JP2002166166A - 紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被照射面における照度を向上させるととも
に、照度分布を均一化した構造の簡単な紫外線照射装置
を提供すること。 【解決手段】 紫外線を発生する紫外線ランプ１０と；
前記紫外線ランプ１０の背面側に、反射光が被照射面に
照射されるよう互いに所定の角度をなして配設された複
数の実質的に平坦な反射体からなる紫外線反射体群１１
と；紫外線反射体群１１を構成する反射体１１ａ、１１
ｂの少なくとも一つを隣接する他の反射体に対して回動
自在に保持する反射体保持機構１５と；を具備すること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被照射面における
紫外線の照度および照度分布を可変とした紫外線照射装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば、基板に印刷された紫
外線硬化性のインクやレジストを所定のパターンで露光
させるために紫外線照射装置が用いられている。

【０００３】このような紫外線照射装置では、被照射面
に対して高い紫外線照度と均一な照度分布で紫外線照射
が行われることが望ましく、また経済性の点からは被照
射面以外の方向に放射される紫外線も有効に利用できる
ことが望ましい。

【０００４】このため、紫外線照射装置としては、紫外
線ランプの背面側に反射鏡を配置して被照射面と反対側
に放射される紫外線を被照射面側に反射させて被照射面
側における紫外線の照度を高くしたものが一般に用いら
れている。

【０００５】このような従来の紫外線照射装置として
は、直管状の紫外線ランプの背面側に断面円弧状の反射
鏡を配設したものが知られているが、断面円弧状の反射
光を用いた紫外線照射装置では、反射鏡の焦点が固定さ
れているため、被照射体の大きさや紫外線照射装置と被
照射面との相対位置が変ったような場合には、被照射体
に対する紫外線の照度分布が不均一となる。このため照
射時間を長く要して作業性が低下したり、被照射体に比
べて照射領域が広くなり過ぎて照度が低くなってしまう
という問題があった。

【０００６】また、図６および図７に示したように、直
管状の紫外線ランプ１の背面側に平面状の反射鏡２ａを
配置するととに、紫外線ランプ１を挟んで反射鏡２ａの
幅方向の両側に、一対の平面状の反射鏡２ｂ、２ｂを被
照射面Ｓに向けて所定の角度で末広状に拡開固定してな
る反射鏡群２を配設した紫外線照射装置３も用いられて
いる。なお、同図において、符号４ａ、４ｂはミラーホ
ルダーである。

【０００７】しかしながら、この紫外線照射装置３は、
反射鏡の焦点が固定されて被照射面Ｓに対する照度や照
度分布が一定であるため、断面円弧状の反射鏡を用いた
紫外線照射装置と同様に、被照射体の大きさや紫外線照
射装置と被照射面との相対位置が変ったような場合に
は、被照射体に対する紫外線の照度が不十分になり、こ
のため照射時間を長く要して作業性が低下したり、照度
分布が不均一になって照射効率が低下してしまうという
問題があった。

【０００８】また、図６および図７の紫外線照射装置に
おいて、反射鏡２ｂと被照射面間に別の平面状の反射鏡
を配置して、この反射鏡の傾斜角を変えることにより被
照射面における紫外線の照度の向上や照度分布の均一化
を図ることも考えられるが、このような紫外線照射装置
では効果がそれほど期待できない上に、反射鏡を駆動す
る機構が複雑かつ大型になって装置全体が大型化してし
まうという問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の直管状の紫外線ランプの背面側に断面円弧状の反射鏡
を配設した紫外線照射装置では、焦点が固定されるた
め、被照射体の大きさや相対位置が変ったような場合に
は、被照射体に対する紫外線の照度が不十分になりこの
ため照射時間が長くなって作業性が低下したり、あるい
は照度分布が不均一になって照射効率が低くなってしま
うという問題があり、また、直管状の紫外線ランプの背
面に平面状の反射鏡を配置した紫外線照射装置でも同様
の問題があり、さらに、この紫外線照射装置の、紫外線
ランプと被照射面とを結ぶ線を挟んで複数の反射鏡を配
置し、この反射鏡の傾斜角を変えるようにした場合に
は、効果がそれほど向上しない上に、機構が複雑になっ
て装置が大型化してしまうという問題があった。

【００１０】本発明はかかる従来の問題を解消すべくな
されたもので、被照射面における照度を向上させるとと
もに、照度分布を均一化した構造の簡単な紫外線照射装
置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、紫外
線を発生する紫外線ランプと；前記紫外線ランプの背面
側に、反射光が所定の被照射面に照射されるよう配設さ
れた、ガラス基材の一面に紫外線反射性の多干渉膜が被
着された複数の実質的に平坦な反射体からなる紫外線反
射体群と；前記紫外線反射体群を構成する反射体の少な
くとも一つを隣接する他の反射体に対して回動自在に保
持する反射体保持機構と；を具備することを特徴とす
る。

【００１２】本発明および以下の各請求項の発明におい
て用いられる紫外線ランプとしては、直管状のもの、例
えば、特開平１０−３１９７６号公報に記載されたよう
な、紫外線透過性の気密容器と；気密容器内に封入した
アマルガムおよび希ガスを含む放電媒体と；気密容器の
内面に形成した透過性の保護膜と；を具備した直管状の
紫外線ランプが例示される。

【００１３】また、例えば、特開平１０−１０６５０７
号公報に記載されたような、有底外筒内に有底内筒を収
容し、これら外筒と内筒とにより画成される空間の開口
端を密封して、この空間を放電空間部に形成した紫外線
透過性を有する気密容器と；内筒の内面に被着された紫
外線反射性を有する内側電極と；外筒外面の少なくとも
一部に被着された外側電極と；放電空間部内に封入され
たキセノンを含む放電媒体と；を具備した曲面状のもの
や、さらにはＵ字管状の紫外線ランプも用いることがで
きる。

【００１４】その他、紫外線を発生するランプであれ
ば、上記の紫外線ランプ以外の広範な紫外線ランプが本
発明に適用可能である。

【００１５】また、紫外線反射性の多干渉膜をガラス基
材の一面に被着するには、例えば蒸着のような手段が用
いられる。さらに、本発明に使用される反射体は、全体
として平坦でかつ表面平滑な鏡面をなしているものが適
しているが、表面に無数のティンプルを形成させて紫外
線を乱反射させるようにした全体として平坦なものも使
用可能である。

【００１６】本発明においては、紫外線反射体群は、紫
外線ランプの背面側に配設されるが、反射体の一部は紫
外線ランプから前方、すなわち被照射面側に突出して配
設されても差し支えない。

【００１７】紫外線反射体群を構成する各反射体は、支
持機構によりそれぞれ紫外線ランプの背面側の所定の位
置に保持されるが、反射体の少なくとも一つは、他の反
射体に対して回動自在に保持される。反射体を他の反射
体に対して回動自在に保持する機構としては、例えば他
の反射体の保持部材、又は独立した他の保持部材に蝶番
を介して枢着するようにしたものを用いることができ
る。

【００１８】請求項１の発明によれば、紫外線反射体群
を構成する反射体の少なくとも一つを隣接する他の反射
体に対して回動自在に保持させ、この反射体と隣接する
他の反射体との角度を変動可能としたので、この反射体
により反射された紫外線の方向を制御して被照射面にお
ける紫外線の照度を向上させ照度分布を均一化すること
が可能である。

【００１９】本発明における反射体保持機構における回
動機構は、紫外線ランプの背面側にある比較的小型の反
射体を回動させる小型のもので構成できるから、装置全
体の大型化を回避することができる。

【００２０】さらに、本発明における反射体は、ガラス
基材の一面に紫外線反射性の多干渉膜を被着して形成さ
れているので、所望の反射特性を容易に得ることができ
る。

【００２１】請求項２の発明は、紫外線を発生する紫外
線ランプと；前記紫外線ランプの背面側に、反射光が所
定の被照射面に照射されるよう配設された、前記紫外線
ランプの背面に配置された第１の反射体と前記紫外線ラ
ンプから前記第１の反射体に下ろした垂線を挟んで前記
紫外線ランプに向けて拡開する方向に傾斜配置された複
数の第２の反射体とからなる紫外線反射体群と；を具備
することを特徴とする。

【００２２】請求項２の発明における用語の定義及び説
明等は、請求項１の発明と、ほぼ同様である。ただし、
請求項２の発明においては、第１の反射体及び第２の反
射体には、研磨したアルミ板の表面に防蝕膜を形成した
反射鏡や、表面に蒸着により紫外線を反射する薄膜を形
成した反射鏡等が用いられる。

【００２３】また、第１の反射体が紫外線ランプの真後
ろに、第２の反射体は、紫外線ランプを挟んでその両側
に、それぞれ回動自在の反射体保持機構により拡開され
て保持され、その開度が可変とされている。

【００２４】請求項２の発明によれば、第２の反射体に
より反射された紫外線の照射領域の広狭が調節されて、
照度の向上と照度分布の均一化が行われる。

【００２５】また、第２の反射体は、紫外線ランプの背
面側に配置され、比較的小型であるので、反射反射体保
持機構における回動機構は、蝶番のような小型なもので
よく、装置全体の大型化が回避できる。

【００２６】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、前記紫外線反射体群は、前記紫外線ランプと
の相対距離を可変とされていることを特徴とする。

【００２７】紫外線反射体群と紫外線ランプとの相対距
離を可変とする機構としては、紫外線反射体群全体を支
持するブラケット等の支持体に、被照射面方向に長孔を
形成し、この長孔を介して他の支持体にボルトで固定す
る手段等が例示される。

【００２８】このような構成によれば、ボルトで締め付
けられる長孔の位置を変えることにより、紫外線ランプ
と紫外線反射体群全体との相対位置を可変とすることが
できる。

【００２９】したがって、請求項３の発明によれば、紫
外線反射体群と紫外線ランプとの相対距離を変えること
により、紫外線反射体群全体による反射光の照度の向上
と照度分布の均一化を図ることができる。

【００３０】請求項４の発明は、請求項１乃至３のいず
れか１項の発明において、前記反射体の少なくとも一つ
は、紫外線ランプの長手方向に沿って複数に分割されて
いることを特徴とする。

【００３１】このように反射体の少なくとも一つを紫外
線ランプの長手方向に沿って複数に分割することによ
り、分割された個々の反射体の照射領域を調節して、紫
外線反射体群全体の反射光による照度の向上と照度分布
の均一化をさらに精密に行うことが可能となる。

【００３２】請求項５の発明は、前記紫外線ランプの外
側には、紫外線透過ガラスからなる二重管に冷却水を通
水させた冷却管が被嵌されていることを特徴とする。

【００３３】一般に、紫外線ランプは、発熱により過熱
し易く、過熱を避けるためには紫外線ランプと反射体の
距離を大きくして、装置を大型化しなければならない
が、この発明のように冷却管を紫外線ランプに被嵌する
ことにより紫外線ランプの輻射熱を吸収して特に紫外線
反射体群の昇温を回避して装置の小型化を図ることがで
きる。

【００３４】さらに、請求項６の発明は、請求項１乃至
５のいずれか１項の発明において、紫外線ランプと被照
射面とを結ぶ線を挟んで、前記紫外線反射体群とは独立
の複数の反射体からなる第２の紫外線反射体群を配設し
てなることを特徴とする。

【００３５】このように第２の紫外線反射体群を配設す
ることにより、紫外線の照射効率を一層高めるとともに
照度の向上や照度分布の一層の均一化を図ることができ
る。本発明の紫外線照射装置は、請求項１乃至６の効果
を奏する。

【００３６】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
用いて説明する。図１は、本発明の一実施例の横断面図
である。なお、図１の正面図は、図６と同じに表され
る。

【００３７】この実施例において、紫外線ランプ１０
は、例えば特開平１０−３１９７９号公報に示されたよ
うな直管構造をなしており、反射鏡群１１（１１ａ、１
１ｂ）に対して所定の相対位置となるよう図示を省略し
た筐体に支持部材を介して固定されている。

【００３８】反射鏡群１１は、被照射面Ｓに対して紫外
線ランプ１０の背面側の距離ａだけ離れた位置に紫外線
ランプ１１の全長にわたって配置された反射鏡１１ａ
と、この反射鏡１１ａの幅方向の両側に被照射面Ｓに対
して拡開して配置された１対の反射鏡１１ｂ、１１ｂと
から構成されている。

【００３９】ここで、各反射鏡１１ａ、１１ｂは、具体
的には例えば、ガラス基材と、ガラス基材の一面に被着
された紫外線反射性の多干渉膜と、から構成されてい
る。

【００４０】また、各反射鏡１１ａ、１１ｂは、ミラー
ホルダー１２ａ、１２ｂにより保持されている。ミラー
ホルダー１２ｂの両端部には延長部材１３、１３が固着
され、延長部材１３の先端は、紫外線ランプ１０側にＬ
字状に折曲され、その先端にアリ部材１４が蝶番１５に
より回動自在に枢着されている。

【００４１】反射鏡１１ｂを保持するミラーホルダー１
２ｂには、アリ部材１４のアリ（図示せず）が係合可能
なアリ溝（図示せず）が反射鏡１１ｂの幅方向に沿って
形成されており、アリ部材１４は、このアリがアリ溝中
で摺動することによりミラーホルダー１２ｂの幅方向に
移動する。

【００４２】さらに、紫外線ランプ１０の背面側のミラ
ーホルダー１２ｂには、紫外線ランプ１０の反対側に突
出させて長孔１６、１６の形成されたブラケット１７が
固着され、ブラケット１７は長孔１６、１６にボルト１
８、１８を挿通させて図示を省略した支持部材に螺着さ
れている。

【００４３】このように構成された本発明の実施例にお
いては、図２に示すように、反射鏡１１ｂを矢印Ａ方向
に押すとアリ部材１４が矢印Ｂ方向に移動するととも
に、蝶番１５が矢印Ｃ方向に回動し、反射鏡１１ｂの反
射鏡１１ａ側の辺が反射鏡１１ａの表面をなぞるように
して矢印Ｄ方向に摺動する。このとき、反射鏡１１ａの
反射鏡１１ｂにより隠れていた部分が露出するため正面
方向に向かう紫外線の量は増加する。このように、反射
鏡１１ｂが元の位置から起立して反射鏡１１ｂ、１１ｂ
のなす開角を狭くすることによって、反射鏡１１ｂから
被照射面Ｓに対して照射する反射光の照射領域が狭くな
り照度は高くなる。

【００４４】逆に、矢印Ａと反対方向に反射鏡１１ｂを
押すと逆の動きにより、反射鏡１１ｂ、１１ｂのなす開
角が広くなり、これによって反射鏡１１ｂから被照射面
Ｓに対する反射光の照射領域は広くなり照度は低下す
る。

【００４５】すなわち、図１に示した実施例では、反射
鏡を押す簡単な操作により容易に被照射面における照度
と照度分布の調整を行うことができる。

【００４６】さらに、この実施例では、ボルト１８、１
８を緩めブラケット１７を被照射面側に対して進退させ
た後、再びブラケット１７をボルト１８、１８で締め付
けて固定することにより、紫外線反射体群１１の紫外線
ランプ１０および被照射面Ｓに対する相対距離ａを変動
させて、被照射面に対する紫外線の照射領域および照度
を変化させることも可能である。

【００４７】図３は、図１および図２に示した実施例に
おいて、紫外線ランプ１０に、紫外線透過ガラスからな
る二重管に冷却水を通水させた冷却管１９を被嵌させた
紫外線照射装置を一部断面で示す正面図である。同図に
おいて、冷却管１９以外の部分は図１および図２と同一
構造であるので、同一部分に同一符号を付して重複する
説明を省略する。

【００４８】この実施例では、紫外線ランプ１０に冷却
管１９を被嵌させたので、紫外線ランプ１０からの輻射
熱が冷却管１９内の冷却水に吸収され、紫外線反射体群
１１の過熱が防止される。したがって、紫外線ランプ１
０と紫外線反射体群１１との距離ａを短縮することが可
能となり、装置の小形化を図ることができる。

【００４９】図４は、図３に示した実施例において、紫
外線ランプ１０と被照射面Ｓとを結ぶ線を挟んで、紫外
線反射体群１１とは独立の複数の反射体２０ａ、２０
ｂ、…からなる第２の紫外線反射体群２０を配設した実
施例の断面図である。同図において、第２の紫外線反射
体群２０以外の部分は図１乃至図３と同一構造であるの
で、同一部分に同一符号を付して重複する説明を省略す
る。

【００５０】この実施例においては、紫外線反射体群１
１とともに、第２の紫外線反射体群２０を構成する反射
体２０ａ、２０ｂ、…の傾斜角を全体として、または個
別に例えば図婦に示した機構を用いて変更可能に構成す
ることにより、より精密な照度および照度分布の均一化
を図ることができる。

【００５１】この実施例は、被照射面と紫外線ランプ１
０との距離Ｌが大きい場合に特に有効である。

【００５２】図５は、図１に示した実施例において、第
２の反射鏡を、紫外線ランプ１０の長手方向に３分割
し、かつ分割された角反射鏡を個別に構成した実施例の
正面図である。同図において、紫外線反射体群１１以外
の部分は図１および図２と同一構造であるので、同一部
分に同一符号を付して重複する説明を省略する。

【００５３】この実施例では、分割された各反射体が図
１における独立した反射体１１ｂとして機能する。

【００５４】このように反射鏡１１を紫外線ランプ１０
の長手方向に沿って複数に分割することにより、分割さ
れた個々の反射体の照射領域を調節して、紫外線反射体
群全体の反射光による照射や照度分布をさらに精密に調
節することが可能となる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至６の
発明によれば、反射体により反射された紫外線の方向を
制御して被照射面における紫外線の照射領域および照度
分布を調節することが可能である。本発明における反射
体の回動機構は、紫外線ランプの背面側にある比較的小
型の反射体を回動させるものであるから、装置全体の大
型化を回避することができる。

【００５６】請求項２の発明によれば、第２の反射体に
より反射された紫外線の照射領域の広狭が調節されて、
照度とその分布の調節が行われ、かつ装置全体の大型化
が回避される。

【００５７】請求項３の発明によれば、紫外線反射体群
全体による反射光の照度や照度分布を、紫外線反射体群
と紫外線ランプとの相対距離を変えることにより調節す
ることができる。

【００５８】請求項４の発明によれば、分割された個々
の反射体の照射領域を調節して、紫外線反射体群全体の
反射光による照射や照度分布をさらに精密に調節するこ
とが可能となる。

【００５９】請求項５の発明によれば、紫外線ランプの
輻射熱による昇温を回避して装置の小型化を図ることが
できる。

【００６０】さらに、請求項６の発明によれば、紫外線
の照射効率を一層高めるとともに照度の向上や照度分布
の一層の均一化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の横断面図。

【図２】 図１の動作を説明するための拡大断面図。

【図３】 紫外線照射装置を一部断面で示す正面図。

【図４】 図４は、図３に示した実施例において、紫外
線ランプ１０と被照射面Ｓとを結ぶ線を挟んで、紫外線
反射体群１１とは独立の複数の反射体２０ａ、２０ｂ、
…からなる第２の紫外線反射体群２０を配設した実施例
の断面図。

【図５】 図１に示した実施例において、第２の反射鏡
を、紫外線ランプ１０の長手方向に３分割し、かつ分割
された角反射鏡を個別に構成した実施例の正面図。

【図６】 従来の紫外線照射装置の正面図。

【図７】 図６に示した従来の紫外線照射装置の側断面
図。

【符号の説明】

Ｓ……被照射面、１０……紫外線ランプ、１１……反射
鏡群、１１ａ、１１ｂ……反射鏡、１２ａ、１２ｂ……
ミラーホルダー、１３……延長部材、１４……アリ部
材、１５……蝶番、１６……長孔、１７……ブラケッ
ト、１８……ボルト、１９……冷却管、２０……第２の
紫外線反射体群、２０ａ、２０ｂ……反射体。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紫外線を発生する紫外線ランプと；前記
   紫外線ランプの背面側に、反射光が所定の被照射面に照
   射されるよう配設された、ガラス基材の一面に紫外線反
   射性の多干渉膜が被着された複数の実質的に平坦な反射
   体からなる紫外線反射体群と；前記紫外線反射体群を構
   成する反射体の少なくとも一つを隣接する他の反射体に
   対して回動自在に保持する反射体保持機構と；を具備す
   ることを特徴とする紫外線照射装置。
2. 【請求項２】 紫外線を発生する紫外線ランプと；前記
   紫外線ランプの背面側に、反射光が所定の被照射面に照
   射されるよう配設された、前記紫外線ランプの背面に配
   置された第１の反射体と前記紫外線ランプから前記第１
   の反射体に下ろした垂線を挟んで前記紫外線ランプに向
   けて拡開する方向に傾斜配置された複数の第２の反射体
   とからなる紫外線反射体群と；を具備することを特徴と
   する紫外線照射装置。
3. 【請求項３】 前記紫外線反射体群は、前記紫外線ラン
   プとの相対距離が可変となるよう保持されていることを
   特徴とする請求項１又は２記載の紫外線照射装置。
4. 【請求項４】 前記反射体の少なくとも一つは、紫外線
   ランプの長手方向に沿って複数に分割されていることを
   特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の紫外線
   照射装置。
5. 【請求項５】 前記紫外線ランプの外側には、紫外線透
   過ガラスからなる二重管に冷却水を通水させた冷却管が
   被嵌されていることを特徴とする請求項１乃至４のいず
   れか１項記載の紫外線照射装置。
6. 【請求項６】 前記紫外線ランプと被照射面とを結ぶ線
   を挟んで、前記紫外線反射体群とは独立の複数の反射体
   からなる第２の紫外線反射体群を配設してなることを特
   徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の紫外線照
   射装置。