JPWO2014119500A1 - 光照射装置および印刷装置 - Google Patents
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Abstract
光照射装置が長尺化、大型化したとしても、メンテナンス性に優れた光照射装置を提供する。光照射装置は、複数の光照射モジュールと、配列した前記複数の光照射モジュールの少なくとも一部を収容する筐体とを備え、前記複数の光照射モジュールはそれぞれ、光照射デバイスと、放熱用部材と、供給用冷却配管および前記流路から冷媒を排出するための排出用冷却配管と、電気配線と、カバーとを有し、前記筐体は、サイドカバーと、アンダーカバーとを有する。
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装置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。
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、省エネルギー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、熱の発生を比較的抑制することができる紫外線発光素子をランプ光源としても、使用により紫外線照射装置から熱が発生し、この熱により紫外線発光素子の発光効率の低下や、紫外線発光素子の寿命が短くなるなどの不具合が発生する。そこで、例えば特許文献１に記載されているように、紫外線照射装置を冷却する装置が提案されている。
しかしながら、このような紫外線照射装置を長尺化、大型化したものを、例えば印刷装置などに組み込んで使用する場合には、紫外線発光素子の取替えなどのメンテナンスを行なう際に、紫外線照射装置の全体を取り外した後に作業しなければならないなどのメンテナンス性が良くないといった問題があった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、光照射装置が長尺化、大型化したとしてもメンテナンス性に優れた光照射装置および印刷装置を提供することを目的とする。
本発明の実施形態に係る光照射装置は、複数の光照射モジュールと、配列した前記複数の光照射モジュールの少なくとも一部を収容する筐体とを備え、前記複数の光照射モジュールはそれぞれ、複数の発光素子を一方主面に配置した光照射デバイスと、前記光照射デバイスを第１主面に配置した放熱用部材と、前記放熱用部材の前記第１主面の反対側に位置する第２主面に接続された、前記放熱用部材の内部に設けられた流路に冷媒を供給するための供給用冷却配管および前記流路から冷媒を排出するための排出用冷却配管と、前記光照射デバイスに接続された、前記光照射デバイスに電力を供給する電気配線と、前記放熱用部材の前記第２主面に対向して配置された、前記供給用冷却配管および前記排出用冷却配管ならびに前記電気配線が貫通した貫通孔を備えるカバーとを有し、前記筐体は、前記光照射デバイス側から前記カバー側へ向かう方向に沿って、前記複数の光照射モジュールを取り囲むように配置されたサイドカバーと、前記サイドカバーに接続しているとともに、前記カバーのそれぞれの一部と当接しており、前記供給用冷却配管および前記排出用冷却配管ならびに前記電気配線が貫通した開口を有するアンダーカバーとを有する。
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実施形態に係る光照射装置とを有する。
本発明の実施形態に係る光照射装置によれば、上述のように、複数の光照射モジュールと、配列した前記複数の光照射モジュールの少なくとも一部を収容する筐体とを備える。それ故、光照射装置が長尺化、大型化したとしても、メンテナンス性に優れた光照射装置を得ることができる。
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＞
図１に示す光照射装置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、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。
図１に示す光照射装置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、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。
まず、光照射モジュール２について説明する。
＜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。
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。
光照射デバイス３は、複数の発光素子２０を有しており、紫外線発生光源として機能する。
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。
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。
ここで、光照射デバイス３について説明する。
＜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を被覆する複数の封止材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。
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を被覆する複数の封止材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。
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２５０〜４１０〔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。
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。
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。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。
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。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。
搬送手段２１０は、記録媒体２５０を印刷手段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。
印刷装置２００において、光照射装置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。この光照射装置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、光照射装置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７に示す第１変形例のように、筐体４は、複数のサイドカバー４ａのそれぞれに接続するとともに、光照射デバイス３に対向して配置されたトップカバー４ｄをさらに有していてもよい。トップカバー４ｄにおける光照射デバイス３の複数の発光素子２０に対応する位置には第２開口４ｆが設けられ、第２開口４ｆに対応する位置に複数の発光素子２０の出射する光が透過する保護部材９が取り付けられている。本例の保護部材９の材質は石英である。なお、保護部材９の材質は、石英以外でも紫外線の透過率が高く、紫外線による劣化の少ない材料であればよい。
このようなトップカバー４ｄを有することで、光照射デバイス３が汚染することを防止でき、光照射デバイス３の発する光の強度が汚染によって低下することを防止できる。
また、図８に第２変形例の光照射モジュール２を示す。図８の光照射モジュール２は、光照射モジュール２の配列方向に向かって見た側面図である。光照射モジュール２は、モジュールベース６０と、電気配線７０および光照射デバイス３が接続された、光照射デバイス３を制御するための制御基板７０ａおよび光照射デバイス３の情報を演算するカウンタ基板７０ｂの少なくとも１つをさらに有していてもよい。第２変形例では、制御基板７０ａおよびカウンタ基板７０ｂの両方を光照射デバイス３の配列方向に沿ったサイドカバー４ａのそれぞれと対向する位置に配置している。
制御基板７０ａおよびカウンタ基板７０ｂは、セラミックまたは樹脂からなる配線基板に複数の電子部品が搭載されて構成されている。
モジュールベース６０は、放熱用部材５、光照射デバイス３およびカバー８の少なくとも１つに接続されて、サイドカバー４ａに対向するように配置されている。本例のモジュールベース６０の材質は、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。モジュールベース６０の材質は、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。
このように、制御基板７０ａおよびカウンタ基板７０ｂをサイドカバー４ａに対向するモジュールベース６０に配置することによって、例えば、制御基板７０ａおよびカウンタ基板７０ｂの交換などのメンテナンス作業が必要な場合には、光照射装置１の全体を取り外したり、分解したりすることなく、ただサイドカバー４ａのみを取り外せば制御基板７０ａおよびカウンタ基板７０ｂの取り外しや交換が可能となる。
さらに、図９に示す第３変形例のように、光照射モジュール２は、制御基板７０ａに接続された複数の発光素子２０を駆動するための、定電流発生デバイス８０が電気的に接続された駆動基板７０ｃをさらに有していてもよい。駆動基板７０ｃは、光照射デバイス３、定電流発生デバイス８０および外部装置とそれぞれ接続されて、複数の発光素子２０を駆動する機能を有する。そして、定電流発生デバイス８０は、放熱用部材５の第２主面５ｂまたは第２主面５ｂに配置された駆動基板７０ｃに配置されていてもよい。
第３変形例の定電流発生デバイス８０は、電界効果型トランジスタ（FET：Field Effect Transistor）であり、複数の発光素子２０に定電流を供給する定電流源として機能する。なお、第３変形例では電流効果型トランジスタ（FET：Field Effect Transistor）を定電流発生デバイス８０として採用したが、定電流ダイオード（CRD：Current Regulative Diode）などの複数の発光素子２０に定電流を供給するデバイスであればどのようなデバイスを採用してもよい。
第３変形例の定電流発生デバイス８０は、定電流発生デバイス８０を配置した駆動基板７０ｃを放熱用部材５の第２主面５ｂに接着剤などを介して配置されており、このような構成とすることで、定電流発生デバイス８０で発した熱を効率よく放熱することができる。定電流発生デバイス８０を放熱用部材５の第２主面５ｂ上に直接に接着剤などを介して配置するとさらに放熱効果を高めることができる。
また、図１０に示す第４変形例のように、光照射装置１は、供給用冷却配管６ａおよび排出用冷却配管６ｂのそれぞれ１つを除き、１つの光照射モジュールにおける供給用冷却配管６ａと他の光照射モジュールにおける排出用冷却配管６ｂとが連結配管６ｃによって接続されていてもよい。このような構成とすることで、各光照射モジュール２が有する放熱用部材の流路５ｃは互いにシーケンシャルに接続されることになる。それとともに、光照射デバイス３の供給用冷却配管６ａおよび排出用冷却配管６ｂのうち、他の冷却配管６ａ、６ｂのいずれとも接続されていない供給用冷却配管６ａおよび排出用冷却配管６ｂを、それぞれ外部に設けられた冷却用冷媒を供給する供給用外部配管６Ａおよび排出用外部配管６Ｂに接続するだけの単純な構成とすることが可能となる。
さらに、図１１に示す第５変形例のように、光照射装置１は、供給用冷却配管６ａ同士が接続されているとともに、排出用冷却配管６ｂ同士が接続されていてもよい。そして、供給用冷却配管６ａおよび排出用冷却配管６ｂに、それぞれ外部に設けられた冷却用冷媒を供給する供給用外部配管および排出用外部配管を接続する。このような構成とすることで、各光照射モジュール２の有する放熱用部材の流路５ｃはパラレルに接続されることになり、光照射デバイス３の流路５ｃは、それぞれ外部に設けられた冷却用冷媒を供給する供給用外部配管と直接接続されることになり、各光照射デバイス３の冷却能力を均一にすることが可能となる。また、供給用冷却配管６ａ同士が接続された連結配管６ｃ、および排出用冷却配管６ｂ同士が接続された連結配管６ｃは、それぞれ、外部に設けられた冷却用冷媒を供給する供給用外部配管６Ａおよび排出用外部配管６Ｂと接続するだけの単純な構成と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、以上の実施の形態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、印刷手段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
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
６ｃ 連結配管
６Ａ 供給用外部配管
６Ｂ 排出用外部配管
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
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 モジュールベース
７０ａ 制御基板
７０ｂ カウンタ基板
７０ｃ 駆動基板
８０ 定電流発生デバイス
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
２ 光照射モジュール
３ 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
６ｃ 連結配管
６Ａ 供給用外部配管
６Ｂ 排出用外部配管
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
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 モジュールベース
７０ａ 制御基板
７０ｂ カウンタ基板
７０ｃ 駆動基板
８０ 定電流発生デバイス
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
本発明の実施形態に係る光照射装置は、複数の光照射モジュールと、配列した前記複数の光照射モジュールの少なくとも一部を収容する筐体とを備え、前記複数の光照射モジュールはそれぞれ、複数の発光素子を一方主面に配置した光照射デバイスと、前記光照射デバイスを第１主面に配置した放熱用部材と、前記放熱用部材の前記第１主面の反対側に位置する第２主面に接続された、前記放熱用部材の内部に設けられた流路に冷媒を供給するための供給用冷却配管および前記流路から冷媒を排出するための排出用冷却配管と、前記光照射デバイスに接続された、前記光照射デバイスに電力を供給する電気配線と、前記放熱用部材の前記第２主面に対向して配置された、前記供給用冷却配管および前記排出用冷却配管ならびに前記電気配線が貫通した貫通孔を備えるカバーとを有し、前記筐体は、前記光照射デバイス側から前記カバー側へ向かう方向に沿って、前記複数の光照射モジュールを取り囲むように配置されたサイドカバーと、前記複数の光照射モジュールにまたがって配置され、前記サイドカバーに接続しているとともに、前記複数の光照射モジュールの各カバーの一部と当接しており、前記複数の光照射モジュールの各供給用冷却配管および各排出用冷却配管ならびに各電気配線が貫通した開口を有するアンダーカバーとを有する。
Claims (9)
- 複数の光照射モジュールと、配列した前記複数の光照射モジュールの少なくとも一部を収容する筐体とを備える光照射装置であって、
前記複数の光照射モジュールはそれぞれ、
複数の発光素子を一方主面に配置した光照射デバイスと、
前記光照射デバイスを第１主面に配置した放熱用部材と、
前記放熱用部材の前記第１主面の反対側に位置する第２主面に接続された、前記放熱用部材の内部に設けられた流路に冷媒を供給するための供給用冷却配管および前記流路から冷媒を排出するための排出用冷却配管と、
前記光照射デバイスに接続された、前記光照射デバイスに電力を供給する電気配線と、
前記放熱用部材の前記第２主面に対向して配置された、前記供給用冷却配管および前記排出用冷却配管ならびに前記電気配線が貫通した貫通孔を備えるカバーとを有し、
前記筐体は、
前記光照射デバイス側から前記カバー側へ向かう方向に沿って、前記複数の光照射モジュールを取り囲むように配置されたサイドカバーと、
前記サイドカバーに接続しているとともに、前記カバーのそれぞれの一部と当接しており、前記供給用冷却配管および前記排出用冷却配管ならびに前記電気配線が貫通した開口を有するアンダーカバーとを有する、光照射装置。 - 前記筐体は、前記サイドカバーのそれぞれに接続するとともに、前記光照射デバイスに対向して配置された、前記複数の発光素子の出射する光が透過する保護部材を有するトップカバーをさらに有する、請求項１に記載の光照射装置。
- 前記サイドカバーは、複数のサイド部材を有し、
前記アンダーカバーは、前記サイドカバーの前記複数のサイド部材のそれぞれに接続している、請求項１または２に記載の光照射装置。 - 前記サイドカバーは、複数のサイド部材を有し、
前記トップカバーは、前記サイドカバーの前記複数のサイド部材のそれぞれに接続している、請求項２または３に記載の光照射装置。 - 前記光照射モジュールは、
前記放熱用部材、前記光照射デバイスおよび前記カバーの少なくとも１つに接続されて、前記サイドカバーに対向するように配置されたモジュールベースと、
前記モジュールベースの前記サイドカバー側に取り付けられるとともに、前記電気配線および前記光照射デバイスが接続された、前記光照射デバイスを制御するための制御基板および前記光照射デバイスの情報を演算するカウンタ基板の少なくとも１つとをさらに有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光照射装置。 - 前記光照射モジュールは、前記制御基板に接続された、前記複数の発光素子を駆動するための、定電流発生デバイスが電気的に接続された駆動基板をさらに有し、
前記定電流発生デバイスは、前記放熱用部材の前記第２主面または前記第２主面に配置された前記駆動基板に配置されている、請求項５に記載の光照射装置。 - 前記光照射装置は、前記供給用冷却配管および前記排出用冷却配管のそれぞれ１つを除き、１つの光照射モジュールにおける供給用冷却配管と他の光照射モジュールにおける排出用冷却配管とが接続されている、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光照射装置。
- 前記光照射装置は、前記供給用冷却配管同士が接続されているとともに、前記排出用冷却配管同士が接続されている、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光照射装置。
- 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項に記載の光照射装置とを有する、印刷装置。
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