(57)【要約】【課題】照射対象物に適した集光特性を容易に得ることができる紫外線照射装置を提供する。【解決手段】紫外線を照射する複数のＬＥＤモジュール１と、ＬＥＤモジュール１を実装した複数の放熱部材２と、並設方向に隣り合う一対の放熱部材２を互いに連結し、当該連結した一対の放熱部材２の各々を並設方向に略直交する軸周りに回動自在に移動させる連結部材３とを備え、ＬＥＤモジュール１が発する紫外線の集光特性を可変とする。【選択図】図１
2011041879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を照射する１乃至複数のＬＥＤモジュールと、ＬＥＤモジュールが発する紫外線を照射対象物へ集光させる集光手段と、集光手段の集光特性を可変とする集光特性可変手段とを備えることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
複数の前記ＬＥＤモジュールを並設し、前記集光手段および集光特性可変手段は、一対のＬＥＤモジュールを互いに連結し、当該連結した一対のＬＥＤモジュールの各々を並設方向に略直交する軸周りに回動自在に移動させる１乃至複数の連結部材で構成されることを特徴とする請求項１記載の紫外線照射装置。
【請求項３】
前記集光手段は、紫外線を反射する複数の反射部材を前記ＬＥＤモジュールの照射方向に対向して並設することで構成され、前記集光特性可変手段は、一対の反射部材を互いに連結し、当該連結した一対の反射部材の各々を並設方向に略直交する軸周りに回動自在に移動させる１乃至複数の連結部材で構成されることを特徴とする請求項１記載の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、紫外線の照射により硬化するインクを用いて対象物に印刷する印刷装置の後段に、対象物のインクを硬化させるために紫外線を照射する紫外線照射装置が設置されている。
【０００３】
このような紫外線照射装置には、近年、低消費電力化や長寿命化などを目的として、放電ランプなどの代わりにＬＥＤ（発光ダイオード）モジュールを光源として用いた構成が種々提案されている。ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤチップをパッケージ内に配置して構成されており、放電ランプなどを用いた従来の紫外線照射装置と同程度の光量が得られるように、複数のＬＥＤモジュールを用いている。そして、照射対象物に対して所望の集光特性を得るために、器具本体において、照射対象物に対して平行な面に複数のＬＥＤモジュールを照射対象物の幅方向に並設し、さらにその並設方向の両端部には照射対象物に対して近付く方向に傾斜した面があり、この傾斜面にもＬＥＤモジュールを配設している。すなわち、照射対象物の幅方向の両端においても光量が一定となって、集光範囲を広げることができ、印刷可能範囲を広げることができる。また、レンズや反射板等を器具本体に設けて、集光範囲を所望の特性に設定することも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６１７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の紫外線照射装置は、その集光特性が、器具本体の形状、レンズ、反射板等によって所定の一特性に固定されていた。したがって、照射対象物の互いに異なる複数の形状毎（平板形状、立体形状等）に適した集光特性を得ようとすると、照射対象物毎の集光特性を有する複数の紫外線照射装置を準備する必要があり、特に照射対象物の種類が増えると、高コスト化、装置の交換による作業の煩雑化等の要因となっていた。
【０００６】
また、照射対象物に対向してＬＥＤモジュールを配置し、所望の集光特性を得ようとして、ＬＥＤモジュールを照射対象物に近接させた場合、インクがＬＥＤモジュールのレンズに付着して汚れてしまい、発光効率の低下等を引き起こしていた。しかし、ＬＥＤモジュールを照射対象物から離れた位置に配置すると、所望の集光特性を得ることができず、インクの硬化処理に不具合が発生する虞があった。
【０００７】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、照射対象物に適した集光特性を容易に得ることができる紫外線照射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、紫外線を照射する１乃至複数のＬＥＤモジュールと、ＬＥＤモジュールが発する紫外線を照射対象物へ集光させる集光手段と、集光手段の集光特性を可変とする集光特性可変手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、ＬＥＤモジュールが発する紫外線の集光特性を可変とすることで、平面状の照射対象物、立体形状の照射対象物に関わらず、照射範囲、照射方向等の集光特性を容易に変更でき、形状が異なる複数の照射対象物に対して、各々に適した集光特性を容易に得ることができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、複数の前記ＬＥＤモジュールを並設し、前記集光手段および集光特性可変手段は、一対のＬＥＤモジュールを互いに連結し、当該連結した一対のＬＥＤモジュールの各々を並設方向に略直交する軸周りに回動自在に移動させる１乃至複数の連結部材で構成されることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ＬＥＤモジュールを、連結部材を介して回動自在に並設したので、平面状の照射対象物、立体形状の照射対象物に関わらず、照射範囲、照射方向等の集光特性を容易に変更でき、形状が異なる複数の照射対象物に対して、各々に適した集光特性を容易に得ることができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１において、前記集光手段は、紫外線を反射する複数の反射部材を前記ＬＥＤモジュールの照射方向に対向して並設することで構成され、前記集光特性可変手段は、一対の反射部材を互いに連結し、当該連結した一対の反射部材の各々を並設方向に略直交する軸周りに回動自在に移動させる１乃至複数の連結部材で構成されることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、ＬＥＤモジュールの照射方向に対向した複数の反射部材を、連結部材を介して回動自在に並設し、複数の反射板を個別に回動して反射範囲、反射方向等の集光特性を容易に変更できるので、形状が異なる複数の照射対象物に対して、各々に適した集光特性を容易に得ることができる。また、ＬＥＤモジュールの照射方向は、インクを塗布された照射対象物に対向していないので、インクがＬＥＤモジュールのレンズに付着することなく、発光効率の低下等を引き起こすことがない。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明では、照射対象物に適した集光特性を容易に得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１の紫外線照射装置の構成を示す図である。
【図２】同上のＬＥＤモジュールの構成を示す図である。
【図３】同上の連結部材の構成を示す図である。
【図４】同上の紫外線照射装置の一状態を示す図である。
【図５】同上の紫外線照射装置の一状態を示す図である。
【図６】同上の紫外線照射装置の一状態を示す図である。
【図７】同上の連結部材の制御例を示す図である。
【図８】（ａ）（ｂ）実施形態２の紫外線照射装置の構成を示す図である。
【図９】同上の連結部材の構成を示す図である。
【図１０】同上の連結部材の制御例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
（実施形態１）
本実施形態の紫外線照射装置は、図１に示すように、ＬＥＤモジュール１と放熱部材２と連結部材３とを各々複数具備して、各ＬＥＤモジュール１を各放熱部材２上に実装し、さらには各連結部材３が隣り合う一対の放熱部材２，２を互いに連結して構成される。そして紫外線照射装置は、紫外線の照射により硬化するインクを用いて対象物に印刷する印刷装置の後段に設置されており、照射対象物Ｗのインクを硬化させるために紫外線を照射する。
【００１８】
ＬＥＤモジュール１は、図２に示すように、パッケージ１２内にＬＥＤチップ１１を収納して構成されており、パッケージ１２は、函状のボディ１２ａと、ボディ１２ａの一面に設けた光学ガラス１２ｂとを備える。パッケージ１２内に収納されているＬＥＤチップ１１は、紫外領域にピーク波長を有する紫外線ＬＥＤチップであり、光学ガラス１２ｂを介してパッケージ１２外へ紫外線を照射する。なお、ＬＥＤチップ１１は、ボディ１２ａに形成された図示しない電極を通じて外部から電源を供給されて点灯し、紫外線を発する。
【００１９】
放熱部材２は、直方体状の銅プレートで形成され、１乃至複数のＬＥＤモジュール１（図１では１個のＬＥＤモジュール１）を実装する接合面を有した支持基台として機能するものであり、ＬＥＤチップ冷却用の冷媒の流路２１，２２を内部に備えている。流路２１，２２は、円筒状に形成され、平行するように放熱部材２に形成されている。流路２１，２２に流す冷媒としては、水、シリコーン樹脂等の周知のものを用いる。このような放熱部材２にＬＥＤモジュール１を取り付けるには、ＬＥＤモジュール１のパッケージ１２の下面を、はんだまたは熱伝導性接着剤によって、放熱部材２の接合面に直接接合する。
【００２０】
ＬＥＤモジュール１を実装した複数の放熱部材２は並設され、隣り合った一対の放熱部材２は、集光手段および集光特性可変手段を構成する連結部材３によって互いに回動自在に連結されている。連結部材３は、図３に示すように、並設された放熱部材２の互いに対向する面に設けられており、隣り合う一対の放熱部材２の一方に設けられた連結部３１、他方に設けられた連結部３２とで構成される。連結部３１は、棒状のアーム３１ａの先端に球状突起３１ｂを形成し、連結部３２は、棒状のアーム３２ａの先端に球状凹部３２ｂを形成しており、球状凹部３２ｂの内面には、放熱部材２の並設方向に略直交するように軸部Ｘ１が突設されている。そして、軸部Ｘ１が球状突起３１ｂを軸支して球状突起３１ｂが球状凹部３２ｂに枢結することによって、軸部Ｘ１を回動中心として連結部３１と連結部３２とが互いに回動可能に連結される。球状突起３１ｂは、球状凹部３２ｂに対して回動可能な強さで摺接して圧接支持されており、球状突起３１ｂと球状凹部３２ｂとが互いに回動可能であるとともに、球状凹部３２ｂは球状突起３１ｂを挟圧しており、球状突起３１ｂを回動範囲内の任意の位置で固定支持可能となっている。ここで、軸部Ｘ１周りにおける連結部３１と連結部３２の回動範囲は、アーム３１ａが球状凹部３２ｂの開口縁に当接しない範囲で可能である。
【００２１】
そして、図１では、３台の放熱部材２を連結部材３を介して直線上に並設した状態であり、３個のＬＥＤモジュール１の照射方向（図１中の矢印）は互いに平行となる。すなわち、平面状の照射対象物Ｗに対して、３個のＬＥＤモジュール１に対向する広い範囲に平均して紫外線を照射している。
【００２２】
一方、図４は、並設された３台の放熱部材２を連結部材３を介して軸部Ｘ１周りで回動させて円弧状に配置した状態であり、３個のＬＥＤモジュール１の照射方向（図４中の矢印）は円弧の中心に向かう。すなわち、３個のＬＥＤモジュール１は、平面状の照射対象物Ｗに対して、一点（円弧の中心）に向かって紫外線を集中照射している。
【００２３】
また、図５は、ＬＥＤモジュール１を実装した放熱部材２の並設台数を５台として、球状または円柱状の照射対象物Ｗに紫外線を照射している。そして、並設された５台の放熱部材２を連結部材３を介して軸部Ｘ１周りで回動させて、照射対象物Ｗの外曲面に沿って円弧状に配置しており、５個のＬＥＤモジュール１の照射方向（図５中の矢印）は円弧の中心（照射対象物Ｗの中心）に向かう。すなわち、５個のＬＥＤモジュール１は、球状または円柱状の照射対象物Ｗに対して、その外曲面の円弧状の所定範囲に平均して紫外線を照射している。
【００２４】
また、図６は、ＬＥＤモジュール１を実装した放熱部材２の並設台数を１１台として、球状または円柱状の照射対象物Ｗに紫外線を照射している。そして、並設された１１台の放熱部材２を連結部材３を介して軸部Ｘ１周りで回動させて、照射対象物Ｗの外曲面に沿って略円状に配置しており、１１個のＬＥＤモジュール１の照射方向（図６中の矢印）は円の中心（照射対象物Ｗの中心）に向かう。すなわち、１１個のＬＥＤモジュール１は、球状または円柱状の照射対象物Ｗに対して、その外曲面の略全周に平均して紫外線を照射している。
【００２５】
このように、ＬＥＤモジュール１を実装した複数の放熱部材２を、連結部材３を介して回動自在に並設したので、平面状の照射対象物Ｗ、立体形状の照射対象物Ｗに関わらず、照射範囲、照射方向等の集光特性を容易に変更でき、形状が異なる複数の照射対象物Ｗに対して、各々に適した集光特性を容易に得ることができる。
【００２６】
また、連結部材３の回動動作は手動でも可能であるが、モータ等の駆動手段を連結部材３に設けて、図７に示すように印刷装置９０の制御部９１からの指令によって、連結部材３の回動制御を行ってもよい。制御部９１は、照射対象物Ｗ（印刷対象物）の形状データを内部メモリに格納しており、照射対象物Ｗの形状に応じた指令を生成して連結部材３に送信し、連結部材３の回動制御を行う。したがって、連結部材３の自動制御によって、所望の集光特性をさらに容易に得ることができる。
【００２７】
なお、連結部材３の構成は、他の構成であっても上記同様の機能を有するものであれば、本発明に含まれる。
【００２８】
（実施形態２）
本実施形態の紫外線照射装置は、図８（ａ）（ｂ）に示すように、１個のＬＥＤモジュール１を具備して、ＬＥＤモジュール１の光学ガラス１２ｂに対向する方向に、紫外線を反射する複数の反射板４（反射部材）を配置し、ＬＥＤモジュール１を挟んで反射板４に対向する位置に照射対象物Ｗを配置している。
【００２９】
反射板４は、断面が略Ｖ形状に形成された反射板４ａと平板状に形成された反射板４ｂとを備えて集光手段を構成しており、反射板４ａの両側には反射板４ｂが並設され、隣り合った一対の反射板４は、集光特性可変手段を構成する連結部材６によって互いに回動自在に連結されている。
【００３０】
連結部材６は、図９に示すように、並設された反射板４の互いに対向する面に設けられており、隣り合う一対の反射板４の一方に設けられた連結部６１、他方に設けられた連結部６２とで構成される。連結部６１は、棒状のアーム６１ａの先端に球状突起６１ｂを形成し、連結部６２は、棒状のアーム６２ａの先端に球状凹部６２ｂを形成しており、球状凹部６２ｂの内面には、反射板４の並設方向に略直交するように軸部Ｘ１１が突設されている。そして、軸部Ｘ１１が球状突起６１ｂを軸支して球状突起６１ｂが球状凹部６２ｂに枢結することによって、軸部Ｘ１１を回動中心として連結部６１と連結部６２とが互いに回動可能に連結される。球状突起６１ｂは、球状凹部６２ｂに対して回動可能な強さで摺接して圧接支持されており、球状突起６１ｂと球状凹部６２ｂとが互いに回動可能であるとともに、球状凹部６２ｂは球状突起６１ｂを挟圧しており、球状突起６１ｂを回動範囲内の任意の位置で固定支持可能となっている。ここで、軸部Ｘ１１周りにおける連結部６１と連結部６２の回動範囲は、アーム６１ａが球状凹部６２ｂの開口縁に当接しない範囲で可能である。
【００３１】
そして、図８（ａ）（ｂ）は、反射板４の連結状態を変えて集光特性を変化させた状態を示す。まず、図８（ａ）は、隣り合う反射板４との間に形成される角度を小さくして、複数の反射板４を並設方向に狭めており、ＬＥＤモジュール１から照射された紫外線を狭い範囲に反射し、当該反射光は照射対象物Ｗの一点近傍に集中照射している。一方、図８（ｂ）は、隣り合う反射板４との間に形成される角度を大きくして、複数の反射板４を並設方向に広げており、ＬＥＤモジュール１から照射された紫外線を広い範囲に反射し、当該反射光は照射対象物Ｗの広範囲を照射している。
【００３２】
このように、ＬＥＤモジュール１の光学ガラス１２ｂを照射対象物Ｗ側に対向させることなく、ＬＥＤモジュール１からみて照射対象物Ｗとは逆方向に反射板４を設け、光学ガラス１２ｂを反射板４に対向させて反射した紫外線を照射対象物Ｗへ照射している。したがって、ＬＥＤモジュール１の光学ガラス１２ｂは、インクを塗布された照射対象物Ｗに対向していないので、インクが光学ガラス１２ｂに付着することなく、発光効率の低下等を引き起こすことがない。また、ＬＥＤモジュール１の照射方向に対向した複数の反射板４を、連結部材６を介して回動自在に並設し、複数の反射板４を個別に回動して反射範囲、反射方向等の集光特性を容易に変更できるので、形状が異なる複数の照射対象物Ｗに対して、各々に適した集光特性を容易に得ることができる。
【００３３】
また、連結部材６の回動動作は手動でも可能であるが、モータ等の駆動手段を連結部材６に設けて、図１０に示すように印刷装置９０の制御部９１からの指令によって、連結部材６の回動制御を行ってもよい。制御部９１は、照射対象物Ｗ（印刷対象物）の形状データを内部メモリに格納しており、照射対象物Ｗの形状に応じた指令を生成して連結部材６に送信し、連結部材６の回動制御を行う。したがって、連結部材６の自動制御によって、所望の集光特性をさらに容易に得ることができる。
【００３４】
なお、連結部材６の構成は、他の構成であっても上記同様の機能を有するものであれば、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００３５】
１  ＬＥＤモジュール
２  放熱部材
３  連結部材
Ｗ  照射対象物
【図１】
2011041879.tif 000003
【図２】
2011041879.tif 000004
【図３】
2011041879.tif 000005
【図４】
2011041879.tif 000006
【図５】
2011041879.tif 000007
【図６】
2011041879.tif 000008
【図７】
2011041879.tif 000009
【図８】
2011041879.tif 000010
【図９】
2011041879.tif 000011
【図１０】
2011041879.tif 000012