１２】
その後、図４（ｃ）に示すように、光ファイバ３の上方から平板部材６があてがい、平板部材６とＶ溝基板１との間に接着材を充填したのち、平板部材６とＶ溝基板１により加圧しながら光ファイバ３を挟み込んで硬化する。
【００１３】
図５は光ファイバアレイ素子の精度誤差となる各アレイ要素部品の誤差因子を示す光ファイバ３、Ｖ溝基板１、および平板部材６の端部拡大図である。図５に示すように光ファイバアレイの製作精度である光ファイバ３のコア部間の配列間隔と直線性を決めるのは、（１）各々の光ファイバ３の製作精度、つまりクラッド部外形寸法のばらつき、クラッド部の真円度、クラッド部中心とコア部中心のずれ（偏心量）、（２）Ｖ字型の溝が形成された基板１の製作精度、つまりＶ溝間隔、Ｖ溝の深さ、Ｖ溝の角度、そして（３）光ファイバ３を上方から押さえ込む平板６の平面度であることがわかる。これらの各々のファクターが最終的な光ファイバアレイの製作精度として累積して影響してくるので、サブミクロンオーダーの配列誤差しか許容できないようなより高精度な光ファイバ配列を実現させるには、誤差要素である上記した種々のファクターの数を減らすことが何よりも大切である。
【００１４】
ここで、本発明の製造方法で製作した光ファイバアレイの使用形態としてレーザビームプリンタのマルチビーム光源用に光ファイバアレイを使うことを考えてみる。図６に光源にマルチビーム発生用光ファイバアレイを用いたレーザビームプリンタの光学系を示す。本光学系に於いて、光源の光ファイバアレイ１８から発したビームは、光学系を介して等角速度で回転している回転多面鏡２０を照射する。この回転多面鏡２０により反射された光は、後方に配置されたＦΘレンズ２１により、光記録媒体である感光ドラム２２上に複数の微小光スポット列として結像させると共に、該感光ドラム２２上を等速走査する。この際、光ファイバアレイ１８の各々の光ファイバ入射端における半導体レーザ光源を図示しない外部コントローラからの文字・画像データ信号に応じてｏｎ−ｏｆｆさせることにより、感光ドラム２２上には文字・画像情報が記録されることになる。光検出器２３でレーザの書き出しタイミングを決定している。この際、感光ドラム２２上の微小光スポット列は、光ファイバアレイ１８端面を所定の倍率で拡大してドラム２２上に結像しているだけなので、一般に光スポットの大きさに対して光スポットの配置間隔が大きくなる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光ファイバの偏心方向を示す印を光ファイバクラッド部に正確に付け、光ファイバの偏心方向が配列方向に一致するように光ファイバをアレイ配列させた光ファイバアレイを、精度良く製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって製造した光ファイバアレイ素子を光ファイバ配列方向に断面した模式図。
【図２】本発明における光ファイバのコア部とクラッド部との偏心方向を示す印を光ファイバクラッド部に付着させる方法を示す説明図。
【図３】本発明における光ファイバのコア部とクラッド部との偏心方向を示す印を光ファイバクラッド部に付着させる方法を示す説明図。
【図４】本発明における光ファイバアレイ素子の製造プロセスを示す説明図。
【図５】光ファイバアレイ各要素部品の誤差因子を示す図。
【図６】光ファイバアレイ素子をマルチビーム発生用光源としてレーザプリンタに搭載した例を示す図。
【符号の説明】
１…光ファイバ保持部材、３…光ファイバ、４…光ファイバ被覆部、５…光ファイバクラッド部、６…平板部材、７…光ファイバコア部、８…光ファイバクラッド部中心、９…揮発性の有機物、１０…付着物、１１…偏心方向、１２…レンズ、１３…レーザ、１４…インク、１５…インクジェットヘッド、１６…半導体レーザ、１７…ＬＤモジュール、１８…光ファイバアレイ、１９…コリメータレンズ、２０…回転多面鏡、２１…Ｆθレンズ、２２…感光ドラム、２３…光検出器。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばレーザビームプリンタ等のマルチビーム光源として使用される光ファイバアレイの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術分野】
レーザビームプリンタ等のマルチビーム光源として使用される光ファイバアレイ素子を、コア部とクラッド部との偏心方向を光ファイバの配列方向に一致させたアレイ構造としたものは公知である(例えば、特許文献1参照。)。従来は、光ファイバの偏心方向を測定し、光ファイバの偏心方向を示す印を光ファイバクラッド部にマジックなどで付け、光ファイバの偏心方向が配列方向に一致するように光ファイバをアレイ配列させていた。
【特許文献１】
特開平２００１−６６４３８号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方法では、直径１２５μｍの光ファイバのクラッド部に、正確に印を付けるのは極めて難しく、光ファイバの偏心方向が配列方向に一致した光ファイバアレイ素子を製作するのは極めて困難であった。このため、従来の光ファイバアレイ素子から出射するマルチビームは直線状配列から誤差をもつことになり、この誤差が大きい場合には高品質な印刷が得られないことになる。
【０００４】
本発明は、光ファイバの偏心方向を示す印を光ファイバクラッド部に正確に付け、光ファイバの偏心方向が配列方向に一致するように光ファイバをアレイ配列させた光ファイバアレイを、精度良く製作する製造方法を確立することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ファイバのコア部とクラッド部との偏心方向を示す印を、前記光ファイバのクラッド部に波長３５０〜４５０ｎｍのレーザ光を集光して付着させた有機物、もしくは、インクジェットにより付着させたインクによって形成することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明方法で製作された光ファイバアレイ素子を光ファイバ配列方向に断面にした模式図であり、複数の光ファイバ３の先端は被服が除去され、これらの光ファイバ３の先端部分が光ファイバ保持部材を構成する基板１に形成した断面がＶ字型の溝により光ファイバ配列方向に等間隔で配置されている。この配置状態で基板１上方から平板部材６があてがい、また、平板部材６とＶ溝基板１間には接着剤が充填硬化されて、光ファイバが固定されている。図１中の光ファイバ３中に描いた白抜きの小点と黒の小点との間隔はコア部の中心とクラッド部の中心との偏心量を示し、本実施例ではコア部とクラッド部との偏心方向を、光ファイバの配列方向に一致させたアレイ構造としている。
【０００７】
次に本発明の実施例である光ファイバアレイの製造方法を図２〜４を用いて説明する。図４（ａ）に示す光ファイバ保持部材１は、表面に等間隔で形成された複数のＶ字型の溝構造を有するＶ溝基板であり、このＶ溝基板のＶ字型溝構造は、Ｓｉウェハの異方性エッチング、或いはダイヤモドブレードソーを用いたＳｉウェハ、セラミック、ガラス材等のダイシング加工などによって作製されている。
【０００８】
Ｖ溝基板１上に形成されたＶ溝間の間隔は、通常数十ミクロン〜数百ミクロンである。このＶ溝基板１は図４（ａ）に示すように、ガラス、あるいはセラミックを材質とする平板状の基台２上に、基台２のサイドエッジとＶ溝の方向が平行になるように貼り付けられる。
【０００９】
次に、図２、３に示すように、それぞれ独立した複数（図中では５本）の光ファイバ３を用意し、各々の光ファイバ３の先端部は被覆部４を除去してクラッド部５を露出させる。先端部が露出した各光ファイバ３のコア部とクラッド部５との偏心方向を、顕微鏡と画像処理ソフトを用いて測定する。次に、光ファイバ３のコア部とクラッド部５との偏心方向から反時計回りに９０°回転した光ファイバクラッド部５に、光ファイバクラッド部５でのスポット径が４（μｍ）程度になるように波長３５０〜４５０ｎｍのレーザ光を集光させて照射する。
【００１０】
図２（ａ）、図３（ａ）に示すようにレーザ光が集光されている光ファイバクラッド部５近傍に接着剤などの揮発性のある有機物９を滴下すると、有機物から揮発したガスがレーザ光により光ファイバクラッド部５に引き寄せられ、付着物１０として付着する。付着物１０の直径は数μｍから数十μｍである。またこの時、図２（ｂ）図３（ｂ）に示したように、光ファイバクラッド部５にインクジェットヘッド１５からインク１４を突出させ、インク１４を付着させてもよい。
【００１１】
次に、各光ファイバ３は、互いに隣接するように配列し、被覆に覆われている部分の一部が前記基台２の端に固定し、一方、これらの光ファイバ３の先端部分は、光ファイバクラッド部５に付着された有機物１０またはインク１４が上にくるようにし、Ｖ溝基板１のほぼ中央に集まるようにして等間隔で配列し、１つのＶ溝に一本の光ファイバ３を落としむ。これにより、各光ファイバ３のコア部とクラッド部５との偏心方向が、光ファイバ配列方向に一致して配列されたことになる。
【００１２】
その後、図４（ｃ）に示すように、光ファイバ３の上方から平板部材６があてがい、平板部材６とＶ溝基板１との間に接着材を充填したのち、平板部材６とＶ溝基板１により加圧しながら光ファイバ３を挟み込んで硬化する。
【００１３】
図５は光ファイバアレイ素子の精度誤差となる各アレイ要素部品の誤差因子を示す光ファイバ３、Ｖ溝基板１、および平板部材６の端部拡大図である。図５に示すように光ファイバアレイの製作精度である光ファイバ３のコア部間の配列間隔と直線性を決めるのは、（１）各々の光ファイバ３の製作精度、つまりクラッド部外形寸法のばらつき、クラッド部の真円度、クラッド部中心とコア部中心のずれ（偏心量）、（２）Ｖ字型の溝が形成された基板１の製作精度、つまりＶ溝間隔、Ｖ溝の深さ、Ｖ溝の角度、そして（３）光ファイバ３を上方から押さえ込む平板６の平面度であることがわかる。これらの各々のファクターが最終的な光ファイバアレイの製作精度として累積して影響してくるので、サブミクロンオーダーの配列誤差しか許容できないようなより高精度な光ファイバ配列を実現させるには、誤差要素である上記した種々のファクターの数を減らすことが何よりも大切である。
【００１４】
ここで、本発明の製造方法で製作した光ファイバアレイの使用形態としてレーザビームプリンタのマルチビーム光源用に光ファイバアレイを使うことを考えてみる。図６に光源にマルチビーム発生用光ファイバアレイを用いたレーザビームプリンタの光学系を示す。本光学系に於いて、光源の光ファイバアレイ１８から発したビームは、光学系を介して等角速度で回転している回転多面鏡２０を照射する。この回転多面鏡２０により反射された光は、後方に配置されたＦΘレンズ２１により、光記録媒体である感光ドラム２２上に複数の微小光スポット列として結像させると共に、該感光ドラム２２上を等速走査する。この際、光ファイバアレイ１８の各々の光ファイバ入射端における半導体レーザ光源を図示しない外部コントローラからの文字・画像データ信号に応じてｏｎ−ｏｆｆさせることにより、感光ドラム２２上には文字・画像情報が記録されることになる。光検出器２３でレーザの書き出しタイミングを決定している。この際、感光ドラム２２上の微小光スポット列は、光ファイバアレイ１８端面を所定の倍率で拡大してドラム２２上に結像しているだけなので、一般に光スポットの大きさに対して光スポットの配置間隔が大きくなる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光ファイバの偏心方向を示す印を光ファイバクラッド部に正確に付け、光ファイバの偏心方向が配列方向に一致するように光ファイバをアレイ配列させた光ファイバアレイを、精度良く製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって製造した光ファイバアレイ素子を光ファイバ配列方向に断面した模式図。
【図２】本発明における光ファイバのコア部とクラッド部との偏心方向を示す印を光ファイバクラッド部に付着させる方法を示す説明図。
【図３】本発明における光ファイバのコア部とクラッド部との偏心方向を示す印を光ファイバクラッド部に付着させる方法を示す説明図。
【図４】本発明における光ファイバアレイ素子の製造プロセスを示す説明図。
【図５】光ファイバアレイ各要素部品の誤差因子を示す図。
【図６】光ファイバアレイ素子をマルチビーム発生用光源としてレーザプリンタに搭載した例を示す図。
【符号の説明】
１…光ファイバ保持部材、３…光ファイバ、４…光ファイバ被覆部、５…光ファイバクラッド部、６…平板部材、７…光ファイバコア部、８…光ファイバクラッド部中心、９…揮発性の有機物、１０…付着物、１１…偏心方向、１２…レンズ、１３…レーザ、１４…インク、１５…インクジェットヘッド、１６…半導体レーザ、１７…ＬＤモジュール、１８…光ファイバアレイ、１９…コリメータレンズ、２０…回転多面鏡、２１…Ｆθレンズ、２２…感光ドラム、２３…光検出器。
Claims (2)
- 光源から発した光を入射して伝搬させる複数の光ファイバと、該複数の光ファイバの先端部を光ファイバ配列方向に等間隔で配置させるための光ファイバ保持部材と、前記光ファイバを押え込むための平板部材と、該平板部材と前記光ファイバ保持部材間に充填される接着剤とを備えており、前記光ファイバのコア部とクラッド部との偏心方向を示す印を該光ファイバのクラッド部に付着させ、前記複数の光ファイバのクラッド部に付着させた印の方向を揃えることにより、前記光ファイバのコア部とクラッド部との偏心方向を該光ファイバの配列方向に一致させたアレイ構造とした光ファイバアレイの製造方法において、前記光ファイバのコア部とクラッド部との偏心方向を示す前記印を、該光ファイバのクラッド部に波長３５０〜４５０ｎｍのレーザ光を集光して付着させた有機物によって形成することを特徴とする光ファイバアレイの製造方法。
- 前記複数の光ファイバを配列させてアレイ構造とした後、該光ファイバのクラッド部に付着させた有機物を除去することを特徴とする請求項１記載の光ファイバアレイの製造方法。
以上
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003076744A JP4288970B2 (ja) | 2003-03-20 | 2003-03-20 | 光ファイバアレイの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003076744A JP4288970B2 (ja) | 2003-03-20 | 2003-03-20 | 光ファイバアレイの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004286899A JP2004286899A (ja) | 2004-10-14 |
| JP4288970B2 true JP4288970B2 (ja) | 2009-07-01 |
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ID=33291678
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| IN2014KN01743A (ja) | 2012-02-20 | 2015-10-23 | Adc Telecommunications Inc |
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2003
- 2003-03-20 JP JP2003076744A patent/JP4288970B2/ja not_active Expired - Fee Related
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