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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-24
(45)【発行日】2024-05-07
(54)【発明の名称】光照射システム
(51)【国際特許分類】
H05B 45/50 20220101AFI20240425BHJP
H01L 33/00 20100101ALI20240425BHJP
G01N 21/95 20060101ALI20240425BHJP
H05B 45/10 20200101ALI20240425BHJP
H05B 47/105 20200101ALI20240425BHJP
H05B 47/17 20200101ALI20240425BHJP
H05B 47/20 20200101ALI20240425BHJP
F21S 2/00 20160101ALI20240425BHJP
F21V 23/00 20150101ALI20240425BHJP
F21V 3/02 20060101ALI20240425BHJP
F21Y 103/10 20160101ALN20240425BHJP
【ＦＩ】
H05B45/50
H01L33/00 K
G01N21/95 Z
H05B45/10
H05B47/105
H05B47/17
H05B47/20
F21S2/00 110
F21V23/00 113
F21V3/02 500
F21Y103:10
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2023087317
(22)【出願日】2023-05-26
(62)【分割の表示】P 2019047818の分割
【原出願日】2019-03-14
(65)【公開番号】P2023109964
(43)【公開日】2023-08-08
【審査請求日】2023-05-26
(73)【特許権者】
【識別番号】506032473
【氏名又は名称】株式会社アイテックシステム
(72)【発明者】
【氏名】出島 孚
(72)【発明者】
【氏名】海老原 聡
【審査官】塩治 雅也
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－８９３９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－３３７１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００９－５０３７９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２３０７８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３２０５３２６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２１８０３９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－１７０６１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２６２０５０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｂ ３９／００－３９／１０
Ｈ０５Ｂ ４５／００－４５／５９
Ｈ０５Ｂ ４７／００－４７／２９
Ｆ２１Ｋ ９／００－ ９／９０
Ｆ２１Ｓ ２／００－４５／７０
Ｆ２１Ｖ ２３／００－９９／００
Ｆ２１Ｖ １／００－ ８／００
Ｆ２１Ｖ ９／００－１５／０４
Ｇ０１Ｎ ２１／９５
Ｈ０１Ｌ ３３／００
Ｆ２１Ｙ １０３／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光照射装置本体と、前記光照射装置本体に設けられた複数のＬＥＤと、
前記複数のＬＥＤを樹脂を硬化させるために間欠点灯し、前記間欠点灯の消灯期間に、前記複数のＬＥＤをグループ毎に点灯可能な制御手段と、
前記グループの数よりも少ない数のセンサであって、前記ＬＥＤからの光を検出するセンサと、を備えた光照射システムであって、
前記制御手段は、前記間欠点灯の消灯期間に、前記複数のＬＥＤをグループ毎に点灯させ、その際の前記センサの検出値とリファレンス値との比較結果に基づいて前記制御手段がＬＥＤの輝度低下および短絡の少なくとも一方を判定する、光照射システム。
【請求項2】
前記光照射装置本体に設けられ、前記複数のＬＥＤからの光が透過する透明部材をさらに備え、前記センサは前記透明部材の端部からの光を検出する、請求項１に記載の光照射システム。
【請求項3】
前記光照射装置本体に取付けられ、前記複数のＬＥＤからの光が透過する透明板をさらに備え、前記透明板の厚さ方向一方の面は、前記複数のＬＥＤからの光が入射する入射面であり、厚さ方向他方の面は、光が出射する出射面であり、
前記出射面又は前記入射面には、前記複数のＬＥＤからの光の一部を透明板の端部に向かわせるための複数の反射部又は光拡散部が設けられ、
前記センサは、前記透明板の端部からの光を検出するように配置されている、請求項１に記載の光照射システム。
【請求項4】
前記反射部は、前記複数のＬＥＤの光軸方向から見た時に複数のＬＥＤの中央位置に配置されている、請求項３に記載の光照射システム。
【請求項5】
前記複数のＬＥＤが実装された複数の基板を備え、前記センサは、前記基板に取付けられ、前記複数のＬＥＤの光軸方向から見た時に複数のＬＥＤの中央位置に配置されている、請求項１～３の何れかに記載の光照射システム。
【請求項6】
前記複数のＬＥＤは、前記ＬＥＤの光軸と直交するＸ方向に１列に並設されている、請求項１～５の何れかに記載の光照射システム。
【請求項7】
前記複数のＬＥＤは、前記ＬＥＤの光軸と直交するＸ方向に並設されると共に、前記光軸および前記Ｘ方向と直交するＹ方向に並設されている、請求項１～５の何れかに記載の光照射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は光照射システムに関する。
【背景技術】
【0002】
所定方向に直線状に並べられた複数のＬＥＤを有する照明装置として、例えば鋼鈑、板ガラス、食品、紙幣等を製造する各種製造工程の製造品検査においてラインセンサカメラ等のセンサの検出位置をセンサの画角に合わせてライン状に照明するライン状照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【0003】
また、平面上に並べられた複数の紫外線ＬＥＤを有する光照射装置として、例えば紫外線硬化性のプラスチックから成るフィルム等を製造する各種製造工程において、プラスチックを硬化してフィルムを成形するために紫外線を照射する面状光照射装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００７－２２５５９１号公報
【文献】特開２０１１－０７９１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
この種の光照射装置は、フィルム等の製造物の品質確保のために、光の照射位置に強い光を均一に照射する必要がある。
後者の光照射装置の数百個又は数千個のＬＥＤが小さなピッチで並べられていることが多い。各ＬＥＤからの光によって光硬化性プラスチックが硬化するので、一部のＬＥＤに短絡、輝度低下等の故障が発生すると、製造物の品質が低下する。
後者の光照射装置の数百個又は数千個のＬＥＤが小さなピッチで並べられていることが多い。各ＬＥＤからの光によって光硬化性プラスチックが硬化するので、一部のＬＥＤに短絡、輝度低下等の故障が発生すると、製造物の品質が低下する。
【0006】
製造物の品質低下等を防止するために、光照射装置の光の照射方向に照度計を配置し、検査又は製造の前に各ＬＥＤが正常に点灯していることを検査することも考えられる。しかし、光照射装置は検査ライン、製造ラインに設置されている場合が多く、照度計による照度検査を正確に行うことは困難である。
【0007】
また、複数のＬＥＤにそれぞれセンサを設け、各ＬＥＤの故障の有無をセンサの出力に基づき監視することも考えられる。しかし、全てのＬＥＤの各々にセンサを設けることは現実的ではない。また、センサとＬＥＤが１対１の場合に、センサの出力値が低下した場合は、当該ＬＥＤに故障がある可能性だけでなく、センサの検出精度が低下している可能性もある。特に、ＬＥＤが紫外線を照射するものである場合、ＬＥＤが高輝度ＬＥＤである場合に、センサの早期の故障が懸念される。
【0008】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ＬＥＤの故障を正確に検出することができる光照射システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る光照射システムは、光照射装置本体と、前記光照射装置本体に設けられた複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤを樹脂を硬化させるために間欠点灯し、前記間欠点灯の消灯期間に、前記複数のＬＥＤをグループ毎に点灯可能な制御手段と、前記グループの数よりも少ない数のセンサであって、前記ＬＥＤからの光を検出するセンサと、を備えた光照射システムであって、前記制御手段は、前記間欠点灯の消灯期間に、前記複数のＬＥＤをグループ毎に点灯させ、その際の前記センサの検出値とリファレンス値との比較結果に基づいて前記制御手段がＬＥＤの輝度低下および短絡の少なくとも一方を判定する。
【0010】
当該態様では、制御手段が複数のＬＥＤをグループ毎に点灯させ、制御手段がグループ毎にリファレンス値を記憶しており、当該グループよりも少ない数のセンサを用いて各ＬＥＤの輝度低下および短絡の少なくとも一方が判定される。センサをグループ毎に設けることも可能である。しかし、グループ毎にセンサを設けると、センサの数が多くなり、また、センサの検出精度のチェックにセンサの数が多い分だけ手間がかかる。特に、ＬＥＤが紫外線を照射するものである場合、センサの早期の故障が懸念される。
【0011】
センサとグループが１対１の場合に、センサの出力値が低下した場合は、当該グループのＬＥＤの一部に輝度低下および短絡の少なくとも一方がある可能性だけでなく、センサの検出精度が低下している可能性もある。これに対し、グループの数よりもセンサの数が少ない場合、１つのセンサが担当するグループが２以上となる。２以上のグループの各々でＬＥＤの輝度低下が同時に発生する可能性は低い。このため、２以上のグループの何れかについてのセンサの出力値が低下した場合は、センサの検出精度が低下しているのではなく、当該グループのＬＥＤに輝度低下および短絡の少なくとも一方が生じていることになる。このように、前記各実施形態の光照射システムは、ＬＥＤの輝度低下を正確に検出できる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、ＬＥＤの故障を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ光照射システムの光照射装置の平面図である。
【図2】第１実施形態のＬＥＤ光照射システムのＬＥＤの点灯のための回路構成図である。
【図3】第１実施形態のＬＥＤ光照射システムの光照射装置の断面図である。
【図4】第１実施形態のＬＥＤ光照射システムの光照射装置の要部断面図である。
【図5】第１実施形態のＬＥＤ光照射システムの光照射装置の要部断面図である。
【図6】第１実施形態の制御装置による点灯制御のタイムチャートの例である。
【図7】第１実施形態の制御装置による点灯制御のタイムチャートの他の例である。
【図8】第１実施形態のＬＥＤ光照射システムの光照射装置の変形例の要部断面図である。
【図9】本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ光照射システムの光照射装置の長手方向断面図である。
【図10】第２実施形態に係るＬＥＤ光照射システムの光照射装置の短手方向断面図である。
【図11】第１実施形態に係るＬＥＤ光照射システムの光照射装置の変形例を示す基板１０の平面図である。
【図12】第１実施形態のＬＥＤ照明システムの光照射装置の他の変形例の要部断面図である。
【図13】第１実施形態のＬＥＤ照明システムの光照射装置の他の変形例の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ光照射システムについて図面を参照して以下に説明する。
このＬＥＤ光照射システムは、例えば、光硬化樹脂を硬化させるために所定のエリアに光を照射するものである。図２に示すように、このＬＥＤ光照射システムは、光照射装置１と、電力供給ユニット２と、光照射装置１と電力供給ユニット２とを接続して電力供給ユニット２から光照射装置１に電力を供給する接続コード３とを有する。接続コード３は光照射装置１に駆動電力を供給する。
このＬＥＤ光照射システムは、例えば、光硬化樹脂を硬化させるために所定のエリアに光を照射するものである。図２に示すように、このＬＥＤ光照射システムは、光照射装置１と、電力供給ユニット２と、光照射装置１と電力供給ユニット２とを接続して電力供給ユニット２から光照射装置１に電力を供給する接続コード３とを有する。接続コード３は光照射装置１に駆動電力を供給する。
【0015】
光照射装置１は、図１および図２に示すように、複数の基板１０を有し、各基板１０は直列に接続された複数のＬＥＤ１１を有する。各ＬＥＤ基板１０には、接続コード３を介して、トランジスタとしてのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１２と、電流検知抵抗１３とが接続されている。ＦＥＴ１２のドレイン端子は、直列に接続された複数のＬＥＤ１１（ＬＥＤ直列回路）の低電位端に接続され、当該ＦＥＴ１２のソース端子は電流検知抵抗１３と直列に接続されている。
【0016】
なお、本実施形態では、ＬＥＤ直列回路の低電位端側にＦＥＴ１２が接続されているが、ＬＥＤ直列回路の高電位端側にＦＥＴ１２を接続することも可能である。この場合、ＦＥＴ１２のソース端子がＬＥＤ直列回路の高電位端側に接続される。
【0017】
各ＬＥＤ基板１０は、接続コード３を介して電力供給ユニット２の直流電源装置Ｄの高電位端に接続された高電位側電力供給部１４ａと、ＦＥＴ１２に接続された低電位側電力供給部１４ｂとを有する。
【0018】
電力供給ユニット２は、図１および図２に示すように、１つ又は複数の調光基板２０を有し、各調光基板２０が複数のＬＥＤ基板１０を１つ１つ調光するように構成されている。本実施形態では調光基板２０は電力供給ユニット２内に設けられているが、光照射装置１内に調光基板２０が設けられていてもよい。また、各調光基板２０に調光信号を供給する調光信号供給部３０が電力供給ユニット２に設けられ、調光信号供給部３０は、複数のＬＥＤ基板１０に供給する電流量をそれぞれ設定することができる。例えば、操作者が電力供給ユニット２の入力部４０に入力する情報に応じた各ＬＥＤ基板１０用の調光信号を、調光信号供給部３０が各調光基板２０に送信する。
【0019】
各調光基板２０は受信した調光信号を図示しないＤ／Ａコンバータを介して各オペアンプ２１の基準電位入力部２１ｂに供給する。つまり、各調光基板２０は、調光信号供給部３０からの調光信号に基づく基準電位を各ＬＥＤ基板１０に対応したオペアンプ２１の基準電位入力部２１ｂに供給する。
このように構成されているので、並設された複数のＬＥＤ１１の端の真下の光照射位置と、並設された複数のＬＥＤ１１の中央の真下の光照射位置とが、同等の光量となるような調整が可能である。また、各ＬＥＤ１１の光量に製造要因等によるばらつきがあっても、光照射位置の光量のばらつきを低減する調整が可能である。
このように構成されているので、並設された複数のＬＥＤ１１の端の真下の光照射位置と、並設された複数のＬＥＤ１１の中央の真下の光照射位置とが、同等の光量となるような調整が可能である。また、各ＬＥＤ１１の光量に製造要因等によるばらつきがあっても、光照射位置の光量のばらつきを低減する調整が可能である。
【0020】
オペアンプ２１の出力端子２１ｃがＦＥＴ１２のゲート端子に接続され、当該オペアンプの比較電位入力部２１ａが当該ＬＥＤ基板１０におけるＦＥＴ１２のソース端子と電流検知抵抗１３との間に接続されている。
【0021】
図２に示すように、ＦＥＴ１２と、電流検知抵抗１３と、オペアンプ２１とを有する周知の定電流回路が構成されている。この定電流回路において、ＦＥＴ１２は、接続されたＬＥＤ直列回路に直流電流装置Ｄからの駆動電流を流す。また、この定電流回路によって、電流検知抵抗１３の高電位側の電位がオペアンプの基準電位入力部２１ｂの電位に応じて変化するので、基準電位入力部２１ｂの電位を変化させることにより各ＬＥＤ１１に流れる電流の制御（各ＬＥＤ１１の光量調整）を行うことができる。なお、定電流回路ではなく定電圧回路が用いられてもよい。
【0022】
上記のように構成されているので、本実施形態の電力供給ユニット２は、複数のＬＥＤ１１をグループ毎に点灯させることができる。具体的に、本実施形態では、電力供給ユニット２は基板１０毎にＬＥＤ１１を点灯させることができる。
【0023】
各ＬＥＤ基板１０は例えばアルミニウム製の板から成り、光照射装置本体７１に設けられると共に基板１０に沿って延びるヒートシンク７２ａに面接触するように固定されている。本実施形態では、図３に示すように、光照射装置本体７１には、ヒートシンク７２ａが固定された下側ヒートシンク７２ｂが固定されている。光照射装置本体７１は、下側ヒートシンク２ｂが固定された下側ボディ７１ａと、下側ボディ７１ａの端に各々下端が固定されている複数の側面板７１ｂと、下側ボディ７１ａおよび側面板７１ｂによって形成される空間の上端側を覆うカバー（透明板又は透明部材）８０とを有する。カバー８０は例えばアクリルであるプラスチック、ガラス等の透光性材料から成る。ヒートシンク７２ａおよび下側ヒートシンク７２ｂは空冷式であっても良いが、水冷式の方が周囲の環境に左右されずに冷却を行うことができる。
【0024】
この光照射装置１は、カバー８０の端部に光量を検出可能なセンサ９０が設けられている。センサ９０として、光量を検出可能なフォトダイオード、光量計等を使用可能である。センサ９０の検出結果は電力供給ユニット２の制御装置（制御手段）１００に送信される。
【0025】
複数の基板１０に対して、当該基板１０の数よりも少ないセンサ９０が設けられている。本実施形態では、１２個の基板１０に対して２つのセンサ９０が設けられている。２つのセンサ９０のうち一方はカバー８０の一端側に配置され、カバー８０の一端から射出される光を検出する。２つのセンサ９０のうち他方はカバー８０の他端側に配置され、カバー８０の他端から射出される光を検出する。
本実施形態では、図１に示されるように、カバー８０の一端と他端との間のＬＥＤ１１の並設方向がＸ方向と称される場合があり、Ｘ方向と直交するカバー８０の延設方向がＹ方向と称される場合がある。
本実施形態では、図１に示されるように、カバー８０の一端と他端との間のＬＥＤ１１の並設方向がＸ方向と称される場合があり、Ｘ方向と直交するカバー８０の延設方向がＹ方向と称される場合がある。
【0026】
本実施形態では、カバー８０の厚さ方向一方の面は、ＬＥＤ１１からの光が入射する入射面８０ａであり、厚さ方向他方の面は、光が出射する出射面８０ｂである。カバー８０には、複数の反射部８１が設けられている。各反射部８１は、一例では、出射面８０ｂに設けられた凹部である。本実施形態では、凹部は４つの傾斜面を有する。図５に示されるように、４つの傾斜面のうち２つの傾斜面８１ａ，８１ｂはＸ方向に並んでおり、他の２つの傾斜面はＹ方向に並んでいる。一例では凹部はピラミッド形状を有する。
【0027】
Ｘ方向に並んでいる２つの傾斜面８１ａ，８１ｂはそれぞれ略三角形又は三角形であり、Ｙ方向に並んでいる２つの傾斜面も略三角形又は三角形である。Ｘ方向に並んでいる２つの傾斜面８１ａ，８１ｂがそれぞれ略台形又は台形であってもよく、Ｙ方向に並んでいる２つの傾斜面がそれぞれ略台形又は台形であってもよい。本実施形態では、図５に示されるように、傾斜面８１ａ，８１ｂがそれぞれ出射面８０ｂと成す角度βは３０°である。角度βは後述の機能が満たされる限り別の角度であってもよい。
【0028】
図４に示されるように、各反射部８１は、複数のＬＥＤ１１に対応している。図１に示されるように、本実施形態では、ＬＥＤ１１の光軸ＬＡ方向から見た時に、各反射部８１は４つのＬＥＤ１１の中央位置に配置されている。また、本実施形態では、平面視において、１つの基板１０の１２個のＬＥＤ１１に対して３つの反射部８１が配置されている。なお、３つのＬＥＤ１１の中央位置、２つのＬＥＤ１１の中央位置、５つのＬＥＤ１１の中央位置、又は６つのＬＥＤ１１の中央位置に反射部８１が配置されてもよい。
【0029】
【0030】
図５に示されるように、ＬＥＤ１１の光軸ＬＡと角度αをなす光が面８１ａ，８１ｂに入射する。角度αに角度βを加えた角度がカバー８０の材質の臨界角以上であることが好ましい。カバー８０を形成する材質の屈折率が１．５程度であれば、臨界角は約４２°となる。本実施形態では角度βは３０°であるから、光軸ＬＡと１２°以上の角度を成すＬＥＤ１１からの光が面８１ａ，８１ｂによって全反射する。
なお、必ずしも全反射しなければならない訳ではない。角度αに角度βを加えた角度がカバー８０の材質の臨界角未満であっても、傾斜面８１ａ，８１ｂに入射する光の一部がセンサ９０に向かって反射される。
なお、必ずしも全反射しなければならない訳ではない。角度αに角度βを加えた角度がカバー８０の材質の臨界角未満であっても、傾斜面８１ａ，８１ｂに入射する光の一部がセンサ９０に向かって反射される。
【0031】
制御装置１００は、図２に示されるように、プロセッサ１１０、記憶部１２０、ＲＡＭ等を有するコンピュータ、当該コンピュータと同様の機能を有する集積回路等である。
【0032】
記憶部１２０には、点灯プログラム１２０ａと、リファレンス値１２０ｂのセットとが格納されている。点灯プログラム１２０ａは設定された電流を各基板１０に流すものである。点灯プログラム１２０ａは、例えば図６に示されるタイムチャートのように、各基板１０にそれぞれ設定された電流を流す。
【0033】
記憶部１２０には、複数の基板１０の各々についてリファレンス値１２０ｂが格納されている。リファレンス値１２０ｂは、記憶部１２０に格納されているリファレンス作成プログラム１２０ｃに基づき作成されてもよい。例えば、プロセッサ１１０は、リファレンス作成プログラム１２０ｃに基づき、ＬＥＤ１１を基板１０ごとに点灯させ、点灯させた基板１０に対応するように設けられた２つのセンサ９０の検出値を、当該検出の対象の基板１０の識別情報と対応させて、リファレンス値１２０ｂとして記憶部１２０に記憶する。２つのセンサ９０の検出値を別々に記憶部１２０に記憶してもよいし、２つのセンサ９０の検出値の平均値、加算値等を記憶部１２０に記憶してもよい。基板１０の識別情報は、基板１０の番号、位置情報等であり得る。
【0034】
光照射装置１又は電力供給ユニット２に、リファレンス設定開始のためのボタン４１等の操作部が設けられていてもよい。この場合、プロセッサ１１０が、操作部の操作に応じて、前述のリファレンス値１２０ｂの計測および記憶部１２０への記憶を行ってもよい。また、プロセッサ１１０が、タブレットコンピュータ等の外部のコンピュータからの所定の信号に応じて、前述のリファレンス値１２０ｂの計測および記憶部１２０への記憶を行ってもよい。光照射装置１が配置される環境に応じてリファレンス値１２０ｂが変化する場合があるので、操作部の操作又はコンピュータからの信号に応じたリファレンス値１２０ｂの設定は、ＬＥＤ１１の正確な故障検知のために有利である。
【0035】
プロセッサ１１０は、点灯プログラム１２０ａに基づき、図６に示されるように、複数の基板１０によって光照射を行っている最中に、検査モードで各ＬＥＤ１１を点灯させる。プロセッサ１１０は、図６に示されるように、複数の基板１０のＬＥＤ１１を所定の点灯期間Ｌ１で点灯させた後、所定の消灯期間Ｌ２で消灯させる。プロセッサ１１０は、複数の基板１０を同時に点灯させ、消灯させる。
【0036】
プロセッサ１１０は、上記の点灯および消灯を行いながら、点灯プログラム１２０ａに基づき、検査モードでの点灯を行う。検査モードの点灯は消灯期間Ｌ２に行われる。また、検査モードの点灯は、例えば図６に示されるように複数の基板１０を１つずつ点灯させる。図６では、プロセッサ１１０は、１回目の消灯期間Ｌ２にＮｏ．１と付番された基板１０のみ点灯させ、２回目の消灯期間Ｌ２にＮｏ．２と付番された基板１０のみ点灯させ、３回目の消灯期間Ｌ３にＮｏ．３と付番された基板１０のみ点灯させ、その後も同様に基板１０を１つずつ点灯させる。
【0037】
つまり、プロセッサ１１０は、複数のＬＥＤ１１をグループ毎に検査モードで点灯させる。なお、検査モードにおいて、プロセッサ１１０が基板１０を２つ、３つ等の複数ずつ点灯させてもよい。この場合でも、プロセッサ１１０は複数のＬＥＤ１１をグループ毎に点灯させていると言える。
【0038】
プロセッサ１１０は、検査モードの点灯を行った際に、点灯させた基板１０に対応する２つのセンサ９０の検出値を当該基板１０のリファレンス値１２０ｂと比較し、比較結果に基づいて当該基板１０のＬＥＤ１１の故障判定を行う。本実施形態では各基板１０には１２個のＬＥＤ１１を有するので、１２個のうち１つのＬＥＤ１１が故障により点灯しなくなると、２つのセンサ９０の検出値がリファレンス値１２０ｂに対して例えば５％以上小さくなる。このため、前記比較によって、プロセッサ１１０は各基板１０の故障判定を行うことが可能となる。
【0039】
なお、本実施形態では、各基板１０用のリファレンス値１２０ｂが予め記憶部１２０に格納されている。これに対し、検査モードにおいて各基板１０が点灯された際の対応するセンサ２０の検出値が、各基板１０のリファレンス値１２０ｂとして記憶部１２０に記憶されてもよい。この場合、リファレンス値１２０ｂが作成される時、光照射装置１は実際に使用される環境に配置され、光照射装置１が光を照射する対象も存在している。このため、リファレンス値１２０ｂがより正確になる。
【0040】
また、図７に示されるように、対象となる基板１０を消灯期間Ｌ２に点灯させ続けることによって、検査モードでの点灯を行ってもよい。この場合でもリファレンス値１２０ｂの作成を行うことが可能である。また、この場合、消灯期間Ｌ２が短い場合でも、検査モードにおけるＬＥＤ１１からの光の放射量が安定する。光の照射量が重要である場合、消灯期間Ｌ２は短い方が良い。例えば、消灯期間Ｌ２が数μ秒である場合もある。なお、樹脂の硬化を効率的に行うために、消灯期間Ｌ２は１ｍ秒以下であることが好ましい。このような短時間にＬＥＤ１１を検査モードで点灯させ、さらに消灯することが難しい場合がある。このような時に、図７のような検査モードでの点灯は、検査モードにおける各ＬＥＤ１１の光の照射量を安定させるために有利である。
【0041】
また、図８に示されるように、センサ９０の露光部を遮るシャッター９１が設けられていてもよい。シャッター９１として、例えば、周知のフォーカルプレーンシャッター、レンズシャッター、電子先幕シャッター、ローリングシャッター等の電子シャッターを使用できる。プロセッサ１１０は、点灯プログラム１２０ａに基づき、点灯期間Ｌ１はシャッター９１が閉じており、消灯期間Ｌ２にシャッター９１が開くように、シャッター９１を制御する。プロセッサ１１０が、消灯期間Ｌ２に、検査モードで点灯させる基板１０に対応したセンサ９０のシャッター９１のみを開いてもよい。
【0042】
当該構成は、点灯期間Ｌ１に全てのＬＥＤ１１からの大量の光がセンサ９０に照射されることによるセンサ９０の劣化が防止される。特に、各ＬＥＤ１１が紫外線を射出する場合、各ＬＥＤ１１が高輝度ＬＥＤの場合、センサ９０の劣化がシャッター９０によって効果的に防止される。
センサ９０がケース９２に収容されており、センサ９０がケース９２およびシャッター９１によって覆われていてもよい。この場合、センサ９０の劣化がさらに効果的に防止される。
センサ９０がケース９２に収容されており、センサ９０がケース９２およびシャッター９１によって覆われていてもよい。この場合、センサ９０の劣化がさらに効果的に防止される。
【0043】
本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ光照射システムについて図面を参照して以下に説明する。
このＬＥＤ光照射システムは、第１実施形態の面状に光照射する光照射装置１の代わりに、図９および図１０に示されるように、ライン状に光照射する光照射装置４を用いるものである。このＬＥＤ光照射システムは、第１実施形態と同様の電力供給ユニット２および接続コード３を有する。第１実施形態と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
このＬＥＤ光照射システムは、第１実施形態の面状に光照射する光照射装置１の代わりに、図９および図１０に示されるように、ライン状に光照射する光照射装置４を用いるものである。このＬＥＤ光照射システムは、第１実施形態と同様の電力供給ユニット２および接続コード３を有する。第１実施形態と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
【0044】
光照射装置４は、複数の基板１０を有し、各基板１０は直列に接続された複数のＬＥＤ１１を有する。電力供給ユニット２と各基板１０との接続は第１実施形態と同様である。このため、第２実施形態でも、電力供給ユニット２は複数のＬＥＤ１１をグループ毎、例えば基板１０毎に点灯させることができる。
この光照射装置４は、カバー８０の端部に光量を検出可能なセンサ９０が設けられて、センサ９０の検出結果は電力供給ユニット２の制御装置１００に送信される。
この光照射装置４は、カバー８０の端部に光量を検出可能なセンサ９０が設けられて、センサ９０の検出結果は電力供給ユニット２の制御装置１００に送信される。
【0045】
第２実施形態でも、複数の基板１０に対して、基板１０の数よりも少ないセンサ９０が設けられている。具体的には、光照射装置４はＬＥＤ１１の並設方向の両端にセンサ９０が１つずつ設けられ、光照射装置４は３個以上の基板１０を有する。各センサ９０はカバー８０の端から射出される光を検出する。第２実施形態では、図１０に示されるように、ＬＥＤの並設方向がＸ方向と称される場合があり、Ｘ方向と直交するカバー８０の延設方向がＹ方向と称される場合がある。
【0046】
光照射装置４には、図９および図１０に示されるように、複数のＬＥＤ１１からの光をＹ方向に集光するための集光レンズ４ａが設けられている。また、図９および図１０に示されるように、複数のＬＥＤ１１からの光を拡散するための拡散板４ｂが設けられていてもよい。カバー８０は集光レンズ４ａを通過した後の光が通過する。拡散板は透明なプラスチック、ガラス等から成る。なお、集光レンズ４ａおよび拡散板４ｂは設けなくてもよい。
【0047】
集光レンズ４ａ、拡散板４ｂ等を通過したＬＥＤ１１からの光が出射する出射面８０ｂには第１実施形態と同様の複数の反射部８１が設けられ、複数の反射部８１はＸ方向に並んでいる。
図１０に示されるように、各反射部８１は、複数のＬＥＤ１１からの光を、第１実施形態と同様に、カバー８０内でＸ方向の一方又は他方に反射する。
図１０に示されるように、各反射部８１は、複数のＬＥＤ１１からの光を、第１実施形態と同様に、カバー８０内でＸ方向の一方又は他方に反射する。
【0048】
第２実施形態でも、第１実施形態又はその変形例と同様に、記憶部１２０には複数の基板１０の各々についてリファレンス値１２０ｂが格納される。
そして、第２実施形態でも、プロセッサ１１０は、各基板１０のＬＥＤ１１を図６、図７等に示されるように点灯期間Ｌ１に点灯させ、消灯期間Ｌ２で消灯させる。また、第１実施形態と同様に、プロセッサ１１０は、消灯期間Ｌ２において、複数の基板１０を１つずつ検査モードで点灯させ、その際の２つのセンサ９０の検出値を当該基板１０のリファレンス値１２０ｂと比較する。また、プロセッサ１１０は、比較結果に基づき各基板１０の故障判定を行う。
この様に、第２実施形態も第１実施形態と同様に、光照射装置４の使用中に各基板１０の故障を正確に判定することが可能となる。
そして、第２実施形態でも、プロセッサ１１０は、各基板１０のＬＥＤ１１を図６、図７等に示されるように点灯期間Ｌ１に点灯させ、消灯期間Ｌ２で消灯させる。また、第１実施形態と同様に、プロセッサ１１０は、消灯期間Ｌ２において、複数の基板１０を１つずつ検査モードで点灯させ、その際の２つのセンサ９０の検出値を当該基板１０のリファレンス値１２０ｂと比較する。また、プロセッサ１１０は、比較結果に基づき各基板１０の故障判定を行う。
この様に、第２実施形態も第１実施形態と同様に、光照射装置４の使用中に各基板１０の故障を正確に判定することが可能となる。
【0049】
なお、第１実施形態および第２実施形態において、反射部８１が省略されてもよい。この場合でも、例えば、カバー８０が拡散板であり、カバー８０の入射面８０ａに拡散のための凹凸が設けられている場合は、各ＬＥＤからの光のうち一部が出射面８０ｂで反射し、反射した光の一部がセンサ９０に到達する。第２実施形態でこのようなカバー８０を採用する場合、拡散板４ｂを省略することができる。また、その他の方法でカバー８０の端部のセンサ９０にＬＥＤ１０からの光が到達してもよい。
また、集光レンズ（透明部材）４ａの端部にセンサ９０が設けられ、集光レンズ４ａの端部からの光をセンサ９０が検出してもよい。
また、集光レンズ（透明部材）４ａの端部にセンサ９０が設けられ、集光レンズ４ａの端部からの光をセンサ９０が検出してもよい。
【0050】
また、第１実施形態および第２実施形態において、反射部８１が省略され、各センサ９０が基板１０に設けられてもよい。例えば、図１１に示されるように、４つのＬＥＤ１１の中央位置にセンサ９０が配置されてもよい。この場合でも、複数１０の基板１０に対して、基板１０の数よりも少ないセンサ９０が設けられることになる。なお、３つのＬＥＤ１１の中央位置、２つのＬＥＤ１１の中央位置、５つのＬＥＤ１１の中央位置、又は６つのＬＥＤ１１の中央位置にセンサ９０が配置されてもよい。
この場合でも、第１実施形態又はその変形例と同様に、記憶部１２０には複数の基板１０の各々についてリファレンス値１２０ｂが格納されている。
この場合でも、第１実施形態又はその変形例と同様に、記憶部１２０には複数の基板１０の各々についてリファレンス値１２０ｂが格納されている。
【0051】
そして、プロセッサ１１０は、各基板１０のＬＥＤ１１を図６、図７等に示されるように点灯期間Ｌ１に点灯させ、消灯期間Ｌ２で消灯させる。また、第１実施形態と同様に、プロセッサ１１０は、消灯期間Ｌ２において、複数の基板１０を１つずつ検査モードで点灯させ、その際の対応する３つのセンサ９０の検出値を当該基板１０のリファレンス値１２０ｂと比較する。このため、第１および第２実施形態と同様に、光照射装置１の使用中に各基板１０のＬＥＤ１１の故障を正確に判定することが可能となる。
【0052】
なお、前述の各実施形態では、各反射部８１がピラミッド形状を有するが、各反射部８１がドーム形状を有していてもよい。各反射部８１は対応するＬＥＤ１１からの光の一部をセンサ９０に向かって反射するものであれば、他の形状であってもよい。
【0053】
なお、前述の各実施形態において、センサ９０を光照射装置１，４内の他の場所に設けることも可能である。又は、センサ９０を光照射装置１，４外に設けることも可能である。これらの場合でも、各基板１０のリファレンス値１２０ｂが記憶部１２０に格納されていれば、検査モードの各基板１０の点灯時にセンサ９０の検出値とリファレンス値１２０ｂとを比較することによって、各基板１０のＬＥＤ１１の故障を正確に判定することが可能である。
【0054】
なお、前記各実施形態では、制御装置１００の記憶部１２０にリファレンス値１２０ｂが格納され、センサ９０の検出値が制御装置１００に送信される。これに対し、コンピュータである他の制御装置の記憶部にリファレンス値１２０ｂが格納され、センサ９０の検出値が他の制御装置に送信され、他の制御装置がリファレンス値１２０ｂに基づき各基板１０のＬＥＤ１１の故障を判定してもよい。この場合、制御装置１００および他の制御装置が制御手段として機能する。
【0055】
前記各実施形態では、制御装置１００が複数のＬＥＤ１１を間欠点灯することによって光照射装置１，４が樹脂を硬化させるものであり、制御装置１００は、間欠点灯の消灯期間Ｌ２に、複数のＬＥＤ１１をグループ毎に点灯させる。そして、制御装置１００は、センサ９０の検出値とリファレンス値１２０ｂとの比較結果に基づいてＬＥＤ故障を判定する。樹脂を硬化させるための光照射装置１，４は、樹脂を硬化させて製品を製造する工程の奥深くに配置される場合が少なくない。また、当該工程は、樹脂の硬化を効率的且つ正確に行うためのものであるため、硬化対象である樹脂が光照射位置に配置されている状態で、各ＬＥＤ１１を消灯させることはしない。
【0056】
本実施形態では、消灯期間Ｌ２に複数のＬＥＤ１１の故障の有無を正確に判定することができる。つまり、樹脂の硬化を実行しながら、複数のＬＥＤ１１の故障の有無を常に監視することができる。当該構成は、製造される製品の品質を確保又は保障する上で極めて有利である。
【0057】
前記各実施形態では、制御装置１００が複数のＬＥＤ１１をグループ毎に点灯させ、制御装置１００がグループ毎にリファレンス値１２０ｂを記憶しており、当該グループよりも少ない数のセンサ９０を用いて各ＬＥＤ１１の故障が判定される。センサ９０をグループ毎に設けることも可能である。しかし、グループ毎にセンサ９０を設けると、センサ９０の数が多くなり、また、センサ９０の検出精度のチェックにセンサ９０の数が多い分だけ手間がかかる。特に、ＬＥＤ１１が紫外線を照射するものである場合、センサ９０の早期の故障が懸念される。
【0058】
センサ９０とグループが１対１の場合に、センサ９０の出力値が低下した場合は、当該グループのＬＥＤ１１の一部に故障がある可能性だけでなく、センサ９０の検出精度が低下している可能性もある。これに対し、グループの数よりもセンサ９０の数が少ない場合、１つのセンサ９０が担当するグループが２以上となる。２以上のグループの各々でＬＥＤ１１の故障が同時に発生する可能性は低い。このため、２以上のグループの何れかについてのセンサ９０の出力値が低下した場合は、センサ９０の検出精度が低下しているのではなく、当該グループのＬＥＤ１１に故障が生じていることになる。このように、前記各実施形態の光照射システムは、ＬＥＤ１１の故障を正確に検出できる。
【0059】
また、前記各実施形態では、センサ９０は、前記透明板又は透明部材の端部からの光を検出するように配置されている。このため、センサ９０は、光照射装置１，４の光照射のための光量の低下を将来しない。また、光照射装置１，４が紫外線照射である場合、その照射範囲の強い光がセンサ９０に直接に照射されないので、センサ９０の早期の故障が防止される。
【0060】
また、前記各実施形態では、カバー８０の出射面８０ｂに反射部８１が設けられているので、ＬＥＤ１１からの光の一部をカバー８０の端部に効率的に向かわせることができる。これは、センサ９０の検出値に基づくＬＥＤ１１の故障の判断を正確に行う上で有利である。
【0061】
前記各実施形態では、反射部８１は、ＬＥＤ１１の光軸ＬＡの方向から見た時に、複数のＬＥＤ１１の中央位置に配置されており、各ＬＥＤ１１の光量がセンサ９０の検出値に与える影響が略同等となる。これは、各ＬＥＤ１１の故障の有無を正確に検出するために有利である。
図１１のように、ＬＥＤ１１の光軸ＬＡの方向から見た時に、複数のＬＥＤ１１の中央位置に配置されるようにセンサ９０が基板１０に取付けられていてもよい。この場合でも、各ＬＥＤ１１の光量がセンサ９０の検出値に与える影響が略同等となる。
図１１のように、ＬＥＤ１１の光軸ＬＡの方向から見た時に、複数のＬＥＤ１１の中央位置に配置されるようにセンサ９０が基板１０に取付けられていてもよい。この場合でも、各ＬＥＤ１１の光量がセンサ９０の検出値に与える影響が略同等となる。
【0062】
なお、前記各実施形態において、カバー（透明板）９０又は集光レンズ（透明部材）４ａの端部に複数のセンサ９０ではなく単一のセンサ９０が設けられていてもよい。この場合でも、前述と同様の作用効果が達成され得る。
【0063】
また、図１２に示されるように、反射部８１の代わりに光拡散部８２が設けられてもよい。例えば、光拡散部８２は、出射面８０ｂの一部に数十～数百μｍの凹凸を形成することにより設けられる。凹凸は均一なものであってもよく、ランダムなものであってもよい。例えば、光拡散部８２は、出射面８０ｂを物理的又は化学的に粗面状にすることによって設けられる。
【0064】
反射部８１の代わりに光拡散部８２を設ける場合、ＬＥＤ１１からの光が光拡散部８２によって様々な方向に拡散され、その一部がセンサ９０に向かう。光拡散部８２もセンサ９０に向かって光を反射する反射部であると言うこともできる。
【0065】
また、図１３に示されるように、反射部８１の代わりに光拡散部８３が設けられてもよい。例えば、光拡散部８３は、入射面８０ａの一部に光を拡散するシートを貼付けることにより設けられる。入射面８０ａの一部に数十～数百μｍの凹凸を形成することにより光拡散部８３が設けられてもよい。凹凸は均一なものであってもよく、ランダムなものであってもよい。例えば、光拡散部８２は、出射面８０ｂを物理的又は化学的に粗面状にすることによって設けられる。
反射部８１の代わりに光拡散部８２を設ける場合、ＬＥＤ１１からの光が光拡散部８３によって様々な方向に拡散され、その一部がセンサ９０に向かう。
反射部８１の代わりに光拡散部８２を設ける場合、ＬＥＤ１１からの光が光拡散部８３によって様々な方向に拡散され、その一部がセンサ９０に向かう。
【0066】
光拡散部８２又は光拡散部８３は、カバー８０の平面視において、カバー８０の全体の面積に対して３％以下である。なお、光拡散部８２又は光拡散部８３の面積がカバー８０の全体の面積に対して５％以下であっても、対象の照射する光の量が確保されるならば、成立し得る。
【符号の説明】
【0067】
１，４…光照射装置、２…電力供給ユニット、３…接続コード、１０…ＬＥＤ基板、１１…ＬＥＤ、１２…ＦＥＴ、１３…電流検知抵抗、２０…調光基板、２１…オペアンプ、３０…調光信号供給部、４０…入力部、７１…光照射装置本体、８０…カバー、８０ａ…入射面、８０ｂ…出射面、８１…反射部、９０…センサ、９１…シャッター、１００…制御装置、１２０…記憶部、１２０ｂ…リファレンス値、１２０ｃ…リファレンス作成プログラム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】