JP2002214041A - 紫外線センサおよび紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】紫外線光源の連続モニタリングを可能とし、か
つ、長期間にわたり紫外線光量を正確に測定することが
できる紫外線センサを提供する。 【解決手段】 全周から紫外線を受光可能であって紫外
線を受けて可視光を発光する蛍光体９を備えた円筒型を
なすセンサ本体３と、このセンサ本体３の一端側に設け
られた取付基部３０と、センサ本体３の他端部から挿入
されてセンサ本体３を覆う透光性保護筒４０と、透光性
保護筒４０の一端部を押さえることで他端部を取付基部
３０に当接させる保護筒キャップ４１と、センサ本体３
の取付基部３０に連結されて蛍光体９からの光を光電変
換部へ導く光ファイバ５とを備えてなる紫外線センサと
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線センサおよ
び紫外線照射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば印刷の分野では、紫外線硬化型の
インクを印刷した後に紫外線照射装置から紫外線を照射
することでインクを急速に硬化させるという生産性の向
上を図った印刷方式がある。この種の印刷方式に利用さ
れる紫外線照射装置では、印刷品質ばらつきを抑えた
り、ランプ寿命を知るために、紫外線光源の光量をモニ
タリングする必要がある。

【０００３】このような用途に使用されていた従来の紫
外線センサは、紫外線を受けて電気信号に変換する半導
体素子を備え、これを紫外線の照射領域に設置するよう
になっていた。ところが、この半導体素子は耐熱性が低
く、また、紫外線による劣化が生じ易いため、紫外線セ
ンサの前面にシャッターを設けて間欠的に紫外線光量を
測定せざるを得ないという欠点があり、紫外線の常時監
視を可能にすることが要望されていた。

【０００４】そこで、例えば特開2000-258247号公報に
示されるように、紫外線を受けて可視光に変換する蛍光
体を備え、その蛍光体からの光を光ファイバーによって
半導体素子に導いて電気信号として計測する構成が考え
られている。これによれば、高エネルギーの紫外線が半
導体素子を直接に照射しないから耐久性に優れており、
紫外線の常時監視が可能になるという利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の紫外線センサでは、蛍光体が露出しているため、
これを粉塵が生じやすい場所、例えば、印刷装置のイン
キ硬化装置に設置した場合には、蛍光体の表面に粉塵が
付着して紫外線の受光量が徐々に低下し、正確な光量を
チェックすることができなくなるという問題点があっ
た。もちろん、蛍光体を覆うようにガラス板やガラス筒
を取り付けることも考えられるが、今度は、そのガラス
板等に粉塵が付着し、次第に受光量に影響を与えること
になる。また、蛍光体やガラス板に付着した粉塵は定期
的に除去すればよいのではあるが、実際には、紫外線照
射装置の奥深くに設置された紫外線センサに手を差し入
れ、こびり付いた粉塵を完全に除去する作業は容易では
なく、その点の改善が求められていた。

【０００６】本発明は、上記した事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、紫外線光源の連続モニタリン
グを可能とし、かつ、長期間にわたり紫外線光量を正確
に測定することができる紫外線センサを提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明に係る紫外線センサは、全周から紫
外線を受光可能であって紫外線を受けて可視光を発光す
る蛍光体を備えた円筒型をなすセンサ本体と、このセン
サ本体の一端側に形成された取付基部と、前記センサ本
体の他端部から挿入されて前記蛍光体の外周を覆う透光
性保護筒と、この透光性保護筒の一端部を押さえること
で他端部を前記取付基部に当接させる保護筒キャップ
と、前記センサ本体の取付基部に連結されて前記蛍光体
からの光を光電変換部へ導く光ファイバとを備えた構成
に特徴を有する。

【０００８】また、請求項２の発明に係る紫外線照射装
置は、紫外線の被照射面に対向して紫外線ランプを設け
ると共に、前記被照射面とは反対側に反射板を設け、前
記紫外線ランプからの紫外線量を計測する紫外線センサ
を備えた紫外線照射装置において、前記反射板に排気の
ための通気開口を設け、前記紫外線センサは前記通気開
口を通って漏れる紫外線が照射する位置に設けたことを
特徴とする。

【０００９】また、紫外線の被照射面に対向して紫外線
ランプを設けると共に、前記被照射面とは反対側に凹面
反射板を設け、前記紫外線ランプからの紫外線量を計測
する紫外線センサを備えた紫外線照射装置において、前
記凹面反射鏡のうち前記紫外線ランプを通って前記被照
射面に直交する線が交差する位置に通気開口を設け、前
記紫外線ランプ側から前記凹面反射鏡の裏側に向けて冷
却風を流し、前記紫外線センサは前記通気開口を通って
漏れる紫外線が照射する位置に設けることが好ましい。

【００１０】そして、請求項３の発明に係る紫外線照射
装置は、請求項２の発明において、紫外線センサを、円
筒型のセンサ本体の外周に透光性保護筒を着脱可能に被
せた構成としたところに特徴を有する。

【００１１】

【発明の作用、および発明の効果】請求項１の紫外線セ
ンサによれば、センサ本体は円筒型をなし、そのセンサ
本体の一端側に設けられた取付基部に例えばナットを螺
合することで所要位置に取り付けられる。このような取
付構造の場合、センサ本体の軸周りの取付け角度がばら
つきやすいが、本発明ではセンサ本体は円筒形をなして
全周から紫外線を受光可能となっているから、取付け角
度を気にすることなく、取付け作業を行うことができ
る。

【００１２】また、センサ本体に内蔵されている蛍光体
によって紫外線を可視光に変換し、これを光ファイバに
よって光電変換部に導く構成であるから、熱や紫外線に
よる影響を受けやすい光電変換部は紫外線が照射されな
い安全な場所に設置でき、紫外線の常時計測が可能であ
り、また、耐久性も高い。そして、センサ本体はその外
側に透光性保護筒が嵌合され、これが保護筒キャップに
よって軸方向に押さえて固定されている。このため、仮
に粉塵等の汚れが付着し易い環境で使用されても、汚れ
は蛍光体ではなく、透光性保護筒の外側に付着すること
になる。そして、限界以上の汚れが付着した場合には、
保護筒キャップを取り外すことで、透光性保護筒をセン
サ本体から簡単に抜き取ることができる。したがって、
汚れが透光性保護筒にこびり付いたとしても、その透光
性保護筒を取り外して作業を行い易い場所で清掃を行う
ことができ、メンテナンス作業が容易である。これにて
長期間にわたり、正確な紫外線量の計測が可能となる。

【００１３】請求項２の構成の紫外線照射装置によれ
ば、反射鏡に通気開口が形成されているため、反射鏡内
の高温の空気はその通気開口から反射鏡の裏側に向かっ
て流れ、紫外線ランプや反射鏡自体が冷却される。そし
て、その通気開口から紫外線が漏れ出ることを利用して
反射鏡の裏側に紫外線センサを配置しているから、紫外
線センサを紫外線の照射の邪魔にならない位置に置くこ
とができ、全体の構造が合理的になる。

【００１４】また、反射鏡に通気開口を形成するとはい
え、それは反射鏡のうち紫外線ランプを通って被照射面
に直交する線が交差する位置に設けているから、通気開
口の陰が被照射面に形成されることがなく、照射光量を
均一にすることができる。

【００１５】また、請求項３の構成では、通気開口から
流れ出る冷却風に乗じて粉塵等が紫外線センサに付着し
易いという事情があっても、透光性保護筒を取り外して
簡単に掃除を行うことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に本発明の一実施形態につい
て、図１〜図５を参照しつつ、詳細に説明する。

【００１７】図１は、本実施形態に係る紫外線センサ１
の全体を示す斜視図である。このセンサ１は、測定しよ
うとする紫外線が照射される位置に配置されるセンサ本
体３と、このセンサ本体３に連結した光ファイバ５と、
その光ファイバ５の端部が接続される光電変換部７とか
らなる。センサ本体３は後に詳述するが内部に紫外線を
受けて可視光を発光する蛍光体９を備え、その可視光を
光ファイバ５により光電変換部７に導き、前記蛍光体９
からの可視光ひいては紫外線の光量に応じた電気信号を
発生し、それが所定値以下である場合に警告信号を発す
るようにされている。

【００１８】さて、センサ本体３は図２に示すように、
例えばステンレスパイプ製のセンサカバー２３の一端側
にステンレス鋼製の取付基部３０を一体化してなり、そ
の取付基部３０にはセンサカバー２３の反対側から設け
られたフェルール挿入孔２７が軸方向に貫通して形成さ
れている。このフェルール挿入孔２７には、同図に示す
ように光ファイバ５の先端に取り付けたフェルール２８
がねじ込んで取り付けられるようになっており、その取
付状態で光ファイバ５はセンサカバー２３の内部に臨
む。そして、上記センサカバー２３には多数の透孔２９
Ａが外周面から径方向に貫通して形成されており、その
内部に軸方向に沿って収容した蛍光体９に外部からの紫
外線が透孔２９Ａを通って照射可能となっている。な
お、この透孔２９Ａはセンサカバー２３の全周に均一分
布で形成されており、したがってセンサカバー２３の全
周から紫外線を受光可能である。このセンサ本体３の取
付基部３０には、外周面に取付ネジ部３２が形成されて
おり、ここに例えば２個のナット３４が座金３６を挟ん
で螺合されている。

【００１９】一方、上記センサ本体３の他端部では、セ
ンサカバー２３の他端側にキャップ取付部３８が一体化
されている。そして、センサ本体３には例えば石英ガラ
ス製の透光性保護筒４０がセンサ本体３の他端側から挿
入してあり、その一端部が前記取付基部３０の端面に接
触した状態でセンサカバー２３の外周を覆っている。そ
して、センサ本体３の他端部には前記キャップ取付部３
８に保護筒キャップ４１がかぶせられてあり、この保護
筒キャップ４１によって透光性保護筒４０をセンサ本体
３の取付基部３０側に押し付けて固定している。なお、
この保護筒キャップ４１の透光性保護筒４０側の端部近
くには、径方向に貫通するネジ孔４３が形成されてお
り、ここに止めねじ４５を螺合して保護筒取付キャップ
４１の緩み止めがなされている。

【００２０】次に、上記構成の本実施形態の紫外線セン
サ１を組み込んだ紫外線照射装置の一例を図４，５によ
り説明する。この紫外線照射装置は例えば紫外線硬化型
インクの印刷装置の後段に設けられ、図示しない紙に印
刷されたインクを急速に硬化・乾燥させるためのもので
ある。

【００２１】インクが印刷された紙は図５の左右方向に
沿って搬送されるようになっており、したがって紫外線
の被照射面は同図のＡで示される。ハウジング５０内で
は、この被照射面Ａに対向して紫外線ランプ５１が図５
の紙面に直交する方向に延びて設けられており、紫外線
ランプ５１に関して被照射面Ａとは反対側に凹面反射鏡
５３がハウジング５０に固定されている。この凹面反射
鏡５３は、断面が例えば９０°の角度領域に沿って弧状
をなす２枚の四分円凹面反射鏡５３，５３を並べて半円
柱状をなすように構成したもので、紫外線ランプ５１か
ら被照射面Ａとは反対側に向けて照射される紫外線を反
射して被照射面Ａに向かわせる。これらの２枚の四分円
凹面反射鏡５３は、紫外線ランプ５１の上方で隙間を開
けて配置してあり、この隙間により凹面反射鏡５３のう
ち紫外線ランプ５１を通って前記被照射面Ａに直交する
線が交差する位置に、通気開口５５を形成した形態とし
ている。

【００２２】そして、ハウジング５０内のうち上記凹面
反射鏡５３の上方空間は、図示しない吸気装置によって
減圧されるようになっている。これにて凹面反射鏡５３
の下方の空気が紫外線ランプ５１および凹面反射鏡５３
の下面に接して流れながら通気開口５５を通って凹面反
射鏡５３の裏側に流れる。ハウジング５０の側壁にはＬ
型ブラケット５７が取り付けられ、その先端に上述した
紫外線センサ１のセンサ本体３が取り付けられていて、
そのセンサ本体３に通気開口５５を通って漏れ出る紫外
線が照射されるようになっている。この紫外線センサ１
は、Ｌ型ブラケット５７に設けた取付孔（図示せず）に
取付基部３０を貫通させ、その取付孔の両側からナット
３４，３４を螺合して締め付け固定されている。

【００２３】本実施形態は以上の構成であり、次にその
作用を説明する。本実施形態の紫外線センサ１を紫外線
照射装置に組み込むには、Ｌ型ブラケット５７にセンサ
本体３を取付け、センサ本体３と光電変換部７との間を
光ファイバ５によって連結する。センサ本体３をＬ型ブ
ラケット５７に取り付ける際、センサ本体３の取付基部
３０をＬ型ブラケット５７の取付孔に挿通し、その取付
基部３０にナット３４，３４を螺合する構造であるか
ら、センサ本体３の軸周りの取付け角度がばらつくこと
がある。しかし、本実施形態ではセンサ本体３は円筒形
をなして全周から紫外線を受光可能となっているから、
取付け角度を気にすることなく、センサ本体３の取付け
作業を行うことができる。

【００２４】また、センサ本体３に内蔵されている蛍光
体９によって紫外線を可視光に変換し、これを光ファイ
バ５によって光電変換部７に導く構成であるから、熱や
紫外線による影響を受けやすい光電変換部７は紫外線が
照射されない安全な場所に設置でき、紫外線の常時計測
が可能であり、また、耐久性も高い。

【００２５】ところで、本実施形態の紫外線照射装置の
運転時には、凹面反射鏡５３の上方空間は吸気装置によ
って減圧され、凹面反射鏡５３の下方の空気が紫外線ラ
ンプ５１および凹面反射鏡５３の下面に接して流れなが
ら通気開口５５を通って凹面反射鏡５３の裏側に流れ
る。これにより紫外線ランプ５１および凹面反射鏡５３
が効率的に冷却される。また、この通気開口５５は紫外
線光量の計測のためにも利用されている。すなわち、紫
外線ランプ５１から照射された紫外線は通気開口５５を
通ってセンサ本体３に照射され、紫外線光量が所定量を
下回ることになると、光電変換部７から警告信号が出力
される。

【００２６】このように通気開口５５を冷却と紫外線光
量の計測との双方に利用したことから、その通気開口５
５を通って流れる冷却風に乗じて印刷紙の紙粉やインキ
ミストが紫外線センサ１のセンサ本体３に付着すること
が懸念される。これに対して本実施形態では、センサ本
体３の外周に透光性保護筒４０が嵌合されているから、
センサ本体３に粉塵が付着することを確実に防止でき
る。特に、センサ本体３は多数の透孔２９Ａを有するセ
ンサカバー２３を備えるから粉塵がその透孔２９Ａに付
着すると、その除去に苦慮するところとなるが、本実施
形態ではセンサ本体３への粉塵付着は確実に防止できる
から、透孔２９Ａの目詰まり等の問題が発生することは
ない。

【００２７】また、長期間の使用によって透光性保護筒
４０の外周に粉塵がこびり付くようになるが、この場合
には、センサ本体３の保護筒キャップ４１を取り外せ
ば、透光性保護筒４０を簡単に取り外すことができる。
そこで、その透光性保護筒４０を狭い紫外線照射装置内
から取り出し、例えば作業台上で洗剤等を使用して簡単
に洗浄すればよく、洗浄後は再びセンサ本体３に挿着し
て保護筒キャップ４１を螺合すれば清掃作業が完了する
から、メンテナンス作業は極めて簡単である。

【００２８】本発明の技術的範囲は、上記した実施形態
によって限定されるものではなく、例えば、次に記載す
るようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。その
他、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶもの
である。

【００２９】本実施形態では、センサ本体３は、光ファ
イバ５の先端に取り付けたフェルール２８により光ファ
イバ５と接続されているが、センサ本体３に直接に光フ
ァイバ５を固定した構造としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示す紫外線センサの全
体の斜視図

【図２】 センサ本体の断面図

【図３】 図２のＡ−Ａ線で切断した断面図

【図４】 本発明の一実施形態を示す紫外線照射装置の
断面図

【図５】 図４のＢ−Ｂ線で切断した断面図

【符号の説明】

５…光ファイバ ９…蛍光体 ３０…取付基部 ３８…キャップ取付部 ４０…透光性保護筒 ４１…保護筒キャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C020 CB00 CB04 2G065 AA04 AB05 AB27 BA01 BA29 BB02 CA29 DA05 5F088 BA10 BA16 JA14 LA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全周から紫外線を受光可能であって紫外
   線を受けて可視光を発光する蛍光体を備えた円筒型をな
   すセンサ本体と、このセンサ本体の一端側に形成された
   取付基部と、前記センサ本体の他端部から挿入されて前
   記蛍光体の外周を覆う透光性保護筒と、この透光性保護
   筒の一端部を押さえることで他端部を前記取付基部に当
   接させる保護筒キャップと、前記センサ本体の取付基部
   に連結されて前記蛍光体からの光を光電変換部へ導く光
   ファイバとを備えてなる紫外線センサ。
2. 【請求項２】 紫外線の被照射面に対向して紫外線ラン
   プを設けると共に、前記被照射面とは反対側に反射板を
   設け、前記紫外線ランプからの紫外線量を計測する紫外
   線センサを備えた紫外線照射装置において、 前記反射板に排気のための通気開口を設け、前記紫外線
   センサは前記通気開口を通って漏れる紫外線が照射する
   位置に設けたことを特徴とする紫外線照射装置。
3. 【請求項３】 前記紫外線センサは、円筒型のセンサ本
   体の外周に透光性保護筒を被せてなるものであることを
   特徴とする請求項２記載の紫外線照射装置。