光照射デバイス、光照射モジュールおよび印刷装置
【課題】 紫外線発光素子の発する光を有効に取り出し、高い紫外線照射エネルギーを実現する光照射デバイスを提供する。
【解決手段】 基体１０の貫通孔１２に収容される発光素子２０を備え、基体１０は、第１貫通孔１２ａを有する第１基板１０ａと、第１基板１０ａの両面に配置された、対応する第１貫通孔１２ａよりも太い第２貫通孔１２ｂを有する一対の第２基板１０ｂと、第１電力供給回路４０ａおよび第２電力供給回路４０ｂとを有しており、発光素子２０は、ベース基板２１と半導体層２２と第１電極２３および第２電極２４とを有し、熱伝導性接着剤５０を介して第１貫通孔１２ａの内壁に接着され、第１電力供給回路４０ａと第１電極２３とが、および第２電力供給回路４０ｂと第２電極２４とがそれぞれ第１金属線１５ａ、および第２金属線１５ｂを介して接続されている光照射デバイスである。
【解決手段】 基体１０の貫通孔１２に収容される発光素子２０を備え、基体１０は、第１貫通孔１２ａを有する第１基板１０ａと、第１基板１０ａの両面に配置された、対応する第１貫通孔１２ａよりも太い第２貫通孔１２ｂを有する一対の第２基板１０ｂと、第１電力供給回路４０ａおよび第２電力供給回路４０ｂとを有しており、発光素子２０は、ベース基板２１と半導体層２２と第１電極２３および第２電極２４とを有し、熱伝導性接着剤５０を介して第１貫通孔１２ａの内壁に接着され、第１電力供給回路４０ａと第１電極２３とが、および第２電力供給回路４０ｂと第２電極２４とがそれぞれ第１金属線１５ａ、および第２金属線１５ｂを介して接続されている光照射デバイスである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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デバイス、光照射モジュールおよび印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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等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。
【０００３】
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。
【０００４】
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、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。
【０００５】
しかしながら、紫外線発光素子からの光は、発光素子の上面からのみではなく下面からも照射されるため、上述の光照射モジュールでは発光素子が発する光を有効に取り出すことができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２４４１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、紫外線発光素子の発する光を有効に取り出し、高い紫外線照射エネルギーを実現することができる光照射デバイス、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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光照射デバイスは、複数の貫通孔を有する基体と、前記貫通孔のそれぞれに収容される複数の発光素子とを備え、前記基体は、前記複数の貫通孔を構成する複数の第１貫通孔を有する第１基板と、該第１基板の両面にそれぞれ配置された、前記複数の第１貫通孔のそれぞれと連なって前記貫通孔を構成する、対応する前記第１貫通孔よりも太い複数の第２貫通孔を有する一対の第２基板と、前記第１基板と前記一対の第２基板との間の少なくとも一方に配置された第１電力供給回路および第２電力供給回路とを有しており、前記発光素子は、ベース基板と、該ベース基板の上面に形成された、発光層を含む半導体層と、前記ベース基板または前記半導体層に設けられた第１電極および第２電極とを有し、前記発光素子は、熱伝導性接着剤を介して前記第１貫通孔の内壁に接着され、前記第１電力供給回路と前記第１電極とが、および前記第２電力供給回路と前記第２電極とがそれぞれ第１金属線、および第２金属線を介して接続されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の光照射デバイスは、上記構成において、前記第２貫通孔の径は、前記第１基板から遠ざかるにつれて漸次大きくなっていることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の光照射デバイスは、上記構成において、前記第１金属線および第２金属線が導電性ペーストを用いて形成されており、前記第１金属線は、前記第１電力供給回路の上面と、前記第１電極の上面と、前記第１電力供給回路および前記第１電極の間に位置する前記熱伝導性接着剤の上面とを連続的に覆っており、前記第２金属線は、前記第２電力供給回路の上面と、前記第２電極の上面と、前記第２電力供給回路および前記第２電極の間に位置する前記熱伝導性接着剤の上面とを連続的に覆っていることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の光照射デバイスは、上記構成において、前記熱伝導性接着剤、前記第１金属線および前記第２金属線が導電性ペーストを用いて形成されており、前記熱伝導性接着剤は、前記第１電力供給回路側の前記第１貫通孔の内壁と前記第１電極側の前記発光素子とを接着する第１熱伝導性接着剤と、前記第２電力供給回路側の前記第１貫通孔の内壁と前記第２電極側の前記発光素子とを接着する第２熱伝導性接着剤とを有し、前記第１熱伝導性接着剤と前記第１金属線とが、および前記第２熱伝導性接着剤と前記第２金属線とがそれぞれ一体的に形成されているとともに、前記第１熱伝導性接着剤と前記第１金属線とが前記第１電力供給回路の上面と前記第１電極の上面とを、および前記第２熱伝導性接着剤と前記第２金属線とが前記第２電力供給回路の上面と前記第２電極の上面とをそれぞれ連続的に覆っていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の光照射デバイスは、上記構成において、前記第１基板の内部、前記第２基板の内部および前記第１基板と前記第２基板との間の少なくともいずれか１つに、冷媒が挿通可能な流路が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の光照射モジュールは、上述したいずれかの本発明の光照射デバイスと、該光照射デバイスの両面のそれぞれに面して前記複数の発光素子からの光を前記基体の側面方向に反射するように配置された反射鏡とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の印刷装置は、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述したいずれかの本発明の光照射デバイスまたは上述した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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光照射デバイスによれば、複数の貫通孔を有する基体と、前記貫通孔のそれぞれに収容される複数の発光素子とを備え、前記基体は、前記複数の貫通孔を構成する複数の第１貫通孔を有する第１基板と、該第１基板の両面にそれぞれ配置された、前記複数の第１貫通孔のそれぞれと連なって前記貫通孔を構成する、対応する前記第１貫通孔よりも太い複数の第２貫通孔を有する一対の第２基板と、前記第１基板と前記一対の第２基板との間の少なくとも一方に配置された第１電力供給回路および第２電力供給回路とを有しており、前記発光素子は、ベース基板と、該ベース基板の上面に形成された、発光層を含む半導体層と、前記ベース基板または前記半導体層に設けられた第１電極および第２電極とを有し、前記発光素子は、熱伝導性接着剤を介して前記第１貫通孔の内壁に接着され、前記第１電力供給回路と前記第１電極とが、および前記第２電力供給回路と前記第２電極とがそれぞれ第１金属線、および第２金属線を介して接続されていることから、発光素子の発する光は基体の両面から照射されるとともに、発光素子の発する熱を有効の放散させることが可能であるので、発光素子が発する紫外線を有効に活用できるとともに、高い紫外線照射エネルギーを実現することができる光照射デバイスが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の光照射デバイスおよび光照射モジュールの実施の形態の一例を示す平面図である。
【図２】図１に示した光照射モジュールの１I−１I線に沿った断面図である。
【図３】図１に示した光照射デバイスを用いた光照射モジュールの側面図である。
【図４】図３に示した光照射モジュールを用いた印刷装置の一例を示す上面図である。
【図５】図４に示した印刷装置の側面図である。
【図６】図１に示した光照射デバイスの第１変形例を示す断面図である。
【図７】図１に示した光照射デバイスの第２変形例を示す断面図である。
【図８】図１に示した光照射デバイスの第３変形例を示す断面図である。
【図９】図１に示した光照射デバイスの第４変形例を示す断面図である。
【図１０】図１に示した光照射デバイスの第５変形例を示す断面図である。
【図１１】図４に示した印刷装置に図１に示した光照射モジュールを組み込んだ場合の一例を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の光照射デバイス、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に限定されるものではない。
【００１８】
（光照射デバイス）
図１および図２に示す光照射デバイス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またはインクジェット印刷装置等の印刷装置に組み込まれ、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、紫外線照射モジュールの紫外線発生光源として機能する。
【００１９】
光照射デバイス１は、複数の貫通孔１２を有する基体１０と、貫通孔１２内に設けられた複数の接続パッド１３と、複数の貫通孔１２のそれぞれに収容される発光素子２０と、各貫通孔１２内に充填され発光素子２０を被覆する封止材３０とを有している。
【００２０】
基体１０は、貫通孔１２を構成する複数の第１の貫通孔１２ａを有する第１基板１０ａと、第１基板１０ａの両面にそれぞれ配置された、複数の第１貫通孔１２ａのそれぞれと連なって貫通孔１２を構成する複数の第２貫通孔１２ｂを有する一対の第２基板１０ｂと、第１基板１０ａの一方主面１１に発光素子２０同士を接続するための第１電力供給回路４０ａおよび第２電力供給回路４０ｂとを備え、一方主面１１側から平面視して略矩形状をなしており、貫通孔１２内でシリコーン樹脂などの熱伝導性接着剤５０を介して発光素子２０を支持している。
【００２１】
基体１０を構成する基板１０ａおよび基板１０ｂ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、ならびに銅（Ｃｕ）およびアルミニウム（Ａｌ）などの金属をエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂で被覆した複合材などによって形成される。
【００２２】
次に、第１電力供給回路４０ａおよび第２電力供給回路４０ｂ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）等の導電性材料により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。
【００２３】
次に、第１貫通孔１２ａの内壁には、熱伝導性接着剤５０を介して第１貫通孔１２ａの
内壁と対向する発光素子２０の外周面が接着されている。このように発光素子２０の外周面を熱伝導性接着材５０で接着することにより、発光素子２０が駆動により発する熱を有効に基体１０に拡散することができる。
【００２４】
次に、第２貫通孔１２ｂは、各々の形状が第１基板１０ａ側から第１基板１０ａ側と反対に位置する表面側に向かって貫通孔の径が漸次大きくなるように、その内周面１４が傾斜している。第２貫通孔１２ｂの径は、対応する第１貫通孔１２ａの径よりも太くされている。本例における第１貫通孔の平面視における形状は矩形であり、第２貫通孔の平面視における形状は円形であるが、貫通孔の形状は矩形、円形あるいは楕円形など、どのような形状であってもよい。
【００２５】
このような貫通孔１２ｂは、その内周面１４で発光素子２０の発する光を上方または下方に反射し、光の取り出し効率を向上させる機能を有する。
【００２６】
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のセラミック材料、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のいずれか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、貫通孔１２ｂの内周面１４に金属製の反射膜を設けてもよい。
【００２７】
貫通孔１２は、基板１０の全体に渡って縦横の並びに配列されている。例えば、本例では、いわゆる千鳥足状に、すなわち複数列のジグザグ状の並びに配列されている。このように千鳥足状に配列することによって、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比較的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。
【００２８】
本例の光照射デバイス１では、貫通孔１２の配列を千鳥足状としたが、正格子の格子点に位置するような配列としてもよく、要求される照度および照度分布を満足すればどのように配列してもよい。
【００２９】
なお、当然のことながら、本例の複数の発光素子２０の光出力は略同じ値のものである。例えば、本例における複数の発光素子２０の全体としての光出力のばらつきは１０％以内である。
【００３０】
以上のような、第１基板１０ａおよび第２基板１０ｂを備えた基体１０は、第１基板１０ａや第２基板１０ｂがセラミックスなどから成る場合であれば、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り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。第１基板１０ａとなるセラミックグリーンシートには貫通孔１２ａに対応する孔を、第２基板１０ｂとなるセラミックグリーンシートには貫通孔１２ｂに対応する孔をそれぞれパンチング等の方法により形成する。
【００３１】
次に、第１電力供給回路４０ａおよび第２電力供給回路４０ｂとなる金属ペーストをグリーンシート上に印刷（図示せず）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して積層体とする。この第１電力供給回路４０ａおよび第２電力供給回路４０ｂ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。
【００３２】
次に、この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、第１電力供給回路４０ａおよび第２電力供給回路４０ｂおよび貫
通孔１２を有する基体１０を形成することができる。
【００３３】
また、第１基板１０ａや第２基板１０ｂが樹脂から成る場合であれば、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、熱硬化型樹脂の前駆体シートを準備する。次に、第１電力供給回路４０ａおよび第２電力供給回路４０ｂ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。
【００３４】
そして、前駆体シートに貫通孔１２に対応する穴をレーザー加工やエッチング等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。また、熱硬化型樹脂の代わりに、銅（Ｃｕ）およびアルミニウム（Ａｌ）などの金属体に熱硬化型樹脂を被覆したものを用いてもよい。
【００３５】
一方、基体１０の貫通孔１２内には、第１基板１０ａの一方主面１１に形成されて発光素子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）線等からなる第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂによって接続された発光素子２０と、発光素子２０を第１貫通孔１２ａの内壁に接着する熱伝導性接着剤５０と、発光素子２０を封止する封止材３０とが設けられている。
【００３６】
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成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）線等からなる第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂによって発光素子２０に接続される。
【００３７】
また、発光素子２０は、例えば、ＧａＡｓやＧａＮ等の半導体材料からなるｐ型半導体層およびｎ型半導体層等をサファイア基板等のベース基板２１上に積層してなる発光ダイオード、あるいは半導体層が有機材料からなる有機ＥＬ素子等により構成されている。
【００３８】
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に金（Ａｕ）線およびアルミ（Ａｌ）線等からなる第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂをそれぞれ介して接続されたＡｇ等の金属材料からなる第１電極２３および第２電極２４とを備えており、基体１０に形成された接続パッド１３に対してワイヤボンディング接続されている。ここで、発光素子２０の第１電極２３は接続パッド１３を介して第１電力供給回路４０ａに、第２電極２４は接続パッド１３を介して第２電力供給回路４０ｂにそれぞれ接続されている。そして、発光素子２０は、第１電極２３および第２電極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ので、その光をベース基板２１を介して、または直接外部へ出射する。なお、ベース基板２１は、省略することが可能なのは周知の通りである。
【００３９】
本例では、発光素子２０に、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素子を採用している。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。
【００４０】
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。
【００４１】
封止材３０は、光透過性の樹脂材料等の絶縁材料で形成されており、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。
【００４２】
また、封止材３０は、発光素子２０を構成するベース基板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）等で形成されることで、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。
【００４３】
かかる封止材３０は、発光素子２０を基体１０上に実装した後、シリコーン樹脂等の前駆体を貫通孔１２ｂに充填し、これを硬化させることで形成される。
【００４４】
このように構成された光照射デバイス１は、発光素子２０が発する光を基板１０ａから基板１０ａの両面に配置された基板１０ｂに設けられたそれぞれの貫通孔１２ｂから両方向に照射することができる。
【００４５】
（光照射モジュールの実施形態）
図３に示す例の光照射モジュール１００は、上述の光照射デバイス１と、光照射デバイス１の両面に面して、発光素子２０からの光を光照射デバイス１を構成する基体１０の側面方向に反射するように配置された一対の反射鏡１１０とを備えている。
【００４６】
本例の光照射モジュール１００における反射鏡１１０は、一対の平面鏡であり、光照射デバイス１の両面から照射された光を基体１０の一側面方向に反射するように、光照射デバイス１の一側面と反対側の一端側でいずれの反射鏡も光照射デバイス１との距離が短くなり、一側面と同じ側の他端側で光照射デバイス１との距離が長くなるように傾斜して配置されている。
【００４７】
このような光照射モジュール１００は、光照射デバイス１からの光を反射鏡１１０によって反射させるとともに、基体１０の一側面側で集光させることによって、光照射モジュール１の小型化と光の高照度化とが同時に実現できる。
【００４８】
（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、上述した光照射モジュール１００と、この光照射モジュール１００の発光を制御する制御機構２３０とを備えている。
【００４９】
搬送機構２１０は、記録媒体２５０をインクジェットヘッド２２０、光照射モジュール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。
【００５０】
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あるいは光硬化型樹脂などが挙げられる。
【００５１】
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。
【００５２】
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く、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。
【００５３】
印刷装置２００において光照射モジュール１００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。この光照射モジュール１００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および第２発光素子３０ｂ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。
【００５４】
制御機構２３０は、光照射モジュール１００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。
【００５５】
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モジュール１００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。
【００５６】
本例の印刷装置２００によれば、光照射モジュール１００の有する上述の効果を享受することができる。
【００５７】
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。
【００５８】
例えば図６に示す第１変形例のように、第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂを、銀（Ａｇ）ペースト、カーボンペーストおよびエポキシ樹脂などの樹脂に貴金属粉末を混合したペーストなどの導電性ペーストで形成してもよい。この場合、発光素子２０の備える第１電極２３の上面と、第１電力供給回路４０ａの一端に配置される電極パッド１３の上面と、第１電極２３および第１電力供給回路４０ａの一端に配置される電極パッド１３との間に位置する熱伝導性接着材５０の上面および基板１０ａの一方主面１１の上面とを連続的に導電性ペーストが覆っている。同様に、発光素子２０の備える第２電極２４の上面と、第２電力供給回路４０ｂの一端に配置される電極パッド１３の上面と、第２電極２４および第２電力供給回路４０ｂの一端に配置される電極パッド１３との間に位置する熱伝導性接着材５０の上面および基板１０ａの一方主面１１の上面とを連続的に導電性ペーストが覆っている。このような構成とすることにより、発光素子２０の上方の空間に金（Ａｕ）線またはアルミニウム（Ａｌ）線などからなる第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂが存在しないことから、発光素子２０の発した光が第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂで遮られることがないので、発光強度が低下するのを抑制することができる。
【００５９】
また、例えば図７に示す第２変形例のように、熱導電性接着剤５０および第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂを銀（Ａｇ）ペースト、カーボンペーストおよびエポキシ樹脂などの樹脂に貴金属粉末を混合したペーストなどの導電性ペーストで一体的に形成してもよい。
【００６０】
このような構成とすることで、上述の第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂを導電性ペーストで形成する場合の効果を享受することができるとともに、発光素子２０を熱伝導性接着材５０で第１貫通孔１２ａの内壁に接着する工程と、第１電極２３および第２電極２４と第１電力供給回路４０ａおよび第２電力供給回路４０ｂの一端に形成される接続パッド１３との第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂによる接続工程とを同時に行なうことができるため、製造工程の簡素化が行なえる。
【００６１】
さらに、例えば図８、図９および図１０に示す第３変形例、第４変形例および第５変形例のように、第１基板１０ａの内部に流路１２０を、第２基板１０ｂの内部に流路１２０を、および第１基板１０ａと第２基板１０ｂとの間に流路１２０を設けてもよい。この流路１２０は第１基板１０ａまたは第２基板１０ｂの全体に渡って配置されているのが好ましく、１つの流路が第１基板１０ａまたは第２基板１０ｂの両端で反転するように蛇行して設けられてもよいし、複数の流路が第１基板１０ａまたは第２基板１０ｂの一端から多端まで直線状に設けられていてもよいし、発光素子２０が駆動することによって第１基板１０ａまたは第２基板１０ｂの基板温度が最も高くなる基板中央部から基板外周部に向かって複数の流路が設けられてもよい。このような流路１２０に冷媒としての流体を流すことによって、発光素子２０が駆動によって発する熱を有効に外部に放出することができる。
【００６２】
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。
【００６３】
本例では、光照射モジュール１００を印刷装置２００に組み込んだ例を示しているが、光照射デバイス１を印刷装置２００に組み込むことも可能である。図１１に光照射デバイス１を印刷装置２００に組み込んだ場合の一例の要部断面図を示すが、記録媒体２５０に光照射デバイス１の一方面から出射される紫外線を照射した後に、搬送ローラ２１２によって記録媒体２５０を反転させ、光照射デバイス１の他方面から出射される紫外線を照射する機構とすることで、紫外線の積算光量を比較的多くすることができるとともに、紫外線照射装置の記録媒体２５０の送り方向における小型化を図ることができる。
【００６４】
本例では、インクジェットヘッド２２０を用いた印刷装置２００に光照射モジュール１００を適用した例を示しているが、この光照射モジュール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、光照射モジュール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。
【符号の説明】
【００６５】
１ 光照射デバイス
１０ 基体
１０ａ 第１基板
１０ｂ 第２基板
１１ 一方主面
１２ 貫通孔
１３ 接続パッド
１４ 内周面
１５ａ 第１金属線
１５ｂ 第２金属線
２０ 発光素子
２１ ベース基板
２２ 半導体層
２３ 第１素子電極
２４ 第２素子電極
３０ 封止材
４０ａ 第１電力供給回路
４０ｂ 第２電力供給回路
５０ 熱伝導性接着剤
１００ 光照射モジュール
１１０ 反射鏡
１２０ 流路
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
【技術分野】
【０００１】
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デバイス、光照射モジュールおよび印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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等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。
【０００３】
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。
【０００４】
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、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。
【０００５】
しかしながら、紫外線発光素子からの光は、発光素子の上面からのみではなく下面からも照射されるため、上述の光照射モジュールでは発光素子が発する光を有効に取り出すことができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２４４１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、紫外線発光素子の発する光を有効に取り出し、高い紫外線照射エネルギーを実現することができる光照射デバイス、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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光照射デバイスは、複数の貫通孔を有する基体と、前記貫通孔のそれぞれに収容される複数の発光素子とを備え、前記基体は、前記複数の貫通孔を構成する複数の第１貫通孔を有する第１基板と、該第１基板の両面にそれぞれ配置された、前記複数の第１貫通孔のそれぞれと連なって前記貫通孔を構成する、対応する前記第１貫通孔よりも太い複数の第２貫通孔を有する一対の第２基板と、前記第１基板と前記一対の第２基板との間の少なくとも一方に配置された第１電力供給回路および第２電力供給回路とを有しており、前記発光素子は、ベース基板と、該ベース基板の上面に形成された、発光層を含む半導体層と、前記ベース基板または前記半導体層に設けられた第１電極および第２電極とを有し、前記発光素子は、熱伝導性接着剤を介して前記第１貫通孔の内壁に接着され、前記第１電力供給回路と前記第１電極とが、および前記第２電力供給回路と前記第２電極とがそれぞれ第１金属線、および第２金属線を介して接続されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の光照射デバイスは、上記構成において、前記第２貫通孔の径は、前記第１基板から遠ざかるにつれて漸次大きくなっていることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の光照射デバイスは、上記構成において、前記第１金属線および第２金属線が導電性ペーストを用いて形成されており、前記第１金属線は、前記第１電力供給回路の上面と、前記第１電極の上面と、前記第１電力供給回路および前記第１電極の間に位置する前記熱伝導性接着剤の上面とを連続的に覆っており、前記第２金属線は、前記第２電力供給回路の上面と、前記第２電極の上面と、前記第２電力供給回路および前記第２電極の間に位置する前記熱伝導性接着剤の上面とを連続的に覆っていることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の光照射デバイスは、上記構成において、前記熱伝導性接着剤、前記第１金属線および前記第２金属線が導電性ペーストを用いて形成されており、前記熱伝導性接着剤は、前記第１電力供給回路側の前記第１貫通孔の内壁と前記第１電極側の前記発光素子とを接着する第１熱伝導性接着剤と、前記第２電力供給回路側の前記第１貫通孔の内壁と前記第２電極側の前記発光素子とを接着する第２熱伝導性接着剤とを有し、前記第１熱伝導性接着剤と前記第１金属線とが、および前記第２熱伝導性接着剤と前記第２金属線とがそれぞれ一体的に形成されているとともに、前記第１熱伝導性接着剤と前記第１金属線とが前記第１電力供給回路の上面と前記第１電極の上面とを、および前記第２熱伝導性接着剤と前記第２金属線とが前記第２電力供給回路の上面と前記第２電極の上面とをそれぞれ連続的に覆っていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の光照射デバイスは、上記構成において、前記第１基板の内部、前記第２基板の内部および前記第１基板と前記第２基板との間の少なくともいずれか１つに、冷媒が挿通可能な流路が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の光照射モジュールは、上述したいずれかの本発明の光照射デバイスと、該光照射デバイスの両面のそれぞれに面して前記複数の発光素子からの光を前記基体の側面方向に反射するように配置された反射鏡とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の印刷装置は、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述したいずれかの本発明の光照射デバイスまたは上述した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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光照射デバイスによれば、複数の貫通孔を有する基体と、前記貫通孔のそれぞれに収容される複数の発光素子とを備え、前記基体は、前記複数の貫通孔を構成する複数の第１貫通孔を有する第１基板と、該第１基板の両面にそれぞれ配置された、前記複数の第１貫通孔のそれぞれと連なって前記貫通孔を構成する、対応する前記第１貫通孔よりも太い複数の第２貫通孔を有する一対の第２基板と、前記第１基板と前記一対の第２基板との間の少なくとも一方に配置された第１電力供給回路および第２電力供給回路とを有しており、前記発光素子は、ベース基板と、該ベース基板の上面に形成された、発光層を含む半導体層と、前記ベース基板または前記半導体層に設けられた第１電極および第２電極とを有し、前記発光素子は、熱伝導性接着剤を介して前記第１貫通孔の内壁に接着され、前記第１電力供給回路と前記第１電極とが、および前記第２電力供給回路と前記第２電極とがそれぞれ第１金属線、および第２金属線を介して接続されていることから、発光素子の発する光は基体の両面から照射されるとともに、発光素子の発する熱を有効の放散させることが可能であるので、発光素子が発する紫外線を有効に活用できるとともに、高い紫外線照射エネルギーを実現することができる光照射デバイスが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の光照射デバイスおよび光照射モジュールの実施の形態の一例を示す平面図である。
【図２】図１に示した光照射モジュールの１I−１I線に沿った断面図である。
【図３】図１に示した光照射デバイスを用いた光照射モジュールの側面図である。
【図４】図３に示した光照射モジュールを用いた印刷装置の一例を示す上面図である。
【図５】図４に示した印刷装置の側面図である。
【図６】図１に示した光照射デバイスの第１変形例を示す断面図である。
【図７】図１に示した光照射デバイスの第２変形例を示す断面図である。
【図８】図１に示した光照射デバイスの第３変形例を示す断面図である。
【図９】図１に示した光照射デバイスの第４変形例を示す断面図である。
【図１０】図１に示した光照射デバイスの第５変形例を示す断面図である。
【図１１】図４に示した印刷装置に図１に示した光照射モジュールを組み込んだ場合の一例を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の光照射デバイス、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に限定されるものではない。
【００１８】
（光照射デバイス）
図１および図２に示す光照射デバイス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またはインクジェット印刷装置等の印刷装置に組み込まれ、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、紫外線照射モジュールの紫外線発生光源として機能する。
【００１９】
光照射デバイス１は、複数の貫通孔１２を有する基体１０と、貫通孔１２内に設けられた複数の接続パッド１３と、複数の貫通孔１２のそれぞれに収容される発光素子２０と、各貫通孔１２内に充填され発光素子２０を被覆する封止材３０とを有している。
【００２０】
基体１０は、貫通孔１２を構成する複数の第１の貫通孔１２ａを有する第１基板１０ａと、第１基板１０ａの両面にそれぞれ配置された、複数の第１貫通孔１２ａのそれぞれと連なって貫通孔１２を構成する複数の第２貫通孔１２ｂを有する一対の第２基板１０ｂと、第１基板１０ａの一方主面１１に発光素子２０同士を接続するための第１電力供給回路４０ａおよび第２電力供給回路４０ｂとを備え、一方主面１１側から平面視して略矩形状をなしており、貫通孔１２内でシリコーン樹脂などの熱伝導性接着剤５０を介して発光素子２０を支持している。
【００２１】
基体１０を構成する基板１０ａおよび基板１０ｂ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、ならびに銅（Ｃｕ）およびアルミニウム（Ａｌ）などの金属をエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂で被覆した複合材などによって形成される。
【００２２】
次に、第１電力供給回路４０ａおよび第２電力供給回路４０ｂ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）等の導電性材料により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。
【００２３】
次に、第１貫通孔１２ａの内壁には、熱伝導性接着剤５０を介して第１貫通孔１２ａの
内壁と対向する発光素子２０の外周面が接着されている。このように発光素子２０の外周面を熱伝導性接着材５０で接着することにより、発光素子２０が駆動により発する熱を有効に基体１０に拡散することができる。
【００２４】
次に、第２貫通孔１２ｂは、各々の形状が第１基板１０ａ側から第１基板１０ａ側と反対に位置する表面側に向かって貫通孔の径が漸次大きくなるように、その内周面１４が傾斜している。第２貫通孔１２ｂの径は、対応する第１貫通孔１２ａの径よりも太くされている。本例における第１貫通孔の平面視における形状は矩形であり、第２貫通孔の平面視における形状は円形であるが、貫通孔の形状は矩形、円形あるいは楕円形など、どのような形状であってもよい。
【００２５】
このような貫通孔１２ｂは、その内周面１４で発光素子２０の発する光を上方または下方に反射し、光の取り出し効率を向上させる機能を有する。
【００２６】
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のセラミック材料、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のいずれか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、貫通孔１２ｂの内周面１４に金属製の反射膜を設けてもよい。
【００２７】
貫通孔１２は、基板１０の全体に渡って縦横の並びに配列されている。例えば、本例では、いわゆる千鳥足状に、すなわち複数列のジグザグ状の並びに配列されている。このように千鳥足状に配列することによって、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比較的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。
【００２８】
本例の光照射デバイス１では、貫通孔１２の配列を千鳥足状としたが、正格子の格子点に位置するような配列としてもよく、要求される照度および照度分布を満足すればどのように配列してもよい。
【００２９】
なお、当然のことながら、本例の複数の発光素子２０の光出力は略同じ値のものである。例えば、本例における複数の発光素子２０の全体としての光出力のばらつきは１０％以内である。
【００３０】
以上のような、第１基板１０ａおよび第２基板１０ｂを備えた基体１０は、第１基板１０ａや第２基板１０ｂがセラミックスなどから成る場合であれば、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り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。第１基板１０ａとなるセラミックグリーンシートには貫通孔１２ａに対応する孔を、第２基板１０ｂとなるセラミックグリーンシートには貫通孔１２ｂに対応する孔をそれぞれパンチング等の方法により形成する。
【００３１】
次に、第１電力供給回路４０ａおよび第２電力供給回路４０ｂとなる金属ペーストをグリーンシート上に印刷（図示せず）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して積層体とする。この第１電力供給回路４０ａおよび第２電力供給回路４０ｂ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。
【００３２】
次に、この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、第１電力供給回路４０ａおよび第２電力供給回路４０ｂおよび貫
通孔１２を有する基体１０を形成することができる。
【００３３】
また、第１基板１０ａや第２基板１０ｂが樹脂から成る場合であれば、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、熱硬化型樹脂の前駆体シートを準備する。次に、第１電力供給回路４０ａおよび第２電力供給回路４０ｂ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。
【００３４】
そして、前駆体シートに貫通孔１２に対応する穴をレーザー加工やエッチング等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。また、熱硬化型樹脂の代わりに、銅（Ｃｕ）およびアルミニウム（Ａｌ）などの金属体に熱硬化型樹脂を被覆したものを用いてもよい。
【００３５】
一方、基体１０の貫通孔１２内には、第１基板１０ａの一方主面１１に形成されて発光素子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）線等からなる第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂによって接続された発光素子２０と、発光素子２０を第１貫通孔１２ａの内壁に接着する熱伝導性接着剤５０と、発光素子２０を封止する封止材３０とが設けられている。
【００３６】
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成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）線等からなる第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂによって発光素子２０に接続される。
【００３７】
また、発光素子２０は、例えば、ＧａＡｓやＧａＮ等の半導体材料からなるｐ型半導体層およびｎ型半導体層等をサファイア基板等のベース基板２１上に積層してなる発光ダイオード、あるいは半導体層が有機材料からなる有機ＥＬ素子等により構成されている。
【００３８】
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に金（Ａｕ）線およびアルミ（Ａｌ）線等からなる第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂをそれぞれ介して接続されたＡｇ等の金属材料からなる第１電極２３および第２電極２４とを備えており、基体１０に形成された接続パッド１３に対してワイヤボンディング接続されている。ここで、発光素子２０の第１電極２３は接続パッド１３を介して第１電力供給回路４０ａに、第２電極２４は接続パッド１３を介して第２電力供給回路４０ｂにそれぞれ接続されている。そして、発光素子２０は、第１電極２３および第２電極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ので、その光をベース基板２１を介して、または直接外部へ出射する。なお、ベース基板２１は、省略することが可能なのは周知の通りである。
【００３９】
本例では、発光素子２０に、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素子を採用している。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。
【００４０】
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。
【００４１】
封止材３０は、光透過性の樹脂材料等の絶縁材料で形成されており、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。
【００４２】
また、封止材３０は、発光素子２０を構成するベース基板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）等で形成されることで、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。
【００４３】
かかる封止材３０は、発光素子２０を基体１０上に実装した後、シリコーン樹脂等の前駆体を貫通孔１２ｂに充填し、これを硬化させることで形成される。
【００４４】
このように構成された光照射デバイス１は、発光素子２０が発する光を基板１０ａから基板１０ａの両面に配置された基板１０ｂに設けられたそれぞれの貫通孔１２ｂから両方向に照射することができる。
【００４５】
（光照射モジュールの実施形態）
図３に示す例の光照射モジュール１００は、上述の光照射デバイス１と、光照射デバイス１の両面に面して、発光素子２０からの光を光照射デバイス１を構成する基体１０の側面方向に反射するように配置された一対の反射鏡１１０とを備えている。
【００４６】
本例の光照射モジュール１００における反射鏡１１０は、一対の平面鏡であり、光照射デバイス１の両面から照射された光を基体１０の一側面方向に反射するように、光照射デバイス１の一側面と反対側の一端側でいずれの反射鏡も光照射デバイス１との距離が短くなり、一側面と同じ側の他端側で光照射デバイス１との距離が長くなるように傾斜して配置されている。
【００４７】
このような光照射モジュール１００は、光照射デバイス１からの光を反射鏡１１０によって反射させるとともに、基体１０の一側面側で集光させることによって、光照射モジュール１の小型化と光の高照度化とが同時に実現できる。
【００４８】
（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、上述した光照射モジュール１００と、この光照射モジュール１００の発光を制御する制御機構２３０とを備えている。
【００４９】
搬送機構２１０は、記録媒体２５０をインクジェットヘッド２２０、光照射モジュール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。
【００５０】
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あるいは光硬化型樹脂などが挙げられる。
【００５１】
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。
【００５２】
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く、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。
【００５３】
印刷装置２００において光照射モジュール１００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。この光照射モジュール１００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および第２発光素子３０ｂ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。
【００５４】
制御機構２３０は、光照射モジュール１００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。
【００５５】
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モジュール１００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。
【００５６】
本例の印刷装置２００によれば、光照射モジュール１００の有する上述の効果を享受することができる。
【００５７】
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。
【００５８】
例えば図６に示す第１変形例のように、第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂを、銀（Ａｇ）ペースト、カーボンペーストおよびエポキシ樹脂などの樹脂に貴金属粉末を混合したペーストなどの導電性ペーストで形成してもよい。この場合、発光素子２０の備える第１電極２３の上面と、第１電力供給回路４０ａの一端に配置される電極パッド１３の上面と、第１電極２３および第１電力供給回路４０ａの一端に配置される電極パッド１３との間に位置する熱伝導性接着材５０の上面および基板１０ａの一方主面１１の上面とを連続的に導電性ペーストが覆っている。同様に、発光素子２０の備える第２電極２４の上面と、第２電力供給回路４０ｂの一端に配置される電極パッド１３の上面と、第２電極２４および第２電力供給回路４０ｂの一端に配置される電極パッド１３との間に位置する熱伝導性接着材５０の上面および基板１０ａの一方主面１１の上面とを連続的に導電性ペーストが覆っている。このような構成とすることにより、発光素子２０の上方の空間に金（Ａｕ）線またはアルミニウム（Ａｌ）線などからなる第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂが存在しないことから、発光素子２０の発した光が第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂで遮られることがないので、発光強度が低下するのを抑制することができる。
【００５９】
また、例えば図７に示す第２変形例のように、熱導電性接着剤５０および第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂを銀（Ａｇ）ペースト、カーボンペーストおよびエポキシ樹脂などの樹脂に貴金属粉末を混合したペーストなどの導電性ペーストで一体的に形成してもよい。
【００６０】
このような構成とすることで、上述の第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂを導電性ペーストで形成する場合の効果を享受することができるとともに、発光素子２０を熱伝導性接着材５０で第１貫通孔１２ａの内壁に接着する工程と、第１電極２３および第２電極２４と第１電力供給回路４０ａおよび第２電力供給回路４０ｂの一端に形成される接続パッド１３との第１金属線１５ａおよび第２金属線１５ｂによる接続工程とを同時に行なうことができるため、製造工程の簡素化が行なえる。
【００６１】
さらに、例えば図８、図９および図１０に示す第３変形例、第４変形例および第５変形例のように、第１基板１０ａの内部に流路１２０を、第２基板１０ｂの内部に流路１２０を、および第１基板１０ａと第２基板１０ｂとの間に流路１２０を設けてもよい。この流路１２０は第１基板１０ａまたは第２基板１０ｂの全体に渡って配置されているのが好ましく、１つの流路が第１基板１０ａまたは第２基板１０ｂの両端で反転するように蛇行して設けられてもよいし、複数の流路が第１基板１０ａまたは第２基板１０ｂの一端から多端まで直線状に設けられていてもよいし、発光素子２０が駆動することによって第１基板１０ａまたは第２基板１０ｂの基板温度が最も高くなる基板中央部から基板外周部に向かって複数の流路が設けられてもよい。このような流路１２０に冷媒としての流体を流すことによって、発光素子２０が駆動によって発する熱を有効に外部に放出することができる。
【００６２】
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。
【００６３】
本例では、光照射モジュール１００を印刷装置２００に組み込んだ例を示しているが、光照射デバイス１を印刷装置２００に組み込むことも可能である。図１１に光照射デバイス１を印刷装置２００に組み込んだ場合の一例の要部断面図を示すが、記録媒体２５０に光照射デバイス１の一方面から出射される紫外線を照射した後に、搬送ローラ２１２によって記録媒体２５０を反転させ、光照射デバイス１の他方面から出射される紫外線を照射する機構とすることで、紫外線の積算光量を比較的多くすることができるとともに、紫外線照射装置の記録媒体２５０の送り方向における小型化を図ることができる。
【００６４】
本例では、インクジェットヘッド２２０を用いた印刷装置２００に光照射モジュール１００を適用した例を示しているが、この光照射モジュール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、光照射モジュール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。
【符号の説明】
【００６５】
１ 光照射デバイス
１０ 基体
１０ａ 第１基板
１０ｂ 第２基板
１１ 一方主面
１２ 貫通孔
１３ 接続パッド
１４ 内周面
１５ａ 第１金属線
１５ｂ 第２金属線
２０ 発光素子
２１ ベース基板
２２ 半導体層
２３ 第１素子電極
２４ 第２素子電極
３０ 封止材
４０ａ 第１電力供給回路
４０ｂ 第２電力供給回路
５０ 熱伝導性接着剤
１００ 光照射モジュール
１１０ 反射鏡
１２０ 流路
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通孔を有する基体と、前記貫通孔のそれぞれに収容される複数の発光素子とを備え、
前記基体は、前記複数の貫通孔を構成する複数の第１貫通孔を有する第１基板と、
該第１基板の両面にそれぞれ配置された、前記複数の第１貫通孔のそれぞれと連なって前記貫通孔を構成する、対応する前記第１貫通孔よりも太い複数の第２貫通孔を有する一対の第２基板と、
前記第１基板と前記一対の第２基板との間の少なくとも一方に配置された第１電力供給回路および第２電力供給回路とを有しており、
前記発光素子は、ベース基板と、
該ベース基板の上面に形成された、発光層を含む半導体層と、
前記ベース基板または前記半導体層に設けられた第１電極および第２電極とを有し、
前記発光素子は、熱伝導性接着剤を介して前記第１貫通孔の内壁に接着され、
前記第１電力供給回路と前記第１電極とが、および前記第２電力供給回路と前記第２電極とがそれぞれ第１金属線、および第２金属線を介して接続されていることを特徴とする光照射デバイス。
【請求項２】
前記第２貫通孔の径は、前記第１基板から遠ざかるにつれて漸次大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の光照射デバイス。
【請求項３】
前記第１金属線および第２金属線が導電性ペーストを用いて形成されており、前記第１金属線は、前記第１電力供給回路の上面と、前記第１電極の上面と、前記第１電力供給回路および前記第１電極の間に位置する前記熱伝導性接着剤の上面とを連続的に覆っており、前記第２金属線は、前記第２電力供給回路の上面と、前記第２電極の上面と、前記第２電力供給回路および前記第２電極の間に位置する前記熱伝導性接着剤の上面とを連続的に覆っていることを特徴とする請求項１または２に記載の光照射デバイス。
【請求項４】
前記熱伝導性接着剤、前記第１金属線および前記第２金属線が導電性ペーストを用いて形成されており、
前記熱伝導性接着剤は、
前記第１電力供給回路側の前記第１貫通孔の内壁と前記第１電極側の前記発光素子とを接着する第１熱伝導性接着剤と、
前記第２電力供給回路側の前記第１貫通孔の内壁と前記第２電極側の前記発光素子とを接着する第２熱伝導性接着剤とを有し、
前記第１熱伝導性接着剤と前記第１金属線とが、および前記第２熱伝導性接着剤と前記第２金属線とがそれぞれ一体的に形成されているとともに、
前記第１熱伝導性接着剤と前記第１金属線とが前記第１電力供給回路の上面と前記第１電極の上面とを、および前記第２熱伝導性接着剤と前記第２金属線とが前記第２電力供給回路の上面と前記第２電極の上面とをそれぞれ連続的に覆っていることを特徴とする請求項１または２に記載の光照射デバイス。
【請求項５】
前記第１基板の内部、前記第２基板の内部および前記第１基板と前記第２基板との間の少なくともいずれか１つに、冷媒が挿通可能な流路が形成さ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項に記載の光照射デバイス。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光照射デバイスと、該光照射デバイスの両面のそれぞれに面して前記複数の発光素子からの光を前記基体の側面方向に反射するように配置された反射鏡とを有することを特徴とする光照射モジュール。
【請求項７】
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項に記載の光照射デバイスまたは請求項６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。
【請求項１】
複数の貫通孔を有する基体と、前記貫通孔のそれぞれに収容される複数の発光素子とを備え、
前記基体は、前記複数の貫通孔を構成する複数の第１貫通孔を有する第１基板と、
該第１基板の両面にそれぞれ配置された、前記複数の第１貫通孔のそれぞれと連なって前記貫通孔を構成する、対応する前記第１貫通孔よりも太い複数の第２貫通孔を有する一対の第２基板と、
前記第１基板と前記一対の第２基板との間の少なくとも一方に配置された第１電力供給回路および第２電力供給回路とを有しており、
前記発光素子は、ベース基板と、
該ベース基板の上面に形成された、発光層を含む半導体層と、
前記ベース基板または前記半導体層に設けられた第１電極および第２電極とを有し、
前記発光素子は、熱伝導性接着剤を介して前記第１貫通孔の内壁に接着され、
前記第１電力供給回路と前記第１電極とが、および前記第２電力供給回路と前記第２電極とがそれぞれ第１金属線、および第２金属線を介して接続されていることを特徴とする光照射デバイス。
【請求項２】
前記第２貫通孔の径は、前記第１基板から遠ざかるにつれて漸次大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の光照射デバイス。
【請求項３】
前記第１金属線および第２金属線が導電性ペーストを用いて形成されており、前記第１金属線は、前記第１電力供給回路の上面と、前記第１電極の上面と、前記第１電力供給回路および前記第１電極の間に位置する前記熱伝導性接着剤の上面とを連続的に覆っており、前記第２金属線は、前記第２電力供給回路の上面と、前記第２電極の上面と、前記第２電力供給回路および前記第２電極の間に位置する前記熱伝導性接着剤の上面とを連続的に覆っていることを特徴とする請求項１または２に記載の光照射デバイス。
【請求項４】
前記熱伝導性接着剤、前記第１金属線および前記第２金属線が導電性ペーストを用いて形成されており、
前記熱伝導性接着剤は、
前記第１電力供給回路側の前記第１貫通孔の内壁と前記第１電極側の前記発光素子とを接着する第１熱伝導性接着剤と、
前記第２電力供給回路側の前記第１貫通孔の内壁と前記第２電極側の前記発光素子とを接着する第２熱伝導性接着剤とを有し、
前記第１熱伝導性接着剤と前記第１金属線とが、および前記第２熱伝導性接着剤と前記第２金属線とがそれぞれ一体的に形成されているとともに、
前記第１熱伝導性接着剤と前記第１金属線とが前記第１電力供給回路の上面と前記第１電極の上面とを、および前記第２熱伝導性接着剤と前記第２金属線とが前記第２電力供給回路の上面と前記第２電極の上面とをそれぞれ連続的に覆っていることを特徴とする請求項１または２に記載の光照射デバイス。
【請求項５】
前記第１基板の内部、前記第２基板の内部および前記第１基板と前記第２基板との間の少なくともいずれか１つに、冷媒が挿通可能な流路が形成さ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項に記載の光照射デバイス。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光照射デバイスと、該光照射デバイスの両面のそれぞれに面して前記複数の発光素子からの光を前記基体の側面方向に反射するように配置された反射鏡とを有することを特徴とする光照射モジュール。
【請求項７】
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項に記載の光照射デバイスまたは請求項６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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１１５３７７（Ｐ２０１３−１１５３７７Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２８１３（Ｐ２０１１−２６２８１３）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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