JP7046507B2

JP7046507B2 - 光照射装置

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Inventors: 紀雄小林
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Description

本発明は、所定の照射領域に光を照射する光照射装置に関し、特に、光源からの光を導光する反射ミラーを備えた光照射装置に関する。

従来、オフセット枚葉印刷用のインキとして、紫外光の照射により硬化する紫外線硬化型インキが用いられている。また、液晶パネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等、ＦＰＤ（Flat Panel Display）のシール剤として、紫外線硬化樹脂が用いられている。このような紫外線硬化型インキや紫外線硬化樹脂の硬化には、一般に、紫外光を照射する紫外光照射装置が用いられるが、特にオフセット枚葉印刷やＦＰＤの用途においては、幅広な矩形形状の照射領域に高い照射強度の紫外光を照射する必要があるため、多数の発光素子を基板上に並べ、照射領域に対向して配置した光照射装置が用いられる（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載の紫外光照射装置は、複数の発光素子が２次元的に配置されたベースプレートと、ベースプレートを囲むように設けられ、発光素子から発光される紫外光を導光する反射筒部（ミラー部）と、ベースプレートを冷却する冷却部とを備えている。そして、ミラー部によって紫外光をミキシングすることによって、照射領域内で均一な照射分布が得られるように構成している。

特開２０１３－２１５６６１号公報

特許文献１に記載の構成によれば、ＬＥＤの発熱が抑えられると共に、各ＬＥＤからの光がミラー部によってミキシングされるため、照射領域内で均一な照射分布が得られる。

しかしながら、ミラー部が紫外光によって照射されると、ミラー部自身が高温になるため、熱膨張によって変形するといった問題がある。また、長時間にわたって使用されると、ミラー部の加熱、冷却が繰り返される結果、ミラー部全体に歪みが生じるといった問題がある。そして、このようなミラー部の変形が生じると、紫外光が設計通りにミキシングされなくなり、照射領域内での照射分布が不均一になるといった問題がある。

このようなミラー部の変形を抑えるためには、例えば、各ミラー部の表面に多数のねじを配置して各ミラー部を固定することも考えられるが、このような構成を採ると、ねじ部分による光量低下が無視できなくなくなり、所望の光量を得るのが難しくなる。また、ミラー部の組立作業にも時間を要することとなる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ミラー部の変形を抑え、照射領域内で均一な照射分布を得ることが可能な光照射装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の光照射装置は、光源と、光源からの光を導光する薄板状のミラー部と、ミラー部に張力を付与する張力付与手段と、を備え、ミラー部は、張力付与手段の位置に対応して形成された、少なくとも１つ以上の貫通穴を有し、張力付与手段は、各貫通穴と係合することによって、ミラー部の表面に沿って張力を付与する、ことを特徴とする。

このような構成により、常にミラー部に張力が付与され、ミラー部が張った状態となるため、ミラー部の変形を抑えることができる。

また、張力付与手段は、ミラー部の表面に沿って光源に向かう第１方向に張力を付与する第１張力付与機構、又は第１方向と相反する第２方向に張力を付与する第２張力付与機構の少なくともいずれか一方を有するように構成することができる。

また、第１張力付与機構は、ミラー部の第１方向の端部を第１方向に付勢する第１付勢手段を有し、第２張力付与機構は、ミラー部の第２方向の端部を第２方向に付勢する第２付勢手段を有するように構成することができる。

また、第１付勢手段及び第２付勢手段は、ミラー部の有効反射面の裏面側に配置されていることが望ましい。また、第１付勢手段及び第２付勢手段は、圧縮ばね、引張りばね又は板ばねであることが望ましい。

また、張力付与手段は、ミラー部の表面に沿って光源に対して平行な第３方向に張力を付与する第３張力付与機構、又は第３方向と相反する第４方向に張力を付与する第４張力付与機構の少なくともいずれか一方を有するように構成することができる。

また、第３張力付与機構は、ミラー部の第３方向の端部を第３方向に付勢する第３付勢手段を有し、第４張力付与機構は、ミラー部の第４方向の端部を第４方向に付勢する第４付勢手段を有するように構成することができる。

また、第３付勢手段及び第４付勢手段は、ミラー部の有効反射面の裏面側に配置されていることが望ましい。

また、第３付勢手段及び第４付勢手段は、ミラー部の有効反射面の外側に配置されていることが望ましい。

また、第３付勢手段及び第４付勢手段は、圧縮ばね、引張りばね又は板ばねであることが望ましい。

また、張力付与手段は、ミラー部の表面に沿って対角方向外側に張力を付与する第５張力付与機構を有するように構成することができる。

また、第５張力付与機構は、ミラー部の四隅に配置され、ミラー部の四隅を対角方向外側に付勢する第５付勢手段を有するように構成することができる。

また、第５付勢手段は、ミラー部の有効反射面の裏面側に配置されていることが望ましい。

また、第５付勢手段は、圧縮ばね、引張りばね又は板ばねであることが望ましい。

また、ミラー部が、光源を囲むように複数設けられていることが望ましい。

また、複数のミラー部の少なくとも一部が、光源の光軸に対して傾斜していることが望ましい。

また、光源は、基板と、基板の表面に配置された発光素子と、を有することが望ましい。

また、光源から出射される光が、紫外域の波長の光であることが望ましい。

以上のように、本発明によれば、ミラー部の変形を抑えることができるため、照射領域内で均一な照射分布を得ることが可能な光照射装置が実現される。

本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の概略構成を説明する図である。本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の内部構成を説明する図である。本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備わるＬＥＤモジュールの構成を説明する図である。本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備わる反射ミラーの配置を説明する図である。図４のＣ－Ｃ断面図である。本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備わる張力付与機構の構成を説明する分解斜視図である。図６のＣ１部の拡大図である。本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備わる張力付与機構の構成を説明する拡大図である。本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備わる張力付与機構の構成を説明する拡大図である。本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備わる張力付与機構の構成を説明する分解斜視図である。本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備わる張力付与機構の構成を説明する拡大図である。本発明の第２の実施形態に係る光照射装置の内部構成を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置１の概略構成を説明する図であり、図１（ａ）は斜視図であり、図１（ｂ）は正面図である。また、図２は、光照射装置１の内部構成を説明する図であり、図１（ｂ）のＡ－Ａ断面図である。本実施形態の光照射装置１は、印刷装置等に搭載されて、紫外線硬化型インキや紫外線硬化樹脂を硬化させる光源装置であり、例えば、正面（窓部１１０が配置されている面）が照射対象物と対向するように、照射対象物の上方に配置され、照射対象物に対して下向きに紫外光を出射する。なお、本明細書においては、図１及び図２に示すように、後述するＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子２１０が紫外光を出射する方向をＺ軸方向、光照射装置１の長手方向をＸ軸方向、ならびにＺ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向（光照射装置１の短手方向）をＹ軸方向と定義して説明する。また、一般に、紫外光とは、波長４００ｎｍ以下の光を意味するものとされているが、本明細書において、紫外光とは、紫外線硬化型インクを硬化させることが可能な波長（例えば、波長２５０～４２０ｎｍ）の光を意味するものとする。

図１及び図２に示すように、本実施形態の光照射装置１は、内部に、６個のＬＥＤモジュール２００と、反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４（ミラー部）と、放熱部材４００と、これらを収容する金属製の箱形のケース１００（筐体）と、を備えている。ケース１００は、上面パネル１０１と、下面パネル１０２と、右側面パネル１０３と、左側面パネル１０４と、前面パネル１０５と、背面パネル１０６と、を備えている。前面パネル１０５の略中央部には矩形状の開口１０５ａが形成されており、開口１０５ａには紫外光が出射されるガラス製の窓部１１０を備えている。なお、本実施形態の背面パネル１０６には、光照射装置１に電源を供給するためのコネクタ（不図示）等が設けられており、コネクタを介して、光照射装置１に電源が供給されるようになっている。

図３は、本実施形態のＬＥＤモジュール２００の構成を説明する図である。図３に示すように、ＬＥＤモジュール２００は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な矩形状の基板２０５と、基板２０５上に複数のＬＥＤ素子２１０とを備えており、放熱部材４００の一端面（ケース１００の正面側に向いた面）上に、２列×３個のＬＥＤモジュール２００が配置、固定されている（図１（ｂ））。

図３に示すように、本実施形態のＬＥＤモジュール２００は、基板２０５上に６列（Ｙ軸方向）×１０個（Ｘ軸方向）の態様で配置された６０個のＬＥＤ素子２１０を備えている。６０個のＬＥＤ素子２１０は、Ｚ軸方向に光軸が揃えられた状態で、基板２０５の表面に配置されている。基板２０５上には、各ＬＥＤ素子２１０に電力を供給するためのアノードパターン（不図示）及びカソードパターン（不図示）が形成されており、各ＬＥＤ素子２１０は、アノードパターン及びカソードパターンにそれぞれハンダ付けされ、電気的に接続されている。また、基板２０５は、不図示の配線ケーブルによって不図示のドライバ回路と電気的に接続されており、各ＬＥＤ素子２１０には、アノードパターン及びカソードパターンを介して、ドライバ回路から駆動電流が供給されるようになっている。各ＬＥＤ素子２１０に駆動電流が供給されると、各ＬＥＤ素子２１０からは駆動電流に応じた光量の紫外光（例えば、波長３８５ｎｍ）が出射される。なお、本実施形態の各ＬＥＤ素子２１０は、略一様な光量の紫外光を出射するように各ＬＥＤ素子２１０に供給される駆動電流が調整されており、光照射装置１から出射される紫外光は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において略均一な光強度分布を有している。

反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４は、表面が鏡面加工されたアルミニウム製の薄板状（例えば、厚さ１ｍｍ）の部材である。図２に示すように、本実施形態の上面パネル１０１の、ＬＥＤモジュール２００と窓部１１０との間の部分には、各ＬＥＤ素子２１０の光軸（つまり、Ｚ軸）に対して傾斜する傾斜面１０１ａが形成されており、傾斜面１０１ａ上にＸ軸方向に延びる反射ミラー３０１が載置されるようになっている。また、同様に、下面パネル１０２の、ＬＥＤモジュール２００と窓部１１０との間の部分には、各ＬＥＤ素子２１０の光軸（つまり、Ｚ軸）に対して傾斜する傾斜面１０２ａが形成されており、傾斜面１０２ａ上にＸ軸方向に延びる反射ミラー３０２が載置されるようになっている。

図４及び図５は、反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４の配置を説明する図であり、図４は、図１（ｂ）のＢ－Ｂ断面図であり、図５は、図４のＣ－Ｃ断面図である。なお、図４及び図５においては、説明の便宜のため、ＬＥＤモジュール２００、放熱部材４００、背面パネル１０６等を省略している。図４及び図５に示すように、ケース１００の内部には、反射ミラー３０１と反射ミラー３０２との間に、Ｙ－Ｚ平面に平行な壁部１０８、１０９が形成されており、壁部１０８の内側（壁部１０９と対向する側）の面には反射ミラー３０３が取り付けられ、壁部１０９の内側（壁部１０８と対向する側）の面には反射ミラー３０４が取り付けられている。なお、本実施形態においては、反射ミラー３０１、３０２の長さ（Ｘ軸方向の長さ）の方が、反射ミラー３０３、３０４の長さ（Ｙ軸方向の長さ）よりも十分に長いものとなっている。

このように、反射ミラー３０１が上面パネル１０１の傾斜面１０１ａに配置され、反射ミラー３０２が下面パネル１０２の傾斜面１０２ａに配置され、反射ミラー３０３が壁部１０８の内側に配置され、反射ミラー３０４が壁部１０９の内側に配置されることによって、２列×３個のＬＥＤモジュール２００が、反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４によって包囲される（つまり、ＬＥＤ素子２１０の光が通過する光通過領域が包囲される）ように構成されている。このため、各ＬＥＤ素子２１０から出射された紫外光は４つの反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４によってミキシングされ、照射対象物上においてより均一な光強度分布となる。

図２に戻り、放熱部材４００は、各ＬＥＤモジュール２００を固定するとともに、各ＬＥＤモジュール２００で発生した熱を放熱するための部材であり、熱伝導率の高い銅等の金属によって形成されている。放熱部材４００は、例えば、内部に冷却水が通る複数の水路（不図示）が形成された水冷のヒートシンクである。また、別の実施形態としては、放熱部材４００として、複数の放熱フィン（不図示）を備えた空冷のヒートシンクを適用することもできる。

上述したように、本実施形態の４つの反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４は、各ＬＥＤ素子２１０から出射された紫外光をミキシングするための部材であり、各ＬＥＤ素子２１０からの紫外光が反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４によってミキシングされると、照射対象物上において、均一な光強度分布が得られる。

しかしながら、各ＬＥＤ素子２１０からの紫外光が反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４にあたると、反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４に吸収された光の一部が熱となって、反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４自身が高温になってしまい、熱膨張によって変形してしまうといった問題がある。そして、反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４が変形してしまうと、照射対象物上において、設計値通りの光量が得られず、また均一な光強度分布も得られなくなる、といった問題がある。そこで、かかる問題を解決するため、本実施形態においては、反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４の変形を抑えるため、反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４に張力を付与した状態で反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４を固定している。

図６は、反射ミラー３０１に張力を付与する、張力付与機構５１０、５２０、５３０、５４０（張力付与手段）の構成を説明するための分解斜視図である。また、図７は、図６のＣ１部の拡大図である。また、図８は、張力付与機構５１０、５２０の構成を説明するための図であり、図８（ａ）は、図２のＡ１部の拡大図であり、図８（ｂ）は、図２のＡ２部の拡大図である。なお、反射ミラー３０２に張力を付与する構成は、反射ミラー３０１に張力を付与する構成と同様であるため、反射ミラー３０２に張力を付与する構成については説明を省略する。また、図８に示すように、張力付与機構５１０と５２０は、張力の付与方向が１８０°異なるものの、構成は同一であるため、代表して、張力付与機構５１０についてのみ説明を行い、張力付与機構５２０については、必要に応じて張力付与機構５１０と同様の符号を用いて説明を行う。

図６に示すように、本実施形態においては、上面パネル１０１の傾斜面１０１ａに、２列（Ｚ軸方向）×３個（Ｘ軸方向）の態様で６個の凹部１０１ｂが形成されており、内側（Ｚ軸の負方向側（つまり、ＬＥＤモジュール２００側））の３個の凹部１０１ｂに張力付与機構５１０が収容され、外側（Ｚ軸の正方向側（つまり、窓部１１０側））の３個の凹部１０１ｂに張力付与機構５２０が収容されて取り付けられている。また、上面パネル１０１の傾斜面１０１ａのＸ軸方向両端には、張力付与機構５３０、５４０を収容する凹部１０１ｃが形成されている。また、各凹部１０１ｃの外側（Ｚ軸の正方向側（つまり、窓部１１０側））及び内側（Ｚ軸の負方向側（つまり、ＬＥＤモジュール２００側））には、ばね押え６００を固定するための一対のねじ穴１０１ｄが形成されている。

図７に示すように、張力付与機構５１０（第１張力付与機構）は、ばね押え５１１と、付勢金具５１２と、圧縮ばね５１３（第１付勢手段）と、固定ねじ５１４と、から構成されている。

ばね押え５１１は、付勢金具５１２と圧縮ばね５１３を収容する金属製の部材であり、Ｙ軸方向から見たときに略楕円形の形状を呈している。ばね押え５１１のＸ軸方向両端には、一対のフランジ部５１１ａが形成されており、各フランジ部５１１ａには、固定ねじ５１４が挿通される貫通穴５１１ｂが形成されている。また、一対のフランジ部５１１ａの間には、圧縮ばね５１３を収容するための溝部５１１ｃがＺ軸方向に沿って形成されている。また、一対のフランジ部５１１ａの間には、付勢金具５１２を収容するための溝部５１１ｄがＹ軸方向に沿って形成されている。

付勢金具５１２は、金属の板材をかぎ型に折り曲げて形成した部材であり、先端部５１２ａは、Ｚ軸の負方向側に折り曲げられ、基端部５１２ｂは、Ｚ軸の正方向側に折り曲げられ、先端部５１２ａと基端部５１２ｂとの間には、中間部５１２ｃが形成されている。

圧縮ばね５１３は、一端部５１３ａと他端部５１３ｂとを有する金属製の圧縮ばねであり、中心軸がＺ軸方向に沿うように配置され、他端部５１３ｂが付勢金具５１２の中間部５１２ｃ上（Ｚ軸の正方向側）に当接している。

図６に示すように、上面パネル１０１の傾斜面１０１ａの各凹部１０１ｂには、固定ねじ５１４と螺合するねじ穴（不図示）が形成されており、各張力付与機構５１０は、貫通穴５１１ｂに挿通される固定ねじ５１４によって固定されるようになっている。そして、図８（ａ）に示すように、張力付与機構５１０が凹部１０１ｂに収容されて固定されたとき、圧縮ばね５１３が圧縮された状態で凹部１０１ｂの壁面１０１ｂａと付勢金具５１２との間に狭持され、付勢金具５１２をＺ軸の負方向側（つまり、ＬＥＤモジュール２００側）に付勢するように構成されている。つまり、圧縮ばね５１３の一端部５１３ａが凹部１０１ｂの壁面１０１ｂａに当接することで、圧縮ばね５１３の他端部５１３ｂに当接する付勢金具５１２がＺ軸の負方向側（つまり、ＬＥＤモジュール２００側）に付勢される。

なお、図８（ｂ）に示すように、張力付与機構５２０（第２張力付与機構）は、張力付与機構５１０を、Ｙ軸を中心に１８０°回転させたものであり、張力付与機構５１０が凹部１０１ｂに収容されて固定されたとき、圧縮ばね５１３（第２付勢手段）の他端部５１３ｂに当接する付勢金具５１２がＺ軸の正方向側（つまり、窓部１１０側）に付勢されるようになっている。

図６に戻って、本実施形態の反射ミラー３０１には、張力付与機構５１０、５２０の各先端部５１２ａの位置に対応して、各先端部５１２ａと係合可能な矩形状の貫通穴３０１ｃが形成されている。つまり、反射ミラー３０１には、張力付与機構５１０の各先端部５１２ａの位置に対応して、ＬＥＤモジュール２００側の端部に３つの貫通穴３０１ｃが形成され、張力付与機構５２０の各先端部５１２ａの位置に対応して、窓部１１０側の端部に３つの貫通穴３０１ｃが形成されている。反射ミラー３０１を上面パネル１０１に取り付ける際には、反射ミラー３０１を上面パネル１０１の傾斜面１０１ａ上に載置し、各張力付与機構５１０、５２０の付勢金具５１２の先端部５１２ａを、一旦、付勢方向とは逆の方向に移動させる。そして、先端部５１２ａが貫通穴３０１ｃを通過して反射ミラー３０１の表面側に露出したら、先端部５１２ａが反射ミラー３０１に引っ掛かるように先端部５１２ａを付勢方向に移動させる。つまり、反射ミラー３０１が上面パネル１０１に取り付けられると、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、各付勢金具５１２の先端部５１２ａが反射ミラー３０１の表面に露出して、各貫通穴３０１ｃと係合し、貫通穴３０１ｃの端部が付勢される。

このように、本実施形態においては、張力付与機構５１０、５２０が反射ミラー３０１の有効反射面の裏面側に配置され、貫通穴３０１ｃと係合するため、張力付与機構５１０と係合する貫通穴３０１ｃ（つまり、ＬＥＤモジュール２００側の端部）には、ＬＥＤモジュール２００側に向かう張力が発生し、張力付与機構５２０と係合する貫通穴３０１ｃ（つまり、窓部１１０側の端部）には、窓部１１０側に向かう張力が発生する。つまり、反射ミラー３０１には、常に反射ミラー３０１に沿ってＬＥＤモジュール２００側に向かう張力と窓部１１０側に向かう張力（つまり、ＬＥＤモジュール２００側に向かう張力と相反する方向の張力）付与され、反射ミラー３０１は、常に張った状態となっている。

図６に示すように、反射ミラー３０１には、Ｘ軸の正方向に矩形状に突出する突出部３０１ａと、Ｘ軸の負方向に矩形状に突出する突出部３０１ｂが形成されている。突出部３０１ａには、矩形状の貫通穴３０１ａａが形成されており、貫通穴３０１ａａ内に張力付与機構５３０（第３張力付与機構、第３付勢手段）が配置されている。また、突出部３０１ｂには、矩形状の貫通穴３０１ｂａが形成されており、貫通穴３０１ｂａ内に張力付与機構５４０（第４張力付与機構、第４付勢手段）が配置されている。なお、反射ミラー３０１の突出部３０１ａ、３０１ｂは、ケース１００内において、壁部１０８、１０９の外側（つまり、反射ミラー３０１の有効反射面の外側）に位置するようになっている（図５）。

図９は、張力付与機構５３０、５４０の構成を説明するための図であり、図９（ａ）は、図５のＤ１部の拡大図であり、図９（ｂ）は、図５のＤ２部の拡大図である。

図９に示すように、本実施形態の張力付与機構５３０、５４０は、金属製の圧縮ばねで構成されている。反射ミラー３０１が上面パネル１０１の傾斜面１０１ａ上に取り付けられると（つまり、各張力付与機構５１０、５２０によって固定されると）、反射ミラー３０１の貫通穴３０１ａａ、３０１ｂａが、それぞれ傾斜面１０１ａの凹部１０１ｃ上に配置される。張力付与機構５３０、５４０は、この状態のときに、貫通穴３０１ａａ、３０１ｂａ内に配置され、それぞれ、ばね押え６００を取り付けることによって、凹部１０１ｃ内に固定される（図６、図９）。図９に示すように、張力付与機構５３０と５４０は、張力の付与方向が１８０°異なるものの、構成は同一であるため、代表して、張力付与機構５３０について説明を行う。

ばね押え６００は、張力付与機構５３０を収容する金属製の部材であり、図６に示すように、Ｙ軸方向から見たときに略矩形の形状を呈している。ばね押え６００のＹ軸方向両端には、一対のフランジ部６０１が形成されており、各フランジ部６０１には、不図示の固定ねじが挿通される貫通穴６０１ａが形成されている。そして、不図示の固定ねじが貫通穴６０１ａを通り、上面パネル１０１の傾斜面１０１ａのねじ穴１０１ｄに固定されることによって、ばね押え６００が傾斜面１０１ａ上に固定されるようになっている。また、一対のフランジ部６０１の間には、張力付与機構５３０を収容するための溝部６０２がＸ軸方向に沿って形成されている（図６、図９）。また、溝部６０２の基端部には、Ｙ軸方向に突出し、凹部１０１ｃと係合する係合部６０３が形成されている。

図９（ａ）に示すように、ばね押え６００は、張力付与機構５３０を収容し、上面パネル１０１の傾斜面１０１ａの凹部１０１ｃを覆うように取り付けられる。そして、ばね押え６００が取り付けられるとき、係合部６０３が反射ミラー３０１の貫通穴３０１ａａを通り、凹部１０１ｃと係合するようになっている。そして、ばね押え６００が取り付けられると、張力付与機構５３０が、係合部６０３と貫通穴３０１ａａの端部３０１ａｂとの間に、圧縮された状態で狭持され、反射ミラー３０１の貫通穴３０１ａａの端部３０１ａｂをＸ軸の正方向側に付勢するように構成されている。つまり、張力付与機構５３０の一端部５３０ａが係合部６０３に当接し、張力付与機構５３０の他端部５３０ｂが貫通穴３０１ａａの端部３０１ａｂに当接することで、反射ミラー３０１にＸ軸の正方向に向かう張力が付与される。

図９（ｂ）に示すように、張力付与機構５４０は、張力付与機構５３０を、Ｙ軸を中心に１８０°回転させたものであり、ばね押え６００が、張力付与機構５３０を収容し、上面パネル１０１の傾斜面１０１ａの凹部１０１ｃを覆うように取り付けられる。そして、ばね押え６００が取り付けられるとき、係合部６０３が反射ミラー３０１の貫通穴３０１ｂａを通り、凹部１０１ｃと係合するようになっている。そして、ばね押え６００が取り付けられると、張力付与機構５４０が、係合部６０３と貫通穴３０１ｂａの端部３０１ｂｂとの間に、圧縮された状態で狭持され、反射ミラー３０１の貫通穴３０１ｂａの端部３０１ｂｂをＸ軸の負方向側に付勢するように構成されている。つまり、張力付与機構５４０の一端部５４０ａが係合部６０３に当接し、張力付与機構５４０の他端部５４０ｂが貫通穴３０１ｂａの端部３０１ｂｂに当接することで、反射ミラー３０１にＸ軸の負方向に向かう張力が付与される。

このように、本実施形態においては、張力付与機構５３０によって、反射ミラー３０１にＸ軸の正方向に向かう張力が付与され、張力付与機構５４０によって、反射ミラー３０１にＸ軸の負方向に向かう張力が付与されるようになっている。従って、反射ミラー３０１には、常にＸ軸の正及び負方向の張力が付与される結果、反射ミラー３０１は、常にＸ軸方向に張った状態となっている。

図１０及び図１１は、反射ミラー３０４に張力を付与する構成を説明するための図であり、図１０は、反射ミラー３０４周辺の分解斜視図であり、図１１（ａ）は、図２のＢ１部の拡大図であり、図１１（ｂ）は、図２のＢ２部の拡大図である。なお、反射ミラー３０３に張力を付与する構成は、反射ミラー３０４に張力を付与する構成と同様であるため、反射ミラー３０３に張力を付与する構成については説明を省略する。

図１０に示すように、本実施形態においては、壁部１０９の内側（壁部１０８と対向する側）の面に、２列（Ｚ軸方向）×２個（Ｙ軸方向）の態様で４個の凹部１０９ａが形成されており、内側（Ｚ軸の負方向側）の２個の凹部１０９ａに張力付与機構５１０が収容され、外側（Ｚ軸の正方向側）の２個の凹部１０９ａに張力付与機構５２０が収容されて取り付けられている。なお、壁部１０９の凹部１０９ａの構成は、上面パネル１０１の傾斜面１０１ａの凹部１０１ｂと同一の構成であり、壁部１０９の凹部１０９ａに取り付けられる張力付与機構５１０、５２０の構成は、上面パネル１０１の傾斜面１０１ａの凹部１０１ｂに取り付けられる張力付与機構５１０、５２０と同一の構成である。

図１０に示すように、本実施形態の反射ミラー３０４には、張力付与機構５１０、５２０の各先端部５１２ａの位置に対応して、各先端部５１２ａと係合可能な矩形状の貫通穴３０４ａが形成されている。反射ミラー３０４を壁部１０９に取り付ける際には、反射ミラー３０４を壁部１０９の内側の面上に載置し、各張力付与機構５１０、５２０の付勢金具５１２の先端部５１２ａを、一旦、付勢方向とは逆の方向に移動させる。そして、先端部５１２ａが貫通穴３０４ａを通過して反射ミラー３０４の表面側に露出したら、先端部５１２ａが反射ミラー３０４に引っ掛かるように先端部５１２ａを付勢方向に移動させる。つまり、反射ミラー３０４が壁部１０９に取り付けられると、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、各付勢金具５１２の先端部５１２ａが反射ミラー３０４の表面に露出して、各貫通穴３０４ａと係合し、貫通穴３０４ａの端部が付勢される。

このように、本実施形態においては、張力付与機構５１０、５２０が反射ミラー３０４の貫通穴３０４ａと係合するため、張力付与機構５１０が配置される反射ミラー３０４の内側（Ｚ軸の負方向側）には、Ｚ軸の負方向側に向かう張力が発生し、張力付与機構５２０が配置される反射ミラー３０４の外側（Ｚ軸の正方向側）には、Ｚ軸の正方向側に向かう張力が発生する。つまり、反射ミラー３０４には、常にＺ軸の正及び負方向の張力が付与され、反射ミラー３０４は、常にＺ軸方向に張った状態となっている。

以上のように、本実施形態においては、長尺の反射ミラー３０１、３０２には、Ｚ軸の正及び負方向（短手方向）の張力と、Ｘ軸の正及び負方向（長手方向）の張力が付与され、反射ミラー３０１、３０２は、常にＺ軸方向及びＸ軸方向に張った状態となっている。また、短尺の反射ミラー３０３、３０４には、Ｚ軸の正及び負方向の張力が付与され、反射ミラー３０３、３０４は、常にＺ軸方向に張った状態となっている。従って、ＬＥＤ素子２１０からの紫外光が反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４にあたることにより、反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４が高温になって熱膨張したとしても、反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４の変形は確実に抑えられる。そして、その結果、ＬＥＤ素子２１０からの紫外光が反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４によって設計値通りにミキシングされ、照射対象物上において、均一な光強度分布が得られる。

以上が本実施形態の説明であるが、本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。

例えば、本実施形態の反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４においては、張力付与機構５１０、５２０によって、Ｚ軸の正及び負方向に張力を発生させる構成としたが、Ｚ軸方向に張力が発生する構成であればよく、必ずしも正負両方向に張力を発生させる必要はない。つまり、張力付与機構５１０、５２０のいずれか一方を用いる構成とすることができる。

また、本実施形態の反射ミラー３０１、３０２においては、張力付与機構５３０、５４０によって、Ｘ軸の正及び負方向（長手方向）の張力が付与される構成としたが、反射ミラー３０１、３０２のＸ軸方向の長さが短く、Ｘ軸方向の熱膨張量が問題にならないレベルであれば、張力付与機構５３０、５４０を省略することができる。

また、本実施形態の反射ミラー３０３、３０４においては、張力付与機構５１０、５２０によって、Ｚ軸の正及び負方向にのみ張力を発生させる構成としたが、反射ミラー３０１、３０２と同様、Ｘ軸の正及び負方向の張力が付与される構成を追加することもできる。

また、本実施形態の張力付与機構５３０、５４０は、反射ミラー３０１、３０２の突出部３０１ａ、３０１ｂに配置されるものとしたが、Ｘ軸方向に張力が発生する構成であればよく、例えば、張力付与機構５１０（又は５２０）をＹ軸に対して９０°回転させて、反射ミラー３０１、３０２の反射面上に配置させてもよい。つまり、張力付与機構５３０、５４０に代えて、張力付与機構５１０（又は５２０）を用いることができる。

また、本実施形態の張力付与機構５３０、５４０は、圧縮ばねから成るものとしたが、反射ミラー３０１、３０２にＸ軸方向の張力を発生させる構成であればよく、例えば、引張りばねや板ばねを用いることができる。

また、本実施形態の張力付与機構５１０、５２０は、付勢金具５１２と圧縮ばね５１３を用いる構成としたが、反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４にＺ軸方向の張力を発生させる構成であればよく、例えば、引張りばねや板ばねを用いて構成することができる。

また、本実施形態の張力付与機構５１０、５２０は、反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４に形成された貫通穴（３０１ｃ、３０４ａ）と係合する構成としたが、このような構成に限定されるものではない。例えば、貫通穴（３０１ｃ、３０４ａ）に代えて、反射ミラー３０１、３０２、３０３、３０４の裏面側に突出する折り曲げ部を設け、該折り曲げ部を圧縮ばね５１３で付勢する構成とすることもできる。

また、本実施形態の光照射装置１は、６個のＬＥＤモジュール２００を有するものとして説明したが、このような構成に限定されるものではなく、本発明は、高圧水銀ランプや水銀キセノンランプ等を光源とするランプ型光源装置に適用することも可能である。

また、本実施形態の光照射装置１は、紫外光を出射するものとして説明したが、このような構成に限定されるものではなく、本発明は、可視光や赤外光を出射する光源装置に適用することも可能である。

（第２の実施形態）
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る光照射装置２の内部構成を説明する図である。図１２に示すように、本実施形態の光照射装置２は、反射ミラー３０３（不図示）、３０４の四隅に４個の張力付与機構５５０（第５張力付与機構）を有する点において、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置１と異なる。

張力付与機構５５０は、第１の実施形態の張力付与機構５１０、５２０と同様の構成の部材であり、反射ミラー３０３（不図示）、３０４の四隅に形成された貫通穴と係合し、反射ミラー３０３（不図示）、３０４を対角方向外側に付勢している。

このように、本実施形態においては、４個の張力付与機構５５０によって、反射ミラー３０３（不図示）、３０４に対角方向外側に向かう張力が付与されるようになっている。従って、反射ミラー３０３（不図示）、３０４には、常にＹ軸及びＺ軸に対して斜め方向の張力が付与される結果、反射ミラー３０３（不図示）、３０４は、常にＹ－Ｚ平面において張った状態となっている。よって、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、反射ミラー３０３（不図示）、３０４が高温になって熱膨張したとしても、反射ミラー３０３（不図示）、３０４の変形は確実に抑えられる。

なお、本実施形態においては、反射ミラー３０３（不図示）、３０４の四隅に４個の張力付与機構５５０を有する構成としたが、反射ミラー３０１、３０２に対しても、張力付与機構５１０、５２０、５３０、５４０に代えて、張力付与機構５５０を適用することができる。つまり、反射ミラー３０１、３０２の四隅を対角方向外側に付勢する構成としてもよい。

なお、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１、２光照射装置
１００ケース
１０１上面パネル
１０１ａ、１０２ａ傾斜面
１０１ｂ凹部
１０１ｂａ壁面
１０１ｃ凹部
１０１ｄねじ穴
１０２下面パネル
１０３右側面パネル
１０４左側面パネル
１０５前面パネル
１０５ａ開口
１０６背面パネル
１０８、１０９壁部
１０９ａ凹部
１１０窓部
２００ＬＥＤモジュール
２０５基板
２１０ＬＥＤ素子
３０１、３０２、３０３、３０４反射ミラー
３０１ａ、３０１ｂ突出部
３０１ａａ、３０１ｂａ、３０１ｃ貫通穴
３０１ａｂ、３０１ｂｂ端部
３０４ａ貫通穴
４００放熱部材
５１０、５２０、５３０、５４０、５５０張力付与機構
５１１ばね押え
５１１ａフランジ部
５１１ｂ貫通穴
５１１ｃ、５１１ｄ溝部
５１２付勢金具
５１２ａ先端部
５１２ｂ基端部
５１２ｃ中間部
５１３圧縮ばね
５１３ａ一端部
５１３ｂ他端部
５１４固定ねじ
５４０ａ一端部
５４０ｂ他端部
６００ばね押え
６０１フランジ部
６０１ａ貫通穴
６０２溝部
６０３係合部

Claims

光源と、
前記光源からの光を導光する薄板状のミラー部と、
前記ミラー部に張力を付与する張力付与手段と、
を備え、
前記ミラー部は、前記張力付与手段の位置に対応して形成された、少なくとも１つ以上の貫通穴を有し、
前記張力付与手段は、前記各貫通穴と係合することによって、前記ミラー部の表面に沿って張力を付与する、
ことを特徴とする光照射装置。
前記張力付与手段は、前記ミラー部の表面に沿って前記光源に向かう第１方向に張力を付与する第１張力付与機構、又は前記第１方向と相反する第２方向に張力を付与する第２張力付与機構の少なくともいずれか一方を有す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張力付与機構は、前記ミラー部の前記第１方向の端部を前記第１方向に付勢する第１付勢手段を有し、
前記第２張力付与機構は、前記ミラー部の前記第２方向の端部を前記第２方向に付勢する第２付勢手段を有する
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付勢手段及び前記第２付勢手段は、前記ミラー部の有効反射面の裏面側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の光照射装置。
前記第１付勢手段及び前記第２付勢手段は、圧縮ばね、引張りばね又は板ばねであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の光照射装置。
前記張力付与手段は、前記ミラー部の表面に沿って前記光源に対して平行な第３方向に張力を付与する第３張力付与機構、又は該第３方向と相反する第４方向に張力を付与する第４張力付与機構の少なくともいずれか一方を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光照射装置。
前記第３張力付与機構は、前記ミラー部の前記第３方向の端部を前記第３方向に付勢する第３付勢手段を有し、
前記第４張力付与機構は、前記ミラー部の前記第４方向の端部を前記第４方向に付勢する第４付勢手段を有する
ことを特徴とする請求項６に記載の光照射装置。
前記第３付勢手段及び前記第４付勢手段は、前記ミラー部の有効反射面の裏面側に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の光照射装置。
前記第３付勢手段及び前記第４付勢手段は、前記ミラー部の有効反射面の外側に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の光照射装置。
前記第３付勢手段及び前記第４付勢手段は、圧縮ばね、引張りばね又は板ばねであることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の光照射装置。
前記張力付与手段は、前記ミラー部の表面に沿って対角方向外側に張力を付与する第５張力付与機構を有す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５張力付与機構は、前記ミラー部の四隅に配置され、前記ミラー部の四隅を対角方向外側に付勢する第５付勢手段を有することを特徴とする請求項１１に記載の光照射装置。
前記第５付勢手段は、前記ミラー部の有効反射面の裏面側に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の光照射装置。
前記第５付勢手段は、圧縮ばね、引張りばね又は板ばねであることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の光照射装置。
前記ミラー部が、前記光源を囲むように複数設けられてい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。
前記複数のミラー部の少なくとも一部が、前記光源の光軸に対して傾斜してい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。
前記光源は、基板と、前記基板の表面に配置された発光素子と、を有することを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の光照射装置。
前記光源から出射される光が、紫外域の波長の光であることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の光照射装置。