JPH0522212B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光に反応する材料に該光を屈曲自在に
案内照射する光束案内照射装置に関する。

〔従来の技術〕

光に反応する材料としては、例えば紫外線に反
応して硬化する性質の塗料、接着剤、樹脂、その
他インク等がある。これらは近年多く使用されて
おり、この性質を利用して紫外線の照射を行つて
短時間に上記材料を硬化させる装置が開発されて
実用に供せられている。第４図イ，ロ，ハに示し
た装置は従来の紫外線の光束案内照射装置の代表
例である。

シヨートアーク型紫外線放電管１１８を光源と
し、該光源を半球型楕円ミラー１１９の一つの焦
点に配置し、他の一つの焦点１２４に受光、光束
案内するための円形断面の光フアイバ１２０を入
射口として配設し、該光フアイバの他端１２２を
出射口としたものである。第４図のイは従来の装
置の原理図を示し、ロ，ハは出射口を複数に有す
る従来例の図である。

その他、光源装置として例えば特開昭52−
82246号で示されているように、線型の発光体と、
楕円筒筒型凹面反射鏡と、円筒形集光レンズとか
ら放射された光束を光フアイバによつて導いて照
明光として利用するものや、実開昭52−5338号の
如く、太陽光線を黒色の伝熱ドームで熱として捕
え、伝熱パイプで太陽熱を貯湯槽に伝え、且つ途
中で必要に応じて該電熱パイプを分岐して他の補
助熱源部に太陽熱を伝えるものがあつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

光源にシヨートアーク型紫外線放電管を用いた
従来装置には解決を要する問題点があつた。第４
図ハに示す上記シヨートアーク型放電管１１８を
光源として用いる紫外線光束案内照射装置では、
光源は発光部分が小さく、点光源に近いものであ
り、半球型楕円ミラー１１９により集光された光
束は焦点において点に近い微小面積に集光される
為、該焦点位置１２４に配設された光フアイバの
入射口の円形断面における単位面積当たりの光エ
ネルギーが非常に大きくなり、これによつて光フ
アイバが焼損する欠点を有してした。

この欠点を改善する為、波長の短い紫外線成分
を多く反射し、波長の長い赤外線や可視光線の成
分を透過する機能をもつたハーフミラーの一種で
あるコールドミラー１２３を光フアイバの入射口
の前面に設けて、熱エネルギー除去の方策が行わ
れていた。

しかしながらこの方策でも焦点部分の単位面積
当たりの光エネルギー量が大きすぎる為に生じる
光フアイバの焼損の虞れがなくならず、しかも光
量が少ないため樹脂の硬化に長時間を要してい
た。

また、特開昭52−8446号の発明は、光源として
照明用の可視光線を放射するものであり、光量と
しても比較的微弱なものである。従つて、装置夫
れ自体が熱線を放射するようなことがなく、対熱
手段が全く講じられなく、また紫外線光束を照射
するものでもない。更に実開昭52−5338号のもの
も、太陽光線の熱線部分を搬送するものであるた
め、熱の分配対象個所で伝熱パイプを分岐してる
ので、紫外線のみを案内する光フアイバを可及的
に冷却したい場合、大きな問題点となるものであ
つた。

本発明は上記問題点を解決する為になされたも
ので、屈曲自在な可撓管で被覆された光の出射口
を有する光フアイバの焼損を防止すると共に集光
効率を高め、且つ熱対策を備えるようにした光束
案内照射装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の上記問題点を解決するための手段は線
型の発光体を楕円筒型ミラーの一方の焦点位置に
配置し、かつ光が焦点する位置に断面が細長い矩
形上をなした光フアイバを用いた光束案内照射装
置において、キヤピラリー型紫外線放電管と、赤
外線等の熱線を透過して紫外線を反射するコール
ドミラーと、一端を帯状に束ねて入射口を形成
し、該入射口近傍で複数に分岐させて他端を出射
口とした光フアイバとを備え、前記コールドミラ
ーは前記楕円筒型ミラーの開口部と該ミラーの焦
点位置との間に配設され、該楕円筒型ミラーから
の光を反射して帯状の集光部分で前記入射口を照
射することを特徴とする光束案内照射装置であ
る。

〔作用〕

本発明による上記手段を用いることにより、棒
状放電管より発した光は楕円筒型ミラーで反射さ
れ、且つコールドミラーで熱線を除去した状態で
直線上に集光し、焦点近傍に配設された帯上の入
射口をもつ光フアイバで受光される。従つて帯状
の入射口における光フアイバの単位面積当たりの
光エネルギーが小さくなり、光フアイバの焼損の
虞れをなくすることができる。また光源の形状に
合わせて集光するので集光効率を向上させること
ができる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例にもとづいて図面を参照し
ながら詳細に説明する。

第１図は本発明の原理を示す斜視図である。第
１図において棒状の光源であるキヤピラリー型紫
外線放電管１は集光手段である楕円筒型ミラー２
の一つの焦点位置に配置される。キヤピラリ型紫
外線放電管（以下放電管と略す）１の発光部分は
棒状を呈しており、発光された光の成分は紫外線
の波長を多く含んでいる。該放電管１から放射さ
れた光は楕円筒型ミラー２で集光された該楕円筒
２の他の一つの焦点５に直線状に集光される。該
焦点５近傍には帯状の入射口４を有する光フアイ
バ３と、該光フアイバ３を配列した剛体の箱９が
設けられている。放熱を効率よく行うために剛体
の箱９近傍から分岐された光フアイバ３の束６
は、屈曲自在な可撓管１０によつて被覆保護さ
れ、該可撓管１０の終端は、出射口８となつてい
る。上記の構成を備えた紫外線光束案内照射装置
は、放電管１の棒状の光源から発した光が楕円筒
型ミラー２によつて焦点５に直線状に集光され、
該焦点５近傍の帯状集光位置で帯状の入射口４を
もつ光フアイバ３に受光される。受光した光フア
イバ３は前記箱９近傍で分岐され可撓管１０によ
つて保護されて出射口８に到る。

第２図乃至第３図は光エネルギーの利用効率を
高める為に構成された本発明の一実施例を示した
ものである。

同図において、集光手段として前記の楕円筒型
ミラー２の他に、放電管一の直下に配置されて放
電管一の下方に放射される光を集光する棒状凸レ
ンズ一５と放電管１の軸方向に放射される光を中
心方向に集光する平面ミラー１４（第３図参照）
とを備えている。該集光手段によつて集光した光
線をコールドミラー１２によつて波長の短い紫外
線を豊富に含む成分のみを選別し、所定の傾斜角
度で反射して、楕円筒型ミラー２の焦点位置１１
に対し、上記紫外線を主とする光線のみを焦点１
３に投射させる。帯状の入射口４を有する光フア
イバ３の配設位置はコールドミラー１２によつて
投射された焦点１３の近傍であつて、帯状に集光
される位置に定められる。冷却手段は、装置の過
熱を防止するために放電管１と、集光手段の楕円
筒型ミラー２の外側と、平面ミラー１４の外側と
コールドミラー１２の下方に設けられた熱吸収板
１７とに水冷用ジヤケツト１６を配設して構成さ
れている。尚、該水冷用ジヤケツト１６は放電管
１及び平面ミラー１４に配設したものについては
図示してない。光エネルギーの利用効率を高める
ための改善を図つた上記の構成を備えた紫外線光
束案内照射装置に於いて、楕円筒型ミラー２と棒
状凸レンズ１５と平面ミラー１４とによつて集光
された光束は、コールドミラー１２によつて波長
の長い赤外線等の熱成分を多く含む光が透過さ
れ、また透過光を熱吸収板１７によつて吸収され
る。そして上記コールドミラー１２から反射した
紫外線等の短い波長の成分を多く含んだ光束が焦
点１３に於いて直線状に集光され、帯状の入射口
４をもつ光フアイバ３へ入射する。

以上の実施例で使用する棒状の光源は点光源に
比べて、発光面が大きく、従つて集光部分におけ
る単位面積当たりのエネルギー量が低くなり、受
光する光フアイバの焼損を防止することができ
る。また帯状の集光部分の形状に合わせて受光す
ることができるので集光効率を高くすることが可
能となる。

なお本発明は以上の実施例に限るものではなく
本発明の主旨に従つて種々の変形適用が可能であ
ることはいうまでもない。例えば出射口は丸でな
く他の形状でも良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、樹脂を硬化処理するための紫
外線照射を大光量で行うことができ、このため処
理時間を従来のものに較べて大幅に短縮すること
が可能になつた。即ち、樹脂の硬化時間は該樹脂
を照射する紫外線が強いことによつて短縮され
る。しかるに従来のシヨートアーク型紫外線放電
管のような点光源から放射される紫外線は、光源
が小さいため集光すると焦点に熱線も含めて集中
し、コールドミラーを使用しても光フアイバを焼
損してしまうが、それでも樹脂加工工程の能率が
低かつたが、本発明を採用した結果、発光源が棒
状しで大きいキヤピラリー型紫外線放電管を使用
したことによつて、入射口を焼損させることなく
大光量の紫外線を照射でき、樹脂硬化処理工程を
著しく短縮できるようになつた。このため、製品
コストも大幅に低減される等、産業上の貢献は顕
著なものである。

更に、本発明によれば、キヤピラリー型紫外線
放電管から放射される熱をコールドミラーで除去
するだけでなく、楕円筒型ミラーの膨出側背部や
その焦点の位置に配設した吸熱板下部等に水冷用
ジヤケツトによる冷却手段を設け、更に、光フア
イバを入射口近傍から複数に分岐させて放熱させ
る効果を高めるようにしたから、大光量の紫外線
を長時間に亘つて案内し照射することができる。
このため工場等製造現場に於ける過酷な使用に充
分対応する耐久性と信頼性のある加工が可能な光
束案内照射装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示す斜視図であり、第
２図は本発明の一実施例を示す装置の断面図、第
３図は第２図の矢印Ａ−Ａ線部の断面図である。
第４図イ，ロ，ハは従来の技術による装置の原理
図である。 １……キヤピラリー型紫外線放電管、２……楕
円筒型ミラー、３……光フアイバ、４……光フア
イバの帯状入射口、１２……コールドミラー、１
４……平面ミラー、１５……棒状凸レンズ、１６
……冷却用ジヤケツト、１７……熱吸収板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 線型の発光体を楕円筒型ミラーの一方の焦点
   位置に配置し、かつ、光が焦点する位置に断面が
   細長い矩形状をなした光フアイバを用いた光束案
   内照射装置において、キヤピラリー型紫外線放電
   管と、赤外線等の熱線を透過して紫外線を反射す
   るコールドミラーと、一端を帯状に束ねて入射口
   を形成し、該入射口近傍で複数に分岐させて他端
   を出射口とした光フアイバとを備え、前記コール
   ドミラーは前期楕円筒型ミラーの開口部と該ミラ
   ーの焦点位置との間に配設され、該楕円筒型ミラ
   ーからの光を反射して帯状の集光部分で前記入射
   口を照射することを特徴とする光束案内照射装
   置。 ２ 前記コールドミラーを透過した熱線の焦点の
   近傍に配設した熱吸収板と、該熱吸収板の下部及
   び前記楕円筒型ミラーの膨出部等に配設した水冷
   用ジヤケツト等の冷却手段を備えたことを特徴と
   する請求項１に記載の光束案内照射装置。 ３ 前記放電管と光フアイバーの入射口との間
   に、棒状の凸レンズを配置したことを特徴とする
   請求項１又は請求項２に記載の光束案内照射装
   置。