JPH05156050A - 有電極紫外線ランプ発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】有電極紫外線ランプ発光装置において、紫外線
ランプから被照射物への直射光のうち、照射処理に必要
な紫外線を効率良く利用できるようにする。 【構成】棒状の有電極紫外線ランプと、このランプを取
り囲むランプケースと、このランプからの放射光のうち
紫外線を被照射物の方向に反射して赤外線と可視光の一
部を透過するコールドミラーを持つ有電極紫外線ランプ
発光装置において、ランプと被照射物の間には、コール
ドミラーが取り囲む空間内であって、ランプ近傍、被照
射物を直射する光に対して、紫外線を透過してかつ赤外
線と可視光の一部を反射するコールドフィルタ、もしく
は被照射物に直射する光に対してコールドミラー方向に
反射する反射部材があることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、紫外線硬化型樹脂を
硬化する有電極紫外線ランプ発光装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、５００ｎｍ以下の発光波長の
紫外線及び可視光によって、ペンキ、インク、樹脂、塗
料の表面硬化処理を行ったり、化学物質の合成及び処理
を行っている。これらの処理に使う光源は、発光効率が
高く、表面硬化に必要な放射エネルギーを持つものであ
る。この光源には、例えば高圧水銀ランプ等の有電極の
紫外線ランプを使っている。

【０００３】図３は、従来の有電極紫外線ランプ発光装
置を示す。１は有電極紫外線ランプを示し、例えば、高
圧水銀ランプ等を使うことができ、ランプケース２の中
にある。３はコールドミラーを示し、高圧放電ランプ１
の放射光を被照射物の方向に反射する。このコールドミ
ラー３の反射面の断面形状は、楕円又は放物状の凹面形
状である。４はこの発光装置を覆う外箱を示す。５は後
述するが赤外線及び可視光の一部を反射して、紫外線を
透過するコールドフィルタを示す。６は、この発光装置
によって紫外線照射処理する被照射物を示す。７はこの
被照射物６を搬送する搬送機構を示す。

【０００４】この装置では、図示略の電源装置を動作す
ると、高圧水銀ランプ１から紫外線を含む放射光が発生
する。この時発生した放射光は四方に放射するが、コー
ルドミラー３によって、被照射物６の方向に反射する。
これによって、接着材や塗料の硬化やインクの乾燥の処
理を行うことができる。特に搬送機構７で順次移動させ
ることにより、連続的に大量の処理を行うことが可能に
なる。一方、被照射物６の中には、紙やプラスチックの
ように耐熱性の低いものがある。この場合、放射光とし
て、長波長側の可視光や赤外線が照射すると、被照射物
は熱変形や熱収縮を起こす。このため照射処理に必要な
紫外線を照射して、不要な赤外線や可視光の一部をでき
るだけ抑えるためにコールドミラー３が必要である。
尚、図示略であるが、冷却用の排風装置を有して高圧水
銀ランプ１やその他の部材を冷却している。

【０００５】図３に示した、有電極紫外線ランプ発光装
置のＡ─Ａによる断面図を図４に示す。前述の如く、高
圧水銀ランプ１の放射光は、必要とする紫外線の他に可
視光や赤外線も含まれる。例えば図に示す放射光Ｌ1
は、反射光Ｌ2 と透過光Ｌ3 とに分けられる。コールド
ミラー３は、例えば厚さ２mm程度のパイレックス（高け
いさんガラスの商品名）、又は石英ガラス等の透光基材
に金属酸化物等の誘電物質の蒸着膜を数層乃至数十層に
形成したもので、多層膜蒸着反射鏡と呼ばれるものを使
う。この場合反射光Ｌ2 は、被照射物６を照射処理する
のに適した紫外線乃至可視光域の約２５０〜４５０ｎｍ
の範囲の光を意味する。また透過光Ｌ3 は、被照射物６
に対して熱的影響を与える波長の光であり、約４５０〜
２０００ｎｍの範囲の光を意味する。一方、高圧水銀ラ
ンプ１からの放射光は、コールドミラー３で反射される
ことなく直接被照射物６を照射する直射光（図中Ｌ4 に
示す）もある。この場合同様に、可視光や赤外線が照射
物に熱的影響を及ぼさないように、赤外線は反射して、
紫外線及び可視光の一部を透過するコールドフィルタ５
を有する。このコールドフィルタ５は、コールドミラー
３と同じで多層膜蒸着反射鏡等を使う。そしてコールド
フィルタ５は、約２５０〜４５０ｎｍの範囲の紫外線乃
至可視光域の光を透過する。Ｌ5 がコールドフィルタ５
によって反射された波長域の光であり、Ｌ6 がコールド
フィルタ５を透過した波長域の光である。このような構
成によって、熱的影響を受けることのない紫外線照射処
理をすることができる。すなわち、図３や図４に示した
従来の有電極紫外線ランプ発光装置では、コールドミラ
ーで反射した紫外線は、必ずコールドフィルタも透過し
て、その後被照射物まで達することになる。しかし、コ
ールドフィルタでは、硬化処理するために必要な紫外線
が完全に透過しているわけでなく、表面反射あるいは吸
収されて損失も生じる。すなわち、ランプ１からの放射
のあと、コールドミラーによる反射と、コールドフィル
タによる透過の両方を行うと、紫外線の利用効率は低く
なってしまう。この発明は、このような問題点を解決す
ることを目的をする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明が解
決しようする課題は、紫外線ランプからの放射光のう
ち、被照射物に対する直射光のなかから、熱的に影響を
与える赤外線及び可視光の一部を除外して、硬化処理に
必要な紫外線のみを照射することができ、さらには、紫
外線の損失を最小限に抑えることができるような、利用
効率の高い装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、この発明の有電極紫外線ランプ発光装置
は、棒状の有電極の紫外線ランプと、この紫外線ランプ
を取り囲むランプケースと、この紫外線ランプからの放
射光のうち、紫外線を被照射物の方向に反射して、赤外
線と可視光の一部を透過するコールドミラーを有する有
電極紫外線ランプ発光装置において、該紫外線ランプと
被照射物との間には、コールドミラーが取り囲む空間内
であって、ランプ近傍に、被照射物を直射する光に対し
て、紫外線を透過してかつ赤外線と可視光の一部を反射
するコールドフィルタがあることを特徴とする。さらに
は、棒状の有電極の紫外線ランプと、この紫外線ランプ
を取り囲むランプケースと、この紫外線ランプからの放
射光のうち、紫外線を被照射物の方向に反射して、赤外
線と可視光の一部を透過するコールドミラーを有する有
電極紫外線ランプ発光装置において、該紫外線ランプと
被照射物との間には、コールドミラーが取り囲む空間内
であって、ランプ近傍に、被照射物を直射する光に対
し、コールドミラーの方向に反射する反射部材があるこ
とを特徴とする。

【０００８】

【作用】このような構成であるため、この発明の有電極
紫外線ランプ発光装置は、ランプからの直射光に対し
て、被照射物に対して熱的影響を与える赤外線及び可視
光の一部を除外して、硬化処理に必要な紫外線のみを照
射することができる。 さらには紫外線の損失を最小限
に押さえることができるため、利用効率の高い照射処理
ができる。

【０００９】

【実施例】以下、実施例を用いてこの発明を具体的に説
明する。図１は第１実施例を示し、図２は第２実施例を
示す説明図である。この発明は、コールドフィルタ５の
位置と構造が異なること以外は、図３の紫外線ランプの
発光装置の構造と同一である。このため装置全体の説明
は省略する。また、従来例で説明したものと同一番号に
ついては、同一の部分を示すため説明は省略する。図１
は、従来例に示した図４の構造と比較するための説明用
の図であり、図４同様に図３におけるＡ−Ａの断面に対
応する図を示している。ＣＦはコールドフィルタであ
り、有電極紫外線ランプ１（以下単にランプ１と称す
る）の管径より少し大きい幅を持ち、ランプ１の長手方
向に伸びる板状物である。材質等は、従来例で説明した
コールドフィルタ５と同じで、紫外線に対して高い透過
率を持つ、赤外線及び赤外光に近い可視光（可視光の一
部）については反射する。

【００１０】Ｆは搬送機構７に設定された照射領域を示
し、この範囲内に配置した被照射物６が照射を受ける。
次に図１による紫外線照射処理について具体的に説明す
る。ランプ１より四方に放射された放射光のうち、コー
ルドミラー３の方向の放射光Ｌ1 は、コールドミラー３
によって紫外線が高い率で反射して、反射光Ｌ2 として
被照射物６を照射する。一方、コールドミラー３に反射
されず直接被照射物に照射する直射光Ｌ4 は、照射物６
との間に配置されたコールドフィルタＣＦによって、紫
外線を高い率で透過して、その後、被照射物６に対して
照射を行う。このため、被照射物６に照射される光は、
コールドミラー３もしくはコールドフィルタＣＦのいず
れかによって、赤外線および赤外光に近い可視光を除去
するため、被照射物６が熱的影響を受けるということは
ない。そしてコールドミラー３で反射された反射光Ｌ２
は、その大部分は従来のようにコールドフィルタＣＦを
通過しないので、コールドフィルタＣＦによる紫外線の
損失がない分だけ、被照射物に対して紫外線の利用効率
は高い。尚、この実施例においてはコールドフィルタＣ
Ｆの幅が必要以上に大きいと、コールドミラー３による
反射光Ｌ2 が再び透過する可能性が生じる。このためコ
ールドフィルタＣＦの幅Ｄは、照射領域Ｆ全域にランプ
１からの直射光がとどかない範囲内でできるだけ最小限
小さい方が好ましい。

【００１１】図２は、図１におけるコールドフィルタＣ
Ｆの代わりに反射部材Ｈを設けたのみでその他の構造は
同一である。反射部材Ｈは、図に示すようにランプ１の
管に応じて曲がったものでも良いし、平板のものでも支
障はない。この反射部材Ｈは、ランプ１からの放射光の
うちコールドミラー３で反射されない直射光をコールド
ミラー３の方向に反射する機能があれば、特に限定され
るものではない。すなわち実施例１のコールドフィルタ
ＣＦは、紫外線を透過して赤外線及び可視光の一部を反
射したのに対して、この反射部材Ｈは紫外線も含めて全
ての放射光を反射させる点で異なる。この反射部材Ｈ
は、例えばアルミニウム反射部材または他の金属を電解
研磨した後にアルミニウムを蒸着したアルミニウム反射
部材が適用される。

【００１２】尚、以上説明した２つの実施例において、
コールドミラー３は、赤外線および赤外光に近い可視光
の一部を透過させて、紫外線を反射するものであるが、
この場合の透過させる赤外線および赤外光に近い可視光
とは、照射物に対して熱的影響を及ぼす光という意味で
ある。さらには紫外線も被照射物を硬化処理できる波長
という意味である。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の有電極
紫外線ランプ発光装置によれば、発光ランプからの直射
光のなかから、被照射物に対して熱的影響を与える赤外
線及び可視光の一部を除外して、硬化処理に必要な紫外
線のみを照射することができる。 さらには紫外線の損
失を最小限に押さえることができるため、利用効率の高
い照射処理ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す要部の説明図であ
る。

【図２】本発明の第２実施例を示す要部の説明図であ
る。

【図３】従来の有電極紫外線ランプ発光装置の全体の説
明用の図である。

【図４】従来の有電極紫外線ランプ発光装置の要部の説
明用の図である。

【符号の説明】

１ 有電極紫外線ランプ ２ ランプケース ３ コールドミラー ４ 外箱 ５ コールドフィルタ ６ 被照射物 ７ 搬送機構 ＣＦ コールドフィルタ Ｈ 反射部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状の有電極の紫外線ランプと、 この紫外線ランプを取り囲むランプケースと、 この紫外線ランプからの放射光のうち、紫外線を被照射
   物の方向に反射して、赤外線と可視光の一部を透過する
   コールドミラーを有する有電極紫外線ランプ発光装置に
   おいて、 該紫外線ランプと被照射物との間には、 コールドミラーが取り囲む空間内であって、ランプ近傍
   に、被照射物を直射する光に対して、紫外線を透過して
   かつ赤外線と可視光の一部を反射するコールドフィルタ
   があることを特徴とする有電極紫外線ランプ発光装置。
2. 【請求項２】 棒状の有電極紫外線ランプと、 この紫外線ランプを取り囲むランプケースと、 この紫外線ランプからの放射光のうち、紫外線を被照射
   物の方向に反射して、赤外線と可視光の一部を透過する
   コールドミラーを有する有電極紫外線ランプ発光装置に
   おいて、 該紫外線ランプと被照射物との間には、 コールドミラーが取り囲む空間内であって、ランプ近傍
   に、被照射物を直射する光に対してコールドミラーの方
   向に反射する反射部材があることを特徴とする有電極紫
   外線ランプ発光装置。