DE10001146A1 - UV-Bestrahlungsvorrichtung - Google Patents
UV-BestrahlungsvorrichtungInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Strahlungsvorrichtung 1 zum Bestrahlen von kreisförmigen Objekten, wie zum Beispiel CDs und DVDs, mit UV-Strahlung und umfaßt eine längliche Hochdruck-Entladungslampe 9 zum Ausstrahlen von UV-Strahlung, einen länglichen Reflektor 12 aus hochreflektierendem Aluminium, der sich längs der Hochdruck-Entladungslampe 9 erstreckt und diese teilweise umschließt, um die ausgestrahlte UV-Strahlung auf ein zu bestrahlendes Objekt 14 zu reflektieren, und einen nach innen reflektierenden zylindrischen Reflektor 13 aus hochreflektierendem Aluminium, der zwischen der Hochdruck-Entladungslampe 9 und dem zu bestrahlenden Objekt 14 dergestalt angeordnet ist, daß die von der Hochdruck-Entladungslampe 9, dem länglichen Reflektor 12 und dem zylindrischen Reflektor 13 kommende UV-Strahlung in einer homogenen Intensitätsverteilung auf die zu bestrahlende Fläche des Objektes 14 fällt. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Bestrahlungseinrichtung 1 eignet sich insbesondere zum Aushärten des Klebstoffes bei der Fertigung von DVDs und zum Trocknen des Lackes auf der Oberfläche von CDs.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen von
kreisförmigen Objekten mit ultravioletter Strahlung (UV-Strahlung).
Die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung ist dabei insbesondere zur Bestrahlung
von Speichermedien aus Kunststoff, wie zum Beispiel ausschließlich lesbare oder
sowohl lesbare als auch wiederbeschreibbare Compact-Discs (CDs), Digital Video
Discs (DVDs) und dergleichen geeignet, um durch die von der UV-Strahlung
ausgelösten fotochemischen Reaktionen abhängig von der Ausstrahlungsenergie,
beispielsweise Klebstoffe, Lacke und Kunststoffe, zu trocknen oder auszuhärten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist dabei, eine Bestrahlungsvorrichtung zum
Bestrahlen von kreisförmigen Objekten mit UV-Strahlung bereitzustellen, mit der die
Bestrahlung des Objektes auf möglichst einfache und effektive Weise insbesondere
hinsichtlich der notwendigen Leistung und der Erhitzung des Objektes durchgeführt
werden kann.
Die obige Aufgabe wird durch eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen von
kreisförmigen Objekten mit UV-Strahlung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die
erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung umfaßt dabei eine längliche
Hochdruck-Entladungslampe zum Ausstrahlen von UV-Strahlung, einen länglichen
Reflektor aus hochreflektierendem Material, zum Beispiel Aluminium, der sich längs
der Hochdruck-Entladungslampe erstreckt und diese teilweise umschließt, um die
ausgestrahlte UV-Strahlung auf ein zu bestrahlendes Objekt zu reflektieren, und einem
nach innen reflektierenden zylindrischen Reflektor aus hoch reflektierendem Material,
zum Beispiel Aluminium, der zwischen der Hochdruck-Entladungslampe und dem zu
bestrahlenden Objekt dergestalt angeordnet ist, daß die von der
Hochdruck-Entladungslampe, dem länglichen Reflektor und dem zylindrischen
Reflektor kommende UV-Strahlung in einer weitgehend homogenen
Intensitätsverteilung auf das Objekt fällt.
Der erfindungsgemäße nach innen reflektierende zylindrische Reflektor hat dabei
insbesondere die Funktion, die von der eine längliche Form aufweisenden
Hochdruck-Entladungslampe und deren länglichen Reflektor kommende UV-Strahlung
mit einer homogenen Intensitätsverteilung auf die Oberfläche eines kreisförmigen
Objektes zu lenken. Dabei müssen die Abmessungen der verschiedenen Elemente,
insbesondere die Länge der Hochdruck-Entladungslampe (Bogenlänge) und des
länglichen Reflektors sowie die Höhe und der Durchmesser des zylindrischen Reflektors
entsprechend auf den Durchmesser der Oberfläche des kreisförmigen, zu bestrahlenden
Objektes abgestimmt sein. Die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung ermöglicht
dabei insbesondere, die auf das zu bestrahlende Objekt auftreffende UV-Strahlung mit
einer einigermaßen gleichmäßigen Intensitätsverteilung über die Objektoberfläche zu
verteilen, so daß der Bestrahlungszweck (zum Beispiel Trocknen oder Härten) auch an
Stellen mit niedrigerer Strahlungsintensität erreicht werden kann, ohne daß andere
Stellen, an denen eine höhere Strahlungsintensität auftritt, zu stark erhitzt werden oder
auf irgend eine andere Weise durch die höhere Strahlungsintensität beschädigt werden.
Weiterhin wird durch die verbesserte und homogenere Intensitätsverteilung der
UV-Strahlung auf dem Objekt insgesamt eine Energieeinsparung ermöglicht, die
Spitzentemperatur auf dem Objekt gesenkt und die Belichtungszeit bzw.
Bestrahlungszeit verkürzt, so daß eine effiziente und wirtschaftliche Bestrahlung
realisiert werden kann. Die homogene Intensitätsverteilung hat insbesondere auch den
weiteren Vorteil, daß ein Drehen des Objektes während dem Bestrahlungsvorgang, wie
es teilweise bei bekannten Apparaten üblich ist, entfallen kann, wodurch eine weitere
Kostenverringerung erreicht wird.
Vorteilhafterweise weist der längliche Reflektor zwei längliche Reflektorelemente auf,
die jeweils einen zumindest teilweise parabelförmigen Querschnitt haben. Die
Aufteilung des Reflektors in zwei längliche Reflektorelemente und der zumindest
teilweise parabelförmige Querschnitt der beiden Reflektorelemente ermöglicht eine
beispielsweise im Vergleich zu elliptischen Querschnitten homogenere Abstrahlung der
UV-Strahlung durch den länglichen Reflektor.
Vorteilhafterweise kann auf der Längsachse in dem zylindrischen Reflektor ein nach
außen reflektierender Reflektor zur weiteren Homogenisierung der Verteilung der
UV-Strahlung auf dem Objekt angeordnet sein. Hierdurch wird eine sogenannte
Schattenbildung im Bereich des Mittelpunktes des kreisförmigen Objektes erreicht, die
die Strahlungsintensität in diesem Bereich weiter verringert und gleichzeitig diese
Strahlung in die Randbereiche des Objektes reflektiert, so daß hierdurch die
Intensitätsverteilung auf dem Objekt noch homogener gestaltet werden kann. Dabei
kann der nach außen reflektierende Reflektor im wesentlichen kegelförmig sein, wobei
die Basis zum Objekt gerichtet ist, oder der nach außen reflektierende Reflektor kann
im wesentlichen zylindrisch sein.
Der nach außen reflektierende Reflektor besteht ebenfalls vorteilhafterweise aus
hochreflektierendem Material, zum Beispiel Aluminium.
In einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung sind
die Abmessungen und Abstrahlungsparameter zum Bestrahlen eines Speichermediums
aus Kunststoff ausgelegt, das einen Durchmesser von etwa 120 mm aufweist. Hierbei
kann es sich insbesondere um standardisierte Compact-Discs oder DVDs handeln. Bei
Compact-Discs wird die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung beispielsweise zum
Trocknen einer Lackschicht auf der Oberfläche verwendet, während eine DVD aus zwei
miteinander verklebten Discs besteht, wobei der Klebstoff zwischen den beiden Discs
durch die von der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung ausgesendete
UV-Strahlung ausgehärtet wird. In diesem Fall hat der zylindrische Reflektor
vorteilhafterweise einen Innendurchmesser von 130 bis 160 mm, das heißt der
Innendurchmesser des zylindrischen Reflektors ist größer als der des Speichermediums,
so daß auch dessen Randbereiche von der homogenen Intensitätsverteilung der
UV-Strahlung erfaßt werden. Vorteilhafterweise hat der zylindrische Reflektor
weiterhin eine Länge von 80 bis 200 mm. Insbesondere ist hier eine Länge von
etwa 100 bis 120 mm besonders vorteilhaft. Je größer die Länge des zylindrischen
Reflektors ist, desto besser ist die Homogenität der Intensitätsverteilung der
UV-Strahlung. Mit zunehmender Länge sinkt die Temperatur in dem bestrahlten
Objekt. Die benötigte Energie für die Bestrahlung nimmt mit zunehmender Länge des
zylindrischen Reflektors nur sehr langsam ab.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Hochdruck-Entladungslampe eine
Gallium-Dotierung aufweist. Dies ist insbesondere bei der Bestrahlung von DVDs zur
Aushärtung des Klebstoffes von Vorteil, da das bei DVDs verwendete Polycarbonat erst
ab 350 nm durchlässiger wird. Eine Gallium-Dotierung der
Hochdruck-Entladungslampe verschiebt das Abstrahlungsspektrum der UV-Strahlung in
den längerwelligen Bereich von ≧ 350 nm. Für andere Bestrahlungszwecke können
andere Dotierungen vorteilhaft sein, wie zum Beispiel Eisen-Dotierungen oder
Quecksilber-Dotierungen. Hochdruck-Entladungslampen mit einer
Quecksilber-Dotierung sind in der Regel billiger, einfacher aufgebaut und robuster,
haben aber weniger UV-Strahlungen im längerwelligen Bereich. Sie sind beispielsweise
bei der Härtung von Oberflächenlacken auf CDs vorteilhaft einzusetzen.
Hochdruck-Entladungslampen, die eine Eisen-Dotierung aufweisen, wie zum Beispiel
Metall-Halogenid-Strahler, sind auch für das Aushärten des Klebstoffes bei der
Fertigung von DVDs geeignet, aber nicht so gut wie Hochdruck-Entladungslampen mit
einer Gallium-Dotierung.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Belichtungszeit, während der das Objekt mit
UV-Strahlung bestrahlt wird, zwischen 0,5 und 2 sec liegt und die Anschlußleistung,
mit der die Hochdruck-Entladungslampe betrieben wird, zwischen 1,5 bis 3 kW beträgt.
Diese Werte sind beispielsweise bei der Aushärtung des Klebstoffes bei der
DVD-Fertigung und der Aushärtung des Oberflächenlackes bei der CD-Fertigung von
Vorteil.
In der folgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Bestrahlungs
vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Längsschnittes durch
einen Teil eines ersten Ausführungsbeispieles einer
erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch
das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Bestrahlungsvorrichtung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Längsschnittes durch
einen Teil eines zweiten Ausführungsbeispieles einer
erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch
das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Bestrahlungsvorrichtung, und
Fig. 6 und 7 Meßdiagramme, die die Intensitätsverteilung der UV-
Strahlung und die Temperatur auf einer mit einer
Bestrahlungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungs
beispiel bestrahlten DVD darstellen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Bestrahlungsvorrichtung 1 zum
Bestrahlen von kreisförmigen Objekten, wie zum Beispiel CDs und DVDs gemäß der
vorliegenden Erfindung.
Die Bestrahlungsvorrichtung 1 umfaßt eine im Betriebszustand vertikal aufragende
Halteeinrichtung 2 nach Art eines Ständers, an der in horizontaler Erstreckung die
eigentlichen Bestrahlungs- und Reflektorelemente sowie die notwendigen Anschlüsse
befestigt sind. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist eine Befestigungseinrichtung 3,
beispielsweise in Form einer Befestigungsschiene oder dergleichen, im rechten Winkel
an der Halteeinrichtung 2 befestigt. Unterhalb an der Befestigungseinrichtung 3 ist ein
Gehäuse 6 leicht auswechselbar angeordnet, in dem sich eine
Hochdruck-Entladungslampe sowie entsprechende Reflektoren befinden. In der in
Fig. 1 gezeigten Ansicht erstreckt sich die Hochdruck-Entladungslampe in horizontaler
Richtung im Gehäuse 6. Unterhalb des Gehäuses ist mittels einer Abstandsplatte 19 eine
zylindrische Reflektoreinheit 7 angebracht, unterhalb der ein Teller 8 zur Aufnahme
eines zu bestrahlenden kreisförmigen Objektes angeordnet wird. Die auf das Objekt
einzustrahlende ultraviolette Strahlung (UV-Strahlung) wird von der
Hochdruck-Entladungslampe und dem zugeordneten Reflektor kommend mittels der
zylindrischen Reflektoreinheit 7 zu dem Objekt geleitet, das auf dem Teller 8 liegt. Es
wird darauf hingewiesen, daß der Teller nicht Teil der Bestrahlungsvorrichtung ist.
Optional kann der zylindrische Reflektor an seiner Unterseite einen schrägen
Reflektionsring umfassen, der zur Trocknung des Rundbereiches des Objektes beiträgt.
Die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung 1 umfaßt weiterhin einen
Stromanschluß 4, eine Temperaturanzeige 5 sowie weitere notwendige Einrichtungen
wie Luftkühlungsschlitze und Abluftstutzen. Die erfindungsgemäße Bestrahlungs
vorrichtung wird beispielsweise beim Härten oder Trocknen von CDs bzw. DVDs mit
Taktzyklen im Sekundenbereich betrieben. Beispielsweise liegt die Belichtungszeit,
während der das Objekt mit UV-Strahlung bestrahlt wird, zwischen 0,5 und 2 sec.,
vorzugsweise 1 sec., während die Anschlußleistung, mit der die
Hochdruck-Entladungslampe betrieben wird, zwischen 1,5 und 3 kW, vorzugsweise
2 kW, beträgt. Die Leistung der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung 1 ist
stufenlos regelbar. Als Hochdruck-Entladungslampen werden vorteilhafterweise
Standardlampen mit einer Bogenlänge, das heißt einem Abstand zwischen den beiden
Elektronen zwischen 150 mm und 200 mm verwendet, die spezifische Leistungen
zwischen 60 W/cm und 240 W/cm aufweisen. Die Bogenlänge, die gewählte Leistung
sowie die Belichtungszeit sind jeweils auf die Größe des zu bestrahlenden Objektes
sowie auf den Zweck der Bestrahlung entsprechend abzustimmen. Bei der Bestrahlung
von DVDs zum Aushärten des Klebstoffes zwischen den beiden aufeinanderliegenden
Discs wird vorzugsweise eine Hochdruck-Entladungslampe mit einer Bogenlänge
von 175 mm verwendet, die Anschlußleistung beträgt vorzugsweise 2 kW und die
Belichtungszeit beträgt vorzugsweise 1 sec. Weiterhin weist die
Hochdruck-Entladungslampe in diesem Fall vorzugsweise eine Gallium-Dotierung auf,
wobei jedoch auch ein Metall-Halogenid-Strahler verwendet werden kann. Für andere
Anwendungen, zum Beispiel zur Härtung von Lack auf der Oberfläche von CDs werden
vorteilhafterweise mit Quecksilber dotierte Hochdruck-Entladungslampen verwendet.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Längsschnittes durch das Gehäuse 6 und
die zylindrische Reflektoreinheit 7 der in Fig. 1 gezeigten Bestrahlungsvorrichtung 1
gemäß der vorliegenden Erfindung sowie des Tellers 8. Die
Hochdruck-Entladungslampe 9 ist innerhalb des Gehäuses 6 an zwei Halterungen 10
befestigt, in denen die Stromanschlüsse für die beiden Elektroden 11 der
Hochdruck-Entladungslampe 9 geführt sind. Die Bogenlänge der
Hochdruck-Entladungslampe 9 wird durch den Abstand der beiden Elektroden 11
bestimmt, die jeweils in dem konisch zulaufenden Endabschnitt der Entladungslampe 9
angeordnet sind. Hinter der Hochdruck-Entladungslampe 9 bzw. im Betriebszustand
oberhalb der Hochdruck-Entladungslampe 9 ist ein länglicher Reflektor 12 angeordnet,
der sich längs der Hochdruck-Entladungslampe 9 erstreckt und diese teilweise
umschließt, so daß die von der Hochdruck-Entladungslampe 9 ausgestrahlte
UV-Strahlung nach unten auf ein zu bestrahlendes Objekt 14 reflektiert wird. Der
Reflektor 12 weist eine hoch reflektierende Schicht aus Reinst-Aluminium (99,99%
Aluminium) auf, die die UV-Strahlung praktisch ohne Verlust auf das Objekt 14
reflektiert.
Die in Fig. 2 angedeuteten Strahlungswege deuten die verschiedenen Möglichkeiten
an, wie die UV-Strahlung zum Objekt 14 gelangt. Durch die zylindrische
Reflektoreinheit 7, die an der Innenseite eine Schicht aus hoch reflektierendem
Reinst-Aluminium 13 aufweist, wird der nach außen gerichtete Teil der UV-Strahlung,
der das Objekt 14 eigentlich nicht mehr treffen würde, in die Randbereiche des
kreisförmigen Objektes 14 reflektiert. Hierdurch wird eine weitgehend homogene
Intensitätsverteilung der UV-Strahlung auf dem Objekt 14 erreicht. Wie in Fig. 2 gut
zu erkennen ist, ist der Innendurchmesser der zylindrischen Reflektoreinheit 7 etwas
größer als der Durchmesser des kreisförmigen Objektes 14, so daß auch die äußersten
Randbereiche des Objektes 14 eine ausreichend hohe Intensität an UV-Strahlung
erhalten. Falls das kreisförmige Objekt 14 eine CD oder eine DVD ist, die einen
Standarddurchmesser von etwa 120 mm aufweisen, beträgt der Innendurchmesser der
zylindrischen Reflektoreinheit 7 vorzugsweise etwa 140 bis 150 mm. Die Bogenlänge
der Hochdruck-Entladungslampe 9 beträgt in diesem Fall vorzugsweise etwa 175 mm
und die Höhe der zylindrischen Reflektoreinheit 7 etwa 100 mm. In Fig. 2 ist die
Abstandsplatte 19 (vergleiche Fig. 1) nicht dargestellt. Sie weist jedoch nur eine Höhe
von einigen mm auf, wie in Fig. 3 zu erkennen ist.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Längsschnittes durch das Gehäuse 6 und
die zylindrische Reflektoreinheit 7 der in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen
Bestrahlungsvorrichtung, sowie den Teller 8. Im Gehäuse 6 erstreckt sich die
Hochdruck-Entladungslampe 9, die oberhalb und seitlich von dem länglichen
Reflektor 12 umgeben ist, der sich aus zwei länglichen Reflektorelementen 15 und 16
zusammensetzt, die auf ihrer Innenseite jeweils eine hochreflektierende
Aluminiumschicht 17 bzw. 18 mit einem zumindest teilweise parabelförmigen
Querschnitt umfassen. Die zumindest teilweise parabolische Form der
Reflektorschichten 17 und 18 bewirkt, daß die von der Hochdruck-Entladungslampe 9
ausgestrahlte und von den Reflektorschichten 17 und 18 reflektierte UV-Strahlung
bereits mit einer relativ homogenen Intensitätverteilung das Gehäuse 6 nach unten
verläßt.
Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, sind die beiden länglichen Reflektorelemente 15 und 16
dergestalt schwenkbar im Gehäuse 6 befestigt, daß sie in eine Position verschwenkt
werden können, in der keine UV-Strahlung nach unten aus dem Gehäuse 6 austreten
kann (Shuttersystem). Bei einem Dauerbetrieb mit Taktzyklen im Sekundenbereich
öffnen sich die länglichen Reflektorelemente 15 und 16 jeweils nur während der
vorbestimmten Belichtungszeit, beispielsweise für eine Sekunde.
In den Fig. 4 und 5 ist eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung 1 dargestellt, bei der sich innerhalb der
zylindrischen Reflektoreinheit 7 auf deren Längsachse ein im wesentlichen
kegelförmiger weiterer Reflektor 20 befindet. Fig. 4 entspricht dabei der in Fig. 2
gezeigten Darstellung eines Längsschnittes und Fig. 5 entspricht der in Fig. 3
gezeigten Darstellung eines Querschnittes.
Der im wesentlichen kegelförmige Reflektor 20 wird zum Objekt hin breiter, das heißt
die Basis 21 des Kegels weist zum Objekt 14 hin. Die nach außen weisenden Flächen
des kegelförmigen Reflektors 20 sind mit einer hochreflektierenden
Aluminiumschicht 22 versehen, die auftreffende UV-Strahlung praktisch ohne Verluste
reflektiert. Der Durchmesser des kegelförmigen Reflektors 20 an der Basis beträgt
vorzugsweise etwa 1/5 des Innendurchmessers der zylindrischen Reflektoreinheit 7, so
daß lediglich der Mittelbereich des zu bestrahlenden Objektes 14 im Schatten des
Reflektors 20 liegt. Der kegelförmige Reflektor 20 reduziert die UV-Strahlung im
Mittelpunkt des Objektes 14 mittels der Schattenbildung weiter und reflektiert die
entsprechende Strahlung in die Randbereiche des Objektes 14. Hierdurch wird
beispielsweise bei CDs und DVDs eine weitere Steigerung der Bestrahlungseffizienz
und Homogenisierung der Intensität auf den zu bestrahlenden Flächen des Objektes 14
ermöglicht, da CDs und DVDs in der Mitte eine Öffnung aufweisen, mit der sie in
entsprechende Aufzeichnungs- oder Abspielgeräte eingespannt werden. Der
Mittelbereich muß bei dieser Art von Objekten somit nicht mit UV-Strahlung bestrahlt
werden, da hier weder zu verklebende noch mit Lack zu versehende Flächen vorhanden
sind. Die Bohrung bzw. Öffnung in der Mitte einer CD bzw. DVD hat einen
Durchmesser von etwa 18 mm und der die Öffnung umgebende transparente Rand hat
eine Breite von ebenfalls etwa 18 mm, so daß ein Mittelbereich mit etwa 36 mm
Durchmesser nicht mit UV-Strahlung bestrahlt werden muß. Es ist beispielsweise
vorteilhaft, wenn der durch den kegelförmigen Reflektor 20 erzeugte Schattenbereich
einen Durchmesser von etwa 30 mm aufweist, wodurch eine gleichmäßige Bestrahlung
der übrigen Flächen des Objektes mit homogener Intensität erreicht wird. Da die
normalerweise in den Mittelbereich des Objektes gestrahlte UV-Strahlung somit in die
Randbereiche reflektiert wird, kann die insgesamt benötigte Strahlungsleistung weiter
verringert werden.
Alternativ kann der Reflektor 20 im Inneren der zylindrischen Reflektoreinheit 7 auch
im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein, da auch diese Form eine Schattenbildung
im Mittelbereich des zu bestrahlenden Objektes 14 und eine Abstrahlung der auf den
Mittelbereich gerichteten UV-Strahlung in die Randbereiche des Objektes 14
ermöglicht.
Die Befestigung des Reflektors 20 kann beispielsweise mittels dünnen Drähten, Stangen
oder Schnüren in der zylindrischen Reflektoreinheit 7 oder am Gehäuse 6, das heißt im
Übergangsbereich zwischen dem Gehäuse 6 und der Abstandsplatte 19 erfolgen.
Alternativ kann der Reflektor 20 auch in entsprechender Weise an der Abstandsplatte 19
befestigt sein. Hinsichtlich der Befestigung des Reflektors 20 ist zu beachten, daß die
Befestigungselemente möglichst dünn aber trotzdem stabil sein müssen, um den
Strahlengang der UV-Strahlung nicht zu beeinträchtigen.
In den Fig. 6 und 7 sind Beispielmessungen für die Intensitätsverteilung der
UV-Strahlung und der Temperatur auf dem bestrahlten Objekt 14 für das in den
Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel gezeigt. Das in Fig. 6 gezeigte
Diagramm bezieht sich dabei auf die Längsrichtung, das heißt die Richtung parallel zur
Erstreckung des Gehäuses 6 bzw. der Hochdruck-Entladungslampe 9 (entsprechend der
in Fig. 4 gezeigten Schnittansicht) und das in Fig. 7 gezeigte Diagramm bezieht sich
auf die Querrichtung, das heißt die Richtung quer zur Längserstreckung des Gehäuses 6
bzw. der Hochdruck-Entladungslampe 9 (entsprechend der in Fig. 5 gezeigten
Schnittansicht). In beiden Diagrammen ist gut zu erkennen, daß die
UV-Strahlungsintensität im Mittelbereich durch die Schattenbildung des Reflektors 20
ebenso wie die Temperatur in diesem Bereich deutlich verringert sind. Es ist
anzumerken, daß die in den Fig. 6 und 7 gezeigten Beispielmessungen lediglich die
Zielrichtung der vorliegenden Erfindung angeben sollen. Beide Beispielmessungen
wurden mit einer unten offenen zylindrischen Reflektoreinheit 7, d. h. ohne Teller 8
durchgeführt. Der Teller 8 ist auf seiner Oberseite mit einem hoch reflektierenden
Material, wie z. B. Aluminium versehen und kann abgeschrägte Ränder zwischen dem
Außenrand des Objektes 14 und dem Innenrand der zylindrischen Reflektoreinheit 7
aufweisen, wodurch die Intensitätsverteilung der UV-Strahlung auf den bestrahlten
Flächen des Objektes 14 in der Realität wesentlich homogener wird, als in den
Fig. 6 und 7 dargestellt ist.
Claims (10)
1. Bestrahlungsvorrichtung (1) zum Bestrahlen von kreisförmigen Objekten (14) mit
UV-Strahlung, mit
einer länglichen Hochdruck-Entladungslampe (9) zum Ausstrahlen von UV-Strahlung,
einem länglichen Reflektor (12) aus hochreflektierendem Material, der sich längs der Hochdruck-Entladungslampe (9) erstreckt und diese teilweise umschließt, um die ausgestrahlte UV-Strahlung auf ein zu bestrahlendes Objekt (14) zu reflektieren, und
einem nach innen reflektierenden zylindrischen Reflektor (13) aus hochreflektierendem Material, der zwischen der Hochdruck-Entladungslampe (9) und dem zu bestrahlenden Objekt (14) dergestalt angeordnet ist, daß die von der Hochdruck-Entladungslampe (9), dem länglichen Reflektor (12) und dem zylindrischen Reflektor (13) kommende UV-Strahlung mit einer weitgehend homogenen Intensitätsverteilung auf das Objekt (14) fällt.
einer länglichen Hochdruck-Entladungslampe (9) zum Ausstrahlen von UV-Strahlung,
einem länglichen Reflektor (12) aus hochreflektierendem Material, der sich längs der Hochdruck-Entladungslampe (9) erstreckt und diese teilweise umschließt, um die ausgestrahlte UV-Strahlung auf ein zu bestrahlendes Objekt (14) zu reflektieren, und
einem nach innen reflektierenden zylindrischen Reflektor (13) aus hochreflektierendem Material, der zwischen der Hochdruck-Entladungslampe (9) und dem zu bestrahlenden Objekt (14) dergestalt angeordnet ist, daß die von der Hochdruck-Entladungslampe (9), dem länglichen Reflektor (12) und dem zylindrischen Reflektor (13) kommende UV-Strahlung mit einer weitgehend homogenen Intensitätsverteilung auf das Objekt (14) fällt.
2. Bestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der längliche Reflektor (12) zwei längliche Reflektorelemente (17, 18) aufweist, die
jeweils einen zumindest teilweise parabelförmigen Querschnitt haben.
3. Bestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Längsachse in dem zylindrischen Reflektor (13) ein nach außen
reflektierender Reflektor (20) zur weiteren Homogenisierung der Verteilung der
UV-Strahlung auf dem Objekt (14) angeordnet ist.
4. Bestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der nach außen reflektierende Reflektor (20) im wesentlichen kegelförmig ist,
wobei die Basis (21) zum Objekt (14) gerichtet ist.
5. Bestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der nach außen reflektierende Reflektor im wesentlichen zylindrisch ist.
6. Bestrahlungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abmessungen und Abstrahlungsparameter zum Bestrahlen eines
Speichermediums aus Kunststoff ausgelegt sind, das einen Durchmesser von ungefähr
120 mm aufweist.
7. Bestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zylindrische Reflektor (13) einen Innendurchmesser von 130 bis 160 mm
aufweist.
8. Bestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zylindrische Reflektor (13) eine Länge von 80 bis 200 mm aufweist.
9. Bestrahlungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hochdruck-Entladungslampe (9) eine Gallium-Dotierung aufweist.
10. Bestrahlungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Belichtungszeit, während der das Objekt (14) mit UV-Strahlung bestrahlt wird,
zwischen 0,5 und 2 s liegt, und die Anschlußleistung, mit der die
Hochdruck-Entladungslampe (9) betrieben wird, 1,5 bis 3 kW beträgt.
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