(57)【要約】    【課題】  導光ロッドの位置決めの作業が容易で、その精度が高く、しかも導光ロッドが損傷を受けにくい導光装置およびこれを備えた紫外線照射装置を提供する。    【解決手段】  導光装置ＬＧは、係止突起Ｐおよび他端側の内周面に形成されたねじ溝Ｓを備えた円筒状の鏡胴Ｔと、上記ねじ溝にねじ込まれたリングねじＲＳと、一端が上記係止突起を通過して鏡胴の一端部へ延在し、他端がリングねじを通過して鏡胴の他端部へ延在するように鏡胴内部に収納された導光ロッドＧＲと、これを離間位置で弾性的に支持する複数の支持リングＨＲおよび支持リング間の離間位置を規定するスペーサＳＰを備え、支持リングは剛性リング部Ｍおよびこれに支持されてその内周面から一部が環状に突出して導光ロッドを抱持するＯリング部Ｏからなり、鏡胴内の係止突起およびリングねじの間に挟持された導光ロッド保持手段ＲＨとを具備している。【選択図】図１
2007316246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側の内周面に形成された係止突起および他端側の内周面に形成されたねじ溝を備えた円筒状の鏡胴と；
鏡胴のねじ溝にねじ込まれたリングねじと；
一端が鏡胴の係止突起を通過して鏡胴の一端部へ延在し、他端がリングねじを通過して鏡胴の他端部へ延在するように鏡胴内部に収納された導光ロッドと；
導光ロッドを離間位置で弾性的に支持する複数の支持リングおよび支持リング間の離間位置を規定するスペーサを備え、支持リングは剛性リング部および剛性リング部に支持されてその内周面から一部が環状に突出して導光ロッドを抱持するＯリング部からなり、鏡胴内の係止突起およびリングねじの間に挟持された導光ロッド保持手段と；
を具備していることを特徴とする導光装置。
【請求項２】
ショートアーク形水銀ランプと；
ショートアーク形水銀ランプが第１焦点に配置される楕円反射鏡と；
楕円反射鏡から出射して第２焦点に集光する紫外線が一端から入射し、他端からする請求項１記載の導光装置と；
を具備していることを特徴とする紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照度を均一化する導光ロッドを具備した導光装置およびこれを備えた紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線照度を均一化する導光装置は既知である（例えば特許文献１参照。）。既知のこの種導光装置は、紫外線透過性のガラスロッドを鏡胴内部の所定位置に保持するための構造が４本の位置決めピン用いるものであった。すなわち、特許文献１記載の構造は、ガラスロッドが、その長さ方向断面が四角形であり、このガラスロッドを内部に収納するガラスロッド保持部材（鏡胴）が、その長さ方向断面が楕円形である。そして、ガラスロッド保持部材内部の所定位置にガラスロッドを位置決めするために、ガラスロッド保持部材の両端近傍位置において、それぞれ４本の位置決めピンを９０°間隔でねじ込んでガラスロッドの周側面に当接させてガラスロッドを保持している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０６３５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、既知のこの種導光装置は、４本の位置決めピン相互のねじ込み具合を調整しながら位置決めを行うため、位置決めの作業が困難であるのに加えて位置決め精度が劣るばかりでなく、位置決めピンの当接によりガラスロッドが部分的に欠損しやすいという問題がある。ガラスロッドが部分的にでも欠損すると、その欠損部位から光が外部へ漏れてしまい、導光性能が大幅に低下してしまう。
【０００５】
本発明は、導光ロッドの位置決めの作業が容易で、その精度が高く、しかも導光ロッドが損傷を受けにくい導光装置およびこれを備えた紫外線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】
本発明の導光装置は、一端側の内周面に形成された係止突起および他端側の内周面に形成されたねじ溝を備えた円筒状の鏡胴と；鏡胴のねじ溝にねじ込まれたリングねじと；一端が鏡胴の係止突起を通過して鏡胴の一端部へ延在し、他端がリングねじを通過して鏡胴の他端部へ延在するように鏡胴内部に収納された導光ロッドと；導光ロッドを離間位置で弾性的に支持する複数の支持リングおよび支持リング間の離間位置を規定するスペーサを備え、支持リングは剛性リング部および剛性リング部に支持されてその内周面から一部が環状に突出して導光ロッドを抱持するＯリング部からなり、鏡胴内の係止突起およびリングねじの間に挟持された導光ロッド保持手段と；を具備していることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、Ｏリングを含む複数の支持リングを備えた導光ロッド保持手段を装着して導光ロッドを抱持し、鏡胴内に収納することで位置決めが行えるので、導光ロッドの位置決めの作業が容易で、その精度が高く、しかも導光ロッドが損傷を受けにくい導光装置およびこれを備えた紫外線照射装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【０００９】
図１ないし図３は、本発明の導光装置を実施するための第１の形態を示し、図１は縦断面図、図２は図１のII−II´線に沿う断面図、図３は支持リングの拡大正面図である。本形態の導光装置ＬＧは、鏡胴Ｔ、リングねじＲＳ、導光ロッドＧＲおよび導光ロッド保持手段ＲＨを具備して構成されている。
【００１０】
鏡胴Ｔは、全体として円筒状をなしていて、一端側の内周面に係止突起Ｐが形成され、かつ他端側の内周面にねじ溝Ｓが形成されている。そして、内部の空洞部分に後述するリングねじＲＳ、導光ロッドＧＲおよび導光ロッド保持手段ＲＨを、それらが所定の位置関係になるように収納している。
【００１１】
係止突起Ｐは、後述する導光ロッド保持手段ＲＨの一方の支持リングＨＲを係止するものであるとともに、後述する導光ロッドＧＲの通過を妨げないように形成されているのであればどのような構造であってもよいが、例えばきょう鏡胴Ｔの内面から環状に突出して形成されている。なお、導光ロッドＧＲは、係止突起Ｐに接触しないで通過して鏡胴Ｔの一端側へ延在する。
【００１２】
ねじ溝Ｓは、そこにリングねじＲＳをねじ込んで固定するもので、鏡胴Ｔの内周面に形成されている。
【００１３】
リングねじＲＳは、リング体の外周面にねじ溝が形成されている構造を有している。そして、鏡胴Ｔのねじ溝Ｓにねじ込まれることによって、鏡胴Ｔに装着されるとともにその装着状態において係止突起Ｐと協働して導光ロッド保持手段ＲＨを鏡胴Ｔ内の所定位置に固定する。また、リングねじＲＳのリングの部分を導光ロッドＧＲの他端側の部分が無接触で通過して鏡胴Ｔの他端側へ延在する。
【００１４】
導光ロッドＧＲは、透光性物質、例えば石英ガラスなどの棒状体からなり、一端から内部へ入射した光を他端へ導くとともに、中間部において入射した光を内面全反射させながら進行させる。そして、所望の光、例えば紫外光が導光ロッドＧＲに入射して、その内部を通過することにより、出射光の均整度を高めて、出射した光で均一な照度分布が得られるようにする。
【００１５】
本発明において、導光ロッドＧＲの形状は特段限定されないが、例えば円形の照射面に対して均一な照度を得るには、横断面正六角形や正八角形などの正多角形の角柱状に整形されている透光性ロッドを用いるのがよい。また、四角形の照射面に均一な照度を得るには、横断面四角形に整形されている透光性ロッドを用いることができる。
【００１６】
また、導光ロッドＧＲは、一端が鏡胴Ｔの係止突起Ｐを通過して鏡胴Ｔの一端部へ延在し、他端がリングねじＲＳを通過して鏡胴Ｔの他端部へ延在するような長さを有していて、鏡胴Ｔの内部に収納されている。
【００１７】
導光ロッド保持手段ＲＨは、複数の支持リングＨＲとスペーサＳＰを備えていて、導光ロッドＧＲを鏡胴Ｔ内の所定位置に保持する。なお、複数の支持リングＨＲおよびスペーサＳＰは、それぞれ分離していてもよいし、一部または全部の支持リングＨＲとスペーサＳＰが一体化されていてもよい。
【００１８】
複数、好ましくは一対の支持リングＨＲは、それぞれ剛性リング部ＭおよびＯリング部Ｏを備え、それらのリングの通孔内に導光ロッドＧＲを挿通させることで導光ロッドＧＲを離間位置で弾力的に保持する。
【００１９】
剛性リング部Ｍは、鏡胴Ｔの係止突起ＰまたはリングねじＲＳに係止されることで導光ロッド保持手段ＲＨを鏡胴Ｔ内の光軸方向に固定するとともに、Ｏリング部Ｏを支持する。例えば、剛性リング部Ｍは、金属などの剛性を有する材料で形成され、Ｏリング部Ｏを支持するために、リングの内周面に環状の凹溝を形成している。
【００２０】
Ｏリング部Ｏは、軟弾性を有する物質、例えばシリコーンゴムなどの合成ゴムで形成されている。そして、例えばＯリング部Ｏの有する軟弾性を利用して変形させることによって、Ｏリング部Ｏ自体を剛性リング部Ｍに支持させることができる。また、少なくとも一方に支持座が形成された２つ割り構造の剛性リング部Ｍを用いて、Ｏリング部Ｏをその２つ割り構造体の間に挟持させて、剛性リング部Ｍに支持させることもできる。
【００２１】
そうして、Ｏリング部Ｏは、剛性リング部Ｍに支持されてそのリングの内周面から一部が環状に突出するので、その軟弾性を利用して環状の部分に導光ロッドＧＲを挿通させることで、導光ロッドＧＲをその光軸方向に沿って離間した複数の位置で抱持することができる。
【００２２】
スペーサＳＰは、複数の支持リングＨＲの間に介在してそれらの離間距離を規定する手段である。本発明においては、スペーサＳＰの具体的な構造は特段限定されないが、例えば鏡胴Ｔの内面に緩く接触するような円筒状をなしている。そして、スペーサＳＰの一端は一方の支持リングＨＲに当接し、他端は他方の支持リングＨＲに当接する。
【００２３】
次に、以上の各部材を組み立てて導光装置ＬＧを完成させるには、例えば以下の第１または第２の手順によることができる。
【００２４】
（第１の手順）
１．導光ロッドＧＲに導光ロッド保持手段ＲＨを一方の支持リングＨＲ、スペーサＳＰおよび他方の支持リングＨＲの順に挿通して導光ロッドＧＲ・導光ロッド保持手段ＲＨ組立体を得る。
２．上記組立体を鏡胴Ｔの内部に一方の支持リングＨＲが係止突起Ｐに当接するまで挿入するとともに、鏡胴Ｔに対する導光ロッドＧＲの位置が所定の関係になるように調整する。
３．他方の支持リングＨＲに当接するまでリングねじＲＳを鏡胴Ｔのねじ溝にねじ込む。
【００２５】
（第２の手順）
１．鏡胴Ｔの内部に導光ロッド保持手段ＲＨを一方の支持リングＨＲが係止突起Ｐに当接するまで挿入する。
２．鏡胴Ｔの内部に予め組み込まれている導光ロッド保持手段ＲＨの複数の支持リングＨＲに導光ロッドＧＲを挿入するとともに、鏡胴Ｔに対する導光ロッドＧＲの位置が所定の関係になるように調整する。
３．他方の支持リングＨＲに当接するまでリングねじＲＳを鏡胴Ｔのねじ溝にねじ込む。
【００２６】
上記いずれの手順においても、支持リングＨＲを導光ロッドＧＲに相対的に組み立てる際には圧入すれば、Ｏリング部Ｏが弾性変形して導光ロッドＧＲを受け入れ、かつ弾性的に保持するので問題はない。しかし、第２の手順において、リングねじＲＳを鏡胴Ｔのねじ溝Ｓねじ込むことにより、Ｏリング部Ｏが変形して導光ロッドＧＲを強く保持する構成の場合には、後述するように導光ロッドＧＲを支持リングＨＲに挿入する段階においては単に挿入するだけでよいようにすることもできる。
【００２７】
第１の実施形態から理解できるように、本発明においては、導光ロッドＧＲがＯリング部Ｏを備えた複数の支持リングＨＲにより鏡胴Ｔ内に弾性的に保持されるので、導光ロッドＧＲの鏡胴Ｔに対するセンタリングのための調整作業を格別行うこと必要がないとともに、導光ロッドＧＲを鏡胴Ｔに対して確実に保持することができる。また、組み立て、輸送または使用の際に、導光ロッドＧＲが不所望に損傷するのを防止することができる。
【００２８】
図４および図５は、本発明の導光装置を実施するための第２の形態を示し、図４は支持リングの縦断面図、図５は分解平面面図である。本形態の導光装置ＬＧは、支持リングＨＲの構造が第１の形態とは異なる。なお、各図において、図１ないし図３と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００２９】
すなわち、本形態において、支持リングＨＲは、剛性リング部Ｍが基体部１および蓋部２の２つ割り構造になっている。基体部１および蓋部２は、図５に示すようにいずれもリング状をなしている。
【００３０】
基体部１は、図４に示すように一方の面にＯリング部Ｏの収納座１ａが形成されている。そして、収納座１ａは、そこにＯリング部Ｏが収納された状態において、基体部１の一方の面からいくらか突出するように比較的浅く形成されている。
【００３１】
これに対して蓋部２は、平板状をなしていて、基体部１と蓋部２との間においてＯリング部Ｏを挟むように配置される。そして、図４に示すように、基体部１および蓋部２の相互間に圧縮力が作用しない状態においては、両者間に適度の隙間が形成されるように構成されている。しかし、所望により蓋部２にも収納座を形成することができる。
【００３２】
そうして、第２の形態においては、導光ロッドＧＲの支持リングＨＲが以上説明したように構成されているため、Ｏリング部Ｏをその弾性に抗して変形させることなく剛性リング部Ｍに支持させることができるので、Ｏリング部Ｏの剛性リング部Ｍに対する組み立てが容易である。
【００３３】
また、導光ロッドＧＲを支持リングＨＲに挿通させる際には、基体部１と蓋部２との間に隙間が形成されていて、ねじリングＲＳを所定位置までねじ込んだときに隙間がなくなるか、隙間が狭くなるように構成することができる。この構成の場合、上記ねじ込みによりＯリング部Ｏが弾性変形して導光ロッドＧＲを強く抱持するので、上記挿通時にはＯリング部Ｏの弾性変形が生じないか、少ないようにして導光ロッドＧＲの挿入作業を容易にし、かつねじリングＲＳをねじ込んで導光装置ＬＧが完成した後には、Ｏリング部Ｏが所要の程度に弾性変形して導光ロッドＧＲを確実に抱持するようにすることができる。
【００３４】
しかし、所望により支持リングＨＲの剛性リング部Ｍの基体部１、Ｏリング部Ｏおよび蓋部２を導光ロッドＧＲに挿通させる以前の段階で、基体部１と蓋部２との間に隙間がなくなるか、隙間が狭くなるように組み立てるように構成することもできる。
【００３５】
図６は、本発明の紫外線照射装置を実施するための一形態を示す正面断面図である。
【００３６】
本形態の紫外線照射装置は、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬ、楕円反射鏡ＥＲおよび導光装置ＬＧを具備している。また、所望によりその他の構造としてハウジングＨ、ミラーＭ１および紫外線通過量制御機構ＵＶＣなどを具備することができる。
【００３７】
ショートアーク形水銀ランプＳＨＬは、石英ガラスなどからなる透光性気密容器１の内部に陰極および陽極を比較的狭い電極間距離となるように封装するとともに、水銀および希ガスからなる放電媒体を封入してなり、例えば図示のように垂直点灯されるように配置されている。
【００３８】
楕円反射鏡ＥＲは、第１焦点ｆ１および第２焦点ｆ２を有し、例えば反射面が椀形の回転楕円体形状をなしている。また、その第１焦点ｆ１にショートアーク形水銀ランプＳＨＬの発光中心が位置するように配置されることによって、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬから放射される紫外線を反射して楕円反射鏡ＥＲの前方に位置する第２焦点ｆ２に集光する。
【００３９】
また、楕円反射鏡ＥＲは、好適には椀形のガラス基体の内面に紫外線反射・赤外線透過性被膜を被着させてなされる構成のものを採用することができる。そして、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬの発光部が内部に収納される。
【００４０】
ミラーＭ１は、楕円反射鏡ＥＲから出射した反射紫外線の進行方向をほぼ９０°の角度で変更させる場合に用いられる光学手段であり、紫外線照射装置をコンパクトに構成するなどの理由で採用される。この反射手段には平面反射鏡を用いることができる。なお、所望によりミラーＭ１の傾斜角を微調整する角度調整手段を付加することができる。
【００４１】
また、ミラーＭ１を用いる場合には、楕円反射鏡ＥＲの開口と第２焦点ｆ２との間に位置して、好ましくは第２焦点ｆ２になるべく接近した位置になるように、ミラーＭ１が配設される。
【００４２】
導光装置ＬＧは、以上説明した本発明の構成のものが用いられ、第２焦点ｆ２に集光した紫外線を照射位置など所望の位置まで光を整えながら導光する手段である。
【００４３】
円盤状紫外線通過量制御機構ＵＶＣは、図示しないワークに照射される紫外線を制御するための手段であり、本形態においては回転中心の周り節動回転可能な紫外線制御用の調光板Ｐ１および／またはシャッター板Ｐ２を備えている。なお、節動回転とは、複数ステップのうち１ステップごとに節動し得る１回転以下のいわゆる回動を含む意味である。
【００４４】
また、円盤状紫外線通過量制御機構ＵＶＣは、楕円反射鏡ＥＲとミラーＭ１とを結ぶ第１の光軸ＬＸ１に対して直角で、かつミラーＭ１と導光体ＬＧとを結ぶ第２の光軸ＬＸ２を含む平面Ｐを挟んで反射鏡ＥＲの反対側に回転中心が位置する。そして、円盤部Ｐ１またはＰ２の作用部がミラーＭ１と導光体ＬＧとの間に介在して紫外線の通過量を制御する光学制御機構である。
【００４５】
したがって、本形態の円盤状紫外線通過量制御機構ＵＶＣによれば、導光体ＬＧの他端から出射する紫外線量を制御することができる。紫外線の制御は、調光および通過・遮断の切り換え（シャッター動作）のいずれか一方または両方が可能なように構成することができる。調光を行うときには調光機構ＤＰが、また通過・遮断の切り換え（シャッター動作）を行うときにはシャッター機構ＳＰが、それぞれ配設される。両方を行う際には、調光機構ＤＰの調光板Ｐ１とシャッター機構ＳＰのシャッター板Ｐ２の作用部が近接するように配設される。
【００４６】
調光機構ＤＰは、例えば回転中心の周りに回転する調光板Ｐ１およびこの調光板Ｐ１を所定角度だけ節動回転させるための駆動回転を行う節動回転駆動手段（図示しない。）、例えばステッピングモータを備えている。そして、調光板Ｐ１には複数ステップの節動回転位置がディジタル的に設定され、そのステップごとに節動させて所定のステップ位置に到達するように構成するとともに、各ステップ位置には１個または複数個の透孔からなり、開口面積がステップ数に応じて順次変化して、通過紫外線量が０〜１００％を規定している開口ＯＰ１が環状に配置されている。
【００４７】
シャッター機構ＳＰは、回転中心の周りに回転するシャッター板Ｐ２およびこのシャッター板Ｐ２を所定角度だけ節動回転駆動を行う節動回転駆動手段ＳＭ２、例えばステッピングモータを備えている。そして、シャッター板Ｐ２には第１の節動回転位置において無開口になっていて紫外線を遮断（オフ）し、第２の節動回転位置においてシャッター開口ＯＰ２が形成されていて紫外線を通過（オン）させるように構成されている。
【００４８】
本形態においては、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬから放射された紫外線は、楕円反射鏡ＥＲ内において、第１焦点ｆ１から出射して楕円反射鏡ＥＲの反射面で反射して楕円反射鏡ＥＲから下方へ集光しながら出射する。そして、ミラーＭ１に入射し、反射して、第１の光軸ＬＸ１に対してほぼ９０°方向に向きが変更され、さらに集光しながら第２焦点ｆ２に収斂する。
【００４９】
第２焦点ｆ２に収斂した紫外線は、円盤状紫外線通過量制御機構ＵＶＣすなわち調光機構ＤＰまたは／およびシャッター機構ＳＰを通過して導光装置ＬＧ内にその一端から入射する。そして、導光体ＬＧ内を、内面全反射を繰り返しながら導光されて他端から均一に整えられた紫外線を出射する。
【００５０】
〔その他の構成について〕    本形態の紫外線照射装置においては、さらに以下の構成を具備している。
【００５１】
１．（光学系について）    以上説明した光学系に加えて紫外線を図示しないワークに照射しやすくするために、導光装置ＬＧの他端に集光レンズＬＵおよびミラーＭ２を配設することができる。これにより、ワークに向けて照射口ＩＲＯから出射する紫外線の向きを下方へ変更することができる。
【００５２】
２．（排気機構ＡＳについて）    紫外線照射装置から外部へ塵埃などが放散されないように排気機構ＡＳを具備することができる。排気機構ＡＳを排気ダクト（図示しない。）に接続すれば、紫外線照射装置内が低圧になり、内部から塵埃などの不純物が放散しなくなる。
【００５３】
３．（光源位置微調整機構ＬＸＲについて）    光源位置微調整機構ＬＸＲは、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬの管軸位置を微調整する機構である。なお、ショートアーク形水銀ランプＳＨＬは、後述するハウジングＨの天井から吊持されている。
【００５４】
４．（ハウジングＨについて）    ハウジングＨは、以上の各手段を内部の所定位置に収納している。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の導光装置を実施するための第１の形態を示す縦断面図
【図２】同じく図１のII−II´線に沿う断面図
【図３】同じく支持リングの拡大正面図
【図４】本発明の導光装置を実施するための第２の形態における支持リングの縦断面図
【図５】同じく分解平面面図
【図６】本発明の紫外線照射装置を実施するための一形態を示す正面断面図
【符号の説明】
【００５６】
ＧＲ…導光ロッド、ＨＲ…支持リング、ＬＧ…導光装置、Ｍ…剛性リング部、Ｏ…Ｏリング部、Ｐ…係止突起、ＲＨ…導光ロッド保持手段、ＲＳ…リングねじ、Ｓ…ねじ溝、ＳＰ…スペーサ、Ｔ…鏡胴
【図１】
2007316246.tif 000003
【図２】
2007316246.tif 000004
【図３】
2007316246.tif 000005
【図４】
2007316246.tif 000006
【図５】
2007316246.tif 000007
【図６】
2007316246.tif 000008