CN108068474A - 油墨与光油一体固化led光照装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种油墨与光油一体固化LED光照装置，其包括封装外壳、LED面光源和冷却装置，其中封装外壳1上设有LED电源及控制接口，LED面光源和冷却装置固定在封装外壳内部，LED面光源通过LED电源及控制接口与外部电路相连接，LED面光源包括PCB基板、LED光源模组和光学汇聚装置，LED光源模组集成在PCB基板上，光学汇聚装置固定在LED光源模组前方，其中LED光源模组包括油墨固化UVLED模组和光油固化UVLED模组。通过外部控制电路或者集成在PCB基板上的芯片来控制输入各LED模组的电流大小，可以使各模组产生不同波长的紫外线光，从而在一台设备上实现依次进行喷绘、喷绘后彩墨固化、以及对光油进行固化几个工序。
Description
技术领域
本发明涉及LED光源领域，更具体地说，涉及一种油墨与光油一体固化LED光照装置。
背景技术
紫外固化是利用紫外光为能源，引发具有化学活性的液体配方，在基体表面实现快速反应的固化过程。由于紫外固化不含有任何有机溶剂或惰性的稀释剂，固化是不需要加热且具有速率快费用低的显著优势，近些年在印刷工业、金属装饰、机械以及医疗等方面逐步取代传统固化方法，并已开始广泛应用于数码喷绘技术中。
目前，在数码喷绘工艺中，油墨的固化主要还是采用汞灯及红外热辐射，这种方式存在很多缺点：寿命短，能耗大、污染大、对工作人员的身心健康有较大的不良影响等问题。
由于数码喷绘的工艺还存在一些特别的特点，例如：汞灯在使用前需要提前10到20分钟开灯预热后才能正常工作，而数码喷绘机在工作过程中，当喷头在待机位、非喷绘工作区、进行非喷绘工作时，必须要关闭紫外光源，为解决这一问题，当前采用的方法是，汞灯的电源不关闭，仍在工作状态，另外在汞灯前面加一机械快门，当需要UV照射时，打开光源的机械快门，当不需要UV照射时，关闭汞灯光源的机械快门。由于是机械快门，快门的动作都需要一定的时间。机械快门开关的时间影响了印刷的效率和喷绘的速度，间接造成了印刷成本的提高。
此外，喷绘产品过程主要是数码喷头在计算机的控制下喷绘单色OR多色油墨，而后在UV的作用下快速固化。为提高喷绘产品的画质，现已有在原有的喷绘产品上重新喷涂光油，从而提高喷绘产品的光亮质感。当前喷绘图案工艺和上光油工艺主要还是异步完成，就是先在数码喷绘机上完成图案喷绘工艺，然后在另一设备上通过喷涂或滚涂完成对产品的上光油工艺。这样的工艺流程复杂，需要两台不同的设备，占用场地大、需要转场作业，设备本身、场地、转场时间都造成了效率的降低和成本的增加，需要加以改进。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种便于设计、无需机械快门、可以同时实现喷绘彩墨、彩墨固化、上光油、光油固化等几道工序的油墨与光油一体固化LED光照装置。
为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
提供一种油墨与光油一体固化LED光照装置，其包括封装外壳、LED面光源和冷却装置，其中封装外壳上设有LED电源及控制接口，LED面光源和冷却装置固定在封装外壳内部，LED面光源通过LED电源及控制接口与外部电路相连接，LED面光源包括PCB基板、LED光源模组和光学汇聚装置，LED光源模组集成在PCB基板上，光学汇聚装置固定在LED光源模组前方，其中LED光源模组包括油墨固化UVLED模组、光油固化UVLED模组。实际操作中，通过外部控制电路或者集成在PCB基板上的芯片来控制输入各LED模组的电流大小，以使油墨固化UVLED模组和光油固化UVLED模组分别产生使油墨固化波长的紫外线光和用于使光油固化波长的紫外线光，可以在一台设备上依次进行喷绘、喷绘后彩墨固化、对光油进行固化几个工序。
进一步地，PCB基板为长条形，以与PCB基板的长边平行的中轴线为横轴线，油墨固化UVLED模组和光油固化UVLED模组沿PCB基板的横轴线依次分段排列。分段排列使得机械上的设计更为容易，操作起来更方便。
进一步地，油墨固化UVLED模组和光油固化UVLED模组均为由LED光源粒排列而成的矩形阵列。LED芯片所发出来的光线，呈朗伯型分布，矩形阵列排列，经过光学模拟软件设计LED芯片的间距，可以调整光照均匀度，使照射出的光强稳定均匀，提高印刷品的质量。
更优地，油墨固化UVLED模组和光油固化UVLED模组均为多行多列的矩形LED光源粒阵列。油墨固化UVLED模组和光油固化UVLED模组之间存在间隔。
此外，光学汇聚装置采用单透镜结构，透镜为准直透镜，准直透镜的入射面位于LED光源模组的前方且面积大于LED光源模组的总面积。单透镜结构比较起数个透镜或者反射镜组成的会聚系统，不需要进行复杂的光学设计、结构安装都相对简单。
准直透镜可以采用平面透镜、半圆柱形、高次非球面、符合高次非球面或梯形准直透镜。
准直透镜采用耐紫外聚碳酸酯材料制成。这种材料具有透光率高、光损小，且耐紫外线老化的优良特点。
作为另外一种选择，准直透镜还可以采用光学石英玻璃材料制成。
而上述的冷却装置为水冷装置，通过封装外壳上开设的冷却液出入口与外部冷却系统相连接。
综上所述，本发明的有益之处在于：
1.采用LED光源，其结构便于设计、光形便于整理，且与汞灯相比，具有寿命长、污染小、能耗低、清洁高效等优点；
2.不需要预热，可以直接利用开关电源对光源即开即用，不需要设计机械快门，不止结构简单，还提高了印刷效率；
3.配合数码喷绘机，喷绘彩墨和上光油及其固化的工序得以同机实现，即在同一数码喷绘机上实现即喷绘彩墨又实现上光油的结果。
附图说明
图1是本发明所述LED光照装置的立体图；
图2是所述LED光照装置的俯视图；
图3是所述LED光源模组的立体图；
图4是所述LED光源模组的主视图；
图5是所述LED光源模组的侧视结构示意图。
图例说明：1-封装外壳 2-LED面光源 11-LED电源及控制接口 12-冷却液进出口21-PCB基板 22-准直透镜 23-油墨固化UVLED模组 24-光油固化UVLED模组
具体实施方式
如图1至图5所示的油墨与光油一体固化LED光照装置，其包括封装外壳1、LED面光源2和水冷冷却装置，其中封装外壳1上设有LED电源及控制接口11和冷却液进出口12，LED面光源2和冷却装置固定在封装外壳1内部，LED面光源2通过LED电源及控制接口11与外部电路相连接，水冷装置通过封装外壳1上开设的冷却液出入口12与外部冷却系统相连接。
LED面光源2包括PCB基板21、LED光源模组和用作光学汇聚装置的半圆柱形准直透镜22，LED光源模组集成在长条形的PCB基板21上，准直透镜22采用石英玻璃材料制作，其固定在LED光源模组前方，准直透镜22的入射面位于LED光源模组的前方且其面积大于LED光源模组的总面积。
LED光源模组包括沿PCB基板21的横轴线依次分段排列的油墨固化UVLED模组23和光油固化UVLED模组24。其中，油墨固化UVLED模组23和光油固化UVLED模组24均为由LED光源粒排列而成的多行多列式矩形阵列且两个模组之间存在间隔。
实际操作中，通过外部控制电路或者集成在PCB基板上的芯片来控制输入各LED模组的电流大小，以使油墨固化UVLED模组和光油固化UVLED模组分别产生使油墨固化波长的紫外线光和用于使光油固化波长的紫外线光，可以在一台设备上依次进行喷绘、喷绘后彩墨固化、对光油进行固化几个工序。
以上实施例是供理解本发明之用，并非是对本发明的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变型，例如，除了本实施例中的半圆柱形以外，还可以采用平面透镜、高次非球面、符合高次非球面或梯形准直透镜；除光学石英玻璃外，准直透镜的制作材料也可以采用耐紫外聚碳酸酯材料；冷却装置也可以采用风冷装置；LED模组也可以采用圆形、椭圆形、多边形等非矩形阵列；光学汇聚装置也可以采用多透镜汇聚装置等等；这些变化或变型应当理解为仍属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种油墨与光油一体固化LED光照装置，包括封装外壳、LED面光源和冷却装置，其中封装外壳上设有LED电源及控制接口，LED面光源和冷却装置固定在封装外壳内部，LED面光源通过LED电源及控制接口与外部电路相连接，其特征在于：所述LED面光源包括PCB基板、LED光源模组和光学汇聚装置，LED光源模组集成在PCB基板上，光学汇聚装置固定在LED光源模组前方，其中LED光源模组包括油墨固化UVLED模组和光油固化UVLED模组。
2.根据权利要求1所述的LED光照装置，其特征在于：所述PCB基板为长条形，以与PCB基板的长边平行的中轴线为横轴线，所述油墨固化UVLED模组和光油固化UVLED模组沿PCB基板的横轴线依次分段排列。
3.根据权利要求2所述的LED光照装置，其特征在于：所述油墨固化UVLED模组和光油固化UVLED模组均为由LED光源粒排列而成的矩形阵列。
4.根据权利要求3所述的LED光照装置，其特征在于：所述油墨固化UVLED模组和光油固化UVLED模组均为多行多列的矩形LED光源粒阵列，其中油墨固化UVLED模组的列数大于光油固化UVLED模组的列数。
5.根据权利要求1所述的LED光照装置，其特征在于：所述光学汇聚装置采用单透镜结构，所述透镜为准直透镜，准直透镜的入射面位于所述LED光源模组的前方且面积大于LED光源模组的总面积。
6.根据权利要求5所述的LED光照装置，其特征在于：所述准直透镜采用平面透镜、半圆柱形、高次非球面、符合高次非球面或梯形准直透镜。
7.根据权利要求6所述的LED光照装置，其特征在于：所述准直透镜采用耐紫外聚碳酸酯材料制成。
8.根据权利要求6所述的LED光照装置，其特征在于：所述准直透镜采用光学石英玻璃材料制成。
9.根据权利要求1至8任一项所述的LED光照装置，其特征在于：所述冷却装置为水冷装置，通过所述封装外壳上开设的冷却液出入口与外部冷却系统相连接。
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