(57)【要約】【課題】対象物や紫外線硬化型樹脂の温度を制御し、温度上昇を抑制可能な紫外線照射装置等を提供する。【解決手段】紫外線照射装置は、紫外線を照射可能な一以上の半導体素子１５０を備える一以上のヘッド部１２０と、ヘッド部１２０が紫外線を照射する対象物Ｗの上限温度を含めた紫外線照射条件を設定可能な設定部１４０と、設定部１４０で設定された紫外線照射条件に従い半導体素子１５０を駆動するための制御部１１４と、半導体素子１５０に駆動電力を供給するための電源部１１２とを備えるコントローラ部１１０と、ヘッド部１２０とコントローラ部１１０とを電気的に接続するための電気信号線を備えるケーブル部１３０と、半導体素子１５０から紫外線が照射された対象物Ｗまたは対象物Ｗに塗布された紫外線硬化型樹脂の温度を検出するための温度検出部１１３とを備える。【選択図】図１
2005231262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線硬化型樹脂を硬化するための紫外線を照射する紫外線照射装置であって、
紫外線源として紫外線を照射可能な一以上の半導体素子(150)を備える一以上のヘッド部(120)と、
前記ヘッド部(120)が紫外線を照射する対象物(W)の上限温度を含めた紫外線照射条件を設定可能な設定部(140)と、前記設定部(140)で設定された紫外線照射条件に従い前記半導体素子(150)を駆動するための制御部(114)と、前記半導体素子(150)に駆動電力を供給するための電源部(112)とを備えるコントローラ部(110)と、
前記ヘッド部(120)とコントローラ部(110)とを電気的に接続するための電気信号線を備えるケーブル部(130)と、
前記半導体素子(150)から紫外線が照射された対象物(W)または対象物(W)に塗布された紫外線硬化型樹脂の温度を検出するための温度検出部(113)と、
を備えており、
前記温度検出部(113)で検出された温度に基づき、対象物(W)が上限温度を超えて上昇するのを抑制するように、前記制御部(114)が前記半導体素子(150)から照射される紫外線を制御することを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の紫外線照射装置であって、前記温度検出部(113)で紫外線硬化型樹脂の温度の低下を検出することにより、該紫外線硬化型樹脂の硬化終了を検出可能に構成してなることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項３】
請求項１に記載の紫外線照射装置であって、前記制御部(114)が前記半導体素子(150)から照射される紫外線を制御する方法がデューティの調整であることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項４】
請求項３に記載の紫外線照射装置であって、前記温度検出部(113)で検出された温度が所定の温度を超えたとき、前記制御部(114)が前記半導体素子(150)から照射される紫外線のデューティ比をユーザの設定可能な最小時間より小さい範囲でパルス動作させるよう制御することを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の紫外線照射装置であって、前記温度検出部(113)が対象物(W)又は対象物(W)に塗布された紫外線硬化型樹脂と非接触で温度を検出可能な非接触式温度計で構成されることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の紫外線照射装置であって、前記温度検出部(113)が前記ヘッド部(120)と一体に構成されてなることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の紫外線照射装置であって、前記温度検出部(113)が放射温度計で構成されることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の紫外線照射装置であって、前記コントローラ部(110)が、複数のヘッド部(120)に対して紫外線照射条件を個別に設定可能に構成してなることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の紫外線照射装置であって、前記半導体素子(150)が紫外線発光ダイオード(151)であることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の紫外線照射装置であって、前記設定部(140)が、ヘッド部(120)に紫外線照射条件を入力するための操作パネル(144)と、操作パネル(144)で設定された設定内容を表示させる表示部(142)を含んでおり、前記操作パネル(144)で入力される紫外線照射条件が、紫外線の最大出力または／および照射パルスのデューティ比を含むことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の紫外線照射装置であって、前記設定部(140)で設定された紫外線照射条件に従い、前記温度検出部(113)で検出された温度が上限温度を超えないような紫外線の照射パターンを生成するためのテスト照射モードを備えることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の紫外線照射装置であって、テスト照射モードにおいて、前記設定部(140)で設定された紫外線照射条件では前記温度検出部(113)で検出された温度が上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成できないとき、紫外線照射条件の内変更可能なパラメータを決定する優先度を前記設定部(140)から指定可能に構成してなることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の紫外線照射装置であって、テスト照射モードにおいて、前記設定部(140)で設定された紫外線照射条件では前記温度検出部(113)で検出された温度が上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成できないとき、紫外線照射条件の内最大出力または照射パルスのデューティ比の少なくともいずれかを小さく変更した照射パターンを設定するように前記制御部(114)が処理を行うことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項１４】
請求項１１から１３のいずれかに記載の紫外線照射装置であって、テスト照射モードにおいて、対象物(W)が上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成後、前記温度検出部(113)で測定された対象物(W)の最大温度または所要時間の少なくともいずれかを前記表示部(142)に表示可能に構成してなることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項１５】
請求項１１から１４のいずれかに記載の紫外線照射装置であって、テスト照射モードにおいて、対象物(W)が上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成後、前記制御部(114)が該照射パターンを保存可能に構成してなることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項１６】
紫外線硬化型樹脂を硬化するための紫外線を照射する紫外線照射方法であって、
紫外線を照射する対象物(W)の上限温度を含む紫外線照射条件を設定するステップと、
該紫外線照射条件に従って紫外線源である半導体素子(150)を備えるヘッド部(120)から紫外線照射を開始すると共に、対象物(W)または対象物(W)に塗布された紫外線硬化型樹脂の温度を測定できるように配置された温度検出部(113)で温度を検出するステップと、
前記温度検出部(113)で検出された温度に基づき、対象物(W)が上限温度を超えて上昇するのを抑制するように、前記半導体素子(150)から照射される紫外線の照射パターンを制御するステップと、
を有することを特徴とする紫外線照射方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の紫外線照射方法であって、さらに、設定された紫外線照射条件に従い検出温度が上限温度を超えないような紫外線の照射パターンを生成するテスト照射モードに移行するステップを有することを特徴とする紫外線照射方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の紫外線照射方法であって、さらに、テスト照射モードにおいて、前記設定部(140)で設定された紫外線照射条件では検出温度が上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成できないとき、紫外線照射条件の内最大出力または照射パルスのデューティ比の少なくともいずれかを小さく変更した照射パターンを設定するステップを有することを特徴とする紫外線照射方法。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の紫外線照射方法であって、さらに、テスト照射モードにおいて、対象物(W)が上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成後、前記温度検出部(113)で測定された対象物(W)の最大温度または所要時間の少なくともいずれかを表示部(142)に表示するステップを有することを特徴とする紫外線照射方法。
【請求項２０】
請求項１７から１９のいずれかに記載の紫外線照射方法であって、さらに、テスト照射モードにおいて、対象物(W)が上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成後、前記制御部(114)が該照射パターンを保存するか否かを確認するステップを有することを特徴とする紫外線照射方法。
【請求項２１】
紫外線硬化型樹脂を硬化するための紫外線を照射する条件を設定する紫外線照射条件設定プログラムであって、コンピュータに、
紫外線を照射する対象物(W)の上限温度を含む紫外線照射条件を設定する機能と、
該紫外線照射条件に従って紫外線源である半導体素子(150)を備えるヘッド部(120)から紫外線照射を開始すると共に、対象物(W)または対象物(W)に塗布された紫外線硬化型樹脂の温度を測定できるように配置された温度検出部(113)で温度を検出する機能と、
前記温度検出部(113)で検出された温度に基づき、対象物(W)が上限温度を超えて上昇するのを抑制するように、前記半導体素子(150)から照射される紫外線の照射パターンを制御する機能と、
を実現させることを特徴とする紫外線照射条件設定プログラム。
【請求項２２】
請求項２１に記載の紫外線照射条件設定プログラムであって、さらに、設定された紫外線照射条件に従い検出温度が上限温度を超えないような紫外線の照射パターンを生成するテスト照射モードに移行する機能を実現させることを特徴とする紫外線照射条件設定プログラム。
【請求項２３】
請求項２２に記載の紫外線照射条件設定プログラムであって、さらに、テスト照射モードにおいて、前記設定部(140)で設定された紫外線照射条件では検出温度が上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成できないとき、紫外線照射条件の内最大出力または照射パルスのデューティ比の少なくともいずれかを小さく変更した照射パターンを設定する機能を実現させることを特徴とする紫外線照射条件設定プログラム。
【請求項２４】
請求項２２または２３に記載の紫外線照射条件設定プログラムであって、さらに、テスト照射モードにおいて、対象物(W)が上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成後、前記温度検出部(113)で測定された対象物(W)の最大温度または所要時間の少なくともいずれかを表示部(142)に表示する機能を実現させることを特徴とする紫外線照射条件設定プログラム。
【請求項２５】
請求項２２から２４のいずれかに記載の紫外線照射条件設定プログラムであって、さらに、テスト照射モードにおいて、対象物(W)が上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成後、前記制御部(114)が該照射パターンを保存するか否かを確認する機能を実現させることを特徴とする紫外線照射条件設定プログラム。
【請求項２６】
請求項２１から２５のいずれかに記載の紫外線照射条件設定プログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体または記憶した機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小物部品の接着等に使用される紫外線硬化型の樹脂を硬化させる等の用途で紫外線を照射する紫外線照射装置、紫外線照射方法、紫外線照射条件設定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記憶した機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、医療分野での生体内外部の紫外線照射による殺菌、治療、分光（発光）診断や、鉱物や古墳深部の観察等の分野、あるいは電子部品の組み立て作業における紫外線硬化型の樹脂を硬化させる目的等に、紫外線照射装置が利用されている。この内、紫外線硬化型の樹脂を硬化させる紫外線照射装置は、レジスト皮膜の形成や印刷の分野から光ピックアップ等の組立工程における小物部品の接着固定の分野まで広く使用されている紫外線硬化型の樹脂に対して紫外線を照射する目的で利用される。このタイプの紫外線照射装置は、電源回路等を内蔵した装置本体であるコントローラと、紫外線を照射するヘッドと、これらを接続するケーブルとを備えている。コントローラに紫外線源である高圧水銀ランプや水銀キセノンランプ、メタルハライドランプ等を内蔵し、コントローラとヘッドを接続するケーブルに内蔵された石英ガラス等の光ファイバでヘッドまで紫外線を伝達して、ヘッドから樹脂が塗布された接着部に照射される。このような紫外線照射装置を用いた小物部品の接着固定方法の従来例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
しかしながら、このようなランプ方式の紫外線照射装置では、ランプから照射される熱によって樹脂を塗布した対象物の温度が上昇して熱ストレスを生じるという問題があった。温度条件によっては対象物の温度が１００℃以上まで上昇し、例えば光ピックアップの組み立て作業においてはレンズのコーティング剥がれやレンズ自体の変形、歪み等で不良品化するおそれがあった。この対策として、紫外線硬化型樹脂の硬化に関係のない帯域をカットする熱線カットフィルタを装着することが考えられる。しかしながら、熱線カットフィルタを挿入することにより紫外線領域の光量も低下してしまう。またこのようなフィルタでは定量的に温度上昇を抑制することが困難であり、対象物に応じて所望の温度とするような制御はできない。さらに高圧水銀ランプ等は立ち上がり、立ち下がりの反応が遅くＯＮ／ＯＦＦによる光量調整ができないため、照度調整は機械的なシャッタや絞りの開閉で行う必要があるが、微調整や高速制御ができないという問題もあった。一方で紫外線硬化型樹脂や接着材は、紫外線の照射を受けると化学反応により硬化するが、硬化反応時に反応熱を生じるため、反応が急激に進むと対象物の温度が急激に上昇し塑性変形を起こしてひずみや破損を生じることもある。
【０００４】
また、このような対象物の温度上昇を監視するために熱電対や放射温度計で対象物の温度を測定しようとしても、高圧水銀ランプ等は発熱が激しく、紫外線を伝達するケーブルに内蔵された光ファイバも発熱するため、対象物の近傍に熱源が存在することにより正確な温度測定が困難であった。
【特許文献１】特開平１０−２０９４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、対象物や紫外線硬化型樹脂の温度を制御し、温度上昇を抑制可能な紫外線照射装置、紫外線照射方法、紫外線照射条件設定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記憶した機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の紫外線照射装置は、紫外線硬化型樹脂を硬化するための紫外線を照射する紫外線照射装置であって、紫外線源として紫外線を照射可能な一以上の半導体素子１５０を備える一以上のヘッド部１２０と、ヘッド部１２０が紫外線を照射する対象物Ｗの上限温度を含めた紫外線照射条件を設定可能な設定部１４０と、設定部１４０で設定された紫外線照射条件に従い半導体素子１５０を駆動するための制御部１１４と、半導体素子１５０に駆動電力を供給するための電源部１１２とを備えるコントローラ部１１０と、ヘッド部１２０とコントローラ部１１０とを電気的に接続するための電気信号線を備えるケーブル部１３０と、半導体素子１５０から紫外線が照射された対象物Ｗまたは対象物Ｗに塗布された紫外線硬化型樹脂の温度を検出するための温度検出部１１３とを備える。この紫外線照射装置は、温度検出部１１３で検出された温度に基づき、対象物Ｗが上限温度を超えて上昇するのを抑制するように、制御部１１４が半導体素子１５０から照射される紫外線を制御する。これによって、対象物の実際の温度をモニタしながら上限温度を超えないような紫外線照射の正確な制御が可能となり、熱による影響から対象物を確実に保護した信頼性の高い紫外線照射が実現される。
【０００７】
また本発明の他の紫外線照射装置は、温度検出部１１３で紫外線硬化型樹脂の温度の低下を検出することにより、該紫外線硬化型樹脂の硬化終了を検出可能に構成している。半導体素子を紫外線源とする紫外線照射装置においては対象物の温度上昇の主因は紫外線硬化型樹脂の反応熱であるため、温度の低下を検出することで硬化反応が終了し樹脂が硬化したことを判定できる。
【０００８】
さらに本発明の他の紫外線照射装置は、制御部１１４が半導体素子１５０から照射される紫外線を制御する方法がデューティの調整である。これによって、照射パターンの振幅や波形を変更することなくユーザの意図した照射パターンを維持しつつ実効的な紫外線照射量を低減して温度上昇を抑制でき、対象物を熱の影響から保護できる。
【０００９】
さらにまた本発明の他の紫外線照射装置は、温度検出部１１３で検出された温度が所定の温度を超えたとき、制御部１１４が半導体素子１５０から照射される紫外線のデューティ比をユーザの設定可能な最小時間より小さい範囲でパルス動作させるよう制御する。これによって、デューティのＯＦＦ時間を微少単位で増減でき、ユーザの意図した照射パターンを損なうことなくより精密な制御が可能となる。
【００１０】
さらにまた本発明の他の紫外線照射装置は、温度検出部１１３が対象物Ｗ又は対象物Ｗに塗布された紫外線硬化型樹脂と非接触で温度を検出可能な非接触式温度計で構成される。これによって対象物との接触部分を新たに設けることなく簡素な構成で温度検出が可能となり、容易に温度抑制制御が実現される。
【００１１】
さらにまた本発明の他の紫外線照射装置は、温度検出部１１３がヘッド部１２０と一体に構成されている。これによって温度検出部を別部材で用意することなく、紫外線照射部分と温度検出部分を一体としたヘッド部というコンパクトな構成で温度を検出して対象物の温度上昇を抑制できる。
【００１２】
さらにまた本発明の他の紫外線照射装置は、温度検出部１１３が放射温度計で構成される。これによって簡素な構成で温度検出が実現でき、対象物の温度上昇を抑制できる。
【００１３】
さらにまた本発明の他の紫外線照射装置は、コントローラ部１１０が複数のヘッド部１２０に対して紫外線照射条件を個別に設定可能に構成している。これによって、複数のヘッド部で独立して紫外線照射が可能となり、温度を抑制したい特定の部位のみで温度制御を行うといった個別制御も可能となり、より高度で柔軟性の高い紫外線照射制御が可能となる。
【００１４】
さらにまた本発明の他の紫外線照射装置は、半導体素子１５０が紫外線発光ダイオード１５１である。紫外線発光ダイオードはその出力光の波長が比較的急峻なピーク値を持ち、熱線などの成分を殆ど含まないため、対象物を加熱することなく紫外線を効果的に照射できる。また紫外線発光ダイオードは小型、低消費電力であり、しかも反応が高速であるためパルス制御によるＯＮ／ＯＦＦ等を電気的に行うことができ、従来の紫外線源に高圧水銀ランプ等を使用した紫外線照射装置に比べてシャッタの開閉といった機械的動作がないため劣化や寿命の問題を解消し、信頼性高く安定して使用できる利点が得られ、温度抑制のための正確な制御が可能となる。
【００１５】
さらにまた本発明の他の紫外線照射装置は、設定部１４０がヘッド部１２０に紫外線照射条件を入力するための操作パネル１４４と、操作パネル１４４で設定された設定内容を表示させる表示部１４２を含んでいる。また操作パネル１４４で入力される紫外線照射条件は、紫外線の最大出力または／および照射パルスのデューティ比を含む。これにより、ユーザは紫外線の最大出力や照射パルスのデューティ比といった理解し易いパラメータで容易に紫外線出力を指定でき、また指定した紫外線照射条件を表示部で確認できる。
【００１６】
さらにまた本発明の他の紫外線照射装置は、設定部１４０で設定された紫外線照射条件に従い、検出された温度が上限温度を超えないような紫外線の照射パターンを生成するためのテスト照射モードを備える。これにより、実際の生産ライン等での紫外線照射に際して温度制御を行わずとも、予めテスト照射モードを実行して温度上昇を考慮した最適な紫外線照射条件を設定しておき、この条件に従って本番の紫外線照射は温度検出などの処理を行うことなく最適化された条件にて紫外線照射を実行するといった利用が可能となり、紫外線照射装置のより効率的な運用が可能となる。
【００１７】
さらにまた本発明の他の紫外線照射装置は、テスト照射モードにおいて、設定部１４０で設定された紫外線照射条件では検出された温度が上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成できないとき、紫外線照射条件の内変更可能なパラメータを決定する優先度を設定部１４０から指定可能に構成している。これにより、紫外線照射条件の内ユーザが変更したくないパラメータや変更を許容できるパラメータといった峻別や優先順位の設定が可能で、所望の条件に沿った紫外線照射を得ることができる。
【００１８】
さらにまた本発明の他の紫外線照射装置は、テスト照射モードにおいて、設定部１４０で設定された紫外線照射条件では検出された温度が上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成できないとき、紫外線照射条件の内最大出力または照射パルスのデューティ比の少なくともいずれかを小さく変更した照射パターンを設定するように制御部１１４が処理を行う。これによって、照射パターンを大きく変更することなく対象物の温度上昇を抑える制御を自動的に行わせることができる。
【００１９】
さらにまた本発明の他の紫外線照射装置は、テスト照射モードにおいて、対象物Ｗが上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成後、前記温度検出部１１３で測定された対象物Ｗの最大温度または所要時間の少なくともいずれかを前記表示部１４２に表示可能に構成している。これによって、ユーザは得られた照射パターンの主要な条件を表示部で視覚的に確認することができる。
【００２０】
さらにまた本発明の他の紫外線照射装置は、テスト照射モードにおいて、対象物Ｗが上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成後、制御部１１４が該照射パターンを保存可能に構成している。これによって、生成された照射パターンを保存し、この条件に従って実際の生産ライン等本番の紫外線照射を、温度検出を行うことなく最適な条件で実行できる。
【００２１】
また本発明の紫外線照射方法は、紫外線硬化型樹脂を硬化するための紫外線を照射する紫外線照射方法であって、紫外線を照射する対象物Ｗの上限温度を含む紫外線照射条件を設定するステップと、該紫外線照射条件に従って紫外線源である半導体素子１５０を備えるヘッド部１２０から紫外線照射を開始すると共に、対象物Ｗまたは対象物Ｗに塗布された紫外線硬化型樹脂の温度を測定できるように配置された温度検出部１１３で温度を検出するステップと、温度検出部１１３で検出された温度に基づき、対象物Ｗが上限温度を超えて上昇するのを抑制するように、半導体素子１５０から照射される紫外線の照射パターンを制御するステップとを有する。これによって、対象物の実際の温度をモニタしながら上限温度を超えないような紫外線照射の正確な制御が可能となり、熱による影響から対象物を確実に保護した信頼性の高い紫外線照射が実現される。
【００２２】
さらにまた本発明の他の紫外線照射方法は、さらに設定された紫外線照射条件に従い検出された温度が上限温度を超えないような紫外線の照射パターンを生成するテスト照射モードに移行するステップを有する。これにより、実際の生産ライン等での紫外線照射に際して温度制御を行わずとも、予めテスト照射モードを実行して温度上昇を考慮した最適な紫外線照射条件を設定しておき、この条件に従って本番の紫外線照射は温度検出などの処理を行うことなく最適化された条件にて紫外線照射を実行するといった利用が可能となり、紫外線照射装置のより効率的な運用が可能となる。
【００２３】
さらにまた本発明の他の紫外線照射方法は、テスト照射モードにおいて、設定部１４０で設定された紫外線照射条件では検出された温度が上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成できないとき、紫外線照射条件の内最大出力または照射パルスのデューティ比の少なくともいずれかを小さく変更した照射パターンを設定するステップを有する。これによって、照射パターンを大きく変更することなく対象物の温度上昇を抑える制御を自動的に行わせることができる。
【００２４】
さらにまた本発明の他の紫外線照射方法はさらに、テスト照射モードにおいて、対象物Ｗが上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成後、温度検出部１１３で測定された対象物Ｗの最大温度または所要時間の少なくともいずれかを表示部１４２に表示するステップを有する。これによって、ユーザは得られた照射パターンの主要な条件を表示部で視覚的に確認することができる。
【００２５】
さらにまた本発明の他の紫外線照射方法はさらに、テスト照射モードにおいて、対象物Ｗが上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成後、制御部１１４が該照射パターンを保存するか否かを確認するステップを有する。これによって、ユーザは生成された照射パターンが所望の条件に合致するものであるか否かを確認でき、必要に応じて再度異なる照射パターンを生成することもできる。また所望の条件を保存することで、この条件に従って実際の生産ライン等本番の紫外線照射を、温度検出を行うことなく最適な条件で実行できる。
【００２６】
また本発明の紫外線照射条件設定プログラムは、紫外線硬化型樹脂を硬化するための紫外線を照射する条件を設定する紫外線照射条件設定プログラムであって、コンピュータに、紫外線を照射する対象物Ｗの上限温度を含む紫外線照射条件を設定する機能と、該紫外線照射条件に従って紫外線源である半導体素子１５０を備えるヘッド部１２０から紫外線照射を開始すると共に、対象物Ｗまたは対象物Ｗに塗布された紫外線硬化型樹脂の温度を測定できるように配置された温度検出部１１３で温度を検出する機能と、温度検出部１１３で検出された温度に基づき、対象物Ｗが上限温度を超えて上昇するのを抑制するように、半導体素子１５０から照射される紫外線の照射パターンを制御する機能とを実現させるためのプログラムである。これによって、対象物の実際の温度をモニタしながら上限温度を超えないような紫外線照射の正確な制御が可能となり、熱による影響から対象物を確実に保護した信頼性の高い紫外線照射が実現される。
【００２７】
さらにまた本発明の他の紫外線照射条件設定プログラムは、さらに設定された紫外線照射条件に従い検出された温度が上限温度を超えないような紫外線の照射パターンを生成するテスト照射モードに移行する機能を実現させる。これにより、実際の生産ライン等での紫外線照射に際して温度制御を行わずとも、予めテスト照射モードを実行して温度上昇を考慮した最適な紫外線照射条件を設定しておき、この条件に従って本番の紫外線照射は温度検出などの処理を行うことなく最適化された条件にて紫外線照射を実行するといった利用が可能となり、紫外線照射装置のより効率的な運用が可能となる。
【００２８】
さらにまた本発明の他の紫外線照射条件設定プログラムは、さらにテスト照射モードにおいて、設定部１４０で設定された紫外線照射条件では検出された温度が上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成できないとき、紫外線照射条件の内最大出力または照射パルスのデューティ比の少なくともいずれかを小さく変更した照射パターンを設定する機能を実現させる。これによって、照射パターンを大きく変更することなく対象物の温度上昇を抑える制御を自動的に行わせることができる。
【００２９】
さらにまた本発明の他の紫外線照射条件設定プログラムは、さらにテスト照射モードにおいて、対象物Ｗが上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成後、温度検出部１１３で測定された対象物Ｗの最大温度または所要時間の少なくともいずれかを表示部１４２に表示する機能を実現させる。これによって、ユーザは得られた照射パターンの主要な条件を表示部で視覚的に確認することができる。
【００３０】
さらにまた本発明の他の紫外線照射条件設定プログラムは、さらにテスト照射モードにおいて、対象物Ｗが上限温度を超えて上昇しない紫外線の照射パターンを生成後、制御部１１４が該照射パターンを保存するか否かを確認する機能を実現させる。これによって、ユーザは生成された照射パターンが所望の条件に合致するものであるか否かを確認でき、必要に応じて再度異なる照射パターンを生成することもできる。また所望の条件を保存することで、この条件に従って実際の生産ライン等本番の紫外線照射を、温度検出を行うことなく最適な条件で実行できる。
【００３１】
また本発明のコンピュータで読み取り可能な記録媒体または記憶した機器は、請求項２１から２５のいずれかに記載された紫外線照射条件設定プログラムを格納するものである。記録媒体には、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷやフレキシブルディスク、磁気テープ、ＭＯ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、Ｂｌｕ−ｒａｙ、ＨＤ  ＤＶＤ（ＡＯＤ）等の磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリその他のプログラムを格納可能な媒体が含まれる。またプログラムには、上記記録媒体に格納されて配布されるものの他、インターネット等のネットワーク回線を通じてダウンロードによって配布される形態のものも含まれる。さらに記憶した機器には、上記プログラムがソフトウェアやファームウェア等の形態で実行可能な状態に実装された汎用もしくは専用機器を含む。さらにまたプログラムに含まれる各処理や機能は、コンピュータで実行可能なプログラムソフトウエアにより実行してもよいし、各部の処理を所定のゲートアレイ（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ）等のハードウエア、又はプログラムソフトウエアとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウエアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の紫外線照射装置、紫外線照射方法、紫外線照射条件設定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記憶した機器によれば、紫外線を照射する対象物の温度上昇を抑制して、熱による破損などの問題を解消した信頼性の高い紫外線照射が実現される。それは、本発明が温度検出部を使って実際に対象物の温度を測定することにより、上限温度を超えないように紫外線照射を制御可能としているからである。またこの方法では、従来の高圧水銀ランプのようなランプ光源を使用した紫外線照射装置のように機械式のシャッタや絞りを使用せず、電気的な制御によってパルスを生成しているため高速な動作が可能であり、信頼性が高く機械的な劣化も生じないといった優れた利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための紫外線照射装置、紫外線照射方法、紫外線照射条件設定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記憶した機器を例示するものであって、本発明は紫外線照射装置、紫外線照射方法、紫外線照射条件設定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記憶した機器を以下のものに特定しない。さらに、本明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施の形態に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、及び「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
【００３４】
本明細書において紫外線照射装置、紫外線照射方法、紫外線照射条件設定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記憶した機器は、紫外線照射の設定を行うシステムそのもの、ならびに紫外線照射条件の設定に関連する入出力、表示、演算、通信その他の処理をハードウェア的に行う装置や方法に限定するものではない。ソフトウェア的に処理を実現する装置や方法も本発明の範囲内に包含する。例えば汎用の回路やコンピュータにソフトウェアやプログラム、プラグイン、オブジェクト、ライブラリ、アプレット、スクリプレット、コンパイラ、モジュール、特定のプログラム上で動作するマクロ等を組み込んで紫外線照射条件の設定そのものあるいはこれに関連する処理を可能とした汎用あるいは専用のコンピュータ、ワークステーション、端末、携帯型電子機器その他の電子デバイスも、本発明の紫外線照射装置、紫外線照射方法、紫外線照射条件設定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記憶した機器の少なくともいずれかに含まれる。また本明細書においては、プログラム自体も紫外線照射装置に含むものとする。また本プログラムは単体で使用するものに限られず、特定のコンピュータプログラムやソフトウェア、サービス等の一部として機能する態様や、必要時に呼び出されて機能する態様、ＯＳ等の環境においてサービスとして提供される態様、環境に常駐して動作する態様、バックグラウンドで動作する態様やその他の支援プログラムという位置付けで使用することもできる。
【００３５】
図１に、本発明の実施の形態１に係る紫外線照射装置のブロック図を示す。この図に示す紫外線照射装置１００は、コントローラ部１１０とヘッド部１２０とがケーブル部１３０で接続される。ヘッド部１２０には、紫外線硬化型樹脂を硬化させるための紫外線を発する紫外線源として半導体素子１５０であるＵＶＬＥＤ１５１、および紫外線を集光、変更するためのレンズ部１２６０が内蔵されている。コントローラ部１１０は、ヘッド部１２０の紫外線源を駆動するための電源部１１２及び制御部１１４、記憶部１１６、並びに設定内容等を表示させる表示部１４２、紫外線照射条件等を設定する設定部１４０を備え、ケーブル部１３０を介して紫外線源の駆動信号（電気信号）をヘッド部１２０に送信する。
【００３６】
（温度検出部１１３）
さらに紫外線照射装置１００は、紫外線を照射する対象物Ｗ（ワーク又は試料）または対象物Ｗに塗布された紫外線硬化型樹脂の温度を検出可能な温度検出部１１３を備える。温度検出部１１３は温度検出が可能な温度センサであり、対象物Ｗまたは紫外線硬化型樹脂の温度を検出してコントローラ部１１０に送出し、制御部１１４で温度データを解析、表示などの処理を行う。この図に示す温度検出部１１３はヘッド部１２０と別部材として対象物Ｗの近傍に配置されて、非接触で対象物Ｗの温度を検出する。このような非接触型の温度検出部１１３としては、放射温度計や非接触熱電対などが使用できる。別部材の温度検出部は、正確な温度検出ができるよう配置や姿勢、レイアウト等を容易に変更できる利点がある。また対象物の所望の部位の温度検出を行えるよう、方向や姿勢を調整することもできる。さらに図の例では一の温度検出部１１３を図示しているが、複数の温度検出部を設けて複数の方向から温度を検出し、その平均値などを利用することでより精度の高い温度検出が可能となる。あるいは、複数の温度検出部で複数の異なる領域の温度を検出することも可能である。また本発明の実施の形態２に係る紫外線照射装置２００として、温度検出部２１３は図２に示すようにヘッド部２２０と一体に構成することもできる。温度検出部を別部材とせずヘッド部と一体とすることで部材の点数を減らしてコンパクトに構成でき、また余分な配線の取り回しの必要もないすっきりした構成で扱い易い紫外線照射装置とできる。図２の温度検出部２１３はヘッド部２２０の先端に設けられ、対象物Ｗの温度を検出できる姿勢に設定される。また、ヘッド部２２０にヘッド制御部２２３を設けることで、ヘッド部側で温度制御のための半導体素子２５０の駆動に必要な演算や処理を行わせることもでき、特に多数のヘッド部を接続する場合のコントローラ部２１０側の処理の負担を軽減できる。
【００３７】
さらに温度検出部は非接触型に限られず、対象物と接触して温度を検出する接触型の温度センサを利用してもよい。図３に示す本発明の実施の形態３に係る紫外線照射装置３００では、対象物Ｗを載置したステージ（載置台）３１５の上面に凹部３１５Ａを設け、この凹部３１５Ａに温度検出部として接触型温度センサ３１３を配置している。接触型温度センサ３１３は凹部３１５Ａの開口部に突出し、ステージ３１５の平面よりも若干高い位置に接触型温度センサが突出するように凹部３１５Ａの深さ、形状が設計される。これにより、ステージ３１５上面から凹部３１５Ａに重なるように載置された対象物Ｗは、底面が接触型温度センサ３１３と接触して、この接触面から温度が検出される。これにより対象物Ｗや紫外線硬化型樹脂の裏面や内部の温度が測定できる。非接触型の温度センサでは表面温度しか測定できず、また接触型温度センサは非接触型の温度センサと比較して一般に精度良く温度測定が行えるため、より正確な温度測定が実行できる。また上述の通り、複数の接触型温度センサを利用することもでき、異なる部位の温度を検出することも可能である。接触型温度センサとしては、接触型の熱電対や抵抗温度計、サーミスタ、半導体温度計などが使用できる。
【００３８】
このような温度検出部を使用することにより、紫外線照射中の対象物の温度を検出できるので、リアルタイムにフィードバック制御を行い温度上昇を抑制することができる。また、対象物や照射条件に応じて事前に試験的に紫外線照射を行って最適な照射条件を決定し、保存することもできる。これにより、実際の運転時は温度検出を行うことなく、温度上昇が生じない最適条件で自動運転できる。さらには、半導体素子を使用する紫外線照射装置においては温度上昇の主因は紫外線硬化型樹脂の反応熱であるため、温度の低下を検出して硬化反応が終了し樹脂が硬化したことを判定できる。紫外線硬化型樹脂は、紫外線の照射を受けている間のみ硬化反応を生じ、硬化反応時には発熱を伴う。硬化反応によって発生した熱は、紫外線硬化型樹脂を塗布した対象物によっては悪影響を及ぼすことがある。急激に反応が進行して高温になることを避けるためには、紫外線の照射量を低減しあるいは停止して、反応が徐々に進むようにする。本発明の実施の形態ではＵＶＬＥＤなどの半導体素子により必要なスペクトルの紫外光を効率よく照射し、強い照度で紫外線硬化型樹脂の内部まで硬化させ、一方で温度を検出しながら照射量を制御し、温度上昇を抑制できる。
【００３９】
図４に、従来の紫外線照射装置で紫外線源として利用されている高圧水銀ランプから照射される光の波長分布の一例を示す。この図に示すように、紫外線硬化型樹脂の硬化に必要な３６０〜３８０ｎｍ近傍のピーク以外にも紫外線から赤外線領域まで多くのピークが見られる。これがため、紫外線硬化型樹脂の硬化に不要な成分が多く含まれることとなり、特に赤外線や熱線によって対象物の温度を上昇させ、変形、破損を生じる恐れがあった。このような不要なスペクトル成分を除去、低減するためにコールドミラーや熱線カットフィルタ、バンドパスフィルタなどが使用されているが、これらはいずれも定量的な制御ができず、精度が得られない。また紫外光の成分も弱められる、配置スペースやメンテナンス、コストが余分にかかるといった問題もあった。これに対し、本実施の形態で使用するＵＶＬＥＤでは、図５に示すように３８０ｎｍ近傍を中心波長とする急峻なピークを得ることができ、極めて効率よく紫外線硬化型樹脂を硬化できる。また、熱線の成分が生じないため、紫外線源で対象物を加熱してしまう問題もない。またＵＶＬＥＤは長寿命で球切れの心配がないため信頼性が高く、高圧水銀ランプのような交換の必要がなく、ランニングコストを大幅に低減でき、メンテナンスの手間も省力化できる。
【００４０】
また紫外線照射装置は、紫外線照射条件を設定する設定モードと、実際に紫外線を照射する照射モードに加えて、対象物の温度を検出して照射パターンを生成するテスト照射モードを備え、これらを切り替え可能である。設定モードにおいて設定部１４０で設定された紫外線照射条件は、記憶部１１６に保存される。設定部１４０は、複数の紫外線照射条件を設定して記憶部１１６に保存する。照射モード時に制御部１１４が記憶部１１６から必要な紫外線照射条件設定を呼び出し、この設定に従って制御部１１４は電源部１１２からヘッド部１２０に駆動信号を供給し、ヘッド部１２０の紫外線源を制御する。紫外線照射条件は、各ヘッド部毎に独立して設定可能である。またテスト照射モードにおいては、予めユーザが指定した条件で紫外線照射を行い、その際の対象物の温度を温度検出部で検出し、温度上昇の様子を確認することができる。このモードにおいては、対象物の熱容量や許容温度などから、温度上昇が許容範囲内に収まるよう、紫外線照射条件を変更して最適な照射条件を探索する。照射条件は、ユーザが仮に指定した仮設定の条件内で最適な条件を見出すようコントローラ部１１０が自動的に設定する他、ユーザが温度の測定結果に応じて手動で条件を指定することもできる。なお、照射モードにおいても対象物の温度をリアルタイムで検出させてもよく、温度上昇を避けるように紫外線照射量やタイミングを制御するフィードバック制御とすることも可能である。
【００４１】
以下、テスト照射モードにおける動作の一例を図６に基づいて説明する。図６は本発明の実施の形態４に係る紫外線照射装置４００のブロック図を示している。まずユーザは設定部４４０から仮紫外線照射条件を設定する。仮紫外線照射条件は、テスト照射を行うための暫定的な条件であり、テスト照射後に最適な条件に修正された後最終的な紫外線照射条件となる。ここでは、使用する対象物Ｗに応じて上限温度を設定する。また、ＵＶＬＥＤ４５１の照射出力や照射時間なども設定する。この設定に基づいて、制御部４１４は所望の出力を得るために必要な半導体素子の駆動信号を演算する。演算された値はＤ／Ａ変換部４１９によってデジタル信号からアナログ信号に変換され、駆動回路４１８に送出される。駆動回路４１８は半導体素子を駆動するための回路であり、半導体素子がＵＶＬＥＤ４５１の場合はＵＶＬＥＤを電流駆動するドライブ回路として定電流回路等で構成される。駆動回路４１８からケーブル部４３０を介してヘッド部４２０に供給された駆動電流は直接、あるいは図示しないヘッド制御部を介してＵＶＬＥＤ４５１に供給される。ＵＶＬＥＤ４５１から照射される紫外線で対象物Ｗに塗布された紫外線硬化型樹脂は硬化し、その反応熱により温度が上昇する。この温度変化を温度検出部４１３でリアルタイムに検出し、アナログの電気信号がコントローラ部４１０に送出され、Ａ／Ｄ変換部４１９１でデジタル信号に変換されて制御部４１４で受信される。制御部４１４は、受け取った温度データに応じて温度が上限温度を超えないように、照射出力もしくは照射時間を調整するよう駆動信号の制御を行う。なお、リアルタイムに駆動信号の制御を行わず、温度検出部で温度変化の様子のみを測定し、温度変化データが得られた後、このデータに基づいて最適な条件を制御部で予測する、あるいはユーザが指定する構成とすることもできる。またいずれの場合も、検出された温度や設定された紫外線照射条件等を表示部４４２に表示させることができる。なお、照射モードにおいてフィードバック制御を行う場合、制御部４１４は受け取った温度データに応じてリアルタイムでＵＶＬＥＤ４５１の出力値もしくはＯＮ／ＯＦＦパターン等の照射時間を調整して温度が一定になるよう制御する。
【００４２】
（照射出力変更）
次に制御部が半導体素子から照射される紫外線を制御する方法について説明する。まず、本発明の実施の形態５に係る紫外線照射方法として、図７（ａ）に示すように照射出力を可変にする方法が採用できる。この方法では、検出温度が設定された温度よりも高くなればリアルタイムで照射出力を制御して対象物の温度を設定温度以下に保つ。出力の制御方法としてはアナログ的にパワーを変動させるＰＩＤ制御やＯＮ／ＯＦＦ制御が利用できる。ＯＮ／ＯＦＦ制御は、温度検出部で対象物の温度をモニタしながら、所定の温度でＯＮ／ＯＦＦを繰り返す最も原始的な制御方法である。一例として、照射出力のピークを一定値とし、パルス状の照射パターンで紫外線照射を行った実施例を図７（ｂ）に示す。この例では、紫外線硬化型樹脂としてスリーボンド製接着剤３０４２Ｂを使用し、厚さｔ＝２ｍｍのポリカーボネート板に直径φ＝３ｍｍの穴を穿孔して充填した。また紫外線照射装置は実施の形態１と同じものを使用し、紫外線照射パターンとしては照度１００％でＯＮ時間０．６ｓ、ＯＦＦ時間６ｓでパルス照射を継続した。また比較例として、紫外線強度を上記と同じく照度１００％の最大出力で一定として連続照射した。この例では、上限温度を対象物の許容温度として６０℃に設定した。上記の実施例の照射パターン及び測定された温度変化を実線で、比較例の温度変化を破線でそれぞれ図７（ｂ）に示す。図から明らかなとおり、紫外線を連続照射すると接着剤が一気に反応して温度は上限温度を超え１００℃近くまで急上昇した後、なだらかな低下を示している。これに対してパルス照射の例では、対象物の温度は実線で示すようにピークの度に極大値を示しながらＯＦＦ期間で低下するのこぎり波状となり、全体としては上限温度以下に抑えられた。さらに上記のいずれも、時間の経過と共に温度曲線は一致し一定温度を示しており、反応が収束していることを示している。また紫外線照射後の接着剤は完全に硬化していることが確認できた。よって、温度が一定値以上に低下したとき、あるいは温度勾配の上昇が一定値以上に低下した時点を反応の終了と判定し、紫外線硬化型樹脂が硬化したと判定することもできる。また、上記実施例に限られず、対象物の熱容量や反応の遅れ、マージン等を考慮した照射停止温度と、これよりも低い照射再開温度の２つの基準温度を事前に設定し、検出された温度が照射停止温度に達すると紫外線照射を停止し、照射再開温度以下に下がると照射を再開するような制御とすることもできる。またＰＩＤ制御は、出力の変化値が比例動作、積分動作、微分動作を備えた制御であり、一般にオーバーシュートやハンチングが小さく、オフセットも生じず、また外乱応答性にも優れた制御が実現できる。このような既知の、あるいは将来開発される制御方法の採用によって、より正確かつ安定した紫外線照射が実現でき、温度上昇から対象物を保護できる。
【００４３】
（照射時間変更）
また、本発明の実施の形態６に係る紫外線照射方法として照射時間を可変とする方法も採用できる。この方法では照射出力値を変化させず、照射時間、ここではパルスのデューティ比を制御する。例えば、ユーザにあらかじめ対象物の上限温度を設定させ、対象物の温度が上限温度より高い場合はユーザの設定可能な最小時間より小さい範囲でパルス動作させる。照射時間を変更する制御方法の一例を図８に示す。図８（ａ）は通常の照射パターンとして連続的な照射出力の照射パターンであり、図８（ｂ）は温度抑制用の照射パターンを示す。すなわち図８（ａ）がデューティ比１００％の状態であり、図８（ｂ）のようにデューティ比を変化させるＰＷＭ制御である。対象物の温度が上限温度以上になると図８（ａ）から図８（ｂ）のようにＯＦＦ時間を徐々に拡大していき、上限温度以下になるようにフィードバック制御で紫外線照射を行う。これらの例では、ユーザが紫外線照射条件として指定可能な最小時間単位が１００ｍｓであり、この最小単位を一周期として、各周期におけるＯＮ時間のパルス幅を短く、あるいはＯＦＦ時間のパルス幅を広くして実効出力を低下させることにより温度を低下させる。この方法であれば、照射パターンの波形のピーク値等の形状を維持しつつ実効出力値を変化させるため、ユーザの与えたい照射パターンを損なわないという利点がある。またこのような制御方法としては、一周期内で発生させる一定幅のパルスの数を変化させることによって実効出力を制御する方法、あるいは周期や振幅を変化させる方法等も適宜利用できる。さらに、上記を組み合わせて照射出力と照射時間を共に可変とする制御も可能であることはいうまでもない。さらにまた、以上は温度を低下させる方法を説明したが、本発明は温度を低下させる場合のみならず、温度を一定以上に維持したい場合も同様の方法で実現できる。例えば紫外線硬化型樹脂の反応を早めたい場合には、温度を上限温度以下に抑えつつ紫外線照射量を多くして下限温度以上で反応させることもできる。あるいは紫外線硬化型樹脂の種別に応じて反応に適した温度となるよう制御することもできる。
【００４４】
（テスト照射モードにおける設定方法）
次に、本発明の実施の形態７に係る紫外線照射条件設定プログラムを使って紫外線照射条件を設定する手順を、図９のフローチャートに基づいて説明する。なおこの例において紫外線照射条件設定プログラムは、図１０に示すように外部接続機器として紫外線照射装置に通信可能な状態で接続されたコンピュータにインストールされて実行される。本発明の実施の形態において使用される紫外線照射装置に接続される操作、制御、入出力、表示、各種処理その他のためのコンピュータや入出力機器その他の周辺機器との接続は、例えばＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２ｘやＲＳ−４２２、ＵＳＢ等のシリアル接続、パラレル接続、あるいは１０ＢＡＳＥ−Ｔ、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ、１０００ＢＡＳＥ−Ｔ等のネットワークを介して電気的に接続して通信を行うことができる。接続は有線を使った物理的な接続に限られず、ＩＥＥＥ８０２．１ｘ、ＯＦＤＭ方式等の無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続等でもよい。また電気や光をはじめとする電磁気の他、圧力、音波、熱等を媒体とする信号データの送受信や各種エネルギーの送受信が可能なように「接続」された状態も本発明に言う接続であるとするものであり、直接接続、間接接続は問わない。さらには、常時接続されている必要はなく、スイッチ回路や切り替え回路にて装置の動作状況に応じて必要時のみ（例えば電荷、電気、電流が通る時のみ）接続されるように構成しても良い。さらにデータの交換や設定の保存等を行うための記録媒体には、メモリカードや磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が利用できる。
【００４５】
テスト照射モードを実行する前準備として、表面に紫外線硬化型樹脂を塗布した対象物をステージ上にセットする。また、対象物及び／又は紫外線硬化型樹脂の温度を正確に測定できるよう、温度検出部の位置合わせも行う。なお紫外線硬化型樹脂が一旦硬化すると、続いて紫外線照射を行うには硬化した対象物をステージから除去して新たな対象物をセットする必要がある。このため、一回の照射毎に対象物を交換して試行錯誤を繰り返しながら最適な条件を決定する。
【００４６】
図９のフローチャートにおいて、まずステップＳ１で仮の紫外線照射条件を設定する。ここでは、図１１に示す紫外線照射条件設定プログラムのインターフェース画面上から、仮紫外線照射条件を指定する入力パラメータとして、使用する対象物に応じて対象物の上限温度及び紫外線照射装置の上限出力を指定する。上限温度は摂氏で、上限出力はＵＶＬＥＤの駆動電流値を正規化したものをパーセントで指定する。ただ、入力値の単位は適宜変更でき、例えば紫外線の照射出力として紫外線の光量に相当するワット数や直流駆動電流値の絶対値を指定するよう構成してもよい。また仮紫外線照射条件としては、上限温度や上限出力以外に、処理時間に相当するＵＶＬＥＤの照射時間、デューティ比などを指定しても良い。あるいは、照射パターンとして一定出力を一定時間継続する一定照射の他、所定の時間間隔で照射出力が変化する可変照射も指定できる。なお、図１１の画面はＧＵＩ画面の一例であって、各入力欄や各ボタン等の配置、形状、表示の仕方、サイズ、配色、模様等は適宜変更できることはいうまでもない。デザインの変更によってより見易く、評価や判断が容易な表示としたり操作しやすいレイアウトとすることもできる。例えば各項目をウィザード形式で入力させるようにして、ユーザは質問に答えていくだけで必要な設定ができるようにしても良い。あるいはテキストベースのＣＵＩ画面を採用することも可能である。また、以下の説明では設定画面を別ウィンドウで表示させている場合や同一ウィンドウ内に設けている場合があるが、いずれか一方に変更したり両者を併用させても利用できることはいうまでもない。さらに、これらのプログラムのユーザインターフェース画面において、仮想的に設けられたボタン類や入力欄に対するＯＮ／ＯＦＦ操作、数値や命令入力等の指定は、紫外線照射条件設定プログラムをインストールされたコンピュータに設けられた入力デバイスで行う。本明細書において「押下する」とは、ボタン類に物理的に触れて操作する他、入力デバイスによりクリックあるいは選択して擬似的に押下することを含む。入力デバイスはコンピュータと有線もしくは無線で接続され、あるいはコンピュータに固定されている。一般的な入力デバイスとしては、例えばマウスやキーボード、テンキー、スライドパッド、タッチパッド、トラックポイント、タブレット、ジョイスティック、コンソール、ジョグダイヤル、デジタイザ等の各種ポインティングデバイスが挙げられる。またこれらの入力デバイスは、プログラムの操作のみに限られず、紫外線照射装置等のハードウェアの操作にも利用できる。さらに、インターフェース画面を表示するディスプレイ自体にタッチスクリーンやタッチパネル、ライトペン等を利用して、画面上をユーザが直接操作することにより入力や操作を可能としたり、または音声入力その他の既存の入力手段を利用、あるいはこれらを併用することもできる。また、例示した画面はコンピュータのモニタ上に表示されるが、コンピュータを使用せず専用機器、例えばコントローラ部単独で設定する場合は、コントローラ部の表示部に図１１と類似の画面を表示させることもできる。またコントローラ部にモニタや入力デバイスを付加して操作する構成も採用可能である。
【００４７】
次に、ステップＳ２でテスト照射開始を指示する。図１１の画面で仮紫外線照射条件の設定が完了後、「テスト照射実行」ボタンを押下すると、設定された仮紫外線照射条件に基づいて自動的に対象物の温度を上限温度以下に抑制した最適な紫外線照射条件の探索が開始される。まずステップＳ３で、現在の条件に従って紫外線照射を開始する。最初の段階では、仮紫外線照射条件で設定された照射出力で、デューティ比は１００％とする。なお、後述するように照射出力及びデューティ比は自動的に調整される機能を備えている。さらに、ステップＳ４で対象物の温度を検出する。測定された対象物のピーク温度は自動的に保持される。そしてステップＳ５で、保持されたピーク温度がステップＳ１で設定された上限温度以下かどうかを判定する。上限温度以下であった場合は、ステップＳ６（後述）に進む。上限温度を超えている場合はステップＳ５−１に進み、現在の条件から温度を低下できるか否かを確認する。すなわち、照射出力及びデューティ比が最低レベルにあるかどうかを判定し、既に最低レベルにあってこれ以上温度を低下できない場合はステップＳ６−１に進み、現在の条件では温度制御ができないことを通知してテスト照射を終了する。ここでは、画面上に「ＮＧ」、「エラー」等と表示する。あるいは「現在の条件では温度を維持できません。より低い照射出力を再度入力して下さい」などのメッセージを表示して、ユーザに再設定を促すようにしても良い。一方、最低レベルでない場合はステップＳ５−２に進み、まずデューティ比が所定の最低レベルにあるか否かを判定する。デューティ比が未だ最低レベルに達していない場合は、ステップＳ６−３に進み、照射出力を維持したままデューティ比を所定の段階だけ下げる。また一方、デューティ比が既に最低レベルに達している場合は、ステップＳ６−２に進み、照射出力を所定の段階だけ下げ、同時にデューティ比を１００％に戻す。そしてステップＳ７−２に進み、現在の条件からデューティ比または照射出力を低下した新たな照射条件を確定する。この段階では、図１２に示すような画面を表示し、ユーザに新たな設定内容を確認させることができる。この例では、変更前と変更後の条件を対比して表示することで、どのような条件に変更しようとしているのかをユーザに知らせることができる。この画面からユーザに直接新たな条件を指定させるように構成することもできる。また表示項目についても、さらに測定された対象物の温度変化を示すグラフなどを表示しても良い。ユーザは表示された条件を確認後、樹脂が硬化した対象物を取り除き未硬化の紫外線硬化型樹脂を塗布した新たな対象物をセットし、再びテスト照射の開始を指示する。これによって、ステップＳ２に戻り、上記のループを繰り返す。
【００４８】
なお、デューティ比及び照射出力の変化させる段階は、予め設定される。例えば、最初はデューティ比及び照射出力共１００％とし、次にデューティ比を段階的に引き下げる際は、１００％→５０％→１０％と３段階に減少させる。このようなデューティ比の低下では対処できない場合には、照射出力を引き下げる。照射出力を段階的に引き下げる場合は、１００％→７０％→３０％の３段階に設定する。このように、照射出力を維持しつつ、まずデューティ比から引き下げることで当初ユーザに指定された照射パターンの波形を可能な限り維持することができる。もちろん、上記は例示であって、２段階以下、あるいは４段階以上の段階を設けて調整したり、一定の下げ幅として連続的に変化させても良い。あるいは任意の下げ幅をユーザが指定することもできる。
【００４９】
このようにして、実際の照射を行って温度測定と条件の再設定作業を繰り返した後、最終的にステップＳ５で設定された上限温度以下に対象物のピーク温度を抑えることができれば、ステップＳ６に進み、紫外線硬化型樹脂の接着時間を測定する。ここで接着時間は、紫外線を照射した時間すなわちタクトタイムとする。あるいは、紫外線硬化型樹脂の反応温度の低下を温度検出部で検出して反応終了と判定し、照射開始から反応終了までの時間を接着時間をとして表示させても良い。さらにステップＳ７で最終的な紫外線照射条件、および照射パターンの波形、並びに接着に要した時間等を表示する。図１３にこの表示画面の一例を示す。ここでも必要に応じて測定された対象物の温度変化を示すグラフなどを表示しても良い。そしてステップＳ８でユーザは画面に表示された条件及び照射パターンなどを確認し、この設定を保存するか否かを判断する。保存する場合はステップＳ９で設定された紫外線照射条件をファイルに保存して再呼び出し可能とし、テスト照射を終了する。保存しない場合はそのまま終了する。
【００５０】
なお、上記は一例であって、適宜変更できることはいうまでもない。例えば、上記の例ではデューティ比の変更を照射出力に優先して行っているが、逆に照射出力の調整をデューティ比よりも優先して行わせても良い。また試行パターンにおけるデューティ比、照射出力の引き下げ幅なども変更できる。あるいは、ステップＳ５でピーク温度が上限温度を超えた段階で、ユーザが所望の照射条件を新たに指定可能とすることもできる。あるいはまた、ステップＳ６で紫外線硬化型樹脂の接着時間を測定する作業を省略しても良い。
【００５１】
次に、本発明の実施の形態８として、紫外線照射条件の入力パラメータに優先度を設ける例について、図１４のフローチャートに基づいて説明する。この方法は、紫外線照射条件の内でユーザが特に変更したくない入力パラメータについては変更しない、あるいは極力変更を避けるように、指定された上限温度内で実行可能な紫外線照射条件を探索するものである。まず、ステップＳ’１で上記ステップＳ１と同様、仮の紫外線照射条件を設定する。この例では、図１５に示すような入力画面から紫外線照射条件を構成する入力パラメータをそれぞれ指定する。さらに、各パラメータには、変更したくない項目、および優先度の高い、すなわち変更を後回しにしたい項目を指定できる。図１５の例では、「ＭＵＳＴ」欄のチェックボックスを選択すると、必須条件として自動的にパラメータの値が変更されない項目として指定される。また、「優先度」欄の数字を選択すると、数字の高い項目ほど尊重され、数字の低い項目から順に変更されることとなる。なお、このステップを経た段階では以下に説明するテスト照射の回数はリセットされる。
【００５２】
次に、ステップＳ’２でテスト照射を開始する。なおテスト照射の実行に先立ち、予めユーザは紫外線硬化型樹脂を塗布した対象物のセットおよび温度検出部の位置合わせを手動で行っておく。これらの準備完了後、図１５の画面からテスト照射「開始」ボタンを押下すると、ステップＳ’３に進み紫外線照射が開始される。ここでは、ステップＳ’１で指定された条件に従って紫外線照射を行いながら温度検出部でリアルタイムに対象物の温度を検出する。そして、各入力パラメータの優先度、必須条件の指定に従いながら、新たな条件を制御部が自動的に演算する。この例では、ステップＳ’３内では一の条件のみを新たに設定して、その照射条件を保持する。ステップＳ’３のテスト照射終了後、ステップＳ’４に進みテスト照射の回数をカウントする。そしてステップＳ’５で予め設定されたカウント値に達したかどうかを判定する。未だ達していない場合はステップＳ’２に戻り、上記ループを繰り返す。再度ステップＳ’２を経る段階で、ユーザは新たな紫外線硬化型樹脂を塗布した対象物をセットする。また、ステップＳ’３を経ることでテスト照射の回数が更にカウントされる。このようにして何度かのテスト照射を繰り返し、所定のカウント値に達した時点でステップＳ’５からステップＳ’６に進む。カウント値は、例えば４回などと予め設定される。このように設定された回数のテスト照射を繰り返しながら、設定条件に最も合致した照射パターンを模索する。ステップＳ’６では、テスト照射で得た各照射条件を比較し、指定された条件に最も近い照射パターンを制御部が選択し、画面上に表示する。この段階で、ユーザの指定した条件に近い順に各照射条件を一覧表示しても良い。そしてステップＳ’７で、提示された照射条件がユーザの要求を満たすかどうかを判断する。要求を満たさない場合は処理を終了し、満たす場合はステップＳ’８に進みその設定内容を保存するかどうかを判断する。保存する場合はステップＳ’９に進んで保存作業を行って処理を終了し、保存しない場合はそのまま終了する。以上の手順によって、ユーザの意図する条件に沿った範囲内で最も適した紫外線照射条件を得ることができる。
【００５３】
以上のようにして設定された照射条件は、コンピュータに保存され、再度呼び出し可能となる。これによって、様々な紫外線硬化型樹脂や対象物を使用する場合の最適な紫外線照射条件を予めテスト照射モードで確定し保存しておき、実際の生産ライン等の使用現場において登録された照射条件を呼び出し、温度制御のフィードバックなどを行うことなく適切な条件で紫外線照射を実行できる。またこの場合は、実際の現場において使用される紫外線照射装置にはテスト照射モードを設けずともよく、事前の設定の際にのみ本実施の形態に係るテスト照射機能を備える紫外線照射装置を利用することもできる。この態様では、テスト照射モードを実行するための温度検出部等を備える設定用の機器を一台乃至数台用意し、現場で使用される数十台〜数百台の紫外線照射装置はこれらの部材や機能を省いた廉価タイプを使用し、機器のコストやメンテナンス作業を低減できる。また、一台の紫外線照射装置で設定された条件は再利用可能であり、例えば複数台の紫外線照射装置、あるいはこれに接続される複数のヘッド部に、他の紫外線照射装置を使って設定した紫外線照射条件をコピーすることができる。これによって多数の紫外線照射装置やヘッド部を使用する場合の設定作業を大幅に省力化できる。また呼び出した条件を初期条件としたテスト照射を行い、さらに最適な条件に最適化、カスタマイズすることも容易となる。このような設定のコピーは、設定データを保存したコンピュータと紫外線照射装置を接続し、データ通信などにより転送する方法や、紫外線照射装置のコントローラ部同士を直接接続して設定内容を複写する方法、あるいは半導体メモリなどの媒体を介してデータを複写する方法などが適宜利用できる。
【００５４】
次に、紫外線照射装置の動作について図１に戻って説明する。紫外線照射装置は、紫外線照射条件を設定する設定モードと、実際に紫外線を照射する照射モードとを切替可能である。設定モードにおいて設定部１４０で設定された紫外線照射条件は、記憶部１１６に保存される。設定部１４０は、複数の紫外線照射条件を設定して記憶部１１６に保存する。照射モード時に制御部１１４が記憶部１１６から必要な紫外線照射条件設定を呼び出し、この設定に従って制御部１１４は電源部１１２からヘッド部１２０に駆動電流を供給し、ヘッド部１２０の半導体素子１５０を制御する。紫外線照射条件は、各ヘッド部毎に独立して設定可能である。
【００５５】
コントローラ部１１０は、ヘッド部１２０を接続するためのヘッド部接続部１６０を設けている。図１の例ではヘッド部を一台のみ接続しているが、複数のヘッド部接続部１６０を設けて一台のコントローラ部に複数のヘッド部を接続可能とすることができる。複数のヘッド部接続部１６０は、それぞれ固有のチャンネル番号を割り当てられており、チャンネル番号によって他のヘッド部接続部と区別される。またヘッド部１２０は、各ヘッド部１２０をチャンネル毎に区別する識別情報を表示可能な識別部を設けてもよい。識別情報は、チャンネル番号に関する情報を表示することで、ユーザがヘッド部毎に割り当てられたチャンネル番号を理解し、これによって複数のヘッド部を相互に区別する。識別情報の表示は、直接的にチャンネル番号を表示する他、複数の点灯の組み合わせや点灯パターン等が利用できる。したがって、ここでいう表示には、数字や文字情報の表示のみならず、点灯による情報表示も含む。また点灯には、連続的な灯火表示の他、点滅や強弱を付けた点灯表示も含む。ヘッド部１２０の識別を行うときは、紫外線照射装置に対して識別動作の実行をコントローラ部１１０の設定部１４０から指示する。識別動作が指示されると、コントローラ部１１０の制御部１１４は識別信号を生成し、ヘッド部１２０側に送出する。ヘッド部１２０は、識別信号を受けると識別部に識別情報を表示する。ユーザはヘッド部１２０の識別部に表示される識別情報を見てチャンネル番号を把握し、これに基づいてヘッド部１２０を区別できる。識別部は、識別情報を示すための表示を行う部材であり、点灯部を備える。点灯部は発光素子で構成され、例えば電球や半導体発光素子が使用できる。好適にはＬＥＤが使用される。
【００５６】
（紫外線源）
紫外線源である半導体素子１５０には、発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ（ＬＤ）等の半導体発光素子が利用できる。これらの半導体素子は高圧水銀ランプ等に比して小型で高効率であり発熱量も少なく、長寿命で機械的振動にも強いといった優れた特長を備えており、理想的に使用できる。本実施の形態においては、半導体素子として直接紫外光を照射する紫外線発光ダイオード（ＵＶＬＥＤ）１５１を使用する。ＵＶＬＥＤ１５１は、例えば活性層（発光層）に一般式がＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）で表される窒化物系化合物半導体を使用したものが利用できる。また発光層にはダブルへテロ構造や単一量子井戸構造（ＳＱＷ）、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）等を適宜採用できる。なお、紫外線を直接照射するＵＶＬＥＤに限られず、例えば波長変換素子等を使ってＬＥＤの照射光を紫外光に変換する構成も適宜採用できることは言うまでもない。ＵＶＬＥＤは必要時のみ点灯し、言い換えると常時点灯させないことで、電力消費を抑え、ＵＶＬＥＤの寿命を長くできる。半導体素子から出力される紫外線の波長としては、３００〜４００ｎｍ近傍、例えば波長３８０ｎｍ付近、あるいは３６５ｎｍ付近の近紫外線が利用でき、使用される紫外線硬化型樹脂に応じて波長が決定される。
【００５７】
（紫外線硬化型樹脂）
紫外線硬化型樹脂としては、紫外線を照射されると硬化するあらゆる樹脂が採用でき、例えば脂環式エポキシ樹脂及びグリシジル基含有エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂や紫外線活性化カチオン重合触媒、カチオン重合抑制剤を含む樹脂等が利用できる。このような紫外線硬化型樹脂組成物を対象物の表面に塗布した後、紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂組成物の硬化皮膜を形成する。
【００５８】
（ケーブル部１３０）
ケーブル部１３０は電源線と信号線を束ねたワイヤーハーネスが使用される。このケーブル部１３０は、光ファイバ等の光路を含まないシンプルな電気信号線であるため、折曲角の制限や光減衰等に起因する全長の制約を受けず、従来の紫外線照射装置で使用されていたフレキシブルケーブルに比して細くて軽くでき、柔軟性が高く取り扱いが極めて容易となる。また全長の制約もなく、長くすることもできる。このため複数台のヘッド部１２０に異なる紫外線照射条件を設定して使用する際、ケーブルを延長して一台の紫外線照射装置に接続できるので、システムの設計や配置にも柔軟に対応できる。
【００５９】
（ヘッド部１２０）
次にヘッド部１２０の外観を、実施の形態９として図１６〜図１９に示す。図１６（ａ）はヘッド部１２０の正面図であり、図１６（ｂ）は内部構造を示す部分断面図である。また図１７〜図１９は、ヘッド部１２０の分解図であり、図１７は上方から見た分解斜視図を、図１８は図１７と逆の下方から見た分解斜視図を、図１９は図１８の連結コネクタ１２３１、１２４４を各々連結した状態を示す斜視図を、それぞれ示す。これらの図に示すヘッド部１２０は、基端側にケーブル部１３０が接続されたヘッド本体部１２２と、その先端側に着脱自在に結合した冷却ブロック１２４と、その先端側に着脱自在に結合した交換可能なレンズホルダ１２６とを備えている。ヘッド本体部１２２はユーザが把持できる程度の大きさとし、図１７に示すように、上下に分かれるケース部材１２２１及び１２２２と、基端部材１２２３とが組み合わされた中空箱形のケースを備え、その内部に基板１２２４が収容されている。基端部材１２２３にはケーブル部１３０が接続されるケーブル用コネクタ１２２５が取り付けられ、ケーブル用コネクタ１２２５を介してケーブル部１３０と基板１２２４が電気的に接続される。
【００６０】
基板１２２４は、ケーブル部１３０から受けた駆動電流をＵＶＬＥＤ１５１に供給して駆動制御するための電子部品を備える。基板１２２４上には、紫外線照射のＯＮ／ＯＦＦ状態を表示するインジケータとして、インジケータＬＥＤ１２２６が実装されている。図１７の例では、インジケータＬＥＤ１２２６を２つ配置して光量を増している。ただ、インジケータとして要求される光量や高輝度のＬＥＤを使用することにより、１のＬＥＤでも良いことは言うまでもない。また、３以上のＬＥＤとすることもできる。
【００６１】
基板１２２４上には、コントローラ部１１０の制御部１１４で生成された駆動信号を受けて、ＵＶＬＥＤ１５１に駆動電流を供給するための各種電子部品や、メモリ部１２２７、調整回路１２２８等が実装されている。メモリ部１２２７は、ヘッド部１２０の稼働時間を記憶し、またＵＶＬＥＤ１５１の初期特性を記録するため等に使用され、不揮発性メモリであるＥ２ＰＲＯＭが好適に利用できる。
【００６２】
（ＵＶＬＥＤ１５１の調整作業）
ＵＶＬＥＤ１５１等の半導体素子は、駆動電流に対する出力のリニアリティが良いが、使用時間と共に出力が低下する傾向にある。駆動電流の調整は、図１６（ｂ）等に示すような半固定抵抗（電流調整用トリマ）等の調整回路１２２８によって、各ヘッド部１２０毎に行う。なお図１６（ｂ）の例では、調整回路１２２８を構成する半固定抵抗はヘッド部１２０内の基板に実装して外部から調整できないよう構成しており、これによって意図しない半固定抵抗の操作によって駆動電流が変更される事態を回避している。ただ、外部から駆動電流の調整作業を行えるような構成を採用することも可能である。例えば、特殊な形状の工具で抵抗値を調整できるようにする、あるいは小さな孔をヘッド部１２０のケースに開口して、この孔から抵抗値を調整可能とする、あるいはまたコントローラ部１１０やヘッド部１２０に設けられた個別設定スイッチの長押し等、特定の操作により調整回路１２２８の調整機能を呼び出せるようにする等の方法が採用できる。
【００６３】
このような駆動電流の調整を定期的に行うため、各ヘッド部１２０の使用時間が一定時間に達する毎に、ユーザに報告し、駆動電流の調整作業を促す。各ヘッド部１２０に設けられたメモリ部１２２７は、ＵＶＬＥＤ１５１の駆動時間の積算値、すなわち駆動積算時間を更新記憶する。コントローラ部１１０の制御部１１４は、Ｄ／Ａ変換部及びドライブ回路等を介してヘッド部１２０のＵＶＬＥＤ１５１の駆動を制御すると共に、その駆動時間の積算値をヘッド部１２０のメモリ部１２２７に書き込む。この書き込み（更新記憶）は、所定時間ごと（例えば１分ごと）に行われる。そして、制御部１１４は、メモリ部１２２７から読み出した駆動積算時間が所定の要調整時間に達すれば、ＵＶＬＥＤ１５１の調整作業を行うよう報知出力を行う。報知出力として、例えばＬＥＤの点滅表示やブザー鳴動等が使用される。あるいは、コントローラ部１１０にメッセージ表示可能な表示器が備えられている場合は、それを用いてＵＶＬＥＤ１５１の調整作業を促すメッセージの表示を行ってもよい。ユーザは報知出力によって調整作業が必要な時期に達したことを把握し、上述の通り調整回路１２２８を使って電流補正を行う。例えば、基準となる駆動電流に対する出力の低下分を考慮し、駆動電流が多くなるように調整する。さらに、駆動積算時間がＵＶＬＥＤ１５１の寿命に達すると、ＵＶＬＥＤ１５１の交換を促す報知出力を行うようにしても良い。
【００６４】
またメモリ部１２２７は、ＵＶＬＥＤ１５１の初期特性に関するデータを記憶して、駆動電流の調整にも利用できる。一般にＵＶＬＥＤ１５１の初期輝度には個体差（ばらつき）があるため、通常はＵＶＬＥＤ１５１のヘッド部１２０側の駆動回路に初期輝度調整回路１２２８が必要となる。初期輝度調整回路には、半固定抵抗等が利用され、例えば図１６（ｂ）に示す調整回路１２２８を併用できる。そして、ヘッド部１２０毎に紫外線照射パワーが所定値となるように、各々のヘッド部１２０で初期輝度調整回路により初期調整を行う必要がある。
【００６５】
実施の形態９の紫外線照射装置では、各ヘッド部１２０に実装されたＵＶＬＥＤ１５１の予め測定された初期輝度に関する初期特性データをメモリ部１２２７に記憶させておくことにより、上記のような初期輝度調整回路やこれを用いた初期調整作業が不要になる。つまり、制御部１１４がメモリ部１２２７から初期特性データを読み出し、初期特性データに応じた適切な基本駆動電流（正確にはそれに対応するデジタル値）を決定する。
【００６６】
制御部１１４から出力される駆動電流に対応するデジタル値は、Ｄ／Ａ変換部でアナログ電圧に変換され、ドライブ回路に与えられる。ドライブ回路は、与えられたアナログ電圧に対応する駆動電流でヘッド部１２０のＵＶＬＥＤ１５１を駆動する。なお、この駆動電流は、設定部によって増減調節することができるので、これによって紫外線照射出力を調整できる。
【００６７】
以上のように、ヘッド部１２０側にメモリ部１２２７を設けることで、ヘッド部１２０に備えられたＵＶＬＥＤ１５１の特性に応じた正確な調整が実現できる。例えば、ヘッド部１２０を接続するコントローラ部１１０のヘッド接続部の一形態であるヘッド接続部１６０のチャンネルを一意的に固定する場合は、コントローラ部１１０側にメモリ部を設けても上記のような調整は可能である。コントローラ部１１０側のメモリ部がチャンネル毎に駆動積算時間や初期特性データを記憶できるからである。ただ、ヘッド部１２０の接続先のチャンネルが変更される場合は、上記の方法では対応できず、必ずヘッド部１２０毎に接続先の紫外線照射装置及びそのチャンネル番号を何らかの手段でユーザ側が記憶しておく必要があり、手間がかかって使い勝手が悪くなる。従って、上記のようにヘッド部１２０側にメモリ部１２２７を設けることで、いずれの紫外線照射装置のいずれのチャンネル番号にヘッド部１２０が接続されても、ヘッド部１２０の特性に応じた正確な駆動電流調整が実現され、使い勝手も向上する。
【００６８】
（冷却ブロック１２４）
なお、紫外線を発するＵＶＬＥＤ１５１は通常の可視光を発するＬＥＤに比べて自己発熱が大きい傾向にあるので、安定して長期間使用できるよう放熱機構をヘッド部１２０に設けることが好ましい。図１６〜図１９に示す例では、ＵＶＬＥＤ１５１を冷却ブロック１２４に接続している。冷却ブロック１２４はＵＶＬＥＤ１５１の動作時の発熱を冷却するヒートシンクとして機能し、アルミニウム等熱伝導の良い金属で構成される。冷却ブロック１２４の先端面にＵＶＬＥＤ１５１が密着固定されている。図２０は、冷却ブロック１２４の先端面にＵＶＬＥＤ１５１を密着固定する様子を示す図である。この図に示すように、３本の固定ネジ１２４１によってＵＶＬＥＤ１５１が冷却ブロック１２４の先端面に密着するように固定される。
【００６９】
（レンズホルダ１２６）
レンズホルダ１２６には、ＵＶＬＥＤ１５１から発した紫外線を集光するための１又は複数の光学系レンズ１２６１が収容されている。図２１は、レンズホルダ１２６とその内部構造例を示す分解図である。この例では、レンズを２枚構成として第１のレンズ１２６１Ａと第２のレンズ１２６１Ｂがスペーサ１２６２とレンズ固定キャップ１２６３によって、レンズホルダ１２６の内部に固定されている。レンズは１枚で構成することもできるが、屈折率の関係から１枚のレンズではレンズサイズが大きくなる傾向がある。そこで実施の形態９では、光学系レンズ１２６１を２枚使用して第１のレンズ１２６１Ａと第２のレンズ１２６１ＢでＵＶＬＥＤ１５１からの紫外線を外部に照射する構造とすることで、レンズ自体のサイズを小型化でき、ひいてはレンズホルダ１２６やヘッド部１２０の小型化に貢献する。
【００７０】
図２２は、冷却ブロック１２４とレンズホルダ１２６との固定方法の例を示す図である。この例では、３本の固定ネジ１２４２によって冷却ブロック１２４とレンズホルダ１２６とが互いに固定される。また、レンズの合成焦点距離が異なる複数種類のレンズホルダ１２６を用意して交換可能とすることにより、同一のヘッド部１２０を使用しながら、ヘッド部１２０の先端と紫外線照射対象（紫外線硬化型樹脂による接着固定部）との距離が変化する場合に対応することができる。
【００７１】
図１７に戻って、冷却ブロック１２４とヘッド本体部１２２との固定方法について説明する。上記のようにして冷却ブロック１２４とレンズホルダ１２６とを固定した後に、ヘッド本体部１２２を構成する上ケース部材１２２１及び下ケース部材１２２２が互いに合わせられ、先端部分が冷却ブロック１２４の基端側突出部１２４３を挟むようにしてそれぞれ固定ネジ１２２９で冷却ブロック１２４に固定される。また、上ケース部材１２２１及び下ケース部材１２２２の基端面には、基端部材１２２３が固定ネジ１２３０を用いて固定される。
【００７２】
図１８および図１９に示すように、ケーブル用コネクタ１２２５やＵＶＬＥＤ１５１を含む冷却ブロック１２４は、それぞれ連結コネクタ１２３１、１２４４を介して基板と電気的に接続される。これによってＵＶＬＥＤ１５１はケーブル部１３０を介してコントローラ部１１０から電力供給を受け、駆動制御される。このように電気的接続が必要な各ブロックを連結コネクタを介して連結する構造とすることで、各部の分解が容易で交換や修理等のメンテナンス作業を容易に行えるという利点がある。特に図に示すヘッド部１２０はヘッド本体部１２２、冷却ブロック１２４及びレンズホルダ１２６が順番に結合した構造としており、ユニット毎の分割が容易で、メンテナンス性に優れたヘッド部１２０が得られる。
【００７３】
また下ケース部材１２２２には、図１８および図１９に示すように、ヘッド部１２０をホルダ等に固定するためのネジ孔である貫通孔１２３２を開口している。ネジを螺合する等してヘッド部１２０を固定する際、ネジの先端が基板１２２４や基板上の実装部品を破損しないように、下ケース部材１２２１には図１７に示すように保護プレート１２４５が固定されており、貫通孔１２３２と基板１２２４との間を遮断している。
【００７４】
（サイドビュータイプの詳細）
次に本発明の実施の形態１０に係る紫外線照射装置として、サイドビュータイプの構造を図２３〜図２８に基づき説明する。図２３はサイドビュータイプのヘッド部１７２０においてレンズ部分が見える方向からの斜視図であり、図２４は図２３の反対面から見た斜視図である。これらの図に示すヘッド部１７２０は図１６等と同様に角柱状であり、紫外線照射部分であるレンズ部１７６０の装着位置をヘッド本体部１７２２の長手方向端面でなく側面の端部に設けている。この例では、角柱状のヘッド本体部１７２２を延長するように、同型に形成されたサイドビューレンズ装着部１７２７をヘッド本体部１７２２の先端に別部材で設けている。また図２５〜図２８に、レンズ部１７６０の詳細を示す。図２５はサイドビューレンズ装着部１７２７の分解斜視図であり、図２６は図２５のサイドビューレンズ装着部１７２７を、レンズ部を除いて縦方向に切断した状態を示す分解斜視図であり、図２７は図２６からＵＶＬＥＤ１７５１およびヘッド基板部１７５４を除き、レンズホルダ１７２６を付加した分解斜視図であり、図２８は図２７のレンズホルダ１７２６を示す断面図である。
【００７５】
これらの図に示すように、サイドビューレンズ装着部１７２７は、右ケース部材１７２７Ａと左ケース部材１７２７Ｂに分割されており、その内部にヘッド基板部１７５４を収納して３箇所でネジ止めして固定される。ヘッド基板部１７５４は断面略コ字状に形成し、コ字状の底面にＵＶＬＥＤ１７５１を載置して固定する。またこれらのヘッド基板部１７５４や左ケース部材１７２７Ｂは、熱伝導可能な状態で接触されており、ＵＶＬＥＤ１７５１の放熱板として機能する。またヘッド基板部１７５４の後端には、図２５に示すようにヘッド本体部１７２２とネジ止めにより固定するための突出部１７５４Ａが設けられる。突出部１７５４Ａを左右から挟着するようにヘッド本体部１７２２の上ケース部材１７２２Ａおよび下ケース部材１７２２Ｂが重ね合わされて、突出部１７５４Ａのネジ穴でネジ止めすることによりサイドビューレンズ装着部１７２７はヘッド本体部１７２２と固定される。なお、図２３〜図２５に示すように、ヘッド本体部１７２２の上ケース部材１７２２Ａおよび下ケース部材１７２２Ｂの接合面と、サイドビューレンズ装着部１７２７の右ケース部材１７２７Ａおよび左ケース部材１７２７Ｂの接合面とは９０°回転させることで機械的強度を増している。ヘッド基板部１７５４は、サイドビューレンズ装着部１７２７の右ケース部材１７２７Ａおよび左ケース部材１７２７Ｂを固定するためのネジ穴を上下にそれぞれ３箇所設けると共に、ヘッド本体部１７２２の上ケース部材１７２２Ａおよび下ケース部材１７２２Ｂで固定するためのネジ穴を突出部１７５４Ａの左右に２箇所、それぞれ形成している。
【００７６】
レンズホルダ１７２６は、右ケース部材１７２７Ａの内面に設けられた円筒状のレンズホルダ挿入部１７２７Ｃに挿入されて固定される。レンズホルダ挿入部１７２７Ｃは、ここにレンズホルダ１７２６を挿入した状態でＵＶＬＥＤ１７５１の光軸とレンズホルダ１７２６にセットされたレンズ部の光軸とが一致するように位置決めされる。レンズホルダ１７２６には、図２８の断面図に示すように、中空円筒状の内ホルダ１７２６Ａを同じく中空円筒状で内径が内ホルダ１７２６Ａの外径よりも若干大きい外ホルダ１７２６Ｂに下方から挿入し、その間に光学系レンズ１７６１を保持する。内ホルダ１７２６Ａ及び外ホルダ１７２６Ｂには、光学系レンズ１７６１を保持するための段差部が形成される。図２５の分解図に示す例では、光学系レンズ１７６１は２枚のレンズで構成される。レンズホルダ１７２６は、サイドビューレンズ装着部１７２７のレンズホルダ挿入部１７２７Ｃに脱着可能としており、用途に応じて容易にレンズ部を交換できる。
【００７７】
（細径化）
さらに、本発明の実施の形態１１として、ヘッド部の紫外線出力部分の外径を小型化した例を図２９〜図３３に示す。これらの図に示すヘッド本体部２３２２は、レンズホルダ２３２６部分をヘッド本体部２３２２から突出させると共に、その外径を小さく形成しており、紫外線出力部分を小さな穴に挿入して使用するといった小サイズのヘッド部が要求される態様において好適に使用できる。図２９の斜視図に示す例では、角柱型のヘッド本体部２３２２の先端を、一回り小さい角柱状に突出させた突出部２３２２Ｃとし、その端面にさらに小径のレンズホルダ２３２６を挿入する構成としている。図３０はヘッド本体部２３２２の上ケース部材２３２２Ａを除去した状態を示す分解図であり、図３１はさらに各部材を分解した分解斜視図である。これらの図に示すように、ヘッド本体部２３２２の下ケース部材２３２２Ｂを構成する装部材と、ＵＶＬＥＤ２３５１と、ヘッド基板部２３５４と、レンズホルダ２３２６と、ＵＶＬＥＤホルダ２３５５とを備える。レンズホルダ２３２６は、内部に光学系レンズなどを保持する。このレンズホルダ２３２６はヘッド部１２０に脱着可能に装着されており、目的に応じたレンズを備えるレンズホルダに容易に交換できる。ＵＶＬＥＤ２３５１は、図３２および図３３の例では底面が略正方形のパッケージタイプを使用し、パッケージに内蔵されたＵＶＬＥＤチップから所定の波長の紫外線が照射される。ここでは中心ピーク波長が３６５ｎｍのＵＶＬＥＤチップを使用した。ＵＶＬＥＤ２３５１の裏面すなわちヘッド基板部２３５４と接触する面には電極２３５６が形成される。電極２３５６にはスタッド２３５７がはんだ付けされ、これをリードとして配線される。またＵＶＬＥＤ２３５１の側面部には放熱用のランド２３５８が形成される。ヘッド基板部２３５４は図３２に示すように一方の面をＵＶＬＥＤ２３５１の裏面に電気接触する状態で一体的に固定され、他方の面を図３０、図３１に示すようにＵＶＬＥＤ２３５１と熱伝導する状態に接触される。ＵＶＬＥＤホルダ２３５５はＵＶＬＥＤ２３５１の放熱を行うヒートシンクとして機能する。装部材である下ケース部材２３２２Ｂは、内部にＵＶＬＥＤホルダ２３５５などを挿入して保持できる大きさ及び形状に設計され、ＵＶＬＥＤ２３５１、ヘッド基板部２３５４、ＵＶＬＥＤホルダ２３５５が下ケース部材２３２２Ｂにセットされた状態で位置決めされる。これにより、ＵＶＬＥＤ２３５１の紫外線出力の光軸がレンズホルダ２３２６のレンズ部の光軸と一致し、またＵＶＬＥＤ２３５１を固定したヘッド基板部２３５４はＵＶＬＥＤホルダ２３５５と熱伝導する状態で接触し、ＵＶＬＥＤ２３５１の発熱がＵＶＬＥＤホルダ２３５５を通じて放熱される。またこの例では紫外線の光軸とヘッド本体部の長手方向が略一致したストレートタイプについて説明したが、上記の細径化構造はヘッド本体部の側面から紫外線を出力するサイドビュータイプにも適用できることはいうまでもない。
【００７８】
（コントローラ部１１０）
次に本発明の実施の形態１２として、紫外線照射装置に使用するコントローラ部を図３４の正面図に基づいて説明する。この例では、４台のヘッド部１２０を接続可能な４チャンネルのコントローラ部１１０を示している。ヘッド部１２０を接続可能な台数はチャネル数で決定されるが、チャンネル数は３以下とすることも、あるいは５以上とすることもできることはいうまでもない。この図に示すコントローラ部１１０は、前面パネルにＵＶＬＥＤ１５１の紫外線照射条件を個別に設定するための設定部１４０として、表示部１４２及び操作パネル１４４を設けている。図３４において表示部１４２は前面パネルの上部に配置し、その下に操作パネル１４４を配置している。
【００７９】
（操作パネル１４４）
設定部１４０を構成する操作パネル１４４は、上下左右の選択スイッチである＜、＞、∧、∨スイッチ１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄと、エスケープスイッチ１４４Ｅ、エンタースイッチ１４４Ｆが各々配置されている。ユーザは、これらのスイッチを操作して所定の手順に従い、ＵＶＬＥＤ１５１の紫外線照射条件を設定する。なお、この例に限られず、操作パネル１４４には十字キーやテンキー、ジョグダイヤル等の各種の入力デバイスが利用できる。また、操作パネルを表示部と一体化したタッチパネルとしても良い。操作パネル１４４に設けた各種スイッチは、各ヘッド部１２０の操作に共通して利用でき、各ヘッド部１２０を接続したチャンネルを切り替えて設定できる。
【００８０】
なお、設定部１４０のスイッチ類は、コントローラ部１１０上に固定する必要はなく、コントローラ部１１０と個別の部材として設けても良い。例えばコンソールやリモートコントローラ、フットスイッチ等、コントローラ部と別体とした設定部にスイッチ類を設け、これらをコントローラ部と有線あるいは無線で接続して操作する形態も本発明の範囲内である。また後述するように、紫外線照射装置に接続された外部接続機器から設定や操作を行えるよう構成してもよい。
【００８１】
また、本明細書において設定部には、紫外線照射条件の設定時以外に使用する態様も包含し、例えば紫外線照射装置の動作時に使用する照射スイッチも、設定部に含む。なお、例えば照射スイッチとしてフットスイッチをコントローラ部１１０と接続する場合は、外乱によるチャタリングを防止するためにＯＮ／ＯＦＦ入力の遅延を設定することもできる。紫外線のオンタイミング（遅延設定）及びオフタイミング（遅延設定）は、設定部を用いて個別に、あるいは一括して設定することができる。
【００８２】
（表示部１４２）
また設定部１４０を構成する表示部１４２には、ＬＥＤや液晶表示器を使用した７セグメント表示器を備える。操作パネル１４４で設定された紫外線の出力や照射時間等の紫外線照射条件を、表示部１４２で表示、確認しながらユーザは設定作業を行う。表示部１４２は、一の画面で各ヘッド部１２０の設定条件を切り替えて表示する。また、後述するように各ヘッド部１２０毎に個別に複数の表示部を設けることもできる。なお紫外線出力は、相対的な強度値、例えばＵＶＬＥＤ１５１の駆動デューティファクタで設定、表示しているが、絶対的な出力値（ｍＷ等）で表示してもよい。なお、表示部１４２は液晶や有機ＥＬで構成してアイコン表示等のグラフィカルな表示を可能とできる。またカラー表示可能としても良い。
【００８３】
また、表示部１４２の下部には、各チャンネル毎にチャンネル表示ランプ１４５を設けている。これによって、現在選択されて表示部１４２に表示されているチャンネルが区別できる。図の例では１〜４チャンネルの４つのチャンネル表示ランプ１４５が設けられる。さらに、これらのチャンネル表示ランプ１４５に隣接して、紫外線照射ランプ１４６が配置される。紫外線照射ランプ１４６は、いずれかのヘッド部１２０から紫外線が照射（エミッション）状態であることを示すパイロットランプとして機能し、例えばＬＥＤ等で構成される。すなわち、紫外線照射ランプ１４６のＬＥＤが点灯しているときは、紫外線が照射中であることがユーザに通知される。
【００８４】
操作パネル１４４の下部には、電源スイッチ１４７と一括照射スイッチ１４８を備える。電源スイッチ１４７は紫外線照射装置の電源をＯＮ／ＯＦＦするスイッチである。例えば電源スイッチ１４７にキースイッチを採用することで、不意にスイッチがＯＮになる事態を回避できる。
【００８５】
（一括照射スイッチ１４８）
一括照射スイッチ１４８は、これを押下することで、設定部１４０で予めヘッド部１２０毎に設定された各々の紫外線照射条件に従い、すべてのヘッド部１２０から紫外線を独立して照射できる。
【００８６】
（ヘッド接続部１６０）
さらに、前面パネルの下部には、各ヘッド部１２０毎にヘッド接続部１６０、個別照射ランプ１７０、個別照射スイッチ１８０をそれぞれ設けている。図３４において左側に縦並びに配置されるヘッド接続部１６０は、ヘッド部１２０のケーブルを接続するためのコネクタであってヘッド接続部を構成する。上述の通り、図３４のコントローラ部１１０は４台のヘッド部１２０を接続可能なように４チャンネルのヘッド接続部１６０を設けている。もちろん、すべてのチャンネルを使用する必要はなく、使用条件に応じてこの内の任意のチャンネルのみを使用可能であることはいうまでもない。
【００８７】
（個別照射ランプ１７０）
また、各ヘッド接続部１６０の右側に隣接して、個別照射ランプ１７０が配置される。個別照射ランプ１７０は、各チャンネルに接続されたヘッド部１２０のＵＶＬＥＤ１５１から紫外線が照射されていることを示すためのランプである。これによってユーザは、どのヘッド部１２０から現在紫外線が照射されているかを確認できる。個別照射ランプ１７０にもＬＥＤ等が利用できる。なお、一括照射スイッチ１４８を押下すると、すべての個別照射ランプ１７０が点灯することとなる。
【００８８】
（個別照射スイッチ１８０）
さらに、個別照射ランプ１７０の右側に個別照射スイッチ１８０を配置している。個別照射スイッチ１８０は、各チャンネルに接続されたヘッド部１２０の紫外線出力を個別にＯＮ／ＯＦＦするスイッチである。個別照射スイッチ１８０をチャンネル毎に設けることで、各々のチャンネルに接続されたヘッド部１２０の紫外線出力を個別に操作でき、特に専用スイッチを設けることにより少ない操作回数（例えばボタンを押すのみ）で各ヘッド部１２０の出力をＯＮ／ＯＦＦできるので、より便利に紫外線照射装置を使用できる。ただ、個別照射スイッチを設けることなく、操作パネル１４４で各チャンネルのＯＮ／ＯＦＦを操作するように構成することも可能である。
【００８９】
以上、設定部１４０のレイアウト配置を図３４に基づき説明したが、これらの配置は任意に変更できることはいうまでもない。例えば、図３４の例では複数のチャンネルを縦に配置し、横方向にチャンネル毎のヘッド接続部１６０、個別照射ランプ１７０、個別照射スイッチ１８０を配置しているが、他の実施の形態として、横方向にチャンネルを配置し、縦方向にチャンネル毎のヘッド接続部、個別照射ランプ、個別照射スイッチ等を配置することもできる。また、上記実施の形態では照射ランプと照射スイッチを個別に設けたが、オン状態で点灯するバックライト付のスイッチを使用すれば、これらを一部材に統合することもできる。
【００９０】
コントローラ部１１０は、図１に示すように電源部１１２及び制御部１１４を備える。ＡＣインレットから供給される商用電源が、ラインフィルタ、ヒューズ及び電源スイッチ１４７を経て電源部１１２に供給され、電源部１１２で生成された直流安定化電圧が制御部１１４に供給される。制御部１１４は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）やＣＰＵ、ＬＳＩ、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ等のゲートアレイで実現できる。また制御部１１４はメモリを備え、予め記憶しているプログラムとユーザの設定操作にしたがって各ヘッド部１２０からの近紫外線の強さ、照射タイミング等を制御する。制御部１１４には、端子台基板及び通信用コネクタが接続されており、これらのインターフェイスを用いてコンピュータやＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）等の外部制御機器をコントローラ部１１０に接続することができる。外部接続機器は、後述するように紫外線照射条件の設定や紫外線照射装置のＯＮ／ＯＦＦ操作に使用できる。すなわち、紫外線照射装置のコントローラ部１１０に設けられた設定部１４０で設定や操作を行う他、外部接続機器からのトリガ入力によって紫外線照射装置のＯＮ／ＯＦＦを操作することもできる。
【００９１】
例えば、一台のコントローラ部１１０に４個のヘッド接続部１６０が制御部１１４に接続され、これらのヘッド接続部１６０を介して各ヘッド部１２０がコントローラ部１１０の制御部１１４に接続される。そして、制御部１１４は各ヘッド部１２０のＵＶＬＥＤ１５１の駆動制御のための電気信号を各ヘッド部１２０に与え、各ヘッド部１２０からの近紫外線の強さや照射タイミングを制御する。さらに、制御部１１４にはフロントパネル基板が接続されている。フロントパネル基板には、コントローラ部１１０の前面パネルに設けられた表示部１４２及び設定部１４０を構成する表示器や各種スイッチ類が実装されている。ユーザは表示部１４２及び設定部１４０を用いて４個のヘッド部１２０の近紫外線の強さ、照射タイミング等を個別に設定することができる。
【００９２】
［モード切替］
上述の通り、本発明の各実施の形態に係る紫外線照射装置は、コントロール部によって紫外線照射条件を設定する設定モードと、紫外線を照射する照射モードとを切替可能である。設定モードと照射モードの切替は、専用の切替スイッチを設けたり、特定のスイッチの組み合わせや長押し等が利用できる。本実施の形態においては、図３４に示す操作パネル１４４の内、エスケープスイッチ１４４Ｅの長押し（例えば３秒以上）によって、設定モードと照射モードを相互に切り替える。
【００９３】
［照射モード］
以下、照射モードの詳細について説明する。まず、本実施の形態においては、紫外線照射装置の照射モード時において、すべてのヘッド部１２０から紫外線を照射する一括照射モードと、一のヘッド部１２０から紫外線を照射する個別照射モードとを備えている。そして上述の通り、一括照射スイッチ１４８を操作すると一括照射モードが実行され、個別照射スイッチ１８０を操作すると個別照射モードが実行される。
【００９４】
さらに、各照射モードはそれぞれ自動モードと手動モードに区別できる。自動モードとは、予め設定された紫外線照射条件に従って、照射出力や照射時間を変更可能なモードである。すなわち、自動モードにおいては照射開始指令を受けると、事前に各ヘッド部１２０毎に登録された照射パターンで照射を開始し、終了後は自動的に紫外線照射を停止する。一方、手動モードとは、指定されたタイミングで紫外線照射のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるモードである。すなわち、照射開始指令を受けると、照射停止指令を受けるまで一定の出力にて照射し続ける。照射スイッチをＯＮすると出力が開始され、ＯＦＦすると終了する。なお、後述するように手動モードにおいても紫外線出力値は変更可能である。
【００９５】
照射モード時における紫外線の照射開始、及び停止の指令は、上述の通りコントローラ部１１０に設けた照射スイッチや端子台１６４からのトリガ入力によって実現される。なお、本実施の形態においては、照射スイッチを一度押下すると照射モードが実行され、再度押下すると中断もしくは停止される。中断の場合は、一時停止状態を維持し、再度スイッチを押下することで照射モードが再開される。
【００９６】
［手動照射モード］
紫外線照射装置は、設定部１４０で設定される複数の紫外線照射条件を記憶部１１６に保存できる。さらに、各紫外線照射条件設定毎に動作モードを保存できる。手動モードにおいては、紫外線出力値は各ヘッド部１２０毎に保存できる。従って、個別手動照射モードでは複数のヘッド部１２０を異なる紫外線出力で各々照射できる。また一括手動照射モードでは、各ヘッド部１２０で同時に異なる紫外線出力を開始し、同時に照射終了させることができる。また、各ヘッド部１２０毎に照射許可／不許可を設定できるので、ヘッド部１２０が紫外線照射装置に接続されていても、所望のヘッド部１２０のみから照射することができる。従来の紫外線照射装置では、同一の装置に接続されたヘッドはすべて同じ出力及びタイミングで出力されていたため、装置にヘッドを接続している限り、他のヘッドの出力と共に必ず出力が生じ、照射を停止することができなかった。これに対して、本実施の形態では各ヘッド部１２０が独立しているため、紫外線照射の許可／不許可を容易に設定できるという利点がある。
【００９７】
［自動照射モード］
また、自動モードにおいても、照射パターンを各ヘッド毎に保存できる。従って、一括自動照射モードでは複数のヘッド部１２０にて異なる照射パターンで同時に照射を開始して、異なるタイミングで照射を終了させることができる。上述の通り、このような動作も従来の紫外線照射装置では実現できなかった。特にヘッド毎に異なる照射パターン、異なるタイミングで停止することができなかったが、本実施の形態により、独立して各ヘッド部１２０毎に出力やタイミングを変化させた出力が可能となり、極めて自由度の高い紫外線照射が実現される。上述の通り、各ヘッド部１２０毎に照射許可／不許可を設定できるため、ヘッド部１２０が紫外線照射装置に接続されていても、所望のヘッド部１２０のみから照射させることができる。さらに、照射開始指令をヘッド部毎に入力できるようにすれば、ヘッド部毎に異なるタイミングで紫外線照射を開始させることもできる。例えば、個別照射スイッチをヘッド部の数だけ設けたり、あるいはヘッド部の台数分の端子台トリガ入力を用意すればよい。
【００９８】
以上説明した動作モードをまとめると、一括自動照射モードにおいては、各ヘッド部１２０毎に予め設定された紫外線出力、照射時間等の紫外線照射条件で、すべてのヘッド部１２０で紫外線照射を実行する。一括照射スイッチを押下すると、各ヘッド部１２０から紫外線照射が開始され、様々な異なる出力、時間で独立して紫外線照射が実行される。なお紫外線照射の終了は、各々の設定に応じてヘッド部１２０毎に異なり、設定が終了するとヘッド部１２０毎に自動的に終了する。
【００９９】
また一括手動照射モードにおいては、実行するとすべてのヘッド部１２０から一定値で紫外線が出力される。一括照射スイッチを押下すると、各ヘッド部１２０から紫外線照射が開始され、再度一括照射スイッチを押下すると各ヘッド部１２０の紫外線照射が停止される。この場合においても各ヘッド毎に紫外線出力値を変更することはできる。
【０１００】
さらに、個別手動照射モードは、各々のヘッド部１２０で実行されると、該ヘッド部１２０から一定値で紫外線が出力される。この場合においても各ヘッド毎の紫外線出力値を変更することはできる。
【０１０１】
［個別自動照射モード］
個別自動照射モードは、ヘッド部１２０毎に紫外線照射条件を設定するモードである。個別自動照射モードに相当する機能は、特に設けなくとも、一括自動照射モードを利用して実質的に実現できる。すなわち、特定のＵＶＬＥＤについてのみ照射を行い、他のＵＶＬＥＤの照射を行わないことで、該特定のＵＶＬＥＤの照射時間や出力等の紫外線照射条件を設定することにより、一括自動照射モード実行時に該ＵＶＬＥＤのみが自動的に設定されたパターンで紫外線照射を実行できる。ただ、この場合は特定のＵＶＬＥＤのみしか紫外線照射を実行できず、他のＵＶＬＥＤに個別自動照射モードに相当する動作を実行させるには、複数の一括自動照射モードを並列して実行可能とする必要がある。一方、複数のＵＶＬＥＤを動作させるように一括自動照射モードを設定することは可能である。ただ、ＵＶＬＥＤ毎の動作タイミングが変化する場合には対応が困難となる。一方、ユーザによっては各ヘッド部毎に自動照射を設定、実行する方が便利である場合も考えられるので、個別自動照射モードを別途設けることもできる。
【０１０２】
［紫外線照射条件の設定方法］
次に、紫外線照射条件の設定方法について、図３５に基づき説明する。ここでは、各ヘッド部１２０から照射される紫外線が、図３６（ｂ）に示すように時間と共にステップ状に変化するパターンを得るために、図３６（ａ）に示すように複数の矩形波の組み合わせとして、個々の矩形波の条件を設定する例を考える。なお、図３６に示す各矩形波、すなわち一定の照射出力及び照射時間の組み合わせからなる紫外線照射条件のセットを、ここではステップと呼ぶことにする。
【０１０３】
［矩形波状照射パターン］
図３５は、ヘッド部１２０が一のＵＶＬＥＤ１５１を備える場合の設定方法の概要を示している。図３５において、まず工程１００１でヘッド部１２０の番号を選択する。上述のように本実施の形態ではヘッド部１２０はチャンネル１〜４まで４台接続されており、どのチャンネルについて設定を行うかをここで選択する。次に工程１００２でステップの番号を選択する。ステップは、１から順に設定され、本実施の形態では一の紫外線照射条件設定において２０個までステップを設定可能としている。次に選択されたステップにつき、工程１００３で紫外線の照射時間を設定する。ここでは、秒数で指定する。さらに工程１００４で紫外線の照射出力を指定する。ここではデューティ比で設定する。そして工程１００５で設定を一時保存すると共に、ステップ番号の選択ステップに戻り、必要なすべてのステップについて設定が完了するまでループする。このようにして図３６のような紫外線照射パターンが設定されると、紫外線照射条件設定が保存される。なお、上記の各工程は、順序を適宜入れ替えることもできる。例えば、先に照射出力を設定した後、照射時間を設定してもよい。
【０１０４】
上記工程を、より詳細に示したフローチャートを図３７に示す。まず工程１２０１で紫外線照射条件設定の番号（設定番号）を選択する。本実施の形態では、ｎｏ０〜ｎｏ１９まで２０個の紫外線照射条件設定を記録できる。次に工程１２０２で照射モードを選択する。照射モードは、Ｕ０〜２の３通りであり、一括手動照射モード、個別手動照射モード、一括自動照射モードの別を指定する。なお、本実施の形態では個別自動照射モードに相当するモードを採用していない。次に工程１２０３で紫外線照射条件を設定するヘッド部１２０を接続したチャンネル番号を選択する。ここではチャンネル番号ＣＨ１〜４の４個から選択する。
【０１０５】
次に工程１２０４では、選択されたチャンネル番号に接続されたヘッド部１２０に対して、紫外線出力を許可するかどうかを設定する。ヘッド部１２０毎に紫外線照射の許可／不許可を設定可能とすることで、従来のように接続されたヘッド部１２０すべてから紫外線が出力されることなく使用することが可能となる。出力を許可する場合は、工程１２０５に進み、許可しない場合は工程１２０４−１ですべてのヘッド部１２０の設定が終了したか否かを判定し、未だの場合は工程１２０３に戻り他のヘッド部１２０の設定を継続し、すべてのヘッド部１２０の設定が終了した場合は工程１２１１にジャンプする。なお、後述するように複数のＵＶＬＥＤを備える場合は、各ＵＶＬＥＤ毎に紫外線照射の許可／不許可を設定することもできる。
【０１０６】
次に工程１２０５で、工程１２０２で選択された照射モードが自動モードか否かを判定する。自動モードの場合は、次工程１２０６でステップ番号を選択する。ステップ番号は、Ｓ０〜Ｓ１９まで、最大２０個設定できる。自動モードでない場合はステップ番号の選択が不要であるから工程１２０７にジャンプする。工程１２０７では照射時間を設定する。ここでは秒数を入力する。次に工程１２０８で照射出力を設定する。ここではデューティ比で入力する。次に工程１２０９で必要なステップ番号の設定をすべて完了したか否かを判定し、未だの場合は工程１２０６に戻り、次のステップ番号の設定を繰り返す。終了した場合は工程１２１０に進み、すべてのヘッド部１２０の設定が終了したか否かを判定し、未だの場合は工程１２０３に戻り他のヘッド部１２０の設定を繰り返す。終了した場合は工程１２１１に進み、上記の設定を記憶部１１６に保存して終了する。
【０１０７】
［階層メニュー］
次に、コントローラ部１１０に設けた表示部１４２における表示の切り替えについて説明する。本実施の形態においては、階層メニュー方式を採用している。図３８に、階層メニューの一例を示す。この図に示すように、紫外線照射装置は照射モードと設定モード、および上述したテスト照射モードに切替可能であり、各々のモードにおいて、さらに各種のメニュー項目が選択できる。また選択されたメニュー項目についても様々な設定項目が存在し得、図３８において下方向に示すように各階層に下って各項目を設定する。
【０１０８】
［照射モードにおける表示］
次に、図３９に基づいて照射モードにおける表示部１４２の表示例を説明する。照射モードにおいては、図３９に示すように運転中設定番号表示、現タイマ値表示、現照射パワー値表示、累積照射時間表示等の項目が切り替えて表示される。項目の切替は、左右の＜、＞スイッチ１４４Ａ、１４４Ｂで行われる。また、最上位階層を表示中にエスケープスイッチ１４４Ｅを長押しすると、上述の通り照射モード、設定モード間のモードが変更される。一方、最上位以外の階層からエスケープスイッチ１４４Ｅを長押しすると、そのモードの最上位階層へ遷移する。
【０１０９】
（運転中設定番号表示）
運転中設定番号表示は現在選択中の設定番号を表示している。この例ではＪ０が選択されている。設定番号はｎｏ０〜Ｊ１９まで最大２０個の設定を保存することが可能であり、この内から任意の設定番号を選択する。また図３９に示すように、表示部１４２の下方に設けられたチャンネル表示ランプ１４５が、現在表示中の設定番号において照射が設定されているヘッド部１２０を表示する。これによって、選択中の設定番号において紫外線が照射されるヘッド部１２０がいずれであるかをユーザが容易に把握できる。この例においては、チャンネル１〜４すべてのヘッド部１２０でＵＶＬＥＤ１５１が動作することを示している。
【０１１０】
なお設定番号の変更は、本実施の形態では後述するように設定モードで行う。ただ、照射モードにおいて設定番号を変更できるようにしても良い。例えば図３９の画面からエンタースイッチ１４４Ｆを押下して設定番号の選択メニューに移行する方法や、図３９の画面から∧、∨スイッチ１４４Ｃ、１４４Ｄを押下して設定番号を変更する方法等が適宜採用できる。
【０１１１】
（現タイマ値表示）
現タイマ値表示は、紫外線の照射時間を表示する。図の例では、チャンネル１に接続されたヘッド部１２０から１２秒間照射するよう設定されていることを示している。該設定番号の紫外線照射条件設定の実行時には、設定された照射時間からカウントダウン式に残りの照射時間が秒数で表示され、ユーザは残り時間を容易に知ることができる。また、照射時間が設定されていないチャンネルを表示する場合は、停止時は−−−で表示し、実行時はカウントアップ式に経過時間を秒数で表示する。これによって、照射時間が現在どの程度経過したかをユーザが確認できる。以上のように、照射時間の設定の有無によって時間の表示方式をカウントダウン式とカウントアップ式に自動切り替えすることにより、ユーザは照射時間の設定の有無、および経過時間、残り時間を知ることができ、紫外線硬化型樹脂の接着状態に際して状況把握等に便利に使用できる。また時間の表示単位は、秒数の他、粉数、時間数あるいは進捗状況の割合での表示等を適宜採用できる。
【０１１２】
図３９の例では、チャンネル１の照射時間が表示されているが、この状態で∧、∨スイッチ１４４Ｃ、１４４Ｄを押下すると、その他のチャンネルの情報に切り替えて表示できる。このように、本実施の形態では、＜、＞スイッチ１４４Ａ、１４４Ｂはメニューの切替に、∧、∨スイッチ１４４Ｃ、１４４Ｄは、項目値の選択、変更にそれぞれ使用される。図３９の例では、∧スイッチ１４４Ｃを押下するとチャンネル２→３→４→１の順に切り替えられる。同時に、チャンネル表示ランプ１４５の点灯が該当チャンネルに切り替わって、現在表示中の項目（ここでは照射時間）がいずれのチャンネルに接続されたヘッド部１２０の情報であるかが判別できる。なお照射が設定されていないチャンネルの情報を表示させると、表示部１４２に「−−−」と表示される。なお、これらのスイッチ操作を行わず、設定されたチャンネルの情報を自動的に切り替えて順次表示するように構成してもよい。
【０１１３】
（現照射パワー値表示）
現照射パワー値表示は、紫外線照射の出力値を表示する。この例ではチャンネル１のＵＶＬＥＤの駆動デューティ比により相対的な強度を表示しているが、最大出力を１００とするパーセント表示や出力ワット数等、その他の単位による表示も適宜採用できる。ここでも上記と同様、∧、∨スイッチ１４４Ｃ、１４４Ｄを押下することで、他のチャンネルの情報を切り替えて表示できる。
【０１１４】
（累積照射時間表示）
累積照射時間表示は、紫外線の照射時間の累積値、すなわちＵＶＬＥＤのトータルの使用時間を表示する。これによってＵＶＬＥＤがどのくらい使用されているか、寿命の把握や駆動電流の調整作業の目安を得ることができる。ここでも∧、∨スイッチ１４４Ｃ、１４４Ｄで他のチャンネルの情報を切り替えて表示できる。なお図３９において、単位を区別するために「ｈ」と「Ｈ」の表示を使い分けており、「ｈ」は×１０時間、「Ｈ」は×１００時間をそれぞれ示している。このように、記号の大文字、小文字の使い分けによって単位の大小等の意味合いを持たせ、少ない表示画面で多くの情報量を表示できるようにしている。
【０１１５】
以上、照射モードにおける表示部１４２の表示例を説明した。もちろん、これ以外の表示項目を追加したり、任意の項目のみを表示するよう構成できることはいうまでもない。
【０１１６】
なお図３８の例では、照射モードにおいてはメニュー項目は基本的に表示部１４２の切替として機能するため、更なる階層構造は設けていない。もちろん、表示項目等を階層構造で切り替えるよう構成してもよいことはいうまでもない。
【０１１７】
［設定モード］
次に、図４０および図４１を参照しながら、設定モードにおける紫外線照射条件を設定する方法の詳細を説明する。図４０に示すように、設定モードでは運転中設定番号メニューと、設定編集メニューと、通信条件メニューと、その他条件メニューの４つの項目が、＜、＞スイッチ１４４Ａ、１４４Ｂにより切り替えられる。メニューの選択は、エンタースイッチ１４４Ｆを押下することで実行され、選択された項目の設定モードに移行できる。なお、エスケープスイッチ１４４Ｅを押下すれば、上位の階層に戻ることができる。
【０１１８】
もちろん、複数の項目をまとめたり、他の項目を追加したりしてもよい。例えば通信条件メニューとその他条件メニューを一つにまとめたり、あるいは編集設定メニューを２つに分けても良い。
【０１１９】
（運転中設定番号メニュー）
運転中設定番号メニューは、照射モードにおいて使用する紫外線照射条件設定の設定番号を選択する。ここでは、既に設定され保存された紫外線照射条件設定の中から、所望の設定番号を∧、∨スイッチ１４４Ｃ、１４４Ｄにて選択する。選択後、エンタースイッチ１４４Ｆを押下すると表示部１４２に「Ｅｎｄ」と表示され、選択された設定番号が保存されると共に、運転中設定番号メニューに戻る。
【０１２０】
なお本実施の形態では、運転中設定番号メニューと後述する設定編集メニューとを個別に設けているが、これらを統合してもよい。この場合は、前回の設定作業の際に選択された番号を保持し、照射モードにおいてこの番号の設定が選択されているものとして扱う。
【０１２１】
（設定編集メニュー）
設定編集メニューは、紫外線照射条件を設定するメニューである。設定編集メニューの詳細を図４１に示す。設定編集メニューに含まれる大項目としては、編集設定番号選択、照射モード選択の設定画面がある。各々の設定画面での設定が完了しエンタースイッチ１４４Ｆを押下すると、次の設定画面に移行する。
【０１２２】
（編集設定番号選択）
まず、編集設定番号選択では、設定番号を選択する。本実施の形態では、上述の通りｎｏ０〜１９まで最大２０個の設定を保存できる。もちろん、これ以上あるいは以下の数を設定可能とすることもできる。
【０１２３】
（照射モード選択）
次に、選択された設定番号について、照射モードを選択する。照射モードは、上述の通りＵ０〜２の３通り、すなわち一括手動照射モード、個別手動照射モード、一括自動照射モードのいずれかを選択する。照射モードを選択してエンタースイッチ１４４Ｆを押下すると、表示部１４２に「Ｅｎｄ」と表示されて上記の設定を一時保存すると共に、編集チャンネル選択に移行する。
【０１２４】
編集チャンネル選択では、設定の対象となるヘッド部１２０が接続されたチャンネル番号をＣＨ１〜４の中から選択する。次に、出力許可選択に進み、上記で選択されたチャンネル番号のヘッド部１２０につき、紫外線出力を許可するか否かを選択する。許可の場合は「ｏｎ」、不許可の場合は「ｏｆｆ」と表示部１４２に表示される。この状態でエンタースイッチ１４４Ｆを押下すると、照射モード選択画面にて選択した照射モードに応じて、ステップ番号選択画面、もしくはステップ番号選択不可表示に進む。
【０１２５】
（一括自動照射モードの詳細設定）
照射モード選択画面において一括自動照射モードを選択した場合は、ステップ番号選択画面に進み、ステップ番号を選択する。上述の通りステップ番号はＳ０〜１９まで最大２０個設定可能であり、必要な数だけ順番に設定していく。ステップ番号を選択すると、照射時間設定画面となり、紫外線照射時間を入力する。次に照射出力を同様に入力する。これらの入力値は、∧、∨スイッチ１４４Ｃ、１４４Ｄで増減させる。入力の便宜のため、前回の設定値をコピーしてデフォルト値として入力したり、長押しで高速増減を可能にすることもできる。以上の設定が終了すると、エンタースイッチ１４４Ｆを押下して設定を一時保存すると共に、ステップ番号選択画面に戻る。このとき、設定されたステップ番号に１を増加させた値がデフォルト値として入力される。すべてのステップ番号の設定が終了すると、エスケープスイッチ１４４Ｅを押下すれば、編集設定番号選択画面に戻る。
【０１２６】
（一括手動照射モード、個別手動照射モードの詳細設定）
一方、照射モード選択画面において一括手動照射モードまたは個別手動照射モードを選択した場合は、一定値での出力となり、出力を可変とするステップを選択できないので、出力許可選択画面からステップ番号選択不可表示に進む。このとき表示部１４２には「ｓ．−−−」と表示され、ステップ番号が選択できないことを表示する。手動照射モードでは照射時間も設定しないので、この状態でエンタースイッチ１４４Ｆを押下すると、照射出力設定画面となる。上記と同様にデューティ比で出力を設定後、エンタースイッチ１４４Ｆを押下すると設定が保存され、編集チャンネル番号選択画面に戻る。以上のようにして、編集設定メニューで紫外線照射条件が設定される。
【０１２７】
（通信条件メニュー）
通信条件メニューでは、紫外線照射装置と外部接続機器とをＲＳ−２３２Ｃインターフェースで接続する際の通信条件を設定する。図４０の例では、通信条件メニューからボーレート選択、ストップビット・パリティ選択、デリミタ・チェックサム選択がそれぞれ設定できる。各々の設定画面での設定が完了しエンタースイッチ１４４Ｆを押下すると、次の設定画面に移行する。まずボーレート選択では、予め設定された１２００ｂｐｓ、２４００ｂｐｓ、４８００ｂｐｓ、９６００ｂｐｓ、１９２００ｂｐｓ、３８４００ｂｐｓの選択肢から、∧、∨スイッチ１４４Ｃ、１４４Ｄにて選択し、エンタースイッチ１４４Ｆで決定する。表示部１４２においては、「ｂ．３８４」等、×１００にて表示することで表示桁数を節約している。なお、ハードウェア的に対応しておれば、上記以外のボーレート値を設定することもできる。ストップビット・パリティ選択では、ストップビットが１または２、パリティがなし、偶数、奇数をそれぞれ選択できる。図の例では、これらの組み合わせを予め選択肢として提示し、ストップビット１・パリティなし（表示部１４２における表示「ｙ．１ｎ」）、ストップビット１・パリティ偶数（「ｙ．１Ｅ」）、ストップビット１・パリティ奇数（「ｙ．１ｏ」）、ストップビット２・パリティなし（「ｙ．２ｎ」）、ストップビット２・パリティ偶数（「ｙ．２Ｅ」）、ストップビット２・パリティ奇数（「ｙ．２ｏ」）の中から∧、∨スイッチ１４４Ｃ、１４４Ｄにて選択し、エンタースイッチ１４４Ｆで決定する。同様にデリミタ・チェックサム選択では、デリミタとしてＣＲもしくはＥＴＸ、チェックサムのあり・なしをそれぞれ選択できる。図の例では、これらの組み合わせとしてデリミタＣＲ・チェックサムなし（表示部１４２における表示「ｄ．Ｃ０」）、デリミタＣＲ・チェックサムあり（「ｄ．Ｃ１」）、デリミタＥＴＸ・チェックサムなし（「ｄ．Ｅ０」）、デリミタＥＴＸ・チェックサムあり（「ｄ．Ｅ１」）の中から、∧、∨スイッチ１４４Ｃ、１４４Ｄにて選択し、エンタースイッチ１４４Ｆで決定する。
【０１２８】
（その他条件メニュー）
その他条件メニューにおいては、入力接点選択、点灯アラーム時間編集が設定できる。入力接点選択は、フットスイッチを接続する場合等、チャタリング防止のための遅延時間を設定する。点灯アラーム時間編集は、ＵＶＬＥＤの劣化による警告を行う時間を設定する。上記の階層メニューの構成は一例であって、他の構成も適宜採用できる。例えばメニューの選択には水平方向、選択された項目の設定には垂直方向のスイッチを使用したが、水平方向と垂直方向を入れ替えてもよいことはいうまでもない。
【０１２９】
［実施の形態１３］
また実施の形態１２のように設定部を共通とする構成の他、各ヘッド部毎に個別設定スイッチ２９０と個別表示部２９２を設けることもできる。図４２に、本発明の実施の形態１３に係る紫外線照射装置のコントローラ部２１０の正面図を示す。この図に示す個別設定スイッチ２９０は、各ヘッド部から照射される紫外線出力の設定や照射時間の増減に使用され、アップダウンスイッチ等が利用できる。この態様では、個別設定スイッチ２９０で各チャンネルの紫外線照射条件を設定できる他、上記の操作パネル２４４を用いて紫外線照射条件を設定することもできる。また、共通の操作パネルを省略して、個別設定スイッチ２９０のみで設定するよう構成することもできる。個別表示部２９２は７セグメント表示器等が利用でき、設定された出力や照射時間を表示する。また、個別設定スイッチ２９０のみ、あるいは個別表示部２９２のみを各チャンネル毎に設けても良い。
【０１３０】
［実施の形態１４］
また、各ヘッド部の紫外線出力を調整する個別設定スイッチや個別照射スイッチは、コントローラ部１１０でなくヘッド部１２０に設けることもできる。図４３〜図４４に、本発明の実施の形態１４に係る紫外線照射装置のヘッド部３２０を示す。これらの図に示すように、ヘッド部３２０にＵＶＬＥＤ３５１からの紫外線照射のＯＮ／ＯＦＦを行うための個別照射スイッチ３８０、紫外線の出力レベルを調節するための個別設定スイッチ３９０を設ける。個別設定スイッチ３９０は、２個のプッシュスイッチからなるアップダウンスイッチが利用できる。図４３（ｂ）や図４４に示すように、これらのスイッチ類は基板上に実装される。その他の部材は、上述した図１７等と同様の構成が利用できる。この構成は、ユーザが手でヘッド部３２０を把持して使用する場合に、手元で出力を調整でき、このような態様において好適に利用できる。また図示しないが、７セグメント表示器等の個別表示部をヘッド部にそれぞれ設けることもできる。あるいは、個別設定スイッチまたは個別照射スイッチのみをヘッド部に設け、コントローラ部側に残りの部材を設けても良い。
【０１３１】
［実施の形態１５］
以上の各実施の形態では、ヘッド本体部の長手方向に沿って、ケーブル部と紫外線の照射方向が略直線状となる態様（ストレートタイプ）とした。これに対して図４５に示す本発明の実施の形態１５に係る紫外線照射装置のヘッド部４２０は、ＵＶＬＥＤ４５１からの紫外線の照射方向がヘッド部４２０の長手方向と略直交するように構成したアングル状のタイプとしている。図４５はヘッド部４２０の平面図および断面図を、図４６はこのヘッド部４２０の支持方法の一例を示す斜視図を、それぞれ示している。これらの図に示すように、ヘッド本体部４２２とレンズホルダ４２６とが冷却ブロック４２４を介してアングル状に結合し、アングル形状のヘッド部４２０が構成されている。
【０１３２】
図４６に示すように、実施の形態１５のアングルタイプのヘッド部４２０では、ヘッド本体部４２２を把持するホルダ４２０２を設け、これによってヘッド部４２０を固定することができる。この場合、ヘッド部４２０の上方空間に余裕ができる。つまり、ヘッド部４２０を設備に固定する際に、設備の関係でヘッド部４２０の上方に十分なスペースを確保することが困難な場合に適している。また、紫外線照射の対象物（箇所）を上方からヘッド部４２０越しに観察する際の視認性に優れている。
【０１３３】
一方、上述した実施の形態におけるストレートタイプのヘッド部１２０の支持方法の一例を図４７に示す。図４７（ａ）の例では、ヘッド本体部１２２の背面に螺合によって略直角に固定したポール部材１２０１をホルダ１２０２で把持することによってヘッド部１２０を固定する。図４７（ｂ）の例では、ヘッド本体部１２２の背面に形成した２箇所のネジ孔を用いて、壁面等の固定対象Ｈに固定ネジ１２０３によって直接ネジ止めする。いずれの場合も、ヘッド部１２０の上方にケーブル部１３０のための空間が必要になる。図４５、図４６に示した実施の形態１５のアングルタイプのヘッド部１２０の場合は、ケーブル部１３０が側方へ延びるので、ヘッド部４２０の上方空間に余裕が無くても問題が生じない。
【０１３４】
［実施の形態１６］
上記の各実施の形態では、図１７等に示すように各ヘッド部がＵＶＬＥＤを１個備えている。ただ、複数の半導体素子をヘッド部５２０に設けることもできる。複数の半導体素子を使用することによって、紫外線の照射量を必要に応じて調整することが可能となる。本発明の実施の形態１６に係る紫外線照射装置として、図４８に複数のＵＶＬＥＤ５５１を備えるヘッド部５２０を示す。図４８（ａ）は、円柱状の冷却ブロックの底面に、略均一に１２個のＵＶＬＥＤ５５１Ａを配置した例を示す。図４８（ｂ）は略正方形状の冷却ブロックに、３行×３列＝９個のＵＶＬＥＤ５５１Ｂを配置した例を示す。もちろん、ＵＶＬＥＤ５５１は１列や２列に並べてもよいし４列以上に並べてもよい。また図４８（ｃ）は一方向に延長した略長方形状の冷却ブロックに、２行×３列＝６個のＵＶＬＥＤ５５１Ｃを配置した例を示す。この例の構造では、長手方向に並んだ複数のＵＶＬＥＤ５５１Ｃによって、細長い領域に塗布された樹脂に一度に紫外線を照射して硬化させることができる。
【０１３５】
もちろん、ＵＶＬＥＤの個数や配列パターンや、これ以外にも適宜採用できる。複数のＵＶＬＥＤを同時にＯＮして使用することで、紫外線量を増やして出力を増大できる。また、複数のＵＶＬＥＤの内、特定のＵＶＬＥＤのみをＯＮさせ、他のＵＶＬＥＤをＯＦＦとし、動作するＵＶＬＥＤを交互に切り替えて使用することによって、特定のＵＶＬＥＤの連続使用を避けて各素子の長寿命化を図ることができ、ＵＶＬＥＤの交換時期を延長できる。また各ＵＶＬＥＤ、あるいはすべてのＵＶＬＥＤが寿命に達したことを判定してメッセージや表示、音声等で警告を行い、ユーザに交換を促すようにすることもできる。なお寿命による劣化以外に、電気的な接触不良や断線によってもＵＶＬＥＤ等の半導体素子の出力が不安定となったり、動作しないこともある。このため、電流の通電状態をモニタし、通電しない場合に警告を発する断線検知機能を付加しても良い。あるいは、半導体素子等の駆動素子の入力側端子と出力側端子の電気的状態に基づいて駆動回路系の動作不良を検出することもできる。これによって、電気接触に起因する問題を容易に検出でき、紫外線照射装置の設置時やメンテナンス作業を容易にできる。
【０１３６】
さらに、特性が同一のＵＶＬＥＤを複数設ける場合のみならず、異なる特性を備えるＵＶＬＥＤを同一のヘッド部に設けても良い。例えば、波長の異なるＵＶＬＥＤを切り替えて使用することで、同一のヘッド部から照射可能な紫外線の波長を変更できる。特性の異なるＵＶＬＥＤを使用する場合は、各ＵＶＬＥＤに応じた駆動電流等を予めヘッド部側で設定しておく。さらにまた、ヘッド部間で異なる特性のＵＶＬＥＤを各ヘッド部に設けることも可能であることはいうまでもない。
【０１３７】
複数の半導体素子をヘッド部５２０に設ける場合は、ＯＮする素子を他と区別する必要があるので、各半導体素子に個別のＩＤ番号等の素子識別情報を割り当る。そして紫外線照射条件を設定する際に、いずれの素子をＯＮするかの素子識別情報も設定する。複数の半導体素子を点灯する場合は、該半導体素子に同一の設定を容易に行えるよう、設定のコピーを可能としてもよい。コピーの対象は同一ヘッド部内に限られず、異なるヘッド部間、あるいは異なる紫外線照射装置間とすることもできる。例えば、遷移画面に設定のコピー画面を表示させ、コピー元のヘッド番号とコピー先のヘッド番号を指定する。また、一のヘッド部で設定した条件をすべてのヘッド部にコピーすることも可能である。例えばコピー先としてヘッド部に割り当てられた番号に代わってａｌｌを示す「Ａ」等と指定する。あるいはまた、一のヘッド部に設定された条件を保存しておき、これを呼び出して使用することもできる。このようにして、一のヘッド部で設定した紫外線照射条件を他のヘッド部に容易にコピーして、設定作業の手間を簡略化できる。また、一の設定内ですべての素子をＯＮするような場合は、素子識別情報として「すべて」を指定できるようにする。例えば、設定画面において「Ａ」を入力する。これによって、各素子毎に同じ紫外線照射条件を設定する手間を省くことができる。なお、複数の半導体素子で電流値を変えて紫外線を照射させることも可能であることはいうまでもない。
【０１３８】
次に、ヘッド部５２０が複数のＵＶＬＥＤ５５１を備える場合の、紫外線照射条件の設定方法について、図４９に基づき説明する。図４９において、工程２４０１のヘッド部５２０番号選択ステップ、および工程２４０２のステップ番号選択ステップは、上述した図３５の工程１００１、工程１００２と同様である。次に工程２４０２−１で動作対象となるＵＶＬＥＤ５５１の番号を選択する。ヘッド部５２０に備えられた複数のＵＶＬＥＤ５５１には、上述の通り固有のＩＤ番号が予め付与されており、この内駆動させたいＵＶＬＥＤ５５１の番号を選択する。以下の工程は、図３５の工程１００３、１００４、１００５と同様である。
【０１３９】
［実施の形態１７］
また、紫外線照射条件の設定は、上記のように照射時間と照射出力の組をステップ状に指定する方法の他、予め設定された照射パターンを選択することもできる。例えば、関数状の照射パターンを選択する方法や、さらに選択した関数の定数を入力することもできる。これらの設定は、関数番号や定数を数値で指定、選択する方法の他、グラフ図形をグラフィカルに表示して選択する方法等が採用できる。さらに前者の数値による選択方法においても、設定された関数をグラフ図形で確認可能としてもよい。このようなグラフ表示を可能にするには、図形表示が可能な表示部１４２を用意する。
【０１４０】
［関数状照射パターン］
図５０は、紫外線の照射時間と照射出力を関数で表示する３つのパターンを示した例を示すグラフである。この図に示すようなパターンでも、本発明の実施の形態は紫外線を照射可能である。図５０の例では、関数の例としてＦ１〜Ｆ３の３種類の示している。
【０１４１】
Ｆ１：Ｐ＝ａｔ＋ｃ
Ｆ２：Ｐ＝ａ＊（１−ＥＸＰ（−ｂ＊ｔ））＋ｃ
Ｆ３：Ｐ＝ａ＊（ＥＸＰ（ｂ＊ｔ）−１）＋ｃ
（ａ，ｂ，ｃは条件に応じて設定する定数）
【０１４２】
また、これら以外にもｎ次式の関数を利用することもできる。上記の関数のいずれかを選択した後、定数ａ，ｂ，ｃを設定すると照射パターンが決定される。定数は、紫外線照射装置の使用条件に応じて設定される。図５０に例示する関数Ｆ１〜Ｆ３では、紫外線の照射出力を照射時間１０秒で７０％まで上げる場合に設定される定数として、以下の値を設定している。
【０１４３】
Ｆ１：Ｐ＝７ｔ（ａ＝７、ｃ＝０）
Ｆ２：Ｐ＝７０＊（１−ＥＸＰ（−０．５＊ｔ））（ａ＝７０、ｂ＝０．５、ｃ＝０）
Ｆ３：Ｐ＝１０＊（ＥＸＰ（０．２１＊ｔ）−１）（ａ＝１０、ｂ＝０．２１、ｃ＝０）
【０１４４】
図５０のような照射パターンでの紫外線照射条件を設定する手順を、図５１に基づき説明する。まず工程２６０１でヘッド番号を選択し、工程２６０２でステップ番号を選択する工程は、図３５と同様である。次に工程２６０２−１で、関数番号を選択する。ここでは関数Ｆの選択肢として、上述したＦ０〜Ｆ３が選択可能である。なおＦ＝０は、上記と同様に照射時間と照射出力を入力するステップ状関数である。工程２６０２−１でＦ＝０を選択した場合は、工程２６０３で照射時間、工程２６０４で照射出力をそれぞれ入力し、工程２６０５で設定を保存する。また工程２６０２−１でＦ＝１を選択した場合は、工程２６０３−１で定数ａ、工程２６０４−１で定数ｂをそれぞれ入力し、工程２６０５で設定を保存する。さらに工程２６０２−１でＦ＝２または３を選択した場合は、工程２６０３−２で定数ａ、工程２６０４−２で定数ｂ、ｃをそれぞれ入力し、工程２６０５で設定を保存する。
【０１４５】
上記以外にも、照射パターンを設定する方法として、例えば照射パターンの波形を選択後、照射時間を入力して自動的に関数の定数を演算し、設定する方法や、紫外線の総照射量や熱量で設定する方法等が適宜利用できる。
【０１４６】
従来の紫外線照射装置では、紫外線源として使用する高圧水銀ランプ等に機械的なシャッタを介することにより出力を変更していたため、紫外線出力の最小分解能が粗くなり離散的な変化となって微調整ができず、波形パターンに沿った出力の変更が極めて困難であった。これに対して、駆動電流に対するリニアリティの高い半導体素子を利用する本実施の形態によれば、入力電流を調整してほぼ連続的な出力の変化が実現される。駆動電流に応じて出力をリニアリティ良く変化できるので、上記のようなパターンにも対応できる。なお、紫外線出力と連続波形との近似性は、Ａ／Ｄ変換部の分解能に依存することはいうまでもない。
【０１４７】
［実施の形態１８］
上記の各実施の形態では、紫外線照射条件の設定をコントローラ部の設定部で行っている。ただ、紫外線照射条件の設定は、紫外線照射装置に外部接続された機器にて行うことも可能である。例えば本発明の実施の形態１８として、上述した図１０に示す構成と同様に紫外線照射装置７００のコントローラ部７１０を、コンピュータやＰＬＣ等の外部接続機器７１０１と接続し、外部接続機器７１０１側で設定した紫外線照射条件をコントローラ部１１０に転送することでも設定を行える。紫外線照射装置７００は外部接続機器７１０１と接続するためのインターフェースを備える。インターフェースはコントローラ部７１０の制御部７１４と接続され、制御部７１４で外部接続機器７１０１との電気信号のやりとりやデータ通信を行う。
【０１４８】
従来の紫外線照射装置では、紫外線源として使用する高圧水銀ランプ等に機械的なシャッタを介することにより出力を変更していたため、紫外線出力の最小分解能が粗くなり離散的な変化となって微調整ができず、波形パターンに沿った出力の変更が極めて困難であった。これに対して、駆動電流に対するリニアリティの高い半導体素子を利用する本実施の形態によれば、入力電流を調整してほぼ連続的な出力の変化が実現される。駆動電流に応じて出力をリニアリティ良く変化できるので、様々な照射パターンに対応できる。さらに半導体素子のＯＮ／ＯＦＦによる制御は反応速度が高く高速な動作が可能であり、しかも機械的な動作を伴わないため信頼性高く安定して使用できる。また、高圧水銀ランプ等を使用する従来の紫外線照射装置でのパルスによるプラズマを発生等の方式と比べて、大電流や複雑な駆動回路を要さず、簡易な回路で安価にかつ容易に実現でき、メンテナンスも容易といった優れた特長が実現される。さらに従来のように高周波を発生させる高周波点灯回路では、高電圧に対する絶縁対策が必要であったり回路構成が複雑で装置が大型化する等の問題があったが、本発明によれば安価にかつ小型化も可能であり、ヘッド部をユーザが手持ち可能なハンディタイプとして好適に利用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明の紫外線照射装置、紫外線照射方法、紫外線照射条件設定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記憶した機器は、ピックアップ等の電子部品の組み立て作業において、紫外線硬化型樹脂による接着に好適に利用できる。また、半導体ステッパーや光洗浄装置、光乾燥装置等の用途にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る紫外線照射装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る紫外線照射装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る紫外線照射装置を示すブロック図である。
【図４】高圧水銀ランプから照射される波長スペクトルの分布の一例を示すグラフである。
【図５】ＵＶＬＥＤから照射される波長スペクトルの分布の一例を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態４に係る紫外線照射装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態５に係る紫外線照射方法における紫外線照射パターンの一例、および実際に紫外線硬化型樹脂に紫外線照射を行った際の照射パターン及び温度変化を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態６に係る紫外線照射方法における紫外線照射パターンの一例を示す波形図である。
【図９】本発明の実施の形態７に係る紫外線照射条件設定プログラムで紫外線照射条件を設定する手順を示すフローチャートである。
【図１０】図９の紫外線照射条件設定プログラムを実行するための接続状態を示すブロック図である。
【図１１】図９の紫外線照射条件設定プログラムのインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。
【図１２】新たな照射条件の確認を行うインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。
【図１３】設定された照射条件の保存を行うインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。
【図１４】本発明の実施の形態８に係る紫外線照射条件設定プログラムで紫外線照射条件を設定する手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１４の紫外線照射条件設定プログラムのインターフェース画面の一例を示すイメージ図である。
【図１６】本発明の実施の形態９に係る紫外線照射装置のヘッド部の詳細を示す正面図及び断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態９に係る紫外線照射装置のヘッド部を上方から見た分解斜視図である。
【図１８】本発明の実施の形態９に係る紫外線照射装置のヘッド部を下方から見た分解斜視図である。
【図１９】図１８のコネクタを各々連結した状態を示す斜視図である。
【図２０】冷却ブロックの先端面にＵＶＬＥＤを密着固定する様子を示す図である。
【図２１】レンズホルダとその内部構造例を示す分解図である。
【図２２】冷却ブロックとレンズホルダとの固定方法の例を示す図である。
【図２３】本発明の実施の形態１０に係る紫外線照射装置のヘッド部を、紫外線照射部分が見える方向から見た示す斜視図である。
【図２４】図２３のヘッド部を反対側から見た斜視図である。
【図２５】図２３のヘッド部のサイドビューレンズ装着部を示す分解斜視図である。
【図２６】図２５のサイドビューレンズ装着部を、レンズ部を除いて縦方向に切断した状態を示す分解斜視図である。
【図２７】図２６からＵＶＬＥＤおよびヘッド基板部を除き、レンズホルダを付加した状態を示す分解斜視図である。
【図２８】図２７のレンズホルダを示す断面図である。
【図２９】本発明の実施の形態１１に係る紫外線照射装置のヘッド本体部を示す斜視図である。
【図３０】図２９のヘッド本体部の上ケース部材を除去した状態を示す分解図である。
【図３１】図２９のヘッド本体部を分解した状態を示す分解斜視図である。
【図３２】図３１のＵＶＬＥＤとヘッド基板部を示す分解斜視図である。
【図３３】図３１のＵＶＬＥＤとヘッド基板部を接合した状態を示す斜視図である。
【図３４】本発明の実施の形態１２に係る紫外線照射装置のコントローラ部の前面パネルに設けられた表示部及び設定部の配置例を示す正面図である。
【図３５】本発明の実施の形態１２に係る紫外線照射装置で紫外線照射条件の設定方法を示すフローチャートである。
【図３６】紫外線の照射パターンがステップ状に変化する様子を示すグラフ図である。
【図３７】図３５の紫外線照射条件の設定方法を詳細に示すフローチャートである。
【図３８】紫外線照射装置に使用される階層メニューの一例を示す状態遷移図である。
【図３９】照射モードにおける階層メニューの一例を示す状態遷移図である。
【図４０】設定モードにおける階層メニューの一例を示す状態遷移図である。
【図４１】設定モードにおける設定編集メニューの詳細を示す状態遷移図である。
【図４２】本発明の実施の形態１３に係る紫外線照射装置のコントローラ部の正面図である。
【図４３】本発明の実施の形態１４に係る紫外線照射装置のヘッド部を示す正面図及び断面図である。
【図４４】図４３のヘッド部を示す分解斜視図である。
【図４５】本発明の実施の形態１５に係る紫外線照射装置のヘッド部を示す平面図および側面断面図である。
【図４６】図４５のヘッド部を示す斜視図である。
【図４７】ストレートタイプのヘッド部の支持方法の例を示す斜視図である。
【図４８】本発明の実施の形態１６に係る紫外線照射装置のヘッド部を示す底面図である。
【図４９】本発明の実施の形態１６に係る紫外線照射装置における紫外線照射条件の設定方法を示すフローチャートである。
【図５０】本発明の実施の形態１７に係る紫外線照射条件の設定方法において、関数状とした紫外線の照射パターンを示すグラフである。
【図５１】本発明の実施の形態１７に係る紫外線照射条件を設定する手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５１】
１００、２００、３００、４００、７００…紫外線照射装置
１１０、２１０、３１０、４１０、７１０…コントローラ部
１１２…電源部
１１３、２１３、４１３…温度検出部
３１３…接触型温度センサ
１１４、２１４、３１４、４１４、７１４…制御部
１１５、２１５、３１５、４１５…ステージ
３１５Ａ…凹部
１１６…記憶部
４１８…駆動回路
４１９…Ｄ／Ａ変換部
４１９１…Ａ／Ｄ変換部
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、１７２０…ヘッド部
１２０１…ポール部材
１２０２、４２０２…ホルダ    １２０３…固定ネジ
１２２、１７２２、２３２２、４２２…ヘッド本体部
１２２１、１７２２Ａ、２３２２Ａ…上ケース部材
１２２２、１７２２Ｂ、２３２２Ｂ…下ケース部材
２３２２Ｃ…突出部
１２２３…基端部材
１２２４…基板
１２２５…ケーブル用コネクタ
１２２６…インジケータＬＥＤ
１２２７、３２２７…メモリ部
１２２８…調整回路
１２２９…固定ネジ      １２３０…固定ネジ
２２３…ヘッド制御部
１２３１…連結コネクタ
１２３２…貫通孔
１２４、４２４…冷却ブロック
１２４１…固定ネジ      １２４２…固定ネジ
１２４３…基端側突出部
１２４４…連結コネクタ
１２４５…保護プレート
１２６、１７２６、２３２６、４２６…レンズホルダ
１７２６Ａ…内ホルダ    １７２６Ｂ…外ホルダ
１７２７…サイドビューレンズ装着部
１７２７Ａ…右ケース部材    １７２７Ｂ…左ケース部材
１７２７Ｃ…レンズホルダ挿入部
２３５５…ＵＶＬＥＤホルダ
２３５６…電極
２３５７…スタッド
２３５８…ランド
１２６０、１７６０…レンズ部
１２６１、１７６１…光学系レンズ
１２６１Ａ…第１のレンズ    １２６１Ｂ…第２のレンズ
１２６２…スペーサ
１２６３…レンズ固定キャップ
１３０、４３０…ケーブル部
１４０、４４０…設定部
１４２、４４２…表示部
１４４、２４４…操作パネル
１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ…＜、＞、∧、∨スイッチ
１４４Ｅ…エスケープスイッチ    １４４Ｆ…エンタースイッチ
１４５…チャンネル表示ランプ
１４６…紫外線照射ランプ
１４７…電源スイッチ
１４８…一括照射スイッチ
１５０、２５０…半導体素子
１５１、３５１、４５１、５５１、５５１Ａ、５５１Ｂ、５５１Ｃ、１７５１、２３５１…ＵＶＬＥＤ
１７５４、２３５４…ヘッド基板部
１７５４Ａ…突出部
１６０…ヘッド接続部
１７０…個別照射ランプ
１８０、３８０…個別照射スイッチ    ２９０、３９０…個別設定スイッチ
２９２…個別表示部
７１０１…外部接続機器
Ｕ…紫外線
Ｗ…対象物
Ｈ…固定対象
【図１】
2005231262.tif 000003
【図２】
2005231262.tif 000004
【図３】
2005231262.tif 000005
【図４】
2005231262.tif 000006
【図５】
2005231262.tif 000007
【図６】
2005231262.tif 000008
【図７】
2005231262.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図５１】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４９】
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【図５０】
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