JP2017100348A - 紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シャッターの部材変形によるシャッター動作不良を回避することができる紫外線照射装置を提供する。【解決手段】紫外線ランプ１１と、紫外線ランプ１１からの紫外線の被照射面への照射を遮断するシャッター装置３０と、を備えた紫外線照射装置１であって、シャッター装置３０は、互いに相対する方向に移動して開閉する一対のシャッターユニット３１Ａ，３１Ｂを備え、シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂのそれぞれは、光の照射方向に互いに間隔を有して重ねて配置された複数の遮光板３２を備えた。【選択図】図１

Description

本発明は、被照射面への紫外線照射を遮断するシャッターを備えた紫外線照射装置に関する。

従来、紙、プラスチックフィルム、金属板等の被照射面に被着した紫外線硬化剤や紫外線硬化塗料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。
紫外線照射装置においては、照射条件の調整時や被照射対象の補充作業の際に、紫外線ランプを消灯することなく、被照射面への紫外線照射を遮断することができるように、開閉自在なシャッターを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の紫外線照射装置では、紫外線ランプの延在方向に沿って延びる２枚の遮光板を、互いに反対方向に左右に移動させることでシャッターを開閉し、照射面への紫外線照射を遮断可能にしている。

特開平６−１９８８４６号公報

ところで、シャッターを閉じることで、紫外線ランプを消灯することなく被照射面への紫外線照射を遮断した場合、紫外線がシャッターに照射されることとなる。シャッターは、紫外線が照射されることによる熱影響で、部材変形する場合があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、シャッターの部材変形によるシャッター動作不良を回避することができる紫外線照射装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明は、紫外線ランプと、前記紫外線ランプからの紫外線の被照射面への照射を遮断するシャッター装置と、を備えた紫外線照射装置であって、前記シャッター装置は、互いに相対する方向に移動して開閉する一対のシャッターユニットを備え、前記シャッターユニットのそれぞれは、光の照射方向に互いに間隔を有して重ねて配置された複数の遮光板を備えたことを特徴とする。

上述の構成において、前記遮光板が、熱伝導性に優れた薄板部材から形成された構成であってもよい。

上述の構成において、前記一対のシャッターユニットを閉じた際に、一方のシャッターユニットの遮光板と、他方のシャッターユニットの遮光板とが、光の照射方向に互いに間隔を有して交互に重なるように配置された構成であってもよい。

上述の構成において、前記遮光板は、前記紫外線ランプの長手方向に沿って複数の板部に分割された構成であってもよい。

上述の構成において、前記シャッターユニットは、複数の前記板部が開閉方向に遊びを有して互いに締結された構成であってもよい。

上述の構成において、前記シャッターユニットは、前記遮光板の長手方向の両端で、当該シャッターユニットを開閉方向に移動させる駆動機構に連結された構成であってもよい。

本発明によれば、紫外線ランプと、前記紫外線ランプからの紫外線の被照射面への照射を遮断するシャッター装置と、を備えた紫外線照射装置であって、前記シャッター装置は、互いに相対する方向に移動して開閉する一対のシャッターユニットを備え、前記シャッターユニットのそれぞれは、光の照射方向に互いに間隔を有して重ねて配置された複数の遮光板を備えたため、一部の遮光板が部材変形を起こしても、他の遮光板で遮光効果を維持することができ、シャッターの部材変形によるシャッター動作不良を回避することができる。

本発明の実施形態に係る紫外線照射装置を示す断面図である。 シャッター装置を開いた状態の紫外線照射装置を示す断面図である。 シャッター装置を示す上面図であり、（Ａ）はシャッター装置を閉じた状態を示す図、（Ｂ）はシャッター装置を開いた状態を示す図である。

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１を示す断面図である。図２はシャッター装置３０を開いた状態の紫外線照射装置１を示す断面図である。図３は、シャッター装置３０を示す上面図であり、図３（Ａ）はシャッター装置３０を閉じた状態を示す図、図３（Ｂ）はシャッター装置３０を開いた状態を示す図である。

紫外線照射装置１は、紫外線ランプ１１を有する照射ユニット１０と、開閉する一対のシャッターユニット３１Ａ，３１Ｂを有するシャッター装置３０と、を備える。照射ユニット１０と、シャッター装置３０とは、箱型の筐体５に収められる。紫外線ランプ１１は、筐体５内に長く延在する直管形のランプである。筐体５の下面６には、紫外線ランプ１１の長手方向に亘って照射開口７が設けられる。紫外線照射装置１は、この照射開口７から、筐体５の下方に配置された照射対象物に向けて紫外線を照射する装置である。照射開口７は、略矩形形状に形成れ、筐体５の下面６には、この照射開口７を塞ぐ前面カバーユニット８が取り付けられる。
なお、筐体５内に収容された紫外線ランプ１１の長手方向に略直行する方向を紫外線照射装置１の左右方向、又は短手方向と定義して以下に説明する。

照射ユニット１０は、紫外線ランプ１１と、紫外線ランプ１１の周囲を囲う反射体１２と、を備える。反射体１２は、例えば反射面の断面が楕円形状であり、第１焦点に配置された紫外線ランプ１１の光を第２焦点に位置する被照射面に反射するように構成されている。紫外線ランプ１１および反射体１２は、ユニットケース１３に収容されている。図示は省略するが、紫外線ランプ１１は、長手方向の両端部にそれぞれに電気的に接続される端子を有する。紫外線ランプ１１は、長手方向の両端部がそれぞれ電源と電気的に接続されるとともに、筐体５やユニットケース１３に支持部材を介して支持されている。なお、反射体１２は、紫外線ランプ１１の長手方向に亘って延びる。反射体１２は、左右に２つに分割されている構成でもよい。

前面カバーユニット８は、筐体５の下面６に、照射開口７の長手方向に沿って照射開口７の左右に設けられた一対のレール８Ａと、この一対のレール８Ａ，８Ａ間に挿抜可能に設けられ前面カバー８Ｂと、を備えている。前面カバー８Ｂは、図示は省略するが、石英ガラス等の透過性を有する材料から形成されたカバーガラスと、カバーガラスの周囲を囲む枠体とから構成される。前面カバー８Ｂは、カバーガラスが枠体に嵌め込まれた状態で、枠体を一対のレール８Ａ，８Ａ間に長手方向の端面から挿入して、照射開口７を筐体５の外側から塞ぐように、筐体５に取り付けられる。なお、図示は省略するが、紫外線照射装置１は、吸込みファン等の適宜の装置を用いて筐体５の内部に吸い込んだ空気によって紫外線ランプ１１及びその周辺を空冷するように構成されていてもよい。そして、紫外線照射装置１は、空冷用の空気を照射開口７から吸い込む構成であっても良く、この場合に、周囲空気中に含まれる塵や誇りが筐体５内に空気と共に吸い込まれるのを防ぐためのフィルターが、前面カバーユニット８に備えられている構成であっても良い。

照射ユニット１０と、照射開口７との間には、シャッター装置３０が設けられている。シャッター装置３０は、紫外線ランプ１１を消灯することなく、紫外線ランプ１１の被照射面への紫外線照射を遮断することができるように構成された一対のシャッターユニット３１Ａ，３１Ｂを備えている。シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂは、紫外線ランプ１１の長手方向に亘って設けられ、紫外線照射装置１の左右方向の中心線Ｌに対して左右方向に互いに相対する方向に移動するように構成されている。シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂは、シャッター装置３０が閉じられている時（シャッター装置３０の閉時）には、図１に示すように、紫外線照射装置１の短手方向の略中央に、互いに隣接するように配置される。シャッター装置３０は、閉時に紫外線ランプ１１の被照射面への紫外線照射を遮断する。シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂは、シャッター装置３０が開いている状態の時（シャッター装置３０の開時）には、図２に示すように、筐体５の短手方向の両端壁面６Ａ，６Ｂ近傍にそれぞれ配置される。シャッター装置３０の開時には、紫外線ランプ１１の被照射面への紫外線照射が行われる。

図１、図２に示すように、シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂのそれぞれは、紫外線ランプ１１の光の照射方向に重ねて配置された複数（本実施形態では２枚）の遮光板３２を備えている。遮光板３２は、ニッケルメッキが施された鉄合金等の軽量で、熱伝導性に優れた薄板部材から形成される。この構成によれば、シャッター装置３０の軽量化を図ることができると共に、遮光板３２に紫外線ランプ１１の光が照射された際の熱を、効率よく放熱させることができる。遮光板３２は、支持ブラケット３４に、スペーサー３３を用いて、紫外線ランプ１１の光の照射方向に互いに間隔をあけて重ねて配置される。

支持ブラケット３４は、遮光板３２よりも剛性の高い部材から形成され、遮光板３２の長さ方向に亘る長さ寸法に形成されている。また、支持ブラケット３４は、シャッター装置３０の閉時に、一方のシャッターユニット３１Ａの支持ブラケット３４と、他方のシャッターユニット３１Ｂの支持ブラケット３４とが、紫外線照射装置１の左右方向の中心線Ｌ上で互いに突き当たるように構成されている。これに対して、遮光板３２は、一方のシャッターユニット３１Ａと、他方のシャッターユニット３１Ｂとの互いに対向する端部３２Ｘが、シャッター装置３０の閉時に、紫外線照射装置１の左右方向の中心線Ｌよりも遠方に延びるように構成されている。また、一方のシャッターユニット３１Ａの遮光板３２（３２Ａ）と、他方のシャッターユニット３１Ｂの遮光板３２（３２Ｂ）とは、図１に示すように、シャッター装置３０の閉時に、光の照射方向に互いに間隔を有して交互に重なるように配置されている。

シャッター装置３０の閉時に、遮光板３２Ａと、遮光板３２Ｂとの重なり量（光の照射方向に互いに重なっている部分の左右方向の長さ）は、シャッター装置３０の開時に、遮光板３２Ａ，３２Ｂが紫外線ランプ１１の被照射面への紫外線照射を妨げない範囲で適宜な量とすることができる。本実施形態では、シャッター装置３０の閉時の、遮光板３２Ａと、遮光板３２Ｂとの重なり量は、５ｍｍ程度に設定されている。また、各シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂの遮光板３２間の光の照射方向の間隔は、紫外線照射装置１において、シャッター装置３０を配置することができる高さ寸法に応じて適宜な間隔とすることができる。本実施形態では、シャッター装置３０の高さ寸法が４０ｍｍ〜５０ｍｍであるのに対し、各シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂの遮光板３２間の光の照射方向の間隔は、８〜１０ｍｍ程度に設定されている。つまり、シャッター装置３０の閉時には、一方のシャッターユニット３１Ａの遮光板３２Ａと、他方のシャッターユニット３１Ｂの遮光板３２Ｂとが、互いに４〜５ｍｍの間隔を有して交互に重なるように配置される。

遮光板３２間の光の照射方向の間隔は、遮光板３２間、もしくは、遮光板３２と支持ブラケット３４との間に介在されるスペーサー３３の高さによって調整される。スペーサー３３は、遮光板３２の長手方向に沿って複数設けられるとともに、長手方向の適宜の位置に短手方向に少なくとも２つ以上左右に並べて設けられる。スペーサー３３は、後述する螺子３７によって、支持ブラケット３４に遮光板３２と共締めされる。この構成によれば、スペーサー３３は、長手方向の適宜の位置に短手方向に少なくとも２つ以上左右に並べて設けられるため、遮光板３２の高さ方向の位置ずれを防止することができる。そして、遮光板３２が他の遮光板３２に干渉した場合でも、遮光板３２が斜めに傾くことがなく、安定して遮光板３２を、支持ブラケット３４に略平行に保持することができる。

シャッター装置３０の閉時には、遮光板３２に紫外線ランプ１１の紫外線が照射され、遮光板３２に照射された紫外線によって熱影響が生じる場合がある。本実施形態の遮光板３２は、熱伝導性に優れた薄板部材から形成されているため、紫外線ランプ１１の紫外線照射による熱を効率よく放熱することができる。また、本実施形態のシャッター装置３０は、光の照射方向に遮光板３２が複数重ねて配置された構成であるため、紫外線ランプ１１の紫外線照射による熱影響によって一部の遮光板３２に変形が生じた場合でも、他の遮光板３２の遮光効果を維持することができる。また、本実施形態では、一方のシャッターユニット３１Ａの遮光板３２Ａと、他方のシャッターユニット３１Ｂの遮光板３２Ｂとが、シャッター装置３０の閉時に、光の照射方向に互いに間隔を有して交互に重なるように配置されている。この構成により、紫外線ランプ１１の紫外線がシャッターユニット３１Ａ，３１Ｂ間から漏れても、遮光板３２間で反射・屈折を繰り返し、紫外線照度が落ちる。よって、効率よく紫外線ランプ１１の紫外線が被照射面に照射されるのを遮断することができる。

シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂは、図３に示すように、長手方向の両端で、シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂを左右方向に移動させる駆動機構５０に連結されている。なお、シャッター装置３０は長手方向の前後が対称に構成されているため、図３では、シャッター装置３０の長手方向の前半分、もしくは後半分のみを図示している。
駆動機構５０は、各シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂの支持ブラケット３４が、当該支持ブラケット３４の長手方向の両端部にそれぞれ連結された連結部材３５を介してそれぞれ接続される動力シリンダー５１Ａ，５１Ｂを備える。各シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂは、動力シリンダー５１Ａ，５１Ｂの伸縮運動によって左右に互いに相対する平行方向にスライド移動するように構成されている。

遮光板３２は、略均等の長さの板部３６に分割され、当該板部３６を紫外線ランプ１１の長手方向に沿って複数並べて構成されている。なお、図示は省略するが、隣り合う板部３６間には、紫外線ランプ１１の紫外線照射による熱影響で、遮光板３２に長さ方向の歪み等の部材変形が生じた場合に、変形量を許容することができる程度の隙間が設けられている。この構成によれば、熱影響で、遮光板３２に長さ方向の歪みが生じた場合でも、遮光板３２の長さ方向の歪みを許容することができる。なお、光の照射方向に重ねて配置されて遮光板３２間では、この隙間の位置が照射方向に重ならない位置にずらして配置されている構成であっても良い。

板部３６は、螺子３７が挿通される螺子孔３８を長手方向に沿った前後端部、及び、略中央部に備え、螺子３７を用いて支持ブラケット３４に締結される。螺子孔３８は、シャッター装置３０の開閉方向に延びる楕円形状に形成され、楕円の略中央が適宜の締結位置に構成されている。板部３６に歪み等が招じ、シャッター装置３０の閉時に、他の板部３６と干渉するような場合には、螺子３７が楕円形状の螺子孔３８の所謂「遊び」の範囲内で逃げて、板部３６が他の板部３６と干渉してシャッター装置３０が閉じない等の動作不良が生じないように構成されている。

ところで、図２に示すように、シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂを左右に互いに相対する方向にスライド移動する構成では、例えばシャッターユニットを回動させて紫外線ランプ１１の両側方や上方まで退避させる場合に比べて、シャッター収納スペースを特に高さ方向に小さくすることができるという利点がある。これにより、紫外線照射装置１の小型化を図ることができる。また、シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂを開閉する構造を複雑化することなく、簡素な構成で実現することができるため、動作不良が起こりにくく、且つ、メンテナンスがようである。しかしながら、シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂを左右に互いに相対する方向にスライド移動する構成では、遮光板３２の十分な退避スペースが確保できず、シャッター装置３０の開時にも、紫外線照射による熱影響を受ける可能性がある。本実施形態によれば、遮光板３２は、互いに間隔をあけて重ねて複数枚配置されているため、一部の遮光板３２に熱影響による変形が生じても、遮光効果を維持することができる。また、各遮光板３２を熱伝導性に優れた部材から薄板状に形成したため、熱影響を低減することができ、シャッター装置３０の閉時、並びに、開時に紫外線が照射されても、シャッター装置３０の動作不良を回避することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、紫外線ランプ１１と、前記紫外線ランプ１１からの紫外線の被照射面への照射を遮断するシャッター装置３０と、を備えた紫外線照射装置１であって、シャッター装置３０は、互いに相対する方向に移動して開閉する一対のシャッターユニット３１Ａ，３１Ｂを備え、シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂのそれぞれは、光の照射方向に互いに間隔を有して重ねて配置された複数の遮光板３２を備えた。
この構成により、紫外線ランプ１１の紫外線照射による熱影響によって一部の遮光板３２が部材変形を起こしても、他の遮光板３２で遮光効果を維持することができ、シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂの部材変形によるシャッター動作不良を回避することができる。

また、本実施形態によれば、遮光板３２が、熱伝導性に優れた薄板部材から形成されたため、紫外線ランプ１１の紫外線照射による熱を効率よく放熱することができ、紫外線照射による熱影響を低減することができる。

また、本実施形態によれば、遮光板３２は、一対のシャッターユニット３１Ａ，３１Ｂを閉じた際に、一方のシャッターユニット３１Ａ（３１Ｂ）の遮光板３２と、他方のシャッターユニット３１Ｂ（３１Ａ）の遮光板３２とが、光の照射方向に互いに間隔を有して交互に重なるように配置された。この構成によれば、紫外線ランプ１１の紫外線照射による熱影響によって一部の遮光板３２が部材変形を起こしても、他の遮光板３２で遮光効果を維持することができ、シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂの部材変形によるシャッター動作不良を回避することができる。また、紫外線ランプ１１の紫外線がシャッターユニット３１Ａ，３１Ｂ間から漏れても、交互に重なった遮光板３２間で反射・屈折を繰り返し、紫外線照度が落ちるように構成されている。よって、シャッター装置３０の閉時には、効率よく紫外線ランプ１１の紫外線が被照射面に照射されるのを遮断することができる。

また、本実施形態によれば、遮光板３２は、紫外線ランプ１１の長手方向に沿って複数の板部３６に分割されたため、熱影響による遮光板３２の長さ方向の変形を低減することができる。

また、本実施形態によれば、シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂは、照射方向に重ねて配置された複数の板部３６が開閉方向に遊びを有して互いに締結されている。この構成によれば、板部３６に熱影響による歪み等が招じ、シャッター装置３０の閉時に対向する板部３６と干渉するような場合でも開閉方向の遊びの範囲内で逃げることができる。これにより、板部３６が対向する他の板部３６と干渉してシャッター装置３０が閉じない等の動作不良が生じないようにすることができる。

また、本実施形態によれば、シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂは、遮光板３２の長手方向の両端で、シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂを開閉方向に移動させる駆動機構５０に連結された構成である。この構成によれば、シャッターユニット３１Ａ，３１Ｂを開閉させる駆動機構５０を紫外線照射装置１の長手方向の端部に設けることができるため、紫外線照射装置１の幅や、高さ方向の寸法を小型化することができる。

なお、上述した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。
また、本発明は、紫外線照射装置に限定されるものではなく、光源の光を消灯することなく、被照射面への光の照射を遮断することができるように、開閉自在なシャッターを備えた照射装置に適用可能である。

１ 紫外線照射装置
７ 照射開口
１０ 照射ユニット
１１ 紫外線ランプ
３０ シャッター装置
３１Ａ、３１Ｂ シャッターユニット
３２、３２Ａ、３２Ｂ 遮光板
３６ 板部
５０ 駆動機構

Claims (6)

1. 紫外線ランプと、前記紫外線ランプからの紫外線の被照射面への照射を遮断するシャッター装置と、を備えた紫外線照射装置であって、
   前記シャッター装置は、互いに相対する方向に移動して開閉する一対のシャッターユニットを備え、
   前記シャッターユニットのそれぞれは、光の照射方向に互いに間隔を有して重ねて配置された複数の遮光板を備えた
   ことを特徴とする紫外線照射装置。
2. 前記遮光板が、熱伝導性に優れた薄板部材から形成されたことを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
3. 前記一対のシャッターユニットを閉じた際に、一方のシャッターユニットの遮光板と、他方のシャッターユニットの遮光板とが、光の照射方向に互いに間隔を有して交互に重なるように配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の紫外線照射装置。
4. 前記遮光板は、前記紫外線ランプの長手方向に沿って複数の板部に分割されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の紫外線照射装置。
5. 前記シャッターユニットは、複数の前記板部が開閉方向に遊びを有して互いに締結されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の紫外線照射装置。
6. 前記シャッターユニットは、前記遮光板の長手方向の両端で、当該シャッターユニットを開閉方向に移動させる駆動機構に連結されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の紫外線照射装置。
   

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