JP2019069556A - 光照射装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

光照射装置、及び、画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ワークと光照射装置との距離が変化しても、ワークに照射される光の照度が変化し難い光照射装置を提供する。【解決手段】紫外線を出射する複数のＬＥＤチップが第１の方向に配列されたＬＥＤ基板と、ＬＥＤチップからの紫外線を透過可能なカバーとを備え、第１の方向の両端に位置する各ＬＥＤチップからの光が届く交点が位置し、且つ、ＬＥＤ基板面と平行な面を基準面Ｚ１、ＬＥＤ基板面と基準面Ｚ１との距離をＤ（ｍｍ）、ＬＥＤ基板面とカバー外側面との距離をＷ（ｍｍ）としたとき、ＷがＷ＜Ｄを満たす。【選択図】図２

Description

本発明は、光照射装置、及び、画像形成装置に関する。
従来、画像形成装置として、紫外線により硬化するＵＶインクを吐出する吐出装置と、紫外線を照射する光照射装置とを備えるＵＶ印刷装置が存在する。
ＵＶ印刷装置では、吐出装置からＵＶインクをワーク（例えば、紙等）に吐出し、続いて、吐出されたＵＶインクに紫外線を照射して硬化させることにより、所望の画像を形成（印刷）する。
従来、ＵＶ印刷装置に用いられる光照射装置には、紫外線を放射する放電ランプが用いられていた。しかしながら、近年、消費エネルギーが低い、寿命が長い等の利点があることから、ランプの代わりにＬＥＤ光源を用いる構成が採用されるようになってきた。このようなＬＥＤ光源としては、複数のＬＥＤチップがマトリックス状に配列されたものが採用されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１７−１２６５３４号公報
図７は、従来の画像形成装置が備える光照射装置の断面図である。図７に示すように、従来の光照射装置１２０は、筐体１２２と、筐体１２２の内部かつ上部に設けられたＬＥＤ基板１２４と、筐体１２０の下面を覆うように設けられたカバー１３０とを有する。ＬＥＤ基板１２４には、紫外線を出射する複数のＬＥＤチップ１２６がワークの搬送方向に配列されている。光照射装置１２０では、ワークの搬送方向の両端に位置する各ＬＥＤチップ１２６からの光が届く交点Ｏ１が位置し、且つ、ＬＥＤ基板１２４の面と平行な面（基準面Ｚ１）が、カバー１３０よりも筐体１２２内部側（ＬＥＤ１２４側）に位置している。なお、従来の光照射装置おける基準面Ｚ１とは、ワークの搬送方向の両端に位置する各ＬＥＤチップからの光が届く交点Ｏ１が位置し、且つ、ＬＥＤ基板面と平行な面をいう。
図７には、ＬＥＤ基板１２４の中央位置Ｍ（ワーク搬送方向での中央位置Ｍ）におけるＬＥＤ基板１２４からの距離と照度との関係を示したグラフを、光照射装置１２０の模式図と合わせて示している。なお、グラフ中、基板からの距離は、光照射装置１２０の図におけるＬＥＤ基板１２４からの距離と一致するように表記している。当該グラフから分かるように、中央位置Ｍにおける照度は、ＬＥＤ基板１２４面から基準面Ｚ１までの間では、一定である。一方、基準面Ｚ１よりも下側（ＬＥＤ基板１２４から離れる側）においては、照度が距離に応じて低下していく。このような従来の光照射装置１２０を用いる場合、ワークは、カバー１３０よりも下側を通過する。そのため、中央位置Ｍにおいて、ワークの通過する位置が高さ方向（搬送方向と直交する方向）に変動した場合には、ワークに照射される光の照度が変化することとなる。本発明者らは、鋭意検討の結果、このような事実を把握するに至った。
なお、従来の光照射装置１２０において、基準面Ｚ１が、カバー１３０よりも筐体１２２内部側に位置している理由としては、ＬＥＤチップ１２６から出射される光の発散角が広いことが考えられる。
画像形成装置としては、ワークが搬送されながら印刷が行われるタイプのものが存在する。このような画像形成装置においては、ワークの搬送の際に、ワークがワーク面垂直方向にバタつく場合がある。例えば、光照射装置の直下（搬送方向で一番照度の高い箇所）において、１ｍｍの振れ幅でワークがバタついた場合、光照射装置の直下を通過する際のワークと光照射装置との距離は、１ｍｍの振れ幅で変化することとなる。この場合、従来の光照射装置では、ワークに照射される光の照度が搬送方向で変化してしまうといった問題がある。
また、画像形成装置としては、ワークを搬送させる代わりに、吐出装置及び光照射装置を移動させながら印刷が行われるタイプのものも存在する。このような画像形成装置においては、ワークにうねり（上下方向の起伏）があると、上記と同様、ワークに照射される光の照度が位置によって変化してしまうといった問題がある。
また、光照射装置を画像形成装置に設置する際、設計値から誤差が生じる場合がある。このような場合、ワークと光照射装置との距離が設計値から外れると、ワークに照射される光の照度が設計値から外れることになるといった問題がある。
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークと光照射装置との距離が変化しても、ワークに照射される光の照度が変化し難い光照射装置、及び、当該光照射装置を備える画像形成装置を提供することにある。
本願発明者等は、下記の構成を採用することにより、前記の課題を解決できることを見出して本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明に係る光照射装置は、
紫外線を出射する複数のＬＥＤチップが第１の方向に配列されたＬＥＤ基板と、
前記ＬＥＤチップからの紫外線を透過可能なカバーと
を備え、
前記第１の方向の両端に位置する各ＬＥＤチップからの光が届く交点が位置し、且つ、ＬＥＤ基板面と平行な面を基準面Ｚ１、ＬＥＤ基板面と基準面Ｚ１との距離をＤ（ｍｍ）、ＬＥＤ基板面とカバー外側面との距離をＷ（ｍｍ）としたとき、Ｗが下記式（１）を満たすことを特徴とする。
Ｗ＜Ｄ （１）
前記構成によれば、前記Ｗが上記式（１）を満たすため、基準面Ｚ１は、カバー外側面よりも下側（ＬＥＤ基板から離れる側）に位置することになる。ここで、第１の方向における中央位置Ｍにおける照度は、ＬＥＤ基板面から基準面Ｚ１までの間では一定値に維持され、照度の変動が効果的に抑えられる。従って、例えば、ワークの通過予定位置を、カバー外側面より下側かつ基準面Ｚ１よりも上側の高さ位置に設定した場合、ワークを光照射装置に対して相対的に第1の方向に移動させれば、この範囲内（カバー外側面より下側かつ基準面Ｚ１よりも上側の範囲内）においてワークと光照射装置との距離が変化しても、中央位置Ｍにおいて、ワークに照射される光の照度が変化しない。
また中央位置Ｍにおける照度は、原理的には、基準面Ｚ１から下側（ＬＥＤ基板から離れる側）に離れるにつれ照度が低下してゆくが、本発明では基準面Ｚ１がＬＥＤ基板から遠方に位置することとなり、従来の装置構成と比較して基準面Ｚ１をワークの通過予定位置に近接させることができる。そのためワークに照射される光の照度を高めることができる。
以上より、前記構成によれば、基準面Ｚ１から所定の範囲内にワークの通過予定位置を設定すれば、照度の変動が効果的に抑えられ、且つ、ワークに照射される光の照度低下を抑制することができる。
なお、照度が高い箇所における照度変化は、光照射装置の直下（搬送方向で一番照度の高い箇所）において顕著であり、この一番照度の高い箇所においてＵＶインクの硬化状態に及ぼされる影響が大きい。
前記構成において、隣接する各ＬＥＤチップからの光が届く交点が位置し、且つ、ＬＥＤ基板面と平行な面を基準面Ｚ２、ＬＥＤ基板面と基準面Ｚ２との距離をｄ（ｍｍ）としたとき、Ｗが下記式（２）を満たすことが好ましい。
ｄ＜Ｗ （２）
後に図４を用いて説明するが、中央位置における基板からの距離が０＜ｄの位置では、第１の方向に照度ムラが著しく大きい。そのため、仮に、前記Ｗがｄ以下であると、カバーよりも下側の領域において、第１の方向に照度ムラの顕著な領域が存在することとなってしまう。一方、前記Ｗをｄより大きくすれば、カバーよりも下側の領域において、第１の方向に著しい照度ムラが存在しないようにすることができる。
前記構成において、各前記ＬＥＤチップの前方には、各前記ＬＥＤに対応する複数のレンズが配置されており、
前記第１の方向の両端に位置するＬＥＤ間の距離を２Ｌ、各前記レンズから出射される光の発散角をθとしたとき、前記Ｄは、下記式（３）で求められる値であっても構わない。
Ｄ＝Ｌ／tanθ （３）
前記Ｄは、ＬＥＤチップの発光面内の中心を基準として、レンズからの出射光の光量が半値となる領域までの角度から、ＬＥＤ基板面と基準面Ｚ１までの距離Ｄを求める近似式である。この近似式は、ＬＥＤチップとレンズの出射面の最大離間距離Ｄｃが大きい場合には適用が難しくなるが、少なくともＤｃ／Ｄ≦０．１の範囲であれば、前記Ｄを上記式（３）で求められる値として用いることで、本発明の設計が容易に実現できる。
前記構成において、前記ＬＥＤ基板には、マトリックス状にＬＥＤチップが配列されており、前記第１の方向に配列された複数のＬＥＤチップの両端間距離（両端に位置するＬＥＤチップ間の距離）が、前記第１の方向に直交する第２の方向に配列された複数のＬＥＤチップの両端間距離よりも短くても構わない。
前記第１の方向（短手方向）をワークの搬送方向に適用することで、最大照度の変動を抑えることができる。これにより例えば、本発明に係る光照射装置を画像形成装置に設置することで、後述するようにインクの硬化バラツキを好適に抑えることができる。
前記構成において、前記Ｄと前記Ｗとの差（Ｄ−Ｗ）が、３ｍｍ以上であることが好ましい。これは、画像形成装置におけるワークと光照射装置の実際上の最小離間距離に基づく値である。
前記差（Ｄ−Ｗ）が、３ｍｍ以上であると、実機において実際に起こりうる照度変化に充分に対応可能となる。
また、本発明に係る画像形成装置は、
紫外線により硬化するＵＶインクを吐出する吐出装置と、
前記に記載の光照射装置と、
前記光照射装置の紫外線出射面側に位置するワーク載置部と
を備え、
ＬＥＤ基板面と前記ワーク載置部の搭載面までの距離をＹ（ｍｍ）としたときに、Ｙが下記式（４）を満たすことを特徴とする。
Ｗ＜Ｙ＜２Ｄ （４）
前記構成によれば、前記Ｙが上記式（４）を満たすことにより、ワークの通過予定位置は、ＬＥＤ基板面から２Ｄの距離の地点よりも上側、かつ、カバー外側面よりも下側となる。これにより基準面Ｚ１から所定範囲内にワークの通過予定位置を配置させることができ、照度の変動が効果的に抑えられ、且つ、高い照度が維持される範囲内でワークを通過させることが可能となり、ワークに照射される光の照度を高めることができる。
前記構成において、前記光照射装置は、ワークの搬送方向と前記第１の方向とが一致するように配置されていても構わない。
ワークの搬送方向と前記第１の方向とが一致するように配置されていると、最大照度の変動を抑えることができる。これにより、インクの硬化バラツキを好適に抑えることができる。
本発明によれば、ワークと光照射装置との距離が変化しても、ワークに照射される光の照度が変化し難い光照射装置、及び、当該光照射装置を備える画像形成装置を提供することができる。
本実施形態に係る画像形成装置を説明するための模式図である。 図１に示した光照射装置の断面図である。 図２に示したＬＥＤ基板の底面図である。 図２に示した光照射装置における、短手方向中央位置におけるＬＥＤ基板からの距離と照度との関係を説明するための図である。 本発明の構成を有するか否かの判定方法を説明するための概略図である。 ＬＥＤ基板の部分拡大図である。 従来の画像形成装置が備える光照射装置の断面図である。
以下、本発明の一実施形態に係る光照射装置、及び、画像形成装置について、図面を参照しつつ、以下説明する。なお、本実施形態に係る光照射装置は、本実施形態に係る画像形成装置に備えられているため、光照射装置については、画像形成装置の説明の中で説明することとする。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置を説明するための模式図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０は、光照射装置２０と、吐出装置６０と、ワーク載置部７０とを有する。
画像形成装置１０では、ワーク載置部７０の上側に位置する搭載面７２上を、ワーク８０が搬送される。図１では、左側（上流側）から右側（下流側）に向かってワーク８０が搬送される。
吐出装置６０は、搬送方向上流側に配置されており、搬送されてくるワーク８０の表面８２にＵＶインク６２を吐出する。
光照射装置２０は、搬送方向で吐出装置６０よりも下流側に配置されており、ＵＶインク６２に紫外線を照射して硬化させる。
ワーク８０は、ＵＶインクによる印刷対象となるものであり、特に限定されないが、例えば、紙；ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク等のディスク；プラスチック板等が挙げられる。
図２は、図１に示した光照射装置の断面図である。なお、図２では、図１と同様、ワーク８０は、紙面左側から右側に搬送される。また、図２には、ワーク載置部７０も合わせて図示している。図２に示すように、光照射装置２０は、筐体２２と、筐体２２の内部かつ上部に設けられたＬＥＤ基板２４と、筐体２０の下面を覆うように設けられたカバー３０とを有する。カバー３０の材質としては、紫外線をある程度透過させるものであれば特に限定されず、例えば、耐ＵＶ樹脂（例えば、シリコーン樹脂、テフロン（登録商標）樹脂等）、ガラス等が挙げられる。
図３は、図２に示したＬＥＤ基板の底面図である。なお、図３では、図２に示したレンズ２８を省略して図示している。図３に示すように、ＬＥＤ基板２４には、マトリックス状に複数のＬＥＤチップ２６が設けられている。具体的に、ＬＥＤ基板２４の短手方向に１０個、長手方向に２５個のＬＥＤチップ２６がマトリックス状に等間隔で配置されている。ＬＥＤ基板２４では、短手方向に配列された複数のＬＥＤチップ２６の両端間距離２Ｌｘが、短手方向に直交する長手方向に配列された複数のＬＥＤチップ２６の両端間距離２Ｌｙよりも短い。本実施形態では、光照射装置２０の短手方向がワークの搬送方向と一致するように、画像形成装置１０に配置されている。なお、本実施形態における短手方向は、本発明における第１の方向に相当する。また、本実施形態における長手方向は、本発明における第２の方向に相当する。本実施形態では、ワークの搬送方向と短手方向とが一致するように配置されているため、高さ方向における最大照度の変動を抑えることができる。
また、図２に示すように、各ＬＥＤチップ２６の前方（図２では下方）には、各ＬＥＤ２６に対応する複数のレンズ２８が配置されている。本実施形態では、複数のレンズ２８は、一体的に形成されている。レンズ２８をＬＥＤチップ２６の前方に配置する方法としては、例えば、ＬＥＤチップ２６が配置されたＬＥＤ基板２４をインサート部品とし、複数のレンズ２８の一体成形物を、当該ＬＥＤ基板２４のＬＥＤチップ２６上に射出成形する方法が挙げられる。この場合、レンズ２８の材質としては、射出成形に適した樹脂が好ましい。前記樹脂としては、紫外線をある程度透過するものであれば、特に限定されず、例えば、シリコーン樹脂等が挙げられる。ただし、本発明におけるレンズはこの例に限定されず、個別のレンズがそれぞれＬＥＤチップの前方に設けられていてもよい。
光照射装置２０では、ワークの搬送方向の両端に位置する各ＬＥＤチップ２６からの光が届く交点Ｏ１が位置し、且つ、ＬＥＤ基板２４の面と平行な面（基準面Ｚ１）が、カバー３０の外側面３１よりも下側（ＬＥＤ基板２４から離れる側）に位置している。すなわち、ＬＥＤ基板２４の面と基準面Ｚ１との距離をＤ（ｍｍ）、ＬＥＤ基板２４の面とカバー３０の外側面３１との距離をＷ（ｍｍ）としたとき、Ｗが下記式（１）を満たす。
Ｗ＜Ｄ （１）
図４は、図２に示した光照射装置における、短手方向中央位置におけるＬＥＤ基板からの距離と照度との関係を説明するための図である。図４には、ＬＥＤ基板２４の中央位置Ｍ（ワーク搬送方向での中央位置Ｍ）におけるＬＥＤ基板２４からの距離と照度との関係を示したグラフを、光照射装置２０の模式図と合わせて示している。また第一の方向における照度変化を示したグラフを模式図と合わせて示している。なお、グラフ中、基板からの距離は、光照射装置２０の図におけるＬＥＤ基板２４からの距離と一致するように表記している。当該グラフから分かるように、中央位置Ｍにおける照度は、ＬＥＤ基板２４面から基準面Ｚ１までの間では、一定である。一方、基準面Ｚ１よりも下側（ＬＥＤ基板２４から離れる側）においては、照度が距離に応じて低下していく。
ここで、画像形成装置１０は、ＬＥＤ基板２４面とワーク載置部７０の搭載面までの距離をＹ（ｍｍ）としたときに、Ｙが下記式（４）を満たす。
Ｗ＜Ｙ＜２Ｄ （４）
本実施形態に係る画像形成装置１０では、図２に示すように、ワーク載置部７０の搭載面７２は、カバー外側面３１より下側かつ基準面Ｚ１よりも上側の高さ位置にくるように配置されている。すなわち、前記ＹがＷ＜Ｙ≦Ｄを満たすように配置されている。従って、ワーク８０を搬送させた際に、この範囲内（カバー外側面３１より下側かつ搭載面７２よりも上側の範囲内）においてワーク８０と光照射装置２０との距離が変化しても、中央位置Ｍにおいて、ワーク８０に照射される光の照度が変化しない。
また、本実施形態に係る画像成形装置は、上記式（４）を満たすことでも優れた効果を示す。つまり、上述の実施形態では、ワーク載置部７０の搭載面７２が、カバー外側面３１より下側かつ基準面Ｚ１よりも上側の高さ位置にくるように配置されている場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、図２の２点鎖線で示したように、ワーク載置部（ワーク載置部７０ｂ）の搭載面（搭載面７２ｂ）は、ＬＥＤ基板２４面から２Ｄの距離の地点よりも上側、かつ、カバー外側面３１よりも下側であってもよい。すなわち、前記Ｙが、Ｄ＜Ｙ＜２Ｄを満たす範囲内に、ワーク載置面が位置していてもよい。ＬＥＤ基板２４面から２Ｄの距離の地点よりも上側の位置であれば、中央位置Ｍにおける最大照度に対して８０％の照度が得られるため、照度の低下度合いが許容される範囲内といえる。このように基準面Ｚ１がＬＥＤ基板面から離れた位置にくることで、基準面Ｚ１とワークの通過予定位置を近接させることができ、ワークに照射される光の照度変化を抑えることができる。従って、ワーク載置部７０ｂの搭載面７２ｂが、ＬＥＤ基板２４面から２Ｄの距離の地点よりも上側、かつ、カバー外側面３１よりも下側の場合であっても、ワーク８０と光照射装置２０との距離が変化しても、ワーク８０に照射される光の照度変化は、限られた範囲内となる。
このように、本実施形態に係る画像形成装置においては、ＬＥＤ基板面とワーク載置部の搭載面までの距離をＹ（ｍｍ）としたときに、Ｙが上記式（４）を満たせばよい。
また、画像形成装置１０においては、図２に示すように、隣接する各ＬＥＤチップからの光が届く交点Ｏ２が位置し、且つ、ＬＥＤ基板面と平行な面を基準面Ｚ２、ＬＥＤ基板面と基準面Ｚ２との距離をｄ（ｍｍ）としたとき、Ｗが下記式（２）を満たすことが好ましい。
ｄ＜Ｗ （２）
後に図４を用いて説明するが、中央位置Ｍにおける基板からの距離が０＜ｄの位置では、搬送方向での照度ムラが著しく大きい。そのため、仮に、前記Ｗがｄ以下であると、カバー３０よりも下側の領域において、搬送方向に照度ムラのある箇所が存在することとなってしまう。一方、前記Ｗをｄより大きくすれば、カバー３０よりも下側の領域において、搬送方向に照度ムラのある箇所を大幅に低減することができる。
ここで、前記Ｄと前記Ｗとの差（Ｄ−Ｗ）は、３ｍｍ以上であることが好ましく、５ｍｍ以上であることが好ましい。前記差（Ｄ−Ｗ）が、３ｍｍ以上であると、実機において実際に起こりうる照度変化に充分に対応可能となる。具体的に、例えば、差（Ｄ−Ｗ）＝３ｍｍとし、かつ、基準面Ｚ１にワーク載置部７０の搭載面７２がくるように配置すれば、ワークのバタつきが３ｍｍ以内の振れ幅であれば、照度を均一とすることができる。
また本発明に係る光照射装置は、特にUV印刷装置において優位性が高いといえる。UVインクに紫外線が照射されると、UVインク内の光重合開始剤が紫外線を吸収して分解し、活性種を生成する。この活性種がモノマーと反応し新たな活性種を生成し、この反応を繰り返すことでモノマーが重合して高分子化し、固化・定着される。このような重合反応によりUVインクは硬化される。またUVインクの硬化度合は、当該インクへ照射されるトータルエネルギー量（積算光量）が重要となる。一方で積算光量が一定であっても、最大照度の違いによっても硬化度合が変化する。例えば、UVインクの重合反応過程に酸素が介在すると、重合反応が阻害（酸素阻害）されてインクが硬化し難くなるため、照度が変化することはインク硬化度合のバラツキに影響する。そのため発明者らは、所望の範囲でインク硬化をバラツキ無く行うためには、最大照度を一定にすることが重要であると考察している。
図４に示されるように、本発明に係る光照射装置は高さ方向で変動があっても最大照度が変化し難い領域で光硬化を進めることが可能となり、これにより所望の範囲で安定したインク硬化を行うことができる。
尚、図４に示す第一の方向における照度変化を示したグラフは、各ＬＥＤチップ２６から発光強度にムラのない理想的な配光で光出射された場合を前提としている。しかし実際上は、ＬＥＤチップは発光面の発光強度が場所によって異なる場合があり、また発光面に形成される電極や配線パターンの形状によっても発光強度にムラが生じることが通常である。そのため、前記Ｗをｄより大きくしたとしても、個々のＬＥＤチップに起因する配光のムラは解消できない。そこで、前記Ｗは２ｄ<Ｗを満たす構成であるとより好ましく、３ｄ<Ｗを満たす構成であると更に好ましい。これにより、基準面Ｚ２がＬＥＤ基板面よりも離間され、各ＬＥＤチップからの光の混光性が高められ、ＬＥＤチップに起因する配光のムラを好適に抑えることができる。
本発明に係る光照射装置は、前記第１の方向の両端に位置する各ＬＥＤチップからの光が届く交点が位置し、且つ、ＬＥＤ基板面と平行な面を基準面Ｚ１、ＬＥＤ基板面と基準面Ｚ１との距離をＤ（ｍｍ）、ＬＥＤ基板面とカバー外側面との距離をＷ（ｍｍ）としたとき、Ｗ＜Ｄの関係を満たす構成のものとしている。この装置構成は、例えば以下の手段により簡易的に判別することができる。
図５は、本発明の構成を有するか否かの判定方法を説明するための概略図である。
ＬＥＤからの光が届く範囲は、目視によってＬＥＤ発光面が見える範囲として近似させることができる。例えば、図５（Ａ）において、カバー外側面の外方から、端部に位置するＬＥＤチップを目視したとき、レンズに映り込むＬＥＤ発光面が見えなくなるまでの距離（Ｌｂ１、Ｌｂ２）が、ＬＥＤチップからの光が届く範囲となる。ここでＬｂ１＜Ｌ、Ｌｂ２＜Ｌを満たす構成であれば、基準面Ｚ１がカバー外側面の外方に位置することが判定でき、Ｗ＜Ｄの関係を満たすことが判別できる。また図５（Ｂ）では、ｄ＜Ｗの関係を満たす判別方法について図示しており、隣接する２つのＬＥＤチップをみたとき、Ｌｓ１＞Ｌ、Ｌｓ２＞Ｌの関係を満たすことで判定できる。また２ｄ<Ｗの関係を満たす場合の判別は、隣接する３つのＬＥＤチップをみたとき、その両端部に位置するＬＥＤチップにおいて上記同様の判別方式の考えで判定できる。
また本発明の装置構成を備えない場合の例示として、図５（Ｃ）、図５（Ｄ）に概念図を示している。
上記は簡易的な判別方法として例示したものであり、この簡易的判別方法により、明らかに本発明の構成を有すると判断できる場合には、この簡易的判別方法を採用する。ただし、この簡易的判別方法では、本発明の構成を有するか否かが不明である場合には、上記以外の判別方法を採用しても構わない。この場合、Ｄｃ／Ｄ≦０．１の範囲であれば、前記Ｄを上記式（３）で求められる値として用い、Ｗ＜Ｄを満たすか否かを判別する。
図６は、ＬＥＤ基板の部分拡大図である。図６に示すように、レンズ２８の中心は、ＬＥＤチップ２６の発光面よりもｈ（ｍｍ）だけ前方に位置している。また、レンズ２８の半径は、ｒ（ｍｍ）である。また、レンズ２８から出射される光の発散角はθである。また、レンズ２８の屈折率はｎである。
本実施形態では、短手方向の両端に位置するＬＥＤ間の距離を２Ｌ（図３における２Ｌｘに相当）としたとき、前記Ｄは、下記式（３）で求められる値としても構わない。
Ｄ＝Ｌ／tanθ （３）
前記Ｄは、ＬＥＤチップの発光面内の中心を基準として、レンズからの出射光の光量が半値となる領域までの角度から、ＬＥＤ基板面と基準面Ｚ１までの距離Ｄを求める近似式である。この近似式は、ＬＥＤチップとレンズの出射面の最大離間距離Ｄｃが大きい場合には適用が難しくなるが、少なくともＤｃ／Ｄ≦０．１の範囲であれば、前記Ｄを上記式（３）で求められる値として用いることで、本発明の設計が容易に実現できる。
以上、本実施形態に係る画像形成装置１０によれば、前記Ｙが上記式（４）を満たすため、ワーク８０の通過予定位置は、ＬＥＤ基板２４面から２Ｄの距離の地点よりも上側、かつ、カバー外側面３１よりも下側となる。従って、この領域をワーク８０が通過するので、ワーク８０と光照射装置２０との距離が通過予定位置から変化しても（例えば、ワーク８０が中央位置Ｍでバタついたとしても）、ワーク８０に照射される光の照度を変化し難くすることができる。
また、本実施形態に係る光照射装置２０によれば、前記Ｗが上記式（１）を満たすため、基準面Ｚ１から所定の範囲内にワーク８０の通過予定位置がくるように、画像形成装置１０に設置すれば、ワーク８０と光照射装置２０との距離が通過予定位置から変化しても、ワーク８０に照射される光の照度を変化し難くすることができる。
上述の実施形態では、ＬＥＤ基板２４の第１の方向（短手方向）に１０個のＬＥＤチップ２６が等間隔で配置されている場合について説明した。しかしながら、本発明において第１の方向に配置されるＬＥＤチップの個数は、３個以上であれば、特に限定されない。また、第１の方向に配置されるＬＥＤチップのそれぞれのチップ間隔は、同一であってもよく、異なっていてもよい。例えば、中央位置から端に近づくに従って狭くなる態様や、中央位置から端に近づくに従って広くなる態様であってもよい。なお、第１の方向に配置されるＬＥＤチップのそれぞれのチップ間隔が同一ではない場合、前記ｄは、各隣接するチップ同士の交点Ｏ２から得られる複数のｄ値の平均値として求めればよい。
また、上述の実施形態では、ＬＥＤ基板２４の第２の方向（長手方向）に２５個のＬＥＤチップ２６が等間隔で配置されている場合について説明した。しかしながら、本発明において第２の方向に配置されるＬＥＤチップの個数は、２個以上であれば、特に限定されない。また、第２の方向に配置されるＬＥＤチップのそれぞれのチップ間隔は、同一であってもよく、第２の方向中央位置から端に近づくに従って狭くなる態様や、中央位置から端に近づくに従って広くなる態様であってもよい。
上述の実施形態では、第１の方向と第２の方向とでＬＥＤチップの両端間距離が異なる場合について説明した。しかしながら、本発明においてはこの例に限定されず、同一であってよい。ただし、異なる方が好ましい。
上述した実施形態では、ワークが搬送されながら印刷が行われるタイプの画像形成装置について説明した。しかしながら、本発明に係る画像形成装置はこの例に限定されず、ワークは、搬送されず、載置部の搭載面上に載置されており、吐出装置及び光照射装置を移動させながら印刷が行われるタイプの画像形成装置であってもよい。
なお、上記実施形態において、好ましい数値範囲の組み合わせの一例としては、例えば、ｈ（ｍｍ）が０．２〜２の範囲内であり、ｒ（ｍｍ）が０．５〜２の範囲内であり、ｎが１．３〜１．６の範囲内であり、θが３０度〜６０度の範囲内であり、２Ｌ（ｍｍ）が１０〜４０の範囲内であり、第１の方向（短手方向）のチップ数が５〜３０個である組み合わせが挙げられる。このような数値範囲の組み合わせを採用することにより、本願発明の効果がより得られ易い光照射装置を提供することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した例に限定されるものではなく、本発明の構成を充足する範囲内で、適宜設計変更を行うことが可能である。
１０ 画像形成装置
２０ 光照射装置
２４ ＬＥＤ基板
２６ ＬＥＤチップ
２８ レンズ
３０ カバー
３１ 外側面
６０ 吐出装置
６２ ＵＶインク
７０ ワーク載置部
７２ 搭載面
８０ ワーク
８２ 表面

Claims (7)

  1. 紫外線を出射する複数のＬＥＤチップが第１の方向に配列されたＬＥＤ基板と、
    前記ＬＥＤチップからの紫外線を透過可能なカバーと
    を備え、
    前記第１の方向の両端に位置する各ＬＥＤチップからの光が届く交点が位置し、且つ、ＬＥＤ基板面と平行な面を基準面Ｚ１、ＬＥＤ基板面と基準面Ｚ１との距離をＤ（ｍｍ）、ＬＥＤ基板面とカバー外側面との距離をＷ（ｍｍ）としたとき、Ｗが下記式（１）を満たすことを特徴とする光照射装置。
    Ｗ＜Ｄ （１）
  2. 隣接する各ＬＥＤチップからの光が届く交点が位置し、且つ、ＬＥＤ基板面と平行な面を基準面Ｚ２、ＬＥＤ基板面と基準面Ｚ２との距離をｄ（ｍｍ）としたとき、Ｗが下記式（2）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
    ｄ＜Ｗ （２）
  3. 各前記ＬＥＤチップの前方には、各前記ＬＥＤに対応する複数のレンズが配置されており、
    前記第１の方向の両端に位置するＬＥＤ間の距離を２Ｌ、各前記レンズから出射される光の発散角をθとしたとき、前記Ｄは、下記式（３）で求められる値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光照射装置。
    Ｄ＝Ｌ／tanθ （３）
  4. 前記ＬＥＤ基板には、マトリックス状にＬＥＤチップが配列されており、前記第１の方向に配列された複数のＬＥＤチップの両端間距離が、前記第１の方向に直交する第２の方向に配列された複数のＬＥＤチップの両端間距離よりも短いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の光照射装置。
  5. 前記Ｄと前記Ｗとの差（Ｄ−Ｗ）が、３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の請求項１に記載の光照射装置。
  6. 紫外線により硬化するＵＶインクを吐出する吐出装置と、
    請求項１〜５のいずれか１に記載の光照射装置と、
    前記光照射装置の紫外線出射面側に位置するワーク載置部と
    を備え、
    ＬＥＤ基板面と前記ワーク載置部の搭載面までの距離をＹ（ｍｍ）としたときに、Ｙが下記式（４）を満たすことを特徴とする画像形成装置。
    Ｗ＜Ｙ＜２Ｄ （４）
  7. 前記光照射装置は、ワークの搬送方向と前記第１の方向とが一致するように配置されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
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