ES2874499T3 - Dispositivo de irradiación de luz y sistema de irradiación de luz - Google Patents

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Abstract

Un dispositivo de irradiación de luz (100, 100A, 100B), que comprende: un sustrato (10) que tiene una superficie superior (11a) provista de un primer rebaje (12a) y un segundo rebaje (12b); un elemento emisor de luz (20) situado en el primer rebaje (12a), el elemento emisor de luz (20) emite luz ultravioleta; caracterizado por un elemento detector (18, 18a, 18b) ubicado en el segundo rebaje (12b), siendo el elemento detector (18, 18a, 18b) capaz de detectar la luz ultravioleta que es emitida por el elemento emisor de luz (20) y transmitida a través del sustrato (10); y un elemento de protección ultravioleta (19) que cubre el elemento de detección (18, 18a, 18b) en un estado separado del mismo, en el que el elemento de protección ultravioleta (19) cierra una abertura del segundo rebaje (12b), y es capaz de transmitir luz infrarroja.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de irradiación de luz y sistema de irradiación de luz
Campo técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo de irradiación de luz y un sistema de irradiación de luz que se puede utilizar para el curado de resina, pintura, etc. de curado ultravioleta.
Técnica anterior
A modo de ejemplo de dispositivos de irradiación de luz, se ha utilizado un dispositivo de irradiación ultravioleta para fines generales, incluidas las observaciones de reacciones de fluorescencia en el campo de la medicina o la biotecnología, la desinfección, la adhesión de componentes electrónicos y el curado de resina y tinta de curado ultravioleta (consulte la literatura de patentes 1, por ejemplo).
Sin embargo, el dispositivo de irradiación de luz puede sufrir cambios en las capacidades de rendimiento, como una caída en la salida de energía óptica, con la acumulación de tiempo de irradiación. Debido a la acumulación de tiempo de irradiación, por ejemplo, el curado descrito anteriormente puede no completarse con éxito, causando un curado incompleto, o puede surgir la necesidad de reajustar las condiciones de curado. Esto ha creado demandas de un dispositivo de irradiación de luz capaz de corregir los cambios en la salida de energía óptica causados por la acumulación de tiempo de irradiación, por ejemplo.
El documento JP 2014165333 A divulga un dispositivo de emisión de luz que comprende un sustrato, una pluralidad de elementos emisores de luz dispuestos en la superficie superior del sustrato, y una matriz de lentes proporcionada para cubrir los elementos emisores de luz. El documento JP 2011 108925 A describe un módulo emisor de luz que tiene un dispositivo emisor de luz dispuesto sobre un sustrato.
Lista de citas
Literatura de patentes
Literatura de patentes 1: Publicación de patente japonesa no examinada JP-A 2008-244165
Sumario de la invención
La presente invención proporciona un dispositivo de irradiación de luz según la reivindicación 1, un dispositivo de irradiación de luz según la reivindicación 3, un sistema de irradiación de luz según la reivindicación 10 y un sistema de irradiación de luz según la reivindicación 11. Otras realizaciones de la presente invención se describen en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 son vistas que muestran una parte principal de un dispositivo de irradiación de luz de acuerdo con una realización de la invención, en la que la figura 1(a) es una vista en planta y la figura 1(b) es una vista lateral; La figura 2 es una vista en sección del dispositivo de irradiación de luz tomada a lo largo de la línea 1I-1I mostrada en la figura 1;
La figura 3 son vistas para explicar un sistema de irradiación de luz que comprende el dispositivo de irradiación de luz mostrado en la figura 1, en el que la figura 3(a) es un diagrama de bloques y la figura 3(b) es un diagrama de flujo que muestra un procedimiento de accionamiento;
La figura 4 son vistas para explicar el sistema de irradiación de luz que comprenden un ejemplo modificado del dispositivo de irradiación de luz mostrado en la figura 1, en el que la figura 4(a) es un diagrama de bloques y la figura 4(b) es un diagrama de flujo que muestra un procedimiento de accionamiento;
La figura 5(a) es una vista superior de una impresora que emplea el dispositivo de irradiación de luz mostrado en la figura 1 y la figura 5(b) es una vista en sección de la impresora mostrada en la figura 5(a);
La figura 6 es una vista en planta de un ejemplo modificado del dispositivo de irradiación de luz; y
La figura 7 es una vista en planta de un ejemplo modificado del dispositivo de irradiación de luz.
Descripción de realizaciones
Ahora, con referencia a los dibujos, se describirán a continuación ejemplos de un dispositivo de irradiación de luz y una impresora de acuerdo con una realización de la invención. Debe entenderse que lo siguiente se considera únicamente ilustrativo de la realización de la invención, y la aplicación de la invención no se limita a las siguientes formas de realización.
(Dispositivo de irradiación de luz)
Por ejemplo, un dispositivo de irradiación de luz 100 según una realización de la invención como se muestra en las figuras 1 y 2 se incorpora a una impresora que usa tinta de curado ultravioleta, como una impresora offset o una impresora de chorro de tinta, para que sirva como una fuente de luz emisora de luz ultravioleta que aplica luz ultravioleta a una tinta de curado ultravioleta que se ha adherido a un objeto de destino (medio de grabación) para curar la tinta de curado ultravioleta.
El dispositivo de irradiación de luz 100 comprende: un sustrato 10 que tiene una superficie superior (una superficie principal) 11a provista de una pluralidad de rebajes (aberturas) 12, que incluyen un primer rebaje 12a y un segundo rebaje 12b; un elemento emisor de luz 20 situado en el primer rebaje 12a, el elemento emisor de luz 20 emite luz ultravioleta; y un elemento detector 18 situado en el segundo rebaje 12b, siendo el elemento detector 18 capaz de detectar luz ultravioleta. Como se muestra en la figura 1, el dispositivo de irradiación 100 está provisto de una pluralidad de los primeros rebajes 12a, y una pluralidad de elementos emisores de luz 20 están dispuestos correspondientemente. De manera similar, se puede proporcionar una pluralidad de segundos rebajes 12b, y una pluralidad de elementos de detección 18 están dispuestos correspondientemente o, alternativamente, como se muestra en la figura 1, se proporciona un solo segundo rebaje 12b, y un solo elemento de detección 18 está dispuesto correspondientemente.
Además, el dispositivo de irradiación de luz 100 puede comprender: una pluralidad de almohadillas de conexión 13, cada una dispuesta dentro del rebaje 12; una pluralidad de elementos emisores de luz 20 cada uno dispuesto dentro del rebaje 12 del sustrato 10, estando la pluralidad de elementos emisores de luz 20 conectados eléctricamente a las almohadillas de conexión 13, respectivamente; y una pluralidad de materiales de sellado 30 cada uno dispuesto para llenar el rebaje 12, cubriendo la pluralidad de materiales de sellado la pluralidad de elementos emisores de luz 20, respectivamente.
El dispositivo de irradiación de luz 100 comprende además un elemento de protección ultravioleta 19 que cubre un elemento de detección 18a en un estado separado del mismo. El dispositivo de irradiación de luz 100 puede comprender además una lente 16 que cubre el elemento emisor de luz 20 en un estado separado del mismo. Además, como se muestra en la figura 2, el dispositivo de irradiación de luz 100 puede estar provisto de un elemento transmisor de luz 60 separado de cada uno de los componentes constituyentes, permitiendo el elemento transmisor de luz 60 la salida de la luz emitida por el elemento emisor de luz 20.
Como se muestra en la figura 2, el dispositivo de irradiación de luz 100 puede estar provisto de un elemento disipador de calor 101 unido a un lado inferior del dispositivo de irradiación de luz 100 mediante un material adhesivo 102 tal como resina de silicona, resina epoxi o soldadura. El elemento disipador de calor 101 sirve como soporte para un cuerpo apilado 40, y sirve también como disipador de calor para disipar el calor que emana del elemento emisor de luz 20 hacia el exterior. Como material para formar el elemento disipador de calor 101, se puede utilizar un material que tenga una alta conductividad térmica. Los ejemplos del material para formar el elemento disipador de calor 101 incluyen varios tipos de materiales metálicos, cerámicos y materiales de resina. El elemento disipador de calor 101 de este ejemplo está formado por cobre.
A continuación, se describen los detalles de cada componente constituyente.
El sustrato 10 comprende: un cuerpo apilado 40 en el que están laminadas una primera capa aislante 41 y una segunda capa aislante 42; y un cableado eléctrico 50 para proporcionar conexión entre los elementos emisores de luz 20. El sustrato 10 es rectangular en una vista en planta desde arriba de la única superficie principal 11a, y el elemento emisor de luz 20 está soportado dentro del rebaje 12 (el primer rebaje 12a) provisto en la única superficie principal 11a.
Por ejemplo, la primera capa aislante 41 está formada de cerámica como un cuerpo sinterizado de óxido de aluminio, un cuerpo sinterizado de nitruro de aluminio, un cuerpo sinterizado de mulita o cerámica de vidrio, o una resina como una resina epoxi o un polímero de cristal líquido (LCP).
El cableado eléctrico 50 se forma en un patrón predeterminado de un material eléctricamente conductor como, por ejemplo, tungsteno (W), molibdeno (Mo), manganeso (Mn) o cobre (Cu). El cableado eléctrico 50 sirve como cableado de alimentación para suministrar corriente al elemento emisor de luz 20 o corriente desde el elemento emisor de luz 20.
La segunda capa aislante 42 laminada sobre la primera capa aislante 41 tiene el rebaje 12 formado a través de la misma como una abertura.
Cada rebaje 12 tiene una superficie circunferencial interior 14 inclinada de modo que el diámetro del orificio es mayor en un lado correspondiente a la única superficie principal 11a del sustrato 10 que en un lado correspondiente a una superficie de colocación para el elemento emisor de luz 20, y, por ejemplo, el rebaje 12 es circular en una vista en planta. La forma de la abertura no se limita a la forma circular, sino que puede tener una forma rectangular.
Un rebaje 12 de este tipo permite que la luz emitida por el elemento emisor de luz 20 sea reflejada hacia arriba por la superficie circunferencial interior 14 y, por tanto, sirve para conseguir un aumento de la eficacia de captación de luz. Con el fin de lograr una mayor eficiencia de captación de luz, es aconsejable formar la segunda capa aislante 42 de un material cerámico poroso que exhiba una reflectividad relativamente buena a la luz en el intervalo ultravioleta, como por ejemplo un cuerpo sinterizado de óxido de aluminio, un cuerpo sinterizado de óxido de circonio o cuerpo sinterizado de nitruro de aluminio.
Estos rebajes 12 están dispuestos en filas y columnas en un patrón de celosía cuadrada sobre toda el área de la única superficie principal 11a del sustrato 10. Por ejemplo, los rebajes 12 pueden colocarse en una disposición escalonada, expresada de manera diferente, los rebajes 12 pueden disponerse en forma de zigzag en dos o más filas. Tal disposición permite colocar los elementos emisores de luz 20 con mayor densidad de empaquetamiento, aumentando así el grado de irradiancia por unidad de área. Como se usa en el presente documento, colocar los rebajes en la disposición escalonada puede entenderse que significa colocar los rebajes en posiciones correspondientes a puntos de celosía de un patrón de celosía rómbica.
El sustrato 10 mencionado anteriormente que comprende el cuerpo apilado 40 compuesto por la primera capa aislante 41 y la segunda capa aislante 42 es, cuando la primera capa aislante 41 y la segunda capa aislante 42 están formadas de cerámica, etc., producido siguiendo tales etapas de procedimiento como se indica a continuación. En primer lugar, se preparan una pluralidad de láminas en crudo de cerámica producidas mediante un método conocido hasta ahora. Los orificios equivalentes al rebaje 12 se forman en una lámina en crudo cerámica correspondiente a la segunda capa aislante 42 mediante punzonado o de otro modo. Luego, después de imprimir una pasta metálica para formar el cableado eléctrico 50 sobre una lámina en crudo cerámica correspondiente a la primera capa aislante 41, la lámina en crudo cerámica correspondiente a la segunda capa aislante 42 se lamina sobre esa lámina en crudo cerámica de modo que la pasta metálica impresa se encuentra entre estas láminas en crudo. Como pasta metálica para formar el cableado eléctrico 50, por ejemplo, es posible utilizar una pasta que contenga un metal como tungsteno (W), molibdeno (Mo), manganeso (Mn) o cobre (Cu). A continuación, el cuerpo laminado, es decir, las láminas en crudo y la pasta metálica se cuecen juntas de una vez, después de lo cual se completa la formación del sustrato 10 que tiene el cableado eléctrico 50 y los rebajes 12.
Además, cuando la primera capa aislante 41 y la segunda capa aislante 42 están formadas de resina, por ejemplo, se puede adoptar el siguiente método para la producción del sustrato 10.
Primero, se preparan láminas precursoras de resina termoendurecible. A continuación, un terminal conductor que constituye el cableado eléctrico 50 y está formado de un material metálico se interpone entre las láminas precursoras, y la pluralidad de láminas precursoras se apilan juntas de modo que el terminal conductor puede incrustarse en las láminas precursoras. Como material para formar el terminal de plomo, por ejemplo, es posible utilizar un material metálico como cobre (Cu), plata (Ag), aluminio (Al), una aleación hierro (Fe) - níquel (Ni) - cobalto (Co), o una aleación de hierro (Fe) - níquel (Ni). Luego, después de formar orificios equivalentes al rebaje 12 en las láminas precursoras por medio de procesamiento con láser, grabado o de otro modo, las láminas precursoras se curan con calor, después de lo cual se completa la formación del sustrato 10. En el caso de formar el rebaje 12 mediante procesamiento con láser, la operación de formación del rebaje puede efectuarse después de curar las láminas precursoras con calor.
Mientras tanto, dentro del rebaje 12 del sustrato 10, se proporciona la almohadilla de conexión 13 conectada eléctricamente al elemento emisor de luz 20, el elemento emisor de luz 20 conectado a la almohadilla de conexión 13 a través de un material de unión 15 tal como soldadura, un alambre de oro (Au), o alambre de aluminio (Al), el material sellante 30 para sellar el elemento emisor de luz 20, el elemento detector 18, etc.
La almohadilla de conexión 13 está formada por una capa metálica formada de un material metálico como, por ejemplo, tungsteno (W), molibdeno (Mo), manganeso (Mn) o cobre (Cu). Según sea necesario, por ejemplo, una capa de níquel (Ni), una capa de paladio (Pd) o una capa de oro (Au) se pueden laminar adicionalmente sobre la capa metálica. Tal almohadilla de conexión 13 está conectada al elemento emisor de luz 20 a través del material de unión 15, tal como soldadura, un alambre de oro (Au) o un alambre de aluminio (Al).
Además, el elemento emisor de luz 20 está construido, por ejemplo, de un diodo emisor de luz obtenido laminando una capa semiconductora de tipo n y una capa semiconductora de tipo p formada por un material semiconductor tal como arseniuro de galio (GaAs) o galio nitruro (GaN) sobre un sustrato de elemento 21 tal como un sustrato de zafiro, o un elemento orgánico EL (electroluminiscencia) que tiene una capa semiconductora hecha de material orgánico.
El elemento emisor de luz 20 comprende: una capa semiconductora 22 que tiene una capa emisora de luz; y electrodos de elemento 23 y 24 formados de un material metálico como plata (Ag), que están conectados cada uno, a través del material de unión 15, como soldadura, un alambre de oro (Au) o un alambre de aluminio (Al), a la almohadilla de conexión 13 colocada sobre el sustrato 10 y, por tanto, el elemento emisor de luz 20 se conecta al sustrato 10 mediante unión de cables. En respuesta a la corriente que fluye entre los electrodos 23 y 24 del elemento, el elemento emisor de luz 20 emite luz que tiene una longitud de onda predeterminada a una luminancia predeterminada. Nótese que el sustrato de elemento 21 puede omitirse de la construcción. Además, la conexión entre el elemento electrodo 23, 24 del elemento emisor de luz 20 y la almohadilla de conexión 13 puede establecerse mediante la técnica de unión de chip invertido hasta ahora conocida utilizando, por ejemplo, soldadura como material de unión 15.
En esta ejemplificación, como elemento emisor de luz 20, se utiliza un LED (diodo emisor de luz) que emite luz ultravioleta en un espectro de emisión de luz con longitudes de onda máximas que oscilan entre 280 nm y 440 nm, por ejemplo. Es decir, en este ejemplo, se adopta un elemento UV-LED (diodo emisor de luz ultravioleta) para su uso como elemento emisor de luz 20. El elemento emisor de luz 20 se forma mediante una técnica de formación de película fina conocida hasta ahora.
El material de sellado 30 sella el elemento emisor de luz 20.
Se utiliza un material aislante, como un material de resina altamente transmisor de luz, para el material de sellado 30. El material de sellado 30 que sella el elemento emisor de luz 20 proporciona protección para el elemento emisor de luz 20 evitando la intrusión de humedad externa o absorbiendo el impacto externo.
Además, como material de sellado 30, el uso de un material que tenga un índice de refracción que se encuentre entre el índice de refracción del sustrato de elemento 21 que constituye el elemento emisor de luz 20 (un índice de refracción de 1,7 en el caso de un sustrato de zafiro) y el índice de refracción del aire (un índice de refracción de aproximadamente 1,0), por ejemplo, una resina de silicona que tiene un índice de refracción de aproximadamente 1,4, permite aumentar la eficacia de captación de luz del elemento emisor de luz 20.
Dicho material sellante 30 se forma, después de montar el elemento emisor de luz 20 sobre el sustrato 10, llenando el rebaje 12 con un precursor de, por ejemplo, resina de silicona, y curando posteriormente el precursor de resina. El elemento transmisor de luz 60, que sirve para proporcionar protección para cada componente constituyente, puede estar formado por un material de vidrio, por ejemplo.
Como elemento detector 18 (18a), es posible utilizar cualquiera de los elementos capaces de detectar la luz ultravioleta emitida por el elemento emisor de luz 20, y los ejemplos de tal elemento incluyen un fotodiodo.
El dispositivo de irradiación de luz 100 se puede configurar de modo que el elemento de detección 18 (18a) pueda detectar la luz ultravioleta que se emite desde el elemento de emisión de luz 20 y se transmite a través del sustrato 10. Más específicamente, como se muestra en las figuras 1 y 2, el grosor de una parte del sustrato 10, cuya parte se encuentra entre el primer rebaje 12a y el segundo rebaje 12b, puede ajustarse a una extensión predeterminada que permita la transmisión de la luz ultravioleta de modo que la luz ultravioleta del emisor de luz el elemento 20 situado en el primer rebaje 12a alcanza el segundo rebaje 12b. En otras palabras, el primer rebaje 12a y el segundo rebaje 12b pueden disponerse de modo que la distancia entre ellos sea más corta que la distancia entre los primeros rebajes adyacentes 12a, y el espesor de una parte del sustrato 10, cuya parte define el espacio entre el primer rebaje 12a y el segundo rebaje 12b pueden ajustarse para que sean más pequeños que el grosor de una parte de los mismos que se encuentra entre los primeros rebajes adyacentes 12a.
Además, en la presente realización, como elemento detector 18a, es posible utilizar un elemento capaz de detectar luz infrarroja. Por ejemplo, en los casos en los que la luz emitida por el elemento emisor de luz 20 es absorbida por materia extraña como tinta o resina adherida a la superficie del elemento transmisor de luz 60 con la consecuencia de que la luz infrarroja emana de la materia extraña y la superficie del elemento transmisor de luz 60 actuando como fuentes de calor, la detección de la emisión infrarroja por dicho elemento hace posible suprimir la aparición de daños en el elemento transmisor de luz 60 o la disminución de la salida de energía óptica.
Además, el elemento detector 18a comprende electrodos 23b y 24b formados de un material metálico como plata (Ag). Cada uno de los electrodos 23b y 24b está conectado, a través de un material de unión 15b, tal como soldadura, un alambre de oro (Au) o un alambre de aluminio (Al), a una almohadilla de conexión 13b colocada sobre el sustrato 10. En este ejemplo, el elemento de detección 18a está conectado al sustrato 10 mediante unión de cables.
El elemento de protección ultravioleta 19 es capaz de bloquear eficazmente la luz ultravioleta rebaje desde el lado de la superficie superior (una superficie principal) 11a . Como elemento de protección ultravioleta 19, es posible utilizar un elemento compuesto de vidrio que tenga un material bloqueador de rayos ultravioleta depositado en forma de vapor sobre una superficie del mismo. Como se muestra en las figuras 1 y 2, el elemento de protección ultravioleta 19 está formado para cerrar la abertura del segundo rebaje 12b. Con esta disposición, la luz ultravioleta emitida por el elemento emisor de luz 20 es detectada por el elemento de detección 18a de manera muy selectiva, lo que permite comprobar si el elemento emisor de luz 20 mantiene la intensidad de irradiación en un nivel adecuado. En consecuencia, se pueden corregir las variaciones en la salida de energía óptica provocadas por la acumulación de tiempo de irradiación, por ejemplo.
Además, como elemento de protección ultravioleta 19, se usa un elemento que transmite luz infrarroja. En este caso, como se describió anteriormente, la luz infrarroja que emana de la superficie del elemento transmisor de luz 60 puede ser detectada por el elemento de detección 18 ubicado dentro del segundo rebaje 12b, lo que permite suprimir la aparición de daños en el elemento transmisor de luz 60 o disminución de la energía óptica de salida. La lente 16 no está particularmente limitada siempre que sea una lente capaz de emitir una luz eficaz aplicada por el elemento emisor de luz 20 y, como se muestra en las figuras 1 y 2, la lente 16 puede formarse para cerrar la abertura del primer rebaje 12a.
<Sistema de irradiación de luz>
A continuación, se describe un sistema de irradiación de luz que incluye el dispositivo de irradiación de luz 100 descrito según la realización de la invención con referencia a la figura 3.
El sistema de irradiación de luz comprende el dispositivo de irradiación de luz 100 (que incluye el elemento emisor de luz 20 y el elemento de detección 18), una sección de suministro de energía 110, una sección de control de corriente constante 130 y una sección de cálculo de la corriente de accionamiento 140. La siguiente descripción trata, como elemento de detección 18, del elemento de detección 18a capaz de detectar la luz ultravioleta emitida por el dispositivo de irradiación de luz 100. En lo que sigue, la sección de control de corriente constante 130 y la sección de cálculo de la corriente de accionamiento 140 también pueden denominarse colectivamente una sección de control de accionamiento 120.
(Dispositivo de irradiación de luz 100)
Los detalles del dispositivo de irradiación de luz 100 pueden entenderse a partir de la descripción anterior.
El elemento emisor de luz 20 emite luz en respuesta a una corriente emitida desde la sección de control de corriente constante 130.
El elemento de detección 18a, que está conectado a la sección de control de corriente constante 130 y la sección de cálculo de la corriente de accionamiento 140, detecta la luz ultravioleta emitida por el elemento emisor de luz 20. Una corriente que responde a la intensidad de la luz ultravioleta detectada se emite a la sección de cálculo de la corriente de accionamiento 140.
(Sección de suministro de energía 110)
Por ejemplo, la sección de suministro de energía 110 produce una tensión de corriente continua (CC) a partir de una tensión de corriente alterna (CA), e introduce la tensión de CC a la sección de control de corriente constante 130. Además, la magnitud de la tensión de CC en la sección de suministro de energía 110 se ajusta para que sea mayor que un valor obtenido sumando la tensión de carga en la sección de control de corriente constante 130 a la tensión directa (Vf) en la sección de irradiación de luz.
(Sección de control de corriente constante 130)
La sección de control de corriente constante 130 produce una corriente constante para activar el dispositivo de irradiación de luz 100. Por ejemplo, en la presente realización, la sección de control de corriente constante 130 está conectada a la sección de suministro de energía 110 y al dispositivo de irradiación de luz 100. En respuesta a una tensión predeterminada de la sección de suministro de energía 110, la sección de control de corriente constante 130 produce una corriente predeterminada y suministra la corriente al dispositivo de irradiación de luz 100, permitiendo así que el elemento emisor de luz 20 emita luz.
(Sección de cálculo de corriente de accionamiento 140)
La sección de cálculo de corriente de accionamiento 140, que está conectada al elemento de detección 18a y la sección de control de corriente constante 130, recibe una señal de salida del elemento de detección 18a y convierte la señal en datos de salida de energía óptica. Sobre la base de la diferencia entre los datos de salida de energía óptica y un valor de salida de energía óptica objetivo almacenado en una memoria, la sección de cálculo de la corriente de accionamiento 140 realiza cálculos para derivar un valor de la corriente de accionamiento que se suministra desde la sección de control de corriente constante 130 al dispositivo de irradiación de luz 100, y envía el valor de la corriente de accionamiento a la sección de control de corriente constante 130.
(Sistema externo)
Los ejemplos de un sistema externo que está conectado al dispositivo de irradiación de luz 100 incluyen una impresora. En la figura 3, el sistema externo está conectado, a través de la sección de control de corriente constante 130, al dispositivo de irradiación de luz 100. El sistema externo emite señales de ENCENDIDO/APAGADO en el dispositivo de irradiación de luz 100 a la sección de control de corriente constante 130, y también, cuando se recibe una señal de activación o una señal anormal de la sección de control de corriente constante 130, el sistema externo permite que la señal sea reflejado en los datos de accionamiento.
<Flujo de accionamiento del sistema de irradiación de luz>
A continuación, se describe el flujo de accionamiento del sistema de irradiación de luz que incluye el dispositivo de irradiación de luz 100 descrito hasta ahora con referencia a la figura 3(b).
(i) Para obtener la salida de energía óptica deseada del dispositivo de irradiación de luz 100, se emite una corriente predeterminada desde la sección de control de corriente constante 130 al dispositivo de irradiación de luz 100 (Etapa S1). Es decir, "FIJAR SEÑAL DE CONTROL DE LUZ" se refiere al ajuste (entrada) de un valor de corriente de salida para un circuito de accionamiento. Esta operación permite la determinación de la corriente correspondiente al estado de irradiación ON. Desde allí, se inicia una activación del dispositivo de irradiación de luz 100 (Etapa S2).
(ii) La luz ultravioleta es detectada por el elemento detector 18a de forma continua o en periodos de tiempo predeterminados (Etapa S3). En esta etapa, por ejemplo, se mide la intensidad de la luz ultravioleta.
(iii) Cuando el valor de una señal de salida del elemento detector 18a es menor que un valor inicial, entonces se determina que el valor de salida de energía óptica del dispositivo de irradiación de luz 100 es menor que el valor inicial. Cuando se determina en la Etapa S4 que hay una disminución del 10 % o más en la salida de energía óptica con respecto al valor inicial, o de manera equivalente, la tasa de cambio de la salida de energía óptica con respecto al valor inicial no es menor del 10 %. ("No" en la Etapa S4), entonces el procedimiento pasa a la Etapa S5 donde la sección de cálculo de la corriente de accionamiento 140 calcula el valor de una corriente que se suministra desde la sección de control de corriente constante 130 al dispositivo de irradiación de luz 100 para restablecer la salida de energía óptica al valor inicial. La magnitud de la corriente emitida desde la sección de control de corriente constante 130 se incrementa de modo que la corriente así calculada por la sección de cálculo de la corriente de accionamiento 140 se pueda suministrar desde la sección de control de corriente constante 130 al dispositivo de irradiación de luz 100. Esto hace posible restablecer el valor de salida de energía óptica del dispositivo de irradiación de luz 100 al valor inicial.
(iv) Por otro lado, cuando se determina que la tasa de cambio de la salida de energía óptica con respecto al valor inicial es menor al 10 % ("Sí" en la Etapa S4), entonces el valor de la corriente que se debe suministrar desde la sección de control de corriente constante 130 hasta el dispositivo de irradiación de luz 100 permanece sin cambios.
(v) Con una repetición de las etapas del procedimiento (i) a (iv) descritos hasta ahora, incluso si el valor de salida de energía óptica se vuelve menor que el valor inicial debido, por ejemplo, a la acumulación de tiempo de irradiación, el valor de salida de energía óptica se puede restablecer repetidamente al valor inicial.
Como se ha descrito anteriormente, en el dispositivo de irradiación de luz 100 según la presente realización, durante la activación continua del mismo, el valor de la corriente que se va a emitir desde la sección de control de corriente constante 130 al dispositivo de irradiación de luz 100 se puede cambiar en respuesta a un cambio de una señal basada en la radiación ultravioleta detectada. Esto hace posible suprimir la disminución en la salida de energía óptica en el dispositivo de irradiación de luz 100 causada por la acumulación de tiempo de irradiación, etc.
(Ejemplo modificado)
A continuación, se describen ejemplos modificados en el sistema de irradiación de luz y en el flujo de accionamiento del sistema de irradiación de luz con referencia a la figura 4.
En el ejemplo modificado, el sistema de irradiación de luz comprende el dispositivo de irradiación de luz 100 (que incluye el elemento emisor de luz 20 y el elemento de detección 18), la sección de suministro de energía 110, la sección de control de corriente constante 130 y una sección de determinación de anomalías 150. En este sistema, como elemento de detección 18, se utiliza un elemento de detección 18b capaz de detectar luz infrarroja incidente externamente.
El elemento de detección 18b, que está conectado a la sección de control de corriente constante 130 y la sección de determinación de anomalías 150, detecta la luz infrarroja incidente externamente.
La sección de determinación de anomalías 150 recibe una señal de salida del elemento detector 18b y convierte la señal en datos de salida. Sobre la base de la comparación entre los datos de salida y un intervalo de salida permitido almacenado en una memoria, cuando se determina que los datos de salida están fuera del intervalo, entonces la sección de determinación de anormalidad 150 emite una señal de APAGADO a la sección de control de corriente constante 130 para inhabilitar la corriente que se enviará al dispositivo de irradiación de luz 100.
<Flujo de accionamiento del sistema de irradiación de luz>
A continuación, se describe el flujo de accionamiento del sistema de irradiación de luz que incluye el dispositivo de irradiación de luz 100 según el ejemplo modificado con referencia a la figura 4(b).
(i) Para obtener la salida de energía óptica deseada del dispositivo de irradiación de luz 100, se emite una corriente predeterminada desde la sección de control de corriente constante 130 al dispositivo de irradiación de luz 100 (Etapa S11). Desde allí, se inicia la activación del dispositivo de irradiación de luz 100 (Etapa S12). (ii) La luz infrarroja es detectada por el elemento detector 18b de forma continua o en periodos de tiempo predeterminados (Etapa S13). En este etapa, por ejemplo, se mide la intensidad de la luz infrarroja.
(iii) Cuando el valor de una señal de salida del elemento detector 18b es mayor que un valor predeterminado, entonces se determina que materia extraña, como tinta o resina, adherida a la superficie del elemento transmisor de luz 60, etc., emite luz infrarroja. Cuando se determina en la Etapa S14 que el valor de la señal de salida del elemento de detección 18b es mayor que el valor predeterminado ("No" en la Etapa S14), entonces el procedimiento pasa a la Etapa S15 donde la corriente se enviará al dispositivo de irradiación de luz 100 está inhabilitada para suspender la emisión de luz del elemento emisor de luz 20. Por tanto, la detección de la emisión infrarroja de materias extrañas hace posible suspender la emisión de luz del elemento emisor de luz en condiciones anormales y suprimir el daño al elemento transmisor de luz 60, etc.
(iv) Por otro lado, cuando se determina que el valor de la señal de salida del elemento detector 18b no es mayor que el valor predeterminado ("Sí" en la Etapa S14), entonces el elemento emisor de luz 20 se opera para continuar la emisión de luz.
(v) Una repetición de las etapas del procedimiento (i) a (iv) descritos hasta ahora hace posible detectar la adhesión de materias extrañas como tinta o resina a la superficie del elemento transmisor de luz 60, etc., y suprimir el daño al elemento transmisor de luz 60, etc.
(Impresora)
A continuación, se describe una impresora 200 como se muestra en la figura 5 que es un ejemplo de la impresora según la realización de la invención.
La impresora 200 comprende: medios de transporte 210 para transportar un medio de grabación 250; medios de impresión 220 que sirven como mecanismo de impresión para realizar la impresión en el medio de grabación 250 durante el transporte; el dispositivo de irradiación de luz 100 mencionado anteriormente, para aplicar luz ultravioleta al medio de grabación 250 que se ha sometido al proceso de impresión; y una sección de control de accionamiento 120 para controlar la emisión de luz del dispositivo de irradiación de luz 100. El medio de grabación 250 es equivalente al objeto de destino descrito anteriormente.
El medio de transporte 210 sirve para transportar el medio de grabación 250 para hacer que pase a través del medio de impresión 220 y el dispositivo de irradiación de luz 100 secuencialmente en el orden indicado. Los medios de transporte 210 comprenden: una mesa de colocación 211; y un par de rodillos de transporte 212 dispuestos uno frente al otro, estando el par de rodillos de transporte 212 soportados de manera giratoria. El medio de transporte 210 alimenta el medio de grabación 250 soportado por la mesa de colocación 211 entre el par de rodillos de transporte 212 y hace girar los rodillos de transporte 212, permitiendo así que el medio de grabación 250 se desplace en la dirección de transporte.
El medio de impresión 220 sirve para adherir un material fotosensible al medio de registro 250 transportado a través del medio de transporte 210. El medio de impresión 220 está configurado para descargar gotitas que contienen el material fotosensible hacia el medio de grabación 250 para adherir el material fotosensible al medio de grabación 250. En este ejemplo, se utiliza una tinta de curado ultravioleta como material fotosensible. Los ejemplos del material fotosensible incluyen, además de la tinta de curado ultravioleta, una capa protectora fotosensible y una resina fotocurable.
En este ejemplo, se utilizan medios de impresión de tipo línea como medios de impresión 220. El medio de impresión 220 tiene una pluralidad de orificios de descarga 220a, que están dispuestos en línea (una línea recta), de modo que la tinta de curado ultravioleta pueda descargarse de los orificios de descarga 220a. El medio de impresión 220 realiza la impresión en el medio de grabación descargando la tinta de los orificios de descarga 220a de modo que la tinta se dirige y se adhiere al medio de impresión 250 que se transporta en una dirección perpendicular a la dirección de disposición de los orificios de descarga 220a.
Aunque el medio de impresión de tipo de línea se ejemplifica como el mecanismo de impresión en este ejemplo, el mecanismo de impresión no se limita a esto, y puede ser un medio de impresión de tipo serie, y, además, el cabezal no se limita a un cabezal de descarga, y puede ser un cabezal de pulverización de tipo lineal o de tipo serie (por ejemplo, cabezal de chorro de tinta). Además, como mecanismo de impresión, se puede adoptar un mecanismo electrostático en el que se hace que se acumule electricidad estática en el medio de grabación 250 para adherir el material fotosensible cargado eléctricamente al medio de grabación 250 por la fuerza electrostática, o se puede adoptar un mecanismo de inmersión en el que el medio de grabación 250 se sumerge en un material fotosensible en forma líquida para adherir el material fotosensible al medio de grabación 250. En otra alternativa, como mecanismo de impresión, se puede adoptar un mecanismo que incluya una brocha, un rodillo, etc.
En la impresora 200, el dispositivo de irradiación de luz 100 sirve para exponer a la luz el material fotosensible adherido al medio de registro 250 transportado a través del medio de transporte 210. El dispositivo de irradiación de luz 100 está situado en un lado aguas abajo en la dirección de transporte de los medios de impresión 220. Además, en la impresora 200, el elemento emisor de luz 20 sirve para exponer a la luz el material fotosensible adherido al medio de grabación 250.
La sección de control de accionamiento 120 sirve para controlar la emisión de luz del dispositivo de irradiación de luz 100. Una porción de almacenamiento (memoria) de la sección de control de activación 120 almacena información indicativa de las características de dicha luz que permite que las gotas de tinta descargadas de los medios de impresión 220 se curen de manera relativamente satisfactoria. Los ejemplos específicos de la información almacenada en la memoria incluyen, además de información sobre señales relacionadas con la salida de energía óptica como se describe anteriormente, características de distribución de longitud de onda e intensidad de emisión de luz (intensidad de emisión de luz en cada intervalo de longitud de onda) adecuadas para el curado de gotas de tinta descargadas. En la impresora 200 según la presente realización, en virtud de la sección de control de accionamiento 120, la magnitud de una corriente de accionamiento que se introduce en cada uno de la pluralidad de elementos emisores de luz 20 se puede ajustar sobre la base de la información almacenada en la sección de control de accionamiento 120. Por tanto, la impresora 200 según la presente realización puede conseguir la aplicación de luz con una energía de irradiación ultravioleta adecuada conforme a las características de una tinta en uso y, por tanto, puede curar gotas de tinta con luz de energía relativamente baja.
En esta impresora 200, los medios de transporte 210 transportan el medio de grabación 250 en la dirección de transporte. El medio de impresión 220 descarga una tinta curable por ultravioleta hacia el medio de registro 250 bajo transporte para adherir la tinta curable por ultravioleta a la superficie del medio de registro 250. En este momento, la tinta de curado ultravioleta que se adhiere al medio de grabación 250 puede someterse a una adhesión total o parcial, o alternativamente, la tinta puede adherirse en un patrón predeterminado. En esta impresora 200, la tinta de curado ultravioleta adherida al medio de grabación 250 se irradia para curar la tinta de curado ultravioleta con luz ultravioleta emitida por el dispositivo de irradiación de luz 100.
Según la impresora 200 descrita hasta ahora, se pueden conseguir los efectos ventajosos descritos anteriormente obtenidos por el dispositivo de irradiación de luz 100.
Aunque se han mostrado aquí ejemplos específicos de la realización de la invención, debe entenderse que la invención no se limita a esto y, por tanto, son posibles varias modificaciones sin apartarse del alcance de la invención.
Por ejemplo, la descripción anterior trata del caso en el que el dispositivo de irradiación de luz 100 según la presente realización está configurado de modo que un único elemento de detección 18 es capaz de detectar luz infrarroja, además de luz ultravioleta.
Alternativamente, como se muestra en la vista en planta de la figura 6, en un dispositivo de irradiación de luz 100A como ejemplo modificado, un elemento de detección 18 capaz de detectar luz ultravioleta, y un segundo elemento de detección 70 capaz de detectar luz infrarroja pueden estar previstos en el segundo rebaje 12b. Es decir, dos elementos de detección que detectan diferentes objetivos de detección pueden colocarse en un solo rebaje. También en este caso, se pueden lograr los mismos efectos ventajosos que se lograron en la realización descrita anteriormente.
Además, como se muestra en la vista en planta de la figura 7, en un dispositivo de irradiación de luz 100B como otro ejemplo modificado, un elemento detector 18 capaz de detectar luz ultravioleta se coloca en el segundo rebaje 12b, y también, un tercer elemento detector 80 capaz de detectar luz infrarroja se coloca en un tercer rebaje 12c formado en la superficie superior del sustrato 10. Es decir, dos elementos de detección que detectan diferentes objetivos de detección pueden colocarse por separado en sus respectivos rebajes. También en este caso, se pueden lograr los mismos efectos ventajosos que se lograron en la realización descrita anteriormente.
A continuación, la realización de la impresora 200 no se limita a los ejemplos descritos hasta ahora. Por ejemplo, la impresora 200 puede construirse como una denominada impresora offset en la que se hace girar un rodillo soportado por un árbol de modo que un medio de grabación se transporta a lo largo de la superficie del rodillo. También en este caso, se pueden lograr los mismos efectos ventajosos.
Aunque se ha descrito un ejemplo de la realización descrita anteriormente con respecto al caso en el que el dispositivo de irradiación de luz 100 se aplica a la impresora 200 empleando un cabezal de chorro de tinta 220, el dispositivo de irradiación de luz 100 puede encontrar aplicaciones en el campo de la curado de varios tipos de resinas fotoendurecibles, por ejemplo, es aplicable a un aparato de curado de propósito específico para curar una resina fotoendurecible revestida por rotación sobre la superficie de un objeto objetivo. Además, el dispositivo de irradiación de luz 100 se puede utilizar como fuente de luz de irradiación en una unidad de exposición.
Lista de señales de referencia
10: Sustrato
11a: Una superficie principal
12: Rebaje
12a: Primer rebaje
12b: Segundo rebaje
12c: Tercer rebaje
13: Almohadilla de conexión
14: Superficie circunferencial interior
15: Material de unión
16: Lente
17: Adhesivo para lentes
18, 18a, 18b: Elemento de detección
19: Elemento de protección ultravioleta
20: Elemento emisor de luz
21: Sustrato de elemento
22: Capa semiconductora
23, 24: Electrodo de elemento
30: Material de sellado
40: Cuerpo apilado
41: Primera capa aislante
42: Segunda capa aislante
50: Cableado eléctrico
60: Elemento transmisor de luz
70: Segundo elemento de detección
80: Tercer elemento de detección
100, 100A, 100B: Dispositivo de irradiación de luz
101: Elemento disipador de calor
102: Material adhesivo
110: Sección de suministro de energía
120: Sección de control de accionamiento
130: Sección de control de corriente constante 140: Sección de cálculo de corriente de accionamiento 150: Sección de determinación de anomalías
200: Impresora
210: Medios de transporte
211: Mesa de colocación
212: Rodillo de transporte
220: Medios de impresión
220a: Orificio de descarga
250: Medio de grabación

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo de irradiación de luz (100, 100A, 100B), que comprende:
un sustrato (10) que tiene una superficie superior (11a) provista de un primer rebaje (12a) y un segundo rebaje (12b);
un elemento emisor de luz (20) situado en el primer rebaje (12a), el elemento emisor de luz (20) emite luz ultravioleta; caracterizado por un elemento detector (18, 18 a, 18b) ubicado en el segundo rebaje (12b), siendo el elemento detector (18, 18a, 18b) capaz de detectar la luz ultravioleta que es emitida por el elemento emisor de luz (20) y transmitida a través del sustrato (10); y
un elemento de protección ultravioleta (19) que cubre el elemento de detección (18, 18a, 18b) en un estado separado del mismo, en el que el elemento de protección ultravioleta (19) cierra una abertura del segundo rebaje (12b), y es capaz de transmitir luz infrarroja.
2. El dispositivo de irradiación de luz (100, 100A, 100B) según la reivindicación 1, en el que el sustrato (10) tiene una porción a través de la cual se puede transmitir la luz ultravioleta emitida por el elemento emisor de luz (20), y la porción está ubicada entre el primer rebaje (12a) y segundo rebaje (12b).
3. Un dispositivo de irradiación de luz (100, 100A, 100B) que comprende:
un sustrato (10) que tiene una superficie superior (11a) provista de una pluralidad de primeros rebajes (12a) y un segundo rebaje (12b);
un elemento emisor de luz (20) situado en al menos uno de la pluralidad de primeros rebajes (12a), el elemento emisor de luz (20) emite luz ultravioleta; caracterizado por un elemento detector (18, 18a, 18b) ubicado en el segundo rebaje (12b), siendo el elemento detector (18, 18a, 18b) capaz de detectar la luz ultravioleta que es emitida por el elemento emisor de luz (20) y transmitida a través de una porción del sustrato (10); y
un elemento de protección ultravioleta (19) que cubre el elemento de detección (18, 18a, 18b) en un estado separado del mismo, en el que el elemento de protección ultravioleta (19) cierra una abertura del segundo rebaje (12b), y es capaz de transmitir luz infrarroja;
en el que la porción del sustrato (10) está ubicada entre un primer rebaje de la pluralidad de primeros recesos (12a) y el segundo rebaje (12b) y la porción del sustrato (10) es de menor espesor que una segunda porción del sustrato (10) situado entre los adyacentes de la pluralidad de primeros rebajes (12a).
4. El dispositivo de irradiación de luz (100, 100A, 100B) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que además comprende:
una lente (16) que recubre el elemento emisor de luz (20) en un estado separado del mismo.
5. El dispositivo de irradiación de luz (100, 100A, 100B) según la reivindicación 4, en el que la lente (16) cierra una abertura del primer rebaje (12a).
6. El dispositivo de irradiación de luz (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el elemento de detección (18, 18a, 18b) es capaz de detectar luz infrarroja.
7. El dispositivo de irradiación de luz (100A) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende, además:
un segundo elemento detector (70) que está ubicado en el segundo rebaje (12b) y es capaz de detectar luz infrarroja.
8. El dispositivo de irradiación de luz (100B) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la superficie superior (11a) del sustrato (10) está provista de un tercer rebaje, y
el dispositivo de irradiación de luz (100B) comprende además un tercer elemento de detección (80) que está ubicado en el tercer rebaje y es capaz de detectar luz infrarroja.
9. El dispositivo de irradiación de luz (100, 100A, 100B) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende, además: un elemento disipador de calor (101) unido a un lado de la superficie inferior del sustrato (10).
10. Un sistema de irradiación de luz, que comprende:
el dispositivo de irradiación de luz (100, 100A, 100B) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9; una sección de control de corriente constante (130) que produce una corriente constante para activar el dispositivo de irradiación de luz (100, 100A, 100B); y
una sección de cálculo de la corriente de accionamiento (140) que calcula un valor actual de la corriente constante basándose en el resultado de la detección ultravioleta por el elemento de detección (18, 18a, 18b, 70, 80), y envía el valor actual a la sección de control de corriente constante (130).
11. Un sistema de irradiación de luz, que comprende:
el dispositivo de irradiación de luz (100, 100A, 100B) según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8;
una sección de control de corriente constante (130) que produce una corriente constante para activar el dispositivo de irradiación de luz (100, 100A, 100B); y
una sección de determinación de anomalías (150) que determina que el dispositivo de irradiación de luz (100, 100A, 100B) es anormal cuando el resultado de la detección de infrarrojos por parte del elemento de detección (18, 18a, 18b, 70, 80) está fuera de un intervalo predeterminado.
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