DE10215024A1 - UV-Strahler - Google Patents

Abstract

Es wird ein UV-Strahler beschrieben, bei dem dichroitische Reflektoren (8) symmetrisch zu einer Mittelebene des Strahlers angeordnet sind, welche den gesamten Bereich um die Lampe (9) und um einen Abdeckkörper (10) herum abdecken, wobei der Abdeckkörper (10) ein Zylinder ist, der außen mit Spiegelelementen versehen ist, die den direkten Einfall von Licht von der Lampe auf das Substrat verhindern und Licht von dichroitischen Reflektoren aus zur Substratauflagefläche (12) leiten.

Description

• Die Erfindung betrifft einen UV-Strahler zum Aushärten UV-empfindlicher Substrate mit einer länglichen UV-Lampe, die unterhalb eines die Lampe überdeckenden rinnenförmigen Reflektors angeordnet ist, wobei dichroitische Reflektoren symmetrisch zu einer Mittelebene des Strahles angeordnet sind und ein mit Spiegeln versehener Abdeckkörper zwischen Lampe und Substrat so angeordnet ist, dass kein direktes Licht von der Lampe auf das Substrat fällt.
• UV-Strahler dieser Art sind bekannt (US-A-40 48 490). Bei den bekannten Bauarten ist die UV-Röhre von einem Reflektor überdeckt, dessen Innenfläche aus drei zylindrischen Flächen mit unterschiedlich gelegenen Brennpunkten aufgebaut ist. An diesen rinnenförmigen Reflektor schließen sich nach unten zum Substrat hin ebene dichroitische Spiegelreflektoren an, die gegeneinander geneigt sind und dazu dienen, den Infrarotanteil des von der Lampe abgegebenen Lichtes zu absorbieren. Zwischen diesen symmetrisch zu einer Mittelebene angeordneten dichroitischen Spiegeln ist ein Abdeckkörper angeordnet, der im Querschnitt in etwa die Form eines Flugdrachens aufweist, wobei jedoch alle vier Außenseiten des Abdeckkörpers zylindrische konkave Spiegelflächen sind, die dazu dienen, das von der Lampe kommende auf die dichroitischen Spiegel fallende Licht in Richtung zum Substrat oder so umzulenken, dass es erst nach der Spiegelung an einer der dichroitischen Flächen auf das Substrat fallen kann.
• UV-Strahler dieser Art sind verhältnismäßig aufwendig in ihrer Gestaltung, weisen aber den grundsätzlichen Vorteil auf, dass das auf das Substrat fallende Licht nahezu keinen Infrarotanteil mehr enthält. Dieser Infrarotanteil wird von den dichroitischen Spiegeln aufgenommen und die dadurch entstehende Wärme durch eine Wasserkühlung abgeführt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen UV-Strahler dieser Art im Aufbau wesentlich einfacher zu gestalten, ohne jedoch die Funktionsvorteile zu verlieren.
• Die Erfindung besteht bei einem UV-Strahler der eingangs erwähnten Art darin, dass die dichroitischen Reflektoren den gesamten Bereich um die Lampe und den Abdeckkörper herum abdecken und der Abdeckkörper ein Zylinder ist, dessen Durchmesser die Grenzstrahlen zwischen Lampe und den dem Substrat zugewandten Enden der dichroitischen Reflektoren tangiert.
• Diese Ausgestaltung erlaubt eine einfacheren Aufbau, wobei auch der relativ kompliziert aufgebaute Abdeckkörper der bekannten Bauart durch einen einfachen reflektierenden Zylinder ersetzt werden kann. Diese Ausgestaltung erlaubt es auch, die dichroitischen Reflektoren in ihrer Form den Erfordernissen anzupassen und sie jeweils an einteilig ausgebildeten Klappen anzubringen, die schwenkbar um oberhalb der Lampe liegende Achsen angeordnet und als Shutter ausgebildet sind. Die Reflektoren übernehmen damit auch die Aufgabe, das Substrat vollkommen vom UV-Licht abzudunkeln, wenn dies erforderlich ist. Dabei kann der zylindrische Abdeckkörper und die Klappen in an sich bekannter Weise mit einer Wasserkühlung versehen sein, so dass die durch die absorbierte Infrarotstrahlung entstehende Wärme abgeführt wird.
• Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 einen UV-Strahler nach der Erfindung im Betriebszustand und
• Fig. 2 den UV-Strahler der Fig. 1 in der Außerbetriebsstellung.
• Die Fig. 1 zeigt, dass innerhalb eines nach unten offenen Gehäuses 1, das als Einschubkassette ausgebildet sein kann, zwei gebogene Klappen 2 jeweils um die Achsen 3 bzw. 4 schwenkbar angeordnet sind, die aus einem gut wärmeleitenden Material, beispielsweise Aluminium hergestellt und mit Durchlaufkanälen 5 versehen sind, die in nicht näher dargestellter Weise von einem Kühlmittel, beispielsweise von Wasser, durchströmt sind. Die Klappen 2 sind symmetrisch zu einer Mittelebene 6 ausgebildet und auf ihren einander zugewandten Innenseiten mit Flächen 7 versehen, die mit einer dichroitischen Spiegelschicht versehen und entsprechend geformt sind, um die erforderliche Umlenkung der Strahlen zu bewirken.
• In den von den dichroitischen Spiegeln 8 gebildeten Innenraum ist im Bereich der Mittelebene 6 eine längliche zylindrische UV-Lampe 9 und unterhalb derselben ebenfalls auf der Mittelebene 6 ein zylindrischer Abdeckkörper 10 angeordnet, dessen Durchmesser und dessen Abstand zur UV-Lampe 9 so gewählt ist, dass die Grenzstrahlen 11 zwischen der Längssachse der Lampe 9 und den geöffneten Enden 2a der Klappen 2 den Umfang des zylindrischen Abdeckkörpers 10 tangieren. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, kann dadurch kein direktes Licht von der Lampe 9 aus auf das zu behandelndes Substrat fallen, das sich auf der Oberfläche 12 unterhalb des Gehäuses 1 befindet und dort unterhalb der UV-Lampe hindurch bewegt wird.
• Wie anhand des in Fig. 1 eingezeichneten Strahlenganges auch erkennbar ist, wird alles Licht, das von der Lampe 9 ausgeht, von den Reflektoren 8 reflektiert und dann auf die Fläche 12 geleitet oder zunächst auf die Außenfläche des Abdeckkörpers 10 geleitet und, da dieser mit einer spiegelnden Oberfläche versehen ist, von dieser aus zur Oberfläche 12 geleitet.
• Aus den Fig. 1 und 2 ist dabei zu erkennen, dass der Abdeckkörper 10 als ein Rohr ausgebildet ist, das außen mit vier jeweils dem Viertel eines Zylinders entsprechenden Spiegelteilen 13 versehen ist und ebenfalls vom Kühlmittel, beispielsweise Wasser, durchströmt wird.
• Die Fig. 2 lässt auch erkennen, dass die Schwenkbewegung der Klappen 2 um ihre Achsen 3 und 4 jeweils durch Antriebselemente 14 erfolgt, die im Sinn der Pfeile 15 bewegt werden und dadurch die Schwenkbewegung der Klappen 2 bewirken, die sich vollkommen schließen lassen. Die Klappen 2 mit ihren innen angeordneten Reflektoren 8 bilden so auch die Schließelemente (Shutter) für den UV-Strahler, um diesen in die Außerbetriebsstellung zu bringen.

Claims (4)

1. UV-Strahler zum Aushärten UV-empfindlicher Substrate, mit einer länglichen UV-Lampe (9), die unterhalb eines die Lampe überdeckenden rinnenförmigen Reflektors (2, 8) angeordnet ist, wobei dichroitische Reflektoren (8) symmetrisch zu einer Mittelebene (6) des Strahlers angeordnet sind und ein mit Spiegeln (13) versehener Abdeckkörper (10) zwischen Lampe und Substrat so angeordnet ist, dass kein direktes Licht von der Lampe auf das Substrat fällt, dadurch gekennzeichnet, dass die dichroitischen Reflektoren (8) den gesamten Bereich um die Lampe (9) und den Abdeckkörper (10) herum abdecken und der Abdeckkörper (10) ein Zylinder ist, dessen Durchmesser die Grenzstrahlen (11) zwischen Lampe (9) und den dem Substrat zugewandten Enden (2a) der dichroitischen Reflektoren (8) tangiert.

2. UV-Strahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoren (8) jeweils an einteilig ausgebildeten Klappen (2) angebracht sind, die schwenkbar um oberhalb der Lampe (9) liegende Achsen (3, 4) angeordnet und als Shutter ausgebildet sind.

3. UV-Strahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckkörper (10) und die Klappen (2) gekühlt sind.

4. UV-Strahler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung mit Hilfe von wasserdurchströmten Rohren (5) erfolgt.