JP2004126492A

JP2004126492A - Method of cleaning optical component and optical component cleaning device using the method

Info

Publication number: JP2004126492A
Application number: JP2002327810A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kobayashi; 小林　善宏
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-11-12
Also published as: JP3996838B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make quickly removable contaminants stuck to the light transmitting surface of an optical component, fine particles decomposed and released from the light transmitting surface and floating and impurities dissolved in carbon dioxide without damaging the light transmitting surface. <P>SOLUTION: In a cleaning method of cleaning the light transmitting surface of the optical component, a powder-like dry ice generated by jetting carbon dioxide is sprayed only to the light transmitting surface and its vicinity. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光部品の光透過面の汚れや付着する異物を除去してきれいに清掃する光部品の清掃方法およびそれを用いた光部品清掃装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信などに使われる光部品としては、レンズ、偏光子、検光子、旋光子、反射鏡、半透明反射鏡、ビ−ムスプリッタ、フィルタ、プリズム、回折格子などの光学系を構成する部材である光学素子や、光ファイバと前記光学素子を連結する光コネクタなどがある。
【０００３】
例えば、光コネクタは、先端に光ファイバの連結面を表出している。図５に示す光コネクタ１４は、ジルコニアセラミック製のフェルール１５の中心に、光ファイバを固定して、フェルール先端面１６を鏡面に研磨している。この構造の光コネクタ１４は、互いにフェルール先端面１６を対向させる状態で連結して、光信号を伝送する。
【０００４】
一対の光コネクタ１４を連結する状態で、フェルール先端面１６が汚れ、あるいはここに異物が付着していると、光信号を正常に伝送できなくなる。これは、汚れや異物が、光ファイバの光を遮断し、あるいは反射させるからである。
【０００５】
また、光学素子においても同様に、光透過面に汚れや異物が付着していると、光信号を正常に伝送できなくなる。
【０００６】
こういった弊害を避けるために、光部品の光透過面を清掃する必要がある。例えば、前記光コネクタ１４の場合、連結に先立って、エタノールを含ませた柔らかい布もしくは紙片でフェルール先端面１６を拭き、ついで残留したエタノール及び布や紙片のくずなどを除去するために乾燥ガスなどを吹き付けるという最も原始的な方法が一般的に用いられていた。
【０００７】
しかしこれに対し、光コネクタ１４の清掃具として、図８に示す第二従来例である光コネクタ清掃具が開発されている。ケース２１を開いた内部断面図を図９に示すが、ケース２１の内部にテープ状の清掃シート２２を巻いている。清掃シート２２は、ケース２１に設けたレバー２３を操作すると巻取られて、ケース２１の開口窓２４に表出させる部分を移動させる。このため、レバー２３を操作する毎に、開口窓２４には新しい清掃シート２２が表出される。したがって、開口窓２４に表出する清掃シート２２に、フェルール先端面１６を擦って、きれいに清掃することができる（特許文献１参照）。
【０００８】
また、上記光コネクタ清掃具の改良品として、図１０に示す第三の従来例である光コネクタ清掃具が開発された。この図に示す光コネクタ清掃具は、底プレート３１と表面プレート３２との間に清掃シート３３を積層している。表面プレート３２は、スリット状の開口窓３４を複数列に開口しており、複数の開口窓３４を閉塞するように、分離して除去できる剥離シート３５を付着している。この光コネクタ清掃具は、開口窓３４を閉塞している剥離シート３５を除去して開口窓３４を開口し、開口された開口窓３４に沿って光コネクタプラグを移動させて、光コネクタプラグのフェルール先端面１６を清掃シート３３で清掃することができる。
【０００９】
ここで、清掃シート３３には、光コネクタプラグの先端面を擦ってきれいにできるシート材、たとえば、微細な繊維を編み組みしている布地、あるいは、乾式または湿式で製造された不織布が使用できる。清掃シート３３は、光コネクタプラグの先端面を擦ったときに、繊維などが分離して付着しないものが最適である。
【００１０】
例えば、ポリエステル系あるいはナイロン系の０．１デニール以下の極細繊維で織られた清浄布からなるものを使用することができる。
【００１１】
この構造の光コネクタ清掃具は、光コネクタプラグのフェルール先端面１６を清掃する度に、剥離シート３５を除去して新しい清掃シート３３を使用できるので、清掃シート３３の未使用部分を密閉された状態として、ゴミなどが浸入して清掃シート３３に付着するのを確実に阻止できる特長がある。さらに、この構造の光コネクタ清掃具は、従来のように複雑な構造とすることなく、極めて簡単な構造として多量生産できると共に、全体をコンパクトかつ軽量にして便利に持ち運びできる特長がある。
【００１２】
さらに、上記第三の従来例の改善品として、全体をコンパクトにして便利に持ち運びできると共に、使用後に廃棄する使い捨ての部分と、廃棄することなく再使用する部分とを明確に区別して、使い捨ての部分を簡単に交換できる光コネクタ清掃具を提供すること、及び使用回数に対する製造コストを低減して、極めて安価に多量生産できることを目的として、第四の従来例が開発された。
【００１３】
この光コネクタ清掃具は、図１１に斜視図及び図１２にその分解図を示すが、清掃カートリッジ４１と、この清掃カートリッジ４１を脱着自在に装着できるケース４８とを備える。清掃カートリッジ４１は、開口窓４４を複数列に開口している表面プレート４２の下面に清掃シート４３を積層すると共に、複数の開口窓４４を閉塞するように除去できる剥離シート４５を上面に付着している。この光コネクタ清掃具は、ケース４８に清掃カートリッジ４１を装着した状態で、剥離シート４５を除去して開口窓４４を開口する。さらに、開口された開口窓４４に沿って光コネクタプラグを移動させて、光コネクタプラグのフェルールの先端面を清掃シート４３で清掃することができる。
【００１４】
つまり、第四の従来例では清掃カートリッジ４１を使い捨て部分として交換し、ケース４８は再利用することにより製造コストを低減した（特許文献２参照）。
【００１５】
また、光学素子１７の清掃方法として、特許文献３では図１３に示すように第五の従来例の方法が開示されており、洗浄液５１を入れた洗浄槽５０に被洗浄物である光学素子１７を光透過面１８がいかなる固体にも接触しないようにして、超音波発生装置５２から超音波５３を発生させて、光学素子１７を洗浄したあと乾燥装置にて乾燥させて清掃していた。
【００１６】
【特許文献１】特開平６−２４２３４７号公報（図１、図１４）
【特許文献２】特開２０００−３１４８２２号公報（図５、図６）
【特許文献３】特開２００２−８２２１１号公報（第４頁）
【特許文献４】特開平４−２９１７２６号公報（第２頁〜第３頁）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第一の従来例、図８に示す従来の第二例、図１０に示す第三の従来例及び、図１１に示す第四の従来例のいずれの清掃方法においても、フェルール先端面などの光部品の光透過面を擦って清掃する方法であるために、光透過面に硬度の高い異物が存在した場合には光ファイバの端面に傷をつけてしまうという問題を生じた。
【００１７】
そのために、光ファイバの端面に傷がついた場合には再度、仕上げ研磨加工をし直さなければならなくなり、そのために低価格化を要求される光部品を高価にしてしまう要因となっていた。
【００１８】
また、図１３に示す従来の第五例の光学素子の清掃方法では、超音波洗浄時には光学素子から異物が分離するが、洗浄液５１から光学素子１７を引き上げる際に、異物が再付着してしまうという問題を生じており、その際再清掃を行わなければならないという問題を生じた。
【００１９】
そのため、エタノールを含ませた柔らかい布もしくは紙片で拭き、ついで残留したエタノール及び布や紙片のくずなどを除去するために乾燥ガスなどを光部品の透過面に吹き付けるという、最も安価でしかも原始的な第一の従来例の清掃方法が一般的に用いられ続けている。
【００２０】
これに対して、洗浄の技術分野においてドライアイススノーを吹き付けて洗浄を行う、いわゆるドライアイスブラストの手法が知られている。例えば、特許文献４には、半導体の半製品や加工装置の洗浄方法として、被洗浄物を真空に吸引した洗浄室内に設置し、遠赤外線で加熱しながら、微粉状のドライアイスを吹き付けてブラスト洗浄する方法が開示されている。この方法は、被洗浄物の表面から放出する微粒子や炭酸ガスに溶解した不純物を迅速に除去することができる優れた洗浄方法である。
【００２１】
そこで、発明者らは、特許文献４で開示されている真空引きと加熱を併用したドライアイスブラストの手法を光部品の光透過面の清掃に用いることを検討した。しかしながら、光透過面に生じる微小な結露によるウォーターマークの生成を完全に防止することができず、光透過に悪影響を及ぼし、誤動作の原因となってしまうことがわかった。なお、ここでいうウォーターマークとは、表面に付着した水分を乾燥させた後に残る乾燥シミのことである。
【００２２】
さらに、このドライアイスブラストの手法は、加熱と冷却の温度サイクルが加わるため、光コネクタのように光ファイバが多量の樹脂によって封止固定されている光部品の清掃を行うと、樹脂の接着力が劣化し、光コネクタから光ファイバが脱落してしまう恐れがあることがわかった。
【００２３】
本発明は、以上の事情に鑑み考案されたものであり、光部品の光透過面に対して、最適なドライアイスブラストの方法を提供することによって、光部品の光透過面に傷をつけることなく、該光透過面の汚染物および光透過面から分解放出されて浮遊する微粒子および炭酸ガスに溶解した不純物を迅速に除去することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記問題点に鑑みて、本発明の光部品の清掃方法は、光部品の光透過面の清掃方法であって、炭酸ガスを噴射させて生成した微粉状のドライアイスを前記光部品の光透過面およびその近傍のみに吹き付けることにより、清掃することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の光部品の清掃方法は、予め光透過面を加熱しておき、炭酸ガスを噴射させて生成した微粉状のドライアイスを、前記光部品の光透過面およびその近傍のみに吹き付けることにより清掃することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の光部品の清掃方法は、前記加熱を遠赤外線でおこなうことを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の光部品の清掃方法は、前記光部品を洗浄室内に投入し、該洗浄室内を真空に吸引して清掃することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の光部品の清掃方法は、前記光部品の光透過面が光コネクタプラグのフェルール先端面であることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の光部品の清掃方法は、前記光部品の光透過面が光コネクタプラグのフェルール先端面であり、前記洗浄室内に投入するときに前記フェルール先端面およびその近傍のみを投入することを特徴とする。
【００３０】
さらに、本発明の光部品の清掃方法は、前記光部品が光学素子であることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の光部品の清掃方法は、前記ドライアイスを、前記光学素子の２つの光透過面に対して同時に吹き付けることにより清掃することを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の光部品の清掃方法は、前記光学素子を洗浄室内に投入し、側面およびその近傍のみを把持して、該洗浄室内を真空に吸引して清掃することを特徴とする。
【００３３】
そして、本発明の光部品清掃装置は、光透過面を有する光部品を投入する洗浄室と、該洗浄室内を加熱する手段と、洗浄室内を真空吸引する手段と、炭酸ガスを噴射させて生成したドライアイスを前記光透過面に吹き付ける手段とを有することを特徴とする。
【００３４】
また、本発明の光部品清掃装置は、光部品の光透過面およびその近傍を投入する洗浄室と、該洗浄室内を加熱する手段と、洗浄室内を真空吸引する手段と、炭酸ガスを噴射させて生成したドライアイスを前記光透過面およびその近傍に吹き付ける手段とを有することを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の第１の実施形態である光コネクタの清掃方法および清掃装置について説明する。
【００３６】
図１は本発明の光コネクタの清掃方法を示す概念図であり、光コネクタプラグのフェルール先端面の清掃方法であって、炭酸ガスを噴射させて生成した微粉状のドライアイスを前記フェルール先端面およびその近傍のみに吹き付けることにより、清掃することを特徴としている。
【００３７】
液化炭酸ガス容器１内の液化炭酸ガスは蒸発器２により炭酸ガスとなり、フィルタ３によりパーティクルが除去された後、液化器４により再液化されニードル弁５、フィルタ６を通りノズル７より噴出されたドライアイスとなりフェルール先端面１６に吹き付けられ該フェルール先端面１６上のパーティクルを除去する。
【００３８】
フィルタ３以降の配管、弁、ノズルはパーティクルの発生を抑えるため、内面が平滑で清浄な電解もしくは化学研磨管を使用することが望ましい。
【００３９】
本発明における光コネクタ１４とは一対の光ファイバ同士を接続するための接続器であり、ＳＣ形、ＦＣ形、ＭＵ形、ＳＴ形、ＬＣ形などの様々なタイプの光コネクタを用いることができ、光ファイバを内部に固定しているフェルール１５を有する部材をプラグ、一対のプラグを挿入接続するための割スリーブを有する部材をアダプタと称する。
【００４０】
上記フェルール１５は、アルミナ、ジルコニアなどのセラミックス、ほう珪酸ガラス、結晶化ガラスなどのガラス、ＰＥＳ、ＰＥＩ、ＬＣＰなどのプラスチックス、ステンレス鋼やニッケル合金などの金属からなり、軸方向に光ファイバを挿通するための細孔を有し、特にジルコニアを主成分とするセラミックスによって形成することが好ましい。
【００４１】
その理由は、ＺｒＯ_２を主成分とし、安定化剤としてＹ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＣｅＯ_２、Ｄｙ_２Ｏ_３などの一種以上を含有することによって、正方晶の結晶を主体とした安定性を得ることができるからである。
【００４２】
ここで、本発明におけるフェルール先端面１６とその近傍とは、フェルール先端面１６および該先端面１６と連続する外周面を示すが、該連続する外周面に大しては必ずしもドライアイスを吹き付ける必要性はない。
【００４３】
本発明の清掃方法では、ドライアイスがフェルール先端面１６に衝突した際に、急激な温度変化によりヒビを入れ表面からパーティクルや異物などの汚染物をはがす。汚染物に付着したドライアイスは汚れを溶解する性質があり、油分を含んだ汚染物を瞬時に分解する。これはドライアイスが外気温により昇華する際に二酸化炭素の体積が数百倍〜数千倍に膨張し、この昇華エネルギーによって表面に付着している汚染物を爆発的に飛散させることによる。
【００４４】
ここで、フェルール先端面１６を加熱しておくことが望ましく、これは、ドライアイスの吹き付けにより、フェルール先端面１６の表面が水分で濡れてウォーターマークを生じることを防止するためである。この加熱方法は電気ヒータによって加熱する方法が望ましく、遠赤外線を用いることにより、フェルール先端面１６のみならず内部まで加熱できるので汚染物の分解放出を容易にすることができ、より好ましい方法である。
【００４５】
次に、洗浄室内を真空に吸引することが望ましい。これは、ドライアイスから蒸発した炭酸ガスが、先に放出されて浮遊する微粒子や溶解した不純物を迅速に除去することができるからである。また、この真空圧を脈動させることがさらに望ましい。これらの除去を促進し、かつ確実にするからである。
【００４６】
液化炭酸ガス容器１は、精製液化炭酸ガスを用いることが最も望ましいが、価格が高価になるために、市販のＣＯ_２収容容器を用いてもよい。これはガス取り用収容容器でも液取り用収容容器のいずれを用いてもかまわない。噴射までの配管系統中にフィルタ３、６などの不純物取り除き手段を介することによりパーティクルを除去することができるからである。
【００４７】
本発明においては、フェルール先端面１６およびその近傍のみに微粉状のドライアイスを吹き付けることが好ましい。その理由としては、フェルールのように光ファイバが多量の接着剤によって固定されている光部品の場合、全体を洗浄室に入れると、フェルールに光ファイバを固定している接着剤が、ドライアイスブラスト洗浄に伴う加熱冷却サイクルのために劣化し、光ファイバの固定強度が劣化する可能性があるからである。そのため、清掃は洗浄が必要な部位のみ洗浄室に投入するのが望ましい。
【００４８】
さらに、光コネクタ１４の形状が複雑なので、分解放出されて浮遊する微粒子および炭酸ガスに溶解した不純物がフェルール先端面１６から分離したとしても、光コネクタの内部に入り込んでしまい、その再付着した不純物が金属部品のさびの原因となる可能性もある。
【００４９】
これらの理由から、ドライアイスは、フェルール先端面１６およびその近傍のみに吹き付けることが望ましい。
【００５０】
上記微粉状のドライアイスを微粉状とすることでもよく、また粒子の多少大きなペレット状とすることでもよい。
【００５１】
また、微粉状のドライアイスを吹き付ける工程と同時に、もしくは前後して洗浄剤を噴霧する方法を用いてもよい。
【００５２】
以上、炭酸ガスを噴射させて生成した微粉状のドライアイスを前記フェルール先端面１６およびその近傍に吹き付けることにより、光コネクタ１４の光ファイバ端面に傷をつけることなく、フェルール先端面１６の汚染物および先端面から分解放出されて浮遊する微粒子および炭酸ガスに溶解した不純物を迅速に除去することができる。
【００５３】
次に、本発明の光コネクタ清掃装置の洗浄室部分について図２を用いて説明する。なお、ノズル７から液化炭酸ガス容器１からノズル７までの部分については図１と同じなので省略してある。
【００５４】
洗浄室８の構造は、フェルール先端面１６およびその近傍を投入する洗浄室８と、該洗浄室８内を加熱する手段として胴体部分に少なくとも１箇所の電気ヒータ９を有する。また、洗浄室８内を真空吸引する手段として胴体部分の電気ヒータ９の取り付け部分と離れた位置に少なくとも１箇所の真空吸引器１０にホースでつながるバキューム孔を有している。
【００５５】
そして、炭酸ガスを噴射させて生成したドライアイスを上記フェルール先端面１６に吹き付ける手段として洗浄室８の先端部分にノズル７が固定されている。該ノズル７の取り付いた先端部分に対向する部分にはフェルール１５を挿入し、がたつきをなくすための挿入スリーブ１３を有している。そして、その軸方向内部には洗浄室８の真空気密を守るため、フェルール１５の外周をカバーする気密ラバー１１を有し、フェルール先端面１６が所定位置まで挿入されたときにノズル７の噴射させるためのセンサ１２を有している。
【００５６】
本発明では、予め電気ヒータ９にて加熱されしかも真空吸引器１０により真空に吸引された洗浄室８にフェルール先端面１６およびその近傍を挿入して、センサ１２で挿入状態を検知し、フェルール先端面１６が所定の温度まで加熱される間の一定時間経過後に、炭酸ガスをノズル７から噴射させて生成した微粉状のドライアイスをフェルール先端面１６に吹き付けることにより、光コネクタ１４の光ファイバ端面に傷をつけることなく、フェルール先端面１６の汚染物および先端面から分解放出されて浮遊する微粒子および炭酸ガスに溶解した不純物を迅速に除去することができる。
【００５７】
または、フェルール先端面およびその近傍を洗浄室８に挿入して、センサ１２にて挿入状態を検知した後、洗浄室８内が加熱されしかも真空に吸引され、そのあとフェルール先端面１６が所定の温度まで加熱される間の一定時間経過後に、炭酸ガスをノズル７から噴射させて生成した微粉状のドライアイスをフェルール先端面１６に吹き付ける方法でも同様の効果を奏することができる。
【００５８】
ここで、上記真空は０．１〜１０Ｔｏｒｒの真空とすることが望ましい。０．１Ｔｏｒｒ未満の真空では真空吸引器が高価になり、また、浮遊する不純物を吸引するだけなのでそれ以上は必要がない。また１０Ｔｏｒｒを超えると真空度が低すぎて浮遊する不純物を全て吸引することができなくなり、フェルール先端面１６に再付着することになるから、上記範囲内が望ましい。
【００５９】
また、加熱温度は５０〜２００℃が望ましい。５０℃未満であれば、フェルール先端面１６の加熱が不十分となり、ドライアイスによりウォーターマークが発生しやすくなるので好ましくない。
【００６０】
また２００℃を超えると、フェルール１５の貫通孔内部で光ファイバを接着している接着剤が劣化してしまい、長期信頼性に耐えられなくなることと、フェルール先端面１６と光ファイバの端面の位置ずれが熱応力により大きくなってしまうことから、この範囲内が望ましい。
【００６１】
また、吹き付け時の洗浄圧は１０〜１５０ＭＰａが望ましい。１０ＭＰａ未満では、圧力が不足しフェルール先端面１６に均一にドライアイスを吹き付けることができず、洗浄むらが生じる。また、１５０ＭＰａを超えると、圧力が大きすぎて光ファイバとフェルール１５を固定している接着剤を劣化させて、フェルール先端面１６と光ファイバ端面との位置ずれが生じる可能性があるため、この範囲内とすることが望ましい。
【００６２】
また、吹き付けの噴射時間は０．５〜２０秒の範囲内とすることが望ましい。０．５秒未満ではフェルール先端面１６に十分にドライアイスを吹き付けることができず、洗浄むらが生じる。また、２０秒を超えると、時間が長すぎて光ファイバとフェルール１５を固定している接着剤を劣化させて、フェルール先端面１６と光ファイバ端面との位置ずれが生じる可能性があるため、この範囲内とすることが望ましい。
【００６３】
さらには、吹き付けは連続でなくとも、例えば１秒吹き付けた後、２秒おいてさらに１秒吹き付けるというように、断続的に行ってもよい。その場合は、吹き付けの合計時間が０．５〜２０秒の範囲内とするのがよい。
【００６４】
以上、本発明の光コネクタの清掃方法およびそれを用いた清掃装置の一例を説明してきたが、これに限ることなく、炭酸ガスを噴射させて生成した微粉状のドライアイスをフェルール先端面１６およびその近傍のみに吹き付ける方法であれば、フェルール先端面１６の光ファイバ端面に傷をつけることなく、フェルール先端面１６の汚染物および先端面から分解放出されて浮遊する微粒子および炭酸ガスに溶解した不純物を迅速に除去することができる。
【００６５】
次に、本発明の第２の実施形態である光学素子の清掃方法および清掃装置について説明する。
【００６６】
図３は本発明の光学素子の清掃方法を示す概念図であり、炭酸ガスを噴射させて生成した微粉状のドライアイスを前記光学素子１７の光透過面１８およびその近傍のみに吹き付けることにより、清掃することを特徴としている。
【００６７】
液化炭酸ガス容器１内の液化炭酸ガスは蒸発器２により炭酸ガスとなり、フィルタ３によりパーティクルが除去された後、液化器４により再液化されニードル弁５、フィルタ６を通りノズル７より噴出されたドライアイスとなり光透過面１８に吹き付けられ該光透過面１８のパーティクルを除去する。
【００６８】
フィルタ３以降の配管、弁、ノズルはパーティクルの発生を抑えるため、内面が平滑で清浄な電解もしくは化学研磨管を使用することが望ましい。
【００６９】
本発明の清掃方法では、ドライアイスが光透過面１８に衝突した際に、急激な温度変化によりヒビを入れ表面からパーティクルや異物などの汚染物をはがす。汚染物に付着したドライアイスは汚れを溶解する性質があり、油分を含んだ汚染物を瞬時に分解する。これはドライアイスが外気温により昇華する際に二酸化炭素の体積が数百倍〜数千倍に膨張し、この昇華エネルギーによって表面に付着している汚染物を爆発的に飛散させることによる。
【００７０】
ここで、光学素子１７の光透過面１８の両面に同時にドライアイスを吹きつけることが望ましい。これは、光透過面１８の両面へドライアイスを吹き付けることにより、光透過面１８の両面が同じ条件で同じ温度になるので、ドライアイスを吹きつけた裏面が周りの湿気により濡れてしまいウォーターマークを生じることを防止するためである。
【００７１】
また、光透過面１８を加熱しておくことがさらに望ましく、これは、ドライアイスの吹き付けにより、光透過面１８の表面が水分で濡れてウォーターマークを生じることを防止するためである。この加熱方法は電気ヒータによって加熱する方法が望ましく、遠赤外線を用いることにより、光透過面１８のみならず内部まで加熱できるので汚染物の分解放出を容易にすることができ、より好ましい方法である。
【００７２】
次に、ドライアイスを吹き付けた後、洗浄室内を真空に吸引することが望ましい。これは、ドライアイスから蒸発した炭酸ガスが、先に放出されて浮遊する微粒子や溶解した不純物を迅速に除去することができるからである。また、この真空圧を脈動させることがさらに望ましく、これらの除去を促進し、かつ確実にするからである。
【００７３】
液化炭酸ガス容器１は、精製液化炭酸ガスを用いることが最も望ましいが、価格が高価になるために、市販のＣＯ_２収容容器を用いることでもよい。これはガス取り用収容容器でも液取り用収容容器のいずれを用いてもかまわない。噴射までの配管系統中にフィルタ３、６などの不純物取り除き手段を介することによりパーティクルを除去することができるからである。
【００７４】
本発明において、光透過面１８およびその近傍のみに微粉状のドライアイスを吹き付けることとしているのは、例えば全体を洗浄室に入れると光学素子１７の形状が複雑な場合に、分解放出されて浮遊する微粒子および炭酸ガスに溶解した不純物が光透過面１８から分離したとしても、光学素子１７の内部に入り込んでしまい、その再付着した不純物が金属部品のさびの原因となったり、光学素子１７の固定に用いる接合手段の劣化の要因となったりする可能性があるので、光透過面１８およびその近傍のみに吹き付けることが望ましい。
【００７５】
上記微粉状のドライアイスを微粉状とすることでもよく、また粒子の多少大きなペレット状とすることでもよい。
【００７６】
また、微粉状のドライアイスを吹き付ける工程と同時に、もしくは前後して洗浄剤を噴霧する方法を用いてもよい。
【００７７】
以上、炭酸ガスを噴射させて生成した微粉状のドライアイスを前記光透過面１８およびその近傍に吹き付けることにより、光学素子１７の光透過面１８に傷をつけることなく、該光透過面１８の汚染物および光透過面１８から分解放出されて浮遊する微粒子および炭酸ガスに溶解した不純物を迅速に除去することができる。
【００７８】
次に、本発明の光学素子清掃装置の洗浄室部分について図４を用いて説明する。なお、ノズル７から液化炭酸ガス容器１までの部分については図３と同じなので省略してある。
【００７９】
光学素子１７を投入する洗浄室８と、該洗浄室８内を加熱する手段として胴体部分に少なくとも２箇所の電気ヒータ９を有し、洗浄室８内を真空吸引する手段として胴体部分の電気ヒータ９の取り付け部分と離れた位置に少なくとも２箇所のバキューム孔からホースにて真空吸引器１０につなげている。そして、炭酸ガスを噴射させて生成したドライアイスを上記光透過面１８に吹き付ける手段として洗浄室８の両端部分に２箇所のノズル７が固定されており、光学素子１７を中心とした上下対称な構造となっている。
【００８０】
ここで、光学素子１７は光学素子固定手段１９により洗浄室内に仮固定されており、光透過面１８は把持されていない。光学素子固定手段１９は例えば光学素子１７の側面を数箇所ネジ固定する方法やチャックで把持する方法などがあるが、光透過面１８を塞がない方法であればいかなる方法でもよい。
【００８１】
ここで、光学素子１７の光透過面１８の両面同時にドライアイスを吹き付ける方法について説明してきたが、これに限ることなく片面のみでも本発明の効果を奏することができるが、図４のように両面同時に吹き付ける方法のほうがより好ましい。
【００８２】
本発明では、予め電気ヒータ９にて加熱されしかも真空吸引器１０により真空に吸引された洗浄室８に光学素子１７の光透過面１８およびその近傍を挿入して、光透過面１８が所定の温度まで加熱される間の一定時間経過後に、炭酸ガスをノズル７から噴射させて生成した微粉状のドライアイスを光透過面１８に吹き付けることにより、光学素子１７の光透過面１８に傷をつけることなく、光透過面１８の汚染物および光透過面１８から分解放出されて浮遊する微粒子および炭酸ガスに溶解した不純物を迅速に除去することができる。
【００８３】
または、洗浄室８内が予め加熱されており、光透過面１８およびその近傍を洗浄室８に挿入して、そのあと光透過面１８が所定の温度まで加熱される間の一定時間経過後に、炭酸ガスをノズル７から噴射させて生成した微粉状のドライアイスを光透過面１８に吹き付けたあと、洗浄室８を真空に吸引する方法でも同様の効果を奏することができる。
【００８４】
ここで、上記真空は０．１〜１０Ｔｏｒｒの真空とすることが望ましい。０．１Ｔｏｒｒ未満の真空では真空吸引器が高価になり、また、浮遊する不純物を吸引するだけなのでそれ以上は必要がない。　また１０Ｔｏｒｒを超えると真空度が低すぎて浮遊する不純物を全て吸引することができなくなり、光透過面１８に再付着することになるから、上記範囲内が望ましい。
【００８５】
また、加熱温度は５０〜４００℃が望ましい。５０℃未満であれば、光透過面１８の加熱が不十分となり、ドライアイスによりウォーターマークが発生しやすくなり、また４００℃を超えると、光学素子１７自体もしくは光学素子１７に付着させた反射防止膜などが劣化してしまい、長期信頼性に耐えられなくなるからである。
【００８６】
また、吹き付け時の洗浄圧は１０〜１５０ＭＰａが望ましい。１０ＭＰａ未満では圧力が不足し、光透過面１８に均一にドライアイスを吹き付けることができず、洗浄むらが生じる。また、１５０ＭＰａを超えると、圧力が大きすぎて光学素子１７を固定している接合手段にダメージを与える可能性があるため、この範囲内とすることが望ましい。
【００８７】
また、吹き付けの噴射時間は０．５〜２０秒の範囲内とすることが望ましい。０．５秒未満では光透過面１８に十分にドライアイスを吹き付けることができず、洗浄むらが生じる。また、２０秒を超えると、時間が長すぎて光学素子１７を固定している接合手段にダメージを与える可能性があるため、この範囲内とすることが望ましい。
【００８８】
さらには、吹き付けは連続でなくとも、例えば１秒吹き付けた後、２秒おいてさらに１秒吹き付けるというように、断続的に行ってもよい。その場合は、吹き付けの合計時間が０．５〜２０秒の範囲内とするのが望ましい。
【００８９】
ここで、本発明の光学素子１７とは、光アイソレータに用いる偏光子、検光子、ファラデー回転子のみならず、レンズ、偏光板、旋光子、反射鏡、半透明反射鏡、ビ−ムスプリッタ、フィルタ、プリズム、回折格子、方解石、ルチル、ＬＮ結晶などの複屈折結晶、１／２λ波長板、１／４λ波長板、プリズム、ミラーなどの光学系を構成するあらゆる部材に適用することができる。
【００９０】
光学素子１７の材質は石英ガラス、ほう珪酸ガラスなどの各種ガラス材やそのガラス材中に金属粒子を散布させたもの及びガーネットなどを用いることができる。また、多結晶性セラミックス、結晶化ガラス、透明無アルカリガラス、ＬｉＮｂＯ_３の単結晶体などを用いることでも本発明の効果を奏することができる。
【００９１】
ここで、本発明における光透過面１８とは、光の通過する平面もしくは球面を意味し、その近傍とは光の通過する部分以外の平面もしくは球面及び側面の一部を示すが、上記その近傍の一部は必ずしもドライアイスを吹き付ける必要性はない。
【００９２】
次に、図６に本発明の光学素子１７の様々な形状の断面図を示す。
【００９３】
図６（ａ）は球面形状である。図６（ｂ）はプリズムなどの多角形状である。図６（ｃ）は平板形状である。また、図６（ｄ）は半円形状である。さらに図６（ｅ）は円の曲率が対向する部分で異なる形状である。また、図６（ｆ）は図６（ｅ）の周辺部につばがついた形状である。本発明の光学素子１７は上記形状に限ることなく、様々な形状に適用することができる。
【００９４】
図７は光学素子１７とホルダ２９が接合手段３０により固定されている光デバイスの断面図である。
【００９５】
ここで、ホルダ２９の材質としては、熱膨張係数が小さく、またＹＡＧレーザ溶接することを考慮してステンレス（ＳＵＳ３０４）を使用することが望ましいが、金属、セラミックス、プラスチックスなどの使用も可能である。例えば、金属ではＦｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金などがあり、セラミックスでは、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミ、ジルコニアなどがある。さらに樹脂ではＰＢＴ、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＰＥＩ、ＬＣＰ、ＰＡなどを用いることができる。
【００９６】
また、接合手段３０は、エポキシ樹脂系接着剤、紫外線硬化型接着剤、嫌気性接着剤などの接着剤、もしくはＡｕ−Ｓｎ半田、Ｐｂ−Ｓｎ半田などの半田、もしくは鉛系、鉛フリー系などの低融点ガラスなどを用いることができる。
【００９７】
それぞれの接合手段３０はエポキシ樹脂系接着剤は熱硬化、紫外線硬化型接着剤では紫外線照射、嫌気性接着剤などでは真空硬化、各種半田は熱硬化、そして各種低融点ガラスは熱硬化によりホルダ２９と光学素子１７を固着接合する。
【００９８】
この中で、特に望ましくは、エポキシ樹脂系接着剤を６０℃〜１５０℃で所定時間熱して硬化させる方法、半田を１２０℃〜４００℃で熱し溶融させた後、常温冷却して硬化させる方法、または、低融点ガラスを３００℃〜５００℃の高温で熱し溶融させた後、常温まで冷却して硬化させる方法が好ましい。
【００９９】
また、上記接合手段３０として接合部材を用いなくとも、圧入、かしめ、圧着などで固定する方法でも本発明の効果を奏することができる。
【０１００】
以上、本発明の光学素子１７の清掃方法およびそれを用いた清掃装置として、一例を説明してきたが、これに限ることなく、炭酸ガスを噴射させて生成した微粉状のドライアイスを光透過面１８およびその近傍のみに吹き付ける方法であれば、光学素子１７の光透過面１８に傷をつけることなく、光透過面１８の汚染物および光透過面１８から分解放出されて浮遊する微粒子および炭酸ガスに溶解した不純物を迅速に除去することができる。
【０１０１】
【実施例】
実施例１
以下、本発明の第１の実施形態に対応した第１の実施例について説明する。
【０１０２】
図１および図２に示す本発明の光コネクタ用光部品清掃装置と比較例として従来の第一例である清掃方法および図１１に示す従来の第四例である光コネクタ清掃具を用いてフェルール先端面１６を清掃した。
【０１０３】
本発明の光コネクタ用光部品清掃装置は、液化炭酸ガス容器１内の９９．９％の純度の液化炭酸ガスを用いフィルタ３以降の配管、弁、ノズルは内面が平滑で清浄な電解研磨管を使用した。
【０１０４】
また、洗浄室８の先端部分にノズル７が固定されており、胴体部分に１箇所の電気ヒータ９を有し、１箇所の真空吸引器１０にホースでつながるバキューム孔を有する。ノズル７の取り付いた先端部分に対向する部分にはフェルール１５を挿入し、がたつきをなくすためのジルコニア製の挿入スリーブ１３を有し、その軸方向内部には洗浄室８の真空気密を守るためのフェルール１５の外周をカバーするウレタンゴム製の気密ラバー１１を有する。そして、フェルール先端面１６が所定位置まで挿入されたときにノズル７の噴射させるためのセンサ１２を有した構造とした。ここで洗浄室８内の真空度は３．５Ｔｏｒｒとし、室内温度は１００℃とした。
【０１０５】
これに対し、従来の第一例では、エタノールを含ませた柔らかい紙片で拭き、ついで残留したエタノール及び紙片のくずなどを除去するために乾燥ガスなどをフェルール先端面１６に吹き付ける方法とした。
【０１０６】
また、従来の第四例では、清掃カートリッジ４１と、この清掃カートリッジ４１を脱着自在に装着できるケース４８とを備える。清掃カートリッジ４１は、開口窓４４を複数列に開口している表面プレート４２の下面に清掃シート４３を積層すると共に、複数の開口窓４４を閉塞するように除去できる剥離シート４５を上面に付着している。この光コネクタ清掃具は、ケース４８に清掃カートリッジ４１を装着した状態で、剥離シート４５を除去して開口窓４４を開口する。さらに、開口された開口窓４４に沿って光コネクタプラグを移動させて、光コネクタプラグのフェルールの先端面を清掃シート４３で清掃する方法を用いた。
【０１０７】
上記３種類のサンプルを各１００個作成し、ＣＣＤカメラを用いて４００倍まで拡大したディスプレイモニタで目視にてよごれや付着物が全くないことを確認し、清掃後フェルール先端面１６の光ファイバ端面のキズの有無を同じＣＣＤカメラの４００倍のディスプレイモニタで目視にて確認した。
【０１０８】
ここでサンプルに使用した３００個のフェルール先端面１６は清掃試験前にキズがないことを確認した上で、粉塵環境に数日間同条件で放置し、フェルール先端面１６は人為的に接触しないようにして、汚染物質を付着させたものを使用した。
【０１０９】
一つずつのフェルール先端面１６の１μｍ以上の幅を有するキズの本数をカウントし、その結果を表１に示す。
【０１１０】
【表１】

【０１１１】
従来の第一例では、１本キズが５個、２本キズが２個、３本キズが１個、４本キズが１個発生した。また、従来の第四例では１本キズが３個、２本キズが１個、３本キズが１個と、従来例では清掃後キズ発生が確認できた。
【０１１２】
これに対し、本発明の方法では１本のキズも発生しなかった。
【０１１３】
実施例２
以下、本発明の第２の実施形態に対応した第２の実施例について説明する。
【０１１４】
図６および図７に示す本発明の光学素子清掃装置と比較例として従来の第一例である清掃方法および図１３に示す従来の第五例の光学素子の清掃方法にて光透過面１８を清掃した。
【０１１５】
本発明の光学素子清掃装置は、液化炭酸ガス容器１内の９９．９％の純度の液化炭酸ガスを用いフィルタ３以降の配管、弁、ノズルは内面が平滑で清浄な電解研磨管を使用した。洗浄室８の両先端部分の２箇所にノズル７が固定されており、胴体部分に円周状に２箇所の電気ヒータ９を有し、また光学素子１７の上下２箇所にバキューム孔を有しホースにて１台の真空吸引器１０につなげた。
【０１１６】
ここで洗浄室８内の真空度は３．５Ｔｏｒｒとし、室内温度は１００℃とした。
【０１１７】
また、光学素子固定手段１９は光学素子１７の側面の３箇所にネジにて仮固定した。
【０１１８】
これに対し、従来の第一例では、エタノールを含ませた柔らかい紙片で拭き、ついで残留したエタノール及び紙片のくずなどを除去するために乾燥ガスなどを光学素子１７の光透過面１８に吹き付ける方法とした。
【０１１９】
また、従来の第五例では、アルカリ系の洗浄液５１を入れた洗浄槽５０に光学素子１７を光透過面１８がいかなる固体にも接触しないように洗浄治具に並べて、超音波発生装置５２から超音波５３を発生させて、光学素子１７を洗浄したあと１００℃の乾燥装置にて１時間乾燥させて清掃した。
【０１２０】
上記３種類のサンプルを各１００個作成し、ＣＣＤカメラを用いて４００倍まで拡大したディスプレイモニタで目視にてよごれや付着物が全くないことを確認し、清掃後光透過面１８のキズおよび異物の付着の有無を同じＣＣＤカメラの４００倍のディスプレイモニタで目視にて確認した。
【０１２１】
ここでサンプルに使用した４００個の光学素子は偏光子を用い、その光透過面１８は清掃試験前にキズがないことを確認した上で、粉塵環境に数日間同条件で放置し、光透過面１８は人為的に接触しないようにして、汚染物質を付着させたものを使用した。
【０１２２】
サンプル一個毎に、光透過面１８に１μｍ以上の幅を有するキズ及び１μｍ以上の大きさの異物の付着した数量をカウントし、そのキズ／異物の発生の個数ごとに１００個サンプル中のサンプル数量を表１に記載した。
【０１２３】
【表２】

【０１２４】
従来の第一例では、キズ／異物１個が５個サンプル、キズ／異物２個が２サンプル、キズ／異物３個が１サンプル、キズ／異物４個が１サンプル発生した。また、従来の第五例ではキズ／異物１個が４サンプル、キズ／異物２個が２サンプル、キズ／異物３個が２サンプルと、キズ／異物４個が１サンプルと従来例では清掃後キズや異物の発生が確認できた。
【０１２５】
これに対し、本発明の方法ではキズや異物は１個も発生しなかった。
【０１２６】
実施例３
次に、光コネクタ１４を２００本作成し、図２に示す本発明のフェルール先端面１６とその近傍のみを洗浄室８に投入して清掃する光部品清掃装置を用いて、光コネクタ１４のフェルール先端面１６のみを清掃したものを１００本、比較例として光コネクタ１４全体を洗浄室に投入したサンプルを１００本準備した。
【０１２７】
その後、フェルール１５を固定して、フェルール後部の光ファイバを引っ張りその破断強度を測定した。その平均値を表３に示す。
【０１２８】
【表３】

【０１２９】
以上の結果より、光コネクタ全体を洗浄室に投入したサンプルは破断強度の平均値が０．８９Ｋｇであり、フェルール先端面とその近傍のみを洗浄室に投入したサンプルでは破断荷重の平均値が１．７３Ｋｇとなり、光コネクタ全体を洗浄室に投入したサンプルは明らかに光ファイバ強度が劣化していることがわかる。これは、全体を投入することで接着剤が劣化し、それにより光ファイバの固定強度が劣化したためと考えられる。
【０１３０】
この結果より、光コネクタのように光ファイバが多量の接着剤によって固定されている光部品の清掃は、本発明の請求項６に記載したように、洗浄が必要な部位のみ洗浄室に投入するのが望ましいことがわかった。
【０１３１】
実施例４
次に、光学素子として図６（ｆ）に示すレンズを用いて、本発明の光部品の清掃装置を用いて両面同時に洗浄したサンプルと片面ずつ洗浄したサンプルを各１００個作成し、４００倍の金属顕微鏡にて、ウォーターマークの付着状況を確認した。
【０１３２】
【表４】

【０１３３】
その結果を表４に示す。表中の数字は１００個サンプル中のウォーターマークが付着していたものの数をカウントしたものである。
【０１３４】
片面ずつ清掃したサンプルでは先に清掃した面にウォーターマークの発生が１００個中８個見られた。これは許容範囲内ではあるが、両面同時のものにはウォーターマークの発生はなく、両面同時に処理をするのが望ましいことがわかった。
【０１３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、光部品の光透過面の清掃方法として、炭酸ガスを噴射させて生成した微粉状のドライアイスを前記光透過面およびその近傍のみに吹き付けることにより、光部品の光透過面に傷をつけることなく、該光透過面の汚染物および光透過面から分解放出されて浮遊する微粒子および炭酸ガスに溶解した不純物を迅速に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光コネクタの清掃方法を示す概念図である。
【図２】本発明の光コネクタ清掃装置の洗浄室部分を示す断面図である。
【図３】本発明の光学素子の清掃方法を示す概念図である。
【図４】本発明の光学素子清掃装置の洗浄室部分を示す断面図である。
【図５】光コネクタを示す斜視図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は光学素子の様々な形状を示す側面図である。
【図７】光学素子が利用された光デバイスの一例の断面図である。
【図８】従来の光コネクタ清掃具の斜視図である。
【図９】従来の光コネクタ清掃具の断面図である。
【図１０】従来の光コネクタ清掃具の斜視図である。
【図１１】従来の光コネクタ清掃具の斜視図である。
【図１２】従来の光コネクタ清掃具の分解斜視図である。
【図１３】従来の光学素子清掃具の断面図である。
【符号の説明】
１：液化炭酸ガス容器
２：蒸発器
３：フィルタ
４：液化器
５：ニードル弁
６：フィルタ
７：ノズル
８：洗浄室
９：電気ヒータ
１０：真空吸引器
１１：気密ラバー
１２：センサ
１３：挿入スリーブ
１４：光コネクタ
１５：フェルール
１６：フェルール先端面
１７：光学素子
１８：光透過面
１９：光学素子固定手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical component cleaning method for removing dirt and adhered foreign matter from a light transmitting surface of an optical component to clean the optical component, and an optical component cleaning apparatus using the same.
[0002]
[Prior art]
Optical components used for optical communication, etc. include members that constitute optical systems such as lenses, polarizers, analyzers, optical rotators, reflectors, translucent reflectors, beam splitters, filters, prisms, and diffraction gratings. There is an optical element or an optical connector for connecting an optical fiber to the optical element.
[0003]
For example, in an optical connector, a connection surface of an optical fiber is exposed at a tip. In the optical connector 14 shown in FIG. 5, an optical fiber is fixed to the center of a ferrule 15 made of zirconia ceramic, and the ferrule tip surface 16 is polished to a mirror surface. The optical connectors 14 having this structure are connected with the ferrule tip surfaces 16 facing each other to transmit an optical signal.
[0004]
In a state where the pair of optical connectors 14 are connected to each other, if the ferrule tip end surface 16 is dirty or foreign matter is attached thereto, the optical signal cannot be transmitted normally. This is because dirt or foreign matter blocks or reflects light from the optical fiber.
[0005]
Similarly, if dirt or foreign matter adheres to the light transmitting surface of the optical element, the optical signal cannot be transmitted normally.
[0006]
In order to avoid such adverse effects, it is necessary to clean the light transmitting surface of the optical component. For example, in the case of the optical connector 14, prior to connection, the ferrule tip surface 16 is wiped with a soft cloth or a piece of paper containing ethanol, and then a dry gas or the like is used to remove the remaining ethanol and the residue of the cloth and the piece of paper. The most primitive method of spraying was commonly used.
[0007]
However, as a cleaning tool for the optical connector 14, a second conventional optical connector cleaning tool shown in FIG. 8 has been developed. FIG. 9 shows an internal sectional view of the case 21 opened. A tape-shaped cleaning sheet 22 is wound inside the case 21. The cleaning sheet 22 is wound up when the lever 23 provided on the case 21 is operated, and moves the portion exposed to the opening window 24 of the case 21. Therefore, every time the lever 23 is operated, a new cleaning sheet 22 is exposed on the opening window 24. Therefore, the ferrule tip end surface 16 can be rubbed against the cleaning sheet 22 exposed through the opening window 24 to clean the cleaning sheet 22 (see Patent Document 1).
[0008]
As an improved product of the optical connector cleaning tool, a third conventional optical connector cleaning tool shown in FIG. 10 has been developed. In the optical connector cleaning tool shown in this figure, a cleaning sheet 33 is laminated between a bottom plate 31 and a surface plate 32. The surface plate 32 has a plurality of slit-shaped opening windows 34 opened in a plurality of rows, and a release sheet 35 that can be separated and removed is attached so as to close the plurality of opening windows 34. This optical connector cleaning tool removes the release sheet 35 closing the opening window 34 to open the opening window 34, moves the optical connector plug along the opened opening window 34, and removes the optical connector plug. The tip 16 of the ferrule can be cleaned with the cleaning sheet 33.
[0009]
Here, as the cleaning sheet 33, a sheet material that can clean the end surface of the optical connector plug by rubbing, for example, a cloth woven with fine fibers, or a nonwoven fabric manufactured by a dry or wet method can be used. The cleaning sheet 33 is optimally one in which fibers and the like do not separate and adhere when the front end surface of the optical connector plug is rubbed.
[0010]
For example, a cleaning cloth woven of polyester or nylon based ultrafine fibers of 0.1 denier or less can be used.
[0011]
The optical connector cleaning tool of this structure can remove the release sheet 35 and use a new cleaning sheet 33 every time the ferrule tip end face 16 of the optical connector plug is cleaned, so that the unused portion of the cleaning sheet 33 is sealed. As a state, there is a feature that dust and the like can be reliably prevented from entering and adhering to the cleaning sheet 33. Further, the optical connector cleaning tool having this structure has a feature that it can be mass-produced as an extremely simple structure without having a complicated structure as in the related art, and that the entire device is compact and lightweight and can be easily carried.
[0012]
Further, as an improved product of the third conventional example, the whole can be made compact and convenient to carry, and at the same time, the disposable part to be discarded after use and the part to be reused without being discarded are clearly distinguished from each other. A fourth conventional example has been developed for the purpose of providing an optical connector cleaning tool whose parts can be easily replaced, and reducing the manufacturing cost with respect to the number of times of use so that mass production can be performed extremely inexpensively.
[0013]
This optical connector cleaning tool is shown in a perspective view in FIG. 11 and an exploded view in FIG. 12, and includes a cleaning cartridge 41 and a case 48 to which the cleaning cartridge 41 can be detachably mounted. The cleaning cartridge 41 has a cleaning sheet 43 laminated on a lower surface of a surface plate 42 having a plurality of rows of opening windows 44, and a release sheet 45 that can be removed to close the plurality of opening windows 44 on the upper surface. ing. The optical connector cleaning tool removes the release sheet 45 and opens the opening window 44 with the cleaning cartridge 41 attached to the case 48. Further, by moving the optical connector plug along the opened opening window 44, the tip surface of the ferrule of the optical connector plug can be cleaned with the cleaning sheet 43.
[0014]
That is, in the fourth conventional example, the cleaning cartridge 41 is replaced as a disposable part, and the case 48 is reused to reduce the manufacturing cost (see Patent Document 2).
[0015]
As a method for cleaning the optical element 17, Patent Document 3 discloses a fifth conventional example as shown in FIG. 13, in which a cleaning tank 50 containing a cleaning liquid 51 is filled with an optical element 17 to be cleaned. The ultrasonic wave generator 52 generates an ultrasonic wave 53 so that the light transmitting surface 18 does not come into contact with any solid, and the optical element 17 is washed and then dried by a drying device to be cleaned.
[0016]
[Patent Document 1] JP-A-6-242347 (FIGS. 1 and 14)
[Patent Document 2] JP-A-2000-314822 (FIGS. 5 and 6)
[Patent Document 3] JP-A-2002-82211 (page 4)
[Patent Document 4] JP-A-4-291726 (Pages 2 to 3)
[Problems to be solved by the invention]
However, in each of the first conventional example, the second conventional example shown in FIG. 8, the third conventional example shown in FIG. 10, and the fourth conventional example shown in FIG. In this method, the light transmitting surface of the optical component is rubbed and cleaned, so that if a hard foreign material is present on the light transmitting surface, there is a problem that the end face of the optical fiber is damaged.
[0017]
For this reason, if the end face of the optical fiber is damaged, the finish polishing must be performed again, which has been a factor of increasing the cost of an optical component that requires a low price.
[0018]
Further, in the fifth conventional example of the method of cleaning an optical element shown in FIG. 13, foreign matter is separated from the optical element at the time of ultrasonic cleaning. However, when the optical element 17 is pulled up from the cleaning liquid 51, the foreign matter re-adheres. In such a case, a problem has arisen that cleaning must be performed again.
[0019]
Therefore, the most inexpensive and primitive method is to wipe with a soft cloth or a piece of paper impregnated with ethanol, and then blow dry gas or the like onto the transmission surface of the optical component to remove residual ethanol and debris from the cloth or paper. The first prior art cleaning method continues to be commonly used.
[0020]
On the other hand, in the technical field of cleaning, a so-called dry ice blast method of performing cleaning by blowing dry ice snow is known. For example, in Patent Document 4, as a method for cleaning semi-finished products and processing equipment for semiconductors, the object to be cleaned is placed in a cleaning chamber in which a vacuum is suctioned, and blasting is performed by blowing fine dry ice while heating with far infrared rays. A method of cleaning is disclosed. This method is an excellent cleaning method capable of rapidly removing fine particles released from the surface of the object to be cleaned and impurities dissolved in carbon dioxide gas.
[0021]
Therefore, the inventors have studied using the dry ice blasting technique disclosed in Patent Document 4 in which vacuuming and heating are used in combination for cleaning the light transmitting surface of an optical component. However, it has been found that it is not possible to completely prevent the generation of a watermark due to minute dew condensation on the light transmitting surface, which adversely affects the light transmission and causes a malfunction. Here, the watermark is a dry stain remaining after drying the moisture attached to the surface.
[0022]
Furthermore, since the dry ice blasting method involves a temperature cycle of heating and cooling, when an optical component such as an optical connector in which an optical fiber is sealed and fixed with a large amount of resin is cleaned, the adhesive strength of the resin is reduced. Has deteriorated, and the optical fiber may fall off from the optical connector.
[0023]
The present invention has been devised in view of the above circumstances, and provides an optimal method of dry ice blasting for a light transmitting surface of an optical component to damage the light transmitting surface of the optical component. In addition, it is an object of the present invention to quickly remove contaminants on the light transmitting surface and fine particles suspended and decomposed and released from the light transmitting surface and impurities dissolved in carbon dioxide.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above problems, a method for cleaning an optical component according to the present invention is a method for cleaning a light transmitting surface of an optical component, wherein fine powder dry ice generated by injecting carbon dioxide is transmitted through the optical component. Cleaning is performed by spraying only on the surface and its vicinity.
[0025]
In the method for cleaning an optical component according to the present invention, the light transmitting surface is heated in advance, and fine powder dry ice generated by injecting carbon dioxide gas is sprayed only on the light transmitting surface of the optical component and its vicinity. It is characterized by cleaning.
[0026]
Further, the method for cleaning an optical component according to the present invention is characterized in that the heating is performed by far infrared rays.
[0027]
Further, the method of cleaning an optical component according to the present invention is characterized in that the optical component is put into a cleaning chamber, and the cleaning chamber is suctioned and cleaned.
[0028]
Further, in the method of cleaning an optical component according to the present invention, the light transmitting surface of the optical component is a tip end surface of a ferrule of the optical connector plug.
[0029]
Further, in the method for cleaning an optical component according to the present invention, the light transmitting surface of the optical component is a ferrule tip end surface of an optical connector plug, and when the optical component plug is put into the cleaning chamber, only the ferrule tip end surface and its vicinity are thrown in. It is characterized by.
[0030]
Further, the optical component cleaning method of the present invention is characterized in that the optical component is an optical element.
[0031]
Further, the method for cleaning an optical component according to the present invention is characterized in that the dry ice is cleaned by simultaneously spraying the dry ice onto two light transmitting surfaces of the optical element.
[0032]
Further, the method for cleaning an optical component according to the present invention is characterized in that the optical element is put into a cleaning chamber, and only the side surface and its vicinity are gripped, and the cleaning chamber is suctioned and vacuumed for cleaning.
[0033]
The optical component cleaning apparatus according to the present invention includes a cleaning chamber into which an optical component having a light transmitting surface is charged, a unit for heating the cleaning chamber, a unit for vacuum-suctioning the cleaning chamber, and a method for injecting carbon dioxide gas. Means for spraying the dried ice onto the light transmitting surface.
[0034]
Further, the optical component cleaning apparatus of the present invention includes a cleaning chamber for charging the light transmitting surface of the optical component and its vicinity, a unit for heating the cleaning chamber, a unit for vacuum-suctioning the cleaning chamber, and injecting carbon dioxide gas. Means for spraying the dry ice generated as described above onto the light transmitting surface and its vicinity.
[0035]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an optical connector cleaning method and a cleaning device according to a first embodiment of the present invention will be described.
[0036]
FIG. 1 is a conceptual view showing a method for cleaning an optical connector according to the present invention, which is a method for cleaning a ferrule tip end surface of an optical connector plug, wherein fine powdery dry ice generated by injecting carbon dioxide gas is applied to the ferrule tip end surface. And cleaning only by spraying on the vicinity thereof.
[0037]
The liquefied carbon dioxide gas in the liquefied carbon dioxide gas container 1 becomes carbon dioxide gas by the evaporator 2, and after particles are removed by the filter 3, the liquefied carbon dioxide gas is reliquefied by the liquefier 4 and ejected from the nozzle 7 through the needle valve 5 and the filter 6. It becomes dry ice and is sprayed on the ferrule tip face 16 to remove particles on the ferrule tip face 16.
[0038]
For the pipes, valves, and nozzles after the filter 3, it is preferable to use electrolytic or chemical polishing pipes having a smooth inner surface and a clean surface in order to suppress generation of particles.
[0039]
The optical connector 14 in the present invention is a connector for connecting a pair of optical fibers, and various types of optical connectors such as SC type, FC type, MU type, ST type and LC type can be used. The member having the ferrule 15 that fixes the optical fiber inside is called a plug, and the member having a split sleeve for inserting and connecting a pair of plugs is called an adapter.
[0040]
The ferrule 15 is made of ceramics such as alumina and zirconia, glass such as borosilicate glass and crystallized glass, plastics such as PES, PEI and LCP, and metals such as stainless steel and nickel alloy. It is preferable to have pores for insertion and to be formed of ceramics containing zirconia as a main component.
[0041]
The reason is that ZrO ₂ And Y as a stabilizer ₂ O ₃ , MgO, CaO, CeO ₂ , Dy ₂ O ₃ By containing at least one of the above, it is possible to obtain stability mainly composed of tetragonal crystals.
[0042]
Here, the ferrule tip face 16 and the vicinity thereof in the present invention indicate the ferrule tip face 16 and the outer peripheral surface continuous with the tip face 16, but it is not always necessary to spray dry ice on the continuous outer peripheral face. Absent.
[0043]
In the cleaning method of the present invention, when dry ice collides with the ferrule tip end face 16, cracks are caused by rapid temperature changes and contaminants such as particles and foreign substances are removed from the surface. Dry ice that has adhered to contaminants has the property of dissolving dirt, and instantly decomposes oily contaminants. This is because the volume of carbon dioxide expands several hundred times to several thousand times when dry ice is sublimated by an external temperature, and contaminants attached to the surface are explosively scattered by the sublimation energy.
[0044]
Here, it is desirable to heat the ferrule tip end face 16 in order to prevent the surface of the ferrule tip end face 16 from getting wet with moisture due to spraying of dry ice, thereby producing a watermark. This heating method is desirably a method of heating with an electric heater. By using far infrared rays, not only the ferrule tip end surface 16 but also the inside can be heated, so that the decomposition and release of contaminants can be facilitated, which is a more preferable method. .
[0045]
Next, it is desirable to evacuate the cleaning chamber to a vacuum. This is because the carbon dioxide vaporized from the dry ice is released first and the suspended fine particles and dissolved impurities can be quickly removed. It is further desirable to pulsate the vacuum pressure. This is because they facilitate and ensure their removal.
[0046]
It is most preferable that the liquefied carbon dioxide gas container 1 uses purified liquefied carbon dioxide gas. ₂ An accommodation container may be used. This may be either a gas collecting container or a liquid collecting container. This is because particles can be removed by passing impurities removing means such as the filters 3 and 6 into the piping system up to the injection.
[0047]
In the present invention, it is preferable to spray fine powdery dry ice only on the ferrule tip end face 16 and its vicinity. The reason is that in the case of an optical component such as a ferrule in which the optical fiber is fixed with a large amount of adhesive, when the whole is put into the cleaning room, the adhesive fixing the optical fiber to the ferrule becomes dry ice blast. This is because there is a possibility that the optical fiber is deteriorated due to a heating / cooling cycle accompanying the cleaning, and the fixing strength of the optical fiber is deteriorated. For this reason, it is desirable that the cleaning be performed only in a portion requiring cleaning in the cleaning room.
[0048]
Further, since the shape of the optical connector 14 is complicated, even if fine particles which are decomposed and released and floated and impurities dissolved in carbon dioxide gas are separated from the ferrule tip end surface 16, they enter into the optical connector and are reattached. Can cause rust on metal parts.
[0049]
For these reasons, it is desirable that the dry ice be sprayed only on the ferrule tip surface 16 and its vicinity.
[0050]
The fine powdered dry ice may be formed into a fine powder, or may be formed into a pellet having somewhat larger particles.
[0051]
Further, a method of spraying the cleaning agent at the same time as or before or after the step of spraying the fine powder of dry ice may be used.
[0052]
As described above, the fine powder dry ice generated by injecting the carbon dioxide gas is sprayed onto the ferrule tip end face 16 and the vicinity thereof, so that the contaminants on the ferrule tip end face 16 can be prevented without damaging the optical fiber end face of the optical connector 14. In addition, fine particles decomposed and released from the distal end surface and floating dissolved and impurities dissolved in carbon dioxide gas can be quickly removed.
[0053]
Next, a cleaning chamber portion of the optical connector cleaning device of the present invention will be described with reference to FIG. The portion from the nozzle 7 to the liquefied carbon dioxide container 1 to the nozzle 7 is omitted because it is the same as in FIG.
[0054]
The structure of the cleaning chamber 8 includes a cleaning chamber 8 into which the ferrule tip end face 16 and the vicinity thereof are charged, and at least one electric heater 9 in a body portion as a means for heating the inside of the cleaning chamber 8. Further, as means for vacuum suctioning the inside of the cleaning chamber 8, a vacuum hole connected to at least one vacuum suction device 10 by a hose is provided at a position apart from a portion where the electric heater 9 is mounted on the body portion.
[0055]
A nozzle 7 is fixed to the tip of the cleaning chamber 8 as a means for spraying dry ice generated by injecting carbon dioxide gas onto the ferrule tip face 16. A ferrule 15 is inserted into a portion facing the tip end portion where the nozzle 7 is attached, and has an insertion sleeve 13 for eliminating rattling. In order to protect the vacuum tightness of the cleaning chamber 8 inside the axial direction, there is an airtight rubber 11 covering the outer periphery of the ferrule 15, and the nozzle 7 is ejected when the ferrule tip end face 16 is inserted to a predetermined position. The sensor 12 for the.
[0056]
In the present invention, the ferrule tip end face 16 and its vicinity are inserted into the cleaning chamber 8 which has been heated in advance by the electric heater 9 and has been evacuated to a vacuum by the vacuum suction device 10, and the insertion state is detected by the sensor 12, and the ferrule tip end is detected. After a predetermined time elapses while the surface 16 is heated to a predetermined temperature, carbon dioxide gas is sprayed from the nozzle 7 to generate fine powder dry ice, which is sprayed onto the ferrule tip end surface 16. It is possible to quickly remove contaminants on the ferrule tip surface 16 and fine particles decomposed and released from the tip surface and impurities dissolved in carbon dioxide gas without damaging the ferrule tip surface 16.
[0057]
Alternatively, after inserting the ferrule tip surface and its vicinity into the cleaning chamber 8 and detecting the inserted state with the sensor 12, the inside of the cleaning chamber 8 is heated and suctioned, and then the ferrule tip surface 16 is brought into a predetermined position. A similar effect can be achieved by a method in which fine powdered dry ice generated by injecting carbon dioxide gas from the nozzle 7 after a predetermined time elapses during heating to the temperature is sprayed on the ferrule tip end surface 16.
[0058]
Here, it is desirable that the above-mentioned vacuum be a vacuum of 0.1 to 10 Torr. If the vacuum is less than 0.1 Torr, the vacuum suction device becomes expensive, and furthermore, only the floating impurities are sucked, so that no more is necessary. On the other hand, if the pressure exceeds 10 Torr, the degree of vacuum is too low, so that all the floating impurities cannot be sucked and re-adhered to the ferrule tip end surface 16.
[0059]
The heating temperature is desirably 50 to 200 ° C. If the temperature is lower than 50 ° C., the heating of the ferrule tip end face 16 becomes insufficient, and a watermark is easily generated by dry ice, which is not preferable.
[0060]
If the temperature exceeds 200 ° C., the adhesive bonding the optical fiber inside the through-hole of the ferrule 15 will be deteriorated, and it will not be able to withstand long-term reliability. Since the displacement is increased by thermal stress, it is desirable to be within this range.
[0061]
Further, the washing pressure at the time of spraying is desirably 10 to 150 MPa. When the pressure is less than 10 MPa, the pressure is insufficient, so that dry ice cannot be sprayed uniformly on the ferrule tip end surface 16, resulting in uneven cleaning. On the other hand, when the pressure exceeds 150 MPa, the pressure is too large, and the adhesive fixing the optical fiber and the ferrule 15 is deteriorated, and there is a possibility that the misalignment between the ferrule tip surface 16 and the optical fiber end surface may occur. It is desirable to be within the range.
[0062]
Further, it is desirable that the spraying time of the spraying be in the range of 0.5 to 20 seconds. If the time is less than 0.5 seconds, dry ice cannot be sufficiently sprayed on the ferrule tip end face 16, and uneven cleaning occurs. On the other hand, if the time is longer than 20 seconds, the time is too long and the adhesive fixing the optical fiber and the ferrule 15 is deteriorated, and there is a possibility that the misalignment between the ferrule tip end face 16 and the optical fiber end face occurs. It is desirable to be within this range.
[0063]
Further, the spraying may not be continuous, but may be performed intermittently, for example, after spraying for one second, and then spraying for one second after two seconds. In this case, it is preferable that the total time of spraying be in the range of 0.5 to 20 seconds.
[0064]
As described above, an example of the optical connector cleaning method of the present invention and a cleaning apparatus using the same have been described. However, the present invention is not limited thereto. If the spraying method is used only in the vicinity thereof, the contaminants on the ferrule tip face 16 and the fine particles and the impurities dissolved in the carbon dioxide gas which are decomposed and released from the tip face and are suspended without damaging the optical fiber end face of the ferrule tip face 16. Can be quickly removed.
[0065]
Next, an optical element cleaning method and a cleaning device according to a second embodiment of the present invention will be described.
[0066]
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a method for cleaning an optical element of the present invention, in which fine powder dry ice generated by injecting carbon dioxide gas is sprayed only on the light transmitting surface 18 of the optical element 17 and the vicinity thereof. It is characterized by cleaning.
[0067]
The liquefied carbon dioxide gas in the liquefied carbon dioxide gas container 1 is converted into carbon dioxide gas by the evaporator 2, particles are removed by the filter 3, then reliquefied by the liquefier 4 and ejected from the nozzle 7 through the needle valve 5 and the filter 6. It becomes dry ice and is sprayed on the light transmitting surface 18 to remove particles on the light transmitting surface 18.
[0068]
For the pipes, valves, and nozzles after the filter 3, it is preferable to use electrolytic or chemical polishing pipes having a smooth inner surface and a clean surface in order to suppress generation of particles.
[0069]
According to the cleaning method of the present invention, when dry ice collides with the light transmitting surface 18, a crack is caused by a rapid temperature change, and contaminants such as particles and foreign substances are removed from the surface. Dry ice that has adhered to contaminants has the property of dissolving dirt, and instantly decomposes oily contaminants. This is because the volume of carbon dioxide expands several hundred times to several thousand times when dry ice is sublimated by an external temperature, and contaminants attached to the surface are explosively scattered by the sublimation energy.
[0070]
Here, it is desirable to spray dry ice on both surfaces of the light transmitting surface 18 of the optical element 17 at the same time. This is because, when dry ice is sprayed on both surfaces of the light transmitting surface 18, both surfaces of the light transmitting surface 18 have the same temperature under the same condition, so that the back surface on which the dry ice is sprayed gets wet by the surrounding moisture and the watermark is formed. This is to prevent the occurrence of.
[0071]
Further, it is more desirable to heat the light transmitting surface 18 in order to prevent the surface of the light transmitting surface 18 from being wet with moisture and forming a watermark by spraying with dry ice. This heating method is desirably a method of heating with an electric heater. By using far-infrared rays, not only the light transmitting surface 18 but also the inside can be heated, so that it is possible to easily decompose and release contaminants, which is a more preferable method. .
[0072]
Next, after spraying dry ice, it is desirable to evacuate the cleaning chamber to a vacuum. This is because the carbon dioxide vaporized from the dry ice is released first and the suspended fine particles and dissolved impurities can be quickly removed. Also, it is more desirable to pulsate this vacuum pressure, which facilitates and ensures their removal.
[0073]
It is most preferable that the liquefied carbon dioxide gas container 1 uses purified liquefied carbon dioxide gas. ₂ A storage container may be used. This may be either a gas collecting container or a liquid collecting container. This is because particles can be removed by passing impurities removing means such as the filters 3 and 6 into the piping system up to the injection.
[0074]
In the present invention, the fine powder dry ice is sprayed only on the light transmitting surface 18 and the vicinity thereof. For example, when the whole is put in the cleaning chamber, when the shape of the optical element 17 is complicated, the optical element 17 is decomposed and released and floats. Even if the fine particles and impurities dissolved in the carbon dioxide gas are separated from the light transmitting surface 18, they will enter the optical element 17, and the reattached impurities may cause rust on the metal parts or cause the optical element 17 to rust. It is desirable to spray the light only on the light transmitting surface 18 and its vicinity, because it may cause deterioration of the joining means used for fixing.
[0075]
The fine powdered dry ice may be formed into a fine powder, or may be formed into a pellet having somewhat larger particles.
[0076]
Further, a method of spraying the cleaning agent at the same time as or before or after the step of spraying the fine powder of dry ice may be used.
[0077]
As described above, the fine powder dry ice generated by injecting the carbon dioxide gas is sprayed onto the light transmitting surface 18 and the vicinity thereof, so that the light transmitting surface 18 of the optical element 17 is not damaged. The contaminants and the fine particles decomposed and released from the light transmitting surface 18 and the impurities dissolved in the carbon dioxide gas can be quickly removed.
[0078]
Next, a cleaning chamber portion of the optical element cleaning apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. The portion from the nozzle 7 to the liquefied carbon dioxide gas container 1 is omitted because it is the same as in FIG.
[0079]
A cleaning chamber 8 into which the optical element 17 is charged, and at least two electric heaters 9 in the body portion as means for heating the inside of the cleaning chamber 8, and an electric heater in the body portion as means for vacuum suctioning the inside of the cleaning chamber 8 At least two vacuum holes are connected to the vacuum suction device 10 with hoses at positions away from the mounting portion 9. Two nozzles 7 are fixed to both ends of the cleaning chamber 8 as means for spraying dry ice generated by injecting carbon dioxide gas onto the light transmitting surface 18, and are vertically symmetric with respect to the optical element 17. It has a structure.
[0080]
Here, the optical element 17 is temporarily fixed in the cleaning chamber by the optical element fixing means 19, and the light transmitting surface 18 is not gripped. The optical element fixing means 19 includes, for example, a method of fixing the side surfaces of the optical element 17 with screws at several places or a method of gripping with a chuck. However, any method may be used as long as the light transmitting surface 18 is not blocked.
[0081]
Here, the method of spraying dry ice on both surfaces of the light transmitting surface 18 of the optical element 17 at the same time has been described. However, the effect of the present invention can be exerted on only one surface without being limited thereto, but as shown in FIG. The method of spraying at the same time is more preferable.
[0082]
In the present invention, the light transmitting surface 18 of the optical element 17 and its vicinity are inserted into the cleaning chamber 8 which has been heated in advance by the electric heater 9 and has been evacuated to a vacuum by the vacuum suction device 10, so that the light transmitting surface 18 After a predetermined time elapses during the heating to the temperature, fine powder dry ice generated by injecting carbon dioxide gas from the nozzle 7 is sprayed on the light transmitting surface 18 to damage the light transmitting surface 18 of the optical element 17. Therefore, it is possible to quickly remove contaminants on the light transmitting surface 18 and particles dissolved and decomposed and suspended from the light transmitting surface 18 and dissolved in the carbon dioxide gas.
[0083]
Alternatively, after the inside of the cleaning chamber 8 is heated in advance, the light transmitting surface 18 and the vicinity thereof are inserted into the cleaning chamber 8, and after a certain period of time while the light transmitting surface 18 is heated to a predetermined temperature, The same effect can be obtained by a method in which fine powder dry ice generated by injecting carbon dioxide gas from the nozzle 7 is sprayed on the light transmitting surface 18 and then the cleaning chamber 8 is suctioned to a vacuum.
[0084]
Here, it is desirable that the above-mentioned vacuum be a vacuum of 0.1 to 10 Torr. If the vacuum is less than 0.1 Torr, the vacuum suction device becomes expensive, and furthermore, only the floating impurities are sucked, so that no more is necessary. On the other hand, if the pressure exceeds 10 Torr, the degree of vacuum is too low, so that all the floating impurities cannot be sucked, and the impurities adhere to the light transmitting surface 18 again.
[0085]
The heating temperature is desirably 50 to 400 ° C. When the temperature is lower than 50 ° C., the heating of the light transmitting surface 18 becomes insufficient and a watermark is easily generated by dry ice. When the temperature is higher than 400 ° C., the optical element 17 itself or the antireflection attached to the optical element 17 is used. This is because the film or the like deteriorates and cannot withstand long-term reliability.
[0086]
Further, the washing pressure at the time of spraying is desirably 10 to 150 MPa. When the pressure is less than 10 MPa, the pressure is insufficient, so that dry ice cannot be sprayed uniformly on the light transmitting surface 18, resulting in uneven cleaning. On the other hand, if the pressure exceeds 150 MPa, the pressure is too large, and there is a possibility that the bonding means fixing the optical element 17 may be damaged.
[0087]
Further, it is desirable that the spraying time of the spraying be in the range of 0.5 to 20 seconds. If the time is less than 0.5 seconds, dry ice cannot be sufficiently sprayed on the light transmitting surface 18, resulting in uneven cleaning. On the other hand, if the time exceeds 20 seconds, the time is too long, and there is a possibility that the bonding means fixing the optical element 17 may be damaged.
[0088]
Further, the spraying may not be continuous, but may be performed intermittently, for example, after spraying for one second, and then spraying for one second after two seconds. In that case, it is desirable that the total time of spraying be in the range of 0.5 to 20 seconds.
[0089]
Here, the optical element 17 of the present invention includes not only a polarizer, an analyzer and a Faraday rotator used in an optical isolator but also a lens, a polarizing plate, an optical rotator, a reflecting mirror, a translucent reflecting mirror, a beam splitter, The present invention can be applied to any member constituting an optical system such as a birefringent crystal such as a filter, a prism, a diffraction grating, calcite, rutile, and an LN crystal, a λλ wavelength plate, a λλ wavelength plate, a prism, and a mirror.
[0090]
As a material of the optical element 17, various glass materials such as quartz glass and borosilicate glass, a material in which metal particles are scattered in the glass material, and a garnet can be used. Also, polycrystalline ceramics, crystallized glass, transparent alkali-free glass, LiNbO ₃ The effects of the present invention can also be achieved by using a single crystal of the above.
[0091]
Here, the light transmitting surface 18 in the present invention means a plane or a spherical surface through which light passes, and the vicinity thereof indicates a plane or a spherical surface other than a portion through which light passes, and a part of a side surface. Some of them do not necessarily need to be sprayed with dry ice.
[0092]
Next, FIG. 6 shows sectional views of various shapes of the optical element 17 of the present invention.
[0093]
FIG. 6A shows a spherical shape. FIG. 6B shows a polygonal shape such as a prism. FIG. 6C shows a flat plate shape. FIG. 6D shows a semicircular shape. Further, FIG. 6E shows a different shape in a portion where the curvature of the circle is opposite. FIG. 6F shows a shape in which the periphery of FIG. The optical element 17 of the present invention is not limited to the above shape, but can be applied to various shapes.
[0094]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the optical device in which the optical element 17 and the holder 29 are fixed by the joining means 30.
[0095]
Here, as the material of the holder 29, it is desirable to use stainless steel (SUS304) in consideration of the low thermal expansion coefficient and YAG laser welding, but it is also possible to use metal, ceramics, plastics and the like. is there. For example, metals include Fe-Ni alloy, Fe-Ni-Cr alloy, Fe-Ni-Co alloy, Fe-Cr alloy, and ceramics include alumina, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, zirconia, and the like. Further, as the resin, PBT, PC, PMMA, PEI, LCP, PA and the like can be used.
[0096]
The bonding means 30 is made of an adhesive such as an epoxy resin adhesive, an ultraviolet curable adhesive, an anaerobic adhesive, or a solder such as Au-Sn solder or Pb-Sn solder, or a lead or lead-free adhesive. Low melting point glass or the like can be used.
[0097]
Each of the joining means 30 is made of a thermosetting epoxy resin-based adhesive, an ultraviolet ray of an ultraviolet-curable adhesive, a vacuum-curing of an anaerobic adhesive or the like, a thermosetting of various solders, and a thermosetting of various low-melting-point glasses. And the optical element 17 are fixedly joined.
[0098]
Among them, particularly preferably, a method of heating and curing an epoxy resin-based adhesive at 60 ° C. to 150 ° C. for a predetermined time, a method of heating and melting solder at 120 ° C. to 400 ° C., and then cooling at room temperature to cure. Alternatively, a method is preferred in which the low-melting glass is heated and melted at a high temperature of 300 ° C. to 500 ° C., and then cooled to normal temperature and cured.
[0099]
Further, even if a joining member is not used as the joining means 30, the effect of the present invention can be exerted by a method of fixing by press fitting, caulking, crimping, or the like.
[0100]
As described above, an example has been described as the method for cleaning the optical element 17 of the present invention and the cleaning apparatus using the same. However, the present invention is not limited to this. In the case of spraying only the light 18 and the vicinity thereof, the contaminants on the light transmitting surface 18 and the fine particles and carbon dioxide gas decomposed and released from the light transmitting surface 18 without damaging the light transmitting surface 18 of the optical element 17. Impurities can be quickly removed.
[0101]
【Example】
Example 1
Hereinafter, a first example corresponding to the first embodiment of the present invention will be described.
[0102]
A ferrule using the optical connector cleaning device of the first conventional example and the optical connector cleaning tool of the fourth conventional example shown in FIG. 11 as a comparative example with the optical connector cleaning device for an optical connector of the present invention shown in FIGS. The tip surface 16 was cleaned.
[0103]
The optical component cleaning apparatus for an optical connector according to the present invention uses a liquefied carbon dioxide gas having a purity of 99.9% in a liquefied carbon dioxide gas container 1, and the pipes, valves, and nozzles after the filter 3 have smooth inner surfaces and clean electrolytic polishing tubes. It was used.
[0104]
Further, a nozzle 7 is fixed to a tip portion of the cleaning chamber 8, has a single electric heater 9 in a body portion, and has a vacuum hole connected to a single vacuum suction device 10 by a hose. A ferrule 15 is inserted into a portion opposite to the tip end portion where the nozzle 7 is attached, and an insertion sleeve 13 made of zirconia for eliminating rattling is provided. Inside the axial direction, the vacuum tightness of the cleaning chamber 8 is protected. Rubber airtight rubber 11 that covers the outer periphery of the ferrule 15 for use. Then, the structure has the sensor 12 for ejecting the nozzle 7 when the ferrule tip end face 16 is inserted to a predetermined position. Here, the degree of vacuum in the cleaning room 8 was 3.5 Torr, and the room temperature was 100 ° C.
[0105]
On the other hand, in the first example of the related art, a method of wiping with a soft piece of paper containing ethanol and then spraying a dry gas or the like to the ferrule tip end face 16 in order to remove the remaining ethanol and scraps of the piece of paper is used.
[0106]
The fourth conventional example includes a cleaning cartridge 41 and a case 48 to which the cleaning cartridge 41 can be detachably attached. The cleaning cartridge 41 has a cleaning sheet 43 laminated on a lower surface of a surface plate 42 having a plurality of rows of opening windows 44, and a release sheet 45 that can be removed to close the plurality of opening windows 44 on the upper surface. ing. The optical connector cleaning tool removes the release sheet 45 and opens the opening window 44 with the cleaning cartridge 41 attached to the case 48. Further, a method is used in which the optical connector plug is moved along the opening window 44 that has been opened, and the tip end surface of the ferrule of the optical connector plug is cleaned with the cleaning sheet 43.
[0107]
100 samples of each of the above three types were prepared, and using a CCD camera, a display monitor magnified up to 400 times was used to visually confirm that there was no dirt or deposits. After cleaning, the optical fiber end face of the ferrule tip end face 16 was observed. Was visually observed on a display monitor 400 times larger than that of the same CCD camera.
[0108]
Here, the 300 ferrule tip surfaces 16 used for the sample were confirmed to be free from scratches before the cleaning test, and then left in a dust environment under the same conditions for several days so that the ferrule tip surfaces 16 did not come into contact artificially. , To which contaminants were attached.
[0109]
The number of flaws having a width of 1 μm or more on each ferrule tip end face 16 was counted, and the results are shown in Table 1.
[0110]
[Table 1]

[0111]
In the first example of the prior art, five single scratches, two double scratches, one three scratches, and one single scratch occurred. Further, in the fourth conventional example, one scratch was found to be three, two scratches were found to be one, and three scratches were found to be one. In the conventional example, occurrence of scratches after cleaning was confirmed.
[0112]
In contrast, the method of the present invention did not produce any single scratch.
[0113]
Example 2
Hereinafter, a second example corresponding to the second embodiment of the present invention will be described.
[0114]
As a comparative example, the optical element cleaning device of the present invention shown in FIGS. 6 and 7 is used as a comparative example of the first conventional cleaning method and the fifth conventional optical element cleaning method of FIG. Cleaned.
[0115]
The optical element cleaning device of the present invention uses liquefied carbon dioxide gas having a purity of 99.9% in the liquefied carbon dioxide container 1 and uses a clean electrolytic polishing tube whose pipes, valves and nozzles after the filter 3 have smooth inner surfaces. . Nozzles 7 are fixed at two places at both ends of the cleaning chamber 8, and two electric heaters 9 are provided circumferentially at the body, and vacuum holes are provided at two places above and below the optical element 17. The hose was connected to one vacuum suction device 10.
[0116]
Here, the degree of vacuum in the cleaning room 8 was 3.5 Torr, and the room temperature was 100 ° C.
[0117]
Further, the optical element fixing means 19 was temporarily fixed to three places on the side surface of the optical element 17 with screws.
[0118]
On the other hand, in the first conventional example, a method of wiping with a soft piece of paper containing ethanol and then blowing a dry gas or the like onto the light transmitting surface 18 of the optical element 17 in order to remove residual ethanol and scraps of the piece of paper is used. And
[0119]
In the fifth conventional example, the optical element 17 is arranged in a cleaning jig in a cleaning tank 50 containing an alkaline cleaning liquid 51 so that the light transmitting surface 18 does not come into contact with any solid. The optical element 17 was washed by generating ultrasonic waves 53, and then dried by a drying apparatus at 100 ° C. for 1 hour to be cleaned.
[0120]
100 samples of each of the above three types were prepared, and using a CCD camera, a display monitor magnified up to 400 times was used to visually confirm that there was no dirt or debris. Was visually observed on a display monitor 400 times larger than that of the same CCD camera.
[0121]
Here, the 400 optical elements used in the sample used a polarizer, and after confirming that the light transmitting surface 18 was not scratched before the cleaning test, the light transmitting surface 18 was left in a dust environment under the same conditions for several days, and the light transmitting surface 18 was removed. The surface 18 was made to have contaminants attached without any artificial contact.
[0122]
For each sample, the number of scratches having a width of 1 μm or more and foreign matter having a size of 1 μm or more on the light transmitting surface 18 is counted, and the number of samples in 100 samples is counted for each occurrence of the scratches / foreign matter. Are shown in Table 1.
[0123]
[Table 2]

[0124]
In the first conventional example, five samples of one scratch / foreign matter, two samples of two scratches / foreign matter, one sample of three scratches / foreign matter, and one sample of four scratches / foreign matter were generated. Further, in the fifth conventional example, four samples of one scratch / foreign substance, two samples of two scratches / foreign substances, two samples of three scratches / foreign substances, and one sample of four scratches / foreign substances were obtained after cleaning in the conventional example. The generation of scratches and foreign matter was confirmed.
[0125]
On the other hand, in the method of the present invention, no scratch or foreign matter was generated.
[0126]
Example 3
Next, 200 optical connectors 14 are prepared, and the ferrule of the optical connector 14 is cleaned by using the optical component cleaning device shown in FIG. 100 samples were prepared by cleaning only the front end face 16, and 100 samples were prepared as a comparative example in which the entire optical connector 14 was put into the cleaning chamber.
[0127]
Thereafter, the ferrule 15 was fixed, and the optical fiber at the rear of the ferrule was pulled to measure the breaking strength. Table 3 shows the average value.
[0128]
[Table 3]

[0129]
From the above results, the average value of the breaking strength of the sample in which the entire optical connector was put into the cleaning chamber was 0.89 kg, and the average value of the breaking load of the sample in which only the ferrule tip surface and its vicinity were put into the cleaning chamber was 1 kg. .73 Kg, and it can be seen that the sample in which the entire optical connector was put into the cleaning chamber clearly had deteriorated optical fiber strength. This is considered to be because the adhesive was degraded when the whole was put in, and the fixing strength of the optical fiber was thereby degraded.
[0130]
From this result, when cleaning an optical component such as an optical connector in which an optical fiber is fixed with a large amount of adhesive, only the portion requiring cleaning is put into the cleaning chamber as described in claim 6 of the present invention. Turned out to be desirable.
[0131]
Example 4
Next, using the lens shown in FIG. 6 (f) as an optical element, 100 samples each of which was simultaneously cleaned on both sides and one side of each side were prepared using the optical component cleaning apparatus of the present invention. The adhesion state of the watermark was confirmed with a metallographic microscope.
[0132]
[Table 4]

[0133]
Table 4 shows the results. The numbers in the table are obtained by counting the number of the samples to which the watermark was attached in 100 samples.
[0134]
In the sample cleaned one by one, 8 out of 100 water marks were observed on the previously cleaned surface. Although this is within the allowable range, no water mark was generated in the case of simultaneous printing on both surfaces, and it was found that it is desirable to perform the processing on both surfaces simultaneously.
[0135]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, as a method of cleaning the light transmitting surface of the optical component, fine powder dry ice generated by injecting carbon dioxide gas is sprayed only on the light transmitting surface and the vicinity thereof, whereby the optical component is cleaned. The contaminants on the light transmitting surface and the fine particles decomposed and released from the light transmitting surface and the impurities dissolved in the carbon dioxide gas can be quickly removed without damaging the light transmitting surface.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a method for cleaning an optical connector according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a cleaning chamber portion of the optical connector cleaning device of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a method for cleaning an optical element according to the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing a cleaning chamber portion of the optical element cleaning device of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing an optical connector.
FIGS. 6A to 6F are side views showing various shapes of the optical element.
FIG. 7 is a cross-sectional view of an example of an optical device using an optical element.
FIG. 8 is a perspective view of a conventional optical connector cleaning tool.
FIG. 9 is a sectional view of a conventional optical connector cleaning tool.
FIG. 10 is a perspective view of a conventional optical connector cleaning tool.
FIG. 11 is a perspective view of a conventional optical connector cleaning tool.
FIG. 12 is an exploded perspective view of a conventional optical connector cleaning tool.
FIG. 13 is a sectional view of a conventional optical element cleaning tool.
[Explanation of symbols]
1: Liquefied carbon dioxide container
2: Evaporator
3: Filter
4: Liquefier
5: Needle valve
6: Filter
7: Nozzle
8: Cleaning room
9: Electric heater
10: vacuum suction device
11: Airtight rubber
12: Sensor
13: Insertion sleeve
14: Optical connector
15: Ferrule
16: Ferrule tip
17: Optical element
18: Light transmitting surface
19: Optical element fixing means

Claims

A method for cleaning a light transmitting surface of an optical component, characterized in that cleaning is performed by spraying fine powdered dry ice generated by injecting carbon dioxide gas onto only the light transmitting surface of the optical component and its vicinity. How to clean optical components.

2. The cleaning method according to claim 1, wherein the light transmitting surface is heated in advance, and fine powder dry ice generated by injecting carbon dioxide gas is sprayed only on the light transmitting surface of the optical component and its vicinity. The cleaning method of the optical component described in the above.

The method for cleaning an optical component according to claim 2, wherein the heating is performed by far infrared rays.

The method for cleaning an optical component according to any one of claims 1 to 3, wherein the optical component is put into a cleaning chamber, and the cleaning chamber is suctioned and cleaned.

The optical component cleaning method according to any one of claims 1 to 4, wherein the light transmitting surface of the optical component is a ferrule tip end surface of an optical connector plug.

5. The optical component according to claim 4, wherein the light transmitting surface of the optical component is a ferrule tip end surface of the optical connector plug, and when the optical component is put into the cleaning chamber, only the ferrule tip end surface and its vicinity are thrown in. Cleaning method.

The method for cleaning an optical component according to claim 1, wherein the optical component is an optical element.

The method for cleaning an optical component according to claim 7, wherein the dry ice is simultaneously blown against two light transmitting surfaces of the optical element to clean the optical element.

The method for cleaning an optical component according to claim 7 or 8, wherein the optical element is put into a cleaning chamber, and only the side surface and the vicinity thereof are gripped, and the cleaning chamber is suctioned and cleaned.

A cleaning chamber into which an optical component having a light transmitting surface is charged, a means for heating the cleaning chamber, a means for vacuum suctioning the cleaning chamber, and a means for spraying dry ice generated by injecting carbon dioxide gas onto the light transmitting surface. An optical component cleaning device comprising:

A cleaning chamber for charging the light transmitting surface of the optical component and its vicinity, a means for heating the cleaning chamber, a means for vacuum suctioning the cleaning chamber, and dry ice generated by injecting carbon dioxide gas into the light transmitting surface and An optical component cleaning device, comprising: means for spraying in the vicinity thereof.