CN117103738A - 光处理装置及光处理方法 - Google Patents
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Abstract
提供光处理装置及光处理方法,其具有较高的处理能力,能够进行均质的表面改质。光处理装置具备:至少一个光源,其照射属于205nm以下的波段的紫外光;灯室,其覆盖所述至少一个光源,在所述紫外光所出射的方向上具有开口;输送体,其与所述灯室之间隔开间隙,并且将被处理材料以横穿与所述开口对置的位置的方式向一方向输送;加热器,其配置于所述灯室的下游,使所述输送体升温;以及控制部,其控制为一边向所述被处理材料照射所述紫外光一边输送所述被处理材料;所述控制部控制所述加热器而使所述输送体升温,以抑制通过所述至少一个光源进行了升温后的所述输送体的温度降低。
Description
技术领域
本发明涉及光处理装置及光处理方法。
背景技术
已知一种向被处理材料的表面照射紫外光来对该表面进行改质的表面改质方法。例如,在专利文献1中,记载了一边向氟树脂的表面供给处理气体一边照射紫外光来对该表面进行改质的表面改质方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2022/024882号
发明内容
发明所要解决的课题
随着使用紫外光的表面改质技术取得进展,要求光处理装置的改善。本发明的目的在于提供一种具有较高的处理能力且能够进行均质的表面改质的光处理装置及光处理方法。
用于解决课题的手段
本发明的光处理装置具备:
至少一个光源,其照射属于205nm以下的波段的紫外光;
灯室,其覆盖所述至少一个光源,在所述紫外光所出射的方向上具有开口;
输送体,其与所述灯室之间隔开间隙,并且将被处理材料以横穿与所述开口对置的位置的方式向一方向输送;
加热器,其配置于所述灯室的下游,使所述输送体升温;以及
控制部,其控制为一边向所述被处理材料照射所述紫外光一边输送所述被处理材料;
所述控制部控制所述加热器而使所述输送体升温,以抑制通过所述光源进行了升温后的所述输送体的温度降低。
属于205nm以下的波段的紫外光是被称为真空紫外(VUV)光的光。属于该波段的紫外光由环境中的氧分子生成氧自由基及臭氧。氧自由基及臭氧具有与被处理材料的表面反应而对该表面进行改质的能力。另一方面,属于205nm以下的波段的紫外光相对于氧分子的光吸收较大。被处理材料被输送体以横穿与灯室的开口对置的位置的方式移动。
所谓与灯室的开口对置的位置,是来自灯室内配置的光源的出射光所到达的、灯室正下方的位置。使被处理材料以在来自灯室内配置的光源的出射光所到达的位置处横穿的方式通过。由此,能够连续地进行被处理材料的改质处理,能够大面积地并且短时间地进行改质处理。所谓“输送体”,是载置被处理材料并使被处理材料移动的输送机构。作为“输送体”的具体例子,可列举带式输送机及可动工作台,对此详见后述。
光源不仅放射属于205nm以下的波段的紫外光,还放射红外线。在与灯室的开口对置的位置、即灯室正下方,输送体的温度会由于红外线的光能而上升。另一方面,在红外线到达不了的灯室正下方的位置以外的位置,输送体会不受到红外线的影响。
本发明人发现,在输送体被从灯室的内部向外部搬出时,输送体有可能产生挠曲。这是因为,在输送体的一部分位于灯室的正下方而其余部分位于灯室正下方以外时,输送体的内部产生温度不均,由于热膨胀差而产生挠曲。若输送体产生了挠曲,则光源与被处理材料的间隔变化,无法使输送体与光源保持恒定间隔地向一方向通过,不能均质地进行所希望的改质处理。
于是,本发明人在灯室的下游配置使输送体升温的加热器,利用加热器使从灯室搬出的输送体被加热。由此,即使在输送体的一部分位于灯室的正下方而其余部分位于灯室的正下方以外时,也能够抑制输送体的内部的温度不均,减小热膨胀差所致的挠曲。其结果是,能够使输送体保持与光源的间隔地向一方向通过,能够均质地进行所希望的改质处理。
也可以为:所述输送体是张设于在所述灯室的上游配置的第一带轮与在所述灯室的下游配置的第二带轮之间的无端带。
也可以为:所述加热器向所述输送体放射红外线。
也可以为:所述加热器向所述输送体喷射加热流体。
也可以为:所述加热器通过将所述第二带轮的表面升温而间接使所述无端带升温。
也可以为:所述光处理装置还具备配置于所述灯室的上游并使所述输送体升温的第二加热器。能够减小挠曲,更能保持光源与被处理材料的间隔。
也可以为:所述光处理装置还在所述灯室的上游和所述灯室的下游中的至少某一方具备排气室。易于控制灯室内的氧浓度及湿度。
也可以为:所述无端带的主要的材料是不锈钢。不锈钢对上述紫外光具有较高的耐蚀性。也可以为:所述无端带具有沿所述无端带的厚度方向贯通的贯通孔。
也可以为:所述光处理装置还在与所述开口对置的位置具备导向辊,所述开口与所述导向辊夹着所述无端带。也可以为:导向辊是金属制或树脂制。也可以为:导向辊沿宽度方向被分割。
也可以为:所述光处理装置还具备对用所述加热器升温前或升温后的所述输送体的温度或者所述加热器的辐射热量进行测定的传感器。
也可以为:所述控制部基于从所述传感器得到的温度结果来控制所述加热器。
本发明的光处理方法一边利用输送体将在表面具有树脂的被处理材料向一方向输送,一边在存在氧的灯室内向所述被处理材料照射光源所放射的、属于205nm以下的波段的紫外光,
对于从所述灯室搬出的所述被处理材料,使所述输送体升温,以抑制通过所述光源进行了升温后的所述输送体的温度降低。
发明效果
可提供具有较高的处理能力且能够进行均质的表面改质的光处理装置及光处理方法。
附图说明
图1是表示光处理装置的第一实施方式的图。
图2是将从灯室的后部部分到第二带轮为止的区域放大的图。
图3是表示表面改质前的被处理材料的表面和表面改质后的被处理材料的表面的图。
图4是表示第一带轮的形状的图。
图5是表示本实施方式的导向辊的图。
图6是表示光处理装置的第二实施方式的图。
图7是将图6的从第一带轮到灯室的前部部分为止的区域放大的图。
图8是表示光处理装置的第三实施方式的图。
附图标记说明
1:带
2:灯室
3:光源
4、4a、4b:被处理材料
5:排气空间形成器
8:气体供给口
9:气体供给源
11:第一带轮
12:第二带轮
13:导向辊
14:浮动辊
18、45:温度传感器
19:控制部
21、41:加热器
22:加热气体供给部
23:加热气体
24、32、33:排气口
30、31:排气室
42:红外线放射加热器
43:小辊
51:板
100、200、300:光处理装置
D1、D2:挠曲
L1:紫外光
具体实施方式
参照附图对实施方式进行说明。此外,本说明书所公开的各附图只是示意性地进行图示。即,附图上的尺寸比与实际的尺寸比不一定一致,另外,即使在各附图之间,尺寸比也不一定一致。
以下,关于各附图,将参照XYZ坐标系进行说明。在本说明书中,在表达方向时,在区分正负朝向的情况下,会像“+X方向”、“﹣X方向”这样附上正负符号进行记载。在不区分正负朝向地表达方向的情况下,仅记载为“X方向”。即,在本说明书中,在仅记载为“X方向”的情况下,包含“+X方向”和“﹣X方向”双方。关于Y方向及Z方向,也是相同的。在以下描述的实施方式中,重力方向是﹣Z方向,在输送体上输送被处理材料的输送方向是+Y方向,被处理材料的宽度方向是X方向。
<第一实施方式>
[光处理装置的概要]
与图1一起示出光处理装置的第一实施方式。光处理装置100具备照射属于205nm以下的波段的紫外光的三个光源3、以覆盖三个光源3的方式配置的灯室2和输送被处理材料4的输送体。在本实施方式中,作为输送体,使用了输送带1(以下,有时仅称为“带1”),对此详见后述。
光源3所出射的紫外光L1是真空紫外光,更详细而言,是至少属于波长205nm以下的波段的紫外光。本说明书中使用的“至少属于波长205nm以下的波段的紫外光”是在光源3的发光光谱中至少在205nm以下表现出发光强度的光。这种光例如包含下面的光:(1)发光光谱在宽的波段中表现出强度并且表现出最大强度的峰值发光波长为205nm以下的光;(2)发光光谱表现出多个极大强度(多个峰值)并且发光光谱为多个峰值中的任一峰值包含在205nm以下的波长范围中的光;(3)205nm以下的光相对于发光光谱内的全积分强度表现出至少30%以上的积分强度的光。
在本实施方式的灯室2的内壁上,具有用于供给非活性气体的多个气体供给口8。多个气体供给口8与气体供给源9连接。在本实施方式中,使用氮作为非活性气体。从气体供给源9向气体供给口8供给氮,并从气体供给口8向灯室2内吹出氮。由此,使灯室2内的氧浓度降低,对此详见后述。此外,通过将灯室2本身配置于非活性气体较多的环境下等,也能够使灯室2内的氧浓度降低。因此,设于灯室2内的气体供给口8对本发明来说不是必需的结构。
靠近带1具有灯室2的开口。光处理装置100夹着带1而在灯室2的开口的相反侧具有排气空间形成器5和排气口24。自气体供给口8供给的非活性气体中的大部分绕过带1,由排气空间形成器5收集并从排气口24排出。
本实施方式的带1为环状,因此是没有端部的。带1张设在相对地位于﹣Y方向的第一带轮11与相对地位于+Y方向的第二带轮12之间。带1在其与灯室2之间隔开间隙,并且使被处理材料4以横穿与灯室2的开口对置的位置的方式移动。
位置Y1和位置Y2处于带1的上侧(+Z侧)。位置Y1相比于灯室2及位置Y2位于上游侧(﹣Y侧)。位置Y2相比于位置Y1及灯室2位于下游侧(+Y侧)。在位置Y1处使被处理材料4载置于带1的一部分上,载置着的被处理材料4与带1的一部分一起向下游方向(+Y方向)移动,在灯室2的正下方对被处理材料4进行改质处理,在位置Y2处使被处理材料4从带1上离脱。被处理材料4向带1上的载置或者被处理材料4从带1的离脱也可以通过未图示的搬运机器人或其它的输送带等进行。
光处理装置100在第一带轮11与第二带轮12之间具有对带1进行支承的多个导向辊13。为了减小光源3与被处理材料4的间隔的变动,导向辊13特别可以在光源3的附近配置多个。在本实施方式中,在灯室2的开口的下方具有六根导向辊13。另外,光处理装置100具有用于对带1赋予一定的张力的浮动辊14。
[加热器]
光处理装置100具有位于灯室2的下游的使带1升温的加热器。在本实施方式的情况下,加热器是内置于第二带轮12的加热器21和加热气体供给部22。位于灯室2的下游的内置于第二带轮12的加热器21使第二带轮12的表面升温。由此,加热与第二带轮12接触的带1。
从加热气体供给部22向带1吹送加热气体23。由此,加热灯室2的下游的带1。在加热气体供给部22和带1之间也可以存在被处理材料4。通过使被处理材料4升温,间接使带1升温。在加热气体供给部22以外的加热器(详见后述)与带1之间具有被处理材料4的情况下也是相同的。
将加热器(21、22)的作用与图2一起说明。图2是将图1的从灯室2的后部部分到第二带轮12为止的区域放大的图。不过,在图2中,示出了加热器(21、22)未动作的状态。也就是说,第二带轮12不被加热,加热气体供给部22不向带1吹送加热气体23。在不使加热器(21、22)动作的状态下点亮光源3,向带1照射紫外光L1。如此一来,如图2所示,带1有时会产生沿Y方向周期性地具有+Z方向的鼓起的波状的挠曲D1。此外,在图2中,与导向辊13相切的单点划线25是不存在挠曲D1的情况下的带1的位置。
据推测,该挠曲D1是基于以下的机制而引起的。首先,光源3不仅放射属于205nm以下的波段的紫外光L1,还放射红外线。若点亮光源3,则灯室2正下方的带1被红外线加热,带1膨胀。带1的膨胀沿带1的长度方向、宽度方向及厚度方向产生。接下来,若经加热的带1离开灯室2行进片刻,则带1被自然冷却,膨胀的带1收缩。也就是说,在带1内产生热膨胀差。
在第一带轮11至第二带轮12之间,带1以恒定速度移动。因此,若在以恒定速度移动的带1的内部产生了热膨胀差,则带1出现波状的挠曲D1。此外,在图2中仅示出了在带1的YZ平面出现的挠曲D1,但带1在宽度方向(X方向)上也会挠曲。这种挠曲的大小相对于不存在挠曲的情况下的单点划线25的位置有时会向+Z方向达到3mm。此外,在光处理装置100处于室温(约20℃)的环境时,光源3附近的带1被点亮的光源3加热,有时带1的表面也会达到50℃。
带1的波状的挠曲D1使被处理材料4与光源3的间隔变窄。若光源3与被处理材料4的间隔变窄,则不再能均质地进行所希望的改质处理。另外,若带1的挠曲D1变得特别大,则载置于带1的被处理材料4有可能与光源3干涉,或者在被从灯室2搬出时与灯室2干涉。
于是,本发明人在经加热的带1离开灯室2后,使用加热器(21、22)使带1升温以使带1的温度不降低。由此,带1的热膨胀从灯室2持续至第二带轮12,可抑制带1的热膨胀不均。其结果是,波状的挠曲D1变小,带1的位置靠近单点划线25或者与单点划线25重合。并且,能够保持光源3与被处理材料4的间隔,均质地进行所希望的改质处理。
[加热器的控制]
如图1所示,光处理装置100具备对加热器(21、22)进行控制的控制部19。控制部19对加热器(21、22)进行加热控制以变为所希望的温度。在本实施方式中,光处理装置100具有温度传感器18。温度传感器18位于灯室2的下游,并且位于加热器(21、22)的上游。使用温度传感器18,对带1的、处于灯室2的下游且加热器(21、22)的上游的位置的温度进行检测。在本实施方式中,作为温度传感器18,使用了对带1的辐射热量进行检测的传感器(辐射温度计)。由此,能够以非接触方式检测移动的带1的温度。
图1示出了加热器(21、22)、温度传感器18及控制部19被用电力线连接的情况。利用温度传感器18对通过加热器(21、22)升温前或者升温后的带1的温度进行测定。将由温度传感器18检测出的电信号送入控制部19,控制部19能够基于所检测的温度来决定加热器(21、22)的输出。此外,在图2中,省略了电力线。
另外,也可以不仅是利用与其它的加热器(21、22)共用的控制部19进行温度控制,还对加热器(21、22)分别安装各自的温度传感器。也可以基于所述各自的温度传感器的检测信号来控制加热器(21、22)。温度传感器也可以使用热电偶或测温电阻器等。
此外,在图1中并未示出全部的电力线(电气通信线)。控制部19也可以进行光处理装置100的动作控制(例如,第一带轮11的驱动控制、光源3的点亮控制、非活性气体的供给量控制)。
控制部19既可以是为光处理装置100设置的专用的控制部,也可以是与其它的装置或系统共用的控制部。对于控制部,也可以使用可编程逻辑控制器(或者序列产生器)、个人计算机或通用计算机。
说明了本实施方式的加热器是内置于第二带轮12的加热器21和加热气体供给部22,但并不限于此。加热器(21、22)例如也可以是与第二带轮12分体的加热器。另外,加热器(21、22)也可以使用红外线辐射加热器。另外,本实施方式具有两个加热器(21、22),但只要具有至少一个加热器即可。
若带1的部分区域绕第二带轮12通过,则带1的部分区域向第一带轮11返回。此时,带1的部分区域被自然冷却。因此,在环状的带1绕第一带轮11和第二带轮12旋转一周之后,带1也需要加热器的加热。
对加热器(21、22)是否正在防止带1的温度降低的判别方法进行说明。测定使加热器(21、22)动作时的带1的温度和不使加热器(21、22)动作时的带1的温度这两者。并且,如果使加热器(21、22)动作时的带1的温度高于不使加热器(21、22)动作时的带1的温度,则可确认加热器(21、22)正在防止带1的温度降低。
[被处理材料]
本实施方式中使用的被处理材料4是被称为预浸料的、使纸、玻璃等基材浸入了树脂的树脂片。由对这种树脂片接合铜箔并使之固化而成的覆铜层叠板(CCL)形成层间绝缘膜。层间绝缘膜被用于高频电路基板等。在向所述树脂片接合铜箔时,为了提高所述树脂片相对于铜箔的接合力,使用上述的表面改质处理。
被处理材料4可应用树脂片以外的材料。也可能出于提高接合力以外的目的而进行改质处理。被处理材料4除此以外可以是具有厚度的坚硬的板状基板,也可以是长条的挠性膜,还可以是不为板状的立体形状。被处理材料4的Y方向长度既可以比灯室2的Y方向长度短,也可以比其长。被处理材料4的X方向的宽度短于灯室2的X方向的宽度。
[改质机理]
对本实施方式的表面改质的机制进行说明。本实施方式中使用的、至少属于波长205nm以下的波段的紫外光hν对环境中的氧分子发生作用而生成原子态氧。O(1D)是反应性高的原子态氧(氧自由基),具有氧化作用。O(3P)表述基态的原子态氧。其被表示于(1)式。
hν+O2→O(1D)+O(3P)…(1)
基态的原子态氧即O(3P)在第三体M的存在下与氧分子结合,生成臭氧(O3)。其被表示于(2)式。臭氧具有氧化作用。
O(3P)+O2+M→O3+M…(2)
另外,空气中所含的水蒸气也通过以下的(3)式及(4)式生成具有氧化作用的羟基自由基(·OH)。
hν+H2O→·OH+H…(3)
O(1D)+H2O→2(·OH)…(4)
图3是示意性地表示作为被处理材料4的预浸料的表面的图。被处理材料4a表示改质处理前的树脂片的表面。树脂片的表面有烃基露出。在本实施方式中,仅简化地示出了露出于树脂片的表面的高分子中的一部分的烃。该表面表现出疏水性。
被处理材料4b表示改质处理后的预浸料的表面。通过向氧分子照射紫外光hν而生成的氧自由基(O(1D))、臭氧(O3)或羟基自由基(·OH)将树脂的表面的烃基氧化,生成羟基、羧基。亲水性的羟基、羧基使与铜的接合性提高。
[氧浓度]
氧分子是用于生成O(1D)或O3的原料。然而,需要在被处理材料4b的表面附近生成O(1D)或O3,为了使易于被氧分子吸收的紫外光hν到达至表面附近,不得不使氧浓度降低而减少光路中的氧分子量。为此,向灯室2内填充非活性气体。
灯室2内的氧浓度以10%以下为宜,更优选为5%以下。例如,若172nm的紫外光在氧浓度为10%以下的空间中行进4mm,则能够确保50%以上的光强度,若172nm的紫外光在氧浓度为5%以下的空间中行进4mm,则能够确保70%以上的光强度。虽说如此,如上所述,因为氧分子是用于生成O(1D)或O3的原料,所以为了确保作为原料的氧分子,氧浓度优选为1%以上,更优选为3%以上。
用于获得氧自由基(O(1D))、臭氧(O3)或羟基自由基(·OH)的氧分子及水分子的供给源是灯室2之外的空气。如图1及图2所示,在灯室2与带1之间存在间隙。该间隙例如为3~4mm。氧分子及水分子从灯室2之外通过灯室2与带1之间的间隙流入灯室2内。为了调整灯室2内的氧浓度,控制从气体供给口8供给的非活性气体的供给量、来自排气口24的气体抽吸力、灯室2与带1的间隙中的至少任一个即可。
[输送体]
作为输送体的带1主要由不锈钢形成。不锈钢具有高耐蚀性,即使暴露在氧自由基(O(1D))、臭氧(O3)或羟基自由基(·OH)中也难以劣化。带1也可以是其它金属制,还可以是树脂制。
本实施方式的带1为片状。带1的X方向的宽度大于被处理材料4的X方向的宽度。带1的X方向宽度以380mm以上为宜,且以580mm以下为宜。此外,带1的Z方向的厚度以0.1mm以上为宜,且以0.5mm以下为宜。若带1厚,则带1难以被加热,难以挠曲。另一方面,若带1薄,则易于使带1顺畅地移动。带1的移动速度以1m/分钟~5m/分钟为宜。
带1也可以沿带1的厚度方向具有多个贯通孔。通过使带1具有多个贯通孔,从灯室2向排气空间形成器5的气流的一部分不绕过带1而是通过贯通孔。利用贯通孔,获得气体的乱流抑制效果。而且,在光处理装置100具有经由贯通孔吸附被处理材料4的吸附体的情况下,能够将被处理材料4吸附固定于带1。吸附体例如也可以是对贯通孔进行抽吸的抽吸机构。
[光源]
本实施方式的光源3使用氙准分子灯。氙准分子灯是向发光管的内部封入氙气的放电灯。氙准分子灯的峰值发光波长为172nm。光源3也可以是封入氙气以外的气体的放电灯。另外,光源3也可以是LED等固体光源。
在图1中,沿Y方向排列配置了三个光源3,但光源3只要有至少一个即可。另外,也可以沿X方向排列配置光源3,还可以沿X方向和Y方向分别排列配置光源3。
光源3的X方向的宽度以比被处理材料4的X方向的宽度大为宜。光源3的X方向的宽度例如以380~580mm为宜。
[灯室]
以覆盖光源3的方式配置的灯室2在光源3所发出的紫外光出射的方向(﹣Z方向)具有开口。由此,将来自光源3的出射光向﹣Z方向定向。在灯室2的内壁上,也可以形成反射紫外光的反射器或反射层。
灯室2的Y方向长度例如以300mm~500mm为宜。另外,灯室2的+Y侧的端部与第二带轮12的旋转中心的Y方向上的间隔例如以300mm~500mm为宜。
[带轮]
图4示出了第一带轮11的形状。在本实施方式中,第一带轮11是用于对带1进行驱动的驱动带轮。第一带轮11是以沿X方向延伸的X1轴为中心的旋转体。第一带轮11呈X方向的中央的直径R1比X方向的端部的直径R2稍大的冠形曲面形状。第一带轮11的冠径(曲率半径)R3例如以100000mm以上为宜。直径R1例如也可以为50mm~170mm。第一带轮11的形状并不限于本实施方式,也可以是直径在X方向上恒定的圆柱形状。第一带轮11的宽度方向长度W1大于带1的X方向的宽度。第一带轮11的宽度方向长度W1以400mm~600mm为宜。
第二带轮12是通过与进行驱动的带1之间的摩擦而转动的从动带轮。第二带轮12的形状及各尺寸既可以与第一带轮11的上述形状及上述各尺寸相同,也可以与其不同。第一带轮11的旋转中心与第二带轮12的旋转中心的间隔也可以为800mm~1200mm。此外,也可以为:第一带轮11是从动带轮,第二带轮12是驱动带轮。
[导向辊]
图5示出了本实施方式的导向辊13中的一个。导向辊13被用于对带1进行支承,并且抑制摩擦阻力而使带1移动。导向辊13沿宽度方向被分割。也就是说,构成为沿X方向排列有多个小辊43(在图5中,仅对一个小辊43标注了附图标记)。由此,能够减小导向辊13与带1的接触面积,减少带1与导向辊13的双向的传热量,使带1难以受到导向辊13的热影响。
导向辊13也可以是金属制或树脂制。在导向辊13主要由金属等热传导率高的材料构成的情况下,使用多个小辊43是特别有效的。在导向辊13使用树脂的情况下,以使用难以对紫外光产生劣化的树脂(例如,聚酰亚胺树脂、环氧树脂或PTFE树脂)为宜。
对多个小辊43的形状和各尺寸进行例示。多个小辊43是全部以沿着X方向的X1轴为中心的旋转体。小辊43的直径R3以50mm~150mm为宜。小辊43的宽度W2以20mm~100mm为宜。小辊43以沿X方向排列2~20个为宜。
此外,导向辊13也可以由沿宽度方向不分割的一个辊构成。另外,导向辊13也可以具备可对带1进行温度调整的温度调整元件。温度调整元件也可以具备加热元件及冷却元件中的至少一个。
本实施方式的光处理装置100在灯室2之外不具有导向辊,但也可以在灯室2之外具有导向辊。
[暖机运转]
在光源3刚刚开始点亮后,第一带轮11及第二带轮12为室温。因此,带1的挠曲D1在光源3刚刚开始点亮后很难产生。随着从光源3的点亮起的时间的经过,第二带轮12等与带1接触的部件升温,挠曲D1变小。因此,也可以使光处理装置100进行暖机运转。所谓暖机运转,是在实际将被处理材料4载置于带1而开始改质处理之前使光处理装置100动作(即,点亮光源3,使加热器动作并且使带1旋转)。由此,带1升温,能够抑制带1的挠曲D1的发生。暖机运转例如可以进行5~15分钟。
<第二实施方式>
与图6一起说明光处理装置的第二实施方式。以下,以与第一实施方式不同的特征为中心进行说明。关于第二实施方式中不作说明的点,能够与第一实施方式同样地实施。后述的第三实施方式也相同。
第二实施方式的光处理装置200在灯室2的上游具有第二加热器。第二加热器配置于灯室2的上游。并且,第二加热器使位于灯室2的上游的带1升温。本实施方式的第二加热器是内置于第一带轮11的加热器41和红外线放射加热器42。位于灯室2的上游的内置于第一带轮11的加热器41使第一带轮11的表面升温。由此,加热与第一带轮11接触的带1。红外线放射加热器42沿第一带轮11的表面夹着带1配置。红外线放射加热器42向带1放射红外线,对带1进行加热。在带1由树脂等热辐射率高的材料构成的情况下,红外线放射加热器42特别优选为带1的加热器。
将加热器(41、42)的作用与图7一起说明。图7是将图6的从第一带轮11到灯室2的前部部分为止的区域放大的图。不过,在图7中,示出了加热器(41、42)未动作的状态。若在不使加热器(41、42)动作的状态点亮光源3,则如图7所示,带1有时会产生沿Y方向周期性地具有+Z方向的鼓起的波状的挠曲D2。此外,在图7中,与导向辊13相切的单点划线25是不存在挠曲D2的情况下的带1的位置。
据推测,该挠曲D2与挠曲D1相同,是由于带1内的热膨胀量差而产生的。在灯室2的上游,带1的温度是室温程度,带1处于收缩的状态。另一方面,在灯室2的正下方,由于来自光源3的红外线,光源3附近的带1被加热而膨胀。
若在以恒定速度移动的带1的内部产生热膨胀差,则带1出现波状的挠曲D2。此外,在图7中仅示出了在带1的YZ平面中出现的挠曲D2,但带1在宽度方向(X方向)上也会挠曲。
于是,在带1进入灯室2前,预备性地对带1进行加热。由此,灯室2的正下方的带1的升温幅度变小。其结果是,可在位于灯室2的上游的带1与位于灯室2的正下方的带1之间抑制热膨胀差。其结果是,波状的挠曲D2变小,带1的位置靠近单点划线25或者与单点划线25重合。并且,能够保持光源3与被处理材料4的间隔,均质地进行所希望的改质处理。
如图6及图7所示,光处理装置200具备测定第一带轮11的表面的温度的温度传感器45。由此,通过测定第一带轮11的表面的温度,能够推定刚刚与第一带轮11接触后的带1的温度。在带1为金属等辐射率低的材料的情况下,难以测定带1的辐射热量。此时,在第一带轮11的表面为辐射率相对较高的材料的情况下,可以取代带1的辐射热量而测定第一带轮11的辐射热量。
[排气室]
如图6所示,光处理装置200在灯室2的上游具备排气室30,在灯室2的下游具备排气室31。排气室(30、31)分别具有用于排出排气室(30、31)内的气体的排气口(32、33)。通过设置排气室(30、31),易于调整从灯室2与带1之间的间隙流入灯室2内的氧及湿度。也就是说,也可以为了调整灯室2内的氧浓度而控制排气口(31、32)的排气量。
<第三实施方式>
与图8一起说明光处理装置的第三实施方式。在第三实施方式的光处理装置300中,输送体不是无端带,而是具有端部的板51。板51沿Y方向伸长。因此,当板51的一部分在灯室2之外移动而被自然冷却时,板51的其余部分在灯室2内被加热。因此,板51可能沿Y方向产生温度差。另外,由于板51薄,因此有时会因为Y方向的温度差所导致的热膨胀差而在板51内产生Z方向的挠曲。
于是,为了减小挠曲,从配置于灯室2的下游的加热气体供给部22吹送加热气体23而使板51升温是有效的。另外,如在第二实施方式中说明的那样,利用配置于灯室2的上游的作为第二加热器的红外线放射加热器42预备性地加热板51也是有效的。
以上对各实施方式及其变形例进行了说明。本发明并不限于上述的实施方式及其变形例,能够将上述的实施方式或变形例适当组合或者进一步实施变更。
上述的光处理装置(100、200、300)具有单一的灯室2,但也可以沿输送方向(Y方向)配置多个灯室2。
上述的光处理装置(100、200、300)是以紫外光L1的照射方向为与重力方向(﹣Z方向)相同的方向的方式示出的,但紫外光L1的照射方向也可以与重力方向不同。例如,也可以沿水平方向对沿重力方向输送的输送体照射紫外光。
Claims (12)
1.一种光处理装置,其特征在于,具备:
至少一个光源,其照射属于205nm以下的波段的紫外光;
灯室,其覆盖所述至少一个光源,在所述紫外光所出射的方向上具有开口;
输送体,其与所述灯室之间隔开间隙,并且将被处理材料以横穿与所述开口对置的位置的方式向一个方向输送;
加热器,其配置于所述灯室的下游,使所述输送体升温;以及
控制部,其控制为一边向所述被处理材料照射所述紫外光一边输送所述被处理材料;
所述控制部控制所述加热器而使所述输送体升温,以抑制通过所述至少一个光源进行了升温后的所述输送体的温度降低。
2.根据权利要求1所述的光处理装置,其特征在于,
所述输送体是张设于在所述灯室的上游配置的第一带轮与在所述灯室的下游配置的第二带轮之间的无端带。
3.根据权利要求1或2所述的光处理装置,其特征在于,
所述加热器向所述输送体放射红外线。
4.根据权利要求1或2所述的光处理装置,其特征在于,
所述加热器向所述输送体喷射加热流体。
5.根据权利要求2所述的光处理装置,其特征在于,
所述加热器通过将所述第二带轮的表面升温而间接使所述无端带升温。
6.根据权利要求1或2所述的光处理装置,其特征在于,
具备配置于所述灯室的上游并使所述输送体升温的第二加热器。
7.根据权利要求1或2所述的光处理装置,其特征在于,
在所述灯室的上游和所述灯室的下游中的至少某一方具备排气室。
8.根据权利要求2或5所述的光处理装置,其特征在于,
所述无端带的主要的材料是不锈钢。
9.根据权利要求2或5所述的光处理装置,其特征在于,
所述无端带具有沿所述无端带的厚度方向贯通的贯通孔。
10.根据权利要求2或5所述的光处理装置,其特征在于,
在与所述开口对置的位置具备导向辊,所述开口与所述导向辊夹着所述无端带。
11.根据权利要求1或2所述的光处理装置,其特征在于,
具备对用所述加热器升温前或升温后的所述输送体的温度或者所述加热器的辐射热量进行测定的传感器。
12.一种光处理方法,其特征在于,
一边利用输送体将在表面具有树脂的被处理材料向一个方向输送,一边在存在氧的灯室内向所述被处理材料照射光源所放射的、属于205nm以下的波段的紫外光,
对于从所述灯室搬出的所述被处理材料,使所述输送体升温,以抑制通过所述光源进行了升温后的所述输送体的温度降低。
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