JP2011046124A - 紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光部から印刷対象物の印刷面までの距離が変化する場合でも、印刷面に焦点を合わせることができる紫外線照射装置を提供する。
【解決手段】紫外線照射装置１は、発光部Ｌｓと印刷対象物３０との間に配置された第１および第２のレンズ４１，４２からなる光学ブロック４０を備える。両レンズ４１，４２間の相対距離は固定ではなく、焦点調節装置により第２のレンズ４２を移動させることで両レンズ４１，４２間の相対距離を変化させることができる。両レンズ４１，４２間の相対距離が変化することで、発光部Ｌｓから焦点までの距離を調節することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷対象物に付着させた紫外線硬化インクに紫外線を照射することにより紫外線硬化インクを硬化させる紫外線照射装置に関するものである。

近年、低消費電力化や長寿命化などを目的として、従来から使用されている放電ランプ等に代えて紫外線を放射する発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）チップを用いた紫外線照射装置が種々提案されている。このような紫外線照射装置は、紫外線を受けて硬化する紫外線硬化インク（以下、単に「インク」という）により印刷を行う印刷システムに使用され、インクに紫外線を照射することでインクを硬化させる。

この種の紫外線照射装置としては、放電ランプ等の従来の紫外線照射装置と同程度の光量を得るとともに光の照射範囲の拡大を図るために、それぞれＬＥＤチップを具備するＬＥＤモジュール（発光モジュール）を複数個備えたものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１記載の構成では、印刷対象物にインクを付着させる印刷ヘッドがインクの色ごとに設けられており、紫外線照射装置は、各印刷ヘッドごとに印刷対象物の搬送方向の下流側にそれぞれ配置され、印刷ヘッドから吐出されたインクを直ちに硬化させる。つまり、各色のインクが硬化した後に他色のインクが印刷対象物に付着するから、異なる色のインクが混合されて色が濁ることはない。

ここにおいて、上述の紫外線照射装置では、複数個のＬＥＤモジュールは器具本体において印刷対象物の相対移動の方向とは直交する方向（以下、「横方向」という）に１列に並べて配置され、印刷対象物の横方向の全長に亘って紫外線を照射する発光部を構成する。この紫外線照射装置では、前記横方向においてインクの硬化にむらが生じることを防止するため、前記横方向の全長に亘って印刷対象物に照射する紫外線の強度を均一とするようにＬＥＤモジュールの配置が設定されている。

ところで、特許文献１においては、発光部と印刷対象物との間にレンズ（シリンドリカルレンズ）を設けることが記載されている。この構成では、発光部から放射された紫外線が発散することを防止できるため、印刷対象物の印刷面（インクを付着させた面）に焦点を合わせて印刷面における紫外線の照度を高くして、インクを確実に硬化させることが可能となる。

特開２００９−６１７０２号公報（第００２６−００３５段落）

しかし、特許文献１に記載の構成では、レンズは器具本体に固定的に取り付けられており、焦点の位置は固定されている。そのため、たとえば印刷対象物が立体物である場合などで発光部から印刷面までの距離が変化する場合、印刷面に焦点が合わず印刷面における紫外線の照度が低下して、印刷面に付着したインクを確実に硬化できなくなる可能性がある。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、発光部から印刷対象物の印刷面までの距離が変化する場合でも、印刷面に焦点を合わせることができる紫外線照射装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、発光波長が紫外線領域である発光ダイオードを光源として具備し、印刷対象物に付着させた紫外線硬化インクに紫外線を照射することにより紫外線硬化インクを硬化させる紫外線照射装置であって、印刷対象物に対して相対的に移動するとともに、印刷対象物との対向面に印刷対象物の相対移動の方向と交差する方向に沿って発光ダイオードが複数個配列されている発光部と、発光部と印刷対象物との間において発光部と印刷対象物とが向かい合う方向に配置された複数枚のレンズからなる光学ブロックと、少なくとも１枚のレンズを移動させて光学ブロックのレンズ間の相対距離を変化させることにより、紫外線に関して発光部から焦点までの距離を変化させる焦点調節装置とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、発光部と印刷対象物との間に複数枚のレンズからなる光学ブロックを設け、焦点調節装置が、少なくとも１枚のレンズを移動させて光学ブロックのレンズ間の相対距離を変化させることにより、紫外線に関して発光部から焦点までの距離を変化させるので、印刷対象物が立体物である場合などで発光部から印刷面までの距離が変化する場合でも、印刷面に焦点を合わせることができる。したがって、印刷面における紫外線の照度を調節することができ、印刷面に付着した紫外線硬化インクを確実に硬化することができる。また、発光部から焦点までの距離を調節することで、印刷面における紫外線の照射面積を調節することもできる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記焦点調節装置が、駆動力を発生する駆動源と、駆動源の発生する駆動力を前記発光部と前記印刷対象物とが向かい合う方向への前記レンズの直進移動に変換する変換機構とを有し、駆動源を駆動することにより発光部から焦点までの距離を変化させることを特徴とする。

この構成によれば、レンズの位置を手動で調節する場合に比べて、発光部から焦点までの距離の変更に係るユーザの負担を軽減することができる。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記発光部から前記印刷対象物までの距離を検出する検出部と、検出部の検出結果に応じて前記焦点調節装置を制御して発光部から焦点までの距離を自動的に調節する制御部を有することを特徴とする。

この構成によれば、発光部から印刷対象物までの距離が変化した場合に、発光部から焦点までの距離が自動的に変化するため、最適な紫外線照射を行うことができる。

本発明は、焦点調節装置にて、少なくとも１枚のレンズを移動させて光学ブロックのレンズ間の相対距離を変化させることにより、紫外線に関して発光部から焦点までの距離を変化させるので、発光部から印刷面までの距離が変化する場合でも、印刷面に焦点を合わせることができるという利点がある。

本発明の実施形態１の構成を示す概略断面である。 同上のＬＥＤモジュールを示す概略断面図である。 同上の構成を示す概略ブロック図である。 同上の動作を示す説明図である。 同上の焦点調節装置の具体例を示す概略斜視図である。 同上の焦点調節装置の他の構成例を示す概略平面図である。 本発明の実施形態２の動作を示す説明図である。

以下の各実施形態で例示する紫外線照射装置は、紫外線を受けて硬化する紫外線硬化インク（以下、単に「インク」という）を用いる印刷システムに使用される。この印刷システムは、図１に示すように、印刷対象物３０を一方向に搬送する搬送手段３１と、搬送手段３１にて搬送される印刷対象物３０に対してインクを付着する印刷ヘッド８０とを備えている。

印刷ヘッド８０は、たとえばインクジェット方式で印刷対象物３０にインクを付着させるものであり、ここではブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色用の複数個（４個）の印刷ヘッド８０を想定している。ただし、他の色のインクを用いることや、５個以上の印刷ヘッド８０を用いて印刷システムを構成することも可能である。印刷ヘッド８０は、印刷対象物３０の搬送方向と直交する印刷対象物３０の幅方向の略全長に亘ってインクを付着可能な長さ寸法を有している。

紫外線照射装置１は、印刷対象物３０の搬送方向における印刷ヘッド８０の下流側に設置され、印刷対象物３０の印刷面（インクを付着させた面）３０ａに紫外線を照射するように、当該印刷面３０ａに対向して配置される。しかして、印刷ヘッド８０により印刷対象物３０に付着されたインクは、紫外線照射装置１からの紫外線の照射を受けて硬化する。

ただし、上述した印刷システムの構成は一例に過ぎず、たとえば印刷対象物３０が定位置に固定され印刷ヘッド８０および紫外線照射装置１が移動する構成や、オフセット方式で印刷対象物３０にインクを付着させる印刷ヘッド８０を用いた構成などであっても、以下に説明する本発明の技術を適用することができる。以下の各実施形態では、紫外線照射装置１の構成について詳述する。

（実施形態１）
本実施形態の紫外線照射装置１は、図１に示すように、発光波長が紫外線領域である発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）モジュールＭ（図２参照）を光源として具備する器具本体１０を備えている。器具本体１０は、印刷対象物３０の印刷面３０ａに対向して配置され、ＬＥＤモジュールＭが複数個配列されてなる発光部Ｌｓを印刷対象物３０との対向面に有している。

各ＬＥＤモジュールＭは、図２に示すように、パッケージ２０に複数個のＬＥＤチップ２１が収納された構成を有し、パッケージ２０に収納されたＬＥＤチップ２１は互いに接続されている。

パッケージ２０は、一表面にＬＥＤチップ２１を実装した板状のベース２２と、ベース２２の前記一表面側に取着される板状のカバー２３とを具備している。

ベース２２は前記一表面が矩形状に形成されており、複数のＬＥＤチップ２１は図２に示すようにベース２２の前記一表面（図２の下面）において縦横にそれぞれ複数個ずつ（たとえば４個ずつで計１６個）並ぶように配列されている。これらＬＥＤチップ２１は、ベース２２の前記一表面の略中央部に設定された発光領域（図示せず）に配置される。ベース２２は、熱伝導性に優れた良熱伝導性材料（たとえば銅）からなる。しかして、ＬＥＤチップ２１の発光時にはＬＥＤチップ２１で発生した熱がベース２２に伝わり、さらに熱伝導によりベース２２内を移動してベース２２の裏面（図２の上面）側に伝達される。ここでは、ベース２２に導電性材料を用い、ＬＥＤチップ２１をベース２２にダイボンド接続することによって、ベース２２をＬＥＤチップ２１の一方の電極（たとえばアノード）と電気的に接続してある。

カバー２３には、ベース２２の発光領域に対応する位置に、複数個のＬＥＤチップ２１を露出させるため円形状に開口した露出孔２４が貫設されている。露出孔２４の内周面はベース２２からの距離が大きくなるほど露出孔２４の内径を広げるように傾斜している。露出孔２４には封止レンズ２５が装着され、ベース２２とカバー２３と封止レンズ２５とでＬＥＤチップ２１が実装された空間を包囲している。これにより、ＬＥＤチップ２１が実装された空間は湿度などの周囲環境の影響から遮断される。ここで、カバー２３は導電性材料（たとえば銅）からなり、ＬＥＤチップ２１の他方の電極（たとえばカソード）をワイヤボンディングによりカバー２３に接続してある。しかして、各ＬＥＤモジュールＭにおける複数個のＬＥＤチップ２１は、ベース２２とカバー２３とのそれぞれを電極とするように並列に接続される。なお、ベース２２とカバー２３との間には絶縁材料からなる絶縁シート２６が介在し、ベース２２とカバー２３とを絶縁している。

上記構成のＬＥＤモジュールＭは、直列あるいは並列に複数個接続され、器具本体１０に設けられている点灯回路７０（図３参照）に対して接続されることにより、点灯回路７０からの電力供給を受けて点灯する。ＬＥＤモジュールＭの電気的な接続は、各ＬＥＤモジュールＭのパッケージ２０に設けられている電極パッド（図示せず）を用いて行われる。ただし、ＬＥＤモジュールＭを電気的に接続するための構成は本発明の要旨ではないから、ここでは詳しい説明は省略する。

一方、器具本体１０は、図１に示すように印刷対象物３０の幅方向（以下、「横方向」という）に長い直方体状のヘッダ１１を具備している。ＬＥＤモジュールＭは、ヘッダ１１のうち印刷対象物３０の印刷面に対向する機能面１１ａに対し、横方向に複数個配列されることで発光部Ｌｓを構成する。ここで、機能面１１ａのうちＬＥＤモジュールＭが配置される領域は、少なくとも印刷対象物３０の幅方向において印刷対象物３０よりも幅広に設定されている。これら複数個のＬＥＤモジュールＭは、機能面１１ａの横方向の略全長に亘って隙間を詰めて１列に配列されている（図５参照）。

また、ヘッダ１１は、ベース２２の裏面側に移動したＬＥＤチップ２１の熱を吸収して放熱するように、ＬＥＤモジュールＭを冷却するための冷却用流体を流す流路１１ｂを有する。しかして、ヘッダ１１の各流路１１ｂに冷却用流体を流すことにより、ＬＥＤチップ２１で発生してベース２２に伝わった熱は、良熱伝導性材料からなるベース２２内を熱伝導により伝達し、さらにベース２２の裏面側からヘッダ１１を介して冷却用流体に吸収されることで強制的に放熱される。これにより、ＬＥＤチップ２１の温度上昇を防止することができ、温度上昇に起因したＬＥＤチップ２１の発光効率の低下を抑制することができる。

また、本実施形態においては、器具本体１０は、発光部Ｌｓと印刷対象物３０との間に配置された複数枚のレンズからなる光学ブロック４０を有している。ここでは、ヘッダ１１の機能面１１ａと直交する方向（図１の上下方向）に並ぶ凹レンズからなる第１のレンズ４１と、凸レンズからなる第２のレンズ４２との２枚のレンズにより光学ブロック４０が構成されている。これら２枚のレンズ４１，４２は、発光部Ｌｓ側に第１のレンズ４１、印刷対象物３０側に第２のレンズ４２の順に配置されることにより、発光部Ｌｓから放射された紫外線を第１のレンズ４１にて発散させ、その後、第２のレンズ４２にて集光する。

ここで、発光部Ｌｓから放射された紫外線の配光が光学ブロック４０によって印刷対象物３０の搬送方向（以下、「縦方向」という）にのみ変化するように、第１のレンズ４１、第２のレンズ４２のそれぞれに横方向における断面形状が横方向の全長に亘って略一定となるものを用いる。そのため、発光部Ｌｓから放射された紫外線は光学ブロック４０を通過することで縦方向にのみ集光され、印刷対象物３０の印刷面３０ａ上に横方向に延びた線状の照射領域を形成する。なお、第１のレンズ４１、第２のレンズ４２にはそれぞれ両凹レンズ、両凸レンズを用いているが、球面収差の少ない平凸レンズ、平凹レンズを用いてもよい。

ところで、本実施形態の紫外線照射装置１は、図３に示すように、光学ブロック４０を構成するレンズ４１，４２のうち少なくとも１枚を移動させて光学ブロック４０のレンズ４１，４２間の相対距離を変化させることにより、光学ブロック４０の焦点距離を変化させる焦点調節装置５０を備えている。すなわち、紫外線に関して発光部Ｌｓから焦点までの距離は固定的に決まっているのではなく、焦点調節装置５０により変更可能とされている。

紫外線照射装置１は、発光部Ｌｓを点灯させるための点灯回路７０を焦点調節装置５０と共に器具本体１０に具備しており、器具本体１０とは別に設けられる制御部としてのコントローラ６０によって点灯回路７０および焦点調節装置５０を制御できるように構成される。コントローラ６０には、点灯回路７０や焦点調節装置５０の制御を指示するための操作入力が可能な入力部６１が接続される。したがって、ユーザが入力部６１に対して適宜の入力を行うことで、コントローラ６０では、焦点調節装置５０を制御してレンズ４１，４２間の相対距離を変化させ、発光部Ｌｓから焦点までの距離を変更することが可能である。

本実施形態では、第１のレンズ４１の位置については固定とし、第２のレンズ４２を焦点調節装置５０により移動させるものとする。つまり、発光部Ｌｓから放射された紫外線は第１のレンズ４１で発散され、第２のレンズ４２で集光されることにより焦点を生じるが、図４（ａ）に示すように第２のレンズ４２を第１のレンズ４１寄りに配置した状態においては、第１のレンズ４１−第２のレンズ４２間の間隔が狭いため、第２のレンズ４２に対する紫外線の入射角度が比較的大きく、第２のレンズ４２から比較的離れた位置に焦点が生じる。これに対し、図４（ｂ）に示すように第２のレンズ４２を第１のレンズ４１から離れる向きに移動させた状態においては、第１のレンズ４１−第２のレンズ４２間の間隔が広くなるため、第２のレンズ４２に対する紫外線の入射角度が比較的小さく、第２のレンズ４２から近い位置に焦点が生じる。その結果、発光部Ｌｓから焦点までの距離についても、図４（ａ）の状態（距離＝Ｌ１）に比べて、第２のレンズ４２を第１のレンズ４１から離した図４（ｂ）の状態（距離＝Ｌ２）の方が短くなる。

以上説明した構成の紫外線照射装置１によれば、焦点調節装置５０が、第２のレンズ４２を移動させて光学ブロック４０のレンズ４１，４２間の相対距離を変化させることにより、発光部Ｌｓから焦点までの距離を変化させることができる。そのため、印刷対象物３０の印刷面３０ａと焦点との相対的な位置関係を調節して、印刷面３０ａにおける紫外線の照度を自由に調節することができる。

たとえば焦点が印刷面３０ａよりも手前（器具本体１０側）にある場合、印刷面３０ａにおいては焦点が合っていないため紫外線の照度が低くなる。この場合、図４（ａ）のようにレンズ４１，４２間の間隔を狭めて発光部Ｌｓから焦点までの距離を長くして、印刷面３０ａに焦点を合わせることで印刷面３０ａ上の照度を上げることができる。また、焦点が印刷面３０ａよりも奥にある場合にも、印刷面３０ａにおいては焦点が合っていないため紫外線の照度が低くなる。この場合は、図４（ｂ）のようにレンズ４１，４２間の間隔を広げて発光部Ｌｓから焦点までの距離を短くして、印刷面３０ａに焦点を合わせることで印刷面３０ａ上の照度を上げることができる。

したがって、印刷対象物３０の厚み寸法が変わる場合などで発光部Ｌｓから印刷面３０ａまでの距離が変化する場合に、焦点調節装置５０によりレンズ４１，４２間の間隔を調節して焦点位置を調節することで、印刷面３０ａにおける照度を最適化することができ、インクを確実に硬化させることができる。

ところで、本実施形態では、コントローラ６０は印刷ヘッド８０にも接続されており、印刷ヘッド８０から印刷対象物３０の厚み寸法等の情報を取得することができるものとする。そのため、コントローラ６０は、印刷対象物３０の厚み寸法等に応じて、自動的に第２のレンズ４２の位置を決めるように構成されていてもよい。このときの第２のレンズ４２の移動量の判断は、たとえばコントローラ６０内のメモリ（図示せず）に、印刷対象物３０の厚み寸法と第２のレンズ４２の位置とを対応付けたテーブルを予め登録しておくことで、当該テーブル上での対応関係に従って行われる。これにより、印刷面３０ａに焦点が合うように、印刷対象物３０に合わせた最適な焦点位置で紫外線を照射することができる。

さらに、印刷対象物３０が立体物である場合などで、１つの印刷対象物３０の印刷中に印刷面３０ａまでの距離が変化する場合、コントローラ６０からの指示によって、発光部Ｌｓから焦点までの距離を印刷面３０ａまでの距離変化に合わせて随時変化させるようにしてもよい。これにより、印刷対象物３０が立体物である場合でも、常に最適な焦点位置で紫外線を照射することができる。この場合、発光部Ｌｓから印刷面３０ａまでの距離を計測する検出部たるセンサ（図示せず）を紫外線照射装置１の上流側に配置し、当該センサの計測結果に基づいてコントローラ６０が焦点調節装置５０を制御するようにしてもよい。

また、発光部Ｌｓから焦点までの距離を調節することにより、紫外線の照度だけでなく、印刷面３０ａ上の紫外線の照射面積についても調節することができる。すなわち、発光部Ｌｓから印刷面３０ａまでの距離が「Ｌ２」である場合に、図４（ａ）に示すように発光部Ｌｓから焦点までの距離を「Ｌ１」（Ｌ１＞Ｌ２）とすれば、印刷面３０ａから焦点がずれ、印刷面３０ａ上で紫外線が縦方向にある程度の広がりを持つことになる。そして、発光部Ｌｓから焦点までの距離を「Ｌ１」と「Ｌ２」との間で変化させることにより、印刷面３０ａ上の紫外線の照射面積を調節することができる。

そのため、印刷面３０ａにおいてインクが付着している領域の大きさに合わせて照射面積を調節し、発光部Ｌｓを間欠的に点灯させることにより、インクが付着した領域以外への無駄な紫外線照射を防止することができる。たとえば横書きの文章を印刷するような場合、行間部分にはインクが付着していないので、各行の文字部分にのみ紫外線を照射するように、各行に対応するタイミングで発光部Ｌｓを間欠的に点灯させることがある。このとき、焦点調節装置５０にて焦点までの距離を調節することで、印刷面３０ａにおける紫外線照射領域が各行の高さ寸法に合わせた幅寸法となるように、印刷される文字の大きさに合わせて紫外線の照射面積を調節することができる。これにより、行間部分への無駄な紫外線照射を防止しながらも、各行の文字部分には確実に紫外線を照射することが可能となる。

次に、発光部Ｌｓから焦点までの距離を変化させる焦点調節装置５０の具体的な構成例について説明する。なお、以下では第１のレンズ４１から見た第２のレンズ４２側を前方、発光部Ｌｓ側を後方として説明するが、紫外線照射装置１の取り付け方向を限定する趣旨ではない。

焦点調節装置５０は、図５に示すように定位置に固定され第１のレンズ４１を保持する固定ユニット５１と、第２のレンズ４２を保持する可動ユニット５２とを有している。可動ユニット５２は固定ユニット５１の前方に取り付けられ、可動ユニット５２が固定ユニット５１に対して前後方向に直進移動することにより、第２のレンズ４２が第１のレンズ４１に対して相対的に移動する。

固定ユニット５１は、横方向に長い矩形状の主板５１ａと、主板５１ａの一表面の両端部に立設された一対の側柱部５１ｂとで、前後方向に直交する断面がコ字状に形成されており、両側柱部５１ｂの先端部間にヘッダ１１を保持する。ヘッダ１１の機能面１１ａには複数個のＬＥＤモジュールＭが取り付けられ、さらにＬＥＤモジュールＭの前面側に第１のレンズ４１が取り付けられる。ここで、ヘッダ１１の前面（機能面１１ａ）と固定ユニット５１の前面とは略面一に形成されており、ＬＥＤモジュールＭおよび第１のレンズ４１が固定ユニット５１の前面から突出する形になる。

可動ユニット５２は、横方向に長い矩形状の主板５２ａと、主板５２ａの一表面の両端部に立設された一対の側柱部５２ｂとで、前後方向に直交する断面がコ字状に形成されており、両側柱部５２ｂの先端部間に第２のレンズ４２を保持する。横方向における第２のレンズ４２の全長は両側柱部５２ｂ間の隙間よりも長く設定されており、第２のレンズ４２の横方向の両端部を、側柱部５２ｂの前面側にねじ等によって固定することで、第２のレンズ４２を可動ユニット５２に固定することができる。なお、第２のレンズ４２の４隅には可動ユニット５２の前面と第２のレンズ４２とのクリアランスを調節する調整ねじ（図示せず）が設けられ、各調整ねじの締付け量によって可動ユニット５２の前面に対する第２のレンズ４２の傾きを調整できるように構成してある。

ここで、固定ユニット５１の各側柱部５１ｂには前後方向に貫通する貫通孔５１ｃがそれぞれ２個ずつ形成され、可動ユニット５２の各側柱部５２ｂには後方に突出する円柱状のガイド棒５２ｃがそれぞれ２本ずつ設けられている。しかして、ガイド棒５２ｃをそれぞれ対応する貫通孔５１ｃに挿通することにより、可動ユニット５２は固定ユニット５１に対して前後方向に直進移動自在に組み合わされる。この状態で、可動ユニット５２を前方に移動させると第２のレンズ４２が第１のレンズ４１から離れる向きに移動し、可動ユニット５２を後方に移動させると第２のレンズ４２が第１のレンズ４１に近づく向きに移動する。

可動ユニット５２を駆動するための機構としては、ラック・アンド・ピニオン機構（変換機構）を用いている。すなわち、可動ユニット５２の主板５２ａには後方に突出するラック５３が設けられており、固定ユニット５１の主板５１ａに固定した駆動源たるモータ５４の回転力でピニオン５５を回転させ、ラック５３を前後方向に直進移動させることにより可動ユニット５２を駆動する。コントローラ６０は、モータ５４への通電状態を制御することによって可動ユニット５２の移動量を制御し、所望の位置に第２のレンズ４２を移動させる。モータ５４としてはステッピングモータなど回転量の制御が容易なものが用いられる。

この他、可動ユニット５２を駆動するための機構として、図６に示すようにパンタグラフ機構を利用することも考えられる。図６の構成では、一端部同士が連結され、当該連結部が可動ユニット５２の主板５２ａに支承された第１および第２の２本のリンク５６ａ，５６ｂを用いている。固定ユニット５１側には、横方向に長い丸棒状であってモータ５４により回転させられる回転軸５７が設けられている。各リンク５６ａ，５６ｂの他端部は、回転軸５７に装着された第１および第２のスライダ５８ａ，５８ｂにそれぞれ支承される。ここで、第１のリンク５６ａを支承する第１のスライダ５８ａは回転軸５７周面に形成されたねじに合し、回転軸５７の回転時に回転軸５７の軸方向（横方向）に直進移動する。一方、第２のスライダ５８ｂは回転軸５７に対して軸方向に移動自在に構成される。しかして、モータ５４の回転時には、回転軸５７が回転することで、両スライダ５８ａ，５８ｂ間の距離を変化させながら、両リンク５６ａ，５６ｂの間の角度が変化して可動ブロック５２が前後方向に直進移動する。

また、たとえばモータ５４の回転力を直進運動に変換するスライダクランク機構などを用いても、容易に可動ユニット５２を駆動することができる。

さらに他の構成例として、第２のレンズ４２の移動を手動で行うようにすることが考えられる。たとえば、上述したラック・アンド・ピニオンを用いた機構では、手動でピニオン５５を回転させるためのハンドル（図示せず）を付加して、ハンドルを操作してピニオン５５を回転させることで可動ユニット５２を前後方向に移動させることができる。この場合、駆動源としてのモータ５４が不要になる。

なお、本実施形態では、第１のレンズ４１として凹レンズ、第２のレンズ４２として凸レンズを設けた例を示したが、この構成に限るものではなく、たとえば両レンズ４１，４２を凸レンズで構成してもよい。

（実施形態２）
本実施形態の紫外線照射装置１は、焦点調節装置５０が、光学ブロック４０を構成するレンズ４１，４２のうち第２のレンズ４２ではなく発光部Ｌｓ側の第１のレンズ４１を移動させることにより発光部Ｌｓから焦点までの距離を調節するようにした点が実施形態１の紫外線照射装置１と相違する。

すなわち、本実施形態では、図７に示すように第２のレンズ４２の位置を固定とし、第１のレンズ４１を発光部Ｌｓと第２のレンズ４２との間で前後方向（図７の上下方向）に直進移動させることにより、レンズ４１，４２間の相対距離を変化させる。

したがって、図７（ａ）に示すように第１のレンズ４１を発光部Ｌｓ寄りに配置した状態においては、第１のレンズ４１−第２のレンズ４２間の間隔が広いため、第２のレンズ４２に対する紫外線の入射角度が比較的小さく、第２のレンズ４２から比較的近い位置に焦点が生じる。一方、図７（ｂ）に示すように第１のレンズ４１を第２のレンズ４２に近づく向きに移動させた状態においては、第１のレンズ４１−第２のレンズ４２間の間隔が狭くなるため、第２のレンズ４２に対する紫外線の入射角度が比較的大きく、第２のレンズ４２から離れた位置に焦点が生じる。その結果、発光部Ｌｓから焦点までの距離についても、図７（ａ）の状態（距離＝Ｌ３）に比べて、第１のレンズ４１を第２のレンズ４２に近づけた図７（ｂ）の状態（距離＝Ｌ４）の方が長くなる。

以上説明した本実施形態の構成によれば、印刷対象物３０に突き合わされる対物レンズたる第２のレンズ４２の位置が固定されているから、第２のレンズ４２と印刷対象物３０との間隔を確保しながら発光部Ｌｓから焦点までの距離を調節することができる。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

ところで、上記各実施形態では、焦点調節装置５０が光学ブロック４０を構成する第１および第２のレンズ４１，４２の一方を移動させる例を示したが、この構成に限らず、両方のレンズ４１，４２を移動させることにより発光部Ｌｓから焦点までの距離を調節する構成としてもよい。また、光学ブロック４０は３枚以上のレンズによって構成されるものであってもよく、この場合、焦点調節装置５０は光学ブロック４０における少なくとも１枚のレンズを移動させることにより、発光部Ｌｓから焦点までの距離を調節する構成であればよい。

１ 紫外線照射装置
３０ 印刷対象物
４０ 光学ブロック
４１ 第１のレンズ
４２ 第２のレンズ
５０ 焦点調節装置
５４ モータ（駆動源）
６０ コントローラ（制御部）
Ｌｓ 発光部

Claims (3)

1. 発光波長が紫外線領域である発光ダイオードを光源として具備し、印刷対象物に付着させた紫外線硬化インクに紫外線を照射することにより紫外線硬化インクを硬化させる紫外線照射装置であって、印刷対象物に対して相対的に移動するとともに、印刷対象物との対向面に印刷対象物の相対移動の方向と交差する方向に沿って発光ダイオードが複数個配列されている発光部と、発光部と印刷対象物との間において発光部と印刷対象物とが向かい合う方向に配置された複数枚のレンズからなる光学ブロックと、少なくとも１枚のレンズを移動させて光学ブロックのレンズ間の相対距離を変化させることにより、紫外線に関して発光部から焦点までの距離を変化させる焦点調節装置とを備えることを特徴とする紫外線照射装置。
2. 前記焦点調節装置は、駆動力を発生する駆動源と、駆動源の発生する駆動力を前記発光部と前記印刷対象物とが向かい合う方向への前記レンズの直進移動に変換する変換機構とを有し、駆動源を駆動することにより発光部から焦点までの距離を変化させることを特徴とする請求項１記載の紫外線照射装置。
3. 前記発光部から前記印刷対象物までの距離を検出する検出部と、検出部の検出結果に応じて前記焦点調節装置を制御して発光部から焦点までの距離を自動的に調節する制御部を有することを特徴とする請求項２記載の紫外線照射装置。
   

Images