CN104736922B - 光照射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供于一种在规定工作距离内，可照射具有规定强度及强度分布的线形光线的光照射装置。一种对照射面上的规定照射位置照射在第1方向上延伸，且在第2方向上具有规定线宽的线形光线的光照射装置分别具有基板、在基板上沿着第1方向并排的光源、以成为平行光的方式对来自各光源的光线进行整形的光学元件的多个光学单元；多个光学单元由对照射面射出平行于第1方向的线形光线的多个第1光学单元以及多个第2光学单元组成；各第1光学单元被配置为射出光通过规定聚光位置，且在照射面上收敛于线宽内；各第2光学单元被配置为射出光在照射面上收敛于线宽内。在从照射位置到垂直上方的规定范围内，来自各光学单元的射出光的能量总和为大致一定。

Description

光照射装置

技术领域

本发明涉及一种照射线形照射光的光照射装置。

背景技术

以往，对介由紫外光的照射而硬化的油墨转印至纸等印刷对象物进行印刷的印刷机被众所周知。这种印刷机为了使印刷对象物上的油墨硬化而具备紫外光照射装置。然后，在这种紫外光照射装置中，提出一种根据低消费电力化及长寿命化的要求，作为光源利用LED(LightEmitting Diode)来代替现有放电灯的构造(例如，专利文献1)的方案。

专利文献1所述的紫外光照射装置(LED单元)具备多个LED模块(LED芯片)以一定间隔并排于长边方向(第1方向)，并射出线形光线的多个基台区块。各基台区块以从各基台区块射出的线形光线在印刷对象物上的规定位置聚光成1条线的方式，以规定角度倾斜，隔着规定间隔配置在短边方向(第2方向)上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-146646号公报

发明内容

发明所要解决的课题：

根据专利文献1所述的紫外光照射装置，可在印刷对象物上的规定位置上提高紫外光的照射强度，且可使照射强度分布均匀化。然而，在搭载紫外光照射装置的印刷机(例如，平板印刷机)中，大多存在成为紫外光照射对象的印刷对象物为容易变形的纸张的情况，在搬送中也会存在很多纸张产生皱褶的情况。如此，若印刷对象物变形，则各线形光线不会聚光于印刷对象物上的规定位置，所以，存在在印刷对象物上无法取得所期望的照射强度及照射强度分布，以及油墨的干燥状态会不均匀的问题。

本发明鉴于以上情况，其目的在于提供一种在规定工作距离内，可照射具有规定照射强度及照射强度分布的线形光线的光照射装置。

用于解决课题的手段：

为达成上述目的，本发明的光照射装置为一种对基准照射面上的规定照射位置照射在第1方向上延伸，且在与第1方向正交的第2方向上具有规定线宽的线形光线的光照射装置，具备多个光学单元，其分别具有基板、配置为在基板上沿着第1方向以规定间隔并列，使光轴的朝向对准与基板面正交的方向的多个光源、及配置于各光源的光路上，将来自各光源的光线以成为略平行光的方式整形的多个光学元件；多个光学单元，其由对基准照射面，射出平行于第1方向的线形光线的多个第1光学单元及多个第2光学单元组成；各第1光学单元，其配置为从第1方向观察时，射出光通过照射位置的垂直上方的规定聚光位置，且在基准照射面上收敛于线宽内；各第2光学单元，其配置为从第1方向观察时，射出光在照射位置上聚光，且在基准照射面上收敛于线宽内；在包含从照射位置至垂直上方的聚光位置的规定范围内，来自各第1光学单元的射出光的能量与来自各第2光学单元的射出光的能量的总和大致一定，且照射强度分布的峰值大致一定。

根据这种构造，来自第1光学单元的紫外光密集在聚光位置周边，在从聚光位置离开的照射面侧的位置，来自第2光学单元的紫外光以与来自第1光学单元的紫外光交叉的方式密集。因此，在包含从照射位置至垂直上方的聚光位置的规定范围内(规定工作距离内)，可取得规定照射强度的线形光线。此外，在规定工作距离内，来自各第1光学单元的射出光的能量与来自各第2光学单元的射出光的能量的总和大致一定，且照射强度分布的峰值为大致一定；因此，即使印刷对象物的位置在工作距离内发生变动，也能够在印刷对象物上照射所期望的照射强度以及照射强度分布的紫外光。

此外，多个光学单元在从第1方向观察时，能够以照射位置的垂线为对称轴，成线对称配置。

此外，优选多个第1光学单元及多个第2光学单元，在从第1方向观察时，沿着第2方向交互配置。

此外，优选各第1光学单元，从第1方向观察时，以照射位置的垂线作为对称轴，成线对称配置；各第2光学单元，从第1方向观察时，在第1光学单元的外侧以垂线为对称轴，成线对称配置。

此外，优选从第1方向观察时，各第1光学单元被配置于以聚光位置为中心的圆弧上；从第1方向观察时，各第2光学单元被配置于以照射位置为中心的圆弧上。

此外，优选多个第1光学单元的数量与多个第2光学单元的数量相等，或多于第2光学元件的数量。在这种情况下，第1光学单元为4N个(N是自然数)，第2光学单元可为2N个。

此外，优选4N个第1光学单元中的2N个第1光学单元，被配置为相对于其他2N个第1光学单元，仅向第1方向偏离规定间隔的1/2距离；2N个第2光学单元中的N个第2光学单元被配置为相对于其他N个第2光学单元，仅向第1方向偏离规定间隔的1/2距离。根据这种构造，从光照射装置射出的光线的第1方向的照射强度分布大致均匀。

此外，优选多个光源在基板上分两列配置于与第1方向正交的方向，并以从第1方向观察时，从一列光源射出的光线与从另一列光源射出的光线在聚光位置或照射位置交叉的方式，使各光学元件的光轴与各光源的光轴偏离。在这种情况下，优选一列光源被配置为相对于另一列光源，仅向第1方向偏离规定间隔的1/2距离。根据这种构造，从各第1光学单元及各多个第2光学单元射出的光线的第1方向的照射强度分布变得大致均匀。

此外，优选多个光源具有大致正方形发光面的面发光LED，并以该发光面的一方的对角线与第1方向平行的方式配置。

发明的效果：

如上所述，根据本发明的光照射装置，在规定工作距离内，可照射具有规定照射强度及照射强度分布的线形光线。

附图说明

图1为本发明的第1实施例的光照射装置的外观图。

图2为说明本发明的第1实施例的光照射装置所搭载的第1LED单元及第2LED单元的构造及配置的放大图。

图3为说明图2(a)所示的第1LED单元及第2LED单元200的构造的放大图。

图4为说明图3所示的第1LED单元及第2LED单元的内部构造的图。

图5为从本发明的第1实施例的光照射装置所搭载的第1LED单元及第2LED单元所射出的紫外光的光路图。

图6为说明从本发明的第1实施例的光照射装置所搭载的第1LED单元及第2LED单元射出的紫外光的照射强度分布的图。

图7为说明从本发明的第1实施例的光照射装置射出的紫外光的WD80的位置的照射强度分布的图。

图8为说明从本发明的第1实施例的光照射装置所射出的紫外光的WD90的位置的照射强度分布的图。

图9为说明从本发明的第1实施例的光照射装置所射出的紫外光的WD100的位置的照射强度分布的图。

图10为说明本发明的第2实施例的光照射装置的图。

图11为说明本发明的第3实施例的光照射装置的图。

图12为说明本发明的第4实施例的光照射装置具备的第1LED单元与第2LED单元的构造的图。

图13为说明本发明的第5实施例的光照射装置具备的第1LED单元与第2LED单元的安装构造的图。

图中编号：

1，2，3，4，5：光照射装置

10：壳体

10a：开口部

20，20M：基台区块

20Ma，20Mb，20Mc，20Md，20Me，20Mf：安装斜面

100，100A：第1LED单元

101：基板

110，210：LED模块

111：LED组件

113，115，215：透镜

200，200A：第2LED单元

CL1，CL2：中心线

VL1，VL2：垂线

LL：线长

LW：线宽

P：间隔

F1，F2：聚光位置

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的具体实施方式加以详细说明。再者，对图中相同或相当部分附加相同符号，不再进行重复说明。

第1实施例

图1为本发明的第1实施例的光照射装置1的外观图。本实施例的光照射装置1为一种搭载于将由紫外光硬化的油墨转印至纸张等的印刷对象物并进行印刷的印刷机(无图示)的装置，如后续所述，其配置于印刷对象物的上方，对印刷对象物射出线形紫外光(图2(b))。在本说明书中，将从光照射装置1射出的线形紫外光的长边(线长)方向设为X轴方向(第1方向)，将短边(线宽)方向设为Y轴方向(第2方向)，将与X轴及Y轴正交的方向(亦即，垂直方向)设为Z轴方向来进行说明。图1(a)为从Y轴方向观察时的光照射装置1的主视图。图1(b)为从Z轴方向观察时(从图1(a)的下侧观察上侧时)的光照射装置1的仰视图。图1(c)为从X轴方向观察时(从图1(a)的右侧观察左侧时)的光照射装置1的侧视图。

如图1所示，光照射装置1具备壳体10、基台区块20、4个第1LED单元100(第1光学单元)、两个第2LED单元200(第2光学单元)。壳体10为收纳基台区块20、第1LED单元100及第2LED单元200的壳体(框体)。此外，第1LED单元100及第2LED单元200都为射出平行于X轴的线形紫外光的单元(后续详细说明)。

基台区块20为用来固定第1LED单元100及第2LED单元200的支持部件，由不锈钢等的金属制成。如图1(b)及(c)所示，基台区块20为延伸于X轴方向的大致矩形的板状部件，下面沿着Y轴方向成为凹陷部分圆筒面。在基台区块20的下面(即，部分圆筒面)，在X轴方向上延伸的第1LED单元100及第2LED单元200沿着Y轴方向(即，沿着部分圆筒面)并排配置，通过螺固或焊接等方式固接。

壳体10的下面(光照射装置1的下面)具有开口部10a，被构成为来自第1LED单元100及第2LED单元200的紫外光透过该开口部10a朝印刷对象物射出。

图2为说明本发明的第1实施例的光照射装置1所搭载的第1LED单元100及第2LED单元200的构造及配置的放大图。图2(a)为图1(b)的放大图，为了方便说明，省略基台区块20，以使图1(b)所示的第1LED单元100及第2LED单元200旋转90°，并且将基台区块20的部分圆筒面平面展开(延展)的方式来表示。此外，图2(b)为图1(c)的放大剖面图，表示了从X轴方向观察时的第1LED单元100及第2LED单元200的配置。

图3为说明图2(a)所示的第1LED单元100及第2LED单元200的构造的放大图。此外，图4为说明图3所示的第1LED单元100及第2LED单元200的内部构造的图，图3的A-A’剖面图。再者，本实施例的第1LED单元100与第2LED单元200，为仅后述透镜115(215)的构造不同，其他构造相同，所以，在图3及图4中，对相同的构造赋予相同符号，使用相同的图来说明第1LED单元100及第2LED单元200。

如图2(a)、图3所示，第1LED单元100分别具备在X轴方向上延伸的矩形基板101和20个LED模块110。此外，第2LED单元200与第1LED单元100相同，分别具备在X轴方向上延伸的矩形基板101和20个LED模块210。第1LED单元100的LED模块110中间隔着在X轴方向上延伸的基板101的中心线CL1，在基板101上密集地配置成2列(Y轴方向)×10个(X轴方向)的2维正方格子状，并与基板101电性连接。此外，第2LED单元200的LED模块210中间隔着在X轴方向上延伸的基板101的中心线CL2，以2列(Y轴方向)×10个(X轴方向)的2维正方格子状，密集地配置于基板101上，并与基板101电性连接。第1LED单元100及第2LED单元200的基板101连接于未图示的印刷机的LED驱动电路，通过基板101，向各LED模块110、210供给来自LED驱动电路的驱动电流。若对各LED模块110、210供给驱动电流的话，从各LED模块110、210会射出对应于驱动电流的光量的紫外光，分别从第1LED单元100及第2LED单元200射出平行于X轴的线形紫外光。再者，本实施例的各LED模块110、210以射出大致相同的光量的紫外光的方式来调整被供给至各LED模块110、210的驱动电流，分别从第1LED单元100及第2LED单元200射出的线形紫外光具有在X轴方向上大致均匀的照射强度分布(后续详细说明)。再者，如图2(a)、图3所示，将本实施例的各LED模块110、210的间隔P设为约12mm。

如图3、图4所示，第1LED单元100的各LED模块110具备LED(Light Emitting Diode)组件111(光源)、透镜113及透镜115(光学元件)。此外，第2LED单元200的各LED模块210与LED模块110相同，具备LED组件111、透镜113及透镜215。即，本实施例的LED模块210具备与透镜115不同的透镜215，这一点与LED模块110不同。

LED组件111具备大致正方形的发光面，从LED驱动电路接受驱动电流的供给，射出油墨硬化波长(例如，385nm)的紫外光。LED组件111以发光面的两条对角线分别朝向X轴方向及Y轴方向的方式倾斜45°，并被安装于基板101上。因此，邻接的LED模块110(或210)的各LED组件111与以发光面的各边朝向X轴方向或Y轴方向的方式(即，不倾斜45°)配置的情况相比，相互接近配置，来自邻接的LED模块110(或210)的紫外光也在相互接近的状态下射出。

在LED模块110的各LED组件111的光轴上，配置有由未图标的透镜保持部保持的透镜113及透镜115(图4)。透镜113通过例如硅氧烷树脂的注塑成型而成，LED组件111侧为平面的平凸透镜，对一边从LED组件111扩散，一边射入的紫外光进行聚光，并导光至后段的透镜115。透镜115通过例如硅氧烷树脂的注塑成型而成，射入面及射出面都是凸面的双凸透镜，将从透镜113射入的紫外光整形成大致平行光。所以，从透镜115(即，各LED模块110)会射出具有规定光束直径的大致平行的紫外光。再者，本实施例的透镜113及透镜115被设置成射出的紫外光的X轴方向的光束直径为约18mm(半峰宽)，Y轴方向的光束直径为约12mm(半峰宽)。

如上所述，本实施例的LED模块110在基板101上，密集地配置成2列(Y轴方向)×10个(X轴方向)的2维正方格子状，来自邻接的各LED模块110的紫外光在接近的状态下被射出。因此，从各第1LED单元100在X轴方向上延伸的线形紫外光会向Y轴方向并排两列射出。

再者，如图4所示，在本实施例中，透镜113与透镜115的光轴一致，且透镜113与透镜115的光轴配置成相对于LED组件111的光轴(通过发光面中心的中心轴)向Y轴方向偏置。即，各LED模块110的透镜113与透镜115的光轴，向基板101的中心(中心线CL1)仅偏置规定距离。因此，从LED组件111射出的紫外光的光路，介由透镜113及透镜115，向内侧(中心线CL1侧)曲折。如后续所述，本实施例的第1LED单元100配置成通过基板101的中心线CL1的基板101的垂线VL1(虚线)会通过聚光位置F1(图2(b)、图4)，从第1LED单元100射出的两列线形紫外光被构造成随着离开第1LED单元100而逐渐接近垂线VL1，在聚光位置F1交叉。

在LED模块210的各LED组件111的光轴上，与LED模块110相同，配置有由未图标的透镜保持部保持的透镜113及透镜215(图4)。透镜215为射入面及射出面都是凸面的双凸透镜，将从透镜113射入的紫外光整形成大致平行光，这一点与LED模块110的透镜115相同，但是，凸面的曲率及透镜的厚度与透镜115不同。即，在本实施例中，其被构造成从透镜215射出的紫外光的Y轴方向的光束直径大于从透镜115射出的紫外光的Y轴方向的光束直径，并以从透镜215射出的紫外光的X轴方向光束直径为约18mm(半峰宽)，Y轴方向光束直径为约14mm(半峰宽)的方式设计。再者，作为其他实施例，也可以构成为以从透镜215射出的紫外光的Y轴方向的光束直径小于从透镜115射出的紫外光的Y轴方向的光束直径。

如上所述，本实施例的LED模块210在基板101上，密集地配置成2列(Y轴方向)×10个(X轴方向)的2维正方格子状，来自邻接的各LED模块210的紫外光在接近的状态下被射出。因此，来自各第2LED单元200的在X轴方向上延伸的线形紫外光会向Y轴方向并排两列射出。

再者，如图4所示，在本实施例中，透镜113与透镜215的光轴一致，且配置成透镜113与透镜215的光轴相对于LED组件111的光轴，向Y轴方向偏置。即，各LED模块110的透镜113与透镜215的光轴向基板101的中心(中心线CL2)仅偏置规定距离。因此，从LED组件111射出的紫外光的光路，通过透镜113及透镜215，向内侧(中心线CL2侧)折射。如后续所述，本实施例的第2LED单元200配置成通过基板101的中心线CL2的基板101的垂线VL2(虚拟线)会通过聚光位置F2(图2(b)、图4)，从第2LED单元200射出的两列线形紫外光被构造成随着离开第2LED单元200而逐渐接近垂线VL2，在聚光位置F2交叉(聚光)。

接着，针对上述的第1LED单元100与第2LED单元200的配置进行说明。如图2(b)所示，在本实施例的光照射装置1中，4个第1LED单元100与两个第2LED单元200在从X轴方向观察时，沿着基台区块20的下面(即，部分圆筒面)，配置成圆弧状。然后，被构造成来自各第1LED单元100及各第2LED单元200的紫外光朝向基准照射面R上的基准照射位置射出，在基准照射位置中照射线宽LW的范围。再者，在本实施例中，将紫外光的线宽LW相对于基准照射位置设为±约20mm，线长LL(X轴方向的长度)设为约100mm。

此外，在本实施例的光照射装置1中，其以如下方式构造：将在从壳体10的下端向下方(Z轴方向)离开100mm的位置(图2(b)中，表示为“WD100”)的X-Y平面设为基准照射面R，印刷对象物通过未图标的印刷机的搬送装置，沿着Y轴方向从右往左在基准照射面R上搬送。所以，通过印刷对象物被依次从右往左在照射面R上搬送，从第1LED单元100及第2LED单元200射出的紫外光依次在印刷对象物上移动(扫描)，使印刷对象物上的油墨依次硬化(定影)。再者，在本说明书中，将以壳体10的下端为基准的下方(Z轴方向)的距离称为光照射装置1的工作距离(WD)，以下，例如，将工作距离100mm的位置称为“WD100”。

此外，图2(a)所示，从Z轴方向观察本实施例的4个第1LED单元100时，两个第1LED单元100(从右侧起第2个及第4个第1LED单元100)配置成相对于其他两个第1LED单元100(从右侧起第1个及第3个第1LED单元100)，仅向X轴方向偏置P/2(即，LED模块110的间隔P的1/2)的距离。如上所述，各第1LED单元100的LED模块110在X轴方向上密集地并排10个，但从各LED模块110射出的紫外光为大致平行光，所以从邻接的LED模块110射出的紫外光在X轴方向上不会重叠，形成梳齿状的强度分布。因此，在本实施例中，通过将从右侧起第2个及第4个第1LED单元100，相对于右侧起第1个及第3个第1LED单元100，仅偏离P/2的距离配置，来抵消强度分布变低的部分，使来自各第1LED单元100的紫外光在被照射至印刷对象物上时，在X轴方向上形成大致均匀的强度分布。

此外，同样地，从Z轴方向观察本实施例的两个第2LED单元200时，被配置成右侧的第1LED单元100相对于左侧的第2LED单元200，仅向X轴方向偏置P/2(即，LED模块110的间隔P的1/2)的距离。因此，在来自各第2LED单元200的紫外光照射至印刷对象物上时，强度分布变低的部分会相互抵消，在X轴方向上形成大致均匀的强度分布。

如上所述，通过使从多个第1LED单元100及第2LED单元200射出的线形紫外光聚光于印刷对象物上(即，基准照射面R上的基准照射位置)，可使印刷对象物上的油墨定影。在此，从使油墨定影所需的紫外光的照射强度的观点来看，最好将多个线形紫外光聚光于印刷对象物上的尽可能小的范围内。但是，成为紫外光照射对象的印刷对象物大多为纸张，在搬送过程中也会有很多产生皱褶(即，Z轴方向的位置发生变动)的情况。如此，若印刷对象物的位置向Z轴方向变动的话(即，印刷对象物不在基准照射面R上通过)，各线形的紫外光会在与规定工作距离不同位置射入至印刷对象物，产生无法将规定照射强度的紫外光照射至印刷对象物上的问题。然后，若紫外光的照射强度未达到使油墨定影所需的照射强度的话，会产生油墨干燥不均的问题。因此，在本实施例中，其以如下方式构造：使从第1LED单元100射出的线形紫外光聚光于基准照射位置的垂直上方的聚光位置F1，使从第2LED单元200射出的线形紫外光聚光于基准照射位置的聚光位置F2，因此，在从壳体10的下端向下侧(Z轴方向)离开80mm的位置(即，工作距离80mm的位置，图2(b)中，表示为“WD80”)与WD100之间，可获得所期望的紫外线的照射强度及照射强度分布。再者，在本实施例中，将聚光位置F1设为从基准照射面向垂直上方离开15mm的位置。此外，在图2(b)中，为了方便说明，将通过基准照射位置的基准照射面R的垂线(即，通过聚光位置F1与聚光位置F2的直线)，作为从光照射装置1射出的紫外光的光路的中心线O来表示。

图5为从本实施例的第1LED单元100及第2LED单元200射出的紫外光的光路图。图5(a)为说明从第1LED单元100射出的紫外光的光路图，图5(b)为说明从第2LED单元200射出的紫外光的光路图。

如图2(b)、图5(a)所示，本实施例的4个第1LED单元100以在从X轴方向观察时，以各第1LED单元100的垂线VL1通过聚光位置F1的方式，分别配置于以聚光位置F1为中心的半径为115mm的圆周的圆弧上的相对于中心线O来说±6.5°与±19.5°的位置。即，4个第1LED单元100在从X轴方向观察时，以中心线O为对称轴，成线对称配置。此外，如上所述，从第1LED单元100射出的两列的线形紫外光被构造成以在从X轴方向观察时，在聚光位置F1交叉(聚光)。所以，从4个第1LED单元100射出的共计8条(8列)的线形紫外光在聚光位置F1交叉至基准照射面R(WD100)，在印刷对象物上照射线宽LW的范围。

此外，如图2(b)、图5(b)所示，本实施例的两个第2LED单元200以在从X轴方向观察时，各第2LED单元200的垂线VL2通过聚光位置F2的方式，分别配置于以聚光位置F2作为中心的规定圆弧(例如，半径125mm的圆周的圆弧)上的相对于中心线O来说±30°的位置。即，两个第2LED单元200以在从X轴方向观察时，隔着4个第1LED单元100的方式，以中心线O为对称轴，成线对称配置。此外，如上所述，从第2LED单元200射出的两列线形紫外光以在聚光位置F2聚光的方式构成。所以，从两个第2LED单元200射出的共计4条(4列)的线形紫外光，在聚光位置F2聚光，在基准照射面R(WD100)上照射线宽LW的范围。

图6为从各LED模块110及210射出的紫外光的照射强度分布(光束剖面)，表示X-Y面上的在光照射装置1的长边方向的中心位置(即，紫外光的线长LL(X轴方向的长度)的1/2位置)上的Y轴方向的照射强度分布。图6的“α”表示从各LED模块110(亦即，第1LED单元100)射出的紫外光的照射强度的总和，“β”表示从各LED模块210(即，第2LED单元200)射出的紫外光的照射强度的总和。图6(a)表示在WD80位置的照射强度分布，图6(b)表示在WD90(从壳体10的下端往下侧(Z轴方向)离开90mm的位置的照射强度分布，图6(c)表示在WD100位置的照射强度分布。再者，图6(a)、(b)、(c)的横轴是将中心线O设为“0mm”时的距离，各图的纵轴为单位面积的紫外光的照射强度(mW/cm2)。

如图5及图6(a)所示，在WD80的位置上，朝向聚光位置F1的来自各LED模块110的紫外光会聚集于中心线O的周边，所以α在中心线O附近(0mm的位置)具有较大的峰分布。此外，朝向聚光位置F2的来自各LED模块210的紫外光，分别通过离开中心线O的位置，所以在β中，在±约12mm的位置会有两个较低的峰。

如图5及图6(b)所示，在WD90的位置上，在聚光位置F1中聚光的来自各LED模块110的紫外光随着离开聚光位置F1而逐渐扩大，但是，因接近聚光位置F1(WD85)，不会较大的扩张，α在中心线O附近具有较大的峰分布。此外，朝向聚光位置F2的来自各LED模块210的紫外光，比在WD80时的情况更接近中心线O，所以β成为稳定的峰分布。

如图5及图6(c)所示，在WD100的位置上，在聚光位置F1中聚光的来自各LED模块110的紫外光会更加扩散，所以α成为比图6(a)、(b)更宽广的分布。此外，来自各LED模块210的紫外光以在聚光位置F2(即，WD100)聚光的方式构成，所以β成为在中心线O附近(0mm的位置)具有峰的分布。再者，在本实施例中，β由两个LED单元200所照射的光线构成，所以与由4个LED单元100所照射的光线构成的α相比，总照射光强度为1/2。

如此，在本实施例中，其构成为：在WD80的位置上，来自LED模块110(第1LED单元100)的紫外光聚集于中心线O的周边，但随着离壳体10的下端的距离(工作距离)变长，来自LED模块210(第2LED单元200)的紫外光聚集于中心线O的周边，工作距离则变得比聚光位置F1还长，来自LED模块110(第1LED单元100)的紫外光会从中心线O离开。然后，根据这种构造，在WD80～WD100的范围中，可获得使油墨定影所需的照射强度，且可获得大致一定的光能。即，在图6(a)、(b)、(c)的各图中，线宽LW内(±20mm)的α的强度分布的积分值与β的强度分布的积分值的总和(即，光能)大致相等，该光能的最大值成为比使油墨定影所需的照射强度足够大的强度。

图7、8、9为表示从本实施例的光照射装置1射出的紫外光的照射强度分布的图。图7表示在WD80的位置的紫外光的照射强度分布，图8表示在WD90位置的紫外光的照射强度分布，图9表示在WD100位置的紫外光的照射强度分布。此外，图7(a)、图8(a)、图9(a)为在X-Y平面上，在中心线O位置的X轴方向的照射强度分布，横轴是将光照射装置1的长边方向的中心(即，紫外光的线长LL(X轴方向的长度)的1/2位置)设为“0mm”时的距离，纵轴是单位面积的紫外光的照射强度(mW/cm2)。此外，图7(b)、图8(b)、图9(b)为在X-Y平面上，在光照射装置1的长边方向的中心位置(即，紫外光的线长LL(X轴方向的长度)的1/2位置)的Y轴方向的照射强度分布，横轴是将中心线O设为“0mm”时的距离，纵轴是单位面积的紫外光的照射强度(mW/cm2)。再者，图7、8、9的“α”表示从4个第1LED单元100射出的紫外光的照射强度的总和，“β”表示从两个第2LED单元200射出的紫外光的照射强度的总和，“α+β”表示α与β相加的结果(即，从光照射装置1射出的紫外光的照射强度)。

如上所述，在WD80的位置上，在Y轴方向上，从第2LED单元200射出的紫外光会通过离开中心线O位置(图6(a))，如图7(a)、(b)所示，中心线O附近的β的强度会变低。但是，α+β(即，从光照射装置1射出的紫外光整体的照射强度)在线长LL的整体范围(±约50mm)内，维持约3500mW/cm2的强度，成为比使油墨定影所需的照射强度(例如，3000mW/cm2)足够大的强度。再者，使油墨定影所需的照射强度因油墨的种类、印刷速度、用纸等的印刷条件的不同而不同，因此根据印刷条件进行适当设定。

此外，如上所述，在WD90的位置上，在Y轴方向上，从第2LED单元200射出的紫外光比在WD80时的情况更接近中心线O(图6(b))，如图8(a)、(b)所示，在中心线O附近的β的强度变得比在WD80时的情况还大。此外，从第1LED单元100射出的紫外光与在WD80时的情况相比，相对于中心线O扩张若干(图6(b))，所以α的强度变得比WD80时的情况还小。但是，α+β(即，从光照射装置1射出的紫外光整体的照射强度)，在线长LL的整体范围(±约50mm)内，维持平均约3500mW/cm2的照射强度，成为比使油墨定影所需的照射强度足够大的强度。

此外，如上所述，在WD100的位置上，在Y轴方向上，比从第2LED单元200射出的紫外光在WD90时的情况更接近中心线O(图6(b))，如图9(a)、(b)所示，在中心线O附近的β的强度变成比在WD90时的情况还大。此外，从第1LED单元100射出的紫外光与在WD90时的情况相比，相对于中心线O扩张若干(图6(c))，所以α的强度变得比在WD90时的情况更横向(线宽LW方向)扩张，峰变得更小。但是，α+β(即，从光照射装置1射出的紫外光整体的照射强度)，在线长LL的整体范围(±约50mm)内，维持平均约3500mW/cm2的照射强度，变成比使油墨定影所需的照射强度足够大的强度。

如此，从本实施例的光照射装置1射出的紫外光的照射强度被构造成在WD80～WD100的范围中，维持平均约3500mW/cm2的峰强度。此外，从光照射装置1射出的紫外光的能量为来自各第1光学单元的紫外光的能量与来自各第2光学单元的紫外光的能量的总和，在WD80～WD100的范围中大致一定，所以从光照射装置1射出的紫外光的照射强度分布在WD80～WD100的范围中大致一定。因此，即使成为紫外光照射的对象的印刷对象物(例如纸张)在WD80～WD100的范围中皱褶，也可对印刷对象物均匀照射使油墨定影所需的照射强度的紫外光，所以可稳定油墨的干燥状态(即，不会产生干燥不均匀)。

以上虽是本实施例的说明，但是，本发明并不局限于上述构造，可在本发明的技术思想范围内作各种变形。

第2实施例

图10为说明本发明的第2实施例的光照射装置2的图。图10(a)为从光照射装置2射出的紫外光的光路图。图10(b)为从光照射装置2射出的紫外光的WD80、90、100位置的各照射强度分布，表示WD80、90、100的各X-Y平面上的在中心线O位置的X轴方向的照射强度分布。此外，图10(c)为从光照射装置2射出的紫外光的WD80、90、100的各照射强度分布，表示WD80、90、100的各X-Y平面上的光照射装置1的长边方向的中心位置(即，紫外光的线长LL(X轴方向的长度)的1/2位置)的Y轴方向的照射强度分布。

如图10(a)所示，本实施例的光照射装置2将第1实施例的第2LED单元200置换为第1LED单元100并配置，这一点与第1实施例的光照射装置1不同。

如图10(b)、(c)所示，在从本实施例的光照射装置2射出的紫外光的照射强度分布中，在WD80～WD100的范围内，也可维持平均约3500～4000mW/cm2程度的峰强度。此外，在图10(c)中，WD80、90、100的各照射强度分布几乎重叠，所以在WD80～WD100的范围内，也可以说在线宽LW内(±20mm)的光能成为大致一定。所以，根据本实施例的构造，与第1实施例相同，成为紫外光照射对象的印刷对象物(例如纸张)即使在WD80～WD100的范围内皱褶，也可对印刷对象物均匀地照射使油墨定影所需的照射强度的紫外光。

第3实施例

图11为说明本发明的第3实施例的光照射装置3的图。图11(a)为从光照射装置3射出的紫外光的光路图。图11(b)为从光照射装置3射出的紫外光的WD80、90、100的各照射强度分布，表示WD80、90、100的各X-Y平面上的中心线O位置的X轴方向的照射强度分布。此外，图11(c)为从光照射装置3射出的紫外光的WD80、90、100的各照射强度分布，表示WD80、90、100的各X-Y平面上的在光照射装置1的长边方向的中心位置(即，紫外光的线长LL(X轴方向的长度)的1/2位置)的Y轴方向的照射强度分布。

如图11(a)所示，本实施例的光照射装置3具备3个第1LED单元100与3个第2LED单元200，从X轴方向观察时，第1LED单元100与第2LED单元200在Y轴方向交互配置，这一点与第1实施例的光照射装置1不同。

如图11(b)、(c)所示，在从本实施例的光照射装置3射出的紫外光的照射强度分布中，在WD80～WD100的范围内，也可维持平均约3500～4500mW/cm2程度的尖强度。此外，在图11(c)中，WD80、90、100的各照射强度分布几乎重叠，所以在WD80～WD100的范围内，也可说在线宽LW内(±20mm)的光能量成为大致一定。所以，根据本实施例的构造，与第1实施例相同，成为紫外光照射的对象的印刷对象物(例如纸张)即使在WD80～WD100的范围中皱褶，也能够对印刷对象物均匀地照射使油墨定影所需的照射强度的紫外光。

第4实施例

图12为说明本发明的第4实施例的光照射装置4所具备的第1LED单元100A与第2LED单元200A的构造的图。在本实施例的第1LED单元100A及第2LED单元200A中，LED模块110及210密集地配置成锯齿状(即，1列×10个的一方的LED模块110及210相对于1列×10个的另一方的LED模块110及210，仅偏置间隔P的1/2距离而彼此错开)，这一点与第1实施例的光照射装置1不同。

若将LED模块110及210如此配置的话，从各第1LED单元100A及各第2LED单元200A射出的两列的线形紫外光会分别仅向X轴方向偏置LED模块110、210的间隔P的1/2距离。所以，与第1实施例相同，各线形紫外光相互抵消强度分布变低的部分，在印刷对象物上，在X轴方向上成为大致均匀的强度分布。根据本实施例的构造，因不需要像第1实施例的光照射装置1一样，将第1LED单元100及第2LED单元200自身向X轴方向偏置来配置，所以能够简化第1LED单元100及第2LED单元200相对于基台区块20的安装位置调整等。

第5实施例

图13为说明本发明的第5实施例的光照射装置5所具备的第1LED单元100与第2LED单元200的安装构造的图。本实施例的光照射装置5在下面具备用于固定第1LED单元100及第2LED单元200的安装斜面20Ma～2Mf的基台区块20M来代替在下面具备部分圆筒面的第1实施例的基台区块20，这一点与第1实施例的光照射装置1不同。

如此，若在基台区块20M上形成用来固定第1LED单元100及第2LED单元200的安装斜面20Ma～20Mf的话，对于基台区块20M可精确地安装各第1LED单元100及各第2LED单元200，此外，不需要对各第1LED单元100及各第2LED单元200的安装角度进行调整。

再者，在上述的各实施例中，其被构成为：将WD100的位置设为基准照射面R，将印刷对象物的纸张皱褶假定在WD80～WD100的范围内，可在WD80～WD100的范围内照射均匀的紫外光(以下，将可照射这种均匀的紫外光的范围称为“照射范围”)，但是，并不局限于这种构造。

表1为表示光照射装置1与照射面R之间的距离(即，工作距离)、照射范围、聚光位置F1的范围(从光照射装置1至聚光位置F1为止的距离范围)的关系的表。如表1所示，在光照射装置1与照射面R之间的距离为125mm，照射范围为30mm时，将聚光位置F1的位置设定为从光照射装置1至98mm～107mm的范围内，在照射范围为15mm时，则设定为111mm～116mm的范围内，由此，可在规定线长LL内来均匀照射照射范围。此外，在光照射装置1与照射面R之间的距离为75mm，照射范围为25mm时，将聚光位置F1的位置设定为从光照射装置1至53mm～60mm的范围内，在照射范围为10mm时，则设定为66mm～69mm的范围内，由此，可在规定线长LL内均匀照射照射范围。

表1

再者，此次公开的实施例为所有方面的示例，应该被认为并不是对本发明的限制。本发明的范围不局限于上述说明，根据权利要求所示，包含与权利要求范围内均等的意图及范围内的所有变形。

Claims (27)

1.一种光照射装置，其为对基准照射面上的规定照射位置，照射在第1方向上延伸，且在与上述第1方向正交的第2方向上具有规定线宽的线形光线的光照射装置，其特征在于，具备多个光学单元，其分别具有基板、在所述基板上沿着所述第1方向以规定间隔并排，使光轴的朝向对准与所述基板面正交的方向而配置的多个光源、以及配置于所述各光源的光路上，将来自所述各光源的光线整形成大致平行光的多个光学元件；其中，

所述多个光学单元，由对所述基准的照射面射出平行于所述第1方向的线形光线的多个第1光学单元以及多个第2光学单元构成；

所述各第1光学单元被配置成从所述第1方向观察时，射出光通过所述照射位置的垂直上方的规定聚光位置，且在所述基准照射面上收敛于所述线宽内；

所述各第2光学单元被配置成从所述第1方向观察时，射出光在照射位置上聚光，且在基准照射面上收敛于线宽内；

在包含从所述照射位置至垂直上方的所述聚光位置的规定范围内，来自所述各第1光学单元的射出光的能量与来自所述各第2光学单元的射出光的能量的总和为大致一定，且照射强度分布的峰值为大致一定。

2.根据权利要求1所述的光照射装置，其特征在于，所述多个光学单元在从所述第1方向观察时，将所述照射位置的垂线作为对称轴，成线对称配置。

3.根据权利要求1或2所述的光照射装置，其特征在于，所述多个第1光学单元及所述多个第2光学单元在从所述第1方向观察时，沿所述第2方向交互配置。

4.根据权利要求1或2所述的光照射装置，其特征在于，所述各第1光学单元，在从所述第1方向观察时，以所述照射位置的垂线为对称轴，成线对称配置；所述各第2光学单元在从所述第1方向观察时，在所述第1光学单元的外侧，以所述垂线为对称轴，成线对称配置。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的光照射装置，其特征在于，所述各第1光学单元在从所述第1方向观察时，被配置于以所述聚光位置为中心的圆弧上；所述各第2光学单元在从所述第1方向观察时，被配置于以所述照射位置为中心的圆弧上。

6.根据权利要求5所述的光照射装置，其特征在于，所述多个第1光学单元的数量与所述多个第2光学单元的数量相等，或多。

7.根据权利要求6所述的光照射装置，其特征在于，所述第1光学单元为4N个(N是自然数)，所述第2光学单元为2N个。

8.根据权利要求7所述的光照射装置，其特征在于，所述4N个第1光学单元中的2N个第1光学单元，相对于其他2N个第1光学单元，仅向所述第1方向偏离所述规定间隔的1/2距离配置；所述2N个第2光学单元中的N个第2光学单元，相对于其他N个第2光学单元，仅向所述第1方向偏离所述规定间隔的1/2距离配置。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的光照射装置，其特征在于，所述多个光源在所述基板上分两列配置于与所述第1方向正交的方向，从所述第1方向观察时，以从一列光源射出的光线与从另一列的光源射出的光线在所述聚光位置或所述照射位置交叉的方式，使所述各光学元件的光轴与各光源的光轴偏离。

10.根据权利要求9所述的光照射装置，其特征在于，所述一列光源，相对于所述另一列光源，仅向所述第1方向偏离所述规定间隔的1/2距离配置。

11.根据权利要求9～10中任一项所述的光照射装置，其特征在于，所述多个光源为具有大致正方形发光面的面发光LED，被配置为该发光面的一个对角线与所述第1方向平行。

12.根据权利要求6～8中任一项所述的光照射装置，其特征在于，所述多个光源为具有大致正方形发光面的面发光LED，被配置为该发光面的一个对角线与所述第1方向平行。

13.根据权利要求5所述的光照射装置，其特征在于，所述多个光源为具有大致正方形发光面的面发光LED，被配置为该发光面的一个对角线与所述第1方向平行。

14.根据权利要求5所述的光照射装置，其特征在于，所述多个光源在所述基板上分两列配置于与所述第1方向正交的方向，从所述第1方向观察时，以从一列光源射出的光线与从另一列的光源射出的光线在所述聚光位置或所述照射位置交叉的方式，使所述各光学元件的光轴与各光源的光轴偏离。

15.根据权利要求14所述的光照射装置，其特征在于，所述一列光源，相对于所述另一列光源，仅向所述第1方向偏离所述规定间隔的1/2距离配置。

16.根据权利要求14～15中任一项所述的光照射装置，其特征在于，所述多个光源为具有大致正方形发光面的面发光LED，被配置为该发光面的一个对角线与所述第1方向平行。

17.根据权利要求1～4中任一项所述的光照射装置，其特征在于，所述多个第1光学单元的数量与所述多个第2光学单元的数量相等，或多。

18.根据权利要求17所述的光照射装置，其特征在于，所述第1光学单元为4N个(N是自然数)，所述第2光学单元为2N个。

19.根据权利要求18所述的光照射装置，其特征在于，所述4N个第1光学单元中的2N个第1光学单元，相对于其他2N个第1光学单元，仅向所述第1方向偏离所述规定间隔的1/2距离配置；所述2N个第2光学单元中的N个第2光学单元，相对于其他N个第2光学单元，仅向所述第1方向偏离所述规定间隔的1/2距离配置。

20.根据权利要求17～19中任一项所述的光照射装置，其特征在于，所述多个光源在所述基板上分两列配置于与所述第1方向正交的方向，从所述第1方向观察时，以从一列光源射出的光线与从另一列的光源射出的光线在所述聚光位置或所述照射位置交叉的方式，使所述各光学元件的光轴与各光源的光轴偏离。

21.根据权利要求20所述的光照射装置，其特征在于，所述一列光源，相对于所述另一列光源，仅向所述第1方向偏离所述规定间隔的1/2距离配置。

22.根据权利要求20～21中任一项所述的光照射装置，其特征在于，所述多个光源为具有大致正方形发光面的面发光LED，被配置为该发光面的一个对角线与所述第1方向平行。

23.根据权利要求17～19中任一项所述的光照射装置，其特征在于，所述多个光源为具有大致正方形发光面的面发光LED，被配置为该发光面的一个对角线与所述第1方向平行。

24.根据权利要求1～4中任一项所述的光照射装置，其特征在于，所述多个光源在所述基板上分两列配置于与所述第1方向正交的方向，从所述第1方向观察时，以从一列光源射出的光线与从另一列的光源射出的光线在所述聚光位置或所述照射位置交叉的方式，使所述各光学元件的光轴与各光源的光轴偏离。

25.根据权利要求24所述的光照射装置，其特征在于，所述一列光源，相对于所述另一列光源，仅向所述第1方向偏离所述规定间隔的1/2距离配置。

26.根据权利要求24～25中任一项所述的光照射装置，其特征在于，所述多个光源为具有大致正方形发光面的面发光LED，被配置为该发光面的一个对角线与所述第1方向平行。

27.根据权利要求1～4中任一项所述的光照射装置，其特征在于，所述多个光源为具有大致正方形发光面的面发光LED，被配置为该发光面的一个对角线与所述第1方向平行。