JP3203784U - Ultraviolet light irradiation device - Google Patents
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Abstract
【課題】光源から出射される光の強度分布や波長分布が不均一であっても、これを十分にミキシングして均一な光とし、且つ、ワークの形状に応じた任意のラインパターンで照射できる紫外光照射装置を提供する。【解決手段】紫外光照射装置１が、紫外光を出力する光源装置２と、紫外光を予め設定された所定のラインパターン形状で照射するライトガイド３とを備え、光源装置２は、光出射口４からピーク波長が異なる紫外光を照射する複数種類の紫外光ＬＥＤ１１〜１８を備え、ライトガイド３は、光入射端３ｉｎ側が液体ライトガイド２０で形成されると共に、光出射端３ｏｕｔ側が石英バンドルファイバ２１で形成され、その中間には、液体ライトガイド２０から出射される光を石英バンドルファイバ２１の円形受光面３２全体に照射させる接続部２２を形成した。【選択図】図１Even if the intensity distribution or wavelength distribution of light emitted from a light source is not uniform, it can be sufficiently mixed to make uniform light and can be irradiated with an arbitrary line pattern according to the shape of a workpiece. An ultraviolet light irradiation apparatus is provided. An ultraviolet light irradiation device includes a light source device that outputs ultraviolet light, and a light guide that emits ultraviolet light in a predetermined line pattern shape, and the light source device 2 emits light. The light guide 3 includes a plurality of types of ultraviolet LEDs 11 to 18 that irradiate ultraviolet light having different peak wavelengths from the mouth 4, and the light guide 3 is formed by the liquid light guide 20 on the light incident end 3 in side, and the light output end 3 out side is a quartz bundle. A connection portion 22 is formed in the middle of the fiber 21 and irradiates the entire circular light receiving surface 32 of the quartz bundle fiber 21 with light emitted from the liquid light guide 20. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、光硬化樹脂や光硬化形接着剤などを硬化促進させる紫外光照射装置に関する。 The present invention relates to an ultraviolet light irradiation apparatus that accelerates curing of a photocurable resin, a photocurable adhesive, or the like.
近年、光硬化樹脂の利用範囲が広がり、歯科医療における補綴材料として用いられたり、工業製品や電子部品の組み立て作業における接着剤として用いられており、この光硬化樹脂を硬化させるために紫外光照射装置が開発されている。
一般的な紫外光照射装置は、紫外光源として高圧水銀ランプや水銀キセノンランプを内蔵し、多数の石英ファイバを束ねたバンドルファイバを介して照射位置まで紫外光を導き、例えば接着剤などの光硬化樹脂に紫外光を照射することができるようになっている。
In recent years, the range of use of photo-curing resins has expanded, and it has been used as a prosthetic material in dentistry and as an adhesive in the assembly work of industrial products and electronic components. In order to cure this photo-curing resin, ultraviolet light irradiation is used. Equipment has been developed.
A general ultraviolet light irradiation device has a built-in high-pressure mercury lamp or mercury xenon lamp as an ultraviolet light source, and guides the ultraviolet light to the irradiation position through a bundle fiber in which a large number of quartz fibers are bundled. The resin can be irradiated with ultraviolet light.
また、処理効率を向上させるため、コンベアで搬送されてくるワークに対して紫外光を照射する場合は、バンドルファイバとして石英ラインライトガイドが用いられる。
この石英ラインライトガイドは、光源に接続される光入射端で石英ファイバが円形状に束ねられ、光出射端側で矩形ライン状に束ねられており、コンベア方向に対して直交するスリット状の光束を照射できるようになっている。
Moreover, in order to improve processing efficiency, when irradiating the workpiece | work conveyed with a conveyor with ultraviolet light, a quartz line light guide is used as a bundle fiber.
In this quartz line light guide, quartz fibers are bundled in a circular shape at the light incident end connected to the light source, and are bundled in a rectangular line shape on the light emitting end side. Can be irradiated.
光源として高圧水銀ランプや水銀キセノンランプなどのランプを用いるものは、発熱量及び消費電力も大きく、冷却装置も必要となり、光源装置が大型化するだけでなく、ランプの寿命も短いという問題が生じたため、最近では、紫外光源となるランプに替えて紫外光ＬＥＤ（発光ダイオード）を用い、これを直接照射ヘッドに設けたものも提案されている（特許文献１参照）。 Those using lamps such as high-pressure mercury lamps and mercury xenon lamps as the light source have a large amount of heat generation and power consumption, require a cooling device, and not only increase the size of the light source device but also the problem of short lamp life. Therefore, recently, an ultraviolet LED (light emitting diode) is used instead of a lamp serving as an ultraviolet light source, and this is directly provided in an irradiation head (see Patent Document 1).
しかしながら、紫外光ＬＥＤを用いて紫外光を照射しても硬化不良を生じる場合があり、本考案者の実験によれば、光強度よりも、むしろ波長の問題であることが判明した。
すなわち、一般的な紫外光硬化接着剤は３６５ｎｍ付近で光硬化が始まる開始剤が用いられているが、３６５ｎｍ以外の波長で反応を開始する開始剤もある。
また、特定の開始波長で硬化開始するものの、紫外光硬化樹脂の硬化に伴い、硬化促進波長がシフトするように思われるものもあった。
However, even when ultraviolet light is irradiated using an ultraviolet LED, curing failure may occur, and according to experiments by the present inventors, it has been found that it is a problem of wavelength rather than light intensity.
That is, a general ultraviolet light curable adhesive uses an initiator that starts photocuring at around 365 nm, but there is also an initiator that initiates a reaction at a wavelength other than 365 nm.
In addition, although the curing starts at a specific starting wavelength, there seems to be a case where the curing accelerating wavelength shifts with the curing of the ultraviolet light curable resin.
このような場合に、高圧水銀ランプの発光スペクトルは、３６５ｎｍ付近に最大のピークを有するものの、それ以外の周波数域においても複数のピークを有するため、３６５ｎｍ以外の波長で反応を開始させる開始剤や、硬化促進波長がシフトする光硬化樹脂にも使用することができる。
ところが、紫外光ＬＥＤの発光スペクトルは、特定の波長に１個のピークを有するのみであるから、開始剤の反応を開始させる波長が紫外光ＬＥＤの発光波長が異なる場合は接着剤の硬化が開始されず、また、硬化促進波長がシフトする場合も硬化不十分となる場合がある。
In such a case, the emission spectrum of the high-pressure mercury lamp has a maximum peak near 365 nm, but also has a plurality of peaks in other frequency ranges, and therefore an initiator that initiates the reaction at a wavelength other than 365 nm, It can also be used for a photo-curing resin whose curing promoting wavelength is shifted.
However, since the emission spectrum of the ultraviolet LED has only one peak at a specific wavelength, the curing of the adhesive starts when the wavelength at which the initiator reaction starts is different from the emission wavelength of the ultraviolet LED. In addition, the curing may be insufficient when the curing accelerating wavelength is shifted.
また、紫外光で硬化するＵＶインクを用いてインクジェットプリンタでＤＯＤ方式（Drop On Demand）の印刷を行う場合、シートに吹き付けられた微小のインク液滴の滲みや広がりを抑えて印刷品質を一定に維持すると同時に、そのインク液滴をシートに乾燥定着させるためのピンニング処理が紫外光照射により施される。
このとき、紫外光ＬＥＤを光源として用いると、特定波長に１個のピークを有するのみであるから、前述と同様、ＵＶインクの硬化開始波長とピーク波長が必ずしも一致せず、紫外光照射しているにもかかわらずピンニング処理が十分に施されない場合が生ずる。
In addition, when printing on the DOD method (Drop On Demand) with an inkjet printer using UV ink that is cured by ultraviolet light, the printing quality is kept constant by suppressing the spreading and spreading of minute ink droplets sprayed on the sheet. At the same time, a pinning process for drying and fixing the ink droplets on the sheet is performed by ultraviolet light irradiation.
At this time, if an ultraviolet LED is used as a light source, it has only one peak at a specific wavelength, so that the UV ink curing start wavelength does not necessarily match the peak wavelength as described above. In some cases, however, the pinning process is not sufficiently performed.
そこで、本考案者は、ピーク波長の異なる複数種類の紫外光ＬＥＤをマトリクス状に配列した光源に、前述した石英ラインライトガイドを接続して光照射する紫外光照射装置を試作した。
しかしながら、石英ラインライトガイドは、材料となる石英ファイバが高価なだけでなく、構造的に多数の石英ファイバを束ねたものであるから、個々の石英ファイバを入射端側と出射端側でランダムに配列させたとしても、強度分布や波長分布が不均一な光を入射させた場合に、出射光に強度ムラや波長ムラが残ってしまうため、やはり、光硬化樹脂が均一に硬化されないという問題があった。
In view of this, the inventor made a prototype of an ultraviolet light irradiation apparatus that irradiates light by connecting the above-described quartz line light guide to a light source in which a plurality of types of ultraviolet light LEDs having different peak wavelengths are arranged in a matrix.
However, the quartz line light guide is not only expensive for the quartz fiber used as a material, but also structurally bundles a number of quartz fibers, so that each quartz fiber is randomly placed on the incident end side and the exit end side. Even if it is arranged, when light with non-uniform intensity distribution or wavelength distribution is incident, intensity unevenness or wavelength unevenness remains in the emitted light, so that there is still a problem that the photo-curing resin is not uniformly cured. there were.
このため、本出願人は石英ラインライトガイドに替えて液体ライトガイドを用いた紫外光照射装置を提案した（特許文献２参照）。
液体ライトガイドは、クラッドとなる樹脂チューブの内部にコアとなる導光液を充填してその両端を透光ロッドで封止したもので、強度分布や波長分布が不均一な光を入射させても、導光液内を光伝搬されるうちに光ミキシングされ、出射光が均一になるという特性を有している。
したがって、光源装置から液体ライトガイドに入射される紫外光の強度分布や波長分布が不均一であっても、出射光はこれらの分布が均一な紫外光となる。
For this reason, the present applicant has proposed an ultraviolet light irradiation device using a liquid light guide instead of the quartz line light guide (see Patent Document 2).
A liquid light guide is made by filling a light guide liquid as a core inside a resin tube as a clad and sealing both ends with light-transmitting rods so that light with nonuniform intensity distribution and wavelength distribution is incident on it. Also, the light is mixed while propagating through the light guide liquid, and the emitted light becomes uniform.
Therefore, even if the intensity distribution and the wavelength distribution of the ultraviolet light incident on the liquid light guide from the light source device are not uniform, the emitted light becomes ultraviolet light having a uniform distribution.
しかしながら、液体ライトガイドは、光出射面を任意の形状に形成できす、出射光は円形スポット光となるので、そのスポットに入る比較的小さな形状のワークしか硬化処理することができない。 However, the liquid light guide can form a light emitting surface in an arbitrary shape. Since the emitted light becomes a circular spot light, only a relatively small workpiece that enters the spot can be cured.
そこで、本考案は、光源から出射される光の強度分布や波長分布が不均一であっても、これを十分にミキシングして均一な光とし、且つ、ワークの形状に応じた任意のラインパターンで紫外光を照射できるようにすることを技術的課題としている。 In view of this, the present invention provides an even line pattern according to the shape of the workpiece, even if the intensity distribution or wavelength distribution of the light emitted from the light source is non-uniform, and this is mixed sufficiently. It is a technical problem to make it possible to irradiate with ultraviolet light.
この課題を解決するために、本考案は、光源装置から出力された紫外光をライトガイドで案内し、予め設定された所定のラインパターン形状で照射する紫外光照射装置において、
前記光源装置は、光出射口からピーク波長が異なる紫外光を照射する複数種類の紫外光ＬＥＤを備え、
前記ライトガイドは、光入射端側が液体ライトガイドで形成されると共に、光出射端側が前記ラインパターン形状の発光面を有する石英バンドルファイバで形成され、その中間には、液体ライトガイドから出射される光を石英バンドルファイバの円形受光面全体に照射させる接続部が形成されたことを特徴とする。
In order to solve this problem, the present invention guides ultraviolet light output from a light source device with a light guide, and in an ultraviolet light irradiation device that irradiates with a predetermined line pattern shape set in advance.
The light source device includes a plurality of types of ultraviolet LEDs that irradiate ultraviolet light having different peak wavelengths from a light exit port,
The light guide is formed with a liquid light guide on the light incident end side, and is formed with a quartz bundle fiber having the light emitting surface of the line pattern shape on the light emission end side, and is emitted from the liquid light guide in the middle thereof. A connection portion for irradiating light to the entire circular light receiving surface of the quartz bundle fiber is formed.
本考案によれば、光源装置に配された複数種類の紫外光ＬＥＤからピーク波長が異なる複数波長の紫外光が照射されるので、単一波長の紫外光では硬化しにくい紫外光硬化樹脂でもこれを十分に硬化させることができる。
また、光源装置から光を案内するライトガイドは、光入射端側が液体ライトガイドで形成されているので、光源装置から照射された複数波長の紫外光に、強度分布や波長分布の不均一であったとしても、これを光ミキシングすることができる。
According to the present invention, ultraviolet light having a plurality of wavelengths having different peak wavelengths is emitted from a plurality of types of ultraviolet light LEDs arranged in the light source device. Can be cured sufficiently.
In addition, the light guide that guides light from the light source device is formed of a liquid light guide on the light incident end side, so that the intensity distribution and the wavelength distribution are not uniform in the multiple wavelengths of ultraviolet light emitted from the light source device. Even so, it can be optically mixed.
さらに、ライトガイドの光出射端側のみが石英バンドルファイバで形成されているので、使用する石英ファイバが少なくて済みコストを低減させることができる。
石英バンドルファイバとして、その発光面をワークの形状に応じた任意のラインパターン形状に形成されたものを用いることにより、ライトガイドから照射されるスポット形状を円形スポットではなく、ワークに応じた所望のラインパターンスポットで照射することができる。
Furthermore, since only the light emitting end side of the light guide is formed of the quartz bundle fiber, the number of quartz fibers to be used is small, and the cost can be reduced.
By using a silica bundle fiber whose light emitting surface is formed in an arbitrary line pattern shape according to the shape of the workpiece, the spot shape irradiated from the light guide is not a circular spot, but a desired shape according to the workpiece. Irradiation with a line pattern spot is possible.
さらに、ライトガイドの中間には、液体ライトガイドと石英バンドルファイバを接続する接続部が形成され、液体ライトガイドから出射された光が石英バンドルファイバの円形受光面全体に照射されるようになっているので、石英バンドルファイバを構成する全石英ファイバに光入射され、その結果、全石英ファイバにより石英バンドルファイバの発光面全体から光出射されることとなる。 Further, a connecting portion for connecting the liquid light guide and the quartz bundle fiber is formed in the middle of the light guide so that light emitted from the liquid light guide is irradiated to the entire circular light receiving surface of the quartz bundle fiber. Therefore, light is incident on all the quartz fibers constituting the quartz bundle fiber, and as a result, light is emitted from the entire light emitting surface of the quartz bundle fiber by the all quartz fibers.
本例では、光源から出射される紫外光の強度分布や波長分布が不均一であっても、これを十分にミキシングして均一な光とし、且つ、ワークの形状に応じた任意のラインパターンで照射できるようにするという目的を達成するため、
紫外光照射装置が、紫外光を出力する光源装置と、当該光源装置から出力された紫外光を予め設定された所定のラインパターン形状で照射するライトガイドを備え、
前記光源装置は、光出射口からピーク波長が異なる紫外光を照射する複数種類の紫外光ＬＥＤを備え、
前記ライトガイドは、光入射端側が液体ライトガイドで形成されると共に、光出射端側が前記ラインパターン形状の発光面を有する石英バンドルファイバで形成され、その中間には、液体ライトガイドから出射される光を石英バンドルファイバの円形受光面全体に照射させる接続部を形成した。
In this example, even if the intensity distribution or wavelength distribution of the ultraviolet light emitted from the light source is not uniform, it is sufficiently mixed to make uniform light, and with an arbitrary line pattern according to the shape of the workpiece To achieve the purpose of enabling irradiation,
The ultraviolet light irradiation device includes a light guide that outputs ultraviolet light, and a light guide that irradiates the ultraviolet light output from the light source device in a predetermined line pattern shape,
The light source device includes a plurality of types of ultraviolet LEDs that irradiate ultraviolet light having different peak wavelengths from a light exit port,
The light guide is formed with a liquid light guide on the light incident end side, and is formed with a quartz bundle fiber having the light emitting surface of the line pattern shape on the light emission end side, and is emitted from the liquid light guide in the middle thereof. A connection part for irradiating the entire circular light receiving surface of the quartz bundle fiber with light was formed.
図１に示す紫外光照射装置１は、紫外光を出力する光源装置２と、当該光源装置２から出力された紫外光を予め設定された所定のラインパターン形状で照射するライトガイド３を備えている。 An ultraviolet light irradiation device 1 shown in FIG. 1 includes a light source device 2 that outputs ultraviolet light, and a light guide 3 that irradiates ultraviolet light output from the light source device 2 in a predetermined line pattern shape. Yes.
光源装置２は、ライトガイド３が接続される光出射口４の内部にＬＥＤアレイ５が配され、ＬＥＤアレイ５上には、ピーク波長が異なる紫外光を照射する複数種類（本例では８種類）の紫外光ＬＥＤ１１〜１８及びラインパターン確認用の可視光ＬＥＤ１９がマトリクス状に配列されており、各ＬＥＤ１１〜１９から照射された光が前記光出射口４から出力されるようになっている。
なお、紫外光ＬＥＤ１１〜１８のピーク波長は、例えば、２６５ｎｍ、２８０ｎｍ、３１０ｎｍ、３２５ｎｍ、３４０ｎｍ、３６５ｎｍ、３７５ｎｍ、３８５ｎｍに選定され、可視光ＬＥＤ１７は５９０ｎｍ（黄色）に選定されている。
In the light source device 2, an LED array 5 is arranged inside a light emitting port 4 to which a light guide 3 is connected, and a plurality of types (8 types in this example) that irradiate ultraviolet light having different peak wavelengths on the LED array 5 ) Ultraviolet light LEDs 11 to 18 and line pattern confirmation visible light LEDs 19 are arranged in a matrix, and light emitted from the LEDs 11 to 19 is output from the light exit 4.
The peak wavelengths of the ultraviolet LEDs 11 to 18 are selected, for example, to 265 nm, 280 nm, 310 nm, 325 nm, 340 nm, 365 nm, 375 nm, and 385 nm, and the
ライトガイド３は、光入射端３in側が液体ライトガイド２０で形成されると共に、光出射端３out側が石英バンドルファイバ２１で形成され、その中間には、液体ライトガイド２０と石英バンドルファイバ２１を接続する接続部２２が形成されている。
The light guide 3 is formed with the liquid light guide 20 on the light incident end 3in side, and is formed with the quartz bundle fiber 21 on the light emission end 3out side, and the liquid light guide 20 and the quartz bundle fiber 21 are connected in the middle. A connecting
光入射端３in側の液体ライトガイド２０は、クラッドとなる透明樹脂チューブ２３の中空部に、前記クラッドより屈折率の高い導光液２４がコアとして充填され、その両端に石英ロッド２５が挿入された状態で封止されている。
液体ライトガイド２０は、ライトガイド３の光入射端３inとなる一端側が、光源装置２の光出射口４に接続される光コネクタ２６に形成されており、その円形受光面２７が、光源装置２の光出射口４から照射される円形スポットＳ１よりも大きく形成されている。
In the liquid light guide 20 on the light incident end 3 in side, a hollow portion of a
The liquid light guide 20 is formed with an
これにより、光源装置２から出力された全光束を液体ライトガイド３に入射させることができ、光の利用効率が高く、損失が少ない。
また、光源装置２の光出射口４から照射される円形スポットＳ１の強度分布や波長分布が不均一であっても、液体ライトガイド２０の導光液２４内を伝搬するうちに光ミキシングされ、その発光面２８からは強度分布や波長分布が均一な円形スポットS２が出射される。
さらに、液体ライトガイド２０の両端に装着される石英ロッド２５は光ミキシング用のロッドレンズとして機能するため、これによって光がさらに均一にミキシングされることになる。
Thereby, the total luminous flux output from the light source device 2 can be made incident on the liquid light guide 3, and the light utilization efficiency is high and the loss is small.
Further, even if the intensity distribution and the wavelength distribution of the circular spot S1 irradiated from the light exit 4 of the light source device 2 are not uniform, the light is mixed while propagating in the
Furthermore, the
光出射端３out側の石英バンドルファイバ２１は、多数の石英ファイバ３１が束ねられて形成され、接続部２２を介して液体ライトガイド２０に接続される一方の端部が円形受光面３２に形成され、ライトガイド３の光出射端３outとなる他方の端部が、予め設定された所定のラインパターン形状の発光面３３に形成されている。
発光面３３は、照射すべき光の光束形状に応じて、直線状、アングル状、チャンネル状、サークル状など、予め設定された任意のラインパターン形状に前記石英ファイバ３１の光出射端を束ねて形成されている。
The quartz bundle fiber 21 on the light emitting end 3out side is formed by bundling a large number of quartz fibers 31, and one end connected to the liquid light guide 20 via the
The light emitting surface 33 bundles the light emitting ends of the quartz fibers 31 in an arbitrary line pattern shape set in advance, such as a linear shape, an angle shape, a channel shape, or a circle shape, according to the shape of the light beam to be irradiated. Is formed.
円形受光面３２は、接続部２２内で液体ライトガイド２０の円形発光面２８に対向配設されると共に、液体ライトガイド２０から出力される光スポットＳ２より小さく形成され、液体ライトガイド２０から出射される光が円形受光面３２全体に照射されるようになっている。
これにより、石英バンドルファイバ２１を構成する全石英ファイバ３１に対して光が入射され、その結果、石英バンドルファイバ２１の発光面３３全体から均一に光出射され、その発光面３３の形状に応じて、直線状、アングル状、チャンネル状、サークル状などのラインパターン形状の光スポットＳ３が照射される。
The circular light receiving surface 32 is disposed opposite to the circular light emitting surface 28 of the liquid light guide 20 in the
Thereby, light is incident on all the quartz fibers 31 constituting the quartz bundle fiber 21, and as a result, the light is uniformly emitted from the entire light emitting surface 33 of the quartz bundle fiber 21, and according to the shape of the light emitting surface 33. A light spot S3 having a line pattern shape such as a linear shape, an angle shape, a channel shape, or a circle shape is irradiated.
以上が本考案の一構成例であって、次にその作用について説明する。
例えば、コンベアＣを横切る直線状ラインパターンの光スポットＳ３を照射させる場合、ライトガイド３の光出射端３out側の石英バンドルファイバ２１の発光面３３がそのような形状に形成されたライトガイド３を用いて、その光入射端３inを光源装置２の光出射口４に接続し、その光出射端３outを所定の照射位置に調整するセッティング作業を行う。
The above is one configuration example of the present invention, and the operation thereof will be described next.
For example, when irradiating the light spot S3 of the linear line pattern which crosses the conveyor C, the light guide 3 by which the light emission surface 33 of the quartz bundle fiber 21 of the light emission end 3out side of the light guide 3 was formed in such a shape is used. Then, the light incident end 3in is connected to the light emitting port 4 of the light source device 2, and the setting operation for adjusting the light emitting end 3out to a predetermined irradiation position is performed.
このセッティング作業において、ＬＥＤアレイ５の可視光ＬＥＤ１７を点灯させれば、その可視光がライトガイド３を伝搬し、発光面３３から出射されるので、この光で照射されるスポットＳ３のラインパターン形状を目視することができ、調整が容易になる。
In this setting operation, if the
ＬＥＤアレイ５の各紫外光ＬＥＤ１１〜１６を同時点灯させれば、光源装置２の光出射口４から出射される光が、ライドガイド３の光入射端３in側の液体ライトガイド２０に入射される。
このとき、液体ライトガイド２０の円形受光面２７が、光出射口４から照射される円形スポットＳ１よりも、大きく形成されているので、光源装置２から出力された全光束を液体ライトガイド３に入射させることができ、光の利用効率が高く、損失が少ない。
If the ultraviolet light LEDs 11 to 16 of the LED array 5 are turned on simultaneously, the light emitted from the light emission port 4 of the light source device 2 is incident on the liquid light guide 20 on the light incident end 3 in side of the ride guide 3. .
At this time, since the circular
また、ＬＥＤアレイ５から照射された各波長の紫外光は、光出射口４において、強度分布や波長分布の不均一な円形スポットＳ１として出射されるが、液体ライトガイド２０に入射されてこれを伝搬するうちに、光ミキシングされ、その発光面２８からは強度分布や波長分布が均一な光スポットＳ２として出射される。 Further, the ultraviolet light of each wavelength irradiated from the LED array 5 is emitted as a circular spot S1 having a non-uniform intensity distribution or wavelength distribution at the light emission port 4, but is incident on the liquid light guide 20 to be emitted. While propagating, the light is mixed and emitted from the light emitting surface 28 as a light spot S2 having a uniform intensity distribution and wavelength distribution.
そして、接続部２２では、液体ライトガイド２０から出射された紫外光が、石英バンドルファイバ２１を通ってライトガイド３の光出射端３outから出射される。
このとき、液体ライトガイド２０の発光面２８から出射された強度分布や波長分布が均一な円形スポットＳ２が、石英バンドルファイバ２１の円形受光面３２の全面に照射されるので、石英バンドルファイバ２１を構成する全ての石英ファイバ３１に対して、強度分布や波長分布が均一な光が入射されることになる。
したがって、石英バンドルファイバ２１を構成する石英ファイバ３１の配列のランダム性とは関係なく、石英バンドルファイバ２１の発光面３３から強度分布や波長分布が均一な紫外光が、直線状のラインパターン形状のスポットＳ３としてコンベアC上に出射されることになる。
In the
At this time, the circular spot S2 having a uniform intensity distribution and wavelength distribution emitted from the light emitting surface 28 of the liquid light guide 20 is irradiated on the entire surface of the circular light receiving surface 32 of the quartz bundle fiber 21, so that the quartz bundle fiber 21 is Light having a uniform intensity distribution and wavelength distribution is incident on all the quartz fibers 31 constituting the structure.
Therefore, regardless of the randomness of the arrangement of the quartz fibers 31 constituting the quartz bundle fiber 21, ultraviolet light having a uniform intensity distribution and wavelength distribution from the light emitting surface 33 of the quartz bundle fiber 21 has a linear line pattern shape. It will be emitted onto the conveyor C as a spot S3.
この状態で、コンベアＣによりワークを搬送させれば、スポットＳ３を通過する際に、強度分布や波長分布が均一な多波長の紫外光が照射され、ワーク上の光硬化樹脂を確実に硬化させることができる。
また、ライトガイド３の光入射端３in側が液体ライトガイド２０で形成されていても、光出射端３in側が石英バンドルファイバ２１で形成されているので、その発光面３３で形成される所定のラインパターン形状で紫外光を照射することができる。
さらに、光を円形断面のまま伝搬できない光出射端３out側のわずかな部分のみを石英バンドルファイバ２１で形成することにより、ライトガイド３の全長のほとんどの部分を液体ライトガイド２０で形成することができるので、ライトガイド３全体のコストを低減することができる。
If the workpiece is conveyed by the conveyor C in this state, when passing through the spot S3, multi-wavelength ultraviolet light having a uniform intensity distribution and wavelength distribution is irradiated, and the photocurable resin on the workpiece is surely cured. be able to.
Further, even if the light incident end 3in side of the light guide 3 is formed by the liquid light guide 20, the light emitting end 3in side is formed by the quartz bundle fiber 21, so that a predetermined line pattern formed by the light emitting surface 33 is formed. The shape can be irradiated with ultraviolet light.
Furthermore, by forming only a small portion on the light exit end 3out side where light cannot be propagated in a circular cross section with the quartz bundle fiber 21, most of the entire length of the light guide 3 can be formed with the liquid light guide 20. Therefore, the cost of the entire light guide 3 can be reduced.
本考案は、光硬化樹脂や光硬化形接着剤などを硬化促進させる紫外光照射装置の用途に適用し得る。 The present invention can be applied to the use of an ultraviolet light irradiation apparatus that accelerates curing of a photocurable resin, a photocurable adhesive, or the like.
１…………紫外光照射装置
２…………光源装置
３…………ライトガイド
３in………光入射端側
３out……光出射端側
４…………光出射口
５…………ＬＥＤアレイ
１１〜１８…紫外光ＬＥＤ
１９…………可視光ＬＥＤ
２０…………液体ライトガイド
２１…………石英バンドルファイバ
２２…………接続部
３２…………円形受光面
３３…………発光面
1 ………… Ultraviolet light irradiation device 2 ………… Light source device 3 ………… Light guide 3in ………… Light incident end side 3out …… Light emitting end side 4 ………… Light emitting port 5 ………… ... LED arrays 11-18 ... UV LED
19 …… Visible LED
20 ………… Liquid light guide 21 …………
Claims (4)
前記光源装置は、光出射口からピーク波長が異なる紫外光を照射する複数種類の紫外光ＬＥＤを備え、
前記ライトガイドは、光入射端側が液体ライトガイドで形成されると共に、光出射端側が前記ラインパターン形状の発光面を有する石英バンドルファイバで形成され、その中間には、液体ライトガイドから出射される光を石英バンドルファイバの円形受光面全体に照射させる接続部が形成されたことを特徴とする紫外光照射装置。 In the ultraviolet light irradiation device that guides the ultraviolet light output from the light source device with a light guide and irradiates with a preset predetermined line pattern shape,
The light source device includes a plurality of types of ultraviolet LEDs that irradiate ultraviolet light having different peak wavelengths from a light exit port,
The light guide is formed with a liquid light guide on the light incident end side, and is formed with a quartz bundle fiber having the light emitting surface of the line pattern shape on the light emission end side, and is emitted from the liquid light guide in the middle thereof. An ultraviolet light irradiation apparatus characterized in that a connection portion for irradiating light to the entire circular light receiving surface of a quartz bundle fiber is formed.
The ultraviolet light irradiation device according to claim 1, wherein the light source device includes a visible light LED that emits visible light for line pattern confirmation.
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