(57)【要約】【課題】単波長のＬＥＤを紫外光源として用いた紫外線照射装置は、照射光に複数の波長の成分が含まれるランプを紫外光源とする紫外線照射装置と比較して、紫外線硬化が良好に行えない。そこで、本発明では、ＬＥＤを紫外光源とする従来の紫外線照射装置のこのような課題を解決する。【解決手段】本発明では、前面に窓１５が形成された照射ヘッド２内に、紫外光源として多数のＬＥＤ２０を設置し、この多数のＬＥＤは、波長の異なる複数の群Ａ，Ｂ，Ｃ，…から成る光硬化用紫外線照射装置により上述した課題を解決するものである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面に窓が形成された照射ヘッド内に、紫外光源として多数のＬＥＤを設置し、この多数のＬＥＤは、波長の異なる複数の群から成ることを特徴とする光硬化用紫外線照射装置。
【請求項２】
ＬＥＤは、波長３６５ｎｍ、３７０ｎｍ、３７５ｎｍ、４００ｎｍ、４２０ｎｍ、４３５ｎｍのものから複数選択されたものとすることを特徴とする請求項１に記載の光硬化用紫外線照射装置。
【請求項３】
多数の一群のＬＥＤは、ＬＥＤアレイによって構成することを特徴とする請求項１又は２に記載の光硬化用紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光硬化用紫外線照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
接着剤、インキ、塗料等の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射するための紫外線照射装置に用いる紫外光源として、従来は、水銀アークランプ、メタルハライドランプ、水銀キセノンランプ、ハロゲンランプ、ブラックランプ等のランプが用いられて来た。例えば特許文献１参照。
【０００３】
しかしながら紫外光源としてランプを用いた紫外線照射装置では、ランプ自体が大型であることと、発熱を冷却するための手段を必要とすることから装置が大型になってしまうと共に、発熱の処理の問題や、集光の困難性、消費電力が大である等の種々の課題があった。
【０００４】
そこで近来は、紫外線ＬＥＤの開発と相俟って、紫外光源としてＬＥＤを用いた小型の紫外線照射装置も提供されている。このような従来の紫外線照射装置において、ＬＥＤは、例えば波長３６５ｎｍの単波長のものが用いられている。
【特許文献１】特開平６−１４０１７２公報
【特許文献２】特開２００５−３４７４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら本発明者が行った実験によると、従来の紫外光源としてランプを用いた紫外線照射装置と、ＬＥＤを用いた紫外線照射装置による紫外線硬化樹脂の硬化の程度を比較すると、前者の紫外線照射装置を用いた方が良好に硬化できることが分かった。
【０００６】
そこで、前者と後者の紫外線照射装置を考察した結果、前者の紫外光源であるランプからの照射光には、図６、図７に示すように、複数の波長の成分が含まれているのに対して、後者の紫外光源であるＬＥＤは単波長であり、これが硬化の程度に影響しているとの知見を得た。尚、図６はメタルハライドランプの発光分光光エネルギー分布、図７は高圧水銀ランプの発光分光光エネルギー分布を示すものである。
本発明は、以上の知見に基づき、ＬＥＤを紫外光源とする従来の紫外線照射装置の上述した課題を解決することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、上述した目的を達成するために、前面に窓が形成された照射ヘッド内に、紫外光源として多数のＬＥＤを設置し、この多数のＬＥＤは、波長の異なる複数の群から成る光硬化用紫外線照射装置を提案するものである。
【０００８】
また本発明では、上記の構成において、ＬＥＤは、波長３６５ｎｍ、３７０ｎｍ、３７５ｎｍ、４００ｎｍ、４２０ｎｍ、４３５ｎｍのものから複数選択することを提案する。
【０００９】
また本発明では、上記の構成において、多数の一群のＬＥＤは、ＬＥＤアレイによって構成することを提案する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の紫外線照射装置では、波長が異なる複数の群の多数のＬＥＤからの紫外線を、窓を通して照射ヘッドの前方に照射することができるので、単波長の紫外線を照射する従来のＬＥＤを用いた紫外線照射装置と比較して、紫外線硬化樹脂の硬化を十分に、良好に行わせることができる。また従来のランプを用いた紫外線照射装置と比較して、小型化と、操作の簡便さ、省消費電力等において優位である。
【００１１】
また設置するＬＥＤの数を増加することにより、照射パワーを容易に増大することができ、硬化所要時間の短縮に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に本発明の実施の形態を、添付の図１〜図５を参照して説明する。
図１は本発明に係る紫外線照射装置の全体構成の一例を示すもので、コントローラー１と照射ヘッド２と、それらの間のケーブル２とから構成されている。
【００１３】
コントローラー１の構成要素を説明すると、符号４は照射時間設定部、５は照射時間表示部、６は照射パワー設定部、７は照射パワー表示部、８は照射モード設定部、９は電源スイッチ、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは各表示部である。
【００１４】
図２は照射ヘッドの拡大図、図３は照射ヘッドの要部の拡大断面図であり、これらの図につき照射ヘッド２の構成を説明すると、この照射ヘッド２は、操作者が筆記用具のペンのように保持可能とするための筒状の保持部１１の先端側に放熱フィン１２を設けた筒状の光源設置部１３を構成し、光源設置部１３の先端側にＬＥＤ基板１４を設置すると共に、このＬＥＤ基板１４の前方に、窓１５を形成した蓋体１６を螺合して固定する構成としている。窓１５には石英ガラス等の透光性と耐熱性を有するカバーガラス１７が設けられ、ＬＥＤ基板１４との間にスペーサーとしてのリング１８が介装されている。そして保持部１１には照射ボタン１９が設けられている。
【００１５】
更に、図４はＬＥＤ基板１４の正面図、図５はＬＥＤ基板１４の側面図であり、本発明においては、ＬＥＤ基板１４の前面側に、多数のＬＥＤ２０を設置している。符号２１は保持用ピンである。
【００１６】
多数のＬＥＤ２０は、図中２点鎖線で囲んで示しているように、複数の群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇに分けられており、多数のＬＥＤ２０は、照射される紫外線の波長が、例えば３６５ｎｍ、３７０ｎｍ、３７５ｎｍ、４００ｎｍ、４２０ｎｍ、４３５ｎｍのものから複数選択されて群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇとして構成されている。
【００１７】
例えば、図に示されるように、群ＡのＬＥＤ２０は、照射される紫外線の波長が３６５ｎｍの一つのチップタイプＬＥＤから構成されており、また群Ｂ，Ｃ，Ｅ，ＦのＬＥＤ２０は、照射される紫外線の波長が３７５ｎｍの１２個のＬＥＤダイを反射板付銅基板等に一体化したＬＥＤアレイによって構成されている。更に群Ｄ，ＧのＬＥＤ２０は、照射される紫外線の波長が３７５ｎｍの２８個のＬＥＤダイを反射板付銅基板等に一体化したＬＥＤアレイによって構成されている。
【００１８】
以上に説明した多数のＬＥＤ２０の設置の仕方では、一つの群を構成する多数のＬＥＤ２０をＬＥＤアレイにより構成しているが、通電の仕方を工夫することにより、複数の群のＬＥＤ２０を混在して設置することもできる。
【００１９】
いずれにしても複数の群のＬＥＤ２０は、可能な限り、ＬＥＤ基板１４に均等に配置することが良い。
【００２０】
以上の構成において、本発明の紫外線照射装置においては、操作者は、照射ヘッド２の筒状の保持部１１を、筆記用具のペンのように保持して、対象とする紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の紫外線照射装置では、上述したとおり、波長が異なる複数の群の多数のＬＥＤ２０からの紫外線を、窓１５を通して照射ヘッド２の前方に照射することができるので、単波長の紫外線を照射する従来のＬＥＤを用いた紫外線照射装置と比較して、紫外線硬化樹脂の硬化を十分に、良好に行わせることができる。また従来のランプを用いた紫外線照射装置と比較して、小型化と、操作の簡便さ、省消費電力等において優位であり、産業上の利用可能性が大である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る紫外線照射装置の全体構成の一例を示す説明図である。
【図２】図１の照射ヘッドの拡大図である。
【図３】図１の照射ヘッドの要部の拡大断面図である。
【図４】ＬＥＤ基板の正面図である。
【図５】ＬＥＤ基板の側面図である。
【図６】メタルハライドランプの発光分光光エネルギー分布を示す説明図である。
【図７】高圧水銀ランプの発光分光光エネルギー分布を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１          コントローラー
２          照射ヘッド
３          ケーブル
４          照射時間設定部
５          照射時間表示部
６          照射パワー設定部
７          照射パワー表示部
８          照射モード設定部
９          電源スイッチ
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ          表示部
１１        筒状の保持部
１２        放熱フィン
１３        光源設置部
１４        ＬＥＤ基板
１５        窓
１６        蓋体
１７        カバーガラス
１８        リング
１９        照射ボタン
２０        多数のＬＥＤ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ      群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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