JPS6151109A - 光フアイバ端面処理用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、プラスチックファイバを利用した光ファイ
バの端面処理用治具に関する。

〔背景技術〕

光通信システム等において、近年、ガラスファイバを用
いた光伝送技術が著しい進歩を遂げている。光の伝送媒
体となる光ファイバには、前記ガラスファイバの他にプ
ラスチックファイバがあるが、その実用化はガラスファ
イバに比べ遅れをとっている。プラスチックファイバを
伝送媒体とする光通信システムの部品としては、他に、
接続用の光コネクタ、光分岐器、光分波・合波器、光ス
ィッチ、光モジュール（光−電気・電気−光変換器）等
が必要である。

プラスチックファイバの接続においては、プラスチック
ファイバの端面処理を行う必要があるが、従来はプラス
チックファイバの端面をやすりで研摩した後、パフ研摩
を行ってかう接続する方法が一般に用いられていたが、
均一に端面を処理することが難しく、ばらつきが多いた
め、光信号の損失が大きかった。

また、プラスチックファイバの接続において、プラスチ
ックファイバの端面同志を熱融着する方法もよく用いら
れているが、従来の熱融着のためのヒータは大型である
ので、携帯には不便であった。

これらの方法では、配線済みのプラスチックファイバを
他のプラスチックファイバと接続するためには、配線済
みのプラスチックファイバの端部をあらかじめ余分に長
く残しておくか、あるいは配線済みのプラスチックファ
イバを取りはずして研摩もしくは熱融着して接続しなけ
ればならないので、大変な作業を要した。

そこで、発明者らは、携帯に便利で、光ファイバ端面の
鏡面仕上げが容易かつ迅速にできる光ファイバ端面処理
用治具を開発した。この光ファイバ端面処理用治具は、
光ファイバの端面に圧着するガラス基板と、このガラス
基板を加熱するヒータ部を備えていて、光ファイバを押
さえ金具に挿通した状態で、光ファイバ端面をガラス基
板に圧着し、ヒータ部でガラス基板を加熱することで、
光ファイバの端面を熔融して、鏡面仕上げのされた光フ
ァイバの端面を得ることができるようになっている。

ヒータ部の温度は、ヒータ部の電気抵抗値とそこに流れ
る電流および時間により変化する。ところが、これらの
条件を一定にしても、ガラス基板への押さえ金具の圧着
の有無等の外部条件が変わることで、ヒータ部の温度が
変化するため、光ファイバ端面の溶融に最適な温度に設
定することが困難であり、ヒータ部が過昇温して破損す
る原因となっていたのである。

〔発明の目的〕

前記の点に鑑みて、この発明は、ヒータ部を温度制御す
ることで、ヒータ部の温度を安定させ、ヒータ部が過昇
温して破損することを防止する光ファイバ端面処理用治
具を提供することを目的とする。

（発明の開示〕 前記の目的を達成するため、この発明は、光ファイバの
端面に圧着するガラス基板と、このガラス基板を加熱す
るヒータ部を備えた光ファイバ端面処理用治具であって
、ヒータ部が温度制御されるようになっていることを特
徴とする光ファイバ端面処理用治具をその要旨とする。

以下にこれを、その一実施例をあられす図面に基づいて
詳しく説明する。

第１図および第２図にみるように、光ファイバ端面処理
用治具（以下「治具」とする。）は、加熱部１、回路部
２、供電部３から成っている。加熱部１には、枠７によ
ってガラス基Ｍｉ、６が保持されている。ガラス基板６
の後面部には電極５．５が設けられており、かつ、ガラ
ス基板６の前面における光ファイバの端面が圧着される
位置に応当する、ガラス基板６の後面部の位置にはヒー
タ部４が配設されている。ヒータ部４の両側部には前記
電極５．５の各一部が重ね合わされていて、ヒータ部４
に供電部３より電流を供給すると、ヒータ部が発熱する
ようになっている。

ヒータ部４には、ＰＴＣ特性をもつ材料が使われている
。ＰＴＣ特性をもつ材料は、温度とともに電気抵抗値が
増加する。特に、キュリ一温度付近になると温度増加に
比べて、電気抵抗値が急激に増加する。電圧一定のもと
では、電気抵抗値が増加すれば、電流値は減少する。電
流値が減少すると単位時間当りの発熱量が減少する。す
なわち、ヒータ部が温度上昇すると、ＰＴＣ特性により
電流値が減少し、それとａもに単位当りの発熱量が減少
し、温度上昇が抑えられるのである。特に、キュリ一温
度付近ではその効果が著しく、ヒータ部がキュリ一温度
付近を越えて過昇温することがなく、ヒータ部の破損を
防ぐことができる。このような理由から、ヒータ部は、
キュリ一温度が光ファイバの端面の溶融に最適な温度を
僅かに越える程度になるような材料を選定することが好
ましい。

第３図、第４図および第５図は、この発明にかかる第２
の実施例をあられす。これらの図にみるように、ガラス
基板６の前面には、それぞれ異なる金属よりなる薄膜９
．１０が直径方向に沿い、かつ、中央部において重ね合
わされるように密着形成されている。ガラス基板６の中
心は端面処理位置８となるので、図にみるように、ここ
は薄膜９．１０が形成されず、円形の穴となっている。

薄膜９．１０の重ね合わされているリング状の部分が熱
電対の１ｅＪきをする。この熱電対部１１を除いた部分
がそれぞれ温度測定用電極１２．１３となっていて、こ
の電極１２．１３は温度制御部（図示省略）に接続され
ている。ガラス基板６の裏面に接合されたヒータ部４お
よび電極５は、これらの保護のため、供電部端子１４と
のコンタクト部１５を除いて保護膜１６で被覆されてい
る。この実施例では、第１の実施例のようにヒータ部４
の材料をＰＴＣ特性をもつものに限定する必要はない。

以上の点を除けば、その他は第１の実施例１１　　　　
　　と全く同じ構成である。

温度測定用電極１２．１３間に定電流を通じておき、熱
電対部１１が加熱されると、両電極間に電圧が発生する
。この実施例での治具は、この電圧を測定し、電圧とヒ
ータ部に供給する電流値の関係があらかじめプログラム
されている温度制御部に上記の測定結果を入力して、供
電部の電流値を変化させ、その結果、ヒータ部の温度が
調整されるようになっているのである。

第６図および第７図は、この発明にかかる第３の実施例
をあられす。これらの図にみるように、光ファイバの端
面処理位置８の周辺部に金属製の巾の綱い１ＦＩＩＵ１
７がジグザグに形成されている。

薄Ｍｆ！１７の両端は、薄膜１７と同じ種類の金属より
なる温度測定用電極１８．１９に接合されていて、この
電極１８．１９が温度制御部（図示省略）に接続されて
いる。以上の点を除けば、その他は第２の実施例と全く
同じ構成である。

金属を加熱すると、その抵抗値が変化することが一般に
知られている。この実施例は、この性質を利用したもの
である。温度測定用電極１８，１９間に定電流を通じ、
両電極間の電圧を測定するようにし、電圧とヒータ部に
供給する電流値の関係があらかじめプログラムされてい
る温度制御部にこの測定結果を入力して、これにより、
供電部の電流値を調整するようにしておく。金属製の薄
膜１７が加熱されると、その抵抗値が変化するため、両
電極間の電圧が変化し、その結果、供電部の電流値が変
化し、ヒータ部の温度が調整されるようになっているの
である。

この発明にがかる治具のヒータ部は、プラスチックの軟
化点が１００″Ｃ１ＩＩｉＩ後であるから、光ファイバ
の端面が圧着される部分のガラス基板を１４０°Ｃ程度
に加熱し得るもので、３００℃位までの熱に対して安定
しているものが望ましい。ヒータ部材料としては、Ｉ　
Ｔ　Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ）のほか、
ニッケルクロム合金などの金属、窒化タンタルのような
窒化物や酸化ルテニウムなどの酸化物等が好ましく用い
られる。ガラス基板は、軟化点が７００℃以上で高温強
度の高く、鏡面性の良いものが望ましい、電極は、経時
的安定性が高く、シート抵抗値および接触抵抗値の低い
ものが望ましい。治具の回路部分には、温度？ｉｌｉ償
機構１時間制御機構９表示機構、電流制御機構等の必要
とされる機構を組みこめばよい。治具の供電部分には、
携帯性を考慮して充電式の電池を用いるのが望ましい。

この発明において、ガラス基板表面に形成された薄膜の
材料としては、２００℃程度の範囲の温度が測定可能で
、応答速度の高いものが好ましい第２および第３の実施
例にみるように、ヒータ部および電極の表面に保護膜を
形成してもよい。

また、ガラス基板表面およびその一部に形成された薄膜
表面に保護膜を形成してもよい。この保護膜の材料とし
ては、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、
リンケイ酸ガラス等があげられる。

つぎに、この発明にがかる治具の実施例について説明す
る。

（実施例１） ガラス基板裏面に電極を形成したのち、キュリ一温度が
１２０℃のチタン酸バリウムに鉛を添加し、キュリ一温
度を１４０℃に設定した材料を用いて、電子ビーム蒸着
法でヒータ部を形成した。

その結果、端面処理位置の温度が１４０℃を越えて過昇
温することがなかった。

（実施例２） ガラス基板（厚み０．８　ｍｍ、直径２９ｍｍ、商品名
；保谷ＮＡ４０．保谷硝子社製）を洗浄液（商品名；セ
ミコクリーン、フルウチ化学社！Ｆ！りで超音波洗浄し
たのち、クロム電極をスパッタリングにより２．５μｍ
の厚みで作製した。

つぎに、ＩＴＯを真空蒸着法を用いて、２〜３μｍの厚
みで、かつシート抵抗値がおよそ１Ω／口となるように
接合してヒータとしたのち、第３図および第４図にみる
ように、電極およびヒータ部の保護のため、供電部端子
とのコンタクト部を除いて酸化アルミニウムの膜を真空
蒸着法で形成した。

さらに、ガラス基板表面に、第３図および第５図にみる
ように端面処理位置を除いて、銅を真空蒸着して、厚み
３０００人の薄膜を形成したのち、同様にしてコンスタ
ンクンを厚みが３０００人となるようにに真空蒸着し、
コンスタンクンと銅よりなる薄膜重ね合わせ状の熱電対
部が端面処理位置の周辺部でｒｌ］２ｍｍのリング状に
なるようにした。銅およびコンスタンクンよりなる両Ｅ
’Ｘ　Ｋ’Ａ間の電位差を測定し、温度制御部に測定結
果を入力するようにした。

端面処理位置の最ｉ！！ｌ温度は１４０℃であるので、
この最適温度が得られるように供電部の電流値を制御す
るようにした。

その結果、端面処理位置の温度は常に１４０℃と一定に
保つことができた。

（実施例３） 実施例２と同様にして、ガラス基板にヒータ部および電
極を作製し、保護膜を形成したのち、ガラス基板表面に
、第６図および第７図にみるように、白金を真空蒸着し
て、厚み５０００人、端面処理位置の周辺部の線巾０．
５ｍｍ、長さ３０となるように薄膜を形成した。１５℃
の室温において薄膜両端間の電位差が５０ｍＶになるよ
うに薄膜両端間に供給する定電流の電流値を調節してお
いて、″Ｂ膜膜端端間電位差を測定し、温度制御部に測
定結果を入力するようにした。

実施例２と同じようにして、最適温度になるように供電
部の電流値を制御するようにした結果、実施例２と同じ
結果が得られた。

〔発明の効果〕

この発明にかかる光ファイバ端面処理用治具は、ヒータ
部が温度制御されるようになっているため、常に光ファ
イバの端面処理に最適な温度を得られるとともに、過昇
温によるヒータ部の破損を防止することができ、無駄な
電力消費を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる光ファイバ端面処理用治具の
第１の実施例をあられす一部断面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ部分の断面図、第３図はこの発明にかかる第２の
実施例をあられした一部断面図、第４図は第３図のＢ−
Ｂ部分の断面図、第５図は第１図のガラス基板表面方向
から見た側面図、第６図はこの発明にかかる第３の実施
例をあられした一部断面図、第７図は第６図のガラス基
板表面方向からみた側面図である。 １・・・加熱部　２・・・回路部　３・・・供電部　４
・・・ヒータ部　５・・・電極　６・・・ガラス基板　
７・・・枠　９．１０．１７・・・薄膜　１１・・・熱
電対部代理人　弁理士　　松　本　武　彦 第２図　　　　　１．４い。 」 Ｂ　第３図 第４図 用β糸六ネｉ■ＬロＥ書（自発） 昭和５９年１１月　２日 Ｄ＃０５　９’ｆ＄’ＢＷＪｒｍ　１　７　３　９　５
　３号２、発明の名称 光ファイバ端面処理用治具 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住　　所　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地名
　称（５８３）松下電工株式会社 代表者　　（懺耽帝役小林　郁 ４、代理人 な　　　し ６、補正の対象 明細書 ７、補正の内容 （１）　　明細書第７頁第１９行なし）シ同頁第２０１
〒に「温度測定・・・両電極間に」とあるを、「熱電対
部１１が加熱されると、温度１１Ｊ定用電手愚１２．１
３間に」と訂正する。 （２）明細書第１３頁第２０行Ｇこ「第１図」とあるを
、「第３図」と訂正する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバの端面に圧着するガラス基板と、この
   ガラス基板を加熱するヒータ部を備えた光ファイバ端面
   処理用治具であつて、ヒータ部が温度制御されるように
   なつていることを特徴とする光ファイバ端面処理用治具
   。
2. （２）ヒータ部がＰＴＣ特性をもつ材料よりなり、この
   特性を利用して温度制御されるようになつている特許請
   求の範囲第１項記載の光ファイバ端面処理用治具。
3. （３）ヒータ部が、ガラス基板表面に設けられた熱電対
   の測定結果に基づいて温度制御されるようになつている
   特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ端面処理用治具
   。
4. （４）ヒータ部が、ガラス基板表面に設けられた金属性
   の薄膜の加熱による抵抗値変化に基づいて温度制御され
   るようになつている特許請求の範囲第１項記載の光ファ
   イバ端面処理用治具。