(57)【要約】【課題】複数の光源素子を一方向に並べ、この光源素子列を必要に応じて複数列配置して構成されたランプユニットにおいて、各光源素子を効果的に冷却すること。【解決手段】ショートアーク型のランプ１４とリフレクタ１５とから構成される複数の光源素子１２を並べてランプユニットを構成する。リフレクタ１５の光出射開口側に、空気取入口１７ａ，１７ｂを有する空気取入部材１７を設け、防爆板固定用壁部１０３に空気流入口１０３ｆを設け、空気流入口１０３ｆから取り入れた空気を空気取入口１７ａ，１７ｂを介してリフレクタ１５内部に流して、ランプ１４を冷却する。また、防爆板固定用壁部１０３に空気流入口１０３ｈを設け、空気流入口１０３ｈから取り入れた空気を天板部１０２ｂ及び底板部１０２ｃに設けた空気取入口１０２ｄ，１０２ｅを介してリフレクタ１５の外面に流し、リフレクタ１５及びリフレクタベース１６を冷却する。【選択図】    図９
2013012434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部空間に一対の電極が対向するよう配置されるとともに、０．０８ｍｇ／ｍｍ３〜０．３０ｍｇ／ｍｍ３の封入量で水銀が封入された発光部、その両端に連設された封止部を有するショートアーク型のランプと、
光出射開口を有し前記ランプの光を反射する凹面反射部、この凹面反射部の中央底部に設けられ、前記封止部が挿入された筒状頸部、及びこの筒状頸部の内外を連通する切り欠き部を備え、その光軸が前記ランプの管軸に一致するように配置されたリフレクタと、
前記筒状頸部を支持するための筒状部、及びこの筒状部の前記筒状頸部の切り欠き部に対応した位置に切り欠き部が設けられたリフレクタベースと、を備える光源素子から構成され、その出射光の光軸が水平で、かつ、互いの光軸が平行になるように該光源素子の複数が、一方向に並んで配置されてなる光源素子列と、
隣り合う各光源素子の間を仕切る隔壁部と、各光源素子からの光を遮ることのないよう各光源素子を挟んだ両側に対向配置される天板部及び底板部とで構成される光源素子収容部を有し、該光源素子収容部の複数が前記一方向に並んで設けられ、各光源素子収容部に各光源素子を収容したハニカム状構造体と、
前記ハニカム状構造体の光出射側に設けられ、前記一方向に並ぶように設けられた各防爆板収容部に各防爆板が収容された防爆板固定用壁部と、を備えたランプユニットであって、
前記光源素子列の複数は、互いに平行に前記一方向に伸びるように、前記一方向に直交する方向に並べて配置されており、一の光源素子列における光源素子と他の光源素子列における光源素子とを前記一方向に対して互いに斜め方向にずらした位置に配置され、
前記リフレクタの光出射開口側には、前記リフレクタの内部に空気を流すための第１の空気取入口を有する空気取入部材が設けられ、前記防爆板固定用壁部には、該第１の空気取入口を介して前記リフレクタの内部に連通する第１の空気流入口が設けられ、
また、前記ハニカム構造体の前記天板部及び前記底板部には、それぞれ前記リフレクタの外面に空気を流すための第２および第３の空気取入口が設けられ、前記防爆板固定用壁部には、該第２及び第３の空気取入口を介して、前記リフレクタの外面に連通する第２の空気流入口と、が設けられている
ことを特徴とするランプユニット。
【請求項２】
前記光源素子を前記リフレクタの光軸を含む平面で切断した断面において、前記第１の空気取入口の上端縁及び下端縁のそれぞれの中央部を結ぶ直線の延長線上に、前記ランプの光出射側に位置する電極が配置される
ことを特徴とするランプユニット。
【請求項３】
前記空気取入部材は、前記第１の空気取入口に加えて、該第１の空気取入口から独立した第４の空気取入口を備え、
前記光源素子を前記リフレクタの光軸を含む平面で切断した断面において、前記第４の空気取入口の上端縁及び下端縁のそれぞれの中央部を結ぶ直線の延長線上に、前記ランプの光出射側に位置する封止部の外端部が配置される
ことを特徴とする請求項２記載のランプユニット。
【請求項４】
前記ランプユニットを前記リフレクタの光軸を含む平面で切断した断面において、前記天板部及び底板部に設けられた第２、第３の空気取入口の上端縁及び下端縁のそれぞれの中央部を結ぶ直線が、前記リフレクタの光軸に対して交差する
ことを特徴とする請求項１，２または請求項３に記載のランプユニット。
【請求項５】
請求項１，２，３または請求項４に記載のランプユニットからなる光出射部を有する光照射装置であって、前記光出射部からの光を線状に集光する、前記一方向に伸びる集光部材を備える
ことを特徴とする光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被照射物に線状光のパターン（ストライプ状のパターン）等を形成するに好適な光源素子を複数備えたランプユニット、及び当該ランプユニットを備えた光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元立体映像を現出させる３Ｄ映像表示装置は、アミューズメント施設、店舗ディスプレイ、医療などの用途に利用されることが期待されており、近年脚光を浴びている。このような３Ｄ映像表示装置においては、右目用映像と左目用映像とを区別するために、パターン化位相差フィルムが用いられている。
パターン化位相差フィルムは、図１８に示すように、フィルム基材９０上に配向膜９１を介して形成された光重合性液晶材料層９２に対して、それぞれ線状の遮光部９６および透光部９７が交互に並んで形成されてなるマスク９５を介して光を照射することにより、ストライプ状のパターンの液晶ポリマー層９３を形成し、その後、残存する光重合性液晶材料層９２を除去することによって得られる。
このようなパターン化位相差フィルム等の製造では、紫外光などの活性エネルギー線を被照射物に照射する光照射装置が用いられる。このような光照射装置としては、例えば、ロングアーク型の放電ランプを用いた光照射装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１４４８８４号公報
【特許文献２】特開２００１−３０７５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したパターン化位相差フィルム等の製造には、ロングアーク型の放電ランプを用いた光照射装置を用いることが考えられる。しかしながら、ロングアーク型の放電ランプは線光源であるため、光学系によって、放電ランプから放射される光を当該放電ランプの長手方向において互いに平行な平行光とすることができない。このため、図１９に示すように、マスク９５の透光部９７を透過する光の一部が、マスク９５の面方向に対して斜めから入射することにより、光重合性液晶材料層（図１８に示す９２）における遮光部９６の縁部の直下に位置する領域に照射される。その結果、マスクのパターンに忠実で解像度の高いパターンを有する液晶ポリマー層９３を形成することが困難である。
【０００５】
このような問題を解決するため、ショートアーク型の放電ランプを並べて配置した多灯式の光照射装置を用いることが考えられる。
すなわち、発光管内にその管軸に沿って互いに対向するよう一対の電極が配置され、発光物質として封入量が０．０８ｍｇ／ｍｍ３〜０．３０ｍｇ／ｍｍ３の水銀が封入されたショートアーク型の放電ランプ（以下、ランプともいう）と、このランプを取り囲むよう設けられリフレクタとからなる複数の光源素子を一方向に並べた光源素子列を必要に応じて複数列配置し、光照射装置（ランプユニット）を構成する。
上記各光源素子のリフレクタを、その光軸を中心とする回転放物面状の光反射面を有するパラボラミラーにより構成し、当該リフレクタを、その光軸が放電ランプにおける発光管の管軸上に位置し、かつ、その焦点Ｆがランプにおける電極間の輝点に位置するよう配置することにより、各光源素子からは、基本的に上記光軸に平行な光が出射する。
このような光照射装置を用いれば、光源素子を並べた方向において、互いに平行な平行光とすることができ、図１９に示すように、マスクの透光部を透過する光の一部が、マスクの面方向に対して斜めから入射するといった問題を解消することができる。
【０００６】
上記のショートアーク型のランプは、点光源であるために、ロングアークランプに比べて輝度が高く、しかも、パラボラミラー等のリフレクタと組合わせて使用することにより、平行度の高い光を出射することができるといった利点があるため、マスクのパターンに忠実で解像度の高いパターンを形成するのに適している。
すなわち、上記のように複数の光源素子を一方向に並べた光源素子列を必要に応じて複数列配置し、該複数の光源素子を、光源素子支持枠体に収納してランプユニットを構成することで、前述したパターン化位相差フィルム等の製造に好適な光照射装置を得ることができるが、上記ランプユニットは、放電ランプを多数接近して並べたものであり、上記ランプの発光部は点灯時に極めて高温となるため、各ランプやリフレクタを効果的に冷却する必要がある。
上記ランプの冷却手段としては、従来から、例えば特許文献２に示されるような冷却手段が知られているが、上記のように複数の光源素子を並べて配置したランプユニットにおいて、各光源素子を一括して効果的に冷却する構造は知られていなかった。
【０００７】
また、上記のランプは、定常時に交流電力が供給されることによって点灯される、所謂交流点灯方式のものが使用されるが、交流点灯方式のランプは、点灯初期において直流電力を供給することでグロー放電を発生させ、該グロー放電の後に交流電力を供給することでアーク放電へと移行するものである。
そして、グロー放電時に陰極動作する電極（以下、陰極という）の表面に水銀が付着した状態（以下、陰極ウェット状態という）にしておくと、グロー放電からアーク放電に速やかに移行させることができる。グロー放電が長く継続すると、電極材料がスパッタリングされることにより発光管内壁に付着し、発光部が黒化することによって、発光部の透過率が低下するという不具合を生じる。
つまり、点灯初期において陰極ウェット状態を達成しておくことにより、グロー放電の時間が短縮され、上記した発光部の黒化という不具合が発生することがない。
【０００８】
以上の理由により、上記ランプは、点灯初期に陰極ウェット状態を達成しておくことが好ましい。かかる陰極ウェット状態を達成するためには、グロー放電時において、陰極温度を陽極温度に比して相対的に低温とすることにより、陰極表面に水銀を凝集させることが必要である。
また、発光部の両側の封止部に関しては、一般に光出射側の封止部の方が光出射側と逆側の封止部に比べて低温になり易い。よって、上記した陰極ウェット状態を実現するためには、グロー放電時における陰極を保持する封止部を光出射側に位置させるとともに、陰極周囲の発光部を効果的に冷却することによって陰極を間接的に冷却することで、陰極を陽極に比して相対的に低温とすることが必要である。
特に、光出射側に位置する封止部を効果的に冷却することで、封止部に埋設されたモリブデン箔の酸化等を防止することも期待できる。
【０００９】
以上のように、複数の光源素子を一方向に並べ、この光源素子列を必要に応じて複数列配置し、各光源素子を収容する光源素子支持枠体を有するランプユニットにおいて、各ランプやリフレクタ等から構成される光源素子を一括して効果的に冷却する構造は知られていなかった。特に、上記ランプユニットにおいては、各ランプの陰極周囲の発光部、光出射側に位置する封止部、及びリフレクタ等を効果的に冷却することが望まれる。
本発明は上記に基づきなされたものであって、複数の光源素子を一方向に並べ、この光源素子列を必要に応じて複数列配置して構成されたランプユニットにおいて、各光源素子を効果的に冷却することができ、特に、ランプの陰極周囲の発光部や光出射側に位置する封止部、リフレクタ等を効果的に冷却することが可能な、ランプユニットおよび該ランプユニットを備えた光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】
【００１０】
上記課題を本発明においては、次のように解決する。
（１）その内部空間に一対の電極が対向するよう配置されるとともに、０．０８ｍｇ／ｍｍ３〜０．３０ｍｇ／ｍｍ３の封入量で水銀が封入された発光部、その両端に連設された封止部を有するショートアーク型のランプと、光出射開口を有し前記ランプの光を反射する凹面反射部、この凹面反射部の中央底部に設けられ、前記封止部が挿入された筒状頸部、及びこの筒状頸部の内外を連通する切り欠き部を備え、その光軸が前記ランプの管軸に一致するように配置されたリフレクタと、前記筒状頸部を支持するための筒状部、及びこの筒状部の前記筒状頸部の切り欠き部に対応した位置に切り欠き部が設けられたリフレクタベースと、を備える光源素子から構成され、その出射光の光軸が水平で、かつ、互いの光軸が平行になるように該光源素子の複数が、一方向に並んで配置されてなる光源素子列と、隣り合う各光源素子の間を仕切る隔壁部と、各光源素子からの光を遮ることのないよう各光源素子を挟んだ両側に対向配置される天板部及び底板部とで構成される光源素子収容部を有し、該光源素子収容部の複数が前記一方向に並んで設けられ、各光源素子収容部に各光源素子を収容したハニカム状構造体と、前記ハニカム状構造体の光出射側に設けられ、前記一方向に並ぶように設けられた各防爆板収容部に各防爆板が収容された防爆板固定用壁部とを備えたランプユニットを以下のように構成する。
前記光源素子列の複数を、互いに平行に前記一方向に伸びるように、前記一方向に直交する方向に並べて配置し、一の光源素子列における光源素子と他の光源素子列における光源素子とを前記一方向に対して互いに斜め方向にずらした位置に配置する。
前記リフレクタの光出射開口側に、前記リフレクタの内部に空気を流すための第１の空気取入口を有する空気取入部材を設け、前記防爆板固定用壁部に、該第１の空気取入口を介して前記リフレクタの内部に連通する第１の空気流入口を設け、また、前記ハニカム構造体の前記天板部及び前記底板部に、それぞれ前記リフレクタの外面に空気を流すための第２および第３の空気取入口を設け、前記防爆板固定用壁部に、該第２及び第３の空気取入口を介して、前記リフレクタの外面に連通する第２の空気流入口とを設ける。
（２）上記（１）において、前記光源素子を前記リフレクタの光軸を含む平面で切断した断面において、前記第１の空気取入口の上端縁及び下端縁のそれぞれの中央部を結ぶ直線の延長線上に、前記ランプの光出射側に位置する電極を配置する。
（３）上記（２）において、前記空気取入部材に、前記第１の空気取入口に加えて、該第１の空気取入口から独立した第４の空気取入口を設け、前記光源素子を前記リフレクタの光軸を含む平面で切断した断面において、前記第４の空気取入口の上端縁及び下端縁のそれぞれの中央部を結ぶ直線の延長線上に、前記ランプの光出射側に位置する封止部の外端部を配置する。
（４）上記（１）〜（３）において、前記ランプユニットを前記リフレクタの光軸を含む平面で切断した断面において、前記天板部及び底板部に設けられた第２、第３の空気取入口の上端縁及び下端縁のそれぞれの中央部を結ぶ直線が、前記リフレクタの光軸に対して交差するように構成する。
（５）上記（１）〜（４）のランプユニットからなる光出射部を有する光照射装置において、前記光出射部からの光を線状に集光する、前記一方向に伸びる集光部材を設ける。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）ショートアーク型のランプとリフレクタとから構成される複数の光源素子を、互いの光軸が平行になるように一方向およびこれに直交する方向に並べてハニカム状構造体に収納してランプユニットを構成し、一の光源素子列における光源素子と他の光源素子列における光源素子とが、前記一方向に対して互いに斜め方向にずらした位置に配置しているので、
一の光源素子列における光源素子の照度分布曲線の頂部と頂部の間に、他の光源素子列における光源素子の照度分布曲線の頂部が配置されることとなり、光照射領域における照度分布の均一性を高くすることができる。
また、前記リフレクタの光出射開口側に、前記リフレクタの内部に空気を流すための第１の空気取入口を有する空気取入部材を設け、前記防爆板固定用壁部に、該第１の空気取入口を介して前記リフレクタの内部に連通する第１の空気流入口を設け、また、前記ハニカム構造体の前記天板部及び前記底板部に、それぞれ前記リフレクタの外面に空気を流すための第２および第３の空気取入口を設け、前記防爆板固定用壁部に、該第２及び第３の空気取入口を介して、前記リフレクタの外面に連通する第２の空気流入口とを設けたので、複数の光源素子を並べてハニカム構造体に収納したランプユニットにおいて、全てのランプ及びリフレクタを一括して効果的に冷却することができる。
（２）光源素子を前記リフレクタの光軸を含む平面で切断した断面において、前記第１の空気取入口の上端縁及び下端縁のそれぞれの中央部を結ぶ直線の延長線上に、前記ランプの光出射側に位置する電極を配置したので、陰極周囲の発光部を効果的に冷却することができ、点灯初期に陰極動作する電極の表面に水銀が付着した陰極ウェット状態を達成することができる。このため、グロー放電からアーク放電に移行する時間が短縮され、発光部が黒化することを抑制することができる。
（３）空気取入部材に、第１の空気取入口から独立した第４の空気取入口を設け、前記光源素子を前記リフレクタの光軸を含む平面で切断した断面において、前記第４の空気取入口の上端縁及び下端縁のそれぞれの中央部を結ぶ直線の延長線上に、前記ランプの光出射側に位置する封止部の外端部を配置したので、光出射側に位置する封止部を効果的に冷却することができ、該封止部に埋設されたモリブデン箔が酸化することを防止することができる。
（４）ランプユニットを前記リフレクタの光軸を含む平面で切断した断面において、前記天板部及び底板部に設けられた第２、第３の空気取入口の上端縁及び下端縁のそれぞれの中央部を結ぶ直線が、前記リフレクタの光軸に対して交差するように構成したので、リフレクタに向けて効率良く空気を流すことができ、リフレクタおよびリフレクタの筒状頸部が挿入されたリフレクタベースを効果的に冷却することができる。また、リフレクタの筒状頸部を介して、筒状頸部に挿入されたランプの封止部を間接的に冷却することができ、該封止部１４ｂに埋設されたモリブデン箔１４ｆが酸化することを防止することができる。
（５）光照射装置に、上記ランプユニットからなる光出射部を設け、この光出射部からの光を線状に集光する一方向に伸びる集光部材を設けることにより、マスクのパターンに忠実で解像度の高いストライプ状のパターンを被照射物に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例の光照射装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例の光照射装置の光学部材の配置を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例のランプユニットの正面図である
【図４】マスクの具体的な構成の一例を示す説明図である。
【図５】搬送手段のローラーとマスクと被照射物の近傍の拡大図である。
【図６】本発明の実施例のパターン化位相差フィルムの製造工程の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施例の光照射装置により照射される光の向きを説明する図である。
【図８】本発明の実施例の光照射装置による光照射領域におけるＸ方向における照度分布を示す図である。
【図９】本発明の実施例の光源素子の断面図である。
【図１０】本発明の実施例の光源素子が備えるランプの正面図である。
【図１１】本発明の実施例の光源素子が備えるリフレクタの前方方向からの斜視図である。
【図１２】本発明の実施例のリフレクタの後方からの斜視図である。
【図１３】リフレクタベースを説明する図である。
【図１４】本発明の実施例のランプユニットの外観を示す斜視図である。
【図１５】ハニカム構造体と防爆板固定用壁部とを離間して示す分解斜視図である。
【図１６】防爆板固定用壁部と空気取入部材をハニカム構造体に取り付けた状態を示す部分拡大図である。
【図１７】防爆板固定用壁部やリフレクタ等を取り外した状態のハニカム構造体を示す図である。
【図１８】パターン化位相差フィルムの製造工程を示す図である。
【図１９】従来の光照射装置を用いた場合のマスクの透光部を通過する光を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下本発明の具体的に実施例について説明する。
（１）光照射装置の全体構成
図１は、本発明の実施例の光照射装置の概略構成を示す。図２は本発明の実施例の光照射装置の光学部材の配置を示す斜視図、図３はランプユニットの正面図である。
光照射装置は、装置の外壁をなす箱状のランプハウス６０と、図１、図２に示すように、複数の前記した光源素子を一方向（Ｘ方向）に配列してなる光源素子列１１ａ、１１ｂを、前記一方向に直交する方向（Ｙ方向）に複数並べて配置してなり、光照射装置の光出射部を構成するランプユニット１０と、ランプユニット１０から放射された光をＹ方向に反射する反射ミラー２５と、反射ミラー２５の光を一軸方向のみに集光してＸ方向に伸びるライン状の集光光を形成する集光部材２０と、例えばワイヤグリッド偏光素子４５からなり集光部材２０からの光を偏光光としてランプハウス外に透過させる偏光素子４５とを備える（図２では偏光素子４５は示されていない）。
また、ランプユニット１０を冷却するため、一端がランプハウス６０の内に挿入されてランプユニット１０の背面側（光出射側）に連結され、他端がランプハウス６０の外に伸び出した排気用ダクト５０と、該排気用ダクト５０に連結された排気手段５５とが設けられている。
なお、ランプユニット１０の下方には、各ランプ１４に電力を供給するためのランプユニット電源７０が配置されている。
光照射装置のランプハウス６０の外部には、集光部材２０からの偏光光をストライプ状に整形するマスク３０と、被照射物Ｗを光源素子が並ぶ一方向に直交する方向（Ｙ方向）に搬送するローラー状の搬送手段４０と、搬送手段４０のローラー４１に接した状態でマスク３０の直下に搬送されるフィルム状の被照射物Ｗとが配置される。
【００１４】
ランプユニット１０は、図３に示すように、複数の前記した光源素子が一方向（Ｘ方向に）並ぶように配置された光源素子列１１ａ、１１ｂを有し、この光源素子列１１ａ、１１ｂは、上記Ｘ方向に直交するＹ方向に並んで配列される。
光源素子列１１ａにおける光源素子１２と、光源素子列１１ｂにおける光源素子１２は、上記Ｘ方向に対して斜め方向に配置されている。すなわち、各光源素子１２は、光源素子列１１ａの光源素子１２における放電ランプ１４の電極間中心点Ａ１と、当該光源素子１２に最も接近する、他の光源素子列１１ｂの光源素子１２における放電ランプ１４の電極間中心点Ａ２とを結ぶ直線Ｔが、上記Ｘ方向に伸びる直線Ｘと斜交するように配置されている。
そして、光源素子列１１ａの各光源素子１２の中心位置Ａ１（放電ランプ１４の電極間中心点）と、当該光源素子１２に最も接近する光源素子列１１ｂの光源素子１２の中心位置Ａ２（放電ランプ１４の電極間中心点）とのＸ方向の離間距離をＨとすると、Ｈは、以下の式１によって表される。
Ｈ＝Ａ／Ｎ・・・（式１）
ここでＨは上記離間距離、Ａは各光源素子のＸ方向における幅、Ｎは光源素子列の列数である。なお、ランプユニット１０の光源素子列の列数は２列以上であってもよく、図１に示すように光源素子列の列数が２の場合、上記離間距離ＨはＡ／２となる。
なお、ランプユニット１０については、後ほど詳述する。
【００１５】
集光部材２０は、Ｘ方向に垂直な断面が放物線状の光反射面を有する、Ｘ方向に沿って伸びるシリンドリカルパラボラミラーにより構成されている。該集光部材２０は、ランプユニット１０における各リフレクタ１５の光軸Ｃに垂直な光出射面の前方において、その焦点ｆが被照射物Ｗの表面上に位置するように配置されている。この集光部材２０は、目的とする波長の紫外光のみを反射させ、不要な可視光および赤外光を透過させるコールドミラーコーティングが施されているものであってもよい。
マスク３０は、Ｘ方向に長尺な矩形の板状のものであって、集光部材２０のＺ方向前方において、当該集光部材２０による反射光の光軸Ｌに対して垂直な平面に沿って配置されている。このマスク３０は、それぞれＸ方向に垂直な方向であるＹ方向（図１において上下方向）に伸びる線状の多数の遮光部および多数の透光部がＸ方向に交互に並ぶよう配置されてなるものである。
【００１６】
図４は、マスク３０の具体的な構成の一例を示す説明図であり、同図（ａ〉は平面図、（ｂ）は側面図である。このマスク３０においては、例えば石英ガラスよりなる透光性基板３１の一面に、例えばクロムよりなる多数の線状の遮光膜３２が所要の間隔で離間して並ぶよう配置されており、遮光膜３２が形成された領域によって線状の遮光部３３が形成され、隣接する遮光膜３２間の領域によって透光部３４が形成されている。このマスク３０には、図４（ａ）において破線Ｌｂで示すように、遮光部３３および透光部３４が並ぶＸ方向に伸びる帯状の光が入射される。なお、ｄは有効照射幅である。
【００１７】
図５に上記搬送手段４０のローラー４１とマスク３０近傍の拡大図を示す。
搬送手段４０は、被照射物Ｗに接して当該被照射物Ｗを搬送するローラー４１を有する。具体的には、ローラー４１は、被照射物Ｗに接する箇所がマスク３０の直下（同図では真横）位置に位置されるよう、当該ローラー４１の回転軸（図示省略）が前記Ｘ方向に伸びる姿勢で配置されており、当該ローラー４１が回転することにより、被照射物ＷがＹ方向に搬送される。
なお、ローラー４１に水冷機構を設けることにより、被照射物Ｗに高照度の紫外光が照射された場合でも、被照射物Ｗに接したローラー４１により被照射物Ｗを冷却することができるので、被照射物Ｗのシュリンクなどの変形を防止することができる。
被照射物Ｗは、搬送手段４０によってＹ方向に搬送され、マスク３０は被照射物Ｗに対してギャップＧだけ離間して配置される。マスク３０と被照射物Ｗとの間の最小ギャップＧは、例えば５０〜１０００μｍである。なお、ローラー４１の偏芯を少なくすることにより、マスク３０と、ローラー４１に接したフィルム状の被照射物Ｗとの間のギャップを一定に保つことができる。
【００１８】
図５からわかるように、マスク３０と被照射物Ｗとの間のギャップは、当該被照射物ＷがＹ方向に搬送されるにつれて変動する。すなわち、被照射物Ｗが搬送されてマスク３０の直下領域を通過する際には、被照射物Ｗとマスク３０との間のギャップは、先ず、被照射物ＷがＹ方向に移動するにつれて小さくなる。このため、有効照射幅ｄが大きい程、ギャップの変動幅も大きくなり、マスク３０のパターンに忠実で高解像度のパターンを形成することができない。
そこで、マスク３０における集光部材２０からの光が入射される有効照射幅ｄを、マスク３０と被照射物Ｗとの間のギャップの許容変動値や、ローラー４１の半径を考慮して可能な範囲で小さく設定することが好ましい。
【００１９】
具体的には、図５に示すようにマスク３０と被照射物Ｗとの間のギャップの許容変動値をａ、ローラー４１の半径をｒとしたとき、有効照射幅ｄは、ｄ＝√｛ｒ2−（ｒ−ａ）2｝×２により求めることができる。なお、理論上は、被照射物Ｗの厚みを勘案することが必要であるが、被照射物Ｗの厚みは、ローラー４１の半径に比較して極めて小さいため、無視することができる。
具体例をあげると、マスク３０と被照射物Ｗとの間のギャップの許容変動値が５０μｍ、ローラー４１の半径ｒが３００ｍｍである場合には、有効照射幅ｄは約１１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２０】
図１、図２、図３に示す光照射装置において、ランプユニット１０の各光源素子１２の放電ランプ１４から放射された光は、リフレクタ１５の光反射面によって反射されて、リフレクタ１５の光軸Ｃに沿った平行光とされて反射ミラー２５に向かって出射される。
このランプユニット１０から出射する平行光は、反射ミラー２５により図１の紙面の上方に向かって反射され、集光部材２０によりＸ方向に伸びる線状に集光され、偏光素子４５を介してマスク３０に入射する。マスク３０に入射される光は、Ｘ方向において互いに平行な平行光である。
マスク３０に入射した光は、マスク３０の遮光部３３および透光部３４によってストライプ状に整形され、被照射物Ｗに照射されることにより、被照射物Ｗにおけるローラー４１が接する箇所の表面には、マスク３０における遮光部および透光部のパターンに対応するストライプ状の光照射領域が形成される。そして、被照射物Ｗが搬送手段４０によってＹ方向に搬送されることにより、当該被照射物Ｗに対して、所要の光照射処理が達成される。
このような光照射装置においては、光配向膜用材料を用い、以下のようにしてパターン化位相差フィルムを製造することができる。
【００２１】
先ず、図６（ａ）に示すように、フィルム基材８１上に、液状の光配向膜用材料を塗布して乾燥または硬化することによって光配向膜用材料層８５Ａを形成する。
次いで、光配向膜用材料層８５Ａに対して、上記の光照射装置によって直線偏光光による選択的露光処理を行うことにより、図６（ｂ）に示すように、フィルム基材８１上にストライプ状にパターニングされた第１の光配向膜８５を形成する。
更に、適宜の光照射装置によって、上記図６（ｂ）で照射した偏光光と９０°偏光方向が異なる直線偏光光により全面露光処理を行うことにより、図６（ｃ）に示すように隣接する第１の光配向膜８５間に第２の光配向膜８６を形成する。
次いで、図６（ｄ）に示すように、第１の光配向膜８５および第２の光配向膜８６の表面上に、適宜の光照射装置によって全面露光処理を行って、当該光重合性液晶材料層８７Ａを硬化させることにより、図６（ｅ）に示すように、第１の光配向膜８５上に形成された第１の液晶ポリマー層部分８７およびこの第１の液晶ポリマー層部分８７とは液晶の配向状態が異なる第２の液晶ポリマー層部分８８がストライプ状にパターン化されてなる液晶ポリマー層８９が形成され、以て、パターン化位相差フィルムが得られる。
【００２２】
図１、図２、図３に示す光照射装置では、点光源であるショートアーク型の放電ランプ１４と回転放物面状の光反射面を有するリフレクタ１５とよりなる複数の光源素子１２を一方向（Ｘ方向）に沿って並ぶよう配置されてなる光源素子列１１ａ，１１ｂによって、ランプユニット１０が構成されている。
したがって、当該光源素子列１１を構成する光源素子１２の各々における放電ランプ１４から放射される光が、当該光源素子１２の各々におけるリフレクタ１５によって、光源素子１２が並ぶ一方向（Ｘ方向）において互いに平行な平行光とされ、これにより、集光部材２０からの光は、図７に示すように、マスク３０の透光部３４にその面方向に対して直交若しくは略直交して入射して当該透光部３４を透過する。従って、被照射物Ｗにおけるマスク３０の遮光部３３の直下に位置する領域に光が照射されることが防止または抑制され、マスク３０のパターンに忠実で解像度の高いパターンを形成することができる。
【００２３】
また、上記ランプユニットの２つの光源素子列１１ａ，１１ｂは、図３に示すように、一方の光源素子列１１ａに係る光源素子１２における放電ランプ１４の電極間中心点Ａ１と、当該光源素子１２に最も接近する、他方の光源素子列１１ｂに係る光源素子１２における放電ランプ１４の電極間中心点Ａ２とを結ぶ直線Ｔが、Ｘ方向に伸びる直線Ｘと斜交するよう配置されている。このため、被照射領域において、均一な照度分布が得られる。
図８は、光照射領域におけるＸ方向の照度分布を示す曲線図である。この図において、縦軸は相対照度、横軸はＸ方向における相対的な位置を示し、実線は一方の光源素子列１１ａからの光による光照射領域の照度分布曲線、点線は他方の光源素子列１１ｂからの光による光照射領域の照度分布曲線を示す。
同図に示すように、一の光源素子列１１ａに係る光源素子１２からの光の照射領域の照度のボトム位置に対して、当該光源素子に最も接近する、他の光源素子列１１ｂに係る光源素子１２からの光の照射領域の照度のピーク位置が重畳すると共に、光源素子列１１ｂに係る光源素子１２からの光の照射領域の照度のボトム位置に対して、光源素子列１１ａに係る光源素子１２からの光の照射領域のピーク位置が重畳する結果、均一な照度分布が得られる。
【００２４】
上記ランプユニット１０によれば、集光部材２０により集光された光照射領域では、各光源素子列１１ａ，１１ｂにおける各光源素子１２からの出射光の照度ピークの山および谷が、各光源素子列毎に、光源素子１２が並ぶ一方向において前述したＡ／２ずつ異なる位置に表れる。
従って、一の光源素子列１１ａにおける各光源素子１２の照度ピークの谷の部分が、他の光源素子列１１ｂにおける各光源素子１２の照度ピークの山の部分によって補償される。即ち、一の光源素子列１１ａにおける各光源素子１２の照度ピークの山および谷と、他の光源素子列１１ｂにおける各光源素子１２の照度ピークの山および谷とが、相補的な関係となるように、各光源素子１２からの集光光が重畳する。以上により、本発明のランプユニットを備える光照射装置は、照度分布が均一になる。
【００２５】
（２）光源素子の具体的な構成例
図９、図１０、図１１、図１２、図１３は本発明の実施例の光源素子の構成を示す図である。図９は光源素子の断面図、図１０は光源素子が備えるランプの正面図、図１１は光源素子が備えるリフレクタの前方方向からの斜視図、図１２は同リフレクタの後方からの斜視図である。また、図１３はリフレクタベースを示す説明図であり、図１３（ａ）はリフレクタベースを上方（Ｙ方向）から見た図、（ｂ）は光出射方向の反対側（Ｚ方向）からみた図である。
本実施例の光源素子１２は、前記したように被照射物Ｗにマスク３０のパターンに忠実なストライプ状のパターンを形成するための光照射装置の光出射部として用いられる。
光源素子１２は、図９に示すように、球状の発光部１４ａの両端にそれぞれ円柱状の封止部１４ｂ、１４ｃが連設されてなるショートアーク型の放電ランプ１４（以下、ランプ）と、ランプ１４の周囲を取り囲むように配置されたリフレクタ１５と、リフレクタ１５の凹面反射部１５ａの中央底部１５ｂに形成された円筒状の筒状頸部１５ｃの周囲に配置されたリフレクタベース１６とを備えて構成される。
上記光源素子１２の周囲には、光源素子１２を取り囲むようにしてランプユニット１００を構成する光源素子支持枠体１０１が配置されている。光源素子支持枠体１０１の詳細については後述するので、ここでは光源素子１２に関係する構成についての説明に留める。
【００２６】
リフレクタ１５は、ガラスまたはセラミックスにより構成されたものであり、平行光を取出すために、例えば回転放物面状に形成された凹面反射部１５ａを有するパラボラミラーである。この凹面反射部１５ａの内面には、紫外光のみを選択的に反射するための誘電体多層膜が積層されている。即ち、ランプから出射した紫外、可視及び赤外の波長域の光のうち、紫外光のみが凹面反射部１５ａによって前方側に平行光として反射され、その他の可視光、赤外光は凹面反射部の後方側へと透過する。
凹面反射部１５ａの中央底部１５ｂには、当該リフレクタ１５の光軸方向に延ばされた円筒状の筒状頸部１５ｃが設けられている。この筒状頸部１５ｃには、図１１、図１２に示すように、後述のリフレクタベース１６に設けられた切り欠き部１６ｃ（後述する）に連通する、少なくとも１つの切り欠き部１５ｄが設けられている。
【００２７】
筒状頸部１５ｃ内には、当該筒状頸部１５ｃの端部から突出するように、ランプの一方の封止部１４ｂがリフレクタ１５の光軸方向に沿って所定の隙間をおいて挿入されている。これにより、封止部１４ｂの外周面と筒状頸部１５ｃの内周面との間の隙間１５ｅが、凹面反射部１５ａの内部空間から外部に空気を流すための風路部として機能し、ランプ１４及び凹面反射部１５ａを効率良く冷却することができる。
すなわち、ランプ１４及び凹面反射部１５ａを冷却した空気は、リフレクタの筒状頸部１５ｃに流入し、上記リフレクタの筒状頸部１５ｃに設けられた切り欠き部１５ｄと、上記リフレクタベース１６に設けられた切り欠き部１６ｃを介して、図９の矢印の経路で排出される。
【００２８】
凹面反射部１５ａの前面側には、例えば方形状に開口した光出射開口１５ｆが設けられ、さらにその前面側には光出射開口１５ｆを密閉するように、透明な耐衝撃性ガラスからなる防爆板１３が設けられている。この防爆板１３は、後述するランプユニットに固定され、ランプ１４が破損した場合でもその破片が前面に飛散することを防止することができる。
凹面反射部１５ａの光出射開口１５ｆには、図１１に示すように、上記Ｘ、Ｙ方向におけるリフレクタ１５の幅を小さくする目的により、等間隔にて４箇所に切り欠き部１５ｍ、１５ｎ、１５ｏ、１５ｐが設けられている。これら切り欠き部は、凹面反射部１５ａを、円形状の光出射開口１５ｆの円周上の４箇所において、リフレクタ１５の光軸と平行な平面によって光出射開口１５ｆをカットして形成され、カットされた切断面が半円状に形成されている。
【００２９】
リフレクタベース１６は、例えばセラミックスなどの耐熱性絶縁材料により構成され、図９に示すように、リフレクタ１５の筒状頸部１５ｃを支持するための円筒状の大径筒状部１６ａと、ランプの一方の封止部１４ｃを挿入するための円筒状の小径筒状部１６ｂとが、段差を介して連続して一体的に構成されたものである。
大径筒状部１６ａは、リフレクタ１５の筒状頸部１５ｃの外径に適合する内径を有して、無機系接着剤により筒状頸部１５ｃと互いに固定されている。同様に、小径筒状部１６ｂは、一方の封止部１４ｂの外径に適合する内径を有して、無機系接着剤により一方の封止部１４ｂと互いに固定されている。リフレクタベース１６は光源素子支持枠体１０１に設けられた支持部材１０２ｐにより支持される。
大径筒状部１６ａには、図１３に示すように、少なくとも１つの切り欠き部１６ｃが設けられるとともに、この切り欠き部１６ｃを塞ぐように金網状のメッシュ部材１６ｄが設けられる。この切り欠き部１６ｃは、リフレクタ１５の筒状頸部１５ｃに設けられた前記切り欠き部１５ｄに連通しており、ランプ１及び凹面反射部１５ａを冷却した冷却風をメッシュ部材１６ｄを通じてリフレクタベース１６の外方に排出する。
【００３０】
ショートアーク型のランプ１４は、図１０に示すように、球状の発光部１４ａ内に配置された一対の電極１４ｄ、１４ｅの間の中間点が、回転放物面形状を有するリフレクタ１５の凹面反射面１５ａの焦点に一致するように配置される。ランプ１４は、好ましくは発光部１４ａ内に封入量が０．０８ｍｇ／ｍｍ３〜０．３０ｍｇ／ｍｍ３の水銀が封入された超高圧水銀ランプによって構成され、管軸（発光部１４ａの中心点を通過して延伸する各封止部１４ｂ及び１４ｃの中心軸）がリフレクタ１５の光軸Ｃと一致するとともに、管軸が大地と平行となるよう水平姿勢にて配置されている。
ランプ１４は、球状の発光部１４ａと当該発光部の両端のそれぞれに連設された円柱状の封止部１４ｂ、１４ｃとを備えている。発光部１４ａ及び封止部１４ｂ、１４ｃは、ガラスまたはセラミックスにより一体的に形成された封体であり、発光部１４ａ内には一対の電極１４ｄ、１４ｅ、水銀、アルゴンガスなどのバッファガス、ハロゲンサイクルを実行するための微量のハロゲンガスが封入されている。各封止部１４ｂ、１４ｃの内部には、一対の各電極１４ｄ、１４ｅの端部に接続された薄板状の各モリブデン箔１４ｆ、１４ｇが封止されるとともに、各モリブデン箔１４ｆ、１４ｇに接続されて各封止部１４ｂ、１４ｃの外方に伸び出す各外部リード１４ｈ、１４ｉが設けられている。
【００３１】
上記光源素子１２には、内外に連通する第１の空気取入口１７ａ及び第４の空気取入口１７ｂを有する空気取入部材１７が、凹面反射部の光出射開口側の切り欠き部１５ｍ〜１５ｐの１つを塞ぐように設けられる（図１１では空気取入部材１７は切り欠き部１５ｐに配置されている）。
空気取入部材１７は、図９に示すように、大地と平行に水平姿勢で配置されたランプの発光部の、リフレクタ１５の光軸Ｃよりも鉛直方向上方側の領域に対向して配置され、該発光部の領域に各空気取入口１７ａ、１７ｂが対向している。空気取入部材１７と、リフレクタベース１６のメッシュ部材１６ｄとは、図９に示す断面において、リフレクタ１５の光軸を挟んだ両側に形成される紙面上方側の領域と紙面下方側の領域のうち、紙面上方側の領域に揃って配置されている。
空気取入部材１７は、図１１に示すように、第１の空気取入口１７ａが設けられた平板部１７ｃと、その左右に広がるように伸び出すとともに第４の空気取入口１７ｂが設けられた鍔部１７ｄとで構成される。鍔部１７ｄの前端面にはネジ穴が形成されており、平板部１７ｃの上端面が、リフレクタ１５の切り欠き部１５ｐの切断面と同一平面上に位置された状態で、鍔部１７ｄの前端面が後述するランプユニット１０の防爆板固定用壁部１０３にネジ止めによって固定される。このように、リフレクタ１５の切り欠き部１５ｐのスペースを有効活用して空気取入部材１７を設置することにより、光源素子１２を小型化することができる。
【００３２】
上記の光源素子１２は、図９に示す切断面において、第１の空気取入口１７ａの上端縁の中央部１７１ａと下端縁の中央部１７２ａとを結ぶ直線Ｔ１が、リフレクタ１５の光軸Ｃに交差し、且つ、該直線Ｔ１の延長線上に上記ランプの陰極１４ｅが位置する。さらに、同図の断面において、第４の空気取入口１７ｂの上端縁の中央部１７１ｂと下端縁の中央部１７２ｂとを結ぶ直線Ｔ２が、リフレクタ１５の光軸Ｃに交差し、且つ、該直線Ｔ２の延長線上に上記ランプ１５の光出射側の封止部１４ｃの外端部１４１ｃが位置する。
また、第１の空気取入口１７ａは、空気取入部材１７の外方から内方に向うに従って次第に幅が広がるように形成されている。これにより、発光部１４ａの光出射側の電極１４ｅ（点灯始動時に陰極として動作する）の周囲の発光部１４ａの領域１４１ａを流れる空気の流量が増えるため、当該領域１４１ａを効果的に冷却することができる。
【００３３】
前記した光源素子支持枠体１０１は、後述する図１４、図１５に示すように、隣り合う光源素子の間を隔てる隔壁部１０２ａと、光源素子１２が並ぶＸ方向に互いに平行に伸びるとともに隔壁部１０２ａを挟んで対向する天板部１０２ｂ及び底板部１０２ｃとで区画される光源素子収容部１０２ｓとから構成され、これらによりハニカム構造体１０２が構成される。
図９に示すように、天板部１０２ｂ及び底板部１０２ｃには、各々の天板部１０２ｂ若しくは底板部１０２ｃと各リフレクタ１５の外面との間に空気を流すため、それぞれ空気取入口１０２ｄ、１０２ｅが設けられている。この各空気取入口１０２ｄ、１０２ｅを介してリフレクタベース１６に向けてリフレクタ１５の外面に空気が流れ込み、リフレクタ１５外面とリフレクタベース１６とが直接的に冷却される。リフレクタベース１６が冷却されるため、リフレクタベース１６を介してリフレクタ１５の筒状頸部１５ｃ及び該筒状頸部１５ｃに挿入されたランプの一方の封止部１４ｂが間接的に冷却される。
【００３４】
上記光源素子１２は、発光部１４ａ内の一対の電極１４ｄ、１４ｅに給電し、電極間を絶縁破壊することによって点灯し、一対の電極間１４ｄ、１４ｅに輝点が形成される。この輝点からは、紫外光のほか可視光及び赤外光が放射される。リフレクタ１５は所謂コールドミラーであるため、紫外光のみが凹面反射部１５ａによって前方側に選択的にリフレクタの光軸に平行な平行光として反射され、該平行光が光出射開口１５ｆから出射され、可視光及び赤外光はリフレクタ１５の後方側に透過する。
光源素子のリフレクタ１５内部には、図１の排気手段５５を駆動してリフレクタ１５の後方側からリフレクタ１５内部を負圧にすることによって、上記空気取入部材１７の第１の空気取入口１７ａ及び第４の空気取入口１７ｂを介して、リフレクタ１５の内部に空気を流入させる。
第１の空気取入口１７ａから流入した空気は、発光部１４ａにおける光出射側の電極１４ｅの周囲の領域１４１ａを流れた後に、リフレクタ１５の筒状頸部１５ｃと該筒状頸部１５ｃに挿入された封止部１４ｂとの間の隙間１５ｅを通過して、筒状頸部１５ｃの切り欠き部１５ｄとリフレクタベース１５の切り欠き部１６ｃを塞ぐメッシュ部材１６ｄの網目とを通過してリフレクタ１５の後方に排気される。第４の空気取入口１７ｂから流入した空気は、光出射側の封止部１４ｃの外端部１４１ｃの付近を流れた後に、上記第１の空気取入口１７ａから流入した空気と同様の風路を経て排気される。
【００３５】
上記光源素子１２は、第１の空気取入口１７ａが光出射側の電極１４ｅの周囲に向けられているため、発光部１４ａにおける光出射側の電極１４ｅ（陰極）の周囲の領域１４１ａを空気が流れることにより、該領域１４１ａを確実に冷却することができる。これにより、ランプ１４の点灯始動時において、陰極１４ｅが低温状態となり、陰極１４ｅの周囲に水銀が確実に付着する。
したがって、ランプ１４の始動初期において、グロー放電からアーク放電に速やかに移行させることができ、グロー放電時間を短縮することができるので、電極材料がスパッタされて発光部１４ａが黒化することがなく、発光部１４ａの光透過率が低下することを防止することができる。なお、陰極１４ｅを光出射側に配置するのは、リフレクタの光出射側から空気を流入させる関係で、光出射側の電極１４ｅの方がリフレクタ１５の筒状頸部１５ｃ側の電極１４ｄに比べ効率良く冷却されるからである。
しかも、上記光源素子１２は、第４の空気取入口１７ｂが光出射側に位置する封止部１４ｃの外端部１４１ｃの領域に向けられているので、該領域１４１ｃを確実に冷却することができる。これにより、封止部１４ｃに埋設されたモリブデン箔１４ｇが酸化して封止部１４ｃの気密状態が損なわれることを防止することができる。
【００３６】
さらに、上記光源素子１２によれば次の効果が得られる。
図９に示す断面において、空気取入部材１７とリフレクタベース１６のメッシュ部材１６ｄとが、リフレクタ１５の光軸Ｃよりも鉛直方向上方側の領域に揃って配置された構成であるため、水平姿勢で（ランプ１４の管軸がリフレクタ１５光軸と平行）点灯されたランプにおいて最も高温になり易い発光部１４ａの鉛直方向上部側の領域１４２ａを、第１の空気取入口１７ａからリフレクタ１５内部に流入した冷却風によって効果的に冷却することができる。
第１の空気取入口１７ａ及び第４の空気取入口１７ｂのそれぞれの長手方向軸（直線Ｔ１及びＴ２）が、同図に示す断面において、リフレクタ１５の光軸Ｃに対して交差する構成であるため、上記した発光部１４ａの領域１４１ａ及び光出射側の封止部１４ｃの外端部１４１ｃの周囲に空気を確実に流入させることができる。
【００３７】
第１の空気取入口１７ａがリフレクタ１５の光軸Ｃに向かうに従って次第に広がる構成であるため、上記領域１４１ａがより冷却され易くなり、陰極１４ｅをより一層効果的に冷却することができるので、ランプ１４の点灯始動初期に陰極１４ｅに確実に水銀が付着していることにより、ランプ１４の点灯始動初期における発光部１４ａの黒化を防止することができる。
リフレクタ１５の光出射開口１５ｆが、円形状の光出射開口の４隅に切り欠き部を設けることによって方形状に形成され、しかも、空気取入部材１７がリフレクタ１５の切り欠き部１５ｍ〜１５ｐのうちの１つを塞ぐように設けられているので、光源素子１２を小型化することができる。よって、後述のランプユニット１０のように光源素子を多数並べて配置した場合でも、ランプユニットを小型化することができ、ひいては光照射装置を小型化することができる。
【００３８】
（３）ランプユニットの構造
図１４、図１５、図１６、図１７は、本発明のランプユニットの構成を説明するための図である。図１４は一方向に並んだ８個の光源素子からなる光源素子列を、一方向と直交する方向に２列並べて構成されるランプユニットの斜視図、図１５は光源素子支持枠体を構成するハニカム構造体と防爆板固定用壁部とを離間して示す分解斜視図、図１６、図１７は光源素子支持枠体の部分拡大図であり、図１６は防爆板固定用壁部と空気取入部材をハニカム構造体に取り付けた状態を示し（リフレクタは示されていない）、図１７は、防爆板固定用壁部やリフレクタ等を取り外した状態を示している。なお、図１４、図１５はランプユニットの一部を示したものであり、例えば前記図３に示したように、８個×２列の光源素子群で構成される。
図１４に示すランプユニットは、単一でも使用できるが、複数のランプユニットを光源素子の並び方向（Ｘ方向）に連結することにより、より長いランプユニットを構成することができる。
【００３９】
本実施例のランプユニット１０は、上記したように、ショートアーク型の放電ランプ１４とリフレクタ１５とよりなるそれぞれ８つの光源素子１２を、一方向（Ｘ）に並べて配置して光源素子列１１ａ、１１ｂを構成し、この２つの光源素子列１１ａ、１１ｂを上記一方向に直交する方向（Ｙ）に、光源素子１２のＸ方向の幅１／２だけＸ方向にずらして並べたものである。つまり、本実施例の光照射装置では、光源素子列１１ａにおける光源素子１２と、光源素子列１１ｂにおける光源素子１２とを、Ｘ方向に対して互いに斜め方向にずらした位置に配置している。各光源素子１２は、光源素子収容部を有する光源素子支持枠体１０１に収納されている。つまり、ランプユニット１０は合計１６個の光源素子１２から構成され、一方向における全長は約５００ｍｍである。
【００４０】
図１４、図１５に示すように、光源素子支持枠体１０１は、例えばアルミニウムなどの材料によって構成され、隔壁部１０２ａによって光源素子１２と同数の光源素子収容部１０２ｓが区画されたハニカム構造体１０２と、ハニカム構造体１０２の前端面に例えばネジ止めにより固定された、前記防爆板１３と同数の防爆板収容部１０３ｓを有する枠状の防爆板固定用壁部１０３とを備えている。
ハニカム構造体１０２は、光源素子列１１ａの各光源素子１２を収容する各光源素子収容部１０２ｓがＸ方向に並んで配置される光源素子収容部列１０２ｓ１と、光源素子列１１ｂの各光源素子１２を収容する各光源素子収容部１０２ｓがＸ方向に並んで配置される光源素子収容部列１０２ｓ２とが、互いに平行にＸ方向に伸びるようＹ方向に２列並んで形成されている。光源素子収容部列１０２ｓ１と、１０２ｓ２とは、各光源素子収容部１０２ｓが光源素子１２のＸ方向の幅の１／２だけＸ方向にずれて配置されるように、Ｘ方向の両端のそれぞれに段差部１０２ｗが設けられている。
【００４１】
ハニカム構造体１０２の各光源素子収容部１０２ｓの直上の壁面には、図１７に示すように、光源素子１２における各前記空気取入部材１７を配置するために、光源素子１２と同数の有底開口部１０２ｍが設けられているほか、防爆板固定用壁部１０３をネジ止めするためのネジ穴１０２ｎがＸ方向に沿って所定の間隔で設けられている。
各光源素子収容部１０２ｓは、Ｘ方向において隣り合う光源素子１２の間を仕切る隔壁部１０２ａが設けられている。隔壁部１０２ａには、各光源素子１２からの光を遮ることのないように、各光源素子１２を挟んだ両側に対向して配置され、互いに平行にＸ方向に伸びる天板部１０２ｂ及び底板部１０２ｃが設けられている。天板部１０２ｂ及び底板部１０３ｃの各々には、前記リフレクタ１５の外面と前記天板部１０２ｂ若しくは底板部１０２ｃとの間に冷却風を流すための第２及び第３の空気取入口１０２ｄと１０２ｅが、それぞれ８個ずつＸ方向に沿って並ぶように設けられている。また、ハニカム構造体１０２の背面側には、リフレクタベース１６を支持する支持部材１０２ｐが設けられている。
【００４２】
第２の空気取入口１０２ｄは、図９に示す光源素子１２の断面において、上端縁の中央部１０２ｄ１と下端縁の中央部１０２ｄ２とを結ぶ直線Ｔ３が、リフレクタ１５の光軸Ｃに交差し、且つ、該直線Ｔ３の延長線上に上記リフレクタベース１６が位置する。第２の空気取入口１０２ｄと同様に、第３の空気取入口１０２ｅは、図９に示す光源素子１２の断面において、上端縁の中央部１０２ｅ１と下端縁の中央部１０２ｅ２とを結ぶ直線Ｔ４が、リフレクタ１５の光軸Ｃに交差し、且つ、該直線Ｔ４の延長線上に上記リフレクタベース１６が位置する。
【００４３】
防爆板固定用壁部１０３は、図１５に示すように、例えばアルミニウムなどの材料によって、光源素子が並ぶＸ方向の両端のそれぞれに段差部１０３ｗを有する枠状に一体的に形成される。図１５の紙面上方に示すように、光源素子列１１ａにおける各防爆板１３を収容する各防爆板収容部１０３ｓが、Ｘ方向に並んで設けられることにより、一方の防爆板収容部列１０３ｓ１が構成されている。同図の紙面下方に示すように、光源素子列１１ｂにおける各防爆板１３を収容する各防爆板収容部１０３ｓが、Ｘ方向に並んで設けられることにより、他方の防爆板収容部列１０３ｓ２が構成されている。
防爆板収容部１０３ｓは、防爆板固定用壁部１０３の前方壁面１０３ａをＺ方向の内外に連通する開口１０３ｂからなり、図１６に示すように、この開口１０３ｂには環状内底部１０３ｃが形成される（図１５には不図示）。この環状内底部１０３ｃに防爆板１３の周方向のエッジ部が当接することで、防爆板収容部１０３ｓに防爆板１３が固定される。
前方壁面１０３ａの開口１０３ｂの直上には、上記空気取入部材１７を収容するための開口１０３ｄが、前方壁面１０３ａをＺ方向に連通するとともに、Ｘ方向の幅が開口１０３ｂよりも小さくなるように、開口１０３ｂに連続して形成されている。環状内底部１０３ｃには、図１６に示すように、その周方向の一部を切り欠くことによって、段差部１０３ｅが設けられている。
【００４４】
前方壁面１０３ａの開口１０３ｄの真上には、空気取入部材１７における第１及び第４の空気取入口に連通する第１の空気流入口１０３ｆが形成されている。該第１の空気流入口１０３ｆは、前方壁面１０３ａをＺ方向に連通するとともに、Ｘ方向の幅が開口１０３ｄよりも小さくなるように、開口１０３ｄに連続して形成されている。
空気取入部材１７は、次のようにして、光源素子支持枠体１０１に固定される。図１６、に示すように、空気取入部材１７の平板部１７ｃを開口１０３ｄに挿入し、該平板部１７ｃの端部をハニカム構造体１０２の有底開口１０２ｍ（図１７参照）に当接させる。このとき、前記図１１に示すように、平板部１７ｃがリフレクタ１５の切り欠き部１５ｐを塞ぐようにする。さらに、空気取入部材１７の鍔部１７ｄを段差部１０３ｅに当接させ、鍔部１７ｄの端面が環状内底部１０３ｃと同一平面上に位置するようにする。この状態で、空気取入部材１７が例えばネジ止めによって段差部１０３ｅに固定される。
【００４５】
さらに、図１５に示すように上記防爆板固定用壁部１０３は、Ｙ方向において一方の防爆板収容部列１０３ｓ１と他方の防爆板収容部列１０３ｓ２との間に位置する壁面１０３ｇに、Ｘ方向に広がる長穴状の第２の空気流入口１０３ｈが設けられている。この第２の空気流入口１０３ｈは、Ｘ方向に並んで配置される防爆板収容部１０３ｓの概ね２つを跨いでいる。
【００４６】
上記ハニカム構造体１０２と上記防爆板固定用壁部１０３とは、次のようにして連結される。防爆板収容部列１０３ｓ１及び１０３ｓ２を、前記光源素子列１１ａ（１０２Ｓ１）及び１１ｂ（１０２Ｓ２）に一致するように配置する。且つ、空気取入部材１７を収容する開口１０３ｄを、ハニカム構造体１０２の有底開口１０２ｍに一致させる。且つ、空気流入口１０３ｆを空気取入部材１７のやや上方に位置させ、第１の空気流入口１０３ｆの下端を空気取入部材１７の上端面と略同一平面上に配置する。尚且つ、長穴状の第２の空気流入口１０３ｈを、ハニカム構造体１０２の光源素子収容部列１０２ｓ１側の底板１０２ｃと、光源素子収容部列１０２ｓ２側の天板部１０２ｂとの中間に配置する。上記の状態で、防爆板固定用壁部１０３をハニカム構造体１０２に例えばネジ止めによって固定する。
【００４７】
図１４に示すように、防爆板固定用壁部１０３の前方には、上記した各光源素子１２の個数と同数の環状枠部１８ｓを備える防爆板固定用金具１８が設けられている。防爆板固定用金具１８は、上記光源素子列１１ａ、１１ｂに対応して、複数の環状枠部１８ｓがＸ方向に並んで形成される環状枠部列１８ｓ１、１８ｓ２を有し、一方の環状枠部列１８ｓ１と他方の環状枠部列１８ｓ２とは、互いに平行にＸ方向に伸びるとともにＹ方向に配列されている。各環状枠部１８ｓは、そのＸ方向及びＹ方向の大きさが、各防爆板１３のＸ方向及びＹ方向の大きさよりもやや小さく形成され、各防爆板１３が脱落しないようになっている。
かかる防爆板固定用金具１８は、各環状枠部１８ｓと防爆板固定用壁部１０３における各環状内底部１０３ｃとの間に各防爆板１３を挟持した状態で、防爆板固定用壁部１０３の前方壁面１０３ａに対して、例えばネジ止めにより固定される。なお、防爆板固定用金具１８は、防爆板固定用壁部１０３の第１及び第２の空気流入口１０３ｆ及び１０３ｈを塞ぐことのないように固定される。
【００４８】
上記のランプユニット１０においては、以下に説明するようにランプユニット１０内に空気が流れ込むことにより、各光源素子１２を効率良く冷却することができる。以下、「前方」とは光出射方向を意味し、「後方」はその反対を意味する。
図１に示す排気手段５５を駆動することにより、ランプユニットの後方側の空気が排気用ダクト５０を介して排気され、図９の矢印で示すような光源素子１２の前方から後方に向う空気の流れが発生する。すなわち、防爆板固定用壁部１０３における第１の空気流入口１０３ｆからランプユニット１０内に流入した空気は、図９に示すように、各光源素子１２の空気取入部材におけるそれぞれの第１の空気取入口１７ａ及び第４の空気取入口１７ｂを通過して各リフレクタ１５の内部に流入する。
同図に示すように、第１の空気流入口１０３ｆを介して第１の空気取入口１７ａから流入した空気は、ランプ１４の発光部１４ａにおける光出射側の電極１４ｅ（ランプの始動時に陰極動作する電極）の周囲を流れ、リフレクタ１５の筒状頸部１５ｃと封止部１４ｂとの間の隙間１５ｅを通過し、リフレクタ１５の筒状頸部１５ｃの切り欠き部１５ｄ、並びにリフレクタベース１６の切り欠き部１６ｃ及びメッシュ部１６ｄを通過して、各リフレクタ１５の後方側に排出される。これにより、発光部１４ａにおける光出射側の電極１４ｅの周囲の領域１４１ａが効果的に冷却されるため、該領域１４１ａを介して光出射側の電極１４ｅを効果的に冷却することができる。
【００４９】
従って、前記したように、ランプ１４の始動時において陰極動作する電極１４ｅの表面に水銀が付着した状態を実現することができ、グロー放電からアーク放電に移行する時間が短縮され、発光部１４ａが黒化することを抑制することができる。
空気流入口１０３ｆを介して第４の空気取入口１７ｂから流入した空気は、光出射側に位置する封止部１４ｃの外端部１４１ｃを通過して、上記と同様にリフレクタ１５の筒状頸部１５ｃの切り欠き部１５ｄ、並びにリフレクタベース１６の切り欠き部１６ｃ及びメッシュ部１６ｄを通過してリフレクタ１５の後方側に排出される。これにより、光出射側の封止部１４ｃが効果的に冷却され、該封止部１４ｃに埋設されたモリブデン箔１４ｇが酸化するといった不具合を解消することができる。
【００５０】
一方、ハニカム構造体１０２に設けられた第２の空気取入口１０２ｄからランプユニット１０内に流入した空気、及び、ハニカム構造体１０２における第３の空気取入口１０２ｅと、防爆板固定用壁部１０３に設けられた第２の空気流入口１０３ｈとを介してランプユニット１０内に流入した空気は、図９に示すようにして、リフレクタ１５の外面に沿って流れ、リフレクタベース１６を通過してリフレクタ１５の後方側に排出される。これにより、リフレクタベース１６が効果的に冷却され、リフレクタベース１６に挿入されたリフレクタ１５の筒状頸部１５ｃを介して、筒状頸部１５ｃに挿入されたランプの封止部１４ｂを間接的に冷却することができる。よって、該封止部１４ｂに埋設されたモリブデン箔１４ｆが酸化することを防止することができる。
【００５１】
本発明のランプユニット１０は、前記したように、ショートアーク型のランプ１４を有する光源素子１２の複数をＸ方向とＹ方向に並べて配置し、図８に示すように、光源素子列１１ａにおける各光源素子１２の照度分布曲線の頂部と、光源素子列１１ｂにおける各光源素子１２の照度分布曲線の頂部とが相補的に配置されるため、光照射領域における照度分布の均一性が高いことを特徴とする。本発明のランプユニットは、光源素子１２が上記のように特徴的に配置されたものにおいて、全てのランプ１４を一括して冷却することができるものである。
【符号の説明】
【００５２】
１０        ランプユニット
１１ａ，１１ｂ  光源素子列
１２        光源素子
１２ａ      リード線
１３        防爆板
１４        ショートアーク型の放電ランプ
１４ａ      発光部
１４ｂ、１４ｃ  封止部    
１４ｄ、１４ｅ  電極      
１４ｆ、１４ｇ  モリブデン箔
１４ｈ、１４ｉ  外部リード
１５        リフレクタ
１５ａ      凹面反射部
１５ｂ      中央底部
１５ｃ      筒状頸部
１５ｄ      切り欠き部
１５ｅ      隙間
１５ｆ      光出射開口
１５ｍ、１５ｎ、１５ｏ、１５ｐ  切り欠き部
１６        リフレクタベース
１６ａ      大径筒状部
１６ｂ      小径筒状部
１６ｃ      切り欠き部
１６ｄ      メッシュ部材
１７        空気取入部材
１７ａ      第１の空気取入口
１７ｂ      第４の空気取入口
１７ｃ      平板部
１７ｄ      鍔部
１８        防爆板固定用金具
１８ｓ      環状枠部
１８ｓ１、１８ｓ２  環状枠部列
２０        集光部材
２５        反射ミラー
３０        マスク
３１        透光性基板
３２        遮光膜
４５        偏光素子
４０        搬送手段
４１        ローラー
５０        排気ダクト
５５        排気手段
６０        ランプハウス
７０        ランプユニット電源
８１        フィルム基材
８５        第１の光配向膜
８５Ａ      光配向膜用材料層
８６        第２の光配向膜
８７        第１の液晶ポリマー層部分
８７Ａ      光重合性液晶材料層
８８        第２の液晶ポリマー層部分
８９        液晶ポリマー層
１０１      光源素子支持枠体
１０２      ハニカム構造体
１０２ａ    隔壁部
１０２ｂ    天板部
１０２ｃ    底板部
１０２ｄ    第２の空気取入口
１０２ｅ    第３の空気取入口
１０２ｍ    有底開口（部）
１０２ｎ    ネジ穴
１０２ｐ    支持部材
１０２ｓ    光源素子収容部
１０２ｓ    光源素子収容部
１０２ｓ１  光源素子収容部列
１０２ｓ２  光源素子収容部列
１０２ｗ    段差部
１０３      防爆板固定用壁部
１０３ａ    前方壁面
１０３ｂ    開口
１０３ｃ    環状内底部
１０３ｄ    開口
１０３ｅ    段差部
１０３ｆ    第１の空気流入口
１０３ｇ    壁面
１０３ｈ    第２の空気流入口
１０３ｓ    防爆板収容部
１０３ｓ１  防爆板収容部列
１０３ｓ２  防爆板収容部列
１０３ｗ    段差部
Ｃ          光軸
Ｔ１        上端縁の中央部１７１ａと下端縁の中央部１７２ａとを結ぶ直線
Ｔ２        上端縁の中央部１７１ｂと下端縁の中央部１７２ｂとを結ぶ直線
Ｔ３        上端縁の中央部１０２ｄ１と下端縁の中央部１０２ｄ２とを結ぶ直線
Ｔ４        上端縁の中央部１０２ｅ１と下端縁の中央部１０２ｅ２とを結ぶ直線
Ｗ          被照射物（ワーク）
【図１】
2013012434.tif 000003
【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】
2013012434.tif 000009
【図８】
2013012434.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2013012434.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2013012434.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
2013012434.tif 000020
【図１９】
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