KR101288758B1 - 산업 공정에서 광원을 사용하는 시스템 및 방법 - Google Patents

산업 공정에서 광원을 사용하는 시스템 및 방법 Download PDF

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마크 디. 오웬
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Abstract

반응을 촉진하는 유체 흐름의 환경에서 가공물의 표면에 또는 표면 아래에서의 반응과 관련하는 시스템 및 방법이 개시된다. 실시예에서, (1)기설정된 타입의 빛에 표면을 노출하는 동안 표면 위로 비활성 유체의 유체 흐름을 생성하는 단계, (2)기설정된 방식으로 가공면에서 또는 아래에서 다른 종(species)과 반응하는 반응성 종을 포함하는 유체 흐름을 생성하는 단계, 및/또는 (3)예를 들어, 기 설정된 타입의 빛에 표면을 노출하는 동안, 기설정된 방식에서 촉매 반응하는 촉매 종을 포함하는 유체 흐름을 생성하는 단계에 의해 반응이 촉진된다. 실시예에서, 예를 들어 고체 광원의 밀집 어레이와 같은 고체 광원을 포함하는 광원이 사용된다. 그러한 실시예 중 하나 이상에서, 반응은 광원과 관련된 광반응이다.

Description

산업 공정에서 광원을 사용하는 시스템 및 방법{METHODS AND SYSTEMS RELATING TO LIGHT SOURCES FOR USE IN INDUSTRIAL PROCESSES}
본 특허 출원은 발명의 명칭이 "비활성 또는 산소 감소 대기에서 고체 상태 UV 큐어링"이고, 앤더슨, 듀와인 알. 등에 의해 발명되고, 2004년 12월 30일에 출원된 미국 가 특허 출원 60/640,925와, 발명의 명칭이 "산업 프로세스에서 사용을 위한 광원에 관한 방법 및 시스템"이고, 오웬, 마크 디. 등에 의해 발명되었으며, 2005년 1월 26일에 출원된 미국 가 특허 출원 60/647,749를 우선권 주장하고, 각각 여기서 참조로 구체화된다. 또한 2004년 11월8일자로 미국에 출원된 비가(non-provisional) 특허출원 10/984,589의 부분 계속 출원과 연관된다.
여기 개시된 본 발명은 물질 변환 등의 산업 공정에서 사용되는 광원에 관한 것이다. 특히, 여기 개시된 발명은 광에너지가 존재하는 반응 공정의 대상인 가공 면과 관련하여 유체 흐름을 제공하는 기술을 위한 시스템 및 방법에 관련되는 것이다.
빛은 여러 화학적 반응을 일으킬 수 있다. 그러한 광-기동 공정(light-initiated processes)은 다수의 산업 공정의 중요한 부분이다. 특정 프로세스의 일부로서의 빛의 적용가능성은 광원의 몇 가지 중요한 특성에 좌우되는데, 예를 들면, 광원에 의해 방사된 전체 광학 파워, 광원에 의해 방사된 파장, 광원 간섭성(coherence), 광원의 휘도(radiance)(파워/영역 x 호도법(steradian)), 시준(collimation) 정도, 및 파워 안정성과 같은 특성들이 있다.
오늘날 산업상의 응용에 있어서 상당한 경제적 의미를 가지는 빛의 특정 적용은 접착제 및 기타 감광 물질에 대한 중합, 경화 또는 기타 반응이다. 빛의 애플리케이션은 낮은 투과성을 갖는 레이어를 통해 재료가 조사되도록 한다. 빛의 애플리케이션은 하나 이상의 특정 주파수가 사용되도록 한다. 빛의 애플리케이션은 빛이 반응의 촉매로 작용하도록 한다. 빛의 애플리케이션은 일반적으로 빛이 프로세스(예를 들어, 접착)에서 사용되는 하나 이상의 물질에 의해 흡수되도록 한다. 빛의 애플리케이션은 그 빛이 처리될 때 사용되는 하나 이상의 물질에 의해 흡수되지 않도록 하거나, 또는, 바람직하지 않게 흡수되면, 그 흡수의 임의의 열적 또는 다른 바람직하지 않은 측면(예를 들어, 가공물의 바람직하지 않은 열의 경감)이 나타나도록 할 수도 있다. 어떤 경우에서도, 중합 또는 다른 반응(예를 들어, 촉매을 포함하거나 포함하지 않는)에 의해 접합되거나, 봉인되거나, 화학적으로 변경되는 물질과 관련하여 빛의 애플리케이션은, 오늘날 다수의 산업 애플리케이션에서 상당한 장벽이면서 큰 발전의 기회를 제공한다.
일부 화학적 반응에서, 산소의 존재는 화학적 반응에 해롭다. 산소의 해로운 영향은 산업계에 잘 알려져 있다. 예를 들어, Ciba Specialty Chemical Inc.의 L. Misev 박사에 의한 "Nitrogen Inerting Benefits Thin UV Coating Cure"라는 제목의 논문은 다음과 같이 제안하고 있다.
UV 경화 공정 동안 산소의 존재는 자유 라디칼(radical) 시스템에 따라 경화에 해로운 영향을 가진다. 산소는 자유 라디칼과 반응하고 광 기동자(photoinitiator), 단량체(monomer) 또는 확대 체인 라디칼과 반응하여 과산화 라디칼을 형성한다. 과산화 라디칼의 반응성은 자유 라디칼 중합 처리를 계속하기에 불충분하여 체인 종료 및 시스템의 경화 부족을 초래한다.
산소 보급은 필름 표면 아래 몇 마이크로 미터 내에서 가장 효과를 받기 때문에, 얇은 코팅, 특히 프린팅 잉크 및 오버프린트 바니시(overprint varnish)가 특히 영향을 받기 쉽다. 이는 필름 표면에서 가장 높은 자외선 강도에 의한 증가된 광 기동자 라디칼 조성을 중화한다. 그러므로, UV 경화가 공기 중에서 일어날 때, 이중 결합 전환의 정도는 Beer-Lambert 법칙에 따라 코팅 내에서 광 강도 분산에만 좌우되지 않는다.
비활성, 특히, UV 노출 잉크 또는 코팅 표면의 질소 제거에 의한 이익 정도는 여러 요인에 좌우되고 특정 공정 조건 하에서 가장 잘 결정될 수 있다.
Dr. Misey에 따르면, 산소로 저해된 경화의 문제점을 극복하기 위한 기술은 질소와 같은 무산소 기체로 코팅 표면을 덮는 것에 의해 산소를 제거하는 것이다.
임의의 비활성 기술은 다른 기술 문헌에서 제시된다. 예를 들어, K. Studer 등에 의한 논문 "Progress in Organic Coatings, Overcoming oxygen inhibition in UV-curing of acrylate coating by carbon dioxide inerting:PartⅡ"은 다음과 같이 제안한다.
산소 방해를 극복하는 가장 유효한 방법은, UV 오븐을 질소[6,7] 또는 이산화탄소[8]로 세척하여, 비활성 공기 내에서 작업하는 것이다. 공기보다 무거운 후자의 기체가 컨테이너 내에서 쉽게 유지될 수 있다.
그러면, K. Studer 등에 의해 설명된 바와 같이, 비활성에 관한 일반적인 기술은 컨테이너 세척, 즉, 분명히 가공물을 질소 또는 이산화 탄소의 비활성 공기 내에 담그는 것이다.
참조된 다른 기술 문헌은 알려진 임의의 질소 비활성 기술을 보여준다. 예를 들어, R.W. Johnson의 "DYNAMIC MECHANICAL ANALYSIS OF UV-CURABLE COATING WHILE CURING", DSM Desotech Inc., Elgin, IL 60120; R. Muller의 2001년 RadTech Europe Conference 회보 149쪽(전술한 바와 같이 [6]과 같이 Studer 등에서 참조됨); 그리고, T. Henke의 2001년 RadTech Europe Conference 회보 145쪽(전술한 바와 같이, [8]과 같이 Studer 등에서 참조됨)가 있다.
일부 환경에서, 산소가 제거된 비활성 공기 안에 가공물을 담그는 것은 위험하거나 실용적이지 못하다. 예를 들어, 가공물이 사람들과 함께 작업되어야만 하는 환경 안에 있을 경우, 그러한 비활성 기체는 그러한 사람들에게 안전하지 않다. 다른 경우, 예를 들어, 가공물이 빠르게 움직이는 기계 어셈블리의 일부거나 이에 의해 움직일 때, 비활성 담금은 실용적이지 않다. 이러한 다른 경우에, 이동중의 기계는 비활성 공기를 바람직하지 않게 혼합거나, 흩뜨리거나, 또는 분산시키는데,예를 들어, 비활성 공기를 산소와 혼합하거나, 공핍 기능과 어긋나게 작업이 이루어지게 한다. 또는 효과적인 분리를 위해 작용 가능한 개스킷 및 씰링을 필요로 한다. 예를 들어 비용, 유지보수 등과 같은 부가 문제가 파생된다.
그러한 상황은 광학 저장 매체를 형성하기 위해 재료를 함께 결합하는데 사용되는 접착제들이 경화될 때 만나게 된다. 그러한 매체의 예로는, CD, DVD가 있다. CD 또는 DVD(CD/DVD)는 일반적으로 두 개의 디스크 모양의 투명 부품의 물질로 만들어진다. 디스크의 하나 또는 둘의 수평면은 일반적으로 금속으로 형성되는 반사면으로 코팅된다. 코팅된 수평 부품은 일반적으로 UV 경화 가능 접착 레진을 사용하여 함께 결합된다.
도 2A~2C는 각각 종래 DVD(210,220,230)의 세 실시예의 단면을 나타낸다. 그러한 종래의 DVD는 종래의 CD와 유사한 단면을 갖는다. 특히, 도 2A는 DVD-5라 일반적으로 불리는 단면 단층 디스크(210)의 일부의 단면을 나타낸다. DVD-5는 4.38 GByte의 데이터까지 포함할 수 있다. 도 2A에 도시된 바와 같이, DVD(210)는 각각 보통 600 마이크론 두께인 폴리카보네이트(PC) 물질의 두 레이어(211,212)를 포함한다. 폴리카보네이트 레이어(211,212) 사이에 끼인 것은 일반적으로 20~50 마이크론 두께의 UV 경화 가능 레진 레이어(213)와 일반적으로 45~60 nm 두께의 알루미늄 레이어(214)이다. 도 2B는 DVD-9라 보통 불리우는 단면 2중 층 디스크(220)의 일부의 단면을 나타낸다. DVD-9는 거의 7.5 GByte의 데이터까지 포함할 수 있다. 디스크(220)는 일반적으로 600 마이크론 두께인 폴리카보네이트 물질의 두 레이어(221,222)를 포함한다. 폴리카보네이트 레이어(221,222) 사이에 끼인 것은 일반적으로 50~60 마이크론 두께인 알루미늄 레이어(223), 일반적으로 40~70 마이크론 두께인 UV 경화가능 레진 레이어(224), 및 일반적으로 10~15nm 두께인 실리콘, 은 또는 금으로 만들어진 레이어(225)이다. 도 2C는 보통 DVD-10이라 불리는 이중면 DVD 디스크(230)의 일부의 단면을 나타낸다. DVD-10은 각 면에 4.38 GByte로 8.75 GByte까지 담을 수 있다. 디스크(230)는 일반적으로 각각 600 마이크론 두께인 폴리카보네이트 물질의 두 레이어(231,232)를 포함한다. 두 폴리카보네이트 레이어(231,232) 사이에 끼인 것은, 일반적으로 50nm 두께인 제 1 알루미늄 레이어(233), 일반적으로 40~70 마이크론 두께인 UV-경화 가능 레진 레이어(234), 및 일반적으로 50nm 두께인 제 2 알루미늄 레이어(235)이다. 이들은 대표적인 광학 저장 디스크이고, 다양한 요인에 따라 이들과 다른 구조가 변화하는 것이 계획된다. 예를 들어, 상술한 구조에서, 반사 층은 종종 실리콘으로 선택된다.
광학 저장 매체의 구조의 주요 측면은 구성 요소가 접착으로 함께 결합되는 것이다. 이 측면은 물질 또는 구성 요소의 다른 특징이 변경하더라도 유지되는 것으로 이해된다(예를 들어, 산업이 블루 레이 및 HD-DVD(High Density Digital Versatile/Video Discs)와 같은 다른 표준으로 옮겨 가는 것과 같음).
CD/DVD에서, 직접 두 폴리카보네이트 레이어 사이에 바람직한 UV 경화 가능 접착 레진은 주위 공기에서 산소로부터 분리되므로, 산소의 존재에 의해 일어나는 부작용이 제거된다. 그 경우에도, 두 폴리카보네이트 레이어가 그 사이에 배치된 UV-경화가능 레진과 함께 배치될 때, 레진 일부는 새어나오거나, 밖으로 흐르거나, 그렇지 않으면 두 폴리카보네이트 레이어 바깥에 만들어져 그에 의해 폴리카보네이트 레이어의 하나 이상의 원주 에지 위 또는 에지를 따라(예를 들어 바깥 에지 위 또는 에지를 따라) 구슬을 형성할 수도 있다. 에지를 따라 또는 에지 위의 레진 구슬은 경화 공정 동안 산소에 노출되는 경향이 있다. 사용된 특정 레진 그리고 산소에 노출에 따라 불완전한 경화가 발생하고, 바람직하지 않은 "찐득찐득한" 에지의 CD/DVD를 생산한다.
CD/DVD 제작에 사용되는 기계는 복잡하고 빠르게 움직이는 부분을 포함한다. 따라서, 이 기계는 기술 문헌에서 제안된 바와 같이 비활성 담금이 일반적으로 부적합 하다는 것이 이해된다.
CD/DVD 제작과 관련하는 다른 문제는 폴리카보네이트 레이어 사이의 접착 레진 레이어가 경화될 때 폴리카보네이트 레이어의 열적 부하이다. 폴리카보네이트 레이어의 열적 부하는 완성 CD/DVD의 오차와 왜곡(예를 들어, 축, 측면, 및 두께 치수에서)을 가져오고, 차례로, 완성 CD/DVD의 나쁜 읽기/쓰기 특성을 일반적으로 가져온다. 또한, CD/DVD의 정보를 읽고 쓰기 위하여 CD/DVD 산업이 더 낮은 기동자 농도와 더 짧은 파장(더 높은 에너지 방사)으로 옮겨 가듯이, 두 상이한 파워 밀도가 접착 경화 작용 동안 사용된다: 호기성 환경을 위한 하나의 파워 밀도(즉, CD/DVD의 에지에 산소-존재 환경)과 혐기성 환경을 위한 다른 파워 밀도(즉, CD/DVD 내부에 산소 감소 또는 산소 부족 환경).
경화의 다른 경우에서는, 요구되는 결과는 CD/DVD의 제작에 바람직한 것 이외의 다른 파라미터를 가지도록 특성화하여도 좋다. 예를 들어, 디지털 그래픽에서 아크릴산 잉크를 경화할 때, 요구되는 마감은 건조되고 고광택을 가져야 한다. 이는 많은 양의 에너지를 폴리머 잉크 조성 안으로 방한하거나 비활성 방법으로 달성된다. 프린트 매체는 여러 물질로 구성되는 경향이 있고, 일반적으로 여러 열 민감 기판과 함께 염화폴리비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 예를 들어 플라스틱과 조화되지 않는 방법인 더 높은 에너지 방법으로 지정될 수 있다.
광학 저장 매체와 디지털 그래픽의 생산 시 전술된 도전과 문제점은 특히 광 근접 처리 시 산업 공정에서 문제점과 도전을 대표한다. 따라서, 그러한 처리를 촉진하도록 개선된 환경 조건을 제공하는 방법 및 시스템에 대한 필요가 있다. 위에서 밝힌 대표적인 문제점을 통해 나타내어진 바와 같이, 전술된 더 일반적인 필요성으로 한정하지 않는다면, 가공물 또는 기판의 선택된 부분의 비활성화에 대한 필요가 있다. 일 실시예로서, 그러한 비활성화는 반응이 적절하게 달성되도록, 잉크, 코팅 또는 접착제와 같은 UV-경화 가능 물질을 포함하는 광 경화 가능 물질과 관련되거나 그러한 광 경화 가능 물질을 포함하는 가공물 또는 기판의 표면 또는 에지에서 일어난다(예를 들어 빠르게 움직이는 가공물 또는 기판). 예를 들어, 산소 또는 다른 억제제, 또는 다른 불순물, 오염물질, 또는 존재하거나 특정 계측치 이상에서 존재하면 반응에 장애가 되는 물질의 존재에 의해 일어나는 해로운 영향이 없거나 실질적으로 없이, 반응은 시작, 진행 및 완료 중 적어도 하나를 수행한다.
또한, 상기 비활성의 환경에 빛을 제공하기 위한 기술이 필요하다. 또한, 예를 들어 가공물 또는 기판이 호기성 환경 및 혐기성 환경을 가지는 것과 같은 상이한 환경적, 물리적, 또는 화학적 특성을 가지는 기판 또는 가공물에 대한 광반응 동안 변화 가능한 광 특성을 제공하기 위한 기술이 필요하다.
필요한 기술은 가공물(work piece)의 표면에서 또는 표면 아래에서 반응이 가능하도록 하는 것이고, 그러한 가공물의 표면과 관련하여, 유체 흐름이 제공된다. 가공물이 빛에 노출되는 환경하에서, 반응이 가공물의 표면에 또는 표면 아래에서 촉진되도록 하는 것이다. 또한, 요구되는 기술은, 전술된 바와 같이, 광 노출과 관련된 광 반응인 반응을 가능하게 하는 기술이다.
실시예에서, 여기 개시된 본 발명은 가공물의 표면의 선택된 부분에 또는 그 아래에서의 반응을 위한 시스템 및 방법을 제공하고, 반응을 촉진하기 위해 유체 흐름이 생성된다. 이들 실시예에서, 반응은 광반응(예를 들어 광 에너지의 적용에 관한 반응)이 될 수도 있다. 이 명세서에서는, (a)"유체 흐름(fluid flow)"은 하나 이상의 선택된 시간에, 가공물 또는 기판의 하나 이상의 선택된 표면과 관련하여 그 위에 또는 그 반대에 하나 이상의 선택된 유체의 흐름을 의미하고, (b)"촉진(foster)"은 그러한 반응이 적절하게 영향을 미치도록 반응에 기여(contribute)하거나 촉진(promote, enable)하는 것을 의미한다. 예를 들어, 산소 또는 다른 억제제, 또는 다른 불순물, 오염물질, 또는 존재하거나 특정 계측치 이상으로 존재하면 반응에 장애가 되는 물질의 존재에 의해 일어나는 해로운 영향이 없거나 실질적으로 없이, 반응은 시작, 진행 및 완료 중 적어도 하나를 수행한다.
실시예에서, 가공물의 하나 이상의 선택된 부분과 관련하는 유체 흐름을 생성하여 반응이 촉진된다. 유체 흐름은 선택된 부분 위로 흐르는 선택된 유체에 의해 선택된 부분과 관련된다.
실시예에서, 유체는 비활성 유체를 포함한다. 그러한 비활성 유체의 실시예는 질소 또는 다른 비활성 기체 또는 액체, 그 자체 또는 화합물을 포함한다. 그러한 비활성 유체의 예는, 비활성 제품(예를 들어, 반응을 억제하지 않거나 그렇지 않으면 반응 촉진에 반하지 않을 제품)을 생산하도록 산소 또는 다른 억제제 또는 물질과 반응하도록 선택된 기체 또는 액체를 또한 포함한다.
실시예에서, 유체는 반응성 종(species)을 포함한다. 그러한 실시예에서, 그 유체는 기설정된 방식으로 다른 종과 반응한다(예를 들어 광반응). 그러한 다른 종은 일반적으로 가공물의 구성 성분이거나 제작시 사용된다. 그러한 다른 종은 억제제, 불순물, 오염물 또는 다른 바람직하지 않은 물질이 될 수 있다.
실시예에서, 유체는 기 설정된 방식으로 반응(예를 들어 광반응)에 촉매 작용하는 촉매 종을 포함할 수 있다.
실시예에서, 유체는 하나 이상의 비활성, 반응성, 촉매 또는 다른 종의 화합물을 포함할 수 있다. 그러한 화합물은 한번에(예를 들어 혼합 또는 다른 화학적 결합에서), 차례로(예를 들어, 분리하여 또는 혼합 또는 다른 결합에서) 또는 양자 모두로 제공될 수 있다. 임의의 그러한 화합물은 가공물의 다른 부분에 한번에, 차례로 또는 모두에 다양하게 제공될 수 있다.
실시예에서, 반응은 선택된 광원을 사용한 광반응을 포함한다. 선택된 광원은 광반응에 기여하는 빛을 제공하기 위하여 임의의 알려진 광원이 된다. 그러한 광원은 일반적으로, 예를 들어 특정 광반응을 위한 특정 파장과 파워와 같은 다양한 파라미터를 지정한다.
실시예에서, 광원은 고체(solid-state) 광원이다. 전술한 것의 일반성을 제한하지 않고, 고체 광원은 LED의 밀집 어레이(array)를 포함한다.
실시예에서, 유체 흐름은 가공물의 표면의 하나 이상의 선택된 부분에, 하나 이상의 요구되는 비활성 제재 또는 반응성 종을 제공한다. 이는 가공물 또는 기판 표면에서의 광화학 반응 또는 다른 기설정된 반응 또는 처리를 억제하거나, 방해하거나, 해로운 영향을 가지거나 이에 반하는 기설정된 제재의 작용을 실질적으로 완화하거나 극복하거나 치환하거나, 제거한다.
다른 실시예에서, 유체는 비활성, 반응성 또는 촉매 종 중 하나를 형성하기 위하여 다른 종들을 결합한다. 다른 실시예에서, 유체 흐름은 다방향 유체 흐름이 될 수 있다(예를 들어, 일반적으로 두 상이한 방향에서, 동시에 두 방향으로 흐르기, 및/또는 한번에 한 방향으로 흐르고 다른 시간에는 다른 방향으로 흐름). 또 다른 실시예에서 방사상 유체 흐름이 될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 유체 흐름은 난류 없이 또는 실질적인 난류 없이 될 수 있다(그러한 경우에서, 유체 흐름은 여기서 "층류(larminar flow)"라 불리움). 한편, 유체 흐름은 선택된 정도의 난류를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 유체는 그것의 흐름 방향과 성질(nature), 및 다른 파라미터가 하나 이상의 특성을 제공하도록 선택된다. 그러한 선택은 일반적으로 유체 흐름의 애플리케이션의 관계에 있다. 이 문맥상의 선택의 예와 같이, 그러한 선택은 일반적으로 반응, 작업 생산물의 구성성분, 환경(억제제 및 다른 물질 포함), 및 광원에 응답한다. 그러한 선택은 상술된 종류의 유체, 흐름 방향, 흐름 지점 및 다른 파라미터 중 하나 이상을 포함하기 위하여, 유체 타입, 흐름 방향, 흐름 성질 및 다른 파라미터와 함께 또는 따로 고려된다.
여기 개시된 본 발명의 이점은 기판 또는 가공물의 표면에서 또는 아래에서 반응(예를 들어 광반응)을 가능하게 하는 장치 및 방법에 의해 제공되는데, 상기 유체 흐름은 기판 또는 가공물의 표면에 또는 아래에서 반응을 촉진하도록, 광원에 노출된 가공물의 그러한 가공물의 표면 위 또는 그렇지 않으면 관련하여 제공된다. 일 실시예에서, 유체는 비활성 종을 포함한다. 반응은 호기성 환경에 있게 되지만 유체 흐름에 대해 일어나는 광반응이다. 비활성 종은 예를 들어 질소, 이산화 탄소, 아르곤 및/또는 헬륨이 될 수 있다. 다른 실시예에서, 반응은 중합 반응을 위한 것이다. 다른 추가 실시예에서, 유체는 촉매 종을 포함한다. 일 실시예에서, 유체 흐름은 실질적으로 가공물의 일부에 실질적으로 평행하다.
반응(예를 들어, 광반응)은 기판 상의 잉크 조성을 경화(curing)하기 위한 것이 될 수 있다. 한편, 반응은 가공물 상의 코팅을 경화하기 위한 것이 될 수 있다. 다른 대안과 같이, 반응은 잉크 설정을 위한 것이 될 수 있다.
일 실시예에서, 가공물은 제 1 및 제 2 레이어의 물질과 제 1 및 제 2 레이어 사이의 제 3 레이어의 물질을 포함하고, 반응(예를 들어, 광반응)은 제 3 레이어의 물질이 제 1 레이어와 제 2 레이어의 물질을 함께 접착하도록 할 수 있다. 예를 들어, 가공물은 CD-타입 장치, DVD-타입 장치, 블루 레이 DVD-타입 장치, 또는 HD-DVD-타입 장치와 같은 광 저장 매체에 대한 전구체(precursor)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 빛은 약 250nm 및 450nm 사이의 하나 이상의 파장을 포함한다. 그러한 실시예의 하나의 예에서, 빛은 고체 광원을 포함하는 광원에 의해 생성된다. 한편, 광원은 고체 광원의 밀집 어레이를 포함할 수 있다.
여기 개시된 본 발명은 유체 흐름에 유도된 다양한 방법을 또한 제공한다. 실시예에서, 방법은 질소, 이산화 탄소, 또는 이와 같은 비활성 유체를 화학적 반응이 촉진되도록(예를 들어, 노출 없이, 또는 반대로 산소의 존재에 의해 일어나는 반대로 해로운 효과를 완화하기 위하여), 잉크, 코팅 또는 부착과 같은 UV-경화된 물질을 빠르게 움직이는 기판의 에지에 적용하기 위해 제공된다. 그러한 방법에서, 비활성 유체는 에지와 함께 레이어를 제공한다.
또한, 여기 개시된 본 발명은 광반응과 연결하여 상이한 파워 밀도의 빛을 제공하기 위한 방법을 제공한다. 그러한 실시예에서, 상이한 빛의 파워 밀도가 상이한 시간에, 가공물의 상이한 위치에, 또는 그 결합에 제공된다. 그러한 방법의 특정 예에서, 가공물은 호기성 환경과 혐기성 환경을 가질 수 있고, 파워 밀도는 그러한 각 경우에 따라 선택적으로 적용된다.
전술한 것이 실시예와 여기 개시된 발명의 완벽한 리스트가 되고자 하는 것은 아니다. 여기 개시된 본 발명은 예를 들어 묘사되고 유사한 구성 요소는 같은 참조 번호를 가지는 첨부된 도면에서 제한되지는 않는다.
도 1 은 UV-경화 프로세스의 예를 나타내고;
도 2A는 일반적으로 DVD-5로 불리우는, 단면 단층 디스크의 일부를 나타낸 단면도;
도 2B는 일반적으로 DVD-9로 불리우는, 단면 이중 레이어 디스크의 일부를 나타낸 단면도;
도 2C는 일반적으로 DVD-10으로 불리우는, 이중 레이어 DVD 디스크의 일부를 나타낸 단면도;
도 3A는 유체 흐름 공정에 관한 고정물의 실시예를 나타낸 상면도;
도 3B는 도 3A의 A-A 라인을 따라 고정물의 실시예의 단면을 나타낸 단면도;
도 4 는 광원을 포함하는 고정물 실시예의 구성을 나타내고;
도 5A는 도 3A와 3B에 도시된 스핀들 베이스의 실시예를 나타낸 상면도;
도 5B는 B-B 라인을 따라 도 5A에 도시된 스핀들 베이스의 실시예의 단면을 나타낸 단면도;
도 5C는 도 5A에 도시된 스핀들 베이스의 실시예를 나타낸 측면도;
도 5D는 도 5A에 도시된 스핀들 베이스의 실시예를 나타낸 사시도;
도 6A는 도 3A 및 3B에 도시된 외부 링 부재의 실시예를 나타낸 상면도;
도 6B는 라인 C-C를 따라 도 6A에 도시된 외부 링 부재의 실시예의 단면을 나타낸 단면도;
도 6C는 도 6A에 도시된 외부 링 부재의 실시예를 나타낸 사시도;
도 7A는 도 3A와 3B에 도시된 내부 링 부재의 실시예를 나타낸 상면도;
도 7B는 라인 D-D를 따라 도 7A에 도시된 내부 링 부재의 실시예의 단면을 나타낸 단면도;
도 7C는 도 7A에 도시된 내부 링 부재의 실시예를 나타낸 측면도;
도 7D는 도 7A에 도시된 내부 링 부재의 실시예를 나타낸 사시도;
도 8A는 도 3A 및 3B에 도시된 플래터의 실시예를 나타낸 상면도;
도 8B는 도 8A에 도시된 플래터의 실시예를 나타낸 측면도;
도 8C는 도 8A에 도시된 플래터의 실시예를 나타낸 사시도; 및
도 9는 복수의 고체 광 에미터를 구비한 발광 모듈의 실시예의 기본 구조를 나타낸다.
여기 개시된 본 발명의 개념은 반응, 광반응 또는 다른 공정(예를 들어, 광-처리)을 위한 다양한 환경적, 물리적 및 화학적 조건에 적용할 수 있도록 하는 방법 및 시스템을 제공하여 종래 기술의 문제점 및 어려움을 극복한다. 여기 개시된 본 발명의 실시예의 원칙은 다음 설명에서 묘사된다.
하나 이상의 실시예에서, 여기 개시된 발명은 가공물의 표면의 선택된 일부에서 또는 아래에서의 반응에 관련하는 시스템 및 방법을 제공하여, 반응을 촉진하기 위해 유체 흐름이 생성된다. 이들 실시예에서, 반응은 광반응(예를 들어, 광 에너지의 적용과 관련된 반응)이 될 수 있다. 본 명세서에서는 (a)"유체 흐름"은 특정 반응을 촉진하도록 기판 또는 가공물의 하나 이상의 선택된 표면 위로, 아니면 관련하여, 하나 이상의 선택된 시간에, 하나 이상의 선택된 유체의 흐름을 의미하고, (b)"촉진(foster)"은 그러한 반응이 적절하게 달성되도록 반응을 활성화(promote)하거나, 실행 가능(enable)하게 하거나, 그렇지 않으면 기여(contribute)하는 것을 의미한다. 예를 들어, 산소 또는 다른 억제제, 또는 다른 불순물, 오염물질, 또는 존재하거나 특정 계측치 이상으로 존재하면 반응에 장애가 되는 물질의 존재에 의해 일어나는 해로운 영향이 없거나 실질적으로 없이, 반응은 시작, 진행 및 완료 중 적어도 하나를 수행한다.
실시예에서, 반응은 가공물의 하나 이상의 선택된 부분과 함께 유체 흐름을 만드는 것에 의해 촉진된다. 유체 흐름은 선택된 부분 위로 선택된 유체를 흐르게 하여 흐름에 의해 선택된 부분과 관련될 수도 있다.
실시예에서, 유체는 비활성 유체를 포함한다. 그러한 비활성 유체의 실시예는 단독 또는 화합물 내의 질소 또는 다른 비활성 가스 또는 액체를 포함한다. 그러한 비활성 유체의 실시예는, 비활성 제품(예를 들어, 제품은 반응을 억제하지 않거나 그렇지 않으면 반응 촉진에 반하지 않음)의 생산을 위해, 산소 또는 다른 억제제 또는 물질과 반응하도록 선택된 가스 또는 액체도 포함한다.
실시예에서, 유체는 반응성 종을 포함한다. 그러한 실시예에서, 그 유체는 기설정된 방식에서 다른 종과 함께 반응한다(광반응). 그러한 다른 종은 일반적으로 가공물의 구성성분 또는 가공물 제작에 사용된다. 그러한 다른 종은 억제제, 불순물, 오염물 또는 다른 바람직하지 않은 물질이 될 수 있다.
실시예에서, 유체는 기 설정된 방식에서 반응(예를 들어, 광반응)에 촉매 작용하는 촉매종을 포함한다.
실시예에서, 유체는 하나 이상의 비활성, 반응성, 촉매 또는 다른 종의 화합물을 포함할 수도 있다. 임의의 그러한 화합물은 한번에 제공되거나(예를 들어, 혼합되거나, 다른 화학적 결합으로), 차례로 제공되거나(예를 들어, 분리되거나, 혼합되거나, 다른 화학적 결합으로), 두 방법 모두에 의해 제공될 수도 있다. 임의의 그러한 화합물은 한번에 제공되거나 차례로 되거나, 두 방법으로 제공되거나, 가공물의 상이한 부분 위로 다양하게 제공된다.
실시예에서, 반응은 선택된 광원을 채용한 광반응을 포함한다. 선택된 광원은 광반응에 적절한 빛을 제공하기 위한 알려진 광원이 될 수 있다. 그러한 광원은 일반적으로, 예를 들어 특정 파장 및 특정 광 반응을 위한 파워와 같은 여러 파라미터를 지정한다.
예를 들어, 광원은 고체 광원이다. 전술한 개략의 제한 없이, 고체 광원은 LED의 밀집 어레이를 포함한다. 그러한 경우에서, 밀집 어레이는 선택된 파장 또는 선택된 대역의 파장의 빛을 방사하도록 실행된다. 또한, 그러한 밀집 어레이는 예를 들어 가공물에서, 일반적으로 선택된 파워 밀도를 제공하도록 실행된다. 또한, 그러한 밀집 어레이는 일반적으로 바람직하지 않은 가열(예를 들어 가공물의)을 제어하도록 실행된다.
예를 들어, 선택된 파장의 빛이 방사할 수 있다. (예를 들어, 방사에 의하지 않거나, 실질적으로 그러하거나 다른 파장에 의하여)
실시예에서, 유체 흐름은 바람직한 비활성 제재 또는 반응성 종을 가공물의 표면의 하나 이상의 선택된 부분에 제공한다. 이는 기설정된 제재의 반응을 치환 하거나, 제거하거나, 그렇지 않으면 실질적으로 완화하거나 극복한다. 이 제재들은 기판 또는 가공물의 표면에서 또는 표면 안에서의 처리 또는 광화학 반응 또는 다른 기설정된 반응을 억제하거나, 방해하거나, 해로운 영향을 가지고 있거나 그렇지 않으면 그에 친하지 않는 특성을 갖는다.
다른 실시예에서, 유체는 비활성, 반응성, 촉매 종 중 하나를 형성하도록 다른 종과 결합한다. 다른 실시예에서, 유체 흐름은 방향성 없는 유체 흐름이 될 수 있다. 다른 실시예에서, 유체 흐름은 다방향 유체 흐름이 될 수 있다(예를 들어 동시에, 두 상이한 위치에서의 두 방향 흐름, 및/또는 한번에 일 방향에서 그리고 다른 시간에 다른 방향에서 흐름). 또 다른 실시예에서, 방사상 유체 흐름이 가능하다. 추가 실시예에서, 유체 흐름은 난류 없이 또는 실질적으로 난류 없이 될 수 있다(그러한 경우에서, 유체 흐름은 "층류"라 불림). 한편, 유체 흐름은 난류의 선택된 정도로 될 수 있다.
다른 실시예에서, 하나 이상의 특성을 제공하도록 유체의 흐름 방향, 성질 및 다른 그의 파라미터가 선택된다. 일반적으로 그러한 선택은 유체 흐름의 적용의 맥락 안에 있다. 이 문맥상의 선택의 예로서, 그러한 선택은 일반적으로 반응, 가공물의 구성 성분, 환경(억제제 및 다른 물질 포함), 및 광원에 응답한다. 그러한 선택은 임의의 하나 이상의 상술된 타입의 유체, 흐름 방향, 흐름 성질 및 다른 파라미터, 같은 또는 다른 유체 종류, 흐름 방향, 흐름 성질 및 다른 파라미터와 분리하여 포함하도록 고려된다.
여기 개시된 본 발명의 이점은 기판 또는 가공물의 표면에 또는 아래에서 반응(예를 들어 광반응)을 실행 가능하도록 하는 장치 및 방법에 의해 제공되고, 유체 흐름은 가공물의 그러한 표면 위로 또는 그렇지 않으면 함께 제공되고, 기판 또는 가공물의 표면에서 또는 아래로 반응을 촉진하도록 과원에 가공물이 노출된다. 일 실시예에서, 유체는 비활성 종을 포함한다. 반응은 호기성 환경중에 있게 되지만 유체 흐름에 대해 일어나는 광반응이다. 비활성 종은 예를 들어, 질소, 이산화탄소, 아르곤 및/또는 헬륨이 될 수 있다. 다른 실시예에서, 반응은 중합 반응에 관한 것이다. 또 다른 실시예에서, 유체는 촉매 종을 포함한다. 일 실시예에서, 유체 흐름은 가공물의 일부에 실질적으로 평행하다.
반응(예를 들어, 광반응)은 기판 상의 잉크 조성을 경화하기 위한 것이 될 수 있다. 한편, 반응은 가공물 상의 코팅을 경화하기 위한 것이 될 수 있다. 또 다른 실시예로, 반응은 이를 설정하기 위한 것이 될 수 있다.
일 실시예에서, 가공물은 제 1 및 제 2 레이어의 물질 및 상기 제 1 및 제 2 레이어 사이의 제 3 레이어의 물질을 포함하고, 반응(예를 들어, 광반응)은 상기 제 3 레이어의 물질이 상기 제 1 및 제 2 레이어의 물질을 함께 접착하도록 할 수 있다. 예를 들어, 가공물은 CD-타입 장치, DVD-타입 장치, 블루레이 DVD-타입 장치, 또는 HD-DVD-타입 장치와 같은 광학 저장 매체에 관한 전구체를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 빛은 하나 이상의 250nm와 450nm 사이의 파장을 포함한다. 그러한 실시예의 한 예에서, 빛은 고체 상태 광원을 포함하는 광원에 의해 생성된다. 한편, 광원은 고체 상태 광원의 밀집 어레이를 포함할 수 있다
여기 개시된 본 발명은, 유체 흐름에 관한 여러 방법을 또한 제공한다. 일 실시예에서, 방법이 화학적 반응이 촉진되도록(예를 들어, 조광 없이, 또는 그렇지 않으면 산소의 존재에 의해 발생하는 해로운 영향의 완화), 질소, 이산화 탄소, 등과 같은 비활성 유체를 빠르게 이동하는 잉크, 코팅, 또는 접착제와 같은 UV 경화 물질을 포함하는 기판의 에지에 적용하기 위해 제공된다. 그러한 실시예 방법에서, 비활성 유체는 에지와 결합한 레이어를 제공한다.
또한, 여기 개시된 발명은 광반응과 관련된 빛의 상이한 파워 밀도를 제공하는 방법을 제공한다. 그러한 실시예 방법에서, 빛의 상이한 파워 밀도는 상이한 시간에 가공물의 상이한 위치에, 또는 같은 것의 조합에 제공된다. 그러한 방법의 특정예에서, 가공물은 호기성 환경과 혐기성 환경을 가지고, 파워 밀도는 각각의 그러한 환경에 선택적으로 부가될 수도 있다.
여기 개시된 발명의 원칙은, 비활성 유체는 하나 이상의 선택된 파장을 가지는 빛과 같은 전기 자기 방사선의 적절한 형태에 노출되는 가공물의 또는 내의 표면에 광반응 촉진을 위한 유체 흐름에 적용되는, 예가 되는 광반응과 관련하여 포함하는 다음 설명에서 묘사된다. 이 묘사하는 실시예는 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아니라는 것이 이해된다. 예를 들어, 묘사되는 실시예가 비활성 유체, 특히 질소를 사용하는 특정 방식을 아래에서 개시하고 있지만, 다른 유체 및/또는 유체의 화합물이 채택될 수 있고 상이한 방식(예를 들어, 그러한 유체 및 방식이 상술된 바와 같이)이 사용될 수 있다는 것이 이해된다.
또한, 종래의 UV 경화를 포함하는 공정에서 산소 방해의 문제를 극복하기 위한 질소 비활성을 사용하는 기술은 산소를 감소시키기 위하여 질소 욕조 안에 반응하는 화학 물질을 담그거나 표면을 넘치는 것을 포함한다. 그러나, 종래의 방법은 예를 들어 CD/DVD 또는 그래픽 매체의 에지를 경화하는 것에 포함되는 필요조건에 적용 가능하지 않다. 또한, 이러한 종래 방법은 일반적으로 정적인 비활성의 형태(비활성 유체의 설정 부피가 채워진 컨테이너를 제공하나 여기 개시된 유체 흐름이 결여됨)를 포함하는 것이 이해될 수 있다.
도 1은 UV 경화 공정(100)의 실시예를 나타낸다. 도 1에서, 소재 시트 또는 가공물(101)은 두 롤러 부재(102a,102b, 롤러 부재(101a) 부분만 도시됨)에 의해 형성된 움직이는 기계에 의해 도 1 에서 시계 방향에서 잡히고 이동된다. 소재 시트(101)가 이동하듯이, 소재 시트(101)는 산소가 감소된 영역(103)을 통해 자외선 조광 영역(104)을 향하여 통과한다. 노출 시트(101)를 위한 자외선을 생성하는 자외선 광원(105)은 자외선 램프(106), CMK(색 선별 거울) 반사기(107), 석영 유리 플레이트(108) 및 수냉 셔터(109a,109b)(열림 위치에서 도시됨)를 포함한다. 자외선에 조광된 후, 소재 시트(101)는 질소 방(11)을 통과한다.
역사적으로, 화학적 광반응을 일으키기 위해 사용되어온 자외선 광원은 매우 높은 전력 소모와 상당한 양의 적외선을 출력하여 CD/DVD 또는 그래픽 매체의 허용 가능하지 않은 온도의 상승을 가져오는 아크 램프였다. 초과 발열이 경화 공정 동안 디스크 및 프린트 매체를 휘게 할 수 있고 그에 의해 그들을 렌더링(rendering)하는 것이 허용 가능하지 않으므로, 초과 발열의 흡수는 CD/DVD 제조 공정에서 특히 손해를 입힌다. 이 문제를 극복하기 위한 어프로치는 둘 다 복잡하게 되고, 비용이 높고, 복잡한 냉각 시스템을 요구하는 셔터와 필터로 사용을 포함한다. 이에 더하여, 생산 공정은 보통 비활성 가스의 저장소를 수용할 수 없고, 비용이 많이 들고 위험한 조건의 항목 안에 가공 환경에 영향을 미치는 더 큰 부피의 정화를 사 용해야 한다.
고체 자외선 광원은 자외선 스펙트럼 내에 집중되는(즉, 수은 증기 아크 램프로부터 방사되는 전자기 방사선보다 더 큰 정도로) 전자기 방사선의 방사가 심사숙고된다. 그러한 고체 자외선 광원은 본질적으로 적외선 방사가 없고, CD/DVD의 온도 상승이 광반응을 위하여 요구되는 자외선의 흡수로부터 본질적으로 고유한 온도 상승보다 더 크지 않다. 그러한 자외선 광원은 일반적으로 전류가 반도체 접합부를 통과하여 지나갈 때 자외선 광자가 방사되도록 반도체 물질의 적절한 선택에 의해 선택되는 에너지 밴드 간격이 있는 반도체를 포함한다. 그러한 고체 자외선 광원은 CD/DVD의 두 디스크 사이에 대량의 물질을 경화할 때 포함하는 사용시 현재 아크 램프 시스템을 대체하는 이점이 있다.
종래의 CD/DVD 생산 기술이 사용될 때, 레진의 얇은 방울이 CD의 에지를 따라 또는 그 위에 형성되었다. 그 방울은 산소에 노출되고, 산소에 노출 때문에, 이 방울이 비 점착성 경화(예를 들어, 특정 레진이 사용되는 데 따라)를 얻기 위한 경화에 어려움이 있다. 이 문제를 극복하기 위해, 여기 개시된 발명은, CD/DVD가 빠르게 회전하고 있거나 및/또는 경화 기계를 통과하여 복잡하고 불규칙한 패턴(즉, 균일하지 않은 방식)에서 움직이고 있는 경우에도, 비활성 환경(예를 들어, 질소의)을 가진 CD/DVD의 에지 주위에 대해 메커니즘을 제공한다. 일 실시예에서, 여기 개시된 발명은 그 생산 단계를 통해 CD/DVD를 홀드 하고 이송하는 기계적 어셈블리에서 용기에 넣어진 질소(이산화 탄소 또는 다른 비활성 가스가 이용될 수도 있음)의 관련된 유체 흐름 제트를 제공한다. 여기 개시된 본 발명은 질소의 사용 에 제한되지 않고, 이산화 탄소와 다른 비활성 가스 및/또는 액체가 사용될 수 있다는 것이 이해될 수 있다.
CD/DVD의 에지에 비활성 환경을 제공할 때 극복할 다양한 문제가 있다. 먼저, 광 반응성 공정 동안 전체 CD 위로 균일한 조광을 달성하기 위하여, CD/DVD가 CD/DVD가 배치된 스핀들 또는 플래터에 연결된 전기 모터에 의해 조광 동안 계속 스피닝하고 있어야 하는 것이다. 스피닝 동작은 그러나 산소와 비활성 유체의 혼합을 가져온다. 따라서, 단지 질소 제트를 스피닝 CD의 에지에 단지 겨냥하는 어프로치는 초과 산소가 질소와 거의 혼합되도록 하는 충분한 난류를 일으키고, 결과적인 산소 농도는 충분히 커서 손상된 경화가 회피되지 않는다. 일반적으로 질소에 전체 어셈블리를 담그는 것은 제품의 부피가 너무 크기 때문에, 그리고 사람들이 건강에 위험 없이 처리 영역에 접근할 수 있어야 하기 때문에 실용적이지 않다.
여기 개시된 본 발명에 따르면, 고정물은 CD/DVD의 에지에 적용된 질소의 유체 흐름을 제공한다. 상기 고정물은 질소 공급 시스템의 정확한 제어를 제공하여 흐름의 조건이 난류 흐름의 표시가 아닌 낮은 레이놀드 수치를 지속하도록 한다. 여기 개시된 본 발명에 따른 유체 흐름 제트를 이용하여, CD/DVD의 에지는 질소 블랭킷(blanket)에 담기고, 그에 의해 CD/DVD를 형성하기 위해 사용되는 접착 레진의 UV 경화에 관련되는 바와 같이 산소 방해의 문제를 극복한다.
도 3A는 여기 개시된 본 발명에 따른 유체 흐름 프로세스를 위한 고정물(300)의 일 실시예의 단면을 나타낸다. 도 3B는 도 3A의 A-A 라인을 따라 절단된 고정물(300)의 실시예의 단면도를 나타낸다. 고정물(300)은 스핀들 베이스(301), 외부 링부재(302), 내부 링부재(303), 및 플래터(304)를 포함한다. 스핀들 베이스(301)는 수직 방향 유체 체널(306)에 연결된, 제 1 방사 방향 유체 채널(305)을 포함한다. 실시예 고정물(300)에 관해 사용된 바와 같이, "방사 방향"은 도 3A에 도시된 바와 같이 스핀들(312,도3B에서)로부터 실질적으로 방사 방향에 있는 방향에 있는 것을 의미한다. 또한, 실시예 고정물(300)에 관하여, "수직 방향"은 도 3B에 도시된 바와 같이 실질적으로 세로 방향에 있는 방향에 있는 것을 의미한다. 수직 방향 유체 채널(306)은 제 2 방사 방향 유체 채널(307)에 연결된다. 유체 채널(307)은 유체 캐비티(308)에 연결된다. 유체 캐비티(308)는 외부 링부재(302)와 내부 링부재(303) 사이의 흐름 채널(309) 또는 간격(gap)에 연결된다. 일 실시예에서, 흐름 채널(309)의 폭은 보통 2mm이다.
도 4 는 고체 자외선 광원과 같은 광원(400)에 관한 고정물(300)의 실시예 구성을 나타낸다. 광원(400)은 고정물 또는 노즐(300) 상에 배치된 CD/DVD 가공물(미도시)을 향하는 광에너지(401)를 방사한다. 도 4는 고정물(300) 구성의 실시예를 나타내고 있으나, 다른 고정물이 유체 흐름을 생성하는데 사용될 수 있다는 것이(예를 들어, 비활성, 반응성 또는 촉매 유체) 이해될 수 있다. 일 실시예에서, 광 에너지(401)는 250nm와 450nm 사이의 파장을 가진다.
광원(400)은 임의 타입의 광원이 될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 광원(400)은 단일 방사 광원, 또는 단일 방사 광원의 어레이와 같은, 다중 방사 광원이 될 수 있다. 광원(400)으로 사용될 수 있는 고체 상태 광원의 예는, 2003년 5월 8일 출원되고, "고 효율 고체 광원 및 사용 및 생산 방법"을 명칭으로 하며, 마크 디. 오웬 외에 의해 발명되며, 여기서 참조로 포함되는, PCT 특허출원 PCT/US03/14625에 설명된다. PCT 특허출원 PCT/US03/14625는 다른 것들 중에, 50mW/㎠ 이상의 파워 밀도 출력을 달성하기 위하여 기판상에 고밀도로 배치된 LED, 레이저 다이오드, 또는 VCSEL과 같은 반도체 광원의 마이크로 어레이에 의해 형성되는 고 강도 광원들을 개시한다. 개시된 반도체 장치는 일반적으로 기판상의 전기 전도성 패턴에 접합 프로세스에 의해 부착되고, 마이크로 프로세서-제어 전원에 의해 구동된다. 광학 소자는 출력 빔의 방향성, 강도, 및/또는 스펙트럼의 순도를 개선하기 위한 마이크로 어레이 위로 배치된다. 광원 모듈은 예를 들어 형광, 검사 및 측정, 광중합, 이온화, 살균, 잔해 제거, 및 다른 광화학 프로세스와 같은 프로세스를 위해 사용될 수도 있다.
또한, 사용될 수 있는 광원은 2004년 11월 1일 출원되고, "마이크로 광학 어레이를 조립하기 위한 배양 겔의 사용"을 발명의 명칭으로 하며, 듀와인 알. 앤더슨 외에 의해 발명되고, 여기 참조로서 포함되는, PCT 특허 출원 PCT/US2004/036370에 의해 개시되는 특징을 선택적으로 포함될 수 있다. PCT 특허 출원 PCT/US2004/036370는 다른 것들 중에서, 렌즈 어레이가 경화 후에 유연하게 남아있는 경화 가능 겔로 만들어지도록 광원으로부터 빛을 모으는 렌즈 어레이를 개시한다. 개시된 렌즈 어레이는 경질 에폭시 매트릭스 오버코트 없이 홀로 사용된다. 렌즈 어레이는 렌즈 어레이가 물리적으로 간섭되거나 직접적으로 자극될 수 없도록 고체 광 방사 장치 및 렌즈 어레이를 커버하는 글래스 윈도우를 포함하는 고체 광 방사 장치 어레이에 사용될 수도 있다. 마이크로 광학 렌즈 및/또는 프리즘을 모은 어레이는 겔 안으로 몰드되고, 겔 렌즈는 고체 광 방사 장치 어레이로부터 빛을 수집하고 집중시키기 위한 발광 장치의 저렴한 어레이로 사용된다(예를 들어, 덜 분산되도록).
또한, 선택적으로 사용될 수 있는 광원은 2004년 10월 28일 출원되고, "반구형 오프셋 또는 다면체 표면을 구비한 LED 어레이를 위한 집중 광학 장치"를 발명의 명칭으로 하며, 듀와인 알. 앤더슨 외에 의해 발명되고, 참조로서 여기 포함되는, PCT 특허 출원 PCT/US2004/036260에 의해 개시되는 특징을 포함한다. PCT 특허 출원 PCT/US2004/036260은 다른 것들 중에서 각 LED로부터 발산하는 빛을 수집하기 위한 렌즈 어레이를 구비한 LED 어레이를 개시한다. 어레이의 각각의 렌즈는 각각 LED와 결합하고, 구형이거나 오프셋 비구면 형상을 가진 곡선형 표면을 포함한 합성 형상을 구비한다. 렌즈는 한편 거의 곡선형 렌즈 표면에 가까운 다면형 표면을 포함할 수 있다
또한, 사용될 수 있는 광원은, 2005년 3월 18일 출원되고, "LED의 직접 냉각"을 발명의 명칭으로 하며, 마크 디. 오웬 등에 의해 발명되고, 여기서 참조로서 포함되는 미국 특허 출원 11/083,525호에 의해 개시되는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다. 미국 특허 출원 11/083,525호는, 다른 것들 중에서, 직접적으로 LED 어레이에 냉각제를 적용하는 LED 어레이와 같은 반도체 장치를 위한 열 관리 시스템을 개시한다. 일 실시예에서, 냉각제는 LED 어레이를 가로질러 흐르는 광학적으로 투명한 냉각액이고 LED 어레이에 의해 생성된 열을 제거하는 시스템을 통과하여 순 환한다.
또한, 사용될 수 있는 광원은 2005년 3월 18일에 출원되고, "고밀도 LED 어레이를 위한 기판 상의 마이크로-반사기"를 발명의 명칭으로 하며, 마크 디. 오웬 등에 의해 발명되고, 여기 참조로서 포함되는 미국 특허 출원 11/084,466호에 의해 개시되는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다. 미국 특허 출원 11/084,466호는 다른 것들 중에서, 각각의 마이크로 반사기가 빛을 반사하고 결합된 반도체 장치에 전기적으로 파워를 인가하는 반사 및 전도 물질 층을 포함하도록, 마이크로 반사기로 기능하는 복수의 오프닝과 형성된 열 기판 상에 설치되는 복수의 반도체 장치를 포함하는 광학 어레이 모듈을 개시한다.
또한, 광원은 사용될 수 있는 광원은 2005년 4월 12일에 출원되고, "고밀도 LED 어레이"를 발명의 명칭으로 하며, 듀웨인 알. 앤더슨 등에 의해 발명되었으며 여기에 참조로 포함되는 미국 특허 출원 11/104,954호에 의해 개시되는 특징을 선택적으로 포함할 수 있다. 미국 특허 출원 11/104,954호는 다른 것들 중에서, 마이크로 반사기가 어레이의 발광 출력의 수집 및 시준과 균형을 이루는 어레이의 밀집 패킹을 강화하는 특성을 지니도록 마이크로 반사기 어레이를 구비한 반도체 장치의 밀집 어레이를 개시한다.
도 3 및 4로 돌아가서, 질소는 제 1 방사 방향 유체 채널(305)로 들어간다. 질소는 채널(305)에서 수직 방향 유체 채널(306)과 제 2 방사 방향 유체 채널(307)로 지나간다. 질소는 내부 링부재(303)의 틈을 통과하여 유체 채널(307)에서 유체 캐비티(308)로 연결된다(도 7A~7D를 보라).
약 0.5~6 리터/분의 유체 흐름은 본 실시예에서 특히 예기되는 흐름이다. 이 흐름은 가지각색으로 만들어진다. 예를 들어, 이 흐름은 고정물에서 하나 이상의 노즐 간격, 흐름 거리 및 부피의 선택에 의해 만들어진다.
약 1000이하의 레이놀드 수치가 약 25~125℃ 또는 이하의 온도 범위를 가진 가스에 대한 전술된 흐름 조건에 관한 목표이다. 질소에 대한 밀도는 0.89 g/l로 채택된다. 고정물의 물리적 깊이는, 레이놀드 수치의 연산에 대한 특성 거리가 되도록 채택되는, 흐름의 길이(예를 들어, 상기 실시예에 기초한 약 10mm로)를 한정한다.
레이놀드 수치는 다음 공식에 의해 주어진다:
R=ρVD/μ
ρ는 g/l 단위의 밀도, V는 흐름 속도, D는 m 단위의 특성 거리, μ는 푸아즈(poise,Pa s) 단위의 점도를 나타낸다.
고정물을 통과하는 흐름 속도는 고정물의 내부 및 외부 실린더 사이의 흐름 영역의 부피를 계산하고, 전술된 흐름에 대한 부피에서 체류 시간을 계산하고, 상기 체류 시간으로 흐름 거리의 길이를 나누는 것에 의해 얻어질 수 있다. 예를 들어, 0.0102초(0.1 l/s 흐름)의 체류 시간, 및 0.98m/s의 흐름 속도이므로, 내부 및 외부 채널 사이에서 1mm 흐름 채널에 대한 부피는 0.00102 l이다. 그러므로, 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
R=0.89g/l(0.98m/s)0.010m/0.000018=484.
마찬가지로, 0.038s(0.1 l/s 흐름)의 체류 시간, 및 0.26m/s의 흐름 속도 이므로, 내부 및 외부 채널 사이에서 2mm 흐름 채널에 대한 부피는 0.0038 l이다. 그러므로, 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
R=0.89g/l(0.26m/s)0.010m/0.000018=128.
일 실시예에서, 흐름 채널(309)은 흐름 속도가 더 높을 때에도 더 낮은 레이놀드 수치를 허용하도록 2mm가 선택된다.
도 3으로 돌아와서, 질소는 외부 링부재(302)와 내부 링부재(303) 사이의 간격(309)을 통과하여 지나가므로, CD/DVD 가공물(미도시)의 에지를 가로질러, 비활성 유체, 본 경우에서, 질소의 유체 흐름을 제공한다. 즉, 고정물(300)에 의해 생성된 비활성 유체의 유체 흐름은 가공물, 본 경우에서, CD/DVD의 표면 에지에 실질적으로 평행하다. 고체 자외선 광원(400)으로부터의 자외선 에너지(401)는 CD/DVD의 디스크 사이에 접착 레진이 광반응 및 경화하도록 한다. 그러한 광에너지의 적용으로, 유체 흐름은 CD/DVD의 에지에 점착성 경화의 형성 없이 광반응 및 경화를 제공한다. 다른 비활성 유체가 대신 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 9는 기판(902) 위의 고밀도 어레이 안에 배치되거나, 설치된 LED 칩(901)과 같은 복수의 고체 광 에미터를 구비한 광 모듈(900)의 일 실시예의 기본 구조를 나타낸다. LED 칩(901)과 기판(902)은 방열기(903)에 열적으로 연결된다. 다양한 LED 칩은 가시 및 비가시 광의 스펙트럼 범위를 가로지르는 것이 상업적으로 가능 하고, 당업자는 의도된 사용의 애플리케이션에 따라 LED 칩을 선택할 수 있다.
경화와 같은 물질 변환 애플리케이션에 대하여 적당한 실시예 LED 칩은 미국 노스 캐롤라이나 더함에 위치한 Cree, Inc.에 의해 생산된 P/N C395-XB290-E0400-X이다. 모듈(900)은 바람직한 동작을 실행하기 위한 파장과 강도의 광 출력을 생산하는 LED 칩(901)에 파워를 인가하도록 파워 소스(904)에 연결된다. 방열기(903)는 예를 들어 알루미늄으로 제작될 수 있다. 기판(902) 상의 LED 칩(901)의 간격 및 밀도는 바람직한 동작의 필요조건을 파워 밀도 출력에 의해 다른 베이스(base) 중에서 결정된다.
도 5A는 도 3A 및 3B에 도시된 스핀들 베이스(301)의 실시예의 상면을 나타낸다. 도 5B는 도 5A에 도시된 스핀들 베이스(301)의 실시예를 B-B 라인을 따라 절단한 단면을 나타낸다. 도 5C는 도 5A에 도시된 스핀들 베이스(301)의 실시예의 측면을 나타낸다. 도 5D는 도 5A에 도시된 스핀들 베이스(301)의 실시에의 사시도를 나타낸다. 스핀들 베이스(301)는 베이스부(310), 어깨부(311) 및 스핀들(312)을 포함한다. 베이스부(310)는 방사상으로 향하는 유체 채널(305) 및 수직 방향 유체 채널(306)을 포함한다. 어깨부(311)는 블라인드 어깨부(311)에 내부 링부재(303)를 부착하는데 사용되는 스크류 홀(313)과 어깨부(311)에 플래터(304)를 부착하기 위해 사용되는 블라인드 스크류 홀(314)을 포함한다.
도 6A는 도 3A 및 3B에 도시된 외부 링부재(302)의 일시예의 상면을 나타낸다. 도 6B는 도 6A에 도시된 외부 링부재(302)의 실시예의 라인 C-C를 따라 절단된 단면도를 나타낸다. 도 6C는 도 6A에 도시된 외부 링 부재(302)의 실시예의 사 시도를 나타낸다. 외부 링부재(302)는 바닥(315), 측벽부(316), 및 바닥(315)에 형성된 중심 홀(317)을 포함한다.
도 7A는 도 3A 및 3B에 도시된 내부 링부재(303)의 실시예의 상면을 나타낸다. 도 7B는 도 7A에 도시된 내부 링부재(303)의 실시예의 라인 D-D를 따라 절단된 단면도를 나타낸다. 도 7C는 도 7A에 도시된 내부 링부재(303)의 실시예의 측면을 나타낸다. 도 7D는 도 7A에 도시된 내부 링부재(303)의 실시예의 사시도를 나타낸다. 내부 링부재(303)는 중심부(318), 측벽부(319), 및 중심부(318)에 형성된 중심 홀(321)을 포함한다. 중심부는 유체 통로 홀(321)과 설치 홀(322)을 또한 포함한다. 유체는 제 2 방사상 유체 채널(307)에서 유체 통로 홀(321)을 통과하여 유체 캐비티(308)로 간다. 설치 홀(322)은 내부 링부재(303)가 스크류(미도시)를 사용하여 스핀들 베이스(301)에 설치될 수 있도록, 스핀들 베이스(301)의 어깨부(311)의 블라인드 스크류 홀(313)과 정렬된다.
도 8A는 도 3A 및 3B에 도시된 플레터(304)의 일실시예의 상면도를 나타낸다. 도 8B는 도 8A에 도시된 플래터(304)의 실시예의 측면도를 나타낸다. 도 8C는 도 8A에 도시된 플래터(304)의 실시예의 사시도를 나타낸다. 플래터(304)는 중심부(323) 및 외부 에지부(324)를 포함한다. 또한, 플래터(302)는 플래터(304)를 스핀들 베이스(301)의 어깨부(311)에 설치하기 위한 홀(325)(단 하나만 도면에 참조 번호로 표시됨) 및, 스핀들(312)을 위한 중심 홀(326)을 포함한다.
여기 개시된 본 발명은 비활성 유체의 여러 소스와 용이하게 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 유체는 현장에서 생성된다. 이 실시예를 나타내기 위해, 비활성 유체가 지구상에서 가장 흔한 기체인 질소를 포함하면, 베이스 원은 임의의 종래의 기술을 사용하여 질소를 생산하는 현장 설비가 될 수 있다. 또한, 압축된 기체가 CD/DVD 상품 장치에 의해 다른 사용을 위해 일반적으로 실행되므로, 압축된 기체 시스템은 일반적으로 질소의 공급으로 연결되도록, 예를 들어, 비활성 유체로 질소의 유체 흐름을 만드는 펌프를 구동하도록 전력을 제공하도록, 빠르게 적용될 수 있다.
일부 응용에서, 유체의 공급과 관련하여 질소의 현장 생산 및 압축된 기체의 사용 둘 중 하나 또는 둘 모두는 화학 반응과의 관련성 및 극도로 고도의 유체 순도에 대한 필요성 때문에 문제가 될 수 있다. 산소가 감소된 조건 하에서 건조되는 종래의 자외선 시트방식에 대하여, 1~3%의 나머지 산소 농도가 프린트 잉크 또는 코팅의 적당한 교차를 위해 충분하다면, 자외선 유닛을 지나가기 전에 인쇄된 또는 코팅된 시트로 유도된 질소의 유체 흐름에 의해 요구되는 효과를 달성할 가능성이 있다. 비교적 적당한 순도(반도체 업계에서 요구되는 기준에 따라)가 산소 방해의 문제를 극복하기 위해 충분하다는 것을 알게 된다. 그러므로, 여기 개시된 본 발명은, 유체 흐름의 요구되는 임의의 순도가 또한 유지하는 동안 그러한 상품/구동이 적용되면, CD/DVD의 제작을 위한 현장 생산 질소 및/또는 질소 공급원의 구동과 연결된 압축된 공기의 사용이 비용이 효율적이며 즉시 수행되는 것을 제공한다.
다른 실시예에서, 평면 표면을 가진 폴리머 조성으로 코팅된 물질은 여기 개시된 본 발명에 따른 기술을 사용하여 비활성 될 수 있다. 실시예는 피에조 잉크 젯 헤드를 사용하는 열에 민감한 인쇄 매체의 프린트에 있다. 이 경우, 잉크의 피닝(pinning) 또는 설정은 자외선에 낮은 강도 노출에 의해 달성되고, 최종 경화는 그래픽 매체를 위한 유체 흐름의 실시예를 사용하여 이루어질 수 있다. 동작은 전술 처리와 유사하다. 특정 실시예에서, 동작은 레이놀드 수치를 요구되는 유체 흐름을 만들기 위한 기준으로 사용하도록 조정된다.
그러한 어프로치는 요구되는 위치에 요구되는 수준으로 산소의 농도를 저하시킨다. 설명하기 위하여, 산소 농도는 약 0.5%이하로 저하된다. 임의의 경우에서, 일반적으로 이 산소 농도의 저하는 프린트 매체의 폴리머 상의 산소의 억제 작용을 저하시키도록(예를 들어, 제거) 하고, 그에 의해 요구되는 시간 프레임(예를 들어, 수 초)안에 건조, 고광택 마무리가 요구되는 프린트 프로세스에서 여러 가지 방법이 가능하게 된다. 설명된 애플리케이션은 특정 애플리케이션이지만, 여기 개시된 본 발명은 갠트리(gantry) 프린터 및/또는 롤-투-롤 처리를 포함하는 애플리케이션에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
또한, 여기 개시된 본 발명은 추가적인 불필요하거나, 및/또는 요구되지 않는 에너지를 가진 CD/DVD 레이어를 로드하지 않으려는 경향이 있다. 이는 예를 들어 선택된 파장 대역을 가지는 광원의 제공을 통해 달성된다. 그런 실시는 화학적 광반응을 일으키기 위해 유용한 파장 대역으로 일부에 의해 경험된 파장을 제한한다. 예를 들어, 여기 개시된 본 발명은 LED 어레이와 같은 파장-특정 광원을 안으로 충분한 방사 에너지를 선택적으로 연결하도록, 예를 들어, CD/DVD의 폴리 탄산 에스테르 디스크 레이어의 전면 및 후면 사이의 접착 레이어는 전면/후면 디스크에서 흡수에도 불구하고 손실된다. 여기 개시된 본 발명의 다른 실시예는, 축 대칭의 고 전송면을 통해 예를 들어 CD/DVD의 혐기 및 호기 영역 안으로 연결되는, LED 어레이 또는 레이저와 같은 광원을 이용한다. 여기 개시된 본 발명의 제 3 실시예는 예를 들어 CD/DVD의 에지의 혐기성 부분을 경화하는 제 1 광원을 이용하고, 예를 들어, CD/DVD의 벌크 영역의 호기 부분을 경화하기 위한 제 2 광원을 이용한다. 제 3 실시예를 위하여, LED 어레이가 제 1 광원으로 사용되고, 레이저는 CD/DVD의 호기 부분을 경화하기 위해 사용되는 것보다 더 높은 에너지 밀도를 달성하기 위하여 제 2 광원으로 사용된다.
특정 실시예가 CD/DVD에 대한 접착 동작에 관하여 개시되지만, 여기 개시된 본 발명은 잉크, 그래픽 예술, 산업 코팅, 페인트, 접착 기술, 접착 애플리케이션 및 여러 다른 유사한 타입의 애플리케이션에 관한 임의 개수의 다른 애플리케이션도 적용 가능하다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 여기 개시된 본 발명은, 라벨, POS 디스플레이, 폴리에틸렌 기판, 폴리우레탄 기판, 패키징 기판, 코팅된 패키징 기판, 걸러진 잉크, 종이 기판, 및 플라스틱 기판을 포함하나 제한되지 않는 기판 상의 잉크 조성을 경화하는 광반응에 적용 가능하다. 또한, 여기 개시된 본 발명은, 클리어 코팅, 페인트 코팅, 보호 코팅, 밀봉제, 공형 코팅 및, 유전체 코팅을 포함하나 제한되지는 않는, 코팅을 경화하는 광반응에 적용 가능하다.
당업자는 여러 부분과 그 작용을 포함하는 상술된 실시예의 세부 및 조합에서 변형 및 변이가 가능한 것과 그리고 그러한 변형 및 변이는 첨부된 특허청구범위의 범위 안에서 실행가능한 것을 인식하게 된다. 따라서, 실시예는 설명을 위한 것으로 여겨지며, 제한적이거나 소모적이지 않은 것으로 여겨진다. 또한, 여기 개시된 본 발명은, 실시예 또는 여기 개시된 세목 또는 조합에 제한되지 않으며, 청구범위는 최초 출원의 범위와 그 균등 범위 내에서 변형될 수 있다.

Claims (32)

  1. 이동 가공물(work piece)의 하나 이상의 표면에 걸쳐서 수직 방향 노즐을 경유하여 비활성 종을 포함하는 유체의 층류(laminar flow)을 수직으로 전달하는 단계; 및
    고체(solid-state) 광원의 어레이를 사용하여, 상기 이동 가공물의 하나 이상의 표면과 관련된 광반응을 촉진하는 자외선광에 상기 이동 가공물을 노광하는 단계를 포함하고,
    상기 이동 가공물은 경화 기계를 통하여 상기 고체 광원의 어레이에 대하여 비균일 불규칙 패턴으로 이동하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체의 층류는 상기 고체 광원의 어레이 및 상기 이동 가공물의 사이에 배치되고, 상기 광반응은 상기 유체의 층류가 없으면 산소 존재 환경에 의해 방해되어 반응이 종료되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 비활성 종은, 질소, 이산화 탄소, 아르곤 및 헬륨 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체는 반응성 종을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체는 촉매 종을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체는 하나 이상의 종의 화합물을 포함하고, 상기 화합물 내의 하나 이상의 종은 비활성 종, 반응성 종 및 촉매 종으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 고체 광원의 어레이는 고체 광원의 밀집 어레이(dense array)를 포함하고, 상기 고체 광원의 밀집 어레이는 50mW/㎠ 이상의 파워 밀도로 자외선 방사를 출력하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 가공물은 CD-타입 장치, DVD-타입 장치, 블루 레이 DVD-타입 장치 및 HD-DVD-타입 장치 중 하나를 포함하고,
    상기 하나 이상의 표면은 상기 이동 가공물의 하나 이상의 회전하는 원주 에지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 광반응은 잉크 조성의 설정과 경화(curing) 중 하나 이상에 관한 반응이고, 상기 이동 가공물은 프린트 헤드를 통해 프린트되는 인쇄 매체(print media)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 광반응은 코팅의 경화에 관한 반응인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 삭제
  15. 이동 가공물의 하나 이상의 표면에 걸쳐서 비활성 종을 포함하는 유체의 층류를 수직으로 전달하는 수직 방향 노즐; 및
    상기 이동 가공물의 하나 이상의 표면에 관련된 광반응을 촉진하는 자외선광으로 상기 이동 가공물을 노광하는 고체 광원의 어레이를 포함하고,
    상기 이동 가공물은 경화 기계를 통하여 상기 고체 광원의 어레이에 대하여 불규칙한 패턴으로 이동하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 유체의 층류는 상기 고체 광원의 어레이 및 상기 이동 가공물의 사이에 배치되고, 상기 광반응은 상기 유체의 층류가 없으면 산소 존재 환경에 의해 방해되어 반응이 종료되지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 비활성 종은 질소, 이산화 탄소, 아르곤, 및 헬륨 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 유체는 반응성 종을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 유체는 촉매 종을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 유체는 하나 이상의 종의 화합물을 포함하고, 상기 화합물 내의 하나 이상의 종은 비활성 종, 반응성 종 및 촉매 종으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 삭제
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 고체 광원의 어레이는 고체 광원의 밀집 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 15 항에 있어서,
    상기 이동 가공물은 광학 저장 매체에 대한 전구체(precursor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 광학 저장 매체는 CD-타입 장치, DVD-타입 장치, 블루 레이 DVD-타입 장치 및 HD-DVD-타입 장치 중 하나이고,
    상기 하나 이상의 표면은 상기 이동 가공물의 하나 이상의 회전하는 원주 엣지를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제 15 항에 있어서,
    상기 광반응은 잉크 조성의 설정 및 경화 중 하나 이상에 관한 반응이고,
    상기 이동 가공물은 프린트 헤드를 통해 프린트되는 인쇄 매체(print media)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 삭제
  29. 제 15 항에 있어서,
    상기 광반응은 코팅의 경화에 관한 반응인 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제 15 항에 있어서,
    상기 이동 가공물은 제 1 및 제 2 레이어의 물질과, 상기 제 1 및 제 2 레이어 사이의 제 3 레이어의 물질을 포함하고,
    상기 광반응은 상기 제 3 레이어의 물질이 상기 제 1 및 제 2 레이어의 물질을 함께 접착하도록 하는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 고체 광원의 어레이는 250nm 및 450nm 사이의, 하나 이상의 파장, 또는 하나 이상의 파장의 대역을 포함하는 자외선을 방출하는 고체 광원을 포함하고,
    상기 유체의 층류는 상기 광원과 상기 이동 가공물 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 이동 가공물의 하나 이상의 표면에 걸쳐서 수직 방향 노즐을 경유하여 비활성 종을 포함하는 유체의 층류을 수직으로 전달하는 단계; 및
    고체 광원의 어레이를 사용하여, 상기 이동 가공물의 하나 이상의 표면과 관련된 광반응을 촉진하는 자외선광에 상기 이동 가공물을 노출하는 단계를 포함하고,
    상기 이동 가공물은 경화 기계를 통하여 상기 고체 광원의 어레이에 대하여 비균일 불규칙 패턴으로 이동하고,
    상기 유체의 층류는 상기 고체 광원의 어레이 및 상기 이동 가공물의 사이에 배치되고, 상기 광반응은 상기 유체의 층류가 없으면 산소 존재 환경에 의해 방해되어 반응이 종료되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
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