(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を照射するＬＥＤを用いて紫外線硬化部材に紫外線を照射して硬化させる紫外線照射装置であって、
前記紫外線硬化部材に対向し、紫外線の異なるピーク波長のＬＥＤを一組の多波長ＬＥＤ群として当該多波長ＬＥＤ群を所定組配置した対向ＬＥＤ基板を有し、
前記対向ＬＥＤ基板に、前記各ＬＥＤが行列状に配置されて少なくとも各ＬＥＤ間の領域に所定数の孔部が形成され、
前記対向ＬＥＤ基板と所定数重ね配置され、紫外線の異なるピーク波長のＬＥＤを一組の多波長ＬＥＤ群として当該多波長ＬＥＤ群を所定組配置し、当該各ＬＥＤが、少なくとも当該対向ＬＥＤ基板に形成された孔部より前記紫外線硬化部材に対向される位置に配置された後段ＬＥＤ基板を備えることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
紫外線を照射するＬＥＤを用いて紫外線硬化部材に紫外線を照射して硬化させる紫外線照射装置であって、
前記紫外線硬化部材に対向し、紫外線の異なるピーク波長のＬＥＤを照射させる、固有のピーク波長のＬＥＤとその前後のピーク波長のＬＥＤを含む一組の多波長ＬＥＤ群として当該多波長ＬＥＤ群を所定組配置した対向ＬＥＤ基板を有することを特徴とする紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材上に形成された紫外線硬化部材に対して紫外線を照射して硬化させる紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、紫外線硬化インキや紫外線硬化接着剤等の紫外線硬化部材が多用され、利用分野も印刷業界や回路基板作製の電子業界など多岐に亘っている。紫外線硬化部材を硬化させる紫外線の照射は専ら紫外線ランプが使用されてきており、小型化等の要請から紫外線ＬＥＤが代用されるようになってきているが、ＬＥＤは未だ出力不足であることから、使用個数によって補っているのが現状である。一方、紫外線ランプは複数の波長を発するがＬＥＤのピーク波長は単一であることから、紫外線硬化部材に対して紫外線ランプと同等の硬化性能を担保する必要がある。    
【０００３】
従来、紫外線硬化部材に対してＬＥＤによる紫外線照射する手法が下記特許文献等で提案されている。この特許文献は、一例として１〜５Ｗの３６５ｎｍの紫外線ＬＥＤをマトリクス状に例えば１９６個配置した配線基板とすることが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３３５５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献における配線基板は紫外線ＬＥＤをマトリクス状に配置したものであるが、当該紫外線ＬＥＤは、単一のピーク波長のものである。しかしながら、紫外線硬化部材は、含有される硬化開始剤が種々あって、それぞれが総ての紫外線ピーク波長に対して硬化するものでなく、硬化を開始する吸収ピーク波長の条件があることから、紫外線照射装置のＬＥＤのピーク波長と合致するとは限らないという問題がある。また、紫外線硬化部材とＬＥＤのピーク波長が合致しても、その周辺の波長帯も硬化に影響することも知られており、単一のピーク波長のＬＥＤのみでは硬化促進が図れないという問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、紫外線硬化部材の含有する硬化開始剤に対する対応範囲を拡大し、また、硬化促進を図る紫外線照射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】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１の発明では、紫外線を照射するＬＥＤを用いて紫外線硬化部材に紫外線を照射して硬化させる紫外線照射装置であって、前記紫外線硬化部材に対向し、紫外線の異なるピーク波長のＬＥＤを一組の多波長ＬＥＤ群として当該多波長ＬＥＤ群を所定組配置した対向ＬＥＤ基板を有し、前記対向ＬＥＤ基板に、前記各ＬＥＤが行列状に配置されて少なくとも各ＬＥＤ間の領域に所定数の孔部が形成され、前記対向ＬＥＤ基板と所定数重ね配置され、紫外線の異なるピーク波長のＬＥＤを一組の多波長ＬＥＤ群として当該多波長ＬＥＤ群を所定組配置し、当該各ＬＥＤが、少なくとも当該対向ＬＥＤ基板に形成された孔部より前記紫外線硬化部材に対向される位置に配置された後段ＬＥＤ基板を備える構成とする。
【０００８】
請求項２の発明では、紫外線を照射するＬＥＤを用いて紫外線硬化部材に紫外線を照射して硬化させる紫外線照射装置であって、前記紫外線硬化部材に対向し、紫外線の異なるピーク波長のＬＥＤを照射させる、固有のピーク波長のＬＥＤとその前後のピーク波長のＬＥＤを含む一組の多波長ＬＥＤ群として当該多波長ＬＥＤ群を所定組配置した対向ＬＥＤ基板を有する構成とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、紫外線硬化部材に対向し、紫外線の異なるピーク波長のＬＥＤを一組の多波長ＬＥＤ群として当該多波長ＬＥＤ群を所定組配置した対向ＬＥＤ基板及び後段ＬＥＤ基板を備え、又は、紫外線の異なるピーク波長のＬＥＤを照射させる、固有のピーク波長のＬＥＤとその前後のピーク波長のＬＥＤを含む一組の多波長ＬＥＤ群として当該多波長ＬＥＤ群を所定組配置した対向ＬＥＤ基板を有する構成とすることにより、紫外線硬化部材の含有する硬化開始剤に対して対応範囲を拡大させることができると共に、対応ピーク波長の周辺の波長をも照射可能であることから硬化促進を図ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の最良の実施形態を図により説明する。
図１に本発明に係る紫外線照射装置の第１実施形態の構成図を示すと共に、図２に図１の多波長ＬＥＤ群の各ピーク波長の説明図を示す。図１（Ａ）は紫外線照射装置の構成概念図、図１（Ｂ）は対向ＬＥＤ基板の平面図である。図１（Ａ）において、紫外線照射装置１１は、少なくとも紫外線硬化部材に対向する側を開口させた筐体１２内に対向ＬＥＤ基板１３が設けられたものである。
【００１１】
上記対向ＬＥＤ基板１３は、図１（Ｂ）に示すように、筐体１２の開口より、後述の図３で示す紫外線硬化部材（３２）に対向し、紫外線の異なるピーク波長のＬＥＤ２１Ａ〜２１Ｃを一組の多波長ＬＥＤ群２２として当該多波長ＬＥＤ群２２が所定組配置される。
【００１２】
例えば、図２に示すように、ＬＥＤ２１Ａが３６５ｎｍのピーク波長、ＬＥＤ２１Ｂが３７０ｎｍのピーク波長、ＬＥＤ２１Ｃが３７５ｎｍのピーク波長で一組の多波長ＬＥＤ群２２としたもので、当該多波長ＬＥＤ群２２を例えば３列５行で実装したものである。なお、これらの多波長ＬＥＤ群２２の各ＬＥＤ２１Ａ〜２１Ｃは、そのピーク波長は固有であり、単に電流を付与することにより各ピーク波長で発光する。
【００１３】
そこで、図３に、図１における紫外線照射装置の紫外線照射の概念説明図を示す。図３において、紙類やフィルム等の基材３１上に、紫外線硬化インキや紫外線硬化接着剤等の紫外線硬化部材３２が形成され、当該紫外線硬化部材３２に紫外線照射装置１１の対向ＬＥＤ基板１３の各多波長ＬＥＤ群２２が対向するように配置される。
【００１４】
ここで、上記紫外線硬化部材３２は、従前のものが使用可能であり、紫外線に対して硬化開始剤が含有されたものである。この紫外線硬化部材３２としては、含有される硬化開始剤がカチオン系、ラジカル系、アニオン系に大別され、ラジカル，カチオン，アニオン生成の量子効率が高いこと、吸収ピークとＬＥＤ（光源）の発光波長がマッチングしていることなどの硬化開始の条件がある。本発明の紫外線照射装置１１は、何れの硬化開始剤もＬＥＤのピーク波長の組み合わせによって対処とすることができる。
【００１５】
すなわち、図に示すように、基材３１に形成された紫外線硬化部材３２に対して各多波長ＬＥＤ群２２のＬＥＤ２１Ａ〜２１Ｃから上記ピーク波長の紫外線を照射させることによって、特に硬化開始剤を意識することなく硬化させることができるものであり、紫外線硬化部材３２の含有される硬化開始剤に対して対応範囲を拡大させることができるものである。
【００１６】
また、例えば硬化開始剤の吸収ピーク波長が３７０ｎｍであっても、その周辺の３６５ｎｍや３７５ｎｍの波長に対しても反応して硬化を促進させることもできる。その意味では、硬化開始剤の固有の吸収ピーク波長のＬＥＤと、その前後のピーク波長のＬＥＤを組み合わせることが好ましい。
【００１７】
ところで、紫外線の波長領域は、２００ｎｍ〜３８０ｎｍといわれており、この範囲で多波長ＬＥＤ群２２を構成することは可能であり、組み合わせの個数も、本実施形態ではピーク波長の異なるＬＥＤ３個を一組としているが、２個組や４個組以上であっても適宜設定可能である。
【００１８】
次に、図４に本発明に係る紫外線照射装置の第２実施形態の構成図を示すと共に、図５に図４の対向ＬＥＤ基板の平面構成図、図６に図４の後段ＬＥＤ基板の平面構成図、図７に図４の対向ＬＥＤ基板に後段ＬＥＤ基板を重ね配置したときの平面構成図、図８に図４における紫外線照射装置の紫外線照射の概念説明図を示す。図８の断面概念図は、２つの断面を合わせた図としている。
【００１９】
図４において、紫外線照射装置１１は、少なくとも紫外線硬化部材に対向する側を開口させた筐体１２内に対向ＬＥＤ基板１３に後段ＬＥＤ４１が重ね配置されて設けられる。なお、この実施形態では、対向ＬＥＤ基板１３に対して一の後段ＬＥＤ基板４１を重ね配置させた場合として説明するが、後段ＬＥＤ基板４１を複数（例えば２枚）としてもよく、この場合には、後段より前の後段ＬＥＤ基板４１及び対向ＬＥＤ基板１３に、後ろのＬＥＤが紫外線硬化部材に照射可能な後述するような孔部を形成させればよい。
【００２０】
上記対向ＬＥＤ基板１３は、図４（Ｂ）及び図５に示すように、上述と同様な紫外線の異なるピーク波長のＬＥＤ２１Ａ〜２１Ｃを一組の多波長ＬＥＤ群２２として当該多波長ＬＥＤ群２２が所定組配置されて全体として各ＬＥＤ２１が、例えば当該単一ＬＥＤの配置領域より狭領域の間隔で行列状に配置された形態としている。
【００２１】
そして、少なくとも異なる行及び列の各ＬＥＤ２１との間の領域、一例として各斜め同士のＬＥＤ２１間の領域に孔部２３を形成したものである。同行及び同列のＬＥＤ２１間が単一のＬＥＤを配置することができない間隔であっても、各斜め同士の領域に孔部２３を形成することができるものである。なお、図では行列状の各ＬＥＤ２１の周囲の１辺の外側に同じ規則的な孔部２３を設けた場合として示している。
【００２２】
一方、後段ＬＥＤ基板４１は、図６に示すように、使用されるＬＥＤ４２は紫外線の異なるピーク波長のＬＥＤ４２Ａ〜４２Ｃを一組の多波長ＬＥＤ群４３として当該多波長ＬＥＤ群４３が所定組配置されるもので、対向ＬＥＤ基板１３の孔部２３に対応するように、全体として各ＬＥＤ４２が行列状に配置された形態としている。
【００２３】
そして、上記対向ＬＥＤ基板１３に後段ＬＥＤ基板４１が重ね配置されると、図７に示すように、紫外線硬化部材側から見た状態で、対向ＬＥＤ基板１３の孔部２３のそれぞれに後段ＬＥＤ基板４１のＬＥＤ４２が表出されることとなるものである。
【００２４】
そこで、図８において、紙類やフィルム等の基材３１上に、上記同様の所定の硬化開始剤が含有された紫外線硬化インキや紫外線硬化接着剤等の紫外線硬化部材３２が形成され、当該紫外線硬化部材３２に対して紫外線照射装置１１の対向ＬＥＤ基板１３のＬＥＤ２１及び後段ＬＥＤ基板４１のＬＥＤ４２が対向される。
【００２５】
そして、紫外線硬化部材３２に対してＬＥＤ２１，４２の総てから異なる３つのピーク波長（上記の例では、３６５ｎｍ、３７０ｎｍ、３７５ｎｍ）の紫外線が照射させることになるものである。
【００２６】
これによって、ＬＥＤ配置の基板のＬＥＤを配置して紫外線照射量の増加を図ることができ、基材３１に形成された紫外線硬化部材３２に対して各多波長ＬＥＤ群２２のＬＥＤ２１Ａ〜２１Ｃ及び各多波長ＬＥＤ群４３のＬＥＤ４２Ａ〜４２Ｃから紫外線を照射させることによってより効率的に硬化させることができるものであり、紫外線硬化部材３２の含有される硬化開始剤に対して対応範囲を拡大させることができるものである。
【００２７】
なお、第２実施形態では、後段ＬＥＤ基板４１におけるピーク波長の異なるＬＥＤ４２を、対向ＬＥＤ基板１３と同様とした場合を示したが、紫外線波長の範囲で適宜選択した組み合わせで当該対向ＬＥＤ基板１３と異ならせてもよいものである。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の紫外線照射装置は、紫外線硬化インキや紫外線硬化接着剤等の紫外線硬化部材を硬化させる産業に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る紫外線照射装置の第１実施形態の構成図である。
【図２】図１の多波長ＬＥＤ群の各ピーク波長の説明図である。
【図３】図１における紫外線照射装置の紫外線照射の概念説明図である。
【図４】本発明に係る紫外線照射装置の第２実施形態の構成図である。
【図５】図４の対向ＬＥＤ基板の平面構成図である。
【図６】図４の後段ＬＥＤ基板の平面構成図である。
【図７】図４の対向ＬＥＤ基板に後段ＬＥＤ基板を重ね配置したときの平面構成図である。
【図８】図４における紫外線照射装置の紫外線照射の概念説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１            紫外線照射装置
１２            筐体
１３            対向ＬＥＤ基板
２１，４２      紫外線照射ＬＥＤ
２２，４３      多波長ＬＥＤ群
２３            孔部
３２            紫外線硬化部材
４１            後段ＬＥＤ基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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