JP4155001B2 - 光ファイバの製造方法および製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ母材を加熱線引きする光ファイバの製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを製造する方法および装置として、線引炉を用いて光ファイバ母材を加熱・軟化させて一端より線引きすることで製造する手法が広く用いられている。そして、低コスト化のため、光ファイバ母材の太径化が進められている。
【０００３】
このように光ファイバ母材を太径化した場合に、所望の特性を有する光ファイバを安定的に製造する方法および装置として、Ｈｅガス中で線引を行い、線引された光ファイバをＨｅガスより熱伝達率の低いガス（例えば、Ｎ２ガス）中で徐冷するものとし、徐冷手段と線引炉の間に両方のガスの混在層を形成する技術が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１１４５２６号公報（第５頁、図２）
【特許文献２】
特開２００１−１１４５２５号公報（第６頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光ファイバの線引工程においては、光ファイバ母材表面を高温に熱した際に、ＳｉＯ２を主成分とするシリカ粉が発生し、これが線引炉の炉体出口に備えられているシャッター等に付着堆積し、堆積したシリカ粉の一部が剥離して線引中の光ファイバ表面に付着することにより低強度断線を引き起こすことがある。
【０００６】
そこで本発明は、線引中の光ファイバへのシリカ粉の付着を効果的に抑制するとともに、光ファイバの徐冷効果を高めることが可能な光ファイバの製造方法および製造装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明にかかる光ファイバの製造方法は、光ファイバ母材を加熱線引きする光ファイバの製造方法において、線引炉を用いて第１ガス雰囲気中で光ファイバ母材を加熱線引きし、徐冷装置を用いて第１ガスより熱伝達率の低い第２ガス雰囲気中で線引きされた光ファイバを徐冷し、線引炉と徐冷装置の間に外壁が筒状で下部に内筒を有する緩衝室を配置し、内筒下方から第１ガスより熱伝達率の低い第３ガスを供給するとともに、外壁の上方ないし側方からガスを吸引することで、緩衝室内に第１ガスと第３ガスとを成層化させ、吸引ガスとともにダストを吸引する工程を備えているものである。
【０００８】
一方、本発明にかかる光ファイバの製造装置は、光ファイバ母材を加熱線引きする光ファイバの製造装置において、第１ガス雰囲気中で光ファイバ母材を加熱線引きする線引炉と、第１ガスより熱伝達率の低い第２ガス雰囲気中で線引きされた光ファイバを徐冷する徐冷装置と、線引炉と徐冷装置の間で線引きされた光ファイバを包囲し、外気から遮断する筒状の外筒と、外筒内側の徐冷装置側の下端部に筒状に形成されて上端は外筒内と連通している内筒とを有する緩衝室と、内筒下方から内筒内に第１ガスより熱伝達率の低い第３ガスを供給して前記内筒内を前記第３ガスにより充たすガス供給手段と、緩衝室内の内筒上方またはその外側の第１ガスと第３ガスとを成層化させつつ、室内のガスをダストとともに吸引するガス吸引手段と、を備えているものである。
【０００９】
徐冷装置を用いて光ファイバの急冷を抑制することで光ファイバ内のガラス構造の安定性を高め、伝送損失の低い光ファイバを製造することができる。そして、下部が二重円筒構造の緩衝室を用いることで、下部の二重円筒の内筒内に第３ガス、外筒のみからなる上部に第１ガスを偏在させるとともに、内部でのガスフローを安定させ、線引炉から第１ガスとともに排出されるシリカ粉等のダストをこのガスフローに載せて速やかに排出することによって、シリカ粉の光ファイバへの付着を抑制する。
【００１０】
ここで、第１ガスにはＨｅ等の不活性ガス、第２、第３ガスとしては、空気、Ｎ２、Ａｒ等の分子量の比較的大きなガスを用いることができる。そして、第２ガスと第３ガスには同一組成のガスを用いてもよい。
【００１１】
この緩衝室に室内と外部を連通する空気取り入れ口を設け、空気供給を行うことが好ましい。空気を導入することでガスフローをより安定させることが可能となる。
【００１２】
この内筒には、内筒内部と外側とを連通する切欠きが設けられていることが好ましい。切欠きを通じて内筒の内側から外側への第２ガス流出を促すことでガスフローをより安定させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１は、本発明に係る光ファイバ製造装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。この製造装置１は、本発明に係る光ファイバ製造方法を実現する装置、すなわち、石英系光ファイバを線引きによって製造する装置であって、線引炉１１、緩衝室５、保護管２１及び樹脂硬化部３１を有し、これら線引炉１１、緩衝質５、保護管２１及び樹脂硬化部３１は光ファイバ母材２を線引きする方向（図１において、上から下）に、線引炉１１、緩衝室５、保護管２１、樹脂硬化部３１の順で配設されている。そして、母材供給装置（図示せず）に保持された光ファイバ母材２を線引炉１１に供給し、線引炉１１内のヒータ１２で光ファイバ母材２の下端を加熱・軟化させ、光ファイバ３を線引きする。
【００１５】
線引炉１１の炉心管１３には、Ｈｅガス供給部１４からのＨｅガス供給通路１５が接続されており、線引炉１１の炉心管１３内は、Ｈｅガス雰囲気（第１ガス雰囲気）となるように調整されている。加熱線引きされた光ファイバ３は炉心管１３内にて、Ｈｅガスにより冷却される。その後、光ファイバ３は、炉心管延長部１６を通過する。ここで、Ｈｅガスの熱伝導率λ（Ｔ＝３００Ｋ）は、１５０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）である。
【００１６】
炉心管延長部１６の直下には緩衝室５が配置されている。図２、図３に緩衝室５の詳細な構造を示す。緩衝室５は筒状の外筒５０の内側に内筒５１が配置されている。ここで、外筒５０は、上端の開口５０ｂを介して炉心管延長部１６に接続され、光ファイバ３を包囲する外壁によって緩衝室５を外気から区画している。底面には、中央に後述する内筒５１が下側から挿入されている孔５０ｅと、この孔５０ｅをはさんで軸中心から１８０°対向する位置にそれぞれ設けられた孔５０ｃ、５０ｄを有する。孔５０ｃには、外気に接続される吸気管７７が接続されており、孔５０ｄは、排気管７３、ダンパー７４を介して、排気装置７５へと接続されている。ダンパー７４には、管内静圧を測定する圧力計７６が配置されている。また、外筒５０の上部には外気に開口するスリット５０ａが設けられている。一方、内筒５１は、上端が開放されており、底部中央の開口５１ｃに接続されたＮ２ガス（第３ガス）供給通路７２を介してＮ２ガス（第３ガス）供給部７１からＮ２ガス（第３ガス）が供給されている。Ｎ2ガスの熱伝導率λ（Ｔ＝３００Ｋ）は２６ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、上述した第１ガスであるＨｅガスより低い熱伝導率を有している。本実施形態では、第３ガスとしてＮ２ガスを用いたが、空気あるいはＡｒ等の分子量の比較的大きいガスを用いることが可能である。もちろん、第１ガスとしてＮ２を用いる場合には、第３ガスはこれより熱伝導率の低いガスである必要がある。この内筒５１の側壁５１ａには、略等間隔で切欠き５１ｂが形成されており、いわゆるクラウン形状に加工されている。そして、内筒５１の外筒５０内への配置に際しては、内筒５１の上端部を外筒５０の天井面より低い位置に配置し、また、内筒５１の外径を外筒５０の孔５０ｅより小さくすることにより、内筒５１の周囲に隙間を形成している。
【００１７】
炉心管延長部１６から繰り出された光ファイバ３は、この緩衝室５の中心軸を通過していく。このとき、光ファイバ３とともに、線引炉１１内で光ファイバ母材２を高温に熱した時に発生したＳｉＯ２を主成分とするシリカ粉がＨｅガスとともに炉心管延長部１６へ浸入してくる。そこで、Ｎ２ガス供給部７１からＮ２ガス供給通路７２を介して内筒５１の底部からＮ２ガスを供給するとともに、排気装置７５により外筒５１の底部の一端（具体的には、孔５０ｄ）から排気管７３、ダンパー７４を介して緩衝室５内のガスを排出する。ここで、圧力計７６の測定値を参照してダンパー７４、排気装置７５を制御して排気量を調整することで、スリット５０ａと吸気管７７、内筒５１外側の孔５０ｅとの隙間から外気を緩衝室５内に導入することで、緩衝室５内に形成される気流を制御する。これにより、シリカ粉を速やかに緩衝室５内から排出して、光ファイバ３への付着を抑制し、その低強度断線を防止する。さらに、光ファイバ３の周囲において、ＨｅガスとＮ２ガスとを成層化させることにより、光ファイバ３の横断面方向での気流の違いやガス組成の違いによって冷却効果が異なることによる光ファイバ３のガラス径変動、これによる伝送特性の変動を抑制する。ここで、内筒５１のクラウン形状、その配置位置（内筒５１の上端と炉心管延長部１６下端、つまり外筒５０の天井面との間隔）もまた、緩衝室５内の気流の安定化とガス成層化に寄与している。この間隔は５〜４０ｍｍとすることが好ましい。５ｍｍ未満では、ガス成層化の効果が十分に得られず、４０ｍｍを超えると、光ファイバの外径変動または曲がりの問題が生ずる。
【００１８】
光ファイバ３の緩衝室５への入線温度は、１２００〜１８００℃の範囲内の温度とされており、特に、１３００〜１６００℃の範囲内の温度に設定することが望ましい。このように、入線温度を１３００〜１６００℃の範囲内の温度とすることにより、比較的温度の高い状態から冷却速度を遅くした冷却が可能となり、レイリー散乱強度を更に低減して伝送損失が一層低くされた光ファイバ３を製造することができる。
【００１９】
保護管２１は、緩衝室５の下流側に設けられ、徐冷装置として機能する。この保護管２１は外気と通じており、保護管２１内が空気からなる雰囲気（第２ガス雰囲気）となるように構成されている。空気の熱伝導率λ（Ｔ＝３００Ｋ）は２６ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、Ｈｅガスより低い熱伝導率を有している。なおＨｅガスより低い熱伝導率を有する所定のガスとして、空気を用いる代わりに、Ｎ2あるいはＡｒ等の分子量の比較的大きいガスを用いることが可能である。Ｎ2あるいはＡｒ等のガスを用いる場合には、第２ガスの供給源としてのガス供給部を、ガス供給通路を介して保護管２１に接続するように構成することになる。もちろん、前述した緩衝室５に導く第３ガスと同じガスを供給してもよい。また、第１ガスとしてＮ２ガスを用いた場合には、これより熱伝導率の低いガスを第２ガスとして用いる必要がある。
【００２０】
保護管２１内においては、光ファイバ３は空気により冷却される。したがって、保護管２１における冷却は、加熱線引きされた光ファイバ３において温度が１１００〜１７００℃となる部分のうち、光ファイバ３の温度差が５０℃以上となる区間、例えば、光ファイバ３の温度が１２００〜１４００℃となる部分（温度差が２００℃となる区間）が、Ｈｅガスでの冷却速度（２００００〜３００００℃／秒程度）よりも遅い冷却速度（４０００〜６０００℃／秒程度）で冷却することにより行われる。
【００２１】
保護管２１の設置位置及び光ファイバ母材２の線引き方向（図１において、上下方向）での全長は、上述した光ファイバ３の温度が１１００〜１７００℃となる部分のうち光ファイバ３の温度差が５０℃以上となる区間が、保護管２１に位置して冷却されるように、線引き速度を考慮して設定されている。ここで、線引き速度を考慮する必要があるのは、線引き速度を速くすると、光ファイバ３の同じ温度となる位置が下方に下がるためである。保護管２１内へ空気を送り、空気流により強制冷却を行ってもよい。この場合も上述の冷却条件を満たす必要がある。
【００２２】
保護管２１を出た光ファイバ３は、外径測定器６１により外径がオンライン測定され、その測定値が光ファイバを引き取る装置（図示せず）を回転駆動する駆動モータ（図示せず）または光ファイバ母材送り装置（図示せず）にフィードバックされて外径が一定となるように制御される。その後、光ファイバ３に、コーティングダイス６２によりＵＶ樹脂６３を塗布し、樹脂硬化部３１のＵＶランプ３２によりＵＶ樹脂６３が硬化され、光ファイバ素線４となる。そして、光ファイバ素線４は、ガイドローラ６４を経て、ドラムにより巻き取られる。なお、ＵＶ樹脂６３の代わりに熱硬化樹脂を用い、この熱硬化樹脂を加熱炉により硬化させるように構成してもよい。
【００２３】
ここで、緩衝室５を内筒５１と外筒５０の二重円筒構造としたことによるガス成層化と、内部に形成される気流安定化の効果を検証するため、発明者が行った数値解析の結果を以下に示す。
【００２４】
解析に当たっては、緩衝室５内を図４に示される半円筒モデルでモデル化し、条件を代えた５種類のケースについて解析を行った。モデルは角度方向に１０度ずつ１８分割し、径方向に 分割、高さ方向に１５分割したセルモデルを用いた。表１に各計算モデルを示す。いずれのケースにおいても、緩衝室５は、直径１３４ｍｍ、高さ５２ｍｍ、孔５０ｅは直径６０ｍｍ、スリット５０ａは角度３０°×高さ１０ｍｍ、孔５０ｃ、５０ｄはともに角度２０°×幅１０ｍｍの扇形形状、緩衝室上端と半筒上端との距離は１０ｍｍ、炉心管延長部１６（直径２５ｍｍ）からのＨｅ流入量は３００Ｋ換算で４０リットル／分、流入時の温度は１０００℃、孔５１ｃ（直径６ｍｍ）からのＮ２ガス流入量は、３００Ｋ換算で１リットル／分、流入温度は１００℃と同一に設定して計算を行った。
【００２５】
【表１】
ここで、切欠き５１ｂの角度は３０°に設定した。
【００２６】
図５〜図７に解析結果を示す。図５は、軸中心側セル５つの空気濃度の平均を高さ方向でプロットした軸中心線上の空気濃度を示すグラフであり、図６は、底部におけるＨｅ濃度分布を比較して示す図であり、図７は、横断面におけるＨｅ濃度分布と流速分布を示す図である。
【００２７】
これらの計算結果から、内筒５１を広くしたケースｂでは、上方から流入するＨｅガスが下方から流入するＮ２ガスを避けて内筒５１の底面まで達して好ましくなく、内筒５１の直径を制限してＮ２ガスによる内筒５１内の置換を促進する必要があることがわかる。また、排気量を減らしたケースｄでは、排気が不十分なため、スリット５０ａからガス漏れを起こすことがある。このことから、排気量５０リットル／分では不足であり、１００リットル／分程度、好ましくは８０〜１２０リットル／分の排気量が好ましいことがわかる。本解析では、緩衝室の容積は０．７３リットルであり、１分あたりの排気量は緩衝室容積の１１０〜１６５倍程度が好ましい。これに対して、ケースａ、ケースｃでは、軸中心にＨｅガスとＮ２ガスを成層化させるとともに、Ｈｅガスを効果的に排出でき、これにより緩衝室５に流入するシリカ粉等のダストもＨｅガスとともに排出できると考えられる。
【００２８】
次に、本発明に係る光ファイバ製造装置の第２の実施形態を図８を参照して説明する。この第２の実施形態の光ファイバ製造装置は第１の実施形態と基本構成は同一であって、徐冷装置として、保護管２１に代えて、徐冷用加熱炉２１ｘを備えている。
【００２９】
徐冷用加熱炉２１ｘは、ヒータ２２及び炉心管２３を有している。徐冷用加熱炉２１ｘでは、炉心管２３内の光ファイバ３をヒータ２２により加熱することで、光ファイバ３の所定箇所を、所定の冷却速度にて徐冷している。徐冷用加熱炉２１ｘにおける徐冷は、加熱線引きされた光ファイバ３において温度が１１００〜１７００℃となる部分のうち、光ファイバ３の温度差が５０℃以上となる区間、例えば、光ファイバ３の温度が１２００〜１４００℃となる部分（温度差が２００℃となる区間）が１０００℃／秒以下の冷却速度で徐冷することにより行われる。なお、炉中心の温度を１１００〜１４００℃の範囲内の温度に設定することにより、加熱線引きされた光ファイバ３において温度が１２００〜１４００℃となる部分のうち、光ファイバ３の温度差が５０℃以上となる区間が１０００℃／秒以下の冷却速度で徐冷されることになる。
【００３０】
徐冷用加熱炉２１ｘのヒータ２２及び炉心管２３の設置位置及び光ファイバ母材２の線引き方向（図１において、上下方向）での全長は、上述した光ファイバ３の温度が１１００〜１７００℃となる部分のうち光ファイバ３の温度差が５０℃以上となる区間が、徐冷用加熱炉２１ｘの炉心管２３内に位置してヒータ２２により加熱されながら、徐冷されるように、線引き速度を考慮して設定されている。ここで、線引き速度を考慮する必要があるのは、線引き速度を速くすると、光ファイバ３の同じ温度となる位置が下方に下がるためである。また、徐冷用加熱炉２１ｘのヒータ２２の温度は、炉心管２３内に位置する光ファイバ３の温度差が５０℃以上となる区間を１０００℃／秒以下の冷却速度で冷却するように設定される。
【００３１】
また、徐冷用加熱炉２１の炉心管２３は外気と通じており、炉心管２３内が空気（第２ガス）からなる雰囲気となるように構成されている。なお、空気を用いる代わりに、第１の実施形態と同様に、Ｎ2あるいはＡｒ等の分子量の比較的大きいガスを用いることが可能である。第２ガスとしてＮ2あるいはＡｒ等のガスを用いる場合には、第２ガスの供給源としてのガス供給部をガス供給通路を介して炉心管２３に接続するように構成することになる。また、上述したように緩衝室５に導かれるのと同じ第３ガスを供給してもよい。
【００３２】
ヒータ２２は、第１ヒータ２２ａ、第２ヒータ２２ｂ及び第３ヒータ２２ｃからなる３つのヒータを含んでいる。各ヒータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃは光ファイバ母材２を線引きする方向（図８において、上から下）に、第１ヒータ２２ａ、第２ヒータ２２ｂ、第３ヒータ２２ｃの順で配設されている。各ヒータ２２ａ，２２ｂ、２２ｃは、炉心管２３の対応する位置の表面温度が上から下にいくにつれて下がる様に調節されていることが好ましい。
【００３３】
このように各ヒータ２２ａ、２２ｂ、２２ｃに温度差を付けることで、徐冷用加熱炉２１の炉心管２３内で上側が高く、下側が低い温度勾配が与えられることになる。したがって、炉心管２３内が、線引炉１１側から樹脂硬化部３１側に向かって低下する温度分布を有する光ファイバ３の温度に対応した温度分布を有することとなり、光ファイバ３との温度差を適切に保ち、光ファイバ３を更に適切な冷却速度にて冷却することができる。
【００３４】
本実施形態では、光ファイバ３は強制冷却装置６５により数十℃程度まで冷却される。この強制冷却装置６５は、光ファイバ３が通る細長い管に室温以下のガス（たとえばＨｅガス）を流すように構成されている。強制冷却装置６５により冷却された光ファイバ３に、コーティングダイス６２によりＵＶ樹脂６３を塗布し、樹脂硬化部３１のＵＶランプ３２によりＵＶ樹脂６３が硬化され、光ファイバ素線４となる。そして、光ファイバ素線４は、ガイドローラ６４を経て、ドラムにより巻き取られる。なお、ＵＶ樹脂６３の代わりに熱硬化樹脂６３を用い、この熱硬化樹脂６３を加熱炉３１により硬化させるように構成してもよい。
【００３５】
次に、本発明に係る光ファイバ製造方法と従来の光ファイバ製造方法のそれぞれで光ファイバを製造した場合の炉心管延長部１６出口と光ファイバへのシリカ粉付着を比較した実験を行ったのでその結果について報告する。
【００３６】
実験条件は、以下の通りである。実施例１は、上述した実施形態１の装置で線引きを行った場合であり、実施例２は、内筒５１として切欠きのない内筒５１を用いて線引きを行った場合であり、比較例では、内筒５１を外した状態で線引きを行った。それ以外の実験条件は共通とし、炉体へのＨｅ供給量（炉心管延長部１６から緩衝室５への流入量も同一）は、５０リットル／分（標準状態換算）とし、圧力計７６で計測する排気圧は８５Ｐａ、炉心管延長部１６出口径は直径２５ｍｍとし、緩衝室５は、内径１３４．２ｍｍ、内部高さ５２ｍｍ、孔５０ｅは直径６０ｍｍ、スリット５０ａは角度２９．５°×高さ１９ｍｍ、孔５０ｃ、５０ｄは、いずれも直径２２ｍｍとし、内筒５１の内径を４０ｍｍ、その上端と炉心管延長部１６出口との距離を１０ｍｍとした。この条件でそれぞれ光ファイバ母材２から外径１２５μｍの光ファイバ３を線引きした。
【００３７】
実施例１においては、光ファイバ３、炉心管延長部１６出口ともにシリカ粉の付着は確認できなかった。また、実施例２においては、炉心管延長部１６に少量のシリカ粉付着が確認されたが、付着量は許容範囲以下に抑えられており、光ファイバ３側へのシリカ粉付着は見られなかった。内筒に切欠きを設けた方が、Ｈｅガスが内筒に流れ込みやすく、炉心管延長部の出口で滞留しにくいと考えられる。一方、比較例においては、炉心管延長部１６出口に実施例２を上回るシリカ粉の付着がみられ、光ファイバ３を強度スクリーニングにかけたところ、断線が多発した。これは、一旦炉心管延長部１６出口に付着したシリカ粉が剥がれて光ファイバ３へ付着し、この付着した箇所の強度が不足して断線に至るためと考えられる。
【００３８】
本実験により、本発明に係る光ファイバ製造方法と製造装置により、光ファイバへのシリカ粉付着を抑制する効果が確認できた。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、緩衝室内の気流、成層化状態を安定化させて、炉体から排出されるシリカ粉を速やかに排出することができるので、光ファイバへのシリカ粉の付着を効果的に抑制しつつ、光ファイバの徐冷効果を得ることができる。特に炉心管延長部が短い場合には有効である。炉心管延長部の長さを短く（例えば５ｃｍ〜２０ｃｍ）として、徐冷効果を十分に得、かつ、低強度断線の頻度を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバ製造装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の装置の緩衝室の構成を示す断面図である。
【図３】図１の装置の緩衝室の構成を示す斜視図である。
【図４】図２の緩衝室内の流動解析モデルを示すモデル図である。
【図５】図４のモデルによる流動解析のうち、軸中心線上の空気濃度の解析結果を示す図である。
【図６】図４のモデルによる流動解析のうち、緩衝室底部におけるＨｅ濃度分布を示す図である。
【図７】図４のモデルによる流動解析のうち、緩衝室内のＨｅ濃度と流速の分布を示す図である。
【図８】本発明に係る光ファイバ製造装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ装置、２…光ファイバ母材、３…光ファイバ、４…光ファイバ素線、５…緩衝室、１１…線引き炉、１２…ヒータ、１３…炉心管、１４…第１ガス供給部、１５…第１ガス供給通路、１６…炉心管延長部、２１…徐冷装置（保護管、徐冷用加熱炉）、２２…ヒータ、２３…炉心管、３１…樹脂硬化部、５０…外筒、５１…内筒、７１…第３ガス供給部、７２…第３ガス供給通路、７４…ダンパー、７５…排気装置、７６…圧力計、７７…吸気管。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ母材を加熱線引きする光ファイバの製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを製造する方法および装置として、線引炉を用いて光ファイバ母材を加熱・軟化させて一端より線引きすることで製造する手法が広く用いられている。そして、低コスト化のため、光ファイバ母材の太径化が進められている。
【０００３】
このように光ファイバ母材を太径化した場合に、所望の特性を有する光ファイバを安定的に製造する方法および装置として、Ｈｅガス中で線引を行い、線引された光ファイバをＨｅガスより熱伝達率の低いガス（例えば、Ｎ２ガス）中で徐冷するものとし、徐冷手段と線引炉の間に両方のガスの混在層を形成する技術が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１１４５２６号公報（第５頁、図２）
【特許文献２】
特開２００１−１１４５２５号公報（第６頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光ファイバの線引工程においては、光ファイバ母材表面を高温に熱した際に、ＳｉＯ２を主成分とするシリカ粉が発生し、これが線引炉の炉体出口に備えられているシャッター等に付着堆積し、堆積したシリカ粉の一部が剥離して線引中の光ファイバ表面に付着することにより低強度断線を引き起こすことがある。
【０００６】
そこで本発明は、線引中の光ファイバへのシリカ粉の付着を効果的に抑制するとともに、光ファイバの徐冷効果を高めることが可能な光ファイバの製造方法および製造装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明にかかる光ファイバの製造方法は、光ファイバ母材を加熱線引きする光ファイバの製造方法において、線引炉を用いて第１ガス雰囲気中で光ファイバ母材を加熱線引きし、徐冷装置を用いて第１ガスより熱伝達率の低い第２ガス雰囲気中で線引きされた光ファイバを徐冷し、線引炉と徐冷装置の間に外壁が筒状で下部に内筒を有する緩衝室を配置し、内筒下方から第１ガスより熱伝達率の低い第３ガスを供給するとともに、外壁の上方ないし側方からガスを吸引することで、緩衝室内に第１ガスと第３ガスとを成層化させ、吸引ガスとともにダストを吸引する工程を備えているものである。
【０００８】
一方、本発明にかかる光ファイバの製造装置は、光ファイバ母材を加熱線引きする光ファイバの製造装置において、第１ガス雰囲気中で光ファイバ母材を加熱線引きする線引炉と、第１ガスより熱伝達率の低い第２ガス雰囲気中で線引きされた光ファイバを徐冷する徐冷装置と、線引炉と徐冷装置の間で線引きされた光ファイバを包囲し、外気から遮断する筒状の外筒と、外筒内側の徐冷装置側の下端部に筒状に形成されて上端は外筒内と連通している内筒とを有する緩衝室と、内筒下方から内筒内に第１ガスより熱伝達率の低い第３ガスを供給して前記内筒内を前記第３ガスにより充たすガス供給手段と、緩衝室内の内筒上方またはその外側の第１ガスと第３ガスとを成層化させつつ、室内のガスをダストとともに吸引するガス吸引手段と、を備えているものである。
【０００９】
徐冷装置を用いて光ファイバの急冷を抑制することで光ファイバ内のガラス構造の安定性を高め、伝送損失の低い光ファイバを製造することができる。そして、下部が二重円筒構造の緩衝室を用いることで、下部の二重円筒の内筒内に第３ガス、外筒のみからなる上部に第１ガスを偏在させるとともに、内部でのガスフローを安定させ、線引炉から第１ガスとともに排出されるシリカ粉等のダストをこのガスフローに載せて速やかに排出することによって、シリカ粉の光ファイバへの付着を抑制する。
【００１０】
ここで、第１ガスにはＨｅ等の不活性ガス、第２、第３ガスとしては、空気、Ｎ２、Ａｒ等の分子量の比較的大きなガスを用いることができる。そして、第２ガスと第３ガスには同一組成のガスを用いてもよい。
【００１１】
この緩衝室に室内と外部を連通する空気取り入れ口を設け、空気供給を行うことが好ましい。空気を導入することでガスフローをより安定させることが可能となる。
【００１２】
この内筒には、内筒内部と外側とを連通する切欠きが設けられていることが好ましい。切欠きを通じて内筒の内側から外側への第２ガス流出を促すことでガスフローをより安定させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１は、本発明に係る光ファイバ製造装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。この製造装置１は、本発明に係る光ファイバ製造方法を実現する装置、すなわち、石英系光ファイバを線引きによって製造する装置であって、線引炉１１、緩衝室５、保護管２１及び樹脂硬化部３１を有し、これら線引炉１１、緩衝質５、保護管２１及び樹脂硬化部３１は光ファイバ母材２を線引きする方向（図１において、上から下）に、線引炉１１、緩衝室５、保護管２１、樹脂硬化部３１の順で配設されている。そして、母材供給装置（図示せず）に保持された光ファイバ母材２を線引炉１１に供給し、線引炉１１内のヒータ１２で光ファイバ母材２の下端を加熱・軟化させ、光ファイバ３を線引きする。
【００１５】
線引炉１１の炉心管１３には、Ｈｅガス供給部１４からのＨｅガス供給通路１５が接続されており、線引炉１１の炉心管１３内は、Ｈｅガス雰囲気（第１ガス雰囲気）となるように調整されている。加熱線引きされた光ファイバ３は炉心管１３内にて、Ｈｅガスにより冷却される。その後、光ファイバ３は、炉心管延長部１６を通過する。ここで、Ｈｅガスの熱伝導率λ（Ｔ＝３００Ｋ）は、１５０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）である。
【００１６】
炉心管延長部１６の直下には緩衝室５が配置されている。図２、図３に緩衝室５の詳細な構造を示す。緩衝室５は筒状の外筒５０の内側に内筒５１が配置されている。ここで、外筒５０は、上端の開口５０ｂを介して炉心管延長部１６に接続され、光ファイバ３を包囲する外壁によって緩衝室５を外気から区画している。底面には、中央に後述する内筒５１が下側から挿入されている孔５０ｅと、この孔５０ｅをはさんで軸中心から１８０°対向する位置にそれぞれ設けられた孔５０ｃ、５０ｄを有する。孔５０ｃには、外気に接続される吸気管７７が接続されており、孔５０ｄは、排気管７３、ダンパー７４を介して、排気装置７５へと接続されている。ダンパー７４には、管内静圧を測定する圧力計７６が配置されている。また、外筒５０の上部には外気に開口するスリット５０ａが設けられている。一方、内筒５１は、上端が開放されており、底部中央の開口５１ｃに接続されたＮ２ガス（第３ガス）供給通路７２を介してＮ２ガス（第３ガス）供給部７１からＮ２ガス（第３ガス）が供給されている。Ｎ2ガスの熱伝導率λ（Ｔ＝３００Ｋ）は２６ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、上述した第１ガスであるＨｅガスより低い熱伝導率を有している。本実施形態では、第３ガスとしてＮ２ガスを用いたが、空気あるいはＡｒ等の分子量の比較的大きいガスを用いることが可能である。もちろん、第１ガスとしてＮ２を用いる場合には、第３ガスはこれより熱伝導率の低いガスである必要がある。この内筒５１の側壁５１ａには、略等間隔で切欠き５１ｂが形成されており、いわゆるクラウン形状に加工されている。そして、内筒５１の外筒５０内への配置に際しては、内筒５１の上端部を外筒５０の天井面より低い位置に配置し、また、内筒５１の外径を外筒５０の孔５０ｅより小さくすることにより、内筒５１の周囲に隙間を形成している。
【００１７】
炉心管延長部１６から繰り出された光ファイバ３は、この緩衝室５の中心軸を通過していく。このとき、光ファイバ３とともに、線引炉１１内で光ファイバ母材２を高温に熱した時に発生したＳｉＯ２を主成分とするシリカ粉がＨｅガスとともに炉心管延長部１６へ浸入してくる。そこで、Ｎ２ガス供給部７１からＮ２ガス供給通路７２を介して内筒５１の底部からＮ２ガスを供給するとともに、排気装置７５により外筒５１の底部の一端（具体的には、孔５０ｄ）から排気管７３、ダンパー７４を介して緩衝室５内のガスを排出する。ここで、圧力計７６の測定値を参照してダンパー７４、排気装置７５を制御して排気量を調整することで、スリット５０ａと吸気管７７、内筒５１外側の孔５０ｅとの隙間から外気を緩衝室５内に導入することで、緩衝室５内に形成される気流を制御する。これにより、シリカ粉を速やかに緩衝室５内から排出して、光ファイバ３への付着を抑制し、その低強度断線を防止する。さらに、光ファイバ３の周囲において、ＨｅガスとＮ２ガスとを成層化させることにより、光ファイバ３の横断面方向での気流の違いやガス組成の違いによって冷却効果が異なることによる光ファイバ３のガラス径変動、これによる伝送特性の変動を抑制する。ここで、内筒５１のクラウン形状、その配置位置（内筒５１の上端と炉心管延長部１６下端、つまり外筒５０の天井面との間隔）もまた、緩衝室５内の気流の安定化とガス成層化に寄与している。この間隔は５〜４０ｍｍとすることが好ましい。５ｍｍ未満では、ガス成層化の効果が十分に得られず、４０ｍｍを超えると、光ファイバの外径変動または曲がりの問題が生ずる。
【００１８】
光ファイバ３の緩衝室５への入線温度は、１２００〜１８００℃の範囲内の温度とされており、特に、１３００〜１６００℃の範囲内の温度に設定することが望ましい。このように、入線温度を１３００〜１６００℃の範囲内の温度とすることにより、比較的温度の高い状態から冷却速度を遅くした冷却が可能となり、レイリー散乱強度を更に低減して伝送損失が一層低くされた光ファイバ３を製造することができる。
【００１９】
保護管２１は、緩衝室５の下流側に設けられ、徐冷装置として機能する。この保護管２１は外気と通じており、保護管２１内が空気からなる雰囲気（第２ガス雰囲気）となるように構成されている。空気の熱伝導率λ（Ｔ＝３００Ｋ）は２６ｍＷ／（ｍ・Ｋ）であり、Ｈｅガスより低い熱伝導率を有している。なおＨｅガスより低い熱伝導率を有する所定のガスとして、空気を用いる代わりに、Ｎ2あるいはＡｒ等の分子量の比較的大きいガスを用いることが可能である。Ｎ2あるいはＡｒ等のガスを用いる場合には、第２ガスの供給源としてのガス供給部を、ガス供給通路を介して保護管２１に接続するように構成することになる。もちろん、前述した緩衝室５に導く第３ガスと同じガスを供給してもよい。また、第１ガスとしてＮ２ガスを用いた場合には、これより熱伝導率の低いガスを第２ガスとして用いる必要がある。
【００２０】
保護管２１内においては、光ファイバ３は空気により冷却される。したがって、保護管２１における冷却は、加熱線引きされた光ファイバ３において温度が１１００〜１７００℃となる部分のうち、光ファイバ３の温度差が５０℃以上となる区間、例えば、光ファイバ３の温度が１２００〜１４００℃となる部分（温度差が２００℃となる区間）が、Ｈｅガスでの冷却速度（２００００〜３００００℃／秒程度）よりも遅い冷却速度（４０００〜６０００℃／秒程度）で冷却することにより行われる。
【００２１】
保護管２１の設置位置及び光ファイバ母材２の線引き方向（図１において、上下方向）での全長は、上述した光ファイバ３の温度が１１００〜１７００℃となる部分のうち光ファイバ３の温度差が５０℃以上となる区間が、保護管２１に位置して冷却されるように、線引き速度を考慮して設定されている。ここで、線引き速度を考慮する必要があるのは、線引き速度を速くすると、光ファイバ３の同じ温度となる位置が下方に下がるためである。保護管２１内へ空気を送り、空気流により強制冷却を行ってもよい。この場合も上述の冷却条件を満たす必要がある。
【００２２】
保護管２１を出た光ファイバ３は、外径測定器６１により外径がオンライン測定され、その測定値が光ファイバを引き取る装置（図示せず）を回転駆動する駆動モータ（図示せず）または光ファイバ母材送り装置（図示せず）にフィードバックされて外径が一定となるように制御される。その後、光ファイバ３に、コーティングダイス６２によりＵＶ樹脂６３を塗布し、樹脂硬化部３１のＵＶランプ３２によりＵＶ樹脂６３が硬化され、光ファイバ素線４となる。そして、光ファイバ素線４は、ガイドローラ６４を経て、ドラムにより巻き取られる。なお、ＵＶ樹脂６３の代わりに熱硬化樹脂を用い、この熱硬化樹脂を加熱炉により硬化させるように構成してもよい。
【００２３】
ここで、緩衝室５を内筒５１と外筒５０の二重円筒構造としたことによるガス成層化と、内部に形成される気流安定化の効果を検証するため、発明者が行った数値解析の結果を以下に示す。
【００２４】
解析に当たっては、緩衝室５内を図４に示される半円筒モデルでモデル化し、条件を代えた５種類のケースについて解析を行った。モデルは角度方向に１０度ずつ１８分割し、径方向に 分割、高さ方向に１５分割したセルモデルを用いた。表１に各計算モデルを示す。いずれのケースにおいても、緩衝室５は、直径１３４ｍｍ、高さ５２ｍｍ、孔５０ｅは直径６０ｍｍ、スリット５０ａは角度３０°×高さ１０ｍｍ、孔５０ｃ、５０ｄはともに角度２０°×幅１０ｍｍの扇形形状、緩衝室上端と半筒上端との距離は１０ｍｍ、炉心管延長部１６（直径２５ｍｍ）からのＨｅ流入量は３００Ｋ換算で４０リットル／分、流入時の温度は１０００℃、孔５１ｃ（直径６ｍｍ）からのＮ２ガス流入量は、３００Ｋ換算で１リットル／分、流入温度は１００℃と同一に設定して計算を行った。
【００２５】
【表１】
【００２６】
図５〜図７に解析結果を示す。図５は、軸中心側セル５つの空気濃度の平均を高さ方向でプロットした軸中心線上の空気濃度を示すグラフであり、図６は、底部におけるＨｅ濃度分布を比較して示す図であり、図７は、横断面におけるＨｅ濃度分布と流速分布を示す図である。
【００２７】
これらの計算結果から、内筒５１を広くしたケースｂでは、上方から流入するＨｅガスが下方から流入するＮ２ガスを避けて内筒５１の底面まで達して好ましくなく、内筒５１の直径を制限してＮ２ガスによる内筒５１内の置換を促進する必要があることがわかる。また、排気量を減らしたケースｄでは、排気が不十分なため、スリット５０ａからガス漏れを起こすことがある。このことから、排気量５０リットル／分では不足であり、１００リットル／分程度、好ましくは８０〜１２０リットル／分の排気量が好ましいことがわかる。本解析では、緩衝室の容積は０．７３リットルであり、１分あたりの排気量は緩衝室容積の１１０〜１６５倍程度が好ましい。これに対して、ケースａ、ケースｃでは、軸中心にＨｅガスとＮ２ガスを成層化させるとともに、Ｈｅガスを効果的に排出でき、これにより緩衝室５に流入するシリカ粉等のダストもＨｅガスとともに排出できると考えられる。
【００２８】
次に、本発明に係る光ファイバ製造装置の第２の実施形態を図８を参照して説明する。この第２の実施形態の光ファイバ製造装置は第１の実施形態と基本構成は同一であって、徐冷装置として、保護管２１に代えて、徐冷用加熱炉２１ｘを備えている。
【００２９】
徐冷用加熱炉２１ｘは、ヒータ２２及び炉心管２３を有している。徐冷用加熱炉２１ｘでは、炉心管２３内の光ファイバ３をヒータ２２により加熱することで、光ファイバ３の所定箇所を、所定の冷却速度にて徐冷している。徐冷用加熱炉２１ｘにおける徐冷は、加熱線引きされた光ファイバ３において温度が１１００〜１７００℃となる部分のうち、光ファイバ３の温度差が５０℃以上となる区間、例えば、光ファイバ３の温度が１２００〜１４００℃となる部分（温度差が２００℃となる区間）が１０００℃／秒以下の冷却速度で徐冷することにより行われる。なお、炉中心の温度を１１００〜１４００℃の範囲内の温度に設定することにより、加熱線引きされた光ファイバ３において温度が１２００〜１４００℃となる部分のうち、光ファイバ３の温度差が５０℃以上となる区間が１０００℃／秒以下の冷却速度で徐冷されることになる。
【００３０】
徐冷用加熱炉２１ｘのヒータ２２及び炉心管２３の設置位置及び光ファイバ母材２の線引き方向（図１において、上下方向）での全長は、上述した光ファイバ３の温度が１１００〜１７００℃となる部分のうち光ファイバ３の温度差が５０℃以上となる区間が、徐冷用加熱炉２１ｘの炉心管２３内に位置してヒータ２２により加熱されながら、徐冷されるように、線引き速度を考慮して設定されている。ここで、線引き速度を考慮する必要があるのは、線引き速度を速くすると、光ファイバ３の同じ温度となる位置が下方に下がるためである。また、徐冷用加熱炉２１ｘのヒータ２２の温度は、炉心管２３内に位置する光ファイバ３の温度差が５０℃以上となる区間を１０００℃／秒以下の冷却速度で冷却するように設定される。
【００３１】
また、徐冷用加熱炉２１の炉心管２３は外気と通じており、炉心管２３内が空気（第２ガス）からなる雰囲気となるように構成されている。なお、空気を用いる代わりに、第１の実施形態と同様に、Ｎ2あるいはＡｒ等の分子量の比較的大きいガスを用いることが可能である。第２ガスとしてＮ2あるいはＡｒ等のガスを用いる場合には、第２ガスの供給源としてのガス供給部をガス供給通路を介して炉心管２３に接続するように構成することになる。また、上述したように緩衝室５に導かれるのと同じ第３ガスを供給してもよい。
【００３２】
ヒータ２２は、第１ヒータ２２ａ、第２ヒータ２２ｂ及び第３ヒータ２２ｃからなる３つのヒータを含んでいる。各ヒータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃは光ファイバ母材２を線引きする方向（図８において、上から下）に、第１ヒータ２２ａ、第２ヒータ２２ｂ、第３ヒータ２２ｃの順で配設されている。各ヒータ２２ａ，２２ｂ、２２ｃは、炉心管２３の対応する位置の表面温度が上から下にいくにつれて下がる様に調節されていることが好ましい。
【００３３】
このように各ヒータ２２ａ、２２ｂ、２２ｃに温度差を付けることで、徐冷用加熱炉２１の炉心管２３内で上側が高く、下側が低い温度勾配が与えられることになる。したがって、炉心管２３内が、線引炉１１側から樹脂硬化部３１側に向かって低下する温度分布を有する光ファイバ３の温度に対応した温度分布を有することとなり、光ファイバ３との温度差を適切に保ち、光ファイバ３を更に適切な冷却速度にて冷却することができる。
【００３４】
本実施形態では、光ファイバ３は強制冷却装置６５により数十℃程度まで冷却される。この強制冷却装置６５は、光ファイバ３が通る細長い管に室温以下のガス（たとえばＨｅガス）を流すように構成されている。強制冷却装置６５により冷却された光ファイバ３に、コーティングダイス６２によりＵＶ樹脂６３を塗布し、樹脂硬化部３１のＵＶランプ３２によりＵＶ樹脂６３が硬化され、光ファイバ素線４となる。そして、光ファイバ素線４は、ガイドローラ６４を経て、ドラムにより巻き取られる。なお、ＵＶ樹脂６３の代わりに熱硬化樹脂６３を用い、この熱硬化樹脂６３を加熱炉３１により硬化させるように構成してもよい。
【００３５】
次に、本発明に係る光ファイバ製造方法と従来の光ファイバ製造方法のそれぞれで光ファイバを製造した場合の炉心管延長部１６出口と光ファイバへのシリカ粉付着を比較した実験を行ったのでその結果について報告する。
【００３６】
実験条件は、以下の通りである。実施例１は、上述した実施形態１の装置で線引きを行った場合であり、実施例２は、内筒５１として切欠きのない内筒５１を用いて線引きを行った場合であり、比較例では、内筒５１を外した状態で線引きを行った。それ以外の実験条件は共通とし、炉体へのＨｅ供給量（炉心管延長部１６から緩衝室５への流入量も同一）は、５０リットル／分（標準状態換算）とし、圧力計７６で計測する排気圧は８５Ｐａ、炉心管延長部１６出口径は直径２５ｍｍとし、緩衝室５は、内径１３４．２ｍｍ、内部高さ５２ｍｍ、孔５０ｅは直径６０ｍｍ、スリット５０ａは角度２９．５°×高さ１９ｍｍ、孔５０ｃ、５０ｄは、いずれも直径２２ｍｍとし、内筒５１の内径を４０ｍｍ、その上端と炉心管延長部１６出口との距離を１０ｍｍとした。この条件でそれぞれ光ファイバ母材２から外径１２５μｍの光ファイバ３を線引きした。
【００３７】
実施例１においては、光ファイバ３、炉心管延長部１６出口ともにシリカ粉の付着は確認できなかった。また、実施例２においては、炉心管延長部１６に少量のシリカ粉付着が確認されたが、付着量は許容範囲以下に抑えられており、光ファイバ３側へのシリカ粉付着は見られなかった。内筒に切欠きを設けた方が、Ｈｅガスが内筒に流れ込みやすく、炉心管延長部の出口で滞留しにくいと考えられる。一方、比較例においては、炉心管延長部１６出口に実施例２を上回るシリカ粉の付着がみられ、光ファイバ３を強度スクリーニングにかけたところ、断線が多発した。これは、一旦炉心管延長部１６出口に付着したシリカ粉が剥がれて光ファイバ３へ付着し、この付着した箇所の強度が不足して断線に至るためと考えられる。
【００３８】
本実験により、本発明に係る光ファイバ製造方法と製造装置により、光ファイバへのシリカ粉付着を抑制する効果が確認できた。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、緩衝室内の気流、成層化状態を安定化させて、炉体から排出されるシリカ粉を速やかに排出することができるので、光ファイバへのシリカ粉の付着を効果的に抑制しつつ、光ファイバの徐冷効果を得ることができる。特に炉心管延長部が短い場合には有効である。炉心管延長部の長さを短く（例えば５ｃｍ〜２０ｃｍ）として、徐冷効果を十分に得、かつ、低強度断線の頻度を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバ製造装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の装置の緩衝室の構成を示す断面図である。
【図３】図１の装置の緩衝室の構成を示す斜視図である。
【図４】図２の緩衝室内の流動解析モデルを示すモデル図である。
【図５】図４のモデルによる流動解析のうち、軸中心線上の空気濃度の解析結果を示す図である。
【図６】図４のモデルによる流動解析のうち、緩衝室底部におけるＨｅ濃度分布を示す図である。
【図７】図４のモデルによる流動解析のうち、緩衝室内のＨｅ濃度と流速の分布を示す図である。
【図８】本発明に係る光ファイバ製造装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ装置、２…光ファイバ母材、３…光ファイバ、４…光ファイバ素線、５…緩衝室、１１…線引き炉、１２…ヒータ、１３…炉心管、１４…第１ガス供給部、１５…第１ガス供給通路、１６…炉心管延長部、２１…徐冷装置（保護管、徐冷用加熱炉）、２２…ヒータ、２３…炉心管、３１…樹脂硬化部、５０…外筒、５１…内筒、７１…第３ガス供給部、７２…第３ガス供給通路、７４…ダンパー、７５…排気装置、７６…圧力計、７７…吸気管。
Claims (7)
- 光ファイバ母材を加熱線引きする光ファイバの製造方法において、
線引炉を用いて第１ガス雰囲気中で前記光ファイバ母材を加熱線引きし、
徐冷装置を用いて第１ガスより熱伝達率の低い第２ガス雰囲気中で線引きされた光ファイバを徐冷し、
前記線引炉と前記徐冷装置の間に外壁が筒状で下部に内筒を有する緩衝室を配置し、内筒下方から第１ガスより熱伝達率の低い第３ガスを供給するとともに、外壁の上方ないし側方からガスを吸引することで、前記緩衝室内に第１ガスと第３ガスとを成層化させ、吸引ガスとともにダストを吸引する工程を備えている光ファイバの製造方法。 - 前記第２ガスと前記第３ガスとして同一組成のガスを用いる請求項１記載の光ファイバの製造方法。
- 前記緩衝室に空気供給を行う請求項１または２に記載の光ファイバの製造方法。
- 光ファイバ母材を加熱線引きする光ファイバの製造装置において、
第１ガス雰囲気中で前記光ファイバ母材を加熱線引きする線引炉と、
前記第１ガスより熱伝達率の低い第２ガス雰囲気中で線引きされた光ファイバを徐冷する徐冷装置と、
前記線引炉と前記徐冷装置の間で線引きされた光ファイバを包囲し、外気から遮断する筒状の外筒と、前記外筒内側の前記徐冷装置側の下端部に筒状に形成されて上端は前記外筒内と連通している内筒とを有する緩衝室と、
前記内筒下方から前記内筒内に前記第１ガスより熱伝達率の低い第３ガスを供給して前記内筒内を前記第３ガスにより充たすガス供給手段と、
前記緩衝室内の前記内筒上方またはその外側の領域から前記第１ガス層と第３ガスとを成層化させつつ、室内のガスをダストとともに吸引するガス吸引手段と、
を備えている光ファイバの製造装置。 - 前記第２ガスと前記第３ガスが同一組成のガスである請求項４記載の光ファイバの製造装置。
- 前記緩衝室に室内と外部を連通する空気取り入れ口が設けられている請求項４または５に記載の光ファイバの製造装置。
- 前記内筒に内筒内部と外側とを連通する切欠きが設けられている請求項４〜６のいずれかに記載の光ファイバの製造装置。
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