CN102841052A - 固化度测定装置和固化度测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种固化度测定装置和固化度测定方法。固化度测定装置包括：从前端面射出光的第2光纤；保持粘接剂的探头，在粘接剂与第2光纤的前端面接触的状态下对粘接剂照射光；检测器，检测在第2光纤的前端面与粘接剂的界面反射后，又返回到第2光纤的光；计算机，根据检测器的检测光量相对于从第2光纤的前端面射出的出射光量的比例，计算粘接剂的折射率。

Description

固化度测定装置和固化度测定方法

技术领域

本发明涉及用于测定粘接剂的固化度的装置和方法。

背景技术

以往，在光学设备、电子设备的装配工序中，采用环氧系粘接剂等粘接剂。在使用这种粘接剂的生产工序中，出于（1）把握粘接剂凝固的温度和时间，确定固化的条件、（2）在粘接剂的批次变化时，确认是否在规定的温度·时间条件下如预想那样凝固、（3）在长期保管粘接剂时，确认是否在规定的温度·时间条件下如预想那样凝固等的目的，有必要对粘接剂的固化度进行测定。

作为测定粘接剂的固化度的方法，已知有（1）FT-IR法（例如参照专利文献1）、（2）DSC法（例如参照专利文献2）、（3）利用显微硬度计测定固化度的方法（例如参照专利文献3）等。

〔现有技术文献〕

〔专利文献〕

专利文献1：日本特开2007-248431号公报

专利文献2：日本特开平2-229741号公报

专利文献3：日本特开平3-105233号公报

然而，FT-IR法需要制作改变了温度和时间的条件的很多样品，并对所有这些样品进行测定，因此要花费很多时间和工夫。而且，测定装置也是高价的。另外，DSC法在试样调整、测定时需要花费时间，并且无法得知温度与固化时间的关系。另外，利用显微硬度计的方法需要制作改变了温度和时间条件的很多固化样品，并对所有样品进行测定，因此要花费很多时间和工夫。此外，存在难以将测定结果定量化的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述状况而完成的，其目的在于提供一种能够适当地测定粘接剂的固化度的装置和方法。

为了解决上述课题，本发明一个方案的固化度测定装置是一种用于测定粘接剂的固化度的固化度测定装置，包括：从前端面射出光的光纤；保持粘接剂的探头，在粘接剂与光纤的前端面接触的状态下对粘接剂照射光；检测器，检测从光纤的前端面与粘接剂的界面返回到光纤的光；折射率计算部，根据用检测器检测到的检测光量相对于从光纤的前端面射出的出射光量的比例，算出粘接剂的折射率。

光纤可以是单模光纤。

探头可以还包括设置在光纤的前端部的毛细管，和被插入毛细管的筒状构件；由筒状构件的内壁面、毛细管的前端面、以及光纤的前端面形成用于保持粘接剂的粘接剂保持空间。

探头可以还包括封入构件，所述封入构件用于在粘接剂保持空间内封入粘接剂，且封入构件的与光纤的前端面相对的面相对于该前端面成角度。

探头可以还包括设置在光纤的前端部的毛细管，且在前端部形成有用于保持粘接剂的凹部。

可以还包括记录由折射率计算部算出的折射率的时间变化的记录部。

本发明的另一方案是一种固化度测定方法。该方法是用于测定粘接剂的固化度的固化度测定方法，包括：从光纤的前端面射出光的步骤；使光纤的前端面与粘接剂接触的步骤；检测从光纤的前端面与粘接剂的界面返回到光纤的光的步骤；根据检测光量相对于从光纤的前端面射出的出射光量的比例，来计算粘接剂的折射率的步骤。可以还包括对算出的折射率的时间变化进行记录的步骤。

本发明的再一种方案是固化度测定装置。该装置是一种用于测定粘接剂的固化度的固化度测定装置，包括：从前端面射出光的光纤；可拆卸地与光纤连接的导光构件，在使光射出面与粘接剂接触的状态下对粘接剂照射光；检测器，检测从导光构件的光射出面与粘接剂的界面返回到导光构件的光。

导光构件可以还包括与光纤的前端面连接的光纤片。

导光构件可以还包括被形成得使从光纤入射的光作为平行光射出的透镜。

导光构件可以还包括被形成得使从光纤入射的光聚焦在光射出面上的透镜。

导光构件可以还包括导光体，以使光射出面与粘接剂接触的状态使入射的光照射于粘接剂，且该导光体由具有与固化前的粘接剂大致相同折射率的材料形成。

导光构件可以还包括设在光纤和导光体之间的透镜。

可以还包括折射率计算部，根据用检测器得到的检测光量与从导光构件射出的出射光量的比例，计算粘接剂的折射率。

可以还包括对由折射率计算部算出的折射率的时间变化进行记录的记录部。进而，固化度测定装置可以包括计算机，其包含折射率计算部和记录折射率时间变化的记录部。

光纤可以是单模光纤。

导光构件可以还具有用于保持粘接剂的粘接剂保持部。

本发明的再一个方案是一种固化度测定方法。该方法是一种用于测定粘接剂的固化度的固化度测定方法，包括：使光纤的前端面与粘接剂接触的步骤；从光纤的前端面向粘接剂射出光的步骤；检测从光纤的前端面与粘接剂的界面返回到光纤的光的步骤；以及在测定固化度后，形成光纤的新的前端面的步骤。

形成前端面的步骤可以包括：切割光纤的步骤；对经切割形成的新的前端面进行研磨的步骤

附图说明

图1是用于说明本发明第1实施方式的固化度测定装置的图。

图2是用于说明探头的构造的图。

图3是表示计算机的功能块的图。

图4是表示折射率的时间变化的一例的图。

图5是表示折射率的时间变化的另一例的图。

图6是表示探头的变形例的图。

图7是表示探头的另一变形例的图。

图8的（a）和（b）是用于说明本发明第2实施方式的折射率测定装置的图。

图9是用于说明本发明第3实施方式的固化度测定装置的图。

图10是用于说明探头的构造的图。

图11是表示计算机的功能块的图。

图12是表示折射率的时间变化的一例的图。

图13是表示探头的变形例的图。

图14是表示探头的另一变形例的图。

图15是表示探头的再一变形例的图。

图16是表示探头的再一个变形例的图。

图17的（a）和（b）是用于说明本发明第3实施方式的固化度测定方法的图。

图18是用于说明本发明第4实施方式的固化度测定方法的图。

具体实施方式

下面，用优选的实施方式来说明本发明。本实施方式并不是用来限制本发明，而是例示本发明。

以下，对本发明实施方式的粘接剂的固化度测定装置进行说明。

（第1实施方式）

图1是用于说明本发明第1实施方式的固化度测定装置10的图。如图1所示，固化度测定装置10具备激光二极管（LD：Laser Diode）12、用于驱动激光二极管12的LD驱动电路14、光分波器16、探头18、检测器20、连接激光二极管12和光分波器16的第1光纤24、连接光分波器16和探头18的第2光纤26、连接光分波器16和检测器20的第3光纤28、与检测器20连接的计算机22。固化度测定装置10是用于测定探头18中保持的粘接剂36的固化度的装置。

激光二极管12是射出用于对粘接剂36照射的测定光的装置，例如可以使用发光中心波长为1550nm的激光二极管。激光二极管12射出的测定光的功率由LD驱动电路14来控制。

由激光二极管12射出的测定光通过第1光纤24输入光分波器16。作为第1光纤24，优选使用单模光纤。

光分波器16具有将从第1光纤24输入的光向第2光纤26输出、将从第2光纤26输入的光向第3光纤28输出的功能。因此，从激光二极管12介由第1光纤24向光分波器16输入的测定光经过第2光纤26传播，从设于第2光纤26前端的探头18射出。作为第2光纤26，与第1光纤24一样优选使用单模光纤。

图2是用于说明探头18的构造的图。如图2所示，探头18具备设于第2光纤26的前端部的毛细管30、插入有毛细管30的筒状玻璃管32、以及设于玻璃管32前端部的玻璃板34。

毛细管30是在中心设有微小的贯穿孔的圆柱状构件，在该贯穿孔中插通第2光纤26。毛细管30的前端面和第2光纤26的前端面26a与第2光纤26的轴垂直状地平齐。毛细管30插入到玻璃管32全长的一半左右为止。而且，由玻璃管32的内壁面、毛细管30的前端面、和第2光纤26的前端面26a形成用于保持粘接剂36的空间（称为“粘接剂保持空间”）33。玻璃板34被设成堵塞粘接剂保持空间33的开口的方式，在粘接剂保持空间33内封入粘接剂36。

在本实施方式中，在粘接剂保持空间33内填充有粘接剂36。因此，第2光纤26的前端面26a与粘接剂36接触。在该状态下，从第2光纤26的前端面26a向粘接剂36照射测定光。该测定光在粘接剂36与第2光纤26的前端面26a的界面反射后，再从前端面26a向第2光纤26的核心入射。从粘接剂36与前端面26a的界面返回第2光纤26的反射光被输入到光分波器16。

这里，在本实施方式中，玻璃板34的与第2光纤26的前端面26a相对的面，与第2光纤26的前端面26a成角度。这是为了防止在透过粘接剂36后由玻璃板34反射的光返回到第2光纤26的核心。

返回图1，光分波器16将从第2光纤26输入的反射光向第3光纤28输出。作为第3光纤28，与第1光纤24和第2光纤26同样地，优选使用单模光纤。

检测器20检测从第3光纤28输入的反射光的光量，向计算机22输出。作为检测器20，光电二极管等是适合使用的。

图3表示计算机22的功能块。如图3所示，计算机22具备反射率计算部40、折射率计算部45、和折射率记录部46。应予说明的是，在本说明书中示出的各块，在硬件方面，可以由以计算机的CPU为代表的元件、机械装置实现，在软件方面，可由计算机程序等来实现，但此处，描绘了由它们协作实现的功能块。因此，这些功能块可以通过硬件、软件的组合以各种形态来实现，这点对于本领域技术人员来讲是可理解的。

向反射率计算部40输入由检测器20检测出的反射光的光量。此外，向反射率计算部40输入来自第2光纤26的前端面26a的出射光量（测定光的光量）。该出射光量可以根据激光二极管12的驱动电流求得。另外，在注入粘接剂36之前，可以预先测定来自前端面26a的出射光量。

反射率计算部40计算由检测器20检测到的检测光量I2相对于来自第2光纤26前端面26a的出射光量I1的比例，即粘接剂36与第2光纤26的前端面26a的界面的反射率BR。将反射率BR的计算式示于下述式（1）。

〔式1〕

$\mathrm{BR}={10\log }_{10}\frac{I2}{I1}\·\·\·\left(1\right)$

折射率计算部45基于由反射率计算部40算出的反射率BR，计算粘接剂36的折射率n。将粘接剂36的折射率n的计算式示于下述式（2）。式（2）可以通过将菲涅尔反射公式变形而导出。

〔式2〕

$n=-\frac{1+\sqrt{{10}^{\frac{\mathrm{BR}}{10}}}}{1-\sqrt{{10}^{\frac{\mathrm{BR}}{10}}}}\×n^{,}\·\·\·\left(2\right)$

在式（2）中，n’是第2光纤26的核心的折射率。

折射率记录部46记录由折射率计算部45算出的折射率的时间变化。折射率记录部46既可以将记录的折射率的时间变化输出到纸媒，也可以在显示器上显示。通过得到该折射率的时间变化，可以知晓粘接剂36的固化度。

图4表示折射率的时间变化的一例。图4表示了使用了Epoxy Technology公司的粘接剂

353ND（以下称作粘接剂1）作为粘接剂时得到的折射率的时间变化。在图4中，纵轴是折射率，横轴是从固化开始的时间（分钟）。粘接剂1的标准固化条件是80℃-30分钟、100℃-10分钟、120℃-5分钟、150℃-1分钟。

如图2所示，在探头18的粘接剂保持空间33中封入粘接剂1后，将探头18放入升温到预定温度的炉中，测定随时间经过的折射率变化。在图4中，点划线41表示炉温度=80℃时的折射率的时间变化。此外，短划虚线42表示炉温度=90℃时的折射率的时间变化。此外，虚线43表示炉温度=100℃时的折射率的时间变化。此外，实线44表示炉温度=120℃时的折射率的时间变化。需要说明的是，第1～第3光纤是单模光纤，核心的折射率n’为1.46。

在图4中，由各曲线41～44可知，折射率暂时下降后，又随时间的经过而上升，当过了一定时间时，折射率变为恒定。从固化开始到折射率达到恒定为止的时间按照各曲线而不同。在折射率达到恒定的时间点测定粘接剂1的固化度后发现，达到了预定的固化度。因此，可以将从固化开始到折射率变为恒定的时间判断为粘接剂1的固化完成时间。从图4求得的固化完成时间与上述的标准固化条件基本一致。

图5表示折射率的时间变化的另一例。图5表示使用了Epoxy Technology公司的粘接剂301-2（以下称为粘接剂2）作为粘接剂时得到的折射率的时间变化。粘接剂2的标准固化条件的80℃-3小时。

与粘接剂1的情况一样，在探头18的粘接剂保持空间33中封入粘接剂2后，将探头18放入升温到预定温度的炉中，测定随时间经过的折射率变化。在图5中，曲线51表示炉温度=80℃时的折射率的时间变化。

如图5所示，曲线51表示的折射率暂时下降后，又随时间的经过而上升，当从固化开始经过约65分钟时，折射率成为恒定。在折射率达到恒定的时间点测定粘接剂2的固化度后发现，达到了预定的固化度。因此，可以将从固化开始至折射率变成恒定的时间判断为粘接剂2的固化完成时间。

如以上所示，若利用本实施方式的固化度测定装置10测定粘接剂的折射率的时间变化，能够精度良好地测定粘接剂的固化完成时间。此外，通过固化度测定装置10，能够测定粘接剂的固化度的时间变化，因此可以得到例如想要使粘接剂固化约固化度的50%需要多少时间这样的信息。

如上述那样，作为探头18中使用的第2光纤26，优选使用单模光纤。单模光纤的核径较小，在10μm以下，因此在第2光纤26的前端面26a与粘接剂36的界面反射的光以外的光（一度进入粘接剂36内部而漫反射的光等）难以进入核心。因此，能够稳定地测定粘接剂36的折射率。

在上述的实施方式中，是使用玻璃板34将粘接剂36封入粘接剂保持空间33内的，但若能够以粘接剂保持空间33的开口面朝向铅直上方的状态设置探头18，则可以不设置玻璃板34地维持第2光纤26的前端面26a和粘接剂相接触的状态。

图6表示探头18的变形例。在本变形例中，在第2光纤26的前端部也设有毛细管30。而且，在毛细管30的前端部形成有用于保持粘接剂36的凹部37。第2光纤26的前端面26a向凹部37的内部空间露出。例如，凹部37的最下面和第2光纤26的前端面26a可以设为齐平。

在如上述那样形成的探头18中，在凹部37内注入粘接剂36后，第2光纤26的前端面26a与粘接剂36接触。因此，同在图2中说明的探头一样，能够检测在第2光纤26的前端面26a与粘接剂36的界面处反射的光。

图7表示探头18的另一变形例。本变形例的探头18采用在第2光纤26的前端部设有毛细管30的构成。毛细管30的前端面与第2光纤26的前端面26a被设为齐平。

本变形例的探头18例如可以用于测定放置于玻璃板39上的粘接剂36的固化度。在本变形例中，配置探头18使得第2光纤26的前端面26a与粘接剂36接触，由此可以对在第2光纤26的前端面26a与粘接剂36的界面处反射的光进行检测。

在本变形例中，玻璃板39优选与第2光纤26的前端面26a成角度。这是为了防止由玻璃板39反射的光返回到第2光纤26的核心。

（第2实施方式）

图8的（a）和（b）是用于说明本发明第2实施方式的折射率测定装置的图。该实施方式的折射率测定装置是用于测定物质的绝对折射率的装置。

本实施方式的折射率测定装置具有与图1示出的固化度测定装置10类似的构成。在本实施方式中，探头18采用在第2光纤26的前端部设有毛细管30的构成。将毛细管30的前端面与第2光纤26的前端面26a设为齐平。以下，对使用了本实施方式的折射率测定装置的绝对折射率的测定方法进行说明。

首先，如图8的（a）所示，使第2光纤26的前端面26a与绝对折射率已知的物质M1接触，并照射测定光。物质M1例如可以是空气（绝对折射率=1）或水（绝对折射率=1.33）。然后，用检测器（未图示）对从物质M1与前端面26a的界面返回到第2光纤26的反射光进行检测。

当将第2光纤26的核心的绝对折射率设为nc、物质M1的绝对折射率设为n1、测定光的光量设为I0时，反射光的光量I1根据菲涅尔反射公式而如下式（3）这样表示。

〔式3〕

$I1={\left(\frac{\mathrm{nc}-n1}{\mathrm{nc}+n1}\right)}^2\×I0\·\·\·\left(3\right)$

因此，若测定反射光的光量I1，则可以从下式（4）求出测定光的光量I0。

〔式4〕

$I0=\frac{I1}{{\left(\frac{\mathrm{nc}-n1}{\mathrm{nc}+n1}\right)}^2}\·\·\·\left(4\right)$

接着，如图8的（b）所示，将与照射到物质M1相同光量I0的测定光照射到绝对折射率未知的物质M2上。当将物质M2的绝对折射率设为n2、反射光的光量设为I2时，根据菲涅尔反射公式，下述式（5）成立。

〔式5〕

$I2={\left(\frac{\mathrm{nc}-n2}{\mathrm{nc}+n2}\right)}^2\×I0\·\·\·\left(5\right)$

因此，若测定从物质M2与前端面26a的界面返回到第2光纤26的反射光的光量I2，则可以从式（5）求出物质M2的绝对折射率n2。

在混有多种填料的粘接剂的情况下，有时从光纤出来的光会因填料而发生漫反射，其中一部分返回到光纤。在该情况下，在未固化度下检测光量会有偏差，但随着固化，偏差会减少。因此，只要根据检测光量的偏差消失来判定粘接剂的固化度即可。

此外，在上述第1和第2实施方式中，是通过获得折射率的时间变化来测定粘接剂的固化度的，而通过获得从光纤的前端面与粘接剂的界面返回到光纤的光的时间变化，也能测定粘接剂的固化度。

（第3实施方式）

图9是用于说明本发明第3实施方式的固化度测定装置的图。如图9所示，固化度测定装置1010具备：激光二极管（LD：Laser Diode）1012、用于驱动激光二极管的LD驱动电路1014、光分波器1016、探头1018、检测器1020、连接激光二极管1012和光分波器1016的第1光纤1024、连接光分波器1016和探头1018的第2光纤1026、连接光分波器1016和检测器1020的第3光纤1028、与检测器1020连接的计算机1022。固化度测定装置1010是用于测定玻璃板1039上放置的粘接剂1036的固化度的装置。

激光二极管1012是射出用于照射粘接剂1036的测定光的装置，例如可以使用发光中心波长为1550nm的激光二极管。激光二极管1012射出的测定光的功率由LD驱动电路1014来控制。

由激光二极管1012射出的测定光通过第1光纤1024后输入到光分波器1016。作为第1光纤1024，优选使用单模光纤。

光分波器1016具有将从第1光纤1024输入的光向第2光纤1026输出、将从第2光纤1026输入的光向第3光纤1028输出的功能。因此，从激光二极管1012介由第1光纤1024向光分波器1016输入的测定光经过第2光纤1026传播后，从设于第2光纤1026前端的探头1018射出。作为第2光纤1026，与第1光纤1024一样优选使用单模光纤。

图10是用于说明探头的构造的图。如图10所示，探头1018具备设于第2光纤1026的前端部的毛细管1030、设于毛细管1030前方的导光构件1034、连接毛细管1030和导光构件1034的对开套筒1031。

毛细管1030是在中心设有微小的贯穿孔的圆柱状构件，在该贯穿孔中插通有第2光纤1026。为了抑制在与导光构件1034的连接点处反射的光返回到第2光纤1026，将第2光纤1026的前端面1026a设为与第2光纤1026的轴成倾斜面。此外，毛细管1030的前端面与第2光纤1026的前端面1026a平齐地形成为倾斜面。

导光构件1034具备光纤片1032和毛细管片1033。作为光纤片1032，优选使用单模光纤。在这种情况下，基于连接效率的观点，优选光纤片1032使用与第2光纤1026同样的光纤。毛细管片1033是在中心设有微小的贯穿孔的圆柱状构件，在该贯穿孔中插通光纤片1032。与第2光纤1026的前端面1026a连接的光纤片1032的第1端面1032a被与第2光纤1026的前端面1026a对应地形成为倾斜面。此外，与毛细管1030的前端面相对的毛细管片1033的第1端面被形成为倾斜面，使得与光纤片1032的第1端面1032a齐平。此外，光纤片1032的第2端面1032b和毛细管片1033的第2端面，与光纤片1032的轴成垂直状相齐平地形成。

毛细管1030和毛细管片1033被插入对开套筒1031内。利用该对开套筒1031，使带有毛细管1030的光纤片1032与第2光纤1026可拆卸地连接。在连接状态下，第2光纤1026的前端面1026a与光纤片1032的第1端面1032a抵接，从第2光纤1026的前端面1026a射出的测定光从光纤片1032的第1端面1032a入射到光纤内，并从相反侧的第2端面1032b射出。

在测定粘接剂1036的固化度后，探头1018被配置成光纤片1032的第2端面1032b与粘接剂1036相接触的方式。在该状态下，从光纤片1032的第2端面1032b向粘接剂1036照射测定光。该测定光在粘接剂1036与光纤片1032的第2端面1032b的界面处反射后，再从第2端面1032b入射到光纤片1032的核心。从粘接剂1036与第2端面1032b的界面返回到光纤片1032的反射光介由第2光纤1026而被输入到光分波器1016。

应予说明的是，放置有粘接剂1036的玻璃板1039优选与光纤片1032的第2端面1032b成角度。这是为了防止透过粘接剂1036后在玻璃板1039处反射的光返回到光纤片1032。

返回图9，光分波器1016使从第2光纤1026输入的反射光向第3光纤1028输出。作为第3光纤1028，与第1光纤1024和第2光纤1026一样，优选使用单模光纤。

检测器1020对从第3光纤1028输入的反射光的光量进行检测，并输出到计算机1022。作为检测器1020，优选使用光电二极管等。

图11表示计算机的功能块。如图11所示，计算机1022具备反射率计算部1040、折射率计算部1045、和折射率记录部1046。应予说明的是，在本说明书中示出的各块，在硬件方面，可以由以计算机的CPU为代表的元件、机械装置实现，在软件方面，可由计算机程序等来实现，但此处，描绘了由它们协作实现的功能块。因此，这些功能块可以通过硬件、软件的组合以各种形态来实现，这点对于本领域技术人员来讲是可理解的。

向反射率计算部1040输入由检测器1020检测的反射光的光量。此外，向反射率计算部1040输入从光纤片1032的第2端面1032b的出射光量（测定光的光量）。该出射光量可以从激光二极管1012的驱动电流求得。另外，也可以在测定前预先测定从第2端面1032b的出射光量。

反射率计算部1040计算由检测器1020检测出的检测光量I2相对于从光纤片1032的第2端面1032b射出的出射光量I1的比例，即粘接剂1036与第2光纤1026的前端面1026a的界面处的反射率BR。反射率BR的计算式示于下述式（6）。

〔式6〕

$\mathrm{BR}={10\log }_{10}\frac{I2}{I1}\·\·\·\left(1\right)$

折射率计算部1045基于由反射率计算部1040算出的反射率BR，计算粘接剂1036的折射率n。将粘接剂1036的折射率n的计算式示于下述式（7）。式（7）可以通过将菲涅尔反射公式变形而导出。

在（7）式中，n’是第2光纤1026的核心的折射率。

〔式7〕

$n=-\frac{1+\sqrt{{10}^{\frac{\mathrm{BR}}{10}}}}{1-\sqrt{{10}^{\frac{\mathrm{BR}}{10}}}}\×n^{,}\·\·\·\left(2\right)$

折射率记录部1046记录由折射率计算部1045算出的折射率的时间变化。折射率记录部1046既可以将记录的折射率的时间变化输出到纸媒，也可以在显示器上显示。通过得到该折射率的时间变化，可以知晓粘接剂1036的固化度。

图12表示折射率的时间变化的一例。图12表示了使用Epoxy Technology公司的粘接剂

353ND（以下、粘接剂1）作为粘接剂时得到的折射率的时间变化。在图12中，纵轴是折射率，横轴是从固化开始的时间（分钟）。粘接剂1的标准固化条件是80℃-30分钟、100℃-10分钟、120℃-5分钟、150℃-1分钟。

如图10所示，在对粘接剂1036配置探头1018后，将探头1018和粘接剂1036放入升温到预定温度的炉中，测定随时间经过的折射率变化。在图12中，点划线1041表示炉温度=80℃时的折射率的时间变化。此外，短划虚线1042表示炉温度=90℃时的折射率的时间变化。此外，虚线1043表示炉温度=100℃时的折射率的时间变化。此外，实线1044表示炉温度=120℃时的折射率的时间变化。需要说明的是，第1～第3光纤和光纤片是单模光纤，核心的折射率n’是1.46。

在图12中，各线1041～1044的折射率暂时下降后，又随着时间的经过而上升，经过了一定时间后，折射率变为恒定。从固化开始至折射率达到恒定的时间按照各曲线而不同。在折射率达到恒定的时间点测定粘接剂1的固化度后发现，已达到预定的固化度。因此，可以将从固化开始至折射率达到恒定的时间判断为粘接剂1的固化完成时间。从图12求得的固化完成时间与上述的标准固化条件基本一致。

如以上这样，根据第3实施方式的固化度测定装置1010，能够通过测定粘接剂的折射率的时间变化而精度良好地测定粘接剂的固化完成时间。此外，通过固化度测定装置1010，能够测定粘接剂的固化度的时间变化，因此能够得到例如想要使粘接剂固化约固化度的50%需要多少时间这样的信息。

此外，第3实施方式的固化度测定装置1010具有以下这样的优点。若使第2光纤1026的前端面1026a直接与粘接剂1036接触来测定固化度，则会因粘接剂1036的固化而使得前端面1026a与粘接剂1036粘接，故若在测定后还测定其他粘接剂的固化度，需要连第2光纤1026一起更换。然而，在本实施方式中，由于可以将与粘接剂1036粘接的导光构件1034从探头1018拆下，故在要测定其他粘接剂的固化度时，仅更换导光构件1034即可。因此，利用本实施方式的固化度测定装置1010，可以廉价且简易地测定多个粘接剂的固化度。

如上述那样，作为导光构件1034中使用的光纤片1032，优选使用单模光纤。单模光纤由于核径小，为10μm以下，因此在光纤片1032的第2端面1032b和粘接剂1036之间的界面反射的光以外的光（一旦进入粘接剂36内部而漫反射的光等）难以进入核心。因此，可以稳定地测定粘接剂1036的折射率。

图13表示探头的变形例。本变形例的探头1018在还具备用于保持粘接剂1036的粘接剂保持部1038这一点上不同于图10示出的探头。该粘接剂保持部1038具备插入在毛细管片1033的前端部中的筒状玻璃管1035、和设于玻璃管1035的前端部的玻璃板1037。

毛细管片1033插入到直到玻璃管1035全长的中途。通过玻璃管1035的内壁面、毛细管片1033的前端面、和光纤片1032的第2端面1032b形成用于保持粘接剂1036的空间（称为“粘接剂保持空间”）1047。玻璃板1037被设置成堵塞粘接剂保持空间1047的开口，在粘接剂保持空间1047内封入粘接剂1036。

在本变形例中，在粘接剂保持空间1047内填充粘接剂1036。因此，光纤片1032的第2端面1032b与粘接剂1036接触。在该状态下，从光纤片1032的第2端面1032b向粘接剂1036照射测定光。该测定光从粘接剂1036与第2端面1032b的界面返回到光纤片1032，并介由第2光纤1026输入到光分波器1016。

按照本变形例，可以将粘接剂1036保持在探头1018中来进行测定，因此探头1018的操作变得容易。

图14表示探头的另一变形例。图14示出的探头1018具备透镜1050作为将来自第2光纤1026的测定光导向粘接剂1036的导光构件，在这一点上不同于图10示出的探头。透镜1050以入射面与第2光纤26的前端面1026a抵接的方式配置。透镜1050的入射面与毛细管1030的前端面和第2光纤1026的前端面1026a相对应地被形成为倾斜面。

形成透镜1050使得从第2光纤1026的前端面1026a入射的测定光作为平行光而射出。从透镜1050射出的平行光在从透镜1050与粘接剂1036的界面返回到透镜1050后，介由第2光纤1026向检测器1020输入。

在本变形例中，由于可以将与粘接剂1036粘接的透镜1050从探头1018拆下，因此在测定其他粘接剂的固化度时，仅更换透镜1050即可。由此，可以廉价且简易地测定多个粘接剂的固化度。

图15表示探头的再一种变形例。图15示出的探头1018具备透镜1051作为将来自第2光纤1026的测定光导向粘接剂1036的导光构件，在这一点上不同于图10示出的探头。配置透镜1051使得其入射面与第2光纤1026的前端面1026a抵接。透镜1051的入射面与毛细管1030的前端面和第2光纤1026的前端面1026a相对应地被形成为倾斜面。

形成透镜1051使得从第2光纤1026的前端面1026a入射的测定光聚焦于光射出面上。从透镜1051射出的测定光在从透镜1051与粘接剂1036的界面返回到透镜1051后，介由第2光纤1026向检测器1020输入。

在本变形例中，由于可以将与粘接剂1036粘接的透镜1051从探头1018拆下，因此在测定其他粘接剂的固化度时，仅更换透镜1051即可。由此，可以廉价且简易地测定多个粘接剂的固化度。

图16表示探头的再一种变形例。图16示出的探头1018具备透镜1052和导光体1054作为将来自第2光纤1026的测定光导向粘接剂1036的导光构件，在这一点上不同于图10示出的探头。

透镜1052以入射面与第2光纤1026的前端面1026a抵接的方式配置。透镜1052和毛细管1030通过对开套筒1031而连接。透镜1052的入射面与毛细管1030的前端面和第2光纤1026的前端面1026a相对应地形成为倾斜面。透镜1052将从第2光纤1026的前端面1026a入射的光变为平行光。透镜1052如图16所示那样被形成，使得从第2光纤1026的前端面1026a入射的测定光从导光体1054的光射出面作为平行光而射出。

导光体1054以入射面与透镜1052的光射出面抵接的方式配置。该导光体1054是形成为棒状的导光体，利用对开套筒1053与透镜1052可拆卸地连接。为了防止反射，透镜1052和导光体1054的连接面被设为倾斜面。该导光体1054由具有与固化前的粘接剂1036大致相同折射率的材料形成。在测定粘接剂1036的固化度的情况下，导光体1054的光射出面与粘接剂1036接触，在该状态下从透镜1052入射的光照射在粘接剂1036上。在粘接剂1036固化前，导光体1054的折射率和粘接剂1036的折射率大致相同，因此几乎不存在从导光体1054与粘接剂1036的界面返回到第2光纤1026的反射光。然而，如果粘接剂1036固化而折射率变化，则产生从导光体1054与粘接剂1036的界面返回到第2光纤1026的反射光。因此，通过检测该反射光，可以精度良好地检测粘接剂1036的固化度。

在本变形例中，由于可以将与粘接剂1036粘接的导光体1054从探头1018拆下，因此在测定其他粘接剂的固化度时，仅更换导光体1054即可。由此，可以廉价且简易地测定多个粘接剂的固化度。

图17的（a）和（b）是用于说明本发明第3实施方式的固化度测定方法的图。在本方法中，首先，如图17的（a）所示，使第2光纤1026的前端面1026a与粘接剂1036接触，在该状态下从第2光纤1026的前端面1026a向粘接剂1036射出测定光。然后，使用检测器1020，对从第2光纤1026的前端面1026a与粘接剂1036的界面返回到第2光纤1026的测定光进行检测。在测定粘接剂1036的固化度后，将与粘接剂1036粘接的第2光纤1026的前端部用光纤切割机等切割掉。然后，将新形成的第2光纤1026的前端面1026b进行研磨，以备接下来的测定使用。

按照本固化度测定方法，将与粘接剂粘接的第2光纤1026的前端部在固化度测定后切下，从而可以形成用于测定其他粘接剂的固化度的新的前端面。按照本方法，不需要导光构件等光学元件，因此可以更加廉价地测定粘接剂的固化度。

（第4实施方式）

图18是用于说明本发明第4实施方式的固化度测定方法的图。首先，在本方法中，如图18所示那样，使用在与前端面1026a相反侧的端部设有连接器1055的第2光纤1026。连接器1055既可以直接与光分波器1016连接，也可以与连接于光分波器1016的中继用光纤连接。

在本方法中，首先如图18所示那样使第2光纤1026的前端面1026a与粘接剂1036接触，在该状态下从第2光纤1026的前端面1026a向粘接剂1036射出测定光。然后，使用检测器1020，对从第2光纤1026的前端面1026a与粘接剂1036的界面返回到第2光纤1026的光进行检测。在测定粘接剂1036的固化度后，将与粘接剂1036粘接的第2光纤1026从光分波器1016拆下。然后，将其它的第2光纤与光分波器1016连接，以备之后的测定使用。

根据本固化度测定方法，通过更换与粘接剂粘接的第2光纤1026整体，可以比图17中说明的方法更为简易地测定粘接剂的固化度。

在上述的第3和第4实施方式中，是通过获得折射率的时间变化来测定粘接剂的固化度的，但通过获得从导光构件与粘接剂的界面返回到光纤的光的时间变化，也能测定粘接剂的固化度。

以上基于实施方式说明了本发明。该实施方式为例示，其各构成要素、各处理工艺的组合可以有各种变形例，而且这样的变形例也包含在本发明的范围内，这点本领域技术人员是可以理解的。

例如，可以使激光二极管以100Hz～10kHz左右的频率闪烁，仅检测该频率分量的反射光。例如，在检测器中设置锁定电路，与激光二极管1012的闪烁同步地检测反射光。可以不受扰乱光影响地进行更高灵敏度的测定。

此外，也可以对激光二极管射出的测定光的一部分进行监视，用测定光的光量变动的影响来抵消检测光量变动的量。在该情况下，可以进行更高精度的折射率测定。

另外，在上述实施方式中，作为光源使用了激光二极管（LD），但作为光源也可以使用发光二极管（LED：Light Emitting Diode）。

另外，在上述实施方式中，是将本发明适用于粘接剂的固化度测定装置的，但本发明也可以适用于伴有体积收缩反应的随时间变化的情况的测定中。

Claims (22)

1.一种用于测定粘接剂的固化度的固化度测定装置，其特征在于，包括：

从前端面射出光的光纤，

保持所述粘接剂的探头，在所述粘接剂与所述光纤的前端面接触的状态下对所述粘接剂照射光，以及

检测器，检测从所述光纤的前端面与所述粘接剂的界面返回到所述光纤的光。

2.根据权利要求1所述的固化度测定装置，其特征在于，

还包括折射率计算部，根据用所述检测器检测到的检测光量相对于从所述光纤的前端面射出的出射光量的比例，算出所述粘接剂的折射率。

3.根据权利要求2所述的固化度测定装置，其特征在于，

还包括记录部，记录由所述折射率计算部算出的折射率的时间变化。

4.根据权利要求1所述的固化度测定装置，其特征在于，

所述光纤是单模光纤。

5.根据权利要求1所述的固化度测定装置，其特征在于，

所述探头还包括设置在所述光纤的前端部的毛细管，和被插入所述毛细管的筒状构件；

由所述筒状构件的内壁面、所述毛细管的前端面、以及所述光纤的前端面形成用于保持所述粘接剂的粘接剂保持空间。

6.根据权利要求5所述的固化度测定装置，其特征在于，

所述探头还包括封入构件，所述封入构件用于在所述粘接剂保持空间内封入所述粘接剂，且所述封入构件的与所述光纤的前端面相对的面相对于该前端面成角度。

7.根据权利要求1所述的固化度测定装置，其特征在于，

所述探头还包括毛细管，所述毛细管被设在所述光纤的前端部，且在前端部形成有用于保持所述粘接剂的凹部。

8.一种用于测定粘接剂的固化度的固化度测定方法，其特征在于，包括：

从光纤的前端面射出光的步骤，

使光纤的前端面与粘接剂接触的步骤，以及

检测从所述光纤的前端面与所述粘接剂的界面返回到所述光纤的光的步骤。

9.根据权利要求8所述的固化度测定方法，其特征在于，

还包括根据检测光量相对于从所述光纤的前端面射出的出射光量的比例，来计算所述粘接剂的折射率的步骤。

10.根据权利要求9所述的固化度测定方法，其特征在于，

还包括记录算出的折射率的时间变化的步骤。

11.一种用于测定粘接剂的固化度的固化度测定装置，其特征在于，包括：

从前端面射出光的光纤，

可拆卸地与所述光纤连接的导光构件，在使光射出面与所述粘接剂接触的状态下对所述粘接剂照射光，以及

检测器，检测从所述导光构件的光射出面与所述粘接剂的界面返回到所述导光构件的光。

12.根据权利要求11所述的固化度测定装置，其特征在于，

所述导光构件具有与所述光纤的前端面连接的光纤片。

13.根据权利要求11所述的固化度测定装置，其特征在于，

所述导光构件具有透镜，该透镜被形成使得从所述光纤入射的光作为平行光而射出。

14.根据权利要求11所述的固化度测定装置，其特征在于，

所述导光构件具有透镜，该透镜被形成使得从所述光纤入射的光聚焦于光射出面。

15.根据权利要求11所述的固化度测定装置，其特征在于，

所述导光构件具有导光体，所述导光体在使光射出面与所述粘接剂接触的状态下使入射的光照射于所述粘接剂，且所述导光体由具有与固化前的所述粘接剂大致相同折射率的材料形成。

16.根据权利要求15所述的固化度测定装置，其特征在于，

所述导光构件还包括被设在所述光纤与所述导光体之间的透镜。

17.根据权利要求11所述的固化度测定装置，其特征在于，

还包括折射率计算部，根据用所述检测器检测出的检测光量相对于从所述导光构件射出的出射光量的比例，算出所述粘接剂的折射率。

18.根据权利要求17所述的固化度测定装置，其特征在于，

还包括记录部，记录由所述折射率计算部算出的折射率的时间变化。

19.根据权利要求11所述的固化度测定装置，其特征在于，

所述光纤是单模光纤。

20.根据权利要求11所述的固化度测定装置，其特征在于，

所述导光构件具有用于保持所述粘接剂的粘接剂保持部。

21.一种用于测定粘接剂的固化度的固化度测定方法，其特征在于，包括：

使光纤的前端面与所述粘接剂接触的步骤，

从光纤的前端面向所述粘接剂射出光的步骤，

检测从所述光纤的前端面与所述粘接剂的界面返回到所述光纤的光的步骤，以及在测定固化度后，形成所述光纤的新的前端面的步骤。

22.根据权利要求21所述的固化度测定方法，其特征在于，

所述形成前端面的步骤包括：

切割所述光纤的步骤，和

对经切割形成的新的前端面进行研磨的步骤。

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