JP2005231261A

JP2005231261A - 紫外線照射装置および紫外線照射装置用ヘッド部

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Publication number: JP2005231261A
Application number: JP2004045415A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sube; 敦須部
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】紫外線照射装置のヘッド部を小型化し、使い勝手を改善する。
【解決手段】紫外線照射装置のヘッド部１２０は、半導体素子１５０と、半導体素子１５０の紫外線照射部分に近接して配置され半導体素子１５０からの紫外光を偏光又は集光して外部に照射するためのレンズ部１２６０とを含むヘッド本体部１２２と、半導体素子１５０の特性を記憶するためのメモリ部１２２７を含むヘッド制御部１２３と、各ヘッド本体部１２２に一端を固定され、他端をコントローラ部１１０に着脱自在に接続してヘッド部１２０とコントローラ部１１０とを電気的に接続するための電気信号線を含むケーブル部１３０とを備え、ヘッド制御部１２３はヘッド本体部１２２と離間してケーブル部１３０に固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、小物部品の接着等に使用される紫外線硬化型の樹脂を硬化させる等の用途で紫外線を照射する紫外線照射装置および紫外線照射装置に使用されるヘッド部に関する。

従来より、医療分野での生体内外部の紫外線照射による殺菌、治療、分光（発光）診断や、鉱物や古墳深部の観察等の分野、あるいは電子部品の組み立て作業における紫外線硬化型の樹脂を硬化させる目的等に、紫外線照射装置が利用されている。この内、紫外線硬化型の樹脂を硬化させる紫外線照射装置は、レジスト皮膜の形成や印刷の分野から光ピックアップ等の組立工程における小物部品の接着固定の分野まで広く使用されている紫外線硬化型の樹脂に対して紫外線を照射する目的で利用される。このタイプの紫外線照射装置は、電源回路等を内蔵した装置本体であるコントローラと、紫外線を照射するヘッドと、これらを接続するケーブルとを備えている。コントローラに紫外線源である高圧水銀ランプや水銀キセノンランプ、メタルハライドランプ等を内蔵し、コントローラとヘッドを接続するケーブルに内蔵された石英ガラス等の光ファイバでヘッドまで紫外線を伝達して、ヘッドから樹脂が塗布された接着部に照射される。このような紫外線照射装置を用いた小物部品の接着固定方法の従来例が特許文献１に記載されている。また、同一のコントローラに複数のヘッドを接続して複数箇所から紫外線を照射可能な紫外線照射装置も存在する。

しかしながら、この紫外線照射装置は、同一の紫外線源から光路を多分岐して紫外線を各ヘッドに伝達する構造であるため、ヘッド毎に紫外線の照射条件を変更することができないという問題があった。特に、複数のヘッドが同一の出力、照射タイミングでしか照射できないため、ヘッド毎に異なる設定として作業を行うことができず、ヘッドが複数ある利点を生かした作業が行えない。ユーザが使用条件に応じて、各ヘッド毎に個別の出力、照射タイミング等を設定可能とできれば、使い勝手は飛躍的に向上するものの、従来の紫外線照射装置では同一の紫外線源を用いて紫外線を伝達するという構成上、紫外線出力や照射時間等、異なる条件を設定することは物理的に不可能であった。例えば紫外線の照射タイミングを複数のヘッド間で連動させることができず、すべてのヘッドで同じタイミングで照射開始、終了させることしかできなかった。また、照射する必要のないヘッドでも、コントローラに接続しておくだけで、他ヘッドを照射させると一緒に照射されてしまう。このため、異なる照射条件の紫外線を得るには、条件の数だけ紫外線照射装置を用意しなければならず、極めて不便であった。

また従来の紫外線照射装置は、紫外線源に高圧水銀ランプや水銀キセノンランプを使用しているため、発熱量及び消費電力も大きく、冷却機構が必要で装置が大型化し高価になる上、常時点灯している構造のためエネルギー消費量が大きく、ランプの寿命が短くなる欠点があった。加えて、紫外線出力の調整は機械的なシャッタで行われる構造のため、微細な調整が困難である。さらに、ランプが劣化してくるとガラスにクラックが生じることがあり、ガラス管内部に封入した高圧ガスによってガラス管が破裂する危険があるため、一定時間経過したランプは必ず交換する必要があり、ランニングコストが確実に高くなるという欠点もあった。

さらにまた、ケーブルに石英ガラス等の光ファイバを使用してコントローラとヘッドを接続する構造であるため、光ファイバを保護するため金属製のフレキシブルケーブル等で被覆した太いケーブルを使用する必要があり、重くて扱いづらい欠点があった。特に光ファイバは折曲角度に制限があるため、自由に折曲することができない。しかも光ファイバは長さに比例した伝送損失が生じるため、ケーブル長を長くすることができないという問題もあった。

本願出願人は、このような問題点を解決するものとして、紫外線源に高圧水銀ランプや水銀キセノンランプに変えて高出力の紫外線発光ダイオード（ＵＶＬＥＤ）を使用し、かつＬＥＤを本体のコントローラでなくヘッド側に設けた紫外線照射装置を開発した（特願２００３−１５８９５８号、特願２００３−４２５５５２号等）。このような紫外線照射装置の構成を図１３のブロック図に、またヘッド部の構造を図１４の分解斜視図に示す。この紫外線照射装置６００は、一のコントローラ部６１０にケーブル部６３０を介して複数のヘッド部６２０を接続し、かつヘッド部毎に紫外線の照射条件を個別に設定し、制御部６１４により制御可能としている。図１４に示すようにヘッド部６２０は、ヘッド本体部６２２と、その先端側に結合した冷却ブロック６２４と、さらにその先端側に着脱自在に結合したレンズホルダ６２６とを備えている。ケース状のヘッド本体部６２２は上ケース部材６２２１及び下ケース部材６２２２を組み合わせて中空箱形とし、内部に基板６２２４を収容して、基板６２２４上には紫外線源であるＵＶＬＥＤ６５１にケーブル部６３０を介して駆動電流を供給するための各種電子部品や、Ｅ^２ＰＲＯＭ等のメモリ部６２２７、調整回路、紫外線照射のＯＮ／ＯＦＦ状態を表示するインジケータＬＥＤ６２２６等が実装されている。この紫外線照射装置は、ヘッド部６２０を治具に固定したり、ユーザが把持して使用する。図１４から明らかなように、ヘッド部６２０の大きさはヘッド本体部６２２が大部分を占めており、全体としてある程度の大きさとなる。一方、近年の電気機器の小型化の要求に伴い、接着などを行う部品も小型化の傾向が強く、紫外線照射装置においても同様に装置全体のみならずヘッド部の小型化が求められている。
特開平１０−２０９４９２号公報

本発明は、このような要求に鑑みてなされたものであり、本発明の主な目的はヘッド部を小型化した紫外線照射装置および紫外線照射装置用ヘッド部を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載される紫外線照射装置は、紫外線硬化型樹脂を硬化するための紫外線を照射する紫外線照射装置であって、紫外線源として紫外線を照射可能な一以上の半導体素子１５０を備える一以上のヘッド部１２０と、各々の半導体素子１５０毎に個別の紫外線照射条件を設定可能な制御部１１４と、前記半導体素子１５０に駆動電流を供給する電源部１１２とを備えるコントローラ部１１０とを備えている。このヘッド部１２０は、前記一以上の半導体素子１５０と、前記半導体素子１５０の紫外線照射部分に近接して配置され半導体素子１５０からの紫外光を偏光又は集光して外部に照射するためのレンズ部１２６０とを含むヘッド本体部１２２と、前記半導体素子１５０の特性を記憶するためのメモリ部１２２７を含むヘッド制御部１２３と、各ヘッド本体部１２２に一端を固定され、他端をコントローラ部１１０に着脱自在に接続してヘッド部１２０とコントローラ部１１０とを電気的に接続するための電気信号線を含むケーブル部１３０とを備える。さらにヘッド制御部１２３はヘッド本体部１２２と離間して前記ケーブル部１３０に固定されている。これによって、ヘッド本体部からヘッド制御部を構成する部材を省くことができ、紫外線を照射する部分であるヘッド本体部の小型化を図ることがことが可能となる。

また、請求項２の紫外線照射装置は、請求項１に記載の紫外線照射装置であって、前記ヘッド制御部１２３が前記ケーブル部１３０の端部を除く中間に固定されている。ヘッド制御部をケーブル部の中間に固定することで半導体素子１５０の使用時間などの必要な情報をヘッド部毎に管理でき、またヘッド制御部を邪魔にならない位置に配置できヘッド部の取り回しがよくなる。

さらに、請求項３の紫外線照射装置は、請求項１に記載の紫外線照射装置であって、前記ヘッド制御部１２３が、前記ケーブル部１３０の他端に固定されており、かつケーブル部１３０とコントローラ部１１０を接続するケーブル側接続部１２５を備える。これによって、ヘッド制御部はコントローラ部に固定されて安定し、ヘッド本体部の取り回しの邪魔にならず使い勝手がよくなる。

さらにまた、請求項４の紫外線照射装置は、請求項３に記載の紫外線照射装置であって、前記ヘッド制御部１２３の端面にケーブル側接続部１２５が形成され、ヘッド制御部１２３の少なくとも一部を前記コントローラ部１１０のコントローラ側ヘッド接続部１６０に挿入してケーブル側接続部１２５とコントローラ側ヘッド接続部１６０が連結されるよう構成される。これによって、ヘッド制御部はケーブル側接続部としてコントローラ部に挿入されて確実に固定されるのでヘッド本体部の取り回しに左右されず、ヘッド本体部を小型化して使い勝手のよい紫外線照射が実現される。

さらにまた、請求項５の紫外線照射装置は、請求項１から４のいずれかに記載の紫外線照射装置であって、前記半導体素子１５０が紫外線発光ダイオード１５１である。紫外線発光ダイオードは小型であるためヘッド本体部に容易に組み込みでき、また低消費電力で信頼性高く安定して使用できる。

さらにまた、請求項６の紫外線照射装置用ヘッド部は、紫外線硬化型樹脂を硬化するための紫外線を照射する紫外線照射装置に脱着自在に接続可能なヘッド部であって、紫外線源として紫外線を照射可能な一以上の半導体素子１５０と、前記半導体素子１５０の紫外線照射部分に近接して配置され半導体素子１５０からの紫外光を偏光又は集光して外部に照射するためのレンズ部１２６０とを含むヘッド本体部１２２と、前記ヘッド本体部１２２の一端に固定され、他端を紫外線照射装置に着脱自在に接続して、前記半導体素子１５０を制御する電気信号を紫外線照射装置から受けるための電気信号線を含むケーブル部１３０と、前記ヘッド本体部１２２と離間して前記ケーブル部１３０に固定され、前記半導体素子１５０の特性を記憶するためのメモリ部１２２７を含むヘッド制御部１２３とを備える。これによって、ヘッド本体部からヘッド制御部を構成する部材を省くことができ、紫外線を照射する部分であるヘッド本体部の小型化を図ることがことが可能となる。

さらにまた、請求項７の紫外線照射装置用ヘッド部は、請求項６に記載の紫外線照射装置用ヘッド部であって、前記ヘッド制御部１２３が前記ケーブル部１３０の端部を除く中間に固定されている。ヘッド制御部をケーブル部の中間に固定することで半導体素子の使用時間などの必要な情報をヘッド部毎に管理でき、またヘッド制御部を邪魔にならない位置に配置できヘッド部の取り回しがよくなる。

さらにまた、請求項８の紫外線照射装置用ヘッド部は、請求項６に記載の紫外線照射装置用ヘッド部であって、前記ヘッド制御部１２３が、前記ケーブル部１３０の他端に固定されており、かつケーブル部１３０とコントローラ部１１０を接続するケーブル側接続部１２５を備える。これによって、ヘッド制御部はコントローラ部に固定されて安定し、ヘッド本体部の取り回しの邪魔にならず使い勝手がよくなる。

さらにまた、請求項９の紫外線照射装置用ヘッド部は、請求項８に記載の紫外線照射装置であって、前記ヘッド制御部１２３の端面にケーブル側接続部１２５が形成され、ヘッド制御部１２３の少なくとも一部を前記コントローラ部１１０のコントローラ側ヘッド接続部１６０に挿入してケーブル側接続部１２５とコントローラ側ヘッド接続部１６０が連結されるよう構成されている。これによって、ヘッド制御部はケーブル側接続部としてコントローラ部に挿入されて確実に固定されるのでヘッド本体部の取り回しに左右されず、ヘッド本体部を小型化して使い勝手のよい紫外線照射が実現される。

さらにまた、請求項１０の紫外線照射装置用ヘッド部は、請求項６から９のいずれかに記載の紫外線照射装置であって、前記半導体素子１５０が紫外線発光ダイオード１５１である。紫外線発光ダイオードは小型であるためヘッド本体部に容易に組み込みでき、また低消費電力で信頼性高く安定して使用できる。

本発明の紫外線照射装置および紫外線照射装置用ヘッド部によれば、ヘッド部を小型、軽量化して扱い易く、省スペースで小部品の接着等に好適な紫外線照射を行える。特にヘッド部の内、紫外線を照射するヘッド本体部から半導体素子の使用時間などの必要な情報を保持するヘッド制御部を排除し、ケーブル部の中間やコントローラ部との接続部分に配置したからである。各ヘッド部は互換性があり、コントローラ部の異なるコントローラ側ヘッド接続部や別のコントローラ部に接続される可能性があるため、ヘッド部に備えられた半導体素子の寿命や出力劣化を保持しておくためにはヘッド部毎にヘッド制御部を備える必要がある。本発明ではヘッド制御部を構成する電子部品などをヘッド部に固定しながら、ヘッド本体部に配置するのでなく、コントローラ部との接続部等に配置することでヘッド本体部の小型化を実現し、扱いやすい紫外線照射を実現している。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための紫外線照射装置、紫外線照射装置用ヘッド部を例示するものであって、本発明は紫外線照射装置、紫外線照射装置用ヘッド部を以下の実施の形態に特定しない。さらに、本明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施の形態に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

図１に、本発明の一実施の形態に係る紫外線照射装置のブロック図を示す。この図に示す紫外線照射装置１００は、コントローラ部１１０とヘッド部１２０とを備える。ヘッド部１２０は、ヘッド本体部１２２とヘッド制御部１２３とケーブル部１３０とを備えており、ケーブル部１３０でコントローラ部１１０と接続される。ヘッド部１２０のヘッド本体部１２２には、紫外線硬化型樹脂を硬化させるための紫外線を発する半導体素子１５０および紫外線を集光、変更するためのレンズ部１２６０が内蔵されている。またヘッド部１２０は半導体素子１５０に関する情報を保持するメモリ部１２２７を有するヘッド制御部１２３を備えている。コントローラ部１１０は、ヘッド部１２０の半導体素子１５０を駆動するための電源部１１２及び制御部１１４、記憶部１１６を備え、ケーブル部１３０を介して半導体素子１５０の駆動信号（電気信号）をヘッド部１２０に送信する。ケーブル部１３０は、コントローラ部１１０に設けられたコントローラ側ヘッド接続部１６０に接続されて、ケーブル部１３０を介してヘッド部１２０とコントローラ部１１０とが接続される。また紫外線照射装置は、紫外線照射条件を設定する設定モードと、実際に紫外線を照射する照射モードとを切替可能である。設定モードにおいて設定部１４０（後述）で設定された紫外線照射条件は、記憶部１１６に保存される。設定部１４０は、複数の紫外線照射条件を設定して記憶部１１６に保存する。照射モード時に制御部１１４が記憶部１１６から必要な紫外線照射条件設定を呼び出し、この設定に従って制御部１１４は電源部１１２からヘッド部１２０に駆動電流を供給し、ヘッド部１２０の半導体素子１５０を制御する。図１においてはヘッド部１２０を１台のみを図示しているが、一台のコントローラ部に複数のコントローラ側ヘッド接続部を設けて複数台のヘッド部を接続可能とし、それぞれ独立して紫外線照射条件を設定できる。なお、利用可能なすべての接続部にヘッド部を接続しなくともよいことはいうまでもない。

コントローラ部１１０は、コントローラ側ヘッド接続部１６０に接続されたヘッド部１２０を自動的に認識する。制御部１１４は各ヘッド部１２０に紫外線照射条件を個別に設定し、これらを制御できる。このように各ヘッド部側に紫外線源を備える紫外線照射装置においては、紫外線源をコントローラ側に内蔵していた従来のランプ式紫外線照射装置と異なり、紫外線源からヘッド部まで紫外線を伝達する光ファイバなどの経路が不要であるため、容易にヘッド部を増設できる利点がある。しかも、ヘッド部毎に紫外線源を備えているため、ヘッド部毎に紫外線照射条件を容易に変更して、あたかも多数の紫外線照射装置を使用するかのように独立した使用が可能となる。

（メモリ部１２２７）
半導体素子１５０は使用するにつれて出力が低下する傾向がある。また半導体素子１５０毎に特性のばらつきなども存在する。したがって各ヘッド部１２０で同一の紫外線出力が得られるよう、ヘッド部１２０が備える半導体素子１５０の出力に関する情報を保持しておく必要がある。特に複数のヘッド部１２０を使用する場合、各ヘッド部１２０の仕様が共通であればヘッド部１２０の交換が可能であり、一のヘッド部が異なるコントローラ部の異なるコントローラ側ヘッド接続部に接続されることがある。このような場合でも各ヘッド部を正しく制御できるように、各ヘッド部の半導体素子の特性に関する情報をヘッド部側に持たせておく必要がある。このため、各ヘッド部１２０は半導体素子１５０に関する情報を保持するメモリ部１２２７を備えている。メモリ部１２２７は好ましくは半導体メモリで構成され、例えばＥ^２ＰＲＯＭなどの不揮発性メモリが利用される。メモリ部１２２７は、半導体素子１５０の使用時間、例えば駆動時間の積算値や、紫外線出力と駆動時間の積分値等の情報を保持する。

（ヘッド部１２０）
さらに図１に示すヘッド部１２０は、ヘッド本体部１２２に半導体素子１５０およびレンズ部１２６０を備えると共に、メモリ部１２２７等の電子部品をヘッド本体部から分離して、ヘッド制御部１２３としてケーブル部１３０に別途固定している。図１の例では、ケーブル部１３０の一方の先端にヘッド本体部１２２を固定し、他端にヘッド制御部１２３を固定している。これによって、ヘッド本体部１２２を構成する部品点数を減らしてヘッド本体部１２２を小型化、軽量化しコンパクトに構成できる。ヘッド本体部１２２は紫外線を照射する部位であり、ユーザが手で把持するなどして使用する部材であるため、小型、軽量であることが望ましい。図１の構成によって、ヘッド本体部１２２から電子部品をヘッド制御部１２３に移動させ、かつヘッド制御部１２３をケーブル部１３０の他端に固定することによってヘッド本体部１２２の使用時に邪魔にならないという優れた利便性が得られる。

（ヘッド制御部１２３）
ヘッド制御部１２３は上述の通り、半導体素子１５０の使用時間などの情報を保持するメモリ部１２２７を含む。また、半導体素子１５０に設定された紫外線照射条件などの情報をコントローラ部側でなく、あるいはこれに加えてヘッド部側でメモリ部などにより保持することもできる。またヘッド部は、コントローラ部１１０から供給される半導体素子１５０の駆動電流を中継して半導体素子１５０に供給する機能も備える。さらにヘッド制御部１２３に、半導体素子１５０を操作するヘッド側操作部等を設けてもよい。ヘッド側操作部としては、例えば紫外線照射ＯＮ／ＯＦＦスイッチや出力調整スイッチ等が挙げられる。さらに、紫外線が照射中であることを示すパイロットランプや、コントローラ部から各ヘッド部に付与されたチャンネル番号などの識別情報を表示する表示部等を設けてもよい。このような付加的な機能を実現するためには、ヘッド制御部１２３にＩＣやＭＰＵなどの制御回路を備える。またヘッド制御部１２３は、ヘッド部１２０をコントローラ部１１０に接続するためのケーブル側接続部１２５を接続している。

図２にヘッド部１２０の外観の一例を示す。この図に示すヘッド制御部１２３は函型に成形している。函型のヘッド制御部１２３は、後端面にケーブル側接続部１２５を形成している。ケーブル側接続部１２５は、コントローラ部１１０のコントローラ側ヘッド接続部１６０と電気的に接続可能なインターフェースを備える。ケーブル側接続部１２５とコントローラ側ヘッド接続部１６０との接続は、様々な接続形式が適宜利用でき、例えば図３に示すように函型のヘッド制御部１２３が挿入できるスロットをコントローラ部１１０に形成し、ヘッド制御部１２３の後端から一部を挿入して、ケーブル側接続部１２５をスロット底面のコントローラ側ヘッド接続部１６０と接合する。この接続形式は電気的な接続と物理的な接続保持状態を共通としているが、これらを個別に行わせることもできる。例えば電気的な接続はコネクタなどで行い、物理的にヘッド制御部をコントローラ部に係止するためのフックや係止溝などを別途設けてもよい。

またヘッド制御部は函型に限られず、円筒型や角柱型等任意の形状とすることができる。ヘッド制御部は内部にメモリ部などの電子部品を保持できればよく、外形は問わない。好ましくは、ケーブル部からの突出部分が少なくなるようコンパクトな形状に形成する。あるいは、ケーブル部と一体となるようケーブル部の外径と略等しい大きさとしてもよい。またヘッド制御部は、ヘッド本体部から分離できればよく、ケーブル部の端部に固定する他、中間部分に固定してもよい。一例として図４に、円筒状に形成したヘッド制御部２２３をケーブルの中間部分に固定したヘッド部２２０を、コントローラ部２１０に接続した状態を示す。この図に示す例では、ヘッド制御部２２３はケーブル部２３０の中間でコントローラ部２１０に近い側に設けている。ヘッド本体部に近いにヘッド制御部を配置すると、ヘッド本体部を小型化したメリットが薄れ、ヘッド部の扱いの妨げとなるおそれがあるので、好ましくはコントローラ部に近い側、すなわちケーブル部の端部に近い位置にヘッド制御部を固定する。ただ、ヘッド部の取り回しの障害とならない程度にヘッド制御部が小型化、軽量化できるのであれば、ヘッド本体部と近い位置に配置してもよい。またヘッド部をコントローラ部と接続するケーブル側接続部はヘッド制御部の本体に設けず、ケーブル部の端部にコネクタとして設けている。

（ヘッド部１２０の詳細）
次にヘッド部の詳細を図５の分解斜視図および図６の断面図に基づいて説明する。この図に示すヘッド部１２０は、ヘッド本体部１２２としてレンズホルダ１２６と、その内部に固定される半導体素子１５０と、半導体素子１５０の後端に固定される冷却ブロック１２４とで構成され、半導体素子１５０を固定した冷却ブロック１２４をレンズホルダ１２６に挿入して固定し、ユーザが把持して、あるいはスタンドなどに固定して使用する。レンズホルダ１２６は後端を開口した中空の円筒状とし、内部にレンズ部１２６０を固定している。さらに冷却ブロック１２４の後端に基端部材１２２３が固定される。基端部材１２２３にはケーブル部１３０が接続されるケーブル用コネクタ１２２５が取り付けられており、冷却ブロック１２４の後端に設けられた冷却ブロックコネクタ１２４６と連結可能とし、これによってコネクタ１２２５、１２４６を介してケーブル部１３０と半導体素子１５０とが電気的に接続される。冷却ブロック１２４は半導体素子１５０を冷却するヒートシンクとして作用すると共に、ケーブル用コネクタ１２５５を介して駆動電流を半導体素子１５０に供給する。

（紫外線源）
紫外線源である半導体素子１５０には、発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ（ＬＤ）等の半導体発光素子が利用できる。これらの半導体素子１５０は水銀キセノンランプ等に比して小型で高効率であり発熱量も少なく、長寿命で機械的振動にも強いといった優れた特長を備えており、理想的に使用できる。本実施の形態においては、半導体素子１５０として直接紫外光を照射する紫外線発光ダイオード（ＵＶＬＥＤ）１５１を使用する。ＵＶＬＥＤ１５１は、例えば活性層（発光層）に一般式がＩｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）で表される窒化物系化合物半導体を使用したものが利用できる。また発光層にはダブルへテロ構造や単一量子井戸構造（ＳＱＷ）、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）等を適宜採用できる。なお、紫外線を直接照射するＵＶＬＥＤに限られず、例えば波長変換素子等を使ってＬＥＤの照射光を紫外光に変換する構成も適宜採用できることは言うまでもない。

ＵＶＬＥＤは必要時のみ点灯し、言い換えると常時点灯させないことで、電力消費を抑え、ＵＶＬＥＤの寿命を長くできる。ただ、従来の高圧水銀ランプ等と同様に、ＵＶＬＥＤを常時点灯させ、シャッタを機械的に動作させて紫外線出力をＯＮ／ＯＦＦさせる構成も採用は可能である。

半導体素子から出力される紫外線の波長としては、３００〜４００ｎｍ近傍、例えば波長３８０ｎｍ付近の近紫外線が利用でき、使用される紫外線硬化型樹脂に応じて波長が決定される。紫外線硬化型樹脂としては、例えば脂環式エポキシ樹脂、グリシジル基含有エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂、紫外線活性化カチオン重合触媒、並びにカチオン重合抑制剤等を含む紫外線活性化型接着剤等が利用できるが、本発明で使用される紫外線波長や使用目的、用途は、これらに限定されるものでない。

（ケーブル部１３０）
ケーブル部１３０は電源線と信号線を束ねたワイヤーハーネスが使用される。このケーブル部１３０は、光ファイバ等の光路を含まないシンプルな電気信号線であるため、折曲角の制限や光減衰等に起因する全長の制約を受けず、従来の紫外線照射装置で使用されていたフレキシブルケーブルに比して細くて軽くでき、柔軟性が高く取り扱いが極めて容易となる。また全長の制約もなく、長くすることもできる。このため複数台のヘッド部に異なる紫外線照射条件を設定して使用する際、ケーブルを延長して一台の紫外線照射装置に接続できるので、システムの設計や配置にも柔軟に対応できる。

次に図５に基づいて、冷却ブロック１２４とヘッド本体部１２２との固定方法について説明する。上記のようにして冷却ブロック１２４とレンズホルダ１２６とを固定し、基端面の冷却ブロックコネクタ１２４６にケーブル用コネクタ１２２５を接続した状態で、基端部材２１３が固定ネジ１２３０を用いて固定される。これによってＵＶＬＥＤ１５１を含む冷却ブロック１２４は、ケーブル部１３０を介してヘッド制御部１２３と電気的に接続され、ＵＶＬＥＤ１５１はヘッド制御部１２３を介してコントローラ部１１０から電力供給を受け、駆動制御される。図５に示すヘッド本体部１２２は、半導体素子１５０を載置した冷却ブロック１２４、レンズ部１２６０を備えるレンズホルダ１２６、ケーブル部１３０と接続された基端部材とがそれぞれブロック状に構成され、相互に結合される。この構造はユニット毎の分割が容易で、交換や修理等のメンテナンス作業を容易に行えるという利点がある。

（冷却ブロック１２４）
紫外線を発するＵＶＬＥＤ１５１は通常の可視光を発するＬＥＤに比べて自己発熱が大きい傾向にあるので、安定して長期間使用できるよう放熱機構をヘッド部に設けることが好ましい。図５及び図６に示す例では、ＵＶＬＥＤ１５１を冷却ブロック１２４に接続している。冷却ブロック１２４はＵＶＬＥＤ１５１の動作時の発熱を冷却するヒートシンクとして機能し、アルミニウム等熱伝導の良い金属で構成される。冷却ブロック１２４の先端面にＵＶＬＥＤ１５１が密着固定されている。図７は、冷却ブロック１２４の先端面にＵＶＬＥＤ１５１を密着固定する様子を示す図である。この図に示すように、３本の固定ネジ１２４１によってＵＶＬＥＤ１５１が冷却ブロック１２４の先端面に密着するように固定される。

（レンズホルダ１２６）
レンズホルダ１２６には、ＵＶＬＥＤ１５１から発した紫外線を集光するための１又は複数の光学系レンズ１２６１が収容されている。図８は、レンズホルダ１２６とその内部構造例を示す分解図である。この例では、レンズを２枚構成として第１のレンズ１２６１Ａと第２のレンズ１２６１Ｂがスペーサ１２６２とレンズ固定キャップ１２６３によって、レンズホルダ１２６の内部に固定されている。レンズは１枚で構成することもできるが、屈折率の関係から１枚のレンズではレンズサイズが大きくなる傾向がある。そこで本実施の形態では、光学系レンズ１２６１を２枚使用して第１のレンズ１２６１Ａと第２のレンズ１２６１ＢでＵＶＬＥＤ１５１からの紫外線を外部に照射する構造とすることで、レンズ自体のサイズを小型化でき、ひいてはレンズホルダ１２６やヘッド部１２０の小型化に貢献する。またレンズホルダ１２６は着脱自在として交換可能に構成してもよい。

図９は、冷却ブロック１２４とレンズホルダ１２６との固定方法の例を示す図である。この例では、３本の固定ネジ１２４２によって冷却ブロック１２４とレンズホルダ１２６とが互いに固定される。また、レンズの合成焦点距離が異なる複数種類のレンズホルダ１２６を用意して交換可能とすることにより、同一のヘッド部１２０を使用しながら、ヘッド部１２０の先端と紫外線照射対象（紫外線硬化型樹脂による接着固定部）との距離が変化する場合に対応することができる。

（ヘッド制御部１２３の詳細）
次にヘッド制御部の詳細を、図１０の水平方向断面図に基づいて説明する。ヘッド制御部１２３には、コントローラ部１１０の制御部１１４で生成された駆動信号を受けて、ＵＶＬＥＤ１５１に駆動電流を供給するための各種電子部品や、メモリ部１２２７、調整回路１２２８等が実装されている。メモリ部１２２７は、ヘッド部１２０の稼働時間を記憶し、またＵＶＬＥＤ１５１の初期特性を記録するため等に使用され、不揮発性メモリであるＥ^２ＰＲＯＭが好適に利用できる。また、紫外線照射のＯＮ／ＯＦＦ状態を表示するインジケータとして、インジケータＬＥＤ１２２６を実装している。さらにこれに加えて、あるいは兼用してヘッド部に付与された識別情報を表示可能な識別部を設けることもできる。

（ＵＶＬＥＤ１５１の調整作業）
ＵＶＬＥＤ１５１等の半導体素子１５０は、駆動電流に対する出力のリニアリティが良いが、使用時間と共に出力が低下する傾向にある。従って、経時劣化による出力の変動を考慮して、駆動電流を調整することにより、正確な出力制御を維持できる。駆動電流の調整は図示しないが半固定抵抗（電流調整用トリマ）等の調整回路１２２８によって、各ヘッド部１２０毎に行う。このような駆動電流の調整を定期的に行うため、各ヘッド部１２０の使用時間が一定時間に達する毎に、ユーザに報告し、駆動電流の調整作業を促す。ヘッド制御部１２３に設けられたメモリ部１２２７は、ＵＶＬＥＤ１５１の駆動時間の積算値、すなわち駆動積算時間を更新記憶する。コントローラ部１１０の制御部１１４は、Ｄ／Ａ変換器及びドライブ回路等を介してヘッド部１２０のＵＶＬＥＤ１５１の駆動を制御すると共に、その駆動時間の積算値をヘッド制御部１２３のメモリ部１２２７に書き込む。この書き込み（更新記憶）は、所定時間ごと（例えば１分ごと）に行われる。そして、制御部１１４は、メモリ部１２２７から読み出した駆動積算時間が所定の要調整時間に達すれば、ＵＶＬＥＤ１５１の調整作業を行うよう報知出力を行う。報知出力として、例えばＬＥＤの点滅表示やブザー鳴動等が使用される。あるいは、コントローラ部１１０にメッセージ表示可能な表示器が備えられている場合は、それを用いてＵＶＬＥＤ１５１の調整作業を促すメッセージの表示を行ってもよい。ユーザは報知出力によって調整作業が必要な時期に達したことを把握し、上述の通り調整回路１２２８を使って電流補正を行う。例えば、基準となる駆動電流に対する出力の低下分を考慮し、駆動電流が多くなるように調整する。さらに、駆動積算時間がＵＶＬＥＤ１５１の寿命に達すると、ＵＶＬＥＤ１５１の交換を促す報知出力を行うようにしても良い。

またメモリ部１２２７は、ＵＶＬＥＤ１５１の初期特性に関するデータを記憶して、駆動電流の調整にも利用できる。一般にＵＶＬＥＤ１５１の初期輝度には個体差（ばらつき）があるため、通常はＵＶＬＥＤ１５１のヘッド部１２０側の駆動回路に初期輝度調整回路が必要となる。初期輝度調整回路には、半固定抵抗等が利用され、上述した調整回路１２２８を併用できる。そして、ヘッド部１２０毎に紫外線照射パワーが所定値となるように、各々のヘッド部１２０で初期輝度調整回路により初期調整を行う必要がある。上記実施の形態に係る紫外線照射装置では、各ヘッド部１２０に実装されたＵＶＬＥＤ１５１の予め測定された初期輝度に関する初期特性データをメモリ部１２２７に記憶させておくことにより、上記のような初期輝度調整回路やこれを用いた初期調整作業が不要になる。つまり、制御部１１４がメモリ部１２２７から初期特性データを読み出し、初期特性データに応じた適切な基本駆動電流（正確にはそれに対応するデジタル値）を決定する。制御部１１４から出力される駆動電流に対応するデジタル値は、Ｄ／Ａ変換器でアナログ電圧に変換され、ドライブ回路１１８に与えられる。ドライブ回路１１８は、与えられたアナログ電圧に対応する駆動電流でヘッド部１２０のＵＶＬＥＤ１５１を駆動する。なお、この駆動電流は、設定部１４０によって増減調節することができるので、これによって紫外線照射出力を調整できる。

以上のように、コントローラ部側でなくヘッド部側にメモリ部１２２７を設けることで、ヘッド部１２０に備えられたＵＶＬＥＤ１５１の特性に応じた正確な調整が実現できる。例えば、ヘッド部１２０を接続するコントローラ部１１０のコントローラ側ヘッド接続部１６０のチャンネルを一意的に固定する場合は、コントローラ部側にメモリ部を設けても上記のような調整は可能である。コントローラ部側のメモリ部がチャンネル毎に駆動積算時間や初期特性データを記憶できるからである。ただ、ヘッド部の接続先のチャンネルが変更される場合は、上記の方法では対応できず、必ずヘッド部毎に接続先の紫外線照射装置及びそのチャンネル番号を何らかの手段でユーザ側が記憶しておく必要があり、手間がかかって使い勝手が悪くなる。従って、上記のようにヘッド部側にメモリ部１２２７を設けることで、いずれの紫外線照射装置のいずれのチャンネル番号にヘッド部が接続されても、ヘッド部の特性に応じた正確な駆動電流調整が実現され、使い勝手も向上する。そしてメモリ部をヘッド部のヘッド本体部でなく、ヘッド本体部と分離したヘッド制御部に設けることにより、ヘッド本体部を小型化しつつ、ヘッド部毎の半導体素子に関する情報をヘッド部側に持たせることができ、より便利に使用できる。

（ヘッド部の認識）
コントローラ部１１０は、コントローラ側ヘッド接続部１６０を区別するための識別情報を付与する機能を備えている。コントローラ側ヘッド接続部１６０には、制御部１１４によってそれぞれ固有のヘッド識別情報としてチャンネル番号が割り当てられ、チャンネル番号によって他のコントローラ側ヘッド接続部と区別される。図３の例では、４つのコントローラ側ヘッド接続部１６０に上から順にチャンネル１〜４の識別情報が割り当てられ、チャンネル１および２のコントローラ側ヘッド接続部１６０にヘッド部１２０が接続されている。あるいは、ヘッド部の接続状態を制御部で判別し、ヘッド部を接続しているコントローラ側ヘッド接続部に対してのみヘッド識別情報を付与するよう構成してもよい。この場合は、各ヘッド部に対して直接にヘッド識別情報が付与され、ヘッド部を接続しない空きチャンネルにはヘッド識別情報が付与されない。

以下、ヘッド部の識別について詳述する。図２に示すヘッド制御部１２３は、コントローラ部１１０が各ヘッド部１２０を区別するための識別情報を表示可能な識別部１２１を設けている。識別情報は、例えば各ヘッド部１２０もしくはコントローラ側ヘッド接続部１６０に割り当てられたチャンネル番号に関する情報を表示することで、ユーザがヘッド部１２０のチャンネル番号を認識して各ヘッド部を相互に区別できる。識別情報の表示は、直接的にチャンネル番号を識別部１２１に表示する他、複数の点灯の組み合わせや点灯パターン等が利用できる。したがって、ここでいう表示には、数字や文字情報の表示のみならず、点灯による情報表示も含む。また点灯には、連続的な灯火表示の他、点滅や強弱を付けた点灯表示も含む。ヘッド部１２０の識別を行うときは、コントローラ部１１０の設定部１４０から識別動作の実行を指示する。好ましくは、紫外線照射装置の電源ＯＮ時に自動的に実行されるよう設定する。ただ、ユーザが任意のタイミングで識別動作の実行を命令するよう設定してもよい。識別動作が指示されると、コントローラ部１１０の制御部１１４は識別信号を生成し、ヘッド制御部１２３に送出する。ヘッド制御部１２３は、識別信号を受けると識別部１２１に識別情報を表示する。ユーザはヘッド制御部１２３の識別部１２１に表示される識別情報を見てチャンネル番号を把握し、これに基づいてヘッド部１２０を区別できる。なお識別部は、ヘッド制御部のみならずヘッド本体部に設けてもよい。識別部は、識別情報を示すための表示を行う部材であり、点灯部を備える。点灯部は発光素子で構成され、例えば電球や半導体発光素子が使用できる。好適にはＬＥＤが使用される。

（接続方式）
なお、コントローラ部とヘッド部との接続等、本明細書において接続とは、典型的には電気信号をやりとりできる状態を意味し、図３に示すようにコネクタを介した接続に限られず、ケーブルによる接続や接続板など他の部材を介した接続も含まれる。また、有線等による物理的な接続のみならず、電波や電磁波、赤外線、光、音波などを利用した無線による接続状態も含まれるものとする。したがって、有線、無線を問わず、電気や光をはじめとする電磁気、圧力、音波、電波、熱等を媒体とする信号データの送受信や各種エネルギーの送受信が可能なように「接続」された状態も本発明に言う接続に含まれるものであり、直接接続、間接接続は問わない。さらには、常時接続されている必要はなく、スイッチ回路や切り替え回路にて必要時のみ接続されるように構成しても良い。

（コントローラ部１１０）
図１１に、コントローラ部１１０の正面図を示す。この例では、４台のヘッド部１２０を接続可能な４チャンネルのコントローラ部１１０を示している。ヘッド部１２０を接続可能な台数はチャネル数で決定されるが、チャンネル数は３以下とすることも、あるいは５以上とすることもできることはいうまでもない。この図に示すコントローラ部１１０は、前面パネルにＵＶＬＥＤ１５１の紫外線照射条件を個別に設定するための設定部１４０として、表示部１４２及び操作パネル１４４を設けている。図１１において表示部１４２は前面パネルの上部に配置し、その下に操作パネル１４４を配置している。

（操作パネル１４４）
設定部１４０を構成する操作パネル１４４は、上下左右の選択スイッチである＜、＞、∧、∨スイッチ１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄと、エスケープスイッチ１４４Ｅ、エンタースイッチ１４４Ｆが各々配置されている。ユーザは、これらのスイッチを操作して所定の手順に従い、ＵＶＬＥＤ１５１の紫外線照射条件を設定する。なお、この例に限られず、操作パネル１４４には十字キーやテンキー、ジョグダイヤル等の各種の入力デバイスが利用できる。また、操作パネルを表示部と一体化したタッチパネルとしても良い。操作パネル１４４に設けた各種スイッチは、各ヘッド部１２０の操作に共通して利用でき、各ヘッド部１２０を接続したチャンネルを切り替えて設定できる。なお、設定部１４０のスイッチ類は、コントローラ部上に固定する必要はなく、コントローラ部と個別の部材として設けても良い。例えばコンソールやリモートコントローラ、フットスイッチ等、コントローラ部と別体とした設定部にスイッチ類を設け、これらをコントローラ部と有線あるいは無線で接続して操作する形態も本発明の範囲内である。また後述するように、紫外線照射装置に接続された外部接続機器から設定や操作を行えるよう構成してもよい。また、本明細書において設定部には、紫外線照射条件の設定時以外に使用する態様も包含し、例えば紫外線照射装置の動作時に使用する照射スイッチも、設定部に含む。なお、例えば照射スイッチとしてフットスイッチをコントローラ部と接続する場合は、外乱によるチャタリングを防止するためにＯＮ／ＯＦＦ入力の遅延を設定することもできる。紫外線のオンタイミング（遅延設定）及びオフタイミング（遅延設定）は、設定部を用いて個別に、あるいは一括して設定することができる。

（表示部１４２）
また設定部１４０を構成する表示部１４２には、ＬＥＤや液晶表示器を使用した７セグメント表示器を備える。操作パネル１４４で設定された紫外線の出力や照射時間等の紫外線照射条件を、表示部１４２で表示、確認しながらユーザは設定作業を行う。表示部１４２は、一の画面で各ヘッド部１２０の設定条件を切り替えて表示する。また、後述するように各ヘッド部１２０毎に個別に複数の表示部を設けることもできる。なお紫外線出力は、相対的な強度値、例えばＵＶＬＥＤ１５１の駆動デューティファクタで設定、表示しているが、絶対的な出力値（ｍＷ等）で表示してもよい。なお、表示部１４２は液晶や有機ＥＬで構成してアイコン表示等のグラフィカルな表示を可能とできる。またカラー表示可能としても良い。また、表示部１４２の下部には、各チャンネル毎にチャンネル表示ランプ１４５を設けている。これによって、現在選択されて表示部１４２に表示されているチャンネルが区別できる。図の例では１〜４チャンネルの４つのチャンネル表示ランプ１４５が設けられる。さらに、これらのチャンネル表示ランプ１４５に隣接して、紫外線照射ランプ１４６が配置される。紫外線照射ランプ１４６は、いずれかのヘッド部１２０から紫外線が照射（エミッション）状態であることを示すパイロットランプとして機能し、例えばＬＥＤ等で構成される。すなわち、紫外線照射ランプ１４６のＬＥＤが点灯しているときは、紫外線が照射中であることがユーザに通知される。操作パネル１４４の下部には、電源スイッチ１４７と一括照射スイッチ１４８を備える。電源スイッチ１４７は紫外線照射装置の電源をＯＮ／ＯＦＦするスイッチである。例えば電源スイッチ１４７にキースイッチを採用することで、不意にスイッチがＯＮになる事態を回避できる。

（一括照射スイッチ１４８）
一括照射スイッチ１４８は、これを押下することで、設定部１４０で予めヘッド部１２０毎に設定された各々の紫外線照射条件に従い、すべてのヘッド部１２０から紫外線を独立して照射できる。

（コントローラ側ヘッド接続部１６０）
さらに、前面パネルの下部には、各ヘッド部１２０毎にコントローラ側ヘッド接続部１６０、個別照射ランプ１７０、個別照射スイッチ１８０をそれぞれ設けている。図１１において左側に縦並びに配置されるコントローラ側ヘッド接続部１６０は、ヘッド部１２０のケーブルを接続するためのコネクタであってヘッド接続部を構成する。上述の通り、図１１のコントローラ部１１０は４台のヘッド部１２０を接続可能なように４チャンネルのコントローラ側ヘッド接続部１６０を設けている。もちろん、すべてのチャンネルを使用する必要はなく、使用条件に応じてこの内の任意のチャンネルのみを使用可能であることはいうまでもない。

（個別照射ランプ１７０）
また、各コントローラ側ヘッド接続部１６０の右側に隣接して、個別照射ランプ１７０が配置される。個別照射ランプ１７０は、各チャンネルに接続されたヘッド部１２０のＵＶＬＥＤ１５１から紫外線が照射されていることを示すためのランプである。これによってユーザは、どのヘッド部１２０から現在紫外線が照射されているかを確認できる。個別照射ランプ１７０にもＬＥＤ等が利用できる。なお、一括照射スイッチ１４８を押下すると、すべての個別照射ランプ１７０が点灯することとなる。

（個別照射スイッチ１８０）
さらに、個別照射ランプ１７０の右側に個別照射スイッチ１８０を配置している。個別照射スイッチ１８０は、各チャンネルに接続されたヘッド部１２０の紫外線出力を個別にＯＮ／ＯＦＦするスイッチである。個別照射スイッチ１８０をチャンネル毎に設けることで、各々のチャンネルに接続されたヘッド部１２０の紫外線出力を個別に操作でき、特に専用スイッチを設けることにより少ない操作回数（例えばボタンを押すのみ）で各ヘッド部１２０の出力をＯＮ／ＯＦＦできるので、より便利に紫外線照射装置を使用できる。ただ、個別照射スイッチを設けることなく、操作パネル１４４で各チャンネルのＯＮ／ＯＦＦを操作するように構成することも可能である。

以上、設定部１４０のレイアウト配置を図１１に基づき説明したが、これらの配置は任意に変更できることはいうまでもない。例えば、図１１の例では複数のチャンネルを縦に配置し、横方向にチャンネル毎のコントローラ側ヘッド接続部１６０、個別照射ランプ１７０、個別照射スイッチ１８０を配置しているが、他の実施の形態として、横方向にチャンネルを配置し、縦方向にチャンネル毎のコントローラ側ヘッド接続部、個別照射ランプ、個別照射スイッチ等を配置することもできる。また、上記実施の形態では照射ランプと照射スイッチを個別に設けたが、オン状態で点灯するバックライト付のスイッチを使用すれば、これらを一部材に統合することもできる。

またコントローラ部１１０は、必要な端子群を備えた端子台１６４を設けている。端子台１６４は、コントローラ部１１０などの背面に設けられる。端子台１６４は、コントローラ側ヘッド接続部１６０に接続されたヘッド部１２０を個別に制御あるいは監視するための端子群を、ヘッド部１２０毎に備えている。端子群には、紫外線照射の開始信号を入力するための開始信号入力端子、紫外線照射可能な準備が整ったことを示すレディ信号を出力するためのレディ出力端子、あるいは紫外線照射中であることを示す照射中信号を出力するための照射中出力信号などが含まれる。このような端子群をコントローラ部１１０に設けることによって、接続されたすべてのヘッド部１２０に対して個別に紫外線照射の開始や照射状態の確認を行える。

コントローラ部１１０は、図１に示すように電源部１１２及び制御部１１４を備える。ＡＣインレットから供給される商用電源が、ラインフィルタ、ヒューズ及び電源スイッチ１４７を経て電源部１１２に供給され、電源部１１２で生成された直流安定化電圧が制御部１１４に供給される。制御部１１４は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）やＬＳＩ、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ等のゲートアレイで実現できる。また制御部１１４はメモリを備え、予め記憶しているプログラムとユーザの設定操作にしたがって各ヘッド部１２０からの近紫外線の強さ、照射タイミング等を制御する。制御部１１４には、端子台基板及び通信用コネクタが接続されており、これらのインターフェイスを用いてコンピュータやＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）等の外部制御機器をコントローラ部１１０に接続することができる。外部接続機器は、後述するように紫外線照射条件の設定や紫外線照射装置のＯＮ／ＯＦＦ操作に使用できる。すなわち、紫外線照射装置のコントローラ部１１０に設けられた設定部１４０で設定や操作を行う他、外部接続機器からのトリガ入力によって紫外線照射装置のＯＮ／ＯＦＦを操作することもできる。また、４個のコントローラ側ヘッド接続部１６０が制御部１１４に接続され、これらのコントローラ側ヘッド接続部１６０を介して各ヘッド部１２０がコントローラ部１１０の制御部１１４に接続される。そして、制御部１１４は各ヘッド部１２０のＵＶＬＥＤ１５１の駆動制御のための電気信号を各ヘッド部１２０に与え、各ヘッド部１２０からの近紫外線の強さや照射タイミングを制御する。さらに、制御部１１４にはフロントパネル基板が接続されている。フロントパネル基板には、コントローラ部１１０の前面パネルに設けられた表示部１４２及び設定部１４０を構成する表示器や各種スイッチ類が実装されている。ユーザは表示部１４２及び設定部１４０を用いて４個のヘッド部１２０の近紫外線の強さ、照射タイミング等を個別に設定することができる。

上述の通り、本実施の形態に係る紫外線照射装置は、コントロール部によって紫外線照射条件を設定する設定モードと、紫外線を照射する照射モードとを切替可能である。設定モードと照射モードの切替は、専用の切替スイッチを設けたり、特定のスイッチの組み合わせや長押し等が利用できる。本実施の形態においては、図１１に示す操作パネル１４４の内、エスケープスイッチ１４４Ｅの長押し（例えば３秒以上）によって、設定モードと照射モードを相互に切り替える。

以下、照射モードの詳細について説明する。まず、本実施の形態においては、紫外線照射装置の照射モード時において、すべてのヘッド部１２０から紫外線を照射する一括照射モードと、一のヘッド部１２０から紫外線を照射する個別照射モードとを備えている。そして上述の通り、一括照射スイッチ１４８を操作すると一括照射モードが実行され、個別照射スイッチ１８０を操作すると個別照射モードが実行される。さらに、各照射モードはそれぞれ自動モードと手動モードに区別できる。自動モードとは、予め設定された紫外線照射条件に従って、照射出力や照射時間を変更可能なモードである。すなわち、自動モードにおいては照射開始指令を受けると、事前に各ヘッド部１２０毎に登録された照射パターンで照射を開始し、終了後は自動的に紫外線照射を停止する。一方、手動モードとは、指定されたタイミングで紫外線照射のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるモードである。すなわち、照射開始指令を受けると、照射停止指令を受けるまで一定の出力にて照射し続ける。照射スイッチをＯＮすると出力が開始され、ＯＦＦすると終了する。なお、後述するように手動モードにおいても紫外線出力値は変更可能である。照射モード時における紫外線の照射開始、及び停止の指令は、上述の通りコントローラ部１１０に設けた照射スイッチや端子台１６４からのトリガ入力によって実現される。なお、本実施の形態においては、照射スイッチを一度押下すると照射モードが実行され、再度押下すると中断もしくは停止される。中断の場合は、一時停止状態を維持し、再度スイッチを押下することで照射モードが再開される。

紫外線照射装置は、設定部１４０で設定される複数の紫外線照射条件を記憶部１１６に保存できる。さらに、各紫外線照射条件設定毎に動作モードを保存できる。手動モードにおいては、紫外線出力値は各ヘッド部１２０毎に保存できる。従って、個別手動照射モードでは複数のヘッド部１２０を異なる紫外線出力で各々照射できる。また一括手動照射モードでは、各ヘッド部１２０で同時に異なる紫外線出力を開始し、同時に照射終了させることができる。また、各ヘッド部１２０毎に照射許可／不許可を設定できるので、ヘッド部１２０が紫外線照射装置に接続されていても、所望のヘッド部１２０のみから照射することができる。従来の紫外線照射装置では、同一の装置に接続されたヘッドはすべて同じ出力及びタイミングで出力されていたため、装置にヘッドを接続している限り、他のヘッドの出力と共に必ず出力が生じ、照射を停止することができなかった。これに対して、本実施の形態では各ヘッド部１２０が独立しているため、紫外線照射の許可／不許可を容易に設定できるという利点がある。

また、自動モードにおいても、照射パターンを各ヘッド毎に保存できる。従って、一括自動照射モードでは複数のヘッド部１２０にて異なる照射パターンで同時に照射を開始して、異なるタイミングで照射を終了させることができる。上述の通り、このような動作も従来の紫外線照射装置では実現できなかった。特にヘッド毎に異なる照射パターン、異なるタイミングで停止することができなかったが、本実施の形態により、独立して各ヘッド部１２０毎に出力やタイミングを変化させた出力が可能となり、極めて自由度の高い紫外線照射が実現される。上述の通り、各ヘッド部１２０毎に照射許可／不許可を設定できるため、ヘッド部１２０が紫外線照射装置に接続されていても、所望のヘッド部１２０のみから照射させることができる。さらに、照射開始指令をヘッド部毎に入力できるようにすれば、ヘッド部毎に異なるタイミングで紫外線照射を開始させることもできる。例えば、個別照射スイッチをヘッド部の数だけ設けたり、あるいはヘッド部の台数分の端子台トリガ入力を用意すればよい。

以上説明した動作モードをまとめると、一括自動照射モードにおいては、各ヘッド部毎に予め設定された紫外線出力、照射時間等の紫外線照射条件で、すべてのヘッド部で紫外線照射を実行する。一括照射スイッチを押下すると、各ヘッド部から紫外線照射が開始され、様々な異なる出力、時間で独立して紫外線照射が実行される。なお紫外線照射の終了は、各々の設定に応じてヘッド部毎に異なり、設定が終了するとヘッド部毎に自動的に終了する。また一括手動照射モードにおいては、実行するとすべてのヘッド部から一定値で紫外線が出力される。一括照射スイッチを押下すると、各ヘッド部から紫外線照射が開始され、再度一括照射スイッチを押下すると各ヘッド部の紫外線照射が停止される。この場合においても各ヘッド毎に紫外線出力値を変更することはできる。さらに、個別手動照射モードは、各々のヘッド部で実行されると、該ヘッド部から一定値で紫外線が出力される。この場合においても各ヘッド毎の紫外線出力値を変更することはできる。

個別自動照射モードは、ヘッド部毎に紫外線照射条件を設定するモードである。個別自動照射モードに相当する機能は、特に設けなくとも、一括自動照射モードを利用して実質的に実現できる。すなわち、特定のＵＶＬＥＤについてのみ照射を行い、他のＵＶＬＥＤの照射を行わないことで、該特定のＵＶＬＥＤの照射時間や出力等の紫外線照射条件を設定することにより、一括自動照射モード実行時に該ＵＶＬＥＤのみが自動的に設定されたパターンで紫外線照射を実行できる。ただ、この場合は特定のＵＶＬＥＤのみしか紫外線照射を実行できず、他のＵＶＬＥＤに個別自動照射モードに相当する動作を実行させるには、複数の一括自動照射モードを並列して実行可能とする必要がある。一方、複数のＵＶＬＥＤを動作させるように一括自動照射モードを設定することは可能である。ただ、ＵＶＬＥＤ毎の動作タイミングが変化する場合には対応が困難となる。一方、ユーザによっては各ヘッド部毎に自動照射を設定、実行する方が便利である場合も考えられるので、個別自動照射モードを別途設けることもできる。

また上記実施の形態のように設定部を共通とする構成の他、各ヘッド部毎に個別設定スイッチと個別表示部を設けることもできる。また、各ヘッド部の紫外線出力を調整する個別設定スイッチや個別照射スイッチは、コントローラ部でなくヘッド部に設けることもできる。さらに紫外線照射装置のヘッド部は、長手方向に沿ってケーブル部と紫外線の照射方向が略直線状となる態様（ストレートタイプ）とする以外にも、ＵＶＬＥＤからの紫外線の照射方向がヘッド部の長手方向と略直交するように構成したアングル状のタイプとしてもよい。この構成ではヘッド部の上方などのスペースが広く使用でき、また、紫外線照射の対象物や照射箇所を上方からヘッド部越しに観察する際の視認性に優れている。また上述した実施の形態では、図６等に示すように各ヘッド部１２０がＵＶＬＥＤを１個備えているが、複数の半導体素子をヘッド部に設けることもできる。複数の半導体素子を使用することによって、紫外線の照射量を必要に応じて調整することが可能となり、複数のＵＶＬＥＤを同時にＯＮして使用すれば紫外線量を増大できる。また、複数のＵＶＬＥＤの内、特定のＵＶＬＥＤのみをＯＮさせ、他のＵＶＬＥＤをＯＦＦとし、動作するＵＶＬＥＤを交互に切り替えて使用することによって、特定のＵＶＬＥＤの連続使用を避けて各素子の長寿命化を図ることができ、ＵＶＬＥＤの交換時期を延長できる。さらに、特性が同一のＵＶＬＥＤを複数設ける場合のみならず、異なる特性を備えるＵＶＬＥＤを同一のヘッド部に設けても良い。例えば、波長の異なるＵＶＬＥＤを切り替えて使用することで、同一のヘッド部から照射可能な紫外線の波長を変更できる。特性の異なるＵＶＬＥＤを使用する場合は、各ＵＶＬＥＤに応じた駆動電流等を予めヘッド部側で設定しておく。さらにまた、ヘッド部間で異なる特性のＵＶＬＥＤを各ヘッド部に設けることも可能であることはいうまでもない。複数の半導体素子をヘッド部に設ける場合は、ＯＮする素子を他と区別する必要があるので、各半導体素子に個別のＩＤ番号等の素子識別情報を割り当る。そして紫外線照射条件を設定する際に、いずれの素子をＯＮするかの素子識別情報も設定する。複数の半導体素子を点灯する場合は、該半導体素子に同一の設定を容易に行えるよう、設定のコピーを可能としてもよい。

上記の各実施の形態では、紫外線照射条件の設定をコントローラ部の設定部で行っている。ただ、紫外線照射条件の設定は、紫外線照射装置に外部接続された機器にて行うことも可能である。例えば、図１２に示すように紫外線照射装置７００のコントローラ部７１０を、コンピュータやＰＬＣ等の外部接続機器７１０１と接続し、外部接続機器７１０１側で設定した紫外線照射条件をコントローラ部７１０に転送することで設定を行う。紫外線照射装置７００は外部接続機器７１０１と接続するためのインターフェースを備える。インターフェースはコントローラ部７１０の制御部７１４と接続され、制御部７１４で外部接続機器７１０１との電気信号のやりとりやデータ通信を行う。外部接続機器７１０１と紫外線照射装置７００との接続は、ＲＳ−２３２ｘやＲＳ−４２２、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等のシリアル接続、パラレル接続、あるいは１０ＢＡＳＥ−Ｔ、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ、１０００ＢＡＳＥ−Ｔ等のネットワークを介して電気的に接続して通信を行うことができる。接続は有線を使った物理的な接続に限られず、ＩＥＥＥ８０２．１ｘ、ＯＦＤＭ方式等の無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続等でもよい。さらに記録媒体を介して設定情報を保存、読み込みさせることもできる。記録媒体には、メモリカードや磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が利用できる。

本発明の紫外線照射装置および紫外線照射装置用ヘッド部は、ピックアップ等の電子部品の組み立て作業において、紫外線硬化型樹脂による接着に好適に利用できる。また、半導体ステッパーや光洗浄装置、光乾燥装置等の用途にも利用できる。

本発明の一実施の形態に係る紫外線照射装置の構成を示すブロック図である。本発明の一実施の形態に係るヘッド部の外観の一例を示す斜視図である。図２のヘッド部をコントローラ部と接続した状態を示す斜視図である。本発明の他の実施の形態に係るヘッド部をコントローラ部と接続した状態を示す斜視図である。図２のヘッド部のヘッド本体部を示す分解斜視図である。図５のヘッド本体部の断面図である。冷却ブロックに半導体素子を固定する様子を示す斜視図である。レンズホルダとその内部構造例を示す分解図である。冷却ブロックとレンズホルダとの固定方法の例を示す斜視図である。ヘッド制御部の一例を示す水平方向断面図である。コントローラ部の前面パネルに設けられた表示部及び設定部の配置例を示す正面図である。図１の紫外線照射装置に外部接続機器を接続した状態を示すブロック図である。出願人が先に開発した紫外線照射装置の構成を示すブロック図である。出願人が先に開発した紫外線照射装置のヘッド部を示す分解斜視図である。

符号の説明

１００、６００、７００…紫外線照射装置
１１０、２１０、６１０、７１０…コントローラ部
１１２…電源部
１１４、７１４…制御部
１１６…記憶部
１２０、２２０、６２０…ヘッド部
１２１…識別部
１２２、６２２…ヘッド本体部
１２３、２２３…ヘッド制御部
６２２１…上ケース部材６２２２…下ケース部材
１２２３…基端部材
６２２４…基板
１２２５…ケーブル用コネクタ
１２２６、６２２６…インジケータＬＥＤ
１２２７、６２２７…メモリ部
１２２８…調整回路
１２３０…固定ネジ
１２４、６２４…冷却ブロック
１２４１…固定ネジ１２４２…固定ネジ
１２４６…冷却ブロックコネクタ
１２５…ケーブル側接続部
１２６、６２６…レンズホルダ
１２６０…レンズ部
１２６１…光学系レンズ１２６１Ａ…第１のレンズ１２６１Ｂ…第２のレンズ
１２６２…スペーサ
１２６３…レンズ固定キャップ
１３０、２３０、６３０…ケーブル部
１４０…設定部
１４２…表示部
１４４…操作パネル
１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ…＜、＞、∧、∨スイッチ
１４４Ｅ…エスケープスイッチ１４４Ｆ…エンタースイッチ
１４５…チャンネル表示ランプ
１４６…紫外線照射ランプ
１４７…電源スイッチ
１４８…一括照射スイッチ
１５０…半導体素子
１５１、６５１…ＵＶＬＥＤ
１６０…コントローラ側ヘッド接続部
１７０…個別照射ランプ
１８０…個別照射スイッチ
７１０１…外部接続機器
Ｕ…紫外線

Claims

紫外線硬化型樹脂を硬化するための紫外線を照射する紫外線照射装置であって、
紫外線源として紫外線を照射可能な一以上の半導体素子(150)を備える一以上のヘッド部(120)と、
各々の半導体素子(150)毎に個別の紫外線照射条件を設定可能な制御部(114)と、前記半導体素子(150)に駆動電流を供給する電源部(112)とを備えるコントローラ部(110)と、
を備えており、前記ヘッド部(120)が、
前記一以上の半導体素子(150)と、前記半導体素子(150)の紫外線照射部分に近接して配置され半導体素子(150)からの紫外光を偏光又は集光して外部に照射するためのレンズ部(1260)とを含むヘッド本体部(122)と、
前記半導体素子(150)の特性を記憶するためのメモリ部(1227)を含むヘッド制御部(123)と、
各ヘッド本体部(122)に一端を固定され、他端をコントローラ部(110)に着脱自在に接続してヘッド部(120)とコントローラ部(110)とを電気的に接続するための電気信号線を含むケーブル部(130)と、
を備えると共に、前記ヘッド制御部(123)がヘッド本体部(122)と離間して前記ケーブル部(130)に固定されていることを特徴とする紫外線照射装置。
請求項１に記載の紫外線照射装置であって、
前記ヘッド制御部(123)が前記ケーブル部(130)の端部を除く中間に固定されてなることを特徴とする紫外線照射装置。
請求項１に記載の紫外線照射装置であって、
前記ヘッド制御部(123)が、前記ケーブル部(130)の他端に固定されており、かつケーブル部(130)とコントローラ部(110)を接続するケーブル側接続部(125)を備えることを特徴とする紫外線照射装置。
請求項３に記載の紫外線照射装置であって、
前記ヘッド制御部(123)の端面にケーブル側接続部(125)が形成され、ヘッド制御部(123)の少なくとも一部を前記コントローラ部(110)のコントローラ側ヘッド接続部(160)に挿入してケーブル側接続部(125)とコントローラ側ヘッド接続部(160)が連結されるよう構成されてなることを特徴とする紫外線照射装置。
請求項１から４のいずれかに記載の紫外線照射装置であって、
前記半導体素子(150)が紫外線発光ダイオード(151)であることを特徴とする紫外線照射装置。
紫外線硬化型樹脂を硬化するための紫外線を照射する紫外線照射装置に脱着自在に接続可能なヘッド部であって、
紫外線源として紫外線を照射可能な一以上の半導体素子(150)と、前記半導体素子(150)の紫外線照射部分に近接して配置され半導体素子(150)からの紫外光を偏光又は集光して外部に照射するためのレンズ部(1260)とを含むヘッド本体部(122)と、
前記ヘッド本体部(122)の一端に固定され、他端を紫外線照射装置に着脱自在に接続して、前記半導体素子(150)を制御する電気信号を紫外線照射装置から受けるための電気信号線を含むケーブル部(130)と、
前記ヘッド本体部(122)と離間して前記ケーブル部(130)に固定され、前記半導体素子(150)の特性を記憶するためのメモリ部(1227)を含むヘッド制御部(123)と、
を備えることを特徴とする紫外線照射装置用ヘッド部。
請求項６に記載の紫外線照射装置用ヘッド部であって、
前記ヘッド制御部(123)が前記ケーブル部(130)の端部を除く中間に固定されてなることを特徴とする紫外線照射装置用ヘッド部。
請求項６に記載の紫外線照射装置用ヘッド部であって、
前記ヘッド制御部(123)が、前記ケーブル部(130)の他端に固定されており、かつケーブル部(130)とコントローラ部(110)を接続するケーブル側接続部(125)を備えることを特徴とする紫外線照射装置用ヘッド部。
請求項８に記載の紫外線照射装置であって、
前記ヘッド制御部(123)の端面にケーブル側接続部(125)が形成され、ヘッド制御部(123)の少なくとも一部を前記コントローラ部(110)のコントローラ側ヘッド接続部(160)に挿入してケーブル側接続部(125)とコントローラ側ヘッド接続部(160)が連結されるよう構成されてなることを特徴とする紫外線照射装置用ヘッド部。
請求項６から９のいずれかに記載の紫外線照射装置であって、
前記半導体素子(150)が紫外線発光ダイオード(151)であることを特徴とする紫外線照射装置用ヘッド部。