JP2011253759A - Light irradiation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、幅の広い被照射物（ワーク）に対して、棒状ランプを備えた光照射器（光照射部ユニット）を複数並べて配置し、被照射物に光を照射する光照射装置に関する。 The present invention relates to a light irradiating apparatus for arranging a plurality of light irradiators (light irradiating unit) provided with rod-shaped lamps on a wide irradiated object (work) and irradiating the irradiated object with light.
被照射物であるワークに対して、ワークの幅に対応した長さの棒状の紫外線放電ランプを用い、ワークを移動させながら光（紫外線）を照射する光照射装置が知られている。そのような例として、特許文献１に記載された光配向用偏光光照射装置がある。
図５に、上記のような光照射装置に使用される、棒状の紫外線放電ランプの構成の一例を示す
紫外線放電ランプ１は、大きくは、封体と呼ばれるガラス（石英）管内に一対の電極１ａが設けられた管本体部分（同図Ａ，Ｂ部分）と、管内部の電極１ａと外部の電極（リード線）５とをつなぐための金属箔（例えばモリブデン箔）１ｃが、埋設されたシール部Ｃとから構成されている。シール部Ｃは、封体の石英を加熱し金属箔との間に空間（隙間）を残さないように封止して構成されている。
封体内には水銀やランプの点灯に必要なガスが封入されている。なお、水銀以外に一種もしくは複数種の金属が封入されているランプもある。
シール部Ｃの両端（ランプの長手方向の両外側）にはセラミックス製または金属製のベース１ｂが取付けられており、このベース１ｂから、外部の電極（リード線）５を介して電極１ａに電力が引き込まれる。またランプ１を光照射器に取り付ける際には、光照射器に設けられたランプ保持部材が、このベース１ｂの部分を保持する。
2. Description of the Related Art There is known a light irradiation apparatus that uses a bar-shaped ultraviolet discharge lamp having a length corresponding to the width of a workpiece to irradiate the workpiece, and irradiates light (ultraviolet rays) while moving the workpiece. As such an example, there is a polarized light irradiation apparatus for photo-alignment described in Patent Document 1.
FIG. 5 shows an example of the configuration of a rod-shaped ultraviolet discharge lamp used in the light irradiation apparatus as described above. The ultraviolet discharge lamp 1 is roughly composed of a pair of electrodes 1a in a glass (quartz) tube called an envelope. A metal foil (for example, molybdenum foil) 1c for connecting a tube main body portion (portions A and B in the figure) provided with the electrode 1a inside the tube and an external electrode (lead wire) 5 is embedded. Part C. The seal portion C is configured by heating the sealing quartz so as not to leave a space (gap) between the metal foil.
The envelope is filled with mercury and gas necessary for lamp operation. Some lamps contain one or more kinds of metals in addition to mercury.
A ceramic or metal base 1b is attached to both ends of the seal portion C (both outside in the longitudinal direction of the lamp), and electric power is supplied from the base 1b to the electrode 1a via an external electrode (lead wire) 5. Is drawn. When the lamp 1 is attached to the light irradiator, a lamp holding member provided in the light irradiator holds the base 1b portion.
管本体部分は、電極１ａ間である封体発光部Ａと、管径が徐々に細くなって封体発光部Ａとシール部Ｃをつなぐ管端部Ｂからなる。
点灯時は、一対の電極１ａ間で放電が起き、管内に封入されている水銀や、水銀以外に金属が封入されている場合はそれらの金属が蒸発し、該金属特有のスペクトルを発光する。この時、両電極１ａ間である封体発光部Aは発光領域になり、管端部Ｂやシール部Ｃ及びベース１ｂの部分は非発光領域となる。
このような紫外線放電ランプは、一例をあげれば、定格１８ｋＷのものであって、電極１ａ間距離は約１１００ｍｍ、内容積が約４００ｃｍ3の封体内部に鉄、ヨウ化水銀、水銀などが封入されて、波長２２０ｎｍ〜４００ｎｍの光を放射する。
The tube main body portion includes a sealed light emitting portion A between the electrodes 1a, and a tube end B connecting the sealed light emitting portion A and the seal portion C with a gradually decreasing tube diameter.
At the time of lighting, discharge occurs between the pair of electrodes 1a, and when metal enclosed in the tube or metal other than mercury is evaporated, the metal evaporates and emits a spectrum specific to the metal. At this time, the envelope light emitting portion A between the two electrodes 1a becomes a light emitting region, and the tube end portion B, the seal portion C, and the base 1b become non-light emitting regions.
For example, such an ultraviolet discharge lamp has a rating of 18 kW, and the distance between the electrodes 1a is about 1100 mm, and the inner volume is about 400 cm 3 , and iron, mercury iodide, mercury, etc. are enclosed inside the envelope. Then, light having a wavelength of 220 nm to 400 nm is emitted.
図６に、紫外線放電ランプを光照射器に取り付けた図を示す。同図は、ランプの長手方向に沿った方向からの断面図である。なお、リード線５は省略している。
１は棒状の紫外線放電ランプ、２はランプハウス、２ａは樋状のミラー、２ｂは風洞、２ｃは隔壁、２ｄは冷却風の吸い込み孔、３は吸引ファン、４はダクトであり、ランプハウス２の上部には、ダクト４を介して吸引ファン３が設けられている。
吸引ファン３が動作することにより、外部からランプハウス２内に冷却風が吸引され、棒状のランプ１の長手方向に直交するように冷却風が流れ、ランプ１およびミラー２ａを冷却する。ランプ１およびミラー２ａを冷却した冷却風は、隔壁２ｃに設けられたエアの吸い込み孔２ｄから風洞２ｂに引き込まれ、ダクト４から排気される。
なお、上記したように、ランプ1は、ベース１ｂにおいてランプ保持部材により保持されているが、本図において保持部材は省略している。
ランプ１から出射した光は、直接または樋状のミラー２ａにより反射されて、ランプハウス２から、図中太い矢印で示した方向に出射し、被照射物であるワークに照射される。
FIG. 6 shows a view in which the ultraviolet discharge lamp is attached to the light irradiator. This figure is a cross-sectional view from a direction along the longitudinal direction of the lamp. Note that the lead wire 5 is omitted.
1 is a rod-shaped ultraviolet discharge lamp, 2 is a lamp house, 2a is a bowl-shaped mirror, 2b is a wind tunnel, 2c is a partition wall, 2d is a cooling air suction hole, 3 is a suction fan, and 4 is a duct. A suction fan 3 is provided on the upper part of the fan 2 through a duct 4.
When the suction fan 3 is operated, cooling air is sucked into the lamp house 2 from the outside, and the cooling air flows so as to be orthogonal to the longitudinal direction of the rod-shaped lamp 1 to cool the lamp 1 and the
As described above, the lamp 1 is held by the lamp holding member in the base 1b, but the holding member is omitted in this drawing.
The light emitted from the lamp 1 is reflected directly or by a bowl-
特許文献1に記載された偏光光照射装置の光配向膜は、例えば液晶パネルに使用されるが、パネルの大型化により光配向膜も大型化しており、光配向膜の幅も２ｍ以上と大型化している。
光配向膜の幅が広くなるにつれ、ランプ１の発光部もそれに応じて長くする必要があるが、発光部（図５においてＡで示した部分）が２ｍ以上の長いランプは、例えば従来から使用されている発光部の長さが１ｍ程度のランプに比べて取り扱いが不便である。またそのようなランプを収納するランプハウスの製作も難しくなる。その理由を以下に説明する。
２ｍ以上の長いランプは、１人でランプの一端を持って持上げると、自重で折れてしまうことがある。そのため、ランプの運搬や光照射器への取り付けは２人で行わなければならない。
また、光照射器への取り付けにおいて、両ベース部分（１ｂ）のみの支持では封体が自重によりたわみ、また管径の細いシール部（Ｃ）に大きな負荷がかかるので、光照射器にはランプたわみ防止の機構やベース部分（１ｂ）以外での支持が必要となる。
即ちランプハウスの構造が、従来に比べて複雑になる。
The photo-alignment film of the polarized light irradiation apparatus described in Patent Document 1 is used for, for example, a liquid crystal panel, but the photo-alignment film is also enlarged due to the increase in size of the panel, and the width of the photo-alignment film is as large as 2 m or more. It has become.
As the width of the photo-alignment film becomes wider, the light-emitting portion of the lamp 1 needs to be lengthened accordingly. However, a lamp having a long light-emitting portion (the portion indicated by A in FIG. 5) having a length of 2 m or more has been conventionally used, for example. Compared with a lamp having a light emitting part length of about 1 m, it is inconvenient to handle. In addition, it becomes difficult to produce a lamp house for storing such a lamp. The reason will be described below.
A long lamp of 2 m or more may be broken by its own weight when lifted by one person with one end of the lamp. Therefore, two people must carry the lamp and attach it to the light irradiator.
In addition, in the attachment to the light irradiator, the support body only supports both base portions (1b), and the sealed body bends due to its own weight, and a large load is applied to the seal portion (C) having a thin tube diameter. A support other than the mechanism for preventing deflection and the base portion (1b) is required.
That is, the structure of the lamp house is more complicated than in the prior art.
上記問題の対策として、図７のように、１ｍ程度の短いランプを備えた光照射器（ランプハウス）を複数、ワークの幅に対応するだけ並べて配置し、一つの光照射装置を構成することが考えられる。しかしこのように装置を構成すると、次のような問題がある。
上記したように、棒状の紫外線放電ランプ１は、発光領域と非発光領域とを有する。
そのため、そのようなランプ１を備えたランプハウス２を、図７に示すように、直線状に並べると、同図に示す近い光照射面Ａにおいては、ランプを並べた方向に沿って、光が照射される領域と光が照射されない領域が交互に生じてしまい、（均一な）露光処理ができなくなってしまう。
そこで、光照射面Ｂのように、光照射面を光照射器から遠ざければ隣り合う光照射器（ランプ）から出射した光が重なり合い、上記の問題は解決できる。しかし、このようにすると、光照射面と光照射器との間隔が長くなり、その分照度が低下して処理時間が長くなる。
As a countermeasure for the above problem, as shown in FIG. 7, a plurality of light irradiators (lamp houses) each having a short lamp of about 1 m are arranged side by side corresponding to the width of the work to constitute one light irradiation device. Can be considered. However, configuring the apparatus in this way has the following problems.
As described above, the rod-shaped ultraviolet discharge lamp 1 has a light emitting region and a non-light emitting region.
Therefore, when the lamp house 2 provided with such a lamp 1 is arranged in a straight line as shown in FIG. 7, the light is irradiated along the direction in which the lamps are arranged on the near light irradiation surface A shown in FIG. As a result, regions that are irradiated with light and regions that are not irradiated with light are alternately generated, and (uniform) exposure processing cannot be performed.
Therefore, as in the case of the light irradiation surface B, if the light irradiation surface is moved away from the light irradiator, the light emitted from the adjacent light irradiators (lamps) overlap each other, and the above problem can be solved. However, if it does in this way, the space | interval of a light irradiation surface and a light irradiation device will become long, illumination intensity will fall correspondingly, and processing time will become long.
また、図８に示すように、ランプ１（ランプハウス）を２列に並べた光照射装置も考えられる。このような光照射装置では、１列目のランプ（ランプハウス）１により光照射ができない領域を、２列目のランプ（ランプハウス）２により光照射する。
図中点線で囲った部分が、それぞれのランプ（ランプハウス）の光照射領域である。
しかし、このようにランプハウスを配置すると、光照射領域がワークの搬送方向に対して前後にずれて生じる。そのため、ランプ（ランプハウス）の並ぶ方向とワークを搬送する方向とが直交するように、精度良く位置合せする必要がある。なぜなら、ワークの搬送方向がランプ（ランプハウス）の並ぶ方向に対して、同図中に矢印で示すように斜めになると、ワーク上に、光の照射量の少ない、場合によっては光がほとんど照射されない領域（図中斜線で示す）が生じてしまうからである。
さらに図８に示すように、光照射領域が直線状ではない場合は、ワークに照射される照射量が結果的に均一になったとしても、光を照射するタイミングが前後してしまい、ワークの光反応プロセス上で、問題になることも考えられる。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、短いランプを備えた光照射器（ランプハウス）を複数並べる光照射装置において、光照射面と光照射器との間隔を長くすることなく、即ち照度が低下させることなく、かつ、光の照射される領域と光が照射されない領域が交互に生じることがないようにするとともに、光照射器（ランプハウス）を並べる方向とワークの搬送方向との厳密な位置合せを不要とし、光照射面に連続的な光照射領域が形成できるようにする、ことを目的とする。
Moreover, as shown in FIG. 8, the light irradiation apparatus which arranged the lamp | ramp 1 (lamp house) in 2 rows is also considered. In such a light irradiation apparatus, a region where light cannot be irradiated by the lamp (lamp house) 1 in the first row is irradiated by the lamp (lamp house) 2 in the second row.
A portion surrounded by a dotted line in the figure is a light irradiation region of each lamp (lamp house).
However, when the lamp house is arranged in this way, the light irradiation area is shifted forward and backward with respect to the workpiece conveyance direction. For this reason, it is necessary to accurately align the lamp (lamp house) arrangement direction and the workpiece conveyance direction orthogonal to each other. This is because when the workpiece transport direction is oblique with respect to the direction in which the lamps (lamp houses) are lined up, as shown by the arrows in FIG. This is because a region (indicated by hatching in the figure) that is not performed is generated.
Furthermore, as shown in FIG. 8, when the light irradiation area is not linear, even if the irradiation amount irradiated to the work becomes uniform as a result, the timing of light irradiation is changed. It may be a problem in the photoreaction process.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a light irradiation device in which a plurality of light irradiators (lamp houses) provided with a short lamp are arranged, without increasing the interval between the light irradiation surface and the light irradiator, In other words, the illuminance does not decrease, and the light-irradiated region and the light-irradiated region do not occur alternately, and the direction in which the light irradiators (lamp houses) are arranged and the direction in which the workpiece is conveyed Therefore, it is an object of the present invention to make it possible to form a continuous light irradiation region on the light irradiation surface.
本発明においては、以下のようにして前記課題を解決する。
各光照射部を、ワーク（被照射物）の搬送方向に対して直交する方向に伸びる棒状の放電ランプと、上記放電ランプからの光を上記ワークの方向以外の方向に反射する樋状の第１の反射ミラーと、上記ランプからの光と上記第１の反射ミラーにより反射された光を上記ワークの方向に反射する第２の反射ミラーで構成し、この光照射部を棒状の放電ランプの長手方向が直線状に配置されるように一つもしくはそれ以上隣接させて並べて配置して光照射部ユニットを構成する。
上記光照射部ユニットをワークの搬送方向に沿って２列に配置し、一方の列の光照射部の放電ランプの非発光部分（非発光領域）と、他方の列の光照射部の放電ランプの非発光部分（非発光領域）が対向しないようにランプの長手方向に位置をずらして、かつ、上記各光照射部から上記第２の反射ミラーにより反射されて出射した光が、ワーク上に連続した直線状の光照射領域を形成するように配置する。
上記のように光照射部ユニットをワークの搬送方向に沿って２列に配置し、一方の列の光照射部の放電ランプの非発光部分（ランプの端部）と、他方の列の光照射部の放電ランプの非発光部分（ランプの端部）が対向しないように、すなわち、ランプを互い違いに（千鳥状に）に配置することで、一方の列の光照射部から放射される光と、他方の列の光照射部から放射される光が補い合って、光が照射されない領域を生じさせることなく被光照射領域（ワーク）上に連続的に伸びる光照射領域を形成することができる。
また、一方の列の光照射部から放射される光と、他方の列の光照射部から放射される光が補い合うように構成したので、光照射面と光照射器との間隔を長くすることなく、ワーク上に均一な光照射領域を形成することができる。
なお、上記構成において、光照射部の第２の反射ミラーを、上記ランプからの光と上記第１の反射ミラーにより反射された光が、ワークに対して直交する方向に反射するように配置すればワークに垂直に光を入射させることができる。したがって、例えば偏光素子を介して偏光光をワークに照射する偏光光照射装置に適用し、偏光素子に垂直に光を照射することができる。
また、上記構成において、各光照射部の間に反射部材から構成され境界板を設けてもよい。このように構成することにより、隣接する光照射部からの光の影響を除去することができ、照度分布のばらつきの調整等が容易となる。
さらに、上記構成において、少なくとも第２の反射ミラーを、赤外線を透過させ、紫外線を反射するコールドミラーで構成することにより、ワーク（被照射物）の加熱を防ぐことができる。
In the present invention, the above-described problem is solved as follows.
Each light irradiating section includes a rod-shaped discharge lamp extending in a direction perpendicular to the conveying direction of the workpiece (object to be irradiated), and a bowl-shaped first reflecting light from the discharge lamp in a direction other than the direction of the workpiece. And a second reflecting mirror that reflects the light from the lamp and the light reflected by the first reflecting mirror in the direction of the workpiece, and the light irradiation unit is formed of a rod-shaped discharge lamp. The light irradiation unit is configured by arranging one or more adjacently so that the longitudinal direction is linearly arranged.
The light irradiation unit is arranged in two rows along the workpiece conveyance direction, the non-light emitting part (non-light emitting region) of the discharge lamp of the light irradiation unit in one row, and the discharge lamp of the light irradiation unit in the other row. The light emitted from the respective light irradiating portions reflected by the second reflecting mirror is shifted onto the workpiece so that the non-light-emitting portions (non-light-emitting regions) are not opposed to each other. It arrange | positions so that the continuous linear light irradiation area | region may be formed.
As described above, the light irradiation unit units are arranged in two rows along the workpiece conveyance direction, the non-light emitting portion (end portion of the lamp) of the discharge lamp of the light irradiation unit in one row, and the light irradiation in the other row. The light emitted from the light irradiating part in one row can be obtained by arranging the lamps in a staggered manner so that the non-light emitting parts (ends of the lamp) of the discharge lamps do not face each other. It is possible to form a light irradiation region that continuously extends on the light irradiation region (work) without generating a region where the light is not irradiated by complementing the light emitted from the light irradiation unit of the other row.
In addition, since the light emitted from the light irradiation unit in one row and the light emitted from the light irradiation unit in the other row complement each other, the interval between the light irradiation surface and the light irradiator is increased. And a uniform light irradiation region can be formed on the workpiece.
In the above configuration, the second reflecting mirror of the light irradiation unit is arranged so that the light from the lamp and the light reflected by the first reflecting mirror are reflected in a direction orthogonal to the workpiece. In this case, light can enter the workpiece perpendicularly. Therefore, for example, the present invention can be applied to a polarized light irradiation apparatus that irradiates a workpiece with polarized light via a polarizing element, and the polarizing element can be irradiated with light perpendicularly.
Moreover, in the said structure, it may be comprised from a reflection member between each light irradiation part, and a boundary board may be provided. With this configuration, it is possible to remove the influence of light from the adjacent light irradiation unit, and it is easy to adjust variation in illuminance distribution.
Furthermore, in the above configuration, at least the second reflecting mirror is configured by a cold mirror that transmits infrared rays and reflects ultraviolet rays, whereby heating of the workpiece (irradiated object) can be prevented.
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）一方の列の光照射部から放射される光と、他方の列の光照射部から放射される光が補い合うように構成したので、光照射面と光照射器との間隔を長くすることなくランプの数だけ線状に長く延びる光照射領域を形成することができる。
そのため、光照射面での照度を低下させることなく、また、光の照射される領域と光が照射されない領域が交互に生じさせることがなく、ワーク（被照射物）に光を照射することができる。
（２）また、ワークの搬送方向に対して、光照射領域が前後にずれて存在することがないので、ランプを並べる方向とワークの搬送方向との厳密な位置合せは不要である。ワークの搬送方向がランプの並ぶ方向に対して斜めになったとしても、ワーク上に光が照射されない領域が生じることはない。
（３）ランプからの光を第２の反射ミラーにより折り返してワークに照射するので、光照射装置の高さを従来に比べて低くできる。そのため、高さ方向に制限のある場所での使用に有利である。
In the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Since the light emitted from the light irradiation unit in one row and the light emitted from the light irradiation unit in the other row complement each other, the interval between the light irradiation surface and the light irradiator is increased. Thus, it is possible to form a light irradiation region extending linearly as long as the number of lamps.
Therefore, it is possible to irradiate the work (irradiated object) without reducing the illuminance on the light irradiation surface, and without alternately generating the light irradiated region and the non-light irradiated region. it can.
(2) Further, since the light irradiation region does not exist in the front and rear direction with respect to the workpiece conveyance direction, strict alignment between the lamp arrangement direction and the workpiece conveyance direction is unnecessary. Even if the conveyance direction of the workpiece is inclined with respect to the direction in which the lamps are arranged, there is no region where light is not irradiated on the workpiece.
(3) Since the light from the lamp is folded back by the second reflecting mirror and irradiated onto the workpiece, the height of the light irradiation device can be reduced as compared with the conventional case. Therefore, it is advantageous for use in places where the height direction is limited.
図１に、本発明の実施例の光照射装置の構成する光照射部の構成を示す。図１（ａ）は、光照射部の斜視図であり、同図においては、ランプハウスの外装を点線で示し光照射部の内部の構成がわかるようにしている。
同図において、１は棒状の紫外線放電ランプ、２はランプハウス、２ａは樋状のミラー、５は光出射口、１０は折り返しミラー（第２の反射ミラー）であり、同図では、ランプを支持する機構、ランプの冷却機構等は省略している。
前記図７に示した光照射装置においては、光照射器（ランプハウス）からの光は、被照射物であるワークの方向（図７においては図面下方）に光を照射することを想定していた。しかし、本発明の実施例の光照射部２０においては、ランプハウス２からの光を、図１（ｂ）に示すように、例えば水平方向に出射し、これを折り返しミラー１０によりワークの方向に折り返す。
即ち、ランプハウス２内の樋状ミラー２ａは、棒状のランプ１から出射する光を横方向に反射するように、光出射口５を横に向けて設ける。
なお、ワークＷは、幅の広い例えば帯状のワークであり、ランプ１の長手方向に直交する方向（例えば同図の白抜き矢印方向）に、連続または間歇的に直線状に搬送される。図１（ａ）ではワークＷ上の矩形状の光照射領域を示している。
In FIG. 1, the structure of the light irradiation part which the light irradiation apparatus of the Example of this invention comprises is shown. FIG. 1A is a perspective view of a light irradiation unit, in which the exterior of the lamp house is indicated by a dotted line so that the internal configuration of the light irradiation unit can be understood.
In the figure, 1 is a rod-shaped ultraviolet discharge lamp, 2 is a lamp house, 2a is a bowl-shaped mirror, 5 is a light exit, 10 is a folding mirror (second reflecting mirror), The supporting mechanism, the lamp cooling mechanism, etc. are omitted.
In the light irradiation apparatus shown in FIG. 7, it is assumed that light from a light irradiator (lamp house) irradiates light in the direction of a workpiece that is an object to be irradiated (downward in FIG. 7). It was. However, in the light irradiation unit 20 of the embodiment of the present invention, the light from the lamp house 2 is emitted in the horizontal direction, for example, as shown in FIG. Wrap.
That is, the bowl-shaped
Note that the workpiece W is a wide band-shaped workpiece, for example, and is conveyed continuously or intermittently in a straight line in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the lamp 1 (for example, the direction of the white arrow in the figure). FIG. 1A shows a rectangular light irradiation area on the workpiece W.
ランプ１から出射した光は、直接または樋状のミラー２ａにより反射されて、ランプハウス２から、横方向に出射する。
光出射口５に対向して、ランプハウス２から出射した光を被処理物であるワークの方向に反射する折り返しミラー１０を設ける（樋状ミラー２ａを第１の反射ミラーとすると、この折り返しミラー１０は第２の反射ミラーである）。
図１においては、折り返しミラー１０は、ランプハウス２から、ワークに対してほぼ平行に出射した光を、ワークのほうに向けて９０°折り返す。これにより、ワークに光照射部２０からの光が照射される。
The light emitted from the lamp 1 is reflected directly or by the bowl-shaped
A folding mirror 10 that reflects the light emitted from the lamp house 2 in the direction of the workpiece that is the object to be processed is provided facing the light exit port 5 (if the bowl-shaped
In FIG. 1, the folding mirror 10 folds the light emitted from the lamp house 2 substantially parallel to the workpiece 90 degrees toward the workpiece. Thereby, the light from the light irradiation part 20 is irradiated to a workpiece | work.
なお、図１においては、ランプハウス２は真横に光を出射しているが、この方向に限られるものではない。例えば、やや上向きに光を出射し、それを折り返しミラー１０によりワークＷの方向に反射するようにしても良い。また、折り返しミラー１０で反射した光が光照射面に対して斜めに入射するようにしてもよい。
また、図１においては、折り返しミラー１０は平面ミラーであるが、平面ミラーに限られるものではない。例えば、断面が球面やパラボラ形状のものを使用しても良い。
図１に示す光をワーク（被照射物）の方向以外の方向に出射するランプハウス２と、ランプハウス２からの光をワークの方向に反射する折り返しミラー１０を、一体で一つの光照射部という。
In FIG. 1, the lamp house 2 emits light directly to the side, but is not limited to this direction. For example, light may be emitted slightly upward and reflected by the folding mirror 10 in the direction of the workpiece W. Further, the light reflected by the folding mirror 10 may be incident obliquely with respect to the light irradiation surface.
In FIG. 1, the folding mirror 10 is a plane mirror, but is not limited to a plane mirror. For example, the cross section may be spherical or parabolic.
The lamp house 2 that emits the light shown in FIG. 1 in a direction other than the direction of the work (object to be irradiated) and the folding mirror 10 that reflects the light from the lamp house 2 in the direction of the work are integrated into one light irradiation unit. That's it.
図１に示す光照射部を、ランプ１の長手方向が直線状に配置されるように隣接させて並べて配置して光照射部ユニットを構成し、これを、ワークの搬送方向に沿って２列に配置し、本発明に実施例の光照射装置を構成する。
図２は、本発明の実施例の光照射装置の構成を説明する図であり、図２により本実施例の光照射装置の構成を説明する。なお、図２においても、ランプハウス２の外装等を省略して示しており、図２（ａ）は光照射器２０を一列並べて光照射部ユニットを構成した状態を示し、図２（ｂ）は（ａ）に示した光照射ユニットを２列並べて本実施例の光照射装置を構成した状態を示している。
図２（ａ）に示すように、棒状のランプ１の長手方向（ランプハウス２の長手方向）に沿って、被処理物（ワーク）の搬送方向に対して直交する方向に、光出射口２０が同じ方向に向くように、隣接させて一列に並べる。同図においては、４つの光照射部が第１の光照射部ユニット３１を構成している。各光照射部２０の折り返しミラー１０１が、一定の間隔（光が照射されない領域の間隔）をあけて並ぶ。
上記のように光照射部２０を、ランプ１の長手方向が直線状に配置されるように隣接させて一列に並べて配置したものを、第１の光照射部ユニット３１と呼ぶ。
この例では各光照射部２０の間に境界板１１が設けられている。境界板１１は、例えば両面が反射材で構成され、隣接する光照射部の方向に照射される光を反射する。
境界板１１を設けることで、隣接する光照射部２０からの光が各光照射部２０に入射するのを防ぐことができる。したがって、隣接した光照射部２０から入射する光を考慮することなく、各光照射部２０で照度の調整を行うことができ、照度分布のばらつきを容易に調整することができる。
The light irradiation units shown in FIG. 1 are arranged side by side so that the longitudinal direction of the lamp 1 is linearly arranged to constitute a light irradiation unit, and this is arranged in two rows along the workpiece conveyance direction. The light irradiation device of the embodiment is configured in the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the light irradiation apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates the configuration of the light irradiation apparatus according to the present embodiment. 2, the exterior of the lamp house 2 is omitted, and FIG. 2 (a) shows a state in which the light irradiators 20 are arranged in a line to form a light irradiator unit, and FIG. 2 (b). Fig. 2 shows a state in which the light irradiation unit of this embodiment is configured by arranging two rows of the light irradiation units shown in (a).
As shown in FIG. 2A, the light emission port 20 extends in a direction perpendicular to the conveying direction of the workpiece (workpiece) along the longitudinal direction of the rod-shaped lamp 1 (longitudinal direction of the lamp house 2). Adjacent to each other so that they face in the same direction. In the drawing, four light irradiation units constitute a first light irradiation unit 31. The folding mirrors 101 of the light irradiation units 20 are arranged at a constant interval (interval between regions where light is not irradiated).
As described above, the light irradiating units 20 arranged in a line adjacent to each other so that the longitudinal direction of the lamp 1 is linearly arranged are referred to as a first light irradiating unit 31.
In this example, the
By providing the
図２（ａ）に示す光照射部２０を一列に並べた光照射部ユニット３１だけでは、前記図７に示した従来例と同様、ワークＷ上において光の照射される領域と光が照射されない領域が交互に生じる。
そこで、第１の光照射部ユニット３１とは反対方向に光出射口を向けた第２の光照射部ユニット３２を準備する。第２の光照射部ユニット３２は、第１の光照射部ユニット３１とほぼ同数の光照射部２０を上記第１の光照射部ユニット３１と同様に隣接させて並べたものであり、第２の光照射部ユニット３１も折り返しミラー１０２が一定の間隔をあけて並ぶ。
そして、図２（ｂ）に示すように、第１の光照射部ユニット３１の一定の間隔をあけて並んでいる折り返しミラー１０１の間に、第２の光照射部ユニット３２の折り返しミラー１０２が位置するように、言い換えればワーク（被照射物）の搬送方向に対して、一方の光照射部ユニットの光照射部が、他方の光照射部ユニットの光照射部の間に位置するように、第１の光照射部ユニット３１と第２の光照射部ユニット３２を組み合わせて配置する。
Only the light irradiation unit 31 in which the light irradiation units 20 shown in FIG. 2A are arranged in a row does not irradiate light on the workpiece W as in the conventional example shown in FIG. Regions occur alternately.
Therefore, a second light irradiation unit 32 having a light exit opening in the opposite direction to the first light irradiation unit 31 is prepared. The second light irradiation unit 32 is configured by arranging the light irradiation units 20 of approximately the same number as the first light irradiation unit 31 so as to be adjacent to each other in the same manner as the first light irradiation unit 31. The light irradiating unit 31 also has folding mirrors 102 arranged at regular intervals.
Then, as shown in FIG. 2B, the folding mirror 102 of the second light irradiating unit 32 is interposed between the folding mirrors 101 arranged at regular intervals of the first light irradiating unit 31. In other words, so that the light irradiation part of one light irradiation part unit is located between the light irradiation parts of the other light irradiation part unit with respect to the conveyance direction of the workpiece (object to be irradiated), The first light irradiation unit 31 and the second light irradiation unit 32 are arranged in combination.
すなわち、光照射部ユニット３１を構成する一方の列の光照射部２０のランプ１の非発光部分（非発光領域）と、光照射部ユニット３２を構成する他方の列の光照射部２０のランプ１の非発光部分（非発光領域）が対向しないように、ランプの長手方向に位置をずらして配置する。
また、折り返しミラー１０１と１０２により反射されて第１の光照射部ユニット３１と第２の光照射部ユニット３２から出射する光の中心が、ランプの並ぶ方向に沿って一直線状に並ぶように配置する。
これにより、光照射部ユニット３１から放射される光と、光照射部ユニット３２から放射される光が補い合って、光が照射されない領域を生じさせることなくワークＷ上に直線状の連続的に伸びる光照射領域を形成することができる。すなわち、ワークＷの、第１の光照射部ユニット３１から出射した光が照射できない領域を、第２の光照射部ユニット３２から出射した光が補間するので、光照射面での光照射領域は、ランプの数だけ線状に長く延びて形成される。また、ワークＷの搬送方向に対して光照射領域が、前記図８に示したように、前後にずれて形成されることもない。
また、光照射装置から出射する光の光軸に対して、第１の光照射部ユニット３１と、第２の光照射部ユニット３２が対称に配置されように構成することで、光照射領域における照度を均一にすることができる。
That is, the non-light emitting part (non-light emitting region) of the lamp 1 of the light irradiation unit 20 in one row constituting the light irradiation unit 31 and the lamp of the light irradiation unit 20 in the other row constituting the light irradiation unit 32. The positions are shifted in the longitudinal direction of the lamp so that the non-light-emitting portions (non-light-emitting regions) of 1 do not face each other.
Further, the centers of the light beams reflected by the folding mirrors 101 and 102 and emitted from the first light irradiation unit 31 and the second light irradiation unit 32 are arranged in a straight line along the lamp arrangement direction. To do.
As a result, the light emitted from the light irradiation unit 31 and the light emitted from the light irradiation unit 32 complement each other and continuously extend linearly on the workpiece W without generating a region where no light is irradiated. A light irradiation region can be formed. That is, since the light emitted from the second light irradiation unit 32 interpolates the area of the workpiece W where the light emitted from the first light irradiation unit 31 cannot be irradiated, the light irradiation area on the light irradiation surface is The number of lamps is long and linearly extended. Further, as shown in FIG. 8, the light irradiation region is not formed to be shifted back and forth with respect to the conveyance direction of the workpiece W.
In addition, in the light irradiation region, the first light irradiation unit 31 and the second light irradiation unit 32 are arranged symmetrically with respect to the optical axis of the light emitted from the light irradiation device. Illuminance can be made uniform.
なお、ワークと光照射装置の間に偏光素子を配置した偏光光照射装置においては、偏光素子に対して、垂直に光が入射するのが望ましい。そこで、本発明の光照射装置を偏光光照射装置に適用する場合には、光照射部２０のランプ１からの光と樋状ミラー２ａにより反射された光が、折り返しミラー１０により、ワークＷに対して直交する方向に反射するように配置し、偏光素子は、折り返しミラー１０とワークＷの間に配置する。これにより、ワークに垂直に光を入射させることできる。
また、ワークが加熱されないように赤外線をカットする必要がある場合には、上記折り返しミラー１０を、赤外線を透過させ紫外線を反射するコールドミラーで構成する。なお、折り返しミラー１０とともに樋状ミラー２ａをコールドミラーとしてもよい。
In a polarized light irradiation apparatus in which a polarizing element is disposed between the workpiece and the light irradiation apparatus, it is desirable that light is incident on the polarizing element vertically. Therefore, when the light irradiation device of the present invention is applied to a polarized light irradiation device, the light from the lamp 1 of the light irradiation unit 20 and the light reflected by the bowl-shaped
Further, when it is necessary to cut infrared rays so that the workpiece is not heated, the folding mirror 10 is constituted by a cold mirror that transmits infrared rays and reflects ultraviolet rays. The bowl-shaped
図３により、本実施例の光照射装置によるワーク上に形成される光照射領域について説明する。
図３（ａ）は、光照射装置を構成する複数のランプ１と折り返しミラー１０を上から見た図である。同図ではランプハウスの外装等は省略している。
第１の光照射部ユニット３１は、４本のランプ（１−１，１一２，１−３，１−４）と、各ランプからの光をワークの方向に折り返す折り返しミラー（１０１−１，１０１−２，１０１−３，１０１−４）を有する。
第２の光照射部ユニット３２も、４本のランプ（１−５，１−６，１−７，１−８）と、各ランプからの光をワークの方向に折り返す折り返しミラー（１０２−１，１０２−２，１０２−３，１０２−４）を有する。
同図に示すように、第１の光照射部ユニット３１のランプ１−１とランプ１−２の間の非発光領域は、第２の光照射部ユニット３２のランプ１−６からの光が補う。また、第１の光照射部ユニット３１のランプ１−２とランプ１−３の間の非発光領域は、第２の光照射部ユニット３２のランプ１−７からの光が補う。
With reference to FIG. 3, the light irradiation region formed on the workpiece by the light irradiation apparatus of this embodiment will be described.
Fig.3 (a) is the figure which looked at the some lamp | ramp 1 and the folding mirror 10 which comprise a light irradiation apparatus from the top. In the figure, the exterior of the lamp house is omitted.
The first light irradiation unit 31 includes four lamps (1-1, 1-12, 1-3, 1-4) and a folding mirror (101-1) that folds light from each lamp in the direction of the workpiece. , 101-2, 101-3, 101-4).
The second light irradiation unit 32 also includes four lamps (1-5, 1-6, 1-7, 1-8) and a folding mirror (102-1) that folds light from each lamp in the direction of the workpiece. , 102-2, 102-3, 102-4).
As shown in the figure, the non-light emitting region between the lamp 1-1 and the lamp 1-2 of the first light irradiation unit 31 is light from the lamp 1-6 of the second light irradiation unit 32. compensate. Further, the light from the lamp 1-7 of the second light irradiation unit 32 is supplemented in the non-light emitting region between the lamp 1-2 and the lamp 1-3 of the first light irradiation unit 31.
図３（ｂ）は、光照射面（ワーク上）での光照射領域の照度分布を示す図である。
縦軸は光照射領域の照度であり、横軸は光照射領域のランプ長手方向の位置である。点線が各ランプからの光の照度であり、実線が各ランプからの光を足し合わせた照度である。同図に示すように、第１の光照射部ユニット３１の非発光領域は、第２の光照射部ユニット３２の発光領域からの光が、反対に第２の光照射部ユニット３２の非発光領域は、第１の光照射部ユニット３１の発光領域からの光が、それぞれ補い合う。したがつて、光照射面（ワーク上）での光照射領域は、線状に長く延びて形成され、光が照射される領域と光が照射されない領域が交互に生じることがない。
図３（ｃ）は、図３（ａ）を左側白抜き矢印Ａの方向から見た図である。同図に示すように、第１の光照射部ユニット３１と第２の光照射部ユニット３２は、それぞれの折り返しミラー１０１，１０２により反射されて出射する光の中心が、ランプの並ぶ方向に沿って一直線状に並ぶように配置される。
FIG. 3B is a diagram illustrating the illuminance distribution of the light irradiation region on the light irradiation surface (on the workpiece).
The vertical axis represents the illuminance of the light irradiation area, and the horizontal axis represents the position of the light irradiation area in the lamp longitudinal direction. The dotted line represents the illuminance of light from each lamp, and the solid line represents the illuminance obtained by adding the light from each lamp. As shown in the figure, in the non-light emitting area of the first light irradiating unit 31, the light from the light emitting area of the second light irradiating unit 32 is opposite to the non-light emitting of the second light irradiating unit 32. The areas are supplemented by light from the light emitting areas of the first light irradiation unit 31 respectively. Therefore, the light irradiation region on the light irradiation surface (on the workpiece) is formed to extend in a linear shape, and a region where light is irradiated and a region where light is not irradiated do not occur alternately.
FIG. 3C is a view of FIG. 3A viewed from the direction of the left outlined arrow A. As shown in the figure, the first light irradiating unit 31 and the second light irradiating unit 32 are arranged such that the centers of light reflected and emitted by the respective folding mirrors 101 and 102 are along the direction in which the lamps are arranged. Are arranged in a straight line.
図２では、一列の光照射部ユニットを４個の光照射部で構成した場合について示したが、光照射部ユニット３１．３２を構成する光照射部２０の数は、１乃至２個であってもよく、例えば、図４（ａ）に示すように、それぞれの光照射部ユニット３１，３２をそれぞれ１個の光照射部２０−１，２０−２で構成し、ランプ１の非発光部分（非発光領域）が対向しないように並べて光照射装置を構成してもよい。また、図４（ｂ）に示すように、一方の列の光照射部ユニット３１を１個の光照射部２０−１で構成し、他方の列の光照射部ユニットを２個の光照射部２０−２，２０−３で構成してもよい。 Although FIG. 2 shows the case where one row of light irradiation unit is composed of four light irradiation units, the number of the light irradiation units 20 constituting the light irradiation unit 31.32 is one or two. For example, as shown in FIG. 4A, each light irradiation unit 31, 32 is configured by one light irradiation unit 20-1, 20-2, and the non-light emitting portion of the lamp 1. You may comprise a light irradiation apparatus in order so that (non-light-emitting area | region) may not oppose. Moreover, as shown in FIG.4 (b), the light irradiation part unit 31 of one row | line | column is comprised by the one light irradiation part 20-1, and the light irradiation part unit of the other row | line | column is comprised of two light irradiation parts. You may comprise with 20-2 and 20-3.
以上のように本実施例の光照射装置は、光照射面と光照射器との間隔を長くすることなく、ランプの数だけ線状に長く延びる光照射領域を形成することができ、かつ、光照射面での照度を低下させることなく、ワークに光を照射することができる。
また、ランプを並べる方向とワークの搬送方向との厳密な位置合せは不要であり、ワークの搬送方向がランプの並ぶ方向に対して斜めになったとしても、ワーク上に均一に光を照射することができる。
さらに、ランプハウス２からの光を折り返しミラー１０により折り返してワークＷに照射するように構成しているので、光照射装置の高さを低くすることができ、高さ方向に制限のある場所での使用することができる。
As described above, the light irradiation apparatus according to the present embodiment can form a light irradiation region extending linearly by the number of lamps without increasing the distance between the light irradiation surface and the light irradiator, and The workpiece can be irradiated with light without reducing the illuminance on the light irradiation surface.
In addition, it is not necessary to strictly align the lamp arranging direction and the workpiece conveying direction, and even if the workpiece conveying direction is oblique to the lamp arranging direction, the workpiece is irradiated with light uniformly. be able to.
Furthermore, since the light from the lamp house 2 is folded back by the folding mirror 10 and irradiated onto the workpiece W, the height of the light irradiation device can be reduced and the height direction is limited. Can be used.
１ 紫外線放電ランプ
２ ランプハウス
２ａ 樋状のミラー
５ 光出射口
１０ 折り返しミラー（第２の反射ミラー）
１０，１０１，１０２ 折り返しミラー（第２の反射ミラー）
２０ 光照射部
３１，３２ 光照射部ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultraviolet discharge lamp 2
10, 101, 102 Folding mirror (second reflecting mirror)
20 Light irradiation unit 31, 32 Light irradiation unit
Claims (1)
上記光照射部は、ワークの搬送方向に対して直交する方向に伸びる棒状の放電ランプと、上記放電ランプからの光を、上記ワークの方向以外の方向に反射する樋状の第１の反射ミラーと、上記ランプからの光と上記第１の反射ミラーにより反射された光を、上記ワークの方向に反射する第２の反射ミラーを有しており、
上記光照射部ユニットは、上記棒状の放電ランプの長手方向が直線状に配置されるように一以上の光照射部を隣接させて並べて配置したものであり、
上記光照射部ユニットはワークの搬送方向に沿って２列に配置され、一方の列の光照射部の放電ランプの非発光部分と、他方の列の光照射部の放電ランプの非発光部分が対向しないようにランプの長手方向に位置をずらして、かつ、上記各光照射部から上記第２の反射ミラーにより反射されて出射した光が、ワーク上に連続した直線状の光照射領域を形成するように配置される
ことを特徴とする光照射装置。
A light irradiation device that irradiates a workpiece that is continuously or intermittently conveyed linearly with light emitted from a light irradiation unit having one or more light irradiation units equipped with a rod-shaped discharge lamp,
The light irradiation unit includes a rod-shaped discharge lamp extending in a direction orthogonal to a workpiece conveyance direction, and a bowl-shaped first reflection mirror that reflects light from the discharge lamp in a direction other than the direction of the workpiece. And a second reflecting mirror that reflects the light from the lamp and the light reflected by the first reflecting mirror in the direction of the workpiece,
The light irradiation unit is a unit in which one or more light irradiation units are arranged adjacent to each other so that the longitudinal direction of the rod-shaped discharge lamp is linearly arranged,
The light irradiation unit is arranged in two rows along the workpiece conveyance direction, and a non-light emitting portion of the discharge lamp of the light irradiation portion in one row and a non-light emitting portion of the discharge lamp of the light irradiation portion in the other row are provided. The light emitted from the respective light irradiation sections reflected by the second reflecting mirror is formed in a continuous linear light irradiation region on the workpiece so as not to face each other in the longitudinal direction of the lamp. The light irradiation device is arranged so as to perform.
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