JP4728889B2 - 光ファイバ端面の清掃方法 - Google Patents

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Description

本発明は、光ファイバ端面の清掃方法および清掃具に関し、より詳細には、光ファイバの劈開面や、フェルールを用いない光ファイバコネクタ端面の清掃方法および清掃具に関する。
光ファイバ、特にシングルモード光ファイバにおいて、通信光が伝播するコアは直径10μmと小さいので、2本の光ファイバの接続時に、コア付近に付着物があると、その付着物が小さくても通信光のパワー低下、さらには、断線と同様な状態に陥ってしまう。そこで、光ファイバ端面の清掃が重要となる。なお、付着物のサイズはミクロンメータ以上を考えれば実用的な接続光学特性を満足する。つまり、サブミクロンメータ以下の非常に微小な付着物についての清掃はここでは考えない。
光ファイバの接続形態としては、ファイバをフェルールで補強した光コネクタが一般的であるが、光ファイバ劈開面同士を接続するメカニカルスプライス(非特許文献1)や、フェルールを用いないFPC(Fiber Physical Contact)光コネクタ(非特許文献2)が新しい接続方法として注目されている。
従来は、光ファイバの劈開面やFPC光コネクタ端面の清掃においては、綿棒にアルコールをしみ込ませ、該綿棒により光ファイバの先端を拭っていた。
一方、一般的な光ファイバコネクタでは、ファイバはフェルールで補強され、フェルールといっしょに端面が研磨されており、端面は広く拭きやすい。光コネクタ開発当初は、ウエスにアルコールをしみ込ませ、端面を拭き、エアーブローによってアルコールを吹き飛ばしていた。しかし、エアーブローによってもアルコールの蒸発すじが残存し、光学特性に影響が出た。そこで、光コネクタ端面を極細繊維からなる乾いた清掃布に擦りつけることにより、アルコールを使わずに付着物を清掃する方法、および、清掃具が開発された(非特許文献3)。
NTT技術ジャーナル2005年2月号、pp.42−45 http://www.ntt.co.jp/journal/0502/files/jn200502042.pdf NTTエレクトロニクス、「FPCコネクタ」、 http://www.nel.co.jp/product/dwdm/fpc.html NTTアドバンステクノロジ、「光コネクタ清掃具OPTIPOP」 http://keytech.ntt-at.co.jp/opticl/prd_0035a.html
しかしながら、光ファイバの劈開面やFPC光コネクタ端面を、アルコールをしみ込ませた綿棒により拭う方法では、完全に付着物を除去することは不可能であった。光ファイバは直径0.125mmであり、たわみやすく、端面の面積が小さいため、綿棒が端面のエッジにあたり、端面を拭いにくいためである。光コネクタの開発当初に用いられた方法、つまり、ウエスにアルコールをしみ込ませる方法によっても同じ理由で端面を拭うことはできなかった。また、電気的な結合力が支配的と推測しているが、光ファイバと付着物との吸着力が大きく、アルコールに浸けた後にエアーブローを行っても付着物を良好に除去することはできなかった。さらに、光ファイバ先端を把持して、光ファイバがたわまないようにして、アルコールをしみ込ませた綿棒、あるいは、ウエスで先端を拭いても、付着物の位置が変るものの除去は困難であった。これは、端面を拭っているものの、アルコールが付着物を包み込む力が、付着物とファイバ端面との電気的な結合力よりも小さいためと推測される。
また、極細繊維からなる乾いた清掃布を用いた清掃具を用いて、光ファイバ劈開面、あるいは、FPCコネクタ端面を一般的な光コネクタのように擦りつけても、付着物の位置が変るものの除去は困難であった。また、アルコールを清掃布に塗布して擦りつけても、やはり付着物は除去できなかった。綿棒と違い面状の清掃布の上なので、光ファイバ端面が拭われているのだが、光ファイバと清掃布の擦れによって帯電することも加わり、付着物とファイバ端面との電気的な結合力を超えて清掃布側に付着物を取り込むことができないためと推測される。なお、一般的な光コネクタでは、フェルールの存在によって大きな面を拭くので、付着物がフェルール部分に押しやられ、光ファイバ端面の付着物は除去できるものと推測している。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、光ファイバの端面の付着物を良好に除去することが可能な光ファイバ端面の清掃方法および清掃具を提供することにある。
本発明は、このような目的を達成するために、請求項1記載の発明は、光ファイバ端面の清掃方法であって、少なくとも水を含んだ液体がしみ込んだ領域と液体が存在しない乾いた領域とを設けた清掃面を有する清掃布を用意する用意工程と、光ファイバの端面を、前記清掃布の清掃面の前記液体がしみ込んだ領域に接触させる第1の接触工程と、前記端面が前記液体がしみ込んだ領域に接触した前記光ファイバと、前記清掃布とを相対的に移動させる移動工程と前記清掃面の乾いた領域に光ファイバの端面を接触させ水分除去工程とを有し、前記接触工程と、前記水分除去工程とは、前記液体がしみ込んだ領域と前記液体が存在しない領域とを設けた清掃面を有する清掃布で光ファイバ端面を拭うことによって、前記清掃布にしみ込んだ前記液体により前記光ファイバ端面の付着物を除去し、前記液体がしみ込んだ液体領域との接触によって前記光ファイバ端面に残った水分を前記清掃面の乾いた領域により除去することを特徴とする。


請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記液体は、水、または水溶液であることを特徴とする。
本発明によれば、少なくとも水を含んだ液体をしみ込ませた清掃布で光ファイバ端面を拭う。よって、水の帯電防止効果と大きな表面張力により、付着物と光ファイバ端面の電気的な結合力に打ち勝ち、水が付着物を包み込み清掃布側に吸着するので、良好に付着物を除去することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
本発明の一実施形態は、特に光ファイバ劈開面やFPC光コネクタ端面について、有効な清掃技術に関するものである。
(第1の実施形態)
図1(a)、(b)を用いて、本実施形態に係る、光ファイバ端面の清掃方法を示す。
図1(a)は、清掃布が全面濡れた状態を示す図であり、図(b)は、清掃布の一部が濡れた状態を示す図である。
図1は多心テープ光ファイバ3について、その端面を含む領域を被覆除去し劈開された端面を拭く場合を示している。図1(a)において、符号1は清掃布であり、符号2は清掃布にしみ込まれた純水であり、符号3は多心テープ光ファイバであり、符号4は多心テープ光ファイバ3のテープ被覆部であり、符号5は多心テープ光ファイバ3の、テープ被覆部4を除去した被覆除去部である。本実施形態では、被覆除去部5において、光ファイバが露出することになる。よって、被覆除去部5の端面が光ファイバの端面となり、この端面は劈開面である。本実施形態では、光ファイバの劈開面の清掃方法について説明するが、本実施形態の清掃方法は、FPCコネクタ端面の清掃にも適用できる。
ここでは、清掃布1として極細繊維からなる布を面状に設置し、純水を塗布して用いる。すなわち、清掃布1に対して純水をしみ込ませることによって、清掃布1は純水2によって湿潤する。本実施形態では、純水2を、清掃布1の清掃面(清掃したいファイバの端面と接触する面)に存在させることが重要である。このように、清掃布1の清掃面に純水2を存在させることができれば、例えば、図2〜図6にて後述する、少なくとも水を含んだ液体を付与する手段(供給する手段)等、いずれの方法を用いても良い。
これに光ファイバの劈開面やFPCコネクタ端面を押し付け1〜2cm程度移動させると光ファイバ端面の付着物が除去できる。本実施形態では、多心テープ光ファイバ3の劈開面を清掃するために、該劈開面を、純水2に接触させる。そして、劈開面を純水2に接触させた状態で、多心テープ光ファイバ3を方向Pに移動させることにより、光ファイバの劈開面の付着物を良好に除去することができる。なお、本実施形態では、上記接触させた状態で、清掃布1を移動させて、上記付着物を除去するようにしても良い。すなわち、本実施形態では、上記接触させた状態の後に、清掃したい光ファイバの劈開面と清掃布1とを相対的に移動させればよいのである。
本実施形態では、純水2の、後述するような作用を用いて付着物を除去するものであるので、少なくとも清掃動作中において、清掃させたい光ファイバの劈開面に純水2を接触させることが重要である。そのために、光ファイバの劈開面を、清掃布1の、純水2がしみ込んだ領域に接触、あるいは押し付けるのである。本実施形態において、純水2は清掃布1にしみ込んでいるので、光ファイバの劈開面を純水2がしみ込んだ清掃布1に、接触、あるいは押し付ける、すなわち、少なくとも接触させることによって、光ファイバの劈開面に純水2を接触させることができる。なお、本実施形態では、光ファイバの劈開面と純水2とを効率良く接触させるために、清掃布1に接触させた多心テープ光ファイバ3がたわむ程度に、光ファイバの劈開面を清掃布1に押し付けることが好ましい。
本実施形態では、多心テープ光ファイバ3を方向Pに移動させる移動手段として、多心テープ光ファイバ3を挟持して保持する保持手段と、該保持手段に連結された駆動手段としてのアクチュエータとを用いることができる。このような手段を用いる場合は、多心テープ光ファイバ3を、該多心テープ光ファイバ3の劈開面を清掃布1に押し付けるようにして保持手段にて保持させ、アクチュエータを方向Pに移動させることにより、上記清掃が行われる。
また、本実施形態では、使用者が、該多心テープ光ファイバ3の劈開面を清掃布1に押し付けて、多心テープ光ファイバ3を方向Pに移動させることにより、上記清掃を行うようにしても良い。
1回の多心テープ光ファイバ3の移動で一般的な付着物は除去できるが、数回作業を繰り返せば確実性が増す。このとき多心テープ光ファイバ3をたわませて箒を掃くような動きでよい。先端が平行に清掃布1にあたるように気をつかう必要はなく、極端にたわませなければ動きの中でどこかで端面(多心テープ光ファイバ3の劈開面)が拭われる。
なお、清掃布としては、ある程度、目が細かく、繊維くずやゴミの出ないものであれば適用可能である。クリーニングペーパ、あるいは、ウエットテイッシュペーパでも使用可能であるが、湿潤させるので時間が経過するとたわみが生じ、光ファイバが拭いにくくなる。さらに、繰り返し使用すると破れなどが発生し、繊維が光ファイバに付着する場合がある。
また、清掃布1にしみ込ませる純水の量は清掃布が湿潤する程度でよい。さらに、清掃布1にしみ込ませる液体は純水2でなくても混入物があっても水溶液であればよい。たとえば、水道水程度の不純物や、防腐のためのアルコール類の混入は問題ない。界面活性剤を混ぜてもよいが、純水、あるいは、水道水と比較して顕著な効果はない。アルコールをかなり多量に混ぜても特に問題は無く、拭う効果は同程度であり、有機性の付着物に対する効果が特に大きくなるわけでもない。アルコールが水よりも先に蒸発するため、清掃布が適度に湿潤した状態になった時には、アルコール濃度の低い水を塗布した時と同じ状態になるためと考えられる。すなわち、本実施形態では、清掃布1にしみ込ませる液体は、純水や水溶液等、少なくとも水を含んだ液体であれば良い。
また、図1(b)に示すように清掃布1が一部乾いていてもよい。すなわち、清掃布1に、純水2が存在する領域と、純水2が存在しない、乾いた領域6とが形成されていても良い。清掃布1にかなりの水があったとしても、表面張力によって水分は清掃布1側に吸い取られ多心テープ光ファイバ3の劈開面に残ることはほとんどないが、万が一余分な水分が多心テープ光ファイバ3の劈開面に残った場合であっても、乾いた部分である領域6により上記の余分な水分を拭き取れる。すなわち、上記領域6は、純水2が存在する領域における清掃時に、光ファイバ端面に残った水分を除去する手段として機能する。このように、清掃布1に、純水2がしみ込んだ領域と、乾いた領域とを設けることによって、例えば、ヒータや送風機など、光ファイバの端面から残った水分を除去する手段を別個に設けなくても、光ファイバの端面から残った水分を良好に除去することができる。なお、付近の水分によって乾いた部分も帯電しないので、再びゴミが付着することはない、ないしは付着するゴミの量を軽減することができる。
以上説明した方法によれば、少なくとも水を含んだ液体をしみ込ませた清掃布で光ファイバ端面を拭うので、水の帯電防止効果と大きな表面張力とにより、清掃したいファイバ端面の付着物と光ファイバ端面との電気的な結合力に打ち勝ち、水が付着物を包み込み清掃布側に吸着するので、良好に付着物を除去することができる。
このように、本実施形態において、清掃布にしみ込ませる(付与する)、少なくとも水を含んだ液体、特に、該液体に含まれる水は、その帯電防止効果により、光ファイバの端面の付着物と該光ファイバの端面との電気的な結合力を弱める役割を有し、さらに、その大きな表面張力により、上記付着物を、上記液体、特に水に引き込む役割を有する。
(第2の実施形態)
図2〜6に、本実施形態に係る清掃具を例示する。
図2(a)、(b)において、清掃布1は1×2cm程度のサイズで、清掃布1を配置するための基板21上で平面状に配置され、たわまないように窓がくりぬかれた押さえ板22で押さえられている。また、基板21上には、純水の供給装置23が設けられている。供給装置23は、ボタン24と、ノズル25とを有し、純水26を貯蔵している。この供給装置23は、ボタン24を押されることにより、貯蔵された純水26の所定量を吸い上げ、ノズル25から純水27が外部へと付与する構成である。
このような構成において、図2(a)に示すように、供給装置23のボタン24を押すことにより純水27がノズル25から適量滴下される。この滴下された純水27は、清掃布1に着弾して、清掃布1にしみ込む。このようにして、供給装置23から清掃布1へと純水が付与される。この付与された純水2が清掃布1にしみわたったところで、多心テープ光ファイバ3先端(劈開面)を箒で掃くように擦りつける(図2(b))。すなわち、多心テープ光ファイバ3の劈開面が純水2と接触するように、上記劈開面を清掃布1に押し付け、上記移動手段、または使用者によって、方向Pへと多心テープ光ファイバ3を移動させる。なお、水のしみわたりは数秒で完了する。図2(a)、(b)に記載の清掃具によれば、第1の実施形態で説明した効果が発揮され、簡易な作業で光ファイバ端面の付着物が良好に除去できる。なお、清掃布1は押さえ板22を取り外すことによって交換することが可能であり、清掃毎に取り替えることが望ましい。
図3は、本実施形態に係る、別の清掃具の構成図であり、その構成をより理解するために、一部透視図となっている。
図3において、筐体31の内部に、送り側リール32と受け側リール33と基板34とを備えている。そして、幅1cm程度の清掃布1がテープ状になっており、基板34を介して送り側リール32および受け側リール33に巻かれている。2つのリールの間に基板34があり、ここで清掃布1が平面状に張られた状態となる。筐体31には窓部が形成されており、基板34上の清掃布1の少なくとも一部が上記窓部から露出している。受け側リール33にはクラッチ付きのレバー35が設けられており、該クラッチ付きのレバー35を方向Tに回転することによって、該回転に従動して受け側リール33が回転して、清掃布1は方向Sに移動する。この移動に伴い、送り側リール32も回転する。このように、送り側リール32、受け側リール33、およびクラッチ付きレバー35が回転することによって、清掃布1は方向Sに移動する。
すなわち、クラッチ付きのレバー35を適当な角度回転させることにより、受け側リール33が回転し、清掃布1が、送り側リール32から、受け側リール33に数cmずつ巻き取られていく。このときクラッチ付きのレバー35を所定の角度だけ回転させて停止することによって、基板34上には清掃布1の新しい清掃面が供給されることになる。ここで、供給装置23のボタン24を押すことにより純水27がノズル25から適量滴下され、該滴下された純水が清掃布1にしみわたったところで、多心テープ光ファイバ3を箒で掃くように擦りつける。この擦りつけ動作は、図2(b)にて説明したように、上記移動手段、または使用者によって、所定の方向へと多心テープ光ファイバ3を移動させるようにして行えば良い。ある多心テープ光ファイバ3の端面の清掃が終了したら、再びクラッチ付きのレバー35を所定の角度だけ回転させて停止する。このようにすることによって、各多心テープ光ファイバの清掃に対して常に新しい清掃面を提供することが可能である。
また、本実施形態では、光ファイバ端面の清掃中に清掃すべき光ファイバを固定し、清掃布1を移動させることによって光ファイバ端面の清掃を行うようにしても良い。この場合は、クラッチ付きのレバー35を停止した状態で供給装置23のボタン24を押して純水を清掃布1にしみわたらせる。次いで不図示の保持手段にて、多心テープ光ファイバ3をたわんだ状態で清掃布1に押し付け、その状態でクラッチ付きのレバーを回転させることにより、清掃布1が送り側リール32から受け側リール33に巻き取られ、多心テープ光ファイバ3先端は、箒で掃くように擦りつけられることになる。
さらに、本実施形態では、供給装置23を、液体付与位置に対して、クラッチ付きのレバー35の回転による清掃布1の移動方向、すなわち方向Sの下流側に設けているが、上流側に設けても良い。このように配置して、清掃布1の、純水27の着弾位置よりも下流側に多心テープ光ファイバを接触させれば、清掃布1の移動と、清掃布1への純水の供給と、光ファイバ端面の清掃とを同時に行うことができる。なお、これら3つの動作を同時に行う際に、純水の供給位置(図3であれば、純水の着弾位置、また、図5であれば、後述の繊維束53との接触位置)の下流側に光ファイバ端面を接触させることができれば、良好に上記端面を清掃することができる。よって、供給装置23の配置位置はいずれであっても良く、ノズル25からの純水27の着弾位置よりも下流側に清掃すべき光ファイバの端面の清掃布1に接触させれば良い。
この清掃具によれば、第1の実施形態で説明した効果が発揮され、簡易な作業で光ファイバ端面の付着物が良好に除去できる。また、レバーを押す簡易な操作により清掃布1の新しい面が簡易に基板34上に設置できる。すなわち、常にフレッシュな純水2を、清掃布1の清掃面に供給することができる。
図4に示す清掃具では、クラッチ付きのレバー35と供給装置23のボタン24とが連動する構造となっている。図4では、クラッチ付きのレバー35の、回転中心の外側の端には、板部41が設けられている。すなわち、クラッチ付きのレバー35のレバー部はL字状である。上記板部41は、クラッチ付きのレバー35が方向Tに回転する場合、ボタン24を所定の深さまで押し、その後、ボタン24から離れて回転し、一周してまたボタン24を押せるように形成されている。
図4の清掃具によれば、清掃布1を移動させるための、受け側リール33の回転動作によって、周期的にボタン24を押すことができる。よって、1つの動作、すなわち、上記回転動作にて、清掃布1の移動と、清掃布1への純水の付与とが同時に行える。すなわち、少なくとも水を含んだ液体の供給ボタンを押す作業が簡略化されるとともに、上記液体の滴下時に常に新しい清掃面となっている状況を実現できる。
図5に示す清掃具では、純水や水溶液等の、少なくとも水を含んだ液体の供給がノズルではなく、筆のような繊維束により行っている。
図5において、純水の供給装置51は、純水の貯蔵タンク52と繊維束52とを備えている。繊維束52は、貯蔵タンク51内の純水の適量が先端からしみ出すようにしておく。このように構成することによって、繊維束52を清掃布1に接触させると、クラッチ付きのレバー35の回転による清掃布1の繰り出しにより、上記接触領域に純水が塗布されることになり、上記繰り出しにより濡れた新しい面が清掃領域に現れる。これも、水の供給ボタンを押す作業が簡略化されるとともに、上記液体の滴下時に常に新しい清掃面となっている状況を実現できる。
すなわち、図5に示す清掃具は、先端から純水が染み出す構成の繊維束52を清掃布1に当接させ、送り側リール32と受け側リール33とを回転させることにより、光ファイバと、清掃布1とを相対的に移動させる動作と、清掃布1への純水の付与動作とを連動して行うことができる。
図6に示す清掃具では、送り側リール32が、純水62が貯蔵された水槽61に浸けられており、清掃布1が常に濡らされた状態(液体がしみ込んだ状態)になっている。図6は、一部透視図となっているが、水槽61は、筐体31に内蔵されている。
これも、水の供給ボタンを押す作業が簡略化されるとともに、上記液体の滴下時に常に新しい清掃面となっている状況を実現できる。また、水の供給量が大きいので、特に、光ファイバ端面に大量に清掃する場合などに有効である。
すなわち、図6に示す清掃具は、純水62が貯蔵された水槽61に送り側リール32を浸すようにし、送り側リール32と受け側リール33とを回転させることにより、光ファイバと、清掃布1とを相対的に移動させる動作と、清掃布1への純水の付与動作とを連動して行うことができる。
なお、図3〜6においてリールの回転動力としてレバーの回転によって得ているがこれに限らず、上記回転動力を電動モータ等のリールを回転させるための手段によって得るようにしても良い。
また、図2〜6において、純水や、水が溶媒の溶液である水溶液等、少なくとも水を含んだ液体を清掃布に付与する手段(供給する手段)として、ノズルを用いた手段、繊維束を用いた手段、および水槽を例に挙げたが、これらに限定されない。他にも、ローラやスプレーなど、清掃布の全面や、一部、すなわち、清掃布の少なくとも一部に、上記液体を付与できればいずれの手段であっても良い。
さらに、本発明の一実施形態で重要なことの一つは、清掃布に純水や水溶液等、少なくとも水を含んだ液体を存在させ、少なくとも光ファイバ端面の清掃時に光ファイバの端面に水を接触させることである。よって、上記例に挙げた手段によって、清掃布に上記液体を付与すること以外にも、使用者がスポイト等によって、清掃布に上記液体を付与するようにしても良い。
すなわち、本発明の一実施形態では、光ファイバの端面を、清掃布の、少なくとも水を含んだ領域に少なくとも接触させたときに、上記液体と光ファイバの端面とが接触するように、少なくとも水を含んだ液体を清掃布の少なくとも一部に供給できれば良いのである。
このように、本発明の一実施形態では、光ファイバの端面を清掃布に押し当てて、上記光ファイバと清掃布とを相対的に移動させる前に、少なくとも一部に、少なくとも水を含んだ液体をしみ込ませた、あるいは上記液体を湿潤させた清掃布を用意すれば良いのである。
本発明の一実施形態に係る、光ファイバ端面の清掃方法を説明する図であって、(a)は、清掃布が全面濡れた状態を示す図であり、図(b)は、清掃布の一部が濡れた状態を示す図である。 (a)および(b)は、本発明の一実施形態に係る、清掃具を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、清掃具を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、清掃具を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、清掃具を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、清掃具を示す図である。
符号の説明
1 基板
2 純水
3 多心テープ光ファイバ
4 テープ被覆部
5 被覆除去部
6 乾いた領域

Claims (2)

  1. 光ファイバ端面の清掃方法であって、
    少なくとも水を含んだ液体がしみ込んだ領域と液体が存在しない乾いた領域とを設けた清掃面を有する清掃布を用意する用意工程と、
    光ファイバの端面を、前記清掃布の清掃面の前記液体がしみ込んだ領域に接触させる接触工程と、
    前記端面が前記液体がしみ込んだ領域に接触した前記光ファイバと、前記清掃布とを相対的に移動させる移動工程と
    前記清掃面の乾いた領域に光ファイバの端面を接触させ水分除去工程とを有し、
    前記接触工程と、前記水分除去工程とは、前記液体がしみ込んだ領域と前記液体が存在しない領域とを設けた清掃面を有する清掃布で光ファイバ端面を拭うことによって、前記清掃布にしみ込んだ前記液体により前記光ファイバ端面の付着物を除去し、前記液体がしみ込んだ液体領域との接触によって前記光ファイバ端面に残った水分を前記清掃面の乾いた領域により除去することを特徴とする光ファイバ端面の清掃方法。
  2. 前記液体は、純水、または水溶液であることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ端面の清掃方法。
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