JPS6313203A - 光照射装置 - 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） 一木発明は、高圧放電ランプを内包する反射体およびこ
の反射体の照射開口を閉塞するように設けられた透光部
材からなる照射装置本体内に、気体を強制通気させる光
照射装置に関する。

（従来の技術） この種光照射袋ごとして第１１図に示すものが提案さ、
れている（　特開昭６１−３９３０５　月公報　）。こ
のものは紫外線照射装置であって、内部に例えば高圧水
銀ランプ、メタルハライドランプなどの高圧放電ランプ
１−１１を配ム２した照射装置本体２−１１からなり、
この照り４装買本体２−１１は、反射体３−１１　、ｒ
３よび透光部祠４−１１で構成される。前記ランプ１−
１１は、紫外線とともに可視光線および赤外線の熱線も
放射する（本発明では、可視光線も熱線に含める。）。

前記熱線は、被照射物を過度に加熱し変質させるばかり
でなく前記ランプ１−１１を包囲する前記照射装置本体
２−１１にも変形などをもたらす■影響がある。このよ
うな悪影響を除去するために、第１１図に示す従来装置
は、反射体３−１１を熱線を透過し紫外線を反射するよ
うな光干渉膜で構成するとともに、透光部材４−１１を
可視光線を反射して紫外線を透過するような光干渉膜で
構成し、この透光部材４−１１を前記反射体３−１１の
照射開口５−１１を閉塞するように配設して照射装置本
体２−１１を構成している。さらに、前記反射体３−１
１の頂部には気体流出口９−１１を有し、前記反射体３
−１１と前記透光部材４−１１との間には気体流入口１
１−１１を形成している。このような構成により、前記
反射体３−１１に入射される熱線を前記反射体３−１１
の背方に透過させるとともに、前記透光部材４−１１に
より可視光線を遮断する。その結果、透光部材４−１１
を透過して被照９Ａｓ＜図示しない。）に照射される光
は、そのほとんだが所望の紫外線となり、不要な可視光
線および赤外線が極めて少ないので、被照射物を熱的に
保護することができるという画期的な紫外線照射装置で
ある。さらに、前記気体流入口１１−１１および前記気
体流出口９−１１を通して照９Ａ装置本体２−１１内を
強ａｉ１通気することにより、前記反射体３−１１およ
び前記透光部材４−１１を所要に冷却するものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このものは照ｔｊ４装置本体２−１１の
設計によっては、前記気体流入口１１−１１から流入し
た気体を前記気体流出口９−１１を通して強１１通気す
ると、多くの気体が前記ランプ１−１１下部の管壁に直
接当り、前記ランプ１−１１下部の管壁温度が低下し、
紫外線出力が低下する場合が生じやすいという若干の問
題があった。

また、前記ランプ１−１１下部の管壁温度の低下を避け
るため単に通気量を減らすだけでは、前記反射体３−１
１および前記透光部材４−１１の冷却を十分に行なえな
い場合が生じやすいという問題ちあった。このような問
題は紫外線照射装置に限られたものではなく、高圧放電
ランプを用い、上記のような強制通気を行う他の光照射
装置においても同様に生じるものである。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、照射装置本体内の要冷却部の冷却効果を上げ
つつ、高圧放電ランプ下部の管壁温度の低下をおさえ光
出力の低下を防止できる光照射装置を提供することを目
的とするものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、高圧放電ランプと、前面に照射開口を有し、
前記ランプを内包した反射体および前記照射１６１０を
閉塞するように配設された透光部材を有してなる照射装
置本体と、前記反射体に形成され前記高圧放電ランプの
側方ないし背方に配設された気体流出口と、前記照射開
口の側部近傍に配設された気体流入口と、前記気体流入
口から流入した気体を前記気体流出口から流出させるた
めの強制通気手段とを設けた光照射装置において、前記
気体の流れを前記照射装置本体内の所定の方向にυ制御
するように、前記気体流入口近傍にυｊ風体を配設した
ことを特徴とするものである。

すなわち、主として反射体あるいは高圧放電ランプ上部
の管壁の冷却を要する場合には、側風体を気体流入口近
傍に、反射体と側風体との間隙が生じるように配設する
。

また、主として透光部材の冷却を要する場合には、側風
体を気体流入口近傍に、透光部材と側風体との間隙が生
じるように配設する。

さらに、主として反射体あるいは高圧放電ランプ上部の
管壁と透光部材との冷却を要する場合には、＆ｌＩ風体
を気体流入口近傍に、反射体と透光部材との両方にそれ
ぞれ側風体との間隙が生じるように配設する。ただし、
これらｔｌＪ風体の形状Ｊ３よび位置は、上記の所望の
方向に気体の流れを制御できるものであればよいもので
ある。

（作用） 本発明は、強制通気手段により気体流入口を通して照射
装置本体内に流入し、気体流出口から流出される気体を
制風体によって所望の方向に制御するから、照射装置本
体内の冷却を必要とする部材を良好に冷却することがで
き、高圧放電ランプ下部の管壁の温度低減をおさえ、こ
の高圧放電ランプの光出力の低下を防止できるものであ
る。

すなわち、主として反射体あるいは高圧放電ランプ上部
の管壁の冷却を要する場合には、１ＩＩＩ８ｉｌＩ体に
よって反射体方向あるいは５圧放電ランプ上部方向に気
体の流れを制御する。

また、主として透光部材の冷却を要する場合には、制風
体によって透光部材方向に気体の流れをゐす御する。

さらに、主として反射体あるいは高圧放電ランプ上部の
管壁と透光部材との冷却を要する場合には、制風体によ
って反射体方向あるいは高圧放電ランプ上部の管壁方向
と透光部材方向との両方向に気体の流れを制御する。

この結果、冷却を必要とする部材の冷却を良好に行いな
がら、高圧放電ランプ下部の管壁には気体流入口からの
気体が直接光たらないようにして、高圧放電ランプ下部
の管壁の過冷却をなくし光出力の低下を防出できるもの
である。また、本発明は、前記ａＩ１１風体を照射間口
の側部近傍に配設することにより、この制風体によって
照射開口から投光される光を全くあるいはほとんど減少
させることがないものである。なお、超高圧放電ランン
ブら熱線放射および過冷却による光出力の低下に関して
は、前記高圧放電ランプと同様であり、この意味におい
て本発明で言う高圧放電ランプは、高圧ｔｌｉ電ランプ
を含むものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図を参照して説明する。

第１図〜第８図は本発明を紫外線源ｒＡ装置に用いた場
合の実施例であり、第９図〜第１０図は本発明を可視光
線照射装置に用いた場合の実施例である。

第１図〜第２図は、第１の実施例を示すものである。１
は高圧放電ランプで、例えば、直管形の高圧水銀ランプ
、メタルハライドランプなどからなり、このランプ１の
点灯により、紫外線とともに可視光線および赤外線の熱
線も放射される。

２は照射装冑本体で、反射体３と透光部材４を有してな
る。前記反射体３は、前面側に照射開口５を有し、前記
ランプ１を内包している。本実施例において、この反射
体３は、それぞれの縦断面が円弧状である一対の反射部
材６．７を間隙を有して対向配置することにより形成さ
れている。なお、本発明においてランプを内包するとは
、前記ランプ１の主たる発光部分を包囲することであっ
て、必ずしも前記ランプ１全体を包囲することを要する
ものではない。また、前記反射体３の各反射部材６．７
は、例えばχ朋珪酸ガラスを基材として形成され、前記
ランプ１に対向する内面に、熱線を透過して紫外線を反
射するような多層光干渉膜が被着されている。しかし、
前記反射体３の各反射部材６．７はアルミニウム等の全
屈で形成されたものであってもよく、また、前記反射体
３の縦断面の形状も要求される照射配光に応じて決定さ
れるもので、楕円形、放物線形、円形、さらには、これ
らの形状の一部を変形したものなどである。前記透光部
材４は、前記反射体３の照射間口５を閉塞するように設
けられるもので、本実施例では、支持体８により支持さ
れている。また、前記透光部材４は、例えば石英ガラス
を基材として形成され、前記ランプ１に対向する内面に
、赤外線および紫外線を透過して可視光線を反射するよ
うな多層光干渉膜が被着されている。赤外線は本来透過
すべきものではないが、光干渉膜によって特定の波長域
の光を十分透過しながら、その他の不要な波長域の光を
全て反射することはできない。従って、総エネルギー帛
は多いが、波長域が広いためそのうちの限られた波長域
内におけるエネルギー量の少ない赤外線よりも、前記赤
外線より波長域が狭く、しかｂこの波長域内におけるエ
ネルギー量が多い可視光線を反射するのが効果的である
。ただし、前記透光部材４は紫外線を透過しさえすれば
よく、例えば光干渉膜を被着していない石英ガラス、熱
線吸収ガラス、巧朋珪酸ガラスなどでもよい。

９は気体流出口であり、前記反射体３に前記ランプ１の
側方ないし背方に位置するように設けられている。本実
施例では、前記反射体６と７との間隙を気体流出口９と
している。なお、前記反射体３は、下面を開口した箱体
１０内に配置され、この箱体１０の上面は、前記気体流
出口９に連通して開口されている。また、この箱体１０
の開口側部には前記支持体８が取付けられている。ただ
し、このような箱体１０は必ずしも必要ではなく、前記
反射体３および前記透光部材４の支持は他の手段によっ
て行ってもよいものである。

１１は気体流入口で、前記照射間口５の側部近傍に配設
されている。この気体流入口１１の背部に位置する前記
支持体８には複数の第１の孔１２が設けられている。こ
の第１の孔１２は必要に応じて、数および大きさを変え
てもよい。

１３は強制通気装置であり、本実施例では排風機１４と
ダクト１５からなる。この強制通気装置１３は前記気体
流出口９から気体を排風するように設けられている。前
記ダクト１ｓｔよ、前記箱体１０上に例えばアーク溶接
により気密に固着され、このダクト１５を介して前記排
風機１４により排風するものである。ただし、前記強制
通気装置１３は、送風機を用いて構成したものでもよい
。この場合には前記気体流入口１１の外側に設けられる
。また、強制通気装置１３を排風機および送手機を用い
て構成し、これらをそれぞれ前記気体流出口９および前
記気体流入口１１の外側に設けてもよい。本実施例にお
いて、前記箱体１０の側面には、前記反射体３の背面へ
気体を通流させるための第２の孔１６が設けられ、前記
箱体１０の背面には前記第２の孔１６から通流された気
体を通流させるための第３の孔１７が設けられている。

これら第３および第２の孔１７．１６は、それぞれ必要
に応じて数および大きさを変えてもよく、また、閉塞し
てもよい。

１８は制圧体で、前記気体流入口１１の近傍で、本実施
例では前記ランプ１の管軸方向に沿って設けられている
。この制圧体１８は、前記気体流入口１１から流入した
気体の流れを前記反射体３側および前記透光部材４側に
制御するものである。

すなわち、本実施例の反射体３および透光部材４は、と
もに光千渉膜を被着したものであるから、熱的に弱いの
で、冷却することが好ましい。前記制圧体１８は、例え
ばアルミニウム板を７字形に折曲して形成されている。

前記制圧体１８は、端部や中間部を適宜、支持具１９に
より、前記支持体８に支持されている。前記制風体１８
は、熱に耐え得るならば、石英ガラスなどの非金属やア
ルミニウムなどの金属でもよく材質は限定されない。

また、縦断面の形状も７字形に限らず、し字形、７字形
、円弧形、三角形等所望形状を許容する。

次に本実施例の作用について説明する。

照！ｌ）１装置本体２内において、高圧放電ランプ１の
放電により、紫外線および熱線がｒＪ１射され、紫外線
は、直接または反則体３により反射されて、照射間口５
から透光８ＩＸ祠４を透過して、この透光部材４の下方
に位置する被照ｇＡ物２０に向けて照射される。また熱
線の内、前記反射体３へ入射した熱線は前記反射体３の
背面に透過され、前記透光部材４に入射した熱線のうち
可視光線は前記透光部材４によって反射されたのち、反
射体３の背面に透過され、赤外線は前記透光部材４によ
って一部は吸収され、大部分はそのまま透過される。

そして、気体流入口１１から気体を照射装置本体２内に
流入し、前記−１１１１体１８で前記反射体３側と前記
透光部材４側の方向に制圧して、前記反射体３と前記透
光部材４とを積極的に冷却する。前記制圧体１８による
制圧により前記気体流入口１１からの気体のほとんどは
反射体３および透光部材４側に分流され、前記ランプ１
下部の管壁に直接当たる気体を少なくできるため、前記
ランプ１下部の管壁温度の低下を防ぐことができる。ま
た、前記気体流入口１１からの気体の流れにより前記制
圧体１８自体も冷ｎ１されている。なお、前記ランプ１
下部の管壁には、前記透光部材４側に分流した気体が当
たるが、この気体は前記透光部材４を冷却することによ
って胃混されているため、前記ランプ１を過冷却するこ
とがない。また、前記制圧体１８は前記照ＯＡ開口５側
部近傍に設けられているので、紫外線照射を実質的に阻
害することがない。また、照射装置本体２外において、
第２の孔１６から流入した気体は前記反射体３の背面を
冷却して第３の孔１７から流出される。

第３図に、１２０Ｗ／αで８．４ｋＷのメタルハライド
ランプを使用して、徘ｌ４ｆｆｉを変化させた場合の第
１図の本発明の第１実施例の装置と第１図の制圧体１８
がない装置とのランプ下部の＠壁温度を比較したものを
示す。第３図から明らかなように、本発明の第１実施例
の装置が常時、第１図の制圧体１８がない装置より約１
２０’Ｃ高いランプ下部の管１１度を保っていることが
わかる。

従って、本実施例は、従来例よりも強い通気が行なえ、
熱的に弱い前記反射体３および前記透光部材４を十分冷
却できるものである。なお、前記ランプ以外の高圧放電
ランプについても同じ傾向の結束であった。

第４図は本発明の第２の実施例を示すものである。なお
、第４図は、概略構成を示すものであるため、簡略化し
かつ主要部以外は省略しである。

また、第１図と同じ部分には同じ符号を付して説明を省
略する。なお、第４図において、省略および簡略部分に
ついては、当該技術分野に属する者であれば、第１の実
施例、第４図および以下の説明により、容易に理解でき
、また、実施できるものである。本実施例は、照射装置
本体２−４に反射体３−４として比較的熱に強い例えば
鏡面仕上げをした鉄の反射体を用いた場合を示すもので
ある。このものの制圧体１８−４は横断面の形状が高圧
放電ランプ１を中心とした円弧形であり、反射体３−４
との間に間隙を作らずに配置２されている。制圧体１８
−４の反射面は、例えばアルミニウムからなり、前記ラ
ンプ１から直接放射された熱線を反射する反射面としで
ある。反射面は、アルミニウムの被着、熱線を反射する
光干渉膜でもよい。また、前記制圧体１８−４の縦断面
の形状は、入射された熱線を前記ランプ１に反射すれば
よく、円弧形に限定されない。

第２の実施例の作用について説明する。前記制圧体１８
−４により、気体流入口１１を通して照射装置本体２−
４内に流入する気体の流れを前記透光部材４側方向のみ
に制御して、前記透光部材４を積極的に冷却する。もっ
て、熱的に強いすなわち冷却を要しない前記反射体３−
４の冷却を低減している。また、前記気体流入口１１か
らの大部分の気体が、前記ランプ１下部の管壁に直接当
たらないようにしている。なお、前記ランプ１下部の管
壁には、第１の実施例以上に前記透光部材４側に制用し
た気体が当たるが、制圧体１８−４の反射面によって、
少なくとも前記ランプ１から直接ｔ１ｉ射された熱線を
前記ランプ１に反射するので、前記ランプ１下部の管壁
温度の低下を防ぐことができ、紫外線出力を低下させる
ことなく、透光部材４の冷却効果を上げることができる
。

第５図は本発明の第３の実施例を示すものであり、第５
図も第４図と同様に概略構成を示すものである。このも
のは、照射装置本体２−５に透光部材４−５として比較
的熱に強い例えば石英ガラスを用いた場合を示ずもので
ある。本実施例においては、制圧体１８−５の縦断面の
形状を１形として、透光部材４〜５に間隙を作らずに配
設しである。

第３の実施例の作用について説明する。気体流入口１１
から気体を照射装置本体２−５内に流入する。前記気体
の流れを前記ｖｌ　１４１体１８−５で前記反射体３側
方向のみに１ｉｌＪ御し、前記反射体３を積極的に冷却
して、熱的に強いすなわち冷却を要しない前記透光部材
４−５の冷却を低減している。

また、前記気体流入口１１からの気体が、高圧放電ラン
プ１下部の管壁に直接当たらないようにしている。なお
、前記制圧体１８−５は、前記ランプ１上部の管壁に向
けて制御するように配置してもよい。

第６図は本発明の第４の実施例を示すもので゛ある。第
６図も第４図と同様に概略構成を示すものである。この
ものは、水平方向に光を照射するもので、第１の実施例
の他の構造は変えずに、照射装置本体２内の副風体１８
−６の′Ｅｉ断面の形状のみを一部変更し、第１の実施
例の装置を高圧放電ランプ１を軸として例えば９０度回
転させた位置関係にしである。制用体１８−６について
は、高圧放電ランプ１よりも上側に位置する制用体１８
−６をＶ字形とし、前記ランプ１よりも下側に位置する
制用体１８−６を７字形と円弧形との組合わせとしたの
で、照射装置本体２内の反射体３、透光部材４などの冷
却効果を上げるとともに、表面が円弧形の前記制風体１
８−６によって、前記ランプ１下部のみへの熱線反射を
行い、紫外線出力の低下を防止できる。

本発明の照射装置本体内の気体流出口および気体流入口
は所要の冷却効果を得られるものであればよく、形状お
よび個数を限定されるものではない。例えば、第７図に
示す第５の実施例のように、照射装置本体２−７内の気
体流入口１１−７の位置を反射体３−７の照射開口５−
７より上側にして、複数の孔を気体流入口１１−７とし
たもので、この場合、制」体１８−７は分割されたもの
でもよい。この制用体１８−７は、気体流入口１１−７
を通して支持具１９−７により箱体１０−７に支持され
ている。さらに、第８図に示す第６の実施例のように、
照！７−１装置本体２−８の反射体３−８が、ＥＩＦｉ
の円弧状の熱線透過反射板を連接配置させてできており
、そのときに生じる反射体間隙２１から補助的に気体を
流出させ、また、透光部材４−８が、複数の平板の紫外
線透過部材を連接配置させてできており、そのときに生
じる透光部材間隙２２から補助的に気体を流入させても
よい。

第７図および第８図において、主要部以外は省略しであ
る。

第１〜６の実施例は紫外線照射装置に関するものである
が、本発明は反射体および透光部材を冷却する際に、ラ
ンプを過冷却してしまい光出力が低下してしまう問題の
ある高圧放電ランプ、例えば可視光線を主発光とする高
圧放電ランプも含め、高圧ナトリウムランプ、高圧キセ
ノンランプ、超高圧放電ランプ、無電極高圧放電ランプ
などの高圧放電ランプにも適用できる。さらに、照射装
置本体の用途としても従来より使われている、投光器用
、露光用、映写用などの様々な方面の光照射装置に適応
できる。　第９図に第７の実施例を示す。第１の実施例
と異なる点は、照射装置本体２−９内において高圧放電
ランプ１−９が、例えば高圧キセノンランプであり、発
光が可視光主体であるので、反射体３−９が可視光を反
射しさえすればよい点と、透光部材４−９が可視光線を
透過しさえすればよい点および反射体３−９、透光部材
４−９、制風板１８−９の形状は第９図を前記ランプ１
−９の管軸を中心として回転させた回転体である点であ
る。ちなみに、本実施例の反ｍ体３−９は可視光を反射
し赤外線を透過する光干渉膜を被着した軟質ガラス、前
記透光部材４−９は可視光線を透過し赤外線を反射する
光干渉膜を被着した軟質ガラス、前記制用体１８−９は
アルミニウムである。第９図は主要部以外は省略してＪ
ｊす、前記高圧放電ランプ１−９、反射体３−９、透光
部材４−９および制ＰＡ板１８−９は周知の手段によっ
てそれぞれ保持されている。第７の実施例の冷却作用は
、第１の実施例と同様である。

第１０図に第８の実施例を示す。第７の実施例と異なる
点は、照射装置本体２−１０内において、高圧放電ラン
プ１−９が、反射体３−１０内に水平に配設されている
点と、前記反射体３−１０の前記ランプ１−９両端部側
に気体流出口９−１０が設けられている点である。冷却
作用は、第７の実施例と比べて前記ランプ１−９両端部
の冷却効果が高い。第１０図および第９図は、主要部以
外を省略しており、前記高圧放電ランプ１−９、反射体
３−１０、透光部材４−９および制風板１８−９は周知
の手段によってそれぞれ保持されている。

なお、本発明は以上の実施例の他、照射装置本体、制用
体および高圧放電ランプを必要に応じて任意に組合わせ
ることにより様々な光源ＯＡ装置を１ｆ？られるもので
ある。さらに、高圧放電ランプの形状としては、Ｕ字形
、リング形、その伯のものでもよい。

［発明の効果］ 本発明の光照射装置は、高圧放電ランプと、このランプ
を内包した反射体および１な記照射開口を閉塞するよう
に配設された透光部材を有してなる照射装置本体におい
て、前記反射体に形成され前記高圧放電ランプの側方な
いし背方に配設された気体流出口と、前記照射開口の側
部近傍に配設された気体流入口と、前記気体流入口から
流入した気体を前記気体流出口から流出させるための強
ａ、ｌＪ通気手段とを設け、前記気体の流れを前記照射
装置本体内の所定の方向に制御するように、前記気体流
入口近傍に制圧体を配設したことによって、照９Ａ装置
本体の反射体およびまたは透光部材などの所要の部分の
冷却効果を高め、高圧放電ランプ下部の管壁温度の低下
をおさえることにより光出力の低下を防止することがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の一部切欠斜視図、第２
図は第１図の■−■−線に沿う断面図、第３図は本発明
の第１の実施例の装置および第１図の制圧体のない装置
における排風ωとランプ下部管壁温度との関係を示す図
、第４〜６図は本発明の第２〜４の実施例を示す線図、
第７，８図は本発明の第５．６の実施例の要部を示ず一
部切欠斜視図、第９゜１０図は本発明の第７．８の実施
例の要部を示寸断面図、第１１図は従来例の断面図であ
る。 １．１−９．１−１１・・・高圧ｔＩｌ電ランプ、２．
２−４．２−５．２−７．２−８．２−９゜２−１０．
２−１１・・・照射装置本体、３．３−４．３−７．３
−８．３−９．３−１１・・・反射体、 ４．４−５．４−８．４−９．４−１１・・・透光部材
、 ５．５−７．５−１１・・・照射開口、９．９−９．９
−１０．９−１１・・・気体流出口、 １１、１１−６．１１−９．１１−１１・・・気体流入
口、 １３・・・強制通気装冒、 １４・・・排Ｉ！１機、 １５．１５−１１・・・ダクト、 １８．１８−４．１８−５．１８−６．１８−７１８−
９・・・制圧体。 −１ｋＷ徘風量〔ｍ５／分〕 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）高圧放電ランプと； 前面に照射開口を有し、前記高圧放電ランプを内包した
   反射体および前記照射開口を閉塞するように配設された
   透光部材を有してなる照射装置本体と； 前記反射体に形成され前記高圧放電ランプの側方ないし
   背方に配設された気体流出口と； 前記照射開口の側部近傍に配設された気体流入口と； 前記気体流入口から流入した気体を前記気体流出口から
   流出させるための強制通気手段と；前記気体を前記照射
   装置本体内の所定の方向に制御するように前記気体流入
   口近傍に配設された制風体と； を具備したことを特徴とする光照射装置。
2. （２）前記制風体は、入射した熱線を前記ランプに反射
   する反射面を有するものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の光照射装置。
3. （３）前記制風体の反射面の形状は、前記ランプを中心
   とする円弧状に形成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の光照射装置。