光照射装置および印刷装置
【課題】
紫外線照射による熱影響の少ない光照射装置および印刷装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明の光照射装置は、紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を被着させた光透過性を有する対象物に対して光を照射するための光照射装置であって、前記対象物の紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂の被着面と、該被着面の反対側に位置する非被着面とにそれぞれ対向するように配置される一対の光照射デバイスを備えており、該一対の光照射デバイスは、それぞれ基体と該基体の前記対象物側の主面に縦横の並びに配列された複数の発光素子とを有し、前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子の数は、前記被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子の数よりも少ないため、発光素子の光照度を比較的低くすることができることから、発光素子からの熱影響を比較的少なくできる。
紫外線照射による熱影響の少ない光照射装置および印刷装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明の光照射装置は、紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を被着させた光透過性を有する対象物に対して光を照射するための光照射装置であって、前記対象物の紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂の被着面と、該被着面の反対側に位置する非被着面とにそれぞれ対向するように配置される一対の光照射デバイスを備えており、該一対の光照射デバイスは、それぞれ基体と該基体の前記対象物側の主面に縦横の並びに配列された複数の発光素子とを有し、前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子の数は、前記被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子の数よりも少ないため、発光素子の光照度を比較的低くすることができることから、発光素子からの熱影響を比較的少なくできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線硬化型樹脂や塗料の硬化に使用される光照射装置および印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紫外線照射装置は、医療やバイオ分野での蛍光反応観察、殺菌用途、電子部品の接着や紫外線硬化型樹脂およびインクの硬化などを目的に広く利用されている。特に電子部品の分野などで小型部品の接着等に使われる紫外線硬化型樹脂の硬化や、印刷の分野で使われる紫外線硬化型インキの硬化などに用いられる紫外線照射装置のランプ光源には高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどが使用されている。
【０００３】
近年、世界規模で地球環境負荷の軽減が望まれていることから、比較的長寿命、省エネルギー、およびオゾンと熱の発生を抑制することができる紫外線発光素子をランプ光源に採用する動きが活発になってきている。
【０００４】
ところが、熱の発生を比較的抑制することができる紫外線発光素子をランプ光源としても、熱に敏感なプラスチックフィルムなどへ紫外線照射を行なうと、ランプ光源から発生する熱によりプラスチックフィルムが収縮してしまうなどの不具合が発生する。そこで、例えば特許文献１に記載されているように、紫外線照射を行ないながら対象物を冷却する装置が提案されている。
【０００５】
しかしながら、このような装置では冷却機を設ける必要があるなど複雑で大型の装置となるため、紫外線発光素子を利用し、紫外線硬化を十分に行ないつつ、比較的熱影響の少ない小型化された光照射装置が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１７０６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、紫外線照射による熱影響の少ない光照射装置および印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光照射装置は、紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を被着させた光透過性を有する対象物に対して光を照射するための光照射装置であって、前記対象物の紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂の被着面と、該被着面の反対側に位置する非被着面とにそれぞれ対向するように配置される一対の光照射デバイスを備えており、該一対の光照射デバイスは、それぞれ基体と該基体の前記対象物側の主面に縦横の並びに配列された複数の発光素子とを有し、前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子の数は、前記被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子の数よりも少ないことを特徴とする。
【０００９】
また、前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子が照射する光の波長は、前記被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子が照射する光の波長よりも長いことを特徴とする。
【００１０】
さらに、前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子から前記対象物までの距離は、前記被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子から前記対象物までの距離よりも短いことを特徴とする。
【００１１】
また、前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記基体の前記主面側に、該主面に向けて入射した光を前記対象物に反射する反射板が配設されていることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明は、光透過性を有する記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録媒体に対して紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を印刷する印刷手段と、印刷された前記記録媒体に対して光を照射する光照射装置とを有することを特徴とする印刷装置を併せて提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光照射装置によれば、紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を被着させた光透過性を有する対象物に対して光を照射するための光照射装置であって、前記対象物の紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂の被着面と、該被着面の反対側に位置する非被着面とにそれぞれ対向するように配置される一対の光照射デバイスを備えており、該一対の光照射デバイスは、それぞれ基体と該基体の前記対象物側の主面に縦横の並びに配列された複数の発光素子とを有し、前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子の数は、前記被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子の数よりも少ないため、発光素子の光照度を比較的低くすることができる。その結果、紫外線硬化を十分に行ないつつ、発光素子からの熱影響が比較的少ない小型化された光照射装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る光照射装置の概略図である。
【図２】図２は、図１に示した光照射デバイスの平面図である。
【図３】図３は、図２に示した光照射デバイスにおける２Ｉ−２Ｉ線に沿った断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の一実施形態に係る光照射デバイス２ａの発光素子の配列、図４（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る光照射デバイス２ｂの発光素子の配列を説明する図である。
【図５】図５は、図１に示した光照射モジュールを用いた印刷装置の上面図である。
【図６】図６は、図５に示した印刷装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の光照射装置および印刷装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
（光照射装置の実施形態）
図１に示す光照射装置１は、紫外線硬化型インクを使用するオフセット印刷装置やインクジェット印刷装置等の印刷装置に組み込まれ、光透過性の対象物４（記録媒体）に紫外線硬化型インクを被着した後に紫外線を照射することで紫外線硬化型インク３を硬化させる紫外線照射装置として機能する。
【００１７】
光照射装置１は、一対の光照射デバイス２を備えており、紫外線硬化型インク３を被着させた対象物４を挟むように、対象物４の紫外線硬化型インク３の被着面と対象物４の紫外線硬化型インク３の被着面の反対側に位置する非被着面とにそれぞれ対向するように配置されている。しかも、非被着面側の光照射デバイス２が有する発光素子２０の数は、被着面側の照射デバイス２が有する発光素子２０の数よりも少ない。このように配置するこ
とで、それぞれの光照射デバイス２から照射される紫外線の照度を比較的低くすることが可能となり、対象物４に被着された紫外線硬化型インク３を十分硬化させつつ、対象物４への熱影響を比較的小さくすることができる。対象物４への熱影響を比較的小さくすることができる理由については、次の光照射デバイス２の説明の後で詳述する。
【００１８】
ここで、光照射装置１を構成する光照射デバイス２について図２、図３を用いて説明する。
【００１９】
光照射デバイス２は、光照射装置１の紫外線照射光源として機能する。
【００２０】
光照射デバイス２は、一方主面１１ａに複数の開口部１２を有する基体１０と、各開口部１２内に設けられた複数の接続パッド１３と、基体１０の各開口部１２内に配置され、接続パッド１３と電気的に接続された複数の発光素子２０と、各開口部１２内に充填され、発光素子２０を被覆する複数の封止材３０と、基体１０の他方主面１１ｂに接着剤５０を介して放熱用部材６０と、を備えている。
【００２１】
基体１０は、第１の絶縁層４１および第２の絶縁層４２が積層されてなる積層体４０と、発光素子２０同士を接続する電気配線６０と、を備え、一方主面１１ａ側から平面視して矩形状を成しており、該上面に設けられた開口部１２内で発光素子２０を支持している。
【００２２】
第１の絶縁層４１は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、およびガラスセラミックスなどのセラミックス、ならびにエポキシ樹脂、および液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの樹脂、などによって形成される。
【００２３】
次に、電気配線６０は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）等の導電性材料により所定のパターンに形成されており、発光素子２０への電流または発光素子２０からの電流を供給するための給電配線として機能する。
【００２４】
次に、第１の絶縁層４１上に積層された第２の絶縁層４２には、該第２の絶縁層４２を貫通する開口部１２が形成されている。
【００２５】
開口部１２は、各々の形状が発光素子２０の載置面よりも基体１０の一方主面１１ａ側で開口面積が広くなるように、その内周面１４が傾斜しており、平面視すると、例えば、略円形の形状を成している。なお、開口形状は円形に限られるものではなく、略矩形状でもよい。
【００２６】
このような開口部１２は、その内周面１４で発光素子２０の発する光を上方に反射し、光の取り出し効率を向上させる機能を有する。
【００２７】
光の取り出し効率を向上させるため、第２の絶縁層４２の材料として、紫外線領域の光に対して、比較的良好な反射性を有する多孔質セラミック材料、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、酸化ジルコニウム焼結体および窒化アルミニウム質焼結体により形成することが好ましい。また、光の取り出し効率を向上させるという観点では、開口部１２の内周面１４に金属製の反射膜を設けてもよい。
【００２８】
このような開口部１２は、基体１０の一方主面１１ａの全体に渡って縦横の並びに配列されている。例えば、千鳥格子状に配列し、このような配列にすることによって発光素子２０をより高密度に配置することが可能となり、単位面積当たりの照度を高くすることが可能となる。ここで、千鳥格子に配列するとは、斜め格子の格子点に配することと同義で
ある。
【００２９】
なお、単位面積当たりの照度が十分確保できる場合には、正格子状等に配列してもよく、配列形状に制限を設ける必要はない。
【００３０】
以上のような、第１の絶縁層４１および第２の絶縁層４２からなる積層体４０を備えた基体１０は、第１の絶縁層４１や第２の絶縁層４２がセラミックスなどから成る場合、次のような工程を経て製造される。
【００３１】
まず、従来周知の方法により製作された複数のセラミックスグリーンシートを準備する。開口部１２に相当するセラミックスグリーンシートには開口部に対応する穴をパンチング等の方法により形成する。次に、内部配線６０となる金属ペーストをグリーンシート上に印刷（不図示）した上で、該印刷された金属ペーストがグリーンシートの間に位置するようにグリーンシートを積層する。この内部配線６０となる金属ペーストとしては、例えばタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）および銅（Ｃｕ）などの金属を含有させたものが挙げられる。次に、上記積層体を焼成することにより、グリーンシートおよび金属ペーストを併せて焼成することによって、内部配線６０および開口部１２を有する基体１０を形成することができる。
【００３２】
また、第１の絶縁層４１や第２の絶縁層４２が樹脂から成る場合、基体１０の製造方法は、例えば、次のような方法が考えられる。
【００３３】
まず、熱硬化性樹脂の前駆体シートを準備する。次に、内部配線６０となる金属材料からなるリード端子を前駆体シート間に配置させ、かつリード端子を前駆体シートに埋設するように複数の前駆体シートを積層する。このリード端子の形成材料としては、例えばＣｕ、Ａｇ、Ａｌ、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金、およびＦｅ−Ｎｉ合金などの金属材料が挙げられる。そして、前駆体シートに開口部１２に対応する穴をレーザー加工やエッチング等の方法により形成した後、これを熱硬化させることにより、基体１０が完成する。
【００３４】
一方、基体１０の開口部１２内には、発光素子２０に電気的に接続された接続パッド１３と、該接続パッド１３に半田、金（Ａｕ）線、アルミ（Ａｌ）線等の接合材１５により接続された発光素子２０と、発光素子２０を封止する封止材３０とが設けられている。
【００３５】
接続パッド１３は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、および銅（Ｃｕ）などの金属材料から成る金属層により形成されている。なお、必要に応じて、金属層上に、ニッケル（Ｎｉ）層、パラジウム（Ｐｄ）層、および金（Ａｕ）層などを更に積層しても良い。かかる接続パッド１３は、半田、金（Ａｕ）線、アルミ（Ａｌ）線等の接合材１５により発光素子２０に接続される。
【００３６】
また、発光素子２０は、例えば、ＧａＡｓやＧａＮ等の半導体材料からなるｐ型半導体層およびｎ型半導体層をサファイア基板等の素子基板２１上に積層してなる発光ダイオードや、半導体層が有機材料からなる有機ＥＬ素子等により構成されている。
【００３７】
この発光素子２０は、発光層を有する半導体層２２と、基体１０上に配置された接続パッド１３に半田、金（Ａｕ）線、アルミ（Ａｌ）線等の接合材１５を介して接続されたＡｇ等の金属材料からなる素子電極２３、２４とを備えており、基体１０に対してワイヤボンディング接続されている。そして、発光素子２０は、素子電極２３、２４間に流れる電流に応じて所定の波長を持った光を所定の輝度で発し、その光を素子基板２１を介して外部へ出射する。なお、素子基板２１は、省略することが可能なのは周知のとおりである。
また、発光素子２０の素子電極２３、２４と接続パッド１３との接続は、接合材１５に半田等を使用して、従来周知のフリップ接続技術により行なってもよい。
【００３８】
本実施形態では、発光素子２０が発する光の波長のピークスペクトルが、例えば２５０〜３９５〔ｎｍ〕以下のＵＶ光を発するＬＥＤを採用している。つまり、本実施形態では、発光素子２０としてＵＶ−ＬＥＤ素子を採用している。なお、発光素子２０は、従来周知の薄膜形成技術により形成される。
【００３９】
そして、かかる発光素子２０は、上述した封止材３０によって封止されている。
【００４０】
封止材３０は、光透過性の樹脂材料等の絶縁材料より形成されており、発光素子２０を良好に封止することにより、外部からの水分の浸入を防止したり、あるいは、外部からの衝撃を吸収し、発光素子２０を保護したりする。
【００４１】
また、封止材３０は、発光素子２０を構成する素子基板２１の屈折率（サファイアの場合：１．７）空気の屈折率（約１．０）の間の屈折率を有する材料、例えばシリコーン樹脂（屈折率：約１．４）等より形成されることで、発光素子２０の光の取り出し効率を向上させることができる。
【００４２】
かかる封止材３０は、発光素子２０を基体１０上に実装した後、シリコーン樹脂等の前駆体を開口部１２に充填し、これを硬化させることで形成される。
【００４３】
また、光照射デバイス２は、放熱用部材６０に対してシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤５０を介して接着することにより、放熱効果を高めることができる。この放熱用部材６０の形成材料としては、熱伝導率の大きい材料が好ましく、例えば種々の金属材料、セラミックス、樹脂材料が挙げられる。
【００４４】
光照射デバイス２は、上述のような構成となっているが、紫外線硬化型インク３の被着面と対向するように配置される光照射デバイス２ａと、非被着面と対向するように配置される光照射デバイス２ｂとでは発光素子２０の数が異なる。光照射デバイス２ｂにおける発光素子２０の数は、光照射デバイス２ａにおける発光素子２０の数よりも少なくなっている。
【００４５】
具体的には、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、発光素子２０は、光照射デバイス２ａおよび光照射デバイス２ｂに対して対象物４が相対的に移動する方向に、複数の発光素子列２５を形成していて、光照射デバイス２ｂの発光素子列２５の数が光照射デバイス２ａよりも少なくなっている。本実施形態では、光照射デバイス２ｂの発光素子２０の数は光照射デバイス２ａの発光素子２０の数の二分の一となっている。
【００４６】
なお、光照射デバイス２ａ、２ｂが有する発光素子２０の数や光照射デバイス２ａの有する発光素子２０の数と光照射デバイス２ｂの有する発光素子２０の数の比などは、紫外線硬化型インクの種類や該インクの被着した厚み、光透過性の対象物４の種類や該対象物４の厚みなどにあわせて適宜調整すればよい。
【００４７】
このような構成とすることで、光照射デバイス２ａ、２ｂから照射される紫外線の照度を比較的低くすることが可能となり、対象物４に被着された紫外線硬化型インク３を十分硬化させつつ、対象物４に与える熱の影響を比較的小さくすることができる。
【００４８】
ここで、このような効果が得られるメカニズムを詳細に説明する。
【００４９】
紫外線硬化型インク３を硬化させるためには、紫外線の所定の積算光量が必要になる。紫外線の積算光量は、紫外線の照度と紫外線を照射している時間との積で求められる。つまり、紫外線の照度を高くすれば短時間で紫外線硬化型インク３の硬化が完了する。しかし、紫外線の照度を高くすると熱の発生が比較的少ない発光素子２０を光源とした場合でも、熱の影響を受け易いプラスチックフィルムなどが対象物４の場合には、発光素子２０から発生した熱により対象物４が収縮する問題が発生する。
【００５０】
そこで、光透過性のプラスチックフィルムなどが対象物４の場合には、本実施形態のように対象物４の紫外線硬化型インク３の被着面と、該被着面の反対側に位置する非被着面と対向するようにそれぞれ光照射デバイス２ａ、２ｂを配置する。
【００５１】
このように対象物４を挟んで、上下から紫外線を照射することにより、それぞれの光照射デバイス２ａ、２ｂにおける発光素子２０の紫外線の照度を比較的小さくすることができるため、発光素子２０から発生する熱を比較的少なくすることができる。
【００５２】
また、紫外線硬化型インクや紫外線硬化型樹脂の紫外線照射による硬化は、空気中の酸素により障害を受けること（酸素阻害）が一般的に知られている。つまり、照射した紫外線が全て、紫外線硬化型インクや紫外線硬化型樹脂の硬化反応に寄与するわけではないことから、酸素阻害を考慮した比較的高い照度の紫外線を照射させる必要がある。
【００５３】
しかし、本実施形態の光照射装置１によれば、対象物４の紫外線硬化型インク３の非被着面側からも紫外線を照射する構造となっているため、更に紫外線の照度を比較的低くすることが可能となる。なぜならば、紫外線硬化型インク３の非被着面側は光透過性の対象物で覆われているため酸素阻害の影響を受けにくくなっていることから、紫外線の照度を更に低くしても、紫外線硬化型インク３は十分に硬化し、かつ対象物４との密着性を確保することが可能となるためである。よって、対象物４の紫外線硬化型インク３の非被着面側に配置される光照射デバイス２ｂにおける発光素子２０の数を少なくすることができる。
【００５４】
さらに、本願実施形態の光照射デバイス２ａ、２ｂの第２の絶縁層４２は、紫外線領域の光に対して比較的良好な反射性を有する酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム焼結体、窒化アルミニウム焼結体などの多孔質セラミック材料により形成されているため、光照射デバイス２ａ、２ｂから照射され、光透過性の対象物４を透過した紫外線は、それぞれ対向する光照射デバイス２ｂ、２ａの第２の絶縁層４２で反射される。特に対象物４の紫外線硬化型インク３の非被着面側に配置される光照射デバイス２ｂにおける発光素子２０の数が少なくされているため、光照射デバイス２ｂの絶縁層４２の一方主面１１ａの面積は比較的広くすることができ、光照射デバイス２ａから照射され、光透過性の対象物４を透過した、より多くの紫外線を反射することができる。よって、光照射デバイス２ｂにおける発光素子２０の照度を更に低くすることができる。
【００５５】
先に述べたとおり、本実施形態では、光照射デバイス２ｂの発光素子２０の数は光照射デバイス２ａの発光素子２０の数の二分の一としたが、上述のように第２の絶縁層４２が、光透過性の対象物４を透過した紫外線を反射する機能を有することから、光照射デバイス２ｂの発光素子２０の数は光照射デバイス２ａの発光素子２０の数の５０〜９０％の割合とするのが好ましい。
【００５６】
（印刷装置の実施形態）
本発明の印刷装置の実施形態として、図５および図６に示した印刷装置２００を例に挙げて説明する。この印刷装置２００は、光透過性の記録媒体２５０を搬送するための搬送機構２１０と、搬送された記録媒体２５０に印刷を行なうための印刷機構としてのインク
ジェットヘッド２２０と、印刷後の記録媒体２５０に対して紫外線を照射する、上述した光照射装置１と、該光照射装置１の発光を制御する制御機構２３０と、を備えている。ここで、光透過性の記録媒体２５０は、上述の光透過性の対象物４に相当する。
【００５７】
搬送機構２１０は、記録媒体２５０をインクジェットヘッド２２０、光照射装置１の順に通過するように搬送するためのものであり、載置台２１１と、互いに対向配置され、回転可能に支持された一対の搬送ローラ２１２とを含んで構成されている。この載置台２１１によって支持された記録媒体２５０を一対の搬送ローラ２１２の間に送り込み、該搬送ローラ２１２を回転させることにより、記録媒体２５０を搬送方向へ送り出すためのものである。
【００５８】
ここで、光照射装置１の光照射デバイス２ａ、２ｂは記録媒体２５０の紫外線硬化型インク３の被着面と該被着面の反対側の非被着面に対向するように配置される。
【００５９】
インクジェットヘッド２２０は、搬送機構２１０を介して搬送される記録媒体２５０に対して、感光性材料を付着させる機能を有している。このインクジェットヘッド２２０は、この感光性材料を含む液滴を記録媒体２５０に向けて吐出し、記録媒体２５０に被着させるように構成されている。本実施形態では、感光性材料として紫外線硬化型インクを採用している。この感光性材料としては、紫外線硬化型インクの他に、例えば感光性レジスト、光硬化型樹脂などが挙げられる。
【００６０】
本実施形態では、インクジェットヘッド２２０としてライン型のインクジェットヘッドを採用している。このインクジェットヘッド２２０は、ライン状に配列された複数の吐出孔２２０ａを有しており、この吐出孔２２０ａから紫外線硬化型インクを吐出するように構成されている。インクジェットヘッド２２０は、吐出孔２２０ａの配列に対して直交する方向に搬送される記録媒体２５０に対して、吐出孔２２０ａよりインクを吐出させ、記録媒体にインクを被着させることにより、記録媒体に対して印刷を行なう。
【００６１】
なお、本実施形態では、印刷機構として、ライン型のインクジェットヘッドを例に挙げたが、これに限られるものではなく、例えば、シリアル型のインクジェットヘッドを採用していてもよいし、ライン型又はシリアル型の噴霧ヘッドを採用してもよい。さらに、印刷機構として、記録媒体２５０の静電気を蓄え、かかる静電気で感光性材料を付着させる静電式ヘッドを採用してもよいし、記録媒体２５０を液状の感光性材料に浸して、かかる感光性材料を付着させる浸液装置を採用してもよい。さらに、印刷機構として刷毛、ブラシ、およびローラを採用してもよい。
【００６２】
印刷装置２００において光照射装置１は、搬送機構２１０を介して搬送される記録媒体２５０に付着した感光性材料を感光させる機能を担っている。この光照射装置１は、インクジェットヘッド２２０に対して搬送方向の下流側に設けられている。また、印刷装置２００において発光素子２０は、記録媒体２５０に付着した感光性材料を露光する機能を担っている。
【００６３】
制御機構２３０は、光照射装置１の発光を制御する機能を担っている。この制御機構２３０のメモリには、インクジェットヘッド２２０から吐出されるインク滴を硬化するのが比較的良好になるような光の特徴を示す情報が格納されている。この格納情報の具体例を挙げると、吐出するインク滴を硬化するのに適した波長分布特性、および発光強度（各波長域の発光強度）を表す数値が挙げられる。本実施形態の印刷装置２００では、この制御機構２３０を有することによって、制御機構２３０の格納情報に基づいて、複数の発光素子２０に入力する駆動電流の大きさを調整することもできる。このことから、印刷装置２００によれば、使用するインクの特性に応じた適正な光量で光を照射することができ、比
較的低エネルギーの光で、インク滴を硬化させることができる。
【００６４】
この印刷装置２００では、搬送機構２１０が記録媒体２５０を搬送方向に搬送している。インクジェットヘッド２２０は、搬送されている記録媒体２５０に対して紫外線硬化型インクを吐出して、記録媒体２５０の表面に紫外線硬化型インクを付着させる。このとき、記録媒体２５０に付着させる紫外線硬化型インクは、全面付着であっても、部分付着であっても、所望パターンでの付着であってもよい。この印刷装置２００では、記録媒体２５０に付着した紫外線硬化型インクに光照射装置１の発する紫外線を照射して、紫外線硬化型インクを硬化させている。
【００６５】
本実施形態の印刷装置２００は、光照射装置１の有する効果を享受することができる。本実施形態の印刷装置２００では、光照射装置１は、一対の光照射デバイス２を備えており、紫外線硬化型インク３を被着させた対象物４を挟むように、対象物４の被着面と対象物４の被着面の反対側に位置する非被着面とにそれぞれ対向するように配置されている。このように配置することで、それぞれの光照射デバイス２から照射される紫外線の照度を比較的低くすることが可能となり、対象物４に被着された紫外線硬化型インク３を十分硬化させつつ、対象物４への熱影響を比較的小さくすることができる。
【００６６】
以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
【００６７】
例えば、上述の実施形態においては、光照射デバイス２は一つの基体１０で構成されているが、基体１０を放熱部材８０に縦横に複数配列した構造としてもよい。
【００６８】
また、対象物４の紫外線硬化型インク３の被着面側に配置される光照射デバイス２ａにおける発光素子２０が照射する光の波長は、前記被着面の反対側に位置する非被着面側に配置される光照射デバイス２ｂにおける発光素子２０が照射する光の波長よりも短くてもよい。上述の紫外線硬化反応での酸素阻害のメカニズムの一つは、紫外線硬化型インクや紫外線硬化型樹脂と結びついた酸素により紫外線硬化型インクや紫外線硬化型樹脂の硬化反応が阻害されると考えられているが、短波長の紫外線は、紫外線硬化型インクや紫外線硬化型樹脂と、これに結びついている酸素を切り離す効果があることが知られている。したがって、紫外線硬化型インク３の被着面側に配置される光照射デバイス２ａにおける発光素子２０が照射する光の波長が短いと、酸素阻害の影響を比較的少なくすることができる。
【００６９】
さらに、紫外線硬化型インク３の被着面側の反対側の非被着面側に配置される光照射デバイス２ｂから対象物４までの距離は、該被着面側に配置される光照射デバイス２ａから対象物４までの距離よりも短くしてもよい。このような構成とすることで、光照射デバイス２ａから照射され、光透過性の対象物４を透過した紫外線をより効率的に反射することができ、光照射デバイス２ｂにおける発光素子２０の照度を更に低くすることができる。
【００７０】
また、紫外線硬化型インク３の被着面側の反対側の非被着面側に配置される光照射デバイス２ｂにおける基体１０の一方主面１１ａ側に反射板を配設してもよい。このような構成とすることで、一方主面１１ａに向かって入射した紫外線をより効率的に反射することができる。反射板の材料としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの金属が好ましい。樹脂製の板材に金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの金属をめっきなどで被着したものでもよい。
【００７１】
さらに、印刷装置２００の実施形態は、以上の実施形態に限定されない。例えば、軸支されたローラを回転させ、このローラ表面に沿って記録媒体を搬送する、いわゆるオフセ
ット印刷型のプリンタであってもよく、同様の効果を奏する。
【００７２】
本実施形態では、インクジェットヘッド２２０を用いた印刷装置２００に光照射装置１を適用した例を示しているが、この光照射装置１は、例えば対象体表面にスピンコートした光硬化樹脂を硬化させる専用装置など、各種類の光硬化樹脂の硬化にも適用することができる。また、光照射装置１を、例えば、露光装置における照射光源などに用いてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１ 光照射装置
２ 光照射デバイス
３ 紫外線硬化型インク
４ 対象物
１０ 基体
１１ａ 一方主面
１１ｂ 他方主面
１２ 開口部
１３ 接続パッド
１４ 内周面
１５ 接合材
２０ 発光素子
２１ 素子基板
２２ 半導体層
２３、２４ 素子電極
２５ 発光素子列
３０ 封止材
４０ 積層体
４１ 第１の絶縁層
４２ 第２の絶縁層
５０ 接着剤
６０ 放熱用部材
２００ 印刷装置
２１０ 搬送機構
２１１ 載置台
２１２ 搬送ローラ
２２０ インクジェットヘッド
２２０ａ 吐出孔
２３０ 制御機構
２５０ 記録媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線硬化型樹脂や塗料の硬化に使用される光照射装置および印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紫外線照射装置は、医療やバイオ分野での蛍光反応観察、殺菌用途、電子部品の接着や紫外線硬化型樹脂およびインクの硬化などを目的に広く利用されている。特に電子部品の分野などで小型部品の接着等に使われる紫外線硬化型樹脂の硬化や、印刷の分野で使われる紫外線硬化型インキの硬化などに用いられる紫外線照射装置のランプ光源には高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどが使用されている。
【０００３】
近年、世界規模で地球環境負荷の軽減が望まれていることから、比較的長寿命、省エネルギー、およびオゾンと熱の発生を抑制することができる紫外線発光素子をランプ光源に採用する動きが活発になってきている。
【０００４】
ところが、熱の発生を比較的抑制することができる紫外線発光素子をランプ光源としても、熱に敏感なプラスチックフィルムなどへ紫外線照射を行なうと、ランプ光源から発生する熱によりプラスチックフィルムが収縮してしまうなどの不具合が発生する。そこで、例えば特許文献１に記載されているように、紫外線照射を行ないながら対象物を冷却する装置が提案されている。
【０００５】
しかしながら、このような装置では冷却機を設ける必要があるなど複雑で大型の装置となるため、紫外線発光素子を利用し、紫外線硬化を十分に行ないつつ、比較的熱影響の少ない小型化された光照射装置が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１７０６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、紫外線照射による熱影響の少ない光照射装置および印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光照射装置は、紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を被着させた光透過性を有する対象物に対して光を照射するための光照射装置であって、前記対象物の紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂の被着面と、該被着面の反対側に位置する非被着面とにそれぞれ対向するように配置される一対の光照射デバイスを備えており、該一対の光照射デバイスは、それぞれ基体と該基体の前記対象物側の主面に縦横の並びに配列された複数の発光素子とを有し、前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子の数は、前記被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子の数よりも少ないことを特徴とする。
【０００９】
また、前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子が照射する光の波長は、前記被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子が照射する光の波長よりも長いことを特徴とする。
【００１０】
さらに、前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子から前記対象物までの距離は、前記被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子から前記対象物までの距離よりも短いことを特徴とする。
【００１１】
また、前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記基体の前記主面側に、該主面に向けて入射した光を前記対象物に反射する反射板が配設されていることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明は、光透過性を有する記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録媒体に対して紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を印刷する印刷手段と、印刷された前記記録媒体に対して光を照射する光照射装置とを有することを特徴とする印刷装置を併せて提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光照射装置によれば、紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を被着させた光透過性を有する対象物に対して光を照射するための光照射装置であって、前記対象物の紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂の被着面と、該被着面の反対側に位置する非被着面とにそれぞれ対向するように配置される一対の光照射デバイスを備えており、該一対の光照射デバイスは、それぞれ基体と該基体の前記対象物側の主面に縦横の並びに配列された複数の発光素子とを有し、前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子の数は、前記被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子の数よりも少ないため、発光素子の光照度を比較的低くすることができる。その結果、紫外線硬化を十分に行ないつつ、発光素子からの熱影響が比較的少ない小型化された光照射装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る光照射装置の概略図である。
【図２】図２は、図１に示した光照射デバイスの平面図である。
【図３】図３は、図２に示した光照射デバイスにおける２Ｉ−２Ｉ線に沿った断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の一実施形態に係る光照射デバイス２ａの発光素子の配列、図４（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る光照射デバイス２ｂの発光素子の配列を説明する図である。
【図５】図５は、図１に示した光照射モジュールを用いた印刷装置の上面図である。
【図６】図６は、図５に示した印刷装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の光照射装置および印刷装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
（光照射装置の実施形態）
図１に示す光照射装置１は、紫外線硬化型インクを使用するオフセット印刷装置やインクジェット印刷装置等の印刷装置に組み込まれ、光透過性の対象物４（記録媒体）に紫外線硬化型インクを被着した後に紫外線を照射することで紫外線硬化型インク３を硬化させる紫外線照射装置として機能する。
【００１７】
光照射装置１は、一対の光照射デバイス２を備えており、紫外線硬化型インク３を被着させた対象物４を挟むように、対象物４の紫外線硬化型インク３の被着面と対象物４の紫外線硬化型インク３の被着面の反対側に位置する非被着面とにそれぞれ対向するように配置されている。しかも、非被着面側の光照射デバイス２が有する発光素子２０の数は、被着面側の照射デバイス２が有する発光素子２０の数よりも少ない。このように配置するこ
とで、それぞれの光照射デバイス２から照射される紫外線の照度を比較的低くすることが可能となり、対象物４に被着された紫外線硬化型インク３を十分硬化させつつ、対象物４への熱影響を比較的小さくすることができる。対象物４への熱影響を比較的小さくすることができる理由については、次の光照射デバイス２の説明の後で詳述する。
【００１８】
ここで、光照射装置１を構成する光照射デバイス２について図２、図３を用いて説明する。
【００１９】
光照射デバイス２は、光照射装置１の紫外線照射光源として機能する。
【００２０】
光照射デバイス２は、一方主面１１ａに複数の開口部１２を有する基体１０と、各開口部１２内に設けられた複数の接続パッド１３と、基体１０の各開口部１２内に配置され、接続パッド１３と電気的に接続された複数の発光素子２０と、各開口部１２内に充填され、発光素子２０を被覆する複数の封止材３０と、基体１０の他方主面１１ｂに接着剤５０を介して放熱用部材６０と、を備えている。
【００２１】
基体１０は、第１の絶縁層４１および第２の絶縁層４２が積層されてなる積層体４０と、発光素子２０同士を接続する電気配線６０と、を備え、一方主面１１ａ側から平面視して矩形状を成しており、該上面に設けられた開口部１２内で発光素子２０を支持している。
【００２２】
第１の絶縁層４１は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、およびガラスセラミックスなどのセラミックス、ならびにエポキシ樹脂、および液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの樹脂、などによって形成される。
【００２３】
次に、電気配線６０は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）等の導電性材料により所定のパターンに形成されており、発光素子２０への電流または発光素子２０からの電流を供給するための給電配線として機能する。
【００２４】
次に、第１の絶縁層４１上に積層された第２の絶縁層４２には、該第２の絶縁層４２を貫通する開口部１２が形成されている。
【００２５】
開口部１２は、各々の形状が発光素子２０の載置面よりも基体１０の一方主面１１ａ側で開口面積が広くなるように、その内周面１４が傾斜しており、平面視すると、例えば、略円形の形状を成している。なお、開口形状は円形に限られるものではなく、略矩形状でもよい。
【００２６】
このような開口部１２は、その内周面１４で発光素子２０の発する光を上方に反射し、光の取り出し効率を向上させる機能を有する。
【００２７】
光の取り出し効率を向上させるため、第２の絶縁層４２の材料として、紫外線領域の光に対して、比較的良好な反射性を有する多孔質セラミック材料、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、酸化ジルコニウム焼結体および窒化アルミニウム質焼結体により形成することが好ましい。また、光の取り出し効率を向上させるという観点では、開口部１２の内周面１４に金属製の反射膜を設けてもよい。
【００２８】
このような開口部１２は、基体１０の一方主面１１ａの全体に渡って縦横の並びに配列されている。例えば、千鳥格子状に配列し、このような配列にすることによって発光素子２０をより高密度に配置することが可能となり、単位面積当たりの照度を高くすることが可能となる。ここで、千鳥格子に配列するとは、斜め格子の格子点に配することと同義で
ある。
【００２９】
なお、単位面積当たりの照度が十分確保できる場合には、正格子状等に配列してもよく、配列形状に制限を設ける必要はない。
【００３０】
以上のような、第１の絶縁層４１および第２の絶縁層４２からなる積層体４０を備えた基体１０は、第１の絶縁層４１や第２の絶縁層４２がセラミックスなどから成る場合、次のような工程を経て製造される。
【００３１】
まず、従来周知の方法により製作された複数のセラミックスグリーンシートを準備する。開口部１２に相当するセラミックスグリーンシートには開口部に対応する穴をパンチング等の方法により形成する。次に、内部配線６０となる金属ペーストをグリーンシート上に印刷（不図示）した上で、該印刷された金属ペーストがグリーンシートの間に位置するようにグリーンシートを積層する。この内部配線６０となる金属ペーストとしては、例えばタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）および銅（Ｃｕ）などの金属を含有させたものが挙げられる。次に、上記積層体を焼成することにより、グリーンシートおよび金属ペーストを併せて焼成することによって、内部配線６０および開口部１２を有する基体１０を形成することができる。
【００３２】
また、第１の絶縁層４１や第２の絶縁層４２が樹脂から成る場合、基体１０の製造方法は、例えば、次のような方法が考えられる。
【００３３】
まず、熱硬化性樹脂の前駆体シートを準備する。次に、内部配線６０となる金属材料からなるリード端子を前駆体シート間に配置させ、かつリード端子を前駆体シートに埋設するように複数の前駆体シートを積層する。このリード端子の形成材料としては、例えばＣｕ、Ａｇ、Ａｌ、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金、およびＦｅ−Ｎｉ合金などの金属材料が挙げられる。そして、前駆体シートに開口部１２に対応する穴をレーザー加工やエッチング等の方法により形成した後、これを熱硬化させることにより、基体１０が完成する。
【００３４】
一方、基体１０の開口部１２内には、発光素子２０に電気的に接続された接続パッド１３と、該接続パッド１３に半田、金（Ａｕ）線、アルミ（Ａｌ）線等の接合材１５により接続された発光素子２０と、発光素子２０を封止する封止材３０とが設けられている。
【００３５】
接続パッド１３は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、および銅（Ｃｕ）などの金属材料から成る金属層により形成されている。なお、必要に応じて、金属層上に、ニッケル（Ｎｉ）層、パラジウム（Ｐｄ）層、および金（Ａｕ）層などを更に積層しても良い。かかる接続パッド１３は、半田、金（Ａｕ）線、アルミ（Ａｌ）線等の接合材１５により発光素子２０に接続される。
【００３６】
また、発光素子２０は、例えば、ＧａＡｓやＧａＮ等の半導体材料からなるｐ型半導体層およびｎ型半導体層をサファイア基板等の素子基板２１上に積層してなる発光ダイオードや、半導体層が有機材料からなる有機ＥＬ素子等により構成されている。
【００３７】
この発光素子２０は、発光層を有する半導体層２２と、基体１０上に配置された接続パッド１３に半田、金（Ａｕ）線、アルミ（Ａｌ）線等の接合材１５を介して接続されたＡｇ等の金属材料からなる素子電極２３、２４とを備えており、基体１０に対してワイヤボンディング接続されている。そして、発光素子２０は、素子電極２３、２４間に流れる電流に応じて所定の波長を持った光を所定の輝度で発し、その光を素子基板２１を介して外部へ出射する。なお、素子基板２１は、省略することが可能なのは周知のとおりである。
また、発光素子２０の素子電極２３、２４と接続パッド１３との接続は、接合材１５に半田等を使用して、従来周知のフリップ接続技術により行なってもよい。
【００３８】
本実施形態では、発光素子２０が発する光の波長のピークスペクトルが、例えば２５０〜３９５〔ｎｍ〕以下のＵＶ光を発するＬＥＤを採用している。つまり、本実施形態では、発光素子２０としてＵＶ−ＬＥＤ素子を採用している。なお、発光素子２０は、従来周知の薄膜形成技術により形成される。
【００３９】
そして、かかる発光素子２０は、上述した封止材３０によって封止されている。
【００４０】
封止材３０は、光透過性の樹脂材料等の絶縁材料より形成されており、発光素子２０を良好に封止することにより、外部からの水分の浸入を防止したり、あるいは、外部からの衝撃を吸収し、発光素子２０を保護したりする。
【００４１】
また、封止材３０は、発光素子２０を構成する素子基板２１の屈折率（サファイアの場合：１．７）空気の屈折率（約１．０）の間の屈折率を有する材料、例えばシリコーン樹脂（屈折率：約１．４）等より形成されることで、発光素子２０の光の取り出し効率を向上させることができる。
【００４２】
かかる封止材３０は、発光素子２０を基体１０上に実装した後、シリコーン樹脂等の前駆体を開口部１２に充填し、これを硬化させることで形成される。
【００４３】
また、光照射デバイス２は、放熱用部材６０に対してシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤５０を介して接着することにより、放熱効果を高めることができる。この放熱用部材６０の形成材料としては、熱伝導率の大きい材料が好ましく、例えば種々の金属材料、セラミックス、樹脂材料が挙げられる。
【００４４】
光照射デバイス２は、上述のような構成となっているが、紫外線硬化型インク３の被着面と対向するように配置される光照射デバイス２ａと、非被着面と対向するように配置される光照射デバイス２ｂとでは発光素子２０の数が異なる。光照射デバイス２ｂにおける発光素子２０の数は、光照射デバイス２ａにおける発光素子２０の数よりも少なくなっている。
【００４５】
具体的には、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、発光素子２０は、光照射デバイス２ａおよび光照射デバイス２ｂに対して対象物４が相対的に移動する方向に、複数の発光素子列２５を形成していて、光照射デバイス２ｂの発光素子列２５の数が光照射デバイス２ａよりも少なくなっている。本実施形態では、光照射デバイス２ｂの発光素子２０の数は光照射デバイス２ａの発光素子２０の数の二分の一となっている。
【００４６】
なお、光照射デバイス２ａ、２ｂが有する発光素子２０の数や光照射デバイス２ａの有する発光素子２０の数と光照射デバイス２ｂの有する発光素子２０の数の比などは、紫外線硬化型インクの種類や該インクの被着した厚み、光透過性の対象物４の種類や該対象物４の厚みなどにあわせて適宜調整すればよい。
【００４７】
このような構成とすることで、光照射デバイス２ａ、２ｂから照射される紫外線の照度を比較的低くすることが可能となり、対象物４に被着された紫外線硬化型インク３を十分硬化させつつ、対象物４に与える熱の影響を比較的小さくすることができる。
【００４８】
ここで、このような効果が得られるメカニズムを詳細に説明する。
【００４９】
紫外線硬化型インク３を硬化させるためには、紫外線の所定の積算光量が必要になる。紫外線の積算光量は、紫外線の照度と紫外線を照射している時間との積で求められる。つまり、紫外線の照度を高くすれば短時間で紫外線硬化型インク３の硬化が完了する。しかし、紫外線の照度を高くすると熱の発生が比較的少ない発光素子２０を光源とした場合でも、熱の影響を受け易いプラスチックフィルムなどが対象物４の場合には、発光素子２０から発生した熱により対象物４が収縮する問題が発生する。
【００５０】
そこで、光透過性のプラスチックフィルムなどが対象物４の場合には、本実施形態のように対象物４の紫外線硬化型インク３の被着面と、該被着面の反対側に位置する非被着面と対向するようにそれぞれ光照射デバイス２ａ、２ｂを配置する。
【００５１】
このように対象物４を挟んで、上下から紫外線を照射することにより、それぞれの光照射デバイス２ａ、２ｂにおける発光素子２０の紫外線の照度を比較的小さくすることができるため、発光素子２０から発生する熱を比較的少なくすることができる。
【００５２】
また、紫外線硬化型インクや紫外線硬化型樹脂の紫外線照射による硬化は、空気中の酸素により障害を受けること（酸素阻害）が一般的に知られている。つまり、照射した紫外線が全て、紫外線硬化型インクや紫外線硬化型樹脂の硬化反応に寄与するわけではないことから、酸素阻害を考慮した比較的高い照度の紫外線を照射させる必要がある。
【００５３】
しかし、本実施形態の光照射装置１によれば、対象物４の紫外線硬化型インク３の非被着面側からも紫外線を照射する構造となっているため、更に紫外線の照度を比較的低くすることが可能となる。なぜならば、紫外線硬化型インク３の非被着面側は光透過性の対象物で覆われているため酸素阻害の影響を受けにくくなっていることから、紫外線の照度を更に低くしても、紫外線硬化型インク３は十分に硬化し、かつ対象物４との密着性を確保することが可能となるためである。よって、対象物４の紫外線硬化型インク３の非被着面側に配置される光照射デバイス２ｂにおける発光素子２０の数を少なくすることができる。
【００５４】
さらに、本願実施形態の光照射デバイス２ａ、２ｂの第２の絶縁層４２は、紫外線領域の光に対して比較的良好な反射性を有する酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム焼結体、窒化アルミニウム焼結体などの多孔質セラミック材料により形成されているため、光照射デバイス２ａ、２ｂから照射され、光透過性の対象物４を透過した紫外線は、それぞれ対向する光照射デバイス２ｂ、２ａの第２の絶縁層４２で反射される。特に対象物４の紫外線硬化型インク３の非被着面側に配置される光照射デバイス２ｂにおける発光素子２０の数が少なくされているため、光照射デバイス２ｂの絶縁層４２の一方主面１１ａの面積は比較的広くすることができ、光照射デバイス２ａから照射され、光透過性の対象物４を透過した、より多くの紫外線を反射することができる。よって、光照射デバイス２ｂにおける発光素子２０の照度を更に低くすることができる。
【００５５】
先に述べたとおり、本実施形態では、光照射デバイス２ｂの発光素子２０の数は光照射デバイス２ａの発光素子２０の数の二分の一としたが、上述のように第２の絶縁層４２が、光透過性の対象物４を透過した紫外線を反射する機能を有することから、光照射デバイス２ｂの発光素子２０の数は光照射デバイス２ａの発光素子２０の数の５０〜９０％の割合とするのが好ましい。
【００５６】
（印刷装置の実施形態）
本発明の印刷装置の実施形態として、図５および図６に示した印刷装置２００を例に挙げて説明する。この印刷装置２００は、光透過性の記録媒体２５０を搬送するための搬送機構２１０と、搬送された記録媒体２５０に印刷を行なうための印刷機構としてのインク
ジェットヘッド２２０と、印刷後の記録媒体２５０に対して紫外線を照射する、上述した光照射装置１と、該光照射装置１の発光を制御する制御機構２３０と、を備えている。ここで、光透過性の記録媒体２５０は、上述の光透過性の対象物４に相当する。
【００５７】
搬送機構２１０は、記録媒体２５０をインクジェットヘッド２２０、光照射装置１の順に通過するように搬送するためのものであり、載置台２１１と、互いに対向配置され、回転可能に支持された一対の搬送ローラ２１２とを含んで構成されている。この載置台２１１によって支持された記録媒体２５０を一対の搬送ローラ２１２の間に送り込み、該搬送ローラ２１２を回転させることにより、記録媒体２５０を搬送方向へ送り出すためのものである。
【００５８】
ここで、光照射装置１の光照射デバイス２ａ、２ｂは記録媒体２５０の紫外線硬化型インク３の被着面と該被着面の反対側の非被着面に対向するように配置される。
【００５９】
インクジェットヘッド２２０は、搬送機構２１０を介して搬送される記録媒体２５０に対して、感光性材料を付着させる機能を有している。このインクジェットヘッド２２０は、この感光性材料を含む液滴を記録媒体２５０に向けて吐出し、記録媒体２５０に被着させるように構成されている。本実施形態では、感光性材料として紫外線硬化型インクを採用している。この感光性材料としては、紫外線硬化型インクの他に、例えば感光性レジスト、光硬化型樹脂などが挙げられる。
【００６０】
本実施形態では、インクジェットヘッド２２０としてライン型のインクジェットヘッドを採用している。このインクジェットヘッド２２０は、ライン状に配列された複数の吐出孔２２０ａを有しており、この吐出孔２２０ａから紫外線硬化型インクを吐出するように構成されている。インクジェットヘッド２２０は、吐出孔２２０ａの配列に対して直交する方向に搬送される記録媒体２５０に対して、吐出孔２２０ａよりインクを吐出させ、記録媒体にインクを被着させることにより、記録媒体に対して印刷を行なう。
【００６１】
なお、本実施形態では、印刷機構として、ライン型のインクジェットヘッドを例に挙げたが、これに限られるものではなく、例えば、シリアル型のインクジェットヘッドを採用していてもよいし、ライン型又はシリアル型の噴霧ヘッドを採用してもよい。さらに、印刷機構として、記録媒体２５０の静電気を蓄え、かかる静電気で感光性材料を付着させる静電式ヘッドを採用してもよいし、記録媒体２５０を液状の感光性材料に浸して、かかる感光性材料を付着させる浸液装置を採用してもよい。さらに、印刷機構として刷毛、ブラシ、およびローラを採用してもよい。
【００６２】
印刷装置２００において光照射装置１は、搬送機構２１０を介して搬送される記録媒体２５０に付着した感光性材料を感光させる機能を担っている。この光照射装置１は、インクジェットヘッド２２０に対して搬送方向の下流側に設けられている。また、印刷装置２００において発光素子２０は、記録媒体２５０に付着した感光性材料を露光する機能を担っている。
【００６３】
制御機構２３０は、光照射装置１の発光を制御する機能を担っている。この制御機構２３０のメモリには、インクジェットヘッド２２０から吐出されるインク滴を硬化するのが比較的良好になるような光の特徴を示す情報が格納されている。この格納情報の具体例を挙げると、吐出するインク滴を硬化するのに適した波長分布特性、および発光強度（各波長域の発光強度）を表す数値が挙げられる。本実施形態の印刷装置２００では、この制御機構２３０を有することによって、制御機構２３０の格納情報に基づいて、複数の発光素子２０に入力する駆動電流の大きさを調整することもできる。このことから、印刷装置２００によれば、使用するインクの特性に応じた適正な光量で光を照射することができ、比
較的低エネルギーの光で、インク滴を硬化させることができる。
【００６４】
この印刷装置２００では、搬送機構２１０が記録媒体２５０を搬送方向に搬送している。インクジェットヘッド２２０は、搬送されている記録媒体２５０に対して紫外線硬化型インクを吐出して、記録媒体２５０の表面に紫外線硬化型インクを付着させる。このとき、記録媒体２５０に付着させる紫外線硬化型インクは、全面付着であっても、部分付着であっても、所望パターンでの付着であってもよい。この印刷装置２００では、記録媒体２５０に付着した紫外線硬化型インクに光照射装置１の発する紫外線を照射して、紫外線硬化型インクを硬化させている。
【００６５】
本実施形態の印刷装置２００は、光照射装置１の有する効果を享受することができる。本実施形態の印刷装置２００では、光照射装置１は、一対の光照射デバイス２を備えており、紫外線硬化型インク３を被着させた対象物４を挟むように、対象物４の被着面と対象物４の被着面の反対側に位置する非被着面とにそれぞれ対向するように配置されている。このように配置することで、それぞれの光照射デバイス２から照射される紫外線の照度を比較的低くすることが可能となり、対象物４に被着された紫外線硬化型インク３を十分硬化させつつ、対象物４への熱影響を比較的小さくすることができる。
【００６６】
以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の要旨から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
【００６７】
例えば、上述の実施形態においては、光照射デバイス２は一つの基体１０で構成されているが、基体１０を放熱部材８０に縦横に複数配列した構造としてもよい。
【００６８】
また、対象物４の紫外線硬化型インク３の被着面側に配置される光照射デバイス２ａにおける発光素子２０が照射する光の波長は、前記被着面の反対側に位置する非被着面側に配置される光照射デバイス２ｂにおける発光素子２０が照射する光の波長よりも短くてもよい。上述の紫外線硬化反応での酸素阻害のメカニズムの一つは、紫外線硬化型インクや紫外線硬化型樹脂と結びついた酸素により紫外線硬化型インクや紫外線硬化型樹脂の硬化反応が阻害されると考えられているが、短波長の紫外線は、紫外線硬化型インクや紫外線硬化型樹脂と、これに結びついている酸素を切り離す効果があることが知られている。したがって、紫外線硬化型インク３の被着面側に配置される光照射デバイス２ａにおける発光素子２０が照射する光の波長が短いと、酸素阻害の影響を比較的少なくすることができる。
【００６９】
さらに、紫外線硬化型インク３の被着面側の反対側の非被着面側に配置される光照射デバイス２ｂから対象物４までの距離は、該被着面側に配置される光照射デバイス２ａから対象物４までの距離よりも短くしてもよい。このような構成とすることで、光照射デバイス２ａから照射され、光透過性の対象物４を透過した紫外線をより効率的に反射することができ、光照射デバイス２ｂにおける発光素子２０の照度を更に低くすることができる。
【００７０】
また、紫外線硬化型インク３の被着面側の反対側の非被着面側に配置される光照射デバイス２ｂにおける基体１０の一方主面１１ａ側に反射板を配設してもよい。このような構成とすることで、一方主面１１ａに向かって入射した紫外線をより効率的に反射することができる。反射板の材料としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの金属が好ましい。樹脂製の板材に金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの金属をめっきなどで被着したものでもよい。
【００７１】
さらに、印刷装置２００の実施形態は、以上の実施形態に限定されない。例えば、軸支されたローラを回転させ、このローラ表面に沿って記録媒体を搬送する、いわゆるオフセ
ット印刷型のプリンタであってもよく、同様の効果を奏する。
【００７２】
本実施形態では、インクジェットヘッド２２０を用いた印刷装置２００に光照射装置１を適用した例を示しているが、この光照射装置１は、例えば対象体表面にスピンコートした光硬化樹脂を硬化させる専用装置など、各種類の光硬化樹脂の硬化にも適用することができる。また、光照射装置１を、例えば、露光装置における照射光源などに用いてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１ 光照射装置
２ 光照射デバイス
３ 紫外線硬化型インク
４ 対象物
１０ 基体
１１ａ 一方主面
１１ｂ 他方主面
１２ 開口部
１３ 接続パッド
１４ 内周面
１５ 接合材
２０ 発光素子
２１ 素子基板
２２ 半導体層
２３、２４ 素子電極
２５ 発光素子列
３０ 封止材
４０ 積層体
４１ 第１の絶縁層
４２ 第２の絶縁層
５０ 接着剤
６０ 放熱用部材
２００ 印刷装置
２１０ 搬送機構
２１１ 載置台
２１２ 搬送ローラ
２２０ インクジェットヘッド
２２０ａ 吐出孔
２３０ 制御機構
２５０ 記録媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を被着させた光透過性を有する対象物に対して光を照射するための光照射装置であって、
前記対象物の紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂の被着面と、該被着面の反対側に位置する非被着面とにそれぞれ対向するように配置される一対の光照射デバイスを備えており、
該一対の光照射デバイスは、それぞれ基体と該基体の前記対象物側の主面に縦横の並びに配列された複数の発光素子とを有し、
前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子の数は、前記被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子の数よりも少ないことを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子が照射する光の波長は、前記被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子が照射する光の波長よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子から前記対象物までの距離は、前記被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子から前記対象物までの距離よりも短いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記基体の前記主面側に、該主面に向けて入射した光を前記対象物に反射する反射板が配設されていることを特徴とする請求項1
乃至３のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項５】
光透過性を有する記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記記録媒体に対して紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を印刷する印刷手段と、
印刷された前記記録媒体に対して光を照射する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光照射装置とを有することを特徴とする印刷装置。
【請求項１】
紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を被着させた光透過性を有する対象物に対して光を照射するための光照射装置であって、
前記対象物の紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂の被着面と、該被着面の反対側に位置する非被着面とにそれぞれ対向するように配置される一対の光照射デバイスを備えており、
該一対の光照射デバイスは、それぞれ基体と該基体の前記対象物側の主面に縦横の並びに配列された複数の発光素子とを有し、
前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子の数は、前記被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子の数よりも少ないことを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子が照射する光の波長は、前記被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子が照射する光の波長よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子から前記対象物までの距離は、前記被着面側の前記光照射デバイスにおける前記発光素子から前記対象物までの距離よりも短いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記非被着面側の前記光照射デバイスにおける前記基体の前記主面側に、該主面に向けて入射した光を前記対象物に反射する反射板が配設されていることを特徴とする請求項1
乃至３のいずれか１項に記載の光照射装置。
【請求項５】
光透過性を有する記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記記録媒体に対して紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を印刷する印刷手段と、
印刷された前記記録媒体に対して光を照射する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光照射装置とを有することを特徴とする印刷装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１３５７１４（Ｐ２０１２−１３５７１４Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８８９９８（Ｐ２０１０−２８８９９８）
【出願日】平成２２年１２月２５日（２０１０．１２．２５）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２５日（２０１０．１２．２５）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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