(57)【要約】【課題】加熱された光ファイバ母材から発生するＳｉ化合物微粒子の再付着を防止する。【解決手段】光ファイバ母材をヒータで加熱して、端部に絞り形状部を有する線引き用光ファイバ母材の製造する製造方法であって、光ファイバ母材の長手方向についてヒータに隣接する整流部材を配置して、ヒータに加熱された光ファイバ母材から発生したＳｉ化合物を含む気体が光ファイバ母材の表面に沿って流れることを阻止するガス流を維持しつつ、軟化した光ファイバ母材の一部を引き取って絞り形状部を形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材をヒータで加熱して、端部に絞り形状部を有する線引き用光ファイバ母材の製造する製造方法であって、
前記光ファイバ母材の長手方向について前記ヒータに隣接する整流部材を配置して、前記ヒータに加熱された前記光ファイバ母材から発生したＳｉ化合物を含む気体が前記光ファイバ母材の表面に沿って流れることを阻止するガス流を維持しつつ、軟化した前記光ファイバ母材の一部を引き取って前記絞り形状部を形成する製造方法。
【請求項２】
前記整流部材が、前記整流部材が配された部分において、毎秒１．３ｍ以上、且つ、毎秒１０ｍ未満の線速で、前記光ファイバ母材に沿って前記ヒータに向かって流れるガス流を維持する請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記ガス流が、アルゴンガスおよび窒素ガスの少なくとも一方を含む不活性ガスのガス流である請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記整流部材が、前記光ファイバ母材を包囲する筒型の部分を含む請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記整流部材を、前記光ファイバ母材の長手方向について、前記ヒータに対して、３ｍｍ以上、且つ、８０ｍｍ未満の間隔をおいて配置する請求項１から４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記整流部材を、前記ヒータに対して前記ガス流の上流側であって、前記ヒータに電力を供給する部材が存在する区間に配置する請求項１から５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記整流部材を、前記光ファイバ母材の径方向外側に向かって延在して前記ヒータに電力を供給する部材と、前記光ファイバ母材との間に配置する請求項１から６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記整流部材は、前記光ファイバ母材の表面から離れた位置において、前記光ファイバ母材の長手方向に流れる前記ガス流を遮断する請求項１から７のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記整流部材は、交換可能である請求項１から８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記整流部材は、互いに内径が異なる複数の前記整流部材から、前記光ファイバ母材の外径に応じて選択される請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記ヒータおよび前記整流部材を、前記光ファイバ母材を包囲する断熱材と、前記光ファイバ母材の表面との間に配置する請求項１から１０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１２】
光ファイバ母材を加熱するヒータと、
前記光ファイバ母材の長手方向について前記ヒータに隣接して配置され、前記ヒータに加熱された前記光ファイバ母材から発生したＳｉ化合物を含む気体が前記光ファイバ母材の表面に沿って流れることを阻止するガス流を維持する整流部材と、
前記ヒータにより加熱されて軟化した前記光ファイバ母材の一部を引き取る引き取り部と
を備え、端部に絞り形状部を有する線引き用光ファイバ母材の製造する製造装置。
【請求項１３】
前記整流部材は、前記整流部材が配された部分において、毎秒１．３ｍ以上、且つ、毎秒１０ｍ未満の線速で、前記光ファイバ母材に沿って前記ヒータに向かって流れるガス流を維持する請求項１２に記載の製造装置。
【請求項１４】
前記ガス流は、アルゴンガスおよび窒素ガスの少なくとも一方を含む不活性ガスのガス流である請求項１２または１３に記載の製造装置。
【請求項１５】
前記整流部材は、前記光ファイバ母材を包囲する筒型の部分を含む請求項１２から１４のいずれか一項に記載の製造装置。
【請求項１６】
前記整流部材は、前記光ファイバ母材の長手方向について、前記ヒータに対して、３ｍｍ以上、且つ、８０ｍｍ未満の間隔をおいて配置される請求項１２から１５のいずれか一項に記載の製造装置。
【請求項１７】
前記整流部材は、前記ヒータに対して前記ガス流の上流側であって、前記ヒータに電力を供給する部材が存在する区間に配置される請求項１２から１６のいずれか一項に記載の製造装置。
【請求項１８】
前記整流部材は、前記光ファイバ母材の径方向外側に向かって延在して前記ヒータに電力を供給する部材と、前記光ファイバ母材との間に配置される請求項１２から１７のいずれか一項に記載の製造装置。
【請求項１９】
前記整流部材は、前記光ファイバ母材の表面から離れた位置において、前記光ファイバ母材の長手方向に流れる前記ガス流を遮断する請求項１２から１８のいずれか一項に記載の製造装置。
【請求項２０】
前記整流部材は、交換可能である請求項１２から１９のいずれか一項に記載の製造装置。
【請求項２１】
前記整流部材は、互いに内径が異なる複数の前記整流部材から、前記光ファイバ母材の外径に応じて選択されたひとつである請求項２０に記載の製造装置。
【請求項２２】
前記ヒータおよび前記整流部材は、前記光ファイバ母材を包囲する断熱材と、前記光ファイバ母材の表面との間に配置される請求項１２から２１のいずれか一項に記載の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線引き用光ファイバ母材の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
線引きしても光ファイバにならない非有効部を含む光ファイバ母材を加工して、端部の絞り形状部にもコアとなる部分が含まれる線引き用光ファイバ母材を製造する製造方法がある（特許文献１参照）。
［特許文献１］特開平５−２４８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光ファイバ母材を加熱して端部に絞り形状部を形成する加工をする場合、光ファイバ母材から発生したＳｉ化合物微粒子が光ファイバ母材表面に再付着して、光ファイバ母材の表面を粗面化する場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第一の態様においては、光ファイバ母材をヒータで加熱して、端部に絞り形状部を有する線引き用光ファイバ母材の製造する製造方法であって、光ファイバ母材の長手方向についてヒータに隣接する整流部材を配置して、ヒータに加熱された光ファイバ母材から発生したＳｉ化合物を含む気体が光ファイバ母材の表面に沿って流れることを阻止するガス流を維持しつつ、軟化した光ファイバ母材の一部を引き取って絞り形状部を形成する製造方法が提供される。
【０００５】
本発明の第二の態様においては、光ファイバ母材を加熱するヒータと、光ファイバ母材の長手方向についてヒータに隣接して配置され、ヒータに加熱された光ファイバ母材から発生したＳｉ化合物を含む気体が光ファイバ母材の表面に沿って流れることを阻止するガス流を維持する整流部材と、ヒータにより加熱されて軟化した光ファイバ母材の一部を引き取る引き取り部とを備え、端部に絞り形状部を有する線引き用光ファイバ母材の製造する製造装置が提供される。
【０００６】
上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これら特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】光ファイバ母材２００の模式的面図である。
【図２】製造装置１００の模式的断面図である。
【図３】製造装置１００の模式的断面図である。
【図４】製造装置１００の模式的断面図である。
【図５】線引き用光ファイバ母材３００の模式的断面図である。
【図６】製造装置１００の模式的部分拡大断面図である。
【図７】製造装置１００の模式的部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。下記の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。下記の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、光ファイバ母材２００の模式的断面図である。図示の光ファイバ母材２００は、後述する絞り加工により線引き用光ファイバ母材になる前の段階にある。
【００１０】
光ファイバ母材２００は、少なくとも長手方向の中央に円柱状の部分を有し、径方向中央に配されたコア材２１０と、コア材２１０を周囲から包囲するクラッド材２２０とを有する。コア材２１０は、透明度が高く、屈折率が高い材料で形成される。クラッド材２２０は、コア材２１０に対して相対的に屈折率が低い材料で形成される。
【００１１】
光ファイバ母材２００を加工する場合は、図中に点線で示すように、長手方向の両端部にダミー部２３０を結合する。ダミー部２３０は、例えばガラス材料で形成され、溶着により光ファイバ母材２００に結合する。これにより、一方のダミー部２３０を把持して、光ファイバ母材２００に接触することなく、光ファイバ母材２００を支持、固定できる。また、他方のダミー部２３０を把持して引き取ることにより、光ファイバ母材２００自体に接触することなく、光ファイバ母材２００に張力を作用させることができる。
【００１２】
光ファイバ母材２００は、ＭＣＶＤ法（Ｍｅｔａｌ  ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）、ＰＣＶＤ法（Ｐｌａｓｍａ−ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）、ＶＡＤ法（Ｖａｐｏｒ−ｐｈａｓｅ  Ａｘｉａｌ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）、ＯＶＤ法（Ｏｕｔｓｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）、ロッドインチューブ法等、種々の方法で製造される。いずれの製造方法で製造された場合でも、光ファイバ母材２００の両端には非有効部２０１が形成される。
【００１３】
非有効部２０１には、クラッド材２２０の内部にコア材２１０が存在しない。このため、非有効部２０１は、線引きしても、光を閉じ込めて伝送する光ファイバを形成しない。そこで、光ファイバを製造する場合は、線引きに先立って光ファイバ母材２００から非有効部２０１を除去して、端部までコア材２１０が存在する状態にする。
【００１４】
また、光ファイバを線引きする場合、光ファイバ母材２００は、外径が連続的に減少して端部で細径になる絞り形状をなすことが好ましい。そこで、線引きに先立って、光ファイバ母材２００の端部に絞り形状を形成する絞り加工も、非有効部２０１の除去と併せて実施される。
【００１５】
図２は、製造装置１００の構造を示す模式的断面図である。この製造装置１００は、光ファイバ母材２００から非有効部２０１を除去し、絞り形状の形成する加工に使用される。製造装置１００は、縦長の炉体１１０により形成された炉体の内部に配された断熱材１２０、ヒータ１３０、および整流部材１４０と、炉体の外部下方に配された引き取りローラ１５０とを備える。
【００１６】
炉体１１０は、全体として縦長の筒をなす。炉体１１０は、下部炉壁１１１、蓋部炉壁１１２、および上部炉壁１１３を順次積み上げて形成される。
【００１７】
下部炉壁１１１は、上面が開いた円筒状の形状を有し、底部中央に、光ファイバ母材２００の下端を引き出す穴を有する。下部炉壁１１１の底部内面および側壁内面は、順次積み上げられた底部断熱材１２１および下部断熱材１２２により覆われる。
【００１８】
下部炉壁１１１の上端は、下部炉壁１１１の上に重ねられた蓋部炉壁１１２により封止される。蓋部炉壁１１２は、光ファイバ母材２００を挿通できる穴を中央に有する。また、蓋部炉壁１１２の内面も、下部断熱材１２２に積み上げられた蓋部断熱材１２３により覆われる。蓋部炉壁１１２および蓋部断熱材１２３は、炉体１１０内部のヒータ１３０を交換する場合に、炉体１１０から取り外すことができる。
【００１９】
更に、蓋部炉壁１１２の上面には、下部炉壁１１１よりも径が小さい上部炉壁１１３が積み重ねられる。上部炉壁１１３は、上端に、光ファイバ母材に連結されたダミー部２３０の上端を挿通する穴を有する。上部炉壁１１３および上部断熱材１２４は、炉体１１０の内部に光ファイバ母材を装入する場合に、炉体１１０から取り外すことができる。
【００２０】
上部炉壁１１３の上端近傍の側面には、炉体１１０の内部に外部から不活性ガスを供給する供給口１１９が設けられる。供給口１１９を通じて炉体１１０内部に、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガスを充満させることにより、カーボン等により形成される底部断熱材１２１、下部断熱材１２２、蓋部断熱材１２３、および上部断熱材１２４を含む断熱材１２０の酸化による劣化を防止できる。また、カーボン製のヒータ１３０の酸化による劣化も抑制される。
【００２１】
ヒータ１３０は、炉体１１０の下部炉壁１１１の内部において、底部断熱材１２１、下部断熱材１２２、および蓋部断熱材１２３の内側に配される。なお、近年、光ファイバ母材２００は大径化されており、外径は約２００ｍｍに達している。このような大径の光ファイバ母材を絞り加工する場合には、ガスバーナーで全体を均一に加熱することが困難である。そこで、製造装置１００のヒータ１３０としては、外部から電力の供給を受ける電気ヒーターが用いられる。
【００２２】
このため、ヒータ１３０は、外部から電力を供給する接続端子となる電極部材１３２を有する。電極部材１３２は、ヒータ１３０の電源が単相電源の場合は２本、三相電源の場合は３本、ヒータ１３０の周方向に等間隔に配される。電極部材１３２の上端は、炉体１１０の径方向について外側に向かって水平に延在して、電力供給部１３４の一端に結合される。このため、整流部材１４０は、電極部材１３２が存在する区間に配置されているともいえる。
【００２３】
電力供給部１３４は、炉体１１０に対して固定されると共に、炉体１１０の径方向外側に向かって延在し、下部炉壁１１１および下部断熱材１２２を水平に貫通する。これにより、電力供給部１３４の一端は、炉体１１０の外部に一端を露出させる。電力供給部１３４は、水等の冷媒が内部を循環する構造を有し、炉体１１０の外部側が極端に高温になることを防止している。
【００２４】
電極部材１３２は、その上端を電力供給部１３４の内側端部に載せることにより、ヒータ１３０を炉体１１０の内部に吊り下げて位置決めでされる。また、電力供給部１３４および電極部材１３２を通じて、炉体１１０内部のヒータ１３０に、炉体１１０の外部から電力を供給できる。
【００２５】
炉体１１０の内部において、ヒータ１３０の上方には、ヒータ１３０に隣接して整流部材１４０が配される。整流部材１４０は、フランジ部１４１および筒状部１４２を有する。整流部材１４０は、例えば、断熱材１２０等と同様にカーボンで形成してもよい。
【００２６】
整流部材１４０の筒状部１４２は、内径および外径が略一定の円筒状で、炉体１１０の下部断熱材１２２および蓋部断熱材１２３の内側に配される。また、筒状部１４２の配置は、ヒータ１３０の電極部材１３２の内側でもある。筒状部１４２は、光ファイバ母材２００に接触することなく、光ファイバ母材２００貫通させる内径を有する。これにより、炉体１１０内で、光ファイバ母材２００は、筒状部１４２により包囲される。
【００２７】
整流部材１４０のフランジ部１４１は、筒状部１４２の上端から、径方向外側に向かって拡がる。フランジ部１４１は、蓋部断熱材１２３の穴の内径よりも広い。よって、製造装置１００の内部において、フランジ部１４１の外縁は、蓋部断熱材１２３の上面と、上部断熱材１２４の下端との間に挟まれる。これにより、整流部材１４０は、炉体１１０の内部で位置決めされる。
【００２８】
整流部材１４０は、炉体１１０の上部炉壁１１３および上部断熱材１２４を取り外ずした場合に、蓋部断熱材１２３から持ち上げて交換できる。よって、整流部材１４０が劣化した場合に交換することができる。また、製造装置１００の稼働条件、製造装置１００に挿入する光ファイバ母材２００の外径等に応じて、互いに内径が異なる複数の整流部材１４０から適切なものを選択して使用できる。
【００２９】
更に、製造装置１００は、炉体１１０の外部上方に配されたチャック１６０を備える。チャック１６０は、炉体１１０の内部に収容した光ファイバ母材２００の上端に結合されたダミー部２３０を把持して光ファイバ母材２００を吊り下げる場合に使用される。
【００３０】
また、製造装置１００は、炉体１１０の外部下方に配された引き取りローラ１５０を備える。引き取りローラ１５０は、炉体１１０の内部で加熱された光ファイバ母材２００に結合されたダミー部２３０を挟んで回転することにより、炉体１１０内に収容された光ファイバ母材に張力を作用させて、光ファイバ母材２００を下端から引き取る。これにより、光ファイバ母材２００に張力を作用させて、光ファイバ母材２００の下端側端部を除去し、また、絞り形状を形成できる。
【００３１】
図３は、製造装置１００を用いた絞り加工を説明する模式的断面図である。図３は、絞り加工を開始する前の状態を示し、非有効部２０１を含む光ファイバ母材２００が製造装置１００の内部に装填されている。
【００３２】
光ファイバ母材２００の図中上端には、ダミー部２３０の図中下端に溶着により結合されている。ダミー部２３０の上部は、炉体１１０の外側で、チャック１６０に把持されている。これにより、光ファイバ母材２００は、周囲の炉壁に接触することなく、炉体１１０の内部に収容される。
【００３３】
炉体１１０内に収容された光ファイバ母材２００の下端近傍は、ヒータ１３０の内側に位置する。これにより、ヒータ１３０が加熱を開始した場合、光ファイバ母材２００の下端近傍に位置する非有効部２０１が加熱される。
【００３４】
また、製造装置１００においては、ヒータ１３０による光ファイバ母材２００の加熱に先立って、供給口１１９から不活性ガスが炉体１１０内に供給される。供給された不活性ガスは、当初は、上部炉壁１１３の内部に充填され、やがて、下部炉壁１１１に向かって押し出される。これにより、炉体１１０内に不活性ガスが充満し、断熱材１２０およびヒータ１３０が酸素を含む大気から遮断される。よって、断熱材１２０およびヒータ１３０の温度が上昇しても、これら部材の酸化による劣化が抑制される。
【００３５】
図４は、製造装置１００の模式的断面図である。図４には、製造装置１００において、光ファイバ母材２００から非有効部２０１を引き取る様子が示される。
【００３６】
まず、炉体１１０内に不活性ガスが充満した状態から、不活性ガスを更に炉体１１０内に供給しつつ、ヒータ１３０に電力を供給して光ファイバ母材２００を加熱する。ヒータ１３０の内側で一部を加熱された光ファイバ母材２００は、ヒータ１３０に包囲された非有効部２０１を含む領域が軟化する。
【００３７】
この状態で、下側のダミー部２３０を挟んだ引き取りローラ１５０を、図中に矢印で示すように回転させることにより、光ファイバ母材２００を下端側から引き取ることができる。また、光ファイバ母材２００の一部が引き取りローラ１５０に引き取られるのに合わせて、チャック１６０を下降させて、ヒータ１３０による光ファイバ母材２００の加熱位置を徐々に移動させる。これにより、光ファイバ母材２００は、図中下端側から順次、下方に引き取られる。
【００３８】
やがて、コア材２１０を有する有効部２０２の一部が引き取りローラ１５０に引き取られる状態になる。こうして、光ファイバ母材２００の下端側から非有効部２０１は除去され、光ファイバ母材２００の下端側は、下端までコア材２１０を有する有効部２０２となる。また、光ファイバ母材２００の下端では、有効部２０２に絞り形状が形成される。
【００３９】
図５は、上記のようにして製造された線引き用光ファイバ母材３００を示す模式的断面図である。線引き用光ファイバ母材３００においては、少なくとも図中下側において、短文までコア材２１０が存在する有効部となっている。
【００４０】
また、線引き用光ファイバ母材３００の下端側においては、引き取りローラ１５０に挟まれていた部分が切り取られ、有効部２０２の図中下端に絞り形状が形成される。このように、コア材２１０を有し、且つ、絞り形状を有する線引き用光ファイバ母材３００の端部は、光ファイバを線引きする場合に、光ファイバの引き取りを開始する口出し部２０３となる。
【００４１】
図６は、図３に破線で示す示す円Ｐが囲んだ領域を拡大して示す部分拡大断面図である。図６に示すように、整流部材１４０の筒状部１４２は、光ファイバ母材２００の外形よりも大きな一定の内径を有し、光ファイバ母材２００の長手方向について、ヒータ１３０に隣接して配される。よって、整流部材１４０に対して図中上側に供給された不活性ガスは、光ファイバ母材２００と筒状部１４２との間を流れるガス流を形成する。
【００４２】
また、整流部材１４０の図中上端に設けられたフランジ部１４１は、筒状部１４２から外側に拡がって、蓋部断熱材１２３と上部断熱材１２４との間に挟まれている。よって、筒状部１４２の外側と下部断熱材１２２および蓋部断熱材１２３との間は、フランジ部１４１により封鎖されている。よって、整流部材１４０は、光ファイバ母材２００の表面から離れた位置において、光ファイバ母材２００の長手方向に流れる不活性ガスのガス流を遮断する。
【００４３】
このため、製造装置１００において、供給口１１９から供給された不活性ガスは、図中に矢印で示すように、光ファイバ母材２００の表面に沿って流れる。また、光ファイバ母材２００と整流部材１４０の筒状部１４２との間隔は、光ファイバ母材２００の長手方向について一定なので、光ファイバ母材２００と整流部材１４０との間で、不活性ガスの線速は略一定になる。
【００４４】
図７は、図６に示すＡ−Ａ'断面を示す部分水平断面図である。なお、図７には、本来Ａ−Ａ'断面には表れないヒータ１３０を、位置関係を示すために破線で示している。
【００４５】
図示のように、ヒータ１３０の上部近傍においては、電極部材１３２および電力供給部１３４が存在する位置と、存在しない位置とで、光ファイバ母材２００の周囲の空間の大きさが異なる。しかしながら、整流部材１４０の筒状部１４２が電極部材１３２の内側に位置しているので、電極部材１３２等の有無に関わりなく、整流部材１４０が存在する断面においては、不活性ガスのガス流が形成される空間の厚さが光ファイバ母材２００の周方向について一定になる。
【００４６】
このように、製造装置１００においては、光ファイバ母材２００の表面に沿って、光ファイバ母材２００の長手方向についても、周方向についても、一定の幅を有する不活性ガスの流路が形成される。これにより、炉体１１０の上部に位置する供給口１１９から不活性ガスを供給することにより、不活性ガスの流れに対してヒータ１３０の上流側に、光ファイバ母材２００の表面に沿って均一なガス流を形成できる。
【００４７】
ところで、製造装置１００において口出し部２０３を有する線引き用光ファイバ母材３００を製造する過程で、ヒータ１３０により加熱された光ファイバ母材２００からは、Ｓｉ化合物が揮散する。揮散したＳｉ化合物が、光ファイバ母材２００の表面においてヒータ１３０から離れた領域、すなわち、相対的に温度が低い領域に到達すると、ＳｉＯ微粒子、ＳｉＯ２微粒子等として当該領域に付着する。
【００４８】
Ｓｉ化合物微粒子が光ファイバ母材２００の表面に付着した場合、当該領域の表面粗度が高くなり、汚れが付着しやすくなる。光ファイバ母材２００に汚れが付着したまま線引きすると、線引きのための加熱で曇り部分の結晶化が亢進し、光ファイバの強度が著しく低下したり、外径変動が生じる場合がある。
【００４９】
光ファイバ母材２００に生じた曇りは、ウエス等で拭き取るだけでは除去することが難しく、例えば、フッ化水素酸による洗浄で除去できる。しかしながら、フッ化水素酸の使用は、環境負荷が大きくなると共に、光ファイバ母材の製造コストを上昇させる。
【００５０】
しかしながら、製造装置１００においては、ヒータ１３０に隣接する整流部材１４０により、不活性ガスの流通方向について上流側からヒータ１３０に向かって流れるガス流が形成される。このガス流は、供給口１１９から不活性ガスを供給し続けることにより維持される。よって、揮散したＳｉ化合物を含む気体が、光ファイバ母材２００の表面に沿って流れることが阻止される。また、整流部材１４０の内側に形成された流路が均一な幅を有するので、不活性ガスに乱流が生じ難く、揮散したＳｉ化合物を含む雰囲気を、光ファイバ母材２００の低温側に巻き上げることが防止される。
【００５１】
なお、ヒータ１３０と光ファイバ母材２００との間に整流部材１４０を配置した場合は、整流部材１４０により輻射熱が遮断され、ヒータ１３０が光ファイバ母材２００を加熱する効率が低下する。この効率低下を補う目的でヒータ１３０の出力を上昇させると、ヒータ１３０の寿命が短くなる。よって、ヒータ１３０と光ファイバ母材２００との間には、整流部材１４０を配置しないことが好ましい。
【００５２】
また、製造装置１００において、光ファイバ母材２００揮散したＳｉ化合物を含む気体の一部は、整流部材の外側に位置する領域Ｑ（図６および図７を参照）に滞留しつつ、徐々に下降して炉体１１０の下端から炉外に排出される。領域Ｑから炉体１１０下端までの領域では、光ファイバ母材２００の表面が高温なので、これらの領域に、Ｓｉ化合物微粒子の付着による曇りが生じることはない。
【００５３】
製造装置１００における光ファイバ母材２００および整流部材１４０の間の不活性ガス流の線速は、毎秒１．３ｍ以上、且つ、毎秒１０ｍ未満であることが好ましい。線速が１．３ｍ／ｓ未満の場合は、光ファイバ母材２００の表面からのＳｉ化合物を含む気体の排除が十分ではなく、曇りが生じる場合があった。一方、線速が毎秒１０ｍ程度あれば、曇りを防止でき、線速をそれ以上に増加させなくともよい。よって、線速を毎秒１０ｍ以上にすると、不活性ガスの消費が徒に増加するので、工業的に好ましくない。なお、不活性ガスの上記線速は、不活性ガスが流れる流路の断面積と不活性ガスの供給量とに基づいて算出した線速を、ヒーター温度に基づいて算出した不活性ガスの体積の変化により補正したヒータ温度換算値である。
【００５４】
なお、光ファイバ母材２００の長手方向について、ヒータ１３０と整流部材１４０の間隔は狭い方が好ましい。しかしながら、加熱前の段階で、ヒータ１３０とカーボン製の整流部材１４０との間隔を３ｍｍ以下にすると、加熱された整流部材１４０とヒータ１３０との間隔が熱膨張により狭くなり、ヒータ１３０からスパークが生じる場合がある。一方、光ファイバ母材２００の長手方向について、ヒータ１３０と整流部材１４０の間隔が８０ｍｍを超えると、ヒータ１３０と整流部材１４０との間で、光ファイバ母材２００にＳｉ化合物微粒子による曇りが生じる場合がある。
【００５５】
また、整流部材１４０の形状は、流路の断面積を狭くして流速を上昇させるという観点からは、筒型に限らない。ただし、不活性ガス流が乱流を生じると、光ファイバ母材２００から揮散したＳｉ化合物を含む気体を図中上方に巻き込む場合がある。よって、整流部材１４０の形状は、光ファイバ母材２００の周囲に沿って均等な、あるいは対称な形状であることが好ましい。また、整流部材１４０の形状は、光ファイバ母材２００の長手方向に沿って、乱流を生じない滑らかな形状をなすことが好ましい。
【００５６】
更に、不活性ガスの供給口１１９は、炉体１１０上部の１カ所に限るわけではなく、整流部材１４０よりも上流側であれば、光ファイバ母材２００の長手方向についても、周方向についても、複数設けてもよい。また、整流部材１４０によるガス流の形成には寄与しないが、主に、断熱材１２０およびヒータ１３０を酸化から保護する目的で、整流部材１４０よりも下流側に、更に、不活性ガスを導入する供給口１１９を設けてもよい。
【００５７】
また更に、上記の例に係る製造装置１００は、光ファイバ母材２００の上端を固定して、下端から非有効部２０１を引き取る構造とした。しかしながら、光ファイバ母材２００の下端を固定して、上端を引き取る構造として、ヒータ１３０の下側に整流部材１４０を配し、更に、その下側から不活性ガスを供給する構造で製造装置１００を形成してもよい。
［実験例］
【００５８】
図２に示したように整流部材１４０を備えた製造装置１００を、図３および図４に示したように稼働させて、口出し部２０３を有する線引き用光ファイバ母材３００を製造した。また、比較のために、口出し部２０３を形成する段階で、供給口１１９からの不活性ガスの供給量を変更して、整流部材１４０の内側で形成されるガス流の流速を変えた状態で口出し部２０３を形成して、作製された線引き用光ファイバ母材３００の品質を評価した。
【００５９】
ただし、稼働中の製造装置１００の内部において、整流部材１４０の内側を流れる不活性ガスの線速を直接に測定する事は困難である。そこで、整流部材１４０に対して上流側に当たる供給口１１９から炉体１１０内部に供給した不活性ガスの量と、整流部材１４０および光ファイバ母材２００の間に形成された不活性ガスの流路の空間断面積と、ヒータ１３０による加熱温度とに基づいて、整流部材１４０の内側における不活性ガスの線速を近似的に算出した。
【００６０】
ヒータ温度２０４０℃、整流部材１４０の内径２２０ｍｍ、光ファイバ母材２００の外径１９５ｍｍの場合に、上部炉壁内に供給した不活性ガスの量を毎分３０ＮＬから毎分５００ＮＬまで変化させて、光ファイバ母材２００の表面に生じた曇りの状態を観察した。その結果、ガス流量が毎分７５ＮＬ（２０４０℃換算で１．３０ｍ／ｓに相当）以上では曇りが発生しなかったが、毎分６０ＮＬ（２０４０℃換算で１．０４ｍ／ｓに相当）以下では曇りの発生が確認された。
【００６１】
このように、光ファイバ母材の表面に沿って流れる不活性ガス流を形成した状態で口出し部２０３を作製することにより、線引き用光ファイバ母材３００における曇りの発生を防止し、延いては、炉体１１０の寿命を長くすることができる。よって、光ファイバの品質を向上できる。また、光ファイバの生産効率を向上させ、光ファイバのコストダウンにも寄与する。
【００６２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６３】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６４】
１００  製造装置、１１０  炉体、１１１  下部炉壁、１１２  蓋部炉壁、１１３  上部炉壁、１１９  供給口、１２０  断熱材、１２１  底部断熱材、１２２  下部断熱材、１２３  蓋部断熱材、１２４  上部断熱材、１３０  ヒータ、１３２  電極部材、１３４  電力供給部、１４０  整流部材、１４１  フランジ部、１４２  筒状部、１５０  ローラ、１６０  チャック、２００  光ファイバ母材、２０１  非有効部、２０２  有効部、２０３  口出し部、２１０  コア材、２２０  クラッド材、２３０  ダミー部、３００  線引き用光ファイバ母材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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