專利名稱：光照射裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通過光傳導單元將放電燈發(fā)出的放射光向外部傳導并 照射被照射物的技術.
背景技術：
以往，公知有一種下述光照射裝置其用旋轉橢圓體鏡等聚光單元 會聚從放電燈放射出的光，而后所會聚的光通過光傳導部件向外部傳 導，來對被照射物進行照射。
這樣的光照射裝置被用于對作為被照射物的粘合劑、油墨、涂料等 照射從光傳導部件出射的光，使其硬化或干燥。
尤其是，在光盤用光拾頭和硬盤的磁頭等的組裝工序等中，預先進 行對涂布了光硬化型粘合劑的微細部件照射含有紫外線的光而粘接、固 定這些部件的工序。
一般情況下，這樣的光照射裝置中，作為上述光傳導部件，使用光 纖光波導，而作為光源用燈，則使用水銀氙燈或超高壓水銀燈等短弧型 放電燈。
對上述短弧型放電燈供給直流電并將其點亮時，調整因放電而產(chǎn)生 的亮點的中心， 一般使其處在陰極頂端附近的空間，且位于旋轉橢圓體 鏡的第1焦點。
從亮點放射出的光被旋轉橢圓體鏡反射，并被會聚到配置于旋轉橢 圓體鏡笫2焦點的光纖光波導的入射端。所會聚的光在光纖光波導內傳 播，由出射端出射并對被照射物進行照射.
如上述構成的光照射裝置，需要始終穩(wěn)定地對粘合劑進行硬化，因 此要求出射的光的穩(wěn)定性。然而，隨著使用時間的流逝，短弧型放電燈 的電極被消耗，導致亮點的中心位置向電極所消耗的方向移動。結果，短弧型放電燈的亮點的中心位置與旋轉橢圓體鏡的第1焦點
之間發(fā)生偏移、且配置于第2焦點的光纖光波導的入射端與會聚的光之 間也發(fā)生偏移，故而，在入射端的吸收效率降低，且難以將出射端發(fā)出 的出射光的強度長時間保持在較高的狀態(tài)。
通常，短弧型放電燈放射的總光通量，因放電燈容器內面的黑化等 各種原因而逐漸減少；而出射光隨著這樣的亮點的移動出現(xiàn)的減少，是 將如短弧型放電燈那樣的亮點小的放電燈和光纖光波導等光入射部的 口徑相對較小的光傳導部件組合了的光照射裝置的特有現(xiàn)象，會與上述 的短弧型放電燈放射的總光通量的減少疊加發(fā)生。
為了解決這樣的問題，特許文獻l中公開了具有僅根據(jù)陰極的消耗 程度移動放電燈位置的機構的光束加熱裝置。
該光束加熱裝置中，監(jiān)控作為光傳導單元的光纖的入射端處的光強 度，移動燈的位置使該光強度為最大，并抑制對非加熱物進行照射的光 量的減少。
然而，在上述光盤用光拾頭和硬盤的磁頭等的組裝工序中， 一個工 序中需要配置多個光照射裝置，因此需要光照射裝置小型化，而專利文 獻l所述的裝置，需要移動放電燈的機構、監(jiān)控對光傳導單元的入射光 的機構、以及控制它們的機構，因此存在導致裝置大型化之類的問題。
特許文獻1日本特開平11-19766號公報

發(fā)明內容
以解決上述以往技術的問題為目的，本發(fā)明要解決的技術課題是提 供一種光照射裝置，該光照射裝置使用具有比較小的入射口徑的光傳導 單元和短弧放電燈，并且，其可以抑制由電極的消耗導致亮點移動而使 在光傳導單元的入射端的聚光度降低的現(xiàn)象，不使裝置大型化即可將長 時間光照維持率保持在高的狀態(tài)。
為解決上述技術課題，本發(fā)明由下述(l) ~ (5)構成
(1)、該光照射裝置具有具備一對對置電極的短弧型放電燈、向 上述短弧型放電燈供給電力的電源電路、會聚上述短弧型放電燈的放射光的聚光單元、具備光入射部的光傳導單元，上述聚光單元所會聚的光 射入到該光入射部中、和控制上述光傳導單元發(fā)出的出射光的可開關的 遮光單元，其特征在于，在上述遮光單元關閉期間對上述短弧型放電燈 供給的電力，在可以維持放電的范圍內，為比上述遮光單元打開期間的
低的值；
(2) 、 (l)所述的光照射裝置，在上述遮光單元關閉期間對上述短 弧型放電燈供給的電力，為上述短弧型放電燈的額定值的70°/。以上；
(3) 、 (1)或(2)所述的光照射裝置，在上述遮光單元從關閉狀 態(tài)轉換為打開狀態(tài)之后，對上述短弧型放電燈供給的電力，為比額定值 高的值；
(4) 、 (1) ~ (3)的任意一項所述的光照射裝置，還具有用于冷 卻上述短弧型放電燈的冷卻單元，其在上述遮光單元關閉期間的冷卻量 比在上述遮光單元打開期間的冷卻量小；
(5) 、 (1) ~ (4)任意一項所述的光照射裝置，上述光傳導單元 是光纖光波導。


圖l是本發(fā)明所涉及的實施例1的光照射裝置l的縱向剖視圖。 圖2是表示圖1的裝置的光波導出射光與總光通量的經(jīng)時變化的圖。
圖3是表示圖1的裝置的總光通量的經(jīng)時變化的圖。 圖4是表示本發(fā)明所涉及的實施例2的光照射裝置1的總光通量的 經(jīng)時變化的圖。
圖5是表示本發(fā)明所涉及的實施例3的光照射裝置1的總光通量的 經(jīng)時變化的圖。
符號說明
10…放電燈；11…放電容器；12…陰極；13…陽極；14…放電空間； 15、 16…燈頭；20…電源；30…旋轉橢圓體鏡；40…光軸調整單元；50… 風扇馬達；60…燈軍；71、 72…電纜；80…光波導連接器；90…光閘；91…光閘驅動部；92…光閘葉片；100…光源部；200…光傳導部件(光 波導)；201…導光纖維束；203…柔軟的金屬管；205…出射端金屬件； 207…入射端金屬件；Fl…第l焦點；F2…第2焦點。
具體實施例方式
以下，結合附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
圖l是表示本發(fā)明所涉及的實施例1的光照射裝置1的內部構造的 縱向剖視圖。
如圖1所示，本實施例的光照射裝置1由在內部具有放電燈10的 光源部100、和用于將放電燈IO發(fā)出的出射光向外部傳導的光波導200 構成。
除放電燈10之外，光源部100具有用于向放電燈IO供給外加電 壓的電源20、用于會聚放電燈10放射的光的旋轉橢圓體鏡30、用于調 整放電燈10的位置的、使旋轉橢圓體鏡30會聚的光相對于后述導光纖 維束201的入射端成為最佳位置的光軸調整單元40、用于冷卻放電燈 10的風扇馬達50、以及用于遮擋向光波導200入射的光的光閘90，并 將它們收納于燈罩60內。
被收納于燈罩60的放電燈10為額定250W的超高壓水銀燈，且該 放電燈10具有被密封于石英玻璃形成的放電容器11內部的微量水銀、 和作為一對電極的陰極12及陽極13，在被該一對電極夾在中間的區(qū)域 形成距離2.0mm的放電空間14。
陰極12及陽極13分別與處于放電燈10的長度方向的兩端的燈頭 15、 16電連接，電源20經(jīng)過電纜71、 72向該燈頭15、 16供給電力， 從而，放電燈10從放電空間14放射含有紫外線的光。
預先用光軸調整單元40對放電燈10在X軸、Y軸、Z軸的各個方 向進行調節(jié)，以使放電空間14中產(chǎn)生的亮點的中心位置處于上述旋轉 橢圓體鏡30的第1焦點位置F1，因此，由亮點放射的光被旋轉橢圓體 鏡30的反射面31反射后，會聚到旋轉橢圓體鏡30的第2焦點位置F2。
燈罩60的光出射側的壁面61上具有光波導連接器80，其用于安裝上述光波導200。
另一方面，光波導200的有效入射口徑為5mm，且該光波導200 具有捆扎約500根外徑200卿的石英玻璃纖維線而成的導光纖維束 201、用于收納并保護該導光纖維束201的柔軟金屬管203、和入射端金 屬件207及出射端金屬件205。
如果光波導200被安裝于光波導連接器80，則導光纖維束201的入 射端被固定于與旋轉橢圓體鏡30的第2焦點位置F2 —致的位置。
光閘90由設于光波導連接器80附近的光閘驅動部91和光閘葉片 92構成。光閘驅動部91因內置于電源20中的控制部(未圖示)發(fā)出的 驅動信號而運轉，驅動光閘葉片92.
光閘葉片92，在光波導200不出射光時，呈關閉狀態(tài)，并被配置于 入射光的光軸上，以遮擋向光波導200的入射光；而在光波導200出射 光時，呈打開狀態(tài)，并被驅動至避開入射光的光軸的位置。
本實施例的光照射裝置1具備根據(jù)光閘葉片92的開閉狀態(tài)切換對 放電燈10供給電力的功能，在打開光閘葉片92的狀態(tài)下，以額定電力 點亮放電燈IO，在關閉光閘葉片92的狀態(tài)下，以相對于額定電力的70 %的電力點亮放電燈10。
這樣，在不需要對被照射物照射紫外線的期間進行點亮控制，對放 電燈10供給比額定值低的電力，從而，與始終以額定電力點亮放電燈 IO的情況相比，陰極12的消耗得到抑制，可以減少亮點的中心位置的
移動o
結果，可以良好地保持對導光纖維束201的入射端的聚光程度，由 此，可以將從導光纖維束201的出射端發(fā)出的出射光的強度長時間保持 在高的狀態(tài)。
圖2(A)為相對地表示將圖1所示放電燈10點亮2000小時，放電 燈IO放出的總光通量(以下稱總光通量)與從光波導200出射的光(以 下稱光波導出射光)的變化的圖。 在圖2 (A)中，單點劃線和雙點劃線是表示放電燈10發(fā)出的總光通量的變化的圖表，單點劃線表示關閉光閘卯期間向放電燈10供給的 電力為額定電力的70%的情況(以下稱逐級點亮)，作為比較例，雙點 劃線表示打開光閘卯期間向放電燈10供給的電力為額定電力的情況 (以下稱額定點亮)。
另外，實線和虛線是表示光波導出射光的變化的圖表，實線為逐級 點亮的情況，而虛線為額定點亮的情況。
圖2 (B)表示在圖2(A)的圖表中放電燈10的點亮時間達到2000 小時時的、各個點亮方法下的總光通量、光波導出射光的衰減率、以及 電極間多巨離。
如圖2 (B)所示，當進行在2000小時的整個點亮期間內對放電燈 10供給250W的額定電力的額定點亮的情況下，放電燈10的電極間距 離從點亮前的2.0mm增大為2.2mm，增長10%,并且，放電燈10放射 的總光通量與點亮初期相比衰減15% ，光波導出射光衰減22% 。
另一方面，光閘卯關閉期間，進行對放電燈10供給的電力為額定 電力的70%的逐級點亮的情況下，放電燈10的電極間距離從點亮前的 2.0mm變?yōu)?.03mm,即停止于1.5%的增加，并且，與點亮初期相比， 放電燈10放射的總光通量有13%的衰減，而光波導200的出射光停止 于14%的衰減。
由以上結果可知，與額定點亮相比，逐級點亮方面電極的消耗較少， 電極間距離的增加較小，因此，放電空間的亮點的移動得到抑制，而光 波導發(fā)出的出射光的衰減也較小。
由此，在使用光纖束等具有較小的入射口徑的光傳導單元、和超高 壓放電燈那樣的短弧放電燈的光照射裝置中，通過在可以維持放電的范 圍內，將光閘關閉期間對放電燈供給的電力控制在額定電力以下，從而， 可以抑制由電極的消耗導致亮點移動而使對光傳導單元的入射端的聚
光度降低的現(xiàn)象，不使裝置大型化即可將光傳遞單元出射的光的強度長 時間保持在高的狀態(tài)。
另外，在本實施例中，使光閘葉片92關閉期間對放電燈10供給的 電力，相對額定電力為為70%的電力，但是這期間的電力并非必須為70%,能夠在可以維持放電燈10放電的范圍內設定。
根據(jù)燈的設置方向、冷卻方式的不同，能夠維持該放電燈10放電 的電力，可以設為大概為額定電力的30%左右的電力。
然而，大幅度地減小供給電力的情況下，會導致放電燈10的溫度 降低且放電容器11內的水銀處于未蒸發(fā)的狀態(tài)，因此，在切換為供給 100%的額定電力進行點亮時，到放電燈10發(fā)出的放射光達到規(guī)定的光 量需要時間。
圖3是向放電燈10供給相對于額定電力為60%、 70%、 80%及90 %的電力之后切換為額定電力時的、放電燈10放射的總光通量的放射 強度到穩(wěn)定狀態(tài)的圖表，縱軸表示放射強度，橫軸表示經(jīng)過時間，在經(jīng) 過時間軸的0處將對放電燈10供給的電力切換為額定電力。
在圖3中，切換前的供給電力為70%以上時，約0.5秒后達到穩(wěn)定 時放射強度的90%，而切換前的供給電力為60%時，大約需要3秒的 時間。
另外，圖3的各圖表所標記的值為切換前對放電燈IO供給的電力 與額定電力的比率。
由此，將切換前對放電燈10供給的電力設為比70%更低的值時， 達到穩(wěn)定時的放射強度的時間明顯變長，因此，優(yōu)選將切換前對放電燈 IO供給的電力設定為70%以上。
接著，對本發(fā)明所涉及的實施例2的光照射裝置1進行說明。
構成本實施例的光照射裝置1的各要素與實施例1所述的光源裝置 l相同，但打開光閘葉片92時對放電燈10供給電力的順序不同。
本實施例的光照射裝置1，設定在關閉光閘葉片92的狀態(tài)下對放電 燈IO供給的電力為額定電力的70%，設定打開光閘葉片92時的供給電 力在一定期間內比額定電力高，由此，與實施例l所述的光源裝置l相 比，達到穩(wěn)定時光量的時間縮短。
圖4是表示從將光閘葉片92關閉的狀態(tài)切換為打開狀態(tài)時對放電燈10供給的電力為額定電力的100。/。的情況(A)、和切換后的0.5秒為 120%、之后為100%的情況(B)的、總光通量的放射強度達到穩(wěn)定為 止的狀態(tài)的圖表，縱軸表示放射強度，橫軸表示經(jīng)過時間，在經(jīng)過時間 軸為0處切換對放電燈10的供給電力。
根據(jù)圖4，使切換后對放電燈10供給的電力維持0.5秒額定電力的 120%的情況下，切換后放射強度快速上升，約用0.1秒便達到穩(wěn)定時放 射強度的90D/6。
由此，通過使切換后的一定期間的供給電力為比額定電力高的值， 可以迅速提高切換后的放射強度。
另外，如果累計了光閘關閉時和光閘打開時對放電燈10供給的電 力量，在始終以額定電力點亮時的供給電力量以下的范圍內，可以延長 供給上述額定值以上的電力的期間。
這種情況下，由于對放電燈10供給的電力量在始終以額定電力點 亮時的供給電力量以下，因此，可以增加光閘打開時的出射光量，同時， 可以抑制由電極消耗導致亮點移動而使對光傳導單元的入射端的聚光 度降低的現(xiàn)象。
接著，對本發(fā)明所涉及的實施例3的光照射裝置1進行說明。
構成本實施例的光照射裝置1的各要素與實施例1所述的光源裝置 l相同，但用于冷卻圖1所示的放電燈10的風扇馬達50的控制方法不 同。
風扇馬達50根據(jù)內置于電源20的控制部輸出的驅動信號的電壓控 制風量，來控制放電燈10的冷卻量。
本實施例的光照射裝置1，使關閉光閘葉片92的狀態(tài)下對放電燈 IO供給的電力為額定電力的60%，切換為打開光閘葉片92的狀態(tài)后的 供給電力為100%。并且，在關閉光閘葉片92期間，降低風扇馬達50 的風量，使放電燈10的電子管表面溫度在500X: 750TC的范圍內，使 放電容器11內的水銀維持在不出現(xiàn)未蒸發(fā)的狀態(tài)的水準。
具體而言，使對風扇馬達50的外加電壓在關閉了光閘葉片92的狀態(tài)下為6V,在切換后的打開了光閘葉片92的狀態(tài)下為額定值12V。
結果，關閉光閘葉片92期間，放電容器ll內的水銀成為充分蒸發(fā) 的狀態(tài)，因此，將對放電燈10供給的電力切換為額定值時，可以迅速 提高放射強度。
圖5是表示關閉光閘葉片92期間使對風扇馬達50的外加電壓為 12V的情況(A)、和為6V的情況(B)下的、總光通量的放射強度到 穩(wěn)定為止的狀態(tài)的圖表，縱軸表示放射強度，橫軸表示經(jīng)過時間，在經(jīng) 過時間軸為0處切換對放電燈IO供給電力。
(A) (B)中任意一種情況下，對放電燈10供給的電力都是切換 前為額定電力的60%，而切換后為額定電力.
根據(jù)圖5,使關閉光閘葉片92期間對風扇馬達50的外加電壓為12V 的情況(A)下，總光通量上升到穩(wěn)定時的90%為止的時間約為3秒， 與此相對，使對風扇馬達50的附加電壓為6V的情況(B)下，約用0.2 秒便達到穩(wěn)定時放射強度的卯％ 。
由此可知，通過抑制放電燈IO在關閉光閘葉片92期間的冷卻，可 以迅速提高切換后的放射強度。
另外，在本實施例的光照射裝置1中，與實施例1的光照射裝置1 相比，可以在關閉光閘葉片92期間進一步抑制對放電燈10供給的電力， 因此，可以進一步抑制由電極消耗導致亮點移動而使對光傳導單元的入 射端的聚光度降低的現(xiàn)象。
另外，在本實施例中，作為放電燈10的冷卻方法以風扇馬達50進 行的空冷方式進行了說明，但使用水冷、或者帕爾帖元件等電子冷卻等 其他的冷卻方法，也同樣可以適用于本發(fā)明。
在本發(fā)明中，作為會聚放射光的聚光單元，除旋轉橢圓體鏡等反射 鏡之外，也可以是光學透鏡或它們的組合。
另外，在本發(fā)明中，作為光傳導單元，除光纖光波導之外，還包括 光學透鏡或反射鏡及它們組合而成的光學裝置。另外，在本發(fā)明中，光傳導單元的入射口徑，與所會聚的光的直徑 相比足夠大時，即使會聚的光發(fā)生偏移，對被吸收進光傳導單元的光量 帶來的影響也很小.
因此，光傳導單元的入射口徑在放電燈的電極間距離的6倍以內 時，本發(fā)明的效果變得顯著，而是4倍以內則更為顯著。
另外，光傳導單元的入射口徑與所會聚的光的直徑相比足夠小時， 即使會聚的光發(fā)生偏移，對被吸收進光傳導單元的光量帶來的影響也很 小.
因此，光傳導單元的入射口徑為放電燈的電極間距離的1.5倍以上 時，本發(fā)明的效果變得顯著，在2倍以內時更為顯著。
具體而言，作為光傳導單元，在使用芯材及皮層中使用了合成石英 的光纖光波導的情況下，如果^f吏電極間距離為2mm，則入射口徑為3mm 以上12mm以內時有效果，為4mm以上8mm以內時更為有效。
另外，在本發(fā)明中，遮光單元除設于光傳導單元的入射部附近之外， 也可設于光傳導單元的出射部。并且，除了根據(jù)往復運動或旋轉運動遮 擋光路的方式之外，可以采用用液晶等切換透過率的方式。
權利要求
1.一種光照射裝置，具有具備一對對置的電極的短弧型放電燈，向上述短弧型放電燈供給電力的電源電路，會聚上述短弧型放電燈的放射光的聚光單元，具備光入射部的光傳導單元，上述聚光單元所會聚的光射入到該光入射部中，控制來自上述光傳導單元的出射光的可開閉的遮光單元，其特征在于，在上述遮光單元關閉期間對上述短弧型放電燈供給的電力，在可以維持放電的范圍內，為比上述遮光單元打開期間的值低的值。
2. 如權利要求1所述的光照射裝置，在上述遮光單元關閉期間對 上述短弧型放電燈供給的電力，為上述短孤型放電燈的額定值的70 %以 上。
3. 如權利要求1或2所述的光照射裝置，在上述遮光單元從關閉 狀態(tài)轉換為打開狀態(tài)之后，對上述短弧型放電燈供給的電力為比額定值 高的值。
4. 如權利要求1~3中任意一項所述的光照射裝置，還具有用于冷 卻上述短孤型放電燈的冷卻單元，其在上述遮光單元關閉期間的冷卻量 比在上述遮光單元打開期間的冷卻量小.
5. 如權利要求1~4中任意一項所述的光照射裝置，上述光傳導單 元是光纖光波導。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用光傳導單元和短弧放電燈的光照射裝置，該光照射裝置可以抑制由電極的消耗導致亮點移動而使在光傳導單元的入射端的聚光度降低的現(xiàn)象，不使裝置大型化即可將光傳遞單元出射的光的強度長時間保持在高的狀態(tài)。具備根據(jù)光閘葉片(92)的開閉狀態(tài)切換對放電燈(10)供給電力的功能，在打開光閘葉片(92)的狀態(tài)下，以額定電力點亮放電燈(10)，在關閉光閘葉片(92)的狀態(tài)下，以相對于額定電力的70％的電力點亮放電燈(10)。
文檔編號F21S2/00GK101644390SQ20091016541
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月3日 優(yōu)先權日2008年8月5日
發(fā)明者矢島聰 申請人:豪雅冠得股份有限公司