JP6762314B2 - 光照射装置および光照射システム - Google Patents

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Description

本発明は、紫外線硬化型樹脂および塗料などの硬化に使用可能な光照射装置および光照射システムに関する。
光照射装置の一例として、紫外線照射装置は、医療またはバイオ分野での蛍光反応観察、殺菌用途、電子部品の接着または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（例えば特許文献１参照）。
しかしながら、光照射装置は、照射時間の累積に伴って、光出力の低下などの変化が生じるおそれがあった。そのため、例えば、照射時間の累積に伴って上述の硬化などが不十分になって硬化不良が生じたり、また硬化条件を見直す必要があった。そこで、照射時間の累積などに伴う光出力の変化を修正可能な光照射装置が求められている。
特開２００８−２４４１６５号公報
本発明の実施形態に係る光照射装置は、上面に第１凹部および第２凹部を有する基体と、前記第１凹部に位置しており、紫外線を照射する、発光素子と、前記第２凹部に位置しており、紫外線を検出可能な、検出素子と、前記検出素子を離隔した状態で覆っている、紫外線遮蔽部材と、前記基体から距離を隔てて位置する、前記発光素子からの光を外部に出射可能な透光性部材と、を備え、前記検出素子は、前記発光素子から照射され前記基体を透過した紫外線を検出可能であり、前記紫外線遮蔽部材は、前記第２凹部の開口部を塞いでおり、赤外線を透過可能であり、前記検出素子は、少なくとも前記透光性部材の表面または外部から入射した赤外線を検出可能である。
また本発明の実施形態に係る光照射装置は、上面に第１凹部および第２凹部を有する基体と、前記第１凹部に位置しており、紫外線を照射する、発光素子と、前記第２凹部に位置しており、紫外線を検出可能な、検出素子と、前記第２凹部に位置しており、赤外線を検出可能である、第２検出素子と、前記検出素子および前記第２検出素子を離隔した状態で覆っている、紫外線遮蔽部材と、前記基体から距離を隔てて位置する、前記発光素子からの光を外部に出射可能な透光性部材と、を備え、前記検出素子は、前記発光素子から照射され前記基体を透過した紫外線を検出可能であり、前記紫外線遮蔽部材は、前記第２凹部の開口部を塞いでおり、赤外線を透過可能であり、前記第２検出素子は、少なくとも前記透光性部材の表面または外部から入射した赤外線を検出可能である。
本発明の実施形態に係る光照射システムは、上記の光照射装置と、
前記光照射装置を駆動するための定電流を生成する定電流制御部と、
前記検出素子による紫外線の検出結果に基づき、前記定電流の電流値を演算して前記定電流制御部に出力する駆動電流演算部と、を備える。
本発明の実施形態に係る光照射システムは、上記の光照射装置と、
前記光照射装置を駆動するための定電流を生成する定電流制御部と、
前記検出素子による赤外線の検出結果が、予め定める範囲から外れている場合に前記光照射装置が異常であると判定する異常判定部と、を備える。
本発明の実施形態に係る光照射装置の要部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 図１に示す光照射装置の１Ｉ−１Ｉ線に沿った断面図である。 図１に示す光照射装置を含む光照射システムを説明する図であり、（ａ）はブロック図、（ｂ）は駆動手順を示すフローチャートである。 図１に示す光照射装置の変形例を含む光照射システムを説明する図であり、（ａ）はブロック図、（ｂ）は駆動手順を示すフローチャートである。 図１に示す光照射装置を用いた印刷装置の上面図である。 光照射装置の変形例の平面図である。 光照射装置の変形例の平面図である。
以下、本発明の実施形態に係る光照射装置および印刷装置の例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の内容は本発明の実施形態を例示するものであって、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
（光照射装置）
図１および図２に示す本発明の実施形態に係る光照射装置１００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。
光照射装置１００は、上面（一方主面）１１ａに第１凹部１２ａおよび第２凹部１２ｂを含む複数の凹部（開口部）１２を有する基体１０と、第１凹部１２ａに位置しており紫外線を照射する発光素子２０と、第２凹部１２ｂに位置しており紫外線を検出可能な検出素子１８と、を備える。なお、図１に示すように、光照射装置１００は、第１凹部１２ａを複数有するようにでき、それに対応して複数の発光素子２０を配置すればよい。第２凹部１２ｂおよび検出素子１８も同様に複数存在するようにしてもよいが、図１に示すように、それぞれ１つ存在するようにしてもよい。
また、光照射装置１００は、各凹部１２内に設けられた複数の接続パッド１３と、基体１０の各凹部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、各凹部１２内に充填され、発光素子２０を被覆する複数の封止材３０とを備えてもよい。
さらに、光照射装置１００は、検出素子１８ａを離隔した状態で覆う紫外線遮蔽部材１９、および、発光素子２０を離隔した状態で覆うレンズ１６を備えてもよい。また、光照射装置１００は、図２に示すように、各構成要素から距離を隔てた位置に、発光素子２０からの光を外部に出射可能な透光性部材６０を備えてもよい。
なお、光照射装置１００は、図２に示すように、下面側に、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂および半田などの接着材１０２を介して接合された放熱用部材１０１を備えてもよい。放熱用部材１０１は、積層体４０の支持体として、また発光素子２０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１０１の形成材料としては、熱伝導率の大きい材料を用いることができる。放熱用部材１０１の形成材料は、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１０１は、銅によって形成されている。
以下、各構成要素について、詳細な説明を行なう。
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とを備える。基体１０は、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に設けられた凹部１２（第１凹部１２ａ）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いる。電気配線５０は、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を貫通する凹部（開口部）１２が形成されている。
凹部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。
このような凹部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してもよい。
このような凹部１２は、基体１０の一方主面１１ａの全体に渡って縦横の並びに正方格子状に配列されている。なお、例えば、千鳥格子状に配列され、すなわち複数列のジグザグ状の並びに配列してもよく、このような配列にすることによって、発光素子２０をより高密度に配置することが可能となり、単位面積当たりの照度を高くすることが可能となる。ここで、千鳥格子状に配列するとは、斜方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。
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および第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。第２の絶縁層４２に相当するセラミックグリーンシートには、凹部１２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第１の絶縁層４１に相当するグリーンシート上に印刷した上で、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第２の絶縁層４２に相当する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および凹部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および第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、前駆体シートに凹部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凹部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の凹部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、この接続パッド１３に半田、金（Ａｕ）線、アルミニウム（Ａｌ）線などの接合材１５によって接続された発光素子２０、発光素子２０を封止する封止材３０、および、検出素子１８、などが設けられている。
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）または窒化ガリウム（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（electroluminescence）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として、発する光の波長のスペクトルのピークが、例えば２８０〜４４０ｎｍの紫外線を発するＬＥＤ（light emitting diode）を採用している。つまり、本例では、発光素子２０としてＵＶ−ＬＥＤ（ultraviolet-light emitting diode）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３０は、発光素子２０を封止している。
封止材３０には、光透過性の高い樹脂材料などの絶縁材料が用いられる。封止材３０は、発光素子２０を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、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）などを封止材３０に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凹部１２に充填し、これを硬化させることで形成される。
透光性部材６０は、各構成要素を保護する役割を有し、例えばガラスなどの材料を用いて形成することができる。
検出素子１８（１８ａ）としては、発光素子２０から出射された紫外線を検出可能であればよく、例えば、フォトダイオードが挙げられる。
ここで、光照射装置１００は、発光素子２０から照射され、基体１０を透過した紫外線を、検出素子１８（１８ａ）が検出可能な構成とすればよい。具体的には、図１および図２に示すように、第１凹部１２ａに位置している発光素子２０から照射された紫外線が、第２凹部１２ｂに到達するように、第１凹部１２ａと第２凹部１２ｂとの間に存在する基体１０の部位を、紫外線が透過可能な所定の厚みにすればよい。言い換えれば、第１凹部１２ａと第２凹部１２ｂとを、第１凹部１２ａ同士よりも近接して配置し、両者を離隔する基体１０の部位を第１凹部１２ａ間の部位よりも薄くすればよい。
また、本実施形態において、検出素子１８ａとして、赤外線を検出可能なものを採用することができる。これによれば、例えば、透光性部材６０の表面に付着したインク、樹脂などの異物に発光素子２０から照射された光が吸収され、異物および透光性部材６０の表面が熱源となって赤外線を出射したことを検出することで、透光性部材６０の損傷あるいは光出力の低下を生じることを抑制することが可能となる。
また、検出素子１８ａは、銀（Ａｇ）などの金属材料からなる電極２３ｂ、２４ｂを備えている。電極２３ｂ、２４ｂは、基体１０上に配置された接続パッド１３ｂに半田、金（Ａｕ）線、アルミニウム（Ａｌ）線などの接合材１５ｂを介して接続される。本例では、基体１０に対してワイヤボンディング接続されている。
紫外線遮蔽部材１９は、上面（一方主面）１１ａ側から入射してくる紫外線を効果的に遮蔽できるものである。紫外線遮蔽部材１９としては、例えば、ガラスの表面に紫外線を遮蔽することができる材料を蒸着したものを用いることができる。紫外線遮蔽部材１９は、図１および図２に示すように、第２凹部１２ｂの開口部を塞ぐように形成されればよい。これによれば、発光素子２０から照射された紫外線を検出素子１８ａで高い選択性にて検出することができることから、発光素子２０が適正な照射強度を確保しているか否かを確認することができる。その結果、照射時間の累積などに伴う光出力の変化を修正することが可能となる。
また、紫外線遮蔽部材１９は、赤外線を透過するものを用いることができる。これによれば、上述のように透光性部材６０の表面から生じる赤外線を第２凹部１２ｂの内部に位置する検出素子１８によって検出することができるため、透光性部材６０の損傷あるいは光出力の低下が生じることを抑制することが可能となる。
レンズ１６は、発光素子２０から照射された光を効果的に射出できるものであれば特に限定されるものではなく、図１および図２に示すように、第１凹部１２ａの開口部を塞ぐように形成されればよい。
＜光照射システム＞
上述した本発明の実施形態に係る光照射装置１００を含む光照射システムについて、図３を参照しつつ説明する。
光照射システムは、光照射装置１００（発光素子２０および検出素子１８を含む）、電源部１１０、定電流制御部１３０、および駆動電流演算部１４０を有している。ここで、検出素子１８として、光照射装置１００から照射された紫外線を検出可能な検出素子１８ａを例に説明を行なう。以下において、定電流制御部１３０および駆動電流演算部１４０をまとめて駆動制御部１２０ということがある。
（光照射装置１００）
光照射装置１００の内容は、上述の通りである。
発光素子２０は、定電流制御部１３０から出力された電流によって発光する。
検出素子１８ａは、定電流制御部１３０と駆動電流演算部１４０とに接続されており、発光素子２０から照射された紫外線を検出する。検出した紫外線の強度に応じた電流が、駆動電流演算部１４０に出力される。
（電源部１１０）
電源部１１０は、例えば、交流（ＡＣ）電圧から直流（ＤＣ）電圧を生成し、定電流制御部１３０にＤＣ電圧を入力する。また、電源部１１０のＤＣ電圧の大きさは、光照射部の順方向電圧（Ｖｆ）に定電流制御部１３０の負荷電圧を加えた値よりも、大きな電圧に設定される。
（定電流制御部１３０）
定電流制御部１３０は、光照射装置１００を駆動するための定電流を生成する。例えば、本実施形態において、定電流制御部１３０は、電源部１１０と光照射装置１００とに接続されており、電源部１１０から所定の電圧を受けて、所定の電流を生成して光照射装置１００に流すことにより、発光素子２０を発光させるものである。
（駆動電流演算部１４０）
駆動電流演算部１４０は、検出素子１８ａと定電流制御部１３０とに接続されており、検出素子１８ａの出力信号を受け、光出力データに変換する。光出力データとメモリに記憶されている目標光出力との差分から、定電流制御部１３０から光照射装置１００へ流す駆動電流値を演算し、定電流制御部１３０に出力する。
（外部システム）
光照射装置１００に接続される外部システムとして、プリンタ等が挙げられる。図３では、外部システムは、定電流制御部１３０を介して光照射装置１００に接続されている。外部システムは、光照射装置１００のＯＮ／ＯＦＦ信号を定電流制御部１３０に出力したり、定電流制御部１３０からの動作信号や異常信号を受けて、その駆動内容に反映させる。
＜光照射システムの駆動フロー＞
上述のような光照射装置１００を含む光照射システムの駆動フローについて、図３（ｂ）を参照しつつ説明する。
（ｉ）光照射装置１００から所望の光出力を得るべく、定電流制御部１３０から光照射装置１００へと所定の電流を出力する（ステップＳ１）。すなわち、調光信号セットとは、駆動回路の出力電流値を設定（入力）する動作である。これにより、照射ＯＮ時の電流が決定される。これにより、光照射装置１００が駆動を開始する（ステップＳ２）。
（ｉｉ）継続的にあるいは所定の時間毎に、検出素子１８ａによって、紫外線を検出する（ステップＳ３）。本ステップでは、例えば、紫外線の強度を測定する。
（ｉｉｉ）検出素子１８ａの出力信号が初期値よりも低下している場合は、光照射装置１００から照射される光出力が初期値よりも低くなっていると判断される。ステップＳ４で、光出力が、初期値よりも例えば１０％以上低くなっている、すなわち初期値からの変化率が１０％以上であると判断された場合（ステップＳ４でＮｏ）に、ステップＳ５で、駆動電流演算部１４０は、光出力を初期値に戻すために、定電流制御部１３０から光照射装置１００へと流す電流の値を算出する。このように駆動電流演算部１４０にて算出された電流の値が、定電流制御部１３０から光照射装置１００へと流れるように、定電流制御部１３０から出力される電流を大きくする。その結果、光照射装置１００から照射される光出力を初期値に戻すことができる。
（ｉｖ）他方、光出力の変化率が初期値に対して１０％未満の場合（ステップＳ４でＹｅｓ）は、定電流制御部１３０から光照射装置１００へと流す電流の値は変更しない。
（ｖ）以上のような（ｉ）〜（ｉｖ）のフローを繰り返すことによって、照射時間の累積などに伴って光出力が初期値よりも低くなったとしても、光出力を繰り返し初期値に戻すことが可能となる。
以上のように、本実施形態に係る光照射装置１００によれば、継続駆動を行なう際に、検出された紫外線に基づく信号の変化に応じて定電流制御部１３０から光照射装置１００へと出力される電流の値を変化させることができるため、照射時間の累積などに伴う光照射装置１００による光出力の低下を抑制することが可能となる。
（変形例）
次に、光照射システムおよび光照射システムの駆動フローについての変形例を、図４を用いて説明する。
本変形例において、光照射システムは、光照射装置１００（発光素子２０および検出素子１８を含む）、電源部１１０、定電流制御部１３０、および異常判定部１５０を有している。ここでは、検出素子１８として、外部から入射した赤外線を検出可能な検出素子１８ｂを用いる。
検出素子１８ｂは、定電流制御部１３０と異常判定部１５０とに接続されており、外部から入射した赤外線を検出する。
異常判定部１５０は、検出素子１８ｂの出力信号を受けて出力データに変換する。そして、出力データとメモリに記憶されている許容範囲とを比較して、範囲外と判定すれば定電流制御部１３０に、光照射装置１００へと出力される電流をオフするためのＯＦＦ信号を出力する。
＜光照射システムの駆動フロー＞
上述の変形例のような光照射装置１００を含む光照射システムの駆動フローについて、図４（ｂ）を参照しつつ説明する。
（ｉ）光照射装置１００から所望の光出力を得るべく、定電流制御部１３０から光照射装置１００へと所定の電流を出力する（ステップＳ１１）。これにより、光照射装置１００が駆動を開始する（ステップＳ１２）。
（ｉｉ）継続的にあるいは所定の時間毎に、検出素子１８ｂによって、赤外線を検出する（ステップＳ１３）。本ステップでは、例えば、赤外線の強度を測定する。
（ｉｉｉ）検出素子１８ｂの出力信号が所定値よりも大きい場合は、透光性部材６０などの表面にインク、樹脂などの異物が付着することにより、異物が赤外線を出射していると判断される。ステップＳ１４で、検出素子１８ｂの出力信号が所定値よりも大きい場合（ステップＳ１４でＮｏ）に、ステップＳ１５で、光照射装置１００へと出力される電流をオフにして発光素子２０の発光を止める。このように、異物からの赤外線の出射を検出することにより、異常時に発光素子の発光を止めることができ、透光性部材６０などの損傷を抑制することができる。
（ｉｖ）他方、検出素子１８ｂの出力信号が所定値以下の場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）は、発光素子２０の発光を継続する。
（ｖ）以上のような（ｉ）〜（ｉｖ）のフローを繰り返すことによって、透光性部材６０などの表面にインク、樹脂などの異物が付着したことを検出することができ、透光性部材６０などの損傷を抑制することが可能となる。
（印刷装置）
本発明の印刷装置の実施形態の一例として、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、上述した光照射装置１００と、この光照射装置１００の発光を制御する駆動制御部１２０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、光照射装置１００の順に通過するように搬送するためのものである。搬送手段２１０は、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（一直線状）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の配列方向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２５０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、吐出ヘッドに限らず、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、帯電した感光性材料を、静電気力で付着させる静電式機構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機構を採用してもよい。さらに、印刷機構として刷毛、ブラシおよびローラなどを備える機構を採用してもよい。
印刷装置２００において、光照射装置１００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。この光照射装置１００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。
駆動制御部１２０は、光照射装置１００の発光を制御する機能を担っている。駆動制御部１２０の記憶部（メモリ）には、印刷手段２２０から吐出されるインク滴の硬化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。格納情報の具体例を挙げると、上述のような光出力に関連する信号の他、吐出するインク滴を硬化するのに適した波長分布特性、および発光強度（各波長域の発光強度）を表す数値が挙げられる。本実施形態の印刷装置２００では、駆動制御部１２０を有することによって、駆動制御部１２０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、本実施形態の印刷装置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。
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装置１００が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。
以上のような印刷装置２００によれば、光照射装置１００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、上述の実施形態に係る光照射装置１００において、１つの検出素子１８が紫外線に加えて赤外線をも検出可能な例を説明した。
これに代えて、図６に示す平面図のように、変形例である光照射装置１００Ａにおいて、第２凹部１２ｂに、紫外線を検出可能な検出素子１８および赤外線を検出可能な第２検出素子７０を配置するようにしてもよい。すなわち、１つの凹部に検出対象が異なる２つの検出素子を配置することができる。この場合においても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、図７に示す平面図のように、変形例である光照射装置１００Ｂにおいて、第２凹部１２ｂに紫外線を検出可能な検出素子１８を配置するとともに、基体１０の上面に形成された第３凹部１２ｃに赤外線を検出可能な第３検出素子８０を配置するようにしてもよい。すなわち、２つの凹部に検出対象が異なる２つの検出素子を別々に配置するようにことができる。この場合においても、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
次に、印刷装置２００の実施形態は、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に光照射装置１００を適用した例を示しているが、この光照射装置１００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１００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。
１０ 基体
１１ａ 一方主面
１２ 凹部
１２ａ 第１凹部
１２ｂ 第２凹部
１２ｃ 第３凹部
１３ 接続パッド
１４ 内周面
１５ 接合材
１６ レンズ
１７ レンズ接着剤
１８，１８ａ，１８ｂ 検出素子
１９ 紫外線遮蔽部材
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
６０ 透光性部材
７０ 第２検出素子
８０ 第３検出素子
１００，１００Ａ，１００Ｂ 光照射装置
１０１ 放熱用部材
１０２ 接着材
１１０ 電源部
１２０ 駆動制御部
１３０ 定電流制御部
１４０ 駆動電流演算部
１５０ 異常判定部
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
２５０ 記録媒体

Claims (9)

  1. 上面に第１凹部および第２凹部を有する基体と、
    前記第１凹部に位置しており、紫外線を照射する、発光素子と、
    前記第２凹部に位置しており、紫外線を検出可能な、検出素子と、
    前記検出素子を離隔した状態で覆っている、紫外線遮蔽部材と、
    前記基体から距離を隔てて位置する、前記発光素子からの光を外部に出射可能な透光性部材と、を備え、
    前記検出素子は、前記発光素子から照射され前記基体を透過した紫外線を検出可能であり、
    前記紫外線遮蔽部材は、前記第２凹部の開口部を塞いでおり、赤外線を透過可能であり、
    前記検出素子は、少なくとも前記透光性部材の表面または外部から入射した赤外線を検出可能である、光照射装置。
  2. 上面に第１凹部および第２凹部を有する基体と、
    前記第１凹部に位置しており、紫外線を照射する、発光素子と、
    前記第２凹部に位置しており、紫外線を検出可能な、検出素子と、
    前記第２凹部に位置しており、赤外線を検出可能な、第２検出素子と、
    前記検出素子および前記第２検出素子を離隔した状態で覆っている、紫外線遮蔽部材と、
    前記基体から距離を隔てて位置する、前記発光素子からの光を外部に出射可能な透光性部材と、を備え、
    前記検出素子は、前記発光素子から照射され前記基体を透過した紫外線を検出可能であり、
    前記紫外線遮蔽部材は、前記第２凹部の開口部を塞いでおり、赤外線を透過可能であり、
    前記第２検出素子は、少なくとも前記透光性部材の表面または外部から入射した赤外線を検出可能である、光照射装置。
  3. 前記基体は、前記第１凹部と前記第２凹部との間の部位であって、
    前記発光素子から照射された紫外線が透過可能な部位を有している、請求項１または２記載の光照射装置。
  4. 前記基体は、前記第１凹部を複数有し、
    隣接する前記第１凹部間の部位よりも前記第１凹部と前記第２凹部との間の部位のほうが薄い、請求項３記載の光照射装置。
  5. 前記発光素子を離隔した状態で覆っている、レンズをさらに備える請求項１〜４のいずれかに記載の光照射装置。
  6. 前記レンズは、前記第１凹部の開口部を塞いでいる、請求項５に記載の光照射装置。
  7. 前記基体の下面側に接合された放熱用部材をさらに備える、請求項１〜６のいずれかに記載の光照射装置。
  8. 請求項１〜７のいずれかに記載の光照射装置と、
    前記光照射装置を駆動するための定電流を生成する定電流制御部と、
    前記検出素子による紫外線の検出結果に基づき、前記定電流の電流値を演算して前記定電流制御部に出力する駆動電流演算部と、を備える光照射システム。
  9. 請求項１〜７のいずれかに記載の光照射装置と、
    前記光照射装置を駆動するための定電流を生成する定電流制御部と、
    前記検出素子による赤外線の検出結果が、予め定める範囲から外れている場合に前記光照射装置が異常であると判定する異常判定部と、を備える光照射システム。
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