JP6006733B2 - 光照射装置および印刷装置 - Google Patents

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Description

本発明は、紫外線硬化型の樹脂や塗料の硬化に使用される光照射装置およびこれを用いた印刷装置に関する。
従来より、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の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。
近年では、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、比較的長寿命かつ省エネルギーであり、しかも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、紫外線発光素子の照度は比較的低いため、例えば特開２００８−２４４１６５号公報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、複数のデバイスを支持体に搭載した構成の光照射装置が一般的に使用されて、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。
しかしながら、紫外線照射装置の使用環境、ならびに紫外線硬化型インクおよび紫外線硬化型インクが被着される対象物（記録媒体）の種類によっては、紫外線硬化型インクと対象物との密着性を高めることが難しいといった問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、紫外線照射装置の使用環境、ならびに紫外線硬化型インクや紫外線硬化型インクが被着される対象物の種類によらず、紫外線硬化型インクと対象物との高い密着性を実現することができる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。
本発明の光照射装置は、相対的に一方向に移動する対象物に対して紫外線を含む光を照射する光照射装置であって、
基体の一方主面に発光素子が配置された光照射デバイスと、
前記対象物が光照射面を上にして入口から内部空間を一方向に出口へと移動するとともに、前記内部空間の上方に前記光照射デバイスが配置された光照射室とを備え、
前記光照射室の上面および下面は、前記内部空間の内部を移動する前記対象物を挟むように互いに対向して位置しており、前記下面のうち前記光照射デバイスよりも前記入口側の部位が、前記対象物の前記光照射面と反対側の面に当接していることを特徴とする。
また本発明の光照射装置は、相対的に一方向に移動する対象物に対して紫外線を含む光を照射する光照射装置であって、
基体の一方主面に発光素子が配置された光照射デバイスと、
前記対象物が光照射面を上にして入口から内部空間を一方向に出口へと移動するとともに、前記内部空間の上方に前記光照射デバイスが配置された光照射室とを備え、
前記光照射室の上面および下面は、前記内部空間の内部を移動する前記対象物を挟むように互いに対向して位置しており、前記下面のうち前記光照射デバイスに対応する部位が、前記対象物の前記光照射面と反対側の面に当接していることを特徴とする。
（ａ）は本発明の光照射装置の形態の一例を示す上面図であり、（ｂ）は図１（ａ）の１Ｉ−１Ｉ線に沿った断面図である。 図１に示した光照射装置を構成する光照射デバイスの平面図である。 図２に示した２Ｉ−２Ｉ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形態の一例を示す上面図である。 図４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の第１変形例を示す断面図である。 図１に示した光照射装置の第２変形例を示す断面図である。 図１に示した光照射装置の第３変形例を示す断面図である。 図１に示した光照射装置の第４変形例を示す断面図である。 図１に示した光照射装置の第５変形例を示す断面図である。 図１に示した光照射装置の第６変形例を示す断面図である。 図１に示した光照射装置の第７変形例を示す断面図である。
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５を使用するオフセット印刷装置または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４（以下、記録媒体ともいう）に紫外線硬化型インク５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５を硬化させる、紫外線硬化装置として機能する。
光照射装置１は、光照射デバイス２と光照射室３とを備え、光照射室３の内部空間３ａの上方に光照射デバイス２が配置されている。
（光照射デバイス）
まず、光照射デバイス２について説明する。
図２および図３に示した光照射デバイス２は、一方主面１１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、基体１０の各開口部１２内に配置され、接続パッド１３と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１１側から平面視して矩形状であり、この一方主面１１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を貫通する開口部１２が形成されている。
開口部１２は、各々の形状が発光素子２０の載置面よりも基体１０の一方主面１１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、基体１０の一方主面１１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。
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、上記積層体を焼成することにより、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、基体１０が完成する。なお、レーザー加工によって貫通孔１２を形成する場合には、前駆体シートを熱硬化させた後でもよい。
一方、基体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）線およびアルミ（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、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、基体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し、その光を素子基板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、周知のとおりである。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接続技術によって行なってもよい。
本実施形態では、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２５０〜３９５〔ｎｍ〕以下のＵＶ光を発するＬＥＤを採用している。つまり、本実施形態では、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は、光透過性の樹脂材料などの絶縁材料によって形成されており、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。
また、封止材３０は、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）などよって形成されることで、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、上述の封止材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２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２と対象物４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２は、上述のとおり、複数の発光素子２０が基体１０の一方主面１１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が基体１０の一方主面１１に１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。また、このような光照射デバイス２を複数個配列した光照射デバイス２であってもよいし、光照射デバイス２が発する熱を放熱させるための冷却装置を備えていてもよい。
（光照射室）
次に、光照射室３について説明する。
光照射室３は、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）およびステンレス鋼などの金属材料、塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、アクリル（ＰＭＭＡ：Poly Methyl Methacrylate）樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂およびポリエチレン（ＰＥ）樹脂などのプラスチック材料、ならびにアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）および窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのセラミック材料で構成されて、光照射室３の内部空間３ａの環境と外部の環境とを区分する機能を有する。
本例の光照射室３は、アルミニウム（Ａｌ）を用いて、従来周知のプレス加工によって略直方体に形成されている。
そして、対象物４が紫外線硬化型インク５の被着された光照射面を上にして光照射室３の内部空間３ａを一方向に移動可能なように、光照射室３の対向する一対の側面３ｂのそれぞれに入口３ｃおよび出口３ｄが形成されている。本例の入口３ｃおよび出口３ｄは、アルミニウム（Ａｌ）板にプレス加工を施すことによって形成されている。
入口３ｃおよび出口３ｄの幅および高さは、それぞれ紫外線硬化型インク５が被着された対象物４の幅および厚みよりも大きくなっていればよい。ただし、対象物４が入口３ｃおよび出口３ｄを通過する際に入口３ｃおよび出口３ｄと接触して対象物４を破損することがない程度に大きくする必要があるが、内部空間３ａの環境と外部の環境とを区分するためには、可能な限り対象物４の幅や厚みの寸法に近づけることが好ましい。本例の光照射室３の入口３ｃおよび出口３ｄの幅の寸法は、対象物４の幅よりも片側１５ｍｍずつ大きく、合計で３０ｍｍ大きくなっており、高さの寸法は、対象物４の厚みよりも片側５ｍｍずつ大きく、合計で１０ｍｍ大きくされている。なお、対象物４の幅は２５０ｍｍ、厚みは０．２ｍｍである。入口３ｃおよび出口３ｄの寸法は、対象物４の寸法によって可変に構成されていてもよい。
本例の光照射装置１は、上述のような光照射デバイス２を光照射室３の内部空間３ａの上方の略中央に配置している。具体的には、光照射室３の内部空間３ａの上方に位置する光照射室３の上板における内部空間３ａ側の面上に、図示はしないが、光照射デバイス２が、ねじ止めによって、あるいははんだおよび銀（Ａｇ）ローなどの金属接合材によって、あるいはエポキシ樹脂およびシリコーン樹脂などの樹脂系接着剤によって、あるいはポリエステル、不織布、アクリルフォーム、ポリイミド、塩化ビニル（ＰＶＣ）およびアルミ箔などの基材に対してアクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤およびシリコーン系粘着剤の接着剤が塗布された両面テープによって、あるいは溶接によって接合されている。なお、本例の内部空間３ａの上面３ｅは、光照射室３の上板の内部空間３ａ側の面と一致している。
このような構成とすることで、本例の光照射装置１は、光照射室３内から紫外線光が漏れることを極力抑えることができるとともに、光照射室３内の雰囲気温度を外部の環境によらず、一定温度にすることができる。光照射室３内の雰囲気温度を外部の環境によらず、一定温度にすることができるのは、高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどと比べると、紫外線発光素子から発する熱は非常に少ないものの、熱を発し、紫外線が照射されることによって対象物４および光照射室３が加熱され、光照射室３の内部空間３ａの雰囲気を対象物４および光照射室３の輻射熱によって温めるためである。
なお、光照射室３の内部空間３ａの温度を３５℃以上とすることによって、紫外線硬化型インク５と対象物４との密着性を向上するのに適した紫外線硬化型インク５の表面自由エネルギーとすることができることが経験的に分かっている。密着性が向上するのは、紫外線硬化型インク５および対象物４の表面自由エネルギーを高い状態とすることが可能となり、紫外線硬化型インク５と対象物４との濡れ性が良好になるためであると考えられる。本例の光照射装置１は、別途加熱装置を設けることなく、光照射室３の内部空間３ａの温度を３５℃以上とすることが可能である。つまり、対象物４に被着した紫外線硬化型インク５を対象物４との密着性を向上するのに適した表面自由エネルギーとする温度にすることが可能となる。
また、紫外線硬化型インク５の表面自由エネルギーは、紫外線硬化型インク５の置かれている雰囲気温度のみによって決定されるものではなく、紫外線硬化型インク５の種類および対象物４の材質や表面処理の状態にも依存する。しかしながら、紫外線硬化型インク５の置かれている雰囲気温度を高くすることによって、紫外線硬化型インク５および対象物４との密着性を向上するのに適した表面自由エネルギーとすることが可能となる。
したがって、本例の光照射デバイス１によれば、紫外線硬化型インク５および対象物４の表面自由エネルギーを紫外線硬化型インク５と対象物４との密着性を向上するのに適した状態にすることが可能となり、紫外線照射装置１の使用環境、紫外線硬化型インク５や紫外線硬化型インク５が被着される対象物４の種類によらず、紫外線硬化型インク５と紫外線硬化型インク５が被着される対象物４との高い密着性を実現することができる光照射装置１とすることができる。
（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４および図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機構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インクジェットヘッド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４に相当する。
搬送機構２１０は、記録媒体２５０をインクジェットヘッド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。
インクジェットヘッド２２０は、搬送機構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。このインクジェットヘッド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５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５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、インクジェットヘッド２２０としてライン型のインクジェットヘッドを採用している。このインクジェットヘッド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５を吐出するように構成されている。インクジェットヘッド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インクジェットヘッドを例に挙げたが、これに限られるものではない。例えば、シリアル型のインクジェットヘッド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、搬送機構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、インクジェットヘッド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、インクジェットヘッド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、搬送機構２１０が記録媒体２５０を搬送方向に搬送している。インクジェットヘッド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５を吐出して、記録媒体２５０の表面に紫外線硬化型インク５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５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５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５を硬化させる。
本例の印刷装置２００によれば、光照射装置１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、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
例えば、図６に示す第１変形例のように、光照射デバイス２を光照射室３の上方、かつ出口３ｄ側に配置してもよい。このような構成とすることで、紫外線硬化型インク５の被着された対象物４が光照射室３の入口３ｃを通過してから光照射デバイス２によって紫外線光を照射されるまでの時間、つまり紫外線光を照射されるまでの内部空間３ａに滞在する時間を長くすることができるため、仮に対象物４の搬送速度が速い場合や、紫外線硬化型インク５の種類または対象物４の材質もしくは表面処理の状態に依存して紫外線硬化型インク５の表面自由エネルギーが低い場合であっても、紫外線硬化型インク５が対象物４に被着されてから紫外線照射デバイス２によって紫外線光を照射されるまでの間に紫外線硬化型インク５および対象物４の表面自由エネルギーを高くすることができるので、紫外線硬化型インク５と対象物４との高い密着性を実現することができる。
また、図７に示す第２変形例のように、対象物４の紫外線硬化型インク５が被着された光照射面と光照射室３の内部空間３ａの上面３ｅとの距離が、入口３ｃ側で光照射デバイス２と光照射面との距離よりも短くなっていてもよい。このような構成とすることで、光照射室３からの輻射熱が対象物４に被着された紫外線硬化型インク５および対象物４に伝わりやすく、また光照射室３の内部空間３ａの体積を小さくすることができることから、内部空間３ａの雰囲気温度を高くすることができるため、紫外線硬化型インク５および対象物４の表面自由エネルギーをより高くすることが可能となり、紫外線硬化型インク５と対象物４との高い密着性を実現することができる。なお、上面３ｅだけでなく、上面３ｅと対向する下面３ｆと対象物４の光照射面と反対側の面との距離や、出口３ｄ側の上面３ｅと光照射面との距離が、光照射デバイス２と光照射面との距離よりも短くなっていてもよい。このような構成とすることで、光照射室３の内部空間３ａの体積を小さくすることができるため、内部空間３ａの温度を高くすることができだけでなく、照射室３の下面３ｆや出口３ｄ側に位置する上面３ｅからの輻射熱が対象物４を介して、入口３ｃ側の紫外線光が照射される前の紫外線硬化型インク５に伝播することによって、紫外線硬化型インク５および対象物４の表面自由エネルギーを高くすることが可能となり、紫外線硬化型インク５と対象物４との高い密着性を実現することができる。
さらに、図８に示す第３変形例のように、内部空間３ａの下面３ｆの入口３ｃ側に、対象物４の紫外線硬化型インク５の被着面である光照射面と反対側の面に当接する入口側凸部６ａを有していてもよい。このような構成とすることで、光照射室３の熱が入口側凸部６ａを介して直接対象物４に伝わることから、効率的に対象物４に被着された紫外線硬化型インク５および対象物４の表面自由エネルギーを高くすることができるため、対象物４と紫外線硬化型インク５との高い密着性を実現することができる。
なお、第３変形例の入口側凸部６ａは、光照射室３の内部空間３ａの下面３ｆに位置する光照射室３の下板が従来周知のプレス加工法によって形成されている。この他にも、入口側凸部６ａを別途用意して、光照射室３の下板にねじ止めによって、あるいははんだおよび銀（Ａｇ）ローなどの金属接合材によって、あるいはエポキシ樹脂およびシリコーン樹脂などの樹脂系接着剤によって、あるいはポリエステル、不織布、アクリルフォーム、ポリイミド、塩化ビニル（ＰＶＣ）およびアルミ箔などの基材に対してアクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤およびシリコーン系粘着剤の接着剤が塗布された両面テープによって、あるいは溶接によって接合してもよい。また、入口側凸部６ａの形状は、対象物４を破損しにくく対象物４に熱を伝えやすければ、どのような形状であってもよく、複数個から構成されていてもよい。
また、図９に示す第４変形例のように、内部空間３ａの下面３ｆの光照射デバイス２に対応する位置に、対象物４の紫外線硬化型インク５の被着面である光照射面と反対側の面に当接する出口側凸部６ｂを有していてもよい。出口側凸部６ｂは、光照射デバイス２に対応する位置に配置されているため、紫外線光を照射されることによって加熱された対象物４から、出口側凸部６ｂを介して光照射室３に熱を効率よく伝播することができる。よって、光照射室３からの輻射熱を高くすることが可能となるため、効率的に対象物４に被着された紫外線硬化型インク５および対象物４の表面自由エネルギーを高くすることができることから、対象物４と紫外線硬化型インク５との高い密着性を実現することができる。なお、出口側凸部６ｂは、光照射デバイス２に対応する位置だけでなく、光照射デバイス２に対応する位置よりも出口３ｄ側に配置されていればよい。なぜなら、光照射デバイス２の対応する位置と出口３ｄまでとの間に配置されていれば、紫外線光の照射によって対象物４が得た熱を光照射室３に伝播することができるからである。
また、図１０に示す第５変形例のように、入口側凸部６ａは、ローラ７ａとローラ受け７ｂとで構成されていてもよい。ローラ７ａは、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）およびステンレス鋼などの金属材料、あるいは塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、アクリル（ＭＭＡ、ＰＭＭＡ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、シリコーン樹脂およびフッ素樹脂などの樹脂材料、あるいはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）および窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのセラミック材料、あるいはシリコーンゴム、フッ素ゴムおよびＥＰＤＡ（Etylene Propylene Diene Acryl）ゴムなどのゴム材料などからなり、ローラ受け７ｂは熱伝導性の材料であればよく、光照射室３と同じ材質を採用してもよい。このような構成とすることで、光照射室３の熱を効率よく対象物４に伝えることができるだけでなく、対象物４と入口側凸部６ａとの摩擦も抑えることができるため、対象物４の破損を発生しにくくすることができる。なお、入口側凸部６ａと同様に、出口側凸部６ｂもローラとローラ受けとで構成されていてもよい。
さらに、図１１に示す第６変形例のように、光照射室３の入口３ｃおよび出口３ｄを除いて、熱伝導率が０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の断熱材で覆われていてもよい。断熱材としては、例えば、グラスウールおよびロックウールなどの繊維系断熱材、ウレタンフォーム、フェノールフォームおよびポリスチレンフォームなどの発泡系断熱材などによって形成することができる。このような構成とすることで、光照射室３の内部空間３ａの温度をより安定した状態にすることが可能となり、外部環境の影響をさらに受けにくくすることができる。よって、安定して対象物４に被着された紫外線硬化型インク５および対象物４の表面自由エネルギーを高くすることができることから、対象物４と紫外線硬化型インク５との高い密着性を実現することができる。
なお、本例の光照射デバイス２は、光照射室３の上板の内部空間３ａ側に配置されているが、図１２に示す第７変形例のように、光照射室３の上板に光照射デバイス２に対応する貫通孔８を設け、光照射室３の上板から突出するように配置してもよい。光照射デバイス２には電気配線や光照射デバイスを冷却するための放熱板および放熱用流路配管などが設けられることが多いが、このような構成とすることで、これらを光照射室３の外部に配置することが可能となり、内部空間３ａの環境を安定した状態に保つことが可能となるばかりでなく、電気配線、放熱板および放熱用流路配管などのメンテナンスを行なう際の作業効率がよくなるといった効果を奏する。
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、この場合にも同様の効果を奏する。
本例では、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 光照射デバイス
３ 光照射室
３ａ 内部空間
３ｂ 側面
３ｃ 入口
３ｄ 出口
３ｅ 上面
４ 対象物（記録媒体）
５ 紫外線硬化型インク
６ａ 入口側凸部
６ｂ 出口側凸部
７ａ ローラ
７ｂ ローラ受け
８ 貫通孔
１０ 基体
１１ 一方主面
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 電気配線
２００ 印刷装置
２１０ 搬送機構
２１１ 載置台
２１２ 搬送ローラ
２２０ インクジェットヘッド
２２０ａ 吐出孔
２３０ 制御機構
２５０ 記録媒体

Claims (6)

  1. 相対的に一方向に移動する対象物に対して紫外線を含む光を照射する光照射装置であって、
    基体の一方主面に発光素子が配置された光照射デバイスと、
    前記対象物が光照射面を上にして入口から内部空間を一方向に出口へと移動するとともに、前記内部空間の上方に前記光照射デバイスが配置された光照射室とを備え、
    前記光照射室の上面および下面は、前記内部空間の内部を移動する前記対象物を挟むように互いに対向して位置しており、前記下面のうち前記光照射デバイスよりも前記入口側の部位が、前記対象物の前記光照射面と反対側の面に当接していることを特徴とする光照射装置。
  2. 相対的に一方向に移動する対象物に対して紫外線を含む光を照射する光照射装置であって、
    基体の一方主面に発光素子が配置された光照射デバイスと、
    前記対象物が光照射面を上にして入口から内部空間を一方向に出口へと移動するとともに、前記内部空間の上方に前記光照射デバイスが配置された光照射室とを備え、
    前記光照射室の上面および下面は、前記内部空間の内部を移動する前記対象物を挟むように互いに対向して位置しており、前記下面のうち前記光照射デバイスに対応する部位が、前記対象物の前記光照射面と反対側の面に当接していることを特徴とする光照射装置。
  3. 前記光照射デバイスが前記出口側に配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の光照射装置。
  4. 前記対象物の前記光照射面と該光照射面に対向する前記内部空間の上面との距離は、少なくとも前記入口側が前記光照射デバイスと前記光照射面との距離よりも短いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光照射装置。
  5. 前記光照射室は、少なくとも前記入口および前記出口を除いて、熱伝導率が０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の断熱材で覆われていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光照射装置。
  6. 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５のいずれか１項に記載の光照射装置とを有することを特徴とする印刷装置。
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