JPH04133740A - 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、例えば塗料やインキ等を硬化させるために紫
外線を照射する紫外線照射装置に係わり、特に、紫外線
を放射するランプの冷却に関する。

（従来の技術） 例えば特開昭６１−２２０８４７号公報に記載されてい
るように、塗装物あるいは印刷物の生産において紫外線
を照射して塗料、インキ等を硬化させる紫外線照射装置
が知られている。この種の装置においては、紫外線を放
射するランプとして、高圧水銀ランプやメタルハライド
ランプを用いているが、この種のランプは高温になるた
め、特に連続点灯する場合、冷却の必要がある。そこで
、従来は、前記公報にも記載されているように、ブロア
等により灯具内の熱した空気を排気したり、あるいは、
送風機によりランプに対して送風したりしていだが、い
ずれにせよ、ランプに対しては室温の空気が送られるも
のであった。しかし、単にランプに対して室温の空気が
送られるのでは、ランプ負荷が大きくなると、送・排気
風量を大きくしなければ、冷却しきれなくなり、ランプ
負荷がさらに大きくなると、送・排気風量を大きくして
も、十分に冷却できなくなる。また、送・排気風量が大
きくなりすぎると、被照射物が風の流れて乱されでまい
あがったりする場合か生じる。

なお、従来の紫外線照射装置において、高圧水銀ランプ
あるいはメタルハライドランプを連続点灯させるものは
、このランプの単位発光長あたりの消費電力が１６０Ｗ
／ｃｍまでのものである。

１８０Ｗ／ｃ−１１以上の高圧水銀ランプあるいはメタ
ルハライドランプを用いた紫外線照射装置も、写真製版
用のものがあるが、これは、短時間紫外線を照射するも
のであって、ランプを連続点灯するものではなく、特に
冷却機構は設けられていない。

（発明が解決しようとする課題） 前述のように、従来は、単位発光長あたりの消費電力が
　１８０Ｗ／ｃｍ以上である高圧水銀ランプあるいはメ
タルハライドランプを連続点灯させて用いる紫外線照射
装置はなかった。１８０Ｗ／ｃ＋ｎ以上の高圧水銀ラン
プあるいはメタルハライドランプを連続点灯させて用い
る場合には、冷却に特に考慮する必要があり、冷却を確
実に行なえるようにすることが課題になる。

本発明は、まず、このような課題を解決して、１８０Ｗ
／ｃｎ以上の高圧水銀ランプあるいはメタルハライドラ
ンプを安定して点灯維持できる紫外線照射装置を提供す
ることを目的とする。

ところで、従来の紫外線照射装置における冷却機構では
、前述のように、ランプに対して単に室温の空気が送ら
れるため、ランプ負荷が大きくなると、送・排気風量を
大きくしなければ、冷却しきれなくなるが、送・排気風
量が大きくなりすぎると、被照射物が風の流れで乱され
るなどの問題が生じる。

そこで、特に請求項３に記載の発明では、低風速、低風
量の気体でもランプの冷却を確実に行なうことのできる
紫外線照射装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の請求項１の紫外線照射装置は、前記前者の目的
を達成するために、紫外線を放射する水銀ランプと、こ
の水銀ランプを内包しこの水銀ランプから放射される紫
外線を被照射体に向けて反射する反射板と、送風機と、
前記水銀ランプに対向し前記送風機から発生する冷却風
を前記水銀ランプに吹き付けさせる送風口とを備え、前
記水銀ランプの単位発光長あたりの消費・電力が１８０
Ｗ／ｃ＋ｕ以上であるものにおいて、前記送風口から前
記水銀ランプに対して吹き出す冷却風の風速を２０ｍ／
ｓｅｃ以上としたものである。

これに対して、請求項２の紫外線照射装置は、紫外線を
放射するランプが水銀ランプではなくメタルハライドラ
ンプになっているが、このメタルハライドランプの単位
発光長あたりの消費電力が１８［ＩＷ／ｃｉ以上である
ものにおいて、送風口から前記メタルハライドランプに
対して吹き出す冷却風の風速を１５ｍ／ｓｅｃ以上とし
たものである。

さらに、請求項３の紫外線照射装置は、前記後者の目的
を達成するために、紫外線を放射するランプと、このラ
ンプを内包しこのランプから放射される紫外線を被照射
体に向けて反射する反射板と、低温気体発生装置と、こ
の低温気体発生装置から発生する低温気体を前記ランプ
および反射板に吹き付けさせる気体流路とを備えたもの
である。

（作用） 本発明の請求項１の紫外線照射装置では、水銀ランプが
紫外線を放射するとともに、反射板が水銀ランプから放
射される紫外線を被照射体に向けて反射する。このとき
、送風機から発生する冷却風が送風口からランプに対し
て吹き付けられ、このランプが冷却されるが、送風口か
ら水銀ランプに対して吹き出す冷却風の風速が２０ｍ／
ｓｅｃ以上であることにより、単位発光長あたりの消費
電力が１８０Ｗ／ｃｍ以上である水銀ランプでも確実に
冷却され、このランプは安定して連続点灯できる。

また、請求項２の紫外線照射装置のように、メタルハラ
イドランプの場合は、送風口からメタルハライドランプ
に対して吹き出す冷却風の風速が！５ｍ／ｓｅｅ以上で
あれば、単位発光長あたりの消費電力が１８０Ｗ／Ｃ１
′ｆｉ以上であるメタルハライドランプでも確実に冷却
され、このランプは安定して連続点灯できる。

さらに、請求項３の紫外線照射装置では、低温気体発生
装置から発生する低温気体が気体流路を介してランプお
よび反射板に吹き付けられ、このランプおよび反射板が
冷却される。その際、ランプおよび反射板に吹き付けら
れるのが低温気体であることにより、この低温気体の風
速、風量が低くても、冷却が確実になされ、風の吹き付
けによる被照射物のまいあがりも抑制される。

（実施例） 以下、本発明の紫外線照射装置の一実施例の構成を第１
図および第２図に基づいて説明する。

１は灯具で、この灯具１は図示下面に照射開口部２を形
成した細長い箱状に形成されており、この灯具１の両側
面部には上下位置にそれぞれ長手方向に沿って複数の吸
気口３．４が開口形成され、上部の吸気口３が下部の吸
気口４よりも大きく形成されている。そして、前記灯具
１内には、紫外線を放射するランプ５例えば高圧水銀ラ
ンプが管軸方向を灯具１の長手方向にして配設され、こ
の灯具１の両端面部により前記ランプ５の両端電極部６
の外側近傍が保持されている。また、前記灯具１内には
、前記照射開口部２へ下面が開口するとともにランプ５
を内包しこのランプ５から放射される紫外線を被照射体
に向けて反射する反射板７が灯具１の長手方向に沿って
設けられている。

８は排風枠で、この排風枠８は前記灯具１の上部に設け
られ、この排風枠８の上面はぼ中央部には、図示しない
排風機に接続された排風ダクトを接続する筒状の排気用
ダクト接続部９が形成されている。そして、この排気用
ダクト接続部９は、前記排風枠８の下面幅方向の両側に
前記灯具１内の反射板７の外側に臨ませて開【」シた通
気［１１θに連通している。

また、前記排風枠８の上面部には、前記排気用ダクト接
続部９を挟んで前記ランプ５の管軸方向に沿った両端側
のほぼ対称位置に送気用ダクト接続部１１がそれぞれ形
成されており、これら送気用ダクト接続部１１に送気用
ダクト１２を介して送風機１３が接続されている。さら
に、前記両送気用ダクト接続部１１は、それぞれ前記排
風枠８の下面幅方向の中央部に開口し前記反射板７の上
部に前記ランプ５に対向して突設されたノズル状の送風
口１４に連通している。この送風口１４における前記ラ
ンプ５に対向する先端開口部１５側は、このランプ５の
管軸方向に向かってほぼ全長に拡がっているとともに、
内側に絞られている。なお、前記送風口１４におけるラ
ンプ５の電極部６の保温部６ａに対向する部分には、こ
の保温部６ａの過冷却を防止するための遮蔽部１６がそ
れぞれ形成されている。

さらに、図示していないが、前記灯具１の下部には、図
示しない架台が設けられ、この架台には、前記灯具１の
照射開口部２に臨ませて被照射物を移動させるようにな
っている。

そして、高圧水銀ランプ５の単位発光長あたりの消費電
力が１８０Ｗ／ｃ１１以上であり、前記送風口１４から
前記ランプ５に対して吹き出す冷却風の風速は２０ｍ／
ｓｅｃ以上である。

つぎに、前記実施例の作用について説明する。

例えば、塗装物や印刷物の生産において、紫外線の照射
により、塗料やインキを硬化させるとき、架台で被照射
物が移動して灯具１の照射開口部２に臨んで位置する。

そして、ランプ５から放射される紫外線が、直接あるい
はランプ５を取り囲んでいる反射板７により反射されて
、照射開口部２から被照射物に向けて照射される。

このとき、送風機１３から発生するほぼ室温の冷却風が
、送気用ダクト１２および送気用ダクト接続部１１を介
して送風口１４からランプ５に対して吹き付けられると
ともに、反射板７に沿って流れ、これらランプ５および
反射板７が冷却される。

これとともに、排風機により、灯具１の吸気口３，４か
ら吸込まれた外気は、冷却風として灯具１内で反射板７
の外側を流れ、この反射板７を冷却しながら、排気用ダ
クト接続部９および排気用ダクトを介して排出される。

そして、送風口１４から高圧水銀ランプ５に対して吹き
出す冷却風の風速が２０ｍ／ｓｅｃ以上であることによ
り、単位発光長あたりの消費電力が１８０Ｗ／ｃｍ以上
である水銀ランプ５でも確実に冷却され、このランプ５
は安定して連続点灯できる。

すなわち、１８０Ｗ／ｃ１１以上である水銀ランプ５で
も、連続点灯させて、塗装物や印刷物の生産に用いるこ
とができるようになる。

第３図に、前記実施例の構造の装置を用いた実測結果を
示す。同図は、高圧水銀ランプ５の単位発光長あたりの
消費電力がそれぞれ２００Ｗ／ｃＩｍ。

２２０Ｗ／ｃｍ、　　２４０Ｗ／ｃｍ、　　２１１０Ｗ
／ｃｍであるときについて、送風口１４からランプ５へ
の風速と、ランプ管壁の最高温度との関係を示したもの
である。

一般に、管壁温度は８００℃以下でなければならないと
されているが、風速が２０ｍ／ｓｅｅ以上ならば、１８
０Ｗ／ｃｍ以上のランプ５でも冷却されていることが第
３図かられかる。

なお、ランプ５への送風口は、前記実施例のように１つ
である必要はなく、第５図ないし第８図に示すように、
複数設けてもよい。第５図に示す装置では、先に説明し
た実施例と同様にランプ５に真上から対向する送風口１
４に加えて、灯具１の下面の照射開口部２の両側にも、
ランプ５に対向しこのランプ５へ冷却風を吹き出させる
送風口２１をそれぞれ設けている。なお、これら送風口
２１は、それぞれダクト２２により送風機１３に連通し
ている。また、第６図に示す装置は、第５図に示す装置
において、ランプ５の上方の送風口１４を省略したもの
である。また、第７図に示す装置は、反射板７の両側の
中間部にそれぞれ送風口２３を開口したものである。な
お、これら送風口２３は、それぞれダクト２４により送
風機１３に連通している。さらに、第８図に示す装置は
、第７図に示す装置において、第５図に示すような照射
開口部２の両側の送風口２１を加えたものである。

いずれにせよ、複数か所に送風口＋４．２１．２３があ
る場合には、少なくともいずれか１か所の送風口１４．
２１．２３からランプ５への冷却風の風速は２０ｍ／ｓ
ｅｃ以上とする。とにかく、送風口１４．２１゜２３を
増して、いくつかの方向からランプ５に冷却風を吹き付
けることには、ランプ管壁の温度分布を均一化する効果
がある。

また、前記実施例では、紫外線を照射するランプ５が高
圧水銀ランプであったが、単位発光長あたりの消費電力
が１８０Ｗ／ｃｍ以上のメタルノλライドランプである
場合には、送風口１４．２１．、２３からランプ５への
冷却風の風速は１５ｍ／ｓｅｃ以上とする。これにより
、高圧水銀ランプの場合と同様の作用効果が得られ、確
実な冷却によりランプ５を連続的に安定点灯させること
ができる。

第４図に、第１図および第２図に示す構造の装置を用い
た実測結果を示す。同図は、メタルノ１ライドランプの
単位発光長あたりの消費電力がそれぞれ２００Ｗ／ｃＩ
ｍ、　　２２０Ｗ／ｃｎ、　　２４０Ｗ／ｃ＋５１２８
０Ｗ／ｃ１１であるときについて、送風口１４からうン
プ５への風速と、ランプ管壁の最高温度との関係を示し
たものである。風速が１５ｍ／ｓｅｃ以上ならば、１８
０Ｗ／ｃｍ以上のランプ５でも冷却されていることが第
４図かられかる。

なお、メタルハライドランプよりも高圧水銀ランプの方
が大きな風速が必要なのは、メタルハライドランプに比
べ、水銀ランプは発光中心が上側になり、その分ランプ
管壁が加熱されやすいからである。

第９図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、この
実施例は、スポットクーラーなどからなる送風機を含む
低温気体発生装置２６と、この低温気体発生袋Ｍ２６か
ら発生する室温より低く冷却された低温気体をランプ５
および反射板７に吹き付けさせる気体流路２７とを備え
たものである。この気体流路２７は、低温気体発生装置
２６からの断熱材よりなるダクト２８が第１図および第
２図に示すような灯具１の送気用ダクト接続部１１に接
続されて構成されており、前述のような送風口＋４．２
１゜２３が出口になっている。

そして、紫外線の照射時には、低温気体発生装置２６か
ら発生する低温気体がダクト２８を介して灯具１に送ら
れ、送風口からランプ５および反射板７に吹き付けられ
て、このランプ５および反射板７が冷却される。その際
、冷却媒体である低温気体の温度が、室温よりも低く、
したがって約３０℃程度以下であることにより、室温の
冷却風が吹き付けられる先の実施例などに比べ、低温気
体の吹き付けに際しての風速、風量が低くても、ランプ
５および反射板７の冷却が確実になされる。そして、風
速、風量を低くできることにより、風の吹き付けによる
被照射物のまいあがりも抑制される。

このような低温気体を利用しての冷却は、特に、ランプ
５の単位発光長あたりの消費電力が１６０Ｗ／ｃｍ以上
であるときに効果的である。

第１０図および第１１図は低温気体発生装置３１の変形
例を示すものであり、この低温気体発生装置３１は、圧
縮空気を発生させる図示しないコンプレッサーと、この
コンプレッサーに管路３２を介して接続されたコルダー
（商品名）のような複数の低温空気発生吐出器３３とか
らなっている。これら低温空気発生吐出器３３は、圧縮
空気を導入すると、低温空気を吐出するものであり、ラ
ンプ５の上方にこのランプ５の管軸方向に並べて配列さ
れている。こうして、各低温空気発生吐出器３３から吐
出された低温空気がランプ５に吹き当たるようになって
いる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、つぎのような効果かえられる。

請求項１の紫外線照射装置では、送風口から水銀ランプ
に対して吹き出ｒ冷却風の風速を２０ｍ／ｓｅｃ以上と
したので、水銀ランプの単位発光長あたりの消費電力が
１８０Ｗ／ｃ１ｍ以上であるにもかかわらず、水銀ラン
プを確実に冷却でき、したがって、水銀ランプを安定し
て連続点灯させることができる。

また、請求項２の紫外線照射装置では、送風口からメタ
ルハライドランプに対して吹き出す冷却風の風速を１５
ｍ、／ｓｅｃ以上としたので、メタルハライドランプの
単位発光長あたりの消費電力がＩＨＷ／ｃｎ＋以上であ
るにもかかわらず、メタルハライドランプを確実に冷却
でき、したがって、メタルハライドランプを安定して連
続点灯させることができる。

さらに、請求項３の紫外線照射装置では、低温気体発生
装置から発生する低温気体をランプおよび反射板に吹き
付けさせるので、その際の風速、風量が低くても、冷却
を確実に行なうことができ、また、風速、風量を低くで
きることにより、風の吹き付けによる被照射物のまいあ
がりも抑制できる。

【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正面
方向断面図、第２図は同上側面方向断面図、第３図は風
速と水銀ランプの管壁温度との関係を示すグラフ、第４
図は風速とメタルハライドランプの管壁温度との関係を
示すグラフ、第５図ないし第８図は本発明の他の実施例
をそれぞれ示す概略側面図、第９図は本発明の低温気体
発生装置を用いた実施例を示す概略図、第１０図は低温
気体発生装置の変形例を示す概略正面図、第１１図は同
上概略側面図である。 ５・・ランプ、７・・反射板、１３・・送風機、１４、
２１．２３・・送風口、２６・・低温気体発生装置、２
７・・気体流路、３１・・低温気体発生装置。 −事」（− 」レリト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）紫外線を放射する水銀ランプと、 この水銀ランプを内包しこの水銀ランプから放射される
   紫外線を被照射体に向けて反射する反射板と、 送風機と、 前記水銀ランプに対向し前記送風機から発生する冷却風
   を前記水銀ランプに吹き付けさせる送風口とを備え、 前記水銀ランプの単位発光長あたりの消費電力が１８０
   Ｗ／ｃｍ以上である紫外線照射装置において、 前記送風口から前記水銀ランプに対して吹き出す冷却風
   の風速を２０ｍ／ｓｅｃ以上としたことを特徴とする紫
   外線照射装置。
2. （２）紫外線を放射するメタルハライドランプと、 このメタルハライドランプを内包しこのメタルハライド
   ランプから放射される紫外線を被照射体に向けて反射す
   る反射板と、 送風機と、 前記メタルハライドランプに対向し前記送風機から発生
   する冷却風を前記メタルハライドランプに吹き付けさせ
   る送風口とを備え、 前記メタルハライドランプの単位発光長あたりの消費電
   力が１８０Ｗ／ｃｍ以上である紫外線照射装置において
   、 前記送風口から前記メタルハライドランプに対して吹き
   出す冷却風の風速を１５ｍ／ｓｅｃ以上としたことを特
   徴とする紫外線照射装置。
3. （３）紫外線を放射するランプと、 このランプを内包しこのランプから放射される紫外線を
   被照射体に向けて反射する反射板と、低温気体発生装置
   と、 この低温気体発生装置から発生する低温気体を前記ラン
   プおよび反射板に吹き付けさせる気体流路と を備えたことを特徴とする紫外線照射装置。