2025-40158 小型紫外線照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025040158

(43)【公開日】2025-03-24

(54)【発明の名称】小型紫外線照射装置

(51)【国際特許分類】

   B01J 19/12 20060101AFI20250314BHJP

【ＦＩ】

B01J19/12 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023146897

(22)【出願日】2023-09-11

(71)【出願人】

【識別番号】522474033

【氏名又は名称】鈴木 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100091306

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 友一

(74)【代理人】

【識別番号】100174609

【弁理士】

【氏名又は名称】関 博

(71)【出願人】

【識別番号】590001717

【氏名又は名称】ニッカ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091306

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 友一

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 淳一

【テーマコード（参考）】

4G075

【Ｆターム（参考）】

4G075AA30

4G075AA33

4G075BA04

4G075BB02

4G075CA33

4G075DA02

4G075DA18

4G075EB33

4G075EB34

4G075FB02

4G075FB12

4G075FC13

(57)【要約】

【課題】紫外線の照射効率が良く、持ち運びが容易な小型紫外線照射装置を提供する。
【解決手段】本発明の小型紫外線照射装置１０は、上面に取っ手１４を備えた箱型のケーシング１２と、
前記ケーシング１２の内部中心に配置し、下面から波長２５４ｎｍ～４３６ｎｍの紫外線を照射するキセノンランプ２０と、
前記キセノンランプ２０を間に挟むように前記ケーシング１２の長手方向に沿って両側面に取り付けて、下面から波長３６５ｎｍを主波長とする紫外線を照射する紫外線照射ＬＥＤ３０と、
前記紫外線照射ＬＥＤ３０の照射面を覆い、前記波長３６５ｎｍ及び３８０ｎｍの紫外線を増幅する凸レンズ４０を備えたことを特徴としている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面に取っ手を備えた箱型のケーシングと、
前記ケーシングの内部中心に配置し、下面から波長２５４ｎｍ～４３６ｎｍの紫外線を照射するキセノンランプと、
前記キセノンランプを間に挟むように前記ケーシングの長手方向に沿って両側面に取り付けて、下面から波長３６５ｎｍ及び３８０ｎｍを主波長とする紫外線を照射する紫外線照射ＬＥＤと、
前記紫外線照射ＬＥＤの照射面を覆い、前記波長３６５ｎｍ及び３８０ｎｍの紫外線を増幅する凸レンズを備えたことを特徴とする小型紫外線照射装置。

【請求項2】

請求項１に記載された小型紫外線照射装置であって、
前記ケーシングは材質にアルミ合金又はベークライトを用い、前記取っ手の材質にプラスチック樹脂を用いたことを特徴とする小型紫外線照射装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載された小型紫外線照射装置であって、
前記ケーシングの内部で前記キセノンランプの照射面と反対側に反射ミラーを前記ケーシングと一体的に形成したことを特徴とする小型紫外線照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、紫外線硬化型のインキ、ニス、塗料、コーティングなどを硬化させる持ち運び可能な小型紫外線照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

紫外線照射により硬化するインキ、ニス、塗料がある。特許文献１に開示の紫外線照射装置は、電源部と照射部を別体としている。
しかしながら特許文献１に開示の装置は高出力の紫外線ランプを使用しているため、発熱量が多く高温になる。そこで把手にファンを内蔵して冷却しているが、高出力の紫外線ランプは、電力量が多く紫外線照射のエネルギーよりも発熱エネルギーが極めて多く照射効率が悪い。また硬化させる紫外線の主波長の照射強度が弱く乾燥に時間がかかる。
また従来の小型紫外線照射装置はケーシングの材質がステンレスであり装置全体が重量化していた。そしてケーシングの内部には反射ミラー、耐熱性ガラス、多層膜蒸着ミラーを配置しており、部品点数が多く経年劣化による部品交換の頻度が多くなりメンテナンス性が悪かった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開昭５８－７９９０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑み、紫外線の照射効率が良く、持ち運びが容易な小型紫外線照射装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、上面に取っ手を備えた箱型のケーシングと、
前記ケーシングの内部中心に配置し、下面から波長２５４ｎｍ～４３６ｎｍの紫外線を照射するキセノンランプと、
前記キセノンランプを間に挟むように前記ケーシングの長手方向に沿って両側面に取り付けて、下面から波長３６５ｎｍ及び３８０ｎｍを主波長とする紫外線を照射する紫外線照射ＬＥＤと、
前記紫外線照射ＬＥＤの照射面を覆い、前記波長３６５ｎｍ及び３８０ｎｍの紫外線を増幅する凸レンズを備えたことを特徴とする小型紫外線照射装置を提供することにある。
上記第１の手段によれば、キセノンランプと紫外線照射ＬＥＤの組み合わせでＵＶインキ及びＵＶニスを硬化させることができる。また凸レンズにより紫外線照射ＬＥＤの主波長を増幅させることができる。また低電力のＬＥＤにより装置全体の省エネルギー化を実現できる。

【0006】

本発明は、上記課題を解決するための第２の手段として、第１の手段において、前記ケーシングは材質にアルミ合金又はベークライトを用い、前記取っ手の材質にプラスチック樹脂を用いたことを特徴とする小型紫外線照射装置を提供することにある。
上記第２の手段によれば、従来のステンレス構成よりもケーシングを軽量化でき作業性が良くなる。また材質にベークライト（フェノール樹脂）を用いた場合には絶縁性があり経年劣化による感電のおそれがない。

【0007】

本発明は、上記課題を解決するための第３の手段として、第１又は第２の手段において、前記ケーシングの内部で前記キセノンランプの照射面と反対側に反射ミラーを前記ケーシングと一体的に形成したことを特徴とする小型紫外線照射装置を提供することにある。
上記第３の手段によれば、ケーシング全体の軽量化を実現できる。また部品点数を減らして、交換部品が少なくなりメンテナンス性が良い。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、キセノンランプと紫外線照射ＬＥＤの紫外線照射の組み合わせでＵＶインキ、ＬＥＤインキ、ＵＶニスを硬化できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の小型紫外線照射装置の下面（紫外線照射面）側から見た斜視図である。

【図2】本発明の小型紫外線照射装置の底面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ矢視図である。

【図4】図２のＢ－Ｂ矢視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の小型紫外線照射装置の実施形態について、図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

【0011】

［小型紫外線照射装置１０］
図１は、本発明の小型紫外線照射装置の下面（紫外線照射面）側から見た斜視図である。図２は、本発明の小型紫外線照射装置の底面図である。図３は、図２のＡ－Ａ矢視図である。図４は図２のＢ－Ｂ矢視図である。
本発明の紫外線照射により硬化させる対象物は、ＵＶインキ、ＬＥＤインキ、ＵＶニスであり、一般にＵＶインキの硬化波長は波長３６５ｎｍ、ＬＥＤインキの硬化波長は３８０ｎｍであり、ＵＶニスの硬化波長は、２８０ｎｍから３１３ｎｍである。
図示のように本発明の小型紫外線照射装置１０は、上面に取っ手を備えた箱型のケーシング１２と、ケーシング１２の内部中心に配置し、下面から波長２５４ｎｍ～４３６ｎｍの紫外線を照射するキセノンランプ２０と、キセノンランプ２０を間に挟むようにケーシング１２の長手方向に沿って両側面に取り付けて、下面から波長３６５ｎｍ及び３８０ｎｍを主波長とする紫外線を照射する紫外線照射ＬＥＤ３０と、紫外線照射ＬＥＤ３０の照射面を覆い、波長３６５ｎｍ及び３８０ｎｍの紫外線を増幅する凸レンズ４０を備えている。

【0012】

（ケーシング１２）
ケーシング１２は、材質にアルミ合金又はベークライトを用いてステンレスよりも全体重量を軽量化させている。ケーシング１２は箱型であり、上面に取っ手１４を備え、下面に紫外線の照射面を形成し、側面は内部の紫外線照射部（キセノンランプ、紫外線照射ＬＥＤ）を覆っている。ケーシング１２は一例として全長２５０ｍｍ、幅１００ｍｍ、高さ１００ｍｍ（取っ手１４を除く）であり、作業員が片手で携帯できる大きさに設定している。なお、材質にベークライトを用いた場合には絶縁性があるため、経年劣化による漏電で感電するおそれがない。
反射ミラー１６は、ケーシング１２の内部であってキセノンランプ２０の照射面と反対面に、ケーシング１２と一体的に形成している。反射ミラー１６はケーシング１２と同様に材質にアルミ合金を用いてステンレスよりも全体重量を軽量化させている。紫外線は反射ミラー１６によりすべて照射面側に反射されるため、ケーシング１２の材質にベークライトを用いても、ベークライトが直接紫外線照射を受けることがなく、劣化することがない。
ケーシング１２の上面には送風ファン１８を設けている。送風ファン１８は反射ミラーの裏面（反射面と反対側）に配置して、キセノンランプ２０からわずかながら生じる発熱をケーシング１２の外部へ排熱できる。送風ファン１８をケーシングの上面に配置することにより排気ダクトを省略することができる。

【0013】

（キセノンランプ２０）
キセノンランプ２０は、中圧ランプであり、筒状の石英ガラス本体の両端に電極を備え、放電管内部にキセノンを充填している。キセノンランプ２０は、波長、２５４ｎｍ、３１３ｎｍ、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、４３６ｎｍを主波長とする紫外線を照射可能であり、ＵＶインキ、ＵＶニスを硬化させる波長を有している。このようなキセノンランプ２０は、放電管内にキセノンを充填したことにより紫外線を照射するまでの時間を短くでき、短時間で点灯させることができる（瞬間点灯）。またキセノンランプ２０は発熱が少ない（一例として５０℃～６０℃）。このため従来構造のような開閉シャッターを用いる必要がない。なお、キセノンランプ２０の周りは照射面以外を反射ミラー１６で覆っており、紫外線の照射効率を高めている。

【0014】

（紫外線照射ＬＥＤ３０）
紫外線照射ＬＥＤ３０は、波長３６５ｎｍ及び３８０ｎｍを主波長とする紫外線を照射可能なＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であり、ＵＶインキ、ＬＥＤインキを硬化させる波長を有している。本実施形態では３６５ｎｍの場合一例として日亜化学工業ＮＶＳＵ２３３Ｃ－Ｄ４（３６５ＮＭ）（３．５×３．５ｍｍ）を用いている。本実施形態では、基板３２上に１列４０個のＬＥＤを４列並べたものをケーシング１２の長手方向に沿って下面の両側面に取り付けている。このような紫外線照射ＬＥＤ３０の発熱量は約２００Ｗであり、消費電力が少ない。２つの基板３２に設けた紫外線照射ＬＥＤ３０の間からはキセノンランプ２０の紫外線が照射される。

【0015】

（凸レンズ４０）
凸レンズ４０は、紫外線照射ＬＥＤ３０の紫外線照射面を覆うレンズである。凸レンズ４０は、紫外線照射ＬＥＤ３０からの紫外線（３６５ｎｍ及び３８０ｎｍ）を増幅して照射させることができる。このような凸レンズ４０を用いることにより、レンズ無しの状態よりも約１．５倍の波長強度の増加が確認できた。

【0016】

（作用）
上記構成による本発明の小型紫外線照射装置の作用について以下説明する。
キセノンランプ２０及び紫外線照射ＬＥＤ３０を点灯させる。キセノンランプ２０は内部にキセノンを充填しているため、瞬間点灯する。ケーシング１２の照射面を紫外線硬化側のＵＶインキ、ＬＥＤインキ、ＵＶニスに照射させる。ＵＶインキ、ＵＶニスはキセノンランプ２０からの紫外線照射により硬化できる。またＵＶインキ、ＬＥＤインキは紫外線照射ＬＥＤにより硬化できる。
このような本発明によれば、キセノンランプと紫外線照射ＬＥＤの組み合わせでＵＶインキ、ＬＥＤインキ、ＵＶニスのいずれも硬化できる。また凸レンズにより紫外線照射ＬＥＤの主波長を増幅させることができる。また低電力のＬＥＤにより装置全体の省エネルギー化を実現できる。

【0017】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
また、本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。

【符号の説明】

【0018】

１０ 小型紫外線照射装置
１２ ケーシング
１４ 取っ手
１６ 反射ミラー
１８ 送風ファン
２０ キセノンランプ
３０ 紫外線照射ＬＥＤ
３２ 基板
４０ 凸レンズ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】