KR20190013472A - 자외선 조사 장치 - Google Patents

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KR20190013472A
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오모리 타케시
이마이 칸토
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파나소닉 디바이스 썬크스 주식회사
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Abstract

<과제>
발열을 억제할 수 있는 자외선 조사 장치를 제공한다.
<해결 수단>
자외선 조사 장치의 컨트롤러 유닛은, 자외선 LED(13)로부터 간헐적 또는 다단계로 자외선을 조사하도록 출력 파워를 설정하는 제어부(24)와, 해당 제어부(24)에 의해 설정되는 출력 파워에 상응하여 자외선 LED(13)에 공급되는 전류를 조정하는 전류 조정부(26)와, 자외선 LED(13)에 전압을 공급하는 DC-DC부(25)를 구비한다. DC-DC부(25)는, 자외선 LED(13)에 공급되는 전류에 따라 자외선 LED(13)에 공급하는 전압을 제어부(24)를 통해 조정한다.

Description

자외선 조사 장치{ULTRAVIOLET IRRADIATION DEVICE}
본 발명은, 자외선 조사 장치에 관한 것이다.
종래, 자외선 경화형 접착제나 코팅제 등의 조사 대상에 대해 자외선을 조사하여 경화시키는 자외선 조사 장치가 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1의 자외선 조사 장치는, 자외선을 조사하는 자외선 LED(Light Emitting Diode)를 구비한 헤드와, 해당 헤드와 케이블에 의해 접속되는 컨트롤러를 구비한다. 그리고, 컨트롤러로부터 케이블을 통해 헤드의 자외선 LED에 전류 공급되는 것에 의해 자외선 LED가 점등되도록 되어 있다.
또한, 이와 같은 자외선 조사 장치에서는, 자외선 LED에 있어서의 출력 파워를 변경 가능하게 구성되어 있다. 더욱 구체적으로는, 컨트롤러측에 마련된 조작부(특허문헌 1에서는 설정부)를 사용하여 자외선 LED에 있어서의 출력 파워를 설정하고, 이 설정값을 바탕으로 제어부에 의해 자외선 LED에 공급되는 전류량이 조정되도록 되어 있다.
일본국 공개특허공보 2006-51790호 공보
하지만, 상기와 같은 자외선 조사 장치에서는, 자외선 LED에 있어서의 출력 파워가 변경 가능하지만, 출력 파워를 최대로 한 경우와, 출력 파워를 최소로 한 경우(전원 오프는 제외)에 자외선 LED의 순방향 전압에 큰 차이가 발생하게 된다. 그리고, 예를 들면, 자외선 LED에 대해 인가되는 출력 전압을 일정값으로서 고정한 경우에는, 출력 전압과 순방향 전압의 차이가 커지고, 그 차이가 발열로서 발생하게 된다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 발열을 억제할 수 있는 자외선 조사 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하는 자외선 조사 장치는, 자외선을 조사하는 자외선 LED를 구비한 헤드와, 상기 헤드와 접속 케이블에 의해 전기적으로 접속되어, 해당 접속 케이블을 통해 상기 자외선 LED에 전류를 공급시켜 해당 자외선 LED를 점등시키는 컨트롤러를 구비한 자외선 조사 장치이고, 상기 자외선 LED와 전기적으로 접속되어 상기 자외선 LED에 공급되는 전류를 검출하기 위한 전류 검출용 저항기를 구비하고, 상기 컨트롤러는, 상기 자외선 LED로부터 간헐적 또는 다단계로 자외선을 조사하도록 출력 파워를 설정하는 파워 설정 수단과, 해당 파워 설정 수단으로 설정되는 출력 파워에 상응하여 상기 자외선 LED에 공급되는 전류를 조정하는 전류 조정 수단과, 상기 자외선 LED에 전압을 공급하는 출력 전압 공급 수단을 구비하고, 상기 출력 전압 공급 수단은, 상기 파워 설정 수단에 의해 설정되는 출력 파워에 상응하여 조정된 상기 자외선 LED에 공급되는 전류에 따라, 상기 자외선 LED에 공급하는 전압을 조정한다.
이 구성에 의하면, 출력 전압 공급 수단은, 상기 자외선 LED에 공급되는 전류에 따라 상기 자외선 LED에 공급하는 전압을 조정하기 때문에, 자외선 LED에 공급하는 전압이 고정값이 되지 않고 가변으로 된다. 즉, 자외선 LED에 공급되는 전류가 낮을수록 자외선 LED에 공급하는 전압을 낮게 하는 것에 의해 불필요한 전압 공급을 억제할 수 있기 때문에, 발열을 억제할 수 있다.
상기 자외선 조사 장치에 있어서, 상기 헤드는, 상기 컨트롤러에 대해 상기 접속 케이블을 통해 탈착 가능하게 구성되는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 헤드가 컨트롤러에 대해 탈착 가능하게 구성되기 때문에, 피크 파장이 상이한 자외선 LED를 이용할 수 있다.
상기 자외선 조사 장치에 있어서, 상기 자외선 LED가 발광되었을 때의 상기 자외선 LED의 전압을 측정하는 전압 측정 수단을 구비하고, 상기 출력 전압 공급 수단은, 상기 파워 설정 수단에 의해 설정되는 출력 파워에 상응하여 조정된 상기 자외선 LED에 공급되는 전류에 따라 변화하는 상기 전압 측정 수단에 의해 측정된 전압에 상응하여 상기 자외선 LED에 대한 전압을 조정하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 전압 측정 수단에 의해 측정된 자외선 LED의 순방향 전압에 상응하여 자외선 LED에 대한 전압을 조정하기 때문에, 자외선 LED에 공급하는 전압이 고정값이 되지 않고 가변으로 된다. 즉, 자외선 LED에 공급되는 전압이 낮을수록 자외선 LED에 공급하는 전압을 낮게 하는 것에 의해 불필요한 전압 공급을 억제할 수 있기 때문에, 발열을 억제할 수 있다.
상기 자외선 조사 장치에 있어서, 상기 전류 검출용 저항기 및 상기 자외선 LED의 전압을 측정하는 전압 측정 수단을 구비하고, 상기 출력 전압 공급 수단은, 상기 파워 설정 수단에 의해 설정되는 출력 파워에 상응하여 조정된 상기 자외선 LED에 공급되는 전류에 따라 변화하는 상기 전압 측정 수단에 의해 측정된 전압에 상응하여 상기 자외선 LED에 대한 전압을 조정하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 전류 검출용 저항기 및 자외선 LED의 전압(저항기 양단의 전압과 자외선 LED의 전압의 합)에 상응하여 자외선 LED에 대한 전압을 조정하기 때문에, 저항기 양단의 전압을 저항기의 사양상의 저항값과 전류값으로부터 산출할 필요가 없다. 즉, 저항기의 양단의 전압도 계측하는 것에 의해 저항기의 사양 범위내에 있어서의 저항값의 오차에 좌우되는 일이 없어지기 때문에, 더욱 정확한 전압을 측정할 수 있다.
상기 자외선 조사 장치에 있어서, 상기 출력 전압 공급 수단은, 상기 자외선 LED의 출력 파워의 변화시에, 미리 결정된 초기 출력 전압을 기준으로 하여 상기 전압 측정 수단에 의해 측정된 전압에 상응하여 상기 자외선 LED에 대한 전압을 조정하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 미리 결정된 초기 출력 전압을 기준으로 하는 것에 의해 초기시의 출력 전압을 다른 계측값 등으로부터 산출하여 결정할 필요가 없기 때문에, CPU 등에 대한 부담을 억제할 수 있다.
상기 자외선 조사 장치에 있어서, 상기 초기 출력 전압은, 상기 자외선 LED의 출력 파워가 최대일 때의 순방향 전압과 상기 전류 검출용 저항기의 양단 전압의 합보다 높은 전압값인 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 초기 출력 전압은, 자외선 LED의 출력 파워가 최대일 때의 순방향 전압과 전류 검출용 저항기의 양단 전압의 합보다 높은 전압값이기 때문에, 자외선 LED에 공급되는 전압이 부족한 것이 억제되기 때문에 자외선 LED를 확실하게 점등시킬 수 있다.
상기 자외선 조사 장치에 있어서, 상기 초기 출력 전압은, 상기 출력 전압 공급 수단의 최대 출력 전압인 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 초기 출력 전압이 출력 전압 공급 수단의 최대 출력 전압이기 때문에, 자세한 제어를 하지 않고 전압을 공급할 수 있다.
상기 자외선 조사 장치에 있어서, 상기 출력 전압 공급 수단은, 상기 자외선 LED의 출력 파워의 변화시에 상기 자외선 LED의 출력 파워가 떨어진 경우, 출력 파워의 변화 전에 있어서의 상기 출력 전압 공급 수단으로부터 공급되는 상기 자외선 LED에 대한 전압을 출력 파워 변화 후의 초기 출력 전압으로서 사용하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 자외선 LED의 출력 파워의 변화시에 있어서 자외선 LED의 출력 파워가 떨어진 경우에, 출력 파워의 변화 전에 있어서의 상기 출력 전압 공급 수단으로부터 공급되는 상기 자외선 LED에 대한 전압을 출력 파워 변화 후의 초기 출력 전압으로서 사용한다. 이에 의해, 출력 파워 변화 후에 있어서의 출력 전압 공급 수단의 초기 출력 전압이 출력 전압 공급 수단의 최대 출력 전압과 비교하여 자외선 LED의 순방향 전압과 가까운 전압값이기 때문에, 더욱 발열을 억제할 수 있다.
본 발명의 자외선 조사 장치에 의하면, 발열을 억제할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 있어서의 자외선 조사 장치의 사시도이다.
도 2은 일 실시예에 있어서의 자외선 조사 장치의 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 있어서의 자외선 조사 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 있어서의 자외선 조사 장치의 동작예를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 5는 일 실시예에 있어서의 자외선 조사 장치의 동작예를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 6은 변형예에 있어서의 자외선 조사 장치의 메모리 테이블을 설명하기 위한 설명도이다.
도 7은 변형예에 있어서의 자외선 조사 장치의 동작예를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 8은 변형예에 있어서의 자외선 조사 장치의 동작예를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
이하, 자외선 조사 장치의 일 실시예에 대해 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 자외선 조사 장치(1)는, 헤드로서의 조사 유닛(11)과 컨트롤러로서의 컨트롤러 유닛(21)을 구비한다. 조사 유닛(11)과 컨트롤러 유닛(21)은 접속 케이블(C)에 의해 접속되어 있다.
(조사 유닛)
조사 유닛(11)은, 거의 원통 형상의 케이스(12)의 베이스측에 상기 접속 케이블(C)이 접속되고, 케이스(12)의 선단측에 자외선을 조사 가능한 자외선 LED(13)가 마련된다. 자외선 LED(13)는, 접속 케이블(C)을 통해 컨트롤러 유닛(21)측으로부터 전력 공급되는 것에 의해 자외선을 조사할 수 있도록 되어 있다.
(컨트롤러 유닛)
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러 유닛(21)은, 케이스(22)의 측면(22a)으로부터 돌출하는 수커넥터(23a)와, 상기 측면(22a)과 반대측의 측면(22b)에 마련되는 암커넥터(23b)와, 상기 조사 유닛(11)이 케이블(C)을 통해 접속되는 케이블 접속용 커넥터(23c)를 구비한다. 각 커넥터(23a, 23b)를 사용하여 컨트롤러 유닛(21)을 다른 컨트롤러 유닛(21)(도 1에서 파선으로 도시)과 접속하는 것에 의해 컨트롤러 유닛(21) 사이에서의 통신이 가능하게 되어 있다.
컨트롤러 유닛(21)에 케이블 접속용 커넥터(23c)를 마련하는 것에 의해, 컨트롤러 유닛(21)에 대해 조사 유닛(11)이 탈착 가능하게 구성된다. 이에 의해, 조사 유닛(11)을 변경할 수 있다. 조사 유닛(11)의 자외선 LED(13)로서, 예를 들면 피크 파장이 365nm, 385nm, 405nm 등이 있다. 또한, 케이블(C)의 길이도 2m, 5m, 10m 등이 있다.
다음으로, 컨트롤러 유닛(21)의 전기적 구성을 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러 유닛(21)의 제어부(24)는, CPU 등으로 이루어지고, DC-DC부(25)와, 전류 조정부(26)와, 조작부(27)와, 표시부(28)와 전기적으로 접속된다.
DC-DC부(25)는, DC-DC부(25)에 공급된 입력 전압을 변압하여 부하측인 자외선 LED(13)측에 공급하는 출력 전압(Vout)을 생성하는 DC/DC 컨버터이다. 본 예의 DC-DC부(25)는, 예를 들면 24V의 직류 전압을 강압하여 자외선 LED(13)에 공급한다. DC-DC부(25)는, 제어부(24)에 의해 설정된 출력 전압(Vout)을 자외선 LED(13)(부하)측에 출력한다. DC-DC부(25)의 부하측에는 스위칭 소자(29), 전류 검출용 저항기(30), 자외선 LED(13)가 접속된다. 자외선 LED(13)는, 접지되어 있다.
DC-DC부(25)의 출력 전압((공급 전압)Vout)의 최대값은, 자외선 조사 장치(1)의 사양 범위에 있어서 자외선 LED(13)의 순방향 전류(If)를 최대로 했을 때의 전압값(Vmax)과, 후술하는 전류 검출용 저항기(30)에 있어서의 전압(Vr) 등을 감안하여 설정되어 있다. DC-DC부(25)의 출력 전압(Vout)의 최대값은, 자외선 LED(13)에 대해 순방향 전류를 최대로 했을 때의 전압값(Vmax)에 대해 비교적 근사한 값이 되도록 설정되어 있고, 불필요한 전력 소비 및 발열이 발생하는 것이 억제되어 있다.
스위칭 소자(29)는, 예를 들면 FET(전계효과 트랜지스터: Field effect transistor)나 바이폴러 트랜지스터를 채용할 수 있다.
전류 조정부(26)는, 스위칭 소자(29)의 온/오프 전환을 하여 출력 파워를 조정한다. 또한, 전류 조정부(26)는, 스위칭 소자(29)의 부하측과 자외선 LED(13)의 애노드측 사이에 접속되는 전류 검출용 저항기(30)의 전류(Ir)를 검출한다. 여기서, 전류 검출용 저항기(30)에 흐르는 전류(Ir)는 전류 검출용 저항기(30)와 직렬 접속되는 자외선 LED(13)의 순방향 전류(If)와 동일한 전류값이 되기 때문에, 전류(Ir)를 검출하는 것에 의해, 실질적으로 자외선 LED(13)에 흐르는 전류((순방향 전류)If)를 감시할 수 있게 되어 있다.
또한, 제어부(24)는, 도시하지 않는 전력 측정부에 의해 자외선 LED(13)에 공급되는 순방향 전압(Vf)을 측정한다.
여기서, 일반적으로 자외선 LED(13)를 구동시키는 구동 회로에 있어서는, 자외선 LED의 사양 등에 맞춰 자외선 LED를 구동시키기 위해 필요한 전류 및 전압이 얻어지도록 설계한다. 그 때, 자외선 LED(13)가 확실하게 구동되도록 전원 전압(출력 전압)과, 순방향 전류(If)를 결정하고, 자외선 LED(13)의 순방향 전압(Vf)과 제품의 사양 등으로부터 전류 검출용 저항기(30)의 저항값을 결정한다. 이 때문에, 통상이라면 출력 전압(Vout)은 일정값으로 고정하게 된다. 그리고, 자외선 LED(13)에 공급되는 전력은 광으로 변환되지만, 광으로 변환되지 않는 전력은 열로 변환된다. 즉, 출력 전압과 순방향 전압의 차이가 커지고, 그 차이가 발열로서 발생하게 된다.
여기서, 본 예의 제어부(24)는, 전류 조정부(26)에서 검출된 전류 검출용 저항기(30)에 흐르는 전류(Ir)와 전류 검출용 저항기(30)의 기지의 저항값으로부터 전류 검출용 저항기(30)에 공급되는 전압(Vr)을 산출한다. 그리고 제어부(24)는, 순방향 전압(Vf)과, 전류 검출용 저항기(30)에 공급되는 전압(Vr)과, 미리 실험에 의해 얻어지는 보정값(ΔV)의 합을 DC-DC부(25)에 대한 출력 전압(Vout)(Vout=Vf+Vr+ΔV)으로 설정한다. 한편, 구동 개시시의 DC-DC부(25)에 설정하는 출력 전압(Vout)은, 미리 결정된 초기 출력 전압(Vst)을 설정한다. 여기서 초기 출력 전압(Vst)은, DC-DC부(25)가 출력 가능한 출력 전압(Vout)의 최대값(최대 출력 전압)이 설정되어 있고, 자외선 조사 장치(1)의 사양 범위에 있어서 자외선 LED(13)의 순방향 전류(If)(출력 파워)를 최대로 했을 때의 전압값(Vmax)과, 후술하는 전류 검출용 저항기(30)에 있어서의 전압(Vr)의 합보다 높은 전압값이 설정되어 있다. 이에 의해 초기 출력 전압(Vst)에 의해 자외선 LED(13)가 전압 부족으로 점등하지 않는 것이 억제되어 있다.
제어부(24)에 접속되는 표시부(28)는, 사용자에 대해 각종 정보를 표시하기 위한 것이다.
또한, 제어부(24)에는 기억부(31)가 접속되어 있고, 예를 들면 조사 파워(출력 파워)와 조사 시간을 다단계로 설정 가능하게 되어 있다. 즉, 조사 파워가 상이한 스텝을 복수 조합하여 실행할 수 있게 되어 있다. 이들의 설정은 조작부(27)를 사용하여 설정할 수 있게 되어 있고, 그 설정 정보는 기억부(31)에 기억되도록 되어 있다.
다음으로, 자외선 조사 장치(1)의 동작예(작용)을 주로 도 4 및 도 5를 사용하여 설명한다.
먼저, 미리 사용자가 조작부(27)를 사용하여, 출력 파워의 설정 및 각 출력 파워에 의한 조사 시간을 설정한다. 이하의 설명에서는, 제1스텝으로서 출력 파워를 20%, 조사 시간을 2초간으로 설정하고, 다음의 제2스텝으로서 출력 파워를 0%, 조사 시간을 3초간으로 설정하고, 다음의 제3스텝으로서 출력 파워를 80%, 조사 시간을 3초간으로 설정한 경우를 상정하여 설명한다. 한편, 이들의 설정은, 조작부(27)에 한정되지 않고, 프로그래머블 컨트롤러나 퍼스널 컴퓨터 등의 외부 기기에 의해 설정하는 방법도 채용할 수 있다.
사용자가 상기 설정을 한 후, 조작부(27) 내의 구동 버튼(도시 생략)을 조작하면, 제어부(24)는, 전술한 설정에 따라 동작을 개시한다.
먼저, 제어부(24)는, 전류 조정부(26)에 대해 설정 전류(I)를 설정하는 한편, DCDC부(25)에 대해 출력 전압(Vout)을 설정한다.
제어부(24)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제1스텝 개시 타이밍(t0)에 있어서, 20%의 출력 파워에 상당하는 설정 전류(I)를 전류 조정부(26)에 대해 설정한다. 또한, 제어부(24)는, 조사 개시 타이밍(t0)에 있어서, DC-DC부(25)에 대해 출력 전압(Vout)을 설정한다. 타이밍(t0)에 있어서의 출력 전압(Vout)은 출력 전압(Vout) 내에서 최대의 초기 출력 전압(Vst)이 설정된다.
전류 조정부(26)는, 전류 검출용 저항기(30)의 전류(Ir)가 설정 전류(I)가 되도록 스위칭 소자(29)를 제어한다. 또한, DC-DC부(25)는, 설정된 출력 전압(Vout)이 되도록 동작한다.
이어서, 제어부(24)는, 소정 주기마다(예를 들면 50m 초마다) 자외선 LED(13)의 순방향 전압(Vf)과 전류 검출용 저항기(30)에 공급되는 전압(Vr)과, 미리 실험에 의해 얻어지는 보정값(ΔV)의 합을 DC-DC부(25)에 출력 전압(Vout)으로 설정한다. 이에 의해, 도 5에 나타내는 바와 같이 출력 전압(Vout)과 순방향 전압(Vf)의 차이가 경과 시간과 함께 작아져 불필요한 전압 공급을 억제되어 발열을 억제할 수 있게 된다.
이어서, 제어부(24)는, 제1스텝에서 제2스텝으로 전환되는 타이밍(t1)에 있어서, 출력 파워가 0%에 상당하는 설정 전류(I)를 전류 조정부(26)에 대해 설정한다. 이 때, 출력 파워가 0%이기 때문에 설정 전류(I)도 0A이다. 또한, DC-DC부(25)로부터 공급되는 출력 전압(Vout)도 0V이다. 즉, 제2스텝에 있어서 자외선 LED(13)에 대한 전력 공급(전류 공급)이 이루어지지 않고, 비점등 상태가 된다.
이어서, 제어부(24)는, 제2스텝에서 제3스텝으로 전환되는 타이밍(t2)에 있어서, 80%의 출력 파워에 상당하는 설정 전류(I)를 전류 조정부(26)에 대해 설정한다. 또한, 제어부(24)는, 타이밍(t2)에 있어서, DC-DC부(25)에 대해 출력 전압(Vout)을 설정한다. 타이밍(t2)에 있어서의 출력 전압(Vout)은 출력 전압(Vout) 내에서 최대의 초기 출력 전압(Vst)이 설정된다.
전류 조정부(26)는, 전류 검출용 저항기(30)의 전류(Ir)가 설정 전류(I)가 되도록 스위칭 소자(29)를 제어한다. 또한, DC-DC부(25)는, 설정된 출력 전압(Vout)이 되도록 동작한다.
이어서, 제어부(24)는, 소정 주기마다(예를 들면 50m 초마다) 자외선 LED(13)의 순방향 전압(Vf)과 전류 검출용 저항기(30)에 공급되는 전압(Vr)과, 미리 실험에 의해 얻어지는 보정값(ΔV)의 합을 DC-DC부(25)에 출력 전압(Vout)으로 설정한다.
이어서, 제어부(24)는, 제3스텝의 종료 타이밍(t3)에 있어서, 설정 전류(I) 및 출력 전압(Vout)을 0으로 하여 자외선 LED(13)에 대한 전력 공급(전류 공급)을 정지하여 동작을 종료한다.
다음으로, 본 실시예의 효과를 기재한다.
(1) DC-DC부(25)는, 제어부(24)의 제어에 따라 자외선 LED(13)에 공급되는 전류에 따라 자외선 LED(13)에 공급하는 전압을 조정하기 때문에, 자외선 LED(13)에 공급하는 전압(Vout)이 고정값이 되지 않고 가변으로 된다. 즉, 자외선 LED(13)에 공급되는 전류가 낮을수록 자외선 LED(13)에 공급하는 전압을 낮게 하는 것에 의해 불필요한 전압 공급을 억제할 수 있기 때문에, 발열을 억제할 수 있다.
(2) 조사 유닛(11)이 컨트롤러 유닛(21)에 대해 탈착 가능하게 구성되기 때문에, 피크 파장이 상이한 자외선 LED(13)를 이용하거나 케이블(C)의 길이가 다른 것을 이용할 수 있다. 여기서, 자외선 LED(13)의 피크 파장의 차이에 의한 순방향 전압(Vf)의 차이나 케이블 길이의 차이에 의한 저항값의 차이가 발생하게 된다. 하지만, 전술한 바와 같이 자외선 LED(13)에 공급하는 출력 전압(Vout)을 변동시키기 때문에, 전술한 순방향 전압(Vf)의 차이나 저항값의 차이에 대응한 출력 전압(Vout)을 공급할 수 있기 때문에, 피크 파장이 상이한 자외선 LED(13)를 이용한 조사 유닛(11)이나 케이블(C)의 길이가 다른 조사 유닛(11)을 사용한 경우에도 발열을 억제할 수 있다.
(3) 여기서, 상기 구성의 자외선 조사 장치(1)에서는, 1개의 컨트롤러 유닛(21)에 1개의 조사 유닛(11)이 접속되는 구성이다. 이 때문에, 컨트롤러 유닛(21)은, 복수의 헤드를 1개의 컨트롤러 유닛에 접속하는 구성과 비교하여 컨트롤러 유닛(21) 전체의 크기를 소형화할 수 있다. 이에 따라, 컨트롤러 유닛(21) 내의 공간은 좁아지게 되고, 발열을 억제하는 것이 더욱 요구되고 있다. 여기서, 제어부(24)에 의해 측정된 자외선 LED(13)의 순방향 전압(Vf)에 상응하여 자외선 LED(13)에 대한 출력 전압(Vout)을 조정하기 때문에, 자외선 LED(13)에 공급하는 출력 전압(Vout)이 고정값이 되지 않고 가변으로 된다. 즉, 자외선 LED(13)에 공급되는 전압이 낮을수록 자외선 LED(13)에 공급하는 전압을 낮게 하는 것에 의해 불필요한 전압 공급을 억제할 수 있기 때문에, 발열을 억제할 수 있다.
(4) 미리 결정된 초기 출력 전압(Vst)을 기준으로 하는 것에 의해 초기시의 출력 전압(Vout)을 다른 계측값 등으로부터 산출하여 결정할 필요가 없기 때문에, CPU 등으로 이루어지는 제어부(24)에 대한 부담을 억제할 수 있다.
(5) 초기 출력 전압(Vst)은, 자외선 LED(13)의 출력 파워가 최대일 때의 순방향 전압(Vf(Vmax))과 전류 검출용 저항기(30)의 양단 전압(Vr)의 합보다 높은 전압값이기 때문에, 자외선 LED(13)에 공급되는 전압이 부족한 것이 억제되기 때문에 자외선 LED(13)를 확실하게 점등시킬 수 있다.
(6) 초기 출력 전압(Vst)이 DC-DC부(25)의 최대 출력 전압이기 때문에, 자세한 제어를 하지 않고 전압을 공급할 수 있다.
한편, 상기 실시예는, 다음과 같이 변경해도 좋다.
● 상기 실시예에서는 1개의 컨트롤러 유닛(21)에 대해 1개의 조사 유닛(11)(헤드)이 접속되는 구성을 채용했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 1개의 컨트롤러 유닛에 대해 복수의 조사 유닛이 접속되는 구성을 채용해도 좋다. 이와 같은 구성에 있어서는, 컨트롤러 유닛 내에 각 헤드에 대응하도록 구동 회로를 복수 구비하는 구성이나, 1개의 구동 회로를 전환하여 이용하는 구성을 채용할 수 있다.
● 상기 실시예에서는, 0%의 스텝을 제외한 각 스텝의 개시시에 있어서의 초기 출력 전압(Vst)을, 자외선 LED(13)의 출력 파워가 최대일 때의 순방향 전압(Vf(전압값=Vmax))과 전류 검출용 저항기(30)의 양단 전압(Vr)의 합보다 높은 전압값으로 했지만, 이에 한정되지 않는다.
예를 들면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 출력 파워에 상응한 전류값(순방향 전류(If))과, 그 때의 출력 전압(Vout)의 관계의 메모리 테이블(T)을 미리 기억부(31)에 기억시키고, 메모리 테이블(T)을 참조하여 출력 전압(Vout)을 결정(설정)하도록 해도 좋다.
또한, 출력 파워에 상응한 전류값(순방향 전류(If))과, 그 때의 출력 전압(Vout)의 상관 관계로부터 순방향 전압(Vf)에 대해 계수(α)를 곱셈하여 출력 전압(Vout)을 결정(설정)하도록 해도 좋다.
● 상기 실시예에서는 각 스텝의 사이, 소정 간격마다(예를 들면 50μ초마다) 순방향 전압(Vf)을 검출하는 것으로 했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 각 스텝의 개시부터 소정 기간만 소정 간격마다 순방향 전압(Vf)을 검출하는 구성을 채용해도 좋다. 또한, 각 스텝의 개시부터 출력 전압(Vout)과 순방향 전압(Vf)의 차이가 한계값인 소정값 이하가 될 때까지 순방향 전압(Vf)을 검출하는 구성을 채용해도 좋다.
● 상기 실시예에서는, 전류 검출용 저항기(30)에 공급되는 전압(Vr)은, 계측된 전류(Ir(=순방향 전류(If)))와 전류 검출용 저항기(30)의 저항값의 곱에 의해 산출되는 산출값(계산값)을 사용하는 것으로 했지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 전류 검출용 저항기(30)에 인가되는 전압(Vr)을 측정하고, 그 측정값을 사용하는 구성을 채용해도 좋다. 이와 같은 구성으로 하는 것에 의해, 전류 검출용 저항기(30)의 이론상의 저항값과 실제의 저항값의 오차에 영향을 받지 않는다. 즉, 전류 검출용 저항기(30)의 양단의 전압(Vr)도 계측하는 것에 의해 전류 검출용 저항기(30)의 사양 범위내에 있어서의 저항값의 오차에 좌우되는 일이 없어지기 때문에, 더욱 정확한 전압(Vr)을 측정할 수 있다.
● 상기 실시예에서는, 컨트롤러 유닛(21) 내에 자외선 LED(13)와 전기적으로 접속되어 자외선 LED(13)에 공급되는 전류를 검출하기 위한 전류 검출용 저항기(30)를 구비하는 구성으로 했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면 조사 유닛(11) 내에 전류 검출용 저항기(30)를 구비하는 구성을 채용해도 좋다.
● 상기 실시예에서는, 출력 파워를 0%의 기간을 설정 가능한 구성으로 했지만, 이에 한정되지 않고, 전력 오프 기간이나 조사 오프 기간을 설정 가능한 구성을 채용해도 좋다.
● 상기 실시예에서는, t1~t2의 기간에 있어서 출력 파워를 0%로 하여 자외선 LED(13)로부터 간헐적으로 자외선을 조사하는 구성으로 했지만, 이에 한정되지 않는다.
도 7에 나타내는 바와 같이, t1~t2의 기간에 있어서도 출력 파워를 0%보다 크게(예를 들면 50%로) 설정하여, 자외선 LED(13)로부터 다단계로 출력 파워가 서서히 커지도록 자외선을 조사하는 구성을 채용해도 좋다.
또한, 도 8에 나타내는 바와 같이 자외선 LED(13)로부터 출력 파워가 서서히 작아지도록 자외선을 조사하는 구성을 채용해도 좋다. 이와 같이 자외선 LED(13)의 출력 파워의 변화시에 있어서 자외선 LED의 출력 파워가 떨어지는 경우에는, 출력 파워의 변화 전에 있어서의 출력 전압(Vout)을, 출력 파워 변화 후의 초기 출력 전압(Vst)으로서 사용하도록 해도 좋다. 이에 의해, 출력 파워 변화 후에 있어서의 출력 전압 공급 수단의 초기 출력 전압이 출력 전압 공급 수단의 최대 출력 전압과 비교하여 자외선 LED의 순방향 전압과 가까운 전압값이기 때문에, 더욱 발열을 억제할 수 있다.
● 상기 실시예 및 상기 각 변형예는 적절히 조합해도 좋다.
다음으로, 상기 실시예 및 다른 예로부터 파악할 수 있는 기술적 사상을 이하에 추가로 기재한다.
(부기 1) 청구항 1 내지 청구항 8중 어느 한 항에 기재된 자외선 조사 장치에 있어서,
상기 전류 검출용 저항기는, 상기 컨트롤러 내에 마련되는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
이에 의해, 헤드측에 열원이 될 수 있는 전류 검출용 저항기가 마련되지 않기 때문에, 헤드측의 온도 상승을 억제할 수 있고, 자외선 LED의 출력 저하를 억제할 수 있다.
1: 자외선 조사 장치
11: 조사 유닛(헤드)
13: 자외선 LED
21: 컨트롤러 유닛(컨트롤러)
24: 제어부(전압 측정 수단, 파워 설정 수단 및 출력 전압 공급 수단)
25: DC-DC부(출력 전압 공급 수단)
26: 전류 조정부(전류 조정 수단)
27: 조작부(파워 설정 수단)
29: 스위칭 소자(전류 조정 수단)
30: 전류 검출용 저항기
C: 접속 케이블

Claims (8)

  1. 자외선을 조사하는 자외선 LED를 구비한 헤드와,
    상기 헤드와 접속 케이블에 의해 전기적으로 접속되어, 해당 접속 케이블을 통해 상기 자외선 LED에 전류를 공급시켜 해당 자외선 LED를 점등시키는 컨트롤러를 구비한 자외선 조사 장치이고,
    상기 자외선 LED와 전기적으로 접속되어 상기 자외선 LED에 공급되는 전류를 검출하기 위한 전류 검출용 저항기를 구비하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 자외선 LED로부터 간헐적 또는 다단계로 자외선을 조사하도록 출력 파워를 설정하는 파워 설정 수단과, 파워 설정 수단으로 설정되는 출력 파워에 상응하여 상기 자외선 LED에 공급되는 전류를 조정하는 전류 조정 수단과, 상기 자외선 LED에 전압을 공급하는 출력 전압 공급 수단을 구비하고,
    상기 출력 전압 공급 수단은, 상기 파워 설정 수단에 의해 설정되는 출력 파워에 상응하여 조정된 상기 자외선 LED에 공급되는 전류에 따라, 상기 자외선 LED에 공급하는 전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 헤드는, 상기 컨트롤러에 대해 상기 접속 케이블을 통해 탈착 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 LED가 발광되었을 때의 상기 자외선 LED의 전압을 측정하는 전압 측정 수단을 구비하고,
    상기 출력 전압 공급 수단은, 상기 파워 설정 수단에 의해 설정되는 출력 파워에 상응하여 조정된 상기 자외선 LED에 공급되는 전류에 따라 변화하는 상기 전압 측정 수단에 의해 측정된 전압에 상응하여 상기 자외선 LED에 대한 전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전류 검출용 저항기 및 상기 자외선 LED의 전압을 측정하는 전압 측정 수단을 구비하고,
    상기 출력 전압 공급 수단은, 상기 파워 설정 수단에 의해 설정되는 출력 파워에 상응하여 조정된 상기 자외선 LED에 공급되는 전류에 따라 변화하는 상기 전압 측정 수단에 의해 측정된 전압에 상응하여 상기 자외선 LED에 대한 전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 출력 전압 공급 수단은, 상기 자외선 LED의 출력 파워의 변화시에, 미리 결정된 초기 출력 전압을 기준으로 하여 상기 전압 측정 수단에 의해 측정된 전압에 상응하여 상기 자외선 LED에 대한 전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 초기 출력 전압은, 상기 자외선 LED의 출력 파워가 최대일 때의 순방향 전압과 상기 전류 검출용 저항기의 양단 전압의 합보다 높은 전압값인 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 초기 출력 전압은, 상기 출력 전압 공급 수단의 최대 출력 전압인 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 출력 전압 공급 수단은, 상기 자외선 LED의 출력 파워의 변화시에 상기 자외선 LED의 출력 파워가 떨어진 경우, 출력 파워의 변화 전에 있어서의 상기 출력 전압 공급 수단으로부터 공급되는 상기 자외선 LED에 대한 전압을 출력 파워 변화 후의 초기 출력 전압으로서 사용하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
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