JP6763450B2 - Light irradiation device - Google Patents
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Description
本発明は、光照射装置に関する。 The present invention relates to a light irradiation device.
従来、光照射装置として、装置の内部に導入された線材に向けて光を照射する複数の光源を備える光照射装置が、知られている（例えば、特許文献１）。 Conventionally, as a light irradiation device, a light irradiation device including a plurality of light sources that irradiate light toward a wire rod introduced inside the device is known (for example, Patent Document 1).
そこで、課題は、面光源の光源を有する光照射装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a light irradiation device having a light source of a surface light source.
光照射装置は、円弧状に形成される凹状の内面に配置され、前記線材が内部に挿入される反射面と、前記線材の周方向の一方側から前記線材に向けて光を照射する光源と、前記線材を前記反射面の内部に挿入するための挿入路を、内部に形成する挿入部と、を備え、前記光源は、前記線材の延びる方向に対する直交面による断面において、幅を有する領域から光を照射する面光源であり、前記光源は、前記線材の長手方向に対する直交面による断面において、前記反射面の外部に配置される。 The light irradiation device is arranged on a concave inner surface formed in an arc shape, and includes a reflection surface into which the wire rod is inserted and a light source that irradiates light toward the wire rod from one side in the circumferential direction of the wire rod. The light source includes an insertion portion for inserting the wire rod into the inside of the reflection surface, and the light source is from a region having a width in a cross section formed by a plane orthogonal to the extending direction of the wire rod. It is a surface light source that irradiates light, and the light source is arranged outside the reflecting surface in a cross section formed by a plane orthogonal to the longitudinal direction of the wire rod.
また、光照射装置は、前記反射面の周方向の一方側に形成される開口部と、前記開口部を覆う透光部と、を備え、前記光源は、前記透光部を経由して前記線材に光を照射するように、配置される、という構成でもよい。 Further, the light irradiation device includes an opening formed on one side in the circumferential direction of the reflection surface and a light-transmitting portion covering the opening, and the light source passes through the light-transmitting portion. The wire rod may be arranged so as to irradiate light.
また、光照射装置においては、前記透光部の幅寸法は、前記開口部の幅寸法よりも、大きい、という構成でもよい。 Further, in the light irradiation device, the width dimension of the translucent portion may be larger than the width dimension of the opening portion.
また、光照射装置においては、前記透光部の幅寸法は、前記光源の幅寸法よりも、大きい、という構成でもよい。 Further, in the light irradiation device, the width dimension of the translucent portion may be larger than the width dimension of the light source.
また、光照射装置は、前記光源及び前記透光部を有する光源ユニットと、前記反射面を有し、前記光源ユニットに可動に接続される挿入ユニットと、を備える、という構成でもよい。 Further, the light irradiation device may be configured to include a light source unit having the light source and the light transmitting portion, and an insertion unit having the reflecting surface and movably connected to the light source unit.
また、光照射装置においては、前記挿入部は、前記挿入路を内部に形成するように、筒状に形成され、前記光照射装置は、前記挿入部を固定する固定部を備え、前記固定部は、前記線材の延びる方向で前記光源を挟むように、前記光源の両側に配置される、という構成でもよい。 Further, in the light irradiation device, the insertion portion is formed in a tubular shape so as to form the insertion path inside, and the light irradiation device includes a fixing portion for fixing the insertion portion, and the fixing portion is provided. May be arranged on both sides of the light source so as to sandwich the light source in the extending direction of the wire rod.
以下、光照射装置における一実施形態について、図１〜図１０を参酌して説明する。なお、各図（図１１〜図１７も同様）において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致しておらず、また、各図面の間での寸法比も、必ずしも一致していない。 Hereinafter, one embodiment of the light irradiation device will be described with reference to FIGS. 1 to 10. In each drawing (the same applies to FIGS. 11 to 17), the dimensional ratio of the drawings and the actual dimensional ratio do not always match, and the dimensional ratios between the drawings do not necessarily match. Absent.
図１に示すように、本実施形態に係る光照射装置１は、光ファイバを製造する光ファイバ製造装置１００に用いられている。そこで、光照射装置１の各構成を説明するのに先立って、光ファイバ製造装置１００について説明する。
As shown in FIG. 1, the
光ファイバ製造装置１００は、光ファイバ２００を搬送する搬送装置１１０と、搬送される光ファイバ２００に紫外線硬化性の樹脂を塗布する塗布装置１２０とを備えている。そして、搬送装置１１０は、光ファイバ２００が光照射装置１の内部の所定位置に挿入されるように、光ファイバ２００を保持しつつ搬送する搬送部材１１１，１１２を、光照射装置１の上流側と下流側にそれぞれ備えている。
The optical
そして、光照射装置１は、例えば、毎分１０００メートルの速さで内部を走行する光ファイバ２００に紫外線を照射することにより、光ファイバ２００に塗布された樹脂を硬化させる。これにより、光ファイバ製造装置１００で製造される光ファイバ２００は、例えば、ガラスファイバからなる裸光ファイバと、紫外線硬化性樹脂が硬化された被覆膜とで構成されている。
Then, the
図２〜図４に示すように、本実施形態に係る光照射装置１は、光ファイバ（線材）２００に向けて光を照射する光源ユニット２と、光ファイバ２００が挿入される挿入ユニット３とを備えている。また、光照射装置１は、光源ユニット２と挿入ユニット３とを回転軸４ａで回転可能に接続する接続部４を備えている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
光源ユニット２は、光ファイバ２００に向けて光を照射する光源２１と、光源２１を冷却する光源冷却部２２と、光源２１等を収容する筐体２３とを備えている。また、光源ユニット２は、光源２１に電力を供給するための電力供給部２４を備えている。
The
光源２１は、光ファイバ２００の延びる方向（搬送方向）Ｄ１に沿って、長尺に形成されている。そして、光源２１は、光ファイバ２００に対面するように配置している。本実施形態においては、光源２１は、発光素子（ＬＥＤ）を有する基板、即ち、発光素子実装基板（ＬＥＤ実装基板）である。また、本実施形態においては、光源２１は、紫外線硬化性の樹脂を硬化させるために、紫外光（例えば、波長が３００ｎｍ〜４００ｎｍの光）を放射している。
The
光源冷却部２２は、光源２１に連結され且つ冷却水が内部を流通する冷却本体２２ａと、冷却本体２２ａに冷却水を流入するための流入部２２ｂと、冷却本体２２ａから冷却水を流出するための流出部２２ｃとを備えている。なお、冷却本体２２ａは、筐体２３の内部に配置され、流入部２２ｂ及び流出部２２ｃは、筐体２３の外部に配置されている。
The light
筐体２３は、光源２１から放射された光を透過する透光部２３ａと、光を遮光する遮光部２３ｂとを備えている。透光部２３ａは、光ファイバ２００の延びる方向（搬送方向）Ｄ１に沿って、長尺に形成されている。そして、透光部２３ａは、光源２１と対面するように配置されている。これにより、透光部２３ａは、光源２１と光ファイバ２００との間に配置されている。
The
電力供給部２４は、外部からの電力を供給するために、例えば、ケーブル等が接続される電源接続部２４ａと、電源接続部２４ａと光源２１との間を電気的に接続するために、各種の端子を有する端子台２４ｂとを備えている。なお、電源接続部２４ａは、筐体２３の外部に配置され、端子台２４ｂは、筐体２３の内部に配置されている。
The
挿入ユニット３は、光ファイバ２００が内部に挿入される本体部５と、光ファイバ２００を本体部５の内部に挿入するための挿入路６１を、内部に形成する挿入部６と、挿入部６を本体部５に固定する固定部７とを備えている。また、挿入ユニット３は、本体部５を冷却する本体冷却部８を備えている。
The
本体冷却部８は、本体部５に連結され且つ冷却水が内部を流通する冷却本体８ａと、冷却本体８ａに冷却水を流入するための流入部８ｂと、冷却本体８ａから冷却水を流出するための流出部８ｃとを備えている。そして、本体冷却部８（冷却本体８ａ）は、本体部５に対して着脱可能に構成されている。
The main
図４及び図５に示すように、本体部５は、光ファイバ２００の延びる方向（搬送方向）Ｄ１に沿って、長尺に形成されている。また、本体部５は、長手方向に沿って、光ファイバ２００が内部に挿入される凹状部５１を備えている。そして、凹状部５１は、円弧状に形成される内面に、光を反射する反射面５２を備えている。また、凹状部５１は、反射面５２の周方向の一方側に、開口部５３を一つ備えている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
反射面５２は、光ファイバ２００の延びる方向（搬送方向）Ｄ１に沿って、長尺に形成されている。そして、反射面５２は、曲面で形成されている。具体的には、反射面５２は、長手方向に対する直交面による断面において、真円形の一部からなる円弧状に形成されている。そして、反射面５２は、挿入部６が内部に挿入できる大きさに、形成されている。
The reflecting
開口部５３は、光ファイバ２００の延びる方向（搬送方向）Ｄ１に沿って、長尺に形成されている。そして、開口部５３は、透光部２３ａに覆われており、光源２１と対面するように配置されている。これにより、光源２１の光は、透光部２３ａ及び開口部５３を経由して、反射面５２の内部の光ファイバ２００に照射されている。したがって、光源２１は、光ファイバ２００の周方向の一方側から光ファイバ２００に向けて光を照射している。
The
挿入部６は、内部に挿入路６１を形成する挿入孔６２を備えており、挿入孔６２は、反射面５２の内部及び外部に配置されている。具体的には、挿入部６は、透光性を有する筒状体で形成され、反射面５２の内部及び外部に亘って配置されている。そして、挿入孔６２は、長手方向に対する直交面による断面において、円形状に形成されている。即ち、挿入孔６２は、内部に、円形状の挿入路６１を形成している。
The
本実施形態においては、挿入部６は、石英管としており、内部に、窒素を充填されている。そして、光ファイバ２００の表面の樹脂が硬化する際に、揮発物が生じるため、挿入部６は、当該揮発物が光源ユニット２（透光部２３ａ）及び反射面５２に付着することを防止している。
In the present embodiment, the
図５に示すように、挿入部６（挿入孔６２）は、挿入路６１の中心６１ａが反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して偏心するように、配置されている。具体的には、挿入部６（挿入孔６２）は、挿入路６１の中心６１ａが反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して光源２１と接離する方向（より具体的には、光源２１から離れる方向）に偏心するように、配置されている。
As shown in FIG. 5, the insertion portion 6 (insertion hole 62) is arranged so that the
本実施形態においては、光源２１及び反射面５２の配置は、（図５における第３の方向Ｄ３で、）線対称になっている。このように、光源２１及び反射面５２の配置が線対称になっている場合においては、光源２１と接離する方向とは、斯かる線対称となる基準線の方向になる。
In this embodiment, the arrangement of the
なお、反射面５２の円弧状の中心５２ａは、反射面５２に内接する内接円の中心である。また、挿入路６１の中心６１ａは、挿入路６１を構成する面（本実施形態においては、挿入孔６２の内面）に内接する内接円の中心である。
The
図６及び図７に示すように、本体部５は、長手方向の両端部に、光を反射する反射端面５４をそれぞれ備えている。そして、反射端面５４は、挿入部６と反射面５２との隙間の一部を覆うように配置されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
図６及び図８に示すように、固定部７は、挿入部６を挟持する一対の挟持部７１，７２を備えている。そして、固定部７は、一対の挟持部７１，７２が挿入部６の長手方向の端部を挟持することで、挿入部６の長手方向の端部と本体部５の長手方向の端部とを固定している。
As shown in FIGS. 6 and 8, the fixing
本実施形態に係る光照射装置１の構成については以上の通りであり、次に、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して偏心することによる作用効果の一例を図９及び図１０を参酌して説明する。
The configuration of the
図９に係る比較例において、線材２００の中心は、反射面５２の円弧状の中心５２ａと一致している。斯かる構成において、光は、線材２００の背面側（光源２１と対面する面と反対側であって、図９及び図１０における下面側）を照射するためには、反射面５２の円弧状の中心５２ａ付近を通過した後に、反射面５２で反射する必要がある（図９の破線参照）。
In the comparative example according to FIG. 9, the center of the
しかしながら、反射面５２の円弧状の中心５２ａ付近を通過するような光は、線材２００の正面側（光源２１と対面する面であって、図９及び図１０における上面側）を照射してしまう（図９の２点鎖線参照）。したがって、線材２００の背面側は、線材２００の正面側と比較して、光を照射され難い。これにより、図９に係る比較例においては、線材２００の周方向に亘って均一に光を照射することができない。
However, the light that passes near the
また、円弧状の反射面５２を用いた場合、反射面５２の円弧状の中心５２ａに配置された線材２００の側面側（図９における左面側及び右面側）には、光が照射されない。これは、反射面５２の円弧状の中心５２ａに向かう光線光が、幾何学的に、線材２００の周方向の一方側に配置された光源２１からの直接光と、反射面に対して垂直に入射された光の反射光のみとなるため、円弧状の中心５２ａに向かう直接光及び反射光の範囲が、正面側及び背面側に限定されるためである。これにより、側面側には光が照射され難く、線材２００の周方向に亘って均一な光照射がより一層難しくなる。
Further, when the arc-shaped reflecting
一方、図１０に係る実施例において、線材２００の中心は、反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して偏心している。斯かる構成において、光は、線材２００の背面側を照射するために、線材２００の位置を通過する必要がない。したがって、線材２００の背面側には、線材２００の正面側と同様に、光が照射される。さらに、線材２００の側面側にも、好適に光が照射される。
On the other hand, in the embodiment according to FIG. 10, the center of the
これにより、図１０に係る実施例においては、線材２００の周方向に亘って均一に光を照射することができる。このように、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して偏心することにより、線材２００の周方向に亘って均一に光を照射することができる。
As a result, in the embodiment according to FIG. 10, light can be uniformly irradiated over the circumferential direction of the
次に、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して光源２１から離れる方向に偏心することによる作用効果の一例を説明する。
Next, an example of the action and effect caused by the center of the
線材２００の位置が光源２１から離れる構成に対して、線材２００の位置が光源２１に近づく構成においては、例えば、光源２１から放射された光の多くが、線材２００に直接照射される。これにより、反射面５２で反射される光が少なくなるため、線材２００の背面側を照射する光が少なくなる。
In the configuration in which the position of the
また、線材２００の位置が光源２１から離れる構成に対して、線材２００の位置が光源２１に近づく構成においては、例えば、線材２００の背面側が反射面５２から離れてしまう。これにより、線材２００の背面側を照射する光が少なくなる。
Further, in the configuration in which the position of the
このように、線材２００の位置が光源２１に近づく構成においては、線材２００の背面側は、線材２００の正面側と比較して、光を照射され難い傾向になる。このように、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して光源２１から離れる方向に偏心することにより、線材２００の周方向に亘ってさらに均一に光を照射することができる。
As described above, in the configuration in which the position of the
以上より、本実施形態に係る光照射方法は、光照射装置１が線材２００に向けて光を照射する光照射方法であって、前記光照射装置１は、円弧状に形成される凹状の内面に配置される反射面５２と、前記線材２００の周方向の一方側から前記線材２００に向けて光を照射する光源２１と、を備え、前記光照射方法は、前記線材２００の中心が前記反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して偏心するように、前記線材２００を前記反射面５２の内部に挿入することと、前記光源２１から前記線材２００に向けて光を照射することと、を含む。
Based on the above, the light irradiation method according to the present embodiment is a light irradiation method in which the
斯かる方法によれば、反射面５２の内部に挿入された線材２００の中心が、反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して偏心している。そして、光源２１からの光が、その線材２００に向けて照射されている。これにより、線材２００の周方向の一方側から線材２００に向けて光を照射しても、線材２００の周方向に亘って均一に光を照射することができる。
According to such a method, the center of the
また、本実施形態に係る光照射装置１は、円弧状に形成される凹状の内面に配置され、前記線材２００が内部に挿入される反射面５２と、前記線材２００の周方向の一方側から前記線材２００に向けて光を照射する光源２１と、前記線材２００を前記反射面５２の内部に挿入するための挿入路６１を、内部に形成する挿入部６と、を備え、前記挿入路６１の中心６１ａは、前記反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して偏心している。
Further, the
斯かる構成によれば、挿入部６は、線材２００を反射面５２の内部に挿入するための挿入路６１を、内部に形成している。そして、挿入路６１の中心６１ａが、反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して偏心しているため、挿入部６の内部に挿入された線材２００の中心は、反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して偏心する。これにより、線材２００の周方向の一方側から線材２００に向けて光を照射しても、線材２００の周方向に亘って均一に光を照射することができる。
According to such a configuration, the
また、本実施形態に係る光照射装置１においては、前記挿入路６１の中心６１ａは、前記反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して前記光源２１から離れる方向に偏心している、という構成である。
Further, in the
斯かる構成によれば、挿入路６１の中心６１ａが、反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して光源２１から離れる方向に偏心している。したがって、挿入部６の内部に挿入された線材２００の中心は、反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して光源２１から離れる方向に偏心する。
According to such a configuration, the
これにより、例えば、光源２１から放射された光において、線材２００に直接照射される光だけでなく、反射面５２で反射される光を確保することができる。また、例えば、線材２００の背面側が反射面５２から離れ過ぎることも抑制することができる。したがって、線材２００の周方向の一方側から線材２００に向けて光を照射しても、線材２００の周方向に亘ってさらに均一に光を照射することができる。
Thereby, for example, in the light radiated from the
また、本実施形態に係る光照射装置１においては、前記挿入部６は、内部に前記挿入路６１を形成する挿入孔６２を備え、前記挿入孔６２は、前記反射面５２の内部及び外部の少なくとも一方（具体的には、内部及び外部）に、前記挿入路６１の中心６１ａが前記反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して偏心するように配置される、という構成である。
Further, in the
斯かる構成によれば、挿入孔６２は、内部に挿入路６１を形成し、反射面５２の内部及び外部の少なくとも一方（具体的には、内部及び外部）に配置されている。そして、挿入孔６２は、挿入路６１の中心６１ａが反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して偏心するように配置されている。これにより、線材２００が挿入孔６２に挿入されることで、線材２００の中心は、反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して確実に偏心する。
According to such a configuration, the
また、本実施形態に係る光照射装置１においては、前記反射面５２は、曲面で形成される、という構成である。
Further, in the
なお、光照射装置及び光照射方法は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、光照射装置及び光照射方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に一つ又は複数選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。 The light irradiation device and the light irradiation method are not limited to the configuration of the above-described embodiment, and are not limited to the above-mentioned action and effect. In addition, it goes without saying that the light irradiation device and the light irradiation method can be variously modified without departing from the gist of the present invention. For example, it goes without saying that one or a plurality of configurations and methods according to the following various modification examples may be arbitrarily selected and adopted for the configurations and methods according to the above-described embodiment.
上記実施形態に係る光照射装置１及び方法においては、光源２１は、一つ備えられている、という構成である。しかしながら、光照射装置及び方法は、斯かる構成に限られない。例えば、図１１及び図１２に示すように、光源２１は、複数備えられている、という構成でもよい。そして、例えば、複数の光源２１は、全て同じ出力である、という構成でもよく、また、例えば、光源２１は、少なくとも一つの他の光源２１に対して、異なる出力である、という構成でもよい。
In the
ここで、「線材の周方向の一方側から線材に向けて光を照射する光源」は、図１１及び図１２に示すように、線材２００の中心を含む基準面Ｓ１に対して、一方向Ｄ４側から線材２００に向けて光を照射する光源２１を指す。即ち、光照射装置及び方法は、基準面Ｓ１に対して他方向Ｄ５側から線材２００に向けて光を照射する光源（基準面Ｓ１に対して一方向Ｄ４側から線材２００に向けて光を照射する光源２１のうち、最も出力が大きい光源２１の出力の２５％以下の出力である「補助光源」を除く）を備えない。
Here, as shown in FIGS. 11 and 12, the "light source that irradiates the wire from one side in the circumferential direction of the wire" is unidirectional D4 with respect to the reference surface S1 including the center of the
また、上記実施形態に係る光照射装置１においては、反射面５２は、真円形の一部からなる円弧状に形成されている、という構成である。しかしながら、光照射装置は、斯かる構成に限られない。例えば、図１３に示すように、反射面５２は、楕円形の一部からなる円弧状に形成されている、という構成でもよく、また例えば、図１４に示すように、反射面５２は、複数の平面が円弧状に配置されることで、形成されている、即ち、多角形で形成されている、という構成でもよい。
Further, in the
ここで、「円弧状に形成される凹状の内面に配置される反射面」における「円弧状」は、反射面５２に内接する内接円Ｃ１の直径と反射面５２に外接する外接円Ｃ２の直径との関係が以下の式を満たすことをいう。なお、上記実施形態に係る反射面５２の内接円と外接円とは、同じである。
１００％ ≦ （外接円の直径）／（内接円の直径） ≦ １１０％
Here, the "arc shape" in the "reflecting surface arranged on the concave inner surface formed in an arc shape" is the diameter of the inscribed circle C1 inscribed in the reflecting
100% ≤ (diameter of circumscribed circle) / (diameter of inscribed circle) ≤ 110%
なお、反射面５２の円弧状の中心５２ａは、反射面５２の内接円（図１３及び図１４においては、円Ｃ１）の中心である。そして、反射面５２は、光ファイバ２００が内部に挿入できる大きさに、形成されていればよい。また、例えば、反射面５２は、円形状の一部である円弧状に形成される構成だけでなく、円形状の全部である円弧状（即ち、円形状）で形成される構成でもよい。
The
ところで、上記式を満たさない楕円鏡や放物面鏡等の反射曲面において、「線材２００の中心が当該反射曲面の焦点位置に対して偏心する」構成が採用されたとしても、線材２００の中心が当該反射曲面の焦点位置に位置される構成に対して、線材２００の周方向に亘る光の照射の均一性が改善されることはない。
By the way, in a reflective curved surface such as an elliptical mirror or a parabolic mirror that does not satisfy the above equation, even if a configuration in which the center of the
また、上記実施形態に係る光照射装置１においては、挿入孔６２は、円形状に形成されている、という構成である。しかしながら、光照射装置は、斯かる構成に限られない。例えば、挿入孔６２は、楕円形状に形成されている、という構成でもよく、また、例えば、図１５に示すように、挿入孔６２は、多角形状に形成されている、という構成でもよい。なお、挿入路６１の中心６１ａは、挿入路６１を構成する面に内接する内接円（図１５においては、円Ｃ３）の中心である。
Further, in the
また、上記実施形態に係る光照射装置１においては、挿入孔６２は、反射面５２の内部及び外部に配置されている、という構成である。しかしながら、光照射装置は、斯かる構成に限られない。例えば、挿入孔６２は、反射面５２の内部のみに配置されている、という構成でもよく、また、例えば、挿入孔６２は、反射面５２の外部のみに配置されている、という構成でもよい。
Further, in the
また、上記実施形態に係る光照射装置１においては、挿入路６１は、反射面５２とは別の構成である挿入孔６２で構成される、という構成である。しかしながら、光照射装置は、斯かる構成に限られない。例えば、光照射装置は、斯かる挿入孔６２を備えておらず、図１６に示すように、反射面５２は、挿入部６の少なくとも一部を構成し、且つ、挿入路６１の中心６１ａが反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して偏心するように形成される、という構成でもよい。
Further, in the
図１６に係る挿入部６は、反射面５２と光源ユニット２の透光部２３ａとで構成されている。そして、挿入路６１は、反射面５２と透光部２３ａとで構成される内空間で構成されている。なお、挿入路６１の中心６１ａは、挿入路６１を構成する面（図１６においては、反射面５２及び透光部２３ａの面）に内接する内接円Ｃ４の中心である。
The
また、上記実施形態に係る光照射装置１においては、挿入路６１の中心６１ａは、反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して光源２１から離れる方向に偏心している、という構成である。しかしながら、光照射装置は、斯かる構成に限られない。例えば、挿入路６１の中心６１ａは、反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して光源２１に近づく方向に偏心している、という構成でもよい。
Further, in the
また、例えば、挿入路６１の中心６１ａは、反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して光源２１と接離する方向と直交する方向（例えば、図５における第２方向Ｄ２及びその反対方向）に偏心している、という構成でもよい。但し、挿入路６１の中心６１ａは、反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して光源２１と接離する方向（例えば、図５における第３方向Ｄ３とその反対方向）に偏心していることが、好ましく、また、反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して光源２１から離れる方向（例えば、図５における第３方向Ｄ３の反対方向）に偏心することが、特に好ましい。
Further, for example, the
また、上記実施形態に係る光照射装置１及び方法においては、線材２００は、光ファイバである、という構成である。しかしながら、光照射装置及び方法は、斯かる構成に限られない。例えば、線材２００は、繊維である、という構成でもよい。具体的には、光照射装置及び方法は、繊維である線材２００に紫外光を照射することで、繊維の表面改質を行う装置及び方法であってもよい。
Further, in the
また、上記実施形態に係る光照射装置１及び方法においては、線材２００は、光照射装置１の内部を走行する状態で、光を照射される、という構成である。しかしながら、光照射装置及び方法は、斯かる構成に限られない。例えば、線材２００は、光照射装置１に対して固定された状態で、光を照射される、という構成でもよい。
Further, in the
また、上記実施形態に係る光照射方法においては、挿入孔６２は、挿入路６１の中心６１ａが反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して偏心するように配置されている、という構成である。しかしながら、光照射方法は、斯かる構成に限られない。例えば、挿入孔６２による挿入路６１の中心６１ａが反射面５２の円弧状の中心５２ａに一致している構成であって、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａ（挿入路６１ａの中心６１ａ）に対して偏心するように、線材２００が反射面５２の内部に挿入されている、という構成でもよい。
Further, in the light irradiation method according to the above embodiment, the
また、光照射装置１及び方法においては、反射面５２は、中心５２ａに対して周方向の３３％（約１２０°）以上を占めている構成が好ましく、また、反射面５２は、中心５２ａに対して周方向の５０％（１８０°）以上を占めている構成がさらに好ましい。斯かる構成によれば、反射面５２から外部に漏れる光を抑え、反射面５２内に取り込んだ光をより有効に利用することができる。
Further, in the
また、光照射装置１及び方法においては、反射面５２は、周方向の５０％（１８０°）以上を占めている、という構成が好ましい。斯かる構成によれば、反射面５２から外部に漏れる光を抑え、反射面５２内に取り込んだ光をより有効に利用することができる。
Further, in the
また、光照射装置１及び方法においては、線材２００の中心（挿入路６１の中心６１ａ）が反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して偏心する量は、線材２００の半径よりも大きい、という構成が好ましく、さらに、線材２００の直径よりも大きい、という構成がより好ましい。斯かる構成によれば、反射面５２の円弧状の中心５２ａが、線材２００の外部に位置することになるため、線材２００の周方向に亘って均一に光を照射することができる。
Further, in the
ここで、光照射装置１の構成と効果を具体的に示すため、光照射装置１の実施例とその比較例とについて、図１７〜図２２を参酌して、以下に説明する。
Here, in order to specifically show the configuration and effect of the
＜照度分布＞
光源２１の表面全体から均一に光が照射されたとして、光線追跡法により、線材２００の周方向の各位置の照度を求めた。なお、線材２００の周方向の０°の位置は、光源２１と対面する側の端点（図１７における上端点２００ａ）の位置とし、周方向の±１８０°の位置は、光源２１と対面する側と反対側の端点（図１７における下端点２００ｂ）の位置としている。
<Illuminance distribution>
Assuming that the light was uniformly irradiated from the entire surface of the
照度は、以下の条件である光照射装置１で求めた。
・反射面５２の直径：４２．５ｍｍ
・反射面５２の反射率：８５％
・反射面５２は、透光部２３ａの内面（又は、透光部２３ａの内面の延長上）の位置まで延びている。
・挿入部６の外径：２０ｍｍ
・挿入部６の内径：１８ｍｍ
・挿入部６の透過率：１００％（但し、フレネル反射を考慮している）
・光源２１の幅寸法Ｗ１：２０ｍｍ
・透光部２３ａの幅寸法Ｗ２：２６ｍｍ
・光源２１の表面から透光部２３ａの内面までの距離Ｗ３：４．５ｍｍ
・光源２１の表面から線材２００の中心までの距離Ｗ４：１２ｍｍ
・線材２００の直径：０．１２５ｍｍ
・反射面５２を光源２１に対して変位させることで、線材２００の中心（挿入路６１の中心６１ａ）と反射面５２の円弧状の中心５２ａとの偏心量Ｗ５を、変化させる。なお、線材２００と光源２１との距離が変わると、照度が変わるため、線材２００と光源２１との位置関係（距離）は、変化させていない。
The illuminance was determined by the
-Diameter of reflective surface 52: 42.5 mm
-Reflectance of the reflective surface 52: 85%
The
-Outer diameter of insertion part 6: 20 mm
-Inner diameter of insertion part 6: 18 mm
-Transmittance of insertion part 6: 100% (However, Fresnel reflection is taken into consideration)
-Width dimension W1: 20 mm of the
-Width dimension W2: 26 mm of the
Distance from the surface of the
Distance W4: 12 mm from the surface of the
-Diameter of wire rod 200: 0.125 mm
By displacing the reflecting
図１８は、上記条件の光照射装置１において、線材２００の周方向の位置と照度（絶対値）との関係を示している。グラフＸ１は、偏心量Ｗ５が０ｍｍである比較例の照度を示し、グラフＸ２〜Ｘ８は、偏心量Ｗ５が、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、４．５ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍである実施例の照度をそれぞれ示している。なお、偏心量Ｗ５は、何れも、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａと比較して相対的に光源２１から離れる方向に、偏心している。
FIG. 18 shows the relationship between the position of the
図１８に示すように、偏心量Ｗ５が存在しない比較例の照度Ｘ１に対して、偏心量Ｗ５が存在する実施例の照度Ｘ２〜Ｘ５は、線材２００の周方向に亘って均一に光を照射することができている。これにより、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して偏心することにより、線材２００の周方向に亘って均一に光を照射することができる。
As shown in FIG. 18, with respect to the illuminance X1 of the comparative example in which the eccentricity W5 does not exist, the illuminances X2 to X5 of the example in which the eccentricity W5 exists uniformly irradiate the
図１９は、上記条件の光照射装置１において、偏心量Ｗ５と、線材２００の各位置の照度における標準偏差との関係を示している。上記条件の光照射装置１においては、偏心量Ｗ５が５ｍｍである場合に、線材２００の周方向に亘って最も均一に光を照射することができている。
FIG. 19 shows the relationship between the eccentricity amount W5 and the standard deviation of the illuminance at each position of the
図２０は、上記条件の光照射装置１において、線材２００の周方向の位置と照度（最大照度を１００とした場合の相対値）との関係を示している。グラフＹ１は、図１８と同様に、偏心量Ｗ５が存在しない比較例の照度を示し、グラフＹ２〜Ｙ３は、偏心量Ｗ５が４．５ｍｍである実施例の照度を示している。
FIG. 20 shows the relationship between the position of the
なお、グラフＹ２は、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａと比較して相対的に光源２１から離れる方向に偏心している実施例の照度である。また、グラフＹ３は、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａと比較して相対的に光源２１に近づく方向に偏心している実施例の照度である。
The graph Y2 is the illuminance of the embodiment in which the center of the
図２０に示すように、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａと比較して相対的に光源２１に近づく方向に偏心している実施例の照度Ｙ３に対して、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａと比較して相対的に光源２１から離れる方向に偏心している実施例の照度Ｙ２は、線材２００の周方向に亘ってさらに均一化できている。
As shown in FIG. 20, the center of the
＜光効率＞
光源２１の表面全体から均一に光が照射されたとして、光線追跡法により、光源２１から放射された光量に対する線材２００に照射された光量の割合（光効率）を求めた。なお、光が損失する事象は、線材２００に入射されず反射面５２で反射を繰り返して減衰する場合、反射された光が光源２１に入射され減衰する場合、反射面５２及び線材２００以外の部分（例えば、透光部２３ａ等）に入射される場合、反射面５２で反射する際に減衰する場合、挿入部６を透光する際に減衰する場合等が挙げられる。
<Light efficiency>
Assuming that the light was uniformly irradiated from the entire surface of the
図２１は、上記条件の光照射装置１において、偏心量Ｗ５と光効率との関係を示している。なお、偏心量Ｗ５は、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａと比較して相対的に光源２１から離れる方向に偏心している場合をプラス（＋）とし、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａと比較して相対的に光源２１に近づく方向に偏心している場合をマイナス（−）としている。
FIG. 21 shows the relationship between the eccentricity amount W5 and the light efficiency in the
図２１に示すように、偏心量Ｗ５が存在しない（偏心量Ｗ５が０ｍｍである）比較例の光効率に対して、偏心量Ｗ５が存在する実施例の光効率は、高くなっている。これにより、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａと比較して相対的に偏心することにより、光効率を向上させることができている。
As shown in FIG. 21, the light efficiency of the example in which the eccentricity W5 exists is higher than the light efficiency of the comparative example in which the eccentricity W5 does not exist (the eccentricity W5 is 0 mm). As a result, the center of the
また、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａと比較して相対的に光源２１に近づく方向に偏心している（マイナス側の）実施例に対して、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａと比較して相対的に光源２１から離れる方向に偏心している（プラス側の）実施例は、光効率を向上させることができている。
Further, the center of the
図２２は、上記条件の光照射装置１に対して反射面５２の直径を変化させた光照射装置１において、偏心量Ｗ５と光効率との関係を示している。グラフＺ１〜Ｚ４は、反射面５２の直径が、３８．５ｍｍ、４１．５ｍｍ、４４．５ｍｍ、４７．５ｍｍである実施例の光効率をそれぞれ示している。偏心量Ｗ５は、何れも、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａと比較して相対的に光源２１から離れる方向に、偏心している。
FIG. 22 shows the relationship between the eccentricity amount W5 and the light efficiency in the
図２２に示すように、何れの反射面５２の直径においても、偏心量Ｗ５が存在しない（偏心量Ｗ５が０ｍｍである）比較例の光効率に対して、偏心量Ｗ５が存在する実施例の光効率は、高くなっている。これにより、反射面５２の直径に関わらず、線材２００の中心が反射面５２の円弧状の中心５２ａに対して偏心することにより、光効率を向上させることができている。また、斯かる条件の光照射装置１においては、反射面５２の直径に関わらず、偏心量Ｗ５が５ｍｍである場合に、光効率を最も向上させることができている。
As shown in FIG. 22, in the example in which the eccentricity W5 exists with respect to the light efficiency of the comparative example in which the eccentricity W5 does not exist (the eccentricity W5 is 0 mm) at any of the diameters of the reflecting surfaces 52. The light efficiency is high. As a result, regardless of the diameter of the reflecting
１…光照射装置、２…光源ユニット、３…挿入ユニット、４…接続部、４ａ…回転軸、５…本体部、６…挿入部、７…固定部、８…本体冷却部、８ａ…冷却本体、８ｂ…流入部、８ｃ…流出部、２１…光源、２２…光源冷却部、２２ａ…冷却本体、２２ｂ…流入部、２２ｃ…流出部、２３…筐体、２３ａ…透光部、２３ｂ…遮光部、２４…電力供給部、２４ａ…電源接続部、２４ｂ…端子台、５１…凹状部、５２…反射面、５２ａ…中心、５３…開口部、５４…反射端面、６１…挿入路、６１ａ…中心、６２…挿入孔、７１…挟持部、７２…挟持部、１００…光ファイバ製造装置、１１０…搬送装置、１１１…搬送部材、１１２…搬送部材、１２０…塗布装置、２００…線材（光ファイバ）、２００ａ…端点、２００ｂ…端点 1 ... light irradiation device, 2 ... light source unit, 3 ... insertion unit, 4 ... connection part, 4a ... rotating shaft, 5 ... main body part, 6 ... insertion part, 7 ... fixed part, 8 ... main body cooling part, 8a ... cooling Main body, 8b ... Inflow part, 8c ... Outflow part, 21 ... Light source, 22 ... Light source cooling part, 22a ... Cooling main body, 22b ... Inflow part, 22c ... Outflow part, 23 ... Housing, 23a ... Translucent part, 23b ... Light-shielding part, 24 ... Power supply part, 24a ... Power connection part, 24b ... Terminal block, 51 ... Concave part, 52 ... Reflective surface, 52a ... Center, 53 ... Opening, 54 ... Reflective end face, 61 ... Insert path, 61a ... Center, 62 ... Insertion hole, 71 ... Holding part, 72 ... Holding part, 100 ... Optical fiber manufacturing equipment, 110 ... Conveying device, 111 ... Conveying member, 112 ... Conveying member, 120 ... Coating device, 200 ... Wire rod (light) Fiber), 200a ... end point, 200b ... end point
Claims (5)
前記本体部は、前記本体部の長手方向に沿って円弧状に形成される凹状の内面に配置されて線材が内部に挿入される反射面と、前記本体部の長手方向に沿って前記反射面の周方向の一方側に形成される開口部と、を備える、光照射装置であって、
前記線材の周方向の一方側から前記線材に向けて光を照射する光源と、
前記線材を前記反射面の内部に挿入するための挿入路を、内部に形成する挿入部と、
前記開口部を覆う透光部と、を備え、
前記光源は、前記線材の延びる方向に対する直交面による断面において、幅を有する領域から光を照射する発光素子実装基板であり、
前記光源は、前記線材の長手方向に対する直交面による断面において、前記反射面の外部で、前記透光部を介して前記開口部と対面するように配置される、光照射装置。 Equipped with a long body
The main body portion is arranged on a concave inner surface formed in an arc shape along the longitudinal direction of the main body portion, and a reflective surface into which a wire rod is inserted and the reflection surface along the longitudinal direction of the main body portion. A light irradiator comprising an opening formed on one side in the circumferential direction of the surface.
A light source that irradiates light from one side in the circumferential direction of the wire toward the wire,
An insertion portion that internally forms an insertion path for inserting the wire rod into the inside of the reflection surface, and an insertion portion.
A translucent portion that covers the opening is provided.
The light source is a light emitting element mounting substrate that irradiates light from a region having a width in a cross section formed by a plane orthogonal to the extending direction of the wire rod.
A light irradiation device in which the light source is arranged so as to face the opening via the translucent portion outside the reflecting surface in a cross section formed by an orthogonal plane with respect to the longitudinal direction of the wire rod.
前記反射面を有し、前記光源ユニットに可動に接続される挿入ユニットと、を備える、請求項１〜３の何れか１項に記載の光照射装置。 A light source unit having the light source and the translucent portion,
The light irradiation device according to any one of claims 1 to 3 , further comprising an insertion unit having the reflecting surface and movably connected to the light source unit.
前記光照射装置は、前記挿入部を固定する固定部を備え、
前記固定部は、前記線材の延びる方向で前記光源を挟むように、前記光源の両側に配置される、請求項１〜４の何れか１項に記載の光照射装置。 The insertion portion is formed in a tubular shape so as to form the insertion path inside.
The light irradiation device includes a fixing portion for fixing the insertion portion.
The light irradiation device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the fixing portion is arranged on both sides of the light source so as to sandwich the light source in the extending direction of the wire rod.
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