JP2008049256A - Light irradiation device - Google Patents

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JP2008049256A JP2006227457A JP2006227457A JP2008049256A JP 2008049256 A JP2008049256 A JP 2008049256A JP 2006227457 A JP2006227457 A JP 2006227457A JP 2006227457 A JP2006227457 A JP 2006227457A JP 2008049256 A JP2008049256 A JP 2008049256A
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寿幸 石垣
Kazuto Yashiro
一人 八代
Hiroyuki Ishii
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light irradiation device capable of accurately measuring an accumulated light volume of a workpiece. <P>SOLUTION: The UV irradiation device is provided with a lamp unit, a stage 20 that loads the workpiece, and a scanning mechanism that scans the stage 20 with respect to the lamp unit. The stage 20 is configured by mutually dividing and providing a loading section 22 as a loading area of the workpiece and a light volume detecting section 30 as the disposing area of a light volume detecting means in the scanning direction. The accumulated light volume of the UV light received by the workpiece is measured by a sensor head 31 provided on the section 30. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光照射装置に関する。   The present invention relates to a light irradiation apparatus.

光照射は、様々な工業製品の製造工程において広く利用されている技術であり、例えば特許文献1には、液滴吐出ヘッドのノズル形成面をなすノズルプレートの製造にあたり、ノズルプレートの原板の表面処理に紫外線照射を行うことの記述がある。また、光照射を行うための光照射装置としては、特許文献2に掲げるようなベルトコンベアを用いて走査式に光を照射するものが知られている。   Light irradiation is a technique that is widely used in the manufacturing process of various industrial products. For example, Patent Document 1 discloses that a nozzle plate forming a nozzle forming surface of a droplet discharge head has a surface of the original plate of the nozzle plate. There is a description of performing ultraviolet irradiation in the treatment. Further, as a light irradiation apparatus for performing light irradiation, an apparatus that irradiates light in a scanning manner using a belt conveyor as described in Patent Document 2 is known.

特開2003−318515号公報JP 2003-318515 A 特開平11−337698号公報JP 11-337698 A

ところで、光源(光照射手段)から照射される光の強度は、光源の経時的劣化等によって変動することがあるため、ワークの処理品質を保証するためには、ワークに対して照射される積算光量をきちんと管理する必要がある。しかしながら、上述した光照射装置においてはワークに対する積算光量を適切に測定する術がなく、品質管理が困難であった。   By the way, the intensity of light emitted from the light source (light irradiating means) may fluctuate due to deterioration of the light source over time, etc. Therefore, in order to guarantee the processing quality of the work, the integration of the light applied to the work It is necessary to manage the light intensity properly. However, in the above-described light irradiation apparatus, there is no way to appropriately measure the integrated light quantity with respect to the work, and quality control is difficult.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、ワークに対する積算光量を精度良く測定することができる光照射装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a light irradiation apparatus capable of accurately measuring an integrated light amount with respect to a workpiece.

本発明の光照射装置は、光照射手段と、ワークを載置するためのステージと、前記ステージを前記光照射手段に対して相対的に走査させる走査手段と、前記ステージ上に配設された光量検出手段と、を備えることを特徴とする。
この発明の光照射装置によれば、ワークが載置されるステージ上に光量検出手段が配設されているので、ワークに対する照射と略同一の条件で高精度に積算光量を測定することができる。
The light irradiation apparatus of the present invention is disposed on the stage, a light irradiation unit, a stage for placing a workpiece, a scanning unit that scans the stage relative to the light irradiation unit, and And a light amount detecting means.
According to the light irradiation apparatus of the present invention, since the light amount detecting means is disposed on the stage on which the workpiece is placed, the integrated light amount can be measured with high accuracy under substantially the same conditions as the irradiation to the workpiece. .

また好ましくは、前記光照射装置において、前記光量検出手段の受光面が、前記ステージの載置面と略同一平面内に含まれるように構成されていることを特徴とする。
この発明の光照射装置によれば、光照射手段から受光面までの距離が光照射手段からワークまでの距離にほぼ等しくされているので、ワークに対する積算光量を高精度に測定することができる。
Preferably, the light irradiation device is configured such that a light receiving surface of the light amount detecting means is included in substantially the same plane as the mounting surface of the stage.
According to the light irradiation apparatus of the present invention, since the distance from the light irradiation means to the light receiving surface is substantially equal to the distance from the light irradiation means to the work, the integrated light quantity with respect to the work can be measured with high accuracy.

また好ましくは、前記光照射装置において、走査方向に直交する方向における前記ステージ上の異なる位置の光量をそれぞれ検出可能なように、前記光量検出手段が複数配設されていることを特徴とする。
この発明の光照射装置によれば、複数の光量検出手段が走査方向に直交する方向における互いに異なる位置でそれぞれ紫外線を検出するので、ワークの載置位置の違いによる積算光量の差を適切に管理することができる。
Preferably, the light irradiation device is provided with a plurality of light amount detection means so as to detect light amounts at different positions on the stage in a direction orthogonal to the scanning direction.
According to the light irradiation apparatus of the present invention, since the plurality of light amount detection means detect the ultraviolet rays at different positions in the direction orthogonal to the scanning direction, the difference in the integrated light amount due to the difference in the work placement position is appropriately managed. can do.

また好ましくは、前記光照射装置において、前記ステージ上における前記光量検出手段の配設領域と前記ワークの載置領域とが、互いに走査方向に分割して設けられていることを特徴とする。
この発明の光照射装置によれば、光量検出手段の配設領域とワークの載置領域とが走査方向に分割して設けられているので、走査範囲の切り替えによって、積算光量の測定およびワークへの照射をそれぞれ目的に応じて効率的に行うことができる。
Preferably, in the light irradiation apparatus, an arrangement area of the light amount detection unit and a placement area of the work are provided separately in the scanning direction on the stage.
According to the light irradiation apparatus of the present invention, the arrangement area of the light quantity detection means and the work placement area are divided and provided in the scanning direction. Can be efficiently performed according to the purpose.

また好ましくは、前記光照射装置において、前記ワークの載置領域への光照射に対応する走査範囲で前記ステージを走査させる第1動作モードと、前記光量検出手段の配設領域への光照射に対応する走査範囲で前記ステージを走査させる第2動作モードと、を有する制御手段を備えることを特徴とする。
この発明の光照射装置によれば、走査モードの切替により、積算光量の測定およびワークへの照射をそれぞれ目的に応じて効率的に行うことができる。
Further preferably, in the light irradiation device, the first operation mode in which the stage is scanned in a scanning range corresponding to the light irradiation to the work placement area, and the light irradiation to the arrangement area of the light amount detection means. And a second operation mode in which the stage is scanned in a corresponding scanning range.
According to the light irradiation apparatus of the present invention, by measuring the scanning mode, it is possible to efficiently measure the integrated light amount and irradiate the workpiece according to the purpose.

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、以下の説明で参照する図では、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Note that the embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these forms. In the drawings referred to in the following description, the vertical and horizontal scales of members or portions may be represented differently from actual ones for convenience of illustration.

(紫外線照射装置の構成)
まずは、図1、図2、図3を参照して本発明に係る紫外線照射装置の構成について説明する。図1は、紫外線照射装置の要部構成を示す斜視図である。図2は、ステージの概略構成を示す斜視図である。図3は、紫外線照射装置の機能ブロック図である。
(Configuration of UV irradiation device)
First, the configuration of the ultraviolet irradiation apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. FIG. 1 is a perspective view showing a main configuration of an ultraviolet irradiation device. FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the stage. FIG. 3 is a functional block diagram of the ultraviolet irradiation device.

図1に示す光照射装置としての紫外線照射装置100は、液滴吐出ヘッドのノズル形成面をなすノズルプレートの製造にあたり、その表面の改質処理のために用いられる。すなわち、アルキル基を終端とするプラズマ重合膜(例えば、ジメチルポリシキロサンの重合膜)を表面に有する金属製ノズルプレートの原板に紫外線を照射し、アルキル基を酸素原子に置換する処理を行うためのものである。終端の酸素原子は大気中で水酸基化されて、表面が一旦親水化されるが、この後さらに、フッ素を含む長鎖高分子(例えば、アルコキシシラン)を終端の水酸基に結合、縮合反応させることで、表面が撥液化されたノズルプレートを得ることができる。   An ultraviolet irradiation device 100 as a light irradiation device shown in FIG. 1 is used for a surface modification process in manufacturing a nozzle plate forming a nozzle forming surface of a droplet discharge head. That is, in order to perform a process of irradiating an original plate of a metal nozzle plate having a plasma polymerized film (for example, a polymerized film of dimethylpolysiloxane) having an alkyl group as a terminal, and replacing the alkyl group with an oxygen atom. belongs to. The terminal oxygen atom is hydroxylated in the atmosphere, and the surface is once rendered hydrophilic. After that, a long-chain polymer containing fluorine (for example, alkoxysilane) is further bonded to the terminal hydroxyl group and subjected to a condensation reaction. Thus, a nozzle plate having a liquid-repellent surface can be obtained.

紫外線照射装置100は、基台1と、光照射手段としてのランプユニット10(ランプユニット10の支持フレームは図示を省略)と、ワークを載置するためのステージ20と、ステージ20をランプユニット10に対して走査させる走査機構2とを備えている。   The ultraviolet irradiation device 100 includes a base 1, a lamp unit 10 as a light irradiation means (a support frame of the lamp unit 10 is not shown), a stage 20 for placing a workpiece, and the stage 20 as a lamp unit 10. And a scanning mechanism 2 for scanning.

走査機構2は、X軸方向に伸長する1対のガイドレール3,3と、ガイドレール3,3間においてX軸方向に伸長するボールねじ4と、ボールねじ4を回転駆動させるための駆動モータ5とを備えている。ステージ20は、その底部においてボールねじ4と螺合されており、ボールねじ4の回転駆動によってガイドレール3に沿って移動する。ステージ20は、ランプユニット10から紫外線の照射を受けつつX軸方向に走査され、載置面21に載置されたワークには、走査方向(X軸方向)に対して均一に紫外線が照射される。   The scanning mechanism 2 includes a pair of guide rails 3 and 3 extending in the X-axis direction, a ball screw 4 extending in the X-axis direction between the guide rails 3 and 3, and a drive motor for driving the ball screw 4 to rotate. And 5. The stage 20 is screwed with the ball screw 4 at the bottom thereof, and moves along the guide rail 3 by the rotational drive of the ball screw 4. The stage 20 is scanned in the X-axis direction while being irradiated with ultraviolet rays from the lamp unit 10, and the workpiece placed on the placement surface 21 is uniformly irradiated with ultraviolet rays in the scanning direction (X-axis direction). The

ランプユニット10は、筐体内に、走査方向に直交する方向(Y軸方向)に伸長する3本の発光管11と、発光管11の冷却機構(図示せず)と、筐体内に窒素ガスを循環させる機構(図示せず)と、ステージ20に対向する側に設けられた透光性の照射板12と、を備えている。本実施形態では、発光管11として、172nm波長の紫外線を放射するXeエキシマランプが用いられている。   The lamp unit 10 includes three arc tubes 11 extending in a direction perpendicular to the scanning direction (Y-axis direction), a cooling mechanism (not shown) for the arc tube 11, and nitrogen gas in the casing. A circulation mechanism (not shown) and a translucent irradiation plate 12 provided on the side facing the stage 20 are provided. In the present embodiment, an Xe excimer lamp that emits ultraviolet light having a wavelength of 172 nm is used as the arc tube 11.

このような短波長の紫外線は、大気中の酸素によって著しい減衰特性を示すため取り扱いに注意が必要である。例えば、筐体内における窒素ガスの循環機構は、筐体内において紫外線の減衰が起こらないようにするために設けられている。また、照射板12の表面とステージ20の載置面21との距離は、非常に近接した状態(本実施形態では、3mm)とされ、さらに照射板12の表面とワーク表面との距離にばらつきが生じないように、載置面21にも後述するような工夫がなされている。   Such a short wavelength ultraviolet ray needs to be handled with care since it exhibits a remarkable attenuation characteristic due to oxygen in the atmosphere. For example, a nitrogen gas circulation mechanism in the housing is provided to prevent ultraviolet light from decaying in the housing. Further, the distance between the surface of the irradiation plate 12 and the mounting surface 21 of the stage 20 is in a very close state (3 mm in this embodiment), and further varies in the distance between the surface of the irradiation plate 12 and the workpiece surface. In order to prevent the occurrence of the problem, the mounting surface 21 is also devised as described later.

照射雰囲気中の酸素は、紫外線の減衰について上述のような対策の必要性をもたらす反面、ワークの表面処理においては必要不可欠な存在でもある。紫外線照射によって生じる活性酸素がワークの表面に作用して清浄効果や改質効果を生じさせるからである。従って、ワークに対する表面処理をムラなく好適に行うためには、ワークの表面付近の(活性)酸素の濃度を安定化させるべく、照射雰囲気の適度な空気循環を図ることが好ましく、このため紫外線照射装置100には、後述するような様々な工夫が施されている。   Oxygen in the irradiation atmosphere brings about the necessity of the above-described countermeasures for the attenuation of ultraviolet rays, but is also indispensable in the surface treatment of the workpiece. This is because the active oxygen generated by the ultraviolet irradiation acts on the surface of the work to cause a cleaning effect and a reforming effect. Therefore, in order to suitably perform surface treatment on the workpiece uniformly, it is preferable to aim at an appropriate air circulation in the irradiation atmosphere in order to stabilize the concentration of (active) oxygen near the surface of the workpiece. The device 100 is devised in various ways as will be described later.

紫外線照射装置100は、ランプユニット10の脇においてステージ20の走査軌跡の上方に架設された送気管6を備えている。送気管6は、ランプユニット10に向かって斜め下方の位置に形成された吹き出し口(作図方向の関係で図示されず)から、空気を吹き出させる構成となっており、これにより照射雰囲気の好適な空気循環が図られるようになっている。   The ultraviolet irradiation device 100 includes an air supply tube 6 that is installed on the side of the lamp unit 10 and above the scanning locus of the stage 20. The air supply tube 6 is configured to blow out air from a blowout port (not shown in the drawing direction) formed at a position obliquely downward toward the lamp unit 10, thereby favoring the irradiation atmosphere. Air circulation is planned.

ステージ20とその走査手段、およびランプユニット10と送気管6の一部は、仮想線で示す隔壁により区画された処理室7内に収容されている。これは、紫外線照射によって生じる有害なオゾンから作業者を保護するためのものである。また、基台1には、処理室7内の空気を排気ドラフトへと排出するための排気口8が設けられており、処理室7外へのオゾンの流出防止と共に、照射雰囲気における好適な空気循環が図られるようになっている。   The stage 20 and its scanning means, and the lamp unit 10 and a part of the air supply tube 6 are accommodated in a processing chamber 7 partitioned by a partition indicated by a virtual line. This is to protect workers from harmful ozone generated by ultraviolet irradiation. In addition, the base 1 is provided with an exhaust port 8 for exhausting the air in the processing chamber 7 to the exhaust draft, preventing the outflow of ozone to the outside of the processing chamber 7 and suitable air in the irradiation atmosphere. Circulation is planned.

処理室7の内外間におけるワークの移送は、処理室7の壁材に形成された開口である導入部9を通じて、ワーク移送装置41(図3参照)により行われる。本実施形態のワーク移送装置41は、ワークの収納ラックとの間で除材/給材を行う機構と、真空吸着パッドを備えたアームロボットとを備えた構成である。尚、導入部9は、導入部開閉装置42(図3参照)によってワークの移送時のみにおいて開放されるようになっており、処理室の気密性が無用に低下しないように配慮されている。   The workpiece is transferred between the inside and outside of the processing chamber 7 by a workpiece transfer device 41 (see FIG. 3) through an introduction portion 9 which is an opening formed in the wall material of the processing chamber 7. The workpiece transfer device 41 according to the present embodiment is configured to include a mechanism for removing / feeding material to / from the workpiece storage rack and an arm robot having a vacuum suction pad. The introduction unit 9 is opened only when the workpiece is transferred by the introduction unit opening / closing device 42 (see FIG. 3), and consideration is given to preventing the airtightness of the processing chamber from being lowered unnecessarily.

ステージ20は、図2に示すように、ワークの載置領域としての載置部22と、光量検出手段の配設領域としての光量検出部30とが、互いに走査方向(X軸方向)に分割して設けられた構成となっている。載置部22は、ワークをXY平面に平行に規定して載置するための平滑な載置面21を有しており、本実施形態においては、走査方向(X軸方向)に2個、走査方向に直交する方向(Y軸方向)に5個の計10個のワークを並べて載置できるようになっている。   As shown in FIG. 2, the stage 20 includes a placement unit 22 as a workpiece placement region and a light amount detection unit 30 as a placement region of the light amount detection unit, which are divided in the scanning direction (X-axis direction). It is the composition provided. The placement unit 22 has a smooth placement surface 21 for placing and placing a workpiece in parallel with the XY plane. In the present embodiment, two placement units 22 in the scanning direction (X-axis direction), A total of 10 workpieces can be placed side by side in a direction orthogonal to the scanning direction (Y-axis direction).

載置面21には、個々のワークの載置領域に対応して、吸引口23と溝部24が設けられている。吸引口23は、ステージ20の下側から伸びる通気管(図示せず)を介して吸引ポンプに連通されており、ワークを載置面21に吸着させる役割を果たす。また、溝部24は、載置面21においてワークの外縁に対応する領域に形成されており、金属製ワークの外縁に折れ曲がりがある場合にその部分と載置面21との干渉を回避し、ワークが浮き上がらないようにする役割を果たすものである。かくして、ワークは載置面21に好適に密着された状態で載置され、ランプユニット10の照射板12からワーク表面までの距離が高精度に規定されるので、照射される光量のばらつきが好適に抑えられる。   The placement surface 21 is provided with a suction port 23 and a groove portion 24 corresponding to the placement area of each workpiece. The suction port 23 communicates with a suction pump through a vent pipe (not shown) extending from the lower side of the stage 20 and plays a role of adsorbing the workpiece onto the placement surface 21. Further, the groove portion 24 is formed in a region corresponding to the outer edge of the workpiece on the placement surface 21, and avoids interference between the portion and the placement surface 21 when the outer edge of the metal workpiece is bent. It plays a role in preventing the surface from rising. Thus, the work is placed in a state of being preferably in close contact with the placement surface 21, and the distance from the irradiation plate 12 of the lamp unit 10 to the work surface is defined with high accuracy, so that variation in the amount of light to be irradiated is suitable. Can be suppressed.

また、載置面21には、ステージ20の下側から伸びる通気管(図示せず)を介して吸引ポンプ(送気ファンに代えたり、省略したりすることもできる)と連通し、さらに排気ドラフトへと通じる排気口25が配設されている。この排気口25は周囲の空気を強制排気するためのものであり、紫外線の照射を受ける載置面21に設けられているため、載置面21上のワークに紫外線が照射される状態において、照射雰囲気の空気循環(換気)を効果的に行うことができる。また、照射雰囲気で発生した紫外線の処理室7外への流出を効果的に抑えることができる。   Further, the mounting surface 21 communicates with a suction pump (which can be replaced with an air supply fan or can be omitted) via a vent pipe (not shown) extending from the lower side of the stage 20, and further exhausted. An exhaust port 25 leading to the draft is provided. This exhaust port 25 is for forcibly exhausting the surrounding air, and is provided on the mounting surface 21 that is irradiated with ultraviolet rays. Therefore, in a state where the work on the mounting surface 21 is irradiated with ultraviolet rays, The air circulation (ventilation) of the irradiation atmosphere can be effectively performed. Moreover, the outflow of the ultraviolet rays generated in the irradiation atmosphere to the outside of the processing chamber 7 can be effectively suppressed.

光量検出部30は、紫外線の光量を検出可能な光量検出手段としての3個のセンサヘッド31と、センサヘッド31を取り付けるための取付ガイド33と、センサヘッド31の検出部32を開閉可能な検出部開閉機構34とを備えている。本実施形態のセンサヘッド31にはダイヤモンド薄膜方式のものが用いられており、上述したような短波長の紫外線を高精度に且つ安定的に検出できるようになっている。   The light quantity detection unit 30 includes three sensor heads 31 as light quantity detection means capable of detecting the quantity of ultraviolet light, an attachment guide 33 for attaching the sensor head 31, and a detection capable of opening and closing the detection part 32 of the sensor head 31. And a part opening / closing mechanism 34. The sensor head 31 of the present embodiment uses a diamond thin film type, and can detect ultraviolet rays having a short wavelength as described above with high accuracy and stability.

3つのセンサヘッド31はY軸方向に並設されており、各センサヘッド31は、走査方向に直交する方向(Y軸方向)における互いに異なる位置の光量をそれぞれ測定するようになっている。ランプユニット10から照射される紫外線の光量は、発光管11の形状や、冷却機構の構造に起因した温度差などに起因して、Y軸方向内においてある程度の分布を有しているが、上述の構成により、ワークの載置位置の違いによる光量の差を適切に管理することができるようになっている。   The three sensor heads 31 are juxtaposed in the Y-axis direction, and each sensor head 31 measures the amount of light at different positions in the direction orthogonal to the scanning direction (Y-axis direction). The amount of ultraviolet light emitted from the lamp unit 10 has a certain distribution in the Y-axis direction due to the shape of the arc tube 11 and the temperature difference due to the structure of the cooling mechanism. With this configuration, it is possible to appropriately manage the difference in the amount of light due to the difference in the workpiece placement position.

センサヘッド31は、検出部32の受光面32aが載置面21とぼぼ同じ高さとなる(略同一平面内に含まれる)ように取り付けられている。これは、紫外線の強度が照射雰囲気中において著しく減衰することに鑑み、ワーク表面とほぼ同じ位置(照射板12からの距離)において光量の検出を行うことで、このような減衰の影響による測定誤差の低減を図ったものである。   The sensor head 31 is attached so that the light receiving surface 32a of the detection unit 32 is substantially the same height as the placement surface 21 (included in substantially the same plane). In view of the fact that the intensity of ultraviolet rays is significantly attenuated in the irradiation atmosphere, the measurement error due to the influence of such attenuation is detected by detecting the amount of light at substantially the same position (distance from the irradiation plate 12) as the workpiece surface. This is intended to reduce this.

検出部開閉機構34は、検出部32を遮蔽可能な大きさの薄板状の遮光性部材(金属板など)からなるシャッタ35と、Y軸方向に伸長して複数のシャッタ35を連結する連結棒36と、一端が連結棒36に結合されたエアシリンダ37とを備えている。   The detection unit opening / closing mechanism 34 includes a shutter 35 made of a thin plate-shaped light-shielding member (metal plate or the like) having a size capable of shielding the detection unit 32, and a connecting rod that extends in the Y-axis direction and connects a plurality of shutters 35. 36 and an air cylinder 37 having one end coupled to the connecting rod 36.

エアシリンダ37が駆動されない場合、センサヘッド31の検出部32は、シャッタ35によって遮蔽された状態(図1に示す状態)となっている。そして、エアシリンダ37が駆動されると、連結棒36がガイド(図示せず)に沿ってY軸方向に移動し、シャッタ35がスライドして、各センサヘッド31の検出部32が露出(開放)された状態(図2に示す状態)となる。   When the air cylinder 37 is not driven, the detection unit 32 of the sensor head 31 is shielded by the shutter 35 (the state shown in FIG. 1). When the air cylinder 37 is driven, the connecting rod 36 moves in the Y-axis direction along a guide (not shown), the shutter 35 slides, and the detection unit 32 of each sensor head 31 is exposed (opened). ) (The state shown in FIG. 2).

検出部32は、光量検出を行うときには露出されていることが必要であるものの、光量検出を行わないときにまで紫外線の照射を受けると、センサヘッド31の寿命を無用に低下させてしまう原因となる。検出部開閉機構34は、このような事情に鑑み、検出部32への紫外線の照射の可否を必要に応じて切り替えるために設けられている。すなわち、ワークに対して紫外線照射(表面処理)を行う場合には検出部32をシャッタ35で遮蔽し、光量の測定を行う場合にのみシャッタ35を開いて検出部32に紫外線を照射するようになっている。   Although the detection unit 32 needs to be exposed when performing the light amount detection, if it is irradiated with ultraviolet rays until when the light amount detection is not performed, it is a cause of unnecessarily reducing the life of the sensor head 31. Become. In view of such circumstances, the detection unit opening / closing mechanism 34 is provided to switch whether or not the detection unit 32 can be irradiated with ultraviolet rays as necessary. That is, when the workpiece is irradiated with ultraviolet rays (surface treatment), the detection unit 32 is shielded by the shutter 35, and only when the amount of light is measured, the shutter 35 is opened and the detection unit 32 is irradiated with ultraviolet rays. It has become.

図3に示すように、紫外線照射装置100は、ランプユニット10の出力を調整するための出力調整器43と、センサヘッド31により検出される光量(積算光量)を表示するための光量表示部44と、走査機構2、検出部開閉機構34、ワーク移送装置41、導入部開閉装置42の駆動制御を行う制御手段としての制御コンピュータ40とを備えている。   As shown in FIG. 3, the ultraviolet irradiation device 100 includes an output adjuster 43 for adjusting the output of the lamp unit 10 and a light amount display unit 44 for displaying the light amount (integrated light amount) detected by the sensor head 31. And a control computer 40 as control means for controlling the driving of the scanning mechanism 2, the detection unit opening / closing mechanism 34, the work transfer device 41, and the introduction unit opening / closing device 42.

制御コンピュータ40は、インターフェースを介した作業者からの指示により、ワークの表面処理(第1動作モード)と積算光量の検出(第2動作モード)とを切り替えて実行することができるようになっている。光量表示部44に表示される積算光量の検出結果に対しては、作業者は、出力調整器43を操作して紫外線の照射強度を調整したり、照射に係るステージ20の走査速度を変更したりして、必要に応じて対処することができる。   The control computer 40 can switch and execute the surface treatment of the workpiece (first operation mode) and the detection of the integrated light quantity (second operation mode) according to an instruction from the operator via the interface. Yes. With respect to the detection result of the integrated light amount displayed on the light amount display unit 44, the operator operates the output adjuster 43 to adjust the irradiation intensity of ultraviolet rays or change the scanning speed of the stage 20 related to irradiation. Or can be dealt with as needed.

(紫外線照射装置の動作について)
次に、図4、図5を参照して、紫外線照射装置の動作について説明する。図4は、第1動作モードの過程におけるステージの位置を示す側面図である。図5は、第2動作モードの過程におけるステージの位置を示す側面図である。
(Operation of the UV irradiation device)
Next, the operation of the ultraviolet irradiation device will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a side view showing the position of the stage in the process of the first operation mode. FIG. 5 is a side view showing the position of the stage in the process of the second operation mode.

ワークの表面処理を行うための第1動作モードでは、検出部開閉機構34(図2参照)は駆動されず、検出部32はシャッタ35(図2参照)によって遮蔽された状態とされる。そして、制御コンピュータ40(図3参照)は、以下に示すようにステージ20の移動制御(走査制御)を行う。   In the first operation mode for performing the surface treatment of the workpiece, the detection unit opening / closing mechanism 34 (see FIG. 2) is not driven, and the detection unit 32 is shielded by the shutter 35 (see FIG. 2). The control computer 40 (see FIG. 3) performs movement control (scanning control) of the stage 20 as described below.

図4(a)は、ステージ20の初期位置を示しており、導入部9を通じたワークの移送は、この初期位置において行われる。ステージ20の載置部22にワークが載置された後、ステージ20は図4(b)に示す位置、すなわち載置部22が紫外線の有効照射領域にかかる手前の位置まで移動される。このときの移動速度は、後述する紫外線照射に係る走査速度よりも十分に高速にすることができ、処理時間の短縮化を図ることができる。   FIG. 4A shows the initial position of the stage 20, and the workpiece is transferred through the introduction unit 9 at this initial position. After the work is placed on the placement part 22 of the stage 20, the stage 20 is moved to the position shown in FIG. 4B, that is, the position before the placement part 22 is applied to the effective irradiation region of ultraviolet rays. The moving speed at this time can be sufficiently higher than the scanning speed related to ultraviolet irradiation described later, and the processing time can be shortened.

ステージ20が図4(b)に示す位置に達したら、制御コンピュータ40は、所定の走査速度(本実施形態では10mm/s)でステージ20をX軸の正方向側に走査させ、載置部22上のワークに紫外線を照射させる。そして、ステージ20が図4(c)に示す位置にまで達したら、移動の方向を反転させ、図4(b)に示す位置までステージ20を走査させつつ、ワークに紫外線を照射させる。   When the stage 20 reaches the position shown in FIG. 4B, the control computer 40 scans the stage 20 in the positive direction side of the X axis at a predetermined scanning speed (10 mm / s in the present embodiment), and the placement unit 22 The work on 22 is irradiated with ultraviolet rays. When the stage 20 reaches the position shown in FIG. 4C, the direction of movement is reversed, and the workpiece is irradiated with ultraviolet rays while the stage 20 is scanned to the position shown in FIG. 4B.

ここで、走査方向の反転は、載置部22が有効照射範囲を通過した直後ではなく、送気管6から吹き出される空気によって載置部22(ワーク)が掃気された後のタイミングで行われるようになっている。これは、ワークの表面付近の空気を十分に置換することにより、復路走査に係る表面処理が好適になされることを目的としたものである。   Here, the reversal of the scanning direction is not performed immediately after the placement unit 22 passes through the effective irradiation range, but at a timing after the placement unit 22 (work) is scavenged by the air blown out from the air supply tube 6. It is like that. The purpose of this is to suitably perform the surface treatment related to the backward scanning by sufficiently replacing the air near the surface of the workpiece.

最後に、図4(a)に示す初期位置までステージ20が移動され、ワークが載置部22から収納ラック(処理前のワークが収納されていたものとは異なるもの)に移送されて、一連の動作が終了する。このような一連の動作は、ワークの供給が続く限り、または、作業者からの中断の命令があるまで繰り返し実行される。   Finally, the stage 20 is moved to the initial position shown in FIG. 4A, and the workpiece is transferred from the placement unit 22 to the storage rack (which is different from the one in which the workpiece before processing is stored). This completes the operation. Such a series of operations is repeatedly executed as long as the workpiece supply continues or until there is an interruption command from the operator.

ステージ20は、ワークを載置するための載置部22と光量検出部30とが互いに走査方向(X軸方向)に分割された構成とされている。そして、第1動作モードでは、載置部22にのみ着目して紫外線照射に係る走査範囲(図4(b)の位置から図4(c)の位置までの範囲)が設定されている。これにより、例えばセンサヘッド31(図2参照)が載置部22の中央に設けられているような場合と比較すると、載置されたワークについて有効照射範囲を通過させるために必要な走査範囲を狭くすることができるので、処理時間の短縮化を図ることができる。   The stage 20 has a configuration in which a placement unit 22 and a light amount detection unit 30 for placing a workpiece are divided from each other in the scanning direction (X-axis direction). In the first operation mode, paying attention only to the mounting portion 22, a scanning range related to ultraviolet irradiation (a range from the position in FIG. 4B to the position in FIG. 4C) is set. Thereby, compared with the case where the sensor head 31 (refer FIG. 2) is provided in the center of the mounting part 22, for example, the scanning range required in order to pass the effective irradiation range about the mounted workpiece | work is increased. Since it can be narrowed, the processing time can be shortened.

尚、上述の実施形態では、ワークへの紫外線照射がステージ20の往復走査により行われるようになっているが、これは、ワーク移送装置41(図3参照)が走査方向(X軸方向)の片側に設けられているための装置構成上の制限によるものであり、ワーク移送装置41をX軸方向の両側に設けた上で単方向の走査とすることもできる。また、往復走査させる場合において、往復の回数を2回、3回に増やすことも可能である。   In the above-described embodiment, the work is irradiated with ultraviolet rays by reciprocating scanning of the stage 20, but this is because the work transfer device 41 (see FIG. 3) is in the scanning direction (X-axis direction). This is due to restrictions on the apparatus configuration because it is provided on one side, and it is also possible to perform unidirectional scanning after the work transfer devices 41 are provided on both sides in the X-axis direction. In the case of reciprocating scanning, the number of reciprocations can be increased to 2 times and 3 times.

積算光量の検出を行うための第2動作モードは、例えば、装置の始業時点検などにおいて定期的に実行される。このモードでは、検出部開閉機構34の駆動によりシャッタ35が開き、検出部32が露出された状態とされる。そして、制御コンピュータ40(図3参照)は、以下に示すようにステージ20の移動制御(走査制御)を行う。   The second operation mode for detecting the integrated light quantity is periodically executed, for example, at the start-up inspection of the apparatus. In this mode, the shutter 35 is opened by driving the detection unit opening / closing mechanism 34 and the detection unit 32 is exposed. The control computer 40 (see FIG. 3) performs movement control (scanning control) of the stage 20 as described below.

ステージ20はまず、図5(a)に示す初期位置から図5(b)に示す位置、すなわち光量検出部30が紫外線の有効照射領域にかかる手前の位置まで移動される。このときの移動速度は、紫外線照射のための走査速度よりも十分に高速にされており、これによって光量検出に要する時間の短縮化が図られている。   First, the stage 20 is moved from the initial position shown in FIG. 5A to the position shown in FIG. 5B, that is, the position just before the light amount detection unit 30 is applied to the effective irradiation region of ultraviolet rays. The moving speed at this time is sufficiently higher than the scanning speed for ultraviolet irradiation, thereby shortening the time required for detecting the amount of light.

ステージ20が図5(b)に示す位置に達したら、制御コンピュータ40は、第1動作モードに係る走査速度と同じ走査速度でステージ20をX軸の正方向側に走査させ、検出部32に紫外線を照射させる。そして、ステージ20が図5(c)に示す位置、すなわち光量検出部30が紫外線の有効照射領域から外れる位置にまで達したら、移動の方向を反転させ、図5(b)に示す位置までステージ20を走査させる。最後に、ステージ20が図5(a)に示す初期位置まで戻され、一連の動作が終了する。   When the stage 20 reaches the position shown in FIG. 5B, the control computer 40 causes the stage 20 to scan in the positive direction side of the X axis at the same scanning speed as the scanning speed according to the first operation mode, and causes the detection unit 32 to Irradiate with ultraviolet rays. Then, when the stage 20 reaches the position shown in FIG. 5C, that is, the position where the light quantity detection unit 30 deviates from the effective irradiation region of ultraviolet rays, the direction of movement is reversed, and the stage reaches the position shown in FIG. 5B. 20 is scanned. Finally, the stage 20 is returned to the initial position shown in FIG. 5A, and a series of operations is completed.

かくして、第2動作モードでは、ワークに対する紫外線照射と同じ走査速度の下でセンサヘッド31により積算光量が測定され、光量表示部44(図3参照)にその結果が表示される。これにより、ワークに対する積算光量を高精度に管理することができ、紫外線照射による表面処理を経て得られるノズルプレートの撥液性に関して、品質の安定化を図ることができる。   Thus, in the second operation mode, the integrated light quantity is measured by the sensor head 31 under the same scanning speed as the ultraviolet irradiation of the work, and the result is displayed on the light quantity display section 44 (see FIG. 3). Thereby, the integrated light quantity with respect to a workpiece | work can be managed with high precision, and stabilization of quality can be achieved regarding the liquid repellency of the nozzle plate obtained through the surface treatment by ultraviolet irradiation.

また、第2動作モードに係る紫外線照射の走査範囲(図5(b)の位置から図5(c)の位置までの範囲)は、光量検出部30にのみ着目して設定されており、第1動作モードに係る走査範囲(図4(b)の位置から図4(c)の位置までの範囲)に比べると狭くなっている。これにより、第1動作モードと同じ走査制御で光量検出を行う場合と比較すると、時間を短縮して効率的に積算光量の測定を行うことができる。   Further, the scanning range of the ultraviolet irradiation (the range from the position of FIG. 5B to the position of FIG. 5C) according to the second operation mode is set by paying attention only to the light amount detection unit 30. It is narrower than the scanning range (range from the position of FIG. 4B to the position of FIG. 4C) related to one operation mode. Thereby, compared with the case where light quantity detection is performed by the same scanning control as in the first operation mode, the integrated light quantity can be efficiently measured with a reduced time.

本発明は上述の実施形態に限定されない。
例えば、本発明の光照射装置から照射される光は、上述のような紫外線に限定されるものではなく、可視光や赤外光、X線等についても適用することが可能である。
また、上述の光照射装置は可動式のステージを備える構成であったが、固定式のステージに対して光照射手段(ランプユニット)が移動することで走査が行われるような装置構成とすることもできる。
また、実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略したり、図示しない他の構成と組み合わせたりすることができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment.
For example, the light irradiated from the light irradiation apparatus of the present invention is not limited to the ultraviolet rays as described above, and can be applied to visible light, infrared light, X-rays, and the like.
Moreover, although the above-mentioned light irradiation apparatus was a structure provided with a movable stage, it shall be set as the apparatus structure which scans by a light irradiation means (lamp unit) moving with respect to a fixed stage. You can also.
Moreover, each structure of embodiment can combine these suitably, can be abbreviate | omitted, or can combine with the other structure which is not shown in figure.

紫外線照射装置の要部構成を示す斜視図。The perspective view which shows the principal part structure of an ultraviolet irradiation device. ステージの概略構成を示す斜視図。The perspective view which shows schematic structure of a stage. 紫外線照射装置の機能ブロック図。The functional block diagram of an ultraviolet irradiation device. (a)〜(c)は、第1動作モードの過程におけるステージの位置を示す側面図。(A)-(c) is a side view which shows the position of the stage in the process of a 1st operation mode. (a)〜(c)は、第2動作モードの過程におけるステージの位置を示す側面図。(A)-(c) is a side view which shows the position of the stage in the process of a 2nd operation mode.

符号の説明Explanation of symbols

2…走査手段としての走査機構、3…ガイドレール、4…ボールねじ、5…駆動モータ、9…導入部、10…光照射手段としてのランプユニット、20…ステージ、21…載置面、22…ワークの載置領域としての載置部、30…光量検出手段の配設領域としての光量検出部、31…光量検出手段としてのセンサヘッド、32…検出部、32a…受光面、40…制御手段としての制御コンピュータ、100…光照射装置としての紫外線照射装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Scanning mechanism as a scanning means, 3 ... Guide rail, 4 ... Ball screw, 5 ... Drive motor, 9 ... Introduction part, 10 ... Lamp unit as light irradiation means, 20 ... Stage, 21 ... Mounting surface, 22 ... Placement part as a work placement area, 30... Light quantity detection part as an arrangement area of the light quantity detection means, 31... Sensor head as light quantity detection means, 32 ... Detection part, 32 a. Control computer as means, 100... UV irradiation device as light irradiation device.

Claims (5)

光照射手段と、
ワークを載置するためのステージと、
前記ステージを前記光照射手段に対して相対的に走査させる走査手段と、
前記ステージ上に配設された光量検出手段と、を備える光照射装置。
Light irradiation means;
A stage for placing the workpiece;
Scanning means for scanning the stage relative to the light irradiation means;
And a light amount detection unit disposed on the stage.
前記光量検出手段の受光面が、前記ステージの載置面と略同一平面内に含まれるように構成さ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。   The light irradiation apparatus according to claim 1, wherein the light receiving surface of the light amount detection unit is configured to be included in substantially the same plane as the mounting surface of the stage. 走査方向に直交する方向における前記ステージ上の異なる位置の光量をそれぞれ検出可能なように、前記光量検出手段が複数配設されていることを特徴とする請求項2に記載の光照射装置。   The light irradiation apparatus according to claim 2, wherein a plurality of the light amount detection units are arranged so that light amounts at different positions on the stage in a direction orthogonal to a scanning direction can be detected. 前記ステージ上における前記光量検出手段の配設領域と前記ワークの載置領域とが、互いに走査方向に分割して設けられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の光照射装置。   4. The apparatus according to claim 1, wherein an arrangement area of the light amount detection unit and a placement area of the workpiece on the stage are provided separately in the scanning direction. Light irradiation device. 前記ワークの載置領域への光照射に対応する走査範囲で前記ステージを走査させる第1動作モードと、前記光量検出手段の配設領域への光照射に対応する走査範囲で前記ステージを走査させる第2動作モードと、を有する制御手段を備える請求項4に記載の光照射装置。
A first operation mode in which the stage is scanned in a scanning range corresponding to light irradiation on the work placement area, and a scanning in the scanning range corresponding to light irradiation in the light amount detecting unit is provided. The light irradiation apparatus according to claim 4, comprising control means having a second operation mode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017072769A (en) * 2015-10-08 2017-04-13 ウシオ電機株式会社 Light irradiation device

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