JP6379118B2 - 光照射装置 - Google Patents
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Description
MIN/MAX ≧ 30% ・・・(1)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る光照射装置1の構成を説明する外観斜視図である。また、図2は、光照射装置1の分解斜視図である。本実施形態の光照射装置1は、線引きされた光ファイバFに塗布されたコーティング剤を硬化させる光源装置であり、一方向に移動する(走行する)光ファイバFに沿ってライン状の紫外光を出射する。なお、本明細書においては、図1の座標に示すように、光ファイバFの移動方向をX軸方向、後述するLED(Light Emitting Diode)素子115(固体素子)が紫外光を出射する方向をZ軸方向、ならびにX軸方向及びZ軸方向に直交する方向をY軸方向と定義して説明する。
図7は、本発明の第1の実施形態の第1の変形例を示す断面図である。本変形例の反射ミラー310Aは、5つの第1反射面311Aaを有し、各第1反射面311Aaの中央を通る垂線が、透光性パイプ200の中心軸(つまり、光ファイバF)を通り、光ファイバFを中心に30°の角度間隔となるように設けられている点で、第1の実施形態に係る反射ミラー310とは異なる。つまり、本変形例の各第1反射面311Aaは、光ファイバFを内心とする正12角形の一辺に相当し、直線BXに対して線対称となっている。
図10は、本発明の第1の実施形態の第2の変形例を示す断面図である。本変形例の反射ミラー310Bは、7つの第1反射面311Baを有し、各第1反射面311Baの中央を通る垂線が、透光性パイプ200の中心軸(つまり、光ファイバF)を通り、光ファイバFを中心に20°の角度間隔となるように設けられている点で、第1の実施形態に係る反射ミラー310とは異なる。つまり、本変形例の各第1反射面311Baは、光ファイバFを内心とする正18角形の一辺に相当し、直線BXに対して線対称となっている。
図13は、本発明の第1の実施形態の第3の変形例を示す断面図である。本変形例の反射ミラー310Cは、1つの第1反射面311Caを有し、第1反射面311Caの中央を通る垂線が、透光性パイプ200の中心軸(つまり、光ファイバF)を通り、直線BXと重なるように設けられている点で、第1の実施形態に係る反射ミラー310とは異なる。つまり、本変形例の第1反射面311Caは、光ファイバFを内心とする正4角形の一辺に相当し、直線BXに対して線対称となっている。
図16は、本発明の第1の実施形態の第4の変形例を示す断面図である。本変形例の反射ミラー310Dは、2つの第1反射面311Daを有する点で第1の実施形態に係る反射ミラー310とは異なっている。本変形例においては、2つの第1反射面311Daが光ファイバFを内心とする直角二等辺三角形の斜辺(図16の破線)の一部に相当し、直線BXに対して線対称となっている。なお、透光性パイプ200の中心軸(つまり、光ファイバF)を通る、第1反射面311Daの垂線は、直線BXに対して45°の角度で傾いている。
図19は、本発明の第1の実施形態の第5の変形例を示す断面図である。本変形例は、第2の変形例に係る反射ミラー310Bを有し、光ファイバFが透光性パイプ200の中心軸に対してZ軸方向に約5mmずれて配置されている点で、第2の変形例とは異なる。
図22は、本発明の第1の実施形態の第6の変形例を示す断面図である。また、図23は、第6の変形例の比較例を示す断面図である。図22に示すように、本変形例の反射ミラー310Eは、半円形状の第1反射面311Eaを有し、また光ファイバFが透光性パイプ200の中心軸に対してZ軸方向に約2.5mmずれて配置されている点で、第1の実施形態の構成とは異なる。また、図23に示すように、本変形例の比較例は、光ファイバFの位置が透光性パイプ200の中心軸にある点で本変形例の構成とは異なる。
図27は、本発明の第1の実施形態の第7の変形例を示す断面図である。本変形例は、透光性パイプ200よりも外径の細い、透光性パイプ200Mを有し、光ファイバFが透光性パイプ200Mの中心に配設されている点で、第6の変形例とは異なる。このように、光ファイバFが半円形状の第1反射面311Eaの中心に対してZ軸方向にずれて配置されている場合、細い外径の透光性パイプ200Mを使用することができる。
図30は、本発明の第1の実施形態の第8の変形例を示す断面図である。本変形例の反射ミラー310Fは、第6の変形例の半円形状の第1反射面311Eaを、放物面形状に変更したもの(第1反射面311Fa)である。
図33は、本発明の第2の実施形態に係る光照射装置2の反射ミラー310周辺の構成を説明する断面図である。光照射装置2は、透光性パイプ200を備えていない点でのみ第1の実施形態の光照射装置1と異なるものであるため、図33においては、他の構成の図示を省略している。
図36は、本発明の第2の実施形態に係る第9の変形例を示す断面図である。本変形例の反射ミラー310Gは、一対の第2反射面312Gaが直線BX(Z軸方向)に対して傾いており、一対の第2反射面312Gaの間隔が光源ユニット100の窓部104から離れるに従って狭くなるように構成されている。
図39は、本発明の第2の実施形態に係る第10の変形例を示す断面図である。本変形例の反射ミラー310Hは、一対の第2反射面312Haが直線BX(Z軸方向)に対して傾いており、一対の第2反射面312Haの間隔が光源ユニット100の窓部104から離れるに従って広くなるように構成されている。
MIN/MAX ≧ 30% ・・・(1)
100 光源ユニット
102 ケース
102a 前面パネル
102b 開口
104 窓部
110 LEDモジュール
111 内部反射ミラー
113 基板
115 LED素子
200、200M 透光性パイプ
300 ミラーモジュール
310、310A、310B、310C、310D、310E、310F、310G、310H 反射ミラー
311 第1反射部
311a、311Aa、311Ba、311Ca、311Da、311Ea、312Fa 第1反射面
312 2反射部
312a、312Ga、312Ha 第2反射面
320 ミラーフレーム
322 凹部
324 放熱フィン
330 冷却ファン
Claims (18)
- 第1の方向に沿って相対的に移動可能な照射対象物に対して光を照射する光照射装置であって、
前記照射対象物に対して前記第1の方向と直交する第2の方向に前記光を照射するように、前記第1の方向と、前記第1および前記第2の方向と直交する第3の方向とで規定される平面上に二次元に配置された複数の固体素子を有する光源と、
前記第1の方向から見たときに、前記照射対象物よりも前記第2の方向下流側に配置された少なくとも1つの第1反射面を有し、前記光源から前記第1反射面に入射する光の一部を前記照射対象物に対して反射する第1反射部と、
前記光源から前記第1反射面に向って起立する一対の第2反射面を有し、前記光源から前記第1反射面に対して前記光を導光する第2反射部と、
を備えることを特徴とする光照射装置。 - 前記第1反射面は、前記第1の方向から見たときに、前記光源の中央を通る垂線に対して線対称に配置されることを特徴とする請求項1に記載の光照射装置。
- 前記第1反射面は、平面で、かつ少なくとも2つ以上あり、前記第1の方向から見たときに、少なくとも2つの第1反射面の垂線が前記光源の中央を通る垂線上の一点を通るように配置されることを特徴とする請求項2に記載の光照射装置。
- 前記第1反射面が、前記第1の方向から見たときに、前記光源の中央を通る垂線上の一点に内心を有する多角形の一辺に相当することを特徴とする請求項3に記載の光照射装置。
- 前記多角形が、3角形以上18角形以下の多角形であることを特徴とする請求項4に記載の光照射装置。
- 前記照射対象物が前記内心と前記第1反射面との間の空間に配置されることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の光照射装置。
- 前記第1反射面が、前記第1の方向から見たときに、前記光源の中央を通る垂線上に中心が位置する半円形状であり、前記照射対象物が前記半円の中心と前記第1反射面との間の空間に配置されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光照射装置。
- 前記一対の第2反射面が、前記第1の方向から見たときに、前記第2の方向に対してそれぞれ平行であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の光照射装置。
- 前記一対の第2反射面が、前記第1の方向から見たときに、前記第2の方向に対して傾いており、前記一対の第2反射面の間隔が、前記光源から離れるに従って狭くなることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の光照射装置。
- 前記照射対象物の外周面における前記光の最大強度をMAXとし、最小強度をMINとしたときに、以下の数式(1)を満たすことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の光照射装置。
MIN/MAX ≧ 30% ・・・(1) - 前記第1反射部及び前記第2反射部に熱的に接合され、前記第1反射部及び前記第2反射部を放熱する放熱部材を有することを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の光照射装置。
- 前記放熱部材は、板状であり、前記放熱部材の一方面に前記第1反射部及び前記第2反射部を収容する収容部が形成されていることを特徴とする請求項11に記載の光照射装置。
- 前記放熱部材は、前記一方面と対向する他方面に複数の放熱フィンを有することを特徴とする請求項12に記載の光照射装置。
- 前記放熱フィンにエアを吹き付ける冷却ファンを備えることを特徴とする請求項13に記載の光照射装置。
- 前記照射対象物を覆うように前記第1の方向に延設され、前記光源からの前記光が透過する透光性パイプを更に備えることを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の光照射装置。
- 前記光は、紫外線波長域の光であることを特徴とする請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の光照射装置。
- 前記照射対象物は、線状、球状又は粒状の形状を呈し、前記紫外線波長域の光が前記照射対象物の外周面上に塗布されたコーティング剤を硬化させることを特徴とする請求項16に記載の光照射装置。
- 前記照射対象物は、液状であり、前記紫外線波長域の光が前記照射対象物を殺菌することを特徴とする請求項16に記載の光照射装置。
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