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Dokumentenidentifikation DE10001146A1 31.05.2001
Titel UV-Bestrahlungsvorrichtung
Anmelder Dr. Hönle AG, 82152 Planegg, DE
Erfinder Stirner, Dieter, 81541 München, DE;
Runge, Heiko, 80802 München, DE;
Büngener, Jens, 82152 Planegg, DE;
Spitzer, Klaus, 80634 München, DE
Vertreter Mitscherlich & Partner, Patent- und Rechtsanwälte, 80331 München
DE-Anmeldedatum 13.01.2000
DE-Aktenzeichen 10001146
Offenlegungstag 31.05.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2001
IPC-Hauptklasse G21K 5/04
IPC-Nebenklasse H01J 61/18   B29C 71/04   C08J 3/28   G11B 7/26   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Strahlungsvorrichtung 1 zum Bestrahlen von kreisförmigen Objekten, wie zum Beispiel CDs und DVDs, mit UV-Strahlung und umfaßt eine längliche Hochdruck-Entladungslampe 9 zum Ausstrahlen von UV-Strahlung, einen länglichen Reflektor 12 aus hochreflektierendem Aluminium, der sich längs der Hochdruck-Entladungslampe 9 erstreckt und diese teilweise umschließt, um die ausgestrahlte UV-Strahlung auf ein zu bestrahlendes Objekt 14 zu reflektieren, und einen nach innen reflektierenden zylindrischen Reflektor 13 aus hochreflektierendem Aluminium, der zwischen der Hochdruck-Entladungslampe 9 und dem zu bestrahlenden Objekt 14 dergestalt angeordnet ist, daß die von der Hochdruck-Entladungslampe 9, dem länglichen Reflektor 12 und dem zylindrischen Reflektor 13 kommende UV-Strahlung in einer homogenen Intensitätsverteilung auf die zu bestrahlende Fläche des Objektes 14 fällt.
Die erfindungsgemäße Bestrahlungseinrichtung 1 eignet sich insbesondere zum Aushärten des Klebstoffes bei der Fertigung von DVDs und zum Trocknen des Lackes auf der Oberfläche von CDs.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen von kreisförmigen Objekten mit ultravioletter Strahlung (UV-Strahlung).

Die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung ist dabei insbesondere zur Bestrahlung von Speichermedien aus Kunststoff, wie zum Beispiel ausschließlich lesbare oder sowohl lesbare als auch wiederbeschreibbare Compact-Discs (CDs), Digital Video Discs (DVDs) und dergleichen geeignet, um durch die von der UV-Strahlung ausgelösten fotochemischen Reaktionen abhängig von der Ausstrahlungsenergie, beispielsweise Klebstoffe, Lacke und Kunststoffe, zu trocknen oder auszuhärten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist dabei, eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen von kreisförmigen Objekten mit UV-Strahlung bereitzustellen, mit der die Bestrahlung des Objektes auf möglichst einfache und effektive Weise insbesondere hinsichtlich der notwendigen Leistung und der Erhitzung des Objektes durchgeführt werden kann.

Die obige Aufgabe wird durch eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen von kreisförmigen Objekten mit UV-Strahlung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung umfaßt dabei eine längliche Hochdruck-Entladungslampe zum Ausstrahlen von UV-Strahlung, einen länglichen Reflektor aus hochreflektierendem Material, zum Beispiel Aluminium, der sich längs der Hochdruck-Entladungslampe erstreckt und diese teilweise umschließt, um die ausgestrahlte UV-Strahlung auf ein zu bestrahlendes Objekt zu reflektieren, und einem nach innen reflektierenden zylindrischen Reflektor aus hoch reflektierendem Material, zum Beispiel Aluminium, der zwischen der Hochdruck-Entladungslampe und dem zu bestrahlenden Objekt dergestalt angeordnet ist, daß die von der Hochdruck-Entladungslampe, dem länglichen Reflektor und dem zylindrischen Reflektor kommende UV-Strahlung in einer weitgehend homogenen Intensitätsverteilung auf das Objekt fällt.

Der erfindungsgemäße nach innen reflektierende zylindrische Reflektor hat dabei insbesondere die Funktion, die von der eine längliche Form aufweisenden Hochdruck-Entladungslampe und deren länglichen Reflektor kommende UV-Strahlung mit einer homogenen Intensitätsverteilung auf die Oberfläche eines kreisförmigen Objektes zu lenken. Dabei müssen die Abmessungen der verschiedenen Elemente, insbesondere die Länge der Hochdruck-Entladungslampe (Bogenlänge) und des länglichen Reflektors sowie die Höhe und der Durchmesser des zylindrischen Reflektors entsprechend auf den Durchmesser der Oberfläche des kreisförmigen, zu bestrahlenden Objektes abgestimmt sein. Die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung ermöglicht dabei insbesondere, die auf das zu bestrahlende Objekt auftreffende UV-Strahlung mit einer einigermaßen gleichmäßigen Intensitätsverteilung über die Objektoberfläche zu verteilen, so daß der Bestrahlungszweck (zum Beispiel Trocknen oder Härten) auch an Stellen mit niedrigerer Strahlungsintensität erreicht werden kann, ohne daß andere Stellen, an denen eine höhere Strahlungsintensität auftritt, zu stark erhitzt werden oder auf irgend eine andere Weise durch die höhere Strahlungsintensität beschädigt werden. Weiterhin wird durch die verbesserte und homogenere Intensitätsverteilung der UV-Strahlung auf dem Objekt insgesamt eine Energieeinsparung ermöglicht, die Spitzentemperatur auf dem Objekt gesenkt und die Belichtungszeit bzw. Bestrahlungszeit verkürzt, so daß eine effiziente und wirtschaftliche Bestrahlung realisiert werden kann. Die homogene Intensitätsverteilung hat insbesondere auch den weiteren Vorteil, daß ein Drehen des Objektes während dem Bestrahlungsvorgang, wie es teilweise bei bekannten Apparaten üblich ist, entfallen kann, wodurch eine weitere Kostenverringerung erreicht wird.

Vorteilhafterweise weist der längliche Reflektor zwei längliche Reflektorelemente auf, die jeweils einen zumindest teilweise parabelförmigen Querschnitt haben. Die Aufteilung des Reflektors in zwei längliche Reflektorelemente und der zumindest teilweise parabelförmige Querschnitt der beiden Reflektorelemente ermöglicht eine beispielsweise im Vergleich zu elliptischen Querschnitten homogenere Abstrahlung der UV-Strahlung durch den länglichen Reflektor.

Vorteilhafterweise kann auf der Längsachse in dem zylindrischen Reflektor ein nach außen reflektierender Reflektor zur weiteren Homogenisierung der Verteilung der UV-Strahlung auf dem Objekt angeordnet sein. Hierdurch wird eine sogenannte Schattenbildung im Bereich des Mittelpunktes des kreisförmigen Objektes erreicht, die die Strahlungsintensität in diesem Bereich weiter verringert und gleichzeitig diese Strahlung in die Randbereiche des Objektes reflektiert, so daß hierdurch die Intensitätsverteilung auf dem Objekt noch homogener gestaltet werden kann. Dabei kann der nach außen reflektierende Reflektor im wesentlichen kegelförmig sein, wobei die Basis zum Objekt gerichtet ist, oder der nach außen reflektierende Reflektor kann im wesentlichen zylindrisch sein.

Der nach außen reflektierende Reflektor besteht ebenfalls vorteilhafterweise aus hochreflektierendem Material, zum Beispiel Aluminium.

In einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung sind die Abmessungen und Abstrahlungsparameter zum Bestrahlen eines Speichermediums aus Kunststoff ausgelegt, das einen Durchmesser von etwa 120 mm aufweist. Hierbei kann es sich insbesondere um standardisierte Compact-Discs oder DVDs handeln. Bei Compact-Discs wird die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung beispielsweise zum Trocknen einer Lackschicht auf der Oberfläche verwendet, während eine DVD aus zwei miteinander verklebten Discs besteht, wobei der Klebstoff zwischen den beiden Discs durch die von der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung ausgesendete UV-Strahlung ausgehärtet wird. In diesem Fall hat der zylindrische Reflektor vorteilhafterweise einen Innendurchmesser von 130 bis 160 mm, das heißt der Innendurchmesser des zylindrischen Reflektors ist größer als der des Speichermediums, so daß auch dessen Randbereiche von der homogenen Intensitätsverteilung der UV-Strahlung erfaßt werden. Vorteilhafterweise hat der zylindrische Reflektor weiterhin eine Länge von 80 bis 200 mm. Insbesondere ist hier eine Länge von etwa 100 bis 120 mm besonders vorteilhaft. Je größer die Länge des zylindrischen Reflektors ist, desto besser ist die Homogenität der Intensitätsverteilung der UV-Strahlung. Mit zunehmender Länge sinkt die Temperatur in dem bestrahlten Objekt. Die benötigte Energie für die Bestrahlung nimmt mit zunehmender Länge des zylindrischen Reflektors nur sehr langsam ab.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Hochdruck-Entladungslampe eine Gallium-Dotierung aufweist. Dies ist insbesondere bei der Bestrahlung von DVDs zur Aushärtung des Klebstoffes von Vorteil, da das bei DVDs verwendete Polycarbonat erst ab 350 nm durchlässiger wird. Eine Gallium-Dotierung der Hochdruck-Entladungslampe verschiebt das Abstrahlungsspektrum der UV-Strahlung in den längerwelligen Bereich von ≥ 350 nm. Für andere Bestrahlungszwecke können andere Dotierungen vorteilhaft sein, wie zum Beispiel Eisen-Dotierungen oder Quecksilber-Dotierungen. Hochdruck-Entladungslampen mit einer Quecksilber-Dotierung sind in der Regel billiger, einfacher aufgebaut und robuster, haben aber weniger UV-Strahlungen im längerwelligen Bereich. Sie sind beispielsweise bei der Härtung von Oberflächenlacken auf CDs vorteilhaft einzusetzen. Hochdruck-Entladungslampen, die eine Eisen-Dotierung aufweisen, wie zum Beispiel Metall-Halogenid-Strahler, sind auch für das Aushärten des Klebstoffes bei der Fertigung von DVDs geeignet, aber nicht so gut wie Hochdruck-Entladungslampen mit einer Gallium-Dotierung.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Belichtungszeit, während der das Objekt mit UV-Strahlung bestrahlt wird, zwischen 0,5 und 2 sec liegt und die Anschlußleistung, mit der die Hochdruck-Entladungslampe betrieben wird, zwischen 1,5 bis 3 kW beträgt. Diese Werte sind beispielsweise bei der Aushärtung des Klebstoffes bei der DVD-Fertigung und der Aushärtung des Oberflächenlackes bei der CD-Fertigung von Vorteil.

In der folgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Bestrahlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Längsschnittes durch einen Teil eines ersten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Längsschnittes durch einen Teil eines zweiten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung, und

Fig. 6 und 7 Meßdiagramme, die die Intensitätsverteilung der UV- Strahlung und die Temperatur auf einer mit einer Bestrahlungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel bestrahlten DVD darstellen.

Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Bestrahlungsvorrichtung 1 zum Bestrahlen von kreisförmigen Objekten, wie zum Beispiel CDs und DVDs gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Bestrahlungsvorrichtung 1 umfaßt eine im Betriebszustand vertikal aufragende Halteeinrichtung 2 nach Art eines Ständers, an der in horizontaler Erstreckung die eigentlichen Bestrahlungs- und Reflektorelemente sowie die notwendigen Anschlüsse befestigt sind. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist eine Befestigungseinrichtung 3, beispielsweise in Form einer Befestigungsschiene oder dergleichen, im rechten Winkel an der Halteeinrichtung 2 befestigt. Unterhalb an der Befestigungseinrichtung 3 ist ein Gehäuse 6 leicht auswechselbar angeordnet, in dem sich eine Hochdruck-Entladungslampe sowie entsprechende Reflektoren befinden. In der in Fig. 1 gezeigten Ansicht erstreckt sich die Hochdruck-Entladungslampe in horizontaler Richtung im Gehäuse 6. Unterhalb des Gehäuses ist mittels einer Abstandsplatte 19 eine zylindrische Reflektoreinheit 7 angebracht, unterhalb der ein Teller 8 zur Aufnahme eines zu bestrahlenden kreisförmigen Objektes angeordnet wird. Die auf das Objekt einzustrahlende ultraviolette Strahlung (UV-Strahlung) wird von der Hochdruck-Entladungslampe und dem zugeordneten Reflektor kommend mittels der zylindrischen Reflektoreinheit 7 zu dem Objekt geleitet, das auf dem Teller 8 liegt. Es wird darauf hingewiesen, daß der Teller nicht Teil der Bestrahlungsvorrichtung ist. Optional kann der zylindrische Reflektor an seiner Unterseite einen schrägen Reflektionsring umfassen, der zur Trocknung des Rundbereiches des Objektes beiträgt.

Die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung 1 umfaßt weiterhin einen Stromanschluß 4, eine Temperaturanzeige 5 sowie weitere notwendige Einrichtungen wie Luftkühlungsschlitze und Abluftstutzen. Die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung wird beispielsweise beim Härten oder Trocknen von CDs bzw. DVDs mit Taktzyklen im Sekundenbereich betrieben. Beispielsweise liegt die Belichtungszeit, während der das Objekt mit UV-Strahlung bestrahlt wird, zwischen 0,5 und 2 sec., vorzugsweise 1 sec., während die Anschlußleistung, mit der die Hochdruck-Entladungslampe betrieben wird, zwischen 1,5 und 3 kW, vorzugsweise 2 kW, beträgt. Die Leistung der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung 1 ist stufenlos regelbar. Als Hochdruck-Entladungslampen werden vorteilhafterweise Standardlampen mit einer Bogenlänge, das heißt einem Abstand zwischen den beiden Elektronen zwischen 150 mm und 200 mm verwendet, die spezifische Leistungen zwischen 60 W/cm und 240 W/cm aufweisen. Die Bogenlänge, die gewählte Leistung sowie die Belichtungszeit sind jeweils auf die Größe des zu bestrahlenden Objektes sowie auf den Zweck der Bestrahlung entsprechend abzustimmen. Bei der Bestrahlung von DVDs zum Aushärten des Klebstoffes zwischen den beiden aufeinanderliegenden Discs wird vorzugsweise eine Hochdruck-Entladungslampe mit einer Bogenlänge von 175 mm verwendet, die Anschlußleistung beträgt vorzugsweise 2 kW und die Belichtungszeit beträgt vorzugsweise 1 sec. Weiterhin weist die Hochdruck-Entladungslampe in diesem Fall vorzugsweise eine Gallium-Dotierung auf, wobei jedoch auch ein Metall-Halogenid-Strahler verwendet werden kann. Für andere Anwendungen, zum Beispiel zur Härtung von Lack auf der Oberfläche von CDs werden vorteilhafterweise mit Quecksilber dotierte Hochdruck-Entladungslampen verwendet.

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Längsschnittes durch das Gehäuse 6 und die zylindrische Reflektoreinheit 7 der in Fig. 1 gezeigten Bestrahlungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung sowie des Tellers 8. Die Hochdruck-Entladungslampe 9 ist innerhalb des Gehäuses 6 an zwei Halterungen 10 befestigt, in denen die Stromanschlüsse für die beiden Elektroden 11 der Hochdruck-Entladungslampe 9 geführt sind. Die Bogenlänge der Hochdruck-Entladungslampe 9 wird durch den Abstand der beiden Elektroden 11 bestimmt, die jeweils in dem konisch zulaufenden Endabschnitt der Entladungslampe 9 angeordnet sind. Hinter der Hochdruck-Entladungslampe 9 bzw. im Betriebszustand oberhalb der Hochdruck-Entladungslampe 9 ist ein länglicher Reflektor 12 angeordnet, der sich längs der Hochdruck-Entladungslampe 9 erstreckt und diese teilweise umschließt, so daß die von der Hochdruck-Entladungslampe 9 ausgestrahlte UV-Strahlung nach unten auf ein zu bestrahlendes Objekt 14 reflektiert wird. Der Reflektor 12 weist eine hoch reflektierende Schicht aus Reinst-Aluminium (99,99% Aluminium) auf, die die UV-Strahlung praktisch ohne Verlust auf das Objekt 14 reflektiert.

Die in Fig. 2 angedeuteten Strahlungswege deuten die verschiedenen Möglichkeiten an, wie die UV-Strahlung zum Objekt 14 gelangt. Durch die zylindrische Reflektoreinheit 7, die an der Innenseite eine Schicht aus hoch reflektierendem Reinst-Aluminium 13 aufweist, wird der nach außen gerichtete Teil der UV-Strahlung, der das Objekt 14 eigentlich nicht mehr treffen würde, in die Randbereiche des kreisförmigen Objektes 14 reflektiert. Hierdurch wird eine weitgehend homogene Intensitätsverteilung der UV-Strahlung auf dem Objekt 14 erreicht. Wie in Fig. 2 gut zu erkennen ist, ist der Innendurchmesser der zylindrischen Reflektoreinheit 7 etwas größer als der Durchmesser des kreisförmigen Objektes 14, so daß auch die äußersten Randbereiche des Objektes 14 eine ausreichend hohe Intensität an UV-Strahlung erhalten. Falls das kreisförmige Objekt 14 eine CD oder eine DVD ist, die einen Standarddurchmesser von etwa 120 mm aufweisen, beträgt der Innendurchmesser der zylindrischen Reflektoreinheit 7 vorzugsweise etwa 140 bis 150 mm. Die Bogenlänge der Hochdruck-Entladungslampe 9 beträgt in diesem Fall vorzugsweise etwa 175 mm und die Höhe der zylindrischen Reflektoreinheit 7 etwa 100 mm. In Fig. 2 ist die Abstandsplatte 19 (vergleiche Fig. 1) nicht dargestellt. Sie weist jedoch nur eine Höhe von einigen mm auf, wie in Fig. 3 zu erkennen ist.

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Längsschnittes durch das Gehäuse 6 und die zylindrische Reflektoreinheit 7 der in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung, sowie den Teller 8. Im Gehäuse 6 erstreckt sich die Hochdruck-Entladungslampe 9, die oberhalb und seitlich von dem länglichen Reflektor 12 umgeben ist, der sich aus zwei länglichen Reflektorelementen 15 und 16 zusammensetzt, die auf ihrer Innenseite jeweils eine hochreflektierende Aluminiumschicht 17 bzw. 18 mit einem zumindest teilweise parabelförmigen Querschnitt umfassen. Die zumindest teilweise parabolische Form der Reflektorschichten 17 und 18 bewirkt, daß die von der Hochdruck-Entladungslampe 9 ausgestrahlte und von den Reflektorschichten 17 und 18 reflektierte UV-Strahlung bereits mit einer relativ homogenen Intensitätverteilung das Gehäuse 6 nach unten verläßt.

Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, sind die beiden länglichen Reflektorelemente 15 und 16 dergestalt schwenkbar im Gehäuse 6 befestigt, daß sie in eine Position verschwenkt werden können, in der keine UV-Strahlung nach unten aus dem Gehäuse 6 austreten kann (Shuttersystem). Bei einem Dauerbetrieb mit Taktzyklen im Sekundenbereich öffnen sich die länglichen Reflektorelemente 15 und 16 jeweils nur während der vorbestimmten Belichtungszeit, beispielsweise für eine Sekunde.

In den Fig. 4 und 5 ist eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung 1 dargestellt, bei der sich innerhalb der zylindrischen Reflektoreinheit 7 auf deren Längsachse ein im wesentlichen kegelförmiger weiterer Reflektor 20 befindet. Fig. 4 entspricht dabei der in Fig. 2 gezeigten Darstellung eines Längsschnittes und Fig. 5 entspricht der in Fig. 3 gezeigten Darstellung eines Querschnittes.

Der im wesentlichen kegelförmige Reflektor 20 wird zum Objekt hin breiter, das heißt die Basis 21 des Kegels weist zum Objekt 14 hin. Die nach außen weisenden Flächen des kegelförmigen Reflektors 20 sind mit einer hochreflektierenden Aluminiumschicht 22 versehen, die auftreffende UV-Strahlung praktisch ohne Verluste reflektiert. Der Durchmesser des kegelförmigen Reflektors 20 an der Basis beträgt vorzugsweise etwa 1/5 des Innendurchmessers der zylindrischen Reflektoreinheit 7, so daß lediglich der Mittelbereich des zu bestrahlenden Objektes 14 im Schatten des Reflektors 20 liegt. Der kegelförmige Reflektor 20 reduziert die UV-Strahlung im Mittelpunkt des Objektes 14 mittels der Schattenbildung weiter und reflektiert die entsprechende Strahlung in die Randbereiche des Objektes 14. Hierdurch wird beispielsweise bei CDs und DVDs eine weitere Steigerung der Bestrahlungseffizienz und Homogenisierung der Intensität auf den zu bestrahlenden Flächen des Objektes 14 ermöglicht, da CDs und DVDs in der Mitte eine Öffnung aufweisen, mit der sie in entsprechende Aufzeichnungs- oder Abspielgeräte eingespannt werden. Der Mittelbereich muß bei dieser Art von Objekten somit nicht mit UV-Strahlung bestrahlt werden, da hier weder zu verklebende noch mit Lack zu versehende Flächen vorhanden sind. Die Bohrung bzw. Öffnung in der Mitte einer CD bzw. DVD hat einen Durchmesser von etwa 18 mm und der die Öffnung umgebende transparente Rand hat eine Breite von ebenfalls etwa 18 mm, so daß ein Mittelbereich mit etwa 36 mm Durchmesser nicht mit UV-Strahlung bestrahlt werden muß. Es ist beispielsweise vorteilhaft, wenn der durch den kegelförmigen Reflektor 20 erzeugte Schattenbereich einen Durchmesser von etwa 30 mm aufweist, wodurch eine gleichmäßige Bestrahlung der übrigen Flächen des Objektes mit homogener Intensität erreicht wird. Da die normalerweise in den Mittelbereich des Objektes gestrahlte UV-Strahlung somit in die Randbereiche reflektiert wird, kann die insgesamt benötigte Strahlungsleistung weiter verringert werden.

Alternativ kann der Reflektor 20 im Inneren der zylindrischen Reflektoreinheit 7 auch im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein, da auch diese Form eine Schattenbildung im Mittelbereich des zu bestrahlenden Objektes 14 und eine Abstrahlung der auf den Mittelbereich gerichteten UV-Strahlung in die Randbereiche des Objektes 14 ermöglicht.

Die Befestigung des Reflektors 20 kann beispielsweise mittels dünnen Drähten, Stangen oder Schnüren in der zylindrischen Reflektoreinheit 7 oder am Gehäuse 6, das heißt im Übergangsbereich zwischen dem Gehäuse 6 und der Abstandsplatte 19 erfolgen. Alternativ kann der Reflektor 20 auch in entsprechender Weise an der Abstandsplatte 19 befestigt sein. Hinsichtlich der Befestigung des Reflektors 20 ist zu beachten, daß die Befestigungselemente möglichst dünn aber trotzdem stabil sein müssen, um den Strahlengang der UV-Strahlung nicht zu beeinträchtigen.

In den Fig. 6 und 7 sind Beispielmessungen für die Intensitätsverteilung der UV-Strahlung und der Temperatur auf dem bestrahlten Objekt 14 für das in den Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel gezeigt. Das in Fig. 6 gezeigte Diagramm bezieht sich dabei auf die Längsrichtung, das heißt die Richtung parallel zur Erstreckung des Gehäuses 6 bzw. der Hochdruck-Entladungslampe 9 (entsprechend der in Fig. 4 gezeigten Schnittansicht) und das in Fig. 7 gezeigte Diagramm bezieht sich auf die Querrichtung, das heißt die Richtung quer zur Längserstreckung des Gehäuses 6 bzw. der Hochdruck-Entladungslampe 9 (entsprechend der in Fig. 5 gezeigten Schnittansicht). In beiden Diagrammen ist gut zu erkennen, daß die UV-Strahlungsintensität im Mittelbereich durch die Schattenbildung des Reflektors 20 ebenso wie die Temperatur in diesem Bereich deutlich verringert sind. Es ist anzumerken, daß die in den Fig. 6 und 7 gezeigten Beispielmessungen lediglich die Zielrichtung der vorliegenden Erfindung angeben sollen. Beide Beispielmessungen wurden mit einer unten offenen zylindrischen Reflektoreinheit 7, d. h. ohne Teller 8 durchgeführt. Der Teller 8 ist auf seiner Oberseite mit einem hoch reflektierenden Material, wie z. B. Aluminium versehen und kann abgeschrägte Ränder zwischen dem Außenrand des Objektes 14 und dem Innenrand der zylindrischen Reflektoreinheit 7 aufweisen, wodurch die Intensitätsverteilung der UV-Strahlung auf den bestrahlten Flächen des Objektes 14 in der Realität wesentlich homogener wird, als in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Bestrahlungsvorrichtung (1) zum Bestrahlen von kreisförmigen Objekten (14) mit UV-Strahlung, mit

    einer länglichen Hochdruck-Entladungslampe (9) zum Ausstrahlen von UV-Strahlung,

    einem länglichen Reflektor (12) aus hochreflektierendem Material, der sich längs der Hochdruck-Entladungslampe (9) erstreckt und diese teilweise umschließt, um die ausgestrahlte UV-Strahlung auf ein zu bestrahlendes Objekt (14) zu reflektieren, und

    einem nach innen reflektierenden zylindrischen Reflektor (13) aus hochreflektierendem Material, der zwischen der Hochdruck-Entladungslampe (9) und dem zu bestrahlenden Objekt (14) dergestalt angeordnet ist, daß die von der Hochdruck-Entladungslampe (9), dem länglichen Reflektor (12) und dem zylindrischen Reflektor (13) kommende UV-Strahlung mit einer weitgehend homogenen Intensitätsverteilung auf das Objekt (14) fällt.
  2. 2. Bestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der längliche Reflektor (12) zwei längliche Reflektorelemente (17, 18) aufweist, die jeweils einen zumindest teilweise parabelförmigen Querschnitt haben.
  3. 3. Bestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Längsachse in dem zylindrischen Reflektor (13) ein nach außen reflektierender Reflektor (20) zur weiteren Homogenisierung der Verteilung der UV-Strahlung auf dem Objekt (14) angeordnet ist.
  4. 4. Bestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nach außen reflektierende Reflektor (20) im wesentlichen kegelförmig ist, wobei die Basis (21) zum Objekt (14) gerichtet ist.
  5. 5. Bestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nach außen reflektierende Reflektor im wesentlichen zylindrisch ist.
  6. 6. Bestrahlungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen und Abstrahlungsparameter zum Bestrahlen eines Speichermediums aus Kunststoff ausgelegt sind, das einen Durchmesser von ungefähr 120 mm aufweist.
  7. 7. Bestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Reflektor (13) einen Innendurchmesser von 130 bis 160 mm aufweist.
  8. 8. Bestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Reflektor (13) eine Länge von 80 bis 200 mm aufweist.
  9. 9. Bestrahlungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck-Entladungslampe (9) eine Gallium-Dotierung aufweist.
  10. 10. Bestrahlungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungszeit, während der das Objekt (14) mit UV-Strahlung bestrahlt wird, zwischen 0,5 und 2 s liegt, und die Anschlußleistung, mit der die Hochdruck-Entladungslampe (9) betrieben wird, 1,5 bis 3 kW beträgt.






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