JP2016035818A - Light irradiation device and photo-curable material treatment device - Google Patents

Light irradiation device and photo-curable material treatment device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light irradiation device preventing or suppressing radiation of light to another adjacent region and achieving reduction in the size of the entire device, and a photo-curable material treatment device including this light irradiation device.SOLUTION: A light irradiation device comprises: a long light source portion in which a plurality of light-emitting elements is disposed in a state of being aligned in an x-direction along a flat surface extending in the x-direction and a y-direction if it is assumed that three directions orthogonal to one another are the x-direction, the y-direction, and a z-direction; and a columnar lens having a long shape extending in the x-direction along the light source portion, and having a light-receiving surface receiving light from the light source portion and an emission surface emitting the received light on a circumferential surface of the long shape in a longitudinal direction, the light source portion being disposed so that a first plane containing a center of a light-emitting surface of each light-emitting element and extending in the x-direction and the z-direction is located in a plane apart, in the y-direction, from a second plane containing a central axis of the columnar lens and extending in the x-direction and the z-direction, and a direction of the light from the emission surface of the columnar lens is inclined from the second plane in a direction apart from the first plane.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えばインクジェットプリンタや３Ｄプリンタなどに搭載される光照射装置およびこの光照射装置を備えた光硬化材料処理装置に関する。   The present invention relates to a light irradiation apparatus mounted on, for example, an ink jet printer or a 3D printer, and a photocuring material processing apparatus including the light irradiation apparatus.

従来、印刷分野や電子工業分野などにおいては、処理対象物、例えば保護膜、接着剤、塗料、インク、フォトレジスト、樹脂、配向膜等に対して、硬化処理、乾燥処理、溶融処理、軟化処理、或いは改質処理などを行うために、特定の波長の光を放射する光照射装置が多用されている。   Conventionally, in the printing field and the electronics industry field, for example, a protective film, an adhesive, a paint, an ink, a photoresist, a resin, and an alignment film are cured, dried, melted, and softened. Or in order to perform a modification | reformation process etc., the light irradiation apparatus which radiates | emits the light of a specific wavelength is used abundantly.

例えば、特許文献１には、紫外線硬化型のインクを用いたインクジェットプリンタが開示されている。このインクジェットプリンタには、インクを射出するヘッド部と、このヘッド部に隣接して設置された光照射装置とが搭載されている。このようなインクジェットプリンタにおいては、ヘッド部には複数の吐出部が設けられている。そして、これらの吐出部から種々のインク（光硬化材料）が記録媒体に射出される。その後、記録媒体に射出されたインクに対して、光照射装置によって光が照射される。   For example, Patent Document 1 discloses an ink jet printer using ultraviolet curable ink. The ink jet printer is equipped with a head unit for ejecting ink and a light irradiation device installed adjacent to the head unit. In such an ink jet printer, the head portion is provided with a plurality of ejection portions. Then, various inks (photo-curing materials) are ejected from these ejection portions onto the recording medium. Thereafter, light is irradiated to the ink ejected on the recording medium by a light irradiation device.

しかしながら、上記のインクジェットプリンタにおいては、長期間使用すると、吐出部からのインクの射出量が不安定になることがある。このような現象が生じる一因は、ヘッド部に隣接して配置された光照射装置からの光が、当該ヘッド部における吐出部に直接ないし間接的に照射されることにより、吐出部においてインクが硬化し その硬化物によって吐出部からのインクの射出が阻害されるためである。
特に、３Ｄプリンタを代表とする光造形装置においては、被照射面に立体構造物が形成される。そのため、得られる立体構造物によって光照射装置からの光が反射されることにより、その反射光が、ヘッド部における吐出部に照射されやすくなる。その結果、吐出部からの光硬化性材料の射出量が不安定になる現象が生じやすい、という問題がある。 However, in the above-described ink jet printer, when used for a long time, the amount of ink ejected from the ejection unit may become unstable. One cause of this phenomenon is that light from a light irradiation device disposed adjacent to the head unit is directly or indirectly irradiated onto the discharge unit of the head unit, so that ink is discharged from the discharge unit. This is because the cured product obstructs the ejection of ink from the ejection part.
In particular, in an optical modeling apparatus typified by a 3D printer, a three-dimensional structure is formed on an irradiated surface. Therefore, when the light from a light irradiation apparatus is reflected by the obtained three-dimensional structure, the reflected light becomes easy to be irradiated to the discharge part in a head part. As a result, there is a problem that a phenomenon that the injection amount of the photocurable material from the discharge portion becomes unstable is likely to occur.

このような問題を解決するため、特許文献２には、光照射装置を、ヘッド部から距離Ｌだけ離間させると共に、当該光照射装置を傾斜させて配置することにより、光照射装置からの光が、当該ヘッド部における吐出部に照射されることを抑制するインクジェットプリンタが開示されている。
しかしながら、このインクジェットプリンタにおいては、光照射装置をヘッド部から相当に大きく離間させると共に傾斜して配置するため、装置全体が大型のものとなる、という問題がある。 In order to solve such a problem, Patent Document 2 discloses that the light irradiation device is separated from the head portion by a distance L, and the light irradiation device is inclined so that the light from the light irradiation device is emitted. An ink jet printer that suppresses irradiation of an ejection unit in the head unit is disclosed.
However, in this inkjet printer, there is a problem that the entire apparatus becomes large because the light irradiating device is considerably separated from the head portion and inclined.

特開２００４−３５８７６９号公報JP 2004-358769 A 特開２００９−２２６６９２号公報JP 2009-226692 A

そこで、本発明の目的は、隣接する他の部位に光が照射されることを防止または抑制することができ、しかも、装置全体の小型化を図ることができる光照射装置およびこの光照射装置を備えた光硬化材料処理装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a light irradiation apparatus and a light irradiation apparatus that can prevent or suppress light from being irradiated to other adjacent parts and that can reduce the size of the entire apparatus. It is providing the photocuring material processing apparatus provided.

本発明の光照射装置は、互いに直交する３つの方向をｘ方向、ｙ方向およびｚ方向としたとき、
複数の発光素子がｘ方向およびｙ方向に伸びる平面に沿ってｘ方向に並んだ状態で配置されてなる長尺な光源部と、
前記光源部に沿ってｘ方向に伸びる長尺な形状を有し、その長手方向の周面に、前記光源部からの光を受光する受光面および受光した光を出射する出射面を有する柱状レンズとを備えてなり、
前記光源部は、各発光素子の発光面の中心を含む、ｘ方向およびｚ方向に伸びる第一の平面が、前記柱状レンズの中心軸を含む、ｘ方向およびｚ方向に伸びる第二の平面に対してｙ方向に離間した平面に位置するよう配置されており、
前記柱状レンズの出射面からの光の方向が、前記第二の平面に対して前記第一の平面から離間する方向に傾斜していることを特徴とする。 The light irradiation device of the present invention has three directions orthogonal to each other as an x direction, a y direction, and a z direction.
A long light source unit in which a plurality of light-emitting elements are arranged in the x direction along a plane extending in the x direction and the y direction;
A columnar lens having a long shape extending in the x direction along the light source unit, and having a light receiving surface for receiving light from the light source unit and an output surface for emitting the received light on the circumferential surface in the longitudinal direction And
In the light source unit, a first plane extending in the x direction and the z direction including the center of the light emitting surface of each light emitting element is a second plane extending in the x direction and the z direction including the central axis of the columnar lens. It is arranged so as to be positioned on a plane separated in the y direction,
The direction of light from the exit surface of the columnar lens is inclined in a direction away from the first plane with respect to the second plane.

本発明の光照射装置においては、前記第一の平面に対して前記第二の平面とは反対側の領域に、前記光源部からの光を遮光する遮光体が設けられていることが好ましい。
このような光照射装置においては、前記遮光体における前記第二の平面側の端部が、前記第一の平面または当該第一の平面より第二の平面側に離間した平面内に位置されていることが好ましい。 In the light irradiation apparatus of this invention, it is preferable that the light-shielding body which light-shields the light from the said light source part is provided in the area | region on the opposite side to said 2nd plane with respect to said 1st plane.
In such a light irradiation device, the end portion on the second plane side of the light shielding body is positioned in the first plane or a plane separated from the first plane toward the second plane side. Preferably it is.

また、本発明の光照射装置においては、前記光源部における前記発光素子の各々には、当該発光素子の発光面を覆う半球形状の封止レンズが設けられており、前記封止レンズの中心軸が前記第一の平面から前記第二の平面側に並進した平面内に位置されていることが好ましい。   In the light irradiation device of the present invention, each of the light emitting elements in the light source section is provided with a hemispherical sealing lens that covers the light emitting surface of the light emitting element, and the central axis of the sealing lens Is preferably located in a plane translated from the first plane to the second plane side.

本発明の光硬化材料処理装置は、光硬化材料を吐出する吐出部を備えたヘッド部と、前記ヘッド部に隣接して設けられた、上記の光照射装置とを備えてなり、
前記光照射装置は、前記柱状レンズの出射面からの光が前記ヘッド部から離間する位置に照射されるよう配置されていることを特徴とする。 A photocuring material processing apparatus of the present invention comprises a head unit having a discharge unit for discharging a photocuring material, and the light irradiation device provided adjacent to the head unit,
The light irradiation device is arranged so that light from an emission surface of the columnar lens is irradiated to a position separated from the head portion.

本発明の光照射装置によれば、光源部および柱状レンズが特定の位置関係で配置されており、柱状レンズの出射面からの光の方向が、第二の平面に対して第一の平面から離間する方向に傾斜しているため、隣接する他の部位に光が照射されることを防止または抑制することができる。しかも、隣接する他の部位に対して、光照射装置を離間して配置することが不要であるため、装置全体の小型化を図ることができる。   According to the light irradiation device of the present invention, the light source unit and the columnar lens are arranged in a specific positional relationship, and the direction of light from the emission surface of the columnar lens is from the first plane with respect to the second plane. Since it inclines in the direction to separate, it can prevent or suppress that an adjacent other site | part is irradiated with light. In addition, since it is not necessary to dispose the light irradiation device separately from other adjacent parts, the overall size of the device can be reduced.

本発明の光照射装置の一例における筐体を切断して示す斜視図である。It is a perspective view which cut | disconnects and shows the housing | casing in an example of the light irradiation apparatus of this invention. 本発明の光照射装置の一例における筐体を切断して示す説明用断面図である。It is sectional drawing for description which cut | disconnects and shows the housing | casing in an example of the light irradiation apparatus of this invention. 光源部、柱状レンズおよびヒートシンクをｙ方向から見た説明図である。It is explanatory drawing which looked at the light source part, the columnar lens, and the heat sink from the y direction. 本発明の光照射装置の他の例における要部の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the principal part in the other example of the light irradiation apparatus of this invention. 本発明の光硬化材料処理装置の一例における構成の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of a structure in an example of the photocuring material processing apparatus of this invention. 第１の保持部材とは別個の遮光体が設けられた構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure by which the light-shielding body different from the 1st holding member was provided. 柱状レンズの変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the modification of a columnar lens. 柱状レンズの他の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other modification of a columnar lens. ２つの基板の各々の表面に、複数の発光素子が当該基板の表面に沿ってｘ方向に並んだ状態で配置されてなる光源部を備えた構成を示す説明用断面図である。It is sectional drawing for description which shows the structure provided with the light source part by which the surface of two board | substrates has arrange | positioned the several light emitting element in the state located in a line with the x direction along the surface of the said board | substrate. 第１の保持部材１１の一側面に光反射膜が形成された構成を示す説明図である。4 is an explanatory view showing a configuration in which a light reflecting film is formed on one side surface of a first holding member 11. FIG. 第２の保持部材１１の一側面に光吸収膜が形成された構成を示す説明図である。4 is an explanatory view showing a configuration in which a light absorption film is formed on one side surface of a second holding member 11. FIG. 実施例に係る光照射装置によるｙ方向における照度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the illumination intensity distribution in the y direction by the light irradiation apparatus which concerns on an Example.

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の光照射装置の一例における筐体を切断して示す斜視図であり、図２は、本発明の光照射装置の一例における筐体を切断して示す説明用断面図である。図において、 それぞれ矢印で示すｘ方向、ｙ方向およびｚ方向は、互いに直交する３つの方向である。
この光照射装置１は、下面が開口する直方体状の筐体１０を有する。図示の例の筐体１０は、上面および下面がｘ方向（図２において紙面に垂直な方向）およびｙ方向に伸びる平面とされ、４つの側面のうち互いに対向する２つの側面がｘ方向およびｚ方向に伸びる平面、その他の互いに対向する２つの側面がｙ方向およびｚ方向に伸びる平面とされている。 Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a perspective view showing a cut-out case in an example of the light irradiation apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the cut-out case in an example of the light irradiation apparatus of the present invention. is there. In the figure, an x direction, a y direction, and a z direction indicated by arrows are three directions orthogonal to each other.
This light irradiation apparatus 1 has a rectangular parallelepiped housing 10 whose lower surface is open. The housing 10 in the illustrated example has a top surface and a bottom surface that are flat in the x direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2) and the y direction, and two of the four side surfaces facing each other are in the x direction and the z direction. A plane extending in the direction and other two side surfaces facing each other are a plane extending in the y direction and the z direction.

筐体１０の内部には、ｘ方向に伸びる長尺な光源部２０が設けられている。光源部２０の斜め下方には、光源部２０に沿って伸びる長尺な形状を有する柱状レンズ３０が設けられている。筐体１０の開口には、それぞれ柱状レンズ３０を挟持する第１の保持部材１１および第２の保持部材１２が設けられている。光源部２０の上面には、例えばアルミニウムよりなるヒートシンク４０が設けられている。このヒートシンク４０には、それぞれ上方に突出する複数のフィン４１が形成されている。また、ヒートシンク４０の上方には、冷却ファン４５が設けられている。   A long light source unit 20 extending in the x direction is provided inside the housing 10. A columnar lens 30 having a long shape extending along the light source unit 20 is provided obliquely below the light source unit 20. A first holding member 11 and a second holding member 12 that sandwich the columnar lens 30 are provided in the opening of the housing 10. A heat sink 40 made of, for example, aluminum is provided on the upper surface of the light source unit 20. The heat sink 40 is formed with a plurality of fins 41 that protrude upward. A cooling fan 45 is provided above the heat sink 40.

光源部２０は、長尺な矩形の基板２１を有する。この基板２１は、ｘ方向およびｙ方向に伸びる平面に沿って、当該ｘ方向に伸びる姿勢で配置されている。基板２１の表面（図２において下面）には、矩形の板状の複数の発光素子２５が、当該基板２１の表面すなわちｘ方向およびｙ方向に伸びる平面に沿ってｘ方向に並んだ状態で配置されている。発光素子２５の各々には、当該発光素子２５の発光面を覆う半球形状の封止レンズ２２が、基板２１の表面から突出するよう設けられている。そして、光源部２０は、各発光素子２５の発光面が下方を向く姿勢で配置されている。   The light source unit 20 includes a long rectangular substrate 21. The substrate 21 is arranged in a posture extending in the x direction along a plane extending in the x direction and the y direction. On the surface of the substrate 21 (the lower surface in FIG. 2), a plurality of rectangular plate-like light emitting elements 25 are arranged in the x direction along the surface of the substrate 21, that is, a plane extending in the x direction and the y direction. Has been. Each of the light emitting elements 25 is provided with a hemispherical sealing lens 22 that covers the light emitting surface of the light emitting element 25 so as to protrude from the surface of the substrate 21. And the light source part 20 is arrange | positioned with the attitude | position in which the light emission surface of each light emitting element 25 faces below.

光源部２０において、基板２１を構成する材料としては、窒化アルミニウム、アルミナセラミックス等のセラミックス材料、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂等の複合樹脂材料などを用いることができる。
また、封止レンズ２２を構成する材料としては、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス等のガラス材料、あるいは、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの透光性樹脂材料などを用いることができる。
また、発光素子２５としては、所要の光例えば紫外線を出射する発光ダイオードを用いることができる。 In the light source unit 20, as a material constituting the substrate 21, a ceramic material such as aluminum nitride or alumina ceramic, a composite resin material such as glass fiber reinforced epoxy resin, or the like can be used.
Moreover, as a material which comprises the sealing lens 22, glass materials, such as quartz glass and borosilicate glass, or translucent resin materials, such as a silicone resin, an acrylic resin, and an epoxy resin, etc. can be used.
Further, as the light emitting element 25, a light emitting diode that emits required light such as ultraviolet rays can be used.

この例の柱状レンズ３０は、長手方向に垂直な断面が円形のものである。柱状レンズ３０は、その長手方向（ｘ方向）の周面における光源部２０に対向する領域に、当該光源部２０からの光を受光する受光面３１を有し、当該周面における受光面３１と反対側の領域に、受光された光を出射する出射面３２を有する。図示の柱状レンズ３０においては、後述する第１の保持部材１１および第２の保持部材１２から上方に露出する領域が受光面３１とされ、第１の保持部材１１および第２の保持部材１２から下方に露出する領域が出射面３２とされている。
柱状レンズ３０を構成する材料としては、石英ガラスやホウ珪酸ガラスなどのガラス材料を用いることができる。 The columnar lens 30 in this example has a circular cross section perpendicular to the longitudinal direction. The columnar lens 30 has a light receiving surface 31 that receives light from the light source unit 20 in a region facing the light source unit 20 on the circumferential surface in the longitudinal direction (x direction), and the light receiving surface 31 on the circumferential surface. The opposite area has an emission surface 32 for emitting the received light. In the illustrated columnar lens 30, a region exposed upward from a first holding member 11 and a second holding member 12, which will be described later, serves as a light receiving surface 31, and from the first holding member 11 and the second holding member 12. A region exposed downward is an emission surface 32.
As a material constituting the columnar lens 30, a glass material such as quartz glass or borosilicate glass can be used.

第１の保持部材１１および第２の保持部材１２の各々は、柱状レンズ３０に沿って伸びる長尺な板状の形状を有し、それぞれの長手方向（ｘ方向）の一側面が互いに離間して対向するよう配置されている。図示の例では、第１の保持部材１１および第２の保持部材１２の各々における互いに対向する一側面は、柱状レンズ３０の長手方向の周面の一部に適合する曲面とされている。そして、柱状レンズ３０は、第１の保持部材１１および第２の保持部材１２の各々の一側面の間に挟持されている。   Each of the first holding member 11 and the second holding member 12 has a long plate shape extending along the columnar lens 30, and one side surface of each of the first holding member 11 and the second holding member 12 is separated from each other. Are arranged to face each other. In the illustrated example, one side surface of each of the first holding member 11 and the second holding member 12 facing each other is a curved surface that matches a part of the circumferential surface of the columnar lens 30 in the longitudinal direction. The columnar lens 30 is sandwiched between one side surfaces of the first holding member 11 and the second holding member 12.

そして、本発明の光照射装置１においては、光源部２０は、各発光素子２５の発光面の中心Ｐを含む、ｘ方向およびｚ方向に伸びる第一の平面Ｆが、柱状レンズ３０の中心軸Ｑを含む、ｘ方向およびｚ方向に伸びる第二の平面Ｓに対してｙ方向に離間した平面に位置するよう配置されている。また、この例における第１の保持部材１１は、光源部２０からの光を遮光する遮光体としての機能を有する。具体的に説明すると、第１の保持部材１１は、第一の平面Ｆに対して第二の平面Ｓとは反対側の領域に設けられている。また、第１の保持部材１１は、ｙ方向における第二の平面Ｓ側の端部が第一の平面Ｆまたは第一の平面Ｆより第二の平面Ｓ側に離間した平面上に位置するよう配置されている。これにより、光源部２０から放射される光のうち、第一の平面Ｆに沿って進む光および第２の平面Ｓから離間する方向に進む光が、遮光体である第１の保持部材１１によって遮光される。その結果、柱状レンズ３０の出射面３２からの光は、ｚ方向に対して第一の平面Ｆから離間する方向に傾斜した方向に出射される。そして、柱状レンズ３０の出射面３２からの光は、ｘ方向およびｙ方向に伸びる被照射面Ｗに照射される。   In the light irradiation device 1 according to the present invention, the light source unit 20 includes the first plane F including the center P of the light emitting surface of each light emitting element 25 and extending in the x direction and the z direction. It arrange | positions so that it may be located in the plane separated in the y direction with respect to the 2nd plane S containing Q and extending in the x direction and the z direction. In addition, the first holding member 11 in this example has a function as a light blocking body that blocks light from the light source unit 20. More specifically, the first holding member 11 is provided in a region opposite to the second plane S with respect to the first plane F. Further, the first holding member 11 is located on the second plane S side end in the y direction on the first plane F or a plane separated from the first plane F to the second plane S side. Has been placed. Thereby, of the light emitted from the light source unit 20, the light traveling along the first plane F and the light traveling in the direction away from the second plane S are transmitted by the first holding member 11 that is a light blocking body. Shaded. As a result, the light from the emission surface 32 of the columnar lens 30 is emitted in a direction inclined in a direction away from the first plane F with respect to the z direction. And the light from the output surface 32 of the columnar lens 30 is irradiated to the irradiated surface W extending in the x direction and the y direction.

以上において、第一の平面Ｆと第二の平面Ｓとの離間距離は、柱状レンズ３０および遮光体である第１の保持部材１１などの形状や寸法に応じて適宜設定されるが、ｙ方向における柱状レンズ３０の中心軸Ｑから第一の平面Ｆ側の周面までの距離（図示の例では柱状レンズ３０の半径）の０．３〜１．５倍であることが好ましい。
また、第二の平面Ｓに対する発光素子２５の発光面の中心Ｐと柱状レンズ３０の中心軸Ｑとを最短で結ぶ直線のなす角は、例えば１０〜６０°である。 In the above, the separation distance between the first plane F and the second plane S is appropriately set according to the shape and dimensions of the columnar lens 30 and the first holding member 11 that is a light shielding body, but is in the y direction. Is preferably 0.3 to 1.5 times the distance from the central axis Q of the columnar lens 30 to the peripheral surface on the first plane F side (the radius of the columnar lens 30 in the illustrated example).
In addition, an angle formed by a straight line connecting the center P of the light emitting surface of the light emitting element 25 and the center axis Q of the columnar lens 30 with respect to the second plane S is, for example, 10 to 60 °.

このような光照射装置１によれば、光源部２０および柱状レンズ３０が特定の位置関係で配置されており、柱状レンズ３０の出射面３２からの光の方向が、ｚ方向に対して第一の平面Ｆから離間する方向に傾斜しているため、一側（図２において左側）に隣接する他の部位に光が直接乃至間接的に照射されることを防止または抑制することができる。しかも、隣接する他の部位に対して、光照射装置１を大きく離間して配置することが不要であるため、装置全体の小型化を図ることができる。   According to such a light irradiation device 1, the light source unit 20 and the columnar lens 30 are arranged in a specific positional relationship, and the direction of light from the emission surface 32 of the columnar lens 30 is first with respect to the z direction. Since it is inclined in a direction away from the plane F, it is possible to prevent or suppress light from being directly or indirectly irradiated to another portion adjacent to one side (left side in FIG. 2). In addition, since it is not necessary to dispose the light irradiation device 1 far away from other adjacent parts, the overall size of the device can be reduced.

図４は、本発明の光照射装置の他の例における要部の構成を示す説明図である。この光照射装置の光源部２０においては、各発光素子２５の各々に設けられた封止レンズ２２の各々は、その中心軸Ｌが第一の平面Ｆから第二の平面Ｓ側に並進した平面内に位置されるよう形成されている。その他の構成は、図１および図２に示す光照射装置と同様である。 封止レンズ２２の中心軸Ｌと第一の平面Ｆとの離間距離は、発光素子２５および封止レンズ２２の寸法に応じて適宜設定されるが、封止レンズ２２の半径の０．３〜０．７倍であることが好ましい。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a main part in another example of the light irradiation apparatus of the present invention. In the light source unit 20 of the light irradiation device, each of the sealing lenses 22 provided in each light emitting element 25 is a plane whose central axis L is translated from the first plane F to the second plane S side. It is formed to be located inside. Other configurations are the same as those of the light irradiation apparatus shown in FIGS. The separation distance between the central axis L of the sealing lens 22 and the first plane F is appropriately set according to the dimensions of the light emitting element 25 and the sealing lens 22, but the radius of the sealing lens 22 is 0.3 to. It is preferably 0.7 times.

このような光照射装置によれば、図１および図２に示す光照射装置と同様の効果が得られる。
また、この光照射装置おいては、封止レンズ２２の中心軸Ｌが、第一の平面Ｆから第二の平面Ｓ側に並進した平面内に位置されている。そのため、発光素子２５から第一の平面Ｆに沿って進む光および第一の平面Ｆに対して第二の平面Ｓから離間する方向に進む光の一部が、封止レンズ２２の表面において、第一の平面Ｆから第二の平面Ｓに接近する方向に屈折する。これにより、光源部２０から放射される光のうち、遮光体によって遮光される光の量を小さくすることができる。そのため、光の利用効率の向上を図ることができる。 According to such a light irradiation apparatus, the same effect as the light irradiation apparatus shown in FIGS. 1 and 2 can be obtained.
Moreover, in this light irradiation apparatus, the central axis L of the sealing lens 22 is located in a plane translated from the first plane F to the second plane S side. Therefore, a part of the light traveling from the light emitting element 25 along the first plane F and the light traveling in the direction away from the second plane S with respect to the first plane F is on the surface of the sealing lens 22. The first plane F is refracted in a direction approaching the second plane S. Thereby, the quantity of the light shielded by the light shielding body among the light emitted from the light source unit 20 can be reduced. Therefore, it is possible to improve the light use efficiency.

図５は、本発明の光硬化材料処理装置の一例における構成の概略を示す説明図である。この光硬化材料処理装置は、インクジェットプリンタとして構成されたものであって、光硬化材料である紫外線硬化性のインクを記録媒体Ｍに吐出する複数の吐出部（図示省略）を備えた直方体状のヘッド部２を有する。このヘッド部２の両側の各々には、記録媒体Ｍに吐出された光硬化材料に対して紫外線を照射する光照射装置１が、当該ヘッド部２に隣接して配置されている。この光照射装置１は、図１および図２に示す構成のものである。また、図２を参照して説明すると、光照射装置１の各々は、柱状レンズ３０の出射面３２からの光がヘッド部２から離間する位置に照射されるよう配置されている。具体的には、光照射装置１の各々は、第一の平面Ｆ（図２参照）がヘッド部２に接近した姿勢で配置されている。また、ヘッド部２および光照射装置１の各々は、ｙ方向に伸びるガイドレール５にｙ方向に移動自在に支持されている。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing an outline of a configuration in an example of the photocuring material processing apparatus of the present invention. This photocuring material processing apparatus is configured as an ink jet printer, and has a rectangular parallelepiped shape including a plurality of ejection units (not shown) that eject ultraviolet curable ink, which is a photocuring material, onto a recording medium M. It has a head portion 2. A light irradiation device 1 for irradiating the photocurable material discharged on the recording medium M with ultraviolet rays is disposed adjacent to the head portion 2 on each side of the head portion 2. This light irradiation apparatus 1 has the configuration shown in FIGS. 1 and 2. Further, with reference to FIG. 2, each of the light irradiation devices 1 is arranged so that light from the emission surface 32 of the columnar lens 30 is irradiated to a position away from the head unit 2. Specifically, each of the light irradiation devices 1 is arranged in a posture in which the first plane F (see FIG. 2) approaches the head unit 2. Each of the head unit 2 and the light irradiation device 1 is supported by a guide rail 5 extending in the y direction so as to be movable in the y direction.

この光硬化材料処理装置においては、記録媒体Ｍが、適宜の搬送手段（図示省略）によってｘ方向に間欠的に搬送される。そして、ヘッド部２をｙ方向に移動させながら、搬送された記録媒体Ｍに向かって、当該ヘッド部２の吐出部からインクを吐出させる。これにより、記録媒体Ｍにはインクが付着する。その後、記録媒体Ｍに付着したインクに、光照射装置１によって光が照射されることにより、当該インクが硬化して記録媒体Ｍに定着する。   In this photocuring material processing apparatus, the recording medium M is intermittently conveyed in the x direction by an appropriate conveying means (not shown). Then, while moving the head unit 2 in the y direction, ink is ejected from the ejection unit of the head unit 2 toward the conveyed recording medium M. Thereby, ink adheres to the recording medium M. Thereafter, the ink attached to the recording medium M is irradiated with light by the light irradiation device 1, whereby the ink is cured and fixed to the recording medium M.

このような光硬化材料処理装置によれば、光照射装置１の各々における柱状レンズ３０の出射面３２からの光がヘッド部２から離間する位置に照射されるため、ヘッド部２の吐出部に光が照射されることを防止または抑制することができる。しかも、光照射装置１の各々をヘッド部２に対して離間して配置することが不要であるため、光硬化材料処理装置全体の小型化を図ることができる。   According to such a photo-curing material processing apparatus, light from the exit surface 32 of the columnar lens 30 in each of the light irradiation apparatuses 1 is irradiated to a position separated from the head part 2, so that the ejection part of the head part 2 is irradiated. Irradiation with light can be prevented or suppressed. In addition, since it is not necessary to dispose each of the light irradiation devices 1 separately from the head unit 2, the entire photocuring material processing device can be reduced in size.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、以下のような種々の変更を加えることが可能である。
（１）第２の保持部材１２としては、柱状レンズ３０に沿って伸びる長尺な形状のものの代わりに、例えば柱状レンズ３０の長手方向の両端において挟持する構成のものを用いることができる。
（２）図６に示すように、第一の平面Ｆに対して第二の平面Ｓとは反対側の領域に、第１の保持部材１１とは別個に、ｘ方向（図６において紙面に垂直な方向）に伸びる長尺な形状を有する遮光体３５が設けられていてもよい。このような遮光体３５を設ける場合には、第１の保持部材１１には、遮光体３５としての機能が不要であるため、例えば柱状レンズ３０の長手方向の両端において挟持する構成のものを用いることができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following various modifications can be added.
(1) As the 2nd holding member 12, the thing of the structure clamped in the both ends of the longitudinal direction of the columnar lens 30 can be used instead of the elongate thing extended along the columnar lens 30, for example.
(2) As shown in FIG. 6, in the region opposite to the second plane S with respect to the first plane F, separately from the first holding member 11, in the x direction (in FIG. A light shielding body 35 having a long shape extending in a vertical direction) may be provided. In the case where such a light shielding body 35 is provided, the first holding member 11 does not need a function as the light shielding body 35, and thus, for example, a structure that is sandwiched at both ends in the longitudinal direction of the columnar lens 30 is used. be able to.

（３）柱状レンズ３０は、断面が円形のものに限られず、種々の形状のものを用いることができる。具体的には、柱状レンズ３０としては、受光面３１および出射面３２において、光が第一の平面Ｆから離間する方向に屈折するものが好ましく、例えば図７に示すように、受光面３１が平面で出射面３２が凸面である形態のもの、図８に示すように、受光面３１の一部が凸面で出射面３２が平面である形態のものなどを用いることができる。 (3) The columnar lens 30 is not limited to a circular cross section, and various shapes can be used. Specifically, the columnar lens 30 is preferably one in which the light is refracted in the direction away from the first plane F at the light receiving surface 31 and the light emitting surface 32. For example, as shown in FIG. A flat surface in which the emission surface 32 is a convex surface or a shape in which a part of the light receiving surface 31 is convex and the emission surface 32 is a flat surface as shown in FIG. 8 can be used.

（４）図９に示すように、光源部２０は、それぞれｘ方向（図９において紙面に垂直な方向）に伸びる２つの基板２１を有し、これらの基板２１の各々の表面に、複数の発光素子２５が、当該基板２１の表面に沿ってｘ方向に並んだ状態で配置されてなるものであってもよい。このような構成の光源部２０を用いる場合には、一の基板２１に配置された各発光素子２５の発光面の中心Ｐ１を含む、ｘ方向およびｚ方向に伸びる第一の平面Ｆ１、並びに他の基板２１に配置された各発光素子の発光面の中心Ｐ２を含む、ｘ方向およびｚ方向に伸びる第一の平面Ｆ２の各々が、柱状レンズ３０の中心軸Ｑを含む、ｘ方向およびｚ方向に伸びる第二の平面Ｓに対してｙ方向に離間した平面に位置するよう配置されていればよい。 (4) As shown in FIG. 9, the light source unit 20 includes two substrates 21 each extending in the x direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 9), and a plurality of substrates 21 are provided on each surface of the substrates 21. The light emitting elements 25 may be arranged in a state of being arranged in the x direction along the surface of the substrate 21. When the light source unit 20 having such a configuration is used, the first plane F1 extending in the x direction and the z direction, including the center P1 of the light emitting surface of each light emitting element 25 disposed on one substrate 21, and the other. Each of the first planes F2 extending in the x direction and the z direction including the light emitting surface center P2 of each light emitting element disposed on the substrate 21 includes the central axis Q of the columnar lens 30 in the x direction and the z direction. It suffices if the second plane S is positioned so as to be positioned on a plane separated from the second plane S in the y direction.

（５）図１０に示すように、第１の保持部材１１の一側面と柱状レンズ３０の周面との間に、光反射部材１５を設けることができる。この光反射部材１５は、第１の保持部材１１の一側面に固定されていても、柱状レンズ３０の周面に固定されていてもよい。光反射部材１５を構成する材料としては、第１の保持部材１１を構成するアルミニウムなどの金属の表面に金属多層膜を蒸着させたもの、またはポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂などを用いることができる。このような構成によれば、光反射膜１５による反射光は、第二の平面Ｓに対して第一の平面Ｆから離間する方向に傾斜した方向に進む。そのため、光の利用効率の向上を図ることができる。 (5) As shown in FIG. 10, the light reflecting member 15 can be provided between one side surface of the first holding member 11 and the peripheral surface of the columnar lens 30. The light reflecting member 15 may be fixed to one side surface of the first holding member 11 or may be fixed to the peripheral surface of the columnar lens 30. As a material constituting the light reflecting member 15, a material in which a metal multilayer film is vapor-deposited on the surface of a metal such as aluminum constituting the first holding member 11 or a fluororesin such as polytetrafluoroethylene is used. it can. According to such a configuration, the reflected light from the light reflecting film 15 travels in a direction inclined with respect to the second plane S in a direction away from the first plane F. Therefore, it is possible to improve the light use efficiency.

（６）図１１に示すように、第２の保持部材１２の一側面と柱状レンズ３０の周面との間に、光吸収部材１６が形成されていてもよい。この光吸収部材１６は、第２の保持部材１６の一側面に固定されていても、柱状レンズ３０の周面に固定されていてもよい。光吸収部材１６を構成する材料としては、第２の保持部材１２を構成するアルミニウムなどの金属の表面を黒アルマイト処理したもの、または、黒化したポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂などを用いることができる。
このような構成によれば、柱状レンズ３０からの光が、第２の保持部材１２の一側面によって反射されることがない。そのため、柱状レンズ３０の出射面３２から、第二の平面Ｓに対して第一の平面Ｆから離間する方向に傾斜した方向に進む光が照射されることを防止することができる。 (6) As shown in FIG. 11, the light absorbing member 16 may be formed between one side surface of the second holding member 12 and the peripheral surface of the columnar lens 30. The light absorbing member 16 may be fixed to one side surface of the second holding member 16 or may be fixed to the peripheral surface of the columnar lens 30. As a material constituting the light absorbing member 16, a metal surface such as aluminum constituting the second holding member 12 having a black anodized treatment or a blackened fluororesin such as polytetrafluoroethylene is used. Can do.
According to such a configuration, light from the columnar lens 30 is not reflected by one side surface of the second holding member 12. Therefore, it is possible to prevent the light traveling from the emission surface 32 of the columnar lens 30 from traveling in a direction inclined in a direction away from the first plane F with respect to the second plane S.

図４に示す構成に従って封止レンズを形成したこと以外は、図１および図２に示す構成に従い、下記の仕様の光照射装置を作製した。
光源部における基板は、材質が窒化アルミウニム、寸法が１０５ｍｍ×２０ｍｍ×１．０ｍｍである。発光素子は、ピーク波長が３９５ｎｍの発光ダイオードであり、出力が７００ｍＷ、寸法が１．０ｍｍ×１．０ｍｍ×０．１ｍｍである。発光素子の数は２５個であり、配置ピッチが４．０ｍｍである。封止レンズは、材質がシリコーン樹脂、半径が１．１ｍｍであり、中心軸Ｌと第一の平面Ｆとの離間距離が０．５ｍｍとなるよう形成されている。
柱状レンズは、材質が石英ガラス、全長が１１０ｍｍ、直径が１０ｍｍであり、第一の平面Ｆと第二の平面Ｓとの離間距離が５ｍｍ、第二の平面Ｓに対する発光素子の発光面の中心Ｐと柱状レンズの中心軸Ｑとを最短で結ぶ直線のなす角が４５°となるよう配置されている。また、第１の保持部材および第２の保持部材は、材質がアルミニウム、全長が１１０ｍｍである。また、第１の保持部材は、ｙ方向における第二の平面Ｓ側の端部が第一の平面Ｆ上に位置するよう配置されている。 Except that the sealing lens was formed according to the configuration shown in FIG. 4, a light irradiation device having the following specifications was produced according to the configuration shown in FIGS. 1 and 2.
The substrate in the light source unit is made of aluminum nitride and has dimensions of 105 mm × 20 mm × 1.0 mm. The light emitting element is a light emitting diode having a peak wavelength of 395 nm, an output of 700 mW, and a size of 1.0 mm × 1.0 mm × 0.1 mm. The number of light emitting elements is 25, and the arrangement pitch is 4.0 mm. The sealing lens is made of silicone resin and has a radius of 1.1 mm, and is formed so that the distance between the central axis L and the first plane F is 0.5 mm.
The columnar lens is made of quartz glass, has a total length of 110 mm, a diameter of 10 mm, a distance between the first plane F and the second plane S of 5 mm, and the center of the light emitting surface of the light emitting element with respect to the second plane S. The angle formed by the straight line connecting P and the central axis Q of the columnar lens in the shortest is 45 °. The first holding member and the second holding member are made of aluminum and have a total length of 110 mm. Further, the first holding member is arranged so that the end portion on the second plane S side in the y direction is located on the first plane F.

上記の光照射装置によって、柱状レンズからｚ方向に１０ｍｍ離間した、ｘ方向およびｙ方向に伸びる被照射面に光を照射した。そして、被照射面のｙ方向における照度分布を測定した。結果を図１２に示す。
図１２において、縦軸は相対照度である。また、横軸は、被照射面と第二の平面Ｓとが交差する基準線からのｙ方向の距離であり、第一の平面から離間する方向を正の値とし、これと反対の方向を負の値として示している。 Light was irradiated onto the irradiated surface extending in the x direction and the y direction, separated by 10 mm from the columnar lens in the z direction, by the light irradiation device. And the illuminance distribution in the y direction of the irradiated surface was measured. The results are shown in FIG.
In FIG. 12, the vertical axis represents relative illuminance. The horizontal axis is the distance in the y direction from the reference line where the irradiated surface and the second plane S intersect, and the direction away from the first plane is a positive value, and the opposite direction is Shown as negative values.

図１２に示す結果から明らかなように、上記の光照射装置によれば、被照射面のｙ方向において、第二の平面Ｓから第一の平面Ｆと反対側の方向に１５ｍｍ離間した位置に照度ピークを有する照射領域が形成される。また、被照射面のｙ方向において、第二の平面Ｓより第一の平面Ｆ側の領域の照度が実質的に０であることが確認された。
以上のことから、上記の光照射装置によれば、一側に隣接する他の部位に光が直接乃至間接的に照射されることを防止または抑制することができる。 As is apparent from the results shown in FIG. 12, according to the above-described light irradiation device, the y-direction of the irradiated surface is at a position 15 mm away from the second plane S in the direction opposite to the first plane F. An irradiation region having an illuminance peak is formed. Further, it was confirmed that the illuminance of the region on the first plane F side from the second plane S is substantially zero in the y direction of the irradiated surface.
From the above, according to the above-described light irradiation device, it is possible to prevent or suppress light from being directly or indirectly irradiated to another part adjacent to one side.

１ 光照射装置
２ ヘッド部
５ ガイドレール
１０ 筐体
１１ 第１の保持部材
１２ 第２の保持部材
１５ 光反射部材
１６ 光吸収部材
２０ 光源部
２１ 基板
２２ 封止レンズ
２５ 発光素子
３０ 柱状レンズ
３１ 受光面
３２ 出射面
３５ 遮光体
４０ ヒートシンク
４１ フィン
４５ 冷却ファン
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２ 第一の平面
Ｌ 封止レンズの中心軸
Ｍ 記録媒体
Ｐ 発光素子の発光面の中心
Ｑ 柱状レンズの中心軸
Ｓ 第二の平面
Ｗ 被照射面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light irradiation apparatus 2 Head part 5 Guide rail 10 Case 11 1st holding member 12 2nd holding member 15 Light reflection member 16 Light absorption member 20 Light source part 21 Substrate 22 Sealing lens 25 Light emitting element 30 Columnar lens 31 Light reception Surface 32 Emission surface 35 Light shield 40 Heat sink 41 Fin 45 Cooling fans F, F1, F2 First plane L Central axis M of sealing lens Recording medium P Center of light emitting surface Q of light emitting element Center axis S of columnar lens S Second Plane W Irradiated surface

Claims (5)

互いに直交する３つの方向をｘ方向、ｙ方向およびｚ方向としたとき、
複数の発光素子がｘ方向およびｙ方向に伸びる平面に沿ってｘ方向に並んだ状態で配置されてなる長尺な光源部と、
前記光源部に沿ってｘ方向に伸びる長尺な形状を有し、その長手方向の周面に、前記光源部からの光を受光する受光面および受光した光を出射する出射面を有する柱状レンズとを備えてなり、
前記光源部は、各発光素子の発光面の中心を含む、ｘ方向およびｚ方向に伸びる第一の平面が、前記柱状レンズの中心軸を含む、ｘ方向およびｚ方向に伸びる第二の平面に対してｙ方向に離間した平面に位置するよう配置されており、
前記柱状レンズの出射面からの光の方向が、前記第二の平面に対して前記第一の平面から離間する方向に傾斜していることを特徴とする光照射装置。 When three directions orthogonal to each other are defined as an x direction, a y direction, and a z direction,
A long light source unit in which a plurality of light-emitting elements are arranged in the x direction along a plane extending in the x direction and the y direction;
A columnar lens having a long shape extending in the x direction along the light source unit, and having a light receiving surface for receiving light from the light source unit and an output surface for emitting the received light on the circumferential surface in the longitudinal direction And
In the light source unit, a first plane extending in the x direction and the z direction including the center of the light emitting surface of each light emitting element is a second plane extending in the x direction and the z direction including the central axis of the columnar lens. It is arranged so as to be positioned on a plane separated in the y direction,
The light irradiation device, wherein a direction of light from an emission surface of the columnar lens is inclined in a direction away from the first plane with respect to the second plane. 前記第一の平面に対して前記第二の平面とは反対側の領域に、前記光源部からの光を遮光する遮光体が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。   The light irradiation according to claim 1, wherein a light-shielding body that shields light from the light source unit is provided in a region opposite to the second plane with respect to the first plane. apparatus. 前記遮光体における前記第二の平面側の端部が、前記第一の平面または当該第一の平面より第二の平面側に離間した平面内に位置されていることを特徴とする請求項２に記載の光照射装置。   The end portion on the second plane side of the light shielding body is located in the first plane or a plane separated from the first plane toward the second plane side. The light irradiation apparatus as described in. 前記光源部における前記発光素子の各々には、当該発光素子の発光面を覆う半球形状の封止レンズが設けられており、前記封止レンズの中心軸が前記第一の平面から前記第二の平面側に並進した平面内に位置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光照射装置。   Each of the light emitting elements in the light source unit is provided with a hemispherical sealing lens that covers the light emitting surface of the light emitting element, and the central axis of the sealing lens is the second plane from the first plane. The light irradiation apparatus according to claim 1, wherein the light irradiation apparatus is located in a plane translated to the plane side. 光硬化材料を吐出する吐出部を備えたヘッド部と、前記ヘッド部に隣接して設けられた、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光照射装置とを備えてなり、
前記光照射装置は、前記柱状レンズの出射面からの光が前記ヘッド部から離間する位置に照射されるよう配置されていることを特徴とする光硬化材料処理装置。 A head unit including a discharge unit that discharges a photocurable material, and the light irradiation device according to any one of claims 1 to 4 provided adjacent to the head unit,
The light irradiating apparatus is disposed so that light from an emission surface of the columnar lens is irradiated to a position separated from the head portion.
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