(57)【要約】【課題】発光ダイオードを光源としてヘッド部に内蔵させることにより、小形、安価で操作性に優れた部品接着用の紫外線照射装置を提供する。【解決手段】部品の接着に使用される紫外線硬化型の樹脂を硬化させるために使用される複数のヘッド部１２とコントローラ部１１とが電気ケーブルで接続された紫外線照射装置において、複数のヘッド部１２のそれぞれが筒状のハウジングと、その内部に設けられた近紫外線を発する発光ダイオードを備え、発光ダイオードから発した近紫外線がハウジングの先端面に設けられた近紫外線照射口から外部に照射されるように構成され、コントローラ部１１は複数のヘッド部１２の発光ダイオードを個別に駆動制御するための電源回路１１ａ及び制御回路１１ｂを備えている。【選択図】図１
2005015764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線硬化型の樹脂を硬化させるために使用される複数のヘッド部とコントローラ部とが電気ケーブルで接続された紫外線照射装置であって、
前記複数のヘッド部のそれぞれがハウジングと、その内部に設けられた近紫外線を発する発光ダイオードを備え、該発光ダイオードから発した近紫外線が前記ハウジングの先端面に設けられた近紫外線照射口から外部に照射されるように構成され、
前記コントローラ部は前記複数のヘッド部の発光ダイオードを個別に駆動制御するための電源回路及び制御回路を備えていることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
前記複数のヘッド部のそれぞれが、前記ハウジング内に設けられたガス流路と、前記ハウジングの先端面に設けられたガス噴射口を更に備え、前記ハウジングの基端面から供給された不活性ガスが前記ガス流路を通って前記近紫外線照射口から外部に噴射されるように構成されていることを特徴とする
請求項１記載の紫外線照射装置。
【請求項３】
前記コントローラ部が、１個の不活性ガス入力ポートと複数の不活性ガス出力ポートと、前記不活性ガス入力ポートと複数の不活性ガス出力ポートとを分岐接続する分岐接続管とを備え、不活性ガスの供給源から供給される不活性ガスが前記コントローラ部を介して前記複数のヘッド部に供給されるように構成されていることを特徴とする
請求項２記載の紫外線照射装置。
【請求項４】
前記コントローラ部が、前記複数の不活性ガス出力ポートを個別に開閉制御する電磁弁を更に備えていることを特徴とする
請求項３記載の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小物部品の接着に使用される紫外線硬化型の樹脂を硬化させるために使用される複数のヘッド部とコントローラ部とが電気ケーブルで接続された紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線硬化型の樹脂は、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。一般に、紫外線硬化型の樹脂は波長３６５ｎｍ付近の近紫外線の照射によって硬化するように設計されている。しかし、空気と接触する樹脂の表面付近では酸素分子が樹脂分子と結びついて樹脂の硬化反応を阻害する現象（いわゆる酸素阻害）が発生するため、これに打ち勝つ大きいエネルギーを有する（短い波長の）紫外線が必要である。つまり、酸素分子と樹脂分子とを切り離すための短い波長（例えば２５４ｎｍ程度）の紫外線を波長３６５ｎｍ付近の近紫外線と共に照射すれば、樹脂の表面及び内側が均一に硬化することが分かっている。
【０００３】
従来の紫外線硬化型の樹脂を硬化させるために使用される紫外線照射装置は、光源に水銀キセノンランプを使用したものが一般的である。水銀キセノンランプから発せられる紫外線の波長は２００〜６００ｎｍの広い領域にわたっているので、その短波長成分が樹脂の表面付近の硬化に寄与し、比較的均一な硬化状態が得られる。
【０００４】
また、水銀キセノンランプを使用した紫外線照射装置を用いる場合であっても、樹脂の特に表面付近での酸素分子の悪影響を抑制して樹脂の硬化を促進するために、不活性ガスである窒素の雰囲気中で樹脂に紫外線を照射することも行われている。つまり、例えば特許文献１に記載されているように、窒素ガスを充満させたチャンバーの中で紫外線硬化型の樹脂に紫外線を照射する方法が実施されている。
【０００５】
特許文献１に記載された紫外線照射装置は、レジスト皮膜の形成や印刷の分野で使用される大掛かりな生産設備である。光ピックアップ等の組立工程における小物部品（例えばプラスチックレンズ）の接着に使用される紫外線照射装置には、もっと小型のものが使用される。例えば、水銀キセノンランプを使用した光源を内蔵する装置本体と小型のヘッド部とを光ファイバーケーブルで接続したものが使用されている。水銀キセノンランプから発した紫外線は、光ファイバーケーブルを通ってヘッド部まで導かれ、ヘッド部から樹脂が塗布された接着部に照射される。
【０００６】
また、例えばプラスチックレンズの外周部をそのホルダーに固定する場合に、プラスチックレンズの外周部とホルダーとが接触する複数箇所（例えば３〜４箇所）に紫外線硬化型の樹脂を塗布して、複数箇所を同時に固定する必要がある。つまり、複数箇所の樹脂を同時に硬化させる必要がある。１ヶ所ずつ順番に硬化させた場合は、プラスチックレンズの固定位置の精度が悪くなるからである。
【０００７】
このため、上記の小物部品接着用の紫外線照射装置は複数のヘッドを備え、装置本体と複数のヘッド部とが複数の光ファイバーケーブルでそれぞれ接続された構造を有する。装置本体には１個の水銀キセノンランプが内蔵され、水銀キセノンランプから発した紫外線が複数の光ファイバーケーブルに同時に入射するように構成されている。それぞれの光ファイバーケーブル内を伝播した紫外線は、それぞれの光ファイバーケーブルの先端に接続されたヘッド部から同時に外部へ照射される。
【特許文献１】特開平５−３０５２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の水銀キセノンランプから出る紫外線には熱線も含まれるので、フィルタを用いて熱線を遮断することが行われている。それでも、例えば超小型プラスチックレンズのような精密光学部品を接着・固定するような用途では照射される紫外線に含まれる熱が部品の固定精度に悪影響を与えるおそれや精密部品が熱で歪むおそれがある。
【０００９】
また、水銀キセノンランプから発した紫外線をヘッド部まで導く光ファイバーケーブルには石英光ファイバーをステンレスのフレキシブルケーブルで被覆したものが使用されるが、この光ファイバーケーブルが高価であり、しかも紫外線の減衰が大きいために遠くまで導くことが出来ないといった問題がある。
【００１０】
また、上述のように、１個の水銀キセノンランプから発した紫外線が複数の光ファイバーケーブルを伝播して複数のヘッドから照射される構造のために、各ヘッドから照射される紫外線の強さ（光量）やオン・オフタイミングを個別に制御することができない。
【００１１】
近年、高圧水銀ランプや水銀キセノンランプに代わる紫外線の光源として高出力の発光ダイオード（ＬＥＤ）が実用化されている。この発光ダイオードを光源としてヘッド部に内蔵させれば、上記のような従来の課題を一挙に解決することが可能である。
【００１２】
本発明の主たる目的は、発光ダイオードを光源としてヘッド部に内蔵させることにより、小形、安価で操作性に優れた部品接着用の紫外線照射装置を提供することにある。
【００１３】
また、光源として近紫外線を発する発光ダイオードを用いた場合は、その発光波長領域が例えば３８０±１０ｎｍの如く極めて狭く、水銀キセノンランプのように２００ｎｍ付近の短波長成分の紫外線を発することができない。このため、前述のように、空気と接触する樹脂の表面付近では酸素分子が樹脂分子と結びついて樹脂の硬化反応を阻害する結果、樹脂の内部は硬化しても表面が硬化しない現象（いわゆる表面タック）が発生する。
【００１４】
本発明の別の目的は、光源として発光ダイオードを用いながら、樹脂表面が硬化しにくい現象を効果的に改善することができる紫外線照射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明による紫外線照射装置（請求項１）は、紫外線硬化型の樹脂を硬化させるために使用される複数のヘッド部とコントローラ部とが電気ケーブルで接続された紫外線照射装置であって、複数のヘッド部のそれぞれがハウジングと、その内部に設けられた近紫外線を発する発光ダイオードを備え、該発光ダイオードから発した近紫外線がハウジングの先端面に設けられた近紫外線照射口から外部に照射されるように構成され、コントローラ部は複数のヘッド部の発光ダイオードを個別に駆動制御するための電源回路及び制御回路を備えていることを特徴とする。
【００１６】
好ましい実施形態（請求項２）において、複数のヘッド部のそれぞれが、ハウジング内に設けられたガス流路と、ハウジングの先端面に設けられたガス噴射口を更に備え、ハウジングの基端面から供給された不活性ガスがガス流路を通って近紫外線照射口から外部に噴射されるように構成されている。
【００１７】
別の好ましい実施形態（請求項３）において、コントローラ部が、１個の不活性ガス入力ポートと複数の不活性ガス出力ポートと、不活性ガス入力ポートと複数の不活性ガス出力ポートとを分岐接続する分岐接続管とを備え、不活性ガスの供給源から供給される不活性ガスがコントローラ部を介して複数のヘッド部に供給されるように構成されている。
【００１８】
更に別の好ましい実施形態（請求項４）において、コントローラ部が、複数の不活性ガス出力ポートを個別に開閉制御する電磁弁を更に備えている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による紫外線照射装置（請求項１）は、光源に水銀キセノンランプを使用してヘッド部と装置本体とを光ファイバーケーブルで接続した従来の紫外線照射装置に比べて、小形化できると共に安価に構成することができる。また、ヘッド部とコントローラ部とが電気ケーブルで接続されているので、ヘッド部をコントローラ部から離れた箇所まで引き回すことが可能になる。更に、各ヘッドから照射される近紫外線の強さやオン・オフタイミングをコントローラ部からの電気信号によって個別に制御することができる。
【００２０】
好ましい実施形態（請求項２）によれば、ヘッド部から噴出される不活性ガスによって樹脂表面付近の空気が追い出されて酸素分子濃度が低下するので、酸素分子が樹脂分子と結びついて樹脂の硬化反応を阻害する現象が抑制又は緩和される。その結果、樹脂の内部と共に表面も略均一に硬化する効果が得られる。また、ヘッド部のハウジング内部（ガス流路）を流れる不活性ガスによって発光ダイオードの発熱が冷却される効果も得られる。なお、近紫外線を発する発光ダイオードは通常の可視光を発する発光ダイオードに比べて自己発熱が大きく、放熱が不十分な場合は寿命が短くなるが、上記のような冷却効果によって長寿命を担保することができる。
【００２１】
別の好ましい実施形態（請求項３）によれば、複数のヘッド部をコントローラ部にそれぞれ接続するだけでよく、不活性ガスの供給源（例えば窒素ガス発生器）との接続はコントローラ部の１箇所だけで行えばよい。分岐接続管がコントローラ部に内蔵されているので、不活性ガスの供給源に複数のヘッド部を直接接続する場合に必要であった外付けの分岐接続管が不要になる。
【００２２】
更に別の好ましい実施形態（請求項４）によれば、複数のヘッド部への不活性ガスの供給を個別に制御することができる。つまり、各ヘッド部から不活性ガスを噴射するタイミングを個別に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明の実施例１に係る紫外線照射装置を含む樹脂硬化システムの構成例を示すブロック図である。この樹脂硬化システムは、コントローラ部１１及び複数のヘッド部１２からなる紫外線照射装置１０と、エア供給源１３と、窒素ガス発生器１４とを使用する。
【００２５】
エア供給源１３としては、工場内の場合はエア配管を使用することができる。コンプレッサを窒素ガス発生器１４に直接接続してもよい。窒素ガス発生器１４は、中空分離膜によって空気を窒素と酸素富化空気とに分離する方式の市販の窒素ガス発生装置を使用することができる。このような窒素ガス発生装置は、例えば半田付けや熱処理等における酸化防止のために一般に使用されている。
【００２６】
窒素ガス発生器１４からの窒素ガスは、紫外線照射装置１０のコントローラ部１１に供給され、後述のように分岐接続管及び電磁弁を通って複数のヘッド部１２に供給される。そして、ヘッド部１２の先端面に設けられたガス噴射口から噴射される。
【００２７】
図２は、紫外線照射装置１０の各ヘッド部１２の概略構造を示す図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。また、図３は紫外線照射装置１０のヘッド部１２の分解斜視図である。紫外線照射装置１０のヘッド部１２は、作業者が把持できる程度の大きさの中空円筒状のハウジング２１を備え、その内部に近紫外線を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）２２が設けられている。ＬＥＤ２２はコントローラ部１１からの電気信号によって駆動され、波長３８０ｎｍ付近の近紫外線を発する。
【００２８】
コントローラ部１１は、各ヘッド部１２のＬＥＤ２２を個別に駆動制御するための電源回路１１ａ及び制御回路１１ｂを備え（図１参照）、電気ケーブル（ワイヤーハーネス）を介してＬＥＤ２２の駆動信号（電気信号）を各ヘッド部１２に送信する。
【００２９】
図２及び図３に示すように、各ヘッド部１２のハウジング２１は、基端側部材２１ａと先端側部材２１ｂとからなり、両者が螺合によって一体となる。ハウジング２１（基端側部材２１ａ及び先端側部材２１ｂ）は、例えばアルミニウムブロックから切削加工によって作製される。ハウジング２１（基端側部材２１ａ）の基端部にはコントローラ部１１とヘッド部１２との電気接続のためのワイヤーハーネス２３と、窒素ガス発生器１４からコントローラ部１１を介して供給される窒素ガスのチューブ２４が接続されている（図３参照）。
【００３０】
ハウジング２１の先端部には、中空円筒部材２５が螺合によって固定され、その内側に円環状のキャップ部材２６が螺合によって固定されている。図２（ｂ）に示されているように、レンズ２７が中空円筒部材２５とキャップ部材２６との間に挟み込まれるように保持されている。また、キャップ部材２６の中央部、すなわちハウジング２１の先端面２１Ｆの中央部には丸孔（近紫外線照射口）２６ａが形成されている。ＬＥＤ２２から発した近紫外線は、図２（ｂ）に破線の矢印線ＬＢで示すように、レンズ２７を通ってキャップ部材２６の中央部の近紫外線照射口２６ａから外部に照射される。
【００３１】
ハウジング２１の先端面２１Ｆにおいて近紫外線照射口２６ａの周囲を円環状に囲むように、複数（図２（ａ）では１０個）の小孔（ガス噴射口）２５ａが配置されている。つまり、これらのガス噴射口２５ａは、ハウジング２１の先端部に螺合された中空円筒部材２５の円環状先端面に沿って形成され、ハウジング２１の内部空間と外部空間とを連通している。
【００３２】
また、ハウジング２１の内部には、ＬＥＤ２２の基板とそれを支持するアルミニウムブロックの円筒支持部材２８が設けられている。円筒支持部材２８は円筒形状のハウジング２１を構成する先端側部材２１ｂと同軸状に配置されており、先端側部材２１ｂの内周面と円筒支持部材２８の外周面との間に断面円環状のガス流路ＦＰが形成されている。
【００３３】
窒素ガスチューブ２４からハウジング２１の内部へ供給された窒素ガスは、図２（ｂ）に実線の矢印線ＧＳで示すように、断面円環状のガス流路ＦＰを通って中空円筒部材２５の円環状先端面（ハウジング２１の先端面）に形成された複数のガス噴射口２５ａから外部に噴射される。
【００３４】
このような構造によれば、ガス流路ＦＰを通過する窒素ガスによってＬＥＤ２２が冷却される効果が得られる。近紫外線を発するＬＥＤ（発光ダイオード）は通常の可視光を発するＬＥＤに比べて自己発熱が大きく、放熱が不十分な場合は寿命が短くなるが、上記のような冷却効果によって長寿命を担保することができる。
【００３５】
上記のような構造のヘッド部１２を備えた紫外線照射装置を用いることにより、紫外線硬化型の樹脂に対して近紫外線を照射すると同時に、その部分に窒素ガスを噴出することができる。窒素ガスによって樹脂表面付近の空気が追い出されて酸素分子濃度が低下するので、酸素分子が樹脂分子と結びついて樹脂の硬化反応を阻害する現象が抑制又は緩和される。その結果、樹脂の内部と共に表面も略均一に硬化する効果が得られる。
【００３６】
また、光源であるＬＥＤ２２がヘッド部１２に内蔵され、ヘッド部１２とコントローラ部１１とが電気ケーブル（ワイヤーハーネス）２３で接続されているので、ヘッド部１２をコントローラ部１１から離れた箇所まで引き回すことが可能になる。光源として水銀キセノンランプを装置本体に内蔵し、装置本体とヘッド部とを光ファイバーケーブルで接続した従来の紫外線照射装置に比べて、小形化できると共に安価に構成することができる。
【００３７】
図４は、紫外線照射装置１０のヘッド部１２の変形例に係る概略構造を示す断面図である。この例では、第２のレンズ３０が装着されたレンズホルダー３１がハウジング２１の先端側部材２１ｂに被さるように取り付けられている。レンズホルダー３１の内周面の一部と先端側部材２１ｂの外周面の一部に螺子が形成されており（図４における螺合箇所３２）、レンズホルダー３１は先端側部材２１ｂに対して着脱自在に螺合する。
【００３８】
このような構造によれば、ＬＥＤ２２から発した近紫外線は、図４に破線の矢印線ＬＢで示すように、第１のレンズ２７及び第２のレンズ３０を通って外部へ照射される。異なる焦点距離のレンズ３０が装着された複数のレンズホルダー３１を交換することにより、近紫外線の照射角（広がり角）を変更することができる。
【００３９】
また、第２のレンズ３０に代えて光ファイバーの基端部をレンズホルダー３１に装着し、ＬＥＤ２２から発した近紫外線がレンズ２７を通って光ファイバーに入射するように構成することも可能である。この場合、近紫外線は光ファイバー内を伝播して、その先端部から外部へ照射されることになる。
【００４０】
また、窒素ガスは、中空円筒部材２５に形成された第１のガス噴射口２５ａを通過した後、更にレンズホルダー３１に形成された第２のガス噴射口３１ａを通過して外部へ噴射される。この場合、レンズホルダー３１を回転させれば、第１のガス噴射口２５ａと第２のガス噴射口３１ａとの距離や位置関係（先端面から見た重なり具合）が変化することによって、窒素ガスの外部への噴射の広がりが変化する。つまり、レンズホルダー３１を回転させることによって窒素ガスの外部への噴射の仕方（広がり角）を調整することができる。
【００４１】
なお、図２（ｂ）及び図４に示した構造のいずれにおいても、中空円筒部材２５に螺合されたキャップ部材２６を回して中空円筒部材２５から取り外せばレンズ２７を取り外して交換することが可能である。更に、ハウジング２１の先端側部材２１ｂに螺合された中空円筒部材２５を回して端側部材２１ｂから取り外せば、ＬＥＤ２２を取り外して交換することが可能である。
【００４２】
図５は、紫外線照射装置１０のヘッド部１２の他の変形例を示す図である。図５（ａ）に示す例では、ハウジング２１の先端面２１Ｆの中央部にガス噴射口２５ａが配置され、その周囲を円環状に囲むように、複数（図示の例では６個）の近紫外線照射口２６ａが設けられている。これに対応するように、ハウジング２１の内部では中央部に窒素ガスのガス流路が設けられ、そのガス流路を円環状に囲むように複数（６個）のＬＥＤが配置されている（図示せず）。
【００４３】
この例の構造では、複数の発光ダイオードを使用することによって、近紫外線の照射量を必要に応じて増加することが可能となる。また、円環状に配置された複数のＬＥＤの中央部を通過する窒素ガスによる冷却効果も得られる。
【００４４】
図５（ｂ）に示す例では、ヘッド部が略直方体状のハウジングを備え、その長方形の先端面２１Ｆの長辺方向に沿って複数の近紫外線照射口２６ａが配列していると共に、長辺方向に沿ってスリット状のガス噴射口２５ａが設けられている。
【００４５】
図示の例では計１０個の近紫外線照射口２６ａが２列に配列し、その両側にスリット状のガス噴射口２５ａが１個ずつ計２個形成されている。もちろん、複数の近紫外線照射口２６ａは１列に並べてもよいし３列以上に並べてもよい。また、スリット状のガス噴射口２５ａは片側に１個だけ設けてもよい。ハウジング２１の内部では、複数の近紫外線照射口２６ａに対応するように複数のＬＥＤが配列されている。
【００４６】
この例の構造では、長手方向に並んだ複数のＬＥＤによって、細長い領域に塗布された樹脂に一度に近紫外線を照射して硬化させることができる。また、上記のような窒素ガスの流れによる冷却効果も得られる。スリット状のガス噴射口２５ａから噴射される窒素ガスは、硬化すべき樹脂に対していわゆるエアカーテンのように吹き付けられる。
【００４７】
図５（ｃ）に示す例は既述のヘッド部の構造例とは少し異なる。この例では、ヘッド部が近紫外線照射用ヘッド部１２Ａと窒素ガス噴射用ヘッド部１２Ｂとに分離している。このような構成であっても、硬化すべき樹脂に対してＬＥＤからの近紫外線を照射すると同時に窒素ガスを噴射する本発明の紫外線硬化型樹脂の硬化方法を実施することができる。ただし、この場合は近紫外線照射用ヘッド部１２Ａに内蔵されたＬＥＤの発熱が大きい場合は、それを冷却するための構造が別途必要になる。
【００４８】
図６は、コントローラ部１１を介して複数のヘッド部１２に窒素ガスを供給する構成例を示すブロック図である。この例では、コントローラ部１１が１個の窒素ガス入力ポート３３と４個の窒素ガス出力ポート３４とを備えている。窒素ガス入力ポート３３には窒素ガス発生器１４からの窒素ガスが供給され、４個の窒素ガス出力ポート３４には、４個のヘッド部１２がそれぞれ接続されている。
【００４９】
また、窒素ガス入力ポート３３と４個の窒素ガス出力ポート３４とを分岐接続する分岐接続管３５が内蔵され、更に４個の窒素ガス出力ポート３４を個別に開閉制御する４個の電磁弁３６が備えられている。４個の電磁弁３６は、コントローラ部１１に内蔵された制御回路（図１参照）によってオン・オフ制御される。
【００５０】
このような構造により、窒素ガス発生器１４からの窒素ガスがコントローラ部１１を介して４個のヘッド部１２に供給されると共に、４個の電磁弁３６の個別制御によって、４個のヘッド部１２への窒素ガスの供給を個別に制御することができる。つまり、各ヘッド部１２から窒素ガスを噴射するタイミングを個別に制御することができる。後述のようにして４個のヘッド部１２から照射される近紫外線のオン・オフタイミングをコントローラ部１１からの電気信号によって個別に制御する場合に、それに合わせて窒素ガスの噴射タイミングも個別に制御することが可能になる。
【００５１】
図７は、コントローラ部１１に内蔵された電源回路１１ａ及び制御回路１１ｂを含む電気系の構成例を示すブロック図である。図７において、ＡＣインレット３８から供給される商用電源が、ラインフィルタ３９、ヒューズ４０及び電源スイッチ４１を経て電源回路１１ａに供給され、電源回路１１ａで生成された直流安定化電圧が制御回路１１ｂに供給される。制御回路１１ｂは、マイクロコンピュータ、ＥＥＰＲＯＭ（メモリ）等を備え、あらかじ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１２からの近紫外線の強さ、照射タイミング、窒素ガスの噴射タイミング等を制御する。
【００５２】
制御回路１１ｂには、端子台基板４２及び通信用コネクタ（ＲＳ２３２Ｃ）４３が接続されており、これらのインターフェイスを用いてパーソナルコンピュータや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１１に接続することができる。
【００５３】
また、４個のヘッド部コネクタ４４が制御回路１１ｂに接続され、これらのヘッド部コネクタ４４を介して各ヘッド部１２がコントローラ部１１の制御回路１１ｂに接続される。そして、制御回路１１ｂは各ヘッド部１２のＬＥＤ２２の駆動制御のための電気信号を各ヘッド部１２に与え、各ヘッド部１２からの近紫外線の強さや照射タイミングを制御する。なお、窒素ガスの噴射タイミングの制御は、前述のように、コントローラ部１１に内蔵された４個の電磁弁３６を個別に制御することによって行われる。
【００５４】
また、制御回路１１ｂには、フロントパネル基板４５が接続されている。このフロントパネル基板４５には、コントローラ部１１の前面パネルに設けられた表示部及び操作部を構成する液晶表示器や各種スイッチ類が実装されている。ユーザは表示部及び操作部を用いて４個のヘッド部１２の近紫外線の強さ、照射タイミング、窒素ガスの噴射タイミング等を個別に設定することができる。
【００５５】
図８はコントローラ部１１の前面パネルに設けられた表示部及び操作部の配置例を示す図である。前面パネルの一番上には電源スイッチ４１とパイロットランプ４１ａが設けられている。その下には液晶表示器を用いた表示部５１が設けられ、更にその下には各種設定用のキースイッチを有する第１操作部５２が設けられている。その下の左側には４個のヘッド部１２の窒素ガスチューブ２４及びワイヤーハーネス２３が接続される窒素ガス出力ポート３４及びヘッド部コネクタ４４が４対配置されている。
【００５６】
４対の窒素ガス出力ポート３４及びヘッド部コネクタ４４の右側には第２操作部５３が設けられている。第２操作部５３は、各ヘッド部１２の窒素ガス出力ポート３４及びヘッド部コネクタ４４の右側に対応するように配置されたオン・オフスイッチ５３ａ、７セグメント表示器５３ｂ及び増減設定用（アップダウン）スイッチ５３ｃを４組備えている。
【００５７】
オン・オフスイッチ５３ａは、各ヘッド部１２からの近紫外線の照射（すなわち、ＬＥＤ２２のオン・オフ）を個別に設定するためのスイッチである。オン状態で点灯するバックライト付の押釦スイッチが使用されている。
【００５８】
７セグメント表示器５３ｂと増減設定用スイッチ５３ｃは、各ヘッド部１２から照射される近紫外線の強さ（ＬＥＤ２２の駆動デューティファクタ）の設定に使用される。増減設定用スイッチ５３ｃを用いて増減設定された値が７セグメント表示器５３ｂに表示される。
【００５９】
各ヘッド部１２から照射される近紫外線のオン・オフは、上記のように第２操作部５３を用いて個別に設定することができると共に、第１操作部５２及び表示部５１を用いて一括設定することもできる。また、近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、第１操作部５２及び表示部５１を用いて個別に設定することができる。
【実施例２】
【００６０】
図９は、本発明の実施例２に係る紫外線照射装置の外観を示す図である。この実施例の紫外線照射装置では、１台のコントローラ部６１に最大４個のヘッド部６２を接続することができる。コントローラ部６１の前面パネルの下部左側には４個のケーブル接続用コネクタ６１１が縦に並ぶように配置され、上から順番にチャンネル１，２，３及び４と定められている。図示の例では、チャンネル１とチャンネル３に電気ケーブル６３を介してヘッド部６２が接続されている。なお、この実施例の紫外線照射装置のヘッド部６２には窒素ガスの噴射機能は備えられておらず、コントローラ部６１とヘッド部６２は電気ケーブル６３のみによって接続されている。
【００６１】
コントローラ部６１の前面パネルの下部右側には、左側の縦に並んだ４チャンネルのコネクタに対応するように４個のインジケータ６１２と４個の押釦スイッチ６１３がそれぞれ縦に並ぶように設けられている。４個の押釦スイッチ６１３によって４チャンネルのヘッド部６２からの紫外線照射を個別に作動及び停止させることができ、各ヘッド部６２の紫外線照射の作動中又は停止中の状態が４個のインジケータ６１２によって個別に表示される。
【００６２】
コントローラ部６１の前面パネルの中央部の左側には鍵スイッチ６１４が設けられ、右側には電源スイッチ（押釦スイッチ）６１５が設けられている。それらの上側には、設定操作部６１６及び表示部６１７が備えられている。設定操作部６１６には複数の押釦スイッチが設けられ、これらを用いて各ヘッド部６２の紫外線照射の照射パワー、照射時間及び照射パターンを個別に設定することができる。照射パターンとして、一定の照射パワーでの連続照射、定率上昇照射パワーでの連続照射、インターバル照射、又は二次曲線状に変化する照射パワーでの連続照射を選択することができる。設定に際して、表示部６１７の４桁７セグメント表示とその下の４チャンネル分のインジケータが参照される。
【００６３】
図１０は、本発明の実施例２に係る紫外線照射装置のヘッド部６２の構造を示す上面分解斜視図である。また、図１１は、同じくヘッド部６２の構造を示す下面分解斜視図である。ヘッド部６２は、上ケース６２１ａ、下ケース６２１ｂ、ケーブルコネクタ６２３、プリント配線板６２４、紫外線発光ダイオード６２５とその冷却ブロック６２６、レンズホルダー６２７等からなる。上ケース６２１ａ及び下ケース６２１ｂが合わせられてできる筒状ケース６２１の内部にプリント配線板６２４が収容されている。筒状ケース６２１の基端側には、ケーブルコネクタ６２３が４本の固定螺子６２３ａによって固定されている。また、筒状ケース６２１の先端側には、紫外線発光ダイオード６２５が固定された冷却ブロック６２６が３本の固定螺子６２６ａによって固定されている。
【００６４】
図１１に示すように、筒状ケース６２１の基端側に固定されたケーブルコネクタ６２３は、ワイヤーハーネス６２３ｂを介してプリント配線板６２４に接続されている。つまり、コントローラ部６１との接続用の電気ケーブル６３が、ケーブルコネクタ６２３及びワイヤーハーネス６２３ｂを介してプリント配線板６２４に接続されている。また、筒状ケース６２１の先端側に固定された冷却ブロック６２６の先端側に固定されている紫外線発光ダイオード６２５のリード線が、コネクタ６２５ａを介してプリント配線板６２４に接続されている。
【００６５】
図１０に示すように、プリント配線板６２４の半田面には回路部品として、不揮発性メモリ６２４ａ、チップＬＥＤ６２４ｂ等の表面実装部品が実装されている。不揮発性メモリ６２４ａは、紫外線発光ダイオード６２５の累積駆動時間の積算や初期輝度特性の記憶等に使用される。チップＬＥＤ６２４ｂは、紫外線発光ダイオード６２５の駆動中、すなわち紫外線照射中に点灯して使用者にその旨知らせるためのものである。上ケース６２１ａには、このチップＬＥＤ６２４ｂの点灯又は消灯の状態が外部から視認できるように、小孔ＨＬが設けられている。また、上ケース６２１ａの小孔ＨＬを含む上面部分に浅い凹部ＲＳが形成され、小孔ＨＬに対応する箇所に透明窓ＴＷが形成された樹脂シート（化粧シート）ＳＴが凹部ＲＳに貼り付けられて小孔ＨＬを塞いでいる。
【００６６】
図１１に示すように、下ケース６２１ｂの中央部には固定用のねじ孔ＴＨが設けられており、このねじ孔ＴＨを用いてヘッド部６２を冶具や設備類に固定することができる。なお、ねじ孔ＴＨは下ケース６２１ｂの肉厚が薄いことから貫通孔となっている。図１０に示すように、下ケース６２１ｂの内面にプレートＰＬが固定されており、このプレートＰＬは、ヘッド部６２の固定に際してねじ孔ＴＨに螺合挿入される雄ねじが筒状ケース６２１内部へ進入することを防止するストッパーの働きを有する。
【実施例３】
【００６７】
次に実施例３として、中継器を用いてコントローラ部とヘッド部との接続距離を延長する構成について説明する。前述のように、本発明の紫外線照射装置は各ヘッド部に光源（紫外線発光ダイオード）が備えられ、コントローラ部とヘッド部が電気ケーブルで接続される。したがって、本体部に光源を備え、光ファイバーを用いて各ヘッド部まで紫外線を導く従来の紫外線照射装置に比べて、本発明の紫外線照射装置はコントローラ部とヘッド部との接続距離を長くすることができる。しかし、電気信号の減衰のために、その接続距離にも限界がある。一方、用途によっては数十メートルを超える接続距離が要求される場合がある。
【００６８】
そこで、実施例３の紫外線照射装置では、図１２に示すように、コントローラ部とヘッド部との配線の長距離化を実現するために、中継器を用いて信号の増幅を行う。図１２に示す例では、コントローラ部７１に備えられた４つのチャンネルＣＨ１〜ＣＨ４のうち、ＣＨ２〜ＣＨ４には通常通り１個のヘッド部７２がそれぞれ接続されているが、ＣＨ１には中継器７３を介して２個のヘッド部７２が接続されている。このように中継器７３を介してコントローラ部７１とヘッド部７２とを接続することにより、配線（接続距離）の延長が可能なだけでなく、１台のコントローラ部７１に接続可能なヘッド部７２の数を増加することも可能である。中継器７３の動作用の電源は、コントローラ部７１から供給してもよいし、外部から直接供給してもよい。
【００６９】
図１３（ａ）は、実施例３の紫外線照射装置において中継器７３にコントローラ部７１から電源を供給する場合の構成を示し、図１３（ｂ）は同じく中継器７３に外部から電源を供給する場合の構成を示している。図１３（ａ）の構成では中継器７３に１個のヘッド部７２が接続され、図１３（ｂ）の構成では中継器７３に２個のヘッド部７２が接続されている（分岐接続）。いずれの構成でも、中継器７３の内部にはバッファ７３１と制御回路７３２が備えられ、それぞれに電源が供給されている。コントローラ部７１と中継器７３との間の配線、及び、中継器７３とヘッド部７２との間の配線は、共に１本の電気ケーブルによって行われ、電源ラインと制御信号ラインが１本の電気ケーブルにまとめられている。図１３（ｂ）の構成におけるコントローラ部７１と中継器７３との間の電気ケーブルについては、電源ラインは使用されない。
【００７０】
図１４は、実施例３の紫外線照射装置の使用例を示す図である。図１４（ａ）は、１つのワークＷＫの複数箇所を同時に同条件で紫外線照射して紫外線硬化型樹脂によるワークＷＫの固定を行う場合である。このような場合に、１個の中継器７３に接続された複数（図では３個）のヘッド部７２は同一条件で紫外線照射が行われるので、本実施例の構成を使用することができる。コントローラ部７１に複数のヘッド部７２を直接接続してワークＷＫの複数箇所を同時に同条件で紫外線照射することも可能であるが、その場合は複数のヘッド部７２が接続された複数のチャンネルをすべて同一照射条件となるように設定する必要がある。これに対して、図１４（ａ）の構成では中継器７３が接続されるチャンネルを所定の照射条件に設定するだけでよい。
【００７１】
図１４（ｂ）は、ワークＷＫの特定の１箇所に複数のヘッド部７２からの紫外線を集中させる場合の構成である。こうすることにより、１個のヘッド部７２のみで紫外線照射する場合に比べて大きい照射パワーでの紫外線照射が可能になる。その結果、硬化時間の短縮や硬化強度の向上が可能な場合がある。
【００７２】
以上、本発明をいくつかの実施例及び変形例を用いて説明したが、本発明は上記の実施例及び変形例に限らず、種々の形態で実施することができる。例えば、窒素ガス発生器１４からの窒素ガスを、コントローラ部１１を介して複数のヘッド部１２に供給する代わりに、コントローラ部１１を介さずに直接（分岐接続管を通して）複数のヘッド部１２に供給するように構成してもよい。
【００７３】
硬化すべき樹脂の近紫外線照射箇所に吹き付ける窒素ガスの代わりに、他の不活性ガス（アルゴン等）を用いてもよい。また、窒素ガス（不活性ガス）発生器に代えて、窒素ガス（不活性ガス）をガスボンベから供給するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施例１に係る紫外線照射装置を含む樹脂硬化システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】実施例１の紫外線照射装置のヘッド部の概略構造を示す図である。
【図３】実施例１の紫外線照射装置のヘッド部の分解斜視図である。
【図４】実施例１の紫外線照射装置のヘッド部の変形例に係る概略構造を示す断面図である。
【図５】実施例１の紫外線照射装置のヘッド部の他の変形例を示す図である。
【図６】コントローラ部を介して複数のヘッド部に窒素ガスを供給する構成例を示すブロック図である。
【図７】コントローラ部に内蔵された電源回路及び制御回路を含む電気系の構成例を示すブロック図である。
【図８】コントローラ部の前面パネルに設けられた表示部及び操作部の配置例を示す図である。
【図９】本発明の実施例２に係る紫外線照射装置の外観を示す図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る紫外線照射装置のヘッド部の構造を示す上面分解斜視図である。
【図１１】本発明の実施例２に係る紫外線照射装置のヘッド部の構造を示す下面分解斜視図である。
【図１２】本発明の実施例３に係る紫外線照射装置の構成例を示す図である。
【図１３】（ａ）は、実施例３の紫外線照射装置において中継器にコントローラ部から電源を供給する場合の構成図であり、（ｂ）は同じく中継器に外部から電源を供給する場合の構成図である。
【図１４】実施例３の紫外線照射装置の使用例を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１１  コントローラ部
１１ａ  電源回路
１１ｂ  制御回路
１２  ヘッド部
２１  ハウジング
２１Ｆ  ハウジングの先端面
２２  発光ダイオード（ＬＥＤ）
２３  電気ケーブル（ワイヤーハーネス）
２５ａ  ガス噴射口
２６ａ  近紫外線照射口
３３  不活性ガス入力ポート（窒素ガス入力ポート）
３４  不活性ガス出力ポート（窒素ガス出力ポート）
３５  分岐接続管
３６  電磁弁
ＦＰ  ガス流路
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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