(57)【要約】【課題】シャッタの回動角度の調整が容易な紫外線照射装置を提供する。【解決手段】紫外線ランプ、第１回転軸１１Ａを中心に回動する第１シャッタ１０Ａ、及び第２回転軸１１Ｂを中心に回動する第２シャッタ１０Ｂを備え、紫外線ランプの紫外線を第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂを閉じて遮光する紫外線照射装置１において、アクチュエータで回転する第１回転体２３Ａと、第１回転体２３Ａと同期回転する第２回転体２３Ｂと、第１回転体２３Ａと第１回転軸１１Ａとを連結する第１リンク３０Ａと、第２回転体２３Ｂと第２回転軸１１Ｂとを連結する第２リンク３０Ｂと、を備える構成とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線ランプ、第１回転軸を中心に回動する第１シャッタ、及び第２回転軸を中心に回動する第２シャッタを備え、前記紫外線ランプの紫外線を第１シャッタ及び第２シャッタを閉じて遮光する紫外線照射装置において、
アクチュエータで回転する第１回転体と、
前記第１回転体と同期回転する第２回転体と、
前記第１回転体と前記第１回転軸とを連結する第１リンクと、
前記第２回転体と前記第２回転軸とを連結する第２リンクと、
を備えたことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
前記第１リンクは前記第１回転軸の回転角度を調節自在な調整部を備え、及び／又は、前記第２リンクは前記第２回転軸の回転角度を調節自在な調整部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
【請求項３】
前記第１シャッタ及び第２シャッタの内側面には反射面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線ランプの紫外線を遮光するシャッタを備えた紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、紙やプラスチック等の表面に紫外線硬化剤を被着し、この紫外線硬化剤に紫外線照射装置で紫外線を照射して硬化する紫外線硬化技術が知られている。紫外線照射装置の光源には、直管形紫外線ランプである高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電ランプが使用されている。
係る紫外線ランプにおいては、消灯後の再点灯時に出力が安定化するまで待ち時間が発生する。そのため、この種の紫外線照射装置では、紫外線ランプと、対象物となるワークへの紫外線照射を遮光する一対のシャッタとを内蔵したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この紫外線照射装置では、運転中に対象物への紫外線照射が不要となったときに、紫外線ランプを点灯させたまま一対のシャッタを閉じることにより対象物への紫外線照射を遮光可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２５６１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、シャッタを備えた紫外線照射装置では、一対のシャッタを、紫外線ランプの紫外線を漏らさないように閉じる必要がある。
しかしながら、従来の構成では、シャッタを開閉する駆動ユニットが一のシャッタに対して複数の歯車を備えているため、複数の歯車の噛み合わせによってバックラッシ（噛み合う歯車の歯面間の隙間）が増幅することから、シャッタの回動角度の正確な調整が困難である。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、シャッタの回動角度の調整が容易な紫外線照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した目的を達成するために、本発明は、紫外線ランプ、第１回転軸を中心に回動する第１シャッタ、及び第２回転軸を中心に回動する第２シャッタを備え、前記紫外線ランプの紫外線を第１シャッタ及び第２シャッタを閉じて遮光する紫外線照射装置において、アクチュエータで回転する第１回転体と、前記第１回転体と同期回転する第２回転体と、前記第１回転体と前記第１回転軸とを連結する第１リンクと、前記第２回転体と前記第２回転軸とを連結する第２リンクと、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
上述の構成において、前記第１リンクは前記第１回転軸の回転角度を調節自在な調整部を備え、及び／又は、前記第２リンクは前記第２回転軸の回転角度を調節自在な調整部を備えてもよい。
【０００７】
上述の構成において、前記第１シャッタ及び第２シャッタの内側面には反射面が形成されていてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、バックラッシを有さない第１及び第２リンクによって第１シャッタ及び第２シャッタを開閉するため、第１シャッタ及び第２シャッタの回動角度を容易に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る紫外線照射装置を示す正面図である。
【図２】紫外線照射装置を示す底面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】図１の紫外線照射装置を模式的に示す一端側側面図である。
【図５】第１シャッタ及び第２シャッタを閉じた状態における紫外線照射装置を模式的に示す縦断面図である。
【図６】第１シャッタ及び第２シャッタを閉じた状態における紫外線照射装置を模式的に示す一端側側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係る紫外線照射装置を示す正面図であり、図２は紫外線照射装置を示す底面図である。
紫外線照射装置１は、筒状の発光管を有する紫外線ランプ３と、開閉する一対の第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂとを、紫外線ランプ３の長手方向に伸びた箱型（直方体形状）の筐体５に収めて構成されている。筐体５の下面５Ａには、紫外線ランプ３の長さに合わせて矩形状の開口７が形成され、この開口７から下方の照射対象物であるワーク（不図示）に向けて紫外線が照射される。筐体５の長手方向一端部側には、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂを駆動する駆動ユニット２０が設けられている。なお、図１及び図２では、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂが開かれた状態を示している。また、筐体５の上面５Ｂの長手方向他端部側には、紫外線ランプ３の点灯に供される各種の電気配線を接続するコネクタ９Ａを配置するジャンクションステージ（配線ステージ）９が設けられている。
【００１１】
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
一対の第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂは、紫外線ランプ３を包囲するように配置されている。第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂは、長手方向両端部側にそれぞれ設けた第１回転軸１１Ａ及び第２回転軸１１Ｂを中心に回動可能に支持されており、その閉時には、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂが紫外線ランプ３の前方にまで回動されて、紫外線ランプ３の紫外線を遮光する。図３は、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂを開いた状態（シャッタ開時）を示している。
【００１２】
すなわち、この構成では、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの開口縁１２に光の出射面１３が形成され、この出射面１３が、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂで開閉される。
本実施形態では、第１回転軸１１Ａ及び第２回転軸１１Ｂは、紫外線ランプ３の長手方向両端部側に設けた支持板１４に支持されている。第１回転軸１１Ａ及び第２回転軸１１Ｂは、側面視において、紫外線ランプ３を包囲する一対の第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの外側面１５よりも内側に配置されている。これにより、第１回転軸１１Ａ及び第２回転軸１１Ｂが、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂから張り出さないため、紫外線照射装置１を小型化できる。さらに、第１回転軸１１Ａ及び第２回転軸１１Ｂは、内側面（紫外線ランプ３側の凹面）１６の内側に紫外線ランプ３の中心軸Ｃ１に近接して配置されているため、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの周方向の長さを短くでき、その結果、紫外線照射装置１を小型化できる。
【００１３】
第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの内側面１６には反射面１７が形成されている。この反射面１７は、例えばアルミニウム等の反射性金属の薄膜を付着させて形成すればよい。
一対の第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂのそれぞれには、少なくとも１つ（本実施形態では、２つ）の中空部１８が長手方向に貫通して一体的に形成されている。中空部１８には冷却媒体供給源に連なるホース（不図示）が接続され、冷却媒体供給源から供給される冷却媒体が中空部１８を流通することにより、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂが冷却される。また、図示は省略するが、筐体５の上面５Ｂには紫外線ランプ３に沿って複数の通風孔が形成されている。したがって、これらの通風孔から筐体５内に向けて例えば送風機（不図示）によって冷却風としての空気を流すことによっても、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂが冷却される。
【００１４】
図４は、図１の紫外線照射装置１を模式的に示す一端側側面図である。
駆動ユニット２０は、筐体５（図１）の長手方向一端部側に設けられる板状の駆動支持部材２１を有し、長手方向一端部側の第１回転軸１１Ａ及び第２回転軸１１Ｂは駆動支持部材２１を貫通して筐体５の外側に延出している。駆動支持部材２１の一面２１Ａ（図１）にはアクチュエータ２２が、駆動支持部材２１の他面２１Ｂには第１回転体２３Ａ及び第２回転体２３Ｂと、第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂとが設けられている。アクチュエータ２２は、例えば空気圧で動作するロータリシリンダとして構成され、アクチュエータ２２の出力軸２２Ａが駆動支持部材２１を貫通して駆動支持部材２１の他面２１Ｂに延出し、第１回転体２３Ａに固定されている。
【００１５】
第１回転体２３Ａは、アクチュエータ２２によって回転される回転体であり、本実施形態では歯車として構成されている。第２回転体２３Ｂは、第１回転体２３Ａと同期して回転する回転体であり、本実施形態では第１回転体２３Ａと噛み合う歯車として構成されている。すなわち、第１回転体２３Ａは駆動側の歯車であり、第２回転体２３Ｂが従動側の歯車である。
第１リンク３０Ａは第１回転体２３Ａと第１回転軸１１Ａとを連結するリンクであり、第２リンク３０Ｂは第２回転体２３Ｂと第２回転軸１１Ｂとを連結するリンクである。アクチュエータ２２が回転すると、第１回転体２３Ａ及び第２回転体２３Ｂと、第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂと、を介して各第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂ（図３）が回動する。
【００１６】
第１リンク３０Ａは、第１回転軸１１Ａに固定したアーム（回転軸側リンク部）３１と、第１回転体２３Ａに回転自在に接続されるロッドエンドベアリング（回転体側リンク部）３２と、アーム３１に回転自在に接続されるロッドエンドベアリング（中間リンク部）３３と、を備えている。
同様に、第２リンク３０Ｂは、第２回転軸１１Ｂに固定したアーム（回転軸側リンク部）３４と、第２回転体２３Ｂに回転自在に接続されるロッドエンドベアリング（回転体側リンク部）３２と、アーム３４に回転自在に接続されるロッドエンドベアリング（中間リンク部）３３と、を備えている。
【００１７】
また、第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂは、それぞれ第１回転体２３Ａ及び第２回転体２３Ｂの回転角度を調節自在な調整ねじ（調整部）４０を備えている。より詳細には、各第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂは、ロッドエンドベアリング３２，３３の間に、当該ロッドエンドベアリング３２，３３間の長さを調整する調整ねじ４０を設けて構成されている。
調整ねじ４０は、両端に雄ねじ部４１Ａが形成された連結棒４１と、雄ねじ部４１Ａに配置されるナット４２とを備え、連結棒４１の両端にロッドエンドベアリング３２，３３を、ナット４２を介して螺合することで第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂが構成される。
【００１８】
このように構成された駆動ユニット２０においては、連結棒４１を回転させることで、ロッドエンドベアリング３２，３３間の距離が調整され、これにより、第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂの長さが調整されるようになっている。第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂの長さが調整されると、第１回転軸１１Ａ及び第２回転軸１１Ｂの回転角度が変更される。例えば、第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂを長くすると、第１回転軸１１Ａ及び第２回転軸１１Ｂの回転角度を大きくすることができる。反対に、例えば、第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂを短くすると、第１回転軸１１Ａ及び第２回転軸１１Ｂの回転角度を小さくすることができる。ナット４２は連結棒４１の固定用である。
【００１９】
図５は第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂを閉じた状態における紫外線照射装置１を模式的に示す縦断面図であり、図６は第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂを閉じた状態における紫外線照射装置１を模式的に示す一端側側面図である。
この紫外線照射装置１では、運転中に、紫外線の照射が不要になった場合、紫外線ランプ３を消灯せずに、図５及び図６に示すように、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂを紫外線ランプ３の下方にまで回動させる。紫外線ランプ３を消灯させないのは、光源を一旦消灯させると紫外線出力が安定するまでに数分の時間を要し、生産ロスにつながるおそれがあるからである。
【００２０】
第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂが紫外線ランプ３の前方にまで回動されると、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂにより開口７（出射面１３）が閉じられて（シャッタ閉時）、紫外線照射装置１が非照射状態となる。第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂの長さは、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの先端部１９間に対面方向（左右方向）の隙間がないように調整される。これにより、先端部１９間からは紫外線ランプ３の紫外線が漏れ出さないので、紫外線はほぼ完全に遮光される。したがって、ワークに無駄に紫外線が照射されることがない。また、紫外線に曝されることによる周辺部品の劣化を抑制することができる。
【００２１】
例えば、一のシャッタに対して複数の歯車を設けて一対のシャッタを開閉させる構成では、複数の歯車によってバックラッシが大きくなることから、シャッタの回転角度の調整が困難である。また、一のシャッタに対して複数の歯車を設けることで、駆動ユニットが大型化する。
本実施形態では、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの開閉にバックラッシを有さない第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂを用いたため、先端部１９間の対面方向の隙間を無くす調整を容易に行うことができ、製造工程を短縮できる。また、第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂを用いることで、一のシャッタに対して複数の歯車を設ける場合に比べ、駆動ユニット２０を小型化できる。さらに、第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂは、歯車に比べて比較的安価であるため、紫外線照射装置１の製造コストを削減できる。
【００２２】
これに加え、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの回動角度を調整する調節ねじ４０を設けため、一方のシャッタ（例えば、第１シャッタ１０Ａ）の回動角度を他方のシャッタ（例えば、第２シャッタ１０Ｂ）より大きくすることで、図５に示すように、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの先端部１９を重ね合わせることができる。したがって、先端部１９間の対面方向の隙間を確実に無くして、先端部１９間からの紫外線ランプ３の紫外線の漏れを確実に防止できる。
【００２３】
また、本実施形態では、第１リンク３０Ａのアーム３１と、第２リンク３０Ｂのアーム３４の長さを異ならせることで、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの先端部１９の重なりを比較的大きくして、先端部１９間からの紫外線ランプ３の紫外線の漏れを確実に防止している。しかも、ロッドエンドベアリング３２，３３の回転軸Ｃ２，Ｃ３は、紫外線照射装置１の幅方向Ｗにおいて、第１回転体２３Ａ及び第２回転体２３Ｂの直径よりも内側に配置されているため、駆動ユニット２０を小さく形成することができる。なお、本実施形態では、アーム３１をアーム３４より長く形成しているが、逆であってもよく、また、アーム３１，３４の長さは同じであってもよい。
【００２４】
また、紫外線照射装置１を小型化するべく、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの内面側に反射面１７を形成する場合があるが、この場合に、一のシャッタに対して複数の歯車を設けると、バックラッシが大きくなることから、シャッタ開時における反射面１７の角度を調整することが困難となる。
本実施形態では、調節ねじ４０によって照射時における反射面１７の角度を調整できるので、ワークに与える照度も第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの両側で調整できる。さらに、本実施形態では、調節ねじ４０を第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂの両方に設けたため、反射面１７の角度を第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの両側で個別に調整できるので、ワークに与える照度も第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの両側で個別に調整できる。したがって、ワークに与える照度の自由度が向上する。
【００２５】
なお、先端部１９間の隙間調整はシャッタ開時の調整、反射面１７の角度調整はシャッタ閉時の調整となり、これら隙間調整及び角度調整は同時には成り立たない。したがって、シャッタ開時における反射面１７の角度を調整する場合には、シャッタ閉時において、少なくとも先端部１９間に対面方向の隙間がないように、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの回動角度が調整される。本実施形態では、シャッタの開時においては、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの角度は同一（左右対称）とし、その状態から第１シャッタ１０Ａを７５°、第２シャッタ１０Ｂを６５°だけ回動するように、調節ねじ４０により第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂの長さ、すなわち、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの回動角度が調節されている。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態によれば、アクチュエータ２２で回転する第１回転体２３Ａと、第１回転体２３Ａと同期回転する第２回転体２３Ｂと、第１回転体２３Ａと第１シャッタ１０Ａの第１回転軸１１Ａとを連結する第１リンク３０Ａと、第２回転体２３Ｂと第２シャッタ１０Ｂの第２回転軸１１Ｂとを連結する第２リンク３０Ｂと、を備える構成とした。この構成により、バックラッシを有さない第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂによって第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂを開閉するため、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの回動角度を容易に調整できる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、第１リンク３０Ａは第１回転軸１１Ａの回転角度を調節自在な調整部４０を備え、及び、第２リンク３０Ｂは第２回転軸１１Ｂの回転角度を調節自在な調整部４０を備える構成とした。この構成により、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂの回動角度を個別に調整することができる。その結果、ワークに対する照度を第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂ側で個別に調整できるので、照度設計の自由度を向上できる。
【００２８】
但し、上述の実施形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上述の実施形態では、冷却媒体及び冷却風の両方で冷却する冷却構造としたが、冷却構造はこれに限定されるものではない。
【００２９】
また、上述の実施形態では、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂに反射面１７を形成していたが、第１シャッタ１０Ａ及び第２シャッタ１０Ｂと反射面１７とを別体に形成してもよい。
また、上述の実施形態では、第１回転体２３Ａ及び第２回転体２３Ｂを歯車としたが、これに限定するものではなく、第２回転体２３Ｂが第１回転体２３Ａと同期回転する構成であればよい。また、第１回転体２３Ａ及び第２回転体２３Ｂを離間して配置し、第２回転体２３Ｂに第１回転体２３Ａのアクチュエータ２２とは別のアクチュエータを設けてもよい。
【００３０】
また、上述の実施形態では、第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂは、ロッドエンドベアリング３２，３３とアーム３１とを備えて構成されていたが、この構成に限られるものではない。
また、上述の実施形態では、調整部を調節ねじとして説明したが、調整部は調節ねじに限定されるものではない。
また、上述の実施形態では、第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂの両方に調節ねじ４０を設けたが、調節ねじ４０を第１リンク３０Ａ及び第２リンク３０Ｂの一方のみに設けてもよい。
【００３１】
また、本発明は、ワークの表面に被着した紫外線硬化剤に紫外線を照射して硬化する紫外線照射装置に限定されるもではなく、種々の照射装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１  紫外線照射装置
１０Ａ  第１シャッタ
１０Ｂ  第２シャッタ
１１Ａ  第１回転軸
１１Ｂ  第２回転軸
１７  反射面
２２  アクチュエータ
２３Ａ  第１回転体
２３Ｂ  第２回転体
３０Ａ  第１リンク
３０Ｂ  第２リンク
４０  調整ねじ（調整部）
【図１】
2015054295.tif 000003
【図２】
2015054295.tif 000004
【図３】
2015054295.tif 000005
【図４】
2015054295.tif 000006
【図５】
2015054295.tif 000007
【図６】
2015054295.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月8日(2014.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2015054295.tif 000009