JPH11501875A

JPH11501875A - 感光性基板の中のフォトイニシエータを起動する方法及びかかる基板を硬化させる装置

Info

Publication number: JPH11501875A
Application number: JP8527188A
Authority: JP
Inventors: ヤンセン，カヤ
Original assignee: マティーセン，ネイル・ラング; アンドレアセン，クヌ; ヤンセン，カヤ
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 1999-02-16
Also published as: DK0879146T3; EP0879146A1; WO1996028302A1; ES2155600T3; EP0879146B1; ATE198854T1; DE69611697D1; DE69611697T2; AU5001396A; US5945680A

Abstract

(57)【要約】紫外線放射によって凝固する例えば印刷用のインク、ラッカー、にかわのような感光性の基板（６）中のフォトイニシエータを起動する方法であり、この方法によってこの感光性基板および光ユニットが予め定められた速度で互いに移動し、前記光ユニットが、紫外線を引き出し開口部を介してこの基板に向けて方向付けするための反射体（２、１０）を持つランプハウジング（１）中に置かれた紫外線光源（４）を有し、さらにこの方法によって、この光ユニットとこの基板（６）の間の相互走行速度および他の予め定められたパラメータによってこの紫外線光源（４）用の電子バラスト（３０）に信号を放出する制御ユニット（５０）によって光放出が制御される。この光源による光効果の利用およびこの光源（４）の長期耐久度を最適化するために、この電子バラスト（３０）は、実質的に矩形波形状であり、さらにその極を変化させることによって電流の放射が遮断されることが実質的にない交番電圧を出力するタイプのものであり、したがってこの光源（４）は、この光源からの直接光とこの反射体が放出する光の双方をこの光源（４）と並行に走る光の線（５）上に焦点合わせするための手段（２、１０、１７）を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】感光性基板の中のフォトイニシエータを起動する方法及びかかる基板を硬化させる装置技術分野本発明は、紫外線の放射によって凝固する印刷用インク、ラッカー、にかわのような感光性基板の中のフォトイニシエータを起動する方法であり、この感光性基板と光ユニットは予め定められた速度で互いに相対して移動し、この光ユニットは、紫外線を引き出し開口部を通して基板に方向付けするための反射体を持つランプハウジング内に置かれた紫外線光源を有し、光放射が、光ユニットと基板間の相互走行速度および他の予め定められたパラメータによって紫外線光源用の電子バラストに信号を送出する制御ユニットによって制御される方法に関する。また、本発明はこの方法によって基板を硬化させる装置を含む。背景技術紫外線で起動されたフォトイニシエータにより凝固するワニスおよびラッカーは多くの分野で使用されている。十分な光強度、および十分な光量、すなわち一領域毎に時間とともに増幅された力、また一平方センチメータ毎にジュールで計測した力により硬化の質は決まることがフォトイニシエータを起動するために紫外線を使用する方法全てに共通する特徴である。本発明の重要な応用分野である、プリンタの分野での最新の技術は現在まで反射体を備えた単純なランプハウジングおよびプリンタ上の強力な紫外線ランプを装備することに限られていたため、印刷装置により通過した後、紙匹（paper we b）は光の強いランプハウジングの下を常に通る。プリンタが経済的に採算が合うためには、紙匹のスピードを高くしければならないので強力な紫外線または複数のランプをそれぞれの後に使用し、紙匹を裏移りせず巻きとることができるよう印刷用インクを完全に硬化し乾燥させる。この接続において、次に生じる熱膨張とともに紙面の高温に関して問題が生じ、多くのプリンタで異なる色で互いの後に行う印刷処理が不正確となる。すなわちサーモプリンタで使用する感熱紙の黒色化である。新規なランプ構造においては、光の紫外線部分だけがフォトイニシエータによって起動されて用いられるので、熱放射の一部を除去する手段が取られた。冷光鏡および空気系の空冷システムを備えたガラス管が赤外線の放射を取り除く方法は第ＵＳ−Ａ−４，５６３，５８９号により周知である。空気および水により冷却される反射体により赤外線の熱放射の一部が吸収される、他のシステムが周知である。一定の光量で硬化の過程を進めるため印刷用インクでフォトイニシエータの量を増加することは可能である。しかしフォトイニシエータ同士シェードしあい、表面の硬化を主に改善するが、一方光が弱くなる深いところでは硬化は悪化する。さらにエチルアルコール系の印刷用インクのような伝統的な代用品と比較すると、フォトイニシエータの価格は高い。しかし暑い空気により乾燥するエチルアルコール系の印刷用インクを使用すれば他の障害が生じる。大量の可溶化剤を放出するためかなりの環境問題を引き起こすためである。紫外線により硬化した印刷用インクを使用すれば、同様の環境問題は生じない。しかし特に空冷のランプハウジングを使用する、１８５ｎｍの長さの波長を持った紫外線のもっとも波長の短い部分によって空気の酸素の一部がオゾンに変わるところでは紫外線を使用するので、あまりに大量のオゾンが発生するという問題が生じる可能性がある。ランプハウジングを通過する間、あるクリティカルレベルを越える強い紫外線を受けなければフォトイニシエータは効率よく働かないことが知られている。ランプハウジングから出た光を比較的狭い領域に集めることで強度が増加することが知られている。今までは機械的バラストによりランプに与えた光がなめらかに流れないためランプから出た光強度は一定となり、ランプから出た光強度が制御されてきた。余分の光を使うこと、または放出した光をある程度に限り紙匹に集中することで、変調した光の影響を実際に避けてきたためランプの光強度に対し発振周期に相応する時間の紙匹の動きより広い領域が照射されている。電子バラスト回路がデンマーク特許出願広告第１５７９９２号公報により周知であり、これによれば、気体放電ランプは点灯されたり、効果が変動するように点灯させ得る。電子回路は、１ミリセカンド未満の周期以外で一定の電流をランプに供給するが、この場合、極逆転器は、ランプの構造および耐久度を考慮して電流を逆転させる。さらに、この電子回路によって、最高度と最低度間の例えば係数１０の広い範囲内でランプに与えられる効果を制御することが可能である。発明の開示本発明の目的はフォトイニシエータの起動により照明の過程を最適化することにある。すでに起動されたフォトイニシエータに限り長時間照明することで、さらに多くのエネルギを与えても硬化の過程に比較的影響は少ないように、フォトイニシエータの起動に対しクリティカルレベル以上の光強度は硬化の効果をわずかにしか増加させないという認識の元に本発明は立っている。したがって紫外線を使用することに関し障害および費用を最小限にするよう一定の光源から枚出した光を最適に利用することが本発明の目的である。本発明の方法によれば、電子バラストは実質的には矩形波の交流電圧を発生するタイプのもので、その極を変えることで電流の発生を妨げることは実質的になく、光源からの直接の光および基板状に光源と平行して走る光ストリーマに反射体が放出した光に焦点を当てる手段を光ユニットは与えられている点にその方法の特徴がある。本発明による方法でほぼ一定の光の放出を確実にする光の制御を光利用率の最大化と結びつけることで光利用の最適化は得られる。光の焦点を比較的狭い線に当てることで高度の光強度を得ることができ、同時に紫外線光源を制御する特別のバラストにより基板の硬化が不規則になるほどに光が変調することはない。米国特許出願公開第４，０３３，２６３号公報から、感光性基板の硬化の紫外線光源のバラストの制御が周知である。この周知の装置では光源に与えられた効果はトライアック（triac）により減少し、交流電流は遮断され、紫外線光源から放出した類似の光は同様に変調する。光ユニットの通過の間、全ての領域を確実に照射するよう基板を広い領域にわたり照射することを変調した光の放出はもとめる。これはフォトイニシエータ起動のための最小の光強度を得るためランプからの大きな効果を必要とする。本発明の方法により、大きな光強度および最小の変調で狭い線に光の焦点が当てられる。これにより一定のランプ効果が最適に利用され、オゾンの発生のような他の障害が減少するのと同様に、熱消費に関したかなりの障害が減少する。本発明の方法によれば、光源から放出した光の一部は反射して光源の軸に戻ってくるように反射体の一部は環状切片を持ち、光源に関して同軸上に置かれているため焦点を簡単に当てることができる。この配置により光発生量は反射体の反対方向で増加して、光源から直接放出した光に使用される同じ反射体の配置により焦点を当てることができる。本発明によれば、可視光線および熱放射は引き出し開口部に配置したフィルタ、すなわち実質的に紫外線しか通さない前述のフィルタによりフイルタリングオフされる。そして引き出し開口部に向かって光源から直接放出した光の一部は焦点を当てる手段を通過してしまう、それにより照射された領域での熱の影響が大きくなりすぎることなく狭い線で高度の光強度が得られる。本発明はまたこの方法を使用することにより、感光性基板を硬化する装置に関するものである。装置は請求の範囲第４項乃至第９項に記載されている。本発明の目的は、紫外線光源からの光の利用を最適化する装置を提供することである。比較的狭い線に光の焦点を当てることで実質的に一定の光の放出を約束する電流の供給と光源から放出された効果に比例した高度の光強度を結びつけることで最適化は得られる。光源が長く光ユニットにとどまることが、放出された光を効果的に利用するためには必要であり、それにより光を狭い場所で作ることが可能となる。本発明によれば反射体には冷光鏡が含まれ、その背後には冷却剤により流れる冷却用の部品が配置されており、冷光鏡の断面は半面で、紫外線光源と同軸に配置されている。冷光鏡それ自体には焦点を当てる影響はないが、ランプを通し光を戻し、直接放出した光に加わりこの光と共に焦点を合わせる。配置により光源と鏡の間にスペースを与えることが可能となり、光源に必要な冷却が生じる。本発明によれば出口の開口部に向かって直接光源から放出した光の焦点を合わせる手段は光源と平行に配置されたロッド形状のレンズである。楕円の断面プロフィールを持ち、楕円形の焦点の一つに光源と共に配置されている反射体によって焦点を当てられるのは、引き出し開口部に向かって直接放射されない光の一部である。本発明の装置の特に好ましい実施形態によれば、引き出し開口部の前面に光フィルタを装備するが、このフィルタは熱放射および可視光線を反射し、さらに、紫外線光源からの直接光が実質的に冷光鏡に向けて反射されるような半径を持つ円の扇状部分にほぼ対応する断面プロフィールをもっている。このようにして光源への熱負荷は減少し、基板に対面する装置は好ましい形状となり、これによって基板が光フィルタと接触してそれを汚染したり破損したりする危険性が減少する。特に本発明による装置の最後に述べた効果は実際問題として最も価値のあるものであった特性である。本発明による装置では、光源と反射体の残り部分の間の最小の距離よりも、光源と冷光鏡の間の距離のほうが大きい。この特性により装置のコンパクトなデザインと関連して光源の周囲に冷却空気が十分に循環できるようになっており、それにより使用された部品の妥当な耐久度が可能になる。図面の簡単な説明本発明を以下の図面を参照にして詳細に述べる。図１は本発明による方法を実行するための装置の一般的な配置を示す図である。図２は本発明による光ユニットの中の縦断面図である。図３は光源と基板の間で光路が遮断された光ユニットの断面図である。図４は起動された状態の光ユニットの中の断面図である。図５は従来の機械的バラストを使用する、時間の関数としてのランプ電流トおよび光強度を示す図である。図６は極の変化と共に電子バラストを使用する、時間の関数としてのランプ電流および光強度を示す図である。図７はより詳細な実施形態中の光ユニットの断面図である。発明を実施するための最良の態様紫外線を使った処置で硬化する印刷用インク、ラッカーおよびにかわのようなものの中で感応性の基板のフォトイニシエータを起動させるための図１に示された装置は、ランプ４から基板上の焦点を合わせる線５まで光線を導く反射体２を備えたランプハウジング１を含み、材料６がその上に当てられ、ランプハウジング１の下を矢印７の方向に向かい予め定められた早さで動く。静止したランプハウジングの下に材料を移動するか、または材料を動かす必要がないようにロボットアーム上にランプハウジングを置くことで予め定められた移動の速さを得ることができる。ランプに力を与える際に電子バラスト３０が挿入され、上述のバラストはケーブル３１によりランプと接続する。コントロールパネル５０と接続している計測装置により走行速度が登録される。コントロールパネルは電子バラストと接続しており、同様に電子バラストは共通の主電源と接続している。コントロールパネルには、バラスト調整に必要な信号を送出する回路が含まれる。これらの回路は、紫外線光源に供給されるエネルギを電子バラストが現在のところ、所望の光量を満足させる最小値に調節する。入力信号として、これらの回路は、登録された運動速度および、光ユニット中に置かれた光測定装置からの情報を用いる。光を最小化することによって、基板が曝される熱負荷は、光ユニットにたいする負荷が減少するように減少する。したがって、基板は、より効率的に照射されるようになり、特に、紫外線光源の寿命は増す。そのうえ、紫外線光源の摩耗による光発生量の減少が自動的に補償される。この調整は現在、速度区間内で実行され、その下限値は、基板が材料にあてがわれる最低速度に設定することが望ましい。この下限値を超えると、光ユニットは、アイドリングまたは待機するように調整されて、光ユニットからの放射による損傷を最小にする。単純な実施形態では、制御ユニットは、光放出と材料速度間の線形変動を補償し得るが、より洗練された実施形態中では、フォトイニシエータが、台を装備しているためにこのような線形起動をしないこと、または別の仕方で、照明の制御と登録速度との間に非線形依存性を持つことを補償する。非線形のダイナミックな感度、すなわち光強度が異なれば単位面積当たりの光量で測定した起動レベルも異なることを考慮した本発明の目的は、フォトイニシエータの消耗をできるだけ最小にし、好ましくない熱影響を減少させて、所望の硬化レベルを得るために照射を最適化することである。電子バラストは、米国特許第５、０５１、６６６号公報または、バラストの設計の詳細に関連して参照されているデンマーク特許第１６７、９９２号に開示されているタイプのものである。電子バラスト自身は、本発明中では構成部品としての役割しか与えられていなくて、その部品ではない。電子バラストは、ランプに伝達される効果が例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚで変調されず、逆に、１ミリ秒未満の耐久度を持つ周期とは異なった時間にわたってほぼ一定であることが望ましい。これは、ランプにサイン波を持つ電力を供給する従来の機械式ランプとは異なっており、したがって、この効果および継いで起こる光放出が、主電源電圧中のサイン波形を持つ２倍の周期を持つ波形で変調される。機械式バラストによって供給される電流および光発生量の形状を図５に示す。電子バラストを用いるランプのパワーおよび光発生量を示す図６から分かるように、電子バラストを部品として持つ本発明による装置によって、単に光放出を１ミリ秒未満の短い周期で減少させ、ランプの構造および耐久度を考慮して極を変更されて、一定の（かなり良好な近似で）光発生量を得ることが可能である。電子バラストを用いることによって、約１／１０，０００秒の反応時間で光放出を制御することが可能となる。この迅速な反応は、紫外線光源を制御する別の方法への可能性を開くものであるが、焦点合わせ幅と比較して高い周波数および光源と材料間の相対速度を用いても、デューティサイクルによる調整が可能となる。この調整法によって、ランプが、所望の部分的効果に応じた期間の一部で全効果で点灯される、例えば１ミリ秒の各々の周期内で衝撃が与えられる。周波数および相対速度は、材料が通過時に１．０以上、好ましくは２．０以上の光量を受領するように調整することが望ましい。光ユニットからの光放出が減少する他にも、熱放射が、ランプハウジング１を適切に設計することによってさらに減少する。図７から分かるように、ランプハウジングは、熱線１１がこのランプから、水などの冷却媒体を冷却管を循環させて熱を取り除く冷却部品１２を通過させる冷光鏡を備えている。ランプハウジング１は、紫外線の直接光線および紫外線の反射光線を通過させる一方では熱線および可視光線を実質的に後方に反射させる光フィルタを持つ窓１３という引き出し開口部を備えている。冷光鏡１０は円の扇状部分として設計され、伸長された管状ランプ４であることが好ましい紫外線光源と同心円で位置されている。このランプから冷光鏡１０方向に放出される紫外線は、ランプの長手方向軸を通って後方に反射される。窓１３もまた円の扇状部分のような輪郭から成っており、ランプの長手方向に直角に放出される紫外線は、窓のガラス表面をほとんど直角に通過し、一方ではランプの長手方向に直角に放射される熱線は、ランプには戻らないがその脇を通過して冷光鏡１０を介して冷却部品１２中に到達するように反射される。ロッド形状レンズ１７は、直接光線を、それが窓１３にほぼ直角に入射し次に、光の紫外線部分と結合されて焦点合わせ線５中に入るように偏向させるためにランプ１４の下に位置される。冷光鏡を持つ冷却部品１２はランプ４に向けて折り曲げられ、その端部には、ランプ４からの光が自身を介して反射されるように方向付けされている鏡２５を備えている。ランプ中に反射される光は明白に、その中に部分的に吸収されるがまた、これによって新たな光が発生する。この新しい光の方向は不定で、全ての方向に放出されるが、これはランプハウジング中の効率的な焦点合わせシステムにとって障害とはならない。コントロールパネル５０は、オンオフスイッチとしても作動するうえ、装置の機能の容易な制御を可能とする監視ランプ５２を備えた光量調節用のスイッチでもある。ランプの使用寿命中に、光発生量は光学系にたいする摩耗や起こり得る汚損などによって減少する。これは通常は、新品のランプによって例えば３０％だけランプハウジングを大きめに寸法を決めることによって補正される。これによって、プリンタは通常は、ランプの、それがほとんど紫外線を放出せず、したがって印刷物の質が非常に悪化するまでの全効果状態で、動作する。一方では、電子バラストと関連する本発明によって、紫外線光度計をランプハウジング中に配置し、それを、ランプへの効果の自動的な再調整を実行する電子バラストに接続させることによって、ランプの摩耗問題および他の好ましくない変動の問題が解決される。黒、銀、緑青、黄色など色が異なると光強度も大幅に異なるが、機械式バラストを持つ従来のランプハウジングはほとんど常に最大の効果を持つ。しかしながら、一部の工場施設は２／３から１／２の効果に調節され、これによってエネルギを少し節約している。逆に本発明ではエネルギの節約は最適化され、紙が加熱されることは少なく、光強度も正確に調節可能である。プリンタにとって一度、任意の色に対して最適な光量が分かれば、その数値をジュール／ｃm²単位で表し、それによってこの数値を、紙の走行速度が最後に印刷した時とは異なっているか否かにかかわらず、その色が次に使用される時に即座に設定できる。紙の走行速度が、例えば厚い黒や白色の場合に光量（ジュール／ｃｍ²）の設定値が増すにつれて増加する場合、もちろん、光学系が供給できる光の量には上限もある。請求の範囲第１２項で提案されるように、制御ランプがこの制限値を表示するが、例えば、緑色ランプは正常動作を示す。この光が黄色に変わると、所望の光量供給に関して問題が発生し始めていることを示し、赤色に変わると、紙の走行速度を落とさなければならないほど、光量供給に関して大問題が発生したことを示す。紙の走行速度が非常に高いと、互いに前後する２、３のランプハウジングを配置して、電子系統を共通のコントロールパネル上のボタンで同期させて相互調整させてもよいし、コンピュータからの制御信号に基づいてディジタル調整させてもよい。ランプ、すなわち、紙の走行速度が増したときに、効果を迅速に増加させることを可能にするためにランプを充分暖かく保つために最小限の値の効果を供給する必要がある金属蒸気の電気アークを持つ気体放電ランプからの光放出には下限もある。点灯の必要のないランプのスイッチをオフする代わりに、請求の範囲第１１項記載の制御ユニットを用いて、ランプハウジング内の小型のサーボモータに制御信号を送出し、これによって反射体を一緒に回転させることによって光を最小値に設定してもよい。ハウジング中では、光はランプから、密閉された反射体を介してランプに戻り、これによってランブを充分に暖かい待機状態に保つ。プリンタが始動されると、反射体は、紙がゆっくりと動き始めるとすぐに開放し、次に、紙の走行速度が増すと同時に光強度が増加する。ランプが摩耗のためにまたは動作温度が完全には正確でないために、所望の光強度を充分供給できない場合、電子バラストは自動的に、ランプを通過する光流量を通常値の最大１５０％まで増加させるが、このようなことをすると、ランプをそれが交換される以前に完全に摩耗し尽くすおそれがある。この制御メカニズムも同様に公差を保証するが、これは新品のランプに対して常に実行しなければならない歪み修正（rectification）である。好ましい実施形態中では、ランプは、赤色、黄色、緑色の１セットとなった３つのランプから成っている。緑色光は、照明ユニットが所望の光量を供給していることを示すが、一方黄色光は、照明ユニットが所望の光量を完全には供給できていないことを示し、これは、ランプを取り替えるべきである兆候であるが、この問題は速度を減少させるだけで解決される。赤色光は、ランプが所望の光量を供給できないことを示す。装置をそれを主電源に接続することによって始動する時、制御ユニットが電子バラストを制御して、ランプに、それが紫該線を放出する「待機」状態にまで加熱されるような電力を供給する。光メーター８からのフィードバックを通じて、この待機位置は、主電源からエネルギを最小限供給することによって維持される。待機位置においては、ランプハウジング内の反射体は同時に回転されて、ランプと外部開口部間の光路を妨げる。反射体を閉じる事によって、放射の方向はランプ向きに変わり、これによって、それが待機動作用の電流を受けるだけでそれを暖かく保つ働きをする。所望の光量は、コントロールパネル上で数値として設定してもよいし、こうする代わりに、光ユニットが用いられているマシンを制御するコンピュータによって設定してもよい。ランプハウジング内蔵の光メーター用の校正ボタンもまたコントロールパネル上に備えられている。ランプを取り替える際には、もし校正済みのランプが挿入され、光メーターがランプの光強度の校正時に測定された基準値に対応する値に調整された場合、光メーターが調整される可能性がある。ランプを光規定として使用することによって、短波光のゆえに、暴露されるとその感度をいくらか徐々に失う光メーターを単純で安価な方法で調節することが可能である。ランプハウジングを図２に長手方向で示す。紫外線光源１０は、このハウジングに沿って置かれた伸長された管状ランプであることが分かる。ランプの上には、冷光鏡および冷却部品が備えられている。引き出し開口部の延長線上には、実質的に紫外線しか反射しない鏡２１配置されており、この鏡で反射された光線中には、光発生量を登録する光メーター２０が置かれている。ランプハウジングが断面図で示されている図５から分かるように、冷却装置もまた、ランプハウジングの側壁に沿って置かれている冷却管２２を有している。冷光鏡のサスペンションは、ランプ４を通過する加熱された空気が反射体２とハウジングの外壁間を下方に通過し、これによって冷却管２２によって冷却されるようなものである。オゾンの漏れを防ぐことを考慮してランプハウジングは密閉構造として設計されているので、ランプハウジング内は充分に冷却されることが重要である。この密閉構造のために、ダストは、鏡に付着して光発生量を劣化させかねないので、侵入しないようにされる。フォトイニシエータを起動する光の発生量を上げるために、非酸化空気を照明ユニットおよび基板あてがい手段の周りに、例えばこれらの領域に窒素を供給して作ると利益となる。本発明によれば、この窒素供給は、制御ユニットから送出された信号を手段として制御バルブを制御することによって、相対走行速度とは無関係に実行される。この速度が増加するにつれて、供給量も増加するが、静止すると、供給は停止し、これによってすなわち、長期にわたる静止状態時での窒素の漏れおよび無駄が避けられる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年４月１１日【補正内容】明細書感光性基板の中のフォトイニシエータを起動する方法及びかかる基板を硬化させる装置技術分野本発明は、感光性の基板における硬化プロセスのためのフォトイニシエータを含有する例えば印刷用のインク、ラッカー、にかわのような感光性基板を硬化させる装置であり、この装置は、この基板と光ユニット間の相対的移動を設定するためのデバイス中に置かれ、紫外線透過性窓および、電流制御用電子バラストを備えた円筒形の紫外線光源を持ち、さらに、紫外線光源からの光を紫外線透過性窓に向けて方向付けするための冷光鏡を含む反射体システムを有するランプハウジングを有する光ユニットを有する装置に関する。背景技術紫外線によって起動されるフォトイニシエータによって凝固するワニスおよびラッカーは多くの分野で用いられている。フォトイニシエータを起動するために紫外線を使用する全ての方法に共通の特徴は、硬化の質が、光強度が充分であるかということおよび光量、すなわち電力（ジュール／ｃｍ²）に（時間／単位面積）を乗算したもの、が充分であるかによることである。従来、本発明の重要な応用分野である印刷機械は、紙匹がその下を通過する多くの単純なランプおよび強力な紫外線ランプを備えていた。印刷速度を増すために、ランプの数を増やしたり個々のランプの電力を増して、印刷インクを充分に硬化させ乾燥させ、紙匹が、印刷インクの裏移りなしで巻かれるようにすることが慣行であった。ランプの消費する電力が増加すると、紙表面の温度が上がり、継いで熱膨張が発生し、これによって多くの印刷ステーション中で複数の印刷手順が互いに進行する場合に不正確さを生じるという問題が起こる。最近のランプの構造では、光の紫外線部分だけをフォトイニシエータによって積極的に使用するというように、熱放射の一部を取り除く方針が取られてきた。米国特許出願公開第４，５６３，５８９号公報に、光源と窓の間に置かれた冷光鏡およびブロッキング管で赤外線の放射を取り除くという方法を開示している。赤外線熱放射の一部を、空気と水で強力に冷却される反射体で吸収する他の方法も周知である。通常は、紫外線ランプの光強度は、ランプにたいする電流供給を完全には平滑化できず、したがってそれに応じた変調光出力を供給してしまう機械式バラストによって制御される。したがって、照射される領域が、ランプの光強度を保つための発振周期に対応する時間で紙が移動する範囲より広くなるようにするために、余分の光が必要となる。デンマーク特許出願公告第１６７，９９２号公報で電子バラスト回路が周知であるが、これを手段とすると、気体放電ランプが点灯されたり、またはさまざまな効果を伴って点灯する。この電子回路は１ミリ秒未満の周期以外の周期でランプに定電流を供給するが、この周期の間に、極逆転器がランプの構造および耐久度を考慮して電流の極性を逆転させる。そのうえ、電子回路によって、最高度から最低度の間の例えば係数１０の広い範囲内でランプに与えられる効果を制御することが可能となる。電子バラストの使用によって、紫外線によるフォトイニシエータの起動プロセスの最適化が可能となる。この最適化は、電源の変動による光強度の変調を除去することにあり、さらに、放射された光の強度を正確に制御することにある。本発明は、すでに起動されたフォトイニシエータの暴露時間を長くするという形態でのさらなるエネルギの供給がほとんど効果がないという認識に基づいている。さらに、硬化作用が起こる深度は、暴露時間ではなく、主として光暴露の強度による。任意の光源から放出された光を有効的に利用することによって、高電力供給による加熱の除去から発する問題が軽減する。発明の開示本発明の目的は、電源用電子バラストを使用する紫外線を用いて感光性の基板を硬化させて、消費電力を減少させ、これによって紫外線ランプの寿命を伸長できる装置を提供することである。本発明による装置は、光源と窓との間に、光源から直接放射された光を基板上の狭い照射領域中の窓に向けて焦点合わせするレンズ手段が備えられていて、中心が光源の軸上に位置している円の一部である断面を冷鏡が持ち、この冷鏡は、反射された紫外線をこの基板上の狭い照射領域上に焦点合わせする２つの楕円鏡間に位置する窓とは反対側の光源の側に配置されていることを特徴とする。本発明による装置は、任意の光源からの光を、実質的に全ての放出光を高い光強度を持つ狭い領域に焦点合わせすることによって有効に利用する。冷鏡を配置することによって、光源からの熱反射を減少し、他の焦点合わせ手段の方向への光放出を増加させ、光源からの熱を吸収する効果的な手段が提供される。光源の効果的な利用によって、消費熱量に伴う欠点やオゾン発生などの他の欠点も減少する。本発明によると、紫外線透過性の窓というフィルタリング手段は、円の一部に応じた断面を持つ。本実施態様では、光源にたいする熱負荷が減少し、基板に面している装置の表面はさらに、好ましい形状となり、これによって基板が光フィルタと接触してそれを汚染したり破損したりする危険性が減少する。特に、本発明による装置の最後に述べた効果は、実際問題として最も価値あるものであった特性である。本発明による装置では、光源と反射体の残り部分の間の最小の距離よりも、光源と冷光鏡の間の距離のほうが大きい。この特性により装置のコンパクトなデザインと関連して光源の周囲に冷却空気が十分に循環できるようになっており、それにより使用された部品の妥当な耐久度が可能になる。図面の簡単な説明本発明を以下の図面を参照にして詳細に述べる。図１は本発明による方法を実行するための装置の一般的な配置を示す図である。図２は本発明による光ユニットの中の縦断面図である。図３は光源と基板の間で光路が遮断された光ユニットの断面図である。図４は起動された状態の光ユニットの中の断面図である。図５は従来の機械的バラストを使用する、時間の関数としてのランプ電流トおよび光強度を示す図である。図６は極の変化と共に電子バラストを使用する、時間の関数としてのランプ電流および光強度を示す図である。請求の範囲１．感光性の基板中に硬化プロセス用のフォトイニシエータを包含する例えば印刷用のインク、ラッカー、にかわのような該基板を硬化させる装置であり、該装置が該基板と光ユニット間の相対的移動を確立するための装置中に置かれる光ユニットを有し、該光ユニットが紫外線透過性の窓および電流制御用の電子バラストを備えた伸長された円筒形紫外線光源を持つランプハウジングを有し、該ランプハウジングが該紫外線光源からの光を該紫外線透過性窓に向けて方向付けするための冷鏡手段を含む反射体のシステムを有する装置において、該光源と該窓との間に該光源から直接放出された光を該基板上の狭い照射された領域中の該窓に向けて焦点合わせするためのレンズ手段が与えられていて、該冷鏡が該光源の軸上にその中心を持つ円の一部である断面を持ち、該鏡が反射された紫外線を該基板上の該狭い照射領域上に焦点合わせする２つの楕円形鏡間に置かれた該窓と反対側の該光源の側に配置されていることを特徴とする装置。２．請求の範囲第１項に記載の装置において、該紫外線透過性窓のフィルタリング手段が円の位置に対応する断面を持つことを特徴とする装置。３．請求の範囲第１項または第２項に記載の装置において、該光源と該冷光鏡との間の距離が該光源と該反射体の残余の部分との間の最小距離よりも大きいことを特徴とする装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ヤンセン，カヤデンマーク国リュンブュデー・カー− 2800 ケルパルケン４【要約の続き】並行に走る光の線（５）上に焦点合わせするための手段（２、１０、１７）を備えている。

Claims

【特許請求の範囲】１．紫外線によって凝固する例えば印刷用のインク、ラッカー、にかわなどの感光性基板中にあるフォトイニシエータが起動され、該感光性基板および光ユニットが予め定められた速度で互いに移動し、該光ユニットが該紫外線を引き出し開口部を通って該基板に向けるための反射体と共にランプハウジング内に置かれている紫外線光源を有し、該光放出が該光ユニットと該基板との間の相互走行速度および他の予め定められたパラメータによって該紫外線光源用の電子バラストに信号を放出する制御ユニットによって制御される方法において、該電子バラストが実質的に矩形波形状であり、さらにその極を変更する事により電流の放出の遮断が実質的にない交流電圧を放出するタイプであり、該光ユニットが該光源からの直接光と該反射体によって放射された光の双方を該光源と並行に走る光の線上に焦点合わせする手段を具備することを特徴とする方法。２．請求の範囲第１項に記載の方法において、該光源から放出された光の一部が該光源の軸向けの方向に反射されており、該反射体の一部が円形断面を持ち、該光源と同軸に位置されていることを特徴とする方法。３．請求の範囲第１項または第２項に記載の方法において、該光ユニットが、該引き出し開口部に位置するフィルタを装備し、前記フィルタが実質的に紫外線だけを侵入させ、該光ユニットが、該光源から直接出力された光の少なくとも一部を該引き出し開口部に向けて焦点合わせする手段を装備することを特徴とする方法。４．基板の中に硬化プロセス用のフォトイニシエータを包含する例えば印刷用のインク、カッラー、にかわのような感光性の該基板を硬化させる装置であり、該装置が該基板と該光ユニット間の相対的運動を確立するデバイス中に置かれる光ユニットを有し、該光ユニットが電流制御用の電子バラストを具備する紫外線光源および引き出し開口部を介して該基板に該紫外線を方向付けする反射体を持つランプハウジングを有する装置において、該電子バラストが実質的に矩形波形状で、その極を変更することによって電流の放出の遮断が実質的にない交番電圧を送出するタイプであり、該光ユニットが、該光源からの直接光と該反射体によって放出された光の双方を該光源と並行に走る光ストリーム中に焦点合わせする手段を具備したことを特徴とする装置。５．請求の範囲第４項に記載の装置において、該反射体が冷却剤によって流される冷却素子がその背後に置かれている冷光鏡を有し、該冷光鏡の断面が半円であり、該冷光鏡が該紫外線光源と同軸に置かれていることを特徴とする装置。６．請求の範囲第５項に記載の装置において、該光源から直接放射された光を該引き出し開口部に向けて焦点合わせする該手段が該光源と並行に置かれたロッド形状のレンズであることを特徴とする装置。７．請求の範囲第４、５または６項に記載の装置において、該装置が出力された間接光を該引き出し開口部に向けて焦点合わせするための楕円形状断面を持つ反射体を有することを特徴とする装置。８．請求の範囲第５、６または７項に記載の装置において、該引き出し開口部の前面に熱放射および可視光を反射し、紫外線光源からの直接光が実質的に該冷光鏡に向けて反射されるような半径を持つ円形セクションにほぼ対応する断面輪郭を持つ光フィルタが具備されていることを特徴とする装置。９．請求の範囲第５項乃至第８項のいずれかに記載の装置において、該光源と該冷光鏡との間の距離が該光源と該反射体の残余部分との間の最小距離より大きいことを特徴とする装置。