(57)【要約】 【課題】  硬化させたい部分に充填された光硬化型樹脂に光を照射して該樹脂を硬化させる際に、未硬化部分を生じることなく樹脂全体を均一に硬化させ得る硬化方法、硬化装置及び該方法により硬化した樹脂を備えた光部品の提供。【解決手段】  硬化させたい部分に充填された光硬化型樹脂３に対し、該樹脂が硬化する波長の光を二方向以上から照射することにより硬化させることを特徴とする光硬化型樹脂の硬化方法。光硬化型樹脂を入れる容器と、該光硬化型樹脂を硬化し得る波長の光を発する光源と、光源からの光を二つ以上の方向から容器内の光硬化型樹脂に照射する光分割手段とを備えたことを特徴とする光硬化型樹脂の硬化装置。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化させたい部分に充填された光硬化型樹脂に対し、該樹脂が硬化する波長の光を二つ以上の方向から照射することにより硬化させることを特徴とする光硬化型樹脂の硬化方法。
【請求項２】
光硬化型樹脂に光ファイババンドルを通して二つ以上の方向から光を照射することを特徴とする請求項１に記載の光硬化型樹脂の硬化方法。
【請求項３】
光硬化型樹脂に、直接照射光と、該直接照射光の一部を反射板で反射させて樹脂に向けて照射する反射光とを同時に照射することを特徴とする請求項１又は２に記載の光硬化型樹脂の硬化方法。
【請求項４】
光硬化型樹脂を硬化し得る波長の光を発する光源と、光源からの光を二つ以上の方向から硬化させたい部分に充填された光硬化型樹脂に照射する光分割手段とを備えたことを特徴とする光硬化型樹脂の硬化装置。
【請求項５】
前記光分割手段が、先端部を２つ又はそれ以上に分割した光ファイババンドルであることを特徴とする請求項４に記載の光硬化型樹脂の硬化装置。
【請求項６】
前記光分割手段が、光硬化型樹脂に直接光を照射するように設けられた光ファイババンドルと、該光ファイババンドルから出射された直接照射光の一部を反射させて樹脂に向けて照射するように設けられた反射板とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の光硬化型樹脂の硬化装置。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかに記載の光硬化型樹脂の硬化方法によって硬化させた樹脂を有する光部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光硬化型樹脂の硬化方法に関し、該樹脂に光を多方向から照射して該樹脂を均等に硬化させるための硬化方法、該方法に好適な硬化装置及び該硬化方法により硬化させた樹脂を有する光部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
光硬化型の樹脂を硬化させる場合、該樹脂が硬化する波長の光、例えば、ＵＶ光源或いは可視光光源からの光を、光ファイババンドルを通して一方向から該樹脂に照射することにより、樹脂を硬化させていた。
図１は前述した従来方法による硬化方法を説明するための斜視図であり、この方法では、光ファイババンドル１を通して、図示しない光源から樹脂が硬化する波長の光を、硬化させたい部分に充填した光硬化型樹脂３に向けて一方向から照射している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１に示すように、容器２に充填した未硬化の光硬化型樹脂３に光を照射して該樹脂を硬化させる場合、容器２に対して垂直な方向から光を入射させないと、一部が容器２の陰になり、樹脂が硬化し難い部分が生じてしまうという問題がある。しかし、図１に示すように、容器２から光ファイバＦが突き出ている状態のように、光を容器２の真上から照射できないような構造になっている場合は、光が照射されず、樹脂が硬化し難い部分が生じてしまう。また、一方向からの照射では、構造上いずれかが陰になってしまう部分が生じる形状の容器では、硬化し難い部分が必ず存在することになり、容器内の樹脂全体を均一に硬化できない問題がある。
【０００４】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、硬化させたい部分に充填された光硬化型樹脂に光を照射して該樹脂を硬化させる際に、未硬化部分を生じることなく樹脂全体を均一に硬化させ得る硬化方法、硬化装置及び該方法により硬化した樹脂を有する光部品の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明は、硬化させたい部分に充填された光硬化型樹脂に対し、該樹脂が硬化する波長の光を二つ以上の方向から照射することにより硬化させることを特徴とする光硬化型樹脂の硬化方法を提供する。
本発明の硬化方法において、光硬化型樹脂に光ファイババンドルを通して二つ以上の方向から光を照射することが好ましい。
また本発明の硬化方法において、光硬化型樹脂に、直接照射光と、該直接照射光の一部を反射板で反射させて樹脂に向けて照射する反射光とを同時に照射することが好ましい。
【０００６】
また本発明は、光硬化型樹脂を硬化し得る波長の光を発する光源と、光源からの光を二つ以上の方向から硬化させたい部分の光硬化型樹脂に照射する光分割手段とを備えたことを特徴とする光硬化型樹脂の硬化装置を提供する。
本発明の硬化装置において、前記光分割手段が、先端部を２つ又はそれ以上に分割した光ファイババンドルであることが好ましい。
また本発明の硬化装置において、前記光分割手段が、光硬化型樹脂に直接光を照射するように設けられた光ファイババンドルと、該光ファイババンドルから出射された直接照射光の一部を反射させて樹脂に向けて照射するように設けられた反射板とを備えていることが好ましい。
【０００７】
また本発明は、前記光硬化型樹脂の硬化方法によって硬化させた樹脂を有する光部品を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、硬化させたい部分に充填された光硬化型樹脂に対し、該樹脂が硬化する波長の光を二つ以上の方向から照射することにより硬化させることによって、開口の直上から光を照射できない場合でも陰となる部分をなくし、未硬化樹脂部分をなくし、光硬化型樹脂全体を均一に硬化させることができる。
また、光硬化型樹脂に光ファイババンドルを通して二つ以上の方向から光を照射することによって、硬化装置の構成を変更することなく、未硬化樹脂部分の発生を防ぐことができる。
また、直接照射光と、該直接照射光の一部を反射板で反射させて樹脂に向けて照射する反射光とを同時に照射することによって、作業性を損なうことなく未硬化樹脂部分の発生を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図３は本発明の光硬化型樹脂の硬化方法及び硬化装置の第１実施形態を説明するための図であり、この硬化装置は、光硬化型樹脂を硬化し得る波長の光を発する図示しない光源と、この光源からの光を二つ以上の方向から、硬化させたい部分である容器２内の光硬化型樹脂に照射する光ファイババンドル４，５とを備えて構成されている。この光ファイババンドル４，５は、バンドルの先端を２つに分割し、他端から入射した光源からの光を２分割して光硬化樹脂３に照射するようになっている。
【００１０】
本発明において、光硬化型樹脂としては、未硬化状態では液状であり、光ファイババンドル等を通して照射される光により硬化反応を生じ、硬化させることができる各種の紫外線硬化型または可視光硬化型の光硬化型樹脂を用いることができ、例えば、紫外線硬化型シリコーン樹脂、エステルアクリレート系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、メラミンアクリレート系樹脂、アクリル樹脂アクリレート、不飽和ポリエステル系樹脂などが挙げられる。
【００１１】
光源としては、使用する光硬化型樹脂３を硬化させる波長域の紫外光又は可視光を得ることができればよく、使用する光硬化型樹脂３の硬化特性に応じて選択でき、例えば紫外線硬化型樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を用いる場合には、低圧水銀ランプなどの紫外線光源が好適に用いられる。
【００１２】
図３に示すように、光ファイバＦが、硬化させたい部分を覆う容器２から突き出ているような場合、この光ファイバＦが邪魔になって、光ファイババンドル４，５の先端を容器２の直上に位置させることができない。このため、それぞれの光ファイババンドル４，５は、出射光を光硬化型樹脂３に照射できるように、傾けた状態で配置されている。垂直な光ファイバＦと、それぞれの光ファイババンドル４，５の長手方向とがなす角度θ１，θ２は、５〜７５度、好ましくは１０〜６０度の範囲とすることが好ましい。この角度θ１，θ２が前記範囲より小さいと、光硬化型樹脂３に垂直に立てられた光ファイバＦに光ファイババンドル４，５先端が接触する可能性が高くなり、作業性が悪化する。またこの角度θ１，θ２が前記範囲を超えると、光硬化型樹脂３に光を照射させ難くなる。
【００１３】
図３に示す硬化装置において本発明の硬化方法を実施する場合を説明する。
まず、未硬化の光硬化型樹脂３を硬化させたい部分（図３では容器２）に充填する。なお、この充填部は、光硬化型樹脂３を充填する空間を有すると共に、光を入射する開口を有していればよく、その形状、大きさ、材質等は限定されない。ここで、充填部は、一般的には補強管などである。
【００１４】
次に、光硬化型樹脂３を充填した容器２を所定の光照射位置に移動させる。この光照射位置では、先端部を２つに分割した光ファイババンドル４，５が配置されており、これらの光ファイババンドル４，５は垂直線に対し長手方向が所定の角度θ１，θ２となるように斜めに設けられている。
【００１５】
次に、これらの光ファイババンドル４，５を通して光硬化型樹脂３を硬化させ得る波長域の光を照射する。本例では、２つに分割した光ファイババンドル４，５の先端から、それぞれ容器２内の光硬化型樹脂３に対して光を照射することにより、容器２内の光硬化型樹脂３の全体に光が照射され、光硬化型樹脂３は均一に硬化する。硬化に必要な時間は、使用する光硬化型樹脂の種類に応じて適宜設定され、例えば、シリコン系樹脂では１００〜３００ｍＷ程度の紫外又は可視光を５〜６０秒間程度照射することが好ましい。
所定時間の光照射後、均一に硬化した樹脂で固定された光部品が得られる。
【００１６】
この硬化方法では、容器２に充填された光硬化型樹脂３に対し、該樹脂が硬化する波長の光を二つ以上の方向から照射することにより硬化させることによって、容器開口の直上から光を照射できない場合でも陰となる部分をなくし、未硬化樹脂部分をなくし、光硬化型樹脂３全体を均一に硬化させることができる。
また、この硬化方法では、光硬化型樹脂に光ファイババンドル４，５を通して二方向から光を照射することによって、硬化装置の構成を変更することなく、未硬化樹脂部分の発生を防ぐことができる。
【００１７】
図５は本発明の光硬化型樹脂の硬化方法及び硬化装置の第２実施形態を説明するための図であり、この硬化装置は、光硬化型樹脂を硬化し得る波長の光を発する図示しない光源と、この光源からの光を硬化させたい部分である容器２内の光硬化型樹脂に直接照射する光ファイババンドル６と、該光ファイババンドル６から出射された直接照射光の一部を反射させて樹脂に向けて照射するように設けられた反射板７とを備えた構成になっている。この反射板７は、光ファイババンドル６から出射された光（すなわち、光硬化型樹脂３を硬化し得る波長域の光）を反射できればよく、通常は平板ミラーが使用される。
【００１８】
図５に示す硬化装置において本発明の硬化方法を実施する場合、前述した第１実施形態の硬化方法と同様にして行うことができる。まず、未硬化の光硬化型樹脂３を容器２に充填し、これを所定の光照射位置に移動させる。この光照射位置では、垂直線に対し長手方向がθ３の角度となるように斜めに配置された光ファイババンドル６の先端と、それに対向して設けられた反射板７とが配置されている。この角度θ３は、θ１，２と同じく５〜７５度、好ましくは１０〜６０度の範囲が好ましい。
【００１９】
次に、これらの光ファイババンドル４，５を通して光硬化型樹脂３を硬化させ得る波長域の光を照射する。本例では、容器２内の光硬化型樹脂３に対し、光ファイババンドル６の先端からの直接照射光と、該直接照射光の一部を反射板７で反射させた反射光とを同時に照射することにより、容器２内の光硬化型樹脂３の全体に光が照射され、光硬化型樹脂３は均一に硬化する。
【００２０】
この硬化方法では、前述した図３に示す実施形態による硬化方法と同様の効果が得られ、さらに光ファイババンドル６から出射される直接反射光と、その一部を反射板７で反射させて樹脂に照射する反射光とを同時に照射することにより、作業性を損なうことなく未硬化樹脂部分の発生を防ぐことができる。
【００２１】
また本発明は、前述した本発明に係る硬化方法によって硬化させた光硬化型樹脂を備えた光部品を提供する。本発明において光部品とは、少なくとも一部に樹脂を含んで構成される各種の光部品を指し、例えば合成樹脂光ファイバ、石英ガラスコア／樹脂クラッド光ファイバ、樹脂被覆を有する石英系光ファイバ、これらの光ファイバを用いた光コネクタ、光カプラ、光モジュール、樹脂製のレンズやプリズム、スラブ導波路などの導波路型光部品などが挙げられる。
【実施例】
【００２２】
［比較例１］
図１に示す構成の硬化装置を用い、容器に入れた光硬化型樹脂を一方向からの光照射によって硬化させた。
容器２は、光照射後に内部を観察するため、塩化ビニル製の内径２．５ｍｍ、高さ５４ｍｍの有底円筒形とした。この中にシリコン系樹脂を充填し、その中心に石英系シングルモード光ファイバＦを挿入し、上部で保持した。光源（ＵＶランプ）の光を光ファイババンドル１（光ファイバ数百本を束ねた直径５ｍｍのバンドル）の入射端に入射させ、先端から容器２に向けて照射した。この光ファイババンドル１の先端部は、容器２に向けてθ＝３０度となるように配置した。
１５秒間、一方向からの照射後、容器２を解体して樹脂の硬化具合を確認した。図２に、容器２から取り出した硬化樹脂の様子を示す。容器の陰になっていた部分の樹脂が硬化せずに流れ出た様子が認められた。つまり、障害物等により容器２に対して垂直な方向から光を照射できない場合には、未硬化の部分が存在してしまうことが実証された。
【００２３】
［実施例１］
図３に示すように、光ファイババンドルの先端を２つに分割し、容器２内の光硬化型樹脂３に対して二方向から光を照射した以外は、比較例１と同様に行って、樹脂を硬化させた。なお、θ１，θ２はともに約３０度とした。
図４に、容器２から取り出した硬化樹脂の様子を示す。この実施例１により得られた硬化樹脂は、比較例１での一方向光照射の場合とは異なり、樹脂が全域にわたって均一に硬化した。
【００２４】
［実施例２］
実施例１の方法では、光照射用の光ファイババンドルを２つ持ちながら作業することになり、作業性が良くない。この問題を解決するため、図５に示すように、光ファイババンドル６と、その先端からの直接照射光の一部を反射させて樹脂に照射するための反射板７を設け、直接照射光と反射光とを同時に樹脂に照射して硬化を行った。反射板７を設けることにより、一方向からの照射により二つ以上の方向から照射することになる。反射板７を設けた以外は、比較例１と同条件とした。但し、光ファイババンドル６の長手方向と垂直線とがなす角度θ３は４５度とした。
図６に容器２から取り出した硬化樹脂の様子を示す。この実施例２により得られた硬化樹脂は、比較例１での一方向光照射の場合とは異なり、樹脂が全域にわたって均一に硬化した。また、１本の光ファイババンドルで操作できるので、作業性は良好であった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の硬化方法を説明するための斜視図である。
【図２】図１の従来法で光硬化型樹脂に光を照射した場合に得られた硬化樹脂の形状を示す斜視図である。
【図３】本発明の硬化方法の第１実施形態を説明するための斜視図である。
【図４】図３に示す方法で光硬化型樹脂に光を照射した場合に得られた硬化樹脂の形状を示す斜視図である。
【図５】本発明の硬化方法の第２実施形態を説明するための斜視図である。
【図６】図５に示す方法で光硬化型樹脂に光を照射した場合に得られた硬化樹脂の形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１，４，５，６…光ファイババンドル、２…容器、３…光硬化型樹脂、７…反射板。
【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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