JP2013154263A - 紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線ランプの冷却性能を維持しつつもワークのばたつきを防止する。
【解決手段】ワークＷに紫外線を照射する長尺状の紫外線ランプ３を収容する長尺状のケーシング２を有し、ケーシング２が、ケーシング２内部に空気を供給する給気部２Ａ及びケーシング２内部に供給された空気を外部に排出する排気部２Ｂを備えており、給気部２Ａが、ケーシング２の長手方向一端側においてワークＷよりも外側に形成された第１の給気口２Ａ１、及び、ケーシング２の長手方向他端側においてワークＷよりも外側に形成された第２の給気口２Ａ２を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば樹脂、塗料、インキ又は接着材等の硬化処理に用いられる紫外線照射装置に関するものである。

この紫外線照射装置においては、特許文献１に示すように、ケーシングに収容された紫外線ランプを冷却するために、ケーシングにおけるワーク側開口である光射出口とは反対側に通風口（排気口）を設けたものがある。そして、この紫外線照射装置は、当該通風口からケーシング内部の空気を外部に排出することにより、光射出口から紫外線ランプを冷却するための空気（冷却風）をケーシング内部に供給するように構成している。

しかしながら、この紫外線照射装置では、光射出口から紫外線ランプに冷却風を供給するため、当該冷却風がワーク上を通過することになり、ワークがばたついてしまい、ワーク上に塗布された塗料又はインキ等と紫外線照射装置がこすれてワークの品質が低下してしまうという問題がある。また、ワークがばたついて最悪の場合にはワークが破損してしまうという問題がある。

また、特許文献２に示すように、ケーシングの長手方向一端壁に給気口を設けるとともに、長手方向他端壁に排気口を設けることで、紫外線ランプに沿った冷却風を流すことにより、紫外線ランプを冷却するものがある。これならば、ワーク側から冷却風をケーシング内部に供給するものでないため、ワークのばたつきを抑えることができる。

ところが、ケーシングの長手方向一端壁の給気口からケーシング内部に供給された冷却風は、紫外線ランプの長手方向に沿って流れるに連れて、その温度が上昇するため、紫外線ランプの他端側の冷却が不十分となってしまうという問題がある。

特開２００６−３５４３６号公報 特開２０１１−４１８８６号公報

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであって、紫外線ランプの冷却性能を維持しつつもワークのばたつきを防止することをその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係る紫外線照射装置は、ワークに紫外線を照射する長尺状の紫外線ランプを収容する長尺状のケーシングを有し、前記ケーシングが、ケーシング内部に空気を供給する給気部及びケーシング内部に供給された空気を外部に排出する排気部を備えており、前記給気部が、前記ケーシングの長手方向一端側において前記ワークよりも外側に形成された第１の給気口、及び、前記ケーシングの長手方向他端側において前記ワークよりも外側に形成された第２の給気口を有していることを特徴とする。

このような紫外線照射装置であれば、ケーシングの長手方向一端側及び長手方向他端側においてワークよりも外側に第１の給気口及び第２の給気口を設けて、長手方向においてワークの範囲内に給気口を設けない構成としているので、給気口に流れ込む空気（冷却風）によりワークがばたつくことを防止することができる。これにより、ワーク上に塗布された塗料又はインキ等の硬化精度の低下を防ぐとともに、ワークが破損してしまうことを防ぐことができる。また、紫外線ランプの長手方向両側に給気口を設けているので、紫外線ランプに冷却用空気を十分に供給することができるようになり、紫外線ランプの冷却性能の低下を防ぐことができる。

給気口に流れ込む空気がワークに当たりにくくして一層ワークのばたつきを防止すると同時に、紫外線ランプ全体を万遍なく冷却するためには、前記第１の給気口及び前記第２の給気口が、前記ケーシングにおける前記ワーク側の下面に形成されており、前記排気部が、前記ケーシングの長手方向端部又は前記ケーシングにおける前記ワークと反対側の上面に形成されていることが望ましい。

なお、第１の給気口及び第２の給気口が、ケーシングの長手方向に沿った左右側面に形成されている場合には、特に紫外線照射装置にワークを搬送しながら紫外線を照射するものの場合には、給気口に流れ込む空気がワークに当たってしまう恐れがある。このため、前記ケーシングにおける前記下面以外の面に、前記第１の給気口及び前記第２の給気口以外の給気口が形成されていないことが望ましい。このようにケーシングの下面にのみ第１の給気口及び第２の給気口を設ける構成とすれば、排気部からの排気量を必要以上に大きくすることなく当該第１の給気口及び第２の給気口から供給される空気の流速を上げることができ、紫外線ランプの冷却性能を向上させることができる。

紫外線ランプの冷却と同時にケーシング内部に設けられる電装部の冷却を行うためには、前記ケーシングの長手方向他端側に電装部が設けられており、前記第２の給気口が、前記ケーシングの長手方向において前記電装部を含むように構成されていることが望ましい。

電装部の冷却性能を向上させるためには、前記排気部が、前記ケーシングの長手方向他端部に設けられており、前記第２の給気口から供給される空気の流路上に前記電装部が位置していることが望ましい。

前記ケーシングの下面に前記ワークをガイドするためのガイド溝を有するガイド枠体が取り付けられており、前記ケーシングの下面及び前記ガイド溝により形成されるガイド通路に対して、前記ケーシングの長手方向外側に前記第１の給気口及び前記第２の給気口が形成されていることが望ましい。これならば、ワークはガイド枠体により形成されるガイド通路により安定して搬送されるとともに、第１の給気口及び第２の給気口をガイド通路に対してケーシングの長手方向外側に配置しているので、ワークのばたつきをより一層防止することができる。また、ワークがガイド枠体により囲まれる構成となることから、第１の給気口及び第２の給気口に流れ込む空気がワークに与える影響をより一層低減することができる。

このように構成した本発明によれば、ケーシングの長手方向一端側及び長手方向他端側においてワークよりも外側に第１の給気口及び第２の給気口を設けているので、紫外線ランプの冷却性能を維持しつつもワークのばたつきを防止することができる。

本実施形態の紫外線照射装置を模式的に示す右側面図。 同実施形態の紫外線照射装置を模式的に示す断面図。 同実施形態の第１の給気口及び第２の給気口から供給された空気の流路を示す模式図。 同実施形態の第１の給気口及び第２の給気口から供給された空気の流路を示す模式図。

以下に本発明に係る紫外線照射装置の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る紫外線照射装置１００は、例えばフィルム等の耐熱温度の低い基材上にＵＶインキ等を塗布してなるワークＷに対して紫外線を照射して、前記ＵＶインキ等を硬化させるために用いられるものである。この紫外線照射装置１００は、例えば紫外線照射装置１００にワークＷを搬送する搬送装置（不図示）と組み合わされて用いられる。

具体的にこの紫外線照射装置１００は、図１〜図３に示すように、ケーシング２と、このケーシング２に収容される紫外線ランプ３と、を備えている。なお、以下の説明において、適宜、紫外線照射装置１００へのワークＷの搬入側を右側、ワークＷの搬出側を左側とする。

ケーシング２は、図１〜図３に示すように、概略長尺直方体形状をなすものであり、ワークＷに紫外線を照射するための紫外線照射窓２１を下面に有する。本実施形態の紫外線照射窓２１は、ケーシング２の下面に形成された概略長尺矩形状のものであり、紫外線透過性を有するカバー２２により閉塞されている。なお、このカバー２２を設けることで紫外線照射窓２１からケーシング２内部への塵埃の侵入を防いでいる。

また、ケーシング２の下面には、ワークＷを前記紫外線照射窓２１にガイドするためのガイド枠体４が取り付けられている。このガイド枠体４の上面には、前記紫外線照射窓２１に対応する部分（具体的には上面中央部）に左右側面に延びる凹溝４１が形成されている。そして、このガイド枠体４が前記ケーシング２の下面に取り付けられた状態で、ガイド枠体４の凹溝４１とケーシング２の下面とによりガイド通路５が形成される。このガイド通路５は、紫外線照射装置１００の左右側面に貫通する通路であり、搬送装置により搬送されるワークＷが通過する。

さらに、ケーシング２の内部には、紫外線ランプ３から射出された紫外線を反射する反射板６と、ワークＷへの紫外線を遮断する閉鎖位置及びワークＷに紫外線を通過させる開放位置の間を開閉移動するシャッタ部材７が設けられている。シャッタ部材７は、ケーシング２の長手方向他端部側に設けられた、例えば駆動モータ及び歯車等の伝達機構を有するシャッタ駆動機構７１により開閉駆動される。なお、駆動モータは図示しない制御部によって制御される。

ケーシング２の長手方向他端部（図１の右側端部）には、当該ケーシング２内部の空気を吸引するための吸引ダクト（不図示）が接続されるダクト接続部８が設けられるとともに、当該ダクト接続部８の下部には、紫外線照射装置１００に給電するための外部ケーブル（不図示）が接続される外部ケーブル接続部９が設けられている。

紫外線ランプ３は、例えば波長１７２ｎｍの真空紫外線を射出するエキシマランプである。具体的にこの紫外線ランプ２は、長尺円筒形状をなすものであり、合成石英ガラス製の軸方向に直交する断面が円形状をなす密閉容器内に例えばキセノン（Ｘｅ）ガス等の放電用ガスが充填されており、軸方向から見て左右一対の対向面に、金属薄膜からなる帯状の電極を設けられている。また、紫外線ランプ３は、その両端部が一対の給電端子部３１、３２に保持されるとともに、当該一対の給電端子部３１、３２を介して電圧が印加されて点灯し、対をなす帯状の電極の間から上下に紫外線を射出する。

しかして本実施形態の紫外線照射装置１００のケーシング２は、図１及び図３に示すように、ケーシング２内部に空気を供給する給気部２Ａ及びケーシング２内部に供給された空気を外部に排出する排気部２Ｂを有し、紫外線ランプ２を冷却する冷却機構を備えている。

給気部２Ａは、図１及び図３に示すように、ケーシング２の長手方向一端側においてワークＷよりも外側に形成された第１の給気口２Ａ１と、ケーシング２の長手方向他端側においてワークＷよりも外側に形成された第２の給気口２Ａ２とを有している。

具体的に第１の給気口２Ａ１及び第２の給気口２Ａ２は、ケーシング２におけるワークＷと対向する対向面（図１において下面）において、ワークＷよりも外側に形成されている。なお、本実施形態では、ケーシング２の下面以外の面（正面、左右側面、背面及び上面）には、給気口が形成されておらず、下面にのみ給気口２Ａ１、２Ａ２が形成された構成としている。このように給気口２Ａ１、２Ａ２を下面にのみ形成していることから、ダクトの排気容量を上げることなく、給気口２Ａ１、２Ａ２から供給される冷却風の流速を上げることができ、紫外線ランプ３の冷却性能を向上させることができる。

第１の給気口２Ａ１は、ケーシング２の下面において、紫外線ランプ３の長手方向一端側の給電端子部３１から長手方向一端部に亘って形成されており、ガイド通路５よりも長手方向一端側の外側に形成されている。また、第２の給気口２Ａ２は、ケーシング２の下面において、紫外線ランプ３の長手方向他端側の給電端子部３２から長手方向他端部に亘って形成されており、ガイド通路５よりも長手方向他端側の外側に形成されている。

特に本実施形態では、ケーシング２の長手方向他端側に、シャッタ駆動機構７１及び当該シャッタ駆動機構７１を制御する制御部、紫外線ランプの点灯／消灯を制御する制御部等の電装部１０が設けられている。そして、第２の給気口２Ａ２は、この電装部１０を含む範囲においてワークＷよりも長手方向他端側に形成されている。

このように第２の給気口２Ａ２が電装部１０を含む範囲に形成されていることから、第２の給気口２Ａ２からケーシング２内部に供給された空気の一部は、電装部１０に当たった後に排気部２Ｂから外部に排出される。つまり、電装部１０は、第２の給気口２Ａ２から供給された空気の流路上に位置している。

排気部２Ｂは、図１及び図３に示すように、ケーシング２の長手方向他端部に設けられたダクト接続部８に連通するようにケーシング２の長手方向他端面の上側に形成された排気口である。具体的にこの排気口は、ケーシング２の長手方向他端面において紫外線ランプ３よりも上側に形成されていることが好ましい。これにより、第１の給気口２Ａ１及び第２の給気口２Ａ２から供給された空気が紫外線ランプ３の外周全体に万遍なく行き渡らせることができる。このように排気部２Ｂを構成することによって、ダクト接続部８に接続されたダクトによりケーシング２内部の空気が吸引されてケーシング２内部の空気が外部に排出される。

次にこのように構成した紫外線照射装置１００における第１の給気口２Ａ１及び第２の給気口２Ａ２からケーシング２内部に供給される空気（冷却風）の流れを図４に示す。

排気部２Ｂが連通するダクト接続部８に接続されたダクトから空気が吸引されることによって、第１の給気口２Ａ１及び第２の給気口２Ａ２からケーシング２内部に空気が供給される。第１の給気口２Ａ１からケーシング２内部に供給される空気は、紫外線ランプ３の長手方向一端部の給電端子部３１に当たる。これにより給電端子部３１が冷却される。また第１の給気口２Ａ１から供給された空気は、紫外線ランプ３に沿って、その長手方向一端部から長手方向他端部に流れて排気部２Ｂに到達する。ここで、ワークＷはガイド通路５内にあり、ワークＷはガイド通路５を形成する側壁に囲まれていることから、第１の供給口２Ａ１に流れ込む空気がワークＷに当たることが無く、ワークＷがばたつくことを防止できる。

一方、第２の給気口２Ａ２からケーシング内部に供給される空気は、紫外線ランプ３の長手方向他端部の給電端子部３２に当たる。これにより給電端子部３２が冷却される。また、第２の給気口２Ａ２から供給された空気は、紫外線ランプ３の長手方向他端部に当たり、紫外線ランプ３の長手方向他端部を冷却する。なお、第１の給気口２Ａ１により供給された空気は、紫外線ランプ３の長手方向他端部に到達した段階で暖められており、紫外線ランプ３を均一に冷却することが難しいが、本実施形態のように第２の給気口２Ａ２から供給された空気が、紫外線ランプ３の長手方向他端部を冷却することから、紫外線ランプ３を長手方向全体に亘って均一に冷却することができる。ここで、ワークＷはガイド通路５を形成する側壁に囲まれていることから、第２の供給口２Ａ２に流れ込む空気がワークＷに当たることが無く、ワークＷがばたつくことを防止できる。

また、第２の給気口２Ａ２は、長手方向において電装部１０を含む範囲に形成されており、第２給気口２Ａ２から供給された空気は、電装部１０に当たり、当該電装部１０の下側から上側に流れる。これにより、電装部１０を冷却することができる。

なお、本実施形態では、ケーシング２内部において、紫外線ランプ３の長手方向他端部の給電端子部３２と電装部１０の間に仕切壁１１が形成されており、この仕切壁１１よりも紫外線ランプ３側にある第２の供給口２Ａ２から供給された空気が主として紫外線ランプ３及び給電端子部３２に当たり、前記仕切壁１１よりも電装部１０側にある第２の供給口２Ａ２から供給された空気が主として電装部１０に当たる。このように仕切壁１１を設けることによって、第２の供給口２Ａ２から供給された空気をそれぞれ紫外線ランプ３及び給電端子部３２と電装部１０とに好適に当てることができる。

このように構成した本実施形態に係る紫外線照射装置１００によれば、ケーシング２の長手方向一端側及び長手方向他端側においてワークＷよりも外側に第１の給気口２Ａ１及び第２の給気口２Ａ２を設けて、長手方向においてワークＷの範囲内に給気口を設けない構成としているので、給気口２Ａ１、２Ａ２に流れ込む空気の流れによりワークＷがばたつくことを防止することができる。これにより、ワークＷ上に塗布された塗料又はインキ等の硬化精度の低下を防ぐとともに、ワークＷが破損してしまうことを防ぐことができる。また、紫外線ランプ３の長手方向両側に給気口２Ａ１、２Ａ２を設けているので、紫外線ランプ３に冷却用空気を十分に供給することができるようになり、紫外線ランプ３の冷却性能の低下を防ぐことができる。同様に供給口２Ａ１、２Ａ２により、ケーシング２内部に設けられたその他の部品（反射板６及びシャッタ部材７等）の冷却も十分に行うことができる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、前記実施形態では、電装部１０がケーシング２の長手方向他端側にのみ設けられているが、長手方向一端側に設けたものであっても良い。この場合、第１の給気口２Ａ１から供給された空気が長手方向一端側に設けられた電装部１０に当たるように構成することが望ましい。これならば、電装部１０を長手方向一端側及び他端側に分配して配置し、それらを第１の給気口２Ａ１及び第２の給気口２Ａ２によりそれぞれ冷却することができ、電装部１０の冷却性能を向上させることができる。

また、前記実施形態の排気部２Ｂは、ケーシング２の長手方向他端面に設けられたものであったが、ケーシング２の長手方向一端面に設けたものであっても良いし、ケーシング２の上面に設けたものであっても良い。

さらに、前記実施形態の給気部２Ａは、ケーシング２の下面にのみ給気口２Ａ１、２Ａ２を有するものであったが、ケーシング２の左右側面に給気口を有するものであっても良い。このように左右側面に給気口を設ける場合には、長手方向において出来るだけワークＷから離間した位置に形成することが望ましい。

その上、前記実施形態では、ケーシング２にガイド枠体４を取り付けることで紫外線照射室であるガイド通路５を形成しているが、ケーシングにガイド通路を設けても良い。

加えて、前記実施形態では、ガイド通路５を設けた紫外線照射装置１００について説明したが、ガイド通路を有さないものであっても良い。この場合、紫外線照射装置を搬送装置による搬送方向を横切るように配置することが考えられる。また、ワークを搬送装置により搬送させて連続的に硬化処理を行うものの他、バッチ式でワークの硬化処理を行うものに用いても良い。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・紫外線照射装置
Ｗ・・・ワーク
２・・・ケーシング
３・・・紫外線ランプ
２Ａ・・・給気部
２Ａ１・・・第１の給気口
２Ａ２・・・第２の給気口
２Ｂ・・・排気部

Claims (6)

1. ワークに紫外線を照射する長尺状の紫外線ランプを収容する長尺状のケーシングを有し、
   前記ケーシングが、ケーシング内部に空気を供給する給気部及びケーシング内部に供給された空気を外部に排出する排気部を備えており、
   前記給気部が、前記ケーシングの長手方向一端側において前記ワークよりも外側に形成された第１の給気口、及び、前記ケーシングの長手方向他端側において前記ワークよりも外側に形成された第２の給気口を有していることを特徴とする紫外線照射装置。
2. 前記第１の給気口及び前記第２の給気口が、前記ケーシングにおける前記ワーク側の下面に形成されており、
   前記排気部が、前記ケーシングの長手方向端部又は前記ケーシングにおける前記ワークと反対側の上面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の紫外線照射装置。
3. 前記ケーシングにおける前記下面以外の面に、前記第１の給気口及び前記第２の給気口以外の給気口が形成されていないことを特徴とする請求項２記載の紫外線照射装置。
4. 前記ケーシングの長手方向他端側に電装部が設けられており、
   前記第２の給気口が、前記ケーシングの長手方向において前記電装部を含むように構成されている請求項１乃至３の何れかに記載の紫外線照射装置。
5. 前記排気部が、前記ケーシングの長手方向他端部に設けられており、
   前記第２の給気口から供給された空気の流路上に前記電装部が位置している請求項４記載の紫外線照射装置。
6. 前記ケーシングの下面に前記ワークをガイドするためのガイド溝を有するガイド枠体が取り付けられており、
   前記ケーシングの下面及び前記ガイド溝により形成されるガイド通路に対して、前記ケーシングの長手方向外側に前記第１の給気口及び前記第２の給気口が形成されている請求項１乃至５の何れかに記載の紫外線照射装置。