WO2020022424A1 - 光照射装置および印刷装置 - Google Patents

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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/855—Optical field-shaping means, e.g. lenses
    • H—ELECTRICITY
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    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/855—Optical field-shaping means, e.g. lenses
    • H10H20/856—Reflecting means

Definitions

  • the present disclosure relates to a light irradiation device that can be used for curing ultraviolet curable resin and ink, and a printing device including the same.
  • Some light irradiation devices in which a light source and a driving substrate for driving the light source are housed in a housing include, for example, a lamp that emits ultraviolet light or an LED (Light Emitting Diode) as a light source.
  • Light irradiation devices that can irradiate ultraviolet light include adhesives or ultraviolet curing in the medical-related fields such as sterilization applications, including applications in the printing field such as curing of photo-curable materials (resins, inks, etc.), and electronic component mounting.
  • a light irradiation device includes a light emitting element, a housing in which the light emitting element is disposed, and a light emitting surface having an irradiation port through which light of the light emitting element can pass, and the light irradiation of the housing.
  • a channel for supplying gas which is disposed so that an end is located near the irradiation port on the surface, and is provided at the end of the flow path and corresponds to a width direction of the irradiation port.
  • the light curing device of the present disclosure conveys the light irradiation device of the present disclosure and a photocurable material to which the gas is supplied from the discharge port of the light irradiation device and the light from the irradiation port is irradiated. And a transfer unit that performs the operation.
  • the printing device of the present disclosure includes the photocuring device of the present disclosure and a printing unit that prints a photocurable ink on a printing medium as the photocurable material.
  • FIG. 1 is a front view schematically illustrating a schematic configuration in an example of an embodiment of a printing device of the present disclosure.
  • FIG. 1 schematically illustrates an example of an embodiment of the light irradiation device according to the present disclosure.
  • FIG. 1A is a side view
  • FIG. 1B is a bottom view.
  • the light irradiation device 1 is for curing a photo-curable material by irradiating light (for example, ultraviolet light).
  • the light irradiation device 1 is mounted on a printing device such as an offset printing device or an inkjet printing device as a light curing device.
  • the printing apparatus applies a photocurable material (for example, a photocurable ink (ultraviolet curable ink) or the like) to the printing medium by the printing unit, and then cures the photocurable material with the light irradiation device 1. Printing on a printing medium.
  • the light irradiation device 1 includes a light irradiation unit 2 and a gas supply unit 3.
  • the light irradiation device 1 of the present disclosure includes the light irradiation unit 2 and the gas supply unit 3 so that when the photocurable material is cured, the light irradiation device 1 and the printing medium are interposed by the gas supply unit 3.
  • the light irradiation unit 2 can irradiate light while supplying gas (gas) to the gas.
  • gas gas
  • the light irradiation device 1 can be manufactured by a known method.
  • the light irradiating section 2 has a light emitting element 4 inside, and can irradiate light to a printing medium (not shown).
  • the light irradiation unit 2 includes a light emitting element 4, a substrate 5 on which the light emitting element 4 is mounted, a heat sink 6 as a heat radiating member thermally connected to the substrate 5, a cooling fan 7 capable of blowing air to the heat sink 6,
  • a driving substrate 8 for driving the light emitting elements 4 and a housing 9 accommodating them are provided.
  • the housing 9 has a light irradiation surface 9a on the lower surface, and the light irradiation surface 9a has an irradiation port 10 through which light for irradiating the light from the light emitting element 4 to the outside can pass. .
  • the housing 9 has a plurality of ventilation holes 11 that can supply and exhaust air to and from the outside in order to enhance the heat radiation effect of the heat sink 6.
  • a filter 12 is arranged in a part of the vent 11.
  • a connector 13 is provided, which is electrically connected to the driving substrate 5 using a part of the ventilation port 11 and supplied with power and a driving signal from the outside to the driving substrate 8.
  • FIGS. 2A and 2B schematically show the light emitting element 4 of the light irradiation device 1.
  • FIG. 2A is a schematic plan view of the light emitting element 4 and the substrate 5 in plan view
  • FIG. 2B is a schematic sectional view of the light emitting element 4 and the substrate 5 in cross section.
  • the light emitting element 4 can emit light (ultraviolet light).
  • the light emitting element 4 includes a plurality of semiconductor layers and a pair of electrodes.
  • the plurality of semiconductor layers include an active layer, a p-type cladding layer, and an n-type cladding layer, and can emit light when a voltage is applied through a pair of electrodes.
  • the plurality of semiconductor layers may be, for example, gallium arsenide (GaAs) or gallium nitride (GaN).
  • the pair of electrodes may be, for example, silver (Ag) or the like.
  • the light emitting element 4 may be, for example, an LD (Laser Diode) or an LED.
  • the wavelength of the light emitting element 4 may be, for example, ultraviolet light.
  • the peak of the light spectrum may be, for example, 280 to 440 nm.
  • the wavelength of the light emitting element 4 may be a wavelength necessary for curing the photocurable material.
  • the substrate 5 can support the light emitting element 4.
  • the outer shape of the substrate 5 may be, for example, a flat plate.
  • the planar shape of the substrate 5 may be, for example, a rectangular shape.
  • the substrate 5 has a plurality of concave portions, and the light emitting element 4 is mounted in each of the concave portions.
  • the opening of the recess may be formed, for example, in a circular shape. Note that the substrate 5 does not necessarily have to have the concave portion, and the light emitting element 4 may be mounted on the upper surface of the planar substrate 5.
  • the substrate 5 is formed of a single layer or a plurality of insulating layers.
  • the substrate 5 has a single layer or a plurality of insulating layers.
  • the material of the insulating layer may be, for example, a ceramic such as an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body or a glass ceramic, or a resin such as an epoxy resin or a liquid crystal polymer.
  • the substrate 5 further has a wiring, and is electrically connected to the light emitting element 4 via, for example, a bonding wire.
  • the material of the wiring may be, for example, tungsten (W), molybdenum (Mo), manganese (Mn), copper (Cu), or the like.
  • the light emitting element 4 of this example is sealed in the concave portion of the substrate 5 by the sealing material.
  • the material of the sealing material may be, for example, a silicone resin.
  • the light emitting element 4 does not necessarily need to have a sealing material.
  • the housing 9 has a light irradiation surface 9a on the lower surface.
  • the light irradiation surface 9a has an irradiation port 10 through which light from the light emitting element 4 disposed inside the housing 9 can pass, and is a surface facing the print medium.
  • the light of the housed light emitting element 4 can be irradiated to the print medium via the irradiation port 10 of the light irradiation surface 9a.
  • the irradiation port 10 is usually provided with a light-transmissive member such as glass as a cover member, but the light-transmissive member does not need to have transparency to light of all wavelengths, and It is only necessary that light having a wavelength necessary for curing the photocurable material can be transmitted with an amount of light necessary for curing.
  • a light-transmissive member such as glass as a cover member
  • the size of the housing 9 is, for example, about 150 mm in the vertical direction, and about 100 mm in the horizontal direction in FIG. And the depth direction is about 80 mm.
  • the outer shape of the housing 9 may adopt various forms according to the application of the light irradiation device 1, and may be, for example, a cubic shape, a triangular prism shape, a cylindrical shape, or a semi-cylindrical shape.
  • the housing 9 of this example has an inclined surface at the top, and a filter 12 is disposed in the ventilation port 11 located on the inclined surface so that air can be efficiently supplied and exhausted in relation to the cooling fan 7. Has become.
  • FIG. 1B shows a light irradiation surface 9 a of the housing 9.
  • FIG. 1B is a bottom view of the housing 9 viewed from the light irradiation surface 9a side.
  • the dotted line in the figure indicates the outer shape of the light irradiation surface 9a.
  • the light irradiation surface 9a may be a light-shielding region other than the irradiation port 10.
  • the light irradiation surface 9a has an irradiation port 10 through which the light of the light emitting element 4 can pass, and a light-shielding non-light passing portion (no reference numeral) sandwiching the irradiation port 10.
  • the light irradiation surface 9a has an irradiation port 10 and a non-light passage portion.
  • the non-light-passing portion does not need to have a light-shielding property for light of all wavelengths, and may be any light-shielding member that can shield light of a wavelength that the irradiation port 10 allows to pass.
  • the non-light-passing portion may surround the irradiation port 10 depending on the specification of the light irradiation portion 2.
  • the irradiation port 10 is, for example, a rectangular opening, and a plate-shaped cover member made of a light-transmitting material may be provided as necessary.
  • the housing 9 of this example is formed of a light-shielding material except for the irradiation port 10.
  • An irradiation port 10 is formed as an opening in a surface of the housing 9 facing the print medium, and a cover member is fitted into the opening to form a light irradiation surface 9a having the irradiation port 10. I have.
  • the light irradiation surface 9a may be a flat surface, for example.
  • the shape of the light irradiation surface 9a may be, for example, a rectangular shape.
  • the shape of the irradiation port 10 may be, for example, a rectangular shape or a band shape.
  • the irradiation port 10 may be provided from one end to the other end in the width direction of the light irradiation surface 9a. Further, the irradiation port 10 may be arranged to have a size that fits inside the light irradiation surface 9a so that a part of the light irradiation surface 9a is located outside both ends.
  • the material of the cover member of the irradiation port 10 may be, for example, quartz glass or BK7.
  • the material of the non-light passage portion may be, for example, aluminum (Al), stainless steel (SUS), copper (Cu), or the like.
  • the housing 9 is formed of the same material as the non-light-passing portion except for the irradiation port 10.
  • the casing 9 may be formed of a material other than the light non-passing portion except for the light irradiation surface 9a.
  • the housing 9 (excluding the light irradiation surface 9a) is formed of, for example, aluminum (Al), stainless steel (SUS), copper (Cu), or the like.
  • the gas supply unit 3 supplies gas to a region on the light irradiation surface 9a side between the light irradiation device 1 and the printing medium, and preferably inert gas such as nitrogen (N 2 ) gas containing no oxygen. Gas can be supplied.
  • inert gas such as nitrogen (N 2 ) gas containing no oxygen.
  • N 2 nitrogen
  • the gas supply unit 3 supplies gas to a region on the light irradiation surface 9a side between the light irradiation device 1 and the printing medium, and preferably inert gas such as nitrogen (N 2 ) gas containing no oxygen. Gas can be supplied.
  • N 2 nitrogen
  • the gas supply unit 3 includes a flow path 21, a supply port 22 disposed at an upper part of the flow path 21, and a discharge port 23 disposed at a lower part of the flow path 21. ing.
  • the gas supplied from the supply port 22 to the gas supply unit 3 flows through the flow path 21 and is discharged from the discharge port 23.
  • the gas released from the discharge port 23 is supplied to a region between the light irradiation surface 9a side of the light irradiation device 1 and the printing medium.
  • the supplied gas is preferably an inert gas such as a nitrogen (N 2 ) gas or an argon (Ar) gas.
  • the supplied gas may be a gas substantially containing no oxygen or an inert gas having low reactivity with radicals contained in the photocurable material.
  • the flow path 21 has a plurality of plate members 24.
  • the flow path 21 is formed by a plurality of plate members 24. That is, a region surrounded by the plurality of plate-like members 24 connected to each other becomes the flow path 21.
  • the material of the flow path 21 may be formed of a metal material such as aluminum (Al), stainless steel (SUS), copper (Cu), or a resin material such as acryl.
  • the gas supply unit 3 is fixed to the light irradiation unit 2 by fixing a part of the plurality of plate members 24 of the flow path 21 to the housing 9. Some of the plurality of plate members 24 are fixed to the housing 9 via an adhesive, for example, or are fixed to the housing 9 by screws. When a part of the flow path 21 is fixed to and in contact with the housing 9 in this way, the gas supplied to the flow path 21 can also improve the heat radiation of the housing 9.
  • the supply port 22 and the discharge port 23 are located at both ends of the flow path 21.
  • An opening surrounded by the plurality of plate members 24 in the flow path may function as the supply port 22 and the discharge port 23, or the opening provided in one of the plurality of plate members 24 may be the supply port 22 and the discharge port. It may function as the outlet 23.
  • the supply port 22 is connected to a gas supply source.
  • the flow path 21 is arranged such that the end is located near the irradiation port 10 on the light irradiation surface 9 a of the housing 9. Further, it is not always necessary to wrap around the light irradiation surface 9a, and the end of the flow path 21 may be positioned so as to be arranged beside the light irradiation surface 9a.
  • the discharge port 23 provided at the end of the flow path 21 is provided at the end of the flow path 21 so as to be directed to the irradiation direction of the light from the irradiation port 10 and extends in the width direction of the irradiation port 10. It has a plurality of first openings 23a arranged corresponding to the irradiation port 10 and second openings 23b arranged corresponding to both ends in the width direction of the irradiation port 10.
  • the first openings 23a are a plurality of circular holes, and are arranged in an array so as to cover the irradiation area in the width direction of the irradiation port 10.
  • the dashed line shown in FIG. 1B indicates a region where the first opening 23a is arranged.
  • the first openings 23a may be arranged in this region in various sizes, shapes, and arrangements, and are provided in consideration of the distribution of gas release.
  • the plurality of first openings 23a can be efficiently formed by, for example, punching.
  • an elongated shape such as a slit shape corresponding to the area of the arrangement of the first openings 23a is arranged such that the second openings 23b are positioned corresponding to both ends in the width direction of the irradiation port 10. . Since the discharge port 23 has such a second opening 23b, the amount of supply of gas at both ends in the width direction is smaller than that in the central portion only by discharging from the first opening 23a arranged in the width direction. In contrast to this, the gas supply amount can be sufficiently secured at both ends.
  • the width of the gas supply unit 3 is larger than the width of the light irradiation unit 2 is shown, but the present invention is not limited to this.
  • the light irradiating device 1 may be used by arranging a plurality of light irradiating units 1 and integrally connecting them.
  • the width of the gas supply unit 3 is set to be equal to or less than the width of the light irradiating unit 2 and the first opening 23a and the second What is necessary is just to set so that gas may be supplied according to the width of the irradiation port 10 in the whole opening 23b.
  • the supplied gas flows with a spread. Gas can be satisfactorily supplied.
  • the flow path 21 of this example is arranged such that the end is located near the irradiation port 10 on the light irradiation surface 9a. That is, a part of the plate member 24 of the flow path 21 is in contact with the light irradiation surface 9a.
  • the cover glass or the like may be broken by, for example, the photocurable material attached to the irradiation port 10 absorbing light and generating heat.
  • the light irradiation device 1 of the present disclosure has the above-described configuration, and the gas flow path 21 that is supplied as needed is arranged in a part of the light irradiation surface 9a.
  • the heat radiation property of the light irradiation surface 9a can be improved. Thereby, generation of cracks on the light irradiation surface 9a can be suppressed.
  • the light irradiation surface 9a has the irradiation port 10 and the non-light passing portion, and the flow path 21 is connected only to the non-light passing portion.
  • the irradiation port 10 may be arranged so as to be shifted from the center of the light irradiation surface 9a in the direction opposite to the position where the flow path 21 is arranged. As a result, the area of the non-light passage portion where the flow path 21 is located can be enlarged, and the heat radiation of the light irradiation surface 9a can be improved.
  • the irradiation port 10 may be arranged at the center of the light irradiation surface 9a, and the arrangement may be set according to the specifications.
  • Some of the plurality of plate members 24 constituting the flow path 21 may also serve as the housing 9. As a result, the gas flowing in the flow path 21 can come into direct contact with the surface of the housing 9, so that the heat dissipation of the housing 9 can be improved.
  • the housing 9 has a side surface 9b connected to the light irradiation surface 9a, and the flow path 21 is preferably arranged from the side surface 9b of the housing 9 to the light irradiation surface 9a. That is, as shown in FIG. 1A, the channel 21 has a side surface 9 b where the housing 9 is connected to the light irradiation surface 9 a, and is connected to the side surface 9 b of the housing 9 to It is preferable to be arranged from the side surface 9b to the light irradiation surface 9a. As a result, the gas flowing through the flow path 21 can improve the heat radiation of the side surface 9b of the housing 9 as well as the light irradiation surface 9a of the housing 9. Further, as described above, even if the flow path 21 is not disposed so as to extend around the light irradiation surface 9a, the heat radiation of the side surface 9b of the housing 9 can be improved.
  • FIGS. 3A to 3C are perspective views each showing an example of the inside of the flow channel in the embodiment of the light irradiation device of the present disclosure.
  • the gas supply section 3 preferably has a porous member 25 disposed on the flow path 21 side of the discharge port 23. This makes it possible to suppress the bias of the gas flow immediately before the discharge port 23 and discharge the gas with a uniform flow from the discharge port 23, thereby improving the bias of the distribution of the gas discharged toward the printing medium. Therefore, the curability of the photocurable material can be improved.
  • Such a porous member 25 includes a mesh member (mesh member) such as a metal mesh having openings smaller than the opening ratio of the plurality of first openings 23a, a hard porous member such as pumice stone or porous ceramics, and a woven material.
  • a mesh member such as a metal mesh having openings smaller than the opening ratio of the plurality of first openings 23a
  • a hard porous member such as pumice stone or porous ceramics
  • a woven material Requirement for gas release, such as cloth, non-woven fabric, or fibrous porous material such as steel wool that can correct the bias of gas flow by providing a certain resistance to gas passage
  • Those made of various porous materials can be used according to the specifications to be made. Further, the size, thickness, and the like may be appropriately adjusted depending on the material to be used. Further, there is no restriction that the discharge ports 23 are made of the same material / material over the entirety, and a plurality of materials / materials may be used in combination in accordance with
  • the porous member 25 When the porous member 25 is disposed, even if the porous member 25 is disposed on the flow path 21 side of the discharge port 23 so as to be in contact with the plate-like member 24 in which the discharge port 23 is formed, a slight gap is formed from the plate-like member 24. It may be arranged in an empty state.
  • the flow path 21 is preferably branched into a plurality of branch flow paths on the upstream side from the discharge port 23.
  • the distribution of the gas supply amount in the width direction of the flow path 21 immediately after being supplied from the supply port 22 can be adjusted by the arrangement of the branch flow paths.
  • the gas can be discharged in a uniform flow, and the uneven distribution of the gas discharged toward the print medium can be improved, so that the curability of the photocurable material can be improved.
  • Such a branched flow path may be configured by arranging a plurality of rectifying plates 26 in the flow path 21 at a portion along the side surface 9b of the housing 9, for example.
  • the flow of the gas, which tends to be biased toward the center of the arrangement of the discharge ports 23, is corrected by making it easier to flow to both sides than the center.
  • Such a flow straightening plate 26 may be arranged in parallel with the flow of gas, or may be unevenly arranged in the width direction of the flow path 21.
  • the branch flow path is not limited to a plate-shaped member such as the rectifying plate 26, and a wide member may be arranged in a direction orthogonal to the gas flow to reduce the width ratio. Good. Further, the distribution of the gas release from the discharge port 23 is adjusted by combining the plurality of branched flow paths in this way with the porous members 25 having different characteristics arranged corresponding to the branched flow paths. You may.
  • the flow path 21 has a second porous member 27 disposed at a predetermined interval upstream of the discharge port 23. Is preferred. Thereby, the bias of the distribution of the gas supplied from the supply port 22 can be adjusted by the second porous member 27 disposed on the upstream side closer to the supply port 22 than the discharge port 23, and therefore, from the discharge port 23.
  • the gas can be discharged in a uniform flow, the uneven distribution of the gas discharged toward the printing medium can be improved, and the curability of the photocurable material can be improved.
  • the second porous member 27 can be the same as the porous member 25.
  • the size of the second porous member 27 is preferably set so as to cover the entire cross section of the flow path 21, and the thickness of the second porous member 27 may be appropriately adjusted according to the material used. . Further, as the material of the second porous member 27, a plurality of materials may be used in combination in the width direction or the thickness direction of the flow path 21.
  • Each of the porous member 25, the rectifying plate 26 branching into the branch flow path, and the second porous member 27 shown in FIGS. 3A to 3C may be used alone or in combination. .
  • the flow path 21 be constituted by a plurality of plate members 24 connected to each other. This facilitates securing the degree of freedom for forming the flow path 21.
  • the plurality of plate members 24 and the housing 9 that constitute the flow path 21 may be formed of the same material. In this case, it is possible to prevent the flow path 21 from coming off the housing 9 due to a difference in thermal expansion between the plate member 24 and the housing 9.
  • one plate member 24 of the flow path 21 also serves as the housing 9
  • the plate member shared with the housing 9 is handled as the housing 9. Note that as long as the thermal conductivity of the plurality of plate members 24 constituting the flow path 21 is substantially the same as the thermal conductivity of the housing 9, the flow path 21 and the housing 9 may be formed of different materials. Good.
  • the plurality of plate members 24 constituting the flow path 21 are, among the plurality of plate members 24, the first plate member 24a located closest to the irradiation port 10 and the first plate member 24a located closest to the printing medium. And two plate-like members 24b.
  • the first plate-like member 24a is preferably arranged along the edge of the irradiation port 10. That is, in this example, since the irradiation port 10 has a band shape extending from one end to the other end of the light irradiation surface 9a, the first plate-like member 24a extends along the edge of the irradiation port 10 on the channel 21 side.
  • the light irradiation surface 9a is arranged in the width direction from one end to the other end. This makes it possible to improve the uniformity of the distribution of the light intensity incident on the print medium, for example, when the light is reflected by the first plate-shaped member 24a from the irradiation port 10 and is incident on the print medium.
  • the first plate-like member 24a be inclined away from the irradiation port 10 along the light irradiation direction from the light irradiation surface 9a side.
  • the flow path 21 may be inclined so as to become narrower as approaching the printing medium. Thereby, it is possible to prevent the light irradiated through the light irradiation surface 9a from being blocked by the first plate-shaped member 24a.
  • the surface of the first plate-shaped member 24a on the side of the irradiation port 10 is preferably in a state of reflecting the light of the light emitting element 4.
  • the first plate-shaped member 24a is preferably formed of a metal material, and the surface on the irradiation port 10 side is preferably relatively close to a mirror surface state. Accordingly, the light incident on the first plate-shaped member 24a from the irradiation port 10 can be reflected toward the printing medium, so that the curability of the photocurable material can be improved.
  • the second plate-shaped member 24b disposed on the lower surface side of the light irradiation device 1 is provided with an emission port 23. Thus, the distance between the printing medium and the discharge port 23 can be reduced.
  • the second plate member 24b may be parallel to the light irradiation surface 9a.
  • the light irradiation surface 9a is opposed to the printing medium in parallel, if the second plate-shaped member 24 is parallel to the light irradiation surface 9a, the shortest distance to the printing medium is possible. Gas can be released and sprayed.
  • FIG. 4 is a schematic front view showing a schematic configuration of an example of an embodiment of a printing apparatus according to the present disclosure.
  • the printing apparatus 100 in the example illustrated in FIG. 4 includes a printing unit 130 that prints on the print medium 110 conveyed by the conveyance unit 120, and a light according to the present disclosure that irradiates light to the print medium 110 that is printed and conveyed.
  • An irradiation device 1 is provided.
  • the ink printed by the printing unit 130 is a photocurable ink
  • the printed print medium 110 becomes a photocurable material.
  • the light irradiating device 1 of the present disclosure, and a transport unit 120 that transports the photocurable material, to which gas is supplied from the emission port 23 of the light irradiating device 1 and light is emitted from the illumination port 10 By doing so, the photocuring device of the present disclosure is obtained. That is, the printing apparatus 100 according to the present disclosure includes the light irradiation apparatus 1 according to the present disclosure and the photocurable material to which the gas is supplied from the emission port 23 of the light irradiation apparatus 1 and the light from the irradiation port 10 is applied.
  • a light curing device according to the present disclosure including a conveyance unit 120 for conveying the light, and a light curing ink 131 printed on the print medium 110 as the light curing material, a printing unit 130 is provided. Things.
  • the printing apparatus 100 applies the photocurable ink 131 to the print medium 110 while transporting the print medium 110 by the transport unit 120, and then cures the photocurable ink 131 by the light irradiation device 1.
  • predetermined printing can be performed on the printing medium 110.
  • the light irradiation device 1 irradiates light while emitting a gas containing no oxygen with a good distribution between the light irradiation device 1 and the printing medium 110, oxygen that inhibits the curing reaction is reduced from the atmosphere to reduce the light. Since the curing can be performed, the curability of the photocurable ink 131 can be improved.
  • a dashed line drawn from the irradiation port 10 indicates a range of light irradiation, and a broken arrow drawn below the gas supply unit 3 indicates a direction in which gas is released. Is shown.
  • the transport unit 120 can pass the print medium 110 in the order of the printing unit 130 and the light irradiation device 1.
  • the transport unit 120 includes a pair of transport rollers that are arranged to face each other and are rotatably supported, and include a mounting table on which the print medium 110 is mounted and moves as necessary. .
  • the transport section 120 feeds the print medium 110 between a pair of transport rollers, and rotates the transport rollers to send the print medium 110 in the transport direction.
  • the printing unit 130 has a function of applying the photocurable ink 131 in a desired pattern to the printing medium 110 conveyed by the conveying unit 120 and printing the same, thereby forming a photocurable material.
  • the printing unit 130 can use an ink jet (IJ) head, and is configured to discharge droplets made of photo-curable ink toward the print medium 110 and to adhere to the print medium 110.
  • IJ ink jet
  • the photo-curable ink 131 for example, an ultraviolet-curable ink is employed, but for example, a photosensitive resist or a photo-curable resin can also be used.
  • a line-type IJ head is described as an example of the printing unit 130, but the printing unit 130 is not limited to this.
  • a serial type IJ head may be employed.
  • an offset printing machine, a flexographic printing machine, a screen printing machine, or the like using an ultraviolet curable ink may be employed.
  • the transport unit 120 transports the print medium 110 in the transport direction from right to left in the drawing.
  • the printing unit 130 ejects, for example, an ultraviolet curable ink 131 onto the transported print medium 110, and causes the ink 131 to adhere to the surface of the print medium 110.
  • the ink 131 to be attached to the printing medium 110 may be applied to the entire surface or the portion of the printing medium 110, and may be applied in a desired pattern.
  • the light curable ink 131 printed on the printing medium 110 is irradiated with ultraviolet rays from the light irradiation device 1 to cure the ink 131.
  • the above-described effects of the light irradiation device 1 of the present disclosure can be obtained.
  • the light irradiation device 1 and the printing unit 130 are arranged so that the gas supply unit 3 of the light irradiation device 1 is interposed therebetween. Accordingly, since the gas supply unit 3 is located between the light irradiation unit 2 and the printing unit 130, the light of the light irradiation unit 2 enters the printing unit 130, and the discharge holes of the printing unit 130 are clogged. Can be reduced.
  • the control unit 140 connected to the light irradiation device 1 has a function of controlling light emission of the light irradiation device 1.
  • the control unit 140 has a memory therein.
  • the memory has a light characteristic that makes it relatively easy to cure the photocurable ink 131 discharged from the IJ head serving as the printing unit 130. Is stored.
  • the stored information include numerical values representing wavelength distribution characteristics and luminous intensity (luminous intensity in each wavelength range) suitable for curing the photocurable ink 131 ejected as droplets.
  • the control unit 140 by having the control unit 140, the magnitude of the drive current input to the plurality of light emitting elements 4 as the light sources can be adjusted based on the information stored in the control unit 140. For this reason, according to the printing apparatus 100, light can be irradiated by the light irradiation device 1 with an appropriate amount of light according to the characteristics of the ink 131 to be used, and the photocurable ink 131 can be irradiated with relatively low energy light. Can be cured.
  • the printing apparatus 100 using an IJ head as the printing unit 130 includes the light irradiation device 1.
  • the bias of the gas supplied from the flow channel and released from the discharge port is improved, and the light is cured from the vicinity of a photocurable material such as a print medium. Since oxygen in the atmosphere that inhibits the reaction can be reduced, the curability of the photocurable material can be improved.

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Abstract

本開示の光照射装置（１）は、発光素子（４）と、発光素子が内部に配され、光照射面（９ａ）に発光素子の光が通過可能な照射口（１０）を有した筐体（９）と、筐体の光照射面の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（２１）と、流路の端部に設けられた、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（２３ａ）および照射口の幅方向の両端に対応して配置された第２開口（２３ｂ）を有する、気体の放出口（２３）とを備えている。放出する気体の分布の偏りを抑えることができ、硬化反応の信頼性を向上させることができる。

Description

光照射装置および印刷装置
　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を備えている。
　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。
本開示の光照射装置の実施形態の例を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は下面図である。 図１に示す光照射装置の光照射部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 （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。 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示す正面図である。
　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５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。流路21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、配置で配置されればよく、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）

Claims (11)

  1. 　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
    を備えている、光照射装置。
  2. 　前記放出口の前記流路側に配置された多孔質部材を有する、請求項１に記載の光照射装置。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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。
  6. 　前記流路は、互いに接続した複数の板状部材で構成されている、請求項１に記載の光照射装置。
  7. 　前記流路は、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板状部材を有している、請求項６に記載の光照射装置。
  8. 　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、請求項７に記載の光照射装置。
  9. 　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７または８に記載の光照射装置。
  10. 　請求項１～９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。
  11. 　請求項１０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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