(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の楕円筒状反射器と、第２の楕円筒状反射器と、光源と、を備え、
前記第１の楕円筒状反射器と前記第２の楕円筒状反射器とは、位置同一焦点を備えるように配置され、
前記光源は、前記第１の楕円筒状反射器の第２の焦点に位置し、
前記光源から出射された光は、前記第１の楕円筒状反射器から前記位置同一焦点に反射され、前記第２の楕円筒状反射器から前記位置同一焦点に再帰反射され、
前記第２の楕円筒状反射器の第２の焦点に前記光源は無い、硬化装置。
【請求項２】
前記第１の楕円筒状反射器の長軸は、前記第２の楕円筒状反射器の長軸より大きい、請求項１に記載の硬化装置。
【請求項３】
前記第１の楕円筒状反射器の短軸は、前記第２の楕円筒状反射器の短軸より大きい、請求項２に記載の硬化装置。
【請求項４】
前記第２の楕円筒状反射器の前記長軸と前記第２の楕円筒状反射器の前記短軸とは同じ長さである、請求項３に記載の硬化装置。
【請求項５】
前記第１の楕円筒状反射器及び前記第２の楕円筒状反射器はワークを受け入れるように構成され、前記第１の楕円筒状反射器及び前記第２の楕円筒状反射器は前記ワークに対して互いに反対側に位置する、請求項１に記載の硬化装置。
【請求項６】
前記第１の楕円筒状反射器の楕円表面と前記第２の楕円筒状反射器の楕円表面とは、逢着して結合されて、前記硬化装置の中心位置付近に上縁と下縁とを形成し、前記第１の楕円筒状反射器の長軸長さ及び前記第２の楕円筒状反射器の長軸長さに沿って延出し、
前記第１の楕円筒状反射器の前記楕円表面及び前記第２の楕円筒状反射器の前記楕円表面は、前記上縁及び前記下縁から、前記第１の楕円筒状反射器及び前記第２の楕円筒状反射器が前記光源のハウジングに取り付けられる前記硬化装置の両側へ外側に延出し、
前記光源は、電源、コントローラ、冷却サブシステム、光出射サブシステムを備え、
前記光出射サブシステムは、カップリングエレクトロニクス、カップリングオプティクス、複数の半導体デバイスを備え、
前記ハウジングは、前記光源を内包し、冷却サブシステム液のための入口と出口とを備える、請求項１に記載の硬化装置。
【請求項７】
前記第１の楕円筒状反射器及び前記第２の楕円筒状反射器のうち少なくとも一方は、ダイクロイックリフレクタである、請求項１に記載のＵＶ硬化装置。
【請求項８】
前記光源の前記複数の半導体デバイスは、ＬＥＤアレイを備える、請求項６に記載の硬化装置。
【請求項９】
前記ＬＥＤアレイは、第１のＬＥＤと第２のＬＥＤとを備え、
前記第１のＬＥＤと前記第２のＬＥＤは異なるピーク波長のＵＶ光を出射する、請求項８に記載の硬化装置。
【請求項１０】
さらに、前記位置同一焦点付近に軸方向に芯出しされた石英チューブを備え、
前記石英チューブは、前記硬化装置内のワークを同心で囲む、請求項６に記載の硬化装置。
【請求項１１】
電源と、冷却サブシステムと、光出射サブシステムと、コントローラと、を備え、
前記光出射サブシステムは、
第１の楕円筒状反射器と第２の楕円筒状反射器とを備えるカップリングオプティクスと、ＵＶ光源と、を備え、
前記第１の楕円筒状反射器及び前記第２の楕円筒状反射器は位置同一焦点を有し、
前記第１の楕円筒状反射器及び前記第２の楕円筒状反射器はワークに対して互いに反対側に位置し、
前記ＵＶ光源は、前記第１の楕円筒状反射器の第２の焦点に実質的に位置し、前記第１の楕円筒状反射器の前記第２の焦点は、前記第２の楕円筒状反射器の焦点を備えず、
前記コントローラは、メモリに記録された、前記ＵＶ光源からＵＶ光を照射するための実施可能な命令であって、前記第２の楕円筒状反射器の第２の焦点に光源は無い状態で、照射された前記ＵＶ光を、前記第１の楕円筒状反射器及び前記第２の楕円筒状反射器の少なくとも一方において反射して前記ワークの表面上に焦点を合わせるための命令を備える、光反応システム。
【請求項１２】
前記コントローラは、照射される前記ＵＶ光の強度を動的に変化させるための実施可能な命令を更に備える、請求項１１に記載の光反応システム。
【請求項１３】
前記ＵＶ光源から照射される前記ＵＶ光は、前記ワークを囲む空間的に一定な強度のビームを備える、請求項１１に記載の光反応システム。
【請求項１４】
第１の曲率を有する第１の曲面と第２の曲率を有する第２の曲面とを備え、前記第１の曲面と前記第２の曲面とが隣接して結合されている反射器の第１の内部軸に沿ってワークを配置するステップと、
前記反射器の第２の内部軸に沿って光源を配置するステップと、
前記光源から光を出射するステップと、を備え、
出射光は、前記第１の曲面及び前記第２の曲面から前記ワーク上に反射され、
前記第１の内部軸は、前記第１の曲面の第１の焦点及び前記第２の曲面の焦点と一致し、
前記第２の内部軸は、前記第１の曲面の第２の焦点と一致し、
前記光源は、前記第２の曲面の前記焦点に配置されず、前記第１の曲面の前記第２の焦点に配置されている、方法。
【請求項１５】
前記出射光は、前記ワークに到達する前に、前記第１の曲面から１重反射される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記出射光は、前記ワークに到達する前に、前記第２の曲面から多重反射される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記光源は、第１のＬＥＤ及び第２のＬＥＤを備えるＬＥＤアレイを備え、
前記第１のＬＥＤから第１のピーク波長で光は出射され、前記第２のＬＥＤから第２のピーク波長で光は出射される、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
光ファイバーは、電気配線に比べて、長い距離にわたって早いデータ送信速度を提供し、通信産業だけでなく照明やイメージングアプリケーションに広範に利用されている。さらに、光ファイバーは、金属ワイヤよりも、よりフレキシブルで、より軽く、より小さい径の中に挿入できるので、ケーブルの中に高容量のファイバー束を挿入することができる。光ファイバーを物理的ダメージや湿気の侵入から守るため、また、性能における長期間の耐久性を維持するため、紫外線（ＵＶ）硬化処理を介して施される表面コーティングが用いられる。
【０００２】
米国特許第６６２６５６１号には、ＵＶ硬化装置の焦点の外側に位置する面を有する光ファイバーのＵＶ硬化の均一性の問題を開示している。当該ＵＶ硬化装置は、楕円反射器を用いて、楕円反射器の第２の焦点に位置する１つのＵＶ光源からのＵＶ光を光ファイバーの当該面に向ける。光源に相対的な光ファイバーのあいまいな配向のため、またはイレギュラーな形状の光ファイバーのために、硬化の均一性の問題は生じる。この問題を処理するため、特許文献１では、楕円反射器を用いて、第１の楕円反射器の焦点の付近に位置する１つの光源からのＵＶ光を第２の楕円反射器の焦点の付近に位置する光ファイバーの表面に照射し、光ファイバーと光源の双方は、焦点からわずかにずれている。このようにして、光ファイバーの表面に到達するＵＶ光線は分散し、光コーティング剤への照射及び硬化は潜在的により均一になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６６２６５６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の発明者は、上記の手法の潜在的な問題を認識していた。つまり、ＵＶ光源と光ファイバーとを楕円反射器の焦点からずらすことによって、光ファイバーの表面に照射されるＵＶ光の強度は分散し、低減され、したがって、硬化速度や生産速度が遅くなり、より高い製造コストをもたらす。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の問題に対処する１つの実施形態は、第１の楕円筒状反射器と、第２の楕円筒状反射器と、光源と、を備える硬化装置を含む。前記第１の楕円筒状反射器の第１の焦点と前記第２の楕円筒状反射器の第１の焦点とは同じ位置にあり、前記光源は、前記第１の楕円筒状反射器の第２の焦点に位置する。前記光源から出射された光は、前記第１の楕円筒状反射器から前記第１の焦点に反射され、前記第２の楕円筒状反射器から前記第１の焦点に再帰反射される。他の実施形態では、ワークを硬化する方法であって、同じ位置にある第１の楕円筒状反射器の第１の焦点と第２の楕円筒状反射器の第１の焦点とに沿ってワークを引くステップと、第１の楕円筒状反射器の第２の焦点に位置する光源からのＵＶ光をワークの表面上に照射するステップと、第２の楕円筒状反射器からのＵＶ光をワークの表面上に照射するステップと、を備える。さらに他の実施形態では、第１の曲率を有する第１の曲面と第２の曲率を有する第２の曲面とを備える反射器の第１の内部軸に沿ってワークを配置するステップと、前記反射器の第２の内部軸に沿って光源を配置するステップと、前記光源から光を出射するステップと、を備え、前記出射光は、前記第１の曲面及び前記第２の曲面から前記ワーク上に反射される。
【０００６】
上述の要約は、簡略な形で、詳細な説明においてさらに説明されるコンセプトの集まりを紹介するために記載されたものであることが理解されるべきである。上述の要約は、請求項に記載された主題の本質的な特徴又は要点を特定するものではなく、主題のスコープは、詳細な説明によって裏付けられた請求項によってのみ特定されるものである。さらに、請求項に記載された主題は上述の不利益を解決するための実施及び本開示のいかなる部分によって限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、電源、コントローラ、及び光出射サブシステムを備える光反応システムの一例を示す。
【図２】図２は、１つの光源を備えるＵＶ硬化装置の楕円筒状反射器の断面図を示す。
【図３】図３は、一方の楕円表面の第１の焦点が他方の楕円表面の第１の焦点と同じ位置となるように配置された２つの楕円表面の一例の断面を示す。
【図４】図４は、一方の楕円反射器の第１の焦点が他方の楕円反射器の第１の焦点と同じ位置となるように配置された２重の楕円反射器の一例の断面を示す。
【図５】図５は、２重の楕円反射器と、一方の楕円反射器の第２の焦点に位置する光源と、を備える光源硬化装置の一例の断面を示す。
【図６】図６は、２重の楕円反射器と、一方の楕円反射器の第２の焦点に位置する光源と、を備える光源硬化装置の一例の断面を示す。
【図７】図７は、光反応システムの一例の断面を示す。
【図８】図８は、光反応システムの一例の斜視断面を示す。
【図９】図９は、光反応システムの２重の楕円反射器の斜視図を示す。
【図１０】図１０は、図９の２重の楕円反射器の端部断面を示す。
【図１１】図１１は、例えば、図５に示すような硬化装置で用いられる光ファイバーのようなワークを硬化する方法の一例のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示は、コーティングされた光ファイバー、リボン、ケーブル、その他のワークを製造に用いられる、ＵＶ硬化装置、方法及びシステムに関する。光ファイバーコーティングは、ＵＶ硬化装置を介してＵＶ硬化されてもよい。当該ＵＶ硬化装置は、一方の楕円反射器の第１の焦点が他方の楕円反射器の第１の焦点と同じ位置となるように配置された２重の楕円反射器を用いており、ワーク（例えば、光ファイバー）は第１の焦点に位置し、２つのＵＶ光源はそれぞれの楕円反射器の第２の焦点に位置する。図１は、電源、コントローラ、及び光出射サブシステムを備える光反応システムの一例を示す。図２は、従来のＵＶ硬化装置の１重の楕円反射器カップリングオプティクスの構成を示す。図３は、一方の楕円表面の第１の焦点が他方の楕円表面の第１の焦点と同じ位置となるように配置された２つの楕円表面の一例の断面を示す。図４−６は、ＵＶ硬化装置のための、一方の楕円反射器の第１の焦点が他方の楕円反射器の第１の焦点と同じ位置となるように配置された２重の楕円反射器のカップリングオプティクスの構成を示す。図７−８は、一方の楕円反射器の第１の焦点が他方の楕円反射器の第１の焦点と同じ位置となるように配置された２重の楕円反射器を備えるＵＶ硬化装置の断面図及び斜視図である。図９−１０は、２重の楕円反射器の一例の斜視図及び断面図である。図１１は、光ファイバー又は他のワークをＵＶ硬化する方法の一例のステップを示すフローチャートである。
【０００９】
図１は、硬化装置１０のような光反応システムの構成の一例を示すブロック図である。１つの実施例では、硬化装置１０は、光出射サブシステム１２、コントローラ１４、電源１６、及び、冷却サブシステム１８を備える。光出射サブシステム１２は、複数の半導体デバイス１９を備えていてもよい。複数の半導体デバイス１９は、たとえば、ＬＥＤデバイスの直線アレイのような、発光素子のアレイ２０であってもよい。発光素子のアレイ２０は、例えば、ＬＥＤデバイスの二次元アレイ又はＬＥＤアレイのアレイを備えていてもよい。半導体デバイスは照射出力２４を提供してもよい。照射出力２４は、硬化装置１０の固定面に位置するワーク２６に向けられていてもよい。戻り照射光２８は、ワーク２６から光出射サブシステム１２に直接（すなわち、照射出力２４の反射を介して）戻ってくる。
【００１０】
照射出力２４は、カップリングオプティクス３０を介してワーク２６に向けられてもよい。カップリングオプティクス３０は、もし用いられるなら、さまざまに実施される。１つの実施例としては、カップリングオプティクスは、半導体デバイス１９とウィンドウ６４との間に置かれて照射出力２４をワーク２６の表面に与える１以上の層、材質、又は他の構造物を備えていてもよい。例えば、カップリングオプティクス３０は、集光、収束、コリメーション又はその他の照射出力２４の質及び有効光量を促進するため、マイクロレンズアレイを備えていてもよい。その他の実施例としては、カップリングオプティクス３０は、マイクロリフレクタアレイを備えていてもよい。このようなマイクロリフレクタアレイを用いる場合は、照射出力２４を提供するそれぞれの半導体デバイスは、１対１で対応するように、それぞれのマイクロリフレクタに配置されてもよい。他の実施例としては、照射出力２４を提供する半導体デバイスのアレイ２０は、多数対１で対応するように、マイクロリフレクタに配置されてもよい。このように、カップリングオプティクス３０は、それぞれの半導体デバイスが１対１でそれぞれのマイクロリフレクタに配置されているマイクロリフレクタアレイと、半導体デバイスからの照射出力２４の量及び／又は質がマイクロリフレクタによってさらに促進されるマイクロリフレクタとの両方を備えていてもよい。例えば、マイクロリフレクタは、楕円筒状反射器、パラボラ反射鏡、二重楕円筒状反射器等を備えていてもよい。
【００１１】
カップリングオプティクス３０のそれぞれの層、材質又は他の構造は、選択された屈折率を有していてもよい。それぞれの屈折率を適切に選択することにより、照射出力２４（及び／又は戻り照射光２８）の通り道に存在する層、材質、及びその他の構造物の間界面における屈折を選択的に制御することができる。１つの実施例としては、例えば、半導体デバイスからワーク２６の間に配置されたウィンドウ６４等、選択された界面における、そのような屈折率の違いを制御することによって、当該界面における反射を低減させ又は増加させることができる。これにより、当該界面における照射出力の透過を促進させ、ワーク２６に最終的に到達させる。例えば、カップリングオプティクスは、ある波長の入射光を吸収するとともに他の入射光を反射してワーク２６の表面に収束するダイクロイックリフレクタを備えていてもよい。
【００１２】
カップリングオプティクス３０は様々な目的のために用いられてもよい。例えば、目的の例は、半導体デバイス１９を保護するため、冷却サブシステム１８で用いられる冷却液を保つため、照射出力２４を集光、収束及び／又はコリメートするため、戻り照射光２８を集光、収束又は遮蔽するため、その他の目的、又はこれらの目的を組み合わせた目的である。他の実施例としては、硬化装置１０は、ワーク２６に到達する照射出力２４の効果的な質、均一性、又は量を促進するため、カップリングオプティクス３０を用いてもよい。
【００１３】
選択した複数の半導体デバイス１９は、データをコントローラ１４に提供するため、カップリングエレクトロニクス２２を介してコントローラ１４と連結される。さらに下記で説明するように、コントローラ１４は、例えば、カップリングエレクトロニクス２２を介して、そのようなデータを供給する半導体デバイスを制御するため、実装されてもよい。コントローラ１４は、電源１６、冷却サブシステム１８と連結されて、電源１６、冷却サブシステム１８をコントロールするために実装されてもよい。例えば、コントローラは、ワーク２６に照射される光の有効領域を増加させるため、アレイ２０の中間部分に配置された発光素子に大きな駆動電流を供給してもよく、アレイ２０の端部分に配置された発光素子に小さな駆動電流を供給してもよい。さらに、コントローラ１４は、電源１６及び冷却サブシステム１８からデータを受信してもよい。１つの実施例では、フィードバックコントロールスキームにおいて、ワーク２６表面の１以上の場所に対する照射は、センサによって検出され、コントローラ１４に送信されてもよい。他の実施例では、コントローラ１４は、他の発光システム（図１において不図示）のコントローラと、双方の発光システムの制御を調整するために、通信してもよい。例えば、多数の発光システムのコントローラ１４は、１つのコントローラのセットポイントが他のコントローラの出力によってセットされる、マスタースレーブカスケード制御アルゴリズムで動作してもよい。他の発光システムと一体となった硬化装置１０の運用のため、他の制御方針が用いられてもよい。他の実施例としては、隣同士に並べられた多数の発光システムのためのコントローラ１４は、多数の発光システムに亘って、照射光の均一性を増加させるために、同一の方法で、発光システムを制御してもよい。
【００１４】
電源１６、冷却サブシステム１８、及び光出射サブシステム１２に加えて、コントローラ１４は、内部要素３２、外部要素３４と連結されて、コントロールするために実装されてもよい。内部要素３２は、硬化装置１０の内部にあってよく、外部要素３４は、硬化装置１０の外部にあってよく、ワーク２６に関連していてよく（例えば、ハンドリング、冷却、又は他の外部設備として）、又は、硬化装置１０がサポートする光反応（例えば、硬化）に関連した他のものであってもよい。
【００１５】
１以上の電源１６、冷却サブシステム１８、光出射サブシステム１２、及び／又は要素３２、３４からコントローラ１４が受信したデータは様々なタイプであってもよい。当該データの一例としては、連結された半導体デバイス１９に関連する１以上の特徴を示すものであってもよい。他の例としては、当該データは、それぞれ、光出射サブシステム１２、電源１６、冷却サブシステム１８、内部要素３２、及び外部要素３４が提供するデータであって、これらの１以上の特徴を示すものであってもよい。さらに他の例としては、当該データは、ワーク２６に関連した１以上の特徴（例えば、照射出力エネルギー、又は、ワークに向けられるスペクトル成分）を示すものであってもよい。さらに、当該データは、これら特徴の何らかの組合せを示すものであってもよい。
【００１６】
コントローラ１４は、このようなデータの受信の際、当該データに反応するため、実装されてもよい。例えば、このような構成からのこのようなデータに反応して、コントローラ１４は、電源１６、冷却サブシステム１８、光出射サブシステム１２（連結された１以上の半導体デバイスを含む）、及び／又は要素３２、３４の１以上を制御するために、実装される。１つの実施例としては、ワークに関連する１以上のポイントにおいて、光エネルギーが十分でないことを示す、光出射サブシステムからのデータに反応して、コントローラ１４は、（ａ）１以上の半導体デバイスへの電源の供給電力を増加する、（ｂ）冷却サブシステム１８（例えば、冷却されるとより大きな照射出力を供給する、ある光出射デバイス）を介した光出射サブシステムの冷却を増加する、（ｃ）これらのデバイスに電力を供給する時間を増加する、又は（ｄ）これらの組合せの何れかのために、実装されてもよい。
【００１７】
光出射サブシステム１２のそれぞれの半導体デバイス１９（例えば、ＬＥＤデバイス）は、コントローラ１４によって独立に制御されてもよい。例えば、コントローラ１４は、１以上のそれぞれのＬＥＤデバイスの第１のグループを第１の強度、第１の波長等の光を出射するように制御し、１以上のそれぞれのＬＥＤデバイスの第２のグループを異なる強度、異なる波長等の光を出射するように制御してもよい。１以上のそれぞれのＬＥＤデバイスの第１のグループは、半導体デバイスの同じアレイ２０の中にあってもよく、又は、複数の発光システム１０からの半導体デバイス１９の１以上のアレイを形成してもよい。半導体デバイスのアレイ２０は、コントローラ１４によって、他の発光システムの他の半導体デバイスのアレイと独立に制御されてもよい。例えば、第１のアレイの半導体デバイスは第１の強度、第１の波長等の光を出射するように制御され、他の硬化装置の第２のアレイの半導体デバイスは第２の強度、第２の波長等の光を出射するように制御されてもよい。
【００１８】
さらに他の実施例としては、条件（例えば、特定のワーク、光反応、及び／又は、運用条件）の第１のセットの下で、コントローラ１４は、第１の制御方針を実施して、硬化装置１０を運用してもよい。一方、条件（例えば、特定のワーク、光反応、及び／又は、運用条件）の第２のセットの下で、コントローラ１４は、第２の制御方針を実施して、硬化装置１０を運用してもよい。上述したように、第１の制御方針は、１以上のそれぞれの半導体デバイス（例えば、ＬＥＤデバイス）の第１のグループを第１の強度、第１の波長等の光を出射するように運用することを含んでいてもよい。一方、第２の制御方針は、１以上のそれぞれの半導体デバイス（例えば、ＬＥＤデバイス）の第２のグループを第２の強度、第２の波長等の光を出射するように運用することを含んでいてもよい。ＬＥＤデバイスの第１のグループは、ＬＥＤデバイスの第２のグループと同じグループであってもよく、ＬＥＤデバイスの１以上のアレイに亘ってもよく、又は、ＬＥＤデバイスの第２のグループと異なるグループであってもよく、ＬＥＤデバイスの異なるグループは、第２のグループのＬＥＤデバイスの１以上のサブセットを含んでいてもよい。
【００１９】
冷却サブシステム１８は、光出射サブシステム１２の熱的ふるまいを管理するために実装されてもよい。例えば、冷却サブシステム１８は、光出射サブシステム１２に、より具体的には、半導体デバイス１９に冷却を提供してもよい。また、冷却サブシステム１８は、ワーク２６及び／又はワーク２６と硬化装置１０（例えば、光出射サブシステム１２）との間の空間を冷却するために実装されてもよい。例えば、冷却サブシステム１８は、気体又は他の液体（例えば、水）冷却システムを備えていてもよい。冷却サブシステム１８は、半導体デバイス１９、又は、半導体デバイス１９のアレイ２０、又は、カップリングオプティクス３０に取り付けられた冷却フィン等の冷却要素を備えていてもよい。例えば、カップリングオプティクス３０に熱転送を促進するための外部フィンが搭載されており、冷却サブシステムは、冷気送風を備えていてもよい。
【００２０】
硬化装置１０は、様々なアプリケーションのために用いられてもよい。アプリケーションの例は、限定されることなく、インク印刷からＤＶＤの製造及びリソグラフィーまでの硬化処理を含む。硬化装置１０が用いられるアプリケーションは、運用パラメータに関連することができる。つまり、以下のように、アプリケーションは運用パラメータに関連してもよい：１以上の波長において、１以上の期間に亘って供給された、照射力の１以上の予測。当該アプリケーションと関連した光反応を適切に完了するためには、１又は複数のこれらのパラメータ（及び／又はある時間の間、時刻、時間範囲）の１以上のレベル、又は当該レベル以上で、ワーク２６又はワーク２６の付近に光パワーが到達されてもよい。
【００２１】
所期のアプリケーションのパラメータに追従するためには、照射出力２４を提供する半導体デバイス１９は、例えば、温度、スペクトル分布、及び照射力等のアプリケーションのパラメータに関連した様々な特徴に従って運用されてもよい。同時に、半導体デバイス１９は、半導体デバイスの製造に関連する、中でも、装置の破壊を予め排除するため及び／又は劣化を未然に防止するため、ある運用仕様を備えていてもよい。硬化装置１０の他の構成要素も、関連する運用仕様を備えていてもよい。これらの仕様は、他のパラメータ仕様の中でも、運用温度及び印加される電力の範囲（例えば、最大と大小）を備えていてもよい。
【００２２】
したがって、硬化装置１０は、アプリケーションのパラメータの監視を補助してもよい。さらに、硬化装置１０は、半導体デバイス１９の監視に、それぞれの特徴及び仕様を含むものを提供してもよい。さらに、硬化装置１０は、硬化装置１０の選択された他の構成要素の監視に、その特徴及び仕様を含むものを提供してもよい。
【００２３】
このような監視は、システムの適切な運用の検証を可能にし、硬化装置１０は適格に評価されることができる。例えば、硬化装置１０は、１以上のアプリケーションのパラメータ（例えば、温度、スペクトル分布、照射力等）、これらパラメータに関連する他の構成要素の特徴、及び／又は、他の構成要素のそれぞれの運用仕様に関して、不適切に運用される可能性がある。監視の予測は、１以上のシステムの構成要素からコントローラ１４が受信したデータに関連して、反応し、実行されてもよい。
【００２４】
監視は、システムの制御も補助することができる。例えば、制御方針は、システムの１以上の構成要素からのデータを受信して、反応するコントローラ１４を介して実施されてもよい。この制御方針は、上述したように、直接に（例えば、他の構成要素の運用を調整するために制御信号によって構成要素の運用を制御することによって）実施されてもよい。１つの実施例としては、半導体デバイスの照射出力は、光出射サブシステム１２に供給される電力を調整するための、電源１６への制御信号、及び／又は、光出射サブシステム１２に供給される冷却を調整するための、冷却サブシステム１８への制御信号によって、直接に調整されてもよい。
【００２５】
制御方針は、システムの適切な運用及び／又はアプリケーションの性能を可能にするため及び／又は促進するために実施されてもよい。より詳細な実施例では、制御は、アレイの照射出力とその運用温度との間のバランスをとることを可能するため及び促進するために実施されてもよい。これにより、例えば、半導体デバイス１９の仕様を超えて加熱されることを予め排除することができ、ワーク２６への十分な照射エネルギーを検出でき、例えば、アプリケーションの光反応を実行できる。
【００２６】
いくつかのアプリケーションでは、高い照射力がワーク２６に到達されてもよい。したがって、光出射サブシステム１２は光出射半導体デバイス２０のアレイを使用して実装されてもよい。例えば、光出射サブシステム１２は、高い密度のＬｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ（ＬＥＤ）アレイを用いて実装されてもよい。ＬＥＤアレイは、ここに詳細に説明されて使用されてもよいが、半導体デバイス１９及び半導体デバイス１９のアレイ２０は、本発明の原理から離れることなく、他の光出射技術を用いて実装されてもよいことが理解されるべきであり、他の光出射技術の例は、限定されることなく、有機ＬＥＤ、レーザーダイオード、他の半導体レーザを含む。
【００２７】
引き続いて図１に示すように、複数の半導体デバイス１９はアレイ２０又はアレイのアレイ（図１参照）という形で提供されてもよい。アレイ２０は、１以上又はほとんどの半導体デバイス１９が照射出力を提供するように構成されてもよい。同時に、しかしながら、１以上の半導体デバイス１９は、選択されたアレイの特徴を監視に提供するように実装されてもよい。監視デバイス３６は、アレイの中のデバイスの中から選ばれてもよく、例えば、他の出射デバイスと同じ構造を有していてもよい。例えば、出射と監視との間の違いは、特定の半導体デバイスと関連したカップリングエレクトロニクス２２によって決定されてもよい（例えば、基本的な形では、ＬＥＤアレイは、カップリングエレクトロニクスが逆電流を提供する監視ＬＥＤデバイスと、カップリングエレクトロニクスが順電流を提供する出射ＬＥＤデバイスとを備えていてもよい。）。
【００２８】
さらに、カップリングエレクトロニクスに基づいて、アレイの中の選択された半導体デバイスは、マルチファンクションデバイス及び／又はマルチモードデバイスの双方／何れかであってもよく、（ａ）マルチファンクションデバイスは、１以上の特徴（例えば、照射出力、温度、磁界、振動、圧、促進、及び他の機械的力又は変形）を検出することができるとともに、アプリケーションパラメータ又は他の決定因子に従って、これらの検出機能の間を切り換えることができ、（ｂ）マルチモードデバイスは、出力、検出及びその他のモード（例えば、オフ）が可能であり、アプリケーションパラメータ又は他の決定因子に従って、これらのモードの間を切り換えることができる。
【００２９】
上述したように、硬化装置１０は、ワーク２６を受けるように構成されている。１つの実施例としては、ワーク２６はＵＶ硬化可能な光ファイバー、リボン、又はケーブルである。さらに、ワーク２６は、それぞれ、硬化装置１０のカップリングオプティクス３０の複数の焦点の位置、又はその近くに位置していてもよい。このようにして、硬化装置１０から照射されたＵＶ光は、ＵＶ硬化及びその光反応を加速するため、カップリングオプティクスを介してワークの表面に向けられる。また、さらに、硬化装置１０のカップリングオプティクス３０は、以下にさらに説明される、位置同一焦点を有するように構成されてもよい。
【００３０】
図２は、１重の楕円反射器２００の一例を示している。１つの楕円カップリングオプティクスは、光ファイバーワークのコーティングの硬化のため、従来のＵＶ硬化装置に用いられている。
【００３１】
楕円は、閉曲線を生じる方法で円錐を平面で切ってできる交差の結果の平面曲線であり、２つの固定された点（楕円の焦点）からの距離を足した値が同じ一定の値となる平面上の全ての点の軌跡として規定される。楕円上の反対側にある点の間の距離、又は、中点が楕円の中心にある２つの点の間の距離は、長軸又は横径に沿って最大で、短軸又は縦径に沿って最小である。楕円は、その長軸及び短軸に対して対称である。楕円の焦点は、楕円の長軸上の２つの特定の点であり、楕円の中心（楕円の長軸と短軸の交点）から同じ距離にある。楕円上のどの場所の点から当該２つの焦点までの距離の合計は一定で、長軸の長さに一致する。この２つの点のそれぞれは、楕円の焦点と呼ばれる。楕円筒は、断面が楕円である筒である。
【００３２】
楕円反射器２００は、断面が楕円である楕円筒を備える。したがって、楕円反射器２００は、２つの焦点を備え、第１の焦点から楕円筒の軸長に沿って光が照射され、楕円筒の軸長に沿って第２の焦点に集光される。楕円反射器表面２１０は、断面が楕円の楕円筒状形状を備える光制御デバイスの一例である。楕円反射器の第１の焦点（例えば、楕円筒の第１の軸に沿った焦点）に位置する１つの光源２３０から放射した光線２５０は、第２の焦点２４０（例えば、楕円筒の第２の軸に沿った焦点）に向かう。ＵＶ硬化のため、楕円反射器の内面はＵＶを反射可能であってもよく、第２の焦点２４０に位置するワークの表面上にＵＶ光は実質的に向かう。
【００３３】
１つの光源を備える１重の楕円反射デバイスでは、ワークの表面の近い領域（例えば、光源の方に向いているワークの表面）は、ワークの表面の遠い領域（例えば、光源の方に向いていないワークの表面）より、高い強度の光を受ける。そのため、１重の楕円反射器は、筒状返し補助反射板２６０を備えてもよい。これにより、光源２３０から放射したＵＶ光線２６４の焦点を絞って、ワークの遠い領域上に向けることができる。したがって、返し補助反射板２６０の仕様は、ワークの照射をより均一にするためである。
【００３４】
上述したように、従来の１重の楕円反射器２００は、２つの焦点を有し、第１の焦点に位置する光源２３０から出射した光は、実質的に、第２の焦点２４０に集光される。
【００３５】
図３は、楕円表面３１０、３２０の一例を示している。楕円表面３１０、３２０は重なり合って、２つの部分的な楕円表面の合体を形成して連結されている。２つの部分的な楕円表面の端部は結合されて、他の湾曲した楕円弧の中点付近に２つの縁３１４、３２４を形成している。図３に示すように、楕円表面３１０、３２０は、楕円表面３１０、３２０の長軸３５２、３５０に対して並んでおり、同一位置にある焦点（以下、位置同一焦点と称する。）３３０を実質的に共有するように配置されている。さらに、楕円表面３１０、３２０の長軸３５２、３５０は、それぞれ、同じ長さであり、楕円表面３１０、３２０の短軸３５６、３５８は、それぞれ、同じ長さである。楕円表面３１０、３２０は、位置同一焦点３３０の位置又は付近に位置するワークに対して互いに反対側に位置してもよい。さらに、光源は、２つの焦点３４０、３４６の１つの付近又は含む部分に位置し、ワークの両側に位置する。光源は、例えば、ＬＥＤのアレイを備える独立したＬＥＤデバイス、又は、ＬＥＤアレイである。この配置においては、２重の楕円表面は、２重の楕円反射器の焦点３４０、３４６の１つの位置又は付近に位置する光源から照射された光を実質的にワークの表面上に集光する。
【００３６】
このように、２重の楕円反射器からの照射光の反射は、ワークの表面の光源から遠い領域を第２の反射器（例えば、位置同一焦点ではない第２の焦点に光源を持たない反射器）から近い領域に変える。そのため、２重の楕円反射器は、返し反射器を用いることを潜在的に避けることができるように設計されており、システム設計とコストを簡便にする。このように、図３に示されるような構成は、１重の反射器ＵＶ硬化装置に比べて、ワークの表面に亘って高い照射強度及びより均一な照射強度を潜在的に達成できる。高くて均一な照射強度は、生産速度の増加及び／又は硬化時間の短縮を潜在的に可能にし、生産コストを低減する。
【００３７】
１重の楕円反射器に比べた、２重の楕円反射器のさらなる潜在的な利点は、１重の楕円ＵＶ硬化デバイスに比べて高い強度を保ちつつ、ワークの全ての表面に亘って、より均一にＵＶ光を集光できることである。さらに、２重の楕円反射器は活用されれば、たとえ、ワークが位置同一焦点より僅かにずれていても、１以上の光源が２つの焦点の１つから僅かにずれていても、光源から照射された光は実質的にワークの表面に向けられる。さらに、２重の楕円反射器は活用されれば、ワークの断面が不規則な形状又は非対称である場合、又は、ワークの断面が大きい場合にも、光源から照射された光は実質的にワークの表面に向けられる。
【００３８】
楕円表面３１０、３２０は、実施的に楕円、又は、少なくとも一部が楕円であってもよい。これにより、２重反射器は実質的に楕円筒状となり、焦点３４０、３４６の位置又は付近から照射された光は、表面３１０、３２０の内部で、位置同一焦点３３０に実質的に反射される。例えば、表面３１０、３２０の形状は、焦点３４０、３４６の位置又は付近の光源から照射された光の位置同一焦点３３０への集光を実施的に妥協しない程度に、完璧な楕円から僅かに異なっていてもよい。さらなる実施例としては、完璧な楕円から僅かに異なる表面３１０、３２０の形状は、ファセット楕円表面を含むことができ、反射器の一般的な形状は楕円であり、しかし、個々の断面は楕円から僅かに異なるようにファセットされている。ファセットされた、又は、部分的にファセットされた楕円表面は、与えられた光源における、ワークの表面の光の均一性又は強度を促進するように、反射光を潜在的に制御することができる。例えば、ファセットは、おおよその楕円となる、平坦又は湾曲であってもよく、なめらかな又は自然に連続するものであってもよく、光源の出射形状に関連して、楕円形から僅かにずれてもよい。これにより、ワークの表面への照射を改善する。それぞれのファセットは、平坦で、楕円表面を形成する複数の平坦を連結する角を有していてもよい。あるいは、ファセットは、湾曲表面を有していてもよい。
【００３９】
図４は、２重の楕円反射器４８０、４９０を備えるＵＶ硬化装置４００のカップリングオプティクスの１例の断面図を示している。２重の楕円反射器４８０、４９０は、図３に示す２つの楕円表面３１０、３２０の配置と同じように、長軸の沿って並び、位置同一焦点４６０を共有するように配置されている。楕円反射器４９０は、位置同一焦点４６０の反対の位置に開口４３０を備える部分的な楕円反射器を備えていてもよい。開口４３０は、楕円反射器４９０の長軸に対して対称である。開口４３０は、楕円反射器４８０、４９０に、ＵＶ硬化装置４００の他の構成要素、例えば、光源４２０を搭載、位置づけ、及び／又は、配置、統合することを意図している。開口４３０の縁４３２は、第２の焦点における楕円反射器４９０の短軸に平行な軸４３６よりも開口４３０が広くならないように位置している。光源４２０は楕円反射器４９０の第２の焦点の位置又はその付近に位置していてもよい。さらに、サンプルチューブ４７０は、サンプルチューブ４７０の中心軸が位置同一焦点付近に実施的に芯出しされるように、位置している。
【００４０】
このように、楕円反射器４８０、４９０は、楕円反射器４８０、４９０が逢着する縁４８６、４８８において結合された２つの部分的な楕円筒を形成する。ＵＶ硬化装置４００は、さらに、ワーク４５０を受けるように構成されており、ワーク４５０は、ワーク４５０の軸が位置同一焦点の軸４６０に沿って延出するように、サンプルチューブ４７０の中を通ってもよい。この構成では、２重の楕円反射器が互いにワークの反対側に位置し、２重の楕円反射器は、光源４２０から照射された直接光線４２４、４２８の焦点を、実施的に均一かつ高い強度で、ワークの表面上に実質的に合わせる。ここで、実施的に均一にワークを照射するとは、ＵＶ硬化装置内に含まれるワークの表面の全てを本質的に同じ照射（例えば、単位領域あたりの照射力）で照射することを意味する。例えば、光ファイバーを備えるワークのために、光源４２０を楕円反射器４９０の第２の焦点の位置に実質的に配置することは、ファイバーを囲む距離閾値内で一定の照射のビームでワークを照射することを促進することができる。１つの実施例としては、距離閾値は、ファイバーを囲む１ｍｍで一定のビームを備えていてもよい。また、他の実施例としては、距離閾値は、ファイバーを囲む３ｍｍで一定のビームを備えていてもよい。
【００４１】
さらに、２重の楕円反射器は互いにワークの反対側に位置するため、光源に対してワークの表面の近い領域及び遠い領域は、それぞれ、第２の楕円反射器（例えば、当該楕円反射器は位置同一焦点ではない焦点に光源を有さない）に対して遠い領域及び近い領域である。そのため、光源又は第２の楕円反射器の何れかに対して遠い領域は、均一に照射されることが可能であり、ワーク上に光を向けるために、２重の楕円反射器の内面の他に、返し反射板又は反射表面の使用を予め排除することができる。さらに、また、サンプルチューブ４７０の中をワークが通る場合のために、サンプルチューブのサイズは、楕円反射器がどれくらい小さいかを制限する。サンプルチューブ４７０の壁が反射器の壁と干渉するためである。楕円反射器のサイズを低減することは、光源をワークに近付けることを意図する。２重の楕円反射器の設計は、光源をワークの近くに配置することを可能にするため、それぞれの楕円反射器がより小さい短軸又は長軸を有することを可能にすることにより、この制限を克服する。
【００４２】
２重の楕円反射器４８０、４９０は、光源４２０から放射された直接光線４２８、４２４のための反射内面４８４、４９４を備える。光源４２０から照射された光は、光線４２４、光線４２８を備えることができ、光線４２４は、楕円反射器４９０の反射内面４９４でワークの表面上へ反射され、光線４２８は、楕円反射器４８０の反射内面４８４でワークの表面上へ反射される。光源４２０から照射された光は、さらに、それぞれ、楕円反射器４８０、４９０の反射内面４８４、４９４の双方においてワークの表面上へ反射された光線と、光源４２０から直接にワークの表面上へ照射された光線４２６を含むことができる。楕円反射器４８０から反射された光線４２８は、楕円反射器４８０によってワークの表面上へ反射される前に、楕円反射器４８０の第２の焦点４８２を通過してもよい。
【００４３】
反射内面４８４、４９４は、可視、及び／又は、ＵＶ、及び／又は、ＩＲの光線を、最小の吸収又は屈折で、反射してもよい。あるいは、反射内面４８４、４９４は、ある範囲の波長の光を反射でき、当該ある範囲以外の波長の光を反射内面４８４、４９４において吸収するダイクロイックであってもよい。例えば、反射内面４８４、４９４は、ＵＶ光線及び可視光線を反射するがＩＲ光線は吸収するように設計されてもよい。このような反射内面は、熱に敏感なコーティングやワーク、又は、ワーク４５０表面における硬化反応の速度を緩やかにしたり、均一にしたりするために潜在的に有益である。一方、反射内面４８４、４９４は、高い温度でより速く硬化反応を進めるため、ＵＶ及びＩＲの双方を好適に反射してもよい。
【００４４】
ワーク４５０は、様々なサイズ及び寸法の光ファイバー、リボン、又は、ケーブルを含むことができる。ワーク４５０は、ワーク４５０の表面上のＵＶ硬化インク印刷だけでなく、ＵＶ硬化外装、及び／又は、表面コーティングも含むことができる。ＵＶ硬化外装は、１以上の硬化ステージで硬化可能な、１以上のＵＶ硬化ポリマー系、１以上のＵＶ硬化レイヤー、を含むことができる。ＵＶ硬化表面コーティングは、光ファイバー又は光ファイバー外装上で硬化する、薄いフィルム、又は、インクを含むことができる。例えば、ワークは、コア及び外装レイヤーを備える光ファイバーであり、当該外装は、ポリイミド、アクリレート系ポリマー、又は、その他のＵＶ硬化ポリマー等のＵＶ硬化ポリマーを備えるコーティングを含むことができる。他の実施例としては、２層コーティングが用いられてもよい。すなわち、ワークは内側レイヤーと外側レイヤーによってコーティングされ、内側レイヤーは、マイクロベンディングによる減衰を最小限にするために硬化された際に、柔らかく、ゴム状となり、外側レイヤーは、硬く、ワーク（例えば、光ファイバー）を摩擦や環境（例えば、湿気、ＵＶ）への露出から保護するのに適している。内側レイヤー及び外側レイヤーは、ポリマー系、例えば、開始剤、モノマー、オリゴマー、及び他の添加剤を備えるエポキシ系、を備えていてもよい。
【００４５】
硬化の間、ワーク４５０は、サンプルチューブ４７０の内側へ軸方向に、引っ張られ、又は、ＵＶ硬化装置を通して引かれ、ワーク４５０は位置同一焦点４６０付近で軸方向に実質的に芯出しされる。さらに、サンプルチューブ４７０は、位置同一焦点４６０付近で軸方向に芯出しされ、ワーク４５０を同心で囲む。サンプルチューブ４７０が、２重の楕円反射器４８０、４９０の内面からサンプルチューブを通ってワーク４５０表面に反射された光線を含む、光源４２０から照射された光線を遮蔽しないように又は実質的に障害とならないように、サンプルチューブ４７０は、ガラス、又は、石英、又は、光学的、及び／又は、ＵＶ、及び／又は、ＩＲ透明材質で、寸法が過度に厚くないように構成されている。２重の楕円反射器４８０、４９０は、楕円反射器の組合せとも称する。サンプルチューブ４７０は、図４に示すように、円形の断面を有し、又は、サンプルチューブ４７０は、他の適切な形の断面を有していてもよい。サンプルチューブ４７０は、ワークの周りの不活性雰囲気を保つため、及び、ＵＶ硬化反応を減速させる酸素阻害を低減するため、窒素、二酸化炭素、ヘリウム等の不活性ガスを内包していてもよい。
【００４６】
光源４２０は、ＬＥＤ光源、ＬＥＤアレイ光源、又は、マイクロ波パワー又はハロゲン発光光源、又は、これらのアレイ等の１以上の半導体デバイス又は半導体デバイスのアレイを備えていてもよい。さらに、光源４２０は、実質的に焦点４９２に位置し、焦点４９２の軸長さ方向に沿って延出して、ＵＶ硬化装置４００の部分的な楕円筒状反射器４９０の長さに沿って延出していてもよい。光源の部分的なアレイ、又は、光源のアレイのアレイである光源４２０は、ＵＶ硬化装置４００の部分的な楕円筒状反射器４９０の長さに沿って、又は当該長さに沿ったポイントにおいて、焦点４９２を超えて又は含んで、延出していてもよい。このように、２重の楕円反射器の軸長に沿った光源４２０から照射された光は、ワーク４５０の全長に沿ってワーク４５０の表面に実施的に再配向される。
【００４７】
さらに、光源４２０は、１以上の可視、ＵＶ、又は、ＩＲ光を出射してもよい。他の実施例としては、光源４２０は、第１の期間、第１のスペクトルのＵＶ光を照射し、第２の期間、第２のスペクトルのＵＶ光を照射してもよい。光源４２０によって出射された第１のスペクトル及び第２のスペクトルは、重複していてもよいし、重複していなくてもよい。例えば、第１の光源４２０が、第１のタイプのＬＥＤを備える第１のＬＥＤアレイと、第２のタイプのＬＥＤを備える第２のＬＥＤアレイとを備える場合、これらの出射スペクトルは重複していてもよいし、重複していなくてもよい。さらに、第１のＬＥＤアレイ及び第２のＬＥＤアレイからの光源４２０によって照射された光の強度は、同一でも異なっていてもよく、これらの強度はオペレータによってコントローラ１４又はカップリングエレクトロニクス２２を介して独立に制御されてもよい。このように、光源４２０の光の強度及び波長の双方は、均一なＵＶ照射及びワークのＵＶ硬化を達成するために、柔軟に且つ独立に制御されてもよい。例えば、ワークが不規則な形、及び／又は、２重の楕円反射器の位置同一焦点に対して非対称な形をしている場合、均一な硬化を達成するために、ＵＶ硬化装置は、ワークの一部を他の部分と異なるように照射してもよい。他の実施例としては、ワークの表面に異なるコーティング又はインクが提供されたとき、ＵＶ硬化装置は、ワークの一部を他の部分と異なるように照射してもよい。
【００４８】
２重の楕円反射器４８０、４９０、楕円反射器４９０の第２の焦点に位置する光源４２０を備えるＵＶ硬化装置においては、図２に示す１重のみの楕円反射器を備えるＵＶ硬化装置に比べて、位置同一焦点４６０に位置するワークは、より均一に高い強度でＵＶ光が照射される。このように、２重の楕円反射器４８０、４９０及び楕円反射器４９０の第２の焦点に位置する光源４２０を用いたワークのＵＶ硬化は、より速い硬化速度及びワークのより均一な硬化を達成することができる。換言すれば、より均一の硬化を達成しながら、より早い硬化速度を達成することができる。コーティングされたワークにおいて、不均一にムラがあるようにコーティングされたワークは、コーティングが延出したり、ぶつかったりした場合に潜在的に不均一な力を受ける。光ファイバーの場合、不均一にコーティングされた光ファイバーは、大きなシグナル減衰に対してより敏感になる可能性がある。ワーク（例えば、光ファイバー）の処理長に亘って継続された一定の厚みを有する、ワーク（例えば、光ファイバー）周りの同心コーティングを達成することに加えて、より均一な硬化を達成することは、反応性のモノマー及びオリゴマーのより高いパーセンテージの変換、及び、ポリマー系における高い程度のクロスリンクを含む。
【００４９】
光ファイバー、ケーブル、リボン等のバッチ製造プロセス又は継続的なプロセスにおけるより速い硬化速度の達成は、製造時間及びコストを潜在的に低減する。さらに、より均一の硬化の達成は、ワークにより高い耐久性と強度を潜在的に与える。光ファイバーコーティングの場合、コーティングの均一性の増加は、光ファイバーのマイクロベンディング、変形、応力腐食、又は、機械的ダメージ等の現象に起因するシグナル転送の減衰の防止に関して、ファイバーの強度を潜在的に保持し、したがって、光ファイバーの耐久性を潜在的に増加させる。クロスリンクの高い程度は、光ファイバーの化学的な浸透及び化学腐食又は化学的ダメージを防止することによって、コーティングの化学抵抗性を潜在的に増加させる。光ファイバーは、表面の欠陥によってひどく劣化する可能性がある。従来のＵＶ硬化装置では、硬化の均一性の低減と引き換えに、より速い硬化速度が達成でき、同様に、硬化速度の減速と引き換えに、より均一な硬化を達成できた。
【００５０】
硬化装置４００の場合、２重の楕円反射器４８０、４９０は、同じ長さの長軸、同じ長さの短軸の寸法を備えている。他の実施例では、硬化装置の一例は、異なる長さの長軸の２重の楕円反射器を備えていてもよい。楕円反射器の長軸の増加又は減少は、楕円反射器の位置同一焦点と第２の焦点との距離を増加又は減少させる。
【００５１】
図５は、硬化装置５００の一例を示している。硬化装置５００は、位置同一焦点５６０を備える２重の楕円反射器５８０、５９０を備え、２重の楕円反射器５８０、５９０の長軸は軸５０２に沿っている。２重の楕円反射器５８０の長軸は、２重の楕円反射器５９０の長軸よりも短い。２重の楕円反射器５８０、５９０は、外部上縁５８８と外部下縁５８６において逢着している。このように、楕円反射器５８０、５９０は、楕円反射器５８０、５９０が逢着する縁５８６、５８８において結合する２つの部分的な楕円筒を形成する。２重の楕円反射器５８０、５９０の外面及び内面は、図５に示すように、ファセットされている。反射器の基本的な形状は楕円であるが、個々のセクション５１２は楕円から僅かにずれている。ファセットされた、又は、部分的にファセットされた楕円表面は、与えられた光源における、ワークの表面の光の均一性又は強度を促進するように、反射光を潜在的に制御することができる。例えば、ファセットは、おおよその楕円となる、平坦又は湾曲であってもよく、なめらかな又は自然に連続するものであってもよく、光源の出射形状に関連して、楕円形から僅かにずれてもよい。これにより、ワークの表面への照射を改善する。それぞれのファセットは、平坦で、楕円表面を形成する複数の平坦を連結する角を有していてもよい。あるいは、ファセットは、湾曲表面を有していてもよい。
【００５２】
光源５２０は楕円反射器５９０の第２の焦点５９２の位置又はその付近に位置し、ワーク５５０は位置同一焦点５６０に位置し、サンプルチューブ５７０によって、ワークは同心で囲まれている。楕円反射器５９０は、位置同一焦点５６０の反対の位置に開口５３０を備える部分的な楕円反射器を備えていてもよい。開口５３０は、楕円反射器５９０の長軸に対して対称である。開口５３０は、楕円反射器５８０、５９０に、硬化装置５００の他の構成要素、例えば、光源５２０を搭載、位置づけ、及び／又は、配置、統合することを意図している。開口５３０の縁５３２は、第２の焦点における楕円反射器５９０の短軸に平行な軸５３６よりも開口５３０が広くならないように位置している。
【００５３】
ＵＶ硬化装置５００は、さらに、ワーク５５０を受けるように構成されており、ワーク５５０は、ワーク５５０の軸が位置同一焦点５６０の軸に沿って延出するように、サンプルチューブ５７０の中を通ってもよい。この構成では、２重の楕円反射器が互いにワークの反対側に位置し、２重の楕円反射器は、光源５２０から照射された直接光線５２４、５２８の焦点を、実施的に均一かつ高い強度で、ワークの表面上に実質的に合わせる。２重の楕円反射器５８０、５９０は、光源５２０から放射された直接光線５２８、５２４のための反射内面５８４、５９４を備える。光源５２０から照射された光は、光線５２４、光線５２８を備えることができ、光線５２４は、楕円反射器５９０の反射内面５９４でワークの表面上へ反射され、光線５２８は、楕円反射器５８０の反射内面５８４でワークの表面上へ反射される。光源５２０から照射された光は、さらに、それぞれ、楕円反射器５８０、５９０の反射内面５８４、５９４の双方においてワークの表面上へ反射された光線と、光源５２０から直接にワークの表面上へ照射された光線を含むことができる。楕円反射器５８０から反射された光線５２８は、楕円反射器５８０によってワークの表面上へ反射される前に、楕円反射器５８０の第２の焦点５８２を通過してもよい。
【００５４】
楕円反射器５８０の長軸を楕円反射器５９０の長軸よりも短くすることにより、反射内面５８４からワーク５５０への距離が低減され、反射内面５９４からワーク５５０への距離よりも小さくなる。したがって、楕円反射器５８０からワーク５５０の（例えば、光源５２０に対する）遠い領域及び中間の領域の表面へ反射された照射光の強度及び均一性を増加させることができる。
【００５５】
図６は、硬化装置６００の他の実施例を示している。硬化装置６００は、位置同一焦点６６０を備える２重の楕円反射器６８０、６９０を備え、２重の楕円反射器６８０、６９０の長軸は軸６０２に沿っている。さらに、楕円反射器６８０の長軸と短軸とは同じ長さであり、楕円反射器６９０の短軸よりも短い。したがって、楕円反射器６８０は、円形反射器６８０を備え、円形反射器６８０は、楕円反射器の長軸と短軸とが等しく、２つの焦点が同じ位置にある、特別なケースである。したがって、円形反射器６８０の焦点（位置同一焦点）は、楕円反射器６９０の第１の焦点と同じ位置にある。円形反射器６８０と楕円反射器６９０とは、外部上縁６８８と外部下縁６８６において逢着している。このように、円形反射器６８０と楕円反射器６９０は、円形反射器６８０と楕円反射器６９０とが逢着する縁６８６、６８８において結合する２つの部分的な筒を形成する。２重の楕円反射器６８０、６９０の外面及び内面は、図６に示すように、ファセットされている。反射器の基本的な形状は楕円であるが、個々のセクション６１２は楕円から僅かにずれている。ファセットされた、又は、部分的にファセットされた楕円表面は、与えられた光源における、ワークの表面の光の均一性又は強度を促進するように、反射光を潜在的に制御することができる。例えば、ファセットは、おおよその楕円となる、平坦又は湾曲であってもよく、なめらかな又は自然に連続するものであってもよく、光源の出射形状に関連して、楕円形から僅かにずれてもよい。これにより、ワークの表面への照射を改善する。それぞれのファセットは、平坦で、楕円表面を形成する複数の平坦を連結する角を有していてもよい。あるいは、ファセットは、湾曲表面を有していてもよい。
【００５６】
光源６２０は楕円反射器６９０の第２の焦点６９２の位置又はその付近に位置し、ワーク６５０は位置同一焦点６６０に位置し、サンプルチューブ６７０によって、ワークは同心で囲まれている。楕円反射器６９０は、位置同一焦点６６０の反対の位置に開口６３０を備える部分的な楕円反射器を備えていてもよい。開口６３０は、楕円反射器６９０の長軸に対して対称である。開口６３０は、円形反射器６８０及び楕円反射器６９０に、硬化装置６００の他の構成要素、例えば、光源６２０を搭載、位置づけ、及び／又は、配置、統合することを意図している。開口６３０の縁６３２は、第２の焦点における楕円反射器６９０の短軸に平行な軸６３６よりも開口６３０が広くならないように位置している。
【００５７】
ＵＶ硬化装置６００は、さらに、ワーク６５０を受けるように構成されており、ワーク６５０は、ワーク６５０の軸が位置同一焦点６６０の軸に沿って延出するように、サンプルチューブ６７０の中を通ってもよい。この構成では、２重の楕円反射器が互いにワークの反対側に位置し、２重の楕円反射器は、光源６２０から照射された直接光線６２４、６２８の焦点を、実施的に均一かつ高い強度で、ワークの表面上に実質的に合わせる。円形反射器６８０及び楕円反射器６９０は、光源６２０から放射された直接光線６２８、６２４のための反射内面６８４、６９４を備える。光源６２０から照射された光は、光線６２４、光線６２８を備えることができ、光線６２４は、楕円反射器６９０の反射内面６９４でワークの表面上へ反射され、光線６２８は、楕円反射器６８０の反射内面６８４でワークの表面上へ反射される。光源６２０から照射された光は、さらに、それぞれ、円形反射器６８０及び楕円反射器６９０の反射内面６８４、６９４の双方においてワークの表面上へ反射された光線と、光源６２０から直接にワークの表面上へ照射された光線を含むことができる。
【００５８】
円形反射器６８０の径を楕円反射器６９０の短軸よりも小さくすることにより、反射内面６８４からワーク６５０への距離が低減され、反射内面６９４からワーク６５０への距離よりも小さくなる。さらに、光源６２０から反射内面６８４を介した照射光の反射路長は、減少される。さらに、また、反射内面６８４の全ての点からワーク６５０への距離は、ほぼ均一である。したがって、円形反射器６８０からワーク６５０の（例えば、光源６２０に対する）遠い領域及び中間の領域の表面へ反射された照射光の強度及び均一性を増加させることができる。さらに、円形反射器の製造は、対称性に優れるため、楕円反射器（例えば、異なる長さの長軸と短軸を有する）に比べて、低コストにすることができる。
【００５９】
図７は、光反応システム又はＵＶ硬化装置７００の一例の断面図を示す。ＵＶ硬化装置７００は、図に示す目的のため、図６に示す硬化装置６００と同様に、円形筒状反射器７８０及び楕円筒状反射器７９０を備える２重の楕円筒状反射器７５５を備える。ＵＶ硬化装置７００は、硬化装置５００、４００に示すような、２重の楕円筒状反射器を備えていてもよい。円形筒状反射器７８０と楕円筒状反射器７９０とは、縁７８６、７８８において逢着しており、部分的な筒状面を形成し、位置同一焦点７６０を有する。
【００６０】
光源７１０は、ハウジング７１６、及び、冷却液が循環できる入口及び出口管結合部７１４を備えていてもよい。光源７１０は、楕円筒状反射器７９０の第２の焦点７９２に実質的に沿って位置している１以上のＵＶ  ＬＥＤのアレイを備えていてもよい。ＵＶ硬化システム７００は、さらに、ハウジング７１６を反射器組立ベースプレート７２０に取り付けるための取付ブランケット７１８を備えていてもよい。ＵＶ硬化システム７００は、サンプルチューブ７７０、及び、例えば光ファイバーのワーク（不図示）を備えていてもよく、ワークは、サンプルチューブ７７０の内側に引っ張られ又は引かれ、ワークはサンプルチューブ７７０のおおよそ中心の長軸に実質的に位置する。サンプルチューブ７７０の長軸は、楕円筒状反射器の位置同一焦点７６０に沿って実施的に位置し、光源７１０から派生するＵＶ光は、円形筒状反射器７８０及び楕円筒状反射器７９０によって、サンプルチューブを通って、ワークの表面に実施的に向けられる。サンプルチューブ７７０は、石英、ガラス、又は、他の材質で形成されてもよく、筒状又は他の幾何学的形状であってもよく、サンプルチューブ７７０の外面に向けられたＵＶ光は、サンプルチューブ７７０を、実質的に屈折、反射又は吸収されることなく通過する。
【００６１】
反射器組立ベースプレート７２０は、２重の楕円筒状反射器７７５の軸端の何れかに機械的に固着された反射器組立フェイスプレート７２４に連結されてもよい。サンプルチューブ７７０も、反射器組立フェイスプレート７２４に固着されてもよい。このように、取付ブランケット７１８、反射器組立フェイスプレート７２４、及び、反射器組立ベースプレート７２０は、光源７１０、楕円筒状反射器７７５、及び、サンプルチューブ７７０を揃えるのに役立つことができ、光源７１０から派生する光は、実施的に、楕円筒状反射器７９０の第２の焦点７９２におおよそ位置し、サンプルチューブは、実施的に、２重の楕円筒状反射器７７５の位置同一焦点におおよそ位置し、光源７１０から派生するＵＶ光は、２重の楕円筒状反射器７７５によって、サンプルチューブ７７０を通って、ワークの表面に実質的に向けられる。反射器組立フェイスプレート７２４は、アライメント機構（不図示）をさらに備え、サンプルチューブ７７０のアライメント及び／又は位置は、反射器組立フェイスプレート７２４、反射器組立ベースプレート７２０、楕円筒状反射器７６０、及び、サンプルチューブ７７０が互いに組み立てられた後で、調整されてもよい。反射器組立ベースプレート７２０も、反射器組立取付プレート７４０の一方の側に沿って連結されてもよい。反射器組立取付プレート７４０は、さらに、ＵＶ硬化システム７００を取り付け可能な、１以上の取付スロット７４４（図８参照）及び１以上の取付穴７４８（図８参照）とともに提供されてもよい。ＵＶ硬化システム７００は、さらに、電気配線路、搭載センサ等を連結する等の他の目的のために、連結ポート７２２、７５０を備えてもよい。さらに、ＵＶ硬化装置７００は、ＵＶ硬化システム７００から熱を取り除くために、反射器ハウジング７１２、及び、反射器ハウジング７１２に取り付けられる冷却ファン７１６を備えていてもよい。
【００６２】
図８は、図７に示すＵＶ硬化システム７００の反射器組立フェイスプレート７２４が図示のため取り除かれた斜視断面図を示す。上述した図７の要素に加えて、ＵＶ硬化システム７００は、さらに、反射器組立ベースプレート開口又は空洞８４０を備え、当該開口又は空洞８４０を通って、光源７１０から照射された光は透過する。図８に示すように、空洞８４０は、光源７１０からの光が２重の楕円反射器７７５の全長に沿って照射されるように、２重の楕円反射器７７５の軸長に亘っている。冷却ファン７１６、及び、冷却液のための入口及び出口管結合部７１４に加えて、反射器ハウジング７１２は、ＵＶ硬化システム７００からの熱消散の目的のため、フィン付き表面８２０を備えていてもよい。
【００６３】
図７、図８のＵＶ硬化システム７００において、２重の楕円反射器７５５は、薄い丸いシート構造を有するように示されている。１つの実施例では、２重の楕円反射器は、線状可能な、再利用可能な、及び、取り替え可能な、研磨されたアルミニウムの形成された薄いシートを備えていてもよい。他の実施例では、２重の楕円反射器からの熱伝導面積を増加させるため、外面（例えば、光源７１０からの照射面に関連して）にフィンが追加されてもよい。
【００６４】
図９、図１０は、他の実施形態にかかる、位置同一焦点９８２を備える２重の楕円反射器９００の斜視図及び端部断面図を示す。２重の楕円反射器９００は、縁９８６、９８８において結合される、第１の楕円筒状反射器及び第２の楕円筒状反射器の反射内面９８４、９９４を備える。第１の楕円筒状反射器は、円形筒状反射器を備える。しかし、第１の楕円筒状反射器は、長軸及び／又は短軸がそれぞれ第２の楕円筒状反射器の長軸及び／又は短軸よりも小さい何れのタイプの楕円筒状反射器であってもよい。２重の楕円反射器９００は、機械加工又は鋳造した金属であり、反射内面９８４、９９４を形成するように研磨されてもよい。あるいは、２重の楕円反射器は、機械加工、金型成形、鋳造、又は射出成型されたガラス、セラミック、又は、プラスチックであり、反射内面９８４、９９４を形成するように高反射コーティングを処理されてもよい。さらに、また、２重の楕円反射器は、２つの半分の部分９００Ａ、９００Ｂに製造され、硬化装置の組み立てにおいて、合わされ及び／又は結合されてもよい。２重の楕円反射器９００は、熱伝導面積を増加させるため、さらに、フィン付き面９１８を備えていてもよい。取付穴９６６は、光源、私たちのハウジング等のＵＶ硬化システム（例えば、ＵＶ硬化システム７００）の他の構成要素への２重の楕円反射器の取り付け及び位置づけを促進するために、２重の楕円反射器９００の下側９６４に設けられてもよい。２重の楕円反射器９００は、さらに、その全軸長に沿って、開口又は空洞９６８を備える。空洞９６８が２重楕円筒状反射器の第２の焦点９９２に対応するように、空洞９６８は２重の楕円反射器９００の長軸に沿って位置する。
【００６５】
このように、硬化装置は、第１の楕円筒状反射器及び第２の楕円筒状反射器を備え、第１の楕円筒状反射器及び第２の楕円筒状反射器は、位置同一焦点を備えるように配置され、光源は第１の楕円筒状反射器の第２の焦点に位置し、光源から出射された光は、第１の楕円筒状反射器から位置同一焦点へ反射され、第２の楕円筒状反射器から位置同一焦点へ再帰反射される。さらに、第２の楕円筒状反射器の第２の焦点に光源は無い。さらに、また、第１の楕円筒状反射器の長軸は第２の楕円筒状反射器の長軸より大きくてもよく、第１の楕円筒状反射器の短軸は第２の楕円筒状反射器の短軸より大きくてもよく、第２の楕円筒状反射器の長軸と短軸とは同じ長さであってもよい。
【００６６】
第１の楕円筒状反射器及び第２の楕円筒状反射器は、ワークを受け入れるように構成されてもよく、ワークに対して互いに反対側に配置されてもよい。第１の楕円筒状反射器及び第２の楕円筒状反射器の楕円表面は逢着して結合されて、硬化装置の中心位置付近に上縁及び下縁を形成し、第１の楕円筒状反射器の全軸長及び第２の楕円筒状反射器の全軸長に沿って延出し、第１の楕円筒状反射器及び第２の楕円筒状反射器の楕円表面は、上縁及び下縁から、楕円筒状反射器が光源のハウジングに取り付けられる硬化装置の両側へ外側に延出してもよい。さらに、光源は、電源、コントローラ、冷却サブシステム、及び、光出射サブシステムを備えてもよく、光出射サブシステムは、カップリングエレクトロニクス、カップリングオプティクス、及び、複数の半導体デバイスを備え、ハウジングは、光源を内包し、冷却サブシステム液の入口と出口とを備える。
【００６７】
第１の楕円筒状反射器及び第２の楕円筒状反射器の少なくとも１つは、ダイクロイックリフレクタであってもよく、光源の複数の半導体デバイスは、ＬＥＤアレイを備えていてもよい。ＬＥＤアレイは、第１のＬＥＤと第２のＬＥＤを備えていてもよく、第１のＬＥＤ及び第２のＬＥＤは、異なるピーク波長のＵＶ光を出射する。硬化装置は、さらに、硬化装置内のワークを同心で囲み、位置同一焦点付近で軸方向に芯出しされる石英チューブを備えていてもよい。
【００６８】
他の実施形態では、ＵＶ硬化のための光反応システムは、電源、冷却サブシステム、光出射サブシステム、及び、第１の楕円筒状反射器の第２の焦点に実質的に位置するＵＶ光源を備えていてもよい。光出射システムは、カップリングオプティクスを備えていてもよく、カップリングオプティクスは、第１の楕円筒状反射器と第２の筒状反射器とを備える。第１の楕円筒状反射器及び第２の楕円筒状反射器は、位置同一焦点を備え、ワークに対して互いに反対側に位置する。光反応システムは、さらに、コントローラを備えていてもよく、コントローラは、メモリに記録された、ＵＶ光源からＵＶ光を照射するための実施可能な命令であって、第２の楕円筒状反射器の第２の焦点に光源は無い状態で、照射されたＵＶ光を、第１の楕円筒状反射器及び第２の楕円筒状反射器の少なくとも一方において反射してワークの表面上に焦点を合わせるための命令を備える。コントローラは、さらに、照射されるＵＶ光の強度を動的に変化させるための実施可能な命令を備え、光反応システムは、さらに、第１の楕円筒状反射器の第２の焦点に実質的に位置するＵＶ光源をさらに備え、照射されるＵＶ光は、ワークを囲む空間的に一定な強度のビームを備える。
【００６９】
図１１は、例えば、光ファイバー、光ファイバーコーティング、又は、他のタイプのワーク等のワークを硬化する方法１１００を示す。方法１１００は、まず、ステップ１１１０から始まる。ステップ１１１０は、ワーク引き出しステップであり、ワークは、光ファイバーの場合、プリフォームから引き出されてもよい。方法１１００は、次いで、ステップ１１２０に続く。ステップ１１２０において、ワークは、所定のコーティング処理を用いて、ＵＶ硬化コーティング又はＵＶ硬化ポリマー系でコーティングされる。
【００７０】
次に、方法１１００は、ステップ１１３０に進む。ステップ１１３０において、ワークはＵＶ硬化されてもよい。ステップ１１３２において、ワークは１又は複数のＵＶ硬化装置のサンプルチューブを通って引かれ又は引っ張られてもよい。例えば、１又は複数のＵＶ硬化装置は、直線に直列に配置された、１以上の硬化装置４００、５００、６００、及び、７００を備えていてもよい。さらに、ワークは、ＵＶ硬化装置の２重の楕円反射器の位置同一焦点、例えば、第１の楕円筒状反射器と第２の楕円筒状反射器の位置同一焦点に沿って位置していてもよい。ステップ１１３４において、ワークのＵＶ硬化は、さらに、第１の楕円筒状反射器の第２の焦点に位置する少なくとも１つのＬＥＤアレイ光源からのＵＶ照射を備えていてもよい。ステップ１１３６において、照射ＵＶ光は、第１の楕円筒状反射器によってワークの表面上に反射されてもよく、ステップ１１３８において、ワークの表面上に再帰反射されてもよい。さらに、また、ワークは、第２の楕円筒状反射器の第２の焦点の位置に光源が無い状態で、ＵＶ硬化されてもよい。したがって、照射ＵＶ光は、均一にワークの表面上に向けられる。
【００７１】
光ファイバーの引き出し及びＵＶ硬化の場合、光ファイバーが引っ張られ又は引かれる線速は速くでき、例えば、２０ｍ／秒を超えることができる。複数のＵＶ硬化装置を直列に配置することは、したがって、光ファイバーコーティングを実質的に完全に硬化するために、光ファイバーのコーティング長さが十分に長いＵＶ照射滞留時間を受けることを可能にすることができる。いくつかの実施例では、ＵＶ硬化ステージの効果長さ（例えば、直列に配置されたＵＶ硬化装置の数）は、光ファイバー又はワークの製造速度、又は、引き出し速度、又は、線速を考慮して決定される。したがって、光ファイバーの線速が遅い場合、光ファイバーの線速が早い場合よりも、ＵＶ硬化システムステージの長さ又は数は短くてもよい。特に、位置同一焦点を備える、第１の楕円筒状反射器及び第２の楕円筒状反射器を備えるＵＶ硬化装置の使用は、より高い強度でより均一なＵＶ光の照射及びワークの表面上への指向を潜在的に提供することができ、したがって、ワークのより速い且つより均一な硬化を提供することができる。このように、光ファイバーコーティング及び／又はインクは、より高い製造速度でＵＶ硬化されることが可能であり、したがって、製造コストを抑制できる。
【００７２】
光ファイバーコーティングの完全なＵＶ硬化は、強度、耐久性、化学抵抗性、疲労強度等の物理的及び化学的性質を与えることができる。不完全な又は不適切な硬化は、製品性能品質、及び、光ファイバーの性能の欠如及び早期破損の潜在的な原因となる他の性質を劣化させる可能性がある。いくつかの実施例では、ＵＶ硬化ステージ（例えば、直列に配置されたＵＶ硬化装置の数）の効果長さは、光ファイバー又はワークの製造速度、又は、引き出し速度、又は、線速を考慮して決定される。したがって、光ファイバーの線速が遅い場合、光ファイバーの線速が早い場合よりも、ＵＶ硬化システムステージの長さ又は数は短くてもよい。
【００７３】
次に、方法１１００はステップ１１４０に続く。ステップ１１４０において、追加のコーティングステージが必要とされるかが決定される。いくつかの実施例では、２層又は多層コーティングが、ワーク、例えば光ファーバーの表面に提供されてもよい。上述したように、光ファイバーは、２つの同心の保護コーティングレイヤーを備えるように、製造されてもよい。例えば、２層コーティングが用いられてもよい。すなわち、ワークは内側レイヤーと外側レイヤーによってコーティングされ、内側レイヤーは、マイクロベンディングによる減衰を最小限にするために硬化された際に、柔らかく、ゴム状となり、外側レイヤーは、硬く、ワーク（例えば、光ファイバー）を摩擦や環境（例えば、湿気、ＵＶ）への露出から保護するのに適している。内側レイヤー及び外側レイヤーは、ポリマー系、例えば、開始剤、モノマー、オリゴマー、及び他の添加剤を備えるエポキシ系、を備えていてもよい。追加のコーティングステップが行われる場合、方法１１００は、ステップ１１２０に戻る。ステップ１１２０において、光ファイバー又はワーク（ここでは、ＵＶ硬化第１層によってコーティングされている）は追加のコーティングステップ１１２０を介してコーティングされ、追加のＵＶ硬化ステップ１１３０で処理される。図１１では、図示簡略化のため、それぞれのコーティングステップは光ファイバーコーティングステップとして示されたが、それぞれのコーティングステップは同一でなくてもよく、それぞれのコーティングステップは、異なるタイプのコーティング、異なるコーティング組成物、異なるコーティング厚、ワークへ付与する異なるコーティングの性質を提供してもよい。さらにコーティング処理１１２０は、異なる処理条件（例えば、温度、コーティングの粘性、コーティング方法）を用いてもよい。同様に、異なるコーティングレイヤー、又は、ステップのための、ワークのＵＶ硬化ステップ１１３０は、様々な処理条件を使用してもよい。例えば、異なるＵＶ硬化ステップでは、ＵＶ光の強度、ＵＶ照射時間、ＵＶ光の波長スペクトル、ＵＶ光源、等の処理条件は、コーティングのタイプ及び／又はコーティング性質に応じて変更されてもよい。
【００７４】
追加のコーティングステージは、例えば、着色又は特定の目的で、ワークの表面上のＵＶ硬化インク又はＵＶ硬化塗料の印刷又はコーティングを備えていてもよい。印刷は、所定の印刷処理を用いて実行されてもよく、１つの又はより多数の印刷ステージ又はステップを使用してもよい。このように、ステップ１１３０のＵＶ硬化は、ワークの表面上のＵＶ硬化印刷インク又は塗料を含む。１以上の光ファイバーコーティングのＵＶ硬化ステップと同様に、印刷インク又は塗料は、１つの又は複数の直列に配置されたＵＶ硬化装置の第１の楕円筒状反射器及び第２の楕円筒状反射器の位置同一焦点に位置するワークを引っ張ることにより、ＵＶ硬化される。この間、ＵＶ光は、ＵＶ硬化装置のＬＥＤアレイ光源から照射され、２重の楕円筒状反射器によって、位置同一焦点に位置する光ファイバー表面上へ向けられる。
【００７５】
追加のコーティングステージが無い場合、方法１１００は、ステップ１１８０へ続く。ステップ１１８０において、ポストＵＶ硬化処理ステップが行われる。１つの実施例としては、ワークが光ファイバーを含む場合、ポストＵＶ硬化処理ステップは、ケーブル又はリボン構造を備えることができる。ケーブル又はリボン構造では、複数のコーティングされた、又は、印刷されたＵＶ硬化光ファイバーが、フラットリボン、又は、多数のファイバー又はリボンから成るより大きい径のケーブルに組み合わされる。他のポストＵＶ硬化処理ステップは、ケーブル及びリボンの外装又は被覆の共押出を備えていてもよい。
【００７６】
このように、ワークの硬化方法は、第１の楕円筒状反射器及び第２の楕円筒状反射器の位置同一焦点に沿ってワークを引くステップ、第１の楕円筒状反射器の第２の焦点に位置する光源からＵＶ光を照射するステップ、第１の楕円筒状反射器から照射ＵＶ光をワークの表面上に反射するステップ、及び、第２の楕円筒状反射器から照射ＵＶ光をワークの表面上に再帰反射するステップを備える。第２の楕円筒状反射器の第２の焦点に光源が無い状態で、ＵＶ光は、第１の楕円筒状反射器の第２の焦点に位置する光源から照射される。さらに、位置同一焦点に沿ってワークを引くことは、ＵＶ硬化コーティング、ポリマー、又は、インクの少なくとも１つを有する、光ファイバー、リボン、又は、ケーブルの少なくとも１つを引くことを備えていてもよい。さらに、また、ＬＥＤアレイは、第１のＬＥＤ及び第２のＬＥＤを備え、第１のＬＥＤ及び第２のＬＥＤは、異なるピーク波長のＵＶ光を出射する。
【００７７】
方法は、照射されるＵＶ光の強度を動的に変化させるステップと、第１の楕円筒状反射器の第２の焦点にＵＶ光源を実施的に配置するステップと、を備えていてもよく、照射されるＵＶ光は、ワークを囲む空間的に一定な強度のビームを備える。
【００７８】
他の実施形態では、方法は、第１の曲率を有する第１の曲面と第２の曲率を有する第２の曲面とを備える反射器の第１の内部軸に沿ってワークを配置するステップと、反射器の第２の内部軸に沿って光源を配置するステップと、光源から光を出射するステップと、を備え、出射光は、第１の曲面及び第２の曲面からワーク上に反射される。第１の内部軸は、第１の曲面の第１の焦点及び第２の曲面の焦点と一致し、第２の内部軸は、第１の曲面の第２の焦点と一致する。さらに、出射光は、ワークに到達する前に、第１の曲面から１重反射されてもよく、出射光は、ワークに到達する前に、第２の曲面から多重反射されてもよい。さらに、また、光源は、第１のＬＥＤ及び第２のＬＥＤを備えるＬＥＤアレイを備えていてもよく、第１のＬＥＤから第１のピーク波長で光は出射され、第２のＬＥＤから第２のピーク波長で光は出射される。
【００７９】
ここに開示された構造は、本質的に例示的であり、多くの変形例が可能であるため、これら特定の実施形態は限定の意味で考慮されるべきではないことを理解して頂きたい。例えば、上述の実施形態は、光ファイバー、ケーブル、及び、リボン以外のワークに適用可能である。さらに、上述のＵＶ硬化装置及びシステムは、現存する製造装置と集約されてもよく、特別な光源のために設計されたものではない。上述のように、マイクロ波パワーランプ、ＬＥＤ光源、ＬＥＤアレイ光源、及び、ハロゲン発光ランプ等のいかなる適切な光源が用いられてもよい。本開示の主題は、ここに開示された様々な構成及び他の特徴、機能、及び／又は性質の全ての新規な及び非自明の組み合わせ及び部分的な組み合わせを含む。
【００８０】
なお、ここに開示された実施例の処理フローは、様々なＵＶ硬化装置及びＵＶ硬化システムの構成とともに使用される。ここに開示された処理フローは、継続的、バッチ、半バッチ、及び、半継続的処理等の１以上のいかなる数の処理手段を代表することができる。このように、図示された様々な作用、動作、又は、機能は、図示された順序で、平行に、又は、いくつかの場合では、省略されて、実行されることが可能である。同様に、他の処理は、ここに開示された例示的な実施形態の特徴及び利益を達成するために必要ではないが、図示や説明のために提供される。１以上の図示された作用又は機能は、使用される特別な手段に応じて、繰り返して実行されてもよい。ここに開示された構成及びルーチンは、本質的に例示的であり、多くの変形例が可能であるため、これら特定の実施形態は限定の意味で考慮されるべきではないことを理解して頂きたい。本開示の主題は、ここに開示された様々なシステム、構成、及び他の特徴、機能、及び／又は性質の全ての新規な及び非自明の組み合わせ及び部分的な組み合わせを含む。
【００８１】
次に掲げる請求項は、新規及び非自明とされる、ある組み合わせ及び部分的な組み合わせを、特に指摘する。これらの請求項は、「１つの」要素又は「１つの第１の」要素又はこれらに同等なものに言及する。このような請求項は、２以上のこのような要素を要求することも排除することもなく、１以上のこのような要素の組み込みを含む。この出願又は関連出願の現請求項の補正を通して、又は、新しい請求項の提出を通して、開示された特徴、機能、要素、及び／又は性質の他の組み合わせ及び部分的な組み合わせはクレームされてもよい。このような請求項は、出願当初の請求項の範囲を広げるもの、狭めるもの、同じもの、異なるものであろうとなかろうと、本開示の主題に含まれるとされる。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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