JP2014159029A - Ultraviolet lamp and ultraviolet irradiation apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce an affection of ultraviolet irradiated from a neighboring lamp tube to an ultraviolet lamp.SOLUTION: An ultraviolet lamp is the ultraviolet lamp in which two or more emission tube parts are disposed in a parallel arrangement, when a coordinate axis is regulated that a parallel direction of these two or more ultraviolet lamps is an x direction, an irradiation direction of each ultraviolet lamp is a -y direction, an axial direction of each ultraviolet lamp is a z direction, each ultraviolet lamp includes a pair of light-shielding films that are formed along an external surface at a part of a lamp tube that counters a neighboring ultraviolet lamp, and a range that forms the light-shielding film is made the range in which a light source of the neighboring ultraviolet lamp is regarded as a point light source being in a lamp center, and the point light source of the neighboring ultraviolet lamp cannot be viewed from any place of each ultraviolet lamp tube.

Description

本発明は、紫外線ランプ及び紫外線照射装置に関する。   The present invention relates to an ultraviolet lamp and an ultraviolet irradiation device.

紫外線ランプの用途の1つに、FPD(Flat Panel Display)の製造工程における使用がある。例えば、FPDのカラー液晶基板は、ガラス基板の上に、カラーフィルタ膜、ITO膜(Indium Tin Oxide 酸化インジウムスズ)等が積層されて製造される。これらの成膜工程における紫外線洗浄に紫外線ランプが使用されている。   One of the uses of ultraviolet lamps is in the manufacturing process of FPD (Flat Panel Display). For example, an FPD color liquid crystal substrate is manufactured by laminating a color filter film, an ITO film (Indium Tin Oxide) and the like on a glass substrate. An ultraviolet lamp is used for ultraviolet cleaning in these film forming processes.

紫外線ランプは、製造工程のラインスピードを上げるため、ランプ負荷を上げランプの照度を高める技術開発が行われてきた。また、図1に示すように、従来の直管型(I字形状)のランプ10(図1(A))に加えて、ランプ1本当りの照射効率を向上させるため、U字形状のランプ12(図1(B))、N字形状のランプ、(図示せず。)、M字形状のランプ14(図1(C))が開発されている。図1は、(A)〜(C)共に、上段はランプの正面図、中段はランプ管の軸線方向断面図、下段はこのランプ管の照射方向(白抜き矢印)を示す。説明を容易にするため、座標軸を定め、複数のランプの並列方向をX方向、ランプ照射方向を−Y方向、ランプ軸線方向を図の上方から紙面に向けてZ方向とする。   Ultraviolet lamps have been developed to increase the lamp load and increase the lamp illuminance in order to increase the manufacturing process line speed. Further, as shown in FIG. 1, in addition to the conventional straight tube type (I-shaped) lamp 10 (FIG. 1A), a U-shaped lamp is used to improve the irradiation efficiency per lamp. 12 (FIG. 1B), an N-shaped lamp (not shown), and an M-shaped lamp 14 (FIG. 1C) have been developed. 1A and 1C, the upper part shows a front view of the lamp, the middle part shows a sectional view in the axial direction of the lamp tube, and the lower part shows the irradiation direction (white arrow) of the lamp tube. For ease of explanation, the coordinate axis is defined, the parallel direction of the plurality of lamps is the X direction, the lamp irradiation direction is the -Y direction, and the lamp axis direction is the Z direction from the top of the drawing to the plane of the drawing.

更に、図2に示すように、照射装置では、これらのランプのいずれか又は任意の組み合わせを複数個並べて面照射が可能な形で使用される。このとき、紫外線照度を高めるため、複数個のランプは、発光管の間隔を狭めて、高密度化して並列配置されている。図2は、上段は、複数のI字形状のランプを並列配置された照射装置16−1を被照射面から見た平面図、中段はこの照射装置のランプ管軸線方向断面図、下段はFPD等の製造工程における搬送コロ18に載せられ運ばれる被照射物(例えば、カラー液晶基板)24及び照射方向(白抜き矢印)をそれぞれ模式的に示している。   Furthermore, as shown in FIG. 2, the irradiation apparatus is used in such a manner that any one of these lamps or any combination thereof can be arranged to perform surface irradiation. At this time, in order to increase the ultraviolet illuminance, the plurality of lamps are arranged in parallel at a high density by narrowing the interval between the arc tubes. FIG. 2 is a plan view of the irradiation device 16-1 in which a plurality of I-shaped lamps are arranged in parallel as seen from the irradiated surface, the middle is a sectional view in the lamp tube axial direction of the irradiation device, and the lower is an FPD. The irradiated object (for example, color liquid crystal substrate) 24 and the irradiation direction (white arrow) carried on the carrying roller 18 in a manufacturing process such as the above are schematically shown.

従来、ランプ寿命は、ランプが切れたり(不点故障)、ランプ照度が所定の値より低下したり(黒化現象)することが主な寿命原因となっていた。しかし、その後の長寿命化に関する種々の技術開発(例えば、発光管内面に保護皮膜の形成、電極に対する十分な量のエミッタの塗布等。)によって、点灯維持、照度維持の寿命性能は飛躍的に向上している。   Conventionally, lamp life has been mainly caused by lamp burnout (spot failure) or lamp illuminance falling below a predetermined value (blackening phenomenon). However, the lifetime performance of maintaining lighting and maintaining illuminance has dramatically increased due to various technological developments related to the extension of the lifetime (for example, the formation of a protective film on the inner surface of the arc tube and the application of a sufficient amount of emitter to the electrode). It has improved.

特開平03-93144号公報「原稿照明装置」(1991年04月18日公開)Japanese Laid-Open Patent Publication No. 03-93144, “Original Lighting Device” (published on April 18, 1991) 特開2002-131841号公報「光源装置」(2002年05月09日公開) 特許文献1は、各蛍光ランプの各開口部を除く外周面に、遮光膜を被着している。遮光膜被着の目的は、原稿照明装置では、隣り合うランプの各アパーチャから出力された光の一部が互いの外周面に反射して、迷光が発生し、光センサの読み取り精度を低下させる課題を解決するためである。そこで、各蛍光ランプの各開口部を除く外周面に遮光膜を被着して、反射光の発生を防止している。しかし特許文献1には、本発明で開示するランプ石英管の破損の課題、この課題解決のための遮光膜の形成範囲等に関しての記載・示唆等は無い。特許文献2は、各隣接するランプ間に遮光壁を設け、リフレクタを透過した光が他方のランプに入射するのを遮る。特許文献2の遮光壁は、各隣接するランプ間を完全に遮っており、本発明の遮蔽物とは異なる。Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-131841 “Light Source Device” (published on May 09, 2002) In Patent Document 1, a light shielding film is attached to the outer peripheral surface of each fluorescent lamp except for each opening. The purpose of applying the light shielding film is that, in the document illumination device, a part of the light output from each aperture of the adjacent lamps is reflected on the outer peripheral surface, stray light is generated, and the reading accuracy of the optical sensor is lowered. This is to solve the problem. Therefore, a light shielding film is deposited on the outer peripheral surface of each fluorescent lamp except for each opening to prevent the generation of reflected light. However, Patent Document 1 has no description or suggestion regarding the problem of breakage of the lamp quartz tube disclosed in the present invention, the formation range of the light shielding film for solving this problem, and the like. In Patent Document 2, a light shielding wall is provided between adjacent lamps to block light transmitted through the reflector from entering the other lamp. The light shielding wall of Patent Document 2 completely blocks between adjacent lamps, and is different from the shielding object of the present invention.

しかし、最近、上述の寿命性能の向上したことにより、長時間の紫外線暴露によるランプ発光管である石英管の破損という新たな問題が発生するようになった。   However, recently, due to the improvement of the above-mentioned life performance, a new problem has arisen that the quartz tube, which is a lamp arc tube, is damaged due to exposure to ultraviolet rays for a long time.

ランプの照度向上のためランプ管の配列密度を一層高くしたため、ランプ管相互は一層接近し、ランプ石英管は隣接ランプ管から強い紫外線照射を受けるようになっている。更に、U、N及びM字形状のランプでは、1本の紫外線ランプ内でも、ランプ管の部分が並列配置された状態になる。従って、ランプ石英管は、そのランプ自体の内部からの紫外線照射に加えて、隣接ランプからの紫外線照射を重畳的に受けている。内部からの紫外線照射を回避することはできないので、隣接ランプからの紫外線照射を可能な限り減少する必要がある。   Since the arrangement density of the lamp tubes is further increased in order to improve the illuminance of the lamp, the lamp tubes are brought closer to each other, and the lamp quartz tube is subjected to strong ultraviolet irradiation from the adjacent lamp tube. Further, in the U, N, and M-shaped lamps, the lamp tube portions are arranged in parallel even within one ultraviolet lamp. Therefore, the lamp quartz tube receives ultraviolet irradiation from the adjacent lamp in addition to ultraviolet irradiation from the inside of the lamp itself. Since it is impossible to avoid ultraviolet irradiation from the inside, it is necessary to reduce ultraviolet irradiation from the adjacent lamp as much as possible.

従って、紫外線ランプに対して、隣接ランプ管から放射される紫外線の影響を減少させる技術の開発が望まれる。   Therefore, it is desired to develop a technique for reducing the influence of ultraviolet rays emitted from adjacent lamp tubes on the ultraviolet lamp.

本発明は、紫外線ランプの並列配置されたランプ管部分から放射される紫外線及び反射体により反射される紫外線の影響を減少させる紫外線照射装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an ultraviolet irradiation device that reduces the influence of ultraviolet rays emitted from lamp tube portions arranged in parallel with ultraviolet lamps and ultraviolet rays reflected by a reflector.

更に、本発明は、並列配置されたランプ管部分から放射される紫外線及び反射体により反射される紫外線の影響を減少させた紫外線ランプを提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide an ultraviolet lamp in which the influence of ultraviolet rays emitted from lamp tube portions arranged in parallel and reflected by a reflector is reduced.

上記目的に鑑みて、本発明に係る紫外線照射装置は、紫外線ランプの発光管部分が複数並列配置された紫外線照射装置であって、座標軸を、複数の発光管部分の並列方向をX方向、紫外線ランプの照射方向を−Y方向、紫外線ランプの発光管部分の軸線方向をZ方向と規定したとき、隣接する紫外線ランプの発光管相互間にZ方向に延在する遮蔽物を備え、前記遮蔽物の−Y方向高さは、隣接する紫外線ランプの光源をランプ中心にある点光源と見なして、紫外線ランプの発光管のいずれの箇所からも隣接する紫外線ランプの点光源を視認できない高さとする。   In view of the above object, an ultraviolet irradiation apparatus according to the present invention is an ultraviolet irradiation apparatus in which a plurality of arc tube portions of an ultraviolet lamp are arranged in parallel, the coordinate axis being parallel to the plurality of arc tube portions in the X direction, When the irradiation direction of the lamp is defined as the -Y direction and the axial direction of the arc tube portion of the ultraviolet lamp is defined as the Z direction, a shield extending in the Z direction is provided between the arc tubes of adjacent ultraviolet lamps. The height in the −Y direction is such that the light source of the adjacent ultraviolet lamp is regarded as a point light source at the center of the lamp and the point light source of the adjacent ultraviolet lamp cannot be seen from any part of the arc tube of the ultraviolet lamp.

更に、上記紫外線照射装置では、前記複数並列配置とは、前記発光管が直管型の紫外線ランプの場合はランプが複数本並列配置された状態であり、前記発光管がU、N又はM字型形状の紫外線ランプの場合はランプが1本以上並列配置された状態であってよい。   Further, in the ultraviolet irradiation apparatus, the plurality of parallel arrangements means a state in which a plurality of lamps are arranged in parallel when the arc tube is a straight tube type ultraviolet lamp, and the arc tubes are U, N or M-shaped. In the case of a mold-shaped ultraviolet lamp, one or more lamps may be arranged in parallel.

更に、上記紫外線照射装置では、更に、前記複数本の紫外線ランプのY方向に反射体を備え、前記遮蔽物は、前記反射体から、隣接する2個のランプの中心の間を結ぶ線より、式(1)によって決定されるY方向高さHs以上に形成することができる。   Furthermore, in the said ultraviolet irradiation device, it is further provided with a reflector in the Y direction of the plurality of ultraviolet lamps, and the shield is from the line connecting between the centers of two adjacent lamps from the reflector. It can be formed at a height Hs or more determined in accordance with the formula (1).

Figure 2014159029
更に、上記紫外線照射装置では、前記遮蔽物は、少なくとも波長500nm以下の可視光及び紫外線を吸収する物質で形成することができる。
Figure 2014159029
Further, in the ultraviolet irradiation apparatus, the shielding object can be formed of a substance that absorbs visible light and ultraviolet light having a wavelength of at most 500 nm or less.

更に、上記紫外線照射装置では、前記遮蔽物は、ステンレス等の金属板又は主にMgOから成るステアタイトのセラミックで形成してもよい。   Further, in the ultraviolet irradiation apparatus, the shielding object may be formed of a metal plate such as stainless steel or a steatite ceramic mainly made of MgO.

更に、上記紫外線照射装置では、前記遮蔽物は、該遮蔽物の表面に、紫外線を遮蔽し且つ反射しない物質を形成してもよい。   Furthermore, in the said ultraviolet irradiation device, the said shielding object may form the substance which shields an ultraviolet-ray and does not reflect on the surface of this shielding object.

更に、本発明に係る発光管部分が複数並列配置された紫外線ランプは、座標軸を、前記複数本の紫外線ランプの並列方向をX方向、各紫外線ランプの照射方向を−Y方向、各紫外線ランプ軸線方向をZ方向と規定したとき、各紫外線ランプは、隣接する紫外線ランプに対向するランプ管の部分に、外表面に沿って形成された一対の遮光膜を備え、前記遮光膜を形成する範囲は、隣接する紫外線ランプの光源をランプ中心にある点光源と見なして、各紫外線ランプ管のいずれの箇所からも隣接する紫外線ランプの点光源を視認できない範囲とする。   Furthermore, the ultraviolet lamp in which a plurality of arc tube portions according to the present invention are arranged in parallel has a coordinate axis, the parallel direction of the plurality of ultraviolet lamps in the X direction, the irradiation direction of each ultraviolet lamp in the -Y direction, and each ultraviolet lamp axis. When the direction is defined as the Z direction, each ultraviolet lamp has a pair of light shielding films formed along the outer surface in the portion of the lamp tube facing the adjacent ultraviolet lamp, and the range in which the light shielding film is formed is as follows. The light source of the adjacent ultraviolet lamp is regarded as a point light source at the center of the lamp, and the point light source of the adjacent ultraviolet lamp is set in a range where it cannot be visually recognized from any part of each ultraviolet lamp tube.

更に、上記紫外線ランプでは、前記複数並列配置とは、前記発光管が直管型の紫外線ランプの場合はランプが複数本並列配置された状態であり、前記発光管がU、N又はM字型形状の紫外線ランプの場合はランプが1本以上並列配置された状態であってよい。   Further, in the ultraviolet lamp, the plurality of parallel arrangements means a state in which a plurality of lamps are arranged in parallel when the arc tube is a straight tube type ultraviolet lamp, and the arc tubes are U, N or M-shaped. In the case of a shaped ultraviolet lamp, one or more lamps may be arranged in parallel.

更に、上記紫外線ランプでは、前記遮光膜は、隣接する2個のランプの中心の間を結ぶ線より、次式(2)によって決定されるhyの2倍の2hy以上の範囲に形成してもよい。   Further, in the ultraviolet lamp, the light shielding film may be formed in a range of 2 hy or more, which is twice the hy determined by the following equation (2), from the line connecting the centers of two adjacent lamps. Good.

Figure 2014159029
更に、上記紫外線ランプでは、前記遮光膜は、隣接する2個のランプの中心の間を結ぶ線より、次式(3)によって決定されるhcの2倍の2hc以上の範囲に形成してもよい。
Figure 2014159029
Further, in the ultraviolet lamp, the light shielding film may be formed in a range of 2 hc or more that is twice the hc determined by the following equation (3) from a line connecting the centers of two adjacent lamps. Good.

Figure 2014159029
更に、上記紫外線ランプでは、前記遮光膜は、金属酸化物から成ってよい。
Figure 2014159029
Furthermore, in the ultraviolet lamp, the light shielding film may be made of a metal oxide.

更に、上記紫外線ランプでは、前記遮光膜は、酸化チタニウムTiO2、酸化亜鉛ZnO又は酸化セリウムCeO2から成ってよい。 Furthermore, in the ultraviolet lamp, the light shielding film may be made of titanium oxide TiO 2 , zinc oxide ZnO, or cerium oxide CeO 2 .

更に、上記紫外線ランプでは、前記一対の遮光膜間の内、ランプ背面の反射体側であるY方向の遮光膜未形成部分にも遮光膜を形成してもよい。
Further, in the ultraviolet lamp described above, a light shielding film may be formed on the Y-direction light shielding film-unformed portion on the reflector side on the rear surface of the lamp among the pair of light shielding films.

本発明によれば、紫外線ランプの並列配置されたランプ管部分から放射される紫外線及び反射体により反射される紫外線の影響を減少させる紫外線照射装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ultraviolet irradiation device which reduces the influence of the ultraviolet-ray radiated | emitted from the lamp tube part arrange | positioned in parallel of an ultraviolet lamp and the ultraviolet-ray reflected by a reflector can be provided.

更に、本発明によれば、並列配置されたランプ管部分から放射される紫外線及び反射体により反射される紫外線の影響を減少させた紫外線ランプを提供することができる。   Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide an ultraviolet lamp in which the influence of the ultraviolet rays emitted from the lamp tube portions arranged in parallel and the ultraviolet rays reflected by the reflector is reduced.

図1は、種々のランプ形状を説明する図である。ここで、図1(A)は直管型(I字形状)のランプを示し、図1(B)はU字形状のランプを示し、図1(C)はM字形状のランプを示している。FIG. 1 is a diagram illustrating various lamp shapes. Here, FIG. 1 (A) shows a straight tube type (I-shaped) lamp, FIG. 1 (B) shows a U-shaped lamp, and FIG. 1 (C) shows an M-shaped lamp. Yes. 図2は、上段は、複数のI字形状のランプを並列配置された照射装置を被照射面から見た平面図、中段は照射装置のランプ管軸線方向断面図、下段はFPD等の製造工程におけるコロ搬送装置に載せられ運ばれる被照射物及び照射方向(白抜き矢印)を示している。FIG. 2 is a plan view of an irradiation device in which a plurality of I-shaped lamps are arranged in parallel as seen from the irradiated surface, the middle is a sectional view in the lamp tube axial direction of the irradiation device, and the lower is a manufacturing process of an FPD or the like. The irradiation object and the irradiation direction (outlined arrow) carried on the roller conveyance device in FIG. 図3は、第1実施形態を説明する図である。ここで、図3(A)は、複数本の並列配置された紫外線ランプの内の隣接する2本のランプ、筺体及び隣接する2個のランプ間に設けた遮蔽板を、ランプ管の軸線方向に垂直な断面で示した図であり、図3(B)は位置関係を説明するための部分拡大図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the first embodiment. Here, FIG. 3A shows an axial direction of the lamp tube in which two adjacent lamps among a plurality of parallel arranged ultraviolet lamps, a casing, and a shielding plate provided between the two adjacent lamps are provided. FIG. 3B is a partially enlarged view for explaining the positional relationship. 図4は、第2実施形態を説明する図である。ここで、図4(A)は、複数本の並列配置された紫外線ランプの内、隣接する2本のランプ管の軸線方向に垂直な断面図であり、図4(B)は位置関係を説明するための部分拡大図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the second embodiment. Here, FIG. 4A is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction of two adjacent lamp tubes among a plurality of ultraviolet lamps arranged in parallel, and FIG. 4B explains the positional relationship. It is the elements on larger scale for doing. 図5は、第3実施形態を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the third embodiment.

以下、本発明に係る紫外線ランプ及び紫外線照射装置の実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中、同じ要素に対しては同じ参照符号を付して、重複した説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of an ultraviolet lamp and an ultraviolet irradiation device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本発明者等は、並列配置された紫外線ランプから放射される紫外線の影響を減少させる技術の開発を、次の2つのテーマに分けて実現している。   The inventors of the present invention have realized the development of technology for reducing the influence of ultraviolet rays emitted from ultraviolet lamps arranged in parallel on the following two themes.

(1) 隣接ランプ及び反射体からの紫外線放射(輻射)を受けない「紫外線照射装置」の開発
(2) 隣接ランプ及び/又は反射体からの紫外線放射(輻射)を受けない「紫外線ランプ」の開発
以下、(1)に関する第1実施形態、並びに(2)に関する第2及び第3実施形態を、順に説明する。
(1) Development of an "ultraviolet irradiation device" that does not receive ultraviolet radiation (radiation) from adjacent lamps and reflectors
(2) Development of “ultraviolet lamp” that does not receive ultraviolet radiation (radiation) from adjacent lamps and / or reflectors The following describes the first embodiment relating to (1) and the second and third embodiments relating to (2). Will be described in order.

[第1実施形態:隣接ランプ及び隣接反射体からの紫外線放射(輻射)を受けない紫外線照射装置」
第1実施形態に係る紫外線照射装置は、隣接する発光管間に遮蔽板を形成し、隣接ランプからの紫外線の放射(輻射)の影響を防止する。
[First embodiment: UV irradiation device that does not receive UV radiation (radiation) from adjacent lamps and adjacent reflectors]
The ultraviolet irradiation apparatus according to the first embodiment forms a shielding plate between adjacent arc tubes, and prevents the influence of ultraviolet radiation (radiation) from adjacent lamps.

更に、この紫外線照射装置は、ランプ後方の筺体とランプとは近接しているので、筺体を非反射物により形成する。   Further, in this ultraviolet irradiation device, the housing behind the lamp and the lamp are close to each other, so that the housing is formed of a non-reflecting material.

以下、具体的に説明する。図3(A)は、複数本の並列配置された紫外線ランプの内の隣接する2本のランプL1,L2、筺体22−2及び隣接する2個のランプ間に設けた遮蔽板26を、ランプ管の軸線方向(Z方向)に垂直な断面で示した図である。   This will be specifically described below. FIG. 3A shows a case in which a shielding plate 26 provided between two adjacent lamps L1 and L2, a casing 22-2 and two adjacent lamps among a plurality of ultraviolet lamps arranged in parallel. It is the figure shown with the cross section perpendicular | vertical to the axial direction (Z direction) of a pipe | tube.

ランプL1,L2は、紫外線ランプである。I,U,N又はM字形状のいずれであってもよい。U、N及びM字形状のランプの場合には、1本の紫外線ランプ内でも、ランプ管の部分が並列配置された状態になるからである。紫外線ランプL1,L2は、紫外線の発光効率が比較的高くなるように設計されたランプを総称する。紫外線ランプとして主に使用されているのは、低圧及び高圧水銀ランプ、エキシマランプ等である。   The lamps L1 and L2 are ultraviolet lamps. Any of I, U, N, or M shape may be sufficient. This is because, in the case of U, N, and M-shaped lamps, the lamp tube portions are arranged in parallel even within one ultraviolet lamp. The ultraviolet lamps L1 and L2 are generic names of lamps designed so that the luminous efficiency of ultraviolet rays is relatively high. Low pressure and high pressure mercury lamps, excimer lamps and the like are mainly used as ultraviolet lamps.

筺体22−2とランプL1,L2とは近接しているため(即ち、dが小さい。)、筺体22−2を非反射物により形成し、反射光の影響を減少させる。従って、筺体22−2は、例えば、波長500nm以下の光の反射率が低いステンレス等で形成される必要がある。なお、筺体22−2からの反射光を利用する場合は、反射板を兼用する筺体22−2を、前記波長領域の光の反射率が高いアルミニウム等で形成し、第3実施形態で説明するように、隣接ランプ発光管からの紫外線放射を受けない紫外線ランプとの組合せとする必要がある。   Since the housing 22-2 and the lamps L1 and L2 are close to each other (that is, d is small), the housing 22-2 is formed of a non-reflecting material, thereby reducing the influence of reflected light. Therefore, the housing 22-2 needs to be formed of, for example, stainless steel having a low reflectance of light having a wavelength of 500 nm or less. In addition, when utilizing the reflected light from the housing | casing 22-2, the housing | casing 22-2 which serves also as a reflecting plate is formed with aluminum etc. with high reflectance of the light of the said wavelength range, and demonstrates in 3rd Embodiment. Thus, it is necessary to make a combination with an ultraviolet lamp that does not receive ultraviolet radiation from the adjacent lamp arc tube.

遮蔽板26は、光線を遮蔽する部材であり、例えば板状に形成され、筺体22−2により支持されている。上述したように、複数個のランプ管は高密度に配置されているため、隣接するランプ発光管間の距離は、非常に短い。従って、遮蔽板26が、光線(紫外線を含む。)を反射するものであれば、光線を発したランプ自体に反射光が戻り、ランプ管の寿命を縮める結果となる。そこで、遮蔽板26は、光線を遮蔽すると共に、光線を反射しない物(少なくとも波長500nm以下の可視光及び紫外線を吸収する物質)で形成する必要がある。遮蔽板26は、例えば、ステンレス等の金属板、主にMgOから成るステアタイト等のセラミック等で形成される。   The shielding plate 26 is a member that shields light rays, and is formed in a plate shape, for example, and supported by the housing 22-2. As described above, since the plurality of lamp tubes are arranged with high density, the distance between adjacent lamp arc tubes is very short. Therefore, if the shielding plate 26 reflects light rays (including ultraviolet rays), the reflected light returns to the lamp itself that emits the light rays, resulting in shortening the life of the lamp tube. Therefore, the shielding plate 26 needs to be formed of a material that shields light and does not reflect light (a material that absorbs at least visible light and ultraviolet light having a wavelength of 500 nm or less). The shielding plate 26 is made of, for example, a metal plate such as stainless steel or a ceramic such as steatite mainly made of MgO.

なお、遮蔽板26の全体をこのような物質で構成するのでなく、遮蔽板表面に、このような光線を遮蔽し且つ反射しない物質を皮膜又は層として形成してもよく、薄板にして固着してもよい。   The entire shielding plate 26 is not composed of such a material, but a material that shields and does not reflect such light rays may be formed on the surface of the shielding plate as a film or layer, and is fixed as a thin plate. May be.

ここで、遮蔽板26の高さが問題となる。ランプの機能は、照射方向前方に在る被照射物(図示せず。)を効率良く照射することにあり、過度に長い遮蔽板26は、照射効率を低下させる。即ち、遮蔽板26の高さは、所望のランプ寿命が確保できる範囲で、比較的低くする必要がある。   Here, the height of the shielding plate 26 becomes a problem. The function of the lamp is to efficiently irradiate an object to be irradiated (not shown) located in front of the irradiation direction, and the excessively long shielding plate 26 reduces the irradiation efficiency. That is, the height of the shielding plate 26 needs to be relatively low as long as a desired lamp life can be secured.

そこで、図3(A)のように断面図で見て(即ち、2次元で検討して)、隣接発光管L1から発せられる光線を、ランプ中心C1からの点光源S1と仮定する。そして、隣接ランプL1の点光源S1からの光線が、ランプ石英管L2に直接入射しない範囲に遮蔽板26を形成することとする。   Therefore, it is assumed that a light beam emitted from the adjacent arc tube L1 is a point light source S1 from the lamp center C1 when viewed in a cross-sectional view as shown in FIG. Then, the shielding plate 26 is formed in a range where the light beam from the point light source S1 of the adjacent lamp L1 does not directly enter the lamp quartz tube L2.

実際には、ランプ発光管内で発生しているアーク(発光源)は、中心C1から半径方向に一定の太さを有している。しかし、隣接ランプ管L1のアーク外周部分からの発光は、ランプ管L2に入射するとき入射角が相対的に大きくなり、大部分が反射されるものと考えられる。従って、隣接ランプ管L1のアーク外周部分からの発光は、隣接するランプ発光管間の距離によるが、ランプL2の石英管の劣化に及ぼす影響はランプ中心部からの発光に比べ少ないものと思われる。   Actually, the arc (light emission source) generated in the lamp arc tube has a constant thickness in the radial direction from the center C1. However, it is considered that the light emitted from the arc outer peripheral portion of the adjacent lamp tube L1 has a relatively large incident angle when entering the lamp tube L2, and most of the light is reflected. Therefore, although the light emission from the arc outer peripheral portion of the adjacent lamp tube L1 depends on the distance between the adjacent lamp light tubes, the influence on the deterioration of the quartz tube of the lamp L2 is considered to be less than the light emission from the lamp center portion. .

更に、隣接ランプ管L1から発せられる光線をランプ中心C1からの点光源S1と仮定し、アーク外周部分からの発光を無視して遮蔽板26を形成した紫外線照射装置16−2において、ランプ石英管L2の破損が発生せず、所望のランプ寿命が確保できるならば、実用上、この仮定は妥当なものといえる。試作により確認されたランプ寿命に関しては、後述する。   Furthermore, in the ultraviolet irradiation device 16-2 in which the light beam emitted from the adjacent lamp tube L1 is assumed to be a point light source S1 from the lamp center C1, and the light is emitted from the outer periphery of the arc and the shielding plate 26 is formed, the lamp quartz tube This assumption is reasonable in practice if L2 is not damaged and the desired lamp life can be ensured. The lamp life confirmed by the prototype will be described later.

図3(B)は、図3(A)の位置関係を説明する部分拡大図である。図3(B)に示すように、遮蔽板26の高さは、次式(4)によって決定される。   FIG. 3B is a partially enlarged view illustrating the positional relationship of FIG. As shown in FIG. 3B, the height of the shielding plate 26 is determined by the following equation (4).

Figure 2014159029
従って、遮蔽板26は、隣接する2個のランプL1,L2の中心C1,C2の間を結ぶ線より、Y方向高さHs以上に形成すればよい。ランプL1以外の他のランプ管相互の間の遮蔽板に関しても同様である。
Figure 2014159029
Therefore, the shielding plate 26 may be formed at a height Hs or more in the Y direction from a line connecting the centers C1 and C2 of the two adjacent lamps L1 and L2. The same applies to the shielding plate between the lamp tubes other than the lamp L1.

即ち、遮蔽板26の−Y方向高さは、隣接する紫外線ランプL1の光源をランプ中心C1にある点光源S1と見なして、紫外線ランプ管L2のいずれの箇所からも隣接する紫外線ランプL1の点光源S1を視認できない高さとする。   That is, the −Y direction height of the shielding plate 26 is such that the light source of the adjacent ultraviolet lamp L1 is regarded as the point light source S1 located at the lamp center C1, and the point of the adjacent ultraviolet lamp L1 from any part of the ultraviolet lamp tube L2. The height of the light source S1 is not visible.

上述の遮蔽板26は、遮蔽機能が得られれば形状を問わない。例えば、遮蔽板26は、板状でなく、土手のような部材で形成してもよい。   The shape of the shielding plate 26 is not limited as long as the shielding function is obtained. For example, the shielding plate 26 may be formed of a member such as a bank instead of a plate shape.

[第2実施形態:隣接ランプからの紫外線放射を受けない紫外線ランプ]
第2実施形態に係る紫外線ランプは、石英管の外側表面に遮光膜を形成して、隣接ランプからの紫外線入射を遮光し、石英管の劣化を防止している。第2実施形態は、ランプ自体を工夫する点で、図3に示す照射装置16−2の内部構造を工夫する第1実施形態と相違する。
[Second embodiment: UV lamp not receiving UV radiation from adjacent lamp]
In the ultraviolet lamp according to the second embodiment, a light-shielding film is formed on the outer surface of the quartz tube to shield the incidence of ultraviolet rays from adjacent lamps, thereby preventing the quartz tube from deteriorating. The second embodiment is different from the first embodiment in which the internal structure of the irradiation device 16-2 shown in FIG.

以下、具体的に説明する。図4(A)は、複数本の並列配置された紫外線ランプの内、隣接する2本のランプ管L1,L2の軸線方向(Z方向)に垂直な断面図である。ここでは、本来、ランプ後方にある支持体(図示せず。)の影響は無視している。   This will be specifically described below. FIG. 4A is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction (Z direction) of two adjacent lamp tubes L1 and L2 among a plurality of ultraviolet lamps arranged in parallel. Here, the influence of a support body (not shown) that is essentially behind the lamp is ignored.

ランプL1,L2は、第1実施形態と同じ紫外線ランプである。   The lamps L1 and L2 are the same ultraviolet lamps as in the first embodiment.

ランプの石英管外表面の遮光膜28L,28Rは、酸化物からなり、例えば、酸化チタニウムTiO2,酸化亜鉛ZnO,酸化セリウムCeO2等から選択される。遮光膜の形成は、典型的には、ゾルゲル法によって行われる。 The light shielding films 28L and 28R on the outer surface of the quartz tube of the lamp are made of oxide, and are selected from, for example, titanium oxide TiO 2 , zinc oxide ZnO, cerium oxide CeO 2 and the like. The formation of the light shielding film is typically performed by a sol-gel method.

同様に、隣接発光管L1から発せられる光線は、ランプ中心C1からの点光源S1と仮定する。図4(A)のように断面図で見て(即ち、2次元で検討して)、隣接ランプL1の点光源S1からの光線がランプL2に対して直接入射しない範囲に、ランプ石英管L1の外周に遮光膜28L、28Rを形成する。   Similarly, the light beam emitted from the adjacent arc tube L1 is assumed to be a point light source S1 from the lamp center C1. As seen in a cross-sectional view as shown in FIG. 4A (that is, in a two-dimensional study), the lamp quartz tube L1 falls within a range in which the light from the point light source S1 of the adjacent lamp L1 does not directly enter the lamp L2. The light shielding films 28L and 28R are formed on the outer periphery of the film.

ここで、遮光膜28L,28Rの形成する範囲が問題となる。図4(B)は、図4(A)の位置関係を説明する部分拡大図である。ランプ管の外表面に形成する遮光膜28Rの範囲に関して、Y方向長さhyは、次式(5)によって決定される。   Here, the range in which the light shielding films 28L and 28R are formed becomes a problem. FIG. 4B is a partially enlarged view illustrating the positional relationship of FIG. Regarding the range of the light shielding film 28R formed on the outer surface of the lamp tube, the Y-direction length hy is determined by the following equation (5).

Figure 2014159029
同様に、ランプ管L1に形成する遮光膜28Rの範囲は、膜面の長さ(円周方向長さ)hcでは次式(6)によって決定される。
Figure 2014159029
Similarly, the range of the light shielding film 28R formed on the lamp tube L1 is determined by the following expression (6) in terms of the film surface length (circumferential length) hc.

Figure 2014159029
従って、ランプ管L1の外表面に形成する遮光膜28Rは、隣接ランプに対面する部分に、Y方向長さ2hy又は円周方向長さ2hcの範囲で形成すればよい。ランプL1以外の他のランプ管の遮光膜に関しても同様である。
Figure 2014159029
Therefore, the light-shielding film 28R formed on the outer surface of the lamp tube L1 may be formed in the range of the Y-direction length 2hy or the circumferential-direction length 2hc in the portion facing the adjacent lamp. The same applies to the light shielding films of lamp tubes other than the lamp L1.

即ち、遮光膜28を形成する範囲は、隣接する紫外線ランプL1の光源をランプ中心C1にある点光源S1と見なして、紫外線ランプ管L2のいずれの箇所からも隣接する紫外線ランプL1の点光源S1を視認できない範囲とする、
[第3実施形態:照射器の反射体からの反射光を受けない紫外線ランプ]
第3実施形態は、隣接ランプからの紫外線放射(輻射)だけでなく、隣接及び自己のランプの後方にある反射体からの反射光も受けないようにした点で、第2実施形態と相違する。
That is, the range in which the light shielding film 28 is formed is that the light source of the adjacent ultraviolet lamp L1 is regarded as the point light source S1 located at the lamp center C1, and the point light source S1 of the adjacent ultraviolet lamp L1 from any part of the ultraviolet lamp tube L2. Is in the invisible range,
[Third embodiment: UV lamp not receiving reflected light from reflector of irradiator]
The third embodiment is different from the second embodiment in that not only the ultraviolet radiation (radiation) from the adjacent lamp but also the reflected light from the reflector behind the adjacent and own lamps is not received. .

通常、照射強度を向上させるため、複数本のランプを並列配置し、これらの後方には筺体を兼ねる反射体22−3が配置される。この後方からの反射光を遮蔽するため、反射器22−3に対向するランプ管外表面の部分に遮光膜を形成する。   Usually, in order to improve irradiation intensity, a plurality of lamps are arranged in parallel, and a reflector 22-3 also serving as a casing is arranged behind them. In order to shield the reflected light from the rear, a light shielding film is formed on the outer surface of the lamp tube facing the reflector 22-3.

図4に示したように、第2実施形態で説明したランプ管表面に形成された1対の遮光膜28R,28L間には、非遮光部分n1がある。第3実施形態では、図5に示すように、この非遮光部分n1にも遮光膜を形成した遮光膜28Mとする。これにより、ランプL1,L2は、自己及び隣接のランプ管L2,L1の光線による反射体22−3からの反射光を遮蔽することが出来る。   As shown in FIG. 4, there is a non-light-shielding portion n1 between the pair of light-shielding films 28R and 28L formed on the surface of the lamp tube described in the second embodiment. In the third embodiment, as shown in FIG. 5, a light shielding film 28M in which a light shielding film is also formed on the non-light shielding portion n1 is used. Thereby, the lamps L1 and L2 can shield the reflected light from the reflector 22-3 due to the light beams of the lamp lamps L2 and L1 adjacent thereto.

なお、遮光膜端部P7,P10の位置の決定は、第2実施形態と同じである。ランプL1以外の他のランプ管の遮光膜に関しても同様である。   The positions of the light shielding film ends P7 and P10 are determined in the same manner as in the second embodiment. The same applies to the light shielding films of lamp tubes other than the lamp L1.

[試作により確認されたランプ寿命]
第1〜3実施形態では、隣接ランプ管から発せられる光線をランプ中心からの点光源と仮定している。この仮定を検証するため、第1〜3実施形態に関して、試作してランプ寿命を確認した。
[Lamp life confirmed by trial production]
In the first to third embodiments, it is assumed that the light emitted from the adjacent lamp tube is a point light source from the center of the lamp. In order to verify this assumption, the lamp life was confirmed by making a prototype for the first to third embodiments.

従来の高負荷(通電電流1アンペア以上)では、連続点灯3,000〜6,000時間(4.2〜8.3ヶ月)でランプ管の破損が発生していた。第1〜3実施形態に係るランプに関しては、いずれのランプも、18,000時間(25ヶ月)以上のランプ寿命を確認した。   Under the conventional high load (current supply 1 ampere or more), the lamp tube was damaged after 3,000 to 6,000 hours (4.2 to 8.3 months) of continuous lighting. Regarding the lamps according to the first to third embodiments, all the lamps were confirmed to have a lamp life of 18,000 hours (25 months) or more.

従って、隣接ランプ管から発せられる光線をランプ中心からの点光源と見なした仮定は、第1〜3実施形態に関しては、実用上、妥当であったと言える。   Therefore, it can be said that the assumption that the light emitted from the adjacent lamp tube is regarded as a point light source from the center of the lamp is practically appropriate for the first to third embodiments.

[その他]
以上、本発明に係る紫外線ランプ及び紫外線照射装置の実施形態に関して説明したが、これらは例示であって、本発明を限定するものではない。当業者が容易になしえる、本実施形態に対する追加・削除・変更・改良は、本発明の範囲である。
[Others]
The embodiments of the ultraviolet lamp and the ultraviolet irradiation device according to the present invention have been described above, but these are examples and do not limit the present invention. Additions, deletions, changes, and improvements to this embodiment that can be easily made by those skilled in the art are within the scope of the present invention.

本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載によって定められる。   The technical scope of the present invention is defined by the description of the appended claims.

10:I字形状ランプ, 12:U字形状ランプ、 14:M字形状ランプ、 16−1,16−2:照射装置,紫外線照射装置、 18:搬送コロ、 22−1,22−2:筺体,反射体、 24:被照射物、 26:遮蔽物,遮蔽板、
L1,L2:ランプ,ランプ管、 C1,C2:ランプ管の中心、 S1,S2:点光源、
10: I-shaped lamp, 12: U-shaped lamp, 14: M-shaped lamp, 16-1, 16-2: Irradiation device, ultraviolet irradiation device, 18: Transport roller, 22-1, 22-2: Housing , Reflector, 24: irradiated object, 26: shielding object, shielding plate,
L1, L2: lamp, lamp tube, C1, C2: center of lamp tube, S1, S2: point light source,

Claims (7)

発光管部分が複数並列配置された紫外線ランプであって、
座標軸を、前記複数本の紫外線ランプの並列方向をX方向、各紫外線ランプの照射方向を−Y方向、各紫外線ランプ軸線方向をZ方向と規定したとき、
各紫外線ランプは、隣接する紫外線ランプに対向するランプ管の部分に、外表面に沿って形成された一対の遮光膜を備え、
前記遮光膜を形成する範囲は、隣接する紫外線ランプの光源をランプ中心にある点光源と見なして、各紫外線ランプ管のいずれの箇所からも隣接する紫外線ランプの点光源を視認できない範囲とする、紫外線ランプ。
An ultraviolet lamp having a plurality of arc tube portions arranged in parallel,
When the coordinate axis defines the parallel direction of the plurality of ultraviolet lamps as the X direction, the irradiation direction of each ultraviolet lamp as the -Y direction, and the respective ultraviolet lamp axis direction as the Z direction,
Each ultraviolet lamp includes a pair of light-shielding films formed along the outer surface on the portion of the lamp tube facing the adjacent ultraviolet lamp,
The range for forming the light-shielding film is a range in which the light source of the adjacent ultraviolet lamp is regarded as a point light source in the center of the lamp, and the point light source of the adjacent ultraviolet lamp is not visible from any part of each ultraviolet lamp tube. UV lamp.
請求項1に記載する紫外線ランプにおいて、
前記複数並列配置とは、前記発光管が直管型の紫外線ランプの場合は複数本並列配置された状態であり、前記発光管がU、N又はM字型形状の紫外線ランプの場合は1本以上並列配置された状態である、紫外線ランプ。
The ultraviolet lamp according to claim 1,
The plurality of parallel arrangements means a state where a plurality of arc tubes are arranged in parallel when the tube is a straight tube type ultraviolet lamp, and one tube when the arc tube is a U, N or M-shaped ultraviolet lamp. Ultraviolet lamps that are arranged in parallel.
請求項1に記載する紫外線ランプにおいて、
前記遮光膜は、隣接する2個のランプの中心の間を結ぶ線より、次式(2)によって決定されるhyの2倍の2hy以上の範囲に形成される、紫外線ランプ。
Figure 2014159029
The ultraviolet lamp according to claim 1,
The light-shielding film is an ultraviolet lamp formed in a range of 2 hy or more, which is twice as long as hy determined by the following equation (2), from a line connecting the centers of two adjacent lamps.
Figure 2014159029
請求項1に記載する紫外線ランプにおいて、
前記遮光膜は、隣接する2個のランプの中心の間を結ぶ線より、次式(3)によって決定されるhcの2倍の2hc以上の範囲に形成される、紫外線ランプ。
Figure 2014159029
The ultraviolet lamp according to claim 1,
The light shielding film is an ultraviolet lamp formed in a range of 2 hc or more, which is twice as long as hc determined by the following equation (3), from a line connecting the centers of two adjacent lamps.
Figure 2014159029
請求項1に記載する紫外線ランプにおいて、
前記遮光膜は、金属酸化物から成る、紫外線ランプ。
The ultraviolet lamp according to claim 1,
The light shielding film is an ultraviolet lamp made of a metal oxide.
請求項1に記載する紫外線ランプにおいて、
前記遮光膜は、酸化チタニウムTiO2、酸化亜鉛ZnO又は酸化セリウムCeO2から成る、紫外線ランプ。
The ultraviolet lamp according to claim 1,
The light shielding film is an ultraviolet lamp made of titanium oxide TiO 2 , zinc oxide ZnO or cerium oxide CeO 2 .
請求項1に記載する紫外線ランプにおいて、
前記一対の遮光膜間の内、ランプ背面の反射体側であるY方向の遮光膜未形成部分も遮光膜を形成する、紫外線ランプ。
The ultraviolet lamp according to claim 1,
An ultraviolet lamp in which a light shielding film is also formed on a Y-direction light shielding film-unformed portion on the reflector side on the back of the lamp, between the pair of light shielding films.
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