(57)【要約】【課題】照度低下と均斉度の悪化を抑制する紫外線照射装置を提供する。【解決手段】実施形態の紫外線照射装置１００は、紫外線照射ランプ１を複数具備する。紫外線照射ランプ１は、断面が円形であるバルブ１０と、バルブ１０の内表面１０ａのうち管軸に直交する断面において管軸の方向に延びる範囲である第１の範囲に中心角を４５度以上２８０度以下とする円弧状に形成され、紫外線を放射する蛍光体を含む発光部１１と、バルブ１０の内表面１０ａのうち第１の範囲以外の範囲である第２の範囲に形成され、紫外線を反射する反射部１２とを具備する。紫外線照射装置１００において、複数の紫外線照射ランプ１は、管軸に直交する断面における中心点間の距離を５０ｍｍ以内に配列される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が円形であるバルブと；
前記バルブの内表面のうち管軸に直交する断面において前記管軸の方向に延びる範囲である第１の範囲に中心角を４５度以上２８０度以下とする円弧状に形成され、紫外線を放射する蛍光体を含む発光部と；
前記バルブの内表面のうち前記第１の範囲以外の範囲である第２の範囲に形成され、前記紫外線を反射する反射部と；
を具備する紫外線照射ランプを複数具備し、
前記複数の紫外線照射ランプは、管軸に直交する断面における中心点間の距離を５０ｍｍ以内に配列される
紫外線照射装置。
【請求項２】
前記紫外線照射ランプは、前記バルブの外径が１５．５ｍｍ以上３８ｍｍ以内である
請求項１に記載の紫外線照射装置。
【請求項３】
前記複数の紫外線照射ランプは、前記断面において前記複数の紫外線照射ランプが配列される方向に交差する一方向に前記第２の範囲が向くように配置され、
前記複数の紫外線照射ランプの前記第２の範囲に対向して配置される反射板と；
をさらに具備し、
前記反射板は、少なくとも一部に冷却孔を有する
請求項２又は請求項３に記載の紫外線照射装置。
【請求項４】
前記反射板は、前記断面における幅が１０ｍｍ以上４３．５ｍｍ以内である前記冷却孔を有する
請求項３に記載の紫外線照射装置。
【請求項５】
前記紫外線照射ランプの前記第２の範囲に対向する外表面に熱的に接触する放熱部材と；
をさらに具備する請求項１〜４のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。
【請求項６】
前記放熱部材は、冷却機構を有する
請求項５に記載の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶のセル工程のＰＳＡ（Polymer  Sustained  Alignment）では、紫外線により重合可能なモノマーを混入した液晶に電圧を印加しながら紫外線を照射することにより、ポリイミド層表面にポリマーを形成し液晶が傾斜配向する方位を制御している。このような液晶のセル工程にはロングアークのメタルハライドランプを搭載した照射装置が使用されていたが、最近では省電力化のために蛍光灯型の紫外線照射ランプが使用されている。このような紫外線照射ランプは、メタルハライドランプに比べランプから照射される紫外線量が少ないため、複数のランプ間を密に配列し、ランプから被照射物（例えばワーク）とは反対側へ放射される光を被照射物へ向けて反射させる反射板を配置する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０９７９５２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、紫外線照射装置において紫外線照射ランプから放射された光が、当該ランプの蛍光体層や他のランプの蛍光体層に吸収されてしまうことがある。このような場合、紫外線照射装置は、被照射物などが位置する所望の方向へ放射する紫外線の光量の低下を抑制することが難しく、被照射物における照度の低下を抑制できるとは限らない。また、このような紫外線照射装置においては、ランプの温度上昇により局所的に照度が低下することで、被照射物に対して一定の光量で光を照射する特性である均斉度が悪化することがある。
【０００５】
本発明は、照度低下と均斉度の悪化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態の紫外線照射装置は、紫外線照射ランプを複数具備する。紫外線照射ランプは、断面が円形であるバルブと、バルブの内表面のうち管軸に直交する断面において管軸の方向に延びる範囲である第１の範囲に中心角を４５度以上２８０度以下とする円弧状に形成され、紫外線を放射する蛍光体を含む発光部と、バルブの内表面のうち第１の範囲以外の範囲である第２の範囲に形成され、紫外線を反射する反射部とを具備する。紫外線照射装置において、複数の紫外線照射ランプは、管軸に直交する断面における中心点間の距離を５０ｍｍ以内に配列される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、照度低下と均斉度の悪化を抑制する紫外線照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る紫外線照射ランプを示す断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係る紫外線照射ランプを示す斜視図である。
【図３】図３は、実施形態に係る紫外線照射装置を示す斜視図である。
【図４】図４は、実施形態に係る紫外線照射装置を示す断面図である。
【図５】図５は、従来例に係る紫外線照射装置を示す断面図である。
【図６】図６は、実施形態に係る紫外線照射装置及び従来例に係る紫外線照射装置の照度を比較した結果を示す図である。
【図７】図７は、実施形態に係る紫外線照射装置及び従来例に係る紫外線照射装置の光の均斉度を比較した結果を示す図である。
【図８】図８は、変形例１に係る紫外線照射ランプを示す断面図である。
【図９】図９は、変形例２に係る紫外線照射装置を示す断面図である。
【図１０】図１０は、変形例３に係る紫外線照射装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下で説明する実施形態及び変形例１に係る紫外線照射装置１００は、紫外線照射ランプ１，２を複数具備する。紫外線照射ランプ１，２は、断面が円形であるバルブ１０と、バルブ１０の内表面１０ａのうち管軸に直交する断面において管軸の方向に延びる範囲である第１の範囲に中心角を４５度以上２８０度以下とする円弧状に形成され、紫外線を放射する蛍光体を含む発光部１１と、バルブ１０の内表面１０ａのうち第１の範囲以外の範囲である第２の範囲に形成され、紫外線を反射する反射部１２とを具備する。紫外線照射装置１００において、複数の紫外線照射ランプ１，２は、管軸に直交する断面における中心点間の距離を５０ｍｍ以内に配列される。
【００１０】
また、以下で説明する実施形態及び変形例１に係る紫外線照射装置１００において、紫外線照射ランプ１，２は、バルブ１０の外径が１５．５ｍｍ以上３８ｍｍ以内である。
【００１１】
また、以下で説明する実施形態及び変形例１に係る紫外線照射装置１００において、複数の紫外線照射ランプ１，２は、管軸に直交する断面において複数の紫外線照射ランプ１，２が配列される方向に交差する一方向に第２の範囲が向くように配置される。紫外線照射装置１００は、複数の紫外線照射ランプ１，２の第２の範囲に対向して配置される反射板２０とをさらに具備する。反射板２０は、少なくとも一部に冷却孔２１を有する。
【００１２】
また、以下で説明する実施形態に係る紫外線照射装置１００において、反射板２０は、管軸に直交する断面における幅が１０ｍｍ以上４３．５ｍｍ以内である冷却孔２１を有する。
【００１３】
また、以下で説明する変形例２に係る紫外線照射装置１０１は、紫外線照射ランプ１，２の第２の範囲に対向する外表面１０ｂに熱的に接触する放熱部材１６をさらに具備する。
【００１４】
また、以下で説明する変形例３に係る紫外線照射装置１０２において、紫外線照射ランプ１，２の第２の範囲に対向する外表面１０ｂに熱的に接触する放熱部材１７は、冷却機構として冷却孔１７１を有する。
【００１５】
［実施形態］
まず、本発明の実施形態に係る紫外線照射ランプ１を図面に基いて説明する。図１は、実施形態に係る紫外線照射ランプを示す断面図、図２は、実施形態に係る紫外線照射ランプを示す斜視図である。
【００１６】
本実施形態に係る紫外線照射ランプ１は、図１，２に示すようにバルブ１０の管軸の方向（以下、「管軸方向」とする）に直交する断面が円形である直管形のバルブ１０を具備する。なお、ここでいう「円形」は、製造時の誤差などによる略円形の形状を含むものであり、厳密な円形のみに限定するものではない。また、バルブ１０は、紫外線透過性を有する直管型バルブであって、例えば、透明石英ガラス、ソーダライムガラスやホウ珪酸ガラス等が用いられる。またバルブ１０内には、アマルガムや、アルゴン、クリプトンなどの希ガスが封入される。
【００１７】
図１に示すように、紫外線照射ランプ１は、バルブ１０の内表面１０ａに紫外線を放射する蛍光体を含む発光部１１と、紫外線を反射する反射部１２とを具備する。また、図２に示すように、紫外線照射ランプ１は、バルブ１０の両端部に、例えばＧ１３口金等の口金１３，１３をそれぞれ外嵌固着している。各口金１３，１３は、その外端面に、図示しない電極を継線する一対のソケットにそれぞれ接続される端子ピン１４，１４をそれぞれ突設している。
【００１８】
発光部１１は、バルブ１０の内表面１０ａのうち管軸に直交する断面において所定の長さを有し管軸方向に延びる範囲である第１の範囲に形成される。例えば、発光部１１は、所定の波長の光が照射された場合に紫外線を蛍光発光する蛍光体を含む蛍光体層として形成される。例えば、発光部１１は、水銀の主発光である２５４ｎｍの波長の光を吸収して、２５４ｎｍから３８０ｎｍの波長の紫外線を放出する蛍光体を含む。なお、紫外線を蛍光発光する蛍光体としては、例えば、ＢａＳｉ２Ｏ５：Ｐｂ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｍｇ）３Ｓｉ２Ｏ７：Ｐｂ、ＳｒＢ４Ｏ７：Ｅｕ、ＹＰＯ４：Ｃｅ、ＬａＰＯ４：Ｃｅ、（Ｍｇ，Ｂａ）Ａｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ等を使用してもよい。
【００１９】
反射部１２は、バルブ１０の内表面１０ａのうち第１の範囲以外の範囲である第２の範囲に形成される。つまり、反射部１２は、バルブ１０の内表面１０ａのうち発光部１１が形成される範囲以外に形成される。例えば、反射部１２は、紫外線を反射する金属をバルブ１０の内表面１０ａのうち第２の範囲に蒸着することにより形成される。なお、紫外線を反射する金属としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と酸化チタン（ＴｉＯ２）の混合物や、ケイ素（Ｓｉ）等を使用してもよいが、アルミニウム（Ａｌ）を使用することが好適である。反射部１２の金属としてアルミニウムを使用することにより、アルミニウムは熱伝導率が２３５Ｗ／ｍ／Ｋと高いため、反射部１２がバルブ１０内の管軸方向における温度均一化に寄与する。
【００２０】
ここで、バルブ１０の内表面１０ａにおける発光部１１を形成する第１の範囲と反射部１２を形成する第２の範囲の関係について説明する。図１に示す例において、発光部１１は、管軸に直交する断面において中心角θを１８０度とする円弧状に所定の長さを有する第１の範囲に形成される。そのため、反射部１２は、管軸に直交する断面において中心角θ’を１８０度とする円弧状に所定の長さを有する第２の範囲に形成される。すなわち、図１に示す例において、第１の範囲と第２の範囲とは均等に形成される。
【００２１】
なお、発光部１１は、紫外線を効率よく外部へ放射するために中心角θが４５度以上あることが望ましい。また、反射部１２は、後述する反射板２０の冷却孔２１から紫外線が放射されることを抑制するため、管軸に直交する断面において中心角θ’が８０度以上あることが望ましい。そのため、発光部１１は、管軸に直交する断面において中心角θを４５度以上２８０度以下とする円弧状に所定の長さを有する第１の範囲に形成されることが好適である。言い換えると、反射部１２は、管軸に直交する断面において中心角θ’を８０度以上３１５度以下とする円弧状に所定の長さを有する第２の範囲に形成されることが好適である。これにより、バルブ１０内における放電により水銀等から放出される光のうち反射部１２に向かう光は、反射部１２を反射して発光部１１に入射し、発光部１１により変換された紫外線がバルブ１０外へ放射される。すなわち、紫外線照射ランプ１は、所望の方向へ放射する紫外線の光量の低下を抑制することができ、被照射物における照度の低下を抑制できる。
【００２２】
なお、紫外線照射ランプ１は、図１のように、第１の範囲と第２の範囲とがバルブ１０の内表面１０ａにおいて完全に別体である場合に限らず、第１の範囲と第２の範囲とがバルブ１０の内表面１０ａにおいて一部が重複してもよい。つまり、紫外線照射ランプ１において、発光部１１と反射部１２とが完全に別体として構成されている場合にのみ限定されない。例えば、紫外線照射ランプ１において、発光部１１が反射部１２の一部と重なっていても良いし、逆に反射部１２が発光部１１の一部と重なっていても良い。このように、紫外線照射ランプ１において、バルブ１０の内表面１０ａは、発光部１１か反射部１２のいずれかで覆われていることが望ましい。
【００２３】
また、バルブ１０内における放電により水銀等から放出される光のうち発光部１１に向かう光は、発光部１１に直接入射し、発光部１１により変換された紫外線がバルブ１０外へ放射される。すなわち、紫外線照射ランプ１は、所望の方向へ放射する紫外線の光量の低下を抑制でき、被照射物における照度の低下を抑制できる。また、紫外線照射ランプ１においては、バルブ１０内における放電により水銀等から放出される光が、蛍光体層を通過する回数が１回で済むため、蛍光体層での波長変換によるエネルギーロスが少なくなる。また、紫外線照射ランプ１においては、バルブ１０内における放電により水銀等から放出される光が、バルブ１０を通過する回数が１回で済むため、界面ロスも少なくなる。したがって、紫外線照射ランプ１は、所望の方向へ放射する紫外線の光量の低下を抑制でき、ワークにおける照度の低下を抑制することができる。
【００２４】
ここから、本発明の実施形態に係る紫外線照射装置１００を図面に基いて説明する。図３は、実施形態に係る紫外線照射装置を示す斜視図、図４は、実施形態に係る紫外線照射装置を示す断面図である。
【００２５】
本実施形態に係る紫外線照射装置１００は、紫外線照射ランプ１を複数具備する。また、紫外線照射装置１００は、例えば、筐体２２と、電源接続構造や安定器などのランプ点灯装置を収容した器具本体（図示しない）とを具備する。
【００２６】
紫外線照射装置１００は、複数の紫外線照射ランプ１を具備しており、各紫外線照射ランプ１は筐体２２に設けられた複数のソケット２３，２３にそれぞれ口金１３，１３が装着され、筐体２２に取り付けられる。また、図３に示す例において、紫外線照射装置１００が反射板２０を具備する場合、反射板２０は、筐体２２内の上方、すなわち筐体２２の開口面に対向する面側に設けられる。なお、筐体２２の開口面に対向する面は、開口してもよい。
【００２７】
ここで、図４に基づいて、紫外線照射装置１００における紫外線照射ランプ１および反射板２０の配置について説明する。
【００２８】
紫外線照射装置１００においては、紫外線照射ランプ１として、バルブ１０の外径Ｄ１が３８ｍｍである紫外線照射ランプを複数（例えば、７本）使用する。そして、複数の紫外線照射ランプ１は、管軸に直交する断面において複数の紫外線照射ランプ１が配列される方向に交差する一方向に第２の範囲が向くように配置される。言い換えると、複数の紫外線照射ランプ１は、管軸に直交する断面において、発光部１１の向きを揃えて配置される。これにより、図４に示す例において、複数の紫外線照射ランプ１は、ワーク３０へ紫外線を照射する。なお、紫外線照射ランプ１は、バルブ１０の外径Ｄ１が１５．５ｍｍ以上３８ｍｍ以内であることが好適である。紫外線照射ランプ１のバルブ１０の外径Ｄ１が１５．５ｍｍよりも小さいと、複数の紫外線照射ランプ１を並べたときに、特に紫外線照射ランプ１と紫外線照射ランプ１との間で照度の落ち込みが顕著となり、照度低下や均斉度の悪化が生じるため、好ましくない。一方、紫外線照射ランプ１のバルブ１０の外径Ｄ１が３８ｍｍよりも大きいと、複数の紫外線照射ランプ１を並べたときに、紫外線照射ランプ１と紫外線照射ランプ１との間隔が狭くなり、紫外線照射ランプ１の温度が上昇して照度低下になるため、好ましくない。よって、紫外線照射ランプ１は、バルブ１０の外径Ｄ１が１５．５ｍｍ以上３８ｍｍ以内であることが好適である。また、ワーク３０は、紫外線照射装置１００から所定の距離（例えば、５０ｍｍ）離間し、紫外線照射ランプ１の発光部１１に対向する位置に配置される。
【００２９】
また、複数の紫外線照射ランプ１は、図４に示すように、管軸に直交する断面における中心点間の距離Ｄ２を４５ｍｍとして配列される。このように、複数の紫外線照射ランプ１を密に配置することにより、ワーク３０の位置する方向へ放射する紫外線の光量の低下を抑制し、ワーク３０における照度の低下を抑制する。なお、複数の紫外線照射ランプ１は、管軸に直交する断面における中心点間の距離Ｄ２を５０ｍｍ以内に配列されることが好適である。複数の紫外線照射ランプ１において、管軸に直交する断面における中心点間の距離Ｄ２を５０ｍｍよりも大きくすると、特に紫外線照射ランプ１と紫外線照射ランプ１との間で照度の落ち込みが顕著となり、照度低下や均斉度の悪化が生じるため、好ましくない。よって、複数の紫外線照射ランプ１は、管軸に直交する断面における中心点間の距離Ｄ２を５０ｍｍ以内に配列されることが好適である。
【００３０】
反射板２０は、複数の紫外線照射ランプ１の第２の範囲に対向して配置される。なお、図４に示す反射板２０は、管軸に直交する断面において、複数の紫外線照射ランプ１が配列される方向の両端部はワーク３０の方向へ延びる。また、反射板２０には、例えば、表面に鏡面加工を施したＳＵＳやアルミニウムが用いられる。図４に示す例においては、反射板２０にはアルミニウムを使用する。
【００３１】
図４に示す例において、反射板２０は、管軸に直交する断面における幅Ｄ３が３５ｍｍである冷却孔２１を複数有する。ここに、複数の冷却孔２１は、管軸に直交する断面において、反射板２０中の複数の紫外線照射ランプ１の第２の範囲に対向する位置に設けられる。すなわち、図４に示すように、管軸に直交する断面において、紫外線照射ランプ１と同数（例えば、７つ）の冷却孔２１が、反射板２０中の複数の紫外線照射ランプ１の第２の範囲に対向する位置に設けられる。なお、反射板２０に設けられる冷却孔２１は、幅Ｄ３が１０ｍｍ以上４３．５ｍｍ以内であることが好適である。反射板２０に設けられる冷却孔２１の幅Ｄ３が１０ｍｍよりも小さいと、冷却機能が低下して紫外線照射ランプ１の温度が上昇し、照度低下が生じるため、好ましくない。一方、反射板２０に設けられる冷却孔２１の幅Ｄ３が４３．５ｍｍよりも大きくなると、反射板２０の機械的強度が低下して反射板としての機能を損なうため、好ましくない。よって、反射板２０に設けられる冷却孔２１は、幅Ｄ３が１０ｍｍ以上４３．５ｍｍ以内であることが好適である。
【００３２】
また、冷却孔２１の幅Ｄ３は、紫外線照射ランプ１のバルブ１０の外径Ｄ１との関係では、外径Ｄ１の長さに対して±５．５ｍｍ以内であることが好適である。例えば、紫外線照射ランプ１のバルブ１０の外径Ｄ１が１５．５ｍｍであって、冷却孔２１の幅Ｄ３が１０ｍｍである場合、紫外線照射ランプ１の反射部１２が管軸に直交する断面において中心角θ’が８０度以上あれば、冷却孔２１から紫外線が放射されることを抑制することができる。
【００３３】
前述した構成の実施形態に係る紫外線照射装置１００は、複数の紫外線照射ランプ１を、管軸に直交する断面における中心点間の距離を５０ｍｍ以内に配列することにより、照度低下と均斉度の悪化を抑制することができる。
【００３４】
前述した構成の実施形態に係る紫外線照射装置１００は、紫外線照射ランプ１のバルブの外径が１５．５ｍｍ以上３８ｍｍ以内であることにより、均斉度の悪化を抑制することができる。
【００３５】
前述した構成の実施形態に係る紫外線照射装置１００は、冷却孔２１を有する反射板２０を用いることで、反射板２０により効率的に放熱し、バルブ１０内の温度上昇を抑制することにより、紫外線照射ランプ１の温度上昇による照度低下と均斉度の悪化を抑制することができる。特に反射部１２が１８０度以上、すなわち、発光部１１が１８０度未満であるとき、紫外線照射ランプ１から放出された紫外線を反射板２０により反射して被照射物に対して照射することができるため、照度低下と均斉度の悪化を抑制することができる。
【００３６】
前述した構成の実施形態に係る紫外線照射装置１００は、断面における幅が１０ｍｍ以上４３．５ｍｍ以内である冷却孔２１を有する反射板２０を用いることで、冷却孔２１により効率的に放熱し、バルブ１０内の温度上昇を抑制することにより、紫外線照射ランプ１の温度上昇による照度低下と均斉度の悪化を抑制することができる。
【００３７】
次に、前述した実施形態に係る紫外線照射装置１００の効果を従来例に係る紫外線照射装置と比較することにより確認した。
【００３８】
図５は、比較対象として用いる従来例に係る紫外線照射装置２００を示す。紫外線照射装置２００は、紫外線照射ランプ２０１の構成が紫外線照射装置１００における紫外線照射ランプ１の構成と異なる点以外は、同様の構成である。具体的には、紫外線照射装置２００における反射板２２０の構成は反射板２０と同様の構成であり、冷却孔２２１の構成は冷却孔２１と同様の構成である。また、ワーク３０とワーク３１も同様の構成である。
【００３９】
ここで、紫外線照射ランプ２０１の構成と紫外線照射ランプ１の構成との差異について説明する。紫外線照射ランプ２０１のバルブ２１０の構成は、バルブ１０と同様の構成である。バルブ２１０の内表面２１０ａには、バルブ２１０の管軸に直交する断面における全周に亘って、発光部１１と同様の発光部２１１が設けられる。すなわち、紫外線照射ランプ２０１の構成は、反射部を具備しない点で、紫外線照射ランプ１の構成と相違する。
【００４０】
以下に、実施形態に係る紫外線照射装置１００と上述した紫外線照射装置２００とを比較した結果を図６及び図７に示す。なお、以下に示す比較結果を得るための測定では、照度計として紫外線積算光量計ＵＩＴ−２５０（ウシオ電機製）を用い、受光器としてＵＶＤ−Ｓ３１３（ウシオ電機製）を用いた。
【００４１】
まず、図６の照度の比較について説明する。図６は、紫外線照射装置１００，２００からワーク３０，３１における照度を比較した結果を示す。「従来」の行は、従来例に係る紫外線照射装置２００に係る測定結果を示す。また、「本発明」の行は、実施形態に係る紫外線照射装置１００に係る測定結果を示す。また、「反射板無」の項目は、反射板２０，２２０を設けなかった場合の測定結果を示す。また、「反射板有、冷却孔有」の項目は、反射板２０，２２０を設け、かつ反射板２０，２２０に冷却孔２１，２２１を設けた場合の測定結果を示す。すなわち、図４及び図５に示す例での測定結果を示す。また、「反射板有、冷却孔無」の項目は、反射板２０，２２０を設け、かつ反射板２０，２２０に冷却孔２１，２２１を設けなかった場合の測定結果を示す。
【００４２】
ここで、図６は、「従来」の「反射板無」における測定結果の照度に対する他の測定結果の照度比を示す。図６に示すように、「従来」の「反射板有、冷却孔有」は、「従来」の「反射板無」に対する照度比が「１．０５」となり、「従来」の「反射板無」に対して照度が向上している。また、「従来」の「反射板有、冷却孔無」は、「従来」の「反射板無」に対する照度比が「０．９」となり、「従来」の「反射板無」に対して照度が低下している。
【００４３】
一方、「本発明」の「反射板無」は、「従来」の「反射板無」に対する照度比が「１．４」となり、「従来」の「反射板無」に対して照度が向上している。同様に、「本発明」の「反射板有、冷却孔有」は、「従来」の「反射板無」に対する照度比が「１．４」となり、「従来」の「反射板無」に対して照度が向上している。また、「本発明」の「反射板有、冷却孔無」は、「従来」の「反射板無」に対する照度比が「１．３」となり、「従来」の「反射板無」に対して照度が向上している。
【００４４】
上述のように、従来例に係る紫外線照射装置２００では、紫外線照射ランプ２０１から他の紫外線照射ランプ２０１の外表面２１０ｂに直接照射された光（例えば、図５中の光ｒ２１参照）や反射板２２０に反射された光（例えば、図５中の光ｒ２２参照）は、他の紫外線照射ランプ２０１に吸収されてしまうため、ワーク３１における照度の低下を抑制することは難しい。また、紫外線照射ランプ２０１のバルブ２１０内の温度上昇によるワーク３１における照度の低下を抑制することも難しい。このような傾向は、管軸に直交する断面における複数の紫外線照射ランプ２０１の中心点間の距離Ｄ２が狭い程顕著になる。また、バルブ２１０内の温度上昇を抑制するために反射板２２０に冷却孔２２１を設けた場合、冷却孔２２１から光が放射されてしまうため（例えば、図５中の光ｒ２３参照）、ワーク３１における照度の低下を抑制することが難しい。
【００４５】
一方、実施形態に係る紫外線照射装置１００は、紫外線照射ランプ１のバルブ１０内において反射板２０側へ向かう光は、反射部１２により反射される（例えば、図４中の光ｒ１参照）。そのため、紫外線照射装置１００は、反射板２０に冷却孔２１を設けても、反射板２０から放射される光が漏れることを抑制できる。これにより、紫外線照射装置１００は、反射板２０に冷却孔２１を設けても、ワーク３０における照度低下の抑制を実現しつつ、バルブ１０内の温度による効率低下や均斉度の悪化を抑制できる。なお、紫外線照射ランプ１においては、バルブ１０内において反射板２０側へ向かう光は反射部１２により反射されるため、反射板２０を設けない構成でも、反射板２０を設けた構成と同等の照度を実現できる。したがって、紫外線照射装置１００は、反射板２０を設けない場合であっても、ワーク３０における照度低下の抑制を実現しつつ、バルブ１０内の温度による効率低下や均斉度の悪化を抑制できる。このように、紫外線照射装置１００は、従来例と比較して、所望の方向へ放射する紫外線の光量の低下を抑制することができ、ワークにおける照度の低下を抑制することができる。
【００４６】
次に、図７の均斉度の比較について説明する。図７は、紫外線照射装置１００，２００からワーク３０，３１に照射される光の均斉度（％）を比較した結果を示す。なお、図７の各行、各項目の意味は、図６と同様である。なお、「均斉度」は、ワーク３０，３１における照度分布を表す指標であり、以下の数式（１）により算出される。つまり、「均斉度」は、ワークにおける最大照度及び最小照度から算出され、「均斉度」が０％に近いほどワークにおける照度分布が均一であり、ムラの少ない照度分布になっていることを示す。
【００４７】
均斉度（％）＝（最大照度−最小照度）／（最大照度＋最小照度）×１００  …（１）
【００４８】
ここで、図７は、「従来」の「反射板無」における測定結果の均斉度に対する他の測定結果の比較を示す。図７の「○」は、「従来」の「反射板無」と同程度の均斉度であることを示し、「◎」は、「従来」の「反射板無」よりも均斉度が小さい（０％に近い）、つまり良い均斉度であることを示し、「△」は、「従来」の「反射板無」よりも均斉度が大きい、つまり悪い均斉度であることを示し、「×」は、「従来」の「反射板無」に対し「△」よりもさらに悪い均斉度であることを示す。
【００４９】
図７に示すように、実施形態に係る紫外線照射装置１００、及び従来例に係る紫外線照射装置２００においては、反射板２０，２００を設けない構成が均斉度の良い構成であることが測定結果として得られた。また、最も均斉度が良い構成は、紫外線照射装置１００における反射板２０を設けない構成であることが測定結果として得られた。ここで、例えば、紫外線照射ランプは、アマルガムを封入しておりアマルガムの温度により紫外線照射ランプ内の水銀蒸気圧で決まるため、最適温度を外れると効率が低下し、目的の照度が得られないことがある。また、紫外線照射ランプ内の温度上昇による局所的な効率低下で照度分布の均一性が悪化することがある。上記のような要因により、従来例に係る紫外線照射装置２００においては、紫外線照射ランプ２０１のバルブ２１０内の温度上昇により局所的な効率低下が生じ、ワークにおける均斉度の悪化、つまり照度分布の均一性が悪化することを抑制することが難しい。一方、紫外線照射装置１００は、紫外線照射ランプ１のバルブ１０内の温度上昇による局所的な効率低下が生じることが抑制でき、ワークにおける均斉度の悪化、つまり照度分布の均一性が悪化することを抑制できる。
【００５０】
［変形例１］
次に、本発明の実施形態の変形例１に係る紫外線照射ランプ２を図面に基いて説明する。図８は、実施形態の変形例１に係る紫外線照射ランプ２を示す断面図である。なお、図８において、実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５１】
実施形態の変形例１に係る紫外線照射ランプ２は、バルブ１０において第２の範囲に対向する外表面１０ｂに形成される放熱部１５をさらに具備する。つまり、紫外線照射ランプ２は、放熱部１５を具備する点で実施形態に係る紫外線照射ランプ１と相違し、他の構成については紫外線照射ランプ１と同様の構成である。
【００５２】
上述のように、放熱部１５は、バルブ１０において第２の範囲に対向する外表面１０ｂに形成される。放熱部１５には、例えばアルミニウムなどの熱伝導性の高い材料が使用される。これにより、紫外線照射ランプ２は、放熱部１５により効率的に放熱でき、バルブ１０内の温度上昇を抑制することができる。
【００５３】
また、紫外線照射ランプ２が放熱部１５を具備する場合、放熱部１５の外観によりバルブ１０内の発光部１１及び反射部１２の位置が識別できるため、紫外線照射ランプ２の取付け方向などの確認が容易になる。また、変形例１に係る紫外線照射装置１００は、複数の紫外線照射ランプ２を具備する。この場合、紫外線照射ランプ２は、放熱部１５を反射板２０と熱的に接触して配置されてもよい。これにより、紫外線照射ランプ２は、放熱部１５により効率的に放熱でき、バルブ１０内の温度上昇を抑制することができる。
【００５４】
前述した構成の変形例１に係る紫外線照射装置１００は、放熱部１５を有する紫外線照射ランプ２を具備することで、放熱部材１５により効率的に放熱し、バルブ１０内の温度上昇を抑制することにより、紫外線照射ランプ２の温度上昇による照度低下と均斉度の悪化を抑制することができる。
【００５５】
［変形例２］
次に、本発明の実施形態の変形例２に係る紫外線照射装置１０１を図面に基いて説明する。図９は、実施形態の変形例２に係る紫外線照射装置１０１を示す断面図である。なお、図９において、実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５６】
実施形態の変形例２に係る紫外線照射装置１０１は、紫外線照射ランプ１の第２の範囲に対向する外表面１０ｂに熱的に接触する放熱部材１６をさらに具備する。
【００５７】
上述のように、放熱部材１６は、紫外線照射ランプ１の第２の範囲に対向する外表面１０ｂに熱的に接触する。放熱部材１６には、例えばアルミニウムなどの熱伝導性の高い材料が使用される。これにより、紫外線照射ランプ１は、放熱部材１６により効率的に放熱でき、バルブ１０内の温度上昇を抑制することができる。
【００５８】
また、図９に示すように、放熱部材１６は、紫外線照射ランプ１から離れる向きに延びる複数のフィンからなる放熱部１６１を有する。放熱部材１６が放熱部１６１を有することにより、紫外線照射ランプ１は、放熱部材１６によりバルブ１０内の温度上昇をより抑制することができる。
【００５９】
なお、実施形態の変形例２に係る紫外線照射装置１０１において、放熱部材１６は、反射板２０の冷却孔２１から突出して配置されてもよい。これにより、紫外線照射ランプ１は、放熱部材１６により効率的に放熱でき、バルブ１０内の温度上昇を抑制することができる。また、放熱部材１６は、反射板２０と熱的に接触して配置されてもよい。これにより、紫外線照射ランプ１は、放熱部材１６により効率的に放熱でき、バルブ１０内の温度上昇を抑制することができる。
【００６０】
前述した構成の実施形態に係る紫外線照射装置１０１は、放熱部材１６をさらに具備することで、放熱部材１６により効率的に放熱し、バルブ１０内の温度上昇を抑制することにより、紫外線照射ランプ１の温度上昇による照度低下と均斉度の悪化を抑制することができる。
【００６１】
［変形例３］
次に、本発明の実施形態の変形例３に係る紫外線照射装置１０２を図面に基いて説明する。図１０は、実施形態の変形例３に係る紫外線照射装置１０２を示す断面図である。なお、図１０において、実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００６２】
実施形態の変形例３に係る紫外線照射装置１０２において、紫外線照射ランプ１の第２の範囲に対向する外表面１０ｂに熱的に接触する放熱部材１７の内部には、冷却機構を有する。なお、放熱部材１７には、例えばアルミニウムなどの熱伝導性の高い材料が使用される。
【００６３】
図１０に示すように、放熱部材１７は、冷却機構として、放熱部材１７を貫通する冷却管１７１を複数有する。図１０に示す例では、放熱部材１７は、管軸方向に延びる２本の冷却管１７１，１７１を有する。冷却管１７１，１７１に冷却媒体を通すことにより効率的に放熱でき、紫外線照射ランプ１は、バルブ１０内の温度上昇を抑制することができる。なお、放熱部材１７の冷却管１７１，１７１には、水や圧縮空気などの冷媒を流してもよい。
【００６４】
なお、実施形態の変形例３に係る紫外線照射装置１０２において、放熱部材１７は、反射板２０の冷却孔２１から突出して配置されてもよい。これにより、紫外線照射ランプ１は、放熱部材１７により効率的に放熱でき、バルブ１０内の温度上昇を抑制することができる。また、放熱部材１７は、反射板２０と熱的に接触して配置されてもよい。これにより、紫外線照射ランプ１は、放熱部材１７により効率的に放熱でき、バルブ１０内の温度上昇を抑制することができる。
【００６５】
前述した構成の実施形態に係る紫外線照射装置１０２は、冷却機構として、放熱部材１７を貫通する冷却管１７１を複数有するで、冷却管１７１，１７１を通る冷却媒体により効率的に放熱し、バルブ１０内の温度上昇を抑制することにより、紫外線照射ランプ１の温度上昇による照度低下と均斉度の悪化を抑制することができる。
【００６６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６７】
１，２  紫外線照射ランプ
１０  バルブ
１０ａ  内表面
１０ｂ  外表面
１１  発光部
１２  反射部
１６  放熱部材
１７  放熱部材
２０  反射板
２１  冷却孔
１００，１０１，１０２  紫外線照射装置
【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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