CN108367976A - 光照射装置及光照射方法 - Google Patents

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Abstract

光照射装置具备：至少一个照射单元，具有被配置在形成为圆弧状的凹状的内面并且在内部被插入线材的反射面、和朝向线材射出光并且在该射出的光的光轴方向上与反射面对置而配置的光源；和插入部，在内部形成用来将线材插入到反射面的内部的插入路；反射面被配置为，圆弧状的中心相对于插入路的中心偏心。

Description

光照射装置及光照射方法
技术领域
本发明涉及朝向线材照射光的光照射装置，此外涉及光照射装置朝向线材照射光的光照射方法。
背景技术
以往，作为光照射装置，已知有具备曲面状的反射面和射出光的光源的光照射装置(例如专利文献1)。并且，线材被插入到反射面的内部，光源从线材的周向朝向线材射出光。另外，作为光照射装置，还已知有具备朝向被导入到装置的内部的线材照射光的多个光源的光照射装置(例如专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第7399982号说明书
专利文献2：日本特开2010－117531号公报
发明内容
发明要解决的课题
顺便说一下，在有关专利文献1的光照射装置中，线材被配置在反射面的中心。但是，光照射装置的光效率较低，难以将线材有效地照射。另外，所谓光效率(光的利用效率)，是指从光源射出的光中的、实际照射了线材的光的比例。
所以，课题是提供一种能够使光效率提高的光照射装置及光照射方法。
用来解决课题的手段
光照射装置具备：至少一个照射单元，具有被配置在形成为圆弧状的凹状的内面并且在内部被插入线材的反射面、和朝向上述线材射出光并且在该射出的光的光轴方向上与上述反射面对置而配置的光源；和插入部，在内部形成用来将上述线材插入到上述反射面的内部的插入路；上述反射面被以圆弧状的中心相对于上述插入路的中心偏心的方式配置。
此外，在光照射装置中，也可以是以下的结构：上述反射面被以圆弧状的中心相对于上述插入路的中心在上述光轴方向上偏心的方式配置。
此外，在光照射装置中，也可以是以下的结构：上述反射面被以圆弧状的中心比上述插入路的中心更向靠近上述光源的方向偏心的方式配置。
此外，在光照射装置中，也可以是以下的结构：上述插入部具备在内部形成上述插入路的插入孔；上述插入孔以上述插入路的中心相对于上述反射面的圆弧状的中心偏心的方式，被配置在上述反射面的内部及外部的至少一方上。
此外，在光照射装置中，也可以是以下的结构：上述反射面构成上述插入部的至少一部分，并且以上述插入路的中心相对于上述反射面的圆弧状的中心偏心的方式形成。
此外，在光照射装置中，也可以是以下的结构：上述反射面由曲面形成。
此外，在光照射装置中，也可以是以下的结构：上述反射面通过将多个平面配置为圆弧状而形成。
此外，在光照射装置中，也可以是以下的结构：具备一个上述照射单元；上述光源配置为，从上述线材的周向的一侧朝向上述线材照射光。
此外，在光照射装置中，也可以是以下的结构：上述照射单元在上述反射面的周向上排列有多个，以使上述光源对上述线材从多个方向射出光。
此外，在光照射装置中，也可以是以下的结构：上述照射单元在上述反射面的轴向上排列有多个；从上述反射面的轴向观察，上述多个照射单元的光源相互在上述反射面的周向上位置错开。
此外，光照射方法，是光照射装置朝向线材照射光的光照射方法，上述光照射装置具备至少一个照射单元，所述照射单元具有被配置在形成为圆弧状的凹状的内面并且在内部被插入线材的反射面、和朝向上述线材射出光并且在该射出的光的光轴方向上与上述反射面对置而配置的光源；上述光照射方法包括：以上述线材的中心相对于上述反射面的圆弧状的中心偏心的方式，将上述线材向上述反射面的内部插入；和从上述光源朝向上述线材照射光。
发明效果
如以上这样，光照射装置及光照射方法起到能够使光效率提高的良好的效果。
附图说明
图1是有关一实施方式的光照射装置的整体图，是表示被插入了线材的状态的图。
图2是有关该实施方式的光照射装置的整体正视图。
图3是有关该实施方式的光照射装置的整体侧视图。
图4是图2的IV－IV线放大剖视图。
图5是图4的V区域放大图。
图6是有关该实施方式的插入单元的局部剖视图。
图7是有关该实施方式的插入单元的图6的VII－VII线剖视图。
图8是有关该实施方式的插入单元的图6的VIII－VIII线剖视图。
图9是有关比较例的光照射装置的局部剖视图，是说明向线材的光的照射状态的图。
图10是有关图5的实施例的光照射装置的局部剖视图，是说明向线材的光的照射状态的图。
图11是有关其他实施例的光照射装置的局部剖视图，是说明向线材的光的照射状态的图。
图12是有关图5的实施例的光照射装置的局部剖视图，是说明向线材的光的照射状态的图。
图13是在实施例及比较例的评价中使用的光照射装置的局部剖视图。
图14是表示线材的中心和反射面的中心的偏心量与照射线材的光量的关系的曲线图。
图15是有关另一实施方式的光照射装置的局部剖视图，是说明光源的配置的图。
图16是有关另一实施方式的光照射装置的局部剖视图，是说明光源的配置的图。
图17是有关另一实施方式的光照射装置的局部剖视图。
图18是有关另一实施方式的光照射装置的整体图，是表示插入了线材的状态的图。
图19是图18的XIX－XIX线放大剖视图。
图20是图18的XX－XX线放大剖视图。
图21是有关再一实施方式的光照射装置的整体图，是表示插入了线材的状态的图。
图22是有关图5的实施例的光照射装置的局部剖视图，是说明向线材的光的照射状态的图。
图23是有关图5的实施例的光照射装置的局部剖视图，是说明向线材的光的照射状态的图。
图24是表示距光源中心的位置与从该位置射出的光照射线材的光量的关系的曲线图。
图25是有关又一实施方式的光照射装置的局部剖视图。
图26是有关又一其他实施方式的光照射装置的局部剖视图。
图27是有关又一其他实施方式的光照射装置的局部剖视图。
图28是有关又一其他实施方式的光照射装置的局部剖视图。
图29是表示线材的中心和反射面的中心的偏心量与光效率的关系的曲线图。
图30是表示线材的中心和反射面的中心的偏心量与光效率的关系的曲线图。
图31是表示线材的周向的位置与照度的关系的曲线图。
图32是表示线材的中心和反射面的中心的偏心量、与线材的周向的各位置的照度的标准偏差的关系的曲线图。
图33是表示线材的周向位置与照度的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，参照图1～图14对光照射装置的一实施方式进行说明。另外，在各图(图15～图33也同样)，图面的尺寸比和实际的尺寸比并不一定一致，此外，各图面之间的尺寸比也并不一定一致。
如图1所示，有关本实施方式的光照射装置1被用在制造作为线材200的光纤200的光纤制造装置100中。所以，在说明光照射装置1的各结构之前，对光纤制造装置100进行说明。
光纤制造装置100具备将光纤200沿着输送方向(图1中的下方)D1输送的输送装置110、和向输送的光纤200涂敷紫外线硬化性树脂的涂敷装置120。并且，输送装置110在光照射装置1的上游侧和下游侧分别具备将光纤200一边保持一边输送的输送部件111、112，以将光纤200插入到光照射装置1的内部的规定位置。
并且，光照射装置1例如通过向以每分钟1000米的速度在内部行进的光纤200照射紫外线，使被涂敷在光纤200上的树脂硬化。由此，由光纤制造装置100制造的光纤200例如通过由玻璃纤维形成的裸光纤和紫外线硬化性树脂被硬化后的覆盖膜构成。
如图2～图4所示，有关本实施方式的光照射装置1具备朝向光纤(线材)200照射光的光源装置2、和被插入光纤200的插入装置3。此外，光照射装置1具备将光源装置2和插入装置3用旋转轴4a可旋转地连接的连接部4。
光源装置2具备朝向光纤200照射光的光源21、将光源21冷却的光源冷却部22、和收容光源21等的箱体23。此外，光源装置2具备用来向光源21供给电力的电力供给部24。
光源21沿着光纤200延伸的方向(输送方向)D1被形成为长条。并且，光源21以面对光纤200的方式配置。在本实施方式中，光源21为了使紫外线硬化性的树脂硬化而射出紫外光(例如，波长是300nm～400nm的光)。
光源21具备从光纤200的周向朝向光纤200发光的发光部、和指示发光部的基板。例如，发光部是固体光源元件(例如LED)。另外，发光部当然并不限定于这样的结构，只要是朝向光纤200发光的部件就可以。
光源冷却部22具备连结在光源21上且冷却水在内部流通的冷却主体22a、用来使冷却水向冷却主体22a流入的流入部22b、和用来使冷却水从冷却主体22a流出的流出部22c。另外，冷却主体22a被配置在箱体23的内部，流入部22b及流出部22c被配置在箱体23的外部。
箱体23具备使从光源21射出的光透过的透光部23a、和将光遮光的遮光部23b。透光部23a沿着光纤200延伸的方向(输送方向)D1被形成为长条。并且，透光部23a以与光源21对置的方式配置。由此，透光部23a被配置在光源21与光纤200之间。
电力供给部24具备为了供给来自外部的电力而例如连接线缆等的电源连接部24a、和为了将电源连接部24a与光源21之间电连接而具有各种端子的端子台24b。另外，电源连接部24a被配置在箱体23的外部，端子台24b被配置在箱体23的内部。
插入装置3具备在内部被插入光纤200的主体部5、在内部形成用来将光纤200向主体部5的内部插入的插入路61的插入部6、和将插入部6向主体部5固定的固定部7。此外，插入装置3具备将主体部5冷却的主体冷却部8。
主体冷却部8具备连结在主体部5上且冷却水在内部流通的冷却主体8a、用来使冷却水向冷却主体8a流入的流入部8b、和用来使冷却水从冷却主体8a流出的流出部8c。并且，主体冷却部8(冷却主体8a)可相对于主体部5拆装而构成。
如图4及图5所示，主体部5沿着光纤200延伸的方向(输送方向)D1被形成为长条。此外，主体部5沿着长度方向具备在内部被插入光纤200的凹状部51。并且，凹状部51在形成为圆弧状的内表面具备将光反射的反射面52。此外，凹状部51在反射面52的周向的一侧具备一个开口部53。
反射面52沿着光纤200延伸的方向(输送方向)D1被形成为长条。并且，反射面52由曲面形成。具体而言，反射面52在相对于长度方向的正交面的截面中，被形成为由正圆形的一部分构成的圆弧状。并且，反射面52被形成为在内部能够将插入部6插入的大小。
开口部53沿着光纤200延伸的方向(输送方向)D1被形成为长条。并且，开口部53被透光部23a覆盖，以与光源21对置的方式配置。由此，光源21的光经由透光部23a及开口部53被照射在反射面52的内部的光纤200上。因而，光源21被配置为，从光纤200的周向的一方侧朝向光纤200照射光。
插入部6具备在内部形成插入路61的插入孔62，插入孔62被配置在反射面52的内部及外部。具体而言，插入部6由具有透光性的筒状体形成，通过沿着光纤200延伸的方向(输送方向)D1形成为长条，插入孔62遍及反射面52的内部及外部而配置。并且，插入孔62在相对于长度方向的正交面的截面中被形成为圆形状。即，插入孔62在内部形成有圆形状的插入路61。
在本实施方式中，插入部6为石英管，在内部填充有氮。并且，由于当光纤200的表面的树脂硬化时发生挥发物，所以插入部6防止该挥发物附着在光源装置2(透光部23a)及反射面52上。
如图5所示，反射面52以圆弧状的中心52a相对于插入路61的中心61a偏心的方式配置。换言之，插入部6(插入孔62)以插入路61的中心61a相对于反射面52的圆弧状的中心52a偏心的方式配置。
并且，反射面52以中心52a相对于插入路61的中心61a在来自光源21的射出光的光轴方向L1(与光源21接近远离的方向)上偏心的方式配置。换言之，插入部6(插入孔62)以插入路61的中心61a相对于反射面52的圆弧状的中心52a在光轴方向L1上偏心的方式配置。
进而，反射面52以中心52a向比插入路61的中心61a更靠近光源21的方向上偏心的方式配置。换言之，插入部6(插入孔62)以插入路61的中心61a相对于反射面52的中心52a向从光源21离开的方向偏心的方式配置。
在本实施方式中，光源21及反射面52的配置在光轴方向L1上为线对称，例如，相对于穿过反射面52的中心52a与插入路61的中心61a的直线线对称。另外，插入路61的中心61a是与构成插入路61的面(在本实施方式中是插入孔62的内表面)内接的内接圆的中心。
这样，有关本实施方式的光照射装置1具备一个具有光源21和反射面52的照射单元10。并且，在照射单元10中，光源21在射出的光的光轴方向L1上与反射面52对置而配置。
如图6及图7所示，主体部5在长度方向的两端部分别具备将光反射的反射端面54。并且，反射端面54以将插入部6与反射面52的间隙的一部分覆盖的方式配置。
如图6及图8所示，固定部7具备夹持插入部6的一对夹持部71、72。并且，固定部7通过一对夹持部71、72将插入部6的长度方向的端部夹持，将插入部6的长度方向的端部和主体部5的长度方向的端部固定。
关于有关本实施方式的光照射装置1的结构是以上那样的，接着，参照图9及图10说明由线材200的中心相对于反射面52的圆弧状的中心52a偏心所带来的作用效果的一例。另外，设线材200的中心位于插入路61的中心61a。
首先，在图9的比较例和图10的实施例中，虽然光源21和反射面52的位置不同，但光源21和线材200的位置相同。因而，被从光源21射出、不被反射面52反射而直接照射线材200的光量相同。
顺便说一下，在图9的比较例中，线材200的中心与反射面52的圆弧状的中心52a一致。在这样的结构中，为了将光照射在线材200的背面侧(作为与光源21对置的面相反侧、图9及图10中的下表面侧。图11及图12也同样)，需要在穿过反射面52的圆弧状的中心52a附近后由反射面52反射(参照图9的虚线)。
但是，穿过反射面52的圆弧状的中心52a附近那样的光直接照射在线材200的正面侧(作为与光源21对置的面、图9及图10中的上表面侧)(参照图9的双点划线)。因而，在有关图9的比较例中，从光源21射出且被反射面52反射的光几乎不能照射线材200。由此，线材200的背面侧与线材200的正面侧相比几乎不被照射光。
另一方面，在图10的实施例中，线材200的中心相对于反射面52的圆弧状的中心52a偏心。在这样的结构中，光为了将线材200的背面侧照射，不需要穿过线材200的位置。因而，被从光源21射出并被反射面52反射的光的一部分照射线材200的背面侧。由此，线材200的背面侧也与线材200的正面侧同样被照射光。
因而，在图9的比较例和图10的实施例中，虽然从光源21射出并直接照射在线材200上的光量相同，但在从光源21射出并被反射面52反射后照射线材200的光量完全不同。这样，通过线材200的中心相对于反射面52的圆弧状的中心52a偏心，能够使光效率提高。
另外，在使用圆弧状的反射面52的情况下，在图9的比较例中，在被配置在反射面52的圆弧状的中心52a的线材200的侧面侧(图9中的左面侧及右面侧)没有被照射光。这是因为，朝向反射面52的圆弧状的中心52a的光线光在几何学上，仅为来自配置在线材200的周向的一侧的光源21的直接光、和相对于反射面垂直地入射的光的反射光，所以朝向圆弧状的中心52a的直接光及反射光的范围被限定于正面侧及背面侧。由此，光难以被照射在侧面侧，难以遍及线材200的周向进行均匀的光照射。
接着，参照图11及图12说明由反射面52的中心52a相对于线材200的中心在光轴方向L1上偏心带来的作用效果的一例。另外，假设线材200的中心位于插入路61的中心61a。
首先，在图11及图12的实施例中，反射面52的中心52a相对于线材200的中心在光轴方向L1上偏心。具体而言，线材200被配置在从光源21的宽度方向D2的中心朝向光轴方向L1的位置。由此，从光源21射出的光中、光轴方向L1的光量最大，所以从光源21射出而直接照射线材200的光量成为最大。因而，通过采用这样的结构，能够有效地使光效率提高。
这样，优选的是反射面52的中心52a相对于线材200的中心在光轴方向L1上偏心的结构。即，优选的是反射面52的中心52a相对于插入路61的中心61a在光轴方向L1上偏心的结构。另外，当然并不限定于这样的结构。
接着，参照图11及图12说明由反射面52的中心52a比线材200的中心更向靠近光源21的方向偏心带来的作用效果的一例。另外，假设线材200的中心位于插入路61的中心61a。
首先，在图11的实施例和图12的实施例中，虽然光源21和反射面52的位置不同，但光源21和线材200的位置相同。因而，从光源21射出、没有被反射面52反射而直接照射在线材200上的光量相同。
并且，在图11的实施例中，反射面52的中心52a比线材200的中心更向从光源21离开的方向偏心。由此，线材200的背面侧从反射面52离开。因而，对线材200的背面侧照射的光变少。另外，图11(图12也同样)的细实线表示从光源21射出、由反射面52仅一次反射后对线材200的背面的端点照射的光。
另一方面，在图12的实施例中，反射面52的中心52a比线材200的中心更向靠近光源21的方向偏心。另外，偏心量与图11的偏心量相同。由此，线材200的背面侧接近于反射面52。由此，照射线材200的背面侧的光变多。因而，通过采用这样的结构，能够有效地使光效率提高。
这样，优选的是反射面52的中心52a比线材200的中心更向靠近光源21的方向偏心的结构。即，优选的是反射面52的中心52a比插入路61的中心61a更向靠近光源21的方向偏心的结构。另外，当然并不限定于这样的结构。
这里，为了具体地表示在图9～图12中说明的内容，关于光照射装置1的实施例及比较例，以下参照图13及图14进行说明。
假设光从光源21的表面整体均匀地照射，通过光线跟踪法，求出从光源21射出的光中的实际照射线材200的光量。另外，光损失的现象，可以举出没有入射到线材200而由反射面52反复反射而衰减的情况、被反射的光向光源21入射而衰减的情况、向反射面52及线材200以外的部分(例如透光部23a等)入射的情况、在由反射面52反射时衰减的情况、在光透过插入部6时衰减的情况等。
如图13所示，通过以下的条件的光照射装置1求出。
·反射面52的直径：27.4mm
·反射面52的反射率：85％
·插入部6的外径：20mm
·插入部6的内径：18mm
·插入部6的透过率：100％(其中，考虑菲涅耳反射)
·光源21的宽度尺寸W1：10mm
·透光部23a的宽度尺寸W2：26mm
·从光源21的表面到透光部23a的内面为止的距离W3：4.5mm
·从光源21的表面到线材200的中心为止的距离W4：12mm
·线材200的直径：0.125mm
·通过使反射面52相对于光源21位移，使线材200的中心(插入路61的中心61a)和反射面52的圆弧状的中心52a之间的偏心量W5变化。即，不使线材200与光源21的位置关系(距离)变化。
图14表示在上述条件的光照射装置1中偏心量W5与照射线材200的光量的关系。另外，关于偏心量W5，设反射面52的中心比线材200的中心更向靠近光源的方向偏心的情况(即，线材200的中心比反射面52的中心52a更向远离光源21的方向偏心的情况)为正(+)，设反射面52的中心比线材200的中心更向远离光源的方向偏心的情况(即，线材200的中心比反射面52的中心52a更向靠近光源21的方向偏心的情况)为负(－)。
此外，在图14中，实线X1表示从光源21射出的光中的、实际照射线材200的总照射光量X1，虚线X2表示从光源21射出的光中的、不经由反射面52而直接照射线材200的直接照射光量X2。因而，从实线X1的总光量减去虚线X2的光量后的值，成为从光源21射出的光中的、经由反射面52照射线材200的反射照射光量。
相对于不存在偏心量W5(偏心量W5是0mm)的比较例的总照射光量X1，存在偏心量W5的实施例的总照射光量X1变高。由此，通过反射面52的中心52a相对于线材200的中心偏心，能够使总照射光量X1提高。
顺便说一下，如上述那样，由于线材200与光源21的位置关系(距离)不变化，所以直接照射光量X2不论偏心量W5如何都是一定。由此，通过反射面52的中心52a相对于线材200的中心偏心，反射照射光量变大。因而，如参照图9及图10说明的那样，通过线材200的中心相对于反射面52的中心52a偏心，能够使光效率提高。
此外，相对于反射面52的中心比线材200的中心更向远离光源的方向偏心(负侧的)实施例的总照射光量X1，反射面52的中心比线材200的中心更向靠近光源的方向偏心的(正侧的)实施例的总照射光量X1较高。
由此，通过反射面52的中心比线材200的中心更向靠近光源的方向偏心，能够使总照射光量X1即反射照射光量变大。因而，如参照图11及图12说明的那样，通过反射面52的中心比线材200的中心更向靠近光源的方向偏心，能够高效地使光效率提高。
根据以上，有关本实施方式的光照射方法，是光照射装置1朝向线材200照射光的光照射方法，上述光照射装置1具备至少一个(在本实施方式中是一个)照射单元10，所述照射单元10具有：反射面52，被配置在形成为圆弧状的凹状的内面，在内部被插入线材200；和光源21，朝向上述线材200射出光，并且在该射出的光的光轴方向L1上与上述反射面52对置而配置；上述光照射方法包括：将上述线材200向上述反射面52的内部插入，以使上述线材200的中心相对于上述反射面52的圆弧状的中心52a偏心；从上述光源21朝向上述线材200照射光。
此外，有关本实施方式的光照射装置1具备：至少一个(在本实施方式中是一个)照射单元10，具有被配置在形成为圆弧状的凹状的内面、在内部被插入线材200的反射面52，和朝向上述线材200射出光、并且在该射出的光的光轴方向L1上与上述反射面52对置而配置的光源21；和插入部6，在内部形成用来将上述线材200插入到上述反射面52的内部的插入路61；上述反射面52被配置为圆弧状的中心52a相对于上述插入路61的中心61a偏心。
根据这样的结构，照射单元10具备被配置在形成为圆弧状的凹状的内面的反射面52、和射出光、与在该射出的光的光轴方向L1上与反射面52对置而配置的光源21。并且，线材200被插入在反射面52的内部，光源21朝向线材200射出光。
顺便说一下，插入部6在内部形成有用来将线材200向反射面52的内部插入的插入路61。并且，由于反射面52的圆弧状的中心52a相对于插入路61的中心61a偏心，所以线材200从反射面52的中心52a偏离而取位。由此，从光源21射出并由反射面52反射的光的一部分朝向线材200行进，照射线材200。因而，能够使光效率提高。
此外，在有关本实施方式的光照射装置1中，是上述反射面52被配置为圆弧状的中心52a相对于上述插入路61的中心61a在上述光轴方向L1上偏心。
根据这样的结构，反射面52的圆弧状的中心52a相对于插入路61的中心61a在光轴方向L1上偏心。由此，从光源21射出的光中的光轴方向L1的光量最大，所以至少能够使从光源21射出而直接照射线材200的光量变大。因而，能够进一步使光效率提高。
此外，在有关本实施方式的光照射装置1中，上述反射面52被配置为圆弧状的中心52a比上述插入路61的中心61a更向靠近上述光源21的方向偏心的结构。
根据这样的结构，由于反射面52的圆弧状的中心52a比插入路61的中心61a更向靠近光源21的方向偏心，所以反射面52被以靠近线材200的方式配置。由此，能够使由反射面52反射而朝向线材200行进的光的量变大。因而，能够有效地使光效率提高。
此外，在有关本实施方式的光照射装置1中，是以下这样的结构：上述插入部6具备在内部形成上述插入路61的插入孔62，上述插入孔62在上述反射面52的内部及外部的至少一方(具体而言，内部及外部)，以上述插入路61的中心61a相对于上述反射面52的圆弧状的中心52a偏心的方式配置。
根据这样的结构，插入孔62在内部形成插入路61，且被配置在反射面52的内部及外部的至少一方(具体而言，内部及外部)。并且，插入孔62以插入路61的中心61a相对于反射面52的圆弧状的中心52a偏心的方式配置。由此，通过将线材200插入到插入孔62中，线材200的中心相对于反射面52的圆弧状的中心52a可靠地偏心。
此外，在有关本实施方式的光照射装置1中，是上述反射面52由曲面形成的结构。
此外，在有关本实施方式的光照射装置1中，是具备一个上述照射单元10、上述光源21被配置为从上述线材200的周向的一侧朝向上述线材200照射光的结构。
另外，光照射装置及方法并不限定于上述实施方式的结构，此外，并不限定于上述的作用效果。此外，光照射装置及方法当然在不脱离本发明的主旨的范围内能够加以各种变更。例如，当然也可以任意地选择一个或多个下述的各种变形例的结构或方法等，在上述实施方式的结构或方法等中采用。
在有关上述实施方式的光照射装置1中，是照射单元10具备一个光源21的结构。但是，光照射装置并不限于这样的结构。例如，也可以如图15及图16所示那样，是照射单元10具备多个光源21的结构。并且，例如也可以是该多个光源21全部是相同的输出的结构，此外，例如也可以是光源21相对于至少一个其他光源21为不同输出的结构。
另外，在具备一个照射单元10的结构中，所谓“光源配置为从线材的周向的一侧朝向线材照射光”，是指如图15及图16所示那样，光源21相对于包含线材200的中心的基准面S1从一方向D4侧朝向线材200照射光。即，是指不具备相对于基准面S1从另一方向D5侧朝向线材200照射光的光源(除了相对于基准面S1从一方向D4侧朝向线材200照射光的光源21中的为输出最大的光源21的输出的25％以下的输出的“辅助光源”以外)。
此外，在有关上述实施方式的光照射装置1及方法中，是在反射面52的周向上具备一个照射单元10的结构。但是，光照射装置及方法并不限于这样的结构。例如，也可以是如图17所示那样，在上述反射面52的周向上排列有多个(在图17中是三个)上述照射单元11、12、13、以使上述光源11a、12a、13a对上述线材200从多个方向射出光的结构。
根据这样的结构，由于照射单元11、12、13在反射面52的周向上排列有多个，所以各个光源11a、12a、13a对于线材200从多个方向射出光。由此，能够对线材200遍及周向均匀地照射光。以下说明有关图17的光照射装置1的结构。
在第1照射单元11中，第1光源11a在射出的光的光轴方向L1上与第1反射面11b对置而配置。在第2照射单元12中，第2光源12a在射出的光的光轴方向L2上与第2反射面12b对置而配置。在第3照射单元13中，第3光源13a在射出的光的光轴方向L3上与第3反射面13b对置而配置。
第1反射面11b的中心11c相对于插入路61的中心61a偏心。具体而言，第1反射面11b的中心11c相对于插入路61的中心61a在光轴方向L1上偏心。更具体地讲，第1反射面11b的中心11c比插入路61的中心61a更向靠近第1光源11a的方向偏心。
第2反射面12b的中心12c相对于插入路61的中心61a偏心。具体而言，第2反射面12b的中心12c相对于插入路61的中心61a在光轴方向L2上偏心。更具体地讲，第2反射面12b的中心12c比插入路61的中心61a更向靠近第2光源12a的方向偏心。
第3反射面13b的中心13c相对于插入路61的中心61a偏心。具体而言，第3反射面13b的中心13c相对于插入路61的中心61a在光轴方向L3上偏心。更具体地讲，第3反射面13b的中心13c比插入路61的中心61a更向靠近第3光源13a的方向偏心。
此外，在有关上述实施方式的光照射装置1及方法中，是在反射面52的轴向D1上具备一个照射单元10的结构。但是，光照射装置及方法并不限于这样的结构。例如，也可以是如图18～图20所示那样，在反射面52的轴向D1上排列多个(在图18～图20中是两个)上述照射单元10的结构。进而，也可以是如图18～图20所示那样，上述多个照射单元10的光源21在上述反射面52的轴向D1观察相互在上述反射面52的周向上位置错开的结构。
根据这样的结构，照射单元10在反射面52的轴向D1上排列有多个。并且，由于多个照射单元10的光源21在反射面52的轴向D1观察在反射面52的周向上位置错开，所以各个光源21对于线材200从多个方向射出光。由此，对于线材200能够遍及周向均匀地照射光。
在图18～图20的光照射装置1中，配置在上游侧(图18的上侧及图19)的照射单元10的光源21的光轴方向L1是与第3方向D3的箭头方向相反方向。另一方面，配置在下游侧(图18的下侧及图20)的照射单元10的光源21的光轴方向L1是第3方向D3的箭头方向。因而，各个光源21对于线材200从正反的方向射出光。
此外，也可以是将光照射装置1如图21所示那样在线材200延伸的方向(反射面52的轴向)D1上排列多个(在图21中是两个)的结构。进而，也可以是如图21所示那样，多个光照射装置1的光源21在线材200延伸的方向D1观察、相互绕线材200延伸的方向D1(在反射面52的周向上)位置错开的结构。
根据这样的结构，光照射装置1在线材200延伸的方向D1上排列有多个。并且，由于多个光照射装置1的光源21在线材200延伸的方向D1观察绕线材200延伸的方向D1位置错开，所以各个光源21对线材200从多个方向射出光。由此，对于线材200能够遍及周向均匀地照射光。
这里，关于光源21的位置、和从该位置射出的光对线材200照射的光量，以下参照图22～图24进行说明。
图22表示在光源21的光轴方向L1上从与线材200对置的第1位置P1以放射状(遍及180°全域)射出的光中的、对线材200照射的光。此外，
图23表示在光源21的光轴方向L1上从不与线材200对置的第2位置P2以放射状(遍及180°全域)射出的光中的、对线材200照射的光。
并且，在图22及图23中，虚线表示从光源21射出的光中的、不经由反射面52而直接对线材200照射的光(以下称作“直接光”)，实线表示从光源21射出的光中的、由反射面52仅反射一次而对线材200照射的光(以下称作“反射光”)。另外，第1位置P1是光源21的宽度方向D2的中心，第2位置P2从第1位置P1在光源21的宽度方向D2上离开。
首先，如图22及图23所示，被以放射状射出的光的区域(180°)中的作为直接光的区域在第1位置P1及第2位置P2处大致相同。但是，在直接光相对于光源21的光轴方向L1的角度方面，第1位置P1的该角度比第2位置P2的该角度小。由此，从光源21射出的光中的光轴方向L1的光量最大，所以在直接光的光量方面，第1位置P1的有关光量比第2位置P2的有关光量大。
此外，在被以放射状射出的光的区域中的作为反射光的区域中，第1位置P1的该区域比第2位置P2的该区域大。并且，在反射光相对于光源21的光轴方向L1的角度方面，第1位置P1的该角度比第2位置P2的该角度小。因而，在反射光的光量方面，第1位置P1的有关光量比第2位置P2的有关光量大。
这样，在光源21的光轴方向L1上与线材200对置的第1位置P1相比不对置的第2位置P2，直接光的光量及反射光的光量都变大。因而，通过在光源21的光轴方向L1上从与线材200对置的位置离开，由从该位置射出的光将线材200照射的光量变小。对此，参照图24具体地表示。
在图24中，与图14同样，在有关图13的光照射装置1中，假设从光源21的表面整体均匀地照射光，通过光线跟踪法，求出从光源21射出的光中的、实际对线材200照射的光量。另外，光照射装置1的条件中的、与上述图14的求出光量的条件不同的条件是以下的条件。
·线材200的中心和反射面52的中心52a的偏心量W5：3.9mm
图24表示在上述条件的光照射装置1中，在光源21的光轴方向L1上、相对于与线材200对置的位置(即，光源21的中心位置)的位置与从该位置射出的光对线材200照射的光量之间的关系。此外，在图24中，实线Y1表示从该位置射出的光中的、不经由反射面52而直接对线材200进行照射的直接照射光量Y1，虚线Y2表示从该位置射出的光中的、经由反射面52对线材200照射的反射照射光量Y2。因而，将实线Y1和虚线Y2加在一起的值，为从该位置射出的光中的实际照射线材200的总照射光量。
首先，在直接照射光量Y1中，光源21的中心位置的直接照射光量Y1最大，越是从光源21的中心位置离开，直接照射光量Y1越小。此外，在反射照射光量Y2中，也是光源21的中心位置的反射照射光量Y2为最大，越是从光源21的中心位置离开，反射照射光量Y2越小。因而，在总照射光量中，光源21的中心位置的总照射光量最大，越是从光源21的中心位置离开，总照射光量越小。
因而，如参照图22及图23说明的那样，在直接照射光量Y1、反射照射光量Y2及总照射光量中，在光源21的光轴方向L1上，与线材200对置的位置为最大，越是从该位置离开，各光量越小。这样，优选的是光源21以在光轴方向L1上与线材200对置的方式配置的结构。
所以，例如光源21的宽度尺寸优选的是相对于反射面52的直径为一半以下，由此能够减少光效率较差的发光区域，能够使光源21的光效率进一步提高。此外，优选的是如图17～图21所示那样，光照射装置1具备光源21，各光源21以在光轴方向L1上与线材200(插入路61的中心)对置的方式配置的结构。根据这样的结构，例如即使是光源21的宽度尺寸的合计(例如20mm)相同的结构，具备多个(例如4个)具有规定的宽度尺寸(例如5mm)的光源21的结构与具备1个具有将规定的宽度尺寸分割的尺寸(例如20mm)的光源21的结构相比，也能够使光效率提高。
此外，在有关上述实施方式的光照射装置1及方法中，反射面52被形成为由正圆形的一部分构成的圆弧状的结构。但是，光照射装置及方法并不限于这样的结构。例如也可以是如图25所示那样，反射面52被形成为由椭圆形的一部分构成的圆弧状的结构，此外，例如也可以是如图26所示那样，反射面52通过将多个平面配置为圆弧状而形成，即由多边形形成的结构。
并且，反射面52只要被形成为在内部能够插入线材200的大小就可以。此外，例如反射面52不仅是被形成为作为圆形状的一部分的圆弧状的结构，也可以是由作为圆形的全部的圆弧状(即圆形状)形成的结构。
顺便说一下，“被配置在形成为圆弧状的凹状的内面的反射面”中的“圆弧状”，是中心C0的位置进入到相同的两个圆(第1圆C1及第2圆C2)之间的形状，是指第1圆C1的直径和第2圆C2的直径(≥第1圆C1的直径)的关系满足以下的式子。
100％≤(第2圆C2的直径)/(第1圆C1的直径)≤110％
此外，优选的是也可以满足以下的式子。
100％≤(第2圆C2的直径)/(第1圆C1的直径)≤105％
另外，“反射面52的圆弧状的中心52a”的位置，是“(第2圆C2的直径)/(第1圆C1的直径)”为最小的情况下的上述各圆C1、C2的中心C0的位置。此外，例如如图25所示，反射面52也可以是由进入到第1圆C1与第2圆C2之间的椭圆形的一部分构成的形状。
顺便说一下，在不满足上述式子的椭圆镜或抛物面镜等的反射曲面中，即使采用了“线材200的中心相对于该反射曲面的焦点位置偏心”的结构，相对于线材200的中心位于该反射曲面的焦点位置的结构，对线材200照射的光效率及遍及线材200的周向的光的照射的均匀性也没有被改善。
此外，在有关上述实施方式的光照射装置1及方法中，是插入孔62被形成为圆形状的结构。但是，光照射装置及方法并不限于这样的结构。例如，也可以是插入孔62被形成为椭圆形状的结构，此外，例如也可以如图27所示那样，是插入孔62被形成为多边形的结构。另外，插入路61的中心61a，是与构成插入路61的面内接的内接圆(在图27中是圆C3)的中心。
此外，在上述实施方式的光照射装置1及方法中，是插入路61由作为与反射面52另外构成的结构的插入孔62构成的结构。但是，光照射装置及方法并不限于这样的结构。例如，也可以是光照射装置不具备这样的插入孔62，而是如图28所示那样，反射面52构成插入部6的至少一部分、并且以中心52a相对于插入路61的中心61a偏心的方式形成的结构。
有关图28的插入部6由反射面52和光源装置2的透光部23a构成。并且，插入路61通过由反射面52和透光部23a构成的内空间构成。另外，插入路61的中心61a，是与构成插入路61的面(在图28中是反射面52及透光部23a的面)内接的内接圆C4的中心。
此外，在上述实施方式的光照射装置1及方法中，是反射面52的中心52a相对于插入路61的中心61a在光轴方向L1上偏心的结构。但是，光照射装置及方法并不限于这样的结构。例如，也可以是反射面52的中心52a相对于插入路61的中心61a在与光轴方向L1正交的方向上偏心的结构。
此外，在上述实施方式的光照射装置1及方法中，是反射面52的中心52a比插入路61的中心61a更向靠近光源21的方向偏心的结构。但是，光照射装置及方法并不限于这样的结构。例如，也可以是反射面52的中心52a比插入路61的中心61a更向远离光源21的方向偏心的结构。
此外，在上述实施方式的光照射装置1及方法中，是插入部6被形成为长条的筒状，且被配置到反射面52的内部及外部，由此插入孔62被配置到反射面52的内部及外部的结构。但是，光照射装置及方法并不限于这样的结构。例如，也可以是插入孔62仅被配置在反射面52的内部的结构，此外，例如也可以是通过将插入部6仅配置到固定在固定部7的周边部分，插入孔62仅被配置到反射面52的外部的结构。
此外，在上述实施方式的光照射装置1及方法中，是线材200为光纤的结构。但是，光照射装置及方法并不限于这样的结构。例如，也可以是线材200为纤维的结构。具体而言，光照射装置也可以是通过对作为纤维的线材200照射紫外光来进行纤维的表面改性的装置。
此外，在上述实施方式的光照射装置1及方法中，是线材200以在光照射装置1的内部行进的状态被照射光的结构。但是，光照射装置及方法并不限于这样的结构。例如，也可以是线材200以相对于光照射装置1被固定的状态被照射光的结构。
此外，在光照射装置1及方法中，在仅具备一个照射单元10的结构中，优选的是反射面52相对于中心52a占周向的33％(约120°)以上的结构，此外，更优选的是反射面52相对于中心52a占周向的50％(180°)以上的结构。根据这样的结构，能够抑制从反射面52向外部泄漏的光，更有效地利用取入到反射面52内的光。
此外，在光照射装置1及方法中，在仅具备一个照射单元10的结构中，优选的是反射面52占周向的50％(180°)以上的结构。根据这样的结构，能够抑制从反射面52向外部泄漏的光，并更有效地利用取入到反射面52内的光。
此外，在光照射装置1及方法中，优选的是线材200的中心(插入路61的中心61a)相对于反射面52的圆弧状的中心52a偏心的量比线材200的半径大的结构，更优选的是比线材200的直径大的结构。根据这样的结构，由于反射面52的圆弧状的中心52a位于线材200的外部，所以能够使光效率进一步提高。
此外，在上述实施方式的光照射方法中，是反射面52以中心52a相对于插入路61的中心61a偏心的方式配置的结构。但是，光照射方法并不限于这样的结构。例如，也可以是反射面52的中心52a与插入路61的中心61a一致的结构，以线材200的中心相对于反射面52的圆弧状的中心52a(插入路61a的中心61a)偏心的方式、线材200被插入到反射面52的内部的结构。
实施例
这里，为了具体地表示光照射装置1的结构和效果，以下参照图29～图33对光照射装置1的实施例和其比较例进行说明。
另外，在图29～图33中，光照射装置1的条件中的、与求出上述的图14的光量的条件不同的条件，是以下的条件。
·反射面52的直径：42.5mm
·光源21的宽度尺寸W1：20mm
<光效率>
设从光源21的表面整体均匀地照射了光，通过光线跟踪法，求出被照射在线材200上的光量相对于从光源21放射的光量的比例(光效率)。另外，光损失的现象，可以举出没有入射到线材200而由反射面52反复反射而衰减的情况、被反射的光向光源21入射而衰减的情况、向反射面52及线材200以外的部分(例如透光部23a等)入射的情况、在由反射面52反射时衰减的情况、在透光过插入部6时衰减的情况等。
图29表示在上述条件的光照射装置1中、偏心量W5与光效率的关系。另外，关于偏心量W5，设线材200的中心与反射面52的圆弧状的中心52a相比相对地向远离光源21的方向偏心的情况为正(+)，设线材200的中心与反射面52的圆弧状的中心52a相比相对地更向靠近光源21的方向偏心的情况为负(－)。
如图29所示，相对于不存在偏心量W5(偏心量W5是0mm)的比较例的光效率，存在偏心量W5的实施例的光效率较高。由此，通过使线材200的中心与反射面52的圆弧状的中心52a相比相对地偏心，能够使光效率提高。
此外，相对于线材200的中心与反射面52的圆弧状的中心52a相比相对地更向靠近光源21的方向偏心的(负侧的)实施例，线材200的中心与反射面52的圆弧状的中心52a相比相对地更向远离光源21的方向偏心的(正侧的)实施例能够使光效率提高。
图30表示在使反射面52的直径相对于上述条件的光照射装置1变化的光照射装置1中、偏心量W5与光效率的关系。曲线图Z1～Z4分别表示反射面52的直径是38.5mm、41.5mm、44.5mm、47.5mm的实施例的光效率。偏心量W5都是线材200的中心与反射面52的圆弧状的中心52a相比相对地更向远离光源21的方向偏心。
如图30所示，不管在哪个反射面52的直径下，相对于不存在偏心量W5(偏心量W5是0mm)的比较例的光效率，存在偏心量W5的实施例的光效率都较高。由此，不论反射面52的直径如何，通过线材200的中心相对于反射面52的圆弧状的中心52a偏心，都能够使光效率提高。
并且，如图30所示，更优选的是线材200的中心(即，插入路61的中心61a)相对于反射面52的圆弧状的中心52a偏心1.5mm以上。此外，更加优选的是线材200的中心(即，插入路61的中心61a)相对于反射面52的圆弧状的中心52a偏心4.0mm～9.0mm。另外，在这样的条件的光照射装置1中，不论反射面52的直径如何，在偏心量W5是5mm的情况下，都最能够使光效率提高。
此外，换言之，线材200的中心(即，插入路61的中心61a)相对于反射面52的圆弧状的中心52a偏心的量更优选的是线材200的直径的12倍以上。并且，线材200的中心(即，插入路61的中心61a)相对于反射面52的圆弧状的中心52a偏心的量更加优选的是线材200的直径的32倍～72倍。在这样的条件的光照射装置1中，不论反射面52的直径如何，在偏心量W5是线材200的直径的40倍的情况下，都最能够使光效率提高。
<照度分布>
设从光源21的表面整体均匀地照射光，通过光线跟踪法，求出线材200的周向的各位置的照度。另外，线材200的周向的0°的位置为与光源21对置的一侧的端点(图13中的上端点200a)的位置，周向的±180°的位置为与对置光源21的一侧相反侧的端点(图13中的下端点200b)的位置。
图31表示在上述条件的光照射装置1中、线材200的周向的位置与照度(绝对值)的关系。曲线图A1表示偏心量W5是0mm的比较例的照度，曲线图A2～A8分别表示偏心量W5是1mm、2mm、3mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm的实施例的照度。另外，偏心量W5都是线材200的中心与反射面52的圆弧状的中心52a相比相对地更向远离光源21的方向偏心。
如图31所示，相对于不存在偏心量W5的比较例的照度A1，存在偏心量W5的实施例的照度A2～A5能够遍及线材200的周向均匀地照射光。由此，通过线材200的中心相对于反射面52的圆弧状的中心52a偏心，能够遍及线材200的周向均匀地照射光。
图32表示在上述条件的光照射装置1中、偏心量W5与线材200的各位置的照度的标准偏差之间的关系。在上述条件的光照射装置1中，在偏心量W5是5mm的情况下，能够遍及线材200的周向最均匀地照射光。
图33表示在上述条件的光照射装置1中、线材200的周向的位置与照度(设最大照度为100的情况下的相对值)的关系。曲线图B1与图31同样，表示不存在偏心量W5的比较例的照度，曲线图B2～B3表示偏心量W5是4.5mm的实施例的照度。
另外，曲线图B2是反射面52的中心52a相对线材200的中心向靠近光源21的方向偏心(线材200的中心与反射面52的圆弧状的中心52a相比相对地更向远离光源21的方向偏心)的实施例的照度。此外，曲线图B3是反射面52的中心52a相对于线材200的中心向远离光源21的方向偏心(线材200的中心与反射面52的圆弧状的中心52a相比相对地更向靠近光源21的方向偏心)的实施例的照度。
如图33所示，相对于反射面52的中心52a相对于线材200的中心向远离光源21的方向偏心(线材200的中心与反射面52的圆弧状的中心52a相比相对地更向靠近光源21的方向偏心)的实施例的照度B3，反射面52的中心52a相对于线材200的中心向靠近光源21的方向偏心(线材200的中心与反射面52的圆弧状的中心52a相比相对地更向远离光源21的方向偏心)的实施例的照度B2能够遍及线材200的周向更加均匀化。
标号说明
1光照射装置；2光源装置；3插入装置；4连接部；4a旋转轴；5主体部；6插入部；7固定部；8主体冷却部；8a冷却主体；8b流入部；8c流出部；10照射单元；11第1照射单元；11a第1光源；11b第1反射面；11c中心；12第2照射单元；12a第2光源；12b第2反射面；12c中心；13第3照射单元；13a第3光源；13b第3反射面；13c中心；21光源；22光源冷却部；22a冷却主体；22b流入部；22c流出部；23箱体；23a透光部；23b遮光部；24电力供给部；24a电源连接部；24b端子台；51凹状部；52反射面；52a中心；53开口部；54反射端面；61插入路；61a中心；62插入孔；71夹持部；72夹持部；100光纤制造装置；110输送装置；111输送部件；112输送部件；120涂敷装置；200线材(光纤)；200a端点；200b端点。

Claims (11)

1.一种光照射装置，其特征在于，
具备：
至少一个照射单元，具有被配置在形成为圆弧状的凹状的内面并且在内部被插入线材的反射面、和朝向上述线材射出光并且在该射出的光的光轴方向上与上述反射面对置而配置的光源；和
插入部，在内部形成用来将上述线材插入到上述反射面的内部的插入路；
上述反射面被配置成，圆弧状的中心相对于上述插入路的中心偏心。
2.如权利要求1所述的光照射装置，其特征在于，
上述反射面被配置成，圆弧状的中心相对于上述插入路的中心在上述光轴方向上偏心。
3.如权利要求2所述的光照射装置，其特征在于，
上述反射面被配置成，圆弧状的中心比上述插入路的中心更向靠近上述光源的方向偏心。
4.如权利要求1-3中任一项所述的光照射装置，其特征在于，
上述插入部具备在内部形成上述插入路的插入孔；
上述插入孔以上述插入路的中心相对于上述反射面的圆弧状的中心偏心的方式被配置在上述反射面的内部及外部的至少一方上。
5.如权利要求1～3中任一项所述的光照射装置，其特征在于，
上述反射面构成上述插入部的至少一部分，并且以上述插入路的中心相对于上述反射面的圆弧状的中心偏心的方式形成。
6.如权利要求1～6中任一项所述的光照射装置，其特征在于，
上述反射面由曲面形成。
7.如权利要求1～6中任一项所述的光照射装置，其特征在于，
上述反射面通过将多个平面配置为圆弧状而形成。
8.如权利要求1～7中任一项所述的光照射装置，其特征在于，
具备一个上述照射单元；
上述光源被配置为，从上述线材的周向的一侧朝向上述线材照射光。
9.如权利要求1～7中任一项所述的光照射装置，其特征在于，
上述照射单元在上述反射面的周向上排列有多个，以使上述光源对上述线材从多个方向射出光。
10.如权利要求1～9中任一项所述的光照射装置，其特征在于，
上述照射单元在上述反射面的轴向上排列有多个；
在上述反射面的轴向观察，上述多个照射单元的光源相互在上述反射面的周向上位置错开。
11.一种光照射方法，是光照射装置朝向线材照射光的光照射方法，其特征在于，
上述光照射装置具备至少一个照射单元，所述照射单元具有被配置在形成为圆弧状的凹状的内面并且在内部被插入线材的反射面、和朝向上述线材射出光并且在该射出的光的光轴方向上与上述反射面对置而配置的光源；
上述光照射方法包括：
以上述线材的中心相对于上述反射面的圆弧状的中心偏心的方式，将上述线材插入到上述反射面的内部；和
从上述光源朝向上述线材照射光。
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