JP2021112723A - 光照射装置、および処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ランプとリフレクタとの間の距離を変化させた場合であっても、ランプの温度を制御することができる光照射装置、および処理装置を提供することである。【解決手段】実施形態に係る光照射装置は、リフレクタと;前記リフレクタの内部空間に設けられ、一方向に延びるチューブを有するランプと;前記リフレクタの内部空間の気体を排出可能なノズルと;前記リフレクタと前記ランプとの相対的な位置、および、前記リフレクタと前記ノズルとの相対的な位置を移動可能な移動部と;を具備している。【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、光照射装置、および処理装置に関する。
紫外線を含む光を照射するランプ、可視光を含む光を照射するランプ、赤外線を含む光を照射するランプがある。紫外線を含む光を照射するランプは、例えば、紫外線硬化型のインク、塗料、接着剤などを硬化させる処理装置に用いられている。可視光を含む光を照射するランプや赤外線を含む光を照射するランプは、例えば、インクの乾燥や対象物の加熱などを行う処理装置に用いられている。この様な処理装置においては、照射領域を大きくするために、一方向に延びるチューブ(直管)を有するランプが用いられている。また、近年においては、ランプの高出力化が進んでいる。
この様なランプは、照射側に開口を有するリフレクタの内部空間に設けられている。ランプから照射された光の一部は対象物に直接照射され、リフレクタに入射した光は対象物に向けて反射される。リフレクタを設ければ、光の利用効率を向上させることができる。ところが、リフレクタの内部空間にランプを設けると外部への放熱が妨げられるのでランプの温度が高くなる。この場合、ランプの高出力化が進むとランプの温度がさらに高くなるおそれがある。そのため、リフレクタに冷却用の孔を設ける場合がある。
ここで、ランプとリフレクタとの間の距離を変化させると、照射領域の幅や照度のピーク値を変化させることができる。そのため、処理条件などに応じて、ランプとリフレクタとの間の距離が変えられるようにすることが好ましい。ところが、ランプとリフレクタとの間の距離が変化すると、ランプとリフレクタに設けられた冷却用の孔との間の距離が変化することになる。ランプと冷却用の孔との間の距離が変化すると、冷却性能、ひいてはランプの温度が変化する。例えば、ランプと冷却用の孔との間の距離が大きくなれば、冷却効率が低下して、ランプの温度が高くなりやすくなる。例えば、ランプと冷却用の孔との間の距離が小さくなり過ぎると、圧力損失が増加して、ランプの温度が高くなりやすくなる。ランプの温度が高くなり過ぎると、ランプの寿命が短くなる。
そこで、ランプとリフレクタとの間の距離を変化させた場合であっても、ランプの温度を制御することができる技術の開発が望まれていた。
そこで、ランプとリフレクタとの間の距離を変化させた場合であっても、ランプの温度を制御することができる技術の開発が望まれていた。
本発明が解決しようとする課題は、ランプとリフレクタとの間の距離を変化させた場合であっても、ランプの温度を制御することができる光照射装置、および処理装置を提供することである。
実施形態に係る光照射装置は、リフレクタと;前記リフレクタの内部空間に設けられ、一方向に延びるチューブを有するランプと;前記リフレクタの内部空間の気体を排出可能なノズルと;前記リフレクタと前記ランプとの相対的な位置、および、前記リフレクタと前記ノズルとの相対的な位置を移動可能な移動部と;を具備している。
本発明の実施形態によれば、ランプとリフレクタとの間の距離を変化させた場合であっても、ランプの温度を制御することができる光照射装置、および処理装置を提供することができる。
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
なお、図中の矢印X、Y、Zは、互いに直交する三方向を表しており、例えば、X、Yは水平方向、Zは鉛直方向を表している。
図1は、本実施の形態に係る処理装置1を例示するための模式斜視図である。
図2は、ランプ11の模式断面図である。
なお、図中の矢印X、Y、Zは、互いに直交する三方向を表しており、例えば、X、Yは水平方向、Zは鉛直方向を表している。
図1は、本実施の形態に係る処理装置1を例示するための模式斜視図である。
図2は、ランプ11の模式断面図である。
図1に示すように、処理装置1には、光照射装置10、排気部20、載置部30、電源40、およびコントローラ50を設けることができる。
光照射装置10は、ランプ11、リフレクタ12、ノズル13、移動部14、および筐体15を有することができる。
光照射装置10は、ランプ11、リフレクタ12、ノズル13、移動部14、および筐体15を有することができる。
ここで、光照射装置10に用いられるランプは用途に応じて変更することができる。例えば、処理物200が、液晶表示素子や視野角補償フィルムなどの配向膜を有するものの場合には、光配向法による配向処理が施せるように、紫外線を含む光を照射するランプとすることができる。また、処理物200に付着している紫外線硬化型のインク、塗料、接着剤などを硬化させる場合にも紫外線を含む光を照射するランプとすることができる。一方、処理物200の乾燥や加熱を行う場合には、可視光を含む光を照射するランプや、赤外線を含む光を照射するランプとすることができる。
まず、ランプ11が、紫外線を含む光を照射するランプである場合を例示する。
図2に示すように、ランプ11は、チューブ11a、電極11b、導電箔11c、およびアウタリード11dを有することができる。
チューブ11aは、筒状を呈し、耐熱性と透光性を有する材料から形成することができる。チューブ11aの材料は、例えば、石英、ガラスなどとすることができる。ガラスは、例えば、酸化ナトリウムを含むソーダライムガラスや硬質ガラスなどとすることができる。ソーダライムガラスを用いれば、低コスト化を図ることができ、且つ、340nm近傍の波長の光において80%以上の透過率を得ることができる。硬質ガラスを用いれば、340nm近傍の波長の光の透過率をさらに向上させることができる。
図2に示すように、ランプ11は、チューブ11a、電極11b、導電箔11c、およびアウタリード11dを有することができる。
チューブ11aは、筒状を呈し、耐熱性と透光性を有する材料から形成することができる。チューブ11aの材料は、例えば、石英、ガラスなどとすることができる。ガラスは、例えば、酸化ナトリウムを含むソーダライムガラスや硬質ガラスなどとすることができる。ソーダライムガラスを用いれば、低コスト化を図ることができ、且つ、340nm近傍の波長の光において80%以上の透過率を得ることができる。硬質ガラスを用いれば、340nm近傍の波長の光の透過率をさらに向上させることができる。
チューブ11aの寸法には特に限定はない。例えば、チューブ11aの外径は14mm〜38mm程度とすることができる。例えば、チューブ11aの肉厚は0.4mm〜1.0mm程度とすることができる。例えば、チューブ11aの長さは、135mm〜2400mm程度とすることができる。
また、チューブ11aの内部空間には、放電媒体を封入することができる。放電媒体は、例えば、希ガスと水銀とすることができる。希ガスは、例えば、アルゴンガス、あるいは混合希ガスなどとすることができる。チューブ11aの内部空間の25℃におけるガスの圧力(希ガスの封入圧力)は、例えば、1Torr(133.322Pa)〜10Torr(1333.22Pa)程度とすることができる。チューブ11aの内部空間の25℃におけるガスの圧力は、気体の標準状態(SATP(Standard Ambient Temperature and Pressure):温度25℃、1bar)により求めることができる。水銀の封入量は、例えば、1mg〜10mg程度とすることができる。
また、放電媒体には、ハロゲンや、紫外線を発生させるための金属(例えば、鉄、スズ、インジウム、ビスマス、タリウム、マンガンのうちの少なくとも1種)をさらに含めることもできる。
また、チューブ11aの内壁には、水銀がチューブ11aの内壁に到達するのを抑制するために保護膜を設けることもできる。保護膜は、例えば、酸化アルミニウムや二酸化珪素を含む膜とすることができる。保護膜の厚みは、例えば、0.5μm〜5μm程度とすることができる。
また、保護膜の、チューブ11aの内壁側とは反対側の面に、紫外線発光型蛍光体を含む膜をさらに設けることもできる。紫外線発光型蛍光体を含む膜の厚みは、例えば、5μm〜30μm程度とすることができる。
また、チューブ11aの両側の端部のそれぞれには、封止部11a1を設けることができる。チューブ11aの両端に封止部11a1を設けることで、チューブ11aの内部空間を気密に封止することができる。例えば、一対の封止部11a1は、加熱したチューブ11aの両端部分を押しつぶすことで形成することができる。例えば、一対の封止部11a1は、ピンチシール法やシュリンクシール法を用いて形成することができる。ピンチシール法を用いて封止部11a1を形成すれば、板状の封止部11a1を形成することができる。シュリンクシール法を用いて封止部11a1を形成すれば、円柱状の封止部11a1を形成することができる。
電極11bは、チューブ11aの両側の端部のそれぞれに設けることができる。例えば、電極11bは、フィラメント11b1およびインナーリード11b2を有することができる。フィラメント11b1およびインナーリード11b2は、線状部材を用いて一体に形成することができる。線状部材は、例えば、タングステンや、レニューム・タングステン合金などを含むものとすることができる。
フィラメント11b1は、チューブ11aの内部空間に設けられている。例えば、フィラメント11b1は、線状部材を螺旋状に巻いたものとすることができる。
インナーリード11b2の一方の端部は、チューブ11aの内部空間においてフィラメント11b1と接続されている。インナーリード11b2の他方の端部は、封止部11a1の内部において導電箔11cと接続されている。インナーリード11b2と導電箔11cは、例えば、レーザ溶接や抵抗溶接などにより接続することができる。
インナーリード11b2の一方の端部は、チューブ11aの内部空間においてフィラメント11b1と接続されている。インナーリード11b2の他方の端部は、封止部11a1の内部において導電箔11cと接続されている。インナーリード11b2と導電箔11cは、例えば、レーザ溶接や抵抗溶接などにより接続することができる。
導電箔11cは、1つの封止部11a1に対して1つ設けることができる。導電箔11cは、封止部11a1の内部に設けることができる。導電箔11cの平面形状は四角形とすることができる。導電箔11cは、例えば、モリブデン箔から形成することができる。
アウタリード11dは、1つの導電箔11cに対して少なくとも1つ設けることができる。アウタリード11dは、線状を呈するものとすることができる。アウタリード11dの一方の端部側は、封止部11a1の内部において、導電箔11cと接続されている。例えば、アウタリード11dの一方の端部側は、導電箔11cにレーザ溶接または抵抗溶接することができる。アウタリード11dの他方の端部側は封止部11a1の外部に露出させることができる。アウタリード11dには、光照射装置10の外部に設けられた電源40を電気的に接続することができる。アウタリード11dは、例えば、モリブデン線などから形成することができる。
図2に例示をしたランプ11においては、フィラメント11b1同士の間で放電が生じる。放電により生じた電子は、チューブ11aの内部空間において、封入されている水銀原子と衝突する。電子と水銀原子が衝突すると、水銀原子が電子のエネルギーを受けて、ピーク波長が253.7nm程度の紫外線が発生する。発生した紫外線は、チューブ11aの外部に照射される。すなわち、ランプ11は、ロングアーク型の紫外線ランプの一例である。
次に、ランプ111が、可視光と赤外線を含む光を照射するランプである場合を例示する。
図3は、他の実施形態に係るランプ111を例示するための模式断面図である。
図3に示すように、ランプ111は、チューブ11a、発光部111b、導電箔11c、およびアウタリード11dを有することができる。
図3は、他の実施形態に係るランプ111を例示するための模式断面図である。
図3に示すように、ランプ111は、チューブ11a、発光部111b、導電箔11c、およびアウタリード11dを有することができる。
図2に例示をしたランプ11は、ロングアーク型の紫外線ランプである。これに対して、図3に例示をするランプ111は、可視光と赤外線を含む光を照射するランプである。そのため、チューブ11aの内部空間には、ガスが封入されているが、水銀は封入されていない。
チューブ11aの内部空間に封入されるガスは、発光部111bのコイル111b1において発生した熱がチューブ11aに伝わり難くするために封入することができる。そのため、ガスは、熱伝導率の低いガスとすることが好ましい。ガスは、例えば、キセノン、クリプトン、クリプトンと窒素ガスの混合ガスなどとすることができる。クリプトンと窒素ガスの混合ガスとする場合には、クリプトンの割合を90%以上とすることができる。この場合、キセノンを用いれば、コイル111b1において発生した熱がチューブ11aに伝わるのを効果的に抑制することができる。クリプトン、または、クリプトンと窒素ガスの混合ガスを用いれば製造コストの低減を図ることができる。
また、ガスには、臭素やヨウ素などのハロゲンを含めることができる。例えば、前述したキセノンやクリプトンなどに、微量のジブロモメタン(CH2Br2)などを含めることができる。
チューブ11aの内部空間の25℃におけるガスの圧力(封入圧力)は、例えば、60kPa〜90kPa程度とすることができる。前述したように、チューブ11aの内部空間の25℃におけるガスの圧力(封入圧力)は、気体の標準状態により求めることができる。
また、チューブ11aには、ディンプル111a1と突起部111a2をさらに設けることができる。ディンプル111a1は、後述するアンカ111b3を保持するために設けることができる。ディンプル111a1は、チューブ11aの内壁からチューブ11aの内部に突出し、アンカ111b3に接触することができる。突起部111a2は、ランプ111を製造する際に、チューブ11aの内部空間を排気したり、チューブ11aの内部空間に前述したガスを導入したりするために設けることができる。突起部111a2は、排気およびガスの導入後に、ガラスから形成された管を焼き切ることで形成されたものとすることができる。
発光部111bは、コイル111b1、レグ111b2、およびアンカ111b3を有することができる。コイル111b1およびレグ111b2は、一体に形成することができる。また、コイル111b1、レグ111b2、およびアンカ111b3を一体に形成することもできる。コイル111b1、レグ111b2、およびアンカ111b3は、例えば、タングステンや、レニューム・タングステン合金などを含む線状部材を用いて形成することができる。
コイル111b1は、螺旋状を呈するものとすることができる。コイル111b1は、例えば、線状部材を螺旋状に巻くことで形成することができる。コイル111b1は、チューブ11aの内部空間に設けることができる。コイル111b1は、チューブ11aの内部空間を管軸に沿って延びるものとすることができる。コイル111b1は、通電時に発熱するとともに赤外線と可視光を含む光を放出することができる。
レグ111b2は、コイル111b1の両側の端部のそれぞれに設けられている。レグ111b2は、線状を呈し、コイル111b1の端部からチューブ11aの管軸に沿って延びるものとすることができる。レグ111b2の一方の端部はチューブ11aの内部空間においてコイル111b1の端部と接続され、他方の端部は封止部11a1の内部において導電箔11cと接続されている。レグ111b2の端部の近傍は、導電箔11cとレーザ溶接または抵抗溶接することができる。
アンカ111b3は、チューブ11aの内部空間に設けることができる。アンカ111b3は、例えば、前述した線状部材を曲げ加工することで形成することができる。アンカ111b3の一方の端部側は、コイル111b1の外面に設けることができる。例えば、アンカ111b3の一方の端部側を、コイル111b1の外面に巻き付けることができる。例えば、アンカ111b3の他方の端部側は、チューブ11aの内壁に接触させることができる。例えば、アンカ111b3の他方の端部側は、チューブ11aの内壁に沿って湾曲した形状を有することができる。アンカ111b3の一方の端部側がコイル111b1の外面に設けられ、アンカ111b3の他方の端部側がチューブ11aの内壁に接触することで、アンカ111b3により、コイル111b1が、チューブ11aの内部空間に支持される。アンカ111b3は、コイル111b1をチューブ11aの内壁に対して支持するサポート部材とすることができる。
前述したように、ランプ111は、可視光と赤外線を含む光を照射することができる。この様なランプ111においては、使用者が眩しくないようにすること、いわゆる防眩性が求められる場合がある。防眩性が求められる場合には、チューブ11aの外面に被膜111a3を設けることができる。被膜111a3は、赤外線を透過し易く、可視光を透過し難いものとすることが好ましい。例えば、被膜111a3は、低屈折率膜と、高屈折率膜とを交互に積層した積層膜とすることができる。低屈折率膜は、例えば、二酸化ケイ素(SiO2)や酸化ケイ素(SiO)などのケイ素酸化物、フッ化マグネシウム(MgF2)などを含むものとすることができる。高屈折率膜は、例えば、酸化鉄(III)(Fe2O3)などの鉄酸化物、酸化銅(I)(Cu2O)や酸化銅(II)(CuO)などの銅酸化物などを含むものとすることができる。この場合、酸化銅(I)は、赤外線を透過しやすいので、酸化銅(I)を主成分として含む高屈折率膜とすれば、赤外線の出射効率を向上させることができる。
なお、以上においては、ロングアーク型の紫外線ランプ11と、可視光と赤外線を含む光を照射するランプ111を例示したが、光照射装置10に用いることができるランプはこれらに限定されるわけではない。例えば、光照射装置10に用いることができるランプは、一方向に延びるチューブと、チューブの内部に設けられ炭素を含む発光部、またはカンタルを含む発光部を有するものであってもよい。炭素を含む発光部、またはカンタルを含む発光部が設けられていれば、2.5μmから3μmの波長において、放射される光のエネルギーにピークが生じる。
すなわち、光照射装置10に用いることができるランプは、一方向に延びるチューブを有するものであればよい。
すなわち、光照射装置10に用いることができるランプは、一方向に延びるチューブを有するものであればよい。
リフレクタ12は、例えば、筐体15に取り付けることができる。なお、リフレクタ12は処理装置1の図示しない筐体や、他の部材に取り付けてもよい。リフレクタ12は、例えば、一方が開口した樋形状を有し、Y方向に延びている。リフレクタ12の内部空間には、ランプ11(111)を設けることができる。リフレクタ12の内面12aは、反射面とすることができる。リフレクタ12の内面12aには、反射率の高い金属を含む膜を設けることができる。また、リフレクタ12の内面12aが光沢面となるように磨くこともできる。Y方向におけるリフレクタ12の内面12aの輪郭は、曲線を含むものとすることもできるし、直線を含むものとすることもできるし、曲線と直線を含むものとすることもできる。曲線は、例えば、円の一部、楕円の一部、放物線などとすることができる。
ランプ11(111)から照射された光の一部は、処理や加熱などを行う対象物200に直接照射され、リフレクタ12に入射した光は対象物200に向けて反射される。リフレクタ12を設ければ、光の利用効率を向上させることができる。
また、リフレクタ12は、ノズル13を挟んで、第1の部分12b1と第2の部分12b2とに分割することができる。第1の部分12b1とノズル13との間、および第2の部分12b2とノズル13との間には隙間を設けることができる。そのため、ノズル13は、リフレクタ12の内部空間をZ方向に移動することができる。なお、リフレクタ12に孔や切り欠きを設け、孔や切り欠きの内部にノズル13を設けることもできる。
ノズル13は、板状を呈し、Y方向に延びている。Z方向において、ランプ11(111)とノズル13は並べて設けることができる。ノズル13のランプ11(111)側の端部はリフレクタ12の内部空間に設けることができる。ノズル13は、リフレクタ12の内部空間の気体(例えば、加熱された空気)を排出可能となっている。ノズル13には、Z方向に貫通する複数の孔13aを設けることができる。複数の孔13aは、Y方向に並べて設けることができる。孔13aのピッチ寸法は同じであってもよいし、異なっていてもよい。孔13aの断面寸法は同じであってもよいし、異なっていてもよい。ランプ11(111)の温度は、端部領域に比べて中央領域が高くなりやすい。そのため、中央領域における孔13aのピッチ寸法は、端部領域における孔13aのピッチ寸法よりも小さくしてもよい。中央領域における孔13aの断面寸法は、端部領域における孔13aの断面寸法よりも大きくしてもよい。孔13aの数、配置、断面寸法などは、ランプ11(111)の長さや温度などに応じて適宜決定することができる。孔13aの数、配置、断面寸法などは、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定することができる。
移動部14は、一対設けることができる。一対の移動部14は、Y方向に並べて設けることができる。一対の移動部14は、筐体15に取り付けることができる。なお、一対の移動部14は処理装置1の図示しない筐体や、他の部材に取り付けてもよい。一対の移動部14は、ランプ11(111)の端部とノズル13の端部とを保持し、Z方向におけるランプ11(111)とノズル13の位置を移動させることができる。
なお、移動部は、リフレクタ12を保持し、Z方向におけるリフレクタ12の位置を移動させるものとすることもできる。この場合、ランプ11(111)の端部とノズル13の端部は、筐体15などに取り付けることができる。
すなわち、移動部は、リフレクタ12とランプ11(111)との相対的な位置、および、リフレクタ12とノズル13との相対的な位置を移動可能であればよい。
以下においては、移動部14が、ランプ11(111)の端部とノズル13の端部とを保持し、Z方向におけるランプ11(111)とノズル13の位置を移動させる場合を説明する。
すなわち、移動部は、リフレクタ12とランプ11(111)との相対的な位置、および、リフレクタ12とノズル13との相対的な位置を移動可能であればよい。
以下においては、移動部14が、ランプ11(111)の端部とノズル13の端部とを保持し、Z方向におけるランプ11(111)とノズル13の位置を移動させる場合を説明する。
移動部14は、例えば、ボールネジ、エンコーダ、およびサーボモータなどを備えた駆動部と、ランプ11(111)の端部とノズル13の端部とを保持し、駆動部によりZ方向に移動可能なガイド部と、を有することができる。移動部14は、ランプ11(111)とノズル13との間の距離を保ったまま、ランプ11(111)とノズル13を一緒に移動させることができる。
なお、移動部14の作用効果に関する詳細は後述する。
なお、移動部14の作用効果に関する詳細は後述する。
筐体15は、例えば、細長い部材用いた骨組みを有するものとしたり、光の照射側が開口した箱などとすることができる。筐体15の内部には、ランプ11(111)、リフレクタ12、ノズル13、および移動部14を設けることができる。前述したように、リフレクタ12および移動部14は、筐体15に取り付けることができる。筐体15は、処理装置1の図示しない筐体と一体化してもよい。
排気部20は、配管やダクトなどを介して、ノズル13の、ランプ11(111)側とは反対側の端部に接続することができる。排気部20は、ノズル13に設けられた複数の孔13aを介して、ノズル13とランプ11(111)との間にある加熱された気体を排気する。排気部20は、例えば、シロッコファンやブロアなどとすることができる。排気部20は、ランプ11(111)に空気を吹き付けるものではないため、巻き込まれたゴミなどが対象物200に向かうのを抑制することができる。
載置部30は、処理や加熱などを行う対象物200を載せることができる。載置部30には、対象物200を保持するチャックなどを設けることもできる。また、載置部30は、対象物200を、X方向およびY方向の少なくともいずれかの方向に移動させるものとすることもできる。例えば、載置部30は、XYテーブルやコンベアなどであってもよい。
電源40は、ランプ11(111)と電気的に接続することができる。電源40は、ランプ11(111)に所定の電力を供給することができる。
コントローラ50は、処理装置1に設けられた各要素の動作を制御することができる。コントローラ50は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などの演算素子と、処理装置1に設けられた各要素の動作を制御するための制御プログラムを格納するメモリを備えたものとすることができる。コントローラ50は、例えば、コンピュータなどとすることができる。
その他、処理装置1には、処理の内容に応じて必要となる要素を適宜追加することができる。
例えば、処理装置1が、光配向法により、液晶表示素子や視野角補償フィルムなどの配向膜に配向処理を施すものである場合には、光照射装置10は、紫外線を含む光を照射するランプ11を備えることができる。さらに、処理装置1は、光照射装置10(ランプ11)と、載置部30との間に偏光子を備えることができる。偏光子は、例えば、ワイヤーグリッド型の偏光子とすることができる。偏光子が設けられていれば、紫外線を含む偏光光を対象物200の配向膜に照射することができる。そのため、光配向法により、対象物200の配向膜に配向処理を施すことができる。
例えば、処理装置1が、光配向法により、液晶表示素子や視野角補償フィルムなどの配向膜に配向処理を施すものである場合には、光照射装置10は、紫外線を含む光を照射するランプ11を備えることができる。さらに、処理装置1は、光照射装置10(ランプ11)と、載置部30との間に偏光子を備えることができる。偏光子は、例えば、ワイヤーグリッド型の偏光子とすることができる。偏光子が設けられていれば、紫外線を含む偏光光を対象物200の配向膜に照射することができる。そのため、光配向法により、対象物200の配向膜に配向処理を施すことができる。
次に、移動部14の作用効果についてさらに説明する。
図4(a)〜(c)は、比較例に係る光照射装置310の作用を例示するための模式図である。
光照射装置310には、ランプ11(111)、リフレクタ12、ノズル13、移動部314、および筐体15が設けられている。
図4(a)〜(c)は、比較例に係る光照射装置310の作用を例示するための模式図である。
光照射装置310には、ランプ11(111)、リフレクタ12、ノズル13、移動部314、および筐体15が設けられている。
移動部314は、前述した移動部14と同様の構成を有することができる。ただし、一対の移動部314は、ランプ11(111)の端部のみを保持し、Z方向におけるランプ11(111)の位置のみを移動させる。
比較例に係る光照射装置310においては、ノズル13は、リフレクタ12とともに筐体15に取り付けられている。
比較例に係る光照射装置310においては、ノズル13は、リフレクタ12とともに筐体15に取り付けられている。
ここで、ランプ11(111)とリフレクタ12との間の距離を変化させると、照射領域の幅や照度のピーク値を変化させることができる。そのため、処理条件や加熱条件などに応じて、ランプ11(111)とリフレクタ12との間の距離が変えられるようにすることが好ましい。
前述したように、リフレクタ12は筐体15に取り付けられ、ランプ11(111)は移動部14に保持されている。そのため、移動部314によりランプ11(111)の位置を移動させれば、図4(a)〜(c)に示すように、ランプ11(111)とリフレクタ12との間の距離を変化させることができる。そのため、処理条件や加熱条件などに応じて、照射領域の幅や照度のピーク値を変化させることができる。
ところが、ノズル13は、筐体15に取り付けられている。そのため、移動部314によりランプ11(111)の位置を移動させると、図4(a)〜(c)に示すように、ノズル13とランプ11(111)との間の距離L1〜L3が変化する。この場合、図4(b)に示すように、ノズル13とランプ11(111)との間の距離L2が大きくなり過ぎると、ランプ11(111)の近傍にある高温の気体と、ランプ11(111)の周縁領域にある温度のより低い気体とが排気されることになる。そのため、冷却効率が低下して、ランプ11(111)の温度が高くなりやすくなる。また、図4(c)に示すように、ノズル13とランプ11(111)との間の距離L3が小さくなり過ぎると、圧力損失が増加して、ランプ11(111)の近傍にある高温の気体が排気されにくくなる。そのため、ランプ11(111)の温度が高くなりやすくなる。ランプ11(111)の温度が高くなり過ぎると、ランプ11(111)の寿命が短くなる。
図5(a)、(b)は、移動部14の作用効果を例示するための模式斜視図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、図5(a)、(b)においては、ランプ11(111)、リフレクタ12、ノズル13、および移動部14を抜き出して描いている。
なお、煩雑となるのを避けるために、図5(a)、(b)においては、ランプ11(111)、リフレクタ12、ノズル13、および移動部14を抜き出して描いている。
図5(a)に示すように、移動部14により、ランプ11(111)をリフレクタ12に近接させる方向に移動させることで、ランプ11(111)とリフレクタ12との間の距離を小さくすることができる。
図5(b)に示すように、移動部14により、ランプ11(111)をリフレクタ12から離隔させる方向に移動させることで、ランプ11(111)とリフレクタ12との間の距離を大きくすることができる。
前述したように、移動部14は、ランプ11(111)とノズル13を保持している。そのため、移動部14は、ランプ11(111)とノズル13との間の距離を維持したまま、ランプ11(111)とノズル13を一緒に移動させることができる。ランプ11(111)とノズル13との間の距離が維持されれば、ランプ11(111)とリフレクタ12との間の距離を変化させても、ノズル13による排気にはほとんど影響がない。そのため、ランプ11(111)とリフレクタ12との間の距離を変化させた場合であっても、ランプ11(111)の温度を適切に制御することができる。なお、ランプ11(111)とノズル13との間の距離は、ランプ11(111)の大きさ、出力、温度、あるいは、排気部20の排気能力などに応じて適宜決定することができる。ランプ11(111)とノズル13との間の距離は、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定することができる。
図6は、他の実施形態に係る処理装置1aを例示するための模式斜視図である。
図6に示すように、処理装置1aには、光照射装置10a、排気部20、載置部30、電源40、およびコントローラ50を設けることができる。
光照射装置10は、ランプ11(111)、リフレクタ12、ノズル13、移動部14a、移動部14b、検出部16、および筐体15を有することができる。
図6に示すように、処理装置1aには、光照射装置10a、排気部20、載置部30、電源40、およびコントローラ50を設けることができる。
光照射装置10は、ランプ11(111)、リフレクタ12、ノズル13、移動部14a、移動部14b、検出部16、および筐体15を有することができる。
移動部14aは、一対設けることができる。一対の移動部14aは、Y方向に並べて設けることができる。一対の移動部14aは、筐体15に取り付けることができる。なお、一対の移動部14aは処理装置1の図示しない筐体や、他の部材に取り付けてもよい。一対の移動部14aは、ノズル13の端部を保持し、Z方向におけるノズル13の位置を移動させることができる。移動部14aは、例えば、ボールネジ、エンコーダ、およびサーボモータなどを備えた駆動部と、ノズル13の端部を保持し、駆動部によりZ方向に移動可能なガイド部と、を有することができる。
移動部14bは、一対設けることができる。一対の移動部14bは、Y方向に並べて設けることができる。一対の移動部14bは、筐体15に取り付けることができる。なお、一対の移動部14bは処理装置1の図示しない筐体や、他の部材に取り付けてもよい。一対の移動部14bは、ランプ11(111)の端部を保持し、Z方向におけるランプ11(111)の位置を移動させることができる。移動部14bは、例えば、ボールネジ、エンコーダ、およびサーボモータなどを備えた駆動部と、ランプ11(111)の端部を保持し、駆動部によりZ方向に移動可能なガイド部と、を有することができる。
前述した移動部14の場合には、ランプ11(111)とノズル13を保持し、ランプ11(111)とノズル13との間の距離を維持したまま、ランプ11(111)とノズル13を一緒に移動させる。これに対して、移動部14aは、ノズル13を保持し、ノズル13を移動させる。移動部14bは、ランプ11(111)を保持し、ランプ11(111)を移動させる。すなわち、移動部14a、14bが設けられていれば、ランプ11(111)とノズル13を別々に移動させることができる。移動部14a、14bの制御は、コントローラ50により行うことができる。この場合、前述した移動部14の場合と同様に、ランプ11(111)とノズル13との間の距離を維持したまま、ランプ11(111)とノズル13を移動させるができる。また、ランプ11(111)とノズル13との間の距離を変化させたり、ランプ11(111)の移動タイミングと、ノズル13の移動タイミングとをずらしたりすることができる。
検出部16は、温度センサとすることができる。検出部16は、例えば、ランプ11(111)の温度、およびランプ11(111)の近傍の雰囲気の温度の少なくともいずれかを検出することができる。処理の開始時のランプ11(111)の温度は、処理の開始から時間が経過した後のランプ11(111)の温度と異なる場合がある。また、プロセス条件の変更などにより、ランプ11(111)の温度が変化する場合がある。
検出部16が設けられていれば、コントローラ50は、検出部16からの温度データに基づいて、移動部14a、14bを制御することができる。この場合、コントローラ50は、温度データに基づいて、ランプ11(111)とノズル13との間の距離、および移動タイミングの少なくともいずれかを制御して、ランプ11(111)の温度が所定の範囲内となるようにすることができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
1 処理装置、1a 処理装置、10 光照射装置、10a 光照射装置、11 ランプ、12 リフレクタ、13 ノズル、14 移動部、14a 移動部、14b 移動部、15 筐体、16 検出部、20 排気部、30 載置部、40 電源、50 コントローラ、111 ランプ、200 処理物
Claims (5)
- リフレクタと;
前記リフレクタの内部空間に設けられ、一方向に延びるチューブを有するランプと;
前記リフレクタの内部空間の気体を排出可能なノズルと;
前記リフレクタと前記ランプとの相対的な位置、および、前記リフレクタと前記ノズルとの相対的な位置を移動可能な移動部と;
を具備した光照射装置。 - 前記移動部は、前記相対的な位置を移動させる際に、前記ランプと前記ノズルとの間の距離を維持可能な請求項1記載の光照射装置。
- 前記移動部は、前記相対的な位置を移動させる際に、前記ランプと前記ノズルとの間の距離を変化可能な請求項1記載の光照射装置。
- 請求項1〜3のいずれか1つに記載の光照射装置と;
前記光照射装置に設けられた移動部を制御するコントローラと;
を具備した処理装置。 - 前記光照射装置に設けられたランプの温度、および、前記ランプの近傍の雰囲気の温度の少なくともいずれかを検出する検出部と;をさらに具備し、
前記コントローラは、前記検出部からの温度データに基づいて前記移動部を制御することで、前記ランプと前記光照射装置に設けられたノズルとの間の距離、および、前記ランプと前記ノズルの移動タイミングの少なくともいずれかを制御する請求項4記載の処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020007442A JP2021112723A (ja) | 2020-01-21 | 2020-01-21 | 光照射装置、および処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2021112723A true JP2021112723A (ja) | 2021-08-05 |
Family
ID=77076368
Family Applications (1)
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Country | Link |
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-
2020
- 2020-01-21 JP JP2020007442A patent/JP2021112723A/ja active Pending
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