WO2018186056A1 - 樹脂硬化用光源装置 - Google Patents

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WO2018186056A1
WO2018186056A1 PCT/JP2018/007189 JP2018007189W WO2018186056A1 WO 2018186056 A1 WO2018186056 A1 WO 2018186056A1 JP 2018007189 W JP2018007189 W JP 2018007189W WO 2018186056 A1 WO2018186056 A1 WO 2018186056A1
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light
light source
irradiated
resin
source device
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PCT/JP2018/007189
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高橋　邦明
久保　修彦
Original Assignee
ホロニクス・インターナショナル株式会社
山下電装株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/08—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation
    • B05C9/12—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation the auxiliary operation being performed after the application
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/01—Processes of polymerisation characterised by special features of the polymerisation apparatus used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends

Definitions

  • the present invention relates to a resin curing light source device for curing a photocurable resin such as a resin adhesive.
  • Adhesive applicators and adhesive curing devices that cure the applied adhesive by irradiating it with ultraviolet rays are well known and are used in many fields such as the manufacturing of electronic parts and medical parts (for example, Patent Documents 1 to 3). ).
  • UV curable adhesive cures by irradiating ultraviolet (UV) curable adhesive with ultraviolet rays.
  • UV spot curing apparatus provided by the present applicant for several decades uses a very small amount of a UV curable resin manufactured so as to absorb the wavelength around 365 nm most efficiently.
  • spot irradiation is performed by cutting the light energy in the visible light region and the infrared (IR) region. is doing.
  • UV-C ultraviolet rays having the shortest wavelength band
  • UV-B ultraviolet light with a longer wavelength band
  • UV-A 315 nm to 400 nm
  • the inventors of the present application have already proposed a light source device for resin curing that generates special spot light that can prevent or remove the tackiness of the resin surface without performing such a high temperature treatment.
  • the resin curing light source device is configured to guide spot light having a constant diameter to the irradiated object, it is necessary to irradiate the irradiated object having a large area a plurality of times by changing the irradiation position of the spot light. It took a lot of time.
  • spot light is irradiated to a light irradiation unnecessary portion or a portion that should not be irradiated on a small-area irradiated object, which causes not only a problem but also very low efficiency.
  • an object of the present invention is to provide a light source device for resin curing that is capable of irradiating light that can be cured in a short time without causing tackiness on the resin surface and having an optimal dimension for the size of the irradiated object. There is to do.
  • a light source an optical system that guides light emitted from the light source to the emitting portion via an optical path, and a UV-C that is inserted in the optical path of the optical system and includes light in a wavelength band of 250 nm.
  • a light source device for curing a resin which includes ultraviolet light, visible light excluding light in a wavelength band of 500 nm to 640 nm, and a light passage part that allows infrared light to pass therethrough and is configured to suppress the occurrence of adhesiveness on the resin surface.
  • the optical system includes an irradiation area setting unit that can be set so that the light irradiated to the irradiated object has a desired irradiation area.
  • the resin surface is tacky. It can be cured in a short time without being generated. Further, not only the UV curable resin but also the IR curable resin can be efficiently cured.
  • the size is optimal for the size of the irradiation object.
  • the irradiation area of the light irradiated to the irradiated body is set to the size of the irradiated body so that the extra portion is not irradiated and heated. It corresponds exactly to.
  • the irradiation area setting unit includes an optical fiber bundle provided in the optical path closer to the irradiated body than the light passage unit, and a divergence angle adjusting lens unit provided at the tip of the optical fiber bundle.
  • An irradiation area setting unit includes an optical fiber bundle provided in the optical path closer to the irradiated body than the 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 provide a lens unit for adjusting the divergence angle.
  • the irradiation area setting unit includes a plurality of optical fiber bundles provided in the optical path closer to the irradiated body than the light passing unit, and a plurality of lens units for adjusting the divergence angle provided at the tip of each of the plurality of optical fiber bundles. It is also preferable to have.
  • the irradiation area setting section includes a rod lens for uniform illumination provided in the optical path closer to the irradiated body than the light passage section, and a lens unit for adjusting the divergence angle provided at the tip of the rod lens. Is also preferable.
  • the lens unit of the irradiation area setting unit is installed to be movable along the optical axis.
  • the irradiation area setting unit includes an integrator lens for obtaining a uniform illuminance distribution provided in the optical path closer to the irradiated body than the light passage unit.
  • the ratio of the relative intensity between the UV curing main wavelength and the tackiness removal wavelength is adjusted, and the tackiness of the resin surface is suppressed. Is also preferable.
  • the energy amount of the tackiness removal wavelength (ultraviolet light near 254 nm) or the energy amount of the UV curing main wavelength the ratio of the relative intensity between the UV curing main wavelength (ultraviolet light near 365 nm) and the tackiness removal wavelength can be set. It can be adjusted and set in advance. As a result, it is possible to remove tackiness of the ultraviolet curable resin under optimum conditions.
  • the light passage portion is configured to further pass UV-B ultraviolet rays and UV-A ultraviolet rays.
  • the light passing part is a transmission filter or mirror that transmits ultraviolet rays in the above-described wavelength band, visible light in the above-described wavelength band, and infrared rays.
  • the light source includes a metal halide lamp, a mercury-xenon lamp, a long low-pressure mercury lamp, or a plurality of LED elements.
  • the resin surface can be cured in a short time without causing tackiness, and not only the UV curable resin but also the IR curable resin can be efficiently cured.
  • the irradiation area setting section that can be set so that the light irradiated to the irradiated object has a desired irradiation area is provided, it is possible to irradiate light having an optimum dimension for the size of the irradiated object.
  • the resin in a short time without causing tackiness by using light of a large irradiation area for a large area irradiation object, and light using a light of a small irradiation area for a small area irradiation object. Only the necessary portions can be cured reliably and efficiently without causing tackiness.
  • the light irradiated to the irradiated object includes infrared rays
  • the irradiation area corresponds to the size of the irradiated object accurately, and the excessive portion is not irradiated and heated.
  • the light irradiated to the irradiation body is configured to have a desired irradiation area.
  • FIG. 1 schematically shows an optical configuration of a resin curing light source device according to a first embodiment of the present invention.
  • the resin curing light source device of this embodiment is reflected by a light source 10, a condensing reflecting mirror 11 that is an elliptical mirror to which the light source 10 is mounted, and the reflecting mirror 11.
  • a band-pass filter (corresponding to the light passing part of the present invention) 13 inserted in the optical path 12 of the condensed light, an optical fiber bundle 14 for guiding a light spot irradiated to the irradiated object, and an optical fiber bundle 14
  • a divergence angle adjusting unit (corresponding to the irradiation area setting unit of the present invention) 15 provided at the tip of the lens.
  • 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 a mounting portion 17 provided on the front surface 16 a of the housing 16.
  • the light source 10 and the reflecting mirror 11 are integrated and unitized.
  • a light intensity adjusting mechanism for adjusting the intensity a shutter mechanism inserted into the optical 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.
  • the light source 10 is, for example, a metal halide lamp configured to emit light in all wavelength bands including IR band light, visible light, and UV band light.
  • a metal halide lamp configured to emit light in all wavelength bands including IR band light, visible light, and UV band light.
  • a mercury-xenon lamp or a plurality of LED elements capable of emitting light in the entire wavelength band may be used.
  • the reflecting mirror 11 has a spheroid shape on which the light source 10 is mounted at its focal position. For example, by using an aluminum-deposited mirror, all the wavelength bands emitted from the light source 10, that is, the IR band. It is configured to efficiently reflect and collect light in all wavelength bands (for example, 200 nm to 2500 nm) including light, visible light, and UV band light (UV-A, UV-B, and UV-C). ing. Instead of the reflecting mirror 11, a lens that collects light in all wavelength bands emitted from the light source 10 may be used.
  • the UV and IR band transmission filter 13 is a UV and IR band transmission filter.
  • the UV and IR band transmission filter 13 is excellent in heat resistance and long life stability, and includes UV-C ultraviolet rays including light in a wavelength band of 250 nm, and 500 nm to It is composed of a transmission filter or mirror that transmits visible light and light other than light having a wavelength band of 640 nm.
  • An example of wavelength light transmittance characteristics of the UV and IR band transmission filter 13 is shown in FIG.
  • UV-C ultraviolet light including a wavelength band of at least 250 nm and visible light and infrared light of about 650 nm or more are 90% or more. It has the characteristic of transmitting with a transmittance of. That is, in this embodiment, the ratio of the relative intensity between the tackiness removal wavelength (ultraviolet near 254 nm) and the UV curing main wavelength (ultraviolet near 365 nm) is optimally adjusted, and as a result, the ultraviolet curable resin is obtained. It is possible to remove tackiness under optimum conditions.
  • the resin surface can be cured in a short time without generating tackiness, and only the light for the UV curable resin is used. Therefore, the IR curable resin can be efficiently cured.
  • the UV and IR band transmission filter 13 of the present embodiment is configured to have a transmission characteristic that transmits only ultraviolet rays (including part of visible light) and infrared rays (including part of visible light). Depending on the wavelength curing characteristics of the UV curable resin to be irradiated and the wavelength radiation characteristics of the light source 10, those having various light transmittance characteristics may be used.
  • the optical fiber bundle 14 is formed by bundling a plurality of optical propagation quartz fibers having a high ultraviolet band transmittance formed of a core having a diameter of several tens of microns and a clad.
  • a flexible fiber bundle having an effective diameter of 3 to 5 mm ⁇ is used.
  • a flexible optical waveguide made of an optical material that transmits an equivalent tackiness elimination wavelength band, or an optical waveguide in which quartz rods or the like are connected in a joint shape may be used. As a result, it is possible to irradiate the irradiated object with light of a necessary wavelength band from the ultraviolet curing light source 10 with low loss.
  • the divergence angle adjusting unit 15 includes a lens unit 15a formed by combining a plurality of lenses.
  • the lens unit 15a includes, for example, a convex lens (biconvex lens or plano-convex lens) such as a collimator lens that converts outgoing light from the optical fiber bundle 14 into parallel light, and a convex lens (biconvex lens or biconvex lens) that condenses the outgoing light of the convex lens. Plano-convex lens).
  • a convex lens such as a collimator lens that converts outgoing light from the optical fiber bundle 14 into parallel light
  • a convex lens biconvex lens or biconvex lens
  • the UV and IR band transmission filter 13 is inserted into the optical path 12 from the light source 10, so that UV-C ultraviolet rays including light in a wavelength band of 250 nm can be obtained. Since the object to be irradiated is simultaneously irradiated with light including visible light and light other than light having a wavelength band of 500 nm to 640 nm, the UV curable resin is short without causing tackiness on the resin surface. It can be cured in time. Further, not only the UV curable resin but also the IR curable resin can be efficiently cured.
  • the divergence angle adjusting unit 15 by the lens unit 15a is provided at the distal end portion of the optical fiber bundle 14, light having an optimum dimension for the size of the irradiated object can be irradiated. For this reason, it is possible to cure the resin in a short time without causing tackiness by using light of a large irradiation area for a large area irradiation object, and light using a light of a small irradiation area for a small area irradiation object. Only the necessary portions can be cured reliably and efficiently without causing tackiness.
  • the irradiated area corresponds to the size of the irradiated object accurately, and the irradiated part is not heated by being irradiated with an excessive part.
  • the light irradiated to the light beam has a desired irradiation area.
  • the UV curable resin may be irradiated only with light in the UV wavelength band, only with light in the IR wavelength band, or after irradiation with light in the UV wavelength band (IR wavelength band). Even if light in the band (UV wavelength band) is irradiated, the tackiness on the resin surface cannot be completely removed. For this reason, conventionally, as described above, tackiness is removed by performing both the UV curing process using a UV curing apparatus having a main wavelength of 365 nm and the heating process using a hot wire oven.
  • UV curing is performed by simultaneously irradiating UV-C ultraviolet light including light of a wavelength band of 250 nm, visible light excluding light of a wavelength band of 500 nm to 640 nm, and infrared light.
  • the mold resin is cured without being exposed to air, and UV curing and tackiness removal can be realized at the same time. That is, the ratio of the relative intensity between the tackiness removal wavelength (ultraviolet near 254 nm) and the UV curing main wavelength (ultraviolet near 365 nm) is optimally adjusted. As a result, the tackiness removal of the ultraviolet curable resin is optimal. It is possible to implement under conditions.
  • FIG. 3 schematically shows an optical configuration of the resin curing light source device according to a modification of the first embodiment shown in FIG.
  • FIG. 1 is different from the configuration of the embodiment of FIG. 1 in that a low-band blocking filter mechanism 18 is inserted in the light path 12 on the irradiated side (downstream side) of the UV and IR band-pass filter 13.
  • Other configurations are the same as those of the embodiment of FIG.
  • the low-band rejection filter mechanism 18 is configured to be able to be inserted into a partial region or the entire region of the condensing region of the optical path 12 by linearly moving the low-band rejection filter by a stepping motor and a rack and pinion gear (not shown).
  • This low-band rejection filter has a light transmittance characteristic capable of attenuating a partial band of UV-C ultraviolet rays. By sliding at least a part of this low-band rejection filter into the optical path 12, it is 254 nm. The transmitted energy of the nearby UV-C ultraviolet rays can be appropriately attenuated according to the amount of insertion.
  • this low-band blocking filter has a characteristic that allows UV-A ultraviolet light having a main wavelength of 365 nm, which affects UV curing, to pass with high transmittance.
  • FIG. 4 shows the light transmittance characteristics of a fused silica glass plate and a vapor deposition type low-pass filter (LWPF-300) as an example of this low-band blocking filter, where a is a fused silica glass plate and b is a vapor deposition. Each of the characteristics of the type low-pass filter is shown.
  • the fused silica glass plate is less expensive than the vapor deposition type low-pass filter and has excellent heat resistance.
  • the tackiness removal wavelength ( The amount of energy (ultraviolet rays in the vicinity of 254 nm) can be reduced.
  • the transmittance of the low-band blocking filter in the wavelength band of the UV curing dominant wavelength (ultraviolet near 365 nm) is very high. Therefore, even when this low-band blocking filter is inserted in the optical path, the UV curing dominant wavelength (ultraviolet near 365 nm) ) Undergoes little attenuation. That is, the energy ratio between the UV curing main wavelength and the tackiness removal wavelength of the emitted light can be freely controlled by only a simple operation of putting the low-band blocking filter into and out of the optical path 12.
  • the fused silica glass plate has a light transmittance characteristic similar to that of a vapor deposition type low-pass filter (LWPF-300), so it can be used as it is without processing (vapor deposition). Can be configured. Moreover, since it is inexpensive, not only the cost of the entire apparatus can be reduced, but there is no damage due to heat. Of course, although the cost increases, a vapor deposition type low-pass filter (LWPF-300) may be used instead of the fused silica glass plate.
  • LWPF-300 vapor deposition type low-pass filter
  • FIG. 5 schematically shows an optical configuration of a resin curing light source device according to another modification of the first embodiment shown in FIG.
  • FIG. 1 is different from the configuration of the embodiment in FIG. 1 in that an energy adjusting optical element 19 is inserted in the light path 12 on the irradiated side (downstream side) of the UV and IR band transmission filter 13.
  • Other configurations are the same as those of the embodiment of FIG.
  • a transmissive filter which is a multilayer interference filter, is inserted into the condensing region of the optical path 12, and the surface of the transmissive filter is perpendicular to the optical axis (incident angle 0 °). Or the surface thereof is tilted by ⁇ 20 ° (incident angle ⁇ 20 °) from the state 131a (incident angle + 20 °) tilted by + 20 ° with respect to the optical axis. It is configured. In other words, by rotating the axis of the transmission filter with 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.
  • the surface of the transmissive filter may be controlled to be inclined by an arbitrary angle of 0 ° to ⁇ 45 ° (an arbitrary angle of 0 ° to less than ⁇ 45 °) with respect to the optical axis.
  • This multilayer-type interference transmission filter has a light transmittance characteristic that partially attenuates only the wavelength band near 365 nm, which is the UV curing dominant wavelength, of UV-C ultraviolet rays, and attenuates it according to the incident angle. It has a 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 is lowered moves by about 10 nm. Therefore, by inserting this transmissive filter into the optical path 12 and changing the angle of the surface with respect to the optical axis, it becomes possible to appropriately attenuate the transmitted energy of UV-C ultraviolet light in the vicinity of 365 nm.
  • FIG. 6 shows the light transmittance characteristics of Super UV Filter 365 (SUF-365), which is an example of this transmissive filter that is a multilayer interference filter, and c is an incident angle of 0 ° (the filter surface is the optical axis).
  • D represents the characteristics of the incident angle ⁇ 20 ° (the filter surface is ⁇ 20 ° with respect to the optical axis).
  • the incident angle is 0 °
  • the light transmittance at 200 nm to 2500 nm is 95%
  • the light transmittance at 380 nm is 80% (this transmittance may be arbitrarily determined).
  • the intensity ratio in the vicinity of 250 nm and 365 nm does not change.
  • the transmission filter When the transmission filter is rotated so that the incident angle changes in such a state where the ratio does not change, the spectral characteristic shifts with the same characteristic in the ultraviolet region, so that the transmittance at 365 nm is changed and fine adjustment can be 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 (deposition film characteristics) of the transmission filter. .
  • ultraviolet rays near the main UV curing wavelength of 365 nm UV curing main wavelength
  • ultraviolet rays near 254 nm tackiness removal wavelength
  • infrared rays It is effective to irradiate simultaneously.
  • the ratio of the relative intensity between the UV curing main wavelength and the tackiness removal wavelength can be freely adjusted.
  • the tackiness removal wavelength is around 254 nm.
  • the light transmittance in the vicinity of 365 nm, which is the UV curing main wavelength is adjusted without changing the light transmittance, and the energy ratio of the emitted light near the UV curing main wavelength and the tackiness removal wavelength is freely controlled.
  • the transmission band filter which is a multilayer interference filter as in the modification mode of FIG. 5, is used as the low band rejection filter of the low band rejection filter mechanism in the modification mode of FIG.
  • the transmission energy of UV-C ultraviolet light may be attenuated.
  • FIG. 7 schematically shows an optical configuration of a light source device for resin curing according to the second embodiment of the present invention.
  • the resin curing light source device of this embodiment is reflected by a light source 10, a condensing reflecting mirror 11 that is an elliptical mirror to which the light source 10 is mounted, and the reflecting mirror 11.
  • a band-pass filter (corresponding to the light passing part of the present invention) 13 inserted in the optical path 12 of the condensed light, an optical fiber bundle 14 for guiding a light spot irradiated to the irradiated object, and an optical fiber bundle 14
  • an divergence angle adjusting unit (corresponding to the irradiation area setting unit of the present invention) 75 provided at the tip of the lens.
  • 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 a mounting portion 17 provided on the front surface 16 a of the housing 16.
  • the light source 10 and the reflecting mirror 11 are integrated and unitized.
  • the configuration of the light source 10, the reflecting mirror 11, the UV and IR band transmission filter 13, and the optical fiber bundle 14 is the same as that of the first embodiment in FIG.
  • the divergence angle adjustment unit 75 is configured by a rod lens 75a for uniform illumination and a lens unit 75b that is provided on the downstream side in the axial direction and is a combination of a plurality of lenses.
  • the rod lens 75a has a function of making the light emitted from the optical fiber bundle 14 uniform, and can prevent the central portion of the optical path cross section from becoming dark.
  • the lens unit 75b includes, for example, a convex lens (biconvex lens or plano-convex lens) such as a collimator lens that converts light emitted from the rod lens 75a into parallel light, and a convex lens (biconvex lens or flat lens) that collects the light emitted from the convex lens. Convex lens).
  • the lens unit 75b By providing such a lens unit 75b, it is possible to adjust the divergence angle of the light spot emitted from the optical fiber bundle 14 and set it to an irradiation area of an arbitrary size of 10 mm ⁇ or more. Since the lens 75a is used, the in-plane uniformity can be within ⁇ 10%.
  • the UV and IR band transmission filter 13 is inserted into the optical path 12 from the light source 10, so that UV-C ultraviolet rays including light in a wavelength band of 250 nm can be obtained. Since the object to be irradiated is simultaneously irradiated with light including visible light and light other than light having a wavelength band of 500 nm to 640 nm, the UV curable resin is short without causing tackiness on the resin surface. It can be cured in time. Further, not only the UV curable resin but also the IR curable resin can be efficiently cured.
  • the divergence angle adjusting unit 75 including the rod lens 75a and the lens unit 75b is provided at the distal end portion of the optical fiber bundle 14, light having an optimum dimension for the size of the irradiated object can be irradiated. For this reason, it is possible to cure the resin in a short time without causing tackiness by using light of a large irradiation area for a large area irradiation object, and light using a light of a small irradiation area for a small area irradiation object. Only the necessary portions can be cured reliably and efficiently without causing tackiness.
  • the irradiated area corresponds to the size of the irradiated object accurately, and the irradiated part is not heated by being irradiated with an excessive part.
  • the light irradiated to the light beam has a desired irradiation area.
  • the uniformity of the irradiated light can be greatly improved.
  • a low-band rejection filter mechanism 18 is inserted in the optical path 12 downstream of the UV and IR band transmission filter 13 to remove the tackiness wavelength (ultraviolet near 254 nm).
  • the energy adjustment optical element 19 is inserted into the optical path 12 on the downstream side of the UV and IR band transmission filter 13 as shown in the modification of FIG.
  • the light transmittance in the vicinity of 365 nm may be adjusted.
  • FIG. 8 schematically shows an optical configuration of a resin curing light source device according to the third embodiment of the present invention.
  • the resin curing light source device of this embodiment is reflected by a light source 10, a condensing reflecting mirror 11 that is an elliptical mirror to which the light source 10 is mounted, and the reflecting mirror 11.
  • a band-pass filter (corresponding to the light passage part of the present invention) 13 inserted in the optical path 12 of the condensed light and a plurality (four in this embodiment) of light spots irradiated on the irradiated object are guided.
  • a plurality (four in the present embodiment) of optical fiber bundles 84a to 84d and a plurality (four in the present embodiment) of divergence angle adjusting portions (four in the present embodiment) provided at the distal ends of the plurality of optical fiber bundles 84a to 84d, respectively.
  • 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 84 a to 84 d are attached to a mounting portion 87 provided on the front surface 16 a of the housing 16. It has been.
  • the number of optical fiber bundles and the divergence angle adjusting unit is not limited to four, and may be any number as long as it is two or more.
  • the light source 10 and the reflecting mirror 11 are integrated and unitized.
  • the configuration of the light source 10, the reflecting mirror 11, and the UV and IR band transmission filter 13 is the same as that of the first embodiment in FIG.
  • the plurality of optical fiber bundles 84a to 84d are configured to branch a plurality of lights emitted from the optical path 12, but the configuration of each optical fiber bundle is the same as that of the first embodiment.
  • each of the plurality of divergence angle adjustment units 85a to 85d is composed of a lens unit formed by combining a plurality of lenses.
  • This lens unit includes, for example, a convex lens (biconvex lens or plano-convex lens) such as a collimator lens that converts outgoing light from each optical fiber bundle into parallel light, and a convex lens (biconvex lens or biconvex lens) that condenses the outgoing light of this convex lens.
  • Plano-convex lens With such a lens unit, the divergence angle of the light spot emitted from each optical fiber bundle can be adjusted and set to an arbitrary irradiation area with a diameter of 1 to 2 mm ⁇ . Furthermore, emission with a diameter of 0.1 to 1 mm ⁇ is also possible.
  • the greatest feature of the optical system of the present embodiment is that a plurality of minute light spots can be irradiated simultaneously.
  • a heat-sensitive component is in the vicinity of a component to be hardened by ultraviolet rays.
  • the integration degree of electronic circuits in recent years tends to increase, and for this purpose, it is desired that tackiness removal can be performed simultaneously with ultraviolet curing with a plurality of minute light spots, and this embodiment can achieve this. It is an optical system.
  • the UV and IR band transmission filter 13 is inserted into the optical path 12 from the light source 10, so that UV-C ultraviolet rays including light in a wavelength band of 250 nm can be obtained. Since the object to be irradiated is simultaneously irradiated with light including visible light and light other than light having a wavelength band of 500 nm to 640 nm, the UV curable resin is short without causing tackiness on the resin surface. It can be cured in time. Further, not only the UV curable resin but also the IR curable resin can be efficiently cured.
  • a plurality of optical fiber bundles are branched, and a plurality of divergence angle adjustment units each including a lens unit or a rod lens and a lens unit are provided at the tip of each of the optical fiber bundles.
  • a plurality of lights having optimum dimensions can be irradiated simultaneously. For this reason, it is possible to cure the resin in a short time without causing tackiness by using light of a large irradiation area for a large area irradiation object, and light using a light of a small irradiation area for a small area irradiation object. Only the necessary portions can be cured reliably and efficiently without causing tackiness.
  • the irradiated area corresponds to the size of the irradiated object accurately, and the irradiated part is not heated by being irradiated with an excessive part.
  • the light irradiated to the light beam has a desired irradiation area.
  • the uniformity of the irradiated light can be greatly improved.
  • the spread angle adjustment unit is not provided at the tip end portions of the plurality of optical fiber bundles 84a to 84d, and the light directly emitted from the plurality of optical fiber bundles is combined to irradiate the irradiated object.
  • the light may have a desired irradiation area. In that case, light with a large irradiation area can be obtained, and thus a large-area irradiated object can be cured with a resin in a short time without occurrence of tackiness.
  • a low-band rejection filter mechanism 18 is inserted into the optical path 12 downstream of the UV and IR band transmission filter 13 to remove the tackiness removal wavelength (ultraviolet light in the vicinity of 254 nm).
  • an energy adjustment optical element 19 is inserted into the optical path 12 downstream of the UV and IR band transmission filter 13 to change the energy amount at the UV curing main wavelength as shown in the modification of FIG. The light transmittance in the vicinity of a certain 365 nm may be adjusted.
  • FIG. 9 schematically shows an optical configuration of a light source device for resin curing according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the resin curing light source device of this embodiment is reflected by a light source 10, a condensing reflecting mirror 11 that is an elliptical mirror to which the light source 10 is mounted, and the reflecting mirror 11.
  • a band-pass filter (corresponding to the light passage part of the present invention) 13 inserted in the optical path 12 of the condensed light, and a divergence angle adjusting part (irradiation area of the present invention) for guiding the light spot irradiated to the irradiated object 95 corresponding to the setting unit).
  • 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 divergence angle adjusting unit 95 is provided on the front surface 16 a of the housing 16. It is directly attached to the attached attachment portion 97.
  • the light source 10 and the reflecting mirror 11 are integrated and unitized.
  • the configuration of the light source 10, the reflecting mirror 11, and the UV and IR band transmission filter 13 is the same as that of the first embodiment in FIG.
  • the divergence angle adjusting unit 95 is a combination of a uniform illumination rod lens 95a disposed in the vicinity of the condensing point of the reflecting mirror 11 and a plurality of lenses provided on the downstream side in the axial direction. And a movable lens unit 95b.
  • the rod lens 95a has a function of making the light collected by the reflecting mirror 11 uniform, and can prevent the central portion of the optical path cross section from becoming dark.
  • the lens unit 95b includes, for example, a convex lens (biconvex lens or plano-convex lens) such as a collimator lens that converts light emitted from the rod lens 95a into parallel light, and a convex lens (biconvex lens or flat lens) that condenses the light emitted from the convex lens. Convex lens).
  • the lens unit 95b is configured to be movable in the front-rear direction (optical axis direction) along the support shaft 97a of the mounting portion 97.
  • the lens unit 95b By providing such a lens unit 95b, it is possible to adjust the divergence angle of the light spot collected by the reflecting mirror 11 and set it to an arbitrary irradiation area with a diameter of 3 to 6 mm ⁇ or a diameter of 10 mm ⁇ or more. It has become.
  • the rod lens 95a since the rod lens 95a is used, the in-plane uniformity can be within ⁇ 10%.
  • the UV and IR band transmission filter 13 is inserted into the optical path 12 from the light source 10, so that UV-C ultraviolet rays including light in a wavelength band of 250 nm can be obtained. Since the object to be irradiated is simultaneously irradiated with light including visible light and light other than light having a wavelength band of 500 nm to 640 nm, the UV curable resin is short without causing tackiness on the resin surface. It can be cured in time. Further, not only the UV curable resin but also the IR curable resin can be efficiently cured.
  • a divergence angle adjusting unit 95 which includes a rod lens 95a provided in the vicinity of the condensing unit of the reflecting mirror 11 and a lens unit 95b provided at the tip thereof and movable in the optical axis direction.
  • Light having an optimum dimension for the size of the body can be irradiated. For this reason, it is possible to cure the resin in a short time without causing tackiness by using light of a large irradiation area for a large area irradiation object, and light using a light of a small irradiation area for a small area irradiation object. Only the necessary portions can be cured reliably and efficiently without causing tackiness.
  • the irradiated area corresponds to the size of the irradiated object accurately, and the irradiated part is not heated by being irradiated with an excessive part.
  • the light irradiated to the light beam has a desired irradiation area.
  • the uniformity of the irradiated light can be greatly improved.
  • the attenuation of light is small, the light intensity of irradiation light can be increased, and uniform irradiation over a large area is possible.
  • a low-band rejection filter mechanism 18 is inserted in the optical path 12 downstream of the UV and IR band transmission filter 13 to remove the tackiness wavelength (ultraviolet near 254 nm).
  • the energy adjustment optical element 19 is inserted into the optical path 12 on the downstream side of the UV and IR band transmission filter 13 as shown in the modification of FIG.
  • the light transmittance in the vicinity of 365 nm may be adjusted.
  • FIG. 10 schematically shows an optical configuration of a light source device for resin curing in the fifth embodiment of the present invention.
  • the resin curing light source device of this embodiment is reflected by a light source 10, a condensing reflecting mirror 11 that is an elliptical mirror to which the light source 10 is mounted, and the reflecting mirror 11.
  • a band-pass filter (corresponding to the light passage part of the present invention) 13 inserted in the optical path 12 of the condensed light, and a divergence angle adjusting part (irradiation area of the present invention) for guiding the light spot irradiated to the irradiated object 105 corresponding to the setting unit).
  • 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 divergence angle adjusting unit 105 is provided on the front surface 16 a of the housing 16. It is directly attached to the attached mounting portion 107.
  • the light source 10 and the reflecting mirror 11 are integrated and unitized.
  • the configuration of the light source 10, the reflecting mirror 11, and the UV and IR band transmission filter 13 is the same as that of the first embodiment in FIG.
  • the divergence angle adjusting unit 105 is provided on the downstream side of an integrator lens (fly eye lens) 105a for obtaining a uniform illuminance distribution that is fixedly disposed near the condensing point of the reflecting mirror 11.
  • the lens unit 105b includes a single lens or a combination of a plurality of lenses.
  • the integrator lens 105a has a function of uniformizing 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 configured by a convex lens (biconvex lens or plano-convex lens) such as a collimator lens that converts the emitted light from the integrator lens 105a into parallel light, or such a convex lens and an output of the convex lens, for example. You may comprise from the combination with the convex lens (biconvex lens or plano-convex lens) which condenses incident light.
  • a convex lens biconvex lens or plano-convex lens
  • it is possible to adjust the divergence angle of the light spot collected by the reflecting mirror 11 and set it to an arbitrary irradiation area with a diameter of 3 to 6 mm ⁇ or a diameter of 10 mm ⁇ or more. It has become.
  • the integrator lens 105a since the integrator lens 105a is used, the in-plane uniformity can be within ⁇ 5%.
  • the UV and IR band transmission filter 13 is inserted into the optical path 12 from the light source 10, so that UV-C ultraviolet rays including light in a wavelength band of 250 nm can be obtained. Since the object to be irradiated is simultaneously irradiated with light including visible light and light other than light having a wavelength band of 500 nm to 640 nm, the UV curable resin is short without causing tackiness on the resin surface. It can be cured in time. Further, not only the UV curable resin but also the IR curable resin can be efficiently cured.
  • the divergence angle adjusting unit 105 including an integrator lens 105a provided in the vicinity of the condensing unit of the reflecting mirror 11 and a lens unit 105b provided at the tip thereof and movable in the optical axis direction is provided.
  • Light having an optimum dimension for the size of the body can be irradiated. For this reason, it is possible to cure the resin in a short time without causing tackiness by using light of a large irradiation area for a large area irradiation object, and light using a light of a small irradiation area for a small area irradiation object. Only the necessary portions can be cured reliably and efficiently without causing tackiness.
  • the irradiated area corresponds to the size of the irradiated object accurately, and the irradiated part is not heated by being irradiated with an excessive part.
  • the light irradiated to the light beam has a desired irradiation area.
  • the uniformity of the irradiated light can be greatly improved.
  • the attenuation of light is small, the light intensity of irradiation light can be increased, and uniform irradiation over a large area is possible.
  • a low-band rejection filter mechanism 18 is inserted in the optical path 12 downstream of the UV and IR band transmission filter 13 to remove the tackiness wavelength (ultraviolet near 254 nm).
  • the energy adjustment optical element 19 is inserted into the optical path 12 on the downstream side of the UV and IR band transmission filter 13 as shown in the modification of FIG.
  • the light transmittance in the vicinity of 365 nm may be adjusted.
  • FIG. 11 schematically shows an optical configuration of a resin curing light source device according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the resin curing light source device of this embodiment is reflected by a light source 10, a condensing reflecting mirror 11 that is an elliptical mirror to which the light source 10 is mounted, and the reflecting mirror 11. And a band-pass filter (corresponding to the light passage portion of the present invention) 13 inserted in the optical path 12 of the condensed light.
  • a band-pass filter corresponding to the light passage portion of the present invention 13 inserted in the optical path 12 of the condensed light.
  • an optical fiber and a lens system are not used, and light from the reflecting mirror 11 is directly irradiated to the irradiated object via the band pass filter 13. Therefore, in this embodiment, the reflecting mirror 11 corresponds to the irradiation area setting unit of the present invention.
  • the light source 10 and the reflecting mirror 11 are integrated and unitized.
  • the configuration of the light source 10, the reflecting mirror 11, and the UV and IR band transmission filter 13 is the same as that of the first embodiment in FIG.
  • the irradiation area setting unit is composed of a spheroid-shaped reflecting mirror 11 in this embodiment.
  • the light condensed by the reflecting mirror 11 is emitted, and the spread angle of the light spot is adjusted.
  • the UV and IR band transmission filter 13 is inserted into the optical path 12 from the light source 10, so that UV-C ultraviolet rays including light in a wavelength band of 250 nm can be obtained. Since the object to be irradiated is simultaneously irradiated with light including visible light and light other than light having a wavelength band of 500 nm to 640 nm, the UV curable resin is short without causing tackiness on the resin surface. It can be cured in time. Further, not only the UV curable resin but also the IR curable resin can be efficiently cured. The light condensed by the reflecting mirror 11 can be irradiated with light having an optimum dimension for the size of the irradiated object.
  • the resin in a short time without generating tackiness by using light having a large irradiation area for a large-area irradiation object. That is, since the light irradiated to the irradiated object contains infrared rays, the irradiated area corresponds to the size of the irradiated object accurately, and the irradiated part is not heated by being irradiated with an excessive part.
  • the light irradiated to the light beam has a desired irradiation area.
  • a low-band rejection filter mechanism 18 is inserted in the optical path 12 downstream of the UV and IR band transmission filter 13 to remove the tackiness wavelength (ultraviolet near 254 nm).
  • the energy adjustment optical element 19 is inserted into the optical path 12 on the downstream side of the UV and IR band transmission filter 13 as shown in the modification of FIG.
  • the light transmittance in the vicinity of 365 nm may be adjusted.
  • FIG. 12 schematically shows an optical configuration of a resin curing light source device according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the resin curing light source device of this embodiment includes a light source 10, a reflecting mirror 121 that is a parabolic mirror to 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 optical path 12.
  • a band pass filter (corresponding to the light passing portion of the present invention) 13 inserted in the optical path 12.
  • an optical fiber and a lens system are not used, and light from the reflecting mirror 121 is directly irradiated to the irradiated object via the band pass filter 13. Therefore, in this embodiment, the reflecting mirror 121 corresponds to the irradiation area setting unit of the present invention.
  • the light source 10 and the reflecting mirror 121 are integrated and unitized.
  • the configuration of the light source 10 and the UV and IR band transmission filter 13 is the same as that of the first embodiment in FIG.
  • the irradiation area setting unit is composed of a rotating paraboloid-shaped reflecting mirror 121.
  • 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.
  • the UV and IR band transmission filter 13 is inserted into the optical path 12 from the light source 10, so that UV-C ultraviolet rays including light in a wavelength band of 250 nm can be obtained. Since the object to be irradiated is simultaneously irradiated with light including visible light and light other than light having a wavelength band of 500 nm to 640 nm, the UV curable resin is short without causing tackiness on the resin surface. It can be cured in time. Further, not only the UV curable resin but also the IR curable resin can be efficiently cured.
  • Light having an optimum dimension for the size of the irradiated object can be irradiated with parallel light having a diameter corresponding to the diameter of the reflecting surface of the reflecting mirror 121. For this reason, it is possible to cure the resin in a short time without generating tackiness by using light having a large irradiation area for a large-area irradiation object. That is, since the light irradiated to the irradiated object contains infrared rays, the irradiated area corresponds to the size of the irradiated object accurately, and the irradiated part is not heated by being irradiated with an excessive part.
  • the light irradiated to the light beam has a desired irradiation area.
  • a low-band rejection filter mechanism 18 is inserted in the optical path 12 downstream of the UV and IR band transmission filter 13 to remove the tackiness wavelength (ultraviolet near 254 nm).
  • the energy adjustment optical element 19 is inserted into the optical path 12 on the downstream side of the UV and IR band transmission filter 13 as shown in the modification of FIG.
  • the light transmittance in the vicinity of 365 nm may be adjusted.
  • FIG. 13 schematically shows an optical configuration of a resin curing light source device according to the eighth embodiment of the present invention.
  • the resin curing light source device of the present embodiment includes a long light source 130 and a reflecting mirror that is an axial cross-section ellipsoidal mirror or an axial cross-section parabolic mirror to which the light source 130 is mounted. 131 and a band pass filter (corresponding to the light passing part of the present invention) 133 inserted in the optical path 132 of the light reflected by the reflecting mirror 131.
  • a band pass filter (corresponding to the light passing part of the present invention) 133 inserted in the optical path 132 of the light reflected by the reflecting mirror 131.
  • an optical fiber or a lens system is not used, and light from the reflecting mirror 131 is directly irradiated to the irradiated object via 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.
  • an axial section ellipsoidal mirror means a reflecting mirror whose section by a plane perpendicular to the axis is an ellipsoid, and an axial section parabolic mirror has a section by a plane perpendicular to the axis. It means a reflector that is a paraboloid.
  • the light source 130 is a line-shaped, for example, low-pressure mercury lamp configured to emit light in all wavelength bands including IR band light, visible light, and UV band light.
  • the reflecting mirror 131 is an axial section ellipsoidal mirror or an axial section parabolic mirror on which the light source 130 is mounted at its focal position. For example, by using an aluminum vapor deposition mirror, all wavelengths emitted from the light source 130 are reflected. Effectively reflects and collects light in the entire wavelength band (for example, 200 nm to 2500 nm band), including IR band light, visible light, and UV band light (UV-A, UV-B, and UV-C). Is configured to do. Instead of the reflecting mirror 131, a lens that collects light in all wavelength bands emitted from the light source 10 may be used.
  • the UV and IR band transmission filter 133 is a UV and IR band transmission filter.
  • the UV and IR band transmission filter 133 is excellent in heat resistance and long life stability, and includes UV-C ultraviolet rays including light in a wavelength band of 250 nm, and 500 nm to It is composed of a transmission filter or mirror that transmits visible light and light other than light having a wavelength band of 640 nm.
  • An example of the wavelength light transmittance characteristic of the UV and IR band transmission filter 133 is shown in FIG.
  • UV-C ultraviolet light including a wavelength band of at least 250 nm and visible light and infrared light of about 650 nm or more are 90% or more. It has the characteristic of transmitting with a transmittance of. That is, in this embodiment, the ratio of the relative intensity between the tackiness removal wavelength (ultraviolet near 254 nm) and the UV curing main wavelength (ultraviolet near 365 nm) is optimally adjusted, and as a result, the ultraviolet curable resin is obtained. It is possible to remove tackiness under optimum conditions.
  • the UV and IR band transmission filter 133 of the present embodiment is configured to have a transmission characteristic that transmits only ultraviolet rays (including part of visible light) and infrared rays (including part of visible light). Depending on the wavelength curing characteristics of the UV curable resin to be irradiated and the wavelength radiation characteristics of the light source 130, those having various wavelength transmittance characteristics may be used.
  • the irradiation area setting unit is configured by a reflecting mirror 131 having an elliptical section or a parabolic shape. Whether the reflecting mirror 131 collects light along the optical axis or emits light substantially parallel to the optical axis, and whether the light collected by the reflecting mirror 131 is emitted to adjust the spread angle of the light spot. Alternatively, the divergence angle is adjusted to a light spot having a diameter substantially equal to the diameter of the reflecting surface of the reflecting mirror 131.
  • the UV and IR band transmission filter 133 is inserted into the optical path 132 from the light source 130, so that UV-C ultraviolet rays including light in a wavelength band of 250 nm can be obtained. Since the object to be irradiated is simultaneously irradiated with light including visible light and light other than light having a wavelength band of 500 nm to 640 nm, the UV curable resin is short without causing tackiness on the resin surface. It can be cured in time. Further, not only the UV curable resin but also the IR curable resin can be efficiently cured.
  • Light having an optimum dimension for the size of the irradiated object can be irradiated by light collected by the reflecting mirror 131 or by 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 in a short time without generating tackiness by using light having a large irradiation area for a large-area irradiation object. That is, since the light irradiated to the irradiated object contains infrared rays, the irradiated area corresponds to the size of the irradiated object accurately, and the irradiated part is not heated by being irradiated with an excessive part.
  • the light irradiated to the light beam has a desired irradiation area.
  • all the light emitted from the resin curing light source device is resin curing light having a tackiness removing action via UV and IR band transmission filters.
  • the specific part may emit light through a filter that combines a filter for removing tackiness and a filter that transmits other wavelength bands or a mirror, and may irradiate the object.
  • the peripheral portion of the light spot may be configured with a tack-free wavelength
  • the central portion may be a light spot via an optical system that transmits or reflects a wavelength region of another wavelength band.
  • UV and IR band transmission filters are transmission filters that transmit UV-C ultraviolet rays in the 250 nm band, UV-B ultraviolet rays in the 315 nm band, UV-A ultraviolet rays in the 365 nm band, and 640 nm to 2500 nm. It has light transmission characteristics as shown in FIG. FIG. 14 shows the spectral distribution characteristics of the light transmitted through this transmission filter.
  • the used UV band transmission filter is a transmission filter that transmits UV-C, UV-B and UV-A ultraviolet rays of 200 nm to 400 nm including a band of 250 nm and part of visible light and does not transmit infrared rays at all. As shown in FIG. FIG. 16 shows the spectral distribution characteristics of the light transmitted through this transmission filter.
  • UV and IR band transmission filters As a second comparative example, light from a light source was reflected by a reflecting mirror (ellipsoidal mirror) subjected to aluminum vapor deposition, transmitted through UV and IR band transmission filters, and irradiated onto a UV curable resin.
  • the UV and IR band transmission filter used is a transmission filter that transmits UV-B and UV-A ultraviolet rays in the wavelength band of 300 nm or more and infrared rays, and does not transmit any ultraviolet rays in the 250 nm band. It has the light transmission characteristics as shown.
  • FIG. 18 shows the spectral distribution characteristics of the light transmitted through the transmission filter.
  • tackiness is a method of complete removal, and the resin surface is irradiated by irradiating the wavelength band of the first embodiment for a short time (about 10 seconds). It was found that tackiness can be completely removed, and that UV curable resin is not destroyed, deformed, damaged and / or burned due to excessive irradiation energy. On the other hand, if the entire wavelength band is irradiated, the tackiness of the resin surface can be removed, but in this case, the irradiation energy is too strong, causing problems such as destruction, deformation, damage and / or scorching of the UV curable resin. The possibility to do increases.
  • an adhesive application device and an adhesive curing device for curing a photo-curing resin of a resin adhesive, or a resin curing device can be applied to an adhesive application device and an adhesive curing device for curing a photo-curing resin of a resin adhesive, or a resin curing device.
  • an adhesive application device and an adhesive curing device for curing a photo-curing resin of a resin adhesive, or a resin curing device for example, (1) fixing of electronic parts used around the slider assembly in the hard disk drive, (2) sealing of the periphery of the liquid crystal attached to the small mobile communication means, etc. (3) small wearable display device Small electronic parts for optical, fixing of optical parts, (4) electronic parts corresponding to electronics such as automobile parts, fixing of sensors, (5) sealing of intelligent window materials, (6) medical parts, etc.
  • the present invention can be applied to prevent contamination from adhering due to the presence of tackiness.

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Abstract

樹脂硬化用光源装置は、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ている。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。

Description

樹脂硬化用光源装置
　本発明は、例えば樹脂接着剤等の光硬化型樹脂を硬化させるための樹脂硬化用光源装置に関する。
　塗布した接着剤に紫外線を照射して硬化させる接着剤塗布装置及び接着剤硬化装置は、公知であり、電子部品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）。
　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。
特開平０５－２５３５２６号公報 特開平１１－１２８８００号公報 特開２００６－１７６６５３号公報
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。
　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
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。

Claims (12)

  1. 　光源と、該光源から放射される光を光路を介して出射部へ導く光学系と、前記光学系の前記光路に挿入されており、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。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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。
  6. 　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。
  7. 　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。
  8. 　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。
  9. 　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。
  10. 　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。
  11. 　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。
  12. 　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。
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