[發明專利]紫外線光源裝置

無效

• 申請號: 200810213382.0
• 申請日: 2008-09-02
• 公開（公告）號: CN101383262A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 田近望
• 申請（專利權）人: 優志旺電機株式會社
• 主分類號: H01J61/00
• 分類號: H01J61/00;H01J61/52
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 楊 謙;胡建新

技術領域

本發明涉及一種具備冷卻套的紫外線光源裝置，該冷卻套通過冷卻用流體流經內部來冷卻放電燈。

背景技術

在各領域中廣泛使用放射包括紫外線的光的燈來進行保護膜、粘接劑、涂料、油墨、抗蝕劑、樹脂、配向膜等的硬化、干燥、熔融、軟化、改質等的處理。具體而言，被使用于這些用途的放射紫外線的燈是可得到高光輸出的高壓水銀燈或金屬鹵化物燈等的長弧型的放電燈，是在棒狀發光管的內部對置配置有一對電極而且密封有水銀和發光物質的燈，所述發光物質根據需要放射規定發光光譜的光。

上述放電燈被要求對被處理物以高輸出照射光，為了提升對燈的輸入電力，在大致圓筒狀的具有紫外線透射性的冷卻套內部收容放電燈，來作為紫外線光源裝置使用(例如參照專利文獻1)。該紫外線光源裝置若未經冷卻套的冷卻就使用，則在通常的燈輸入狀態下發光管的溫度達到1000℃以上，因而發光管會過熱，無法作為燈來發揮功能。因此，需要減小燈輸入。但是，通過使用冷卻套，比沒有進行冷卻的燈或是僅以空氣冷卻進行點燈更能夠減低發光管的溫度，使接通較大的電力成為可能，能夠實現高紫外線輸出。

圖6(a)、6(b)是用以說明現有技術的紫外線光源裝置的圖，圖6(a)是以經過燈管軸的截面進行截斷而得到的圖，圖6(b)是圖6(a)圖中的A—A’截面圖。另外，在以下說明中，由于冷卻套為水冷式，因而簡稱為水冷套。

水冷套70主體的結構是，形成具備大約同軸配置的外管711與內管712的雙重管型構造，作為冷卻用流體的水流經外管711與內管712之間。

在該圖中，冷卻水通過連接于外管711的一端側的流入管72被導入，流經外管711與內管712之間(在紙面上為朝右下方向)，從連接于另一端側的排出管73排出。外管711及內管712是對于紫外線具有透射性的石英玻璃制，冷卻水一般為脫離子水(純水)。

棒狀的放電燈10插入在形成于水冷套70的內管712內部的燈配置空間S中，通過燈座80A、80B保持懸空。這里，該圖中的符號81都是通風口，箭頭是冷卻風的方向。由此，也有在燈配置空間S的內部與燈10的管軸平行地流經冷卻風的情形(參照專利文獻2)。

放電燈10的熱經由燈配置空間S的發光管11與內管712之間的空氣層傳到水冷套70的內壁，被流經水冷套70內的冷卻水冷卻。由此，水冷套70內流動的冷卻水防止燈的過熱，但該冷卻是隔著空氣層的間接冷卻，因而發光管11的溫度不會達到使密封于該發光管11內的水銀等密封物成為未蒸發的過冷卻的溫度，而將發光部維持在適當的溫度。

圖5(a)、圖5(b)是說明紫外線光源用的一般放電燈的結構的一例的圖，圖5(a)是沿著管軸進行截斷而得到的截面圖。在該圖中，發光管11由石英玻璃構成，隔著規定距離對置配置有一對電極13A、13B。內部導線棒14A、14B與電極13A、13B連接設置，并被連接到鉬制的金屬箔15A、15B，通過氣密地焊接該金屬箔15A、15B與發光管11的玻璃，來形成封閉部12A、12B。當在電極13A、13B間發生放電時，作為被密封于發光管11內的發光物質的水銀蒸發，放射水銀明線光譜的紫外線。紫外線透射水冷套70的內管712、冷卻水及外管711而被放出至外部，并照射在被處理物上。

在上述的紫外線光源裝置中，水冷套總體上有兩種作用。

(1)第一，冷卻點燈中的燈，將發光管保持在適當的溫度。

點燈時的放電燈的發光管為了蒸發所密封的水銀或其他的金屬化合物，需要加溫成500℃以上。當發光管溫度低于500℃時，會出現未蒸發的密封物，將不能夠得到規定的紫外線放射。另一方面，當發光管溫度超過900℃而成為高溫時，構成發光管的石英玻璃會再結晶而產生透明消失，紫外線輸出低下。因此，可以說維持在500～900℃的溫度范圍是適當的。

(2)第二，減小對被處理物的熱影響。

冷卻水冷卻發光管的輻射熱，減小對被處理物的熱影響。另外，吸收燈所放射出的光中包含的紫外線處理所不需要的光、即吸收從可視光一直到紅外的光成分，防止被處理物被光加熱。

在這種紫外線光源裝置中，點亮燈時，調節內管的內壁與發光管的外壁間隔、或冷卻水的溫度、流量等，以便圖5(a)所示的發光管中央上部的點P成為規定的溫度(例如參照專利文獻3)。這是由于，在上述放電燈中，在一對電極之間形成有放電電弧，由此燈(發光管)被加溫，因而，當將燈的管軸維持在水平狀態進行點燈時，電弧被發光管內的對流抬高至上面，所以發光管在位于發光部中央的上部P處溫度較高，隨著朝兩方的端部溫度變低。