KR19980087421A - 광로분할형 자외선 조사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사조도분포가 좋고 평균방사조도를 높게 할 수 있는 열에 의한 변형, 변색 등을 일으키기 쉬운 워크를 처리하기 위한 자외선 조사장치를 제공하는 것으로서, 봉상(棒狀)램프(1)로부터 방출되고 홈통형상 콜드미러(2)로 반사한 광은 콜드미러로 구성되는 제1의 광분할미러(5, 5')에 입사하여 2분할되고, 전반사 미러(4, 4')에 입사한다. 한편, 봉상램프(1)로부터 방출되는 직접광은 콜드미러로 구성되는 제2의 광분할미러(6, 6')에 입사하여 2분할되고, 전반사 미러(4, 4')에 입사한다. 전반사 미러(4, 4')에 의한 반사광은 콜드필터(3, 3')에 입사하고, 콜드필터(3, 3')를 투과한 광이 워크(W)에 조사된다. 워크(W) 상에는 2분할한 광이 부분적으로 겹쳐지도록 조사되므로 방사조도분포가 향상된다. 또한, 상기 제2의 광분할미러(6, 6')를 대신하여 차광부재를 이용할 수도 있다.

Description

광로분할형 자외선 조사장치

본 발명은 플라스틱재, 감열지, 액정 등 열에 의한 변형·변색 등의 변화를 일으키기 쉬운 피처리체의 자외선에 의한 접착이나 잉크 등의 경화처리에 이용되는 자외선 조사장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 피처리체 상의 광조사면에 있어서의 조도분포가 좋고 평균조도가 높은 광로분할형 자외선 조사장치에 관한 것이다.

열에 의해 변형·변색을 일으키기 쉬운 피처리체(이하 “워크”라고 한다)를, 냉각수단을 이용하지 않고 처리가능한 자외선 조사장치로서 먼저 도9에 도시한 것이 제안되어 있다(일본국 특원평 8-72170호).

도9에 있어서, 10은 자외선 조사장치 상자체, 11은 봉상의 고압수은램프이고, 봉상램프(11)로부터 방사된 광의 일부는 홈통형상 콜드미러(12)에 입사하고, 다른 일부는 평판상 콜드미러(14, 15)에 입사한다. 홈통형상 콜드미러(12)에 입사한 광 중, 일부의 가시광과 자외광은 홈통형상 콜드미러(12)를 투과하고, 자외광(일부의 가시광과 적외광을 포함한다)이 홈통형상 콜드미러(12)로 반사하고, 평판상 콜드미러(14)에 입사한다. 그리고, 그 반사광이 콜드필터(13)에 입사하고, 콜드필터(13)에 있어서 가시광의 일부가 반사되고, 다른 광이 워크(W)에 입사한다.

한편, 봉상램프(11)로부터 방사되고 직접 콜드미러(14, 15)에 입사한 광 중, 일부의 가시광과 자외광은 콜드미러(14, 15)를 투과하고, 자외광(일부의 가시광과 적외광을 포함한다)이 평판상 콜드미러(14, 15)로 반사한다. 평판상 콜드미러(14, 15)로 반사한 상기 자외광은 다시 콜드필터(13)에 입사하고, 콜드필터(13)에 있어서 가시광의 일부가 반사하고, 다른 광이 워크(w)에 입사한다.

즉, 홈통형상 콜드미러(12)로부터의 반사광, 봉상램프(11)로부터의 직접광을 콜드미러(14, 15)로 반사하고, 콜드미러(14, 15)로부터의 반사광만을 콜드필터(13)를 통하여 워크(W)에 조사함으로써, 상대적으로 적외광, 가시광 성분의 비율을 적게 하고 자외선 성분이 많은 광을 워크(W)에 조사할 수 있다.

상기한 자외선 조사장치는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

즉, 봉상램프(11)로부터의 광을 유효하게 이용하기 위해서는, 광이 콜드미러(14)에 평행하게 조사 또는 집광하여 조사될 필요가 있다.

그 때문에, 홈통형상 콜드미러(12)의 형상은 단면이 타원형상 혹은 포물선형상이 되지만, 단면이 상기 형상의 미러에 의해 반사된 광은 조사면에서 가우스분포형상의 방사조도분포가 된다. 이 때문에, 봉상램프의 긴변방향에 비교하여 짧은 변 방향의 방사조도분포가 나빠진다.

상기와 같이 방사조도분포가 나쁘고, 조사영역상에서의 방사조도분포가 균일하지 않으면, 다음과 같은 문제점이 발생한다.

(a) 워크상의 조사영역에 있어서 최소치의 방사조도에 의거하여 처리시간을 규정하므로, 워크의 처리시간이 길어진다.

오버큐어가 문제가 되지 않는 워크의 경우, 전체의 파워를 올리면, 방사조도분포에 관계없이 처리시간을 단축할 수 있지만, 램프에 투입하는 전력을 크게 할 필요가 있고, 효율이 나빠진다.

광의 파워를 올리지 않는다고 하면, 어느 방사조도 이상의 조사영역내에서 워크를 처리하게 되지만, 처리할 수 있는 워크는 작아진다.

(b) 예를 들면 렌즈를 접착하는 등에 사용할 경우, 방사조도분포가 불균일하면 접착제의 장소에 따른 자외선 흡수차이에 의한 열변형·경화반응의 고르지 못함에 따른 응력이 발생한다.

상기 문제에 대처하기 위해 예를 들면 다음 방책을 생각할 수 있다.

① 램프와 워크조사면과의 거리를 크게 한다.

② 미러나 필터에 확산기능을 갖게 한다. 예를 들면, 콜드필터(13)의 표면／이면을 샌드블라스트 가공하거나, 홈통형상 콜드미러(12)를 골프볼의 표면과 같은 딤플(dimple)가공하거나, 혹은 홈통형상 콜드미러(12)／콜드미러(14)를 다면체로 한다.

상기 ①의 방법을 채택한 경우, 워크 표면에서의 방사조도가 낮아지고, 처리시간이 길어진다. 또, 반송계를 포함한 전체의 시스템이 커지고, 처리장치가 점유하는 공간이 커진다.

상기 ② 중, 샌드블라스트 가공을 하면 방사조도가 저하하고, 효율이 저하한다. 또, 광을 효율좋게 추출하고, 또한 방사조도가 좋아지도록 딤플가공하거나 다면체로 하는 데에는 그 형상·구조의 설계가 어렵다.

본 발명은 상기한 사정을 고려하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 열에 의한 변형, 변색 등의 변화를 일으키기 쉬운 워크를 냉각수단을 이용하지 않고 처리할 수 있으며, 방사조도분포가 좋고, 광조사면 상의 평균방사조도를 높게하는 것이 가능한 광로분할형 자외선 조사장치를 제공하는 것이다.

도1은 본 발명의 제1 실시예의 자외선 조사장치의 구성을 도시하는 도면,

도2는 본 발명의 제1 실시예의 자외선 조사장치의 구성을 도시하는 도면,

도3은 콜드미러의 분광반사율의 일례를 도시하는 도면,

도4는 콜드필터의 분광투과율의 일례를 도시하는 도면,

도5는 제1 실시예의 자외선 조사장치에 있어서의 광로를 설명하는 도면,

도6은 제1 실시예에 있어서의 조사영역 상의 조도분포를 도시하는 도면,

도7은 본 발명의 제2의 실시예를 도시하는 도면,

도8은 본 발명의 제3의 실시예를 도시하는 도면,

도9는 종래예를 도시하는 도면이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 봉상램프, 2 : 홈통형상 콜드미러,

3, 3' : 콜드필터, 4, 4' : 전반사 미러,

4a : 지지부재, 5, 5' : 제1광로분할미러,

5a : 지지부재, 6, 6' : 제2광로분할미러,

7 : 송풍덕트, 8 : 배풍덕트,

10 : 자외선 조사장치 상자체, P1∼P3 : 송풍로,

S1, S3 : 차광부재, S2 : 차광판(광흡수판),

M : 반사판

상기 과제를 본 발명에 있어서는 다음과 같이 하여 해결한다.

(1) 자외선 조사장치를 봉상램프와, 봉상램프의 장축방향과 평행하게 배치되고, 봉상램프의 방사광 일부를 반사하는 홈통형상 콜드미러와, 적어도 2매의 콜드미러로 이루어지고, 상기 봉상램프로부터 방출된 광을 2분할하고, 2분할된 광을 서로 다른 방향으로 반사하는 광로분할미러와, 상기 광로분할미러에 의해 2분할된 광을 각각 반사하는 2매의 전반사 미러와, 상기 전반사 미러로 반사한 광을 투과시키는 콜드필터로 구성한다.

그리고, 상기 봉상램프로부터 방출되는 광 중, 광로분할미러에 의해 2분할되고 콜드필터를 통과한 광만이 광조사면 상에 부분적으로 겹쳐 조사되도록 상기 광로분할미러, 전반사 미러 및 콜드필터를 배치한다.

(2) 상기 (1)에 있어서, 봉상램프로부터 방출되는 광이 직접 콜드필터에 조사되지 않도록 차광판을 배치한다. 또한, 차광판으로서는 입사한 광을 흡수하는 것을 사용해도 입사한 광을 반사하는 것을 사용해도 좋다.

차광판으로서 반사판을 이용하여, 입사하는 광을 홈통형상 콜드미러방향으로 반사시킴으로써, 봉상램프로부터 방출되는 광의 에너지를 유효하게 이용할 수 있다. 또, 반사판을 봉상램프의 관축을 중심으로 하는 원호상으로 함으로써, 반사판에 입사한 광을 봉상램프의 근방에서 집광시킬 수 있고, 광의 에너지를 더욱 유효하게 이용할 수 있다.

(3) 상기 (1), (2)에 있어서, 광로분할미러를 봉상램프로부터 방출되고 홈통형상 콜드미러로 반사된 광을 2분할하고, 서로 다른 방향으로 반사하는 제1의 광로분할미러와, 봉상램프로부터 직접 방출되는 광을 2분할하여 서로 다른 방향으로 반사하는 제2의 광로분할미러로 구성하고, 전반사 미러를 상기 제1의 광로분할미러 및 제2의 광로분할미러로 반사된 광을 반사하도록 배치한다.

(4) 상기 (1), (2), (3)에 있어서, 홈통형상 콜드미러에 통풍로를 배설하고, 이 통풍로로부터 유입하는 냉각풍에 의해 적어도 봉상램프, 홈통형상 콜드미러, 광로분할미러, 및 콜드필터를 냉각한다.

(5) 상기 (4)에 있어서, 광로분할미러의 이면측에 차광부재를 장착하여 광분할미러와 차광부재에 의해 통풍로를 형성하고, 이 통풍로에 냉각풍을 흘려 광로분할미러를 냉각한다.

본 발명의 청구항1∼7의 발명은 상기한 바와 같이, 봉상램프로부터 방출되는 광을 콜드미러로 구성되는 광로분할미러에 의해 2분할하여 콜드필터를 투과시키고, 2분할된 광이 광조사면 상에서 부분적으로 겹쳐지도록 하였으므로, 광조사면에 있어서의 방사조도분포를 균일화할 수 있다.

또, 봉상램프로부터 방출되는 광을 2개의 광로로 나누어, 2매의 광로분할미러 및 전반사 미러로 반사시키고 있고, 광의 반사회수가 많으므로, 램프와 광조사면의 거리를 짧게 할 수 있으며, 장치 전체의 크기를 작게 할 수 있다.

또한, 청구항2∼4의 발명과 같이, 광을 흡수 혹은 반사하는 차광판을 배치함으로써, 봉상램프로부터 방출되는 광이 직접 콜드필터에 입사하는 것을 확실히 방지할 수 있다. 특히, 청구항3, 4의 발명과 같이 차광판으로서 반사판을 이용함으로써, 봉상램프가 방출하는 광의 에너지를 유효하게 이용할 수 있다.

또, 청구항5의 발명과 같이, 광로분할미러를 제1의 광로분할미러와, 제2의 광로분할미러로 구성함으로써, 봉상램프로부터 방출되는 광의 에너지를 유효하게 이용할 수 있고, 광조사면에 있어서의 방사조도를 강하게 할 수 있다.

청구항6, 7과 같이 냉각계를 구성함으로써, 효과적으로 봉상램프, 홈통형상 콜드미러, 광로분할미러 및 콜드필터 등을 냉각할 수 있다.

도1, 도2는 본 발명의 제1의 실시예인 자외선 조사장치의 구성을 도시하는 도면이고, 도1은 본 실시예의 자외선 조사장치를 봉상의 자외선램프의 관축에 수지인 평면으로 자른 단면도를 도시하고, 도2는 본 실시예의 자외선 조사장치를 상기 관축을 통하고 광축을 따른 평면으로 자른 단면도를 도시하고 있다.

도1, 도2에 있어서, 1은 고압수은램프, 메탈할라이드램프 등으로 구성되는 자외광을 포함하는 광을 방출하는 봉상램프, 2는 홈통형상 콜드미러이며, 홈통형상 콜드미러(2)는 자외광과 일부인 가시광을 반사하고, 기타의 광을 투과하는 증착막을 설비한 유리 등으로 형성된다. 상기 홈통형상 콜드미러(2)에는 복수의 송풍로(P1)가 배설되어 있고, 송풍덕트(7)로부터 보내어지는 냉각풍은 상기 송풍로(P1)를 통하여 도1의 화살표로 나타내는 경로로 홈통형상 콜드미러(2) 내에 유입한다.

4, 4'는 표면이 경면가공된 알루미늄판 등으로 형성된 자외광, 가시광 등의 거의 모든 파장역의 광을 반사하는 전반사 미러이고, 전반사 미러(4, 4')는 도1에 도시하는 바와 같이 홈통형상 미러(2)의 양측에 배치되어 있고, 전반사 미러 지지부재(4a)에 의해 지지되고 있다. 또, 전반사 미러(4, 4')는 방사조도분포의 조정이 가능하도록 각도를 조정할 수 있도록 장착되어 있다.

5, 5'는 제1의 광로분할미러이고, 제1의 광로분할미러(5. 5')는 상기 홈통형상 콜드미러(2)와 마찬가지로, 자외광과 일부의 가시광을 반사하고 기타의 광을 투과하는 증착막을 설비한 유리 등으로 형성되어 있고, 도1에 도시하는 바와 같이, 각각의 일변을 예각형상으로 맞댄 2매의 미러로 구성되고, 2매의 제1의 광로분할미러(5, 5')는 광축에 대해 대칭으로 배치되어 있다.

6, 6'은 상기 제1의 광로분할미러(5, 5')와 동일한 콜드미러로 형성된 제2의 광로분할미러이고, 도1에 도시하는 바와 같이, 제1의 광로분할미러(5, 5')의 양측으로 광축에 대해 대칭으로 배치되어 있다.

제1, 제2의 광로분할미러(5, 5', 6, 6')는 상부에 돌기부를 가지고 중앙부에 거의 삼각형 모양의 개구부를 가지는 광로분할미러 지지부재(5a)의 상측의 면에 장착되어 있고, 광로분할미러 지지부재(5a)의 하측 측면 및 하면에는 상기 제1, 제2의 광로분할미러(5, 5', 6, 6')를 투과한 가시광, 적외광을 차광(광을 흡수)하기 위한 차광부재(S1)가 장착되어 있다. 즉, 제1, 제2의 광로분할미러(5, 5', 6, 6') 및 차광부재(S1)에 의해 상부가 돌기한 변형 7각주를 형성하고, 변형 7각주 내에 도2에 도시하는 바와 같이 냉각풍이 통과할 수 있는 송풍로(P3)가 형성된다.

또한, 제1, 제2의 광로분할미러(5, 5', 6, 6')는 광의 이용율이 나빠지는 것을 막기 위해, 그 반사광이 홈통형상 콜드미러(2) 방향으로 반사되지 않는 각도로 장착되어 있다.

도3은 상기 홈통형상 콜드미러(2) 및 광로분할미러(5, 5', 6, 6')의 분광반사율의 일례를 도시하는 도면이다. 상기 콜드미러(2, 5, 5', 6, 6')는 동 도면에 도시하는 바와 같이, 거의 200㎚∼500㎚의 광을 반사하고, 가시광의 일부와 자외광을 투과시킨다.

도1, 도2로 돌아가서, 10은 자외선 조사장치 상자체이고, 자외선 조사장치 상자체(10)의 하면은 개구되어 있고, 이 개구부와 상기 제1, 제2의 광로분할미러(5, 5', 6, 6')의 사이에 2매의 콜드필터(3, 3')가 배치되어 있다. 콜드필터(3, 3')는 자외광을 투과하고, 가시광을 반사하고 적외광의 일부를 흡수하는, 증착막을 설비한 유리 등으로 형성되어 있다.

또, 전반사 미러(4, 4')와 제1의 광로분할미러(5, 5')의 사이에는 입사한 광을 흡수하는 차광판(S2)이 배설되어 있고, 봉상램프(1)로부터 방출되는 광이 직접 콜드필터(3, 3')에 입사하지 않도록 차광하고 있다. 또한, 이하의 설명에서는 광을 흡수하는 차광판을 차광판(광흡수판)으로 하기로 한다.

도4는 콜드필터(3, 3')의 분광투과율의 일례를 도시하는 도면이고, 콜드필터(3, 3')는 동 도면에 도시하는 바와 같이, 거의 200㎚∼450㎚의 광을 투과시키고, 거의 450㎚∼600㎚의 가시광을 반사한다.

도1, 도2에 있어서, 봉상램프(1), 홈통형상 콜드미러(20, 콜드필터(3, 3'), 제1, 제2의 광로분할미러(5, 5', 6, 6') 등의 냉각은 다음과 같이 이루어진다.

송풍덕트(7)로부터 보내어지는 냉각풍은 홈통형상 콜드미러(2)에 배설된 송풍로(P1)를 통하여 직접 봉상램프(1)에 흡착되고 봉상램프(1)를 냉각함과 동시에, 홈통형상 콜드미러(2)를 냉각한다.

상기 냉각풍은 또한 도1, 도2에 화살표로 나타내는 경로를 통하여 제1, 제2의 광로분할미러(5, 5', 6, 6'), 콜드필터(3, 3')를 냉각하고, 도1에 도시하는 바와 같이, 전반사 미러(4, 4')와 차광부재(S1) 및 콜드필터(3, 3')와 차광부재(S1)의 간격 등을 통하여, 전반사 미러(4, 4')의 양측의 공간에 유출하고, 이 공간을 통하여 도2에 도시하는 배풍덕트(8)에 의해 외부로 배출된다.

또, 송풍덕트(7)로부터 보내어지는 냉각풍의 일부는 도2의 송풍로(P3)를 통하여 송풍로(P2)로 보내어지고, 제1, 제2의 광로분할미러(5, 5', 6, 6') 및 차광부재(S1)를 냉각한 후, 배풍덕트(8)로부터 외부로 배출된다.

도5는 본 실시예의 자외선 조사장치에 있어서, 봉상램프(1)로부터 방출되는 광의 광로를 도시하는 도면이다.

동 도면에 있어서, 봉상램프(1)로부터 방출되는 광의 일부는 홈통형상 콜드미러(2)에 입사하고, 다른 일부는 제1, 제2의 광로분할미러(5, 5', 6, 6'), 차광판(광흡수판)(S2)에 직접 입사하고, 차광판(광흡수판)(S2)에 입사한 광은 차광판(광흡수판)(S2)으로 흡수된다.

홈통형상 콜드미러(2)는 상기 도3에 도시하는 분광반사율을 가지고 있고, 홈통형상 콜드미러(2)에 입사한 광 중, 일부의 가시광과 적외광은 홈통형상 콜드미러(2)를 투과하고, 자외광(일부의 가시광과 적외광을 포함한다) 가이드형상 콜드미러(2)로 반사하고, 제1의 광로분할미러(5, 5')에 입사하여 2분할된다.

제1의 광로분할미러(5, 5')는 상기 홈통형상 콜드미러(2)와 동일한 분광반사율을 가지고 있고, 일부의 가시광과 적외광은 제1의 광로분할미러(5, 5')를 투과하고, 자외광(일부의 가시광과 적외광을 포함한다)은 반사된다.

제1의 광로분할미러(5, 5')에 의해 2분할된 광은 각각 전반사 미러(4, 4')에 입사하고, 그 반사광이 각각 콜드필터(3, 3')에 입사한다.

한편, 제2의 광로분할미러(6, 6')는 상기 홈통형상 콜드미러(2)와 동일한 분광반사율을 가지고 있고, 봉상램프(1)로부터 방사되어 직접 제2의 광로분할미러(6, 6')에 입사한 광 중 일부의 가시광과 적외광은 제2의 광로분할미러(6, 6')를 투과하고, 자외광(일부의 가시광과 적외광을 포함한다)이 2매의 제2의 광로분할미러(6, 6')로 반사되어, 각각 전반사 미러(4, 4')에 입사하며, 그 반사광이 각각 콜드필터(3, 3')에 입사한다.

콜드필터(3, 3')는 상기 도4에 도시한 분광투과율을 가지고 있고, 콜드필터(3, 3')에 입사한 광 중, 가시광의 일부가 반사되고, 다른 광이 콜드필터(3)를 투과하여 워크(W)가 재치된 조사영역에 입사한다.

또한, 봉상램프(1)로부터 방출되는 직접광의 일부는 차광판(광흡수판)(S2)에 의해 차광되므로, 봉상램프(1)로부터 방출되는 직접광이 콜드필터(3, 3')에는 입사하는 일은 없다. 또, 봉상램프(1)로부터 직접, 제1의 광로분할미러(5, 5')에 입사하고 반사한 광은 일부는 전반사 미러(4, 4')에 입사하고, 그 반사광이 콜드필터(3, 3')를 통하여 조사영역에 입사한다. 한편, 기타의 광은 전반사 미러(4, 4')와 콜드필터(3, 3') 사이의 공간에 방사되고 자외선 조자장치 상자체(10)의 벽면에서 흡수됨과 동시에, 일부가 콜드필터(3, 3')를 통과하여 자외선 조사장치 상자체(10)의 벽면에서 흡수된다.

이상과 같이, 본 실시예에 있어서는 봉상램프(1)로부터 방출된 광이 하기의 광로를 통하여 워크(W) 상에 조사된다.

① 봉상램프(1)로부터 방출되어 홈통형상 콜드미러(2)로 반사한 광은 제1의 광분할미러(5, 5')에 입사하여 2분할되고, 전반사 미러(4, 4')로 반사하여 콜드필터(3, 3')에 입사하고, 콜드필터(3, 3')를 통하여 2방향으로부터 워크(W)상에 조사된다.

② 봉상램프(1)로부터 방출된 직접광은 제2의 광분할미러(6, 6')에 입사하여 2분할되고, 전반사 미러(4, 4')로 반사하여 콜드필터(3, 3')에 입사하고, 콜드필터(3, 3')를 통하여 2방향으로부터 워크(W) 상에 조사된다.

즉, 본 실시예에 있어서는 봉상램프(1)로부터 방출된 광이 적어도 1회 콜드미러로 반사되어 콜드필터(3, 3')에 입사하고, 콜드필터(3, 3')를 투과한 광만이 워크(W) 상에 조사되므로, 봉상램프(1)로부터 방출되는 광으로부터 가시광, 적외광을 커트하고, 워크(W) 상에 자외광만을 조사할 수 있다.

또, 워크(W) 상에는 2방향으로부터의 광이 조사되고 각각의 광이 워크(W) 상에서 부분적으로 겹쳐지므로, 방사조도 분포를 좋게 할 수 있다.

도6은 본 실시예의 자외선 조사장치에 의한 조사영역 상의 방사조도분포의 일례를 도시하는 도면이다. 동 도면에 있어서, 횡축은 도5에 있어서의 X방향의 위치를 나타내고, 종축은 자외광의 방사조도를 나타내고 있고, 점선으로 도시한 방사조도분포는 2분할된 광의 각각의 방사조도를 나타내고, 실선은 상기 2개의 광을 겹쳤을 때의 방사조도분포를 나타내고 있다.

동 도면에서 명백한 바와 같이, 본 실시예의 자외선 조사장치에 있어서는 160㎜의 조사영역 내의 방사조도분포의 균일도는 거의 ±8％이고, 종래의 가우스분포상의 방사조도분포와 비교하여 균일도를 매우 향상할 수 있다.

도7은 본 발명의 제2의 실시예를 도시하는 도면이고, 본 실시예는 제1의 실시예에 도시한 제2의 광로분할미러(6, 6')를 광을 흡수하는 차광부재(S3)로 치환하고, 제1의 광로분할미러(5, 5')로부터의 반사광만을 이용하도록 한 실시예를 나타내고 있다.

도7에 있어서, 상기 도1, 도2, 도5에 도시한 것과 동일한 것에는 동일한 부호가 붙어있고, 본 실시예에 있어서는 상기한 바와 같이 제2의 광로분할미러(6, 6')로 바꾸어 차광부재(S3)가 배설되어 있다.

본 실시예에 있어서, 봉상램프(1)로부터 방출되는 광은 다음의 경로로 워크 상에 조사된다.

봉상램프(1)로부터 방출되는 광의 일부는 홈통형상 콜드미러(2)에 입사하고, 다른 일부는 제1의 광로분할미러(5, 5') 및 차광판(광흡수판)(S2), 차광부재(S3)에 직접 입사하고, 차광판(광흡수판)(S2), 차광부재(S3)에 입사한 광은 차광판(광흡수판)(S2), 차광부재(S3)에 의해 흡수된다.

홈통형상 콜드미러(2)에 입사한 광 중, 일부의 가시광과 적외광은 홈통형상 콜드미러(2)를 투과하고, 자외광이 홈통형상 콜드미러(2)로 반사하며, 콜드미러로 구성되는 제1의 광로분할미러(5, 5')에 입사하여 2분할된다. 2분할된 광은 각각 전반사 미러(4, 4')에 입사하고, 그 반사광이 각각 콜드필터(3, 3')에 입사한다.

또, 봉상 램프(1)로부터 방출되어 직접 제1의 광로분할미러(5, 5')에 입사하여 반사한 광은 차광부재(S3)에 흡수된다.

즉, 본 실시예에 있어서는 봉상램프(1)로부터 방출된 광이 콜드미러로 구성되는 제1의 광로분할미러(5, 5')로 반사되어 콜드필터(3, 3')에 입사하고, 콜드필터(3, 3')를 투과한 광만이 워크(W) 상에 조사된다. 따라서, 상기 제1의 실시예와 마찬가지로, 워크(W) 상에 가시광, 적외광을 커트한 자외광만이 조사할 수 있고, 또 워크(W) 상에는 2방향으로부터의 광이 조사되고 각각의 광이 워크(w) 상에서 겹쳐지므로, 조도분포를 좋게 할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는 제2의 광로분할미러(6, 6')가 배설되어 있지 않기 때문에, 봉상램프(1)로부터 방출되는 직접광을 이용할 수 없고 광의 이용효율은 제1의 실시예의 것과 비교하여 약간 저하하지만, 본 실시예에 있어서는 봉상램프(1)로부터 방출되는 광의 전부가 홈통형상 콜드미러(2)와 제1의 광로분할미러(5, 5')를 통하여 콜드필터(3, 3')에 입사되기 때문에, 제1의 실시예로부터 〔자외광의 방사에너지〕／〔전체 광방사에너지〕의 값을 증대시킬 수 있다.

그런데, 상기 제1, 제2의 실시예에 나타낸 것에 있어서는, 차광판(광흡수판)(S2)이 광을 흡수하기 때문에, 봉상램프로부터 방출되는, 어느 각도의 범위의 광의 에너지가 필요없어진다. 다음에 나타내는 제3의 실시예는, 차광판(광흡수판)(S2)을 대신하여 반사판을 이용하고, 차광판(광흡수판)(S2)에 의해 흡수되는 광을 홈통형상 콜드미러(2) 측에 반사시키고, 봉상램프(1)로부터 방출되는 광의 에너지를 유효하게 이용하도록 한 것이다.

도8은 본 발명의 제3의 실시예를 나타내는 도면이고, 상기 도1, 도2, 도5에 도시한 것과 동일한 것에는 동일한 부호를 붙이고 있고, 본 실시예에 있어서는 상기한 바와 같이 차광판(광흡수판)(S2) 대신에 봉상램프(1)의 관축을 중심으로 하는 원호상의 반사판(M)이 배설되어 있다. 또한, 반사판(M)은 표면이 경면가공된 알루미늄판 등으로 형성된 자외광, 가시광 등의 거의 모든 파장역의 광을 반사하는 전반사 미러이다.

본 실시예에 있어서, 봉상램프(1)로부터 방출되는 광의 경로는 반사판(M)에 입사하는 광을 제외하고, 제1의 실시예와 같고, 다음 경로로 워크 상에 조사된다.

봉상램프(1)로부터 방출되는 광의 일부는 홈통형상 콜드미러(2)에 입사하고, 다른 일부는 제1, 제2의 광로분할미러(5, 5', 6, 6'), 반사판(M)에 직접 입사한다.

홈통형상 콜드미러(2)에 입사한 광 중, 일부의 가시광과 적외광은 홈통형상 콜드미러(2)를 투과하고, 자외광이 홈통형상 콜드미러(2)로 반사하고, 콜드미러로 구성되는 제1의 광로분할미러(5, 5')에 입사하여 2분할된다. 2분할된 광은 각각 전반사 미러(4, 4')에 입사하고, 그 반사광이 각각 콜드필터(3, 3')에 입사한다.

또, 봉상램프(1)로부터 방사되고 직접 제2의 광로분할미러(6, 6')에 입사한 광 중 일부의 가시광과 적외광은 제2의 광로분할미러(6, 6')를 투과하고, 자외광이 2매의 광로분할미러(6, 6')로 반사되고, 각각 전반사 미러(4, 4')에 입사하고, 그 반사광이 각각 콜드필터(3, 3')에 입사한다.

한편, 봉상램프(1)로부터 방사되고 원호상의 반사판(M)에 입사한 광은 도8에 도시하는 바와 같이 반사판(M)으로 반사되고, 홈통형상 콜드미러(2)에 입사한다. 여기서, 반사판(M)은 거의 봉상램프(1)의 관축을 중심으로 한 원호상이므로, 반사판(M)으로 반사한 광은 다시 봉상램프(1)의 중심을 향하여 반사되고, 봉상램프(1)의 거의 중심을 통과하여 홈통형상 콜드미러(2)에 입사한다.

홈통형상 콜드미러(2)에 의해 반사된 광은 상기한 바와 같이 제1, 제2의 광로분할미러(5, 5', 6, 6')에 입사하여 각각 반사되고 콜드필터(3, 3')에 입사한다.

또한, 반사판(M)의 형상을 평판상으로 할 수도 있지만, 도8에 도시하는 바와 같이 원호상으로 함으로써, 반사판(M)에 입사한 광을 봉상램프(1)의 근방에서 집광시킬 수 있고, 봉상램프(1)가 방출하는 광의 에너지를 보다 효율적으로 이용할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 있어서는 광을 흡수하는 차광판을 대신하여 반사판(M)을 이용하고 있으므로, 봉상램프(1)로부터 방출되는 광의 에너지를 유효하게 이용할 수 있다. 또, 제1, 제2의 실시예와 마찬가지로, 봉상램프(1)로부터 방출되는 광으로부터 가시광, 자외광을 커트하고, 워크(W) 상에 자외광만을 조사할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 있어서는 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 봉상램프로부터 방출되는 광을 콜드미러로 구성되는 광로분할미러에 의해 2분할하여 콜드필터를 투과시키고, 2분할된 광이 광조사면 상에서 부분적으로 겹쳐지도록 하였으므로, 광조사면에 있어서의 방사조도분포를 균일화할 수 있고, 광조사면 상의 평균방사조도를 높게 할 수 있다. 이 때문에, 열에 의해 변형·변색을 일으키기 쉬운 워크를, 냉각수단을 이용하지 않고 효과적으로 처리할 수 있고, 또 렌즈 등을 접착할 때, 열변형, 경화반응의 불균일함에 의한 응력변형이 발생하는 일도 없다.

(2) 봉상램프로부터 방출되는 광을 2개의 광로로 나누어 2매의 광로분할미러 및 전반사 미러로 반사시키고 있고, 광의 반사회수가 많으므로, 램프와 광조사면의 거리를 짧게 할 수 있고, 장치 전체의 크기를 작게 할 수 있다.

(3) 광로분할미러를 제1의 광로분할미러와, 제2의 광로분할미러로 구성함으로써, 봉상램프로부터 방출되는 광을 유효하게 이용할 수 있고, 광조사면에 있어서의 방사조도를 강하게 할 수 있다.

(4) 광을 흡수 혹은 반사하는 차광판을 배치함으로써, 봉상램프로부터 방출되는 광이 직접 콜드필터에 입사하는 것을 확실히 방지할 수 있다. 또, 차광판으로서 반사판을 이용함으로써, 봉상램프가 방출하는 광의 에너지를 유효하게 이용할 수 있다.

(5) 홈통형상 콜드미러에 통풍로를 배설하고, 이 통풍로로부터 유입하는 냉각풍에 의해 적어도 봉상램프, 홈통형상 콜드미러, 광로분할미러, 및 콜드필터를 냉각함과 동시에, 광로분할미러의 이면 측에 차광부재를 장착하여 광분할미러와 차광부재에 의해 통풍로를 형성하고, 이 통풍로에 냉각풍을 흘려서, 광로분할미러를 냉각함으로써, 효과적으로 봉상램프, 홈통형상 콜드미러, 광로분할미러, 및 콜드필터 등을 냉각할 수 있다.

Claims (7)

1. 봉상램프와, 상기 봉상램프의 장축방향과 평행하게 배치되고, 봉상램프의 방사광의 일부를 반사하는 홈통모양 콜드 미러와, 적어도 2매의 콜드미러로 이루어지고, 상기 봉상램프로부터 방출된 광을 2분할하고, 2할된 광을 서로 다른 방향으로 반사하는 광로분할미러와, 상기 광로분할미러에 의해 2분할된 광을 각각 반사하는 2매의 전반사 미러와, 상기 전반사 미러로 반사한 광을 투과시키는 콜드필터를 구비하고, 상기 봉상램프로부터 방출되는 광 중, 광로분할미러에 의해 2분할되고 콜드필터를 통과한 광만이 광조사면 상에 부분적으로 겹쳐 조사되도록 상기 광로분할미러, 전반사 미러 및 콜드필터를 배치한 것을 특징으로 하는 광로분할형 자외선 조사장치.
2. 제1항에 있어서, 봉상램프로부터 방출되는 광이 직접 콜드필터에 조사되지 않도록 차광판을 배치한 것을 특징으로 하는 광로분할형 자외선 조사장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 차광판으로서 반사판을 이용하고, 이 반사판에 입사하는 광을 홈통모양 콜드미러방향으로 반사시키는 것을 특징으로 하는 광로분할형 자외선 조사장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 반사판을 봉상램프의 거의 관축을 중심으로 하는 원호상으로 한 것을 특징으로 하는 광로분할형 자외선 조사장치.
5. 제1항에 있어서, 광로분할미러가 봉상램프로부터 방출되고 홈통형상 콜드미러로 반사된 광을 2분할하고, 서로 다른 방향으로 반사하는 제1광로분할미러와, 봉상램프로부터 직접 방출되는 광을 2분할하여 서로 다른 방향으로 반사하는 제2의 광로분할미러로 구성되고, 전반사 미러는 상기 제1의 광로분할미러 및 제2의 광로분할미러로 반사된 광을 반사하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광로분할형 자외선 조사장치.
6. 제1항에 있어서, 홈통형상 콜드미러에 통풍로를 배설하고, 이 통풍로로부터 유입하는 냉각풍에 의해 적어도 봉상램프, 홈통형상 콜드미러, 광로분할미러 및 콜드필터를 냉각하는 것을 특징으로 하는 광로분할형 자외선 조사장치.
7. 제6항에 있어서, 광로분할미러의 이면측에 차광부재를 장착하여 광분할미러와 차광부재에 의해 통풍로를 형성하고, 이 통풍로에 냉각풍을 흘려서 광로분할미러를 냉각하는 것을 특징으로 하는 광로분할형 자외선 조사장치.