JP2006035436A - 光照射器 - Google Patents

Abstract

【課題】 シャッタミラーを備えた光照射器において、ランプユニットのみを取り出してランプ交換できるようにし、ランプの交換を容易にし、ランプの破損を防ぐこと。
【解決手段】 棒状ランプ３３の周りを回動し、開時はランプからの光を上記光出射口から出射させる反射鏡として、閉時は光を遮断するシャッタとして作用するシャッタミラー１５が内蔵された光照射器において、シャッタミラー１５とその駆動機構をランプハウス１０側に設け、棒状ランプ３３を保持するランプユニット３０を、ランプハウス１０から棒状ランプの長手方向に沿って引き出して取り外しできるように構成する。ランプ３３を交換する際には、ランプユニット３０を、ランプハウス１０からから引き出し、ランプを交換した後、上記ランプユニット３０をランプハウス１０本体に挿入する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、紫外線を含む光を放射する棒状のランプを内蔵し、光出射口から紫外線を照射する光照射器に関し、特に、棒状ランプの周りを回動し、開時は反射ミラーとして、閉時は遮光シャッタとして働くシャッタミラーを備えた光照射器であって、棒状ランプの交換を容易にする構造を有する光照射器に関するものである。

紫外線を含む光を放射するランプを内蔵した光照射器から紫外線を含む光を照射し、被処理物（以下ワークと呼ぶ場合もある）に塗布された、保護膜、接着剤、塗料、インキ、レジスト等を硬化、乾燥、または溶融、軟化等させることが、各分野で幅広く行なわれている。
紫外線を照射する光源ランプとして、例えば、処理時間を短くできるように、出力が大きい、棒状の高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等が使用される。
上記のランプは点灯時間が経過するにつれて、処理に必要な波長の光の放射照度、例えば紫外線放射照度（以下、照度と呼ぶ場合もある）が低下するので、処理プロセスに基づきユーザが設定した照度以下になると交換する必要がある。ランプは光照射器の内部に保持されている。ランプの交換を容易にするため、種々の工夫が行なわれている。

以下に従来のランプ交換を容易にした光照射器（紫外線照射器）について例示する。
（１）特許文献１には、棒状のランプと、ランプからの光を反射する反射板とを基台上に配置してランプユニットを構成し、このランプユニットを、ランプの長手方向に沿って、紫外線照射装置の本体部から取り出すように構成した紫外線照射装置が記載されている。 上記構成のものは、取り出したランプユニットにおいてランプを交換し、再び本体部に取り付けるようにしたものである。ランプの交換は任意の場所で行なえ、迅速に交換作業を行うことができる。
（２）特許文献２には、光源ユニットとシャッターユニットとが着脱自在に設けられている紫外線照射装置が開示されている。
上記光源ユニットは、ランプと反射鏡が内蔵されており、ランプ交換時は光源ユニットを取り外して作業を行なうことができる。
上記（１）（２）の従来例に記載のものは、いずれもランプからの光を被照射物の方向に反射する反射ミラー（特許文献１においては「反射板４」、特許文献２においては「主反射鏡２３」）が、ランプに対して被照射物とは反対側に固定されたタイプの紫外線照射装置である。したがって、ランプを交換する際に取り外すランプユニット側に反射ミラーが設けられている。

一方、光照射器には、例えば特許文献３に記載されるように、この反射ミラーが棒状ランプの周りを回動し、光照射器からの光の照射を遮るシャッタを兼用するものがある。
上記特許文献３に記載のものにおいて、２枚の長板状ミラー３は、モータ１５、チェーン１４、歯車９〜１２により、同期してランプの周りを回動する。
長板状ミラー３が、ランプに対して被照射物とは反対側にあるとき、２枚の長板状ミラー３は、楕円集光鏡として機能し、ワークに対して光照射を行なう。一方、長板状ミラー３が、ランプと被照射物との間にあるとき、光照射器から光は照射されずシャッタとしての機能を果たす。
なお、このようなシャッタと反射ミラーを兼用するミラーのことをシャッタミラーと呼ぶ。
また、上記以外にも特許文献４には、歯車の組み合せで駆動するシャッタミラーが、また、特許文献５には、リンク構造により駆動するシャッタミラーが示されている。
上記のように、シャッタミラーを用いると、シャッタとミラーとを別々に設ける必要がなく、部品点数を少なくしてコストを下げるとともに、小型化できるという利点がある。
特許第３４８２４４２号公報 特開２００２−２９２８２５号公報 特許第２６６８８３２号公報 特許第３０３１８４３号公報 特開２００２−１４８５５５号公報

上述したシャッタミラーを備えた光照射器において、ランプの交換を容易にするため、特許文献１や特許文献２のような、取り外すランプユニット側にミラーを設ける構造を採用すると、次のような問題がある。
上記したように、シャッタミラーには、これを駆動するためのモータ、モータの回転を伝達するための歯車やリンクなどの駆動機構が取り付けられている。したがって、従来例のように、ランプとシャッタミラーとを組にしてユニット化すると、シャッタミラーの駆動機構も同じユニットに組み込まれることになる。
しかし、駆動機構がユニットに含まれると、モータ等の重量により、ユニット全体の重さも重くなり、該ユニットの光照射器への取り付け取り外しの作業性が悪くなる。また、駆動機構への配線も取り付け取り外しを行なわねばならず、ユニット化することによるランプ交換の容易性迅速性が損なわれる。
近年、液晶パネルの貼り合せに用いられる光照射器は、パネルの大型化にともないランプの長さも長くなり、１ｍ以上のランプを用いることも少なくない。このような長いランプになると、ランプ自体の重さも重くなる。これに加えてミラーやミラーの駆動機構を搭載すると、ユニットの重量がますます重くなり、光照射器への取り付け取り外しが困難になる。

一方、例えば家庭用照明器具等において棒状の蛍光灯を灯具から取り外すように、ランプのみを光照射器から取り外すような構造も考えられる。しかし、上記したような長さが１ｍ以上のランプになると、作業者がランプの一方の端（ベース）のみを握って支持すると、管を封止している細いシール部が破損する場合があり、これを防ぐようにもしなければならない。
従って、シャッタミラーを備えた光照射器においても、前記、特許文献１，２に記載されるように、ランプを内蔵したランプユニットのみを取り外せるようにするのが望ましい。しかし、シャッタミラーを備えた光照射器においては、前記したようにシャッタミラーの駆動機構が設けられており、シャッタミラーやその駆動機構と、ランプとを分離して、ランプを搭載したランプユニットのみを取り外しできる構造としなければならず、従来においては、このような構造の光照射器は実現されていなかった。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、その目的は、シャッタミラーを備えた光照射器において、ランプユニットのみを取り出すことを可能とし、ランプの交換を容易にするとともに、ランプの破損を防ぐようにすることである。

本発明においては、上記課題を次のように解決する。
上記棒状ランプの周りを回動し、開時はランプからの光を上記光出射口から出射させる反射鏡として、閉時は光を遮断するシャッタとして作用するシャッタミラーが内蔵された光照射器において、上記シャッタミラーとその駆動機構を光照射器本体（ランプハウス）側に設け、上記棒状のランプを保持し光出射口が形成された保持部材（ランプユニット）を、上記光照射器本体から棒状ランプの長手方向に沿って引き出して取り外しできるように構成する。
ランプを交換する際には、上記保持部材を、光照射器本体から引き出し、ランプを交換した後、上記保持部材を光照射器本体に挿入する。

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）シャッタミラーとその駆動機構を光照射器本体側に設け、光照射器本体から棒状のランプを保持した保持部材のみを引き出して、取り外せるようにしたので、シャッタミラーやその駆動機構を含むユニットを取り外す場合に比べ、ランプ交換時に取り外す部材を軽量化することができる。このため、光照射器本体への取り付け、取り外し作業が容易になり、ランプ交換の容易性迅速性も損なわれない。
（２）ランプを保持部材に保持した状態で、光照射器本体への取り付け、取り外し作業を行なうことができるので、保持部材を光照射器本体から取り外す際、ランプ自体には力がかかることがなく、ランプの破損を防ぐことができる。また、光照射器本体から取り外した保持部材を作業性の良い場所において、ランプの交換作業ができるので、長さが長いランプであっても、ランプを破損させることなく、また、容易にランプを交換することができる。

以下、図１〜図８により、本発明の実施例の光照射器の構造について説明する。
図１〜３は、本発明の実施例の光照射器の斜視図であり、図１は光照射器本体（以下、ランプハウス１０という）から、ランプを保持する保持部材（以下、ランプユニット３０という）を取り外した状態を示す図、図２はランプユニット３０の取り付け取り外しの様子を示す図、図３はランプハウス１０にランプユニット３０を取り付けた状態を示す図である。
これらの図は、ランプとシャッタミラー、及びランプユニットとランプハウスの関係が良くわかるように、光照射器の他の構成部品、例えば配線や電気部品、外装パネル、各部品を固定するフレームなどについては、ほとんど省略しており、これらの詳細構成については後述する。

図１〜図３に示すように、本実施例の光照射器は、大きくは、ランプハウス１０と、ランプを保持するランプユニット３０からなる。
ランプハウス１０は、大きく、光照射部１９、風箱１２、シャッタミラー駆動部１６に分けられる。光照射部１９にはシャッタミラー１５が設けられている。また側板１４の内側にはランプユニット３０が取り付けられる、契合部１８が形成されている。
風箱１２は、仕切り板１３により光照射部１９と分けられている。ランプ３３（ランプユニット３０に取りつけられている）やシャッタミラー１５等を冷却した冷却風が、仕切り板１３に設けられた通風口（図１−図３には示されていない）から流れ込み、上部のダクト１１から排気される。
シャッタミラー駆動部１６には、シャッタミラー１５を駆動するモータ１６ａや２枚のシャッタミラー１５を同期して駆動させる機構が設けられている。シャッタミラー駆動機構については、前記した特許文献４に示されている構造を単純化して示しているが、前記した特許文献３や特許文献５に示される構造であっても良い。

ランプユニット３０は、光出射口３６が開けられた底板３１と、底板３１の長手方向両側に設けられたランプ台３４と、その上のランプホルダ３４ａからなり、棒状ランプ３３はランプホルダ３４ａに固定される。また、ランプユニット３０の横板３２には、ランプハウスとの契合部３５が設けられ、上記したランプハウス１０の契合部１８と契合する。 図１〜３には図示していないが、ランプユニット３０とランプハウス１０の契合部１８，３５には、例えば、机の引き出しに設けられているようなレール状のスライド機構が取り付けられており、図２に示すように、ランプユニット３０は、そのレールに沿ってスライドし、ランプハウス１０内に挿入される（具体的な構造について後述する）。
図２は、ランプユニット３０をランプハウス１０に取り付けまたは取り外し途中の図であり、同図に示すように、ランプユニット３０はランプハウス１０に対し、棒状ランプ３３の長手方向に抜き差しすることができ、図１に示すようにランプユニット３０を取り外した状態で棒状ランプ３３を交換することができる。
図３は、ランプハウスにランプユニット取り付けた状態を示しており、この状態で、ランプ３３が点灯されて、ランプハウス３０の底板３１に設けられた光出射口３６から光が出射する。

図４、図５は、本実施例の光照射器をランプ長手方向に直交する平面で切った断面図であり、ランプ３３とシャッタミラー１５の位置関係を示している。
図４は、シャッタミラー１５が開いていて、ランプ３３からの光が、ランプユニット３０の底板３１に設けられた光出射口３６から出射されている状態を示し、図５は、シャッタミラー１５が閉じ、光が出射されていない状態を示している。なお、シャッタミラー駆動機構は示していない。
図４、図５に示すように、光照射部１９と風箱１２とを仕切る仕切り板１３には、ランプ点灯時、ランプ３３やシャッタミラー１５を冷却する冷却風の通風口１３ａが形成されている。ランプ点灯中は不図示の排気ファンにより、底板に開けられた光照射口３６からランプハウス１０内に引き込まれた冷却風が、図４の矢印に示すように、上記通風口１３ａから風箱１２に入り、ダクト１１を介して外部に排気される。

シャッタミラー１５の本体は、ミラー１５ｂとミラーの保持枠１５ａより構成される。ランプ台３４とランプホルダ３４ａ、及びランプホルダ３４ａにより保持されるランプ３３のベース３３ｂの位置を点線で示す。上記したように、ランプ台３４とランプホルダ３４ａは、底板３１の長手方向両側に設けられ、棒状ランプ３３をその両側で支持する。ランプ台３４またはランプホルダ３４ａの高さ（図面上下方向の位置）は調整可能であり、シャッタミラー１５が開状態の時、楕円集光鏡を形成する場合は、ランプ３３の発光中心が第一焦点になるように調整できる。
シャッタミラー１５が閉時、ランプホルダ３４ａとシャッタミラー１５が干渉しないように、前記図３に示したように、シャッタミラー１５の長手方向の長さは、両ランプホルダ３４ａの間に入るよう設ける。
ランプハウス１０の側板１４の契合部１８には溝１８ａが、ランプユニット３０の横板３２の契合部３５には、該溝１８ａの大きさに合わせて位置合せ板３５ａと、ころ３５ｂが、それぞれ設けられ、上記溝１８ａに沿ってレール状の契合部を形成している。ランプユニット３０は、上記溝１８ａに沿ってスライドし、ランプ長手方向に引き出したり、挿入したりすることができる。

図６、図７は、光照射部１９とランプユニット３０の構造を詳しく示したものである。 図６（ａ）は光照射部１９のシャッタミラー１５等の構造を示し、図６（ｂ）はランプユニット３０の構造を示している。また、図７は、上記光照射部１９にランプユニット３０が挿入された状態を示しており、本実施例の光照射器をランプの長手方向に直交する方向から見た側面図である。
なお、図６（ａ）においては、図が煩雑になるので仕切り板１３を二点鎖線で示しているが、仕切り板１３には前記したように通風口１３ａが設けられ、仕切り板１３の上部には風箱１２が設けられている。また、図７においても、通風口１３ａは省略されている。 図６（ａ）、図７に示すように、シャッタミラー駆動部１６に設けられたシャッタミラー駆動用モータ１６ａの回転軸からシャッタミラー１５を回転駆動させるシャフト１６ｂが伸びており、このシャフト１６ｂは、仕切り板１３に取り付けられた端板（Ｌ）２１と端板（Ｒ）２２に支持されている。シャッタミラー１５は、両端板２１，２２の間に設けられる。
上記シャッタミラー駆動用モータ１６ａを駆動することにより、上記シャフト１６ｂが回転し、前記図４に示したシャッタミラー１５が開いていている状態、あるいは図５に示したシャッタミラー１５が閉じた状態のいずれかの状態に切換えられる。

両端板２１，２２には、ランプユニット３０を挿脱する際に、ランプ台３４とランプホルダ３４ａが通過できるように、図６（ａ）に示す切り欠き２１ａ，２２ａが設けられている。
また、光照射部１９の、ランプユニット３０を引き出す側には、図６（ａ）、図７に示すように前板２０が設けられている。前板２０には、ランプ３３に電力を供給するための端子台４３が設けられている。この端子台４３にはランプハウス外部から電源ケーブル４１が引き込まれ接続されている。また、前板２０にも、ランプ台３４とランプホルダ３４ａが通過する切り欠き２０ａが設けられている。

図６（ｂ）は、ランプユニット３０の構造を示しており、ランプユニット３０の底板３１にはランプ台３４とランプホルダ３４ａが設けられ、棒状ランプ３３のベース３３ａはランプホルダ３４ａに固定される。
底板３１の両側面には横板３２が取り付けられ、取り出し方向手前側には固定板３７が設けられている。
横板３２には、位置合せ板３５ａと、ころ３５ｂが取り付けられ、この位置合せ板３５ａと、ころ３５ｂにより、光照射部１９と契合する契合部３５を形成する。
図８は、光照射部１９の契合部１８とランプユニット３０の契合部３５を説明する図である。
契合部１８，３５は、ランプユニット３０及び光照射部１９の両側面に形成され、上記したように、ランプハウス１０の側板１４に設けられた溝１８ａに、ランプユニット３０の横板３２に取り付けられた位置合せ板３５ａと、ころ３５ｂが差し込まれる。
ころ３５ｂが溝下面１８ａ−３に乗り、その上を転がることにより、ランプユニット３０の差し込みと引き出し動作がスムーズに行なえる。
位置合せ板３５ａは、例えば、樹脂製の直方体状のブロックである、その側面３５ａ−２が溝側面１８ａ−２と接する。これがランプユニット３０の両側面にあるので、ランプユニット３０のランプ長手方向に直交する方向の位置が決まる。
また、位置合せ板３５ａの上面３５ａ−１が溝上面１８ａ−１に接し、また、ころ３５ｂが溝下面１８ａ−３に接するので、ランプユニット３０の上下方向（図４，５における上下方向）の位置が決まる。

図６、図７に戻り、 ランプ３３の両端のベース３３ａから出たケーブル４２は、固定板３７の穴３７ａから取り出される。取り出し方向奥側のベース３３ａから出たケーブル４２は、図７に示すように、底板３１に開けた穴３１ａから底板３１に設けた空洞の中に入り、穴３１ｂから外に出て、固定板３７にまで導かれ、固定板３７に設けた穴３７ａから取り出される。
ケーブル４２が底板３１の中を通過することにより、ケーブル４２に光が照射されるのを防ぐことができると共に、ランプユニット３０の取り付け取り外しに際して、ケーブル４２が他の部品に引っかかったり邪魔になったりするのを防ぐことができる。
穴３７ａから取り出されたケーブル４２は、ランプユニット３０の装着時、端子台４３を介して電源ケーブル４１に接続される。

ランプユニット３０の固定板３７には、ローレットねじ３８を取り付けるための穴３７ｂが設けられ、また、ランプハウス１０の前板２０にはねじ穴２０ｂが設けられており、光照射部１９へのランプユニット３０の取り付け時、ローレットねじ３８により、固定板３７が前板２０に固定される。
また、ランプハウス１０のモータ取付板１７には、ピン１７ａが設けられ、光照射部１９へのランプユニット３０の取り付け時、図７に示すように上記ピン１７ａがランプユニット３０の底板３１に設けたピン穴３１ｃに係合する。

次に、ランプユニット３０のランプハウス１０の光照射部１９への取り付け、取り外し、ランプ交換について説明する。
（１）ランプユニット３０の取り付け。
（ａ）シャッタミラー１５を開にした状態（光が照射される状態）で、ランプハウス１０の側板１４の契合部１８の溝１８ａに、ランプユニット３０の位置合せ板３５ａと、ころ３５ｂを合わせ、ランプユニット３０を光照射部１９に挿入する。
なお、シャッタミラー１５のシャッタ閉状態（前記図５の状態）では、シャッタミラー１５とランプ台３４が干渉するので、ランプユニット３０の挿入、引き出しはできない。（ｂ）ランプユニット３０のランプ台３４及びランプホルダ３４ａは、光照射部１９の前板２０、端板（Ｌ）２１及び端板（Ｒ）２２の切り欠き２０ａ、２１ａ、２２ａを通過する。
また、光照射部１９の前板２０、端板（Ｌ）２１及び端板（Ｒ）２２と側板１４の間には、ランプユニット３０の横板３２が通過できる間隙が設けられており、横板３２はこの間隙に挿入される。
前記したように、ランプユニット３０の横板３２に取り付けられた位置合せ板３５ａと、ころ３５ｂが、側板１４に設けられた溝１８ａにガイドされ、ランプユニット３０が、ランプハウス１０内に挿入される。

（ｃ）ランプハウス１０のモータ取付板１７に設けられたピン１７ａが、ランプユニット底板３１のピン穴３１ｃにささって、ランプユニット３０の位置が決まる。また、ランプユニット３０の固定板３７が、光照射部１９の前板２０とぶつかる。ローレットねじ３８により、固定板３７と前板２０を固定する。これにより、ランプユニット３０の光照射部１９に対するランプ長手方向の位置が決まる。
（ｄ）固定板３７から取り出されたランプ３３のケーブル４２を、前板２０に設けられている電源が供給される端子台４３に接続する。これにより、ランプユニット３０のランプ３３に電源を供給されようになる。
なお、端板（Ｌ）２１と端板（Ｒ）２２に設けられた切り欠き２１ａ，２２ａは、ランプ台３４とランプホルダ３４ａに保持されたランプ３３のベース３３ａとによりほぼ塞がれ、光照射時の光や冷却風の漏れは、防ぐことができる。

（２）ランプユニットの取り外し及びランプの交換。
（ａ）ランプハウス１０からランプユニット３０を取り外す際は、ランプ３３を消灯する。ランプ消灯後、ランプを冷却するために一定時間冷却風が流れ、それが終わると、シャッタミラー１５はシャッタ開の状態（前記図４の状態）となり、装置が停止する。
（ｂ）ランプハウス１０の外装（例えば、図示されていない装置前面に設けられた蓋など）を取り外し、端子台４３に接続されたケーブル４２を端子台４３からはずし、ローレットねじ３８を取り外す。
（ｃ）図２に示したように、ランプユニット３０をランプ長手方向に引き出す。ランプユニット３０を引き出すことで、図１に示したように、ランプユニット３０は、ランプハウス１０から外れて分離する。
ランプ３３を交換する場合には、引き出したランプユニット３０を作業性の良い場所におき、ランプホルダ３４ａからランプ３３を取り外し、ランプ３３を交換する。
（ｄ）ランプ３３を交換したら、前記（１）の手順でランプユニット３０をランプハウス１０の光照射部１９に取り付ける。
を挿入する。

本発明の実施例の光照射器の概略構成（ランプハウスからランプユニットを取り外した状態) を示す図である。 ランプユニットの取り付け取り外しの様子を示す図である。 ランプハウスにランプユニットを取り付けた状態を示す図である。 本発明の実施例の光照射器をランプ長手方向に直交する平面で切った断面図（シャッタミラーが開いている状態) である。 本発明の実施例の光照射器をランプ長手方向に直交する平面で切った断面図（シャッタミラーが閉じている状態) である。 ランプハウスとランプユニットの構造の詳細図である。 光照射部にランプユニットが挿入された状態を示しており、本実施例の光照射部１９をランプの長手方向に沿って垂直な平面で切った断面図である。 ランプハウスとランプユニットの契合部の構造例を示す図である。

符号の説明

１０ ランプハウス
１１ ダクト
１２ 風箱
１３ 仕切板
１４ 側板
１５ シャッタミラー
１６ シャッタミラー駆動部
１７ モータ取付板
１８ ランプユニット契合部
１９ 光照射部
２０ 前板
２１ 端板（Ｌ）
２２ 端板（Ｒ）
３０ ランプユニット
３１ 底板
３２ 横板
３３ ランプ
３４ ランプ台
３５ ランプハウス契合部
３６ 光出射口
３７ 固定板
３８ ローレットねじ

Claims (1)

1. 紫外線を含む光を放射する棒状のランプを内蔵し、該ランプからの光を光出射口から出射する光照射器において、
   上記棒状ランプの周りを回動し、開時はランプからの光を上記光出射口から出射させる反射鏡として、閉時は光を遮断するシャッタとして作用するシャッタミラーが内蔵された光照射器本体と、
   上記棒状のランプを保持し、光出射口が形成された保持部材とからなり、
   上記保持部材は、上記光照射器本体から、棒状ランプの長手方向に沿って引き出し可能に構成されている
   ことを特徴とする光照射器。

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