JP6634640B2

JP6634640B2 - 光照射装置

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Publication number: JP6634640B2
Application number: JP2015151669A
Authority: JP
Inventors: 野村　幸男; 幸男野村
Original assignee: Kyoto Denkiki Co Ltd
Current assignee: Kyoto Denkiki Co Ltd
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2020-01-22
Anticipated expiration: 2035-07-31
Also published as: JP2017033735A

Description

本発明は、例えば光硬化樹脂の硬化等に使用される光照射装置に関する。

近年、光硬化樹脂が部品形成や接着剤等として用いられている。光硬化樹脂は特定の波長の光によって硬化する性質を有する樹脂であり、硬化させる光としては紫外線が一般的に広く用いられている。そして、このような光硬化樹脂に光を照射して硬化させるための光照射装置が種々提案されているが、紫外線発光素子の照度は比較的低いため、一般的には複数の発光素子が配設された光照射ユニットを複数個配列して構成された光照射モジュールを用いることにより、光硬化樹脂の硬化に必要な照度を確保している（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−９００５５号公報

従来の光照射装置では、複数の光照射ユニットから構成される光照射モジュール全体を一括制御しており、光照射ユニットを個別に制御していなかった。従って、例えば、光が照射される対象物の長さ寸法が光照射モジュールの長手寸法よりも大幅に小さい場合においても、全ての光照射ユニットが点灯制御され電力の無駄が生じる等の問題があった。また、光照射モジュールは、光照射ユニットを複数個、放熱用部材に接着剤で固着されている構造なので、故障した照射ユニットのみを取り替えることもできなかった。

本発明の目的は、複数の光照射ユニットを個別に制御できる光照射装置を提供することである。

本発明の光照射装置は、照射器部と、前記照射器部を制御するための電源制御部と、を備え、前記照射器部は、前記照射器部の長手方向に配列された複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットの各々に対応して設けられた複数の制御ユニットと、を備え、前記複数の光源ユニットの各々は、第１プリント基板と、前記第１プリント基板に設けられた複数の光源部と、を有し、前記複数の制御ユニットの各々は、第２プリント基板と、前記第２プリント基板に設けられた制御回路と、を有し、前記第２プリント基板は対応の前記光源ユニットの前記第１プリント基板と複数の接続用配線を介して電気的に接続され、前記複数の接続用配線は、対応の前記光源ユニットが備える前記複数の光源部に対応して設けられ、前記制御ユニットの前記第２プリント基板の各々は、電源用配線を介して前記電源制御部に対して数珠繋ぎ状に接続されると共に、制御用配線を介して前記電源制御部に対して数珠繋ぎ状に接続され、前記電源制御部は、前記電源用配線、前記複数の制御ユニット、及び前記複数の接続用配線を介して前記複数の光源部の各々に駆動電力を供給すると共に、前記制御用配線を介して前記複数の制御回路に制御信号を供給し、前記複数の第２プリント基板は、前記長手方向に所定間隔を空けて配置され、前記複数の制御回路の各々は、前記制御信号に基づいて、対応の前記光源部を個別に点灯制御することを特徴とする。

また、前記照射器部は、前記光源ユニットが発する熱を放熱するための放熱手段を更に備え、前記複数の光源ユニットは前記放熱手段の片面側に設けられ、前記複数の制御ユニットは前記放熱手段の他面側に設けられたことを特徴とする。

また、前記照射器部は、前記複数の第１プリント基板と前記複数の第２プリント基板とを接続するための複数のフラットケーブルを更に備え、前記複数のフラットケーブルの各々は、前記複数の接続用配線から構成され、前記第１プリント基板に接続される第１ケーブル端子と、前記第２プリント基板に接続される第２ケーブル端子と、を有し、前記第２プリント基板に接続された前記第２ケーブル端子の幅方向は、前記第１プリント基板に接続された前記第１ケーブル端子の幅方向と垂直な所定方向に対して傾斜することを特徴とする。

また、前記照射器部は、前記複数の制御ユニットを収容保持するケーシングを更に備え、前記ケーシングは前記長手方向に延びる背面板を有し、前記背面板には複数の係止スリットが設けられ、前記複数の第２プリント基板の各々には係止突部が設けられ、前記複数の第２プリント基板の各々は、前記ケーシングの開口部から前記ケーシング内に挿入され、前記係止突部が前記係止スリットに差し込まれることによって位置決めされることを特徴とする。

本発明の光照射装置によれば、複数の制御ユニットの各々が、対応の複数の光源部の各々を個別に点灯制御するので、複数の光源部を個別に点灯制御させることができ、必要な光源部のみを点灯させて不要な光源部は消灯させる等、光照射装置の使用形態等に細かく対応できる。また、複数の制御ユニットの各々は、制御用配線を介して電源制御部に対して数珠繋ぎ状に接続されると共に、対応の光源ユニットとは複数の接続用配線を介して接続されているので、制御ユニットを介さずに複数の光源ユニットを電源制御部に複数の配線を用いて接続させる場合と比較して、配線をすっきりできると共に、制御ユニット及び光源ユニットの個数の増減を容易に行うことができる。

また、複数の制御ユニットの各々のプリント基板は長手方向に配列されているので、複数の光源ユニットが所定方向に比較的小さなピッチで配列されていても、これに対応する複数の制御ユニットをコンパクトに配置させることができる。

また、本発明の光照射装置によれば、複数のフラットケーブルの各々は、光源ユニットのプリント基板に接続される第１ケーブル端子と、制御ユニットのプリント基板に接続される第２ケーブル端子と、を有し、第２ケーブル端子の制御ユニットのプリント基板に対する接続方向は、第１ケーブル端子の光源ユニットのプリント基板に対する接続方向と垂直な所定方向に対して傾斜しているので、フラットケーブルのねじれを小さくできると共に、ねじれたフラットケーブルが大きく膨らむのを防止して、光照射装置全体の寸法が嵩張るのを防止できる。

また、本発明の光照射装置によれば、制御ユニットのプリント基板は、ケーシングの開口部からケーシング内に挿入され、制御ユニットのプリント基板に設けられた係止突部がケーシングの係止スリットに差し込まれることによって位置決めされるので、第２プリント基板のケーシングへの着脱を容易にできる。

本発明の実施形態に係る光照射装置の斜視図。図１に示す光照射装置が備える照射器部２の分解斜視図。（ａ）は図２に示す照射器部の部分拡大斜視図、（ｂ）は（ａ）を更に拡大して示す斜視図。図２に示す放熱部材を備えた照射器部の底面図。図１に示す光照射装置の回路構成を簡略的に示すブロック図。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る光照射装置について説明する。図１を参照して、図示の光照射装置１は、照射器部２と、照射器部２を制御するための電源制御部３と、を備え、照射器部２と電源制御部３とは一対の第１電源用配線Ｅ１及び第１制御用配線Ｅ２を介して相互に接続されている。

図２及び図３をも参照して、照射器部２は、平面視矩形状の放熱部材４（放熱手段）と、放熱部材４の底面４１に搭載された光源モジュール５と、放熱部材４の上面４２に固定されたケーシング６と、ケーシング６に収容保持された複数の制御ユニット７と、を備える。

放熱部材４は、内部に冷媒流路４３を有し、冷媒流路４３を流れる冷媒を介して光源モジュール５から発せられた熱を外部へ放熱するように構成されている。図４をも参照して、光源モジュール５は、照射器部２の長手方向Ｄ１に配列された複数の光源ユニット５０を備え、各光源ユニット５０は、放熱部材４の下面４１に取り付けられたプリント基板５１（第１プリント基板）と、プリント基板５１に長手方向Ｄ１に配列されて実装された複数の線状光源部５２（光源部）と、を備え、各線状光源部５２はプリント基板５１に短手方向Ｄ２に一列に配列されて実装された複数のＬＥＤ５３（発光素子）から構成されている。各ＬＥＤ５３が発する熱はプリント基板５１を通じて放熱部材４へ伝達され、放熱部材４に設けられた冷媒流路４３を流れる冷媒により冷却される。

ケーシング６は、図２に示す様に、放熱部材４の上面４２に固定され前面と上面が開口した枠体８と、枠体８の前面と上面の開口部を覆う横向きＬ字状の上蓋９とから構成されている。

枠体８は、長手方向Ｄ１において相互に対向する一対の端板８１を有し、その前面下方には、一対の端板８１に固定された帯状の前面板８３を有する。一方、枠体８の背面には、一対の端板８１に固定された背面板８２を有する。背面板８２の上端には複数の係止スリットＳ１が長手方向Ｄ１に等間隔に設けられている。前面板８３は、下方に向かうに従い短手方向Ｄ２中央側へ傾斜した後に下方に向かって屈曲し、全体として平面視略外向きの「く」の字型を有し、放熱部材４との間に配線空間Ｓ３（図３（ａ））を規定している。また、前面板８３には後述するフラットケーブルＥ４を通すための複数の挿通用スリットＳ２が長手方向Ｄ１に等間隔に設けられている。挿通用スリットＳ２の各々は前面板８３の屈曲部Ｂ（図３（ａ））を跨がるように延びている。

上蓋９には、ケーシング６内の熱を逃がすための複数の通気孔（図示せず）が設けられている。また、枠体８には、前面板８３より上方に位置する前面開口部に、長手方向Ｄ１に沿って端子台１０が設けられている。端子台１０は、電源制御部３から供給された電力を各制御ユニット７へ分配するものであり、枠体８の一対の端板８１に電気的に絶縁されて固定支持された上下一対の端子板１１からなり、それぞれの端子板１１には複数の端子ねじ１２が螺着されている。

複数の制御ユニット７は、複数の光源ユニット５０に１対１で対応して設けられ、対応の光源ユニット５０が備える複数の線状光源部５２を個別に制御できるように構成されている。各制御ユニット７は、プリント基板７１（第２プリント基板）と、プリント基板７１に実装された複数の電子部品７２と、電子部品７２に電気的に接続された端子金具７３と、を有し、これら複数の電子部品７２によってＬＥＤ５３を点灯制御するための制御回路７０（図５）が構成される。各制御ユニット７のプリント基板７１は長手方向Ｄ１を向いた状態で、長手方向Ｄ１に相互に所定間隔を空けてケーシング６に収容保持されている。

より具体的に、各制御ユニット７のプリント基板７１には短手方向Ｄ２外方に突出する係止突部７４が設けられ、この係止突部７４が枠体８の係止スリットＳ１に差し込まれることにより、プリント基板７１が枠体８に対して位置決めされる。この状態において一対の端子ねじ１２を対応の一対の端子金具７３に螺着させることによって、プリント基板７１が端子台１０（端子板１１）に固定さると共に、プリント基板７１と端子板１１とが電気的に接続され、電源制御部３からの電力が制御ユニット７へ供給される。

各制御ユニット７のプリント基板７１とこれに対応する光源ユニット５０のプリント基板５１とは、可撓性のフラットケーブルＥ４を介して電気的に接続され、カバー部材２０は、フラットケーブルＥ４を覆うようにケーシング６に装着される。なお、図２ではフラットケーブルＥ４及び後述する第２制御用配線Ｅ５は省略されている。フラットケーブルＥ４は、図３に示す様に一方のケーブル端子Ｅ４１が制御ユニット７のプリント基板７１に接続され、ハウジング６に形成された挿通用スリットＳ２を貫通して配線空間Ｓ３内をねじれながら斜め下方に向かって延びた後に、制御ユニット７のプリント基板７１の側端下方の傾斜した部分に取り付けられた端子部７５に挿脱自在に接続される。また、フラットケーブルＥ４の他方のケーブル端子Ｅ４２は、光源ユニット５０のプリント基板５１に設けたコネクタ５４に挿脱自在に接続されている。

また、ケーブル端子Ｅ４２は、その幅方向Ｄ４が長手方向Ｄ１に沿う水平方向を向くようにしてプリント基板５１のコネクタ５４に接続され、ケーブル端子Ｅ４１は、その幅方向Ｄ５がプリント基板５１に接続されたケーブル端子Ｅ４２の幅方向Ｄ４に垂直な上下方向Ｄ３（所定方向）に対して傾斜する方向を向く様にしてプリント基板７１の端子部７５に接続され、ケーブル端子Ｅ４１の幅方向Ｄ５を上下方向Ｄ３とした場合と比較して、フラットケーブルＥ４のねじれを少なくしてフラットケーブルＥ４にかかる負担を軽減できる。また、フラットケーブルＥ４のねじれを少なくできるため、フラットケーブルＥ４の外側への膨らみを抑制でき、照射器部２の全体寸法をより小さくできる。更に、フラットケーブルＥ４は前面板８３により規定された配線空間Ｓ３を通過して延びるので、これによってもフラットケーブルＥ４が外方に大きく膨らむのを防止でき、フラットケーブルＥ４を覆うカバー部材２０がケーシング６を構成する上蓋９の前板９２よりも外方に出っ張るのを防止できる。

また、相互に隣接する制御ユニット７のプリント基板７１は、第２制御用配線Ｅ５を介して相互に電気的に接続されている。これにより、各制御ユニット７のプリント基板７１は、第１の制御用配線Ｅ２及び複数の第２制御用配線Ｅ５を介して電源制御部３に対して数珠繋ぎ状に接続され、各制御ユニット７の制御回路７０は、電源制御部３に対して電気的に並列接続されている。

図１に示す様に、電源制御部３は筐体３１を有し、筐体３１の前面には、光源選択スイッチ３２、光量設定スイッチ３３、表示パネル３４、及び電源スイッチ３６が設けられている。光源選択スイッチ３２は、複数の線状光源部５２のうち、光量を調節すべき線状光源部５２を選択するためのものである。光量設定スイッチ３３は、選択された線状光源部５２について、ＬＥＤ５３からの光の光量を設定するためのものである。光量設定スイッチ３３を操作することにより、光量レベルが例えば０〜１００の範囲で設定される。表示パネル３４には、光源選択スイッチ３２により選択された線状光源部５２のユニット番号（例えば「ＣＨ１」）や、光量設定スイッチ３３により設定された光量レベルがデジタル表示される。

また、図５に示す様に、電源制御部３の筐体３１には電力供給手段３７及びコントローラ３８が内蔵されている。電力供給手段３７は、駆動電力を第１及び第２電源用配線Ｅ１，Ｅ３（電源用配線）を介して各制御ユニット７の制御回路７０に供給する。フラットケーブルＥ４は、複数の線状光源部５２に対応して設けられた複数の接続用配線Ｅ６を束ねて構成されており、制御回路７０に供給された駆動電力はフラットケーブルＥ４（接続用配線Ｅ６）を介して光源ユニット５０の各線状光源部５２へ供給される。電源スイッチ３６をオンにすると、電力供給手段３７からの駆動電力が各線状光源部５２のＬＥＤ５３に供給され、電源スイッチ３６をオフにすると、電力供給手段３７からの駆動電力の供給が遮断される。

コントローラ３８は、制御信号生成手段３９及び制御信号出力手段４０を有する。制御信号生成手段３９は、光量設定スイッチ３３により設定された光量に対応する制御信号を生成する。制御信号出力手段４０は、制御信号を第１及び第２制御用配線Ｅ２，Ｅ５（制御用配線）を介して特定の制御ユニット７の制御回路７０に出力する。

次に、ＬＥＤ５３の点灯制御について説明する。電源スイッチ３６をオンにすると、電力供給手段３７からの駆動電力が制御ユニット７を介してＬＥＤ５３に供給されると共に、制御信号生成手段３９は設定された光量レベル（例えばレベル５０）に対応する制御信号を生成し、制御信号出力手段４０は、この制御信号を各制御ユニット７の制御回路７０に出力する。これにより、各線状光源部５２のＬＥＤ５３は、設定された光量レベル（例えばレベル５０）の光量で点灯される。

また、例えば、最も上流側（図４における最も左側）に位置する線状光源部５２のみを消灯させたい時には、次のようにして制御を行う。まず、光源選択スイッチ３２を操作して最も上流側の線状光源部５２を選択し、光量設定スイッチ３３を操作して光量レベルを０へ減少させる。これにより、制御信号生成手段３９は、光量レベル０に対応する制御信号を生成し、制御信号出力手段４０は、この制御信号を最も上流側の制御ユニット７の制御回路７０に出力する。すると、制御回路７０は受信した制御信号に基づき最も上流側に位置する線状光源部５２のＬＥＤ５２のみを消灯させる（光量レベルを０とする）。

このように、本実施形態に係る光照射装置１では、複数の光源ユニット５０の各々に対応させて複数の制御ユニット７が設けられているので、例えば何れかの制御回路７０に不具合が生じても、対応の制御ユニット７のみを交換すればよく、全ての制御ユニット７の交換は不要であり、修繕等にかかる費用を抑制できる。また、制御ユニット７を取り外す場合には、対応の一対の端子ねじ１２及びフラットケーブルＥ４のケーブル端子Ｅ４１を取り外すと共に、第２制御用配線Ｅ５と接続端子７６との接続を解除して、制御ユニット７を枠体８から上方に引き上げるだけでよいので、制御ユニット７の交換を容易に行うことができる。

更に、複数の制御ユニット７は電源制御部３に対して電気的に並列接続されているので、制御ユニット７及び光源ユニット５０の個数を容易に増減させることができる。

本実施形態における光照射装置は、光硬化樹脂の硬化等に使用できる他、照明装置等としても使用できる。

以上、本発明の実施形態に係る光照射装置について添付の図面を参照して説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。

例えば、上記実施形態においては、複数の光源ユニット５０を長手方向Ｄ１へ１列に配列したが、長手方向Ｄ１へ２列以上に配列させてもよく、この場合にはフラットケーブルＥ４を制御ユニット７の短手方向Ｄ２両側から延出させることもできる。

１光照射装置
２照射器部
３電源制御部
４放熱部材
５光源モジュール
６ケーシング
７制御ユニット
８枠体
５０光源ユニット
５１プリント基板（第１プリント基板）
５２線状光源部（光源部）
５３ＬＥＤ（発光素子）
７０制御回路
７１プリント基板（第２プリント基板）
Ｅ１第１電源用配線
Ｅ２第１制御用配線
Ｅ３第２電源用配線
Ｅ４フラットケーブル
Ｅ５第２制御用配線
Ｅ６接続用配線
Ｓ２挿通用スリット

Claims

照射器部と、
前記照射器部を制御するための電源制御部と、を備え、
前記照射器部は、前記照射器部の長手方向に配列された複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットの各々に対応して設けられた複数の制御ユニットと、を備え、
前記複数の光源ユニットの各々は、第１プリント基板と、前記第１プリント基板に設けられた複数の光源部と、を有し、
前記複数の制御ユニットの各々は、第２プリント基板と、前記第２プリント基板に設けられた制御回路と、を有し、前記第２プリント基板は対応の前記光源ユニットの前記第１プリント基板と複数の接続用配線を介して電気的に接続され、前記複数の接続用配線は、対応の前記光源ユニットが備える前記複数の光源部に対応して設けられ、
前記制御ユニットの前記第２プリント基板の各々は、電源用配線を介して前記電源制御部に対して数珠繋ぎ状に接続されると共に、制御用配線を介して前記電源制御部に対して数珠繋ぎ状に接続され、
前記電源制御部は、前記電源用配線、前記複数の制御ユニット、及び前記複数の接続用配線を介して前記複数の光源部の各々に駆動電力を供給すると共に、前記制御用配線を介して前記複数の制御回路に制御信号を供給し、
前記複数の第２プリント基板は、前記長手方向に所定間隔を空けて配置され、
前記複数の制御回路の各々は、前記制御信号に基づいて、対応の前記複数の光源部を個別に点灯制御することを特徴とする光照射装置。
前記照射器部は、前記光源ユニットが発する熱を放熱するための放熱手段を更に備え、
前記複数の光源ユニットは前記放熱手段の片面側に設けられ、前記複数の制御ユニットは前記放熱手段の他面側に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
前記照射器部は、前記複数の第１プリント基板と前記複数の第２プリント基板とを接続するための複数のフラットケーブルを更に備え、
前記複数のフラットケーブルの各々は、前記複数の接続用配線から構成され、前記第１プリント基板に接続される第１ケーブル端子と、前記第２プリント基板に接続される第２ケーブル端子と、を有し、
前記第２プリント基板に接続された前記第２ケーブル端子の幅方向は、前記第１プリント基板に接続された前記第１ケーブル端子の幅方向と垂直な所定方向に対して傾斜することを特徴とする請求項１又は２に記載の光照射装置。
前記照射器部は、前記複数の制御ユニットを収容保持するケーシングを更に備え、前記ケーシングは前記長手方向に延びる背面板を有し、前記背面板には複数の係止スリットが設けられ、前記複数の第２プリント基板の各々には係止突部が設けられ、
前記複数の第２プリント基板の各々は、前記ケーシングの開口部から前記ケーシング内に挿入され、前記係止突部が前記係止スリットに差し込まれることによって位置決めされることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光照射装置。