(57)【要約】【課題】複数台の紫外線照射装置を配置して大面積に紫外線を照射させる場合における配光の調整を行い照射面の均斉度の向上を図る。【解決手段】調光機能を有さない紫外線照射器１００ａ〜１００ｄの列と、調光機能を有する紫外線照射器２００ａ〜２００ｃの列が交互にかつ重なり合わないように設置したことで、複数の紫外線照射器を組み合わせて使用する場合に、死角となる照射エリアに調整可能な紫外線照射装置を配置し、配光の調整を行ったことで、照射面の均斉度の向上を図ることができる。【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、該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を備えた調光機能を有しない第１の紫外線照射器と、
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、該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を備えた調光機能を有する第２の紫外線照射器と、を具備し、
被照射体の移動方向と直交する方向の一列目には前記第１の紫外線照射器を間隔をおいて複数配置し、二列目には前記第１の紫外線照射器の間に対向する位置に前記第２の紫外線照射器を配置したことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
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、該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を備えた調光機能を有しない第１の紫外線照射器と、
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、該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を備えた調光機能を有する第２の紫外線照射器と、を具備し、
被照射体の移動方向と直交する方向の一列目には前記第１および第２の紫外線照射器を交互に配置し、二列目には前記第１の紫外線照射器と対向する位置には前記第２の紫外線照射器を、前記第２の紫外線照射器と対向する位置には前記第１の紫外線照射器を配置したことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項３】
前記第２の紫外線照射器は、被照射体における紫外線を検知するＵＶセンサーの情報に基づき、前記無電極ランプを駆動させる電源の電圧を制御することにより、調光を可能とした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、直線的に配置された複数台の紫外線照射装置の照射面側と被照射部との間に、共通の光均一化部を配置し、被照射体に均一な紫外線を照射させるようなことが行われている。（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２００８−５３０１４公報
【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、複数台の紫外線照射装置を光均一化部で合成し、光均一化しているため、幅方向の照射面が狭く、この部分を広くしようとすると、その横に複数台の紫外線照射装置を光均一化部で合成する必要がある。しかし、複数の光均一化部が必要となり、光均一化部との境に照度ムラが発生することになりシステム全体としては高い均斉度が得られない、という問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、複数台の紫外線照射器を配置して大面積に紫外線を照射させる場合における配光の調整を行い、照射面全体の均斉度の向上を図ることのできる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、該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を備えた調光機能を有しない第１の紫外線照射器と、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、該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を備えた調光機能を有する第２の紫外線照射器と、を具備し、被照射体の移動方向と直交する方向の一列目には前記第１の紫外線照射器を間隔をおいて複数配置し、二列目には前記第１の紫外線照射器の間に対向する位置に前記第２の紫外線照射器を配置したことを特徴とする。
【０００８】
また、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、該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を備えた調光機能を有しない第１の紫外線照射器と、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、該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を備えた調光機能を有する第２の紫外線照射器と、を具備し、被照射体の移動方向と直交する方向の一列目には前記第１および第２の紫外線照射器を交互に配置し、二列目には前記第１の紫外線照射器と対向する位置には前記第２の紫外線照射器を、前記第２の紫外線照射器と対向する位置には前記第１の紫外線照射器を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、複数台の紫外線照射器を配置して大面積に紫外線を照射させる場合における配光の調整を可能としたことでシステム全体の照射面の均斉度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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Ｉａ−Ｉｂ線構成図である。
【図３】図１のIIａ−IIｂ線構成図である。
【図４】この発明に用いる無電極ランプについて説明するための構成図である。
【図５】この発明の紫外線照射装置に関する他の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６】図５のIIIａ−IIIｂ線構成図である。
【図７】図５のIVａ−IVｂ線構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１〜図４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Ｉａ−Ｉｂ線の構成図、図３は図１のIIａ−IIｂ線の構成図、図４は図１の要部の構成図である。
【００１３】
先ず、図１はシステム構成図を示し、図中白抜きの矢印は被照射体の移動方向を示している。被照射体の移動方向に直交する方向には、４台の紫外線照射器１００ａ〜１００ｄが間隔をおいて配置される。紫外線照射器１００ａ〜１００ｄの紫外線を照射させる無電極ランプ１１ｖは、管軸が被照射体の移動方向に直交する方向に設置される。紫外線照射器１００ａ〜１００ｄの照度は固定のものを使用する。無電極ランプ１１ｖを備えた紫外線照射器１００ａ〜１００ｄは、３列配置される。
【００１４】
紫外線照射器１００ａ〜１００ｄのそれぞれの間の被照射体の移動方向の後の位置には、３台の紫外線照射器２００ａ〜２００ｃが配置される。紫外線照射器２００ａ〜２００ｃは照度が可変できるものを使用する。紫外線照射器１００ａ〜１００ｄの紫外線を照射させる無電極ランプ１１ｖと同一構成の無電極ランプ１１ｈは、管軸が被照射体の移動方向に設置される。さらに、無電極ランプ１１ｈを備えた紫外線照射器２００ａ〜２００ｃは、３列の紫外線照射器１００ａ〜１００ｄの間に紫外線照射器２００ａ〜２００ｃが配置される。
【００１５】
図１中の破線は、紫外線照射器１００ａ〜１００ｄの照射エリア１２を示し、図１中の一点鎖線は、紫外線照射器２００ａ〜２００ｃの照射エリア１３を示している。
【００１６】
図２は図１のＩａ−Ｉｂ線の構成図、すなわち、紫外線照射器１００ａ〜１００ｄの構成図を示している。
【００１７】
１４１ａ〜１４１ｄは点灯装置であり、これら点灯装置１４１ａ〜１４１ｄは、それぞれ高圧電源１５およびこの高圧電源１５でマグネトロン１６を駆動してマイクロ波を発生させる。マイクロ波は、同軸／導波管変換部１７を介してコネクタ１８に送られる。点灯装置１４１ａ〜１４１ｄは、それぞれ電磁的にシールド可能な材料で形成された筐体１９に収納される。点灯装置１４１ａ〜１４１ｄは、同じような構成をしており、以下では点灯装置１４１ａについて主に説明し、点灯装置１４１ｂ〜１４１ｄについての説明は、これに置き換えることとする。
【００１８】
さらに、点灯装置１４１ａで発生させたマイクロ波は、同軸ケーブル２０に送信する。同軸ケーブル２０を介して送られくるマイクロ波は、コネクタ２１、整合器２２を介して紫外線照射部２３１ａ〜２３１ｄにそれぞれ供給される。紫外線照射部２３１ａ〜２３１ｄは、同じような構成をしており、以下では紫外線照射部２３１ａについて主に説明し、紫外線照射部２３１ｂ〜２３１ｄについての説明は、これに置き換えることとする。
【００１９】
紫外線照射部２３１ａの２５は電磁シールド機能を有するランプハウスであり、このランプハウス２５内の下方中央部には、無電極ランプ１１ｖの長手方向の両端が取り付け配置してある。さらに、ランプハウス２５の上部には、ランプハウス２５の内部に、例えば、空気を送風することにより、無電極ランプ１１ｖ等を冷却させる冷却用ファン２６が設置されている。
【００２０】
無電極ランプ１１ｖの背面側には反射板２７１，２７２が設置される。また、反射板２７１，２７２の反射面側と被照射体（図示せず）を搬送させる被照射部２８との間には、スクリーン２９がランプハウス２５の下方に開けられた照射窓３０に設けられている。スクリーン２９は、照射窓３０の全面を覆う格好でランプハウス２５の底部にネジ等の固定手段で固定されている。
【００２１】
スクリーン２９は、赤外線をカットするＩＲカットフィルタ、それに金属線をメッシュ状に編み込んだり、金属板にパンチング加工したりすることにより形成することで、マグネトロン１６の例えば２．４５ＧＨｚの発振周波数によるマイクロ波が漏洩しない程度に、且つ紫外光を十分通過させることが可能な程度の大きさの目を持つＲＦスクリーンから構成する。
【００２２】
スクリーン２９は、紫外線照射部２３１ａ〜２３１ｄの共通のものを使用することが考えられるが、無電極ランプ１１ｖの交換を考えると、紫外線照射部２３１ａ〜２３１ｄにそれぞれ個別のものを使用した場合が得策である。
【００２３】
図３は、図１のIIａ−IIｂ線の構成図、すなわち、紫外線照射器２００ａ〜２００ｃの構成図を示している。図２と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。
【００２４】
１４２ａ〜１４２ｃは点灯装置であり、これら点灯装置１４２ａ〜１４２ｃは、それぞれ高圧電源１５およびこの高圧電源１５でマグネトロン１６を駆動してマイクロ波を発生させる。マイクロ波は、同軸／導波管変換部１７を介してコネクタ１８に送られる。３１は、例えばマイコン等で構成される制御部であり、この制御部３１に供給される情報に基いて高圧電源１５を制御することで、マイクロ波のパワーを制御することができる。
【００２５】
点灯装置１４２ａ〜１４２ｃは、それぞれ電磁的にシールド可能な材料で形成された筐体１９に収納される。なお、点灯装置１４２ｂ，１４２ｃについての説明は、これに置き換えることとする。
【００２６】
さらに、点灯装置１４２ａで発生させたマイクロ波は、同軸ケーブル２０に送信する。同軸ケーブル２０を介して送られくるマイクロ波は、コネクタ２１、整合器２２を介して紫外線照射部２３２ａ〜２３２ｃにそれぞれ供給される。紫外線照射部２３２ａ〜２３２ｃは、同じような構成をしており、以下では紫外線照射部２３２ａについて主に説明し、紫外線照射部２３２ｂ，２３２ｃについての説明をこれに置き換えることとする。
【００２７】
紫外線照射部２３２ａの２５は、電磁シールド機能を有するランプハウスであり、このランプハウス２５内の下方中央部には、管軸が被照射体の移動方向に配置された無電極ランプ１１ｈの長手方向の両端が取り付けてある。さらに、ランプハウス２５の上部には、ランプハウス２５の内部に、例えば、空気を送風することにより、無電極ランプ１１ｈ等を冷却させる冷却用ファン２６が設置されている。
【００２８】
無電極ランプ１１ｈの背面側には反射板２７１，２７２が設置される。また、反射板２７１，２７２の反射面側と被照射体（図示せず）を搬送させる被照射部２８との間には、スクリーン２９がランプハウス２５の下方に開けられた照射窓３０に設けられている。スクリーン２９は、照射窓３０の全面を覆う格好でランプハウス２５の底部にネジ等の固定手段で固定されている。
【００２９】
スクリーン２９は、赤外線をカットするＩＲカットフィルタ、それに金属線をメッシュ状に編み込んだり、金属板にパンチング加工したりすることにより形成することで、マグネトロン１６の例えば２．４５ＧＨｚの発振周波数によるマイクロ波が漏洩しない程度に、且つ紫外光を十分通過させることが可能な程度の大きさの目を持つＲＦスクリーンから構成する。
【００３０】
スクリーン２９は、紫外線照射部２３１ａ〜２３１ｄと共通のものを使用することが考えられるが、無電極ランプ１１ｖの交換を考えると、紫外線照射部２３２ａ〜２３２ｃにそれぞれ個別のものを使用した場合が得策である。
【００３１】
３２は、紫外線照射部２３２ａ〜２３２ｃの紫外線照度を検知するために、被照射部２８にそれぞれ設置されたＵＶセンサーである。このＵＶセンサー３２の出力は、点灯装置１４２ａの制御部３１に供給される。制御部３１では、予め設定された値に対するＵＶセンサー３２から出力との比較を行い、この比較情報に基づいて制御部３１から高圧電源１５の出力電圧を決定する制御信号を出力する。
【００３２】
ここで、図４を参照してマイクロ波により紫外線の発光が可能な無電極ランプ１１ｖ（１１ｈ）の構成例について説明する。
【００３３】
４１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４１は、外径は例えば１７ｍｍ程度である。バルブ４１の発光空間４２内には、不活性ガスとそれに水銀と鉄を主成分とするマイクロ波で放電させる放電媒体を封入する。バルブ４１の両端にはバルブ４１を支持する支持部４３，４４がバルブ４１と一体的に形成される。
【００３４】
ここで、図１の被照射体の移動方向に対して一列目と３列目の紫外線照射器１００ａ〜１００ｄの紫外線照射について考える。紫外線照射器１００ａ〜１００ｄの照射エリア１２での死角部分である照射エリアでは、紫外線照射器２００ａ〜２００ｃの照射エリア１３でカバーすることにより、全体として均斉化の図られた紫外線照射が可能となる。
【００３５】
紫外照射器２００ａ〜２００ｃは、照射エリア１３の紫外線照度の低下をカバーしている。しかも、紫外照射器２００ａ〜２００ｃは、照射エリア１３にＵＶセンサー３２が設置されており、例えば予め設定された紫外線照度が得られない場合は、ＵＶセンサー３２からの出力される情報を制御部３１に供給する。制御部３１では、ＵＶセンサー３２が検出した紫外線照度に基づいて予め設定した基準値との比較を行い、照度が低い場合は高圧電源１５の出力電圧を上昇させ、大きい場合は高圧電源１５の出力を降下させ、照射エリア１２と１３の紫外線照度が均斉化するような制御を行っている。
【００３６】
これにより、照射エリア１２と１３の紫外線の照射の配光分布が全体的に均斉化された状態の実現が可能となる。
【００３７】
この実施形態では、調光機能を有さない紫外線照射器の列と、調光機能を有する紫外線照射器の列が交互にかつ重なり合わないように設置したことで、複数の紫外線照射装置を組み合わせて使用する場合に、死角となる照射エリアに調整可能な紫外線照射装置を配置し、配光の調整を行ったことで、照射面の均斉度の向上を図ることができる。
【００３８】
なお、配光の調整は、紫外線照度を測定し、照度が低い部分あるいは高い部分についての調光機能を自動調整するようにしたが、照度の配光分布を測定器で確認しながら手動による調整でも構わない。
【００３９】
図５〜図７は、この発明の紫外線照射装置に関する他の実施形態について説明するための、図５はシステム構成図、図６は図５のIIIａ−IIIｂ線の構成図、図７は図５のIVａ−IVｂ線の構成図である。なお、上記の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、ここでは異なる部分について説明する。
【００４０】
この実施形態は、一列の中に調光機能を備えていない紫外線照射器と調光可能な紫外線照射器を交互に配置し、二列目以降は、前列に位置する紫外線照射器とは調光機能が異なる紫外線照射器を配置したものである。三列目に照射面積を広げる場合は、次に一列目と同紫外線照射器を、三列目、四列目を設けたさらに広い面積とする場合は、一列目、二列目を交互とする配置となる。
【００４１】
すなわち、一列目に下から紫外線照射器１００ａ、紫外線照射器２００ａ、紫外線照射器１００ｂ、紫外線照射器２００ｂ、紫外線照射器１００ｃが間隔をおいて交互に配置され、二列目に下から紫外線照射器２００ｃ、紫外線照射器１００ｄ、紫外線照射器２００ｄ、紫外線照射器１００ｅ、紫外線照射器２００ｅが間隔をおいて交互に配置されている。
【００４２】
紫外線照射器２００ａは、紫外線照射器１００ａ，１００ｂ，１００ｄの各照射エリア１２で紫外線照度が低下する部分の照度を可変させながら照射させることで均斉化を図ることができる。紫外線照射器２００ｂは、紫外線照射器１００ｂ，１００ｃ，１００ｅの各照射エリア１２で紫外線照度が低下する部分の照度を可変させながら照射させることで均斉化を図ることができる。
【００４３】
同様に、紫外線照射器２００ｃは、一列目の紫外線照射器１００ａ，１００ｄそれに三列目の紫外線照射器１００ａの各照射エリア１２で紫外線照度が低下する部分の照度を可変させながら照射させることで均斉化を図ることができる。紫外線照射器２００ｄは、一列目の紫外線照射器１００ｂ、二列目の紫外線照射器１００ｄ，１００ｅそれに３列目の紫外線照射器１００ｂの各照射エリア１２で紫外線照度が低下する部分の照度を可変させながら照射させることで均斉化を図ることができる。
【００４４】
さらに、紫外線照射器２００ｅは、一列目の紫外線照射器１００ｃ、二列目の紫外線照射器１００ｅ、それに三列目の紫外線照射器１００ｃの各照射エリア１２で紫外線照度が低下する部分の照度を可変させながら照射させることで均斉化を図ることができる。
【００４５】
紫外線照射器１００ａ〜１００ｅと紫外線照射器２００ａ〜２００ｅの照射エリア１２，１３のうち、照射エリア１３の照度を適宜可変させることにより、システム全体の照度の均斉化を図ることができる。
【００４６】
この実施形態においても、一列の中に調光機能を備えていない紫外線照射器と調光可能な紫外線照射器を交互に配置し、二列目以降は、前列に位置する紫外線照射器とは調光機能が異なる紫外線照射器を配置したことにより、システム全体から被照射体に照射される紫外線の均斉度の向上を図ることができる。
【００４７】
この発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、調光機能を有する紫外線照射装置としてマイクロ波による無電極ランプによる紫外線照射について説明したが、紫外線照射装置としては調光機能を有したものであれば、種類を問わない。
【００４８】
また、上記した一実施形態では４列の例を、他の実施形態では３列の例を挙げたが、必要により列を増やすことも可能であり、行の数も増やすことができることから所望の照射面積にも柔軟に対応させることが可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１００ａ〜１００ｅ，２００ａ〜２００ｅ  紫外線照射器
１１ｖ，１１ｈ  無電極ランプ
１２，１３  照射エリア
１４１ａ〜１４１ｅ，１４２ａ〜１４２ｃ  点灯装置
１５  高圧電源
１６  マグネトロン
１７  同軸／導波管変換部
１８，２１  コネクタ
１９  筐体
２０  同軸ケーブル
２２  整合器
２３１ａ〜２３１ｅ，２３２ａ〜２３２ｅ  紫外線照射部
２５  ランプハウス
２６  冷却用ファン
２７１，２７２  反射板
２８  被照射部
２９  スクリーン
３０  照射窓
３１  制御部
３２  ＵＶセンサー
【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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【図６】
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【図７】
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