紫外線照射裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及使用了 LED的紫外線照射裝置，特別涉及向線狀物體或圓柱狀物體的表面照射紫外線的裝置。
【背景技術】
[0002]在紫外線照射裝置中，具備放電燈或LED元件等光源，且以將該光源和被照射體分別配置在焦點上的方式設置截面為橢圓形狀的反射鏡。其結果是，從光源放射的光在由反射鏡反射后入射到被照射體。
[0003]作為這樣的紫外線照射裝置，曾記載過如下情況:配設了包圍光纖的行進路徑的透光性管，并且在與棒狀燈相反側的外周面上設置有沿著透光性管的軸向延伸的反射膜，由此，不會大幅犧牲反射鏡的效率，在保持較高的光利用效率的同時利用冷卻風來冷卻棒狀燈(引用文獻1)。
[0004]另外，作為將LED元件用作光源并且沒有使用上述橢圓形狀的反射鏡的紫外線照射裝置，曾記載過如下情況:在光纖的周向上配置多個LED元件，將各LED元件配置成不會朝向自身以外的LED元件的光出射面或其他樹脂材料射出紫外線(引用文獻2)。
[0005]然而，即使在這樣地配置了 LED元件的情況下，也會存在如下缺點:(1)無法提高從LED元件放射的光的利用效率且無法對光纖的周向均勻地照射紫外線。另外，還存在如下缺點:(2)無法防止雜散光、反射光再次入射到LED元件。
[0006]專利文獻1:日本特開平7 - 48149號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2010 - 117530號公報

【發明內容】

[0008]本發明所要解決的問題是提高從LED元件放射的紫外線的利用效率，對被照射體的周向均勻地照射紫外線。另外，防止雜散光、反射光再次入射到LED元件。
[0009]本發明的紫外線照射裝置具有:LED元件，其向被照射體照射紫外線；以及反射鏡，其同軸狀地包圍被照射體，在反射鏡的與LED元件相對的位置處設有與LED元件的照射范圍相應的大小的開口部，由此，能夠提高從LED元件放射的紫外線的利用效率，對光纖均勻地照射紫外線。另外，能夠防止被反射鏡反射的紫外線照射到LED元件的周邊。其結果是，能夠防止LED元件的劣化。
[0010]從LED元件放射的紫外線的一部分照射被照射體的正面側，從LED元件放射的紫外線的另一部分被反射鏡進行反射而照射被照射體的背面側，由此，能夠對被照射體均勻地照射紫外線，能夠提高紫外線照射裝置的生產率。另外，在被照射體的周向上設置有多組LED元件和反射鏡，由此，能夠對被照射體均勻地照射紫外線，能夠提高紫外線照射裝置的生產率。
[0011]另外，本發明的紫外線照射裝置中，從LED元件放射并穿過了開口部的紫外線的一部分被反射鏡反復進行多次反射，由此能夠提高針對被照射體的紫外線的利用效率。
[0012]通過在針對其他LED元件遮擋從LED元件放射的紫外線的位置處配設反射鏡，能夠遮擋來自透鏡外周面的雜散光，防止從LED元件放射的紫外線被照射到其他LED元件的周邊。其結果是，能夠防止LED元件的劣化。
[0013]本發明的使用了 LED元件的照射裝置能夠提高從LED元件放射的紫外線的利用效率，并對被照射體的周向均勻地照射紫外線。另外，能夠防止雜散光、反射光照射LED元件周邊。
【附圖說明】
[0014]圖1是在與同軸狀地包圍被照射體的反射鏡的開口部相對的位置處配設有LED元件的照射裝置的剖視圖。(實施方式1)
[0015]圖2是在被照射體的周向上配設有3個LED元件的照射裝置的剖視圖。(實施方式2)
[0016]圖3是在被照射體的周向上配設有5個LED元件的照射裝置的剖視圖。(實施方式3)
[0017]圖4是從LED元件放射的波長為365nm的紫外線的分布圖。
[0018]標號說明:
[0019]D1:LED元件；UV1:從LED元件放射的紫外線；M1:反射鏡；T1:透光管；F1:被照射體(光纖)。
【具體實施方式】
[0020](第1實施方式)
[0021]本發明的第1實施方式是以作為被照射體的光纖為中心而同軸狀地配設了反射鏡的照射裝置。圖1是沿著被照射體的徑向的剖視圖。圖1的照射裝置被配置在電路基板上，在放射紫外線的LED元件D1的放射面側，配置有針對紫外線具有透過性的聚光透鏡L1。與光纖F1同軸狀地配設針對紫外線具有透過性的透光管T1。在透光管T1的內部流動著惰性氣體。將針對紫外線具有反射性的反射鏡Ml配置在透光管T1的外周面上。在反射鏡Ml的與LED元件D1的放射面相對的位置處，設有開口部S1。關于開口部S1，與根據透鏡L1的光學特性(透過光)確定的照射范圍相應地，確定開口部S1的大小(周向的寬度和軸向的長度)。
[0022]從LED元件D1放射的波長為365nm的紫外線由透鏡L1會聚而成為線狀的照射范圍。即，以在被照射體的軸向上較長且在徑向上較窄的照射范圍而照射到被照射體。圖4是成為線狀的照射范圍的情況下的徑向(寬度方向)的分布圖。如圖4所示，即使在會聚成線狀的情況下，相對于光纖的粗度D，浪費的照射范圍也很多。需要說明的是，這里的“線狀”表示與寬度方向相比在軸向上范圍更大的照射范圍，例如可以是長方形、橢圓形或葫蘆形。在利用透鏡L1而成為了線狀的照射范圍的情況下，可以使反射鏡的開口部S1成為縫隙狀。需要說明的是，這里的“縫隙狀”表示與寬度方向相比在軸向上更長的開口部，不限于長方形的開口部，也可以是與照射范圍相應的長圓形或橢圓形等。
[0023]透過透鏡L1而會聚成線狀的紫外線UV1穿過開口部S1，透過透光管T1而照射光纖的正面(LED元件側)。這里，即使在沒有照射到光纖F1而經過其周圍的情況下，也能夠利用反射鏡Ml朝向光纖F1反射而照射到光纖F1。從LED元件D1放射的紫外線也可以由透鏡L1等會聚而成為線狀或平行光。與此相應，也可以利用反射鏡的光學特性，使反射光會聚或成為平行光。通過設為這種結構，能夠提高針對光纖的紫外線的利用效率。
[0024]這樣，將反射鏡設為，使得與透過配設在LED元件和開口部之間的透鏡而放射的紫外線(入射到反射鏡的紫外線)相應地，被反射鏡反射的紫外線照射到被照射體。例如，將透鏡的光學特性確定為，使得從LED元件放射的(從2_X2mm左右的放射面擴散的)紫外線因透過透鏡，而會聚成與LED元件的放射面相同的程度，或者成為平行光。將反射鏡的光學特性確定為，使得在已由透鏡進行了會聚的情況下，穿過焦點并再次擴散的紫外線被反射鏡反射而會聚或成為平行光。這里，在透過透鏡后放射的紫外線為平行光的情況下，可以利用反射鏡反射成平行光。無論在哪種情況下，由于LED元件的放射面的面積小，所以都適合將LED元件放射的紫外線由透鏡或反射鏡會聚并將該紫外線向如光纖那樣直徑細的被照射體照射。
[0025]另外，LED元件D1側也被反射鏡Ml圍著，由此使反射后的紫外線也朝向光纖F1再次反射。即，通過在被反射鏡Ml圍著的內側反復進行多次反射，能夠均勻地對光纖F1進行照射。這里，根據紫外線UV1的分布圖(照射范圍)來確定開口部S1的大小(周向的寬度和軸向的長度)，由此能夠防止被反射鏡Ml反射的紫外線照射到LED元件的周邊。
[0026]通過設為以上那樣的結構，能夠提高從LED放射的紫外線的利用效率，能夠對光纖均勻地照射紫外線。另外，能夠防止反射后的紫外線照射LED元件周邊。
[0027]也可以是這樣的照射裝置:在被照射體的軸向上設置有多組這樣的由LED元件、透鏡、開口部、反射鏡的組合而構成的結構。在該情況下，可以在被照射體的周向上均勻地配置LED元件。例如，在被照射體的軸向上配置成螺旋狀。另外，可以使用從LED元件放射的紫外線的峰值波長例如為365nm、385nm、405nm等的LED元件。另外，也可以是更短波長的290nm或270nm等。另外，也可以組合使用這些LED元件。另外，在上述實施方式中，將光纖用作了作為被照射體的圓柱狀物體，但是，即使是注射針或導管等直徑細的被照射體(線狀物體/圓筒狀物體)，也可以獲得同樣的效果。此外，在不需要在內部流動惰性氣體時等，也可以不使用透光管T1，從而與反射鏡形狀有關的光學設計、被照射體的冷卻等條件設定的自由度增加。另外，也可以是直徑粗的圓柱狀物體，通過使被照射體或照射裝置沿著周向旋轉或沿著軸向移動、擺動，能夠向外周面均勻地照射紫外線。
[0028](第2實施方式)
[0029]本發明的第2實施方式是如下這樣的照射裝置:在該照射裝置中，在光纖的周向的等距離的位置處配設了 3組上述第1實施方式中的LED元件、透鏡和開口部。圖2是沿著被照射體的徑向的剖視圖。圖2的照射裝置被配置在電路基板上，在放射紫外線的LED元件D11、D12、D13的放射面側，配置有針對紫外線具有透過性的聚光透鏡L11、L12、L13。與光纖F11同軸狀地配設了針對紫外線具有透過性的透光管T11。在透光管T11的內部流動著惰性氣體。將針對紫外線具有反射性的反射鏡Mi