特許 7567141 光ファイバ融着接続装置および光ファイバの融着接続方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】光ファイバ融着接続装置および光ファイバの融着接続方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/255 20060101AFI20241008BHJP

【ＦＩ】

G02B6/255

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021524921

(86)(22)【出願日】2020-06-05

(86)【国際出願番号】 JP2020022271

(87)【国際公開番号】W WO2020246576

(87)【国際公開日】2020-12-10

【審査請求日】2022-12-21

(31)【優先権主張番号】P 2019105103

(32)【優先日】2019-06-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000110309

【氏名又は名称】住友電工オプティフロンティア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100136722

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼木 邦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100174399

【弁理士】

【氏名又は名称】寺澤 正太郎

(72)【発明者】

【氏名】秋山 弘樹

(72)【発明者】

【氏名】遊佐 英明

(72)【発明者】

【氏名】明尾 亮佑

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼柳 寛

【審査官】山本 元彦

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－２０６６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１８４４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１８４４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０３１４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００１－５０２８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１４９４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第００８３１３４７（ＥＰ，Ａ２）

【文献】特開平０５－１４２４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－０９９７０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ６／２４－６／２５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

端面同士を突き合わせて配列される複数対の光ファイバ同士をアーク放電によって互いに融着接続する装置であって、
アーク放電を発生させるための一対の電極と、
前記一対の電極間において前記複数対の光ファイバの位置決めを行う光ファイバ配置部と、
前記一対の電極に印加する電圧を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記一対の電極間に第１の放電を発生させ、前記一対の電極間の前記第１の放電を休止させたのち、前記一対の電極間にアーク放電を発生させて前記複数対の光ファイバ同士を互いに融着接続させ、
前記第１の放電の放電時間は２００ミリ秒以下であり、前記第１の放電を休止してから前記アーク放電を開始するまでの時間は１００ミリ秒以下（但し１００ミリ秒を除く）であり、
前記第１の放電のパワーが前記アーク放電のパワーよりも大きい、光ファイバ融着接続装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記第１の放電の前に端面クリーニングのためのスパッタ放電を行い、
前記スパッタ放電を休止してから前記第１の放電を開始するまでの時間は１００ミリ秒より長い、請求項１に記載の光ファイバ融着接続装置。

【請求項3】

前記第１の放電の放電時間は１００ミリ秒以下である、請求項１または請求項２に記載の光ファイバ融着接続装置。

【請求項4】

一対の電極間において端面同士を突き合わせて配列される複数対の光ファイバ同士を、前記一対の電極間に発生するアーク放電によって互いに融着接続する方法であって、
前記一対の電極間に放電を発生させる第１ステップと、
前記一対の電極間の前記放電を休止させる第２ステップと、
前記一対の電極間に前記アーク放電を発生させ、前記複数対の光ファイバ同士を互いに融着接続する第３ステップと、
を含み、
前記第１ステップの放電時間は２００ミリ秒以下であり、前記第１ステップの前記放電を休止してから前記第３ステップの前記アーク放電を開始するまでの時間は１００ミリ秒以下（但し１００ミリ秒を除く）であり、
前記第１ステップの放電パワーを前記第３ステップのアーク放電パワーよりも大きくする、光ファイバの融着接続方法。

【請求項5】

前記第１ステップの前に、端面クリーニングのためのスパッタ放電を行うステップを更に含み、
前記スパッタ放電を休止してから前記第１ステップの前記放電を開始するまでの時間は１００ミリ秒より長い、請求項４に記載の光ファイバの融着接続方法。

【請求項6】

前記第１ステップの放電時間は１００ミリ秒以下である、請求項４または請求項５に記載の光ファイバの融着接続方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光ファイバ融着接続装置（optical fiber fusion splicer）および光ファイバの融着接続方法に関する。本出願は、２０１９年６月５日出願の日本出願第２０１９－１０５１０３号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１から５には、光ファイバ融着接続装置または光ファイバの融着接続方法に関する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－１２２５０８号公報

【文献】特開２００４－１３８６５０号公報

【文献】特開２００１－６６４５６号公報

【文献】特開２０００－９８１７０号公報

【文献】特開平７－３１８７４２号公報

【発明の概要】

【0004】

本開示の光ファイバ融着接続装置は、端面同士を突き合わせて配列される一対または複数対の光ファイバ同士をアーク放電によって互いに融着接続する装置である。この装置は、一対の電極と、光ファイバ配置部と、制御部と、を備える。一対の電極は、アーク放電を発生させる。光ファイバ配置部は、一対の電極間において一対のまたは複数対の光ファイバの位置決めを行う。制御部は、一対の電極に印加する電圧を制御する。制御部は、一対の電極間に第１の放電を発生させ、一対の電極間の第１の放電を休止させたのち、一対の電極間にアーク放電を発生させて一対または複数対の光ファイバ同士を互いに融着接続させる。第１の放電の放電時間は２００ミリ秒以下である。第１の放電を休止してからアーク放電を開始するまでの時間は１００ミリ秒以下である。

【0005】

本開示の光ファイバの融着接続方法は、一対の電極間において端面同士を突き合わせて配列される一対または複数対の光ファイバ同士を、一対の電極間に発生するアーク放電によって互いに融着接続する方法である。この方法は、第１ステップと、第２ステップと、第３ステップと、を含む。第１ステップでは、一対の電極間に放電を発生させる。第２ステップでは、一対の電極間の放電を休止させる。第３ステップでは、一対の電極間にアーク放電を発生させ、一対または複数対の光ファイバ同士を互いに融着接続する。第１ステップの放電時間は２００ミリ秒以下である。第１ステップの放電を休止してから第３ステップのアーク放電を開始するまでの時間は１００ミリ秒以下である。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、一実施形態に係る融着接続装置の外観を示す斜視図である。

【図2】図２は、融着接続装置が備える融着接続部を拡大して示す斜視図である。

【図3】図３は、一対の電極と台座の第１配置部とを拡大して示す側断面図である。

【図4】図４は、融着接続装置内部の電気的な接続を示すブロック図である。

【図5】図５は、制御部のハードウェア構成例を示すブロック図である。

【図6】図６は、融着接続装置の動作および一実施形態の融着接続方法を示すフローチャートである。

【図7】図７は、電極間の放電の休止の様子を示す模式図である。

【図8】図８は、電極間の放電の様子を示す模式図である。

【図9】図９は、電極間の放電の休止の様子を示す模式図である。

【図10】図１０は、電極間の放電の様子を示す模式図である。

【図11】図１１は、従来の装置および方法における問題点を説明するための図である。

【図12】図１２は、一変形例に係る融着接続装置の動作および融着接続方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0007】

［本開示が解決しようとする課題］
特許文献１から５に開示されるように、端面同士を突き合わせて配列される一対又は複数対の光ファイバ同士を、一対の電極間のアーク放電によって互いに融着接続する方法及び装置が知られている。このような融着接続方法及び装置では、アーク放電が発生する際、一対の電極間において絶縁抵抗が最も小さい放電経路が選択される。通常、その放電経路は一対の電極間の最短経路と一致するが、電極間の電気的状況、例えばイオン分布状況によっては、最短経路と一致せず、一定しない特異な経路が選択される場合がある。このため放電経路がばらつくと、安定した品質の融着接続が困難となる。

【0008】

そこで、本開示は、放電経路のばらつきを低減して接続部位の品質を安定化できる光ファイバ融着接続装置および光ファイバの融着接続方法を提供することを目的とする。

【0009】

［本開示の効果］
本開示によれば、放電経路のばらつきを低減して接続部位の品質を安定化できる光ファイバ融着接続装置および光ファイバの融着接続方法を提供することが可能となる。

【0010】

［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態を列記して説明する。一実施形態に係る光ファイバ融着接続装置は、端面同士を突き合わせて配列される一対または複数対の光ファイバ同士をアーク放電によって互いに融着接続する装置である。この融着接続装置は、一対の電極と、光ファイバ配置部と、制御部と、を備える。一対の電極は、アーク放電を発生させる。光ファイバ配置部は、一対の電極間において一対のまたは複数対の光ファイバの位置決めを行う。制御部は、一対の電極に印加する電圧を制御する。制御部は、一対の電極間に第１の放電を発生させ、一対の電極間の第１の放電を休止させたのち、一対の電極間にアーク放電を発生させて一対または複数対の光ファイバ同士を互いに融着接続させる。第１の放電の放電時間は２００ミリ秒以下である。第１の放電を休止してからアーク放電を開始するまでの時間は１００ミリ秒以下である。

【0011】

一実施形態に係る光ファイバの融着接続方法は、一対の電極間において端面同士を突き合わせて配列される一対または複数対の光ファイバ同士を、一対の電極間に発生するアーク放電によって互いに融着接続する方法である。この方法は、第１ステップと、第２ステップと、第３ステップと、を含む。第１ステップでは、一対の電極間に放電を発生させる。第２ステップでは、一対の電極間の放電を休止させる。第３ステップでは、一対の電極間にアーク放電を発生させ、一対または複数対の光ファイバ同士を互いに融着接続する。第１ステップの放電時間は２００ミリ秒以下である。第１ステップの放電を休止してから第３ステップのアーク放電を開始するまでの時間は１００ミリ秒以下である。

【0012】

本発明者は、融着接続のためのアーク放電の前に極めて短時間すなわち２００ミリ秒以下の放電を行い、次いで短時間すなわち１００ミリ秒以下の休止ののちアーク放電を行うことにより、放電経路のばらつきを低減して接続部位の品質を安定化できることを実験により見出した。この要因は種々考えられるが、一つの考え方としては例えば次のようなものがある。一対の電極間のイオン分布が何らかの原因によって変化し不均一になると、アーク放電の際に特異な経路が選択される。そのような場合、アーク放電の前に極めて短時間の放電を行うと、その放電によって電極間のイオン分布を均一化することができる。故に、放電経路として通常の経路、例えば一対の電極間の最短経路が選択される確率を向上させ、放電経路のばらつきを低減することができる。

【0013】

上記の融着接続装置において、第１の放電のパワーはアーク放電のパワーより大きくてもよい。同様に、上記の融着接続方法において、第１ステップの放電パワーを第３ステップのアーク放電パワーより大きくしてもよい。本発明者の実験によれば、例えばこのような場合に、放電経路のばらつきを効果的に低減して接続部位の品質をより安定化することができる。

【0014】

上記の融着接続装置において、制御部は、第１の放電と休止とを複数回交互に繰り返した後にアーク放電を発生させてもよい。同様に、上記の融着接続方法において、第１ステップと第２ステップとを複数回交互に繰り返した後に第３ステップを行ってもよい。例えばこのような場合であっても、上記の効果を奏することができる。

【0015】

上記の融着接続装置において、各第１の放電のパワーがアーク放電のパワー以下であってもよい。同様に、上記の融着接続方法において、各第１ステップの放電パワーを第３ステップのアーク放電パワー以下としてもよい。本発明者の実験によれば、例えばこのような場合に、放電経路のばらつきを効果的に低減して接続部位の品質をより安定化することができる。

【0016】

上記の融着接続装置において、制御部は、第１の放電の前に端面クリーニングのためのスパッタ放電を行い、スパッタ放電を休止してから第１の放電を開始するまでの時間は１００ミリ秒より長くてもよい。同様に、上記の融着接続方法は、第１ステップの前に、端面クリーニングのためのスパッタ放電を行うステップを更に含み、スパッタ放電を休止してから第１ステップの放電を開始するまでの時間は１００ミリ秒より長くてもよい。従来より、光ファイバの融着接続を行う際、前もって端面クリーニングのためのスパッタ放電を行うことがある。通常、このスパッタ放電の放電時間は５０ミリ秒から２００ミリ秒の範囲内である。本開示の第１の放電及び第１ステップの放電は、このようなスパッタ放電とは目的が全く異なるものであり、スパッタ放電より短い１００ミリ秒以下の休止時間とすることで上記の作用効果を奏するものである。

【0017】

上記の融着接続装置において、第１の放電の放電時間は１００ミリ秒以下であってもよい。同様に、上記の融着接続方法において、第１ステップの放電時間は１００ミリ秒以下であってもよい。この場合、放電経路のばらつきを効果的に低減することができる。

【0018】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の光ファイバ融着接続装置および光ファイバの融着接続方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。説明に際しては、図面に示されたＸＹＺ直交座標系を参照する場合がある。

【0019】

図１は、本実施形態に係る融着接続装置１の外観を示す斜視図である。融着接続装置１は、端面同士を突き合わせて配列される複数対の光ファイバ同士をアーク放電によって溶融して互いに融着接続する装置である。光ファイバは、例えばガラスファイバである。融着接続装置１は、例えば、多芯光ファイバケーブルを構成する複数本の光ファイバの端部と、他の多芯光ファイバケーブルを構成する複数本の光ファイバの端部とを互いに融着接続する。

【0020】

融着接続装置１は、図１に示すように、箱状の筐体３２を備えている。筐体３２の上部には、光ファイバ同士を融着するための後述する融着接続部と、加熱器３４とが設けられている。加熱器３４は、光ファイバの融着箇所に被せられるファイバ補強スリーブを加熱して収縮させる。融着接続装置１は、モニタ３５、風防カバー３６、電源スイッチ３７、及び接続開始スイッチ３８を更に備えている。モニタ３５は、筐体３２の内部に配置された図示しないカメラによって撮像された光ファイバ同士の融着接続状況を表示する。風防カバー３６は、融着接続部への風の進入を防ぐ。電源スイッチ３７は、使用者の操作に応じて融着接続装置１の電源のオン／オフを切り替える為のプッシュボタンである。接続開始スイッチ３８は、使用者の操作に応じて、光ファイバ同士を融着するための動作を開始させるためのプッシュボタンである。

【0021】

図２は、融着接続装置１が備える融着接続部１０を拡大して示す斜視図である。図２に示すように、融着接続部１０は、一対の電極５，６と、台座１１とを有する。一対の電極５，６は、台座１１上において互いに離間して配置されている。電極５の先端５ａと電極６の先端６ａとは、互いに対向している。図示例では、電極５，６は、先端５ａ，６ａに向かうにつれて径が小さくなる略円錐状の部分を含む。

【0022】

台座１１は、電極配置部１３と、光ファイバ配置部１５とを含む。一例として、台座１１の材料はジルコニアであってよい。電極配置部１３は、一対の電極５，６が配置される部分である。電極配置部１３は、一対の電極５，６のそれぞれに対応した当接面１３ａ，１３ｂを有する。当接面１３ａ，１３ｂは、２つの平面によってその断面が略Ｖ字状となるように形成されている。電極５が当接面１３ａに接することによって、電極５のＹ方向及びＺ方向の位置が定められる。電極６が当接面１３ｂに接することによって、電極６のＹ方向及びＺ方向の位置が定められる。電極５，６のＸ方向の位置は、電極５，６が当接面１３ａ，１３ｂに接した状態で調整され得る。位置決めされた電極５，６は、図示しない固定部材によって電極配置部１３に固定され得る。更に、台座１１は開口部１１ａを有する。開口部１１ａは、Ｘ方向における当接面１３ａと当接面１３ｂとの間の領域において、台座１１をＺ方向に貫通する。一対の電極５，６の先端５ａ，６ａは、開口部１１ａ内において互いに対向している。

【0023】

光ファイバ配置部１５は、Ｘ方向において一対の電極５，６間に位置する。光ファイバ配置部１５は、第１配置部１６と第２配置部１７とを有する。Ｙ方向において、第１配置部１６は、一対の電極５，６の先端５ａ，６ａ同士を結ぶ中心線Ｃ１に対して一方側に位置する。第２配置部１７は、中心線Ｃ１に対して他方側に位置する。すなわち、第１配置部１６と第２配置部１７とは、Ｙ方向において、中心線Ｃ１を挟んで互いに離間している。第１配置部１６は、複数本の一方の光ファイバをそれぞれ収容して位置決めするための複数の溝１６ａを有する。一方の光ファイバの本数は、図示例では１２本である。溝１６ａの延在方向に垂直な断面の形状は例えばＶ字状である。溝１６ａは、Ｘ方向に等間隔で配置されており、Ｙ方向に沿って直線状に延在している。同様に、第２配置部１７は、複数本の他方の光ファイバをそれぞれ収容して位置決めするための複数の溝１７ａを有する。他方の光ファイバの本数もまた、図示例では１２本である。溝１７ａの延在方向に垂直な断面の形状は例えばＶ字状である。溝１７ａは、Ｘ方向に等間隔で配置されており、Ｙ方向に沿って直線状に延在している。第１配置部１６の複数の溝１６ａのそれぞれと第２配置部１７の複数の溝１７ａのそれぞれとは、共通する直線上に位置する。これにより、第１配置部１６の溝１６ａによって位置決めされた光ファイバと、第２配置部１７の溝１７ａによって位置決めされた光ファイバとは、第１配置部１６と第２配置部１７との間の領域において、互いに突き合わされる。第１配置部１６と第２配置部１７との間の領域は、台座１１の開口部１１ａとなっている。

【0024】

図３は、一対の電極５，６と台座１１の第１配置部１６とを拡大して示す側断面図である。図３は、中心線Ｃ１を含むＸＺ平面に沿って第１配置部１６側を見た断面図であって、第１配置部１６に設置された複数本の光ファイバ３を併せて示している。第２配置部１７に複数本の光ファイバが設置された構成は、第１配置部１６に複数本の光ファイバ３が設置された構成と同様であるため、その説明を省略する。

【0025】

図３に示すように、複数本の光ファイバ３は、方向Ｘにおいて一対の電極５，６間に位置しており、それぞれ対応する溝１６ａに収容されている。各光ファイバ３の軸方向は、Ｙ方向と一致する。複数本の光ファイバ３は、Ｘ方向に互いに離間して配置されている。隣り合う光ファイバ３同士のピッチは均一である。一例として、各光ファイバ３の直径は１２５μｍであり、複数の光ファイバ３は、直径の２倍に相当する２５０μｍのピッチでもって方向Ｘに並んでいる。光ファイバ３が配列される位置は、電極５，６の中心線Ｃ１からＺ方向にずれている。

【0026】

図４は、融着接続装置１内部の電気的な接続を示すブロック図である。図４に示すように、融着接続装置１は、一対の電極５，６に電圧を印加する電圧発生部１９と、電圧発生部１９から出力される電圧を制御する制御部２０とを更に備える。電圧発生部１９は、融着接続装置１内部の配線を介して電極５，６と電気的に接続されており、放電のための電圧を電極５，６に印加する。制御部２０は、電圧発生部１９と電気的に接続され、その電圧の大きさ及び印加タイミングを制御する。

【0027】

図５は、制御部２０のハードウェア構成例を示すブロック図である。図５に示すように、制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０ａ、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０ｂ、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０ｃを含むコンピュータとして構成されてもよい。制御部２０は、ＲＯＭ２０ｃに予め記憶されたプログラムを読み込み実行しつつ、ＣＰＵ２０ａの制御のもとでＲＡＭ２０ｂ及びＲＯＭ２０ｃに対するデータの読み出し及び書き込みを行う。これによって、制御部２０は、光ファイバ３の突き合わせ及び電極５，６の放電を含む、融着接続部１０の各機能を実現することができる。制御部２０の動作状況は、融着接続装置１の動作中、常にモニタ３５に表示される。制御部２０は、接続開始スイッチ３８と電気的に接続されており、接続開始スイッチ３８からの電気信号を受ける。

【0028】

ここで、融着接続装置１の動作について、本実施形態の融着接続方法とともに説明する。図６は、融着接続装置１の動作および本実施形態の融着接続方法を示すフローチャートである。図７から図１０は、電極５，６間の放電の様子を示す模式図である。

【0029】

図６に示すように、ステップＳ１として、融着接続装置１の台座１１の各溝１６ａに、接続対象である一方の光ファイバ３を収容する。台座１１の各溝１７ａに、接続対象である他方の光ファイバ３を収容する。次に、溝１６ａに収容された光ファイバ３の端面と、溝１７ａに収容された光ファイバ３の端面とを開口部１１ａにおいて互いに対向させる。

【0030】

次に、ステップＳ２として、電圧発生部１９から電極５，６間に所定の電圧を印加させることにより、端面クリーニングのためのスパッタ放電を行う。スパッタ放電の放電時間は５０ミリ秒より長く、２００ミリ秒より短い。一例では、スパッタ放電の放電時間は１００ミリ秒である。スパッタ放電の際に電極５，６間に印加される放電パワーは、例えば、後述する融着接続時のアーク放電パワーの５０％から２００％の範囲内である。このスパッタ放電ののち、電圧発生部１９から電極５，６間への印加電圧を下げて、ステップＳ４まで放電を休止する。その間、作業者は、光ファイバ端面に塵等が付着していないかモニタ３５を通じて確認することができる。この休止期間は１００ミリ秒より長く、典型的には１秒から数秒程度である。図７は、この休止期間を示している。

【0031】

ステップＳ３として、溝１６ａに収容された光ファイバ３の端面と、溝１７ａに収容された光ファイバ３の端面とを開口部１１ａにおいて互いに突き合わせる。この突き合わせは、制御部２０の制御により、光ファイバ３を保持する部分がＹ方向において互いに近づくことにより行われる。

【0032】

続いて、ステップＳ４として、電圧発生部１９から電極５，６間へ瞬間的に電圧を印加し、図８に示す極めて短時間の放電Ｐ１を電極５，６間に発生させる。このステップＳ４は本実施形態における第１のステップであり、この放電は本実施形態における第１の放電である。具体的には、電極５，６間に例えば数ｋＶ～数十ｋＶの電圧を印加し、周波数約１００ｋＨｚ、数十ｍＡの電流による高周波放電を行う。放電時間は２００ミリ秒以下であってもよく、１００ミリ秒以下であってもよく、５０ミリ秒以下であってもよく、３０ミリ秒以下であってもよく、或いは１０ミリ秒以下であってもよい。融着接続時のアーク放電時間は１秒以上、通常は数秒ないし十数秒程度なので、ステップＳ３における放電時間は融着接続時のアーク放電時間と比較して極めて短い。ステップＳ４における放電時間は、上記のステップＳ２におけるスパッタ放電時間と同等か、それより短い。

【0033】

このステップＳ４における放電パワーは、融着接続時のアーク放電パワーより大きくてもよく、融着接続時のアーク放電パワーと同じであってもよく、或いは、融着接続時のアーク放電パワーより小さくてもよい。一例では、ステップＳ４における放電パワーは融着接続時のアーク放電パワーの３０％以下であってもよく、３００％以上であってもよい。

【0034】

続いて、ステップＳ５として、図９に示すように、電極５，６間の放電Ｐ１を休止させる。具体的には、電圧発生部１９から電極５，６間に印加される電圧を、放電が生じない電圧以下に設定する。この休止時間、すなわち、放電Ｐ１を休止してから次のアーク放電を開始するまでの時間は１００ミリ秒以下であってもよく、５０ミリ秒以下であってもよく、３０ミリ秒以下であってもよく、或いは１０ミリ秒以下であってもよい。このステップＳ５は、本実施形態における第２のステップである。

【0035】

続いて、ステップＳ６として、図１０に示すアーク放電Ｐ２を電極５，６間に発生させ、光ファイバ３の端部同士を突き合わせた部分にこのアーク放電Ｐ２を重ねることにより、一方の光ファイバ３及び他方の光ファイバ３の各端部を溶融して互いに融着接続する。具体的には、電極５，６間に例えば数ｋＶ～数十ｋＶの電圧を印加し、周波数約１００ｋＨｚ、数十ｍＡの電流による高周波放電を行う。アーク放電Ｐ２の放電時間は１秒以上である。

【0036】

以上の構成を備える本実施形態の融着接続装置１及び融着接続方法によって得られる効果について説明する。図１１は、従来の装置および方法における問題点を説明するための図である。融着接続のためのアーク放電Ｐ２が発生する際には、電極５，６間において絶縁抵抗が最も小さい放電経路が選択される。通常、その放電経路は電極５，６間の最短経路Ａ１と一致するが、電極５，６間の電気的状況、例えば放電キャリアであるイオンＣの分布状況によっては、最短経路と一致せず、一定しない特異な経路が選択される場合がある。図中には、このような経路の例として経路Ａ２が示されている。これにより放電経路がばらつくと、安定した品質の融着接続が困難となる。

【0037】

本発明者は、融着接続のためのアーク放電Ｐ２の前に極めて短時間の放電Ｐ１を行い、次いで短時間の休止ののちアーク放電Ｐ２を行うことにより、放電経路のばらつきを低減して接続部位の品質を安定化できることを実験により見出した。この要因は種々考えられるが、一つの考え方として、アーク放電Ｐ２の前に極めて短時間の放電Ｐ１を行うと、放電Ｐ１によって電極５，６間のイオンＣの分布を均一化することができると考えられる。故に、放電経路として通常の経路、例えば電極５，６間の最短経路Ａ１が選択される確率を向上させ、放電経路のばらつきを低減することができる。

【0038】

前述したように、放電Ｐ１のパワーはアーク放電Ｐ２のパワーより大きくてもよい。本発明者の実験によれば、例えばこのような場合に、放電経路のばらつきを効果的に低減して接続部位の品質をより安定化することができる。

【0039】

本実施形態のように、制御部２０は、放電Ｐ１の前に端面クリーニングのためのスパッタ放電を行い、スパッタ放電を休止してから放電Ｐ１を開始するまでの時間は１００ミリ秒より長くてもよい。従来より、光ファイバの融着接続を行う際、前もって端面クリーニングのためのスパッタ放電を行うことがある。通常、このスパッタ放電の放電時間は５０ミリ秒から２００ミリ秒の範囲内である。本実施形態の放電Ｐ１は、このようなスパッタ放電とは目的が全く異なるものであり、スパッタ放電より短い１００ミリ秒以下の休止時間とすることで上記の作用効果を奏するものである。

【0040】

前述したように、放電Ｐ１の放電時間は１００ミリ秒以下であってもよい。この場合、放電経路のばらつきを効果的に低減することができる。

【0041】

（変形例）
図１２は、上記実施形態の一変形例に係る融着接続装置１の動作および融着接続方法を示すフローチャートである。上記実施形態では短時間の放電Ｐ１を１回のみ行うが、本変形例では放電Ｐ１を複数回行う。すなわち、上記実施形態のステップＳ４とステップＳ５とを複数回交互に繰り返した後に、ステップＳ６を行う。ステップＳ４，Ｓ５の詳細は上記実施形態と同様である。ステップＳ４，Ｓ５の繰返し回数は、２回でもよく、３回でもよく、或いは４回以上の任意の回数であってもよい。本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0042】

なお、本変形例では、各ステップＳ４の放電パワーを、ステップＳ６のアーク放電パワー以下としてもよい。本発明者の実験によれば、例えばこのような場合に、放電経路のばらつきを効果的に低減して接続部位の品質をより安定化することができる。

【0043】

（実施例）
本発明者は、上記実施形態及び変形例による融着接続方法の効果を確かめるために、放電Ｐ１の放電時間を１０ミリ秒、放電Ｐ１後の休止時間を数十ミリ秒として、放電Ｐ１の放電パワー及び放電回数を変化させつつ実験を行った。そして、クリーニングのためのスパッタ放電後、放電Ｐ１を行わずにアーク放電Ｐ２を行う従来の方法における異常放電発生率を１．０としたときの相対的な異常放電発生率を調べた。

【0044】

その結果、放電Ｐ１の放電回数を１回とし、放電Ｐ１の放電パワーをアーク放電Ｐ２の放電パワーの３００％としたときに、相対的な異常放電発生率が０．５となった。放電Ｐ１の放電回数を２回とし、放電Ｐ１の放電パワーをアーク放電Ｐ２の放電パワーの１００％としたときに、相対的な異常放電発生率が０．６となった。放電Ｐ１の放電回数を３回とし、放電Ｐ１の放電パワーをアーク放電Ｐ２の放電パワーの３０％としたときに、相対的な異常放電発生率が０．９となった。このように、上記実施形態及び変形例により、放電経路のばらつきを効果的に低減できることが確認された。

【0045】

本発明による光ファイバ融着接続装置および光ファイバの融着接続方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態及び変形例では複数対の光ファイバに対して一括して融着接続を行うが、一対の光ファイバに対して融着接続を行ってもよい。その場合であっても、放電経路のばらつきを低減して、接続部位の品質を安定化することができる。

【符号の説明】

【0046】

１…融着接続装置
３…光ファイバ
５，６…電極
５ａ，６ａ…先端
１０…融着接続部
１１…台座
１１ａ…開口部
１３…電極配置部
１３ａ，１３ｂ…当接面
１５…光ファイバ配置部
１６…第１配置部
１６ａ…溝
１７…第２配置部
１７ａ…溝
１９…電圧発生部
２０…制御部
２０ａ…ＣＰＵ
２０ｂ…ＲＡＭ
２０ｃ…ＲＯＭ
３２…筐体
３４…加熱器
３５…モニタ
３６…風防カバー
３７…電源スイッチ
３８…接続開始スイッチ
Ｃ…イオン
Ｃ１…中心線
Ｐ１…放電
Ｐ２…アーク放電

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】