JP2021171712A - 紫外線照射装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、処理に要する時間を短縮することができる紫外線照射装置の開発が望まれていた。
本実施の形態に係る紫外線照射装置100は、移動する対象物200に紫外線を照射することができる。対象物200の移動方法には特に限定がなく、例えば、コンベアやXYテーブルなどを用いて対象物200を移動させてもよいし、回転ローラなどを用いて対象物200を移動させてもよい。
そのため、以下においては、一例として、紫外線照射装置100が、紫外線硬化樹脂を含む対象物200を硬化させるものである場合を説明する。
なお、図1においては、煩雑となるのを避けるために、レンズユニット3の保持部3aを省いて描いている。
図1に示すように、紫外線照射装置100には、第1の照射ユニット1、第2の照射ユニット10、ブラケット20、電源30、およびコントローラ40を設けることができる。
ただし、照射される紫外線の波長が長くなれば、対象物200の内部にまで到達する紫外線の量が多くなると考えられる。そのため、対象物200には、ピーク波長の異なる紫外線が照射されるようにすることが好ましい。
図2は、第1の照射ユニット1を例示するための模式側面図である。
図3は、第1の照射ユニット1を例示するための模式斜視図である。
図4は、図2におけるA部の模式断面図である。
図5は、図4における第1の照射ユニット1のB−B線方向の模式断面図である。
図2および図3に示すように、第1の照射ユニット1には、光源2、レンズユニット3、およびベース4を設けることができる。
基板2aは、板状を呈し、一方の方向に延びた形状を有している。基板2aの平面形状は、例えば、長方形とすることができる。基板2aは、例えば、ネジなどの締結部材を用いてベース4の面4aに取り付けることができる。なお、ベース4の面4aに凹部を設け、凹部の内部に基板2aを設けることもできる。この様にすれば、ベース4と光源2の位置合わせ、ひいては、光源2とレンズユニット3の位置合わせを容易とすることができる。
一方、紫外線照射装置100の用途などによっては、複数の発光素子2bのピッチ寸法が異なる様にした方が好ましい場合もある。例えば、光源2の中央領域から照射される紫外線の照度を周縁領域から照射される紫外線の照度よりも大きくした方が好ましい場合がある。また、これとは逆に、光源2の周縁領域から照射される紫外線の照度を中央領域から照射される紫外線の照度よりも大きくした方が好ましい場合がある。この様な場合には、照射される紫外線の照度を大きくする領域に設けられる発光素子2bの数を多くし、発光素子2bのピッチ寸法を短くすることができる。
例えば、発光素子2bは、ピーク波長が350nm以上、450nm以下の紫外線を照射するものとすることができる。
レンズユニット3は、保持部3a、およびレンズ3bを有することができる。
また、ベース4には放熱フィンなどを設けることもできる。
例えば、設置角度θpを24°程度、角度θ1を60°程度とすることができる。なお、設置角度θpおよび角度θ1は、光源2の大きさ、数などに応じて適宜変更することができる。
第2の照射ユニット10は、少なくとも1つ設けることができる。例えば、図1に示すように、対象物200の移動方向において、第1の照射ユニット1の上流側に少なくとも1つの第2の照射ユニット10を設けることができる。なお、対象物200の移動方向において、第1の照射ユニット1の下流側、または、第1の照射ユニット1の上流側および下流側に、少なくとも1つの第2の照射ユニット10を設けることもできる。すなわち、対象物200の移動方向において、第1の照射ユニット1の上流側および下流側の少なくともいずれかに、少なくとも1つの第2の照射ユニット10を設けることができる。
図7は、第2の照射ユニット10を例示するための模式斜視図である。
図8は、第2の照射ユニット10の模式断面図である。
図9は、図8における第2の照射ユニット10のC−C線方向の模式断面図である。 図6および図7に示すように、第2の照射ユニット10には、光源12、およびベース14を設けることができる。
基板12aは、板状を呈し、一方の方向に延びた形状を有している。基板12aの平面形状は、例えば、長方形とすることができる。基板12aは、例えば、ネジなどの締結部材を用いてベース14の面14aに取り付けることができる。なお、ベース14の面14aに凹部を設け、凹部の内部に基板12aを設けることもできる。この様にすれば、ベース14と光源12の位置合わせを容易に行うことができる。
一方、紫外線照射装置100の用途などによっては、複数の発光素子12bのピッチ寸法が異なる様にした方が好ましい場合もある。例えば、光源12の中央領域から照射される紫外線の照度を周縁領域から照射される紫外線の照度よりも大きくした方が好ましい場合がある。また、これとは逆に、光源12の周縁領域から照射される紫外線の照度を中央領域から照射される紫外線の照度よりも大きくした方が好ましい場合がある。この様な場合には、照射される紫外線の照度を大きくする領域に設けられる発光素子12bの数を多くし、発光素子12bのピッチ寸法を短くすることができる。
発光素子12bは、ピーク波長が300nm以上、350nm未満、好ましくは、ピーク波長が300nm以上、330nm以下の紫外線を照射するものとすることができる。
また、流路14bには、冷媒を供給するための配管継ぎ手14c1と、供給された冷媒を排出するための配管継ぎ手14c2を接続することができる。
また、ベース14には放熱フィンなどを設けることもできる。
紫外線照射装置100の設置スペースが狭い場合などには、第1の照射ユニット1と第2の照射ユニット10との間の距離を小さくした方が好ましい。この様な場合には、図10に示すように、ベース4と一体化されたベース14dとすることができる。ベース4と一体化されたベース14dとすれば、紫外線照射装置100の小型化を図ることができるので、狭い設置スペースであっても紫外線照射装置100を設けることができる。
ブラケット20には、第1の照射ユニット1および第2の照射ユニット10を設けることができる。この場合、図1に示すように、1つのブラケット20に第1の照射ユニット1および第2の照射ユニット10を設けることもできるし、第1の照射ユニット1および第2の照射ユニット10のそれぞれに対してブラケットを設けることもできる。1つのブラケット20に第1の照射ユニット1および第2の照射ユニット10を設ければ、小型化や製造コストの低減を図ることができる。第1の照射ユニット1および第2の照射ユニット10のそれぞれに対してブラケットを設ければ、第1の照射ユニット1および第2の照射ユニット10の設置に関する自由度を大きくすることができる。
ブラケット20は、例えば、対象物200を移動させるための装置の筐体などに取り付けることができる。なお、第1の照射ユニット1および第2の照射ユニット10が、対象物200を移動させるための装置の筐体などに取り付けられる場合には、ブラケット20を省くことができる。
電源30は、第1の照射ユニット1および第2の照射ユニット10に電気的に接続することができる。電源30は、第1の照射ユニット1の光源2(発光素子2b)および第2の照射ユニット10の光源12(発光素子12b)に所定の電力を供給する。電源30は、例えば、直流電源とすることができる。直流電源には、整流回路、コンバータ、およびスイッチなどを設けることができる。整流回路は、交流電源と電気的に接続される。整流回路は、例えば、交流電源により印加された交流電圧を全波整流することができる。整流回路は、例えば、ダイオードブリッジなどを有することができる。コンバータは、整流回路により全波整流された電圧を、所定の直流電圧に変換する。コンバータは、例えば、スイッチング回路を有することができる。スイッチは、光源2(発光素子2b)および光源12(発光素子12b)への電力の印加と、電力の印加の停止とを切り替えることができる。
コントローラ40は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などの演算素子と、半導体メモリなどの記憶素子を有することができる。コントローラ40は、例えば、コンピュータとすることができる。記憶素子には、紫外線照射装置100に設けられた各要素の動作を制御する制御プログラムを格納することができる。演算素子は、記憶素子に格納されている制御プログラムや、操作者により入力されたデータなどを用いて、紫外線照射装置100に設けられた各要素の動作を制御することができる。
なお、比較例は、第1の照射ユニット1のみが設けられた場合である。この場合、照射される紫外線のピーク波長は385nm、積算光量は1600mJ/cm2としている。
Claims (3)
- 移動する対象物に紫外線を照射する紫外線照射装置であって、
第1のピーク波長を有する紫外線を照射可能な第1の発光素子を有する第1の照射ユニットと;
前記第1のピーク波長よりも短い第2のピーク波長を有する紫外線を照射可能な第2の発光素子を有する少なくとも1つの第2の照射ユニットと;
を具備し、
前記第2の発光素子の出射面の中心と、前記対象物における、前記第2の発光素子から照射された紫外線の照射位置と、の間の距離は、前記第1の発光素子の出射面の中心と、前記対象物における、前記第1の発光素子から照射された紫外線の照射位置と、の間の距離よりも小さい紫外線照射装置。 - 前記対象物の移動方向において、前記第1の照射ユニットの上流側および下流側の少なくともいずれかに、少なくとも1つの前記第2の照射ユニットが設けられている請求項1記載の紫外線照射装置。
- 前記第1のピーク波長は、350nm以上、450nm以下であり、
前記第1のピーク波長を有する紫外線の積算光量は、1000mJ/cm2以上であり、
前記第2のピーク波長は、300nm以上、350nm未満であり、
前記第2のピーク波長を有する紫外線の積算光量は、3.5mJ/cm2以上である請求項1または2に記載の紫外線照射装置。
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