JP2010199045A - Ultraviolet irradiation device - Google Patents
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Abstract
【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1An ultraviolet ray that has been transmitted through a filter that transmits ultraviolet rays has an optimum wavelength range and illuminance value.
A filter in which an electrodeless ultraviolet lamp 12 in which a discharge medium is enclosed is housed and an irradiation area of ultraviolet rays irradiated from a lamp house 11 capable of irradiating ultraviolet rays to the outside is disposed below the ultraviolet irradiation surface. The irradiated object is irradiated through 23. The irradiation surface of the lamp house 11 with respect to the length of the electrodeless lamp 12 and the filter 23 installed below the irradiation surface of the lamp house 11 so that the ultraviolet light after passing through the filter 23 has an optimum wavelength range and illuminance value. The distance was set according to the incident angle.
[Selection] Figure 1
Description
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。 The present invention relates to an ultraviolet irradiation device using an electrodeless lamp that emits ultraviolet rays by being excited by microwaves.
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。 Microwave-fed electrodeless lamp-mounted ultraviolet irradiation devices have been used for various industrial purposes. Mainly used for printing-related ink drying, semiconductor-related fine exposure, and liquid crystal-related adhesive curing.
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) In a conventional ultraviolet irradiation apparatus equipped with such a microwave power supply type electrodeless lamp, a multilayer filter is provided between the electrodeless lamp and the irradiated object in order to irradiate only the wavelength range necessary for the ultraviolet reaction of the irradiated object. It is installed in between to limit the irradiation wavelength range to the irradiated object. (For example, Patent Document 1)
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。 In the technique disclosed in Patent Document 1, the cut wavelength range of the filter is shifted depending on the angle of incidence of ultraviolet rays on the multilayer filter. For this reason, there existed a problem that it was not able to irradiate the wavelength range optimal to the to-be-irradiated body with the influence power distribution characteristic efficiently.
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。 An object of the present invention is to provide an ultraviolet irradiation apparatus in which ultraviolet rays after passing through a filter have an optimum wavelength range and illuminance value.
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。 In order to solve the above-described problems, an ultraviolet irradiation device of the present invention includes an electrodeless lamp that emits ultraviolet light in which a discharge medium is sealed, and a lamp that houses the electrodeless lamp and that can irradiate ultraviolet rays to the outside. An ultraviolet cut filter installed under the ultraviolet irradiation surface to limit the irradiation area of the ultraviolet light emitted from the lamp house, and the wavelength region and the illuminance value in which the ultraviolet light after passing through the filter is optimal The distance between the lamp house irradiation surface and the filter installed below the lamp house irradiation surface with respect to the lamp length is set by an incident angle.
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。 According to this invention, it becomes possible to irradiate efficiently the wavelength range and illuminance required for the irradiated object.
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。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
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。 1 to 3 are diagrams for explaining an embodiment of the ultraviolet irradiation apparatus of the present invention, FIG. 1 is a system configuration diagram, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 1, and FIG. It is a block diagram for demonstrating an example of the electrodeless lamp used for.
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。
First, in FIG. 1 and FIG. 2, 11 is a lamp house made of, for example, stainless steel having a function of shielding microwaves, and a so-called
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。
Here, a configuration example of the
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。
1 and 2 again, an
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。
On the back side of the
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。
The opposite surface of the
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。
An
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。
The
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。
Here, when the
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。
At this time, the
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。 FIG. 4 is an explanatory view schematically showing the main part from the configuration of FIG. 1 in order to explain the operation of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an example of transmittance with respect to an incident angle of ultraviolet rays passing through a filter.
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。
In FIG. 4, the lamp length is a (mm), the distance from the
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。
Further, b + c (mm) can be freely varied in the range of b and c> 0. However, the microwave power supply type electrodeless lamp device has a structure in which the cooling air and ultraviolet rays of the
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。
By the way, considering the efficiency of the reaction of the irradiated object with respect to ultraviolet rays, a transmittance of 80% or more is preferable. For this reason, in the case of FIG. 5 showing an example of the filtering characteristics of the
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。
As described above, since the transmittance and wavelength characteristics of the
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。 In this embodiment, it is possible to irradiate ultraviolet rays under optimum conditions for the irradiated object from the wavelength and incident angle of the ultraviolet rays desired from the filter characteristics.
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
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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。 An electrodeless lamp that emits ultraviolet light in which a discharge medium is enclosed;
A lamp house that houses the electrodeless lamp and that can be irradiated with ultraviolet rays to the outside;
In order to limit the irradiation area of the ultraviolet light irradiated from the lamp house, an ultraviolet cut filter installed under the ultraviolet irradiation surface,
That the ultraviolet ray after passing through the filter has an optimal wavelength range and illuminance value, is set by the distance between the lamp house irradiation surface and the filter installed under the lamp house irradiation surface with respect to the lamp length, and the incident angle. A featured ultraviolet irradiation device.
Priority Applications (1)
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| JP2009046055A JP2010199045A (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Ultraviolet irradiation device |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013039720A (en) * | 2011-08-15 | 2013-02-28 | Seiko Epson Corp | Image recording apparatus and irradiator |
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2009
- 2009-02-27 JP JP2009046055A patent/JP2010199045A/en not_active Withdrawn
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