JP2006162298A

JP2006162298A - 紫外線照射装置

Info

Publication number: JP2006162298A
Application number: JP2004350248A
Authority: JP
Inventors: Norihide Nishikawa; 典秀西川
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2004-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】被照射物への紫外線強度を確保しつつ、小型化した紫外線照射装置を提供する。
【解決手段】第１ランプ３Ａ（一の紫外線ランプ）の第１反射板１１Ａは、この第１反射板１１Ａによって反射された紫外線が、第１ランプ３Ａの軸線からワークＷに鉛直に下ろした線Ｌ１と、第２ランプ３Ｂ（一の紫外線ランプに第２反射板側で隣合う紫外線ランプ）の軸線からワークＷに鉛直に下ろした線Ｌ２との間の第１集光位置１７でワークＷの被照射面ＷＡ上に集光するように傾斜して配置されている。第２ランプ３Ｂの第２反射板１３Ｂは、これによって反射された紫外線が、第１集光位置１７で被照射面ＷＡ上に集光するように傾斜して配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、紫外線照射装置に関する。

この種の紫外線照射装置には、例えば、紫外線硬化型のインクを印刷した後にインクを急速に硬化させるために使用されるものや、被照射物上に塗布した紫外線硬化樹脂を硬化させるために使用されるものがある（例えば特許文献１参照）。
この紫外線照射装置１００は、例えば図３に示すように、複数の直管状の紫外線ランプ１０１と、各紫外線ランプ１０１毎に取り付けた一対の反射板１０３，１０３とを備えてなる。反射板１０３，１０３は、紫外線ランプ１０１の略後方に配され紫外線ランプ１０１の上方及び側方を全長に亘って覆う断面楕円弧の形状をなし、紫外線ランプ１０１から後方に出射された紫外線を反射させてワークＷ側に導く役割を果たす（図では紫外線の光路を二点鎖線で図示してある。以下同様）。

詳細には、反射板１０３，１０３は、図３中、一点鎖線の想像線で示す楕円の円弧に沿って配され、この楕円の第１焦点Ｆ１に紫外線ランプ１０１が配され、第２焦点Ｆ２がワークＷの被照射面ＷＡと合致するようにされている（なお第２焦点Ｆ２は、紫外線ランプ１０１の直下の位置とされている）。
特開平１０−３００８９７号公報（図１）

ところで、紫外線照射装置１００は、印刷機やその他の装置に組み込まれることが多いため、できる限り小型化したいという要望がある。
そこで、この紫外線照射装置１００を幅方向（紙面左右方向）に小型化するためには、図４に示すように、第２焦点Ｆ２をワークＷの被照射面ＷＡと合致させつつ、想像線で示す楕円の短軸ａと長軸ｂの長さを調整し、図３のものよりａ／ｂを小さくする、すなわち、楕円を扁平にすればよいように思われる。
ところが、ａ／ｂを小さくしようとすると図４に示すように、紫外線ランプ１０１と反射板１０３，１０３とが干渉してしまい実際にこのような配置は採用できないという問題点があった。

一方、紫外線ランプ１０１と反射板１０３，１０３との干渉を排除するために図３のものより楕円の長軸ｂを短くすると、図５に示すように、第２焦点Ｆ２がワークＷの被照射面ＷＡから外れてしまい、その結果ワークＷへ照射される紫外線の強度が低下してしまうという問題点があった。
このように、種々の楕円を描いて、その楕円に沿うように反射板１０３を配置しても、小型化を図りつつ、従来と同等の被照射物への紫外線強度を確保することは困難であった。
本発明は上記事情に基づいて完成されたものであって、被照射物への紫外線強度を確保しつつ、小型化した紫外線照射装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、下方のワークに紫外線を照射するために並列配置された複数の直管形の紫外線ランプを備えた紫外線照射装置であって、各紫外線ランプには、その一側方から上方にかけて、紫外線ランプを全長にわたって囲む第１反射板と、他側方から上方にかけて、紫外線ランプの全長にわたって囲む第２反射板が備えられ、前記紫外線ランプのうち一の紫外線ランプの前記第１反射板は、これによって反射された紫外線が、前記一の紫外線ランプの軸線から前記ワークに鉛直に下ろした線と、前記一の紫外線ランプに第２反射板側で隣合う紫外線ランプの軸線から前記ワークに鉛直に下ろした線との間における集光位置で前記ワークの被照射面上に集光するように傾斜して配置され、前記隣合う紫外線ランプの第２反射板は、これによって反射された紫外線が、前記集光位置で前記被照射面上に集光するように傾斜して配置されていることを特徴とする紫外線照射装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記第１反射板と前記第２反射板との上端部間に所定間隔の隙間が形成され、この隙間から排気手段により前記紫外線ランプ周りの気体が排気されることを特徴とする。

＜請求項１の発明＞
図３〜５に示す従来のもののように、紫外線ランプの直下に紫外線を集光しようとすると、反射板の反射面を楕円形に沿って配置する必要がある。
これに比べて、図２に示す本発明のように、一の紫外線ランプの第１反射板を、これによって反射された紫外線が、一の紫外線ランプの軸線からワークに鉛直に下ろした線と、一の紫外線ランプに隣合う紫外線ランプの軸線からワークに鉛直に下ろした線との間における集光位置で集光するように傾斜して配置し、かつ、隣合う紫外線ランプの第２反射板は、これによって反射された紫外線が、前記集光位置付近で集光されるように傾斜して配置すると、一対の反射板を一点鎖線の想像線で示す楕円に沿った状態よりも閉じた角度で配置することになるから、紫外線照射装置の幅が従来のものよりも狭くでき、紫外線照射装置を小型化できる。
また、一の紫外線ランプの第１反射板によって集光された紫外線と、隣合う紫外線ランプの第２反射板によって集光された紫外線は重なりあうから、紫外線強度も大きくなる。

＜請求項２の発明＞
本請求項の発明によれば、第１反射板と第２反射板との隙間から紫外線ランプ周りの気体が排気されて、紫外線ランプを冷却することができる。
特に本請求項の発明の構成によれば、一対の反射板（第１反射板と第２反射板）が従来よりも閉じた角度で配置されているから、気体の排気がスムーズとなり、冷却効率が高くなる。

以下、本発明の一実施形態について図１、図２を参照しつつ説明する。
本実施形態に係る紫外線照射装置１は、下方のワークＷに紫外線を照射するために並列配置された複数（本実施形態では３本）の直管形の紫外線ランプ３（以下、「ランプ３」）を備えたものである（なお、ワークＷは、図２において紙面の左右方向へ流れる）。
以下の説明では、３本のランプのうち、図２における左に位置するものを第１ランプ３Ａ、中に位置するものを第２ランプ３Ｂ、右に位置するものを第３ランプ３Ｃという。
各ランプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、全体として直方体をなし下面に開口部（出射窓部）を形成した箱状のケース５，５，５内に収納されている。

ランプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃとしては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、エキシマランプ、ブラックライト等が適用可能であり、ＵＶ樹脂硬化等に適した波長（例えば主波長３６５nm）の紫外線を照射可能とされている。
ケース５，５，５の開口方向（図２において下方）に対する各ランプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの略後方には、第１反射板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ及び第２反射板１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃが配置されている。第１反射板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、各ランプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの一側方（図面左側方）から上方にかけて、ランプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを全長にわたって囲む断面楕円弧状をなし、第２反射板１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃは、ランプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの他側方（図面右側方）から上方ににかけて、ランプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの全長にわたって囲む断面楕円弧状をなす。第１反射板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ及び第２反射板１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃは、ランプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃから後方に出射された紫外線を反射させて開口部に導く役割を果たす。第１反射板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの上端部と第２反射板１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの上端部との間には、所定間隔の隙間Ｓが形成されている。ケース５，５，５の上方には、チャンバー１５，１５，１５が設けられており、冷却ファンを駆動することで、ランプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの周りの空気を上記隙間Ｓを介して引き込んで外部に排気するようになっている。

次に各ランプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの第１反射板１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ及び第２反射板１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの配置について説明する。第１ランプ３Ａ（請求項１の「一の紫外線ランプ」に相当）の第１反射板１１Ａは、図２に示すように、この第１反射板１１Ａによって反射された紫外線が、第１ランプ３Ａの軸線からワークＷに鉛直に下ろした線Ｌ１と、第２ランプ３Ｂ（請求項１の「一の紫外線ランプに第２反射板側で隣合う紫外線ランプ」に相当）の軸線からワークＷに鉛直に下ろした線Ｌ２との間の第１集光位置１７でワークＷの被照射面ＷＡ上に集光するように傾斜して配置されている。
第２ランプ３Ｂの第２反射板１３Ｂは、これによって反射された紫外線が、第１集光位置１７で被照射面ＷＡ上に集光するように傾斜して配置されている。

また、第２ランプ３Ｂの第１反射板１１Ｂは、この第１反射板１１Ｂによって反射された紫外線が、第２ランプ３Ｂの軸線からワークＷに鉛直に下ろした線Ｌ２と、第３ランプ３Ｃの軸線からワークＷに鉛直に下ろした線Ｌ３との間の第２集光位置１９でワークＷの被照射面ＷＡ上に集光するように傾斜して配置されている。
第３ランプ３Ｃの第２反射板１３Ｃは、これによって反射された紫外線が、第２集光位置１９で被照射面ＷＡ上に集光するように傾斜して配置されている。

なお、第１ランプ３Ａの第２反射板１３Ａは、図２に示すように、この第２反射板１３Ａによって反射された紫外線が、第１ランプ３Ａの軸線からワークＷに鉛直に下ろした線Ｌ１より左側でワークＷの被照射面ＷＡ上に集光するように傾斜して配置されている。また、第３ランプ３Ｃの第１反射板１１Ｃは、図２に示すように、この第１反射板１１Ｃによって反射された紫外線が、第３ランプ３Ｃの軸線からワークＷに鉛直に下ろした線Ｌ３より右側でワークＷの被照射面ＷＡ上に集光するように傾斜して配置されている。

さて、ここで本実施形態の紫外線照射装置１の作用効果について説明する。本実施形態の紫外線照射装置１では、図２に示すようにそれぞれのランプ３Ａ，３Ｂ，３Ｃに備えられた一対の反射板１１，１３を一点鎖線の想像線で示す楕円に沿った状態よりも閉じた角度で配置することになるから、紫外線照射装置１の紙面左右方向の幅を従来の図３のものよりも狭くでき、紫外線照射装置１自体を小型化できる。
また、第１ランプ３Ａの第１反射板１１Ａによって集光された紫外線と、第２ランプ３Ｂの第２反射板１３Ｂによって集光された紫外線は被照射面ＷＡ上で重なり合い、同様に第２ランプ３Ｂの第１反射板１１Ｂによって集光された紫外線と、第３ランプ３Ｃの第２反射板１３Ｃによって集光された紫外線は被照射面ＷＡ上で重なり合うから、紫外線強度を図３の従来のものと同等に保つことができる。

また、本実施形態の紫外線照射装置１によれば、第１反射板１１と第２反射板１３との隙間Ｓからランプ３周りの気体が排気されて、ランプ３を冷却することができる。特に本実施形態の紫外線照射装置１の構成によれば、従来よりも第１反射板１１と第２反射板１３とが閉じた角度で配置されているから、気体の排気がスムーズとなり、冷却効率が高くなる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
上記実施形態では、ランプ３は３本としたが、２本でも４本以上であってもよい。

紫外線照射装置を下面側から見た平面図である。図１のＸ−Ｘ断面図である。従来例の紫外線照射装置の断面図である。同じく従来例の紫外線照射装置の断面図である。同じく従来例の紫外線照射装置の断面図である。

符号の説明

１…紫外線照射装置
３…紫外線ランプ
５…ケース
１１…第１反射板
１３…第２反射板
１７…第１集光位置
１９…第２集光位置
Ｗ…ワーク
ＷＡ…被照射面

Claims

下方のワークに紫外線を照射するために並列配置された複数の直管形の紫外線ランプを備えた紫外線照射装置であって、
各紫外線ランプには、その一側方から上方にかけて、紫外線ランプを全長にわたって囲む第１反射板と、他側方から上方にかけて、紫外線ランプの全長にわたって囲む第２反射板が備えられ、
前記紫外線ランプのうち一の紫外線ランプの前記第１反射板は、これによって反射された紫外線が、前記一の紫外線ランプの軸線から前記ワークに鉛直に下ろした線と、前記一の紫外線ランプに第２反射板側で隣合う紫外線ランプの軸線から前記ワークに鉛直に下ろした線との間における集光位置で前記ワークの被照射面上に集光するように傾斜して配置され、
前記隣合う紫外線ランプの第２反射板は、これによって反射された紫外線が、前記集光位置で前記被照射面上に集光するように傾斜して配置されていることを特徴とする紫外線照射装置。
前記第１反射板と前記第２反射板との上端部間に所定間隔の隙間が形成され、この隙間から排気手段により前記紫外線ランプ周りの気体が排気されることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。