JP2020015318A - 光照射装置および印刷装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光硬化型材料の硬化性を向上させることが可能な光照射装置に関する。【解決手段】光照射装置１００は、照射部８０と、供給部９０と、を備える。照射部８０は、搬送される光硬化型材料２５０ｂに光を照射可能である。供給部９０は、光硬化型材料２５０ｂの搬送方向において照射部８０と同一または照射部８０よりも上流に位置している。流路における空間部９０ａＳが照射部８０に接しており、供給部９０は、光硬化型材料２５０ｂに向けて空間部９０ａＳを通じて気体を供給可能である。【選択図】図１
Description
本発明は、光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印刷装置に関する。
光照射装置の例として、光硬化型材料（樹脂、インクなど）の硬化などを含め広く利用されている（例えば特許文献１参照）。光硬化型材料の硬化性を向上させることが可能な光照射装置が求められている。
本発明の一実施形態に係る光照射装置は、照射部と、供給部と、を備える。照射部は、搬送される光硬化型材料に光を照射可能である。供給部は、前記光硬化型材料の搬送方向において前記照射部と同一または前記照射部よりも上流に位置している。
また、流路における空間部が前記照射部に接しており、供給部は、前記光硬化型材料に向けて前記空間部を通じて気体を供給可能である。
また本発明の一実施形態に係る印刷装置は、前記光照射装置と、前記光硬化型材料を前記光照射装置の下方で前記搬送方向に搬送可能な搬送部と、を備える。
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。
従来の光照射装置では、光硬化型材料に光照射を行なうことによって生じるラジカルが、雰囲気中の酸素と反応してしまい、樹脂あるいはインクの硬化反応が阻害されるおそれがあった。
本発明の一実施形態に係る光照射装置によれば、硬化型材料に気体を供給する多孔質部を、光硬化型材料に光を照射可能な照射部と同一または上流に備えることから、雰囲気中の酸素（濃度）を効果的に低減することができるため、光硬化型材料が光照射されることによって生じるラジカルが、雰囲気中の酸素と反応することを抑制できる。その結果、光硬化型材料の硬化性を向上させることが可能となる。
＜第１実施形態＞
（光照射装置）
図１、図２Ａおよび図２Ｂに示す本発明の第１実施形態に係る光照射装置１００は、光硬化型材料（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２００に組み込まれて、対象物（記録媒体）２５０に光硬化型材料を被着した後に光を照射することで、光硬化型材料を硬化させる光源として機能する。
（光照射装置）
図１、図２Ａおよび図２Ｂに示す本発明の第１実施形態に係る光照射装置１００は、光硬化型材料（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２００に組み込まれて、対象物（記録媒体）２５０に光硬化型材料を被着した後に光を照射することで、光硬化型材料を硬化させる光源として機能する。
光照射装置１００は、照射部８０および第１供給部９０ａを備える。
（照射部）
照射部８０の一例について以下に説明するが、本実施形態においては、光硬化型材料を硬化させることができる光を照射できるものであれば、下記構成の照射部８０には限定されない。照射部８０は、図１に示すように、後述する第１供給部９０ａの多孔質部９０ａ１と同一または多孔質部９０ａ１よりも下流に位置しており、光硬化型材料２５０ｂに光を照射可能である。ここで、同一および下流とは、図６に示すように、光硬化型材料２５０ｂが搬送される搬送方向（第１方向）における位置関係を特定する概念であり、本明細書では、上記搬送方向において照射部８０が多孔質部９０ａ１と同一または多孔質部９０ａ１よりも下流に位置していることを意味する。また、照射部８０が多孔質部９０ａ１と同一とは、上記搬送方向において両者が一部重複している場合を含む概念である。
照射部８０の一例について以下に説明するが、本実施形態においては、光硬化型材料を硬化させることができる光を照射できるものであれば、下記構成の照射部８０には限定されない。照射部８０は、図１に示すように、後述する第１供給部９０ａの多孔質部９０ａ１と同一または多孔質部９０ａ１よりも下流に位置しており、光硬化型材料２５０ｂに光を照射可能である。ここで、同一および下流とは、図６に示すように、光硬化型材料２５０ｂが搬送される搬送方向（第１方向）における位置関係を特定する概念であり、本明細書では、上記搬送方向において照射部８０が多孔質部９０ａ１と同一または多孔質部９０ａ１よりも下流に位置していることを意味する。また、照射部８０が多孔質部９０ａ１と同一とは、上記搬送方向において両者が一部重複している場合を含む概念である。
図２Ａは、図１に示す光照射装置の照射部を示す平面図であり、図２Ｂは、図１の切断面線Ｘ−Ｘにおける照射部の断面図である。本実施形態において、照射部８０は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、上面（一方主面）１１ａに複数の凹部（開口部）１２を有する基体１０と、凹部１２に位置しており光を照射する発光素子２０と、を備える。なお、図２Ａに示すように、照射部８０は、凹部１２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。また、照射部８０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、照射部８０は、発光素子２０と離隔した状態で覆うレンズ１６を備えてもよい。なお、基体１０は、凹部を有していない平板状の基体であってもよく、平板状の基体に複数の発光素子２０が配置されていてもよい。また、封止材３０およびレンズ１６は、必須の構成ではなく、備えていなくてもよい。また、照射部８０は、図２Ｂ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を備えてもよいが、透光性部材６０は必須の構成ではない。
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、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。また、金属材料表面に絶縁層が設けられたものなども用いることができる。
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、矩形状を含む多角形状でも、不定形状であってもよい。また、内周面１４が傾斜してなくてもよい。
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、光（例えば紫外線領域の光）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を用いることができる。
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格子状に配列されている。なお、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。
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または第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、例え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。凹部１２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、例えば次のような工程を有するが、他の工程を有していてもよい。
まず、熱硬化型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または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（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）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、ｐ型半導体およびｎ型半導体層を銅タングステン（ＣｕＷ）などの金属基体に貼り合わせ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（Electro-Luminescence）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、アルミニウム（Ａｌ）線などの接合材１５を介して接続された、金、銀（Ａｇ）、アルミニウム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ており、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、封止材３０の材料に、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）と空気の屈折率（約１．０）と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、基体１０、発光素子２０および封止材３０などの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。
（第１供給部）
供給部（第１供給部９０ａ）９０は、図１に示すように、多孔質部９０ａ１を有し、多孔質部９０ａ１を通して光硬化型材料２５０ｂに気体を供給可能である。
供給部（第１供給部９０ａ）９０は、図１に示すように、多孔質部９０ａ１を有し、多孔質部９０ａ１を通して光硬化型材料２５０ｂに気体を供給可能である。
また、上述の通り、第１供給部９０ａの多孔質部９０ａ１は、照射部８０と同一または照射部８０よりも上流に位置している。本実施形態において、第１供給部９０ａの多孔質部９０ａ１は、図１に示すように、照射部８０よりも上流に位置している。
なお、気体の流量計Ｍ１は、後述する第１導入部９０ａ２の途中に配置し、酸素濃度計Ｍ２（Ｍ２ａ，Ｍ２ｂ）は、多孔質部９０ａ１の下方に酸素濃度計Ｍ２ａを、および照射部８０の下方に酸素濃度計Ｍ２ｂを配置すればよい。気体の流量計Ｍ１および酸素濃度計Ｍ２は、必須の構成ではない。
気体としては、窒素など、光硬化型材料に存在しているラジカルとの反応性が低い不活性ガスであれば用いることができる。
このような構成によれば、本実施形態に係る光照射装置１００は、光硬化型材料に気体を供給する多孔質部を、光硬化型材料に光を照射可能な照射部よりも上流に備えることから、照射領域などの雰囲気中の酸素濃度を効果的に低減することができる。そのため、光硬化型材料が光照射されることによって生じるラジカルが、雰囲気中の酸素と反応することを抑制できる。その結果、光硬化型材料の硬化性を向上させることが可能となる。そのため、光硬化型材料２５０ｂの搬送速度を上げることができ、生産性を向上させることも可能となる。また、例えば、照射部８０の発光素子２０として、光硬化型材料２５０ｂにおいてラジカルを発生させる能力が比較的小さいものを用いる場合においても、光硬化型材料の硬化性の低下を抑制することが可能となる。
また、第１供給部９０ａが多孔質部９０ａ１を有することにより、光硬化型材料に対して気体を比較的広範囲にわたって均一に供給することができることから、光硬化型材料の周辺の酸素濃度を効果的に低減することが可能となる。結果として、光硬化型材料の硬化の均一性をより向上させることが可能となる。例えば、光硬化型材料２５０ｂが搬送される搬送方向（長さ方向）においても、水平方向かつ搬送方向と垂直な幅方向（第２方向、図１の奥行き方向）においても、気体の供給のバラつきを効果的に抑制することができるため、光硬化型材料２５０ｂの周辺の酸素濃度をより均一にすることが可能となる。この点については、後述する図４において詳しく説明を行なう。
ここで、本実施形態における多孔質部９０ａ１としては、具体的には、気体が通過する上流側の端部と下流側の端部との間の圧力損失が６Ｐａ〜６５Ｐａの部材を用いることができる。
多孔質部９０ａ１の圧力損失は、空気をサンプルに吹き込み、Ｕ字管マノメータを用いて上流側と下流側との差圧を測定した。測定条件は、吹き込み口および吹き出し口を、いずれも縦０．２５ｍ、横０．２５ｍの正方形状とし、風速０．１ｍ／ｓで６０秒間、流量が０．３７５ｍ３／ｍｉｎとなるようにサンプルに空気を吹き込み測定した。
多孔質部９０ａ１の材料としては、例えば、セラミックス、金属、樹脂などを用いることができ、これらが多孔質状、メッシュ状または繊維状などの形態であるものが挙げられる。セラミックスとしては、例えばコージライトなどの材料が挙げられ、例えば、原料粒径が３００〜５００μｍ、平均細孔径が１５０〜２５０μｍ、気孔率が３０％以上の多孔質状のものを用いればよく、より具体的には気孔率が３０％以上、６０％以下のものを用いればよい。金属としては、例えばブロンズ（青銅）およびステンレスなどの材料が挙げられ、例えば、孔径が０．３〜２．０ｍｍ、気孔率が３０％以上の多孔質状の焼結金属などを用いればよく、より具体的には気孔率が３０％以上、６０％以下のものを用いればよい。また金属としては、例えばＳＵＳ、ステンレス、鉄およびニッケルなどの材料も挙げられ、例えば、線径が０．１〜０．３ｍｍ、開き目が０．１５〜１．０ｍｍ、開口率が３０〜５０％のメッシュ状の金網などを用いればよい。樹脂としては、例えばポリエステル、アクリルおよびポリアミドなどの材料が挙げられ、例えば、樹脂製繊維と接着剤とでポーラス構造を備える不織布であって、目付が１００〜５００ｇ／ｍ２の繊維状のものを用いればよい。また樹脂としては、ポリウレタン、エポキシおよびポリイミドなどの材料が挙げられ、フォーム（発泡樹脂）などの多孔質状のものを用いればよい。
ここで、上記気孔率は、物質の全体積に占める空間の体積の割合を示すものであり、例えば多孔質状セラミックスであれば、ＪＩＳ Ｒ １６３４：１９９８に規定される開気孔率であり、例えば多孔質状の焼結金属であれば、ＪＩＳ Ｚ ２５０１：２０００に規定される開放気孔率である。
また、第１供給部９０ａは、図１に示すように、多孔質部９０ａ１に連続している空間部９０ａＳを有している。空間部９０ａＳを通じることによって、多孔質部９０ａ１に均一に気体を供給することが可能となる。ここで、空間部９０ａＳの大きさは、上面視で、多孔質部９０ａ１と同等にすればよい。なお、空間部９０ａＳの厚みは、多孔質部９０ａ１よりも厚くすることができる。このように空間部を設けることによって、一旦空間部に気体を充満させてから供給することが容易となり、照射部全体により均一に気体を供給することができることから、周辺の酸素濃度もより均一に低下させることが可能となる。
また、本実施形態において、第１供給部９０ａは、多孔質部９０ａ１に空間部９０ａＳを通じて気体を導入する第１導入部９０ａ２をさらに有する。そして、第１導入部９０ａ２の流路の流れ方向に垂直な断面の面積を、多孔質部９０ａ１の流路の流れ方向に垂直な断面の面積よりも小さくすることができる。
本実施形態において、第１供給部９０ａは、第１導入部９０ａ２、空間部９０ａＳおよび多孔質部９０ａ１が上方から下方に向かって並んでおり、その内部を気体が流れ、多孔質部９０ａ１の下方の端部から光硬化型材料２５０ｂ側に向けて気体が供給される。
また、第１供給部９０ａの多孔質部９０ａ１のうち光硬化型材料２５０ｂ側の端部と光硬化型材料２５０ｂとの距離は、例えば、５〜１５ｍｍに設定すればよい。
本実施形態において、第１供給部９０ａの多孔質部９０ａ１のうち光硬化型材料２５０ｂ側の端部と光硬化型材料２５０ｂとの距離を、照射部８０と光硬化型材料２５０ｂとの距離よりも短く設定することができる。これにより、第１供給部９０ａによって、光硬化型材料２５０ｂの周辺の酸素濃度を、より効果的に低減させることが可能となる。
また、第１供給部９０ａは、多孔質部９０ａ１の直下方向ではなく、多孔質部９０ａ１から下流側に向けて気体を供給できるようにしてもよい。これにより、照射部８０による照射領域の周辺の酸素濃度をより効果的に低減させることが可能となる。
なお、第１供給部９０ａの多孔質部９０ａ１は、上述のように、照射部８０よりも上流に位置している構成に代えて、第１供給部９０ａの多孔質部９０ａ１は、照射部８０と同一あるいは一部重なるような部位に位置していてもよい。その場合において、上面透視で、多孔質部９０ａ１が、照射部８０による照射領域の一部あるいは全部を囲うようにしてもよい。あるいは、上面透視で、多孔質部９０ａ１が、照射部８０による照射領域と一部重なるようにしてもよい。これらによれば、気体の供給と、照射部８０による光硬化型材料２５０ｂの照射と、を近いタイミングで行なうことができるため、より効果的に酸素濃度の低減を図ることができる。
＜第２実施形態＞
図３は、本発明の第２実施形態に係る光照射装置を示す側面図であり、第１実施形態に係る光照射装置とは供給部９０の構成が異なっている。以下、図１に示す光照射装置１００との構成の差異を中心に説明を行ない、同一の構成については同じ参照符号を付して説明を省略する。
図３は、本発明の第２実施形態に係る光照射装置を示す側面図であり、第１実施形態に係る光照射装置とは供給部９０の構成が異なっている。以下、図１に示す光照射装置１００との構成の差異を中心に説明を行ない、同一の構成については同じ参照符号を付して説明を省略する。
本実施形態において、第１導入部９０ａ２は、上述の実施形態と異なり、空間部９０ａＳに対し、光硬化型材料２５０ｂの表面に対する法線方向とは異なる方向に向かって気体を供給可能である。言い換えれば、第１導入部９０ａ２は、空間部９０ａＳに対し、光硬化型材料２５０ｂの表面に対して垂直方向ではない方向に気体を供給するようにしてもよい。
具体的には、本実施形態において、図３に示すように、第１供給部９０ａは、第１導入部９０ａ２が空間部９０ａＳの側面に接続され、空間部９０ａＳおよび多孔質部９０ａ１が上方から下方に向かって並んでいる。そして、このような第１供給部９０ａの内部を気体が流れ、多孔質部９０ａ１の下方の端部から光硬化型材料２５０ｂ側に向けて気体が供給される。なお、第１導入部９０ａ２は、光硬化型材料２５０ｂの搬送方向に沿う方向から、空間部９０ａＳの側面に接続されている。
この場合においても、上述の第１実施形態の光照射装置１００によって得られる効果を奏することができる。さらに、第１導入部９０ａ２を空間部９０ａＳあるいは多孔質部９０ａ１の側面などに接続することができるため、装置構成の柔軟な設計・小型化、気体の供給の効率化、を可能とすることができる。
図４Ａは、図３に示す光照射装置の一部を変形した例における第１供給部の斜視図である。図４Ｂは、図３に示す光照射装置の一部を変形した例において、光硬化型材料の周辺における酸素濃度を示す図である。
図４Ａに示すように、第１導入部９０ａ２は、光硬化型材料２５０ｂの搬送方向に垂直な幅方向から、空間部９０ａＳの側面に接続されている。
本変形例において、気体として窒素を用い、第１導入部９０ａ２における窒素の流量を１０Ｌ／ｍｉｎ，３０Ｌ／ｍｉｎ，５０Ｌ／ｍｉｎの３種類とした。そして、多孔質部９０ａ１の下方の各位置Ａ，Ｂ，Ｃにおける酸素濃度を測定した。位置Ａ，Ｂ，Ｃは、水平方向かつ搬送方向と垂直な幅方向に沿って並んでおり、多孔質部９０ａ１の幅方向一方端部からの距離が、位置Ａは２００ｍｍであり、位置Ｂは１００ｍｍであり、位置Ｃは３０ｍｍである。
ここで、多孔質部９０ａ１として、第１供給部９０ａの側の端部と光硬化型材料２５０ｂの側の端部との圧力損失が３Ｐａ，６Ｐａ，６５Ｐａのものを用いた。なお、流量とは、特に記載しない場合には単位Ｌ／ｍｉｎで表す。
多孔質部９０ａ１として繊維状物質からなる不織布フィルタ（ポリエステル樹脂、目付１００ｇ／ｍ２）を用い、流入窒素純度は９９．９９９９％、光硬化型材料２５０ｂを搬送しない状態で、多孔質部９０ａ１の下１０ｍｍの部位において、酸素濃度計を用いて酸素濃度を測定した。
測定結果について、図４Ｂ（ａ）〜図４Ｂ（ｃ）に示す。これによれば、窒素の流量が、１０Ｌ／ｍｉｎ，３０Ｌ／ｍｉｎ，５０Ｌ／ｍｉｎと上昇するに従って、多孔質部９０ａ１の下方の各位置Ａ，Ｂ，Ｃにおける酸素濃度はより均一になり且つより低くなることが分かった。また、いずれの流量においても、圧力損失が大きいほど酸素濃度がより均一になり且つ低くなることがわかった。
以上のことから、第１供給部９０ａが多孔質部９０ａ１を有することにより、光硬化型材料に対して気体を比較的広範囲にわたって均一に供給することができることから、光硬化型材料の周辺の酸素濃度を効果的に低減することが可能となる。結果として、光硬化型材料の硬化の均一性をより向上させることが可能となる。例えば、光硬化型材料２５０ｂが搬送される搬送方向に垂直な幅方向（図１の奥行き方向）において、気体の供給のバラつきを効果的に抑制することができるため、光硬化型材料２５０ｂの幅方向において硬化の均一性を向上させることが可能となる。
＜第３実施形態＞
図５は、本発明の第３実施形態に係る光照射装置を示す側面図であり、第１実施形態に係る光照射装置とは供給部９０の構成が異なっている。以下、図１に示す光照射装置１００との構成の差異を中心に説明を行ない、同一の構成については同じ参照符号を付して説明を省略する。
図５は、本発明の第３実施形態に係る光照射装置を示す側面図であり、第１実施形態に係る光照射装置とは供給部９０の構成が異なっている。以下、図１に示す光照射装置１００との構成の差異を中心に説明を行ない、同一の構成については同じ参照符号を付して説明を省略する。
本実施形態において、供給部９０は、図５に示すように、第１供給部９０ａに加えて、気体を供給可能な第２供給部９０ｂをさらに備えており、第２供給部９０ｂは、第１供給部９０ａよりも上流に位置している。なお、第１供給部９０ａは、図１と同様の構成とすればよい。
これによれば、上述の実施形態の光照射装置１００によって得られる効果をより効果的に奏することができる。すなわち、第１供給部９０ａによる気体の供給に先立って、第２供給部９０ｂによる気体の供給を行なうことで、２段階で酸素濃度の低減を図ることが可能となる。
第２供給部９０ｂによって供給される気体は、第１供給部９０ａによって供給される気体と同様に、窒素など、光硬化型材料に存在しているラジカルとの反応性が低い不活性ガスを用いることができる。第１供給部９０ａによって供給される気体と第２供給部９０ｂによって供給される気体とは、同じであってもよく異なっていてもよい。
また、本実施形態において、第２供給部９０ｂは、光硬化型材料２５０ｂの側の端部にノズル９０ｂ１を有するようにしてもよい。ノズル９０ｂ１の形状としては、特に限定されないが、例えば、水平方向かつ光硬化型材料２５０ｂの搬送方向に垂直な方向である幅方向に細長く延びる開口を有するスリット形状、幅方向に複数の開口が配列された形状などとすることができる。すなわち、第１供給部９０ａと異なり、光硬化型材料２５０ｂに対する気体の供給の方向において、光硬化型材料２５０ｂの方向に向かって強い指向性を有するようにしてもよい。これによれば、第２供給部９０ｂにより、雰囲気中の酸素が、下流側に位置する第１供給部９０ａ、さらに下流側に位置する照射部８０による光照射領域に流入することを低減できる。
なお、第２供給部９０ｂは、ノズル９０ｂ１に気体を導入する第２導入部９０ｂ２をさらに有するようにしてもよい。そして、第２導入部９０ｂ２の流路の流れ方向に垂直な断面の面積は、ノズル９０ｂ１の流路の流れ方向に垂直な断面の面積よりも大きくすることができる。これにより、光硬化型材料に対する気体の流速を上昇させることができ、効果的に酸素濃度を低減させることができる。
また、第１供給部９０ａの多孔質部９０ａ１の流路の流れ方向に垂直な断面の面積を、第２供給部９０ｂのノズル９０ｂ１の流路の流れ方向に垂直な断面の面積よりも大きくすればよい。
また、第１供給部９０ａからの気体の流量を、第２供給部９０ｂからの気体の流量よりも大きくしてもよい。
なお、第２供給部９０ｂを、上述のようなノズルに代えて、第１供給部９０ａと同様に多孔質部９０ａ１を有する構成としてもよい。この場合において、第１供給部９０ａの多孔質部と第２供給部９０ｂの多孔質部とが異なる圧力損失を有するようにしてもよい。
（印刷装置）
本発明の実施形態に係る印刷装置は、上述の光照射装置１００と、光硬化型材料２５０ｂを下流に向けて搬送可能な搬送部２１０とを備え、光硬化型材料２５０ｂは、搬送部２１０の上面に位置しており、開始剤を有する光硬化型樹脂を含む。以下、図６に示した印刷装置２００を例に挙げて説明する。開始剤は、重合反応を開始させる役割を有する化合物である。なお、上述の光照射装置１００を備える構成であれば、印刷装置は、下記の構成に限定されない。
本発明の実施形態に係る印刷装置は、上述の光照射装置１００と、光硬化型材料２５０ｂを下流に向けて搬送可能な搬送部２１０とを備え、光硬化型材料２５０ｂは、搬送部２１０の上面に位置しており、開始剤を有する光硬化型樹脂を含む。以下、図６に示した印刷装置２００を例に挙げて説明する。開始剤は、重合反応を開始させる役割を有する化合物である。なお、上述の光照射装置１００を備える構成であれば、印刷装置は、下記の構成に限定されない。
印刷装置２００は、被印刷媒体２５０ａを搬送するための搬送部２１０と、搬送された被印刷媒体２５０ａに印刷を行なうための印刷機構としての印刷部２２０と、印刷後の被印刷媒体２５０ａに対して紫外光を照射する、上述した光照射装置１００と、光照射装置１００の発光を制御する制御機構２３０とを備えている。
搬送部２１０は、被印刷媒体２５０ａを、印刷部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。搬送部２１０は、載置台２１１によって支持された被印刷媒体２５０ａ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、被印刷媒体２５０ａを搬送方向へ送り出すためのものである。
印刷部２２０は、搬送部２１０を介して搬送される被印刷媒体２５０ａに対して、光硬化型材料２５０ｂを付着させる機能を有している。印刷部２２０は、光硬化型材料２５０ｂを含む液滴を被印刷媒体２５０ａに向けて吐出し、被印刷媒体２５０ａに被着させるように構成されている。本例では、光硬化型材料２５０ｂとして紫外線硬化型インクを採用しているが、その他に例えば感光性レジストなどが挙げられる。
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。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２５０ｂを吐出するように構成されている。そして、吐出された紫外線硬化型インク２５０ｂは、ロールコーター２２０ｂによって広げられる。すなわち、本実施形態において、紫外線硬化型インク２５０ｂは被印刷媒体２５０ａに全面付着（コーティング）される。このように、印刷部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被印刷媒体２５０ａに対して、吐出孔２２０ａからインクを吐出し、被印刷媒体２５０ａにインクを被着させることにより、被印刷媒体２５０ａ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、被印刷媒体２５０ａに静電気を蓄え、この静電気で光硬化型材料２５０ｂを付着させる静電式ヘッドを採用してもよいし、被印刷媒体２５０ａを液状の光硬化型材料２５０ｂに浸して、この光硬化型材料２５０ｂ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１００は、上述した通りであり、搬送部２１０を介して搬送される被印刷媒体２５０ａに付着した光硬化型材料２５０ｂを硬化させる機能を担っている。光照射装置１００は、印刷部２２０に対して搬送方向の下流側に設けられている。このように、光照射装置１００は、印刷部２２０において被印刷媒体２５０ａに付着された光硬化型材料２５０ｂに対して、供給部９０から気体を供給するとともに照射部８０にて光を照射することによって、雰囲気中の酸素濃度を効果的に低減することができるため、光硬化型材料が光照射されることによって生じるラジカルが、雰囲気中の酸素と反応することを抑制できる。その結果、光硬化型材料の硬化性を向上させることが可能となる。
制御機構２３０は、光照射装置１００の発光を制御する機能を担っている。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、および照度（各波長域の発光強度、Ｗ／ｃｍ２）を表す数値が挙げられる。
なお、印刷装置２００では、搬送部２１０が被印刷媒体２５０ａを搬送方向に搬送している。印刷部２２０は、搬送されている被印刷媒体２５０ａに対して紫外線硬化型インク２５０ｂを吐出して、被印刷媒体２５０ａの表面に紫外線硬化型インク２５０ｂを付着させる。このとき、被印刷媒体２５０ａに付着させる紫外線硬化型インク２５０ｂは、上述のようにロールコーター２２０ｂを用いて全面付着しても、ロールコーター２２０ｂを用いずに、部分付着しても、所望パターンで付着してもよい。この印刷装置２００では、被印刷媒体２５０ａに付着した紫外線硬化型インク２５０ｂに光照射装置１００の発する紫外線を照射して、紫外線硬化型インク２５０ｂを硬化させる。
本例の印刷装置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、ある実施形態の一部構成を、他の実施形態の一部構成によって代えることが可能であり、また、ある実施形態に、他の実施形態の一部構成を加えることが可能である。
１０ 基体
１１ａ 一方主面
１２ 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
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
８０ 照射部
９０ 供給部
９０ａ 第１供給部
９０ａ１ 多孔質部
９０ａＳ 空間部
９０ａ２ 第１導入部
９０ｂ 第２供給部
９０ｂ１ ノズル
９０ｂ２第２導入部
Ｍ１ 気体の流量計
Ｍ２ 酸素濃度計
１００ 光照射装置
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 対象物
２５０ａ 被印刷媒体
２５０ｂ 光硬化型材料
１１ａ 一方主面
１２ 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
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
８０ 照射部
９０ 供給部
９０ａ 第１供給部
９０ａ１ 多孔質部
９０ａＳ 空間部
９０ａ２ 第１導入部
９０ｂ 第２供給部
９０ｂ１ ノズル
９０ｂ２第２導入部
Ｍ１ 気体の流量計
Ｍ２ 酸素濃度計
１００ 光照射装置
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 対象物
２５０ａ 被印刷媒体
２５０ｂ 光硬化型材料
Claims (7)
- 搬送される光硬化型材料に光を照射可能な照射部と、
前記光硬化型材料の搬送方向において前記照射部と同一または前記照射部よりも上流に位置しているとともに流路における空間部が前記照射部に接しており、前記光硬化型材料に向けて前記空間部を通じて気体を供給可能な供給部とを備える光照射装置。 - 前記供給部は、前記空間部に前記気体を導入する導入部を有し、
前記導入部における流路の流れ方向に垂直な断面の面積は、前記空間部における流路の流れ方向に垂直な断面の面積よりも小さい、請求項１に記載の光照射装置。 - 前記導入部は、前記空間部の上面または側面に接続されている、
請求項１または２に記載の光照射装置。 - 前記空間部は、前記照射部の側面から下方にかけて位置している、
請求項１〜３のいずれかに記載の光照射装置。 - 前記空間部は、前記光硬化型材料の側の端部と前記光硬化型材料との距離が、前記照射部と前記光硬化型材料との距離よりも短い、
請求項１〜４のいずれかに記載の光照射装置。 - 前記供給部は、前記空間部の下方に連続している多孔質部を有する、
請求項１〜５のいずれかに記載の光照射装置。 - 請求項１〜６のいずれかに記載の光照射装置と、
前記光硬化型材料を前記光照射装置の下方で前記搬送方向に搬送可能な搬送部と、を備える、印刷装置。
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