JP2009262050A - 紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線量の均一性を高め、紫外線の照射範囲を容易に拡張する。
【解決手段】電力供給されると紫外線を放射する各紫外線ランプ１は、管状に形成されたバルブ１０と、バルブ１０の端部１００，１００の内部に設けられた１対の電極部１１，１１とを備えている。各紫外線ランプ１のバルブ１０は、各端部１００が同一方向に曲げられて形成されたものである。各紫外線ランプ１は、各バルブ１０の中央部１０１が軸方向に一列に並んだ状態で筐体３に収納されて設置される。反射板２は、各紫外線ランプ１の上方及び側方を覆うようにして筐体３に収納されて設置される。発光回路部４は、各紫外線ランプ１を並列接続した状態で、交流電源からの交流電力を各紫外線ランプ１に適した電力に変換し、変換した電力を各紫外線ランプ１に供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、紫外線を照射する紫外線照射装置に関するものである。

従来、紫外線硬化樹脂や塗料などの被照射部に紫外線を照射して上記被照射部を硬化させるための紫外線照射装置が種々市販されている（例えば、特許文献１参照）。このような紫外線照射装置は、例えば、光ディスクの基板を貼り合わせるための紫外線硬化樹脂を硬化させたり、印刷用紙に塗布された印刷インクを定着させたりするために用いられる。

従来の紫外線照射装置では、紫外線の光源として、電力供給されると紫外線を放射する１本の直管型の紫外線ランプがよく用いられる。このような紫外線照射装置では、直管型の紫外線ランプを用いることによって、紫外線ランプの軸方向に対して長い範囲に紫外線を照射することができる。

ところが、被照射部が大きい場合、１本の直管型の紫外線ランプでは複数回に分けて紫外線を照射しなければならないという問題があった。上記問題を解決する手段として、直管型の紫外線ランプにおける軸方向の長さを長くすることが考えられるが、このような紫外線ランプを製造することは高い技術を必要とし、実用的ではない。

そこで、上記問題を解決する手段として、図２に示すような紫外線照射装置が知られている。図２に示す紫外線照射装置は、一列に並んだ複数の直管型の紫外線ランプ５０，５０・・・と、各紫外線ランプ５０から放射された紫外線を下方に反射させる反射板５１と、各紫外線ランプ５０及び反射板５１が設置される筐体５２と、各紫外線ランプ５０への電力供給を制御する発光回路部５３とを備えている。

各紫外線ランプ５０は、管状に形成されたバルブ５４と、バルブ５４の端部５４０，５４０の内部に設けられた１対の電極部５５，５５とを備えている。

このような紫外線照射装置を用いれば、被照射部が大きい場合であっても、全ての領域に紫外線を一度に照射することができる。
特開２００４−３５１６５４号公報

しかしながら、直管型の紫外線ランプ５０は、図２に示すように、軸方向（図２のＸ軸方向）において、中央部５４１からの紫外線量に対して、電極５５を有する端部５４０からの紫外線量が少ない。このため、従来の紫外線照射装置には、直管型の紫外線ランプ５０の軸方向に対して紫外線を十分に照射することができない領域が発生するという問題があった。つまり、従来の紫外線照射装置には照射むらが発生してしまう。このため、例えば紫外線硬化樹脂に紫外線を照射するときに、紫外線照射が十分な領域と紫外線照射が不十分な領域とが発生し、紫外線硬化樹脂を均一に硬化させることができなかった。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目的は、紫外線量の均一性を高めることができ、紫外線の照射範囲を容易に拡張することができる紫外線照射装置を提供することにある。

請求項１の発明は、それぞれが電力供給されると紫外線を放射する複数の紫外線ランプを備える紫外線照射装置であって、前記複数の紫外線ランプのそれぞれが、管状に形成されたバルブと、前記バルブの内部の両端部の各々に設けられた１対の電極部とを有し、前記複数の紫外線ランプが、各バルブの両端部が同一方向に曲げられて形成され、各バルブの中央部が軸方向に一列に並んだ状態で設置されることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、それぞれ異なる紫外線ランプと並列に接続された複数のコンデンサを有し、コンデンサに蓄積された電荷を紫外線ランプに流すことで前記複数の紫外線ランプを一斉に発光させる発光回路部と、前記複数の紫外線ランプから放射される紫外線の強度をそれぞれ検出するセンサとを備え、前記発光回路部が、対象面に紫外線を照射する前に前記複数の紫外線ランプを発光させる予備発光を行い、前記予備発光時に前記センサで検出された紫外線の強度に基づいて、前記複数の紫外線ランプにおいて放射される紫外線の強度が一律となるように前記複数のコンデンサのそれぞれに蓄積される電荷量を調整することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、紫外線量の少ない電極部が設けられた両端部を除く中央部が一列に並んだ状態で、複数の紫外線ランプが設置されることによって、各紫外線ランプから放射される紫外線量の均一性を高めることができ、その結果、紫外線の照射範囲を容易に拡張することができる。

請求項２の発明によれば、発光回路部が、対象面に紫外線を照射する前に各紫外線ランプを発光させる予備発光を行い、予備発光時にセンサで検出された紫外線の強度に基づいて、複数の紫外線ランプにおいて放射される紫外線の強度が一律となるように各コンデンサに蓄積される電荷量をそれぞれ調整することによって、複数の紫外線ランプを光源に用いながらも、これら複数の紫外線ランプにおける紫外線の強度のばらつきを抑えることができるので、対象面に対してむらなく紫外線を照射することができる。

まず、本発明の実施形態に係る紫外線照射装置の構成について図１を用いて説明する。この紫外線照射装置は、図１に示すように、それぞれが電力供給されると紫外線を放射する複数の紫外線ランプ１，１・・・と、各紫外線ランプ１から放射された紫外線を下方に反射させる反射板２と、各紫外線ランプ１及び反射板２が設置される筐体３と、各紫外線ランプ１を発光させるための発光回路部４とを備えている。また、紫外線照射装置には、各紫外線ランプ１の電源となる交流電源（図示せず）が接続される。

筐体３は、長方形状の上面３０と、上面３０の周囲から下方に延設された４つの側面３１，３１・・・とを一体に備え、開口が形成されたものである。

各紫外線ランプ１は、管状に形成されたバルブ１０と、バルブ１０の端部１００，１００の内部に設けられた１対の電極部１１，１１とを備え、バルブ１０内にキセノン（Ｘｅ）ガスが封入されたキセノンランプである。本実施形態のバルブ１０は、各端部１００が同一方向（図１の上方向）に曲げられて形成されたものである。各紫外線ランプ１は、発光回路部４によって電力供給されると、紫外線を放射する。

各紫外線ランプ１は、上記のような形状を有することから、中央部１０１の軸方向（図１のＸ軸方向）において、従来の紫外線ランプ５０（図２参照）に比べて、全長Ｌ１に対する発光長Ｌ２の比率が大きくなる。これにより、本実施形態の各紫外線ランプ１は、従来の紫外線ランプ５０に比べて、中央部１０１の軸方向において、紫外線量の分布がよい。

各紫外線ランプ１は、各バルブ１０の中央部１０１が軸方向（図１のＸ軸方向）に一列に並んだ状態で筐体３に収納されて設置される。本実施形態の紫外線照射装置は、上記のように紫外線量の分布のよい紫外線ランプ１を上記軸方向に並んで設置されるので、上記軸方向に対して長い範囲で紫外線量の均一性を高めることができる。

反射板２は、各紫外線ランプ１の上方及び側方を覆うようにして筐体３に収納されて設置される。

発光回路部４は、各紫外線ランプ１を並列接続した状態で、交流電源（図示せず）からの交流電力を各紫外線ランプ１に適した電力に変換し、変換した電力を各紫外線ランプ１に供給する。つまり、発光回路部４は、各紫外線ランプ１の電極部１１，１１間に電圧を印加する。

ところで、複数の紫外線ランプ１，１・・・を同時に放射する場合、紫外線ランプ１の個体差等により紫外線ランプ１ごとに紫外線の放射強度のばらつきがあると、対象面において紫外線の照度にむらが生じることとなる。そこで、本実施形態では、紫外線ランプ１ごとに放射される紫外線の強度のばらつきを抑えるように、以下の構成を採用している。

本実施形態の紫外線照射装置は、図２に示すように、各紫外線ランプ１から放射される紫外線の強度をそれぞれ検出する複数のセンサ２０，２０・・・をさらに備え、発光回路部４が、センサ２０で検出された紫外線の強度に基づいて、複数の紫外線ランプ１，１・・・において放射される紫外線の強度が一律となるように各コンデンサＣ１に蓄積される電荷量をそれぞれ調整する電荷量調整手段４０を有する。

各センサ２０は、反射板２の上面において、紫外線ランプ１の軸方向（図１のＸ軸方向）の中央付近の上方に設けられる。反射板２のうち各センサ２０の設置場所には、センサ２０が紫外線を検出するための検出孔（図示せず）が形成されている。各センサ２０は、検出孔を通過した紫外線を検出することによって、紫外線ランプ１から放射される紫外線の強度を検出することができる。

電荷量調整手段４０は、実際に対象面に対して紫外線を照射する前に予め各紫外線ランプ１を発光（以下、予備発光という）させる予備発光部４１と、予備発光時にセンサ２０で検出された紫外線強度に基づいて複数の紫外線ランプ１間における紫外線強度のばらつきを判断する判断部４２と、判断部４２での判断結果を用いて前記紫外線強度のばらつきをなくすように各コンデンサＣ１に蓄積される電荷量をそれぞれ調整する制御部４３とを備えている。

以上、本実施形態によれば、紫外線量の少ない電極部１１，１１が設けられた端部１００，１００を除く中央部１０１が一列に並んだ状態で、複数の紫外線ランプ１，１・・・が設置されることによって、各紫外線ランプ１から放射される紫外線量の均一性を高めることができ、その結果、紫外線の照射範囲を容易に拡張することができる。

また、本実施形態によれば、発光回路部４が、対象面に紫外線を照射する前に各紫外線ランプ１を発光させる予備発光を行い、予備発光時にセンサ２０で検出された紫外線の強度に基づいて、複数の紫外線ランプ１，１・・・において放射される紫外線の強度が一律となるように各コンデンサＣ１に蓄積される電荷量をそれぞれ調整することによって、複数の紫外線ランプ１，１・・・を光源に用いながらも、これら複数の紫外線ランプ１，１・・・における紫外線の強度のばらつきを抑えることができるので、対象面に対してむらなく紫外線を照射することができる。

本発明の実施形態に係る紫外線照射装置を説明するための概略図である。 同上に係る紫外線照射装置の回路図である。 従来の紫外線照射装置を説明するための概略図である。

符号の説明

１ 紫外線ランプ
１０ バルブ
１００ 端部
１０１ 中央部
１１ 電極部
２ 反射板
３ 筐体
４ 発光回路部

Claims (2)

1. それぞれが電力供給されると紫外線を放射する複数の紫外線ランプを備える紫外線照射装置であって、
   前記複数の紫外線ランプのそれぞれは、管状に形成されたバルブと、前記バルブの内部の両端部の各々に設けられた１対の電極部とを有し、
   前記複数の紫外線ランプは、各バルブの両端部が同一方向に曲げられて形成され、各バルブの中央部が軸方向に一列に並んだ状態で設置される
   ことを特徴とする紫外線照射装置。
2. それぞれ異なる紫外線ランプと並列に接続された複数のコンデンサを有し、コンデンサに蓄積された電荷を紫外線ランプに流すことで前記複数の紫外線ランプを一斉に発光させる発光回路部と、
   前記複数の紫外線ランプから放射される紫外線の強度をそれぞれ検出するセンサと
   を備え、
   前記発光回路部は、対象面に紫外線を照射する前に前記複数の紫外線ランプを発光させる予備発光を行い、前記予備発光時に前記センサで検出された紫外線の強度に基づいて、前記複数の紫外線ランプにおいて放射される紫外線の強度が一律となるように前記複数のコンデンサのそれぞれに蓄積される電荷量を調整する
   ことを特徴とする請求項１記載の紫外線照射装置。

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