專利名稱：紫外線照射裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對處理物照射紫外線的紫外線照射裝置。
背景技術：
將從紫外線照射裝置所射出的、以365nm為中心的波長300nm至400nm范圍的紫外線，照射到對于該波長具有靈敏度的粘接劑、涂料、墨水、光阻劑等上，使其硬化或干燥等，或者相反地，使其溶融或軟化等，進行各種處理。以下，將這樣的處理總稱為光處理。
在上述的光處理中，例如，使涂覆于薄片狀的較長被處理物的整個面的光硬化型保護膜硬化的情況，如圖4所示，形成對應于被處理物100的寬度的長度的細長線狀光照射區(qū)域200，進行邊使被處理物100朝圖中箭頭所示方向移動，邊對被處理物100整體照射紫外線。
在現(xiàn)有技術中，作為形成如上述的細長線狀光照射區(qū)域的紫外線光源，使用具有相當于被處理物的寬度的長度的、棒狀紫外線燈，例如高壓水銀燈或金屬鹵素燈(metal halide lamp)。
專利文獻1日本特開2005-15764號公報非專利文獻1日經(jīng)電子學(electronics)2002年10月21日號P28“發(fā)光波長與水銀燈相同，光輸出為100mW的紫外線LED”
近年來，出現(xiàn)了對于涂覆于所謂DVD或CD的碟片基板上的保護膜等、欲邊使碟片旋轉、邊由對應于碟片半徑的長度的線狀光照射區(qū)域進行紫外線照射的要求。
但是，對于旋轉的被處理物進行光處理時，若使用與現(xiàn)有技術相同的棒狀燈，則有以下的問題，使用圖5說明。
與將薄片狀被處理物朝一方向搬運的狀況不同，被處理物100以旋轉軸P為中心而以一定的角速度S旋轉的情況下，被處理物100的內周側的線速度VI變慢，外周側的線速度VO變快。
所以，若照射到被處理物100的線狀光照射區(qū)域200的紫外線強度為整體均勻，則紫外線的照射量在內周側變多，在外周側變少。
為此，保護膜硬化的程度在內周側與外周側不同，有產(chǎn)生在內周側已十分硬化而在外周側卻殘留未硬化的部分的問題。
為了使在被處理物100的內周側與外周側照射量均勻，必須將內周側的光強度較弱，將外周側的強度較強，但是，難以使從棒狀燈所射出的光的強度部分地改變。
在這樣的情況下，考慮在棒狀燈與被處理物之間使用穿透率有部分性不同的濾光片，但是，若依據(jù)光處理條件的變更而產(chǎn)生改變照射量的必要，則必須每次制作改變透光率的新的濾光片而加以對應，因而將提高裝置的成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明是考慮上述事情而被作出的，其目的在于實現(xiàn)一種對旋轉的被處理物照射紫外線的紫外線照射裝置，部分改變光照射區(qū)域的光強度，而可容易進行照射量的控制。
在本發(fā)明中，將上述課題以以下方法解決。
一種紫外線照射裝置，具備照射紫外線的紫外線照射部、將電力提供給該紫外線照射部的電源部、以及將控制信號提供給該電源部的控制部，在紫外線照射部上設置有線狀排列在印制電路基板上而被安裝的多個紫外線發(fā)光二極管。
設有多個凸透鏡，在線狀排列的紫外線發(fā)光二極管的光射出側，對應于各紫外線發(fā)光二極管而被設置；以及柱面透鏡。
在安裝紫外線發(fā)光二極管的印制電路基板的與紫外線發(fā)光二極管相反的一側，安裝有1個散熱器。
從紫外線發(fā)光二極管所射出的紫外線，由對應于各紫外線發(fā)光二極管所設置的凸透鏡某種程度地會聚，進而，由柱面透鏡僅會聚到一軸方向(對于排列的紫外線發(fā)光二極管延伸方向正交的方向)，形成細長線狀光照射區(qū)域，從紫外線照射部射出。
從對應于各紫外線發(fā)光二極管而設置的電源部的電源，分別獨立地提供電力到多個紫外線發(fā)光二極管，控制部通過個別控制電源部的電源，使來自于各紫外線發(fā)光二極管的紫外線強度發(fā)生變化，將從光照射部射出的光照射區(qū)域的光強度部分地改變。
紫外線發(fā)光二極管點亮時發(fā)熱，但是，該熱被傳導至安裝有紫外線發(fā)光二極管的印制電路基板的、與紫外線發(fā)光二極管相反一側所安裝的一個散熱器，而散熱冷卻。
發(fā)明效果在本發(fā)明中可取得以下效果。
作為形成從紫外線照射部所射出的細長線狀光照射區(qū)域的紫外線光源，使用線狀排列有紫外線發(fā)光二極管的光源，獨立提供電力至各紫外線發(fā)光二極管，控制提供給該各紫外線發(fā)光二極管的電力，因此可將從光照射部所射出的光照射區(qū)域的光強度部分地改變。
因此，即使對于旋轉的被處理物，使內周側的光強度較弱，將外周側的光強度較強，由此可使照射在被處理物的內周側與外周側的紫外線的照射量均勻而進行光處理。
若紫外線發(fā)光二極管的溫度起變化，則即使提供一定的電力，所射出的紫外線的強度雖有變化，但是，線狀排列的多個紫外線發(fā)光二極管，因為由裝配于已安裝的基板的相反一側的1個散熱器散熱冷卻，因此相互的冷卻條件幾乎相等，整體被保持為幾乎相同的溫度。
所以，在線狀排列的多個紫外線發(fā)光二極管中，不會有一部份的紫外線發(fā)光二極管較其他為高溫、或為低溫的情況，在從光照射部所照射的光照射區(qū)域整體中，維持穩(wěn)定的紫外線強度。


圖1為表示本發(fā)明的實施例的紫外線照射裝置的概略構成的圖。
圖2為表示紫外線照射部的構造的分解圖。
圖3為表示紫外線照射裝置的電源控制部的構造的圖。
圖4為邊使被處理物朝一方向移動、邊由細長的光照射區(qū)域照射光的圖。
圖5為邊使被處理物旋轉、邊由細長的光照射區(qū)域照射光線的圖。
主要元件符號說明10紫外線照射部11UV-LED(紫外線發(fā)光二極管)12印制電路基板13凸透鏡14透鏡保持座15柱面透鏡16散熱器17石英窗18通風路徑20電源控制部21電源部22控制部23輸入部24顯示部30電纜40導管50連接器100被處理物
200光照射區(qū)域C1、C2、C3、C4外裝殼體D碟片L冷卻風P旋轉軸S被處理物的角速度VI內周側的線速度VO外周側的線速度具體實施方式
圖1表示本發(fā)明的實施例的紫外線照射裝置的概略構成。
紫外線照射裝置包括照射紫外線的紫外線照射部10、和將電源部21與控制部22收容于1個箱體內的電源控制部20，紫外線照射部10與電源控制部20由電纜30連接。
紫外線照射部10具備射出紫外線的多個發(fā)光二極管、和將從這些多個紫外線發(fā)光二極管射出的紫外線加以會聚的透鏡等。
電源控制部20與商用電源相連接，具備提供電力至紫外線照射部10內的UV-LED的電源部21、和控制電源部21的控制部22。
電源控制部20的前面是操作面板，在操作面板上設置有將電源的開閉及相關于光處理的紫外線強度或照射時間的各種參數(shù)輸入至控制部22的輸入部23、以及與控制部22相連接，顯示所輸入的各種參數(shù)的數(shù)值等的顯示部24。
圖2表示紫外線照射部10的構造的分解圖。再者，在該圖中，省略配線或細微的零件。
紫外線照射部10，在由外裝殼體C1、C2、C3、C4等所包圍的箱體內，作為射出紫外線的光源，具有多個發(fā)光二極管11(LEDlight-emitting diode)。
作為放射紫外線的發(fā)光二極管(以下稱為UV-LED)，如非專利文獻1所公開的那樣，可使用近年開發(fā)的、以高輸出放射紫外線的、將氮化鎵(GaN)等使用在發(fā)光材料的發(fā)光二極管，作為使用這樣的UV-LED的紫外線照射裝置，例如有專利文獻1。
UV-LED11，以線狀排列8個而安裝于1張印制電路基板12上，在其光射出一側，對應于各UV-LED11，由透鏡保持座14保持而配置1個凸透鏡13，因此為配置8個凸透鏡。
該凸透鏡13，將從各UV-LED11所擴散射出的紫外線某種程度地加以會聚。
一般，從UV-LED所射出的紫外線的發(fā)散角較大，可在較寬范圍內照射光。
為此，如從線狀排列的UV-LED11射出光，則分別從排列配置的多個UV-LED11射出的光直接擴散至整個光照射區(qū)域，即，來自多個UV-LED的光線全部重疊而形成光照射區(qū)域。
為此，即使使多個設置的UV-LED中任一個UV-LED的紫外線強度變化，也難以使光照射區(qū)域整體的照度變化、部分地改變光照射區(qū)域的紫外線強度。
為了解決該問題，將由凸透鏡13將從UV-LED所射出的光線，以雖與隔壁的UV-LED的光重疊、但不與隔壁的隔壁的UV-LED的光充電的程度而加以會聚。
由此，如使某1個UV-LED的紫外線強度變化，則僅其正下方與其附近的紫外線強度變化，可部分地改變從紫外線照設部所射出的光照射區(qū)域的紫外線強度。
進而，在凸透鏡13的光射出一側，設置有對應于線狀排列的UV-LED11的長度的柱面透鏡15。
柱面透鏡是對于光線所照射的方向有向一方向會聚的作用、但是對于與其正交的方向無會聚擴散作用的透鏡，例如，可舉出為圓柱形狀，及如圖2所示的為將圓柱沿著高度方向二分割的形狀。
柱面透鏡15由凸透鏡13將來自于某種程度會聚的UV-LED11的紫外線，僅在與UV-LED11的排列方向正交的方向會聚，形成寬度窄而頂峰照度高的線狀的光照射區(qū)域。
在紫外線照射部10的光射出一側設置有石英窗17。例如，被處理物為紫外線硬化性樹脂時，若照射紫外線，則從樹脂所揮發(fā)的成分，有污染紫外線照射部10內的柱面透鏡10等情況，因此為了防止此狀況而設置。
對因為揮發(fā)成分而污染的石英窗17進行適切的清洗或交換。
另一方面，在印制電路基板的排列UV-LED11的一側的相反一側，粘著安裝有帶1個散熱片161的散熱器16。
散熱器16的散熱片161配置于由外裝殼體C1、C2、C3、C4所形成的通風路徑18內。
在外裝殼體C3、C4上設置有導管40。導管40與未圖示的外部送風扇或排氣扇相連接，在通風路徑18中流通冷卻風。
由該冷卻風冷卻散熱器16，冷卻安裝在粘著于散熱器16的印制電路基板12上的UV-LED11。
最近我們發(fā)現(xiàn)，從UV-LED射出的紫外線強度，大大地依存UV-LED的溫度，若溫度變高，則即使同樣提供電力，紫外線強度也會降低。
若在各UV-LED上安裝各自的散熱器，則各UV-LED的冷卻條件易不同，如長時間點亮，則各UV-LED的溫度易出現(xiàn)不同，由此，在從紫外線照射部所射出的光照射區(qū)域中，產(chǎn)生部分性的紫外線強度的變化。
但是，在本實施例的構造中，因為多個UV-LED由1個散熱器散熱，所以，各UV-LED的冷卻條件幾乎相等，相互保持幾乎相同的溫度，并無一部份的UV-LED較其他UV-LED為高溫，或為低溫的現(xiàn)象。
所以，在從紫外線照射部射出的光照射區(qū)域中，并不會發(fā)生各UV-LED的溫度的不同所致紫外線強度的不一致，可在穩(wěn)定的紫外線強度下進行光處理。
在與紫外線照射部10的光射出一側相反一側設置有語來自于電源控制部20的電纜連接的連接器50。
圖3表示紫外線照射裝置的電源控制部20的構成。電源控制部20由提供電力至紫外線照射部10的UV-LED11的電源部21、控制電源部21的控制部22、將用于光處理的紫外線強度或照射時間各種參數(shù)輸入到控制部22的輸入部23、以及連接控制部22且顯示所輸入的各種參數(shù)或裝置的動作狀況的顯示部24所構成。
電源部21由相對于光照射部10的多個UV-LED11而逐個設置的多個電源212所構成，獨立提供電力至各UV-LED11。
控制部22基于從輸入部23所輸入的參數(shù)，通過個別控制部各電源212，而使提供至各UV-LED11的電力獨立變化，部分地調整從各紫外線照射部10所照射的光照射區(qū)域200的紫外線強度。
作為使UV-LED的紫外線強度變化而加以調整的方法，雖然大多通過使提供至UV-LED的電流的大小變化而進行，但是，亦有被稱為PWM控制的、改變提供至UV-LED的電力的ON/OFF的時間比率而進行的方法，而可采用任一方法。
接著，針對紫外線照射裝置的動作例，使用圖1、圖2加以說明。
再者，在本實施例中，以使作為被處理物而涂覆于碟片的保護膜硬化的情況為例說明。
通過開啟電源控制部20的輸入部23的電源開關，來點亮紫外線照射部10的所有的UV-LED11。
未圖示的排氣扇旋轉，從安裝于外裝殼體C3的導管40流入冷卻風L至通風路徑18，通風路徑18內的散熱器16被冷卻，從安裝于外裝殼體C4的導管40排出。
由此，點亮的UV-LED11會產(chǎn)生熱，但是，由散熱器16散熱而冷卻。
作為被處理物的碟片D旋轉時，紫外線照射碟片D整體地，UV-LED11的怕了方向沿著碟片D的半徑方向地，配置紫外線照射部10。
碟片D因為旋轉而外側線速度變快，內側線速度變慢，所以，由輸入部23使位于碟片D的外側的UV-LED的紫外線強度變高、位于內側的UV-LED的紫外線強度變低般地，輸人參數(shù)。
控制部22基于所輸入的參數(shù)，使提供至外側的UV-LED的電力變大、提供至內側的UV-LED的電力變小地，控制電源部21的電源212。
由此，分別從外側的UV-LED射出紫外線強度較強的光、或分別從內側的UV-LED射出紫外線強度較弱的光。
從各UV-LED所射出的光，由設置于其射出一側的凸透鏡13，以與隔壁的UV-LED的光線重疊但不與隔壁的隔壁的UV-LED的光線重疊的程度而加以會聚，由柱面透鏡，僅向與UV-LED11的排列方向正交的方向會聚，而從紫外線照射部10射出，在碟片D上，形成外側的紫外線強度高而內側的紫外線強度低、線狀細長的光照射區(qū)域200而加以照射。
邊使碟片D旋轉，邊使紫外線硬化性保護膜的溶液滴下至碟片D的內周側，利用離心力延伸至外周側，邊進行紫外線照射、使保護膜硬化。
基于保護膜硬化的程度或膜厚的結果，以均勻硬化和膜厚形成保護膜地，調整從紫外線照射部10所照射的光照射區(qū)域200的部分紫外線強度。
因為從位于碟片D外側的UV-LED所射出的紫外線強度較強的光與內側的紫外線強度較弱的光不重疊，所以在調整光照射區(qū)域200的紫外線強度時，例如，即使將外側的UV-LED的紫外線強度設定較強，內側的紫外線強度并不會伴隨其變強，即使將內側的UV-LED的紫外線強度設定較弱，外側的紫外線強度并不會伴隨其變弱，可較容易進行控制照射量的控制。
權利要求
1.一種紫外線照射裝置，具備照射紫外線的紫外線照射部、將電力提供給該紫外線照射部的電源部、以及將控制信號提供給該電源部的控制部，其特征在于所述紫外線照射部具備多個紫外線發(fā)光二極管，線狀排列在印制電路基板上而被安裝；以及多個凸透鏡，在所述多個紫外線發(fā)光二極管的光射出側，對應于各紫外線發(fā)光二極管而被設置；所述多個紫外線發(fā)光二極管，分別獨立地由所述電源部提供電力，并通過所述控制部控制該電力。
2.如權利要求1所記載的紫外線照射裝置，其特征在于在所述凸透鏡的光射出側，設置有將由該凸透鏡會聚的光向一方向會聚的柱面透鏡。
3.如權利要求1所記載的紫外線照射裝置，其特征在于在與所述基板的所述紫外線發(fā)光二極管所安裝的面的相反一側的面上，安裝有散熱器。
4.如權利要求1所記載的紫外線照射裝置，其特征在于對旋轉的被處理物照射紫外線。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紫外線照射裝置，其對被處理物照射紫外線，可實現(xiàn)部分改變光照射區(qū)域的光強度，可容易進行照射量的控制。具備照射紫外線的紫外線照射部、和提供電力至該紫外線照射部的電源部，在紫外線照射裝置中，在紫外線照射部設置有線狀排列的多個紫外線發(fā)光二極管。從紫外線發(fā)光二極管所射出的紫外線由透鏡成形為細長線狀的光照射區(qū)域，控制提供至各發(fā)光二極管的電力，由此光照射區(qū)域的紫外線強度被部分地改變。
文檔編號G03F7/20GK1896670SQ200610105688
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月14日 優(yōu)先權日2005年7月14日
發(fā)明者生井昌仁, 仲田重范, 林宏樹 申請人:優(yōu)志旺電機株式會社