(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に直管型ランプと、前記直管型ランプの管軸方向に沿って延び、前記直管型ランプが発する光を反射する反射面を有するガラス製の反射鏡を備える反射鏡ユニットと、が内蔵された照射器を備え、
前記反射鏡ユニットは、前記直管型ランプの管軸に沿って延びる通風板と、この通風板の両脇に設けられた一対の前記反射鏡と、を有し、
前記通風板の長手方向の略中央に前記直管型ランプを支持する一対の支持片を有した支持部を取り付け、
それぞれの前記支持片の前記直管型ランプとの対向面を、直管型ランプの円周の曲率よりも小さい曲率に形成し、
前記対向面と前記直管型ランプの周面との間に、前記直管型ランプの熱膨張による変形を吸収する隙間を形成した
ことを特徴とする照射装置。
【請求項２】
前記支持部は、前記通風板の前記略中央から前記直管型ランプの側面まで延びるシャフトと、前記シャフトが貫通し、前記直管型ランプを支持する支持片とを有する一対の支持体から成り、前記支持体は前記直管型ランプを介して互いに対向する位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の照射装置。
【請求項３】
前記支持片は、前記シャフトの周りに回転可能に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の照射装置。
【請求項４】
前記支持体が、前記直管型ランプの管軸方向に沿って互いにずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直管型ランプを有する照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配向膜、或いは配向層に偏光光を照射することで配向する光配向と呼ばれる技術が知られており、この光配向は、液晶表示パネルの液晶表示素子が備える液晶配向膜の配向等に広く応用されている。
光配向に用いる照射装置は、一般に幅広い帯状の光配向膜の光配向を可能にするために、光源に長尺の直管型紫外線ランプを採用している。この、長尺の直管型紫外線ランプは、通常、石英ガラス管を材料にして加工された発光管内部に、水銀やメタルハロゲン化物を封入した高圧放電ランプである。この種の放電ランプでは、点灯時の熱により発光管が軟化し、自重によってランプ中央部を頂点としてランプが長手方向に湾曲し下向きに垂れ下がる下垂熱変形が発生する可能性があった。
【０００３】
そこで、点灯時のランプの下垂熱変形を防止するために、発光管の中央部の外周上を、発光管支持体で、発光管の管軸に直交する方向から挟みつけるように支持して、発光管中央部の下垂熱変形を防止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６０５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、光配向に用いる照射装置では、ランプの長手方向に沿って延び、光配向対象物に反射光を照射するシリンドリカル凹面反射鏡を備えている。特許文献１に記載の照射装置では、反射鏡はアルミニウム合金製であるが、孔等を開けると割れやすいガラスの表面にアルミニウムや銀等の金属を蒸着させて形成した反射鏡が用いられている場合においては、点灯時のランプの下垂熱変形を防止するために発光管を支持する構成については考えられていなかった。
本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、ガラス製の反射鏡が用いられる場合に、ランプを支持することができる構成を備えた照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、筐体内に直管型ランプと、前記直管型ランプの管軸方向に沿って延び、前記直管型ランプが発する光を反射する反射面を有するガラス製の反射鏡を備える反射鏡ユニットと、が内蔵された照射器を備え、前記反射鏡ユニットは、前記直管型ランプの管軸に沿って延びる通風板と、この通風板の両脇に設けられた一対の前記反射鏡と、を有し、前記通風板の長手方向の略中央に前記直管型ランプを支持する一対の支持片を有した支持部を取り付け、それぞれの前記支持片の前記直管型ランプとの対向面を、直管型ランプの円周の曲率よりも小さい曲率に形成し、前記対向面と前記直管型ランプの周面との間に、前記直管型ランプの熱膨張による変形を吸収する隙間を形成した
ことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、上記の照射装置において、前記支持部は、前記通風板の中央から前記直管型ランプの側面まで延びるシャフトと、前記シャフトが貫通し、前記直管型ランプを支持する支持片とを有する一対の支持体から成り、前記支持体は前記直管型ランプを介して互いに対向する位置に配置されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、上記の照射装置において、前記支持片は、前記シャフトの周りに回転可能に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記の照射装置において、前記支持体が、前記直管型ランプの管軸方向に沿って互いにずれた位置に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガラス製の反射鏡を用いて、且つ、直管型ランプを支持することができ、直管型ランプの自重や熱による垂を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る照射装置の正面透視図である。
【図２】ランプユニットを示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は側面図である。
【図３】ランプユニットの内部構成を示す断面図である。
【図４】ランプユニット内部構成を示す平面図である。
【図５】支持部の構成を示すランプユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る照射装置１の構成を示す正面透視図である。
照射装置１は、例えば、帯状の光配向対象物の光配向膜に光を照射して光配向する装置である。照射装置１は、設置面Ｆに載置されるケース１０内に、照射器設置架台４に設置された照射器２０と、光配向対象物が載置されるワークステージ５とを備えている。
【００１３】
照射器２０は、光源たる直管型ランプ７を備え、本実施形態においては、照射器２０の直下に配置されたワークステージ５に載置された光照射対象物に光を下向きに照射する。なお、照射装置１は、下向き照射の他に、横向き照射や、上向き照射等、照射方向を任意に選択できる構成であってもよい。なお、本実施形態において、上下とは、照射器２０の直下に配置されたワークステージ５に載置された光照射対象物に光を下向きに照射する場合の構成に基づくものである。
直管型ランプ７は、放電ランプであり、少なくとも光配向対象物の幅と同等以上に延びる長尺の直管型（棒状）の紫外線ランプが用いられている。直管型ランプ７は、詳細については後述するが、直管型ランプ７の長手方向に沿って直管型ランプ７を囲繞するように設けられた反射鏡ユニット８０と一体にランプユニット３０に取り付けられ、ランプユニット３０は、照射器２０に着脱自在に収容されている。
【００１４】
照射器２０には、換気用の通気口２１が設けられている。通気口２１には、ケース１０の外部に連通する換気ダクト１１が接続されている。通気口２１の内側には、不図示の送風ファンが設けられる。この送風ファンにより、照射器２０内には冷却風が流れ、直管型ランプ７及びその周辺が直接空冷される。
【００１５】
図２は、ランプユニット３０を示す図であり、図３は、ランプユニット３０の断面図である。図２、図３に示すように、ランプユニット３０は、下面が開口する箱形の筐体３１内に直管型ランプ７と反射鏡ユニット８０とを収め、照射器２０内に着脱自在に収容される。
筐体３１は、ステンレス等の剛性を有する金属製材料から構成される。筐体３１は、上面パネル３２、一対の側面パネル３３、及び、一対の端面パネル３４から構成され、下方に開口する照射開口４５を備えている。
筐体３１の上面パネル３２には、筐体３１内に直管型ランプ７及びその周辺を空冷するための空気が流通する通気孔３２ａが長手方向に沿って線状に２列に並べて複数設けられている。
【００１６】
筐体３１の一対の側面パネル３３には、上縁に沿って複数のローラー３３ａが設けられている。照射器２０内には、ランプユニット３０を照射器２０に着脱する際に、筐体３１のローラー３３ａが摺動して、ランプユニット３０を案内するガイドレール（不図示）が設けられる。ランプユニット３０は、照射器２０内に設けられたガイドレール上をローラー３３ａを摺動させて、照射装置１の一方の端面（前面）の開口から長手方向に沿って引出し入れ可能に構成されている。また、筐体３１の上面パネルには、照射器２０内に設けられたガイドレールの側面に沿って摺動するローラー３２ｂが設けられている。また、筐体３１の一対の端面パネル３４には、ランプユニットを引き出し入れする際に用いるハンドル３４ａが取り付けられている。
【００１７】
図示は省略するが、筐体３１の内部には、直管型ランプ７を支持する管端支持部と、直管型ランプ７に電気エネルギーを供給する電源供給機構とが備えられる。直管型ランプ７は、管端支持部により両端部が支持されて筐体３１内に収容されると共に、電源供給機構から電気エネルギーが供給されて発光する。
直管型ランプ７は、例えば全長が３ｍ程の長尺の高出力直管型ランプである。直管型ランプ７は、石英ガラス等の高耐熱性と透光性を有する材料から構成される発光管の内部に、水銀やメタルハロゲン化物が封入された高圧放電ランプである。直管型ランプ７の点灯時には、直管型ランプ７の管壁の温度が８００℃〜９００℃程度の高温となる。
【００１８】
反射鏡ユニット８０は、反射鏡８と、通風板３５と、通風板３５及び筐体３１の側面パネル３３の間で反射鏡８を保持する第１保持体３６ａ，３６ｂ及び第２保持体３８ａ，３８ｂと、から構成される。
反射鏡８は、断面楕円形、かつ直管型ランプ７の長手方向に沿って延びるシリンドリカル凹面反射鏡であり、直管型ランプ７の光を集光して照射開口４５から光配向対象物に照射する。反射鏡８は、図３、図４に示すように、弓状に湾曲した複数枚の板状の小片鏡（反射面）８ａ，８ｂを断面楕円形状に組み合わせて構成される。各鏡８ａ，８ｂは、ガラスの凹面側表面に反射性を有する被膜を付着形成して反射性を付与している。各鏡８ａ，８ｂは、直管型ランプ７の管軸真上に設けられた通風板３５に取り付けられた第１保持体３６ａ，３６ｂと、筐体３１の側面パネル３３に取り付けられた第２保持体３８ａ，３８ｂとの間に架け渡されて固定されている。
【００１９】
直管型ランプ７の一方の側面７ａからの光を反射する鏡８ａと、直管型ランプ７の他方の側面７ｂからの光を反射する鏡８ｂとは、それぞれ、図４に示すように、ランプユニット３０の長手方向に複数連結され、一対の凹面反射鏡８，８の一方および他方を構成している。また、鏡８ａと、鏡８ｂとは、ランプユニット３０の長手方向に沿って、互いにずれた位置に配置されている。この構成によれば、鏡８ａ，８ｂをランプユニット３０の長手方向に複数の小片に分割して形成することで反射鏡８を着脱等の作業上で取扱い易くすることができるとともに、製造コストを下げることができる。また、鏡８ａと、鏡８ｂとを、ランプユニット３０の長手方向に沿って、互いにずれた位置に配置したため、隣り合う鏡８ａ，８ａ及び鏡８ｂ，８ｂのつなぎ目に当たる反射光の光路への影響を低減することができる。
【００２０】
通風板３５は、図３、図４に示すように、直管型ランプ７の真上に設けられ、直管型ランプ７の管軸に沿って延びている。通風板３５は、図示は省略するが、筐体３１の端面パネル３４に両端が、例えばねじ等の締結具で固定されている。通風板３５は、断面四角形の管状に形成された通風板であり、上下に貫通する複数の通風孔３５ａが互いに所定間隔でランプユニット３０の長手方向に沿って複数設けられている。各通風孔３５ａは、長穴形状に形成することができる。
第１保持体３６ａ，３６ｂは、通風板３５の両側面に各々固定されて、直管型ランプ７の管軸に沿って延びている。第１保持体３６ａ，３６ｂの側面には、鏡８ａ，８ｂの上端部が差し込まれる溝３６ｃが形成されている。
【００２１】
第２保持体３８ａ，３８ｂは、筐体３１の側面パネル３３の照射開口４５近傍にランプユニット３０の長手方向に沿って取り付けられた固定具３７ａ，３７ｂに其々支持されている。第２保持体３８ａ，３８ｂは、互いに所定の間隔を開けて、隣り合う鏡８ａ，８ａ及び鏡８ｂ，８ｂのつなぎ目に対応する位置に取り付けられる。各第２保持体３８ａ，３８ｂの上面には、隣り合う鏡８ａ，８ａ及び鏡８ｂ，８ｂの下端部が差し込まれる溝３８ｃが形成されている。
【００２２】
これらの構成によれば、反射鏡８は、各鏡８ａ，８ｂの上端部を第１保持体３６ａ，３６ｂの側面に形成された溝３６ｃに差込むと共に、隣り合う鏡８ａ，８ａ及び鏡８ｂ，８ｂのつなぎ目を、第２保持体３８ａ，３８ｂに対応する位置に配置して、隣り合う鏡８ａ，８ａ及び鏡８ｂ，８ｂの下端部を第２保持体３８ａ，３８ｂの溝３８ｃに差し込むことで、容易に組み立てることができる。
【００２３】
反射鏡ユニット８０には、図３に示すように、直管型ランプ７を、ランプユニット３０の長手方向の略中央で支持する支持部４０が、通風板３５に固定されて、取り付けられている。支持部４０は、直管型ランプ７が、自重や熱によって垂れ下げるのを防止するべく設けられる。
支持部４０は、一対の支持体４１（以下、支持体４１ａ，４１ｂという）から構成される。各支持体４１ａ，４１ｂは、略Ｚ字形状に形成されたシャフト４３と、シャフト４３に、シャフト４３の周りを回転自在に取り付けられた支持片４２とから構成される。各支持体４１ａ，４１ｂは、シャフト４３の一端部４３ａを通風板３５に上下に貫通させて、ナット４３ｂ等の締結具で通風板３５に吊り下げられる。
【００２４】
シャフト４３は、剛性を有する金属製材料から構成され、一端部４３ａには、ナット４３ｂに対応するねじが外周面に切られている構成であっても良い。また、シャフト４３は、高耐熱性および高熱伝導性を有し、直管型ランプ７の点灯時の熱で支持片４２と反応性を有しない金属または合金で形成される。シャフト４３の材料としては、例えば、ニッケル合金を用いることができる。シャフト４３は、一端部４３ａが、直管型ランプ７の管軸Ｘの真上で通風板３５を貫通するように配設されている。この構成によれば、反射鏡８を構成する鏡８ａ，８ｂの上端を、直管型ランプ７の上方まで延ばすことができ、直管型ランプ７の光を効率良く光照射対象物に照射させることができる。
【００２５】
支持片４２は、例えば、肉厚の板状部材から成り、図示は省略するが、シャフト４３が穿貫する貫通孔を有し、シャフト４３の周りを回転する構成であっても良い。支持片４２は、直管型ランプ７の発光管と同様に、石英ガラス等の高耐熱性を有し、直管型ランプ７の点灯時の熱で直管型ランプ７と反応性を有しない材料から構成される。この構成によれば、直管型ランプ７と支持片４２との間の温度差を低減することができる。支持片４２の高さは、直管型ランプ７の半径ｒよりも高いことが望ましく、且つ、支持片４２の下縁は、直管型ランプ７の下端近傍まで延びているのが望ましい。この構成によれば、直管型ランプ７を持ち上げるように支持片４２で支持して、直管型ランプ７の自重や熱による垂れを防止することができる。
【００２６】
支持片４２の、直管型ランプ７に対向する対向面４２ａは、直管型ランプ７の円周に沿う凹面形状に切り欠かれている。なお、支持片４２の対向面４２ａの曲率は、直管型ランプ７の円周の曲率よりも小さく形成され、対向面４２ａと直管型ランプ７の周面との間には隙間Ｇが形成されるように構成されている。この構成によれば、直管型ランプ７の熱膨張による変形や、直管型ランプ７及びその他の構成部品の歪みをこの隙間Ｇにより吸収することができる。
【００２７】
支持片４２は、図５に示すように、シャフト４３の周りを回転させることができる。支持片４２は、シャフト４３の周りを３６０℃回転できる構成であっても良いし、或いは、９０℃だけ回転できる構成であっても良い。直管型ランプ７の交換時等で、直管型ランプ７をランプユニット３０から着脱させる際には、支持片４２を例えば９０℃回転させることで、支持片４２を直管型ランプ７の着脱経路から退却させることができる。これにより、支持部４０あるいは支持片４２を取り外すことなく、直管型ランプ７の着脱を行うことができる。
【００２８】
各支持体４１ａ，４１ｂは、図４に示すように、通風板３５の、隣り合う通風孔３５ａ間に取り付けられている。また、支持体４１ａ，４１ｂは、直管型ランプ７の管軸Ｘ方向に沿って互いにずれた位置に配置されている。この構成によれば、支持体４１ａ，４１ｂは、直管型ランプ７の管軸Ｘに平行な面への投影図上では、直管型ランプ７を介して対向する位置関係とならない。これにより、ランプユニット３０の照射面上で直管型ランプ７からの照射光の光路が支持体４１ａ，４１ｂにより遮られる影響が１カ所に集中するのを防ぐことができる。なお、各支持体４１ａ，４１ｂ間の距離は、直管型ランプ７のいずれの部位においても自重や熱により下に垂れ下がる変形が起こらない任意の距離とすることができる。
【００２９】
直管型ランプ７及びその周辺を空冷する空気の流れを説明すると、照射器２０の通気口２１の内側に設けられた不図示の送風ファンの駆動により、ランプユニット３０の内部には、図３に示すように、照射開口４５を介して冷却風が取り入れられる。図３中の矢印Ａは、ランプユニット３０の内部での冷却風の流れを示す図であり、照射開口４５から取り入れられた冷却風は、直管型ランプ７及びその周辺を冷却し、通風板３５の通風孔３５ａ、筐体３１の上面パネル３２に設けられた通気孔３２ａを通って、換気ダクト１１により照射装置１のケース１０外部に排気される。なお、直管型ランプ７は、支持部４０により支持されているため、筐体３１内部の冷却風の流れによる直管型ランプ７の振動を抑えることができる。
【００３０】
以上説明したように、本発明を適用した実施形態によれば、筐体３１内に直管型ランプ７と、直管型ランプ７の管軸Ｘ方向に沿って延び、直管型ランプ７が発する光を反射する反射面８ａ，８ｂを有するガラス製の反射鏡８を備える反射鏡ユニット８０と、が内蔵されたランプユニット３０を備え、反射鏡ユニット８０は、直管型ランプ７の管軸Ｘに沿って延びる通風板３５と、この通風板３５の両脇に設けられた一対の前記反射鏡８，８と、を有し、通風板３５の長手方向の略中央に直管型ランプ７を支持する支持部４０を取り付けた。これにより、ガラス製の反射鏡８を用いていながら、反射鏡ユニット８０に直管型ランプ７を支持する支持部４０を取り付けることが可能であり、直管型ランプ７が自重や熱により垂れ下がるのを防止することができる。
【００３１】
また、支持部４０は、通風板３５の長手方向の略中央から直管型ランプ７の側面７ａ，７ｂまで延びるシャフト４３と、シャフト４３が貫通し、直管型ランプ７を支持する支持片４２とを有する一対の支持体４１から成り、支持体４１は直管型ランプ７を介して互いに対向する位置に配置される。これにより、シャフト４３を通風板３５の中央から直管型ランプ７の側面７ａ，７ｂまで延ばしているため、反射鏡８を構成する鏡８ａ，８ｂの上端を、直管型ランプ７の上方まで延ばすことができ、直管型ランプ７の光を効率良く光照射対象物に照射させることができる。
【００３２】
また、支持片４２は、シャフト４３の周りに回転可能に設けられている。これにより、直管型ランプ７の交換時等の直管型ランプ７をランプユニット３０から着脱させる際には、支持体４１或いは支持片４２を取り外すことなく、例えば９０℃回転させるだけで、支持片４２を直管型ランプ７の着脱経路から退却させることができ、直管型ランプ７の着脱を容易に行うことができる。
【００３３】
また、支持体４１が、直管型ランプ７の管軸Ｘ方向に沿って互いにずれた位置に配置されている。これにより、ランプユニット３０の照射面上で、直管型ランプ７からの照射光の光路が支持体４１ａ，４１ｂにより遮られる影響が１カ所に集中するのを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  照射装置
７  直管型ランプ
８  反射鏡
８ａ、８ｂ  鏡（反射面）
３０  ランプユニット
３１  筐体
３５  通風板
４０  支持部
４１、４１ａ、４１ｂ  支持体
４２  支持片
４３  シャフト
８０  反射鏡ユニット
【図１】
0005573910.tif 000002
【図２】
0005573910.tif 000003
【図３】
0005573910.tif 000004
【図４】
0005573910.tif 000005
【図５】
0005573910.tif 000006