JP7474128B2 - 活性エネルギ照射ユニット及び活性エネルギ照射装置 - Google Patents
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Description
図4に示すように、主ガス供給機構30は、主噴出口30h(噴出部)を有し、当該主噴出口30hからパージ領域S20を形成するための窒素ガスを噴出する。また、主ガス供給機構30は、対象物300と活性エネルギ照射ユニット1との間の隙間に入り込もうとする空気の流れ(矢印RX参照)を遮蔽するための窒素ガスを噴出する。より詳細には、対象物300の搬送方向Xへの移動に伴って、活性エネルギ照射ユニット1の上流側から空気が入り込もうとする。換言すると、対象物300の移動に伴って、照射筐体11と対象物300との間から空気が入り込もうとする。主ガス供給機構30は、この上流側からの空気の流れを妨げるための窒素ガスを排出する。
図5に示すように、副ガス供給機構40は、副噴出口40hを有し、当該副噴出口40hから対象物300と活性エネルギ照射ユニット1との間の隙間に入り込もうとする空気の流れを遮蔽するための窒素ガスを噴出する。ここで、対象物300の移動に伴って対象物300と活性エネルギ照射ユニット1との間の隙間に入り込もうとする空気は、活性エネルギ照射ユニット1の上流側(つまり、照射前面11bの側)からだけではない。空気は、活性エネルギ照射ユニット1の照射側面11dの側からも対象物300と活性エネルギ照射ユニット1との間の隙間に入り込もうとする。副ガス供給機構40は、活性エネルギ照射ユニット1の照射側面11dの側からの空気の流れを妨げるための窒素ガスを排出する。
この活性エネルギ照射ユニット1及び活性エネルギ照射装置100は、対象物300の搬送方向Xにおいて、光源12よりも上流側に配置された主ガス供給機構30を有する。主ガス供給機構30から窒素ガスが噴出されると、窒素ガスは下流側に流れて活性エネルギ照射領域S10の周囲に酸素濃度の低いパージ領域S20を形成する。さらに、主ガス供給機構30は、受入部30dから窒素ガスを受け入れて主噴出口30hから窒素ガスを噴出する。ここで、受入部30dから主噴出口30hまでの流路面積が一定である。流路面積が一定であると、受入部30dから主噴出口30hまでの間で窒素ガスの状態が維持される。そうすると、主噴出口30hから噴出される窒素ガスの流れは、下流側、つまり活性エネルギ照射領域S10に向かう第1の流れF1と、対象物300に向かって鉛直下向きの第2の流れF2と、を含む。第1の流れF1は、前述したように、活性エネルギ照射領域S10の周囲に酸素濃度の低いパージ領域S20を形成する。この第1の流れF1と対象物300の移動は、活性エネルギ照射ユニット1の上流側から活性エネルギ照射領域S10に向けて空気の流れを誘起する。つまり、活性エネルギ照射領域S10に向かって酸素を含む空気が供給されてしまう。この点において、第2の流れF2は、対象物300に向かって鉛直下向きに流れるので、空気の流れを遮断することが可能である。従って、この活性エネルギ照射ユニット1及び活性エネルギ照射装置100は、活性エネルギ照射領域S10に窒素ガスを供給することによって活性エネルギ照射領域S10の周囲にパージ領域S20を形成できると共に、周囲から活性エネルギ照射領域S10への上流側からの空気の供給を遮断できる。その結果、活性エネルギ照射領域S10の近傍において、酸素濃度が低く保たれた領域が拡大されるので、所望の光処理結果が得られる領域を拡大できる。
図9、図10及び図11は、解析例1の結果を示す図である。それぞれの図では、流れの状態を複数の流線SLにより示した。図9、図10及び図11において、流線SLは、実線として図示した。図9及び図10を参照すると、ソケット31から噴出されたガスは、パージ斜面21dに到達するまで直線状に流れることがわかった。そして、パージ斜面21dに到達したガスは、幅方向Yに広がり、主噴出口30h及び副噴出口40hから噴出されることがわかった。そして、図11を参照すると、幅方向Yにおいては、各流線SLの密度にばらつきがあることがわかった。流線SLの密度のばらつきの存在は、幅方向Yにおいてガスの流量にばらつきがあることを示唆している。つまり、整流板32を備えない場合には、幅方向Yにおいて噴出されるガスの流量にばらつきが生じることがわかった。このようなばらつきが存在する場合、ばらつきにおける最低流量がパージ領域S20を形成するための最低流量を満たすように、ソケット31からガスが供給される。つまり、整流板32を備えない場合には、パージ領域S20を形成するために、大量のガスを供給する必要がある可能性があることがわかった。
図12、図13及び図14は、解析例2の結果を示す図である。それぞれの図では、流れの状態を複数の流線SLにより示した。図12及び図13を参照すると、ソケット31から噴出されたガスは、上整流斜面32aに到達するまで直線状に流れる。そして、ガスは、上整流斜面32aに沿って流れる間に幅方向Yに広がる。そして、ガスは、第2流路部30bにおいてさらに幅方向Yに広がる。その結果、第3流路部30cを介して主噴出口30hから噴出されるときには、幅方向Yにおいて略均一な分布となる。この様子は、図14を参照すると、より理解できる。図14によれば、主噴出口30hから噴出されるガスの流れは、下流側に向かう第1の流れF1において幅方向Yに略均一であることがわかった。同様に、主噴出口30hから噴出されるガスの流れは、上流側に向かう第2の流れF2においても幅方向に略均一であることがわかった。つまり、整流板32を備える場合には、幅方向Yにおいて噴出されるガスの流量のばらつきが低減されることがわかった。従って、整流板32を備える構成は、パージ領域S20を形成するために要するガスの量を、整流板32を備えない構成よりも低減できる可能性があることがわかった。
図16に示すように、第1変形例の活性エネルギ照射ユニット1Bは、主ガス供給機構30Bを有する。主ガス供給機構30Bは、対象物300の主面300sに対して垂直下向きに窒素ガスを噴出する。つまり、第1変形例の主ガス供給機構30Bは、窒素ガスを噴出する方向が、実施形態の主ガス供給機構30と相違する。主ガス供給機構30Bは、パージ筐体21Bと、ソケット31と、整流板60と、を有する。
図17に示すように、第2変形例の活性エネルギ照射ユニット1Cは、主ガス供給機構30Cを有する。主ガス供給機構30Cは、対象物300の主面300sに対して斜め方向に窒素ガスを噴出する。より詳細には、主ガス供給機構30Cは、下流側に向かって窒素ガスを噴出する。この点において、第2変形例に係る主ガス供給機構30Cは、実施形態の主ガス供給機構30と同じである。第2変形例に係る主ガス供給機構30Cが発生させる流れは、第1の流れF1と第2の流れF2とを含む。第1の流れF1と第2の流れF2とを比べると、第1の流れF1は、第2の流れF2よりも大きい。主ガス供給機構30Cが噴出するガスのほとんどは、第1の流れF1となって下流側へ流れるものの、ガスの一部は第2の流れF2となって上流側へも流れる。つまり、主ガス供給機構30Cが発生させる流れは、第1の流れF1が支配的である。換言すると、第2変形例の主ガス供給機構30Cは、噴出する窒素ガスのほとんどを下流側に流す。
一方、図18に示すように、対象物300の搬送速度が大きい場合には、大量の空気(矢印RX参照)が活性エネルギ照射ユニット1Dと対象物300との間に流れ込もうとする。従って、対象物300の搬送速度が大きい場合には、活性エネルギ照射ユニット1Dと対象物300との間に流れ込む空気を阻害する必要性が高い。そこで、第3の変形例の主ガス供給機構30Dは、窒素ガスを積極的に上流側へ向けて噴出する。つまり、第3の変形例の主ガス供給機構30Dは、エアカーテンとしての機能を重視した窒素ガスの噴出を行う。
Claims (6)
- 第1の方向に延びる活性エネルギ照射領域に配置された対象物に活性エネルギ線を照射する活性エネルギ照射部と、
前記第1の方向に延び、前記第1の方向と交差する第2の方向において前記活性エネルギ照射部に隣接するように配置されて、前記活性エネルギ照射領域を含む不活性領域を前記対象物と前記活性エネルギ照射部との間に形成するための不活性ガスを噴出する主ガス供給機構と、を備え、
前記主ガス供給機構は、
圧縮された前記不活性ガスを受け入れる受入部と、
前記第2の方向に沿う前記活性エネルギ照射部と前記受入部との間であって、前記受入部よりも前記対象物に近い位置に設けられると共に前記不活性ガスを噴出する噴出部と、
圧縮された前記不活性ガスを供給するガス管が接続される導入部と、
前記導入部から前記不活性ガスを受ける第1流路部と、
前記第1流路部から前記不活性ガスを受けて前記受入部に前記不活性ガスを提供する第2流路部と、を有し、
前記受入部から前記噴出部までの流路面積は、一定であり、
前記第1流路部の流路面積は、前記導入部及び前記第2流路部の流路面積より大きく、
前記第1流路部は、前記導入部の軸線に対して交差するように配置されて、前記導入部から受け入れた前記不活性ガスの流れを妨げる整流面によって形成される、活性エネルギ照射ユニット。 - 前記第2の方向に延び、前記第1の方向において前記活性エネルギ照射領域を挟むように配置されて、前記不活性ガスを噴出する副ガス供給機構をさらに備える、請求項1に記載の活性エネルギ照射ユニット。
- 前記第2の方向に沿う前記副ガス供給機構の一端は、前記主ガス供給機構に連結され、
前記第2の方向に沿う前記副ガス供給機構の前記一端と前記副ガス供給機構の他端との間には、前記活性エネルギ照射部が配置されている、請求項2に記載の活性エネルギ照射ユニット。 - 前記整流面は、前記導入部の軸線に対して傾いた斜面である、請求項1に記載の活性エネルギ照射ユニット。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の活性エネルギ照射ユニットと、
前記活性エネルギ照射領域に対する前記対象物の相対的な移動を生じさせる搬送部と、を備える、活性エネルギ照射装置。 - 前記搬送部は、前記対象物を搬送し、
前記第2の方向は、前記対象物の搬送方向である、請求項5に記載の活性エネルギ照射装置。
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