JP2008053014A - Light irradiation device - Google Patents

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Akio Suzuki
昭夫 鈴木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light irradiation device having a very large irradiation width, excelling in an illuminance distribution, and high in illuminance. <P>SOLUTION: This light irradiation device 1 includes: light irradiation parts 2 each composed by connecting a plurality of lamps 4 each comprising a microwave generation means 5, a rod-like electrodeless lamp 6 emitting light by microwaves from the microwave generation means 5, and a condensing mirror 7 condensing and emitting light of the electrodeless lamp 6 to one another in the longitudinal direction of the electrode lamps 6; and a light uniforming part 3 having a pair of reflecting mirrors 8, 8 arranged in the irradiation direction of the condensing mirrors 7 and extended in a predetermined length L along in the longitudinal direction of the electrodeless lamps 6 in the light irradiation part 2, wherein the reflecting surfaces of the reflecting mirrors 8, 8 are faced to each other at a predetermined distance D; and is characterized in that the focus position of the light emitted from the condensing mirror 7 is located at upper ends of the reflecting mirrors 8, 8, and at the center between the reflecting mirrors 8, 8. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ等に使用される光学機能性フィルムを製造するための光照射装置に関するものである。   The present invention relates to a light irradiation apparatus for producing an optical functional film used for a flat panel display or the like.

近年、フラットパネルディスプレイ（液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等）の大型化・低価格化が進み、それにともなって、製造時のディスプレイ基板も大型化し、液晶ディスプレイ基板においては、幅を２ｍ以上（第７世代では１８７０×２２００ｍｍ、第７．５世代では２２００×２４００ｍｍ）とする計画が進んでいる。これらのディスプレイ基板は、構成要素として、反射防止フィルム等の光学機能性フィルム（以下、フィルムと称す）を必要とするが、このフィルムも当然幅広である必要がある。従って、このフィルムを製造する場合に必要な光（主に紫外線）照射装置も幅の広い照射面を必要とする。   In recent years, flat panel displays (liquid crystal displays, plasma displays, etc.) have become larger and lower in price, and accordingly, the display substrate at the time of manufacture has also increased in size. In 1870 × 2200 mm, the 7.5th generation is 2200 × 2400 mm). These display substrates require an optical functional film (hereinafter referred to as a film) such as an antireflection film as a constituent element, and this film also needs to be wide. Therefore, a light (mainly ultraviolet) irradiation device necessary for manufacturing this film also requires a wide irradiation surface.

幅広の照射面を得るためには、光照射装置に使用されるランプの発光長を長くするのが一般的である。しかしながら、長い発光長のランプ、特に有電極ランプの場合には、ランプ両端に電極を設置し、電極間で放電させて発光させるランプであるため、種々の問題が発生する。すなわち、ランプの性能上の問題としては、ランプの発光長が長いと、入力密度が高い場合にはランプが自重で垂れ下がったり、ランプのアークが安定しない等の問題が発生する。また、ランプの安全上の問題として、ランプの発光長に比例して、ランプの電圧が上昇するため、発光長が長い場合には非常な高電圧が必要となる等の問題が発生する。ランプの製造上の問題としては、ランプが長いため、製造設備が巨大化する等の問題が発生する。従って、有電極ランプにおいては、その発光長には限界がある。   In order to obtain a wide irradiation surface, it is common to increase the light emission length of a lamp used in the light irradiation device. However, in the case of a lamp having a long light emission length, particularly an electroded lamp, various problems occur because the lamp is provided with electrodes at both ends of the lamp and discharged between the electrodes to emit light. That is, as the problem of the lamp performance, when the light emission length of the lamp is long, there are problems that the lamp hangs down by its own weight when the input density is high, or the arc of the lamp is not stable. Further, as a safety problem of the lamp, since the lamp voltage increases in proportion to the light emission length of the lamp, there is a problem that a very high voltage is required when the light emission length is long. As a problem in manufacturing the lamp, there is a problem that the manufacturing facility is enlarged because the lamp is long. Therefore, in the electroded lamp, the light emission length has a limit.

そのため、特に照射幅が１５００ｍｍを超える場合には、光照射装置として、無電極ランプを備えた灯具を使用し、その灯具を複数連結した光照射装置が使用されるようになってきた。なお、このような灯具としては、特許文献１では、図９に示すような構成を備えた灯具３１が記載されている。すなわち、灯具３１は、灯具筐体３２内に、発振周波数が２．４５ＧＨｚのマグネトロン３３と、発生したマイクロ波を伝達する導波管３４と、伝達されたマイクロ波を共振させるマイクロ波共振器３５と、共振したマイクロ波によって発光する無電極ランプ３６と、発光した光の焦点位置ＦＰが外部となるように集光させるリフレクタ（集光ミラー）３７とを備える。   For this reason, in particular, when the irradiation width exceeds 1500 mm, a light irradiation device using an electrodeless lamp as a light irradiation device and connecting a plurality of the lamps has come to be used. As such a lamp, Patent Document 1 describes a lamp 31 having a configuration as shown in FIG. That is, the lamp 31 includes a magnetron 33 having an oscillation frequency of 2.45 GHz, a waveguide 34 that transmits the generated microwave, and a microwave resonator 35 that resonates the transmitted microwave. And an electrodeless lamp 36 that emits light by resonating microwaves, and a reflector (condenser mirror) 37 that condenses the emitted light so that the focal position FP of the emitted light is outside.

そして、無電極ランプ３６の場合は、電極が存在しないために、灯具を連結して使用しても、連結部（発光していない部分）の長さが２０〜３０ｍｍ程度と短いために、連結部における照度の低下が実用範囲（２０％程度）となる。したがって、無電極ランプ３６は１灯の長さが短いが（一般的には２５０ｍｍ程度、一般に使用されているマイクロ波の周波数２．４５ＧＨｚの２波長分）、灯具３１を複数連結することにより、幅広の照射面を得ることができる。   In the case of the electrodeless lamp 36, since there is no electrode, the connecting portion (the portion not emitting light) is as short as about 20 to 30 mm even when the lamp is connected. The decrease in illuminance at the part becomes the practical range (about 20%). Therefore, the length of one lamp of the electrodeless lamp 36 is short (generally about 250 mm, two wavelengths of the commonly used microwave frequency of 2.45 GHz), but by connecting a plurality of lamps 31, A wide irradiation surface can be obtained.

一方、有電極ランプの場合は、ランプの長手方向両端部に電極およびそれを機密シールするための金属箔が存在する。したがって、灯具を連結して使用すると、最小でも１００ｍｍ程度の連結部が必要となり、連結部における照度の低下が実用範囲を大きく超えるものとなる。
特開２００３−６８４９０号公報（段落００２２〜００２５、図１〜図３） On the other hand, in the case of an electroded lamp, an electrode and a metal foil for secretly sealing it exist at both ends in the longitudinal direction of the lamp. Therefore, when the lamp is connected and used, a connecting portion of about 100 mm is required at the minimum, and the decrease in illuminance at the connecting portion greatly exceeds the practical range.
JP 2003-68490 A (paragraphs 0022 to 0025, FIGS. 1 to 3)

しかしながら、最近になってフラットパネルディスプレイの肉薄化、軽量化要求に伴い光学機能性フィルムもより薄膜化（厚さ１０μｍ程度のものもある）してきたため、灯具の連結部の照度低下が問題となってきている。すなわち、無電極ランプを使用した灯具を使用しても、灯具の連結部における照度低下が原因で、フィルムにシワが発生する場合がある。そして、フィルムの照射面位置を灯具の焦点位置より離せば、照度分布が改善され、連結部の照度低下も小さくなるが、照度が低下する（図６〜図８参照）。   However, since the optical functional film has recently been made thinner (some have a thickness of about 10 μm) in response to demands for thinner and lighter flat panel displays, a decrease in illuminance at the connecting part of the lamp has become a problem. It is coming. That is, even when a lamp using an electrodeless lamp is used, wrinkles may occur in the film due to a decrease in illuminance at the connecting portion of the lamp. If the irradiation surface position of the film is separated from the focal position of the lamp, the illuminance distribution is improved and the decrease in illuminance at the connecting portion is reduced, but the illuminance is decreased (see FIGS. 6 to 8).

そこで、本発明は、このような問題を解決すべく創案されたもので、その目的は、照射幅が非常に大きく、照度分布が良好で、かつ、照度が高い光照射装置を提供することにある。   Therefore, the present invention was devised to solve such a problem, and its purpose is to provide a light irradiation device having a very large irradiation width, good illuminance distribution, and high illuminance. is there.

前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、マイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波によって発光する棒状の無電極ランプと、前記無電極ランプの光を集光して照射する集光ミラーとを備える灯具を、前記無電極ランプの長手方向に複数連結した光照射部と、前記集光ミラーの照射方向に配置され、前記光照射部における無電極ランプの長手方向に沿って所定の長さ（Ｌ）で延設する１対の反射ミラーを備え、前記反射ミラーの反射面が所定の間隔（Ｄ）を隔てて対面する光均一化部とを有し、前記集光ミラーからの照射光の焦点位置が、前記反射ミラーの上端部で、かつ、当該反射ミラーの間の中央である光照射装置として構成したものである。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is directed to a microwave generating means, a rod-shaped electrodeless lamp that emits light by microwaves from the microwave generating means, and condensing light from the electrodeless lamp. A plurality of lamps each having a condensing mirror for irradiation in the longitudinal direction of the electrodeless lamp, and a longitudinal direction of the electrodeless lamp in the light irradiating unit, arranged in the irradiation direction of the condensing mirror. A pair of reflecting mirrors extending along a direction with a predetermined length (L), and a light uniformizing unit facing the reflecting surfaces of the reflecting mirrors with a predetermined distance (D), The focus position of the irradiation light from the said condensing mirror is comprised as a light irradiation apparatus which is the upper end part of the said reflective mirror, and is the center between the said reflective mirrors.

前記構成によれば、光照射部を複数の灯具を連結した構成とすることによって、照射幅が拡がる。また、光照射部の照射方向に光均一化部（１対の反射ミラー）を備え、かつ、光照射部（集光ミラー）からの照射光の焦点位置が所定位置であることによって、集光ミラーからの照射光が反射ミラー間で反射して、灯具の連結部に対応した位置での照射面の照度低下が抑制され、照度分布が向上すると共に、照射面全域での照度も高いレベルが維持される。さらに、光照射部が無電極ランプを備えることによって、光照射部からの照射光の集光性が向上して、１対の反射ミラー間の間隔を狭くできるため、光均一化部（反射ミラー）での照度低下が抑制される。   According to the said structure, an irradiation width spreads by setting a light irradiation part as the structure which connected the some lamp. In addition, a light uniformizing unit (a pair of reflecting mirrors) is provided in the irradiation direction of the light irradiation unit, and the focal position of the irradiation light from the light irradiation unit (condensing mirror) is a predetermined position, thereby collecting light. Irradiation light from the mirror is reflected between the reflecting mirrors, and the illuminance reduction of the irradiation surface at the position corresponding to the connecting part of the lamp is suppressed, the illuminance distribution is improved, and the illuminance over the entire irradiation surface is also high. Maintained. Furthermore, since the light irradiation unit includes an electrodeless lamp, the light collecting property of the irradiation light from the light irradiation unit is improved, and the interval between the pair of reflection mirrors can be narrowed. ) Is reduced in illuminance.

本発明に係る光照射装置によれば、照射幅が非常に大きく、照射分布が良好で、かつ、照度が高いものとなる。また、反射ミラー間の間隔を限定することによって、照度分布がより一層良好となり、照度もより一層高いものとなる。   According to the light irradiation apparatus according to the present invention, the irradiation width is very large, the irradiation distribution is good, and the illuminance is high. Further, by limiting the interval between the reflecting mirrors, the illuminance distribution becomes even better and the illuminance becomes even higher.

本発明に係る光照射装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は光照射装置の部分切断斜視図、図２は光照射装置の長手方向に沿った断面図、図３は図２のＺ−Ｚ線断面図である。   Embodiments of a light irradiation apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a partially cut perspective view of the light irradiation device, FIG. 2 is a cross-sectional view along the longitudinal direction of the light irradiation device, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line ZZ of FIG.

図１〜図３に示すように、光照射装置１は、光照射部２と、光均一化部３とを備える。以下、各構成について説明する。
＜光照射部（灯具）＞
光照射部２は、マイクロ波発生手段５と、無電極ランプ６と、集光ミラー７とを備える灯具４を、無電極ランプ６の長手方向に複数連結したものである。 As shown in FIGS. 1 to 3, the light irradiation device 1 includes a light irradiation unit 2 and a light uniformizing unit 3. Each configuration will be described below.
<Light irradiation part (lamp)>
The light irradiation unit 2 is formed by connecting a plurality of lamps 4 each having a microwave generating means 5, an electrodeless lamp 6, and a condenser mirror 7 in the longitudinal direction of the electrodeless lamp 6.

（マイクロ波発生手段）
マイクロ波発生手段５は、マイクロ波を発生できれば、その構成は特に限定されない。例えば、マイクロ波発生手段５は、マグネトロン９と、導波管１０と、マイクロ波共振器１１とを備える。 (Microwave generation means)
If the microwave generation means 5 can generate a microwave, the structure will not be specifically limited. For example, the microwave generation means 5 includes a magnetron 9, a waveguide 10, and a microwave resonator 11.

マグネトロン９は、通常、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生するものが使用され、発生したマイクロ波を導波管１０に放射するためのアンテナ（図の形状はアンテナのカバー）１４を備えている。そして、マグネトロン９は、アンテナ１４を導波管１０の一端部１０ａに挿設した状態で固定されている。また、アンテナ１４は、セラミック、好ましくはアルミナ：９２質量％以上を含有するセラミックで成形された中空管であって、その先端部が半球形に成形されていることが好ましい。なお、アルミナを含有することで、誘電体損失を小さくできるため、無電極ランプ６の立ち上げ時に発生するアンテナ１４の急激な温度上昇を抑制できる。また、先端部を半球形に成形することで、応力の集中を防ぎ、加熱により生じる歪みによって、アンテナ１４が破損することを抑制できる。その結果、光照射装置１は、無電極ランプ６の瞬時点滅使用が可能となる。   The magnetron 9 is normally used to generate a microwave having a frequency of 2.45 GHz, and includes an antenna (the shape in the figure is an antenna cover) 14 for radiating the generated microwave to the waveguide 10. . The magnetron 9 is fixed in a state where the antenna 14 is inserted into the one end 10 a of the waveguide 10. The antenna 14 is a hollow tube formed of ceramic, preferably ceramic containing alumina: 92% by mass or more, and its tip is preferably formed in a hemispherical shape. In addition, since the dielectric loss can be reduced by containing alumina, it is possible to suppress a rapid temperature increase of the antenna 14 that occurs when the electrodeless lamp 6 is started up. In addition, by forming the tip portion into a hemispherical shape, stress concentration can be prevented and the antenna 14 can be prevented from being damaged by distortion caused by heating. As a result, the light irradiation apparatus 1 can use the electrodeless lamp 6 in an instant flashing manner.

導波管１０は、マグネトロン９で発生したマイクロ波をマイクロ波共振器１１に伝達するもので、アルミニウムで成形された中空管である。そして、導波管１０の他端部１０ｂと、マイクロ波共振器１１の閉口面１１ａとを接合することで、マイクロ波を伝達している。なお、導波管１０とマイクロ波共振器１１の接合部分で発生するマイクロ波の電場の放電、またはマイクロ波の漏れを防止するために、導波管１０とマイクロ波共振器１１とを連続して一体に成形することが好ましい。その結果、光照射装置１は、灯具４ごとの光出力のばらつき、光出力の経時的な低下を抑制でき、光出力の安定化が図れる。   The waveguide 10 transmits a microwave generated by the magnetron 9 to the microwave resonator 11, and is a hollow tube formed of aluminum. The microwave is transmitted by joining the other end 10 b of the waveguide 10 and the closed surface 11 a of the microwave resonator 11. The waveguide 10 and the microwave resonator 11 are continuously connected in order to prevent the discharge of the microwave electric field generated at the junction between the waveguide 10 and the microwave resonator 11 or the leakage of the microwave. It is preferable to form them integrally. As a result, the light irradiation device 1 can suppress variations in light output for each lamp 4 and temporal degradation of the light output, and can stabilize the light output.

マイクロ波共振器１１は、導波管１０から伝達されたマイクロ波を共振によって無電極ランプ６に放射するもので、アルミニウムで成形された箱形成形品であり、光照射方向に開口した開口面１１ｂと、導波管１０の他端部１０ｂと接合する閉口面１１ａとを有する。そして、開口面１１ｂには、マイクロ波を無電極ランプ６側に反射させるマイクロ波反射メッシュ１２が配設されている。   The microwave resonator 11 radiates the microwave transmitted from the waveguide 10 to the electrodeless lamp 6 by resonance. The microwave resonator 11 is a box-shaped product formed of aluminum and has an opening surface that opens in the light irradiation direction. 11b and a closed surface 11a joined to the other end portion 10b of the waveguide 10. A microwave reflection mesh 12 that reflects the microwave toward the electrodeless lamp 6 is disposed on the opening surface 11b.

また、マイクロ波共振器１１は、無電極ランプ６へのマイクロ波の放射効率を向上させるために、アンテナ１５を備えることが好ましい。アンテナ１５は、導波管１０の他端部１０ｂ側からマイクロ波共振器１１に延設され、その一部を無電極ランプ６と集光ミラー７に平行して配置される。そして、アンテナ１５の一端はマイクロ波共振器１１に接続され、他端は導波管１０内に固定されている。なお、アンテナ１５を設けないように構成することも可能である。   The microwave resonator 11 is preferably provided with an antenna 15 in order to improve the radiation efficiency of microwaves to the electrodeless lamp 6. The antenna 15 extends from the other end 10 b side of the waveguide 10 to the microwave resonator 11, and a part of the antenna 15 is arranged in parallel to the electrodeless lamp 6 and the condenser mirror 7. One end of the antenna 15 is connected to the microwave resonator 11, and the other end is fixed in the waveguide 10. It is also possible to configure so that the antenna 15 is not provided.

（無電極ランプ）
無電極ランプ６は、マイクロ波共振器１１内に固定されている。そして、無電極ランプ６は、マイクロ波共振器１１内のマイクロ波によって、無電極ランプ６の内部に封入された発光媒体が励起し発光する。無電極ランプ６は、石英などで成形された筒形のガラス管であり、発光媒体として水銀等が封入される。 (Electrodeless lamp)
The electrodeless lamp 6 is fixed in the microwave resonator 11. The electrodeless lamp 6 emits light when the light emitting medium enclosed in the electrodeless lamp 6 is excited by the microwave in the microwave resonator 11. The electrodeless lamp 6 is a cylindrical glass tube formed of quartz or the like, and mercury or the like is enclosed as a light emitting medium.

（集光ミラー）
集光ミラー７は、断面形状が半楕円形の半割り筒形凹面鏡であり、マイクロ波を透過する硬質ガラスで成形されている。また、集光ミラー７は、無電極ランプ６で発生した光を反射させ、その光をマイクロ波共振器１１の開口面１１ｂへ導き、外部の焦点位置ＦＰで集光するように、マイクロ波共振器１１内に配設されている。 (Condenser mirror)
The condensing mirror 7 is a half-cylindrical concave mirror having a semi-elliptical cross section, and is formed of hard glass that transmits microwaves. The condensing mirror 7 reflects the light generated by the electrodeless lamp 6, guides the light to the opening surface 11 b of the microwave resonator 11, and condenses the light at the external focal position FP. It is disposed in the vessel 11.

光照射部２は、無電極ランプ６の冷却を目的として、冷却ファン１７を備えてもよい。冷却ファン１７は、導波管１０の上方（マグネトロン９側）に配設されている。そして、この冷却ファン１７から送出された冷却風を無電極ランプ６の表面に吹き付けるために、通風穴１６が導波管１０に形成され、ランプ冷却用ノズル１３がマイクロ波共振器１１の閉口面１１ａと集光ミラー７を貫通して配設されている。   The light irradiation unit 2 may include a cooling fan 17 for the purpose of cooling the electrodeless lamp 6. The cooling fan 17 is disposed above the waveguide 10 (on the magnetron 9 side). In order to blow the cooling air sent from the cooling fan 17 onto the surface of the electrodeless lamp 6, a ventilation hole 16 is formed in the waveguide 10, and the lamp cooling nozzle 13 is a closed surface of the microwave resonator 11. 11a and the condensing mirror 7 are penetrated.

光照射部２は、灯具筐体４ａ内に光強度検知センサー１８を備えてもよい。光強度検知センサー１８は、無電極ランプ６からの光の強度、すなわち、無電極ランプ６内に封入した発光媒体の発光状態を検知し、マグネトロン９の駆動を制御するものである。   The light irradiation unit 2 may include a light intensity detection sensor 18 in the lamp housing 4a. The light intensity detection sensor 18 detects the intensity of light from the electrodeless lamp 6, that is, the light emission state of the light emitting medium sealed in the electrodeless lamp 6, and controls the driving of the magnetron 9.

＜光均一化部＞
光均一化部３は、集光ミラー７の照射方向に配置され、光照射部２の長手方向に所定の長さ（Ｌ）で延設する１対の反射ミラー８、８を備え、１対の反射ミラー８、８の反射面は、所定の間隔（Ｄ）を隔てて対面している。そして、光均一化部３の光照射部２に対する配置は、集光ミラー７からの照射光の焦点位置ＦＰで規定され、その焦点位置ＦＰが、反射ミラー８の集光ミラー側の上端部８ａで、かつ、反射ミラー８、８の間の中央である必要がある。１対の反射ミラー８、８をこのように配置することによって、集光ミラー７からの照射光が１対の反射ミラー間で反射して、光照射部２の発光していない部分である灯具４の連結部に対応する照射面の照度低下が抑制され、長手方向の照度が均一化する。 <Light uniformizing section>
The light uniformizing unit 3 includes a pair of reflecting mirrors 8 and 8 that are arranged in the irradiation direction of the light collecting mirror 7 and extend in the longitudinal direction of the light irradiation unit 2 with a predetermined length (L). The reflecting surfaces of the reflecting mirrors 8 and 8 face each other with a predetermined distance (D). The arrangement of the light uniformizing unit 3 with respect to the light irradiation unit 2 is defined by the focal position FP of the irradiation light from the condensing mirror 7, and the focal position FP is the upper end 8 a on the condensing mirror side of the reflection mirror 8. And it is necessary to be in the center between the reflecting mirrors 8 and 8. By arranging the pair of reflection mirrors 8 and 8 in this way, the illumination light reflected from the pair of reflection mirrors 7 is reflected between the pair of reflection mirrors, and the light irradiation unit 2 does not emit light. The illuminance lowering of the irradiation surface corresponding to the four connecting portions is suppressed, and the illuminance in the longitudinal direction becomes uniform.

反射ミラー８の所定の長さ（Ｌ）は、照射幅を出来るだけ大きく確保するために、光照射部２の長手方向の長さと略同じに設定される。また、１対の反射ミラー８、８の間の距離を規定した所定の間隔（Ｄ）は、２０〜３５ｍｍであることが好ましい。間隔（Ｄ）が２０ｍｍ未満であると、ミラー間に入る光線の割合が減少するため照射面への総エネルギーが減る。また、間隔（Ｄ）が３５ｍｍを超えると照射面照度が低下する。   The predetermined length (L) of the reflection mirror 8 is set to be approximately the same as the length in the longitudinal direction of the light irradiation unit 2 in order to ensure the irradiation width as large as possible. The predetermined distance (D) that defines the distance between the pair of reflecting mirrors 8 and 8 is preferably 20 to 35 mm. When the distance (D) is less than 20 mm, the ratio of the light rays entering between the mirrors decreases, so that the total energy on the irradiation surface decreases. On the other hand, if the distance (D) exceeds 35 mm, the illumination intensity on the irradiated surface decreases.

なお、反射ミラー８は、反射方向が一定である平面鏡が好ましいが、凹面鏡の使用を妨げるものではない。また、反射ミラー８は１枚の鏡で構成されていることが好ましいが、複数の鏡を組み合わせることで、所定の大きさ（長さ（Ｌ）×高さ（Ｈ））の鏡を構成してもよい。さらに、光均一化部３は、光照射部２側およびワークＷ側に開口部を有する箱形のハウジング１９の内部に１対の反射ミラー８、８を備えたものでもよい。   The reflection mirror 8 is preferably a plane mirror having a constant reflection direction, but does not hinder the use of a concave mirror. The reflecting mirror 8 is preferably composed of a single mirror, but a mirror having a predetermined size (length (L) × height (H)) is configured by combining a plurality of mirrors. May be. Further, the light uniformizing unit 3 may include a pair of reflecting mirrors 8 and 8 inside a box-shaped housing 19 having openings on the light irradiation unit 2 side and the workpiece W side.

以上のように構成された光照射装置１の作動原理について説明する。図３に示すように、光照射装置１において、灯具筐体４ａ内に収納されたマグネトロン９で発生したマイクロ波は、マグネトロン９のアンテナ１４から導波管１０に放射される。導波管１０に放射されたマイクロ波は、導波管１０を伝わり、アンテナ１５（図２参照）からマイクロ波共振器１１に放射される。アンテナ１５から放射されたマイクロ波は、マイクロ波共振器１１で共振して、無電極ランプ６に吸収される。吸収されたマイクロ波によって、無電極ランプ６内に封入された水銀などがプラズマとなる。無電極ランプ６内でプラズマが発生すると、無電極ランプ６から紫外線を含む光が放射される。この光は、集光ミラー７で反射して、マイクロ波共振器１１の開口面１１ｂの下方の焦点位置ＦＰで集光する。焦点位置ＦＰで集光した光は、１対の反射ミラー８、８に投入され、反射ミラー８、８間で反射することによって、灯具４の連結部の照度低下を抑制しながら、ワークＷに照射される。なお、反射ミラー８、８は、反射率を高くするためＵＶコールドミラーと称する誘電体多層膜によるものが最も適している（図４参照）。   The operation principle of the light irradiation apparatus 1 configured as described above will be described. As shown in FIG. 3, in the light irradiation device 1, the microwave generated by the magnetron 9 housed in the lamp housing 4 a is radiated from the antenna 14 of the magnetron 9 to the waveguide 10. The microwave radiated to the waveguide 10 travels through the waveguide 10 and is radiated from the antenna 15 (see FIG. 2) to the microwave resonator 11. The microwave radiated from the antenna 15 resonates with the microwave resonator 11 and is absorbed by the electrodeless lamp 6. Mercury enclosed in the electrodeless lamp 6 becomes plasma by the absorbed microwave. When plasma is generated in the electrodeless lamp 6, light including ultraviolet rays is emitted from the electrodeless lamp 6. This light is reflected by the condensing mirror 7 and condensed at the focal position FP below the opening surface 11 b of the microwave resonator 11. The light collected at the focal position FP is input to the pair of reflection mirrors 8 and 8 and reflected between the reflection mirrors 8 and 8, thereby suppressing the decrease in illuminance at the connection portion of the lamp 4 and the work W. Irradiated. The reflection mirrors 8 and 8 are most suitably a dielectric multilayer film called a UV cold mirror in order to increase the reflectance (see FIG. 4).

本発明の実施例について説明する。
（実施例）
実施例では、図１〜図３に示した光照射装置を使用して、ワークに紫外線を照射した。そのときのワーク照射面での照度（波長３６５ｎｍ近傍）を測定して照度分布を確認した。その結果を図５に示す。図５は光照射装置の照度分布を示すグラフ図である。 Examples of the present invention will be described.
(Example)
In the example, the work was irradiated with ultraviolet rays using the light irradiation apparatus shown in FIGS. The illuminance (wavelength around 365 nm) on the workpiece irradiation surface at that time was measured to confirm the illuminance distribution. The result is shown in FIG. FIG. 5 is a graph showing the illuminance distribution of the light irradiation device.

実施例の光照射装置は、光照射部として灯具を３灯並べたものを使用し、マイクロ発生手段におけるマイクロ波発振源としてマグネトロン９（１灯分で２台、発振周波数は約２．４５ＧＨｚ、マイクロ波の総エネルギーは１灯分で約６ｋＷ）を使用した。また、無電極ランプの発光長は２５０ｍｍのものを使用し、灯具の全長としては２６５ｍｍとなった。さらに、灯具（集光ミラー）の照射方向に、光均一化部として箱形のハウジングを設置し、図１に示すように、ハウジング１９の内部に長手方向（Ｘ方向）に対向する１対の反射ミラー８（長さ（Ｌ）７００×高さ２００ｍｍ、反射ミラー間の間隔（Ｄ）２０ｍｍ）を収納した。また、ハウジング１９の短手方向（Ｙ方向）にも対向する一対の反射ミラー８Ａ（長さ２０ｍｍ×高さ２００ｍｍ）を収納した。   The light irradiating apparatus of the example uses a lamp in which three lamps are arranged as a light irradiating part, and magnetron 9 (two units for one lamp, oscillation frequency is about 2.45 GHz, as a microwave oscillation source in the micro generating means. The total energy of the microwave was about 6 kW for one lamp. Moreover, the light emission length of the electrodeless lamp was 250 mm, and the total length of the lamp was 265 mm. Further, a box-shaped housing is installed as a light uniformizing portion in the irradiation direction of the lamp (condensing mirror), and as shown in FIG. 1, a pair of opposed to the longitudinal direction (X direction) inside the housing 19. The reflecting mirror 8 (length (L) 700 × height 200 mm, spacing between reflecting mirrors (D) 20 mm) was accommodated. In addition, a pair of reflecting mirrors 8A (length 20 mm × height 200 mm) facing the short direction (Y direction) of the housing 19 was housed.

（比較例１〜３）
比較例１〜３では、図９に示す灯具を３灯並べた光照射装置を使用して、ワークに紫外線を照射した。そして、実施例と同様にして照度を測定して照度分布を確認した。その結果を図６〜図８に示す。図６〜図８は光照射装置の照度分布を示すグラフ図である。 (Comparative Examples 1-3)
In Comparative Examples 1 to 3, the work was irradiated with ultraviolet rays using a light irradiation device in which three lamps shown in FIG. 9 were arranged. Then, the illuminance was measured and the illuminance distribution was confirmed in the same manner as in the example. The results are shown in FIGS. 6 to 8 are graphs showing the illuminance distribution of the light irradiation device.

比較例１〜３の光照射装置は、光均一化部（１対の反射ミラー）を設置しなかったこと以外は実施例と同様とした。また、比較例１では照射面位置を焦点位置とし、比較例２では照射面位置を焦点位置からＡ＝１７ｍｍ離れた位置とし、比較例３では照射面位置を焦点位置からＡ＝２７ｍｍ離れた位置とした。   The light irradiation apparatus of Comparative Examples 1 to 3 was the same as the example except that the light uniformizing unit (one pair of reflection mirrors) was not installed. In Comparative Example 1, the irradiation surface position is a focal position, in Comparative Example 2, the irradiation surface position is A = 17 mm away from the focal position, and in Comparative Example 3, the irradiation surface position is A = 27 mm away from the focal position. It was.

実施例の光照射装置では、図５に示すように、照射面での照度分布は９０％以上、照度は２０００ｍＷ／ｃｍ2以上と高照度が得られた。なお、有電極ランプを使用した光照射装置では、照射面での照度は１０００ｍＷ／ｃｍ2程度であり、２０００ｍＷ／ｃｍ2は充分な高照度である。 In the light irradiation apparatus of the example, as shown in FIG. 5, the illuminance distribution on the irradiated surface was 90% or higher, and the illuminance was 2000 mW / cm 2 or higher. In the light irradiation apparatus using the electroded lamp, the illuminance on the irradiation surface is about 1000 mW / cm 2 , and 2000 mW / cm 2 is a sufficiently high illuminance.

比較例１の光照射装置では、図６に示すように、照射面での照度は高いが照度分布が悪かった（８０％程度）。また、比較例２、３の光照射装置では、図７、図８に示すように、照度分布は改善されたが、照度２０００ｍＷ／ｃｍ2以下に低下した。 In the light irradiation apparatus of Comparative Example 1, as shown in FIG. 6, the illuminance on the irradiated surface was high but the illuminance distribution was poor (about 80%). Moreover, in the light irradiation apparatuses of Comparative Examples 2 and 3, as shown in FIGS. 7 and 8, the illuminance distribution was improved, but the illuminance decreased to 2000 mW / cm 2 or less.

従って、本発明に係る光照射装置（実施例）は、従来の光照射装置（比較例１〜３）に比べて、高い照度を維持しながら、良好な照度分布を得られることが確認された。   Therefore, it was confirmed that the light irradiation apparatus (Example) according to the present invention can obtain a good illuminance distribution while maintaining a high illuminance as compared with the conventional light irradiation apparatuses (Comparative Examples 1 to 3). .

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明に係る光照射装置は、前記実施形態（実施例）に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で変更することができる。例えば、導波管およびマイクロ波共振器の構成材料として、アルミニウム以外の材料を適用してもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the light irradiation apparatus which concerns on this invention is not limited to the said embodiment (Example), It can change in the range which does not deviate from a claim. For example, a material other than aluminum may be applied as a constituent material of the waveguide and the microwave resonator.

本発明に係る光照射装置の部分切断斜視図である。It is a partial cutaway perspective view of the light irradiation apparatus concerning the present invention. 本発明に係る光照射装置の長手方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the longitudinal direction of the light irradiation apparatus which concerns on this invention. 図２のＺ−Ｚ線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line ZZ in FIG. 2. 本発明に係る光照射装置に使用されるＵＶコールドミラーの反射率と波長の関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the reflectance of a UV cold mirror used for the light irradiation apparatus which concerns on this invention, and a wavelength. 本発明に係る光照射装置の照度分布を示すグラフ図である。It is a graph which shows the illumination intensity distribution of the light irradiation apparatus which concerns on this invention. 従来の光照射装置の照度分布を示すグラフ図である。It is a graph which shows the illumination intensity distribution of the conventional light irradiation apparatus. 従来の光照射装置の照度分布を示すグラフ図である。It is a graph which shows the illumination intensity distribution of the conventional light irradiation apparatus. 従来の光照射装置の照度分布を示すグラフ図である。It is a graph which shows the illumination intensity distribution of the conventional light irradiation apparatus. 従来の光照射装置に使用される灯具の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the lamp used for the conventional light irradiation apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ 光照射装置
２ 光照射部
３ 光均一化部
４ 灯具
５ マイクロ波発生手段
６ 無電極ランプ
７ 集光ミラー
８ 反射ミラー
Ｌ 長さ
Ｗ 間隔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light irradiation apparatus 2 Light irradiation part 3 Light equalization part 4 Lamp 5 Microwave generation means 6 Electrodeless lamp 7 Condensing mirror 8 Reflection mirror L Length W Interval

Claims (1)

マイクロ波発生手段と、前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波によって発光する棒状の無電極ランプと、前記無電極ランプの光を集光して照射する集光ミラーとを備える灯具を、前記無電極ランプの長手方向に複数連結した光照射部と、
前記集光ミラーの照射方向に配置され、前記光照射部における無電極ランプの長手方向に沿って所定の長さ（Ｌ）で延設する１対の反射ミラーを備え、前記反射ミラーの反射面が所定の間隔（Ｄ）を隔てて対面する光均一化部とを有し、
前記集光ミラーからの照射光の焦点位置が、前記反射ミラーの上端部で、かつ、当該反射ミラーの間の中央であることを特徴とする光照射装置。 A lamp comprising: a microwave generating unit; a rod-shaped electrodeless lamp that emits light by microwaves from the microwave generating unit; and a condensing mirror that collects and irradiates light from the electrodeless lamp. A plurality of light irradiation sections connected in the longitudinal direction of the lamp;
A pair of reflecting mirrors arranged in the irradiation direction of the condenser mirror and extending a predetermined length (L) along the longitudinal direction of the electrodeless lamp in the light irradiation unit; And a light uniformizing unit facing each other at a predetermined interval (D),
The light irradiation apparatus, wherein a focal position of irradiation light from the condenser mirror is an upper end portion of the reflection mirror and a center between the reflection mirrors.
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