(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＶ光硬化システムであって、
ＵＶ光源と、
前記ＵＶ光源によって放出される光を、関心の対象物を少なくとも部分的に囲むエンクロージャの方向に反射するための１次反射器と、
前記１次反射器に対して前記エンクロージャの反対側の２次反射器であって、前記エンクロージャの長さの一部分に沿って位置決めされ、前記エンクロージャの長さの一部分において、前記エンクロージャの少なくとも４０％を囲む２次反射器と、
前記１次反射器と前記エンクロージャとの間に位置決めされた少なくとも１つの３次反射器であって、前記２次反射器から前記エンクロージャに向かって戻るように光を反射する、少なくとも１つの３次反射器と、
を備えるＵＶ光硬化システム。
【請求項２】
前記エンクロージャは透明チューブであり、前記２次反射器は、前記２次反射器の第１端から前記２次反射器の第２端まで湾曲経路に追従する、請求項１に記載のＵＶ光硬化システム。
【請求項３】
前記２次反射器が前記エンクロージャの前記長さの前記一部分において前記エンクロージャを囲むパーセンテージは、前記第１端と前記第２端を結合する仮想線によって決定することが可能な、請求項２に記載のＵＶ光硬化システム。
【請求項４】
前記２次反射器は、前記エンクロージャの前記長さの前記一部分において、前記エンクロージャの少なくとも５０％を囲む、請求項３に記載のＵＶ光硬化システム。
【請求項５】
前記２次反射器の反射表面は、複合曲線によって規定された形状を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のＵＶ光硬化システム。
【請求項６】
前記ＵＶ光源、前記１次反射器、及び前記２次反射器のそれぞれの複数を備え、前記エンクロージャの前記長さのそれぞれの部分に沿って設けられる複数のサブシステムを含み、前記複数のサブシステムのそれぞれは、前記ＵＶ光源、前記１次反射器、及び前記２次反射器のそれぞれの１つを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のＵＶ光硬化システム。
【請求項７】
ＵＶ光硬化システムであって、
ＵＶ光源と、
前記ＵＶ光源によって放出される光を、ターゲットの方向に反射するための１次反射器と、
前記１次反射器に対して前記ターゲットの反対側の２次反射器と、
前記１次反射器と前記ターゲットとの間に位置決めされた少なくとも１つの３次反射器とを備え、前記３次反射器は、前記２次反射器から前記ターゲットに向かって戻るように光を反射する、ＵＶ光硬化システム。
【請求項８】
前記ターゲットは、透明チューブ内に収容される関心の対象物を含み、前記２次反射器は、前記２次反射器の第１端から前記２次反射器の第２端まで湾曲経路に追従する、請求項７に記載のＵＶ光硬化システム。
【請求項９】
前記２次反射器が前記透明チューブの長さの一部分において前記透明チューブを囲むパーセンテージは、前記第１端と前記第２端を結合する仮想線によって決定されてもよく、前記２次反射器は前記透明チューブの前記長さの前記一部分において、前記透明チューブの少なくとも４０％を囲む、請求項８に記載のＵＶ光硬化システム。
【請求項１０】
前記ＵＶ光源、前記１次反射器、前記２次反射器、及び前記少なくとも１つの３次反射器のそれぞれの複数を備え、複数のサブシステムは、前記ターゲットの長さのそれぞれの部分に沿って設けられ、複数のサブシステムのそれぞれは、前記ＵＶ光源、前記１次反射器、前記２次反射器、及び前記少なくとも１つの３次反射器のそれぞれの１つを含む、請求項７〜９のいずれか１項に記載のＵＶ光硬化システム。
【請求項１１】
前記ターゲットは、透明チューブ内に収容された光ファイバを含む、請求項７〜１０のいずれか１項に記載のＵＶ光硬化システム。
【請求項１２】
前記２次反射器の反射表面は、複合曲線によって規定された形状を有する、請求項７〜１１のいずれか１項に記載のＵＶ光硬化システム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの３次反射器の反射表面は、複合曲線によって規定された形状を有する、請求項７〜１２のいずれか１項に記載のＵＶ光硬化システム。
【請求項１４】
ＵＶ光硬化システムを設計する方法であって、
（ａ）ＵＶ光を生成する所与の光源サイズ及び分布について、所定のターゲット場所において光の所望の放射照度を提供するように１次反射器を設計するステップと、
（ｂ）前記所定のターゲット場所において全体の放射照度の増加を提供するため、前記１次反射器から光を反射するように構成される２次反射器を設計するステップと、
（ｃ）前記１次反射器と前記所定のターゲット場所との間に位置決めされるように構成される少なくとも１つの３次反射器をであって、前記２次反射器から前記所定のターゲット場所に向かって戻るように光を反射するように構成される少なくとも１つの３次反射器を設計するステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
ステップ（ｂ）は、前記所定のターゲット場所においてターゲットを閉囲するエンクロージャの少なくとも一部分を囲むように前記２次反射器を設計するステップを含み、前記２次反射器は、前記２次反射器の第１端から前記２次反射器の第２端まで湾曲経路に追従し、前記２次反射器が前記エンクロージャを囲むパーセンテージは、前記２次反射器の前記第１端と前記２次反射器の前記第２端を結合する仮想線によって決定されてもよく、前記２次反射器は、前記エンクロージャの長さの一部分に沿って位置決めされるように構成され、前記２次反射器は前記エンクロージャの前記長さの前記一部分において、前記エンクロージャの少なくとも４０％を囲むように構成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記２次反射器は、前記エンクロージャの前記長さの前記一部分において、前記エンクロージャの少なくとも４０％を囲むように構成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ステップ（ｂ）は、複合曲線によって規定された形状を有する反射表面を含むように前記２次反射器を設計するステップを含む、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＵＶ光硬化システムのターゲットの長さに沿って複数のサブシステムのそれぞれについての場所を決定することを含み、前記複数のサブシステムのそれぞれは、それぞれのＵＶ生成源、ステップ（ａ）で設計される前記１次反射器のそれぞれの１つ、及びステップ（ｂ）で設計される前記２次反射器のそれぞれの１つを含む、請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年１月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／１０３，９４７号及び２０１６年１月１３日に出願された米国特許出願第１４／９９４，７４７号の利益を主張し、その両方の内容は参照によりその全体が本明細書に組込まれる。
【０００２】
本発明は、ＵＶ硬化システムに関し、より詳細には、改良型反射器を有するＵＶ硬化システム及びこうしたＵＶ硬化システムを設計する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
紫外光硬化（本明細書で、ＵＶ硬化及びＵＶ光硬化と呼ばれる）は、例えば、米国特許第４，７１０，６３８号（「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｔｒｅａｔｉｎｇ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ」という名称）、米国特許第８，８７２，１３７号（「Ｄｕａｌ  Ｅｌｌｉｐｔｉｃａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  ｗｉｔｈ  ａ  Ｃｏ−Ｌｏｃａｔｅｄ  Ｆｏｃｉ  ｆｏｒ  Ｃｕｒｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒｓ」という名称）、及び米国特許出願公開第２０１１／０１４７３５６号（「ＵＶ  ＬＥＤ  Ｂａｓｅｄ  Ｌａｍｐ  ｆｏｒ  Ｃｏｍｐａｃｔ  ＵＶ  Ｃｕｒｉｎｇ  Ｌａｍｐ  Ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ」という名称）に記載されるように、当技術分野でよく知られている。
【０００４】
或る従来のＵＶ硬化アプリケーション（例えば、２重楕円幾何形状ベースシステム及び他の従来型ＵＶ硬化システム等を使用する）において、（例えば、光重合を通して）硬化させるためＵＶエネルギー源によって提供されるＵＶエネルギーの多くが、実際にはターゲットを外す。
【０００５】
そのため、改良型ＵＶ硬化システム及びこうしたＵＶ硬化システムを設計する方法を提供することが望ましいであろう。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の例示的な実施形態によれば、ＵＶ光硬化システムが提供される。ＵＶ光硬化システムは、ＵＶ光源と、ＵＶ光源によって放出される光を、関心の対象物を少なくとも部分的に囲むエンクロージャの方向に反射するための１次反射器と、１次反射器に対してエンクロージャの反対側の２次反射器とを含み、２次反射器はエンクロージャの長さの一部分に沿って位置決めされ、２次反射器はエンクロージャの長さの一部分において、エンクロージャの少なくとも４０％を囲む。
【０００７】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、ＵＶ光硬化システムが提供される。ＵＶ光硬化システムは、ＵＶ光源と、ＵＶ光源によって放出される光を、ターゲットの方向に反射するための１次反射器と、１次反射器に対してターゲットの反対側の２次反射器と、１次反射器とターゲットとの間に位置決めされた少なくとも１つの３次反射器とを含み、３次反射器は、２次反射器からターゲットに向かって戻るように光を反射する。
【０００８】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、ＵＶ硬化システムを設計する方法が提供される。方法は、ＵＶ光を生成する所与の光源サイズ及び分布について、所定のターゲット場所において光の所望の放射照度（例えば、所望のビーム幅における最大または所望のレベルの放射照度）を提供するように１次反射器を設計するステップと、所定のターゲット場所において全体の放射照度の増加を提供するため、１次反射器から光を反射するように構成される２次反射器を設計するステップとを含む。
【０００９】
本発明は、添付図面に関連して読まれると、以下の詳細な説明から最も良く理解される。一般的な慣行に従い、図面の種々の特徴が一定比例尺に従っていないことが強調される。逆に、種々の特徴の寸法は、明確にするため、任意に拡大または縮小される。図面には以下の図が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の例示的な実施形態によるＵＶ光硬化システムのブロック線図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態による１次反射器及び２次反射器についての放射照度対ビーム幅を示すグラフである。
【図３】本発明の例示的な実施形態によるＵＶ光硬化システムの一部分のブロック線図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態による別のＵＶ光硬化システムの一部分のブロック線図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態による、複数のサブシステムを含む別のＵＶ光硬化システムの一部分のブロック線図である。
【図６】本発明の例示的な実施形態によるＵＶ光硬化システムを設計する方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書で使用されるとき、用語「複合曲線（ｃｏｍｐｏｕｎｄ  ｃｕｒｖｅ）」は、その従来の定義に従って幅広く規定されることを意図され、１次反射器、２次反射器、及び／又は３次反射器等の反射器の反射表面（すなわち、光学表面）によって規定される曲線に適用される。こうした反射表面の曲線は、望ましくは、いろいろな半径の長さの複数の楕円弧または円弧を含む。
【００１２】
本発明によるＵＶ硬化システムは、或る狭いターゲットＵＶ硬化アプリケーションに関連して特定のアプリケーションを有する。こうした狭いターゲットＵＶ硬化アプリケーションの例は、光ファイバクラッディング、光ファイバ着色、ケーブル着色、ワイヤ着色等を含む。
【００１３】
本発明の或る実施形態は、複合曲線を使用して、（後戻り反射器と呼ばれることがある）２次反射器等の１つまたは複数の反射器（複数可）の反射／光学表面を規定する。こうした複合曲線は、狭いターゲットにおいて光学放射照度を大幅に増加させるため、反射器（複数可）の設計に含まれる場合がある。
【００１４】
本開示の或る実施形態によれば、小さなＵＶ  ＬＥＤ光源（例えば、個々のＬＥＤ）を使用して、光学システムのエタンデュ（光収集及び使用効率）は、大幅に改善されて、狭いターゲットの種々の表面においてずっと高いピークパワーを提供する可能性がある。更に、ターゲットにおける光使用効率を増加させることによって、より低い入力電力が使用されて、同じ硬化結果を達成し、それにより、エネルギー消費を下げる。更に、より高いピーク放射照度が、ターゲットにおいて達成され、プロセス速度の向上等の利益を提供し、製剤内でより少ない光開始剤（最も高価な成分である傾向がある）を使用可能にし、コストを低減し、汚染しプロセスランタイムを制限する傾向があるプロセス中の揮発性形成物を減少させる可能性がある。
【００１５】
本発明の実施形態は、単純でない楕円反射表面（例えば、複合曲線）が使用されて、ターゲットにおけるピークパワー（放射照度）を最適化する場合があるＵＶ硬化システム（及び関連する設計方法）に関する。本発明は、ＵＶ硬化システム設計（ＵＶ硬化システムの光学要素の設計を含む）に関連して光学システムシミュレーションの使用を含んで、改善された／最適化された設計パラメータ（ターゲットにおける改善された／最大のピーク強度等）を提供してもよい。
【００１６】
より具体的には、ＵＶ光源（ＵＶ  ＬＥＤ光源等）放出特性、材料の屈折率、及び表面反射特性を正確に描くフルスケール光学シミュレーションが、ＵＶ硬化システムの設計のために使用されてもよい。こうした光学シミュレーションは、反射器（複数可）の複合曲線で形作られた反射表面または他の複雑な反射／光学表面の組込みを可能にする。こうしたシミュレーションにおいて、光学設計は、ターゲット（例えば、光ファイバが引出される１〜２ｍｍ幅のエリア）において放射照度を最大にするように最適化されてもよい。（例えば、１次反射器、２次反射器、及び／又は３次反射器等の）反射器設計を最適化することによって、既存の資本設備を使用しながら、改善された処理速度及び改善されたＵＶエネルギー効率が達成される場合がある。
【００１７】
狭いターゲット（例えば、光ファイバ）についてピーク放射照度を改善することによって、（改善された処理速度及び改善されたＵＶエネルギー効率以外に）更なる利益が提供される。例えば、ターゲット（例えば、コーティングされた光ファイバ）を製造するダイレクトコストが低減される。更に、小さな光源サイズ（例えば、小さなＬＥＤ）は、より大きな光学源（例えば、マイクロ波電球）またはＬＥＤの間に比較的大きな空間を有するＬＥＤ源と比較して、改善された光子収集及び狭いターゲットへの再方向付けを可能にする。
【００１８】
ここで図面を参照すると、図１は、紫外（ＵＶ）光硬化システム１００を示す。ＵＶ光硬化システム１００は、ランプヘッド１０４（例えば、本明細書でＵＶ光生成源と呼ばれることがあるＵＶ光源）に電力を提供するように構成される電力源１０２（例えば、電源）を含む。ランプヘッド１０４は、光生成要素１０６（例えば、ＵＶ  ＬＥＤ）を含む。ランプヘッド１０４の更なる詳細は、簡潔にするため省略される。
【００１９】
１次反射器１０８は、ランプヘッド１０４に結合され、開口１０９を含み、開口１０９を通して、（ターゲットウィンドウ１１０において）光生成要素１０６によって放出される光が、１次反射器１０８によって反射され、エンクロージャ１１２に向かって方向付けされる。
【００２０】
ターゲット１１４（例えば、光ファイバ、リボン、パイプ等、ランプヘッド１０４からの光を使用して照射される関心の対象物）は、エンクロージャ１１２内に設けられる。エンクロージャ１１２は、ターゲットを収容する透明チューブまたはパイプであってよい。２次反射器１１６は、１次反射器１０８に対してエンクロージャ１１２の反対側に設けられる。２次反射器１１６は、照射のために（例えば、ターゲット１１４上のコーティングを硬化させるため）、ランプヘッド１０４からの光をエンクロージャ１１２内のターゲット１１４に戻るように反射するように構成される。
【００２１】
本発明によれば、ターゲット１１４の場所において所定の幅について高い及び／または効率的な（例えば、最大の）レベルの照射を提供することが所望される場合がある。すなわち、ターゲット１１４は狭い幅を有する場合がある。こうしたターゲットの例は、１ｍｍのオーダの幅を有するコーティングされた光ファイバである。こうした狭いターゲットにおいて所望のレベルの照射（及び、こうした照射の対応する効率的なまたは「グリーンな」使用）を提供するため、ランプヘッド１０４からの（１次反射器１０８によって反射された）照射を、ターゲットに向かう狭い経路に方向付けることが望ましい。そのため、１次反射器１０８は、ターゲット場所における高いレベルの照射であって、所望の幅を有する、高いレベルの照射を提供するように（ランプヘッド仕様、ランプヘッドとターゲットとの間の位置関係、ＬＥＤ源の位置及び放出特性等のような因子を考慮して）設計されるべきである。例えば、所望の幅は、ターゲット幅に関連してもよい（例えば、所望の幅は、ターゲット幅の倍数等であるように設計されてもよい）。同様に、２次反射器１１６は、類似の結果（例えば、ランプヘッド１０４及び１次反射器１０８からの入射光線がある場合、２次反射器１１６によって受取られる光の、所望の幅でのターゲット場所に戻る効率的な反射）を提供するように設計されるべきである。２次反射器１１６（２次反射器１１６の少なくとも内部反射表面１１６’）が複合曲線によって規定される形状を有することは図１において注目すべきである。
【００２２】
図１のＵＶ光硬化システム１００の一般的なレイアウトは、同様に、対応する図３、４、及び５の説明において以下で詳述するシステム１００ａ、１００ｂ、及び５００に適用されてもよい。すなわち、図３、４、及び５において、電力源、光源（ランプヘッド）、及び１次反射器の部品を含む種々の要素が、簡潔にするために省略された。
【００２３】
上述された（また、例えば、図６を参照して本明細書で更に述べられる）１次及び２次反射器の設計において、反射器のそれぞれからの照射が、ターゲット場所において所望のレベルを満たし、所望の幅をカバーすることを確認することが望ましい。図２を参照すると、本発明による１次反射器及び２次反射器の放射照度を示すグラフィカル表現が提供される。例えば、ターゲットが、本発明によるＵＶ硬化システムを使用して硬化される、コーティングを有する１ｍｍ光ファイバであると仮定する。こうした狭いターゲットの場合、１次及び２次反射器のそれぞれによって提供されるピーク放射照度が、ターゲット場所において対応する幅を占めることが望ましい場合がある。こうした対応する幅（１ｍｍ光ファイバ用）は、例えば、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ等であってよく、ビーム中心は、望ましくは、光ファイバの中心点に中心を置く。同じ例について、３ｍｍ（３ｍｍは、ｘ軸上で−１．５から１．５に及ぶ）のターゲットビーム幅（図２に示すＷＴ）を仮定する。
【００２４】
やはり図２を参照すると、１次反射器は、約３ｍｍのターゲット幅を有するターゲット場所において最高レベルの放射照度を提供するように設計された。すなわち、放射照度曲線はＷＴ帯内で最高である。同様に、２次反射器は、約３ｍｍのターゲット幅を有するターゲット場所において最高レベルの放射照度を提供するように設計された。こうした設計において、ターゲットは、ＵＶ光源（ランプヘッド）から出力されるＵＶエネルギーを効率的に使用するように望ましくは湾曲すべきである。
【００２５】
図３は、別のＵＶ硬化システム１００ａの一部のブロック線図である。１次反射器１０８ａの開口１０８ａ１は、ＵＶ光源（図示せず）によって放出される光を、エンクロージャ１１２ａ（例えば、透明チューブ、パイプ等）の方向に反射する。エンクロージャ１１２ａは、照射される関心の対象物（すなわち、ターゲット１１４ａ）を少なくとも部分的に囲む。図３の場合、関心の対象物は光ファイバ１１４ａであり、エンクロージャ１１２ａは、ＵＶ光源によって照射されるエンクロージャ１１２ａの部分において光ファイバ１１４ａを囲む。２次反射器１１６ａ（１次反射器１０８ａに対してエンクロージャ１１２ａの反対側にある）は、エンクロージャ１１２ａの長さの一部分に沿って位置決めされる。２次反射器１１６ａの内部反射表面１１６ａ１は、図３に示す第１端から第２端まで延在する湾曲経路（複合湾曲経路であってよい）に追従する。これらの端部は、仮想線「ＩＬ」によって図３において結合される。２次反射器１１６ａがエンクロージャ１１２ａの長さの関連部分においてエンクロージャ１１２ａを囲むパーセンテージは、図３において仮想線「ＩＬ」の右にあるエンクロージャ１１２ａの面積のパーセンテージを計算することによって決定されてもよい。本発明の例示的な実施形態によれば、こうしたパーセンテージは、少なくとも４０％、少なくとも５０％等であってよい。図３に示す例において、パーセンテージは約５０％である。
【００２６】
図４は、図１及び３に示す要素と類似の種々の要素を含む別のＵＶ硬化システム１００ｂの一部のブロック線図である。１次反射器１０８ｂの開口１０８ｂ１は、ＵＶ光源（図４には示さず）によって放出される光を、エンクロージャ１１２ｂ（例えば、透明チューブ、パイプ等）の方向に反射し、エンクロージャ１１２ｂは、ターゲット１１４ｂを少なくとも部分的に囲む。２次反射器１１６ｂ（１次反射器１０８ｂに対してエンクロージャ１１２ｂの反対側にある）は、エンクロージャ１１２ｂの長さの一部分に沿って位置決めされる。２次反射器１１６ｂの内部反射表面１１６ｂ１は、図４に示す第１端から第２端まで延在する湾曲経路（複合湾曲経路であってよい）に追従し、これらの端部は、仮想線「ＩＬ」によって図４において結合される。２次反射器１１６ｂがエンクロージャ１１２ｂの長さの関連部分においてエンクロージャ１１２ａを囲むパーセンテージは、図４において仮想線「ＩＬ」の右にあるエンクロージャ１１２ｂの面積のパーセンテージを計算することによって決定されてもよい。図４に示す例において、パーセンテージは約５０％である。
【００２７】
本発明の種々の例示的な実施形態によれば、ＵＶ硬化システムの設計をより効率的にするため、１つまたは複数の３次反射器が、１次反射器とターゲット（または、エンクロージャが設けられる場合、ターゲットを収容するエンクロージャ）との間に設けられてもよく、こうした３次反射器は、２次反射器からの光を、ターゲット／エンクロージャに向かって戻るように反射する。３次反射器は、機械的に１次反射器の延長部であってよい；すなわち、３次反射器は、製造または組立てを簡略化するため、物理的に１次反射器の一部であってよい。
【００２８】
図４に示すＵＶ光硬化システム１００ｂは、２つの３次反射器１１８ａ及び１１８ｂを有する例を示す。２次反射器１１６ｂの内部反射表面１１６ｂ１から反射される光の或る部分は、３次反射器１１８ａ、１１８ｂの内部（反射）表面１１８ａ１、１１８ｂ１によって受取られ、エンクロージャ１１２ｂ（及びターゲット１１４ｂ）に向かって戻るように反射される。そのため、ターゲット１１４ｂを照射する、光源（図４には示さず）によって送られる光のパーセンテージが増加し、それにより、システム効率を上げる。もちろん、２つの３次反射器が図４に示されるが、任意の数のこうした３次反射器が、所与のアプリケーションにおいて所望に応じて提供されてもよい。
【００２９】
本発明は、ターゲットの或る長さ（部分）を照射するための個々の光源、個々の１次反射器、個々の２次反射器（後戻り反射器）等に関して主に述べられたが、本発明の教示は、所与のアプリケーションにおいて所望されるように、ＵＶ光源、１次反射器、２次反射器、３次反射器の１つまたは複数の複数を含むＵＶ硬化システムに適用されてもよい。例えば、こうした要素は、エンクロージャの長さのそれぞれの部分に沿って群で設けられてもよい。図５は、こうした構成の例である。
【００３０】
図５は、硬化動作のために構成されるＵＶ光硬化システム５００を示す。図５に示す例において、ターゲットは、エンクロージャ（例えば、透明チューブ）１１２ｃ内の光ファイバ１２０である。例えば、光ファイバ１２０は、コーティング（図５に示す意図される照射の直前に塗布される）を含んでもよく、コーティングは、ＵＶ光硬化システム５００を使用して硬化される。光ファイバ１２０は、リスプーリングのためにスプールまでずっとエンクロージャ１１２ｃを通って移動してもよい。光ファイバ１２０がＵＶ光硬化システム５００を通過するにつれて、コーティングが硬化する。
【００３１】
ＵＶ硬化システム５００は、複数のＵＶ硬化サブシステム１００ｃ１、１００ｃ２、１００ｃ３、１００ｃ４、１００ｃｎを含み、それぞれは、図１、３、及び４に関連して示し述べた要素等の要素を含む。例えば、サブシステム１００ｃ１は、光源１０４ｃ１（例えば、複数のＵＶ  ＬＥＤを含むランプヘッド）、エンクロージャ１１２ｃ（及びターゲット光ファイバ１２０）に向かって光を反射するための１次反射器１０８ｃ１、及び２次反射器１１６ｃ１を含む。２次反射器１１６ｃ１は、エンクロージャ１１２ｃの一部分を部分的に（例えば、少なくとも４０％だけ、少なくとも５０％だけ等で）囲む。３次反射器（図４に示す３次反射器１１８ａ、１１８ｂと類似の）は、図５に示されないが、図５に示す本発明の範囲内で企図される。
【００３２】
更なるサブシステム１００ｃ２、１００ｃ３、１００ｃ４、１００ｃｎは、サブシステム１００ｃ１に関して上述した要素と類似の要素を含む。特に、サブシステム１００ｃ２は、光源１０４ｃ２、１次反射器（ラベル付けされず）、及び２次反射器１１６ｃ２を含み；サブシステム１００ｃ３は、光源１０４ｃ３、１次反射器（ラベル付けされず）、及び２次反射器１１６ｃ３を含み；サブシステム１００ｃ４は、光源１０４ｃ４、１次反射器（ラベル付けされず）、及び２次反射器１１６ｃ４を含み；サブシステム１００ｃｎは、光源１０４ｃｎ、１次反射器１０８ｃｎ、及び２次反射器１１６ｃｎを含む。
【００３３】
図６は、本発明の或る例示的な実施形態によるフロー図である。当業者によって理解されるように、フロー図に含まれる或るステップは省略されてもよく；或る更なるステップは追加されてもよく；ステップの順序は、示す順序から変更されてもよい。
【００３４】
特に図６のフロー図を参照すると、ＵＶ硬化システムを設計する方法が提供される。ステップ６００にて、ＵＶ光源（例えば、図１に示すランプヘッド１０４）が設けられる。例えば、ＵＶ光源は、１つまたは複数の光生成要素（例えば、ＵＶ  ＬＥＤ）を含む。ステップ６０２にて、ＵＶ光源と、ＵＶ光源を使用して照射されるターゲット（例えば、とりわけ、光ファイバ、リボン、パイプ）との間の位置関係が提供される。こうした位置関係は、距離情報、配向情報等を含んでもよく、また、ターゲット自体及び／又はターゲットを囲むエンクロージャに対するものであってよい。
【００３５】
ステップ６０４にて、１次反射器（例えば、種々の図面に示す１次反射器１０８、１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ１、１０８ｃｎ等）が、ターゲットについて（例えば、ＵＶ光を生成する所与の光源サイズ及び分布について）所定の場所において所望の幅を有する光のピーク放射照度を提供するように設計される。すなわち、１次反射器を設計するために種々の因子が考慮される。こうした因子は、光源の仕様及び物理的幾何形状（例えば、ＬＥＤレイアウト）、先に参照された位置関係、ターゲットを照射するために使用される光ビームの所望される幅、ターゲット及び／又はエンクロージャの所定の場所における放射照度の所望のレベル等を含む。例えば、他の技法の中でもとりわけ、例示的な１次反射器のシミュレーションソフトウェア、所定の場所における放射照度試験等の種々の技法が、１次反射器を設計するとき使用されてもよい。上述したように、図２は、１次反射器の放射照度プロファイルの例を（実線で）示し、こうした放射照度プロファイル作成が、１次反射器の設計に関連して使用されてもよい。
【００３６】
ステップ６０６にて、２次反射器（例えば、種々の図面に示す２次反射器１１６、１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ１〜１１６ｃｎ等）が設計され、２次反射器は、１次反射器から光を反射するように構成され、２次反射器は、所定の場所において所望の幅で放射照度の所望のレベルを提供するように設計される。ステップ６０８にて、少なくとも１つの３次反射器（例えば、図４に示す３次反射器１１８ａ、１１８ｂ）が設計され、少なくとも１つの３次反射器は、１次反射器とターゲットとの間に位置決めされ、また、２次反射器からの光を、所定の場所のターゲットに向かって戻るように反射するように設計される。２次反射器及び３次反射器を設計するための技法は、１次反射器の設計に関連して本明細書で述べる技法と同じ技法であってよい。
【００３７】
図６に示す方法は、同様に、ＵＶ硬化システムのターゲット（例えば、図５に示すターゲット及び対応するサブシステム等）長さに沿って複数のサブシステムのそれぞれについての場所を決定するステップを含んでもよい。複数のサブシステムのそれぞれは、それぞれのＵＶ光生成源、ステップ６０４にて設計される１次反射器のそれぞれの１つ、ステップ６０６にて設計される２次反射器のそれぞれの１つ、及びステップ６０８にて設計されるそれぞれの３次反射器（または複数の３次反射器）を含んでもよい。
【００３８】
本発明は、狭いターゲットのアプリケーション（例えば、コーティングを硬化させるために使用される光ビームが、望ましくは高いレベルの放射照度を持って狭い、光ファイバ上のコーティングのＵＶ硬化などのアプリケーション）に対する特定の適用可能性を有するが、それに限定されない。
【００３９】
本発明は、ＵＶ硬化システムに関して主に述べられるが、本明細書の教示は、他のタイプの光システム及びＵＶ硬化アプリケーション以外の異なるタイプのアプリケーションに適用されてもよい。
【００４０】
本発明は、特定の実施形態に関して本明細書に示されかつ述べられるが、本発明は、示す詳細に限定されることを意図されない。むしろ、特許請求の範囲の均等物の範囲内で、また、本発明から逸脱することなく、種々の変更が詳細において行われてもよい。
【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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