JP4972882B2 - 紫外線照射装置および紫外線照射システム - Google Patents

Description

この発明は紫外線を照射する紫外線照射装置および紫外線照射システムに関し、特に複数の光源から紫外線を照射する紫外線照射装置および紫外線照射システムに関するものである。

近年、多くの産業分野において、接着剤やコーティング剤の硬化方法として紫外線硬化法（Ultra Violet Curing；以下、ＵＶ硬化法と称す）が利用されている。

ＵＶ硬化法は、ＵＶ硬化材料に紫外線を照射して光重合反応を生じさせ、モノマー（液体）をポリマー（固体）に変化させる技術である。一般的なＵＶ硬化材料は、モノマー、オリゴマー、光開始剤および添加剤を含む。そして、紫外線が照射されると、光開始剤が励起し、その励起エネルギーにより、モノマーはポリマーに変化する。

そのため、ＵＶ硬化方法は、熱エネルギーを利用する熱硬化方法に比較して、有害物質を大気中に放散しない、硬化時間が短い、熱に弱い製品にも適応できるなどの多くの利点を有している。

従来から、ＵＶ硬化法では、光源として紫外線ランプを備えた紫外線照射装置が用いられてきたが、紫外線を発生することのできるＬＥＤ（Light Emitting Diode）の開発に伴い、紫外線ランプに代えてＬＥＤを備えた紫外線照射装置が実用化されている。ＬＥＤは、紫外線ランプに比較して長寿命であり、かつ、自己の発熱による被照射物への熱影響が少ないなどの利点があるため、今後の主流となることが期待されている。

たとえば、特許文献１には、紫外線ＬＥＤからなる光源を備える紫外線照射装置が開示されている。
特開平１０−２０９４９２号公報

ところで、紫外線を発生するＬＥＤは、従来の紫外線ランプに比較して、その照射強度が低いため、光源を構成するＬＥＤの数を増加させる必要がある。一方、紫外線照射装置として許容される光源の物理的な大きさには限界があり、従来の紫外線ランプと同程度の照射強度をもつ単一の光源を実現することは難しい。そこで、複数の光源から同時に紫外線を照射することで、従来の紫外線ランプ以上の照射強度を実現する構成が検討されている。

また、単一の光源から照射される紫外線は、照射面において一様とはならず、ＵＶ硬化材料の光重合反応が不均一となる場合がある。そのため、硬化歪みが生じて、不良品となることがあった。そこで、複数の光源から紫外線を照射することで、光重合反応を均一化させる構成が検討されている。

上述のように、複数の光源から紫外線を照射するというニーズが高まっている。
しかしながら、従来の紫外線照射装置を用いて複数の光源から紫外線を照射する場合には、ユーザは、それぞれの光源について、一定の照射強度または時間毎の照射強度の変化を規定した照射パターンを設定する必要があった。そのため、最適な照射強度を見出すためには、ユーザは、照射結果に基づいて、それぞれの光源における設定を変更するという試行錯誤が必要となり、多くの労力と時間とを要するという問題があった。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、紫外線を照射する光源の数にかかわりなく、容易に照射強度を設定できる紫外線照射装置および紫外線照射システムを提供することである。

この発明によれば、供給される電力に応じて、紫外線の照射強度が変化する複数の照射部と、制御指令に応じて、複数の照射部のそれぞれへ供給する電力を調整する光源用電源部と、複数の照射部のそれぞれが照射する紫外線の照射強度を制御するための制御指令を光源用電源部へ与える制御部と、紫外線の総照射強度を受付ける入力部とを備える紫外線照射装置である。そして、制御部は、所定の条件に従い、入力部から受けた総照射強度を複数の照射部のそれぞれにおける照射強度に分配する分配手段と、分配手段において分配されたそれぞれの照射強度に応じて、制御指令を生成する生成手段とを含む。

好ましくは、光源用電源部と接続される照射部の数は変更可能であり、光源用電源部と接続される照射部の数を検出する検出手段をさらに備え、分配手段は、さらに、検出手段において検出された照射部の数に応じて、総照射強度を分配する。

好ましくは、入力部は、さらに、時間毎に規定された総照射強度を受付け、分配手段は、さらに、入力部から受けた時間毎に規定された総照射強度を複数の照射部のそれぞれにおける時間毎の照射強度に分配する。

好ましくは、入力部は、さらに、総照射強度を分配するための分配条件を受付け、分配手段は、さらに、入力部から受けた分配条件に従い、総照射強度を分配する。

好ましくは、制御部は、入力部から受けた総照射強度が複数の照射部で照射できる合計の紫外線の照射強度を超過したか否かを判断する判断手段をさらに含み、分配手段は、さらに、判断手段において総照射強度が複数の照射部で照射できる合計の紫外線の照射強度を超過していないと判断された場合にのみ総照射強度を分配する。

好ましくは、制御部は、判断手段において総照射強度が複数の照射部で照射できる合計の紫外線の照射強度を超過したと判断された場合に、総照射強度を分配するために必要な照射部の数を算出する算出手段をさらに含み、算出手段において算出された照射部の数を表示または／および外部へ出力する表示出力手段をさらに備える。

好ましくは、他の紫外線照射装置と通信するための通信部をさらに備え、制御部は、通信部を介して、他の紫外線照射装置から他の紫外線照射装置に含まれる照射部の数を受信する受信手段と、通信部を介して、他の紫外線照射装置に含まれる照射部のそれぞれにおける照射強度を設定するための設定指令を他の紫外線照射装置へ送信する送信手段とをさらに含み、分配手段は、さらに、総照射強度を複数の照射部と受信手段において受信された他の紫外線照射装置に含まれる照射部とのそれぞれにおける照射強度に分配し、生成手段は、さらに、分配手段において分配された他の紫外線照射装置に含まれる照射部のそれぞれにおける照射強度に応じて、設定指令を生成する。

好ましくは、制御部は、通信部を介して、複数の照射部の数を他の紫外線照射装置へ応答する応答手段と、通信部を介して、他の紫外線照射装置から受信した設定指令を制御指令に変換する変換手段とをさらに含む。

また、この発明によれば、第１の紫外線照射装置と、第２の紫外線照射装置とからなる紫外線照射システムである。そして、第１の紫外線照射装置は、供給される電力に応じて、紫外線の照射強度が変化する照射部と、制御指令に応じて、照射部へ供給する電力を調整する光源用電源部と、照射部が照射する紫外線の照射強度を制御するための制御指令を光源用電源部へ与える第１の制御部と、紫外線の総照射強度を受付ける入力部と、第２の紫外線照射装置と通信するための第１の通信部とを備え、第１の制御部は、通信部を介して、第２の紫外線照射装置から第２の紫外線照射装置に含まれる照射部の数を受信する受信手段と、入力部から受けた総照射強度を照射部と第２の紫外線照射装置に含まれる照射部とのそれぞれにおける照射強度に分配する分配手段と、分配手段において分配された照射部における照射強度に応じて制御指令を生成し、かつ、分配手段において分配された第２の紫外線照射装置に含まれる照射部における照射強度に応じて設定指令を生成する生成手段と、第１の通信部を介して、設定指令を第２の紫外線照射装置へ送信する送信手段とを含む。第２の紫外線照射装置は、供給される電力に応じて、紫外線の照射強度が変化する照射部と、制御指令に応じて、照射部のそれぞれへ供給する電力を調整する光源用電源部と、照射部が照射する紫外線の照射強度を制御するための制御指令を光源用電源部へ与える第２の制御部と、第１の紫外線照射装置と通信するための第２の通信部とを備え、第２の制御部は、第２の通信部を介して、照射部の数を第１の紫外線照射装置へ応答する応答手段と、第２の通信部を介して、第１の紫外線照射装置から受信した設定指令を制御指令に変換する変換手段とを含む。

この発明によれば、制御部は、入力部から受けた総照射強度を複数の照射部のそれぞれにおける照射強度に分配し、さらに、それぞれの照射部に分配された照射強度に応じて制御指令を生成する。そのため、ユーザは、照射部の数に関係なく、総照射強度を入力するだけで済む。よって、ユーザは、複数の照射部をあたかも単一の照射部として扱うことができるため、紫外線を照射する光源の数にかかわりなく、容易に照射強度を設定できる紫外線照射装置および紫外線照射システムを実現できる。

この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従う紫外線照射装置１００の概略構成図である。

図１を参照して、紫外線照射装置１００は、４つの照射部２と、４つの接続ケーブル２２と、本体部１とからなる。

照射部２の各々は、接続ケーブル２２を介して本体部１と接続され、かつ、照射部２の各々は、本体部１から自由に着脱される。そして、本体部１は、ユーザの設定に応じて、照射部２のそれぞれへ電力を供給する。さらに、本体部１は、照射部２のそれぞれにおける照射状態などをユーザへ表示する。

照射部２は、本体部１から受けた電力で光源を駆動し、紫外線を発生して対象物へ照射する。

照射部２の各々は、ＵＶ光源１６と、記憶部１８とからなる。
ＵＶ光源１６は、紫外線を発生するＬＥＤから構成され、本体部１から供給される電力に応じて発光量が変化する。

記憶部１８は、ＵＶ光源１６と一体的に形成され、ＵＶ光源１６の発光特性を格納する。そして、記憶部１８は、本体部１からの指令に応じて、格納したＵＶ光源１６の発光特性を読み出し、本体部１へ応答する。

本体部１は、４つのコネクタ部２０と、光源用電源部６と、表示部８と、記憶部１０と、入力部１２と、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）部１４と、制御部４とからなる。

コネクタ部２０の各々は、接続ケーブル２２と連結され、接続ケーブル２２を光源用電源部６および制御部４と接続する。

光源用電源部６は、制御部４から受けた制御指令に応じて、照射部２のそれぞれへ電力を供給する。

表示部８は、本体部１の表面に配置され、制御部４から与えられた情報をユーザに対して表示する。

記憶部１０は、制御部４から受けたデータを格納し、また、制御部４からの指令に応じて格納したデータを読み出して制御部４へ出力する。そして、記憶部１０は、ユーザが入力した設定値などのデータを格納する。

入力部１２は、本体部１の表面に配置され、ユーザからの設定を受付ける。ユーザは、所望する総照射強度または総照射パターンを入力する。また、ユーザは、所望する分配条件を入力することもできる。

インターフェイス部１４は、制御部４と外部の装置、たとえばパソコンなどとのデータの授受を仲介する。そして、インターフェイス部１４は、たとえば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＲＳ−２３２Ｃ（Recommended Standard 232 version C）、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）１３９４、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）、イーサネット（登録商標）、ＩＥＥＥ１２８４（パラレルポート）などからなる。

制御部４は、入力部１２から受けた総照射強度または総照射パターンを照射部２のそれぞれにおける照射強度または時間毎の照射強度に分配する。そして、制御部４は、分配した照射部２のそれぞれにおける照射強度に応じて、制御指令を生成し、光源用電源部６へ与える。また、制御部４は、入力部１２から受けた分配条件に基づいて、総照射強度または総照射パターンを分配する。

また、制御部４は、照射部２の記憶部１８に格納されているＵＶ光源１６の発光特性を取得できるか否かを判断し、その判断結果に基づいて光源用電源部６と接続されている照射部２の数を検出する。そして、制御部４は、その検出した照射部２の数に応じて、総照射強度または総照射パターンを分配する。さらに、制御部４は、検出した照射部２の数に基づいて、照射できる最大の照射強度を取得し、入力部１２から受けた総照射強度または総照射パターンがその最大の照射強度を超過しているか否かを判断する。そして、制御部４は、総照射強度または総照射パターンが最大の照射強度を超過していなければ、総照射強度または総照射パターンを分配する。また、制御部４は、総照射強度または総照射パターンが最大の照射強度を超過していれば、総照射強度または総照射パターンを分配するために必要な照射部２の数を算出し、その算出した照射部２の数を表示部８上に表示させる。

図２は、この発明の実施の形態１に従う紫外線照射装置１００の外観図である。なお、理解を容易にするため、本体部１に対して１つの照射部２が接続されている状態を示す。

図２を参照して、本体部１は、箱型形状であり、その前面に表示部８および入力部１２が配置される。

接続ケーブル２２は、その一端が本体部１の背面に接続され、他端が照射部２と接続される。なお、接続ケーブル２２は、被照射物および被照射物を配置する架台などに応じて必要な長さに設定される。

照射部２は、円筒形状であり、接続ケーブル２２が接続される端の反対側から紫外線を照射する。そして、照射部２は、紫外線を照射する照射口の近傍にＵＶ光源１６を内蔵する。さらに、照射部２は、ＵＶ光源１６と接続ケーブル２２の接続端との間に介挿されるように記憶部１８を備える。

（照射強度の制御）
ＬＥＤは、電子と陽子との再結合によるエネルギー遷移を利用して紫外線を発光するので、発光効率が高く、供給する電子数に応じた発光量を生じる。

図３は、ＵＶ光源１６の入力電流に対する発光量の変化を示す図である。
図３を参照して、ＵＶ光源１６の発光量は、ＬＥＤに供給する電子数、すなわち入力電流にほぼ比例する。そのため、制御部４は、ＵＶ光源１６の発光特性に基づいて、照射強度に応じた電流値を導出し、光源用電源部６へその導出した電流値についての制御指令を与える。そして、光源用電源部６は、制御指令を受けて、ＵＶ光源１６のそれぞれに供給する電流値を調整する。

（総照射強度の分配機能）
制御部４は、ユーザから総照射強度を受けると、照射部２のそれぞれにおける照射強度に分配する。そして、制御部４は、分配した照射部２のそれぞれにおける照射強度に応じて、制御指令を生成し、光源用電源部６へ与える。

図４は、４つの照射部２から基材４０上の単一の点に向けて紫外線を照射する場合の外観図である。

図４を参照して、４つの照射部２は、互いに同期して紫外線を照射することにより、高い照射強度を実現する。すなわち、１つの照射部２における最大照射強度の４倍の照射強度を実現できる。

そこで、制御部４は、ユーザが入力した総照射強度を受けて、所定の条件に従い、４つの照射部２のそれぞれに対する照射強度に分配する。そして、制御部４は、その分配されたそれぞれの照射強度に応じて制御指令を生成し、その制御指令を光源用電源部６へ出力する。

図５は、総照射強度の入力に関する表示部８における表示画面の一例である。
図５（ａ）は、総照射強度および分配条件の設定を行なう例である。

図５（ｂ）は、図５（ａ）において「使用ｃｈ選択」が入力された場合に、使用する照射部２を選択する例である。

なお、図５（ｂ）において、「１ｃｈ」，「２ｃｈ」，「３ｃｈ」，「４ｃｈ」は、それぞれの照射部２が本体部１に接続される順に番号を付したものであり、以下同様である。

図５（ａ）を参照して、ユーザは、入力部１２を介して、所望する「総照射強度」を入力する。さらに、ユーザは、入力部１２を介して、所望する「分配条件」を選択する。また、ユーザが分配条件を選択しない場合には、予め定められたデフォルト条件が選択される。なお、図５（ａ）は、１つの照射部２における最大の照射強度を基準（１００％）とした場合の相対値を入力する構成について示しており、以下同様である。

そして、制御部４は、入力部１２を介して受けた分配条件に従い、総照射強度を照射部２のそれぞれにおける照射強度に分配する。

図６は、照射部２のそれぞれに分配された照射強度を示す表示部８における表示画面の一例である。

図６（ａ）は、図５（ａ）において「均等分配」が選択された場合を示す。
図６（ｂ）は、図５（ａ）において「最少使用」が選択された場合を示す。

図６（ｃ）は、図５（ａ）において「使用ｃｈ選択」が選択された場合を示す。
図５（ａ）および図６（ａ）を参照して、ユーザが分配条件として「均等分配」を選択すると、制御部４は、総照射強度を接続されている照射部２の数で除算し、その商を照射部２のそれぞれ対して均等に分配する。たとえば、ユーザが総照射強度として「１６０％」を入力し、照射部２が４台接続されているとすると、制御部４は、照射部２のそれぞれに対して「４０％」の照射強度を分配する。

図５（ａ）および図６（ｂ）を参照して、ユーザが分配条件として「最少使用」を選択すると、制御部４は、所定の条件、たとえばｃｈの小さい順に、照射部２のそれぞれにおける最大の照射強度の範囲内で総照射強度を順次分配していく。たとえば、ユーザが総照射強度として「１６０％」を入力すると、制御部４は、まず１ｃｈの照射部２に対してその最大の照射強度である「１００％」を分配する。そして、制御部４は、残りの「６０％」を次のｃｈである２ｃｈの照射部２に対して分配する。

図５（ａ）および図５（ｂ）を参照して、ユーザが照射条件として「使用ｃｈ選択」を選択すると、制御部４は、ユーザが使用する照射部２を選択するための選択受付画面を表示部８上に表示させる。また、制御部４は、照射部２のそれぞれの状況に応じて、「待機中」または「未接続」などを表示する。さらに、表示部８は、接続されていない照射部２については、ユーザが選択できないように表示する。

図５（ｂ）および図６（ｃ）を参照して、ユーザが使用する照射部２を選択すると、制御部４は、総照射強度を選択された照射部２の数で除算し、その商を選択された照射部２のそれぞれ対して分配する。たとえば、ユーザが総照射強度として「１６０％」を入力し、使用する照射部２として「１ｃｈ」および「２ｃｈ」を選択すると、制御部４は、「１ｃｈ」および「２ｃｈ」の照射部２に対してそれぞれ「８０％」の照射強度を分配する。

上述のように、制御部４が入力された総照射強度および分配条件に従い、照射部２のそれぞれに対して照射強度を分配するので、ユーザが照射部２のそれぞれに対して照射強度を入力する必要はない。よって、ユーザは、複数の照射部２をあたかも単一の照射部として扱うことができる。

図７は、総照射強度の分配機能を実現するためのフローチャートである。
図７を参照して、制御部４は、総照射強度が入力されたか否かを判断する（ステップＳ１００）。総照射強度が入力されていない場合（ステップＳ１００においてＮＯの場合）には、制御部４は、総照射強度が入力されるまで待つ（ステップＳ１００）。

総照射強度が入力された場合（ステップＳ１００においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、分配条件として「最少使用」が入力されたか否かを判断する（ステップＳ１０２）。

「最少使用」が入力された場合（ステップＳ１０２においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、光源用電源部６と接続されている照射部２のｃｈを検出する（ステップＳ１０４）。まず、制御部４は、最初のｃｈを選択する（ステップＳ１０６）。そして、制御部４は、選択したｃｈの照射部２における最大の照射強度の範囲内で総照射強度を分配する（ステップＳ１０８）。さらに、制御部４は、総照射強度を全部分配したか否かを判断する（ステップＳ１１０）。総照射強度を全部分配していない場合（ステップＳ１１０においてＮＯの場合）には、制御部４は、次のｃｈを選択する（ステップＳ１１２）。そして、制御部４は、選択したｃｈの照射部２における最大の照射強度の範囲内で総照射強度を分配する（ステップＳ１０８）。以下、制御部４は、ステップＳ１１０においてＹＥＳとなるまで、上述のステップＳ１０８，Ｓ１１０，Ｓ１１２を繰返す。総照射強度を全部分配した場合（ステップＳ１１０においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、処理を終了する。

「最少使用」が入力されていない場合（ステップＳ１０２においてＮＯの場合）には、制御部４は、分配条件として「使用ｃｈ選択」が入力されたか否かを判断する（ステップＳ１１４）。

「使用ｃｈ選択」が入力された場合（ステップＳ１１４においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、ユーザが使用する照射部２を選択するための画面を表示部８上に表示させる（ステップＳ１１６）。そして、制御部４は、使用ｃｈが選択されたか否かを判断する（ステップＳ１１８）。使用ｃｈが選択されていない場合（ステップＳ１１８においてＮＯの場合）には、制御部４は、使用ｃｈが選択されるまで待つ（ステップＳ１１８）。使用ｃｈが選択された場合（ステップＳ１１８においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、総照射強度を選択された使用ｃｈに対して均等に分配する（ステップＳ１２０）。そして、制御部４は、処理を終了する。

「使用ｃｈ選択」が入力されていない場合（ステップＳ１１４においてＮＯの場合）には、制御部４は、光源用電源部６と接続されている照射部２の数を検出する（ステップＳ１２２）。そして、制御部４は、総照射強度を接続されている照射部２に対して均等に分配する（ステップＳ１２４）。そして、制御部４は、処理を終了する。

（総照射パターンの分配機能）
上述の説明では、単一の総照射強度を分配する機能について説明したが、ＵＶ硬化法では、ＵＶ硬化材料や被照射物に応じて、時間的に照射強度を変化させて照射することがより有効である。そのため、制御部４は、時間毎に規定された総照射強度である総照射パターンを照射部２のそれぞれに対して時間毎の照射強度に分配する。

図８は、総照射パターンの入力に関する表示部８における表示画面の一例である。
図８（ａ）は、総照射パターンおよび分配条件の設定を行なう例である。

図８（ｂ）は、図８（ａ）において「シーケンスモード」が選択された場合に、照射する順序を設定する例である。

図８（ｃ）は、図８（ａ）において「シーケンスモード」が選択された場合に、照射する時間間隔を設定する例である。

図８（ａ）を参照して、ユーザは、入力部１２を介して、所望する「総照射パターン」を設定する。さらに、ユーザは、入力部１２を介して、所望する「分配条件」を選択する。また、ユーザが分配条件を選択しない場合には、予め定められたデフォルト条件が選択される。

すると、制御部４は、入力部１２を介して受けた分配条件に従い、総照射パターンを照射部２のそれぞれにおける時間毎の照射強度に分配する。

図８（ａ）において、ユーザが分配条件として「一斉モード」を選択すると、制御部４は、総照射パターンを接続されている照射部２の数で除算し、その商を照射部２のそれぞれ対して均等に分配する。たとえば、照射部２が４台接続されているとすると、制御部４は、照射部２のそれぞれに対して、総照射パターンを照射強度方向に１／４倍した時間毎の照射強度を分配する。

さらに、制御部４は、上述した単一の総照射強度を分配する場合と同様に、ユーザが選択した「最少使用」または「使用ｃｈ選択」などの分配条件を受けて、同様の方法で分配することもできる。

図９は、図８（ａ）において「一斉モード」が選択された場合における、総照射パターンの分配を示す例である。

図９（ａ）は、ユーザが設定した総照射パターンである。
図９（ｂ）は、１ｃｈの照射部２に分配された時間毎の照射強度である。

図９（ｃ）は、２ｃｈの照射部２に分配された時間毎の照射強度である。
図９（ｄ）は、３ｃｈの照射部２に分配された時間毎の照射強度である。

図９（ｅ）は、４ｃｈの照射部２に分配された時間毎の照射強度である。
図９（ａ）を参照して、ユーザが所定の間隔毎にパルス状の紫外線を照射する総照射パターンを設定すると、制御部４は、時間毎の総照射強度を接続されている照射部２の数で除算し、その商を照射部２のそれぞれ対して均等に分配する。たとえば、総照射パターンにおけるパルスの総照射強度が「４００％」とすると、照射部２のそれぞれにおける照射強度は、「１００％」となる。

図９（ｂ）、図９（ｃ）、図９（ｄ）、および図９（ｅ）を参照して、制御部４は、「１ｃｈ」、「２ｃｈ」、「３ｃｈ」および「４ｃｈ」の照射部２のそれぞれに対して、均等に時間毎の照射強度を分配する。そのため、照射部２は、互いに同期して紫外線を照射するので、図９（ａ）に示されるような最大で４００％の総照射強度をもつ総照射パターンを実現できる。よって、ＵＶ硬化材料を短時間で硬化させることができ、かつ、歪みの発生を抑制できる。

図１０は、４つの照射部２から基材４０上の複数の点に向けて紫外線を照射する場合の外観図である。

図１０を参照して、複数の点に向けて紫外線を照射する場合や広い照射面に向けて紫外線を照射する場合などにおいては、複数の照射部２から互いに異なる複数の点に向けて紫外線を順次照射することで、ＵＶ硬化材料の光重合反応が不均一となることを抑制し、歪みの発生を抑制できる。そのため、制御部４は、総照射パターンに基づいて、照射部２のそれぞれが紫外線を順次照射するように分配する。

再度、図８（ａ）および図８（ｂ）を参照して、ユーザが所望する「総照射パターン」を入力し、さらに、ユーザが分配条件として「シーケンスモード」を選択すると、制御部４は、照射部２が紫外線を照射する順を設定するための画面を表示部８上に表示させる。そして、ユーザは、照射順の変更を行なうｃｈを選択した状態で、「上へ」または「下へ」を入力することで照射部２の照射順を設定する。

図８（ｃ）を参照して、ユーザが照射部２の照射順の設定を完了すると、制御部４は、照射部２が紫外線を照射する時間間隔を設定するための画面を表示部８上に表示させる。そして、ユーザは、照射部２のそれぞれが紫外線を照射する時間間隔を設定する。

図１１は、図８（ａ）において「シーケンスモード」が選択された場合における、一定の総照射強度をもつ総照射パターンの分配を示す例である。

図１１（ａ）は、ユーザが設定した総照射パターンである。
図１１（ｂ）は、１ｃｈの照射部２に分配された時間毎の照射強度である。

図１１（ｃ）は、２ｃｈの照射部２に分配された時間毎の照射強度である。
図１１（ｄ）は、３ｃｈの照射部２に分配された時間毎の照射強度である。

図１１（ｅ）は、４ｃｈの照射部２に分配された時間毎の照射強度である。
図１１（ａ）を参照して、ユーザが所定の総照射パターンを設定すると、制御部４は、照射部２の照射順および照射時間間隔に基づいて、照射部２のそれぞれに時間毎の照射強度を分配する。

図１１（ｂ）、図１１（ｃ）、図１１（ｄ）および図１１（ｅ）を参照して、たとえば、総照射パターンが時間にかかわらず「１００％」で、照射順が「１ｃｈ」、「３ｃｈ」、「２ｃｈ」、「４ｃｈ」で、かつ、照射間隔が「２．０秒」とすると、制御部４は、紫外線を照射する照射部２が２．０秒間隔で順次切替わるように照射強度を分配する。そのため、それぞれの照射部２は、順次切替わりながら紫外線を照射するが、照射部２の全体で見れば、紫外線が連続的に照射される。よって、ＵＶ硬化材料における不均一な光重合反応を抑制できる。

また、時間に関わらず一定の照射強度をもつ照射パターンに限られず、時間的に照射強度が変化する照射パターンについても同様に適用できる。

図１２は、図８（ａ）において「シーケンスモード」が選択された場合における、総照射強度が変化する総照射パターンの分配を示す例である。

図１２（ａ）は、ユーザが設定した総照射パターンである。
図１２（ｂ）は、１ｃｈの照射部２に分配された時間毎の照射強度である。

図１２（ｃ）は、２ｃｈの照射部２に分配された時間毎の照射強度である。
図１２（ｄ）は、３ｃｈの照射部２に分配された時間毎の照射強度である。

図１２（ｅ）は、４ｃｈの照射部２に分配された時間毎の照射強度である。
図１２（ａ）を参照して、ユーザが段階的に照射強度が変化する総照射パターンを設定すると、制御部４は、照射部２の照射順および照射時間間隔に基づいて、照射部２のそれぞれに時間毎の照射強度を分配する。

図１２（ｂ）、図１２（ｃ）、図１２（ｄ）および図１１（ｅ）を参照して、たとえば、照射順が「１ｃｈ」、「３ｃｈ」、「２ｃｈ」、「４ｃｈ」で、かつ、照射間隔が「２．０秒」とすると、制御部４は、照射部２の全体で見れば総照射パターンと一致するように、照射部２のそれぞれに時間毎の照射強度を分配する。

図１３は、総照射パターンの分配機能を実現するためのフローチャートである。
図１３を参照して、制御部４は、総照射パターンが入力されたか否かを判断する（ステップＳ２００）。総照射パターンが入力されていない場合（ステップＳ２００においてＮＯの場合）には、制御部４は、総照射パターンが入力されるまで待つ（ステップＳ２００）。総照射パターンが入力された場合（ステップＳ２００においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、分配条件として「シーケンスモード」が入力されたか否かを判断する（ステップＳ２０２）。

「シーケンスモード」が入力された場合（ステップＳ２０２においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、光源用電源部６と接続されている照射部２のｃｈを検出する（ステップＳ２０４）。そして、制御部４は、照射部２の照射順が入力されたか否かを判断する（ステップＳ２０６）。照射部２の照射順が入力されていない場合（ステップＳ２０６においてＮＯの場合）には、制御部４は、照射部２の照射順が入力されるまで待つ（ステップＳ２０６）。照射部２の照射順が入力された場合（ステップＳ２０６においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、照射部２の照射時間間隔が入力されたか否かを判断する（ステップＳ２０８）。照射部２の照射時間間隔が入力されていない場合（ステップＳ２０８においてＮＯの場合）には、制御部４は、照射部２の照射時間間隔が入力されるまで待つ（ステップＳ２０８）。照射部２の照射時間間隔が入力された場合（ステップＳ２０８においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、照射パターンを照射部２の照射順および照射時間間隔に基づいて、時間毎の照射強度を分配する（ステップＳ２１０）。そして、制御部４は、処理を終了する。

「シーケンスモード」が入力されていない場合（ステップＳ２０２においてＮＯの場合）には、制御部４は、光源用電源部６と接続されている照射部２の数を検出する（ステップＳ２１２）。そして、制御部４は、接続されている照射部２に対して、均等に時間毎の照射強度を分配する（ステップＳ２１４）。そして、制御部４は、処理を終了する。

（最大照射強度の管理機能）
照射部２に含まれるＵＶ光源１６は、照射時間および照射強度に応じて劣化するため、ＵＶ光源１６の発光効率が所定のレベルまで低下すると、その照射部２は交換される。そのため、紫外線照射装置１００では、照射部２の各々は、本体部１から自由に着脱でき、光源用電源部６と接続される照射部２の数は変更可能である。したがって、紫外線照射装置１００が照射できる最大の照射強度は、光源用電源部６と接続される照射部２の数に応じて変化する。

そこで、制御部４は、検出した照射部２の数に基づいて、照射できる最大の照射強度を取得し、入力部１２から受けた総照射強度または総照射パターンがその最大の照射強度を超過しているか否かを判断する。そして、制御部４は、総照射強度または総照射パターンが最大の照射強度を超過していなければ、総照射強度または総照射パターンを分配する。また、制御部４は、総照射強度または総照射パターンが最大の照射強度を超過していれば、総照射強度または総照射パターンを分配するために必要な照射部２の数を算出し、その算出した照射部２の数を表示部８上に表示させる。

図１４は、最大照射強度の管理に関する表示部８における表示画面の一例である。
図１４を参照して、制御部４は、入力部１２から受けた総照射強度または総照射パターンが照射できる最大の照射強度を超過しているか否かを判断し、超過していれば、その旨を表示部８上に表示させる。そして、制御部４は、総照射強度または総照射パターンを分配するために必要な照射部２の数を算出し、その算出した照射部２の数、現在接続されている照射部２の数および不足している照射部２の数をそれぞれ表示部８上に表示させる。たとえば、必要な照射部２の数が「３」で、現在接続されている照射部２の数が「２」であれば、不足している照射部２の数は「１」となる。

一方、ユーザは、表示部８上に表示された不足している照射部２の数を確認し、照射部２を追加する。よって、ユーザは、所望する照射強度または照射パターンに従い、確実に紫外線を照射させることができる。

図１５は、最大照射強度の管理機能を実現するためのフローチャートである。
図１５を参照して、制御部４は、総照射強度が入力されたか否かを判断する（ステップＳ３００）。総照射強度が入力されていない場合（ステップＳ３００においてＮＯの場合）には、制御部４は、総照射パターンが入力されたか否かを判断する（ステップＳ３０２）。総照射パターンが入力されていない場合（ステップＳ３０２においてＮＯの場合）には、制御部４は、総照射強度または総照射パターンが入力されるまで待つ（ステップＳ３００，Ｓ３０２）。総照射パターンが入力された場合（ステップＳ３０２においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、総照射パターンにおける最大の照射強度を抽出する（ステップＳ３０４）。

総照射強度が入力された場合（ステップＳ３００においてＹＥＳの場合）、または最大の照射強度を抽出した（ステップＳ３０４）後には、制御部４は、光源用電源部６と接続されている照射部２の数を検出する（ステップＳ３０６）。そして、制御部４は、検出した照射部２の数に照射部２で照射できる照射強度を乗算し、照射できる最大の照射強度を取得する（ステップＳ３０８）。

制御部４は、総照射強度または抽出した最大の総照射強度が照射できる最大の照射強度を超過しているか否かを判断する（ステップＳ３１０）。照射できる最大の照射強度を超過していない場合（ステップＳ３１０においてＮＯの場合）には、制御部４は、処理を終了する。

照射できる最大の照射強度を超過している場合（ステップＳ３１０においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、総照射強度または抽出した最大の総照射強度を照射部２で照射できる照射強度で除算し、必要な照射部２の数を算出する（ステップＳ３１２）。そして、制御部４は、必要な照射部２の数から光源用電源部６と接続されている照射部２の数を減算し、不足している照射部２の数を算出する（ステップＳ３１４）。さらに、制御部４は、超過している旨、必要な照射部２の数、接続されている照射部２の数および不足している照射部２の数を表示部８上に表示させ（ステップＳ３１６）、処理を終了する。

上述の実施の形態１においては、制御部４および記憶部１８は「検出手段」を構成し、制御部４は「分配手段」、「生成手段」、「判断手段」、および「算出手段」を構成し、表示部８およびインターフェイス部１４は「表示出力手段」を構成する。

この発明の実施の形態１によれば、制御部は、入力部から受けた総照射強度または総照射パターンを複数の照射部のそれぞれにおける照射強度に分配する。そのため、ユーザは、照射部の数に関係なく、総照射強度を入力するだけで済む。よって、ユーザは、複数の照射部をあたかも単一の照射部として扱うことができるため、紫外線を照射する光源の数にかかわりなく、容易に照射強度の設定を行なえる紫外線照射システムを実現できる。

また、この発明の実施の形態１によれば、制御部は、入力部から受けた分配条件に応じて、総照射強度を分配する。そのため、ユーザは、複数の照射部から一斉に紫外線を照射して高い照射強度を得る場合や、複数の照射部から順次照射して歪みを抑制する場合などを任意に設定できる。よって、紫外線を照射する被照射物に応じて、自由に設定可能な紫外線照射装置を実現できる。

また、この発明の実施の形態１によれば、制御部は、光源用電源部と接続されている照射部の数を検出し、その検出した数に応じて照射できる最大の照射強度を取得する。そして、制御部は、入力された総照射強度または総照射パターンが照射できる最大の照射強度を超過しているか否かを判断し、超過していない場合にのみ総照射強度を分配する。また、制御部は、最大の照射強度を超過している場合には、不足している照射部の数を算出し、ユーザに対して表示する。そのため、ユーザが入力した総照射強度の紫外線を確実に照射し、かつ、ユーザフレンドリな紫外線照射装置を実現できる。

［実施の形態２］
上述の実施の形態１においては、１つの本体部と複数の照射部とからなる紫外線照射装置について説明した。

一方、実施の形態２においては、照射部がそれぞれ接続された複数の本体部が互いに連結した紫外線照射システムについて説明する。

図１６は、実施の形態２に従う紫外線照射システム２００の概略構成図である。
図１６を参照して、紫外線照射システム２００は、４つの照射部２と、４つの接続ケーブル２２と、マスタ側本体部３と、スレーブ側本体部５とからなる。

照射部２および接続ケーブル２２については、上述したので詳細な説明は繰返さない。
マスタ側本体部３は、実施の形態１に従う紫外線照射装置１００の本体部１において、制御部４を制御部３０に代えたものであり、スレーブ側本体部５は、実施の形態１に従う紫外線照射装置１００の本体部１において、制御部４を制御部３２に代えたものである。そして、マスタ側本体部３のインターフェイス部１４とスレーブ側本体部のインターフェイス部１４とは互いに接続される。

マスタ側本体部３の制御部３０は、インターフェイス部１４を介して、スレーブ側本体部５からスレーブ側本体部５に接続されている照射部２の数を受信する。そして、制御部３０は、入力部１２から受けた総照射強度または総照射パターンをマスタ側本体部３に接続されている照射部２およびスレーブ側本体部５に接続されている照射部２のそれぞれに分配する。さらに、制御部３０は、マスタ側本体部３に接続されている照射部２のそれぞれに分配した照射強度に応じて、制御指令を生成し、光源用電源部６へ与える。同時に、制御部３０は、スレーブ側本体部５に接続されている照射部２のそれぞれに分配した照射強度に応じて設定指令を生成し、インターフェイス部１４を介して、生成した設定指令をスレーブ側本体部５へ送信する。

スレーブ側本体部５の制御部３２は、インターフェイス部１４を介して、スレーブ側本体部５に接続されている照射部２の数をマスタ側本体部３へ応答する。また、制御部３２は、インターフェイス部１４を介して、マスタ側本体部３から設定指令を受信する。そして、制御部３２は、受信した設定指令を制御指令に変換して、光源用電源部６へ与える。

すなわち、紫外線照射システム２００では、マスタ側本体部３の制御部３０は、マスタ側本体部３またはスレーブ側本体部５に接続されるすべての照射部２に対して、照射強度を分配する。そのため、ユーザは、複数の紫外線照射装置が連結され複数の照射部を含む紫外線照射システムをあたかも単一の照射部として扱うことができる。

マスタ側本体部３の制御部３０は、実施の形態１に従う紫外線照射装置１００の制御部４と同様に総照射強度を分配する。そのため、制御部３０における総照射強度の分配機能についての説明は、実施の形態１における説明において、「３ｃｈ」および「４ｃｈ」をスレーブ側本体部５における「１ｃｈ」および「２ｃｈ」にそれぞれ読み替えたものと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

なお、上述の実施の形態２においては、マスタ側本体部３と１つのスレーブ側本体部５とから構成される紫外線照射システムについて説明したが、マスタ側本体部３と複数のスレーブ側本体部５とから構成される紫外線照射システムにも同様に適応できることは言うまでもない。

上述の実施の形態２においては、インターフェイス部１４は「通信部」を構成し、制御部３０は「受信手段」、「分配手段」、「生成手段」、および「送信手段」を構成し、制御部３２は「応答手段」、「変換手段」を構成する。

この発明の実施の形態２によれば、マスタ側本体部における制御部は、スレーブ側本体部に接続された照射部を含めた、すべての照射部のそれぞれに対して照射強度を分配する。そのため、ユーザは、複数の紫外線照射装置に含まれるすべての照射部における総照射強度を入力するだけで済む。よって、１台の紫外線照射装置に接続できる照射部の数を超える多くの光源から紫外線を照射する場合においても、容易に照射強度の設定を行なえる紫外線照射システムを実現できる。

［その他の形態］
上述の実施の形態１および２においては、ＬＥＤで構成されるＵＶ光源を含む紫外線照射装置および紫外線照射システムについて説明したが、ＬＥＤに加えて、ＵＶランプで構成されるＵＶ光源を用いてもよい。

上述の実施の形態１および２においては、総照射強度および総照射パターンを最大強度に対する相対値で設定する構成について説明したが、Ｗ（ワット）などの物理量で設定する構成としてもよい。

上述の実施の形態１および２においては、表示部および入力部を備える本体部について説明したが、この構成に限られることはない。すなわち、インターフェイス部を介して制御部とパソコンなどとを接続することで、制御部からのデータをパソコン上に表示し、また、ユーザがパソコン上で入力した指令を制御部へ与える構成としてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１に従う紫外線照射装置の概略構成図である。 この発明の実施の形態１に従う紫外線照射装置の外観図である。 ＵＶ光源の入力電流に対する発光量の変化を示す図である。 ４つの照射部から基材上の単一の点に向けて紫外線を照射する場合の外観図である。 総照射強度の入力に関する表示部における表示画面の一例である。 照射部のそれぞれに分配された照射強度を示す表示部における表示画面の一例である。 総照射強度の分配機能を実現するためのフローチャートである。 総照射パターンの入力に関する表示部における表示画面の一例である。 図８（ａ）において「一斉モード」が選択された場合における、総照射パターンの分配を示す例である。 ４つの照射部から基材上の複数の点に向けて紫外線を照射する場合の外観図である。 図８（ａ）において「シーケンスモード」が選択された場合における、一定の総照射強度をもつ総照射パターンの分配を示す例である。 図８（ａ）において「シーケンスモード」が選択された場合における、総照射強度が変化する総照射パターンの分配を示す例である。 総照射パターンの分配機能を実現するためのフローチャートである。 最大照射強度の管理に関する表示部における表示画面の一例である。 最大照射強度の管理機能を実現するためのフローチャートである。 実施の形態２に従う紫外線照射システムの概略構成図である。

符号の説明

１ 本体部、２ 照射部、３ マスタ側本体部、４，３０，３２ 制御部、５ スレーブ側本体部、６ 光源用電源部、８ 表示部、１０，１８ 記憶部、１２ 入力部、１４ インターフェイス（Ｉ／Ｆ）部、１６ ＵＶ光源、２０ コネクタ部、２２ 接続ケーブル、４０ 基材、１００ 紫外線照射装置、２００ 紫外線照射システム。

Claims (8)

1. 供給される電力に応じて、紫外線の照射強度が変化する複数の照射部と、
   制御指令に応じて、前記複数の照射部のそれぞれへ供給する電力を調整する光源用電源部とを備え、前記光源用電源部と接続される前記照射部の数は変更可能であり、
   前記複数の照射部のそれぞれが照射する紫外線の照射強度を制御するための前記制御指令を前記光源用電源部へ与える制御部と、
   紫外線の総照射強度を受付ける入力部と、
   前記光源用電源部と接続される前記照射部の数を検出する検出手段とを備え、
   前記制御部は、
   所定の条件に従い、前記入力部から受けた前記総照射強度を前記複数の照射部のそれぞれにおける照射強度に分配する分配手段と、
   前記分配手段において分配されたそれぞれの照射強度に応じて、前記制御指令を出力する指令出力手段とを含み、
   前記分配手段は、前記検出手段において検出された前記照射部の数に応じて、前記総照射強度を分配する、紫外線照射装置。
2. 前記入力部は、さらに、時間毎に規定された前記総照射強度を受付け、
   前記分配手段は、さらに、前記入力部から受けた時間毎に規定された総照射強度を前記複数の照射部のそれぞれにおける時間毎の照射強度に分配する、請求項１に記載の紫外線照射装置。
3. 前記入力部は、さらに、前記総照射強度を分配するための分配条件を受付け、
   前記分配手段は、さらに、前記入力部から受けた前記分配条件に従い、前記総照射強度を分配する、請求項１または２に記載の紫外線照射装置。
4. 前記制御部は、前記入力部から受けた前記総照射強度が前記複数の照射部で照射できる合計の紫外線の照射強度を超過したか否かを判断する判断手段をさらに含み、
   前記分配手段は、さらに、前記判断手段において前記総照射強度が前記複数の照射部で照射できる合計の紫外線の照射強度を超過していないと判断された場合にのみ前記総照射強度を分配する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
5. 前記制御部は、前記判断手段において前記総照射強度が前記複数の照射部で照射できる合計の紫外線の照射強度を超過したと判断された場合に、前記総照射強度を分配するために必要な前記照射部の数を算出する算出手段をさらに含み、
   前記算出手段において算出された前記照射部の数を表示または／および外部へ出力する表示出力手段をさらに備える、請求項４に記載の紫外線照射装置。
6. 他の紫外線照射装置と通信するための通信部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記通信部を介して、前記他の紫外線照射装置から前記他の紫外線照射装置に含まれる照射部の数を受信する受信手段と、
   前記通信部を介して、前記他の紫外線照射装置に含まれる照射部のそれぞれにおける照射強度を設定するための設定指令を前記他の紫外線照射装置へ送信する送信手段とをさらに含み、
   前記分配手段は、さらに、前記総照射強度を前記複数の照射部と前記受信手段において受信された前記他の紫外線照射装置に含まれる照射部とのそれぞれにおける照射強度に分配し、
   前記指令出力手段は、さらに、前記分配手段において分配された前記他の紫外線照射装置に含まれる照射部のそれぞれにおける照射強度に応じて、前記設定指令を出力する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
7. 前記制御部は、
   前記通信部を介して、前記複数の照射部の数を前記他の紫外線照射装置へ応答する応答手段と、
   前記通信部を介して、前記他の紫外線照射装置から受信した前記設定指令を前記制御指令に変換する変換手段とをさらに含む、請求項６に記載の紫外線照射装置。
8. 第１の紫外線照射装置と、第２の紫外線照射装置とからなり、
   前記第１の紫外線照射装置は、
   供給される電力に応じて、紫外線の照射強度が変化する照射部と、
   制御指令に応じて、前記照射部へ供給する電力を調整する光源用電源部とを備え、前記光源用電源部と接続される前記照射部の数は変更可能であり、
   前記照射部が照射する紫外線の照射強度を制御するための前記制御指令を前記光源用電源部へ与える第１の制御部と、
   紫外線の総照射強度を受付ける入力部と、
   前記光源用電源部と接続される前記照射部の数を検出する検出手段と、
   前記第２の紫外線照射装置と通信するための第１の通信部とを備え、
   前記第１の制御部は、
   前記通信部を介して、前記第２の紫外線照射装置から前記第２の紫外線照射装置に含まれる照射部の数を受信する受信手段と、
   前記入力部から受けた前記総照射強度を前記照射部と前記第２の紫外線照射装置に含まれる照射部とのそれぞれにおける照射強度に分配する分配手段と、
   前記分配手段において分配された前記照射部における照射強度に応じて前記制御指令を出力し、かつ、前記分配手段において分配された前記第２の紫外線照射装置に含まれる照射部における照射強度に応じて設定指令を出力する指令出力手段と、
   前記第１の通信部を介して、前記設定指令を前記第２の紫外線照射装置へ送信する送信手段とを含み、
   前記分配手段は、前記検出手段において検出された前記照射部の数に応じて、前記総照射強度を分配し、
   前記第２の紫外線照射装置は、
   供給される電力に応じて、紫外線の照射強度が変化する照射部と、
   制御指令に応じて、前記照射部のそれぞれへ供給する電力を調整する光源用電源部と、
   前記照射部が照射する紫外線の照射強度を制御するための制御指令を前記光源用電源部へ与える第２の制御部と、
   前記第１の紫外線照射装置と通信するための第２の通信部とを備え、
   前記第２の制御部は、
   前記第２の通信部を介して、前記照射部の数を前記第１の紫外線照射装置へ応答する応答手段と、
   前記第２の通信部を介して、前記第１の紫外線照射装置から受信した前記設定指令を前記制御指令に変換する変換手段とを含む、紫外線照射システム。

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