JP2018177840A - Light source device for curing resin - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device for curing a resin capable of irradiation with a light capable of curing the resin in a short time without generating tackiness on a resin surface, and having dimension optimal to a size of a body to be irradiated.SOLUTION: A light source device for curing a resin has a light source, an optical system for introducing a light emitted from the light source to an ejection part via a light path, and a light passing part inserted in an optical light passage, for passing UV-C ultraviolet including lights with wavelength band of 250 nm, visible lights excluding lights with wavelength band of 500 nm to 640 nm, and an infrared ray, and is constituted to suppress generation of adhesiveness on a resin surface. Especially the optical system has an irradiation area setting part capable of setting that a light with which a body to be irradiated is irradiated has desired irradiation area.SELECTED DRAWING: Figure 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。   The present invention relates to a resin curing light source device for curing a photocurable resin such as a resin adhesive.

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、電子部品や医療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)。   An adhesive application device and an adhesive curing device for curing the applied adhesive by irradiating ultraviolet rays are well known, and many are used in the field of manufacturing electronic parts and medical parts etc. (for example, Patent Documents 1 to 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、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。   All of these conventional adhesive application devices and adhesive curing devices are those that cure by curing the ultraviolet (UV) curable adhesive by irradiating it with ultraviolet light. For example, the UV spot curing apparatus, which the applicant of the present invention has provided since several decades, uses a very small amount of a UV curable resin manufactured so as to absorb the wavelength centered on 365 nm most efficiently. Small area to be cured rapidly, and in order to use ultraviolet light of wavelength centered around 365 nm efficiently, cut light energy of visible light region and infrared (IR) region and make spot irradiation doing.

特開平05−253526号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 05-253526 gazette 特開平11−128800号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-128800 特開2006−176653号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-176653

このように、UV硬化型樹脂に対して、不要な光エネルギをカットして紫外線照射を行った場合、樹脂表面は硬化していることが分かるが、樹脂内部の硬化状態は不明であり、また、樹脂表面にヌメリ又は粘着性(タッキネス)が残ってしまう。このため、従来は、紫外線照射による硬化処理後の後工程として、対象物をオーブン内にて高温度に加熱する処理を行っていた。   As described above, when UV light is irradiated by cutting unnecessary light energy to the UV curable resin, it is known that the resin surface is cured, but the curing state inside the resin is unknown, and , Slough or tackiness remains on the resin surface. For this reason, conventionally, as a post-process after the curing process by ultraviolet irradiation, the process of heating the object to a high temperature in an oven has been performed.

しかしながら、この方法によると、オーブンによる加熱時間が余分に必要となって全体の処理時間が長くなり、さらに、特に医療関係の対象物の場合、対象物表面にタッキネスが存在する状態でオーブンに移動する間に不純物が付着して不良品となる可能性が多分にあった。   However, according to this method, the heating time by the oven requires extra time and the whole processing time becomes long, and furthermore, in the case of the medical related object, it moves to the oven with the presence of tackiness on the surface of the object. Impurities were attached during the process and there was a possibility of becoming a defective product.

一般に、UV硬化型樹脂の硬化プロセスにおいて、樹脂表層部分の硬化に作用するのは最も短い波長帯の紫外線(UV−C、200nmから280nm未満)であり、樹脂の中ほどを硬化に作用するのはこれより長い波長帯の紫外線(UV−B、280nmから315nm未満)であり、樹脂のより深い部分(対象物に最も近い付近)の硬化に作用しているのはこれより長い波長の紫外線(UV−A、315nmから400nm)、可視光線及び赤外線であると考えられている。しかしながら、全波長の光を同時に照射すると、樹脂表面のタッキネスは除去できるが、エネルギが強すぎてUV硬化型樹脂の破壊(変形)、破損及び/又は焼け焦げ等多くの不具合が発生していた。そこで、従来の硬化プロセスでは、ほとんどの場合、UV−Bとこれよりも長い波長帯の光とを使用してUV硬化型樹脂の硬化を行い、その後に、UV硬化型樹脂が完全に硬化してから、後工程で表面に残るタッキネス除去を高温度オーブンを用いて時間をかけて実施していた。   Generally, in the curing process of a UV curable resin, it is the shortest wavelength band of ultraviolet light (UV-C, 200 nm to less than 280 nm) that affects curing of the resin surface layer, and it affects curing in the middle of the resin. Is UV light of a longer wavelength band (UV-B, 280 nm to less than 315 nm), and it is the UV light of longer wavelength that affects the curing of the deeper part of the resin (closest to the object) UV-A, 315 nm to 400 nm), visible light and infrared light are considered. However, when the light of all the wavelengths is simultaneously irradiated, the tackiness of the resin surface can be removed, but the energy is too strong, and many problems such as destruction (deformation), breakage and / or charring of the UV curable resin have occurred. Therefore, in the conventional curing process, in most cases, UV-B and longer wavelength light are used to cure the UV-curable resin, and then the UV-curable resin is completely cured. After that, tackiness removal remaining on the surface in a later step was carried out using a high temperature oven over time.

このように、後工程に移る際に樹脂表面の汚れ汚染が発生するという問題の他に、対象物の熱処理に対する耐性の問題がある。電子部品や液晶等においては、高温に対して耐性の低いものが多く存在する。このため、加熱処理の温度を下げる必要が生じるが、これは処理時間の長期化を招き、処理工程の短期化という要求と逆行する。その結果、タッキネス除去に対応するために全く新しい樹脂を開発するか、又は非常に短い時間の高温処理でUV硬化後の樹脂表面のタッキネスを除去する以外に選択肢が残されていなかった。   As described above, there is the problem of the resistance of the object to the heat treatment, in addition to the problem that the contamination of the resin surface occurs when moving to the post process. Many electronic components and liquid crystals have low resistance to high temperature. For this reason, it is necessary to lower the temperature of the heat treatment, but this causes the treatment time to be prolonged, which is contrary to the demand for shortening the treatment process. As a result, there was no choice but to develop a completely new resin to cope with tackiness removal, or to remove the tackiness of the resin surface after UV curing with a very short time of high temperature treatment.

本願発明者等は、このような高温処理を行うことなく樹脂表面のタッキネス発生防止又は除去を行うことができる特殊なスポット光を発生する樹脂硬化用光源装置を既に提案している。   The inventors of the present invention have already proposed a light source device for curing a resin that generates special spot light that can prevent or remove tackiness on the resin surface without performing such high temperature treatment.

しかしながら、この樹脂硬化用光源装置は、一定径のスポット光を被照射体に導く構成であることから、大面積の被照射体にはスポット光の照射位置を変えて複数回照射する必要があり、多大な時間を要していた。また、小面積の被照射体には光照射不要の部分や光照射してはいけない部分までスポット光を照射することになり、問題が生じることのみならず効率が非常に悪かった。   However, since this resin curing light source device is configured to guide spot light of a fixed diameter to the irradiated body, it is necessary to change the irradiation position of the spot light and irradiate a plurality of times to the large-area irradiated body. It took a lot of time. In addition, the spot light is irradiated to the small-area object to be irradiated to a portion not requiring light irradiation or a portion not to be irradiated with light, and not only a problem occurs but also the efficiency is very low.

従って本発明の目的は、樹脂表面にタッキネスを発生させることなく短時間で硬化可能な光であって、被照射体の大きさに最適な寸法を有する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。   Therefore, an object of the present invention is to provide a light source device for curing a resin, which is light which can be cured in a short time without generating tackiness on the resin surface and which can emit light having an optimum size for the size of the irradiated object. It is to do.

本発明によれば、光源と、この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、光学系の光路に挿入されており、250nmの波長帯の光を含むUV−C紫外線、500nm〜640nmの波長帯の光を除く可視光線、及び赤外線を通過させる光通過部とを備え、樹脂表面の粘着性発生を抑止するように構成された樹脂硬化用光源装置が提供される。特に、光学系は被照射体に照射される光が所望の照射面積を有するように設定可能な照射面積設定部を備えている。   According to the present invention, a UV-C including a light source, an optical system for guiding light emitted from the light source to the output unit through the optical path, and an optical path of the optical system and including light in a wavelength band of 250 nm There is provided a light source device for curing a resin, which comprises an ultraviolet ray, a visible ray excluding light in a wavelength band of 500 nm to 640 nm, and a light passage portion which transmits an infrared ray, and suppresses the generation of tackiness on the resin surface. . In particular, the optical system includes an irradiation area setting unit that can be set so that the light irradiated to the irradiation object has a desired irradiation area.

250nmの波長帯の光を含むUV−C紫外線と、500nm〜640nmの波長帯の光を除く可視光線と、赤外線とからなる光を同時にUV硬化型樹脂に照射することにより、樹脂表面にタッキネスを発生させることなく、しかも、短時間で硬化させることができる。また、UV硬化型樹脂のみならずIR硬化型樹脂をも効率良く硬化させることができる。   The UV curable resin is simultaneously irradiated with UV-C ultraviolet light containing light in the 250 nm wavelength band, visible light excluding light in the 500 nm to 640 nm wavelength band, and infrared light, to form a tackiness on the resin surface. It can be cured in a short time without causing it. Moreover, not only UV curable resins but also IR curable resins can be cured efficiently.

特に本発明によれば、被照射体に照射される光が所望の照射面積を有するように設定可能な照射面積設定部を有しているため、被照射体の大きさに最適な寸法を有する光を照射できる。このため、大面積の被照射体には大きな照射面積の光を用いてタッキネス発生なしに短時間で樹脂硬化させることができ、小面積の被照射体には小さな照射面積の光を用いて光照射必要な部分のみを確実にかつ効率良く、タッキネス発生なしに樹脂硬化させることができる。本発明では、被照射体に照射される光が赤外線を含んでいるため、余分な部分が照射されて加熱されないように、被照射体に照射される光の照射面積を被照射体の大きさに正確に対応させている。   In particular, according to the present invention, since the irradiation area setting unit capable of setting the light irradiated to the irradiation object to have a desired irradiation area is provided, the size of the irradiation object is optimized. It can emit light. For this reason, it is possible to cure the resin in a short time without generation of tackiness using light of a large irradiation area for a large-area irradiation object, and light using a small irradiation area light for a small-area irradiation object It is possible to reliably and efficiently cure only the portions that need to be irradiated, without causing tackiness. In the present invention, since the light irradiated to the irradiated object contains infrared rays, the irradiation area of the light irradiated to the irradiated object is determined by the size of the irradiated object so that the excess portion is not irradiated and heated. Correctly.

照射面積設定部が、光通過部より被照射体側の光路に設けられた光ファイバ束と、この光ファイバ束の先端に設けられた拡がり角調整用のレンズユニットとを備えていることが好ましい。   It is preferable that the irradiation area setting unit includes an optical fiber bundle provided in an optical path closer to the irradiated object than the light passage unit, and a lens unit for adjusting the spread angle provided at the tip of the optical fiber bundle.

照射面積設定部が、光通過部より被照射体側の光路に設けられた光ファイバ束と、この光ファイバ束の先端部に設けられた均一照明用のロッドレンズと、このロッドレンズの先端部に設けられた拡がり角調整用のレンズユニットとを備えていることも好ましい。   An optical fiber bundle whose irradiation area setting unit is provided in an optical path closer to the irradiated object than a light passing unit, a rod lens for uniform illumination provided at the tip of the optical fiber bundle, and a tip of the rod lens It is also preferable to have a lens unit for adjusting the spread angle provided.

照射面積設定部が、光通過部より被照射体側の光路に設けられた複数の光ファイバ束と、これら複数の光ファイバ束の先端部にそれぞれ設けられた拡がり角調整用の複数のレンズユニットとを備えていることも好ましい。   The irradiation area setting unit includes a plurality of optical fiber bundles provided in an optical path closer to the irradiated body than the light passing unit, and a plurality of lens units for adjusting the spread angle respectively provided at the tip of the plurality of optical fiber bundles. It is also preferable to have

照射面積設定部が、光通過部より被照射体側の光路に設けられた均一照明用のロッドレンズと、このロッドレンズの先端部に設けられた拡がり角調整用のレンズユニットとを備えていることも好ましい。   The irradiation area setting unit includes a rod lens for uniform illumination provided in an optical path closer to the irradiated object than the light passing portion, and a lens unit for adjusting the spread angle provided at the tip of the rod lens. Is also preferred.

この場合、照射面積設定部のレンズユニットが、光軸に沿って移動可能に設置されていることがより好ましい。   In this case, it is more preferable that the lens unit of the irradiation area setting unit be installed so as to be movable along the optical axis.

照射面積設定部が、光通過部より被照射体側の光路に設けられた均一な照度分布を得るためのインテグレータレンズを備えていることも好ましい。   It is also preferable that the irradiation area setting unit be provided with an integrator lens for obtaining a uniform illuminance distribution, which is provided in the light path closer to the irradiated object than the light passing unit.

照射面積設定部が、光源から放射される光を集光する楕円鏡若しくは軸断面楕円面鏡又は光源から放射される光を反射して平行光とする放物面鏡若しくは軸断面放物面鏡であることも好ましい。   A parabolic mirror or an axial cross section parabolic mirror which reflects the light emitted from an elliptical mirror or an axial cross-sectional ellipsoidal mirror or light source to collimate the light emitted from the light source. It is also preferred that

タッキネス除去波長又はUV硬化主波長のエネルギ量を制御することにより、UV硬化主波長とタッキネス除去波長との相対的強度の比率を調整し、樹脂表面のタッキネスを抑止するように構成されていることも好ましい。タッキネス除去波長(254nm近傍の紫外線)のエネルギ量又はUV硬化主波長のエネルギ量を制御しておくことにより、UV硬化主波長(365nm近傍の紫外線)とタッキネス除去波長との相対的強度の比率を調整して設定しておくことができる。その結果、紫外線硬化型樹脂のタッキネス除去を最適条件で実施することが可能となる。   By controlling the amount of energy of the tackiness removal wavelength or the UV curing dominant wavelength, the ratio of the relative strength between the UV curing dominant wavelength and the tackiness removal wavelength is adjusted to suppress the tackiness of the resin surface. Is also preferred. By controlling the amount of energy of the tackiness removal wavelength (ultraviolet light near 254 nm) or the energy content of the UV curing dominant wavelength, the ratio of the relative intensity between the UV curing principal wavelength (ultraviolet light near 365 nm) and the tackiness removal wavelength It can be adjusted and set. As a result, it is possible to carry out the tackiness removal of the ultraviolet curable resin under the optimum conditions.

光通過部がUV−B紫外線及びUV−A紫外線をもさらに通過させるように構成されていることが好ましい。   It is preferable that the light passage portion is configured to further pass UV-B ultraviolet light and UV-A ultraviolet light.

光通過部が上述した波長帯の紫外線、上述した波長帯の可視光線及び赤外線を透過させる透過フィルタ又はミラーであることも好ましい。   It is also preferable that the light passing portion is a transmission filter or a mirror that transmits ultraviolet light in the above-mentioned wavelength band, visible light and infrared light in the above-mentioned wavelength band.

光源が、メタルハライドランプ、水銀−キセノンランプ、長尺の低圧水銀ランプ、又は複数のLED素子を含んでいることも好ましい。   It is also preferred that the light source comprises a metal halide lamp, a mercury-xenon lamp, a long low pressure mercury lamp, or a plurality of LED elements.

本発明によれば、樹脂表面にタッキネスを発生させることなく、短時間で硬化させることができ、また、UV硬化型樹脂のみならずIR硬化型樹脂をも効率良く硬化させることができる。特に、被照射体に照射される光が所望の照射面積を有するように設定可能な照射面積設定部を有しているため、被照射体の大きさに最適な寸法を有する光を照射できる。このため、大面積の被照射体には大きな照射面積の光を用いてタッキネス発生なしに短時間で樹脂硬化させることができ、小面積の被照射体には小さな照射面積の光を用いて光照射必要な部分のみを確実にかつ効率良く、タッキネス発生なしに樹脂硬化させることができる。本発明では、被照射体に照射される光が赤外線を含んでいるため、照射面積が被照射体の大きさに正確に対応し、余分な部分が照射されて加熱されないようにするべく、被照射体に照射される光が所望の照射面積を有するように構成しているのである。   According to the present invention, it is possible to cure in a short time without generating tackiness on the resin surface, and it is possible to efficiently cure not only the UV curable resin but also the IR curable resin. In particular, since the irradiation area setting unit capable of setting the light irradiated to the irradiation object to have a desired irradiation area is provided, it is possible to irradiate light having an optimal size for the size of the irradiation object. For this reason, it is possible to cure the resin in a short time without generation of tackiness using light of a large irradiation area for a large-area irradiation object, and light using a small irradiation area light for a small-area irradiation object It is possible to reliably and efficiently cure only the portions that need to be irradiated, without causing tackiness. In the present invention, since the light irradiated to the irradiation object contains infrared rays, the irradiation area corresponds exactly to the size of the irradiation object, and the object is irradiated so that the excess portion is not irradiated and heated. The light irradiated to the irradiator is configured to have a desired irradiation area.

樹脂硬化の工程において、タッキネスフリー波長帯(タッキネス発生を除去できる波長帯)で紫外線硬化を行うことにより、タッキネス除去のための熱処理の後工程を省くことが可能となる。集積度が高い電子回路においては、このような熱処理を必要とすることが大きな問題であった。近年、バーチャルリアリティ(仮想現実、VR)システム、拡張現実(AR)システム、携帯電話システム等、光技術と電子技術が融合する時代となっており、電子回路系は多層基板の使用が常態化し、紫外線硬化しなければならない部品の近傍に熱に弱い部品が配置されていることもたびたびある。熱処理によるタッキネス除去はかなり高温(90℃以上)で行われるため、従来は、後工程に熱処理が入ることを考慮して、使用する部品の選択及び回路系の設計を行わなければならないという制約があった。これに対して、本発明のように、タッキネス除去波長帯を有する光源と用途別の光を様々な照射面積パターンで照射できる光学系とを組み合わせることにより、電子回路の小型化、生産性のアップ、コスト削減、省エネルギ化など様々な産業革命を起こすことが可能となった。   By performing the ultraviolet curing in the tackiness free wavelength band (a wavelength band capable of removing the occurrence of tackiness) in the resin curing process, it is possible to omit the process after the heat treatment for tackiness removal. In electronic circuits with a high degree of integration, the need for such heat treatment has been a major problem. In recent years, it has become an age when optical technology and electronic technology merge, such as virtual reality (virtual reality, VR) systems, augmented reality (AR) systems, mobile phone systems, etc. Heat sensitive components are often placed in the vicinity of the components that must be UV cured. Since tackiness removal by heat treatment is performed at a relatively high temperature (90 ° C. or higher), conventionally, there is a restriction that the selection of parts to be used and the design of the circuit system must be performed in consideration of heat treatment entering later steps. there were. On the other hand, as in the present invention, by combining a light source having a tackiness removal wavelength band and an optical system capable of irradiating light according to applications in various irradiation area patterns, downsizing of the electronic circuit and improvement of productivity can be achieved. It has become possible to bring about various industrial revolutions such as cost reduction and energy saving.

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光学的構成を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the optical structure of the light source device for resin curing in the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施形態の樹脂硬化用光源装置における帯域透過フィルタの波長光透過率特性を表す図である。It is a figure showing the wavelength light transmittance characteristic of the zone penetration filter in the light source device for resin hardening of a 1st embodiment. 第1の実施形態の一変更態様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。It is a top view which shows roughly the optical structure of the light source device for resin curing in one modification of 1st Embodiment. 図3の変更態様における低帯域阻止フィルタの波長光透過率特性を表す図である。It is a figure showing the wavelength light transmittance characteristic of the low zone rejection filter in the modification of FIG. 第1の実施形態の他の変更態様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。It is a top view which shows roughly the optical structure of the light source device for resin curing in the other modification of 1st Embodiment. 図5の変更態様におけるエネルギ調整用光学素子の波長光透過率特性を表す図である。It is a figure showing the wavelength light transmittance characteristic of the optical element for energy adjustment in the modification of FIG. 本発明の第2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。It is a top view which shows roughly the optical structure of the light source device for resin curing in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3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。It is a top view which shows roughly the optical structure of the light source device for resin curing in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4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。It is a top view which shows roughly the optical structure of the light source device for resin curing in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5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。It is a top view which shows roughly the optical structure of the light source device for resin curing in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6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。It is a top view which shows roughly the optical structure of the light source device for resin curing in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7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斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the optical structure of the light source device for resin curing in the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8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斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the optical structure of the light source device for resin curing in the 8th Embodiment of this invention. 第1の実施例において実際に透過した光のスペクトル分布特性を表す図である。It is a figure showing the spectral-distribution characteristic of the light actually transmitted in 1st Example. 第1の比較例における帯域透過フィルタの波長光透過率特性を表す図である。It is a figure showing the wavelength light transmittance characteristic of the band transmission filter in a 1st comparative example. 第1の比較例において実際に透過した光のスペクトル分布特性を表す図である。It is a figure showing the spectral distribution characteristic of the light actually transmitted in the 1st comparative example. 第2の比較例における帯域透過フィルタの波長光透過率特性を表す図である。It is a figure showing the wavelength light transmittance characteristic of the band transmission filter in a 2nd comparative example. 第2の比較例において実際に透過した光のスペクトル分布特性を表す図である。It is a figure showing the spectral distribution characteristic of the light actually transmitted in the 2nd comparative example.

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光学的構成を概略的に示している。   FIG. 1 schematically shows an optical configuration of a light source device for resin curing in the first embodiment of the present invention.

同図に示すように、本実施形態の樹脂硬化用光源装置は、光源10と、この光源10が装着されている楕円鏡である集光型の反射鏡11と、反射鏡11によって反射されて集光する光の光路12に挿入されている帯域通過フィルタ(本発明の光通過部に対応する)13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14と、光ファイバ束14の先端部に設けられている拡がり角調整部(本発明の照射面積設定部に対応する)15とを備えている。この実施形態では、光源10、反射鏡11、及び帯域通過フィルタ13は筐体16内に設けられ、光ファイバ束14は筐体16の前面16aに設けられた取付け部17に取り付けられている。なお、本実施形態の変更態様においては、光源10及び反射鏡11が一体化され、ユニット化されている。   As shown in the figure, the light source device for resin curing of the present embodiment is reflected by the light source 10, the reflecting mirror 11 of a condensing type that is an elliptical mirror on which the light source 10 is mounted, and the reflecting mirror 11. A band pass filter (corresponding to the light passing portion of the present invention) 13 inserted in the light path 12 of the light to be collected, an optical fiber bundle 14 for guiding a light spot to be irradiated onto the irradiated object, and an optical fiber bundle 14 And a spread angle adjustment unit (corresponding to the irradiation area setting unit according to the present invention) 15 provided at the tip of the cover. In this embodiment, the light source 10, the reflecting mirror 11, and the band pass filter 13 are provided in the housing 16, and the optical fiber bundle 14 is attached to the mounting portion 17 provided on the front surface 16 a of the housing 16. In a modification of the present embodiment, the light source 10 and the reflecting mirror 11 are integrated into a unit.

説明を簡略化するため、図1には必要最小限の要素のみが示されているが、実際には、反射鏡11によって反射されて集光する光の光路12に挿入されており、光の強度を調整する光強度調整機構、この光強度調整機構の下流側の光路12に挿入されており、光を遮断するための、及び他の種類のフィルタを挿入するためのシャッタ機構、操作パネル、及び制御コンピュータ等が設けられていても良い。   Although only the minimum necessary elements are shown in FIG. 1 in order to simplify the explanation, in fact, they are inserted into the optical path 12 of the light reflected and collected by the reflecting mirror 11, A light intensity adjusting mechanism for adjusting the intensity, a shutter mechanism inserted in the light path 12 on the downstream side of the light intensity adjusting mechanism, for blocking light, and for inserting other types of filters, an operation panel, And a control computer or the like may be provided.

光源10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10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。   The light source 10 is, for example, a metal halide lamp configured to emit light of a full wavelength band including IR band light, visible light and UV band light. Instead of the metal halide lamp, a mercury-xenon lamp or a plurality of LED elements capable of emitting light in the entire wavelength band may be used as the light source 10.

反射鏡11は、光源10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蒸着のミラーを使用することにより、光源10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(UV−A、UV−B及びUV−C)を含む全波長帯域(例えば、200nm〜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、反射鏡11に代えて光源10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。   The reflector 11 has a spheroidal shape in which the light source 10 is mounted at its focal position, for example all the wavelength bands emitted from the light source 10, ie the IR band, by using a mirror of aluminum deposition It is configured to efficiently reflect and collect light of all wavelength bands (for example, a band of 200 nm to 2500 nm) including light, visible light and UV band light (UV-A, UV-B and UV-C) ing. In addition, it may replace with the reflective mirror 11 and may use the lens which condenses the light of all the wavelength bands radiated | emitted from the light source 10. FIG.

UV及びIR帯域透過フィルタ13は、UV及びIR帯域透過フィルタであり、本実施形態においては、耐熱性及び長寿命安定性に優れ、250nmの波長帯の光を含むUV−C紫外線と、500nm〜640nmの波長帯の光を除く可視光線と、赤外線と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13の波長光透過率特性の一例が図2に示されている。この例では、可視光線のうち約500nm以上かつ約640nm以下の範囲の光の透過を阻止し、少なくとも250nmの波長帯を含むUV−C紫外線と約650nm以上の可視光線及び赤外線とを90%以上の透過率で透過する特性を有している。即ち、本実施形態では、タッキネス除去波長(254nm近傍の紫外線)と、UV硬化主波長(365nm近傍の紫外線)との相対的強度の比率が最適に調整されており、その結果、紫外線硬化型樹脂のタッキネス除去を最適条件で実施することが可能となる。このようなUV及びIR帯域透過フィルタ13を光路12に挿入することにより、樹脂表面にタッキネスを発生させることなく、しかも、短時間で硬化させることができる、また、UV硬化型樹脂用の光のみならずIR硬化型樹脂を効率良く硬化させることができる。しかも、樹脂硬化に必要のない500nm〜640nmの波長帯の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。なお、本実施形態のUV及びIR帯域透過フィルタ13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10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。   The UV and IR band transmission filter 13 is a UV and IR band transmission filter, and in the present embodiment, it is excellent in heat resistance and long life stability, and UV-C ultraviolet light including light in a wavelength band of 250 nm and 500 nm to It consists of a transmission filter or a mirror that transmits visible light excluding light in the wavelength band of 640 nm and infrared light. An example of the wavelength light transmittance characteristic of this UV and IR band transmission filter 13 is shown in FIG. In this example, transmission of light in the range of about 500 nm or more and about 640 nm or less among visible light is blocked, and 90% or more of UV-C ultraviolet light including at least 250 nm wavelength band and visible light and infrared light of about 650 nm or more It has the characteristic of transmitting at a transmittance of That is, in the present embodiment, the ratio of the relative intensity between the tackiness removal wavelength (ultraviolet light near 254 nm) and the UV curing principal wavelength (ultraviolet light near 365 nm) is optimally adjusted. As a result, the ultraviolet curable resin It is possible to carry out the removal of tackiness under the optimal conditions. By inserting such a UV and IR band-pass filter 13 into the light path 12, it is possible to cure the resin surface in a short time without generating tackiness on the resin surface, and only the light for the UV curable resin Therefore, the IR curable resin can be cured efficiently. And since the light of a wavelength band of 500 nm-640 nm which is not required for resin hardening is intercepted, it can prevent that a to-be-irradiated body is heated unnecessarily. Although the UV and IR band transmission filter 13 of the present embodiment is configured to have a transmission characteristic of transmitting only ultraviolet (including partially visible light) and infrared (including partially visible light), Depending on the wavelength curing characteristics of the UV curable resin to be irradiated and the wavelength emitting characteristics of the light source 10, various wavelength light transmittance characteristics may be used.

光ファイバ束14は、数十ミクロンの直径を持つコアとクラッドとから形成された高い紫外線帯域透過率を有する光伝搬用石英ファイバを複数束ねて構成されている。実際には、3〜5mmφの有効直径を有するフレキシブルファイバ束を使用している。光ファイバ束に代えて、これに同等のタッキネス除去波長帯を透過する光学材料で製造されたフレキシブル光導波路、又は石英ロッドなどを関節状に繋ぎ合わせた光導波路を使っても良い。これにより、紫外線硬化用の光源10からの必要波長帯の光を低損失で被照射体に照射することが可能である。   The optical fiber bundle 14 is configured by bundling a plurality of light propagation quartz fibers having a high ultraviolet band transmittance formed of a core having a diameter of several tens of microns and a clad. In practice, flexible fiber bundles having an effective diameter of 3 to 5 mm are used. Instead of the optical fiber bundle, it is possible to use a flexible optical waveguide made of an optical material that transmits the same tackiness removing wavelength band as this, or an optical waveguide in which a quartz rod or the like is jointed in an articulated manner. Thereby, it is possible to irradiate the light of the necessary wavelength band from the light source 10 for ultraviolet curing to the irradiated object with low loss.

拡がり角調整部15は、複数のレンズを組み合わせてなるレンズユニット15aから構成されている。レンズユニット15aは、例えば、光ファイバ束14からの出射光を平行光に変換するコリメータレンズのような凸レンズ(両凸レンズ又は平凸レンズ)と、この凸レンズの出射光を集光する凸レンズ(両凸レンズ又は平凸レンズ)とから構成される。このようなレンズユニット15aにより、光ファイバ束14から出射された光スポットの拡がり角を調整し、3〜6mmφの径の任意の照射面積に設定することが可能となっている。   The spread angle adjustment unit 15 is configured of a lens unit 15a formed by combining a plurality of lenses. The lens unit 15a includes, for example, a convex lens (a biconvex lens or a plano-convex lens) such as a collimator lens for converting light emitted from the optical fiber bundle 14 into parallel light, and a convex lens (a biconvex lens or a convex lens for condensing the light emitted from the convex lens). And a plano-convex lens). By such a lens unit 15a, it is possible to adjust the spread angle of the light spot emitted from the optical fiber bundle 14 and to set it to an arbitrary irradiation area with a diameter of 3 to 6 mmφ.

以上詳細に説明したように本実施形態によれば、UV及びIR帯域透過フィルタ13が、光源10からの光路12に挿入されていることにより、250nmの波長帯の光を含むUV−C紫外線と、500nm〜640nmの波長帯の光を除く可視光線と、赤外線とからなる光が同時に被照射体に照射されるので、UV硬化型樹脂をその樹脂表面にタッキネスを発生させることなく、しかも、短時間で硬化させることができる。また、UV硬化型樹脂のみならずIR硬化型樹脂をも効率良く硬化させることができる。特に、光ファイバ束14の先端部にレンズユニット15aによる拡がり角調整部15が設けられているため、被照射体の大きさに最適な寸法を有する光を照射できる。このため、大面積の被照射体には大きな照射面積の光を用いてタッキネス発生なしに短時間で樹脂硬化させることができ、小面積の被照射体には小さな照射面積の光を用いて光照射必要な部分のみを確実にかつ効率良く、タッキネス発生なしに樹脂硬化させることができる。即ち、被照射体に照射される光が赤外線を含んでいるため、照射面積が被照射体の大きさに正確に対応し、余分な部分が照射されて加熱されないようにするべく、被照射体に照射される光が所望の照射面積を有するように構成している。   As described above in detail, according to the present embodiment, the UV and IR band-pass filter 13 is inserted into the light path 12 from the light source 10, so that UV-C ultraviolet light including light in the wavelength band of 250 nm and Since the light to be irradiated is simultaneously irradiated with light consisting of visible light and infrared light excluding light in the wavelength band of 500 nm to 640 nm, the UV-curable resin does not have tackiness on the resin surface and is short. It can be cured in time. Moreover, not only UV curable resins but also IR curable resins can be cured efficiently. In particular, since the spread angle adjustment unit 15 by the lens unit 15a is provided at the tip of the optical fiber bundle 14, it is possible to emit light having an optimum size for the size of the object to be irradiated. For this reason, it is possible to cure the resin in a short time without generation of tackiness using light of a large irradiation area for a large-area irradiation object, and light using a small irradiation area light for a small-area irradiation object It is possible to reliably and efficiently cure only the portions that need to be irradiated, without causing tackiness. That is, since the light irradiated to the irradiation object contains infrared rays, the irradiation area corresponds exactly to the size of the irradiation object, and the irradiation object so that the excess part is not irradiated and heated. Is configured to have a desired illuminated area.

なお、UV硬化型樹脂に、UV波長帯の光のみを照射しても、IR波長帯の光のみを照射しても、また、UV波長帯(IR波長帯)の光を照射した後にIR波長帯(UV波長帯)の光を照射しても、樹脂表面のタッキネスを完全に除去することはできない。このため、従来は、前述したように、365nmを主波長とするUV硬化装置によるUV硬化処理と熱線オーブンによる加熱処理との両方を行うことによりタッキネスを除去していたのである。本実施形態によれば、250nmの波長帯の光を含むUV−C紫外線と、500nm〜640nmの波長帯の光を除く可視光線と、赤外線とからなる光とを同時に照射することで、UV硬化型樹脂を空気に触れずに硬化させ、UV硬化とタッキネス除去とを同時に実現することができるのである。即ち、タッキネス除去波長(254nm近傍の紫外線)と、UV硬化主波長(365nm近傍の紫外線)との相対的強度の比率が最適に調整されており、その結果、紫外線硬化型樹脂のタッキネス除去を最適条件で実施することが可能となっている。   In addition, even if it irradiates only the light of a UV wavelength range with UV curing resin, and also irradiates only the light of an IR wavelength range, and after irradiating the light of a UV wavelength range (IR wavelength range), IR wavelength Even when irradiated with light of a band (UV wavelength band), the tackiness of the resin surface can not be completely removed. Therefore, conventionally, as described above, the tackiness is removed by performing both the UV curing treatment by the UV curing apparatus having a main wavelength of 365 nm and the heat treatment by the heat ray oven. According to the present embodiment, UV curing is performed by simultaneously irradiating UV-C ultraviolet light including light in the wavelength band of 250 nm, visible light excluding light in the wavelength band of 500 nm to 640 nm, and light consisting of infrared light. The mold resin can be cured without exposure to air, and UV curing and tackiness removal can be achieved simultaneously. That is, the ratio of relative intensity between the tackiness removal wavelength (ultraviolet light near 254 nm) and the UV curing principal wavelength (ultraviolet radiation near 365 nm) is optimally adjusted, and as a result, the tackiness removal of the ultraviolet curable resin is optimum. It is possible to carry out on condition.

図3は図1に示した第1の実施形態の一変更態様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している。   FIG. 3 schematically shows an optical configuration of a light source device for resin curing in a modification of the first embodiment shown in FIG.

本変更態様においては、UV及びIR帯域透過フィルタ13の被照射体側(下流側)の光路12に低帯域阻止フィルタ機構18が挿入されている点が図1の実施形態の構成と異なっている。その他の構成は、図1の実施形態の場合と全く同様であるため、説明を省略する。   This modification is different from the configuration of the embodiment of FIG. 1 in that a low band rejection filter mechanism 18 is inserted in the light path 12 on the irradiated body side (downstream side) of the UV and IR band transmission filters 13. The other configuration is the same as that of the embodiment of FIG.

低帯域阻止フィルタ機構18は、図示しない例えばステッピングモータ及びラックアンドピニオンギア等によって低帯域阻止フィルタを直線運動させることにより、光路12の集光領域の一部領域又は全領域に挿入可能に構成したものである。この低帯域阻止フィルタは、UV−C紫外線の一部帯域を減衰可能な光透過率特性を有しており、この低帯域阻止フィルタの少なくとも一部を光路12内にスライド挿入することにより、254nm近傍のUV−C紫外線の透過エネルギをその挿入量に応じて適宜減衰させることが可能になる。ただし、この低帯域阻止フィルタは、UV硬化に影響する365nmを主波長とするUV−A紫外線については、高い透過率で通過させる特性を有している。   The low band rejection filter mechanism 18 is configured to be insertable in part or all of the light collecting region of the optical path 12 by linearly moving the low band rejection filter by, for example, a stepping motor and a rack and pinion gear not shown. It is a thing. This low band rejection filter has a light transmission characteristic capable of attenuating a part of UV-C ultraviolet light, and at least a part of this low band rejection filter is slide inserted into the light path 12 to obtain 254 nm. It is possible to appropriately attenuate the transmitted energy of UV-C ultraviolet light in the vicinity according to the amount of insertion. However, this low band rejection filter has the property of allowing high transmittance for UV-A ultraviolet rays whose main wavelength is 365 nm, which affects UV curing.

図4は、この低帯域阻止フィルタの一例である、溶融石英ガラス板及び蒸着型低域阻止フィルタ(LWPF−300)の光透過率特性を示しており、aは溶融石英ガラス板、bは蒸着型低域阻止フィルタの特性をそれぞれ表している。溶融石英ガラス板は、蒸着型低域阻止フィルタに比して安価であり、また耐熱性も優れている。   FIG. 4 shows the light transmittance characteristics of a fused silica glass plate and a vapor deposited low pass filter (LWPF-300), which is an example of this low band rejection filter, where a is a fused silica glass plate and b is a vapor deposited The characteristics of each of the low-pass rejection filters are shown. Fused silica glass plates are less expensive than vapor deposited low-pass filters, and also have excellent heat resistance.

タッキネス除去を効果的に行うためには、主なUV硬化波長である365nm近傍の紫外線(UV硬化主波長)と、254nm近傍の紫外線(タッキネス除去波長)と赤外線とを同時に照射することが有効である。しかしながら、化学薬品には異なった波長感度特性を有するものが存在していると考えられるため、UV硬化主波長とタッキネス除去波長との相対的強度の比率を自由に調整可能であることが望まれる。そのためには、各波長帯を透過又は反射する反射又は透過型帯域通過フィルタ等の光学素子を光路に挿入することが考えられるが、これら反射又は透過型帯域通過フィルタは高価であり装置全体のコストを増大させてしまう。   In order to effectively remove tackiness, it is effective to simultaneously irradiate ultraviolet light (UV curing principal wavelength) near 365 nm, which is the main UV curing wavelength, ultraviolet light (tackiness removal wavelength) near 254 nm, and infrared light. is there. However, since it is considered that some chemicals have different wavelength sensitivity characteristics, it is desirable that the ratio of the relative intensity between the UV curing principal wavelength and the tackiness removal wavelength can be freely adjusted. . In order to do so, it is conceivable to insert an optical element such as a reflective or transmissive band pass filter that transmits or reflects each wavelength band into the light path, but these reflective or transmissive band pass filters are expensive and the cost of the entire device Increase the

そこで、本変更態様のごとく、例えば溶融石英ガラス板による低帯域阻止フィルタを光路12の一部又は全部に挿入できるように構成すれば、その挿入程度に応じて出射される光のタッキネス除去波長(254nm近傍の紫外線)のエネルギ量を減ずることができる。一方、低帯域阻止フィルタがUV硬化主波長(365nm近傍の紫外線)の波長帯域における透過率は非常に高いため、光路にこの低帯域阻止フィルタを挿入した場合でもUV硬化主波長(365nm近傍の紫外線)が受ける減衰は殆どない。つまり、低帯域阻止フィルタを光路12に出し入れする簡単な動作だけで出射光のUV硬化主波長とタッキネス除去波長付近のエネルギ比率を自由に制御可能である。   Therefore, as in the present modification, for example, if a low band rejection filter made of a fused silica glass plate can be inserted into a part or all of the optical path 12, the tackiness removal wavelength of the light emitted according to the insertion degree It is possible to reduce the amount of energy of ultraviolet light in the vicinity of 254 nm. On the other hand, since the transmittance of the low band rejection filter in the wavelength band of the UV curing principal wavelength (ultraviolet light near 365 nm) is very high, even when the low band rejection filter is inserted in the light path, the UV curing principal wavelength (ultraviolet light near 365 nm There is almost no attenuation). That is, the energy ratio around the UV curing principal wavelength and the tackiness removing wavelength of the emitted light can be freely controlled only by the simple operation of inserting and removing the low band rejection filter into the light path 12.

溶融石英ガラス板は、図4に示すように、光透過率特性が蒸着型低域阻止フィルタ(LWPF−300)に近似しているため、加工(蒸着)なしでそのまま使用して低帯域阻止フィルタを構成することができる。しかも、安価であるため装置全体のコストを低減できることのみ成らず、熱による損傷も無い。もちろん、コストは増大するが、溶融石英ガラス板に代えて蒸着型低域阻止フィルタ(LWPF−300)を用いても良い。   A fused silica glass plate, as shown in FIG. 4, has a light transmittance characteristic similar to that of a vapor deposited low-pass filter (LWPF-300), so it is used as it is without processing (vapor deposition). Can be configured. In addition, the cost is low and not only the cost of the entire apparatus can be reduced, but also there is no heat damage. Of course, although the cost is increased, a vapor deposition type low pass filter (LWPF-300) may be used instead of the fused silica glass plate.

本実施形態のその他の作用効果は、図1の第1の実施形態の場合と同様である。   The other effects and advantages of the present embodiment are the same as those of the first embodiment of FIG.

図5は図1に示した第1の実施形態の他の変更態様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している。   FIG. 5 schematically shows an optical configuration of a light source device for resin curing in another modification of the first embodiment shown in FIG.

本変更態様においては、UV及びIR帯域透過フィルタ13の被照射体側(下流側)の光路12にエネルギ調整用光学素子19が挿入されている点が図1の実施形態の構成と異なっている。その他の構成は、図1の実施形態の場合と全く同様であるため、説明を省略する。   This modification is different from the configuration of the embodiment of FIG. 1 in that the energy adjusting optical element 19 is inserted in the light path 12 on the irradiated body side (downstream side) of the UV and IR band transmission filters 13. The other configuration is the same as that of the embodiment of FIG.

エネルギ調整用光学素子19は、多層膜型干渉フィルタである透過型フィルタを光路12の集光領域に挿入し、この透過型フィルタをその面が光軸に対して垂直の状態(入射角度0°の状態)となるように、又はその面が光軸に対して+20°傾いた状態131a(入射角度+20°の状態)から−20°傾いた状態(入射角度−20°の状態)となるように構成されている。即ち、図示しない例えばステッピングモータのなどにより、透過型フィルタの軸を回転させることにより、この透過型フィルタの面が光軸に対して0°〜±20°の任意の角度だけ傾いた状態に制御できるように構成されている。透過型フィルタの面を光軸に対して0°〜±45°の任意の角度(0°〜±45°未満の任意の角度)だけ傾いた状態に制御するように構成しても良い。   The energy adjusting optical element 19 inserts a transmission type filter, which is a multilayer interference filter, into the light collection region of the optical path 12, and the transmission type filter is in a state where its surface is perpendicular to the optical axis (incident angle 0 ° State, or the state is inclined -20 ° from the state 131a (incident angle + 20 °) inclined by + 20 ° to the optical axis (incident angle -20 °) Is configured. That is, by rotating the axis of the transmission filter with, for example, a stepping motor (not shown), the surface of the transmission filter is controlled to be inclined at an arbitrary angle of 0 ° to ± 20 ° with respect to the optical axis. It is configured to be able to. The plane of the transmission filter may be controlled to be inclined at an arbitrary angle of 0 ° to ± 45 ° (an arbitrary angle of less than 0 ° to ± 45 °) with respect to the optical axis.

この多層膜型干渉透過フィルタは、UV−C紫外線のうちのUV硬化主波長である365nm近傍の波長帯のみを部分的に減衰させる光透過率特性を有すると共に、その入射角度に応じて減衰させる波長帯が変化する特性を有している。例えば、入射角度0°に対して入射角度を±20°とすると、約10nmだけ、光透過率の低くなるピークが移動する。従って、この透過型フィルタを光路12内に挿入し、その面の光軸に対する角度を変化させることにより、365nm近傍のUV−C紫外線の透過エネルギを適宜減衰させることが可能になる。   This multilayer interference transmission filter has a light transmittance characteristic that partially attenuates only the wavelength band near 365 nm which is the UV curing principal wavelength of UV-C ultraviolet rays, and attenuates according to the incident angle It has the characteristic that the wavelength band changes. For example, when the incident angle is ± 20 ° with respect to the incident angle of 0 °, the peak at which the light transmittance decreases is moved by about 10 nm. Therefore, by inserting this transmission type filter in the light path 12 and changing the angle of the surface with respect to the optical axis, it is possible to appropriately attenuate the transmitted energy of UV-C ultraviolet light near 365 nm.

図6は、多層膜型干渉フィルタであるこの透過型フィルタの一例である、Super UV Filter365(SUF−365)の光透過率特性を示しており、cは入射角度0°(フィルタ表面が光軸に対して垂直の状態)、dは入射角度±20°(フィルタ表面が光軸に対して±20°の状態)の特性をそれぞれ表している。同図から分かるように、入射角度が0°の場合、200nm〜2500nmの光透過率が95%、380nmの光透過率が80%(なお、この透過率は任意に決定しても良い)となるが、250nm近傍と365nm近傍における強度の比率は変わらない。このように比率が変わらない状態で、入射角度が変化するように透過型フィルタを回転させると、分光特性が紫外線領域において同じ特性でずれることで、365nmの透過率が変わり、微調を行うことができる。なお、200nm〜2500nmの光透過率は、光源の電流を変えることで調整可能であり、380nmの透過率は透過型フィルタの素材特性(蒸着膜特性)を変更することによって任意に選択可能である。   FIG. 6 shows the light transmittance characteristic of Super UV Filter 365 (SUF-365) which is an example of this transmission type filter which is a multilayer type interference filter, and c is an incident angle of 0 ° (the filter surface is an optical axis , And d represent the characteristics of the incident angle ± 20 ° (the filter surface is ± 20 ° with respect to the optical axis), respectively. As can be seen from the figure, when the incident angle is 0 °, the light transmittance of 200 nm to 2500 nm is 95%, and the light transmittance of 380 nm is 80% (this transmittance may be determined arbitrarily). However, the ratio of the intensities near 250 nm and 365 nm does not change. When the transmission filter is rotated so that the incident angle changes in such a state that the ratio does not change, the spectral characteristics deviate by the same characteristics in the ultraviolet region, so that the transmittance of 365 nm changes and fine adjustment is performed. it can. The light transmittance of 200 nm to 2500 nm can be adjusted by changing the current of the light source, and the transmittance of 380 nm can be arbitrarily selected by changing the material characteristics (vapor deposition film characteristics) of the transmission filter. .

タッキネス除去を効果的に行うためには、前にも述べたように、主なUV硬化波長である365nm近傍の紫外線(UV硬化主波長)と、254nm近傍の紫外線(タッキネス除去波長)と赤外線とを同時に照射することが有効である。しかしながら、化学薬品には異なった波長感度特性を有するものが存在していると考えられるため、UV硬化主波長とタッキネス除去波長との相対的強度の比率を自由に調整できることが望まれる。本実施形態では、フィルタ表面の光軸に対する角度(入射角度)を0°〜20°(0°〜±45°未満の任意の角度)の範囲で変化させることにより、タッキネス除去波長である254nm近傍の光透過率は変えずに、UV硬化主波長である365nm近傍の光透過率を調整し、出射光のUV硬化主波長とタッキネス除去波長付近のエネルギ比率を自由に制御しているのである。   In order to effectively remove tackiness, as described above, ultraviolet light (UV curing principal wavelength) near 365 nm, which is the main UV curing wavelength, ultraviolet light (tackiness removal wavelength) near 254 nm, and infrared light It is effective to irradiate at the same time. However, since it is considered that some chemicals have different wavelength sensitivity characteristics, it is desirable that the ratio of the relative intensity between the UV curing principal wavelength and the tackiness removal wavelength can be freely adjusted. In the present embodiment, by changing the angle (incident angle) of the filter surface to the optical axis in the range of 0 ° to 20 ° (arbitrary angle less than 0 ° to ± 45 °), the tackiness removal wavelength around 254 nm is obtained. The light transmittance in the vicinity of 365 nm, which is the UV curing main wavelength, is adjusted without changing the light transmittance of the light source, and the energy ratio in the vicinity of the UV curing main wavelength of emitted light and the tackiness removal wavelength is freely controlled.

本実施形態のその他の作用効果は、図1の実施形態の場合と同様である。   The other effects and advantages of the present embodiment are the same as those of the embodiment of FIG.

なお、図3の変更態様における低帯域阻止フィルタ機構の低帯域阻止フィルタに、図5の変更態様のごとき多層膜型干渉フィルタである透過型フィルタを用い、その入射角度を変化させて254nm近傍のUV−C紫外線の透過エネルギを減衰させるように構成しても良い。   As the low band rejection filter of the low band rejection filter mechanism in the modification of FIG. 3, a transmission filter which is a multilayer interference filter as in the modification of FIG. 5 is used, and its incident angle is changed to around 254 nm. You may comprise so that the transmitted energy of UV-C ultraviolet-ray may be attenuated.

図7は本発明の第2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している。   FIG. 7 schematically shows an optical configuration of a light source device for curing a resin according to a second embodiment of the present invention.

同図に示すように、本実施形態の樹脂硬化用光源装置は、光源10と、この光源10が装着されている楕円鏡である集光型の反射鏡11と、反射鏡11によって反射されて集光する光の光路12に挿入されている帯域通過フィルタ(本発明の光通過部に対応する)13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14と、光ファイバ束14の先端部に設けられている拡がり角調整部(本発明の照射面積設定部に対応する)75とを備えている。この実施形態では、光源10、反射鏡11、及び帯域通過フィルタ13は筐体16内に設けられ、光ファイバ束14は筐体16の前面16aに設けられた取付け部17に取り付けられている。なお、本実施形態の変更態様においては、光源10及び反射鏡11が一体化され、ユニット化されている。   As shown in the figure, the light source device for resin curing of the present embodiment is reflected by the light source 10, the reflecting mirror 11 of a condensing type that is an elliptical mirror on which the light source 10 is mounted, and the reflecting mirror 11. A band pass filter (corresponding to the light passing portion of the present invention) 13 inserted in the light path 12 of the light to be collected, an optical fiber bundle 14 for guiding a light spot to be irradiated onto the irradiated object, and an optical fiber bundle 14 And a spread angle adjustment unit (corresponding to the irradiation area setting unit of the present invention) 75 provided at the tip of the lens. In this embodiment, the light source 10, the reflecting mirror 11, and the band pass filter 13 are provided in the housing 16, and the optical fiber bundle 14 is attached to the mounting portion 17 provided on the front surface 16 a of the housing 16. In a modification of the present embodiment, the light source 10 and the reflecting mirror 11 are integrated into a unit.

説明を簡略化するため、図7には必要最小限の要素のみが示されているが、反射鏡11によって反射されて集光する光の光路12に挿入されており、光の強度を調整する光強度調整機構、この光強度調整機構の下流側の光路12に挿入されており、光を遮断するための、及び他の種類のフィルタを挿入するためのシャッタ機構、操作パネル、及び制御コンピュータ等が設けられていても良い。   Although only the minimum necessary elements are shown in FIG. 7 to simplify the explanation, they are inserted into the optical path 12 of the light reflected and condensed by the reflecting mirror 11 to adjust the light intensity. Light intensity adjustment mechanism, shutter mechanism inserted in the light path 12 downstream of the light intensity adjustment mechanism, for blocking light, and for inserting other types of filters, operation panel, control computer, etc. May be provided.

光源10、反射鏡11、UV及びIR帯域透過フィルタ13、及び光ファイバ束14の構成は、図1の第1の実施形態の場合と同様であるため、説明は省略する。   The configurations of the light source 10, the reflecting mirror 11, the UV and IR band transmission filters 13, and the optical fiber bundle 14 are the same as those in the first embodiment of FIG.

拡がり角調整部75は、本実施形態では、均一照明用のロッドレンズ75aとその軸方向の下流側に設けられ複数のレンズを組み合わせてなるレンズユニット75bとから構成されている。ロッドレンズ75aは、光ファイバ束14から出射された光を均一化する機能を有しており、光路断面の中央部が暗くなることを防止することができる。レンズユニット75bは、例えば、ロッドレンズ75aからの出射光を平行光に変換するコリメータレンズのような凸レンズ(両凸レンズ又は平凸レンズ)と、この凸レンズの出射光を集光する凸レンズ(両凸レンズ又は平凸レンズ)とから構成される。このようなレンズユニット75bを設けることにより、光ファイバ束14から出射された光スポットの拡がり角を調整し、10mmφ以上の任意の大きさの照射面積に設定することが可能であり、しかも、ロッドレンズ75aを用いているため、面内均一度を±10%以内とすることができる。   In the present embodiment, the spread angle adjustment unit 75 includes a rod lens 75a for uniform illumination and a lens unit 75b provided on the downstream side in the axial direction and combining a plurality of lenses. The rod lens 75a has a function of equalizing the light emitted from the optical fiber bundle 14, and can prevent the central portion of the optical path cross section from becoming dark. The lens unit 75b is, for example, a convex lens (a biconvex lens or a planoconvex lens) such as a collimator lens that converts light emitted from the rod lens 75a into parallel light, and a convex lens (a biconvex lens or a plane) that condenses the light emitted from the convex lens. And a convex lens). By providing such a lens unit 75b, it is possible to adjust the spread angle of the light spot emitted from the optical fiber bundle 14 and to set the irradiation area to an arbitrary size of 10 mmφ or more. Since the lens 75a is used, the in-plane uniformity can be made within ± 10%.

以上詳細に説明したように本実施形態によれば、UV及びIR帯域透過フィルタ13が、光源10からの光路12に挿入されていることにより、250nmの波長帯の光を含むUV−C紫外線と、500nm〜640nmの波長帯の光を除く可視光線と、赤外線とからなる光が同時に被照射体に照射されるので、UV硬化型樹脂をその樹脂表面にタッキネスを発生させることなく、しかも、短時間で硬化させることができる。また、UV硬化型樹脂のみならずIR硬化型樹脂をも効率良く硬化させることができる。特に、光ファイバ束14の先端部にロッドレンズ75a及びレンズユニット75bからなる拡がり角調整部75が設けられているため、被照射体の大きさに最適な寸法を有する光を照射できる。このため、大面積の被照射体には大きな照射面積の光を用いてタッキネス発生なしに短時間で樹脂硬化させることができ、小面積の被照射体には小さな照射面積の光を用いて光照射必要な部分のみを確実にかつ効率良く、タッキネス発生なしに樹脂硬化させることができる。即ち、被照射体に照射される光が赤外線を含んでいるため、照射面積が被照射体の大きさに正確に対応し、余分な部分が照射されて加熱されないようにするべく、被照射体に照射される光が所望の照射面積を有するように構成している。しかも、照射光の均一度を大幅に向上させることができる。   As described above in detail, according to the present embodiment, the UV and IR band-pass filter 13 is inserted into the light path 12 from the light source 10, so that UV-C ultraviolet light including light in the wavelength band of 250 nm and Since the light to be irradiated is simultaneously irradiated with light consisting of visible light and infrared light excluding light in the wavelength band of 500 nm to 640 nm, the UV-curable resin does not have tackiness on the resin surface and is short. It can be cured in time. Moreover, not only UV curable resins but also IR curable resins can be cured efficiently. In particular, since the spread angle adjustment unit 75 including the rod lens 75a and the lens unit 75b is provided at the tip of the optical fiber bundle 14, it is possible to irradiate light having an optimum size for the size of the object to be irradiated. For this reason, it is possible to cure the resin in a short time without generation of tackiness using light of a large irradiation area for a large-area irradiation object, and light using a small irradiation area light for a small-area irradiation object It is possible to reliably and efficiently cure only the portions that need to be irradiated, without causing tackiness. That is, since the light irradiated to the irradiation object contains infrared rays, the irradiation area corresponds exactly to the size of the irradiation object, and the irradiation object so that the excess part is not irradiated and heated. Is configured to have a desired illuminated area. Moreover, the uniformity of the irradiation light can be significantly improved.

本実施形態の変更態様として、図3の変更態様のように、UV及びIR帯域透過フィルタ13の下流側の光路12に低帯域阻止フィルタ機構18を挿入してタッキネス除去波長(254nm近傍の紫外線)のエネルギ量を調整しても良いし、図5の変更態様のように、UV及びIR帯域透過フィルタ13の下流側の光路12にエネルギ調整用光学素子19を挿入してUV硬化主波長である365nm近傍の光透過率を調整しても良い。   As a modification of this embodiment, as in the modification of FIG. 3, a low band rejection filter mechanism 18 is inserted in the optical path 12 on the downstream side of the UV and IR band transmission filters 13 to remove tackiness wavelength (ultraviolet light near 254 nm) The energy adjustment optical element 19 may be inserted in the light path 12 downstream of the UV and IR band-pass filter 13 as in the modification of FIG. The light transmittance near 365 nm may be adjusted.

図8は本発明の第3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している。   FIG. 8 schematically shows an optical configuration of a light source device for resin curing in the third embodiment of the present invention.

同図に示すように、本実施形態の樹脂硬化用光源装置は、光源10と、この光源10が装着されている楕円鏡である集光型の反射鏡11と、反射鏡11によって反射されて集光する光の光路12に挿入されている帯域通過フィルタ(本発明の光通過部に対応する)13と、被照射体に照射される複数(本実施形態では4つ)の光スポットを導く複数(本実施形態では4つ)の光ファイバ束84a〜84dと、複数の光ファイバ束84a〜84dの先端部にそれぞれ設けられている複数(本実施形態では4つ)の拡がり角調整部(本発明の照射面積設定部に対応する)85a〜85dとを備えている。この実施形態では、光源10、反射鏡11、及び帯域通過フィルタ13は筐体16内に設けられ、複数の光ファイバ束84a〜84dは筐体16の前面16aに設けられた取付け部87に取り付けられている。なお、光ファイバ束及び拡がり角調整部の数は、4つに限定されるものではなく、2つ以上であればいくつであっても良い。また、本実施形態の変更態様においては、光源10及び反射鏡11が一体化され、ユニット化されている。   As shown in the figure, the light source device for resin curing of the present embodiment is reflected by the light source 10, the reflecting mirror 11 of a condensing type that is an elliptical mirror on which the light source 10 is mounted, and the reflecting mirror 11. A band pass filter (corresponding to the light passing portion of the present invention) 13 inserted in the light path 12 of the light to be condensed, and a plurality of (four in the present embodiment) light spots irradiated to the object to be irradiated A plurality of (four in the present embodiment) spread angle adjustment units (four in the present embodiment) provided at the tip portions of the plurality of (four in the present embodiment) optical fiber bundles 84 a to 84 d and the plurality of optical fiber bundles 84 a to 84 d And 85a to 85d corresponding to the irradiation area setting unit of the present invention. In this embodiment, the light source 10, the reflecting mirror 11, and the band pass filter 13 are provided in the housing 16, and the plurality of optical fiber bundles 84a to 84d are attached to the mounting portion 87 provided on the front surface 16a of the housing 16. It is done. The number of optical fiber bundles and the spread angle adjustment unit is not limited to four, and may be any two or more. Moreover, in the modification of this embodiment, the light source 10 and the reflective mirror 11 are integrated and unitized.

説明を簡略化するため、図8には必要最小限の要素のみが示されているが、反射鏡11によって反射されて集光する光の光路12に挿入されており、光の強度を調整する光強度調整機構、この光強度調整機構の下流側の光路12に挿入されており、光を遮断するための、及び他の種類のフィルタを挿入するためのシャッタ機構、操作パネル、及び制御コンピュータ等が設けられていても良い。   Although only the minimum necessary elements are shown in FIG. 8 to simplify the explanation, they are inserted in the optical path 12 of the light reflected and condensed by the reflecting mirror 11 to adjust the light intensity. Light intensity adjustment mechanism, shutter mechanism inserted in the light path 12 downstream of the light intensity adjustment mechanism, for blocking light, and for inserting other types of filters, operation panel, control computer, etc. May be provided.

光源10、反射鏡11、及びUV及びIR帯域透過フィルタ13の構成は、図1の第1の実施形態の場合と同様であるため、説明は省略する。   The configurations of the light source 10, the reflecting mirror 11, and the UV and IR band transmission filters 13 are the same as in the first embodiment of FIG.

複数の光ファイバ束84a〜84dは、光路12から出射される光を複数分岐するように構成されているが、個々の光ファイバ束の構成は第1の実施形態の場合と同様である。   The plurality of optical fiber bundles 84a to 84d are configured to branch the light emitted from the optical path 12, but the configuration of each optical fiber bundle is the same as that of the first embodiment.

複数の拡がり角調整部85a〜85dの各々は、本実施形態では、複数のレンズを組み合わせてなるレンズユニットから構成されている。このレンズユニットは、例えば、各光ファイバ束からの出射光を平行光に変換するコリメータレンズのような凸レンズ(両凸レンズ又は平凸レンズ)と、この凸レンズの出射光を集光する凸レンズ(両凸レンズ又は平凸レンズ)とから構成される。このようなレンズユニットにより、各光ファイバ束から出射された光スポットの拡がり角を調整し、1〜2mmφの径の任意の照射面積に設定することが可能となっている。さらに、0.1〜1mmφの径の出射も可能である。   In the present embodiment, each of the plurality of spread angle adjustment units 85a to 85d is configured of a lens unit formed by combining a plurality of lenses. The lens unit includes, for example, a convex lens (a biconvex lens or a planoconvex lens) such as a collimator lens that converts emitted light from each optical fiber bundle into a parallel light, and a convex lens (a biconvex lens or a convex lens that condenses the emitted light of the convex lens And a plano-convex lens). With such a lens unit, it is possible to adjust the spread angle of the light spot emitted from each optical fiber bundle and to set it to an arbitrary irradiation area with a diameter of 1 to 2 mmφ. Furthermore, emission of a diameter of 0.1 to 1 mm is also possible.

本実施形態の光学系の最大の特徴は、複数の微小な光スポットを同時に照射できることにある。一般に、集積度の高い電子回路では熱に敏感な部品が紫外線硬するべき部品の近傍にある場合が多い。特に近年の電子回路の集積度が高くなる傾向にあり、そのためには、複数の微小な光スポットで紫外線硬化と同時にタッキネス除去を実施できることが望まれており、本実施形態は、これを達成できる光学系である。   The greatest feature of the optical system of the present embodiment is that a plurality of minute light spots can be irradiated simultaneously. Generally, in highly integrated electronic circuits, heat sensitive parts are often in the vicinity of parts that should be UV hardened. In particular, the degree of integration of electronic circuits tends to increase in recent years, and for that purpose, it is desirable that tackiness removal can be performed simultaneously with ultraviolet curing with a plurality of small light spots, and this embodiment can achieve this. It is an optical system.

以上詳細に説明したように本実施形態によれば、UV及びIR帯域透過フィルタ13が、光源10からの光路12に挿入されていることにより、250nmの波長帯の光を含むUV−C紫外線と、500nm〜640nmの波長帯の光を除く可視光線と、赤外線とからなる光が同時に被照射体に照射されるので、UV硬化型樹脂をその樹脂表面にタッキネスを発生させることなく、しかも、短時間で硬化させることができる。また、UV硬化型樹脂のみならずIR硬化型樹脂をも効率良く硬化させることができる。特に、光ファイバ束が複数分岐されており、それらの先端部にレンズユニットからなる又はロッドレンズ及びレンズユニットからなる複数の拡がり角調整部がそれぞれ設けられているため、被照射体の大きさに最適な寸法を有する光を複数、同時に照射できる。このため、大面積の被照射体には大きな照射面積の光を用いてタッキネス発生なしに短時間で樹脂硬化させることができ、小面積の被照射体には小さな照射面積の光を用いて光照射必要な部分のみを確実にかつ効率良く、タッキネス発生なしに樹脂硬化させることができる。即ち、被照射体に照射される光が赤外線を含んでいるため、照射面積が被照射体の大きさに正確に対応し、余分な部分が照射されて加熱されないようにするべく、被照射体に照射される光が所望の照射面積を有するように構成している。しかも、照射光の均一度を大幅に向上させることができる。   As described above in detail, according to the present embodiment, the UV and IR band-pass filter 13 is inserted into the light path 12 from the light source 10, so that UV-C ultraviolet light including light in the wavelength band of 250 nm and Since the light to be irradiated is simultaneously irradiated with light consisting of visible light and infrared light excluding light in the wavelength band of 500 nm to 640 nm, the UV-curable resin does not have tackiness on the resin surface and is short. It can be cured in time. Moreover, not only UV curable resins but also IR curable resins can be cured efficiently. In particular, since a plurality of optical fiber bundles are branched, and a plurality of spread angle adjustment units consisting of a lens unit or a rod lens and a lens unit are respectively provided at their tip portions, the size of the irradiated object A plurality of lights having optimal dimensions can be irradiated at the same time. For this reason, it is possible to cure the resin in a short time without generation of tackiness using light of a large irradiation area for a large-area irradiation object, and light using a small irradiation area light for a small-area irradiation object It is possible to reliably and efficiently cure only the portions that need to be irradiated, without causing tackiness. That is, since the light irradiated to the irradiation object contains infrared rays, the irradiation area corresponds exactly to the size of the irradiation object, and the irradiation object so that the excess part is not irradiated and heated. Is configured to have a desired illuminated area. Moreover, the uniformity of the irradiation light can be significantly improved.

本実施形態の変更態様として、複数の光ファイバ束84a〜84dの先端部に拡がり角調整部を設けず、複数の光ファイバ束から直接出射される光を組み合わせることで、被照射体に照射される光が所望の照射面積を有するように構成しても良い。その場合、大きな照射面積の光を得ることができるため、大面積の被照射体をタッキネス発生なしに短時間で樹脂硬化させることができる。   As a modification of the present embodiment, the irradiation object is irradiated by combining the light directly emitted from the plurality of optical fiber bundles without providing the spread angle adjusting unit at the tip end of the plurality of optical fiber bundles 84a to 84d. Light may have a desired illumination area. In that case, since light with a large irradiation area can be obtained, it is possible to cure the resin of a large area to be irradiated in a short time without the occurrence of tackiness.

本実施形態のさらなる変更態様として、図3の変更態様のように、UV及びIR帯域透過フィルタ13の下流側の光路12に低帯域阻止フィルタ機構18を挿入してタッキネス除去波長(254nm近傍の紫外線)のエネルギ量を調整しても良いし、図5の変更態様のように、UV及びIR帯域透過フィルタ13の下流側の光路12にエネルギ調整用光学素子19を挿入してUV硬化主波長である365nm近傍の光透過率を調整しても良い。   As a further modification of this embodiment, as in the modification of FIG. 3, a low band rejection filter mechanism 18 is inserted in the downstream optical path 12 of the UV and IR band transmission filters 13 to remove the tackiness removal wavelength (ultraviolet light near 254 nm The energy adjustment optical element 19 may be inserted in the light path 12 downstream of the UV and IR band transmission filter 13 as in the modification of FIG. The light transmittance in the vicinity of a certain 365 nm may be adjusted.

図9は本発明の第4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している。   FIG. 9 schematically shows an optical configuration of a light source device for resin curing in the fourth embodiment of the present invention.

同図に示すように、本実施形態の樹脂硬化用光源装置は、光源10と、この光源10が装着されている楕円鏡である集光型の反射鏡11と、反射鏡11によって反射されて集光する光の光路12に挿入されている帯域通過フィルタ(本発明の光通過部に対応する)13と、被照射体に照射される光スポットを導く拡がり角調整部(本発明の照射面積設定部に対応する)95とを備えている。この実施形態では、光源10、反射鏡11、及び帯域通過フィルタ13は筐体16内に設けられ、光ファイバ束は設けられておらず、拡がり角調整部95が筐体16の前面16aに設けられた取付け部97に直接取り付けられている。なお、本実施形態の変更態様においては、光源10及び反射鏡11が一体化され、ユニット化されている。   As shown in the figure, the light source device for resin curing of the present embodiment is reflected by the light source 10, the reflecting mirror 11 of a condensing type that is an elliptical mirror on which the light source 10 is mounted, and the reflecting mirror 11. A band pass filter (corresponding to the light passing portion of the present invention) 13 inserted in the light path 12 of the light to be condensed, and a spread angle adjusting portion (the irradiation area of the present invention And 95) corresponding to the setting unit. In this embodiment, the light source 10, the reflecting mirror 11, and the band pass filter 13 are provided in the housing 16, the optical fiber bundle is not provided, and the spread angle adjusting unit 95 is provided on the front surface 16a of the housing 16. It is directly attached to the attached attachment 97. In a modification of the present embodiment, the light source 10 and the reflecting mirror 11 are integrated into a unit.

説明を簡略化するため、図9には必要最小限の要素のみが示されているが、反射鏡11によって反射されて集光する光の光路12に挿入されており、光の強度を調整する光強度調整機構、この光強度調整機構の下流側の光路12に挿入されており、光を遮断するための、及び他の種類のフィルタを挿入するためのシャッタ機構、操作パネル、及び制御コンピュータ等が設けられていても良い。   Although only the minimum necessary elements are shown in FIG. 9 to simplify the explanation, they are inserted into the optical path 12 of the light reflected and condensed by the reflecting mirror 11 to adjust the light intensity. Light intensity adjustment mechanism, shutter mechanism inserted in the light path 12 downstream of the light intensity adjustment mechanism, for blocking light, and for inserting other types of filters, operation panel, control computer, etc. May be provided.

光源10、反射鏡11、及びUV及びIR帯域透過フィルタ13の構成は、図1の第1の実施形態の場合と同様であるため、説明は省略する。   The configurations of the light source 10, the reflecting mirror 11, and the UV and IR band transmission filters 13 are the same as in the first embodiment of FIG.

拡がり角調整部95は、本実施形態では、反射鏡11の集光点近傍に固定して配置された均一照明用のロッドレンズ95aとその軸方向の下流側に設けられ複数のレンズを組み合わせてなる可動式のレンズユニット95bとから構成されている。ロッドレンズ95aは、反射鏡11によって集光された光を均一化する機能を有しており、光路断面の中央部が暗くなることを防止することができる。レンズユニット95bは、例えば、ロッドレンズ95aからの出射光を平行光に変換するコリメータレンズのような凸レンズ(両凸レンズ又は平凸レンズ)と、この凸レンズの出射光を集光する凸レンズ(両凸レンズ又は平凸レンズ)とから構成される。レンズユニット95bは、取付け部97の支持軸97aに沿って前後方向(光軸方向)に移動可能に構成されている。このようなレンズユニット95bを設けることにより、反射鏡11によって集光された光スポットの拡がり角を調整し、3〜6mmφの径又は10mmφ以上の径の任意の照射面積に設定することが可能となっている。しかも、ロッドレンズ95aを用いているため、面内均一度を±10%以内とすることができる。   In the present embodiment, the spread angle adjusting unit 95 combines a plurality of lenses provided on the downstream side of the axial direction with a rod lens 95 a for uniform illumination fixed and disposed near the focusing point of the reflecting mirror 11. And a movable lens unit 95b. The rod lens 95a has a function of equalizing the light collected by the reflecting mirror 11, and can prevent the central portion of the cross section of the optical path from being darkened. The lens unit 95b is, for example, a convex lens (a biconvex lens or a planoconvex lens) such as a collimator lens that converts light emitted from the rod lens 95a into parallel light, and a convex lens (a biconvex lens or a plane) that collects the light emitted from the convex lens. And a convex lens). The lens unit 95 b is configured to be movable in the front-rear direction (optical axis direction) along the support shaft 97 a of the mounting portion 97. By providing such a lens unit 95b, it is possible to adjust the spread angle of the light spot collected by the reflecting mirror 11 and set it to a diameter of 3 to 6 mmφ or an arbitrary irradiation area of 10 mmφ or more. It has become. Moreover, since the rod lens 95a is used, the in-plane uniformity can be made within ± 10%.

以上詳細に説明したように本実施形態によれば、UV及びIR帯域透過フィルタ13が、光源10からの光路12に挿入されていることにより、250nmの波長帯の光を含むUV−C紫外線と、500nm〜640nmの波長帯の光を除く可視光線と、赤外線とからなる光が同時に被照射体に照射されるので、UV硬化型樹脂をその樹脂表面にタッキネスを発生させることなく、しかも、短時間で硬化させることができる。また、UV硬化型樹脂のみならずIR硬化型樹脂をも効率良く硬化させることができる。特に、反射鏡11の集光部近傍に設けられたロッドレンズ95aと、その先に設けられ光軸方向に可動のレンズユニット95bとからなる拡がり角調整部95が設けられているため、被照射体の大きさに最適な寸法を有する光を照射できる。このため、大面積の被照射体には大きな照射面積の光を用いてタッキネス発生なしに短時間で樹脂硬化させることができ、小面積の被照射体には小さな照射面積の光を用いて光照射必要な部分のみを確実にかつ効率良く、タッキネス発生なしに樹脂硬化させることができる。即ち、被照射体に照射される光が赤外線を含んでいるため、照射面積が被照射体の大きさに正確に対応し、余分な部分が照射されて加熱されないようにするべく、被照射体に照射される光が所望の照射面積を有するように構成している。しかも、照射光の均一度を大幅に向上させることができる。また、光ファイバを使用していないため、光の減衰が少なく、照射光の光強度を増大することができると共に大面積の均一照射が可能となる。   As described above in detail, according to the present embodiment, the UV and IR band-pass filter 13 is inserted into the light path 12 from the light source 10, so that UV-C ultraviolet light including light in the wavelength band of 250 nm and Since the light to be irradiated is simultaneously irradiated with light consisting of visible light and infrared light excluding light in the wavelength band of 500 nm to 640 nm, the UV-curable resin does not have tackiness on the resin surface and is short. It can be cured in time. Moreover, not only UV curable resins but also IR curable resins can be cured efficiently. In particular, since the spread angle adjustment unit 95 including the rod lens 95a provided in the vicinity of the light collecting part of the reflecting mirror 11 and the lens unit 95b provided at the tip and movable in the optical axis direction is provided It can emit light having an optimal size for the size of the body. For this reason, it is possible to cure the resin in a short time without generation of tackiness using light of a large irradiation area for a large-area irradiation object, and light using a small irradiation area light for a small-area irradiation object It is possible to reliably and efficiently cure only the portions that need to be irradiated, without causing tackiness. That is, since the light irradiated to the irradiation object contains infrared rays, the irradiation area corresponds exactly to the size of the irradiation object, and the irradiation object so that the excess part is not irradiated and heated. Is configured to have a desired illuminated area. Moreover, the uniformity of the irradiation light can be significantly improved. In addition, since no optical fiber is used, light attenuation is small, the light intensity of the irradiation light can be increased, and large area uniform irradiation becomes possible.

本実施形態の変更態様として、図3の変更態様のように、UV及びIR帯域透過フィルタ13の下流側の光路12に低帯域阻止フィルタ機構18を挿入してタッキネス除去波長(254nm近傍の紫外線)のエネルギ量を調整しても良いし、図5の変更態様のように、UV及びIR帯域透過フィルタ13の下流側の光路12にエネルギ調整用光学素子19を挿入してUV硬化主波長である365nm近傍の光透過率を調整しても良い。   As a modification of this embodiment, as in the modification of FIG. 3, a low band rejection filter mechanism 18 is inserted in the optical path 12 on the downstream side of the UV and IR band transmission filters 13 to remove tackiness wavelength (ultraviolet light near 254 nm) The energy adjustment optical element 19 may be inserted in the light path 12 downstream of the UV and IR band-pass filter 13 as in the modification of FIG. The light transmittance near 365 nm may be adjusted.

図10は本発明の第5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している。   FIG. 10 schematically shows an optical configuration of a light source device for resin curing in a fifth embodiment of the present invention.

同図に示すように、本実施形態の樹脂硬化用光源装置は、光源10と、この光源10が装着されている楕円鏡である集光型の反射鏡11と、反射鏡11によって反射されて集光する光の光路12に挿入されている帯域通過フィルタ(本発明の光通過部に対応する)13と、被照射体に照射される光スポットを導く拡がり角調整部(本発明の照射面積設定部に対応する)105とを備えている。この実施形態では、光源10、反射鏡11、及び帯域通過フィルタ13は筐体16内に設けられ、光ファイバ束は設けられておらず、拡がり角調整部105が筐体16の前面16aに設けられた取付け部107に直接取り付けられている。なお、本実施形態の変更態様においては、光源10及び反射鏡11が一体化され、ユニット化されている。   As shown in the figure, the light source device for resin curing of the present embodiment is reflected by the light source 10, the reflecting mirror 11 of a condensing type that is an elliptical mirror on which the light source 10 is mounted, and the reflecting mirror 11. A band pass filter (corresponding to the light passing portion of the present invention) 13 inserted in the light path 12 of the light to be condensed, and a spread angle adjusting portion (the irradiation area of the present invention And 105) (corresponding to the setting unit). In this embodiment, the light source 10, the reflecting mirror 11, and the band pass filter 13 are provided in the housing 16, the optical fiber bundle is not provided, and the spread angle adjusting unit 105 is provided on the front surface 16a of the housing 16. It is directly attached to the attached attachment 107. In a modification of the present embodiment, the light source 10 and the reflecting mirror 11 are integrated into a unit.

説明を簡略化するため、図10には必要最小限の要素のみが示されているが、反射鏡11によって反射されて集光する光の光路12に挿入されており、光の強度を調整する光強度調整機構、この光強度調整機構の下流側の光路12に挿入されており、光を遮断するための、及び他の種類のフィルタを挿入するためのシャッタ機構、操作パネル、及び制御コンピュータ等が設けられていても良い。   Although only the minimum necessary elements are shown in FIG. 10 to simplify the explanation, they are inserted into the optical path 12 of the light reflected and condensed by the reflecting mirror 11 to adjust the light intensity. Light intensity adjustment mechanism, shutter mechanism inserted in the light path 12 downstream of the light intensity adjustment mechanism, for blocking light, and for inserting other types of filters, operation panel, control computer, etc. May be provided.

光源10、反射鏡11、及びUV及びIR帯域透過フィルタ13の構成は、図1の第1の実施形態の場合と同様であるため、説明は省略する。   The configurations of the light source 10, the reflecting mirror 11, and the UV and IR band transmission filters 13 are the same as in the first embodiment of FIG.

拡がり角調整部105は、本実施形態では、反射鏡11の集光点近傍に固定して配置された均一な照度分布を得るためのインテグレータレンズ(フライアイレンズ)105aとその下流側に設けられ単数のレンズからなる又は複数のレンズを組み合わせてなるレンズユニット105bとから構成されている。インテグレータレンズ105aは、反射鏡11によって集光された光を均一化する機能を有しており、複数のレンズをマトリクス状に配置したレンズアレイである。レンズユニット105bは、例えば、インテグレータレンズ105aからの出射光を平行光に変換するコリメータレンズのような凸レンズ(両凸レンズ又は平凸レンズ)で構成されるか、又はこのような凸レンズと、この凸レンズの出射光を集光する凸レンズ(両凸レンズ又は平凸レンズ)との組み合わせから構成しても良い。このようなレンズユニット105bを設けることにより、反射鏡11によって集光された光スポットの拡がり角を調整し、3〜6mmφの径又は10mmφ以上の径の任意の照射面積に設定することが可能となっている。しかも、インテグレータレンズ105aを用いているため、面内均一度を±5%以内とすることができる。   In the present embodiment, the spread angle adjusting unit 105 is provided on the downstream side of an integrator lens (fly eye lens) 105 a for obtaining a uniform illuminance distribution, which is fixedly disposed in the vicinity of the focusing point of the reflecting mirror 11. A lens unit 105b is formed of a single lens or a combination of a plurality of lenses. The integrator lens 105a has a function of equalizing the light collected by the reflecting mirror 11, and is a lens array in which a plurality of lenses are arranged in a matrix. The lens unit 105b is constituted by, for example, a convex lens (a biconvex lens or a plano-convex lens) such as a collimator lens for converting light emitted from the integrator lens 105a into parallel light, or such a convex lens and an output of this convex lens You may comprise from the combination with the convex lens (biconvex lens or plano-convex lens) which condenses incident light. By providing such a lens unit 105b, it is possible to adjust the spread angle of the light spot collected by the reflecting mirror 11 and set it to a diameter of 3 to 6 mmφ or an arbitrary irradiation area of 10 mmφ or more. It has become. Moreover, since the integrator lens 105a is used, the in-plane uniformity can be made within ± 5%.

以上詳細に説明したように本実施形態によれば、UV及びIR帯域透過フィルタ13が、光源10からの光路12に挿入されていることにより、250nmの波長帯の光を含むUV−C紫外線と、500nm〜640nmの波長帯の光を除く可視光線と、赤外線とからなる光が同時に被照射体に照射されるので、UV硬化型樹脂をその樹脂表面にタッキネスを発生させることなく、しかも、短時間で硬化させることができる。また、UV硬化型樹脂のみならずIR硬化型樹脂をも効率良く硬化させることができる。特に、反射鏡11の集光部近傍に設けられたインテグレータレンズ105aと、その先に設けられ光軸方向に可動のレンズユニット105bとからなる拡がり角調整部105が設けられているため、被照射体の大きさに最適な寸法を有する光を照射できる。このため、大面積の被照射体には大きな照射面積の光を用いてタッキネス発生なしに短時間で樹脂硬化させることができ、小面積の被照射体には小さな照射面積の光を用いて光照射必要な部分のみを確実にかつ効率良く、タッキネス発生なしに樹脂硬化させることができる。即ち、被照射体に照射される光が赤外線を含んでいるため、照射面積が被照射体の大きさに正確に対応し、余分な部分が照射されて加熱されないようにするべく、被照射体に照射される光が所望の照射面積を有するように構成している。しかも、照射光の均一度を大幅に向上させることができる。また、光ファイバを使用していないため、光の減衰が少なく、照射光の光強度を増大することができると共に大面積の均一照射が可能となる。   As described above in detail, according to the present embodiment, the UV and IR band-pass filter 13 is inserted into the light path 12 from the light source 10, so that UV-C ultraviolet light including light in the wavelength band of 250 nm and Since the light to be irradiated is simultaneously irradiated with light consisting of visible light and infrared light excluding light in the wavelength band of 500 nm to 640 nm, the UV-curable resin does not have tackiness on the resin surface and is short. It can be cured in time. Moreover, not only UV curable resins but also IR curable resins can be cured efficiently. In particular, since the spread angle adjusting unit 105 including the integrator lens 105a provided in the vicinity of the light collecting part of the reflecting mirror 11 and the lens unit 105b provided at the tip and movable in the optical axis direction is provided, It can emit light having an optimal size for the size of the body. For this reason, it is possible to cure the resin in a short time without generation of tackiness using light of a large irradiation area for a large-area irradiation object, and light using a small irradiation area light for a small-area irradiation object It is possible to reliably and efficiently cure only the portions that need to be irradiated, without causing tackiness. That is, since the light irradiated to the irradiation object contains infrared rays, the irradiation area corresponds exactly to the size of the irradiation object, and the irradiation object so that the excess part is not irradiated and heated. Is configured to have a desired illuminated area. Moreover, the uniformity of the irradiation light can be significantly improved. In addition, since no optical fiber is used, light attenuation is small, the light intensity of the irradiation light can be increased, and large area uniform irradiation becomes possible.

本実施形態の変更態様として、図3の変更態様のように、UV及びIR帯域透過フィルタ13の下流側の光路12に低帯域阻止フィルタ機構18を挿入してタッキネス除去波長(254nm近傍の紫外線)のエネルギ量を調整しても良いし、図5の変更態様のように、UV及びIR帯域透過フィルタ13の下流側の光路12にエネルギ調整用光学素子19を挿入してUV硬化主波長である365nm近傍の光透過率を調整しても良い。   As a modification of this embodiment, as in the modification of FIG. 3, a low band rejection filter mechanism 18 is inserted in the optical path 12 on the downstream side of the UV and IR band transmission filters 13 to remove tackiness wavelength (ultraviolet light near 254 nm) The energy adjustment optical element 19 may be inserted in the light path 12 downstream of the UV and IR band-pass filter 13 as in the modification of FIG. The light transmittance near 365 nm may be adjusted.

図11は本発明の第6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している。   FIG. 11 schematically shows an optical configuration of a light source device for resin curing in the sixth embodiment of the present invention.

同図に示すように、本実施形態の樹脂硬化用光源装置は、光源10と、この光源10が装着されている楕円鏡である集光型の反射鏡11と、反射鏡11によって反射されて集光する光の光路12に挿入されている帯域通過フィルタ(本発明の光通過部に対応する)13とを備えている。この実施形態では、光ファイバやレンズ系は用いられておらず、反射鏡11からの光が帯域通過フィルタ13を介して被照射体に直接的に照射される。従って、本実施形態では、反射鏡11が本発明の照射面積設定部に対応している。なお、本実施形態の変更態様においては、光源10及び反射鏡11が一体化され、ユニット化されている。   As shown in the figure, the light source device for resin curing of the present embodiment is reflected by the light source 10, the reflecting mirror 11 of a condensing type that is an elliptical mirror on which the light source 10 is mounted, and the reflecting mirror 11. A band pass filter (corresponding to the light passing portion of the present invention) 13 inserted in the light path 12 of the light to be collected is provided. In this embodiment, no optical fiber or lens system is used, and the light from the reflecting mirror 11 is directly irradiated to the irradiated object through the band pass filter 13. Therefore, in the present embodiment, the reflecting mirror 11 corresponds to the irradiation area setting unit of the present invention. In a modification of the present embodiment, the light source 10 and the reflecting mirror 11 are integrated into a unit.

光源10、反射鏡11、及びUV及びIR帯域透過フィルタ13の構成は、図1の第1の実施形態の場合と同様であるため、説明は省略する。   The configurations of the light source 10, the reflecting mirror 11, and the UV and IR band transmission filters 13 are the same as in the first embodiment of FIG.

照射面積設定部は、本実施形態では、回転楕円体形状の反射鏡11から構成されている。この反射鏡11によって集光された光が出射され、光スポットの拡がり角が調整される。   In the present embodiment, the irradiation area setting unit is configured of the spheroid-shaped reflecting mirror 11. The light condensed by the reflecting mirror 11 is emitted, and the spread angle of the light spot is adjusted.

以上詳細に説明したように本実施形態によれば、UV及びIR帯域透過フィルタ13が、光源10からの光路12に挿入されていることにより、250nmの波長帯の光を含むUV−C紫外線と、500nm〜640nmの波長帯の光を除く可視光線と、赤外線とからなる光が同時に被照射体に照射されるので、UV硬化型樹脂をその樹脂表面にタッキネスを発生させることなく、しかも、短時間で硬化させることができる。また、UV硬化型樹脂のみならずIR硬化型樹脂をも効率良く硬化させることができる。反射鏡11によって集光される光によって被照射体の大きさに最適な寸法を有する光を照射できる。このため、大面積の被照射体には大きな照射面積の光を用いてタッキネス発生なしに短時間で樹脂硬化させることができる。即ち、被照射体に照射される光が赤外線を含んでいるため、照射面積が被照射体の大きさに正確に対応し、余分な部分が照射されて加熱されないようにするべく、被照射体に照射される光が所望の照射面積を有するように構成している。   As described above in detail, according to the present embodiment, the UV and IR band-pass filter 13 is inserted into the light path 12 from the light source 10, so that UV-C ultraviolet light including light in the wavelength band of 250 nm and Since the light to be irradiated is simultaneously irradiated with light consisting of visible light and infrared light excluding light in the wavelength band of 500 nm to 640 nm, the UV-curable resin does not have tackiness on the resin surface and is short. It can be cured in time. Moreover, not only UV curable resins but also IR curable resins can be cured efficiently. The light condensed by the reflecting mirror 11 can emit light having an optimum size for the size of the object to be irradiated. For this reason, it is possible to cure the resin of a large area to be irradiated in a short time without occurrence of tackiness using light of a large irradiation area. That is, since the light irradiated to the irradiation object contains infrared rays, the irradiation area corresponds exactly to the size of the irradiation object, and the irradiation object so that the excess part is not irradiated and heated. Is configured to have a desired illuminated area.

本実施形態の変更態様として、図3の変更態様のように、UV及びIR帯域透過フィルタ13の下流側の光路12に低帯域阻止フィルタ機構18を挿入してタッキネス除去波長(254nm近傍の紫外線)のエネルギ量を調整しても良いし、図5の変更態様のように、UV及びIR帯域透過フィルタ13の下流側の光路12にエネルギ調整用光学素子19を挿入してUV硬化主波長である365nm近傍の光透過率を調整しても良い。   As a modification of this embodiment, as in the modification of FIG. 3, a low band rejection filter mechanism 18 is inserted in the optical path 12 on the downstream side of the UV and IR band transmission filters 13 to remove tackiness wavelength (ultraviolet light near 254 nm) The energy adjustment optical element 19 may be inserted in the light path 12 downstream of the UV and IR band-pass filter 13 as in the modification of FIG. The light transmittance near 365 nm may be adjusted.

図12は本発明の第7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している。   FIG. 12 schematically shows the optical configuration of a light source device for resin curing in the seventh embodiment of the present invention.

同図に示すように、本実施形態の樹脂硬化用光源装置は、光源10と、この光源10が装着されている放物面鏡である反射鏡121と、反射鏡121によって反射された平行光の光路12に挿入されている帯域通過フィルタ(本発明の光通過部に対応する)13とを備えている。この実施形態では、光ファイバやレンズ系は用いられておらず、反射鏡121からの光が帯域通過フィルタ13を介して被照射体に直接的に照射される。従って、本実施形態では、反射鏡121が本発明の照射面積設定部に対応している。なお、本実施形態の変更態様においては、光源10及び反射鏡121が一体化され、ユニット化されている。   As shown in the figure, in the light source device for resin curing of the present embodiment, a light source 10, a reflecting mirror 121 which is a parabolic mirror on which the light source 10 is mounted, and parallel light reflected by the reflecting mirror 121 And a band pass filter (corresponding to the light passing portion of the present invention) 13 inserted in the light path 12 of In this embodiment, no optical fiber or lens system is used, and the light from the reflecting mirror 121 is directly irradiated to the irradiated object through the band pass filter 13. Therefore, in the present embodiment, the reflecting mirror 121 corresponds to the irradiation area setting unit of the present invention. In the modification of the present embodiment, the light source 10 and the reflecting mirror 121 are integrated into a unit.

光源10及びUV及びIR帯域透過フィルタ13の構成は、図1の第1の実施形態の場合と同様であるため、説明は省略する。   The configurations of the light source 10 and the UV and IR band transmission filters 13 are the same as in the first embodiment of FIG.

照射面積設定部は、本実施形態では、回転放物面体形状の反射鏡121から構成されている。この反射鏡121は、光軸にほぼ平行な光を出射し、反射鏡121の反射面の径にほぼ等しい径の光スポットに拡がり角が調整される。   In the present embodiment, the irradiation area setting unit is configured of a reflecting mirror 121 having a paraboloid shape. The reflecting mirror 121 emits light substantially parallel to the optical axis, and the spread angle is adjusted to a light spot having a diameter substantially equal to the diameter of the reflecting surface of the reflecting mirror 121.

以上詳細に説明したように本実施形態によれば、UV及びIR帯域透過フィルタ13が、光源10からの光路12に挿入されていることにより、250nmの波長帯の光を含むUV−C紫外線と、500nm〜640nmの波長帯の光を除く可視光線と、赤外線とからなる光が同時に被照射体に照射されるので、UV硬化型樹脂をその樹脂表面にタッキネスを発生させることなく、しかも、短時間で硬化させることができる。また、UV硬化型樹脂のみならずIR硬化型樹脂をも効率良く硬化させることができる。反射鏡121の反射面の径に応じた径を有する平行光によって被照射体の大きさに最適な寸法を有する光を照射できる。このため、大面積の被照射体には大きな照射面積の光を用いてタッキネス発生なしに短時間で樹脂硬化させることができる。即ち、被照射体に照射される光が赤外線を含んでいるため、照射面積が被照射体の大きさに正確に対応し、余分な部分が照射されて加熱されないようにするべく、被照射体に照射される光が所望の照射面積を有するように構成している。   As described above in detail, according to the present embodiment, the UV and IR band-pass filter 13 is inserted into the light path 12 from the light source 10, so that UV-C ultraviolet light including light in the wavelength band of 250 nm and Since the light to be irradiated is simultaneously irradiated with light consisting of visible light and infrared light excluding light in the wavelength band of 500 nm to 640 nm, the UV-curable resin does not have tackiness on the resin surface and is short. It can be cured in time. Moreover, not only UV curable resins but also IR curable resins can be cured efficiently. The parallel light having a diameter corresponding to the diameter of the reflecting surface of the reflecting mirror 121 can emit light having an optimum size for the size of the object to be irradiated. For this reason, it is possible to cure the resin of a large area to be irradiated in a short time without occurrence of tackiness using light of a large irradiation area. That is, since the light irradiated to the irradiation object contains infrared rays, the irradiation area corresponds exactly to the size of the irradiation object, and the irradiation object so that the excess part is not irradiated and heated. Is configured to have a desired illuminated area.

本実施形態の変更態様として、図3の変更態様のように、UV及びIR帯域透過フィルタ13の下流側の光路12に低帯域阻止フィルタ機構18を挿入してタッキネス除去波長(254nm近傍の紫外線)のエネルギ量を調整しても良いし、図5の変更態様のように、UV及びIR帯域透過フィルタ13の下流側の光路12にエネルギ調整用光学素子19を挿入してUV硬化主波長である365nm近傍の光透過率を調整しても良い。   As a modification of this embodiment, as in the modification of FIG. 3, a low band rejection filter mechanism 18 is inserted in the optical path 12 on the downstream side of the UV and IR band transmission filters 13 to remove tackiness wavelength (ultraviolet light near 254 nm) The energy adjustment optical element 19 may be inserted in the light path 12 downstream of the UV and IR band-pass filter 13 as in the modification of FIG. The light transmittance near 365 nm may be adjusted.

図13は本発明の第8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している。   FIG. 13 schematically shows an optical configuration of a light source device for resin curing in the eighth embodiment of the present invention.

同図に示すように、本実施形態の樹脂硬化用光源装置は、長尺状の光源130と、この光源130が装着されている軸断面楕円面鏡又は軸断面放物面鏡である反射鏡131と、反射鏡131によって反射された光の光路132に挿入されている帯域通過フィルタ(本発明の光通過部に対応する)133とを備えている。この実施形態では、光ファイバやレンズ系は用いられておらず、反射鏡131からの光が帯域通過フィルタ133を介して被照射体に直接的に照射される。従って、本実施形態では、反射鏡131が本発明の照射面積設定部に対応している。なお、本明細書において、軸断面楕円面鏡とは、軸に垂直な平面による断面が楕円面である反射鏡を意味し、軸断面放物面鏡とは、軸に垂直な平面による断面が放物面である反射鏡を意味している。   As shown in the figure, the light source device for resin curing of the present embodiment is a reflecting mirror which is an elongated light source 130 and an axial sectional ellipsoidal mirror or axial sectional parabolic mirror on which the light source 130 is mounted. And a band pass filter (corresponding to the light passing portion of the present invention) 133 inserted in the light path 132 of the light reflected by the reflecting mirror 131. In this embodiment, no optical fiber or lens system is used, and the light from the reflecting mirror 131 is directly irradiated to the irradiated object through the band pass filter 133. Therefore, in the present embodiment, the reflecting mirror 131 corresponds to the irradiation area setting unit of the present invention. In the present specification, an axial cross-section ellipsoidal mirror means a reflecting mirror whose cross section taken along a plane perpendicular to the axis is an elliptical face, and an axial cross-section parabolic mirror has a cross section taken along a plane perpendicular to the axis It means a reflector that is a paraboloid.

光源130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ライン状の例えば低圧水銀ランプである。   The light source 130 is a linear, for example, low-pressure mercury lamp configured to emit light of the entire wavelength band including IR band light, visible light and UV band light.

反射鏡131は、光源130がその焦点位置に装着される軸断面楕円面鏡又は軸断面放物面鏡であり、例えばアルミニウム蒸着のミラーを使用することにより、光源130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(UV−A、UV−B及びUV−C)を含む全波長帯域(例えば、200nm〜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、反射鏡131に代えて光源10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。   The reflecting mirror 131 is an axial sectioned ellipsoidal mirror or an axial sectioned parabolic mirror on which the light source 130 is mounted at its focal position, for example all wavelengths emitted from the light source 130 by using a mirror of aluminum deposition Efficiently reflect and collect light of all wavelength bands (for example, bands of 200 nm to 2500 nm) including bands, ie IR band light, visible light and UV band light (UV-A, UV-B and UV-C) It is configured to In addition, it may replace with the reflective mirror 131 and may use the lens which condenses the light of all the wavelength bands radiated | emitted from the light source 10. FIG.

UV及びIR帯域透過フィルタ133は、UV及びIR帯域透過フィルタであり、本実施形態においては、耐熱性及び長寿命安定性に優れ、250nmの波長帯の光を含むUV−C紫外線と、500nm〜640nmの波長帯の光を除く可視光線と、赤外線と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133の波長光透過率特性の一例が図2に示されている。この例では、可視光線のうち約500nm以上かつ約640nm以下の範囲の光の透過を阻止し、少なくとも250nmの波長帯を含むUV−C紫外線と約650nm以上の可視光線及び赤外線とを90%以上の透過率で透過する特性を有している。即ち、本実施形態では、タッキネス除去波長(254nm近傍の紫外線)と、UV硬化主波長(365nm近傍の紫外線)との相対的強度の比率が最適に調整されており、その結果、紫外線硬化型樹脂のタッキネス除去を最適条件で実施することが可能となる。このようなUV及びIR帯域透過フィルタ133を光路132に挿入することにより、樹脂表面にタッキネスを発生させることなく、しかも、短時間で硬化させることができる、また、UV硬化型樹脂用の光のみならずIR硬化型樹脂を効率良く硬化させることができる。しかも、樹脂硬化に必要のない500nm〜640nmの波長帯の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。なお、本実施形態のUV及びIR帯域透過フィルタ133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130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。   The UV and IR band transmission filters 133 are UV and IR band transmission filters, and in the present embodiment, they are excellent in heat resistance and long life stability, and UV-C ultraviolet light including light in a wavelength band of 250 nm and 500 nm to It consists of a transmission filter or a mirror that transmits visible light excluding light in the wavelength band of 640 nm and infrared light. An example of the wavelength light transmittance characteristic of this UV and IR band transmission filter 133 is shown in FIG. In this example, transmission of light in the range of about 500 nm or more and about 640 nm or less among visible light is blocked, and 90% or more of UV-C ultraviolet light including at least 250 nm wavelength band and visible light and infrared light of about 650 nm or more It has the characteristic of transmitting at a transmittance of That is, in the present embodiment, the ratio of the relative intensity between the tackiness removal wavelength (ultraviolet light near 254 nm) and the UV curing principal wavelength (ultraviolet light near 365 nm) is optimally adjusted. As a result, the ultraviolet curable resin It is possible to carry out the removal of tackiness under the optimal conditions. By inserting such a UV and IR band-pass filter 133 into the light path 132, curing can be performed in a short time without generating tackiness on the resin surface, and only light for UV curable resin can be obtained. Therefore, the IR curable resin can be cured efficiently. And since the light of a wavelength band of 500 nm-640 nm which is not required for resin hardening is intercepted, it can prevent that a to-be-irradiated body is heated unnecessarily. Although the UV and IR band transmission filter 133 of this embodiment is configured to have a transmission characteristic of transmitting only ultraviolet (including partially visible light) and infrared (including partially visible light), Depending on the wavelength curing characteristics of the UV curable resin to be irradiated and the wavelength emitting characteristics of the light source 130, various wavelength light transmittance characteristics may be used.

照射面積設定部は、本実施形態では、軸断面楕円形状又は軸断面放物線形状の反射鏡131から構成されている。この反射鏡131は、光軸に沿って集光するか又は光軸にほぼ平行な光を出射し、反射鏡131によって集光された光が出射されて光スポットの拡がり角が調整されるか、又は反射鏡131の反射面の径にほぼ等しい径の光スポットに拡がり角が調整される。   In the present embodiment, the irradiation area setting unit is configured of a reflecting mirror 131 having an elliptical cross section in an axial cross section or a parabola in an axial cross section. This reflecting mirror 131 condenses light along the optical axis or emits light substantially parallel to the optical axis, and the light condensed by the reflecting mirror 131 is emitted to adjust the spread angle of the light spot Alternatively, the spread angle is adjusted to a light spot having a diameter substantially equal to the diameter of the reflection surface of the reflecting mirror 131.

以上詳細に説明したように本実施形態によれば、UV及びIR帯域透過フィルタ133が、光源130からの光路132に挿入されていることにより、250nmの波長帯の光を含むUV−C紫外線と、500nm〜640nmの波長帯の光を除く可視光線と、赤外線とからなる光が同時に被照射体に照射されるので、UV硬化型樹脂をその樹脂表面にタッキネスを発生させることなく、しかも、短時間で硬化させることができる。また、UV硬化型樹脂のみならずIR硬化型樹脂をも効率良く硬化させることができる。反射鏡131によって集光される光によって、又は反射鏡131の反射面の径に応じた径を有する平行光によって被照射体の大きさに最適な寸法を有する光を照射できる。このため、大面積の被照射体には大きな照射面積の光を用いてタッキネス発生なしに短時間で樹脂硬化させることができる。即ち、被照射体に照射される光が赤外線を含んでいるため、照射面積が被照射体の大きさに正確に対応し、余分な部分が照射されて加熱されないようにするべく、被照射体に照射される光が所望の照射面積を有するように構成している。   As described above in detail, according to the present embodiment, the UV and IR band-pass filter 133 is inserted into the light path 132 from the light source 130, thereby providing UV-C ultraviolet light including light in the wavelength band of 250 nm. Since the light to be irradiated is simultaneously irradiated with light consisting of visible light and infrared light excluding light in the wavelength band of 500 nm to 640 nm, the UV-curable resin does not have tackiness on the resin surface and is short. It can be cured in time. Moreover, not only UV curable resins but also IR curable resins can be cured efficiently. The light having the optimum size for the size of the object to be irradiated can be irradiated by the light condensed by the reflecting mirror 131 or by the parallel light having a diameter corresponding to the diameter of the reflecting surface of the reflecting mirror 131. For this reason, it is possible to cure the resin of a large area to be irradiated in a short time without occurrence of tackiness using light of a large irradiation area. That is, since the light irradiated to the irradiation object contains infrared rays, the irradiation area corresponds exactly to the size of the irradiation object, and the irradiation object so that the excess part is not irradiated and heated. Is configured to have a desired illuminated area.

以上説明した第1〜第8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から出射される光が全てUV及びIR帯域透過フィルタを介したタッキネス除去作用を有する樹脂硬化光であるが、紫外線硬化する対象物によっては、特定部分はタッキネス除去用フィルタとそれ以外の波長帯を透過するフィルタ若しくはミラーを組み合わせたフィルタを介した光を出射して対象物に照射しても構わない。例えば、光スポットの周囲部分をタッキネスフリー波長で構成し、中央部分は他の波長帯の波長域を透過又は反射する光学系を介した光スポットとしても良い。   In the first to eighth embodiments and their modifications described above, all the light emitted from the resin curing light source device is resin curing light having a tackiness removing function through the UV and IR band transmission filters. However, depending on the target to be UV-cured, the specific part may emit light through a combination of a filter for removing tackiness and a filter that transmits other wavelength bands or a mirror to irradiate the target . For example, the peripheral portion of the light spot may be configured with a tackiness free wavelength, and the central portion may be a light spot via an optical system that transmits or reflects wavelength bands of other wavelength bands.

以下、本発明のタッキネス除去効果を実証するために、第1の実施例並びに第1及び第2の比較例について説明する。   Hereinafter, in order to demonstrate the tackiness removing effect of the present invention, the first embodiment and the first and second comparative examples will be described.

第1の実施例として、光源からの光をアルミ蒸着を施した反射鏡(楕円鏡)で反射させ、UV及びIR帯域透過フィルタを透過させてUV硬化型樹脂に照射した。使用したUV及びIR帯域透過フィルタは、250nmの帯域のUV−C紫外線、315nmの帯域のUV−B紫外線、365nmの帯域のUV−A紫外線及び640nm〜2500nmの帯域を透過させる透過フィルタであり、図2に示すような光透過特性を備えている。図14は、この透過フィルタを透過した光のスペクトル分布特性を示している。   As a first example, light from a light source was reflected by a reflector (elliptic mirror) on which aluminum deposition was performed, and UV and IR band-pass filters were transmitted to irradiate a UV curable resin. The UV and IR band transmission filters used are transmission filters that transmit UV-C UV in the 250 nm band, UV-B UV in the 315 nm band, UV-A UV in the 365 nm band, and a band of 640 nm to 2500 nm, It has a light transmission characteristic as shown in FIG. FIG. 14 shows spectral distribution characteristics of light transmitted through the transmission filter.

このような光を10秒間照射し、照射後のUV硬化型樹脂の表面を手で触れると、UV硬化型樹脂が硬化したと共に表面のタッキネスが完璧に除去された。しかも、照射エネルギが強すぎることによるUV硬化型樹脂の破壊、変形、破損及び/又は焼け焦げ等は一切生じなかった   Such light was irradiated for 10 seconds, and when the surface of the UV-curable resin after irradiation was touched with a hand, the UV-curable resin was cured and the surface tackiness was completely removed. In addition, destruction, deformation, breakage and / or burn-out and the like of the UV curable resin due to too high irradiation energy did not occur at all.

第1の比較例として、光源からの光をアルミ蒸着を施した反射鏡(楕円鏡)で反射させ、UV帯域透過フィルタを透過させてUV硬化型樹脂に照射した。使用したUV帯域透過フィルタは、250nmの帯域を含む200nm〜400nmのUV−C、UV−B及びUV−A紫外線並びに一部の可視光線を透過させ赤外線は一切透過しない透過フィルタであり、図15に示すような光透過特性を備えている。図16は、この透過フィルタを透過した光のスペクトル分布特性を示している。   As a first comparative example, light from a light source was reflected by a reflecting mirror (elliptic mirror) on which aluminum deposition was performed, transmitted through a UV band transmission filter, and irradiated to a UV curable resin. The UV band transmission filter used is a transmission filter that transmits 200 nm to 400 nm UV-C, UV-B and UV-A ultraviolet rays including a band of 250 nm, and some visible light but does not transmit any infrared light, as shown in FIG. It has light transmission characteristics as shown in FIG. FIG. 16 shows spectral distribution characteristics of light transmitted through the transmission filter.

このような光を10秒間照射し、照射後のUV硬化型樹脂の表面を手で触れたが、UV硬化型樹脂に表面のタッキネスが生じたままでありこれは除去されなかった。   Such light was irradiated for 10 seconds, and the surface of the UV-curable resin after irradiation was touched by hand, but the surface of the UV-curable resin was still tackiness and was not removed.

第2の比較例として、光源からの光をアルミ蒸着を施した反射鏡(楕円鏡)で反射させ、UV及びIR帯域透過フィルタを透過させてUV硬化型樹脂に照射した。使用したUV及びIR帯域透過フィルタは、300nm以上の波長帯のUV−B及びUV−A紫外線並び赤外線を透過させそれ以外、特に250nmの帯域の紫外線は一切透過しない透過フィルタであり、図17に示すような光透過特性を備えている。図18は、この透過フィルタを透過した光のスペクトル分布特性を示している。   As a second comparative example, the light from the light source was reflected by a reflecting mirror (elliptic mirror) on which aluminum deposition was performed, and the UV and IR band-pass filters were transmitted to irradiate the UV curable resin. The UV and IR band transmission filters used are transmission filters that transmit UV-B and UV-A ultraviolet rays as well as infrared rays in the wavelength band of 300 nm or more, and in particular, do not transmit any ultraviolet rays in the 250 nm band; It has light transmission characteristics as shown. FIG. 18 shows spectral distribution characteristics of light transmitted through the transmission filter.

このような光を10秒間照射し、照射後のUV硬化型樹脂の表面を手で触れたが、UV硬化型樹脂に表面のタッキネスが生じたままでありこれは除去されなかった。   Such light was irradiated for 10 seconds, and the surface of the UV-curable resin after irradiation was touched by hand, but the surface of the UV-curable resin was still tackiness and was not removed.

以上述べた第1の実施例並びに第1及び第2の比較例より、タッキネスは完全除去の方法として、第1の実施例の波長帯を短時間(10秒程度)照射することで樹脂表面のタッキネスを完全に除去でき、しかも、照射エネルギが強すぎることによるUV硬化型樹脂の破壊、変形、破損及び/又は焼け焦げ等は一切発生しないことが分かった。一方、全波長帯を照射すれば樹脂表面のタッキネスを除去可能であるが、この場合、照射エネルギが強すぎることにより、UV硬化型樹脂の破壊、変形、破損及び/又は焼け焦げ等の不具合が発生する可能性が高まってしまう。   From the first embodiment and the first and second comparative examples described above, Tackiness is a method of completely removing the resin surface by irradiating the wavelength band of the first embodiment for a short time (about 10 seconds). It has been found that the tackiness can be completely removed, and furthermore, no destruction, deformation, breakage and / or burning or the like of the UV-curable resin due to too high irradiation energy occur. On the other hand, if the entire wavelength range is irradiated, the tackiness of the resin surface can be removed, but in this case, when the irradiation energy is too strong, defects such as destruction, deformation, breakage and / or charring of the UV curable resin occur. The possibility of doing is increased.

以上述べた実施形態及び実施例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。   The embodiments and examples described above are all illustrative of the present invention and not limiting, and the present invention can be practiced in various other variations and modifications. Accordingly, the scope of the present invention is to be defined only by the appended claims and their equivalents.

樹脂接着剤の光硬化型樹脂を硬化させるための接着剤塗布装置及び接着剤硬化装置、又は樹脂硬化装置に適用可能である。具体的には、例えば、(1)ハードディスクドライブ内スライダアセンブリ周辺に使用される電子部品等の固定、(2)小型移動通信手段等に付属する液晶周辺の封止、(3)小型ウェアラブルディスプレイデバイス用の小型電子部品、光学部品の固定、(4)自動車部品等のエレクトロニクス化に対応した電子部品、センサ等の固定、(5)インテリジェント窓材等の封止、(6)医療用部品等でタッキネスの存在により汚染物質が付着することを未然に防止すること等に適用可能である。   The present invention is applicable to an adhesive application device and an adhesive curing device for curing a photocurable resin of a resin adhesive, or a resin curing device. Specifically, for example, (1) fixation of electronic parts and the like used in the vicinity of the slider assembly in the hard disk drive, (2) sealing of the liquid crystal periphery attached to small mobile communication means and the like, (3) small wearable display device Small-sized electronic components for electronic parts, fixing of optical parts, (4) electronic parts corresponding to the electronics of electronic parts such as auto parts, fixing of sensors etc., (5) sealing of intelligent window materials etc., (6) The present invention can be applied to preventing the adhesion of contaminants by the presence of tackiness.

10、130 光源
11、121、131 反射鏡
12、132 光路
13、133 帯域通過フィルタ
14、84a〜84d 光ファイバ束
15、75、85a〜85d、95、105 拡がり角調整部
15a、75b、95b、105b レンズユニット
16 筐体
16a 前面
17、87、97、107 取付け部
18 低帯域阻止フィルタ機構
19 エネルギ調整用光学素子
75a、95a ロッドレンズ
105a インテグレータレンズ
10, 130 Light source 11, 121, 131 Reflector 12, 132 Optical path 13, 133 Band pass filter 14, 84a to 84d Optical fiber bundle 15, 75, 85a to 85d, 95, 105 Spreading angle adjusting unit 15a, 75b, 95b, 105b lens unit 16 housing 16a front surface 17, 87, 97, 107 mounting portion 18 low band rejection filter mechanism 19 optical element for energy adjustment 75a, 95a rod lens 105a integrator lens

Claims (12)

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、250nmの波長帯の光を含むUV−C紫外線、500nm〜640nmの波長帯の光を除く可視光線、及び赤外線を通過させる光通過部とを備え、樹脂表面の粘着性発生を抑止するように構成された樹脂硬化用光源装置であって、前記光学系は被照射体に照射される光が所望の照射面積を有するように設定可能な照射面積設定部を備えていることを特徴とする樹脂硬化用光源装置。   A light source, an optical system for guiding the light emitted from the light source to the light emitting part through the light path, and UV-C ultraviolet light, 500 nm-inserted in the light path of the optical system and containing light in the 250 nm wavelength band A light source device for curing a resin, comprising: a light passing portion that passes visible light excluding light in a wavelength band of 640 nm and infrared light, and configured to suppress the generation of tackiness on a resin surface, wherein the optical system is What is claimed is: 1. A light source device for curing a resin, comprising: an irradiation area setting unit which can be set so that light irradiated to a body to be irradiated has a desired irradiation area. 前記照射面積設定部が、前記光通過部より前記被照射体側の前記光路に設けられた光ファイバ束と、該光ファイバ束の先端に設けられた拡がり角調整用のレンズユニットとを備えてい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。   The irradiation area setting unit includes an optical fiber bundle provided in the optical path closer to the light receiving body than the light passage unit, and a lens unit for adjusting the spread angle provided at the tip of the optical fiber bundle. The light source device for resin curing according to claim 1, characterized in that 前記照射面積設定部が、前記光通過部より前記被照射体側の前記光路に設けられた光ファイバ束と、該光ファイバ束の先端部に設けられた均一照明用のロッドレンズと、該ロッドレンズの先端部に設けられた拡がり角調整用のレンズユニットとを備えてい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。   The optical fiber bundle provided in the optical path on the side closer to the irradiated object than the light passing portion, the irradiation area setting unit, the rod lens for uniform illumination provided at the tip of the optical fiber bundle, and the rod lens The resin curing light source device according to claim 1, further comprising: a lens unit for adjusting the spread angle provided at the tip of the lens. 前記照射面積設定部が、前記光通過部より前記被照射体側の前記光路に設けられた複数の光ファイバ束と、該複数の光ファイバ束の先端部にそれぞれ設けられた拡がり角調整用の複数のレンズユニットとを備えてい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。   The irradiation area setting unit includes a plurality of optical fiber bundles provided in the optical path closer to the light receiving body than the light passing unit, and a plurality of divergence angle adjustments provided on the tip of the plurality of optical fiber bundles. The light source device for resin curing according to claim 1, comprising: 前記照射面積設定部が、前記光通過部より前記被照射体側の前記光路に設けられた均一照明用のロッドレンズと、該ロッドレンズの先端部に設けられた拡がり角調整用のレンズユニットとを備えてい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。   The irradiation area setting unit includes: a rod lens for uniform illumination provided in the light path closer to the light receiving body than the light passing portion; and a lens unit for adjusting the spread angle provided at the tip of the rod lens. The light source device for resin curing according to claim 1, comprising: 前記照射面積設定部の前記レンズユニットが、光軸に沿って移動可能に設置されていることを特徴とする請求項5に記載の樹脂硬化用光源装置。   The resin curing light source device according to claim 5, wherein the lens unit of the irradiation area setting unit is installed so as to be movable along an optical axis. 前記照射面積設定部が、前記光通過部より前記被照射体側の前記光路に設けられた均一な照度分布を得るためのインテグレータレンズを備えてい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。   The resin hardening according to claim 1, wherein the irradiation area setting unit includes an integrator lens for obtaining a uniform illuminance distribution provided in the light path closer to the light receiving body than the light passing unit. Light source device. 前記照射面積設定部が、前記光源から放射される光を集光する楕円鏡若しくは軸断面楕円面鏡又は前記光源から放射される光を反射して平行光とする放物面鏡若しくは軸断面放物面鏡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。   The irradiation area setting unit is an elliptical mirror or an axial cross-sectional ellipsoidal mirror that condenses light emitted from the light source, or a parabolic mirror or an axial cross-section that reflects light emitted from the light source into parallel light The light source device for resin curing according to claim 1, which is an object mirror. タッキネス除去波長又はUV硬化主波長のエネルギ量を制御することにより、UV硬化主波長とタッキネス除去波長との相対的強度の比率を調整し、樹脂表面のタッキネスを抑止するように構成されていることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の樹脂硬化用光源装置。   By controlling the amount of energy of the tackiness removal wavelength or the UV curing dominant wavelength, the ratio of the relative strength between the UV curing dominant wavelength and the tackiness removal wavelength is adjusted to suppress the tackiness of the resin surface. The light source device for resin hardening of any one of Claim 1 to 8 characterized by these. 前記光通過部がUV−B紫外線及びUV−A紫外線をもさらに通過させるように構成され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。   The resin curing light source device according to any one of claims 1 to 9, wherein the light passing portion is configured to further pass UV-B ultraviolet light and UV-A ultraviolet light. 前記光通過部が前記波長帯の紫外線、前記波長帯の可視光線及び赤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から10のいずれか1項に記載の樹脂硬化用光源装置。   The resin curing light source according to any one of claims 1 to 10, wherein the light passing portion is a transmission filter or a mirror that transmits ultraviolet light in the wavelength band, visible light and infrared light in the wavelength band. apparatus. 前記光源が、メタルハライドランプ、水銀−キセノンランプ、長尺の低圧水銀ランプ、又は複数のLED素子を含んでいることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の樹脂硬化用光源装置。   The resin curing light source according to any one of claims 1 to 11, wherein the light source includes a metal halide lamp, a mercury-xenon lamp, a long low-pressure mercury lamp, or a plurality of LED elements. apparatus.
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