JP2005251588A - 光照射装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ロッドレンズなどを設けて効果的な光の照射を可能にするとともに、このロッドレンズなどを容易に交換することができる光照射装置を提供する。
【解決手段】 光照射装置1は、LED13を有するLEDホルダユニット10とロッドレンズ24を有するレンズユニット20とを備えている。また、LED13には、LED駆動部2に設けられたLED駆動回路がケーブル部3に設けられた可とう性ケーブル32を介して接続されている。また、LEDホルダユニット10は、ねじ17によってレンズユニット20に固定されている。このねじ17を取り外すことにより、レンズユニット20は、LEDホルダユニット10に対して容易に着脱可能とされている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、光照射装置に係り、特に、可とう性ケーブルの先端に発光素子が取り付けられている光照射装置に関する。
発光素子、たとえば発光ダイオード(Light Emitting Diode、以下「LED」という)から発せられる光を照射する光照射装置として、従来、特開2000−316881号公報に開示された光照射器がある。この光照射器は、支持体の先端に小型発光素子が取り付けられたものであり、小型発光素子から発せられる光を光重合性樹脂材料に直接照射するものである。
また、他の光照射装置として、特開昭61−219014号公報に開示された受発光モジュールがある。この受発光モジュールは、受発光素子およびロッドレンズを有しており、これらの受発光素子およびロッドレンズが外部レセプタクルの内部に収容されて構成されているものである。
特開2000−316881号公報 特開昭61−219014号公報
しかし、上記特許文献1に開示された光照射器は、小型発光素子から発せられる光を直接被照射物である光重合性樹脂に照射するものである。このため、ロッドレンズなどを設ける場合と比べて、効果的な照射を行うことができないという問題があった。
これに対して、上記特許文献2に開示された受発光モジュールでは、受発光素子から発光され、また受発光素子が受光する光を集光等するためにロッドレンズが設けられている。ところが、このロッドレンズが外部レセプタクル内に受発光素子とともに収容されているため、ロッドレンズを交換する際に、非常に手間がかかるという問題があった。
そこで、本発明の課題は、ロッドレンズなどを設けて効果的な光の照射を可能にするとともに、このロッドレンズなどを容易に交換することができる光照射装置を提供することにある。
上記課題を解決した本発明に係る光照射装置は、発光素子を備える光照射ヘッドと、発光素子を駆動する駆動ユニットと、光照射ヘッドおよび駆動ユニットに接続され、発光素子に対して電力を供給する可とう性ケーブルと、を有し、光照射ヘッドは、発光素子を収容する発光素子収容部を備える発光素子ホルダユニットと、レンズを備え、発光素子ホルダユニットに対して着脱可能に固定されたレンズユニットと、を有するものである。
本発明に係る光照射装置においては、ロッドレンズなどのレンズを有するレンズユニットを有しているため、発光素子から発せられる光を効果的に照射することができる。また、このレンズユニットは、発光素子ホルダ部に対して着脱可能とされている。したがって、レンズユニットを容易に交換することができる。
ここで、発光素子収容部は、発光素子を発光素子収容部に固定する発光素子固定板を備える態様とすることができる。
発光素子収容部が発光素子固定板を備えることにより、発光素子収容部に発光素子をさらに確実に収容させた状態とすることができる。
また、発光素子収容部は、発光素子が発する熱を放射する放熱性を有する態様とすることができる。
発光素子収容部が放熱性を有することにより、発光素子収容部に収容される発光素子の熱を外部に放出させやすくすることができる。このため、たとえば発光素子の発熱によって光照射装置の継続使用を中断するなどの事態を回避することができる。
さらに、発光素子からの光を遮断可能とするシャッタが設けられている態様とすることができる。
このようなシャッタが設けられていることにより、光の照射、非照射を容易に変更することができる。
また、レンズユニットは、レンズが取り付けられる鏡筒とを備えており、レンズを鏡筒に押さえ付けるレンズ押さえ板を有する態様とすることもできる。
このように、レンズを鏡筒に押さえ付けるレンズ押さえ板が設けられていることにより、確実にレンズを鏡筒に取り付けた状態としておくことができる。
本発明によれば、ロッドレンズなどを設けて効果的な光の照射を可能にするとともに、このロッドレンズなどを容易に交換することができる光照射装置を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
まず、本発明の第一の実施形態について説明する。図1は、本発明の第一の実施形態に係る光照射装置の要部の分解斜視図、図2は、第一の実施形態に係る光照射装置の要部を断面とした側面図、図3は、第一の実施形態に係る光照射装置の要部断面図である。
図1および図2に示すように、本実施形態に係る光照射装置H1は、光照射ヘッド1と、コントロール部2と、ケーブル部3とを備えている。また、光照射ヘッド1は、本発明の発光素子ホルダユニットであるLEDホルダユニット10およびレンズユニット20とを有している。
LEDホルダユニット10は、本発明の発光素子収容部(LED収容部)である放熱器11を備えている。放熱器11は、その外形が略円柱形状をなしており、両端部にそれぞれ雌ねじ11A,11Bが形成され、両端部を貫通する細径の貫通孔11Cが形成されている。また、放熱器11は、放熱性を有するアルミニウム製であり、その表面には黒アルマイト膜が形成されている。このように、放熱器11の表面に黒アルマイト膜が形成されていることにより、放熱器11の内部の放熱性を高めている。
また、LEDホルダユニット10は、LED固定枠12を有している。LED固定枠12の外形は、略円柱形をなしており、その先端部には、凹部12Aが形成されている。さらに、LED固定枠12の先端面における凹部12Aの周囲には、小径の雌ねじ12Bが形成されている。LED固定枠12の外周円と同心状に形成されており、この凹部12Aには、本発明の発光素子であるLED13が固定された状態で設けられている。LED13は、放熱性に優れる接着剤により、LED固定枠12の凹部12Aに接着されて固定されている。
さらに、LED固定枠12の内部には、スプリングプローブ14および図2および図3に示す絶縁パイプ15が設けられている。絶縁パイプ15には、スプリングプローブ14が通されており、この状態でLED固定枠12に収容されている。スプリングプローブ14には、LED13が接続されている。
また、LED固定枠12における基端側には、雄ねじ部12Cが設けられている。雄ねじ部12Cは、放熱器11の先端に形成された雌ねじ11Aにねじ込み可能とされている。LED固定枠12の雄ねじ部12Cが放熱器11の雌ねじ11Aにねじ込まれることにより、LED固定枠12が放熱器11に固定されている。
LED固定枠12における先端面側には、本発明の発光素子固定板であるLED押さえ板16が配設されている。LED押さえ板16は、外形が略円盤形状をなしており、その中央部に貫通孔16Aが形成されている。また、貫通孔16Aを挟んで互いに対称となる位置に、それぞれ貫通雌ねじ16Bが形成され、貫通雌ねじ16Bとずれた位置で貫通孔16Aを挟んで互いに対称となる位置に、雌ねじ16Cが形成されている。貫通雌ねじ16Bは、LED固定枠12に形成された雌ねじ12Bと同径とされている。
一方、レンズユニット20は、鏡筒21を有している。鏡筒21は、レンズ挿入部22とフランジ部23とを備えており、レンズ挿入部22は、略円筒形状をなしている。また、フランジ部23は、レンズ挿入部22の基端側にフランジ状に形成されており、外形は略円盤状をなしている。
フランジ部23におけるレンズ挿入部22を中心として互いに対称となる位置には、それぞれ貫通雌ねじ23Aが形成されている。この貫通雌ねじ23Aは、LED押さえ板16に形成された雌ねじ16Cと同径とされている。
フランジ部23に形成された貫通雌ねじ23Aには、小ねじ25がねじ込まれた状態で貫通している。この小ねじ25の先端部は、LED押さえ板16に形成された雌ねじ16Cにねじ込まれる。こうして、小ねじ25が鏡筒21におけるフランジ部23の貫通雌ねじ23AおよびLED押さえ板16に形成された雌ねじ16Cにねじ込まれることにより、鏡筒21がLED押さえ板16に固定される。こうして、レンズユニット20がLEDホルダユニット10に固定される。
さらに、鏡筒21におけるレンズ挿入部22には、本発明のレンズであるロッドレンズ24が挿入されている。ロッドレンズ24は、円柱形状の両端面にそれぞれ凸形を形成した形状をなしている。LED13から出射される光は、ロッドレンズ24の基端面から入射し、先端面から出射される。ロッドレンズ24の先端面から出射された光は、集光されまたは平行とされた状態となる。
また、コントロール部2は、筐体を備えており、筐体の内部にLED13を駆動するLED駆動回路2Aが設けられている。また、筐体には、LED制御回路2B、電源回路2C、および操作パネル2Dが設けられている。この操作パネル2Dを操作することにより、LED制御回路2BからLED駆動回路2Aに制御信号が出力される。また、LED駆動回路2Aと可とう性ケーブル32とは、ソケット31を介して接続されている。コントロール部2は、複数のケーブル部3を備えており、複数のLEDを駆動させることができる構成とされている。
さらに、ケーブル部3における可とう性ケーブル32内には、導電線33が収容されている。導電線33の基端部は、ソケット31に接続されており、導電線33の先端部は光照射ヘッド1におけるLEDホルダユニット10の貫通孔11Cを貫通し、スプリングプローブ14に接続されている。可とう性ケーブル32内の導電線33により、LED駆動回路2Bから出力される電力が、配線、導電線33およびスプリングプローブ14を介してLED13に供給される。
また、ケーブル部3には、ケーブルクランプ34が設けられている。ケーブルクランプ34における先端部には、雄ねじ35が設けられている。この雄ねじ35がLEDホルダユニット10の放熱器11の基端側に形成された雌ねじ11Bにねじ込まれることにより、ケーブル部3におけるケーブルクランプ34がLEDホルダユニット10における放熱器11に固定される。こうして、光照射ヘッド1におけるLEDホルダユニット10と、ケーブル部3とが、機械的に接続された状態となる。
本実施形態に係る光照射装置H1は、小型のものであり、たとえば放熱器11の径が16mmに設定されており、狭い場所に対して光を照射することができる。具体的には、照射光の径が5mm以下となる。この光照射装置H1は、たとえばUV接着剤の硬化などに用いることができる。
以上の構成を有する本実施形態に係る光照射装置H1においては、LED駆動回路2Aからケーブル2内の配線、ケーブル部3の導電線33、およびLEDホルダユニット10のスプリングプローブ14を介してLED13に電力が供給されることにより、LED13から光が出射される。LED13から出射された光は、レンズユニット20におけるロッドレンズ24によって集光されて照射される。
この本実施形態に係る光照射装置H1では、LEDホルダユニット10とレンズユニット20とは、小ねじ25によって固定され、着脱可能とされている。このため、小ねじ25を取り外すのみで、LEDホルダユニット10とレンズユニット20とを取り外すことができるようになっているので、たとえば使い捨てのレンズユニット20を用いる場合などに、その交換が容易なものとなる。また、用途に応じてレンズユニット20におけるレンズの種類を変更する場合などにも、容易に対応することができる。
また、本実施形態に係る光照射装置H1は、レンズユニット20によってロッドレンズ24が取り付けられた状態にあることから、LED13から出射される光を集光することができる。したがって、好適に光の照射を行うことができる。また、用途に応じて、レンズユニット20におけるレンズを交換することにより、用途に応じた光を容易に照射することができる。
さらに、本実施形態に係る光照射装置H1では、LED13が放熱器11に収容されている。このため、LED13から発せられる熱を放熱器11によって好適に放散することができる。したがって、LED13の温度上昇を抑制することができ、長時間の使用を行うことができる。
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。本実施形態に係る光照射装置は、上記第一の実施形態と比較して、光照射ヘッドにおけるLEDホルダユニットの構成が主に異なっている。図4は、本発明の第二の実施形態に係る光照射装置の要部の分解斜視図である。
図4に示すように、本実施形態に係る光照射装置H2における光照射ヘッド4が備えるLEDホルダユニット40は、上記第一の実施形態と同様の放熱器11、LED固定枠12、LED13、スプリングプローブ14、および図示しない絶縁パイプを備えている。また、LED押さえ板16に代えて、溝付LED押さえ板41、シャッタ42、およびスペーサ43が設けられている。
溝付LED押さえ板41は、外形が略円盤状をなしており、その中心部に貫通孔41Aが形成されている。また、貫通孔41Aを挟んで互いに対称となる位置に、それぞれ貫通雌ねじ41Bが形成され、貫通雌ねじ41Bとずれた位置で貫通孔41Aを挟んで互いに対称となる位置に、雌ねじ41Cが形成されている。貫通雌ねじ41Bは、LED固定枠12に形成された雌ねじ12Bと同径とされており、雌ねじ41Cは、鏡筒21のフランジ部23に形成された貫通雌ねじ23Aと同径とされている。
さらに、溝付LED押さえ板41の一面側(LED13側)には、溝41Dが形成されている。溝41Dは、LED13から出射される光の進行方向に直交する方向に沿って形成されており、貫通雌ねじ41Bとはずれた位置に配置されている。
シャッタ42は、正面視した形状が略長方形である薄い板状をなしており、その中央部に貫通孔42Aが形成されている。貫通孔42Aは、溝付LED押さえ板41の中央部に形成された貫通孔41Aと同径とされている。シャッタ42における長辺部は、溝付LED押さえ板41に形成された溝41Dに沿って配置されており、この長辺部と溝41Dとが摺動することにより、シャッタ42は、LED13から出射される光の進行方向に対して直交する方向に移動可能とされている。
また、シャッタ42の両端部には、それぞれストッパ42B,42Cが設けられている。ストッパ42B,42Cが設けられていることにより、シャッタ42の移動が抑制され、シャッタ42の溝付LED押さえ板41からの抜け落ちが防止されている。
スペーサ43は、シャッタ42とほぼ同厚の薄い円盤状をなしており、その中央部に貫通孔43Aが形成されている。貫通孔43Aは、スペーサ43に形成された貫通孔42Aと同径とされている。また、貫通孔43Aを挟んでそれぞれ対称となる位置には、小貫通孔43Bが形成されている。この小貫通孔43Bは、溝付LED押さえ板41における貫通雌ねじ41Bとほぼ同径とされている。
溝付LED押さえ板41に形成された貫通雌ねじ41Bには、ねじ17がねじ込まれた状態で貫通している。また、ねじ17は、スペーサ43の貫通孔43Aを貫通し、ねじ17の先端部は、LED固定枠12に形成された雌ねじ12Bにねじ込まれている。こうして、ねじ17がLED押さえ板16における貫通雌ねじ16BおよびLED固定枠12に形成された雌ねじ12Bにねじ込まれることにより、LED固定枠12の凹部12Aに収容されたLED13がスペーサ43を介して溝付LED押さえ板41によって押さえ込まれる。このようにして、LED13が溝付LED押さえ板41によって固定される。
本実施形態に係る光照射装置H2におけるその他の点については、上記第一の実施形態で説明した光照射装置H1と同様の構成とされている。
以上の構成を有する本実施形態に係る光照射装置H2においては、上記第一の実施形態と同様の動作により、LED13から出射された光が集光されて照射される。また、LEDホルダユニット40とレンズユニット20とを取り外すことができるので、レンズユニット20の交換などを容易に行うことができる。さらには、LED13の温度上昇を抑制することができ、長時間の使用を行うことができる。
さらに、本実施形態に係る光照射装置H2においては、LEDホルダユニット40にシャッタ42が設けられている。このシャッタ42を移動させ、シャッタ42の貫通孔42AをLED13から出射される光の通過部に合わせることにより、LED13からの光を照射することができる。また、シャッタ42を移動させ、貫通孔42Aをこの通過部から外すことにより、LED13からの光の照射を遮断することができる。このように、シャッタ42の動作のみで、LED13からの照射、非照射を容易に変更することができる。
続いて、本発明の第三の実施形態について説明する。本実施形態に係る光照射装置は、上記第一の実施形態と比較して、光照射ヘッドにおけるレンズユニットの構成が主に異なっている。図5は、本発明の第三の実施形態に係る光照射装置の要部の分解斜視図である。
図5に示すように、本実施形態に係る光照射装置H3における光照射ヘッド5が備えるレンズユニット50は、上記第一,第二の実施形態と同様、レンズ挿入部22とフランジ部23とを有する鏡筒21を備えている。また、鏡筒21におけるレンズ挿入部22には、ロッドレンズ24が挿入されている。
さらに、本実施形態に係るレンズユニット50は、レンズ押さえ板51を備えている。レンズ押さえ板51は、円盤状の外形を有しており、レンズ押さえ板51の中央部に貫通孔51Aが形成されている。また、レンズ押さえ板51には、貫通孔51Aを挟んで互いに対称となる位置に、それぞれ第一小貫通孔51Bが形成され、第一小貫通孔51Bとずれた位置で貫通孔51Aを挟んで互いに対称となる位置に、第二小貫通孔51Cが形成されている。小貫通孔51B,51Cは、いずれも鏡筒21のフランジ部23に形成された貫通雌ねじ23Aと同径とされている。また、フランジ部23におけるLED13側の第一小貫通孔51Bに対応する位置には、それぞれ図示しない雌ねじが形成されている。この雌ねじは、第一小貫通孔51Bと同径とされている。
さらに、レンズ押さえ板51は、第一小貫通孔51Bを貫通する小ねじ52を備えている。この小ねじ52が、鏡筒21におけるフランジ部23に形成された雌ねじにねじ込まれることによって鏡筒21に固定されている。
本実施形態に係る光照射装置H3におけるその他の点については、上記第一の実施形態で説明した光照射装置H1と同様の構成とされている。
以上の構成を有する本実施形態に係る光照射装置H3においては、上記第一,第二の実施形態と同様の動作により、LED13から出射された光が集光されて照射される。また、LEDホルダユニット10とレンズユニット50とを取り外すことができるので、レンズユニット50の交換などを容易に行うことができる。さらには、LED13の温度上昇を抑制することができ、長時間の使用を行うことができる。
さらに、本実施形態に係る光照射装置H3では、レンズユニット50にレンズ押さえ板51が設けられており、小ねじ52によって鏡筒21のフランジ部23に固定されている。このため、鏡筒21のレンズ挿入部22に挿入されたロッドレンズ24の脱落が防止され、ロッドレンズ24をレンズ挿入部22に確実に挿入された状態としておくことができる。
次に、本発明の第四の実施形態について説明する。本実施形態に係る光照射装置は、上第一の実施形態と比較して、光照射ヘッドの構成が主に異なっている。図6は、本発明の第四の実施形態に係る光照射装置の要部の分解斜視図である。
図6に示すように、本実施形態に係る光照射装置H4における光照射ヘッド6は、上記第二の実施形態で用いたLEDホルダユニット40と、上記第三の実施形態で用いたレンズユニット50とを備えており、これらのLEDホルダユニット40とレンズユニット50とが、小ねじ25によって固定されている。その他の点については、上記第一の実施形態と同様の構成を有している。
以上の構成を有する本実施形態に係る光照射装置H4においては、上記各実施形態と同様の動作により、LED13から出射された光が集光されて照射される。また、LEDホルダユニット40とレンズユニット50とを取り外すことができるので、レンズユニット50の交換などを容易に行うことができる。さらには、LED13の温度上昇を抑制することができ、長時間の使用を行うことができる。
また、上記第二の実施形態と同様、シャッタ42の動作のみで、LED13からの照射、非照射を容易に変更することができる。さらに、上記第三の実施形態と同様、鏡筒21のレンズ挿入部22に挿入されたロッドレンズ24の脱落が防止され、ロッドレンズ24をレンズ挿入部22に確実に挿入された状態としておくことができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記各実施形態では、レンズとしてロッドレンズを用いているが、図7に示すようなガラスロッドを用いる態様とすることができる。図7では、第四の実施形態で示した光照射装置H4におけるロッドレンズをガラスロッド60に交換した態様を示している。
図7に示すように、ガラスロッド60は、円柱形状をなしており、鏡筒21におけるレンズ挿入部22に挿入する態様とすることができる。ガラスロッド60を用いることにより、LED13から出射された光を拡散光として照射することができる。
また、ロッドレンズを用いる場合でも、両端部に形成されるレンズ部の曲率を適宜変更したロッドレンズを用いる態様とすることができる。
第一の実施形態に係る光照射装置の要部の分解斜視図である。 第一の実施形態に係る光照射装置の要部を断面とした側面図である。 第一の実施形態に係る光照射装置の要部断面図である。 第二の実施形態に係る光照射装置の要部の分解斜視図である。 第三の実施形態に係る光照射装置の要部の分解斜視図である。 第四の実施形態に係る光照射装置の要部の分解斜視図である。 ガラスロッドを用いた光照射装置の要部断面図である。
符号の説明
1,4,5,6…光照射ヘッド、2…コントロール部、2A…LED駆動回路、2B…LED制御回路、2C…電源回路、2D…操作パネル、3…ケーブル部、10…LEDホルダユニット、11…放熱器、12…LED固定枠、13…LED、14…スプリングプローブ、15…絶縁パイプ、16…LED押さえ板、17…ねじ、20…レンズユニット、21…鏡筒、22…レンズ挿入部、23…フランジ部、24…ロッドレンズ、25…小ねじ、31…ソケット、32…可とう性ケーブル、33…導電線、34…ケーブルクランプ、35…雄ねじ、40…LEDホルダユニット、41…溝付LED押さえ板、42…シャッタ、42B,42C…ストッパ、43…スペーサ、50…レンズ、50…レンズユニット、51…レンズ押さえ板、52…小ねじ、60…ガラスロッド、H1〜H4…光照射装置。

Claims (5)

  1. 発光素子を備える光照射ヘッドと、前記発光素子を駆動する駆動ユニットと、前記光照射ヘッドおよび前記駆動ユニットに接続され、前記発光素子に対して電力を供給する可とう性ケーブルと、を有し、
    前記光照射ヘッドは、
    前記発光素子を収容する発光素子収容部を備える発光素子ホルダユニットと、
    レンズを備え、前記発光素子ホルダユニットに対して着脱可能に固定されたレンズユニットと、
    を有することを特徴とする光照射装置。
  2. 前記発光素子収容部は、前記発光素子が発する熱を放射する放熱性を有する請求項1に記載の光照射装置。
  3. 前記発光素子ホルダユニットは、前記発光素子を前記発光素子収容部に固定する発光素子固定板を備える請求項1または請求項2に記載の光照射装置。
  4. 前記発光素子からの光を遮断可能とするシャッタが設けられている請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の光照射装置。
  5. 前記レンズユニットは、前記レンズが取り付けられる鏡筒を備えており、
    前記レンズを前記鏡筒に押さえ付けるレンズ押さえ板を有する請求項1から請求項4のうちのいずれか1項に記載の光照射装置。
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