JP7264775B2

JP7264775B2 - 光コネクタ研磨用パッド

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Publication number: JP7264775B2
Application number: JP2019160275A
Authority: JP
Inventors: 賢二青木; 正晃小西; 尚樹杉田
Original assignee: NTT Advanced Technology Corp
Current assignee: NTT Advanced Technology Corp
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2023-04-25
Anticipated expiration: 2039-09-03
Also published as: CN113165140A; US20220219280A1; JP2021037580A; WO2021044870A1

Description

本願は、光コネクタの端面の研磨に関し、より詳細には、光ファイバおよびフェルールを備えた光コネクタの端面を球面研磨する際に用いられる光コネクタ研磨用パッドに関する。

従来、光ファイバおよびフェルールを備えた光コネクタの端面を球面研磨する光コネクタ研磨において、研磨盤上に弾性体（本明細書において「光コネクタ研磨用パッド」、または、単に「研磨用パッド」ともいう。）を介して研磨盤に配置された研磨シート（本明細書において「研磨フィルム」ともいう。）と光コネクタの端面とを接触させた状態で相対的に摺動回転させる方法が知られている（例えば、特許文献１，非特許文献１参照）。

従来、研磨用パッドとして、ニトリル系ゴム製の研磨用ラバーが用いられている。

図１を参照して、従来の研磨用ラバーを用いた光コネクタ研磨の概要を説明する。図１は、研磨中の光コネクタ等の断面を示す。図１には、光ファイバ１０１およびフェルール１０２を備えた光コネクタ１００と、研磨フィルム２００と、研磨用ラバーである研磨用パッド３００とが示されている。研磨用パッド３００は、研磨盤（不図示）の主面（Ｘ－Ｙ面）上に配置される。

研磨装置は、光コネクタ１００の上方から端面方向（Ｚ軸方向）に研磨圧を加えて、光コネクタ１００の端面を研磨フィルム２００に接触させた状態を維持しながら、研磨フィルム２００および光コネクタ１００を相対に摺動回転させる。図１は、研磨装置に固定された光コネクタ１００に対して、研磨フィルム２００が右方向（Ｘ軸方向）へ研磨運動している状態を示している。図１において、研磨フィルム２００が静止状態と考えると、光コネクタ１００は、端面の左端を先頭として、研磨フィルム２００上を左方向へ摺動している。

特開２００７－１８５７５４号公報

エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社，"光コネクタ研磨機 ATP-3200, ATP-3000"，［online］［２０１９年８月１９日検索］，インターネット＜URL： https://keytech.ntt-at.co.jp/optic1/prd_0046.html＞

近年、光コネクタの端面の汚れおよび傷、並びに光反射減衰量に対する要求の高まりに応じて、光コネクタ研磨における研磨圧が高圧化している。また、光コネクタ研磨の現場では、工程時間短縮等の理由で、研磨圧が従来の数倍にまで高められている。

しかしながら、従来の研磨用ラバーは、強い研磨圧に対して復元力（反発弾性）が十分ではない。図１に示したように、研磨用ラバーの復元力が不足すると、光コネクタ１００の端面と研磨フィルム２００との間に空隙が生じる。図１においては、光コネクタ１００の端面の一部（端面の左端を含む略半面）が研磨フィルム２００に密着した状態であり、光コネクタ１００の端面の残りの部分（端面の右端を含む略半面）が研磨フィルム２００に接触していない状態である。特に近年の過密実装化（例えば、同時に研磨するＬＣコネクタを１８端子から５０端子に増加）と、それに伴う高圧化（例えば、研磨圧を１００ｇｆから５００ｇｆに変更）の状況では、あるコネクタが通過したできた研磨軌跡を、当該研磨軌跡が凹んで平面へ戻る前に、次のコネクタが通過することになる。

この状態では、研磨フィルム２００は所定の性能を発揮できない。より具体的には、研磨時間が長くなる原因となる。または、光コネクタ１００の端面と研磨フィルム２００との間に生じた空隙にゴミが入り込み光ファイバ１０１の端面に傷が生じる原因や光ファイバ１０１の凹み（光コネクタ１００の端面から光ファイバ１０１が引き込まれるファイバ引込）が生じる原因となる。

このような問題に鑑みてなされたもので、本願発明の一実施形態の目的とするところは、研磨中の光コネクタと研磨フィルムとの間の空隙を解消する研磨用パッドを提供することにある。

このような目的を達成するために、本願発明の一実施形態にかかる光コネクタ研磨用パッドは、光ファイバおよびフェルールを備えた光コネクタの端面を球面研磨する際に、研磨盤と研磨シートとの間に配置して用いられる光コネクタ研磨用パッドであって、反発弾性が２０％よりも大きい、ことを特徴とする。

以上説明したように、本願発明の一実施形態にかかる光コネクタ研磨用パッドによれば、研磨中の光コネクタと研磨フィルムとの間の空隙を解消することが可能となる。また、研磨フィルムに本来の性能（時間当たりの研磨量）を発揮させることが可能となる。また、研磨中に発生する光ファイバの端面の傷や凹みの発生を軽減することが可能となる。

従来の研磨用ラバーを用いた光コネクタ研磨の概要を説明するための図である。本願発明の一実施形態に係る研磨用パッドを用いた光コネクタ研磨の概要を説明するための図である。本願発明の実施例１に係る研磨用パッドの測定値と、比較例１の研磨用パッドの測定値を示す表である。本願発明の実施例１に係る研磨用パッドの測定値と、比較例１の研磨用パッドの測定値を示すグラフである。本願発明の実施例２に係る研磨用パッドの測定値と、比較例２の研磨用パッドの測定値を示す表である。本願発明の実施例２に係る研磨用パッドの測定値と、比較例２の研磨用パッドの測定値を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら本願発明の実施形態について詳細に説明する。図面中の同一の符号は同一の要素を示し、繰り返しの説明は省略する。

本願発明の一実施形態に係る光コネクタ研磨用パッドは、反発弾性が２０％よりも大きいことを特徴とする。この様な光コネクタ研磨用パッドは、例えば、従来のニトリル系ゴムと比べて反発弾性（復元力）の強いウレタン系素材を用いて実現することができる。本願発明の一実施形態にかかる光コネクタ研磨用パッドによれば、従来の研磨用ラバーパッドの反発弾性よりも大きい反発弾性（２０％よりも大きい）を有するパッドを光コネクタ研磨用パッドとすることにより、研磨中の光コネクタと研磨フィルムとの間の空隙を解消することが可能となる。

図２を参照して、本実施形態に係る研磨用パッドを用いた光コネクタ研磨の概要を説明する。図２は、研磨中の光コネクタ等の断面を示す。図２には、光ファイバ１０１およびフェルール１０２を備えた光コネクタ１００と、研磨フィルム２００と、本実施形態に係る研磨用パッド４００とが示されている。研磨用パッド４００は、研磨盤（不図示）の主面（Ｘ－Ｙ面）上に配置される。研磨用パッド４００は、厚さ（Ｚ軸方向）が５ｍｍの板状のパッドであるが、これに限定されない。上面視形状（Ｘ－Ｙ面の形状）は、研磨装置の仕様に合わせて、矩形、円形など任意の形状とすることができる。

図２は、図１と同様に、研磨装置に固定された光コネクタ１００に対して、研磨フィルム２００が右方向（Ｘ軸方向）へ研磨運動している状態を示している。

本実施形態の研磨用パッド４００は、強い研磨圧に対して反発弾性（復元力）が十分である。したがって、図２に示したように、研磨装置が研磨フィルム２００および光コネクタ１００を相対に摺動回転させている間、光コネクタ１００の端面と研磨フィルム２００との間に空隙が生じずに、光コネクタ１００の全面が研磨フィルム２００に密着した状態となる。上述したような過密実装化およびそれに伴う高圧化の状況であっても、あるコネクタが通過したできた研磨軌跡は、次のコネクタが当該研磨軌跡を通過する前に、凹んだ状態から平面へ戻ることになる。この状態では、研磨フィルム２００は所定の性能を発揮でき、研磨時間を短縮することが可能となる。また、光ファイバ１０１の端面に傷や凹みが発生する原因となるゴミが入り込む、光コネクタ１００の端面と研磨フィルム２００との間の空隙が生じなくなる。

以下、比較例とともに、本実施形態の研磨用パッドの実施例を説明する。光コネクタ研磨では、光コネクタの端面の曲率半径を規格で定められた値の範囲に収めるため、Ｈｓ硬度（ＪＩＳＫ６４００－３：２０１１）が６５，７０，７５または８０の研磨用パッドを使い分る。より太い（直径φが大きい）光コネクタの研磨には、Ｈｓ硬度がより低い研磨用パッドを用い、より細い（直径φが小さい）光コネクタの研磨には、Ｈｓ硬度がより高い研磨用パッドを用いる。

以下に説明する２つの実施例は、ウレタン系素材のラバーである、Ｈｓ硬度８０（最もＨｓ硬度が高い）の研磨用パッド（実施例１）およびＨｓ硬度７０（Ｈｓ硬度が中程度）の研磨用パッド（実施例２）を、ニトリル系ゴム材料のラバーである、Ｈｓ硬度８０の従来の研磨用ラバーパッド（比較例１）およびＨｓ硬度７０の従来の研磨用パッド(比較例２)と比較して説明する。

比較のための指標として、光コネクタ端面における光ファイバの高さ（コネクタの端面と光ファイバの端面とが一致している場合の光ファイバの高さ（ＦｉｂｅｒＨｅｉｇｈｔ）の値を０とし、光ファイバが引き込まれている場合の光ファイバの高さの値を負の値で表す）を測定した。また、比較のための別の指標として、光ファイバの光反射減衰量を測定した。さらに、比較のためのさらなる別の指標として、研磨フィルムの使用回数（研磨フィルムの寿命）を測定した。

（実施例１）
実施例１の研磨用パッドは、ウレタン系素材のラバーパッドであり、Ｈｓ硬度はＨｓ８０±２である（１つの研磨フィルムが寿命と判断されるまでの間に、複数の研磨パッドを用いた）。

本実施例の研磨用パッドの反発弾性（復元力）の平均は５０％（ＪＩＳＫ６４００－３：２０１１）であり、比較例１のニトリル系ゴム材料の研磨用ラバーパッドの反発弾性の２．５倍である。

比較例１の研磨用ラバーパッドは、ニトリル系ゴムの研磨用ゴムパッド（従来品）であり、Ｈｓ硬度は、Ｈｓ８０±３である（１つの研磨フィルムが寿命と判断されるまでの間に、複数の研磨パッドを用いた）。

比較例１の反発弾性（復元力）の平均値は、２０％（ＪＩＳＫ６４００－３：２０１１）である。

図３および４は、実施例１の研磨用パッドおよび比較例１の研磨用ラバーパッドの特性の比較結果を示す。

測定は、１つの研磨フィルムを用いて、光コネクタを複数回研磨し、１，１０，２０，３０，４０，・・・７０，８０回目の研磨後に、光ファイバの高さ及び光ファイバの光反射減衰量を測定した。研磨フィルムは、研磨する都度、洗浄を行った。測定前に、光ファイバのコアの端面に傷が発生していないかどうかを観察し、研磨フィルムの寿命を判定した。研磨フィルムが寿命と判断されるまで、光ファイバの高さ及び光ファイバの光反射減衰量の測定を繰り返した。実施例１の研磨用パッドおよび比較例１の研磨用ラバーパッドの双方について、使用機器、研磨規格、研磨条件は同一である（図３参照）。なお、研磨条件を同一とするために、研磨時間についても、実施例１および比較例１の双方について同一（２５ｓｅｃ）としているが、実施例１の研磨用パッドを用いると、比較例１の研磨用ラバーパッドを用いる時よりも、短い時間で研磨を完了することができる。

図３に示すように、比較例１の研磨用ラバーパッドについては、５０回目の研磨により、光ファイバのコアの端面に傷が発生したため、研磨フィルムの寿命と判断され、測定及び評価を終了している。これに対して、本実施の研磨用パッドでは、８０回の研磨でも光ファイバのコアの端面に傷が発生せず、研磨フィルムの使用回数が約２倍に到達しており、研磨フィルムの寿命は、本実施例の方が比較例１よりも長くなることが判る。

また、図３及び４から理解されるように、光ファイバの高さは、比較例１の研磨ラバーパッドを用いたときよりも、本実施例の研磨用パッドを用いたときの方が高い（ファイバ引込の量が少ない）。また、光反射減衰量は、比較例１の研磨ラバーパッドを用いたときよりも、本実施例の研磨用パッドを用いたときの方が小さい（端面における反射量が少ない）。

（実施例２）
実施例２の研磨用パッドは、ウレタン系素材のラバーパッドであり、Ｈｓ硬度はＨｓ７０±２である（１つの研磨フィルムが寿命と判断されるまでの間に、複数の研磨パッドを用いた）。

本実施例の研磨用パッドの反発弾性（復元力）の平均は４６％（ＪＩＳＫ６４００－３：２０１１）であり、比較例２のニトリル系ゴム材料の研磨用ラバーパッドの反発弾性の約２．８８倍である。

比較例２の研磨用ラバーパッドは、ニトリル系ゴムの研磨用ゴムパッド（従来品）であり、Ｈｓ硬度は、Ｈｓ７０±２である（１つの研磨フィルムが寿命と判断されるまでの間に、複数の研磨パッドを用いた）。

比較例２の反発弾性（復元力）の平均値は、１６％（ＪＩＳＫ６４００－３：２０１１）である。

図５および６は、実施例２の研磨用パッドおよび比較例２の研磨用ラバーパッドの特性の比較結果を示す。

測定は、実施例１で説明したのと同じ要領で行った。本実施例においても、研磨条件を同一とするために、研磨時間を、実施例２および比較例２の双方について同一（３０ｓｅｃ）としているが、実施例２の研磨用パッドを用いると、比較例２の研磨用ラバーパッドを用いる時よりも、短い時間で研磨を完了することができる。

図５に示すように、比較例２の研磨用ラバーパッドについては、３０回目の研磨により、光ファイバのコアの端面に傷が発生したため、研磨フィルムの寿命と判断され、測定及び評価を終了している。これに対して、本実施の研磨用パッドでは、５０回の研磨で光ファイバのコアの端面に傷が発生したため、研磨フィルムの寿命と判断され、測定及び評価を終了している。本実施例では、研磨フィルムの使用回数が約２倍に到達しており、研磨フィルムの寿命は、本実施例の方が比較例２よりも長くなることが判る。

また、図５及び６から理解されるように、光ファイバの高さは、比較例２の研磨ラバーパッドを用いたときよりも、本実施の研磨用パッドを用いたときの方が高い（ファイバ引込の量が少ない）。また、光反射減衰量は、比較例２の研磨ラバーパッドを用いたときよりも、本実施の研磨用パッドを用いたときの方が小さい（端面における反射量が少ない）。

詳細は割愛するが、ウレタン系素材のラバーパッドを用いて、Ｈｓ硬度がＨｓ６５（反発弾性４３％）である研磨用パッドを作成し、上記と同様の測定および評価を行ったところ、同様の結果を得ることができた。

以上説明したように、本願発明の一実施形態にかかる光コネクタ研磨用パッドによれば、従来のニトリル系ゴム材料の研磨用ラバーパッドの反発弾性よりも大きい反発弾性（２０％よりも大きい）を有するパッドを光コネクタ研磨用パッドとすることにより、研磨中の光コネクタと研磨フィルムとの間の空隙を解消することが可能となる。また、研磨フィルムに本来の性能（時間当たりの研磨量）を発揮させることが可能となり、研磨フィルムの使用回数の向上や研磨時間の短縮が可能となる。また、研磨中に発生する光ファイバの端面の傷や凹みの発生の低減が可能となる。

１００光コネクタ
１０１光ファイバ
１０２フェルール
２００研磨フィルム
３００，４００研磨用パッド

Claims

光ファイバおよびフェルールを備えた光コネクタの端面を球面研磨する際に、研磨盤と研磨シートとの間に配置して用いられる光コネクタ研磨用パッドであって、
反発弾性が４３％以上５０％以下である、光コネクタ研磨用パッド。
素材がウレタン系である、請求項１に記載の光コネクタ研磨用パッド。