JP2011090172A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント配線基板等を構築するワークに光を照射し、連続的に露光可能な露光装置を提供することを課題とする。
【解決手段】露光装置１は、紫外線透過性の管壁６を有する円筒管形状の露光ジャケット管２と、露光ジャケット管２の内側に設置された光照射部３と、露光ジャケット管２を所定の回転速度で軸回転させる軸回転機構部９と、円柱状のフィルム用ロール１０を有し、露光ジャケット管２と同期してフィルム用ロール１０を回転させるフィルム変位機構部１２と、フィルム用ロール１０等に架設された帯環状のマスクフィルム１３と、露光対象のワーク４を露光ジャケット管２及びマスクフィルム１３に同調して送出するワーク送出機構部１５と、光照射部３からワーク４に対して紫外線を照射し、感光剤５を露光させる露光制御部１６とを主に具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、露光装置に関するものであり、特に、可撓性を有するフレキシブルプリント配線基板等のシート状のワークに対し、紫外線等の特定波長の光を照射することによって、ワーク面上に塗布された感光剤を硬化処理し、マスクパターンに応じた電子回路等を連続的に形成可能な露光装置に関するものである。

従来から、ワークの表面に光反応性（例えば、紫外線硬化型）の感光剤を塗布し、これに光を透過する性質の透過領域及び光を遮蔽する性質の非透過領域によって、所望のマスクパターンが形成されたマスクフィルムを積重し、係る積重状態で特定波長の光（紫外線）を照射することにより、マスクパターンに基づいた電子回路等をワーク面上に形成可能な技術が開発されている。これにより、使用する波長に応じた微細な電子回路が形成可能となり、近年において小型化及び軽量化の求められる各種電子機器に搭載されるプリント配線基板に対し、種々の機能を集約させた状態とすることができる。ここで、プリント配線基板は、一般的に木材等の硬質の板状体からなるものが使用されている。さらに、近年では、高機能化等の要求によって、可撓性を有するシート状のフレキシブルプリント配線基板が使用されることもある。

上記の可撓性を有するワークにマスクフィルムを積重し、露光を行うことにより、所謂「Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ」方式で連続的にフレキシブルプリント配線基板を製造することが可能となる。例えば、具体的に説明すると、露光装置１００の場合、図５（ａ）に示すように、ワーク１０１と紫外線ＵＶを透過する透過領域Ｔ及び非透過の非透過領域Ｕによってマスクパターンが形成されたマスクフィルム１０２とを積重し、さらに係る積重状態（密着状態）をより高めるためにワーク１０１及びマスクフィルム１０２の置かれた空間を減圧し、真空状態にすることが行われる。これにより、ワーク１０１及びマスクフィルム１０２間に存在する空気（図示しない）が完全に除去され、両者の密着度が著しく高いものとなる。その後、紫外線等の特定波長の光を照射可能な紫外線ランプ１０３及び反射鏡１０４を有する紫外線照射部１０５を利用し、マスクフィルム１０２の側から紫外線ＵＶを照射する。これにより、ワーク１０１表面に塗布された感光剤の硬化反応が進行し、マスクフィルム１０２のマスクパターンに応じて硬化済の領域及び未硬化の領域が精製される。その後、真空状態の空間を大気下に戻し、ワーク１０１から未硬化の感光剤を除去することにより、ワーク１０１表面に所望の電子回路を形成することができる。

このとき、光照射部１０５による感光剤の硬化は、照射する紫外線ＵＶの強度及び照射量に大きく依存し、具体的には光照射部１０５からワーク１０１（マスクフィルム１０２）までの距離に大きく影響されることが知られている。そのため、上記露光処理では、紫外線ＵＶの照射強度（距離）が均一になるようにミラーや反射板等を複数設け、一つの光照射部１０５（紫外線ランプ１０３）からの距離が常に一定となる対策を施したり、或いは、図５（ｂ）に示すように、ワーク１０１及びマスクフィルム１０２に対し、光照射部１０５自体を平行移動（図５（ｂ）左右矢印Ａ参照）するような移動機構部を設けた露光装置１０６を有するものが知られている。これにより、感光剤の硬化が十分に完了していない露光ムラ等の不良の発生を抑えることができる。

なお、上記のようなＲｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌの連続露光方式であっても、ワーク１０１及びマスクフィルム１０２の収容されたスペースを真空に減圧状態にし、ワーク１０１及びマスクフィルム１０２を密着させて露光し、さらに当該減圧状態を開放し、常圧に復帰させるための各工程を所謂「ステップ＆リピート」で繰り返して行う必要があり、基本的にはバッチ処理で上記露光処理を行っている。

しかしながら、上述したＲｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌの連続露光方式を採用した露光装置は下記に掲げる点で問題を生ずることがあった。すなわち、複数のミラーや反射鏡を光照射部とワーク等の間に介設し、ワークの各位置における光の照射強度を均一化するものは、光照射部及びワーク等の間の距離が必然的に大となり、照射強度が減衰するおそれがあった。そのため、光照射部の光源出力を通常よりも大きく設定する必要があり、光照射部の消費電力が増加したり、光源として使用する紫外線ランプ等から放出される発熱量が過剰となり、冷却機構等の発熱量対策が必要になることがあった。さらに、露光装置自体が大型化する傾向が強かった。これにより、露光装置の製造コストが増加する虞があった。さらに、紫外線ランプ等の光照射部自体をマスクフィルムに対して平行移動させる場合、平行移動に係る設備、及び光照射部及びワーク等の間の距離を常に一定に保持する必要があり、機構が複雑化することがあった。

加えて、ワーク及びマスクフィルムを密着させるため、真空状態にする必要があり、真空状態への減圧工程及び真空状態からの大気圧下への復帰工程に時間を要し、短時間で効率的、かつ連続的に実施することができないこともあった。さらに、真空状態における密着不良が発生し、マスクフィルムとワークとの間に空泡等が残存した場合、係る状態で光を照射しても良好な精度で電気回路を構築することができなかった。すなわち、従来の連続露光方式による露光装置は、上記の点で実用上の問題が多数存在していた。

さらに、紫外線等の光の照射強度を増加させようとした場合、一般に、紫外線ランプ等の光照射部と露光対象とのワーク及びその間に介設されるマスクフィルムとの間を可能な限り狭くすることが試みられる。しかしながら、既存の紫外線ランプ等の場合、紫外線の照射とともに熱が発生し、紫外線ランプの周囲温度が高くなるおそれがある。そのため、マスクフィルム等に不必要な熱が当たらないように冷却装置等の熱対策を施したり、或いはマスクフィルムと紫外線ランプとの間を熱による影響が少ない程度に離間する対策が講じられることがあった。

そこで、本発明は、上記実情に鑑み、フレキシブルプリント配線基板等を構築するために可撓性を有するワークに対して光を照射し、連続露光を可能とする露光装置の提供を課題とするものである。

上記の課題を解決するため、本発明の露光装置は、「光透過性素材で形成された円筒管形状を呈する露光ジャケット管と、前記露光ジャケット管の管内空間に設置され、前記管内空間から管外に向かって特定波長の光を照射可能な光照射部と、前記露光ジャケット管の円筒管軸を回転軸として所定の回転速度で軸回転させる軸回転機構部と、前記光を透過する透過領域及び非透過領域によって予め規定されたマスクパターンが形成されたマスクフィルムと、前記露光ジャケット管の管表面に前記マスクフィルムの少なくとも一部を当接させた状態で、前記露光ジャケット管の軸回転に同調するように前記管表面に沿って前記マスクフィルムを変位させるフィルム変位機構部と、前記マスクフィルムのフィルム表面に、ワーク表面に特定波長の前記光に対して硬化する感光剤の塗布されたワークの少なくとも一部を当接させた状態で、前記露光ジャケット管の軸回転及び前記マスクフィルムの変位に同調するように前記フィルム表面に沿って前記ワークを送出するワーク送出機構部と、前記露光ジャケット管の軸回転、前記マスクフィルムの変位、及び前記ワークの送出を同調させた状態で、前記露光ジャケット管の前記管内空間に収容された前記光照射部から前記ワークに対して前記光を照射し、前記感光剤を露光させる露光手段と」を具備するものから主に構成されている。

ここで、露光ジャケット管とは、例えば、透明の石英ガラス等の光透過性素材によって主に構成された円筒管形状（換言すれば、パイプ形状）を呈する部材である。そして、露光ジャケット管の内側の管内空間に光照射部が設置されている。ここで、管内空間は、真空状態等の減圧環境に設定されるものではなく、通常の大気圧下に置かれている。そして、係る露光ジャケット管は、長手方向に一致する円筒管軸を回転軸として軸回転することが軸回転機構部によって可能となっている。このとき、軸回転機構部は、回転用モータ及びモータの回転を露光ジャケット管に伝達するためのギア、ベルト等の回転伝達機構等の周知の回転機構から構成することができる。これにより、円筒管軸を中心とした円周上を円運動することが可能となる。

光照射部とは、特定波長の光を照射可能なものであり、例えば、紫外線を照射可能な紫外線ランプを光源とするものが挙げられる。ここで、後述するワークに塗布された感光剤と反応し、感光剤の硬化反応を促進する波長のものであれば特に限定されるものではなく、各波長の紫外線、可視光、および赤外線等のいずれであっても構わない。しかしながら、短時間で硬化を完了することができ、さらに感光剤の種類及び光源となる紫外線ランプの種類が豊富なため、光として紫外線を使用するものが、製作容易性や製造コストの点等から特に好適と思われる。

一方、マスクフィルムとは、光透過領域及び非透過領域によってマスクパターンが形成されたものであり、従来の露光装置に使用するものを利用することができる。ここで、マスクフィルムは、一般にＰＥＴ樹脂やＰＰ樹脂等の周知の合成樹脂フィルムから主に構成され、そのため、露光ジャケット管の管表面の曲面形状に合わせて容易に変形することができる。そのため、露光ジャケット管の管表面に応じて変形させ、かつ露光ジャケット管の円周長さに一致するように環状に形成することにより、露光ジャケット管にマスクフィルムをそのまま装着することができる。さらに、装着したマスクフィルムの一部を露光ジャケット管の管表面に固定することにより、露光ジャケット管の軸回転に同調し、マスクフィルムが変位することとなり、フィルム変位機構部としての機能を併せて有することとなる。

さらに、ワークとはワーク表面に光の照射によって硬化する感光剤の塗布されたものであり、応力に対して変形可能な可撓性を備えた、例えば、フレキシブルプリント配線基板等が揚げられる。ここでフレキシブルプリント配線基板の具体例を示すと、銅箔とポリイミドフィルムからなる銅貼り積層板（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ：ＣＣＬ）等のように複数層が積層した構造を呈していることが多い。さらに、このワークを所定方向に送出するワーク送出手段は、既存のＲｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌの連続露光方式に使用するものを流用することができる。ここで、可撓性を有するために、ワークを露光ジャケット管の管表面に沿わせるようにして１８０度屈曲させることもできる。これにより、露光ジャケット管に密着したマスクフィルムとの接触面積を最大とすることができる。その結果、管内空間に設置された光照射部による光照射の時間を長くすることができ、感光剤の硬化反応を完了するまでに十分な時間を付与することができる。また、ワークには、フレキシブル太陽電池、メンブレンスイッチ、タッチパネル等を構成する際の材料が含まれている。

したがって、本発明の露光装置は、露光ジャケット管の管表面に少なくとも一部が当接したマスクフィルムが、当該露光ジャケット管の軸回転に同調するように変位する。そして、係る軸回転及び変位にさらに同調するように感光剤の塗布されたワークがフィルム表面に当接する。この状態で光照射部から光（紫外線等）を照射することにより、光透過性素材で形成された露光ジャケット管の管壁を透過して管表面に到達する。そして、管表面に密着したマスクフィルムの光透過領域を通してワークの感光剤に照射され、硬化反応を生じさせる。一方、非光透過領域のマスクパターンの箇所では、ワークへの光照射が阻害される。ここで、露光ジャケット管等は回転しているため、上記照射の際には、ワーク及びマスクフィルム等は常に動いている。しかしながら、マスクフィルム及びワーク（ワーク）は密着し、相対的な位置関係は変化していない。そのため、マスクパターンに沿った精度の高い露光を行うことができる。

さらに、本発明の露光装置は、上記構成に加え、「前記露光ジャケット管は、前記円筒管軸から管壁方向に放射状に設けられ、前記管内空間を複数の領域空間に区画する区画壁部と、区画されたそれぞれの領域空間に設けられ、前記光を反射する反射鏡とをさらに具備し、前記光照射部は、それぞれの前記領域空間毎に設けられる」ものであっても構わない。

したがって、本発明の露光装置によれば、露光ジャケット管の管内空間が区画壁部によって複数に区画され、区画された領域空間のそれぞれに対し、光照射部が設けられている。これにより、軸回転する露光ジャケット管から照射される光の照射強度を安定させることができる。なお、光照射部の後方（円筒管軸の近傍）に反射鏡を設け、光照射部から照射された光の大部分をマスクフィルム側に向けることを可能としても構わない。

さらに、本発明の露光装置は、上記構成に加え、「前記ワーク送出機構部は、前記ワークの前記ワーク表面と接するローラ面を有し、回転可能に軸支された複数の送出ローラをさらに有し、複数の前記送出ローラの少なくとも一つが、前記ワーク送出機構部によって送出される前記ワークに対し、自重を利用して張力を付与するテンションローラとして形成されている」ものであっても構わない。

したがって、本発明の露光装置によれば、ワークに対し、自重によって張力を付与する送出ローラを少なくと一つ有している。すなわち、ワークを送出する流れにおいて、ワークを上方から下方に向かって垂下させ、垂下位置で送出ローラのローラ面と当接させ、さらに下方から上方に向かって垂設するようにな部位を形成する。これにより、ワークは、当該送出ローラによって送出方向を１８０°変化させたものとなる。このとき、ワークが１８０°屈曲する部分に送出ローラ（テンションローラ）の自重を付与する。これにより、ワークが下方に引っ張られることになる。これにより、ワークに対して張力が付与される。なお、係るテンションローラを露光ジャケット管の送出前後にそれぞれ設けることにより、露光ジャケット管及びマスクフィルムと、ワークとの間の密着性がより良好なものとなる。

さらに、本発明の露光装置は、上記構成に加え、「前記フィルム変位機構部は、前記露光ジャケット管に並設されたフィルム用ロールと、前記フィルム用ロールをロール軸に従って、前記露光ジャケット管の軸回転に同調して回転させるフィルム変位機構部とをさらに具備し、前記マスクフィルムは、帯環状を呈して構成され、前記露光ジャケット管の前記管表面及び前記フィルム用ロールのロール表面に当接するように架設されている」ものであっても構わない。

したがって、本発明の露光装置によれば、フィルム用ロール及び露光ジャケット管の間に帯環状のマスクフィルムが架設されている。これにより、フィルム変位機構部によってフィルム用ロールを回転させることにより、マスクフィルムがベルトのようにフィルム用ロール及び露光ジャケット管の二軸の間を回転することになる。これにより、マスクフィルムに形成可能なマスクパターンの作成面積を広くすることができ、連続露光によってワークに形成する電子回路等のパターンをまとめて作成することができる。

さらに、本発明の露光装置は、上記構成に加え、「前記露光ジャケット管の軸回転、前記マスクフィルムの変位、及び前記ワークの送出を同調させる位置同調手段を」具備するものであっても構わない。

したがって、本発明の露光装置によれば、露光ジャケット管、マスクフィルム、及びワークのそれぞれの回転及び変位等を同調させることができる。ここで、位置同調手段としては、例えば、露光ジャケット管（及びフィルム駆動ロール）の両端の筒壁表面上に一定の間隔で突起部を設け、一方、マスクフィルム及びワークの相対する位置にそれぞれ当該突起部と嵌合可能なパンチ穴を突起部の間隔に合わせて穿設するものが上げられる。これにより、突起部及びパンチ穴の嵌合及び解除が露光ジャケット管の回転によって繰り返され、ワークが正確な位置に重ね合わせられ、積重されることとなる。

さらに、本発明の露光装置は、上記構成に加え、「前記光照射部は、光源としてＬＥＤランプが利用される」ものであっても構わない。

したがって、本発明の露光装置によれば、光を照射する光源としてＬＥＤランプが使用される。係る使用によって光照射部の発熱を低く抑えることができ、筒管内空間を冷却するための設備等が不要となる。

さらに、本発明の露光装置は、上記構成に加え、「前記マスクフィルムの前記フィルム表面に当接し、前記フィルム表面に付着する埃や塵を含む夾雑物を除去するフィルムクリーナ部を」具備するものであっても構わない。

したがって、本発明の露光装置によれば、変位（回転）するマスクフィルムの一面にクリーナ部を設けることにより、ワークに対する露光と同時にフィルム表面の夾雑物の除去を行うことができる。これにより、安定した露光処理を長時間に亘って連続的に行うことが可能となる。

本発明の効果として、ワークを露光ジャケット管と同調して変位するマスクフィルムに合わせて送出することができ、マスクフィルムに密着した状態で動きながら感光剤の露光を行うことができる。これにより、真空に減圧する必要がなく、当該設備を省略することができるため、設備コスト及び露光装置の小型化を図ることができる。さらに、ＬＥＤランプの紫外線ランプを用いることにより、紫外線照射時の熱量の発生を抑え、露光対象のワーク等が熱による影響を抑え、露光対象のワークと光照射部（紫外線ランプ等）との間の距離を比較的狭くすることが可能となり、光照射部の照射強度をそれほど高くしなくても、感光剤を硬化させるための十分な照射量を付与することができる。

本実施形態の露光装置の概略構成を模式的に示す説明図である。 露光装置の構成を示す正面概略図である。 露光装置の露光ジャケット管及び光照射部の構成を示す正面図である。 露光装置の露光ジャケット管及び光照射部の構成を示す側面図である。 （ａ）従来の露光装置、及び（ｂ）平行移動機能を有する光照射部を備える露光装置の概略構成を示す説明図である。

以下、本発明の一実施形態である露光装置１について、図１乃至図４に基づいて説明する。ここで、図１は本実施形態の露光装置１の概略構成を模式的に示す説明図であり、図２は露光装置１の構成を示す正面概略図であり、図３は露光装置１の露光ジャケット管２及び光照射部３の構成を示す正面図であり、図４は露光装置１の露光ジャケット管２及び光照射部３の構成を示す側面図である。本実施形態の露光装置１は、ワーク４として一部に銅箔を積重してなる所謂ＣＣＬを用い、当該ワーク４のワーク表面４ａに紫外線硬化性を有する感光剤５が均一に塗布されたものに対し、光照射部３によって所定強度の紫外線ＵＶを照射し、これにより感光剤５を硬化させることにより、ワーク表面４ａの上に所望のマスクパターンに応じた電子回路を連続的に形成することが可能となっている。

ここで、本実施形態の露光装置１は、図１乃至図４に示すように、紫外線透過性状を有する透明の石英ガラスによって所定の厚さで構築された管壁６を有し、当該管壁６によって円筒管形状を呈して構成された露光ジャケット管２と、露光ジャケット管２の内部の管内空間７に設けられた紫外線ランプ８を有し、管内空間７から管壁６の外側（管外）に向かって特定波長の紫外線ＵＶを照射する光照射部３と、露光ジャケット管２の長手方向に一致する円筒管軸Ｃ１を回転軸として規定された回転速度で当該露光ジャケット管２を定速軸回転させる軸回転機構部９と、露光ジャケット管２に並設された円柱状のフィルム用ロール１０を有し、フィルム用ロール１０のロール軸Ｃ２を回転軸として、露光ジャケット管２の軸回転に同調するように、当該フィルム用ロール１０を回転させるフィルム変位機構部１２を有するマスクと、帯環状（またはベルト状）に形成され、露光ジャケット管２の管表面２ａ及びフィルム用ロール１０のロール表面１０ａにそれぞれ少なくとも一部が当接するように架設され、紫外線ＵＶを透過する透過領域及び非透過の非透過領域によってマスクパターンが予めフィルム表面１３ａに形成されたマスクフィルム１３と、露光ジャケット管２の軸回転及びこれに同調するフィルム変位機構部１２によって、露光ジャケット管２の管表面２ａに沿って変位方向が１８０°変化するマスクフィルム１３に沿って当接するワーク表面４ａに、特定波長の紫外線ＵＶに対して硬化する感光剤５が一面に塗布されたワーク４を、露光ジャケット管２の軸回転及びマスクフィルム１３の変位速度に同調するように送出する、複数の送出ローラ１４を有するワーク送出機構部１５と、露光ジャケット管２及びマスクフィルム１３に同調して送出されたワーク４に対し、光照射部３を制御して予め規定された強度の紫外線ＵＶを規定時間だけ照射し、感光剤５を露光させる露光制御部１６（露光手段に相当）とを具備して主に構成されている。なお、軸回転機構部９、フィルム変位機構部１２、ワーク送出機構部１５、及び露光制御部１６は、装置制御部１１に統合され、露光装置１全体の各種制御等を行うことを可能としている。

ここで、本実施形態の露光装置１は、図１に主として示されるように、装置中心に露光ジャケット管２及びフィルム用ローラ１０が上下に配され、係る二つの回転可能な軸Ｃ１，Ｃ２に対して帯環状のマスクフィルム１３が架設されている。さらに、露光ジャケット管２等の左右（ワーク４の送出方向の上流または下流に相当）には、軸回転可能な複数の送出ローラ１４を有するワーク送出機構部１５が設置され、送出ローラ１４のローラ面１４ａにワーク４の一方の面を当接するようにセットされている。

これにより、ワーク４を所定方向（図１における紙面左方向から右方向に相当）に規定された速度で順次送出することができる。ここで、ワーク４の送出機構は、周知技術を利用することができ、例えば、ロール状に巻装されたワーク４を繰出し可能な繰出ローラ（図示しない）及び露光ジャケット管２と相対する位置に設けられ、送出され、露光済みのワーク４をロール状に巻取る巻取ローラ（図示しない）を有するワーク送出機構部１５を構築することができる。これにより、繰出ローラ及び巻取ローラを一定速度で回転させることにより、ワーク４の送出が容易に行えるようになる。ここで、それぞれの送出ローラ１４を自回転可能にすることにより、ワーク４の送出をより安定的に行うものであっても構わない。

加えて、ワーク送出機構部１５の複数の送出ローラ１４の中の一部は、ワーク４に対し、自重によってテンション（張力）を付与するテンションローラ１７が設けられている。具体的に示すと、図１に図示するように、露光ジャケット管２を挟んで左右一対が設けられ、ワーク４をそれぞれ下方に向けるように力を与え、一対のテンションロール１７の間でテンションを高めることが可能となっている。すなわち、ワーク４の送出上流側（図１における紙面左方向）から水平に下流側（紙面右方向）に送出されたワーク４は、露光ジャケット管２の近傍に設けられた送出ローラ１４によって鉛直下方向に９０°曲折され、上述のテンションローラ１７まで導出される。そして、テンションローラ１７に到達したワーク４は、テンションローラ表面１７ａに沿って１８０°曲折され、送出方向を垂直上方に変化させる。このとき、テンションローラ１７の自重に相当する荷重がワーク４に加わっている。

その後、上方に送出方向が変化したワーク４は、露光ジャケット管２に到達し、管表面２ａ及びこれに当接したマスクフィルム１３のフィルム表面１３の形状に沿って再び１８０°送出方向が変化させられ、下方向に送出される。さらに、露光ジャケット管２の下流側に設けられた他方のテンションローラ１７のテンションローラ表面１７ａに沿って再々度１８０°曲折させられる。その後、送出ローラ１４によって９０°曲折された状態で、再び水平方向に戻る。これにより、一対のテンションローラ１７によるワーク４を下方に押下げる力によって、露光ジャケット管２及びマスクフィルム１３のフィルム面１３への密着度が高められ、より安定した紫外線ＵＶの照射が可能となる。

さらに、露光ジャケット管２は、円筒管軸Ｃ１から管壁６の方向に向かって放射状に延設された三つの区画壁部１８によって、管内空間７が三つの領域空間１９に区画して形成されている。そして、それぞれの領域空間１９毎に紫外線ＵＶを照射可能な紫外線ランプ８が設置されている。さらに、円筒管軸Ｃ１及び各紫外線ランプ８の間には、反射鏡２０がそれぞれ設けられている。これにより、紫外線ランプ８から管壁６方向と逆方向に照射された紫外線ＵＶは、当該反射鏡２０に到達し、照射方向を管壁６の方向に変化させられる。これにより、紫外線ＵＶの照射強度を一定にすることができる。ここで、本実施形態の露光装置１において、紫外線ランプ８としてＬＥＤランプが使用されている。これにより、従来形の紫外線ランプに比して熱量の発生を低く抑えることができる。そのため、紫外線ランプ８と露光対象のワーク４及びその間のマスクフィルム１３との距離を近接した場合であっても、樹脂によって主に製造されているワーク４やマスクフィルム１３の熱変形或いは熱による伸縮作用を防止することができる。その結果、当初設計上の精度を保持して露光処理を行うことが可能となる。

さらに、三つの各領域空間１９にそれぞれ紫外線ランプ８を設けることにより、露光ジャケット管２を回転させながら可能性ワーク４に塗布された感光剤５を露光する際に、紫外線ランプ８とワーク４のワーク表面４ａとの間の距離を近接させることができ、安定した紫外線ＵＶの照射が可能となっている。ここで、露光ジャケット管２及びフィルム用ローラ１０の間には遮光板２１が設けられ、回転する露光ジャケット管２の管内空間７から照射される紫外線ＵＶがマスクフィルム１３のマスクパターンによって規定された領域以外の箇所が露光しないような対策が取られている。すなわち、マスクフィルム１３のフィルム表面１３ａとワーク４のワーク表面４ａが十分に密接していない露光ジャケット管２の前後の領域に照射された紫外線ＵＶが漏出しないように、非透過性素材で形成された遮光板２１によって、紫外線ＵＶの照射範囲を限定している。

さらに、本実施形態の露光装置１は、軸回転する露光ジャケット管２の両管端２２にそれぞれ所定の間隔（ピッチ）を保持して管表面２ａから突設された複数の略直方体形状の突起部２３が設けられている。これに対し、露光ジャケット管２に架設されるマスクフィルム１３のフィルム端１３ｂ及びワーク４のワーク端４ｂには、突起部２３と嵌合可能に形成された複数の嵌合孔２４が露光ジャケット管２の突起部２３と同じピッチで穿設されている。これにより、露光ジャケット管２が軸回転する際に、マスクフィルム１３が同調して変異することが安定して行われ、さらにワーク４がマスクフィルム１３のフィルム面１３ａに当接しながら露光ジャケット管２の管表面２ａに沿って変形しながら送出される際に、マスクフィルム１３及びワーク４の間の相対的な位置関係がずれることがない。これにより、光照射部３による紫外線ＵＶの照射時に、マスクフィルム１３に形成されたマスクパターンに基づく正確な露光処理が可能となる。ここで、突起部２３、マスクフィルム１３、及びワーク４のそれぞれの嵌合孔２４が本発明における位置同調手段に相当する。

さらに、本実施形態の露光装置１は、マスクフィルム１３のフィルム表面１３に付着した埃や塵等の夾雑物を除去するフィルムクリーナー部２５の一部がフィルム表面１３に当接するように設けられている。

次に、本実施形態の露光装置１を使用したワーク４の連続露光処理の一例について説明する。まず、図１等に示すように、露光装置１の複数の送出ローラ１４及び一対のテンションローラ１７の間を架渡すようにして、一定の応力に対して変形可能な可撓性を有するワーク４を露光装置１にセットする。一方、露光装置１の露光ジャケット管２には、離間して並設されたフィルム用ロール１０との間を架渡すようにして帯環状のマスクフィルム１３が架設されている。これにより、軸回転する露光ジャケット管２及びフィルム用ロール１０に応じてマスクフィルム１３はそれぞれのマスクパターンの位置を変化させることができる。

上記状態で露光制御部１６を制御し、露光ジャケット管２の内部の管内空間７にそれぞれ独立して配された紫外線ランプ８を有する光照射部３から紫外線ＵＶの照射を開始し、反射鏡２０等を利用して管壁６の方向に照射方向を一致させる。さらに、同時に、係る状態で露光ジャケット管２を軸回転させる軸回転機構部９及びフィルム用ロール１０を露光ジャケット管２と同調して回転させるフィルム軸回転機構部１１を稼働し、各軸Ｃ１，Ｃ２に従った軸回転運動を開始する。その結果、マスクフィルム１３は係る動きに協働し、露光ジャケット管２及びフィルム用ロール１０の間を周期的に変位することとなる。

一方、ワーク送出機構部１５を作動させ、ワーク４を露光ジャケット管２の軸回転及びマスクフィルム１３の変位速度に同調するように送出させる。これにより、露光ジャケット管２の近傍でマスクフィルム１３のフィルム面１３ａとワーク表面４ａを当接させたワーク４は、露光ジャケット管２の曲面状の管表面２ａに沿って変形しながら変位する。このとき、マスクフィルム１３及びワーク４の相対的な位置関係は変化しない。特に、前述した位置同調手段として機能する所定ピッチで設けられた突起部２３及び嵌合孔２４によって相対的な位置が変化しないような規制がなされているため、マスクフィルム１３及びワーク４は密着した状態を保ちながら、露光ジャケット管２の管表面２ａに沿って変位することになる。さらに、露光ジャケット管２の左右に一対設けられたテンションローラ１７によって係る密着状態がより安定したものとなる。

このとき、光照射部３の紫外線ランプ８からは露光制御部１６によって制御された紫外線ＵＶが照射されている。そして、紫外線透過性材料の石英ガラスで作成された管壁６を透過し、管表面２ａのマスクフィルム１３に到達する。そして、マスクフィルム１３に形成されたマスクパターンに応じ透過領域に該当する箇所のみがマスクフィルム１３を透過し、ワーク４の感光剤５に照射される。その結果、紫外線ＵＶの照射された箇所の硬化反応が促進され、硬化処理が進行する。一方、マスクフィルム１３の非透過領域に達した紫外線ＵＶはそれ以上進むことができず、ワーク４まで到達することがない。そのため、感光剤５の硬化反応が進行することがない。

ここで、光照射部３の三つの紫外線ランプ８は、管内空間７を区画壁部１８によって三つに区画したそれぞれの領域空間１９に設けられている。そのため、マスクフィルム１３及びワーク４と紫外線ランプ８の間の距離が小さくなり、紫外線強度を高めることができる。さらに、露光ジャケット管２の回転時に、常に同じ紫外線ランプ８からの紫外線ＵＶの照射を受けることになる。これにより、安定した露光を行うことができる。

その後、露光ジャケット管２の回転と同期して管表面２ａに沿って送出されたワーク４は、テンションを付与された状態で再びテンションローラ１７を通過し、巻取部（図示しない）でロール状に巻取られる。これにより、露光処理が完了する。なお、巻取部による巻取りの前に未露光部分を除去する現像処理を行うものであっても構わない。これにより、露光処理及び現像処理を一つのラインで行うことが可能となり、処理時間を短縮することができる。

以上、説明したように、本実施形態の露光装置１によれば、露光ジャケット管２に沿って変位するマスクフィルム１３及びマスクフィルム１３等の変位に同調して送出されるワーク４によって、ワーク４に対する露光処理を連続して行うことができる。これにより、従来のようなマスクフィルムと露光対象のワークとを密着させ、真空状態にした後に露光を行う必要がなく、常温常圧環境下で紫外線ランプ８によって露光を完了することができる。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

すなわち、本実施形態の露光装置１において、マスクフィルム１３を露光ジャケット管２に同調して変位させるための単独のフィルム変位機構部１２を有するものを示したが、これに限定されるものではなく、例えば、露光ジャケット管の管表面を被覆するようにマスクフィルムを巻付けたものであっても構わない。すなわち、マスクフィルムのフィルム面の面積は上記に比べて小さくなるものの、露光ジャケット管の軸回転機構部にフィルム変位機構部の機能を併せ持たせることができる。これにより、露光装置をコンパクトに形成することができる。

さらに、位置同調手段として、複数の突起部２３及び嵌合孔２４をそれぞれ形成するものを示したが、これに限定されるものではなく、マスクフィルム１３及びワーク４の密着性が良好で相対的な位置変化がないものであれば、係る突起部２３等の構成を省略するものであっても構わない。

加えて、本実施形態の露光装置１において、ワーク４として所謂ＣＣＬを用い、感光剤５を硬化させることにより、マスクパターンに応じた電子回路を形成するものを示したが、これに限定されるものではなく、本発明の露光装置を種々の用途に利用することが可能である。例えば、近年注目されている太陽電池の構成を既存のガラス板及びアルミフレームから可撓性のあるフィルム状の素材（非シリコン系材料（ＣＩＧＳ薄膜）にしたものが開発されている。係るフィルム状の太陽電池のパターニングや電極構造の設計に本発明を利用することができる。また、これらの応用として色素増感型のフレキシブル太陽電池に利用することが可能となり、電極等の回路形成の他に、太陽電池の表面自体にデザイン性を付与することもできる。さらに、太陽電池材料以外にも、各種電気材料への応用をすることができ、例えば、メンブレンスイッチやタッチパネル等の可撓性の有する電気材料への利用が可能となる。

１，１００，１０６ 露光装置
２ 露光ジャケット管
２ａ 管表面
３，１０５ 光照射部
４ ワーク
４ａ ワーク表面
５ 感光剤
６ 管壁
７ 管内空間
８，１０３ 紫外線ランプ
９ 軸回転機構部
１０ フィルム用ロール
１２ フィルム変位機構部
１３，１０２ マスクフィルム
１３ａ フィルム表面
１４ 送出ローラ
１５ ワーク送出機構部
１６ 露光制御部
１７ テンションローラ
１８ 区画壁部
１９ 領域空間
２０ 反射鏡
２３ 突起部（位置同調手段）
２４ 嵌合孔（位置同調手段）
２５ フィルムクリーナー部
Ｃ１ 円筒管軸
Ｃ２ ロール軸
ＵＶ 紫外線

Claims (7)

1. 光透過性素材で形成された円筒管形状を呈する露光ジャケット管と、
   前記露光ジャケット管の管内空間に設置され、前記管内空間から管外に向かって特定波長の光を照射可能な光照射部と、
   前記露光ジャケット管の円筒管軸を回転軸として所定の回転速度で軸回転させる軸回転機構部と、
   前記光を透過する透過領域及び非透過領域によって予め規定されたマスクパターンが形成されたマスクフィルムと、
   前記露光ジャケット管の管表面に前記マスクフィルムの少なくとも一部を当接させた状態で、前記露光ジャケット管の軸回転に同調するように前記管表面に沿って前記マスクフィルムを変位させるフィルム変位機構部と、
   前記マスクフィルムのフィルム表面に、ワーク表面に特定波長の前記光に対して硬化する感光剤の塗布されたワークの少なくとも一部を当接させた状態で、前記露光ジャケット管の軸回転及び前記マスクフィルムの変位に同調するように前記フィルム表面に沿って前記ワークを送出するワーク送出機構部と、
   前記露光ジャケット管の軸回転、前記マスクフィルムの変位、及び前記ワークの送出を同調させた状態で、前記露光ジャケット管の前記管内空間に収容された前記光照射部から前記ワークに対して前記光を照射し、前記感光剤を露光させる露光手段と
   を具備することを特徴とする露光装置。
2. 前記露光ジャケット管は、
   前記円筒管軸から管壁方向に放射状に設けられ、前記管内空間を複数の領域空間に区画する区画壁部と、
   区画されたそれぞれの領域空間に設けられ、前記光を反射する反射鏡と
   をさらに具備し、
   前記光照射部は、
   それぞれの前記領域空間毎に設けられることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記ワーク送出機構部は、
   前記ワークの前記ワーク表面と接するローラ面を有し、回転可能に軸支された複数の送出ローラをさらに有し、
   複数の前記送出ローラの少なくとも一つが、前記ワーク送出機構部によって送出される前記ワークに対し、自重を利用して張力を付与するテンションローラとして形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の露光装置。
4. 前記フィルム変位機構部は、
   前記露光ジャケット管に並設されたフィルム用ロールと、
   前記フィルム用ロールをロール軸に従って、前記露光ジャケット管の軸回転に同調して回転させるフィルム変位機構部と
   をさらに具備し、
   前記マスクフィルムは、
   帯環状を呈して構成され、前記露光ジャケット管の前記管表面及び前記フィルム用ロールのロール表面に当接するように架設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の露光装置。
5. 前記露光ジャケット管の軸回転、前記マスクフィルムの変位、及び前記ワークの送出を同調させる位置同調手段をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の露光装置。
6. 前記光照射部は、
   光源としてＬＥＤランプが利用されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の露光装置。
7. 前記マスクフィルムの前記フィルム表面に当接し、前記フィルム表面に付着する埃や塵を含む夾雑物を除去するフィルムクリーナ部をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の露光装置。

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