JP2009266298A - 紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対象面に対してむらなく紫外線を照射可能としながらも、対象面に照射する紫外線の強度を容易に向上することができる紫外線照射装置を提供する。
【解決手段】紫外線照射装置１は、対象面４に対向して配置され当該対象面４に紫外線を照射する光源５を備える。光源５は、直管形の管内にキセノン（Ｘｅ）ガスが封入されたロングアーク形キセノンランプ６を、対象面４に沿う面内で幅方向に複数本並設することで構成される。光源５の後方には紫外線を反射する反射板７が配設され、複数本のキセノンランプ６は、対象面４の全域で紫外線の照度が均一となるように一斉に発光する。
【選択図】図１

Description

本発明は、対象面に対して紫外線を照射する紫外線照射装置に関するものである。

一般に、ＣＤやＤＶＤ等の光記録媒体を製造する工程には、紫外線硬化性の接着剤を用いて２枚のディスク基板を貼り合わせる工程が含まれている。そのため、光記録媒体の製造に際しては、対象面（光記録媒体の一表面）に紫外線を照射することで接着剤を硬化させる紫外線照射装置が必要となる。

この種の紫外線照射装置は、紫外線を照射する光源（たとえばキセノンランプ）を光源として備え、光源を前記対象面に対向させた状態で光源を発光させることにより前記接着剤を硬化させる。

ここにおいて、接着剤の硬化むらをなくすことが求められるので、たとえば図６に示すように光記録媒体よりも大きい直径を有する螺旋状に形成されたランプ６’を光源として用いることで、対象面全域に均一に紫外線を照射できるようにした紫外線照射装置が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
特表２００２−５２８８４６号公報（第４〜６頁、図１）

ところで、引用文献１に記載されているような特殊な形状の（ここでは螺旋状）のランプ６’は、光記録媒体の形状等の仕様に合わせて設計される専用品であって、たとえば光記録媒体の仕様変更に伴い対象面に照射する紫外線強度の向上が要求されても、容易に紫外線の放射強度を向上できるものではない。

本発明は上記事由に鑑みてなされたものであって、対象面に対してむらなく紫外線を照射可能としながらも、対象面に照射する紫外線の強度を容易に向上することができる紫外線照射装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、対象面に対向して配置され当該対象面に紫外線を照射する光源を備え、光源が、前記対象面の全域で紫外線の照度が均一となるように、前記対象面に沿う平面内で幅方向に並設され且つ一斉に発光させられる複数本の直管形のキセノンランプを有することを特徴とする。

この構成によれば、一般に普及している直管形のキセノンランプを光源に用いながらも、複数本のキセノンランプは、対象面の全域で紫外線の照度が均一となるように、対象面に沿う平面内で幅方向に並設され且つ一斉に発光させられるので、対象面に対してむらなく紫外線を照射することができる。しかも、キセノンランプの本数を増やすことで光源から放射される紫外線強度の向上を図ることができるので、対象面に照射する紫外線の強度を容易に向上することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記対象面との間に前記光源を介在させる位置に配設され、光源から放射された紫外線を対象面に向けて反射する反射板を備えることを特徴とする。

この構成によれば、キセノンランプから対象面と反対側に放射された紫外線に関しても、反射板で反射することにより対象面に照射させることができるので、キセノンランプから放射される紫外線を効率よく利用することができる。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、各キセノンランプとそれぞれ並列に接続された複数個のコンデンサを有し、コンデンサに蓄積された電荷をキセノンランプに流すことで前記複数本のキセノンランプを一斉に発光させる発光回路を備え、発光回路が、各キセノンランプから放射される紫外線の強度をそれぞれ検出するセンサと、前記対象面に紫外線を照射する前に前記光源を発光させる予備発光を行い、前記予備発光時にセンサで検出された紫外線の強度に基づいて、前記複数本のキセノンランプにおいて放射される紫外線の強度が一律となるように各コンデンサに蓄積される電荷量をそれぞれ調整する電荷量調整手段とを有することを特徴とする。

この構成によれば、発光回路は、対象面に紫外線を照射する前に光源を発光させる予備発光を行い、予備発光時にセンサで検出された紫外線の強度に基づいて、前記複数本のキセノンランプにおいて放射される紫外線の強度が一律となるように各コンデンサに蓄積される電荷量をそれぞれ調整する電荷量調整手段を有するので、複数本のキセノンランプを光源に用いながらも、これら複数本のキセノンランプにおける紫外線の強度のばらつきを抑えることにより、対象面に対してむらなく紫外線を照射することができる。

本発明は、対象面に対してむらなく紫外線を照射可能としながらも、対象面に照射する紫外線の強度を容易に向上することができるという利点がある。

以下の各実施形態では、ＣＤやＤＶＤ等の光記録媒体の製造に際し、紫外線硬化性の接着剤を用いて２枚の円板状のディスク基板を貼り合わせる工程で用いられる紫外線照射装置について説明するが、これに限らず、本発明は、たとえばブルーレイディスクの製造やその他の用途で使用される紫外線照射装置にも適用することができる。

（実施形態１）
本実施形態の紫外線照射装置１は、図２に示すように、光記録媒体２が載置される載置台３と、載置台３に載置された光記録媒体２の一表面（以下、対象面４という）と対向するように載置台３の上方に配置され、対象面４に対して紫外線を照射する光源５と、光源５を発光させる発光回路（図示せず）とを備えている。

光源５は、直管形の管内にキセノン（Ｘｅ）ガスが封入されたロングアーク形キセノンランプ６を、対象面４に沿う面内で幅方向に複数本並設することで構成される。これら複数本のキセノンランプ６は、図示しない筐体によって保持される。以下、キセノンランプ６が並ぶ方向を横方向Ｘ、キセノンランプ６の軸方向を縦方向Ｙという。

ここで、複数本のキセノンランプ６は、同時に発光した際に対象面４の全域で紫外線の照度が均一となるように各々の明るさや配置等が設定されている。ここに、複数本のキセノンランプ６が配置される範囲は、横方向Ｘと縦方向Ｙとの両方向において少なくとも対象面（光記録媒体２の一表面）４より広く設定される。なお、本実施形態では、後述する反射板７（図１（ａ）参照）にて反射される紫外線も含めて対象面４における紫外線の照度が均一となるように構成されている。

発光回路は、高圧の直流電圧が印加される入力端子間において各キセノンランプ６とそれぞれ並列に接続されたコンデンサＣ１（図３参照）を有し、コンデンサＣ１にチャージされた電荷を、外部からのトリガ信号に応じてキセノンランプ６の一対の電極（図示せず）間に流すことによって、キセノンランプ６をカメラのフラッシュと同様に瞬間的に発光させるものである。発光回路は、対象面４の全域で紫外線の照度が均一となるように複数本のキセノンランプ６を一斉に発光させ、これにより、対象面４に対してむらなく紫外線を照射することができる。

上記構成の紫外線照射装置１を用いれば、光記録媒体２を構成する２枚のディスク基板（図示せず）を紫外線硬化性の接着剤を挟んで重ね合わせた状態で載置台３上に載置し、光源５を発光させることによって接着剤を紫外線により硬化させることができる。なお、各ディスク基板はそれぞれ光記録媒体２の読書き用のレーザ光を透過させる透明樹脂材料（たとえばポリカーボネート）から形成されており、したがって、紫外線照射装置１からの紫外線はディスク基板を透過して接着剤に照射することとなる。

ところで、本実施形態の紫外線照射装置１は、図１（ａ）に示すように紫外線を反射する反射板７を対象面４との間に光源５を介在させる位置に備え、光源５から後方（図の上方）に放射された紫外線が反射板７にて対象面４に向けて反射されるように構成されている。

ここに、反射板７は、縦方向Ｙに直交する断面が、図１（ａ）に示すように各キセノンランプ６に対応する位置でそれぞれ対象面４側に凸となり、且つ隣接する２本のキセノンランプ６の中間に対応する位置でそれぞれ対象面４と反対側に凸となる形に湾曲している。つまり、反射板７における対象面４側の一面は、横方向Ｘにおいて起伏を繰り返す連続した曲面を成す。これにより、各キセノンランプ６から放射され反射板７にて反射された紫外線は、主として図１（ａ）に破線で示すように対象面４上において隣接する２本のキセノンランプ６の中間付近に対応する位置に照射されることとなる。

しかして、対象面４のうち、横方向Ｘにおいて各キセノンランプ６に対応する位置には主として光源５からの直接光が照射し、隣接する２本のキセノンランプ６の中間付近に対応する位置には主として反射板７での反射光が照射することで、図１（ｂ）に示すように対象面４の全域において紫外線の照度が略均一となる。なお、図１（ｂ）では、縦軸を照度、横軸を横方向Ｘの位置として、図１（ａ）に示す対象面４上における各キセノンランプ６からの紫外線（反射板での反射光を含む）の照度を表している。

以上説明した本実施形態の構成により、光源５として、特殊な形状のランプでなく一般的に普及している直管形のキセノンランプ６を採用しながらも、対象面４の全域で紫外線の照度が均一とすることができ、対象面４に対してむらなく紫外線を照射することで接着剤の硬化むらをなくすことができる。しかも、光源５として用いるキセノンランプ６の本数を増やすことにより、対象面４に対する紫外線の照射強度の向上も容易に実現可能である。

また、光源５の後方に反射板７を設けることで、光源５から後方に放射された紫外線も反射板７で反射して対象面４に照射させるようにしてあるから、光源５から放射される紫外線の利用効率が高くなる。

ところで、上述したように光源５として複数本のキセノンランプ６を用いる場合、キセノンランプ６の個体差等によりキセノンランプ６ごとに紫外線の放射強度のばらつきがあると、対象面４において紫外線の照度にむらが生じることとなる。そこで、本実施形態では、キセノンランプ６ごとに放射される紫外線の強度のばらつきを抑えるように、以下の構成を採用している。

すなわち、発光回路は、図３に示すように各キセノンランプ６から放射される紫外線の強度をそれぞれ検出する複数のセンサ８と、センサ８で検出された紫外線の強度に基づいて、複数本のキセノンランプ６において放射される紫外線の強度が一律となるように各コンデンサＣ１に蓄積される電荷量をそれぞれ調整する電荷量調整手段９とを有する。電荷量調整手段９は、実際に対象面４に対して紫外線を照射する前に予め光源５を発光（以下、予備発光という）させるように上記トリガ信号を与えるトリガ部９ａと、予備発光時にセンサ８で検出された紫外線強度に基づいて複数本のキセノンランプ６間における紫外線強度のばらつきを判断する判断部９ｂと、判断部９ｂでの判断結果を用いて前記紫外線強度のばらつきをなくすように各コンデンサＣ１に蓄積される電荷量をそれぞれ調整する制御部９ｃとを具備している。

センサ８は、図１（ａ）に示すように反射板７の裏面側（キセノンランプ６と反対側）であって、各キセノンランプ６における縦方向Ｙの中央部に対応する位置にそれぞれ配設されている。反射板７のうち各センサ８に対応する部位にはそれぞれ孔が形成され、この孔を通して各キセノンランプ６から照射する紫外線が各々に対応するセンサ８でそれぞれ検出されることとなる。そのため、予備発光時において複数本のキセノンランプ６を一斉に発光させても、各センサ８はそれぞれ対応するキセノンランプ６から照射される紫外線強度を個別に検出することができる。ただし、予備発光時においては各キセノンランプ６を１本ずつ発光させるようにしてもよい。

（実施形態２）
本実施形態の紫外線照射装置１は、反射板７の形状が実施形態１の紫外線照射装置１と相違する。

本実施形態では、反射板７は、縦方向Ｙに直交する断面が図４（ａ）に示すように各キセノンランプ６を囲む形状の楕円の一部を成している。ここに、各キセノンランプ６は対象面４に直交する方向（図４（ａ）の上下方向）において反射板７の高さ寸法内に配置されている。これにより、各キセノンランプ６から放射された反射板７にて反射された紫外線は、図４（ａ）に破線で示すように各キセノンランプ６の直下で集光されることとなる。

ここで、対象面４の手前に集光点が位置するように対象面４と反射板７との位置関係を設定すれば、反射板７での反射光は対象面４上で横方向Ｘに拡散することとなり、図４（ｂ）に示すように対象面４の全域において紫外線の照度が略均一となる。なお、図４（ｂ）では、縦軸を照度、横軸を横方向Ｘの位置として、図４（ａ）の対象面４上における各キセノンランプ６からの紫外線（反射板７での反射光を含む）の照度を表している。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

（実施形態３）
本実施形態の紫外線照射装置１は、反射板７の形状が実施形態２の紫外線照射装置１と相違する。

本実施形態では、反射板７は、図５（ａ）に示すように実施形態２の構成に比較して縦方向Ｙに直交する断面の曲率が小さく設定されている。ここに、各キセノンランプ６は、横方向Ｘにおいて反射板７と重ならないように、対象面４に直交する方向（図５（ａ）の上下方向）において反射板７と対象面４との間に配置されている。これにより、各キセノンランプ６から放射され反射板７にて反射された紫外線は、主として図５（ａ）に破線で示すように対象面４上において隣接する２本のキセノンランプ６の中間付近に対応する位置に照射されることとなる。

しかして、対象面４のうち、横方向Ｘにおいて各キセノンランプ６に対応する位置には主として光源５からの直接光が照射し、隣接する２本のキセノンランプ６の中間付近に対応する位置には主として反射板７での反射光が照射することで、図５（ｂ）に示すように対象面４の全域において紫外線の照度が略均一となる。なお、図５（ｂ）では、縦軸を照度、横軸を横方向Ｘの位置として、図５（ａ）に示す対象面４上における各キセノンランプ６からの紫外線（反射板７での反射光を含む）の照度を表している。

その他の構成および機能は実施形態２と同様である。

本発明の実施形態１の構成を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は対象面上の照度を表す説明図である。 同上の構成を示す概略斜視図である。 同上の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態２の構成を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は対象面上の照度を表す説明図である。 本発明の実施形態３の構成を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は対象面上の照度を表す説明図である。 従来例を示す平面図である。

符号の説明

１ 紫外線照射装置
４ 対象面
５ 光源
６ キセノンランプ
７ 反射板
８ センサ
９ 電荷量調整手段
Ｃ１ コンデンサ

Claims (3)

1. 対象面に対向して配置され当該対象面に紫外線を照射する光源を備え、光源は、前記対象面の全域で紫外線の照度が均一となるように、前記対象面に沿う平面内で幅方向に並設され且つ一斉に発光させられる複数本の直管形のキセノンランプを有することを特徴とする紫外線照射装置。
2. 前記対象面との間に前記光源を介在させる位置に配設され、光源から放射された紫外線を対象面に向けて反射する反射板を備えることを特徴とする請求項１記載の紫外線照射装置。
3. 各キセノンランプとそれぞれ並列に接続された複数個のコンデンサを有し、コンデンサに蓄積された電荷をキセノンランプに流すことで前記複数本のキセノンランプを一斉に発光させる発光回路を備え、発光回路は、各キセノンランプから放射される紫外線の強度をそれぞれ検出するセンサと、前記対象面に紫外線を照射する前に前記光源を発光させる予備発光を行い、前記予備発光時にセンサで検出された紫外線の強度に基づいて、前記複数本のキセノンランプにおいて放射される紫外線の強度が一律となるように各コンデンサに蓄積される電荷量をそれぞれ調整する電荷量調整手段とを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紫外線照射装置。
   

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