JP2012031034A

JP2012031034A - 光ファイバ母材製造装置及び光ファイバ母材製造方法

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Publication number: JP2012031034A
Application number: JP2010173902A
Authority: JP
Inventors: Shigetoshi Yamada; 成敏山田
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2010-08-02
Filing date: 2010-08-02
Publication date: 2012-02-16
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Abstract

【課題】光ファイバ母材内における気泡の発生を抑制できる光ファイバ母材製造装置及び光ファイバ製造方法を提供する。
【解決手段】反応容器１０内に配されたターゲット部材２０にガラス微粒子を堆積させるバーナ３０，４０を備えた光ファイバ母材製造装置１であって、前記反応容器１０を内在させるブース５０と、前記ブース５０の内部を、第一空間５０ａと第二空間５０ｂとに区画する仕切板５１と、前記第一空間５０ａ内に清浄な空気を供給する給気手段６０と、を備え、前記反応容器１０及び前記バーナ３０，４０は、前記第一空間５０ａ内に配され、前記仕切板５１は、前記第一空間５０ａと前記第二空間５０ｂとを互いに連通する複数の貫通孔５１ａを有しており、前記第二空間５０ｂ内の空気を排出するように排気手段７０が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ母材製造装置及び光ファイバ母材製造方法に関する。

光ファイバの母材を製造する方法として、ＶＡＤ法や外付け法が知られている。図７は、ＶＡＤ法を用いた従来の光ファイバ母材製造装置の概略構成を示す垂直断面図である。図７に示すように、光ファイバ母材製造装置１０１は、反応容器１１０と、反応容器１１０内に設けられるターゲット部材１２０と、ターゲット部材１２０の先端（下方）に軸方向にガラス微粒子を堆積させるコアバーナ１３０及びクラッドバーナ１４０とを備えている。なお、外付け法を用いた従来の光ファイバ母材製造装置では、コアバーナ１３０は設けられておらず、クラッドバーナ１４０のみを備えている。

ターゲット部材１２０は、例えば石英からなる棒状の部材であって、鉛直方向に延在して反応容器１１０内に設けられている。ターゲット部材１２０は、保持部１２１を介して、コラム１２２に支持されている。コラム１２２には、ターゲット部材１２０をその中心軸線周りに回転させ、且つ中心軸線方向に移動させる不図示の駆動装置が設けられている。コアバーナ１３０は、ターゲット部材１２０の先端（下方）に軸方向にコアとなるガラス微粒子を堆積させてコアスートＳ１を生成するバーナである。クラッドバーナ１４０は、コアスートＳ１の外周に、クラッドとなるガラス微粒子を堆積させてクラッドスートＳ２を生成するバーナである。ターゲット部材１２０の先端（下方）に軸方向にコアスートＳ１及びクラッドスートＳ２が生成されることで、光ファイバ多孔質母材Ｓ（以下、単に多孔質母材Ｓと称する）が製造される。製造された多孔質母材Ｓは、加熱による脱水処理及び透明ガラス化処理を経て、光ファイバ母材となる。さらに、必要に応じて不足したクラッドを付与した後、光ファイバ母材を線引きすることにより、光ファイバが製造される。

製造される光ファイバ母材の内部には、できる限り気泡の無いことが要求される。これは、気泡が線引き後の光ファイバの強度を低下させ、光の伝送損失を増加させるためである。光ファイバ母材内に気泡が発生する原因としては、例えば塵埃が製造中の多孔質母材Ｓ内に混入することが挙げられる。気泡の発生を抑制するために、反応容器をブースに内在させ、ブース内に清浄な空気すなわちクリーンエアを導入させて、反応容器内の塵埃を減少させることが行われている（例えば特許文献１参照）。すなわち、図７に示すように、光ファイバ母材製造装置１０１は、反応容器１１０を内在させるブース１５０と、ブース１５０内にクリーンエアを供給するための給気装置１６０と、反応容器１１０内の空気を外部に排出する排気装置１８０とが設けられている。なお、排気装置１８０は、反応容器１１０に形成される反応容器排気口１１１に連結されている。

給気装置１６０の作動により、ブース１５０内にクリーンエアが供給される。反応容器１１０の側壁には、クラッドバーナ１４０の径よりも大きな径の開口部が設けられており、その開口部にクラッドバーナ１４０が嵌挿され、その隙間からブース１５０内に供給されたクリーンエアが反応容器１１０内に入るように構成されている。反応容器１１０内の空気は排気装置１８０の作動により外部に排出されるため、ブース１５０内に供給されたクリーンエアは反応容器１１０内を通って外部に排出される。したがって、ブース１５０、給気装置１６０及び排気装置１８０を備える光ファイバ母材製造装置１０１は、反応容器１１０内における塵埃の個数を減少させることが可能である。よって、多孔質母材Ｓ内に混入される塵埃の個数を減少でき、光ファイバ母材内の気泡を抑制できるという一定の効果が得られた。

しかしながら、光ファイバ母材製造装置１０１のメンテナンス時においては、作業員がブース１５０内に入り作業を行うために、ブース１５０内において塵埃が発生する。また、ターゲット部材１２０に堆積できなかったガラス微粒子が反応容器１１０の内面に付着したり、製造時における多孔質母材Ｓのスート割れが生じてスート粉が発生したりする。このため、反応容器１１０やブース１５０を清掃する必要がある。清掃作業も、作業員がブース１５０内に入ることで行われる。

メンテナンスや清掃時に発生したスート粉等の塵埃は、ブース１５０の内面（特に床面１５１）に付着する。メンテナンス又は清掃後に再び多孔質母材Ｓの製造を開始すると、給気装置１６０の作動によってブース１５０内に空気の流れが生じ、ブース１５０の内面に付着した塵埃を巻き上げてしまう虞があった。また、排気装置１８０が反応容器排気口１１１を介して反応容器１１０内の空気を排出するために、ブース１５０内から反応容器１１０内に向かう空気の流れが生じる。このような空気の流れに乗ることで、巻き上げられた塵埃は反応容器１１０内に浸入し、製造中の多孔質母材Ｓに混入される。すなわち、メンテナンス又は清掃後において、製造される光ファイバ母材内の気泡の個数が増加してしまうというという課題があった。
また、光ファイバ母材内における気泡の増加が見られることから、メンテナンス又は清掃等を行った後に、一定の時間をおいてから製造を再開する必要があった。そのため、光ファイバ母材製造装置１０１の処理能力が低下してしまうという課題があった。

特開平７−３００３３２号公報

本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであって、ブース内の塵埃を反応容器内に通すことなく排出でき、反応容器内への塵埃の浸入を抑えて、光ファイバ母材内における気泡の発生を抑制できる光ファイバ母材製造装置及び光ファイバ製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る光ファイバ母材製造装置は、反応容器内に配されたターゲット部材にガラス微粒子を堆積させるバーナを備えた光ファイバ母材製造装置であって、前記反応容器を内在させるブースと、前記ブースの内部を、第一空間と第二空間とに区画する仕切板と、前記第一空間内に清浄な空気を供給する給気手段と、を備え、前記反応容器及び前記バーナは、前記第一空間内に配され、前記仕切板は、前記第一空間と前記第二空間とを互いに連通する複数の貫通孔を有しており、前記第二空間内の空気を排出するように排気手段が設けられていることを特徴とする。

光ファイバ母材製造装置のメンテナンスや清掃時においては、作業員がブース内に入り、反応容器のメンテナンス及び清掃を行う。また、反応容器内で製造される多孔質母材にはスート割れが生じる場合があり、このような場合にはスートの微粒子すなわちスート粉が発生するため、発生したスート粉を清掃する必要がある。メンテナンス及び清掃等によって、ブース内にはスート粉等の塵埃が生じ、生じた塵埃がブースにおける仕切板に付着する。この状態で多孔質母材の製造を開始し、給気装置から清浄な空気を第一空間内に導入すると、第一空間内において空気の流れが生じ、仕切板に付着した塵埃を巻き上げる虞がある。
しかしながら、本発明における仕切板には複数の貫通孔が形成されている。さらに、第二空間内の空気を排出する排気手段が設けられており、この排気手段の作動によって、複数の貫通孔を通じて第一空間から第二空間に向かう空気の流れが生じる。すなわち、第一空間内の空気の大部分を反応容器内に通すことなく第二空間に流動させることが可能となる。仕切板に付着した塵埃が巻き上げられたとしても、第一空間から第二空間に向かう空気の流れに乗り、塵埃は複数の貫通孔を通じて第二空間に移動する。したがって、仕切板に塵埃が付着したまま多孔質母材の製造を開始したとしても、反応容器内に侵入する塵埃の個数を減少でき、製造中の多孔質母材内に塵埃が混入することを抑制できる。以上より、多孔質母材を加熱により透明ガラス化して成る光ファイバ母材内の気泡の発生を抑制できるという効果がある。

本発明の第一の実施形態における、ＶＡＤ法を用いた光ファイバ母材製造装置の概略構成を示す垂直断面図である。本発明の第一の実施形態における、外付け法を用いた光ファイバ母材製造装置の概略構成を示す垂直断面図である。本発明の第二の実施形態における、ＶＡＤ法を用いた光ファイバ母材製造装置の概略構成を示す垂直断面図である。本発明の第三の実施形態における、ＶＡＤ法を用いた光ファイバ母材製造装置の概略構成を示す垂直断面図である。本発明の第四の実施形態における、ＶＡＤ法を用いた光ファイバ母材製造装置の概略構成を示す垂直断面図である。本発明の第五の実施形態における、ＶＡＤ法を用いた光ファイバ母材製造装置の概略構成を示す垂直断面図である。ＶＡＤ法を用いた従来の光ファイバ母材製造装置の概略構成を示す垂直断面図である。

以下、本発明に係る光ファイバ母材製造装置及び光ファイバ製造方法について、図面を引用しながら詳しく説明する。なお、以下の説明で使用する図面は、本発明の特徴を判り易くするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態における、ＶＡＤ法を用いた光ファイバ母材製造装置１の概略構成を示す垂直断面図である。なお、図１における紙面上下方向は、鉛直方向となっている。
図１に示すように、光ファイバ母材製造装置１は、光ファイバ多孔質母材Ｓ（以下、単に「多孔質母材Ｓ」と称する）を製造する装置であって、反応容器１０と、ターゲット部材２０と、コアバーナ３０（バーナ）と、クラッドバーナ４０（バーナ）と、ブース５０と、給気装置６０（給気手段）と、第一排気装置７０（排気手段）と、第二排気装置８０とを備えている。

反応容器１０は、製造される多孔質母材Ｓを内在する容器である。反応容器１０には、不図示の開口部が形成されており、反応容器１０の内側と外側とが互いに連通された構成となっている。また、反応容器１０には、反応容器排気口１１が設けられている。反応容器排気口１１は、反応容器１０内の気体を外部に向けて排出するための通気口である。

ターゲット部材２０は、鉛直方向に延在して反応容器１０内に設けられる棒状の部材であって、その先端（下方）に軸方向に多孔質母材Ｓが製造されるものである。なお、ターゲット部材２０は、反応容器１０から一部突出して配されている。ターゲット部材２０は、例えば石英を用いて製作される。ターゲット部材２０は、保持部２１を介してコラム２２（剛性部材）に支持されている。コラム２２には、ターゲット部材２０をその中心軸線周りに回転させ、且つ中心軸線方向に移動させる不図示の駆動装置が設けられている。コラム２２は、鉛直方向に延びる柱状の剛性部材であって、ブース５０の外部に設置されている。

コアバーナ３０は、ターゲット部材２０の先端（下方）に軸方向にガラス微粒子を堆積させて、コアスートＳ１を生成するものである。コアバーナ３０のノズル先端は、反応容器１０に設けられた開口部から、反応容器１０内に突出して配されており、斜め上方に向けて設置されている。コアバーナ３０には、ガラス微粒子を生成するための四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ_４）や四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ_４）等のガラス原料ガスと、水素等の燃料ガスと、燃料ガスの燃焼に用いられる酸素ガスと、アルゴン等の不活性ガスからなるキャリアガスとが供給される。なお、光ファイバに屈折率分布を付与するため、コアバーナ３０と後述のクラッドバーナ４０とに供給されるガラス原料ガスの組成は互いに異なっており、コアバーナ３０には例えば四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ_４）といったドーパント用原料が供給されている。コアバーナ３０では、燃料ガス及び酸素ガスの燃焼により生じる燃焼ガス内において、ガラス原料ガスから酸化反応や加水分解反応等によりガラス微粒子が生成される。

クラッドバーナ４０は、コアスートＳ１の外周にガラス微粒子を堆積させて、クラッドスートＳ２を生成するためのものである。なお、多孔質母材Ｓは、コアスートＳ１とクラッドスートＳ２とからなる。クラッドバーナ４０は、コアバーナ３０の鉛直方向上方に配されている。クラッドバーナ４０のノズル先端は、反応容器１０に設けられた開口部から、反応容器１０内に突出して配されている。コアバーナ３０と同様にクラッドバーナ４０には、ガラス原料ガスと、燃料ガスと、酸素ガスと、キャリアガスとが供給される。ガラス原料ガスとしては、例えば四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ_４）等が挙げられる。クラッドバーナ４０では、燃料ガス及び酸素ガスの燃焼により生じる燃焼ガス内において、ガラス原料ガスから酸化反応等によりガラス微粒子が生成される。なお、クラッドバーナ４０は複数本であってもよい。

ブース５０は、反応容器１０を内在させるものであり、その内部に清浄な空気すなわちクリーンエアが流動する空間を形成するものである。ブース５０には、その内部の空間を第一空間５０ａと第二空間５０ｂとに区画する仕切板５１が設けられている。なお、重力方向に向けて、第一空間５０ａと第二空間５０ｂとが順に配されている。すなわち、仕切板５１は反応容器１０の鉛直方向下方に配されている。仕切板５１は、光ファイバ母材製造装置１のメンテナンスや清掃時に、装置内に立ち入る作業員の足場となる部位である。仕切板５１は、板厚方向に貫通する複数の貫通孔５１ａを有している。すなわち、複数の貫通孔５１ａは、第一空間５０ａと第二空間５０ｂとを互いに連通するように配されている。なお、本実施形態における複数の貫通孔５１ａは、仕切板５１の全面に亘って形成されている。

ブース５０の第一空間５０ａ内には、反応容器１０、コアバーナ３０及びクラッドバーナ４０が配されている。反応容器１０は、図示しないがブース５０の側壁又はコラム２２に固定されている。なお、反応容器１０の反応容器排気口１１は、ブース５０の側壁を貫通して設けられ、反応容器１０内の空気を第一空間５０ａに通すことなく外部に排出できる構成となっている。コアバーナ３０は、第一支持部材３１を介して仕切板５１に固定されている。クラッドバーナ４０は、図示しないがブース５０の側壁に固定されている。

ブース５０には、ブース排気口５２が形成されている。ブース排気口５２は、第二空間５０ｂと連通して設けられ、第二空間５０ｂ内の気体を外部に排出するための通気口である。ブース５０における、仕切板５１の鉛直方向下方には、底面５３が配されている。底面５３は、ブース５０において第二空間５０ｂを形成する内面の一部を成している。

給気装置６０は、クリーンエア（フィルタ等により塵埃が除去された空気）を、ブース５０の第一空間５０ａ内に供給する装置である。給気装置６０がクリーンエアを供給することで、第一空間５０ａ内は例えばクラス１０００程度のクリーン度に維持される。図１における給気装置６０は、ブース５０の上面と、ブース５０の側壁における上面近傍とにそれぞれ設けられている。なお、ブース５０の上面のみ、又はブース５０の側壁における上面近傍のみに設けられる構成であってもよいし、設けられる給気装置６０が１つであってもよい。
給気装置６０がブース５０の第一空間５０ａ内にクリーンエアを供給するための給気口６１は、ブース５０の天板または側壁に開けられた穴であって、複数設けられていてもよい。また、給気口６１は、コアバーナ３０及びクラッドバーナ４０よりも上方に配されている。換言すれば、給気装置６０から供給されるクリーンエアの流れが、給気口６１を通して第一空間５０ａに供給されてから、コアバーナ３０及びクラッドバーナ４０が配された位置を通過し、さらに仕切板５１における複数の貫通孔５１ａを通過して、第二空間５０ｂに導入されるように、給気口６１と、コアバーナ３０及びクラッドバーナ４０と、仕切板５１とが配されている。

第一排気装置７０は、ブース排気口５２を介して、第二空間５０ｂ内の空気を排出する装置である。

第二排気装置８０は、反応容器排気口１１を介して、反応容器１０内の空気を吸引する装置である。なお、反応容器１０内の空気には、コアバーナ３０及びクラッドバーナ４０にて生じた燃焼ガス・排気ガス等が含まれるため、第二排気装置８０に排気ガス浄化装置等を設けることが好ましい。

次に、本実施形態における光ファイバ母材製造装置１を用いた、光ファイバ多孔質母材Ｓの製造方法について説明する。
コラム２２に設けられる不図示の駆動装置の作動により、ターゲット部材２０がその中心軸線周りに回転しつつ、鉛直方向下方から上方に向けて移動する。このターゲット部材２０の移動とともに、コアバーナ３０及びクラッドバーナ４０の燃焼ガス内で生成されるガラス微粒子が、ターゲット部材２０の先端（下方）に軸方向に堆積する。コアバーナ３０から供給されるガラス微粒子によってコアスートＳ１が生成され、クラッドバーナ４０から供給されるガラス微粒子によってクラッドスートＳ２が生成される。なお、コアバーナ３０は、クラッドバーナ４０の鉛直方向下方に設けられていることから、下方から上方に向けて移動するターゲット部材２０の先端（下方）には、先ずコアスートＳ１が生成され、その後コアスートＳ１の外周にクラッドスートＳ２が生成される。したがって、中心部にはコアスートＳ１が配され、外周部にはクラッドスートＳ２が配された多孔質母材Ｓが製造される。

次に、本実施形態における反応容器１０内の塵埃の個数を抑制する作用について説明する。
給気装置６０からクリーンエアが第一空間５０ａ内に供給される。また、第二排気装置８０が、反応容器排気口１１を介して反応容器１０内の空気を第一空間５０ａに通すことなくブース５０の外部へ排出する。反応容器１０には不図示の開口部が形成されていることから、第一空間５０ａから反応容器１０内へ向かうクリーンエアの流れが形成される。すなわち、反応容器１０内の塵埃の個数を抑制できる。なお、装置の構成上開口部を設けない場合において、反応容器１０の構造上隙間が出来てしまっている場合も、本願の効果を奏する。

光ファイバ母材製造装置１のメンテナンスや清掃時においては、作業員がブース５０内に入り、反応容器１０、コアバーナ３０及びクラッドバーナ４０等のメンテナンス又は清掃を行う。メンテナンス又は清掃等によって、ブース５０内にはスート粉等の塵埃が生じ、生じた塵埃が重力方向に落下して、仕切板５１の上面に付着する。
しかしながら、本実施形態におけるブース５０の仕切板５１には、板厚方向に貫通する複数の貫通孔５１ａが形成されており、複数の貫通孔５１ａを通じて、仕切板５１の上面に付着した塵埃を第二空間５０ｂに向けて落下させることができ、仕切板５１の上面における塵埃の清掃を容易に行うことができる。第二空間５０ｂに向けて落下した塵埃は、ブース５０の底面５３に堆積する。

もっとも、仕切板５１の清掃を実施しても、仕切板５１の上面に塵埃が残る可能性がある。この状態で、多孔質母材Ｓの製造を開始し、給気装置６０からクリーンエアを第一空間５０ａ内に供給すると、第一空間５０ａ内において空気の流れが生じ、仕切板５１に付着した塵埃を巻き上げる虞がある。
しかしながら、仕切板５１には複数の貫通孔５１ａが形成されている。さらに、ブース排気口５２には第一排気装置７０が接続されており、第一排気装置７０の作動によって、ブース排気口５２を通じて第二空間５０ｂ内の空気が外部に排出される。第二空間５０ｂ内の空気がブース排気口５２から排出されることにより、複数の貫通孔５１ａを通じて、第一空間５０ａから第二空間５０ｂに向かう空気の流れが生じる。すなわち、第一空間５０ａ内の空気を反応容器１０内に通すことなく第二空間５０ｂに流動させることが可能となる。仕切板５１の上面に付着した塵埃が巻き上げられたとしても、第一空間５０ａから第二空間５０ｂに向かう空気の流れに乗り、塵埃は貫通孔５１ａを通じて第二空間５０ｂに移動する。したがって、仕切板５１に塵埃が付着したまま、多孔質母材Ｓの製造を開始したとしても、反応容器１０内に浸入する塵埃の個数を減少でき、製造中の多孔質母材Ｓ内に塵埃が混入することを抑制できる。以上より、多孔質母材Ｓを加熱により透明ガラス化して成る光ファイバ母材内の気泡の発生を抑制できる。

また、給気装置６０の給気口６１から供給されるクリーンエアの流れが、第一空間５０ａに供給されてから、コアバーナ３０及びクラッドバーナ４０が配された位置を通過し、さらに仕切板５１における複数の貫通孔５１ａを通過して、第二空間５０ｂに導入されるように、給気口６１と、コアバーナ３０及びクラッドバーナ４０と、仕切板５１とが配されている。したがって、給気口６１から第二空間５０ｂに向かうクリーンエアの流れの中に、コアバーナ３０及びクラッドバーナ４０が配されており、コアバーナ３０及びクラッドバーナ４０の周辺において生じる塵埃を第二空間５０ｂに向けて排出できる。

なお、複数の貫通孔５１ａは仕切板５１の全面に形成されているため、第一空間５０ａから第二空間５０ｂに向かう空気の流れは、仕切板５１の全面に亘って生じる。すなわち、複数の貫通孔５１ａにおける空気の流れは、第一空間５０ａから第二空間５０ｂに向かう、鉛直方向に平行な流れ（層流）となり、ブース５０の側壁と仕切板５１との隅部や、コアバーナ３０を支持する第一支持部材３１の周辺等に発生する虞のある空気の澱みを防止でき、仕切板５１の全面に亘って塵埃を第二空間５０ｂに排出することができる。
また、複数の貫通孔５１ａを通じて、第一空間５０ａから第二空間５０ｂに向かう空気の流れが生じることから、ブース５０の底面５３に堆積した塵埃が巻き上がり、再び第一空間５０ａ内に浸入することを防止できる。

さらに、第一空間５０ａから第二空間５０ｂに向かう空気の流れを用い、複数の貫通孔５１ａを通じて、塵埃を第二空間５０ｂに移動できることから、メンテナンスや清掃後の第一空間５０ａ内に未だ多くの塵埃が存在している状態であっても、これら塵埃を迅速に第二空間５０ｂに排出することができる。よって、メンテナンスや清掃後において、多孔質母材Ｓの製造を開始するまでに確保していた一定の待機時間（塵埃を落下させるための時間）を短縮又は無くすことが可能となる。すなわち、光ファイバ母材製造装置１を用いた多孔質母材Ｓの処理能力を向上させることができる。

ところで、多孔質母材Ｓの製造においては、コアバーナ３０及びクラッドバーナ４０から燃焼ガスが生じ、この燃焼ガスの熱によってガラス微粒子が生成される。この燃焼ガスが反応容器１０内に導入されることから、反応容器１０の内部や、反応容器１０の内部と連通する第一空間５０ａ内の温度は上昇する。すなわち、反応容器１０及びブース５０は加熱され、熱による劣化が進行することで、劣化した反応容器１０やブース５０から塵埃が発生する虞がある。なお、反応容器１０は、石英製や金属製などのものが一般的に使用されるが、ＳＵＳ（ステンレス鋼）やアルミなどの金属製であってもよい。
また、燃焼ガスによって加熱され、ブース５０、コアバーナ３０及びクラッドバーナ４０に変形又は緩み等が生じる可能性がある。このような変形又は緩みにより、コアバーナ３０及びクラッドバーナ４０におけるガラス微粒子を供給する方向が変化し、製造中の多孔質母材Ｓにおける品質・光学特性のバラツキや、スート割れを発生させる虞がある。
しかしながら、本実施形態の光ファイバ母材製造装置１においては、複数の貫通孔５１ａを通じて、コアバーナ３０及びクラッドバーナ４０が配置されている第一空間５０ａから、第二空間５０ｂに向かう空気の流れが生じる。そのため、燃焼ガスの熱を効率よく第二空間５０ｂに向けて排出できるため、反応容器１０及びブース５０の熱劣化を抑えることができる。すなわち、熱劣化を原因とする塵埃の発生を抑制することができる。また、燃焼ガスの熱を効率よく第二空間５０ｂに向けて排出できるため、ブース５０、コアバーナ３０及びクラッドバーナ４０の熱変形又は緩み等を抑えることができる。すなわち、多孔質母材Ｓにおける品質のバラツキ、スート割れ等を防止・抑制することができる。
さらに、ブース５０には一般的に透明の部材が用いられるが、この部材に、高い耐熱性を有しないが安価なプラスチック板（アクリル板や塩ビ板等）を用いることができ、光ファイバ母材製造装置１の装置コストを削減できる。

なお、本実施形態における仕切板５１は、反応容器１０の鉛直方向下方に配されているが、このような構成に限定されるものではなく、反応容器１０の鉛直方向下方とは異なる位置に仕切板５１が設けられる構成であってもよい。このような構成であっても、仕切板５１に付着した塵埃を、反応容器１０内に通すことなく、第一空間５０ａから第二空間５０ｂに排出できるため、反応容器１０に浸入する塵埃の個数を減らし、製造される光ファイバ母材内の気泡の発生を抑制することができる。

また、本実施形態における光ファイバ母材製造装置１は、ＶＡＤ法を用いた製造装置であるが、これに限定されるものではなく、外付け法を用いた光ファイバ母材製造装置であってもよい。図２は、本実施形態における、外付け法を用いた光ファイバ母材製造装置１Ａの概略構成を示す垂直断面図である。なお、図２において、図１に示す光ファイバ母材製造装置１と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
図２に示す光ファイバ母材製造装置１Ａにおいて、反応容器１０の内部には、ターゲット部材２０が設けられている。外付け法ではターゲット部材２０の周囲にガラス微粒子を堆積させる。ターゲット部材２０は、コアあるいはコアとクラッドの一部からなる棒状ガラスであったり、後に引き抜かれるダミー部材であったりする。クラッドバーナ４０は複数本であってもよく、また、必要に応じて四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ_４）などのドーパント用原料が供給されることもある。

以上より、本実施形態によれば、ブース５０内の塵埃を反応容器１０内に通すことなく排出でき、反応容器１０内への塵埃の浸入を抑えて、光ファイバ母材内における気泡の発生を抑制できるという効果がある。

＜第二実施形態＞
図３は、本実施形態における、ＶＡＤ法を用いた光ファイバ母材製造装置１Ｂの概略構成を示す垂直断面図である。なお、図３において、図１に示す第一の実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態におけるコアバーナ３０は、第一支持部材３１を介して仕切板５１に配されている。また、第一支持部材３１は弾性部材３２を挟持して構成されている。弾性部材３２は、弾性を有するゴムや樹脂からなり、仕切板５１が振動したときにその振動を吸収し、コアバーナ３０の振動を抑制するための部材である。

仕切板５１には複数の貫通孔５１ａが形成されていることから、その剛性は貫通孔５１ａが無い場合に比べて低くなっている。そのため、ブース５０に設けられる装置（例えば給気装置６０）の作動に伴い、仕切板５１の振動が生じる虞がある。仕切板５１が振動すると、仕切板５１に第一支持部材３１を介して固定されているコアバーナ３０が振動し、コアバーナ３０からのガラス微粒子の供給方向が安定せず、製造される光ファイバ多孔質母材Ｓにおける品質のバラツキが生じる虞がある。
しかしながら、本実施形態における第一支持部材３１には弾性部材３２が設けられており、仕切板５１が振動したとしてもその振動を弾性部材３２が吸収して、コアバーナ３０が振動することを防止・抑制できる。よって、本実施形態によれば、コアバーナ３０の振動を防止・抑制することにより、多孔質母材Ｓの品質を安定化できるという効果がある。

＜第三実施形態＞
図４は、本実施形態における、ＶＡＤ法を用いた光ファイバ母材製造装置１Ｃの概略構成を示す垂直断面図である。なお、図４において、図１に示す第一の実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態におけるコアバーナ３０は、第二支持部材３３を介して、ブース５０の底面５３に固定されている。第二支持部材３３は、鉛直方向に延びる複数の棒状部材からなり、この棒状部材は、仕切板５１の貫通孔５１ａに非接触状態で挿通されている。すなわち、第二支持部材３３は、仕切板５１と非接触状態に配されている。
また、コアバーナ３０と仕切板５１との間には、符号ｈで示す間隔が形成されている。

第二支持部材３３が仕切板５１と非接触状態に配されていることから、仕切板５１が振動したとしても、その振動は第二支持部材３３に伝達されず、結果としてコアバーナ３０の振動を防止できる。よって、本実施形態によれば、コアバーナ３０の振動を防止でき、多孔質母材Ｓの品質を安定化できるという効果がある。
また、コアバーナ３０と仕切板５１との間に間隔ｈが形成されていることから、コアバーナ３０の周囲における清掃が容易になるという効果がある。さらに、コアバーナ３０の周囲において、第一空間５０ａから第二空間５０ｂに向かう空気の流れにおける澱みを抑制でき、コアバーナ３０の周囲に塵埃が堆積することを防止・抑制できるという効果がある。
なお、本実施形態における第二支持部材３３は、底面５３に固定されているが、これに限定されるものではなく、ブース５０の側壁に固定される構成であってもよい。

＜第四実施形態＞
図５は、本実施形態における、ＶＡＤ法を用いた光ファイバ母材製造装置１Ｄの概略構成を示す垂直断面図である。なお、図５において、図１に示す第一の実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態におけるコアバーナ３０は、第三支持部材３４を介して、ブース５０の外部に配置されるコラム２２に固定されている。第三支持部材３４は、図示しないが、ブース５０の側壁を貫通して設けられている。また、第三支持部材３４は、仕切板５１と非接触状態に配されている。
また、コアバーナ３０と仕切板５１との間には、符号ｈで示す間隔が形成されている。

第三支持部材３４が仕切板５１と非接触状態に配されていることから、仕切板５１が振動したとしても、その振動は第三支持部材３４に伝達されず、結果としてコアバーナ３０の振動を防止できる。よって、本実施形態によれば、コアバーナ３０の振動を防止でき、多孔質母材Ｓの品質を安定化できるという効果がある。
また、コアバーナ３０と仕切板５１との間に間隔ｈが形成されていることから、コアバーナ３０の周囲における清掃が容易になるという効果がある。さらに、コアバーナ３０の周囲において、第一空間５０ａから第二空間５０ｂに向かう空気の流れにおける澱みを抑制でき、コアバーナ３０の周囲に塵埃が堆積することを防止・抑制できるという効果がある。

＜第五実施形態＞
図６は、本実施形態における、ＶＡＤ法を用いた光ファイバ母材製造装置１Ｅの概略構成を示す垂直断面図である。なお、図６において、図１に示す第一の実施形態と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態におけるコアバーナ３０は、第四支持部材３５を介して、反応容器１０の外面に固定されている。なお、反応容器１０は、ブース５０の側壁又はコラム２２に固定され、且つ仕切板５１と非接触状態に配されている。そのため、第四支持部材３５は、仕切板５１と非接触状態に配されている。
また、コアバーナ３０と仕切板５１との間には、符号ｈで示す間隔が形成されている。

第四支持部材３５が仕切板５１と非接触状態に配されていることから、仕切板５１が振動したとしても、その振動は第四支持部材３５に伝達されず、結果としてコアバーナ３０の振動を防止できる。よって、本実施形態によれば、コアバーナ３０の振動を防止でき、多孔質母材Ｓの品質を安定化できるという効果がある。
また、コアバーナ３０と仕切板５１との間に間隔ｈが形成されていることから、コアバーナ３０の周囲における清掃が容易になるという効果がある。さらに、コアバーナ３０の周囲において、第一空間５０ａから第二空間５０ｂに向かう空気の流れにおける澱みを抑制でき、コアバーナ３０の周囲に塵埃が堆積することを防止・抑制できるという効果がある。

＜実施例＞
表１に示されるそれぞれの装置で、スート母材を製造した後、脱水、透明ガラス化処理をして、外径φ１００ｍｍ、有効長１０００ｍｍの光ファイバ母材を得た。清掃後から製造開始するまでの時間を、直後及び２時間後にして、それぞれ５本ずつ母材を製造し、母材５本の平均の気泡個数を計数した。また、スート割れが発生した直後に製造した母材の気泡個数を計数した。ブース５０の側壁における最高温度も測定している。また、製造した母材に一定倍率のクラッドをつけて光ファイバにしたときに予想されるＭＦＤ（Mode Field Diameter）の変動を、母材の屈折率分布の測定結果から推定した。これは比較例１を基準とした。
なお、表１に示すように、給気装置６０からのクリーンエアの供給量を調整している。これは比較例１を基準とした。

上記実施例について考察する。
実施例１と比較例１と比較例２とを比較すると、クリーンエアの供給量を増やしても、ＭＦＤ変動は大きくならず、むしろ小さくなっており、熱対策の効果が見られる。清掃直後に製造された母材や、スート割れ直後に製造された母材中の気泡が減少しており、気泡削減の効果も見られる。よってガラス微粒子の堆積に影響を与えず、気泡を削減する効果を大きくできる。
また、比較例１では１００本ほど母材を生成したところでブース５０の側壁が熱により歪んでいくのが観察され、母材の気泡個数も増大の傾向を示した。ブース５０内のクリーン度を測定したところ、通常クラス１０００未満であるのに対し、クラス３５００程度有り、クリーン度が落ちていた。しかし、実施例１では１００本の母材を生成してもブース５０の側壁の歪みなどは見られず、気泡個数が増大することもなかった。

実施例２と実施例３とを比較すると、仕切板５１の開口面積（貫通孔５１ａの開口面積）を広く（開口面積比率３６％→７４％（仕切板５１の面積に対する貫通孔５１ａの開口面積の比率））してクリーンエア通風量を増大させると、実施例２では、実施例１に比べややＭＦＤ変動が大きくなる傾向が見られるが、実施例３ではＭＦＤ変動は小さい。
仕切板５１の開口面積を大きくし、クリーンエア通風量を増やしても、コアバーナの振動起因の特性変動は発生しない。

実施例２と実施例４とを比較すると、仕切板５１の開口面積を広くしてクリーンエア通風量を増大させると、実施例２では、実施例１に比べややＭＦＤ変動が大きくなる傾向が見られるが、実施例４ではＭＦＤ変動は小さい。
仕切板５１の開口面積を大きくし、クリーンエア通風量を増やしても、コアバーナ３０の振動起因の特性変動は発生しない。

実施例５によれば、気泡削減効果がさらに大きくなっている。

以上、光ファイバ母材製造装置及び光ファイバ母材製造方法について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明は、光ファイバ母材製造装置及び光ファイバ母材製造方法に広く適用可能である。

１光ファイバ母材製造装置、１０反応容器、２０ターゲット部材、２２コラム（剛性部材）、３０コアバーナ（バーナ）、３１第一支持部材、３２弾性部材、３３第二支持部材、３４第三支持部材、３５第四支持部材、４０クラッドバーナ（バーナ）、５０ブース、５０ａ第一空間、５０ｂ第二空間、５１仕切板、５１ａ貫通孔、６０給気装置（給気手段）、６１給気口、７０第一排気装置（排気手段）

Claims

反応容器内に配されたターゲット部材にガラス微粒子を堆積させるバーナを備えた光ファイバ母材製造装置であって、
前記反応容器を内在させるブースと、
前記ブースの内部を、第一空間と第二空間とに区画する仕切板と、
前記第一空間内に清浄な空気を供給する給気手段と、を備え、
前記反応容器及び前記バーナは、前記第一空間内に配され、
前記仕切板は、前記第一空間と前記第二空間とを互いに連通する複数の貫通孔を有しており、
前記第二空間内の空気を排出する排気手段が設けられていることを特徴とする光ファイバ母材製造装置。
重力方向に向けて、前記第一空間と前記第二空間とが順に配されていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ母材製造装置。
前記空気の流れが、前記給気手段から給気口を通して前記第一空間に供給されてから、前記バーナが配された位置を通過し、さらに前記仕切板における前記複数の貫通孔を通過して、前記第二空間に導入されるように、
前記給気口と、前記バーナと、前記仕切板とが配されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ母材製造装置。
前記バーナを複数備え、
前記バーナの一部は、第一支持部材を介して前記仕切板に配されており、
前記第一支持部材は、弾性部材を含んでなることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光ファイバ母材製造装置。
前記バーナを複数備え、
前記バーナの一部は、第二支持部材を介して、前記第二空間を形成する前記ブースの内面に固定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光ファイバ母材製造装置。
前記バーナを複数備え、
前記バーナの一部は、第三支持部材を介して、前記ブースの外部に配される剛性部材に固定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光ファイバ母材製造装置。
前記バーナを複数備え、
前記バーナの一部は、第四支持部材を介して、前記反応容器の外面に固定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光ファイバ母材製造装置。
請求項１から７のいずれか一項に記載の光ファイバ母材製造装置を用いて、
前記空気を、前記第一空間に供給してから、前記バーナが配された位置を通過させ、さらに前記仕切板における前記複数の貫通孔を通過させて、前記第二空間に導入させつつ、光ファイバ母材を製造することを特徴とする光ファイバ母材製造方法。