JPH054104U

JPH054104U - 紫外光源ユニツト

Info

Publication number: JPH054104U
Application number: JP5122991U
Authority: JP
Inventors: 純二中村; 工福西
Original assignee: 日本石英硝子株式会社
Priority date: 1991-07-03
Filing date: 1991-07-03
Publication date: 1993-01-22

Abstract

(57)【要約】【目的】ユニット全体を大型化することがないととも
に、照射面における光量ムラを発生することのない紫外
光源ユニットを提供する。【構成】紫外域において光透過性を有する光伝送用ロッ
ド１２と、この光伝送用ロッド１２の外周面に軸方向に
直線細縞状に付着して形成された、紫外域において光伝
送用ロッド１２よりも屈折率が大きく、かつこの波長域
で光吸収が少ない拡散縞２２と、光伝送用ロッド１２に
形成された拡散縞２２と対向する位置にスリット３０を
有し、かつ拡散縞２２に対向するスリット３０部分が光
伝送用ロッド１２に最も隣接した位置にあり、スリット
３０から外方へ離れるに従って光伝送用ロッド１２から
も離隔するような曲率たる最適曲率に形成された反射面
を有したスリット付き反射鏡１４と、少なくとも光伝送
用ロッド１２の一端面に紫外線を入射する光源１６とを
有してなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、線状の紫外光線を出射できる紫外光源ユニットに関し、さらに詳細には、接着、封止、印刷などの分野における紫外線硬化樹脂のキュアリング用光源、エレクトロニクス分野における紫外線露光パターニング用光源あるいは医療、食品などの分野における消毒、殺菌用光源などに用いて好適な、線状の紫外光線を出射できる紫外光源ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の線状の紫外光線を出射できる紫外光源ユニットとしては、放電灯のような点光源を反射鏡により反射させて集光し、反射鏡の前面においたスリットを形成された遮蔽板を介してスリットから線状に紫外光線を放射させていたものがある。あるいは、点光源を反射鏡やレンズを用いて集光してファイバーの一方の端部に入光し、このファイバーの出射端たる他方の端部をアレイ状に配設して、線状の紫外光線を出射させていたものがある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記した従来の技術で説明した前者にあっては、放電灯、反射鏡及び遮蔽板を必要とするため、ユニット全体が大型化するという問題点があった。

【０００４】また、上記した従来の技術で説明した後者にあっては、多数のファイバーの端面をアレイ状に配設しているため、ファイバーから出射される紫外光線の照射面における光量ムラの発生を防止することが困難であるという問題点があった。

【０００５】本考案は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ユニット全体を大型化することがないとともに、照射面における光量ムラを発生することのない紫外光源ユニットを提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案における紫外光源ユニットは、特開昭６３ −１０８３３２号公報に開示された光源ユニットに基本的構成をのっとるとともに、そこに開示された光源ユニットを改良したものであり、紫外域において光透過性を有する光伝送用ロッドと、この光伝送用ロッドの外周面に軸方向に直線細縞状に付着して形成された、紫外域において光伝送用ロッドよりも屈折率が大きく、かつこの波長域で光吸収が少ない拡散縞と、光伝送用ロッドに形成された拡散縞と対向する位置にスリットを有し、かつ拡散縞に対向するスリット部分が光伝送用ロッドに最も隣接した位置にあり、スリットから外方へ離れるに従って光伝送用ロッドからも離隔するような曲率たる最適曲率に形成された反射面を有したスリット付き反射鏡と、少なくとも光伝送用ロッドの一端面に紫外線を入射する光源とを有してなるものである。

【０００７】

【作用】

光源から出射された紫外光線は、光伝送用ロッド内に入射され、拡散縞により拡散反射されて反射鏡のスリットから、線状の紫外光線として放射される。

【０００８】

【実施例】

以下、図面に基づいて、本考案による紫外光源ユニットを詳細に説明するものとする。

【０００９】図１は、本考案による紫外光源ユニット１０の一実施例を示し、光伝送用ロッド１２を内蔵した円筒状のスリット付き反射鏡１４と、光伝送用ロッド１２の端面１２ａに対向して配設された紫外線を放射する光源１６と、光源１６の光線を反射させて、光伝送用ロッド１２の端面１２ａ方向に反射する反射鏡１８と、光伝送用ロッド１２の端面１２ａと光源１６との間に配設されて、光源１６及び反射鏡１８からの光線を集光する集光レンズ２０とを設けている。なお、上記各構成部材は、前記特開昭６３−１０８３３２号公報に開示された光源ユニットと基本的に同一であるため、ここに特開昭６３−１０８３３２号公報を引用することにより、詳細な構成及び作用の説明は省略し、本考案の特徴部分についてのみ説明することとする。

【００１０】図２には、光伝送用ロッド１２が詳細に示されており、光伝送用ロッド１２は、紫外域において優れた光透過性を有する材料から製造されており、石英ガラスは最も優れた材料である。特に、石英ガラスの中でも、天然原料から製造される透明石英ガラスよりも、化学的に合成された原料から製造される透明石英ガラスの方が、紫外線の出射効率が高いため本考案には適している。本実施例においては、光伝送用ロッド１２の寸法は、直径１０ｍｍであり、長さ３５０ｍｍとされている。

【００１１】この光伝送用ロッド１２の表面には、拡散縞２２が直線細縞状に形成されている。拡散縞２２は、紫外域（４００ｎｍ〜２００ｎｍ）において、光伝送用ロッド１２の材料たる石英ガラスよりも屈折率が大きく、かつこの紫外域の波長域において、光吸収が少ない材質の材料を使用している。例えば、水晶、酸化アルミニウム、ヨウ化カリウムなどの微粉末をシリコーン樹脂をバインダーとして、光伝送用ロッド１２の表面に塗布している。本実施例においては、拡散縞２２としては、バインダーとしてのシリコーン樹脂にアルミナ粉を混入したものを使用しており、配合比は「シリコーン樹脂：アルミナ＝１：１」とされている。また、アルミナはα−Ａｌ₂Ｏ₃であり、約０．５μｍ〜５μｍ粒径のものを使用し、幅約２ｍｍで、長さ３２０ｍｍに渡って塗布している。

【００１２】また、光伝送用ロッド１２の他方の端面１２ｂには、拡散反射シート２４が配設されている。この拡散反射シート２４は、拡散縞２２と同材質のものであり、厚さ１ｍｍの拡散反射シート２４が、シリコーンにて端面１２ｂに貼付されている。

【００１３】図３（ａ）は、上記で説明した光伝送用ロッド１２を円筒状の反射鏡１４内に組み込んだ状態を示し、また図３（ｂ）は、図３（ａ）の分解斜視図を示している。拡散縞２２を塗布された光伝送用ロッド１２は、両端部にＦＥＰ製の保護チューブ２６を嵌挿されるとともに、端面１２ａ側の保護チューブ２６上にはアルミニウム製のスペーサ２８を嵌入されて、円筒状の反射鏡１４内に挿入される。その際に、反射鏡１４のスリット３０の反対側に拡散縞２２が位置するようにする。拡散反射シート２４が位置する側の保護チューブ２６上には、アルミニウム製のキャップ３２が筒部３３を被覆するようにして位置され、光伝送用ロッド１２は反射鏡１４内に周囲に間隙をもって保持される。このようにして、反射鏡１４内に位置された光伝送用ロッド１２は、反射鏡１４内に穿設されたネジ穴（図示せず）内に固定用ネジ３４をネジ込みスペーサ２８に当接させることにより、反射鏡１４に固定される。なお、反射鏡１４の内面は、反射光が波長が短く、かつ直線性を有するように、光輝性に優れた鏡面仕上げにすることが好ましい。

【００１４】また、光源１６としては、紫外線を放出する光源、例えば、水銀灯、キセノンランプ、水銀−キセノンランプなどを使用することが好ましい。光源１６からの光線を光伝送用ロッド１２の端面１２ａに集光するには、図１に示すように、光源１６に取り付けた放物面鏡として形成された反射鏡１８と集光レンズ２０との組み合わせによったり、あるいは図４に示すように、一端を光源部３６に連結するとともに、他端を光伝送用ロッド１２の端面１２ａに連結した光ファイバー３８により、端面１２ａに紫外光線を集光するようにしてよい。光ファイバー３８としては、石英光ファイバー、リキッド光ファイバーなどを使用することができる。この光ファイバー３８による導光は、光源部３６あるいは反射鏡１４を被覆された光伝送用ロッド１２を、それぞれ自由に移動することができるため、各分野において紫外光線利用する際に極めて有利性を有する。また、特に図示はしないが、光伝送用ロッド１２の端面１２ｂに位置される拡散反射シート２４及びキャップ３２を取り外して、両方の端面１２ａ、１２ｂに光ファイバー３８を連結して、光伝送用ロッド１２に紫外光線を導入するようにしてよい。

【００１５】以上の構成において、光源１６を点灯すると、光源１６から放射された紫外光線が、端面１２ａに集光されつつ入射される。光伝送用ロッド１２に入射された紫外光線は、拡散縞２２によって拡散反射されて、スリット３０から一次ビーム紫外光のみが出射され、平行光線に近い光量ムラのない均一な線状紫外光線を得ることができる。二次ビーム紫外光は、反射鏡１４により光伝送用ロッド１２内に反射されて拡散縞２２に到達し、再度拡散縞２２に反射されて一次ビーム紫外光として利用される。

【００１６】以下、実験例に基づいて、上記で説明した本考案による紫外光源ユニットの特性を説明する。なお、実験条件としては、光伝送用ロッド１２として、直径１０ｍｍで、長さが３５０ｍｍの石英ガラスロッドを使用した。また、光源１６としては、水銀−キセノンランプ（Ｈｇ−Ｘｅランプ）を使用した。

【００１７】図５は、光源１６として使用したＨｇ−Ｘｅランプの出射光スペクトル特性を示す。この特性をもつランプを、各実験において使用した。そして図６は、Ｈｇ −Ｘｅランプにリキッド光ファイバー（リキッドライトガイド）を結合し、そのリキッド光ファイバー端部の出射光を測定したスペクトル分布である。

【００１８】図７は、特開昭６３−１０８３３２号公報に開示された光源ユニット（拡散縞としてチタニアを使用した。）に、図５の特性のランプを、リキッド光ファイバーを介して導入した場合の出射光スペクトルを示す。この図７と図５及び図６の比較から明らかなように、ランプのもつ３６５ｎｍ（Ｉ線）の最強スペクトルがわずかに検出できた程度であり、この光源ユニットのカットオフ波長は４００ｎｍであった。

【００１９】これに対して、図８及び図９は、本考案による紫外光源ユニットの出射光スペクトルを示し、ランプのもつ紫外線（輝線）を忠実に放射していることが検出された。即ち、図８に示す実験例は、拡散縞２２として、バインダーとしてのシリコーン樹脂にアルミナ粉を混入したものを使用しており、配合比は「シリコーン樹脂：アルミナ＝１：１」とされている。また、アルミナはα−Ａｌ₂Ｏ₃であり、約０．５μｍ〜５μｍ粒径のものを使用し、幅約２ｍｍで、長さ３２０ｍｍに渡って塗布したものである。また、図９は、拡散縞２２として、水晶粉末であって粒径が約５μｍ〜４０μｍであるものを使用したものである。

【００２０】このように、図６と図８及び図９の比較から明らかなように、図８及び図９の実験例においては、ランプのもつ紫外線（輝線）が忠実に放射されることが確認された。しかしながら、図８と図９との間で出射光の強度を比較すると、拡散縞２２の材質としては、水晶よりもアルミナの方が出射光の強度が強いことが確認された。この結果は、水晶に比較するとアルミナの方が、このスペクトル領域においてはるかに高い屈折率を有するためであると考えられる。

【００２１】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２２】光源から出射された紫外光線は、光伝送用ロッド内に入射され、拡散縞により拡散反射されて反射鏡のスリットから、線状の紫外光線として放射されるため、ユニット全体が大型化することがないとともに、照射面において光量ムラが発生することがない線状紫外光線を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による紫外光源ユニットの全体構成説明
図である。

【図２】光伝送用ロッドの斜視図である。

【図３】円筒状の反射鏡内に配設された光伝送用ロッド
を示し、（ａ）は組み立てられた状態を示す斜視図であ
り、（ｂ）は（ａ）の分解斜視図である。

【図４】光ファイバーを使用した導光方法を示す全体構
成説明図である。

【図５】Ｈｇ−Ｘｅランプの出射光スペクトルである。

【図６】Ｈｇ−Ｘｅランプにリキッド光ファイバーを結
合し、そのリキッド光ファイバー端部の出射光を測定し
た出射光スペクトルである。

【図７】特開昭６３−１０８３３２号公報に開示された
光源ユニット（拡散縞としてチタニアを使用した。）
に、図５の特性のランプを、リキッド光ファイバーを介
して導入した場合の出射光スペクトルである。

【図８】拡散縞として、アルミナを使用した場合の本考
案による紫外光源ユニットの出射光スペクトルである。

【図９】拡散縞として、水晶を使用した場合の本考案に
よる紫外光源ユニットの出射光スペクトルである。

【符号の説明】

１０紫外光源ユニット１２光伝送用ロッド１４円筒状の反射鏡１６光源１８反射鏡２０レンズ２２拡散縞２４拡散反射シート２６保護チューブ２８スペーサ３０スリット３２キャップ３３筒部３４固定用ネジ３６光源部３８光ファイバー

Claims

【実用新案登録請求の範囲】【請求項１】紫外域において光透過性を有する光伝送
用ロッドと、前記光伝送用ロッドの外周面に軸方向に直
線細縞状に付着して形成された、紫外域において前記光
伝送用ロッドよりも屈折率が大きく、かつ紫外域の波長
域で光吸収が少ない拡散縞と、前記光伝送用ロッドに形成された前記拡散縞と対向する
位置にスリットを有し、かつ前記拡散縞に対向する前記
スリット部分が前記光伝送用ロッドに最も隣接した位置
にあり、前記スリットから外方へ離れるに従って前記光
伝送用ロッドからも離隔するような曲率たる最適曲率に
形成された反射面を有したスリット付き反射鏡と、少なくとも前記光伝送用ロッドの一端面に紫外線を入射
する光源とを有したことを特徴とする紫外光源ユニッ
ト。