JP6458588B2 - ランプ用冷却装置および光照射装置 - Google Patents

Description

本発明は、給気ダクトから流入する気体によってランプを冷却するランプ用冷却装置および光照射装置に関する。

樹脂、塗料、インキまたは接着材等の硬化処理に用いられる直管型の紫外線ランプでは、発光時における紫外線ランプの温度上昇および温度分布が発光性能および寿命性能に大きく影響する。このため、上記紫外線ランプは、発光時には、冷却気体などを冷媒として均一に冷却される必要がある。

特許文献１には、紫外線を放射する直管型のランプと、当該ランプの長尺方向に延びるように当該ランプの背面に設けられ、冷却気体をランプに供給するための送風路と、当該送風路およびランプを連通する送風通路とを備える紫外線照射装置が開示されている。この紫外線照射装置では、ランプの長尺方向における冷却気体の風量を均一にすべく、送風路には、送風路下流へ進むに従い送風路を縮径させる板状の傾斜板が配置されている。

特開平６−９１８５６号公報

特許文献１に記載された紫外線照射装置は、送風路に傾斜板が設けられていない照射装置と比較して、送風路の長尺方向における風量を均一化して冷却効率を向上させることを目的としている。

しかしながら、特許文献１に記載された紫外線照射装置では、送風路下流へ進むに従い送風路が縮径するため、送風路下流へ進むにつれて冷却気体の圧力は大きくなる。これにより、送風路下流へ進むにつれ送風通路における冷却気体の風速は増加すると考えられる。よって、送風路の入口部と終端部との風速を平滑化することは困難であり、送風路の長尺方向における風量を均一化して冷却効率を上げるという効果は必ずしも奏されない。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、供給された気体によるランプの冷却効率を向上させることが可能なランプ用冷却装置および光照射装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るランプ用冷却装置は、外部から給気された気体を所定方向に流す給気ダクトと、前記給気ダクトに対して前記所定方向と交差する方向に配置され前記給気ダクトから流入する前記気体によってランプを冷却する冷却ユニットとを備えるランプ用冷却装置であって、前記給気ダクトの内方に配置され、前記気体の風量を調整する風量調整部材を備え、前記風量調整部材は、前記気体の流れと正対する位置に配置される主面を有する。

これによれば、給気ダクトを所定方向に流れる気体は、給気ダクトの内方に配置された風量調整部材の主面に衝突し、当該主面で上記所定方向への流れを遮られる。このため、風量調整部材の主面付近は、相対的に気体静圧の高い状態となる。これにより、風量調整部材を起点として、給気ダクトを流れる気体を上記所定方向以外の方向へと導くことが可能となる。よって、給気ダクトを所定方向に流れる気体を、上記所定方向と交差する方向に配置された冷却ユニットに、効率よく流入させることができ、ランプの冷却効率を向上させることが可能となる。

また、前記風量調整部材は、前記給気ダクトの流路の外側に配置されることにしてもよい。

これによれば、給気ダクト内の流路中央部では、風量調整部材に遮られることなく上記所定方向に気体を流すことができる。よって、上記所定方向の気体の流れを阻害せずに、風量調整部材の主面付近で相対的に気体静圧の高い状態をつくることが可能となる。

また、前記風量調整部材は、前記給気ダクトの流路の外側のうち、前記冷却ユニットが配置される側以外の側に配置されることにしてもよい。

これによれば、風量調整部材の主面付近の気体を、選択的に冷却ユニットの方向へと導くことが可能となる。

また、前記ランプ用冷却装置は、１つの前記冷却ユニットに対応させて、前記所定方向に離散的に配置された複数の前記風量調整部材を備えていることにしてもよい。

これによれば、１つの冷却ユニットへの気体流入量を上記所定方向で平滑化することが可能となる。

また、前記複数の風量調整部材は、前記冷却ユニットの前記所定方向における下流領域と中央領域とに対応した前記給気ダクトの内方に配置されることにしてもよい。

これによれば、１つの冷却ユニットにおいて、下流領域および中央領域の気体流入量を増加させることが可能となる。よって、ランプの冷却効率を向上させることが可能となる。

また、前記中央領域の風量調整部材は、前記冷却ユニットの前記所定方向における中点よりも上流側に対応した前記給気ダクトの内方に配置されることにしてもよい。

一様な流路断面積を有する給気ダクトにおける気体の動的圧力は、上流側が低くなる傾向にある。上記構成によれば、１つの冷却ユニットにおいて、上流側の気体流入量を相対的に増加させることができる。よって、１つの冷却ユニット内における気体流入量を上記所定方向で平滑化することが可能となる。

また、さらに、前記給気ダクトの内壁面と接し前記所定方向に延びるように配置された、前記給気ダクトと前記冷却ユニットとの連通領域を一部仕切る仕切板を備えることにしてもよい。

これによれば、給気ダクトを流れる気体は、上記所定方向にわたり整流され、かつ、風量調整部材の主面付近において、効率的に気体静圧の高い状態となる。これにより、風量調整部材、および、給気ダクトと冷却ユニットとの連通領域を経由して、気体が冷却ユニットへ効率よく導入される。

なお、本発明は、このようなランプ用冷却装置として実現することができるだけでなく、当該ランプ用冷却装置を備える光照射装置としても実現することができる。

本発明に係るランプ用冷却装置または光照射装置によれば、給気ダクトの内方に、気体の流れと正対する位置に配置された主面を有する風量調整部材を備えるので、ランプの冷却効率を向上させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係るランプ用冷却装置の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るランプ用冷却装置の長尺方向で切断した場合の断面斜視図である。 本発明の実施の形態に係るランプ用冷却装置の短尺方向で切断した場合の断面図である。 本発明の実施の形態に係るランプ用冷却装置の給気ダクトの内部構成を表す透視図である。 本発明の実施の形態に係る給気ダクトと冷却ユニットとの配置関係を表す断面図である。 実施例および比較例に係る冷却気体の流速分布を比較したグラフである。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係るランプ用冷却装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、以下の各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。

（実施の形態）
［１．ランプ用冷却装置の基本構成］
まず、ランプ用冷却装置１００の基本構成について、説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るランプ用冷却装置１００の外観を示す斜視図である。なお、同図では、筐体２の内部構成を、筐体２を透視して図示している。

本実施の形態に係るランプ用冷却装置１００は、例えば、樹脂、塗料、インキまたは接着材等の塗布物を硬化させるための紫外線を照射する紫外線ランプを冷却する装置である。

ランプ用冷却装置１００は、図１に示すように、筐体２と、給気ダクト３と、冷却ユニット４Ａ、４Ｂ、４Ｃおよび４Ｄと、ランプ収容部５とを備える。なお、ランプ収容部５には、直管型のランプ１が収容されている。

ランプ１は、例えば、波長３６５ｎｍの紫外線を出射する長尺円筒形状の水銀ランプまたはメタルハライドランプであり、石英ガラス製である。また、ランプ１は、長尺方向（Ｘ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、アルゴン（Ａｒ）ガス等の放電用ガス、ヨウ化水銀、ヨウ化鉄等が封入されており、ランプ１の長尺方向の両端に電極が設けられている。

なお、ランプ１は、上述した紫外線波長を出射するものに限られず、可視光波長、または、赤外線波長を出射する照明デバイスであってもよい。また、ランプ１は、水銀ランプまたはメタルハライドランプに限られず、例えば、ナトリウムランプであってもよい。

筐体２は、例えば、長尺直方体形状を有し、硬化対象のワークに紫外線を照射するための紫外線出射窓（図示せず）を下面に有する。

給気ダクト３は、筐体２内部の上方であってランプ１の所定方向である長尺方向（Ｘ軸方向）に延びるように配置された長尺状の筒状部材である。給気ダクト３は、筐体２の外部から給気された冷却気体を、給気ダクト３の導入端部３Ａから終端部３Ｄへと（Ｘ軸正方向へ）案内する通気口である。さらに、給気ダクト３は、上記冷却気体を導入端部３Ａから終端部３Ｄへと案内するとともに、当該冷却気体を給気ダクト３から冷却ユニット４Ａ、４Ｂ、４Ｃおよび４Ｄへと（Ｚ軸負方向へ）案内する。

冷却ユニット４Ａ〜４Ｄは、給気ダクト３とランプ収容部５との間であって、給気ダクト３に対して上記長尺方向（Ｘ軸方向）と交差する方向に配置され、給気ダクト３から流入する冷却気体によってランプを冷却する筒状部材である。冷却ユニット４Ａ〜４Ｄのそれぞれは、長尺方向（Ｘ軸方向）に伸びる同一の筒軸上に配置され、給気ダクト３の導入端部３Ａ側から順に、冷却ユニット４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、および４Ｄと直列に配置されている。冷却ユニット４Ａ〜４Ｄは、給気ダクト３から冷却気体を供給され、当該冷却気体を、筒形状を構成する壁の内部に設けられた通気口を経由させてランプ収容部５へと案内する。一方、冷却ユニット４Ａ〜４Ｄは、ランプ収容部５から排出されたランプ冷却後の気体を導入し、当該ランプ冷却後の気体を、冷却ユニット４Ｄから４Ａの方向へと（Ｘ軸負方向へ）案内し冷却ユニット４Ａから筐体２の外部へ排出する。

ランプ収容部５は、筐体２内部の下方に配置された、ランプ１を収容する長尺状の部材である。また、ランプ収容部５は、冷却ユニット４Ａ〜４Ｄから供給された冷却気体を、ランプ１へ効率よく案内するランプ用冷却装置１００の本体である。

［２．ランプ用冷却装置の具体的構成］
ランプ用冷却装置１００を構成する給気ダクト３、冷却ユニット４Ａ〜４Ｄ、およびランプ収容部５の具体的構成について、図２および図３を用いて説明する。

図２は、本発明の実施の形態に係るランプ用冷却装置１００の長尺方向で切断した場合の断面斜視図である。また、図３は、本発明の実施の形態に係るランプ用冷却装置１００の長尺方向と直交する方向で切断した場合の断面図である。具体的には、図２は、図１に示されたランプ用冷却装置１００をＸＺ平面に平行な面で切断した場合の断面図を示しており、図３は、図１に示されたランプ用冷却装置１００をＹＺ平面に平行な面で切断した場合の断面図を示している。

まず、冷却気体を外部から導入しランプ１へと案内する給気構造について説明する。

給気ダクト３は、図２および図３に示すように、断面形状が八角形形状を有し長尺方向（Ｘ軸方向）に延びる筒状体である。導入端部３Ａに送風機械（図示せず）が接続されることにより、導入端部３Ａ側から終端部３Ｄ側へと冷却気体が流れる。図３に示すように、外部からの冷却気体は、給気ダクト３の導入端部３Ａから導入され、その後、冷却ユニット４Ａ〜４Ｄ（図３では４Ａ）の壁部に形成された冷却ノズル４１Ａ〜４１Ｄ（図３では４１Ａ）の流路４１Ｌおよび４１Ｒを経由して、ランプ収容部５へ導入される。冷却ノズル４１Ａ〜４１Ｄの上端開口部４１１は、給気ダクト３の内部空間と連通している。

冷却ノズル４１Ａ〜４１Ｄのそれぞれは、ランプ１が長尺形状であることから、図１に示すように、細管形状ではなくランプ１の長尺方向（Ｘ軸方向）に所定の幅を有する形状となっている。つまり、冷却ノズル４１Ａ〜４１Ｄのそれぞれは、ランプ１の長尺方向の上記幅方向（Ｘ軸方向）に延び、かつ、下方（Ｚ軸方向）に延びている。また、冷却ノズル４１Ａ〜４１Ｄのそれぞれは、冷却ユニット４Ａ〜４Ｄの中心部に設けられた排気ダクト４２の外縁に沿って配置されている。冷却ノズル４１Ａ〜４１Ｄの上記構造により、ランプ１の長尺方向の上記幅にわたり、ランプ１に冷却気体を導入させることが可能となる。

ランプ収容部５は、ランプ１の長尺方向に延びるようにランプ１の上方および側方に設けられた反射部材５５と、ランプ１の上方に設けられた排気ノズル５３とを有する。反射部材５５は、ランプ１から出射された紫外線を紫外線出射窓に反射する反射位置、および、ランプ１から紫外線出射窓への紫外線を遮断する遮光位置の間を回転移動する。つまり、上記反射位置は、反射部材５５の内面がランプ１から上方に出射された紫外線をワークへと照射させる位置である。また、上記遮光位置は、反射部材５５が、ランプ１と紫外線出射窓との間に位置してワークへの紫外線照射を遮断する位置である。

冷却ノズル４１Ａ〜４１Ｄの冷却気体は、冷却ノズル４１Ａ〜４１Ｄの下端開口部と連通するランプ収容部５の上端開口部５１１を経由して、反射部材５５の上側領域へと導入される。反射部材５５の上側領域へと導入された冷却気体は、反射部材５５と排気ノズル５３との間にある隙間を通過してランプ１へ流入する流路５１Ｌおよび５１Ｒと、反射部材５５の外周に沿って下方へと流れ反射部材５５を回り込み反射部材５５の内周側からランプ１へ流入する流路５２Ｌおよび５２Ｒとに分流される。

ここで、排気ノズル５３の下端にある吸入開口部は、ランプ１の上面部に近接しているので、流路５１Ｌおよび５１Ｒを経由してランプ１の側面上方へと冷却気体が当たると、当該冷却気体は９０度以上曲がった後に排気ノズル５３へと吸入されることになる。上記冷却気体の流れにより、渦等による乱流での熱交換が行われるので、ランプ１の側面に沿って冷却気体が層流状に流れるのに比べてより熱交換が行われやすくなる。これにより、ランプ１の冷却効率を向上させることができる。また、排気ノズル５３により、冷却気体を所定の流速以上でランプ１に供給することができ、また、流路方向を大幅に変更できるので、熱伝達効率もよいものとすることができる。

次に、冷却気体をランプ１から外部へと排出する排気構造について説明する。

冷却ユニット４Ａ〜４Ｄの中心部に設けられた排気ダクト４２は、図２および図３に示すように、長尺方向（Ｘ軸方向）に延びる略直方体形状の筒状体であって、冷却ユニット４Ａの一端には、排風装置（図示しない）を接続するための開口部が設けられている。また、排気ダクト４２の下面中央部には長尺方向（Ｘ軸方向）に延びる吸入開口部４２１が設けられている。

排気ノズル５３に吸入された冷却後の気体は、吸入開口部４２１を経由して排気ダクト４２へと導入され、冷却ユニット４Ｄから４Ａの方向（Ｘ軸負方向）へと流れ、排風装置へと排出される。

以上の構成によれば、本実施の形態に係るランプ用冷却装置１００は、筐体２の上方から冷却気体の出し入れを行わないので、ランプ用冷却装置１００の高さ方向の寸法を小さくすることが可能となる。よって、設置スペースを低減することができる。

［３．給気ダクトの構成］
次に、本実施の形態に係るランプ用冷却装置１００の特徴的な構成である、給気ダクト３の構成について詳細に説明する。

図４は、本発明の実施の形態に係るランプ用冷却装置１００の給気ダクト３の内部構成を表す透視図である。同図には、給気ダクト３の内部構造を表すため、給気ダクト３の筒形状を構成する壁部を透視させている。同図に示すように、給気ダクト３は、風量調整部材３１と、仕切板３２とを備える。

風量調整部材３１は、互いに背向する第１主面および第２主面を有する板状の部材であり、給気ダクト３の内方であって、長尺方向（Ｘ軸方向）に沿って複数配置されている。ここで、風量調整部材３１の第１主面および第２主面は、給気ダクト３に供給された冷却気体の長尺方向（Ｘ軸方向）の流れと正対する位置に配置されている。これにより、給気ダクト３を長尺方向（Ｘ軸方向）に流れる冷却気体は、風量調整部材３１の主面に衝突し、当該主面で上記長尺方向への流れを一部遮られる。このため、風量調整部材３１の主面付近は、相対的に冷却気体の静圧が高い状態となる。これにより、風量調整部材３１を起点として、給気ダクト３を流れる冷却気体を上記長尺方向（Ｘ軸正方向）以外の方向へと導くことが可能となる。よって、給気ダクト３を長尺方向（Ｘ軸正方向）に流れる気体を、風量調整部材３１が配置された箇所から、冷却ユニット４Ａ〜４Ｄへと効率よく流入させることができる。

給気ダクトに風量調整部材３１が設けられていない従来のランプ用冷却装置では、給気ダクト内を流れる冷却気体は、最上流の導入端部から最下流の終端部まで、気流抵抗なく流れ、最下流の端部において最も気体の圧力が高くなる。このため、給気ダクトの下方に配置された複数の冷却ユニットのうち、上記最下流に対応する位置に設けられた冷却ユニットへの冷却気体の流入量が極端に大きくなり、ランプを長尺方向にわたり均一に冷却できない。

これに対して、本実施の形態に係るランプ用冷却装置１００では、最下流の終端部だけでなく、風量調整部材３１が配置された箇所において、冷却ユニット４Ａ〜４Ｄへの冷却気体の流入量を多くすることができる。つまり、冷却ユニット４Ａ〜４Ｄへの冷却気体の流入量を、長尺方向において平滑化することが可能となる。よって、供給された冷却気体によりランプ１を均一に冷却することができるので、冷却効率が向上する。

また、本実施の形態において、風量調整部材３１は、給気ダクト３の内方であって流路の外側に配置されている。これにより、給気ダクト３内の流路中央部では、風量調整部材３１に遮られることなく上記長尺方向（Ｘ軸正方向）に冷却気体を流すことができる。よって、上記長尺方向の冷却気体の流れを阻害せずに、風量調整部材３１の主面付近で相対的に冷却気体の静圧が高い状態をつくることが可能となる。

また、風量調整部材３１は、第１主面および第２主面を平面視した場合において、矩形環状であって、当該矩形環状のうち１辺が開放されている形状（Ｕ字形状）を有している。さらに、上記矩形環状のうち１辺が開放されている部分は、冷却ユニット４Ａ〜４Ｄと接する側に配置されている。言い換えると、風量調整部材３１は、給気ダクト３の流路の外側のうち、冷却ユニット４Ａ〜４Ｄが配置される側以外の側に配置されている。これにより、風量調整部材３１の主面付近の気体を、選択的に冷却ユニット４Ａ〜４Ｄの方向へと導くことが可能となる。なお、風量調整部材３１は、矩形環状の１辺が開放された形状でなくてもよく、角部が丸みを帯びた矩形環状の１辺が開放された形状であってもよく、また、円環形状の一部が開放された形状であってもよい。また、矩形環状の幅および矩形環状で囲まれた開口の大きさは、外部から供給される冷却気体の流量、ランプ１にあてる冷却気体の風速などにより適宜設定される。

仕切板３２は、給気ダクト３の内壁面と接し、給気ダクト３と冷却ユニット４Ａ〜４Ｄとの境界部に配置された板状部材である。より具体的には、仕切板３２は、給気ダクト３の内壁面と接し、冷却気体の流れ方向から見て給気ダクト３の境界部左側に長尺方向（Ｘ軸方向）に延びるように配置された仕切板３２Ｌと、給気ダクト３の境界部右側に長尺方向（Ｘ軸方向）に延びるように配置された仕切板３２Ｒとを有する。なお、仕切板３２Ｌと仕切板３２Ｒとの間には、長尺方向に延びる仕切板開口部が設けられている。仕切板３２の配置により、給気ダクト３を流れる冷却気体は、長尺方向にわたり整流され、かつ、風量調整部材３１の主面付近において、効率的に気体静圧の高い状態となる。これにより、風量調整部材３１、仕切板開口部、および、給気ダクト３と冷却ユニット４Ａ〜４Ｄとの連通領域を経由して、冷却気体が冷却ユニット４Ａ〜４Ｄへ効率よく導入される。

また、冷却ユニット４Ａ〜４Ｄが連結される連結領域に対応する給気ダクト３の領域であって、風量調整部材３１が配置された箇所の下流側には、当該風量調整部材３１と連続して、仕切板３２Ｌと３２Ｒとが接している領域（仕切板開口部がない領域）があってもよい。これにより、冷却気体が冷却ノズルのない連結領域へと流れ込むことを抑制できるので、ランプ１の冷却効率を高めることが可能となる。

なお、仕切板３２はなくてもよい。また、仕切板３２が配置された構成において、上記連結領域に、仕切板３２Ｌと３２Ｒとが接している領域がなくてもよい。

図５は、本発明の実施の形態に係る給気ダクト３と冷却ユニット４Ａ〜４Ｄとの配置関係を表す断面図である。同図は、図１に示されたランプ用冷却装置１００をＸＺ平面に平行な面で切断した場合の断面図を示している。

図５に示すように、給気ダクト３は、冷却ユニット４Ａ〜４Ｃのそれぞれに対応させて、複数の風量調整部材３１を備えている。より具体的には、給気ダクト３は、冷却ユニット４Ａの上方に２つの風量調整部材３１を備え、冷却ユニット４Ｂの上方に２つの風量調整部材３１を備え、冷却ユニット４Ｃの上方に２つの風量調整部材３１を備えている。なお、給気ダクト３は、冷却ユニット４Ｄの上方に終端部３Ｄを有しているため、冷却ユニット４Ｄの上方には１つの風量調整部材３１を備えている。

また、冷却ユニット４Ａ〜４Ｃのそれぞれに対応させて配置された２つの風量調整部材３１は、給気ダクト３の内方であって、各冷却ユニットの長尺方向（Ｘ軸方向）における下流領域と中央領域とに配置されている。これにより、各冷却ユニット内での冷却気体の流入量を、長尺方向（Ｘ軸方向）で平滑化することが可能となる。

ここで、冷却ユニット４Ａの上方に配置された２つの風量調整部材３１のうち、中央領域に配置された風量調整部材３１は、冷却ユニット４Ａの長尺方向（Ｘ軸方向）における中点よりも上流側に配置されている。一様な流路断面積を有する給気ダクトを流れる冷却気体の動的圧力は、上流側ほど低くなる傾向にある。これに対して、上記構成によれば、最上流に配置された冷却ユニット４Ａにおいて、上記中点よりも上流側の冷却気体の流入量を増加させることができる。よって、最上流に配置された冷却ユニット４Ａにおける気体の流入量を長尺方向（Ｘ軸方向）で平滑化することが可能となる。

［４．実施例］
次に、実施例および比較例を示すことにより、上記構成を有するランプ用冷却装置１００が、ランプ１の長尺方向（Ｘ軸方向）において冷却気体の流量を平滑化でき、ランプ１を均一に冷却できることについて、詳細に説明する。

［４−１．実施例および比較例に用いた条件］
実施例および比較例において、給気ダクト３の長尺方向（Ｘ軸方向）の長さは、２３５０ｍｍであり、冷却気体が流れる流路断面の寸法は、１３３ｍｍ×１３７ｍｍである。また、冷却ユニット４Ａ〜４Ｄの長尺方向の長さは、それぞれ、５００ｍｍである。

実施例における風量調整部材３１の流路方向から見た開口の寸法は、１０４ｍｍ×９９ｍｍであった。また、冷却ユニット４Ａに対応する給気ダクト３の中央領域に配置された風量調整部材３１は、冷却ユニット４Ａの中点から１４０ｍｍ上流側に配置された。また、冷却ユニット４Ｂ〜４Ｄに対応する給気ダクト３の中央領域に配置された風量調整部材３１は、それぞれ、冷却ユニット４Ｂ〜４Ｄの中央に対応する位置に配置された。また、冷却ユニット４Ａ〜４Ｃに対応する給気ダクト３の下流側に配置された風量調整部材３１は、それぞれ、冷却ユニット４Ａ〜４Ｃの下流端部に対応する位置に配置された。

比較例において、給気ダクト内に、風量調整部材３１は配置されなかった。

上記実施例および比較例において、給気ファンを用いて、給気ダクト３の導入端部３Ａから給気ダクト３の長尺方向（Ｘ軸正方向）へ、空気を送風した。そして、ランプ収容部５内の流路５２Ｌ（図３参照）上に風速計を設置し、図５に記載されたＸ軸方向の位置Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２における風速を測定した。なお、位置Ａ１、Ｂ１、Ｃ１およびＤ１は、それぞれ、冷却ノズル４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃおよび４１Ｄの上流側に対応する位置である。また、位置Ａ２、Ｂ２、Ｃ２およびＤ２は、それぞれ、冷却ノズル４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃおよび４１Ｄの下流側に対応する位置である。

［４−２．実施例および比較例における気体風速の比較］
上記実施例および比較例についての気体風速およびその相対値をまとめたものを表１に示す。

また、図６は、実施例および比較例に係る気体の風速分布を比較したグラフである。具体的には、同図は、表１における測定位置を横軸とし、気体風速の相対値を縦軸として、グラフ化したものである。また、同図には、測定位置での気体風速の相対値と、各冷却ユニットにおける気体風速の相対値の平均値とが示されている。なお、気体風速の相対値は、全測定位置における風速の平均値に対する対象測定位置における風速の比率である。

図６に示されるように、風量調整板がない比較例の場合、冷却ノズル４１Ｄの風速が最も高く、一方、冷却ノズル４１Ａでは、風速がほぼ０である。つまり、給気ダクトの終端部に近い領域でランプへの風速が最も高く、給気ダクトの導入端部に近い領域でランプへほぼ冷却気体が流れていない。

一方、風量調整部材３１を有する実施例の場合、冷却ノズル４１Ａ〜４１Ｄにおける冷却気体の風速相対値は、いずれも全体平均（１００％）に近い数値であり、均一となっている。また、給気ダクト３に供給される冷却気体の風速を変化させても、同様の結果が得られた。つまり、実施例に係るランプ用冷却装置１００は、冷却ユニット間における冷却気体の風速のばらつきを低減し平滑化している。よって、冷却気体によりランプ１を均一に冷却することができるので、冷却効率が向上する。

なお、冷却ノズル内における上流側位置と下流側位置とにおいて冷却気体の風速に差異が生じているのは、風量調整部材３１付近で冷却ユニットの方向（Ｚ軸負方向）へ流れる冷却気体が、給気ダクト３内を長尺方向（Ｘ軸正方向）へ流れる冷却気体に影響されるためと考えられる。

［５．効果など］
以上のように、本発明の実施の形態に係るランプ用冷却装置１００は、外部から給気された冷却気体を長尺方向（Ｘ軸方向）に流す給気ダクト３と、給気ダクト３に対して長尺方向（Ｘ軸方向）と交差する方向に配置され給気ダクト３から流入する冷却気体によってランプ１を冷却する冷却ユニット４Ａ〜４Ｄと、給気ダクト３の内方に配置され、冷却気体の風量を調整する風量調整部材３１とを備える。ここで、風量調整部材３１は、冷却気体の流れと正対する位置に配置される主面を有する。

これによれば、給気ダクト３を長尺方向（Ｘ軸正方向）に流れる冷却気体は、給気ダクト３の内方に配置された風量調整部材３１の主面に衝突し、当該主面で長尺方向（Ｘ軸正方向）への流れを遮られる。このため、風量調整部材３１の主面付近は、相対的に気体静圧の高い状態となる。これにより、風量調整部材３１を起点として、給気ダクト３を流れる冷却気体を長尺方向（Ｘ軸正方向）以外の方向へと導くことが可能となる。よって、給気ダクトを長尺方向（Ｘ軸正方向）に流れる冷却気体を、長尺方向（Ｘ軸方向）と交差する方向に配置された冷却ユニット４Ａ〜４Ｄに、効率よく流入させることができ、ランプ１を冷却する冷却気体の風量を増加させることが可能となる。

また、風量調整部材３１は、給気ダクト３の内方かつ給気ダクト３の流路の外側に配置されてもよい。

これにより、給気ダクト３内の流路中央部では、風量調整部材３１に遮られることなく長尺方向（Ｘ軸正方向）に冷却気体を流すことができる。よって、長尺方向（Ｘ軸正方向）の冷却気体の流れを阻害せずに、風量調整部材３１の主面付近で相対的に気体静圧の高い状態をつくることが可能となる。

また、風量調整部材３１は、給気ダクト３の流路の外側のうち、冷却ユニット４Ａ〜４Ｄが配置される側以外の側に配置されてもよい。

これにより、風量調整部材３１の主面付近の冷却気体を、選択的に冷却ユニット４Ａ〜４Ｄの方向へと導くことが可能となる。

また、ランプ用冷却装置１００は、１つの冷却ユニットに対応させて、長尺方向（Ｘ軸方向）に離散的に配置された複数の風量調整部材３１を備えていてもよい。

これにより、１つの冷却ユニットへの気体流入量を長尺方向（Ｘ軸方向）で平滑化することが可能となる。

また、風量調整部材３１は、各冷却ユニットの長尺方向（Ｘ軸方向）における下流領域と中央領域とに対応した給気ダクト３の内方に配置されてもよい。

これにより、１つの冷却ユニットにおいて、下流領域および中央領域の気体流入量を増加させることが可能となる。よって、ランプの冷却効率を向上させることが可能となる。

また、中央領域の風量調整部材３１は、冷却ユニット４Ａの長尺方向（Ｘ軸方向）における中点よりも上流側に対応した給気ダクト３の内方に配置されてもよい。

一様な流路断面積を有する給気ダクトにおける気体の動的圧力は、上流側が低くなる傾向にある。上記構成によれば、冷却ユニット４Ａにおいて、上流側の気体流入量を相対的に増加させることができる。よって、１つの冷却ユニット内における気体流入量を長尺方向（Ｘ軸方向）で平滑化することが可能となる。

また、さらに、給気ダクト３の内壁面と接し長尺方向（Ｘ軸方向）に延びるように配置された、給気ダクト３と冷却ユニット４Ａ〜４Ｄとの連通領域を一部仕切る仕切板３２を備えてもよい。

これにより、給気ダクト３を流れる冷却気体は、長尺方向（Ｘ軸方向）にわたり整流され、かつ、風量調整部材３１の主面付近において、効率的に気体静圧の高い状態となる。これにより、風量調整部材３１、仕切板開口部、および、給気ダクト３と冷却ユニット４Ａ〜４Ｄとの連通領域を経由して、冷却気体が冷却ユニット４Ａ〜４Ｄへ効率よく導入される。

［６．その他の実施の形態］
以上、本発明の実施の形態に係るランプ用冷却装置１００について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

例えば、風量調整部材３１は、各冷却ユニットに対して、少なくとも１つ配置されていればよい。これにより、各冷却ユニット内において冷却気体の風量が増加する箇所が、最下流の終端部以外に少なくとも１つ存在するので、当該冷却ユニットにおける長尺方向の中間地点において、冷却気体の風量が増加する。つまり、冷却ユニットへの冷却気体の流入量を、長尺方向において平滑化することが可能となる。よって、供給された冷却気体によりランプ１を均一に冷却することができるので、冷却効率が向上する。

なお、本発明は、上記実施の形態に係るランプ用冷却装置１００として実現することができるだけでなく、ランプ用冷却装置１００を備える光照射装置としても実現することができる。これによれば、ランプ用冷却装置１００の給気ダクトの内方に、気体の流れと正対する位置に配置された主面を有する風量調整部材を備えるので、ランプの冷却効率を向上させることが可能となる。

本発明は、樹脂、塗料、インキまたは接着材等の硬化処理に用いられる紫外線照射装置等に適用できる。

１ ランプ
２ 筐体
３ 給気ダクト
３Ａ 導入端部
３Ｄ 終端部
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ 冷却ユニット
５ ランプ収容部
３１ 風量調整部材
３２、３２Ｌ、３２Ｒ 仕切板
４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄ 冷却ノズル
４１Ｌ、４１Ｒ、５１Ｌ、５１Ｒ、５２Ｌ、５２Ｒ 流路
４２ 排気ダクト
５３ 排気ノズル
５５ 反射部材
１００ ランプ用冷却装置
４１１ 上端開口部
４２１ 吸入開口部
５１１ 上端開口部

Claims (7)

1. 外部から給気された気体を所定方向に流す給気ダクトと、前記給気ダクトに対して前記所定方向と交差する方向に配置され前記給気ダクトから流入する前記気体によってランプを冷却する冷却ユニットとを備えるランプ用冷却装置であって、
   前記給気ダクトの内方に配置され、前記気体の風量を調整する風量調整部材を備え、
   前記風量調整部材は、前記気体の流れと正対する位置に配置される主面を有し
   前記給気ダクトの内壁面と接し前記所定方向に延びるように配置された、前記給気ダクトと前記冷却ユニットとの連通領域を一部仕切る仕切板を備える
   ランプ用冷却装置。
2. 前記風量調整部材は、前記給気ダクトの流路の外側に配置される
   請求項１に記載のランプ用冷却装置。
3. 前記風量調整部材は、前記給気ダクトの流路の外側のうち、前記冷却ユニットが配置される側以外の側に配置される
   請求項２に記載のランプ用冷却装置。
4. 前記ランプ用冷却装置は、１つの前記冷却ユニットに対応させて、前記所定方向に離散的に配置された複数の前記風量調整部材を備えている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のランプ用冷却装置。
5. 前記複数の風量調整部材は、前記冷却ユニットの前記所定方向における下流領域と中央領域とに対応した前記給気ダクトの内方に配置される
   請求項４に記載のランプ用冷却装置。
6. 前記中央領域の風量調整部材は、前記冷却ユニットの前記所定方向における中点よりも上流側に対応した前記給気ダクトの内方に配置される
   請求項５に記載のランプ用冷却装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のランプ用冷却装置を備えた光照射装置。
   

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