JP4610524B2 - 光ファイバ融着接続方法及びその装置 - Google Patents

Description

この発明は、光ファイバ融着接続方法及びその装置に関し、特に通信用光ファイバから部品用光ファイバまで、あらゆる光ファイバの融着接続に適用することができ、接続パラメータの１つである「押し込み」が大きい融着接続において特に有効な光ファイバ融着接続方法及びその装置に関する。

従来、光ファイバ融着接続方法においては、例えば、図６（Ａ）〜（Ｅ）に示されているように、左右の光ファイバ１０１，１０３の先端部をその長手方向に渡って被覆除去した左右の裸光ファイバ１０５，１０７を突き合わせて、相対する１対の放電電極１０９，１１１による放電で融着接続する際に、突き合わせる裸光ファイバ１０５，１０７に対する放電を最適な状態にコントロールするために、融着接続の放電パワーや突き合わせ位置を最適にしている。

相対する１対の放電電極１０９，１１１の間を結ぶ直線を放電中心線Ｏ−Ｏ’とすると、放電前では、図６（Ａ）において左右の裸光ファイバ１０５，１０７の先端面が放電中心線Ｏ−Ｏ’にくるように左右の長手方向に前進させる。なお、放電中心線Ｏ−Ｏ’は予め最適化されている。

次いで、図６（Ｂ）に示されているように予備放電が行われる。この予備放電の状態で図６（Ｃ）に示されているように左側の裸光ファイバ１０５を右側の裸光ファイバ１０７に向けて前進せしめて押し込みが行われる。この時、右側の裸光ファイバ１０７は固定されている。押し込み後の仮接続点ＴＣＰは、図６（Ｄ）に示されているように放電中心線Ｏ−Ｏ’の位置から右側へ移動している。

左右の裸光ファイバ１０５，１０７の仮接続点ＴＣＰが放電中心線Ｏ−Ｏ’から右側へずれた状態で本放電が行われて左右の裸光ファイバ１０５，１０７が融着接続される。したがって、左右の裸光ファイバ１０５，１０７の融着接続点ＣＰは、図６（Ｅ）に示されているように放電中心線Ｏ−Ｏ’から右側へずれた位置になる。

なお、上述したように左右の裸光ファイバ１０５，１０７を放電中心線Ｏ−Ｏ’からずれた位置にセットする方法に関しては、例えば特許文献１〜特許文献４が知られている。また、放電時に、左右の裸光ファイバ１０５，１０７同士を互いに押し込みあう方法としては、例えば特許文献５及び特許文献６が知られている。
特開２００２−４８９３５号公報 特開２００２−３１８３２０号公報 特開２００３−２１７４５号公報 ＵＳ６６５２１６３号公報 特開２０００−９８１７１号公報 特開平１１−１１９０４９号公報

ところで、従来の光ファイバ融着接続方法において、特許文献１〜特許文献４のように、図６（Ｃ）の押し込みについては、押し込み後に左右の裸光ファイバ１０５，１０７の仮接続点ＴＣＰが放電中心線Ｏ−Ｏ’からずれた位置に押し込まれた状態で本放電を行うために、裸光ファイバ１０５，１０７に左右均等に熱量を加えることができない。特に、大口径の光ファイバ接続などのように押し込み量を大きくしなければならない接続では、左右の裸光ファイバ１０５，１０７の仮接続点ＴＣＰの位置の動きは大きくなるために、左右の裸光ファイバ１０５，１０７の熱量の不均一が大きくなるという問題点があった。

また、特許文献５及び特許文献６のように、左右の裸光ファイバ１０５，１０７同士を互いに押し込みあう方法では、融着接続時に左右の裸光ファイバ１０５，１０７の材料蒸発による材料欠損がほぼ同じであるという前提で、前記材料欠損を補充するように押し込まれるのであるが、厳密に言えば、左右の裸光ファイバ１０５，１０７が押し込まれる速度や裸光ファイバ１０５，１０７にかかる放電による熱量などの条件の微妙な違いが、左右の裸光ファイバ１０５，１０７の材料欠損量を異ならせる。そのために、左右の裸光ファイバ１０５，１０７の押し込み量を精密に制御することが容易ではないという問題点があった。

上記発明が解決しようとする課題を達成するために、この発明の光ファイバ融着接続方法は、前もって、一方側の第１の光ファイバと他方側の第２の光ファイバの先端部をその長手方向に渡って被覆除去した外径Ｄ_０の第１，第２の裸光ファイバを突き合わせて、この第１，第２の裸光ファイバに対して直交して相対する１対の放電電極で少なくとも予備放電および本放電の工程を含んで融着接続する光ファイバ融着接続方法において、
前記１対の放電電極の中心を結ぶ直線を放電中心線Ｏ−Ｏ’とするとき、
予備放電前に、突き合わせる前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置を前記放電中心線からみて両側にそれぞれ偏位ｄ_１ずつずらしてセットする工程と、
前記１対の放電電極間に電圧を印加して放電させて前記第１，第２の裸光ファイバの先端部付近を高温雰囲気にする予備放電中に、可動する第１の裸光ファイバを固定された第２の裸光ファイバに向けて押し込んで仮接続する工程と、
予備放電後に、前記放電中心線から前記仮接続された仮接続点までの偏位ｄ_２を検出する工程と、
次いで、前記仮接続点の放電中心線Ｏ−Ｏ’からの偏位ｄ_２をゼロとするように前記第１，第２の裸光ファイバを前記偏位ｄ_２の分だけ上記の押込み方向とは反対方向に戻す工程と、
しかる後に、前記１対の放電電極間に電圧を印加して本放電させて前記第１，第２の裸光ファイバの仮接続点付近を高温雰囲気にして融着接続する工程と、
を含むことを特徴とするものである。

また、この発明の光ファイバ融着接続方法は、前記光ファイバ融着接続方法において、前記偏位ｄ_１が偏位ｄ_２より小さく、かつ、ｄ_１／Ｄ_０が０．０１〜０．２０の範囲にあり、かつ、ｄ_２／Ｄ_０が０．０２〜０．３０の範囲にあることが好ましい。

また、この発明の光ファイバ融着接続方法は、前記光ファイバ融着接続方法において、前記第１，第２の裸光ファイバの外径Ｄ_０がほぼ１２５μｍであり、前記偏位ｄ_１がほぼ１０μｍであり、前記偏位ｄ_２がほぼ１５μｍであることが好ましい。

また、この発明の光ファイバ融着接続方法は、前記光ファイバ融着接続方法において、前記第１，第２の裸光ファイバの外径Ｄ_０がほぼ４００μｍであり、前記偏位ｄ_１がほぼ５０μｍであり、前記偏位ｄ_２がほぼ１００μｍであることが好ましい。

この発明の光ファイバ融着接続方法は、前もって、一方側の第１の光ファイバと他方側の第２の光ファイバの先端部をその長手方向に渡って被覆除去した外径Ｄ_０の第１，第２の裸光ファイバを突き合わせて、この第１，第２の裸光ファイバに対して直交して相対する１対の放電電極で少なくとも予備放電および本放電の工程を含んで融着接続する光ファイバ融着接続方法において、
前記１対の放電電極の中心を結ぶ直線を放電中心線Ｏ−Ｏ’とするとき、
予備放電前に、突き合わせる前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置を前記放電中心線からみて同じ一方側に、第１の裸光ファイバを偏位ｄ_３だけ、及び第２の裸光ファイバを偏位ｄ_４だけずらしてセットする工程と、
前記１対の放電電極間に電圧を印加して放電させて前記第１，第２の裸光ファイバの先端部付近を高温雰囲気にする予備放電中に、仮接続点と放電中心線Ｏ−Ｏ’とを略一致させるように、可動する第１の裸光ファイバを固定された第２の裸光ファイバに向けて押し込んで仮接続する仮接続工程と、
しかる後に、前記１対の放電電極間に電圧を印加して本放電させて前記第１，第２の裸光ファイバの仮接続点付近を高温雰囲気にして融着接続する工程と、
を含むことを特徴とするものである。

また、この発明の光ファイバ融着接続方法は、前記光ファイバ融着接続方法において、前記偏位ｄ_３が偏位ｄ_４より大きく、かつ、ｄ_３／Ｄ_０が０．０２〜０．５０の範囲にあり、かつ、ｄ_４／Ｄ_０が０．０１〜０．３０の範囲にあることが好ましい。

また、この発明の光ファイバ融着接続方法は、前記光ファイバ融着接続方法において、前記第１，第２の裸光ファイバの外径Ｄ_０がほぼ１２５μｍであり、前記偏位ｄ_３がほぼ１５μｍであり、前記偏位ｄ_４がほぼ１０μｍであることが好ましい。

また、この発明の光ファイバ融着接続方法は、前記光ファイバ融着接続方法において、前記第１，第２の裸光ファイバの外径Ｄ_０がほぼ４００μｍであり、前記偏位ｄ_３がほぼ１５０μｍであり、前記偏位ｄ_４がほぼ５０μｍであることが好ましい。

また、この発明の光ファイバ融着接続装置は、一方側の第１の光ファイバと他方側の第２の光ファイバの先端部をその長手方向に渡って被覆除去した外径Ｄ_０の第１，第２の裸光ファイバを突き合わせて融着接続する光ファイバ融着接続装置において、
突き合わせる前記第１，第２の裸光ファイバに対して直交して相対する１対の放電電極を備え、かつ前記１対の放電電極間に電圧を印加して放電させて、前記第１，第２の裸光ファイバの先端部付近を高温雰囲気にする予備放電と本放電を行う放電加熱装置と、
前記第１の裸光ファイバを前記第２の裸光ファイバに突き合わせる方向とその反対方向に移動せしめる第１光ファイバ移動装置と、
前記第２の裸光ファイバを前記第１の裸光ファイバに突き合わせる方向とその反対方向に移動せしめる第２光ファイバ移動装置と、
突き合わせる前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置及び予備放電による仮接続点を撮像する撮像手段と、
この撮像手段で撮像された画像から、前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置及び仮接続点の位置を判断する画像処理手段と、
制御装置であって、前記１対の放電電極の中心を結ぶ直線を放電中心線Ｏ−Ｏ’とするとき、この放電中心線Ｏ−Ｏ’から前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置及び仮接続点の位置までの距離を計算する演算装置と、
この演算装置で計算された前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置及び仮接続点の位置までの距離に基づいて、予備放電前に、突き合わせる前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置を前記放電中心線からみて両側にそれぞれ偏位ｄ_１ずつずらしてセットする指令と、前記１対の放電電極間に電圧を印加して放電させて前記第１，第２の裸光ファイバの先端部付近を高温雰囲気にする予備放電中に、可動する第１の裸光ファイバを固定された第２の裸光ファイバに向けて押し込んで仮接続する指令と、予備放電後に、前記放電中心線から前記仮接続された仮接続点までの偏位ｄ_２を検出する指令と、次いで、前記仮接続点の偏位ｄ_２をゼロとするように前記第１，第２の裸光ファイバを前記偏位ｄ_２の分だけ上記の押込み方向とは反対方向に戻す指令と、しかる後に、前記１対の放電電極間に電圧を印加して本放電させて前記第１，第２の裸光ファイバの仮接続点を高温雰囲気にして融着接続する指令を、それぞれ該当する手段に与える指令部と、を備えた制御装置と、
で構成されていることを特徴とするものである。

また、この発明の光ファイバ融着接続装置は、一方側の第１の光ファイバと他方側の第２の光ファイバの先端部をその長手方向に渡って被覆除去した外径Ｄ_０の第１，第２の裸光ファイバを突き合わせて融着接続する光ファイバ融着接続装置において、
突き合わせる前記第１，第２の裸光ファイバに対して直交して相対する１対の放電電極を備え、かつ前記１対の放電電極間に電圧を印加して放電させて、前記第１，第２の裸光ファイバの先端部付近を高温雰囲気にする予備放電と本放電を行う放電加熱装置と、
前記第１の裸光ファイバを前記第２の裸光ファイバに突き合わせる方向とその反対方向に移動せしめる第１光ファイバ移動装置と、
前記第２の裸光ファイバを前記第１の裸光ファイバに突き合わせる方向とその反対方向に移動せしめる第２光ファイバ移動装置と、
突き合わせる前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置及び予備放電による仮接続点を撮像する撮像手段と、
この撮像手段で撮像された画像から、前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置及び仮接続点の位置を判断する画像処理手段と、
制御装置であって、前記１対の放電電極の中心を結ぶ直線を放電中心線Ｏ−Ｏ’とするとき、この放電中心線Ｏ−Ｏ’から前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置及び仮接続点の位置までの距離を計算する演算装置と、
この演算装置で計算された前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置及び仮接続点の位置までの距離に基づいて、予備放電前に、突き合わせる前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置を前記放電中心線からみて同じ一方側に、第１の裸光ファイバを偏位ｄ_３だけ、及び第２の裸光ファイバを偏位ｄ_４だけずらしてセットする指令と、前記１対の放電電極間に電圧を印加して放電させて前記第１，第２の裸光ファイバの先端部付近を高温雰囲気にする予備放電中に、仮接続点と放電中心線とを略一致させるように、可動する第１の裸光ファイバを固定された第２の裸光ファイバに向けて押し込んで仮接続する指令と、しかる後に、前記１対の放電電極間に電圧を印加して本放電させて前記第１，第２の裸光ファイバの仮接続点を高温雰囲気にして融着接続する指令を、それぞれ該当する手段に与える指令部と、を備えた制御装置と、
で構成されていることを特徴とするものである。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明の請求項１による光ファイバ融着接続方法によれば、予備放電後に、第１，第２の裸光ファイバの仮接続点を放電中心線Ｏ−Ｏ’からずれた偏位ｄ_２分だけ戻し、しかる後に、本放電の際に、第１，第２の裸光ファイバの仮接続点と放電電極の放電中心線が略一致することで、仮接続点に関して左右対称のほぼ均一な熱エネルギー分布が得られ、良好な融着接続することができる。したがって、従来では、特に、大口径の光ファイバ接続などのように押し込み量を大きくしなければならない場合であっても、この発明では、確実に第１，第２の裸光ファイバの先端部の融着接続点と放電中心線Ｏ−Ｏ’が略一致するので、良好な融着接続をすることができる。

また、この発明の請求項５による光ファイバ融着接続方法によれば、前もって予捕放電前に、第１，第２の裸光ファイバの先端位置を前記放電中心線Ｏ−Ｏ’からみて同じ一方側に、第１の裸光ファイバを偏位ｄ_３だけ、及び第２の裸光ファイバを偏位ｄ_４だけずらしてセットし、予備放電中に、一方側の第１の裸光ファイバだけを押し込んで仮接続点を放電中心線Ｏ−Ｏ’に略一致させることが容易にできるので、上述した方法と同様に、本放電の際に、第１，第２の裸光ファイバの仮接続点と放電電極の放電中心線が略一致することで、仮接続点に関して左右対称のほぼ均一な熱エネルギー分布が得られ、良好な融着接続することができる。なお、この場合は上述した方法よりも少ない工程で行える。

また、この発明の請求項９による光ファイバ融着接続装置によれば、前述した最初の光ファイバ融着接続方法を実施することができ、同様の効果が得られる。

また、この発明の請求項１０による光ファイバ融着接続装置によれば、前述した２番目の光ファイバ融着接続方法を実施することができ、同様の効果が得られる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

なお、この発明に適用される光ファイバとは、光ファイバ素線、光ファイバ心線、光ファイバテープ心線などをいうものである。以下、この明細書では単に「光ファイバ」と称している。

図１（Ａ）〜（Ｆ）を参照するに、この第１の実施の形態の光ファイバ融着接続方法は、前もって、一方側の第１の光ファイバ１と他方側の第２の光ファイバ３の先端部をその長手方向に渡って被覆除去しており、前記第１の光ファイバ１の第１の裸光ファイバ５（図１において左側）と、前記第２の光ファイバ３の第２の裸光ファイバ７（図１において右側）を突き合わせる。この第１，第２の裸光ファイバ５，７に対して直交して相対する１対の放電電極９，１１で少なくとも予備放電および本放電の工程を含んで融着接続するものである。なお、この実施の形態では第１，第２の光ファイバ１，３としては光ファイバ心線が用いられており、第１，第２の裸光ファイバ５，７は外径Ｄ_０とする。

図１（Ａ）を参照するに、上記の１対の放電電極９，１１の中心を結ぶ直線を放電中心線Ｏ−Ｏ’とするとき、予備放電前には、突き合わせる第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端位置が放電中心線Ｏ−Ｏ’からみて左右の両側にそれぞれ偏位ｄ_１ずつずらしてセットする工程が行われる。

図１（Ｂ）、（Ｃ）を参照するに、上記の１対の放電電極９，１１の間に電圧を印加して放電（アーク発生）させて、前記第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端部付近を高温雰囲気にする予備放電が開始される。この予備放電中に、前記第１の裸光ファイバ５が図１（Ｃ）の矢印に示されているように右側に移動されて、予め固定された第２の裸光ファイバ７に向けて押し込んで仮接続される。

図１（Ｄ）を参照するに、上記の予備放電後に、放電中心線Ｏ−Ｏ’から上記の仮接続された仮接続点ＴＣＰまでの偏位ｄ_２が、例えば詳しくは後述するＣＣＤカメラなどの撮像手段にて検出され、測定される。

このように、押し込み動作の後、一旦放電を止めて第１，第２の裸光ファイバ５，７の突き合わせの筋を観察して仮接続点ＴＣＰの位置を求める。押し込み動作直後は、仮接続点ＴＣＰには微小な軸ずれが残っているために、仮接続点ＴＣＰが筋となって確認することができる。この仮接続点ＴＣＰの筋は本放電中で消滅するために、この段階でなければ確認することができないものである。

図１（Ｅ）を参照するに、次いで、上記の仮接続点ＴＣＰの偏位ｄ_２がゼロとなるように、第１，第２の裸光ファイバ５，７が同時に前記偏位ｄ_２の分だけ上記の押込み方向とは反対方向の左方向〔図１（Ｅ）の矢印方向〕へ移動される。したがって、第１，第２の裸光ファイバ５，７の仮接続点ＴＣＰが放電中心線Ｏ−Ｏ’に略一致することになる。

図１（Ｆ）を参照するに、しかる後に、上記の１対の放電電極９，１１の間に電圧を印加して本放電（アーク発生）させて、前記第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端部の仮接続点ＴＣＰがほぼ放電中心線Ｏ−Ｏ’の位置で高温雰囲気にして融着接続される工程が行われる。したがって、第１，第２の裸光ファイバ５，７の融着接続点ＣＰは放電中心線Ｏ−Ｏ’に略一致した位置になる。

以上のことから、予備放電後に、第１，第２の裸光ファイバ５，７の仮接続点ＴＣＰを放電中心線Ｏ−Ｏ’からずれた偏位ｄ_２分だけ戻し、しかる後に、本放電の際に、第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端部の仮接続点ＴＣＰと放電電極の放電中心線Ｏ−Ｏ’が略一致することで、前記仮接続点ＴＣＰに関して左右対称のほぼ均一な熱エネルギー分布が得られた状態で良好な融着接続することができる。したがって、従来では、特に、大口径の光ファイバ接続などのように押し込み量を大きくしなければならない場合であっても、この第１の実施の形態では確実に第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端部の仮接続点ＴＣＰと放電中心線Ｏ−Ｏ’が略一致するので、良好な融着接続をすることができる。

なお、上記の偏位ｄ_１が偏位ｄ_２より小さく（ｄ_１＜ｄ_２）、かつ、ｄ_１／Ｄ_０が０．０１〜０．２０の範囲にあり、かつ、ｄ_２／Ｄ_０が０．０２〜０．３０の範囲にあることは、接続強度という点で望ましい。ｄ_１／Ｄ_０＜０．０１、ｄ_２／Ｄ_０＜０．０２では、接続部の強度が小さく、接続部に補強材を取り付けても強度面の問題が残ることがある。ｄ_１／Ｄ_０＞０．２０、ｄ_２／Ｄ_０＞０．３０では接続損失が大きくなることがあり好ましくない。

上記の条件の例としては、第１，第２の裸光ファイバ５，７の外径Ｄ_０がほぼ１２５μｍであるとき、偏位ｄ_１がほぼ１０μｍであり、偏位ｄ_２がほぼ１５μｍである。

また、上記の条件の他の例としては、第１，第２の裸光ファイバ５，７の外径Ｄ_０がほぼ４００μｍであるとき、偏位ｄ_１がほぼ５０μｍであり、偏位ｄ_２がほぼ１００μｍである。

次に、この第２の実施の形態に係る光ファイバ融着接続方法について説明する。なお、前述した第１の実施の形態と同様の構成は同じ符号を付して説明する。

図２（Ａ）〜（Ｆ）を参照するに、第２の実施の形態の光ファイバ融着接続方法は、前もって、一方側の第１の光ファイバ１と他方側の第２の光ファイバ３の先端部をその長手方向に渡って被覆除去しており、前記第１の光ファイバ１の第１の裸光ファイバ５（図２において左側）と、前記第２の光ファイバ３の第２の裸光ファイバ７（図２において右側）を突き合わせる。この第１，第２の裸光ファイバ５，７に対して直交して相対する１対の放電電極９，１１で少なくとも予備放電および本放電の工程を含んで融着接続するものである。なお、第１，第２の裸光ファイバ５，７は外径Ｄ_０とする。以上は、前述した第１の実施の形態の光ファイバ融着接続方法と同様である。

図２（Ａ）を参照するに、上記の１対の放電電極９，１１の中心を結ぶ直線を放電中心線Ｏ−Ｏ’とするとき、予備放電前には、突き合わせる第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端位置が放電中心線Ｏ−Ｏ’からみて同じ一方側に、この実施の形態では図２において同じ左側に、第１の裸光ファイバ５を偏位ｄ_３だけずらし、第２の裸光ファイバ７を偏位ｄ_４だけずらしてセットする工程が行われる。なお、第２の裸光ファイバ７の偏位ｄ_４は、第１の裸光ファイバ５を押し込んだときに仮接続点ＴＣＰが放電中心線Ｏ−Ｏ’の位置に略一致できるように、予め接続損失推定を行った数値である。

図２（Ｂ）〜（Ｄ）を参照するに、上記の１対の放電電極９，１１の間に電圧を印加して放電（アーク発生）させて、図２（Ｂ）に示されているように前記第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端部付近を高温雰囲気にする予備放電が開始される。この予備放電中に、仮接続点ＴＣＰと放電中心線Ｏ−Ｏ’とを略一致させるように、図２（Ｃ）の矢印に示されているように前記第１の裸光ファイバ５が右側に移動されて、予め固定された第２の裸光ファイバ７に向けて押し込んで仮接続される。

この時、例えば詳しくは後述するＣＣＤカメラなどの撮像手段にて観察すると、図２（Ｄ）の矢印に示されているように第１，第２の裸光ファイバ５，７の仮接続点ＴＣＰが放電中心線Ｏ−Ｏ’に略一致することになる。その理由は、一方側の第１の裸光ファイバ５だけを押し込むので、仮接続点ＴＣＰが放電中心線Ｏ−Ｏ’の位置に略一致できるように、予め第２の裸光ファイバ７の偏位ｄ_４の接続損失推定を容易に行うことができることにある。

図２（Ｅ）を参照するに、しかる後に、上記の１対の放電電極９，１１の間に電圧を印加して本放電（アーク発生）させて、前記第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端部の仮接続点ＴＣＰがほぼ放電中心線Ｏ−Ｏ’の位置で高温雰囲気にして融着接続する工程が行われるので、第１，第２の裸光ファイバ５，７の融着接続点ＣＰが放電中心線Ｏ−Ｏ’に略一致した位置になる。

以上のことから、前もって予備放電前に、第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端位置を前記放電中心線Ｏ−Ｏ’からみて同じ一方側に、第１の裸光ファイバ５を偏位ｄ_３だけ、及び第２の裸光ファイバ７を偏位ｄ_４だけずらしてセットし、予備放電中に、一方側の第１の裸光ファイバ５だけを押し込んで仮接続点ＴＣＰと放電中心線Ｏ−Ｏ’を容易に略一致させることができる。

その結果、前述した第１の実施の形態と同様に、本放電の際に、第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端部の仮接続点ＴＣＰと放電電極の放電中心線Ｏ−Ｏ’が略一致することで、前記融着接続点ＣＰに関して左右対称のほぼ均一な熱エネルギー分布が得られた状態で良好な融着接続することができる。したがって、従来では、特に、大口径の光ファイバ接続などのように押し込み量を大きくしなければならない場合であっても、この実施の形態では確実に第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端部の仮接続点ＴＣＰと放電中心線Ｏ−Ｏ’が略一致するので、良好な融着接続をすることができる。

なお、上記の偏位ｄ_３は偏位ｄ_４より大きく（ｄ_３＞ｄ_４）、かつ、ｄ_３／Ｄ_０が０．０２〜０．５０の範囲にあり、かつ、ｄ_４／Ｄ_０が０．０１〜０．３０の範囲にあること、接続強度という点で望ましい。ｄ_３／Ｄ_０＜０．０２、ｄ_４／Ｄ_０＜０．０１では、接続部の強度が小さく、接続部に補強材を取り付けても強度面の問題が残ることがある。ｄ_３／Ｄ_０＞０．５０、ｄ_４／Ｄ_０＞０．３０では接続損失が大きくなることがあり好ましくない。

上記の条件の例としては、第１，第２の裸光ファイバ５，７の外径Ｄ_０がほぼ１２５μｍであるとき、偏位ｄ_３がほぼ１５μｍであり、偏位ｄ_４がほぼ１０μｍである。

また、上記の条件の他の例としては、第１，第２の裸光ファイバ５，７の外径Ｄ_０がほぼ４００μｍであるとき、偏位ｄ_３がほぼ１５０μｍであり、偏位ｄ_４がほぼ５０μｍである。

次に、前述した第１，第２の実施の形態に係る光ファイバ融着接続方法で用いられる光ファイバ融着接続装置１３について説明する。

図３及び図４を参照するに、この光ファイバ融着接続装置１３は、前もって、一方側の第１の光ファイバ１と他方側の第２の光ファイバ３の先端部をその長手方向に渡って被覆除去しており、前記第１の光ファイバ１の第１の裸光ファイバ５（図１〜図４において左側）と、前記第２の光ファイバ３の第２の裸光ファイバ７（図１〜図４において右側）を突き合わせて融着接続するものである。なお、第１，第２の裸光ファイバ５，７は外径Ｄ_０とする。

また、光ファイバ融着接続装置１３には、前記第１，第２の光ファイバ１，３の先端を互いに突合わせるために位置決めすべく収めるための突合わせ用Ｖ溝１５を有する突合わせ部１７，１９と、この突合わせ部１７，１９の後方側に一体的に設けられて、前記第１，第２の光ファイバ１，３の後方側を把持する光ファイバホルダ２１，２３が設けられている。

より詳しくは、光ファイバホルダ２１は、第１の光ファイバ１を載置するホルダベース部２１Ａと、このホルダベース部２１Ａの前記第１の光ファイバ１を押さえるためのクランプ部２１Ｂで構成されている。一方、光ファイバホルダ２３は、第２の光ファイバ３を載置するホルダベース部２３Ａと、このホルダベース部２３Ａの前記第２の光ファイバ３を押さえるためのクランプ部２３Ｂで構成されている。

上記の突合わせ部１７，１９はほぼ四角形状のブロックで、このブロックの図３及び図４において左右方向の間には幅方向（図４において上下方向）に向けて間隔２５が設けられている。また、前述した突合わせ用Ｖ溝１５は突合わせ部１７，１９のブロック上面に前後方向（図４において左右方向）に向けて設けられている。なお、両側のブロック上面の互いに対向する各Ｖ溝１５の中心は、一直線上に配置されている。

また、上記の光ファイバホルダ２１，２３は、装置本体部２７の上にガイド部２９を介して図３及び図４において左右方向に可動するように設けられており、第１，第２光ファイバ移動装置３１，３３を構成するモータ３５，３７が装置本体部２７の上に設けられ、このモータ３５，３７の回転を直線運動に変換するマイクロメータ３９，４１などの運動伝達機構により、第１，第２の裸光ファイバ５，７の長手方向（図４において左右方向）に相互に近づき又は離反するように移動される。すなわち、前記第１の裸光ファイバ５は第１光ファイバ移動装置３１により第２の裸光ファイバ７に突き合わせる方向とその反対方向に移動可能である。一方、前記第２の裸光ファイバ７は第２光ファイバ移動装置３３により第１の裸光ファイバ５に突き合わせる方向とその反対方向に移動可能である。

なお、上記のマイクロメータ３９，４１及びモータ３５，３７はそれぞれ制御装置４３に接続されている。

また、突合わせ部１７，１９の間隔２５の図４において上下方向の両側には突合わせ部１７，１９で互いに突き合わされた第１，第２の光ファイバ１，３を融着して接続するための放電加熱装置４５が設けられている。

この放電加熱装置４５は、突き合わせる第１，第２の裸光ファイバ５，７に対して直交して相対する１対の放電電極９，１１と、この１対の放電電極９，１１の間に電圧を印加して放電（アーク発生）させて、前記第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端部付近を高温雰囲気にする予備放電と本放電を行うための放電用電源装置４７と、から構成されている。なお、前記放電用電源装置４７は突き合わせる第１，第２の裸光ファイバ５，７に対する放電パワーや加熱時間などを最適な状態に制御するために制御装置４３に接続されている。

また、上記の突合わせ部１７，１９の上方には、突き合わせる第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端位置及び予備放電による仮接続点ＴＣＰを観察し、撮像するための撮像手段としての例えばＣＣＤカメラ４９が設けられており、ＣＣＤカメラ４９は撮像された画像を処理するための画像処理手段としての例えば画像処理装置５１を介して制御装置４３に接続されている。

なお、上記の画像処理装置５１では、ＣＣＤカメラ４９で撮像された画像から上記の第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端位置及び仮接続点ＴＣＰの位置を判断するものである。例えば、第１の裸光ファイバ５の先端位置、第２の裸光ファイバ７の先端位置が位置座標で判断される。

図５を参照するに、制御装置４３には、中央処理装置としてのＣＰＵ５３が備えられており、このＣＰＵ５３には、種々のデータやプログラム等を入力するキーボードやタッチパネルなどの入力装置５５と、ＣＲＴや液晶などの表示装置５７と、入力装置５５から入力されたプログラムやＣＣＤカメラ４９により撮像された画像データなどを記憶するメモリ５９とが備えられている。

さらに、前記ＣＰＵ５３には、撮像して得られた前記第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端位置及び予備放電による仮接続点ＴＣＰの画像に基づいて、前述した第１，第２の実施の形態の光ファイバ融着接続方法と同様に、前記１対の放電電極９，１１の中心を結ぶ直線を放電中心線Ｏ−Ｏ’とするとき、この放電中心線Ｏ−Ｏ’から前記第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端位置及び仮接続点ＴＣＰまでの距離を計算する演算装置６１と、この演算装置６１で計算された前記距離に基づいて、前述した第１，第２の実施の形態の光ファイバ融着接続方法に対応した指令を、それぞれ該当する手段に与える指令部６３と、が接続されている。

すなわち、上記の指令部６３における前述した第１の実施の形態の光ファイバ融着接続方法に対応する指令としては、図１（Ａ）〜（Ｆ）を併せて参照すると、予備放電前に、突き合わせる第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端位置を前記放電中心線Ｏ−Ｏ’からみて両側にそれぞれ偏位ｄ_１ずつずらしてセットする指令が、第１，第２光ファイバ移動装置３１，３３のモータ３５，３７に与えられる。

さらに、前記１対の放電電極９，１１の間に電圧を印加して放電させて前記第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端部付近を高温雰囲気にする予備放電を行う指令が、放電用電源装置４７に与えられ、前記予備放電中に、可動する第１の裸光ファイバ５を固定された第２の裸光ファイバ７に向けて押し込んで仮接続する指令が、第１，第２光ファイバ移動装置３１，３３のモータ３５，３７に与えられる。

さらに、予備放電後に、前記放電中心線Ｏ−Ｏ’から前記仮接続された仮接続点ＴＣＰまでの偏位ｄ_２を検出する指令が、画像処理装置５１に与えられ、次いで、前記仮接続点ＴＣＰの偏位ｄ_２をゼロとするように前記第１，第２の裸光ファイバ５，７を同時に前記偏位ｄ_２の分だけ上記の押込み方向とは反対方向に戻す指令が、第１，第２光ファイバ移動装置３１，３３のモータ３５，３７に与えられる。

さらに、しかる後に、前記１対の放電電極９，１１の間に電圧を印加して本放電させて前記第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端部の融着接続点ＣＰを高温雰囲気にして融着接続する指令が、放電用電源装置４７に与えられる。

また、上記の指令部６３における前述した第２の実施の形態の光ファイバ融着接続方法に対応する指令としては、図２（Ａ）〜（Ｅ）を併せて参照すると、予備放電前に、突き合わせる第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端位置を前記放電中心線Ｏ−Ｏ’からみて同じ一方側に、第１の裸光ファイバ５を偏位ｄ_３だけ、及び第２の裸光ファイバ７を偏位ｄ_４だけずらしてセットする指令が、第１，第２光ファイバ移動装置３１，３３のモータ３５，３７に与えられる。

さらに、前記１対の放電電極９，１１の間に電圧を印加して放電させて前記第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端部付近を高温雰囲気にする予備放電を行う指令が、放電用電源装置４７に与えられ、前記予備放電中に、仮接続点ＴＣＰと放電中心線Ｏ−Ｏ’とを略一致させるように、可動する第１の裸光ファイバ５を固定された第２の裸光ファイバ７に向けて押し込んで仮接続する指令が、第１，第２光ファイバ移動装置３１，３３のモータ３５，３７に与えられる。

さらに、しかる後に、前記１対の放電電極９，１１の間に電圧を印加して本放電させて前記第１，第２の裸光ファイバ５，７の先端部の融着接続点ＣＰを高温雰囲気にして融着接続する指令が、放電用電源装置４７に与えられる。

以上のように、この実施の形態の光ファイバ融着接続装置１３が用いられることにより、前述した第１，第２の実施の形態に係る光ファイバ融着接続方法の効果が得られる。

（Ａ）〜（Ｆ）は、この発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ融着接続方法の各工程を示す概略説明図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、この発明の第２の実施の形態に係る光ファイバ融着接続方法の各工程を示す概略説明図である。 この発明の実施の形態に係る光ファイバ融着接続装置の概略的な正面図である。 この発明の実施の形態に係る光ファイバ融着接続装置の概略的な平面図である。 制御装置のブロック構成図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、従来の光ファイバ融着接続方法の各工程を示す概略説明図である。

符号の説明

１ 第１の光ファイバ
３ 第２の光ファイバ
５ 第１の裸光ファイバ
７ 第２の裸光ファイバ
９，１１ 放電電極
１３ 光ファイバ融着接続装置
１５ 突合わせ用Ｖ溝
１７，１９ 突合わせ部
２１，２３ 光ファイバホルダ
２７ 装置本体部
２９ ガイド部
３１ 第１光ファイバ移動装置
３３ 第２光ファイバ移動装置
３５，３７ モータ
３９，４１ マイクロメータ
４３ 制御装置
４５ 放電加熱装置
４７ 放電用電源装置
４９ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
５１ 画像処理装置（画像処理手段）
５３ ＣＰＵ
６１ 演算装置
６３ 指令部
Ｏ−Ｏ’ 放電中心線
ＴＣＰ 仮接続点
ＣＰ 融着接続点

Claims (10)

1. 前もって、一方側の第１の光ファイバと他方側の第２の光ファイバの先端部をその長手方向に渡って被覆除去した外径Ｄ_０の第１，第２の裸光ファイバを突き合わせて、この第１，第２の裸光ファイバに対して直交して相対する１対の放電電極で少なくとも予備放電および本放電の工程を含んで融着接続する光ファイバ融着接続方法において、
   前記１対の放電電極の中心を結ぶ直線を放電中心線Ｏ−Ｏ’とするとき、
   予備放電前に、突き合わせる前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置を前記放電中心線からみて両側にそれぞれ偏位ｄ_１ずつずらしてセットする工程と、
   前記１対の放電電極間に電圧を印加して放電させて前記第１，第２の裸光ファイバの先端部付近を高温雰囲気にする予備放電中に、可動する第１の裸光ファイバを固定された第２の裸光ファイバに向けて押し込んで仮接続する工程と、
   予備放電後に、前記放電中心線Ｏ−Ｏ’から前記仮接続された仮接続点までの偏位ｄ_２を検出する工程と、
   次いで、前記仮接続点の放電中心線Ｏ−Ｏ’からの偏位ｄ_２をゼロとするように前記第１，第２の裸光ファイバを前記偏位ｄ_２の分だけ上記の押込み方向とは反対方向に戻す工程と、
   しかる後に、前記１対の放電電極間に電圧を印加して本放電させて前記第１，第２の裸光ファイバの仮接続点を高温雰囲気にして融着接続する工程と、
   を含むことを特徴とする光ファイバ融着接続方法。
2. 前記偏位ｄ_１が偏位ｄ_２より小さく、かつ、ｄ_１／Ｄ_０が０．０１〜０．２０の範囲にあり、かつ、ｄ_２／Ｄ_０が０．０２〜０．３０の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ融着接続方法。
3. 前記第１，第２の裸光ファイバの外径Ｄ_０がほぼ１２５μｍであり、前記偏位ｄ_１がほぼ１０μｍであり、前記偏位ｄ_２がほぼ１５μｍであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ融着接続方法。
4. 前記第１，第２の裸光ファイバの外径Ｄ_０がほぼ４００μｍであり、前記偏位ｄ_１がほぼ５０μｍであり、前記偏位ｄ_２がほぼ１００μｍであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ融着接続方法。
5. 前もって、一方側の第１の光ファイバと他方側の第２の光ファイバの先端部をその長手方向に渡って被覆除去した外径Ｄ_０の第１，第２の裸光ファイバを突き合わせて、この第１，第２の裸光ファイバに対して直交して相対する１対の放電電極で少なくとも予備放電および本放電の工程を含んで融着接続する光ファイバ融着接続方法において、
   前記１対の放電電極の中心を結ぶ直線を放電中心線Ｏ−Ｏ’とするとき、
   予備放電前に、突き合わせる前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置を前記放電中心線Ｏ−Ｏ’からみて同じ一方側に、第１の裸光ファイバを偏位ｄ_３だけ、及び第２の裸光ファイバを偏位ｄ_４だけずらしてセットする工程と、
   前記１対の放電電極間に電圧を印加して放電させて前記第１，第２の裸光ファイバの先端部付近を高温雰囲気にする予備放電中に、仮接続点と放電中心線Ｏ−Ｏ’とを略一致させるように、可動する第１の裸光ファイバを固定された第２の裸光ファイバに向けて押し込んで仮接続する仮接続工程と、
   しかる後に、前記１対の放電電極間に電圧を印加して本放電させて前記第１，第２の裸光ファイバの仮接続点付近を高温雰囲気にして融着接続する工程と、
   を含むことを特徴とする光ファイバ融着接続方法。
6. 前記偏位ｄ_３が偏位ｄ_４より大きく、かつ、ｄ_３／Ｄ_０が０．０２〜０．５０の範囲にあり、かつ、ｄ_４／Ｄ_０が０．０１〜０．３０の範囲にあることを特徴とする請求項５記載の光ファイバ融着接続方法。
7. 前記第１，第２の裸光ファイバの外径Ｄ_０がほぼ１２５μｍであり、前記偏位ｄ_３がほぼ１５μｍであり、前記偏位ｄ_４がほぼ１０μｍであることを特徴とする請求項５記載の光ファイバ融着接続方法。
8. 前記第１，第２の裸光ファイバの外径Ｄ_０がほぼ４００μｍであり、前記偏位ｄ_３がほぼ１５０μｍであり、前記偏位ｄ_４がほぼ５０μｍであることを特徴とする請求項５記載の光ファイバ融着接続方法。
9. 一方側の第１の光ファイバと他方側の第２の光ファイバの先端部をその長手方向に渡って被覆除去した外径Ｄ_０の第１，第２の裸光ファイバを突き合わせて融着接続する光ファイバ融着接続装置において、
   突き合わせる前記第１，第２の裸光ファイバに対して直交して相対する１対の放電電極を備え、かつ前記１対の放電電極間に電圧を印加して放電させて、前記第１，第２の裸光ファイバの先端部付近を高温雰囲気にする予備放電と本放電を行う放電加熱装置と、
   前記第１の裸光ファイバを前記第２の裸光ファイバに突き合わせる方向とその反対方向に移動せしめる第１光ファイバ移動装置と、
   前記第２の裸光ファイバを前記第１の裸光ファイバに突き合わせる方向とその反対方向に移動せしめる第２光ファイバ移動装置と、
   突き合わせる前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置及び予備放電による仮接続点を撮像する撮像手段と、
   この撮像手段で撮像された画像から、前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置及び仮接続点の位置を判断する画像処理手段と、
   制御装置であって、前記１対の放電電極の中心を結ぶ直線を放電中心線Ｏ−Ｏ’とするとき、この放電中心線Ｏ−Ｏ’から前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置及び仮接続点の位置までの距離を計算する演算装置と、この演算装置で計算された前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置及び仮接続点の位置までの距離に基づいて、予備放電前に、突き合わせる前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置を前記放電中心線からみて両側にそれぞれ偏位ｄ_１ずつずらしてセットする指令と、前記１対の放電電極間に電圧を印加して放電させて前記第１，第２の裸光ファイバの先端部付近を高温雰囲気にする予備放電中に、可動する第１の裸光ファイバを固定された第２の裸光ファイバに向けて押し込んで仮接続する指令と、予備放電後に、前記放電中心線から前記仮接続された仮接続点までの偏位ｄ_２を検出する指令と、次いで、前記仮接続点の偏位ｄ_２をゼロとするように前記第１，第２の裸光ファイバを前記偏位ｄ_２の分だけ上記の押込み方向とは反対方向に戻す指令と、しかる後に、前記１対の放電電極間に電圧を印加して本放電させて前記第１，第２の裸光ファイバの仮接続点を高温雰囲気にして融着接続する指令を、それぞれ該当する手段に与える指令部と、を備えた制御装置と、
   で構成されていることを特徴とする光ファイバ融着接続装置。
10. 一方側の第１の光ファイバと他方側の第２の光ファイバの先端部をその長手方向に渡って被覆除去した外径Ｄ_０の第１，第２の裸光ファイバを突き合わせて融着接続する光ファイバ融着接続装置において、
    突き合わせる前記第１，第２の裸光ファイバに対して直交して相対する１対の放電電極を備え、かつ前記１対の放電電極間に電圧を印加して放電させて、前記第１，第２の裸光ファイバの先端部付近を高温雰囲気にする予備放電と本放電を行う放電加熱装置と、
    前記第１の裸光ファイバを前記第２の裸光ファイバに突き合わせる方向とその反対方向に移動せしめる第１光ファイバ移動装置と、
    前記第２の裸光ファイバを前記第１の裸光ファイバに突き合わせる方向とその反対方向に移動せしめる第２光ファイバ移動装置と、
    突き合わせる前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置及び予備放電による仮接続点を撮像する撮像手段と、
    この撮像手段で撮像された画像から、前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置及び仮接続点の位置を判断する画像処理手段と、
    制御装置であって、前記１対の放電電極の中心を結ぶ直線を放電中心線Ｏ−Ｏ’とするとき、この放電中心線Ｏ−Ｏ’から前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置及び仮接続点の位置までの距離を計算する演算装置と、
    この演算装置で計算された前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置及び仮接続点の位置までの距離に基づいて、予備放電前に、突き合わせる前記第１，第２の裸光ファイバの先端位置を前記放電中心線からみて同じ一方側に、第１の裸光ファイバを偏位ｄ_３だけ、及び第２の裸光ファイバを偏位ｄ_４だけずらしてセットする指令と、前記１対の放電電極間に電圧を印加して放電させて前記第１，第２の裸光ファイバの先端部付近を高温雰囲気にする予備放電中に、仮接続点と放電中心線とを略一致させるように、可動する第１の裸光ファイバを固定された第２の裸光ファイバに向けて押し込んで仮接続する指令と、しかる後に、前記１対の放電電極間に電圧を印加して本放電させて前記第１，第２の裸光ファイバの仮接続点を高温雰囲気にして融着接続する指令を、それぞれ該当する手段に与える指令部と、を備えた制御装置と、
    で構成されていることを特徴とする光ファイバ融着接続装置。

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