光照射装置および印刷装置
【課題】
紫外線照射による熱影響の少ない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。
【解決手段】
本発明の光照射装置は、紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を被着させた光透過性を有するフィルム状の対象物に対して紫外線を含む光を照射するための光照射装置であって、前記対象物の一方主面に対向するように配置された光照射デバイスと、前記対象物の前記光照射デバイスに対する移動方向の前記光照射デバイスよりも下流側に位置し、前記対象物の他方主面側に当接して下方に反転させて、反転した前記対象物の他方主面が上方に位置する前記対象物を介して前記光照射デバイスに対向するように前記対象物の移動方向を反転させる第１のリターンローラとを備えているため、紫外線硬化を十分に行ないつつ、発光素子からの熱影響が比較的少ない小型化された光照射装置が実現される。
紫外線照射による熱影響の少ない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。
【解決手段】
本発明の光照射装置は、紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を被着させた光透過性を有するフィルム状の対象物に対して紫外線を含む光を照射するための光照射装置であって、前記対象物の一方主面に対向するように配置された光照射デバイスと、前記対象物の前記光照射デバイスに対する移動方向の前記光照射デバイスよりも下流側に位置し、前記対象物の他方主面側に当接して下方に反転させて、反転した前記対象物の他方主面が上方に位置する前記対象物を介して前記光照射デバイスに対向するように前記対象物の移動方向を反転させる第１のリターンローラとを備えているため、紫外線硬化を十分に行ないつつ、発光素子からの熱影響が比較的少ない小型化された光照射装置が実現される。
【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紫外線硬化型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。
【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紫外線硬化型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望まれていることから、比較的長寿命、省エネルギー、およびオゾンと熱の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、熱の発生を比較的抑制することができる紫外線発光素子をランプ光源としても、熱に敏感なプラスチックフィルムなどへ紫外線照射を行なうと、ランプ光源から発生する熱によってプラスチックフィルムが収縮してしまうなどの不具合が発生する。また、熱影響を抑えるために紫外線の照度を小さくすると、紫外線硬化型インクなどの硬化が不十分となり、紫外線硬化型インクなどと紫外線硬化型インクの被着媒体との密着性が低下するなどの不具合が発生する。そこで、例えば特許文献１に記載されているように、紫外線照射を行ないながら対象物を冷却する装置が提案されている。
【０００５】
しかしながら、このような装置では冷却機を設ける必要があるなど複雑で大型の装置となるため、紫外線発光素子を利用し、紫外線硬化を十分に行ないつつ、比較的熱影響の少ない小型化された光照射装置が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１７０６８３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、紫外線照射による熱影響の少ない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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光照射装置は、紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を被着させた光透過性を有するフィルム状の対象物に対して紫外線を含む光を照射するための光照射装置であって、前記対象物の一方主面に対向するように配置された光照射デバイスと、前記対象物の前記光照射デバイスに対する移動方向の前記光照射デバイスよりも下流側に位置し、前記対象物の他方主面側に当接して下方に反転させて、反転した前記対象物の他方主面が上方に位置する前記対象物を介して前記光照射デバイスに対向するように前記対象物の移動方向を反転させる第１のリターンローラとを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、上記構成において、前記第１のリターンローラよりも前記光照射デバイス側で下方の前記対象物の一方主面側に位置する第１のガイドローラを備え、該第１のガイドロー
ラは、前記第１のリターンローラによって反転した前記対象物の対向する他方主面間の距離が前記第１のリターンローラの直径よりも短くなるように下方の前記対象物の一方主面側に当接することを特徴とする。
【００１０】
さらに、上記構成において、下方の前記対象物の前記光照射デバイスに対する移動方向の前記光照射デバイスよりも下流側に位置し、前記対象物の一方主面側に当接して下方に反転させて、反転した前記対象物の一方主面が上方に位置する前記対象物を介して前記光照射デバイスに対向するように前記対象物の移動方向を反転させる第２のリターンローラを有することを特徴とする。
【００１１】
また、上記構成において、前記第２のリターンローラよりも前記光照射デバイス側で最も下方の前記対象物の他方主面側に位置する第２のガイドローラを備え、該第２のガイドローラは、前記第２のリターンローラによって反転した前記対象物の対向する一方主面間の距離が前記第２のリターンローラの直径よりも短くなるように最も下方の前記対象物の他方主面側に当接することを特徴とする。
【００１２】
さらに、上記構成において、前記第１のリターンローラは、直径が両端部よりも中央部で小さくなっていることを特徴とする。
【００１３】
さらに、光透過性を有するフィルム状の対象物としての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紫外線を含む光を照射する上記いずれかの構成の光照射装置とを有することを特徴とする印刷装置を併せて提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の光照射装置によれば、光透過性を有するフィルム状の対象物の一方主面に対向するように配置された光照射デバイスと、前記対象物の前記光照射デバイスに対する移動方向の前記光照射デバイスよりも下流側に位置し、前記対象物の他方主面側に当接して下方に反転させて、反転した前記対象物の他方主面が上方に位置する前記対象物を介して前記光照射デバイスに対向するように前記対象物の移動方向を反転させる第１のリターンローラとを備えるため、光照射デバイスの発する光は、まず上方に位置する前記対象物に照射され、続いて該対象物を透過した光は下方に位置する対象物に照射されることから、光を効率よく利用することができるため、光照射デバイスの発する光の照度を比較的低くすることができる。その結果、紫外線硬化を十分に行ないつつ、光照射デバイスからの熱影響が比較的少ない小型化された光照射装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る光照射装置の概略図である。
【図２】図１に示した光照射デバイスの平面図である。
【図３】図２に示した光照射デバイスにおける２Ｉ−２Ｉ線に沿った断面図である。
【図４】図１に示した光照射装置を用いた印刷装置の上面図である。
【図５】図４に示した印刷装置の側面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る光照射装置の概略図である。
【図７】図１に示した光照射装置を構成するリターンローラの形状を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の光照射装置および印刷装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
（光照射装置の実施形態）
図１に示す光照射装置１Ａは、紫外線硬化型インク３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等の印刷装置に組み込まれ、光透過性の対象物４（記録媒体）に紫外線硬化型インク３を被着した後に紫外線を含む光を照射することで、紫外線硬化型インク３を硬化させる紫外線照射装置として機能する。
【００１８】
光照射装置１Ａは、光照射デバイス２とリターンローラ５ａとを備えている。光照射デバイス２は紫外線の発生光源として機能し、紫外線硬化型インク３を被着させた対象物４に対向するように配置されている。本実施形態の光照射装置１Ａでは、対象物４における紫外線硬化型インク３の被着面側に光照射デバイス２が配置されている。リターンローラ５ａは、対象物４の光照射デバイス２に対する移動方向の光照射デバイス２よりも下流側に位置しており、対象物４の紫外線硬化型インク３の被着面の反対側に位置する非被着面側に当接している。リターンローラ５ａは対象物４を下方に反転させる反転手段として機能する。本実施形態の光照射装置１Ａでは、光照射デバイス２と、上方に位置する対象物４と、下方に位置する対象物４とが略平行となるように配置されている。
【００１９】
このような構成とすることで、紫外線硬化型インク３が被着された対象物４は、光照射デバイス２によって紫外線硬化型インク３の被着面側から第１の紫外線照射がなされ、リターンローラ５ａで下方に反転させられた後、上方の対象物４を透過した紫外線によって紫外線硬化型インク３の非被着面側から第２の紫外線照射がなされる。このように、対象物４は複数回の紫外線照射を受けるため、効率よく紫外線を照射できるので、光照射デバイス２の発する紫外線の照度を比較的低くすることが可能となり、対象物４に被着された紫外線硬化型インク３を十分に硬化させつつ、光照射デバイス２の発熱を低減させて、対象物４に与える熱の影響を比較的小さくすることができる。
【００２０】
ここで、光照射装置１Ａ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。
【００２１】
光照射デバイス２は、上述のとおり光照射装置１Ａの紫外線照射光源として機能する。
【００２２】
光照射デバイス２は、一方主面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に電気的に接続された複数の発光素子２０と、各開口部１２内に充填された、発光素子２０を被覆する複数の封止材３０と、基体１０の他方主面１１ｂに接着剤５０を介して接合された放熱用部材６０とを備えている。
【００２３】
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６０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に設けられた開口部１２内で発光素子２０を支持している。
【００２４】
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。
【００２５】
次に、電気配線６０は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、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。
【００２６】
次に、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。
【００２７】
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１１ａ側で開口面積が広くなるように、その内周面１４が傾斜しており、平面視すると、例えば、略円形の形状をとなっている。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。
【００２８】
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。
【００２９】
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り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。
【００３０】
このような開口部１２は、基体１０の一方主面１１ａの全体に渡って縦横の並びに配列されている。例えば、千鳥格子状に配列し、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、千鳥格子状に配列するとは、斜め格子の格子点に配することと同義である。
【００３１】
なお、単位面積当たりの照度が十分確保できる場合には、正格子状等に配列してもよく、配列形状に制限を設ける必要はない。
【００３２】
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成る場合は、次のような工程を経て製造される。
【００３３】
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。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等の方法により形成する。次に、内部配線６０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。この内部配線６０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、内部配線６０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。
【００３４】
また、第１の絶縁層４１や第２の絶縁層４２が樹脂から成る場合は、基体１０の製造方法としては、例えば、次のような方法が考えられる。
【００３５】
まず、熱硬化性樹脂の前駆体シートを準備する。次に、内部配線６０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、および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等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。
【００３６】
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１
３と、接続パッド１３に半田、金（Ａｕ）線、アルミ（Ａｌ）線等の接合材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。
【００３７】
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、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）線等の接合材１５によって発光素子２０に接続される。
【００３８】
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型半導体層をサファイア基板等の素子基板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素子等によって構成されている。
【００３９】
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（Ａｌ）線等の接合材１５を介して接続されたＡｇ等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に半田等を使用して、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。
【００４０】
本実施形態では、発光素子２０として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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、発光素子２０を保護したりする。
【００４３】
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）等を用いて形成することで、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。
【００４４】
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開口部１２に充填し、これを硬化させることで形成される。
【００４５】
また、光照射デバイス２は、放熱用部材６０に対してシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤５０を介して接着することにより、放熱効果を高めることができる。この放熱用部材６０の形成材料としては、熱伝導率の大きい材料が好ましく、例えば種々の金属材料、セラミックス、樹脂材料が挙げられる。本実施形態の光照射装置１Ａを構成する光照射デバイス２における放熱用部材６０の材料には銅（Ｃｕ）を採用している。
【００４６】
（印刷装置の実施形態）
本発明の印刷装置の実施形態として、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、光透過性の記録媒体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に対して紫外線を含む光を照射する光照射装置１Ｂと、該光照射装置１Ｂの発光を制御する制御機構２３０とを備えている。ここで、光透過性の記録媒体２５０は、上述の光透過性の対象物４に相当する。なお、記録媒体２５０は、従来周知のロールツーロール方式で用いられるような記録媒体２５０をロールに巻きつけたロール状であってもよいし、矩形を始めとしたシート状のものであってもよい。また、記録媒体２５０の材質は、光透過性を有するものであればよく、合成樹脂などから製造された膜状の材料に限らず、紙や布などファイバー状の原料を積層して製造されたものなどであってもよい。
【００４７】
本実施形態の印刷装置２００を構成する光照射装置１Ｂは、光照射デバイス２とリターンローラ５ａ、５ｂとを備えている。リターンローラ５ａは、記録媒体２５０の光照射デバイス２に対する移動方向の光照射デバイス２よりも下流側に位置しており、記録媒体２５０の紫外線硬化型インク３の被着面の反対側に位置する非被着面側に当接しており、対象物４を下方に反転させる反転手段として機能する。そして、リターンローラ５ｂは、下方の記録媒体２５０の光照射デバイス２に対する移動方向の光照射デバイス２よりも下流側に位置し、記録媒体２５０の紫外線硬化型インク３の被着面側に当接しており、記録媒体２５０をさらに下方に反転させる反転手段として機能する。本実施形態の印刷装置２００を構成する光照射装置１Ｂでは、光照射デバイス２と、上方に位置する記録媒体２５０と、下方に位置する記録媒体２５０とが略平行となるようにリターンローラ５ａ、５ｂが配置されている。
【００４８】
このような構成とすることで、紫外線硬化型インク３を被着させた記録媒体２５０は、まず光照射デバイス２によって紫外線硬化型インク３の被着面側から第１の紫外線照射がなされ、リターンローラ５ａで下方に反転させられた後、続いて上方の記録媒体２５０を透過した紫外線によって紫外線硬化型インク３の非被着面側から第２の紫外線照射がなされる。さらに、リターンローラ５ｂで下方に反転させられた後、さらに上方の記録媒体２５０を透過した紫外線によって紫外線硬化型インク３の被着面側から第３の紫外線照射がなされる。このように、記録媒体２５０は複数回の紫外線照射を受けるため、光照射デバイス２の発する紫外線の照度を比較的低くすることが可能となり、記録媒体２５０に被着された紫外線硬化型インク３を十分に硬化させつつ、記録媒体２５０に与える熱の影響を比較的小さくすることができる。
【００４９】
なお、光照射装置１Ｂは、上述の光照射装置１Ａにさらにリターンローラ５ｂを備えたものであり、光照射装置１Ａの変形例の一つである。
【００５０】
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１Ｂ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、光照射装置１Ｂで下方に反転された記録媒体２５０を載置台２１１の高さに調整する調整ローラ２１３とを含んで構成されている。搬送機構２１０は、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、該搬送ローラ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。
【００５１】
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。本実施形態では、感光性材料として紫外線硬化型インク３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３の他に、例えば感光性レジスト、光硬化型樹脂などが挙げられる。
【００５２】
本実施形態では、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３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からインクを吐出させ、記録媒体にインクを被着させることにより、記録媒体２５０に対して印刷を行なう。
【００５３】
なお、本実施形態では、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いてもよいし、ライン型又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を採用してもよい。
【００５４】
印刷装置２００において光照射装置１Ｂ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１Ｂ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。
【００５５】
制御機構２３０は、光照射装置１Ｂ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。本実施形態の印刷装置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。
【００５６】
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３を吐出して、記録媒体２５０の表面に紫外線硬化型インク３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３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３に光照射装置１Ｂの発する紫外線を含む光を照射して、紫外線硬化型インク３を硬化させている。
【００５７】
本実施形態の印刷装置２００は、光照射装置１Ｂの有する効果を享受することができる。本実施形態の印刷装置２００では、光照射装置１Ｂは、光照射デバイス２とリターンローラ５ａ、５ｂとを備えており、それぞれ光照射デバイス２に対する移動方向の光照射デバイス２よりも下流側に位置しており、記録媒体２５０を下方に反転させる反転手段として機能することから、記録媒体２５０は複数回の紫外線照射を受けるため、効率よく紫外線を照射できるので、光照射デバイス２の発する紫外線の照度を比較的低くすることが可能となり、記録媒体２５０に被着された紫外線硬化型インク３を十分に硬化させつつ、記録媒体２５０に与える熱の影響を比較的小さくすることができる。
【００５８】
以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明の光照射装置１Ａはこれに限定さ
れるものではなく、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。
【００５９】
例えば、図６に示すように、さらに第１のガイドローラ６ａを備えていてもよい。第１のガイドローラ６ａは、第１のリターンローラ５ａよりも光照射デバイス２側で下方の対象物４の紫外線硬化型インク３の被着面側に位置している。第１のガイドローラ６ａは、第１のリターンローラ５ａによって反転した対象物４の対向する紫外線硬化型インク３の被着面間の距離がリターンローラ５ａの直径よりも短くなるように配置されている。
【００６０】
このような配置とすることで、リターンローラ５ａで反転された対象物４の光照射デバイス２からの距離が比較的短くなることにより、第２の紫外線照射によって紫外線硬化型インク３が受ける紫外線照射エネルギーを比較的高くすることができる。よって、光照射デバイス２の照度を比較的低く維持しながら、紫外線硬化を十分に行ないつつ、発光素子からの熱影響が比較的少ない小型化された光照射装置が実現される。
【００６１】
なお、本発明の具体的な実施形態を紫外線硬化型インク３を紫外線を含む光により硬化させる光照射装置として説明したが、光透過性の対象物４に電子部品などを紫外線硬化型樹脂によって接着する接着装置を構成する光照射装置としても利用が可能である。
【００６２】
また、上述したように印刷装置２００の実施形態で示した光照射装置１Ｂは、光照射装置１Ａにさらにリターンローラ５ｂを備えたものであり、光照射装置１Ａの変形例の一つである。
【００６３】
この光照射装置１Ｂでは、図示はしないがリターンローラ５ａ、５ｂにそれぞれガイドローラ６ａ、６ｂを備えていてもよい。ガイドローラ６ａ、６ｂはそれぞれリターンローラ５ａ、５ｂよりも光照射デバイス２側で、リターンローラ５ａ、５ｂで反転した対象物４の光照射デバイス２よりも遠い面側に当接している。そして、対象物４に紫外線硬化型インク３の被着面同士または非被着面同士の距離がリターンローラ５ａ、５ｂの直径よりも短くなるように配置されている。このような配置とすることで、リターンローラ５ａ、５ｂで反転された対象物４の光照射デバイス２からの距離が比較的短くなることにより、第２の紫外線照射によって紫外線硬化型インク３が受ける紫外線照射エネルギーを比較的高くすることができる。これによって、光照射デバイス２の照度を比較的低く維持しながら、紫外線硬化を十分に行ないつつ、発光素子からの熱影響が比較的少ない小型化された光照射装置が実現される。
【００６４】
ここで、リターンローラおよびガイドローラの数は特に限定されることはなく、光照射デバイス２の発する紫外線を含む光が光透過性の対象物４を透過して下方に位置する対象物４に被着された紫外線硬化型インク３の硬化に寄与するなら、リターンローラおよびガイドローラの数を増やすことにより、対象物４の反転を繰り返してもよい。反転をさらに繰り返すことで、紫外線の照射をさらに効率よく行なえるので、光照射デバイス２の発する紫外線を含む光の照度を比較的低く維持することができる。
【００６５】
さらに、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、リターンローラ５ａの直径は両端部よりも中央部で短くなっていることが好ましい。このような形状とすることで、対象物４の紫外線硬化型インク３による汚染を防止できる。例えば、紫外線硬化型インク３と対象物４との密着性を改善する目的で、光照射デバイス２による紫外線照射を対象物４の紫外線硬化型インク３の非被着面側から行ないたい場合がある。この場合、紫外線硬化型インク３の被着面をリターンローラ５ａ側に向ける必要があるが、紫外線硬化型インク３の被着部とリターンローラ５ａとが当接すると、硬化前の紫外線硬化型インク３がリターンローラ５ａに付着し、このリターンローラ５ａに付着した紫外線硬化型インク３が対象物４に再付着することにより、対象物４を汚染することとなる。そこで、リターンローラ５ａの直径
を両端部よりも中央部で短くすることにより、紫外線硬化型インク３の被着部とリターンローラ５ａとが当接することを防止できるようになり、対象物４の紫外線硬化型インク３による汚染を防止することが可能となる。
【００６６】
なお、リターンローラ５ａ以外の対象物４に当接するリターンローラ６ａ、ガイドローラ５ａ、５ｂなどのローラも、直径が両端部よりも中央部で短くなっていることが好ましい。このような形状とすることで、紫外線硬化型インク３の被着面にリターンローラ５ｂやガイドローラ６ａ、６ｂなどのローラが直接接することを防止できるようになり、ローラの磨耗による粉塵などによる対象物４の汚染を防止することが可能となる。
【００６７】
そして、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。
【符号の説明】
【００６８】
１Ａ、１Ｂ 光照射装置
２ 光照射デバイス
３ 紫外線硬化型インク
４ 対象物
５ａ 第１のリターンローラ
５ｂ 第２のリターンローラ
６ａ 第１のガイドローラ
１０ 基体
１１ａ 一方主面
１１ｂ 他方主面
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
２５ 発光素子列
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
６０ 放熱用部材
２００ 印刷装置
２１０ 搬送機構
２１１ 載置台
２１２ 搬送ローラ
２１３ 調整ローラ
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紫外線硬化型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。
【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紫外線硬化型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望まれていることから、比較的長寿命、省エネルギー、およびオゾンと熱の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、熱の発生を比較的抑制することができる紫外線発光素子をランプ光源としても、熱に敏感なプラスチックフィルムなどへ紫外線照射を行なうと、ランプ光源から発生する熱によってプラスチックフィルムが収縮してしまうなどの不具合が発生する。また、熱影響を抑えるために紫外線の照度を小さくすると、紫外線硬化型インクなどの硬化が不十分となり、紫外線硬化型インクなどと紫外線硬化型インクの被着媒体との密着性が低下するなどの不具合が発生する。そこで、例えば特許文献１に記載されているように、紫外線照射を行ないながら対象物を冷却する装置が提案されている。
【０００５】
しかしながら、このような装置では冷却機を設ける必要があるなど複雑で大型の装置となるため、紫外線発光素子を利用し、紫外線硬化を十分に行ないつつ、比較的熱影響の少ない小型化された光照射装置が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１７０６８３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、紫外線照射による熱影響の少ない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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光照射装置は、紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を被着させた光透過性を有するフィルム状の対象物に対して紫外線を含む光を照射するための光照射装置であって、前記対象物の一方主面に対向するように配置された光照射デバイスと、前記対象物の前記光照射デバイスに対する移動方向の前記光照射デバイスよりも下流側に位置し、前記対象物の他方主面側に当接して下方に反転させて、反転した前記対象物の他方主面が上方に位置する前記対象物を介して前記光照射デバイスに対向するように前記対象物の移動方向を反転させる第１のリターンローラとを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、上記構成において、前記第１のリターンローラよりも前記光照射デバイス側で下方の前記対象物の一方主面側に位置する第１のガイドローラを備え、該第１のガイドロー
ラは、前記第１のリターンローラによって反転した前記対象物の対向する他方主面間の距離が前記第１のリターンローラの直径よりも短くなるように下方の前記対象物の一方主面側に当接することを特徴とする。
【００１０】
さらに、上記構成において、下方の前記対象物の前記光照射デバイスに対する移動方向の前記光照射デバイスよりも下流側に位置し、前記対象物の一方主面側に当接して下方に反転させて、反転した前記対象物の一方主面が上方に位置する前記対象物を介して前記光照射デバイスに対向するように前記対象物の移動方向を反転させる第２のリターンローラを有することを特徴とする。
【００１１】
また、上記構成において、前記第２のリターンローラよりも前記光照射デバイス側で最も下方の前記対象物の他方主面側に位置する第２のガイドローラを備え、該第２のガイドローラは、前記第２のリターンローラによって反転した前記対象物の対向する一方主面間の距離が前記第２のリターンローラの直径よりも短くなるように最も下方の前記対象物の他方主面側に当接することを特徴とする。
【００１２】
さらに、上記構成において、前記第１のリターンローラは、直径が両端部よりも中央部で小さくなっていることを特徴とする。
【００１３】
さらに、光透過性を有するフィルム状の対象物としての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紫外線を含む光を照射する上記いずれかの構成の光照射装置とを有することを特徴とする印刷装置を併せて提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の光照射装置によれば、光透過性を有するフィルム状の対象物の一方主面に対向するように配置された光照射デバイスと、前記対象物の前記光照射デバイスに対する移動方向の前記光照射デバイスよりも下流側に位置し、前記対象物の他方主面側に当接して下方に反転させて、反転した前記対象物の他方主面が上方に位置する前記対象物を介して前記光照射デバイスに対向するように前記対象物の移動方向を反転させる第１のリターンローラとを備えるため、光照射デバイスの発する光は、まず上方に位置する前記対象物に照射され、続いて該対象物を透過した光は下方に位置する対象物に照射されることから、光を効率よく利用することができるため、光照射デバイスの発する光の照度を比較的低くすることができる。その結果、紫外線硬化を十分に行ないつつ、光照射デバイスからの熱影響が比較的少ない小型化された光照射装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る光照射装置の概略図である。
【図２】図１に示した光照射デバイスの平面図である。
【図３】図２に示した光照射デバイスにおける２Ｉ−２Ｉ線に沿った断面図である。
【図４】図１に示した光照射装置を用いた印刷装置の上面図である。
【図５】図４に示した印刷装置の側面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る光照射装置の概略図である。
【図７】図１に示した光照射装置を構成するリターンローラの形状を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の光照射装置および印刷装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
（光照射装置の実施形態）
図１に示す光照射装置１Ａは、紫外線硬化型インク３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等の印刷装置に組み込まれ、光透過性の対象物４（記録媒体）に紫外線硬化型インク３を被着した後に紫外線を含む光を照射することで、紫外線硬化型インク３を硬化させる紫外線照射装置として機能する。
【００１８】
光照射装置１Ａは、光照射デバイス２とリターンローラ５ａとを備えている。光照射デバイス２は紫外線の発生光源として機能し、紫外線硬化型インク３を被着させた対象物４に対向するように配置されている。本実施形態の光照射装置１Ａでは、対象物４における紫外線硬化型インク３の被着面側に光照射デバイス２が配置されている。リターンローラ５ａは、対象物４の光照射デバイス２に対する移動方向の光照射デバイス２よりも下流側に位置しており、対象物４の紫外線硬化型インク３の被着面の反対側に位置する非被着面側に当接している。リターンローラ５ａは対象物４を下方に反転させる反転手段として機能する。本実施形態の光照射装置１Ａでは、光照射デバイス２と、上方に位置する対象物４と、下方に位置する対象物４とが略平行となるように配置されている。
【００１９】
このような構成とすることで、紫外線硬化型インク３が被着された対象物４は、光照射デバイス２によって紫外線硬化型インク３の被着面側から第１の紫外線照射がなされ、リターンローラ５ａで下方に反転させられた後、上方の対象物４を透過した紫外線によって紫外線硬化型インク３の非被着面側から第２の紫外線照射がなされる。このように、対象物４は複数回の紫外線照射を受けるため、効率よく紫外線を照射できるので、光照射デバイス２の発する紫外線の照度を比較的低くすることが可能となり、対象物４に被着された紫外線硬化型インク３を十分に硬化させつつ、光照射デバイス２の発熱を低減させて、対象物４に与える熱の影響を比較的小さくすることができる。
【００２０】
ここで、光照射装置１Ａ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。
【００２１】
光照射デバイス２は、上述のとおり光照射装置１Ａの紫外線照射光源として機能する。
【００２２】
光照射デバイス２は、一方主面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に電気的に接続された複数の発光素子２０と、各開口部１２内に充填された、発光素子２０を被覆する複数の封止材３０と、基体１０の他方主面１１ｂに接着剤５０を介して接合された放熱用部材６０とを備えている。
【００２３】
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６０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に設けられた開口部１２内で発光素子２０を支持している。
【００２４】
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。
【００２５】
次に、電気配線６０は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、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。
【００２６】
次に、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。
【００２７】
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１１ａ側で開口面積が広くなるように、その内周面１４が傾斜しており、平面視すると、例えば、略円形の形状をとなっている。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。
【００２８】
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。
【００２９】
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り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。
【００３０】
このような開口部１２は、基体１０の一方主面１１ａの全体に渡って縦横の並びに配列されている。例えば、千鳥格子状に配列し、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、千鳥格子状に配列するとは、斜め格子の格子点に配することと同義である。
【００３１】
なお、単位面積当たりの照度が十分確保できる場合には、正格子状等に配列してもよく、配列形状に制限を設ける必要はない。
【００３２】
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成る場合は、次のような工程を経て製造される。
【００３３】
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。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等の方法により形成する。次に、内部配線６０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。この内部配線６０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、内部配線６０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。
【００３４】
また、第１の絶縁層４１や第２の絶縁層４２が樹脂から成る場合は、基体１０の製造方法としては、例えば、次のような方法が考えられる。
【００３５】
まず、熱硬化性樹脂の前駆体シートを準備する。次に、内部配線６０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、および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等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。
【００３６】
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１
３と、接続パッド１３に半田、金（Ａｕ）線、アルミ（Ａｌ）線等の接合材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。
【００３７】
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、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）線等の接合材１５によって発光素子２０に接続される。
【００３８】
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型半導体層をサファイア基板等の素子基板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素子等によって構成されている。
【００３９】
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（Ａｌ）線等の接合材１５を介して接続されたＡｇ等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に半田等を使用して、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。
【００４０】
本実施形態では、発光素子２０として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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、発光素子２０を保護したりする。
【００４３】
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）等を用いて形成することで、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。
【００４４】
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開口部１２に充填し、これを硬化させることで形成される。
【００４５】
また、光照射デバイス２は、放熱用部材６０に対してシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤５０を介して接着することにより、放熱効果を高めることができる。この放熱用部材６０の形成材料としては、熱伝導率の大きい材料が好ましく、例えば種々の金属材料、セラミックス、樹脂材料が挙げられる。本実施形態の光照射装置１Ａを構成する光照射デバイス２における放熱用部材６０の材料には銅（Ｃｕ）を採用している。
【００４６】
（印刷装置の実施形態）
本発明の印刷装置の実施形態として、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、光透過性の記録媒体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に対して紫外線を含む光を照射する光照射装置１Ｂと、該光照射装置１Ｂの発光を制御する制御機構２３０とを備えている。ここで、光透過性の記録媒体２５０は、上述の光透過性の対象物４に相当する。なお、記録媒体２５０は、従来周知のロールツーロール方式で用いられるような記録媒体２５０をロールに巻きつけたロール状であってもよいし、矩形を始めとしたシート状のものであってもよい。また、記録媒体２５０の材質は、光透過性を有するものであればよく、合成樹脂などから製造された膜状の材料に限らず、紙や布などファイバー状の原料を積層して製造されたものなどであってもよい。
【００４７】
本実施形態の印刷装置２００を構成する光照射装置１Ｂは、光照射デバイス２とリターンローラ５ａ、５ｂとを備えている。リターンローラ５ａは、記録媒体２５０の光照射デバイス２に対する移動方向の光照射デバイス２よりも下流側に位置しており、記録媒体２５０の紫外線硬化型インク３の被着面の反対側に位置する非被着面側に当接しており、対象物４を下方に反転させる反転手段として機能する。そして、リターンローラ５ｂは、下方の記録媒体２５０の光照射デバイス２に対する移動方向の光照射デバイス２よりも下流側に位置し、記録媒体２５０の紫外線硬化型インク３の被着面側に当接しており、記録媒体２５０をさらに下方に反転させる反転手段として機能する。本実施形態の印刷装置２００を構成する光照射装置１Ｂでは、光照射デバイス２と、上方に位置する記録媒体２５０と、下方に位置する記録媒体２５０とが略平行となるようにリターンローラ５ａ、５ｂが配置されている。
【００４８】
このような構成とすることで、紫外線硬化型インク３を被着させた記録媒体２５０は、まず光照射デバイス２によって紫外線硬化型インク３の被着面側から第１の紫外線照射がなされ、リターンローラ５ａで下方に反転させられた後、続いて上方の記録媒体２５０を透過した紫外線によって紫外線硬化型インク３の非被着面側から第２の紫外線照射がなされる。さらに、リターンローラ５ｂで下方に反転させられた後、さらに上方の記録媒体２５０を透過した紫外線によって紫外線硬化型インク３の被着面側から第３の紫外線照射がなされる。このように、記録媒体２５０は複数回の紫外線照射を受けるため、光照射デバイス２の発する紫外線の照度を比較的低くすることが可能となり、記録媒体２５０に被着された紫外線硬化型インク３を十分に硬化させつつ、記録媒体２５０に与える熱の影響を比較的小さくすることができる。
【００４９】
なお、光照射装置１Ｂは、上述の光照射装置１Ａにさらにリターンローラ５ｂを備えたものであり、光照射装置１Ａの変形例の一つである。
【００５０】
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１Ｂ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、光照射装置１Ｂで下方に反転された記録媒体２５０を載置台２１１の高さに調整する調整ローラ２１３とを含んで構成されている。搬送機構２１０は、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、該搬送ローラ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。
【００５１】
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。本実施形態では、感光性材料として紫外線硬化型インク３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３の他に、例えば感光性レジスト、光硬化型樹脂などが挙げられる。
【００５２】
本実施形態では、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３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からインクを吐出させ、記録媒体にインクを被着させることにより、記録媒体２５０に対して印刷を行なう。
【００５３】
なお、本実施形態では、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いてもよいし、ライン型又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を採用してもよい。
【００５４】
印刷装置２００において光照射装置１Ｂ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１Ｂ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。
【００５５】
制御機構２３０は、光照射装置１Ｂ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。本実施形態の印刷装置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。
【００５６】
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３を吐出して、記録媒体２５０の表面に紫外線硬化型インク３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３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３に光照射装置１Ｂの発する紫外線を含む光を照射して、紫外線硬化型インク３を硬化させている。
【００５７】
本実施形態の印刷装置２００は、光照射装置１Ｂの有する効果を享受することができる。本実施形態の印刷装置２００では、光照射装置１Ｂは、光照射デバイス２とリターンローラ５ａ、５ｂとを備えており、それぞれ光照射デバイス２に対する移動方向の光照射デバイス２よりも下流側に位置しており、記録媒体２５０を下方に反転させる反転手段として機能することから、記録媒体２５０は複数回の紫外線照射を受けるため、効率よく紫外線を照射できるので、光照射デバイス２の発する紫外線の照度を比較的低くすることが可能となり、記録媒体２５０に被着された紫外線硬化型インク３を十分に硬化させつつ、記録媒体２５０に与える熱の影響を比較的小さくすることができる。
【００５８】
以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明の光照射装置１Ａはこれに限定さ
れるものではなく、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。
【００５９】
例えば、図６に示すように、さらに第１のガイドローラ６ａを備えていてもよい。第１のガイドローラ６ａは、第１のリターンローラ５ａよりも光照射デバイス２側で下方の対象物４の紫外線硬化型インク３の被着面側に位置している。第１のガイドローラ６ａは、第１のリターンローラ５ａによって反転した対象物４の対向する紫外線硬化型インク３の被着面間の距離がリターンローラ５ａの直径よりも短くなるように配置されている。
【００６０】
このような配置とすることで、リターンローラ５ａで反転された対象物４の光照射デバイス２からの距離が比較的短くなることにより、第２の紫外線照射によって紫外線硬化型インク３が受ける紫外線照射エネルギーを比較的高くすることができる。よって、光照射デバイス２の照度を比較的低く維持しながら、紫外線硬化を十分に行ないつつ、発光素子からの熱影響が比較的少ない小型化された光照射装置が実現される。
【００６１】
なお、本発明の具体的な実施形態を紫外線硬化型インク３を紫外線を含む光により硬化させる光照射装置として説明したが、光透過性の対象物４に電子部品などを紫外線硬化型樹脂によって接着する接着装置を構成する光照射装置としても利用が可能である。
【００６２】
また、上述したように印刷装置２００の実施形態で示した光照射装置１Ｂは、光照射装置１Ａにさらにリターンローラ５ｂを備えたものであり、光照射装置１Ａの変形例の一つである。
【００６３】
この光照射装置１Ｂでは、図示はしないがリターンローラ５ａ、５ｂにそれぞれガイドローラ６ａ、６ｂを備えていてもよい。ガイドローラ６ａ、６ｂはそれぞれリターンローラ５ａ、５ｂよりも光照射デバイス２側で、リターンローラ５ａ、５ｂで反転した対象物４の光照射デバイス２よりも遠い面側に当接している。そして、対象物４に紫外線硬化型インク３の被着面同士または非被着面同士の距離がリターンローラ５ａ、５ｂの直径よりも短くなるように配置されている。このような配置とすることで、リターンローラ５ａ、５ｂで反転された対象物４の光照射デバイス２からの距離が比較的短くなることにより、第２の紫外線照射によって紫外線硬化型インク３が受ける紫外線照射エネルギーを比較的高くすることができる。これによって、光照射デバイス２の照度を比較的低く維持しながら、紫外線硬化を十分に行ないつつ、発光素子からの熱影響が比較的少ない小型化された光照射装置が実現される。
【００６４】
ここで、リターンローラおよびガイドローラの数は特に限定されることはなく、光照射デバイス２の発する紫外線を含む光が光透過性の対象物４を透過して下方に位置する対象物４に被着された紫外線硬化型インク３の硬化に寄与するなら、リターンローラおよびガイドローラの数を増やすことにより、対象物４の反転を繰り返してもよい。反転をさらに繰り返すことで、紫外線の照射をさらに効率よく行なえるので、光照射デバイス２の発する紫外線を含む光の照度を比較的低く維持することができる。
【００６５】
さらに、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、リターンローラ５ａの直径は両端部よりも中央部で短くなっていることが好ましい。このような形状とすることで、対象物４の紫外線硬化型インク３による汚染を防止できる。例えば、紫外線硬化型インク３と対象物４との密着性を改善する目的で、光照射デバイス２による紫外線照射を対象物４の紫外線硬化型インク３の非被着面側から行ないたい場合がある。この場合、紫外線硬化型インク３の被着面をリターンローラ５ａ側に向ける必要があるが、紫外線硬化型インク３の被着部とリターンローラ５ａとが当接すると、硬化前の紫外線硬化型インク３がリターンローラ５ａに付着し、このリターンローラ５ａに付着した紫外線硬化型インク３が対象物４に再付着することにより、対象物４を汚染することとなる。そこで、リターンローラ５ａの直径
を両端部よりも中央部で短くすることにより、紫外線硬化型インク３の被着部とリターンローラ５ａとが当接することを防止できるようになり、対象物４の紫外線硬化型インク３による汚染を防止することが可能となる。
【００６６】
なお、リターンローラ５ａ以外の対象物４に当接するリターンローラ６ａ、ガイドローラ５ａ、５ｂなどのローラも、直径が両端部よりも中央部で短くなっていることが好ましい。このような形状とすることで、紫外線硬化型インク３の被着面にリターンローラ５ｂやガイドローラ６ａ、６ｂなどのローラが直接接することを防止できるようになり、ローラの磨耗による粉塵などによる対象物４の汚染を防止することが可能となる。
【００６７】
そして、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。
【符号の説明】
【００６８】
１Ａ、１Ｂ 光照射装置
２ 光照射デバイス
３ 紫外線硬化型インク
４ 対象物
５ａ 第１のリターンローラ
５ｂ 第２のリターンローラ
６ａ 第１のガイドローラ
１０ 基体
１１ａ 一方主面
１１ｂ 他方主面
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
２５ 発光素子列
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
６０ 放熱用部材
２００ 印刷装置
２１０ 搬送機構
２１１ 載置台
２１２ 搬送ローラ
２１３ 調整ローラ
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】
紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を被着させた光透過性を有するフィルム状の対象物に対して紫外線を含む光を照射するための光照射装置であって、
前記対象物の一方主面に対向するように配置された光照射デバイスと、前記対象物の前記光照射デバイスに対する移動方向の前記光照射デバイスよりも下流側に位置し、前記対象物の他方主面側に当接して下方に反転させて、反転した前記対象物の他方主面が上方に位置する前記対象物を介して前記光照射デバイスに対向するように前記対象物の移動方向を反転させる第１のリターンローラとを備えることを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記第１のリターンローラよりも前記光照射デバイス側で下方の前記対象物の一方主面側に位置する第１のガイドローラを備え、
該第１のガイドローラは、前記第１のリターンローラによって反転した前記対象物の対向する他方主面間の距離が前記第１のリターンローラの直径よりも短くなるように下方の前記対象物の一方主面側に当接することを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
下方の前記対象物の前記光照射デバイスに対する移動方向の前記光照射デバイスよりも下流側に位置し、前記対象物の一方主面側に当接して下方に反転させて、反転した前記対象物の一方主面が上方に位置する前記対象物を介して前記光照射デバイスに対向するように前記対象物の移動方向を反転させる第２のリターンローラを有す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。
【請求項４】
前記第２のリターンローラよりも前記光照射デバイス側で最も下方の前記対象物の他方主面側に位置する第２のガイドローラを備え、
該第２のガイドローラは、前記第２のリターンローラによって反転した前記対象物の対向する一方主面間の距離が前記第２のリターンローラの直径よりも短くなるように最も下方の前記対象物の他方主面側に当接することを特徴とする請求項３に記載の光照射装置。
【請求項５】
前記第１のリターンローラは、直径が両端部よりも中央部で短くなっ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。
【請求項６】
光透過性を有するフィルム状の対象物としての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紫外線を含む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。
【請求項１】
紫外線硬化型インクまたは紫外線硬化型樹脂を被着させた光透過性を有するフィルム状の対象物に対して紫外線を含む光を照射するための光照射装置であって、
前記対象物の一方主面に対向するように配置された光照射デバイスと、前記対象物の前記光照射デバイスに対する移動方向の前記光照射デバイスよりも下流側に位置し、前記対象物の他方主面側に当接して下方に反転させて、反転した前記対象物の他方主面が上方に位置する前記対象物を介して前記光照射デバイスに対向するように前記対象物の移動方向を反転させる第１のリターンローラとを備えることを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記第１のリターンローラよりも前記光照射デバイス側で下方の前記対象物の一方主面側に位置する第１のガイドローラを備え、
該第１のガイドローラは、前記第１のリターンローラによって反転した前記対象物の対向する他方主面間の距離が前記第１のリターンローラの直径よりも短くなるように下方の前記対象物の一方主面側に当接することを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
下方の前記対象物の前記光照射デバイスに対する移動方向の前記光照射デバイスよりも下流側に位置し、前記対象物の一方主面側に当接して下方に反転させて、反転した前記対象物の一方主面が上方に位置する前記対象物を介して前記光照射デバイスに対向するように前記対象物の移動方向を反転させる第２のリターンローラを有す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。
【請求項４】
前記第２のリターンローラよりも前記光照射デバイス側で最も下方の前記対象物の他方主面側に位置する第２のガイドローラを備え、
該第２のガイドローラは、前記第２のリターンローラによって反転した前記対象物の対向する一方主面間の距離が前記第２のリターンローラの直径よりも短くなるように最も下方の前記対象物の他方主面側に当接することを特徴とする請求項３に記載の光照射装置。
【請求項５】
前記第１のリターンローラは、直径が両端部よりも中央部で短くなっ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。
【請求項６】
光透過性を有するフィルム状の対象物としての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紫外線を含む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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９１２８５（Ｐ２０１３−９１２８５Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５７４５（Ｐ２０１１−２３５７４５）
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【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５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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