JP5573910B2 - Irradiation device - Google Patents
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Description
本発明は、直管型ランプを有する照射装置に関する。 The present invention relates to an irradiation apparatus having a straight tube lamp.
従来、配向膜、或いは配向層に偏光光を照射することで配向する光配向と呼ばれる技術が知られており、この光配向は、液晶表示パネルの液晶表示素子が備える液晶配向膜の配向等に広く応用されている。
光配向に用いる照射装置は、一般に幅広い帯状の光配向膜の光配向を可能にするために、光源に長尺の直管型紫外線ランプを採用している。この、長尺の直管型紫外線ランプは、通常、石英ガラス管を材料にして加工された発光管内部に、水銀やメタルハロゲン化物を封入した高圧放電ランプである。この種の放電ランプでは、点灯時の熱により発光管が軟化し、自重によってランプ中央部を頂点としてランプが長手方向に湾曲し下向きに垂れ下がる下垂熱変形が発生する可能性があった。
Conventionally, a technique called photo-alignment that aligns by irradiating polarized light to an alignment film or an alignment layer is known, and this photo-alignment is used for alignment of a liquid crystal alignment film included in a liquid crystal display element of a liquid crystal display panel. Widely applied.
In general, an irradiation apparatus used for photo-alignment employs a long straight tube ultraviolet lamp as a light source in order to enable photo-alignment of a wide band-shaped photo-alignment film. This long straight tube type ultraviolet lamp is usually a high-pressure discharge lamp in which mercury or a metal halide is sealed inside an arc tube processed using a quartz glass tube as a material. In this type of discharge lamp, there is a possibility that the arc tube softens due to the heat at the time of lighting, and a drooping heat deformation occurs in which the lamp curves in the longitudinal direction and hangs downward with the center of the lamp at the top.
そこで、点灯時のランプの下垂熱変形を防止するために、発光管の中央部の外周上を、発光管支持体で、発光管の管軸に直交する方向から挟みつけるように支持して、発光管中央部の下垂熱変形を防止する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to prevent the drooping heat deformation of the lamp at the time of lighting, the outer periphery of the central portion of the arc tube is supported by the arc tube support so as to be sandwiched from the direction perpendicular to the tube axis of the arc tube, A technique for preventing drooping heat deformation at the center of the arc tube is known (see, for example, Patent Document 1).
ところで、光配向に用いる照射装置では、ランプの長手方向に沿って延び、光配向対象物に反射光を照射するシリンドリカル凹面反射鏡を備えている。特許文献1に記載の照射装置では、反射鏡はアルミニウム合金製であるが、孔等を開けると割れやすいガラスの表面にアルミニウムや銀等の金属を蒸着させて形成した反射鏡が用いられている場合においては、点灯時のランプの下垂熱変形を防止するために発光管を支持する構成については考えられていなかった。
本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、ガラス製の反射鏡が用いられる場合に、ランプを支持することができる構成を備えた照射装置を提供することを目的とする。
By the way, the irradiation apparatus used for photo-alignment includes a cylindrical concave reflecting mirror that extends along the longitudinal direction of the lamp and irradiates reflected light to the photo-alignment target. In the irradiation apparatus described in
An object of the present invention is to solve the problems of the conventional technology described above and to provide an irradiation apparatus having a configuration capable of supporting a lamp when a glass reflector is used.
上記目的を達成するために、本発明は、筐体内に直管型ランプと、前記直管型ランプの管軸方向に沿って延び、前記直管型ランプが発する光を反射する反射面を有するガラス製の反射鏡を備える反射鏡ユニットと、が内蔵された照射器を備え、前記反射鏡ユニットは、前記直管型ランプの管軸に沿って延びる通風板と、この通風板の両脇に設けられた一対の前記反射鏡と、を有し、前記通風板の長手方向の略中央に前記直管型ランプを支持する一対の支持片を有した支持部を取り付け、それぞれの前記支持片の前記直管型ランプとの対向面を、直管型ランプの円周の曲率よりも小さい曲率に形成し、前記対向面と前記直管型ランプの周面との間に、前記直管型ランプの熱膨張による変形を吸収する隙間を形成した
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention has a straight tube lamp in a housing, and a reflecting surface that extends along the tube axis direction of the straight tube lamp and reflects light emitted from the straight tube lamp. A reflector unit comprising a glass reflector, and an illuminator with a built-in reflector, the reflector unit extending along the tube axis of the straight tube lamp, and on both sides of the vent plate A pair of said reflecting mirrors, and a support portion having a pair of support pieces for supporting the straight tube lamp is attached to substantially the center in the longitudinal direction of the ventilation plate, and each of the support pieces The surface facing the straight tube lamp is formed to have a smaller curvature than the circumference of the straight tube lamp, and the straight tube lamp is interposed between the facing surface and the peripheral surface of the straight tube lamp. A gap that absorbs deformation due to thermal expansion of is formed .
また、本発明は、上記の照射装置において、前記支持部は、前記通風板の中央から前記直管型ランプの側面まで延びるシャフトと、前記シャフトが貫通し、前記直管型ランプを支持する支持片とを有する一対の支持体から成り、前記支持体は前記直管型ランプを介して互いに対向する位置に配置されることを特徴とする。 In the irradiation device according to the present invention, the support portion includes a shaft extending from a center of the ventilation plate to a side surface of the straight tube lamp, and a support through which the shaft penetrates to support the straight tube lamp. It comprises a pair of supports having a piece, and the supports are arranged at positions facing each other through the straight tube lamp.
また、本発明は、上記の照射装置において、前記支持片は、前記シャフトの周りに回転可能に設けられていることを特徴とする。 Moreover, the present invention is characterized in that, in the above-mentioned irradiation apparatus, the support piece is rotatably provided around the shaft.
また、本発明は、上記の照射装置において、前記支持体が、前記直管型ランプの管軸方向に沿って互いにずれた位置に配置されていることを特徴とする。 Moreover, the present invention is characterized in that, in the irradiation apparatus, the support is disposed at a position shifted from each other along a tube axis direction of the straight tube lamp.
本発明によれば、ガラス製の反射鏡を用いて、且つ、直管型ランプを支持することができ、直管型ランプの自重や熱による垂を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to support a straight tube lamp using a glass reflector, and to prevent drooping of the straight tube lamp due to its own weight or heat.
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。
図1は、本実施形態に係る照射装置1の構成を示す正面透視図である。
照射装置1は、例えば、帯状の光配向対象物の光配向膜に光を照射して光配向する装置である。照射装置1は、設置面Fに載置されるケース10内に、照射器設置架台4に設置された照射器20と、光配向対象物が載置されるワークステージ5とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front perspective view showing a configuration of an
The
照射器20は、光源たる直管型ランプ7を備え、本実施形態においては、照射器20の直下に配置されたワークステージ5に載置された光照射対象物に光を下向きに照射する。なお、照射装置1は、下向き照射の他に、横向き照射や、上向き照射等、照射方向を任意に選択できる構成であってもよい。なお、本実施形態において、上下とは、照射器20の直下に配置されたワークステージ5に載置された光照射対象物に光を下向きに照射する場合の構成に基づくものである。
直管型ランプ7は、放電ランプであり、少なくとも光配向対象物の幅と同等以上に延びる長尺の直管型(棒状)の紫外線ランプが用いられている。直管型ランプ7は、詳細については後述するが、直管型ランプ7の長手方向に沿って直管型ランプ7を囲繞するように設けられた反射鏡ユニット80と一体にランプユニット30に取り付けられ、ランプユニット30は、照射器20に着脱自在に収容されている。
The
The
照射器20には、換気用の通気口21が設けられている。通気口21には、ケース10の外部に連通する換気ダクト11が接続されている。通気口21の内側には、不図示の送風ファンが設けられる。この送風ファンにより、照射器20内には冷却風が流れ、直管型ランプ7及びその周辺が直接空冷される。
The
図2は、ランプユニット30を示す図であり、図3は、ランプユニット30の断面図である。図2、図3に示すように、ランプユニット30は、下面が開口する箱形の筐体31内に直管型ランプ7と反射鏡ユニット80とを収め、照射器20内に着脱自在に収容される。
筐体31は、ステンレス等の剛性を有する金属製材料から構成される。筐体31は、上面パネル32、一対の側面パネル33、及び、一対の端面パネル34から構成され、下方に開口する照射開口45を備えている。
筐体31の上面パネル32には、筐体31内に直管型ランプ7及びその周辺を空冷するための空気が流通する通気孔32aが長手方向に沿って線状に2列に並べて複数設けられている。
FIG. 2 is a diagram illustrating the
The
The
筐体31の一対の側面パネル33には、上縁に沿って複数のローラー33aが設けられている。照射器20内には、ランプユニット30を照射器20に着脱する際に、筐体31のローラー33aが摺動して、ランプユニット30を案内するガイドレール(不図示)が設けられる。ランプユニット30は、照射器20内に設けられたガイドレール上をローラー33aを摺動させて、照射装置1の一方の端面(前面)の開口から長手方向に沿って引出し入れ可能に構成されている。また、筐体31の上面パネルには、照射器20内に設けられたガイドレールの側面に沿って摺動するローラー32bが設けられている。また、筐体31の一対の端面パネル34には、ランプユニットを引き出し入れする際に用いるハンドル34aが取り付けられている。
The pair of
図示は省略するが、筐体31の内部には、直管型ランプ7を支持する管端支持部と、直管型ランプ7に電気エネルギーを供給する電源供給機構とが備えられる。直管型ランプ7は、管端支持部により両端部が支持されて筐体31内に収容されると共に、電源供給機構から電気エネルギーが供給されて発光する。
直管型ランプ7は、例えば全長が3m程の長尺の高出力直管型ランプである。直管型ランプ7は、石英ガラス等の高耐熱性と透光性を有する材料から構成される発光管の内部に、水銀やメタルハロゲン化物が封入された高圧放電ランプである。直管型ランプ7の点灯時には、直管型ランプ7の管壁の温度が800℃〜900℃程度の高温となる。
Although not shown, the
The
反射鏡ユニット80は、反射鏡8と、通風板35と、通風板35及び筐体31の側面パネル33の間で反射鏡8を保持する第1保持体36a,36b及び第2保持体38a,38bと、から構成される。
反射鏡8は、断面楕円形、かつ直管型ランプ7の長手方向に沿って延びるシリンドリカル凹面反射鏡であり、直管型ランプ7の光を集光して照射開口45から光配向対象物に照射する。反射鏡8は、図3、図4に示すように、弓状に湾曲した複数枚の板状の小片鏡(反射面)8a,8bを断面楕円形状に組み合わせて構成される。各鏡8a,8bは、ガラスの凹面側表面に反射性を有する被膜を付着形成して反射性を付与している。各鏡8a,8bは、直管型ランプ7の管軸真上に設けられた通風板35に取り付けられた第1保持体36a,36bと、筐体31の側面パネル33に取り付けられた第2保持体38a,38bとの間に架け渡されて固定されている。
The reflecting
The reflecting
直管型ランプ7の一方の側面7aからの光を反射する鏡8aと、直管型ランプ7の他方の側面7bからの光を反射する鏡8bとは、それぞれ、図4に示すように、ランプユニット30の長手方向に複数連結され、一対の凹面反射鏡8,8の一方および他方を構成している。また、鏡8aと、鏡8bとは、ランプユニット30の長手方向に沿って、互いにずれた位置に配置されている。この構成によれば、鏡8a,8bをランプユニット30の長手方向に複数の小片に分割して形成することで反射鏡8を着脱等の作業上で取扱い易くすることができるとともに、製造コストを下げることができる。また、鏡8aと、鏡8bとを、ランプユニット30の長手方向に沿って、互いにずれた位置に配置したため、隣り合う鏡8a,8a及び鏡8b,8bのつなぎ目に当たる反射光の光路への影響を低減することができる。
As shown in FIG. 4, a
通風板35は、図3、図4に示すように、直管型ランプ7の真上に設けられ、直管型ランプ7の管軸に沿って延びている。通風板35は、図示は省略するが、筐体31の端面パネル34に両端が、例えばねじ等の締結具で固定されている。通風板35は、断面四角形の管状に形成された通風板であり、上下に貫通する複数の通風孔35aが互いに所定間隔でランプユニット30の長手方向に沿って複数設けられている。各通風孔35aは、長穴形状に形成することができる。
第1保持体36a,36bは、通風板35の両側面に各々固定されて、直管型ランプ7の管軸に沿って延びている。第1保持体36a,36bの側面には、鏡8a,8bの上端部が差し込まれる溝36cが形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
The
第2保持体38a,38bは、筐体31の側面パネル33の照射開口45近傍にランプユニット30の長手方向に沿って取り付けられた固定具37a,37bに其々支持されている。第2保持体38a,38bは、互いに所定の間隔を開けて、隣り合う鏡8a,8a及び鏡8b,8bのつなぎ目に対応する位置に取り付けられる。各第2保持体38a,38bの上面には、隣り合う鏡8a,8a及び鏡8b,8bの下端部が差し込まれる溝38cが形成されている。
The
これらの構成によれば、反射鏡8は、各鏡8a,8bの上端部を第1保持体36a,36bの側面に形成された溝36cに差込むと共に、隣り合う鏡8a,8a及び鏡8b,8bのつなぎ目を、第2保持体38a,38bに対応する位置に配置して、隣り合う鏡8a,8a及び鏡8b,8bの下端部を第2保持体38a,38bの溝38cに差し込むことで、容易に組み立てることができる。
According to these configurations, the reflecting
反射鏡ユニット80には、図3に示すように、直管型ランプ7を、ランプユニット30の長手方向の略中央で支持する支持部40が、通風板35に固定されて、取り付けられている。支持部40は、直管型ランプ7が、自重や熱によって垂れ下げるのを防止するべく設けられる。
支持部40は、一対の支持体41(以下、支持体41a,41bという)から構成される。各支持体41a,41bは、略Z字形状に形成されたシャフト43と、シャフト43に、シャフト43の周りを回転自在に取り付けられた支持片42とから構成される。各支持体41a,41bは、シャフト43の一端部43aを通風板35に上下に貫通させて、ナット43b等の締結具で通風板35に吊り下げられる。
As shown in FIG. 3, a
The
シャフト43は、剛性を有する金属製材料から構成され、一端部43aには、ナット43bに対応するねじが外周面に切られている構成であっても良い。また、シャフト43は、高耐熱性および高熱伝導性を有し、直管型ランプ7の点灯時の熱で支持片42と反応性を有しない金属または合金で形成される。シャフト43の材料としては、例えば、ニッケル合金を用いることができる。シャフト43は、一端部43aが、直管型ランプ7の管軸Xの真上で通風板35を貫通するように配設されている。この構成によれば、反射鏡8を構成する鏡8a,8bの上端を、直管型ランプ7の上方まで延ばすことができ、直管型ランプ7の光を効率良く光照射対象物に照射させることができる。
The
支持片42は、例えば、肉厚の板状部材から成り、図示は省略するが、シャフト43が穿貫する貫通孔を有し、シャフト43の周りを回転する構成であっても良い。支持片42は、直管型ランプ7の発光管と同様に、石英ガラス等の高耐熱性を有し、直管型ランプ7の点灯時の熱で直管型ランプ7と反応性を有しない材料から構成される。この構成によれば、直管型ランプ7と支持片42との間の温度差を低減することができる。支持片42の高さは、直管型ランプ7の半径rよりも高いことが望ましく、且つ、支持片42の下縁は、直管型ランプ7の下端近傍まで延びているのが望ましい。この構成によれば、直管型ランプ7を持ち上げるように支持片42で支持して、直管型ランプ7の自重や熱による垂れを防止することができる。
The
支持片42の、直管型ランプ7に対向する対向面42aは、直管型ランプ7の円周に沿う凹面形状に切り欠かれている。なお、支持片42の対向面42aの曲率は、直管型ランプ7の円周の曲率よりも小さく形成され、対向面42aと直管型ランプ7の周面との間には隙間Gが形成されるように構成されている。この構成によれば、直管型ランプ7の熱膨張による変形や、直管型ランプ7及びその他の構成部品の歪みをこの隙間Gにより吸収することができる。
The facing
支持片42は、図5に示すように、シャフト43の周りを回転させることができる。支持片42は、シャフト43の周りを360℃回転できる構成であっても良いし、或いは、90℃だけ回転できる構成であっても良い。直管型ランプ7の交換時等で、直管型ランプ7をランプユニット30から着脱させる際には、支持片42を例えば90℃回転させることで、支持片42を直管型ランプ7の着脱経路から退却させることができる。これにより、支持部40あるいは支持片42を取り外すことなく、直管型ランプ7の着脱を行うことができる。
The
各支持体41a,41bは、図4に示すように、通風板35の、隣り合う通風孔35a間に取り付けられている。また、支持体41a,41bは、直管型ランプ7の管軸X方向に沿って互いにずれた位置に配置されている。この構成によれば、支持体41a,41bは、直管型ランプ7の管軸Xに平行な面への投影図上では、直管型ランプ7を介して対向する位置関係とならない。これにより、ランプユニット30の照射面上で直管型ランプ7からの照射光の光路が支持体41a,41bにより遮られる影響が1カ所に集中するのを防ぐことができる。なお、各支持体41a,41b間の距離は、直管型ランプ7のいずれの部位においても自重や熱により下に垂れ下がる変形が起こらない任意の距離とすることができる。
Each
直管型ランプ7及びその周辺を空冷する空気の流れを説明すると、照射器20の通気口21の内側に設けられた不図示の送風ファンの駆動により、ランプユニット30の内部には、図3に示すように、照射開口45を介して冷却風が取り入れられる。図3中の矢印Aは、ランプユニット30の内部での冷却風の流れを示す図であり、照射開口45から取り入れられた冷却風は、直管型ランプ7及びその周辺を冷却し、通風板35の通風孔35a、筐体31の上面パネル32に設けられた通気孔32aを通って、換気ダクト11により照射装置1のケース10外部に排気される。なお、直管型ランプ7は、支持部40により支持されているため、筐体31内部の冷却風の流れによる直管型ランプ7の振動を抑えることができる。
The flow of air for cooling the
以上説明したように、本発明を適用した実施形態によれば、筐体31内に直管型ランプ7と、直管型ランプ7の管軸X方向に沿って延び、直管型ランプ7が発する光を反射する反射面8a,8bを有するガラス製の反射鏡8を備える反射鏡ユニット80と、が内蔵されたランプユニット30を備え、反射鏡ユニット80は、直管型ランプ7の管軸Xに沿って延びる通風板35と、この通風板35の両脇に設けられた一対の前記反射鏡8,8と、を有し、通風板35の長手方向の略中央に直管型ランプ7を支持する支持部40を取り付けた。これにより、ガラス製の反射鏡8を用いていながら、反射鏡ユニット80に直管型ランプ7を支持する支持部40を取り付けることが可能であり、直管型ランプ7が自重や熱により垂れ下がるのを防止することができる。
As described above, according to the embodiment to which the present invention is applied, the
また、支持部40は、通風板35の長手方向の略中央から直管型ランプ7の側面7a,7bまで延びるシャフト43と、シャフト43が貫通し、直管型ランプ7を支持する支持片42とを有する一対の支持体41から成り、支持体41は直管型ランプ7を介して互いに対向する位置に配置される。これにより、シャフト43を通風板35の中央から直管型ランプ7の側面7a,7bまで延ばしているため、反射鏡8を構成する鏡8a,8bの上端を、直管型ランプ7の上方まで延ばすことができ、直管型ランプ7の光を効率良く光照射対象物に照射させることができる。
The
また、支持片42は、シャフト43の周りに回転可能に設けられている。これにより、直管型ランプ7の交換時等の直管型ランプ7をランプユニット30から着脱させる際には、支持体41或いは支持片42を取り外すことなく、例えば90℃回転させるだけで、支持片42を直管型ランプ7の着脱経路から退却させることができ、直管型ランプ7の着脱を容易に行うことができる。
The
また、支持体41が、直管型ランプ7の管軸X方向に沿って互いにずれた位置に配置されている。これにより、ランプユニット30の照射面上で、直管型ランプ7からの照射光の光路が支持体41a,41bにより遮られる影響が1カ所に集中するのを防ぐことができる。
Further, the
1 照射装置
7 直管型ランプ
8 反射鏡
8a、8b 鏡(反射面)
30 ランプユニット
31 筐体
35 通風板
40 支持部
41、41a、41b 支持体
42 支持片
43 シャフト
80 反射鏡ユニット
DESCRIPTION OF
30
Claims (4)
前記反射鏡ユニットは、前記直管型ランプの管軸に沿って延びる通風板と、この通風板の両脇に設けられた一対の前記反射鏡と、を有し、
前記通風板の長手方向の略中央に前記直管型ランプを支持する一対の支持片を有した支持部を取り付け、
それぞれの前記支持片の前記直管型ランプとの対向面を、直管型ランプの円周の曲率よりも小さい曲率に形成し、
前記対向面と前記直管型ランプの周面との間に、前記直管型ランプの熱膨張による変形を吸収する隙間を形成した
ことを特徴とする照射装置。 A straight tube lamp in a housing, and a reflector unit including a glass reflector having a reflecting surface that extends along a tube axis direction of the straight tube lamp and reflects light emitted from the straight tube lamp; With a built-in irradiator,
The reflector unit includes a ventilation plate extending along the tube axis of the straight tube lamp, and a pair of the reflectors provided on both sides of the ventilation plate,
Attach a support portion having a pair of support pieces for supporting the straight tube lamp at the approximate center in the longitudinal direction of the ventilation plate,
The surface of each of the support pieces facing the straight tube lamp is formed with a curvature smaller than the curvature of the circumference of the straight tube lamp,
An irradiation device , wherein a gap for absorbing deformation due to thermal expansion of the straight tube lamp is formed between the facing surface and the peripheral surface of the straight tube lamp .
Priority Applications (5)
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