JPH0624670B2

JPH0624670B2 - 紫外線光源装置

Info

Publication number: JPH0624670B2
Application number: JP3408189A
Authority: JP
Inventors: 稔綿貫
Original assignee: OKU SEISAKUSHO CO Ltd
Current assignee: OKU SEISAKUSHO CO Ltd
Priority date: 1989-02-14
Filing date: 1989-02-14
Publication date: 1994-04-06
Anticipated expiration: 2009-04-06
Also published as: JPH02214570A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、紫外線光源装置に関するもので、さらに詳言
すれば、紫外線硬化型塗料、紫外線硬化型インキ、ワニ
ス、各種レジストそして各種樹脂成形の接着または乾燥
硬化に利用される紫外線光源装置に関するものである。

〔従来の技術〕

プリント基板、印刷物、被膜等の製造を、短時間でかつ
熱的悪影響の少ない状態で達成すべく紫外線硬化型塗料
または紫外線硬化型インキが利用されるようになってい
る。

この紫外線硬化型塗料または紫外線硬化型インキの乾燥
硬化は、基板または紙等のワーク体表面に塗布または印
刷された紫外線硬化型塗料または紫外線硬化型インキ
に、紫外線光源から一定光量以上の紫外線を照射するこ
とにより達成される。

このワーク体表面に対する紫外線光源からの紫外線の照
射手法としては、不動に配置された紫外線光源に対して
ワーク体を一定の位置に不動に保持して達成する固定式
手法と、不動に配置された紫外線光源に対してワーク体
を一定の線形に沿って一定速度で移動させながら行う移
動式手法とがある。

固定式手法と移動式手法とは、それぞれが一長一短を持
っているが、強力な紫外線光源を使用できることから、
移動式手法の方が、はるかに速い乾燥速度を得ることが
できると共に、比較的均一な紫外線の照度分布を得るこ
とができると云う利点を持っている。

この移動式紫外線照射手法に使用される紫外線光源装置
の基本的な構造は、半楕円筒状または半円筒状さらに半
放物線筒状の鏡面を有する反射鏡に、長尺な高圧水銀灯
等の紫外線光源を取付けたものとなっており、長尺な紫
外線光源を使用した紫外線光源装置のワーク体表面にお
ける照射光線の照射光量分布が、第４図の照射光量分布
曲線Ｓに示した分布となるため、照射分布が均一である
紫外線光源３の中央部3aからの紫外線を乾燥に作用させ
るようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、上記した従来の移動式紫外線照射手法のた
めの紫外線光源装置は、強力な紫外線光源を利用するこ
とができると共に、比較的均一な照度分布を得ることが
できると云う利点を有しているのであるが、下記する問
題点がある。

発光光量の大きい長尺な光源の中央部分だけを利用し
てワーク体の乾燥処理を達成するので、発生光量の利用
効率が極めて悪い。

光源の中央部分だけを利用してワーク体の乾燥処理を
達成するので、ワーク体の幅に比べてはるかに大きい長
さの光源しか利用できない。

紫外線光源の発光部分の内、中央部からの光線だけを
利用しているので、発光部分の両端部の発光動作は全く
無駄となり、このため無駄な電力を多量に消費すること
になる。

ワーク体の幅寸法に比べて必要以上に大きい長さの紫
外線光源、すなわち大きい定格の紫外線光源を使用しな
ければならないので、電源設備を大型にする必要がある
と共に、紫外線光源装置に対する冷却設備の規模を大き
くする必要がある。

大きな紫外線光源を使用しているので、当然のことと
して発生する熱線も強く、このため紫外線光源装置をワ
ーク体から離して設置する必要があるため、多数の紫外
線光源装置を組込んだセンタードラム型高速ラベル印刷
機等の高速印刷乾燥機の全体寸法をいたずらに大きくす
る。

高速印刷乾燥機等にあっては、設備全体の幅がワーク
体の幅に従って設定されるものであるため、光源設置の
ためのスペース寸法に大きな規制を受けることになり、
この規制により光源の中心をワーク体の中心に対応させ
ることができなくなり、これによりワーク体表面の積算
照射光量分布が大幅に不均一になる。

ワーク体表面に対する紫外線光源装置からの照射光量
が常に一定であるので、高速印刷乾燥機におけるワーク
体の位置合わせ調整（トンボ合わせ）とか張力調整等の
ためのワーク体移送速度制御時に、ワーク体の不良乾燥
または焼損さらには火災事故を発生する危険がある。

一つのワーク体表面に、乾燥に必要とする単位時間に
おける紫外線の積算照射光量の異なる紫外線硬化型塗料
またはインキが前後して印刷される場合、各塗料または
インキに適正量の紫外線を照射することが不可能とな
る。

この従来技術における問題点の発生原因は、ワーク体表
面に対する紫外線の均一な積算照射光量分布を得るため
に、長尺な紫外線光源を使用した紫外線光源装置の照射
光量分布特性をそのまま利用していることにある。

そこで、本発明は、上記した従来技術における問題点を
解消すべく創案されたもので、長尺な紫外線光源を使用
した紫外線光源装置からワーク体表面に照射される紫外
線の一部を遮光することにより、紫外線光源の照射部全
域にわたって均一な積算照射光量分布を得ることを目的
としたものである。

また、他の目的は、紫外線光源装置からワーク体表面に
照射される紫外線の遮断量を、ワーク体表面における積
算照射光量分布を均一に保持したまま、完全遮断まで調
整制御できるようにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明の手段は、プリント基
板とか印刷物等の相対的に移動するワーク体表面に紫外
線を照射する紫外線光源装置であること、半楕円筒状または半円筒状さらには半放物線筒状等の鏡
面を有する反射鏡を有すること、この反射鏡に一定位置関係で取付けられた長尺な高圧水
銀灯等の紫外線光源を有すること、反射鏡の照射口部に、ワーク体への紫外線の照射を遮断
すべく前後方向に移動可能に配置された遮光板を有する
こと、遮光板を、反射鏡の照射口部全域を覆うことのできる大
きさの主体部分の前端中央部に、ワーク体に照射される
過剰光量を遮光するほぼ台形となった制御部分を延出設
して構成したこと、にある。

遮光板は、反射鏡の照射口部の前端縁と後端縁とのそれ
ぞれに一つづつ設けるのが良い。

また、遮光板の反射鏡に対する移動を、ワーク体の移動
方向に沿った揺動またはスライド移動により達成するの
が良い。

〔作用〕

遮光板をその制御部分だけが反射鏡の照射口部に突出位
置する姿勢に停止されると、反射鏡の照射口部からワー
ク体表面に照射される紫外線は、その一部が遮光板の制
御部分で遮光される。

遮光板の制御部分は、第４図に示すワーク体表面への照
射光量分布曲線Ｓの過剰光量Ｋを遮光する大きさおよび
形状に設定されているので、実際にワーク体表面に照射
される紫外線の積算された照射光量分布は、この過剰光
量Ｋを除去した状態となり、光源３の中心部3aと両端部
3bを含む発光部全域にわたって均一な照射光量分布とな
る。すなわち、従来の紫外線光源装置における均一な照
射光量分布範囲が光源３の中心部3aに対応した部分だけ
であったのに対して、本発明装置においては、中心部3a
と両端部3bとを含む光源３の発光部全域で照射光量分布
を均一とすることができるのである。

このように、本発明による紫外線光源装置は、光源３か
らワーク体Ｗ表面に照射される紫外線の一部を遮光して
均一な積算照射光量分布を得ているのであるから、ワー
ク体Ｗ表面に照射される紫外線の全体量は減少すること
になるが、乾燥硬化に必要とされる照射光量は、第４図
において60〜70％程度であり、ワーク体に対する紫外線
の照射光量の減少は約80％止まりであるので、ワーク体
の乾燥硬化処理に支障を生じることは全くない。

このように、遮光板の制御部分は、強力な熱線を含む過
剰光量Ｋを遮断するので、紫外線光源装置がワーク体Ｗ
に与える熱的悪影響を軽減させることができ、これによ
り紫外線光源装置とワーク体との相対的設置位置関係を
より接近させることができる。

この制御部分だけが反射鏡の照射口部内に突出している
状態から、遮光板を反射鏡の照射口部を覆う方向に徐々
に移動させて行くと、遮光板による遮光光量が増大する
ので、ワーク体表面への紫外線光源装置からの紫外線照
射光量が減少する。この遮光板の前進変位による紫外線
照射光量の減少は、制御部分による過剰光量Ｋ遮光の状
態を維持したまま、反射鏡の照射口部を前後方向から狭
める形態で達成されるので、照射光量分布を均一に保持
した状態で達成される。

このことは、遮光板の移動位置を制御調整することによ
り、ワーク体への紫外線の照射光量を、その分布を均一
に維持したまま任意に調整することができることを意味
しており、このため単一のワーク体に適正紫外線照射量
のことなるインキを順に印刷乾燥させる乾燥設備にあっ
ては、個々の紫外線光源装置の紫外線照射量を予め調整
設定しておくことにより、ワーク体の移送速度を調整す
ることなしに、ワーク体を一定速度で走行させたまま
で、良好な乾燥硬化を達成できる。

なお、遮光板を反射鏡の照射口部の前後両縁部に設け、
両遮光板が照射口部の中央部分で重なり合うことにより
完全遮光を達成するように構成すると、ワーク体表面に
対して垂直方向性が良く、また照射強度の大きい紫外線
を最後まで照射することができるので、遮光板による紫
外線照射光量制御が行い易くなる。

また、遮光板の反射鏡に対する移動手段を、揺動変位を
利用して構成した場合には、移動手段の構造を簡単にす
ることができる。これに対して、移動手段を、スライド
変位を利用して構成した場合には、移動手段の構成が揺
動変位を利用した場合に比べて複雑になると思われる
が、紫外線光源装置を充分にワーク体に接近させること
が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明装置の実施例を図面を参照しながら説明す
る。

第１図ないし第３図に示した実施例は、遮光板４の反射
鏡１に対する移動を揺動変位を利用して達成すべく構成
した例を示すもので、半楕円筒状または半円筒状さらに
は半放物線筒状をし、中央でかつ上端部に光源３を冷却
するための冷却孔２を軸芯に沿って開孔した反射鏡１
は、図示省略された反射鏡ボックス内に組付け固定され
ている。

この反射鏡１に取付けられる長尺な紫外線光源３は、反
射鏡１が半楕円筒状である場合には、第１焦点付近に、
また反射鏡１が半円筒状である場合には、鏡面と中心と
の約半分の位置付近に、そして反射鏡１が放物線筒状で
ある場合には、焦点付近にそれぞれ配置される。

この反射鏡１と光源３との光源部分に対する遮光板４の
組付けは、光源部分の紫外線照射方向とは反対側に配置
された支持軸８に、取付け軸受け９を介して回動可能に
取付けられた取付けアーム７により達成されている。

両取付けアーム７は、支持軸８に対して完全に同期して
逆方向に回動するように取付けられており、この両取付
けアーム７の同期した逆方向への回動により、両遮光板
４は、反射鏡１の照射開口部への侵入量に常に等しくし
ている。

遮光板４は、反射鏡１の照射開口部の前半部全域を覆う
ことのできる大きさのほぼ平板状となった主体部分５
と、この主体部分５の前端縁中央からほぼ台形状に延出
設された制御部分６とから構成されている。制御部分６
は、光源３の中心部3aと両端部3bとを含む発光部全長を
底辺とし、中心部3aの長さを項辺とし、さらに第４図に
示した光源部分の照射光量分布曲線Ｓの過剰光量Ｋの高
さの半分をその高さとした台形となっている。

この第１図ないし第３図に示した実施例による照射光量
の制御動作は、制御部分６だけ反射鏡１の照射開口部に
突出位置させた状態時を光源装置の最大照射状態とし、
以下遮光板４の主体部分５の照射開口部への侵入量の増
減により、ワーク体Ｗに対する光源装置からの紫外線の
照射光量を増減制御する。

第５図ないし第８図は、この遮光板４の反射鏡１に対す
る移動を揺動変位を利用して達成すべく構成したより具
体的な例を示すもので、反対鏡１と光源３との組合せ物
を組込んだランプハウス11を内蔵した枠体10の一方端部
に組付け室が一体に形成されていて、この組付け室内に
遮光板４の揺動駆動機構部分が収納されている。遮光板
４の揺動駆動機能部分は、駆動源であるパルスモータ12
と、このパルスモータ１２の出力軸に連結されたリンク
機構13と、このリンク機構13の回動出力端に一方の歯車
を噛み合わせた一対の噛み合い歯車14とから構成され、
この一対の噛み合い歯車14は遮光板４の支持軸８に固定
されている。各遮光板４にはそれぞれ専用の支持軸８が
設けられており、各支持軸８は取付け軸受９および取付
け体15を介して枠体10に取付けられている。このよう
に、支持軸８を両遮光板４別に設けたのは、取付けアー
ム７の長さを短くすることにより、装置全体の寸法の増
大をできる限り小さくするためである。

第９図および第10図に示した他の実施例は、遮光板４を
反射鏡１の照射開口部に沿って平行にスライド移動させ
て光源装置からの照射光量を増減制御すべく構成したも
ので、遮光板４は、前記状例と同様に一対設けられてお
り、各遮光板４の構成はほぼ同じであり、さらにその照
射光量の増減制御動作は全く同じである。この実施例の
場合、遮光板４が全く照射方向に変位しないので、光源
２と照射面との間隔スペースを充分に取ることのできな
い場合に有利である。

〔発明の効果〕

本発明装置は、上記した構成であるので、以下に示す効
果を得ることができる。

長尺な紫外線光源の発光部全長を、乾燥硬化処理に作用
させることができるので、光源が発生した紫外線を極め
て有効に利用することができると共に、それだけ無駄な
電力の消費を激減させることかでき、また紫外線光源の
ワーク体乾燥に作用する長さを増大させているので、同
一幅のワーク体を乾燥させるのに、従来よりも短い紫外
線光源を使用できる。

同一幅のワーク体を乾燥硬化させるのに、紫外線貢献の
長さを小さくすることができるので、同一ワーク体の乾
燥硬化に使用する紫外線光源の定格を小さくすることが
できるので、乾燥装置における電気設備の定格を低くす
ることができると共に、紫外線光源装置に対する冷却設
備の規模を縮小することが可能となり、さらに乾燥設備
全体の寸法を小さくすることもできる。

相対的に走行移動しているワーク体表面に対する紫外線
の積算照射光量を増減制御することができるので、ワー
ク体の移動速度に合わせて積算照射光量を適正に調整す
ることができ、常に良好な乾燥硬化の達成が可能とな
る。また、この積算照射光量を個々の紫外線光源装置で
適正に制御調整することができると云うことは、一定速
度で移動しているワーク体の表面に適正乾燥硬化のため
の紫外線の積算照射光量の異なるインキが順次印刷され
る場合でも、個々の紫外線光源装置における積算照射光
量を制御設定することにより、良好な乾燥硬化を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の一実施例の基本的構成を示す縦
断正面図である。第２図は、第１図図示実施例の側面図である。第３図は、本発明装置に使用される遮光板の全体形状お
よび光源に対する大きさを示す説明図である。第４図は、ワーク体表面における光源装置からの紫外線
の積算照射光量分布の特性形態を示す特性線図である。第５図ないし第８図は、第１図に示した実施例のより具
体的な構成を示すもので、第５図は全体縦断正面図、第
６図は遮光板の組付け構成を示す左側面図、第７図は遮
光板の揺動駆動機構の構成を示す右側面図、第８図は遮
光板と光源部分との組合せ位置関係を示す側面図であ
る。第９図および第10図は、他の実施例を示す縦断正面図
で、第９図は全開状態を、第10図は完全遮断状態を示
す。符号の説明１；反射鏡、２；冷却孔、３；光源、3a；中心部、3b；
端部、４；遮光板、５；主体部分、６；制御部分、７；
取付けアーム、８；支持軸、９；取付け軸受け、10；枠
体、11；ランプハウス、12；パルスモータ、13；リンク
機構、14；噛み合い歯車、15；取付け体、Ｗ；ワーク
体、Ｓ；照射光量分布曲線、Ｋ；過剰光量。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｈ 6921−4Ｅ 3/28 Ｄ 7511−4Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント基板等の相対的に移動するワーク
体(W) 表面に紫外線を照射する紫外線光源装置であっ
て、半楕円筒状または半円筒状さらには半放物線筒状等の鏡
面を有する反射鏡(1)と、該反射鏡(1)に一定位置関係で組付けられた長尺な高圧
水銀灯等の紫外線光源(3)と、前記反射鏡(1)の照射口部に、前記ワーク体(W) への紫
外線の照射を遮断すべく前後方向に移動可能に配置され
た遮光板(4)と、から成り、前記遮光板(4)を、前記反射鏡(1)の照射口部
全域を覆うことのできる大きさの主体部分(5)の前端中
央部に、前記ワーク体(W) に照射される過剰光量(K) を
遮光するほぼ台形となった制御部分(6)を延出設して構
成した紫外線光源装置。
【請求項２】遮光板(4)を、反射鏡(1)の照射口部の前端
縁と後端縁とのそれぞれに一つづつ設けた請求項１記載
の紫外線光源装置。
【請求項３】遮光板(4)の反射鏡(1)に対する移動を揺動
により達成した請求項１記載の紫外線光源装置。
【請求項４】遮光板(4)の反射鏡(1)に対する移動をスラ
イド移動により達成した請求項１記載の紫外線光源装
置。