(57)【要約】本発明は、光ファイバーのような被加工片（５）の表面を均一に照射するための楕円形反射器（３、９）を備えるランプ構造、並びに、該ランプ構造を用いるための方法に関する。
2004506932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの被加工片を照射するランプのための構造であって、
楕円形状の一次反射器と、
楕円形状の二次反射器と、
を備え、
楕円形状の前記一次反射器と楕円形状の前記二次反射器とは、その断面が組み合わされて、空間を囲み、長軸と第１及び第２の焦点とを有する実質的な楕円を形成するように位置させられ、前記第１の焦点は、長軸に沿って前記第２の焦点よりも前記一次反射器に近い位置にあり、
ランプのバルブが前記楕円の前記長軸上の第１の焦点付近で前記楕円の前記第１の焦点から離れて位置するように、前記空間内において該バルブを支持するランプのバルブの支持構造が設けられた、
ランプのための構造。
【請求項２】
前記支持構造が、前記長軸に沿って前記第１の焦点より楕円形状の前記一次反射器に近い前記楕円の前記長軸上の位置で前記第１の焦点から離れて位置するように、前記バルブを支持することを特徴とする、請求項１に記載の構造。
【請求項３】
楕円形状の前記一次反射器が両側の端部を有し、前記バルブのための前記支持構造が、楕円形状の前記一次反射器の前記両側の端部の両方に端部反射器を含むことを特徴とする、請求項１に記載の構造。
【請求項４】
前記端部反射器が、楕円形状の前記一次反射器の両方の端部を完全に覆っており、楕円形状の前記一次反射器の前記端部を越えて延びないことを特徴とする、請求項３に記載の構造。
【請求項５】
楕円形状の前記一次及び二次反射器から反射された前記ランプのバルブからの光が前記少なくとも１つの被加工片の周辺部のすべてを照射するように、前記少なくとも１つの被加工片が前記空間に位置させられることを特徴とする、請求項１に記載の構造。
【請求項６】
楕円形状の前記一次及び二次反射器が紫外線を反射することを特徴とする、請求項１に記載の構造。
【請求項７】
楕円形状の前記一次及び二次反射器の各々が、縦方向に延び、組み合わされてほぼ円筒を形成するように位置させられ、楕円形状の前記一次及び二次反射器は、前記少なくとも１つの被加工片が前記空間において前記縦方向に位置させられるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の構造。
【請求項８】
楕円形状の前記一次及び二次反射器の各々が、縦方向に延び、組み合わされてほぼ円筒を形成するように位置させられ、楕円形状の前記一次及び二次反射器は、前記少なくとも１つの被加工片が前記空間において前記縦方向に位置させられるようにすることを特徴とする、請求項３に記載の構造。
【請求項９】
楕円形状の前記一次及び二次反射器は、前記少なくとも１つの被加工片が前記長軸上で前記第２の焦点から離れて位置させられるようにすることを特徴とする、請求項１に記載の構造。
【請求項１０】
楕円形状の前記一次及び二次反射器は、前記少なくとも１つの被加工片が、前記第２の焦点から離れて前記第２の焦点と楕円形状の前記二次反射器との間の距離より前記長軸に沿った楕円形状の前記二次反射器に近い位置に位置させられるようにすることを特徴とする、請求項９に記載の構造。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの被加工片が、照射中に前記第２の焦点付近の前記空間内に位置するようにされることを特徴とする、請求項１に記載の構造。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの被加工片が、前記長軸上で前記第２の焦点から離れて位置させられるようになったことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの被加工片が、前記長軸上で前記第２の焦点に位置させられるようになったことを特徴とする、請求項１に記載の構造。
【請求項１４】
楕円形状の前記一次及び二次反射器の各々が、縦方向に延び、組み合わされてほぼ円筒を形成するように位置させられ、楕円形状の前記一次及び二次反射器は、前記少なくとも１つの被加工片が、前記空間において前記縦方向に位置させられるようにすることを特徴とする、請求項１１に記載の構造。
【請求項１５】
楕円形状の前記一次反射器が両側の端部を有し、前記バルブのための前記支持構造が、楕円形状の前記一次反射器の前記両側の端部の両方に端部反射器を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の構造。
【請求項１６】
請求項１５の前記構造と、前記縦方向に延び、前記長軸上で前記第１の焦点から離れて配置された管状バルブとを備える、少なくとも１つの被加工片を照射するためのランプ。
【請求項１７】
請求項８の前記構造と、前記縦方向に延び、前記長軸上で前記第１の焦点から離れて配置された管状バルブとを備える、少なくとも１つの被加工片を照射するためのランプ。
【請求項１８】
請求項７の前記構造と、前記縦方向に延び、前記長軸上で前記第１の焦点から離れて配置された管状バルブとを備える、少なくとも１つの被加工片を照射するためのランプ。
【請求項１９】
請求項１の前記構造と、前記空間において、前記長軸上に前記第１の焦点から離れて位置させられるように前記支持構造によって支持されたバルブとを備える、少なくとも１つの被加工片を照射するためのランプ。
【請求項２０】
前記バルブが無電極ランプのバルブであり、前記ランプが無電極ランプであることを特徴とする、請求項１９に記載のランプ。
【請求項２１】
前記バルブが紫外線照射バルブであり、楕円形状の前記一次及び二次反射器と端部反射器とが紫外線を反射することを特徴とする、請求項２０に記載のランプ。
【請求項２２】
前記バルブが、マイクロ波駆動の紫外線発生無電極ランプの無電極バルブであることを特徴とする、請求項２１に記載のランプ。
【請求項２３】
少なくとも１つの被加工片の周辺部表面を照射するための装置であって、
楕円形状の一次反射器と、
楕円形状の二次反射器と、
を備え、楕円形状の前記一次反射器と楕円形状の前記二次反射器とは、その断面が組み合わされて、空間を囲み、前記楕円は、長軸と第１及び第２の焦点とを有する実質的な楕円を形成するように位置させられ、前記第１の焦点は、長軸に沿って前記第２の焦点よりも一次反射器に近い位置にあり、
前記長軸上で前記第１の焦点から離れて、該第１の焦点の付近に位置させられたバルブと、
楕円形状の前記一次及び二次反射器によって囲まれた前記空間に前記少なくとも１つの被加工片を通すための構造と、
が設けられた装置。
【請求項２４】
楕円形状の前記一次及び二次反射器が、組み合わされて円筒を形成するように縦方向に延び、前記少なくとも１つの被加工片を通すための前記構造が、前記少なくとも１つの被加工片を前記縦方向に通すようになっており、前記バルブが、前記縦方向に延びる軸を有する管状バルブであることを特徴とする、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの被加工片を通すための前記構造が、少なくとも１つの連続部材を通すための構造であることを特徴とする、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの被加工片を通すための前記構造が、少なくとも１つの連続ファイバー、リボン又はケーブルを通すための構造であることを特徴とする、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの被加工片を通すための前記構造が、少なくとも１つの光ファイバーを通すための構造であることを特徴とする、請求項２４に記載の装置。
【請求項２８】
前記バルブが、前記第１の焦点より、前記長軸に沿った楕円形状の前記一次反射器の近くに位置させられることを特徴とする、請求項２４に記載の装置。
【請求項２９】
前記バルブが、前記第１の焦点より、前記長軸に沿った楕円形状の前記一次反射器の近くに位置させられることを特徴とする、請求項２３に記載の装置。
【請求項３０】
前記楕円形状反射器が両側の端部を有し、前記装置がさらに、楕円形状の前記一次反射器の前記両側の端部の両方に、端部反射器を含むことを特徴とする、請求項２４に記載の装置。
【請求項３１】
前記端部反射器が前記バルブを支持することを特徴とする、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記端部反射器が、楕円形状の前記一次反射器の両側の端部を覆うが、楕円形状の前記一次反射器を越えて延びないことを特徴とする、請求項３０に記載の装置。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの被加工片を通すための前記構造が、前記少なくとも１つの被加工片を、前記第２の焦点付近において前記空間に通すための構造であることを特徴とする、請求項２３に記載の装置。
【請求項３４】
前記構造が、前記少なくとも１つの被加工片を、前記第２の焦点付近の該第２の焦点から離れた位置で前記空間に通すための構造であることを特徴とする、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
少なくとも１つの被加工片を照射するための方法であって、
（ａ）楕円形状の一次反射器と、
楕円形状の二次反射器と、
を備え、楕円形状の前記一次反射器と楕円形状の前記二次反射器とは、その断面が組み合わされて、空間を囲み、長軸と第１及び第２の焦点とを有する実質的な楕円を形成するように位置させられ、前記第１の焦点は、長軸に沿って、前記第２の焦点よりも一次反射器に近い位置にあり、
前記第１の焦点付近で該第１焦点から離れて前記長軸上にバルブが配置された、
ランプ構造を準備し、
（ｂ）前記少なくとも１つの被加工片を、前記第２の焦点付近で楕円形状の前記一次及び二次反射器によって囲まれた前記空間に通し、
（ｃ）前記少なくとも１つの被加工片を通しながら、前記バルブから光を放射し、前記光が楕円形状の前記一次及び二次反射器において反射して、前記少なくとも１つの被加工片の周辺部の表面を照射するようにする、
ステップからなる方法。
【請求項３６】
前記バルブが、前記長軸に沿って前記第１の焦点より楕円形状の前記一次反射器の近くに位置させられることを特徴とする、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
楕円形状の前記一次及び二次反射器が、組み合わされて円筒を形成するように縦方向に延び、前記バルブが管状であり、前記縦方向に延びる軸を有し、前記少なくとも１つの被加工片を通すとき、前記少なくとも１つの被加工片が縦方向に通されることを特徴とする、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記少なくとも１つの被加工片が、少なくとも１つのリボン、ファイバー、ケーブルからなる群から選択され、前記通すことは、前記少なくとも１つの被加工片が、前記第２の焦点付近において前記空間を縦方向に連続的に通されるものであることを特徴とする、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記少なくとも１つの被加工片が、少なくとも１つの光ファイバーであることを特徴とする、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
楕円形状の前記一次及び二次反射器が、組み合わされて円筒を形成するように縦方向に延び、前記バルブが管状であり、前記縦方向に延びる軸を有し、前記少なくとも１つの被加工片を通すとき、前記少なくとも１つの被加工片が縦方向に通されることを特徴とする、請求項３５に記載の方法。
【請求項４１】
楕円形状の前記一次反射器が、前記縦方向両側に端部を有し、前記ランプ構造がさらに、楕円形状の前記一次反射器の前記両側の端部の両方に端部反射器を含み、前記光を放射するとき、該光は、前記端部反射器でも反射されることを特徴とする、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
楕円形状の前記一次反射器が両側の端部を有し、前記ランプ構造がさらに、楕円形状の前記一次反射器の前記両側の端部の両方に端部反射器を含み、前記光を放射するとき、該光は、前記端部反射器でも反射することを特徴とする、請求項３５に記載の方法。
【請求項４３】
前記端部反射器が前記バルブを支持することを特徴とする、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
少なくとも１つの被加工片上の紫外線硬化性被覆を硬化させるための方法であって、
（ａ）楕円形状の一次反射器と、
楕円形状の二次反射器と、
を備え、楕円形状の前記一次反射器と楕円形状の前記一次反射器とは、その断面が組み合わされて、空間を囲み、長軸と第１及び第２の焦点とを有する実質的な楕円を形成するように位置させられ、前記第１の焦点は、長軸に沿って前記第２の焦点よりも前記一次反射器に近い位置にあり、
前記第１の焦点付近で該第１焦点から離れて前記長軸上にバルブが配置された、
ランプ構造を準備し、
（ｂ）その上に紫外線硬化性被覆を有する前記被加工片を、前記第１の焦点において楕円形状の前記第１及び第２反射器によって囲まれる前記空間に通し、
（ｃ）前記被加工片を通しながら、前記バルブから紫外線を放射し、前記紫外線は楕円形状の前記一次及び二次反射器と前記端部反射器とで反射し、前記被加工片の周辺部の表面を照射して、前記紫外線硬化性被覆を硬化させる、
ステップからなる方法。
【請求項４５】
前記バルブが、前記長軸に沿って前記第１の焦点より楕円形状の前記一次反射器の近くに位置させられることを特徴とする、請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
楕円形状の前記一次及び二次反射器が、組み合わされて円筒を形成するように縦方向に延び、前記バルブが管状であり、前記縦方向に延びる軸を有し、前記少なくとも１つの被加工片を通すとき、前記少なくとも１つの被加工片が前記縦方向に通されることを特徴とする、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記バルブが、マイクロ波駆動の紫外線発生無電極バルブであり、前記バルブから紫外線を放射する前記ステップが、マイクロ波を前記バルブに印加して、紫外線を発生させる段階を含むことを特徴とする、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記少なくとも１つの被加工片が光ファイバーであることを特徴とする、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
楕円形状の前記一次及び二次反射器が、組み合わされて円筒を形成するように縦方向に延び、前記バルブが管状であり、前記縦方向に延びる軸を有し、前記少なくとも１つの被加工片を通すとき、前記少なくとも１つの被加工片が前記縦方向に通されることを特徴とする、請求項４４に記載の方法。
【請求項５０】
前記バルブが、マイクロ波駆動の紫外線発生無電極バルブであり、前記バルブから紫外線を放射する前記ステップが、マイクロ波を前記バルブに印加して紫外線を発生させる段階を含むことを特徴とする、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記バルブが、マイクロ波駆動の紫外線発生無電極バルブであり、前記バルブから紫外線を放射する前記ステップが、マイクロ波を前記バルブに印加して紫外線を発生させる段階を含むことを特徴とする、請求項４４に記載の方法。
【請求項５２】
楕円形状の前記一次反射器が両側の端部を有し、前記ランプ構造がさらに、楕円形状の前記一次反射器の前記両側の端部に端部反射器を含み、前記紫外線を放射するとき、前記紫外線が前記端部反射器でも反射されることを特徴とする、請求項３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、少なくとも１つの被加工片（例えば連続的なファイバー、及び／又は、フィラメントのような連続的な被加工片）の表面を、より均一に照射するための楕円形反射器を有するランプ構造及びその使用方法に関する。本発明は、特に、反射器によって形成される楕円形空間内で放射線を発生するランプのバルブのそばを連続的に通る光ファイバー、ケーブル及びリボンを、より均一に照射するための装置及び方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
本発明は、被加工片の加工中に、例えば赤外線、可視光、又は紫外線を生成する、ランプのバルブに沿って通る被加工片を照射して、被加工片の表面上の光反応性被覆（例えば紫外線硬化性被覆及び着色インク）を硬化させることに関して、特に有益である。
本発明は、種々の幅及び厚さの断面を持つファイバー、リボン、及びケーブルの加工方法、多重ファイバーの着色方法、部材の強化のための方法、その他の加工されている被加工片に対する放射線束密度パターンを必要とする適用例を含む、光ファイバー市場において用途を有する。
【０００３】
紫外線によってファイバー又はリボンを照射するための従来の装置（システム）は、ランプ（例えば、電極のない又はガラスと金属間がシールされた、マイクロ波駆動のバルブ（例えば管状バルブ）を有する、マイクロ波駆動のランプのようなモジュールランプ）を含み、該ランプは反射器を有する。反射器は、望ましい形では、楕円形状の一次反射器、及び、さらに（任意に円筒形背面反射器を有することができる）楕円形状の二次反射器を使用できるものである。楕円形状の一次及び二次反射器の反射器構造は、フュージョンＵＶシステムズ社の「ＤＲＦシステム」（光ファイバー、着色、リボン及びケーブルのための紫外線硬化システム）の構造を示す図１に示されている。
【０００４】
すなわち、図１に、第１の焦点２に中心が置かれたバルブ１（例えば管状バルブ）が示される。以下、ここで、バルブがある場所に位置させられると述べられるとき、該バルブは、その場所に中心が置かれたことを意味する。この第１の焦点２は、楕円形状の一次反射器３及び楕円形状の二次反射器９によって囲まれる楕円形空間４における２つの焦点の１つである。この楕円形空間４の第２の焦点は、参照文字６によって示され、光ファイバー５はこの点に中心ある。さらに図１には、光ファイバー５が通る石英管７が示される。石英管７は、楕円形空間４全体を所望のガス媒体（例えば、不活性ガス媒体）で満たすことを必要とせずに、光ファイバー５を不活性ガス媒体で囲むことができる点で好ましい。さらに図１には、円筒形背面（補助）反射器１１が示される。
【０００５】
図１に示されるように、バルブ１からの光１２は、直接に、又はより起こりうることとして、反射器３、９及び／又は１１によって反射された後に、石英管７を通って伝達され、例えば、光ファイバー５上に照射されて、そこで加工を行う（例えば光ファイバー上の被覆を硬化させる）。
図１に示される構造において、バルブ１は、楕円形状の一次反射器３と楕円形状の二次反射器９によって形成される楕円形空間４の第１の焦点２に位置させられ、被加工片は楕円形空間４の第２の焦点６を通り抜ける。
図２は、楕円形状の一次及び二次反射器３及び９を有するが、円筒背面反射器１１のない、フュージョンＵＶシステムズ社の従来の「ＤＲＦシステム」の標準光線図を示す。バルブ１は、反射器の楕円形空間４の第１の焦点２、すなわち楕円形空間４の長軸の中点から１．９００インチの場所に位置する。
【０００６】
すなわち、図２は、それぞれ、バルブ１とファイバー５との間で４．２７１インチの距離、及び、楕円形状の一次及び二次反射器の端部間で６，０００インチの全距離を持つ、楕円形状の一次及び二次反射器３及び９を有する装置の標準１２５Ｘ／１６０Ｘ光線図を示す。反射器の最大幅は、４．２１４インチである。この図２の標準光線図に示されるように、バルブ１及びファイバー５のそれぞれは、楕円形空間４の第１の焦点２及び第２の焦点６にあり、バルブ１からの光１２は、実質的には、楕円形空間４の第２の焦点２を通るファイバー５に伝達される。
【０００７】
しかしながら、この従来構造の使用に関して種々の問題が生じる。１つに、第２の焦点６におけるファイバー５の位置合わせが欠かせないことであり、これは達成するのは困難である。
さらに、光線１２を第２の焦点６に焦点合わせすると、例えば、取り扱われるファイバーの位置が第２の焦点６だけでないときに、均一性について問題を生じることがある。例えば、リボンの運動方向に対して垂直な幅（すなわち、図１に示される楕円形空間４の幅方向の）を持つ平面を有するリボンが加工されている場合、光線１２を第２の焦点６に焦点合わせすると、リボン上に不均一な光の照射をもたらす。このような不均一性は、バルブ１とは反対側のリボン表面を照射している光に比べて、バルブに面している側のリボン表面を照射している光が大きくなるという欠点を伴う。
【０００８】
従来の構造についての前述の問題点を回避するために、提案される技術は、被加工片を第２の焦点６からわずかに離して位置させ、第２の焦点６から離れた放射線パターンが被加工片上に衝突するようにするものである。これは図３に示され、ここではリボン１５は、第２の焦点６から楕円形空間４の長軸２２に沿う方向に、楕円形状の二次反射器９に向かってわずかに変位させられている。しかしながら、被加工片を移動させるこの技術は、本質的にも、かつ、当然のこととしても、リボン１５の表面上に充分に均一な放射線パターンを与えるものではない。
【０００９】
従って、楕円形状反射器構造を用いて、バルブに面している被加工片の表面、及びバルブとは反対側の被加工片の表面を含む被加工片の全表面に、より均一な照射を与える装置、及びこのような装置の使用方法を提供することが望まれる。被加工片を第２の焦点に正確に位置決めする必要なしで、被加工片表面にそのようなより均一な照射を与え、その装置を利用して、例えば、ファイバー、リボン及び種々の幅及び厚さの断面を持つケーブルを加工できようにすることが望まれる。
【００１０】
（発明の開示）
本発明は、上述の技術の欠陥を克服して、バルブが第１の焦点から離れて位置するように該バルブを動かすことによって、被加工片の表面上により均一な光の分散を達成する。すなわち、従来技術では、バルブの中心が第１の焦点にあるのに対して、本発明によると、バルブの中心は、楕円の第１の焦点から離れて位置させられる。本発明によると、バルブは、楕円の長軸上で、楕円の第１の焦点から離れて、該焦点付近に位置させられる。
従って、本発明の１つの態様によると、少なくとも１つの被加工片を照射するための反射器構造を含むランプ構造が提供される。反射器は、楕円形状の一次及び二次反射器を含み、これらの２つの反射器は組み合わされて、楕円形空間を囲む実質的な楕円を形成し、この楕円は、長軸と第１及び第２の焦点とを有し、該第１の焦点は、長軸に沿って、第２の焦点よりも一次反射器の方に近い。このランプ構造は、楕円の長軸上で該楕円の第１の焦点から離れ該焦点付近に位置するように楕円形空間内にバルブを支持する、ランプのバルブのための支持構造を含む。
【００１１】
本発明のさらに別の態様として、楕円のこの第１の焦点から離れて位置させられるバルブを含むランプが提供される。
本発明によると、バルブは、第１の焦点から、長軸に沿って、楕円形状の一次反射器に向かう方向、又は、楕円形状の一次反射器から離れる方向（すなわち、楕円形状の二次反射器に向かう方向）のいずれかに変位させることができる。本発明の目的を達成するために、バルブは第１の焦点付近に維持されなければならない。
本発明の別の態様として、反射器構造を含む構造は、さらに、楕円形状の一次反射器の両端部を覆う端部反射器を含むが、例えば、この一次反射器の端部を越えては延びない。端部反射器は、ランプのバルブを支持するための支持体（例えば穴）に設けることができる。
【００１２】
本発明のさらに別の態様によると、楕円形状の一次及び二次反射器の各々は、縦方向に延び、組み合わされて、縦方向に延びる軸を有する円筒を形成するように位置させられる。バルブは、この縦方向に延びる軸を有する管状バルブであることができ、被加工片は、加工中、この縦方向にバルブに沿って通ることができる。
本発明の他の態様よると、取り扱われる被加工片は、第２の焦点の付近にある間、前述の長軸上で加工される。すなわち、取り扱われている被加工片は、第２の焦点（すなわち第２の焦点に中心がある）にあってもよいし、第２の焦点付近ではあるが、該第２の焦点から長軸に沿って楕円形状の一次反射器の方に、又は楕円形状の二次反射器の方に変位させることができる。
【００１３】
前述では、バルブ、及び加工されている少なくとも１つの被加工片のそれぞれは、楕円の第１の焦点でなく、楕円の長軸に沿った第１の焦点付近、及び楕円の長軸に沿った第２の焦点付近にあることが説明された。「第１の焦点の付近であって、第１の焦点でない」ということは、バルブが、第２の焦点より第１の焦点により近いが該第１の焦点にはなく、第２の焦点付近に到達する光線の分散を達成し、本発明によるより高い均一性を与えることを意味する。被加工片を第２の焦点付近に位置決めすることは、該被加工片が、第１の焦点より第２の焦点に近い長軸上に中心を置くことができ、バルブから充分に離して、実質的な均一性を達成することができることを意味する。被加工片は第２の焦点に中心を置くことができ、従って、第２の焦点付近の被加工片は、第２の焦点に中心を置かれている被加工片を含む。
【００１４】
本発明によると、バルブによって与えられる光は、紫外線、赤外線及び可視光の少なくとも１つを含む種々の種類のいずれであってもよい。種々の異なる種類のバルブを利用することができる。例えば、アークランプのバルブは、紫外線を供給するために利用することができる。選択肢として、バルブはマイクロ波駆動の紫外線発生無電極バルブとすることができ、すなわち、マイクロ波がバルブに印加されて紫外線を発生させ、この紫外線が楕円形状反射器によって反射され、被加工片を照射する。
【００１５】
本発明は、別の態様として、さらに、前述の楕円形状反射器、及び、反射器によって形成される楕円形空間の長軸上に、この楕円形空間の第１の焦点から離れて位置させられ、この第１の焦点付近に位置させられたバルブを含む、少なくとも１つの被加工片の周辺部の表面を照射するための装置を含む。この装置は、少なくとも１つの被加工片を、例えば、長軸上に中心が置かれた場所の楕円形空間の第２の焦点付近において、楕円形状の一次及び二次反射器によって囲まれる空間に通すための構造を含む。本発明の付加的な態様によると、加工される少なくとも１つの被加工片は、連続的なファイバー、リボン又はケーブルのような連続的な部材とすることができる。特定の装置によると、加工される被加工片は光ファイバーとすることができる。
【００１６】
本発明の付加的な態様は、楕円形状の一次及び二次反射器によって形成される楕円形空間の長軸上で、楕円形空間の第１の焦点付近であるが、この第１の焦点から離して位置させられたバルブから放射されるエネルギーを利用して、第２の焦点付近における楕円形空間を通過する少なくとも１つの被加工片の表面を、ほぼ均一に照射するために、この装置を用いる方法を含む。このプロセスによると、少なくとも１つの被加工片が、一次及び二次反射器によって囲まれる第２の焦点付近の空間を通過するとき、バルブから光が放射され、該光は、反射器に反射して、少なくとも１つの被加工片の周辺部の表面を照射する。
【００１７】
この装置の特定の使用形態によると、本発明の１つの態様として、この装置は、少なくとも１つの被加工片上の紫外線硬化性被覆を硬化させるために用いることができる。すなわち、紫外線硬化性被覆を有する少なくとも１つの被加工片が、楕円形空間の第２の焦点付近の、楕円形状の一次及び二次反射器によって囲まれる空間を通り、その通過を行ないながら、この楕円形空間の第１の焦点付近における長軸上に位置させられるが、この第１の焦点から離れて位置させられるバルブから放射された紫外線は、楕円形状の一次及び二次反射器に反射し、少なくとも１つの被加工片の周辺部の表面を照射して紫外線硬化性被覆を硬化させる。
従って、本発明の種々の態様によって、被加工片の表面全体（バルブに面している表面及びバルブとは反対側の表面の両方）への照射の均一性（例えば放射強度の均一性）が、例えば幅の広い、ほぼ平面を有するリボンの加工においてさえも改善される。さらに、焦点における被加工片の正確な配置の必要性を回避することができる。
【００１８】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明は、特定の好ましい実施形態に関して説明されるが、本発明をこれらの実施形態に限定することを意図したものではないことが理解されるであろう。それと反対に、すべての変更、修正、及び特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲内に含むことができる均等物を包含することを意図している。
本明細書の全体にわたって、材料、方法及び装置が、特定の構成部品又は構造、又は特定の加工ステップを含む又は備えると説明される場合には、本発明の材料、方法及び装置はまた、挙げられた構成部材又は構造、又は挙げられた加工ステップを事実上又は実際に構成することを発明者は意図している。
【００１９】
本発明は、その１つの態様として、楕円形空間を形成する楕円形状の一次及び二次反射器を含み、この空間で、該空間内のバルブから発生する光によって被加工片が照射されるようになっており、バルブは、該楕円形空間の長軸に沿って、第１の焦点から離れた位置にあるが、その付近に位置させられ（該被加工片は第２の焦点付近に位置させられる）、該楕円形空間の長軸に沿って中心を置いたランプ構造を意図している。バルブを第１の焦点から変位させることによって、放射パターンの均一性がより大きな領域にわたって与えられ（より大きな分布パターンがある）、従って、より高い均一性が被加工片の表面上に与えられる。さらに、本発明において与えられるバルブの変位によって、被加工片の近い側の表面及び遠い側の表面の両方（バルブに対して）において照射の均一性が高められる。従って、本発明の種々の態様によると、バルブからのエネルギー放射は、被加工片の近傍でより均一に分散される。
【００２０】
図４は、本発明の実施形態を示す横断面図である。本実施形態によると、楕円形状の一次及び二次反射器３、９のそれぞれは、楕円形空間４を囲む。バルブ２１の中心は、第１の焦点２から長軸２２に沿った方向で、楕円形状の一次反射器３の方向に動かされて、該第１の焦点から離れて位置するようにした。図４には、楕円形状の一次反射器３の方向に動かされたバルブ２１を示しているが、バルブ２１は、第１の焦点２付近に留まる状態で楕円形状の二次反射器９の方向に動かすこともできる。さらに図４には、従来の構造におけるバルブの位置（この位置は参照文字１’によって示される）が示される。
さらに図４には、バルブ２１からの光によって照射されるリボン１５が示される。図４から理解できるように、リボン１５は、第２の焦点６から、長軸２２に沿った方向で、楕円形状の二次反射器９の方向に動かされている。図４から分かるように、リボン１５の平面１５ａ、１５ｂは長軸２２に対して垂直である。
【００２１】
図４には、リボン１５が通り抜ける石英管７が示される。図４から分かるように、リボン１５は、石英管７の中心から変位させられており、石英管７は、第２の焦点６上に中心が維持されている。しかしながら、本発明によると、石英管７は、被加工片が石英管の中心に位置するように動かすことができる。
さらに図４には、変位されたバルブ２１から放射される光の正常光線が示されている。理解できるように、バルブ２１からの種々の光線は、リボン１５を照射する前に、図４において参照文字１３によって示されるように、一次及び二次反射器において２回反射される。これらの二回反射された光線は所望の分散を達成し、本発明による、より均一な照射の利点を達成する。
【００２２】
図５は、さらに、６つの正常光線を有する本発明による第１の実施形態を示す。図５は、さらに、第１の焦点から中心を外したバルブの位置によって生じる発散光２７を点線で示す。これらの発散光２７（５つの発散光が図５に示される）は、リボン１５の前面上及び後面上の両方における光強度分布の均一性をさらに向上させる。
図６は、端部反射器、及び本発明により第１の焦点２から変位されたバルブ２１を用いるときの、本発明によるランプの光線図２５を示す。楕円形状の一次及び二次反射器３及び９の両方と、一次端部反射器の両端部に設けた端部反射器とを用いるときに達成される光線図２５から分かるように、本発明により、例えば第２の焦点での光エネルギーの集中を避け、従って被加工片の表面を照射するエネルギーの分布が改善され、相対的に分散されたエネルギー分布が達成される。
【００２３】
図７は、本発明による別の実施形態を示す。本実施形態によると、リボン１５’は、表面が、楕円形空間４の長軸とほぼ平行に延びるように向けられる。図７に見られるように、リボン１５’は、第２の焦点６から、長軸に沿った方向に楕円形状の二次反射器９の方向に変位させられる。本発明におけるバルブの変位によって、例えばリボンは、主要表面をバルブに面するように向ける必要はなく、主要表面を長軸と平行に向けることができる。本発明によると、光線の分散が達成されたために、リボンは、図４又は図７のように位置させることができ、又はそれらの間の（図４及び図７に示される向きから、ある角度だけ回転した）いずれの角度にも向けることができる。
前に示したように、本発明の付加的な態様によると、楕円形状の一次反射器３の両側の端部は、端部反射器で覆うことができる。図８は、楕円形状の一次反射器３の１つの端部を覆うように設けられる端部反射器３２を示す。この端部反射器３２は、例示するように、フュージョンＵＶシステムズ社の標準「２０９」形式の端部反射器（部品番号０２９８３８）とすることができる。端部反射器３２は、例えば平らな反射表面を有することができる。
【００２４】
図８における端部反射器３２では、さらに、２つの穴が端部反射器３２に設けられる。穴３３は第１の焦点に設けられ、穴３５は、そこから変位して設けられる。本発明によると、中心が第１の焦点２から移動されたバルブの位置決めのために、該バルブは、穴３５によって支持されることができる。従って、穴３５によって支持されているとき、バルブは、反射器３の背部に少し近づいて配置されて、該バルブが従来の位置にある（すなわち、穴３３によって支持される）ときより少し大きなエネルギーが、バルブに与えられる。端部反射器の使用、及びバルブの位置を該反射器に少し近づけることによって、照射は焦点において減少するが、遠距離場においては増加する。これは、「被写界深度」（到達するエネルギーの近い表面と遠い表面との比を表す用語）に対する改善である。従って本発明の構造は、近距離場（バルブに最も近いファイバー又はリボンの表面）において非合焦のエネルギーを提供し、遠距離場においては照射（照度）を高めて、均一性を改善し、ランプの効率を改善する。バルブの変位により、特に端部反射器の使用によって、中距離場から遠距離場の照射、及び三次元硬化のための投与量が改善され、管状ランプを用いるときの、三次元硬化における根本的な問題の１つである、遠距離場（すなわち、ファイバー又はリボンの、バルブに対して遠い側）におけるエネルギーの深刻な減衰を克服する。
【００２５】
図９及び図１０は、放射線硬化性被覆を有する光ファイバーのような連続的なフィラメント（ファイバー）又はワイヤー類似の要素が、透明管（石英管７に対応する）を通過するときに、それを照射するための本発明によるランプを利用するシステムを示す。図９に、３つの照射ユニット２０’、２１’及び２２’が示される。各々の装置は、本発明によるランプを含むことができる。これらのユニットの各々のキャビネット２４’は、その１つがキャビネットの両側にある外部クランプ式の留め具２９’、２９’によって、分離可能に共に連結されるランプハウジング２５’及び管ハウジング２７’を備える。図９及び図１０には、さらに、作動中は垂直方向に向けられ、楕円形反射器３３’の第２の焦点付近において（例えば焦点で）、被覆装置から透明石英照射管３２’を通って下に進む被覆された連続的なフィラメント３０’が示される。楕円形反射器３３’は、楕円形状の一次反射器３４’及び楕円形状の二次反射器３６’を備える。バルブ２１は、楕円形反射器３３’内の楕円形空間の長軸に沿って、第１の焦点３８’から離れて位置させられる。フィラメント３０’は、照射装置２０’、２１’及び２２’を通過して、巻き取りリール（図９に示さず）によって巻き取られる。
【００２６】
本発明による装置は、反射器用、石英管用などの材料を含む、従来技術において対応するランプシステムを形成する時に慣例的に用いられる材料で作ることができる。さらに、本発明の装置は、対応する従来技術の装置が用いられる用途に対応する用途に使用することができる。
例えば、本発明は、リボン、ファイバー、フィラメント、ケーブルなどのような連続的な被加工片を含む被加工片を加工するために用いることができる。本発明による装置は、特に、被加工片が厚さ、及び／又は、幅を有する場合に、照射の均一性を改善することによって、より良好な被加工片の加工が行なわれる。本発明は、例えば光ファイバーのリボンのようなリボン上の硬化インク、及び／又は、被覆と関連して、光を照射することによって（例えば、紫外線硬化性被覆をバルブから発生した紫外線によって照射する）、特に利点のある用途を有する。
【００２７】
従って、本発明による装置は、ファイバー又はリボンを第２の焦点付近に位置させながら該ファイバー又はリボンをバルブ（第１の焦点付近にあるが、そこから離れて位置させられる）の近傍に連続的に通して、例えば完成されたファイバー又はリボンを硬化させる場合に、持続した高速要求を満たすように硬化エネルギーを与えて、光反応性被覆、着色インク及びリボン・マトリクス・ポリマーを硬化させるために用いることができる。
従って、例えば、ファイバー又はリボン、又は種々の幅及び厚さを持つケーブルのような被加工片について、種々の種類の光を用いて該被加工片を加工するための構造及び方法の両方が、本発明により提供される。この構造は、光束密度パターンを必要とすることがあるファイバー、リボン、又はケーブルのいずれの加工のためにも用いることができ、光ファイバーエネルギーを含むファイバー産業における加工と関連して用いることができる。
【００２８】
本発明に基づくいくつかの実施形態が示され説明されたが、本発明はそれに限定されることなく、当業者に知られた幾多の変更及び修正が可能であることが理解されるであろう。従って、ここに示され、説明された詳細に限定されることを意図するものではなく、特許請求の範囲によって包含されるすべての変更及び修正を網羅することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるランプの横断面図である。
【図２】図１に示される、楕円形状の一次及び二次反射器を有するランプについての光線図である。
【図３】本発明の理解を高めるために提案された、従来技術からの変更を示すランプの横断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態によるランプの横断面図である。
【図５】本発明に基づく正常光線及び発散光線を示す、第１の実施形態によるランプの断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による光線図である。
【図７】本発明の第２の実施形態によるランプの横断面図である。
【図８】本発明の部品として用いることができる端部反射器を示す。
【図９】本発明によるランプを用いることができる、連続的なファイバーを加工するためのランプの組立体の立面図である。
【図１０】本発明による連続的なファイバーを加工するための１つの装置の平面図である。
【図９】
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【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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【国際調査報告】
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