JP2022055654A - 紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理状態の改善を図ることができる紫外線照射装置を提供する。【解決手段】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する複数の第１の発光素子と；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する複数の第２の発光素子と；を具備している。前記複数の第１の発光素子は、第１の方向に並べて設けられている。前記複数の第２の発光素子は、第１の方向に並べて設けられている。前記対象物の表面において、前記複数の第１の発光素子から照射された紫外線の照射領域、および、前記複数の第２の発光素子から照射された紫外線の照射領域、の少なくとも一部が重なる。【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、紫外線照射装置に関する。

紫外線硬化樹脂の硬化、表面改質、殺菌などのために、対象物に紫外線を照射する紫外線照射装置がある。紫外線を発生させる光源としては、水銀アークランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプなどの放電ランプが用いられている。近年においては、省エネルギー化や長寿命化などの観点から、放電ランプに代えて、紫外線発光ダイオード（Ultraviolet Light Emitting Diode）が用いられるようになってきている。

ここで、放電ランプからは様々な波長の紫外線が照射されるのに対し、紫外線発光ダイオードから照射される紫外線の波長帯域は、ナローバンド（狭波長域）となる。そのため、紫外線発光ダイオードを用いて、例えば、紫外線硬化樹脂を硬化させると、紫外線を照射する放電ランプを用いた場合に比べて、紫外線硬化樹脂が硬化するまでの時間が長くなったり、硬化の状態が悪くなったりする場合がある。

そのため、ピーク波長が異なる複数種類の発光ダイオードを備えた紫外線照射装置が提案されている。しかしながら、単に、ピーク波長が異なる発光ダイオードを複数の群に分けて並べると、対象物の表面に、波長が異なる紫外線が照射される領域が複数形成される。つまり、放電ランプのように、様々な波長の紫外線が照射領域に同時に照射されなくなる。

そのため、硬化時間や硬化状態などの処理状態にばらつきが生じ易くなる。このことは、対象物が大きくなるほど（照射範囲が大きくなるほど）顕著になる。
そこで、処理状態の改善を図ることができる紫外線照射装置の開発が望まれていた。

特開２０１０－９３０９４号公報

本発明が解決しようとする課題は、処理状態の改善を図ることができる紫外線照射装置を提供することである。

実施形態に係る紫外線照射装置は、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する複数の第１の発光素子と；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する複数の第２の発光素子と；を具備している。前記複数の第１の発光素子は、第１の方向に並べて設けられている。前記複数の第２の発光素子は、第１の方向に並べて設けられている。前記対象物の表面において、前記複数の第１の発光素子から照射された紫外線の照射領域、および、前記複数の第２の発光素子から照射された紫外線の照射領域、の少なくとも一部が重なる。

本発明の実施形態によれば、処理状態の改善を図ることができる紫外線照射装置を提供することができる。

発光素子から照射された紫外線の波長帯域と、放電ランプから照射された紫外線の波長帯域を例示するためのグラフである。 放電ランプから照射された紫外線の照度分布を例示するためのグラフである。 本実施の形態に係る紫外線照射装置を例示するための模式側面図である。 紫外線照射装置を光源側から見た場合の模式斜視図である。 発光素子から照射された紫外線の照度分布を例示するためのグラフである。 他の実施形態に係る紫外線照射装置を例示するための模式斜視図である。 他の実施形態に係る紫外線照射装置を例示するための模式斜視図である。 他の実施形態に係る紫外線照射装置を例示するための模式側面図である。 紫外線照射装置を光源側から見た場合の模式斜視図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
本発明の実施形態に係る紫外線照射装置と、紫外線が照射される対象物２００との間の相対的な位置は、変化してもよいし、変化しなくてもよい。なお、以下においては、一例として、対象物２００が、紫外線の照射領域を横切るように移動する場合を説明する。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。また、紫外線照射装置１を移動させる場合には、例えば、工業用ロボットのハンドなどに紫外線照射装置１を取り付ければ良い。

また、紫外線照射装置１の用途には特に限定はないが、対象物２００を硬化させる用途に用いることが好ましい。例えば、紫外線照射装置１は、紫外線硬化樹脂を含むインキ、接着剤、塗料などの硬化に用いることができる。
そのため、以下においては、一例として、紫外線照射装置１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。

ここで、一般的には、紫外線硬化樹脂には、モノマー、オリゴマー（プレポリマー）、光重合開始剤、および添加剤が含まれている。紫外線が、紫外線硬化樹脂に照射されると、光重合開始剤がイオンを発生し、そのイオンがモノマーやオリゴマーと重合する（結合して鎖状や網状になる）。この様な反応は光重合反応と呼ばれ、光重合反応により紫外線硬化樹脂が硬化する。

この場合、一般的には、光重合開始剤の反応感度は、照射される紫外線の波長が短くなるほど高くなる。そのため、より短いピーク波長の紫外線を照射する発光素子を用いれば、紫外線硬化樹脂の硬化時間（処理に要する時間）を短縮することが可能となる。
一方、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。対象物２００の内部にまで到達する紫外線の量が多くなれば、硬化の状態が良好になると考えられる。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。

従来、紫外線硬化樹脂を硬化させる際には、メタルハライドランプなどの放電ランプが用いられていた。放電ランプを用いれば、様々な波長の紫外線を対象物２００に照射することができる。しかしながら、放電ランプは、発光素子に比べて消費電力が大きく、寿命も短い。そのため、近年においては、放電ランプに代えて発光素子が用いられる様になってきている。
ところが、発光素子から照射される紫外線の波長帯域は、放電ランプから照射される紫外線の波長帯域に比べて、ナローバンド（狭波長域）となる。

図１は、発光素子から照射された紫外線の波長帯域と、放電ランプから照射された紫外線の波長帯域を例示するためのグラフである。
なお、放電ランプは、Ｆｅ－Ｓｎ系のメタルハライドランプである。
図１中のＡは、放電ランプから照射された紫外線の発光強度を表している。

図１中のＢ１～Ｂ５は、発光素子からから照射された紫外線の発光強度を表している。Ｂ１は、ピーク波長が３１０ｎｍ程度の紫外線を照射する発光素子の場合である。Ｂ２は、ピーク波長が３２５ｎｍ程度の紫外線を照射する発光素子の場合である。Ｂ３は、ピーク波長が３６５ｎｍ程度の紫外線を照射する発光素子の場合である。Ｂ４は、ピーク波長が３８５ｎｍ程度の紫外線を照射する発光素子の場合である。Ｂ５は、ピーク波長が４０５ｎｍ程度の紫外線を照射する発光素子の場合である。

図１から分かるように、メタルハライドランプなどの放電ランプから照射された紫外線は、波長帯域が広くなる。一方、発光素子から照射された紫外線は、波長帯域が狭くなる。

図２は、放電ランプから照射された紫外線の照度分布を例示するためのグラフである。 なお、図２中のＡ６は、波長が３６５ｎｍの紫外線の照度分布である。Ａ７は、波長が３１３ｎｍの紫外線の照度分布である。
放電ランプの場合には、１つの放電ランプから様々な波長の紫外線が照射されるので、波長毎の照度の分布も、同様となる。

そのため、硬化時間の短縮や、硬化の程度を考慮すると、図１および図２から分かるように、ピーク波長の異なる紫外線を一度に照射することができる放電ランプとすることが好ましい。ところが、近年においては、紫外線照射装置１の省エネルギー化や長寿命化などが求められているので、放電ランプを発光素子に置き換えることが望まれている。

この場合、単に、波長が異なる複数種類の発光ダイオードを設けると、対象物２００に硬化時間が異なる領域が生じたり、硬化の程度が異なる領域が生じたりするおそれがある。 そこで、本実施の形態に係る紫外線照射装置１は、第１のピーク波長を有する紫外線を照射する複数の第１の発光素子と、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する複数の第２の発光素子とを備えている。そして、対象物２００の表面において、複数の第１の発光素子から照射された紫外線の照射領域、および、複数の第２の発光素子から照射された紫外線の照射領域、の少なくとも一部が重なるようにしている。

図３は、本実施の形態に係る紫外線照射装置１を例示するための模式側面図である。
図４は、紫外線照射装置１を光源側から見た場合の模式斜視図である。
なお、図４においては、煩雑となるのを避けるために電源５、およびコントローラ６を省いて描いている。
図３に示すように、紫外線照射装置１は、例えば、光源２、光源３、ベース４、電源５、および、コントローラ６を有する。

図３および図４に示すように、光源２は、例えば、基板２ａ、および複数の発光素子２ｂ（第１の発光素子の一例に相当する）を有する。
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。例えば、基板２ａは、対象物２００の搬送方向２０１と略直交する方向に延びている。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の位置合わせが容易となる。

基板２ａの一方の面には、配線パターンを設けることができる。配線パターンには、複数の発光素子２ｂが実装される。複数の発光素子２ｂは、配線パターンにより、例えば、直列接続される。配線パターンには、一対の接続端子２ａ１を設けることができる。一対の接続端子２ａ１は、配線を介して、電源５と電気的に接続される。

また、配線パターンを覆う保護膜を設けることができる。この場合、白色の保護膜（例えば、白レジスト）や、酸化チタンなど光散乱粒子が混合された保護膜などとすることで反射膜の機能を有する保護膜とすることもできる。

基板２ａの材料は、紫外線に対する耐性を有し、熱伝導率が高いものとすることが好ましい。基板２ａの材料は、例えば、酸化アルミニウムなどのセラミックスとすることができる。基板２ａは、金属板の表面を無機材料で覆ったもの（メタルコア基板）とすることもできる。基板２ａの材料がセラミックスなどであったり、基板２ａがメタルコア基板であったりすれば、紫外線に対する耐性と高い放熱性を得ることができる。

複数の発光素子２ｂは、基板２ａの面に設けることができる。複数の発光素子２ｂは、例えば、基板２ａが延びる方向（第１の方向の一例に相当する）に並べて設けられる。なお、図３および図４に示すように、複数の発光素子２ｂを一列に並べることもできるし、複数の発光素子２ｂを含む列を複数設けることもできる。

複数の発光素子２ｂのピッチ寸法（発光素子２ｂ同士の間隔）は、一定であってもよいし、異なっていてもよい。複数の発光素子２ｂのピッチ寸法が一定であれば、照射ムラが生じるのを抑制することができる。一方、紫外線照射装置１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、紫外線の照度を大きくする領域に対応する発光素子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。

発光素子２ｂは、紫外線を照射可能な素子であれば特に限定はない。発光素子２ｂは、例えば、紫外線を照射可能な発光ダイオードやレーザダイオードなどとすることができる。例えば、発光素子２ｂは、例えば、ピーク波長が３５０ｎｍ以上、４１０ｎｍ以下（第１のピーク波長の一例に相当する）の紫外線を照射する。

発光素子２ｂは、例えば、ＰＬＣＣ（Plastic Leaded Chip Carrier）型などの表面実装型の発光素子とすることができる。なお、発光素子２ｂは、例えば、砲弾型などのリード線を有する発光素子とすることもできる。図３および図４に例示をした発光素子２ｂは、表面実装型の発光素子である。

また、発光素子２ｂは、ＣＯＢ（Chip On Board）により実装されるものとしてもよい。ＣＯＢにより実装される発光素子２ｂとする場合には、チップ状の発光素子と、発光素子と配線パターンとを電気的に接続する配線と、発光素子と配線を囲む枠状の部材と、枠状の部材の内部に設けられた封止部などを基板２ａの上に設けることができる。この場合、枠状の部材は、封止部の形成範囲を規定する機能と、リフレクタの機能とを有することができる。なお、枠状の部材を設けずに封止部のみを設けることもできる。封止部のみを設ける場合には、ドーム状の封止部が基板２ａの上に設けられる。封止部は、例えば、シリコーン樹脂などから形成される。

光源３は、光源２と並べて設けることができる。例えば、光源２と光源３は、対象物２００の搬送方向２０１に並べて設けることができる。
光源３は、例えば、基板３ａ、および複数の発光素子３ｂ（第２の発光素子の一例に相当する）を有する。
基板３ａの形状、寸法、材料、ベース４への取り付けなどは、前述した基板２ａと同様とすることができる。基板３ａの一方の面には、配線パターンを設けることができる。配線パターンには、複数の発光素子３ｂが実装される。複数の発光素子３ｂは、配線パターンにより、例えば、直列接続される。配線パターンには、一対の接続端子３ａ１を設けることができる。一対の接続端子３ａ１は、配線を介して、電源５と電気的に接続される。

また、前述した基板２ａの場合と同様に、配線パターンを覆う保護膜を設けることができる。この場合、白色の保護膜（例えば、白レジスト）や、酸化チタンなど光散乱粒子が混合された保護膜などとすることで反射膜の機能を有する保護膜とすることもできる。

複数の発光素子３ｂは、基板３ａの面に設けることができる。複数の発光素子３ｂは、例えば、基板３ａが延びる方向（第１の方向の一例に相当する）に並べて設けられる。なお、図３および図４に示すように、複数の発光素子３ｂを一列に並べることもできるし、複数の発光素子３ｂを含む列を複数設けることもできる。

前述した発光素子２ｂの場合と同様に、複数の発光素子３ｂのピッチ寸法（発光素子３ｂ同士の間隔）は、一定であってもよいし、異なっていてもよい。
また、発光素子２ｂの形態も、前述した発光素子２ｂと同様とすることができる。例えば、発光素子２ｂは、表面実装型の発光素子、砲弾型などのリード線を有する発光素子、ＣＯＢにより実装される発光素子などとすることができる。図３および図４に例示をした発光素子３ｂは、表面実装型の発光素子である。

発光素子３ｂは、紫外線を照射可能な素子であれば特に限定はない。発光素子３ｂは、例えば、紫外線を照射可能な発光ダイオードやレーザダイオードなどとすることができる。 発光素子３ｂは、例えば、ピーク波長が３００ｎｍ以上、３３０ｎｍ以下（第２のピーク波長の一例に相当する）の紫外線を照射する。

ベース４は、例えば、光源２（３）を保持する機能と、光源２（３）を冷却する機能とを有する。ベース４は、ブロック状を呈し、熱伝導率の高い金属から形成することができる。ベース４は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属から形成される。

ベース４の内部には、水などの冷媒を流す流路４ｂを設けることができる。例えば、流路４ｂは、光源２（３）毎に１つずつ設けることができる。この場合、例えば、発光素子２ｂの光軸の延長線上に、１つの流路４ｂの中心を設けることができる。この様にすれば、発光素子２ｂと流路４ｂとの間の距離を短くすることができる。例えば、発光素子３ｂの光軸の延長線上に、１つの流路４ｂの中心を設けることができる。この様にすれば、発光素子３ｂと流路４ｂとの間の距離を短くすることができる。
そのため、これらのようにすれば、複数の発光素子２ｂ、３ｂを効果的に冷却することができる。

また、光源２に対応する流路４ｂは、例えば。複数の発光素子２ｂが並ぶ方向に延びる形状を有する。光源３に対応する流路４ｂは、例えば。複数の発光素子３ｂが並ぶ方向に延びる形状を有する。この様にすれば、複数の発光素子２ｂ、３ｂに冷却むらが生じるのを抑制することができる。

また、流路４ｂには、冷媒を供給するための配管継ぎ手４ｃ１と、供給された冷媒を排出するための配管継ぎ手４ｃ２を接続することができる。
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。

以上においては、光源２（３）を１つのベース４に設ける場合を例示したが、光源２を設けるベースと、光源３を設けるベースを設けるようにしてもよい。この場合、光源２を設けるベースと、光源３を設けるベースは、接触させてもよいし、隙間を介して設けられていてもよい。ただし、光源２（３）が１つのベース４に設けられていれば、発光素子２ｂの出射面の中心と発光素子３ｂの出射面の中心との間の距離Ｌ１を小さくすることが容易となる。なお、距離Ｌ１に関する詳細な説明は後述する。

電源５は、例えば、光源２（接続端子２ａ１）、および光源３（接続端子３ａ１）に電気的に接続される。電源５は、光源２（発光素子２ｂ）、および光源３（発光素子３ｂ）に所定の電力を供給する。電源５は、例えば、直流電源である。直流電源は、例えば、整流回路、コンバータ、およびスイッチなどを有する。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。整流回路は、例えば、ダイオードブリッジなどを有する。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。スイッチは、例えば、光源２（発光素子２ｂ）および光源３（発光素子３ｂ）への電力の印加と、電力の印加の停止とを切り替える。

コントローラ６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。コントローラ６は、例えば、コンピュータである。記憶素子には、紫外線照射装置１に設けられた各要素の動作を制御する制御プログラムが格納されている。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１に設けられた各要素の動作を制御する。

例えば、コントローラ６は、電源５を制御して、光源２、および光源３に略同時に電力を印加する。すなわち、コントローラ６は、発光素子２ｂ、および発光素子３ｂに略同時に紫外線を照射させる。

図３に示すように、光源２と光源３は、対象物２００の搬送方向２０１に並べて設けられている。そのため、対象物２００の搬送方向２０１において、発光素子２ｂと発光素子３ｂとの間の距離Ｌ１を小さくすることが容易となる。発光素子２ｂ、３ｂから照射された紫外線には拡がりがあるので、対象物２００の表面において、発光素子２ｂから照射された紫外線の照射領域と、発光素子３ｂから照射された紫外線の照射領域とが重なる場合がある。この場合、距離Ｌ１が小さくなれば、発光素子２ｂから照射された紫外線の照射領域の中心２００ａ１と、発光素子３ｂから照射された紫外線の照射領域の中心２００ａ２との間の距離が小さくなるので、照射領域同士が重なる範囲を大きくすることができる。

図５は、発光素子２ｂ、３ｂから照射された紫外線の照度分布を例示するためのグラフである。
なお、図５中のＢ５は、発光素子２ｂから照射された紫外線の照度分布である。例えば、ピーク波長が３６５ｎｍの紫外線の照度分布である。Ｂ６は、発光素子３ｂから照射された紫外線の照度分布である。例えば、ピーク波長が３１３ｎｍの紫外線の照度分布である。

図５に示すように、発光素子２ｂから照射された紫外線と、発光素子３ｂから照射された紫外線とが重なった範囲には、例えば、ピーク波長が３６５ｎｍの紫外線と、ピーク波長が３１３ｎｍの紫外線とが略同時に照射される。そのため、照射領域同士が重なった範囲においては、例えば、ピーク波長が３１３ｎｍの紫外線が照射されることで、対象物２００の硬化時間（処理に要する時間）を短縮することができる。また、例えば、ピーク波長が３６５ｎｍの紫外線が照射されることで、対象物２００の内部にまで到達する紫外線の量を多くすることができるので、硬化状態を改善させることができる。
すなわち、本実施の形態に係る紫外線照射装置１とすれば、硬化時間や硬化状態などの処理状態の改善を図ることができる。

この場合、図５に示すように、発光素子２ｂから照射された紫外線の積算光量を、発光素子３ｂから照射された紫外線の積算光量よりも多くすることが好ましい。本発明者の得た知見によれば、発光素子２ｂから照射された紫外線の積算光量を、発光素子３ｂから照射された紫外線の積算光量の１．４倍以上とすれば、硬化時間や硬化状態などの処理状態をさらに改善することができる。

また、図３に示すように、発光素子２ｂ、３ｂの出射面と対象物２００の表面との間の距離Ｌ２を、７０ｍｍ以下とし、発光素子２ｂの出射面の中心と発光素子３ｂの出射面の中心との間の距離Ｌ１を１３０ｍｍ以下とすれば、処理状態の改善が容易となる。

図６は、他の実施形態に係る紫外線照射装置１ａを例示するための模式斜視図である。 紫外線照射装置１ａは、例えば、光源１２、ベース１４、電源５、および、コントローラ６を有する。
なお、図６においては、煩雑となるのを避けるために、電源５、およびコントローラ６を省いて描いている。

図６に示すように、光源１２は、例えば、基板１２ａ、複数の発光素子２ｂ、および複数の発光素子３ｂを有する。
基板１２ａの形状、寸法、材料、ベース１４への取り付けなどは、前述した基板２ａと同様とすることができる。基板１２ａの一方の面には、配線パターンを設けることができる。配線パターンには、複数の発光素子２ｂ、および複数の発光素子３ｂが実装される。複数の発光素子２ｂは、配線パターンにより、例えば、直列接続される。複数の発光素子３ｂは、配線パターンにより、例えば、直列接続される。直列接続された複数の発光素子３ｂは、直列接続された複数の発光素子２ｂと、例えば、並列接続される。配線パターンには、一対の接続端子１２ａ１を設けることができる。一対の接続端子１２ａ１は、配線を介して、電源５と電気的に接続される。

また、前述した基板２ａの場合と同様に、配線パターンを覆う保護膜を設けることができる。この場合、白色の保護膜（例えば、白レジスト）や、酸化チタンなど光散乱粒子が混合された保護膜などとすることで反射膜の機能を有する保護膜とすることもできる。

複数の発光素子２ｂは、基板１２ａの面に設けることができる。複数の発光素子２ｂは、例えば、基板１２ａが延びる方向に並べて設けられる。
複数の発光素子３ｂは、基板１２ａの面に設けることができる。複数の発光素子３ｂは、例えば、基板１２ａが延びる方向に並べて設けられる。
前述した光源２の場合と同様に、複数の発光素子２ｂのピッチ寸法（発光素子２ｂ同士の間隔）は、一定であってもよいし、異なっていてもよい。前述した光源３の場合と同様に、複数の発光素子３ｂのピッチ寸法（発光素子３ｂ同士の間隔）は、一定であってもよいし、異なっていてもよい。

ベース１４は、例えば、光源１２を保持する機能と、光源１２を冷却する機能とを有する。ベース１４は、ブロック状を呈し、熱伝導率の高い金属から形成することができる。ベース１４は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属から形成される。

ベース１４の内部には、水などの冷媒を流す流路１４ｂを設けることができる。例えば、流路１４ｂは、１つ設けることができる。この場合、例えば、平面視において、複数の発光素子２ｂの列と、複数の発光素子３ｂの列との間に流路１４ｂを設けることができる。この様にすれば、発光素子２ｂおよび発光素子３ｂと、流路１４ｂとの間の距離を短くすることができる。そのため、複数の発光素子２ｂ、３ｂを効果的に冷却することができる。
また、流路１４ｂは、例えば。複数の発光素子２ｂ、３ｂが並ぶ方向に延びる形状を有する。この様にすれば、複数の発光素子２ｂ、３ｂに冷却むらが生じるのを抑制することができる。

また、流路１４ｂには、冷媒を供給するための配管継ぎ手４ｃ１と、供給された冷媒を排出するための配管継ぎ手４ｃ２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。

本実施の形態によれば、発光素子２ｂの出射面の中心と発光素子３ｂの出射面の中心との間の距離Ｌ１を、より小さくすることができる。そのため、前述した照射領域同士が重なる範囲をより大きくすることができるので、処理状態をより改善することができる。

図７は、他の実施形態に係る紫外線照射装置１ｂを例示するための模式斜視図である。 紫外線照射装置１ｂは、例えば、光源２２、ベース１４、電源５、および、コントローラ６を有する。
なお、図７においては、煩雑となるのを避けるために、電源５、およびコントローラ６を省いて描いている。
図７に示すように、光源２２は、例えば、基板２２ａ、複数の発光素子２ｂ、および複数の発光素子３ｂを有する。
基板２２ａの形状、寸法、材料、ベース１４への取り付けなどは、前述した基板２ａと同様とすることができる。基板２２ａの一方の面には、配線パターンを設けることができる。配線パターンには、複数の発光素子２ｂ、３ｂが実装される。複数の発光素子２ｂ、３ｂは、配線パターンにより、例えば、直列接続される。配線パターンには、一対の接続端子２２ａ１を設けることができる。一対の接続端子２２ａ１は、配線を介して、電源５と電気的に接続される。

また、前述した基板２ａの場合と同様に、配線パターンを覆う保護膜を設けることができる。この場合、白色の保護膜（例えば、白レジスト）や、酸化チタンなど光散乱粒子が混合された保護膜などとすることで反射膜の機能を有する保護膜とすることもできる。

複数の発光素子２ｂ、３ｂは、基板１２ａの面に設けることができる。複数の発光素子２ｂ、３ｂは、例えば、基板１２ａが延びる方向に並べて設けられる。この場合、例えば、発光素子２ｂと発光素子３ｂを交互に実装したり、所定の数置きに発光素子２ｂまたは発光素子３を実装したりすることができる。

前述したものと同様に、複数の発光素子２ｂ、３ｂのピッチ寸法（発光素子２ｂ、３ｂ同士の間隔）は、一定であってもよいし、異なっていてもよい。
また、複数の発光素子２ｂ、３ｂを一列に並べることもできるし、複数の発光素子２ｂ、３ｂを含む列を複数設けることもできる。

本実施の形態によれば、発光素子２ｂの出射面の中心と発光素子３ｂの出射面の中心との間の距離Ｌ１を、さらに小さくすることができる。そのため、前述した照射領域同士が重なる範囲をさらに大きくすることができるので、処理状態をさらに改善することができる。

図８は、他の実施形態に係る紫外線照射装置１ｃを例示するための模式側面図である。 図９は、紫外線照射装置１ｃを光源側から見た場合の模式斜視図である。
なお、図９においては、煩雑となるのを避けるために、電源５、およびコントローラ６を省いて描いている。
図８および図９に示すように、紫外線照射装置１ｃは、例えば、光源２、光源３、レンズユニット７、およびベース２４を有する。

レンズユニット７は、ベース２４の、光源２（３）が設けられる側に設けられる。
レンズユニット７は、例えば、保持部７ａ、およびレンズ７ｂを有する。
保持部７ａは、板状を呈し、一対設けることができる。一対の保持部７ａは、基板２ａ（３ａ）が延びる方向において、例えば、ベース２４の面２４ａの外側に設けられる。一対の保持部７ａは、基板２ａ（３ａ）が延びる方向において対峙している。一対の保持部７ａは、例えば、ネジなどの締結部材を用いてベース２４に取り付けられる。一対の保持部７ａは、例えば、アルミニウムなどの金属から形成することができる。

レンズ７ｂは、一対の保持部７ａ同士の間に設けることができる。基板２ａ（３ａ）が延びる方向におけるレンズ７ｂの端部は、例えば、保持部７ａに固定される。レンズ７ｂは、複数の光源２（３）に対して１つずつ設けることができる。レンズ７ｂは、光源２（３）から照射された紫外線を照射位置に集光させる。

レンズ７ｂは、例えば、基板２ａ（３ａ）が延びる方向に延びるシリンドリカルレンズとすることができる。なお、レンズ７ｂが、複数の光源２（３）に対して１つずつ設けられる場合を例示したが、複数のレンズ７ｂが一体化されていてもよい。また、レンズ７ｂの形状は、紫外線照射装置１ｃの用途などに応じて適宜変更することができる。例えば、図８に例示をしたレンズ７ｂは、凹凸レンズ（メニスカスレンズ）であるが、平凸レンズや両凸レンズなどであってもよい。

また、レンズ７ｂは、フライアレイレンズとすることもできる。レンズ７ｂがフライアレイレンズの場合には、光源２（３）に設けられた複数の発光素子２ｂ、３ｂごとにレンズを設けることができる。

レンズ７ｂの材料は、紫外線を透過させることができ、且つ、紫外線に対する耐性を有するものであればよい。レンズ７ｂの材料は、例えば、石英ガラス、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などとすることができる。

ベース２４は、例えば、複数の光源２（３）を保持する機能と、複数の光源２（３）を冷却する機能とを有する。ベース２４は、ブロック状を呈し、熱伝導率の高い金属から形成することができる。ベース２４は、例えば、アルミニウムなどの金属から形成される。

ベース２４の内部には、水などの冷媒を流す流路２４ｂを設けることができる。例えば、流路２４ｂは、複数の光源２（３）毎に１つずつ設けることができる。この場合、例えば、発光素子２ｂの光軸の延長線上に、１つの流路２４ｂの中心を設けることができる。この様にすれば、発光素子２ｂと流路２４ｂとの間の距離を短くすることができる。例えば、発光素子３ｂの光軸の延長線上に、１つの流路２４ｂの中心を設けることができる。この様にすれば、発光素子３ｂと流路２４ｂとの間の距離を短くすることができる。
そのため、これらのようにすれば、複数の発光素子２ｂ、３ｂを効果的に冷却することができる。

また、光源２に対応する流路２４ｂは、例えば。複数の発光素子２ｂが並ぶ方向に延びる形状を有する。光源３に対応する流路２４ｂは、例えば。複数の発光素子３ｂが並ぶ方向に延びる形状を有する。これらのようにすれば、複数の発光素子２ｂ、３ｂに冷却むらが生じるのを抑制することができる。

流路２４ｂと隣接する流路２４ｂとは、ベース２４の内部において接続することもできるし、配管継ぎ手と配管を介して接続することもできる。また、流路２４ｂには、冷媒を供給するための配管継ぎ手４ｃ１と、供給された冷媒を排出するための配管継ぎ手４ｃ２を接続することができる。
また、ベース２４には放熱フィンなどを設けることもできる。

ベース２４は、１つの基板２ａ（３ｂ）が設けられる面２４ａを複数有している。例えば、ベース２４には、少なくとも１つの光源２と、少なくとも１つの光源３とが設けられる。この場合、光源２と光源３とを交互に設けることもできるし、所定の数置きに光源２または光源３を設けることもできるし、複数の光源２が設けられる範囲と複数の光源３が設けられる範囲とを設けることもできる。

図８に示すように、基板２ａ（３ｂ）が延びる方向からベース２４を見た場合に、複数の面２４ａの中心は、設置円８の円周上に設けることができる。設置円８は、複数の光源２（３）の光軸が交わる点を中心とした仮想円とすることができる。より具体的には、設置円８は、一の光源２（３）に設けられた発光素子２ｂ（３ｂ）の出射面の中心と紫外線の照射位置２００ａ１（２００ａ２）とを結ぶ線分と、他の光源２（３）に設けられた発光素子２ｂ（３ｂ）の出射面の中心と紫外線の照射位置２００ａ１（２００ａ２）とを結ぶ線分と、が交わる点を中心とした仮想円とすることができる。

なお、設置円８の半径は、紫外線照射装置１ｃの用途、大きさ、発光素子２ｂ（３ｂ）から照射される紫外線の照度などに応じて適宜変更することができる。

この様にすれば、対象物２００の表面において、光源２（発光素子２ｂ）から照射された紫外線の照射領域と、光源３（発光素子３ｂ）から照射された紫外線の照射領域とを重ねることができる。発光素子２ｂから照射された紫外線と、発光素子３ｂから照射された紫外線とが重なった範囲には、例えば、ピーク波長が３６５ｎｍの紫外線と、ピーク波長が３１３ｎｍの紫外線とが略同時に照射される。そのため、照射領域同士が重なった範囲においては、例えば、ピーク波長が３１３ｎｍの紫外線が照射されることで、対象物２００の硬化時間（処理に要する時間）を短縮することができる。また、例えば、ピーク波長が３６５ｎｍの紫外線が照射されることで、対象物２００の内部にまで到達する紫外線の量を多くすることができるので、硬化状態を改善させることができる。
すなわち、本実施の形態に係る紫外線照射装置１ｃとすれば、硬化時間や硬化状態などの処理状態の改善をさらに図ることができる。

また、前述した光軸同士の間の角度（前述した線分同士の間の角度）を設置角度θｐとした場合、設置角度θｐが同じとなるようにすることもできるし、異なる様にすることもできる。図８に例示をした紫外線照射装置１ｃの場合には、設置角度θｐを同じにしている。

対象物２００の面２００ｂに対して垂直な方向から、紫外線が入射すれば、対象物２００の面２００ｂにおいて反射される紫外線を少なくすることができる。この場合、設置角度θｐを小さくすれば、紫外線照射装置１ｃの中心軸１ｃ１と、最も外側に設けられた光源２（３）の光軸との間の角度θ１を小さくすることができる。そのため、最も外側に設けられた光源２（３）から照射された紫外線が対象物２００の面２００ｂにおいて反射されるのを抑制することができる。
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（３）の大きさ、数などに応じて適宜変更することができる。

また、紫外線照射装置１ｃの中心軸１ｃ１と、光源２（３）の光軸との間の角度が小さくなるほど、照射された紫外線が対象物２００の面２００ｂにおいて反射されにくくなる。そのため、光源２（３）を中心軸１ｃ１上、または、中心軸１ｃ１の近傍に設けることが好ましい。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ 紫外線照射装置、１ａ～１ｃ 紫外線照射装置、２ 光源、２ｂ 発光素子、３ 光源、３ｂ 発光素子、４ ベース、５ 電源、６ コントローラ、７ レンズユニット、１２ 光源、１４ ベース、２４ ベース、

Claims (3)

1. 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する複数の第１の発光素子と；
   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する複数の第２の発光素子と；
   を具備し、
   前記複数の第１の発光素子は、第１の方向に並べて設けられ、
   前記複数の第２の発光素子は、第１の方向に並べて設けられ、
   前記対象物の表面において、前記複数の第１の発光素子から照射された紫外線の照射領域、および、前記複数の第２の発光素子から照射された紫外線の照射領域、の少なくとも一部が重なる紫外線照射装置。
2. 前記第１のピーク波長は、３５０ｎｍ以上、４１０ｎｍ以下であり、
   前記第２のピーク波長は、３００ｎｍ以上、３３０ｎｍ以下であり、
   前記複数の第１の発光素子から照射された紫外線の積算光量は、前記複数の第２の発光素子から照射された紫外線の積算光量の１．４倍以上である請求項１記載の紫外線照射装置。
3. 前記対象物は、紫外線硬化樹脂を含む請求項１または２に記載の紫外線照射装置。

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