(57)【要約】【課題】  高い精度で寿命管理を行なうことのできる指標を有する紫外線照射装置を提供する。【解決手段】  制御部４は、光源用電源部６から照射部２のそれぞれへ供給する電流値を受けて、所定の制御周期毎に積算する。そして、制御部４は、積算した電流値にＵＶ光源１６の電圧降下量を乗算し、ＵＶ光源１６の照射エネルギーを算出する。さらに、制御部４は、照射部２の記憶部１８から読み出した照射エネルギーの累積値に算出した照射エネルギーを加算し、その加算後の値で記憶部１８が格納する照射エネルギーの累積値を更新する。また、制御部４は、算出したＵＶ光源１６の照射エネルギーおよび照射エネルギーの累積値などを表示部８に表示させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤで構成される光源から紫外線を照射する照射部と、
前記光源を駆動するための電力を供給する光源用電源部と、
前記光源用電源部から供給される電力の電流値を時間的に積算することで前記光源が発生した照射エネルギーを算出する制御部と、
前記制御部が算出した前記照射エネルギーを表示または／および外部へ出力する表示出力手段とを備える紫外線照射装置。
【請求項２】
ＬＥＤで構成される光源から紫外線を照射する照射部と、
前記光源を駆動するための電力を供給する光源用電源部と、
前記光源から照射される紫外線の照度を測定する照度測定部と、
前記照度測定部において測定された照度を時間的に積算することで前記光源が発生した照射エネルギーを算出する制御部と、
前記制御部が算出した前記照射エネルギーを表示または／および外部へ出力する表示出力手段とを備える紫外線照射装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記照射エネルギーの累積値が前記光源の寿命とみなされる値を超過したか否かを判断し、超過した場合には前記光源が寿命に達したと判定し、超過していない場合に前記光源が寿命に達していないと判定する寿命判定手段を含み、
前記表示出力手段は、当該寿命判定手段における判定結果を表示または／および外部へ出力する、請求項１〜２のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記照射エネルギーの累積値と前記光源の寿命とみなされる値との差を演算することで前記光源の残り寿命を算出する残寿命算出手段をさらに含み、
前記表示部は、前記残寿命算出手段における算出結果を表示または／および外部へ出力する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記光源の累積照射エネルギーに対する発光効率の減衰特性に基づいて、前記照射エネルギーの累積値から前記光源の劣化状態を判断する劣化状態判断手段をさらに含み、
前記表示部は、前記劣化状態判断手段における判断結果を表示または／および外部へ出力する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
【請求項６】
時間の経過に対する照射量の変化を規定した照射パターンを受付ける入力部をさらに備え、
前記制御部は、前記入力部が受付けた前記照射パターンに基づいて、前記照射パターンが実行された場合における照射エネルギーを算出する照射パターン算出手段をさらに含み、
前記表示部は、前記照射パターン算出手段における算出結果を表示または／および外部へ出力する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記照射エネルギーの累積値と前記光源の寿命とみなされる値との差から前記光源の残り寿命を算出し、さらに、当該残り寿命を前記照射パターンが実行された場合における照射エネルギーで除算して前記照射パターンの実行可能回数を算出する実行可能回数算出手段をさらに含み、
前記表示部は、前記実行可能回数算出手段手段における算出結果を表示または／および外部へ出力する、請求項６に記載の紫外線照射装置。
【請求項８】
前記入力部は、照射パターンに加えて、所望の照射エネルギー値を受付け、
前記制御部は、前記照射パターンの照射エネルギーが前記所望の照射エネルギー値と一致するように、前記照射パターンの全体を照射量方向に伸縮させ、新たな照射パターンを生成する照射パターン生成手段をさらに含む、請求項６または７に記載の紫外線照射装置。
【請求項９】
前記制御部が算出した前記照射エネルギーを格納する記憶部をさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
【請求項１０】
前記照射部は、交換が可能であり、
前記記憶部は、前記照射部と一体的に交換される、請求項９に記載の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は紫外線を照射する紫外線照射装置に関し、特にＬＥＤで構成される光源を備える紫外線照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
ところで、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いる。紫外線ランプは、発光に伴い劣化が進行し、その照度が低下することが知られている。そこで、紫外線ランプでは、その照度が所定のレベル以下となった時点を「寿命」と定義する。すなわち、寿命を過ぎた紫外線ランプは、十分に機能を発揮できないことを意味する。
【０００６】
そこで、紫外線ランプの寿命を推定し、十分に機能を発揮できなくなる前に交換する必要がある。たとえば、特許文献１には、紫外線ランプの照射時間を積算して管理することで、寿命を推定する方法が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、紫外線ランプの照度を測定し、その低下量に応じて照射時間を決定する紫外線照射装置が開示されている。この特許文献２に開示されている紫外線照射装置では、寿命に達するまでの間において、紫外線ランプの照度の劣化程度によらず、被照射物に対して一定の積算光量を照射できる。
【特許文献１】特開平０５−５７０１号公報
【特許文献２】特開平０６−１９６５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年の急速な技術革新に伴い、紫外線を発生することのできるＬＥＤ（Light Emitting Diode）が開発され、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。
【０００９】
また、紫外線ランプは、電源を投入してから使用可能な状態となるまでに時間を要する。そのため、従来の紫外線照射装置では、紫外線ランプのオン−オフ制御は行なわれず、照射口に配置されたシャッターの開度を制御することで、紫外線の照射量を調整していた。すなわち、使用状態においては、紫外線ランプには常に一定の電圧が印加されていた。
【００１０】
一方、ＬＥＤは、供給される電流に略比例した発光量の紫外線を瞬時に発生するので、ＬＥＤを備えた紫外線発生装置では、供給する電流値を制御することで、より精度の高い照射量の制御が可能である。
【００１１】
ところで、ＬＥＤは、紫外線ランプに比較して長寿命であるが、寿命に達すると十分に機能を発揮しない点では何ら変わりはない。そのため、ＬＥＤに対しても寿命を推定し、交換時期などを管理する必要がある。
【００１２】
上述したように、ＬＥＤを備えた紫外線発生装置では、ＬＥＤに与える電流値を制御するため、ＬＥＤの発光量は一定ではない。そのため、従来のように、照射時間を積算するだけでは、十分な精度をもって寿命を推定することができなかった。
【００１３】
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、高い精度で寿命管理を行なうことのできる指標を有する紫外線照射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明によれば、ＬＥＤで構成される光源から紫外線を照射する照射部と、光源を駆動するための電力を供給する光源用電源部と、光源用電源部から供給される電力の電流値を時間的に積算することで光源が発生した照射エネルギーを算出する制御部と、制御部が算出した照射エネルギーを表示または／および外部へ出力する表示出力手段とを備える紫外線照射装置である。
【００１５】
また、この発明によれば、ＬＥＤで構成される光源から紫外線を照射する照射部と、光源を駆動するための電力を供給する光源用電源部と、光源から照射される紫外線の照度を測定する照度測定部と、照度測定部において測定された照度を時間的に積算することで光源が発生した照射エネルギーを算出する制御部と、制御部が算出した照射エネルギーを表示または／および外部へ出力する表示出力手段とを備える紫外線照射装置である。
【００１６】
好ましくは、制御部は、照射エネルギーの累積値が光源の寿命とみなされる値を超過したか否かを判断し、超過した場合には光源が寿命に達したと判定し、超過していない場合に光源が寿命に達していないと判定する寿命判定手段を含み、表示出力手段は、当該寿命判定手段における判定結果を表示または／および外部へ出力する。
【００１７】
好ましくは、制御部は、照射エネルギーの累積値と光源の寿命とみなされる値との差を演算することで光源の残り寿命を算出する残寿命算出手段をさらに含み、表示部は、残寿命算出手段における算出結果を表示または／および外部へ出力する。
【００１８】
好ましくは、制御部は、光源の累積照射エネルギーに対する発光効率の減衰特性に基づいて、照射エネルギーの累積値から光源の劣化状態を判断する劣化状態判断手段をさらに含み、表示部は、劣化状態判断手段における判断結果を表示または／および外部へ出力する。
【００１９】
好ましくは、時間の経過に対する照射量の変化を規定した照射パターンを受付ける入力部をさらに備え、制御部は、入力部が受付けた照射パターンに基づいて、照射パターンが実行された場合における照射エネルギーを算出する照射パターン算出手段をさらに含み、表示部は、照射パターン算出手段における算出結果を表示または／および外部へ出力する。
【００２０】
好ましくは、制御部は、照射エネルギーの累積値と光源の寿命とみなされる値との差から光源の残り寿命を算出し、さらに、当該残り寿命を照射パターンが実行された場合における照射エネルギーで除算して照射パターンの実行可能回数を算出する実行可能回数算出手段をさらに含み、表示部は、実行可能回数算出手段手段における算出結果を表示または／および外部へ出力する。
【００２１】
好ましくは、入力部は、照射パターンに加えて、所望の照射エネルギー値を受付け、制御部は、照射パターンの照射エネルギーが所望の照射エネルギー値と一致するように、照射パターンの全体を照射量方向に伸縮させ、新たな照射パターンを生成する照射パターン生成手段をさらに含む。
【００２２】
好ましくは、制御部が算出した照射エネルギーを格納する記憶部をさらに備える。
【００２３】
好ましくは、照射部は、交換が可能であり、記憶部は、照射部と一体的に交換される。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、光源に供給する電力の電流値を時間的に積算することで、照射量および時間のいずれをも考慮した指標である照射エネルギーを算出する。よって、照射量が変化しても、高い精度で寿命管理が行なえる指標を取得できる。
【００２５】
また、この発明によれば、光源から照射される紫外線の照度を時間的に積算することで、照射量および時間のいずれをも考慮した指標である照射エネルギーを算出できる。よって、照射量が変化しても、高い精度で寿命管理が行なえる指標を取得できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
［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。
【００２８】
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。
【００２９】
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に表示する。
【００３０】
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。また、照射部２は、光源が寿命に達して十分な機能を発揮できなくなった場合には、交換される。
【００３１】
照射部２の各々は、ＵＶ光源１６と、記憶部１８とからなる。
【００３２】
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。なお、ＵＶ光源１６における電圧降下量はほぼ一定であるため、ＵＶ光源１６に供給される電力は、供給される電流値に略比例する。
【００３３】
記憶部１８は、ＵＶ光源１６と一体的に形成され、本体部１から受けたＵＶ光源１６の照射エネルギーの累積値を格納し、また、本体部１からの指令に応じて、格納したＵＶ光源１６の照射エネルギーの累積値を読み出す。そして、記憶部１８は、予めＵＶ光源１６に応じた発光効率の減衰特性を格納する。さらに、記憶部１８は、本体部１から脱着された場合にも格納したデータが消去されないように、不揮発性の記憶領域をもつ。そのため、記憶部１８は、たとえば、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）、またはコンパクトフラッシュ（登録商標）、スマートメディア、ＳＤメモリカード、メモリスティック、ＭＭＣ（Multi Media Card）、ｘＤピクチャーカードなどのフラッシュメモリなどからなる。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。そして、光源用電源部６は、照射部２のそれぞれへ供給する電力の電流値を制御部４へ出力する。
【００３７】
表示部８は、本体部１の表面に配置され、制御部４から与えられた信号をユーザに対して表示する。
【００３８】
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。
【００３９】
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、所望するサイクル毎の照射パターン、すなわち照射部２のそれぞれについて時間の経過に対する照射量の変化を入力する。また、ユーザは、照射部２のそれぞれについて所望する照射サイクルにおける照射エネルギー値を入力することもできる。
【００４０】
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。
【００４１】
制御部４は、光源用電源部６から照射部２のそれぞれへ供給する電流値を受けて、所定の制御周期毎に積算する。そして、制御部４は、積算した電流値にＵＶ光源１６の電圧降下量を乗算し、ＵＶ光源１６の照射エネルギーを算出する。さらに、制御部４は、照射部２の記憶部１８から読み出した照射エネルギーの累積値に算出した照射エネルギーを加算し、その加算後の値で記憶部１８が格納する照射エネルギーの累積値を更新する。また、制御部４は、算出したＵＶ光源１６の照射エネルギーおよび照射エネルギーの累積値などを表示部８に表示させる。
【００４２】
また、制御部４は、照射部２の記憶部１８に予め記憶されている発光効率の減衰特性を読み出し、ＵＶ光源１６が寿命に達するとみなされる照射エネルギー値を取得する。そして、制御部４は、ＵＶ光源１６の照射エネルギーの累積値が寿命とみなされる照射エネルギー値を超過しているか否かを判断し、超過している場合には、ＵＶ光源１６が寿命に達していると判定し、超過していない場合には、ＵＶ光源１６が未だ寿命に達していないと判定する。さらに、制御部４は、ＵＶ光源１６が寿命に達するとみなされる照射エネルギー値とＵＶ光源１６の照射エネルギーの累積値との差を演算し、ＵＶ光源１６が寿命に達するまでの残り寿命を算出する。また、制御部４は、ＵＶ光源１６の発光効率の減衰特性に基づいて、照射部２の照射エネルギーの累積値からＵＶ光源１６の劣化率を算出する。そして、制御部４は、上述の手順で求めた、ＵＶ光源１６の寿命到達の有無、ＵＶ光源１６の残り寿命およびＵＶ光源１６の劣化率などを表示部８に表示させる。
【００４３】
また、制御部４は、ユーザが入力部１２を介して入力した照射部２のそれぞれに対する照射パターンを受けて、それぞれの照射パターンが実行された場合における照射エネルギーを算出する。そして、制御部４は、ＵＶ光源１６の残り寿命を照射部２に対する照射パターンが実行された場合における照射エネルギーで除算し、ある時点において照射部２が当該照射パターンを実行可能な回数を算出する。さらに、制御部４は、上述の手順で算出した実行可能回数を表示部８に表示させる。
【００４４】
また、制御部４は、ユーザが入力部１２を介して入力した照射部２に対する照射パターンおよび所望の照射エネルギー値を受けて、現在の照射パターン全体を照射量方向に伸縮させることで、入力された照射エネルギー値をもつ新たな照射パターンを生成する。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
（ＬＥＤの発光特性）
紫外線ランプは、放電現象を利用して紫外線を発生するので、供給電力と発光量との関係は非線形となる。すなわち、供給する電力の電圧値および電流値に応じて、発光効率および寿命が大きく変化する。そのため、従来の紫外線ランプは、効率および寿命が最大となるように最適な一定電圧が与えられる。
【００５０】
一方、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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、ユーザが設定した照射パターンに応じて、光源用電源部６が供給する電流値を調整することで、紫外線の照射量を制御する。
【００５３】
ところで、ＵＶ光源１６を構成するＬＥＤは、半導体であるＬＥＤチップを樹脂でモールドしたものである。つまり、ＬＥＤチップから発生した紫外線は、樹脂を透過して照射される。そのため、ＬＥＤの発光に伴い、樹脂を通過する紫外線の累積量が増加し、樹脂の劣化が進行する。そして、樹脂の劣化により紫外線の透過率が低下し、ＬＥＤとしての発光効率は減衰することになる。
【００５４】
このような理由から、ＵＶ光源１６の発光効率は、発光量と発光時間との積算量、すなわち照射エネルギーに応じて減衰すると考えることができる。
【００５５】
図４は、ＵＶ光源１６の照射エネルギーの累積値に対する発光効率の変化を示す図である。なお、図４においては、製造直後の発光量を基準（１００％）にしている。
【００５６】
図４を参照して、発光効率が所定のしきい値、たとえば８０％まで減衰した時点を寿命とし、ある時点から寿命に達するまでに残存する照射エネルギーを残り寿命とする。そして、制御部４は、ＵＶ光源１６の照射エネルギーを累積することで、ＵＶ光源１６が寿命に達したか否かを判定し、さらに、ある時点における発光効率の減衰率、すなわち劣化状態や、ある時点における残り寿命などを算出する。
【００５７】
ところで、図３に示すように、ＵＶ光源１６の発光量は入力電流にほぼ比例することから、照射エネルギーは、入力電流を積算することで容易に取得できる。よって、実施の形態１に従う紫外線照射装置１００では、光源用電源部６が供給する電流値を積算することで照射エネルギーを算出し、その算出した照射エネルギーに基づいてＵＶ光源１６の寿命管理を行なう。
【００５８】
（寿命管理機能）
制御部４は、照射部２のそれぞれに対して、ＵＶ光源１６の照射エネルギーを算出し、寿命を管理する。
【００５９】
図５は、表示部８における寿命管理に関する表示画面の一例である。
【００６０】
図５（ａ）は、ＵＶ光源１６の照射エネルギーの累積値を表示する例である。
【００６１】
図５（ｂ）は、ＵＶ光源１６の残り寿命を表示する例である。
【００６２】
図５（ｃ）は、ＵＶ光源１６の発光効率を表示する例である。
【００６３】
なお、図５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る。
【００６４】
図５（ａ）、図５（ｂ）および図５（ｃ）を参照して、制御部４は、入力部１２を介して受けたユーザからの指令に応じて、ＵＶ光源１６の照射エネルギーの累積値、残り寿命および発光効率を切替えて表示部８上に表示させる。
【００６５】
図５（ａ）を参照して、制御部４は、ユーザから照射エネルギーの累積値の表示指令を受けると、ＵＶ光源１６のそれぞれにおける照射エネルギーの累積値を表示部８へ出力し、表示部８は、その値をユーザに対して表示する。なお、照射エネルギーは、エネルギー単位であるＪ（ジュール）で表示される。
【００６６】
また、制御部４は、照射部２のそれぞれの稼動状態を表示部８へ出力し、表示部８は、その情報をユーザに対して表示する。なお、表示部８は、紫外線の照射が行なわれている「照射中」、紫外線の照射が行なわれておらず、かつ、照射を行なう準備が完了している「待機中」などを稼動状態として表示する。さらに、制御部４は、ＵＶ光源１６のそれぞれについて、照射エネルギーの累積値が寿命とみなされる照射エネルギー値を超過したか否かを判断し、超過したＵＶ光源１６が存在すれば寿命に達したと判定し、当該ＵＶ光源１６を特定する情報を表示部８へ出力する。表示部８は、そのＵＶ光源１６について「要交換」と表示し、ユーザに対して照射部２の交換を促す。
【００６７】
図５（ｂ）を参照して、制御部４は、ユーザから残り寿命表示指令を受けると、ＵＶ光源１６のそれぞれについて、照射エネルギーの累積値とＵＶ光源１６の寿命とみなされる値との差を算出した残り寿命を表示部８へ出力する。表示部８は、その残り寿命を表示する。なお、寿命に達したＵＶ光源１６については、算出された残り寿命が負値となるが、負値における絶対値は意味をなさないので、表示部８は、ゼロを表示する。
【００６８】
図５（ｃ）を参照して、制御部４は、ユーザから劣化率表示指令を受けると、ＵＶ光源１６のそれぞれについて、照射エネルギーの累積値から、発光効率の減衰特性に基づいて算出した劣化率を表示部８へ出力し、表示部８は、その劣化率をユーザに対して表示する。
【００６９】
図６は、ＵＶ光源１６の照射エネルギーの累積値を算出するフローチャートである。
【００７０】
図６を参照して、制御部４は、照射部２から紫外線の照射が開始されると、照射エネルギー値をリセットする（ステップＳ１００）。
【００７１】
そして、制御部４は、制御周期タイミングか否かを判断する（ステップＳ１０２）。制御周期タイミングでない場合（ステップＳ１０２においてＮＯの場合）には、制御部４は、制御周期タイミングまで待つ（ステップＳ１０２）。制御周期タイミングである場合（ステップＳ１０２においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、制御周期×供給電流値×電圧降下量を演算する（ステップＳ１０４）。そして、制御部４は、その演算結果を照射エネルギー値に加算する（ステップＳ１０６）。
【００７２】
その後、制御部４は、照射部２における照射が終了したか否かを判断する（ステップＳ１０８）。照射が終了していない場合（ステップＳ１０８においてＮＯの場合）には、制御部４は、制御周期タイミングか否かを判断する（ステップＳ１０２）。制御部４は、ステップＳ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１０８をステップＳ１０８においてＹＥＳとなるまで繰返す。制御部４は、上述のような積算ステップを繰返すことにより、照射開始から照射終了までにＵＶ光源１６から照射された照射エネルギーを算出する。
【００７３】
照射が終了した場合（ステップＳ１０８においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、照射部２に格納されている照射エネルギーの累積値を読み出す（ステップＳ１１０）。そして、制御部４は、読み出した累積値に照射エネルギー値を加算する（ステップＳ１１２）。さらに、制御部４は、加算後の累積値を照射部２へ格納する（ステップＳ１１４）。
【００７４】
上述のように、制御部４は、ＵＶ光源１６の照射エネルギーの累積値を算出する。
【００７５】
図７は、ＵＶ光源１６の寿命管理を行なうフローチャートである。
【００７６】
図７を参照して、制御部４は、照射部２に格納されている照射エネルギーの累積値を読み出す（ステップＳ２００）。さらに、制御部４は、照射部２に格納されているＵＶ光源１６の寿命とみなされる値を読み出す（ステップＳ２０２）。
【００７７】
制御部４は、照射エネルギーの累積値がＵＶ光源１６の寿命とみなされる値を超過しているか否かを判断する（ステップＳ２０４）。超過している場合（ステップＳ２０４においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、ＵＶ光源１６が寿命に達している旨を表示部８へ出力する（ステップＳ２０６）。超過していない場合（ステップＳ２０４においてＮＯの場合）には、制御部４は、表示部８へ何も出力しない。
【００７８】
その後、制御部４は、ユーザから累積値の表示指令を受付けたか否かを判断する（ステップＳ２０８）。累積値の表示指令を受付けた場合（ステップＳ２０８においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、照射エネルギーの累積値を表示部８へ出力する（ステップＳ２１０）。
【００７９】
累積値の表示指令を受付けていない場合（ステップＳ２０８においてＮＯの場合）には、制御部４は、ユーザから残り寿命表示指令を受付けたか否かを判断する（ステップＳ２１２）。残り寿命表示指令を受付けた場合（ステップＳ２１２においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、照射エネルギーの累積値とＵＶ光源１６の寿命とみなされる値との差を算出する（ステップＳ２１４）。そして、制御部４は、その算出した残り寿命を表示部８へ出力する（ステップＳ２１６）。
【００８０】
残り寿命表示指令を受付けていない場合（ステップＳ２１２においてＮＯの場合）には、制御部４は、ユーザから劣化率表示指令を受付けたか否かを判断する（ステップＳ２１８）。劣化率表示指令を受付けた場合（ステップＳ２１８においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、照射部２に格納されているＵＶ光源１６の減衰特性を読み出す（ステップＳ２２０）。そして、制御部４は、照射エネルギーの累積値からＵＶ光源１６の減衰特性に基づいて減衰率を算出する（ステップＳ２２２）。さらに、そして、制御部４は、その算出した減衰率を表示部８へ出力する（ステップＳ２２４）。
【００８１】
（照射パターン管理機能）
上述したように、紫外線照射装置１００は、ＵＶ光源１６に供給する電流値を調整することで、照射量を自由に制御する。そのため、制御部４は、ＵＶ硬化材料などの被照射物の特性に応じた照射パターンに従い、光源用電源部６を制御する。通常の生産ラインにおいては、同一の製品が連続して生産されることが多いので、それぞれの製品に対して同一の照射パターンが繰返し実行される。
【００８２】
ところで、被照射物であるＵＶ硬化材料の反応量は、与えられた光エネルギーに応じて決まる。そのため、精度の高い生産管理を行なうためには、紫外線照射装置から照射される照射エネルギーに着目する必要がある。
【００８３】
そこで、制御部４は、ユーザが入力部１２を介して設定する照射パターンを受けると、照射が実行される前にその照射パターンにおける照射エネルギーを算出し、表示部８上に表示させる。さらに、制御部４は、照射パターンの実行中において既に照射された紫外線の照射エネルギーを表示部８上に表示させる。
【００８４】
図８は、照射パターンを実行する場合の表示部８における表示画面の一例である。
【００８５】
図８を参照して、制御部４は、ユーザが設定した照射パターンを受けて、その制御パターンにおける照射エネルギーの設定量を算出する。そして、制御部４は、照射パターンおよび算出した照射エネルギーの設定量を表示部８へ出力し、表示部８は、それらをユーザに対して表示する。さらに、制御部４は、照射パターンに従い照射を開始すると、その照射経過および当該照射パターンにおいて既に照射した照射エネルギーの照射量を表示部８へ出力し、表示部８は、それらをユーザに対して表示する。
【００８６】
ところで、生産ラインにおいて、同一の照射パターンを繰返し実行する場合には、ＵＶ光源１６が寿命に達するまでに、その照射パターンが実行できる回数を予測できる。すなわち、制御部４は、ある時点におけるＵＶ光源１６の残り寿命を照射パターンの照射エネルギーで除算することにより、当該照射パターンの実行可能回数を算出する。
【００８７】
図９は、表示部８における照射サイクルの照射エネルギーに関する表示画面の一例である。
【００８８】
図９（ａ）は、パターン選択画面を表示する例である。
【００８９】
図９（ｂ）は、選択された照射パターンにおける照射エネルギーを表示する例である。
【００９０】
図９（ｃ）は、選択された照射パターンにおける実行可能回数を表示する例である。
【００９１】
図９（ａ）を参照して、制御部４は、記憶部１０に予め格納している照射パターンまたは過去にユーザが入力した照射パターンを表示部８へ出力し、表示部８は、ユーザに対して、識別番号と対応付けた照射パターンを表示する。ユーザは、入力部１２を介して所望する照射パターンの識別番号を設定する。そして、制御部４は、入力部１２から受けた識別番号に応じて、照射パターンを選択する。
【００９２】
図９（ｂ）を参照して、照射部２のそれぞれについて選択された照射パターンの照射エネルギーを算出し、照射パターンの識別番号ともにその算出した照射エネルギーを表示部８へ出力する。表示部８は、ユーザに対して、照射パターンの識別番号と照射エネルギーを表示する。
【００９３】
図９（ｃ）を参照して、制御部４は、実行可能回数の表示指令を受けると、照射部２のそれぞれについて、ＵＶ光源１６の残り寿命を選択された照射パターンの照射エネルギーで除算することにより、当該照射パターンの実行可能回数を算出し、表示部８へ出力する。表示部８は、ユーザに対して、実行可能回数を表示する。
【００９４】
図１０は、実行可能回数を算出するフローチャートである。
【００９５】
図１０を参照して、ユーザから実行可能回数の表示指令を受けると、制御部４は、照射パターンを表示部８へ出力する（ステップＳ３００）。そして、制御部４は、ユーザから照射パターンの識別番号を受付けたか否かを判断する（ステップＳ３０２）。識別番号を受付けていない場合（ステップＳ３０２においてＮＯの場合）には、制御部４は、識別番号を受付けるまで待つ（ステップＳ３０２）。
【００９６】
識別番号を受付けた場合（ステップＳ３０２においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、選択された照射パターンの照射エネルギーを算出する（ステップＳ３０４）。そして、制御部４は、算出した照射エネルギーを表示部８へ出力する（ステップＳ３０６）。
【００９７】
さらに、制御部４は、ユーザから実行可能回数の表示指令を受付けたか否かを判断する（ステップＳ３０８）。
【００９８】
実行可能回数の表示指令を受付けた場合（ステップＳ３０８においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、ＵＶ光源１６の残り寿命を算出された照射エネルギーで除算する（ステップＳ３１０）。そして、制御部４は、除算結果を表示部８へ出力する（ステップＳ３１２）。
【００９９】
実行可能回数の表示指令を受付けていない場合（ステップＳ３０８においてＮＯの場合）には、制御部４は、処理を終了する。
【０１００】
上述のように、照射パターンの実行可能回数を算出することで、照射部２の交換時期を予測し、ＵＶ光源１６が寿命に達したことによる突発的な生産ラインの停止を回避することができる。よって、生産ラインにおける生産能力の低下を抑制できる。
【０１０１】
また、照射部２の交換に要するコストを実行可能回数で除算することにより、照射パターン１回あたりのコストを概算することもできる。よって、生産管理上における原価調査が容易に行なえる。
【０１０２】
（照射パターン生成機能）
ＵＶ硬化材料の改良や被照射物の形状変更といった生産条件の変更が行なわれると、それに伴い照射パターンの調整が必要となる場合がある。このような場合には、以前の照射パターンを利用して、パターン全体の照射エネルギーだけを変更することでより迅速に調整を行なうことができる。
【０１０３】
そこで、制御部４は、ユーザが入力部１２を介して入力した照射部２に対する照射パターンおよび所望の照射エネルギーを受けて、現在の照射パターン全体を照射量方向に伸縮させ、入力された所望の照射エネルギーをもつ新たな照射パターンを生成する。
【０１０４】
図１１は、表示部８における新たな照射パターンの生成に関する表示画面の一例である。
【０１０５】
図１１を参照して、制御部４は、照射パターン生成指令を受けると、現在の照射パターンおよびその照射パターンにおける照射エネルギーを算出し、表示部８へ出力する。表示部８は、ユーザに対して、現在の照射パターンおよびその照射エネルギーの設定量を表示する。
【０１０６】
ユーザは、入力部１２を介して所望する変更後の照射エネルギーを入力する。そして、制御部４は、変更後の照射パターンにおける照射エネルギーが、ユーザから入力された変更後の照射エネルギーと一致するように、現在の照射パターンを照射量方向に伸縮させ、新たな照射パターンを生成する。
【０１０７】
たとえば、変更前の照射パターンにおける照射エネルギーが「８０００Ｊ」であり、ユーザが入力した変更後の照射エネルギーが「４０００Ｊ」であれば、制御部４は、変更前の照射パターンを照射量方向に半分に圧縮した形の新たな照射パターンを生成する。
【０１０８】
図１２は、照射パターンを新たに生成するフローチャートである。
【０１０９】
図１２を参照して、制御部４は、ユーザから照射パターンの生成指令を受付けたか否かを判断する（ステップＳ４００）。照射パターンの生成指令を受付けていない場合（ステップＳ４００においてＮＯの場合）には、制御部４は、照射パターンの生成指令を受付けるまで待つ（ステップＳ４００）。
【０１１０】
照射パターンの生成指令を受付けた場合（ステップＳ４００においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、選択されている照射パターンの照射エネルギーを算出する（ステップＳ４０２）。そして、制御部４は、算出した照射エネルギーを表示部８へ出力する（ステップＳ４０４）。
【０１１１】
そして、制御部４は、ユーザから変更後の照射エネルギーを受付けたか否かを判断する（ステップＳ４０６）。変更後の照射エネルギーを受付けていない場合（ステップＳ４０６においてＮＯの場合）には、制御部４は、変更後の照射エネルギーを受付けるまで待つ（ステップＳ４０６）。
【０１１２】
変更後の照射エネルギーを受付けた場合（ステップＳ４０６においてＹＥＳの場合）には、制御部４は、算出した照射エネルギーを変更後の照射エネルギーで除算する（ステップＳ４０８）。そして、制御部４は、選択されている照射パターンの全体に除算結果を乗算して新たな照射パターンを生成する（ステップＳ４１０）。さらに、制御部４は、新たに生成された照射パターンを表示部８へ出力する（ステップＳ４１２）。
【０１１３】
上述のように、照射パターンを照射量方向に伸縮させて新たな照射パターンを生成するので、照射時間や照射休止時間といった被照射物に応じた特徴を維持したまま、照射パターンを調整できる。よって、生産条件の変更に対応して、照射パターンを迅速に調整できる。
【０１１４】
この発明の実施の形態１においては、表示部８およびインターフェイス部１４が表示出力手段を実現する。また、制御部４が寿命判定手段、残寿命算出手段、劣化状態判断手段、照射パターン算出手段、実行可能回数算出手段および照射パターン生成手段を実現する。
【０１１５】
この発明の実施の形態１によれば、ＵＶ光源に供給する電力の電流値を時間的に積算することで、照射量および時間のいずれをも考慮した指標である照射エネルギーを算出できる。よって、ＵＶ光源の発光量の変化に応じた高い精度の寿命管理を行なうことができる。また、ＵＶ光源に供給する電力の電流値だけを取得すればよいので、ＵＶ光源から発生する紫外線を実際に測定する必要がなく、構成が簡略化できる。
【０１１６】
また、この発明の実施の形態１によれば、ＵＶ光源の照射エネルギーの累積値に対する発光量の減衰特性に基づいて、ＵＶ光源が寿命に達したか否かの判断、ＵＶ光源の残り寿命の算出、ＵＶ光源の劣化状態の判断を行なう。さらに、ＵＶ光源の残り寿命を照射パターンの照射エネルギーで除算することで、照射パターンの実行可能回数を算出する。よって、ＵＶ光源の寿命管理を高い精度で行なうことができ、また、紫外線照射装置を用いた生産ラインにおける生産管理についても高い精度で行なうことができる。
【０１１７】
また、この発明の実施の形態１によれば、時間と照射量との関係を規定する照射パターンを照射エネルギーの観点から設定できるので、実際のＵＶ硬化法の原理に即して、照射パターンを管理できる。
【０１１８】
また、この発明の実施の形態１によれば、照射部の各々は、ＵＶ光源の照射エネルギーの累積値を格納する記憶部を含むので、照射部が異なる本体部と接続された場合にも、それまでに照射したＵＶ光源の照射エネルギーの累積値を当該異なる本体部へ出力できる。そのため、照射部がいずれの本体部と接続されたとしても、それまでに照射した照射エネルギーの累積値を容易に取得できる。よって、接続先の本体部にかかわらず、ＵＶ光源の寿命を正確に管理できる。
【０１１９】
［実施の形態２］
上述の実施の形態１においては、ＵＶ光源に供給する電力の電流値を時間的に積分して照射エネルギーを算出する場合について説明した。
【０１２０】
一方、実施の形態２においては、実際に照射される紫外線を測定して照射エネルギーを算出する場合について説明する。
【０１２１】
図１３は、実施の形態２に従う紫外線照射装置２００の概略構成図である。
【０１２２】
図１３を参照して、紫外線照射装置２００は、４つの照射部５と、４つの接続ケーブル２４と、本体部３とからなる。
【０１２３】
照射部５の各々は、実施の形態１における照射部２に照度測定部２４を加えたものである。
【０１２４】
照度測定部２４は、ＵＶ光源１６からの紫外線の照射を妨げないように、発光面に近接して配置される。そして、照度測定部２４は、ＵＶ光源１６から照射される紫外線の照度を測定し、接続ケーブル２４を介して本体部３へ出力する。
【０１２５】
本体部３は、実施の形態１における本体部１において、制御部４を制御部７に代えたものである。
【０１２６】
制御部７は、接続ケーブル２４を介して照度測定部２４からＵＶ光源１６の照度を受けて、所定の制御周期毎に積算する。そして、制御部７は、積算した照度にＵＶ光源１６の発光面積を乗算し、ＵＶ光源１６の照射エネルギーを算出する。さらに、制御部７は、照射部５の記憶部１８から読み出した照射エネルギーの累積値に算出した照射エネルギーを加算し、その加算後の値で記憶部１８が格納する照射エネルギーの累積値を更新する。
【０１２７】
その他の機能は、実施の形態１における制御部４と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１２８】
ＵＶ光源１６の照度は、単位時間に発生する光エネルギーを単位面積で規格化したものであるので、ＵＶ光源１６の照度を時間的に積算し、かつ、ＵＶ光源１６の発光面積を乗算することにより、ＵＶ光源１６が発生する照射エネルギーを算出できる。
【０１２９】
この発明の実施の形態２によれば、照度測定部がＵＶ光源で実際に発生する照度を測定し、その測定した照度に基づいて照射エネルギーを算出する。よって、制御部は、実体に近い照射エネルギーを取得でき、より精度の高い寿命管理を行なうことができる。
【０１３０】
［その他の形態］
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。
【０１３１】
上述の実施の形態１および２においては、照射部がＵＶ光源の照射エネルギーの累積値を格納する記憶部を含む構成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、本体部に含まれる記憶部が、ＵＶ光源のそれぞれにおける照射エネルギーの累積値を格納する構成としてもよい。この構成においては、照射部の製造コストを抑制できるので、頻繁に交換が行なわれる場合などには有利である。
【０１３２】
なお、上述の実施の形態１および２においては、本体部と複数の照射部とから構成される紫外線照射装置について説明したが、本発明は、本体部と１つの照射部とから構成される紫外線照射装置にも適応できることは自明である。
【０１３３】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】ＵＶ光源の照射エネルギーの累積値に対する発光効率の変化を示す図である。
【図５】表示部における寿命管理に関する表示画面の一例である。
【図６】ＵＶ光源の照射エネルギーの累積値を算出するフローチャートである。
【図７】ＵＶ光源の寿命管理を行なうフローチャートである。
【図８】照射パターンを実行する場合の表示部における表示画面の一例である。
【図９】表示部における照射サイクルの照射エネルギーに関する表示画面の一例である。
【図１０】実行可能回数を算出するフローチャートである。
【図１１】表示部における新たな照射パターンの生成に関する表示画面の一例である。
【図１２】照射パターンを新たに生成するフローチャートである。
【図１３】実施の形態２に従う紫外線照射装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１，３  本体部、２，５  照射部、４  制御部、６  光源用電源部、７  制御部、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、２２，２４  接続ケーブル、２４  照度測定部、１００，２００  紫外線照射装置。
【図１】
2006289192.tif 000003
【図２】
2006289192.tif 000004
【図３】
2006289192.tif 000005
【図４】
2006289192.tif 000006
【図５】
2006289192.tif 000007
【図６】
2006289192.tif 000008
【図７】
2006289192.tif 000009
【図８】
2006289192.tif 000010
【図９】
2006289192.tif 000011
【図１０】
2006289192.tif 000012
【図１１】
2006289192.tif 000013
【図１２】
2006289192.tif 000014
【図１３】
2006289192.tif 000015