JP7034291B2 - 光照射装置および印刷装置 - Google Patents
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Description
本開示は、紫外線硬化型樹脂およびインクなどの硬化に使用可能な光照射装置およびそれを備える印刷装置に関する。
光源およびその光源を駆動する駆動用基板を筐体の中に収納した光照射装置には、光源として例えば紫外線を発光するランプまたはＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を用いたものがある。紫外線を照射可能な光照射装置は、光硬化型材料（樹脂、インクなど）の硬化などの印刷分野における用途を含めて、殺菌用途などの医療関連分野、電子部品の実装における接着剤または紫外線硬化型樹脂の硬化などの組立製造分野、赤外線によって被照射物を効率よく乾燥させる乾燥加工分野などにおいて広く利用されている（例えば、特開2008－244165号公報参照）。
中でも印刷分野においては光硬化型材料の速やかな硬化が望まれるが、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。
そこで、硬化雰囲気中の酸素を低減して、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。
本開示の光照射装置は、発光素子と、該発光素子が内部に配され、光照射面に前記発光素子の光が通過可能な照射口を有した筐体と、該筐体の前記光照射面の前記照射口の近傍に端部が位置するように配置された、気体を供給する流路と、該流路の前記端部に設けられた、前記照射口の幅方向に渡って対応して配置された複数の第１開口および前記照射口の幅方向の両端に対応して配置された第２開口を有する、前記気体の放出口と、該放出口の前記流路側に配置された多孔質部材とを備えている。
また、本開示の光照射装置は、発光素子と、該発光素子が内部に配され、光照射面に前記発光素子の光が通過可能な照射口を有した筐体と、該筐体の前記光照射面の前記照射口の近傍に端部が位置するように配置された、気体を供給する流路と、該流路の前記端部に設けられた、前記照射口の幅方向に渡って対応して配置された複数の第１開口および前記照射口の幅方向の両端に対応して配置された第２開口を有する、前記気体の放出口とを備えており、前記流路は、互いに接続した複数の板状部材で構成され、複数の前記板状部材のうち、前記照射口の縁に沿って配置された第１板状部材を有しており、前記第１板状部材は、前記光照射面側から光の照射方向に沿って、前記照射口から遠ざかるように傾いている。
また、本開示の光照射装置は、発光素子と、該発光素子が内部に配され、光照射面に前記発光素子の光が通過可能な照射口を有した筐体と、該筐体の前記光照射面の前記照射口の近傍に端部が位置するように配置された、気体を供給する流路と、該流路の前記端部に設けられた、前記照射口の幅方向に渡って対応して配置された複数の第１開口および前記照射口の幅方向の両端に対応して配置された第２開口を有する、前記気体の放出口とを備えており、前記流路は、互いに接続した複数の板状部材で構成され、複数の前記板状部材のうち、前記照射口の縁に沿って配置された第１板状部材を有しており、前記第１板状部材は、前記光照射面側から光の照射方向に沿って、前記照射口から遠ざかるように傾いている。
本開示の光硬化装置は、上記本開示の光照射装置と、該光照射装置の前記放出口からの前記気体が供給されるとともに前記照射口からの光が照射される光硬化型材料を搬送する搬送部とを備えている。
本開示の印刷装置は、上記本開示の光硬化装置と、前記光硬化型材料として被印刷媒体に光硬化型インクを印刷する印刷部とを備えている。
以下、本開示の光照射装置、光硬化装置および印刷装置の実施形態の例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の内容は本開示の実施形態を例示するものであって、本開示はこれらの実施形態に限定されるものではない。
図１に、本開示の光照射装置の実施形態の例を模式的に示す。図１（ａ）は側面図であり、（ｂ）は下面図である。
光照射装置１は、光（例えば紫外線）を照射することによって、光硬化型材料を硬化させるものである。光照射装置１は、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光硬化装置として搭載される。これにより、印刷装置は、光硬化型材料（例えば光硬化型インク（紫外線硬化型インク）など）を、印刷部によって被印刷媒体上に被着させた後に、光照射装置１で硬化させることによって、被印刷媒体上に印刷することができる。
光照射装置１は、光照射部２と、気体供給部３とを備える。本開示の光照射装置１は、光照射部２と気体供給部３とを備えることで、光硬化型材料を硬化させるときに、気体供給部３によって光照射装置１と被印刷媒体との間に気体（ガス）を供給しつつ、光照射部２によって光を照射することができる。その結果、気体として酸素を含まないガス、例えば窒素ガスなどを用いることによって、ラジカルが雰囲気中の酸素と反応してしまうことを低減し、光硬化型材料の硬化性を向上させることができる。なお、光照射装置１は、公知の方法によって製造することができる。
光照射部２は、内部に発光素子４を有しており、図示しない被印刷媒体などに対して光を照射することができる。光照射部２は、発光素子４と、発光素子４が実装された基板５と、基板５に熱的に接続された放熱部材としてのヒートシンク６と、ヒートシンク６に送風可能な冷却ファン７と、発光素子４を駆動する駆動用基板８と、これらを収容した筐体９とを備えている。筐体９は下面に光照射面９ａを有しており、光照射面９ａには、発光素子４からの光を外部に照射するための、光が通過可能な照射口10を有している。
また、筐体９は、ヒートシンク６による放熱の効果を高めるために、外部との給排気が可能な複数の通気口11を有している。通気口11の一部にはフィルタ12が配置されている。また、通気口11の一部を利用して、駆動用基板８に電気的に接続されて外部から駆動用基板８への電力および駆動用信号が供給されるコネクタ13が取り付けられている。
図２（ａ）および（ｂ）に、光照射装置１の発光素子４について模式的に示す。図２（ａ）は、発光素子４および基板５を平面視した模式的な平面図であり、図２（ｂ）は、発光素子４および基板５を断面視した模式的な断面図である。
発光素子４は、光（紫外線）を発することができる。発光素子４は、複数の半導体層および一対の電極を備えている。複数の半導体層は、活性層およびｐ型クラッド層およびｎ型クラッド層を有しており、一対の電極を介して電圧が印加されることによって、光を発することができる。複数の半導体層は、例えばガリウム砒素（ＧａＡｓ）または窒化ガリウム（ＧａＮ）などであればよい。一対の電極は、例えば銀（Ａｇ）などであればよい。
発光素子４は、例えば、ＬＤ（Laser Diode）またはＬＥＤなどであればよい。発光素子４の波長は、例えば紫外線であればよい。具体的には、光のスペクトルのピークが例えば２８０～４４０ｎｍなどであればよい。なお、発光素子４の波長は、光硬化型材料の硬化に必要な波長であればよい。
基板５は、発光素子４を支持することができる。基板５の外形は、例えば平板状であればよい。基板５の平面形状は、例えば矩形状であればよい。基板５は、複数の凹部を有しており、凹部のそれぞれには発光素子４が実装されている。凹部の開口は、例えば円形状に形成されていればよい。なお、基板５は必ずしも凹部を有していなくてもよく、平面状の基板５の上面に発光素子４が実装されていてもよい。
基板５は、単層または複数の絶縁層によって形成されている。言い換えれば、基板５は、単層または複数の絶縁層を有している。絶縁層の材料は、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，ムライト質焼結体またはガラスセラミックスなどのセラミックス、あるいはエポキシ樹脂または液晶ポリマーなどの樹脂などであればよい。
基板５は、配線をさらに有しており、例えばボンディングワイヤを介して、発光素子４と電気的に接続されている。配線の材料は、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）などであればよい。
本例の発光素子４は、封止材によって、基板５の凹部内で封止されている。封止材の材料は、例えばシリコーン樹脂であればよい。なお、発光素子４は、必ずしも封止材を有していなくてもよい。
筐体９は、図１（ａ）に示したように、下面に光照射面９ａを有している。光照射面９ａは、筐体９の内部に配された発光素子４の光を透過可能な照射口10を有しており、被印刷媒体に対向する面である。その結果、光照射面９ａの照射口10を介して、収容されている発光素子４の光を被印刷媒体に照射することができる。なお、照射口10は、通常はカバー部材としてガラスなどの透光性部材が配置されるが、この透光性部材は全波長の光に対して透過性を有している必要はなく、少なくとも光硬化型材料の硬化に必要な波長の光を、硬化に必要な光量で透過可能であればよい。
筐体９の大きさは、発光素子４からの照射光を光照射面９ａから下向きに出射する場合は、例えば、上下方向は150ｍｍ程度であり、図１（ａ）における左右方向は100ｍｍ程度であり、奥行き方向は80ｍｍ程度である。筐体９の外形には光照射装置１の用途に応じて種々の形態を採用してよく、例えば立方体状であってもよく、三角柱状、円柱状または半円柱状であってもよい。本例の筐体９は上部に傾斜面を有しており、その傾斜面に位置する通気口11にフィルタ12を配置するとともに、冷却ファン７との関係で効率よく給排気が行なえるようになっている。
図１（ｂ）に、筐体９の光照射面９ａについて示す。図１（ｂ）は、筐体９を光照射面９ａ側から見た下面図である。図中の点線は、光照射面９ａの外形を示すものである。
光照射面９ａは、照射口10の他は遮光性の領域であってもよい。この場合、光照射面９ａは、発光素子４の光が通過可能な照射口10と、照射口10を挟んでいる遮光性の非光通過部（符号なし）とを有している。本例では、図１（ｂ）に示したように、光照射面９ａが照射口10および非光通過部を有している。なお、非光通過部は、全波長の光に対して遮光性を有している必要はなく、照射口10が通過させる波長の光を遮光可能であればよい。また、非光通過部は、光照射部２の仕様によっては照射口10を囲んでいてもよい。
照射口10は、例えば矩形状の開口であり、必要に応じて透光性材料からなる板状のカバー部材を設けてもよい。本例の筐体９は、照射口10を除いて遮光性の材料で形成されている。そして、筐体９のうち被印刷媒体に対向する面に開口部として照射口10が形成され、この開口部にカバー部材が嵌め込まれることによって、照射口10を有する光照射面９ａを構成している。
光照射面９ａは、例えば平面であればよい。また、光照射面９ａの形状は、例えば矩形状であればよい。光照射面９ａが、照射口10および非光通過部を有している場合は、照射口10の形状は、例えば矩形状あるいは帯状であればよい。また、照射口10は、光照射面９ａの幅方向の一端から他端に渡って配されていてもよい。また、照射口10は、光照射面９ａの内側に納まる大きさとして、両端の外側に光照射面９ａの一部が位置しているように配されていてもよい。
照射口10のカバー部材の材料は、例えば石英ガラスまたはＢＫ７などであればよい。非光通過部の材料は、例えば、アルミニウム（Ａｌ），ステンレス（ＳＵＳ）または銅（Ｃｕ）などであればよい。本例では、筐体９は、照射口10を除き、非光通過部と同様の材料で形成されている。なお、筐体９は、光照射面９ａ以外の部分が非光通過部と異なる材料で形成されていても構わない。この場合の筐体９（光照射面９ａを除く）は、例えばアルミニウム（Ａｌ），ステンレス（ＳＵＳ），銅（Ｃｕ）などで形成されている。
気体供給部３は、上述の通り、光照射装置１と被印刷媒体との間の光照射面９ａ側の領域に気体を、好適には酸素を含まない窒素（Ｎ2）ガスなどの不活性ガスを供給することができる。このように、光照射面９ａ側から酸素を含まない気体を供給することによって、被印刷媒体に印刷されるなどして光照射面９ａに対向するように配置された光硬化型材料に対して、周囲の雰囲気中の酸素濃度を低減することができ、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酸素と反応することを低減することができる。その結果、光硬化型材料の硬化反応を阻害する要因を除き、硬化性を向上させることが可能となる。
気体供給部３は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、流路21と、流路21の上部に配された供給口22および下部に配された放出口23と、を備えている。気体供給部３に供給口22から供給される気体は、流路21内を流れ、放出口23から放出される。放出口23から放出された気体は、光照射装置１の光照射面９ａ側と被印刷媒体との間の領域に供給されることとなる。供給される気体は、例えば窒素（Ｎ2）ガス，アルゴン（Ａｒ）ガスなどの不活性ガスが好ましい。供給される気体は、酸素を実質的に含まないガス、あるいは光硬化型材料に含まれるラジカルとの反応性が低い不活性ガスであればよい。
流路21は、複数の板状部材24を有している。この場合の流路21は、複数の板状部材24によって形成されている。つまり、互いに接続した複数の板状部材24によって囲われた領域が流路21となる。板状部材24の材料は、例えばアルミニウム（Ａｌ），ステンレス（ＳＵＳ），銅（Ｃｕ）などの金属材料、またはアクリルなどの樹脂材料で形成されていればよい。
気体供給部３は、流路21の複数の板状部材24の一部が、筐体９に固定されていることによって、光照射部２に固定されている。複数の板状部材24の一部は、例えば、接着剤を介して筐体９に固定されたり、ねじ止めによって筐体９に固定されたりしている。このように流路21の一部が筐体９に固定されて接していると、流路21に供給される気体によって筐体９の放熱を向上させることもできるようになる。
供給口22および放出口23は、流路21の両端部に位置している。流路における複数の板状部材24によって囲われた開口が供給口22および放出口23として機能してもよいし、複数の板状部材24の１つに設けられた開口が供給口22および放出口23として機能してもよい。供給口22は、気体の供給元と接続されている。
流路21は、筐体９の光照射面９ａの照射口10の近傍に端部が位置するように配置されている。また、必ずしも光照射面９ａに回り込んでいる必要はなく、流路21の端部が光照射面９ａの横に並ぶように位置していてもよい。そして、流路21の端部に設けられた放出口23は、流路21の端部において照射口10からの光の照射方向に向かうように設けられた、照射口10の幅方向に渡って照射口10に対応して配置された複数の第１開口23ａおよび照射口10の幅方向の両端に対応して配置された第２開口23ｂを有している。
本例では、第１開口23ａは複数の円形の孔であって、照射口10の幅方向に渡って照射領域をカバーするような配列で配置されている。図１（ｂ）に示す一点鎖線は、第１開口23ａが配置されている領域を示すものである。第１開口23ａは、この領域の中に、種々の大きさ、形状、配置で設けられればよく、気体の放出の分布などを考慮して設けられる。これら複数の第１開口23ａは、例えばパンチング加工などによって効率よく形成することができる。一方、第２開口23ｂは、照射口10の幅方向に、両端に対応して位置するように、第１開口23ａの配列の領域に対応したスリット状などの細長い形状のものが配置されている。放出口23がこのような第２開口23ｂを有していることにより、幅方向に渡って配置された第１開口23ａからの放出だけでは幅方向の両端における気体の供給量が中央部に比べて低下しがちな傾向にあるのに対して、両端において気体の供給量を十分に確保することができる。これにより、光照射面９ａと照射対象である被印刷媒体との間への気体の供給量の分布の偏りを抑えて、光照射領域の全面に渡って硬化反応を良好に行なわせることができ、硬化性を向上させることができる。
なお、本例では気体供給部３の幅が光照射部２の幅よりも大きい場合の様子を示しているが、これに限られない。光照射装置１は複数台を並べて一体的に連結して使用する場合があるが、その場合には、気体供給部３の幅を光照射部２の幅以下として、第１開口23ａおよび第２開口23ｂの全体で照射口10の幅に対応して気体を供給するように設定すればよい。このとき、第１開口23ａおよび第２開口23ｂの全体の幅が照射口10の幅よりも小さくても、供給される気体は広がりをもって流れるので、照射口10から光が照射される範囲の雰囲気に気体を良好に供給することができる。
本例の流路21は、端部が光照射面９ａの照射口10の近傍に位置するように配置されている。すなわち、流路21の板状部材24の一部が光照射面９ａに接している。ここで、従来の光照射装置では、例えば照射口10に付着した光硬化型材料が光を吸収して発熱することによって、例えばカバーガラスなどが割れるおそれがある。これに対して、本開示の光照射装置１は、上記構成を有していることによって、随時供給されるガスの流路21が、光照射面９ａの一部に配されていることによって、光照射面９ａの放熱性を向上させることができる。これにより、光照射面９ａの割れの発生を抑制することができる。なお、本例では、光照射面９ａが照射口10および非光通過部を有しており、流路21は非光通過部のみに接続している。
照射口10は、光照射面９ａの中央部から、流路21が配された位置とは反対方向にずれて配置されていてもよい。その結果、流路21が位置する非光通過部の領域を大きくすることができ、光照射面９ａの放熱性を向上させることができる。また、照射口10は、光照射面９ａの中央部に配置されていてもよく、その配置は仕様に応じて設定すればよい。
流路21を構成する複数の板状部材24のうちのいくつかは、筐体９を兼ねていてもよい。その結果、流路21中を流れる気体が、筐体９の表面に直に接触することができるため、筐体９の放熱性を向上させることができる。
また、筐体９は、光照射面９ａに接続する側面９ｂを有し、流路21は、筐体９の側面９ｂから光照射面９ａにかけて配置されていることが好ましい。すなわち、流路21は、図１（ａ）に示すように、筐体９が光照射面９ａに接続する側面９ｂを有し、その筐体９の側面９ｂに接続されて、筐体９の側面９ｂから光照射面９ａにかけて配置されていることが好ましい。その結果、流路21中を流れる気体によって、筐体９の光照射面９ａに限らず、筐体９の側面９ｂの放熱性を向上させることができる。また、前述のように、流路21が光照射面９ａにかけて回り込むように配置されていなくても、筐体９の側面９ｂの放熱性を向上させることができる。
気体供給部３の流路21においては、放出口23から気体を偏りなく放出できるように、種々の工夫を採用することができる。そのような例のいくつかを図３に示す。図３（ａ）～（ｃ）は、それぞれ本開示の光照射装置の実施形態における流路の内側の例を示す斜視図である。
図３（ａ）に示すように、気体供給部３においては、放出口23の流路21側に配置された多孔質部材25を有することが好ましい。これにより、放出口23の直前で気体の流れの偏りを抑えて、放出口23から一様な流れで気体を放出できるようになり、被印刷媒体に向けて放出する気体の分布の偏りが改善されるので、光硬化型材料の硬化性を向上させることができる。
このような多孔質部材25には、複数の第１開口23ａの開口率よりも開口の細かい金属メッシュなどの網状部材（メッシュ状部材）、軽石あるいは多孔質セラミックスのような硬質多孔質部材、織布・不織布あるいはスチールウールなどの繊維状多孔質部材など、気体の通過に対して一定の抵抗となって気体の流れの偏りを修正することができるものであれば、気体の放出に対して要求される仕様に応じて種々の多孔質材料からなるものを使用することができる。また、その大きさおよび厚さなどについては、使用する材料に応じて適宜調整すればよい。また、放出口23の全体に渡って同じ材料・材質のものであるような制約はなく、後述するような流路の工夫に合わせて複数の材料・材質のものを組み合わせて使用してよい。
この多孔質部材25を配置する場合は、放出口23の流路21側において、放出口23が形成された板状部材24に当接させて配置しても、板状部材24から少し隙間を空けて配置してもよい。
次に、図３（ｂ）に示すように、気体供給部３においては、流路21は、放出口23から上流側において複数の分岐流路に分岐していることが好ましい。これにより、供給口22から供給された直後は流路21の幅方向に気体の供給量の分布があるのに対して、分岐流路の配置によって分布を調整することができるので、放出口23から一様な流れで気体を放出できるようになり、被印刷媒体に向けて放出する気体の分布の偏りが改善されるので、光硬化型材料の硬化性を向上させることができる。
このような分岐流路は、例えば筐体９の側面９ｂに沿った部分の流路21内に複数の整流板26を配置して構成してもよい。本例では整流板26を気体の流れに対して幅方向の中央側から端に向けて傾けた配置として、流路21の幅方向の中央に配置された供給口22からの気体の流れを、中央部よりも両側の部分に流れやすくするようにして、放出口23の配列の中央部に偏りがちな気体の流れを修正するようにしている。このような整流板26は、気体の流れに平行に配置してもよく、流路21の幅方向に不均等に配置してもよい。また、分岐流路を形成するには整流板26といった板状の部材に限らず、気体の流れに直交する方向に幅の大きな部材を配置して、幅の割合を小さくした分岐流路としてもよい。また、このようにして複数に分岐された分岐流路と、それらに対応させて配置した異なる特性の多孔質部材25とを組み合わせて、放出口23からの気体の放出の分布を調整するようにしてもよい。
次に、図３（ｃ）に示すように、気体供給部３においては、流路21は、放出口23の上流側に所定の間隔を空けて配置された第２多孔質部材27を有することが好ましい。これにより、供給口22から供給された気体の分布の偏りを放出口23よりも供給口22に近い上流側に配置された第２多孔質部材27によって調整することができるので、放出口23から一様な流れで気体を放出できるようになり、被印刷媒体に向けて放出する気体の分布の偏りが改善され、光硬化型材料の硬化性を向上させることができる。
第２多孔質部材27には多孔質部材25と同様のものを使用することができる。第２多孔質部材27の大きさは、流路21の断面の全体に渡る大きさとするのが好ましく、第２多孔質部材27の厚みは、使用する材料・材質に応じて適宜調整すればよい。また、第２多孔質部材27の材料・材質は、流路21の幅方向あるいは厚み方向で複数のものを組み合わせて使用してもよい。
これら図３（ａ）～（ｃ）に示す多孔質部材25、分岐流路に分岐する整流板26、および第２多孔質部材27は、それぞれ単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。
次に、流路21は、互いに接続した複数の板状部材24で構成されていることが好ましい。これにより、流路21を形成する自由度を確保しやすくなる。流路21を構成する複数の板状部材24と筐体９とは、同じ材料で形成されていてもよい。その場合は、板状部材24と筐体９との熱膨張差に起因して流路21が筐体９から外れることを抑制できる。流路21の１つの板状部材24が筐体９を兼ねている場合には、筐体９と共有している板状部材は、筐体９として扱うことになる。なお、流路21を構成する複数の板状部材24の熱伝導率が筐体９の熱伝導率と同程度であれば、流路21と筐体９とは別材料で形成されていてもよい。
流路21を構成する複数の板状部材24は、複数の板状部材24のうち、最も照射口10の近くに位置する第１板状部材24ａと、最も被印刷媒体の近くに位置する第２板状部材24ｂとを有している。
第１板状部材24ａは、照射口10の縁に沿って配置されていることが好ましい。すなわち、本例では、照射口10は、光照射面９ａの一端から他端まで伸びた帯状であることから、第１板状部材24ａは、この照射口10の流路21側の縁に沿って、光照射面９ａの一端から他端にかけて幅方向に渡って配置されている。これにより、例えば、照射口10から第１板状部材24ａで反射して被印刷媒体に入射する場合など、被印刷媒体に入射する光強度の分布の均一性を向上させることができる。
第１板状部材24ａは、光照射面９ａ側から光の照射方向に沿って、照射口10から遠ざかるように傾いていることが好ましい。換言すれば、被印刷媒体に近付くにつれて流路21が狭くなるように傾いていてもよい。これにより、光照射面９ａを介して照射される光が第１板状部材24ａで遮られることを抑制することができる。
第１板状部材24ａは、照射口10側の面が、発光素子４の光を反射する状態であることが好ましい。具体的には、第１板状部材24ａは金属材料で形成されて、照射口10側の面が比較的鏡面状態に近いものであるとよい。これにより、照射口10から第１板状部材24ａに入射した光を被印刷媒体に向けて反射させることができるため、光硬化型材料の硬化性を向上させることができる。
光照射装置１の下面側に配置された第２板状部材24ｂには、放出口23が設けられている。これにより、被印刷媒体と放出口23との距離を近付けることができる。
第２板状部材24ｂに放出口23が配置されている場合は、第２板状部材24ｂは、光照射面９ａに対して平行であってもよい。一般的に、光照射面９ａは被印刷媒体に対して平行に対向されていることから、第２板状部材24が光照射面９ａに平行であれば、被印刷媒体に対して最短距離で気体を放出して吹き付けることができる。
図４に、本開示の印刷装置の実施形態の例における概略構成を模式的に正面図で示す。図４に示す例の印刷装置100は、搬送部120によって搬送される被印刷媒体110に印刷を行なう印刷部130と、印刷されて搬送される被印刷媒体110に光を照射する本開示の光照射装置１とを備える。ここで、印刷部130によって印刷するインクが光硬化型インクであることによって、印刷された被印刷媒体110は光硬化型材料となる。本開示の光照射装置１と、光照射装置１の放出口23からの気体が供給されるとともに照射口10からの光が照射される、この光硬化型材料を搬送する搬送部120とを備えていることにより、本開示の光硬化装置となる。すなわち、本開示の印刷装置100は、本開示の光照射装置１と、光照射装置１の放出口23からの気体が供給されるとともに照射口10からの光が照射される光硬化型材料を搬送する搬送部120とを備えている本開示の光硬化装置を備えているとともに、その光硬化型材料として被印刷媒体110に光硬化型インク131を印刷する、印刷部130とを備えているものである。
印刷装置100は、搬送部120で被印刷媒体110を搬送しつつ、被印刷媒体110に光硬化型インク131を被着させ、その後に光照射装置１で光硬化型インク131を硬化させることによって、被印刷媒体110に所定の印刷を行なうことができる。その際、光照射装置１からは被印刷媒体110との間に酸素を含まない気体を良好な分布で放出しつつ光を照射するので、硬化反応を阻害する酸素を雰囲気中から低減させて光硬化を行なわせることができるので、光硬化型インク131の硬化性を向上させることができる。
なお、図４において、照射口10から引かれている一点鎖線は、光を照射する範囲を示しており、気体供給部３の下方に描かれた破線の矢印は、気体が放出される向きを示している。
搬送部120は、被印刷媒体110を、印刷部130、光照射装置１の順に通過させることができる。搬送部120は、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を有し、必要に応じて被印刷媒体110が載置されて移動していく載置台を含んで構成されている。搬送部120は、被印刷媒体110を一対の搬送ローラの間に送り込み、この搬送ローラを回転させることにより、被印刷媒体110を搬送方向へ送り出すものである。
印刷部130は、搬送部120によって搬送される被印刷媒体110に対して、光硬化型インク131を所望のパターンで被着させて印刷し、光硬化型材料とする機能を有している。この印刷部130には、インクジェット（ＩＪ）ヘッドを用いることができ、光硬化型インクからなる液滴を被印刷媒体110に向けて吐出し、被印刷媒体110に被着させるように構成されている。光硬化型インク131としては、例えば紫外線硬化型インクが採用されるが、そ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も使用可能である。
なお、本例では、印刷部130として、ライン型のＩＪヘッドを例に挙げたが、印刷部130はこれに限られるものではない。例えば、シリアル型のＩＪヘッドを採用していてもよい。さらに、印刷部130として、紫外線硬化型インクを用いるオフセット印刷機、フレキソ印刷機またはスクリーン印刷機などを採用してもよい。
この印刷装置100では、搬送部120が被印刷媒体110を図における右から左への搬送方向に搬送している。印刷部130は、搬送されている被印刷媒体110に対して例えば紫外線硬化型インク131を吐出して、被印刷媒体110の表面にインク131を付着させる。このとき、被印刷媒体110に付着させるインク131は、被印刷媒体110の全面への付着であっても、部分への付着であってもよく、所望パターンで付着させればよい。この印刷装置100では、被印刷媒体110に印刷した光硬化型インク131に光照射装置１から紫外線を照射して、インク131を硬化させる。
本開示の光硬化装置および印刷装置100によれば、本開示の光照射装置１が有する上述の効果を奏することができる。
本例の印刷装置100では、光照射装置１と印刷部130は、光照射装置１の気体供給部３を間に介在させるように配置されている。これにより、気体供給部３が光照射部２と印刷部130との間に位置するため、光照射部２の光が印刷部130に入射して、印刷部130の吐出孔が目詰まりすることを低減することができる。
光照射装置１に接続された制御部140は、光照射装置１の発光を制御する機能を担っている。この制御部140は内部にメモリを有しており、このメモリには、印刷部130であるＩＪヘッドから吐出される光硬化型インク131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、液滴として吐出する光硬化型インク131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100では、この制御部140を有することによって、制御部140の格納情報に基づいて、光源としての複数の発光素子４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100によれば、使用するインク131の特性に応じた適正な光量で光照射装置１によって光を照射することができ、比較的低エネルギーの光で光硬化型インク131を硬化させることができる。
また、本例では、印刷部130としてＩＪヘッドを用いた印刷装置100が光照射装置１を備えている例を示しているが、この光照射装置１は、光硬化型材料として例えばレジストなどのペーストを対象物の表面にスピンコートしたもの、あるいは光硬化型樹脂をスクリーン印刷したものを搬送し、それに光を照射して硬化させる光硬化装置として、各種類の樹脂硬化装置にも適用することができる。
本開示の光照射装置、光硬化装置および印刷装置によれば、流路から供給されて放出口から放出される気体の偏りが改善されて、被印刷媒体などの光硬化型材料の近傍から硬化反応を阻害する雰囲気中の酸素を低減できるので、光硬化型材料の硬化性を向上させることが可能となる。
以上、本開示について具体的な実施形態の例を詳細に説明したが、本開示は上述の実施形態の例に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。
１…光照射装置
２…光照射部
３…気体供給部
４…発光素子
９…筐体
９ａ…光照射面
９ｂ…側面
10…照射口
21…流路
23…放出口
23ａ…第１開口
23ｂ…第２開口
24…板状部材
24ａ…第１板状部材
24ｂ…第２板状部材
25…多孔質部材
27…第２多孔質部材
100…印刷装置
110…被印刷媒体
120…搬送部
130…印刷部
131…光硬化型インク（インク）
２…光照射部
３…気体供給部
４…発光素子
９…筐体
９ａ…光照射面
９ｂ…側面
10…照射口
21…流路
23…放出口
23ａ…第１開口
23ｂ…第２開口
24…板状部材
24ａ…第１板状部材
24ｂ…第２板状部材
25…多孔質部材
27…第２多孔質部材
100…印刷装置
110…被印刷媒体
120…搬送部
130…印刷部
131…光硬化型インク（インク）
Claims (9)
- 発光素子と、
該発光素子が内部に配され、光照射面に前記発光素子の光が通過可能な照射口を有した筐体と、
該筐体の前記光照射面の前記照射口の近傍に端部が位置するように配置された、気体を供給する流路と、
該流路の前記端部に設けられた、前記照射口の幅方向に渡って対応して配置された複数の第１開口および前記照射口の幅方向の両端に対応して配置された第２開口を有する、前記気体の放出口と、
該放出口の前記流路側に配置された多孔質部材と
を備えている、光照射装置。 - 前記流路は、前記放出口から上流側において複数の分岐流路に分岐している、請求項１に記載の光照射装置。
- 前記流路は、前記放出口の上流側に所定の間隔を空けて配置された第２多孔質部材を有する、請求項１に記載の光照射装置。
- 前記筐体は、前記光照射面に接続する側面を有し、前記流路は、前記筐体の前記側面から前記光照射面にかけて配置されている、請求項１に記載の光照射装置。
- 発光素子と、
該発光素子が内部に配され、光照射面に前記発光素子の光が通過可能な照射口を有した筐体と、
該筐体の前記光照射面の前記照射口の近傍に端部が位置するように配置された、気体を供給する流路と、
該流路の前記端部に設けられた、前記照射口の幅方向に渡って対応して配置された複数の第１開口および前記照射口の幅方向の両端に対応して配置された第２開口を有する、前記気体の放出口とを備えており、
前記流路は、互いに接続した複数の板状部材で構成され、複数の前記板状部材のうち、前記照射口の縁に沿って配置された第１板状部材を有しており、
前記第１板状部材は、前記光照射面側から光の照射方向に沿って、前記照射口から遠ざかるように傾いている、光照射装置。 - 前記第１板状部材の前記照射口側の面は、前記発光素子の光を反射する状態である、請求項５に記載の光照射装置。
- 前記筐体は、前記光照射面に接続する側面を有し、前記流路は、前記筐体の前記側面から前記光照射面にかけて配置されている、請求項５に記載の光照射装置。
- 請求項１～７のいずれかに記載の光照射装置と、
該光照射装置の前記放出口からの前記気体が供給されるとともに前記照射口からの光が照射される光硬化型材料を搬送する搬送部と
を備えている、光硬化装置。 - 請求項８に記載の光硬化装置と、
前記光硬化型材料として被印刷媒体に光硬化型インクを印刷する印刷部と
を備えている、印刷装置。
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