(57)【要約】本発明は空気圧で作動するエネルギー収集装置である。この装置はエネルギー収集器をその上に有する支持部を備える。シャッターが支持部に摺動可能に取付けられており、このシャッターは第１の「閉」位置と第２の「開」位置の間で移動できる。シャッターは第１の位置で収集器を覆い、第２の位置で収集器を露出させる。シャッターは第１と第２の位置のうちの１つに押しやられている。チャンバがシャッターに隣接して配置されており、チャンバが加圧されると、加圧力がシャッターを押しやっている力に勝り、シャッターが第１の位置と第２の位置の間を移動する。
2004527733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー収集器を有する支持部と、
前記支持部に摺動可能に取付けられ、前記収集器を覆う第１の位置と前記収集器を覆わない第２の位置との間で移動可動であり、それら位置の一方に向けて付勢されているシャッターと、
前記シャッターの近傍に配置され、内部への加圧ガスの導入が前記付勢に打ち勝って前記シャッターを反対側の位置に動かすようになっているチャンバと、
を備える、エネルギー収集装置。
【請求項２】
前記シャッターと前記支持部との間に配置され、前記シャッターを前記第１の位置に付勢するばねをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第１脚部と第２脚部とを有する取付け本体をさらに備え、前記支持部が該第１脚部と該第２脚部とに固定的に取付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
第１の穴が前記第１脚部を貫いて延び、第２の穴が前記第２脚部を貫いて延び、前記支持部がそれら第１および第２の穴を通して配置される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記支持部が前記第１および第２の穴の内部で回転自在に位置決め可能である、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記取付け本体に取付けられる位置決め可能なガードをさらに備える、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記支持部がアルミニウムから形成される、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記取付け本体が約０．６２５インチ未満の少なくとも１つの全体寸法を有する、請求項２に記載の装置。
【請求項９】
前記支持部が、第１端部と、第２端部と、該第１端部から該第２端部へ延びる長手方向軸線と、該長手方向軸線に沿って前記第２端部から前記収集器へ延びる光ファイバー穴と、排気口と、前記長手方向軸線に沿って前記第１端部から前記排気口へ延びる圧力穴とをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記支持部が第１端部と第２端部とを備え、該第２端部に固定される光ファイバー台をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記支持部が第１端部と第２端部とを備え、該第１端部に固定される空気圧部品をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記支持部が第１端部と第２端部とを備え、該支持部の該第１端部から該第２端部までが約３インチ未満である、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記収集器が、
前記長手方向軸線に対して約４５度の角度で傾斜する第１の側壁であって、前記光ファイバー穴が貫いて延在する第１の側壁と、
前記長手方向軸線に対して約４５度の角度で傾斜する第２の側壁であって、受けたエネルギーを前記光ファイバー穴に向ける第２の側壁とをさらに備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記収集器が、
少なくとも１つの反射面と、
放射線センサとを備え、該反射面が、前記収集器に当たるエネルギー光子を該放射線センサに差し向ける、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記収集器が、
少なくとも１つの拡散面と、
放射線センサとを備え、該拡散面が、前記収集器に当たるエネルギー光子を該放射線センサに差し向ける、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記収集器上に取付けられる放射線透過カバーをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記収集器上で加圧ガスの進路を変える開口を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
約４．２５インチ×１．２５インチ×０．６２５インチの最大全体寸法を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
少量の加圧ガスが常に前記チャンバから漏れることができる、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
第１支持部と第２支持部とを有する取付け本体と、
前記第１支持部に配置される第１端部と前記第２支持部に配置される第２端部とを有する長手方向支持軸であって、該第１端部が圧力穴を備え、該第２端部が収集器を備える、長手方向支持軸と、
前記収集器と前記第１端部との間で前記支持部に配置される排気口と、
前記長手方向支持軸の前記第１端部の周りに配され、前記排気口と連通する空気圧部品と、
前記収集器と放射式に連通して前記長手方向支持軸の前記第２端部に固定される光ファイバー取付け台と、
前記長手方向支持軸の周りで前記排気口と前記光ファイバー台の間に配置されるシャトルと、
前記長手方向支持軸の周りで前記シャトルと前記空気圧部品の間に配置され、前記シャトルを前記収集器を覆う位置に付勢するばねとを備え、
圧縮ガスが前記圧力穴に導入され、該ガスが、前記排気口から前記シャトルに対し押し出されて、前記ばねの付勢に打ち勝ち、前記シャトルを前記長手方向支持軸に沿って並進させて前記収集器を露出させるようになっている、
エネルギー収集装置。
【請求項２１】
前記収集器上に取付けられる透明シールドをさらに備える、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
圧縮ガスのカーテンが前記透明シールドを横切るように向けられる、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
紫外線ランプから流動ウェブに向かって放射される放射エネルギーを収集する方法であって、
流動ウェブと紫外線ランプとの間に収集器を配置することと、
シャッターを、前記収集器を覆う第１の位置に付勢して、放射エネルギーが前記収集器に届かないようにすることと、
空気圧を用いて前記シャッターを第２の位置に並進させ、該シャッターが前記収集器を露出させて放射エネルギーを該収集器に到達できるようにすることと、
を含む方法。
【請求項２４】
前記シャッターが前記第２の位置にある間に、エアカーテンを前記収集器上に向けることをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
本発明の装置は放射エネルギー収集装置である。さらに詳細には、本発明の装置はセンサを遮蔽するための空気圧操作式シャッター付きの光ファイバーセンサである。
【０００２】
多数の産業上の工程において放射エネルギー源を用いる化学処理システムが知られている。概してこれらの化学処理システムは、製造ライン内の製品の近くに配された紫外線（ＵＶ）ランプあるいはバルブを用いて、製品に化学反応を引き起こす。これらの化学処理システムは、しばしば硬化処理と呼ばれており、そして幾つかの産業分野においては乾燥処理と呼ばれている。望ましい化学変化をもたらすためにエネルギーを製品に移す過程において、紫外線ランプによって放射される（可視と不可視のスペクトル内の）放射エネルギーの波長が特に効果的であることが知られている。
【０００３】
製品に放射される代表的波長は、約２．５μｍから約１９０ｎｍにわたっている。この化学処理システムは殆どあらゆる製品を処理できるが、代表的な製品は紙、プラスチック、紙様資材（例えばボール紙）の「ウェブ」である。「ウェブ」は、一連のローラーを通して連続供給される材料から成る。放射エネルギー源（典型的には２つ以上のランプあるいはバルブ）がウェブに沿って様々な箇所に配置され、エネルギーをウェブに放射する。この工程の間に、ウェブの表面の被覆物またはウェブ材そのものが化学的に変化する。このようにして、ウェブの表面の被覆物（例えばインクやラッカーや接着剤）またはウェブ材そのものが硬化処理される。
【０００４】
残念ながら、個々の紫外線エネルギーランプの性能がその寿命にわたって様々に変化することがある。ランプが古くなると、エネルギー放射強度が低下することもある。さらに、同じ仕様の個々のランプの性能が同じでないこともある。特に、ランプ毎に異なる波長がより強い強度で放たれることもあろう。予想されるように、ランプが古くなるとランプの性能が低下し、最終的には寿命が尽きる。ランプに供給される電力もランプの性能に影響することがある。ランプに供給される電力が変動すると、ランプが発生する特定の波長の強度が変動することもあろう。ランプと取り囲む空気の温度の差異およびランプを温めるのに要する時間の差異が波長強度の変動を引き起こす場合もあろう。ランプから発せられた放射エネルギーの強度におけるこれらの変動の全てがウェブの乾燥と硬化におけるレベルを変動させることがある。従って、工程を最適化して安定した製品を供給するには、ランプから放射される放射エネルギーの量を監視し、適切な乾燥・硬化時間がウェブに供されることを確実にする必要がある。
【０００５】
ウェブに当たる放射エネルギーの量すなわち「線量」を計測するには、検出システムが必要である。従来は、この放射エネルギー線量を計測するための多数の方法が用いられてきた。エネルギーランプが十分な放射エネルギーを供給しているか否かを評価するための従来の一方法は、ランプの下流でウェブを検査することである。この方法によるとウェブが適切に硬化されたか否かを非常に正確に計測できるが、計測があまりにも工程の後方部分で実施されるため、適切に硬化されなかった製品は破棄せざるを得なかった。
【０００６】
別の計測法においては、ランプとウェブの間でウェブの上に置かれ、ウェブと共に移動する（当業界で周知の）「ライトパック」のような電子装置を用いて、ランプから放射される放射エネルギーの量を試験計測する。この計測法はランプの性能のより直接的な計測を可能にするが、この計測法による試験計測は設定段階で実施されるのみで、実際のウェブ製造の間には実施されず、従って実際の製造工程の間にウェブに当たるエネルギーに関する情報を一切得ることができない。特に、ウェブに当たる放射エネルギーの変動量を計測することが不可能である。またもや、不適切に硬化された製品が生じることになる。
【０００７】
この製品不良を無くすために第２の方法が開発された。この方法は、各ランプの電源のエネルギー消費量を監視して、各ランプによって用いられた実エネルギーをリアルタイムで計測しようと試みるものである。これは、連続的にウェブに当たるランプからの放射エネルギー量を見積もるための非常におおまかで不正確な方法である。不正確ではあるが、この方法はウェブに当たっている放射エネルギー量を「リアルタイム」で計測することを試みるものである。放射エネルギーをリアルタイムで計測することによって、ウェブの硬化時間をより正確に制御する（例えば、工程を通過するウェブの速度を変えることによって乾燥時間を調整する）ことが可能になり、それにより製品不良を減らすことが可能になった。残念ながら、ランプから引き出されるエネルギーを計測することによってウェブに当たる放射エネルギーを見積もることは多数の要因のために不正確であり、このデメリットがリアルタイム計測のメリットを帳消しにしている。例えば、時の経過と共にランプ自体の性能が低下するので、放射される放射エネルギー量に比較して、ランプによって消費されるエネルギー量が変化する。さらに、消費される特定量の電力当たりの放射エネルギー量がランプ毎に変動する。これらの問題を軽減するために、電子的検出装置がランプの周りに配され、ランプから放射される放射エネルギーの直接出力が計測される。しかしながら、工程を取り囲む環境条件（例えば高湿度、高温、ＲＦ放射、および風媒の接着剤やラッカーなどの異物）が検出装置内の電子部品の損傷や機能不全の原因になる。
【０００８】
最後に、遠隔収集装置が開発された。この装置は、ランプによって発せされた放射エネルギーを収集して、そして収集されたエネルギーをウェブの周りの悪環境から離れた位置に配された検出器へ（概して光ファイバーケーブルを通して）送るものである。これらの装置がランプの後ろ側（ウェブの反対側）に配置されて、ランプによって放射される放射エネルギーの量が直接的に計測される。ウェブから見てランプの反対側に装置を配置するには２つの主な理由がある。１つは、ウェブとランプ間に非常に小さなスペースしか無いことである。２つ目の理由は、ウェブとランプ・ハウジング表面の間の環境が工程中で最悪であることである。（ウェブの硬化に悪影響を及ぼし得る）酸素のような汚染物質を最低限度に留めるべく、またウェブに当たるランプからの放射エネルギー量を最大限にするべく、ウェブとランプ間のスペースは小さい。この場所の環境は、ランプからの放射エネルギーと熱に、さらにウェブからの接着剤と風媒汚染物質に直接的に接触しているので、非常に悪い。
【０００９】
遠隔収集装置が上述の問題の幾つかを解決するが、ウェブに当たっている放射エネルギー強度の正確な計測を可能にするものではない。一般に、ランプを風媒汚染物質から保護するためにランプの上に透明なカバーが取付けられている。この透明カバーは時間の経過と共に（風媒汚染物質のために）曇り、ランプから放射される放射エネルギーの一部を遮ってウェブに当たらなくする。従って、ランプの背後に配された収集装置はこの低下を考慮することができず、ウェブに当たっているエネルギーを正確に計測できない。
【００１０】
上述したように、ランプとウェブ間の物理的空間が小さいために、高強度の熱と浮遊汚染物質という悪環境に耐えられるセンサをウェブとランプの間に配置することに問題があった。保護カバーを用いるセンサは、かさばり過ぎてランプとウェブの間に配置できない。要求されている位置に配置するのに十分小さい収集装置は、保護カバーを備えておらず、従ってウェブ周りの風媒汚染物質と高い放射エネルギーのために急速に劣化する。さらに、電子式作動部品を内蔵するセンサは、高強度の熱と放射エネルギーと高い湿度により急速に劣化する。
【００１１】
発明の簡単な概要
本発明は空気圧で作動するエネルギー収集装置に関する。この収集装置はエネルギー収集器を有する支持部を備える。シャッターが支持部に摺動可能に取り付けられており、そしてこのシャッターは第１と第２の位置に移動できる。シャッターは第１の位置で収集器を覆い、第２の位置で収集器を露出させる。シャッターは第１と第２の位置のうちの１つに押しやられている。チャンバがシャッターの隣に設けられており、そしてチャンバが加圧されると、加圧力がシャッターを押しやっている力に打ち勝って、加圧力によってシャッターが第１位置と第２位置の間を移動する。
【００１２】
エネルギー収集装置の好ましい一実施形態においては、シャッターが第２位置に置かれた時に、加圧空気のカーテンが収集器を横切って発生する。
【００１３】
上記の図面には本発明の好適な一実施形態が示されているが、説明の中で特に言及されているように、その他の実施形態も考慮されている。あらゆる場合において、この開示は限定としてではなく例示として本発明を提示している。本発明の原理の範囲と精神に含まれる多くの他の変形と実施形態が当業者により考案され得ることが理解されるべきである。
【００１４】
詳細な説明
図１の典型的な製造工程の中で本発明のエネルギー収集装置１０が示されている。紫外線ランプ１２（シングルバルブまたはマルチバルブ）と連続的に流れるウェブ１４（概して紙またはポリマーをベースとした材料）の間に配置するために、各エネルギー収集装置１０が紫外線ランプ１２に隣接して取付けられている。ウェブ１４はローラー１６によってダイ１８の下を方向１５（図１の矢印を参照）に進められる。ダイ１８はウェブ１４の上に接着剤層２２（またはインクやラッカーなどの塗膜）を押し出し成形（塗布）する。ウェブ１４とその上の接着剤層２２は加熱され、ウェブ１４がローラー１６（あるいはウェブを支持する他の構造物）の間かつ紫外線ランプ１２の前を前進する間に紫外線ランプ１２から放射される放射エネルギーによって硬化させられる。エネルギー収集装置１０は、紫外線ランプ１２からウェブ１４に向けられた放射エネルギーの一部を収集するために配置されている。従って、エネルギー収集装置１０はウェブ１４に向けられた実際の放射エネルギーに晒され、それによって従来の収集装置にあったエネルギー検出問題が軽減される。この工程配置は、本発明のエネルギー収集装置１０が用いられる工程の一例に過ぎないことに留意すべきである。放射エネルギーの収集が望まれる、いかなる数の工程においても本発明のエネルギー収集装置１０を用いることができるであろうことを当業者は理解するであろう。例えば、被印刷物に転写されたインクを乾燥するために放射エネルギーが用いられる印刷工程においてエネルギー収集装置１０が使用されてもよい。
【００１５】
図２においては本発明のエネルギー収集装置１０が１つの紫外線ランプ・アセンブリ１２に搭載されている。この実施形態においては、エネルギー収集装置１０がブラケット２４に取付けられている。このようなやり方でエネルギー収集装置１０を搭載することによって、ねじ２５あるいは当業界で周知の他の取付け方法を用いてエネルギー収集装置１０をランプ・アセンブリ１２の本体に沿うどの位置にでも配置できる。
【００１６】
エネルギー収集装置１０には電子部品が使用されておらず、代わりに加圧ガス供給装置を用いてエネルギー収集装置１０を作動させる。従って、加圧窒素ライン２６がランプ・アセンブリ１２の開口２７Ａを通してエネルギー収集装置１０に接続されている。窒素ライン２６は圧縮窒素（約３〜１００ｐｓｉが好ましい）をエネルギー収集装置１０に供給する。圧縮窒素は一例に過ぎず、いかなる圧縮ガス（例えば空気）をも、エネルギー収集装置１０に用いることができることに留意すべきである。本発明のエネルギー収集装置１０においては、ひとたびエネルギーが収集されると、同エネルギーは更なる分析のために光ファイバーケーブルによって検出器から運び去られる。従って、光ファイバーケーブル２８が紫外線ランプ・アセンブリ１２の開口２７Ｂを貫通して延在し、そしてエネルギー収集装置１０に接続されている。図２のエネルギー収集装置１０は、第１閉位置にある。
【００１７】
図３に示されているように、各エネルギー収集装置１０は、取付け本体３０と、概してチューブ状のシャッター３２と、空気圧部品３４と、光ファイバー台３６と、ガード３８と、を備える。概して本体３０は、本体３０の両側に配置されることが好ましい取付け用の穴４０Ａと空隙４２とを備える。概して空隙４２は、エネルギー収集装置１０の本体３０を機械加工することによって形成されており、本体３０を完全に貫通して（一方の側から他方の側まで）延在している。ガード３８は取付け穴４０Ａに挿入されたガードねじ４０Ｂによって本体３０の片側に取付けられている。ガード３８は空隙４２の片側を塞ぐ。ガード３８の取付けにおけるこの融通性によって、異物の影響からエネルギー収集装置１０を保護しつつ、同収集装置をランプ・アセンブリ１２に相対する様々な位置に取付けることが可能になる。取付けられた時に、ガード３８は本体３０の放射エネルギーが収集される側の反対側に位置している。ガード３８が好ましいが、ガードが装備されなくても、本発明の範囲を逸脱するものではないことを当業者は理解するであろう。
【００１８】
本体３０の好ましい最大長さ、幅、深さは約３．３７５インチ×１インチ×０．５インチ以下である。（ガード３８と、光ファイバー台３６と、空気圧部品３４とを含む）エネルギー収集装置１０の全体寸法が４．２５×１．２５×０．６２５インチ（即ち長さ、幅、深さ）未満であることが好ましい。これらの寸法は製造の容易さのために好適な実施形態のサイズを反映しているが、工程が要求する場合はエネルギー収集装置１０をさらに小型化してもよい。０．６２５インチ以下の最小全体深さを維持することによって、エネルギー収集装置１０をウェブ１６とアセンブリ１２の間の最小空間に配置することが可能になる（図１を参照）。多数のウェブ製造工程において、ウェブ１６とランプ１２の間の空間を最小限度に止めることによって、ランプ１２からの放射エネルギーの最大量がウェブ１４に当たることと、この空間に入る汚染物質がウェブ１４に悪影響を及ぼさないことを確実ならしめることが要求される。汚染物質には、硬化工程に悪影響を及ぼし得る酸素が含まれることもあろう。この空間を小さく保つことによって、ウェブ１４とランプ１２の間の区域を（窒素などの）不活性ガスで効率的に満たして、工程の完全な状態を維持することが可能になる。本発明の収集装置の具体的な寸法について述べたが、より大型の装置を作るために寸法を大きくすることも含めて、これらの寸法はそれぞれの用途に合わせて個別に設定できるということに留意すべきである。
【００１９】
概して本体とガードは、アルミニウムの素材を機械加工することによって製造される。熱と放射エネルギーに対する耐性があって、軽量で、容易に成形できるので、アルミニウムが選ばれた。アルミニウムは製造現場で発生し得る衝撃に対しても丈夫である。しかしながら、アルミニウムが好ましくはあるが、エネルギー収集装置１０が設置される工程環境の要件を満たす、いかなる材料をも使用できることが理解されるべきである。エネルギー収集装置１０が作動する時に、同装置の「摩損」が起きないように、工程内で用いられる化学薬品に耐えられる材料が好ましくは選択されるべきである。言い換えれば、エネルギー収集装置１０を構成する材料の微塵が摩耗のために抜け落ちて、全体工程やエネルギー収集装置１０の始動や運転に悪影響を及ぼさないように、エネルギー収集装置１０が好ましくは構成されるべきである。工程の環境からエネルギー収集装置１０をさらに保護するために、酸化皮膜やテフロンなどの保護コーティングが選択的に用いられてもよい。
【００２０】
本体３０に空隙４２があるために本体３０は略Ｃ形である。Ｃ形の両脚が空隙４２の両側で第１と第２の支持脚４４Ａと４４Ｂを形成している。第２支持脚４４Ｂが第１支持脚４４Ａより厚くなるように、空隙４２が配置されることが好ましい。最も好ましい実施形態においては、第１支持脚４４Ａが本体３０の長手方向に沿って０．３７５インチ延在している。第２支持脚４４Ｂは本体３０の長手方向に沿って１．３７５インチ延在している。支持穴４６Ａと４６Ｂがそれぞれ第１支持脚４４Ａと第２支持脚４４Ｂを貫通して配され、軸方向に整列している。支持穴４６Ａの直径が約０．７５インチで、そして支持穴４６Ｂの直径が約０．３１２５インチであることが好ましい。長手方向支持軸５０が支持穴４６Ａと４６Ｂを通して配され、従って支持腕４４Ａと４４Ｂによって保持されている。止めねじ４８Ａとねじ穴４８Ｂが第１支持脚４４Ａに設けられて、本体１０に相対する所定の位置に長手方向支持軸５０が固定されることが好ましい。しかしながら他の方法により長手方向支持軸が支持穴４６Ａと４６Ｂから引き抜かれるのを防止してもよいことが当業者には分かるであろう。透明チューブ５２（好ましくは石英）と、圧縮ばね５４と、シャッター３２と、光ファイバー台３６とが長手方向支持軸５０の周りに同軸に配されている。透明チューブ５２が石英であることが好ましいが、工程の環境条件に耐え得るいかなる放射エネルギー透過性材料を用いてもよい。光ファイバー台３６に設けられたねじ穴３６Ｂに係合する止めねじ３６Ａにより光ファイバー台３６が長手方向支持軸５０に固定される。光ファイバーケーブル２８は当業者に周知のやり方で光ファイバー台３６に固定される。
【００２１】
空気圧部品３４は当業者に周知のタイプである。空気圧部品３４が第２支持脚４４Ｂの支持穴４６Ｂとねじ係合することが好ましい。ひとたび組み立てられると、長手方向支持軸５０の第１端部５８が（図４と図５に最もよく示されるように）空気圧部品の中に位置する。
【００２２】
図３Ａに示されるように、長手方向支持軸５０は、長手方向軸線５６と、第１端部５８と、第２端部６０とを有する。長手方向支持軸５０の直径がその長手方向に沿って大きくなることが好ましい。長手方向支持軸５０の第１端部５８から第２端部６０までの最大長さが約３．１２５インチであることが好ましい。第１直径６１Ａが第１端部５８から長手方向支持軸５０に沿った距離の約１／２（約１．３７５インチが好ましい）に延在している。第２のより大きな直径６１Ｂが拡大肩部６３Ａから第２端部６０までの、長手方向支持軸５０の残りの長さ部分（約１．７５インチが好ましい）に延在している。肩部６３Ａは第１直径部６１Ａから第２直径部６１Ｂへの移行部の範囲を限定している。肩部６３Ａが長手方向軸線５６に対して直角であってもよいことが当業者には明らかであろうが、長手方向軸線５６に対して９０度未満の角度を成すことが好ましい。収集穴６２が支持軸５０において第２直径部６１Ｂの第２端部６０近傍部分に設けられている。光ファイバー穴６４が支持軸５０の第２端部６０から支持軸５０の長手方向軸線５６に沿って延びて、収集口６２に通じている。支持軸５０を本体３０内に維持する（図３に示す）止めねじ４８Ａを緩めると、本体３０がどのように取付けられているかに関わらず、支持軸５０を長手方向軸線５６の周りに回転させて、収集口６２をランプ１２に向けることができる（図１を参照）。好適な実施形態においては、支持軸５０を約３２０度回すことができる。
【００２３】
図３Ａに示されるように、収集口６２が長手方向軸線５６に対して約４５度の角度を成す第１と第２の反射側面６５Ａと６５Ｂを備えていて、これらの反射側面が収集口６２に入る放射エネルギーの光子（即ちエネルギー）を受けることが好ましい。第２反射側面６５Ｂは、エネルギーが長手方向支持軸５０の長手方向軸線５６と平行に進むようにエネルギーを方向付ける。光ファイバー穴６４は第１反射側面６５Ａを貫通して延びて、収集口６２と通じている。第２反射側面６５Ｂは、エネルギーを光ファイバー穴６４に向ける（図５に関連してさらに述べられている）。反射側面６５Ａと６５Ｂは、容易に製造できるように、長手方向軸線５６に対して４５度の角度を与えられている。本発明の範囲から逸脱することなくして、その他の角度が採用されてもよいことに留意すべきである。例えば、反射側面６５Ａが長手方向軸線５６に対して９０度の角度で、そして反射側面６５Ｂが長手方向軸線５６に対して４５度の角度で配されてもよい。当業者は、望ましいエネルギー検出レベルに応じて、他方の反射側面の角度と独立して、各反射側面の（長手方向軸線５６に対する）角度が０〜９０度の間で様々に変えられてもよいことを理解するであろう。
【００２４】
（他の材料が用いられてもよいが、）長手方向支持軸５０がアルミニウムで形成されることが好ましい。上述のごとく、アルミニウムは軽量であり、悪い環境条件に対する抵抗力、特に放射エネルギーや熱に対する抵抗力を有している。加えて、アルミニウムは、放射光子の高い反射率を確保すべく容易に研磨できるので、収集口６２の反射側面６５に第２の反射材料をはめ込むか、あるいは被せる必要がない。好ましい本実施形態においては、１つの反射表面を得るために第１と第２の反射側面６５Ａと６５Ｂの両方が研磨されている（そうすることによって製造が容易になる）が、エネルギー収集装置１０を機能させるには第２反射側面６５Ｂにのみ反射表面を設ければよい。さらに、エネルギー収集装置１０に要求されている収集特性に応じて、反射側面６５Ａと６５Ｂの反射率が様々に変えられてもよい。例えば、監視されるべき特定の工程に応じて、エネルギー収集装置１０の収集特性（例えば鏡面反射器対拡散反射器）を最適化すべく、反射側面６５Ａと６５Ｂの片方または両方にテフロン加工（またはその他の類似の加工）を施すことによって（当業者に周知の）１つの拡散面を設けてもよい。
【００２５】
環状リング６３Ｂが長手方向支持軸５０の第２直径部６１Ｂの中程（第２端部６０から約０．７５インチが好ましい）に形成されている。環状リング６３Ｂは、長手方向支持軸５０と同軸に、かつ肩部６３Ａと収集口６２の間に、かつ収集口６２の近傍に配されている。一個または複数の排気口６７が長手方向支持軸５０の長さの中程（支持軸５０の第１端部５８から約１．２５インチが好ましい）、かつ第１直径部６１Ａ内、かつ肩部６３Ａの近傍に設けられている。圧力穴６８が支持軸５０の長手方向軸線５６に沿って支持軸５０の第１端部５８から排気口６７まで延在しており、空気圧部品３４を経て排気口６７とガスライン２６に通じている。
【００２６】
図４に示されるように、収集口６２に当たる放射エネルギーを受けるために、光ファイバー素子６６が光ファイバー穴６４を通して収集口６２の中に向けられている。従って、光ファイバーケーブル２８と、光ファイバー台３６と、収集口６２の全てが放射エネルギー伝達状態にある。簡明さのために、図２と図３に関連して説明されたガード３８無くしてエネルギー収集装置１０が図示され説明されていることに留意すべきである。光ファイバー台３６は、止めねじ３６Ａによって、長手方向支持軸５０の周りに同軸で、かつ第１端部５８と収集口６２の間に取付けられている。透明チューブ５２（または石英または透明なシールド）は、長手方向支持軸５０の周りで、かつ支持軸５０の第１端部５８の近傍に配されており、支持軸５０上の環状リング６３Ｂと光ファイバー台３６の間の所定の位置に保持されている。従って、石英チューブ５２が収集口６２を取り囲んでいる。石英チューブ５２は、エネルギー収集装置１０の周囲の環境中の異物が収集口６２に入るのを防止する。この保護策は、収集口６２の中へと延びる光ファイバー素子６６の損傷防止に役立つ。収集器６２が上述の形状であることが好ましいが、本発明の精神または範囲から逸脱すること無くして、他の収集器形状（例えば支持軸５０の長手方向軸線５６と直角に延在するように向けられた光ファイバー素子６６）を採用してもよいことに留意すべきである。
【００２７】
シャッター３２は、長手方向支持軸５０の周りで、かつ圧縮ばね５４と光ファイバー台３６の間に摺動可能に配されている。シャッター３２は第１端部７２Ａと第２端部７２Ｂとを備える。また、シャッター３２は第１直径部７４Ａと第２直径部７４Ｂとを有する（図４を参照）。第１直径部７４Ａは第１端部７２Ａからシャッター３２の縦方向長さに沿う距離の約１／３の点（約０．６２５インチが好ましい）まで延びている。第２直径部７４Ｂはシャッター３２の第２端部７２Ｂまでの、シャッター３２の残りの長さ部分（約１．１２５インチが好ましい）に延びている。第１直径部７４Ａから第２直径部７４Ｂへの移行は、シャッター３２の内壁７８Ａの周りに環状に内側肩部７７Ａを形成する。内側肩部７７Ａは、第１直径部７４Ａから第２直径部７４Ｂへ半径方向外向きに延在する。この移行は、また、シャッター３２の外壁７８Ｂの周りに環状に外側肩部７７Ｂを形成する。外側肩部７７Ｂは、第１直径部７４Ａから第２直径部７４Ｂへ半径方向外向きに延在する。長手方向支持軸５０の第１端部５８は圧力穴６８が空気圧部品３４内の取付け穴３４Ａと連通するように空気圧部品３４内に配置される。圧縮ばね５４は、空気圧部品３４内のばねソケット３４Ｂとシャッター３２の第１端部７２Ａとの間に、支持軸５０の第１端部５８に隣接して長手方向支持軸５０の周りに同軸に配置される。
【００２８】
圧縮ばね５４は、シャッター３２の第２端部７２Ｂが光ファイバー台３６に係合するまで、シャッター３２を支持軸５０の第２端部６０の方に向かって矢印７０の方向（図４）に押しやる。圧縮ばね５４は、シャッターの第１端部７２Ａと空気圧部品３４の間で圧縮されることにより、シャッター３２に対して付勢力を及ぼす。本発明の好適な実施形態ではばねを用いるが、（例えば弾性エレメントあるいは電磁継手などの）当業界で知られる他の付勢装置（あるいは力）が代わりに用いられてもよい。シャッター３２は、従って、収集口６２を覆って第１の閉位置に配置され、それにより放射エネルギーの光子７５が収集口６２内に入るのを妨げる。図示のごとく、シャッターの第１端部７２Ａは、支持軸の第１直径部６１Ａと密封可能に係合する環状縁部７６を備える。密封可能に第１直径部６１Ａと係合しているにも関わらず、環状縁部７６は支持軸５０に対して摺動可能である。この摺動機能は、例えば、テフロン被覆（あるいはハードコート）を支持軸５０の第１直径部６１Ａの表面（あるいは環状縁部７６上）に施すことにより高められるであろう。テフロン被覆は、また、装置１０の処理工程および操作に影響を与えうる装置１０からの微塵の発生（あるいは「摩損」）を防ぐのに役立つ。装置１０の摩耗が最小限であることを確実にすることにより、装置１０は処理工程の「恒久的」部品となる。言い換えれば、装置１０は一般に生産ラインの寿命の間交換の必要がないであろう。
【００２９】
シャッター３２の第１直径部７４Ａの内壁７８Ａは、支持軸の第２直径部６１Ｂと極めて公差の小さい範囲内にある（図４を参照）。環状リング６３Ｂは、シャッター３２の第２直径部７４Ｂに沿ってシャッター３２の内壁７８Ａと摺動可能に係合している。やはり、これらの２つの表面間の摺動は、テフロン被覆を支持軸の第２直径部６１Ｂの表面または環状リング６３Ｂのいずれかに施すことにより高められるであろう。圧縮チャンバ（あるいは圧力チャンバ）８４がシャッター３２の環状縁部７６と支持軸５０の環状リング６３Ｂとの間に形成される。圧縮窒素（あるいは任意の加圧ガス）がガスライン２６に押し込まれると、加圧窒素は排気口６７を出て圧縮チャンバ８４に入る。圧縮ガスは、（第１直径部６１Ａの一部分に沿った）支持軸５０と、シャッター３２の環状縁部７６と、支持軸５０の第１肩部６３Ａと、シャッターの第１直径部７４Ａの内壁７８Ａとの間に囚われる。これらの境界が組み合わさって圧縮チャンバ８４を形成する。圧縮チャンバ８４内の圧力が増すにつれて圧縮ばね５４の押しやる力が克服される。
【００３０】
図５に示されるように、増大した圧力はシャッター３２を支持軸５０の第１端部５８に向けて矢印８６（図５）の方向に駆り立て、ばね５４の押しやる力に打ち勝つ。シャッター３２は、シャッター３２の外側肩部７７Ｂが第２支持部４４Ｂ上の停止面９０に係合するまで、長手方向支持軸５０の第１端部５８に向かって駆り立てられる。停止面９０は空隙４２近くの第２支持部４４Ｂ上に形成され、支持穴４６Ｂの周りに延在する。外側肩部７７Ｂが停止面９０と係合するとき、シャッター３２は矢印８６の方向にさらに動くことを阻止される。それから、エネルギー収集装置１０が第２の「開」位置に置かれる。第２の「開」位置において、光子７５は、光ファイバー素子６６に当たるために、石英チューブ５２を通り収集口６２内に移動することが出来る。そして、放射エネルギーは、光ファイバーケーブル２８を通じて記録と分析のために遠隔検出装置（図示せず）に送られる。
【００３１】
シャッター３２が長手方向支持軸５０の第１端部５８の方に動かされるにつれて、シャッターの内側肩部７７Ａは、支持軸５０の第１直径部６１Ａ上に移動される。ひとたび内側肩部７７Ａが軸の肩部６３Ａを過ぎれば、シャッター３２の第１直径部７４Ａの内壁７８Ａは、もはや支持軸５０の第２直径部６１Ｂと密封可能に係合しない。シャッター３２の外側肩部７７Ｂが本体３０の停止面９０と係合するとき、シャッター３２の第１直径部７４Ａは支持軸５０の第１直径部６１Ａの周りに配置される。シャッター３２の第２直径部７４Ｂは、実質的に支持軸５０の第２直径部６１Ｂの周りに配置される。圧縮チャンバ８４の範囲は、圧縮チャンバ８４が今はシャッター３２の環状縁部７６と、（第１および第２直径部７４Ａ、７４Ｂに沿った）シャッター３２の内壁７８Ａと、環状リング６３Ｂと、（第１直径部６１Ａの一部および第２直径部６１Ｂに沿った）支持軸５０と、により画成されるように、かかる相対的動きにより拡張される。先に述べたように、長手方向支持軸５０の環状リング６３Ｂは、シャッター３２の第２直径部７４Ｂに沿ってシャッター３２の内壁７８Ａと摺動可能に係合している。
【００３２】
好ましくは、シャッター３２の内壁７８Ａと環状リング６３Ｂの間の環状の界接面は、少量の圧縮ガスがこの界接面において圧縮チャンバ８４から漏れることが可能であるような公差を有する。加圧ガスの漏れは支持軸５０に沿って同軸上に（図５の矢印９５の方向に）支持軸５０の第２端部６０の方に延びるガスのカーテンをつくる。このガスカーテンは石英チューブ５２上に向けられ、シャッターが第２の「開」位置にあるときに、（処理工程における蒸気を含み）異物の石英チューブ５２への衝突を、それらを吹き飛ばすことにより防止する。ガスカーテンは微塵を取り除くように作用し、それらが石英チューブ５２に付着することを防ぐので、かかるガスカーテンをつくることにより、エネルギー収集装置１０の効果は増大する。従って、ガスカーテンは、時間の経過とともに石英チューブを曇らせ、エネルギー収集装置１０によるエネルギー光子７５の正確な計測を妨げるであろう微塵の堆積を抑止する。ガスカーテンは、それにより、装置１０の保守作業を減らすのに役立ち、装置１０の交換が必要とされるであろう可能性を減じ、装置を（先に論じた）システムの恒久的部品とすることが出来る。
【００３３】
（一般に、図示しない電算制御装置により指示される）所定時間の経過後、圧縮チャンバ８４は減圧され、圧縮ばね５４は再びシャッター３２を第１の「閉」位置（図４を参照）に押しやる。「閉」位置においても、装置１０の寸法公差が、装置１０内部の正圧が非常にゆっくりと装置１０から漏れることを可能ならしめるように、（ばね５４の押しやる力よりも低い）低レベルの圧力が装置に供されるのが好ましい。ガスが装置構成部品の界接面の間から抜け出ることを可能ならしめることにより、異物の装置への侵入が阻止される。特に、これは装置の作動の際にシャッター３２が「粘り着く」のを防止する。
【００３４】
このような方法で、石英チューブ５２の曇りや光ファイバー素子６６の質の低下によりエネルギー収集装置１０に不当な負担が掛かることなく、エネルギー光子７５の複数の計測が実施可能となる。エネルギー収集装置１０は全く電子部品を用いないので、（例えば、熱、放射線、湿気、等）のエネルギー収集装置１０を取り巻く悪環境のレベルはエネルギー収集装置１０の動作に影響を与えない。さらに、可動部品が比較的少ないためにエネルギー収集装置１０は周知技術の収集装置よりも小型でかさばらない。全体のサイズが小さいことは、以前には置けなかった場所への装置１０の配置を可能にする。これらすべての利点は、乾燥工程に直接影響を与える放射線光子７５の直接的測定が可能であるような位置にエネルギー収集装置１０を置く機会を供する（つまり、本発明のエネルギー収集装置には前進ウェブと同じ放射線出力が「当てられる」）。より正確な計測は、処理工程のよりよい制御、損失の少ない生成物、そして経済効果の増大を可能にする。
【００３５】
本発明では好適な実施形態について説明がなされているが、当業者には、本発明の精神と範囲を逸脱することなく形状および詳細における変更が行われてもよいことが分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
硬化工程で用いられる本発明のエネルギー収集装置の概略図である。
【図２】
紫外線加熱ランプに隣接して取付けられた本発明のエネルギー収集装置の立面図である。
【図３】
本発明のエネルギー収集装置の好適な実施形態の分解斜視図である。
【図３Ａ】
本発明のエネルギー収集装置の長手方向支持軸の拡大斜視図である。
【図４】
「閉」位置にあるシャトルを示す、本発明のエネルギー収集装置の縦断面図である。
【図５】
「開」位置にあるシャトルを示す、本発明のエネルギー収集装置の縦断面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004527733.tif 000028
【国際調査報告】
2004527733.tif 000029
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