JP2017012988A - Light irradiation apparatus and light curing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光照射装置、及び光硬化システムに関する。 The present invention relates to a light irradiation apparatus and a photocuring system.
一般に、紙やプラスチック等の表面に光硬化剤を被着し、この光硬化剤に光を照射して硬化する光硬化技術が知られており、液晶パネルの封止や、光学レンズ部品の接着、光ディスクの接着、プリント基板の部品仮止め等に広く応用されている。光硬化に用いられる光は、硬化剤の種類、硬化条件等によって異なり、紫外線(紫外光)の他、可視光や近赤外線が用いられることもある。
光硬化技術で用いられる光照射装置の光源には、光硬化に紫外線を利用する場合、通常、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電ランプが使用されている(例えば、特許文献1参照)。
In general, photo-curing technology is known in which a photo-curing agent is applied to the surface of paper, plastic, etc., and this photo-curing agent is cured by irradiating light, sealing liquid crystal panels and bonding optical lens components. It is widely applied to adhesion of optical disks, temporary fixing of printed circuit board components, and the like. The light used for photocuring varies depending on the type of curing agent, curing conditions, and the like, and visible light or near infrared light may be used in addition to ultraviolet light (ultraviolet light).
As a light source of a light irradiation device used in the photocuring technique, a discharge lamp such as a high-pressure mercury lamp or a metal halide lamp is usually used when ultraviolet rays are used for photocuring (see, for example, Patent Document 1).
ところで、光硬化技術に用いられる従来の光照射装置では、照射面に照度ムラが生じ、所望の均斉度が得られない、という問題があった。そこで従来では、光照射装置と照射面の間の距離(照射距離)を変えたり、複数の光照射装置が並設されている場合には各光照射装置の間の距離(ピッチ)を変えたりして、照度ムラの低減が図られている。
しかしながら、従来の手法では、照射距離やピッチの変更に伴い、照射面での光量も変わってしまい調整作業が繁雑であり、また照度ムラを十分に解消することも困難であった。
By the way, in the conventional light irradiation apparatus used for a photocuring technique, there existed a problem that illumination intensity nonuniformity produced on the irradiated surface and desired uniformity was not obtained. Therefore, conventionally, the distance (irradiation distance) between the light irradiation device and the irradiation surface is changed, or when a plurality of light irradiation devices are arranged in parallel, the distance (pitch) between the light irradiation devices is changed. Thus, the illuminance unevenness is reduced.
However, with the conventional method, the amount of light on the irradiated surface also changes as the irradiation distance and pitch change, and adjustment work is complicated, and it is difficult to sufficiently eliminate illuminance unevenness.
そこで本発明は、照射ムラを簡単に抑制できる光照射装置、及び光硬化システムを提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the light irradiation apparatus and photocuring system which can suppress irradiation nonuniformity easily.
本発明は、光硬化剤を含むワークに光を照射し、当該光硬化剤を光硬化させる光照射装置において、前記ワークの載置領域を含む所定照射領域を前記光で照らす照射ユニットと、前記照射ユニットの光を減じ、前記所定照射領域の内の一部の箇所の照度を低める減光手段と、を備え、前記減光手段は、前記ワークの載置領域において、照度が相対的に高くなっている箇所の光を減じることを特徴とする。 The present invention provides a light irradiation apparatus for irradiating light to a work containing a photocuring agent and photocuring the photocuring agent, and an irradiation unit for illuminating a predetermined irradiation area including a placement area of the work with the light, A dimming unit that reduces the light of the irradiation unit and reduces the illuminance at a part of the predetermined irradiation region, and the dimming unit has a relatively high illuminance in the work placement region. It is characterized by reducing the light in the place.
また本発明は、上記光照射装置において、前記照射ユニットが設けられた筐体を備え、前記減光手段は、前記筐体に着脱自在に設けられていることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the light irradiating apparatus includes a housing provided with the irradiation unit, and the dimming means is detachably provided on the housing.
また本発明は、上記光照射装置において、前記照射ユニットは、線状光源を備え、前記減光手段は、少なくとも前記線状光源の光が入射する範囲に亘って前記線状光源の長手方向に延びる減光フィルタを備えることを特徴とする。 In the light irradiation apparatus according to the present invention, the irradiation unit includes a linear light source, and the dimming unit extends in a longitudinal direction of the linear light source over at least a range in which light from the linear light source is incident. An extending neutralizing filter is provided.
また本発明は、上記光照射装置において、前記減光手段は、前記減光フィルタを交換自在に備えていることを特徴とする。 Moreover, the present invention is characterized in that, in the light irradiating apparatus, the dimming means includes the dimming filter in a replaceable manner.
また本発明は、上記光照射装置において、前記減光手段は、前記減光フィルタを前記長手方向と直交する方向に移動自在に備えていることを特徴とする。 Moreover, the present invention is characterized in that, in the light irradiating apparatus, the dimming means includes the neutral density filter movably in a direction perpendicular to the longitudinal direction.
また本発明は、上記のいずれかに記載の複数の光照射装置を備え、前記光照射装置のそれぞれは、各々の所定照射領域の少なくとも一部を重複させて配置され、これら所定照射領域が連なって成る連続照射領域に前記ワークの載置領域が含まれ、前記減光手段は、複数の前記光照射装置の少なくとも1つ以上に設けられ、前記ワークの載置領域において、照度が相対的に高くなっている箇所の光を減じることを特徴とする光硬化システムである。 Further, the present invention includes a plurality of the light irradiation devices according to any one of the above, and each of the light irradiation devices is disposed so as to overlap at least a part of each predetermined irradiation region, and the predetermined irradiation regions are connected. The continuous irradiation area is configured to include the work placement area, and the dimming means is provided in at least one of the plurality of light irradiation devices, and the work placement area has a relatively high illuminance. It is a photocuring system characterized by reducing the light in the raised area.
本発明によれば、所定照射領域内のワークの載置領域において照度が相対的に高くなっている箇所の光が減光手段によって減じられるので、光照射装置の配置位置等の調整をせずともワークの載置領域内の照度ムラが抑えられて均斉度が高められる。 According to the present invention, the light at the location where the illuminance is relatively high in the placement area of the workpiece in the predetermined irradiation area is reduced by the dimming means, so that the arrangement position of the light irradiation apparatus or the like is not adjusted. In both cases, uneven illuminance in the work placement area is suppressed and the uniformity is increased.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は本実施形態に係る光硬化システム10を模式的に示す正面図であり、図2は光硬化システム10を模式的に示す側面図である。
これらの図に示すように、光硬化システム10は、複数(図示例では3つ)の光照射装置1と、これら光照射装置1の直下に離間距離Lsだけ離間して配置されたステージ90と、を備え、複数の光照射装置1が直下のステージ90に紫外線たる照射光94を照射する。このステージ90の上面90Aには、ワーク載置領域Rwが設定されており、このワーク載置領域Rwの範囲の中に、紫外線硬化剤が塗布されたワークWが載置される。紫外線硬化剤は紫外線の照射によって硬化する光硬化剤の一例である。
なお、光照射装置1の直下とは光照射装置1の光軸Kに沿った方向を指し、この光照射装置1では、光軸Kが鉛直方向に合わせられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view schematically showing a
As shown in these drawings, the
Note that “directly under the
光照射装置1のそれぞれは同一構成を有し、略直方体形状の筐体95を備え、当該筐体95には、線状光源の一例たる直管型ランプ12と、この直管型ランプ12の配光を制御する反射鏡ユニット13と、カバーユニット31とが設けられている。カバーユニット31は、各種の光学フィルタを備えたユニットであり、筐体95の底面に取付けられており、このカバーユニット31には、直管型ランプ12の長手方向Da(図2)に延びる矩形の照射開口96が形成されている。なお、カバーユニット31が備える光学フィルタについては後述する。
Each of the
反射鏡ユニット13は、直管型ランプ12が放射する紫外線を焦点Sに集光するシリンドリカル状の反射面13Aを有している。この焦点Sは、直管型ランプ12の直下であって、ステージ90と光照射装置1の間に設定されており、この焦点Sで一旦集光した光は、直管型ランプ12の長手方向Daと直交する方向(以下、ランプ直交方向と称し、符号Dbを付す)に拡がる光となる。
これにより、光照射装置1のそれぞれは、直管型ランプ12の直射光93、及び反射鏡ユニット13の反射によってランプ直交方向Dbに拡がる反射光92を照射光94として直下のステージ90の所定照射領域Raに向けて照射する。所定照射領域Raは、光照射装置1の直下に設定された領域である。
The reflecting
As a result, each of the
ランプ直交方向Dbにおける反射光92の拡がり幅Lrは、焦点Sからステージ90までの距離によって変化し、また直射光93の拡がり幅Ldは、照射開口96の開口幅Lwによって変化する。これら拡がり幅Lr、Ldは、ワーク載置領域Rwにおいて、照度ムラが所定範囲に収まるように設定されている。
ここで言う照度ムラは、ワーク載置領域Rwにおける最低照度と最大照度との差である。
また、照度ムラが所定範囲に収まるとは、少なくともいずれかの光照射装置1が後述する減光フィルタユニット40を備えることで、ワーク載置領域Rwの均斉度が、ワークWの光硬化処理に許容される範囲に収まることを意味する。
なお、図示例では、これら焦点Sの位置、及び照射開口96の開口幅Lwが、ステージ90における反射光92の拡がり幅Lrと、直射光93の拡がり幅Ldとを概ね一致させる値に設定されているが、あくまでも一例である。
The spread width Lr of the
The illuminance unevenness referred to here is a difference between the minimum illuminance and the maximum illuminance in the workpiece placement region Rw.
Further, the fact that the illuminance unevenness falls within the predetermined range means that at least one of the
In the illustrated example, the position of the focus S and the opening width Lw of the
この光硬化システム10では、図1に示すように、複数の光照射装置1がランプ直交方向Dbに所定の配置間隔Lpで並列に並べて設けられている。これら光照射装置1の配置間隔Lpは、各直管型ランプ12の発光中心Oを基準にして規定され、少なくともステージ90の上面90Aにおいて互いの所定照射領域Raが一部重複する距離に設定されている。
ステージ90の上面90Aには、光照射装置1のそれぞれの所定照射領域Raがランプ直交方向Dbに連なって成る1つの大きな連続照射領域Rbが形成され、この連続照射領域Rbの中に、ワークWが載置されるワーク載置領域Rwが設定されている。このワーク載置領域Rwは、連続照射領域Rbの中でも特に照度ムラが抑えられて所定の均斉度を維持している領域である。
In this
On the
次いで、光照射装置1の具体的構成を説明する。
図3は光照射装置1の内部構成を示す断面図である。
この光照射装置1は、図3に示すように、金属製の外装体2に、照射ユニット11と、照射ユニット11を冷却する冷却ユニット21と、照射ユニット11とワークWとの間に配置されるカバーユニット31とを備えている。
照射ユニット11は、上述した線状光源の一例たる直管型ランプ12、及び反射鏡ユニット13を備え、これらは、外装体2の中に、ランプ直交方向Dbにおける略中央に配置されている。
この外装体2の底面15Bには、開口部2Kが開口し、この開口部2Kが上記カバーユニット31によって覆われている。
すなわち、図1の筐体95の外形は、これら外装体2、及びカバーユニット31によって構成されており、カバーユニット31が筐体95の底面を構成する。なお、照射ユニット11、及びカバーユニット31が外装体2(すなわち筐体95)の中に収められてもよい。
Next, a specific configuration of the
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the
As shown in FIG. 3, the
The
An
That is, the outer shape of the
直管型ランプ12は、ステージ90の上面90Aに沿って略平行に延在する長尺の直管型のランプであり、ワークWの紫外線硬化剤を硬化させる波長帯域の紫外線を放射する。この直管型ランプ12には、例えば高圧水銀ランプ、その他のメタルハライドランプの放電ランプが用いられる。
反射鏡ユニット13は、上述したように、直管型ランプ12を囲うとともに直管型ランプ12の長手方向Daに沿って延在するシリンドリカル状の反射面13Aを備えている。
これら直管型ランプ12、及び反射鏡ユニット13の周囲には、冷却ユニット21によって冷却風が導入されて空冷される。
The
As described above, the reflecting
Cooling air is introduced by the cooling
冷却ユニット21は、外装体2に収められており、冷却用ラジエータ21A、冷却用ユニット21B、及び冷却用ブロア21C等を備えている。冷却用ラジエータ21A、冷却用ユニット21B、及び冷却用ブロア21Cは、冷却用ブロア21Cにより冷却風を照射ユニット11に送風し、照射ユニット11の各部(直管型ランプ12、及び反射鏡ユニット13等)を空冷する。
また、反射鏡ユニット13に設けられた複数の孔部13Bのそれぞれには、冷却用ラジエータ21A、及び冷却用ユニット21Bとは別に設けられた冷却ユニット(図示せず)から冷却水が供給される。これら複数の孔部13Bは反射鏡ユニット13の長手方向に延在し、各孔部13Bのそれぞれを冷却水が流通することによって反射鏡ユニット13が効率良く冷却される。
The cooling
Cooling water is supplied to each of the plurality of
これにより照射ユニット11の各部(直管型ランプ12、及び反射鏡ユニット13等)を強制冷却でき、直管型ランプ12の発熱の影響による直管型ランプ12、及び反射鏡ユニット13等の温度上昇を十分に抑えることができる。また外装体2の底面15の開口部2Kはカバーユニット31で覆われるので、外装体2を外部空間から区画でき、外部空間の熱影響を抑えて外装体2内に独立した冷却空間を形成することができる。
Thereby, each part (straight
図4は図3におけるカバーユニット31の拡大図であり、図5はカバーユニット31の一部分解斜視図である。
カバーユニット31は、外装体2の底面15Bの開口部2Kを覆う蓋部材であり、図5に示すように、カバーユニット本体32と、減光フィルタユニット40とを備えている。
カバーユニット本体32は、直管型ランプ12の長手方向Daに沿って延びる矩形薄型の板状の部材であり、図3、及び図4に示すように、支持片39によって外装体2の下端に支持されている。このカバーユニット31には、直管型ランプ12の直下に直管型ランプ12の長手方向Daに沿って延びる矩形の開口部31Aが形成されている。この開口部31Aは、平面視において、外装体2の底面15Aの開口部2Kの中に収まっており、これら開口部2K、及び開口部31Aを、直管型ランプ12の直射光93、及び反射鏡ユニット13によって反射された反射光92が通過する。これにより、これら直射光93、及び反射光92が光照射装置1の照射光94としてステージ90の所定照射領域Raに照射される。つまり、この光照射装置1では、カバーユニット31の開口部31Aが照射光94を出射する上記照射開口96(図1、図2)に相当する。
4 is an enlarged view of the
The
The cover unit
カバーユニット31は、上述したように、光学フィルタを備えるものであり、具体的には、波長選択フィルタ33と、吸収フィルタ35とを備えている。
詳述すると、直管型ランプ12の光には、ワークWへの照射が不要な波長の光も含まれており、この不要波長の光を除去すべく、カバーユニット31の開口部31Aには、開口部31Aを覆うように波長選択フィルタ33が取り付けられている。
波長選択フィルタ33は、透明基板上に誘電体多層膜を積層して形成される光学フィルタであり、ワークWへの照射が必要な波長(必要波長)の光だけが透過し、不要波長の光は透過しない。これにより、波長選択フィルタ33は、ワークWに不必要な光を除去するカットフィルタとして機能する。
As described above, the
More specifically, the light from the
The
ところで、波長選択フィルタ33には、透過特性に入射角度依存性がある。このため、斜めに入射した光については不必要な波長であっても一部透過してしまう。特に、本実施形態の光照射装置1は、直管型ランプ12から離れた位置に平板状の波長選択フィルタ33を配置し、且つ、湾曲した反射鏡ユニット13を用いて直管型ランプ12の光を反射する。このため、反射鏡ユニット13から波長選択フィルタ33に斜めに入射する光成分が比較的多く存在し、波長選択フィルタ33を透過する不必要な波長の光が多くなり易い。
そこでカバーユニット31には、不必要な波長の光を吸収する上記吸収フィルタ35が波長選択フィルタ33の下側に更に設けられ、波長選択フィルタ33、及び吸収フィルタ35を透過した必要波長の光だけを照射領域たるワークWに照射する構成にしている。
なお、カバーユニット31の開口部31A(照射開口96)は、この波長選択フィルタ33によって閉塞されることとなる。
By the way, the
Therefore, the
The
ここで、光照射装置1の直管型ランプ12に対面した位置に所定照射領域Raが設けられているので、所定照射領域Raにおける照度分布は、ランプ直交方向Dbにおいて、直管型ランプ12の直下領域P1が両縁部の縁部領域P2よりも相対的に照度が高くなる。
したがって、図1に示すように、所定照射領域Raの縁部領域P2を重ねて連続照射領域Rbが形成されることで、縁部領域P2での照度が高められ連続照射領域Rbの照度ムラが縮小される。
そこで、それぞれの光照射装置1の光学系は、直下領域P1の照度と、隣の光照射装置1の照射光94が重畳した後の縁部領域P2の照度とを等しくするように設計される。
Here, since the predetermined irradiation region Ra is provided at a position facing the
Therefore, as shown in FIG. 1, the continuous irradiation region Rb is formed by overlapping the edge region P2 of the predetermined irradiation region Ra, so that the illuminance in the edge region P2 is increased, and the illuminance unevenness of the continuous irradiation region Rb is increased. Reduced.
Therefore, the optical system of each
しかしながら、光硬化システム10の設計段階において、係る光学設計された光照射装置1が並設されても連続照射領域Rbにおいて照度ムラが生じる場合がある。
この場合、従来においては光照射装置1の配置によって調整が行われる。
具体的には、隣の光照射装置1の照射光94が重なった縁部領域P2に対して直下領域P1の照度が相対的に高いときには、縁部領域P2の照度を高め、或いは直下領域P1の照度を低めるように、光照射装置1の配置が調整される。
これとは逆に、隣の光照射装置1の照射光94が重なった縁部領域P2に対して直下領域P1の照度が相対的に低いときには、縁部領域P2の照度を低め、或いは直下領域P1の照度を高めるように、光照射装置1の配置が調整される。
However, in the design stage of the
In this case, conventionally, adjustment is performed by the arrangement of the
Specifically, when the illuminance of the immediately lower region P1 is relatively higher than the edge region P2 where the
On the contrary, when the illuminance of the immediately lower region P1 is relatively low with respect to the edge region P2 where the
光照射装置1の配置は、例えば光照射装置1の配置間隔Lpと、光照射装置1とステージ90の離間距離Lsとを可変することで調整される。
光照射装置1の配置間隔Lpが可変された場合、縁部領域P2に重畳される照射光94の光量が変化する。また縁部領域P2から隣の光照射装置1の直管型ランプ12までの距離も変化するので、隣の光照射装置1から縁部領域P2に届く照射光94の強度も変化する。
光照射装置1とステージ90の離間距離Lsとが可変された場合、直下領域P1から直管型ランプ12の距離が変化するので、直管型ランプ12から当該直下領域P1に届く照射光94の強度も変化する。
The arrangement of the
When the arrangement interval Lp of the
When the separation distance Ls between the
これら配置間隔Lpと離間距離Lsを適宜に可変することで、直下領域P1の照度を縁部領域P2の照度に対して相対的に高め、或いは低めて、照度ムラが抑えられる。
しかしながら、実際には、配置間隔Lp、或いは離間距離Lsが変化した場合、直下領域P1、及び縁部領域P2の両方の照度が変化するので、配置の調整による照度ムラの解消は容易ではない。
例えば、光照射装置1の配置間隔Lpを狭め、或いは光照射装置1とステージ90の離間距離Lsを狭めた場合には、縁部領域P2のみならず直下領域P1の照度も高くなる。特に、光照射装置1とステージ90の離間距離Lsを狭めた場合、直下領域P1は、直管型ランプ12に最も近く強度が比較的大きいので、この直下領域P1での照度増加は、縁部領域P2よりも大きくなる。
また光照射装置1の配置間隔Lpを狭め、或いは光照射装置1とステージ90の離間距離Lsを狭められると、連続照射領域Rbも縮小されるので、所定サイズのワークWを内包できる大きさのワーク載置領域Rwが連続照射領域Rbに収まらない恐れもある。
By appropriately varying the arrangement interval Lp and the separation distance Ls, the illuminance unevenness can be suppressed by increasing or decreasing the illuminance of the region P1 directly below the illuminance of the edge region P2.
However, in actuality, when the arrangement interval Lp or the separation distance Ls changes, the illuminance of both the immediately lower region P1 and the edge region P2 changes, so it is not easy to eliminate illuminance unevenness by adjusting the arrangement.
For example, when the arrangement interval Lp of the
Further, if the arrangement interval Lp of the
このように、光照射装置1の配置調整による照度ムラの抑制には限度がある。また、個々の光照射装置1の配置位置を、照度ムラの状態を確認しながら調整することは非常に煩雑である。
As described above, there is a limit to the suppression of illuminance unevenness by adjusting the arrangement of the
そこで、この光照射装置1では、図4に示すように、カバーユニット31の底面(すなわち筐体95の底面)に、着脱自在な上述した減光フィルタユニット40を備えている。
減光フィルタユニット40は、連続照射領域Rbのうち少なくともワーク載置領域Rwにおいて照度が相対的に高い箇所を照らす照射光94を減じする減光手段であり、図5に示すように、枠体41と、メッシュフィルタ部材42と、を備えている。
枠体41は、メッシュフィルタ部材42を支持する枠であり、カバーユニット31の底面外形と略同形状を成し、当該カバーユニット31の底面(すなわち、筐体95の底面)に着脱自在、及び交換自在にネジ止め固定されている。
Therefore, the
The light
The
メッシュフィルタ部材42は、メッシュフィルタ43と、当該メッシュフィルタ43を枠体41に固定する複数の固定棒44とを備えている。
メッシュフィルタ43は、入射光の光量を減じる、いわゆる減光フィルタの一例である。このメッシュフィルタ43は、直管型ランプ12の紫外線の暴露に対して耐性を有した材質(例えば金属材)の基材46を編み目状に形成した、例えばエキスバンドメタルである。メッシュフィルタ43は、この編み目によって基材46に多数の開口45が形成され、これら開口45の開口率(開口45の面積が基材46の表面積に占める割合)に応じて入射した光の光量を減じる。
なお、メッシュフィルタ43に代えて、パンチングメタル等の他の構成の減光フィルタを用いてもよい。
The
The
Instead of the
メッシュフィルタ43は、直管型ランプ12の長手方向Daに、少なくとも照射開口96を通過した光が入射する範囲に亘る長さの矩形状を成している。
固定棒44は、直管型ランプ12の長手方向Daに所定間隔で配置され、それぞれがランプ直交方向Dbにメッシュフィルタ43の下を延びて、当該メッシュフィルタ43を下から支持している。各固定棒44の両端部44Aは、枠体41にネジ止め固定され、これにより、メッシュフィルタ43が固定棒44によって枠体41に支持される。
The
The fixing
ここで、メッシュフィルタ43のランプ直交方向Dbにおける幅Mwは、直管型ランプ12の直下領域P1を照らす光の少なくとも一部が入射する幅であって、両側には枠体41の間に隙間αを形成する幅に成されている。この隙間αを通る光には縁部領域P2を照らす光が含まれている。
したがって、減光フィルタユニット40が光照射装置1に装着されることで、縁部領域P2の光量を低下させずに直下領域P1の光量が減じられることになる。
Here, the width Mw of the
Therefore, when the neutral
この減光フィルタユニット40は、メッシュフィルタ43が各固定棒44によって下から支持されているだけであり、固定棒44、及び枠体41に移動不能に結合(拘束)されていない。
したがって、減光フィルタユニット40を光照射装置1に装着した後であっても、メッシュフィルタ43を枠体41と固定棒44の間から引き出して簡単に交換可能となっている。
また、メッシュフィルタ43は、減光フィルタユニット40に設けられた状態において、ランプ直交方向Dbに規制されておらず移動自在となっており、メッシュフィルタ43の両側の隙間αの大きさを簡単に可変できる。
In the neutral
Therefore, even after the neutral
Further, the
図6は、減光フィルタユニット40の装着の有無による照度分布変化の一例を示す説明図である。
例えば、図6(A)に示すように、複数の光照射装置1によるワーク載置領域Rwにおいて、一部の光照射装置1(図示例では真ん中の光照射装置1)の直下領域P1の照度が縁部領域P2を含む他の箇所よりも相対的に高くなっているとする。
この場合には、この一部の光照射装置1に減光フィルタユニット40が装着される。
これにより、図6(B)に示すように、この一部の光照射装置1の直下領域P1の照度が相対的に低められ、他の箇所との照度の差ΔEが縮められるので、ワーク載置領域Rwにおける均斉度が高められる。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a change in illuminance distribution depending on whether or not the neutral
For example, as shown in FIG. 6A, the illuminance of a region P1 directly below a part of the light irradiation devices 1 (in the illustrated example, the middle light irradiation device 1) in the work placement region Rw of the plurality of
In this case, the neutral
As a result, as shown in FIG. 6B, the illuminance in the region P1 directly below this part of the
また、減光フィルタユニット40を装着しただけでは、直下領域P1の照度が十分に低下せず、所望の均斉度が得られないことがある。この場合には、メッシュフィルタ43を、幅Mw、及び開口率(減光率)が異なる他のメッシュフィルタ43に適宜に交換することで照度ムラの調整が行われる。
具体的には、減光フィルタユニット40を装着しても直下領域P1の照度が縁部領域P2の照度に対して相対的に高い場合、開口率が小さい(減光率が高い)、或いは幅Mwが狭いメッシュフィルタ43に交換する。
開口率が小さくなることで直下領域P1の照度が低められ、また幅Mwが狭くなることで、隙間αが広げられ縁部領域P2の照度が高められる。
これにより、直下領域P1の照度が縁部領域P2に対して相対的に更に低められるので、照度の差ΔEが縮められ、所望の均斉度が得られるようになる。
Further, if the neutral
Specifically, when the illuminance of the region P1 directly below is relatively high with respect to the illuminance of the edge region P2 even when the neutral
When the aperture ratio is reduced, the illuminance of the region P1 immediately below is reduced, and when the width Mw is reduced, the gap α is widened and the illuminance of the edge region P2 is increased.
As a result, the illuminance in the region P1 directly below is further lowered relative to the edge region P2, so that the illuminance difference ΔE is reduced and a desired uniformity can be obtained.
一方、減光フィルタユニット40を装着した場合には、図7(A)に示すように、直下領域P1の照度が縁部領域P2に対して相対的に低くなることもある。
この場合には、開口率が大きい(減光率が低い)、或いは幅Mwが広いメッシュフィルタ43に交換する。
開口率が大きくなることで直下領域P1の照度が高められ、また幅Mwが広くなることで、隙間αが狭められ縁部領域P2の照度が減じられる。これにより、図7(B)に示すように、直下領域P1の照度が縁部領域P2に対して相対的に高められるので、照度の差ΔEが縮められ所望の均斉度が得られるようになる。
On the other hand, when the neutral
In this case, the
Increasing the aperture ratio increases the illuminance of the immediately lower region P1, and increasing the width Mw reduces the gap α and decreases the illuminance of the edge region P2. As a result, as shown in FIG. 7B, the illuminance of the immediately lower region P1 is relatively increased with respect to the edge region P2, so that the illuminance difference ΔE is reduced and a desired degree of uniformity can be obtained. .
なお、直下領域P1の両側の縁部領域P2同士の間で照度差が生じている場合には、メッシュフィルタ43をランプ直交方向Dbに移動させてメッシュフィルタ43の両側の隙間αの大きさを可変し、縁部領域P2の間の照度差を抑制することもできる。
When there is a difference in illuminance between the edge regions P2 on both sides of the region P1 directly below, the
このように、この光照射装置1では、減光フィルタユニット40の着脱、及びメッシュフィルタ43の交換によって、光照射装置1の配置を調整せずとも、ワーク載置領域Rwの照度ムラを簡単に抑制することができる。
なお、光照射装置1の配置調整による照度ムラ抑制と、減光フィルタユニット40を用いた照度ムラ抑制とを併用してもよいことは勿論である。
As described above, in this
It goes without saying that the illuminance unevenness suppression by adjusting the arrangement of the
以上説明したように、本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
すなわち、ワーク載置領域Rwにおいて、例えば図6、及び図7に示したように、直下領域P1、又は縁部領域P2での照度が相対的に他の箇所よりも高くなっている場合でも、相対的に照度が高い箇所を照らす光が減光フィルタユニット40によって減じられる。
これにより、光照射装置1の配置位置等の調整をせずともワーク載置領域Rwの照度ムラが簡単に抑えられて均斉度が高められる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
That is, in the workpiece placement region Rw, for example, as shown in FIGS. 6 and 7, even when the illuminance in the immediately lower region P <b> 1 or the edge region P <b> 2 is relatively higher than other portions, Light that illuminates a portion with relatively high illuminance is reduced by the neutral
As a result, the illuminance unevenness of the workpiece placement region Rw can be easily suppressed without adjusting the arrangement position of the
また本実施形態において、減光フィルタユニット40は、筐体95に着脱自在に設けられている。これにより、ワーク載置領域Rwの照度ムラが光硬化処理の許容範囲を超えている場合に、光照射装置1に減光フィルタユニット40を装着して、照度ムラを抑えることができる。また、既設の光照射装置1や光硬化システム10に減光フィルタユニット40を後付けして照度ムラを抑制することもできる。
In the present embodiment, the neutral
また本実施形態において、減光フィルタユニット40には、ランプ直交方向Dbに、メッシュフィルタ43を挟んだ両側に、直管型ランプ12の光を通す隙間αが設けられている。これにより、ワーク載置領域Rwにおいては、縁部領域P2の光量を低下させずに直下領域P1の光量を効率良く減じることができる。
Further, in the present embodiment, the neutral
また本実施形態において、減光フィルタユニット40は、メッシュフィルタ43を交換自在に備えている。これにより、開口率(減光率)や幅Mw(隙間α)の大きさが異なるメッシュフィルタ43を適宜に交換しながら、ワーク載置領域Rwの照度ムラの状況を確認し、照度ムラを抑制する最適なメッシュフィルタ43を見つけ出すことができる。
Moreover, in this embodiment, the neutral
また本実施形態において、減光フィルタユニット40は、メッシュフィルタ43をランプ直交方向Dbに移動自在に備えている。これにより、ワーク載置領域Rwにおいて、直下領域P1の両側の縁部領域P2同士の間で照度差が生じている場合、メッシュフィルタ43をランプ直交方向Dbに移動させてメッシュフィルタ43の両側の隙間αの大きさが可変できる。そして、この隙間αの可変によって縁部領域P2の間の照度差を抑制することができる。
In the present embodiment, the neutral
また本実施形態において、光硬化システム10は、複数の光照射装置1のそれぞれは、各々の所定照射領域Raの少なくとも一部を重複させて配置され、これら所定照射領域Raが連なって成る連続照射領域Rb内にワーク載置領域Rwが含まれる構成とした。
これにより、所定照射領域Raよりも大きなワーク載置領域Rwを設定することができる。
加えて、減光フィルタユニット40が複数の光照射装置1の少なくとも1つ以上に設けられ、ワーク載置領域Rwにおいて、照度が相対的に高くなっている箇所の光を減じている。これにより、複数の光照射装置1の個々の配置位置等を調整せずとも、ワーク載置領域Rwの照度ムラが簡単に抑えられて高い均斉度が得られる。
Further, in the present embodiment, in the
Thereby, it is possible to set a workpiece placement area Rw larger than the predetermined irradiation area Ra.
In addition, the neutral
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様の例示であり、本発明の要旨の範囲において任意に変形、及び応用が可能である。 The above-described embodiment is merely an example of one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied within the scope of the gist of the present invention.
上述した実施形態では、紫外線を照射光94としてワークWに照射し、当該ワークWに含まれた紫外線硬化剤を光硬化させる光硬化システム10、及び光照射装置1を例示した。
しかしながら、光硬化システム10,及び光照射装置1は、紫外線で硬化する紫外線硬化剤に代えて、例えば可視光などの特定波長域の光の照射によって光硬化する光硬化剤を光硬化させる処理にも用いられる。この場合、光照射装置1が備える照射ユニット11には、紫外線を放射する直管型ランプ12に代えて、特定波長域の光を放射する光源が用いられる。
In the embodiment described above, the
However, the
上述した実施形態では、直管型ランプ12として放電ランプを例示した。しかしながら、これに限らず、LED等の発光素子を内蔵したランプでもよい。
In the above-described embodiment, the discharge lamp is exemplified as the
上述した実施形態では、減光フィルタユニット40は、メッシュフィルタ43の両側に隙間αが設けられた構成を例示した。しかしながら、メッシュフィルタ43が当該隙間αを覆うように延びてもよい。この場合、ワーク載置領域Rwの照度分布に基づいて、メッシュフィルタ43の面内の減光率の分布を異ならせてもよい。メッシュフィルタ43の面内における減光率の分布の変更は、例えばメッシュフィルタ43に他のメッシュフィルタを重ねたりする等の任意の手法を採用できる。
In the embodiment described above, the neutral
上述した実施形態では、減光フィルタユニット40がメッシュフィルタ44の移動を規制せずに支持することで当該メッシュフィルタ44が移動自在に成された構成を例示した。
しかしながら、例えばメッシュフィルタ44が固定棒44に溶接やネジ止め等で結合され、移動が規制される構成としてもよい。これにより、減光フィルタユニット40に支持されたメッシュフィルタ44の位置が何らかの要因でズレることがない。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
However, for example, the
また上述した実施形態において、減光フィルタユニット40が減光フィルタたるメッシュフィルタ44に加え、例えば波長選択フィルタ等の他の光学フィルタを備えてもよい。
In the above-described embodiment, the neutral
上述した実施形態では、並設された複数の光照射装置1を備えた光硬化システム10を例示した。しかしながら、光硬化システム10は、少なくとも1つ以上の光照射装置1を備えていればよい。
なお、光硬化システム10が備える光照射装置1の数が1つである場合、すなわち光照射装置1が単独で光硬化処理に用いられる場合には、当該光照射装置1の所定照射領域Raの中にワーク載置領域Rwが設定される。そして、このワーク載置領域Rwの中の照度ムラが光照射装置1への減光フィルタユニット40の装着、及びメッシュフィルタ43の適宜の交換作業によって抑制される。
In embodiment mentioned above, the
In addition, when the number of the
1 光照射装置
10 光硬化システム
10 光硬化システム
11 照射ユニット
12 直管型ランプ(線状光源)
13 反射鏡ユニット
31 カバーユニット
32 カバーユニット本体
33 波長選択フィルタ
35 吸収フィルタ
40 減光フィルタユニット(減光手段)
43 メッシュフィルタ(減光フィルタ)
44 固定棒
90 ステージ
92 反射光
93 直射光
94 照射光
95 筐体
96 照射開口
Da 長手方向(線状光源の長手方向)
Db ランプ直交方向(線状光源の長手方向と直交する方向)
K 光軸
P1 直下領域
P2 縁部領域
Ra 所定照射領域
Rb 連続照射領域
Rw ワーク載置領域
W ワーク
ΔE 照度の差
DESCRIPTION OF
13
43 Mesh filter
44 Fixed
Db lamp orthogonal direction (direction orthogonal to the longitudinal direction of the linear light source)
K optical axis P1 direct area P2 edge area Ra predetermined irradiation area Rb continuous irradiation area Rw work placement area W work ΔE difference in illuminance
Claims (6)
前記ワークの載置領域を含む所定照射領域を前記光で照らす照射ユニットと、
前記照射ユニットの光を減じ、前記所定照射領域の内の一部の箇所の照度を低める減光手段と、を備え、
前記減光手段は、
前記ワークの載置領域において、照度が相対的に高くなっている箇所の光を減じる
ことを特徴とする光照射装置。 In the light irradiation device that irradiates light to the work containing the photocuring agent and photocures the photocuring agent
An irradiation unit that illuminates a predetermined irradiation area including the placement area of the workpiece with the light;
A dimming means for reducing the light of the irradiation unit and reducing the illuminance at a part of the predetermined irradiation area;
The dimming means is
The light irradiation apparatus characterized by reducing the light of the location where the illumination intensity is relatively high in the work placement area.
前記減光手段は、前記筐体に着脱自在に設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の光照射装置。 A housing provided with the irradiation unit;
The light irradiating apparatus according to claim 1, wherein the dimming unit is detachably provided on the housing.
前記減光手段は、
少なくとも前記線状光源の光が入射する範囲に亘って前記線状光源の長手方向に延びる減光フィルタを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の光照射装置。 The irradiation unit includes a linear light source,
The dimming means is
The light irradiation device according to claim 1, further comprising a neutral density filter extending in a longitudinal direction of the linear light source over a range in which light of the linear light source is incident.
前記減光フィルタを交換自在に備えている
ことを特徴とする請求項3に記載の光照射装置。 The dimming means is
The light irradiation apparatus according to claim 3, wherein the neutral density filter is replaceably provided.
前記減光フィルタを前記長手方向と直交する方向に移動自在に備えている
ことを特徴とする請求項3または4に記載の光照射装置。 The dimming means is
The light irradiation apparatus according to claim 3, wherein the neutral density filter is movably provided in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
前記光照射装置のそれぞれは、各々の所定照射領域の少なくとも一部を重複させて配置され、これら所定照射領域が連なって成る連続照射領域に前記ワークの載置領域が含まれ、
前記減光手段は、
複数の前記光照射装置の少なくとも1つ以上に設けられ、
前記ワークの載置領域において、照度が相対的に高くなっている箇所の光を減じる
ことを特徴とする光硬化システム。 A plurality of light irradiation devices according to any one of claims 1 to 5,
Each of the light irradiation devices is arranged so as to overlap at least a part of each predetermined irradiation region, and the work irradiation region is included in a continuous irradiation region formed by connecting these predetermined irradiation regions,
The dimming means is
Provided in at least one of the plurality of light irradiation devices,
The photocuring system characterized in that light in a place where the illuminance is relatively high is reduced in the work placement area.
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