(57)【要約】【課題】基板にマーキング等を施すことなく、レンズの直下に位置するＬＥＤの種類を特定することが可能な発光装置を提供すること。【解決手段】発光装置が、基板と、基板上に配置されたＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子の光路上に配置されるレンズと、を備え、レンズは、該レンズの出射面の中心部において、該レンズの光軸方向に突出するように形成された凸部を有する。【選択図】図２
2018174183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置されたＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子の光路上に配置されるレンズと、
を備え、
前記レンズは、該レンズの出射面の中心部において、該レンズの光軸方向に突出するように形成された凸部を有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記レンズは、前記光軸と垂直な方向の断面が略円形の半球状、又は前記光軸と垂直な方向の断面が略楕円形の半楕円球状の形状を呈していることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記レンズは、前記光軸方向から見たときの、前記レンズの最大径をΦとし、前記凸部の外接円の径をｄとしたときに、以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
ｄ／Φ≦０．５０  ｄ≧０．３・・・  （１）
【請求項４】
前記レンズは、前記光軸と垂直な方向の断面が略円形又は略楕円形の砲弾型の形状を呈していることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記レンズは、前記光軸方向から見たときの、前記レンズの最大径をΦとし、前記レンズの光軸方向の高さをＴとしたときに、以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
０．３１≦Ｔ／Φ≦０．９０  ・・・  （２）
【請求項６】
前記ＬＥＤ素子は、前記光軸方向から見たときに、略矩形の形状を呈し、
前記レンズは、前記ＬＥＤ素子の長辺の長さをｓとしたときに、以下の条件式（３）を満たすことを特徴とする請求項３又は請求項５に記載の発光装置。
０．１０≦ｓ／Φ≦０．６０  ・・・  （３）
【請求項７】
前記凸部は、前記光軸方向から見たときに、略円形、略楕円形又は略多角形になるように突出していることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記ＬＥＤ素子が、前記レンズによって封止されてい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発光装置。
【請求項９】
前記ＬＥＤ素子から出射される光が、紫外線硬化樹脂を硬化させる紫外域の波長を含む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発光装置。
【請求項１０】
基板と、
Ｍ個（Ｍは１以上の整数）を一単位として、前記基板上に配置された複数のＬＥＤ素子と、
前記Ｍ個のＬＥＤ素子ごとに、光路上に配置された複数のレンズと、
を備え、
前記各レンズは、該レンズの出射面の中心部において、該レンズの光軸方向に突出するように形成された凸部を有することを特徴とする光照射モジュール。
【請求項１１】
前記複数のＬＥＤ素子は、特性の異なるＮ種類（Ｎは２以上の整数）のＬＥＤ素子から成り、
前記凸部の形状が、前記ＬＥＤ素子の種類に応じて異なることを特徴とする請求項１０に記載の光照射モジュール。
【請求項１２】
前記特性が、前記複数のＬＥＤ素子の発光波長であることを特徴とする請求項１１に記載の光照射モジュール。
【請求項１３】
前記レンズは、前記光軸と垂直な方向の断面が略円形の半球状、又は前記光軸と垂直な方向の断面が略楕円形の半楕円球状の形状を呈していることを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載の光照射モジュール。
【請求項１４】
前記レンズは、前記光軸方向から見たときの、前記レンズの最大径をΦとし、前記凸部の外接円の径をｄとしたときに、以下の条件式（４）を満たすことを特徴とする請求項１３に記載の光照射モジュール。
ｄ／Φ≦０．５０  ｄ≧０．３・・・  （４）
【請求項１５】
前記レンズは、前記光軸と垂直な方向の断面が略円形又は略楕円形の砲弾型の形状を呈していることを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載の光照射モジュール。
【請求項１６】
前記レンズは、前記光軸方向から見たときの、前記レンズの最大径をΦとし、前記レンズの光軸方向の高さをＴとしたときに、以下の条件式（５）を満たすことを特徴とする請求項１５に記載の光照射モジュール。
０．３１≦Ｔ／Φ≦０．９０  ・・・  （５）
【請求項１７】
前記Ｍ個のＬＥＤ素子は、前記光軸方向から見たときに、略矩形の領域に配置され、
前記レンズは、前記領域の長辺の長さをｓとしたときに、以下の条件式（６）を満たすことを特徴とする請求項１４又は請求項１６に記載の光照射モジュール。
０．１０≦ｓ／Φ≦０．６０  ・・・  （６）
【請求項１８】
前記凸部は、前記光軸方向から見たときに、略円形、略楕円形又は略多角形になるように突出していることを特徴とする請求項１０から請求項１７のいずれか一項に記載の光照射モジュール。
【請求項１９】
前記Ｍ個のＬＥＤ素子が、前記レンズによって封止されていることを特徴とする請求項１０から請求項１８のいずれか一項に記載の光照射モジュール。
【請求項２０】
前記Ｍ個のＬＥＤ素子から出射される光が、紫外線硬化樹脂を硬化させる紫外域の波長を含むことを特徴とする請求項１０から請求項１９のいずれか一項に記載の光照射モジュール。
【請求項２１】
請求項１０から請求項２０のいずれか一項に記載の光照射モジュールを複数備えることを特徴とする光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）の光路上にレンズを備えた発光装置と、複数のＬＥＤの各光路上にレンズを備えた光照射モジュールと、該光照射モジュールを複数備えた光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＦＰＤ（Flat Panel Display）周りの接着剤として用いられる紫外線硬化樹脂や、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を硬化させるために、紫外光照射装置が用いられている。
【０００３】
紫外光照射装置としては、従来、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、環境規制の要請から、従来の放電ランプに替えて、ＬＥＤ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（例えば、特許文献１、２）。
【０００４】
特許文献１に記載の紫外光照射装置は、紫外線硬化型インクを使用するオフセット印刷装置やインクジェット印刷装置などの印刷装置に組み込まれて、紫外線硬化型インクを硬化させる光照射モジュール（紫外光照射装置）であって、複数の開口部を有する基板と、基板の各開口部内に配置された複数の発光素子（ＬＥＤ）と、各開口部内に充填され、発光素子を被覆する複数の封止材と、各発光素子の上方（つまり、光路上）に配置され、各発光素子から出射される光を集光する複数のレンズと、からなる光照射デバイスを複数備えている。そして、照射対象物の幅方向に一列に並んで配置された複数の光照射デバイスが、照射対象物に対して相対的に移動することで、照射対象物上の紫外線硬化樹脂が硬化するように構成されている。
【０００５】
また、このような紫外線硬化樹脂を硬化させる用途においては、紫外線硬化樹脂が酸素阻害の影響を受けやすいことから、酸素阻害の影響を小さくするために、照射対象物の移動方向の上流側に発光波長の短いＬＥＤを配置し、下流側に発光波長の長いＬＥＤを配置することも提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−０９００５５号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４４７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、特許文献２の光照射デバイスにおいては、基板上に複数種類のＬＥＤを備えるが、各ＬＥＤの上方に一旦レンズが取り付けられてしまうと、その後は、その直下に位置するＬＥＤの種類を特定することができなくなるといった問題があった。
【０００８】
また、特許文献２の構成のように、複数種類のＬＥＤを基板上に非対称に配置すると、光照射デバイスに方向性ができてしまうといった問題がある。つまり、照射対象物の移動方向の上流側に発光波長の短いＬＥＤが配置され、下流側に発光波長の長いＬＥＤが配置されるように、光照射デバイスの向きを確認しながら装置本体に組み込む必要がある。
【０００９】
光照射デバイスの向きを確認するためには、基板の一部分に切欠を設けたり、基板表面にマーキングを施す等、方向識別マークを付すのが一般的である。しかしながら、基板の一部分に切欠を設けたり、マーキングを施すためには、基板自体にそれ専用のスペースを設ける必要があるため、基板サイズ、装置サイズが大きくなってしまうといった問題があった。
【００１０】
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、基板にマーキング等を施すことなく、レンズの直下に位置するＬＥＤの種類を特定することが可能な発光装置を提供することである。また、基板にマーキング等を施すことなく、方向性を視認可能な光照射モジュールと、それを備えた光照射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の発光装置は、基板と、基板上に配置されたＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子の光路上に配置されるレンズと、を備え、レンズは、該レンズの出射面の中心部において、レンズの光軸方向に突出するように形成された凸部を有することを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、凸部を識別マークとして使用することができ、凸部の形状から、レンズの直下に位置するＬＥＤ素子の種類を特定することができる。
【００１３】
また、レンズは、光軸と垂直な方向の断面が略円形の半球状、又は光軸と垂直な方向の断面が略楕円形の半楕円球状の形状を呈していることが望ましい。また、この場合、レンズは、光軸方向から見たときの、レンズの最大径をΦとし、凸部の外接円の径をｄとしたときに、以下の条件式（１）を満たすように構成することが望ましい。
ｄ／Φ≦０．５０  ｄ≧０．３・・・  （１）
【００１４】
また、レンズは、光軸と垂直な方向の断面が略円形又は略楕円形の砲弾型の形状を呈していることが望ましい。また、この場合、レンズは、光軸方向から見たときの、レンズの最大径をΦとし、レンズの光軸方向の高さをＴとしたときに、以下の条件式（２）を満たすように構成することが望ましい。
０．３１≦Ｔ／Φ≦０．９０  ・・・  （２）
【００１５】
また、ＬＥＤ素子は、光軸方向から見たときに、略矩形の形状を呈し、レンズは、ＬＥＤ素子の長辺の長さをｓとしたときに、以下の条件式（３）を満たすように構成することができる。
０．１０≦ｓ／Φ≦０．６０  ・・・  （３）
【００１６】
また、凸部は、光軸方向から見たときに、略円形、略楕円形又は略多角形になるように突出していることが望ましい。
【００１７】
また、ＬＥＤ素子が、レンズによって封止されていることが望ましい。
【００１８】
また、ＬＥＤ素子から出射される光が、紫外線硬化樹脂を硬化させる紫外域の波長を含むことが望ましい。
【００１９】
また別の観点からは、本発明の光照射モジュールは、基板と、Ｍ個（Ｍは１以上の整数）を一単位として、基板上に配置された複数のＬＥＤ素子と、Ｍ個のＬＥＤ素子ごとに、光路上に配置された複数のレンズと、を備え、各レンズは、該レンズの出射面の中心部において、該レンズの光軸方向に突出するように形成された凸部を有することを特徴とする。また、この場合、複数のＬＥＤ素子は、特性の異なるＮ種類（Ｎは２以上の整数）のＬＥＤ素子から成り、凸部の形状が、ＬＥＤ素子の種類に応じて異なるように構成することができる。またこの場合、特性が、複数のＬＥＤ素子の発光波長であることが望ましい。このような構成によれば、光照射モジュールに方向性がある場合でも、凸部の形状の違いから、光照射モジュールの方向性を認識することができる。
【００２０】
また、光照射モジュールのレンズは、光軸と垂直な方向の断面が略円形の半球状、又は光軸と垂直な方向の断面が略楕円形の半楕円球状の形状を呈していることが望ましい。また、この場合、レンズは、光軸方向から見たときの、レンズの最大径をΦとし、凸部の外接円の径をｄとしたときに、以下の条件式（４）を満たすことが望ましい。
ｄ／Φ≦０．５０  ｄ≧０．３・・・  （４）
【００２１】
また、光照射モジュールのレンズは、光軸と垂直な方向の断面が略円形又は略楕円形の砲弾型の形状を呈していることが望ましい。また、この場合、レンズは、光軸方向から見たときの、レンズの最大径をΦとし、レンズの光軸方向の高さをＴとしたときに、以下の条件式（５）を満たすことが望ましい。
０．３１≦Ｔ／Φ≦０．９０  ・・・  （５）
【００２２】
また、光照射モジュールのＭ個のＬＥＤ素子は、光軸方向から見たときに、略矩形の領域に配置され、レンズは、領域の長辺の長さをｓとしたときに、以下の条件式（６）を満たすことが望ましい。
０．１０≦ｓ／Φ≦０．６０  ・・・  （６）
【００２３】
また、光照射モジュールの凸部は、光軸方向から見たときに、略円形、略楕円形又は略多角形になるように突出していることが望ましい。
【００２４】
また、光照射モジュールのＭ個のＬＥＤ素子が、レンズによって封止されていることが望ましい。
【００２５】
また、光照射モジュールのＭ個のＬＥＤ素子から出射される光が、紫外線硬化樹脂を硬化させる紫外域の波長を含むことが望ましい。
【００２６】
また別の観点からは、本発明の光照射装置は、上述の光照射モジュールを複数備えることができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明によれば、基板にマーキング等を施すことなく、レンズの直下に位置するＬＥＤの種類を特定することが可能な発光装置が実現される。また、基板にマーキング等を施すことなく、方向性を視認可能な光照射モジュールと、それを備えた光照射装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の構成を示す平面図である。
【図２】図２は、図１のＡ部の詳細を説明する拡大図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置が備えるＬＥＤ素子のサイズｓと封止レンズのレンズ径Φとの関係を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置が備える封止レンズのレンズ径Φと凸部の径ｄとの関係を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の封止レンズを射出成形にて成形する様子を説明する概略図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の光照射モジュールの変形例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態に係る光照射装置の構成を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態に係る光照射装置が備える封止レンズのレンズ径Φと高さＴとの関係を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施形態に係る光照射装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
［第１の実施形態］
（光照射装置１の構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置１の構成を示す平面図である。また、図２は、図１のＡ部の詳細を説明する拡大図であり、図２（ａ）は、拡大平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。本実施形態の光照射装置１は、オフセット印刷装置やインクジェット印刷装置などの印刷装置に組み込まれてライン状の紫外光を出射し、照射対象物上の紫外線硬化型インクを硬化させる装置であり、図１に示すように、複数の光照射モジュール１００等から構成されている。以下、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、短手方向（つまり、図１の上下方向）をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸と直交する方向をＺ軸方向と定義して説明する。なお、一般に、紫外光とは、波長４００ｎｍ以下の光を意味するものとされているが、本明細書において、紫外光とは、紫外線硬化樹脂を硬化させることが可能な波長（例えば、波長２５０〜４２０ｎｍ）の光を意味するものとする。
【００３１】
（光照射モジュール１００の構成）
図１、図２に示すように、本実施形態の光照射装置１は、Ｘ軸方向に並べて配置された２つの光照射モジュール１００を備えている。また、各光照射モジュール１００は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な矩形状の基板１０２と、基板１０２上に配置された３種類の複数のＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０と、各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０の光路上にそれぞれ配置された複数の封止レンズ１１５、１２５、１３５と、を備えている。
【００３２】
各光照射モジュール１００の基板１０２は、熱伝導率の高い材料（例えば、窒化アルミニウム）で形成された矩形状配線基板であり、図１に示すように、その表面には５個（Ｘ軸方向）×３列（Ｙ軸方向）の態様で、正方形状のＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０がＣＯＢ（Chip On Board）実装されている。より具体的には、基板１０２のＹ軸正方向側のエリア１０２Ａには、Ｘ軸方向に沿って５個のＬＥＤ素子１１０が所定のピッチ（例えば、３．０ｍｍ）で一列に並んで配置されている。また、基板１０２の表面のＹ軸負方向側のエリア１０２Ｃには、Ｘ軸方向に沿って５個のＬＥＤ素子１３０が所定のピッチで一列に並んで配置され、基板１０２の表面の略中央部のエリア１０２Ｂには、ＬＥＤ素子１２０が、所定のピッチで一列に並んで配置されている。なお、本実施形態においては、ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０のＹ軸方向のピッチ（間隔）は、Ｘ軸方向のピッチと略等しくなるように設定されており、ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０は、正方格子状に配置されている。
【００３３】
基板１０２上には、各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０に電力を供給するためのアノードパターン（不図示）及びカソードパターン（不図示）が形成されており、各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０は、アノードパターン及びカソードパターンにそれぞれ電気的に接続されている。各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０には、一般的な駆動回路から駆動電流が供給されるようになっている。各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０に駆動電流が供給されると、各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０からは駆動電流に応じた光量の紫外光が出射され、照射対象物の所定のエリアに紫外光が照射される。なお、本実施形態のＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０は、発光波長がそれぞれ異なり、ＬＥＤ素子１１０からは波長３６５ｎｍの紫外光が出射され、ＬＥＤ素子１２０からは波長３８５ｎｍの紫外光が出射され、ＬＥＤ素子１３０からは波長４０５ｎｍの紫外光が出射されるようになっている。
【００３４】
また、図１に示すように、本実施形態においては、２個の光照射モジュール１００がＸ軸方向に並べて配置されており、各光照射モジュール１００から出射される３つの波長の紫外光がそれぞれＸ軸方向に連続するように構成されている。また、本実施形態の各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０は、略一様な光量の紫外光を出射するように、それぞれ駆動電流が調整されており、２個の光照射モジュール１００から出射される３つの波長の紫外光は、それぞれＸ軸方向において略均一な光量分布を有している。
【００３５】
図２に示すように、封止レンズ１１５、１２５、１３５は、各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０の光軸１１０ｘ、１２０ｘ、１３０ｘと共通の光軸を有するように、各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０の光路上に配置され、ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０を封止すると共に、各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０から出射される紫外光に指向性を付与するレンズ部材である。封止レンズ１１５、１２５、１３５には、光透過性を有する樹脂材料が用いられており、各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０を封止することにより、外部からの水分の浸入を抑制したり、外部からの衝撃を吸収し、ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０を良好に保護する。なお、本実施形態の封止レンズ１１５、１２５、１３５には、例えば、２液混合の熱硬化タイプの樹脂を使用することができ、より具体的には、東レダウコーニング社製：ＪＣＲ−６１４０、ＯＥ６０８５、信越化学社製：ＬＰＳ３４１９、モメンティブ社製：ＩＶＳ４６２２等を採用することができる。
【００３６】
本実施形態の封止レンズ１１５、１２５、１３５は、それぞれ、光軸１１０ｘ、１２０ｘ、１３０ｘと垂直な方向の断面が略円形の半球状の形状を呈しており、各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０から出射された紫外光が、封止レンズ１１５、１２５、１３５を通過する構成となっている。また、各封止レンズ１１５、１２５、１３５の出射面１１５ａ、１２５ａ、１３５ａの略中心部（つまり、頂点部）には、Ｚ軸方向（光軸方向）に突出する、凸部１１５ｂ、１２５ｂ、１３５ｂが形成されている。凸部１１５ｂ、１２５ｂ、１３５ｂは、それぞれ各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０を識別するための識別マークとして機能する部位であり、図２（ａ）において破線で示すように、本実施形態においては、凸部１１５ｂは四角柱状に突出し、凸部１２５ｂは三角柱状に突出し、また凸部１３５ｂは円柱状に突出している。
【００３７】
このように、本実施形態においては、封止レンズ１１５、１２５、１３５が、識別マークとして機能する凸部１１５ｂ、１２５ｂ、１３５ｂを有しているため、封止レンズ１１５、１２５、１３５が取り付けられた後であっても、凸部１１５ｂ、１２５ｂ、１３５ｂの形状から、その直下に位置するＬＥＤの種類を特定することができるようになっている。また、本実施形態の光照射モジュール１００は、Ｙ軸方向において、波長の異なる３種類のＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０を有するため、Ｙ軸方向において非対称となり、方向性を有するものとなるが、凸部１１５ｂ、１２５ｂ、１３５ｂの形状の違いから、光照射モジュール１００の方向性を認識することができる。従って、光照射モジュール１００の取り付け工程において、光照射モジュール１００の取り付け姿勢（つまり、向き）を間違えることもない。
【００３８】
また、本実施形態の凸部１１５ｂ、１２５ｂ、１３５ｂは、出射面１１５ａ、１２５ａ、１３５ａの頂点部に形成されるものであるが、封止レンズ１１５、１２５、１３５の特性（つまり、封止レンズ１１５、１２５、１３５から出射される紫外光の光量等）に殆ど影響しないようになっている。図３及び図４は、本実施形態の凸部１１５ｂ、１２５ｂ、１３５ｂの影響を検討するにあたって、本発明の発明者が行ったシミュレーションの結果を示す図である。なお、本実施形態においては、ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０が同形同サイズであり、また封止レンズ１１５、１２５、１３５が同形同サイズであるため、図３及び図４においては、ＬＥＤ素子１１０と封止レンズ１１５について、代表してシミュレーションを行っている。
【００３９】
図３は、ＬＥＤ素子１１０のＸ軸方向及びＹ軸方向のサイズ（つまり、一辺の長さ）ｓと封止レンズ１１５のレンズ径Φ（つまり、光軸１１０ｘ方向から見たときの、封止レンズ１１５の最大径）との関係を示す図であり、図３（ａ）は、封止レンズ１１５のレンズ径Φに対するＬＥＤ素子１１０のサイズｓ（つまり、ｓ／Φ）と積算光量との関係を示すグラフであり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のシミュレーションモデルを示す図である。なお、図３（ａ）において、縦軸は、封止レンズ１１５がない場合の積算光量を基準としたときの相対値である。
【００４０】
図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）のシミュレーションにおいては、封止レンズ１１５が半球状であるものとし、封止レンズ１１５のレンズ径Φを３ｍｍ、封止レンズ１１５の高さＴを１．５ｍｍとし、ＬＥＤ素子１１０のサイズｓを０．１０〜２．１０ｍｍの範囲で変化させて、ＬＥＤ素子１１０の出射面から積算光量を評価する評価面までの距離ＷＤ：５ｍｍの位置における積算光量をシミュレーションしている。なお、封止レンズ１１５のレンズ径Φとは、封止レンズ１１５の光軸（つまり、ＬＥＤ素子１１０の光軸１１０ｘ）を中心とする直径であり、本実施形態においては、基板１０２上（つまり、ＸＹ平面上）での直径を意味している。
【００４１】
図３（ａ）に示すように、ｓ／Φが大きくなると（つまり、封止レンズ１１５のレンズ径Φに対してＬＥＤ素子１１０のサイズｓが大きくなると）、積算光量が低下する。このため、積算光量（相対値）：９５％以上を維持するためには（つまり、積算光量に影響しないＬＥＤ素子１１０のサイズｓと封止レンズ１１５のレンズ径Φとの関係は）、以下の条件式（１）を満たす必要があることがわかる。
０．１０≦ｓ／Φ≦０．６０  ・・・  （１）
【００４２】
図４は、封止レンズ１１５のレンズ径Φと凸部１１５ｂの径ｄとの関係を示す図であり、図４（ａ）は、封止レンズ１１５のレンズ径Φに対する凸部１１５ｂの径ｄと積算光量との関係を示すグラフであり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のシミュレーションモデルを示す図である。なお、図４（ａ）において、縦軸は、封止レンズ１１５の出射面１１５ａが略球面の場合の積算光量を基準としたときの相対値である。
【００４３】
図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）のシミュレーションにおいては、封止レンズ１１５が半球状であるものとし、封止レンズ１１５のレンズ径Φを３ｍｍ、封止レンズ１１５の高さＴを１．５ｍｍ、ＬＥＤ素子１１０のサイズｓを１ｍｍとし、凸部１１５ｂの径ｄを０．５０〜３．００ｍｍの範囲で変化させて、ＬＥＤ素子１１０の出射面から積算光量を評価する評価面までの距離ＷＤ：５ｍｍの位置における積算光量をシミュレーションしている。なお、本実施形態の凸部１１５ｂは、四角柱状のものであるが、凸部１１５ｂがレンズ径Φに対して十分小さければ、その形状が積算光量に殆ど影響しないことから、本実施形態においては、凸部１１５ｂが円柱状のものであるとしてシミュレーションしている。つまり、凸部１１５ｂの径ｄとは、封止レンズ１１５の光軸（つまり、ＬＥＤ素子１１０の光軸１１０ｘ）を中心とする、凸部１１５ｂの外接円の直径を意味している。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、ｄ／Φ（つまり、封止レンズ１１５のレンズ径Φに対する凸部１１５ｂの径ｄ）が０．５０よりも大きくなると、積算光量が低下するのがわかる。このため、積算光量に影響しない封止レンズ１１５のレンズ径Φと凸部１１５ｂの径ｄとの関係は、以下の条件式（２）を満たす必要があることがわかる。
ｄ／Φ≦０．５０  ｄ≧０．３・・・  （２）
なお、凸部１１５ｂは、識別マークとして機能するものであるため、視認性の観点から、条件式（２）において、ｄの下限値は、０．３としている。
【００４５】
このように、本実施形態の凸部１１５ｂ、１２５ｂ、１３５ｂは、条件式（２）を満たすように構成されており、封止レンズ１１５、１２５、１３５の特性（つまり、封止レンズ１１５、１２５、１３５から出射される紫外光の光量等）に殆ど影響しないようになっている。
【００４６】
（封止レンズ１１５、１２５、１３５の成形方法）
次に、本実施形態の封止レンズ１１５、１２５、１３５の成形方法について説明する。本実施形態の封止レンズ１１５、１２５、１３５の成形方法としては、射出成形、真空成形、圧縮成形等、熱硬化が可能な周知の方法を適用することができる。
【００４７】
図５は、本実施形態の封止レンズ１１５、１２５、１３５を射出成形にて成形する様子を説明する概略図である。図５に示すように、封止レンズ１１５、１２５、１３５を成形する金型５００は、各封止レンズ１１５、１２５、１３５の成形面５１１、５１２、５１３が形成されたキャビティ５１０と、基板１０２を収容するコア５２０とで構成されている。
【００４８】
封止レンズ１１５、１２５、１３５の成形工程においては、先ずは、ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０が実装された基板１０２をコア５２０にセットする。そして、コア５２０とキャビティ５１０とを合わせ、両者をねじ止めし、両者の継ぎ目部分をシール材等でシールする。次いで、キャビティ５１０とコア５２０との間に形成された樹脂充填口５１５から樹脂材料を注入する。そして、金型５００を樹脂の硬化温度（例えば、１５０℃）に加熱し、硬化させる。そして、硬化後、コア５２０とキャビティ５１０とを外し、離型させることによって、封止レンズ１１５、１２５、１３５が得られる（つまり、光照射モジュール１００が完成する）。
【００４９】
以上が本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内において様々な変形が可能である。
【００５０】
例えば、本実施形態においては、封止レンズ１１５、１２５、１３５が、識別マークとして機能する凸部１１５ｂ、１２５ｂ、１３５ｂを有するものとして説明したが、このような構成に限定されるものではない。例えば、各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０の光路中に一般的な集光レンズを設け、該集光レンズの出射面上に識別マークとして機能する凸部を設けることもできる。
【００５１】
また、本実施形態においては、凸部１１５ｂは四角柱状に突出し、凸部１２５ｂは三角柱状に突出し、また凸部１３５ｂは円柱状に突出しているとしたが、凸部の形状はこれらに限定されるものではなく、条件式（２）を満たす範囲で様々な形状とすることができる。つまり、凸部１１５ｂ、１２５ｂ、１３５ｂを、それぞれ直径ｄの円に内接し、形状の異なる多角形状または長辺の直径がｄの楕円状に形成することができる。また、各凸部１１５ｂ、１２５ｂ、１３５ｂは、必ずしも柱状である必要はなく、例えば、円錐や円錐台のように、徐々に外径が細くなる（又は太くなる）形状とすることもできる。
【００５２】
また、本実施形態の封止レンズ１１５、１２５、１３５は、それぞれ、光軸１１０ｘ、１２０ｘ、１３０ｘと垂直な方向の断面が略円形の半球状の形状を呈しているとしたが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、光軸１１０ｘ、１２０ｘ、１３０ｘと垂直な方向の断面が略楕円形の半楕円球状のものとすることもできる。なお、この場合、光軸１１０ｘ、１２０ｘ、１３０ｘの方向から見たときの、各封止レンズ１１５、１２５、１３５の最大径（つまり、楕円形状の封止レンズ１１５、１２５、１３５の長軸）をΦとして、上記条件式（１）及び（２）を適用することができる。
【００５３】
また、本実施形態においては、各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０が正方形状であるものとして説明したが、Ｘ軸方向とＹ軸方向のサイズが異なる矩形状のものであってもよい。なお、この場合、各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０の長辺の長さをｓとして、上記条件式（１）を適用することができる。
【００５４】
また、本実施形態の光照射装置１は、オフセット印刷装置やインクジェット印刷装置などの印刷装置に組み込まれてライン状の紫外光を出射するものとして説明したが、このような用途に限定されるものではなく、本発明の光照射装置１を、紫外線硬化や殺菌の用途に用いることもできる。また、光照射装置１は、可視光を出射するように構成することができる。また、本実施形態の光照射装置１は、所定のスポット又は所定のエリアを照明するものとして構成することもできる。
【００５５】
また、本実施形態の光照射装置１は、２つの光照射モジュール１００を備える構成としたが、このような構成に限定されるものではない。例えば、１つの光照射モジュール１００を備える構成としてもよく、また、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の光照射モジュール１００を備える構成としてもよい。
【００５６】
また、本実施形態のＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０は、それぞれ波長が異なるものとして説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではなく、例えば、ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０は、それぞれ、素子のピッチ、素子のサイズ、素子の配列（正方格子等）、素子の種類（Ｖチップ、Ｈチップ、フリップチップ等）、発光出力、順方向電圧のランク、光出力ランク等、仕様や特性、又は配置が異なるものであってもよい。この場合、封止レンズ１１５、１２５、１３５の凸部１１５ｂ、１２５ｂ、１３５ｂは、仕様や特性、配置等を識別する識別マークとして機能する。また、各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０が、それぞれ、種類の異なる基板に配置されてもよい。この場合、封止レンズ１１５、１２５、１３５の凸部１１５ｂ、１２５ｂ、１３５ｂは、基板の種類（ガラスエポキシ基板、アルミ基板、セラミック基板等）を識別する識別マークとして機能する。
【００５７】
また、本実施形態の光照射モジュール１００においては、５個（Ｘ軸方向）×３列（Ｙ軸方向）の態様で、ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０が実装されているとしたが、このような構成に限定されるものではない。例えば、図６に示すように、本発明は、１個のＬＥＤ素子１１０Ａを封止レンズ１１５Ａで封止した発光装置１００Ａに適用することも可能である。この場合も、本実施形態と同様、封止レンズ１１５Ａが、識別マークとして機能する凸部１１５Ａｂを有するため、封止レンズ１１５Ａが取り付けられた後であっても、凸部１１５Ａｂの形状から、その直下に位置するＬＥＤの種類を特定することができ、ＬＥＤ素子１１０Ａを他のＬＥＤ素子と取り違えることが防止される。
【００５８】
［第２の実施形態］
（光照射装置２の構成）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る光照射装置２の構成を示す図であり、図７（ａ）は、拡大平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図７に示すように、本実施形態の光照射装置２においては、封止レンズ２１５、２２５、２３５が、それぞれ砲弾型の形状を呈している点で、第１の実施形態に係る光照射装置１と異なる。本実施形態においても、各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０から出射された紫外光が、封止レンズ２１５、２２５、２３５を通過することによって、ビーム角が小さくなり、Ｚ軸方向の指向性が付与される（つまり、Ｚ軸方向に向かう光量が増加する）ようになっている。また、各封止レンズ２１５、２２５、２３５の出射面２１５ａ、２２５ａ、２３５ａの略中心部（つまり、頂点部）には、Ｚ軸方向（光軸方向）に突出する、凸部２１５ｂ、２２５ｂ、２３５ｂが形成されており、それぞれ各ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０を識別するための識別マークとして機能するようになっている。なお、図７（ａ）において破線で示すように、本実施形態においては、凸部２１５ｂは四角柱状に突出し、凸部２２５ｂは三角柱状に突出し、また凸部２３５ｂは円柱状に突出している。
【００５９】
図８は、本実施形態の凸部２１５ｂ、２２５ｂ、２３５ｂの影響を検討するにあたって、本発明の発明者が行ったシミュレーションの結果を示す図であり、図８（ａ）は、封止レンズ２１５のレンズ径Φに対する封止レンズ２１５の高さＴ（つまり、封止レンズ２１５のアスペクト比）と積算光量との関係を示すグラフである。また、図８（ｂ）は、図８（ａ）のシミュレーションモデルを示す図である。なお、本実施形態においては、ＬＥＤ素子１１０、１２０、１３０が同形同サイズであり、また封止レンズ２１５、２２５、２３５が同形同サイズであるため、図８においては、ＬＥＤ素子１１０と封止レンズ２１５について、代表してシミュレーションを行っている。また、図８（ａ）において、縦軸は、封止レンズ２１５の出射面２１５ａが略球面の場合の積算光量を基準としたときの相対値である。
【００６０】
図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）のシミュレーションにおいては、封止レンズ２１５が、光軸１１０ｘと垂直な方向の断面が略円形の砲弾型であるものとし、封止レンズ２１５のレンズ径Φを３ｍｍ、凸部２１５ｂの径ｄを１ｍｍ、ＬＥＤ素子１１０のサイズｓを１ｍｍとし、封止レンズ２１５の高さＴを０．７０〜３．２０ｍｍの範囲で変化させて、ＬＥＤ素子１１０の出射面から積算光量を評価する評価面までの距離ＷＤ：５．ｍｍの位置における積算光量をシミュレーションしている。なお、本実施形態の凸部２１５ｂは、四角柱状のものであるが、凸部２１５ｂがレンズ径Φに対して十分小さければ、その形状が積算光量に殆ど影響しないことから、本実施形態においては、凸部２１５ｂが円柱状のものであるとしてシミュレーションしている。つまり、凸部２１５ｂの径ｄとは、封止レンズ２１５の光軸（つまり、ＬＥＤ素子１１０の光軸１１０ｘ）を中心とする、凸部２１５ｂの外接円の直径を意味している。
【００６１】
図８（ａ）に示すように、Ｔ／Φ（つまり、封止レンズ２１５のレンズ径Φに対する封止レンズ２１５の高さＴ）が０．６０となるときをピークに、積算光量が低下するのがわかる。このため、積算光量（相対値）：９５％以上を維持するためには、以下の条件式（３）を満たす必要があることがわかる。
０．３１≦Ｔ／Φ≦０．９０  ・・・  （３）
【００６２】
このように、封止レンズ２１５、２２５、２３５が、それぞれ砲弾型の形状を呈している場合には、条件式（３）を満たすように構成することで、凸部２１５ｂ、２２５ｂ、２３５ｂを設けたとしても、封止レンズ２１５、２２５、２３５の特性（つまり、封止レンズ２１５、２２５、２３５から出射される紫外光の光量等）に殆ど影響しないことがわかる。
【００６３】
なお、本実施形態の封止レンズ２１５、２２５、２３５においても、第１の実施形態と同様、光軸１１０ｘ、１２０ｘ、１３０ｘと垂直な方向の断面が略楕円形の半楕円球状のものとすることもできる。なお、この場合、光軸１１０ｘ、１２０ｘ、１３０ｘの方向から見たときの、各封止レンズ２１５、２２５、２３５の最大径（つまり、楕円形状の封止レンズ２１５、２２５、２３５の長軸）をΦとして、上記条件式（３）を適用することができる。
【００６４】
［第３の実施形態］
（光照射装置３の構成）
図９は、本発明の第３の実施形態に係る光照射装置３の構成を示す図であり、図９（ａ）は、拡大平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。図９に示すように、本実施形態の光照射装置３においては、封止レンズ１１５、１２５、１３５が、それぞれ、所定の矩形領域内に配置された複数（本実施形態においては、３個（Ｘ軸方向）×３個（Ｙ軸方向））のＬＥＤ素子１１０ａ、１２０ａ、１３０ａを一単位として封止するように構成されている点で、第１の実施形態に係る光照射装置１と異なる。本実施形態においても、各ＬＥＤ素子１１０ａ、１２０ａ、１３０ａから出射された紫外光が、封止レンズ１１５、１２５、１３５を通過することによって、ビーム角が小さくなり、Ｚ軸方向の指向性が付与される（つまり、Ｚ軸方向に向かう光量が増加する）。
【００６５】
なお、本実施形態においては、９個のＬＥＤ素子１１０ａ、１２０ａ、１３０ａを、それぞれ一単位として封止する構成としているが、各ＬＥＤ素子１１０ａ、１２０ａ、１３０ａの個数は任意である。つまり、第１の実施形態の構成及び第３の実施形態の構成を考慮すれば、本発明は、各ＬＥＤ素子１１０ａ、１２０ａ、１３０ａの個数に限定されるものではなく、Ｍ個（Ｍは１以上の整数）のＬＥＤ素子１１０ａ、１２０ａ、１３０ａを、それぞれ一単位として封止する構成に適用することができる。そして、上記条件式（１）は、Ｍ個のＬＥＤ素子１１０ａ、１２０ａ、１３０ａがそれぞれ配置される矩形領域の長辺の長さをｓとして、一般化することができる。
【００６６】
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。
【符号の説明】
【００６７】
１、２、３  光照射装置
１００  光照射モジュール
１００Ａ  発光装置
１０２  基板
１１０、１２０、１３０、１１０Ａ、１１０ａ、１２０ａ、１３０ａ  ＬＥＤ素子
１１０ｘ、１２０ｘ、１３０ｘ  光軸
１１５、１２５、１３５、１１５Ａ、２１５、２２５、２３５  封止レンズ
１１５ａ、１２５ａ、１３５ａ、２１５ａ、２２５ａ、２３５ａ  出射面
１１５ｂ、１２５ｂ、１３５ｂ、１１５Ａｂ、２１５ｂ、２２５ｂ、２３５ｂ  凸部
５００  金型
５１０  キャビティ
５１１、５１２、５１３  成形面
５１５  樹脂充填口
５２０  コア
【図１】
2018174183.tif 000003
【図２】
2018174183.tif 000004
【図３】
2018174183.tif 000005
【図４】
2018174183.tif 000006
【図５】
2018174183.tif 000007
【図６】
2018174183.tif 000008
【図７】
2018174183.tif 000009
【図８】
2018174183.tif 000010
【図９】
2018174183.tif 000011