(57)【要約】    【課題】  所定実効長の光源から放射される光を光源の長手方向に平行で、かつ光源から比較的接近して配置され、しかも光源の実効長より長さが小さい被照射部を光照射するのに好適な光収束照射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】  光収束照射装置ＬＣは、所定の実効長を有する光源ＬＳと、光源の実効長部分に対向して配置され光源の実効長以上の長さを有する光入射部ＬＩ、光源の実効長より短い被照射部ＩＰに対向して配置され被照射部にほぼ等しい長さを有する光出射部ＬＯ、ならびに光源の両端側において光入射部および光出射部の間を、互いに対面するように連続的な凸状カーブを形成して連絡し、光源から放射されて入射した光を主として被照射部側へ反射させる一対の凸状鏡面反射面ＣＭ１、ＣＭ２を備えた光収束反射体ＣＲと、を具備している。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の実効長を有する光源と；
光源の実効長部分に対向して配置され光源の実効長部分以上の長さを有する光入射部、光源の実効長より短い被照射部に対向して配置され被照射部にほぼ等しい長さを有する光出射部、ならびに光源の長手方向の両端側において光入射部および光出射部の間を、互いに対面するように連続的な凸状カーブを形成して連絡し、光源から放射されて入射した光を主として被照射部側へ反射させる一対の凸状鏡面反射面を備えた光収束反射体と；
を具備していることを特徴とする光収束照射装置。
【請求項２】
光源が紫外線光源からなる請求項１記載の光収束照射装置と；
光源の実効長より短い被照明部を備え、光収束照射装置を配設した紫外線照射装置本体と；
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、光源の実効長より長さの短い被照射部に光を収束させて照射する光収束照射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】
例えば紫外線を照射して基板に塗布された紫外線硬化形樹脂を硬化させる場合のように、所定実効長の光源から放射される光を光源の長手方向に平行で、かつ光源から比較的接近して配置された被照射部を光照射する場合、被照射部の長さおよび光源の実効長がほぼ同等程度に設定するのが一般的であった。
【０００３】
しかしながら、例えば高照度の光照射を行う場合など被照射部の長さより実効長が大きくて発光量の多い光源を用いる場合があり、このような場合には、光源から放射された光を収束して被照射部に照射する必要がある。光を収束するには、レンズ系を用いるのが一般的である。レンズ系としては、フレネルレンズやレンズアレイ（例えば、特許文献1参照。）を用いることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６４９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、被照射部に紫外線を照射する場合などに用いる紫外線透過形のレンズ系は高価になる。また、光源および被照射部のサイズが大きくなると、均整度の高い光照射を行うためにはレンズ系の設計および製作が困難であり、そのためレンズ系が高価になるとともに、重量が大きくなってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、所定実効長の光源から放射される光を光源の長手方向に平行で、かつ光源から比較的接近して配置され、しかも光源の実効長より長さが短い被照射部を光照射するのに好適で上述の問題がない光収束照射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】
【０００７】
本発明の光収束照射装置は、所定の実効長を有する光源と；光源の実効長部分に対向して配置され光源の実効長以上の長さを有する光入射部、光源の実効長より短い被照射部に対向して配置され被照射部にほぼ等しい長さを有する光出射部、ならびに光源の両端側において光入射部および光出射部の間を、互いに対面するように連続的な凸状カーブを形成して連絡し、光源から放射されて入射した光を主として被照射部側へ反射させる一対の凸状鏡面反射面を備えた光収束反射体と；を具備していることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、上記構成の光収束光反射体を具備していることにより、所定実効長の光源から放射される光を光源の長手方向に平行で、かつ光源から比較的接近して配置され、しかも光源の実効長より長さが短い被照射部を高照度で光照射するのに好適な光収束照射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。
【０００９】
また、レンズ系を用いなくても光収束を行って所望の光照射を効率よく行うことができるので、収束照射装置およびこれを備えた紫外線照射装置を比較的安価に製作することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
図１および図２は、本発明の光収束照射装置および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略図および側面断面略図である。
【００１２】
各図において、光収束照射装置ＬＣは、光源ＬＳ、灯体ＬＨ、接着に必要な波長のみを透過させる熱線カットフィルタＩＲＣおよび光収束光反射体ＣＲを具備している。なお、符号ＩＰは光照射部を示している。
【００１３】
紫外線照射装置ＵＶＩは、光収束照射装置ＬＣおよび紫外線照射装置本体ＭＢを具備している。
【００１４】
最初に光収束照射装置ＬＣについて説明する。
【００１５】
光源ＬＳは、所望波長域の光、例えば紫外光を発生するキセノングローランプなどからなり、一対の端部１ａ、１ｂおよび中央部の実効長部分１ｃを備えている。一対の端部１ａ、１ｂは、光源ＬＳの両端の部分であり、口金および非発光部などによって構成されていることを許容する。実効長部分１ｃは、光源ＬＳの一対の端部１ａ、１ｂに挟まれた中央部に位置し、所望の発光を行う部位であり、したがって主たる発光部によって構成される。なお、光源ＬＳは、所望波長の光を放射すればよく、その発光原理を問わない。したがって、例えば放電ランプ、白熱電球および発光ダイオードアレイなどから適宜選択されることを許容する。
【００１６】
また、光源ＬＳは、単一で使用するだけでなく、所望の光量を得るために複数を使用することが許容される。複数、例えば４本の光源ＬＳを使用する場合、例えば図２に示すように互いに接近した状態で管軸を平行にして長さ方向と直交する奥行方向に配列させることができる。
【００１７】
灯体ＬＨは、本発明の光収束照射装置ＬＣとして必須構成要素ではなく、所望により採用される手段である。例えば、光源ＬＳを支持したり、背面側へ放射される光を前面側へ反射させて光利用率を高める反射体機能を備えていたりするように構成することができる。
【００１８】
熱線カットフィルタＩＲＣは、上記灯体ＬＨと同様に本発明の光収束照射装置ＬＣとして必須構成要素ではなく、所望により採用される手段である。そして、光源ＬＳから放射されて光照射部ＩＰおよび光収束光反射体ＣＲに入射する光から接着に必要な波長のみを透過させるように作用する。また、熱線カットフィルタＩＲＣは、既知のものを用いて構成することができる。
【００１９】
光収束光反射体ＣＲは、光入射部ＬＩ、光出射部ＬＯおよび一対の凸状鏡面反射面ＣＭ１、ＣＭ２を備えている。
【００２０】
光入射部ＬＩは、光源ＬＳの長さ方向におけるその両端が一対の鏡面反射面ＣＭ１、ＣＭ２の図１における上端部間に形成される。そして、光源ＬＳの実効長部分１ｃに対向して配置され、かつ光源ＬＳの実効長部分１ｃと同等か、またはそれ以上の長さを有している。
【００２１】
光出射部ＬＯは、光源ＬＳの長さ方向におけるその両端が一対の鏡面反射面ＣＭ１、ＣＭ２の図１における下端部間に形成される。そして、被照射部ＩＰに対向して配置され、かつ被照射部ＩＰの長さとほぼ同等に設定されている。なお、被照射部ＩＰは、その長さが光源ＬＳの実効長部分１ｃの長さより短く設定されている。
【００２２】
一対の凸状鏡面反射面ＣＭ１、ＣＭ２は、それぞれ光入射部ＬＩおよび光出射部ＬＯの両端部の間を連絡し、かつ互いに対面するように連続的な凸状カーブを形成している。そして、凸状カーブは、光源ＬＳから放射されて一対の凸状鏡面反射面ＣＭ１、ＣＭ２に入射した光を主として被照射部ＩＰ側へ反射させるような凸曲舌反射面に形成されている。
【００２３】
また、光収束光反射体ＣＲは、本発明の光収束照射装置ＬＣとして必須構成要素ではなく、所望により採用される手段であるが、一対の側面反射面ＳＭ１、ＳＭ２を具備している。これにより、光源ＬＳの管軸に対して直交方向の照度分布の均整度を良好にすることができる。一対の側面反射面ＳＭ１、ＳＭ２は、離間対向する一対の凸状鏡面反射面ＣＭ１、ＣＭ２の間において、光源ＬＳの両側面に沿う方向に離間対向するように配置された反射面からなる。反射面は、鏡面および拡散面のいずれか、またはそれらの併用であってもよい。鏡面反射面の場合、例えば図２に示すように、緩やかに湾曲していて被照射部ＩＰに接近するにしたがい対向部間の距離が拡開していくように構成することで、光源ＬＳの管軸に対して直交方向の照度分布の均整度を向上させることができる。
【００２４】
そうして、一対の側面反射面ＳＭ１、ＳＭ２の図２において上端部間は、光入射部ＬＩの側縁部を形成している。また、一対の側面反射面ＳＭ１、ＳＭ２の図２において下端部間は、光出射部ＬＯの側縁部を形成している。したがって、光入射部ＬＩおよび光出射部ＬＯの平面形状は、いずれも概ね大小の四角形状をなしている。
【００２５】
次に、本発明の光収束照射装置ＬＣの作用について説明する。光源ＬＳの実効長部分１ｃの全長にわたる部分から放射された光は、その一部が直接熱線カットフィルタＩＲＣに入射し、また背面側へ放射された光が灯体ＬＨの内面で反射して熱線カットフィルタＩＲＣに入射する。熱線カットフィルタＩＲＣに入射した光は、そこで熱線が除去されてから、光収束光反射体ＣＲの光入射部ＬＩからその内部へ入射する。
【００２６】
光収束光反射体ＣＲの内部に入射した光のうち、一対の凸状鏡面反射面ＣＭ１、ＣＭ２へ向かった光は、凸状鏡面反射面ＣＭ１、ＣＭ２で鏡面反射するが、凸状鏡面反射面ＣＭ１、ＣＭ２が互いに対面するように連続的な凸状カーブを形成しているので、光源から放射されて入射した光を主として被照射部側へ反射して光入射部ＬＩより長さの短い光出射部ＬＯへ向かい収束される。また、凸状鏡面反射面ＣＭ１、ＣＭ２に入射しない光のかなりの部分が直接光出射部ＬＯへ向かう。さらに、凸状鏡面反射面ＣＭ１、ＣＭ２に入射しない光のうちの残部が一対の側面反射面ＳＭ１、ＳＭ２に入射し、反射して光出射部ＬＯへ向かう。
【００２７】
そうして、光源ＬＳの被照射部ＩＰより長い実効長部分１ｃから放射された光は、光収束光反射体ＣＲの凸状鏡面反射面ＣＭ１、ＣＭ２により収束されて光出射部ＬＯを経由して実効長部分１ｃより短い被照射部ＩＰを照射する。したがって、被照射部ＩＰに対する光照射は高照度で行われる。
【００２８】
図３は、本発明の光収束照射装置の被照射部における照度分布を比較例のそれとともに示すグラフである。図において、横軸は被照射部の中心からの位置（ｍｍ）を、縦軸は紫外線照度（ｍＷ／ｃｍ２）を、それぞれ示す。図中、曲線Ａｘは本発明の図１に示す長さ方向すなわちｘ軸方向における照度分布曲線、Ａｙは本発明の図２に示す奥行方向すなわちｙ軸方向における照度分布曲線である。これに対して、Ｂｘは比較例の長さ方向すなわちｘ軸方向における照度分布曲線、Ｂｙは本発明の奥行方向すなわちｙ軸方向における照度分布曲線である。
【００２９】
本発明の光収束照射装置は、図１および図２に示す形態のものである。これに対して、比較例は、図示を省略しているが、図１および図２に示す形態において、凸状鏡面反射面ＣＭ１、ＣＭ２に代えて被照射部ＩＰの長さおよび奥行に一致する四角形の開口部を上下両端に有し、かつ凸状鏡面反射面ＣＭ１、ＣＭ２と同じ高さを有する角筒状鏡面反射体を光源ＬＳの下方に配置している光照射装置であり、上記の構成以外は図１および図２に示す形態と同一の構造を備えている。
【００３０】
図３から理解できるように、本発明によれば、一対の凸状鏡面反射面ＣＭ１、ＣＭ２を備えていることにより、比較例におけるより照度レベルが高くなるとともに、照度分布の均整度が特にｘ軸方向において向上する。
【００３１】
次に、紫外線照射装置ＵＶＩについて説明する。
【００３２】
紫外線照射装置本体ＭＢは、紫外線照射装置ＵＶＩから光収束照射装置ＬＣを除外した残余の部分である。したがって、紫外線照射装置本体ＭＢは、紫外線照射装置ＵＶＩの構成にもよるが、例えばハウジングＨならびに図示を省略している構成として以下のものを含んで構成することができる。すなわち、光源ＬＳの点灯回路および紫外線照射装置ＵＶＩの制御装置などである。
【００３３】
ハウジングＨは、以上説明した各構成部材を内部に収納するとともに、ワーク（図示しない。）の出入口Ｐを備えている。なお、ワークは、被照射部ＩＰに配置された状態で光源ＬＳから放射された光を照射される。この場合、ワークは静止状態で光照射を受けてもよいし、所定の速度で移動しながら光照射を受けるような構成であってもよい
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、例えば基板面に塗布した紫外線硬化形樹脂の硬化装置、液晶などのバックライト装置などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の光収束照射装置および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略図
【図２】同じく側面断面略図
【図３】本発明の光収束照射装置の被照射部における照度分布を比較例のそれとともに示すグラフ
【符号の説明】
【００３６】
１ａ、１ｂ…端部、１ｃ…実効長部分、ＣＭ１、ＣＭ２…一対の凸状鏡面反射面、ＣＲ…光収束光反射体、Ｈ…ハウジング、ＩＰ…被照射部、ＩＲＣ…熱線カットフィルタ、ＬＩ…光入射部、ＬＣ…光収束照射装置、ＬＨ…灯体、ＬＯ…光出射部、ＬＳ…光源、ＭＢ…紫外線照射装置本体、ＳＭ１、ＳＭ２…側面反射面、Ｐ…出入口、ＵＶＩ…紫外線照射装置
【図１】
2007222790.tif 000003
【図２】
2007222790.tif 000004
【図３】
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