JPH11111006A - スポット光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の照射口から異なる光量の放射光を出射
させることができるスポット光源装置を提供することで
ある。 【解決手段】 光を放射する放電灯２と、前記放電灯か
ら放射された光を反射させるコールドミラー４と、前記
コールドミラーにより反射された光を反射させる反射鏡
１０と、前記反射鏡により反射された光を出射させる光
出射口８を有する遮光ドラム６と、前記反射鏡及び前記
遮光ドラムを前記放電灯の光軸を中心として回転駆動さ
せるモータ１４と、前記反射鏡により反射された光を前
記遮光ドラムの前記光出射口を介して照射する複数の照
射口２６，２８と、前記照射口毎に前記モータによる前
記反射鏡及び前記遮光ドラムの回転角度を記憶するメモ
リ４４と、前記メモリにより記憶された回転角度に基づ
いて前記モータにより前記反射鏡及び前記遮光ドラムの
回転駆動を制御する制御手段４０，４６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光を照射するス
ポット光源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、スポット光源装置は、ランプによ
り放射された光を集光する集光ミラーを備え、この集光
ミラーで集光された光を、ファイバ差込口に差し込まれ
たファイバ束の端部に入射するように構成されている。
また、このスポット光源装置は集光ミラーで集光された
光がファイバ束の端部に入射するのを遮るシャッター板
を備え、このシャッター板により、ファイバ束端に入射
する光をＯＮ／ＯＦＦさせている。また、従来のスポッ
ト光源装置には、特公平５−２２２１２号公報に記載さ
れた装置も存在する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のスポ
ット光源装置においては、シャッター板を駆動させるた
めにロータリーソレノイドを用いている。このロータリ
ーソレノイドは、磁力を回転運動に変換して動作するこ
とから動作音が大きく、また、シャッター板を動作させ
る際に生じる振動が大きく、この振動によりネジの緩み
等が生じやすく長時間の運転による信頼性の低下等の原
因となっていた。

【０００４】更に、ファイバ束の端部に入射する光量を
調整する場合には、光路に絞り機構等を特別に設ける必
要があり、また、この絞り機構を駆動させるためのモー
タ等も備える必要があった。

【０００５】この発明の課題は、光量調整した放射光を
出射させることができるスポット光源装置を提供するこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のスポット
光源装置は、光を放射する放電灯と、開口部を有し前記
放電灯から放射された光を反射させるコールドミラー
と、前記コールドミラーの開口部側に位置し前記コール
ドミラーにより反射された光を反射させる反射鏡と、前
記反射鏡により反射された光を出射させる光出射口を有
する遮蔽部材と、前記反射鏡及び前記遮蔽部材を前記放
電灯の光軸を中心として回転駆動させる回転駆動手段
と、前記反射鏡により反射された光を前記遮蔽部材の前
記光出射口を介して照射する照射口と、前記照射口に前
記反射鏡により反射された光を照射するために前記回転
駆動手段により前記反射鏡及び前記遮蔽部材を回転させ
るための回転角度を記憶する回転角度記憶手段と、前記
回転角度記憶手段により記憶された回転角度に基づいて
前記回転駆動手段により前記反射鏡及び前記遮蔽部材の
回転駆動を制御する制御手段とを備えることを特徴とす
る。

【０００７】この請求項１記載のスポット光源装置によ
れば、回転角度記憶手段により照射口に対応して回転角
度を記憶させ、この記憶された回転角度に基づいて制御
手段が前記回転駆動手段による反射鏡及び遮蔽部材の回
転駆動を制御するため照射口から光量調整された光を出
射させることができる。

【０００８】また、請求項２記載のスポット光源装置
は、請求項１記載のスポット光源装置の前記照射口が複
数個設けられており、前記回転角度記憶手段は前記照射
口毎の回転角度を記憶し、前記制御手段により前記回転
角度記憶手段により記憶された回転角度に基づいて前記
回転駆動手段により前記反射鏡及び前記遮蔽部材の回転
駆動を制御して複数の前記照射口の何れかに対して選択
的に前記反射鏡により反射された光を照射することを特
徴とする。

【０００９】この請求項２記載のスポット光源装置によ
れば、回転角度記憶手段により各照射口に対応して回転
角度を記憶させ、この記憶された回転角度に基づいて制
御手段が前記回転駆動手段による反射鏡及び遮蔽部材の
回転駆動を制御するため照射口毎に異なった光量の光を
出射させることができる。従って、異なる種類の接着用
樹脂の硬化等に用いることができる。

【００１０】

【実施の形態】以下、図面を参照して、この発明の実施
の形態にかかるＵＶスポット光源装置を説明する。図１
はＵＶスポット光源装置１の概略構成図である。

【００１１】図中符号２で示すものは、紫外光を放射す
る両端封止型の放電灯である。この放電灯２は、図１に
おいて右方向に開口部を向けたコールドミラー４の内側
に配置され、このコールドミラー４の内面により放電灯
２により放射された紫外光を開口部側に反射させる。

【００１２】また、図中符号６で示すものは、一端が閉
じた円筒形状を有する遮蔽ドラムであり、この遮光ドラ
ム（遮蔽部材）６の側壁には紫外光を出射させる１つの
光出射口８が設けられている。この遮光ドラム６は開口
部側を放電灯２側に位置するように設置されており、遮
光ドラム６の円筒の内部には矩形平板形状を有する反射
鏡１０が配置されている。この反射鏡１０の裏面には反
射鏡取付軸１２の一端が接続されており反射鏡取付軸１
２の他端が遮光ドラム６の底部に固定されている。この
反射鏡１０は放電灯２の光軸に対して４５度の角度を持
って配置されており、コールドミラー４により反射され
た紫外光を常時、遮光ドラムの６の光出射口８に向けて
反射する。

【００１３】また遮光ドラム６の右側にはステッピング
モータ１４が設けられており、このステッピングモータ
１４により反射鏡１０及び遮光ドラム６が一体として回
転させられる。また、ステッピングモータ１４の駆動軸
１６には位置検出板１８が接続されていると共に、この
位置検出板１８の回転量を検出する位置検出センサ２０
が備えられている。

【００１４】なお、位置検出板１８は円板状の部材によ
り構成され反射鏡１０の回転方向における原点３２（図
２及び図３参照）に対応する位置に位置検出用穴（図示
せず）を有する。また位置検出センサ２０は光検出セン
サにより構成され、位置検出板１８の位置検出用穴を通
過する光を検出することにより反射鏡１０が回転方向に
おける原点３２の方向を向いていることを検出する。

【００１５】上述の放電灯２及びコールドミラー４の周
囲には、紫外光を遮光し不要な紫外光が装置外に漏れる
ことを防止するための遮光板２２が配置されている。ま
た放電灯２、コールドミラー４、遮光ドラム６、反射鏡
１０、ステッピングモータ１４、位置検出板１８及び位
置検出センサ２０等はハウジング２４の内部に収容され
ている。ハウジング２４の側壁には、２つの照射口（フ
ァイバ差込口）２６，２８が設けられており反射鏡１０
を回転させることによりこの２つの照射口２６，２８か
ら紫外光を選択的に照射させることができる（図２、図
３参照）。

【００１６】ここで図２及び図３に示すように照射口２
６，２８は、ハウジング２４の側壁に対して傾斜して設
けられている。即ち照射口２６，２８は、この照射口２
６，２８の中心軸と反射鏡１０により反射された紫外光
の光軸が一致するようにハウジング２４の側壁に設けら
れている。

【００１７】この照射口２６，２８には図２に示すよう
に、光ファイバ束３４の一方の端部３４ａがそれぞれ差
し込まれ、光ファイバ束３４の端部３４ａが反射鏡１０
の方向に向けられる。なお、照射口２６，２８に差し込
まれる光ファイバ束３４の端部３４ａには、両端封止型
の放電灯２の特性から周辺部の光量が大きく中央部の光
量が小さい紫外光が入射されることになるが、出射端に
おいて均一な紫外光が出射されるように、光ファイバ束
３４は入射端と出射端との間で、光ファイバ束３４を構
成する各光ファイバを複雑に交差させたものが用いられ
る。

【００１８】また、ハウジング２４内の左端部、即ちコ
ールドミラー４の外面側には冷却ファン３０が備えられ
ており、この冷却ファン３０により、ハウジング２４の
放電灯２及びコールドミラー４の近傍、ステッピングモ
ータ１４の近傍に設けた空気取入口より取り入れた空気
を吸引する。従って、空気取入口より取り入れた空気が
遮光板２２とハウジング２４との間を通ってハウジング
２４外へ排出されることにより放電灯２の電極及びコー
ルドミラー４等の冷却が行なわれる。

【００１９】図４はＵＶスポット光源装置１のブロック
構成図である。中央処理装置（ＣＰＵ）４０はＵＶスポ
ット光源装置１の全体を制御するものであり、ＣＰＵ４
０には操作パネル４２、メモリ４４、モータドライバ４
６及びランプ電源制御部４８が接続されている。

【００２０】操作パネル４２には、ＵＶスポット光源装
置１に対して電源を投入するための電源スイッチ４２
ａ、放電灯２を点灯させるためのランプスイッチ４２ｂ
及び照射口２６，２８から出射される紫外線の光量を設
定するための光量スイッチ４２ｃ等が設けられている。
また、メモリ４４には、照射口２６，２８から出射され
る紫外線の光量の設定値等が記憶されている。

【００２１】なお、照射口２６，２８から出射される紫
外線の光量の設定は操作パネル４２の光量スイッチ４２
ｃ等の操作により行われる。例えば照射口２６から１０
０％の光量の紫外光を出射させ、照射口２８から５０％
の光量の紫外光を出射させるように設定する場合には、
光量スイッチ４２ｃの操作により照射口２６に対して１
００％、照射口２８に対して５０％の指定を行うと、Ｃ
ＰＵ４０において照射口２６から１００％の光量の紫外
光を出射させるために必要なステッピングモータ１４の
回転量を演算してメモリ４４に記憶させると共に照射口
２８から５０％の光量の紫外光を出射させるために必要
なステッピングモータ１４の回転量を演算してメモリ４
４に記憶させる。

【００２２】モータドライバ４６は、ステッピングモー
タ１４の駆動を制御するものであり、操作パネル４０の
電源スイッチ４２ａがＯＮされることによりＡＣ電源
（図示せず）に接続されているＤＣ２４Ｖ電源５０より
ステッピングモータ１４に対して電力の供給を行いステ
ッピングモータ１４の駆動を開始する。また、ランプ電
源制御部４８は、ＣＰＵ４０からの制御信号に基づき放
電灯２に対する電力の供給を制御する。なお、ＤＣ２４
Ｖ電源５０は冷却ファン３０に対しても電力の供給を行
っている。

【００２３】次に、ＵＶスポット光源装置１の動作につ
いて説明する。まず、操作パネル４０の電源スイッチ４
２ａがＯＮされるとモータドライバ４６は、ステッピン
グモータ１４に対してＤＣ２４Ｖ電源５０より電力の供
給を開始する。このステッピングモータ１４の駆動によ
り、反射鏡１０及び遮光ドラム６の回転を行い反射鏡１
０の回転方向における原点３２を確認するための処理を
行う。

【００２４】即ちステッピングモータ１４により反射鏡
１０及び遮光ドラム６の回転を行い、位置検出センサ２
０により位置検出板１８の位置検出用穴を検出した後に
（位置検出用穴を通過した後、所定の位置で）、ステッ
ピングモータ１４による反射鏡１０及び遮光ドラム６の
回転を停止させる。その後、ステッピングモータ１４を
１ステップずつ回転させ位置検出センサ２０により位置
検出板１８の位置検出用穴を検出した位置でステッピン
グモータ１４による反射鏡１０及び遮光ドラム６の回転
を停止させる。

【００２５】なお、この反射鏡１０の回転方向における
原点３２を確認するための処理が終了するまで、即ち反
射鏡１０がホームポジション（原点）３２の方向を向く
までは、ＣＰＵ４０の制御によりランプスイッチ４２ｂ
が操作された場合であってもランプ電源制御部４８から
放電灯２に対して電力の供給が行われないようにされて
いる。

【００２６】従って、反射鏡１０の回転方向における原
点３２の確認処理が終了した後に操作パネル４２のラン
プスイッチ４２ｂが操作されるとランプ電源制御部４８
の制御の下、ＤＣ２４Ｖ電源５０からの電力が放電灯２
に供給され放電灯２が点灯される。

【００２７】次に、照射口２６に差し込まれた光ファイ
バ束３４の端部３４ａへ紫外光を導光する場合には、Ｃ
ＰＵ４０の制御によりメモリ４４に記憶されているステ
ッピングモータ１４の回転量に基づいてステッピングモ
ータ１４を照射口２６方向に回転させ、遮光ドラム６の
光出射口８を照射口２６の位置と一致させる（図２参
照）。これにより反射鏡１０により反射された紫外光
は、照射口２６に差し込まれた光ファイバ束３４の端部
３４ａへ導光される。この時点では、照射口２８に差し
込まれた光ファイバ束３４の端部３４ａは、遮光ドラム
６により遮光されているため紫外光がこの光ファイバ束
３４の端部３４ａに導光されることはない。

【００２８】次に、照射口２８に差し込まれた光ファイ
バ束３４の端部３４ａへ紫外光を導光する場合には、遮
光ドラム６及び反射鏡１０を回転させ、遮光ドラム６の
光出射口８の位置を照射口２８の位置まで移動される必
要がある。即ち、ＣＰＵ４０の制御によりメモリ４４に
記憶されているステッピングモータ１４の回転量に基づ
いてステッピングモータ１４を照射口２８方向に回転さ
せ、遮光ドラム６の光出射口８を照射口２８の位置と一
致させる（図３参照）。

【００２９】なお、この図３においては、照射口２８の
中心軸と反射鏡１０により反射された紫外光の光軸をず
らし、照射口２８から出射される紫外光を絞った状態を
示している。この反射鏡１０の回転により反射鏡１０に
より反射された紫外光は照射口２８に差し込まれた光フ
ァイバ束３４の端部３４ａへ導光される。

【００３０】なお、遮光ドラム６の光出射口８の位置が
照射口２８へ移動する途中において、照射口２６と照射
口２８との間に位置する時には、照射口２６に差し込ま
れた光ファイバ束３４の端部３４ａ及び照射口２８に差
し込まれた光ファイバ束３４の端部３４ａのいずれも遮
光ドラム６により遮光された状態となり、紫外光が各光
ファイバ束３４の端部３４ａに導光されることはない。

【００３１】この実施の形態のＵＶスポット光源装置１
によれば、反射鏡１０の回転方向における原点３２を確
認するための処理が終了するまで放電灯２の点灯が行わ
れないように制御されているため、不要な紫外光が光フ
ァイバ束３４に導光されることが防止でき放電灯２の点
灯時における安全性を向上させることができる。

【００３２】また、遮光ドラム６及び反射鏡１０を一体
として回転させることにより、照射口２６又は、照射口
２８に差し込まれたファイバ束３４の端部３４ａに紫外
光を切り換えて導光することができ、放電灯２から放射
される紫外光を有効に利用することができる。また、照
射口２６と照射口２８との間、即ちハウジング２４の内
壁面に紫外光を照射させた状態においては、照射口２６
及び照射口２８に差し込まれた光ファイバ束の端部３４
ａのいずれも遮光ドラム６により遮蔽された状態とな
り、この遮光ドラム６によりシャッター機構を兼ねるこ
とができる。

【００３３】また、この実施の形態にかかるＵＶスポッ
ト光源装置１によれば、照射口２６，２８から出射され
る紫外線の光量の設定を行うことができるため、例えば
１台のＵＶスポット光源装置１を２種類の接着用樹脂の
硬化に用いることも可能になる。即ち２つの製造ライン
において、それぞれ異なる接着用樹脂を用いる場合があ
るが、この場合には接着用樹脂を硬化させるために、そ
れぞれの接着用樹脂の硬化のために適切な光量の紫外光
の照射が必要になる。

【００３４】従って、照射口２６，２８から出射される
紫外線の光量をそれぞれの接着用樹脂の硬化のために適
切な光量に設定することにより、ＵＶスポット光源装置
１を２種類の接着用樹脂の硬化に用いることができる。
また、１つの製造ラインを流れる製品の２つの場所を接
着する場合において、それぞれ異なる接着用樹脂を用い
る場合にも、このＵＶスポット光源装置１を用いること
ができる。

【００３５】また、放電灯２の光量は、経時的に減少す
ることから放電灯２の放電開始当初は遮光ドラム６の光
出射口８と照射口２６，２８に差し込まれた光ファイバ
束３４の端部３４ａの位置をずらして紫外光を導光し、
その後放電灯２の光量の減少に伴い、ずらし量を少なく
することにより常に一定の光量の紫外光をファイバ束３
４に導光することができる。

【００３６】更に、この実施の形態にかかるＵＶスポッ
ト光源装置１においては、遮光ドラム６および反射鏡１
０をステッピングモータ１４により回転させることによ
り、紫外光を導光させるファイバ束３４を選択するた
め、振動及び衝撃を減少させることができ動作音を小さ
くすることができると共に振動によるネジの緩み等が生
じにくくすることができる。

【００３７】また、上述の実施の形態ににかかるＵＶス
ポット光源装置１おいては、放電灯２として紫外光を放
射する放電灯を用いているが、これに限定されるもので
はなく青系の可視光等紫外光以外の光を放射する放電灯
を用いることも可能である。この場合には接着用樹脂硬
化用のスポット光源装置としての用途を多様化すること
ができる。

【００３８】また、上述の実施の形態にかかるＵＶスポ
ット光源装置１おいては、照射口２６，２８にライトガ
イドとして光ファイバ束３４を差し込んでいるが、光フ
ァイバ束３４に限定されるものではなく液体ライトガイ
ドを用いることも可能である。

【００３９】ここで液体ライトガイドとは内部を液体で
満たしたライトガイドであり、液体の屈折率がこれを囲
む固体の屈折率よりも高く構成されているものである。
液体ライトガイドは光ファイバ束のように多数のコア、
クラッドを有さないため透過率がよく放射光の有効利用
を図ることができる。

【００４０】また、上述の実施の形態にかかるＵＶスポ
ット光源装置１においては、遮光ドラム６の形状を円筒
形状としたが、これに限らず、板状の遮光板を用いるこ
とも可能である。この場合、板状の遮光板は、ＵＶスポ
ット光源装置のハウジングの外壁に備えられた複数の照
射口（ファイバ差込口）を同時に塞ぐことができる幅を
有するものであることが必要である。これにより、放電
灯２からの散乱光、漏れ光が不必要にファイバ束３４に
入射することを防止することができる。

【００４１】また、上述の実施の形態において、照射口
２６と照射口２８との間のハウジング２４の内壁面に光
検出センサを設置することにより放電灯２のライフエン
ドを検知するようにしてもよい。この場合には、反射鏡
１０及び遮光ドラム６が回転し、光出射口８が光検出セ
ンサの位置に達した際に、光検出センサにより放電灯２
の紫外光の強さが検出される。更に、この光センサによ
り検出した放電灯２の紫外光の強さを光量調節に用いる
ことも可能である。

【００４２】更に、上述の実施の形態においては、ハウ
ジング２４に照射口（ファイバ差込口）を２個設けてい
るが、これに限定されることなく３個以上の照射口を設
けることも可能である。

【００４３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、回転角度
記憶手段により照射口に対応して回転角度を記憶させ、
この記憶された回転角度に基づいて制御手段が前記回転
駆動手段による反射鏡及び遮蔽部材の回転駆動を制御す
るため照射口から光量調整された光を出射させることが
できる。

【００４４】また、請求項２記載の発明によれば、回転
角度記憶手段により各照射口に対応して回転角度を記憶
させ、この記憶された回転角度に基づいて制御手段が前
記回転駆動手段による反射鏡及び遮蔽部材の回転駆動を
制御するため照射口から毎に異なった光量の光を出射さ
せることができる。従って、異なる種類の接着用樹脂の
硬化等に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係るＵＶスポット光源
装置の概略構成図である。

【図２】この発明の実施の形態に係るＵＶスポット光源
装置の反射鏡の回転の状態を説明するための図である。

【図３】この発明の実施の形態に係るＵＶスポット光源
装置の反射鏡の回転の状態を説明するための図である。

【図４】この発明の実施の形態に係るＵＶスポット光源
装置のブロック構成図である。

【符号の説明】

１…ＵＶスポット光源装置、２…放電灯、４…コールド
ミラー、６…遮光ドラム、８…光出射口、１０…反射
鏡、１４…ステッピングモータ、１８…位置検出板、２
０…位置検出センサ、２４…ハウジング、２６，２８…
照射口、３０…冷却ファン、４０…ＣＰＵ、４２…操作
パネル、４２ａ…電源スイッチ、４２ｂ…ランプスイッ
チ、４２ｃ…光量スイッチ、４４…メモリ、４８…ラン
プ電源制御部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を放射する放電灯と、 開口部を有し前記放電灯から放射された光を反射させる
   コールドミラーと、 前記コールドミラーの開口部側に位置し前記コールドミ
   ラーにより反射された光を反射させる反射鏡と、 前記反射鏡により反射された光を出射させる光出射口を
   有する遮蔽部材と、 前記反射鏡及び前記遮蔽部材を前記放電灯の光軸を中心
   として回転駆動させる回転駆動手段と、 前記反射鏡により反射された光を前記遮蔽部材の前記光
   出射口を介して照射する照射口と、 前記照射口に前記反射鏡により反射された光を照射する
   ために前記回転駆動手段により前記反射鏡及び前記遮蔽
   部材を回転させるための回転角度を記憶する回転角度記
   憶手段と、 前記回転角度記憶手段により記憶された回転角度に基づ
   いて前記回転駆動手段により前記反射鏡及び前記遮蔽部
   材の回転駆動を制御する制御手段と、 を備えることを特徴とするスポット光源装置。
2. 【請求項２】 前記照射口は複数個設けられており、前
   記回転角度記憶手段は前記照射口毎の回転角度を記憶
   し、前記制御手段により前記回転角度記憶手段により記
   憶された回転角度に基づいて前記回転駆動手段により前
   記反射鏡及び前記遮蔽部材の回転駆動を制御して複数の
   前記照射口の何れかに対して選択的に前記反射鏡により
   反射された光を照射することを特徴とする請求項１記載
   のスポット光源装置。