(57)【要約】【課題】紫外線硬化部材を効率よく硬化させる紫外線照射装置を提供する。【解決手段】紫外線照射装置は、紫外線を照射する光源が複数配置され、第１照射部と第２照射部とを有する照射部と、前記光源の前記紫外線の照射方向から見たときに、前記第１照射部に配置された複数の前記光源と重なるように配置された第１集光レンズと、を備え、前記第１照射部から照射され、前記第１集光レンズによって集光されて得られる前記紫外線の照射強度は、前記第２照射部から照射される前記紫外線の照射強度よりも強い。【選択図】図１
2012024731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を照射する光源が複数配置され、第１照射部と第２照射部とを有する照射部と、
前記光源の前記紫外線の照射方向から見たときに、前記第１照射部に配置された複数の前記光源と重なるように配置された第１集光レンズと、を備え、
前記第１照射部から照射され、前記第１集光レンズによって集光されて得られる前記紫外線の照射強度は、前記第２照射部から照射される前記紫外線の照射強度よりも強いことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の紫外線照射装置において、
前記光源の前記紫外線の照射方向側には、前記光源から照射される前記紫外線を集光する第２集光レンズが配置されており、
前記第１集光レンズは、前記第２集光レンズよりも、前記紫外線の照射方向において、前記光源から遠い位置に配置されていることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の紫外線照射装置を備えた液滴吐出装置であって、
記録媒体に向けて紫外線硬化部材を吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記紫外線照射装置と前記紫外線硬化部材が塗布された前記記録媒体とを相対的に搬送する搬送部を備え、
前記第１照射部は、前記第２照射部よりも前記液滴吐出ヘッドに近い位置に配置されていることを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線照射装置、液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線硬化部材に対して紫外線を照射して、当該紫外線硬化部材を硬化させる紫外線照射装置では、その光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたものがある。このような紫外線照射装置では、基板上に複数の発光ダイオードを配置させたもの（例えば、特許文献１参照）や、基板上に配置された複数の発光ダイオード上に投光レンズを備えたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２６２７３号公報
【特許文献２】特開２００９−６１７０２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、特許文献１における紫外線照射装置では、紫外線の照度分布は一定となるものの比較的照射強度が弱いため、紫外線硬化部材に紫外線を照射した際、紫外線硬化部材の深部に比べ、表面部の方が速く硬化されてしまう。このため、表面部の体積が収縮され、紫外線硬化部材の表面部に凝集部、凝固部や皺等が発生してしまう、という課題があった。また、特許文献２における紫外線照射装置では、投光レンズによって紫外線を集光させるため、紫外線の照射強度を高めることができる。しかし、比較的照射強度が高い状態を保持しながら紫外線硬化部材に照射するため、例えば、紫外線硬化部材が色焼けして、変色してしまう、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる紫外線照射装置は、紫外線を照射する光源が複数配置され、第１照射部と第２照射部とを有する照射部と、前記光源の前記紫外線の照射方向から見たときに、前記第１照射部に配置された複数の前記光源と重なるように配置された第１集光レンズと、を備え、前記第１照射部から照射され、前記第１集光レンズによって集光されて得られる前記紫外線の照射強度は、前記第２照射部から照射される前記紫外線の照射強度よりも強いことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、照射部は、第１照射部と第２照射部とを備える。そして、第１照射部は、光源から照射された紫外線を集光する第１集光レンズを有するため、第１照射部から照射される紫外線の照射強度が、第２照射部から照射される照射強度よりも強くなる。例えば、相対的に照射強度が強い第１照射部から紫外線硬化部材に向けて照射された紫外線は、紫外線硬化部材の内部（深部）に達するため、内部の硬化を促進させる。一方、第２照射部から紫外線硬化部材に向けて照射された紫外線は、相対的に照射強度が弱いため、紫外線硬化部材の表面部の硬化を促進させる。このため、紫外線硬化部材の内部と表面部の硬化の促進が均衡して行われる。従って、紫外線硬化部材の部分的な凝集部、凝固部や皺の発生を抑制することができる。さらに、紫外線硬化部材の内部と表面部の硬化に対応して第１照射部と第２照射部を分担して用いることより、比較的紫外線の照射強度が高い第１照射部の照射量を抑え、紫外線硬化部材の変色等の発生を抑制することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる紫外線照射装置では、前記光源の前記紫外線の照射方向側には、前記光源から照射される前記紫外線を集光する第２集光レンズが配置されており、前記第１集光レンズは、前記第２集光レンズよりも、前記紫外線の照射方向において、前記光源から遠い位置に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、第２集光レンズにより、各光源から照射された紫外線を均一に集光させることができる。そして、第１照射部では、さらに、第１集光レンズを備えるため、第２照射部に比べ、紫外線の照射強度を容易に高めることができる。これにより、互いに紫外線の照射強度が異なる照射部を形成することができる。
【００１０】
［適用例３］本適用例にかかる液滴吐出装置は、上記の紫外線照射装置を備えた液滴吐出装置であって、記録媒体に向けて紫外線硬化部材を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記紫外線照射装置と前記紫外線硬化部材が塗布された前記記録媒体とを相対的に搬送する搬送部を備え、前記第１照射部は、前記第２照射部よりも前記液滴吐出ヘッドに近い位置に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、ワーク上に塗布された紫外線硬化部材に対して、まず、第１照射部から照射された紫外線があたり、次いで、第２照射部から照射された紫外線があたる。すなわち、相対的に照射強度が強い紫外線が照射され、次いで、相対的に照射強度が弱い紫外線が照射される。これにより、まず、紫外線硬化部材の内部から硬化が促進され、次いで表面部の硬化が促進される。従って、紫外線硬化部材の表面部の凝集部や凝固部の発生が抑制され、紫外線硬化部材の全体をバランスよく硬化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】紫外線照射装置の構成を示す側面図。
【図２】照射強度の例を示す説明図。
【図３】液滴吐出装置の構成を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材ごとに縮尺を異ならせて図示している。
【００１４】
図１は、紫外線照射装置の構成を示す側面図である。図１に示すように、紫外線照射装置１０は、紫外線硬化部材Ｗｂに紫外線を照射する照射部２０を備えている。また、照射部２０と対向して、照射部２０と相対的に移動する搬送部３０が配置され、搬送部３０上に記録媒体としてのワークＷを載置して、照射部２０から紫外線を照射させながら、搬送部３０をＸ軸方向へ駆動させ、照射部２０とワークＷとを相対的に移動させることにより、照射部２０から照射された紫外線がワークＷの紫外線硬化部材Ｗｂに照射され、紫外線硬化部材Ｗｂが硬化される。
【００１５】
照射部２０は、基板１１と、基板１１に配置され、光源を有する複数の発光モジュール１３を備えている。発光モジュール１３には、発光ダイオードチップが内蔵され、発光ダイオードチップは、電気的に基板１１を介して図示しない駆動部に接続されている。そして、駆動部からの駆動信号に応じて発光ダイオードチップから光が放射される。また、光源の紫外線の照射方向側には、光源から照射される紫外線を集光する第２集光レンズ２１が配置されている。これにより、発光ダイオードチップから照射された光はＺ軸方向に進行（集光）される。なお、発光ダイオードチップは、発光波長が紫外線領域のものを用いる。
【００１６】
さらに、照射部２０は、互いに紫外線の照射強度が異なる第１照射部２５と第２照射部２６とを備えている。本実施形態では、第１照射部２５から照射される紫外線の照射強度が、第２照射部２６から照射される紫外線の照射強度よりも強くなるように設定されている。具体的には、光源の紫外線の照射方向から見たときに、第１照射部２５に配置された複数の光源と重なるように配置された第１集光レンズ２２と、を備え、第１照射部２５から照射され、第１集光レンズ２２によって集光されて得られる紫外線の照射強度は、第２照射部２６から照射される前記紫外線の照射強度よりも強い。さらに、第１集光レンズ２２は、第２集光レンズ２１よりも、紫外線の照射方向において、光源から遠い位置に配置されている。第１集光レンズ２２は、例えば、シンドリカルレンズやロッドレンズ等である。そして、第１照射部２５では、複数の発光モジュール１３から第２集光レンズ２１を介して照射された紫外線が集光されるため、紫外線の照射強度が強まる。一方、第２照射部２６には、集光レンズ２２等を設けておらず、第２集光レンズ２１のみが設けられている。このため、第２照射部２６から照射される紫外線の照射強度は、第１照射部２５から照射される紫外線の照射強度に比べて弱くなる。
【００１７】
図２は、紫外線照射装置における紫外線の照射強度の例を示す説明図である。図２（ａ）の（イ）は、第１照射部２５からワークＷに向けて照射された紫外線の照度強度分布を示し、図２（ｂ）の（ロ）は、第２照射部２６からワークＷに向けて照射された紫外線の照度強度分布を示す。図２（ａ），（ｂ）に示すように、第１照射部２５と第２照射部２６において互いに紫外線の照射強度が異なっている。本実施形態では、第１照射部２５には、第１集光レンズ２２が備えられているため、第１照射部２５から照射される紫外線の照射強度が、第２照射部２６から照射される紫外線の照射強度よりも強くなっている。
【００１８】
また、紫外線照射装置１０の照射部２０に対向して搬送部３０が配置されている。搬送部３０は、ワークＷを載置して、当該ワークＷをＸ軸方向に搬送するものである。ワークＷは、例えば、基材Ｗａ上に紫外線硬化部材Ｗｂを塗布したものである。そして、本実施形態における紫外線照射装置１０では、照射部２０の相対的移動方向側に第１照射部２５が配置され、照射部２０の相対的移動方向とは反対側に第２照射部２６が配置されている。換言すれば、第１照射部２５は、ワークＷの搬送方向の上流側に配置され、第２照射部２６は、ワークＷの搬送方向の下流側に配置されている。これにより、照射部２０に対して、ワークＷがＸ軸方向に搬送された際、まず、ワークＷに対して第１照射部２５から紫外線が照射され、次いで、第２照射部２６からの紫外線が照射される。
【００１９】
図２（ｂ）は、Ｘ軸方向に搬送されるワークＷに対して照射される紫外線の照射強度の分布を示す。まず、ワークＷに対して第１照射部２５から紫外線が照射された際、図２（ｂ）の（ハ）に示すように、比較的照度が高い紫外線がワークＷに照射される。この際、紫外線がワークＷの紫外線硬化部材Ｗｂの内部（深部）に到達し、紫外線硬化部材Ｗｂの内部の硬化が促進される。その後、ワークＷの搬送が進み、第２照射部２６から紫外線の照射を受ける。この際、図２（ｂ）の（ニ）に示すように、第１照射部２５の紫外線の照射強度に比べて照射強度が弱い紫外線がワークＷに照射される。このため、紫外線硬化部材Ｗｂの表面部に照射されるため、紫外線硬化部材Ｗｂの表面部の硬化が促進される。
【００２０】
次に、上記の紫外線照射装置１０を備えた液滴吐出装置の構成例について説明する。図３は、液滴吐出装置の構成を示す概略図である。図３に示すように、液滴吐出装置１は、紫外線照射装置１０と、記録媒体に向けて紫外線硬化部材を吐出する液滴吐出ヘッド２と、紫外線照射装置１０と前記紫外線硬化部材が塗布された記録媒体とを相対的に搬送する搬送部３０を備え、第１照射部２５は、第２照射部２６よりも液滴吐出ヘッド２に近い位置に配置されている。そして、液滴吐出ヘッド２及び紫外線照射装置１０と対向して記録媒体としてのワークＷが相対的に移動するように構成されている。このように構成すれば、紫外線硬化部材Ｗｂを塗布しながら、塗布された紫外線硬化部材Ｗｂを硬化させることができるため、生産性を向上させることができる。
【００２１】
液滴吐出ヘッド２は、例えば、圧電素子を駆動させ、紫外線硬化部材を含む機能液を液滴として吐出するインクジェット方式のヘッドである。液滴吐出ヘッド２は、ワークＷの幅方向（図１のＹ軸方向）の略全長に亘って機能液を吐出することが可能な長さ寸法を有している。
【００２２】
紫外線照射装置１０は、ワークＷの搬送方向（Ｘ軸方向）における液滴吐出ヘッド２の下流側に配置されている。そして、ワークＷの幅方向において、液滴吐出ヘッド２から吐出された液滴がワークＷに付着する領域と等しいかやや広幅でワークＷに紫外線を照射する。なお、紫外線照射装置１０の構成については、図１と同様なので説明を省略する。
【００２３】
本実施形態の液滴吐出装置１では、基材Ｗａを搬送移動させながら液滴吐出ヘッド２から機能液を吐出させ、基材Ｗａ上に紫外線硬化部材Ｗｂを塗布する。そして、さらに、紫外線硬化部材Ｗｂが塗布された基材Ｗａを搬送させ、紫外線照射装置１０を駆動させ、紫外線硬化部材Ｗｂに向けて紫外線を照射させる。これにより、紫外線硬化部材Ｗｂが硬化される。
【００２４】
従って、上記の実施形態によれば、以下に示す効果がある。
【００２５】
紫外線を照射する第１照射部２５と第２照射部２６のうち、第１照射部２５には、紫外線を集光させる第１集光レンズ２２を備え、第２照射部２６よりも紫外線の照射強度が強くなるように設定した。そして、紫外線硬化部材Ｗｂに対して、第１照射部２５から紫外線を照射することにより、紫外線が紫外線硬化部材Ｗｂの内部（深部）に到達し、紫外線硬化部材Ｗｂの内部の硬化を促進させることができる。また、第２照射部２６から紫外線を照射することにより、紫外線硬化部材Ｗｂの表面部の硬化を促進させることができる。このように、互いに紫外線の照射強度が異なる第１及び第２照射部２５，２６から紫外線を照射させることにより紫外線硬化部材Ｗｂの内部及び表面を均衡に硬化させることができる。これにより、紫外線硬化部材Ｗｂの表面部の凝集部等の発生を防止できるとともに、変色等の発生を防止することができる。
【００２６】
なお、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例が挙げられる。
【００２７】
（変形例１）上記実施形態では、第１集光レンズ２２を有する第１照射部２５と第１集光レンズ２２等を備えない第２照射部２６とを備える照射部２０を構成したが、これに限定されない。例えば、発光モジュール１３において第２集光レンズ２１を有する照射部と、第２集光レンズ２１を備えない照射部とを備える照射部２０としてもよい。このようにしても、第２集光レンズ２１を有する場合には、照射された紫外線を集光させることができるため、第２集光レンズ２１を有しない照射部に比べ、紫外線の照射強度を強めることができる。これにより、互いに照射強度の異なる照射部を形成することができる。
【００２８】
（変形例２）上記実施形態の照射部２０では、第１照射部２５と第２照射部２６の２つの照射部を備えたが、この構成に限定されない。例えば、３つ以上の照射部を備えてもよい。この場合、例えば、第１集光レンズを備えた第１照射部と、集光レンズを有せず、凸形状のケースを有する第２照射部と、集光レンズ及び凸形状のケースを有しない第３照射部と、を備えればよい。このようにしても互いに照射強度の異なる照射部を形成することができる。また、発光モジュール１３上に、例えば、曲率や屈折率が異なる集光レンズを複数設置してもよい。このようにしても、互いに照射強度の異なる照射部を形成することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１…液滴吐出装置、２…液滴吐出ヘッド、１０…紫外線照射装置、１１…基板、１３…発光モジュール、２１…第２集光レンズ、２２…第１集光レンズ、２５…第１照射部、２６…第２照度部、３０…搬送部、Ｗ…ワーク。
【図１】
2012024731.tif 000003
【図２】
2012024731.tif 000004
【図３】
2012024731.tif 000005