紫外線照射システム、それに用いられる硬化反応検知装置およびそれを用いた紫外線硬化樹脂の硬化方法
【課題】汎用的な紫外線硬化樹脂に対してその硬化反応状態をリアルタイムで判断できる紫外線照射システム、それに用いられる硬化反応検知装置およびそれを用いた紫外線硬化樹脂の硬化方法を提供する。
【解決手段】測定された蛍光量と予め設定されるしきい値α１とを比較し、測定された蛍光量がしきい値α１を超過すると「硬化反応完了」を発する。なお、この「硬化反応完了」が発せられると、硬化反応検知装置から光源部へ照射終了指示が与えられ、硬化用紫外線の照射が停止される。これに伴って、励起紫外線の照射も停止される。
【解決手段】測定された蛍光量と予め設定されるしきい値α１とを比較し、測定された蛍光量がしきい値α１を超過すると「硬化反応完了」を発する。なお、この「硬化反応完了」が発せられると、硬化反応検知装置から光源部へ照射終了指示が与えられ、硬化用紫外線の照射が停止される。これに伴って、励起紫外線の照射も停止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は紫外線硬化樹脂を硬化させるための紫外線照射システム、それに用いられる硬化反応検知装置およびそれを用いた紫外線硬化樹脂の硬化方法に関し、特に紫外線硬化樹脂の硬化反応状態をリアルタイムで判断する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、多くの産業分野において、接着剤やコーティング剤の硬化方法として紫外線硬化法（Ultra Violet Curing）が利用されている。紫外線硬化法は、熱エネルギーを利用する熱硬化方法に比較して、有害物質を大気中に放散しない、硬化時間が短い、熱に弱い製品にも適応できるなどの多くの利点を有している。
【０００３】
紫外線硬化法では、紫外線照射前においては主に液体である一方、紫外線照射後においては固体に変化する紫外線硬化樹脂が用いられる。このような紫外線硬化樹脂は、主剤としてモノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方を含み、さらに光重合開始剤を含む。光重合開始剤は、照射される紫外線を受けてラジカルやカチオンを発生し、発生したラジカルやカチオンがモノマーやオリゴマーと重合反応を生じる。この重合反応に伴いモノマーやオリゴマーはポリマーに変化し、分子量が極めて大きくなるとともに、融点が低下する。この結果、紫外線硬化樹脂は液体状態を維持できなくなって固体に変化する。
【０００４】
一方、目視による紫外線硬化樹脂の硬化度や品質異常有無の判断は困難であり、紫外線硬化樹脂の硬化反応状態を容易に判断する方法が要望されている。そこで、たとえば特許第２６５１０３６号公報（特許文献１）には、硬化可能コーティング材料の硬化程度を監視する方法が開示されている。この方法によれば、紫外線硬化可能材料と、硬化可能材料の硬化度の関数として変化するような発光を行なう蛍光成分を含むプローブとからなる材料系に対して、紫外線硬化可能材料の硬化度を測定するためにプローブの発光を測定するステップを含む。
【特許文献１】特許第２６５１０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許第２６５１０３６号公報（特許文献１）に開示されるように、硬化可能材料の硬化度の関数として変化するように発光するプローブを紫外線硬化樹脂に添加する方法は、汎用的な紫外線硬化法に適用することが困難である場合が多い。すなわち、上述のプローブのように特別な材料を添加することはコスト的に不利であり、また、品質上の観点からそのようなプローブを添加することが許容されない場合も多い。
【０００６】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、汎用的な紫外線硬化樹脂に対してその硬化反応状態をリアルタイムで判断できる紫外線照射システム、それに用いられる硬化反応検知装置およびそれを用いた紫外線硬化樹脂の硬化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者らは、紫外線硬化樹脂に対する紫外線照射に応じて、紫外線硬化樹脂に含まれる光重合開始剤自体が紫外線硬化樹脂の状態（たとえば、硬化度）と相関のある観測可能な蛍光を放射する事実を見出し、この事実を利用した紫外線硬化樹脂の状態推定方法を特願２００６−０７１５８０号として出願した。本願発明は、この紫外線硬化樹脂の状態と相関のある観測可能な蛍光を利用して、上述の課題を解決するものである。
【０００８】
この発明のある局面に従えば、モノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方からなる主剤と光重合開始剤とを含む紫外線硬化樹脂を硬化させるための紫外線照射システムである。この紫外線照射システムは、紫外線硬化樹脂の硬化反応を促進するための第１の紫外線を照射する光源装置と、硬化反応検知装置とを備える。そして、硬化反応検知装置は、紫外線硬化樹脂を活性化させるための第２の紫外線を照射する照射手段と、照射手段によって照射される第２の紫外線を受けて光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する測定手段と、測定手段によって測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、紫外線硬化樹脂の硬化反応状態を判断する判断手段とを含む。
【０００９】
この局面に従う紫外線照射システムによれば、第１の紫外線を照射して紫外線硬化樹脂の硬化反応を促進するとともに、第２の紫外線を照射して紫外線硬化樹脂の光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する。この蛍光量は、紫外線硬化樹脂の硬化反応状態と相関性を有するので、この蛍光量の時間的挙動に基づいて、硬化反応状態をリアルタイムに判断できる。
【００１０】
好ましくは、硬化反応検知装置は、光源装置からの第１の紫外線の照射が開始されると、第２の紫外線の照射および蛍光量の測定を開始するように構成され、かつ、光源装置からの第１の紫外線の照射が終了すると、第２の紫外線の照射および蛍光量の測定を終了するように構成される。
【００１１】
好ましくは、判断手段は、測定された蛍光量が所定のしきい値を超過すると、光源装置に対して第１の紫外線の照射の終了を指示する。
【００１２】
好ましくは、判断手段は、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定のしきい値を下回ると、光源装置に対して第１の紫外線の照射の終了を指示する。
【００１３】
好ましくは、光源装置は、時間的に略一定の強度をもつ第１の紫外線を照射し、照射手段は、周期的に強度が変化する第２の紫外線を照射し、測定手段は、測定された蛍光量のうち、照射手段によって放射される第２の紫外線の強度変化周期に対応する周期成分に基づいて、光重合開始剤から放射される蛍光量として抽出する。
【００１４】
この発明の別の局面に従えば、モノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方からなる主剤と光重合開始剤とを含む紫外線硬化樹脂が第１の紫外線を受けて生じる硬化反応を検知する硬化反応検知装置である。この硬化反応検知装置は、紫外線硬化樹脂を活性化させるための第２の紫外線を照射する照射手段と、照射手段によって照射される第２の紫外線を受けて光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する測定手段と、測定手段によって測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、紫外線硬化樹脂の硬化反応状態を判断する判断手段とを含む。
【００１５】
この局面に従う硬化反応検知装置によれば、紫外線硬化樹脂が第１の紫外線を受けて硬化反応を生じる際に、第２の紫外線を照射して紫外線硬化樹脂の光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する。この蛍光量は、紫外線硬化樹脂の硬化反応状態と相関性を有するので、この蛍光量の時間的挙動に基づいて、硬化反応状態をリアルタイムに判断できる。
【００１６】
好ましくは、判断手段は、測定された蛍光量が所定のしきい値を超過すると、当該硬化反応が完了したと判断する。
【００１７】
また好ましくは、判断手段は、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定のしきい値を下回ると、当該硬化反応が完了したと判断する。
【００１８】
さらに好ましくは、判断手段は、硬化反応が完了したと判断すると、第１の紫外線の照射の終了を指示する。
【００１９】
また好ましくは、判断手段は、第１の紫外線の照射開始から所定時間経過後において、測定された蛍光量が所定のしきい値を下回っていれば、当該硬化反応が異常であると判断する。
【００２０】
また好ましくは、判断手段は、第１の紫外線の照射開始から所定時間経過後において、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定の範囲外にあれば、当該硬化反応が異常であると判断する。
【００２１】
また好ましくは、判断手段は、予め定められた基準の時間的挙動を参照して、測定された蛍光量から硬化反応の正常性を判断する。
【００２２】
さらに好ましくは、判断手段は、基準の時間的挙動に対する測定された蛍光量の偏差が所定範囲外になると、当該硬化反応が異常であると判断する。
【００２３】
好ましくは、基準の時間的挙動と測定された蛍光量の時間的挙動とを同一座標上に表示するための第１表示手段をさらに備える。
【００２４】
さらに好ましくは、第１表示手段は、基準の時間的挙動に対する測定された蛍光量の偏差の時間的挙動をさらに表示するように構成される。
【００２５】
好ましくは、第１の紫外線を受けて生じる紫外線硬化樹脂の硬化反応の進行度合を表示するための第２表示手段をさらに備える。
【００２６】
さらに好ましくは、第２表示手段は、硬化反応が完了したとみなされる蛍光量である反応完了蛍光量に対する測定された蛍光量の比率に基づいて、硬化反応の進行度合を算出する。
【００２７】
さらに好ましくは、第２表示手段は、予め測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、反応完了蛍光量を算出する。
【００２８】
またさらに好ましくは、第２表示手段は、外部からの入力値に応じて反応完了蛍光量を変更可能に構成される。
【００２９】
好ましくは、第２表示手段は、硬化反応の進行度合を数値表示するように構成される。
また好ましくは、第２表示手段は、硬化反応の進行度合をインジケータ表示するように構成される。
【００３０】
好ましくは、第２表示手段は、第１および第２の紫外線の波長帯域から長波長側に所定の長さ以上離れた波長帯域を有する色を用いて硬化反応の進行度合を表示するように構成される。
【００３１】
好ましくは、測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、硬化反応の完了を判断するために用いられる所定のしきい値を設定するしきい値設定手段をさらに備える。
【００３２】
また好ましくは、測定された蛍光量の時間的挙動において所定の特徴的態様が生じた時点の蛍光量に基づいて、硬化反応の完了を判断するために用いられる所定のしきい値を設定するしきい値設定手段をさらに備える。
【００３３】
さらに好ましくは、しきい値設定手段は、蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定の範囲内になった時点の蛍光量に基づいて所定のしきい値を設定する。
【００３４】
好ましくは、測定された蛍光量の時間的挙動において第１の紫外線の照射開始から所定時間経過時点の蛍光量に基づいて、硬化反応の完了を判断するために用いられる所定のしきい値を設定するしきい値設定手段をさらに備える。
【００３５】
好ましくは、照射手段によって第２の紫外線が照射される期間中に、第２の紫外線の照射を視覚的に通知するための視覚的通知手段をさらに備える。
【００３６】
好ましくは、第１の紫外線を発生するための光源部をさらに備える。
この発明のさらに別の局面に従えば、紫外線照射システムを用いたモノマーまたはオリゴマーの少なくとも一方からなる主剤と光重合開始剤とを含む紫外線硬化樹脂の硬化方法である。紫外線照射システムは、光源装置と硬化反応検知装置とを備える。この紫外線硬化樹脂の硬化方法は、光源装置から紫外線硬化樹脂を硬化させるための第１の紫外線を照射するステップと、硬化反応検知装置から紫外線硬化樹脂を活性化させるための第２の紫外線を照射するステップと、第２の紫外線を受けて光重合開始剤から放射される蛍光量を測定するステップと、測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、紫外線硬化樹脂の硬化反応状態を判断するステップと、判断された硬化反応状態に基づいて、第１の紫外線の照射を制御するステップとを含む。
【００３７】
この局面に従う紫外線硬化樹脂の硬化方法によれば、第１の紫外線を照射して紫外線硬化樹脂の硬化反応を促進するとともに、第２の紫外線を照射して紫外線硬化樹脂の光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する。この蛍光量は、紫外線硬化樹脂の硬化反応状態と相関性を有するので、この蛍光量の時間的挙動に基づいて、硬化反応状態をリアルタイムに判断できる。
【発明の効果】
【００３８】
この発明によれば、汎用的な紫外線硬化樹脂に対してその硬化反応状態をリアルタイムで判断できる紫外線照射システム、それに用いられる硬化反応検知装置およびそれを用いた紫外線硬化樹脂の硬化方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００４０】
［実施の形態１］
（紫外線照射システムの概略構成）
図１は、この発明の実施の形態１に従う紫外線照射システム１の概略構成図である。
【００４１】
図１を参照して、この発明の実施の形態１に従う紫外線照射システム１は、紫外線硬化樹脂の硬化反応を促進するための硬化用紫外線５４を放射する光源装置２００と、紫外線硬化樹脂が硬化用紫外線を受けて生じる硬化反応を検知する硬化反応検知装置１００とからなる。そして、紫外線照射システム１は、一例として、基材６の上に被着体８を配置し、紫外線硬化樹脂１２を用いて両者を接着するような製造ラインに配置される。なお、基材６、被着体８および紫外線硬化樹脂１２を一体として「ワーク」とも称す。紫外線硬化樹脂１２は、モノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方からなる主剤と、光重合開始剤とを含み、紫外線を受けて硬化反応を生じる。
【００４２】
光源装置２００は、硬化用紫外線５４を発生する照射ヘッド部２０４と、照射ヘッド部２０４を駆動するための光源部２０２とからなる。照射ヘッド部２０４は、硬化用紫外線５４の発生機構であり、一例として、紫外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や紫外線ランプなどからなる。照射ヘッド部２０４から放射された硬化用紫外線５４が紫外線硬化樹脂１２に入射するように、照射ヘッド部２０４は、たとえばワークの垂直上部に配置される。光源部２０２は、照射ヘッド部２０４と電気的に接続され、照射ヘッド部２０４から硬化用紫外線５４を生成するための駆動電力を供給する。本実施の形態では、硬化用紫外線５４は、時間的に略一定の強度で照射される。すなわち、硬化用紫外線５４の照射強度は、主として直流（ＤＣ）成分からなる。
【００４３】
また、光源部２０２は、硬化反応検知装置１００と電気的に接続され、硬化用紫外線５４の照射状態信号、たとえば、照射開始信号や照射終了信号を硬化反応検知装置１００へ送出する。さらに、光源部２０２は、ユーザや外部装置からの照射開始指令（図示しない）に応じて、硬化用紫外線５４の照射を開始するように構成されるとともに、硬化反応検知装置１００からの照射終了指示に応答して、硬化用紫外線５４の照射を停止するように構成される。
【００４４】
硬化反応検知装置１００は、蛍光測定ヘッド部１０４と、制御部１０２とからなる。蛍光測定ヘッド部１０４は、制御部１０２から受けた照射指令に応答して、紫外線硬化樹脂１２を活性化させるための励起紫外線５０を発生し、紫外線硬化樹脂１２に向けて照射するとともに、紫外線硬化樹脂１２から放射される蛍光５２を受光して、検出された蛍光量を示す信号を制御部１０２へ出力する。また、蛍光測定ヘッド部１０４の上部には、励起紫外線５０の照射期間中に励起紫外線５０の照射を視覚的に通知するための表示灯１０６が設けられる。表示灯１０６は、励起紫外線５０の照射期間中に点滅するなどして、周囲にいるユーザに紫外線が照射されることを知らせ、防護処置をとるように促すものである。
【００４５】
制御部１０２は、光源装置２００の照射状態に応じて蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令を与えるとともに、蛍光測定ヘッド部１０４から出力される蛍光量を示す信号に基づいて、紫外線硬化樹脂１２に含まれる光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する。より詳細には、制御部１０２は、光源部２０２から照射開始信号を受けると、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令を与えて励起紫外線５０の照射を開始するとともに、光重合開始剤から放射される蛍光量の測定を開始する。さらに、制御部１０２は、光源部２０２から照射終了信号を受けると、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令を与えて励起紫外線５０の照射を終了するとともに、光重合開始剤から放射される蛍光量の測定を終了する。
【００４６】
さらに、制御部１０２は、測定された蛍光量の時間的挙動（たとえば、時間的プロフィール）に基づいて、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応状態を判断する。後述するように、この判断された硬化反応状態に応じて、制御部１０２は硬化用紫外線５４の照射を制御したり、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応における異常発生の有無（正常性）を判断したりする。
【００４７】
（紫外線硬化樹脂）
この発明の実施の形態１に従う紫外線照射システム１において使用される紫外線硬化樹脂１２は、紫外線照射前においては主に液体である一方、紫外線照射後においては固体に変化（硬化）する。なお、本明細書において、「紫外線硬化樹脂」とは、その状態（紫外線照射前の液体状態、もしくは紫外線照射後における固体状態）にかかわらず総称的な意味で使用する。
【００４８】
紫外線照射前（硬化前）における紫外線硬化樹脂は、モノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方、光重合開始剤、ならびに各種添加剤を含む。モノマーおよびオリゴマーは主剤であり、紫外線を受けて光重合開始剤が発生するラジカルやカチオンにより重合反応（主鎖反応や架橋反応など）を生じる。そして、この重合反応に伴いモノマーおよびオリゴマーは、ポリマーに変化して分子量が極めて大きくなるとともに融点が低下する。この結果、紫外線硬化樹脂は液体から固体へ変化する。
【００４９】
モノマーおよびオリゴマーは、一例として、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリブタジエンアクリレート、シリコンアクリレート、およびエポキシアクリレートなどからなる。モノマーは、単量体とも呼ばれ、重合反応によって重合体を合成する場合の原料となる状態である。一方、オリゴマーは、低重合体とも呼ばれ、重合度が２〜２０程度の比較的重合度の低い状態である。
【００５０】
光重合開始剤は、紫外線を受けてラジカルを発生するラジカル重合開始剤、および紫外線を受けてカチオンを発生するカチオン重合開始剤に大別される。なお、ラジカル重合開始剤は、アクリル系のモノマーおよびオリゴマーに対して使用され、カチオン重合開始剤は、エポキシ系やビニールエーテル系のモノマーおよびオリゴマーに対して使用される。さらに、ラジカル重合開始剤およびカチオン重合開始剤の混合物からなる光重合開始剤を用いてもよい。
【００５１】
ラジカル重合開始剤は、ラジカルの発生過程に応じて、水素引抜型および分子内開裂型に大別される。水素引抜型は、一例として、ベンゾフェノンおよびオルソベンゾイル安息香酸メチルなどからなる。一方、分子内開裂型は、一例として、ベンゾインエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシアルキルフェノン、α−アミノアルキルフェノン、オキソベンゾイル安息香酸メチル（ＯＢＭ）、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド（ＢＭＳ）、イソプロピルチオキサントン（ＩＰＴＸ）、ジエチルチオキサントン（ＤＥＴＸ）、エチル４−（ジエチルアミノ）ベンゾエート（ＤＡＢ）、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−オン、ベンジルジメチルケタール（ＢＤＫ）、および１，２αヒドロキシアルキルフェノンなどからなる。
【００５２】
また、カチオン重合開始剤は、一例として、ジフェニルヨードニウム塩などからなる。
なお、本明細書において、「光重合開始剤」とは、光重合反応を開始させる能力が残存しているものに限らず、当初の光重合開始剤が光重合反応に寄与することによって変化したり光重合反応の対象となるモノマーやオリゴマーが周囲に存在しなかったりすることにより、もはや光重合反応の開始に寄与しない物質となったものをも含む意味で使用する。ここで、光重合開始反応に寄与した後の光重合開始剤は、多くの場合、ほぼ当初の分子の大きさを保持したまま、あるいは２つまたはそれ以上の数の分子に分裂した状態で、ポリマーの末端に結合している。
【００５３】
上述したように、本願発明者らは、この紫外線硬化樹脂１２に含まれる光重合開始剤自体が紫外線照射に応じて、紫外線硬化樹脂１２の状態（たとえば、硬化度）と相関のある観測可能な蛍光を放射することを見出した。
【００５４】
より詳細には、本願発明者らは、代表的な紫外線硬化樹脂（合計２２種類）の各々に対して、波長３６５ｎｍをもつ励起紫外線５０を照射した場合に放射される光の波長について、スペクトルアナライザーを用いて調査した。この結果、いずれの紫外線硬化樹脂からも、励起紫外線５０の波長より長い波長をもつ光（蛍光）が放射されていることを確認した。
【００５５】
ここで、紫外線硬化樹脂に含まれる光重合開始剤は、以下のような性質を有する。
（１）重合反応を開始させるための活性種（ラジカルや酸など）を生成する能力（量子収率、モル吸光係数）が高い。
【００５６】
（２）反応性の高い活性種を生成する。
（３）活性種の生成能力を発揮するための励起エネルギーのスペクトル域が紫外線領域である。
【００５７】
すなわち、光重合開始剤は、紫外線を吸収しやすい分子構造のものが採用され、紫外線吸収したことによるエネルギー（電子）を他の分子に与えやすいものとなっている。
【００５８】
一方、紫外線硬化樹脂の主剤であるモノマーおよびオリゴマーは、キャリア（電子）が分子内をスムーズに動きにくい構造をとるため、蛍光をほとんど発しないと考えられる。
【００５９】
したがって、本願発明者らは、本質的に光重合開始材が紫外線を受けて蛍光を放射する性質を有する物質であると結論付けた。
【００６０】
（硬化反応検知装置の概略構成）
図２は、硬化反応検知装置１００のより詳細な概略構成図である。
【００６１】
図２を参照して、制御部１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０と、表示部４２と、操作部４４と、記憶部４６と、インターフェイス部（Ｉ／Ｆ）４８とからなる。
【００６２】
ＣＰＵ４０は、硬化反応検知装置１００の全体処理を司る制御装置であって、記憶部４６に格納されるプログラムを読込んで実行することで、以下に示す処理を実現する。具体的には、ＣＰＵ４０は、インターフェイス部４８を介して光源部２０２（図１）から与えられる照射状態信号（照射開始信号や照射終了信号）に応答して、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令を与える。そして、蛍光測定ヘッド部１０４から与えられる蛍光量を示す信号に基づいて、光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する。このように測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、ＣＰＵ４０は、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応状態を判断する。そして、当該硬化反応が完了したと判断されると、ＣＰＵ４０は、光源部２０２（図１）に照射終了指示を与えて硬化用紫外線５４の照射を停止する。さらに、ＣＰＵ４０は、測定された蛍光量の時間的挙動を記憶部４６に格納するとともに、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応状態を表示部４２上に表示したり、インターフェイス部４８を介して外部出力したりする。
【００６３】
表示部４２は、ユーザに対して硬化反応に係る情報を表示するための表示装置であり、一例として、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）などのディスプレイを含んで構成される。
【００６４】
操作部４４は、ユーザからの操作指令を受付ける指令入力装置であり、一例として、スイッチ、タッチパネルもしくはマウスなどから構成され、ユーザ操作に応じた操作指令をＣＰＵ４０へ出力する。
【００６５】
記憶部４６は、ＣＰＵ４０で実行されるプログラムや過去の時間的挙動を不揮発的に格納可能な装置であり、一例として、ハードディスクやフラッシュメモリなどで構成される。
【００６６】
インターフェイス部４８は、外部装置とＣＰＵ４０との間の通信を仲介するための装置であり、一例として、デジタルアナログ変換部（ＤＡＣ）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）もしくはイーサネット（登録商標）などで構成される。
【００６７】
また、蛍光測定ヘッド部１０４は、投光駆動回路２０と、投光素子２２と、ハーフミラー２４と、光フィルタ２６と、受光素子２８と、ＨＰＦ（High Pass Filter：高域通過フィルタ）３０と、増幅回路３２と、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ：Sample and Hold）３４と、アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）３６とからなる。
【００６８】
投光駆動回路２０は、ＣＰＵ４０からの照射指令に応じて、投光素子２２で励起紫外線５０を発生させるための電力を供給する装置である。励起紫外線５０は、光重合開始剤から放射される蛍光量をより正確に測定できるように、その強度が周期的に変化するように生成される。特に、本実施の形態では、励起紫外線５０の強度がパルス状に変化する構成について説明する。そのため、投光駆動回路２０は、ＣＰＵ４０からの照射指令が与えられる期間において、所定周期で変化するパルス状の駆動電力を投光素子２２へ供給する。
【００６９】
図３は、蛍光測定ヘッド部１０４とワークとの間の光学的な配置図である。
図２および図３を参照して、蛍光測定ヘッド部１０４は、集束レンズ３８をさらに備え、投光素子２２、ハーフミラー２４、集束レンズ３８および対象となる紫外線硬化樹脂１２が共通の光軸Ａｘ上に配置される。また、光軸Ａｘに対して直角方向に向かう同一直線上に、ハーフミラー２４、光フィルタ２６および受光素子２８が配置される。
【００７０】
そして、投光駆動回路２０から駆動電力を供給され、投光素子２２で生成された励起紫外線５０は、ハーフミラー２４および集束レンズ３８を通過して紫外線硬化樹脂１２に集束するように照射される。そして、紫外線硬化樹脂１２は、励起紫外線５０の照射に応じて蛍光５２を生成する。生成された蛍光５２は、励起紫外線５０と略同一の経路を逆方向に伝播してハーフミラー２４に入射する。そして、励起紫外線５０は、ハーフミラー２４によって伝播方向に対して直角方向にその伝播経路を変化させ、光フィルタ２６を介して受光素子２８へ入射する。
【００７１】
このように、ハーフミラー２４が紫外線硬化樹脂１２から受けた蛍光５２の伝播方向を変化させることで、同一直線上を伝播する励起紫外線５０と蛍光５２とを分離することができ、微弱な強度を有する蛍光５２を受光素子２８によって確実に検出できる。
【００７２】
投光素子２２は、励起紫外線５０を発生する紫外線発生装置であって、一例として紫外線ＬＥＤからなる。なお、投光素子２２で発生する励起紫外線５０の主発光ピークは３６５ｎｍが好ましい。ハーフミラー２４は、紫外線の入射方向によって、反射率を異ならしめる反射部材であり、一例として、その反射面は金属蒸着により形成される。光フィルタ２６は、投光素子２２から放射される励起紫外線５０が直接的に受光素子２８へ入射することを抑制するために配置されたものであり、紫外領域の光を減衰させる一方で可視領域の光を透過するように構成される。一例として、光フィルタ２６は、波長が４１０ｎｍ以上の光を透過する誘電体多層膜のフィルタからなる。受光素子２８は、一例としてフォトダイオードからなり、光フィルタ２６を透過して入射する蛍光の強度に応じた電流を発生する。
【００７３】
以下、紫外線硬化樹脂１２に含まれる光重合開始剤から放射される蛍光量の測定方法とともに、ＨＰＦ３０、増幅回路３２、サンプルホールド回路３４、およびアナログデジタル変換部３６について説明する。
【００７４】
図１に示すように、本実施の形態に従う紫外線照射システム１では、紫外線硬化樹脂１２に対して光源装置２００から硬化用紫外線５４が放射される。そのため、紫外線硬化樹脂１２に含まれる光重合開始剤からは、励起紫外線５０に加えて、硬化用紫外線５４の照射に応じて蛍光が発生することも考えられる。そこで、本実施例では、それぞれの紫外線を周波数領域上で分離する。すなわち、主として直流（ＤＣ）成分の強度を有する硬化用紫外線５４と、その強度に交流成分（一例として、パルス状変化）を含む励起紫外線５０とを照射し、この照射によって測定される蛍光量を示す信号のうち、励起紫外線５０の強度変化周期に対応する周期成分に基づいて、励起紫外線５０によって生じた蛍光量を測定する。
【００７５】
図４は、蛍光測定に係る各部の時間波形を示すタイムチャートである。
図４（ａ）は、硬化用紫外線５４の照射強度の時間的変化を示す。図４（ｂ）は、励起紫外線５０の照射強度の時間的変化を示す。図４（ｃ）は、受光素子２８で測定される蛍光量の時間的変化を示す。図４（ｄ）は、ＨＰＦ３０から出力される信号強度の時間的変化を示す。図４（ｅ）は、サンプルホールド回路３４から出力される蛍光量の時間的変化を示す。
【００７６】
図４（ａ）に示すように、光源部２０２（図１）に照射開始指令が与えられると、照射ヘッド部２０４（図１）からは略一定の照射強度Ｐｆをもつ硬化用紫外線５４の照射が開始される。一例として、硬化用紫外線５４の照射強度Ｐｆは２０ｍＷ程度に設定される。
【００７７】
この硬化用紫外線５４の照射開始に同期して、図４（ｂ）に示すように、投光素子２２（図２，３）からはその強度がゼロと照射強度Ｐｄとを周期Ｔで交互に変化させる励起紫外線５０の照射が開始される。また、各周期においてその強度が照射強度Ｐｄとなる期間は時間Ｔｐ（Ｔｐ＜Ｔ）である。一例として、照射強度Ｐｄは１２ｍＷに設定され、周期Ｔは０．３５ｍｓに設定され、時間Ｔｐは１８μｓに設定される。
【００７８】
光重合開始剤が放射する蛍光量は、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応状態と相関があるので、硬化用紫外線５４の照射によって硬化反応が進行すると、図４（ｃ）に示すように受光素子２８で測定される蛍光量も変化する。すなわち、受光素子２８で測定される蛍光量の時間的挙動は、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応状態に応じた全体的な増加に加えて、周期的に強度が変化する励起紫外線５０に応じた局所的な時間的変化を含む。
【００７９】
図２に示すＨＰＦ３０は、このような受光素子２８で測定される蛍光量の局所的な時間的変化を抽出するためのフィルタであり、励起紫外線５０の強度変化周期に対応する周期成分（１／Ｔ）より高周波の成分を通過させるように設計される。このＨＰＦ３０から出力される信号強度は、図４（ｄ）に示すように主として硬化用紫外線５４に由来する直流成分が除去され、励起紫外線５０に由来する交流成分（パルス成分）が抽出される。ここで、ＨＰＦ３０からの出力信号における各パルスの最大振幅値（ピーク値）が励起紫外線５０の照射によって紫外線硬化樹脂１２（より正確には、光重合開始剤）から放射される蛍光量を示すことになる。
【００８０】
そこで、図２に示す増幅回路３２は、ＨＰＦ３０からの出力信号を所定の増幅率（電流電圧変換率）で増幅してサンプルホールド回路３４へ出力する。そして、サンプルホールド回路３４は、投光素子２２が照射強度Ｐｄの励起紫外線５０を照射するタイミングに同期してＨＰＦ３０からの出力信号をサンプリングし、サンプリングした信号値を次回のサンプリング時まで保持する。これにより、図４（ｅ）に示すように、各パルスの最大振幅値に応じた値がサンプルホールド回路３４から出力される。このサンプルホールド回路３４から出力される信号（アナログの電圧信号）はアナログデジタル変換部３６（図２）によってデジタル値に変換されて、蛍光量の測定値としてＣＰＵ４０へ出力される。なお、測定誤差による影響を抑制するために、アナログデジタル変換部３６から出力される蛍光量を平均化処理（一例として、移動平均処理）して、各時点における光重合開始剤の蛍光量としてもよい。たとえば、２５６個のデータに対して移動平均処理を実行する場合には、蛍光量の測定周期は８９．６ｍｓ（＝０．３５ｍｓ×２５６個）となる。
【００８１】
以上のように、硬化反応検知装置１００は、硬化用紫外線５４に対して周波数領域で分離可能な励起紫外線５０を用いることで、硬化用紫外線５４による蛍光の影響を排除して非常に微弱な蛍光量を検出できる。なお、図４では、説明の便宜上、紫外線硬化樹脂１２の硬化時間が励起紫外線５０の周期Ｔに比較して非常に短い場合について模式的に示したが、実際の紫外線硬化樹脂１２の硬化時間は、励起紫外線５０の周期Ｔ（一例として、０．３５ｍｓ）に比較して非常に長い（数ｓ〜数１０ｓ程度）。そのため、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応の完了時間に対して、十分に多くの励起紫外線５０を紫外線硬化樹脂１２へ照射することができるので、高い蛍光の測定精度を実現できる。
【００８２】
また、硬化用紫外線５４は時間的に略一定の強度で照射されることが多いが、硬化用紫外線５４が周期的な強度変化を有する場合には、励起紫外線５０の強度変化周期を硬化用紫外線５４の強度変化周期とは異なる周期にしておく（例えば、硬化用紫外線５４の強度変化周期よりも短い周期にしておく）ことで対処できる。
【００８３】
さらに、紫外線照射システム１の周囲環境において、紫外線硬化樹脂１２から放射される蛍光と同じ波長帯域を含む照明光が存在する場合には、この照明光が蛍光量測定に対して外乱光となる。この外乱光に対しても、上述と同様の方法で対処することが可能である。たとえば、周囲環境に存在する照明光の強度が商用電源の周波数に起因して周期的に変動するのであれば、励起紫外線５０の強度変化周期をそのような商用電源の周波数に相当する周期に比較して短く設定すればよい。
【００８４】
（硬化反応の完了判断に係る処理その１）
測定された蛍光量の時間的挙動に基づく硬化反応状態の判断処理の一例として、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応の完了判断を行なう処理について説明する。
【００８５】
多くの紫外線硬化樹脂では、硬化反応の進行に伴って生じる蛍光量は増加する。これは、次のようなメカニズムによるものと考えられる。すなわち、硬化反応（すなわち、重合反応）の進行に伴って光重合開始剤が消費され、未反応の光重合開始剤が減少するので、光重合開始剤で吸収される紫外線照射による光エネルギーのうち、重合反応を生じるための活性種（ラジカルや酸など）の生成に使用される化学的エネルギーとしての使用量が減少することになる。一方で、光重合開始剤は、重合反応に使用された後であっても、紫外線を吸収しやすい性質を残しているため、光重合開始剤が励起紫外線５０を吸収することで生じる光エネルギー量は維持されて、蛍光や熱といった化学的エネルギーとは異なる形のエネルギーに変換される。この結果、紫外線硬化樹脂の硬化反応の進行に従って蛍光量が増加する傾向が現れる。さらに、このような傾向は、紫外線硬化樹脂の基本的な組成に由来するものであるから、多くの紫外線硬化樹脂に共通してみられるものとなる。
【００８６】
したがって、紫外線硬化樹脂１２から放射される蛍光量に基づいて、硬化反応の完了を判断することができる。以下では、測定された蛍光量と所定のしきい値との比較によって、硬化反応の完了を判断する構成について例示する。
【００８７】
図５は、測定された蛍光量に基づく硬化反応の完了を判断するための処理ブロック図である。この処理ブロック図は、制御部１０２のＣＰＵ４０（図２）で実行されるプログラムによって実現される。
【００８８】
図５を参照して、判断部１２０は、測定された蛍光量と予め設定されるしきい値α１とを比較し、測定された蛍光量がしきい値α１を超過すると「硬化反応完了」を発する。なお、この「硬化反応完了」が発せられると、硬化反応検知装置１００（ＣＰＵ４０）から光源部２０２へ照射終了指示が与えられ、硬化用紫外線５４の照射が停止される。これに伴って、励起紫外線５０の照射も停止される。
【００８９】
しきい値α１は、対象とされる紫外線硬化樹脂の種類などによって変化するので、紫外線硬化樹脂の種類別にしきい値α１を予め実験的に求めて、記憶部４６（図２）などに格納しておき、使用する際に、ユーザが対象となる紫外線硬化樹脂に応じたしきい値α１を選択するようにしてもよい。
【００９０】
図６は、測定された蛍光量に基づく硬化反応の完了判断に係るタイムチャートである。図６（ａ）は、測定される蛍光量の時間的変化を示し、図６（ｂ）は、硬化反応完了の発生タイミングを示す。なお、図６の時間軸は、硬化用紫外線５４の照射開始タイミングを基準としている。
【００９１】
図６（ａ）を参照して、一例として、硬化用紫外線５４の照射が開始されると、測定される蛍光量は単調増加する。この単調増加する蛍光量が所定のしきい値α１を超過すると、図６（ｂ）に示すように、硬化反応が完了したと判断され、「硬化反応完了」が発せられる。
【００９２】
図７は、測定された蛍光量に基づく硬化反応の完了判断に係るフローチャートである。この図７に示すフローチャートは制御部１０２のＣＰＵ４０（図２）で実行される。
【００９３】
図７を参照して、まず、光源部２０２から照射開始信号が与えられたか否かが判断される（ステップＳ１００）。すなわち、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されたか否かが判断される。そして、光源部２０２から照射開始信号が与えられていなければ（ステップＳ１００においてＮＯ）、照射開始信号が与えられるまで処理は繰返される。
【００９４】
光源部２０２から照射開始信号が与えられれば（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令が与えられて励起紫外線５０の照射が開始される（ステップＳ１０２）。続いて、蛍光測定ヘッド部１０４で測定された紫外線硬化樹脂１２からの蛍光量が取得される（ステップＳ１０４）。なお、この蛍光量の取得処理に際して、時系列的に取得される蛍光量に対して移動平均処理が実行される。
【００９５】
そして、取得された蛍光量がしきい値α１を超過しているか否かが判断される（ステップＳ１０６）。取得された蛍光量がしきい値α１を超過していなければ（ステップＳ１０６においてＮＯ）、硬化反応の未完了と判断され（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０４以下の処理が繰返される。
【００９６】
取得された蛍光量がしきい値α１を超過していれば（ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、硬化反応の完了と判断される（ステップＳ１１０）。そして、光源部２０２へ照射終了指示が与えられ、硬化用紫外線５４の照射が停止される（ステップＳ１１２）。そして、処理は終了する。
【００９７】
このように、測定された蛍光量に基づいて硬化反応の完了判断を行なうことで、硬化用紫外線５４の照射強度の大きさにかかわらず、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応を確実に完了させることができる。同時に、硬化用紫外線５４の照射時間を最適化できるので、紫外線硬化樹脂１２に対して硬化用紫外線５４を過剰に照射することを抑制できる。これにより、特に、寿命が比較的短く、硬化用紫外線５４の照射に要するコストが比較的高価となる紫外線ランプを用いる場合において、各ワークあたりのコストを抑制することができるとともに、紫外線ランプの交換に伴うラインの停止時間を抑制できる。
【００９８】
なお、上述の説明では、測定された蛍光量がしきい値α１を超過すると「硬化反応完了」を即座に発する構成について説明したが、測定された蛍光量がしきい値α１を超過してから所定期間が経過した時点で「硬化反応完了」を発するように構成してもよい。
【００９９】
（硬化反応の完了判断に係る処理その２）
上述したような測定された蛍光量に基づいて硬化反応の完了を判断する構成に代えて、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量（差分値もしくは微分値）に基づいて硬化反応の完了を判断する構成を採用してもよい。
【０１００】
すなわち、硬化反応に伴う蛍光量の増大速度は、紫外線の照射による光重合開始剤の消費速度に依存するので、硬化反応が十分に行なわれた、すなわち十分に重合反応が進行した後には蛍光量の増大速度は低下する。そこで、蛍光量の単位時間当たりの変化量と所定のしきい値との比較によって、硬化反応の完了を判断することができる。
【０１０１】
図８は、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の完了を判断するための処理ブロック図である。この処理ブロック図は、制御部１０２のＣＰＵ４０（図２）で実行されるプログラムによって実現される。
【０１０２】
図８を参照して、時間変化量算出部１２２は、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量を算出し、判断部１２４へ出力する。一例として、時間変化量算出部１２２は、差分演算器からなり、所定の単位時間毎に蛍光量をサンプリングするとともに、今回の蛍光量と前回の蛍光量との差分値を単位時間当たりの変化量として出力する。なお、以下の説明においても、「測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量」の一例として「蛍光量の差分値」を用いる。
【０１０３】
判断部１２４は、時間変化量算出部１２２で算出された蛍光量の単位時間当たりの変化量（蛍光量の差分値）と予め設定されるしきい値α２とを比較し、蛍光量の差分値がしきい値α２を超過すると「硬化反応完了」を発する。なお、この「硬化反応完了」が発せられると、硬化反応検知装置１００（ＣＰＵ４０）から光源部２０２へ照射終了指示が与えられ、硬化用紫外線５４の照射が停止される。これに伴って、励起紫外線５０の照射も停止される。
【０１０４】
しきい値α２は、対象とされる紫外線硬化樹脂の種類などによって変化するので、紫外線硬化樹脂の種類別にしきい値α２を予め実験的に求めて、記憶部４６（図２）などに格納しておき、使用する際に、ユーザが対象となる紫外線硬化樹脂に応じたしきい値α２を選択するようにしてもよい。
【０１０５】
図９は、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の完了判断に係るタイムチャートである。図９（ａ）は、測定される蛍光量およびその単位時間当たりの変化量の時間的変化を示し、図９（ｂ）は、硬化反応完了の発生タイミングを示す。なお、図９の時間軸は、硬化用紫外線５４の照射開始タイミングを基準としており、図９（ａ）に示す各波形の基準点（ゼロ点）は共通ではない。
【０１０６】
図９（ａ）を参照して、一例として、硬化用紫外線５４の照射が開始されると、測定される蛍光量は単調増加する。一方で、その蛍光量の単位時間当たりの変化量（蛍光量差分値）は単調減少する。そして、この蛍光量差分値が所定のしきい値α２を下回ると、図９（ｂ）に示すように、硬化反応が完了したと判断され、「硬化反応完了」が発せられる。
【０１０７】
図１０は、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の完了判断に係るフローチャートである。この図１０に示すフローチャートは制御部１０２のＣＰＵ４０（図２）で実行される。
【０１０８】
図１０を参照して、まず、光源部２０２から照射開始信号が与えられたか否かが判断される（ステップＳ２００）。すなわち、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されたか否かが判断される。そして、光源部２０２から照射開始信号が与えられていなければ（ステップＳ２００においてＮＯ）、照射開始信号が与えられるまで処理は繰返される。
【０１０９】
光源部２０２から照射開始信号が与えられれば（ステップＳ２００においてＹＥＳ）、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令が与えられて励起紫外線５０の照射が開始される（ステップＳ２０２）。続いて、蛍光測定ヘッド部１０４で測定された紫外線硬化樹脂１２からの蛍光量が取得される（ステップＳ２０４）。なお、この蛍光量の取得処理に際して、時系列的に取得される蛍光量に対して移動平均処理が実行される。さらに、前回取得された蛍光量と今回取得された蛍光量とに基づいて、蛍光量の差分値が算出される（ステップＳ２０６）。
【０１１０】
そして、算出された蛍光量の差分値がしきい値α２を下回っているか否かが判断される（ステップＳ２０８）。取得された蛍光量がしきい値α２を下回っていなければ（ステップＳ２０８においてＮＯ）、硬化反応の未完了と判断され（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０４以下の処理が繰返される。
【０１１１】
算出された蛍光量の差分値がしきい値α２を下回っていれば（ステップＳ２０８においてＹＥＳ）、硬化反応の完了と判断される（ステップＳ２１２）。そして、光源部２０２へ照射終了指示が与えられ、硬化用紫外線５４の照射が停止される（ステップＳ２１４）。そして、処理は終了する。
【０１１２】
このように、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づいて硬化反応の完了判断を行なうことで、測定された蛍光量の絶対値が変動しても硬化反応の完了を高い精度で判断できる。そのため、同一の紫外線硬化樹脂であれば、その塗布量にかかわらず共通のしきい値を用いることができるので、対象のワークに塗布される紫外線硬化樹脂の量にバラツキがあっても、高い判断精度を維持できる。
【０１１３】
さらに、硬化用紫外線５４の照射時間を最適化できるので、紫外線硬化樹脂１２に対して硬化用紫外線５４を過剰に照射することを抑制できる。これにより、特に、寿命が比較的短く、硬化用紫外線５４の照射に要するコストが比較的高価となる紫外線ランプを用いる場合において、各ワークに要するコストを抑制することができるとともに、紫外線ランプの交換に伴うラインの停止時間を抑制できる。
【０１１４】
なお、上述の説明では、蛍光量の単位時間当たりの変化量（蛍光量の差分値）がしきい値α２を下回ると「硬化反応完了」を即座に発する構成について説明したが、蛍光量の差分値がしきい値α２を下回ってから所定期間が経過した時点で「硬化反応完了」を発するように構成してもよい。
【０１１５】
（硬化反応の異常判断に係る処理その１）
さらに、測定された蛍光量の時間的挙動に基づく硬化反応状態の判断処理の一例として、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応の異常判断を行なう処理について説明する。
【０１１６】
実際の製造ラインでは、さまざまな要因によって紫外線硬化樹脂の硬化反応が正常に行なわれない場合がある。その要因の一つとしては、紫外線硬化樹脂の劣化などが想定される。紫外線硬化樹脂は、嫌気性接着剤であり、大気中に長時間放置されると大気中の酸素と光重合開始剤とが結合して、紫外線を受けても十分な量のラジカルやカチオンを発生することができなくなる。このような場合には、紫外線硬化樹脂で十分な硬化反応が生じない。
【０１１７】
また、別の要因としては、塗布される紫外線硬化樹脂の量の大きなバラツキや、硬化用紫外線５４の照射スポットずれなども想定される。さらに別の要因としては、製造ライン上を流れるワークが変更されたにもかかわらず、塗布する紫外線硬化樹脂の量や種類の変更し忘れなども想定される。
【０１１８】
このように、さまざまな要因によって生じ得る紫外線硬化樹脂における硬化反応の異常を見つけ出して、不良ワークの混入を防止することが実際の製造ラインでは重要となる。そこで、硬化用紫外線５４の照射開始から所定時間経過後において、十分な蛍光量が測定されているか否かに基づいて、硬化反応が異常であるか否かを判断する。以下では、硬化用紫外線５４の照射開始から所定時間経過後に測定された蛍光量と所定のしきい値との比較によって、硬化反応が異常であるか否かを判断する構成について例示する。
【０１１９】
蛍光量に基づく硬化反応の異常判断に係る処理ブロックは図５に示した処理ブロックと同様である。図５を参照して、判断部１２０Ａは、硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔａが経過時において、測定される蛍光量と予め設定されるしきい値α３とを比較し、測定された蛍光量がしきい値α３を下回っていれば「硬化反応異常」を発する。なお、この「硬化反応異常」が発せられると、硬化反応検知装置１００（ＣＰＵ４０）から光源部２０２へ照射終了指示が与えられ、硬化用紫外線５４の照射が停止される。これに伴って、励起紫外線５０の照射も停止される。さらに、硬化反応が異常であったことがユーザや図示しない外部の制御装置などへも通知される。
【０１２０】
しきい値α３は、対象とされる紫外線硬化樹脂の種類などによって変化するので、紫外線硬化樹脂の種類別にしきい値α３を予め実験的に求めて、記憶部４６（図２）などに格納しておき、使用する際に、ユーザが対象となる紫外線硬化樹脂に応じたしきい値α３を選択するようにしてもよい。
【０１２１】
図１１は、蛍光量に基づく硬化反応の異常判断に係るタイムチャートである。図１１（ａ）は、正常時および異常時の別に硬化反応の進行に伴って測定される蛍光量の時間的変化を示す。図１１（ｂ）および図１１（ｃ）は、それぞれ正常時および異常時における「硬化反応異常」の出力変化を示す。なお、図１１の時間軸は、硬化用紫外線５４の照射開始タイミングを基準としている。
【０１２２】
図１１（ａ）を参照して、一例として、硬化用紫外線５４の照射が開始されると、硬化反応の正常時および異常時のいずれの場合にも、測定される蛍光量は単調増加する。硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔａの経過時点において、正常時の蛍光量はしきい値α３を超過しているが、異常時の蛍光量はしきい値α３を下回っている。そのため、図１１（ｂ）に示すように、正常時には「硬化反応異常」が出力されることはなく、硬化反応の正常が間接的に通知される。一方、図１１（ｃ）に示すように、異常時には判定時間Ｔａの経過時点において「硬化反応異常」が出力され、硬化反応での異常発生が通知される。
【０１２３】
図１２は、蛍光量に基づく硬化反応の異常判断に係るフローチャートである。この図１２に示すフローチャートは制御部１０２のＣＰＵ４０（図２）で実行される。
【０１２４】
図１２を参照して、まず、光源部２０２から照射開始信号が与えられたか否かが判断される（ステップＳ３００）。すなわち、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されたか否かが判断される。そして、光源部２０２から照射開始信号が与えられていなければ（ステップＳ３００においてＮＯ）、照射開始信号が与えられるまで処理は繰返される。
【０１２５】
光源部２０２から照射開始信号が与えられれば（ステップＳ３００においてＹＥＳ）、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令が与えられて励起紫外線５０の照射が開始される（ステップＳ３０２）。同時に、硬化用紫外線５４の照射開始からの経過時間の計測が開始される（ステップＳ３０４）。そして、計測された経過時間が判定時間Ｔａを経過したか否かが判断される（ステップＳ３０６）。経過時間が判定時間Ｔａを経過していなければ（ステップＳ３０６においてＮＯ）、判定時間Ｔａを経過するまで処理は繰返される。
【０１２６】
経過時間が判定時間Ｔａを経過していれば（ステップＳ３０６においてＹＥＳ）、蛍光測定ヘッド部１０４で測定された紫外線硬化樹脂１２からの蛍光量が取得される（ステップＳ３０８）。なお、この蛍光量の取得処理に際して、時系列的に取得される蛍光量に対して移動平均処理が実行される。
【０１２７】
そして、取得された蛍光量がしきい値α３を下回っているか否かが判断される（ステップＳ３１０）。取得された蛍光量がしきい値α３を下回っていなければ（ステップＳ３１０においてＮＯ）、硬化反応が正常であると判断される（ステップＳ３１２）。この場合には、「硬化反応異常」が出力されることはない。そして、処理は終了する。
【０１２８】
一方、取得された蛍光量がしきい値α３を下回っていれば（ステップＳ３１０においてＹＥＳ）、硬化反応が異常であると判断され（ステップＳ３１４）、「硬化反応異常」が出力される（ステップＳ３１６）。そして、処理は終了する。
【０１２９】
このように、硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔａ経過時点の蛍光量に基づいて、硬化反応の異常発生を判断することで、硬化反応が不十分なワークが混入することを防止できる。
【０１３０】
（硬化反応の異常判断に係る処理その２）
上述したような硬化用紫外線５４の照射開始から所定の判定時間が経過した時点の蛍光量に基づいて硬化反応の異常発生を判断する構成に代えて、所定の判定時間が経過した時点における蛍光量の単位時間当たりの変化量（差分値もしくは微分値）に基づいて硬化反応の異常発生を判断する構成を採用してもよい。
【０１３１】
紫外線硬化樹脂の硬化反応が正常に実行されない要因のうち、特に、照射ヘッド部２０４（図１）から紫外線硬化樹脂１２までの距離のズレや、照射スポットのズレなどは、紫外線硬化樹脂１２における硬化反応の進行速度に基づいて判断することができる。すなわち、照射ヘッド部２０４が紫外線硬化樹脂１２に対して基準値より接近して配置された場合には、紫外線硬化樹脂１２に照射される硬化用紫外線５４の照射強度は規定値より大きくなり、過剰な硬化反応が生じることになる。逆に、照射ヘッド部２０４が紫外線硬化樹脂１２に対して基準値より離れて配置された場合には、紫外線硬化樹脂１２に照射される硬化用紫外線５４の照射強度は規定値より小さくなり、硬化反応は反応不足となる。反応過剰になれば、紫外線硬化樹脂１２は黒く変色し、「焦げた」ような状態になる。また、反応不足になれば、紫外線硬化樹脂１２は十分に硬化しない。
【０１３２】
このように、紫外線硬化樹脂１２に照射される硬化用紫外線５４の照射強度が規定値と大きく相違するような場合には、紫外線硬化樹脂１２で生じる硬化反応の進行速度も規定値から大きく相違する。そこで、硬化反応の進行速度、すなわち測定される蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定範囲内にあるか否かに基づいて、紫外線硬化樹脂１２での硬化反応に異常が発生しているか否かを判断できる。
【０１３３】
蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の異常判断に係る処理ブロックは図８に示した処理ブロックと同様である。図８を参照して、判断部１２４Ａは、硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔｂの経過時に、時間変化量算出部１２２から測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量を取得し、予め設定されるしきい値α４およびα５と比較する。なお、判定時間Ｔｂは、上述の図５および図１１に示す判定時間Ｔａに比較して小さくなるように設定される。すなわち、硬化用紫外線５４の照射強度のバラツキによる影響度は、硬化反応の初期段階において相対的に大きくなるからである。
【０１３４】
そして、蛍光量の単位時間当たりの変化量がしきい値α４からしきい値α５までの範囲外にあれば「硬化反応異常」を発する。なお、この「硬化反応異常」が発せられると、硬化反応検知装置１００（ＣＰＵ４０）から光源部２０２へ照射終了指示が与えられ、硬化用紫外線５４の照射が停止される。これに伴って、励起紫外線５０の照射も停止される。さらに、硬化反応が異常であったことがユーザや図示しない外部の制御装置などへも通知される。
【０１３５】
しきい値α４，α５は、対象とされる紫外線硬化樹脂の種類などによって変化するので、紫外線硬化樹脂の種類別にしきい値α４，α５を予め実験的に求めて、記憶部４６（図２）などに格納しておき、使用する際に、ユーザが対象となる紫外線硬化樹脂に応じたしきい値α４，α５を選択するようにしてもよい。
【０１３６】
図１３は、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の異常判断に係るタイムチャートである。図１３（ａ）は、正常時における硬化反応の進行に伴って測定される蛍光量の時間的変化およびその単位時間当たりの変化量、ならびに異常時（反応過剰および反応不足）における測定される蛍光量の単位時間当たりの変化量についての時間的変化を示す。図１３（ｂ）および図１３（ｃ）は、それぞれ正常時および異常時における「硬化反応異常」の出力変化を示す。なお、図１１の時間軸は、硬化用紫外線５４の照射開始タイミングを基準としている。
【０１３７】
図１３（ａ）を参照して、一例として、硬化用紫外線５４の照射が開始されると、測定される蛍光量は単調増加する。硬化反応が正常であれば、硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔｂの経過時点における蛍光量の単位時間当たりの変化量は、しきい値α４からしきい値α５までの範囲内に存在する。
【０１３８】
一方、硬化用紫外線５４の照射強度が強く、反応過剰となっている場合（反応異常時）には、硬化反応の進行速度が相対的に速いため、判定時間Ｔｂの経過時点における蛍光量の単位時間当たりの変化量はしきい値α５を超過している。また、硬化用紫外線５４の照射強度が弱く、反応不足となっている場合（反応異常時）には、硬化反応の進行速度が相対的に遅いため、判定時間Ｔｂの経過時点における蛍光量の単位時間当たりの変化量はしきい値α４を下回っている。
【０１３９】
そのため、図１３（ｂ）に示すように、正常時には「硬化反応異常」が出力されることはなく、硬化反応の正常が間接的に通知される。一方、図１３（ｃ）に示すように、異常時には判定時間Ｔｂの経過時点において「硬化反応異常」が出力され、硬化反応での異常発生が通知される。
【０１４０】
図１４は、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の異常判断に係るフローチャートである。この図１４に示すフローチャートは制御部１０２のＣＰＵ４０（図２）で実行される。
【０１４１】
図１４を参照して、まず、光源部２０２から照射開始信号が与えられたか否かが判断される（ステップＳ４００）。すなわち、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されたか否かが判断される。そして、光源部２０２から照射開始信号が与えられていなければ（ステップＳ４００においてＮＯ）、照射開始信号が与えられるまで処理は繰返される。
【０１４２】
光源部２０２から照射開始信号が与えられれば（ステップＳ４００においてＹＥＳ）、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令が与えられて励起紫外線５０の照射が開始される（ステップＳ４０２）。続いて、蛍光測定ヘッド部１０４で測定された紫外線硬化樹脂１２からの蛍光量が取得される（ステップＳ４０４）。なお、この蛍光量の取得処理に際して、時系列的に取得される蛍光量に対して移動平均処理が実行される。さらに、前回取得された蛍光量と今回取得された蛍光量とに基づいて、蛍光量の差分値が算出される（ステップＳ４０６）。
【０１４３】
同時に、硬化用紫外線５４の照射開始からの経過時間の計測が開始される（ステップＳ４０８）。そして、計測された経過時間が判定時間Ｔｂを経過したか否かが判断される（ステップＳ４１０）。経過時間が判定時間Ｔｂを経過していなければ（ステップＳ４１０においてＮＯ）、判定時間Ｔｂを経過するまでステップＳ４０６以下の処理が繰返される。
【０１４４】
経過時間が判定時間Ｔｂを経過していれば（ステップＳ４１０においてＹＥＳ）、当該時点における蛍光量の差分値がしきい値α４からしきい値α５までの範囲外であるか否かが判断される（ステップＳ４１２）。蛍光量の差分値がしきい値α４からしきい値α５までの範囲外でなければ（ステップＳ４１２においてＮＯ）、すなわち蛍光量の差分値がしきい値α４からしきい値α５までの範囲内にあれば、硬化反応が正常であると判断される（ステップＳ４１４）。この場合には、「硬化反応異常」が出力されることはない。そして、処理は終了する。
【０１４５】
一方、蛍光量の差分値がしきい値α４からしきい値α５までの範囲外であれば（ステップＳ４１２においてＹＥＳ）、硬化反応が異常であると判断され（ステップＳ４１６）、「硬化反応異常」が出力される（ステップＳ４１８）。そして、処理は終了する。
【０１４６】
このように、硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔｂ経過時点の蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づいて、硬化反応の異常発生を判断することで、反応過剰もしくは反応不足のワークが混入することを防止できる。
【０１４７】
（硬化反応の異常判断に係る処理その３）
上述の硬化反応の異常判断に係る処理その１およびその２で説明したように、測定された蛍光量の時間的挙動のある時点において硬化反応の異常発生を判断する構成に加えて、測定された蛍光量の時間的挙動（時間的プロフィール）の全体を参照して、硬化反応の正常性を判断してもよい。
【０１４８】
図１５は、測定された蛍光量の時間的挙動の全体に基づく硬化反応の異常判断に係るタイムチャートである。図１５（ａ）は、基準の時間的プロフィールおよび測定される蛍光量の時間的プロフィールの一例を示す。図１５（ｂ）は、基準の時間的プロフィールに対する測定される蛍光量の偏差の時間的変化の一例を示す。
【０１４９】
図１５（ａ）を参照して、過去に測定された蛍光量の時間的プロフィールに基づいて、予め基準となる蛍光量の時間的プロフィール（以下、「基準プロフィール」とも記す）が記憶部４６（図２）に格納される。なお、このような基準プロフィールは、同一の条件で測定される複数の蛍光量の時間的プロフィールを平均化処理などして予め設定される。さらに、この基準プロフィールは、紫外線硬化樹脂の種類などによって変化するので、紫外線硬化樹脂の種類別に設定されることが望ましい。
【０１５０】
この基準プロフィールと同一座標上に、各処理時に測定される蛍光量の時間的プロフィールが描画される。そして、各時点において、基準プロフィールの対応する蛍光量と測定される蛍光量との間の偏差が算出される。すると、この算出される偏差の時間的挙動は、図１５（ｂ）のようになる。ここで、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応期間中において、算出される蛍光量の偏差が所定の範囲内（±しきい値α６）に維持されていれば、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応は正常であると判断される。一方、蛍光量の偏差が所定の範囲外になれば、当該硬化反応は異常であると判断される。
【０１５１】
なお、制御部１０２の表示部４２（図２）には、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すような画面が表示される。具体的には、制御部１０２のＣＰＵ４０（図２）が記憶部４６から基準プロフィールのデータを読出して、所定の座標を表示するための表示指令を表示部４２へ与える。さらに、ＣＰＵ４０は、順次測定される蛍光量の値を当該座標上にプロットするように表示指令を表示部４２へ与える。同時に、ＣＰＵ４０は、基準プロフィールの対応する蛍光量と測定される蛍光量との間の偏差を算出し、当該算出したデータが順次プロットされるように表示指令を表示部４２へ与える。
【０１５２】
図１６は、測定された蛍光量の時間的挙動の全体に基づく硬化反応の異常判断に係るフローチャートである。この図１６に示すフローチャートは制御部１０２のＣＰＵ４０（図２）で実行される。
【０１５３】
図１６を参照して、まず、光源部２０２から照射開始信号が与えられたか否かが判断される（ステップＳ５００）。すなわち、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されたか否かが判断される。そして、光源部２０２から照射開始信号が与えられていなければ（ステップＳ５００においてＮＯ）、照射開始信号が与えられるまで処理は繰返される。
【０１５４】
光源部２０２から照射開始信号が与えられれば（ステップＳ５００においてＹＥＳ）、記憶部４６から基準プロフィールのデータが読み出され（ステップＳ５０２）、表示部４２上に当該基準プロファイルが表示される（ステップＳ５０４）。続いて、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令が与えられて励起紫外線５０の照射が開始される（ステップＳ５０６）。
【０１５５】
続いて、蛍光測定ヘッド部１０４で測定された紫外線硬化樹脂１２からの蛍光量が取得される（ステップＳ５０８）。なお、この蛍光量の取得処理に際して、時系列的に取得される蛍光量に対して移動平均処理が実行される。さらに、基準プロフィールの対応する蛍光量と測定される蛍光量との間の偏差が算出される（ステップＳ５１０）。そして、表示部４２上に測定された蛍光量および算出された偏差が表示される（ステップＳ５１２）。
【０１５６】
さらに、ステップＳ５１０において算出された蛍光量の偏差が所定の範囲内であるか否かが判断される（ステップＳ５１４）。蛍光量の偏差が所定の範囲内であれば（ステップＳ５１４においてＹＥＳ）、硬化反応が正常であると判断される（ステップＳ５１６）。この場合には、「硬化反応異常」が出力されることはない。
【０１５７】
一方、蛍光量の偏差が所定の範囲内でなければ（ステップＳ５１４においてＮＯ）、すなわち蛍光量の偏差が所定の範囲外にあれば、硬化反応が異常であると判断され（ステップＳ５１８）、「硬化反応異常」が出力される（ステップＳ５２０）。
【０１５８】
続いて、光源部２０２から照射終了信号が与えられたか否かが判断される（ステップＳ５２２）。すなわち、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が終了したか否かが判断される。そして、光源部２０２から照射終了信号が与えられていなければ（ステップＳ５２２においてＮＯ）、ステップＳ５０８以下の処理が繰返される。
【０１５９】
一方、光源部２０２から照射終了信号が与えられていれば（ステップＳ５２２においてＹＥＳ）、処理は終了する。
【０１６０】
なお、上述の説明では、基準プロフィールの対応する蛍光量と測定される蛍光量との間の偏差が所定範囲外になると「硬化反応異常」を即座に発する構成について説明したが、測定された蛍光量が所定範囲外となる状態が所定期間維持される場合に「硬化反応完了」を発するように構成してもよい。
【０１６１】
このように、測定された蛍光量の時間的挙動の全体に基づいて、硬化反応の異常発生を判断することで、反応過剰もしくは反応不足のワークが混入することを防止できる。
【０１６２】
なお、３種類の硬化反応の異常判断に係る処理について上述したが、必ずしも硬化反応検知装置１００が全ての処理を備えておく必要はなく、ニーズに応じた処理を適宜組み込めばよい。
【０１６３】
（ユーザインタフェース）
紫外線硬化樹脂１２の硬化反応の進行状態や、上述のような硬化反応の完了判断処理や異常判断処理の結果などをユーザに通知するために、制御部１０２の表示部４２（図２）には、各種のデータが表示される。なお、表示部４２の表示状態は、ＣＰＵ４０からの表示指令によって制御される。
【０１６４】
図１７は、表示部４２における表示内容の一例を示す図である。
図１７（ａ）に示すように、たとえば、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応に伴って測定される蛍光量およびその単位時間当たりの変化量が数値（デジット）表示される。５桁の７セグメント表示部からなる数値表示領域４２２には、測定された蛍光量（図１７（ａ）には「３８０．６２」が表示される例を示す）が逐次的に表示される。また、数値表示領域４２２の下段には、数値表示領域４２２を構成する７セグメント表示部より小さい５桁の７セグメント表示部からなる数値表示領域４２４が設けられる。この数値表示領域４２４には、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量（図１７（ｂ）には「０００．８５」が表示される例を示す）が逐次的に表示される。
【０１６５】
さらに、数値表示領域４２２および４２４の左側には、ＬＥＤなどからなる結果表示領域４２６が設けられる。結果表示領域４２６は、硬化反応の完了判断処理や異常判断処理の結果に応じて、その視覚的表示を変化させる。一例として、何らかの判断結果が出力されると、無灯状態から点灯状態もしくは点滅状態に以降したり、発光色を「緑」から「赤」に変化させたりする。
【０１６６】
より具体的な例としては、硬化用紫外線５４の照射開始前には、結果表示領域４２６は無灯状態に維持される一方で、硬化用紫外線５４の照射が開始されると、結果表示領域４２６は「赤」表示される。そして、紫外線硬化樹脂における硬化反応が完了したと判断されると、結果表示領域４２６は「緑」表示される。また、紫外線硬化樹脂における硬化反応が異常であると判断されると、結果表示領域４２６は「赤」の点滅状態に移行する。
【０１６７】
さらに、図１７（ｂ）に示すように、ユーザによる操作部４４の操作に応答して、数値表示領域４２２および４２４に表示される数値を交互に入れ替えるようにしてもよい。すなわち、図１７（ｂ）には、数値表示領域４２２に測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量が表示され、数値表示領域４２４に測定された蛍光量が表示される場合を例示する。
【０１６８】
（硬化反応の進行度合表示）
上述の図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示すようなユーザインタフェースに加えて、本実施の形態に従う硬化反応検知装置１００では、紫外線硬化樹脂１２で生じる硬化反応の進行度合を表示する。
【０１６９】
図１８は、表示部４２における硬化反応の進行度合表示の一例を示す図である。
図１８を参照して、表示部４２には、図１７（ａ），図１７（ｂ）における数値表示領域４２４に代えて、数値表示領域４２８に硬化反応の進行度合が逐次的に数値（デジット）表示される（図１８には「７５％」が表示される例を示す）。
【０１７０】
さらに、このような数値表示に代えて、インジケータ表示するようにしてもよい。
図１９は、表示部４２における硬化反応の進行度合表示の別の一例を示す図である。
【０１７１】
図１９を参照して、表示部４２には、図１８における数値表示領域４２８に代えて、インジケータ表示領域４３０に硬化反応の進行度合が表示される。たとえば、インジケータ表示領域４３０は、１０段階のインジケータからなり、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応の進行度合に応じた数のインジケータが点灯する。
【０１７２】
このような硬化反応の進行度合は、硬化反応が完了したとみなされる蛍光量である反応完了蛍光量に対する測定される蛍光量の比率に基づいて算出される。具体的には、測定された蛍光量の時間的挙動（時間的プロフィール）が記憶部４６（図２）に随時格納され、当該格納された時間的プロフィールの履歴に基づいて、基準となる時間的プロフィールが予め決定される。なお、この時間的プロフィールは、紫外線硬化樹脂の種類などによって変化するので、紫外線硬化樹脂の種類別に決定されることが望ましい。
【０１７３】
図２０は、硬化反応の進行度合を算出する過程を説明するための図である。図２０には、基準となる時間的プロフィールと、実際に測定される蛍光量の時間的推移を同じ座標に示す。
【０１７４】
図２０を参照して、基準となる時間的プロフィールに基づいて、硬化反応が完了したとみなされる反応完了蛍光量Ｆａが予め取得される。そして、各時点で測定される蛍光量Ｆ（ｔ）をこの反応完了蛍光量Ｆａで割ることによって、硬化反応の進行度合が算出される。すなわち、硬化反応の進行度合＝蛍光量Ｆ（ｔ）／反応完了蛍光量Ｆａとなる。したがって、ＣＰＵ４０では、反応完了蛍光量Ｆａが予め設定されるとともに、蛍光量が測定されるタイミングで、上述のような硬化反応の進行度合が算出され、表示部４２における表示値が更新される。
【０１７５】
代替的に、硬化反応が完了したとみなされる反応完了時間Ｔａに基づいて、硬化反応の進行度合を算出してもよい。すなわち、硬化用紫外線５４の照射開始から硬化反応が完了したとみなされるまでの反応完了時間Ｔａに対する各硬化反応における経過時間ｔの比率から硬化反応の進行度合を算出することができる。すなわち、硬化反応の進行度合＝経過時間ｔ／反応完了時間Ｔａとなる。この場合には、ＣＰＵ４０では、反応完了時間Ｔａが予め設定されるとともに、硬化用紫外線５４の照射開始からの積算時間を計測するタイミングで、上述のような硬化反応の進行度合が算出され、表示部４２における表示値が更新される。
【０１７６】
このような反応完了蛍光量Ｆａ、もしくは反応完了時間Ｔａは、複数の時間的プロフィールを平均化して自動的に算出することもできるが、ユーザが任意に設定するようにしてもよい。
【０１７７】
図２１は、ユーザが反応完了時間Ｔａを設定する場合の表示部４２での表示例を示す。
図２１を参照して、表示部４２では、過去に測定された蛍光量の時間的プロフィールをユーザが任意に選択するための選択操作領域４４０が表示され、この選択操作領域４４０の所定のボタン表示をユーザがタッチペンなどを用いて選択操作することで、選択された時間的プロフィールがプロフィール表示領域４４６に順次表示される。このとき、ＣＰＵ４０は、選択操作領域４４０の選択操作に応じて、記憶部４６に格納されている蛍光量の時間的プロフィールのうち１つのデータを読み出して、表示部４２上に表示させる。
【０１７８】
さらに、ユーザは、選択操作領域４４０に表示される蛍光量の時間的プロフィールを参照しながら、数値操作領域４４４を同様に操作することで、数値表示領域４４２に表示される反応完了蛍光量Ｆａを変更できる。このようにユーザによって反応完了蛍光量Ｆａが変更されると、ＣＰＵ４０は、この変更後の反応完了蛍光量を用いて硬化反応の進行度合を算出する。すなわち、ＣＰＵ４０は、外部からの入力値に応じて反応完了蛍光量を変更可能である。
【０１７９】
ところで、紫外線照射システム１を使用するユーザは、紫外線から目を保護するために、保護メガネを装着する。このような保護メガネは、紫外線に相当する波長帯域の光を遮断する、一種の光フィルタである。
【０１８０】
図２２は、保護メガネを装着した状態での視認可能特性の一例を示す図である。
図２２を参照して、多くの保護メガネの波長遮断特性は比較的緩やかである。そのため、より安全側を維持するために、紫外線領域に加えて、可視領域の一部を含む波長帯域の光を遮断するように設計される。そのため、このような保護メガネを装着したユーザは、可視領域の紫外線領域側、すなわち紫色や青色を視認し難いことが考えられる。
【０１８１】
そこで、本実施の形態では、図１７〜図１９に示すような表示には、硬化用紫外線５４および励起紫外線５０の波長帯域から長波長側に所定の長さ以上離れた波長帯域を有する色が用いられる。具体的には、図２２に示すような約５００ｎｍ〜７００ｎｍに含まれる色、たとえば「緑色」、「黄色」、「赤色」などが用いられる。
【０１８２】
（しきい値設定その１）
上述した硬化反応の完了判断に係る処理などにおいて使用されるしきい値は、予め測定した複数の蛍光量の時間的挙動を参照して設定することになるが、このようなしきい値を自動的に設定できるモードがあれば、よりユーザフレンドリの観点から好ましい。以下、このようなモードを「しきい値設定モード」と称し、このモードの詳細について説明する。このしきい値設定モードでは、測定された蛍光量の時間的プロフィールにおける特徴的態様をとらえ、その特徴的態様が生じた時点の蛍光量に基づいて、しきい値を設定する。
【０１８３】
以下では、一例として、硬化反応の完了を判断するために測定される蛍光量と比較されるしきい値α１（図６）を設定する構成について説明するが、その他のしきい値についても同様の方法で設定可能である。なお、後述する他のしきい値設定モードとの区別を明確化するために、この構成についてのしきい値設定モードを特に「第１しきい値設定モード」と称す。
【０１８４】
しきい値設定モードが使用される態様としては、紫外線硬化樹脂またはワークのいずれか一方が新規な場合において、最適なしきい値を見出す場合などが想定される。このような場合には、数個のサンプルに対して試験的に硬化用紫外線５４を照射し、そのときに測定される蛍光量から最適なしきい値が設定される。なお、このような作業をトレーニングとも称す。
【０１８５】
そこで、第１しきい値設定モードでは、サンプルとなる複数の紫外線硬化樹脂１２（およびそれが塗布されたワーク）が製造ライン上を逐次的に搬送され、各紫外線硬化樹脂１２に対して硬化用紫外線５４が照射されるとともに、各紫外線硬化樹脂１２から生じる蛍光量が測定される。続いて、これらの測定結果に基づいて最適なしきい値が設定される。
【０１８６】
より具体的には、測定される蛍光量の時間的プロフィールの各々において蛍光量の最大値を特徴的態様として算出するとともに、算出された複数の最大値のうち、最も小さいものに所定の係数β１を乗じたものがしきい値α１に設定される。なお、係数β１は、「１」より小さな値、たとえば「０．９」が用いられる。
【０１８７】
図２３は、第１しきい値設定モードにおける処理を説明するための図である。図２３には、一例として、４個のサンプルの各々に対して硬化用紫外線５４を十分に長い時間照射した場合に測定された蛍光量の時間的プロフィールＰｆ（１）〜Ｐｆ（４）が同一座標上に示される。なお、各サンプルに対する照射条件や測定条件は同一とする。そして、各時間的プロフィールＰｆ（１）〜Ｐｆ（４）に対して、最大蛍光量Ｐｍａｘ１〜Ｐｍａｘ４がそれぞれ算出される。このように抽出された最大蛍光量Ｐｍａｘ１〜Ｐｍａｘ４のうち、その値が最も小さいもの（図２３の場合には、最大蛍光量Ｐｍａｘ４）が抽出され、この抽出された最大蛍光量Ｐｍａｘ４に所定の係数β１が乗じられて、しきい値α１が決定される。
【０１８８】
図２４は、第１しきい値設定モードに係る処理を示すフローチャートである。この処理は、ユーザが操作部４４（図２）を操作して第１しきい値設定モードを選択することで処理が開始される。
【０１８９】
図２４を参照して、まず、しきい値を設定するためのサンプル数の入力が受付けられる（ステップＳ６００）。ユーザは、操作部４４（図２）を操作してしきい値を設定するために使用するサンプルの数を入力する。そして、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されるまで待つ（ステップＳ６０２）。なお、硬化用紫外線５４の照射開始は、硬化用紫外線５４の照射スポットにサンプルが配置されたことを検知するセンサ（図示しない）からの信号によって指示されてもよく、もしくはユーザが手動で照射開始を指示するようにしてもよい。
【０１９０】
光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されると、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令が与えられて励起紫外線５０の照射が開始される（ステップＳ６０４）。続いて、蛍光測定ヘッド部１０４で測定された紫外線硬化樹脂１２からの蛍光量が取得される（ステップＳ６０６）。なお、この蛍光量の取得処理に際して、時系列的に取得される蛍光量に対して移動平均処理が実行される。
【０１９１】
そして、測定される蛍光量の中の最大値が算出される（ステップＳ６０８）。具体的には、各測定時において、測定された蛍光量と当該時点より前に算出されている最大値とが比較され、測定された蛍光量が当該最大値より大きければ、最大値はその測定された蛍光量に更新される。このように測定された蛍光量に基づいて最大値は随時更新される。
【０１９２】
そして、硬化用紫外線５４の照射開始から所定時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ６１０）。なお、所定時間は、紫外線硬化樹脂１２が硬化反応を完了するのに十分な時間であり、紫外線硬化樹脂の塗布量などに応じて予め設定される。
【０１９３】
硬化用紫外線５４の照射開始から所定時間が経過していなければ（ステップＳ６１０においてＮＯ）、ステップＳ６０８の処理が繰返される。
【０１９４】
一方、硬化用紫外線５４の照射開始から所定時間が経過していれば（ステップＳ６１０においてＹＥＳ）、算出された蛍光量の最大値が記憶部４６に一旦格納される（ステップＳ６１２）。続いて、ステップＳ６００において入力されたサンプル数と同数の蛍光量の最大値が格納されているか否かが判断される（ステップＳ６１４）。サンプル数と同数の蛍光量の最大値が格納されていなければ（ステップＳ６１４においてＮＯ）、ステップＳ６０２以下の処理が繰返される。
【０１９５】
サンプル数と同数の蛍光量の最大値が格納されていれば（ステップＳ６１４においてＹＥＳ）、格納されている蛍光量の最大値のうち、その値が最も小さいものが抽出され（ステップＳ６１６）、抽出された蛍光量の最大値に対して所定の係数β１が乗じられて、しきい値α１が算出される（ステップＳ６１８）。さらに、算出されたしきい値α１が記憶部４６に格納され（ステップＳ６２０）、第１しきい値設定モードに係る処理は終了する。
【０１９６】
このような「しきい値設定モード」を使用することで、紫外線硬化樹脂とワークとの組み合わせが多数存在する場合であっても、比較的容易かつ迅速に最適なしきい値を設定することができるので、しきい値設定に係る時間を低減し、生産効率を低下させることを抑制できる。
【０１９７】
（しきい値設定その２）
しきい値設定モードの別の態様として、「第２しきい値設定モード」について説明する。この第２しきい値設定モードでは、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量から特徴的態様をとらえ、硬化反応の完了を判断するために測定される蛍光量と比較されるしきい値α１（図６）を設定する。
【０１９８】
第１しきい値設定モードと同様に、第２しきい値設定モードでも、サンプルとなる複数の紫外線硬化樹脂１２（およびそれが塗布されたワーク）が製造ライン上に逐次的に搬送され、各紫外線硬化樹脂１２に対して硬化用紫外線５４が照射されるとともに、各紫外線硬化樹脂１２から生じる蛍光量が測定される。続いて、紫外線硬化樹脂１２の各々について、測定される蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定範囲内になった時に対応する蛍光量が算出される。ここで、所定範囲内とは、測定される蛍光量の増加が飽和する状態、すなわち測定される蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定値以下となるような状態を含むように決定される。さらに、算出された複数の蛍光量のうち、最も小さいものに所定の係数β２を乗じたものがしきい値α１に設定される。なお、係数β２は、「１」より小さな値、たとえば「０．９」が用いられる。
【０１９９】
図２５は、第２しきい値設定モードにおける処理を説明するための図である。図２５（ａ）には、複数のサンプルのうち１つのサンプルについて測定される蛍光量の時間的変化を示し、図２５（ｂ）にはその単位時間当たりの変化量の時間的変化（蛍光量差分値）を示す。また、図２５には、特徴的態様の条件として、測定される蛍光量の単位時間当たりの変化量が「０」以下であること、すなわち正値から負値に転じることを採用した場合を示す。
【０２００】
図２５（ａ）を参照して、硬化用紫外線５４の照射が開始されると、測定される蛍光量は所定量まで単調増加した後、飽和して減少に転じる。このような蛍光量の時間的挙動によって、図２５（ｂ）に示すように、蛍光量差分値は硬化用紫外線５４の照射開始から時間ｔ１経過後に、正値から負値に転じる。この蛍光量差分値が正値から負値に転じる時刻において測定される蛍光量Ｐａが算出される。同様に各時間的プロフィールにおいて蛍光量Ｐａが算出され、算出された蛍光量Ｐａの中でその値が最も小さいものに所定の係数β２が乗じられて、しきい値α１が決定される。
【０２０１】
図２６は、第２しきい値設定モードに係る処理を示すフローチャートである。この処理は、ユーザが操作部４４（図２）を操作して第２しきい値設定モードを選択することで処理が開始される。
【０２０２】
図２６を参照して、まず、しきい値を設定するためのサンプル数の入力が受付けられる（ステップＳ７００）。ユーザは、操作部４４（図２）を操作してしきい値を設定するために使用するサンプルの数を入力する。そして、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されるまで待つ（ステップＳ７０２）。なお、硬化用紫外線５４の照射を開始は、硬化用紫外線５４の照射スポットにサンプルが配置されたことを検知するセンサ（図示しない）からの信号によって指示されてもよく、もしくはユーザが手動で照射開始を指示するようにしてもよい。
【０２０３】
光源部２０２から照射開始信号が開始されると、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令が与えられて励起紫外線５０の照射が開始される（ステップＳ７０４）。続いて、蛍光測定ヘッド部１０４で測定された紫外線硬化樹脂１２からの蛍光量が取得される（ステップＳ７０６）。なお、この蛍光量の取得処理に際して、時系列的に取得される蛍光量に対して移動平均処理が実行される。さらに、前回取得された蛍光量と今回取得された蛍光量とに基づいて、蛍光量の差分値が算出される（ステップＳ７０８）。
【０２０４】
続いて、蛍光量の差分値が所定範囲内になったか否かが判断される（ステップＳ７１０）。一例として、蛍光量の差分値が正値から負値に転じたか否かが判断される。
【０２０５】
蛍光量の差分値が所定範囲内になっていなければ（ステップＳ７１０においてＮＯ）、ステップＳ７０６以下の処理が繰返される。
【０２０６】
一方、蛍光量の差分値が所定範囲内になっていれば（ステップＳ７１０においてＹＥＳ）、当該時点の測定された蛍光量が記憶部４６に一旦格納される（ステップＳ７１２）。続いて、ステップＳ７００において入力されたサンプル数と同数の蛍光量の最大値が格納されているか否かが判断される（ステップＳ７１４）。サンプル数と同数の蛍光量の最大値が格納されていなければ（ステップＳ７１４においてＮＯ）、ステップＳ７０２以下の処理が繰返される。
【０２０７】
サンプル数と同数の蛍光量の最大値が格納されていれば（ステップＳ７１４においてＹＥＳ）、格納されている蛍光量のうち、その値が最も小さいものが抽出され（ステップＳ７１６）、抽出された蛍光量の最大値に対して所定の係数β２が乗じられて、しきい値α１が算出される（ステップＳ７１８）。さらに、算出されたしきい値α１が記憶部４６に格納され（ステップＳ７２０）、第２しきい値設定モードに係る処理は終了する。
【０２０８】
また、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量から特徴的態様をとらえるための条件として、蛍光量の差分値の変極点を用いてもよい。
【０２０９】
図２７は、第２しきい値設定モードにおける処理の別の態様を説明するための図である。図２７（ａ）には、複数のサンプルのうち１つのサンプルについて測定される蛍光量の時間的変化を示し、図２７（ｂ）にはその単位時間当たりの変化量の時間的変化（蛍光量差分値）を示す。
【０２１０】
図２７（ｂ）を参照して、たとえば、蛍光量差分値が減少から増加に転じる時点（硬化用紫外線５４の照射開始から時間ｔ２経過後）を特徴点としてとらえ、このときに測定される蛍光量Ｐｂ（図２７（ａ））に基づいて、しきい値α１を設定してもよい。すなわち、蛍光量差分値の変極点に着目して、しきい値α１を設定するための蛍光量Ｐｂを算出していることになる。
【０２１１】
なお、蛍光量Ｐｂを算出した後の処理は、係数β２に代えて係数β３を乗じる点を除いて、上述した図２６に示すフローチャートと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０２１２】
このような「しきい値設定モード」を使用することで、紫外線硬化樹脂とワークとの組み合わせが多数存在する場合であっても、比較的容易かつ迅速にしきい値を設定することができるので、しきい値設定に係る時間を低減し、生産効率を低下させることを抑制できる。
【０２１３】
（しきい値設定その３）
上述の第１および第２しきい値設定モードでは、硬化反応の完了を判断するために測定される蛍光量と比較されるしきい値α１（図６）を設定する構成について説明したが、以下では、硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔａが経過時に測定される蛍光量と比較されるしきい値α３（図１１）を設定するための第３しきい値設定モードについて説明する。
【０２１４】
第１しきい値設定モードと同様に、第３しきい値設定モードでも、サンプルとなる複数の紫外線硬化樹脂１２（およびそれが塗布されたワーク）が製造ライン上に逐次的に搬送され、各紫外線硬化樹脂１２に対して硬化用紫外線５４が照射されるとともに、各紫外線硬化樹脂１２から生じる蛍光量が測定される。そして、硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔａが経過した時点の蛍光量が算出される。さらに、算出された複数の蛍光量のうち、最も小さいものに所定の係数β４を乗じたものがしきい値α３に設定される。なお、係数β４は、「１」より小さな値、たとえば「０．９」が用いられる。
【０２１５】
図２８は、第３しきい値設定モードにおける処理を説明するための図である。図２８には、複数のサンプルのうち１つのサンプルについて測定される蛍光量の時間的変化を示す。
【０２１６】
図２８を参照して、硬化用紫外線５４の照射が開始されると、測定される蛍光量は単調増加していく。そして、硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔａが経過した時点の蛍光量Ｐｃが算出される。同様に各時間的プロフィールにおいて蛍光量Ｐｃが算出され、算出された蛍光量Ｐｃの中でその値が最も小さいものに所定の係数β４が乗じられて、しきい値α３が決定される。
【０２１７】
図２９は、第３しきい値設定モードに係る処理を示すフローチャートである。この処理は、ユーザが操作部４４（図２）を操作して第３しきい値設定モードを選択することで処理が開始される。
【０２１８】
図２９を参照して、まず、しきい値を設定するためのサンプル数の入力が受付けられる（ステップＳ８００）。ユーザは、操作部４４（図２）を操作してしきい値を設定するために使用するサンプルの数を入力する。そして、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されるまで待つ（ステップＳ８０２）。なお、硬化用紫外線５４の照射を開始は、硬化用紫外線５４の照射スポットにサンプルが配置されたことを検知するセンサ（図示しない）からの信号によって指示されてもよく、もしくはユーザが手動で照射開始を指示するようにしてもよい。
【０２１９】
光源部２０２から照射開始信号が開始されると、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令が与えられて励起紫外線５０の照射が開始される（ステップＳ８０４）。同時に、硬化用紫外線５４の照射開始からの経過時間の計測が開始される（ステップＳ８０６）。そして、計測された経過時間が判定時間Ｔａを経過したか否かが判断される（ステップＳ８０８）。経過時間が判定時間Ｔａを経過していなければ（ステップＳ８０８においてＮＯ）、判定時間Ｔａを経過するまで処理は繰返される。
【０２２０】
経過時間が判定時間Ｔａを経過していれば（ステップＳ８０８においてＹＥＳ）、当該時点の測定された蛍光量が記憶部４６に一旦格納される（ステップＳ８１０）。続いて、ステップＳ８００において入力されたサンプル数と同数の蛍光量の最大値が格納されているか否かが判断される（ステップＳ８１２）。サンプル数と同数の蛍光量の最大値が格納されていなければ（ステップＳ８１２においてＮＯ）、ステップＳ８０２以下の処理が繰返される。
【０２２１】
サンプル数と同数の蛍光量が格納されていれば（ステップＳ８１２においてＹＥＳ）、格納されている蛍光量のうち、その値が最も小さいものが抽出され（ステップＳ８１４）、抽出された蛍光量の最大値に対して所定の係数β４が乗じられて、しきい値α３が算出される（ステップＳ８１６）。さらに、算出されたしきい値α３が記憶部４６に格納され（ステップＳ８１８）、第３しきい値設定モードに係る処理は終了する。
【０２２２】
このような「しきい値設定モード」を使用することで、紫外線硬化樹脂とワークとの組み合わせが多数存在する場合であっても、比較的容易かつ迅速にしきい値を設定することができるので、しきい値設定に係る時間を低減し、生産効率を低下させることを抑制できる。
【０２２３】
なお、３種類のしきい値設定モードに係る処理について説明したが、必ずしも硬化反応検知装置１００が全てのしきい値設定モードを備えておく必要はなく、ニーズに応じた処理を適宜組み込めばよい。
【０２２４】
本実施の形態において、硬化用紫外線５４が「第１の紫外線」に相当し、励起紫外線５０が「第２の紫外線」に相当する。そして、蛍光測定ヘッド部１０４が「照射手段」を実現し、蛍光測定ヘッド部１０４およびＣＰＵ４０が「測定手段」を実現し、ＣＰＵ４０が「判断手段」を実現し、ＣＰＵ４０および表示部４２が「第１表示手段」および「第２表示手段」を実現し、ＣＰＵ４０および記憶部４６が「しきい値設定手段」を実現する。
【０２２５】
本実施の形態によれば、紫外線硬化樹脂が硬化用紫外線を受けて硬化反応を生じる際に、励起紫外線を照射して紫外線硬化樹脂の光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する。この蛍光量は、紫外線硬化樹脂の硬化反応状態と相関性を有するので、この蛍光量の時間的挙動に基づいて、硬化反応状態をリアルタイムに判断できる。
【０２２６】
このリアルタイムに判断できる硬化反応状態に基づいて、硬化反応の完了タイミングを的確に把握できるので、硬化用紫外線の照射時間を最適化でき、硬化反応の過剰や不足によって生じる不良品の発生を抑制できる。
【０２２７】
また、紫外線硬化樹脂の硬化反応の正常性をチェックできるので、さまざまな要因によって生じる硬化反応の異常を検出し、不良品の混入を防止できる。
【０２２８】
［実施の形態２］
上述の本実施の形態１においては、硬化反応検知装置１００および光源装置２００が互いに分離して配置される紫外線照射システム１について説明したが、硬化反応検知装置１００および光源装置２００の機能を一体的に形成してもよい。
【０２２９】
図３０は、この発明の実施の形態２に従う硬化反応検知装置３００の概略構成図である。
【０２３０】
図３０を参照して、この発明の実施の形態２に従う硬化反応検知装置３００は、この発明の実施の形態１に従う硬化反応検知装置１００に光源装置２００の機能を取込んだものに相当する。すなわち、硬化反応検知装置３００は、ヘッド部３０４と、制御部３０２とからなり、ヘッド部３０４は、硬化用紫外線５４および励起紫外線５０を発生するとともに、紫外線硬化樹脂１２から放射される蛍光５２を受光して、検出される蛍光量を示す信号を制御部３０２へ出力する。また、制御部３０２は、上述のこの発明の実施の形態１に従う制御部１０２に光源部２０２に相当する機能を取込んだものに相当する。
【０２３１】
なお、ヘッド部３０４をより簡素化するために、共通の紫外線発生機構（たとえば、紫外線ＬＥＤ）を用いて、硬化用紫外線５４および励起紫外線５０を発生するようにしてもよい。共通の紫外線発生機構を用いる場合には、硬化用紫外線５４として作用する直流（ＤＣ）成分と、励起紫外線５０として作用するパルス成分とを合成したような、照射強度をもつ紫外線を発生させればよい。
【０２３２】
図３１は、共通の紫外線発生機構を用いた場合の照射強度の時間的変化を示す図である。
【０２３３】
図３１を参照して、ヘッド部３０４を共通の紫外線発生機構を用いて構成する場合には、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すそれぞれの照射強度を合成して得られる時間的変化を有するように照射強度が制御される。
【０２３４】
その他の構成については、上述のこの発明の実施の形態１で説明した内容と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０２３５】
本実施の形態によれば、硬化用紫外線と励起紫外線とを共通のヘッド部で発生することができるので、システム全体としての構成が簡素化でき、価格面や必要とされる空間などの面でより有利となる。
【０２３６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０２３７】
【図１】この発明の実施の形態１に従う紫外線照射システムの概略構成図である。
【図２】硬化反応検知装置のより詳細な概略構成図である。
【図３】蛍光測定ヘッド部とワークとの間の光学的な配置図である。
【図４】蛍光測定に係る各部の時間波形を示すタイムチャートである。
【図５】測定された蛍光量に基づく硬化反応の完了を判断するための処理ブロック図である。
【図６】測定された蛍光量に基づく硬化反応の完了判断に係るタイムチャートである。
【図７】測定された蛍光量に基づく硬化反応の完了判断に係るフローチャートである。
【図８】測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の完了を判断するための処理ブロック図である。
【図９】測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の完了判断に係るタイムチャートである。
【図１０】測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の完了判断に係るフローチャートである。
【図１１】蛍光量に基づく硬化反応の異常判断に係るタイムチャートである。
【図１２】蛍光量に基づく硬化反応の異常判断に係るフローチャートである。
【図１３】測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の異常判断に係るタイムチャートである。
【図１４】測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の異常判断に係るフローチャートである。
【図１５】測定された蛍光量の時間的挙動の全体に基づく硬化反応の異常判断に係るタイムチャートである。
【図１６】測定された蛍光量の時間的挙動の全体に基づく硬化反応の異常判断に係るフローチャートである。
【図１７】表示部における表示内容の一例を示す図である。
【図１８】表示部における硬化反応の進行度合表示の一例を示す図である。
【図１９】表示部における硬化反応の進行度合表示の別の一例を示す図である。
【図２０】硬化反応の進行度合を算出する過程を説明するための図である。
【図２１】ユーザが反応完了時間を設定する場合の表示部での表示例を示す。
【図２２】保護メガネを装着した状態での視認可能特性の一例を示す図である。
【図２３】第１しきい値設定モードにおける処理を説明するための図である。
【図２４】第１しきい値設定モードに係る処理を示すフローチャートである。
【図２５】第２しきい値設定モードにおける処理を説明するための図である。
【図２６】第２しきい値設定モードに係る処理を示すフローチャートである。
【図２７】第２しきい値設定モードにおける処理の別の態様を説明するための図である。
【図２８】第３しきい値設定モードにおける処理を説明するための図である。
【図２９】第３しきい値設定モードに係る処理を示すフローチャートである。
【図３０】この発明の実施の形態２に従う硬化反応検知装置の概略構成図である。
【図３１】共通の紫外線発生機構を用いた場合の照射強度の時間的変化を示す図である。
【符号の説明】
【０２３８】
１ 紫外線照射システム、６ 基材、８ 被着体、１２ 紫外線硬化樹脂、２０ 投光駆動回路、２２ 投光素子、２４ ハーフミラー、２６ 光フィルタ、２８ 受光素子、３０ ＨＰＦ、３２ 増幅回路、３４ サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）、３６ アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）、３８ 集束レンズ、４２ 表示部、４４ 操作部、４６ 記憶部、４８ インターフェイス部（Ｉ／Ｆ）、５０ 励起紫外線、５２ 蛍光、５４ 硬化用紫外線、１００，３００ 硬化反応検知装置、１０２，３０２ 制御部、１０４ 蛍光測定ヘッド部、１０６ 表示灯、１２０，１２０Ａ 判断部、１２２ 時間変化量算出部、１２４，１２４Ａ 判断部、２００ 光源装置、２０２ 光源部、２０４ 照射ヘッド部、３０４ ヘッド部、４２２，４２４，４２８，４４２ 数値表示領域、４２６ 結果表示領域、４３０ インジケータ表示領域、４４０ 選択操作領域、４４４ 数値操作領域、４４６ プロフィール表示領域。
【技術分野】
【０００１】
この発明は紫外線硬化樹脂を硬化させるための紫外線照射システム、それに用いられる硬化反応検知装置およびそれを用いた紫外線硬化樹脂の硬化方法に関し、特に紫外線硬化樹脂の硬化反応状態をリアルタイムで判断する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、多くの産業分野において、接着剤やコーティング剤の硬化方法として紫外線硬化法（Ultra Violet Curing）が利用されている。紫外線硬化法は、熱エネルギーを利用する熱硬化方法に比較して、有害物質を大気中に放散しない、硬化時間が短い、熱に弱い製品にも適応できるなどの多くの利点を有している。
【０００３】
紫外線硬化法では、紫外線照射前においては主に液体である一方、紫外線照射後においては固体に変化する紫外線硬化樹脂が用いられる。このような紫外線硬化樹脂は、主剤としてモノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方を含み、さらに光重合開始剤を含む。光重合開始剤は、照射される紫外線を受けてラジカルやカチオンを発生し、発生したラジカルやカチオンがモノマーやオリゴマーと重合反応を生じる。この重合反応に伴いモノマーやオリゴマーはポリマーに変化し、分子量が極めて大きくなるとともに、融点が低下する。この結果、紫外線硬化樹脂は液体状態を維持できなくなって固体に変化する。
【０００４】
一方、目視による紫外線硬化樹脂の硬化度や品質異常有無の判断は困難であり、紫外線硬化樹脂の硬化反応状態を容易に判断する方法が要望されている。そこで、たとえば特許第２６５１０３６号公報（特許文献１）には、硬化可能コーティング材料の硬化程度を監視する方法が開示されている。この方法によれば、紫外線硬化可能材料と、硬化可能材料の硬化度の関数として変化するような発光を行なう蛍光成分を含むプローブとからなる材料系に対して、紫外線硬化可能材料の硬化度を測定するためにプローブの発光を測定するステップを含む。
【特許文献１】特許第２６５１０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許第２６５１０３６号公報（特許文献１）に開示されるように、硬化可能材料の硬化度の関数として変化するように発光するプローブを紫外線硬化樹脂に添加する方法は、汎用的な紫外線硬化法に適用することが困難である場合が多い。すなわち、上述のプローブのように特別な材料を添加することはコスト的に不利であり、また、品質上の観点からそのようなプローブを添加することが許容されない場合も多い。
【０００６】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、汎用的な紫外線硬化樹脂に対してその硬化反応状態をリアルタイムで判断できる紫外線照射システム、それに用いられる硬化反応検知装置およびそれを用いた紫外線硬化樹脂の硬化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者らは、紫外線硬化樹脂に対する紫外線照射に応じて、紫外線硬化樹脂に含まれる光重合開始剤自体が紫外線硬化樹脂の状態（たとえば、硬化度）と相関のある観測可能な蛍光を放射する事実を見出し、この事実を利用した紫外線硬化樹脂の状態推定方法を特願２００６−０７１５８０号として出願した。本願発明は、この紫外線硬化樹脂の状態と相関のある観測可能な蛍光を利用して、上述の課題を解決するものである。
【０００８】
この発明のある局面に従えば、モノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方からなる主剤と光重合開始剤とを含む紫外線硬化樹脂を硬化させるための紫外線照射システムである。この紫外線照射システムは、紫外線硬化樹脂の硬化反応を促進するための第１の紫外線を照射する光源装置と、硬化反応検知装置とを備える。そして、硬化反応検知装置は、紫外線硬化樹脂を活性化させるための第２の紫外線を照射する照射手段と、照射手段によって照射される第２の紫外線を受けて光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する測定手段と、測定手段によって測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、紫外線硬化樹脂の硬化反応状態を判断する判断手段とを含む。
【０００９】
この局面に従う紫外線照射システムによれば、第１の紫外線を照射して紫外線硬化樹脂の硬化反応を促進するとともに、第２の紫外線を照射して紫外線硬化樹脂の光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する。この蛍光量は、紫外線硬化樹脂の硬化反応状態と相関性を有するので、この蛍光量の時間的挙動に基づいて、硬化反応状態をリアルタイムに判断できる。
【００１０】
好ましくは、硬化反応検知装置は、光源装置からの第１の紫外線の照射が開始されると、第２の紫外線の照射および蛍光量の測定を開始するように構成され、かつ、光源装置からの第１の紫外線の照射が終了すると、第２の紫外線の照射および蛍光量の測定を終了するように構成される。
【００１１】
好ましくは、判断手段は、測定された蛍光量が所定のしきい値を超過すると、光源装置に対して第１の紫外線の照射の終了を指示する。
【００１２】
好ましくは、判断手段は、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定のしきい値を下回ると、光源装置に対して第１の紫外線の照射の終了を指示する。
【００１３】
好ましくは、光源装置は、時間的に略一定の強度をもつ第１の紫外線を照射し、照射手段は、周期的に強度が変化する第２の紫外線を照射し、測定手段は、測定された蛍光量のうち、照射手段によって放射される第２の紫外線の強度変化周期に対応する周期成分に基づいて、光重合開始剤から放射される蛍光量として抽出する。
【００１４】
この発明の別の局面に従えば、モノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方からなる主剤と光重合開始剤とを含む紫外線硬化樹脂が第１の紫外線を受けて生じる硬化反応を検知する硬化反応検知装置である。この硬化反応検知装置は、紫外線硬化樹脂を活性化させるための第２の紫外線を照射する照射手段と、照射手段によって照射される第２の紫外線を受けて光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する測定手段と、測定手段によって測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、紫外線硬化樹脂の硬化反応状態を判断する判断手段とを含む。
【００１５】
この局面に従う硬化反応検知装置によれば、紫外線硬化樹脂が第１の紫外線を受けて硬化反応を生じる際に、第２の紫外線を照射して紫外線硬化樹脂の光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する。この蛍光量は、紫外線硬化樹脂の硬化反応状態と相関性を有するので、この蛍光量の時間的挙動に基づいて、硬化反応状態をリアルタイムに判断できる。
【００１６】
好ましくは、判断手段は、測定された蛍光量が所定のしきい値を超過すると、当該硬化反応が完了したと判断する。
【００１７】
また好ましくは、判断手段は、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定のしきい値を下回ると、当該硬化反応が完了したと判断する。
【００１８】
さらに好ましくは、判断手段は、硬化反応が完了したと判断すると、第１の紫外線の照射の終了を指示する。
【００１９】
また好ましくは、判断手段は、第１の紫外線の照射開始から所定時間経過後において、測定された蛍光量が所定のしきい値を下回っていれば、当該硬化反応が異常であると判断する。
【００２０】
また好ましくは、判断手段は、第１の紫外線の照射開始から所定時間経過後において、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定の範囲外にあれば、当該硬化反応が異常であると判断する。
【００２１】
また好ましくは、判断手段は、予め定められた基準の時間的挙動を参照して、測定された蛍光量から硬化反応の正常性を判断する。
【００２２】
さらに好ましくは、判断手段は、基準の時間的挙動に対する測定された蛍光量の偏差が所定範囲外になると、当該硬化反応が異常であると判断する。
【００２３】
好ましくは、基準の時間的挙動と測定された蛍光量の時間的挙動とを同一座標上に表示するための第１表示手段をさらに備える。
【００２４】
さらに好ましくは、第１表示手段は、基準の時間的挙動に対する測定された蛍光量の偏差の時間的挙動をさらに表示するように構成される。
【００２５】
好ましくは、第１の紫外線を受けて生じる紫外線硬化樹脂の硬化反応の進行度合を表示するための第２表示手段をさらに備える。
【００２６】
さらに好ましくは、第２表示手段は、硬化反応が完了したとみなされる蛍光量である反応完了蛍光量に対する測定された蛍光量の比率に基づいて、硬化反応の進行度合を算出する。
【００２７】
さらに好ましくは、第２表示手段は、予め測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、反応完了蛍光量を算出する。
【００２８】
またさらに好ましくは、第２表示手段は、外部からの入力値に応じて反応完了蛍光量を変更可能に構成される。
【００２９】
好ましくは、第２表示手段は、硬化反応の進行度合を数値表示するように構成される。
また好ましくは、第２表示手段は、硬化反応の進行度合をインジケータ表示するように構成される。
【００３０】
好ましくは、第２表示手段は、第１および第２の紫外線の波長帯域から長波長側に所定の長さ以上離れた波長帯域を有する色を用いて硬化反応の進行度合を表示するように構成される。
【００３１】
好ましくは、測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、硬化反応の完了を判断するために用いられる所定のしきい値を設定するしきい値設定手段をさらに備える。
【００３２】
また好ましくは、測定された蛍光量の時間的挙動において所定の特徴的態様が生じた時点の蛍光量に基づいて、硬化反応の完了を判断するために用いられる所定のしきい値を設定するしきい値設定手段をさらに備える。
【００３３】
さらに好ましくは、しきい値設定手段は、蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定の範囲内になった時点の蛍光量に基づいて所定のしきい値を設定する。
【００３４】
好ましくは、測定された蛍光量の時間的挙動において第１の紫外線の照射開始から所定時間経過時点の蛍光量に基づいて、硬化反応の完了を判断するために用いられる所定のしきい値を設定するしきい値設定手段をさらに備える。
【００３５】
好ましくは、照射手段によって第２の紫外線が照射される期間中に、第２の紫外線の照射を視覚的に通知するための視覚的通知手段をさらに備える。
【００３６】
好ましくは、第１の紫外線を発生するための光源部をさらに備える。
この発明のさらに別の局面に従えば、紫外線照射システムを用いたモノマーまたはオリゴマーの少なくとも一方からなる主剤と光重合開始剤とを含む紫外線硬化樹脂の硬化方法である。紫外線照射システムは、光源装置と硬化反応検知装置とを備える。この紫外線硬化樹脂の硬化方法は、光源装置から紫外線硬化樹脂を硬化させるための第１の紫外線を照射するステップと、硬化反応検知装置から紫外線硬化樹脂を活性化させるための第２の紫外線を照射するステップと、第２の紫外線を受けて光重合開始剤から放射される蛍光量を測定するステップと、測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、紫外線硬化樹脂の硬化反応状態を判断するステップと、判断された硬化反応状態に基づいて、第１の紫外線の照射を制御するステップとを含む。
【００３７】
この局面に従う紫外線硬化樹脂の硬化方法によれば、第１の紫外線を照射して紫外線硬化樹脂の硬化反応を促進するとともに、第２の紫外線を照射して紫外線硬化樹脂の光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する。この蛍光量は、紫外線硬化樹脂の硬化反応状態と相関性を有するので、この蛍光量の時間的挙動に基づいて、硬化反応状態をリアルタイムに判断できる。
【発明の効果】
【００３８】
この発明によれば、汎用的な紫外線硬化樹脂に対してその硬化反応状態をリアルタイムで判断できる紫外線照射システム、それに用いられる硬化反応検知装置およびそれを用いた紫外線硬化樹脂の硬化方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００４０】
［実施の形態１］
（紫外線照射システムの概略構成）
図１は、この発明の実施の形態１に従う紫外線照射システム１の概略構成図である。
【００４１】
図１を参照して、この発明の実施の形態１に従う紫外線照射システム１は、紫外線硬化樹脂の硬化反応を促進するための硬化用紫外線５４を放射する光源装置２００と、紫外線硬化樹脂が硬化用紫外線を受けて生じる硬化反応を検知する硬化反応検知装置１００とからなる。そして、紫外線照射システム１は、一例として、基材６の上に被着体８を配置し、紫外線硬化樹脂１２を用いて両者を接着するような製造ラインに配置される。なお、基材６、被着体８および紫外線硬化樹脂１２を一体として「ワーク」とも称す。紫外線硬化樹脂１２は、モノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方からなる主剤と、光重合開始剤とを含み、紫外線を受けて硬化反応を生じる。
【００４２】
光源装置２００は、硬化用紫外線５４を発生する照射ヘッド部２０４と、照射ヘッド部２０４を駆動するための光源部２０２とからなる。照射ヘッド部２０４は、硬化用紫外線５４の発生機構であり、一例として、紫外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や紫外線ランプなどからなる。照射ヘッド部２０４から放射された硬化用紫外線５４が紫外線硬化樹脂１２に入射するように、照射ヘッド部２０４は、たとえばワークの垂直上部に配置される。光源部２０２は、照射ヘッド部２０４と電気的に接続され、照射ヘッド部２０４から硬化用紫外線５４を生成するための駆動電力を供給する。本実施の形態では、硬化用紫外線５４は、時間的に略一定の強度で照射される。すなわち、硬化用紫外線５４の照射強度は、主として直流（ＤＣ）成分からなる。
【００４３】
また、光源部２０２は、硬化反応検知装置１００と電気的に接続され、硬化用紫外線５４の照射状態信号、たとえば、照射開始信号や照射終了信号を硬化反応検知装置１００へ送出する。さらに、光源部２０２は、ユーザや外部装置からの照射開始指令（図示しない）に応じて、硬化用紫外線５４の照射を開始するように構成されるとともに、硬化反応検知装置１００からの照射終了指示に応答して、硬化用紫外線５４の照射を停止するように構成される。
【００４４】
硬化反応検知装置１００は、蛍光測定ヘッド部１０４と、制御部１０２とからなる。蛍光測定ヘッド部１０４は、制御部１０２から受けた照射指令に応答して、紫外線硬化樹脂１２を活性化させるための励起紫外線５０を発生し、紫外線硬化樹脂１２に向けて照射するとともに、紫外線硬化樹脂１２から放射される蛍光５２を受光して、検出された蛍光量を示す信号を制御部１０２へ出力する。また、蛍光測定ヘッド部１０４の上部には、励起紫外線５０の照射期間中に励起紫外線５０の照射を視覚的に通知するための表示灯１０６が設けられる。表示灯１０６は、励起紫外線５０の照射期間中に点滅するなどして、周囲にいるユーザに紫外線が照射されることを知らせ、防護処置をとるように促すものである。
【００４５】
制御部１０２は、光源装置２００の照射状態に応じて蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令を与えるとともに、蛍光測定ヘッド部１０４から出力される蛍光量を示す信号に基づいて、紫外線硬化樹脂１２に含まれる光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する。より詳細には、制御部１０２は、光源部２０２から照射開始信号を受けると、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令を与えて励起紫外線５０の照射を開始するとともに、光重合開始剤から放射される蛍光量の測定を開始する。さらに、制御部１０２は、光源部２０２から照射終了信号を受けると、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令を与えて励起紫外線５０の照射を終了するとともに、光重合開始剤から放射される蛍光量の測定を終了する。
【００４６】
さらに、制御部１０２は、測定された蛍光量の時間的挙動（たとえば、時間的プロフィール）に基づいて、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応状態を判断する。後述するように、この判断された硬化反応状態に応じて、制御部１０２は硬化用紫外線５４の照射を制御したり、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応における異常発生の有無（正常性）を判断したりする。
【００４７】
（紫外線硬化樹脂）
この発明の実施の形態１に従う紫外線照射システム１において使用される紫外線硬化樹脂１２は、紫外線照射前においては主に液体である一方、紫外線照射後においては固体に変化（硬化）する。なお、本明細書において、「紫外線硬化樹脂」とは、その状態（紫外線照射前の液体状態、もしくは紫外線照射後における固体状態）にかかわらず総称的な意味で使用する。
【００４８】
紫外線照射前（硬化前）における紫外線硬化樹脂は、モノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方、光重合開始剤、ならびに各種添加剤を含む。モノマーおよびオリゴマーは主剤であり、紫外線を受けて光重合開始剤が発生するラジカルやカチオンにより重合反応（主鎖反応や架橋反応など）を生じる。そして、この重合反応に伴いモノマーおよびオリゴマーは、ポリマーに変化して分子量が極めて大きくなるとともに融点が低下する。この結果、紫外線硬化樹脂は液体から固体へ変化する。
【００４９】
モノマーおよびオリゴマーは、一例として、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリブタジエンアクリレート、シリコンアクリレート、およびエポキシアクリレートなどからなる。モノマーは、単量体とも呼ばれ、重合反応によって重合体を合成する場合の原料となる状態である。一方、オリゴマーは、低重合体とも呼ばれ、重合度が２〜２０程度の比較的重合度の低い状態である。
【００５０】
光重合開始剤は、紫外線を受けてラジカルを発生するラジカル重合開始剤、および紫外線を受けてカチオンを発生するカチオン重合開始剤に大別される。なお、ラジカル重合開始剤は、アクリル系のモノマーおよびオリゴマーに対して使用され、カチオン重合開始剤は、エポキシ系やビニールエーテル系のモノマーおよびオリゴマーに対して使用される。さらに、ラジカル重合開始剤およびカチオン重合開始剤の混合物からなる光重合開始剤を用いてもよい。
【００５１】
ラジカル重合開始剤は、ラジカルの発生過程に応じて、水素引抜型および分子内開裂型に大別される。水素引抜型は、一例として、ベンゾフェノンおよびオルソベンゾイル安息香酸メチルなどからなる。一方、分子内開裂型は、一例として、ベンゾインエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシアルキルフェノン、α−アミノアルキルフェノン、オキソベンゾイル安息香酸メチル（ＯＢＭ）、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド（ＢＭＳ）、イソプロピルチオキサントン（ＩＰＴＸ）、ジエチルチオキサントン（ＤＥＴＸ）、エチル４−（ジエチルアミノ）ベンゾエート（ＤＡＢ）、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−オン、ベンジルジメチルケタール（ＢＤＫ）、および１，２αヒドロキシアルキルフェノンなどからなる。
【００５２】
また、カチオン重合開始剤は、一例として、ジフェニルヨードニウム塩などからなる。
なお、本明細書において、「光重合開始剤」とは、光重合反応を開始させる能力が残存しているものに限らず、当初の光重合開始剤が光重合反応に寄与することによって変化したり光重合反応の対象となるモノマーやオリゴマーが周囲に存在しなかったりすることにより、もはや光重合反応の開始に寄与しない物質となったものをも含む意味で使用する。ここで、光重合開始反応に寄与した後の光重合開始剤は、多くの場合、ほぼ当初の分子の大きさを保持したまま、あるいは２つまたはそれ以上の数の分子に分裂した状態で、ポリマーの末端に結合している。
【００５３】
上述したように、本願発明者らは、この紫外線硬化樹脂１２に含まれる光重合開始剤自体が紫外線照射に応じて、紫外線硬化樹脂１２の状態（たとえば、硬化度）と相関のある観測可能な蛍光を放射することを見出した。
【００５４】
より詳細には、本願発明者らは、代表的な紫外線硬化樹脂（合計２２種類）の各々に対して、波長３６５ｎｍをもつ励起紫外線５０を照射した場合に放射される光の波長について、スペクトルアナライザーを用いて調査した。この結果、いずれの紫外線硬化樹脂からも、励起紫外線５０の波長より長い波長をもつ光（蛍光）が放射されていることを確認した。
【００５５】
ここで、紫外線硬化樹脂に含まれる光重合開始剤は、以下のような性質を有する。
（１）重合反応を開始させるための活性種（ラジカルや酸など）を生成する能力（量子収率、モル吸光係数）が高い。
【００５６】
（２）反応性の高い活性種を生成する。
（３）活性種の生成能力を発揮するための励起エネルギーのスペクトル域が紫外線領域である。
【００５７】
すなわち、光重合開始剤は、紫外線を吸収しやすい分子構造のものが採用され、紫外線吸収したことによるエネルギー（電子）を他の分子に与えやすいものとなっている。
【００５８】
一方、紫外線硬化樹脂の主剤であるモノマーおよびオリゴマーは、キャリア（電子）が分子内をスムーズに動きにくい構造をとるため、蛍光をほとんど発しないと考えられる。
【００５９】
したがって、本願発明者らは、本質的に光重合開始材が紫外線を受けて蛍光を放射する性質を有する物質であると結論付けた。
【００６０】
（硬化反応検知装置の概略構成）
図２は、硬化反応検知装置１００のより詳細な概略構成図である。
【００６１】
図２を参照して、制御部１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０と、表示部４２と、操作部４４と、記憶部４６と、インターフェイス部（Ｉ／Ｆ）４８とからなる。
【００６２】
ＣＰＵ４０は、硬化反応検知装置１００の全体処理を司る制御装置であって、記憶部４６に格納されるプログラムを読込んで実行することで、以下に示す処理を実現する。具体的には、ＣＰＵ４０は、インターフェイス部４８を介して光源部２０２（図１）から与えられる照射状態信号（照射開始信号や照射終了信号）に応答して、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令を与える。そして、蛍光測定ヘッド部１０４から与えられる蛍光量を示す信号に基づいて、光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する。このように測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、ＣＰＵ４０は、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応状態を判断する。そして、当該硬化反応が完了したと判断されると、ＣＰＵ４０は、光源部２０２（図１）に照射終了指示を与えて硬化用紫外線５４の照射を停止する。さらに、ＣＰＵ４０は、測定された蛍光量の時間的挙動を記憶部４６に格納するとともに、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応状態を表示部４２上に表示したり、インターフェイス部４８を介して外部出力したりする。
【００６３】
表示部４２は、ユーザに対して硬化反応に係る情報を表示するための表示装置であり、一例として、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）などのディスプレイを含んで構成される。
【００６４】
操作部４４は、ユーザからの操作指令を受付ける指令入力装置であり、一例として、スイッチ、タッチパネルもしくはマウスなどから構成され、ユーザ操作に応じた操作指令をＣＰＵ４０へ出力する。
【００６５】
記憶部４６は、ＣＰＵ４０で実行されるプログラムや過去の時間的挙動を不揮発的に格納可能な装置であり、一例として、ハードディスクやフラッシュメモリなどで構成される。
【００６６】
インターフェイス部４８は、外部装置とＣＰＵ４０との間の通信を仲介するための装置であり、一例として、デジタルアナログ変換部（ＤＡＣ）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）もしくはイーサネット（登録商標）などで構成される。
【００６７】
また、蛍光測定ヘッド部１０４は、投光駆動回路２０と、投光素子２２と、ハーフミラー２４と、光フィルタ２６と、受光素子２８と、ＨＰＦ（High Pass Filter：高域通過フィルタ）３０と、増幅回路３２と、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ：Sample and Hold）３４と、アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）３６とからなる。
【００６８】
投光駆動回路２０は、ＣＰＵ４０からの照射指令に応じて、投光素子２２で励起紫外線５０を発生させるための電力を供給する装置である。励起紫外線５０は、光重合開始剤から放射される蛍光量をより正確に測定できるように、その強度が周期的に変化するように生成される。特に、本実施の形態では、励起紫外線５０の強度がパルス状に変化する構成について説明する。そのため、投光駆動回路２０は、ＣＰＵ４０からの照射指令が与えられる期間において、所定周期で変化するパルス状の駆動電力を投光素子２２へ供給する。
【００６９】
図３は、蛍光測定ヘッド部１０４とワークとの間の光学的な配置図である。
図２および図３を参照して、蛍光測定ヘッド部１０４は、集束レンズ３８をさらに備え、投光素子２２、ハーフミラー２４、集束レンズ３８および対象となる紫外線硬化樹脂１２が共通の光軸Ａｘ上に配置される。また、光軸Ａｘに対して直角方向に向かう同一直線上に、ハーフミラー２４、光フィルタ２６および受光素子２８が配置される。
【００７０】
そして、投光駆動回路２０から駆動電力を供給され、投光素子２２で生成された励起紫外線５０は、ハーフミラー２４および集束レンズ３８を通過して紫外線硬化樹脂１２に集束するように照射される。そして、紫外線硬化樹脂１２は、励起紫外線５０の照射に応じて蛍光５２を生成する。生成された蛍光５２は、励起紫外線５０と略同一の経路を逆方向に伝播してハーフミラー２４に入射する。そして、励起紫外線５０は、ハーフミラー２４によって伝播方向に対して直角方向にその伝播経路を変化させ、光フィルタ２６を介して受光素子２８へ入射する。
【００７１】
このように、ハーフミラー２４が紫外線硬化樹脂１２から受けた蛍光５２の伝播方向を変化させることで、同一直線上を伝播する励起紫外線５０と蛍光５２とを分離することができ、微弱な強度を有する蛍光５２を受光素子２８によって確実に検出できる。
【００７２】
投光素子２２は、励起紫外線５０を発生する紫外線発生装置であって、一例として紫外線ＬＥＤからなる。なお、投光素子２２で発生する励起紫外線５０の主発光ピークは３６５ｎｍが好ましい。ハーフミラー２４は、紫外線の入射方向によって、反射率を異ならしめる反射部材であり、一例として、その反射面は金属蒸着により形成される。光フィルタ２６は、投光素子２２から放射される励起紫外線５０が直接的に受光素子２８へ入射することを抑制するために配置されたものであり、紫外領域の光を減衰させる一方で可視領域の光を透過するように構成される。一例として、光フィルタ２６は、波長が４１０ｎｍ以上の光を透過する誘電体多層膜のフィルタからなる。受光素子２８は、一例としてフォトダイオードからなり、光フィルタ２６を透過して入射する蛍光の強度に応じた電流を発生する。
【００７３】
以下、紫外線硬化樹脂１２に含まれる光重合開始剤から放射される蛍光量の測定方法とともに、ＨＰＦ３０、増幅回路３２、サンプルホールド回路３４、およびアナログデジタル変換部３６について説明する。
【００７４】
図１に示すように、本実施の形態に従う紫外線照射システム１では、紫外線硬化樹脂１２に対して光源装置２００から硬化用紫外線５４が放射される。そのため、紫外線硬化樹脂１２に含まれる光重合開始剤からは、励起紫外線５０に加えて、硬化用紫外線５４の照射に応じて蛍光が発生することも考えられる。そこで、本実施例では、それぞれの紫外線を周波数領域上で分離する。すなわち、主として直流（ＤＣ）成分の強度を有する硬化用紫外線５４と、その強度に交流成分（一例として、パルス状変化）を含む励起紫外線５０とを照射し、この照射によって測定される蛍光量を示す信号のうち、励起紫外線５０の強度変化周期に対応する周期成分に基づいて、励起紫外線５０によって生じた蛍光量を測定する。
【００７５】
図４は、蛍光測定に係る各部の時間波形を示すタイムチャートである。
図４（ａ）は、硬化用紫外線５４の照射強度の時間的変化を示す。図４（ｂ）は、励起紫外線５０の照射強度の時間的変化を示す。図４（ｃ）は、受光素子２８で測定される蛍光量の時間的変化を示す。図４（ｄ）は、ＨＰＦ３０から出力される信号強度の時間的変化を示す。図４（ｅ）は、サンプルホールド回路３４から出力される蛍光量の時間的変化を示す。
【００７６】
図４（ａ）に示すように、光源部２０２（図１）に照射開始指令が与えられると、照射ヘッド部２０４（図１）からは略一定の照射強度Ｐｆをもつ硬化用紫外線５４の照射が開始される。一例として、硬化用紫外線５４の照射強度Ｐｆは２０ｍＷ程度に設定される。
【００７７】
この硬化用紫外線５４の照射開始に同期して、図４（ｂ）に示すように、投光素子２２（図２，３）からはその強度がゼロと照射強度Ｐｄとを周期Ｔで交互に変化させる励起紫外線５０の照射が開始される。また、各周期においてその強度が照射強度Ｐｄとなる期間は時間Ｔｐ（Ｔｐ＜Ｔ）である。一例として、照射強度Ｐｄは１２ｍＷに設定され、周期Ｔは０．３５ｍｓに設定され、時間Ｔｐは１８μｓに設定される。
【００７８】
光重合開始剤が放射する蛍光量は、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応状態と相関があるので、硬化用紫外線５４の照射によって硬化反応が進行すると、図４（ｃ）に示すように受光素子２８で測定される蛍光量も変化する。すなわち、受光素子２８で測定される蛍光量の時間的挙動は、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応状態に応じた全体的な増加に加えて、周期的に強度が変化する励起紫外線５０に応じた局所的な時間的変化を含む。
【００７９】
図２に示すＨＰＦ３０は、このような受光素子２８で測定される蛍光量の局所的な時間的変化を抽出するためのフィルタであり、励起紫外線５０の強度変化周期に対応する周期成分（１／Ｔ）より高周波の成分を通過させるように設計される。このＨＰＦ３０から出力される信号強度は、図４（ｄ）に示すように主として硬化用紫外線５４に由来する直流成分が除去され、励起紫外線５０に由来する交流成分（パルス成分）が抽出される。ここで、ＨＰＦ３０からの出力信号における各パルスの最大振幅値（ピーク値）が励起紫外線５０の照射によって紫外線硬化樹脂１２（より正確には、光重合開始剤）から放射される蛍光量を示すことになる。
【００８０】
そこで、図２に示す増幅回路３２は、ＨＰＦ３０からの出力信号を所定の増幅率（電流電圧変換率）で増幅してサンプルホールド回路３４へ出力する。そして、サンプルホールド回路３４は、投光素子２２が照射強度Ｐｄの励起紫外線５０を照射するタイミングに同期してＨＰＦ３０からの出力信号をサンプリングし、サンプリングした信号値を次回のサンプリング時まで保持する。これにより、図４（ｅ）に示すように、各パルスの最大振幅値に応じた値がサンプルホールド回路３４から出力される。このサンプルホールド回路３４から出力される信号（アナログの電圧信号）はアナログデジタル変換部３６（図２）によってデジタル値に変換されて、蛍光量の測定値としてＣＰＵ４０へ出力される。なお、測定誤差による影響を抑制するために、アナログデジタル変換部３６から出力される蛍光量を平均化処理（一例として、移動平均処理）して、各時点における光重合開始剤の蛍光量としてもよい。たとえば、２５６個のデータに対して移動平均処理を実行する場合には、蛍光量の測定周期は８９．６ｍｓ（＝０．３５ｍｓ×２５６個）となる。
【００８１】
以上のように、硬化反応検知装置１００は、硬化用紫外線５４に対して周波数領域で分離可能な励起紫外線５０を用いることで、硬化用紫外線５４による蛍光の影響を排除して非常に微弱な蛍光量を検出できる。なお、図４では、説明の便宜上、紫外線硬化樹脂１２の硬化時間が励起紫外線５０の周期Ｔに比較して非常に短い場合について模式的に示したが、実際の紫外線硬化樹脂１２の硬化時間は、励起紫外線５０の周期Ｔ（一例として、０．３５ｍｓ）に比較して非常に長い（数ｓ〜数１０ｓ程度）。そのため、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応の完了時間に対して、十分に多くの励起紫外線５０を紫外線硬化樹脂１２へ照射することができるので、高い蛍光の測定精度を実現できる。
【００８２】
また、硬化用紫外線５４は時間的に略一定の強度で照射されることが多いが、硬化用紫外線５４が周期的な強度変化を有する場合には、励起紫外線５０の強度変化周期を硬化用紫外線５４の強度変化周期とは異なる周期にしておく（例えば、硬化用紫外線５４の強度変化周期よりも短い周期にしておく）ことで対処できる。
【００８３】
さらに、紫外線照射システム１の周囲環境において、紫外線硬化樹脂１２から放射される蛍光と同じ波長帯域を含む照明光が存在する場合には、この照明光が蛍光量測定に対して外乱光となる。この外乱光に対しても、上述と同様の方法で対処することが可能である。たとえば、周囲環境に存在する照明光の強度が商用電源の周波数に起因して周期的に変動するのであれば、励起紫外線５０の強度変化周期をそのような商用電源の周波数に相当する周期に比較して短く設定すればよい。
【００８４】
（硬化反応の完了判断に係る処理その１）
測定された蛍光量の時間的挙動に基づく硬化反応状態の判断処理の一例として、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応の完了判断を行なう処理について説明する。
【００８５】
多くの紫外線硬化樹脂では、硬化反応の進行に伴って生じる蛍光量は増加する。これは、次のようなメカニズムによるものと考えられる。すなわち、硬化反応（すなわち、重合反応）の進行に伴って光重合開始剤が消費され、未反応の光重合開始剤が減少するので、光重合開始剤で吸収される紫外線照射による光エネルギーのうち、重合反応を生じるための活性種（ラジカルや酸など）の生成に使用される化学的エネルギーとしての使用量が減少することになる。一方で、光重合開始剤は、重合反応に使用された後であっても、紫外線を吸収しやすい性質を残しているため、光重合開始剤が励起紫外線５０を吸収することで生じる光エネルギー量は維持されて、蛍光や熱といった化学的エネルギーとは異なる形のエネルギーに変換される。この結果、紫外線硬化樹脂の硬化反応の進行に従って蛍光量が増加する傾向が現れる。さらに、このような傾向は、紫外線硬化樹脂の基本的な組成に由来するものであるから、多くの紫外線硬化樹脂に共通してみられるものとなる。
【００８６】
したがって、紫外線硬化樹脂１２から放射される蛍光量に基づいて、硬化反応の完了を判断することができる。以下では、測定された蛍光量と所定のしきい値との比較によって、硬化反応の完了を判断する構成について例示する。
【００８７】
図５は、測定された蛍光量に基づく硬化反応の完了を判断するための処理ブロック図である。この処理ブロック図は、制御部１０２のＣＰＵ４０（図２）で実行されるプログラムによって実現される。
【００８８】
図５を参照して、判断部１２０は、測定された蛍光量と予め設定されるしきい値α１とを比較し、測定された蛍光量がしきい値α１を超過すると「硬化反応完了」を発する。なお、この「硬化反応完了」が発せられると、硬化反応検知装置１００（ＣＰＵ４０）から光源部２０２へ照射終了指示が与えられ、硬化用紫外線５４の照射が停止される。これに伴って、励起紫外線５０の照射も停止される。
【００８９】
しきい値α１は、対象とされる紫外線硬化樹脂の種類などによって変化するので、紫外線硬化樹脂の種類別にしきい値α１を予め実験的に求めて、記憶部４６（図２）などに格納しておき、使用する際に、ユーザが対象となる紫外線硬化樹脂に応じたしきい値α１を選択するようにしてもよい。
【００９０】
図６は、測定された蛍光量に基づく硬化反応の完了判断に係るタイムチャートである。図６（ａ）は、測定される蛍光量の時間的変化を示し、図６（ｂ）は、硬化反応完了の発生タイミングを示す。なお、図６の時間軸は、硬化用紫外線５４の照射開始タイミングを基準としている。
【００９１】
図６（ａ）を参照して、一例として、硬化用紫外線５４の照射が開始されると、測定される蛍光量は単調増加する。この単調増加する蛍光量が所定のしきい値α１を超過すると、図６（ｂ）に示すように、硬化反応が完了したと判断され、「硬化反応完了」が発せられる。
【００９２】
図７は、測定された蛍光量に基づく硬化反応の完了判断に係るフローチャートである。この図７に示すフローチャートは制御部１０２のＣＰＵ４０（図２）で実行される。
【００９３】
図７を参照して、まず、光源部２０２から照射開始信号が与えられたか否かが判断される（ステップＳ１００）。すなわち、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されたか否かが判断される。そして、光源部２０２から照射開始信号が与えられていなければ（ステップＳ１００においてＮＯ）、照射開始信号が与えられるまで処理は繰返される。
【００９４】
光源部２０２から照射開始信号が与えられれば（ステップＳ１００においてＹＥＳ）、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令が与えられて励起紫外線５０の照射が開始される（ステップＳ１０２）。続いて、蛍光測定ヘッド部１０４で測定された紫外線硬化樹脂１２からの蛍光量が取得される（ステップＳ１０４）。なお、この蛍光量の取得処理に際して、時系列的に取得される蛍光量に対して移動平均処理が実行される。
【００９５】
そして、取得された蛍光量がしきい値α１を超過しているか否かが判断される（ステップＳ１０６）。取得された蛍光量がしきい値α１を超過していなければ（ステップＳ１０６においてＮＯ）、硬化反応の未完了と判断され（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０４以下の処理が繰返される。
【００９６】
取得された蛍光量がしきい値α１を超過していれば（ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、硬化反応の完了と判断される（ステップＳ１１０）。そして、光源部２０２へ照射終了指示が与えられ、硬化用紫外線５４の照射が停止される（ステップＳ１１２）。そして、処理は終了する。
【００９７】
このように、測定された蛍光量に基づいて硬化反応の完了判断を行なうことで、硬化用紫外線５４の照射強度の大きさにかかわらず、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応を確実に完了させることができる。同時に、硬化用紫外線５４の照射時間を最適化できるので、紫外線硬化樹脂１２に対して硬化用紫外線５４を過剰に照射することを抑制できる。これにより、特に、寿命が比較的短く、硬化用紫外線５４の照射に要するコストが比較的高価となる紫外線ランプを用いる場合において、各ワークあたりのコストを抑制することができるとともに、紫外線ランプの交換に伴うラインの停止時間を抑制できる。
【００９８】
なお、上述の説明では、測定された蛍光量がしきい値α１を超過すると「硬化反応完了」を即座に発する構成について説明したが、測定された蛍光量がしきい値α１を超過してから所定期間が経過した時点で「硬化反応完了」を発するように構成してもよい。
【００９９】
（硬化反応の完了判断に係る処理その２）
上述したような測定された蛍光量に基づいて硬化反応の完了を判断する構成に代えて、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量（差分値もしくは微分値）に基づいて硬化反応の完了を判断する構成を採用してもよい。
【０１００】
すなわち、硬化反応に伴う蛍光量の増大速度は、紫外線の照射による光重合開始剤の消費速度に依存するので、硬化反応が十分に行なわれた、すなわち十分に重合反応が進行した後には蛍光量の増大速度は低下する。そこで、蛍光量の単位時間当たりの変化量と所定のしきい値との比較によって、硬化反応の完了を判断することができる。
【０１０１】
図８は、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の完了を判断するための処理ブロック図である。この処理ブロック図は、制御部１０２のＣＰＵ４０（図２）で実行されるプログラムによって実現される。
【０１０２】
図８を参照して、時間変化量算出部１２２は、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量を算出し、判断部１２４へ出力する。一例として、時間変化量算出部１２２は、差分演算器からなり、所定の単位時間毎に蛍光量をサンプリングするとともに、今回の蛍光量と前回の蛍光量との差分値を単位時間当たりの変化量として出力する。なお、以下の説明においても、「測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量」の一例として「蛍光量の差分値」を用いる。
【０１０３】
判断部１２４は、時間変化量算出部１２２で算出された蛍光量の単位時間当たりの変化量（蛍光量の差分値）と予め設定されるしきい値α２とを比較し、蛍光量の差分値がしきい値α２を超過すると「硬化反応完了」を発する。なお、この「硬化反応完了」が発せられると、硬化反応検知装置１００（ＣＰＵ４０）から光源部２０２へ照射終了指示が与えられ、硬化用紫外線５４の照射が停止される。これに伴って、励起紫外線５０の照射も停止される。
【０１０４】
しきい値α２は、対象とされる紫外線硬化樹脂の種類などによって変化するので、紫外線硬化樹脂の種類別にしきい値α２を予め実験的に求めて、記憶部４６（図２）などに格納しておき、使用する際に、ユーザが対象となる紫外線硬化樹脂に応じたしきい値α２を選択するようにしてもよい。
【０１０５】
図９は、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の完了判断に係るタイムチャートである。図９（ａ）は、測定される蛍光量およびその単位時間当たりの変化量の時間的変化を示し、図９（ｂ）は、硬化反応完了の発生タイミングを示す。なお、図９の時間軸は、硬化用紫外線５４の照射開始タイミングを基準としており、図９（ａ）に示す各波形の基準点（ゼロ点）は共通ではない。
【０１０６】
図９（ａ）を参照して、一例として、硬化用紫外線５４の照射が開始されると、測定される蛍光量は単調増加する。一方で、その蛍光量の単位時間当たりの変化量（蛍光量差分値）は単調減少する。そして、この蛍光量差分値が所定のしきい値α２を下回ると、図９（ｂ）に示すように、硬化反応が完了したと判断され、「硬化反応完了」が発せられる。
【０１０７】
図１０は、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の完了判断に係るフローチャートである。この図１０に示すフローチャートは制御部１０２のＣＰＵ４０（図２）で実行される。
【０１０８】
図１０を参照して、まず、光源部２０２から照射開始信号が与えられたか否かが判断される（ステップＳ２００）。すなわち、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されたか否かが判断される。そして、光源部２０２から照射開始信号が与えられていなければ（ステップＳ２００においてＮＯ）、照射開始信号が与えられるまで処理は繰返される。
【０１０９】
光源部２０２から照射開始信号が与えられれば（ステップＳ２００においてＹＥＳ）、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令が与えられて励起紫外線５０の照射が開始される（ステップＳ２０２）。続いて、蛍光測定ヘッド部１０４で測定された紫外線硬化樹脂１２からの蛍光量が取得される（ステップＳ２０４）。なお、この蛍光量の取得処理に際して、時系列的に取得される蛍光量に対して移動平均処理が実行される。さらに、前回取得された蛍光量と今回取得された蛍光量とに基づいて、蛍光量の差分値が算出される（ステップＳ２０６）。
【０１１０】
そして、算出された蛍光量の差分値がしきい値α２を下回っているか否かが判断される（ステップＳ２０８）。取得された蛍光量がしきい値α２を下回っていなければ（ステップＳ２０８においてＮＯ）、硬化反応の未完了と判断され（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０４以下の処理が繰返される。
【０１１１】
算出された蛍光量の差分値がしきい値α２を下回っていれば（ステップＳ２０８においてＹＥＳ）、硬化反応の完了と判断される（ステップＳ２１２）。そして、光源部２０２へ照射終了指示が与えられ、硬化用紫外線５４の照射が停止される（ステップＳ２１４）。そして、処理は終了する。
【０１１２】
このように、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づいて硬化反応の完了判断を行なうことで、測定された蛍光量の絶対値が変動しても硬化反応の完了を高い精度で判断できる。そのため、同一の紫外線硬化樹脂であれば、その塗布量にかかわらず共通のしきい値を用いることができるので、対象のワークに塗布される紫外線硬化樹脂の量にバラツキがあっても、高い判断精度を維持できる。
【０１１３】
さらに、硬化用紫外線５４の照射時間を最適化できるので、紫外線硬化樹脂１２に対して硬化用紫外線５４を過剰に照射することを抑制できる。これにより、特に、寿命が比較的短く、硬化用紫外線５４の照射に要するコストが比較的高価となる紫外線ランプを用いる場合において、各ワークに要するコストを抑制することができるとともに、紫外線ランプの交換に伴うラインの停止時間を抑制できる。
【０１１４】
なお、上述の説明では、蛍光量の単位時間当たりの変化量（蛍光量の差分値）がしきい値α２を下回ると「硬化反応完了」を即座に発する構成について説明したが、蛍光量の差分値がしきい値α２を下回ってから所定期間が経過した時点で「硬化反応完了」を発するように構成してもよい。
【０１１５】
（硬化反応の異常判断に係る処理その１）
さらに、測定された蛍光量の時間的挙動に基づく硬化反応状態の判断処理の一例として、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応の異常判断を行なう処理について説明する。
【０１１６】
実際の製造ラインでは、さまざまな要因によって紫外線硬化樹脂の硬化反応が正常に行なわれない場合がある。その要因の一つとしては、紫外線硬化樹脂の劣化などが想定される。紫外線硬化樹脂は、嫌気性接着剤であり、大気中に長時間放置されると大気中の酸素と光重合開始剤とが結合して、紫外線を受けても十分な量のラジカルやカチオンを発生することができなくなる。このような場合には、紫外線硬化樹脂で十分な硬化反応が生じない。
【０１１７】
また、別の要因としては、塗布される紫外線硬化樹脂の量の大きなバラツキや、硬化用紫外線５４の照射スポットずれなども想定される。さらに別の要因としては、製造ライン上を流れるワークが変更されたにもかかわらず、塗布する紫外線硬化樹脂の量や種類の変更し忘れなども想定される。
【０１１８】
このように、さまざまな要因によって生じ得る紫外線硬化樹脂における硬化反応の異常を見つけ出して、不良ワークの混入を防止することが実際の製造ラインでは重要となる。そこで、硬化用紫外線５４の照射開始から所定時間経過後において、十分な蛍光量が測定されているか否かに基づいて、硬化反応が異常であるか否かを判断する。以下では、硬化用紫外線５４の照射開始から所定時間経過後に測定された蛍光量と所定のしきい値との比較によって、硬化反応が異常であるか否かを判断する構成について例示する。
【０１１９】
蛍光量に基づく硬化反応の異常判断に係る処理ブロックは図５に示した処理ブロックと同様である。図５を参照して、判断部１２０Ａは、硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔａが経過時において、測定される蛍光量と予め設定されるしきい値α３とを比較し、測定された蛍光量がしきい値α３を下回っていれば「硬化反応異常」を発する。なお、この「硬化反応異常」が発せられると、硬化反応検知装置１００（ＣＰＵ４０）から光源部２０２へ照射終了指示が与えられ、硬化用紫外線５４の照射が停止される。これに伴って、励起紫外線５０の照射も停止される。さらに、硬化反応が異常であったことがユーザや図示しない外部の制御装置などへも通知される。
【０１２０】
しきい値α３は、対象とされる紫外線硬化樹脂の種類などによって変化するので、紫外線硬化樹脂の種類別にしきい値α３を予め実験的に求めて、記憶部４６（図２）などに格納しておき、使用する際に、ユーザが対象となる紫外線硬化樹脂に応じたしきい値α３を選択するようにしてもよい。
【０１２１】
図１１は、蛍光量に基づく硬化反応の異常判断に係るタイムチャートである。図１１（ａ）は、正常時および異常時の別に硬化反応の進行に伴って測定される蛍光量の時間的変化を示す。図１１（ｂ）および図１１（ｃ）は、それぞれ正常時および異常時における「硬化反応異常」の出力変化を示す。なお、図１１の時間軸は、硬化用紫外線５４の照射開始タイミングを基準としている。
【０１２２】
図１１（ａ）を参照して、一例として、硬化用紫外線５４の照射が開始されると、硬化反応の正常時および異常時のいずれの場合にも、測定される蛍光量は単調増加する。硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔａの経過時点において、正常時の蛍光量はしきい値α３を超過しているが、異常時の蛍光量はしきい値α３を下回っている。そのため、図１１（ｂ）に示すように、正常時には「硬化反応異常」が出力されることはなく、硬化反応の正常が間接的に通知される。一方、図１１（ｃ）に示すように、異常時には判定時間Ｔａの経過時点において「硬化反応異常」が出力され、硬化反応での異常発生が通知される。
【０１２３】
図１２は、蛍光量に基づく硬化反応の異常判断に係るフローチャートである。この図１２に示すフローチャートは制御部１０２のＣＰＵ４０（図２）で実行される。
【０１２４】
図１２を参照して、まず、光源部２０２から照射開始信号が与えられたか否かが判断される（ステップＳ３００）。すなわち、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されたか否かが判断される。そして、光源部２０２から照射開始信号が与えられていなければ（ステップＳ３００においてＮＯ）、照射開始信号が与えられるまで処理は繰返される。
【０１２５】
光源部２０２から照射開始信号が与えられれば（ステップＳ３００においてＹＥＳ）、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令が与えられて励起紫外線５０の照射が開始される（ステップＳ３０２）。同時に、硬化用紫外線５４の照射開始からの経過時間の計測が開始される（ステップＳ３０４）。そして、計測された経過時間が判定時間Ｔａを経過したか否かが判断される（ステップＳ３０６）。経過時間が判定時間Ｔａを経過していなければ（ステップＳ３０６においてＮＯ）、判定時間Ｔａを経過するまで処理は繰返される。
【０１２６】
経過時間が判定時間Ｔａを経過していれば（ステップＳ３０６においてＹＥＳ）、蛍光測定ヘッド部１０４で測定された紫外線硬化樹脂１２からの蛍光量が取得される（ステップＳ３０８）。なお、この蛍光量の取得処理に際して、時系列的に取得される蛍光量に対して移動平均処理が実行される。
【０１２７】
そして、取得された蛍光量がしきい値α３を下回っているか否かが判断される（ステップＳ３１０）。取得された蛍光量がしきい値α３を下回っていなければ（ステップＳ３１０においてＮＯ）、硬化反応が正常であると判断される（ステップＳ３１２）。この場合には、「硬化反応異常」が出力されることはない。そして、処理は終了する。
【０１２８】
一方、取得された蛍光量がしきい値α３を下回っていれば（ステップＳ３１０においてＹＥＳ）、硬化反応が異常であると判断され（ステップＳ３１４）、「硬化反応異常」が出力される（ステップＳ３１６）。そして、処理は終了する。
【０１２９】
このように、硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔａ経過時点の蛍光量に基づいて、硬化反応の異常発生を判断することで、硬化反応が不十分なワークが混入することを防止できる。
【０１３０】
（硬化反応の異常判断に係る処理その２）
上述したような硬化用紫外線５４の照射開始から所定の判定時間が経過した時点の蛍光量に基づいて硬化反応の異常発生を判断する構成に代えて、所定の判定時間が経過した時点における蛍光量の単位時間当たりの変化量（差分値もしくは微分値）に基づいて硬化反応の異常発生を判断する構成を採用してもよい。
【０１３１】
紫外線硬化樹脂の硬化反応が正常に実行されない要因のうち、特に、照射ヘッド部２０４（図１）から紫外線硬化樹脂１２までの距離のズレや、照射スポットのズレなどは、紫外線硬化樹脂１２における硬化反応の進行速度に基づいて判断することができる。すなわち、照射ヘッド部２０４が紫外線硬化樹脂１２に対して基準値より接近して配置された場合には、紫外線硬化樹脂１２に照射される硬化用紫外線５４の照射強度は規定値より大きくなり、過剰な硬化反応が生じることになる。逆に、照射ヘッド部２０４が紫外線硬化樹脂１２に対して基準値より離れて配置された場合には、紫外線硬化樹脂１２に照射される硬化用紫外線５４の照射強度は規定値より小さくなり、硬化反応は反応不足となる。反応過剰になれば、紫外線硬化樹脂１２は黒く変色し、「焦げた」ような状態になる。また、反応不足になれば、紫外線硬化樹脂１２は十分に硬化しない。
【０１３２】
このように、紫外線硬化樹脂１２に照射される硬化用紫外線５４の照射強度が規定値と大きく相違するような場合には、紫外線硬化樹脂１２で生じる硬化反応の進行速度も規定値から大きく相違する。そこで、硬化反応の進行速度、すなわち測定される蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定範囲内にあるか否かに基づいて、紫外線硬化樹脂１２での硬化反応に異常が発生しているか否かを判断できる。
【０１３３】
蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の異常判断に係る処理ブロックは図８に示した処理ブロックと同様である。図８を参照して、判断部１２４Ａは、硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔｂの経過時に、時間変化量算出部１２２から測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量を取得し、予め設定されるしきい値α４およびα５と比較する。なお、判定時間Ｔｂは、上述の図５および図１１に示す判定時間Ｔａに比較して小さくなるように設定される。すなわち、硬化用紫外線５４の照射強度のバラツキによる影響度は、硬化反応の初期段階において相対的に大きくなるからである。
【０１３４】
そして、蛍光量の単位時間当たりの変化量がしきい値α４からしきい値α５までの範囲外にあれば「硬化反応異常」を発する。なお、この「硬化反応異常」が発せられると、硬化反応検知装置１００（ＣＰＵ４０）から光源部２０２へ照射終了指示が与えられ、硬化用紫外線５４の照射が停止される。これに伴って、励起紫外線５０の照射も停止される。さらに、硬化反応が異常であったことがユーザや図示しない外部の制御装置などへも通知される。
【０１３５】
しきい値α４，α５は、対象とされる紫外線硬化樹脂の種類などによって変化するので、紫外線硬化樹脂の種類別にしきい値α４，α５を予め実験的に求めて、記憶部４６（図２）などに格納しておき、使用する際に、ユーザが対象となる紫外線硬化樹脂に応じたしきい値α４，α５を選択するようにしてもよい。
【０１３６】
図１３は、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の異常判断に係るタイムチャートである。図１３（ａ）は、正常時における硬化反応の進行に伴って測定される蛍光量の時間的変化およびその単位時間当たりの変化量、ならびに異常時（反応過剰および反応不足）における測定される蛍光量の単位時間当たりの変化量についての時間的変化を示す。図１３（ｂ）および図１３（ｃ）は、それぞれ正常時および異常時における「硬化反応異常」の出力変化を示す。なお、図１１の時間軸は、硬化用紫外線５４の照射開始タイミングを基準としている。
【０１３７】
図１３（ａ）を参照して、一例として、硬化用紫外線５４の照射が開始されると、測定される蛍光量は単調増加する。硬化反応が正常であれば、硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔｂの経過時点における蛍光量の単位時間当たりの変化量は、しきい値α４からしきい値α５までの範囲内に存在する。
【０１３８】
一方、硬化用紫外線５４の照射強度が強く、反応過剰となっている場合（反応異常時）には、硬化反応の進行速度が相対的に速いため、判定時間Ｔｂの経過時点における蛍光量の単位時間当たりの変化量はしきい値α５を超過している。また、硬化用紫外線５４の照射強度が弱く、反応不足となっている場合（反応異常時）には、硬化反応の進行速度が相対的に遅いため、判定時間Ｔｂの経過時点における蛍光量の単位時間当たりの変化量はしきい値α４を下回っている。
【０１３９】
そのため、図１３（ｂ）に示すように、正常時には「硬化反応異常」が出力されることはなく、硬化反応の正常が間接的に通知される。一方、図１３（ｃ）に示すように、異常時には判定時間Ｔｂの経過時点において「硬化反応異常」が出力され、硬化反応での異常発生が通知される。
【０１４０】
図１４は、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の異常判断に係るフローチャートである。この図１４に示すフローチャートは制御部１０２のＣＰＵ４０（図２）で実行される。
【０１４１】
図１４を参照して、まず、光源部２０２から照射開始信号が与えられたか否かが判断される（ステップＳ４００）。すなわち、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されたか否かが判断される。そして、光源部２０２から照射開始信号が与えられていなければ（ステップＳ４００においてＮＯ）、照射開始信号が与えられるまで処理は繰返される。
【０１４２】
光源部２０２から照射開始信号が与えられれば（ステップＳ４００においてＹＥＳ）、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令が与えられて励起紫外線５０の照射が開始される（ステップＳ４０２）。続いて、蛍光測定ヘッド部１０４で測定された紫外線硬化樹脂１２からの蛍光量が取得される（ステップＳ４０４）。なお、この蛍光量の取得処理に際して、時系列的に取得される蛍光量に対して移動平均処理が実行される。さらに、前回取得された蛍光量と今回取得された蛍光量とに基づいて、蛍光量の差分値が算出される（ステップＳ４０６）。
【０１４３】
同時に、硬化用紫外線５４の照射開始からの経過時間の計測が開始される（ステップＳ４０８）。そして、計測された経過時間が判定時間Ｔｂを経過したか否かが判断される（ステップＳ４１０）。経過時間が判定時間Ｔｂを経過していなければ（ステップＳ４１０においてＮＯ）、判定時間Ｔｂを経過するまでステップＳ４０６以下の処理が繰返される。
【０１４４】
経過時間が判定時間Ｔｂを経過していれば（ステップＳ４１０においてＹＥＳ）、当該時点における蛍光量の差分値がしきい値α４からしきい値α５までの範囲外であるか否かが判断される（ステップＳ４１２）。蛍光量の差分値がしきい値α４からしきい値α５までの範囲外でなければ（ステップＳ４１２においてＮＯ）、すなわち蛍光量の差分値がしきい値α４からしきい値α５までの範囲内にあれば、硬化反応が正常であると判断される（ステップＳ４１４）。この場合には、「硬化反応異常」が出力されることはない。そして、処理は終了する。
【０１４５】
一方、蛍光量の差分値がしきい値α４からしきい値α５までの範囲外であれば（ステップＳ４１２においてＹＥＳ）、硬化反応が異常であると判断され（ステップＳ４１６）、「硬化反応異常」が出力される（ステップＳ４１８）。そして、処理は終了する。
【０１４６】
このように、硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔｂ経過時点の蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づいて、硬化反応の異常発生を判断することで、反応過剰もしくは反応不足のワークが混入することを防止できる。
【０１４７】
（硬化反応の異常判断に係る処理その３）
上述の硬化反応の異常判断に係る処理その１およびその２で説明したように、測定された蛍光量の時間的挙動のある時点において硬化反応の異常発生を判断する構成に加えて、測定された蛍光量の時間的挙動（時間的プロフィール）の全体を参照して、硬化反応の正常性を判断してもよい。
【０１４８】
図１５は、測定された蛍光量の時間的挙動の全体に基づく硬化反応の異常判断に係るタイムチャートである。図１５（ａ）は、基準の時間的プロフィールおよび測定される蛍光量の時間的プロフィールの一例を示す。図１５（ｂ）は、基準の時間的プロフィールに対する測定される蛍光量の偏差の時間的変化の一例を示す。
【０１４９】
図１５（ａ）を参照して、過去に測定された蛍光量の時間的プロフィールに基づいて、予め基準となる蛍光量の時間的プロフィール（以下、「基準プロフィール」とも記す）が記憶部４６（図２）に格納される。なお、このような基準プロフィールは、同一の条件で測定される複数の蛍光量の時間的プロフィールを平均化処理などして予め設定される。さらに、この基準プロフィールは、紫外線硬化樹脂の種類などによって変化するので、紫外線硬化樹脂の種類別に設定されることが望ましい。
【０１５０】
この基準プロフィールと同一座標上に、各処理時に測定される蛍光量の時間的プロフィールが描画される。そして、各時点において、基準プロフィールの対応する蛍光量と測定される蛍光量との間の偏差が算出される。すると、この算出される偏差の時間的挙動は、図１５（ｂ）のようになる。ここで、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応期間中において、算出される蛍光量の偏差が所定の範囲内（±しきい値α６）に維持されていれば、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応は正常であると判断される。一方、蛍光量の偏差が所定の範囲外になれば、当該硬化反応は異常であると判断される。
【０１５１】
なお、制御部１０２の表示部４２（図２）には、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すような画面が表示される。具体的には、制御部１０２のＣＰＵ４０（図２）が記憶部４６から基準プロフィールのデータを読出して、所定の座標を表示するための表示指令を表示部４２へ与える。さらに、ＣＰＵ４０は、順次測定される蛍光量の値を当該座標上にプロットするように表示指令を表示部４２へ与える。同時に、ＣＰＵ４０は、基準プロフィールの対応する蛍光量と測定される蛍光量との間の偏差を算出し、当該算出したデータが順次プロットされるように表示指令を表示部４２へ与える。
【０１５２】
図１６は、測定された蛍光量の時間的挙動の全体に基づく硬化反応の異常判断に係るフローチャートである。この図１６に示すフローチャートは制御部１０２のＣＰＵ４０（図２）で実行される。
【０１５３】
図１６を参照して、まず、光源部２０２から照射開始信号が与えられたか否かが判断される（ステップＳ５００）。すなわち、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されたか否かが判断される。そして、光源部２０２から照射開始信号が与えられていなければ（ステップＳ５００においてＮＯ）、照射開始信号が与えられるまで処理は繰返される。
【０１５４】
光源部２０２から照射開始信号が与えられれば（ステップＳ５００においてＹＥＳ）、記憶部４６から基準プロフィールのデータが読み出され（ステップＳ５０２）、表示部４２上に当該基準プロファイルが表示される（ステップＳ５０４）。続いて、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令が与えられて励起紫外線５０の照射が開始される（ステップＳ５０６）。
【０１５５】
続いて、蛍光測定ヘッド部１０４で測定された紫外線硬化樹脂１２からの蛍光量が取得される（ステップＳ５０８）。なお、この蛍光量の取得処理に際して、時系列的に取得される蛍光量に対して移動平均処理が実行される。さらに、基準プロフィールの対応する蛍光量と測定される蛍光量との間の偏差が算出される（ステップＳ５１０）。そして、表示部４２上に測定された蛍光量および算出された偏差が表示される（ステップＳ５１２）。
【０１５６】
さらに、ステップＳ５１０において算出された蛍光量の偏差が所定の範囲内であるか否かが判断される（ステップＳ５１４）。蛍光量の偏差が所定の範囲内であれば（ステップＳ５１４においてＹＥＳ）、硬化反応が正常であると判断される（ステップＳ５１６）。この場合には、「硬化反応異常」が出力されることはない。
【０１５７】
一方、蛍光量の偏差が所定の範囲内でなければ（ステップＳ５１４においてＮＯ）、すなわち蛍光量の偏差が所定の範囲外にあれば、硬化反応が異常であると判断され（ステップＳ５１８）、「硬化反応異常」が出力される（ステップＳ５２０）。
【０１５８】
続いて、光源部２０２から照射終了信号が与えられたか否かが判断される（ステップＳ５２２）。すなわち、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が終了したか否かが判断される。そして、光源部２０２から照射終了信号が与えられていなければ（ステップＳ５２２においてＮＯ）、ステップＳ５０８以下の処理が繰返される。
【０１５９】
一方、光源部２０２から照射終了信号が与えられていれば（ステップＳ５２２においてＹＥＳ）、処理は終了する。
【０１６０】
なお、上述の説明では、基準プロフィールの対応する蛍光量と測定される蛍光量との間の偏差が所定範囲外になると「硬化反応異常」を即座に発する構成について説明したが、測定された蛍光量が所定範囲外となる状態が所定期間維持される場合に「硬化反応完了」を発するように構成してもよい。
【０１６１】
このように、測定された蛍光量の時間的挙動の全体に基づいて、硬化反応の異常発生を判断することで、反応過剰もしくは反応不足のワークが混入することを防止できる。
【０１６２】
なお、３種類の硬化反応の異常判断に係る処理について上述したが、必ずしも硬化反応検知装置１００が全ての処理を備えておく必要はなく、ニーズに応じた処理を適宜組み込めばよい。
【０１６３】
（ユーザインタフェース）
紫外線硬化樹脂１２の硬化反応の進行状態や、上述のような硬化反応の完了判断処理や異常判断処理の結果などをユーザに通知するために、制御部１０２の表示部４２（図２）には、各種のデータが表示される。なお、表示部４２の表示状態は、ＣＰＵ４０からの表示指令によって制御される。
【０１６４】
図１７は、表示部４２における表示内容の一例を示す図である。
図１７（ａ）に示すように、たとえば、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応に伴って測定される蛍光量およびその単位時間当たりの変化量が数値（デジット）表示される。５桁の７セグメント表示部からなる数値表示領域４２２には、測定された蛍光量（図１７（ａ）には「３８０．６２」が表示される例を示す）が逐次的に表示される。また、数値表示領域４２２の下段には、数値表示領域４２２を構成する７セグメント表示部より小さい５桁の７セグメント表示部からなる数値表示領域４２４が設けられる。この数値表示領域４２４には、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量（図１７（ｂ）には「０００．８５」が表示される例を示す）が逐次的に表示される。
【０１６５】
さらに、数値表示領域４２２および４２４の左側には、ＬＥＤなどからなる結果表示領域４２６が設けられる。結果表示領域４２６は、硬化反応の完了判断処理や異常判断処理の結果に応じて、その視覚的表示を変化させる。一例として、何らかの判断結果が出力されると、無灯状態から点灯状態もしくは点滅状態に以降したり、発光色を「緑」から「赤」に変化させたりする。
【０１６６】
より具体的な例としては、硬化用紫外線５４の照射開始前には、結果表示領域４２６は無灯状態に維持される一方で、硬化用紫外線５４の照射が開始されると、結果表示領域４２６は「赤」表示される。そして、紫外線硬化樹脂における硬化反応が完了したと判断されると、結果表示領域４２６は「緑」表示される。また、紫外線硬化樹脂における硬化反応が異常であると判断されると、結果表示領域４２６は「赤」の点滅状態に移行する。
【０１６７】
さらに、図１７（ｂ）に示すように、ユーザによる操作部４４の操作に応答して、数値表示領域４２２および４２４に表示される数値を交互に入れ替えるようにしてもよい。すなわち、図１７（ｂ）には、数値表示領域４２２に測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量が表示され、数値表示領域４２４に測定された蛍光量が表示される場合を例示する。
【０１６８】
（硬化反応の進行度合表示）
上述の図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示すようなユーザインタフェースに加えて、本実施の形態に従う硬化反応検知装置１００では、紫外線硬化樹脂１２で生じる硬化反応の進行度合を表示する。
【０１６９】
図１８は、表示部４２における硬化反応の進行度合表示の一例を示す図である。
図１８を参照して、表示部４２には、図１７（ａ），図１７（ｂ）における数値表示領域４２４に代えて、数値表示領域４２８に硬化反応の進行度合が逐次的に数値（デジット）表示される（図１８には「７５％」が表示される例を示す）。
【０１７０】
さらに、このような数値表示に代えて、インジケータ表示するようにしてもよい。
図１９は、表示部４２における硬化反応の進行度合表示の別の一例を示す図である。
【０１７１】
図１９を参照して、表示部４２には、図１８における数値表示領域４２８に代えて、インジケータ表示領域４３０に硬化反応の進行度合が表示される。たとえば、インジケータ表示領域４３０は、１０段階のインジケータからなり、紫外線硬化樹脂１２の硬化反応の進行度合に応じた数のインジケータが点灯する。
【０１７２】
このような硬化反応の進行度合は、硬化反応が完了したとみなされる蛍光量である反応完了蛍光量に対する測定される蛍光量の比率に基づいて算出される。具体的には、測定された蛍光量の時間的挙動（時間的プロフィール）が記憶部４６（図２）に随時格納され、当該格納された時間的プロフィールの履歴に基づいて、基準となる時間的プロフィールが予め決定される。なお、この時間的プロフィールは、紫外線硬化樹脂の種類などによって変化するので、紫外線硬化樹脂の種類別に決定されることが望ましい。
【０１７３】
図２０は、硬化反応の進行度合を算出する過程を説明するための図である。図２０には、基準となる時間的プロフィールと、実際に測定される蛍光量の時間的推移を同じ座標に示す。
【０１７４】
図２０を参照して、基準となる時間的プロフィールに基づいて、硬化反応が完了したとみなされる反応完了蛍光量Ｆａが予め取得される。そして、各時点で測定される蛍光量Ｆ（ｔ）をこの反応完了蛍光量Ｆａで割ることによって、硬化反応の進行度合が算出される。すなわち、硬化反応の進行度合＝蛍光量Ｆ（ｔ）／反応完了蛍光量Ｆａとなる。したがって、ＣＰＵ４０では、反応完了蛍光量Ｆａが予め設定されるとともに、蛍光量が測定されるタイミングで、上述のような硬化反応の進行度合が算出され、表示部４２における表示値が更新される。
【０１７５】
代替的に、硬化反応が完了したとみなされる反応完了時間Ｔａに基づいて、硬化反応の進行度合を算出してもよい。すなわち、硬化用紫外線５４の照射開始から硬化反応が完了したとみなされるまでの反応完了時間Ｔａに対する各硬化反応における経過時間ｔの比率から硬化反応の進行度合を算出することができる。すなわち、硬化反応の進行度合＝経過時間ｔ／反応完了時間Ｔａとなる。この場合には、ＣＰＵ４０では、反応完了時間Ｔａが予め設定されるとともに、硬化用紫外線５４の照射開始からの積算時間を計測するタイミングで、上述のような硬化反応の進行度合が算出され、表示部４２における表示値が更新される。
【０１７６】
このような反応完了蛍光量Ｆａ、もしくは反応完了時間Ｔａは、複数の時間的プロフィールを平均化して自動的に算出することもできるが、ユーザが任意に設定するようにしてもよい。
【０１７７】
図２１は、ユーザが反応完了時間Ｔａを設定する場合の表示部４２での表示例を示す。
図２１を参照して、表示部４２では、過去に測定された蛍光量の時間的プロフィールをユーザが任意に選択するための選択操作領域４４０が表示され、この選択操作領域４４０の所定のボタン表示をユーザがタッチペンなどを用いて選択操作することで、選択された時間的プロフィールがプロフィール表示領域４４６に順次表示される。このとき、ＣＰＵ４０は、選択操作領域４４０の選択操作に応じて、記憶部４６に格納されている蛍光量の時間的プロフィールのうち１つのデータを読み出して、表示部４２上に表示させる。
【０１７８】
さらに、ユーザは、選択操作領域４４０に表示される蛍光量の時間的プロフィールを参照しながら、数値操作領域４４４を同様に操作することで、数値表示領域４４２に表示される反応完了蛍光量Ｆａを変更できる。このようにユーザによって反応完了蛍光量Ｆａが変更されると、ＣＰＵ４０は、この変更後の反応完了蛍光量を用いて硬化反応の進行度合を算出する。すなわち、ＣＰＵ４０は、外部からの入力値に応じて反応完了蛍光量を変更可能である。
【０１７９】
ところで、紫外線照射システム１を使用するユーザは、紫外線から目を保護するために、保護メガネを装着する。このような保護メガネは、紫外線に相当する波長帯域の光を遮断する、一種の光フィルタである。
【０１８０】
図２２は、保護メガネを装着した状態での視認可能特性の一例を示す図である。
図２２を参照して、多くの保護メガネの波長遮断特性は比較的緩やかである。そのため、より安全側を維持するために、紫外線領域に加えて、可視領域の一部を含む波長帯域の光を遮断するように設計される。そのため、このような保護メガネを装着したユーザは、可視領域の紫外線領域側、すなわち紫色や青色を視認し難いことが考えられる。
【０１８１】
そこで、本実施の形態では、図１７〜図１９に示すような表示には、硬化用紫外線５４および励起紫外線５０の波長帯域から長波長側に所定の長さ以上離れた波長帯域を有する色が用いられる。具体的には、図２２に示すような約５００ｎｍ〜７００ｎｍに含まれる色、たとえば「緑色」、「黄色」、「赤色」などが用いられる。
【０１８２】
（しきい値設定その１）
上述した硬化反応の完了判断に係る処理などにおいて使用されるしきい値は、予め測定した複数の蛍光量の時間的挙動を参照して設定することになるが、このようなしきい値を自動的に設定できるモードがあれば、よりユーザフレンドリの観点から好ましい。以下、このようなモードを「しきい値設定モード」と称し、このモードの詳細について説明する。このしきい値設定モードでは、測定された蛍光量の時間的プロフィールにおける特徴的態様をとらえ、その特徴的態様が生じた時点の蛍光量に基づいて、しきい値を設定する。
【０１８３】
以下では、一例として、硬化反応の完了を判断するために測定される蛍光量と比較されるしきい値α１（図６）を設定する構成について説明するが、その他のしきい値についても同様の方法で設定可能である。なお、後述する他のしきい値設定モードとの区別を明確化するために、この構成についてのしきい値設定モードを特に「第１しきい値設定モード」と称す。
【０１８４】
しきい値設定モードが使用される態様としては、紫外線硬化樹脂またはワークのいずれか一方が新規な場合において、最適なしきい値を見出す場合などが想定される。このような場合には、数個のサンプルに対して試験的に硬化用紫外線５４を照射し、そのときに測定される蛍光量から最適なしきい値が設定される。なお、このような作業をトレーニングとも称す。
【０１８５】
そこで、第１しきい値設定モードでは、サンプルとなる複数の紫外線硬化樹脂１２（およびそれが塗布されたワーク）が製造ライン上を逐次的に搬送され、各紫外線硬化樹脂１２に対して硬化用紫外線５４が照射されるとともに、各紫外線硬化樹脂１２から生じる蛍光量が測定される。続いて、これらの測定結果に基づいて最適なしきい値が設定される。
【０１８６】
より具体的には、測定される蛍光量の時間的プロフィールの各々において蛍光量の最大値を特徴的態様として算出するとともに、算出された複数の最大値のうち、最も小さいものに所定の係数β１を乗じたものがしきい値α１に設定される。なお、係数β１は、「１」より小さな値、たとえば「０．９」が用いられる。
【０１８７】
図２３は、第１しきい値設定モードにおける処理を説明するための図である。図２３には、一例として、４個のサンプルの各々に対して硬化用紫外線５４を十分に長い時間照射した場合に測定された蛍光量の時間的プロフィールＰｆ（１）〜Ｐｆ（４）が同一座標上に示される。なお、各サンプルに対する照射条件や測定条件は同一とする。そして、各時間的プロフィールＰｆ（１）〜Ｐｆ（４）に対して、最大蛍光量Ｐｍａｘ１〜Ｐｍａｘ４がそれぞれ算出される。このように抽出された最大蛍光量Ｐｍａｘ１〜Ｐｍａｘ４のうち、その値が最も小さいもの（図２３の場合には、最大蛍光量Ｐｍａｘ４）が抽出され、この抽出された最大蛍光量Ｐｍａｘ４に所定の係数β１が乗じられて、しきい値α１が決定される。
【０１８８】
図２４は、第１しきい値設定モードに係る処理を示すフローチャートである。この処理は、ユーザが操作部４４（図２）を操作して第１しきい値設定モードを選択することで処理が開始される。
【０１８９】
図２４を参照して、まず、しきい値を設定するためのサンプル数の入力が受付けられる（ステップＳ６００）。ユーザは、操作部４４（図２）を操作してしきい値を設定するために使用するサンプルの数を入力する。そして、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されるまで待つ（ステップＳ６０２）。なお、硬化用紫外線５４の照射開始は、硬化用紫外線５４の照射スポットにサンプルが配置されたことを検知するセンサ（図示しない）からの信号によって指示されてもよく、もしくはユーザが手動で照射開始を指示するようにしてもよい。
【０１９０】
光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されると、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令が与えられて励起紫外線５０の照射が開始される（ステップＳ６０４）。続いて、蛍光測定ヘッド部１０４で測定された紫外線硬化樹脂１２からの蛍光量が取得される（ステップＳ６０６）。なお、この蛍光量の取得処理に際して、時系列的に取得される蛍光量に対して移動平均処理が実行される。
【０１９１】
そして、測定される蛍光量の中の最大値が算出される（ステップＳ６０８）。具体的には、各測定時において、測定された蛍光量と当該時点より前に算出されている最大値とが比較され、測定された蛍光量が当該最大値より大きければ、最大値はその測定された蛍光量に更新される。このように測定された蛍光量に基づいて最大値は随時更新される。
【０１９２】
そして、硬化用紫外線５４の照射開始から所定時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ６１０）。なお、所定時間は、紫外線硬化樹脂１２が硬化反応を完了するのに十分な時間であり、紫外線硬化樹脂の塗布量などに応じて予め設定される。
【０１９３】
硬化用紫外線５４の照射開始から所定時間が経過していなければ（ステップＳ６１０においてＮＯ）、ステップＳ６０８の処理が繰返される。
【０１９４】
一方、硬化用紫外線５４の照射開始から所定時間が経過していれば（ステップＳ６１０においてＹＥＳ）、算出された蛍光量の最大値が記憶部４６に一旦格納される（ステップＳ６１２）。続いて、ステップＳ６００において入力されたサンプル数と同数の蛍光量の最大値が格納されているか否かが判断される（ステップＳ６１４）。サンプル数と同数の蛍光量の最大値が格納されていなければ（ステップＳ６１４においてＮＯ）、ステップＳ６０２以下の処理が繰返される。
【０１９５】
サンプル数と同数の蛍光量の最大値が格納されていれば（ステップＳ６１４においてＹＥＳ）、格納されている蛍光量の最大値のうち、その値が最も小さいものが抽出され（ステップＳ６１６）、抽出された蛍光量の最大値に対して所定の係数β１が乗じられて、しきい値α１が算出される（ステップＳ６１８）。さらに、算出されたしきい値α１が記憶部４６に格納され（ステップＳ６２０）、第１しきい値設定モードに係る処理は終了する。
【０１９６】
このような「しきい値設定モード」を使用することで、紫外線硬化樹脂とワークとの組み合わせが多数存在する場合であっても、比較的容易かつ迅速に最適なしきい値を設定することができるので、しきい値設定に係る時間を低減し、生産効率を低下させることを抑制できる。
【０１９７】
（しきい値設定その２）
しきい値設定モードの別の態様として、「第２しきい値設定モード」について説明する。この第２しきい値設定モードでは、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量から特徴的態様をとらえ、硬化反応の完了を判断するために測定される蛍光量と比較されるしきい値α１（図６）を設定する。
【０１９８】
第１しきい値設定モードと同様に、第２しきい値設定モードでも、サンプルとなる複数の紫外線硬化樹脂１２（およびそれが塗布されたワーク）が製造ライン上に逐次的に搬送され、各紫外線硬化樹脂１２に対して硬化用紫外線５４が照射されるとともに、各紫外線硬化樹脂１２から生じる蛍光量が測定される。続いて、紫外線硬化樹脂１２の各々について、測定される蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定範囲内になった時に対応する蛍光量が算出される。ここで、所定範囲内とは、測定される蛍光量の増加が飽和する状態、すなわち測定される蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定値以下となるような状態を含むように決定される。さらに、算出された複数の蛍光量のうち、最も小さいものに所定の係数β２を乗じたものがしきい値α１に設定される。なお、係数β２は、「１」より小さな値、たとえば「０．９」が用いられる。
【０１９９】
図２５は、第２しきい値設定モードにおける処理を説明するための図である。図２５（ａ）には、複数のサンプルのうち１つのサンプルについて測定される蛍光量の時間的変化を示し、図２５（ｂ）にはその単位時間当たりの変化量の時間的変化（蛍光量差分値）を示す。また、図２５には、特徴的態様の条件として、測定される蛍光量の単位時間当たりの変化量が「０」以下であること、すなわち正値から負値に転じることを採用した場合を示す。
【０２００】
図２５（ａ）を参照して、硬化用紫外線５４の照射が開始されると、測定される蛍光量は所定量まで単調増加した後、飽和して減少に転じる。このような蛍光量の時間的挙動によって、図２５（ｂ）に示すように、蛍光量差分値は硬化用紫外線５４の照射開始から時間ｔ１経過後に、正値から負値に転じる。この蛍光量差分値が正値から負値に転じる時刻において測定される蛍光量Ｐａが算出される。同様に各時間的プロフィールにおいて蛍光量Ｐａが算出され、算出された蛍光量Ｐａの中でその値が最も小さいものに所定の係数β２が乗じられて、しきい値α１が決定される。
【０２０１】
図２６は、第２しきい値設定モードに係る処理を示すフローチャートである。この処理は、ユーザが操作部４４（図２）を操作して第２しきい値設定モードを選択することで処理が開始される。
【０２０２】
図２６を参照して、まず、しきい値を設定するためのサンプル数の入力が受付けられる（ステップＳ７００）。ユーザは、操作部４４（図２）を操作してしきい値を設定するために使用するサンプルの数を入力する。そして、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されるまで待つ（ステップＳ７０２）。なお、硬化用紫外線５４の照射を開始は、硬化用紫外線５４の照射スポットにサンプルが配置されたことを検知するセンサ（図示しない）からの信号によって指示されてもよく、もしくはユーザが手動で照射開始を指示するようにしてもよい。
【０２０３】
光源部２０２から照射開始信号が開始されると、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令が与えられて励起紫外線５０の照射が開始される（ステップＳ７０４）。続いて、蛍光測定ヘッド部１０４で測定された紫外線硬化樹脂１２からの蛍光量が取得される（ステップＳ７０６）。なお、この蛍光量の取得処理に際して、時系列的に取得される蛍光量に対して移動平均処理が実行される。さらに、前回取得された蛍光量と今回取得された蛍光量とに基づいて、蛍光量の差分値が算出される（ステップＳ７０８）。
【０２０４】
続いて、蛍光量の差分値が所定範囲内になったか否かが判断される（ステップＳ７１０）。一例として、蛍光量の差分値が正値から負値に転じたか否かが判断される。
【０２０５】
蛍光量の差分値が所定範囲内になっていなければ（ステップＳ７１０においてＮＯ）、ステップＳ７０６以下の処理が繰返される。
【０２０６】
一方、蛍光量の差分値が所定範囲内になっていれば（ステップＳ７１０においてＹＥＳ）、当該時点の測定された蛍光量が記憶部４６に一旦格納される（ステップＳ７１２）。続いて、ステップＳ７００において入力されたサンプル数と同数の蛍光量の最大値が格納されているか否かが判断される（ステップＳ７１４）。サンプル数と同数の蛍光量の最大値が格納されていなければ（ステップＳ７１４においてＮＯ）、ステップＳ７０２以下の処理が繰返される。
【０２０７】
サンプル数と同数の蛍光量の最大値が格納されていれば（ステップＳ７１４においてＹＥＳ）、格納されている蛍光量のうち、その値が最も小さいものが抽出され（ステップＳ７１６）、抽出された蛍光量の最大値に対して所定の係数β２が乗じられて、しきい値α１が算出される（ステップＳ７１８）。さらに、算出されたしきい値α１が記憶部４６に格納され（ステップＳ７２０）、第２しきい値設定モードに係る処理は終了する。
【０２０８】
また、測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量から特徴的態様をとらえるための条件として、蛍光量の差分値の変極点を用いてもよい。
【０２０９】
図２７は、第２しきい値設定モードにおける処理の別の態様を説明するための図である。図２７（ａ）には、複数のサンプルのうち１つのサンプルについて測定される蛍光量の時間的変化を示し、図２７（ｂ）にはその単位時間当たりの変化量の時間的変化（蛍光量差分値）を示す。
【０２１０】
図２７（ｂ）を参照して、たとえば、蛍光量差分値が減少から増加に転じる時点（硬化用紫外線５４の照射開始から時間ｔ２経過後）を特徴点としてとらえ、このときに測定される蛍光量Ｐｂ（図２７（ａ））に基づいて、しきい値α１を設定してもよい。すなわち、蛍光量差分値の変極点に着目して、しきい値α１を設定するための蛍光量Ｐｂを算出していることになる。
【０２１１】
なお、蛍光量Ｐｂを算出した後の処理は、係数β２に代えて係数β３を乗じる点を除いて、上述した図２６に示すフローチャートと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０２１２】
このような「しきい値設定モード」を使用することで、紫外線硬化樹脂とワークとの組み合わせが多数存在する場合であっても、比較的容易かつ迅速にしきい値を設定することができるので、しきい値設定に係る時間を低減し、生産効率を低下させることを抑制できる。
【０２１３】
（しきい値設定その３）
上述の第１および第２しきい値設定モードでは、硬化反応の完了を判断するために測定される蛍光量と比較されるしきい値α１（図６）を設定する構成について説明したが、以下では、硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔａが経過時に測定される蛍光量と比較されるしきい値α３（図１１）を設定するための第３しきい値設定モードについて説明する。
【０２１４】
第１しきい値設定モードと同様に、第３しきい値設定モードでも、サンプルとなる複数の紫外線硬化樹脂１２（およびそれが塗布されたワーク）が製造ライン上に逐次的に搬送され、各紫外線硬化樹脂１２に対して硬化用紫外線５４が照射されるとともに、各紫外線硬化樹脂１２から生じる蛍光量が測定される。そして、硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔａが経過した時点の蛍光量が算出される。さらに、算出された複数の蛍光量のうち、最も小さいものに所定の係数β４を乗じたものがしきい値α３に設定される。なお、係数β４は、「１」より小さな値、たとえば「０．９」が用いられる。
【０２１５】
図２８は、第３しきい値設定モードにおける処理を説明するための図である。図２８には、複数のサンプルのうち１つのサンプルについて測定される蛍光量の時間的変化を示す。
【０２１６】
図２８を参照して、硬化用紫外線５４の照射が開始されると、測定される蛍光量は単調増加していく。そして、硬化用紫外線５４の照射開始から判定時間Ｔａが経過した時点の蛍光量Ｐｃが算出される。同様に各時間的プロフィールにおいて蛍光量Ｐｃが算出され、算出された蛍光量Ｐｃの中でその値が最も小さいものに所定の係数β４が乗じられて、しきい値α３が決定される。
【０２１７】
図２９は、第３しきい値設定モードに係る処理を示すフローチャートである。この処理は、ユーザが操作部４４（図２）を操作して第３しきい値設定モードを選択することで処理が開始される。
【０２１８】
図２９を参照して、まず、しきい値を設定するためのサンプル数の入力が受付けられる（ステップＳ８００）。ユーザは、操作部４４（図２）を操作してしきい値を設定するために使用するサンプルの数を入力する。そして、光源装置２００による硬化用紫外線５４の照射が開始されるまで待つ（ステップＳ８０２）。なお、硬化用紫外線５４の照射を開始は、硬化用紫外線５４の照射スポットにサンプルが配置されたことを検知するセンサ（図示しない）からの信号によって指示されてもよく、もしくはユーザが手動で照射開始を指示するようにしてもよい。
【０２１９】
光源部２０２から照射開始信号が開始されると、蛍光測定ヘッド部１０４へ照射指令が与えられて励起紫外線５０の照射が開始される（ステップＳ８０４）。同時に、硬化用紫外線５４の照射開始からの経過時間の計測が開始される（ステップＳ８０６）。そして、計測された経過時間が判定時間Ｔａを経過したか否かが判断される（ステップＳ８０８）。経過時間が判定時間Ｔａを経過していなければ（ステップＳ８０８においてＮＯ）、判定時間Ｔａを経過するまで処理は繰返される。
【０２２０】
経過時間が判定時間Ｔａを経過していれば（ステップＳ８０８においてＹＥＳ）、当該時点の測定された蛍光量が記憶部４６に一旦格納される（ステップＳ８１０）。続いて、ステップＳ８００において入力されたサンプル数と同数の蛍光量の最大値が格納されているか否かが判断される（ステップＳ８１２）。サンプル数と同数の蛍光量の最大値が格納されていなければ（ステップＳ８１２においてＮＯ）、ステップＳ８０２以下の処理が繰返される。
【０２２１】
サンプル数と同数の蛍光量が格納されていれば（ステップＳ８１２においてＹＥＳ）、格納されている蛍光量のうち、その値が最も小さいものが抽出され（ステップＳ８１４）、抽出された蛍光量の最大値に対して所定の係数β４が乗じられて、しきい値α３が算出される（ステップＳ８１６）。さらに、算出されたしきい値α３が記憶部４６に格納され（ステップＳ８１８）、第３しきい値設定モードに係る処理は終了する。
【０２２２】
このような「しきい値設定モード」を使用することで、紫外線硬化樹脂とワークとの組み合わせが多数存在する場合であっても、比較的容易かつ迅速にしきい値を設定することができるので、しきい値設定に係る時間を低減し、生産効率を低下させることを抑制できる。
【０２２３】
なお、３種類のしきい値設定モードに係る処理について説明したが、必ずしも硬化反応検知装置１００が全てのしきい値設定モードを備えておく必要はなく、ニーズに応じた処理を適宜組み込めばよい。
【０２２４】
本実施の形態において、硬化用紫外線５４が「第１の紫外線」に相当し、励起紫外線５０が「第２の紫外線」に相当する。そして、蛍光測定ヘッド部１０４が「照射手段」を実現し、蛍光測定ヘッド部１０４およびＣＰＵ４０が「測定手段」を実現し、ＣＰＵ４０が「判断手段」を実現し、ＣＰＵ４０および表示部４２が「第１表示手段」および「第２表示手段」を実現し、ＣＰＵ４０および記憶部４６が「しきい値設定手段」を実現する。
【０２２５】
本実施の形態によれば、紫外線硬化樹脂が硬化用紫外線を受けて硬化反応を生じる際に、励起紫外線を照射して紫外線硬化樹脂の光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する。この蛍光量は、紫外線硬化樹脂の硬化反応状態と相関性を有するので、この蛍光量の時間的挙動に基づいて、硬化反応状態をリアルタイムに判断できる。
【０２２６】
このリアルタイムに判断できる硬化反応状態に基づいて、硬化反応の完了タイミングを的確に把握できるので、硬化用紫外線の照射時間を最適化でき、硬化反応の過剰や不足によって生じる不良品の発生を抑制できる。
【０２２７】
また、紫外線硬化樹脂の硬化反応の正常性をチェックできるので、さまざまな要因によって生じる硬化反応の異常を検出し、不良品の混入を防止できる。
【０２２８】
［実施の形態２］
上述の本実施の形態１においては、硬化反応検知装置１００および光源装置２００が互いに分離して配置される紫外線照射システム１について説明したが、硬化反応検知装置１００および光源装置２００の機能を一体的に形成してもよい。
【０２２９】
図３０は、この発明の実施の形態２に従う硬化反応検知装置３００の概略構成図である。
【０２３０】
図３０を参照して、この発明の実施の形態２に従う硬化反応検知装置３００は、この発明の実施の形態１に従う硬化反応検知装置１００に光源装置２００の機能を取込んだものに相当する。すなわち、硬化反応検知装置３００は、ヘッド部３０４と、制御部３０２とからなり、ヘッド部３０４は、硬化用紫外線５４および励起紫外線５０を発生するとともに、紫外線硬化樹脂１２から放射される蛍光５２を受光して、検出される蛍光量を示す信号を制御部３０２へ出力する。また、制御部３０２は、上述のこの発明の実施の形態１に従う制御部１０２に光源部２０２に相当する機能を取込んだものに相当する。
【０２３１】
なお、ヘッド部３０４をより簡素化するために、共通の紫外線発生機構（たとえば、紫外線ＬＥＤ）を用いて、硬化用紫外線５４および励起紫外線５０を発生するようにしてもよい。共通の紫外線発生機構を用いる場合には、硬化用紫外線５４として作用する直流（ＤＣ）成分と、励起紫外線５０として作用するパルス成分とを合成したような、照射強度をもつ紫外線を発生させればよい。
【０２３２】
図３１は、共通の紫外線発生機構を用いた場合の照射強度の時間的変化を示す図である。
【０２３３】
図３１を参照して、ヘッド部３０４を共通の紫外線発生機構を用いて構成する場合には、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すそれぞれの照射強度を合成して得られる時間的変化を有するように照射強度が制御される。
【０２３４】
その他の構成については、上述のこの発明の実施の形態１で説明した内容と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０２３５】
本実施の形態によれば、硬化用紫外線と励起紫外線とを共通のヘッド部で発生することができるので、システム全体としての構成が簡素化でき、価格面や必要とされる空間などの面でより有利となる。
【０２３６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０２３７】
【図１】この発明の実施の形態１に従う紫外線照射システムの概略構成図である。
【図２】硬化反応検知装置のより詳細な概略構成図である。
【図３】蛍光測定ヘッド部とワークとの間の光学的な配置図である。
【図４】蛍光測定に係る各部の時間波形を示すタイムチャートである。
【図５】測定された蛍光量に基づく硬化反応の完了を判断するための処理ブロック図である。
【図６】測定された蛍光量に基づく硬化反応の完了判断に係るタイムチャートである。
【図７】測定された蛍光量に基づく硬化反応の完了判断に係るフローチャートである。
【図８】測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の完了を判断するための処理ブロック図である。
【図９】測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の完了判断に係るタイムチャートである。
【図１０】測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の完了判断に係るフローチャートである。
【図１１】蛍光量に基づく硬化反応の異常判断に係るタイムチャートである。
【図１２】蛍光量に基づく硬化反応の異常判断に係るフローチャートである。
【図１３】測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の異常判断に係るタイムチャートである。
【図１４】測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量に基づく硬化反応の異常判断に係るフローチャートである。
【図１５】測定された蛍光量の時間的挙動の全体に基づく硬化反応の異常判断に係るタイムチャートである。
【図１６】測定された蛍光量の時間的挙動の全体に基づく硬化反応の異常判断に係るフローチャートである。
【図１７】表示部における表示内容の一例を示す図である。
【図１８】表示部における硬化反応の進行度合表示の一例を示す図である。
【図１９】表示部における硬化反応の進行度合表示の別の一例を示す図である。
【図２０】硬化反応の進行度合を算出する過程を説明するための図である。
【図２１】ユーザが反応完了時間を設定する場合の表示部での表示例を示す。
【図２２】保護メガネを装着した状態での視認可能特性の一例を示す図である。
【図２３】第１しきい値設定モードにおける処理を説明するための図である。
【図２４】第１しきい値設定モードに係る処理を示すフローチャートである。
【図２５】第２しきい値設定モードにおける処理を説明するための図である。
【図２６】第２しきい値設定モードに係る処理を示すフローチャートである。
【図２７】第２しきい値設定モードにおける処理の別の態様を説明するための図である。
【図２８】第３しきい値設定モードにおける処理を説明するための図である。
【図２９】第３しきい値設定モードに係る処理を示すフローチャートである。
【図３０】この発明の実施の形態２に従う硬化反応検知装置の概略構成図である。
【図３１】共通の紫外線発生機構を用いた場合の照射強度の時間的変化を示す図である。
【符号の説明】
【０２３８】
１ 紫外線照射システム、６ 基材、８ 被着体、１２ 紫外線硬化樹脂、２０ 投光駆動回路、２２ 投光素子、２４ ハーフミラー、２６ 光フィルタ、２８ 受光素子、３０ ＨＰＦ、３２ 増幅回路、３４ サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）、３６ アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）、３８ 集束レンズ、４２ 表示部、４４ 操作部、４６ 記憶部、４８ インターフェイス部（Ｉ／Ｆ）、５０ 励起紫外線、５２ 蛍光、５４ 硬化用紫外線、１００，３００ 硬化反応検知装置、１０２，３０２ 制御部、１０４ 蛍光測定ヘッド部、１０６ 表示灯、１２０，１２０Ａ 判断部、１２２ 時間変化量算出部、１２４，１２４Ａ 判断部、２００ 光源装置、２０２ 光源部、２０４ 照射ヘッド部、３０４ ヘッド部、４２２，４２４，４２８，４４２ 数値表示領域、４２６ 結果表示領域、４３０ インジケータ表示領域、４４０ 選択操作領域、４４４ 数値操作領域、４４６ プロフィール表示領域。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方からなる主剤と光重合開始剤とを含む紫外線硬化樹脂を硬化させるための紫外線照射システムであって、
前記紫外線硬化樹脂の硬化反応を促進するための第１の紫外線を照射する光源装置と、
硬化反応検知装置とを備え、
前記硬化反応検知装置は、
前記紫外線硬化樹脂を活性化させるための第２の紫外線を照射する照射手段と、
前記照射手段によって照射される前記第２の紫外線を受けて前記光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、前記紫外線硬化樹脂の硬化反応状態を判断する判断手段とを含む、紫外線照射システム。
【請求項２】
前記硬化反応検知装置は、前記光源装置からの前記第１の紫外線の照射が開始されると、前記第２の紫外線の照射および蛍光量の測定を開始するように構成され、かつ、前記光源装置からの前記第１の紫外線の照射が終了すると、前記第２の紫外線の照射および蛍光量の測定を終了するように構成される、請求項１に記載の紫外線照射システム。
【請求項３】
前記判断手段は、前記測定された蛍光量が所定のしきい値を超過すると、前記光源装置に対して前記第１の紫外線の照射の終了を指示する、請求項１または２に記載の紫外線照射システム。
【請求項４】
前記判断手段は、前記測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定のしきい値を下回ると、前記光源装置に対して前記第１の紫外線の照射の終了を指示する、請求項１または２に記載の紫外線照射システム。
【請求項５】
前記光源装置は、時間的に略一定の強度をもつ前記第１の紫外線を照射し、
前記照射手段は、周期的に強度が変化する前記第２の紫外線を照射し、
前記測定手段は、測定された蛍光量のうち、前記照射手段によって放射される前記第２の紫外線の強度変化周期に対応する周期成分に基づいて、前記光重合開始剤から放射される蛍光量として抽出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の紫外線照射システム。
【請求項６】
モノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方からなる主剤と光重合開始剤とを含む紫外線硬化樹脂が第１の紫外線を受けて生じる硬化反応を検知する硬化反応検知装置であって、
前記紫外線硬化樹脂を活性化させるための第２の紫外線を照射する照射手段と、
前記照射手段によって照射される前記第２の紫外線を受けて前記光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、前記紫外線硬化樹脂の硬化反応状態を判断する判断手段とを含む、硬化反応検知装置。
【請求項７】
前記判断手段は、前記測定された蛍光量が所定のしきい値を超過すると、当該硬化反応が完了したと判断する、請求項６に記載の硬化反応検知装置。
【請求項８】
前記判断手段は、前記測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定のしきい値を下回ると、当該硬化反応が完了したと判断する、請求項６に記載の硬化反応検知装置。
【請求項９】
前記判断手段は、硬化反応が完了したと判断すると、前記第１の紫外線の照射の終了を指示する、請求項７または８に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１０】
前記判断手段は、前記第１の紫外線の照射開始から所定時間経過後において、前記測定された蛍光量が所定のしきい値を下回っていれば、当該硬化反応が異常であると判断する、請求項６に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１１】
前記判断手段は、前記第１の紫外線の照射開始から所定時間経過後において、前記測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定の範囲外にあれば、当該硬化反応が異常であると判断する、請求項６に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１２】
前記判断手段は、予め定められた基準の時間的挙動を参照して、前記測定された蛍光量から硬化反応の正常性を判断する、請求項６に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１３】
前記判断手段は、前記基準の時間的挙動に対する前記測定された蛍光量の偏差が所定範囲外になると、当該硬化反応が異常であると判断する、請求項１２に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１４】
前記基準の時間的挙動と前記測定された蛍光量の時間的挙動とを同一座標上に表示するための第１表示手段をさらに備える、請求項１２または１３に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１５】
前記第１表示手段は、前記基準の時間的挙動に対する前記測定された蛍光量の偏差の時間的挙動をさらに表示するように構成される、請求項１４に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１６】
前記第１の紫外線を受けて生じる前記紫外線硬化樹脂の硬化反応の進行度合を表示するための第２表示手段をさらに備える、請求項６〜１５のいずれか１項に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１７】
前記第２表示手段は、硬化反応が完了したとみなされる蛍光量である反応完了蛍光量に対する前記測定された蛍光量の比率に基づいて、前記硬化反応の進行度合を算出する、請求項１６に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１８】
前記第２表示手段は、予め測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、前記反応完了蛍光量を算出する、請求項１７に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１９】
前記第２表示手段は、外部からの入力値に応じて前記反応完了蛍光量を変更可能に構成される、請求項１７に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２０】
前記第２表示手段は、前記硬化反応の進行度合を数値表示するように構成される、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２１】
前記第２表示手段は、前記硬化反応の進行度合をインジケータ表示するように構成される、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２２】
前記第２表示手段は、前記第１および第２の紫外線の波長帯域から長波長側に所定の長さ以上離れた波長帯域を有する色を用いて前記硬化反応の進行度合を表示するように構成される、請求項１６〜２１のいずれか１項に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２３】
測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、硬化反応の完了を判断するために用いられる所定のしきい値を設定するしきい値設定手段をさらに備える、請求項７に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２４】
前記測定された蛍光量の時間的挙動において所定の特徴的態様が生じた時点の蛍光量に基づいて、硬化反応の完了を判断するために用いられる所定のしきい値を設定するしきい値設定手段をさらに備える、請求項７に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２５】
前記しきい値設定手段は、蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定の範囲内になった時点の蛍光量に基づいて前記所定のしきい値を設定する、請求項２４に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２６】
測定された蛍光量の時間的挙動において前記第１の紫外線の照射開始から所定時間経過時点の蛍光量に基づいて、硬化反応の完了を判断するために用いられる所定のしきい値を設定するしきい値設定手段をさらに備える、請求項１０に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２７】
前記照射手段によって前記第２の紫外線が照射される期間中に、前記第２の紫外線の照射を視覚的に通知するための視覚的通知手段をさらに備える、請求項６〜２６のいずれか１項に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２８】
前記第１の紫外線を発生するための光源部をさらに備える、請求項６〜２７のいずれか１項に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２９】
紫外線照射システムを用いたモノマーまたはオリゴマーの少なくとも一方からなる主剤と光重合開始剤とを含む紫外線硬化樹脂の硬化方法であって、
前記紫外線照射システムは、光源装置と硬化反応検知装置とを備え、
前記方法は、
前記光源装置から前記紫外線硬化樹脂を硬化させるための第１の紫外線を照射するステップと、
前記硬化反応検知装置から前記紫外線硬化樹脂を活性化させるための第２の紫外線を照射するステップと、
前記第２の紫外線を受けて前記光重合開始剤から放射される蛍光量を測定するステップと、
測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、前記紫外線硬化樹脂の硬化反応状態を判断するステップと、
前記判断された硬化反応状態に基づいて、前記第１の紫外線の照射を制御するステップとを含む、紫外線硬化樹脂の硬化方法。
【請求項１】
モノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方からなる主剤と光重合開始剤とを含む紫外線硬化樹脂を硬化させるための紫外線照射システムであって、
前記紫外線硬化樹脂の硬化反応を促進するための第１の紫外線を照射する光源装置と、
硬化反応検知装置とを備え、
前記硬化反応検知装置は、
前記紫外線硬化樹脂を活性化させるための第２の紫外線を照射する照射手段と、
前記照射手段によって照射される前記第２の紫外線を受けて前記光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、前記紫外線硬化樹脂の硬化反応状態を判断する判断手段とを含む、紫外線照射システム。
【請求項２】
前記硬化反応検知装置は、前記光源装置からの前記第１の紫外線の照射が開始されると、前記第２の紫外線の照射および蛍光量の測定を開始するように構成され、かつ、前記光源装置からの前記第１の紫外線の照射が終了すると、前記第２の紫外線の照射および蛍光量の測定を終了するように構成される、請求項１に記載の紫外線照射システム。
【請求項３】
前記判断手段は、前記測定された蛍光量が所定のしきい値を超過すると、前記光源装置に対して前記第１の紫外線の照射の終了を指示する、請求項１または２に記載の紫外線照射システム。
【請求項４】
前記判断手段は、前記測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定のしきい値を下回ると、前記光源装置に対して前記第１の紫外線の照射の終了を指示する、請求項１または２に記載の紫外線照射システム。
【請求項５】
前記光源装置は、時間的に略一定の強度をもつ前記第１の紫外線を照射し、
前記照射手段は、周期的に強度が変化する前記第２の紫外線を照射し、
前記測定手段は、測定された蛍光量のうち、前記照射手段によって放射される前記第２の紫外線の強度変化周期に対応する周期成分に基づいて、前記光重合開始剤から放射される蛍光量として抽出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の紫外線照射システム。
【請求項６】
モノマーおよびオリゴマーの少なくとも一方からなる主剤と光重合開始剤とを含む紫外線硬化樹脂が第１の紫外線を受けて生じる硬化反応を検知する硬化反応検知装置であって、
前記紫外線硬化樹脂を活性化させるための第２の紫外線を照射する照射手段と、
前記照射手段によって照射される前記第２の紫外線を受けて前記光重合開始剤から放射される蛍光量を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、前記紫外線硬化樹脂の硬化反応状態を判断する判断手段とを含む、硬化反応検知装置。
【請求項７】
前記判断手段は、前記測定された蛍光量が所定のしきい値を超過すると、当該硬化反応が完了したと判断する、請求項６に記載の硬化反応検知装置。
【請求項８】
前記判断手段は、前記測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定のしきい値を下回ると、当該硬化反応が完了したと判断する、請求項６に記載の硬化反応検知装置。
【請求項９】
前記判断手段は、硬化反応が完了したと判断すると、前記第１の紫外線の照射の終了を指示する、請求項７または８に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１０】
前記判断手段は、前記第１の紫外線の照射開始から所定時間経過後において、前記測定された蛍光量が所定のしきい値を下回っていれば、当該硬化反応が異常であると判断する、請求項６に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１１】
前記判断手段は、前記第１の紫外線の照射開始から所定時間経過後において、前記測定された蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定の範囲外にあれば、当該硬化反応が異常であると判断する、請求項６に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１２】
前記判断手段は、予め定められた基準の時間的挙動を参照して、前記測定された蛍光量から硬化反応の正常性を判断する、請求項６に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１３】
前記判断手段は、前記基準の時間的挙動に対する前記測定された蛍光量の偏差が所定範囲外になると、当該硬化反応が異常であると判断する、請求項１２に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１４】
前記基準の時間的挙動と前記測定された蛍光量の時間的挙動とを同一座標上に表示するための第１表示手段をさらに備える、請求項１２または１３に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１５】
前記第１表示手段は、前記基準の時間的挙動に対する前記測定された蛍光量の偏差の時間的挙動をさらに表示するように構成される、請求項１４に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１６】
前記第１の紫外線を受けて生じる前記紫外線硬化樹脂の硬化反応の進行度合を表示するための第２表示手段をさらに備える、請求項６〜１５のいずれか１項に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１７】
前記第２表示手段は、硬化反応が完了したとみなされる蛍光量である反応完了蛍光量に対する前記測定された蛍光量の比率に基づいて、前記硬化反応の進行度合を算出する、請求項１６に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１８】
前記第２表示手段は、予め測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、前記反応完了蛍光量を算出する、請求項１７に記載の硬化反応検知装置。
【請求項１９】
前記第２表示手段は、外部からの入力値に応じて前記反応完了蛍光量を変更可能に構成される、請求項１７に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２０】
前記第２表示手段は、前記硬化反応の進行度合を数値表示するように構成される、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２１】
前記第２表示手段は、前記硬化反応の進行度合をインジケータ表示するように構成される、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２２】
前記第２表示手段は、前記第１および第２の紫外線の波長帯域から長波長側に所定の長さ以上離れた波長帯域を有する色を用いて前記硬化反応の進行度合を表示するように構成される、請求項１６〜２１のいずれか１項に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２３】
測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、硬化反応の完了を判断するために用いられる所定のしきい値を設定するしきい値設定手段をさらに備える、請求項７に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２４】
前記測定された蛍光量の時間的挙動において所定の特徴的態様が生じた時点の蛍光量に基づいて、硬化反応の完了を判断するために用いられる所定のしきい値を設定するしきい値設定手段をさらに備える、請求項７に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２５】
前記しきい値設定手段は、蛍光量の単位時間当たりの変化量が所定の範囲内になった時点の蛍光量に基づいて前記所定のしきい値を設定する、請求項２４に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２６】
測定された蛍光量の時間的挙動において前記第１の紫外線の照射開始から所定時間経過時点の蛍光量に基づいて、硬化反応の完了を判断するために用いられる所定のしきい値を設定するしきい値設定手段をさらに備える、請求項１０に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２７】
前記照射手段によって前記第２の紫外線が照射される期間中に、前記第２の紫外線の照射を視覚的に通知するための視覚的通知手段をさらに備える、請求項６〜２６のいずれか１項に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２８】
前記第１の紫外線を発生するための光源部をさらに備える、請求項６〜２７のいずれか１項に記載の硬化反応検知装置。
【請求項２９】
紫外線照射システムを用いたモノマーまたはオリゴマーの少なくとも一方からなる主剤と光重合開始剤とを含む紫外線硬化樹脂の硬化方法であって、
前記紫外線照射システムは、光源装置と硬化反応検知装置とを備え、
前記方法は、
前記光源装置から前記紫外線硬化樹脂を硬化させるための第１の紫外線を照射するステップと、
前記硬化反応検知装置から前記紫外線硬化樹脂を活性化させるための第２の紫外線を照射するステップと、
前記第２の紫外線を受けて前記光重合開始剤から放射される蛍光量を測定するステップと、
測定された蛍光量の時間的挙動に基づいて、前記紫外線硬化樹脂の硬化反応状態を判断するステップと、
前記判断された硬化反応状態に基づいて、前記第１の紫外線の照射を制御するステップとを含む、紫外線硬化樹脂の硬化方法。
【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】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【公開番号】特開２００８−２２１１４７（Ｐ２００８−２２１１４７Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６４０２１（Ｐ２００７−６４０２１）
【出願日】平成１９年３月１３日（２００７．３．１３）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１３日（２００７．３．１３）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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