JP2016090625A - 樹脂硬化用光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＲ硬化型樹脂を効率良く硬化可能な光を照射でき、ＩＲ硬化型樹脂用の光のみならずＵＶ硬化型樹脂も効率良く硬化可能な光も照射できる樹脂硬化用光源装置を提供する。
【解決手段】樹脂硬化用光源装置は、光源と、光源から放射される光を光路を介して出射部へ導く光学系と、この光学系の光路に挿入されており、被照射体の露光時間を制御するために光路の開閉を行うシャッタ機構とを備えている。このシャッタ機構は、ＩＲ帯域を含む第１の波長帯域の光のみを通過させる第１の光通過部と、第１の波長帯域とは異なりＵＶ帯域を含む第２の波長帯域の光のみを通過させる第２の光通過部と、光の通過を遮断する光遮断部とを備えており、第１の光通過部、第２の光通過部又は光遮断部を選択的に光路に挿入可能に構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば樹脂接着剤等の光硬化型樹脂を硬化させるための樹脂硬化用光源装置に関する。

塗布した接着剤に紫外線を照射して硬化させる接着剤塗布装置及び接着剤硬化装置は、公知であり、電子部品の製造分野等で数多く使用されている（例えば、特許文献１〜３）。

これら従来の接着剤塗布装置及び接着剤硬化装置は、いずれも、紫外線（ＵＶ）硬化型接着剤に紫外線を照射して硬化（キュアリング）させるものである。例えば、本願出願人が数十年前より提供しているＵＶスポットキュアリング装置は、３６５ｎｍを中心とする波長を最も効率良く吸収するように製造されたＵＶ硬化型樹脂を極微量使用した非常に小さいエリアを急速に硬化させるように構成されており、３６５ｎｍを中心とする波長の紫外線を効率的に使用するために、可視光領域及び赤外線（ＩＲ）領域の光エネルギをカットしてスポット照射している。

特開平０５−２５３５２６号公報 特開平１１−１２８８００号公報 特開２００６−１７６６５３号公報

近年、紫外線ではなく赤外線によって硬化するＩＲ硬化型樹脂が開発され始めており、このようなＩＲ硬化型樹脂を効率良く硬化可能な光を照射できる樹脂硬化用光源装置を早急に開発することが要望されている。

また、この樹脂硬化用光源装置は、ＩＲ硬化型樹脂のみならず、ＵＶ硬化型樹脂をも効率良く硬化可能な光を照射できることが望ましいが、１台でＩＲ硬化及びＵＶ硬化の両方が可能な樹脂硬化用光源装置は、全く存在していなかった。

従って本発明の目的は、ＩＲ硬化型樹脂を効率良く硬化可能な光を照射できる樹脂硬化用光源装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ＩＲ硬化型樹脂用の光のみならずＵＶ硬化型樹脂を効率良く硬化可能な光も照射できる樹脂硬化用光源装置を提供することにある。

本発明によれば、樹脂硬化用光源装置は、光源と、光源から放射される光を光路を介して出射部へ導く光学系と、この光学系の光路に挿入されており、被照射体の露光時間を制御するために光路の開閉を行うシャッタ機構とを備えている。このシャッタ機構は、ＩＲ帯域を含む第１の波長帯域の光のみを通過させる第１の光通過部と、第１の波長帯域とは異なりＵＶ帯域を含む第２の波長帯域の光のみを通過させる第２の光通過部と、光の通過を遮断する光遮断部とを備えており、第１の光通過部、第２の光通過部又は光遮断部を選択的に光路に挿入可能に構成されている。

シャッタ機構に設けられたＩＲ帯域を含む第１の波長帯域の光のみを通過させる第１の光通過部、ＵＶ帯域を含む第２の波長帯域の光のみを通過させる第２の光通過部又は光の通過を遮断する光遮断部が、光源からの光路に選択的に挿入される。これにより、第１の光通過部が光路に挿入された場合はＩＲ硬化型樹脂を効率良く硬化可能な光を照射することができ、第２の光通過部が光路に挿入された場合はＵＶ硬化型樹脂を効率良く硬化可能な光を照射することができ、光遮断部が光路に挿入された場合は光を遮断することができる。このように本発明の樹脂硬化用光源装置によれば、ＩＲ硬化型樹脂用の光のみならずＵＶ硬化型樹脂用の光も同一の光路を介して選択的に照射することができるから、同一の被照射体に対して同じ光路でＩＲ帯域光及びＵＶ帯域光を順次照射することができる。しかも、元々存在しているシャッタ機構に、第１の光通過部、第２の光通過部及び光遮断部を設けているため、従来のＵＶ樹脂硬化用光源装置を大幅な設計変更することなく一部変更するのみで、ＩＲ硬化型樹脂用の光の照射及び遮断の機能、並びにＵＶ硬化型樹脂用の光の照射及び遮断の機能を得ることができる。このため、新たな装置開発が不要となり製造コストを大幅に低減化することができる。

第１の光通過部が赤外線を透過させる透過フィルタ又はミラーであり、第２の光通過部が紫外線を透過させる透過フィルタ又はミラーであることが好ましい。

シャッタ機構が、回動軸の回りを枢動することにより第１の光通過部、第２の光通過部又は光遮断部を選択的に光路に挿入するように構成された回転移動式シャッタ機構であるか、又は直線移動することにより第１の光通過部、第２の光通過部又は光遮断部を選択的に光路に挿入するように構成された直線移動式シャッタ機構であることも好ましい。シャッタ機構にこのように第１の光通過部、第２の光通過部及び光遮断部を設けているため、これら第１の光通過部、第２の光通過部及び光遮断部の切り替えを高速で行うことができる。

このシャッタ機構において、光遮断部が移動方向の中央に配置されており、第１の光通過部及び第２の光通過部が光遮断部に対して移動方向の両側に配置されていることがより好ましい。これにより、第１の光通過部による光照射に連続して直ちに第２の光通過部による光照射が行われる、又は第２の光通過部による光照射に連続して直ちに第１の光通過部による光照射が行われるような不都合を防止でき、また、両帯域光照射の間に光を遮断して被照射体の冷却を行うことが可能となる。

シャッタ機構が、光源から放射される全帯域の光を通過させるか又は赤外線帯域を含む光及び紫外線帯域を含む光の両方のみを通過させる第３の光通過部をさらに備えており、第１の光通過部、第２の光通過部、第３の光通過部又は光遮断部を選択的に光路に挿入可能に構成されていることも好ましい。

シャッタ機構が、回動軸の回りを枢動することにより第１の光通過部、第２の光通過部、第３の光通過部又は光遮断部を選択的に光路に挿入するように構成された回転移動式シャッタ機構であるか、又は直線移動することにより第１の光通過部、第２の光通過部、第３の光通過部又は光遮断部を選択的に光路に挿入するように構成された直線移動式シャッタ機構であることも好ましい。

シャッタ機構において、第１の光通過部及び第２の光通過部が第１の光遮断部に対して移動方向の両側に配置されており、第３の光通過部が第１の光通過部又は第２の光遮断部に対して移動方向の片側に配置されていることも好ましい。

樹脂硬化用光源装置が、光学系の光路に挿入されており、この光路の開口面積を変化させることにより被照射体に照射される光の強度を調整する光強度調整機構をさらに備えていることも好ましい。

この場合、光強度調整機構が、回動軸の回りを枢動することにより開口面積を連続的若しくは非連続的に変化させるように構成されているか、又は直線移動することにより開口面積を連続的若しくは非連続的に変化させるように構成されていることがより好ましい。

樹脂硬化用光源装置が、被照射体へ出射される光の光強度を検出する校正用光強度検出器と、この校正用光強度検出器の検出値に応じて光強度調整機構の校正を行う校正手段とをさらに備えていることも好ましい。

樹脂硬化用光源装置が、第１の光通過部又は第２の光通過部の光路への挿入時間が、あらかじめ設定された露光時間となるようにシャッタ機構を制御する制御手段をさらに備えていることも好ましい。

この場合、制御手段が、第１の光通過部又は第２の光通過部の光路への挿入時間が経過した後、光遮断部をあらかじめ設定された休止時間だけ光路に挿入するべくシャッタ機構を制御するように構成されていることがより好ましい。

樹脂硬化用光源装置が、光源からの光の光強度を検出し、検出した光強度を表示する手段をさらに備えていることも好ましい。

光源が、メタルハライドランプ、水銀−キセノンランプ、又は第１の波長帯域及び第２の波長帯域を含む波長帯域の光を放射する複数のＬＥＤ素子を含んでいることも好ましい。

光学系が、光源から放射される全ての波長帯域の光を反射して集光する楕円鏡、又は光源から放射される全ての波長帯域の光を集光するレンズを含んでいることも好ましい。

本発明によれば、ＩＲ硬化型樹脂用の光のみならずＵＶ硬化型樹脂用の光も同一の光路を介して選択的に照射することができるから、同一の被照射体に対して同じ光路でＩＲ帯域光及びＵＶ帯域光を順次照射することができる。しかも、元々存在しているシャッタ機構に、第１の光通過部、第２の光通過部及び光遮断部を設けているため、従来のＵＶ樹脂硬化用光源装置を大幅な設計変更することなく一部変更するのみで、ＩＲ硬化型樹脂用の光の照射及び遮断の機能、並びにＵＶ硬化型樹脂用の光の照射及び遮断の機能を得ることができる。このため、新たな装置開発が不要となり製造コストを大幅に低減化することができる。

本発明の第１の実施形態における樹脂硬化用光源装置の外観構成を概略的に示す斜視図である。 第１の実施形態における樹脂硬化用光源装置の光学的構成を概略的に示す平面図である。 （Ａ）第１の実施形態及び（Ｂ）その変更態様における樹脂硬化用光源装置の光強度調整機構における調整板の構成を概略的に示す断面図である。 （Ａ）第１の実施形態及び（Ｂ）その変更態様における樹脂硬化用光源装置のシャッタ機構におけるシャッタ板の構成を概略的に示す断面図である。 図４に示したシャッタ機構におけるＩＲ帯域透過フィルタの波長光透過率特性を表す図である。 図４に示したシャッタ機構におけるＵＶ帯域透過フィルタの波長光透過率特性を表す図である。 第１の実施形態における樹脂硬化用光源装置の電気的構成を概略的に示すブロック図である。 図７のプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）における一部のプログラムの流れを示すフローチャートである。 第１の実施形態及びその変更態様における樹脂硬化用光源装置の制御パネルに表示されるメイン処理画面を示す図である。 第１の実施形態及びその変更態様における樹脂硬化用光源装置の制御パネルに表示されるレシピ処理画面を示す図である。 第１の実施形態及びその変更態様における樹脂硬化用光源装置の制御パネルに表示される校正処理画面を示す図である。 （Ａ）本発明の第２の実施形態及び（Ｂ）その変更態様における樹脂硬化用光源装置のシャッタ機構におけるシャッタ板の構成を概略的に示す断面図である。 第２の実施形態及びその変更態様のシャッタ機構におけるＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタの波長光透過率特性を表す図である。 第２の実施形態及びその変更態様における樹脂硬化用光源装置の制御パネルに表示されるレシピ処理画面を示す図である。

図１は本発明の第１の実施形態における樹脂硬化用光源装置の外観構成を概略的に示している。

同図に示すように、樹脂硬化用光源装置１０を収容している筐体１１の前面１１ａには、タッチパネル式ディスプレイからなる制御パネル１２と、被照射体に照射される光スポットを導く光ファイバ束１３の取付け部１４とが設けられている。

図２は第１の実施形態における樹脂硬化用光源装置１０の光学的構成を概略的に示している。

本実施形態の樹脂硬化用光源装置１０は、光学的には、光源１５と、この光源１５が装着されている集光型の反射鏡１６と、反射鏡１６によって反射された光の光路１７に挿入されている回動式の光強度調整機構１８と、光強度調整機構１８の下流の光路１７に挿入されているシャッタ機構１９と、光源１５からの光の光強度を検出する光量センサ２０と、被照射体に照射される光スポットを導く光ファイバ束１３とを備えている。

光源１５は、ＩＲ帯域光、可視光及びＵＶ帯域光を含む全波長帯域の光を放射するように構成された例えばメタルハライドランプである。光源１５として、メタルハライドランプに代えて、水銀−キセノンランプ、又は全波長帯域の光を放射可能な複数のＬＥＤ素子を用いても良い。

反射鏡１６は、光源１５がその焦点位置に装着される回転楕円体形状を有しており、例えばアルミニウム製のミラーを使用することにより、光源１５から放射される全ての波長帯域、即ちＩＲ帯域光、可視光及びＵＶ帯域光を含む全波長帯域（例えば、３００ｎｍ〜２５００ｎｍの帯域）の光を効率良く反射して集光するように構成されている。なお、このような反射鏡１５に代えて光源１５から放射される全ての波長帯域の光を集光するレンズを用いても良い。

図３（Ａ）は第１の実施形態における、図３（Ｂ）はその変更態様における樹脂硬化用光源装置の光強度調整機構の調整板の構成を概略的に示している。第１の実施形態における光強度調整機構１８は、図３（Ａ）に詳細に示すように、回動式調整板１８ａと、回動式調整板１８ａに同軸に取付けられており、この回動式調整板１８ａを回動軸１８ｂの回りで所定角度回動させるための光量制御用のステッピングモータ１８ｃと、回動式調整板１８ａに設けられた開口部１８ｄと、回動式調整板１８ａの円周端に設けられた原点確認用突起１８ｅと、この原点確認用突起１８ｅの通過を検知するためのフォトインタラプタ１８ｆとを備えている。

開口部１８ｄは、図３（Ａ）に示すように、回動軸１８ｂを中心にして（回動式調整板１８ａの回動角度に応じて）開口面積が連続的に変化する曲線楔形状を有している。反射鏡１６からの光スポットの全て又は一部がこの開口部１８ｄを通過するように構成されているため、ステッピングモータ１８ｃの回転駆動により回動式調整板１８ａが回動すると、その回動角度に応じて光強度が連続的に変化する。なお、図３（Ａ）における１２時の位置の光スポット２１ａは、その全て（１００％）が通過するため、光強度は最大となる。回動式調整板１８ａが反時計回りに回動することにより、通過する光束が最終的に０％まで連続的に減少する。例えば、図３（Ａ）における９時の位置の光スポット２１ｂ、６時の位置の光スポット２１ｃ、さらに３時の位置の光スポット２１ｄの場合、透過光量はこの順序でかつその回動角度に応じて減少し光強度がそれに応じて低下する。即ち、本実施形態の光強度調整機構１８は、ステッピングモータ１８ｃの回動角度に応じて光強度を制御でき、しかもその光強度を連続的に変化させることができる。なお、ステッピングモータ１８ｃには、図示しないロータリエンコーダが取付けられており、このロータリエンコーダのカウントによってステッピングモータ１８ｃの回動角度を検出し、後述するプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）７２（図７参照）へ通知するように構成されている。

フォトインタラプタ１８ｆは、回動式調整板１８ａの円周端に設けられた原点確認用突起１８ｅの通過を検知し、ＰＬＣ７２へ通知するように構成されている。これにより、回動式調整板１８ａの原点位置を確認し、ロータリエンコーダの検出するステッピングモータ１８ｃの回動角度と併せて、回動式調整板１８ａの回動位置を正確に認識することができる。なお、原点位置の確認は、電源スイッチをオンとした際に行われる。

図２に示すように、本実施形態における回動式調整板１８ａは光路１７に対して傾斜して設置されており、これにより、反射鏡１６からの光の一部を回動式調整板１８ａの表面で反射させて光量センサ２０に入射させることができる。光量センサ２０の出力はＰＬＣ７２に送られ、ＰＬＣ７２はその値を制御パネル１２に表示するように構成されている。これにより光源１５から実際に放射される光の光強度を常に確認することが可能となっている。

第１の実施形態の変更態様として、光強度調整機構を直線移動させるように構成しても良い。その場合、ステッピングモータの回転運動をラックアンドピニオンギア等によって直線運動に変換し、図３（Ｂ）に示すような直線移動式調整板１８ａ′を左右に直線駆動する。この直線移動式調整板１８ａ′には、左右方向に開口面積が連続的に変化する直線楔形状の開口部１８ｄ′が設けられており、直線移動式調整板１８ａ′が左右方向に直線移動すると、その位置に応じて光強度が連続的に変化する。図３（Ｂ）における最左端の光スポット２１ａ′は、その全て（１００％）が通過するため、光強度は最大となる。直線移動式調整板１８ａ′が左方向に直線移動することにより、通過する光束が最終的に０％まで連続的に減少する。例えば、図３（Ｂ）における次の位置の光スポット２１ｂ′、次の位置の光スポット２１ｃ′、さらに最右端の光スポット２１ｄ′の場合、透過光はこの順序でかつその直線移動位置に応じて減少し光強度がそれに応じて低下する。即ち、本変更態様の光強度調整機構も、ステッピングモータの回動角度に応じて光強度を制御でき、しかもその光強度を連続的に変化させることができる。本変更態様における直線移動式調整板１８ａ′の原点位置の認識は、図示しないフォトインタラプタによりこの直線移動式調整板１８ａ′の左右の一端の通過を検知し、ＰＬＣ７２へ通知することによって行われる。

なお、上述した第１の実施形態及びその変更態様においては、開口面積が連続的に変化するように構成されているが、開口部１８ｄ及び１８ｄ′の形状を互いに連続せずに開口面積が変化する形状とすることにより、光強度を非連続的に変化させるように構成することも可能である。

図４（Ａ）は第１の実施形態における、図４（Ｂ）はその変更態様における樹脂硬化用光源装置のシャッタ機構のシャッタ板の構成を概略的に示している。第１の実施形態におけるシャッタ機構１９は、図４（Ａ）に詳細に示すように、扇型形状の回動式シャッタ板１９ａと、回動式シャッタ板１９ａに同軸に取付けられており、この回動式シャッタ板１９ａを回動軸１９ｂの回りで高速に回動（揺動）させるためのシャッタ用のステッピングモータ１９ｃと、回動式シャッタ板１９ａに設けられたＩＲ帯域透過フィルタ（本発明の第１の光通過部に対応する）１９ｄと、回動式シャッタ板１９ａにＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄに隣接して設けられた光遮断部１９ｅと、回動式シャッタ板１９ａに光遮断部１９ｅに隣接して設けられたＵＶ帯域透過フィルタ（本発明の第２の光通過部に対応する）１９ｆと、回動式シャッタ板１９ａの円周端に設けられた原点確認用突起１９ｇと、この原点確認用突起１９ｇの通過を検知するためのフォトインタラプタ１９ｈとを備えている。

ＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄは、本実施形態においては、耐熱性及び長寿命安定性に優れ、赤外線（一部可視光を含む）のみを透過させる透過フィルタ又はミラーから構成されている。図５はこのＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄの対波長光透過率特性の一例を示しており、約５００ｎｍ以下の光の透過を阻止し、約５５０ｎｍ以上の光を９５％以上の透過率で透過する特性を有している。本実施形態のＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄは、赤外線（一部可視光を含む）のみを透過する透過特性を有するように構成されているが、照射対象であるＩＲ硬化型樹脂の対波長硬化特性や光源１５の対波長放射特性に応じて種々の対波長光透過率特性のものを用いても良い。

光遮断部１９ｅは非開口部であり光を通過させず遮断するように構成されている。

ＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆは、本実施形態においては、耐熱性及び長寿命安定性に優れ、紫外線（一部可視光を含む）のみを透過させる透過フィルタ又はミラーから構成されている。図６はこのＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆの波長光透過率特性の一例を示しており、約２５０ｎｍ以下及び約５００ｎｍ以上の光の透過を阻止し、約３００ｎｍ〜約４５０ｎｍの光を９０％以上の透過率で透過する特性を有している。本実施形態のＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆは、紫外線（一部可視光を含む）のみを透過する透過特性を有するように構成されているが、照射対象であるＵＶ硬化型樹脂の対波長硬化特性や光源１５の対波長放射特性に応じて種々の対波長光透過率特性のものを用いても良い。

回動式シャッタ板１９ａが回動軸１９ｂの回りを枢動することにより、ＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄ、光遮断部１９ｅ又はＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆが選択的に光路１７に挿入される。即ち、本実施形態のシャッタ機構１９は、ステッピングモータ１９ｃの回動角度に応じて、赤外線（一部可視光を含む）のみの透過、全帯域光の遮断又は紫外線（一部可視光を含む）のみの透過を選択することができる。特に、光遮断部１９ｅは、回動式シャッタ板１９ａの回動方向の中央に配置されており、ＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄ及びＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆが光遮断部１９ｅに対して回動方向の両側に配置されている。これにより、本実施形態のシャッタ機構１９によれば、赤外線（一部可視光を含む）のみの透過又は紫外線（一部可視光を含む）のみの透過を行った後、必ず全帯域光の遮断が行われ、その後、赤外線（一部可視光を含む）のみの透過又は紫外線（一部可視光を含む）のみの透過が行われる。このように、赤外線のみの透過と紫外線のみの透過との間の切り替え時に、被照射体を光から遮断することが可能となる。これにより、ＩＲ帯域光照射に連続して直ちにＵＶ帯域光照射が行われる、又はＵＶ帯域光照射に連続して直ちにＩＲ帯域光照射が行われるような不都合を防止でき、また、両帯域光照射の間に被照射体の冷却を行うことが可能となる。特に本実施形態では、ＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄ及びＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆが、シャッタ機構１９に設けられていること、さらに、これらがステッピングモータ１９ｃによって駆動される回動式シャッタ板１９ａに装着されているため、各光透過帯域を高速で切り替えることができる。なお、ステッピングモータ１９ｃには、図示しないロータリエンコーダが取付けられており、このロータリエンコーダのカウントによってステッピングモータ１９ｃの回動角度を検出し、ＰＬＣ７２へ通知するように構成されている。

フォトインタラプタ１９ｈは、回動式シャッタ板１９ａの円周端に設けられた原点確認用突起１９ｇの通過を検知し、ＰＬＣ７２へ通知するように構成されている。これにより、回動式シャッタ板１９ａの原点位置を確認し、ロータリエンコーダの検出するステッピングモータ１９ｃの回動角度と併せて、回動式シャッタ板１９ａの回動位置を正確に認識することができる。なお、原点位置の確認は、電源スイッチをオンとした際に行われる。

第１の実施形態の変更態様として、シャッタ機構を直線移動させるように構成しても良い。その場合、ステッピングモータの回転運動をラックアンドピニオンギア等によって直線運動に変換し、図４（Ｂ）に示すような直線移動式シャッタ板１９ａ′を左右に直線駆動する。このシャッタ板１９ａ′には、左右方向に（図にて右側から）ＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄ′、光遮断部１９ｅ′及びＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆ′が設けられており、直線移動式シャッタ板１９ａ′が左右方向に直線移動すると、その位置に応じてＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄ′、光遮断部１９ｅ′又はＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆ′が光路１７に挿入される。即ち、本変更態様のシャッタ機構も、ステッピングモータの回動によって各光透過帯域を高速で切り替えることができる。本変更態様における直線移動式シャッタ板１９ａ′の原点位置の認識は、図示しないフォトインタラプタによりこの直線移動式シャッタ板１９ａ′の左右の一端の通過を検知し、ＰＬＣ７２へ通知することによって行われる。

光ファイバ束１３は、石英ガラス等の高い紫外線帯域透過率を有する複数の石英ファイバを束ねて構成されており、反射鏡１６からの反射光の集光点近傍の光路１７に位置している入射部１３ａと、被照射体へのスポット光が出射される出射部１３ｂと、その外周を覆う被覆体１３ｃとを備えている。

図７は第１の実施形態における樹脂硬化用光源装置１０の電気的構成を概略的に示している。

本実施形態の樹脂硬化用光源装置１０は、電気的には、本実施形態ではメタルハライドランプからなる光源１５と、この光源１５に電気的に接続されておりランプ電流を供給するランプ点灯電源７０と、このランプ点灯電源７０に電気的に接続されているランプ点灯電源制御基板７１と、ランプ点灯電源制御基板７１に電気的に接続されているＰＬＣ７２（本発明の制御手段に対応する）と、ＰＬＣ７２に電気的に接続されている、光強度調整機構１８のステッピングモータ１８ｃ及びフォトインタラプタ１８ｆと、ＰＬＣ７２に電気的に接続されている、シャッタ機構１９のステッピングモータ１９ｃ及びフォトインタラプタ１９ｈと、ＰＬＣ７２に電気的に接続されている校正用光強度検出器７３と、ＰＬＣ７２に電気的に接続されている被照射体用の温度計７４と、ＰＬＣ７２に電気的に接続されており、筐体１１の図示しないカバーが閉じられているかどうかを検知するインターロックスイッチ７５と、ＰＬＣ７２に電気的に接続されており、光源１５の周辺の過熱状態を検知してＰＬＣ７２に通知するサーモスタット７６と、ＰＬＣ７２に電気的に接続されており、リモートによるスタートスイッチ７７と、イーサネット（登録商標）７８及び７９並びにハブ８０を介してＰＬＣ７２に電気的に接続されている、前述した制御パネル１２と、ＰＬＣ７２に電気的に接続されている、前述した光量センサ２０と、イーサネット７８及び８１並びにハブ８０を介してＰＬＣ７２に電気的に接続されている外部コンピュータ８２とを備えている。

ＰＬＣ７２は、プログラムによって規定された順序及び条件により制御を行うコンピュータであり、ＣＰＵ、メモリ、入出力インタフェース、Ａ／Ｄコンバータ、イーサネット端子、インバータ機能、パルス出力機能及び高速カウンタ機能等を内蔵している。この種の機能を有するＰＬＣは市販されている（例えばオムロン株式会社のプログラマブルコントローラＣＰ１Ｅ）。

光強度調整機構１８のステッピングモータ１８ｃは、ＰＬＣ７２から出力されるパルスによって図示しないドライバを介して駆動されるように構成されており、また、その回動角度をカウントする図示しないロータリエンコーダからのカウント値がＰＬＣ７２に入力されるように構成されている。これにより、ＰＬＣ７２は、光強度調整機構１８の回動式調整板１８ａを所望の角度に正確に素早く回動できると共に、その回動位置を高精度で知ることができる。

シャッタ機構１９のステッピングモータ１９ｃも、ＰＬＣ７２から出力されるパルスによって図示しないドライバを介して駆動されるように構成されており、また、その回動角度をカウントする図示しないロータリエンコーダからのカウント信号がＰＬＣ７２に入力されるように構成されている。これにより、ＰＬＣ７２は、シャッタ機構１９の回動式シャッタ板１９ａを所望の角度に正確に素早く回動できると共に、その回動位置を高精度で知ることができる。

校正用光強度検出器７３は、被照射体に出射される光スポットの光エネルギを校正（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）する際にのみ光ファイバ束１３の出射部１３ｃに光学的に連結され、光スポットの光強度（Ｗ/ｃｍ^２）に応じた電圧を発生してその出力電圧をＰＬＣ７２に送り込むように構成されている。この校正用光強度検出器７３としては、ＩＲ帯域及びＵＶ帯域の両帯域においてフラットな応答特性を有しこれら両帯域で共通して使用することができる例えばサーモパイル（複数の熱電対）が使用される。校正用光強度検出器７３の入力光強度に対する出力電圧特性は既知でありＰＬＣ７２のメモリに記憶されている。校正処理は、ＰＬＣ７２によって行われる。即ち、校正すべき所望の光強度（校正用光強度検出器７３の出力電圧）が得られるように光強度調整機構１８の回動式調整板１８ａを回動させ、その時のステッピングモータ１８ｃの回動角度をＰＬＣ７２のメモリに記憶させておけば、ステッピングモータ１８ｃの回動角度に対する出力光強度の校正した特性を得ることができる。

温度計７４は、必要な場合に設置される温度計であり、被照射体の温度を検出する熱電対から構成されている。この温度計７４の検出出力はＰＬＣ７２に送り込まれる。これによりＰＬＣ７２は、被照射体の温度を例えば制御パネル１２に表示できると共に、必要とする外部機器、例えば外部コンピュータ８２に通知することができる。

インターロックスイッチ７５は、筐体１１のカバーが開いている場合にこれを検知し、ＰＬＣ７２に通知する。これによりＰＬＣ７２は、カバーが閉じられるまで、樹脂硬化用光源装置１０の作動を全て停止させることができる。また、カバーが開いていることを例えば制御パネル１２に表示することができる。

サーモスタット７６は、光源１５の周辺の過熱状態を検知し、ＰＬＣ７２に通知する。これによりＰＬＣ７２は、過熱状態が終了するまで光源１５を消灯状態とすることができる。

リモートによるスタートスイッチ７７は、例えばフットスイッチであり、外部からのリモート制御により、後述するレシピ処理をスタートさせることを可能にしたスイッチである。

光量センサ２０は、回動式調整板１８ａの開口部１８ｄを除く部分の表面で反射した光源１５の放射光の光強度を検出し、その検出出力をＰＬＣ７２に送り込む。これによりＰＬＣ７２は、光源１５から放射されて回動式調整板１８ａで反射された光の光強度、従って回動式調整板１８ａによる透過光の残り反射光の光強度（これから照射光の光強度を求めることができる）を知ることができ、この反射光の光強度に対応する電圧を制御パネル１２に表示してモニタを可能にしている。

制御パネル１２は、液晶によるタッチパネル式ディスプレイからなり、ＰＬＣ７２の指示により後述するメイン処理、レシピ処理及び校正処理における各種情報を表示すると共に、オペレータがタッチ入力した情報をＰＬＣ７２へ転送するように構成されている。

外部コンピュータ８２は、必要に応じてこの樹脂硬化用光源装置１０に接続され、外部からこの樹脂硬化用光源装置１０の動作を制御するように構成することができる。この外部コンピュータ８２のリモート制御は本発明とは直接的に関係しないため、その説明を省略する。

第１の実施形態の変更態様の場合も、ステッピングモ−タを同様に制御して、光強度調整機構の直線移動式調整板１８ａ′及びシャッタ機構の直線移動式シャッタ板１９ａ′の移動位置を制御することができる。

図８はＰＬＣ７２によるレシピ処理のプログラムの流れを示しており、図９は制御パネル１２に表示されるメイン処理画面を示しており、図１０は制御パネル１２に表示されるレシピ処理画面を示しており、図１１は制御パネル１２に表示される校正処理画面を示している。

以下、これらの図を用いて、樹脂硬化用光源装置１０におけるＰＬＣ７２の動作を説明する。

樹脂硬化用光源装置１０を動作させるには、まず、図示しない電源スイッチをオンとする。これにより、制御パネル１２には、図９に示すメイン（Ｍａｉｎ）処理画面が表示される。このメイン処理画面には、レシピ名（Ｒｅｃｉｐｅ Ｎｏ.１）と、メイン処理に移行するためのメインボタン９０と、レシピ（Ｒｅｃｉｐｅ）処理に移行するためのレシピボタン９１と、校正（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）処理に移行するための校正ボタン９２と、セットアップ（Ｓｅｔｕｐ）処理に移行するためのセットアップボタン９３と、光強度（Ｌｉｇｈｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）及び光量センサ２０の検出出力であるモニタ（Ｍｏｎｉｔｏｒ）電圧の表示領域９４と、シャッタ機構１９による各処理の時間を表示するカウントダウンモニタ（Ｃｏｕｎｔ ｄｏｗｎ ｍｏｎｉｔｏｒ）領域９５と、このカウントダウンモニタ領域９５に表示されるスタート（Ｓｔａｒｔ）ボタン９５ａ及びストップ（Ｓｔｏｐ）ボタン９５ｂと、光源（Ｌａｍｐ）に関するオン（ＯＮ）ボタン９６ａ及びオフ（ＯＦＦ）ボタン９６ｂと、シャッタ機構（Ｓｈｕｔｔｅｒ）に関して手動操作するための、ＩＲ帯域透過フィルタボタン９７ａ、光遮断（Ｃｌｏｓｅ）ボタン９７ｂ及びＵＶ帯域透過フィルタボタン９７ｃと、光強度（Ｌｉｇｈｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を調整する光強度調整領域９８と、この領域９８に表示される光強度のアップ（＋）ボタン９８ａ及びダウン（−）ボタン９８ｂとが表示される。各ボタンをタッチすると、その指示がＰＬＣ７２に入力されると共にそのボタンが点灯する。また、樹脂硬化用光源装置１０が動作している間は、制御パネル１２からのタッチ入力が基本的に無効となる。

なお、図９に示す例では、第１のレシピ（Ｒｅｃｉｐｅ Ｎｏ.１）が選択されている。この第１のレシピは、最初にＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆを介して照射を行い（照射時間：１０秒、光強度：１０．０ｗ／ｃｍ^２）、次いで、光遮断部１９ｅにより光照射を遮断して被照射体の冷却を行い（光遮断時間：１０秒）、その後、ＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄを介して照射を行う（照射時間：１０秒、光強度：１１．０ｗ／ｃｍ^２）ものである。最適な樹脂硬化を行うために、このようにＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄ及びＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆの透過光の照射順序、各透過光の照射の有無、各透過光の照射時間、各透過光の光強度、両透過光の照射間の光遮断（冷却）の有無及び光遮断時間（冷却時間）等のパラメータを変えた種々のレシピを設定して登録しておくことが可能であり、また、その登録された複数のレシピから所望のレシピを選択してレシピ処理を行うことが可能である。

このメイン処理画面上において、光源１５のオンボタン９６ａをタッチすることにより、ＰＬＣ７２からランプ点灯電源制御基板７１にランプ点灯指示が出力され、さらに、ランプ点灯電源制御基板７１からランプ点灯電源７０にランプ点灯指示が出力されて光源１５が点灯する。光源１５が点灯すると、その時に光源１５に印加される電圧が検知されてランプ点灯確認信号がランプ点灯電源７０からランプ点灯電源制御基板７１へ、さらにＰＬＣ７２へ出力されるので、ＰＬＣ７２は光源１５が点灯したことを確認することができる。なお、光源１５のオフボタン９６ｂをタッチすると、ＰＬＣ７２からランプ点灯電源制御基板７１にランプ消灯指示が出力され、さらに、ランプ点灯電源制御基板７１からランプ点灯電源７０にランプ消灯指示が出力されて光源１５が消灯する。また、ＩＲ帯域透過フィルタボタン９７ａ又はＵＶ帯域透過フィルタボタン９７ｃをタッチすると、シャッタ機構１９の回動式シャッタ板１９ａが回転するので手動で光透過帯域の制御ができ、光強度のアップ（＋）ボタン９８ａ又はダウン（−）ボタン９８ｂをタッチすると、光強度調整機構１８の回動式調整板１８ａが回転するので手動で光強度の調整ができる。

光源１５の点灯に続いて、カウントダウンモニタ領域９５のスタートボタン９５ａをタッチすることにより、選択されているレシピ処理が開始される。

このレシピ処理においては、図８に示すように、まず、最初のフィルタ（ＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄ又はＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆ）を用いた照射処理を開始すると共に、その照射時間に対応したタイマのカウントを開始する（ステップＳ１）。第１のレシピでは、ＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆを用いた照射を最初に行うため、ＰＬＣ７２は、ステッピングモータ１９ｃに所定数のパルスを送り、回動式シャッタ板１９ａを素早く所定角度回動させてＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆを光路１７へ挿入する。これにより、ＵＶ帯域の光の被照射体への照射が開始される。なお、照射開始時のより詳細な動作としては、スタートボタン９５ａをオンにすると、光強度調整機構１８のステッピングモータ１８ｃが駆動されて回動式調整板１８ａが所定角度回動される。これにより、照射光の光強度が設定されると共に、その値が光量センサ２０によって検知して制御パネル１２に表示される。これに続いて、シャッタ機構１９のステッピングモータ１９ｃが駆動されて回動式シャッタ板１９ａが所定角度回動されてＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆが光路１７に挿入されてＵＶ帯域光の照射が行われる。なお、回動式シャッタ板１９ａは、初期時及び非作動時は、光遮断部１９ｅが光路１７に挿入される初期位置となるように設定されている。

次いで、このタイマのカウントが終了であるか否かを判別する（ステップＳ２）。第１のレシピでは、ＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆを介する照射を１０秒行うように設定されているため、タイマは１０秒に設定される。なお、その際の光強度は１０．０ｗ／ｃｍ^２に設定されているため、ＰＬＣ７２は、ステッピングモータ１８ｃに所定数のパルスを送り、回動式調整板１８ａを所定角度回動させて照射光の光強度をこの１０．０ｗ／ｃｍ^２に調整する。

カウント終了ではないと判別した場合（ＮＯの場合）、照射を継続してこのステップＳ２の判別を繰り返す。１０秒の照射時間が経過してカウント終了と判別した場合（ＹＥＳの場合）、光遮断時間がゼロであるか否かを判別する（ステップＳ３）。光遮断時間がゼロであると判別した場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ４及びＳ５の処理を飛び越してステップＳ６の処理へ進む。光遮断時間がゼロではないと判別した場合（ＮＯの場合）、ステッピングモータ１９ｃに所定数のパルスを送り、回動式シャッタ板１９ａを所定角度回動させて光遮断部１９ｅを光路１７へ挿入させて光を遮断すると共にその遮断時間に対応したタイマのカウントを開始する（ステップＳ４）。これにより、被照射体への光照射が遮断される。

次いで、この光遮断時間のタイマのカウントが終了であるか否かを判別する（ステップＳ５）。カウント終了ではないと判別した場合（ＮＯの場合）、光遮断を継続してこのステップＳ５の判別を繰り返す。第１のレシピでは、光遮断を１０秒行って冷却するように設定されており、従ってこの１０秒の光遮断時間が経過してタイマのカウント終了と判別した場合（ＹＥＳの場合）、次のフィルタを用いた照射時間がゼロであるか否かを判別する（ステップＳ６）。

次のフィルタを用いた照射時間がゼロであると判別した場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ７及びＳ８の処理を飛び越して図８の処理を終了する。次のフィルタを用いた照射時間がゼロではないと判別した場合（ＮＯの場合）、次のフィルタ（ＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄ又はＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆ）を用いた照射処理を開始すると共に、その照射時間に対応するタイマのカウントを開始する（ステップＳ７）。第１のレシピでは、ＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄを用いた照射を次に行うため、ＰＬＣ７２は、ステッピングモータ１９ｃに所定数のパルスを送り、回動式シャッタ板１９ａを所定角度回動させてＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄを光路１７へ挿入する。これにより、ＩＲ帯域の光の被照射体への照射が開始される。

次いで、このタイマのカウント終了か否かを判別する（ステップＳ８）。カウント終了ではないと判別した場合（ＮＯの場合）、照射を継続してこのステップＳ８の判別を繰り返す。第１のレシピでは、ＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄを介する照射を１０秒行うように設定されているため、タイマは１０秒に設定される。また、第１のレシピでは、その際の光強度は１１．０ｗ／ｃｍ^２に設定されているため、ＰＬＣ７２は、ステッピングモータ１８ｃに所定数のパルスを送り、回動式調整板１８ａを所定角度回動させて照射光の光強度をこの１１．０ｗ／ｃｍ^２に調整する。１０秒の照射時間が経過してカウント終了の場合（ＹＥＳの場合）、この図８の処理を終了する。

図１０は複数のレシピ処理を設定して登録し、登録されたレシピ処理を選択した際等に表示されるレシピ処理画面の一例を示している。メイン処理画面のレシピボタン９１をタッチすることによりこのレシピ処理画面が表示される。このレシピ処理画面には、レシピ名（Ｒｅｃｉｐｅ Ｎｏ.１）と、レシピ選択（Ｓｅｌｅｃｔ Ｒｅｃｉｐｅ）領域１００と、この領域１００に表示されるレシピ番号部１００ａ及びメモ（Ｍｅｍｏ）ボタン１００ｂと、シャッタ機構１９によるＵＶ帯域透過フィルタ及びＩＲ帯域透過フィルタの適用順序を表すシャッタ制御（Ｓｈｕｔｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ）領域１０１に表示されるＵＶ→ＩＲ（ＵＶ ｔｏ ＩＲ）ボタン１０１ａ及びＩＲ→ＵＶ（ＩＲ ｔｏ ＵＶ）ボタン１０１ｂと、ＵＶ帯域透過フィルタ及びＩＲ帯域透過フィルタの照射時間（Ｔｉｍｅ）及び光強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）表示領域１０２と、光遮断部により光照射の遮断を行う光遮断時間（Ｓｈｕｔｔｅｒ ｃｌｏｓｉｎｇ ｔｉｍｅ）表示領域１０３とが表示される。レシピ選択領域１００のレシピ番号部１００ａにタッチし、数値を入力すると、その数値のレシピが自動的に呼出される。なお、画面上でレシピを変更した場合は自動的に保存される。メモボタン１００ｂをタッチするとそのレシピのメモを確認することができる。なお、メモとして例えば４０字を入力することができる。

図１１は校正処理画面の一例を示している。メイン処理画面の校正ボタン９２をタッチすることによりこの校正処理画面が表示される。この校正処理画面には、レシピ名（Ｒｅｃｉｐｅ Ｎｏ.１）と、校正具（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｏｏｌｓ）領域に表示されＵＶ帯域に関する校正を行うためのＵＶボタン１１０ａ及びＩＲ帯域に関する校正を行うためのＩＲボタン１１０ｂと、校正用光強度検出器７３の出力電圧が表示される校正値（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖａｌｕｅ）領域１１１と、校正開始（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ｓｔａｒｔ）領域１１２に表示されるスタートボタン１１２ａ及び状況（Ｓｔａｔｅ）表示領域１１２ｂとが表示される。

前述したように、校正処理は、校正具である校正用光強度検出器７３を光ファイバ束１３の出射部１３ｃに光学的に連結して行われる。ＵＶ帯域及びＩＲ帯域における校正すべき所望の光強度に対応する校正値である校正用光強度検出器７３の出力電圧を入力すると、この値が基準値領域１１１に表示される。ＵＶボタン１１０ａ又はＩＲボタン１１０ｂをタッチすると、ＰＬＣ７２は、校正用光強度検出器７３の出力電圧がこの校正値となるように光強度調整機構１８の回動式調整板１８ａを回動させ、その時のステッピングモータ１８ｃの回動角度をメモリに記憶する。従って、ステッピングモータ１８ｃの回動角度がこの値となった際に所望の光強度が出力されると校正することができる。このような校正処理を行えば、光源１５の放射出力が変化したり、光源１５を取り替えた際にも常に同一の光強度を得ることが可能となる。

以上詳細に説明したように第１の実施形態によれば、シャッタ機構１９に設けられたＩＲ帯域を含む第１の波長帯域の光のみを透過させるＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄ、ＵＶ帯域を含む第２の波長帯域の光のみを透過させるＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆ又は光の通過を遮断する光遮断部１９ｅが、光源１５からの光路１７に選択的に挿入される。これにより、ＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄが光路１７に挿入された場合はＩＲ硬化型樹脂を効率良く硬化可能な光を照射することができ、ＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆが光路１７に挿入された場合はＵＶ硬化型樹脂を効率良く硬化可能な光を照射することができ、光遮断部１９ｅが光路１７に挿入された場合は光を遮断することができる。このように本実施形態の樹脂硬化用光源装置１０によれば、ＩＲ硬化型樹脂用の光のみならずＵＶ硬化型樹脂用の光も同一の光路１７を介して選択的に照射することができるから、同一の被照射体に対して同じ光路１７でＩＲ帯域光及びＵＶ帯域光を順次照射することができる。しかも、元々存在しているシャッタ機構に、ＩＲ帯域透過フィルタ１９ｄ、ＵＶ帯域透過フィルタ１９ｆ及び光遮断部１９ｅを設けているため、従来のＵＶ樹脂硬化用光源装置を大幅な設計変更することなく一部変更するのみで、ＩＲ硬化型樹脂用の光の照射及び遮断の機能、並びにＵＶ硬化型樹脂用の光の照射及び遮断の機能を得ることができる。このため、新たな装置開発が不要となり製造コストを大幅に低減化することができる。さらに、用途によって異なる最適な樹脂硬化を行うために、ＩＲ帯域光及びＵＶ帯域光の照射順序、各帯域光の照射の有無、各帯域光の照射時間、各帯域光の光強度、両帯域光の照射間の光遮断の有無及び光遮断時間等のパラメータを変えた種々のレシピを設定してＰＬＣ７２に登録しておくことが可能であり、また、その登録された複数のレシピから所望のレシピを選択してレシピ処理を行うことが可能である。第１の実施形態の変更態様においても、同様の効果を得ることができる。

また、光強度調整機構１８は、回動式調整板１８ａ又は直線移動式調整板１８ａ′の開口部１８ｄ又は１８ｄ′の開口面積が連続的に変化する楔形状を有しており、ステッピングモータ１８ｃの駆動により光路１７に挿入される開口部の開口面積が連続的に変化する。このため、ステッピングモータ１８ｃの回動角度に応じて光強度を制御でき、しかもその光強度を連続的にかつ精度よく変化させることができる。

さらにまた、光強度調整機構１８の回動式調整板１８ａ又は直線移動式調整板１８ａ′がステッピングモータ１８ｃによって駆動され、しかも、ステッピングモータ１８ｃの回動角度がロータリエンコーダによってカウントされるように構成されているため、回動式調整板１８ａ又は直線移動式調整板１８を所望の角度又は位置に正確に素早く移動できると共に、その角度又は位置を高精度で知ることができる。さらに、シャッタ機構１９の回動式シャッタ板１９ａ又は直線移動式シャッタ板１９ａ′がステッピングモータ１９ｃによって駆動され、しかも、ステッピングモータ１９ｃの回動角度がロータリエンコーダによってカウントされるように構成されているため、回動式シャッタ板１９ａ又は直線移動式シャッタ板１９ａ′を所望の角度又は位置に正確に素早く移動できると共に、その角度又は位置を高精度で知ることができる。

図１２（Ａ）は本発明の第２の実施形態における、図１２（Ｂ）はその変更態様における樹脂硬化用光源装置のシャッタ機構におけるシャッタ板の構成を概略的に示している。なお、第２の実施形態において、シャッタ機構の回動式シャッタ板の構成及びこの回動式シャッタ板の制御系の構成を除く構成は第１の実施形態の場合と同様である。従って、この第２の実施形態に関する以下の説明では、第１の実施形態の場合と同じ構成要素について、説明を省略すると共に同じ参照番号を用いる。

第２の実施形態におけるシャッタ機構１２９は、図１２（Ａ）に詳細に示すように、扇型形状の回動式シャッタ板１２９ａと、回動式シャッタ板１２９ａに同軸に取付けられており、この回動式シャッタ１２９ａを回動軸１２９ｂの回りで高速に回動（揺動）させるためのシャッタ用のステッピングモータ（図示なし、図２に示すステッピングモ−タ１９ｃと同様の構成）と、回動式シャッタ板１２９ａに設けられたＩＲ帯域透過フィルタ（本発明の第１の光通過部に対応する）１２９ｄと、回動式シャッタ板１２９ａにＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｄに隣接して設けられた光遮断部１２９ｅと、回動式シャッタ板１２９ａに光遮断部１２９ｅに隣接して設けられたＵＶ帯域透過フィルタ（本発明の第２の光通過部に対応する）１２９ｆと、回動式シャッタ板１２９ａにＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｄの外側（図にて右側）に隣接して設けられ、光源から放射される全帯域の光を通過させる開口部又は赤外線帯域を含む光及び紫外線帯域を含む光のみを透過させるＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタ（本発明の第３の光通過部に対応する）１２９ｉと、回動式シャッタ板１２９ａの円周端に設けられた原点確認用突起１２９ｇと、この原点確認用突起１２９ｇの通過を検知するためのフォトインタラプタ（図示なし、図２に示すフォトインタラプタ１９ｈと同様の構成）とを備えている。なお、開口部又はＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｉをＵＶ帯域透過フィルタ１２９ｆの外側（図にて左側）に隣接して設けても良い。

ＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｄは、本実施形態においては、耐熱性及び長寿命安定性に優れ、赤外線（一部可視光を含む）のみを透過させる透過フィルタ又はミラーから構成されている。このＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｄの対波長光透過率特性の一例が図５に示されており、約５００ｎｍ以下の光の透過を阻止し、約５５０ｎｍ以上の光を９５％以上の透過率で透過する特性を有している。本実施形態のＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｄは、赤外線（一部可視光を含む）のみを透過する透過特性を有するように構成されているが、照射対象であるＩＲ硬化型樹脂の対波長硬化特性や光源１５の対波長放射特性に応じて種々の対波長光透過率特性のものを用いても良い。

光遮断部１２９ｅは非開口部であり光を通過させず遮断するように構成されている。

ＵＶ帯域透過フィルタ１２９ｆは、本実施形態においては、耐熱性及び長寿命安定性に優れ、紫外線（一部可視光を含む）のみを透過させる透過フィルタ又はミラーから構成されている。このＵＶ帯域透過フィルタ１２９ｆの波長光透過率特性の一例が図６に示されており、約２５０ｎｍ以下及び約５００ｎｍ以上の光の透過を阻止し、約３００ｎｍ〜約４５０ｎｍの光を９０％以上の透過率で透過する特性を有している。本実施形態のＵＶ帯域透過フィルタ１２９ｆは、紫外線（一部可視光を含む）のみを透過する透過特性を有するように構成されているが、照射対象であるＵＶ硬化型樹脂の対波長硬化特性や光源１５の対波長放射特性に応じて種々の対波長光透過率特性のものを用いても良い。

開口部又はＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｉにおける開口部は、貫通されている開口であり、入射される光源１５からの光の全帯域をそのまま通過させるように構成されている。

開口部又はＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｉにおけるＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタは、本実施形態においては、耐熱性及び長寿命安定性に優れ、可視光に関する中央部の帯域を遮断し紫外線（一部可視光を含む）及び赤外線（一部可視光を含む）の両方のみを透過させる透過フィルタ又はミラーから構成されている。このＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタの波長光透過率特性の一例が図１３に示されている。この例では、約４６０ｎｍ〜約５１０ｎｍ（この間を任意に設定できる）以上かつ約６３０ｎｍ以下の範囲の光の透過を阻止し、約２７０ｎｍ以上かつ約４３０ｎｍ〜約４９０ｎｍ（この間を任意に設定できる）以下の範囲の光と約６５０ｎｍ以上の光とを９０％以上の透過率で透過する特性を有している。このようなＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタを光路１７に挿入することにより、樹脂硬化に必要のない光が遮断されるため、被照射体が不要に加熱されることを防止できる。本実施形態のＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタは、紫外線（一部可視光を含む）及び赤外線（一部可視光を含む）のみを透過する透過特性を有するように構成されているが、照射対象であるＵＶ硬化型樹脂の対波長硬化特性や光源１５の対波長放射特性に応じて種々の対波長光透過率特性のものを用いても良い。

回動式シャッタ板１２９ａが回動軸１２９ｂの回りを枢動することにより、ＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｄ、光遮断部１２９ｅ、ＵＶ帯域透過フィルタ１２９ｆ又は開口部若しくはＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｉが選択的に光路１７に挿入される。即ち、本実施形態のシャッタ機構１２９は、ステッピングモータの回動角度に応じて、赤外線（一部可視光を含む）のみの透過、全帯域光の遮断、紫外線（一部可視光を含む）のみの透過、又は全帯域光の透過若しくは赤外線（一部可視光を含む）及び紫外線（一部可視光を含む）のみの透過を選択することができる。特に、ＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｄ及びＵＶ帯域透過フィルタ１２９ｆは光遮断部１２９ｅに対して回動方向の両側に配置されている。これにより、本実施形態のシャッタ機構１２９によれば、赤外線（一部可視光を含む）のみの透過又は紫外線（一部可視光を含む）のみの透過を行った後、必ず全帯域光の遮断が行われ、その後、赤外線（一部可視光を含む）のみの透過又は紫外線（一部可視光を含む）のみの透過が行われる。このように、赤外線のみの透過と紫外線のみの透過との間の切り替え時に、被照射体を光から遮断することが可能となる。これにより、ＩＲ帯域光照射に連続して直ちにＵＶ帯域光照射が行われる、又はＵＶ帯域光照射に連続して直ちにＩＲ帯域光照射が行われるような不都合を防止でき、また、両帯域光照射の間に被照射体の冷却を行うことが可能となる。また、本実施形態では、ＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｄ、ＵＶ帯域透過フィルタ１２９ｆ及び開口部又はＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｉが、シャッタ機構１２９に設けられていること、さらに、これらがステッピングモータ１９ｃによって駆動される回動式シャッタ板１２９ａに装着されているため、各光透過帯域を高速で切り替えることができる。なお、ステッピングモータ１９ｃには、図示しないロータリエンコーダが取付けられており、このロータリエンコーダのカウントによってステッピングモータ１９ｃの回動角度を検出し、ＰＬＣ７２へ通知するように構成されている。

第２の実施形態の変更態様として、シャッタ機構を直線移動させるように構成しても良い。その場合、ステッピングモータの回転運動をラックアンドピニオンギア等によって直線運動に変換し、図１２（Ｂ）に示すような直線移動式シャッタ板１２９ａ′を左右に直線駆動する。このシャッタ板１２９ａ′には、左右方向に（図にて右側から）開口部又はＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｉ′、ＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｄ′、光遮断部１２９ｅ′、及びＵＶ帯域透過フィルタ１２９ｆ′が設けられており、直線移動式シャッタ板１２９ａ′が左右方向に直線移動すると、その位置に応じて開口部若しくはＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｉ′、ＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｄ′、光遮断部１２９ｅ′、又はＵＶ帯域透過フィルタ１２９ｆ′が光路１７に挿入される。即ち、本変更態様のシャッタ機構も、ステッピングモータの回動によって各光透過帯域を高速で切り替えることができる。本変更態様における直線移動式シャッタ板１２９ａ′の原点位置の認識は、図示しないフォトインタラプタによりこの直線移動式シャッタ板１２９ａ′の左右の一端の通過を検知し、ＰＬＣ７２へ通知することによって行われる。

この第２の実施形態の変更態様の場合も、ステッピングモ−タを第２の実施形態の場合と同様に制御して、光強度調整機構の直線移動式調整板及びシャッタ機構の直線移動式シャッタ板１２９ａ′の移動位置を制御することができる。

図１４は第２の実施形態及びその変更態様において制御パネル１２に表示されるレシピ処理画面を示している。なお、本実施形態において、メイン処理画面及び校正処理画面第１の実施形態の場合と同じである。

このレシピ処理画面は、シャッタ制御（Ｓｈｕｔｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ）領域１４１に、ＵＶ→ＩＲ（ＵＶ ｔｏ ＩＲ）ボタン１４１ａ、ＩＲ→ＵＶ（ＩＲ ｔｏ ＵＶ）ボタン１４１ｂ、及びＵＶ及びＩＲ（ＵＶ+ＩＲ）ボタン１４１ｃが表示されている点のみが図１０に示したレシピ処理画面と異なっており、その他は全く同じである。

また、このレシピ処理における動作は、基本的に図８に示した第１の実施形態の場合と同様である。ただし、本実施形態においては、レシピ処理画面上において、ＵＶ及びＩＲボタン１４１ｃをタッチすると（このボタンのみレシピ処理画面上からタッチ入力可能に設定されている）、開口部又はＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｉによる照射時間の設定画面（図示なし）が表示され、その照射時間を設定することができる。照射時間の設定終了後、メイン処理画面のスタートボタン９５ａをオンにすると、この開口部又はＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｉによる照射が行われる。即ち、ＰＬＣ７２が、ステッピングモータ１９ｃに所定数のパルスを送り、回動式シャッタ板１２９ａを素早く所定角度回動させて又はＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタ開口部１２９ｉを光路１７へ挿入する。これにより全帯域光又は赤外線帯域及び紫外線帯域を含む光の照射処理が開始されると共に、その照射時間に対応したタイマのカウントが行われ、カウント終了で回動式シャッタ板１９ａを所定角度回動させて光遮断部１２９ｅを光路１７へ挿入させて光を遮断する。本実施形態におけるその他の動作は第１の実施形態の場合と同様である。

以上詳細に説明したようにこの第２の実施形態によれば、シャッタ機構に設けられた、光源１５から放射される全帯域の光を通過させる開口部若しくは赤外線帯域及び紫外線帯域を含む光のみを透過させるＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｉ、ＩＲ帯域を含む第１の波長帯域の光のみを通過させるＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｄ、ＵＶ帯域を含む第２の波長帯域の光のみを透過させるＵＶ帯域透過フィルタ１２９ｆ又は光の通過を遮断する光遮断部１２９ｅが、光源１５からの光路１７に選択的に挿入される。これにより、開口部又はＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｉが光路１７に挿入された場合はＩＲ硬化型樹脂及びＵＶ硬化型樹脂を効果的に硬化させる全帯域光又は紫外線及び赤外線の両方を照射することができ、ＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｄが光路１７に挿入された場合はＩＲ硬化型樹脂を効率良く硬化可能な光を照射することができ、ＵＶ帯域透過フィルタ１２９ｆが光路１７に挿入された場合はＵＶ硬化型樹脂を効率良く硬化可能な光を照射することができ、光遮断部１２９ｅが光路１７に挿入された場合は光を遮断することができる。このように本実施形態の樹脂硬化用光源装置１０によれば、ＩＲ硬化型樹脂用の光のみならずＵＶ硬化型樹脂用の光も、全帯域光又はＵＶ及びＩＲ硬化型樹脂用の光も同一の光路１７を介して選択的に照射することができるから、同一の被照射体に対して同じ光路１７で、全帯域光又はＵＶ及びＩＲ帯域光、ＩＲ帯域光及びＵＶ帯域光を順次照射することができる。しかも、元々存在しているシャッタ機構に、開口部又はＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｉ、ＩＲ帯域透過フィルタ１２９ｄ、ＵＶ帯域透過フィルタ１２９ｆ及び光遮断部１２９ｅを設けているため、従来のＵＶ樹脂硬化用光源装置を大幅な設計変更することなく一部変更するのみで、全帯域光の照射又はＵＶ及びＩＲ硬化型樹脂用の光の照射及び遮断の機能、ＩＲ硬化型樹脂用の光の照射及び遮断の機能、並びにＵＶ硬化型樹脂用の光の照射及び遮断の機能を得ることができる。このため、新たな装置開発が不要となり製造コストを大幅に低減化することができる。さらに、用途によって異なる最適な樹脂硬化を行うために、ＩＲ帯域光及びＵＶ帯域光の照射順序、各帯域光及び全帯域光又はＵＶ及びＩＲ帯域光の照射の有無、各帯域光及び全帯域光又はＵＶ及びＩＲ帯域光の照射時間、各帯域光の光強度、両帯域光の照射間の光遮断の有無及び光遮断時間等のパラメータを変えた種々のレシピを設定してＰＬＣ７２に登録しておくことが可能であり、また、その登録された複数のレシピから所望のレシピを選択してレシピ処理を行うことが可能である。第２の実施形態の変更態様においても、同様の効果を得ることができる。

以上説明した第１及び第２の実施形態及びそれらの変更態様においては、樹脂硬化用光源装置１０の動作をＰＬＣ７２によって制御しているが、ＰＬＣ７２に代えて他の制御装置を用いて同様の制御を行っても良いことは明らかである。例えば、他のパーソナルコンピュータ及びパルスコントローラを用いても同様の制御を行うことが可能である。

以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。

１０ 樹脂硬化用光源装置
１１ 筐体
１１ａ 前面
１２ 制御パネル
１３ 光ファイバ束
１３ａ 入射部
１３ｂ 出射部
１３ｃ 被覆体
１４ 取付け部
１５ 光源
１６ 反射鏡
１７ 光路
１８ 光強度調整機構
１８ａ 回動式調整板
１８ａ′ 直線移動式調整板
１８ｂ、１９ｂ 回動軸
１８ｃ、１９ｃ ステッピングモータ
１８ｄ、１８ｄ′ 開口部
１８ｅ、１９ｇ 原点確認用突起
１８ｆ、１９ｈ フォトインタラプタ
１９、１９′ シャッタ機構
１９ａ、１２９ａ 回動式シャッタ板
１９ａ′、１２９ａ′ 直線移動式シャッタ板
１９ｄ、１９ｄ′、１２９ｄ、１２９ｄ′ ＩＲ帯域透過フィルタ
１９ｅ、１９ｅ′、１２９ｅ、１２９ｅ′ 光遮断部
１９ｆ、１９ｆ′、１２９ｆ、１２９ｆ′ ＵＶ帯域透過フィルタ
２０ 光量センサ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ａ′、２１ｂ′、２１ｃ′、２１ｄ′ 光スポット
７０ ランプ点灯電源
７１ ランプ点灯電源制御基板
７２ ＰＬＣ
７３ 校正用光強度検出器
７４ 温度計
７５ インターロックスイッチ
７６ サーモスタット
７７ スタートスイッチ
７８、７９、８１ イーサネット
８０ ハブ
８２ 外部コンピュータ
９０ メインボタン
９１ レシピボタン
９２ 校正ボタン
９３ セットアップボタン
９４ 光強度及びモニタ電圧表示領域
９５ カウントダウンモニタ領域
９５ａ カウントスタートボタン
９５ｂ カウントストップボタン
９６ａ オンボタン
９６ｂ オフボタン
９７ａ ＩＲ帯域透過フィルタボタン
９７ｂ 光遮断ボタン
９７ｃ ＵＶ帯域透過フィルタボタン
９８ 光強度調整領域
９８ａ アップボタン
９８ｂ ダウンボタン
１００ レシピ選択領域
１００ａ レシピ番号部
１００ｂ メモボタン
１０１、１４１ シャッタ制御領域
１０１ａ、１４１ａ ＵＶ→ＩＲボタン
１０１ｂ、１４１ｂ ＩＲ→ＵＶボタン
１０２ 照射時間及び光強度表示領域
１０３ 光遮断時間表示領域
１１０ａ ＵＶボタン
１１０ｂ ＩＲボタン
１１１ 基準値領域
１１２ 校正開始領域
１１２ａ スタートボタン
１１２ｂ 状況表示領域
１２９ｉ、１２９ｉ′ 開口部又はＵＶ及びＩＲ帯域透過フィルタ
１４１ｃ ＵＶ及びＩＲボタン

Claims (18)

1. 光源と、該光源から放射される光を光路を介して出射部へ導く光学系と、前記光学系の前記光路に挿入されており、被照射体の露光時間を制御するために前記光路の開閉を行うシャッタ機構とを備えており、前記シャッタ機構が、赤外線帯域を含む第１の波長帯域の光のみを通過させる第１の光通過部と、前記第１の波長帯域とは異なり紫外線帯域を含む第２の波長帯域の光のみを通過させる第２の光通過部と、光の通過を遮断する光遮断部とを備えており、前記第１の光通過部、前記第２の光通過部又は前記光遮断部を選択的に前記光路に挿入可能に構成されていることを特徴とする樹脂硬化用光源装置。
2. 前記第１の光通過部が赤外線を透過させる透過フィルタ又はミラーであり、前記第２の光通過部が紫外線を透過させる透過フィルタ又はミラーであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂硬化用光源装置。
3. 前記シャッタ機構が、回動軸の回りを枢動することにより前記第１の光通過部、前記第２の光通過部又は前記光遮断部を選択的に前記光路に挿入するように構成された回転移動式シャッタ機構であることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂硬化用光源装置。
4. 前記シャッタ機構が、直線移動することにより前記第１の光通過部、前記第２の光通過部又は前記光遮断部を選択的に前記光路に挿入するように構成された直線移動式シャッタ機構であることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂硬化用光源装置。
5. 前記シャッタ機構において、前記光遮断部が移動方向の中央に配置されており、前記第１の光通過部及び前記第２の光通過部が前記光遮断部に対して移動方向の両側に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の樹脂硬化用光源装置。
6. 前記シャッタ機構が、前記光源から放射される全帯域の光を通過させるか又は赤外線帯域を含む光及び紫外線帯域を含む光の両方のみを通過させる第３の光通過部をさらに備えており、前記第１の光通過部、前記第２の光通過部、前記第３の光通過部又は前記光遮断部を選択的に前記光路に挿入可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂硬化用光源装置。
7. 前記シャッタ機構が、回動軸の回りを枢動することにより前記第１の光通過部、前記第２の光通過部、前記第３の光通過部又は前記光遮断部を選択的に前記光路に挿入するように構成された回転移動式シャッタ機構であることを特徴とする請求項６に記載の樹脂硬化用光源装置。
8. 前記シャッタ機構が、直線移動することにより前記第１の光通過部、前記第２の光通過部、前記第３の光通過部又は前記光遮断部を選択的に前記光路に挿入するように構成された直線移動式シャッタ機構であることを特徴とする請求項６に記載の樹脂硬化用光源装置。
9. 前記シャッタ機構において、前記第１の光通過部及び前記第２の光通過部が前記光遮断部に対して移動方向の両側に配置されており、前記第３の光通過部が前記第１の光通過部又は前記第２の光遮断部に対して移動方向の片側に配置されていることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の樹脂硬化用光源装置。
10. 前記光学系の前記光路に挿入されており、該光路の開口面積を変化させることにより前記被照射体に照射される光の強度を調整する光強度調整機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の樹脂硬化用光源装置。
11. 前記光強度調整機構が、回動軸の回りを枢動することにより前記開口面積を連続的又は非連続的に変化させるように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の樹脂硬化用光源装置。
12. 前記光強度調整機構が、直線移動することにより前記開口面積を連続的又は非連続的に変化させるように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の樹脂硬化用光源装置。
13. 前記被照射体へ出射される光の光強度を検出する校正用光強度検出器と、該校正用光強度検出器の検出値に応じて前記光強度調整機構の校正を行う校正手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の樹脂硬化用光源装置。
14. 前記第１の光通過部又は前記第２の光通過部の前記光路への挿入時間が、あらかじめ設定された露光時間となるように前記シャッタ機構を制御する制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の樹脂硬化用光源装置。
15. 前記制御手段が、前記第１の光通過部又は前記第２の光通過部の前記光路への前記挿入時間が経過した後、前記光遮断部をあらかじめ設定された休止時間だけ前記光路に挿入するべく前記シャッタ機構を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の樹脂硬化用光源装置。
16. 前記光源からの光の光強度を検出し、該検出した光強度を表示する手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の樹脂硬化用光源装置。
17. 前記光源が、メタルハライドランプ、水銀−キセノンランプ、又は前記第１の波長帯域及び前記第２の波長帯域を含む波長帯域の光を放射する複数のＬＥＤ素子を含んでいることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の樹脂硬化用光源装置。
18. 前記光学系が、前記光源から放射される全ての波長帯域の光を反射して集光する楕円鏡、又は前記光源から放射される全ての波長帯域の光を集光するレンズを含んでいることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の樹脂硬化用光源装置。

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