JPS6372005A

JPS6372005A - 光照射装置

Info

Publication number: JPS6372005A
Application number: JP61216103A
Authority: JP
Inventors: 信夫松下
Original assignee: Toshiba Electric Equipment Corp
Current assignee: Toshiba Electric Equipment Corp
Priority date: 1986-09-13
Filing date: 1986-09-13
Publication date: 1988-04-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、高圧放電ランプを内包する反射体およびこの
反射体の照射開口を閉塞するように設けられた透光部材
からなる照射装置本体内に、気体を強制通気させる光照
射装置に関する。

〈従来の技術）この種光照射装置として第８図に示すものが提案されて
いる（特開昭６１−３９３０５号公報）。

このものは紫外線照射装置であって、内部に例えば高圧
水銀ランプ、メタルハライドランプなどの高圧放電ラン
プ８０を配設した照射装置本体８１を有してなり、この
照射装置本体８１は、反射体８２および透光６材８３で
構成される。前記ランプＳＯは、紫外線とともに可視光
線および赤外線の熱線も放射するく本発明では、可視光
線も熱線に含める。）。前記熱線は、被照射物を過度に
加熱し変質させるばかりでなく前記ランプ８０を包囲す
る前記照射装置本体８１にも変形などをもたらず悪影響
がある。このような悪影響を除去するなめに、第８図に
示す従来装置は、反射体８２を熱線を透過し紫外線を反
射するような光干渉膜を被着した硼硅酸ガラスで形成す
るとともに、透光部材８３を可視光線を反射して紫外線
を透過するような光干渉膜を被着した石英ガラスで形成
し、この透光部材８３を前記反射体８２の照射開口８４
を閉塞するように配設して照射装置本体８１を構成して
いる。この照射装置本体８１は底部を開口した箱体８５
内に配置され、この箱体８５の側部には吸気孔８６．頂
部には排気孔８７が設けられている。さらにこの排気孔
８７の上部には排風機が設けられている（図示しない。

）。前記反射体８２の頂部には前記排気孔８７に対応し
て気体流出口８８を有し、前記反射体８２と前記透光部
材８３との間には前記吸気孔８６に対応して気体流入口
８つを形成している。このような構成により、前記反射
体８２に入射される熱線を前記反射体８２の背方に透過
させるとともに、前記透光部材８３により可視光線を遮
断する。その結果、透光部材８３の冷却を十分に行なえ
ない場合が生じやすいという問題もあった。このような
問題は紫外線照射装置に限られたものではなく、高圧放
電ランプを用い、上記のような強制通気を行う他の光照
射装置においても同様に生じるものである。

本発明は、上記のような間２点を解決するためになされ
たもので、照射装置本体内の要冷却部の冷却効果を上げ
つつ、高圧放電ランプ下部の過冷却をおさえて光出力の
低下を防止でき、被照射部に対し所忽の光を有効に照射
できる光照射装置を提供することを目的とするものであ
る。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段〉本発明は、前面に照射開口を有し、高圧放電ランプを内
包し、このランプからの少なくとも所望の光を反射する
反射体と前記照射開口を閉塞するように設けられ、入射
した光のうち少なくとも所望の光を透過する透光部材と
を有する照射装置本体と、この照射装置本体に設けられ
た気体流入口と気体流出口との間に気体を通流させ、照
射装置本体内を冷却するための強制通気手段とからなる
光照射装置において、前記気体が前記ランプ下部の管壁
に直接当たらないように前記ランプに沿いかつ離隔させ
て透光性の制風体を配設したことを特徴とするものであ
る。なお、本発明においてランプを内包するとは、ラン
プの主たる発光部分を包囲することおよび、ランプ全体
をと囲することのいずれをも含むものである。また、本
発明において高圧放電ランプ下部の管壁とは、高圧放電
ランプの縦断面の鉛直方向下半分の管壁をいう。前記制
風体を形成する材料としては、所望の光を透過するもの
であればよく、紫外線照射装置においては少なくとも紫
外線を透過する材料を用い、可視光線照射装置において
は少なくとも可視光線を透過する材料を用いる。また、
制風体は、少なくとも高圧放電ランプ下部の管壁の最も
強く気体の当る部分に対して配設されていればよく、形
状および個数を限定されるものではない。例えば、高圧
放電ランプ下部の管壁において最も強く気体の当る部分
が二箇所生じる場合には制風体を分割して、それらの部
分に気体が直接当らないように配設してもよい。さらに
、制風体の位置は高圧放電ランプ下部の管壁に気体流入
Ｉ」からの気体が最も強く当たる部分がどこかによって
決まるもので、反射体および透光部材の位置によって制
風体の位置が決まるものではない。

（作用）本発明は、強制通気手段により気体流入口を通して照射
装置本体内に流入され、気体流出口から流出される気体
を制風体によって高圧放電ランプ下部の管壁に当らない
ようにするので、ある程度通気量を多くしても高圧放電
ランプ下部の過冷却をおさえられる。このため、照射装
置本体内の冷却を必要とする部材を良好に冷却すること
ができ、この高圧放電ランプの光出力の低下を防止でき
るものである。

また、本発明を紫外線照射装置に用いる場合には、少な
くとも紫外線を透過し、可視光照射装置に用いる場合に
は、少なくとも可視光を透過しする制風体を用いるので
、この制風体を透過して照射開口から照射される所二の
光をまったくあるいはほとんど減少させることがないも
のである。なお、超高圧放電ランプも熱線放射および過
冷却による光出力の低下に関しては、前記高圧放電ラン
プと同様であり、この意味において本発明でいう高圧放
電ランプは、超高圧放電ランプを含むものである。

（実施例）以下、本発明の実施例を図を参照して説明する。

第１図〜第５図は本発明を紫外線照射装置に用いた場合
の実施例であり、第６図、第７図は本発明を可視光線照
射装置に用いた場合の実施例である。

第１図、および第２図は、第１の実施例を示すものであ
る。１は高圧放電ランプで、例えば、直管形の高圧水銀
ランプ、メタルハライドランプなどからなり、このラン
プ１の点灯により、紫外線とともに可視光線および赤外
線の熱線も放射される。

２は照射装置本体で、反射体３と透光部材４を有してな
る。前記反射体３は、前面側に照射開口５を有し、前記
ランプ１を内包している。本実施例において、この反射
体３は、それぞれの縦断面が円弧状である一対の反射部
材６，７を間隙を有して対向配置することにより形成さ
れている。また、前記反射体３の各反射部材６，７は、
例えば硼硅酸ガラスを基材として、前記ランプ１に対向
する内面に、熱線を透過して紫外線を反射するような多
層光干渉膜が被着されている。しかし、前記反射体３の
各反射部材６，７はアルミニウム等の金属で形成された
ものであってもよく、また、前記反射体３の縦断面の形
状も要求される照射配光に応じて決定されるもので、楕
円形、放物線形、円形、さらには、これらの形状の一部
を変形したものなどである。前記透光部材４は、前記反
射体３の照射開口５を閉塞するように設けられるもので
、本実施例では、支持体８により支持されている。また
、前記透光部材４は、例えば石英ガラスを基材として形
成され、前記ランプ１に対向する内面に、赤外線および
紫外線を透過して可視光線を反射するような多層光干渉
膜が被着されている。

赤外線は本来透過すべきものではないが、光干渉膜によ
って特定の波長域の光を十分透過しながら、その他の不
要な波長域の光を全て反射することはできない。従って
、総エネルギー量は多いが、波長域が広いなめそのうち
の限られた波長域内におけるエネルギー量の少ない赤外
線よりも、前記赤外線より波長域が狭く、しかもこの波
長域内におけるエネルギー量が多い可視光線を反射する
のが効果的である。ただし、前記透光部材４は紫外線を
透過しさえすればよく、例えば光干渉膜を被着していな
い石英ガラス、熱線吸収ガラス、硼硅酸ガラスなどでも
よい。

９は気体流出口であり、前記反射体３に前記ランプ１の
側方ないし背方に位置するように設けちれている。本実
施例では、前記反射体６と７との間隙を気体流出口９と
している。なお、前記反射体３は、下面を開口した箱体
１０内に配置され、この箱体１０の上面は、前記気体流
出口９に連通して開口されている。また、この箱体１０
の開口側部には前記支持体８が取付けられている。ただ
し、このような箱体１０は必ずしも必要ではなく、前記
反射体３および前記透光部材４の支持は他の手段によっ
て行ってもよいものである。

１１は気体流入口で、前記照射開口５の側部近傍に配設
されている。この気体流入口１１の背部に位置する前記
支持体８には複数の第１の孔１２が設げられている。こ
の第１の孔１２は必要に応じて、数および大きさを変え
てもよい。

１３は強制通気装置であり、主として熱的に弱い反射体
３および透光部材４を冷却する為のものである。本実施
例では排風機１４とダクＩ〜１５からなる。この強制通
気装置１３は前記気体流出口９から気体を排風するよう
に設けられている。前記ダクト１５は、前記箱体１０上
に例えばアーク溶接により気密に固着され、このダクト
１５を介して前記排風機１４により排風するものである
。

ただし、前記強制通気装置１３は、送風機を用いて構成
したものでもよい。この場合には前記気体流入口１１の
外側に設けられる。また、強制通気装置１３を排風機お
よび送風機を用いて↑１が成し、これらをそれぞれ前記
気体流出口９および前記気体流入口１１の外側に設けて
もよい。本実施例において、前記箱体１０の側面には、
前記反射体３の背面へ気体を通流させるための第２の孔
１６が設けられ、前記箱体１０の背面には前記第２の孔
１６から通流された気体を通流させるための第３の孔１
７が設けられている。これら第３および第２の孔１７．
１６は、それぞれ必要に応じて数および大きさを変えて
もよく、また、閉塞してもよい。

１８は制風体で、前記高圧放電ランプに沿って離隔して
前記ランプ１の管軸方向に沿って設けられている。前記
制風体１８は、縦断面の形状が前記高圧放電ランプの中
心を中心とする円弧状で、縦断面の端部が前記ランプの
中心と気体流入口１１の前記ランプ１側の端部とを結ぶ
線よりも上側に位置するものである。また、この制風体
１８は、例えば石英ガラス板を円弧形に成形している。

さらに、前記制風体１８は、長手方向の両端部を支持具
１９によって挟持され、端板２０に支持されている。さ
らにまた、前記制風体１８は、紫外線の透光性を有する
ならば、石英ガラスの他、ソーダガラス、硼硅酸ガラス
、石英ガラスに熱線を吸収または反射し紫外線を透過す
る加工を施したものでもよく材質は限定されない。また
、縦断面の形状は前記ランプ１下部の管壁に、気体流入
口からの気体が直接当らないようにするものであればよ
く、例えば、縦断面が７字形の石英板を用いてもよい。

次に本実施例の作用について説明する。

照射装置本体２内において、高圧放電ランプ１の放電に
より、紫外線および熱線が放射され、紫外線の一部は、
反射体３により反射され、直接照射開口５に至るものと
制風体１８に入射して透過された後照射開口５に至るも
のに分かれる。また、一部は、直接制風体１８に入射し
透過されて照射開口５に至る。これら紫外線は照射開口
５から透光部材４を透過して、この透光部材４の下方に
位置する被照射物２１に向けて照射される。また熱線の
内、前記反射体３へ入射した熱線は前記反射体３の背面
に透過され、前記透光部材４に入射した熱線のうち可視
光線は前記透光部材４によって反射されたのち、反射体
３の背面に透過され、赤外線は前記透光部材４によって
一部は吸収され、大部分はそのまま透過される。そして
、気体流入口１１から気体を照射装置本体２内に流入し
、前記反射体３と前記透光部材４とを積極的に冷却する
。しかし、前記制風体１８によって前記気体流入口１１
からの気体のほとんどを前記ランプ１下部の管壁に直接
当てないようにできるため、前記ランプ１下部の過冷却
を防ぐことができる。また、前記制風体１８は少なくと
も紫外線を透過するので、紫外線をほとんど阻害するこ
とがない。また、照射装置本体２外において、第２の孔
１６から流入した気体は前記反射体３の背面を冷却して
第３の孔１７から流出される。

第３図は本発明の第２の実施例を示すものである。第３
図は、概略構成を示すものであるなめ、簡略化しかつ主
要部以外は省略しである。また、第１図と同じ部分には
同じ符号を付して説明を省略する。このものは、水平方
向に光を照射するもので、第１の実施例の装置を高圧放
電ランプ１を軸として例えば９０度回転させた位置関係
にして横方向の照射が容易にできるようにしている。制
風体３０は、気体流入口１１からの気体が前記ランプ１
下部の管壁に直接当らないように、気体流入口１１とラ
ンプ１を結ぶ位置に配置しである。

この場合、前記ランプ１上部管壁には直接気体が当るが
、前記ランプ上部管壁は、高温過ぎる傾向があるため、
むしろ、直接気体を当てて冷却するべきである。第２の
実施例の作用も第１の実施例と同様に制風体３０によっ
て前記ランプ１下部の過冷却をおさえ紫外線出力の低下
を防止できる。

本発明の照射装置本体内の気体流出口および気体流入口
は所要の冷却効果を得られるものであればよく、形状お
よび個数を限定されるものではない。例えば、第４図に
示す第３の実施例のように、照射装置本体４０内の気体
流入口４１の位置を反射体４２の照射開口４３より上側
にして、複数の孔を気体流入口４１としたもので、制風
体４４は高圧放電ランプ１に沿って分割されたものでも
よい。この場合、前記気体流入口４１に流入させる気体
は、箱体４５の側面に設けられた第２の孔４６から取入
れられる。第３の実施例では、前記ランプ１最下部に対
しては制風体４４はないが、前記ランプ１下部の最も気
体が当たる部分に対しては制風体４４があるため、それ
らの部分の過冷却をおさえることによって、前記ランプ
１最下部の過冷却もおさえることができる。第３の実施
例の特別な効果は、制風体４４を分割しであるため、制
風体４４の一方が破損した場合、取替えるコストが少な
くなる。また、制風体４４−個当りの縦断面の幅が小さ
いので成型しやすくなる。さらに、第５図に示す第４の
実施例のように照射装置本体５０の反射体５１が、複数
の円弧状の熱線透過反射板を連接配置させてできており
、そのときに生じる反射体間隙５２から補助的に気体を
流出させ、また、透光部材５３が、複数の平板の紫外線
透過部材を遠投配置させてできており、そのときに生じ
る透光部材間隙５４から補助的に気体を流入させてもよ
い。第４図および第５図において、主要部以外は省略し
である。

第１〜４の実施例は紫外線照射装置に関するものである
が、本発明は反射体および透光部材を冷却する際に、高
圧放電ランプ下部を過冷却してしまい光出力が低下して
しまう問題のあるもの、例えば可視光線を主発光とする
高圧放電ランプも含め、高圧ナトリウムランプ、高圧キ
セノンランプ、超高圧放電ランプ、無電極高圧放電ラン
プなどの高圧放電ランプにも適用できる。さらに、照射
装置本体の用途としても従来より使われている、投光器
用、露光用、映写用などの様々な方面の光照射装置に適
応できる。

第６図に第５の実施例を示す。第１の実施例と異なる点
は、高圧放電ランプ６１が、例えば可視光線を主発光と
する高圧キセノンランプであり、発光が可視光主体であ
るので、反射体６２が可視光を反射しさえすればよい点
と、透光部材６３および制風体６４が可視光線を透過し
さえすればよい点と、反射体６２、透光部材６３、制風
板６４の形状は第６図の前記ランプ６１の管軸を中心と
して回転させた中空の回転体である点および、前記反射
体６２と透光部材６３は、それぞれ反射体支持体６５ａ
透光部材支持休６５ｂで支持され、この透光部材支持体
６５ｂは、前記反射体支持体６５ａに回動自在に取り付
けられた６個のラッチ６６によって掛止させである点で
ある。ただし、制風体６４の端部は、三本の鉄板状の支
持具６つによって１２０°ごとに挟持されている。これ
ら支持具６９のもう一端は前記透光部材支持体６５ｂに
溶着などによって支持されている。ちなみに、本実施例
の反射体６２は可視光を反射し赤外線を透過する光干渉
膜を被着した軟質ガラス、前記透光部材６３は可視光線
を透過し赤外線を反射する光干渉膜を被着した軟質ガラ
ス、前記制風体６４は軟質ガラスである。第６図は主要
部以外は省略しており、前記高圧放電ランプ６１および
照射装置本体６０は周知の手段によってそれぞれ保持さ
れている。第５の実施例の冷却作用は、第１の実施例と
同様である。

第７図に第６の実施例を示す。第５の実施例と異なる点
は、照射装置本体７０内において、高圧放電ランプ６１
が、反射体７２内に水平に配設されている点と、前記反
射体７２の前記ラン１６１両端部側に気体流出ロア３が
設けられている点である。制風体７４は、第５の実施例
と同様に支持具６つで挾持されている。冷却作用は、第
５の実施例と比べて前記９７１６１両端部の冷却効果が
高い。第７図は、第８図と同様に主要部以外を省略して
いる。

なお、本発明は以上の実施例の他、照射装置本体、制風
体および高圧放電ランプを必要に応じて任意に組合わせ
ることにより様々な光照射装置を得られるものである。

さらに、高圧放電ランプの形状としては、Ｕ字形、リン
グ形、その他のものでもよい。

［発明の効果］本発明は、高圧放電ランプを内包してなる照射装置本体
内に気体を強制通気させる光照射装置において、気体が
前記ランプ下部の管壁に直接当らないように前記ランプ
に沿って制風体を離隔して配設したことによって、前記
照射装置本体の反射体およびまたは透光部材などの所要
の部分の冷却効果を上げつつ、前記ランプ下部の過冷却
をおさえることにより光出力の低下を防止することがで
きるものである。また、制風体に入射する所望の光は、
全であるいはほとんど透過するので、被照射部に対し所
望の光を有効に照射できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の一部切欠斜視図、第２
図は第１図の■−■−線に沿う断面図、第３図は本発明
の第２の実施例を示す線図、第４゜５図は本発明の第３
，４の実施例の要部を示す一部切欠斜視図、第６，７図
は本発明の第５，６の実施例の要部を示す断面図、第８
図は従来例の断面図である。１．６１．　　・・・高圧放電ランプ、２．４０，５０
，６０，７０．　　・・・照射装置本体、３．４２，５１，６２．７２・１１反射体、４．５３，
６３，７２．　　・・・透光部材、５．４３．　　・・
・照射開口、９．６７．７３・・・気体流出口、１１．４１．６８・・・気体流入口、１３・・・強制通気装置、１８．３０，４４，６４．７４・・・制風体。特許出願人　　　東芝電材株式会社代理人　　弁理士　　小野１）芳弘第　１　　図第２図第３図第６図第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高圧放電ランプと；前面に照射開口を有し、前記高圧放電ランプを内包した
反射体および前記照射開口を閉塞するように配設された
透光部材を有してなる照射装置本体と；前記反射体に形成され前記高圧放電ランプの側方ないし
背方に配設された気体流出口と；前記照射開口の側部近傍に配設された気体流入口と；前記気体流入口から流入した気体を前記気体流出口から
流出させるための強制通気手段と；前記気体流入口から
流入した気体を前記高圧放電ランプ下部の管壁に直接当
たらないように、前記高圧放電ランプに沿って離隔して
配設された透光性の制風体と；を具備したことを特徴とする光照射装置。