JP4642066B2 - 紫外線照射装置 - Google Patents
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Description
紫外線硬化技術で用いられる紫外線照射装置の光源には、通常、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電ランプが使用されており、近年では、ランプ点灯中の加熱を防ぐために、冷却風をランプに当てて冷却する冷却機構を備えた装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、紫外線ランプの長手方向にわたり略均一に冷却することができる紫外線照射装置を提供することを目的とする。
さらに、冷却風を導風する第1導風管に、この第1導風管の風路に沿って紫外線ランプの一方側の各冷却風吹込口を接続すると共に、冷却風を導風する第2導風管に、この第2導風管の風路に沿って紫外線ランプの他方側の各冷却風吹込口を接続し、第1及び第2導風管のそれぞれの冷却風の流れの方向が互いに反対となるように、これら第1及び第2導風管に冷却風を流す構成としたため、紫外線ランプに吹き付けられる冷却風の風量が、その紫外線ランプの長手方向に沿って略均一化され、均等に冷却することができる。
図1は、本実施形態に係る紫外線照射装置1の構成を示す正面図である。また、図2は紫外線照射装置1の機能的構成を模式的に示す正面図であり、図3は紫外線照射装置1の機能的構成を模式的に示す断面図である。
紫外線照射装置1は、対象物の照射面であるワーク面W(図2参照)の上方に設置され、ワーク面Wに対して紫外光を略均一に照射するものであり、紫外線ランプ2と、この紫外線ランプ2を収容するランプ収容ボックス(筐体)4と、紫外線ランプ2の紫外光を遮光自在なシャッタ機構6と、ランプ収容ボックス4を冷却する冷却機構8とを備えている。
具体的には、ランプ収容ボックス4は金属板を箱形状に組んで構成されており、その内部には、長く延在する照射器ユニット10が内設されている。この照射器ユニット10は、上記紫外線ランプ2を保持するものであり、図3に示すように、照射器筐体14を備え、この照射器筐体14に、上記紫外線ランプ2と共に、この紫外線ランプ2の長手方向にわたって配置されて紫外線ランプ2の紫外光を反射する反射板12が保持されている。
ランプ収容ボックス4の底面4Bには、照射窓として石英ガラス製の光透過窓23が設けられており、上記照射器ユニット10からの紫外光が光透過窓23を透過してワーク面Wの所定領域に照射されることとなる。なお、ランプ収容ボックス4の底面4Bは、その部分が取り外し自在にランプ収容ボックス4に掛止機構9(図4参照)によって取り付けられており、光透過窓23の交換や清掃作業等のメンテナンスの容易化が図られている。
遮光板24、26は、紫外線ランプ2の長手方向に延在する板状部材であり、その両端部が主駆動機構28及び従動機構29に支持され、これら主駆動機構28及び従動機構29により揺動されて、図4に実線で示す閉位置(遮光位置)と想像線で示す開位置(非遮光位置)とのいずれかのポジションに配置される。
また従動機構29は、図1に示すように、主駆動機構28の回転体34に従動するシャフト軸32に連結されると共にランプ収容ボックス4の天板面4Aから内部に導入される一対の支持アーム52、53を備え、これら支持アーム52の先端に上記遮光板24、26の他端部が取り付けられている。
そして、主駆動機構28の駆動モータ30によって支持アーム38、40が回転駆動されると共に、これに従動して従動機構29の支持アーム52、53が回転駆動されることで遮光板24、26が遥動される。
これにより、遮光板24、26によって遮光したときも継続してランプの冷却が行われる。なお、遮光板24、26による遮光時には、余分な電力消費及び発熱を抑えるために紫外線ランプ2の出力も低下される。
水冷機構58について詳述すると、反射板12には、図3に示すように、複数の水流穴62が長手方向に延びるように一体的に形成されている。各水流穴62は内部で連通すると共に、主駆動機構28側では2つの水流穴62の開口に注入用ニップル64及び排出用ニップル66が挿着され、他の水流穴62が閉塞されている。また注入用ニップル64及び排出用ニップル66には冷却流体供給源に連なる注入ホース68及び排出ホース70が接続されており、注入用ニップル64を通じて供給される冷却流体が、反射板12の複数の水流穴62を循環し、排出用ニップル66から排出されることで、反射板12が冷却される。
そして、上記の構成においては、シロッコファン72A、72Bの駆動に伴って、ランプ収容ボックス4の中の空気がスリット開口5、12A、15を通じて排出され、集風体78を通じてラジエータ74に導かれて冷却され、シロッコファン72A、72Bの吹出口73A、73Bから導風機構76A、76Bに吹き出され、各導風機構76A、76Bを通じてランプ収容ボックス4に導入される。
上記導風機構76A、76Bのそれぞれは共に同一の構成を有し、シロッコファン72A、72Bからランプ収容ボックス4までの間の風路を形成する導風管80及び導入管84を有して構成されている。
導風管80は、シロッコファン72A、72Bの吹出口73A、73Bの各々に設けられるものであり、紫外線照射装置1の長手方向(すなわち、紫外線ランプ2の長手方向)に沿って紫外線ランプ2の一端側から他端側にかけて延在し、一端部80Aが継管82を介してシロッコファン72A、72Bに接続されている。
導入管84は、導風管80とランプ収容ボックス4とを接続するものであり、導風管80の風路に沿って略一定間隔に設けられ、各導入管84は、導風管80から略鉛直方向に延びて、ランプ収容ボックス4の天板面4Aに紫外線ランプ2の長手方向に沿って略等間隔に形成された冷却風吹込口88に接続される。
したがって、導風管80から各導入管84を通じてランプ収容ボックス4内に吹き込まれた冷却風は、図3に示すように、遮光板24、26により、照射器筐体14(照射器ユニット10)の下方に向けて偏向され、照射器筐体14の直下にスムーズに導かれる。この結果、ランプ収容ボックス4の左右から導入されたそれぞれの冷却風が照射器筐体14の略直下で合流し吹き上がることで紫外線ランプ2に到達して、これを冷却し、そして上述したように、反射板12のスリット開口12Aから吸い出されることとなる。
詳述すると、導風管80の内部においては、冷却風の流入側の一端部80Aから他端部80Bにかけて次第に流量が増加するため、ランプ収容ボックス4の各冷却風吹込口88においても風量が流入側の一端部80Aに近い方が他端部80B側よりも小さくなる。
そこで、本実施形態では、一対の導風管80のそれぞれで、図7に示すように、冷却風の流れの方向を反対にすることで、紫外線ランプ2の両側の冷却風吹込口88から吹き込まれる風量の合成量が紫外線ランプ2の長手方向に沿って略均一になされている。
さらに、本実施形態では、図7に示すように、一対のシロッコファン72A、72B及び一対の導風機構76A、76Bを、ランプ収容ボックス4の中心(すなわち、紫外線ランプ2の長手方向の中心)Xに対して点対称に配置しているため、導風管80のそれぞれの間で、風路に沿った各位置での風量等が等しくなり、冷却の均一性をより高められている。
この測定においては、紫外線ランプ2の両側に、当該紫外線ランプ2の長手方向に沿って160mmごとに冷却風吹込口88を6つずつ形成し、シロッコファン72A、72Bにより冷却風を導風管80及び導入管84を介して各冷却風吹込口88に冷却風を送風している。
図8に示すように、各導風機構76A、76Bにおいては、冷却風の流入側の一端部80Aから他端部80Bにかけて風速が次第に強くなり、また、これに伴い一端部80Aから遠い冷却風吹込口88ほど風量が増加するものの、導風機構76A、76Bが紫外線ランプ2に対して対称に配置されることで、紫外線ランプ2の配置位置においては、紫外線ランプ2の長手方向に沿った各位置での風量が2.19m3/min〜2.51m3/minの間に収まり、均一の冷却が実現されている事が示されている。
さらに、紫外線ランプ2の両側の冷却風吹込口88の各列を、一対の導風管80のそれぞれに接続すると共に、各導風管80のそれぞれの冷却風の流れの方向が互いに反対となるようにしたため、紫外線ランプ2に吹き付けられる冷却風の風量が、その紫外線ランプ2の長手方向に沿って略均一化され、均等に冷却することができる。
また本実施形態によれば、反射板12の長手方向に沿って冷却水を流して冷却する水冷機構58を備える構成としたため、ランプ収容ボックス4の内部がより強く冷却されると共に、反射板12の熱によって紫外線ランプ2が加熱されることも無い。
2 紫外線ランプ
4 ランプ収容ボックス
5、12A、15 スリット開口
6 シャッタ機構
8 冷却機構
10 照射器ユニット
12 反射板
17 ガイドノズル
23 光透過窓(照射窓)
24、26 遮光板
38、52 支持アーム
58 水冷機構
60 循環空冷機構
72A、72B シロッコファン
74 ラジエータ
76A、76B 導風機構
78 集風体
80 導風管
84 導入管
88 冷却風吹込口
W ワーク面
Claims (5)
- 直管形の紫外線ランプ、及び、前記紫外線ランプの紫外光を反射する反射板をランプ収容ボックスに収容し、前記紫外線ランプ及び前記反射板からの紫外光を前記ランプ収容ボックスに設けた照射窓から照射する紫外線照射装置において、
前記ランプ収容ボックスに、前記紫外線ランプ及び前記反射板を挟んだ両側のそれぞれに前記紫外線ランプの長手方向に沿って複数の冷却風吹込口を設け、
前記紫外線ランプの一方側の各冷却風吹込口と、前記他方側の各冷却風吹込口とを、互いに異なる導風管に接続すると共に、
前記導風管のそれぞれの冷却風の流れの方向が互いに反対となるように各導風管に冷却風を流すように構成したことを特徴とする紫外線照射装置。 - 請求項1に記載の紫外線照射装置において、
前記紫外線ランプの一方側の各冷却風吹込口と、前記他方側の各冷却風吹込口とを、前記紫外線ランプを中心に互いに対称になるように前記ランプ収容ボックスに形成した
ことを特徴とする紫外線照射装置。 - 請求項1又は2に記載の紫外線照射装置において、
前記反射板と、前記ランプ収容ボックスの前記反射板に対向する面とのそれぞれには、前記紫外線ランプの長手方向に沿ってスリット状に開口する排出口が前記紫外線ランプと略一直線上に配置されるように設けられている
ことを特徴とする紫外線照射装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の紫外線照射装置において、
前記紫外線ランプの長手方向に沿って延在し、前記紫外線ランプ及び前記反射板から前記照射窓への紫外光を遮光自在に開閉される一対の遮光板を備え、
前記一対の遮光板を、開位置において、前記紫外線ランプの一方側の各冷却風吹込口と、前記他方側の各冷却風吹込口とのそれぞれからから吹き込まれる冷却風を前記紫外線ランプの下方に向けて案内するように配した
ことを特徴とする紫外線照射装置。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の紫外線照射装置において、
前記反射板の長手方向に沿って冷却水を流して冷却する水冷機構を備える
ことを特徴とする紫外線照射装置。
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