專利名稱：光學纖維的被覆層形成方法以及被覆層形成裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及為連接光學纖維芯線而一次去除的被覆層，在芯線連接部位重新再生的光學纖維的被覆層形成方法以及被覆層形成裝置。
此前，在光學纖維芯線連接時，在光學纖維芯線末端，要除去包覆在光學纖維外圍的被覆層，然后，使光學纖維互相連接。而且，把光學纖維的連接部位用增強材料夾住，或者，把該連接部位，用熱收縮軟管被覆，保護連接部位。
近些年來，對光學纖維放大器及光路由器等光學儀器，越發要求其具有高的按裝密度。因此，所使用的光學纖維芯線的連接點變多，為此人們希望光學纖維芯線連接部位的外形的小型化。所以，為了使光學纖維芯線的連接部位的外形變小，而把已除去被覆層的光學纖維的連接部位重新再生被覆層，形成保護連接部位的結構，已引起人們的注意。
本發明的目的在于提供一種在除去被覆層的光學纖維連接部位，再生被覆層的光學纖維被覆層形成方法和光學纖維被覆層形成裝置。
本發明的光學纖維的被覆層形成方法包括下列步驟在光學纖維的被覆層形成部位設置光固化樹脂；在上述光固化樹脂加熱至該樹脂的玻璃化轉變溫度或其他的熱固化溫度的狀態下，對光固化樹脂照射固化用的光，使其固化。
另外，本發明的光學纖維的被覆層形成裝置包括用光固化樹脂將光學纖維被覆層形成部位進行被覆的模具；把上述模具內的固化樹脂選擇性進行加熱、冷卻的加熱·冷卻裝置；用于檢測上述光固化樹脂溫度的溫度傳感器；
用于照射上述光固化樹脂使其固化的光源；根據上述溫度傳感器檢測出來的溫度，來控制上述加熱·冷卻裝置從而控制上述光固化樹脂溫度的溫度控制裝置；上述溫度控制裝置，是在往上述光固化樹脂照射使其固化的光時，把上述光固化樹脂加熱控制至玻璃化轉變溫度或其他的熱固化溫度，上述光照射停止后，冷卻控制上述光固化樹脂。
下面結合實施例及其附圖對本發明作進一步詳細說明。
圖1為本發明涉及的光學纖維被覆層形成裝置的一實施例說明圖；圖2為本發明涉及的光學纖維被覆層形成方法的一實施例中模具溫度隨時間變化的示意圖；圖3為本發明涉及的光學纖維被覆層形成裝置中，另一實施例的加熱·冷卻裝置的透視圖；圖4為本發明的這種光學纖維的被覆層形成裝置另一實施例的透視圖；圖5為圖4所示實施例的控制系統的說明圖；圖6A為圖4所示實施例的操作順序的說明圖；圖6B為與圖6A所示操作順序相應的溫度曲線圖；圖7為現有的光學纖維被覆層形成裝置的說明圖。
為使已除去被覆層的光學纖維連接部位，重新再生被覆層，例如，有這樣一種方法用紫外線固化樹脂(UV樹脂)對光學纖維芯線的被覆層除去部位進行被覆，用紫外光源產生的紫外光進行照射，使UV樹脂固化。
實施該方法的現有裝置(再涂)，如圖7所示，它包括把光學纖維芯線3的已去除被覆層的部位4，用UV樹脂7包覆，對該樹脂7照射紫外光的光源2；接受來自該光源2的紫外光，檢測其強度的受光器5(例如，光電二極管)；以及光輸出控制裝置1。光輸出控制裝置1，根據受光器5檢出的紫外光強度來控制光源2的光輸出。該再涂(リコ－ト)是通過光源2對已去除被覆層的部位4上所包覆的UV樹脂7照射紫外光，使UV樹脂7固化。此時，再涂過程是根據受光器5檢出的紫外光強度，通過光輸出控制裝置1控制光源2的光輸出。通過這種控制，在符合UV樹脂7固化條件的光輸出作用下，可以得到穩定的UV樹脂7的固化特性。
最近，為了提高光學纖維的熔接作業速度，隨之而來的，即使對于光學纖維連接部位的再涂過程，也要求再涂作業的高速化。
因此，用UV樹脂包覆連接部位時，將UV樹脂的溫度升高至比常溫高出若干，使其流動性好。另外，本發明人在日本提出的專利申請(申請號特愿2000-104758)中提出，在設置有再涂光源2和受光器5的區域，設置可以檢測溫度、濕度、氣壓、結露等環境信息的環境傳感器，通過上述環境傳感器所檢出的環境信息，更準確地控制光源2的輸出，可以得到UV樹脂更穩定的固化特性的再涂過程。
但是，UV樹脂的固化速度取決于UV樹脂的特性，將UV樹脂的溫度升高至比常溫高出若干的適度情況下，也不可能充分地加速UV樹脂的固化速度。
另外，把UV樹脂充填至模具中，用UV樹脂包覆光學纖維連接部位時，UV樹脂的粘度隨環境溫度而變。因此，改變了UV樹脂流入模具的狀況，使UV樹脂不能很好充填，從而存在產生氣泡的現象。
本發明的目的之一在于，提供一種可以提高光學纖維的再涂作業速度的光學纖維被覆層形成方法及使用該方法的被覆層的形成裝置。
圖1是本發明涉及的光學纖維被覆層形成裝置一實施例的說明圖。
在圖1中，與圖7相關的說明過的部分以及相同部位，用同一符號表示。
在圖1中，符號10表示模具。溫度傳感器11插入模具10中，檢測光固化樹脂被注入溝部10a的溫度。符號12表示模具10中安置的佩爾蒂元件(ペルチエ素子)，符號13表示加熱器，符號14表示帶散熱片的小型冷卻用風扇。
溫度傳感器11所檢出的模具10的溫度信息，被輸入到溫度控制裝置15。溫度控制裝置15，根據來自溫度傳感器11的信息，控制佩爾蒂元件12、加熱器13和風扇14，從而控制模具10的溫度。
另外，符號6表示由溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器和結露傳感器等構成的環境傳感器。環境傳感器6檢測設置有光源2及受光器5的區域的環境信息，該環境信息被輸入到光輸出控制裝置1。光輸出控制裝置1，根據上述環境信息和從光源2檢出的光強度的受光器5的信息，控制光固化用光源2的光輸出。
本發明的一個實施例，在模具10中設置了由佩爾蒂元件12、加熱器13、風扇14構成的加熱·冷卻裝置。而且，把模具10的溫度加熱至光固化樹脂(該例為UV樹脂)的玻璃化轉變溫度的附近并加以保持，并且，以能夠從該溫度進行冷卻的方式進行溫度控制。
本發明人通過實驗研究發現，在把光固化樹脂加熱至熱固化溫度例如玻璃化轉變溫度的狀態下，照射固化用的光時，與把固化用的光對常溫下的光固化樹脂進行照射的場合相比，能夠加快光固化樹脂的固化溫度。因此，通過把光照射固化和加熱固化一起使用，能夠使對光學纖維的被覆層形成部位進行再涂的作業速度比原來提高。
另外，當在光固化樹脂的加熱·冷卻裝置上采用佩爾蒂元件時，由于佩爾蒂元件根據電流方向，能夠迅速地切換加熱和吸熱功能，所以，將模具內的光固化樹脂加熱至玻璃化轉變溫度所需要的時間，以及從玻璃化轉變溫度進行冷卻所需要的時間均可以縮短。因此，通過采用作為加熱·冷卻裝置的佩爾蒂元件12，可以迅速進行加熱和冷卻的切換，使模具內的溫度往玻璃化轉變溫度的溫度上升所需要的加熱時間，以及從玻璃化轉變溫度的溫度下降所需要的冷卻時間均可以縮短。因此，光學纖維的被覆層形成部位進行再涂的作業速度可以更進一步提高。
在本發明的一實施例中，一邊改變模具溫度一邊對光學纖維被覆層形成部位，即連接部位進行了再涂。在該實施例中，采用UV樹脂作為光固化樹脂。所用的UV樹脂7，其玻璃化轉變溫度或者熱固化溫度為約80℃，紫外光的照射能量即使在3000mJ/cm2也能有效地進行固化。
下面利用圖2所示的模具溫度的時間變化，對上述再涂工序的一個例子加以說明。該工序如下所述。即1)首先，為使UV樹脂7具有良好的流動性，通過佩爾蒂元件12和加熱器13，使模具10的溫度從室溫(此時為20℃)上升至約25℃。
時間t1表示從室溫加熱模具10的開始時間，時間t2表示模具溫度到達約25℃時的時間。
2)從時間t2到t3，將模具溫度保持在約25℃，在此期間，把UV樹脂7充填至模具10內。在該溫度(約25℃)下，UV樹脂7的流動性變得良好，變得易于往模具10中充填。因此，能夠將光固化樹脂平穩地注入模具內，并能夠很好地充填，可以防止氣泡的發生。
3)然后，把模具10從約25℃加熱至玻璃化轉變溫度(此時約80℃)，并在該溫度下保持一定時間。
時間t4為模具溫度到達玻璃化轉變溫度的時間，時間t5為在玻璃化轉變溫度所保持的時間。
在此期間(從時間t3至時間t5)，對UV樹脂7照射紫外光，使UV樹脂7固化。
4)然后，用佩爾蒂元件12和風扇14進行冷卻，把模具10從玻璃化轉變溫度冷卻至約25℃。之后，從模具10內取出光學纖維連接部位，移至下一個工序。
時間t6是模具溫度到達約25℃的時間。在該再涂的工序中，再涂所需要的時間為t6～t1。
在上述再涂工序中，一邊把UV樹脂7保持在玻璃化轉變溫度，一邊給UV樹脂7照射紫外光，由于同時使用熱固化和光固化，因此與常溫下照射紫外光使其固化的時間相比，可以縮短使UV樹脂7固化所需要的時間(t5～t3)。
另外，通過采用作為加熱·冷卻裝置的佩爾蒂元件12，既可以縮短模具10(換言之，UV樹脂7)的溫度上升所需要的加熱時間(t4～t3)，又可以縮短溫度下降所需要的冷卻時間(t6～t5)，從而能夠縮短再涂的時間。
該實施例中的光學纖維的被覆層形成工序所需要的時間(t6～t2)，與現有方法的被覆層形成工序所需要的時間(例如，象圖2的點線所示的那樣，把模具溫度保持在25℃，對UV樹脂7照射紫外光)相比較的話，該實施例中，能夠將被覆層形成時間縮短約40％。
還有，模具10的加熱·冷卻裝置不受上述實施例的局限，例如，如圖3所示，也可以使用帶有散熱片17的熱管16作為冷卻裝置。
圖4為本發明涉及的光學纖維的被覆層形成裝置另一實施例的透視圖，圖5為其說明圖。另外，在圖4及圖5實施例中采用了玻璃化轉變溫度，或者熱固化溫度為40℃的UV樹脂。
在該圖4所示的實施例中，模具10被收納在帶蓋22的裝置本體21中。模具10由上模具10d和下模具10c構成。在上模具10d中，設置有形成樹脂模的溝部10b，同時，在下模具10c中，設置有形成樹脂模的溝部10a。另外，在裝置本體21的兩側，設置有用來把光學纖維4押住的押板23。符號24表示具有內藏了程序的微型計算機的控制裝置，符號25表示操作盤。
在該實施例中，在往上模具10d和下模具10c注入UV樹脂的管子26上，設置有加熱器27和溫度傳感器28。另外，在往下模具10c注入UV樹脂的泵29上，設置有加熱器30和溫度傳感器31。并且，在往上模具10d和下模具10c注入的儲存UV樹脂的貯槽32上設置有加熱器33和溫度傳感器34。
如圖5所示，控制裝置24，是根據溫度傳感器11、28、31、34的輸出，通過風扇14、加熱器13、27、30、33，來調節模具10、管子26、泵27、貯槽32的溫度。另外，控制裝置24，根據受光器5的輸出，來調節光源2的光量。在圖4所示的實施例中，光源2安置在由玻璃板(由高熔點的石英玻璃，或玻璃化的陶瓷等構成的)構成的下模具10c的下部，通過下模具10c給UV樹脂照射紫外光。
下面通過圖6A和圖6B，對該實施例的被覆層形成裝置的操作加以說明。還有，在圖6A的實施例中，采用了玻璃化轉變溫度或熱固化溫度為40℃的UV樹脂。其操作順序如下所述。即1)把模具10、管子26、泵29、貯槽32的溫度分別設定在25℃，把光學纖維芯線4安置在模具10內(時間t0)。
然后，把模具10、管子26、泵29的溫度從25℃升至27℃(時間t0～t1)。
2)操作操作盤25，使泵29動作，從貯槽32把UV樹脂適量送至管子26，充填至溝部10b(時間t1～t2)。此時，由于UV樹脂溫度被升高至27℃，流動性變得良好，所以能夠順利地充填至溝部10b。
3)關閉蓋子22，一邊把模具10的溫度保持在27℃，一邊把管子26和泵29的溫度降至25℃(時間t2～t3)。另外，通過關閉蓋子22，將與其連動的光源2的第1開關(圖中未示出)轉至ON(連鎖裝置1)。
4)把設在蓋子22窗口上的電子式(液晶等)開閉器35轉至OFF(采用機械開閉器時是關閉)(時間t3～t4)。通過把開閉器35轉至OFF，將與其連動的光源2的第2開關(圖中未示出)轉至ON(連鎖裝置2)。而且，通過操作操作盤25，照射來自光源2的UV光。
還有，開閉器35，在蓋子22關閉的狀態下，為了確認模具10的溝部10a、10b的光學纖維芯線4的安裝狀況，或者往模具10充填UV樹脂的狀況(充填情況)，因此設置有蓋子22的窗口。而且，通過把開閉器35轉至OFF，可以防止從蓋子22的窗口處的外部光線的入射，以及防止從光源22產生的UV光向外部放射。
5)把模具10的溫度升至熱固化溫度的40℃(時間t4～t5)，并保持在該溫度(時間t5～t6～t7)。
6)然后，把模具10的溫度降至25℃(時間t7～t8)。在溫度下降至25℃時(時間t8)，打開蓋子22，把光學纖維芯線4從模具10中取出。
在該實施例中，因為模具10、管子26、泵29、貯槽32的溫度可以適當控制，所以能夠提高(優化)UV樹脂的流動性，將其順利地注入模具10內，可以平滑確切地充填，從而能夠防止氣泡的產生。
權利要求
1.一種光學纖維的被覆層形成方法，其特征在于，包括如下步驟在光學纖維的被覆層形成部位設置光固化樹脂；在把上述光固化樹脂加熱至該樹脂的玻璃化轉變溫度或其他的熱固化溫度的狀態下，給光固化樹脂照射固化用的光。
2.如權利要求1所述的光學纖維的被覆層形成方法，其特征在于，光固化樹脂的加熱，是通過這種加熱使溫度上升，使光固化樹脂的溫度達到預定的加熱設定溫度，即達到玻璃化轉變溫度或其他的熱固化溫度后，僅在預定的時間內保持該加熱設定溫度，用于固化的光照射，是從向著上述加熱設定溫度加熱升溫開始時至保持加熱設定溫度的上述設定時間終止前連續進行。
3.如權利要求1所述的光學纖維的被覆層形成方法，其特征在于，把光學纖維的被覆層形成部位設置在模具內，把光固化樹脂充填至模具內，在光學纖維的被覆層形成部位設置光固化樹脂，在此，在光固化樹脂充填時，加熱上述模具使其達到光固化樹脂流動性高的溫度。
4.一種光學纖維的被覆層形成裝置，其特征在于，包括用光固化樹脂對光學纖維的被覆層形成部位進行被覆的模具；選擇性地對上述模具內的光固化樹脂進行加熱、冷卻的加熱·冷卻裝置；檢測上述光固化樹脂溫度的溫度傳感器；給上述光固化樹脂照射固化用光的光源；通過上述溫度傳感器的溫度檢測輸出，控制上述加熱·冷卻裝置，從而控制上述光固化樹脂溫度的溫度控制裝置；在此，上述溫度控制裝置在給上述光固化樹脂照射固化用光時，把上述光固化樹脂加熱控制至玻璃化轉變溫度或其他的熱固化溫度，并在上述光的照射停止后，冷卻控制上述光固化樹脂。
5.如權利要求4所述的光學纖維的被覆層形成裝置，其特征在于，采用佩爾蒂元件作為加熱·冷卻裝置。
6.如權利要求5所述的光學纖維的被覆層形成裝置，其特征在于，加熱·冷卻裝置，除佩爾蒂元件外，還包括加熱用的加熱器和冷卻用的附加裝置。
7.如權利要求6所述的光學纖維的被覆層形成裝置，其特征在于，冷卻用的附加裝置是由風扇或熱管構成。
8.如權利要求4所述的光學纖維的被覆層形成裝置，其特征在于，還包括儲存注入模具的光固化樹脂的貯槽；從上述貯槽把光固化樹脂注入上述模具的管子及泵；上述管子、泵及貯槽分別具有加熱器和溫度傳感器；溫度控制裝置，根據上述對應的各個溫度傳感器的溫度檢測輸出，控制上述管子、泵及貯槽的加熱器，來控制管子、泵及貯槽的各個溫度，使注入模具的光固化樹脂的流動性升高。
全文摘要
提供一種可以提高光學纖維的被覆層形成部位再涂作業速度的光學纖維的被覆層形成方法以及被覆層形成裝置。把光學纖維的被覆層形成部位的光學纖維芯線(3)的被覆層去除部位(4)放入模具(10)。在被覆層除去部位(4)設置光固化樹脂(7)后,通過佩爾蒂元件(12)和加熱器(13)和溫度控制裝置(15),在光固化樹脂加熱至玻璃化轉變溫度的狀態下,照射來自光源(2)用于固化的光,使光固化樹脂(7)固化。
文檔編號C03C25/12GK1330049SQ01129488
公開日2002年1月9日 申請日期2001年6月21日 優先權日2000年6月22日
發明者小嶋秀和, 柴田俊生 申請人:古河電氣工業株式會社