(57)【要約】【課題】反射鏡の幅の小型化と、温度上昇の抑制とを両立可能にする。【解決手段】紫外線照射器１は、紫外線を放射する線状光源１０を包囲し、紫外線を所定箇所Ｆに照射する反射鏡１１を備えている。反射鏡１１は、線状光源１０の紫外線を所定箇所Ｆに向けて反射する第１反射面１２Ａと、線状光源１０の紫外線を線状光源１０の配置位置で集光し、第１反射面１２Ａに入射して所定箇所Ｆに集光させる第２反射面１２Ｂとを備え、第２反射面１２Ｂは、第１反射面１２Ａよりも線状光源１０から離れて配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を放射する線状光源と、
前記線状光源を包囲し、前記紫外線を所定箇所に照射する反射鏡と、を備えた紫外線照射器において、
前記反射鏡は、
前記線状光源の紫外線を前記所定箇所に向けて反射する主反射面と、
前記線状光源の紫外線を前記線状光源の配置位置で集光し、前記主反射面に入射して前記所定箇所に集光させる円反射面と、を備え、
前記円反射面は、前記主反射面よりも前記線状光源から離れて配置されていることを特徴とする紫外線照射器。
【請求項２】
前記主反射面、及び前記円反射面は、前記線状光源の側から前記所定箇所の側に向かって、この順で連結されており、
前記円反射面は、前記線状光源の位置よりも前記所定箇所の側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射器。
【請求項３】
前記反射鏡は、
前記円反射面の前記所定箇所の側に連結され、前記線状光源の紫外線を前記所定箇所に向けて反射する他の反射面を備えることを特徴とする請求項２に記載の紫外線照射器。
【請求項４】
前記主反射面は、前記線状光源の紫外線を前記所定箇所に集光する楕円反射面であり、
前記他の反射面は、前記楕円反射面と同じ焦点を有し、且つ、前記楕円反射面の短軸よりも短い短軸を有する楕円反射面であることを特徴とする請求項３に記載の紫外線照射器。
【請求項５】
前記主反射面、及び前記円反射面は、前記線状光源を挟んで対向配置されていることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射器。
【請求項６】
前記円反射面の端部は、前記主反射面の端部から離間し、且つ、この円反射面で反射した前記紫外線が前記主反射面に入射する範囲に設けられることを特徴とする請求項５に記載の紫外線照射器。
【請求項７】
前記主反射面は、前記線状光源の紫外線を前記所定箇所に集光する楕円反射面であることを特徴とする請求項５又は６に記載の紫外線照射器。
【請求項８】
前記主反射面は、前記線状光源を焦点に配置する放物反射面であることを特徴とする請求項５又は６に記載の紫外線照射器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線照射器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車体やバスタブといった立体物にＵＶ塗料を塗布し、紫外線照射器を用いて紫外線を照射することによって、ＵＶ塗料を乾燥、及び硬化している。
この種の紫外線照射器は、ＵＶ塗料を硬化させる照度が必要になるため、立体物に接近可能に反射鏡を小型化することや、最大照度の向上が望まれる。
光照射器の小型化の手段としては、異なる立体構造を持つ反射鏡を複数組み合わせる方法が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１２１１４号公報
【特許文献２】特開２００４−１１９３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び２の構成では、反射鏡を小型化するほど、光源と、反射鏡とが接近し、温度上昇を招きやすい。
そこで、本発明は、反射鏡の小型化と、温度上昇の抑制とを両立可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、紫外線を放射する線状光源と、前記線状光源を包囲し、前記紫外線を所定箇所に照射する反射鏡と、を備えた紫外線照射器において、前記反射鏡は、前記線状光源の紫外線を前記所定箇所に向けて反射する主反射面と、前記線状光源の紫外線を前記線状光源の配置位置で集光し、前記主反射面に入射して前記所定箇所に集光させる円反射面と、を備え、前記円反射面は、前記主反射面よりも前記線状光源から離れて配置されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明は、上記紫外線照射器において、前記主反射面、及び前記円反射面は、前記線状光源の側から前記所定箇所の側に向かって、この順で連結されており、前記円反射面は、前記線状光源の位置よりも前記所定箇所の側に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明は、上記紫外線照射器において、前記反射鏡は、前記円反射面の前記所定箇所の側に連結され、前記線状光源の紫外線を前記所定箇所に向けて反射する他の反射面を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明は、上記紫外線照射器において、前記主反射面は、前記線状光源の紫外線を前記所定箇所に集光する楕円反射面であり、前記他の反射面は、前記楕円反射面と同じ焦点を有し、且つ、前記楕円反射面の短軸よりも短い短軸を有する楕円反射面であることを特徴とする。
【０００９】
本発明は、上記紫外線照射器において、前記主反射面、及び前記円反射面は、前記線状光源を挟んで対向配置されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明は、上記紫外線照射器において、前記円反射面の端部は、前記主反射面の端部から離間し、且つ、この円反射面で反射した前記紫外線が前記主反射面に入射する範囲に設けられることを特徴とする。
【００１１】
本発明は、上記紫外線照射器において、前記主反射面は、前記線状光源の紫外線を前記所定箇所に集光する楕円反射面であることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、上記紫外線照射器において、前記主反射面は、前記線状光源を焦点に配置する放物反射面であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、反射鏡の小型化と、温度上昇の抑制とを両立可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る紫外線照射器の構成を示す図である。
【図２】反射鏡を一部の光線と共に示す図である。
【図３】第２実施形態に係る紫外線照射器の構成を示す図である。
【図４】反射鏡を一部の光線と共に示す図である。
【図５】第１比較例に係る紫外線照射器の構成を一部の光線と共に示す図である。
【図６】第１及び第２実施形態の反射鏡と、第１及び第２比較例の反射鏡とを重ねた図である。
【図７】（Ａ）は第１実施形態及び第１比較例の紫外線照射器を単一で用いた場合の使用状態の一例を示す図、（Ｂ）は複数台で用いた場合の使用状態の一例を示す図である。
【図８】第１及び第２実施形態の反射鏡と、第１及び第２比較例の反射鏡のそれぞれの最大照度Ｅ及び比率Ｒを示す図である。
【図９】各反射鏡の照射距離別照度分布を示す図である。
【図１０】（Ａ）は第１実施形態の冷却風の風速分布を示す図、（Ｂ）は第２実施形態の冷却風の風速分布を示す図、（Ｃ）は第１比較例の冷却風の風速分布を示す図、（Ｄ）は第３比較例の冷却風の風速分布を示す図である。
【図１１】各反射鏡の平均温度Ｔ１、最小温度Ｔ２、及び最大温度Ｔ３を示す図である。
【図１２】（Ａ）は変形例を示す図、（Ｂ）は第４比較例を示す図である。
【図１３】変形例及び第４比較例の反射鏡の照射距離別照度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る紫外線照射器１の構成を示す図である。
紫外線照射器１は、車体やバスタブといった立体形状のワークＷに紫外線を照射することによって、ワークＷに塗布されたＵＶ塗料を硬化及び乾燥させる装置であり、紫外線硬化装置とも称する。
紫外線照射器１は、ワークＷ側に開口部２Ａを有する第１筐体２と、第１筐体２内に設けられる光源ユニット３とを備えている。以下の説明において、ワークＷ側を正面側と言い、ワークＷと反対側を背面側と言う。また、以下の説明における上下左右等の各方向は、図１に示す方向に従う。また、図１に示す左右方向は、紫外線照射器１の幅方向Ｎと一致する。
第１筐体２は、図１の紙面奥行き方向に延在する略直方体形状に形成され、この第１筐体２の開口部２Ａはカバーガラス４で覆われる。カバーガラス４は、紫外線を透過する光透過部材で形成され、光源ユニット３から照射された紫外線を透過するとともに、第１筐体２の開口部２Ａを閉塞する。カバーガラス４は、例えば、紫外線を透過するフィルタ、又は石英ガラスで形成される。
【００１６】
光源ユニット３は、第１筐体２内に配置される第２筐体５と、線状光源１０と、線状光源１０を背面側から覆う凹面反射鏡を構成する反射鏡１１とを備えている。
第２筐体５は、図１の紙面奥行き方向に延在する略直方体形状に形成され、線状光源１０及び反射鏡１１を背面側から囲う。この第２筐体５は、ワークＷ側である正面側に開口部５Ａを有し、この開口部５Ａを線状光源１０からの照射光が通過する。
紫外線照射器１の第１筐体２内には、不図示の送風機から送風される冷却風が供給され、この冷却風が第２筐体５の開口部５Ａから第２筐体５内に進入することによって、線状光源１０及び反射鏡１１Ｌ、１１Ｒが冷却される。
【００１７】
線状光源１０は、直管型の紫外線ランプで構成され、図１の紙面奥行き方向に延在する。この線状光源１０には、例えば、ロングアークランプが用いられる。なお、線状光源１０は、複数のランプ光源を同軸に一列に並べて構成することもできる。この場合、ショートアーク光源を用いることができる。
図１を含む各図において、符号１０Ａは、線状光源１０の中心軸を示している。中心軸１０Ａは、線状光源１０の長手方向（図１の紙面奥行き方向）に延在する。また、図１中、符号Ｍ１は、線状光源１０の中心軸１０Ａと、ワークＷの照射領域の中央（幅方向Ｎにおける中央に相当）とをつなぐ直線状に延びる面であり、以下、Ｍ１と表記する。
なお、この基準面Ｍ１に対して垂直な方向が、紫外線照射器１の幅方向Ｎに相当している。
【００１８】
反射鏡１１は、線状光源１０を挟んで対向配置される一対の反射鏡１１Ｌ、１１Ｒを備えている。一対の反射鏡１１Ｌ、１１Ｒは、線状光源１０の背面側から第２筐体５の開口部５Ａの近傍まで延出し、基準面Ｍ１を基準にして左右対称形状に形成されている。
反射鏡１１Ｌ、１１Ｒは対称形状であるので、左側の反射鏡１１Ｌを詳述し、右側の反射鏡１１Ｒについての重複説明は省略する。
【００１９】
図２は、反射鏡１１Ｌ、１１Ｒを一部の光線と共に示す図である。
反射鏡１１Ｌは、線状光源１０の側からワークＷ側（正面側）に向かって、第１反射面１２Ａと、第２反射面１２Ｂと、第３反射面１２Ｃとを順に備えている。
第１反射面１２Ａは、線状光源１０から第１反射面１２Ａに入射する光を、予め設定された所定箇所Ｆに集光する楕円反射面である。この第１反射面１２Ａは、線状光源１０の中心軸１０Ａを一方の焦点（以下、第１焦点という）とし、所定箇所Ｆを、他方の焦点（以下第２焦点という）とした楕円の円弧に沿った面、或いは、この面を近似した面に形成されている。なお、所定箇所Ｆは、ワークＷの照射位置、又はワークＷの照射位置近傍に設定され、この紫外線照射器１の仕様等に応じて適宜に設定される箇所であり、本実施形態では、線状光源１０の中心軸１０Ａに沿って延びる軸線の場合を示している。
【００２０】
第２反射面１２Ｂは、線状光源１０から第２反射面１２Ｂに入射する光を、線状光源１０の配置位置である中心軸１０Ａで集光し、対向する反射鏡１１Ｌの第１反射面１２Ａに入射させる円反射面である。この第２反射面１２Ｂは、線状光源１０の中心軸１０Ａから等距離の円弧に沿う面、或いは、この面を近似した面に形成されている。
第２反射面１２Ｂは、線状光源１０よりもワークＷ側に配置される。つまり、第２反射面１２Ｂは、線状光源１０の中心軸１０Ａを通って幅方向Ｎに延びる面Ｍ２（図２中、水平面に相当）よりもワークＷ側に位置する。このため、第２反射面１２Ｂは、第１反射面１２Ａとの連結箇所１２Ｄから、ワークＷ側に行くに従って基準面Ｍ１に近づく形状となる。
これによって、対向する第１反射面１２Ａ、及び第２反射面１２Ｂのそれぞれの幅（紫外線照射器１の幅方向Ｎに沿う長さ）の増大を抑えながら、より多くの光を第１反射面１２Ａで集光できる。
【００２１】
第３反射面１２Ｃは、線状光源１０から第３反射面１２Ｃに入射する光を、所定箇所Ｆに集光する楕円反射面である。この第３反射面１２Ｃは、線状光源１０の中心軸１０Ａを一方の焦点（以下、第１焦点という）とし、所定箇所Ｆを、他方の焦点（以下第２焦点という）とした楕円の円弧に沿った面、或いは、この面を近似した面に形成されている。第３反射面１２Ｃを設けることにより、より多くの光を所定箇所Ｆに集光できる。
【００２２】
この第３反射面１２Ｃの楕円反射面は、第１反射面１２Ａの楕円反射面の短軸よりも短い短軸を有する楕円反射面とされる。短軸が長いほど、第３反射面１２Ｃは基準面Ｍ１から離れた形状となるので、短軸を短くすることで、第３反射面１２Ｃを基準面Ｍ１からの張り出しを抑えることができる。従って、対向する第３反射面１２Ｃの幅（紫外線照射器１の幅方向Ｎに沿う長さ）の増大を抑えることができる。
本構成では、図１に示すように、第３反射面１２Ｃの最大幅が、一対の反射鏡１１Ｌ、１１Ｒの下端の開口幅ＬＡ（図１参照）となるので、開口幅ＬＡの増大が抑えられる。また、開口幅ＬＡ等の増大が抑えられるので、第１筐体２の筐体幅ＬＢの増大も抑えられる。従って、紫外線照射器１全体の幅を抑えることができ、紫外線照射器１を、凹形状を有するワークＷに接近させ易くなる。
【００２３】
また、第１〜第３反射面１２Ａ〜１２Ｃによって所定箇所Ｆに集光するので、所定箇所Ｆ及びその近傍位置で、ＵＶ塗料の乾燥や硬化に十分な照度を得やすくなる。
また、図１に示すように、反射鏡１１Ｌ、１１Ｒの第１反射面１２Ａは互いに離間して配置されることによって、線状光源１０の背面側を開口させる背面開口部１２Ｆが形成される。背面開口部１２Ｆを冷却風が通過することによって、反射鏡１１Ｌ、１１Ｒ間に進入し、線状光源１０、及び第１〜第３反射面１２Ａ〜１２Ｃを冷却した冷却風が、背面開口部１２Ｆから円滑に排出される。
【００２４】
図１に示すように、第１〜第３反射面１２Ａ〜１２Ｃと線状光源１０との最短距離は、第１反射面１２Ａと線状光源１０との最短距離Ｌ１が最も短く、第２反射面１２Ｂと線状光源１０との最短距離Ｌ２と、第３反射面１２Ｃと線状光源１０との最短距離Ｌ３が同じ長さに形成される。
つまり、反射鏡１１Ｌ、１１Ｒは、線状光源１０の背面側で最も線状光源１０に近接し、ワークＷ側に行くに従って線状光源１０から離間する。これにより、反射鏡１１Ｌ、１１Ｒ内、且つ、線状光源１０の前面側に向けて冷却風を円滑に流し易くなる。なお、各距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３については、冷却の観点、及び反射鏡１１Ｌ、１１Ｒの開口幅ＬＡ等を考慮して適宜に設定すればよい。
【００２５】
＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態に係る紫外線照射器２０の構成を示す図である。
この紫外線照射器２０は、反射鏡１１１が第１実施形態の反射鏡１１と異なっている。以下、反射鏡１１１について説明し、他の箇所については同一の符号を付して重複説明を省略する。
反射鏡１１１は、図３に示すように、線状光源１０を挟んで対向して配置される一対の反射鏡１１１Ｌ、１１１Ｒを有する。左側の反射鏡１１１Ｌは、線状光源１０の背面側から第２筐体５の開口部５Ａの近傍まで延出する。一方、右側の反射鏡１１１Ｒは、線状光源１０の背面側から線状光源１０の周囲近傍だけに配置され、第２筐体５の開口部５Ａの近傍までは延出しない。
【００２６】
図４は、反射鏡１１１Ｌ、１１１Ｒを一部の光線と共に示す図である。
反射鏡１１１Ｌは、線状光源１０から入射する光を、所定箇所Ｆに照射する楕円反射面１１２Ａを有する。この楕円反射面１１２Ａは、第１実施形態の第１反射面１２Ａと同様に、線状光源１０の中心軸１０Ａを一方の焦点（以下、第１焦点という）とし、所定箇所Ｆを、他方の焦点（以下第２焦点という）とした楕円の円弧に沿った面、或いは、この面を近似した面に形成されている。また、楕円反射面１１２Ａは、線状光源１０の背面側で最も線状光源１０に近接する。楕円反射面１１２Ａと線状光源１０との間の最短距離Ｌ４は、第１実施形態の最短距離Ｌ１と同一の値、又は略同じ値が適用される。
【００２７】
反射鏡１１１Ｒは、線状光源１０から反射鏡１１１Ｒに入射する光を、線状光源１０の配置位置である中心軸１０Ａで集光し、対向する楕円反射面１１２Ａに入射させる円反射面１１２Ｂを有する。この円反射面１１２Ｂは、第１実施形態の第２反射面１２Ｂと同様に、線状光源１０の中心軸１０Ａから等距離の円弧に沿う面、或いは、この面を近似した面に形成されている。
すなわち、第２実施形態では、楕円反射面１１２Ａが、第１実施形態の第１反射面１２Ａと同様の反射面を構成し、円反射面１１２Ｂが、第１実施形態の第２反射面１２Ｂと同様の反射面を構成している。
【００２８】
更に、本構成では、図３に示すように、円反射面１１２Ｂの正面側端部１１２Ｅは、線状光源１０の正面側、且つ、基準面Ｍ１の近傍に位置する。一方、円反射面１１２Ｂの背面側端部１１２Ｄは、図４に示すように、線状光源１０の背面側にて楕円反射面１１２Ａの背面側端部１１２Ｃから離間し、且つ、円反射面１１２Ｂに入射した紫外線を楕円反射面１１２Ａに入射させる範囲に位置する。
更に、背面側端部１１２Ｄは、この背面側端部１１２Ｄで反射した紫外線を、楕円反射面１１２Ａの前面側端部１１２Ｇに反射する位置に設けられている。このようにして、円反射面１１２Ｂは、反射鏡１１１Ｌとの間に背面開口部１１２Ｆを設けつつ、線状光源１０からの光を楕円反射面１１２Ａへと反射できる範囲に形成される。
【００２９】
また、円反射面１１２Ｂは、線状光源１０との離間距離Ｌ５を等距離に保ちつつ線状光源１０の背面側から前面側へと延出する。反射鏡１１１Ｒを、円反射面１１２Ｂを形成する形状にすることで、楕円反射面１１２Ａと対称構造の楕円反射面を形成する形状にする場合と比べて、反射鏡１１１Ｒの幅方向Ｎの長さが抑えられる。これにより、対向する反射鏡１１１Ｌ、１１１Ｒの幅（幅方向Ｎに沿う長さ）の増大を抑えながら、より多くの光を所定箇所Ｆに集光できる。従って、反射鏡１１１の開口幅ＬＣの増大を抑えて紫外線照射器１を小型化でき、バスタブのような凹形状を有するワークＷに接近させ易くなり、且つＵＶ塗料の乾燥や硬化に十分な照度を得やすくなる。
【００３０】
図３に示すように、楕円反射面１１２Ａと線状光源１０とは、線状光源１０の前面側に行くほど離間するので、線状光源１０の前面側から反射鏡１１１Ｌ、１１１Ｒ間に冷却風を導入し易くなる。
また、図３に示すように、反射鏡１１１Ｌの上端と、反射鏡１１１Ｒの上端（背面側端部１１２Ｄ）とは、互いに離間して配置されるので、反射鏡１１１Ｌ、１１１Ｒ間に進入し、線状光源１０、及び反射鏡１１１Ｌ、１１１Ｒを冷却した冷却風を円滑に流し易くなる。
【００３１】
ここで、円反射面１１２Ｂと線状光源１０との離間距離Ｌ５は、楕円反射面１１２Ａと線状光源１０との最短距離Ｌ４よりも長い距離に設定される。図３に示すように、円反射面１１２Ｂは、線状光源１０に対して一定の離間距離で延在するので、楕円反射面１１２Ａにする場合と比べて、線状光源１０との間の冷却通路を冷却風が流れ難くなるおそれが生じる。本構成では、円反射面１１２Ｂと線状光源１０との離間距離Ｌ５を、楕円反射面１１２Ａと線状光源１０との最短距離Ｌ４よりも長くしているので、円反射面１１２Ｂと線状光源１０との間にも冷却風を流し易くなり、冷却風量の偏りを抑えやすくなる。
なお、円反射面１１２Ｂと線状光源１０との間に十分に冷却風を流すことができる範囲で、離間距離Ｌ５を最短距離Ｌ４と略同じにしてもよい。
【００３２】
続いて、第１比較例に係る紫外線照射器３０について説明する。
図５は、紫外線照射器３０の構成を一部の光線と共に示す図である。
この紫外線照射器３０の反射鏡２１１は、線状光源１０を挟んで対向配置される一対の反射鏡２１１Ｌ、２１１Ｒで構成される。左側の反射鏡２１１Ｌは、第２実施形態の反射鏡１１１Ｌと同一である。右側の反射鏡２１１Ｒは、基準面Ｍ１を基準にして、左側の反射鏡２１１Ｌと対称形状に形成される。
【００３３】
反射鏡２１１Ｌ、２１１Ｒの楕円反射面２１２Ａ、２１２Ｂは互いに離間して配置されるので、線状光源１０の背面側を開口させる背面開口部２１２Ｆが形成される。
反射鏡２１１Ｌ、２１１Ｒは、線状光源１０の前面側に行くほど幅が増大するので、反射鏡２１１の開口幅ＬＥは、第２実施形態の反射鏡１１１の開口幅ＬＣよりも大きくなる。このため、紫外線照射器３０が有する第１筐体２の筐体幅ＬＦも、第２実施形態の筐体幅ＬＤよりも大きくなってしまう。
筐体幅ＬＦが大きくなると、省スペース化に不利となり、また、特に凹形状を有する照射対象物に十分に近付けない事態が生じる。十分に近付けない場合、ＵＶ塗料の乾燥や硬化に十分な照度を得られないおそれが生じる。
【００３４】
続いて、第１及び第２実施形態、第１比較例及び第２比較例の比較について説明する。
図６は、第１及び第２実施形態の反射鏡１１、１１１と、第１及び第２比較例の反射鏡２１１、３１１とを重ねた図である。
図６においては、各反射鏡１１、１１１、２１１、３１１と線状光源１０との最短距離Ｌ１、Ｌ４（図１、図３、図５）を略同一に揃え、且つ、第２比較例を除き、上述した所定箇所Ｆで得られる照度を略同一に揃えた場合を示している。
【００３５】
図６に示すように、第２比較例の反射鏡３１１は、第１実施形態の反射鏡１１Ｌ、１１Ｒのうち第１反射面１２Ａに対応する領域だけで構成される一対の反射鏡３１１Ｌ、３１１Ｒを有した構成である。
図６に示すように、反射鏡１１、１１１、２１１のそれぞれの開口幅ＬＡ、ＬＣ、ＬＥを比較すると、開口幅ＬＣ＜開口幅ＬＡ＜開口幅ＬＥの関係が成立する。例えば、反射鏡２１１の開口幅ＬＥが１３７．９４ｍｍの場合、反射鏡２１１と同一の焦点距離を有する反射鏡１１の開口幅ＬＡは、１０１．２ｍｍとなる。同様に、反射鏡２１１と同一の焦点距離を有する反射鏡１１１の開口幅ＬＣは、９２ｍｍとなる。
以上により、第１及び第２実施形態の紫外線照射器１、２０は、第１比較例の紫外線照射器３０よりも小型化され、かつ、第２実施形態の紫外線照射器２０が最も小型化されることが判る。
【００３６】
図７（Ａ）は、第１実施形態及び第１比較例の紫外線照射器１、３０を単一で用いた場合の使用状態の一例を示す図である。また、図７（Ｂ）は、紫外線照射器１、３０を複数台で用いた場合の使用状態の一例を示す図である。
図７（Ａ）に示すように、バスタブのような内部が凹形状のワークＷの場合、内側の角部に相当する領域ＡＲ１に光を照射する際、小型化された紫外線照射器１は、紫外線照射器３０よりも領域ＡＲ１に接近することが可能である。従って、紫外線照射器１の方が、領域ＡＲ１に対し、ＵＶ塗料の乾燥や硬化に十分な照度を得やすくなる。
図７（Ｂ）に示すように、紫外線照射器１、３０のそれぞれを同時に３台用いる場合、両端の紫外線照射器３０の離間距離ｂ１よりも、両端の紫外線照射器１の離間距離ｂ２の方を短く設定可能である。従って、複数台用いる構成でも、紫外線照射器１の方が、立体形状を有するワークＷに接近可能であり、ＵＶ塗料の乾燥や硬化に十分な照度を得やすくなる。
【００３７】
図８は、第１及び第２実施形態の反射鏡１１、１１１と、第１及び第２比較例の反射鏡２１１、３１１のそれぞれの最大照度Ｅ及び比率Ｒを示す図である。
最大照度Ｅは、照射距離が２００ｍｍの位置における最大照度を示す。また、比率Ｒは第１比較例を基準にした各最大照度Ｅの比率を示す。
なお、図８は、第１実施形態の反射鏡１１が１０１．２ｍｍの開口幅ＬＡを有し、第２実施形態の反射鏡１１１が９２ｍｍの開口幅ＬＣを有し、第１比較例の反射鏡２１１が、１３７．９４ｍｍの開口幅ＬＥを有し、且つ、第２比較例を含めて、これらが同一の焦点距離を有するように構成された場合の各値を示している。
【００３８】
図８に示すように、第１実施形態の反射鏡１１は、最大照度が８３６．１ｍＷ／ｃｍ２であり、第２実施形態の反射鏡１１１は、最大照度が８４８．５ｍＷ／ｃｍ２であり、第１比較例の反射鏡２１１は、最大照度が９８２．６ｍＷ／ｃｍ２であり、第２比較例の反射鏡３１１は、最大照度が４９２．６ｍＷ／ｃｍ２である。つまり、第１及び第２実施形態は、第１比較例の最大照度に対して８５％以上の照度が得られることが判る。一方、第２比較例は、第１比較例の最大照度に対して５０％程度の照度しか得られない。
以上により、第１及び第２実施形態は、第１比較例よりも小型化しつつ、第１比較例で得られる最大照度に近い照度を確保可能である。
【００３９】
図９は、第１及び第２実施形態の反射鏡１１、１１１と、第１比較例の反射鏡２１１の照射距離別照度分布を示す図である。図９中、縦軸が照度Ｙ［ｍＷ／ｃｍ２］を示し、横軸が幅方向Ｎにおける位置Ｘを示し、位置Ｘ＝０は幅方向Ｎの中心位置である。
図９中、反射鏡１１について、照射距離が２００ｍｍ、２５０ｍｍ、３００ｍｍ、３５０ｍｍ、４００ｍｍの位置の照度特性を、それぞれ符号ｆ１Ａ、ｆ１Ｂ、ｆ１Ｃ、ｆ１Ｄ、ｆ１Ｅで示す。また、反射鏡１１１について、照射距離が２００ｍｍ、２５０ｍｍ、３００ｍｍ、３５０ｍｍ、４００ｍｍの位置の照度特性を、それぞれ符号ｆ２Ａ、ｆ２Ｂ、ｆ２Ｃ、ｆ２Ｄ、ｆ２Ｅで示す。また、反射鏡２１１について、照射距離が２００ｍｍ、２５０ｍｍ、３００ｍｍ、３５０ｍｍ、４００ｍｍの場合の照度特性を、それぞれ符号ｆ３Ａ、ｆ３Ｂ、ｆ３Ｃ、ｆ３Ｄ、ｆ３Ｅで示す。なお、各反射鏡１１、１１１、２１１が有する楕円反射面（第１反射面１２Ａ、第３反射面１２Ｃ、楕円反射面１１２Ａ、楕円反射面２１２Ａ、２１２Ｂ）の焦点間距離は、いずれも１９５ｍｍである。
【００４０】
図９に示すように、照射距離が２００ｍｍの場合、第１比較例の反射鏡２１１が最も高い最大照度（約９８０ｍＷ／ｃｍ２）を示した。第１及び第２実施形態の反射鏡１１、１１１は同様の最大照度（約８３０〜８５０ｍＷ／ｃｍ２）であり、第１比較例の反射鏡２１１の最大照度の８０％以上であった。
一方、照射距離が２５０ｍｍ以上の場合、第１及び第２実施形態の反射鏡１１、１１１は、第１比較例の反射鏡２１１よりも高い最大照度を示した。また、照射距離が２５０ｍｍ以上で、第１及び第２実施形態の反射鏡１１、１１１を比較すると、第２実施形態の反射鏡１１１の方が、第１実施形態の反射鏡１１よりも高い最大照度を示した。
これらの結果から、第１及び第２実施形態の反射鏡１１、１１１においても、第１比較例の反射鏡２１１と遜色のない最大照度を得ることができ、特に、照射距離が２５０ｍｍ以上であれば、第１比較例よりも高い照度を得ることができた。
【００４１】
続いて、第１及び第２実施形態、第１比較例の風速分布について説明する。
また、第２実施形態の反射鏡１１１と略同一形状であり、反射鏡４１１Ｒが有する背面側端部４１２Ｄが基準面Ｍ１の近傍に位置する反射鏡４１１を有する第３比較例についても風速分布を調べた。
【００４２】
図１０（Ａ）は、第１実施形態の冷却風の風速分布を示す図、図１０（Ｂ）は、第２実施形態の冷却風の風速分布を示す図、図１０（Ｃ）は、第１比較例の冷却風の風速分布を示す図、図１０（Ｄ）は、第３比較例の冷却風の風速分布を示す図である。図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）において、風速が相対的に高い箇所を高速箇所Ｖ１、中程度の箇所を中速箇所Ｖ２、低い箇所を低速箇所Ｖ３で示している。
図１０（Ａ）に示すように、第１実施形態の反射鏡１１の外側には、前面から背面に向かって中速箇所Ｖ２が連続し、反射鏡１１の内部にも、前面から背面（背面開口部１２Ｆ）に向かって中速箇所Ｖ２が連続する。また、背面開口部１２Ｆ付近は高速箇所Ｖ１であるので、冷却風が背面開口部１２Ｆを円滑に流れていることが判る。したがって、反射鏡１１及び線状光源１０の周囲を冷却風が円滑に流れていることが判る。
【００４３】
図１０（Ｂ）に示すように、第２実施形態についても、反射鏡１１１の内外に、前面から背面に向かって中速箇所Ｖ２が連続し、背面開口部１１２Ｆ付近は高速箇所Ｖ１である。したがって、反射鏡１１１及び線状光源１０の周囲を冷却風が円滑に流れている。
図１０（Ｃ）に示すように、第１比較例についても、反射鏡２１１の内外に、前面から背面に向かって中速箇所Ｖ２が連続し、背面開口部２１２Ｆ付近は高速箇所Ｖ１である。したがって、反射鏡２１１及び線状光源１０の周囲を冷却風が円滑に流れていることが判る。
図１０（Ｄ）に示す第３比較例では、図１０（Ｂ）に示す第２実施形態と比べて、背面開口部１１２Ｆが狭くなっている。このため、第３比較例では、線状光源１０と反射鏡４１１の間で、第２実施形態と比べて、冷却風の速度低下が生じている。このため、冷却に不利である。
【００４４】
次に、図１０に示す実施形態及び比較例について、反射鏡１１、１１１、２１１、４１１の平均温度Ｔ１、最小温度Ｔ２、及び最大温度Ｔ３について調べた。図１１には、各温度Ｔ１〜Ｔ３を、第１比較例を基準にした比率で示している。
図１１に示すように、第１実施形態の反射鏡１１については、平均温度Ｔ１が第１比較例と比べて２４％上昇し、最小温度Ｔ２、及び最大温度Ｔ３については、第１比較例と比べて１〜６％の範囲で低下した。これらにより、第１実施形態は、第１比較例と比べて冷却に大きな差はないことが判る。
また、第２実施形態の反射鏡１１１については、平均温度Ｔ１が第１比較例と比べて２２％上昇し、最小温度Ｔ２、及び最大温度Ｔ３については、第１比較例と比べて０〜１０％の範囲で上昇した。これらにより、第２実施形態についても、第１比較例と比べて冷却に大きな差はないことが判る。
【００４５】
一方、第３比較例の反射鏡４１１については、平均温度Ｔ１が第１比較例と比べて４４％上昇し、最小温度Ｔ２、及び最大温度Ｔ３については、第１比較例と比べて３〜４６％の範囲で上昇した。このことから、第３比較例については、第１及び第２実施形態、及び第１比較例と比べて、温度が上昇することが判る。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、反射鏡１１、１１１は、線状光源１０の紫外線を所定箇所Ｆに向けて反射する主反射面として機能する第１反射面１２Ａ、及び楕円反射面１１２Ａを有する。さらに、反射鏡１１、１１１は、線状光源１０の紫外線を線状光源１０の配置位置で集光し、前記主反射面に入射して所定箇所Ｆに集光させる円反射面として機能する第２反射面１２Ｂ、及び円反射面１１２Ｂを備える。
この構成によれば、図６〜図９等に示したように、反射鏡１１、１１１を小型化しつつ、最大照度を効率良く確保することが可能であり、立体形状のワークＷに近接させて十分な照度の紫外線を照射できる。
【００４７】
また、円反射面（第２反射面１２Ｂ、及び円反射面１１２Ｂ）は、主反射面（第１反射面１２Ａ、及び楕円反射面１１２Ａ）よりも線状光源１０から離れて配置されているので、円反射面（第２反射面１２Ｂ、及び円反射面１１２Ｂ）と線状光源１０との間に冷却風を流し易くなり、円反射面側の温度上昇を抑制できる。なお、主反射面（第１反射面１２Ａ、及び楕円反射面１１２Ａ）は、図１及び図３等に示すように、ワークＷ側に行くに従って線状光源１０から離間するので、主反射面側の温度上昇も抑制される。
従って、反射鏡１１、１１１の小型化と、温度上昇の抑制とを両立可能である。
【００４８】
また、図２に示したように、第１反射面１２Ａ、及び円反射面である第２反射面１２Ｂは、線状光源１０の側から所定箇所Ｆの側に向かって、この順で連結されており、第２反射面１２Ｂは、線状光源１０の位置よりも所定箇所Ｆの側に配置されている。この構成によれば、第２反射面１２Ｂは、線状光源１０の側よりも所定箇所Ｆの側が幅狭となり、反射鏡１１の幅の増大を防ぎながら、より多くの光を第１反射面１２Ａで集光できる。
【００４９】
また、図２に示したように、第２反射面１２Ｂの所定箇所Ｆの側に連結され、紫外線を所定箇所Ｆに向けて反射する他の反射面である第３反射面１２Ｃを備えるので、図５の第１比較例に示すように、第１〜第３反射面１２Ａ〜１２Ｃで反射する範囲の光を、１つの楕円反射面で反射する場合と比べ、反射鏡１１の幅を短縮できる。
【００５０】
また、第１反射面１２Ａは、線状光源１０の紫外線を所定箇所Ｆに集光する楕円反射面であり、第３反射面１２Ｃは、その楕円反射面と同じ焦点を有し、且つ、その楕円反射面の短軸よりも短い短軸を有する他の楕円反射面である。この構成によれば、第３反射面１２Ｃを、第１反射面１２Ａの短軸と同一又は長い短軸の楕円反射面にする場合と比べ、反射鏡１１の幅を短縮できる。
【００５１】
また、図３及び図４に示したように、楕円反射面１１２Ａ、及び円反射面１１２Ｂは、線状光源１０を挟んで対向配置される。この構成によれば、図６に示したように、反射鏡１１１の幅を短縮できる。
また、図４に示したように、円反射面１１２Ｂの背面側端部１１２Ｄは、楕円反射面１１２Ａの背面側端部１１２Ｃから離間し、且つ、この円反射面１１２Ｂで反射した紫外線が楕円反射面１１２Ａに入射する範囲に設けられる。この構成によれば、反射した紫外線が楕円反射面１１２Ａに入射しない範囲まで円反射面１１２Ｂの背面側端部１１２Ｄが延長する事態が回避される。これにより、円反射面１１２Ｂと楕円反射面１１２Ａとの間に、冷却風を流すのに好適な広い背面開口部１１２Ｆを形成できる。
【００５２】
また、楕円反射面である主反射面（第１反射面１２Ａ、及び楕円反射面１１２Ａ）の焦点間距離を１９５ｍｍにした場合に、線状光源１０から所定箇所Ｆまでの距離を２５０ｍｍ以上にすることにより、図９に示したように、第１比較例の反射鏡２１１よりも高い最大照度が得られる。これによって、反射鏡１１、１１１の小型化と、温度上昇の抑制とに加え、より高い最大照度を得ることが可能になる。
【００５３】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様の例示であり、本発明の要旨の範囲において任意に変形、及び応用が可能である。
【００５４】
例えば、第２実施形態において、楕円反射面１１２Ａを焦点に配置することによって、所定箇所Ｆに向けて反射する放物反射面にしてもよい。
図１２（Ａ）は、第２実施形態の反射鏡１１１Ｌを、放物反射面５１２Ａを有する反射鏡５１１に置換した変形例を示す図である。なお、この変形例では、面状の所定箇所Ｆに向けて略均等の照度で紫外線を照射している。また、図１２（Ｂ）は、第１比較例の反射鏡２１１Ｌ、２１１Ｒを、放物反射面５１２Ａと同一の放物反射面６１１Ａ、６１１Ｂを有する反射鏡６１１Ｌ、６１１Ｒに置換した第４比較例を示す図である。
【００５５】
図１２（Ａ）に示すように、この変形例においても、図１２（Ｂ）に示す第４比較例と比べて、反射鏡５１１Ｌ、１１１Ｒからなる反射鏡５１１の幅を小型化できることが明らかである。また、線状光源１０の紫外線を、円反射面１１２Ｂが反射した後、放物反射面５１２Ａに入射させて所定箇所Ｆに照射するので、最大照度も効率良く確保できる。
【００５６】
図１３は、変形例の反射鏡５１１、及び第４比較例の反射鏡６１１の照射距離別照度分布を示す図である。なお、反射鏡５１１について、照射距離が２００ｍｍ、２５０ｍｍ、３００ｍｍ、３５０ｍｍ、４００ｍｍの位置の照度特性を、それぞれ符号ｆ４Ａ、ｆ４Ｂ、ｆ４Ｃ、ｆ４Ｄ、ｆ４Ｅで示す。また、反射鏡６１１について、照射距離が２００ｍｍ、２５０ｍｍ、３００ｍｍ、３５０ｍｍ、４００ｍｍの位置の照度特性を、それぞれ符号ｆ５Ａ、ｆ５Ｂ、ｆ５Ｃ、ｆ５Ｄ、ｆ５Ｅで示す。
図１３に示すように、測定したすべての照射距離において、変形例の反射鏡５１１は、第４比較例の放物型反射鏡６１１よりも高い最大照度を得ることができた。
【００５７】
なお、本発明は、紫外線を照射する紫外線照射器１、２０に限らず、例えば可視光や赤外線などの任意の波長の光を照射する照射器に適用できる。また線状光源１０には、放電ランプ等のランプ光源に限らず、例えば発光素子を線状に配置した光源を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１、２０、３０  紫外線照射器
２  第１筐体
２Ａ、５Ａ  開口部
３  光源ユニット
４  カバーガラス
５  第２筐体
１０  線状光源
１０Ａ  中心軸
１１、１１Ｌ、１１Ｒ、１１１、１１１Ｌ、１１１Ｒ、２１１、２１１Ｌ、２１１Ｒ、３１１、３１１Ｌ，３１１Ｒ、４１１、４１１Ｒ、５１１、６１１  反射鏡
１２Ａ  第１反射面（主反射面）
１２Ｂ  第２反射面（円反射面）
１２Ｃ  第３反射面（楕円反射面）
１２Ｆ、２１２Ｆ  背面開口部
１１２Ａ、楕円反射面（主反射面）
１１２Ｂ  円反射面
２１２Ａ、２１２Ｂ  楕円反射面
５１２Ａ  放物反射面（主反射面）
Ｆ  所定箇所
ＬＡ、ＬＣ、ＬＥ  開口幅
ＬＢ、ＬＤ、ＬＦ  筐体幅
Ｎ  幅方向
Ｗ  ワーク
【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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【図１２】
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【図１３】
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