JP2014090055A - Light irradiation module 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に使用される光照射モジュールおよび印刷装置に関する。 The present invention relates to a light irradiation module and a printing apparatus used for curing an ultraviolet curable resin or a paint.
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。 2. Description of the Related Art Conventionally, ultraviolet irradiation apparatuses are widely used for the purpose of fluorescence reaction observation in medical and bio fields, sterilization applications, adhesion of electronic components, curing of ultraviolet curable resins and inks, and the like. In particular, the UV light source lamp light source used for curing UV curable resin used for bonding small parts in the field of electronic components 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。 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 as a lamp light source capable of suppressing the generation of ozone with a relatively long life, energy saving. .
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硬化に必要な紫外線照射エネルギーを確保している。 However, since the illuminance of the ultraviolet light emitting element is relatively low, for example, as described in Patent Document 1, a device having a plurality of light emitting elements mounted on one substrate is prepared, and the plurality of devices are mounted on a support. The module having the above-described configuration is generally used, thereby ensuring the ultraviolet irradiation energy necessary for curing the ultraviolet curable ink.
しかしながら、このようなモジュールでは、デバイスに配置された複数の発光素子の配列ピッチより、隣り合うデバイスのそれぞれのデバイスの端に位置する発光素子同士の配列ピッチが長くなっており、デバイスの間における位置に対応する被対象物の照度が低くなることから、モジュールのデバイスの配列方向における照度ばらつきが存在し、ひいては紫外線硬化型樹脂の硬化にばらつきが生じるという問題があった。 However, in such a module, the arrangement pitch of the light emitting elements located at the end of each of adjacent devices is longer than the arrangement pitch of the plurality of light emitting elements arranged in the device. Since the illuminance of the object corresponding to the position is low, there is a variation in the illuminance in the arrangement direction of the devices of the module, resulting in a variation in the curing of the ultraviolet curable resin.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、光照射デバイスを配列して構成された光照射モジュールであったとしても、デバイスの配列方向における紫外線硬化型樹脂などの硬化のばらつきを小さくすることができる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。 The present invention has been made in view of the above problems, and even if it is a light irradiation module configured by arranging light irradiation devices, variation in curing of an ultraviolet curable resin or the like in the device arrangement direction is reduced. It is an object of the present invention to provide a light irradiation module and a printing apparatus that can be used.
本発明の光照射モジュールは、相対的に移動する対象物に光を照射するための光照射モジュールであって、前記対象物の移動方向に垂直な幅方向に配列された複数の光照射デバイスを備えており、該光照射デバイスは、それぞれ前記幅方向に配列された複数の発光素子を有し、前記光照射デバイス内における前記発光素子の前記幅方向の配列間隔は、隣り合う前記光照射デバイスの間における配列の端に位置する前記発光素子同士の前記幅方向の間隔よりも短く、前記光照射デバイス内における複数の前記発光素子は、前記光照射デバイスの前記幅方向の中央領域に配置された複数の第１発光素子と、前記中央領域を挟んで両側に配置された両端領域に配置された複数の第２発光素子とを有し、該第２発光素子の光の波長は、前記第１発光素子の光の波長よりも短いことを特徴とする。 The light irradiation module of the present invention is a light irradiation module for irradiating light to a relatively moving object, and includes a plurality of light irradiation devices arranged in a width direction perpendicular to the moving direction of the object. The light irradiation device has a plurality of light emitting elements arranged in the width direction, and the light emitting elements in the light irradiation device are arranged adjacent to each other in the width direction. The plurality of light emitting elements in the light irradiation device are disposed in a central region in the width direction of the light irradiation device, which is shorter than the interval in the width direction between the light emitting elements located at the end of the array between the light irradiation devices. A plurality of first light emitting elements, and a plurality of second light emitting elements disposed in both end regions disposed on both sides of the central region, and the wavelength of light of the second light emitting elements is the first light emitting element. 1 luminescent element Characterized in that less than the wavelength of light.
また、本発明の光照射モジュールは、上記構成において、前記光照射デバイスは、複数の前記第１発光素子にそれぞれ対応した複数の第１レンズおよび複数の前記第２発光素子にそれぞれ対応した複数の第２レンズをさらに有し、前記第２発光素子からの前記第２レンズを通った光の光軸は、前記第１発光素子からの前記第１レンズを通った光の光軸に対して前記中央領域から遠ざかる方向に傾いていることを特徴とする。 Further, the light irradiation module of the present invention has the above-described configuration, wherein the light irradiation device includes a plurality of first lenses corresponding to the plurality of first light emitting elements and a plurality of second light emitting elements, respectively. And an optical axis of light passing through the second lens from the second light emitting element with respect to an optical axis of light passing through the first lens from the first light emitting element. It is characterized by tilting away from the central region.
さらに、本発明の光照射モジュールは、上記構成において、前記光照射デバイスは、複数の前記第１発光素子にそれぞれ対応した複数の第１反射板および複数の前記第２発光素子にそれぞれ対応した複数の第２反射板をさらに有し、前記第２発光素子からの前記第２反射板で反射した光の光軸は、前記第１発光素子からの前記第１反射板で反射した光の光軸に対して前記中央領域から遠ざかる方向に傾いていることを特徴とする。 Furthermore, the light irradiation module of the present invention has the above-described configuration, and the light irradiation device includes a plurality of first reflectors corresponding to the plurality of first light emitting elements and a plurality of second light emitting elements, respectively. And the optical axis of the light reflected from the second light emitting element by the second reflective plate is the optical axis of the light reflected from the first light reflecting element from the first light emitting element. Is inclined in a direction away from the central region.
また、本発明の光照射モジュールは、上記構成において、前記発光素子は、複数の半導体層を積層して形成されており、前記第２発光素子における前記半導体層の積層方向は、前記第１発光素子における前記半導体層の積層方向に対して前記中央領域から遠ざかる方向に傾いていることを特徴とする。 In the light irradiation module of the present invention, in the above structure, the light emitting element is formed by laminating a plurality of semiconductor layers, and the stacking direction of the semiconductor layers in the second light emitting element is the first light emitting element. It is characterized in that it is inclined in a direction away from the central region with respect to the stacking direction of the semiconductor layers in the element.
さらに、本発明の光照射モジュールは、複数の前記第１発光素子の配列間隔よりも複数の前記第２発光素子の配列間隔が短いことを特徴とする。 Furthermore, the light irradiation module of the present invention is characterized in that the arrangement intervals of the plurality of second light emitting elements are shorter than the arrangement intervals of the plurality of first light emitting elements.
本発明の光照射装置は、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モジュールとを有することを特徴とする。 A light irradiation apparatus according to the present invention includes a printing unit that performs printing on a recording medium, and any one of the light irradiation modules according to the present invention that irradiates light onto the printed recording medium. To do.
本発明の光照射モジュールによれば、相対的に移動する対象物に光を照射するための光照射モジュールであって、前記対象物の移動方向に垂直な幅方向に配列された複数の光照射デバイスを備えており、該光照射デバイスは、それぞれ前記幅方向に配列された複数の発光素子を有し、前記光照射デバイス内における前記発光素子の前記幅方向の配列間隔は、隣り合う前記光照射デバイスの間における配列の端に位置する前記発光素子同士の前記幅方向の間隔よりも短く、前記光照射デバイス内における複数の前記発光素子は、前記光照射デバイスの前記幅方向の中央領域に配置された複数の第１発光素子と、前記中央領域を挟んで両側に配置された両端領域に配置された複数の第２発光素子とを有し、該第２発光素子の光の波長は、前記第１発光素子の光の波長よりも短い。このため、光照射モジュールの光照射デバイスの配列方向の紫外線硬化型樹脂などの硬化のばらつきを小さくすることができる光照射モジュールを得ることができる。 According to the light irradiation module of the present invention, it is a light irradiation module for irradiating light to a relatively moving object, and a plurality of light irradiations arranged in a width direction perpendicular to the moving direction of the object. Each of the light irradiation devices has a plurality of light emitting elements arranged in the width direction, and the light emitting elements in the light irradiation device are arranged in the width direction at an interval of the adjacent light beams. A plurality of the light emitting elements in the light irradiation device are shorter than a distance in the width direction between the light emitting elements located at the end of the array between the irradiation devices, A plurality of first light emitting elements arranged, and a plurality of second light emitting elements arranged in both end regions arranged on both sides of the central region, and the wavelength of light of the second light emitting elements is: The first Shorter than the wavelength of light of the optical device. For this reason, the light irradiation module which can make small dispersion | variation in hardening of the ultraviolet curable resin of the arrangement direction of the light irradiation device of a light irradiation module, etc. can be obtained.
以下、本発明の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。 Hereinafter, examples of embodiments of a light irradiation module and a printing apparatus according to 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.
（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１は本例の光照射モジュール１の平面図であり、図２は図１に示す光照射モジュール１の要部断面図である。本例の光照射モジュール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。
(Light irradiation module)
An example of the embodiment of the light irradiation module of the present invention will be described. FIG. 1 is a plan view of the light irradiation module 1 of this example, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the light irradiation module 1 shown in FIG. The light irradiation module 1 of this example is incorporated in a printing apparatus such as an offset printing apparatus or an ink jet printing apparatus that uses ultraviolet curable ink, and after applying ultraviolet curable ink to an object (recording medium), ultraviolet light is applied. By irradiating, it functions as an ultraviolet light generating light source for curing the ultraviolet curable ink.
本例の光照射モジュール１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２とを備えており、光照射デバイス２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の主面において対象物の移動方向に垂直な幅方向Ｗに複数が配列されている。
The light irradiation module 1 of this example includes a
放熱用部材１１０は、光照射デバイス２の支持体として、また光照射デバイス２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。
The
ここで、光照射デバイス２について説明する。
Here, the
（光照射デバイス）
図３および図４に示す光照射デバイス２は、光照射モジュール１を構成する部品であり、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。
(Light irradiation device)
The
光照射デバイス２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内に配置されて接続パッド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内に充填されて発光素子２０を被覆する複数の封止材３０とを備えている。
The
基板１０は、第１絶縁層４１および第２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絶縁層４１上に積層された第２絶縁層４２には、第２絶縁層４２を貫通する開口部１２が形成されている。
In the second insulating
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。
Each shape of the
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反射板としての機能を有する。
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 insulating
このような開口部１２は、基板１０の一方主面１１ａの全体に渡って幅方向Ｗ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。また、開口部１２内には発光素子２０が配置されることから、開口部１２を配列するとは、発光素子２０を配列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。 In addition, when sufficient illuminance per unit area can be ensured, it may be arranged in a regular lattice shape or the like, and there is no need to limit the arrangement shape.
以上のような、第１絶縁層４１および第２絶縁層４２からなる積層体４０を備えた基板１０は、第１絶縁層４１や第２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。
As described above, 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を有する基板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絶縁層４１や第２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。
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。
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。
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）線およびアルミ（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
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。
The
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に半田、金（Ａｕ）線およびアルミ（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。
The
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２８０〜４４０ｎｍ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。
In this example, an LED that emits UV light having a wavelength peak of light of 280 to 440 nm, for example, is employed. That is, in this example, a UV-LED element is adopted as the
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。
And this
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。
The sealing
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。
Further, a material having a refractive index between the refractive index of the
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。
The sealing
本例の光照射モジュール１は、上述の光照射デバイス２の複数が幅方向Ｗに配列して構成されている。よって、発光素子２０は、基板１０の一方主面１１ａの全体に渡って幅方向Ｗに配列されていることから、光照射モジュール１の全体に渡って幅方向Ｗに配列されている。
The light irradiation module 1 of this example is configured by arranging a plurality of the above-described
しかし、上述の通り、発光素子２０をより高密度に配置することで光照射デバイス２の単位面積当たりの照度を高くしていることと、基板１０の端から所定領域には発光素子２０が配置できないといった設計上の制約を受けるため光照射デバイス２を構成する基板１０の一方主面１１ａの全面に発光素子２０を配置することができないこととによって、光照射デバイス２内における発光素子２０の幅方向Ｗの配列間隔は、光照射デバイス２の間における配列の端に位置する発光素子２０同士の幅方向Ｗの間隔よりも短くされている。
However, as described above, the illuminance per unit area of the
視点を変えると、光照射モジュール１に配列された発光素子２０の配列間隔は、光照射デバイス２内の配列間隔よりも光照射デバイス２の間における配列間隔が長くなっていることから、対象物上の光の照度が光照射デバイス２の間に対応する領域で低くなるといった、幅方向Ｗに光の照度ばらつきが発生し、ひいては対象物に被着される紫外線硬化型樹脂などの硬化にもばらつきが生じる。
If the viewpoint is changed, the arrangement interval of the
そこで、光照射デバイス２に配列されている発光素子２０を、光照射デバイス２の幅方向Ｗの中央領域Ｃに配置された第１発光素子２０ａと、中央領域Ｃを挟んで両側に配置された両端領域Ｅに配置された第２発光素子２０ｂとに区分する。本例では、光照射デバイス２の幅方向Ｗに１列当たり７個または８個の発光素子２０が配列されており、両端のそれぞれ１個の発光素子２０を第２発光素子２０ｂとし、その間に配列された５個または６個の発光素子２０を第１発光素子２０ａとする。なお、本例では、対象物の移動方向に１６列の発光素子列が配置されている。当然のことであるが、発光素子２０の幅方向Ｗの１列当たりの配列個数と、対象物の移動方向に配列された発光素子２０との数、および幅方向Ｗに配列された発光素子２０ａおよび発光素子２０ｂの個数の比率などは、要求特性に合わせて適宜調整すればよい。
Therefore, the
そして、第２発光素子２０ｂの発する光の波長は、第１発光素子２０ａの発する光の波長よりも短くされている。本例では、例えば第１発光素子２０ａは３９５ｎｍのＵＶ光を発し、第２発光素子２０ｂは３６５ｎｍのＵＶ光を発する。なお、第１発光素子２０ａの発する光の波長と、第２発光素子２０ｂの発する光の波長とは、紫外線硬化型樹脂および紫外線硬化型インクなどの感光特性に合わせて適宜調整すればよい。
And the wavelength of the light which the 2nd
このように、第２発光素子２０ｂの発する光の波長を、第１発光素子２０ａの発する光の波長よりも短くすることで、対象物上の光の照度が光照射デバイス２の間に対応する領域で低くなったとしても、紫外線硬化型樹脂などの硬化性を高くすることができる。これは、一般的に紫外線硬化型樹脂および紫外線硬化型インクなどは紫外線の波長が低波長になると硬化性が高くなることが知られているためである。
Thus, the illuminance of the light on the object corresponds between 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、上述した光照射デバイス２と、この光照射デバイス２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２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、主走査方向に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（副走査方向）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２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２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２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。
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２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２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。 As mentioned above, although the example of specific embodiment of this invention was shown, this invention is not limited to this, A various change is possible within the range which does not deviate from the summary of this invention.
例えば、図７（ａ），（ｂ）に示す第１変形例のように、光照射モジュール１を構成する光照射デバイス２は、複数の第１発光素子２０ａのそれぞれに対応した複数の第１レンズ１６ａおよび複数の第２発光素子２０ｂのそれぞれに対応した複数の第２レンズ１６ｂをさらに有していてもよい。そして、第２発光素子２０ｂからの第２レンズ１６ｂを通った光の光軸は、第１発光素子２０ａからの第１レンズ１６ａを通った光の光軸に対して中央領域Ｃから遠ざかる方向に傾いている。
For example, as in the first modification shown in FIGS. 7A and 7B, the
第１変形例の第１レンズ１６ａおよび第２レンズ１６ｂは平凸レンズである。つまり、第１レンズ１６ａおよび第２レンズ１６ｂは一方主面が凸状に、他方主面が平面状となっており、他方主面から一方主面に向かって断面積は小さくなる。
The first lens 16a and the
図７（ａ）に示すように第１レンズ１６ａは、一方主面１１ａ側から平面視して、第１発光素子２０ａの中心と第１レンズ１６ａの中心とが略一致するように配置されており、このように配置されていることから、第１発光素子２０ａからの第１レンズ１６ａを通った光の光軸は、第１発光素子２０ａの中心から第１レンズ１６ａの中心へ向かう方向、すなわち一方主面１１ａの法線方向である。
As shown in FIG. 7A, the first lens 16a is disposed so that the center of the first
これに対して、図７（ｂ）に示すように第２レンズ１６ｂは、一方主面１１ａ側から平面視して、第２発光素子２０ｂの中心から第２レンズ１６ｂの中心が中央領域Ｃから遠ざかる方向にずれて配置されており、このように配置されていることから第２発光素子２０ｂからの第２レンズ１６ｂを通った光の光軸は、第２発光素子２０ｂの中心から第２レンズ１６ｂの中心へ向かう方向、すなわち一方主面１１ａの法線方向である、第１発光素子２０ａからの第１レンズ１６ａを通った光の光軸に対して中央領域Ｃから遠ざかる方向に傾いている。図７（ａ）の場合は、第１発光素子２０ａからの第１レンズ１６ａを通った光の光軸が図面の下から上に向かう方向であり、図７（ｂ）の場合は、第２発光素子２０ｂからの第２レンズ１６ｂを通った光の光軸が図面の下から上に向かう方向で、図面の右から左に向かう方向に傾いている。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, the
このように第１レンズ１６ａおよび第２レンズ１６ｂを配置することで、第２発光素子２０ｂの発した光の光軸が、隣り合う光照射デバイス２の間に対応する対象物の方向に向かうことから、対象物上の隣り合う光照射デバイス２の間に対応する領域の光の照度が高くなり、光照射モジュール１の幅方向Ｗにおける紫外線硬化型樹脂などの硬化のばらつきをさらに小さくすることができる。
By arranging the first lens 16a and the
なお、第１変形例では、第２レンズ１６ｂの中心と第２発光素子２０ｂの中心とを一方主面１１ａ側から平面視してずらすことにより、第２発光素子２０ｂからの第２レンズ１６ｂを通った光の光軸を第１発光素子２０ａからの第１レンズ１６ａを通った光の光軸に対して中央領域Ｃから遠ざかる方向に傾けたが、第２レンズ１６ｂの中心と第２発光素子２０ｂの中心とを一方主面１１ａ側から平面視してずらすことなく、例えば図８（ａ）、（ｂ）に示すように第２レンズ１６ｂの平面方向の断面中心を、レンズ１６ｂの下面から上面に向かって漸次、中央領域Ｃから遠ざかる方向（図８（ｂ）中のＯ３→Ｏ２→Ｏ１）
にずれて配置されていてもよい。このように構成することで、光学レンズ１６ｂの下面の中心と第２発光素子２０ｂの中心とを平面視において略一致させながら、第２発光素子２０ｂからの第２レンズ１６ｂを通った光の光軸を、第１発光素子２０ａからの第１レンズ１６ａを通った光の光軸に対して中央領域Ｃから遠ざかる方向に傾けることができる。また、第２発光素子２０ｂおよび第２光学レンズ１６ｂを比較的高密度で実装できる。図８（ａ）の場合は、第１発光素子２０ａからの第１レンズ１６ａを通った光の光軸が図面の下から上に向かう方向であり、図８（ｂ）の場合は、第２発光素子２０ｂからの第２レンズ１６ｂを通った光の光軸が図面の下から上に向かう方向で、図面の右から左に向かう方向に傾いている。
In the first modification, the
It may be arranged so as to be shifted. With this configuration, the light of the light passing through the
このような第１レンズ１６ａおよび第２レンズ１６ｂは、上述の封止材３０上にレンズ接着剤１７を介して、それぞれ第１発光素子２０ａおよび第２発光素子２０ｂを覆うように配置される。
The first lens 16a and the
第１レンズ１６ａおよび第２レンズ１６ｂは、例えばシリコーンなどによって形成され、発光素子２０ａおよび２０ｂから出射される光を集光する機能を有する。なお、第１レンズおよび第２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ヤならびに無機ガラスなどが上げられる。
The first lens 16a and the
また、図９（ａ），（ｂ）に示す第２変形例のように、光照射モジュール１を構成する光照射デバイス２は、反射板として機能する開口部１２の内周面１４の傾きを第１発光素子２０ａを収容する開口部２０と第２発光素子２０ｂを収容する開口部２０とで異ならせてもよい。ここで、第１発光素子を収容する開口部１２の内周面１４を第１反射板と呼び、第２発光素子を収容する開口部１２の内周面１４を第２反射板と呼ぶ。
Moreover, like the 2nd modification shown to Fig.9 (a), (b), the
図９（ａ）に示すように、第１発光素子２０ａを収容する開口部２０の第１反射板１４ａの傾きは、開口部２０のいずれの場所でも同じであり、第１発光素子２０ａは開口部２０の略中心に配置されていることから、第１発光素子２０ａからの反射板１４ａで反射した光の光軸は、第１発光素子２０ａの中心を通る一方主面１１ａの法線上の所定の点に収束する。
As shown in FIG. 9A, the inclination of the first reflecting
一方、図９（ｂ）に示すように、第２発光素子２０ｂを収容する開口部２０の第２反射板１４ｂの傾きは、開口部２０内で異なっている。具体的には第２発光素子２０ｂの搭載面に対する反射板１４ｂの傾きは、開口部１２の中心を通り、中央領域Ｃ側の半分の領域では第１反射板１４ａの第１発光素子２０ａの搭載面に対する傾きよりも大きくなっている。ここで傾きが大きくなっているとは、一方主面１１ａの法線方向に近づくことと同義である。また第２反射板１４ｂの開口部１２の中心を通り中央領域Ｃ側と反対側の半分の領域では、第１反射板１４ａの第１発光素子２０ａの搭載面に対する傾きよりも小さくなっている。
On the other hand, as shown in FIG. 9B, the inclination of the second reflecting
このように構成することで、第２発光素子２０ｂの発した光の光軸が、隣り合う光照射デバイス２の間に対応する対象物の方向に向かうことから、対象物上の隣り合う光照射デバイス２の間に対応する領域の光の照度が高くなり、光照射モジュール１の幅方向Ｗにおける紫外線硬化型樹脂などの硬化のばらつきをさらに小さくすることができる。
By configuring in this way, the optical axis of the light emitted by the second
また、さらに、図１０（ａ），（ｂ）に示す第３変形例のように、光照射モジュール１を構成する光照射デバイス２の第２発光素子２０ｂにおける半導体積層方向を、第１発光素子２０ａにおける半導体積層方向に対して中央領域Ｃから遠ざかる方向に傾けてもよい。第３変形例の場合には、底面が直角三角形である三角柱の底面を第２発光素子２０ｂの
搭載面の法線方向と平行になるように、且つ三角柱の最も面積の広い斜面が中央領域Ｃとは反対側に向くように配置したスペーサ６０を介して開口部１２内に配置されている。スペーサ６０と第１絶縁層４１および第２発光素子２０ｂとの接着は、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤によって行なえばよい。
Further, as in the third modification shown in FIGS. 10A and 10B, the semiconductor light emitting direction of the second
このような構成とすることで、第２発光素子２０ｂの出射する光の光軸は、第１発光素子２０ａの出射する光の光軸、すなわち一方主面１１ａの法線方向に対して中央領域Ｃから遠ざかる方向に傾けることができ、結果として、第２発光素子２０ｂの発した光の光軸が、隣り合う光照射デバイス２の間に対応する対象物の方向に向かうことから、対象物上の隣り合う光照射デバイス２の間に対応する領域の光の照度が高くなり、光照射モジュール１の幅方向Ｗにおける紫外線硬化型樹脂などの硬化のばらつきをさらに小さくすることができる。
With this configuration, the optical axis of the light emitted from the second
また、図示はしないが、光照射モジュール１を構成する光照射デバイス２の第１発光素子２０ａの幅方向Ｗにおける配列間隔よりも第２発光素子２０ｂの幅方向Ｗにおける配列間隔が短くてもよい。このように第２発光素子２０ｂの配列間隔を短くすることによって、光照射デバイス２の両端領域Ｅから出射する単位面積当たりの光エネルギー密度を高くすることができ、対象物上の隣り合う光照射デバイス２の間に対応する領域の光の照度が高くなり、光照射モジュール１の幅方向Ｗにおける紫外線硬化型樹脂などの硬化のばらつきをさらに小さくすることができる。
Although not shown, the arrangement interval in the width direction W of the second
また、本例の光照射モジュール１は、放熱用部材１１０に複数の光照射デバイス２を幅方向Ｗに複数配列したものと定義したが、この光照射モジュール１を幅方向Ｗに複数配列して光照射モジュールを構成することも当然に可能である。
Moreover, although the light irradiation module 1 of this example was defined as a plurality of
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。
Further, the example of the embodiment of the
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２を適用した例を示しているが、この光照射デバイス２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２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 example of the above-described embodiment, an example in which the
なお、当然のことながら、印刷装置２００に光照射デバイス２を適用する代わりに、光照射モジュール１を適用してもよいことは言うまでもない。
It goes without saying that the light irradiation module 1 may be applied instead of applying the
１ 光照射モジュール
２ 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 第１レンズ
１６ｂ 第２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絶縁層
４２ 第２絶縁層
５０ 電気配線
６０ スペーサ
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
Ｃ 中央領域
Ｅ 両端領域
Ｗ 幅方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記対象物の移動方向に垂直な幅方向に配列された複数の光照射デバイスを備えており、該光照射デバイスは、それぞれ前記幅方向に配列された複数の発光素子を有し、
前記光照射デバイス内における前記発光素子の前記幅方向の配列間隔は、隣り合う前記光照射デバイスの間における配列の端に位置する前記発光素子同士の前記幅方向の間隔よりも短く、
前記光照射デバイス内における複数の前記発光素子は、前記光照射デバイスの前記幅方向の中央領域に配置された複数の第１発光素子と、前記中央領域を挟んで両側に配置された両端領域に配置された複数の第２発光素子とを有し、
該第２発光素子の光の波長は、前記第１発光素子の光の波長よりも短い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 plurality of light irradiation devices arranged in a width direction perpendicular to the moving direction of the object, the light irradiation devices each having a plurality of light emitting elements arranged in the width direction;
The arrangement interval in the width direction of the light emitting elements in the light irradiation device is shorter than the interval in the width direction between the light emitting elements located at the end of the arrangement between the adjacent light irradiation devices,
The plurality of light emitting elements in the light irradiating device include a plurality of first light emitting elements disposed in a central region in the width direction of the light irradiating device, and both end regions disposed on both sides across the central region. A plurality of second light emitting elements arranged,
The light irradiation module, wherein a wavelength of light of the second light emitting element is shorter than a wavelength of light of the first light emitting element.
前記第２発光素子からの前記第２レンズを通った光の光軸は、前記第１発光素子からの前記第１レンズを通った光の光軸に対して前記中央領域から遠ざかる方向に傾いている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 irradiation device further includes a plurality of first lenses corresponding to the plurality of first light emitting elements and a plurality of second lenses respectively corresponding to the plurality of second light emitting elements,
The optical axis of light passing through the second lens from the second light emitting element is inclined in a direction away from the central region with respect to the optical axis of light passing through the first lens from the first light emitting element. The light irradiation module according to claim 1, wherein:
前記第２発光素子からの前記第２反射板で反射した光の光軸は、前記第１発光素子からの前記第１反射板で反射した光の光軸に対して前記中央領域から遠ざかる方向に傾いていることを特徴とする請求項１または２に記載の光照射モジュール。 The light irradiation device further includes a plurality of first reflectors respectively corresponding to the plurality of first light emitting elements and a plurality of second reflectors respectively corresponding to the plurality of second light emitting elements,
The optical axis of the light reflected by the second reflecting plate from the second light emitting element is in a direction away from the central region with respect to the optical axis of the light reflected by the first reflecting plate from the first light emitting element. The light irradiation module according to claim 1, wherein the light irradiation module is inclined.
前記第２発光素子における前記半導体層の積層方向は、前記第１発光素子における前記半導体層の積層方向に対して前記中央領域から遠ざかる方向に傾いていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光照射モジュール。 The light emitting element is formed by laminating a plurality of semiconductor layers,
4. The stacking direction of the semiconductor layer in the second light emitting element is inclined in a direction away from the central region with respect to the stacking direction of the semiconductor layer in the first light emitting element. The light irradiation module of any one of Claims.
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５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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