(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−２５３５２６号公報
【特許文献２】特開平１１−１２８８００号公報
【特許文献３】特開２００６−１７６６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【発明の効果】
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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４】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。
【図５】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６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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。
【図１６】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。
【図１７】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。
【図１８】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。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【実施例】
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
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。
【符号の説明】
【０１１６】
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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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