特許第6187613号(P6187613)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6187613
(24)【登録日】2017年8月10日
(45)【発行日】2017年8月30日
(54)【発明の名称】面照射装置
(51)【国際特許分類】
   G03F 7/20 20060101AFI20170821BHJP
   B01J 19/12 20060101ALI20170821BHJP
   F21V 7/10 20060101ALN20170821BHJP
【FI】
   G03F7/20 521
   B01J19/12 C
   !F21V7/10 100
【請求項の数】4
【全頁数】13
(21)【出願番号】特願2016-15208(P2016-15208)
(22)【出願日】2016年1月29日
(65)【公開番号】特開2017-134303(P2017-134303A)
(43)【公開日】2017年8月3日
【審査請求日】2017年1月20日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000000192
【氏名又は名称】岩崎電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001081
【氏名又は名称】特許業務法人クシブチ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田中 大作
【審査官】 山口 敦司
(56)【参考文献】
【文献】 特開2010−218775(JP,A)
【文献】 実開昭58−028912(JP,U)
【文献】 特開平10−134620(JP,A)
【文献】 特開2000−030516(JP,A)
【文献】 特開2011−045835(JP,A)
【文献】 実開昭53−088087(JP,U)
【文献】 特開2004−119942(JP,A)
【文献】 国際公開第2014/054359(WO,A1)
【文献】 特開2015−122207(JP,A)
【文献】 特開2015−065057(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G03F 7/20
B01J 19/12
F21V 7/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
照射開口を有する筐体内に直管形ランプを収容した照射器と、
被照射面の周囲を囲、前記被照射面の外に向かう前記直管形ランプからの光を前記被照射面に向けて反射する補助反射体と、を備える面照射装置であって、
前記直管形ランプの両端に設けられた端板は、
前記直管形ランプの取付位置よりも前記被照射面に近い箇所で、前記直管形ランプの長手方向外側に向かって斜めに曲がった第1曲部と、
前記第1曲部の両側に設けられ、前記第1曲部の曲げの角度を超えない範囲で、前記直管形ランプの長手方向外側に向かって斜めに曲がった第2曲部と、を備え、
前記第1曲部、及び前記第2曲部の各々が前記直管形ランプの長手方向に向かう光を前記被照射面反射し、前記被照射面の前記長手方向の端部における照度を補う
ことを特徴とする面照射装置。
【請求項2】
前記直管形ランプが長手方向に並ぶように配置された2つの前記照射器を備え、
前記照射器の各々は、前記被照射面の前記長手方向の端部における照度が当該長手方向の中央部における照度よりも高くする設置間隔で設置されており、
前記照射器同士の間には、前記直管形ランプの長手方向に向かう光を前記被照射面の前記中央部に反射する反射面を備えたことを特徴とする請求項1に記載の面照射装置。
【請求項3】
前記反射面は、前記直管形ランプが長手方向に並ぶように配置された前記照射器間にV字状に配置されたことを特徴とする請求項2に記載の面照射装置。
【請求項4】
前記照射器間に配置された三角柱を備え、当該三角柱でV字状の前記反射面を構成したことを特徴とする請求項3に記載の面照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被照射面に紫外線を照射する面照射装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、複数灯のランプからの光を被照射面に照射する面照射装置が広く知られている。これらの面照射装置の一例として、被照射面に被着した紫外線硬化塗料や紫外線硬化剤に、紫外線ランプからの紫外線を照射して硬化させ、被照射面への印刷、塗装、接着等を行う面照射装置がある。また、これらの面照射装置を用いて、2枚のガラス基板の間に注入された液晶が漏れないように、2枚のガラス基板を貼り合わせる技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平8−146436号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、近年、より広い範囲に光を照射することができる面照射装置に対する要望がある。一方で、消費エネルギーを抑えるために、面照射装置に用いるランプの灯数、及び、ランプ長は抑えたいという要望がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ランプの灯数、及び、ランプ長は抑えて、より広い被照射面に光を照射することができる面照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述した目的を達成するために、本発明は、照射開口を有する筐体内に直管形ランプを収容した照射器と、被照射面の周囲を囲、前記被照射面の外に向かう前記直管形ランプからの光を前記被照射面に向けて反射する補助反射体と、を備える面照射装置であって、前記直管形ランプの両端に設けられた端板は、前記直管形ランプの取付位置よりも前記被照射面に近い箇所に設けられ、前記直管形ランプの長手方向外側に向かって斜めに曲がった第1曲部と、前記第1曲部を挟んだ両側に設けられ、前記第1曲部を超えない角度の範囲で、前記直管形ランプの長手方向外側に向かって斜めに曲がった第2曲部と、を備え、
前記第1曲部、及び前記第2曲部が前記直管形ランプの長手方向に向かう光を前記被照射面反射することを特徴とする。
【0006】
上述の構成において、前記直管形ランプが長手方向に並ぶように配置された2つの前記照射器を備え、前記照射器の各々は、前記被照射面の前記長手方向の端部における照度が当該長手方向の中央部における照度よりも高くする設置間隔で設置されており、前記照射器同士の間には、前記直管形ランプの長手方向に向かう光を前記被照射面の前記中央部に反射する反射面を備えたことを特徴とする。
【0007】
上述の構成において、前記反射面は、前記直管形ランプが長手方向に並ぶように配置された前記照射器間にV字状に配置された構成であってもよい。
【0008】
上述の構成において、前記照射器間に配置された三角柱を備え、当該三角柱でV字状の前記反射面を構成した構成であってもよい。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、補助反射体を備える面照射装置であって、前記直管形ランプの端板は、前記直管形ランプの長手方向外側に向かって斜めに曲がり、前記直管形ランプの長手方向に向かう光を前記被照射面に向けて反射する曲部を備えるため、直管形ランプの長手方向に向かい筐体の内側に照射される光を端板の曲部で反射して、被照射面内で照度が低い箇所の照射に使うことができ、被照射面を効率良く照射することができる。これにより、ランプの灯数、及び、ランプ長は抑えて、より広い被照射面に光を照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本発明の実施形態に係る面照射装置の概略構成を模式的に示す透視図である。
図2】面照射装置の概略構成を模式的に示す縦断面図である。
図3】面照射装置の概略構成を模式的に示す斜視図である。
図4】照射器を示す図であり、(A)は透視斜視図、(B)は下面側からみた透視図、(C)は前面側からみた透視図、(D)は側面側からみた透視図である。
図5】照射器の構成を示す部分側面図である。
図6】端板の構成を示す斜視図である。
図7】照射器の配光を示す図であり、(A)は配光図、(B)は長手方向の光分布を示す図、(C)は短手方向の光分布を示す図である。
図8】端板を曲げていない照射器の配光を示す図であり、(A)は配光図、(B)は長手方向の光分布を示す図、(C)は短手方向の光分布を示す図である。
図9】三角柱の構成を示す図であり、(A)は三角柱の配置位置を示す図、(B)は三角柱の光路図である。
図10】面照射装置の配光を示す図である。
図11】三角柱を配設せずに、照射器の設置間隔を狭くした場合の面照射装置の配光を示す図である。
図12】三角柱を配設せずに、照射器の設置間隔を広くした場合の面照射装置の配光を示す図である。
図13】本発明の変形例の面照射装置の概略構成を模式的に示す図であり、(A)は斜視図、(B)は側面図である。
図14】三角柱の構成を示す図であり、(A)は三角柱の断面図、(B)は三角柱による効果を示す表である。
図15】変形例の面照射装置の配光を示す図であり、(A)は三角柱を配設しない場合の配光図、(B)は三角柱を配設した場合の配光図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【0012】
図1は本実施形態に係る面照射装置1の概略構成を示す透視図であり、面照射装置1を前面側からみた図である。また、図2は面照射装置1の概略構成を示す縦断面図であり、図3は面照射装置1の概略構成を示す斜視図である。図4図6は、照射器2の構成を示す図である。なお、照射器2の構成を分かりやすく示すために、図3図5図6では、筐体20の図示を省略している。
【0013】
図1図3に示すように、面照射装置1は、複数の照射器2と、被照射面の周囲を囲む補助反射体3とを備える。面照射装置1、照射器2からの光を被照射面5に照射する装置である。面照射装置1が備える照射器2の数は、面照射装置1の用途や照射対象に応じた被照射面のサイズに合わせて適宜設定可能である。面照射装置1は、例えば、液晶パネルの製造(液晶の配向制御や貼り合わせなど)に好適に用いることができる。また、面照射装置1は、被照射面5内に配置された照射対象に被着した紫外線硬化塗料や紫外線硬化剤に照射器2から紫外線を照射して硬化させ、照射対象への印刷、塗装、接着等を行う紫外線照射装置としても好適に用いることができる。
【0014】
本実施形態では、10台の照射器2を用いて、幅W、及び、長さLが共に約2400mmの矩形状の被照射面5を照射する面照射装置1を例に以下の説明を行う。本実施形態の面照射装置1は、例えば、照射器2から紫外線を照射して、所謂ODF工程において、紫外線硬化により大型の2枚の液晶基板を貼り付ける液晶パネルの貼り付け工程で好適に用いることができる装置である。
【0015】
面照射装置1には、図1に示すように、被照射面5の幅W方向に、5つの照射器2が互いに所定の間隔で並べられている。また、面照射装置1には、図2に示すように、被照射面の長さL方向に、2つの照射器2が所定の間隔で並べられている。このようにして、面照射装置1には、図3に示すように、10台の照射器2が互いに平行に並べられ、所定の幅W、及び、所定の長さLの矩形状の被照射面5を照射するように構成されている。
【0016】
面照射装置1は、図1図3に示すように、被照射面5を囲むように設けられた補助反射体3を備えている。補助反射体3は、直管形ランプ10からの光のうち、照射器2と、被照射面5との間から、被照射面5の外に向かう光を、被照射面5に向けて反射するように構成されている。補助反射体3の内側に設けられる補助反射面3aは、特定の波長域の反射率を高めて被照射面5における照度を高めるべく、誘電体多層膜から成る増反射膜(干渉膜)が表面にコーティングされた干渉膜ミラーとして構成されている構成であっても良い。また、補助反射面3aは、不要な波長域を反射せずに透過させてカットするダイクロイックミラーの一態様としてのメタルダイクロミラーとしても構成されている構成であっても良い。補助反射体3は、被照射面5内において照度の低いところに照射することができるように、被照射面5に対して適宜の角度を有して設けられていても良い。
【0017】
照射器2は、図4に示すように、底面開放型の直方体状の筐体20を有する。筐体20内には、紫外線を含む光を放射する線状紫外線光源たる直管形ランプ10が設けられている。なお、直管形ランプ10として、高圧水銀ランプや、メタルハライドランプを用いることができる。また、筐体20内には、直管形ランプ10から被照射面と反対側に出射された光を被照射面に反射する反射ミラー11が内設されている。筐体20の底面には、照射開口21が設けられる。照射開口21には、開口縁に沿ってフィルター枠22が取り付けられ、このフィルター枠22には、波長選択フィルター23が設けられている。直管形ランプ10から放射される紫外線は、反射ミラー11で反射され、波長選択フィルター23を通って筐体20の底面に設けられた照射開口21から照射される。
【0018】
波長選択フィルター23は、誘電体多層膜から成る透過フィルターであり、照射開口21全体を十分に覆う面積を有する。波長選択フィルター23が透過する透過波長域は、面照射装置1の使用用途に応じて適宜に設定され、本実施形態では、液晶パネルの製造(液晶の配向制御や貼り合わせなど)に最適な帯域が設定されている。
【0019】
直管形ランプ10は、一対の端板24a,24bに取り付けられた不図示のソケットに装着されて、筐体20内に固定される。端板24a,24bは、直管形ランプ10の長手方向に対して略垂直に設けられる。端板24a,24bには、図5に示すように、直管形ランプ10の取り付け位置から下方が、直管形ランプ10の長手方向外側に向かって斜めに曲げられて、曲部26a,26bが設けられている。曲部26a,26bは、第1曲部26aと、第2曲部26bとを有し、第1曲部26aと、第2曲部26bとは、端板24a,24bに対して、異なる角度を有している。本実施形態では、第1曲部26aは、端板24aに対して、第2曲部26bよりも大きな角度を有するように構成されている。なお、第1曲部26aと、第2曲部26bとは等しい角度を有するように構成されていても良い。
【0020】
第1曲部26aは、一対の端板24a,24bの両方に設けられる。第1曲部26aは、図6に示すように、端板24a,24bとは別体の板部材を、不図示のソケットが取り付けられる端板24a,24bのソケット取付部25の下方に取りつけて構成される。なお、第1曲部26aは、端板24a,24bと一体に形成され、端板24a,24bの一部に加工を施し形成される構成であっても良い。
【0021】
第2曲部26bは、端板24aに設けられる。端板24aは、一対の照射器2,2を、面照射装置1の長さL方向に並べた際に、互いに対向するように配置される。そして、互いに対向する端板24a,24aには、それぞれ第2曲部26b,26bが設けられる。第2曲部26b,26bは、一枚の端板24aにおいて、第1曲部26aを挟んだ位置に設けられる。第2曲部26b,26bは、端板24aを曲げる、又は、斜めに削って、直管形ランプ10の長手方向外側に向かって斜めに形成されている。
第1曲部26a、及び、第2曲部26bの直管形ランプ10に対向する内側の面には、反射膜が表面にコーティングされ、反射面として構成されていても良い。
【0022】
図7図8は照射器2の配光を示す図であり、図7は、端板24a,24bに曲部26a,26bを設けた場合の配光を示し、図8は、端板24a,24bに曲部26a,26bを設けなかった場合の配光を示す。直管形ランプ10から放射される光には、直管形ランプ10の長手方向に向かい、照射開口21から照射される事無く、筐体20の内側に照射されて無駄になる光が一部含まれる。曲部26a,26bの直管形ランプ10に対向する面は、上述したように反射面として構成されているため、直管形ランプ10の長手方向に向かい筐体20の内側に照射される光は、曲部26a,26bにより照射開口21に向けて反射される。曲部26a,26bの端板24a,24bに対する角度は、端板24a,24bに曲部26a,26bが配設されていない場合に、被照射面内で照度が落ちる部分(図8の点線で囲まれたエリア50)への照射を補うように適宜の角度に設定されている。このように、端板24a,24bに曲部26a,26bを配設することで、直管形ランプ10からの光を有効に利用して、照射器2の配光を直管形ランプ10の長手方向に延ばすことができ、被照射面内での均度を向上することができる。
【0023】
また、図3に示すように、被照射面5の長さL方向に並べられた一対の照射器2の中間位置には、三角柱30が配設されている。三角柱30は、被照射面5の幅W方向に並べられた5つの照射器2に亘る長さを有し、幅W方向に沿って設けられている。また、図9(A)に示すように、三角柱30は、照射器2に設けられた波長選択フィルター23の出射側に近接して配置されている。三角柱30は、幅W方向に沿って延びるV字状の一対の面が反射面30a,30aとして構成される。三角柱30は、図9(B)に示すように、波長選択フィルター23を介して照射器2から照射される光のうち、長さL方向に沿って隣接する一方の照射器2から、他方の照射器2の下方側に向かって漏れる光を、反射面30aで反射して一方の照射器2の下方の被照射面を照射するように構成されている。反射面30a,30aの成す角度は、照射器2間の距離や、被照射面5の長さに応じて適宜に設定可能である。
【0024】
図10は、三角柱30を幅W方向に沿って、長さL方向の略中間位置に設けた面照射装置1により照射した被照射面5における照度分布を示す図である。これに対して、図11は、照射器2の長さL方向の設置間隔を狭くした、三角柱30を有しない面照射装置で照射した被照射面5における照度分布を示す図である。そして、図12は、照射器2の長さL方向の設置間隔を広くした、三角柱30を有しない面照射装置で照射した被照射面5における照度分布を示す図である。図11に示すように、照射器2の長さL方向の設置間隔を狭くした場合には、長さL方向中央部の照度は低下することが無いように、被照射面5を照射することができる。しかしながら、長さL方向の両端部(図11中で点線で囲んだエリア51)では、照度が低下してしまう。
【0025】
また、図12に示すように、照射器2の長さL方向の設置間隔を広くした場合には、長さL方向の両端部の照度は低下することが無いように、被照射面5を照射することができる。しかしながら、長さL方向中央部(図12中で点線で囲んだエリア52)では、照度が低下してしまう。
本実施形態の面照射装置1は、被照射面5において、両端部で照度が低下しないように直管形ランプ10が配置されるとともに、幅W方向に沿って、長さL方向の中間位置には、三角柱30が設けられている。三角柱30は、照射器2からの光を反射面30aで反射して、被照射面5において照度が低下する長さL方向中央部に照射するように構成されている。これにより、図10に示すように、被照射面5において、長さL方向の中央部及び両端部の照度が低下することなく、被照射面5を均精度良く照射することができる。
【0026】
図13は、本実施形態の変形例の面照射装置100を示す図である。面照射装置100は、4つの照射器2を用いて、幅W2が1800mm、長さL2が1500mmの矩形状の被照射面105を照射するように構成されている。なお、以下の説明において、上述の実施形態と同様の構成については、図中に同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0027】
面照射装置100の各照射器2の光源には、上述の実施形態と同様に、紫外線を含む光を放射する直管形ランプ10が用いられている。照射器2は、幅W2の方向に沿って、互いに略平行に4つ並べて設けられている。また、面照射装置100には、被照射面105を囲むように補助反射体103が設けられている。補助反射体103は、直管形ランプ10からの光のうち、照射器2と、被照射面105との間から、被照射面105の外に向かって漏れる光を、被照射面105に向けて反射するように構成されている。なお、この変形例では、上述の実施形態の照射器2を流用しているため、直管形ランプ10の長手方向の一端側には端板24aが、他端側には端板24bが設けられている。しかしながら、これに限らず、直管形ランプ10の長手方向の両端側に端板24aが設けられている照射器を用いる構成であっても良い。
【0028】
各照射器2の長手方向の両端部近傍には、照射器2から長さL2方向の外に向かって漏れる光を、被照射面105に向けて反射する反射面130aが設けられる。反射面130aは、被照射面105の幅W2方向に並べられた4つの照射器2に亘る長さを有し、幅W2方向に沿って設けられている。反射面130aは、三角柱130の一面から構成されている構成であっても良い。反射面130aは、図示は省略するが、板状の反射鏡によって構成されていても良い。
三角柱130は、図14(A)、(B)に示すように、所定の広がり角度αと、高さHとを有している。三角柱130の広がり角度αと、高さHとは、被照射面105のサイズや、面照射装置100に設ける照射器2の灯数、照射器2から被照射面105までの照射距離等の種々の条件に応じて適宜に設定される。
【0029】
図15(A)は、三角柱130を有しない面照射装置で照射した被照射面105における照度分布を示す図である。また、図15(B)は、三角柱130を有する面照射装置100で照射した被照射面105における照度分布を示す図である。図15(A)に示すように、三角柱130を有しない場合では、被照射面105の長さL2方向の両端部で照度が低下している。三角柱130は、三角柱130を有しない場合に被照射面105において照度が低下するエリアに向けて、照射器2から長さL方向の外に向かって漏れる光を反射することができるように構成されている。そして、照射器2の長手方向両側から外に向かって漏れる光は、三角柱130の反射面130aで、被照射面105の長さL2方向の両端部に反射される。これにより、被照射面105の長さL2方向の両端部の照度を補って、被照射面105の均度を向上することができる。
【0030】
以上説明したように、本実施形態によれば、照射開口21を有する筐体20内に直管形ランプ10を収容した照射器2と、被照射面5を囲むように設けられ、被照射面5の外に向かう直管形ランプ10からの光を被照射面5に向けて反射する補助反射体3と、を備える面照射装置1であって、直管形ランプ10の端板24a,24bは、直管形ランプ10の長手方向外側に向かって斜めに曲がり、直管形ランプ10の長手方向に向かう光を被照射面5に向けて反射する曲部26a,26bを備える。この構成によれば筐体20の内側に照射される直管形ランプ10の光を端板24a,24bの曲部26a,26bで反射して、被照射面5内で照度が低い箇所の照射に使うことができ、被照射面5を効率良く照射することができる。これにより、直管形ランプ10の灯数、及び、直管形ランプのランプ長は抑えて、より広い被照射面5に光を照射することができる。
【0031】
また、本実施形態によれば、照射器2と補助反射体3との間に、直管形ランプ10の長手方向の外に漏れる光を被照射面5に向けて反射する反射面30aを備えた。この構成によれば、照射器2と、補助反射体3との間から、面照射装置1の外に漏れる直管形ランプ10からの光を、被照射面5に向けて反射して、被照射面5内で照度が低い箇所の照射に使うことができる。これにより、被照射面5を効率良く照射することができ、直管形ランプ10の灯数、及び、直管形ランプのランプ長は抑えて、より広い被照射面5に光を照射することができる。
【0032】
また、本実施形態によれば、反射面30aは、直管形ランプ10が長手方向に並ぶように配置された照射器2,2間にV字状に配置された。この構成によれば、被照射面5の長さL方向の両端部で照度が低下しないように直管形ランプ10が長さL方向に所定の隙間幅を有して配置される。また、直管形ランプ10を長さL方向に所定の隙間幅を有して配置することで被照射面5内で照度が低下する長さL方向中央部に、V字状に配置した反射面30a,30aで照射器2から外に漏れる光を反射させることができる。これにより、被照射面5において、長さL方向の中央部及び両端部の照度が低下することなく、被照射面5を均度良く照射することができる。
【0033】
また、本実施形態によれば、長さL方向に並べた照射器2,2間に配置された三角柱30を備え、当該三角柱30でV字状の反射面30a,30aを構成した。この構成によれば、三角柱30を一本、被照射面5の幅W方向に沿って、長さL方向の略中間位置に配置するという簡単な構成で、被照射面5を均度良く照射することができる。
【0034】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示したものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
【符号の説明】
【0035】
1、100 面照射装置
2 照射器
3、103 補助反射体
5、105 被照射面
10 直管形ランプ
20 筐体
21 照射開口
24a、24b 端板
26a 第1曲部(曲部)
26b 第2曲部(曲部)
30、130 三角柱
30a、130a 反射面
図1
図2
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