JP2015198139A - light irradiation unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のLED(Light Emitting Diode)がライン状に配置され、ライン状の光を照射する光照射ユニットに関する。 The present invention relates to a light irradiation unit in which a plurality of LEDs (Light Emitting Diodes) are arranged in a line shape and irradiates a line-shaped light.
従来、オフセット枚葉印刷用のインキとして、紫外光の照射により硬化する紫外線硬化型インキが用いられている。また、液晶パネルや有機EL(Electro Luminescence)パネル等、FPD(Flat Panel Display)回りの接着剤として、紫外線硬化樹脂が用いられている。このような紫外線硬化型インキや紫外線硬化樹脂の硬化には、一般に、紫外光を照射する紫外光照射装置が用いられるが、特にオフセット枚葉印刷やFPDの用途においては、幅広の照射領域を照射する必要があるため、ライン状の照射光を照射する紫外光照射装置が用いられる。 Conventionally, as an ink for offset sheet-fed printing, an ultraviolet curable ink that is cured by irradiation with ultraviolet light has been used. Further, an ultraviolet curable resin is used as an adhesive around an FPD (Flat Panel Display) such as a liquid crystal panel or an organic EL (Electro Luminescence) panel. For curing such UV-curable inks and UV-curable resins, generally, an ultraviolet light irradiation device that irradiates ultraviolet light is used. However, particularly in offset sheet-fed printing and FPD applications, a wide irradiation region is irradiated. Therefore, an ultraviolet light irradiation apparatus that irradiates linear irradiation light is used.
紫外光照射装置としては、従来から高圧水銀ランプや水銀キセノンランプ等を光源とするランプ型照射装置が知られているが、近年、消費電力の削減、長寿命化、装置サイズのコンパクト化の要請から、従来の放電ランプに替えて、LED(Light Emitting Diode)を光源として利用した紫外光照射装置が開発されている。このような紫外光照射装置は、例えば特許文献1、2に記載されている。
As an ultraviolet light irradiation device, a lamp type irradiation device using a high-pressure mercury lamp, a mercury xenon lamp, or the like as a light source has been conventionally known. Therefore, in place of the conventional discharge lamp, an ultraviolet light irradiation device using an LED (Light Emitting Diode) as a light source has been developed. Such an ultraviolet light irradiation apparatus is described in
特許文献1に記載の紫外光照射装置(ライン照射型紫外線照射装置)は、所定間隔を置いて直線状に配列された複数のUV−LEDと、各UV−LEDの光路中に配置された照射スリットと、照射スリットを通過した紫外線をライン状に拡散させる拡散板とを備えている。そして、拡散板によって、各UV−LEDから出射される紫外線を、UV−LEDの配列方向を長径とする楕円形に拡散することで、略平坦な照射強度のライン光を得ている。
The ultraviolet light irradiation device (line irradiation type ultraviolet irradiation device) described in
特許文献2に記載の紫外光照射装置(照射モジュール)は、LEDと、LEDの光路中に配設されたシリンドリカルレンズと、を有する本体ユニットを複数備えている。各本体ユニットは、LEDから出射される紫外光をシリンドリカルレンズによってライン状に集光するように構成されており、複数の本体ユニットを所定間隔で一列に並べることによって、紫外光照射装置からは長いライン状の照明光が出射される。 The ultraviolet light irradiation device (irradiation module) described in Patent Literature 2 includes a plurality of main body units each having an LED and a cylindrical lens disposed in the optical path of the LED. Each main unit is configured to condense the ultraviolet light emitted from the LED into a line shape by a cylindrical lens, and is long from the ultraviolet light irradiation device by arranging a plurality of main units in a line at a predetermined interval. Line-shaped illumination light is emitted.
また、照射強度を高めるために、ライン方向と直交する方向にLEDを複数列に並べ、複数列に並んだLEDから出射される複数のライン状の照射光を重ね合わせる構成の光照射装置も提案されている(例えば、特許文献3)。 In addition, in order to increase the irradiation intensity, a light irradiation device is also proposed in which LEDs are arranged in a plurality of rows in a direction orthogonal to the line direction, and a plurality of line-shaped irradiation lights emitted from the LEDs arranged in the plurality of rows are superimposed. (For example, Patent Document 3).
特許文献1、2、3に記載の紫外光照射装置によれば、直線状に配置されたLEDの数に応じた長さのライン状の照明光が得られる。しかしながら、オフセット枚葉印刷においては様々なサイズの用紙が用いられ、またFPDにおいては様々なサイズのものが存在するため、要求される照明光の長さも様々であり、要求される仕様に応じてLEDの数を変更し、その都度、最適な設計をし直さなければならないといった問題がある。このため、オフセット枚葉印刷やFPDの用途においては、要求される仕様に応じて、適宜ライン方向に連結(つまり、拡張)可能な光照射ユニットが求められている。
According to the ultraviolet light irradiation apparatus described in
また、オフセット枚葉印刷やFPDの用途においては、使用される紫外線硬化型インキや紫外線硬化樹脂によって、必要とされる紫外光のピーク照射強度が異なる。このため、使用される紫外線硬化型インキや紫外線硬化樹脂(つまり、仕様)に応じてもLEDの数を変更したいとの要請がある。 In addition, in the application of offset sheet-fed printing or FPD, the required peak irradiation intensity of ultraviolet light differs depending on the ultraviolet curable ink or ultraviolet curable resin used. For this reason, there is a demand for changing the number of LEDs in accordance with the ultraviolet curable ink and the ultraviolet curable resin (that is, specifications) used.
ピーク照射強度を高めるためには、LEDをできるだけ密接して配置する(つまり、集積度を高める)ことが有効であるが、特許文献1、2、3に記載の構成のように、一般に、各LEDの光路中に拡散板やシリンドリカルレンズ等の光学素子が配置され、またこれらの部品を固定するための固定部材(例えば、鏡筒やレンズ押え等)も必要となるため、LEDの間隔は、固定部材のサイズによって規制されるといった問題がある。
In order to increase the peak irradiation intensity, it is effective to arrange the LEDs as close as possible (that is, increase the degree of integration), but generally, as in the configurations described in
また、ピーク照射強度を高めるために、特許文献3の構成のように、ライン方向と直交する方向にLEDを複数列に並べる構成とすることも有効であるが、このような構成の場合であっても、使用される紫外線硬化型インキや紫外線硬化樹脂によって必要となるLEDの列数(つまり、LEDの数)が異なるため、要求される仕様に応じて、適宜ライン方向と直交する方向に連結(つまり、拡張)可能な光照射ユニットが求められている。 In order to increase the peak irradiation intensity, it is also effective to arrange LEDs in a plurality of rows in a direction orthogonal to the line direction as in the configuration of Patent Document 3, but this is the case. However, since the number of LED columns required (ie, the number of LEDs) differs depending on the UV curable ink or UV curable resin used, it is connected in the direction perpendicular to the line direction as appropriate according to the required specifications. There is a need for a light irradiation unit that can be expanded (that is, expanded).
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、LEDの集積度が高く、かつライン方向及びライン方向と直交する方向に連結可能な光照射ユニットを提供することである。 This invention is made | formed in view of said situation, and is providing the light irradiation unit with which the integration degree of LED is high and can be connected in the direction orthogonal to a line direction and a line direction.
上記目的を達成するため、本発明の光照射ユニットは、照射面上に、第1方向に延び、かつ、該第1方向と直交する第2方向に所定の線幅を有するライン状の光を照射する光照射ユニットであって、基板と、第1方向及び第2方向と直交する第3方向に光軸の向きを揃えて、基板上に第1方向に沿って所定間隔毎に並べて配置されたN個(Nは、2以上の整数)の光源と、各光源の光路上に配置されたN個のレンズと、各レンズの第1面側の縁部周辺と当接し、各レンズを第1方向と第2方向とで規定される所定の平面上で支持するレンズ支持部と、N個のレンズを第2方向から挟むように対向して配置された少なくとも一対の板状のレンズ押え部と、レンズ押え部の先端部から各レンズの第2面上に突出し、該第2面側の縁部周辺を弾性的に押圧し、各レンズをレンズ支持部に付勢すると共に、各レンズを第1方向及び第2方向に位置決めする複数の舌片部と、を備える。 In order to achieve the above object, the light irradiation unit of the present invention emits line-shaped light having a predetermined line width in a second direction that extends in the first direction and is orthogonal to the first direction on the irradiation surface. A light irradiating unit for irradiating, wherein the direction of the optical axis is aligned with a substrate and a third direction orthogonal to the first direction and the second direction, and arranged on the substrate at predetermined intervals along the first direction. N (N is an integer of 2 or more) light sources, N lenses arranged on the optical path of each light source, and the periphery of the edge on the first surface side of each lens, A lens support portion that supports a predetermined plane defined by one direction and a second direction, and at least a pair of plate-like lens pressing portions that are arranged to face each other so as to sandwich N lenses from the second direction. And projecting from the tip of the lens pressing portion onto the second surface of each lens, and elastically around the edge on the second surface side Pressed, the biasing each lens in the lens support portion, and a plurality of tongue portions for positioning the lenses in the first direction and the second direction.
このような構成によれば、レンズの固定部材のサイズを小さくすることができ、光照射ユニットを第1方向および第2方向に任意に連結することが可能となる。また、各光源を密接して連結することができ、その結果、光源の集積度を高くすることが可能となる。 According to such a configuration, the size of the lens fixing member can be reduced, and the light irradiation unit can be arbitrarily connected in the first direction and the second direction. Further, the light sources can be closely connected, and as a result, the integration degree of the light sources can be increased.
また、複数の舌片部は、第3方向から見たときに、各レンズの光軸を中心として点対称位置にある4点を押圧するように設けられても良い。このように構成することにより、レンズを安定して固定および位置決めすることが可能となる。 The plurality of tongue pieces may be provided so as to press four points that are point-symmetrical with respect to the optical axis of each lens when viewed from the third direction. With this configuration, the lens can be stably fixed and positioned.
また、各舌片部は、第3方向から見たときに、矩形状に突出し、各舌片部の先端の一角が各レンズの第2面を押圧するものであっても良い。 Moreover, each tongue piece part may protrude in a rectangular shape when viewed from the third direction, and one corner of the tip of each tongue piece part may press the second surface of each lens.
また、各舌片部は、第3方向から見たときに、矩形状に突出し、第1方向に隣接する2つのレンズの間に跨がるように配置され、各舌片部の先端の一角が該2つのレンズの一方を押圧し、各舌片部の先端の他の一角が該2つのレンズの他方を押圧するものであっても良い。 In addition, each tongue piece portion is disposed so as to protrude in a rectangular shape when viewed from the third direction and straddle between two lenses adjacent to each other in the first direction. May press one of the two lenses, and the other corner of the tip of each tongue piece may press the other of the two lenses.
また、レンズ押え部は、各舌片部の間に、第3方向に沿って延びる切欠部を有するものであっても良い。 Further, the lens pressing portion may have a cutout portion extending along the third direction between the tongue pieces.
また、各レンズの第2面側には、少なくとも第2方向に正の屈折力を有する凸面が形成されていても良い。詳しくは、各レンズの第2面は、シリンドリカル面、トロイダル面又は球面であっても良い。 A convex surface having a positive refractive power in at least the second direction may be formed on the second surface side of each lens. Specifically, the second surface of each lens may be a cylindrical surface, a toroidal surface, or a spherical surface.
また、各レンズは、第3方向から見たときに、円形の形状を呈するものであっても良い。または、各レンズは、第3方向から見たときに、矩形の形状を呈するものであっても良く、第1方向に沿って連結しているものであっても良い。 Each lens may have a circular shape when viewed from the third direction. Alternatively, each lens may have a rectangular shape when viewed from the third direction, or may be connected along the first direction.
また、レンズ押え部は、第3方向に沿って移動可能にレンズ支持部と連結しており、レンズ支持部に固定されるとき、所定の平面と各舌片部との間の距離が縮まるように移動するものであっても良い。 Further, the lens pressing portion is connected to the lens support portion so as to be movable along the third direction, and when fixed to the lens support portion, the distance between the predetermined plane and each tongue piece portion is reduced. It may be one that moves to.
また、各レンズの第1面は、凹面、凸面又は平面のいずれであっても良い。また、光源は、少なくとも1つ以上のLED素子より構成されていても良い。さらに、光が、紫外線硬化型樹脂に作用する波長を含む光であっても良い。 The first surface of each lens may be a concave surface, a convex surface, or a flat surface. The light source may be composed of at least one or more LED elements. Further, the light may be light including a wavelength that acts on the ultraviolet curable resin.
以上のように、本発明によれば、LEDの集積度が高く、かつライン方向及びライン方向と直交する方向に連結可能な光照射ユニットが実現される。 As described above, according to the present invention, a light irradiation unit that has a high degree of integration of LEDs and can be connected in a line direction and a direction orthogonal to the line direction is realized.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part in a figure, and the description is not repeated.
図1は、本発明の実施形態に係るUV照射ユニット1の構成を説明する図であり、図1(a)は、本発明の実施形態に係るUV照射ユニット1の平面図である。また、図1(b)は、図1(a)のUV照射ユニット1をY軸方向から見た側面図であり、図1(c)は、図1(a)のUV照射ユニット1をX軸方向から見た正面図である。本実施形態のUV照射ユニット1は、オフセット枚葉印刷用のインキとして用いられる紫外線硬化型インキや、FPD(Flat Panel Display)等で接着剤として用いられる紫外線硬化樹脂を硬化させる光源装置に搭載される装置であり、照射対象物の上方に配置され、照射対象物に対してライン状の紫外光を出射する。なお、本明細書においては、図1(a)の座標に示すように、後述するLED(Light Emitting Diode)素子20の配列方向をY軸方向、LED素子20が紫外光を出射する方向をZ軸方向、ならびにY軸方向及びZ軸方向に垂直な方向をX軸方向と定義して説明する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a
図1(a)から(c)に示すように、本実施形態のUV照射ユニット1は、複数のLED素子20(図2)が配置されたLEDユニット100、ならびに複数の球面レンズ30およびトロイダルレンズ40が配置され、LEDユニット100の光路上に取り付けられたレンズユニット200からなる。
As shown in FIGS. 1A to 1C, the
図2は、LEDユニット100の構成を説明する図である。図2(a)は、LEDユニット100の平面図である。また、図2(b)は、図2(a)のLEDユニット100をA−A線で切断した断面図であり、図2(c)は、図2(a)のLEDユニット100をX軸方向から見た正面図である。図2(a)〜(c)に示すように、LEDユニット100は、LED支持部10と、10個のLED基板15と、各LED基板15上に配置された複数のLED素子20とを備えている。本実施形態の各LED基板15には、4個のLED素子20が、Z軸方向に光軸が揃えられた状態で、Y軸方向に一列に所定の間隔を置いて配置され、各LED基板15と電気的に接続されている。LED基板15は、不図示のLED駆動回路に接続されており、各LED素子20には、LED基板15を介してLED駆動回路からの駆動電流が供給されるようになっている。各LED素子20に駆動電流が供給されると、各LED素子20からは駆動電流に応じた光量の紫外光が出射され、LEDユニット100からはY軸方向に平行なライン状の紫外光が出射される。なお、本実施形態の各LED素子20は、略一様な光量の紫外光を出射するように各LED素子20に供給される駆動電流が調整されており、LEDユニット100から出射されるライン状の紫外光は、Y軸方向において略均一な光量分布を有している。なお、本実施形態の各LED素子20は、略正方形の発光面を備えており、LED駆動回路から駆動電流の供給を受けて、波長365nmの紫外光を出射する。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the
図3は、レンズユニット200の構成を説明する図である。図3(a)は、レンズユニット200の平面図である。また、図3(b)は、図3(a)のレンズユニット200をY軸方向から見た側面図であり、図3(c)は、図3(a)のレンズユニット200をX軸方向から見た正面図である。レンズユニット200は、LED素子20から出射された紫外光をY軸方向に延び、X軸方向に所定の線幅を有する一本のライン状の紫外光に成形する部材であり、図3(a)〜(c)に示すように、球面レンズ30、レンズ収容部31、レンズ押え枠32(図4)、トロイダルレンズ40、トロイダルレンズ押え部41、固定ネジ45および取り付けネジ50を備えている。なお、レンズユニット200のX軸方向およびY軸方向の長さは、LEDユニット100のX軸方向およびY軸方向の長さと略等しくなっている。
FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the
ここで、先ず、図4を参照して、球面レンズ30および球面レンズ30の固定機構について説明する。図4(a)は、レンズユニット200からトロイダルレンズ40およびトロイダルレンズ押え部41を取り除いた平面図であり、図4(b)は、図4(a)のレンズユニット200をY軸方向から見た側面図である。
First, the
図4(a)および(b)に示すように、球面レンズ30は、平面の第1面30aと球面の第2面30bを有する円形の平凸レンズである。レンズユニット200は、LED基板15と同数(すなわち10個)の球面レンズ30を備えており、各球面レンズ30は、それぞれ同一の形状および光学特性を有しており、対応するLED素子20の光路上に配置される。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
LED素子20から出射される紫外光は、球面レンズ30の第1面30aに入射し、第2面30bから出射される。このようにLED素子20から出射される紫外光が球面レンズ30を通ると、所定の拡がり角の紫外光に成形される。
The ultraviolet light emitted from the
球面レンズ30は、レンズ収容部31に収容される。レンズ収容部31のX軸方向およびY軸方向の長さは、LED支持部10のX軸方向およびY軸方向の長さと略同じである。レンズ収容部31は、球面レンズ30の第1面30aを支持する球面レンズ支持部310と、球面レンズ支持部310からZ軸方向に突出して形成される一対のトロイダルレンズ支持部320と、レンズ収容部31をLED支持部10に固定するための固定部330とを有する。球面レンズ支持部310には、LED素子20と対向する位置に開口(不図示)が形成されている。球面レンズ30は、開口が形成される位置に配置され、レンズ押え枠32によってZ軸方向に付勢されることでレンズ収容部31に固定される。一対のトロイダルレンズレンズ支持部320は、Y−Z軸方向に延びる薄板であり、球面レンズ30を挟んでX軸方向に対向して形成される。トロイダルレンズレンズ支持部320の先端には平面部Pが形成される。レンズ収容部31は、取付けネジ50によって、固定部330をLEDユニット100のLED支持部10に固定することで、LED支持部10と連結される。
The
続いて、図3に戻り、トロイダルレンズ40およびトロイダルレンズ40の固定部材について説明する。本実施形態では、5個のトロイダルレンズ40をY軸方向に沿って連結した5連モールドトロイダルレンズが用いられる。トロイダルレンズ40は、平面の第1面40aとトロイダル面の第2面40bを有する、平面視矩形の平凸レンズである。本実施形態のレンズユニット200では、5連のトロイダルレンズ40がY軸方向に2個並べて配置される。すなわち、レンズユニット200は、10個のトロイダルレンズ40を備えている。
Subsequently, returning to FIG. 3, the
トロイダルレンズ40は、Y軸方向とX軸方向とでそれぞれ異なる屈折力を有するレンズである。そのため、LED素子20から出射され、球面レンズ30を透過した紫外光は、トロイダルレンズ40の第1面40aに入射し、X軸方向及びY軸方向にそれぞれ集光されて、第2面40bから出射される。そして、各トロイダルレンズ40から出射された紫外光は、隣接するトロイダルレンズ40から出射された紫外光とY軸方向において重なり合い、UV照射ユニット1からは、Y軸方向に延び、X軸方向に所定の線幅を有する一本のライン状の紫外光が出射される。
The
図3(b)に示すように、本実施形態のトロイダルレンズ40は、まず、レンズ収容部31に形成される一対のトロイダルレンズ支持部320に配置される。具体的には、トロイダルレンズ40は、トロイダルレンズ支持部320の先端に形成された平面部P上に配置される。そして、トロイダルレンズ40が平面部P上に配置された状態で、トロイダルレンズ支持部320のY軸方向の端部とトロイダルレンズ40のY軸方向の端部が一致するように、トロイダルレンズ40のY軸方向の位置決めが行われる。また、本実施形態においては、一対のトロイダルレンズ支持部320のX軸方向の距離(一方のトロイダルレンズ支持部320の外側の面から他方のトロイダルレンズ支持部320の外側の面までの距離)は、トロイダルレンズ40のX軸方向の大きさと略同一となるように構成されており、この状態で、トロイダルレンズ40の第1面40aのX軸方向の縁部周辺が、トロイダルレンズ支持部320によってY軸およびX軸で規定される平面(つまり、平面P)上で支持される。
As shown in FIG. 3B, the
続いて、一対のトロイダルレンズ押え部41によって、トロイダルレンズ40のX軸方向の両側を挟むように固定される。トロイダルレンズ押え部41は、金属の薄板によって形成される、Y−Z軸方向に延びる部材である。図3(c)に示すように、トロイダルレンズ押え部41の所定の位置には、位置決め用の切り欠き43が形成されている。また、レンズ収容部31の所定の位置には、位置決めピン33が設けられている。そして、トロイダルレンズ押え部41の切り欠き43をレンズ収容部31の位置決めピン33に嵌めるように配置することで、トロイダルレンズ押え部41のY軸方向の位置決めがなされる。また、トロイダルレンズ押え部41の所定の位置には、取り付けネジ50を避けるための切り欠き44が形成されている。これにより、トロイダルレンズ押え部41は、トロイダルレンズ支持部320に対しX軸方向において密接して取り付けられる。
Subsequently, the pair of toroidal
図5は、トロイダルレンズ押え部41の構成を説明する図であり、図5(a)は、トロイダルレンズ押え部41の一部を拡大した斜視図である。また、図5(b)は、図3(a)の一部拡大図であり、図5(c)は、Y軸方向から見たときのトロイダルレンズ押え部41の断面図である。図5(a)〜(c)に示すように、トロイダルレンズ押え部41のZ軸方向の先端部には、X軸方向に突出する複数の舌片部410が形成される。舌片部410は、Y軸方向を長辺とする略矩形の形状を有しており、Y軸方向に所定の間隔を空けて形成される。具体的には、図5(b)に示すように、舌片部410は、トロイダルレンズ40の第2面40b上において、Y軸方向に隣接する2つのトロイダルレンズ40の間に跨がるように配置される。なお、Y軸方向の両端における舌片部410は、両端のトロイダルレンズ40の端部に配置される(図3(a))。また、図3(c)及び図5に示すように、トロイダルレンズ押え部41の複数の舌片部410の間には、それぞれ切り欠き部420が形成されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the toroidal
トロイダルレンズ押え部41は、皿ネジからなる固定ネジ45によってレンズ収容部31にX軸方向から固定される。図5(c)に示すように、固定ネジ45が締まっていない時、舌片部410の先端がトロイダルレンズ40の第2面40bと当接した状態となるが、トロイダルレンズ押え部41がZ軸方向に僅かに浮いた状態になっており、また固定ネジ45とトロイダルレンズ押え部41に形成されるネジ穴430との間の空間により、トロイダルレンズ押え部41は、Z軸方向に移動可能となっている。そして、この状態から固定ネジ45を締め込んでいくと、ネジ穴430と固定ネジ45の皿部分が当接する。そして、固定ネジ45をさらに締め込んでいくと、固定ネジの45の皿部分でネジ穴430(つまり、トロイダルレンズ押え部41)をZ軸方向負側に押し下げる。その結果、トロイダルレンズ押え部41がレンズ収容部31の方へ移動して、各舌片部410と、トロイダルレンズ40の第1面40aが支持されるレンズ支持部320の平面部Pの間の距離が縮まる(つまり、トロイダルレンズ40がレンズ支持部320の平面部Pに付勢される)。
The toroidal
このように、舌片部410は、トロイダルレンズ40の第2面40bのX軸方向の両側の縁部周辺を押圧する。より具体的には、各舌片部410の先端の一角(図5に示す角A1)がY軸方向に隣接する2つのトロイダルレンズ40の一方を押圧し、他の一角(図5に示す角A2)が該隣接する2つのトロイダルレンズ40の他方を押圧する。これにより、図5(b)に示すように、各トロイダルレンズ40の第2面40bにおける4点が、X軸方向に対向して突出する複数の舌片部410の先端の角によって押圧される。つまり、本実施形態においては、各舌片部410は、平面視で各レンズの光軸AXを中心として点対称位置にある4点を押圧するように配置される。これにより、トロイダルレンズ40がトロイダルレンズ支持部320に付勢されるとともに、トロイダルレンズ40のX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向の位置決めがなされる。なお、本実施形態においては、各舌片部410がトロイダルレンズ40を押圧する際に、レンズの変形および破損を防ぐため、各舌片部410の間に切り欠き部420を形成し、舌片部410がX軸方向に弾性を有するように構成している。なお、別の実施形態としては、舌片部410を樹脂やゴムで形成しても良い。
In this manner, the
上記のように、本実施形態のUV照射ユニット1においては、薄板で形成されるトロイダルレンズ押え部41の舌片部410によってトロイダルレンズ40をX軸方向に挟むとともにZ軸方向に押圧することで、トロイダルレンズ40の位置決めおよび固定が行われる。そのため、UV照射ユニット1のY軸方向の端部には、トロイダルレンズ40を固定するための固定部材(固定枠やネジ止めのための固定部)を設ける必要がなく、UV照射ユニット1のY軸方向のサイズが最小化されている。つまり、本実施形態のUV照射ユニット1のY軸方向の端部は、トロイダルレンズ支持部320のY軸方向の端部及びトロイダルレンズ40のY軸方向の端部に等しく、複数のUV照射ユニット1をY軸方向に沿って連結することが可能になっている。また、UV照射ユニット1のX軸方向のサイズも小さく抑えられているため、複数のUV照射ユニット1をX軸方向に沿って連結することもできる。
As described above, in the
図6は、本実施形態のUV照射ユニット1をX軸方向及びY軸方向に連結して配置したUV照射装置1000の一例を示す平面図である。図6に示すように、UV照射装置1000は、UV照射ユニット1を、3個(Y軸方向)×3列(X軸方向)の態様でヒートシンク(不図示)上に連結して配置したものである。図6に示すように、本実施形態のUV照射ユニット1は、Y軸方向に突出する部材がないため、複数のUV照射ユニット1をY軸方向に隙間なく並べることができる。また、本実施形態のUV照射ユニット1は、X軸方向のサイズも小さく抑えられているため、UV照射装置1000のように、X軸方向にも複数のUV照射ユニット1を密接して配置することができる。このように、本実施形態のUV照射ユニット1は、X軸方向およびY軸方向に複数並べて連結することが可能であるため、使用する(つまり、連結する)UV照射ユニット1の数、配置を変更することにより、様々な照射強度、照射エリア、照射ライン長のUV照射装置を構成することができる。
FIG. 6 is a plan view showing an example of a
以上が、本発明の実施形態の一例の説明であるが、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によって表現された技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。例えば、上記の実施形態は紫外線の照射光を発生する装置に本発明を適用した例であるが、他の波長域の照射光(例えば白色光などの可視光、赤外光等)を発生する照射装置にも本発明を適用することができる。 The above is the description of an example of the embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and is within the scope of the technical idea expressed by the description of the scope of claims. Various modifications are possible. For example, the above embodiment is an example in which the present invention is applied to an apparatus that generates ultraviolet irradiation light, but generates irradiation light in other wavelength ranges (eg, visible light such as white light, infrared light, etc.). The present invention can also be applied to an irradiation apparatus.
また、上記実施形態では、球面レンズ30およびトロイダルレンズ40の第1面を平面としたが、これに限定されるものではなく、凹面または凸面であっても良い。また、トロイダルレンズ40は、5連モールドトロイダルレンズに限定されるものではなく、個別に成型された平面視円形のトロイダルレンズを10個用いても良い。この場合は、1個ずつ位置決めをしながら固定する。また、トロイダルレンズ40以外にも、シリンドリカルレンズや球面レンズを用いても良く、さらには、第2面40bを凹面としても良い。この場合も、各レンズの光軸を中心として点対称位置にある4点がトロイダルレンズ押え部41によって押圧される。
Moreover, in the said embodiment, although the 1st surface of the
さらに、トロイダルレンズ押え部41における舌片部410の形状は上記実施形態に限定されるものではなく、各トロイダルレンズ40の光軸を中心として点対称位置にある4点を押えることが可能であれば、様々な変形が可能である。図7(a)から(d)は、変形例に係るトロイダルレンズ押え部を示す斜視図である。なお、説明の便宜のため、図7(a)から(d)では、Y軸方向に沿って4点を押える2個(又は4個)の舌片部の周辺の構成のみ拡大して示している。図7(a)に示すように、第1の変形例におけるトロイダルレンズ押え部41aは、舌片部410aの間に切り欠き部420が形成されない点において、上記実施形態のトロイダルレンズ押え部41とは異なる。本変形例の舌片部410aの形状は、上記実施形態における舌片部410と同様である。本変形例でも、各トロイダルレンズ40の光軸を中心として点対称位置にある4点が各舌片部410aの先端の一角によって押圧される。これにより、トロイダルレンズ40の固定、ならびにX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向の位置決めがなされる。
Further, the shape of the
また、図7(b)に示すように、第2の変形例におけるトロイダルレンズ押え部41bは、舌片部410bの間に切り欠き部420が形成されない点、および舌片部410bの形状が三角形状であり、隣接する2つのトロイダルレンズ40の間に跨がらず、各トロイダルレンズ40をY軸方向に沿って2カ所ずつ押圧するように配置されている点において、上記実施形態のトロイダルレンズ押え部41とは異なる。本変形例でも、三角形状の4個の舌片部410bの先端の角によって、各トロイダルレンズ40の光軸を中心として点対称位置にある4点がそれぞれ押圧される。これにより、トロイダルレンズ40の固定、ならびにX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向の位置決めがなされる。
Further, as shown in FIG. 7 (b), the toroidal
また、図7(c)に示すように、第3の変形例におけるトロイダルレンズ押え部41cは、Y軸方向に二つに分割された舌片部410cを備える点において、上記実施形態のトロイダルレンズ押え部41とは異なる。本変形例によっても、4個の舌片部410cの先端の角によって、各トロイダルレンズ40の光軸を中心として点対称位置にある4点が押さえられる。
Further, as shown in FIG. 7C, the toroidal
また、図7(d)に示すように、第4の変形例におけるトロイダルレンズ押え部41dは、図7(a)に示す舌片部410aをY軸方向に二つに分割した舌片部410dを備える点において、第1の変形例のトロイダルレンズ押え部41aとは異なる。本変形例によっても、4個の舌片部410dの先端の角によって、各トロイダルレンズ40の光軸を中心として点対称位置にある4点が押さえられる。さらに、舌片部410は薄板形状だけでなく、棒状(丸、角)や、球(半球)形状とすることも可能である。
Further, as shown in FIG. 7 (d), the toroidal
また、上記実施形態では、Y軸方向に延びる2個のトロイダルレンズ押え部41をX軸方向に対向配置する構成としたが、これに限定されるものではなく、Y軸方向に複数に分割されたトロイダルレンズ押え部41をX軸方向に対向配置する構成としても良い。
In the above embodiment, the two toroidal
さらに、上記実施形態におけるUV照射ユニット1は、4個のLED素子20を備えるLED基板15、球面レンズ30およびトロイダルレンズ40をそれぞれ10個ずつ備える構成としたが、これに限定されるものではなく、任意の数のLED素子20、球面レンズ30およびトロイダルレンズ40を備える構成としても良い。このように、複数種類のUV照射ユニットを組み合わせることによって、様々なサイズに対応したUV照射装置を構成することが可能となる。これにより、様々なサイズのワークに対応するUV照射装置を容易な構成で実現することが可能となる。
Furthermore, although the
1 UV照射ユニット
100 LEDユニット
10 LED支持部
15 LED基板
20 LED素子
200 レンズユニット
30 球面レンズ
31 レンズ収容部
310 球面レンズ支持部
320 トロイダルレンズ支持部
330 固定部
32 レンズ押え枠
33 位置決めピン
40 トロイダルレンズ
41 トロイダルレンズ押え部
410 舌片部
420 切り欠き部
430 ネジ穴
43、44 切り欠き
45 固定ネジ
50 取り付けネジ
DESCRIPTION OF
Claims (14)
基板と、
前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向に光軸の向きを揃えて、前記基板上に前記第1方向に沿って所定間隔毎に並べて配置されたN個(Nは、2以上の整数)の光源と、
前記各光源の光路上に配置されたN個のレンズと、
前記各レンズの第1面側の縁部周辺と当接し、前記各レンズを前記第1方向と前記第2方向とで規定される所定の平面上で支持するレンズ支持部と、
前記N個のレンズを前記第2方向から挟むように対向して配置された少なくとも一対の板状のレンズ押え部と、
前記レンズ押え部の先端部から前記各レンズの第2面上に突出し、該第2面側の縁部周辺を弾性的に押圧し、前記各レンズを前記レンズ支持部に付勢すると共に、前記各レンズを前記第1方向及び前記第2方向に位置決めする複数の舌片部と、
を備えることを特徴とする光照射ユニット。 A light irradiation unit that irradiates line-shaped light having a predetermined line width in a second direction that extends in a first direction and is orthogonal to the first direction on an irradiation surface,
A substrate,
N pieces (N is 2) are arranged on the substrate at predetermined intervals along the first direction with the direction of the optical axis aligned in the third direction orthogonal to the first direction and the second direction. An integer greater than or equal to)
N lenses arranged on the optical path of each light source;
A lens support that abuts the periphery of the edge on the first surface side of each lens and supports each lens on a predetermined plane defined by the first direction and the second direction;
At least a pair of plate-like lens pressing portions disposed to face each other so as to sandwich the N lenses from the second direction;
Projecting from the tip of the lens pressing portion onto the second surface of each lens, elastically pressing the periphery of the edge on the second surface side, urging each lens against the lens support portion, and A plurality of tongue pieces for positioning each lens in the first direction and the second direction;
A light irradiation unit comprising:
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