(57)【要約】【課題】紫外線を透過させるフィルタを透過させた後の紫外線が最適な波長域および照度値となるようにする。【解決手段】放電媒体が封入されている無電極紫外線ランプ１２を収納し、外部に紫外線を照射可能とするランプハウス１１から照射された紫外線の照射領域を、紫外線照射面下に設置されたフィルタ２３を介して被照射体に照射する。フィルタ２３を透過させた後の紫外線が最適な波長域および照度値となるように、無電極ランプ１２長に対するランプハウス１１の照射面とランプハウス１１の照射面下に設置されるフィルタ２３との距離が入射角により設定するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電媒体が封入されている紫外線を発光させる無電極ランプと、
前記無電極ランプを収納し、外部に紫外線を照射可能とするランプハウスと、
前記ランプハウスから照射された紫外線の照射領域を制限するため、紫外線照射面下に設置された紫外線カットフィルタと、を具備し、
前記フィルタ透過後の紫外線が最適な波長域および照度値となるように、前記ランプ長に対する前記ランプハウス照射面とランプハウス照射面下に設置されるフィルタとの距離、入射角により設定したことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
前記無電極ランプ長をａ、前記無電極ランプから照射面までの距離をｂ、該照射面から前記フィルタ面までの距離をｃとし、前記無電極ランプの一端から放射された紫外線が、前記無電極ランプ一端と逆の前記フィルタの一端に入射されるときの入射角をθとしたとき、設置された前記フィルタのカット波長域シフト特性により、入射角の制限をする場合、ランプ長ａに対するランプからフィルタまでの距離ｂ＋ｃは、ｔａｎθ＝ａ／ｂ＋ｃ（ただし、０°≦θ≦９０°）の条件にて設定したことを特徴とする請求項１記載の紫外線照射装置。
【請求項３】
前記入射角は、前記フィルタの透過率が８０％以上を維持した状態を限度とすることを特徴とする請求項１または２記載の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波によって励起を行い、紫外線を発光させる無電極ランプを用いた紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波給電式無電極ランプ搭載紫外線照射装置は、従来から産業用として様々な用途で使用されている。主に印刷関連でのインク乾燥、半導体関連の微細露光、液晶関連の接着剤硬化等の用途に用いられる。
【０００３】
このようなマイクロ波給電式無電極ランプが搭載された従来の紫外線照射装置では、被照射体の紫外線反応に必要な波長域のみを照射するため多層膜フィルタを無電極ランプと被照射体との間に設置し、被照射体への照射波長域の制限を行っている。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１１３８８１号公報（第５頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した特許文献１の技術は、多層膜フィルタへの紫外線入射角によって、フィルタのカット波長域がシフトする。このため、配光特性への影響力や被照射体に最適な波長域を効率良く照射できないという問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、フィルタ透過後の紫外線が最適な波長域および照度値となるようにした紫外線照射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するために、この発明の紫外線照射装置は、放電媒体が封入されている紫外線を発光させる無電極ランプと、前記無電極ランプを収納し、外部に紫外線を照射可能とするランプハウスと、前記ランプハウスから照射された紫外線の照射領域を制限するため、紫外線照射面下に設置された紫外線カットフィルタと、を具備し、前記フィルタ透過後の紫外線が最適な波長域および照度値となるように、前記ランプ長に対する前記ランプハウス照射面とランプハウス照射面下に設置されるフィルタとの距離が、入射角により設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、被照射体に要求される波長域と照度を効率良く照射することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の紫外線照射装置に関する一実施形態について説明するためのシステム構成図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ’線の断面図である。
【図３】図１に使用する無電極ランプの一例について説明するための構成図である。
【図４】この発明の作用について説明するため、図１の構成の中から要部を模式的に示した説明図である。
【図５】この発明で用いるフィルタの入射角に対する透過率の一例について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１〜図３は、この発明の紫外線照射装置に関する一実施形態について説明するための、図１はシステム構成図、図２は図１のＩ−Ｉ’線の断面図、図３は図１に使用する無電極ランプの一例について説明するための構成図である。
【００１２】
先ず、図１および図２において、１１はマイクロ波を遮蔽する機能を有する、例えばステンレス製のランプハウスであり、このランプハウス１１の中央下方部には電極を備えない、いわゆる無電極ランプ１２をランプハウス１１の側面の一部に取り付けてある。１３は、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生させるマグネトロンであり、マグネトロン１３には電源１４から電力が供給される。１５は、マグネトロン１３で発生させたマイクロ波をアンテナ１６から送信し、無電極ランプ１２に伝達させる導波管である。
【００１３】
ここで、図３を参照して無電極ランプ１２の構成例について説明する。１２１は紫外光を透過させる石英ガラス製の長さが２４０ｍｍ程度の円筒形状のバルブである。バルブ１２１は、中央部１２２をその両端部１２３，１２４よりも細くなるようにテ―パをつけたもので、両端部１２３，１２４の外径は例えば１７ｍｍ程度、中央部１２２の外径は１０ｍｍ程度である。バルブ１２１の発光空間１２５内には、不活性ガスと水銀、鉄等の放電媒体を封入する。バルブ１２１の両端にはバルブ１２１を支持する支持部１２６，１２７を、バルブ１２１と一体的に形成する。無電極ランプ１２は、マイクロ波を照射することにより放電媒体を発光させることができる。
【００１４】
再び図１、図２において、ランプハウス１１の上面には、吸気口１７が設置され、ブロア１８から送風される冷却媒体である空気をランプハウス１１内に取り込む。ブロア１８と吸気口１７間には、図示しないダクトが設けられ、ブロア１８から送られる風を取り込むようになっている。
【００１５】
無電極ランプ１２の背面側には照射される紫外光を集光あるいは拡散させる反射板１９が設置される。また、反射板１９の前面には、照射窓を構成するＲＦスクリーン２０がランプハウス１１の一部に設けられている。ＲＦスクリーン２０は、金属でありかつ開口部が設けられ、マイクロ波は遮断し、紫外光と送風は通過させる。ＲＦスクリーン２０は、例えば、金属線をメッシュ状に編み込んで形成したり、金属板にパンチング加工で形成したりして開口部を有するようになっている。
【００１６】
なお、無電極ランプ１２と対向するＲＦスクリーン２０の反対面は、紫外線の照射面２１となる。
【００１７】
２２は、ランプハウス１１の下部と密着して配置された排気用のダクトである。このダクト２２は、箱状の形状を有しており、ＲＦスクリーン２０の位置する上面板と下面板には、ＲＦスクリーン２０と同形状で同大きさの開口２２１，２２２がそれぞれ形成される。さらに、ダクト２２は通気孔２２３を介して排気口２２４が形成されている。開口２２２には、送風は遮断させ、紫外光は通過させる、例えば多層膜のフィルタ２３が取着される。
【００１８】
マグネトロン１３および無電極ランプ１２は、送風用のブロア１８から吸気口１７、ランプハウス１１内に送風を行い、ダクト２２の排気口２２４から排気させて冷却行い、これら一連の空気の流れは冷却機構を構成している。
【００１９】
ここで、マグネトロン１３が駆動されている状態下では、ブロア１８から送風が行われ吸気口１７を介してランプハウス１１内に取り込まれる。取り込まれた送風は、図１中の波線矢印で示すように、マグネトロン１３、無電極ランプ１２、ＲＦスクリーン２０、ダクト２２を介してダクト２２の排気口２２４から排熱される。
【００２０】
このとき、マグネトロン１３のマイクロ波で励起された無電極ランプ１２は、紫外光を発し、ＲＦスクリーン２０、フィルタ２３を介して図示しない被照射物を照射させることができる。
【００２１】
図４は、この発明の作用について説明するため、図１の構成の中から要部を模式的に示した説明図である。図５はフィルタを通過させる紫外線の入射角に対する透過率の一例について説明するための説明図である。
【００２２】
図４において、ランプ長をａ（ｍｍ）、無電極ランプ１２から照射面２１までの距離をｂ（ｍｍ）、照射面２１からフィルタ２３面までの距離をｃ（ｍｍ）とし、無電極ランプ１２の発光部の一端１２８から放射された紫外線が、無電極ランプ１２の一端１２８と逆側に位置するフィルタ２３の一端２３１に入射されるときの角度(入射角)をθとしたとき、設置されたフィルタ２３のカット波長域シフト特性により、入射角の制限をする場合、ランプ長ａ（ｍｍ）に対する無電極ランプ１２からフィルタ２３までの距離ｂ＋ｃ（ｍｍ）は、ｔａｎθ＝ａ／ｂ＋ｃ（ただし、０°≦θ≦９０°）の条件にて決定することができる。例えば、入射角を４５°とし、ランプ長が１００ｍｍとした場合、上式からｂ＋ｃは１００ｍｍとなる。
【００２３】
また、ｂ＋ｃ（ｍｍ）は、ｂ、ｃ＞０の範囲で自由に距離を可変することが可能である。ただし、マイクロ波給電式無電極ランプ装置からは、マグネトロン１３および無電極ランプ１２の冷却風と紫外線が照射される照射面２１から排気される構造である。このため、照射面２１とフィルタ２３には一定の空間が必要である。従って、照射面からフィルタ２３までの距離ｃ（ｍｍ）については、フィルタ２３の熱特性や圧力特性に基づいた値を確保する必要がある。
【００２４】
ところで、紫外線に対する被照射体の反応の効率性を考えると、８０％以上の透過率が好ましい。このため、フィルタ２３のフィルタリングの特性例を示した図５の場合は、紫外線の波長にもよるが、例えば３３０ｎｍ以上とした場合の入射角（ｔａｎθ）は、せいぜい４０°以下となる。この場合ａが１００ｍｍときのｂ＋ｃの距離は、約１１９ｍｍとなる。
【００２５】
このように、使用するフィルタ２３の透過率と波長の特性が予め分かっていることから、無電極ランプ１２からフィルタ２３までの距離を、最適な波長域および照度値が得られる条件に設定することができる。
【００２６】
この実施形態では、フィルタの特性から得たい紫外線の波長および入射角から被照射体に対する最適な条件で紫外線を照射させることが可能となる。
【符号の説明】
【００２７】
１１  ランプハウス
１２  無電極ランプ
１３  マグネトロン
１４  電源
１５  導波管
１６  アンテナ
１９  反射板
２０  ＲＦスクリーン
２１  照射面
２３  フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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