(57)【要約】【課題】ガラス微粒子を堆積させるコアロッドへの余剰ガラス微粒子や異物の付着を防止し、また、異物を除去することで、脱水焼結工程や線引工程において不具合が発生することを防止できるガラス母材の製造装置及びガラス母材の製造方法を提供する。【解決手段】本発明にかかるガラス母材の製造装置１０、２０は、反応容器１２内でコアロッド１にクラッドとなるガラス微粒子を堆積させてガラス母材Ｇを製造するガラス母材の製造装置であって、ガラス微粒子を生成するバーナ１３と、コアロッド１の静電気を除去する静電除去機１４、２４とを備えている。本発明にかかるガラス母材の製造方法は、反応容器１２内でコアロッド１の静電気を除去する工程を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器内でコアロッドにクラッドとなるガラス微粒子を堆積させてガラス母材を製造するガラス母材の製造装置であって、
前記ガラス微粒子を生成するバーナと、前記コアロッドの静電気を除去する静電除去機とを備えていることを特徴とするガラス母材の製造装置。
【請求項２】
前記静電除去機は、気体を供給する気体供給手段と、該気体をイオン化する電極部と前記コアロッドに吹き付ける吹付部とを有していることを特徴とする請求項１に記載のガラス母材の製造装置。
【請求項３】
反応容器内でコアロッドにクラッドとなるガラス微粒子を堆積させるガラス母材の製造方法であって、
堆積直前又は堆積中に前記コアロッドの静電気を除去する工程を有することを特徴とするガラス母材の製造方法。
【請求項４】
前記コアロッドにイオン化した空気を吹き付けることを特徴とする請求項３に記載のガラス母材の製造方法。
【請求項５】
前記コアロッドの周囲の空気をイオン化させることを特徴とする請求項３に記載のガラス母材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コアロッドにガラス微粒子を堆積させるガラス母材の製造装置及びガラス母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、多孔質のガラス母材を脱水焼結して透明化させた後、線引きして光ファイバを製造する。ガラス母材を製造する方法として、例えばＶＡＤ法（Ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ  Ａｘｉａｌ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；気相軸付法）が挙げられる。このＶＡＤ法は、バーナから、燃焼性ガスと助燃性ガスからなる燃焼ガス及びガラス原料を吹き出し、燃焼ガスの燃焼により生じる酸水素火炎中においてガラス原料を加水分解させて、出発材であるコアロッドの表面にガラス微粒子を堆積させるものである。
【０００３】
このとき、コアロッドにガラス微粒子を堆積させる際に、コアロッドの表面に余剰のガラス微粒子や異物が付着していると、透明化時における気泡の発生等の不具合が生じることがあった。そして、光ファイバを線引きする工程において、このような異常箇所では、線引き速度変動や外径変動が生じるため、光ファイバの全長にわたって良好な光ファイバを連続的に得ることができなくなる。
このため、ガラス微粒子を堆積させるコアロッドにパージガスを吹き付けることにより、コアロッドの表面への余剰ガラス微粒子や異物の付着を防ぐことが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第１９３１４８４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コアロッドにパージガスを吹き付ける場合、コアロッドに、その周囲雰囲気中に浮遊している余剰ガラス微粒子や異物が付着することを防止することができるが、ガラス微粒子を堆積させる工程以前に静電気によりコアロッドに付着している異物を取り除くことができなかった。
また、コアロッドにパージガスを直接強く吹き付けると、乾いた気体であるパージガスとの摩擦によりコアロッドが帯電し、該コアロッド表面に静電気が発生する。すると、この静電気によって余剰ガラス微粒子や異物が付着しやすくなってしまうことがあった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ガラス微粒子を堆積させるコアロッドへの余剰ガラス微粒子や異物の付着を防止し、また、異物の除去をすることで、脱水焼結工程や線引工程において不具合が発生することを防止できるガラス母材の製造装置及びガラス母材の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、反応容器内でコアロッドにクラッドとなるガラス微粒子を堆積させてガラス母材を製造するガラス母材の製造装置であって、ガラス微粒子を生成するバーナと、コアロッドの静電気を除去する静電除去機とを備えていることを特徴とするガラス母材の製造装置によって達成される。
【０００８】
上記ガラス母材の製造装置は、静電除去機によってコアロッドの表面に発生した静電気を除去することができる。そして、余剰ガラス微粒子や異物が静電気によってコアロッドに付着することを防止することができ、また、付着した異物を除去することができる。
このため、コアロッドにガラス微粒子を堆積させる際に、コアロッドとガラス微粒子堆積体との間に余剰ガラス微粒子や異物などが入り込むことを防止することができる。こうすることで、ガラス母材を脱水焼結する際に、コアロッドとガラス微粒子堆積体との界面部分等において、余剰ガラス微粒子や異物などが入り込んだ箇所近傍に気泡などが発生することを防止することができる。また、脱水焼結によって得られる光ファイバ母材を線引する際に、上記気泡が発生した箇所において線引き速度変動や外径変動が生じることがなく、この結果、全長にわたって良好な光ファイバを連続的に得ることができる。
【０００９】
上記ガラス母材の製造装置において、静電除去機は、気体を供給する気体供給手段と、この気体をイオン化する電極部とコアロッドに吹き付ける吹付部とを有していることが好ましい。
こうすれば、電極部でイオン化した気体をコアロッドに直接接触するように吹き付けることでコアロッドの静電気を除去することができ、コアロッドの周囲雰囲気を単に電極などによってのみイオン化する構成に比して、より一層確実にコアロッドの静電気を除去することができる。
【００１０】
また、本発明の上記目的は、反応容器内でコアロッドにクラッドとなるガラス微粒子を堆積させるガラス母材の製造方法であって、堆積直前又は堆積中にコアロッドの静電気を除去する工程を有することを特徴とするガラス母材の製造方法によって達成される。
こうすれば、ガラス微粒子をコアロッドに堆積させる前、又は、堆積させているときに、コアロッドの静電気を除去する工程を行うことで、余剰ガラス微粒子や異物が静電気によってコアロッドに付着することを防止することができる。そして、コアロッドとガラス微粒子堆積体との間に余剰ガラス微粒子や異物などが入り込むことを防止することができる。
すると、ガラス母材を脱水焼結する際に、コアロッドとガラス微粒子堆積体との界面部分等において、余剰ガラス微粒子や異物などが入り込んだ箇所近傍に気泡などが発生することを防止することができる。また、脱水焼結によって得られる光ファイバ母材を線引する際に、上記気泡が発生した箇所において線引き速度変動や外径変動が生じることがなく、この結果、全長にわたって良好な光ファイバを連続的に得ることができる。
【００１１】
上記ガラス母材の製造方法は、コアロッドにイオン化した空気を吹き付けることが好ましい。
こうすれば、より一層確実にコアロッドの静電気を除去することができる。
また、上記ガラス母材の製造方法は、コアロッドの周囲の空気をイオン化させることが好ましい。
こうすれば、コアロッドにイオン化した空気を直接吹き付ける必要がない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるガラス母材の製造装置及びガラス母材の製造方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明にかかるガラス母材の製造装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
図１に示すように、ガラス母材の製造装置１０は、ケース本体１１を有している。このケース本体１１内にて、光ファイバのコアとなるコアロッド（出発材）１の外周にガラス微粒子を堆積させて光ファイバのクラッドとなるガラス微粒子堆積体２を形成することでガラス母材Ｇが製造される。
また、ガラス母材の製造装置１０は、ガラス微粒子を生成するバーナ１３を有している。バーナ１３は、出発材１に対して下方から斜め上方へ向けてガラス微粒子を吹き付けるように設置されている。
バーナ１３は、燃焼性ガスと助燃性ガスからなる燃焼ガス及びガラス原料を吹き出し、燃焼ガスの燃焼により生じる酸水素火炎中においてガラス原料を加水分解させて、出発材１上にガラス微粒子を堆積させる。
【００１３】
ケース本体１１の下部には反応容器として機能する収容容器１２が設けられている。この収容容器１２には出発材１の下端部分が収納可能に構成されている。
この収容容器１２には、クリーンエア供給管１５が接続されている。このクリーンエア供給管１５は、クリーンエア供給装置（気体供給手段）１９に接続されている。そして、クリーンエアがクリーンエア供給装置１９から送り込まれ、図示しないフィルタを介し、クリーンエア供給管１５における収容容器１２側端部に設けられた吹付部１５ａから収容容器１２内に噴出され、出発材１に吹き付けられる。
【００１４】
クリーンエア供給管１５において、吹付部１５ａ近傍にアース電極と除電電極とからなる電極部１６が接続されている。この電極部１６は、高圧ケーブル１７を介して高電圧印加装置１８に接続されている。電極部１６には、高圧ケーブル１７を介し、高電圧印加装置１８によって高電圧が印加される。
【００１５】
電極部１６に高電圧が印加されると、アース電極と除電電極との間に高電界が発生する。一方、クリーンエア供給管１５の吹付部１５ａから収容容器１２内にクリーンエアが噴出される。このとき、クリーンエアは、電極部１６によってイオン化される。すると、このクリーンエアがイオン化されつつ出発材１に吹き付けられる。つまり、本実施形態において、クリーンエア供給管１５、電極部１６、高圧ケーブル１７、高電圧印加装置１８及びクリーンエア供給装置１９が静電気除去機１４を構成する。なお、高電圧印加装置１８及びクリーンエア供給装置１９はそれぞれ独立して制御することができる。
【００１６】
出発材１の表面に発生した静電気は、イオン化したクリーンエアによって中和される。具体的には、クリーンエアにおける、静電気の帯電極性と逆の極性を有するイオンが出発材１に引き付けられ、付着することで、出発材１表面の帯電が中和されることで静電気が除電される。
【００１７】
次に、本発明にかかるガラス母材の製造方法を説明する。ガラス母材の製造方法は、上記ガラス母材の製造装置１０を用いることで好適に実施することができる。以下図１を参照して説明する。
まず、ケース本体１１内に出発材１を投入し、その下端部を収容容器１２内に収納させる。
この状態において、クリーンエア供給装置１９からクリーンエア供給管１５にクリーンエアを送り込み、吹付部１５ａから収容容器１２内へ噴出させる。
また、高電圧印加装置１８によって電極部１６に高電圧を印加する。
【００１８】
すると、クリーンエア供給管１５から収容容器１２内に噴出されるクリーンエアが電極部１６によってイオン化される。
そして、出発材１にはクリーンエア供給管１５の吹付部１５ａから噴出されるイオン化されたクリーンエアが吹き付けられ、この結果、出発材１の静電気が除去される。
【００１９】
その後、異物が除去された出発材１は、軸線を中心として回転されながら上方へ引き上げられ、その表面にバーナ１３によってガラス微粒子が吹き付けられ、ガラス微粒子堆積体２が形成されてガラス母材Ｇが製造される。
このとき、出発材１の静電気が除去されて付着していた異物が取り除かれ、しかも、吹き付けられるクリーンエアによって余剰ガラス微粒子あるいは異物の付着も防止される。また、静電除去機１４によって静電気を除去しているため、あらたに異物が付着することを防止することができる。このため、ガラス母材を脱水焼結する際に、出発材１とガラス微粒子堆積体２との界面部分等において、余剰ガラス微粒子や異物などが入り込んだ箇所近傍に気泡などが発生することを防止することができる。また、脱水焼結によって得られる光ファイバ母材を線引する際に、上記気泡が発生した箇所において線引き速度変動や外径変動が生じることがなく、この結果、全長にわたって良好な光ファイバを連続的に得ることができる。
【００２０】
つまり、本発明のガラス母材の製造装置１０は、収容容器（反応容器）１２内でコアロッド１にクラッドとなるガラス微粒子を堆積させてガラス母材Ｇを製造するガラス母材の製造装置であって、ガラス微粒子を生成するバーナ１３と、コアロッド１の静電気を除去する静電除去機１４とを備えていることを特徴とする。
また、本発明のガラス母材の製造方法は、反応容器内でコアロッド１にクラッドとなるガラス微粒子を堆積させるガラス母材の製造方法であって、堆積直前又は堆積中にコアロッド１の静電気を除去する工程を有することを特徴とする。
【００２１】
次に、第２実施形態に係るガラス母材の製造方法及びガラス母材の製造装置について説明する。なお、以下に説明する実施形態において、すでに説明した部材などと同等な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。
図２は、第２実施形態に係るガラス母材の製造方法及び製造装置を示す概略構成図である。
図２に示すように、このガラス母材の製造装置２０は、高電圧印加装置１８に高圧ケーブル１７を介して接続された電極部１６が、収容容器１２内に配置されている。本実施形態のガラス母材の製造装置２０において、電極部１６、高圧ケーブル１７及び高電圧印加装置１８が静電気除去機２４を構成する。
【００２２】
電極部１６は、高電圧印加装置１８によって高電圧がかけられると、アース電極と除電電極との間に高電界が発生する。すると、アース電極と除電電極との間の空気がイオン化され、このイオン化された粒子が収容容器１２内に揮散する。こうして、収容容器１２内におけるコアロッドの周囲の空気をイオン化することができる。
このとき、静電気の帯電極性と逆の極性を有するイオンが出発材１に引き付けられ、付着することで、出発材１表面の帯電が中和されることで静電気が除電される。
【００２３】
このように、本実施形態によれば、図１に示すガラス母材の製造装置における静電除去機２４に気体供給部が備えられていない構成でも出発材１の静電気の除電を行うことができる。しかし、静電除去機２４が気体を供給する気体供給手段（図１参照）と、この気体をイオン化して出発材１に吹き付ける吹付部とを有している構成とすれば、イオン化した気体を出発材１に直接接触するように吹き付けることで出発材１の静電気を除去することができるため、より一層確実に出発材１の静電気を除去することができる。
【００２４】
次に、上記ガラス母材の製造装置２０を参照して、本実施形態にかかるガラス母材の製造方法を説明する。本実施形態にかかるガラス母材の製造方法は、上記ガラス母材の製造装置２０を用いることで好適に実施することができる。
まず、ケース本体１１内に出発材１を投入し、その下端部を収容容器１２内に配設する。
この状態において、高電圧印加装置１８によって電極部１６に高電圧を印加する。
すると、電極部１６からイオン化された空気が揮散し、この結果、出発材１の周囲の雰囲気が次第にイオン化される。これにより、出発材１は、静電気が除去される。
【００２５】
その後、出発材１は、軸線を中心として回転されながら上方へ引き上げられ、バーナ３によって表面にガラス微粒子が吹き付けられ、ガラス微粒子堆積体２が形成されることでガラス母材Ｇが製造される。
このとき、出発材１に余剰ガラス微粒子あるいは異物が付着することを防止することができる。このため、ガラス母材を脱水焼結する際に、出発材１とガラス微粒子堆積体２との界面部分等において、余剰ガラス微粒子や異物などが入り込んだ箇所近傍に気泡などが発生することを防止することができる。また、脱水焼結によって得られる光ファイバ母材を線引する際に、上記気泡が発生した箇所において線引き速度変動や外径変動が生じることがなく、この結果、全長にわたって良好な光ファイバを連続的に得ることができる。
【００２６】
【実施例】
（第１実施例）
第１実施形態に係るガラス母材の製造装置１０を用いて下記のような試験を行った。
クリーンエア供給管１５からイオン化されたクリーンエアを噴出させて出発材１に直接吹き付けながら、出発材１にガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体２を形成することでガラス母材Ｇを製造した。
このとき、クリーンエア供給管１５からのクリーンエアの流量を、流路断面積等を考慮して３〜５０ｌ／ｍｉｎとした。
その結果、製造開始前に、最大で＋１．０ＫＶ程度に帯電していた出発材１を、±５０Ｖ程度までその帯電量を低減させることができた。
【００２７】
これにより、ガラス母材Ｇを製造し、その後、脱水焼結炉にて焼結してガラス化した結果、出発材１とガラス微粒子堆積体２との界面部等における気泡などの異常箇所の発生が大幅に低減された。
したがって、異常箇所を部分廃棄する必要のない高品質なガラス母材Ｇが得られ、ガラス母材Ｇを線引きして光ファイバを製造した際には、線引き速度変動や外径変動を少なくすることができ、全長にわたって良好な光ファイバを連続的に得ることができた。
【００２８】
（第２実施例）
第１実施形態に係るガラス母材の製造装置１０を用いて下記のような試験を行った。
クリーンエア供給管１５からイオン化されたクリーンエアを噴出させて出発材１に直接吹き付けながら、出発材１にガラス微粒子を堆積させてガラス母材Ｇを製造した。
このときのクリーンエア供給管１５からのクリーンエアの流量を、５０ｌ／ｍｉｎ以上とした。
その結果、製造開始前に、最大で＋１．０ＫＶ程度に帯電していた出発材１を、±５０Ｖ程度までその帯電量を低減させることができた。
【００２９】
これにより、出発材１へのガラス微粒子の付着効率が上記第１実施例に比して多少低下したが、ガラス母材Ｇの製造後、脱水焼結炉にて焼結してガラス化した結果、この場合も、出発材１とガラス微粒子堆積体２との界面部等における気泡などの異常箇所の発生が低減された。
したがって、異常箇所を部分廃棄する必要のない高品質なガラス母材Ｇを得ることができた。また、このガラス母材Ｇを線引きして光ファイバを製造した際には、線引き速度変動や外径変動を少なくすることができ、ほぼ全長にわたって良好な光ファイバを連続的に得ることができた。
【００３０】
（第３実施例）
第２実施形態に係るガラス母材の製造装置２０を用い、高電圧印加装置１８によって電極部１６に高電圧を印加させながら、出発材１にガラス微粒子を堆積させてガラス母材Ｇを製造した。
その結果、製造開始前に、最大で＋１．０ＫＶ程度に帯電していた出発材２を、±２００Ｖ程度までその帯電量を低減させることができた。
【００３１】
本実施例で得られたガラス母材を脱水焼結炉にて焼結してガラス化した際には、出発材１とガラス微粒子堆積体２との界面部等における気泡などの異常箇所の発生がかなり低減された。
したがって、異常箇所を部分廃棄する必要のない高品質なガラス母材Ｇを得ることができた。また、ガラス母材Ｇを線引きして光ファイバとした際には、線引き速度変動や外径変動を少なくすることができ、ほぼ全長にわたって良好な光ファイバを連続的に得ることができた。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ガラス微粒子を堆積させるコアロッドへの余剰ガラス微粒子や異物の付着を防止し、また、異物の除去することで、脱水焼結工程や線引工程において不具合が発生することを防止できるガラス母材の製造装置及びガラス母材の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるガラス母材の製造装置及びガラス母材の製造方法の第１実施形態を説明する図である。
【図２】本発明にかかるガラス母材の製造装置及びガラス母材の製造方法の第２実施形態を説明する図である。
【符号の説明】
１  出発材（コアロッド）
２  ガラス微粒子堆積体
１０、２０  ガラス母材の製造装置
１１  ケース本体
１２  収容容器
１３  バーナ
１４、２４  静電除去機
１８  高電圧印加装置
１９  クリーンエア供給装置
１０、２０  ガラス母材の製造装置
Ｇ  ガラス母材
【図１】
2004331430.tif 000003
【図２】
2004331430.tif 000004