JPH03238041A - 紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、高圧放電ランプを用いて紫外線を照射する紫
外線照射装置に関する。

（従来の技術） 例えば、プリント合板、プリント配線基板、あるいは新
聞印刷などの印刷工程において、紫外線硬化性の塗料、
インク等を塗布した基体に紫外線を照射し、この塗料、
インクなどを硬化させる方法が知られている。

このような方法においては、紫外線を照射する例えば高
圧水銀ランプ、メタルハラルドランプなどの高圧放電ラ
ンプが用いられ、この高圧放電ランプは、一般に直管型
が用いられるとともに、その発光管長が長いものが比較
的多く用いられている。ところで、この高圧放電ランプ
は紫外線とともに可視光線および赤外線などめ熱線も放
射し、しかも、最近では単位長さ当りのワット数の大き
い高出力タイプが用いられて熱線の放射量も多いため、
この高圧放電ランプを内包する反射体などの装置自体に
熱が作用し、装置を熱損させたり、被照射物に熱的損傷
を与える問題がある。

そこで、従来の紫外線照射装置では、前記反射体の上部
に高圧放電ランプの長手方向略全域に沿って高圧放電ラ
ンプの内包空間に連通ずる１つの排気通路を設け、この
排気通路を通じて送風装置にて高圧放電ランプの周囲の
空気を排気して照射開口などから外気を吸込み、高圧放
電ランプや反射体などを冷却するようにした構造が知ら
れている。

（発明が解決しようとする課題） 従来の紫外線照射装置では、１つの排気通路を通じて高
圧放電ランプの長手方向略全域の内包空間の空気を排気
するようにしているが、特に高圧放電ランプの発光管長
が長い場合には、排気通路の排気能力が長手方向で異な
り、高圧放電ランプの冷却が長手方向で均一になりに＜
（、高圧放電ランプの表面温度分布が長平方向で不均一
になり、高圧放電ランプの点灯状態すなわち紫外線照射
能力が不安定になる問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので高圧放電ラ
ンプの発光管長が長い場合でも、複数に分割された各通
気部でのランプ長手方向の空気の通気量差を少なくして
冷却能力を均一にすることにより、高圧放電ランプの長
手方向の表面温度分布を均一にし、高圧放電ランプの点
灯状態すなわち紫外線照射能力を安定させることができ
、さらに、ランプの局部的な温度上昇によるパルプの膨
出破損、送風機ユニット、反射体などの熱損傷のおそれ
のない紫外線照射装置を提供するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 請求項１に記載の発明の紫外線照射装置は、高圧放電ラ
ンプと、照射開口を有し高圧放電ランプを内包する反射
体とを備えた紫外線照射装置において、前記反射体は前
記高圧放電ランプの内包空間に連通ずる通気部を高圧放
電ランプの長手方向に沿って複数に分割して設けたもの
である。

請求項２に記載の発明の紫外線照射装置は、高圧放電ラ
ンプと、照射開口を有し前記高圧放電ランプを内包する
反射体とを備えた紫外線照射装置において、前記反射体
は前記高圧放電ランプの内包空間に連通ずる通気部を高
圧放電ランプの長手方向に沿って複数に分割して設け、
前記高圧放電ランプの長手方向に沿って分割された各通
気部にそれぞれ送風機ユニットを設けるとともに前記分
割された各通気部の温度をそれぞれ検出する温度センサ
を設け、この各温度センサのいずれかが分割された通気
部の設定温度以上の温度上昇を検出したとき前記高圧放
電ランプを消灯させる制御部を有するものである。

請求項３に記載の発明の紫外線照射装置は、請求項１ま
たは２に記載の紫外線照射装置において、反射体は赤外
線および可視光を透過し紫外線を反射する干渉膜からな
るものである。

（作用） 請求項（に記載の発明の紫外線照射装置は、高圧放電ラ
ンプのランプ長手方向の複数の各通気部を通じて高圧放
電ランプの内包空間の空気を通気することにより、各通
気部でのランプ長手方向の空気の通気の差を少なくして
冷却能力を均一にし、高圧放電ランプの長手方向の表面
温度分布を特徴とする 請求項２に記載の発明の紫外線照射装置は、高圧放電ラ
ンプのランプ長手方向に複数に分割された各通気部にそ
れぞれ配設された送風機ユニットによって各通気部に位
置する高圧放電ランプの内包空間の空気を通気すること
により、各通気部でのランプ長手方向の空気の通気の差
を少なくして冷却能力を均一にし、高圧放電ランプの長
手方向の表面温度分布を均一にする。また、各通気部の
送風機ユニットのいずれかが故障などの異常でその通気
部の温度が設定温度以上に上昇したときには、温度セン
サが作動して制御部が高圧放電ランプを消灯させ、ラン
プの局部的な温度上昇によるランプのバルブの熱変形に
よる破損、送風機ユニット、反射体などの熱損傷が防止
される。

請求項３に記載の発明の紫外線照射装置は、高圧放電ラ
ンプから反射体に向って放射される紫外線は反射体で反
射して照射開口から被照射物に照射され、また、可視光
線の一部と赤外線などの熱線はその反射体を透過し、被
照射物の温度上昇を抑え、被照射物の熱損を防止すると
ともに装置の温度上昇を抑えることができる。

（実施例） 次に、本発明の一実施例の構成を図面を参照して説明す
る。

第１図ないし第３図において、紫外線照射装置は、直管
型の高圧放電ランプ１と、照射部２および通気部３を有
しランプ長手方向に複数並設される照射通気ユニット４
とを備えている。

前記高圧放電ランプ１は、例えば高圧水銀ランプ、メタ
ルハラルドランプなどで、この高圧放電ランプ１の点灯
で、紫外線、可視光線および赤外線などが放射される。

前記各照射通気ユニット４は、前記高圧放電ランプ１の
全長の内、この高圧放電ランプ１の発光長を略等分割す
る基本長さ、例えば１２５　ｍｍに形成され、高圧放電
ランプ１の発光長に合わせて選択的に複数個連結され、
発光長の異なる各種高圧放電ランプ１に適用できるよう
になっている。

そして、この各照射通気ユニット４の照射部２は、高圧
放電ランプ１を内包する反射体１１と、この反射体１１
を下方に拡開開口状態に支持する枠体１２とを備え、こ
の反射体１１の内側に側壁１１ａにて仕切られた高圧放
電ランプ１の内包空間１３が形成され、枠体１２の下面
に照射開口１４が開口され、上部中央に前記通気部３の
後述する通気路１７に連通ずる通気口１５がランプ長手
方向に沿って設けられている。

前記各反射体１１は、石英ガラスなどからなる基体の高
圧放電ランプ１に対向する反射面に、例えば酸化チタン
（ＴｉＯ２）　、酸化ジルコニウム（Ｚ「０□）等から
なる高屈折率層と、シリカ（ｓ＊ｏ　２　）　、フッ化
マグネシウム（ＭｇＦ２）などからなる低屈折率層とを
交互に重層した光学多層干渉被膜が蒸着形成されている
。この多層干渉被膜が形成された反射体１１は、高圧放
電ランプ１から放射される波長約２００〜４００ｎｍの
紫外線を効果的に反射し、波長約７００ｎｍ以上の赤外
線を透過させるとともに一部の可視光線も若干透過させ
る。

また、前記各照射通気ユニット４の通気部３は、平端部
形状が前記通気口１５の形状と同じ細長溝状で上端部形
状が略正方形の通気ダクト１６によって通気口１５を通
じて内包空間１３に連通ずる通気路１７が形成され、こ
の通気ダクト１６の上端に内包空間１３の空気を通気路
１７を通じて上方へ排気する電動送風機ユニット１８が
装着されている。

そして、第１図に示すように、照射部２および通気部３
を備えた複数のユニット４がその照射部２間を連結して
連設され、その両端の各照射部２の外端面のみに端面を
覆う端板１９が取付けられ、この端板１９から前記高圧
放電ランブエの封１１一部１８が突出されている。

次に、本実施例の作用を説明する。

高圧放電ランプ１の点灯により、紫外線、可視光線およ
び赤外線が放射され、そして、紫外線は直接または反射
体１１で反射して照射開口１４から被照射物に照射され
、また、反射体１１に向かう可視光線の一部と赤外線な
どの熱線はその反射体１１を透過して枠体１２の内部で
吸収される。そして、反射体１１はユニット４毎に分割
形成されるため、多層干渉被膜の蒸着形成も大きい反射
体に比べて均一化される。

一方、高圧族電ランプ１の点灯時には、各油気部３の各
送風機ユニット１８のファンが駆動され、内包空間１３
の空気が通気口１５、各通気路１７を通じて上方へ排気
され、冷気が照射部［１１４を通じて内包空間１３に流
入し、高圧放電ランプ１や反射体１１などが冷却される
。このとき、ランプ長手方向の０ 各照射通気ユニット４の各通気路１７を通じて内包空間
１３の空気を排気するため、高圧放電ランプ１の発光管
長が長い場合でも、各通気路１７でのランプ長手方向の
空気の通気差が少なく冷却能力が均一になり、高圧放電
ランプ１の長手方向の表面温度分布を均一にでき、高圧
放電ランプ１の点灯状態すなわち紫外線照射能力を安定
させることができる。

なお、各照射通気ユニット４の各送風機ユニット１８の
ファンの運転は、例えば高圧放電ランプ１の両端部と中
央部とでは発熱が異なるなど、高圧放電ランプ１の長手
方向の各箇所で発熱が異なるので、高圧放電ランプ１の
長手方向の各箇所に対応して調整設定することが好まし
い。

また、高圧放電ランプ１の長平方向の各箇所における発
熱温度に応じて各照射通気ユニット４の各送風機ユニッ
ト１８のファンの運転を個々に制御するようにしてもよ
い。すなわち、第４図のように、高圧放電ランプ１に熱
電対等の温度センサ２１を装着し、この温度センサ２１
にて検出された温１ 度を制御部２２の比較回路で比較するとともに、制御部
２２のインバータにより送風機ユニット１８のモータ２
３の電源を制御することにより、送風機ユニット１８の
運転を高圧放電ランプ１の発熱温度に応じて調整し、高
圧放電ランプ１の雰囲気温度や電源電圧の変動に対して
も、高圧放電ランプ１による紫外線照射能力を常に安定
させることができる。

なお、前記実施例では高圧放電ランプ１に対して３個の
照射通気ユニット４を連設したが、高圧放電ランプ１の
発光長に応じてユニット数を適宜に設定することができ
る。

また、前記実施例では照射通気ユニット４の各通気路１
７から排気させるようにしたが、送気するようにするこ
ともできる。

さらに、他の実施例の構成を第５図および第６図につい
て説明する。

この実施例の構成は、前記実施例における内包空間１３
に連通ずる第１の通気ダクト１６と、反射体１１の裏面
側空間２５に連通ずる第２の通気ダクト２６とを設けた
構成で、この構成では送風機ユニッ２ ト１８のファン１８ａによって第１の通気ダクト１６を
流れる空気流で高圧放電ランプ１と反射体１１の反射面
を冷却させ、またファン１８ａによって第２の通気ダク
ト２６を流れる空気流で反射体１１の裏面を冷却するも
ので、枠体１２には反射体１１の裏面側の裏面側空間２
５に通じる流通孔２７が形成され、ファン１８ａの駆動
により空気流は第１の通気ダクト１６から内包空間１３
に流れて高圧放電ランプ１と反射体１１の反射面を冷却
し、また空気流は第２の通気ダクト２６から反射体１１
の裏面側空間２５に流れ、反射体１１の裏面を冷却して
流通孔２７から排気される。

また両端に位置する照射通気ユニット４に設けた第２の
通気ダクト２６は、高圧放電ランプ１の両端ランプ封止
部１ａを冷却するようにする封止部通気ダクト２８が拡
張形成されている。

この実施例によれば、１個の電動送風機ユニット１８に
よって第１の通気ダクト１６および第２の通気ダクト２
６とその封止部通気ダクト２８から送気して、内包空間
１３、反射体裏面側空間２５から高圧放電ランプ１と反
射体１１の反射面と裏面および高３ 圧放電ランプ１の封止部１ａを冷却するようになってい
る。またこの送風機ユニット１８は排気することにより
内包空間１３、反射体裏面側空間２５および高圧放電ラ
ンプ１の封止部１ａを冷却するようにすることもできる
。そして、このランプ封止部通気ダクト２５の通気量は
高圧放電ランプ１の封止部の１３の最適温度を保持でき
るように調整設定する。

また中間の照射通気ユニット４は封止部通気ダクト２８
を備えていない。

さらに、他の実施例の構成を第７図について説明する。

前記第１図に示すように、高圧放電ランプ１と、照射開
口１４を有し前記高圧放電ランプ１を内包する反射体１
１とを備え、反射体１１は前記高圧放電ランプ１の内包
空間に連通ずる通気部３を高圧放電ランプ１の長平方向
に沿って複数に分割して設け、この分割された各通気部
３にそれぞれ送風機ユニット１８を設けた紫外線照射装
置において、前記分割された各通気部３に、この各通気
部３の温度をそれぞれ検出して設定温度以上の温度上昇
４ を検知して開放されるサーマルスイッチなどの温度セン
サ２１を各通気部３ごとに設ける。そして、この各温度
センサ２１は直列に接続し、制御部３ｏに接続されてい
る。この制御部３ｏは、前記各温度センサ２１のいずれ
かが分割された通気路３の設定温度以上の温度上昇を検
出したとき前記高圧放電ランプ１を消灯させるものであ
る。

前記制御部３０は、前記高圧放電ランプ１のトランス３
１の二次側にリアクタ３２を有する点灯回路３３の電源
側の両端を開閉制御するもので、この制御部３０は前記
トランス３１の一次側を開閉するリレー接点３５とこの
リレー接点３５を開閉する前記温度センサ２１を直列に
接続したリレーコイル３６とからなる遮断装置にて形成
されている。そして、前記トランス３１の一次側および
温度センサ２１の直列接続回路３７は交流電源３８に接
続され、前記リレーコイル３６は温度センサ２１の直列
接続回路３７に接続されている。

なお、前記各温度センサ２１は、第１図に示す装置の各
照射通気ユニット４または、電動送風機５ ユニット１８の送風ダクト、風の向きを制御する風向板
などに装着されて通気部３の温度を検出するようになっ
ている。

そして、各送風機ユニット１８のいずれかが故障などで
その通気部３の温度が設定温度以上に上昇した異常時に
、その通気部３の温度センサ２１が開放され、制御部３
０のリレーコイル３６が非励磁となり、リレー接点３５
が開放され、点灯回路３３は電源側が開放され、ランプ
は消灯される。このように、各通気部３のいずれかの温
度が異常上昇すると、その通気部３の温度センサ２１が
作動して制御部３０が高圧放電ランプ１を消灯させ、ラ
ンプ１の局部的な温度上昇によるランプｔのバルブの熱
変形による破損、送風機ユニット１８、反射体１１など
の熱損傷が防止される。

なお、前記制御部３０は前記構成に限られるものではな
く、各温度センサ２１からの温度異常上昇信号をオア回
路で受け、このオア回路の出力でランプ１の点灯回路３
３を開放するようにすることもできる。

６ 〔発明の効果〕 請求項１に記載の発明によれば、ランプ長手方向の複数
の各通気路を通じて高圧放電ランプの内包空間の空気を
通気することにより、高圧放電ランプの発光管長が長い
場合でも、各通気路でのランプ長手方向の空気の通気差
を少な（して冷却能力を均一にでき、高圧放電ランプの
長平方向の表面温度分布を均一にでき、高圧放電ランプ
の点灯状態すなわち紫外線照射能力を安定させることが
できるものである。

請求項２に記載の発明によれば、各通気部の送風機ユニ
ットのいずれかが故障などの異常でその通気部の温度が
設定温度以上に上昇したときには、温度センサが作動し
て制御部が高圧放電ランプを消灯させ、ランプの局部的
な温度上昇によるランプのバルブの熱変形による破損、
送風機ユニット、反射体などの熱損傷が防止される。

請求項３に記載の発明によれば、高圧放電ランプから放
射される紫外線は直接または反射体で反射して照射開口
から被照射物に照射され、また、７ 反射体に向かう可視光線の一部と赤外線などの熱線はそ
の反射体を透過して吸収されるため、被紫外線照射物を
熱損することがなく、効率的に紫外線照射処理ができ、
反射体は複数に分割されているため、小形にてき、反射
面の赤外線および可視光を透過し紫外線を反射する光学
干渉被膜を均一に形成できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の紫外線照射装置の一実施例を示す斜視
図、第２図および第３図はその断面図、第４図はファン
の回転を制御するための構成図、第５図は他の実施例を
示す紫外線照射装置の正面囚、第６図は同上断面図、第
７図は他の実施例を示す紫外線照射装置の回路図である
。 １・・高圧放電ランプ、３・・通気部、１１・・反射体
、１３・・内包空間、１４・・照射開口、１８・・送風
機ユニット、２１・・温度センサ、３０・・制御部。 ８

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）高圧放電ランプと、照射開口を有し前記高圧放電
   ランプを内包する反射体とを備えた紫外線照射装置にお
   いて、 前記反射体は前記高圧放電ランプの内包空間に連通する
   通気部を高圧放電ランプの長手方向に沿って複数に分割
   して設けたことを特徴とする紫外線照射装置。
2. （２）高圧放電ランプと、照射開口を有し前記高圧放電
   ランプを内包する反射体とを備えた紫外線照射装置にお
   いて、 前記反射体は前記高圧放電ランプの内包空間に連通する
   通気部を高圧放電ランプの長手方向に沿って複数に分割
   して設け、 前記高圧放電ランプの長手方向に沿って分割された各通
   気部にそれぞれ送風機ユニットを設けるとともに前記分
   割された各通気部の温度をそれぞれ検出する温度センサ
   を設け、 この各温度センサのいずれかが分割された通気部の設定
   温度以上の温度上昇を検出したとき前記高圧放電ランプ
   を消灯させる制御部を有することを特徴とする紫外線照
   射装置。
3. （３）前記反射体は反射面を赤外線および可視光を透過
   し紫外線を反射する光学干渉被膜からなることを特徴と
   した請求項１または２に記載の紫外線照射装置。