JP2014011195A - Light irradiation device and printer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紫外線硬化型樹脂や塗料の硬化のための光照射に使用される光照射デバイスおよびその光照射デバイスを備えた印刷装置に関する。 The present invention relates to a light irradiation device used for light irradiation for curing an ultraviolet curable resin or paint, and a printing apparatus including the light irradiation device.
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のための紫外線照射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。 2. Description of the Related Art Conventionally, ultraviolet irradiation apparatuses are widely used for the purpose of ultraviolet irradiation for observation of fluorescent reactions in medical and bio fields, sterilization applications, adhesion of electronic components, and curing of ultraviolet curable resins and inks. In particular, the UV light source lamp light source used for curing UV curable resins used for bonding small parts in the field of electronic components, etc., and UV curable ink used for printing, etc. Mercury lamps and metal halide lamps are used.
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。 In recent years, there has been a strong desire to reduce the global environmental load on a global scale, and there has been an active movement to adopt an ultraviolet light emitting element that can suppress the generation of ozone and a relatively long life as a lamp light source. Yes.
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つの基体に搭載したデバイスを用意し、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。
However, since the illuminance of the ultraviolet light-emitting element is relatively low, for example, as described in
しかしながら、このように複数の発光素子を基体に搭載した構成のデバイスの場合には、紫外線を照射する対象物に対して、所定の紫外線照射エネルギを確保するために、対象物の幅よりも十分広い幅に発光素子を配置したデバイスが必要となり、デバイスの小型化、低コスト化が難しいという問題があった。 However, in the case of a device having a structure in which a plurality of light emitting elements are mounted on a substrate in this way, it is sufficiently larger than the width of the object to ensure a predetermined ultraviolet irradiation energy for the object to be irradiated with ultraviolet light. A device in which light emitting elements are arranged in a wide width is required, and there is a problem that it is difficult to reduce the size and cost of the device.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、複数の発光素子を基体に搭載した光照射デバイスであっても、小型化、低コスト化を実現することができる光照射デバイスおよび印刷装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a light irradiation device and a printing apparatus that can achieve downsizing and cost reduction even with a light irradiation device in which a plurality of light emitting elements are mounted on a substrate. The purpose is to provide.
本発明の光照射デバイスは、相対的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に交差する交差方向における前記対象物の幅に対応して配置される第1の発光素子群と、前記交差方向に沿って前記第1の発光素子群を挟んで配置される第2の発光素子群とを有し、前記第1および第2の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子は、発光層を含む複数の半導体層が積層されており、前記第1の発光素子群に含まれるそれぞれの前記発光素子は、前記半導体層の積層方向が前記移動方向および前記交差方向を含む平面に交差するように配置され、前記第2の発光素子群に含まれるそれぞれの前記発光素子は、前記半導体層の積層方向が前記移動方向および前記交差方向を含む平面に平行になるように配置されていることを特徴とする。 The light irradiation device of the present invention is a light irradiation device for irradiating light to a relatively moving object, and corresponds to the width of the object in a crossing direction that intersects the moving direction of the object. A first light emitting element group disposed; and a second light emitting element group disposed across the first light emitting element group along the intersecting direction. Each light-emitting element included in the group includes a plurality of semiconductor layers including a light-emitting layer, and each of the light-emitting elements included in the first light-emitting element group moves in the stacking direction of the semiconductor layer. Each light emitting element included in the second light emitting element group includes a plane in which the stacking direction of the semiconductor layers includes the moving direction and the intersecting direction. To be parallel to Characterized in that it is location.
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および第2の発光素子群に含まれる前記発光素子は、それぞれの発光素子群において縦横の並びに配列されてお
り、前記第1の発光素子群に含まれる前記発光素子と前記第2の発光素子群に含まれる前記発光素子とで互いに隣接する前記発光素子同士の前記交差方向における配列間隔は、前記第1の発光素子群に含まれる発光素子同士の前記交差方向における配列間隔よりも短いことを特徴とする。
In the light irradiation device of the present invention, in the above configuration, the light emitting elements included in the first and second light emitting element groups are arranged vertically and horizontally in the respective light emitting element groups. The arrangement interval in the crossing direction of the light emitting elements adjacent to each other in the light emitting element included in the light emitting element group and the light emitting element included in the second light emitting element group is included in the first light emitting element group. The light emitting elements are shorter than the arrangement interval in the crossing direction.
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および第2の発光素子群に含まれる前記発光素子を一方主面側に配置した基体をさらに有することを特徴とする。 Furthermore, the light irradiation device of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the light emitting device further includes a base on which the light emitting elements included in the first and second light emitting element groups are arranged on one main surface side.
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前記発光素子を一方主面側に配置した基体と、該基体および前記第2の発光素子群に含まれる前記発光素子を一方主面側に配置した、前記交差方向における長さが前記基体よりも長い放熱用部材とをさらに有することを特徴とする。 Further, the light irradiation device of the present invention includes the base in which the light emitting elements included in the first light emitting element group are arranged on one main surface side, the base, and the second light emitting element group in the above configuration. The light emitting element further includes a heat dissipating member having a length in the intersecting direction that is longer than that of the substrate.
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2の発光素子群に含まれる前記発光素子に対向して、該発光素子が前記対象物に対して平行に照射する光を前記対象物側に反射する反射板をさらに有することを特徴とする。 Furthermore, the light irradiation device of the present invention is configured so that, in the above-described configuration, the light emitted from the light emitting element in parallel to the object is opposed to the light emitting element included in the second light emitting element group. It further has a reflector that reflects to the object side.
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それぞれの前記発光素子は、該発光素子が前記対象物に対して平行に照射する光を前記発光層側に反射する反射層を有していることを特徴とする。 In the light irradiation device of the present invention having the above-described configuration, each of the light emitting elements included in the second light emitting element group emits light emitted from the light emitting element in parallel to the object. It has the reflective layer which reflects in the side.
さらに、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とを有することを特徴とする。 Furthermore, the printing apparatus of the present invention includes a printing unit that performs printing on a recording medium, and any one of the light irradiation devices of the present invention that irradiates light onto the printed recording medium. And
本発明の光照射デバイスによれば、相対的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に交差する交差方向における前記対象物の幅に対応して配置される第1の発光素子群と、前記交差方向に沿って前記第1の発光素子群を挟んで配置される第2の発光素子群とを有し、前記第1および第2の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子は、発光層を含む複数の半導体層が積層されており、前記第1の発光素子群に含まれるそれぞれの前記発光素子は、前記半導体層の積層方向が前記移動方向および前記交差方向を含む平面に交差するように配置され、前記第2の発光素子群に含まれるそれぞれの前記発光素子は、前記半導体層の積層方向が前記移動方向および前記交差方向を含む平面に平行になるように配置されていることから、本発明の光照射デバイスの前記交差方向における長さを短くすることができるので、小型化、低コスト化を実現する光照射デバイスを得ることができる。 According to the light irradiation device of the present invention, it is a light irradiation device for irradiating light to an object that moves relatively, and corresponds to the width of the object in a crossing direction that intersects the moving direction of the object. A first light emitting element group disposed in a crossing direction, and a second light emitting element group disposed across the first light emitting element group along the intersecting direction, and the first and second light emitting element groups. Each light-emitting element included in the light-emitting element group includes a plurality of semiconductor layers including a light-emitting layer, and each of the light-emitting elements included in the first light-emitting element group has a stacking direction of the semiconductor layers. Each of the light emitting elements included in the second light emitting element group is disposed so as to intersect a plane including the moving direction and the intersecting direction, and the stacking direction of the semiconductor layers is the same as the moving direction and the intersecting direction. Parallel to the containing plane Since it was urchin disposed, it is possible to shorten the length in the cross direction of the light irradiation device of the present invention, it is possible to miniaturize, obtain light emitting device to achieve a cost reduction.
以下、本発明の光照射デバイス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。 Hereinafter, examples of embodiments of the light irradiation device and the printing apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. The following examples illustrate the embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the examples of these embodiments.
図1、図2および図3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等の印刷装置に組み込まれて、相対的に移動する対象物(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。
The
(光照射デバイス)
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に電気的に接続された複数の発光素子20とを備えている。
(Light irradiation device)
The
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。
The
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。
The first insulating
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。
The
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。
In the second
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。
The shape of each
このような開口部12は、その内周面14で発光素子20が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。
Such an
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。
In order to improve the light extraction efficiency, the material of the second
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。
The
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。
First, a plurality of ceramic green sheets manufactured by a conventionally known method are prepared. A hole corresponding to the opening is formed in the ceramic green sheet corresponding to the
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。
Further, if the first insulating
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。
First, a precursor sheet of a thermosetting resin is prepared. Next, a plurality of precursor sheets are laminated so that lead terminals made of a metal material to be the
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とが設けられている。
On the other hand, in the
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。
The
発光素子20は、図示はしないが、発光層を含む複数の半導体層22が積層されており、第1の発光素子群20Aに属する発光素子20aと、第2の発光素子群20Bに属する発光素子20bとに区分され、同様に開口部12は、発光素子20aを内部に配置する開口部12aと、発光素子20bを内部に配置する開口部12bとに区分される。
Although not shown, the light-emitting
第1の発光素子群20Aは、対象物の移動方向X1に交差する交差方向X2における対象物の幅に対応して配置されている。ここで、対象物の幅に対応して配置するとは、必ずしも対象物の幅と同一の幅であることを意味しているのではなく、第1の発光素子群20Aに含まれる発光素子20aのうち、交差方向X2における両端に位置する発光素子20aのそれぞれの位置が、対象物の交差方向X2における両端の位置と略等しければよい。例えば、両端に位置する発光素子20aの位置がいずれも対象物の交差方向X2における両端の位置よりも内側であってもよいし、いずれも外側であってもよい。後に説明する第2の発光素子群20Bと第1の発光素子群20Aとで、対象物に照射される紫外線の照度が所定以上となるように適宜調整すればよい。
20 A of 1st light emitting element groups are arrange | positioned corresponding to the width | variety of the target object in the cross direction X2 which cross | intersects the moving direction X1 of a target object. Here, the arrangement corresponding to the width of the object does not necessarily mean that the width is the same as the width of the object, but the
本例の第1の発光素子群20Aには、交差方向X2に8個の発光素子20aが、移動方
向X1に8個の発光素子20aが縦横の並びに配列、すなわち格子状に配列されている。当然のことながら、発光素子20aを内部に配置する開口部12aも、発光素子20aと同様に格子状に配列されている。なお、本例の第1の発光素子20aは格子状に配列されているが、正格子状に配列しても、千鳥足状に配列、すなわち複数列のジグザグ上の並びに配列してもよく、配列形状に制限を設ける必要はない。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り、このような配列にすることによって、発光素子20a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。
In the first light emitting element group 20A of this example, eight
また、発光素子20aは、半導体層22の積層方向(図示せず)が、移動方向X1および交差方向X2を含む平面に交差するように配置されている。すなわち、発光素子20aの場合には、発光層を含む半導体層22のそれぞれの積層された平面が、移動方向X1および交差方向X2を含む平面に略平行となるように配置されている。一般的に発光素子20の発する光の照度は、半導体層22の積層方向が最も強くなることから、第1の発光素子群20Aの対象物に向けて発する光は高い照度とすることができる。
The
一方、第2の発光素子群20Bは、交差方向X2に沿って第1の発光素子群20Aを挟んで配置されている。すなわち、第2の発光素子群20Bは、対象物の交差方向X2における両端側にそれぞれ配置されている。ここで、対象物の交差方向X2における両端の位置にそれぞれ対応して配置されるとは、必ずしも対象物の交差方向X2における両端の位置と一致することを意味しているのではなく、第2の発光素子群20Bに含まれる発光素子20bが、交差方向X2における両端の位置と略等しければよい。例えば、発光素子群20Aの両側に位置する発光素子群20Bのいずれもが、対象物の交差方向X2における両端の位置よりも内側に配置されていてもよいし、両端の位置にまたがって配置されていてもよいし、両端の位置よりも外側に配置されていてもよい。上述のように、第1の発光素子群20Aと第2の発光素子群20Bとで、対象物に照射される紫外線の照度が所定以上となるように適宜調整すればよい。
On the other hand, the second light emitting element group 20B is arranged along the intersecting direction X2 with the first light emitting element group 20A interposed therebetween. That is, the second light emitting element group 20B is disposed on both ends in the crossing direction X2 of the object. Here, the arrangement corresponding to the positions of both ends in the intersecting direction X2 of the object does not necessarily mean that the positions of both ends in the intersecting direction X2 of the object coincide with each other. The
本例の第2の発光素子群20Bは、第1の発光素子群20Aの交差方向X2における一方端側と他方端側にそれぞれ交差方向X2に2個の発光素子20bが、移動方向X1に8個の発光素子が格子状に配列されている。すなわち、発光素子群20B全体としては、交差方向X2に4個の発光素子20bが、移動方向X1に8個の発光素子が格子状に配列されている。また、本例では、第2の発光素子群20Bに含まれる発光素子20bは、開口部12bの内部にそれぞれ2個ずつ配置されている。
In the second light emitting element group 20B of the present example, two
発光素子20bは、半導体層22の積層方向(図示せず)が、移動方向X1および交差方向X2を含む平面に平行になるように配置されている。すなわち、発光素子20bの場合には、発光層を含む半導体層22のそれぞれの積層された平面が、移動方向X1および交差方向X2を含む平面と略垂直となるように配置されている。本例の場合は、半導体層22の積層方向が、交差方向X2と平行となるように配置されているが、図4に示すように移動方向X1と平行となるように配置してもよいし、図5に示すように移動方向X1および交差方向X2のそれぞれと傾きを有するように配置してもよい。
The
ここで、第1の発光素子群20Aに含まれる発光素子20aと第2の発光素子群20Bに含まれる発光素子20bとで互いに隣接する発光素子20a,20b同士の交差方向X2における配列間隔は、第1の発光素子群20Aに含まれる発光素子20a同士の交差方向X2における配列間隔よりも短くなっている。ここで配列間隔とは、第1の発光素子20aと第2の発光素子20bとが交差方向X2に沿って一列に配列されていない場合には、隣接する発光素子20a,20b同士の実際の間隔(いわゆる直線距離)ではなく、交差方向X2に沿った方向で見たときの間隔(交差方向X2の直線に沿った距離)のことである。
Here, the arrangement interval in the crossing direction X2 between the
発光素子20bは、発光素子20aと同様に、一般的に発光素子20の発する光の照度は、半導体層22の積層方向が最も強くなるが、半導体層22の積層方向と垂直な方向にも光が照射される。また、発光素子20bを、半導体層22の積層方向が、移動方向X1および交差方向X2を含む平面に平行になるように配置されていることから、発光素子20b同士の配列間隔および、発光素子20bと隣接する発光素子20aとの配列間隔を短くすることができる。よって、発光素子20aが1つ配置される面積に、発光素子20bを複数配置することが可能となる。具体的に本例の場合は、開口部12aに発光素子20aが1つ配置されているが、開口部12bには発光素子20bが2つ配置されている。このような配置となっていることで、開口部12aから発する光の照度よりも開口部12bから発する光の照度を高くすることが可能となる。
As with the
したがって、対象物の交差方向X2の両端付近では、紫外線の照度を高く維持することができるため、光照射デバイス1の交差方向X2における長さを短くすることができることから、小型化、低コスト化を実現することができる。
Therefore, since the illuminance of ultraviolet rays can be kept high in the vicinity of both ends of the cross direction X2 of the object, the length of the
なお、本例の発光素子20bは、半導体層22の積層方向(図示せず)が、内周面14に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、一般的に発光素子20の発する光の照度は、半導体層22の積層方向が最も強くなることから、第2の発光素子20bの発する強い光を内周面14で上方に効率よく反射することができるため、開口部12bから発する光の照度をさらに高くすることができる。
In addition, the
また、発光素子20a,20b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。
The
発光素子20a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に金(Au)線、アルミ(Al)線などの第1の接合材15a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されている。そして、発光素子20a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。
The
一方、発光素子20b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)バンプなどの第2の接合材15b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に対してフリップチップボンディングされている。そして、発光素子20b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、発光素子20aと同様である。
On the other hand, the
本例では、発光素子20a,20bが発する光の波長のスペクトルのピークが、例えば
250〜395〔nm〕以下のUV光(紫外光)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、本例の発光素子20a、20bは、発する光の波長のスペクトルのピークおよび照度が同一のUV−LED素子であり、発光素子20a,20bは、従来周知の薄膜形成技術によって形成される。なお、本例では発光素子20a,20bを同一のUV−LED素子としたが、対象物に照射される紫外線の照度が所定以上となるように適宜調整すればよい。
In the present example, an LED that emits UV light (ultraviolet light) having a wavelength spectrum peak of 250 to 395 [nm] or less is employed. That is, in this example, a UV-LED element is adopted as the
光照射デバイス1は、発光素子20a,20bが駆動によって発する熱を放熱するための平板状の放熱用部材100を有している。放熱用部材100は、基体10の支持体として、また基体10が発する熱を外部へ放熱する放熱体として機能する。放熱用部材100に配置された基体10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100の一方主面101aに配置されている。この放熱用部材100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100は、銅によって形成されている。なお、放熱用部材100は必ずしも必要ではなく、第1の発光素子20a、第2の発光素子20bが駆動によって発する熱が問題にならなければ省略することが可能である。
The
なお、かかる第1の発光素子20aおよび第2の発光素子20bは、図6、図7に示すように、封止材30によって封止されていてもよい。封止材30には、光透過性の樹脂材料などの絶縁材料を用いればよく、第1の発光素子20a、第2の発光素子20b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、第1の発光素子20a、第2の発光素子20bを保護する。
The first
また、封止材30に、第1の発光素子20a、第2の発光素子20b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、第1の発光素子20a、第2の発光素子20b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、第1の発光素子20a、第2の発光素子20b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することができる。
Further, the sealing
また、図6、図7に示すように、光学レンズ16を封止材30上にレンズ接着剤17を介して第1の発光素子20a、第2の発光素子20bを覆うように配設してもよい。図6、図7に示す光照射デバイス1では、光学レンズ16に平凸レンズを用いている。つまり、本例の光学レンズ16は一方主面が凸状に、他方主面が平面状になっており、他方主面から一方主面に向かって断面積は小さくなっている。
Also, as shown in FIGS. 6 and 7, the
光学レンズ16は、例えばシリコーン樹脂などによって形成され、第1の発光素子20a、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。なお、光学レンズの材質としては、上に述べたシリコーン樹脂以外にウレタン樹脂、エポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂もしくはポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂といった熱可塑性樹脂などのプラスチック、またはサファイア、または無機ガラスなどが挙げられる。
The
(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8および図9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。
(Embodiment of printing apparatus)
As an example of the embodiment of the printing apparatus of the present invention, the
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。
The
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。
The
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。
In this example, a line-type printing unit is employed as the
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。
In this example, the line-type printing unit is exemplified as the printing mechanism. However, the printing mechanism is not limited to this. For example, a serial-type printing unit may be employed, or a line-type or serial-type printing unit may be used. You may employ | adopt a spray head (for example, inkjet head). Further, as the printing mechanism, an electrostatic head that accumulates static electricity on the
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。
In the
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。
The
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6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6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。
In the
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。
According to the
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、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。 Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、図10に示す光照射デバイス1の第1変形例のように、基体10の開口部12a内に発光素子20aを配置し、放熱用部材100の一方主面101aに発光素子20bを配置している。当然のことながら基体10の交差方向X2における長さよりも、放熱用部材100の交差方向X2における長さの方が長くなっている。放熱用部材100の一方主面にエポキシ樹脂などの絶縁膜を介して接続パッド13を配置すれば、第2の発光素子20bと放熱用部材100とが電気的に短絡することを防止できる。このように配置することで、発光素子20bの放熱効果を高めることができるとともに、基体10の面積を小さくすることができることから、低コスト化が実現できる。
For example, as in the first modification of the
また、図示はしないが、図10の移動方向X1における発光素子群20Bに含まれる発光素子20bの両側に沿って、対象物に平行に照射される光を対象物側に反射する反射板を設けてもよい。かかる反射板は、発光素子20bの移動方向X1の列の一端から他端まで伸びる板状の反射板であってもよいし、湾曲した反射板であってもよい。また、発光素子20bのそれぞれに対応して設けられてもよいし、発光素子20bの複数個に対応して設けられてもよく、対象物に平行な光を対象物側に反射するものであればどのような形状のものであってもよい。反射板の材質としては、紫外線をよく反射するアルミニウム(Al)などの金属であってもよいし、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であってもよい。
Although not shown, a reflector is provided along both sides of the
このような反射板は、発光素子20bの積層方向側に設けると、最も効率よく対象物に平行に照射される光を対象物側に反射することができる。
When such a reflector is provided on the side of the
さらに、図示はしないが、第1の発光素子20aおよび第2の発光素子20bの発光層をそれぞれ挟むように反射層を積層してもよい。ここで発光層を挟むとは、発光層のすぐ両側に反射層を積層することを意味しているのではなく、発光層の両側にはいくつかの半導体層が積層されるのが一般的であり、これらの半導体層の両側に反射層を積層する。かかる反射層は、発光層から発した対象物に平行な光をそれぞれ発光層側に反射することにより、半導体層22の積層方向に垂直な方向からの光の取り出し効率を高めることができる。このような反射層は、DBR(Distributed Bragg Reflector)層と呼ばれ、一般的
に2種類の屈折率の異なる層が複数積層されて形成される。具体的にはAlGaAs/GaAs、AlAs/GaAs、AlN/GaNなどで構成すればよい。
Further, although not shown, a reflective layer may be stacked so as to sandwich the light emitting layers of the first
また、図10に示す光照射デバイス1の第1変形例では放熱用部材100の一方主面101aの上面に第2の発光素子20bを配置したが、図示はしないが、放熱用部材100の一方主面101aに基体10に形成した開口部12と同様に、開口部を設け、開口部内に第2の発光素子20bを配置してもよい。開口部は、発光素子20の載置面よりも放熱用部材100の一方主面101a側で孔径が大きくなるように、その内周面が傾斜しており、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。このような開口部は、切削加工やレーザー加工などによって形成すればよい。
Further, in the first modification of the
また、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。
The embodiment of the
上述の実施形態では、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、各種の光硬化樹脂の硬化のための光照射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。
In the above-described embodiment, an example in which the
1 光照射デバイス
10 基体
11a 一方主面
12 開口部
13 接続パッド
14 内周面
15 接合材
15a 第1の接合材
15b 第2の接合材
16 光学レンズ
17 レンズ接着剤
20 発光素子
20a 第1の発光素子
20b 第2の発光素子
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 放熱用部材
101a 一方主面
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
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記対象物の移動方向に交差する交差方向における前記対象物の幅に対応して配置される第1の発光素子群と、前記交差方向に沿って前記第1の発光素子群を挟んで配置される第2の発光素子群とを有し、
前記第1および第2の発光素子群に含まれるそれぞれの発光素子は、発光層を含む複数の半導体層が積層されており、
前記第1の発光素子群に含まれるそれぞれの前記発光素子は、前記半導体層の積層方向が前記移動方向および前記交差方向を含む平面に交差するように配置され、
前記第2の発光素子群に含まれるそれぞれの前記発光素子は、前記半導体層の積層方向が前記移動方向および前記交差方向を含む平面に平行になるように配置されていることを特徴とする光照射モジュール。 A light irradiation module for irradiating a relatively moving object with light,
A first light emitting element group disposed corresponding to the width of the object in a crossing direction intersecting the moving direction of the target object, and the first light emitting element group sandwiched along the crossing direction. And a second light emitting element group.
Each light-emitting element included in the first and second light-emitting element groups includes a plurality of semiconductor layers including a light-emitting layer,
Each of the light emitting elements included in the first light emitting element group is disposed so that a stacking direction of the semiconductor layers intersects a plane including the moving direction and the intersecting direction,
Each of the light emitting elements included in the second light emitting element group is arranged so that the stacking direction of the semiconductor layers is parallel to a plane including the moving direction and the intersecting direction. Irradiation module.
前記第1の発光素子群に含まれる前記発光素子と前記第2の発光素子群に含まれる前記発光素子とで互いに隣接する前記発光素子同士の前記交差方向における配列間隔は、前記第1の発光素子群に含まれる発光素子同士の前記交差方向における配列間隔よりも短いことを特徴とする請求項1に記載の光照射モジュール。 The light emitting elements included in the first and second light emitting element groups are arranged vertically and horizontally in each light emitting element group,
The arrangement interval in the crossing direction of the light emitting elements adjacent to each other in the light emitting elements included in the first light emitting element group and the light emitting elements included in the second light emitting element group is the first light emission. The light irradiation module according to claim 1, wherein the light irradiation module is shorter than an arrangement interval in the intersecting direction of the light emitting elements included in the element group.
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6のいずれか1項に記載の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。 Printing means for printing on a recording medium;
A printing apparatus comprising: the light irradiation module according to claim 1, which irradiates light onto the printed recording medium.
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