JP2013244727A - 光照射デバイス、光照射モジュールおよび印刷装置 - Google Patents

光照射デバイス、光照射モジュールおよび印刷装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 硬化対象が酸素阻害などの影響を受けやすい紫外線硬化型樹脂などであったとしても、酸素阻害の影響を比較的小さくすることができる光照射デバイスを提供する。
【解決手段】 相対的に一方向に移動する対象物に光を照射するための光照射デバイス１であって、対象物の移動方向の上流側に位置する第１の発光素子群２０Ａおよび下流側に位置する第２の発光素子群２０Ｂを有し、第１の発光素子群２０Ａに含まれるそれぞれの発光素子２０ａが照射する光の波長は、第２の発光素子群２０Ｂに含まれるそれぞれの発光素子２０ｂが照射する光の波長よりも短く、第１の発光素子群２０Ａの発光素子２０ａが照射する光のエネルギ密度は、第２Ｂの発光素子群２０ｂの発光素子が照射する光のエネルギ密度よりも低い。酸素阻害の影響を比較的小さくすることができる光照射デバイスを実現することができる。
【選択図】 図１

Description

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デバイス、光照射モジュールおよび印刷装置に関する。
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など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ク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。
近年、世界規模で地球環境負荷の軽減が切望されていることから、比較的長寿命、省エネルギおよびオゾン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。
ところが、紫外線発光素子の照度は比較的低いため、例えば特許文献１に記載されているように、複数の発光素子を１つの基板に搭載したデバイスを用意し、この複数のデバイスを支持体に搭載した構成のモジュールが一般的に使用され、これによって紫外線硬化型インクの効果に必要な紫外線照射エネルギを確保している。
しかしながら、紫外線硬化型樹脂の硬化性は、高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどをランプ光源として用いた場合に比べて、紫外線発光素子を光源として用いる場合には、硬化反応時に酸素阻害などの影響を受け易く、紫外線硬化型樹脂の硬化が不十分であるという問題があった。
特開２００８−２４４１６５号公報
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、硬化対象が酸素阻害などの影響を受けやすい紫外線硬化型樹脂などであったとしても、酸素阻害の影響を比較的小さくすることができる光照射デバイス、光照射モジュールおよび印刷装置を提供することを目的とする。
本発明の光照射デバイスは、相対的に一方向に移動する対象物に光を照射するための光照射デバイスであって、前記対象物の移動方向の上流側に位置する第１の発光素子群および下流側に位置する第２の発光素子群を有し、前記第１の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子が照射する光の波長は、前記第２の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子が照射する光の波長よりも短く、前記第１の発光素子群の発光素子が照射する光のエネルギ密度は、前記第２の発光素子群の発光素子が照射する光のエネルギ密度よりも低いことを特徴とする。
また、本発明の光照射デバイスは、上記構成において、前記第１の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子が照射する光の波長は２８０ｎｍ以上３７０ｎｍ未満であり、前記
第２の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子が照射する光の波長は３７０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下であることを特徴とする。
さらに、本発明の光照射デバイスは、上記構成において、前記第１の発光素子群の発光素子が照射する光のエネルギ密度は３Ｗ／ｃｍ２以下であり、前記第２の発光素子群の発光素子が照射する光のエネルギ密度は３Ｗ／ｃｍ２超であることを特徴とする。
また、本発明の光照射デバイスは、上記構成において、前記第１の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子へ供給される第１電流は、前記第２の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子へ供給される第２電流よりも小さいことを特徴とする。
さらに、本発明の光照射デバイスは、上記構成において、前記第１の発光素子群に含まれる発光素子の配列密度は、前記第２の発光素子群に含まれる発光素子の配列密度よりも低いことを特徴とする。
また、本発明の光照射デバイスは、上記構成において、前記第２の発光素子群に含まれる発光素子に対応して前記対象物の移動方向の下流側に位置する下流側レンズが設けられていることを特徴とする。
さらに、本発明の光照射デバイスは、上記構成において、前記第１の発光素子群に含まれる発光素子に対応して前記対象物の移動方向の上流側に位置する上流側レンズが設けられており、前記第２の発光素子群に含まれる発光素子の発する光の前記下流側レンズによる焦点が、前記第１の発光素子群に含まれる発光素子の発する光の前記上流側レンズによる焦点よりも前記対象物に近いことを特徴とする。
本発明の光照射モジュールは、放熱用部材に上記いずれかの本発明の光照射デバイスが載置されていることを特徴とする。
本発明の印刷装置は、記録媒体に対して印刷を行なう印刷手段と、印刷された前記記録媒体に対して光を照射する上記いずれかの本発明の光照射デバイスまたは光照射モジュールとを有することを特徴とする。
本発明の光照射デバイスによれば、相対的に一方向に移動する対象物に光を照射するための光照射デバイスであって、前記対象物の移動方向の上流側に位置する第１の発光素子群および下流側に位置する第２の発光素子群を有し、前記第１の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子が照射する光の波長は、前記第２の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子が照射する光の波長よりも短く、前記第１の発光素子群の発光素子が照射する光のエネルギ密度は、前記第２の発光素子群の発光素子が照射する光のエネルギ密度よりも低くされている。このため、例えば硬化対象が酸素阻害などの影響を受けやすい紫外線硬化型樹脂などであったとしても、まず第１の発光素子群から照射される光によって紫外線硬化型樹脂の表面領域が硬化され、次いで第２の発光素子群から照射される光によって紫外線硬化型樹脂の内部領域を含む全体が硬化されるため、酸素阻害の影響を比較的小さくすることができる光照射デバイスを得ることができる。
本発明の光照射デバイスの形態の一例を示す平面図である。 図１に示した光照射デバイスの１Ｉ−１Ｉ線に沿った断面図である。 本発明の光照射モジュールの形態の一例を示す要部断面図である。 図１に示した光照射デバイスを用いた印刷装置の上面図である。 図４に示した印刷装置の側面図である。 図１に示した光照射デバイスの第１変形例を示す平面図である。 図１に示した光照射デバイスの第２変形例を示す断面図である。 図１に示した光照射デバイスの第３変形例を示す断面図である。 図４に示した光照射モジュールの第１変形例を示す断面図である。
以下、本発明の光照射デバイス、光照射モジュールおよび印刷装置の実施の形態の例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の例は本発明の実施の形態を例示するものであって、本発明はこれらの実施の形態の例に限定されるものではない。
（光照射デバイス）
図１および図２に示す光照射デバイス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などの印刷装置に組み込まれて、対象物（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を硬化させる紫外線発生光源として機能する。
光照射デバイス１は、一方主面１１ａに複数の開口部１２を有する基板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に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とを備えている。
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５０とを備え、一方主面１１ａ側から平面視して矩形状であり、この一方主面１１ａに設けられた開口部１２内で発光素子２０を支持している。
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。
電気配線５０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）などの導電性材料によって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。
第１の絶縁層４１上に積層された第２の絶縁層４２には、第２の絶縁層４２を貫通する開口部１２が形成されている。
開口部１２の各々の形状は、発光素子２０の載置面よりも基体１０の一方主面１１ａ側で孔径が大きくなるように、その内周面１４が傾斜しており、平面視すると、例えば円形状の形状となっている。なお、開口形状は円形状に限られるものではなく、矩形状でもよい。
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。
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って形成する
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。
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、千鳥足状に配列され、すなわち複数列のジグザグ状の並びに配列されており、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、千鳥足状に配列するとは、斜め格子の格子点に位置するように配置することと同義である。
なお、単位面積当たりの照度が十分確保できる場合には、正格子状などに配列してもよく、配列形状に制限を設ける必要はない。
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なる場合であれば、次のような工程を経て製造される。
まず、従来周知の方法によって製作された複数のセラミック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グリーンシートには、開口部に対応する穴をパンチングなどの方法によって形成する。次に、電気配線５０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、この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。この電気配線５０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、上記積層体を焼成して、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、電気配線５０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。
また、第１の絶縁層４１や第２の絶縁層４２が樹脂からなる場合であれば、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。
まず、熱硬化性樹脂の前駆体シートを準備する。次に、電気配線５０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、例えば銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金、および鉄（Ｆｅ）−ニッケル（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などの方法によって形成した後、これを熱硬化させることにより、基体１０が完成する。なお、レーザー加工によって開口部１２を形成する場合には、前駆体シートを熱硬化させた後に加工してもよい。
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、この接続パッド１３に半田、金（Ａｕ）線、アルミ（Ａｌ）線などの接合材１５によって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。
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なる金属層によって形成されている。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）層などをさらに積層してもよい。かかる接続パッド１３は、半田、金（Ａｕ）線、アルミ（Ａｌ）線などの接合材１５によって発光素子２０に接続される。
また、発光素子２０は、例えば、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）や窒化ガリウム（ＧａＮ）など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などの素子基板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素子などによって構成されている。
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）線などの接合材１５を介して接続された、銀（Ａｇ）など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に半田などを使用して、従来周知のフリップチップ接続技術によって行なってもよい。
本例では、発光素子２０が発する光の波長のスペクトルのピークが、例えば２８０〜４４０〔ｎｍ〕以下のＵＶ光を発するＬＥＤを採用している。つまり、本例では、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って形成される。
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。
封止材３０には、光透過性の樹脂材料などの絶縁材料が用いられており、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たりして、発光素子２０を保護する。
また、封止材３０に、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）および空気の屈折率（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）などを用いることによって、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。
かかる封止材３０は、発光素子２０を基体１０上に実装した後、シリコーン樹脂などの前駆体を開口部１２に充填し、これを硬化させることで形成される。
本例の光照射デバイス１の備える発光素子２０は、複数の第１の発光素子２０ａからなる第１の発光素子群２０Ａと複数の第２の発光素子２０ｂからなる第２の発光素子群２０Ｂとに区分される。本例の光照射デバイス１は、相対的に一方向に移動する対象物に光を照射するためのものであり、対象物の移動方向の上流側に第１の発光素子群２０Ａが、下流側に第２の発光素子群２０Ｂがそれぞれ配置されている。具体的には、本例の光照射デバイス１では、第１の発光素子群２０Ａは、対象物の移動方向に対して垂直な方向に４列の第１の発光素子２０ａの列で構成されており、第２の発光素子群２０Ｂは、対象物の移動方向に対して垂直な方向に１２列の第２の発光素子２０ｂの列で構成されている。第１の発光素子２０ａの数量と第２の発光素子２０ｂの数量の比は１：３となっている。なお、第１の発光素子２０ａの数と第２の発光素子２０ｂの数の比は、対象物である紫外線硬化型インクなどの特性に合わせて適宜調整すればよい。
そして、第１の発光素子群２０Ａに含まれるそれぞれの発光素子２０ａが照射する光の波長は、第２の発光素子群２０Ｂに含まれるそれぞれの発光素子２０ｂが照射する光の波長よりも短くされている。本例では第１の発光素子２０ａが照射する光の波長は３６５ｎｍであり、第２の発光素子２０ｂが照射する光の波長は３８５ｎｍである。なお、第１の発光素子２０ａおよび第２の発光素子２０ｂが照射する光の波長は、対象物である紫外線
硬化型インクなどの特性に合わせて適宜調整すればよい。第１の発光素子２０ａが照射する光の波長は２８０ｎｍ以上３７０ｎｍ未満とし、第２の発光素子２０ｂが照射する光の波長は３７０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下とするのが好ましい。第１の発光素子２０ａが照射する光の波長が２８０ｎｍ以上３７０未満であれば、紫外線硬化型インクなどの表面を短時間で硬化すること可能であるため、紫外線硬化型インクなどの光重合反応が酸素阻害の影響を受けにくくなる。そして、第２の発光素子２０ｂが照射する光の波長が３７０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下であれば、紫外線硬化型インクなどの内部への光の透過の度合いが大きくなるため、紫外線硬化型インクなどの厚みが厚かったとしても十分に硬化させることができる。
また、第１の発光素子群２０Ａが照射する光のエネルギ密度は、第２の発光素子群２０Ｂが照射する光のエネルギ密度よりも低くされている。本例では第１の発光素子群２０Ａが照射する光のエネルギ密度は２Ｗ／ｃｍ２であり、第２の発光素子群２０Ｂが照射する光のエネルギ密度は６Ｗ／ｃｍ２である。なお、第１の発光素子群２０Ａおよび第２の発光素子群２０Ｂが照射する光のエネルギ密度は、対象物である紫外線硬化型インクなどの特性に合わせて適宜調整すればよい。第１の発光素子群２０Ａが照射する光のエネルギ密度は３Ｗ／ｃｍ２以下とし、第２の発光素子群２０Ｂが照射する光のエネルギ密度は３Ｗ／ｃｍ２以上とするのが好ましい。第１の発光素子群２０Ａが照射する光のエネルギ密度が３Ｗ／ｃｍ２以下であれば、紫外線硬化型インクなどの表面のみを酸素阻害の影響が少なくなるように硬化させつつ、続いて第２の発光素子群２０Ｂが照射する光によって行なわれる紫外線硬化型インクなどの内部の硬化を効率よく、十分に行なうことができる。そして、第２の発光素子群２０ｂが照射する光のエネルギ密度が３Ｗ／ｃｍ２以上であれば、紫外線硬化型インクなどの表面が硬化していたとしても、紫外線硬化型インクなどの内部の硬化を十分に行なうことができる。メカニズムはよく分かっていないが、第１の発光素子群２０Ａが照射する光のエネルギ密度を高くし、第２の発光素子群２０Ｂが照射する光のエネルギ密度を低くすると、紫外線硬化型インクなどの内部の硬化が十分に行なわれない。したがって、第１の発光素子群２０Ａが発する光のエネルギ密度を第２の発光素子群２０Ｂが発する光のエネルギ密度よりも低くすることが重要である。
ここでエネルギ密度とは、単位面積当たりの発光量であり、従来周知の光パワーメーターなどによって測定すればよい。
第１の発光素子群２０Ａと第２の発光素子群２０Ｂに接続される電気配線５０はそれぞれ独立して設けられるが、各々の発光素子群２０Ａ、２０Ｂのそれぞれの発光素子２０ａ同士および２０ｂ同士の接続方法は、全てを直列に接続しても、全てを並列に接続しても、複数の発光素子を並列接続した回路を複数形成し、これらを直列接続してもよく、接続方法を限定する必要はない。
第１の発光素子群２０Ａの照射する光のエネルギ密度を第２の発光素子群２０Ｂの照射する光のエネルギ密度よりも低くするには、第１の発光素子群２０Ａに含まれるそれぞれの発光素子２０ａへ供給される電流を、第２の発光素子群２０Ｂに含まれるそれぞれの発光素子２０ｂへ供給される電流よりも小さくすることによって行なってもよい。
（光照射モジュール）
本発明の光照射モジュールの実施の形態の一例を説明する。図３に光照射モジュール１００の要部断面図を示す。光照射モジュール１００は、放熱用部材１１０と、この放熱用部材１１０に配置された光照射デバイス１とを備えており、光照射デバイス１はシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着材１２０を介して放熱用部材１１０の主面に配置されている。
放熱用部材１１０は、光照射デバイス１の支持体として、また光照射デバイス１が発する熱を外部へ放熱する放熱体として機能する。この放熱用部材１１０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。本例の放熱用部材１１０は、銅によって形成されている。
本例の光照射モジュール１００によれば、光照射デバイス１の有する上述の効果を奏することができる。
（印刷装置の実施形態）
本発明の印刷装置の実施の形態の一例として、図４および図５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、記録媒体２５０を搬送するための搬送手段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印刷手段２２０と、印刷後の記録媒体２５０に対して紫外光を照射する、上述した光照射デバイス１と、この光照射デバイス１の発光を制御する制御機構２３０とを備えている。なお、記録媒体２５０は上述の対象物に相当する。
搬送手段２１０は、記録媒体２５０を印刷手段２２０、光照射デバイス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。この搬送手段２１０は、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、この搬送ローラ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。
印刷手段２２０は、搬送手段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。この印刷手段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。本例では、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あるいは光硬化型樹脂などが挙げられる。
本例では、印刷手段２２０としてライン型の印刷手段を採用している。この印刷手段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。印刷手段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からインクを吐出し、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。
なお、本例では、印刷機構としてライン型の印刷手段を例に挙げたが、これに限られるものではなく、例えば、シリアル型の印刷手段を採用してもよいし、ライン型またはシリアル型の噴霧ヘッド（例えばインクジェットヘッド）を採用してもよい。さらに、印刷機構として、記録媒体２５０に静電気を蓄え、この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、この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などを採用してもよい。
印刷装置２００において、光照射デバイス１は、搬送手段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。この光照射デバイス１は、印刷手段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。
制御機構２３０は、光照射デバイス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、印刷手段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。本例の印刷装置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、本例の印刷装置２００によれば、使用するインクの特性に応じた適正な紫外線照射エネルギで光を照射することができ、比較的低エネルギの光でインク滴を硬化させることができる。
この印刷装置２００では、搬送手段２１０が記録媒体２５０を搬送方向に搬送している。印刷手段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デバイス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る。
本例の印刷装置２００によれば、光照射デバイス１の有する上述の効果を奏することができる。
以上、本発明の具体的な実施の形態の例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本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。
例えば、図６に示した第１変形例のように、第１の発光素子群２０Ａに含まれるそれぞれの第１の発光素子２０ａの配列密度を、第２の発光素子群２０Ｂに含まれるそれぞれの第２の発光素子２０ｂの配列密度よりも低くしてもよい。このような構成とすることで、容易に第２の発光素子群２０Ｂが発する光のエネルギ密度を、第１の発光素子群２０Ａが発する光のエネルギ密度より高くすることができる。つまり、第１の発光素子群２０Ａの発する光のエネルギ密度を第２の発光素子群２０Ｂの発する光のエネルギ密度よりも容易に低くすることができる。
また、図７に示す光照射デバイスの第１変形例のように、第２の発光素子群２０Ｂに含まれるそれぞれの発光素子２０ｂに対応して下流側レンズ１６ｂを設けてもよい。下流側レンズ１６ｂは、封止材３０上にレンズ接着剤１７を介して第２の発光素子２０ｂを覆うように配置される。第１変形例の下流側レンズ１６ｂには平凸レンズを用いている。つまり、下流側レンズ１６ｂは一方主面が凸状に、他方主面が平面状を成しており、他方主面から一方主面に向かって断面積は小さくなる。
下流側レンズ１６ｂは、例えばシリコーンなどによって形成され、第２の発光素子２０ｂから照射される光を集光する機能を有する。
このような構成とすることで、容易に第２の発光素子群２０Ｂが発する光のエネルギ密度を、第１の発光素子群２０Ａが発する光のエネルギ密度より高くすることができる。つまり、第１の発光素子群２０Ａの発する光のエネルギ密度を第２の発光素子群２０Ｂの発する光のエネルギ密度よりも容易に低くすることができる。
なお、第１変形例では、第２の発光素子群２０Ｂに含まれる第２の発光素子群２０ｂのそれぞれに対応して平凸レンズである下流側レンズ１６ｂを配置したが、第２の発光素子
群２０Ｂに対応して１つのレンズを配置しても、対象物の移動方向に対して垂直な方向に長いシリンドリカルレンズを第２の発光素子２０ｂの列に対応して配置してもよい。
また、図８（ａ）、（ｂ）に示す光照射デバイスの第２変形例のように、第１の発光素子群２０Ａに含まれるそれぞれの発光素子２０ａに対応して上流側レンズ１６ａ、および第２の発光素子群２０Ｂに含まれる発光素子２０ｂに対応して下流側レンズ１６ｂを設けてもよい。第２変形例の上流側レンズ１６ａおよび下流側レンズ１６ｂは、封止材３０上にレンズ接着剤１７を介して第１の発光素子２０ａおよび第２の発光素子２０ｂのそれぞれを覆うように配置される。第２変形例の上流側レンズ１６ａおよび下流側レンズ１６ｂには平凸レンズを用いている。つまり、上流側レンズ１６ａおよび下流側レンズ１６ｂは、一方主面が凸状に、他方主面が平面状を成しており、他方主面から一方主面に向かって断面積は小さくなる。
上流側レンズ１６ａおよび下流側レンズ１６ｂは、例えばシリコーンなどによって形成され第１の発光素子２０ａおよび第２の発光素子２０ｂのそれぞれから照射される光を集光する機能を有する。なお、上流側レンズ１６ａおよび下流側レンズ１６ｂのレンズの材質としては、上に述べたシリコーン以外にウレタン、エポキシなどの熱硬化性樹脂またはポリカーボネート、アクリルなどの熱可塑性樹脂などのプラスチックならびにサファイアおよび無機ガラスなどが挙げられる。
そして、第２の発光素子群２０Ｂに含まれる第２の発光素子２０ｂの発する光の下流側レンズ１６ｂによる焦点が、第１の発光素子群２０Ａに含まれる第１の発光素子２０ａの発する光の上流側レンズ１６ａによる焦点よりも対象物（記録媒体２５０）に近く設定されている。
このような構成とすることで、第１の発光素子群２０Ａの発する光のエネルギ密度を第２の発光素子群２０Ｂの発する光のエネルギ密度よりも容易に低くすることができる。対象物と、第１の発光素子２０ａおよび第２の発光素子２０ｂの発する光のそれぞれ上流側レンズ１６ａおよび下流側レンズ１６ｂによる焦点との距離は、例えば上流側レンズ１６ａおよび下流側レンズ１６ｂの曲率半径を異ならせることによって調整すればよい。第２変形例の場合には、上流側レンズ１６ａの曲率半径を２．７ｍｍとし、下流側レンズ１６ｂの曲率半径を０．８ｍｍとしており、第２の発光素子２０ｂの発する光の下流側レンズ１６ｂによる焦点が対象物上で結ばれ、第１の発光素子２０ａの発する光の上流側レンズ１６ａによる焦点が対象物よりも光照射デバイス１から遠ざかる位置で結ばれるように設定されている。なお、第２変形例では、第１の発光素子群２０Ａに含まれる第１の発光素子群２０ａおよび第２の発光素子群２０Ｂに含まれる第２の発光素子群２０ｂのそれぞれに対応して平凸レンズである上流側レンズ１６ａおよび下流側レンズ１６ｂを配置したが、第１の発光素子群２０Ａおよび第２の発光素子群２０Ｂに対応してそれぞれ１つのレンズを配置しても、対象物の移動方向に対して垂直な方向に長いシリンドリカルレンズを第１の発光素子２０ａの列および第２の発光素子２０ｂの列のそれぞれに対応して配置してもよい。
また、光照射モジュール１００の実施の形態の例は、以上の例に限定されない。
例えば図９に示す光照射モジュール１００の第１変形例のように、放熱用部材１１０の上面に複数の光照射デバイス１Ａおよび光照射デバイス１Ｂを接着剤１２０を介して配置してもよい。第３変形例の場合には、対象物の移動方向に垂直な方向に光照射デバイス１Ａまたは光照射デバイス１Ｂを４個配列し、対象物の移動方向に光照射デバイス１Ａおよび光照射デバイス１Ｂを４個配列して、光照射デバイス１Ａおよび光照射デバイス１Ｂの合計１６個が放熱用部材１１０の上面に配置している。そして、対象物の移動方向の上流
側に位置する４個の光照射デバイス１Ａは、それぞれ第１の発光素子２０ａのみが配置されており、下流側に位置する１２個の光照射デバイス１Ｂには、それぞれ第２の発光素子２０ｂのみが配置されている。このような構成とすることで、光照射デバイス１Ａおよび光照射デバイス１Ｂを共通部品とすることで、さまざまな大きさ光照射モジュール１００を容易に実現でき、第１の発光素子群２０Ａに含まれる第１の発光素子２０ａの数量と、第２の発光素子群２０Ｂに含まれる第２の発光素子２０ｂの数量の比率も比較的容易に変更することが可能となる。
また、印刷装置２００の実施の形態の例は、以上の例に限定されない。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。
上述の実施の形態の例では、インクジェットヘッド２２０を用いた印刷装置２００に光照射デバイス１を適用した例を示しているが、この光照射デバイス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、光照射デバイス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。
なお、当然のことながら、印刷装置２００に光照射デバイス１を適用する代わりに、光照射モジュール１００を適用してもよいことは言うまでもない。
１，１Ａ，１Ｂ 光照射デバイス
１０ 基板
１１ａ 一方主面
１２ 開口部
１３ 接続パッド
１４ 内周面
１５ 接合材
１６ａ 上流側レンズ
１６ｂ 下流側レンズ
１７ レンズ接着剤
２０ 発光素子
２１ 素子基板
２２ 半導体層
２３，２４ 素子電極
３０ 封止材
４０ 積層体
４１ 第１の絶縁層
４２ 第２の絶縁層
５０ 電気配線
１００ 光照射モジュール
１１０ 放熱用部材
１２０ 接着剤
２００ 印刷装置
２１０ 搬送手段
２１１ 載置台
２１２ 搬送ローラ
２２０ 印刷手段
２２０ａ 吐出孔
２３０ 制御機構
２５０ 記録媒体

Claims (9)

  1. 相対的に一方向に移動する対象物に光を照射するための光照射デバイスであって、
    前記対象物の移動方向の上流側に位置する第１の発光素子群および下流側に位置する第２の発光素子群を有し、
    前記第１の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子が照射する光の波長は、前記第２の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子が照射する光の波長よりも短く、
    前記第１の発光素子群の発光素子が照射する光のエネルギ密度は、前記第２の発光素子群の発光素子が照射する光のエネルギ密度よりも低いことを特徴とする光照射デバイス。
  2. 前記第１の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子が照射する光の波長は２８０ｎｍ以上３７０ｎｍ未満であり、前記第２の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子が照射する光の波長は３７０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光照射デバイス。
  3. 前記第１の発光素子群の発光素子が照射する光のエネルギ密度は３Ｗ／ｃｍ２以下であり、前記第２の発光素子群の発光素子が照射する光のエネルギ密度は３Ｗ／ｃｍ２超であることを特徴とする請求項２に記載の光照射デバイス。
  4. 前記第１の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子へ供給される第１電流は、前記第２の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子へ供給される第２電流よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光照射デバイス。
  5. 前記第１の発光素子群に含まれる発光素子の配列密度は、前記第２の発光素子群に含まれる発光素子の配列密度よりも低いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光照射デバイス。
  6. 前記第２の発光素子群に含まれる発光素子に対応して前記対象物の移動方向の下流側に位置する下流側レンズが設けら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項に記載の光照射デバイス。
  7. 前記第１の発光素子群に含まれる発光素子に対応して前記対象物の移動方向の上流側に位置する上流側レンズが設けられており、前記第２の発光素子群に含まれる発光素子の発する光の前記下流側レンズによる焦点が、前記第１の発光素子群に含まれる発光素子の発する光の前記上流側レンズによる焦点よりも前記対象物に近いことを特徴とする請求項６に記載の光照射デバイス。
  8. 放熱用部材に請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光照射デバイスが載置されていることを特徴とする光照射モジュール。
  9. 記録媒体に対して印刷を行なう印刷手段と、
    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８のいずれか１項に記載の光照射デバイスまたは光照射モジュールとを有することを特徴とする印刷装置。
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