(57)【要約】【課題】紫外線ＬＥＤからの紫外線を出射する光出射面へ付着したインクなどを清掃する掃除ヘッドを備え、自動清掃が可能な紫外線照射装置を提供することにある。【解決手段】印刷対象物１０に紫外線を照射することで印刷対象物１０上のインクを硬化させる複数個の紫外線ＬＥＤ２を有し、該複数個の紫外線ＬＥＤ２を並べて該紫外線ＬＥＤ２からの紫外線を出射させるライン状の光出射面１ａを備えた紫外線照射装置１であって、光出射面１ａを清掃する掃除ヘッド４と、該掃除ヘッド４を前記ライン状の光出射面１ａに沿って移動させる単軸ロボット（移動手段）５と、を有する紫外線照射装置１である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷対象物に紫外線を照射することで前記印刷対象物上のインクを硬化させる複数個の紫外線ＬＥＤを有し、該複数個の前記紫外線ＬＥＤを並べて該紫外線ＬＥＤからの紫外線を出射させるライン状の光出射面を備えた紫外線照射装置であって、
前記光出射面を清掃する掃除ヘッドと、該掃除ヘッドを前記ライン状の前記光出射面に沿って移動させる移動手段と、を有することを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
前記掃除ヘッドは、回転ブラシと、該回転ブラシにより清掃される前記光出射面の塵埃を吸引する吸引ノズルと、を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
【請求項３】
前記移動手段は、前記ライン状の前記光出射面に沿ってネジ軸が設けられた単軸ロボットを少なくとも備えてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紫外線照射装置。
【請求項４】
前記掃除ヘッドは、前記紫外線ＬＥＤからの紫外線の照度を測定する紫外線センサを備えてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
【請求項５】
前記移動手段によって移動した前記掃除ヘッドの前記紫外線センサが測定する前記紫外線ＬＥＤの前記ライン状の前記光出射面における位置データと、前記紫外線ＬＥＤの点灯と同期して前記紫外線センサにより前記紫外線ＬＥＤからの紫外線の照度を測定した照度データとに基づいて、複数個の前記紫外線ＬＥＤそれぞれの良否を検査するＬＥＤ検査部を有することを特徴とする請求項４に記載の紫外線照射装置。
【請求項６】
前記紫外線ＬＥＤからの紫外線の照度を測定した照度データを、予め記憶手段に記憶させた紫外線ＬＥＤの寿命特性の照度データと比較することで予測される前記紫外線ＬＥＤが使用可能な残寿命を演算する演算部と、該演算部からの出力に基づき予測される前記残寿命を表示する表示部と、を有することを特徴とする請求項４または請求項５に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、紫外線を照射する光源として、紫外線ＬＥＤを備えた紫外線照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、版に付けられ紫外線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た後、印刷機における印刷対象物の搬送路上に設置した紫外線照射装置から印刷対象物上のインクに紫外線を照射してインクを硬化させる印刷機が知られている（たとえば、特許文献１参照。）。この種の印刷機に用いられる紫外線照射装置は、通常、紫外線を照射する光源として、メタルハライドランプや水銀ランプを利用している。
【０００３】
また、紫外線を照射する光源として、紫外線を高出力に発光可能な紫外線発光ダイオード（以下、紫外線ＬＥＤという）が開発実用化されてきており、印刷機用に複数個の紫外線ＬＥＤを並べて該紫外線ＬＥＤからの紫外線を出射するライン状の光出射面を備えた紫外線照射装置も開発されている（たとえば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
紫外線ＬＥＤを光源として用いた紫外線照射装置は、光源としてメタルハライドランプなどを用いた紫外線照射装置と比較して、光源の寿命が長く消費電力を抑制することができる。また、紫外線ＬＥＤの発光スペクトルは、メタルハライドランプなどのようにインクの硬化に不要な短波長の紫外線（たとえば、２００ｎｍ以下の発光スペクトル）が含まれていない。そのため、紫外線照射装置の紫外線ＬＥＤから印刷対象物上のインクへの紫外線の照射にともないオゾンが発生することもなく、オゾンを排気する排気装置を印刷機に設ける必要もない。さらに、紫外線ＬＥＤは、オンオフ制御が容易で、瞬時に点灯・消灯することができるため、メタルハライドランプなどのように発光を安定化させるウォームアップやクールダウンの待ち時間が必要でなく、印刷機の準備時間を短縮し印刷効率を高めることもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−６４８７８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「紫外線硬化装置、印刷用、ＬＥＤで、パナ電工、世界初の採用」、日経産業新聞、５面、２００９年６月２４日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、紫外線照射装置は、光源から出射した紫外線を効率よく印刷対象物上のインクに照射させるため、印刷対象物とできるだけ近接するように配置される傾向にある。この場合、印刷機が未硬化のインクが付着した印刷対象物を搬送する際に、紫外線照射装置の光出射面に、印刷対象物のインクの一部が付着する場合がある。
【０００８】
ここで、紫外線ＬＥＤは、半導体発光素子からなる点光源であり、メタルハライドランプなどと比較して紫外線の照射エリアが狭い。そのため、紫外線ＬＥＤを備えた紫外線照射装置は、複数個の紫外線ＬＥＤを並べて光出射面をライン状にしているが、メタルハライドランプなどを備えた紫外線照射装置の光出射面と比較して光出射面が小さく、光出射面に付着したインクの影響を受け易い傾向にある。すなわち、光源として紫外線ＬＥＤを備えた紫外線照射装置では、ライン状の光出射面にインクが付着すると、単なる光出射面の汚れだけでなく、付着硬化したインクが紫外線を遮光して印刷対象物上へのインクの硬化を十分に行うことができない恐れがある。
【０００９】
このような、インクの硬化が不十分な印刷対象物上に次の印刷対象物が載せられると、重なっている印刷対象物の裏面に未硬化のインクが付いて汚れるインクの裏移りが生ずるなどの印刷品質の低下が生ずる場合がある。さらに、未硬化のインクにより印刷対象物同士が引っ付く場合もある。
【００１０】
そのため、紫外線ＬＥＤを備えた紫外線照射装置は、紫外線照射装置のライン状の光出射面を清掃するメンテナンスがより重要となる。ここでメンテナンスにあたっては、印刷機のオペレータが、紫外線ＬＥＤを備えた紫外線照射装置を印刷機の内部から印刷機の外部に取り出し、紫外線照射装置のライン状の光出射面を清掃することになる。しかしながら、オペレータが清掃毎に印刷機から紫外線照射装置を取り出すため不便で時間的ロスが多い。また、紫外線照射装置のライン状の光出射面にインクの付着がいつ起こるかを予期することは難しく、紫外線照射装置の清掃頻度を多くすると印刷効率が低下し、清掃頻度を少なくすると印刷品質の低下をきたすというトレードオフの関係にある。特に、紫外線照射装置は、外部に紫外線が漏洩しないように印刷機の内部に配置される場合が多いことから、メンテナンスしにくく紫外線照射装置のライン状の光出射面を頻繁に清掃するのは容易ではなかった。
【００１１】
本発明は、上述の事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、複数個の紫外線ＬＥＤを並べて該紫外線ＬＥＤからの紫外線を出射するライン状の光出射面へ付着したインクなどを自動的に清掃が可能な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】
【００１２】
請求項１の発明は、印刷対象物に紫外線を照射することで前記印刷対象物上のインクを硬化させる複数個の紫外線ＬＥＤを有し、該複数個の前記紫外線ＬＥＤを並べて該紫外線ＬＥＤからの紫外線を出射させるライン状の光出射面を備えた紫外線照射装置であって、
前記光出射面を清掃する掃除ヘッドと、該掃除ヘッドを前記ライン状の前記光出射面に沿って移動させる移動手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、紫外線を出射するライン状の光出射面を、移動手段により前記光出射面に沿って移動する掃除ヘッドで清掃することにより、前記ライン状の前記光出射面を自動的に清掃することができる。そのため、紫外線照射装置の前記光出射面におけるインクなどの付着に起因する印刷不良を抑制し、より品質の高い印刷を行うことができる。また、前記ライン状の前記光出射面を清掃する前記掃除ヘッドを前記移動手段により移動させる構成とすることで、前記掃除ヘッドを前記光出射面の全体に設けたものと比較して、前記掃除ヘッドを小型化させることもできる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記掃除ヘッドは、回転ブラシと、該回転ブラシにより清掃される前記光出射面の塵埃を吸引する吸引ノズルと、を備えてなることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、前記ライン状の前記光出射面を前記掃除ヘッドの回転ブラシで清掃すると共に前記ライン状の前記光出射面からの塵埃を吸引ノズルで吸引することで、塵埃を印刷機の外部などに排出させることができる。そのため、前記ライン状の前記光出射面の清掃に伴って、不要な塵埃が紫外線照射装置の周辺に散乱することもない。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記移動手段は、前記ライン状の前記光出射面に沿ってネジ軸が設けられた単軸ロボットを少なくとも備えてなることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、前記移動手段が前記ライン状の前記光出射面に沿ってネジ軸が設けられた単軸ロボットであることにより、前記光出射面における前記各紫外線ＬＥＤに対応する位置ごとに前記掃除ヘッドを移動させ清掃などを行うことができる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記掃除ヘッドは、前記紫外線ＬＥＤからの紫外線の照度を測定する紫外線センサを備えてなることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、前記掃除ヘッドに紫外線センサを備えることで、複数個の前記紫外線ＬＥＤが並べられた該紫外線ＬＥＤから出射される紫外線の照度を測定することができる。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の発明において、前記移動手段によって移動した前記掃除ヘッドの前記紫外線センサが測定する前記紫外線ＬＥＤの前記ライン状の前記光出射面における位置データと、前記紫外線ＬＥＤの点灯と同期して前記紫外線センサにより前記紫外線ＬＥＤからの紫外線の照度を測定した照度データとに基づいて、複数個の前記紫外線ＬＥＤそれぞれの良否を検査するＬＥＤ検査部を有することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、前記ライン状の前記光出射面における位置データと、前記紫外線ＬＥＤの各照度データにより、ＬＥＤ検査部が複数個の前記紫外線ＬＥＤそれぞれの良否を検査することができる。これにより、不具合のある前記紫外線ＬＥＤだけを交換したり、照度の低い前記紫外線ＬＥＤの出力を上げるように調整したりすることが可能となる。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項４または請求項５に記載の発明において、前記紫外線ＬＥＤからの紫外線の照度を測定した照度データを、予め記憶手段に記憶させた紫外線ＬＥＤの寿命特性の照度データと比較することで予測される前記紫外線ＬＥＤが使用可能な残寿命を演算する演算部と、該演算部からの出力に基づき前記残寿命を表示する表示部と、を有することを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、前記紫外線ＬＥＤの使用可能な残寿命を判断することができ、適切な時期に前記紫外線ＬＥＤを交換することができる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１の発明では、複数個の紫外線ＬＥＤを並べて該紫外線ＬＥＤからの紫外線を出射させるライン状の光出射面を清掃する掃除ヘッドと、該掃除ヘッドを前記ライン状の前記光出射面に沿って移動させる移動手段と、を有することにより、前記ライン状の前記光出射面へ付着したインクなどを自動的に清掃することが可能な紫外線照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態１の紫外線照射装置の要部概略説明図である。
【図２】同上の紫外線照射装置を備えた印刷機の概略説明図である。
【図３】実施形態２の紫外線照射装置を駆動させるための概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（実施形態１）
以下、図２に基づいて紫外線照射装置１を備えた印刷機２０を説明した後、本実施形態の紫外線照射装置１について図１を用いて説明する。
【００２７】
本実施形態の紫外線照射装置１が備えられた図２に示す印刷機２０は、印刷対象物（たとえば、普通紙）１０を供給するための給紙部２１と、印刷対象物１０に紫外線で硬化するインクを付着させる印刷部２２と、印刷対象物１０の印刷面を保護したり、艶を出したり、あるいは艶を消したりするためにコーティング剤（たとえば、紫外線の照射で硬化するニス）を付着させる表面処理部２３と、印刷および表面処理が施された印刷対象物１０を排紙するための排紙部２４を備えている。
【００２８】
給紙部２１は、印刷対象物１０を収納する収容部２１ａ及び印刷対象物１０を印刷部２２側に供給する供給部２１ｂを備えている。収容部２１ａは、枚葉の印刷対象物１０を複数枚収容することができるものであり、供給部２１ｂは、収容部２１ａに収容された枚葉の印刷対象物１０を１枚ずつ引き出し、引き出された印刷対象物１０を図２中の矢印Ａの向きに沿って印刷部２２側に搬送する。
【００２９】
印刷部２２は、紫外線で硬化する４色のインク、たとえば、ブラック（ＢＫ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクごとにそれぞれ印刷ユニット２５，２６，２７，２８を印刷対象物１０の搬送経路に沿って順に備えている。各印刷ユニット２５，２６，２７，２８は、それぞれ矢印Ｍの向きに回転する円筒状の版胴２５ａ，２６ａ，２７ａ，２８ａ、該版胴２５ａ，２６ａ，２７ａ，２８ａのインクを転写させる中間転写体であり、矢印Ｎの向きに回転する円筒状のゴム胴２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ，２８ｂ及びゴム胴２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ，２８ｂと印刷対象物１０を介して接し、それぞれ矢印Ｃ，Ｇの向きに回転する円筒状の圧胴３０，３１を一体に備えている。なお、印刷機２０に備えられたそれぞれ矢印Ｂ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｈ，Ｉ，Ｊの向きに回転する円筒状の渡し胴３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ，３３ｇは、印刷対象物１０を各印刷ユニット２５，２６，２７，２８および表面処理部２３の表面処理ユニット２９に順次搬送する。
【００３０】
各印刷ユニット２５，２６，２７，２８において、版胴２５ａ，２６ａ，２７ａ，２８ａの表面に印刷用の版（図示せず）が設けられており、該版にインクが供給され前記版に従ってインクがゴム胴２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ，２８ｂに転写される。ゴム胴２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ，２８ｂに転写されたインクは、ゴム胴２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ，２８ｂ及び圧胴３０，３１に挟持され搬送される印刷対象物１０に転写される。印刷対象物１０は、それぞれの前記版が転写されインクを付着させた後、渡し胴３３ｅ，３３ｆ，３３ｇによって印刷部２２側から表面処理部２３側に搬送される。
【００３１】
表面処理ユニット２９には、表面にクレータ状のセル（図示せず）が設けられ、該セルの大きさと深さに応じて塗布物の転移量を正確にコントロールできる円筒状のアニロックスローラー２９ａ、矢印Ｏの向きに回転するアニロックスローラ２９ａから表面処理用のコーティング剤となるニスを転写させ矢印Ｐの向きに回転する円筒状のニス胴２９ｂ及びニス胴２９ｂと印刷対象物１０を介して接し、矢印Ｋの向きに回転する円筒状の圧胴３２を備えている。
【００３２】
表面処理ユニット２９では、アニックスローラー２９ａにニスが供給され、ローラー２９ａの表面に供給されたニスがニス胴２９ｂに転写される。さらに、ニス胴２９ｂに転写されたニスが、ニス胴２９ｂ及び圧胴３２に挟持されて搬送される印刷対象物１０に塗布される。
【００３３】
本実施形態では、インクやコーティング剤が塗布された印刷対象物１０に紫外線を照射して印刷対象物１０上のインクやコーティング剤を硬化させる紫外線照射装置１を、印刷機２０の表面処理ユニット２９の圧胴３２に対向させて配置させている。紫外線照射装置１は、回転する印刷対象物１０に略均一に紫外線が照射できるように、光源として複数個の紫外線ＬＥＤ２（図１（ａ）を参照）を印刷対象物１０の搬送方向と略垂直な圧胴３２の幅に沿って並べたライン状の光出射面１ａ（図１（ａ）を参照）を備えている。紫外線照射装置１は、表面処理部２３の圧胴３２側に、紫外線照射装置１の紫外線ＬＥＤ２からの紫外線を、印刷部２２にて各インクおよび表面処理部２３にてニスを付着させた印刷対象物１０に照射することにより、各インクやニスを硬化させる。紫外線が照射された印刷対象物１０は、圧胴３２の回転によって排紙部２４側に搬送される。
【００３４】
排紙部２４は、表面処理部２３側からの印刷対象物１０を矢印Ｌの向きに搬送する搬送部２４ａ及び各印刷対象物１０を収納する収容部２４ｂを備えている。これにより、排紙部２４は、表面処理部２３の圧胴３２にて搬送されてくる印刷対象物１０を搬送部２４ａで受け取り搬送させて、収容部２４ｂに収納する。また、印刷機２０の排紙部２４には、搬送部２４ａの印刷対象物１０を搬送する搬送面に対向して配置され、印刷対象物１０に赤外線を照射させて乾燥させる赤外線ランプなどからなるドライヤ部３４ａ，３４ｂを備えている。
【００３５】
印刷機２０は、給紙部２１から供給される印刷対象物１０に対して各版に対応してそれぞれ印刷部２２によりインクの付着および表面処理部２３にてニスの付着を行った後、紫外線照射装置１によりインクおよびニスの硬化を行い排紙部２４から取り出すことができる。
【００３６】
なお、紫外線照射装置１は、表面処理ユニット２９内の圧胴３２に対向して配置するものだけに限らず、印刷部２２の各印刷ユニット２５，２６，２７，２８内に複数個設けてもよい。複数個の紫外線照射装置１は、各印刷ユニット２５，２６，２７，２８内において、各インクを印刷対象物１０に付着後、各インクをそれぞれ硬化できればよい。また、印刷ユニット２５，２６，２７，２８の圧胴３０，３１や渡し胴３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ，３３ｇなどに紫外線照射装置１を設置し、表面処理部２３自体を設けないものでもよい。
【００３７】
さらに、印刷部２２において片面を印刷させた後、印刷対象物１０を反転させる反転装置（図示せず）により反転させ、その後に、別途に設けた印刷部（図示せず）により、印刷対象物１０のもう片面を印刷させることで両面印刷を行うこともできる。また、印刷機２０の印刷部２２は、たとえば、ブラック（ＢＫ）を印刷する印刷ユニット２５だけで構成してもよい。
【００３８】
本実施形態に用いられるインクは、紫外線の照射より硬化する性質を有する。このようなインクの主成分として、たとえば、ラジカル重合性化合物やカチオン重合性化合物などの重合性化合物と、光重合開始剤と、染料や顔料などの色材とを含むものを用いればよい。
【００３９】
同様に、表面処理用のコーティング剤となるニスは、紫外線の照射より硬化する性質を有する。ニスの主成分として、たとえば、ラジカル重合性化合物やカチオン重合性化合物などの重合性化合物と、光重合開始剤と、を含む樹脂組成物とすることができる。
【００４０】
次に、本実施形態の紫外線照射装置１について説明する。図１（ａ）は、紫外線照射装置１の模式的斜視図を示し、図１（ｂ）は、紫外線照射装置１の光出射面１ａと当接する側の掃除ヘッド４の模式的斜視図を示している。また、図１（ｃ）は、掃除ヘッド４の動作説明図である。
【００４１】
紫外線照射装置１は、上述するように印刷機２０の表面処理部２３の内部において、圧胴３２と対向して配置されている。図１（ａ）に示す紫外線照射装置１は、複数個（ここでは、１４個）の紫外線ＬＥＤ２を一直線状に並べ紫外線ＬＥＤ２からの紫外線を出射させるライン状の光出射面１ａを備えている。また、紫外線照射装置１には、ライン状の光出射面１ａに付着したインクやニスなどを取り除く掃除ユニット３が設けられている。掃除ユニット３には、ライン状の光出射面１ａを清掃する掃除ヘッド４と、該掃除ヘッド４をライン状の光出射面１ａの表面に沿って移動させる移動手段たる単軸ロボット５と、を備えている。
【００４２】
また、掃除ユニット３には、掃除ヘッド４と接続された吸引ホース７と、吸引ホース７と接続され塵芥を印刷機２０の外部のダストボックス（図示せず）へと排出する吸引排気装置８と、吸引排気装置８から前記ダストボックスと接続される排気ホース９と、を備えている。
【００４３】
ここで、掃除ヘッド４には、図１（ｂ），（ｃ）で示すように少なくとも紫外線照射装置１の光出射面１ａの表面に付着硬化したインクやニスを落とす回転ブラシ４ａと、回転ブラシ４ａで落とした塵芥を吸引する吸引ノズル４ｂを備えている。
【００４４】
紫外線照射装置１の光出射面１ａを清掃させる場合、上述の印刷機２０は、最初に紫外線照射装置１の紫外線ＬＥＤ２を点灯させる。紫外線照射装置１の光出射面１ａに未硬化のインクが付着している場合、紫外線照射装置１は、紫外線ＬＥＤ２の点灯により光出射面１ａ上のインクを硬化させることができる。
【００４５】
続いて、吸引排気装置８を稼働させて掃除ヘッド４の吸引ノズル４ｂから負気圧を発生させた状態で、掃除ヘッド４の回転ブラシ４ａを回転させながら回転ブラシ４ａを光出射面１ａに当接させる。この状態の掃除ヘッド４をライン状の光出射面１ａに沿って、単軸ロボット５により移動させる。紫外線照射装置１は、上述の光出射面１ａ上に硬化したインクを取り除くことができる。
【００４６】
以下、本実施形態の紫外線照射装置１に用いられる各構成について詳述する。
【００４７】
本実施形態の紫外線照射装置１は、印刷対象物１０が搬送される圧胴３２を覆うように、印刷対象物１０の搬送方向と略垂直方向に長尺で、内部が空洞な略直方体の金属（たとえば、ステンレス）製のカバー部材１ｂを備えている。紫外線照射装置１は、カバー部材１ｂの印刷対象物１０と対向する一端面側に複数個の紫外線ＬＥＤ２を長尺の長手方向に沿って並べて配置させている。紫外線照射装置１の前記一端面側には、各紫外線ＬＥＤ２を保護し、各紫外線ＬＥＤ２からの紫外線を透過する石英ガラスなどからなる紫外線透過部材１ｃが設けられており、紫外線透過部材１ｃの表面が、紫外線ＬＥＤ２からの紫外線を出射させるライン状の光出射面１ａとなる。
【００４８】
紫外線照射装置１の内部では、紫外線ＬＥＤ２の紫外線を照射する一表面と対向する他表面側に冷媒を循環させるパイプ（図示せず）を配置させ、紫外線ＬＥＤ２と前記パイプとを熱接続させることにより紫外線ＬＥＤ２を冷却できるように構成している。
【００４９】
なお、紫外線照射装置１は、紫外線ＬＥＤ２の冷却効率を高める方法として、強制水冷方式のほか、ファンモータなどの空冷ファンにより空冷させてもよい。また、紫外線ＬＥＤ２は、冷却効率を高めるため、前記他表面側に冷却フィンを備えてもよい。
【００５０】
ここで、紫外線照射装置１における光出射面１ａのライン状とは、必ずしも、連続した一直線状でなくともよく複数個の紫外線ＬＥＤ２に対応して、飛び飛びに線状に複数個の光出射面１ａを備えたものでもよい。また、複数個の紫外線ＬＥＤ２は、必ずしも紫外線ＬＥＤ２を同一直線上に配置させたものだけに限らず、たとえば、千鳥足状に配置させたものでもよい。いずれにしろ、紫外線照射装置１は、紫外線照射装置１と印刷対象物１０とを相対的に移動させることにより、印刷対象物１０に紫外線が照射できればよい。
【００５１】
また、紫外線透過部材１ｃの表面は、複数個の紫外線ＬＥＤ２から照射された紫外線が印刷対象物１０上で均一に照射されるようにレンズ効果を備えた凸形状や凹形状に形成させてもよし、単に平滑な平面とすることもできる。
【００５２】
紫外線ＬＥＤ２は、たとえば、サファイア基板上に窒化ガリウムからなるバッファ層、ｎ型窒化ガリウム層、発光層およびｐ型窒化ガリウム層をＭＯＣＶＤ法などにより積層させ、発光層がピーク波長として約３８５ｎｍにある紫外線を発光可能なＩｎＡｌＧａＮなどからなる窒化物半導体発光素子を用いることができる。
【００５３】
本実施形態に用いられる紫外線ＬＥＤ２は、金属製のキャンパッケージで前記窒化物半導体素子を保護したものを用いているが、実装基板上に複数個の前記窒化物半導体発光素子のベアチップを実装させたものでもよい。また、紫外線ＬＥＤ２は、前記窒化物半導体発光素子が発光する紫外線を集光させたり、拡散させたりする目的で、紫外線ＬＥＤ２の前記一表面側に凸レンズや凹レンズを備えてもよい。
【００５４】
紫外線照射装置１は、複数個の紫外線ＬＥＤ２における各紫外線ＬＥＤ２を個別に制御して紫外線の照度を調整してもよいし、複数個同時に紫外線の照度の増減を制御してもよい。たとえば、ライン状の光出射面１ａを備えた紫外線照射装置１において、ライン状の両端部側に配置される紫外線ＬＥＤ２の照度を、ライン状のより中央部側に配置される紫外線ＬＥＤ２の照度よりも大きくすることでライン状に均一な照度を得ることができる。
【００５５】
本実施形態の掃除ヘッド４は、紫外線照射装置１のライン状の光出射面１ａを清掃するものであり、光出射面１ａと当たる回転ブラシ４ａにより清掃される光出射面１ａの塵埃を吸引する吸引ノズル４ｂを備えている。掃除ヘッド４の回転ブラシ４ａは、たとえば、図１（ｂ）に示す平板の薄板を捻った捻り形状をしており、回転ブラシ４ａの長手方向の両端部に歯車（図示せず）が設けられている。前記歯車の軸は、掃除ヘッド４の軸受け４ｃで回転可能に保持されており、掃除ヘッド４に内蔵したモータ（図示せず）の回転が伝達される。なお、回転ブラシ４ａは、回転軸を偏芯させてもよい。回転軸が偏芯した回転ブラシ４ａは、光出射面１ａに当たる回転ブラシ４ａの力を強弱させて振動を与え、インクなどを落としやすくすることもできる。また、回転ブラシ４ａの形状は、捻り形状だけでなく撚り線を用いたブラシ形状など適宜構成すれば良い。同様に、吸引ノズル４ｂの開口部の形状も矩形のほか、三角形状や楕円形状など適宜の形状とすればよい。
【００５６】
移動手段は、少なくとも掃除ヘッド４をライン状の光出射面図１ａに沿って移動できればよく、１個の単軸ロボット５だけでなく、複数個の単軸ロボット５を直交して組み合わせた２軸ロボットや３軸ロボットで構成しても良い。したがって、本願での単軸ロボット５は、２軸ロボットや３軸ロボットなど多軸ロボットの一部を構成するものも含めた広義に解釈する。図１（ａ）に示す移動手段たる単軸ロボット５は、サーボモータ５ｄを備え、紫外線照射装置１のライン状の光出射面１ａに沿ってネジ軸５ａが設けられている。単軸ロボット５のサーボモータ５ｄは、ライン状の光出射面１ａに沿って掃除ヘッド４を往復移動可能なもので、掃除ヘッド４を往復移動させつつ途中で制御性よく停止させることもできる。ここで、単軸ロボット５のモータは、サーボモータ５ｄだけに限らず、ステッピングモータなど各種モータを用いて構成してもよい。このような単軸ロボット５は、たとえば、光出射面１ａと平行に設けたネジ軸５ａと、ネジ軸５ａの外周に取り付けられたナット（図示せず）の間にボールを配置させ該ボールの回転を利用して、前記ナットをネジ軸５ａに沿って動かすボールネジと、回転検出器（図示せず）が組み込まれ該回転検出器からのデータに基づき回転をフィードバック制御するサーボモータ５ｄと、前記ナットに固定されたスライダ５ｃを支持し、光出射面１ａと平行に設けられたレールによりスライダ５ｃとの間で循環するボールの転がりを利用して直線運動を行うリニアガイド５ｂと、を備えて構成することができる。掃除ヘッド４は、単軸ロボット５のスライダ５ｃに取り付けて固定している。
【００５７】
単軸ロボット５のネジ軸５ａをサーボモータ５ｄで回転させ、回転数、回転速度などを制御することで、スライダ５ｃに取り付けられた掃除ヘッド４の停止する位置や、動く速度を自由に調整することができる。本実施形態の紫外線照射装置１では、サーボモータ５ｄとして、商用電源の交流周波数に同期して定速を保つシンクロナスモータを用いている。
【００５８】
紫外線照射装置１に取り付けられた掃除ヘッド４は、たとえば、印刷機２０に接続されたコンピュータなどからなる制御装置のカレンダ機能により予め毎日あるいは、予め定めた週一回、印刷機２０の起動時、あるいは印刷終了後に紫外線照射装置１のライン状の光出射面１ａに沿って掃除ヘッド４を単軸ロボット５により往復自動動作させることで、光出射面１ａへ付着したインクなどを掃除することができる。
【００５９】
すなわち、印刷機２０の起動時、あるいは印刷終了後、掃除ユニット３の吸引排気装置８を運転開始し、紫外線照射装置１の前記一端面側の長手方向の一端部に位置していた掃除ヘッド４は、単軸ロボット５のサーボモータ５ｄによってスライダ５ｃごとライン状の光出射面１ａに沿って移動させる。掃除ヘッド４は、少なくとも光出射面１ａに付着硬化したインクを回転ブラシ４ａにより掻き取りながら吸引ノズル４ｂから吸い取り、光出射面１ａに付着していたインクなどを塵埃として吸引ホース７から吸引排気装置８によって吸引させる。また、吸引された塵埃は、吸引排気装置８を介して排気ホース９から印刷機２０の外部に設置した前記ダストボックスに排出される。
【００６０】
ここで、掃除ユニット３の掃除ヘッド４は、紫外線照射装置１の長手方向における前記一端部側から対向する他端部側まで単軸ロボット５のスライダ５ｃにより保持レール６に沿って保持されて移動し、リミットスイッチ６ａに当たると単軸ロボット５のサーボモータ５ｄを停止する。次に、サーボモータ５ｄを逆回転させスライダ５ｃに固定された掃除ヘッド４がもう一方のリミットスイッチ６ｂに当たるまで単軸ロボット５のサーボモータ５ｄを駆動させることにより、単軸ロボット５は、掃除ヘッド４を初期の位置に戻すことができる。これにより、掃除ユニット３は、紫外線照射装置１の光出射面１ａを自動的に清掃することが可能となる。なお、紫外線照射装置１の光出射面１ａの清掃は、自動的に清掃するだけでなく、掃除ユニット３を前記制御装置を操作して手動操作で任意に行ってもよい。
【００６１】
保持レール６は、掃除ヘッド４の脱落防止と掃除ヘッド４の移動を安定させることができる。また、掃除ヘッド４の回転ブラシ４ａを光出射面１ａに密着させることにより、光出射面１ａに付着したインクを掻き取ることができる。なお、掃除ヘッド４において光出射面１ａを清掃するには、回転ブラシ４ａだけでなく、インクを溶融させる溶液を含んだスポンジなどを光出射面１ａに当接させてインクを拭き取ってもよい。
【００６２】
また、紫外線照射装置１の光出射面１ａに付着した未硬化のインクを完全に硬化させるために、掃除ヘッド４側から紫外線照射装置１の光出射面１ａ側に紫外線を照射させてもよい。この場合は、掃除ヘッド４側にインクを硬化する紫外線が照射できる紫外線ＬＥＤを別途備えればよい。
【００６３】
図１（ａ）において、掃除ユニット３の吸引排気装置８は、紫外線照射装置１の光出射面１ａと平行に設けているが、印刷機２０の構造によっては、紫外線照射装置１の光出射面１ａと対向する他端面側に備えてもよいし、印刷機２０の外部に備えてもよい。
【００６４】
また、紫外線照射装置１は、紫外線照射装置１の光出射面１ａが印刷対象物１０とできるだけ近づけた方が紫外線を効率よく照射させることができる。しかしながら、紫外線照射装置１の光出射面１ａと、印刷対象物１０との間隔が狭すぎれば、紫外線照射装置１の光出射面１ａと、印刷対象物１０との間に掃除ヘッド４を移動させることが難しくなる。そのため、掃除ユニット３の掃除ヘッド４による清掃時においては、印刷対象物１０を搬送する圧胴３２の表面に対して、紫外線照射装置１の光出射面１ａと印刷対象物１０との間隔が広がるように紫外線照射装置１全体を傾けてから、掃除ヘッド４を単軸ロボット５により移動させることもできる。この場合、紫外線照射装置１の光出射面１ａの清掃時に、紫外線照射装置１を圧胴３２に対して傾斜して離間させる離間機構（図示せず）を備えればよい。
【００６５】
なお、紫外線照射装置１に備えられた掃除ユニット３は、紫外線照射装置１と着脱自在に構成させても良い。この場合、掃除ユニット３に備えた位置決めピン（図示せず）を紫外線照射装置１の凹部（図示せず）に嵌合させ、たとえば、紫外線照射装置１の長手方向に設けた２本の螺子（図示せず）により螺子止めすることで比較的簡単に固定設置できる構造としてもよい。これにより、複数個の印刷機２０がある場合や１台の印刷機２０に複数個の紫外線照射装置１がある場合、印刷機２０の紫外線照射装置１に掃除ユニット３を固定設置させることもできるし、清掃したい印刷機２０の紫外線照射装置１に掃除ユニット３を簡単に移設して取り付けすることもできる。
【００６６】
なお、本実施形態の紫外線照射装置１は、版につけられたインクを転写する印刷機２０に使用されるだけに限らず、インクヘッドからのインクを吐出させるインクジェット方式の印刷機２０においても使用することができる（図示せず）。たとえば、紫外線照射装置１は、搬送される印刷対象物１０を覆うように、印刷対象物１０の搬送方向と略垂直な方向にインクを吐出することが可能な長尺状のインクヘッドを設け、紫外線で硬化するインクを前記インクヘッドのノズルの先端から印刷対象物１０に吐出する。また、前記インクヘッドには、印刷対象物１０の搬送方向に対して下流側に印刷対象物１０に吐出されたインクを硬化させる紫外線を照射させる紫外線照射装置１を隣接して固定配置させればよい。
【００６７】
特に、表面張力の小さいインクを用いたインクジェット方式の印刷機２０の場合、前記インクヘッドから吐出されるインクの一部が霧状のインク粒となって飛散する場合がある。このような霧状のインク粒は、前記インクヘッドから直接吐出されるインクと異なり、空気中を浮遊するため、浮遊している霧状のインク粒が紫外線照射装置１の光出射面１ａに付着し易い傾向にある。そのため、インクジェット方式の印刷機２０における紫外線照射装置１においても、紫外線照射装置１の光出射面１ａを定期的に清掃するメンテナンスが必要であり、本実施形態の掃除ユニット３を備えた紫外線照射装置１を好適に利用することができる。
【００６８】
（実施形態２）
本実施形態の紫外線照射装置１の基本構成は、実施形態１と共通であるので、特徴となる部分について図３に基づいて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素には、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００６９】
本実施形態の紫外線照射装置１は、実施形態１の紫外線照射装置１に備えられた掃除ヘッド４に、各紫外線ＬＥＤ２からの紫外線の照度を個別に測定する紫外線センサ４ｄを備えた点が相違する。
【００７０】
紫外線照射装置１の掃除ヘッド４は、紫外線照射装置１を制御する制御装置１２から制御線１２ｄを介して送信した移動制御信号に基づいて、図３の二点鎖線の方向に上述した移動手段たる単軸ロボット５によって移動させられる。制御装置１２は、制御線１２ｃを介して送信された点灯制御信号により、紫外線照射装置１の複数個の紫外線ＬＥＤ２の点灯を制御している。また、掃除ヘッド４の紫外線センサ４ｄは、制御装置１２により紫外線ＬＥＤ２の点灯と同期させて各紫外線ＬＥＤ２の照度を測定する。紫外線センサ４ｄは、測定した紫外線ＬＥＤ２からの紫外線の照度データを制御線１２ｄを介して制御装置１２側に送信する。
【００７１】
ここで、制御装置１２は、紫外線ＬＥＤ２の点灯と同期して紫外線センサ４ｄが測定した照度データにより、各紫外線ＬＥＤ２から出射された紫外線が、インクなどを硬化させるのに十分であるかを検査するＬＥＤ検査部１２ａを備えている。ＬＥＤ検査部１２ａは、単軸ロボット５により移動した掃除ヘッド４の紫外線センサ４ｄが測定する紫外線ＬＥＤ２のライン状の光出射面１ａにおける位置データと、複数個の紫外線ＬＥＤ２それぞれの前記照度データとに基づいて、複数個の紫外線ＬＥＤ２それぞれの良否を検査し、不具合のある紫外線ＬＥＤ２があれば、制御装置１２の表示部１２ｂに表示する。
【００７２】
すなわち、制御装置１２のＬＥＤ検査部１２ａは、紫外線ＬＥＤ２の照度がインクなどを硬化するには不十分であると判断すると、制御装置１２のモニターとなる表示部１２ｂに不十分な紫外線ＬＥＤ２を特定して表示させる。
【００７３】
なお、紫外線照射装置１は、紫外線ＬＥＤ２の紫外線を照射する一表面と対向する他表面側に冷媒を循環させるパイプ（図示せず）を配置させ、紫外線ＬＥＤ２と前記パイプとを熱接続させている。前記冷媒は、紫外線照射装置１の外部にパイプ１１ａを通して取り出され、印刷機２０の外部に設けられた冷媒循環装置１１によって冷却して再び別のパイプ１１ｂを通して紫外線照射装置１の紫外線ＬＥＤ２における前記他表面側を冷却している。
【００７４】
本実施形態の紫外線センサ４ｄとしては、たとえば、Ｓｉ材料やＧａＡｓＰ材料、ＺｎＯ材料や窒化ガリウム材料を用いた光導電型、ｐｎ接合型やショットキー接触型で形成させた紫外線センサ４ｄを用いればよい。
【００７５】
また、制御装置１２は、適宜のソフトが導入されたコンピュータなどにより構成することができる。制御装置１２の表示部１２ｂは、前記コンピュータのモニターでもよいし、別途の可視光を発光するＬＥＤを用いた表示灯で構成させても良い。
【００７６】
本実施形態の紫外線照射装置１では、不具合のある紫外線ＬＥＤ２だけを個別に紫外線照射装置１から取り出して交換することができる。また、照度の低い紫外線ＬＥＤ２の出力を上げるように制御装置１２によって調整することも可能となる。
【００７７】
次に、本実施形態の他の紫外線照射装置１として、制御装置１２に紫外線ＬＥＤ２の累積点灯時間に対する照度を寿命特性の照度データとして記憶させた記憶手段（図示せず）と、前記照度データと前記寿命特性の照度データとを比較し紫外線ＬＥＤ２が使用可能な残寿命を演算する演算部（図示せず）と、を更に備えた紫外線照射装置１について説明する。
【００７８】
紫外線照射装置１は、制御装置１２の前記演算部が、掃除ヘッド４の紫外線センサ４ｄが検出した前記照度データと、制御装置１２の前記記憶手段に予め記憶させた紫外線ＬＥＤ２の前記寿命特性の照度データとを比較し、予測される紫外線ＬＥＤ２が使用可能な残寿命を演算する。また、制御装置１２の表示部１２ｂは、前記演算部からの出力に基づき予測される前記残寿命を表示する。
【００７９】
紫外線照射装置１の光源となる紫外線ＬＥＤ２は、半導体発光素子であるため、水銀ランプのごとくフィラメントの断線により不灯になることはない。しかしながら、紫外線ＬＥＤ２は、点灯時間の経過（累積点灯時間）に伴い徐々に照度が低下する寿命特性（経時変化）を有しており、所定の照度が得られなければ、インクやコーティング剤を硬化することができなくなる。また、累積点灯時間に対する紫外線ＬＥＤ２の照度は、紫外線ＬＥＤ２を駆動させる電流値によっても変わる傾向にある。
【００８０】
たとえば、複数個の紫外線ＬＥＤ２を並べライン状の光出射面１ａを備えた紫外線照射装置１においては、ライン状の両端部に配置させた紫外線ＬＥＤ２の電流量を多くし、ライン状のより中央部側の紫外線ＬＥＤ２の電流量を相対的に少なくすることにより、紫外線照射装置１の光出射面１ａから出射される紫外線をライン状に均一に照射させる場合がある。紫外線照射装置１は、印刷対象物１０に印刷されたインクの硬化ムラを抑制することが可能となるが、紫外線照射装置１における複数個の紫外線ＬＥＤ２の寿命は、それぞれ異なる傾向にある。
【００８１】
このような場合、制御装置１２は、前記記憶手段に紫外線ＬＥＤ２を駆動させる電流値に応じた複数個の寿命特性の照度データを記憶させておいてもよいし、前記記憶手段に記憶させた前記寿命特性の照度データに対して適宜の補正係数を積算させて補正してもよい。
【００８２】
ここで、本実施形態における紫外線ＬＥＤ２の寿命とは、紫外線ＬＥＤ２が出射する紫外線の照度が初期値に対して７０％に低下するまでの時間を寿命として設定しているが、インクなどの硬化特性によっては、初期値に対して５０％など適宜設定した値まで低下するまでの時間を寿命として規定すればよい。
【００８３】
なお、制御装置１２の前記記憶手段は、予め紫外線ＬＥＤ２の前記寿命特性のデータをＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの不揮発性メモリを用いればよい。
【００８４】
また、制御装置１２の前記演算部は、適宜のソフトを導入した前記コンピュータで構成させても良いし、紫外線センサ４ｄで測定した前記照度データと前記寿命特性の照度データを比較するコンパレータなどからなる比較回路などで構成することもできる。
【００８５】
紫外線照射装置１が個別の各紫外線ＬＥＤ２の残寿命を判断して表示するので、印刷機２０のオペレータは、紫外線ＬＥＤ２を紫外線照射装置１から取り出して適切な時期に交換してもよいし、寿命が先にくる紫外線ＬＥＤ２に合わせて紫外線照射装置１全体の寿命として判断して紫外線照射装置１自体を交換することもできる。
【符号の説明】
【００８６】
１  紫外線照射装置
１ａ  光出射面
２  紫外線ＬＥＤ
４  掃除ヘッド
４ａ  回転ブラシ
４ｂ  吸引ノズル
４ｄ  紫外線センサ
５  単軸ロボット（移動手段）
５ａ  ネジ軸
１０  印刷対象物
１２ａ  ＬＥＤ検査部
１２ｂ  表示部
【図１】
2011042061.tif 000003
【図２】
2011042061.tif 000004
【図３】
2011042061.tif 000005