JP6910226B2 - 光照射装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ライン状の照射光を照射する光照射装置に関する。
従来、紫外光の照射により硬化するインクを紙などの印刷対象物に転写させて印刷する印刷機が知られている。このような印刷機は、印刷対象物上のインクを硬化させるために紫外光照射装置を備えている。そして、このような紫外光照射装置においては、低消費電力化や長寿命化の要求から、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構成が提案されている（例えば、特許文献１）。
特許文献１に記載の発光装置は、複数の発光素子が長手方向に一定間隔に並べられ、ライン状の光を出射する光源部と、光源部に対向する側に反射面を有し、光源部からの光を反射する反射部とを備えている。反射面は、光源部の延長方向に対し直交する断面形状が放物線であり、光源部からの光を平行光として発光装置から出射するように構成されている。
特開２０１６−１６４８７１号公報
特許文献１に記載の発光装置によれば、印刷対象物上の所定位置で紫外光の照射強度を向上させることができ、照射強度分布を均一化させることができる。しかしながら、紫外光照射装置が搭載される印刷機（例えば、オフセット枚葉印刷機）においては、紫外光照射の対象となる印刷対象物が変形しやすい紙である場合が多く、搬送中に紙がばたつくことも多い。このように印刷対象物が変形すると、印刷対象物上で所望の照射強度及び照射強度分布が得られず、インクの硬化状態にむらができるといった問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所定のワーキングディスタンス内において、所定の照射強度及び照射強度分布を有するライン状の光を照射可能な光照射装置を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明の光照射装置は、基準の照射面上の所定の照射位置に、第１方向に延び、且つ、前記第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装置であって、基板と、基板上に第１方向に沿って所定間隔毎に並べられ、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配置された複数の光源と、を有する発光ユニットと、発光ユニットから照射された光を反射させて前記照射位置に集光するミラー面を有するミラー部と、を備え、ミラー部を第２方向と第３方向とで規定される平面に沿って切断した断面において、ミラー面の断面形状が、第２方向を横軸ｘ、第３方向を縦軸ｙとする座標における放物線ｙ＝ａｘ２（ａは、係数）の横軸方向正側の部分及び横軸方向負側の部分を、それぞれ原点を中心に縦軸に向かって同じ回転角度θで回転させた曲線形状をなしていることを特徴とする。
このような構成によれば、照射面に対して垂直な方向の所定の範囲内において、発光ユニットから出射される紫外光を集光させることができるため、所定の範囲内（所定のワーキングディスタンス内）において所望する照射強度及び照射強度分布が得られる。
また、放物線の係数ａが１〜３であることが望ましい。
また、回転角度θは、３〜１０°であることが望ましい。
また、曲線形状は、さらに、回転後の放物線の横軸方向正側の部分及び横軸方向負側の部分のそれぞれを横軸に沿って縦軸側に移動させた形状であることが望ましい。
また、回転後の放物線の横軸正側の部分及び横軸負側の部分のそれぞれの縦軸側への移動距離は、０．５〜４ｍｍであることが望ましい。
また、光源は、原点から縦軸正側にオフセットした位置に配置されていることが望ましい。
また、光源の原点からのオフセット量は、３〜７ｍｍであることが望ましい。
また、発光ユニットは、各光源を覆うように基板上に配置された封止レンズを有することが望ましい。
また、光が、紫外線硬化樹脂に作用する波長の光であることが望ましい。
以上のように、本発明の光照射装置によれば、所定のワーキングディスタンス内において、所定の照射強度及び照射強度分布を有するライン状の光を照射することが可能となる。
本発明の第１実施形態に係る光照射装置の外観図である。 第１実施形態のＬＥＤユニットの構成を説明する図である。 第１実施形態のミラー面の断面形状の特徴を説明する図である。 第１実施形態のＬＥＤユニットから出射される紫外光の光線図である。 本発明の各実施形態に係る光照射装置から出射される紫外光のＷＤ１２０の位置での照射強度分布を示す図である。 本発明の各実施形態に係る光照射装置から出射される紫外光のＷＤ１００の位置での照射強度分布を示す図である。 本発明の各実施形態に係る光照射装置から出射される紫外光のＷＤ８０の位置での照射強度分布を示す図である。 第２〜第４実施形態の光照射装置から出射される紫外光の光線図である。 第３実施形態のミラー面の断面形状の特徴を説明する図である。
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。
（第１実施形態）
まず、本発明の光照射装置の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る光照射装置１の外観図である。本実施形態の光照射装置１は、紫外光により硬化するインクを紙などの印刷対象物に転写させて印刷する印刷機（不図示）に搭載される装置であり、後述するように印刷対象物に対向して配置され、印刷対象物に対してライン状の紫外光を出射する（図４（ａ））。本明細書においては、光照射装置１から出射されるライン状の紫外光の長手（線長）方向をＸ軸方向（第１方向）、短手（線幅）方向をＹ軸方向（第２方向）、Ｘ軸及びＹ軸と直交する方向をＺ軸方向（第３方向）と定義して説明する。図１（ａ）は、Ｙ軸方向から見たときの光照射装置１の正面図である。図１（ｂ）は、Ｚ軸方向から見たとき（図１（ａ）の下側から上側に見たとき）の光照射装置１の底面図である。図１（ｃ）は、Ｘ軸方向から見たとき（図１（ａ）の右側から左側に見たとき）の光照射装置１の側面図である。
図１に示すように、光照射装置１は、ケース１０、基台ブロック２０、ミラー部３０及びＬＥＤユニット１００を備えている。ケース１０は、基台ブロック２０、ミラー部３０及びＬＥＤユニット１００（発光ユニット）を収容するケース（筐体）であり、下面（光照射装置１の下面）に開口する開口部１０ａを有している。また、ＬＥＤユニット１００は、Ｘ軸方向に平行なライン状の紫外光を出射するユニットである（詳細は後述）。
基台ブロック２０は、ＬＥＤユニット１００を固定するための支持部材であり、ステンレス鋼等の金属によって形成されている。図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、基台ブロック２０は、Ｘ軸方向に延びる略矩形の板状の部材である。基台ブロック２０の下面の幅方向（Ｙ軸方向）の中央部には、Ｘ軸方向に延びるＬＥＤユニット１００が配置され、ネジ止めやハンダ付け等によって固着されている。
図２は、第１実施形態のＬＥＤユニット１００の構成を説明する図であり、ＬＥＤユニット１００をＺ軸方向から見たときの図である。図２に示すように、ＬＥＤユニット１００は、Ｘ軸方向に延びる矩形状の基板１０１と、基板１０１上にＸ軸方向に沿って所定間隔毎に配置された１２０個のＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子１１１（光源）とを備えている。複数のＬＥＤ素子１１１は、Ｚ軸方向に光軸の向きを揃えて配置され、基板１０１と電気的に接続されている。ＬＥＤユニット１００の基板１０１は、不図示の印刷機のＬＥＤ駆動回路に接続されており、各ＬＥＤ素子１１１には、基板１０１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１１１は、略正方形の発光面を備え、ＬＥＤ駆動回路から駆動電流の供給を受けて、インクの硬化波長（例えば、３６５ｎｍ、３８５ｎｍ、３９５ｎｍ、４０５ｎｍ）の紫外光を出射する。その結果、ＬＥＤユニット１００からはＸ軸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１１１は、略一様な光量の紫外光を出射するように各ＬＥＤ素子１１１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、Ｘ軸方向において略均一な照射強度分布を有している（詳細は後述）。なお、図２においては、ＬＥＤ素子１１１は、１つのチップ（ダイス）を有するものとして示しているが、例えば、２個（Ｘ軸方向）×２個（Ｙ軸方向）の態様で複数のチップを有するものを使用することもできる。
また、基板１０１上には、ＬＥＤ素子１１１を囲むミラー面３０１を有するミラー部３０が配置されている。ミラー部３０には、Ｘ軸方向に沿って延び、且つ、Ｚ軸方向に貫通する貫通孔３１が形成されている。貫通孔３１の上側（基台ブロック２０側）の開口において、ＬＥＤ素子１１１が貫通孔３１に露出し、貫通孔３１の下側の開口がケース１０の開口部１０ａと連通している。また、貫通孔３１の開口面積は、上側から下側に向かって漸増しており、ミラー部３０の貫通孔３１を規定する内面がミラー面３０１を構成している。ミラー面３０１は、ミラー部３０をアルミニウム等の金属で形成することや、ミラー部３０の貫通孔３１を規定する内面に光反射性薄膜を設けることにより形成することができる。ＬＥＤユニット１００から出射された紫外光は、ミラー面３０１で反射された後、集光されつつ、開口部１０ａを通って印刷対象物に向かって出射するように構成されている。なお、本実施形態では、貫通孔３１のＸ軸方向両端は、ケース１０の壁面によって覆われているが、開放されていてもよい。
本発明では、ミラー面３０１が所定の断面形状を有することに特徴を有する。図３は、第１実施形態のミラー面３０１の断面形状の特徴を説明する図である。また、図４は、第１実施形態の光照射装置１から出射される紫外光の光線を説明する光線図であり、図４（ａ）は第１実施形態の光照射装置１から出射される紫外光の光線図であり、図４（ｂ）は比較例の光照射装置１Ａから出射される紫外光の光線図である。なお、図４（ａ）において、「Ｒ」は印刷対象物が搬送される基準の照射面を示し、一点鎖線は、ＬＥＤユニット１００の光軸ＡＸを示している。また、「Ｆ１」は、光軸ＡＸが交差する照射面Ｒ上の基準の照射位置であり、「ＬＷ」は、基準の照射位置Ｆ１における紫外光の線幅を示している。
図３に示すように、ミラー部３０をＹ軸方向（第２方向）とＺ軸方向（第３方向）とによって規定される平面に沿って切断した断面において、ミラー面３０１の断面形状が、Ｙ軸方向（第２方向）を横軸ｘ、Ｚ軸方向（第３方向）を縦軸ｙとする座標における基準の放物線Ｐ（ｙ＝ａｘ２）の横軸方向正側の部分及び横軸方向負側の部分を、それぞれ原点Ｏを中心に縦軸に向かって同じ回転角度θで回転させたような曲線形状をなしている。ミラー面３０１の断面形状がこのような曲線形状であることにより、図４（ａ）に示すように、ＬＥＤユニット１００から出射された紫外光は、ミラー面３０１で反射された後、集光されつつ照射面Ｒ上に照射される。紫外光を照射面上に集光させることにより、線幅ＬＷの領域における紫外光のＹ軸方向の照射強度を、インクの硬化に必要な所定値（本実施形態では、約２Ｗ／ｃｍ２）以上に設定することができる。
これに対して、ミラー面３０１の断面形状が基準の放物線Ｐに沿った曲線形状（つまり、放物線形状）をなしていると、図４（ｂ）に示すように、ＬＥＤユニット１００から出射された紫外光は、ミラー面３０１で反射された後、集光されることなくほぼ平行光として照射面Ｒ上に照射される。このため、比較例の構成では、高強度の紫外光を出射する高価なＬＥＤ素子１１１を用いない限り、Ｙ軸方向の照射強度をインクの硬化に必要な所定値以上に設定することが困難である。
線幅ＬＷは、例えば放物線Ｐの形状、放物線Ｐの原点Ｏを中心とする回転角度θ等を設定することにより調整することができる。具体的には、放物線Ｐの方程式：ｙ＝ａｘ２において、係数ａが１〜３程度であることが好ましく、１．５〜２．５程度であることがより好ましい。また、回転角度θは、３〜１０°程度であることが好ましく、６〜８°程度であることがより好ましい。このようにして調整される線幅ＬＷは、１０〜３０ｍｍ程度（つまり、基準の照射位置Ｆ１に対して±５〜１５ｍｍ程度の範囲）であることが好ましく、１５〜２５ｍｍ程度であることがより好ましく、本実施形態では、約２０ｍｍに設定されている。また、線長ＬＬの領域は、紫外線のＸ軸方向の照射強度が、インクの硬化に必要な所定値（本実施形態では、約２Ｗ／ｃｍ２）以上の領域である。また、線長ＬＬは、印刷対象物のサイズに応じて適宜設定されるが、本実施形態においては、約６００ｍｍに設定されている。
また、ミラー面３０１の断面形状を前記のような曲線形状とすることにより、各ＬＥＤ素子１１１から出射される紫外光の一部がインクの硬化に寄与しない方向へ漏れ出る可能性を低減して、紫外光の照射強度の向上を図ることができる。かかる観点から、各ＬＥＤ素子１１１は、放物線Ｐ（ｙ＝ａｘ２）の原点Ｏから縦軸正側（つまり、Ｚ軸方向）にオフセットした位置に配置されていることが好ましい。この場合、各ＬＥＤ素子１１１の原点Ｏからのオフセット量（図３中、「Ｓ」で示す）は、３〜７ｍｍ程度であることが好ましく、４〜６ｍｍ程度であることがより好ましい。このように、各ＬＥＤ素子１１１を原点ＯからＺ軸正側にズレた位置に配置することにより、各ＬＥＤ素子１１１から出射される紫外光の大部分を効率よく取り出すことができる。
また、本実施形態の光照射装置１においては、ケース１０の端からＺ軸方向に１２０ｍｍ離れた位置（図４中、「ＷＤ１２０」と示す）におけるＸ−Ｙ平面を基準の照射面Ｒとし、印刷対象物は、不図示の印刷機の搬送装置によって基準の照射面Ｒ上をＹ軸方向に沿って搬送されるように構成されている。従って、印刷対象物が基準の照射面Ｒ上を順次搬送されることにより、ＬＥＤユニット１００から出射される紫外光が印刷対象物上を順次移動（走査）し、印刷対象物上のインクを順次硬化（定着）させる。なお、本明細書においては、ケース１０の端を基準としたＺ軸方向の距離を光照射装置１のワーキングディスタンス（ＷＤ）といい、以下、例えば、ワーキングディスタンス１２０ｍｍの位置を「ＷＤ１２０」という。
上述したように、ＬＥＤユニット１００から出射されるライン状の紫外光を印刷対象物上に集光させることによって印刷対象物上のインクを定着させることができる。ここで、インクを定着させるために必要な紫外光の照射強度の観点からは、ライン状の紫外光を印刷対象物上の所定の範囲内に集光させることが望ましい。しかし、紫外光照射の対象となる印刷対象物は、紙である場合も多く、搬送中にばたつく（すなわち、Ｚ軸方向の位置が変動する）ことも多い。このように印刷対象物の位置がＺ軸方向に変動すると（すなわち、印刷対象物が基準の照射面Ｒ上を通過しないと）、ライン状の紫外光が所定のワーキングディスタンスとは異なる位置で印刷対象物上に入射することとなり、所定の照射強度の紫外光を印刷対象物上に照射できなくなるといった問題が生じる。そして、紫外光の照射強度が、インクを定着させるために必要な照射強度に達しないと、インクの硬化状態にむらができるといった問題が発生する。そこで、本発明者は鋭意検討した結果、ミラー面３０１の断面形状を所定の曲線形状とし（つまり、放物線Ｐ（ｙ＝ａｘ２）の横軸方向正側の部分及び横軸方向負側の部分を、それぞれ原点Ｏを中心に縦軸に向かって同じ回転角度θで回転させたような曲線形状とし）、紫外光が基準の照射面Ｒ上の所定の照射幅を照射するように構成することによって、ＬＥＤユニット１００から出射されるライン状の紫外光のＹ軸方向における照射強度分布を略正規分布とすると共に、所定のワーキングディスタンス間で（例えば、ＷＤ８０とＷＤ１２０との間で）、所望する紫外線の照射強度及び照射強度分布が得られることを見出し、本発明を完成させた。
図５乃至図７は、光照射装置１から出射される紫外光の照射強度分布を示した図である。図５はＷＤ１２０の位置での紫外光の照射強度分布を示し、図６はＷＤ１００の位置での紫外光の照射強度分布を示し、図７はＷＤ８０の位置での紫外光の照射強度分布を示している。また、図５（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）は、Ｘ−Ｙ平面上の、光軸ＡＸの位置でのＸ軸方向における照射強度分布であり、横軸は光照射装置１の長手方向の中心（すなわち、紫外光の線長ＬＬ（Ｘ軸方向の長さ）の１／２の位置）を「０ｍｍ」としたときの距離であり、縦軸は単位面積当たりの紫外光の照射強度（Ｗ／ｃｍ２）である。また、図５（ｂ）、図６（ｂ）、図７（ｂ）は、Ｘ−Ｙ平面上の、光照射装置１の長手方向の中心位置（すなわち、紫外光の線長ＬＬ（Ｘ軸方向の長さ）の１／２の位置）でのＹ軸方向における照射強度分布であり、横軸は光軸ＡＸを「０ｍｍ」としたときの距離であり、縦軸は単位面積当たりの紫外光の照射強度（Ｗ／ｃｍ２）である。なお、図５乃至図７において、「α」が第１実施形態の光照射装置１から出射される紫外光の照射強度を示し、「β」が後述する第２実施形態の光照射装置２から出射される紫外光の照射強度を示し、「γ」が後述する第３実施形態の光照射装置３から出射される紫外光の照射強度を示し、「δ」が後述する第４実施形態の光照射装置４から出射される紫外光の照射強度を示している。
図５に示すように、ＷＤ１２０の位置では、紫外光の照射強度αは、Ｘ軸方向（図５（ａ））の±約３００ｍｍの範囲において、所定値（約２Ｗ／ｃｍ２）以上となり、Ｙ軸方向（図５（ｂ））の±約１０ｍｍの範囲において、所定値（約２Ｗ／ｃｍ２）以上となっている。つまり、ＷＤ１００の位置において、線長ＬＬが約６００ｍｍ、線幅ＬＷが約２０ｍｍのライン状の紫外光が照射される。
図６に示すように、ＷＤ１００の位置では、ケース１０の端から照射面までの距離が短くなるため、ＬＥＤユニット１００から出射される紫外光の照射面上の照射幅が若干広くなる（図４（ａ））。しかしながら、紫外光の照射強度αは、Ｘ軸方向（図６（ａ））の±約３００ｍｍの範囲において、所定値（約２Ｗ／ｃｍ２）以上となり、Ｙ軸方向（図６（ｂ））の±約１０ｍｍの範囲において、所定値（約２Ｗ／ｃｍ２）以上となっている。つまり、ＷＤ１００の位置において、線長ＬＬが約６００ｍｍ、線幅ＬＷが約２０ｍｍのライン状の紫外光が照射される。なお、図６（ｂ）に示すように、ＬＥＤユニット１００から出射される紫外光のＹ軸方向における照射強度分布は、ＷＤ１２０のときよりも若干ピーク強度が高くなっている。
図７に示すように、ＷＤ８０の位置では、ケース１０の端から照射面までの距離がさらに短くなるため、ＬＥＤユニット１００から出射される紫外光の照射面上の照射幅がさらに広くなる（図４（ａ））。しかしながら、紫外光の照射強度αは、Ｘ軸方向（図７（ａ））の±約３００ｍｍの範囲において、所定値（約２Ｗ／ｃｍ２）以上となり、Ｙ軸方向（図７（ｂ））の±約１０ｍｍの範囲において、所定値（約２Ｗ／ｃｍ２）以上となっている。つまり、ＷＤ８０の位置において、線長ＬＬが約６００ｍｍ、線幅ＬＷが約２０ｍｍのライン状の紫外光が照射される。なお、図７（ｂ）に示すように、ＬＥＤユニット１００から出射される紫外光のＹ軸方向における照射強度分布は、ＷＤ１００のときよりもさらにピーク強度が高くなっている。
このように、本実施形態の光照射装置１においては、ミラー面３０１の断面形状を所定の曲面形状とし（つまり、放物線Ｐ（ｙ＝ａｘ２）の横軸方向正側の部分及び横軸方向負側の部分を、それぞれ原点Ｏを中心に縦軸に向かって同じ回転角度θで回転させたような曲線形状とし）、紫外光が基準の照射面Ｒ上の所定の照射幅を照射するように構成することによって、ＬＥＤユニット１００から出射されるライン状の紫外光のＹ軸方向における照射強度分布を略正規分布とすると共に、ＷＤ８０〜ＷＤ１２０の範囲内で、所望する紫外線の照射強度及び照射強度分布を得ている。つまり、光照射装置１から出射される紫外光の照射強度分布は、ＷＤ８０〜ＷＤ１２０の範囲において、略一定となるため、紫外光照射の対象となる印刷対象物（例えば、紙）がＷＤ８０〜ＷＤ１２０の範囲でばたついたとしても、インクを定着させるために必要な照射強度の紫外光を印刷対象物に対して均一に照射することができ、インクの硬化状態は安定する（つまり、硬化状態にむらができることはない）。
次に、本発明の光照射装置の第２〜第４実施形態について、図８を参照しつつ説明する。以下、第２〜第４実施形態について前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。図８は、第２〜第４実施形態の光照射装置２〜４から出射される紫外光の光線図である。
（第２実施形態）
第２実施形態では、ＬＥＤユニット１００Ａの構成が異なること以外は、第１実施形態と同様である。すなわち、第２実施形態の光照射装置２のＬＥＤユニット１００Ａは、図８（ａ）に示すように、各ＬＥＤ素子１１１を覆うように基板１０１上に配置された封止レンズ１１３を有している。封止レンズ１１３は、例えば光学ガラスや光透過性樹脂（シリコーン樹脂）で形成された砲弾型又は半球状の部材であり、ＬＥＤ素子１１１の表面に密着して配置されてＬＥＤ素子１１１を封止すると共に、ＬＥＤ素子１１１から拡散しながら入射される紫外光を所定の拡がり角の光に整形し、紫外光の取出し効率を高めるよう機能する。なお、図５乃至図７において、「β」が第２実施形態の光照射装置１から出射される紫外光の照射強度を示している。
第２実施形態の光照射装置２では、図５乃至図７に示すように、ＷＤ８０〜ＷＤ１２０のいずれの位置においても、紫外光の照射強度βは、Ｘ軸方向（図５（ａ）乃至図７（ａ））の±約３００ｍｍの範囲において、所定値（約２Ｗ／ｃｍ２）以上となり、Ｙ軸方向（図５（ｂ）乃至図７（ｂ））の±約１０ｍｍの範囲において、所定値（約２Ｗ／ｃｍ２）以上となっている。つまり、ＷＤ８０〜ＷＤ１２０のいずれの位置においても、線長ＬＬが約６００ｍｍ、線幅ＬＷが約２０ｍｍのライン状の紫外光が照射される。なお、第２実施形態では、封止レンズ１１３の存在により紫外光の取出し効率が向上しているため、紫外光の照射強度βは、第１実施形態の紫外光の照射強度αより高く維持されている。
（第３実施形態）
第３実施形態では、ミラー面３０１Ａの断面形状が異なること以外は、第１実施形態と同様である。図９は、第３実施形態のミラー面３０１Ａの断面形状の特徴を説明する図である。すなわち、第３実施形態の光照射装置３では、ミラー面３０１Ａは、第１実施形態のミラー面３０１（回転後の基準の放物線Ｐ）の横軸方向正側の部分及び横軸方向負側の部分のそれぞれを横軸（Ｙ軸方向）に沿って、所定の距離Ｔだけ横軸（Ｙ軸方向）側に移動させたような形状となっている。第３実施形態のミラー面３０１Ａによれば、紫外光を照射面上のより狭い領域に集光させることができるため、線幅ＬＷの領域における紫外光のＹ軸方向における照射強度がより高くなる。なお、所定の距離Ｔは、０．５〜４ｍｍ程度であることが好ましく、１〜３ｍｍ程度であることがより好ましい。これにより、紫外光を照射面上のより狭い領域に確実に集光させることができる。なお、図５乃至図７において、「γ」が第３実施形態の光照射装置１から出射される紫外光の照射強度を示している。
第３実施形態の光照射装置３では、図５乃至図７に示すように、ＷＤ８０〜ＷＤ１２０のいずれの位置においても、紫外光の照射強度γは、Ｘ軸方向（図５（ａ）乃至図７（ａ））の±約３００ｍｍの範囲において、所定値（約２Ｗ／ｃｍ２）以上となり、Ｙ軸方向（図５（ｂ）乃至図７（ｂ））の±約１０ｍｍの範囲において、所定値（約２Ｗ／ｃｍ２）以上となっている。つまり、ＷＤ８０〜ＷＤ１２０のいずれの位置においても、線長ＬＬが約６００ｍｍ、線幅ＬＷが約２０ｍｍのライン状の紫外光が照射される。なお、第３実施形態では、紫外光を照射面上のより狭い領域に集光させるため、紫外光の照射強度γは、第１実施形態の紫外光の照射強度αより遥かに高く維持されている。
（第４実施形態）
第４実施形態では、ＬＥＤユニット１００Ａの構成及びミラー面３０１Ａの断面形状が異なること以外は、前記第１実施形態と同様である。すなわち、第４実施形態の光照射装置４では、各ＬＥＤ素子１１１が第２実施形態と同様の封止レンズ１１３で覆われ、且つ、第３実施形態と同様のミラー面３０１Ａを備えている。従って、第４実施形態の光照射装置４では、第３実施形態の光照射装置１より紫外光の取出し効率が高くなっている。なお、図５乃至図７において、「δ」が第４実施形態の光照射装置１から出射される紫外光の照射強度を示している。
第４実施形態の光照射装置４では、図５乃至図７に示すように、ＷＤ８０〜ＷＤ１２０のいずれの位置においても、紫外光の照射強度γは、Ｘ軸方向（図５（ａ）乃至図７（ａ））の±約３００ｍｍの範囲において、所定値（約２Ｗ／ｃｍ２）以上となり、Ｙ軸方向（図５（ｂ）乃至図７（ｂ））の±約１０ｍｍの範囲において、所定値（約２Ｗ／ｃｍ２）以上となっている。つまり、ＷＤ８０〜ＷＤ１２０のいずれの位置においても、線長ＬＬが約６００ｍｍ、線幅ＬＷが約２０ｍｍのライン状の紫外光が照射される。なお、第４実施形態では、ＬＥＤユニット１００Ａから出射される紫外光の照射強度分布は、第３実施形態よりも若干ピーク強度が高くなる。
以上が本発明の各実施形態の説明であるが、本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。
例えば、各実施形態においては、ＷＤ１２０の位置を基準の照射面Ｒとし、印刷対象物である紙のばたつき範囲をＷＤ８０〜ＷＤ１２０の範囲と想定し、ＷＤ８０〜ＷＤ１２０の範囲で均一な紫外光を照射できるように構成したが、ワークディスタンスの範囲は、これに限定されるものではなく、仕様に応じて適宜変更することができる。
また、基板１０１上には、複数のＬＥＤ素子１１１がＸ軸方向に沿って１列で配置されていたが、このような構成に限定されるものではなく、このような列をＹ軸方向に沿って複数設けるようにしてもよい。
また、本実施形態の光照射装置１は、紫外光により硬化するインクを紙などの印刷対象物に転写させて印刷する印刷機に搭載される装置であるとしたが、例えば、オンマンドレルＵＶ硬化装置等、他の用途に適用することができる。
なお、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１、２、３、４ 光照射装置
１Ａ 光照射装置（比較例）
１０ ケース
１０ａ 開口部
２０ 基台ブロック
３０ ミラー部
３０１、３０１Ａ ミラー面
３１ 貫通孔
１００、１００Ａ ＬＥＤユニット
１１１ ＬＥＤ素子
１１３ 封止レンズ

Claims (9)

  1. 基準の照射面上の所定の照射位置に、第１方向に延び、且つ、前記第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装置であって、
    基板と、前記基板上に前記第１方向に沿って所定間隔毎に並べられ、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配置された複数の光源と、を有する発光ユニットと、
    該発光ユニットから照射された光を反射させて前記照射位置に集光するミラー面を有するミラー部と、
    を備え、
    前記ミラー部を前記第２方向と前記第３方向とで規定される平面に沿って切断した断面において、前記ミラー面の断面形状が、前記第２方向を横軸ｘ、前記第３方向を縦軸ｙとする座標における放物線ｙ＝ａｘ２（ａは、係数）の横軸方向正側の部分及び横軸方向負側の部分を、それぞれ原点を中心に前記縦軸に向かって同じ回転角度θで回転させた曲線形状をなしていることを特徴とする光照射装置。
  2. 前記放物線の係数ａが１〜３であることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
  3. 前記回転角度θは、３〜１０°であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光照射装置。
  4. 前記曲線形状は、さらに、前記回転後の放物線の前記横軸方向正側の部分及び前記横軸方向負側の部分のそれぞれを前記横軸に沿って前記縦軸側に移動させた形状であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光照射装置。
  5. 前記回転後の放物線の前記横軸正側の部分及び前記横軸負側の部分のそれぞれの前記縦軸側への移動距離は、０．５〜４ｍｍであることを特徴とする請求項４に記載の光照射装置。
  6. 前記光源は、前記原点から前記第３方向にオフセットした位置に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光照射装置。
  7. 前記光源の前記原点からのオフセット量は、３〜７ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載の光照射装置。
  8. 前記発光ユニットは、前記各光源を覆うように前記基板上に配置された封止レンズを有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光照射装置。
  9. 前記光が、紫外線硬化樹脂に作用する波長の光であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の光照射装置。
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