JP2015193002A - 光照射装置および印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長寿命で高い電流による連続駆動が可能な光照射装置を提供する。【解決手段】第１方向１Ｄに進行する被照射媒体の第１方向１Ｄと交差する第２方向２Ｄに配列し、被照射媒体に対して光を照射する、複数の光照射デバイス３と、複数の光照射デバイス３のそれぞれの照射を制御する、制御部６０とを備え、複数の光照射デバイス３は、第１光照射デバイス３Ａおよび第２光照射デバイス３Ｂを有し、第１光照射デバイス３Ａは照射しない時間を有するとともに、第１光照射デバイス３Ａおよび第２光照射デバイス３Ｂは互いが同時に照射している時間を有する光照射装置１とする。【選択図】図８

Description

本発明は、光照射装置および印刷装置に関する。

従来、光照射装置の一例である紫外線照射装置は、医療やバイオ分野での蛍光反応観察、殺菌用途、電子部品の接着や紫外線硬化型樹脂およびインクの硬化などを目的に広く利用されている。特に、電子部品の分野などで小型部品の接着等に使われる紫外線硬化型樹脂の硬化や、印刷の分野で使われる紫外線硬化型イン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。

しかしながら、このような光照射装置を、例えば印刷装置などに組み込んで使用する場合には、発光素子を駆動する際の消費電力が大きくなっていた。その結果、消費電力の増大に伴う熱の発生に起因して、発光素子が劣化し易くなるおそれがあった（特許文献１参照）。また、光照射装置は、高い電流を用いて連続的に駆動させることが難しかった。

実用新案登録第３１５８０３３号公報

そのため、長寿命で高い電流による連続駆動が可能な光照射装置および印刷装置が求められていた。

本発明の実施形態に係る光照射装置は、第１方向に進行する被照射媒体の前記第１方向に配列し、前記被照射媒体に対して光を照射する、複数の光照射デバイスと、前記複数の光照射デバイスのそれぞれによる照射を制御する、制御部とを備え、前記複数の光照射デバイスは、第１光照射デバイスおよび第２光照射デバイスを有し、前記第１光照射デバイスは照射していない時間を有するとともに、前記第１光照射デバイスおよび前記第２光照射デバイスは同時に照射している時間を有する。

また、本発明の実施形態に係る光照射装置は、第１方向に進行する被照射媒体の前記第１方向に配列し、前記被照射媒体に対して光を照射する、複数の光照射デバイスと、前記複数の光照射デバイスのそれぞれによる照射を制御する、制御部とを備え、前記複数の光照射デバイスは、第１光照射デバイスおよび第２光照射デバイスを有し、前記第１光照射デバイスは、照射強度が大きい時間と照射強度が小さい時間とを有し、前記第１光照射デバイスおよび前記第２光照射デバイスは同時に照射している時間を有する。

本発明の実施形態に係る印刷装置は、記録媒体に対して印刷を行なう印刷部と、印刷された記録媒体に対して光を照射する光照射装置とを備える。

本発明の実施形態に係る光照射装置および印刷装置によれば、第１光照射デバイスは照射しない時間を有するとともに、第１光照射デバイスおよび第２光照射デバイスは互いが同時に照射している時間を有する。これによれば、例えば、第１光照射デバイスおよび第
２光照射デバイスをパルス駆動する際においても、高い電流による駆動と相互補完による連続的な照射とを兼ね備えることが可能となる。それ故、被照射媒体が高速で搬送される場合においても、被照射媒体に照射ムラが発生することを効果的に抑制することが可能となる。

本発明の光照射装置の形態の一例を示す平面図である。 放熱用部材の流路を説明する図である。 図１に示した光照射装置を構成する光照射デバイスを説明する図である。 図３に示した光照射デバイスの３Ｉ−３Ｉ線に沿った断面図である。 図１に示した光照射装置を用いた印刷装置の上面図である。 図５に示した印刷装置の側面図である。 図１に示した光照射装置を構成する光照射デバイスの他の例を説明する図である。 図７に示した光照射デバイスによる照射の制御を説明する図である。 図１に示した光照射装置を構成する光照射デバイスの他の例を説明する図である。 図９に示した光照射デバイスによる照射の制御を説明する図である。 図１に示した光照射装置を構成する光照射デバイスの他の例を説明する図である。

以下、本発明の光照射装置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。

＜光照射装置について＞
図１に示す光照射装置１は、例えば、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、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。

光照射装置１は、複数の光照射モジュール２を備えるとともに、配列した複数の光照射モジュール２の一部を少なくとも収容する筐体４を備える。

＜光照射モジュール＞
光照射モジュール２は、複数の発光素子２０を基板１０の一方主面１１ａに配置した光照射デバイス３と、光照射デバイス３を第１主面５ａに配置した放熱用部材５と、放熱用部材５の第１主面５ａの反対側に位置する第２主面５ｂに接続された、放熱用部材５の内部に設けられた流路５ｃに冷媒を供給するための供給用冷却配管６ａおよび流路５ｃから冷媒を排出するための排出用冷却配管６ｂと、光照射デバイス３に接続された、光照射デバイス３に電力を供給するための電気配線７と、第２主面５ｂに対向して配置されたカバー８とを有する。さらに、光照射モジュール２は、光照射デバイス３（発光素子２０）からの発光、言い換えれば光照射デバイス３（発光素子２０）による照射を制御する制御部６０を備えている。制御部６０の詳細については後述する。

（光照射デバイス）
光照射デバイス３は、複数の発光素子２０を有しており、紫外線などの発生光源として機能する。光照射デバイス３の詳細については後述する。

（放熱用部材）
放熱用部材５は、光照射デバイス３の支持体として、また光照射デバイス３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５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、セラミックスおよび樹脂材料が挙げられる。本例の放熱用部材５は、銅によって形成されている。

図２に放熱用部材５を示す。放熱用部材５の内部には、放熱性を高めるための冷媒を流動する流路５ｃが設けられている。本例の流路５ｃは、放熱用部材５の内部を全体にわたって蛇行するように設けられており、流路５ｃの両端には、冷媒を供給する供給口５ｄおよび冷媒を排出する排出口５ｅがそれぞれ放熱用部材５の第２主面５ｂ側に設けられている。なお、流路５ｃの形状ならびに供給口５ｄおよび排出口５ｅの数などは光照射デバイス３の冷却状態に合わせて適宜調整すればよい。

（供給用冷却配管および排出用冷却配管）
放熱用部材５の第２主面５ｂに設けられた供給口５ｄおよび排出口５ｅには、それぞれ供給用冷却配管６ａおよび排出用冷却配管６ｂが接続されている。

（カバー）
カバー８は、第２主面５ｂに対向して配置されており、第２主面５ｂに接続された供給用冷却配管６ａおよび排出用冷却配管６ｂならびに電気配線７が貫通した貫通孔８ａを有している。なお、電気配線７は、貫通孔８ａを貫通した電気配線用端子を介してカバー８の両側に設けられていてもよい。カバー８は、後に説明する筐体４に当接されることによって、光照射デバイス３、放熱用部材５、供給用冷却配管６ａおよび排出用冷却配管６ｂの一部、電気配線７の一部を光照射装置１の外部環境から保護する機能を有する。

本例のカバー８は平板状のアルミニウムで形成されている。なお、カバー８の形状は後に説明する筐体４に当接される形状であればどのような形状であってもよい。材質もアルミニウムに限定されず、鉄、ステンレス鋼などの金属材料であってもよいし、金属材料に限らず、樹脂などでもよいが、光照射装置１の軽量化、放熱性および耐腐食性の観点から、本例ではカバー８の材料としてアルミニウムを採用している。

＜光照射デバイス＞
図３および図４に示す光照射デバイス３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、基板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を被覆する封止材３０と、各開口部１２に対応した光学レンズ１６とを備えている。

（基体）
基板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同士を接続する電極配線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。

電極配線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の載置面よりも基板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、基板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、千鳥足状に配列されているとは、斜め格子の格子点に位置するように配置されてい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。

また、本例では１つの開口部１２内に配置された発光素子２０の数は１つであるが、複数の発光素子２０を１つの開口部１２内に配置してもよい。

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を備えた基板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、電極配線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および基板１０の他方主面１１ｂに相当する位置に位置するようにグリーンシートを積層する。この電極配線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、電極配線５０および開口部１２を有する基板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、基板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、電極配線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って、基板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、基板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にはんだ、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）
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、はんだ、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。

（発光素子）
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、基板１０上に配置された接続パッド１３にはんだ、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、基板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２０は、素子電極２３，２４間に流れる電流に応じて所定の波長を持った光を所定の輝度で発し、その光を直接または素子基板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、周知の通りである。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にはんだなどを使用して、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２５０〜４１０ｎｍ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。

（封止材）
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って、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を基板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。

（光学レンズ）
そして、光学レンズ１６は、封止材３０上にレンズ接着剤１７を介して発光素子２０を覆うように配設される。本例の光照射デバイス３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。

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、発光素子２０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。なお、光学レンズ１６は、光照射デバイス３と対象物との距離が近い場合などには、光を集光する必要がなければ省略することが可能である。

本例の光照射デバイス３は、上述のとおり、複数の発光素子２０が基板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面発光タイプであるが、複数の発光素子２０が基板１０の一方主面１１ａに一列状に配列されている線発光タイプであってもよいし、発光素子２０が１つから構成されるものであってもよい。

このような光照射デバイス３を有する光照射モジュール２を、複数個配列して大型の光照射装置１を構成する。

本例では、３個の光照射デバイス３を一列に配列した長尺状の光照射装置１である。なお、光照射デバイス３の配列方法は特に限られず、一列状であってもよいし、複数列に配列して、各列の光照射デバイス３の配列数が異なっていてもよく、必要な光照射性能に合わせて適宜調整すればよい。

＜制御部＞
制御部６０は、上述の通り、光照射デバイス３（発光素子２０）からの発光、言い換えれば光照射デバイス３（発光素子２０）による照射を制御する。制御部６０は、発光素子２０による照射条件、すなわち波長分布特性、および発光強度（各波長域の発光強度）などを制御することができる。また、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。

制御部６０は、例えば、図７（ｂ）に示すような回路構成を有するものである。制御部６０は、発光素子の駆動に必要な電源を供給する電源部ＶＤＤ、図７（ａ）に示すような複数の発光素子２０が直並列に接続された２つの光照射デバイス３（第１光照射デバイス３Ａおよび第２光照射デバイス３Ｂ）、および発光素子の駆動電流を制御する定電流回路部、を有している。さらに、制御部６０は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ、抵抗Ｒおよび誤差増幅器を有している。なお、この制御部６０の説明においては、図７〜図１０に示すように、光照射デバイス３を２つあるいは３つ配列したものを用いて説明を行なう。それ
ぞれの光照射デバイス３が有する複数の発光素子２０は、図７（ａ）および図９（ａ）に示すように、搬送方向である第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に沿って配列している。

より具体的には、図７（ｂ）に示すように、電源部ＶＤＤには、光照射デバイス３のアノード側端子が接続されている。ＭＯＳＦＥＴは、ソースＳ、ドレインＤ、ゲートＧを有しており、光照射デバイス３のカソード側端子はＭＯＳＦＥＴのドレインＤに接続されている。ＭＯＳＦＥＴのソースＳは抵抗Ｒに接続され、抵抗の他方の端子は接地されている。さらに、ＭＯＳＦＥＴのソースＳは、誤差増幅器の一方の入力側に接続されていて、誤差増幅器の他方の入力側は、基準電圧Ｖ_ｒｅｆを発生する回路（図示せず）に接続されている。誤差増幅器の出力端は、ＭＯＳＦＥＴのゲートＧに接続されている。本制御回路（本駆動回路）では、抵抗Ｒの電圧Ｖ_ｒと基準電圧Ｖ_ｒｅｆが誤差増幅器に入力され、Ｖ_ｒ＝Ｖ_ｒｅｆとなるようにＭＯＳＦＥＴのゲートＧ−ソースＳ間電圧Ｖ_ＧＳが制御される。発光素子の駆動電流は、Ｖ_ＧＳによって決定されるため、基準電圧Ｖ_ｒｅｆを適宜調整することで所望の電流値に調整される。発光素子をＰＷＭ（pulse width modulation ）制
御で駆動する場合は、ハイレベルの電圧がＶ_ｒｅｆになるようなパルス信号を誤差増幅器に入力する。パルス信号がローレベルのときは、ＭＯＳＦＥＴのドレインＤ−ソースＳ間に電流は流れず、発光素子は消灯し、パルス信号がハイレベルのときはＭＯＳＦＥＴのドレインＤ−ソースＳ間に電流が流れ、発光素子は点灯する。

ここで、図８に示すように、Ｖ_{ｒｅｆ Ａ}とＶ_{ｒｅｆ Ｂ}を相補的に入力した場合において、駆動電流Ｉの出力タイミング、すなわち実際に発光素子に流れる電流は、Ｖ_ｒｅｆ信号入力に対して時間的な遅れを生じる。具体的には、図８に示すように、Ｖ_ｒｅｆの立ち上がりのタイミングに対して、電流ＩはＴ_{ｄ（ｏｎ）}＋Ｔ_ｒ後に立ち上がり、Ｖ_ｒｅｆの立ち下がりのタイミングに対して、電流ＩはＴ_{ｄ（ｏｆｆ）}＋Ｔ_ｆ後に立ち下がる。これについては、次の式で表わすことができる。

Ｔ_{ｏｎ Ａ}＝Ｔ_{ｏｆｆ Ｂ}＋Ｔ_ｆ＋Ｔ_ｒ
Ｔ_{ｏｎ Ｂ}＝Ｔ_{ｏｆｆ Ａ}＋Ｔ_ｆ＋Ｔ_ｒ
本実施形態の光照射装置１において、制御部６０による制御は、例えば図８に示すように行なうことができる。すなわち、制御部６０によって光照射デバイス３の照射を制御することによって、第１光照射デバイス３Ａは照射しない時間を有するとともに、第１光照射デバイス３Ａおよび第２光照射デバイス３Ｂは互いが同時に照射している時間を有するようにすることができる。また、第１光照射デバイス３Ａは、照射しない時間と照射する時間とを交互に有する。

具体的には、例えば１周期Ｔ_ＳＷ＝１０００μｓｅｃの場合において、Ｔ_{ｏｎ Ａ}＝４５０μｓｅｃ、Ｔ_ｆ＝５０μｓｅｃ、Ｔ_ｒ＝５０μｓｅｃのときには、Ｔ_{ｏｆｆ Ａ}＝４５０μｓｅｃとなる。すなわちＩ_ＡのＤｕｔｙは５０％となる。Ｉ_Ｂについては、Ｔ_ｏｎ
Ｂ＝４５０＋５０＋５０＝５５０μｓｅｃ、Ｔ_{ｏｆｆ Ｂ}＝３５０μｓｅｃとなる。すなわちＩ_ＢのＤｕｔｙは６０％となる。

この際、Ｖ_ｒｅｆの入力タイミングはＴ_{ｄ（ｒｅｆＡ／Ｂ）}＝Ｔ_{ｄ（ｏｎ）}＋Ｔ_ｒ−Ｔ_{ｄ（ｏｆｆ）}とし、Ｖ_{ｒｅｆ Ｂ}はＶ_{ｒｅｆ Ａ}に対してＴ_{ｄ（ｒｅｆＡ／Ｂ）}だけ遅れて入力すればよい。

それ故、Ｖ_{ｒｅｆ Ｂ}をＶ_{ｒｅｆ Ａ}に対してＴ_{ｄ（ｒｅｆＡ／Ｂ）}だけ遅らせ、ＤｕｔｙをＶ_{ｒｅｆ Ａ}は５０％、Ｖ_{ｒｅｆ Ｂ}を６０％にすれば、Ｔ_{ｏｎ Ａ}とＴ_{ｏｎ Ｂ}は連続的に出力されることとなる。言い換えれば、第１光照射デバイス３Ａおよび第２光照射デバイス３Ｂは、互いに照射する時間がずれるようにすればよい。

以上のように、本実施形態に係る光照射装置１では、ＰＷＭ制御時において、Ｖ_{ｒｅｆ
Ａ}とＶ_{ｒｅｆ Ｂ}の入力のタイミングを適宜調整することによって、Ｉ_ＡのＯＮ時間Ｔ_{ｏｎ Ａ}とＩ_ＢのＯＮ時間Ｔ_{ｏｎ Ｂ}とが連続的に出力されるように制御することができる。これにより、被照射媒体への照射において、連続的に定格電流以上の状態を維持することが可能となる。しかも、発光素子をＰＷＭ制御で駆動し、且つ、被照射媒体が高速で搬送される場合においても、高い駆動電流を連続的に出力することができ、被照射媒体に照射ムラが発生することを効果的に抑制することが可能となる。

なお、上述の制御部６０による制御に代えて、例えば、第１光照射デバイス３Ａは、照射強度が大きい時間と照射強度が小さい時間とを有し、第１光照射デバイス３Ａおよび第２光照射デバイス３Ｂは互いが同時に照射している時間を有するようにすることができる。この場合においても、第１光照射デバイス３Ａの照射強度を調整することによって、被照射媒体への照射において、連続的に定格電流以上の状態を維持することが可能となる。しかも、発光素子をＰＷＭ制御で駆動し、且つ、被照射媒体が高速で搬送される場合においても、高い駆動電流を連続的に出力することができ、被照射媒体に照射ムラが発生することを効果的に抑制することが可能となる。

この場合において、第２光照射デバイス３Ｂは、照射強度が大きい時間と照射強度が小さい時間とを有し、第１光照射デバイス３Ａの照射強度が大きい時間と第２光照射デバイス３Ｂの照射強度が小さい時間とが重なるようにすることができる。また、第１光照射デバイス３Ａの照射強度が小さい時間と第２光照射デバイス３Ｂの照射強度が大きい時間とが重なるようにすることができる。これらによれば、第１光照射デバイス３Ａと第２光照射デバイス３Ｂとが互いの照射強度を補完し合うことによって、所定の照射強度を維持することができることから、被照射媒体に照射ムラが発生することを効果的に抑制することが可能となる。なお、第１光照射デバイス３Ａおよび第２光照射デバイス３Ｂの少なくとも一方は、照射強度が大きい時間と照射強度が小さい時間とを交互に有するようにすればよい。

また、他の例として、制御部６０は、図９および図１０に示すような回路構成を有するようにしてもよい。すなわち、上述の例と異なり、制御部６０は、図９に示すように複数の発光素子２０が直並列に接続された３つの光照射デバイス３（第１光照射デバイス３Ａ、第２光照射デバイス３Ｂおよび第３光照射デバイス３Ｃ）を備えている。この場合は、Ｖ_{ｒｅｆ Ａ}、Ｖ_{ｒｅｆ Ｂ}およびＶ_{ｒｅｆ Ｃ}の入力のタイミングを調整することによって、図１０に示すように、Ｉ_ＡのＯＮ時間Ｔ_{ｏｎ Ａ}、Ｉ_ＢのＯＮ時間Ｔ_{ｏｎ Ｂ}、およびＩ_ＣのＯＮ時間Ｔ_{ｏｎ Ｃ}、によって連続的に出力されるようにすればよい。この場合においても、上述した効果と同等の効果を奏することができる。また、光照射デバイス３を３つ有することから、上述の場合と比較して、一つ一つの光照射デバイス３の駆動電流を大きくすることが容易となるため、被照射媒体に照射ムラが発生することをより効果的に抑制することが可能となる。

また、他の例として、制御部６０は、図１１（ａ）に示すような構成を有するようにしてもよい。

すなわち、上述の例と異なり、制御部６０は、複数の発光素子２０が直並列に接続された４つの光照射デバイス３（第１光照射デバイス３Ａ、第２光照射デバイス３Ｂ、第３光照射デバイス３Ｃおよび第４光照射デバイス３Ｄ）を有する。

そして、第１光照射デバイス３Ａによる照射光の第１波長と第２光照射デバイス３Ｂによる照射光の第２波長とが同じであり、第３光照射デバイス３Ｃによる照射光の第３波長
と第４光照射デバイス３Ｄによる照射光の第４波長とが同じであり、第１波長と第３波長とが異なる。

この場合においても、上述した効果と同等の効果を奏することができる。また、例えば、第１光照射デバイス３Ａおよび第２光照射デバイス３Ｂによる照射光の波長を３６５ｎｍ、第３光照射デバイス３Ｃおよび第４光照射デバイス３Ｄによる照射光の波長を３８５ｎｍに設定することで、３６５ｎｍの光により反応を開始する光重合開始剤および３８５ｎｍの光により反応を開始する光重合開始剤を含む感光性材料に対して効果的に作用させることが可能となる。なお、異なる波長の光を照射することができることから、厚みがある感光性材料に対して、波長の短い照射光を表面側の光重合開始剤に作用させ、波長の長い照射光を内部側の光重合開始剤に作用させることが可能となるため、被照射媒体２５０に対してより効果的な照射が可能となる。

また、他の例として、制御部６０は、図１１（ｂ）に示すような構成を有するようにしてもよい。制御部６０は、図１１（ａ）と同様、複数の発光素子２０が直並列に接続された４つの光照射デバイス３を有する。

第１光照射デバイス３Ａは、第１発光素子２０ａと第２発光素子２０ｂとを有し、第１発光素子２０ａによる照射光の波長と第２発光素子２０ｂによる照射光の波長とが異なる。また、第２光照射デバイス３Ｂは、第１発光素子２０ａと第２発光素子２０ｂとを有する。なお、第１発光素子２０ａおよび第２発光素子２０ｂの配列順序は、第１光照射デバイス３Ａと第２光照射デバイス３Ｂとにおいて同一であり、第３光照射デバイス３Ｃと第４光照射デバイス３Ｄとにおいて同一とした。但し、配列はこれに限られるものではない。

この場合においても、図１１（ａ）の構成の場合と同等の効果を奏することができる。すなわち、例えば、第１発光素子２０ａによる照射光の波長を３６５ｎｍ、第２発光素子２０ｂによる照射光の波長を３８５ｎｍに設定することで、３６５ｎｍの光により反応を開始する光重合開始剤および３８５ｎｍの光により反応を開始する光重合開始剤を含む感光性材料に対して効果的に作用させることが可能となる。

＜筐体＞
筐体４は、このように配列した複数の光照射モジュール２の一部を少なくとも収容する。本例において一部とは、具体的には、光照射デバイス３とカバー８とを含む領域である。つまり、カバー８を貫通してカバー８の光照射デバイス３と反対側に位置する供給用冷却配管６ａおよび排出用冷却配管６ｂならびに電気配線７は、筐体４に収容されず、筐体４の外部に配置されることになる。

筐体４は、光照射デバイス３側からカバー８側へ向かう方向に沿って、複数の光照射モジュール２を取り囲むように配置された複数のサイドカバー４ａと、サイドカバー４ａのそれぞれに接続するとともに、カバー８のそれぞれの一部が当接して、供給用冷却配管６ａおよび排出用冷却配管６ｂならびに電気配線７が貫通した複数の第１開口４ｃを有するアンダーカバー４ｂとを有する。なお、サイドカバー４ａは複数のサイド部材を有している。これら複数のサイド部材のそれぞれを図において４ａで示すことがある。光照射モジュール２は、筐体４を構成するサイドカバー４ａおよびアンダーカバー４ｂの少なくともいずれかと接続される。本例では、サイドカバー４ａと、光照射モジュール２を構成する放熱用部材５の第１主面５ａおよび第２主面５ｂに接続される端面５ｆとが、ねじ止めされている。本例の場合には、光照射デバイス３のそれぞれに、光照射デバイス３の配列方向に沿った２つの端面においてそれぞれ２箇所ずつがねじ止めされている。隣接するサイドカバー４ａ同士もねじ止めによって接続されており、サイドカバー４ａ同士およびサイドカバー４ａとアンダーカバー４ｂとが接続されていることから、筐体４は、光照射モジュール２を支持する支持体として機能し、供給用冷却配管６ａおよび排出用冷却配管６ｂならびに電気配線７を収容する機能、ならびに光照射モジュール２を外部環境から保護する機能も有する。なお、本例ではサイドカバー４ａおよびアンダーカバー４ｂの形状は平板状であるが、平板状に限られず、筐体４の上述の機能を果たせばどのような形状であってもよい。

筐体４を構成するサイドカバー４ａおよびアンダーカバー４ｂの材質としては、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼などの金属材料からなる。サイドカバー４ａおよびアンダーカバー４ｂは金属材料に限らず、樹脂などでもよいが、光照射装置１の軽量化、放熱性および耐腐食性の観点から、本例では筐体４の材料としてアルミニウムを採用している。

本例では、筐体４の材料としてアルミニウムを採用し、筐体４を構成するサイドカバー４ａと光照射モジュール２の放熱用部材５とがねじ止めされていることから、筐体４自体も冷却されて、光照射モジュール２の発する熱で筐体４の内部の空気が暖められた場合や、電気配線７が熱を発した場合であっても、これらの熱を放熱する機能も有している。

このように、光照射モジュール２のそれぞれに供給用冷却配管６ａおよび排出用冷却配管６ｂならびに電気配線７を設ける構造として、光照射モジュール２のカバー８が筐体４の内側から筐体４の構成するアンダーカバー４ｂに当接する構造となっていることから、光照射装置１における発光素子２０の交換および光照射デバイス３の交換などのメンテナンスを行なう際に、光照射モジュール２の単位で作業することが可能なことから、光照射装置１の全体を取り外すことなく、短時間で容易にメンテナンス作業を行なうことができる。

＜印刷装置について＞
本発明の印刷装置の実施の形態の一例として、図５および図６に示した印刷装置２００を例に挙げて説明する。図６（ｂ）は、図６（ａ）の光照射装置１を含む部分を拡大した図である。

この印刷装置２００は、記録媒体２５０を搬送するための搬送部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部２２０と、印刷後の記録媒体２５０に対して紫外光を照射する、上述した光照射装置１と、この光照射装置１の発光を制御する制御機構２３０とを備えている。なお、記録媒体２５０は上述の対象物に相当する。

（搬送部）
搬送部２１０は、記録媒体２５０を印刷部２２０、光照射装置１の順に通過するように搬送するためのものであり、載置台２１１と、互いに対向配置され、回転可能に支持された一対の搬送ローラ２１２とを含んで構成されている。この搬送部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（第１方向）Ｄ１へ送り出すためのものである。

（印刷部）
印刷部２２０は、搬送部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。この印刷部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、印刷部２２０としてライン型の印刷部を採用している。この印刷部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。印刷部２２０は、吐出孔２２０ａの配列に対して直交する方向（第１方向）Ｄ１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部を例に挙げたが、これに限られるものではなく、例えば、シリアル型の印刷部を採用してもよいし、ライン型またはシリアル型の噴射ヘッド（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。

（光照射装置）
印刷装置２００において、光照射装置１は、搬送部２１０を介して搬送される記録媒体２５０に付着した感光性材料を感光させる機能を担っている。この光照射装置１は、印刷部２２０に対して搬送方向Ｄ１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。

ここで、第１光照射デバイス３Ａの被照射媒体２５０に対する第１照射領域と、第２光照射デバイス３Ｂの被照射媒体２５０に対する第２照射領域とは重複するように設定されている。なお、第１照射領域と第２照射領域は、完全に重複するように設定してもよく、一部において重複するように設定してもよい。後者の場合には、ＰＷＭ制御時において、Ｖ_{ｒｅｆ Ａ}とＶ_{ｒｅｆ Ｂ}の入力のタイミングを重複照射領域に応じて適宜調整することによって、Ｉ_ＡのＯＮ時間Ｔ_{ｏｎ Ａ}とＩ_ＢのＯＮ時間Ｔ_{ｏｎ Ｂ}とが連続的に出力されるように制御することができる。

（制御機構）
制御機構２３０は、光照射装置１の発光を制御する機能を担っており、上述の制御部６０を有する。この制御機構２３０のメモリには、印刷部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ーで光を照射することができ、比較的低エネルギーの光でインク滴を硬化させることができる。

以上のような印刷装置２００では、搬送部２１０が記録媒体２５０を搬送方向に搬送している。印刷部２２０は、搬送されている記録媒体２５０に対して紫外線硬化型インクを吐出して、記録媒体２５０の表面に紫外線硬化型インクを付着させる。このとき、記録媒体２５０に付着させる紫外線硬化型インクは、全面付着であっても、部分付着であっても、所望パターンでの付着であってもよい。この印刷装置２００では、記録媒体２５０に付着した紫外線硬化型インクに光照射装置１の発する紫外線を照射して、紫外線硬化型インクを硬化させる。本例の印刷装置２００によれば、光照射装置１が有する上述の効果を奏することができる。

以上、本発明の光照射装置および印刷装置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、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。

また、上述の実施の形態では、印刷部２２０としてインクジェットヘッドを用いた印刷装置２００に光照射装置１を適用した例を示しているが、この光照射装置１は、例えば対象体表面にスピンコートした光硬化樹脂を硬化させる専用装置など、各種類の光硬化樹脂の硬化にも適用することができる。また、光照射装置１を、例えば、露光装置における照射光源などに用いてもよい。

１ 光照射装置
２ 光照射モジュール
３ 光照射デバイス
３Ａ 第１光照射デバイス
３Ｂ 第２光照射デバイス
３Ｃ 第３光照射デバイス
３Ｄ 第４光照射デバイス
４ 筐体
４ａ サイドカバー（サイド部材）
４ｂ アンダーカバー
４ｃ 第１開口
４ｄ トップカバー
４ｆ 第２開口
５ 放熱用部材
５ａ 第１主面
５ｂ 第２主面
５ｃ 流路
５ｄ 供給口
５ｅ 排出口
５ｆ 端面
６ａ 供給用冷却配管
６ｂ 排出用冷却配管
７ 電気配線
８ カバー
８ａ 貫通孔
９ 保護部材
１０ 基板
１１ａ 一方主面
１１ｂ 他方主面
１２ 開口部
１３ 接続パッド
１４ 内周面
１５ 接合材
１６ 光学レンズ
１７ レンズ接着剤
２０ 発光素子
２０ａ 第１発光素子
２０ｂ 第２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 電極配線
６０ 制御部
２００ 印刷装置
２１０ 搬送部
２１１ 載置台
２１２ 搬送ローラ
２２０ 印刷部
２２０ａ 吐出孔
２３０ 制御機構
２５０ 記録媒体（被照射媒体）
Ｄ１ 第１方向（搬送方向）
Ｄ２ 第２方向

Claims (14)

1. 第１方向に進行する被照射媒体の前記第１方向に配列し、前記被照射媒体に対して光を照射する、複数の光照射デバイスと、
   前記複数の光照射デバイスのそれぞれによる照射を制御する、制御部と、を備え、
   前記複数の光照射デバイスは、第１光照射デバイスおよび第２光照射デバイスを有し、
   前記第１光照射デバイスは照射していない時間を有するとともに、前記第１光照射デバイスおよび前記第２光照射デバイスは同時に照射している時間を有する、光照射装置。
2. 前記第１光照射デバイスは、照射している時間と照射していない時間とを交互に有する、請求項１に記載の光照射装置。
3. 第１方向に進行する被照射媒体の前記第１方向に配列し、前記被照射媒体に対して光を照射する、複数の光照射デバイスと、
   前記複数の光照射デバイスのそれぞれによる照射を制御する、制御部と、を備え、
   前記複数の光照射デバイスは、第１光照射デバイスおよび第２光照射デバイスを有し、
   前記第１光照射デバイスは、照射強度が大きい時間と照射強度が小さい時間とを有し、
   前記第１光照射デバイスおよび前記第２光照射デバイスは同時に照射している時間を有する、光照射装置。
4. 前記第２光照射デバイスは、照射強度が大きい時間と照射強度が小さい時間とを有し、
   前記第１光照射デバイスの前記照射強度が大きい時間と前記第２光照射デバイスの前記照射強度が小さい時間とが重なる、請求項３に記載の光照射装置。
5. 前記第２光照射デバイスは、照射強度が大きい時間と照射強度が小さい時間とを有し、
   前記第１光照射デバイスの前記照射強度が小さい時間と前記第２光照射デバイスの前記照射強度が大きい時間とが重なる、請求項３に記載の光照射装置。
6. 前記第１光照射デバイスおよび前記第２光照射デバイスの少なくとも一方は、照射強度が大きい時間と照射強度が小さい時間とを交互に有する、請求項４または５に記載の光照射装置。
7. 前記複数の光照射デバイスは、それぞれが照射している時間が交互に繰り返される、請求項１〜６のいずれかに記載の光照射装置。
8. 前記複数の光照射デバイスは、それぞれが照射している時間が互いにずれている、請求項１〜７のいずれかに記載の光照射装置。
9. 前記複数の光照射デバイスはそれぞれ、前記第１方向と直交する第２方向に配列した複数の発光素子を有する、請求項１〜８のいずれかに記載の光照射装置。
10. 前記第１光照射デバイスに含まれる前記複数の発光素子は、第１発光素子と第２発光素子とを有し、
    前記第１発光素子による照射光の波長と前記第２発光素子による照射光の波長とが異なる、請求項９に記載の光照射装置。
11. 前記第２光照射デバイスに含まれる前記複数の発光素子は、前記第１発光素子と前記第２発光素子とを有する、請求項１０に記載の光照射装置。
12. 前記第１光照射デバイスの前記被照射媒体に対する第１照射領域と、前記第２光照射デ
    バイスの前記被照射媒体に対する第２照射領域とは重複する、請求項１〜１１のいずれかに記載の光照射装置。
13. 前記複数の光照射デバイスは、第３光照射デバイスおよび第４光照射デバイスをさらに有し、
    前記第１光照射デバイスによる照射光の第１波長と前記第２光照射デバイスによる照射光の第２波長とが同じであり、
    前記第３光照射デバイスによる照射光の第３波長と前記第４光照射デバイスによる照射光の第４波長とが同じであり、
    前記第１波長と前記第３波長とが異なる、請求項１〜１２に記載の光照射装置。
14. 記録媒体に対して印刷を行なう印刷部と、
    印刷された前記記録媒体に対して光を照射する請求項１〜１３のいずれかに記載の光照射装置と、を備える、印刷装置。

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