JPH11160562A - 光ファイバ固定部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非接触式の形状測定器を使用して、形成後の
Ｖ溝間のピッチを正確に測定することができる光ファイ
バ固定部材及びその製造方法の提供。 【解決手段】 複数の光ファイバをＶ溝内に固定または
案内する光ファイバ固定部材であって、到達温度が４０
０から７００℃の範囲で変形可能な低融点ガラス材の表
面においてＶ溝２ａをＶ溝型３を使用してプレス加工す
るときに、Ｖ溝２ａ間の谷底部に平坦部２ａ−１を同時
プレス加工する。

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固定部材
び該光ファイバ固定部材の製造方法に係り、光ファイバ
コネク等において光ファイバを所定間隔で固定するか、
または光ファイバの端面同志を対向させるためのＶ溝を
有する光ファイバ固定部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ通信において、光ファイバア
レイを内装する光ファイバコネクタが使用される。この
光ファイバアレイを構成するために、例えば８個分のＶ
溝をセラミック製の板部材上に等間隔に精度良く研削加
工したＶ溝ブロックが使用される。また、セラミック製
の板部材の他には、ジルコニア、アルミナ等のビッカー
ス硬度が１０００から２０００の高硬度の素材が使用さ
れており、Ｖ溝を１本毎に研削加工していることから製
造コストアップを招いていた。

【０００３】そこで、特開平６‐２０１９３６号公報に
開示されているように、上記の高硬度の難加工素材に代
えて加工性に優れるガラス板の表面部位にＶ溝をプレス
加工することで安価に製造できるようにする一方で、ガ
ラスを通過する紫外線により硬化する光硬化性樹脂接着
剤を使用することが提案されている。

【０００４】一方、光ファイバを使用した加入者系ネッ
トワークの完備において、光ファイバケーブルの付設工
事や、支障移転工事の際の試験業務の効率化や故障時に
おける復旧時間の短縮などの保守と運用の向上を図るこ
とにより、ユーザの要望に対して的確かつ迅速に対応で
きるようにする必要がある。

【０００５】そこで、例えば８００本の光ファイバから
なる光ファイバ線路を１本毎に光ファイバ端末部を面一
に揃えた状態にして固定するときに、上記のように研削
加工される８個分のＶ溝を、セラミック製の板部材上に
等間隔に精度良く機械加工したＶ溝ブロックを合計で１
００個分設けた光コネクタが必要となる。

【０００６】すなわち、図７（ａ）の外観斜視図におい
て、ジルコニア、アルミナ、結晶化ガラス、セラミック
製の板部材１００の表面に、Ｖ溝１００ａを多数研削加
工しておき、このＶ溝１００ａの内部に光ファイバ２
１、２０の光ファイバ端末部２１ａ、２０ａを面一に揃
えた状態にして固定して、例えば８本分のＶ溝を精度良
く機械加工したものを光コネクタに内蔵している。この
ようにして光ファイバ端末部の全てを正確に精度良く位
置決め対向させることで、光の伝達が減衰なく行うよう
にする絶対条件を満足できるようにしている。

【０００７】また、光コネクタに複数の光ファイバをセ
ットする治具は、Ｖ溝ブロックのＶ溝間の間隔が等間隔
で設けられていることを前提としているので、Ｖ溝のピ
ッチを所定クリアランス内に規定するための厳密な製造
管理が重要となる。このために、上述のように板部材１
００上に等間隔に精度良く研削加工したＶ溝ブロックの
Ｖ溝１００ａを１本毎に研削加工した後に、Ｖ溝間のピ
ッチ測定を行う検査工程を設けている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この検査工程におい
て、一般的な接触針式の形状測定によれば、ダイアモン
ド乃至サファイア針によりＶ溝上をトレースするのでＶ
溝に傷を付ける問題があるので採用できない。そこで、
非接触式の形状測定器が採用されることになる。

【０００９】図７（ｂ）において、非接触式の形状測定
器による測定方法について簡単に述べると、研削加工後
のＶ溝ブロック１００を測定治具上にセットし、移動体
のレーザー発振器１０からレーザー光をＶ溝１００ａに
照射し、移動体の移動量と移動時におけるＶ溝１００ａ
の山部１００ａ−２または谷部１００ａ−１からの反射
光を測定することで、ピッチＰの測定が可能となる。

【００１０】しかしながら、一般的にレーザー光の反射
光を測定できる傾斜角度は平面からなす角度が最大で４
０度前後までであることから、平面から４５度となるＶ
溝を測定することはできない。また、山部１００ａ−２
または谷部１００ａ−１はカケ防止および耐久性アップ
のためにＲ形状となっているので、これらの部分にレー
ザー光を照射してもノイズ成分程度にしかならず、レー
ザー反射光からは測定できない。

【００１１】一方、光学式実体顕微鏡を使用して、光源
を斜め上から照射して、山部１００ａ−２または谷部１
００ａ−１を観察及び測定する場合には、山部１００ａ
−２または谷部１００ａ−１の稜線が非常に確認しずら
いことから、実施できない問題があった。

【００１２】したがって、本発明は上記の問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、レー
ザー光の反射光または光学式実体顕微鏡等による非接触
式の形状測定器を使用して、形成後のＶ溝間のピッチを
測定することができる光ファイバ固定部材及び光ファイ
バ固定部材の製造方法の提供にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明によれば、複数の光ファイ
バをＶ溝内に固定または案内する光ファイバ固定部材で
あって、到達温度が４００から７００℃の範囲で変形可
能な低融点ガラス材の表面において前記Ｖ溝をＶ溝型を
使用してプレス加工するときに、前記Ｖ溝間の谷底部に
平坦部を同時プレス加工することを特徴としている。

【００１４】また、複数の光ファイバをＶ溝内において
固定または案内する光ファイバ固定部材の製造方法であ
って、前記低融点ガラス材をプレス金型にセットしてか
ら４００から７００℃に温度上昇する工程と、前記温度
上昇状態を維持して、Ｖ溝型部と該Ｖ溝型部の山部に形
成された平坦部とを有する前記プレス金型を前記低融点
ガラス材にプレス加工して前記Ｖ溝及びＶ溝の谷底部の
平坦部とを同時成形する工程と、前記温度上昇のための
温度勾配よりも緩い温度勾配で温度降下させた後に外部
に取り出す工程とを具備することを特徴としている。

【００１５】そして、複数の光ファイバをＶ溝内に固定
または案内する光ファイバ固定部材であって、到達温度
が４００から７００℃の範囲で変形可能な低融点ガラス
材の表面において前記Ｖ溝をＶ溝型を使用してプレス加
工し、該プレス加工後に形成される前記Ｖ溝の頂上部を
平坦に追加工することを特徴としている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施の形態
につき図面を参照して説明する。先ず、図１は光ファイ
バ固定部材であるＶ溝ブロックの製造工程を示した模式
図である。また、図２は製造工程における時間経過と温
度勾配の関係を示した温度勾配図であって、図１におけ
る（ａ）の工程が範囲Ａで示される時間内で行われるこ
とを示しており、以下同様に図１（ｂ）の工程が範囲Ｂ
で、図１（ｃ）の工程が範囲Ｃで示される時間内におい
て行われることを示している。

【００１７】両図において、低融点ガラス材は図示のよ
うな板状の部材であって、Ｖ溝ブロック１を構成するた
めに必要な所定外径寸法になるように切断加工される。
このＶ溝ブロック１は少なくともその表面温度が４００
から７００℃になるまで上昇した状態で、外部から型部
位３ａを所定圧力で作用させることで表面が型部位３ａ
に倣うように塑性変形させることができるようにしてい
る。

【００１８】また、この低融点ガラスのビッカース硬度
は３００から５００程度であり、アルミナの硬度である
２１００に比較してかなり低いものであるが、例えば光
ファイバコネクタを構成するための光ファイバアレイを
接着固定する場合には、硬度は特に高い必要はなく、接
着後の寸法安定性が良いことのほうが重要となる。低融
点ガラスによれば、寸法安定性に優れているので特に問
題なく使用できる。

【００１９】一方、光ファイバコネクタにおいて、図７
の外観斜視図に示したように光ファイバの夫々の光ファ
イバ末端を共通のＶ溝内において対向するようにする場
合には、少なくとも当接面を高硬度にすることで変形を
防止しなけらばならない。

【００２０】そこで、図１（ａ）に図示のようにＶ溝ブ
ロック１の上下面には、必要に応じて、例えば薄膜硬化
層２が予め形成されている。このようにして準備され
た、Ｖ溝ブロック１をプレス金型の下型部４上にセット
してから、図２の温度勾配図に示されるように比較的に
短時間で４００から７００℃にまで温度上昇する。

【００２１】その後、図１（ｂ）に示したように、温度
上昇状態を維持し、Ｖ溝型部３ａの山部において研磨機
で形成された平坦部３ａ−１を有したプレス金型の上型
部３をＶ溝ブロック１の薄膜硬化層２上に所定圧でプレ
ス加工して、時間経過を待つようにする。この平坦部３
ａ−１は、平面ラップ盤、オスカータイプ研磨装置、バ
フ研磨装置を使用して研磨剤（ダイアモンド、アルミ
ナ）により同時研磨することにより、全ての平坦部３ａ
−１を同じ高さに形成することができる。

【００２２】この後に、型開きして図１（ｃ）の状態に
してから、図２における範囲Ｃで示されるように温度上
昇のための温度勾配よりも緩い温度勾配で温度降下させ
た後完成品を外部に取り出す。

【００２３】次に、図３はＶ溝ブロックの別の製造工程
を示した模式図である。また、この製造工程における時
間経過と温度勾配の関係は図２と略同様である。

【００２４】準備されたＶ溝ブロック１は上記の工程
（ｂ）と、（ｃ）を経ることで完成される。このように
して完成されたＶ溝ブロック１は、特に強度の確保が必
要な部位のみに例えば薄膜硬化層２が形成されて図３
（ａ）のようになり、残りの部位は透明であるので上記
のように薄膜硬化層を燃焼除去しなくとも、例えば光硬
化性樹脂接着剤をして各Ｖ溝内に光ファイバを接着固定
することができる。また、Ｖ溝型部３ａの山部において
研磨機で形成された平坦部３ａ−１を有したプレス金型
の上型部３をＶ溝ブロック１の薄膜硬化層２上に所定圧
でプレス加工することで図３のＶ溝の谷部においても、
平坦部２−１が形成される。

【００２５】図４は、Ｖ溝ブロックの別の製造工程を示
した模式図である。また、この製造工程における時間経
過と温度勾配の関係は図２と略同様である。

【００２６】図４において、既に説明済みの構成には同
一符号を付して説明を割愛すると、薄膜硬化層２は形成
されておらず、上記の工程（ｂ）と、（ｃ）を経ること
で完成される。このようにして完成されたＶ溝ブロック
１は、透明であるので、例えば光硬化性樹脂接着剤をし
て各Ｖ溝１ａ内に光ファイバを接着固定することができ
る。また、Ｖ溝型部３ａの山部において研磨機で形成さ
れた平坦部３ａ−１を有したプレス金型の上型部３をＶ
溝ブロック１の上に所定圧でプレス加工することで各Ｖ
溝の谷部において夫々平坦部１ａ−１が形成されること
になる。

【００２７】図５（ａ）、（ｂ）は、図１の製造工程の
一部を拡大して示すとともに、レーザー光を図７（ｂ）
で説明したように順次移動しつつ照射することで得られ
る波形を図５（ｃ）で示した図であり、図中の各破線の
位置関係が対応している。

【００２８】本図において、上型部３のＶ溝型部３ａの
山部において研磨前には半径Ｒの山部となっているが、
研磨後に高さＧ分が平坦に研磨されて、研磨機による平
坦部３ａ−１が形成されている。

【００２９】この上型部３をＶ溝ブロック１の薄膜硬化
層２の上に所定圧でプレス加工することで各Ｖ溝の谷部
において夫々平坦部２ａ−１が転写して形成されること
になる。

【００３０】このようにして形成されたＶ溝ブロック１
の上を横切るように走査することで、平坦部２ａ−１に
おいてのみ図５（ｃ）に図示のように幅寸法に応じた幅
の矩形波Ｋ１が得られることから、これらの矩形波の立
ち上がり部分を、予め知られているレーザー発振器１０
の移動量とともに検出することで、平坦部の間のピッチ
Ｐの測定が可能となる。つまり、レーザー発振器１０に
絶対移動量を検出できるゲージを設けておき移動するよ
うにして、レーザー発振器１０の移動量を得るようにす
る。また、Ｖ溝ブロック１のＶ溝の山部は図示のように
レーザー光が左右に分散するので、これから得られる波
形はノイズ成分との峻別が困難となるので使用できな
い。

【００３１】また、図５（ｂ）においてＶ溝ブロック１
のＶ溝の山部を高さＧ分研磨加工することで、平坦部を
山部に形成し、これを測定するようにしても良く、ま
た、平坦部２ａ−１は山部、谷部、斜面部のごく一部に
形成されていれば検出に充分である。また、平坦部はＶ
溝ブロック全体からは、図示のようにＶ溝の長手方向の
全部に形成しても良く、半分または端部にライン状に設
けても良い。

【００３２】図６は、光学式実体顕微鏡を使用して、図
５（ｂ）のＶ溝ブロックに対して光源を斜め上から照射
して、谷部の平坦部２ａ−１を観察したものであり、図
示のように平坦部２ａ−１で全反射するので、ピッチＰ
の確認が行い易くなる。

【００３３】尚、Ｖ溝ブロックのＶ溝のピッチＰの精度
は、上型３の精度に依存して決定されるが、到達温度が
４００から７００℃の範囲で変形可能な低融点ガラス材
は、特に常温に冷却するときの温度条件如何では、部分
的な熱収縮が発生する場合があることから、上記のよう
な非接触式の測定が必要となるものである。又、従来の
切削式によるＶ溝ブロックにおいてもＶ溝のピッチＰの
精度測定結果を製品に添付することが慣例となっている
ので、測定工程はいずれにせよ必要となる。

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば非
接触式の形状測定器を使用して、Ｖ溝ブロックに形成さ
れたＶ溝間のピッチを測定することができる光ファイバ
固定部材及び光ファイバ固定部材の製造方法を提供する
ことができる。

【００３４】

【図面の簡単な説明】

【図１】光ファイバ固定部材であるＶ溝ブロックの製造
工程を示した模式図である。

【図２】製造工程における時間経過と温度勾配の関係を
示した温度勾配図である。

【図３】光ファイバ固定部材であるＶ溝ブロックの製造
工程を示した模式図である。

【図４】光ファイバ固定部材であるＶ溝ブロックの製造
工程を示した模式図である。

【図５】Ｖ溝ブロックと上型部３とレーザー測定波形と
の関係を示した相関図である。

【図６】光学式実体顕微鏡を使用して観察したＶ溝ブロ
ックの拡大図である。

【図７】従来のＶ溝ブロックの外観斜視図（ａ）、同測
定の様子を示した正面図（ｂ）である。

【符号の説明】

１ Ｖ溝ブロック １ａ Ｖ溝部 １ａ−１ 平坦部 ２ 薄膜硬化層 ２ａ−１ 平坦部 ３ 上型部 ４ 下型部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光ファイバをＶ溝内に固定または
   案内する光ファイバ固定部材であって、 到達温度が４００から７００℃の範囲で変形可能な低融
   点ガラス材の表面において前記Ｖ溝をＶ溝型を使用して
   プレス加工するときに、前記Ｖ溝間の谷底部に平坦部を
   同時プレス加工することを特徴とする光ファイバ固定部
   材。
2. 【請求項２】 複数の光ファイバをＶ溝内において固定
   または案内する光ファイバ固定部材の製造方法であっ
   て、 前記低融点ガラス材をプレス金型にセットしてから４０
   ０から７００℃に温度上昇する工程と、 前記温度上昇状態を維持して、Ｖ溝型部と該Ｖ溝型部の
   山部に形成された平坦部とを有する前記プレス金型を前
   記低融点ガラス材にプレス加工して前記Ｖ溝及びＶ溝の
   谷底部の平坦部とを同時成形する工程と、 前記温度上昇のための温度勾配よりも緩い温度勾配で温
   度降下させた後に外部に取り出す工程と、 を具備することを特徴とする光ファイバ固定部材の製造
   方法。
3. 【請求項３】 複数の光ファイバをＶ溝内に固定または
   案内して光ファイバ間の光接続を行うために用いられる
   光ファイバ固定部材であって、 到達温度が４００から７００℃の範囲で変形可能な低融
   点ガラス材の表面において前記Ｖ溝をＶ溝型を使用して
   プレス加工し、該プレス加工後に形成される前記Ｖ溝の
   頂上部を平坦に追加工することを特徴とする光ファイバ
   固定部材。