光照射装置
【課題】光出力の向上を図る。
【解決手段】光を照射する光源と、前記光源を封入するための封入部を有するパッケージと、前記封入部に注入され、前記光源を前記封入部に封止するシリコンモールド材と、シリコン接着剤によって前記シリコンモールド材と接着されたシリコンレンズと、を備える。
【解決手段】光を照射する光源と、前記光源を封入するための封入部を有するパッケージと、前記封入部に注入され、前記光源を前記封入部に封止するシリコンモールド材と、シリコン接着剤によって前記シリコンモールド材と接着されたシリコンレンズと、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ヘッドからインクを吐出して印刷を行なう印刷装置（例えばプリンター）において、インクとして光（例えば紫外線（ＵＶ））の照射によって硬化するインク（例えばＵＶインク）を使用し、ヘッドよりも後段に光を照射する光照射装置を備えるようにしたものが知られている。
また、このような、光照射装置として、光源から照射された光を集光するための凸型（半球面形状）のガラスレンズを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１-１４６６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の光照射装置では、光源から照射された光が、ガラスレンズの界面（光源側の面）で反射して、装置の内部で反射を繰り返す可能性がある。この場合、光が効率的に出力されなくなり、光出力が低下するおそれがあった。
本発明は、光出力の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための主たる発明は、光を照射する光源と、前記光源を封入するための封入部を有するパッケージと、前記封入部に注入され、前記光源を前記封入部に封止するシリコンモールド材と、シリコン接着剤によって前記シリコンモールド材と接着されたシリコンレンズと、を備えたことを特徴とする光照射装置である。
【０００６】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】プリンター１の全体構成のブロック図である。
【図２】印刷領域周辺の概略図である。
【図３】照射部４２の構成を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態の照射部４２の構成を示す断面図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｄは、ＬＥＤモジュール４３の製造方法の概略説明図である。
【図６】第２実施形態の比較例のＬＥＤモジュール４３を示す断面図である。
【図７】第２実施形態のＬＥＤモジュール４３の構成を示す断面図である。
【図８】第３実施形態のＬＥＤモジュール４３の構成を示す断面図である。
【図９】第３実施形態において、シリコンレンズ４９の取り付け位置がずれた場合を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
【０００９】
光を照射する光源と、前記光源を封入するための封入部を有するパッケージと、前記封入部に注入され、前記光源を前記封入部に封止するシリコンモールド材と、シリコン接着剤によって前記シリコンモールド材と接着されたシリコンレンズと、を備えたことを特徴とする光照射装置が明らかとなる。
このような光照射装置によれは、光源から照射された光がレンズ界面で反射しないようにすることができる。よって光出力の向上を図ることができる。
【００１０】
かかる光照射装置であって、前記光源は、シリコンのダイアタッチ材を介して前記封入部に配設されていることが望ましい。
このような光照射装置によれば、光を効率的に出力させることができる。また、ダイアタッチ材にクラックが発生するのを防止することができる。
【００１１】
かかる光照射装置であって、前記シリコンレンズは、前記シリコンモールド材に接着される側の面が凸形状に形成されていることが望ましい。
このような光照射装置によれば、シリコン接着剤に気泡が混入するのを防止することができる。これにより、光出力の向上を図ることができる。
【００１２】
かかる光照射装置であって、前記シリコンレンズの直径は、前記封入部の開口幅よりも小さいことが望ましい。
このような光照射装置によれば、レンズを小さくすることで熱処理時の応力を小さくでき、ダイアタッチ材のクラックの発生を防止できる。
【００１３】
かかる光照射装置であって、前記シリコンレンズは、ゴム硬度（デュロメーター：タイプＡ）が８０以下であることが望ましい。
このような光照射装置によれば、ダイアタッチ材のクラックの発生を防止できる。
【００１４】
かかる光照射装置であって、前記シリコン接着剤は、ゴム硬度（デュロメーター：タイプＡ）が４０以下であることが望ましい。
このような光照射装置によれば、ダイアタッチ材のクラックの発生を防止できる。
【００１５】
かかる光照射装置であって、前記シリコンレンズは、当該シリコンレンズの厚さの１／４以上の側面が前記シリコン接着剤により覆われていることが望ましい。
このような光照射装置によれば、シリコンモールド材の露出を抑えることができ、光出力の低下を抑えることができる。
【００１６】
かかる光照射装置であって、前記光は、紫外線であり、前記光源は、前記紫外線を照射することが望ましい。
このような光照射装置によれば、光源から照射された紫外線がシリコンで吸収されないので、紫外線の出力の向上を図ることができる。
【００１７】
以下の実施形態では、インクジェットプリンター（以下、プリンター１ともいう）に本発明の光照射装置を適用した場合を例に挙げて説明する。
【００１８】
＝＝＝プリンターの構成について＝＝＝
図１は、プリンター１の全体構成のブロック図である。また、図２は、印刷領域周辺の概略図である。
プリンター１は、紙、布、フィルム等の被印刷媒体に画像を印刷する印刷装置であり、外部装置であるコンピューター１１０と通信可能に接続されている。なお、被印刷媒体としては、ロール紙（以下、用紙Ｓとする）を用いている。
【００１９】
コンピューター１１０にはプリンタードライバーがインストールされている。プリンタードライバーは、表示装置（不図示）にユーザーインターフェイスを表示させ、アプリケーションプログラムから出力された画像データを印刷データに変換させるためのプログラムである。このプリンタードライバーは、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体（コンピューター読み取り可能な記録媒体）に記録されている。また、プリンタードライバーは、インターネットを介してコンピューター１１０にダウンロードすることも可能である。なお、このプログラムは、各種の機能を実現するためのコードから構成されている。
【００２０】
そして、コンピューター１１０は、プリンター１に画像を印刷させるため、印刷させる画像に応じた印刷データをプリンター１に出力する。
【００２１】
プリンター１は、液体の一例として、紫外線（光の一種、以下、ＵＶともいう）の照射によって硬化する紫外線硬化型インク（以下、ＵＶインクともいう）を吐出することにより、被印刷媒体に画像を印刷する装置である。ＵＶインクは、紫外線硬化樹脂を含むインクであり、ＵＶの照射を受けると紫外線硬化樹脂において光重合反応が起こることにより硬化する。このように、ＵＶの照射によりＵＶインクを瞬時に硬化させることが可能なので、ＵＶインクを用いると、被印刷媒体のインク吸収性に依存せずに、画像を形成することができる。
【００２２】
図１に示すようにプリンター１は、搬送ユニット２０、ヘッドユニット３０、照射ユニット４０、検出器群５０、及びコントローラー６０を有する。外部装置であるコンピューター１１０から印刷データを受信したプリンター１は、コントローラー６０によって各ユニット（搬送ユニット２０、ヘッドユニット３０、照射ユニット４０）を制御して、印刷データに従って被印刷媒体（用紙Ｓ）に画像を印刷する。コントローラー６０は、コンピューター１１０から受信した印刷データに基づいて、各ユニットを制御する。プリンター１内の状況は検出器群５０によって監視されており、検出器群５０は、検出結果をコントローラー６０に出力する。コントローラー６０は、検出器群５０から出力された検出結果に基づいて、各ユニットを制御する。
【００２３】
搬送ユニット２０は、用紙Ｓを搬送方向に搬送させるためのものである。この搬送ユニット２０は、搬送モーター（不図示）と、上流側搬送ローラー対２１、及び、下流側搬送ローラー対２２を有する。また、上流側搬送ローラー対２１は、上流側搬送ローラー２１ａと従動ローラー２１ｂを有する。下流側搬送ローラー対２２は、下流側搬送ローラー２２ａと従動ローラー２２ｂを有する。
【００２４】
不図示の搬送モータが回転すると、上流側搬送ローラー２１ａ及び下流側搬送ローラー２２ａが回転（図の矢印方向に回転）する。これにより、各従動ローラーも回転し、用紙Ｓが搬送方向に搬送される。
【００２５】
ヘッドユニット３０は、用紙ＳにＵＶインクを吐出するためのものである。ヘッドユニット３０は、搬送中の用紙Ｓに対して各ヘッドからＵＶインクを吐出することによって、用紙Ｓにドットを形成する（すなわち用紙Ｓに画像を印刷する）。図２に示すように、プリンター１にはヘッドユニット３０として搬送方向の上流側から順に、シアンのＵＶインクを吐出するシアンインクヘッド３１Ｃ、マゼンダのＵＶインクを吐出するマゼンダインクヘッド３１Ｍ、イエローのＵＶインクを吐出するイエローインクヘッド３１Ｙ、ブラックのＵＶインクを吐出するブラックインクヘッド３１Ｋが設けられている。
【００２６】
なお、プリンター１はラインプリンターであり、ヘッドユニット３０の各ヘッドの紙幅方向（搬送方向と交差する方向）の長さは、印刷対象となる用紙Ｓの最大幅と同じかそれよりも長くなっている。そして、ヘッドユニット３０の各ヘッドは紙幅分のドットを一度に形成することができる。
【００２７】
照射ユニット４０は、ＵＶを用紙Ｓに向けて照射するものである。用紙Ｓ上に形成されたドットは、照射ユニット４０からのＵＶの照射を受けることにより硬化する。照射ユニット４０は、照射部４２を備えている。
【００２８】
照射部４２は、ヘッドユニット３０の各ヘッドよりも搬送方向下流側に設けられている。そして、照射部４２は、各ヘッドによって用紙Ｓに形成されたドットにＵＶを照射する。なお、照射部４２の紙幅方向の長さはヘッドと対応しており、印刷対象となる用紙Ｓの最大幅と同じか、それよりも長くなっている。
【００２９】
また、照射部４２は、ＵＶの光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を備えている。なお、照射部４２の構成については後述する。
【００３０】
検出器群５０には、ロータリー式エンコーダー（不図示）などが含まれる。ロータリー式エンコーダーは、上流側搬送ローラー２１ａや下流側搬送ローラー２２ａの回転量を検出する。このロータリー式エンコーダーの検出結果に基づいて、用紙Ｓの搬送量を検出することができる。
【００３１】
コントローラー６０は、プリンターの制御を行うための制御ユニットである。コントローラー６０は、インターフェイス部６１と、ＣＰＵ６２と、メモリー６３と、ユニット制御回路６４とを有する。インターフェイス部６１は、外部装置であるコンピューター１１０とプリンター１との間でデータの送受信を行う。ＣＰＵ６２は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー６３は、ＣＰＵ６２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子を有する。ＣＰＵ６２は、メモリー６３に格納されているプログラムに従って、ユニット制御回路６４を介して各ユニットを制御する。
【００３２】
印刷を行うとき、コントローラー６０は、搬送ユニット２０に用紙Ｓを搬送方向に沿って搬送させる。そして、コントローラー６０は、媒体Ｓを搬送させながら、ヘッドユニット３０の各ヘッドからＵＶインクを吐出させて媒体上にドットを形成させると共に、照射部４２からＵＶを照射させてＵＶインクで形成されたドットを硬化させる。
【００３３】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜照射部の構成について＞
図３は、照射部４２の構成の一例を示す斜視図である。なお、図３では、紙幅方向に沿って設けられた照射部４２のうちの一部分を示している。
図に示すように照射部４２は、ＬＥＤモジュール４３（光照射装置に相当する）と、支持基板４３１と、放熱フィン４３２と、ファン４３３を備えている。
【００３４】
ＬＥＤモジュール４３は、支持基板４３１の一方の面に格子状に複数配置されている。これらのＬＥＤモジュール４３は用紙Ｓに対向するように設置され、それぞれ用紙ＳにＵＶを照射する。なお、ＬＥＤモジュール４３の詳細については後述する。
【００３５】
支持基板４３１は、各ＬＥＤモジュール４３を支持するものである。また支持基板４３１の内部には、後述するように熱伝導率の高い銅（Ｃｕ）による配線が形成されている。
【００３６】
放熱フィン４３２は、支持基板４３１においてＬＥＤモジュール４３とは反対側の面（他方の面）に形成されている。この放熱フィン４３２は、ＬＥＤモジュール４３がＵＶを照射する際に発生する熱を放熱させるためのものである。
【００３７】
ファン４３３は、放熱フィン４３２に送風を行ない、放熱フィン４３２による放熱を促進させる。
【００３８】
図４は、第１実施形態の照射部４２の構成の一例を示す断面図である。なお、以下の説明において、図の上側を上方向とし、図の下側を下方向とする。
図に示すように、ＬＥＤモジュール４３は、支持基板４３１上に形成されている。なお、支持基板４３１には、熱伝導率の高い銅（Ｃｕ）を用いたＣｕ配線部４３５と、Ｃｕ配線部４３５と接続された柱状（例えば円柱状）のＣｕポスト４３６が形成されている。Ｃｕ配線部４３５は、支持基板４３１の下部に形成されており、放熱フィン４３２と接続されている。Ｃｕポスト４３６は、はんだ４３７によってＬＥＤモジュール４３（より具体的には、後述するＣｕポスト４５３）と接合されている。
【００３９】
＜ＬＥＤモジュール４３について＞
本実施形態のＬＥＤモジュール４３は、パッケージ４５と、ＬＥＤチップ４６と、シリコンモールド材４７と、シリコンレンズ４９を備えている。
【００４０】
パッケージ４５は、マウント基板４５ａと、枠体４５ｂとを有して構成されている。
マウント基板４５ａは、例えばセラミックで形成されており、中央部には円柱状のＣｕポスト４５３が貫通して形成されている。また、マウント基板４５ａの側面と、下面の外周部分には導電パターン４５１が形成されている。
枠体４５ｂは、例えばセラミックで形成されており、マウント基板４５ａの上面に配置されている。枠体４５ｂは、中央部分に開口部４５０（封入部に相当する）を有している。この開口部４５０は、上面側ほど（すなわち、シリコンレンズ４９に近づくほど）開口が大きくなるような傾斜面で形成されている。このような形状にすることによって、ＬＥＤチップ４６から照射されるＵＶが、傾斜面で反射して上方に射出されるようになる。よって、ＵＶ出力の指向性を向上させることができる。また、枠体４５ｂの側面及び下面（マウント基板４５ａとの接続面）にも導電パターン４５１が形成されている。
【００４１】
ＬＥＤチップ４６は、ＵＶを照射する光源であり、シリコン製のダイアタッチ材４６１を介して枠体４５ｂの開口部４５０内に配設されている（具体的には、マウント基板４５ａのＣｕポスト４５３上に設けられている）。また、ＬＥＤチップ４６の不図示の２つの電極（アノード、カソード）は、それぞれボンディングワイヤ４６２によって導電パターン４５１と接続されている。
【００４２】
シリコンモールド材４７は、ＬＥＤチップ４６を開口部４５０内に封止するためのものであり、開口部４５０内に注入されている。なお、モールド材として、他の材料（例えばエポキシ樹脂）のものを用いてもよいが、その場合、ＬＥＤチップ４６から照射されたＵＶがモールド材で吸収されてしまうおそれがある。これにより、ＵＶ出力が低下するおそれがある。本実施形態では、モールド材の材料としてＵＶを吸収しないシリコンを用いているので、ＵＶの出力の低下を防止することができる。
【００４３】
シリコンレンズ４９は、ＬＥＤチップ４６が照射するＵＶを集光するための凸型の半球面のレンズである。シリコンレンズ４９は、シリコン接着剤４８によってシリコンモールド材４７上に接着されている。なお、シリコンレンズ４９としては、ゴム硬度（デュロメーター：タイプＡ）が８０以下のもの（より好ましくは、ゴム硬度が７０以下のもの）を使用するのが望ましい。さらに、シリコンレンズ４９とシリコンモールド材４７を接着するシリコン接着剤４８には、ゴム硬度（デュロメーター：タイプＡ）が４０以下のものを用いるのが望ましい。シリコン接着剤４８とシリコンレンズ４９をこのような特性（ゴム硬度）にすることで、シリコンモールド材４７とシリコンレンズ４９との接着時の応力（熱処理時の変形による応力）を緩和することができ、ダイアタッチ材４６１のクラック（後述する）の発生を防止することができる。
【００４４】
以上の構成により、例えばコントローラー６０から、導電パターン４５１、ボンディングワイヤ４６２を介してＬＥＤチップ４６に電力が供給されると、ＬＥＤチップ４６はＵＶを照射する。ＬＥＤチップ４６から照射されたＵＶは、シリコンモールド材４７、シリコン接着剤４８、シリコンレンズ４９等を通過して外部（図の上方）に出力される。
【００４５】
また、ＬＥＤチップ４６はＵＶを照射する際に発熱する。本実施形態では、ＬＥＤチップ４６によって発生した熱は、ダイアタッチ材４６１、Ｃｕポスト４５３、Ｃｕポスト４３６、及びＣｕ配線部４３５を介して放熱フィン４３２に伝達（熱伝導）される。これにより、ＬＥＤチップ４６の発熱を抑えることができる。
【００４６】
＜ＬＥＤモジュール４３の製造方法について＞
図５Ａ〜図５Ｄは、ＬＥＤモジュール４３の製造方法の概略説明図である。
なお、ここでは、パッケージ４５にＬＥＤチップ４６を配設するとき以降の工程を示しており、マウント基板４５ａや支持基板４３１などの記載を省略している。
【００４７】
まず、図５Ａに示すように、ＬＥＤチップ４６を、ダイアタッチ材４６１を介して枠体４５ｂの開口部４５０内に配設する（マウント基板４５ａのＣｕポスト４５３上に配置する）。
【００４８】
次に、図５Ｂに示すように、ＬＥＤチップ４６の不図示の２つの電極（アノード、カソード）と、枠体４５ｂの下面に形成された導電パターン４５１とをそれぞれボンディングワイヤ４６２で接続する。
【００４９】
そして、図５Ｃに示すように、開口部４５０内にシリコンモールド材４７を注入する。このように開口部４５０にシリコンモールド材４７を注入して、ＬＥＤチップ４６を開口部４５０に封止する。
【００５０】
その後、図５Ｄに示すように、シリコン接着剤４８によってシリコンレンズ４９をシリコンモールド材４７上に接着させる。具体的には、シリコン接着剤４８を開口部４５０の中心に垂らし、その上にシリコンレンズ４９を配置する。その後、シリコン接着剤４８を乾燥させるため、例えば１５０℃で１時間の熱処理を行なう。こうして、ＬＥＤモジュール４３が製造される。
【００５１】
なお、本実施形態では、図に示すように、シリコンレンズ４９の直径ｂを、枠体４５ｂの上面における開口部４５０の幅ａ（開口幅に相当する）よりも小さくしている。これは、シリコンレンズ４９を小さくすることによって、シリコンレンズ４９を接着する際の熱処理時のクラック（後述するダイアタッチ材４６１のクラック）を発生しにくくすることができるからである。なお、シリコンレンズ４９を小さくしてもＵＶ出力の大きさにはほとんど影響はない。さらに、シリコンレンズ４９の直径ｂを、開口部４５０の幅ａよりも小さくすると、シリコンレンズ４９をシリコン接着剤４８によってシリコンモールド材４７に接着させるときに、レンズの取り付け位置を調整しやすくなる。
【００５２】
仮に、シリコンレンズ４９の直径ｂが開口部４５０の幅ａよりも大きいとすると、シリコンレンズ４９を接着する際に取り付け位置がずれた場合、シリコンレンズ４９がその位置（ずれた位置）のまま接着されてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態のようにシリコンレンズ４９の直径ｂが開口部４５０の幅ａよりも小さければ、シリコン接着剤４８の表面張力により、自動的にシリコンレンズ４９の位置調整が行われるようになる（セルフアライメント）。例えば、シリコン接着剤４８を開口部４５０の中央に垂らして、その上にシリコンレンズ４９を配置すると、シリコンレンズ４９の取り付け位置が多少ずれても、シリコン接着剤４８の厚みの大きいところ（開口部４５０の中央）にシリコンレンズ４９が引き寄せられる。このように、シリコンレンズ４９の取り付け時の位置調整を簡易に行うことができる。
【００５３】
また、前述したように本実施形態では、ＬＥＤモジュール４３の集光用のレンズとしてシリコンレンズ４９を用いている。もし仮に、シリコンレンズ４９ではなくガラスレンズを用いると、ＬＥＤチップ４６から照射されたＵＶが、ガラスレンズとシリコンの界面（ガラスレンズの下面）で反射して、パッケージ４５内で反射を繰り返すおそれがある。これにより、ＵＶの出力が低下するおそれがある。本実施形態では、シリコンモールド材４７及びシリコン接着剤４８と同じ材料のシリコンレンズ４９を用いているので、レンズとの界面における反射を低減させることができ、ＵＶを効率的に射出することができる。すなわちＵＶ出力の向上を図ることができる。
【００５４】
また、ガラスレンズを用いると、前述した熱処理の際にダイアタッチ材４６１にクラックが発生するおそれがある。ダイアタッチ材４６１にクラックが発生すると、Ｃｕポスト４５３への熱の伝導性が悪化する。これにより、ＬＥＤチップ４６の発熱が冷却されなくなり、故障などの原因になるおそれがある。以下、ガラスレンズを用いた場合に、ダイアタッチ材４６１にクラックが発生しやすくなる理由について説明する。
【００５５】
本実施形態の枠体４５ｂの開口部４５０内は、ほぼシリコンで形成されている。ガラスレンズを用いる場合、このシリコン上にガラスが配置されることになる。また、ガラスレンズをシリコン接着剤４８で接着する際にも、前述したような熱処理が必要である。
【００５６】
ところで、シリコンとガラスとでは熱膨張率が異なる。具体的には、ガラスの膨張率よりもシリコンの膨張率の方が大きい。すなわち、上記の熱処理の際に、開口部４５０の上部の変形量（レンズの径方向への伸び量）は小さく、開口部４５０の下部（ダイアタッチ材４６１側）の変形量（伸び量）は大きい。つまり、開口部４５０の上部と下部との変形量の差が大きくなる。その後、熱処理後の冷却の際に、変形量の差に応じた応力がダイアタッチ材４６１にかかり、ダイアタッチ材４６１にクラックが発生すると考えられる。
【００５７】
これに対し、本実施形態のようにシリコンレンズ４９を用いると、熱処理の際に開口部４５０の上部と下部との変形量の差が低減されるため、クラックの発生を防止することができる。なお、クラックを確実に防止するには、前述したように、シリコンレンズ４９として、ゴム硬度（デュロメーター：タイプＡ）が８０以下のもの（より好ましくは、ゴム硬度が７０以下のもの）を使用することが望ましい。さらに、シリコン接着剤４８には、ゴム硬度（デュロメーター：タイプＡ）が４０以下のものを用いることが望ましい。また、シリコンレンズ４９の大きさ（直径ｂ）を小さくすることが望ましい。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態のＬＥＤモジュール４３は、ＵＶを照射するＬＥＤチップ４６と、ＬＥＤチップ４６を封入するための開口部４５０を有するパッケージ４５と、開口部４５０に注入され、ＬＥＤチップ４６を開口部４５０に封止するシリコンモールド材４７と、シリコン接着剤４８によってシリコンモールド材４７と接着されたシリコンレンズ４９とを備えている。
【００５９】
こうすることにより、ＬＥＤチップ４６から照射されたＵＶがレンズの界面で反射するのを防止することができ、シリコンモールド材４７、シリコン接着剤４８、及びシリコンレンズ４９を介して効率的にＵＶを取り出す（射出させる）ことができる。よってＵＶ出力の向上を図ることができる。
【００６０】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
＜比較例について＞
第２実施形態について説明する前に比較例について説明する。
図６は、比較例のＬＥＤモジュール４３を示す断面図である。この比較例のＬＥＤモジュール４３は第１実施形態と同じ構成であるが、シリコン接着剤４８に気泡が混入している。このように、シリコンレンズの下面が平面（直線状）の場合、シリコン接着剤４８によってシリコンレンズ４９をシリコンモールド材４７に接着させる際に、シリコン接着剤４８の内部に気泡が混入するおそれがある。
【００６１】
もし、図６のようにシリコン接着剤４８に気泡が混入すると、ＬＥＤチップ４６から照射されたＵＶが気泡部分（空気とシリコンの界面）で反射してしまおそれがある。このため、外部に射出されるＵＶが減少し、ＵＶ出力が低下してしまうおそれがある。
そこで、第２実施形態では、シリコン接着剤４８への気泡の混入を防止するようにしている。
【００６２】
＜第２実施形態のＬＥＤモジュール＞
第２実施形態では、シリコンレンズ４９の形状が第１実施形態と異なる。
図７は、第２実施形態のＬＥＤモジュール４３の構成を示す断面図である。なお、図７において第１実施形態（図４）と同一構成の部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６３】
第２実施形態のＬＥＤモジュール４３は、シリコンレンズ４９´を有している。シリコンレンズ４９´は、図に示すように、下面（言い換えると、シリコンモールド材４７と接着される側の面）が曲面形状（凸形状）になっている。このような形状のシリコンレンズ４９´を用いることにより、シリコン接着剤４８でシリコンレンズ４９´をシリコンモールド材４７と接着させる際に、シリコン接着剤４８の内部に気泡が混入しにくくなる。よって、シリコン接着剤４８への気泡の混入を防止することができ、これにより、ＬＥＤチップ４６から照射されるＵＶの出力の向上を図ることができる。
【００６４】
＝＝＝第３実施形態＝＝＝
第３実施形態では、シリコン接着剤４８の使用量が前述の実施形態よりも多くなっている。
図８は、第３実施形態のＬＥＤモジュール４３の構成を示す断面図である。図８において、前述の実施形態と同一構成の部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６５】
図８に示すように、第３実施形態では、シリコンレンズ４９の下部の側面にシリコン接着剤４８が盛り上がるように形成されている。具体的には、シリコン接着剤４８の盛り上がり高さ（図に示すｈ２）が、シリコンレンズの高さ（厚さ）ｈ１の１／４以上になるようにシリコン接着剤４８の量が定められている。このように、第３実施形態では、シリコン接着剤４８の量を前述の実施形態よりも多くしている。そして、シリコンレンズ４９の下部（下端からレンズ厚さの１／４以上の部分）の側面をシリコン接着剤４８によって覆うようにしている。
【００６６】
図９は、第３実施形態において、シリコンレンズ４９の取り付け位置がずれた場合を示した図である。図では、シリコンレンズ４９の取り付け位置が左側にずれている。このように、シリコンレンズ４９の取り付け位置がずれると、シリコン接着剤４８の量が多いため、図８と比べて、ずれた方向と反対側（図では右側）のシリコン接着剤４８がさらに盛り上がった形状になる。この場合、シリコン接着剤４８もやや曲面を持った形状（凸形状）になり、ＵＶを集光させることができる。このように、第３実施形態では、シリコン接着剤４８の量を多くすることにより、シリコンレンズ４９の取り付け位置がずれても、シリコンモールド材４７の露出を抑えることができ、ＵＶ出力の低下を抑えることができる。
【００６７】
なお、本実施形態では、下面（シリコンモールド材４７と接着される側の面）が平らなシリコンレンズ４９を用いていたが、第２実施形態のシリコンレンズ４９´を用いてもよい。この場合、シリコン接着剤４８への気泡の混入を防止できる。
【００６８】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
【００６９】
＜照射部について＞
前述した実施形態では、照射部４２（ＬＥＤモジュール４３）をラインプリンターに適用していたが、これには限られず他のプリンター（例えば、シリアルプリンター）に適用してもよい。また、プリンター以外の機器（例えば、医療機器や半導体製造装置など）に、照射部４２（ＬＥＤモジュール４３）を用いても良い。
【００７０】
＜ＵＶについて＞
前述した実施形態では、照射部４２はＵＶを照射していたが、照射する光はＵＶには限られない。例えば可視光を照射してもよい。この場合、例えばモールド材として他の材料（エポキシ樹脂など）を用いてもよい。なお、前述した実施形態では、ＬＥＤチップ４６（光源）がＵＶを照射し、モールド材等にＵＶ光を吸収しないシリコンを用いているので光出力の向上を図ることができる。
【００７１】
＜ダイアタッチ材について＞
前述した実施形態では、シリコン製のダイアタッチ材４６１を用いていたがこれには限られない。例えば、ダイアタッチ材４６１としてエポキシ系の材料を用いてもよい。ただし、ダイアタッチ材４６１がエポキシ系の材料の場合、ＬＥＤチップ４６の側面や底面から出力されるＵＶが吸収されてしまうおそれがある。このためＵＶ出力が低下するおそれがある。よって、シリコン製のダイアタッチ材４６１を用いるのが効果的である。また、ダイアタッチ材４６１にシリコンを用いた場合、シリコンレンズ４９を配置した後の熱処理の際に、開口部４５０の上部と下部における変形量の差が小さくなるので、ダイアタッチ材４６１のクラックを防止することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１ プリンター、
２０ 搬送ユニット、２１ 上流側搬送ローラー対、２１ａ 上流側搬送ローラー
２１ｂ 従動ローラー、２２下流側搬送ローラー対、２２ａ 下流側搬送ローラー
２２ｂ 従動ローラー、
３０ ヘッドユニット、３１Ｃ シアンインクヘッド、３１Ｍ マゼンダインクヘッド、
３１Ｙ イエローインクヘッド、３１Ｋ ブラックインクヘッド、
４０ 照射ユニット、４２ 照射部、４３ ＬＥＤモジュール、４５ パッケージ、
４５ａ マウント基板、４５ｂ 枠体、４６ ＬＥＤチップ、
４７ シリコンモールド材、４８ シリコン接着剤、４９ シリコンレンズ、
５０ 検出器群、６０ コントローラー、６１ インターフェイス部、
６２ ＣＰＵ、６３ メモリー、６４ ユニット制御回路、１１０ コンピューター、
４３１ 支持基板、４３２ 放熱フィン、４３３ ファン、
４３５ Ｃｕ配線部、４３６ Ｃｕポスト、４３７ はんだ、
４５０ 開口部、４５１ 導電パターン、４５３ Ｃｕポスト、
４６１ ダイアタッチ材、４６２ ボンディングワイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ヘッドからインクを吐出して印刷を行なう印刷装置（例えばプリンター）において、インクとして光（例えば紫外線（ＵＶ））の照射によって硬化するインク（例えばＵＶインク）を使用し、ヘッドよりも後段に光を照射する光照射装置を備えるようにしたものが知られている。
また、このような、光照射装置として、光源から照射された光を集光するための凸型（半球面形状）のガラスレンズを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１-１４６６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の光照射装置では、光源から照射された光が、ガラスレンズの界面（光源側の面）で反射して、装置の内部で反射を繰り返す可能性がある。この場合、光が効率的に出力されなくなり、光出力が低下するおそれがあった。
本発明は、光出力の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための主たる発明は、光を照射する光源と、前記光源を封入するための封入部を有するパッケージと、前記封入部に注入され、前記光源を前記封入部に封止するシリコンモールド材と、シリコン接着剤によって前記シリコンモールド材と接着されたシリコンレンズと、を備えたことを特徴とする光照射装置である。
【０００６】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】プリンター１の全体構成のブロック図である。
【図２】印刷領域周辺の概略図である。
【図３】照射部４２の構成を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態の照射部４２の構成を示す断面図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｄは、ＬＥＤモジュール４３の製造方法の概略説明図である。
【図６】第２実施形態の比較例のＬＥＤモジュール４３を示す断面図である。
【図７】第２実施形態のＬＥＤモジュール４３の構成を示す断面図である。
【図８】第３実施形態のＬＥＤモジュール４３の構成を示す断面図である。
【図９】第３実施形態において、シリコンレンズ４９の取り付け位置がずれた場合を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
【０００９】
光を照射する光源と、前記光源を封入するための封入部を有するパッケージと、前記封入部に注入され、前記光源を前記封入部に封止するシリコンモールド材と、シリコン接着剤によって前記シリコンモールド材と接着されたシリコンレンズと、を備えたことを特徴とする光照射装置が明らかとなる。
このような光照射装置によれは、光源から照射された光がレンズ界面で反射しないようにすることができる。よって光出力の向上を図ることができる。
【００１０】
かかる光照射装置であって、前記光源は、シリコンのダイアタッチ材を介して前記封入部に配設されていることが望ましい。
このような光照射装置によれば、光を効率的に出力させることができる。また、ダイアタッチ材にクラックが発生するのを防止することができる。
【００１１】
かかる光照射装置であって、前記シリコンレンズは、前記シリコンモールド材に接着される側の面が凸形状に形成されていることが望ましい。
このような光照射装置によれば、シリコン接着剤に気泡が混入するのを防止することができる。これにより、光出力の向上を図ることができる。
【００１２】
かかる光照射装置であって、前記シリコンレンズの直径は、前記封入部の開口幅よりも小さいことが望ましい。
このような光照射装置によれば、レンズを小さくすることで熱処理時の応力を小さくでき、ダイアタッチ材のクラックの発生を防止できる。
【００１３】
かかる光照射装置であって、前記シリコンレンズは、ゴム硬度（デュロメーター：タイプＡ）が８０以下であることが望ましい。
このような光照射装置によれば、ダイアタッチ材のクラックの発生を防止できる。
【００１４】
かかる光照射装置であって、前記シリコン接着剤は、ゴム硬度（デュロメーター：タイプＡ）が４０以下であることが望ましい。
このような光照射装置によれば、ダイアタッチ材のクラックの発生を防止できる。
【００１５】
かかる光照射装置であって、前記シリコンレンズは、当該シリコンレンズの厚さの１／４以上の側面が前記シリコン接着剤により覆われていることが望ましい。
このような光照射装置によれば、シリコンモールド材の露出を抑えることができ、光出力の低下を抑えることができる。
【００１６】
かかる光照射装置であって、前記光は、紫外線であり、前記光源は、前記紫外線を照射することが望ましい。
このような光照射装置によれば、光源から照射された紫外線がシリコンで吸収されないので、紫外線の出力の向上を図ることができる。
【００１７】
以下の実施形態では、インクジェットプリンター（以下、プリンター１ともいう）に本発明の光照射装置を適用した場合を例に挙げて説明する。
【００１８】
＝＝＝プリンターの構成について＝＝＝
図１は、プリンター１の全体構成のブロック図である。また、図２は、印刷領域周辺の概略図である。
プリンター１は、紙、布、フィルム等の被印刷媒体に画像を印刷する印刷装置であり、外部装置であるコンピューター１１０と通信可能に接続されている。なお、被印刷媒体としては、ロール紙（以下、用紙Ｓとする）を用いている。
【００１９】
コンピューター１１０にはプリンタードライバーがインストールされている。プリンタードライバーは、表示装置（不図示）にユーザーインターフェイスを表示させ、アプリケーションプログラムから出力された画像データを印刷データに変換させるためのプログラムである。このプリンタードライバーは、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体（コンピューター読み取り可能な記録媒体）に記録されている。また、プリンタードライバーは、インターネットを介してコンピューター１１０にダウンロードすることも可能である。なお、このプログラムは、各種の機能を実現するためのコードから構成されている。
【００２０】
そして、コンピューター１１０は、プリンター１に画像を印刷させるため、印刷させる画像に応じた印刷データをプリンター１に出力する。
【００２１】
プリンター１は、液体の一例として、紫外線（光の一種、以下、ＵＶともいう）の照射によって硬化する紫外線硬化型インク（以下、ＵＶインクともいう）を吐出することにより、被印刷媒体に画像を印刷する装置である。ＵＶインクは、紫外線硬化樹脂を含むインクであり、ＵＶの照射を受けると紫外線硬化樹脂において光重合反応が起こることにより硬化する。このように、ＵＶの照射によりＵＶインクを瞬時に硬化させることが可能なので、ＵＶインクを用いると、被印刷媒体のインク吸収性に依存せずに、画像を形成することができる。
【００２２】
図１に示すようにプリンター１は、搬送ユニット２０、ヘッドユニット３０、照射ユニット４０、検出器群５０、及びコントローラー６０を有する。外部装置であるコンピューター１１０から印刷データを受信したプリンター１は、コントローラー６０によって各ユニット（搬送ユニット２０、ヘッドユニット３０、照射ユニット４０）を制御して、印刷データに従って被印刷媒体（用紙Ｓ）に画像を印刷する。コントローラー６０は、コンピューター１１０から受信した印刷データに基づいて、各ユニットを制御する。プリンター１内の状況は検出器群５０によって監視されており、検出器群５０は、検出結果をコントローラー６０に出力する。コントローラー６０は、検出器群５０から出力された検出結果に基づいて、各ユニットを制御する。
【００２３】
搬送ユニット２０は、用紙Ｓを搬送方向に搬送させるためのものである。この搬送ユニット２０は、搬送モーター（不図示）と、上流側搬送ローラー対２１、及び、下流側搬送ローラー対２２を有する。また、上流側搬送ローラー対２１は、上流側搬送ローラー２１ａと従動ローラー２１ｂを有する。下流側搬送ローラー対２２は、下流側搬送ローラー２２ａと従動ローラー２２ｂを有する。
【００２４】
不図示の搬送モータが回転すると、上流側搬送ローラー２１ａ及び下流側搬送ローラー２２ａが回転（図の矢印方向に回転）する。これにより、各従動ローラーも回転し、用紙Ｓが搬送方向に搬送される。
【００２５】
ヘッドユニット３０は、用紙ＳにＵＶインクを吐出するためのものである。ヘッドユニット３０は、搬送中の用紙Ｓに対して各ヘッドからＵＶインクを吐出することによって、用紙Ｓにドットを形成する（すなわち用紙Ｓに画像を印刷する）。図２に示すように、プリンター１にはヘッドユニット３０として搬送方向の上流側から順に、シアンのＵＶインクを吐出するシアンインクヘッド３１Ｃ、マゼンダのＵＶインクを吐出するマゼンダインクヘッド３１Ｍ、イエローのＵＶインクを吐出するイエローインクヘッド３１Ｙ、ブラックのＵＶインクを吐出するブラックインクヘッド３１Ｋが設けられている。
【００２６】
なお、プリンター１はラインプリンターであり、ヘッドユニット３０の各ヘッドの紙幅方向（搬送方向と交差する方向）の長さは、印刷対象となる用紙Ｓの最大幅と同じかそれよりも長くなっている。そして、ヘッドユニット３０の各ヘッドは紙幅分のドットを一度に形成することができる。
【００２７】
照射ユニット４０は、ＵＶを用紙Ｓに向けて照射するものである。用紙Ｓ上に形成されたドットは、照射ユニット４０からのＵＶの照射を受けることにより硬化する。照射ユニット４０は、照射部４２を備えている。
【００２８】
照射部４２は、ヘッドユニット３０の各ヘッドよりも搬送方向下流側に設けられている。そして、照射部４２は、各ヘッドによって用紙Ｓに形成されたドットにＵＶを照射する。なお、照射部４２の紙幅方向の長さはヘッドと対応しており、印刷対象となる用紙Ｓの最大幅と同じか、それよりも長くなっている。
【００２９】
また、照射部４２は、ＵＶの光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を備えている。なお、照射部４２の構成については後述する。
【００３０】
検出器群５０には、ロータリー式エンコーダー（不図示）などが含まれる。ロータリー式エンコーダーは、上流側搬送ローラー２１ａや下流側搬送ローラー２２ａの回転量を検出する。このロータリー式エンコーダーの検出結果に基づいて、用紙Ｓの搬送量を検出することができる。
【００３１】
コントローラー６０は、プリンターの制御を行うための制御ユニットである。コントローラー６０は、インターフェイス部６１と、ＣＰＵ６２と、メモリー６３と、ユニット制御回路６４とを有する。インターフェイス部６１は、外部装置であるコンピューター１１０とプリンター１との間でデータの送受信を行う。ＣＰＵ６２は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー６３は、ＣＰＵ６２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子を有する。ＣＰＵ６２は、メモリー６３に格納されているプログラムに従って、ユニット制御回路６４を介して各ユニットを制御する。
【００３２】
印刷を行うとき、コントローラー６０は、搬送ユニット２０に用紙Ｓを搬送方向に沿って搬送させる。そして、コントローラー６０は、媒体Ｓを搬送させながら、ヘッドユニット３０の各ヘッドからＵＶインクを吐出させて媒体上にドットを形成させると共に、照射部４２からＵＶを照射させてＵＶインクで形成されたドットを硬化させる。
【００３３】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜照射部の構成について＞
図３は、照射部４２の構成の一例を示す斜視図である。なお、図３では、紙幅方向に沿って設けられた照射部４２のうちの一部分を示している。
図に示すように照射部４２は、ＬＥＤモジュール４３（光照射装置に相当する）と、支持基板４３１と、放熱フィン４３２と、ファン４３３を備えている。
【００３４】
ＬＥＤモジュール４３は、支持基板４３１の一方の面に格子状に複数配置されている。これらのＬＥＤモジュール４３は用紙Ｓに対向するように設置され、それぞれ用紙ＳにＵＶを照射する。なお、ＬＥＤモジュール４３の詳細については後述する。
【００３５】
支持基板４３１は、各ＬＥＤモジュール４３を支持するものである。また支持基板４３１の内部には、後述するように熱伝導率の高い銅（Ｃｕ）による配線が形成されている。
【００３６】
放熱フィン４３２は、支持基板４３１においてＬＥＤモジュール４３とは反対側の面（他方の面）に形成されている。この放熱フィン４３２は、ＬＥＤモジュール４３がＵＶを照射する際に発生する熱を放熱させるためのものである。
【００３７】
ファン４３３は、放熱フィン４３２に送風を行ない、放熱フィン４３２による放熱を促進させる。
【００３８】
図４は、第１実施形態の照射部４２の構成の一例を示す断面図である。なお、以下の説明において、図の上側を上方向とし、図の下側を下方向とする。
図に示すように、ＬＥＤモジュール４３は、支持基板４３１上に形成されている。なお、支持基板４３１には、熱伝導率の高い銅（Ｃｕ）を用いたＣｕ配線部４３５と、Ｃｕ配線部４３５と接続された柱状（例えば円柱状）のＣｕポスト４３６が形成されている。Ｃｕ配線部４３５は、支持基板４３１の下部に形成されており、放熱フィン４３２と接続されている。Ｃｕポスト４３６は、はんだ４３７によってＬＥＤモジュール４３（より具体的には、後述するＣｕポスト４５３）と接合されている。
【００３９】
＜ＬＥＤモジュール４３について＞
本実施形態のＬＥＤモジュール４３は、パッケージ４５と、ＬＥＤチップ４６と、シリコンモールド材４７と、シリコンレンズ４９を備えている。
【００４０】
パッケージ４５は、マウント基板４５ａと、枠体４５ｂとを有して構成されている。
マウント基板４５ａは、例えばセラミックで形成されており、中央部には円柱状のＣｕポスト４５３が貫通して形成されている。また、マウント基板４５ａの側面と、下面の外周部分には導電パターン４５１が形成されている。
枠体４５ｂは、例えばセラミックで形成されており、マウント基板４５ａの上面に配置されている。枠体４５ｂは、中央部分に開口部４５０（封入部に相当する）を有している。この開口部４５０は、上面側ほど（すなわち、シリコンレンズ４９に近づくほど）開口が大きくなるような傾斜面で形成されている。このような形状にすることによって、ＬＥＤチップ４６から照射されるＵＶが、傾斜面で反射して上方に射出されるようになる。よって、ＵＶ出力の指向性を向上させることができる。また、枠体４５ｂの側面及び下面（マウント基板４５ａとの接続面）にも導電パターン４５１が形成されている。
【００４１】
ＬＥＤチップ４６は、ＵＶを照射する光源であり、シリコン製のダイアタッチ材４６１を介して枠体４５ｂの開口部４５０内に配設されている（具体的には、マウント基板４５ａのＣｕポスト４５３上に設けられている）。また、ＬＥＤチップ４６の不図示の２つの電極（アノード、カソード）は、それぞれボンディングワイヤ４６２によって導電パターン４５１と接続されている。
【００４２】
シリコンモールド材４７は、ＬＥＤチップ４６を開口部４５０内に封止するためのものであり、開口部４５０内に注入されている。なお、モールド材として、他の材料（例えばエポキシ樹脂）のものを用いてもよいが、その場合、ＬＥＤチップ４６から照射されたＵＶがモールド材で吸収されてしまうおそれがある。これにより、ＵＶ出力が低下するおそれがある。本実施形態では、モールド材の材料としてＵＶを吸収しないシリコンを用いているので、ＵＶの出力の低下を防止することができる。
【００４３】
シリコンレンズ４９は、ＬＥＤチップ４６が照射するＵＶを集光するための凸型の半球面のレンズである。シリコンレンズ４９は、シリコン接着剤４８によってシリコンモールド材４７上に接着されている。なお、シリコンレンズ４９としては、ゴム硬度（デュロメーター：タイプＡ）が８０以下のもの（より好ましくは、ゴム硬度が７０以下のもの）を使用するのが望ましい。さらに、シリコンレンズ４９とシリコンモールド材４７を接着するシリコン接着剤４８には、ゴム硬度（デュロメーター：タイプＡ）が４０以下のものを用いるのが望ましい。シリコン接着剤４８とシリコンレンズ４９をこのような特性（ゴム硬度）にすることで、シリコンモールド材４７とシリコンレンズ４９との接着時の応力（熱処理時の変形による応力）を緩和することができ、ダイアタッチ材４６１のクラック（後述する）の発生を防止することができる。
【００４４】
以上の構成により、例えばコントローラー６０から、導電パターン４５１、ボンディングワイヤ４６２を介してＬＥＤチップ４６に電力が供給されると、ＬＥＤチップ４６はＵＶを照射する。ＬＥＤチップ４６から照射されたＵＶは、シリコンモールド材４７、シリコン接着剤４８、シリコンレンズ４９等を通過して外部（図の上方）に出力される。
【００４５】
また、ＬＥＤチップ４６はＵＶを照射する際に発熱する。本実施形態では、ＬＥＤチップ４６によって発生した熱は、ダイアタッチ材４６１、Ｃｕポスト４５３、Ｃｕポスト４３６、及びＣｕ配線部４３５を介して放熱フィン４３２に伝達（熱伝導）される。これにより、ＬＥＤチップ４６の発熱を抑えることができる。
【００４６】
＜ＬＥＤモジュール４３の製造方法について＞
図５Ａ〜図５Ｄは、ＬＥＤモジュール４３の製造方法の概略説明図である。
なお、ここでは、パッケージ４５にＬＥＤチップ４６を配設するとき以降の工程を示しており、マウント基板４５ａや支持基板４３１などの記載を省略している。
【００４７】
まず、図５Ａに示すように、ＬＥＤチップ４６を、ダイアタッチ材４６１を介して枠体４５ｂの開口部４５０内に配設する（マウント基板４５ａのＣｕポスト４５３上に配置する）。
【００４８】
次に、図５Ｂに示すように、ＬＥＤチップ４６の不図示の２つの電極（アノード、カソード）と、枠体４５ｂの下面に形成された導電パターン４５１とをそれぞれボンディングワイヤ４６２で接続する。
【００４９】
そして、図５Ｃに示すように、開口部４５０内にシリコンモールド材４７を注入する。このように開口部４５０にシリコンモールド材４７を注入して、ＬＥＤチップ４６を開口部４５０に封止する。
【００５０】
その後、図５Ｄに示すように、シリコン接着剤４８によってシリコンレンズ４９をシリコンモールド材４７上に接着させる。具体的には、シリコン接着剤４８を開口部４５０の中心に垂らし、その上にシリコンレンズ４９を配置する。その後、シリコン接着剤４８を乾燥させるため、例えば１５０℃で１時間の熱処理を行なう。こうして、ＬＥＤモジュール４３が製造される。
【００５１】
なお、本実施形態では、図に示すように、シリコンレンズ４９の直径ｂを、枠体４５ｂの上面における開口部４５０の幅ａ（開口幅に相当する）よりも小さくしている。これは、シリコンレンズ４９を小さくすることによって、シリコンレンズ４９を接着する際の熱処理時のクラック（後述するダイアタッチ材４６１のクラック）を発生しにくくすることができるからである。なお、シリコンレンズ４９を小さくしてもＵＶ出力の大きさにはほとんど影響はない。さらに、シリコンレンズ４９の直径ｂを、開口部４５０の幅ａよりも小さくすると、シリコンレンズ４９をシリコン接着剤４８によってシリコンモールド材４７に接着させるときに、レンズの取り付け位置を調整しやすくなる。
【００５２】
仮に、シリコンレンズ４９の直径ｂが開口部４５０の幅ａよりも大きいとすると、シリコンレンズ４９を接着する際に取り付け位置がずれた場合、シリコンレンズ４９がその位置（ずれた位置）のまま接着されてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態のようにシリコンレンズ４９の直径ｂが開口部４５０の幅ａよりも小さければ、シリコン接着剤４８の表面張力により、自動的にシリコンレンズ４９の位置調整が行われるようになる（セルフアライメント）。例えば、シリコン接着剤４８を開口部４５０の中央に垂らして、その上にシリコンレンズ４９を配置すると、シリコンレンズ４９の取り付け位置が多少ずれても、シリコン接着剤４８の厚みの大きいところ（開口部４５０の中央）にシリコンレンズ４９が引き寄せられる。このように、シリコンレンズ４９の取り付け時の位置調整を簡易に行うことができる。
【００５３】
また、前述したように本実施形態では、ＬＥＤモジュール４３の集光用のレンズとしてシリコンレンズ４９を用いている。もし仮に、シリコンレンズ４９ではなくガラスレンズを用いると、ＬＥＤチップ４６から照射されたＵＶが、ガラスレンズとシリコンの界面（ガラスレンズの下面）で反射して、パッケージ４５内で反射を繰り返すおそれがある。これにより、ＵＶの出力が低下するおそれがある。本実施形態では、シリコンモールド材４７及びシリコン接着剤４８と同じ材料のシリコンレンズ４９を用いているので、レンズとの界面における反射を低減させることができ、ＵＶを効率的に射出することができる。すなわちＵＶ出力の向上を図ることができる。
【００５４】
また、ガラスレンズを用いると、前述した熱処理の際にダイアタッチ材４６１にクラックが発生するおそれがある。ダイアタッチ材４６１にクラックが発生すると、Ｃｕポスト４５３への熱の伝導性が悪化する。これにより、ＬＥＤチップ４６の発熱が冷却されなくなり、故障などの原因になるおそれがある。以下、ガラスレンズを用いた場合に、ダイアタッチ材４６１にクラックが発生しやすくなる理由について説明する。
【００５５】
本実施形態の枠体４５ｂの開口部４５０内は、ほぼシリコンで形成されている。ガラスレンズを用いる場合、このシリコン上にガラスが配置されることになる。また、ガラスレンズをシリコン接着剤４８で接着する際にも、前述したような熱処理が必要である。
【００５６】
ところで、シリコンとガラスとでは熱膨張率が異なる。具体的には、ガラスの膨張率よりもシリコンの膨張率の方が大きい。すなわち、上記の熱処理の際に、開口部４５０の上部の変形量（レンズの径方向への伸び量）は小さく、開口部４５０の下部（ダイアタッチ材４６１側）の変形量（伸び量）は大きい。つまり、開口部４５０の上部と下部との変形量の差が大きくなる。その後、熱処理後の冷却の際に、変形量の差に応じた応力がダイアタッチ材４６１にかかり、ダイアタッチ材４６１にクラックが発生すると考えられる。
【００５７】
これに対し、本実施形態のようにシリコンレンズ４９を用いると、熱処理の際に開口部４５０の上部と下部との変形量の差が低減されるため、クラックの発生を防止することができる。なお、クラックを確実に防止するには、前述したように、シリコンレンズ４９として、ゴム硬度（デュロメーター：タイプＡ）が８０以下のもの（より好ましくは、ゴム硬度が７０以下のもの）を使用することが望ましい。さらに、シリコン接着剤４８には、ゴム硬度（デュロメーター：タイプＡ）が４０以下のものを用いることが望ましい。また、シリコンレンズ４９の大きさ（直径ｂ）を小さくすることが望ましい。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態のＬＥＤモジュール４３は、ＵＶを照射するＬＥＤチップ４６と、ＬＥＤチップ４６を封入するための開口部４５０を有するパッケージ４５と、開口部４５０に注入され、ＬＥＤチップ４６を開口部４５０に封止するシリコンモールド材４７と、シリコン接着剤４８によってシリコンモールド材４７と接着されたシリコンレンズ４９とを備えている。
【００５９】
こうすることにより、ＬＥＤチップ４６から照射されたＵＶがレンズの界面で反射するのを防止することができ、シリコンモールド材４７、シリコン接着剤４８、及びシリコンレンズ４９を介して効率的にＵＶを取り出す（射出させる）ことができる。よってＵＶ出力の向上を図ることができる。
【００６０】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
＜比較例について＞
第２実施形態について説明する前に比較例について説明する。
図６は、比較例のＬＥＤモジュール４３を示す断面図である。この比較例のＬＥＤモジュール４３は第１実施形態と同じ構成であるが、シリコン接着剤４８に気泡が混入している。このように、シリコンレンズの下面が平面（直線状）の場合、シリコン接着剤４８によってシリコンレンズ４９をシリコンモールド材４７に接着させる際に、シリコン接着剤４８の内部に気泡が混入するおそれがある。
【００６１】
もし、図６のようにシリコン接着剤４８に気泡が混入すると、ＬＥＤチップ４６から照射されたＵＶが気泡部分（空気とシリコンの界面）で反射してしまおそれがある。このため、外部に射出されるＵＶが減少し、ＵＶ出力が低下してしまうおそれがある。
そこで、第２実施形態では、シリコン接着剤４８への気泡の混入を防止するようにしている。
【００６２】
＜第２実施形態のＬＥＤモジュール＞
第２実施形態では、シリコンレンズ４９の形状が第１実施形態と異なる。
図７は、第２実施形態のＬＥＤモジュール４３の構成を示す断面図である。なお、図７において第１実施形態（図４）と同一構成の部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６３】
第２実施形態のＬＥＤモジュール４３は、シリコンレンズ４９´を有している。シリコンレンズ４９´は、図に示すように、下面（言い換えると、シリコンモールド材４７と接着される側の面）が曲面形状（凸形状）になっている。このような形状のシリコンレンズ４９´を用いることにより、シリコン接着剤４８でシリコンレンズ４９´をシリコンモールド材４７と接着させる際に、シリコン接着剤４８の内部に気泡が混入しにくくなる。よって、シリコン接着剤４８への気泡の混入を防止することができ、これにより、ＬＥＤチップ４６から照射されるＵＶの出力の向上を図ることができる。
【００６４】
＝＝＝第３実施形態＝＝＝
第３実施形態では、シリコン接着剤４８の使用量が前述の実施形態よりも多くなっている。
図８は、第３実施形態のＬＥＤモジュール４３の構成を示す断面図である。図８において、前述の実施形態と同一構成の部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６５】
図８に示すように、第３実施形態では、シリコンレンズ４９の下部の側面にシリコン接着剤４８が盛り上がるように形成されている。具体的には、シリコン接着剤４８の盛り上がり高さ（図に示すｈ２）が、シリコンレンズの高さ（厚さ）ｈ１の１／４以上になるようにシリコン接着剤４８の量が定められている。このように、第３実施形態では、シリコン接着剤４８の量を前述の実施形態よりも多くしている。そして、シリコンレンズ４９の下部（下端からレンズ厚さの１／４以上の部分）の側面をシリコン接着剤４８によって覆うようにしている。
【００６６】
図９は、第３実施形態において、シリコンレンズ４９の取り付け位置がずれた場合を示した図である。図では、シリコンレンズ４９の取り付け位置が左側にずれている。このように、シリコンレンズ４９の取り付け位置がずれると、シリコン接着剤４８の量が多いため、図８と比べて、ずれた方向と反対側（図では右側）のシリコン接着剤４８がさらに盛り上がった形状になる。この場合、シリコン接着剤４８もやや曲面を持った形状（凸形状）になり、ＵＶを集光させることができる。このように、第３実施形態では、シリコン接着剤４８の量を多くすることにより、シリコンレンズ４９の取り付け位置がずれても、シリコンモールド材４７の露出を抑えることができ、ＵＶ出力の低下を抑えることができる。
【００６７】
なお、本実施形態では、下面（シリコンモールド材４７と接着される側の面）が平らなシリコンレンズ４９を用いていたが、第２実施形態のシリコンレンズ４９´を用いてもよい。この場合、シリコン接着剤４８への気泡の混入を防止できる。
【００６８】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
【００６９】
＜照射部について＞
前述した実施形態では、照射部４２（ＬＥＤモジュール４３）をラインプリンターに適用していたが、これには限られず他のプリンター（例えば、シリアルプリンター）に適用してもよい。また、プリンター以外の機器（例えば、医療機器や半導体製造装置など）に、照射部４２（ＬＥＤモジュール４３）を用いても良い。
【００７０】
＜ＵＶについて＞
前述した実施形態では、照射部４２はＵＶを照射していたが、照射する光はＵＶには限られない。例えば可視光を照射してもよい。この場合、例えばモールド材として他の材料（エポキシ樹脂など）を用いてもよい。なお、前述した実施形態では、ＬＥＤチップ４６（光源）がＵＶを照射し、モールド材等にＵＶ光を吸収しないシリコンを用いているので光出力の向上を図ることができる。
【００７１】
＜ダイアタッチ材について＞
前述した実施形態では、シリコン製のダイアタッチ材４６１を用いていたがこれには限られない。例えば、ダイアタッチ材４６１としてエポキシ系の材料を用いてもよい。ただし、ダイアタッチ材４６１がエポキシ系の材料の場合、ＬＥＤチップ４６の側面や底面から出力されるＵＶが吸収されてしまうおそれがある。このためＵＶ出力が低下するおそれがある。よって、シリコン製のダイアタッチ材４６１を用いるのが効果的である。また、ダイアタッチ材４６１にシリコンを用いた場合、シリコンレンズ４９を配置した後の熱処理の際に、開口部４５０の上部と下部における変形量の差が小さくなるので、ダイアタッチ材４６１のクラックを防止することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１ プリンター、
２０ 搬送ユニット、２１ 上流側搬送ローラー対、２１ａ 上流側搬送ローラー
２１ｂ 従動ローラー、２２下流側搬送ローラー対、２２ａ 下流側搬送ローラー
２２ｂ 従動ローラー、
３０ ヘッドユニット、３１Ｃ シアンインクヘッド、３１Ｍ マゼンダインクヘッド、
３１Ｙ イエローインクヘッド、３１Ｋ ブラックインクヘッド、
４０ 照射ユニット、４２ 照射部、４３ ＬＥＤモジュール、４５ パッケージ、
４５ａ マウント基板、４５ｂ 枠体、４６ ＬＥＤチップ、
４７ シリコンモールド材、４８ シリコン接着剤、４９ シリコンレンズ、
５０ 検出器群、６０ コントローラー、６１ インターフェイス部、
６２ ＣＰＵ、６３ メモリー、６４ ユニット制御回路、１１０ コンピューター、
４３１ 支持基板、４３２ 放熱フィン、４３３ ファン、
４３５ Ｃｕ配線部、４３６ Ｃｕポスト、４３７ はんだ、
４５０ 開口部、４５１ 導電パターン、４５３ Ｃｕポスト、
４６１ ダイアタッチ材、４６２ ボンディングワイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照射する光源と、
前記光源を封入するための封入部を有するパッケージと、
前記封入部に注入され、前記光源を前記封入部に封止するシリコンモールド材と、
シリコン接着剤によって前記シリコンモールド材と接着されたシリコンレンズと、
を備えたことを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光照射装置であって、
前記光源は、シリコンのダイアタッチ材を介して前記封入部に配設されている、
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光照射装置であって、
前記シリコンレンズは、前記シリコンモールド材に接着される側の面が凸形状に形成されている、
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の光照射装置であって、
前記シリコンレンズの直径は、前記封入部の開口幅よりも小さい、
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の光照射装置であって、
前記シリコンレンズは、ゴム硬度（デュロメーター：タイプＡ）が８０以下である、
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の光照射装置であって、
前記シリコン接着剤は、ゴム硬度（デュロメーター：タイプＡ）が４０以下である、
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の光照射装置であって、
前記シリコンレンズは、当該シリコンレンズの厚さの１／４以上の側面が前記シリコン接着剤により覆われている、
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載の光照射装置であって、
前記光は、紫外線であり、
前記光源は、前記紫外線を照射する
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項１】
光を照射する光源と、
前記光源を封入するための封入部を有するパッケージと、
前記封入部に注入され、前記光源を前記封入部に封止するシリコンモールド材と、
シリコン接着剤によって前記シリコンモールド材と接着されたシリコンレンズと、
を備えたことを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光照射装置であって、
前記光源は、シリコンのダイアタッチ材を介して前記封入部に配設されている、
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光照射装置であって、
前記シリコンレンズは、前記シリコンモールド材に接着される側の面が凸形状に形成されている、
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の光照射装置であって、
前記シリコンレンズの直径は、前記封入部の開口幅よりも小さい、
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の光照射装置であって、
前記シリコンレンズは、ゴム硬度（デュロメーター：タイプＡ）が８０以下である、
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の光照射装置であって、
前記シリコン接着剤は、ゴム硬度（デュロメーター：タイプＡ）が４０以下である、
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の光照射装置であって、
前記シリコンレンズは、当該シリコンレンズの厚さの１／４以上の側面が前記シリコン接着剤により覆われている、
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載の光照射装置であって、
前記光は、紫外線であり、
前記光源は、前記紫外線を照射する
ことを特徴とする光照射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１１５３６０（Ｐ２０１３−１１５３６０Ａ）
【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２０１１−２６２４８０（Ｐ２０１１−２６２４８０）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【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】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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