(57)【要約】 【課題】  比較的少量の気体を放出しつつ、搬送移動されるワークに紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を効率よく硬化することが可能な紫外線照射装置を提供する。【解決手段】  ワークＷは高速搬送されているから、放出孔３９からの窒素はワークＷによって下流側に引きずれることになる。そこで、本実施形態では、放出孔３９をワーク側透光板３４ａの紫外線透過部分において上記照射中心Ｘよりも上流寄りの位置に設けた構成になっている。そうすると、上流側から放出された窒素はワークＷによって下流側に引きずられ、ワーク側透光板３４ａの下方全域に広がり、高速搬送されるワークＷの紫外線照射部位における酸素濃度を効率よく低減させることができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークが通過する搬送経路に向けて紫外線を照射する紫外線ランプと、
前記搬送経路上において前記紫外線ランプからの紫外線が照射される領域に気体を放出する放出手段とを備えた紫外線照射装置において、前記放出手段は、前記紫外線ランプからの紫外線の照射中心よりも前記搬送経路の上流側のみから前記気体を放出、または、前記照射中心の下流側よりも上流側から多くの気体を放出するようにしたことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
前記放出手段の放出口の周囲には、その周りの空気の巻き込みを防止可能な防止壁が設けられていることを特徴とする請求項１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、搬送されるワークに気体を放出しつつ紫外線を照射する紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の紫外線照射装置としては、例えば、下記特許文献１に示すように、ワークの搬送装置の上方に設けられ、搬送移動するワークに向けて紫外線を照射させることでＵＶ樹脂を硬化させるために使用されるものがある。ところで、ＵＶ樹脂は、紫外線を照射しても酸素が含まれる大気雰囲気に曝された状態では、いわゆる酸素阻害により表面硬化不良を起こしてしまうため、通常、窒素や二酸化炭素などの気体雰囲気内で紫外線を照射することが望ましい。図６には、ワーク１に窒素を放出しつつ紫外線照射を行う従来構成が示されている。同図に示すように、紫外線ランプ２を収容するハウジング３には、下面の開口部をガラス板で封鎖してなる照射窓４が設けられ、ここから紫外線ランプ２から出射された紫外線（同図で点線矢印７）をワーク１の加工部位に向けて照射させるようになっている。そして、ハウジング３の両端（搬送経路の上流側及び下流側）にはワーク１の搬送経路上において前記紫外線が照射される領域（以下、「紫外線照射領域」）に向けて同量の窒素を放出する１対のノズル５，５が延設されており、これにより窒素雰囲気内でワーク１に施されたＵＶ樹脂６に紫外線照射を行うようにしている。
【特許文献１】特開昭５５−１８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、ワーク１がある程度速い速度で搬送移動されている場合、紫外線照射領域に向けて上流側及び下流側から同量の気体を放出する上述の従来構成では、ノズル５，５から供給された窒素はワーク１によって搬送経路の下流側に引きずられる（図３では実線矢印８）。即ち、上記紫外線照射領域の上流側の窒素濃度が下流側の窒素濃度に比べて低下してしまう。従って、紫外線照射領域の上流側から下流側に亘ってそこを通過するワーク１に対して十分に酸素濃度を低下させた状態で紫外線照射を行うことができないおそれがあった。確かに、各ノズル５，５からの窒素放出量を高めることで上流側の窒素濃度を高めることも考えられるが、これでは、多量の窒素が必要となる他に、その多量の窒素が外部に漏れないようにより密閉性の高い構成が必要となり、コストが高くなるという問題が生じ得る。
【０００４】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、搬送移動されるワークに均等に気体を供給しつつ紫外線を照射できる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】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明に係る紫外線照射装置は、ワークが通過する搬送経路に向けて紫外線を照射する紫外線ランプと、搬送経路上において紫外線ランプからの紫外線が照射される領域に気体を放出する放出手段とを備えた紫外線照射装置において、次の（ａ）或いは（ｂ）の構成を備えているところに特徴を有する。
（ａ）放出手段は、紫外線ランプからの紫外線の照射中心よりも搬送経路の上流側のみから気体を放出する構成。
（ｂ）放出手段は、照射中心に対して上流側及び下流側から気体を放出し、かつ、下流側よりも上流側から多くの気体を放出するようした構成。
なお、「ワーク」は、ある部材に紫外線硬化樹脂が施されたものであっても、また、紫外線硬化樹脂自体であってもよく、或いは紫外線を照射して処理が行われるものであればよい。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、放出手段の放出口の周囲には、その周りの空気の巻き込みを防止可能な防止壁が設けられているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００７】
＜請求項１の発明＞
本構成によれば、放出手段は、（ａ）紫外線ランプからの紫外線の照射中心よりも搬送経路の上流側のみから気体を放出する構成、或いは、（ｂ）照射中心に対して上流側及び下流側から気体を放出し、かつ、下流側よりも上流側から多くの気体を放出する構成になっている。そうすると、上流側の気体がワークによって気体の放出量が比較的少ない下流側に引きずられることになる。従って、ワークによって紫外線照射領域よりも更に下流側に引きずられる気体の量を極力抑えて、紫外線照射領域内における上流側から下流側に全体に亘って効率よく気体を供給できる。これにより、搬送経路上の紫外線照射領域を移動するワークに対して比較的少量の気体放出量で均等に気体を供給しつつ紫外線を照射することができる。
【０００８】
＜請求項２の発明＞
例えば放出手段が環状のノズル先端の開口部から気体を放出するよう構成されている場合、ノズル先端周りの周りの空気が、放出される気体の気流に巻き込まれて搬送経路側に流れ込むおそれがある。
そこで、本構成によれば、放出手段の放出口から放出される気体にその放出口周りの周囲気体が巻き込まれることを防止する防止壁が設けられている。従って、気体に周囲気体が巻き込まれることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の一実施形態を図１ないし図４によって説明する。
１．紫外線照射装置の概要
本実施形態に係る紫外線照射装置１０は、紫外線硬化樹脂（以下「ＵＶ樹脂５０」）による各種加工が施されたワークＷ（例えば床材）を順次搬送する搬送手段５２の搬送経路５１上に配置され、ワークＷに気体としての窒素を吹き付けつつ紫外線を照射させてＵＶ樹脂５０を硬化させるものである。なお、ワークＷは図３，４において紙面右から左へと所定の速度（例えば分速１〜１００ｍ）で高速搬送されるものとする。
【００１０】
２．紫外線照射装置の構成
図１〜図３には、紫外線照射装置１０の全体を示した側面図が示されている。紫外線照射装置１０は、同図に示すように、紫外線ランプ（以下、「ランプ１１」）を収容してなる紫外線出射部１２と、その下方に設けられ内部に窒素が供給されるガス供給部３０とを備えて構成されている。
【００１１】
（１）紫外線出射部
紫外線出射部１２は、全体として直方体をなし下方の搬送経路５１に向けられる一側面が開口した箱状のケース１３内に、直管状のランプ１１を収容してなる。このランプ１１は、両端の径小部がケース１３内部の天井から下方に突設された保持片１４，１４の貫通孔１４ａ，１４ａにそれぞれ嵌入されることにより保持されている。そして、ランプ１１は、ケース１３の一端側に設けられた端子部１５からケーブル１６を介して電圧が印加されて点灯し紫外線を放射状に出射する。なお、この紫外線は、ＵＶ樹脂硬化に適した波長（例えば主波長３６５nm）に設定されている。
【００１２】
また、ケース１３の開口方向（図３において下方）に対するランプ１１の略後方には、１対の反射鏡１７，１７が配置されている。この反射鏡１７，１７は、ランプ１１の上方及び側方を全長に渡って覆う断面円弧の形状をなし、ランプ１１から後方に出射された紫外線を反射させて開口側に導く役割を果たす（図３では紫外線の光路を点線矢印Ｌで図示）。なお、各反射鏡１７，１７は、下端部分がケース１３の開口部１３ａ内側に設けられた溝部１３ｂ，１３ｂによって係止されるとともに、上端部分がケース１３内部の天井面から下方に突設された固定具２０によって部分的に係止されている。そして、固定具２０が設けられていない部分については両反射鏡１７，１７の上端部分同士間に所定間隔の隙間Ｓが形成されている（図３参照）。
【００１３】
なお、ケース１３の上面中央位置には、冷却ファン１８を収容した収容室１９が設けられており、この冷却ファン１８を駆動することで、ランプ１１の周囲気体を上記１対の反射鏡１７，１７間の隙間Ｓを介して引き込んで収容室１９上面に開口した排気口１９ａから外部に放出するようになっている。
【００１４】
（２）ガス供給部
さて、ガス供給部３０は、中央部分がケース１３の開口部１３ａ形状に対応して長方形状に開口し、１対の枠体３１，３１間に封止部材３２を挟み込んだ状態で両枠体３１，３１をネジ３３によってネジ止めした構成になっている。そして、各枠体３１の開口部３１ａは、２つの透光板３４，３４で封鎖されている。具体的には、各透光板３４，３４は、例えば石英ガラスからなり、全体として枠体３１，３１の開口部３１ａよりやや大きめの長方形状をなし、本実施形態では例えば４枚の矩形のガラス板３５を並べて構成されている。各透光板３４の上には、各枠体３１の開口部３１ａの形状と同形の開口部３６ａを有する押え板３６がそれぞれ被せられる。そして、各透光板３４はその周縁部分が、各枠体３１の開口部３１ａ周囲部分と、各押え板３６の開口部３６ａ周囲部分との間で挟まれ、枠体３１と押え板３６とがネジ３７によって固定されることにより位置決め固定されている。
【００１５】
また、封止部材３２の両短辺部分にはそれぞれ２つの導通孔３２ａが貫通形成され、これらに連なる接続管３８が突設されており、この接続管３８を介して図示しない窒素供給手段からの窒素が１対の透光板３４，３４及び封止部材３２で囲まれる空間Ｍ内に供給されるようになっている。
【００１６】
そして、ガス供給部３０は、図１や図３に示すように、紫外線出射部１２からの紫外線の出射方向（同図で紙面下方向）の前方において、上下に並ぶ１対の透光板３４，３４が配置される。そして、ガス供給部３０は、ケース１３の長手方向の両端部から下方に突設された取付具４０を介してケース１３に取り付けられている。
更に、１対の透光板３４，３４のうちワークＷの搬送経路５１側に向けられる透光板（以下、「ワーク側透光板３４ａ」）には、１対の長辺端のうち一方の長辺端寄りの位置に複数の放出孔３９が長辺端に沿って一列状に貫通形成されている。これにより、本発明の「放出手段」が構成されている。
【００１７】
なお、本実施形態では、１対の透光板３４，３４に沿うように配された冷却手段が設けられている。具体的には、封止部材３２は、伝熱性の高い部材で形成されるとともに、図２に示すように、その両長辺部分には、長手方向に沿って冷却用液体が流れるＵ字状の冷却管４２が挿通されており、紫外線照射や窒素供給によるガス供給部３０の温度上昇を抑制するようにしている。
また、本実施形態では、図３に示すように、ガス供給部３０のうち上方に位置する枠体３１，３１上面の周縁部に紫外線出射部１２の開口部１３ａ周りを囲むように規制壁４１が起立形成されている。
【００１８】
この規制壁４１を設けたのは次の理由による。即ち、仮にこの規制壁４１がない場合には、冷却ファン１８が駆動されることにより、ガス供給部３０側方の酸素を含む周囲気体（図３で二点破線矢印Ｇ２）が引き込まれ、その一部がワークＷの搬送経路５１側に流れ込んで酸素濃度を上昇させるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、冷却ファン１８が駆動されると、上記規制壁４１によってガス供給部３０の側方の周囲気体の引き込みが規制され、規制壁４１の上方から周囲空気が引き込まれ、ランプ１１周囲を通って排気口１９ａから排出される循環路が形成される。従って、冷却ファン１８の引き込みによって搬送経路５１側の酸素濃度が上昇するといった問題を回避することができる。
【００１９】
３．本実施形態の作用効果
上述した紫外線照射装置１０は、図３に示すように、ワークＷの搬送経路５１上方において、ワーク側透光板３４ａの放出孔３９が当該搬送経路５１の上流側に来るようにして配置される。即ち、放出孔３９は、紫外線ランプ１１から照射される紫外線の照射中心Ｘよりも搬送経路５１の上流側に位置することになる。そして、紫外線照射装置１０を起動させると、ランプ１１から放射された紫外線は１対の反射鏡１７，１７によって下方側に反射され、ケース１３の開口部１３ａからガス供給部３０に向けて出射されて、このガス供給部３０の１対の透光板３４，３４を透過して搬送経路５１上のワークＷに照射される。
【００２０】
また、上記接続管３８からガス供給部３０内部に窒素（図３で実線矢印Ｇ１）が供給されワーク側透光板３４ａの放出孔３９から放出される。これにより、搬送経路５１を搬送されるワークＷに窒素を吹き付けて窒素雰囲気の状態で、ワークＷの加工部位に紫外線を照射させることができる。
【００２１】
ここで、ワークＷは高速搬送されているから、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、放出孔３９からの窒素はワークＷによって下流側に引きずれることになる。そこで、本実施形態では、放出孔３９をワーク側透光板３４ａの紫外線透過部分において上記照射中心Ｘよりも上流寄りの位置に設けた構成になっている。そうすると、上流側から放出された窒素はワークＷによって下流側に引きずられ、ワーク側透光板３４ａの下方全域に広がり、高速搬送されるワークＷの紫外線照射部位における酸素濃度を効率よく低減させることができる。
【００２２】
しかも、本実施形態では、放出孔３９は、紫外線出射部１２からの紫外線が透過するワーク側透光板３４ａに貫通形成され、その放出孔３９のワーク側開口部の周囲がワーク側透光板３４ａ（または、ワーク側透光板３４ａ及び枠体３１）による壁になっている。つまり、放出孔３９の周囲に周りの空気の巻込みを防止（抑制）する防止壁となっている。従って、環状のノズル先端の開口部から気体を放出する構成（発明の効果の欄参照）とは異なり、周りの空気の巻き込みを防止できる。しかも、放出孔３９から放出された窒素の気流はワークＷ表面に沿って側方に広がり、この窒素気流によってワークＷ付近の酸素を含む大気を押し出すことができ、比較的少量の窒素でワークＷ上のＵＶ樹脂５０を効率よく硬化させることできる。なお、ガス供給部３０とワークＷとの離間距離を極力短くする（例えば３０mm以内）ことで、より大きな効果を得ることができる。
【００２３】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、紫外線硬化樹脂に紫外線を照射するものであって、気体として窒素を供給する装置に適用した例を示したが、窒素に限らず、希ガスや二酸化炭素であってもよい。また、例えば紫外線を照射して有機物を分解するためのアッシングや洗浄を行うものであって、オゾンや酸素を供給する装置に適用することもできる。
【００２４】
（２）本実施形態では、放出孔３９は、ガラス板３５において上流側のみに形成したが、これに限らず、上流側から下流側にかけて徐々に径が小さくなる複数の放出孔を形成してもよい。或いは、下流側よりも上流側の放出孔の数を多くしてもよい。
このような構成であっても、搬送経路５１のうち紫外線出射部１２からの紫外線照射領域において上流側から下流側に亘って効率よく酸素濃度を低下させた状態でワークＷに紫外線を照射することができる。
【００２５】
（３）更に、図５に示した構成であってもよい。これは、紫外線出射部からの紫外線を透過する透過窓６０の上流側の側方に気体Ｇ３を放出するノズル６１を延設した構成になっている。このような構成であっても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本発明の「防止壁」を設けた構成であってもよい。具体的には、ノズル先端に板状部材６２（同図で点線では点線で図示）を嵌着した構成であってもよい。
【００２６】
（４）また、図６に示す構成に対して、下流側のノズル５よりも上流側のノズル５からの窒素放出量を多くする構成であってもよい。なお、上記（３）と同様に各ノズル５，５の先端に板状部材等による防止壁を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る紫外線照射装置全体の部分的断面図
【図２】ワーク搬送経路側から見た下面図
【図３】図１のＸ−Ｘ破断面における断面図
【図４】高速搬送されるワークに吹き付けられた窒素の流れを示した紫外線照射装置の断面図
【図５】変形例を示した紫外線照射装置の断面図
【図６】従来の紫外線照射装置の断面図
【符号の説明】
【００２８】
１０…紫外線照射装置
１１…紫外線ランプ
３４ａ…ワーク側透光板（防止壁）
３９…放出孔（放出手段）
５１…搬送経路
６１…ノズル（放出手段）
６２…板状部材（防止壁）
Ｇ１，Ｇ３…窒素（気体）
Ｇ２…周囲気体
Ｌ…紫外線
Ｗ…ワーク
【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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