(57)【要約】【課題】小型かつ簡単な構成で、しかも、使用する上での所要時間の短縮を図ることができる発光装置、露光装置、露光用マスク、および、トランスイルミネータを提供することを課題とする。【解決手段】発光装置１０は、装置筐体１２内に収容され、紫外光を発するとともにグローブ２２には紫外光吸収物質を非存在としたランプ１６と、ランプ１６からの紫外光を吸収して蛍光を発する蛍光体２０と、を備え、蛍光体２０からの蛍光を装置外方へ発する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置筐体内に収容され、紫外光を発するとともにグローブには紫外光を吸収する物質を非存在としたランプと、
前記ランプからの紫外光を吸収して蛍光を発する蛍光体と、
を備え、
前記蛍光体からの蛍光を装置外方へ発することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記発光装置のランプ光出口側に対して前記ランプが千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
請求項１記載の発光装置と、
開口パターンが形成されていて、前記発光装置から発せられた蛍光で照らされるフォトマスクまたはメッシュ体と、
を備え、
前記フォトマスクまたは前記メッシュ体を通過した蛍光によって露光版を露光処理することを特徴とする露光装置。
【請求項４】
前記露光版を背面側から加温する加温手段を有することを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
紫外光を吸収して蛍光を発する蛍光体と、
前記蛍光体を保持し、前記蛍光体が発する蛍光に対して光透過性を有する保持部材と、
前記保持部材の光出射側に配置され、開口パターンが形成されているフォトマスクまたはメッシュ体と、
を備えたことを特徴とする露光用マスク。
【請求項６】
前記メッシュ体は、前記保持部材に焼付けによって形成されていることを特徴とする請求項５記載の露光用マスク。
【請求項７】
請求項１記載の発光装置と、
前記発光装置から発せられた蛍光によって照らされる被照射台と、
を備えることを特徴とするトランスイルミネータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体からの蛍光を発する発光装置、露光装置、露光用マスク、および、トランスイルミネータに関する。
【背景技術】
【０００２】
パッド印刷では、紫外線露光によりパターンが形成され得る露光版（樹脂版）が多用されている。この露光版に露光するにあたり、推奨されている露光光源としては、主にケミカルランプである。なお、ケミカルランプとは、３１０ｎｍ付近の紫外線を豊富に含む低圧水銀ランプのことである。
【０００３】
ケミカルランプは、通常、複数設けられている。また、露光版に均一に露光する観点で、ケミカルランプを千鳥配置することが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２６３３２２号公報
【特許文献２】特開２００１−０２９９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、低圧水銀ランプは、光エネルギーが小さい上に曲面光源であるため、長い露光時間と均一性の確保とが求められる。業務用の露光装置では、多数のケミカルランプを並べ、コンベア等で露光版とランプとの相対位置を移動させることでこの問題を解決している。しかし、小さい工場や一般家庭ではこれを行うことは困難である。
【０００６】
一方、主にプリント基板の製造用に小型の露光装置が市販されており、小さい工場や一般家庭でこれを用いて露光することが考えられる。しかし、必要な露光時間は後露光も含めて約３分間であり、バキュームクランプへの露光版の取付けや空気吸引の時間も含めると、露光作業に要する時間は５分間以上となる。また、コンベアがない場合、露光量を均一にするために、露光版をバキュームクランプごと揺動する操作が必要となる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、小型かつ簡単な構成で、しかも、使用する上での所要時間の短縮を図ることができる発光装置、露光装置、露光用マスク、および、トランスイルミネータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、既存の小型の露光装置をパッド印刷に応用する際に、所要の露光時間が長くなる要因に着目した。そして、各種の実験を行い、検討した結果、この要因は主に以下の３点であることを突き止めた。
【０００９】
（第１）露光装置に搭載されている断面円形の低圧水銀ランプ同士の間隙では紫外線強度が低く、一定の露光ドース量を達成する上でボトルネックとなっている。（第２）絵柄を露光した後にインキ量を均一にするためにメッシュ（網掛け）版を介して露光している。しかし、従来から多用されているメッシュ版は樹脂フィルムであり、紫外線透過率が、露光版への露光を効率良く行う波長帯において十分でない。そのため、メッシュ版の露光に、絵柄の露光の倍以上の時間がかっている。（第３）露光中の露光版の温度が一定でなく。特に気温の低い冬場において、さらに露光量を多くしないとパターン崩れが見られる。
【００１０】
以上の検討のもとで、本発明者は実験を重ね、検討を更に加え、本発明を完成するに至った。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る発光装置は、装置筐体内に収容され、紫外光を発するとともにグローブには紫外光を吸収する物質を非存在としたランプと、前記ランプからの紫外光を吸収して蛍光を発する蛍光体と、を備え、前記蛍光体からの蛍光を装置外方へ発することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る露光装置は、請求項１記載の発光装置と、請求項１記載の発光装置と、開口パターンが形成されていて、前記発光装置から発せられた蛍光で照らされるメッシュ体と、を備え、前記メッシュ体を通過した蛍光によって露光版を露光処理することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る露光用マスクは、請求項１記載の発光装置と、開口パターンが形成されていて、前記発光装置から発せられた蛍光で照らされるフォトマスクまたはメッシュ体と、を備え、前記フォトマスクまたは前記メッシュ体を通過した蛍光によって露光版を露光処理することを特徴とする。
【００１４】
紫外光を吸収して蛍光を発する蛍光体と、前記蛍光体を保持し、前記蛍光体が発する蛍光に対して光透過性を有する保持部材と、前記保持部材の光出射側に配置され、開口パターンが形成されているメッシュ体と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係るトランスイルミネータは、請求項１記載の発光装置と、前記発光装置から発せられた蛍光によって照らされる被照射台と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、小型かつ簡単な構成で、しかも、使用する上での所要時間の短縮を図ることができる発光装置、露光装置、露光用マスク、および、トランスイルミネータとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置、露光用マスク、および、露光装置の構成を示す展開図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発光装置の模式的な側面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る露光装置のメッシュ体の平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る発光装置の変形例を示す模式的な側面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るトランスイルミネータの構成を示す展開図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るトランスイルミネータで撮像された模式的な撮像図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、すでに説明したものと同一または類似の構成要素には同一または類似の符号を付し、その詳細な説明を適宜省略している。
【００１９】
また、図面は模式的なものであり、寸法比などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法比などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００２０】
また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための例示であって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の実施の形態は、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態という）に係る発光装置、露光用マスクおよび露光装置の構成を示す展開図である。図２は、本実施形態に係る発光装置の模式的な側面図である。
【００２２】
本実施形態に係る発光装置１０は、装置筐体１２と、装置筐体１２内に設けられているランプハウス１４と、ランプハウス１４を貫通してランプハウス１４に保持されているランプ１６と、ランプ１６に電力を供給するインバータ（図示せず）と、装置出射光側に配置された光透過性のガラス板１８と、ガラス板１８のランプ側の面（図１の下面）に固定され、紫外光を吸収（吸光）して蛍光を発する蛍光体２０とを有する。ランプハウス１４は、外ランプハウス１４ｅと、外ランプハウス１４ｅに収容されている内ランプハウス１４ｆと、で構成される。外ランプハウス１４ｅには挿通孔１４ｅｈが形成され、内ランプハウス１４ｆにも挿通孔１４ｆｈが形成されており、ランプ１６はこの挿通孔１４ｅｈ、１４ｆｈを挿通してランプハウス１４に保持されている。
【００２３】
ランプ１６は紫外光（紫外線）を発するランプであり、本実施形態ではランプ１６として細長状の低圧水銀ランプ（いわゆる殺菌灯）が用いられている。ランプ１６のグローブ２２（発光体を覆っているガラス部材）には、紫外光を吸収する物質（例えば蛍光体２０）は非存在にされている。従って、グローブ２２の内面側には、蛍光材料は塗布されていない。また、ランプ１６は複数本配置されて、２列以上でしかも千鳥状に配置されている（図２、図４参照）。千鳥配置される方向は、発光装置１０のランプ光出口側１０ｍに対する方向、すなわち、ランプ光出口側１０ｍとランプ１６との距離が交互に変化する方向である。
【００２４】
また、内ランプハウス１４ｆの内壁面１４ｆｓは、紫外光を反射する反射面にされている。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態に係る露光装置３０は、発光装置１０と、発光装置１０の出射光側に配置された露光用マスク３４αまたは３４βと、露光対象の露光版３６を加温するフィルムヒータ３７とを備えている。
【００２６】
露光用マスク３４αまたは３４βは、光透過性の保持部材としての上記のガラス板１８と、ガラス板１８の発光装置１０側に固定された上記の蛍光体２０と、を備えている。絵柄露光用の露光用マスク３４αは，出し入れ可能なパターン付きマスク３８α（フォトマスク）を上に載せて使用する。メッシュ露光用の露光用マスク３４βは、メッシュ体３８βが、ガラス板１８の光出射側（発光装置１０とは反対側）に焼き付けられている。メッシュ体３８βにはメッシュの露光パターンが形成されている。この構成により、蛍光体２０が紫外光を吸収して発する蛍光は、メッシュ体３８βを通過して露光版３６の樹脂層３６Ｊに到達するようになっている。ガラス板１８の光透過性は、蛍光体２０が発する蛍光に対して光透過性を有していればよい。
【００２７】
図３は、メッシュ体の平面図である。平面から見て、メッシュ体３８βに形成されているパターンＰは、例えば４箇所の孔部４２で構成されている。
【００２８】
また、フィルムヒータ３７は、露光版３６や蛍光体２０を上側から加温するように配置されている。
【００２９】
（作用、効果）
以下、本実施形態の作用、効果について説明する。
【００３０】
本実施形態では、発光装置１０を有する露光装置３０で露光処理を行うにあたり、まず、フィルムヒータ３７で露光用マスク３４αまたは３４βの予熱を行う。
【００３１】
その後、露光版３６を配置する。その際、露光版３６に形成されている樹脂層３６Ｊが露光装置３０の出射光側に位置するように（すなわち、図１の下方側に位置するように）、露光版３６を配置する。
【００３２】
そして、フィルムヒータ３７によって露光版３６を加温し、露光処理する上で露光版温度が好ましい温度になった後、発光装置１０からの紫外光を蛍光体２０に照射して、蛍光体２０から発せられパターン付きマスク３８αを通過することで所定パターンとなった蛍光を、露光版３６の樹脂層３６Ｊに照射する。この照射を開始する際、ランプ１６の電源をＯＮにすることで照射を開始してもよいし、発光装置１０と露光用マスク３４αとの間に出入り可能な遮蔽板を設けて遮光板の位置を切り替えることで照射を開始してもよい。
【００３３】
そして、フィルムヒータ３７によって露光版３６を加温し、露光処理する上で露光版温度が好ましい温度になった後、発光装置１０からの紫外光を蛍光体２０に照射して、蛍光体２０から発せられメッシュ体３８βを通過することで所定パターンとなった蛍光を、露光版３６の樹脂層３６Ｊに照射する。この照射を開始する際、ランプ１６の電源をＯＮにすることで照射を開始してもよいし、発光装置１０と露光用マスク３４βとの間に出入り可能な遮蔽板を設けて遮光板の位置を切り替えることで照射を開始してもよい。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態では、紫外光を発するランプ１６のグローブ２２には蛍光体は存在していない。従って、グローブ２２の内面に蛍光体が設けられている従来例に比べ、隣接するランプ１６を通過する際の紫外光の減衰量が大幅に小さくなり、各ランプ１６の光分布の重ね合わせが効率的になされる。よって、小型かつ簡単な構成で、しかも、使用する上での所要時間の短縮を図ることができる発光装置１０、露光装置３０、および、露光用マスク３４αおよび３４βとすることができる。
【００３５】
そして、ランプ１６からの多量の紫外光が蛍光体２０に入射するので蛍光体２０からは多量の蛍光が発せられ、この蛍光がガラス板１８およびパターン付きマスク３８αまたはメッシュ体３８βを通過して、パターン状の蛍光が露光版３６の樹脂層３６Ｊを照射する。従って、樹脂層３６Ｊを照射する露光用の光に関しては、光出力が高く、しかも、拡散板などを用いなくても光分布が均一となる。
【００３６】
また、ランプ１６が装置筐体１２内に千鳥配置されている。従って、蛍光体２０にとって、隣り合うランプ同士の間から発せられる光量は、ランプ１６の真上での光量に比べ、さほど低くはないので、均一な光量分布の紫外光が蛍光体２０に入射される。よって、蛍光体２０からの均一分布の蛍光が露光版３６の樹脂層３６Ｊに入射する。
【００３７】
また、露光用マスク３４αは、ガラス板１８の発光装置側に蛍光体２０を備え、ガラス板１８の光出射側にパターン付きマスク３８αを載せられるようになっている。これにより、パターン付きマスク３８αを差し替えることで露光パターンを簡単に短時間で変更することができる。また、メッシュ体３８βのパターンについては、露光する絵柄に関わらず同じパターンを用いるので、複数種の絵柄露光を行う場合であっても１台の露光用マスク３４βを有効に利用することができ、メッシュ体３８βによる露光時間を、絵柄の露光時間と同程度にまで短縮することが可能になる。
【００３８】
また、フィルムヒータ３７を露光版３６の裏面側（上側）に配置しており、これにより、１台のフィルムヒータ３７で、蛍光体２０の予熱、および、露光版３６の加温を行うこ0とができるとともに、有害な紫外光をブロックすることもできる。また、フィルムヒータ３７によって、冬であっても露光版３６や蛍光体２０の温度を調整することができるので、露光作業にかかる時間を季節に関わらず一定にすることができる。
【００３９】
そして、これらのことによって、露光装置３０の小型化も実現される。そして、従来では５分間かかっていた露光作業を１分間（露光時間に関しては３０秒）にまで短縮することが可能になる。少量多種のパッド印刷を行う業者にとって、露光作業を短時間で処理できることは、納期短縮、受注増加の観点で特に大きな効果をもたらす。
【００４０】
なお、上記実施形態では露光用マスク３４βを用いる例で説明したが、露光用マスク３４βに代えて、露光用マスク３４αにおいて，パターン付きマスク３８αを、ガラス板１８の光出射側に配置した出し入れ可能な板状のメッシュ部材にした構成にすることも可能である。
【００４１】
また、上記実施形態ではランプ１６として低圧水銀ランプを用いる例で説明したが、本発明では低圧水銀ランプに限定するものではなく、高圧水銀ランプ、エキシマランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプなど、紫外光を発するランプであればよい。
【００４２】
また、本実施形態では、図２でランプ１６が３本配置されている例で説明したが、例えば、図４に示すように７本のランプ５６が配置された構成にしてもよい。このようにランプ本数を増やすことで、光分布の均一性が更に高まる。
【００４３】
また、本実施形態ではランプ１６の形状が細長状である例で説明したが、ランプ１６は他の形状であってもよく、特に限定はしない。
【００４４】
また、本実施形態では、発光装置１０が露光装置３０を構成する例で説明したが、図５、図６に示すように、発光装置１０がトランスイルミネータ６０を構成することも可能である。ここで、図５は、トランスイルミネータ６０の構成を示す展開図であり、図６は、トランスイルミネータ６０で撮像された模式的な撮像図である。
【００４５】
トランスイルミネータ６０は、発光装置１０と、発光装置１０によって照らされる被照射台６２と、被照射台６２を撮像するカメラ６４とを備えている。発光装置１０によって被照射台６２を均一な光量分布の高出力の光で照らすことができるので、小型かつ簡単な構成で、しかも、使用する際の時間短縮を図ることができるトランスイルミネータ６０とすることができる。
【００４６】
（実施例）
以下、上記実施形態の一実施例を説明する。ガラス板１８の厚みは、本実施例では５００μｍである。蛍光体２０はガラス板１８に固着されている。露光版３６としては、東洋紡製のプリンタイトＰＡＤ版を用いる。
【００４７】
蛍光体２０は、粉状蛍光体とバインダとを重量比１：１で混合したものを、３００ｎｍ以上の光を良好に透過させるガラス板１８に厚さ約３００μｍとなるようにコーティングしたものである。
【００４８】
粉状蛍光体としては、日亜化学工業製の商品名ＮＰ−８０５（粉状のセリウム賦活リン酸イットリウム蛍光体）を用い、バインダとしては、信越化学工業製の商品名ＫＥ１０９（付加硬化型透明シリコーンゴム・バインダ９）を用いる。
【００４９】
孔部４２は１辺の長さが３０μｍの正方形状であり、隣り合う孔部４２の中心同士の距離ｄは２０μｍである。
【００５０】
フィルムヒータ３７としては、保温温度が約４５℃のＰＴＣフィルムヒータが適している。
【００５１】
本実施例により、絵柄露光、メッシュ露光、後露光をそれぞれ１０秒で完了させることが可能となる。
【符号の説明】
【００５２】
１０  発光装置
１２  装置筐体
１６  ランプ
１８  ガラス板（保持部材）
２０  蛍光体
２２  グローブ
３０  露光装置
３４  露光用マスク
３６  露光版
３７  フィルムヒータ（加温手段）
３８α  パターン付きマスク（フォトマスク）
３８β  メッシュ体
５６  ランプ
６０  トランスイルミネータ
６２  被照射台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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