JP6006798B2 - 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、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キ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。
この紫外線発光素子をランプ光源として用いた場合、熱の発生を比較的抑制することができる。しかしながら、使用によっては紫外線照射装置から熱が発生し、この熱によって紫外線発光素子の発光効率が低下したり、紫外線発光素子の寿命が短くなったりするなどの不具合が発生する。そこで、例えば実用新案登録第3158033号公報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、このような装置では冷却ファンを設ける必要があるなど複雑で大型の装置となる。さらに紫外線発光素子を駆動するための定電流発生デバイスからも発熱が多い。
本発明は、紫外線発光素子および定電流発生デバイスの冷却を効率よく行ないつつ、紫外線発光素子の発光効率が比較的高く、紫外線発光素子の寿命が比較的長い、小型化された光照射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、複数の発光素子が配置された光照射デバイスと、前記複数の発光素子を駆動させるための、定電流発生デバイスが電気的に接続された回路を有する駆動基板と、板状の放熱用部材と、該放熱用部材の内部に冷媒を流すための冷却配管とを収容する筐体を備えており、前記光照射デバイスは前記放熱用部材の一方主面に配置されており、前記定電流発生デバイスが前記放熱用部材の他方主面に配置され、
前記筐体は、前記光照射デバイス、前記定電流発生デバイス、前記放熱用部材および前記冷却配管を収容する第1の空間と、前記駆動基板を収容する第2の空間とを有している。
前記筐体は、前記光照射デバイス、前記定電流発生デバイス、前記放熱用部材および前記冷却配管を収容する第1の空間と、前記駆動基板を収容する第2の空間とを有している。
本発明の印刷装置は、光透過性を有する記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録媒体に対して紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を印刷する印刷手段と、印刷された前記記録媒体に対して光を照射する上述した光照射装置とを有する。
以下、本発明の光照射装置および印刷装置の実施の形態に例について、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。
(光照射装置の実施形態)
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などの印刷装置に組み込まれ、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ことができる。
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などの印刷装置に組み込まれ、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ことができる。
光照射装置1は、複数の発光素子20が配置された光照射デバイス2と、複数の発光素子20を駆動させるための、定電流発生デバイス3aが電気的に接続された回路を有する駆動基板3と、放熱用部材9と、放熱用部材9の内部に冷媒を流すための冷却配管4とを収容する筐体5とを備えている。
まず、光照射装置1を構成する光照射デバイス2について図2および図3を用いて説明する。
光照射デバイス2は、光照射装置1の紫外線照射光源として機能する。
光照射デバイス2は、一方面11aに複数の開口部12を有する基体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同士を接続する内部電気配線70とを備え、一方面11a側から平面視して矩形状であり、この一方面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。
内部電気配線70は、例えば、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、マンガン(Mn)または銅(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、この第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の一方面11a側で孔径が大きくなるように内周面14が傾斜しており、平面視すると、例えば、円形の形状となっている。なお、開口形状は円形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、酸化ジルコニウム質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、千鳥格子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、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、内部電気配線70となる金属ペーストを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グリーンシートを積層する。この内部電気配線70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)または銅(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、内部電気配線70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、基体10の製造方法は、例えば、次のような方法が採用される。
まず、熱硬化性樹脂の前駆体シートを準備する。次に、内部電気配線70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Cu、Ag、Al、鉄(Fe)−ニッケル(Ni)−コバルト(Co)合金またはFe−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り形成した後、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にはんだ、金(Au)線またはアルミ(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)または銅(Cu)などの金属材料からなる金属層により形成されている。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)層または金(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)線またはアルミ(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、GaAsや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素子などにより構成されている。
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にはんだ、金(Au)線またはアルミ(Al)線などの接合材15を介して接続された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ピークスペクトルが、例えば250〜440〔nm〕のUV光を発するLEDを採用している。なお、発光素子20は、薄膜形成技術によって形成される。
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抑制したり、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)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。
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。
駆動基板3は、光照射デバイス2、定電流発生デバイス3a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。
本例の駆動基板3は、セラミックスからなり、次のような工程を経て製造される。まず、セラミックグリーンシートを準備する。
次に、光照射デバイス2、定電流発生デバイス3aおよびその他の電子部品をそれぞれ接続したり、外部装置と接続したりするための電気配線となる金属ペーストをセラミックグリーンシート上に印刷する。電気配線に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)または銅(Cu)などの金属を含有させたものが挙げられる。
なお、駆動基板3は樹脂からなるものでもよい。この場合の基板2の製造方法は、例えば次のような方法が考えられる。まず、熱硬化型樹脂の前駆体シートを準備する。次に、光照射デバイス2、定電流発生デバイス3aおよびその他の電子部品をそれぞれ接続したり、外部装置と接続したりするための電気配線となる、金属材料からなるリード端子を前駆体シート間に配置し、かつリード端子を前駆体シートに埋設させ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)合金または鉄(Fe)−ニッケル(Ni)合金などの金属材料が挙げられる。そして、これを熱硬化させることにより、駆動基板3が完成する。
本例の定電流発生デバイス3a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、定電流発生デバイス3aとしては、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。
本例の定電流発生デバイス3aは、駆動基板3上に配置されている。
本例の放熱用部材9は、図4(a)に示すように、板状であり、その一方主面9aに被着されたシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤50を介して光照射デバイス2が配置されており、つまり放熱用部材9の一方主面9aと基体10の他方面11bとが接着剤50を介して接着されており、その他方主面9bに被着されたシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤50を介して駆動基板3が配置されており、光照射デバイス2および駆動基板3を支持するとともに、光照射デバイス2の基体10に蓄熱された発光素子20の熱および駆動基板3に蓄熱された定電流発生デバイス3aの熱を吸収し、この吸収した熱を外部へ放出する。この放熱用部材9の形成材料としては、熱伝導率の大きい材料が好ましく、例えば銅(Cu)やアルミニウム(Al)などの金属材料、セラミックス、樹脂材料が挙げられる。本例では放熱用部材9の形成材料として銅(Cu)を採用している。
なお、本例の定電流発生デバイス3aは、駆動基板3上に配置されているが、放熱用部材9の他方主面9bに直接、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤50を介して配置してもよい。
また、図4(b)に示すように、放熱用部材9は、その内部に、冷却に用いる冷媒を流すための放熱用流路90を有している。この放熱用流路90は、放熱用部材9の他方主面9bに冷媒を供給するための供給口90aと、冷媒を排出するための排出口90bとを備えている。
この供給口90aおよび排出口90bには冷却配管4が接続されている。この冷却配管4と、上述した光照射デバイス2および駆動基板3とは、筐体5に収容される。筐体5の外壁には冷却配管4を筐体5の外部に配置された外部冷却配管7に接続するための貫通孔107が設けられ、この貫通孔107を介して冷却配管4と外部冷却配管7が接続されている。そして、冷媒が外部冷却配管7および冷却配管4を介して放熱用部材9の放熱用流路90に供給され、この供給された冷媒によって放熱用部材9が良好に冷却され、ひいては放熱用部材9の放熱効果を高めることができる。放熱用部材9の冷却に使用された冷媒は、排出口90b、冷却配管4および外部冷却配管7を介して外部へ排出される。なお、冷媒を流すための放熱用流路90の形状や放熱用部材9内での配置は、光照射デバイス2および定電流発生デバイス3aが発生する熱を効率よく冷却できればどのような形状でも配置でもよい。
このように、本例では放熱用部材9の一方主面9aに光照射デバイス2、他方主面9bに駆動基板3を介して定電流発生デバイス3aが配置されることによって、光照射デバイス2および定電流発生デバイス3を比較的効率的に冷却することができる。その結果、光照射デバイス2の照度が比較的高く、照度ばらつきが比較的少ない、小型化された光照射装置1が実現される。
筐体5は、図5および図6に示すように、第1の平板101と第2の平板102と枠体103とカバーガラス6とで構成される。第1の平板101の中央部には開口104が設けられ、この開口104を覆うように石英などからなるカバーガラス6が取着されている。光照射デバイス2から発する光は、この開口104からカバーガラス6を透過して照射される。カバーガラスの材質としては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。カバーガラス6は、光照射装置1が印刷装置に組み込まれて使用される際に、紫外線硬化型インクなどが飛散して光照射デバイス2を汚染することを抑制する機能を有する。カバーガラスの汚染であれば、清掃などのメンテナンスも比較的簡単に行なえることから、汚染による光照射デバイス2の発する光の照度劣化への影響を比較的少なくすることができるだけでなく、仮に汚染により照度劣化したとしても容易に照度回復を行なうことができる。
また、本例では、石英ガラスと筐体5の材料との熱膨張係数の不整合を考慮して、石英ガラスと筐体5とは弾性接着剤で接着されている。
このような開口104を有する第1の平板101は金属切削加工やダイキャスト工法によって製造される。本例の第1の平板101、第2の平板102および枠体103はアルミニウム(Al)で形成されている。アルミニウム以外に銅(Cu)、ステンレス鋼またはチタン(Ti)などの金属材料、ポリプロピレン樹脂(PP)、ポリスチレン樹脂(PS)、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)またはアクリロニトリル/ブタジエン/スチレン樹脂(ABS)などの汎用プラスチック、あるいはポリアミド樹脂(PA)またはポリカーボネイト樹脂(PC)などのエンジニアリングプラスチック、液晶ポリマーなどのスーパーエンジニアリングプラスチックで形成される。
また、図5および図6に示すように、枠体103の長手方向に沿った、互いに対向する一対の壁面には、放熱用部材9を支持するための一対の支持部材106が、枠体103の開口面に平行となるように取着されている。
一対の支持部材106は、放熱用部材9の両端部を下方より支持するためのものであり、例えば平板状などの種々の形状に形成され、放熱用部材9に対してねじ止め、接合材または接着剤などで固定される。なお、枠体103に対する支持部材106の高さ方向の取着位置は、放熱用部材9を支持部材106に固定した際に、放熱用部材9に配置される光照射デバイス2とカバーガラス6とが接触しない程度に極力近い位置に設けるのが好ましい。光照射デバイス2とカバーガラス6とを接触しない程度に極力近づけることで、光照射デバイス2の発する光を比較的有効に活用し、光照射装置1が対象物からの紫外線硬化型インクなどの飛散などによる汚染に起因した光照射デバイス2の照度劣化を抑制することができる。
なお、本例では支持部材106を使用せず、放熱用部材9を筐体5へ直接接合材や接着剤で取着したり、枠体103の壁面にねじ止め用の貫通孔を設け、放熱用部材9を筐体5へ直接ねじ止め固定したりしてもよい。
そして、枠体103には、貫通孔107が設けられていて、放熱用部材9の内部に設けられた放熱用流路90の供給口90aおよび排出口90bに接続される冷却配管4と外部冷却配管7とが貫通孔107で連結されている。
冷却配管4はナイロンチューブ、ウレタンチューブおよびフッ素樹脂チューブなどの樹脂チューブや銅管、ステンレス鋼管などの金属管で形成される。冷却配管4の材質は、光照射デバイス2および定電流発生デバイス3aの冷却に用いる冷媒の種類に応じて適宜選択すればよい。
筐体5は、第1の平板101を枠体103の一方開口面を覆うように、第2の平板102を枠体103の他方開口面を覆うように当接され、ねじ止め、接合材または接着剤などで固定して形成される。第1の平板101と枠体103および第2の枠体と枠体103のそれぞれの当接面には、シリコーンゴム、ニトリルゴムなどのゴム材料、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、またはウレタン樹脂などの樹脂材料のシール材を介することで、比較的良好に筐体5の外への光照射デバイス2からの紫外線光の漏れなどを抑制し、筐体5への外部からの紫外線硬化型インクや冷却用冷媒の浸入を抑制することができる。
(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7および図8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に対して紫外線を照射する、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。ここで、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7および図8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に対して紫外線を照射する、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。ここで、記録媒体250は上述の対象物に相当する。
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また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、例えば、シリアル型のインクジェットヘッドを採用していてもよいし、ライン型またはシリアル型の噴霧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の静電気を蓄え、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、ブラシまたはローラを採用してもよい。
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有する。
制御機構230は、光照射装置1の発光を制御する機能を有する。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、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光量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ている。
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9に示す第1変形例のように、筐体5は、光照射デバイス2、定電流発生デバイス3a、放熱用部材9および冷却配管4を収容する第1の空間5aと、駆動基板3を収容する第2の空間5bとを有していてもよい。第1の空間5aと第2の空間5bとは隔壁8で仕切られている。第1変形例の隔壁8は、筐体5を構成する第1の平板101、第2の平板102および枠体103と同様に、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ステンレス鋼またはチタン(Ti)などの金属材料、ポリプロピレン樹脂(PP)、ポリスチレン樹脂(PS)、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)またはアクリロニトリル/ブタジエン/スチレン樹脂(ABS)などの汎用プラスチック、あるいはポリアミド樹脂(PA)またはポリカーボネイト樹脂(PC)などのエンジニアリングプラスチック、液晶ポリマーなどのスーパーエンジニアリングプラスチックで形成される。
駆動基板3は隔壁8の第2の空間5b側の面に配置されている。この第1変形例の場合は、図示はしないが、隔壁8に駆動基板3がねじ止めで固定されている。駆動基板3の隔壁8への固定は、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤で接着してもよいし、はんだなどの金属接合により接合してもよいし、どのような方法で固定してもよい。なお、第1変形例の場合は、隔壁8の第2の空間5b側の面に配置したが、第2の空間5b内であれば、第2の平板102または枠体103に配置してもよいし、隔壁8、第2の平板102および枠体103にスペーサーなどを介して配置してもよい。
なお、隔壁8は、熱伝導率が0.1W/(m・K)以下の断熱材を含む隔壁8であってもよい。断熱材としては、例えば、グラスウール、ロックウールなどの繊維系断熱材、あるいはウレタンフォーム、フェノールフォーム、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。ここで、断熱材を含む隔壁8とは、隔壁8で隔たれる第1の空間5aと第2の空間5bとの間で熱の授受が比較的行なわれないようにすることが目的であるため、隔壁8の全面にわたって断熱材が配置されているものである。全面にわたって断熱材が配置されているとは、必ずしもシート状の断熱材である必要はなく、繊維状あるいは網目状などの断熱材であってもよい。
そして、定電流発生デバイス3aは、放熱用基板9の他方主面9bにシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤50を介して接着されている。
駆動基板3と定電流発生デバイス3aとは電気配線80によって電気的に接続されている。電気配線80は、隔壁8に形成した貫通孔(図示せず)を通って、第2の空間に配置した駆動基板3と第1の空間に配置した定電流発生デバイス3aとを接続している。貫通孔は、第1の空間5aおよび第2の空間5bの気密性を損なわないように、貫通孔と電気配線80との間に隙間が発生しないように、シリコーンゴムまたはニトリルゴムなどのゴム材料、あるいはフッ素樹脂、シリコーン樹脂またはウレタン樹脂などの樹脂材料のシール材で気密に封止しておけばよい。
このような構成とすることで、発熱量の多い光照射デバイス2と定電流発生デバイス3aとをそれぞれ放熱用部材9の一方主面9aおよび他方主面9bに配置することで、光照射デバイス2および定電流発生デバイス3aの冷却効率を高めることができるとともに、駆動基板3の電気的信頼性を高めることができる。駆動基板3の電気的信頼性を高めることができるのは、例えば放熱用部材9に冷媒を流すことによって放熱用部材9を収容する第1の空間5aに結露が発生した場合には、駆動基板3に形成された電気配線は比較的狭ピッチのものが多いことから、電気的な短絡を発生する可能性があるため、駆動基板3を放熱用部材9が収容される第1の空間5aとは隔離された第2の空間5bに収容しているためである。つまり、第1の空間5aと隔壁8で隔てられた第2の空間5bに駆動基板3を収容することで、第1の空間5aに結露が発生したとしても、第2の空間5bには結露が発生し難いことから、駆動基板3が電気的に短絡することを抑制できる。
また、上記の断熱材を含む隔壁8とすることで、第1の空間5aと第2の空間5bとの熱の授受を少なくすることができることから、第1の空間5aに結露が発生したとしても、第2の空間5bにさらに結露が発生するのを抑制できる。
また、図10に示す第2変形例のように、第1の空間5aが第2の空間5bを貫通する貫通孔5Aを有しており、貫通孔5A内に冷却配管4が配置されていてもよい。第1の空間5aが第2の空間5bを貫通する貫通孔5Aを有しているというのは、放熱用部材9に接続された冷却配管4が、第1の空間5aから隔壁8を貫通して第2の空間5b側に延びて配置されており、この第2の空間5b側に配置されている冷却配管4の周囲を隔壁8に設けられた孔に接続される二重配管4aの内部に配置することである。つまり、第2の空間5b側に配置された二重配管4aの内部空間が第1の空間5aの有する貫通孔に相当する。二重配管4aは筐体5を構成する第1の平板101、第2の平板102および枠体103および隔壁8と同様の材料を用いることができる。
このような構成とすることで、筐体5内の冷却配管4などの設計自由度を高くすることができる。
さらに、定電流発生デバイス3aは、図示はしないが、放熱用部材9の他方主面9bに絶縁材を介して配置されていてもよい。定電流発生デバイス3aは放熱用部材9にシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤50を介して接着されているが、放熱用部材9が銅(Cu)およびアルミニウム(Al)などの金属材料であれば、放熱用部材9と定電流発生デバイス3aとの電気的な絶縁を十分に確保するため、絶縁材100を介して配置してもよい。この場合には、定電流発生デバイス3aと絶縁材100とを、および絶縁材100と放熱用部材9とをシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤50でそれぞれ接着すればよい。
さらに、印刷装置200の実施形態は、以上の実施形態に限定されない。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 駆動基板
3a 定電流発生デバイス
4 冷却配管
4a 二重配管
5 筐体
5a 第1の空間
5b 第2の空間
5A 貫通孔
6 カバーガラス
7 外部冷却配管
8 隔壁
9 放熱用部材
9a 一方主面
9b 他方主面
10 基体
11a 一方面
11b 他方面
12 開口部
13 接続パッド
14 内周面
15 接合材
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 接着剤
70 内部電気配線
80 電気配線
90 放熱用流路
90a 供給口
90b 排出口
100 絶縁材
101 第1の平板
102 第2の平板
103 枠体
104 開口
106 支持部材
107 貫通孔
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
2 光照射デバイス
3 駆動基板
3a 定電流発生デバイス
4 冷却配管
4a 二重配管
5 筐体
5a 第1の空間
5b 第2の空間
5A 貫通孔
6 カバーガラス
7 外部冷却配管
8 隔壁
9 放熱用部材
9a 一方主面
9b 他方主面
10 基体
11a 一方面
11b 他方面
12 開口部
13 接続パッド
14 内周面
15 接合材
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 接着剤
70 内部電気配線
80 電気配線
90 放熱用流路
90a 供給口
90b 排出口
100 絶縁材
101 第1の平板
102 第2の平板
103 枠体
104 開口
106 支持部材
107 貫通孔
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 (5)
- 複数の発光素子が配置された光照射デバイスと、前記複数の発光素子を駆動させるための、定電流発生デバイスが電気的に接続された回路を有する駆動基板と、板状の放熱用部材と、該放熱用部材の内部に冷媒を流すための冷却配管とを収容する筐体を備えており、前記光照射デバイスは前記放熱用部材の一方主面に配置されており、前記定電流発生デバイスが前記放熱用部材の他方主面に配置され、
前記筐体は、前記光照射デバイス、前記定電流発生デバイス、前記放熱用部材および前記冷却配管を収容する第1の空間と、前記駆動基板を収容する第2の空間とを有していることを特徴とする光照射装置。 - 前記第1の空間は前記第2の空間を貫通する二重配管によって規定される貫通孔を有しており、該貫通孔内に前記冷却配管が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光照射装置。
- 前記定電流発生デバイスは、前記放熱用部材の前記他方主面に絶縁材を介して配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の光照射装置。
- 前記第1の空間と前記第2の空間とは、熱伝導率が0.1W/(m・K)以下の断熱材を含む隔壁で仕切られていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の光照射装置。
- 光透過性を有する記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記記録媒体に対して紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を印刷する印刷手段と、
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乃至請求項4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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