紫外線照射装置
【課題】紫外線を対象物の表面にライン状に照射するにあたって、ラインの幅内の強度変化を抑制するとともに、対象物との距離変化による強度変化も抑制することができる紫外線照射装置を提供する。
【解決手段】紫外線照射装置１は、複数のレーザダイオード２が並べて実装される２枚の基板３を備える。基板３の一面には、長手方向に沿ってレーザダイオード２が１列に並んで実装される。基板３は、長手方向を平行にして配置される。レーザダイオード２から放射される紫外線は、回折光学素子５により基板３の長手方向にのみ放射範囲が広がるように伝播方向が制御される。レーザダイオード２から放射される紫外線は回折光学素子５で回折されることにより所定の照射面にライン状の照射領域を形成し、この照射面において、各基板３に配置されたレーザダイオード２が形成する照射領域が重ね合わされる。
【解決手段】紫外線照射装置１は、複数のレーザダイオード２が並べて実装される２枚の基板３を備える。基板３の一面には、長手方向に沿ってレーザダイオード２が１列に並んで実装される。基板３は、長手方向を平行にして配置される。レーザダイオード２から放射される紫外線は、回折光学素子５により基板３の長手方向にのみ放射範囲が広がるように伝播方向が制御される。レーザダイオード２から放射される紫外線は回折光学素子５で回折されることにより所定の照射面にライン状の照射領域を形成し、この照射面において、各基板３に配置されたレーザダイオード２が形成する照射領域が重ね合わされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の表面に紫外線をライン状に照射する紫外線照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、様々な対象物への印刷や塗装にあたって、紫外線硬化インクや紫外線硬化塗料が採用されている。紫外線硬化インクや紫外線硬化塗料を硬化させるには紫外線照射装置が必要である。ここに、印刷や塗装の対象物は、紙や布からなるシート状の印刷原反、セメントを抄造した建築用板などであって、多くの場合、印刷や塗装の対象となる表面は一定の幅を有している。
【０００３】
したがって、対象物の表面に紫外線をライン状に照射する紫外線照射装置を用い、対象物と紫外線照射装置とを対象物の表面に沿って相対的に変位させることによって、対象物の所要領域に紫外線を照射する構成が広く採用されている。一般的には、対象物を一定幅である方向に対して直交する方向に搬送し、対象物の表面に沿う面内で対象物が搬送される方向に交差するラインを形成するように紫外線照射装置を配置する構成が採用されている。
【０００４】
紫外線照射装置に用いる光源には、キセノンランプのような高輝度の紫外線ランプがあるが、近年では、消費電力の抑制などを目的として、光源に発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と略称する）を用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ＬＥＤを用いた紫外線照射装置は、対象物の表面に沿って対象物が搬送される方向に交差する方向に複数個のＬＥＤを配列することにより、紫外線を対象物にライン状に照射できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１４６６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、紫外線硬化インクや紫外線硬化塗料は、照射される紫外線の強度と紫外線の照射時間とにより決まる光量が多いほど硬化が促進されると考えられる。したがって、単位時間当たりの処理数を増加させるには、対象物に照射される紫外線の強度を高めることが要求される。また、対象物と紫外線照射装置との距離が変化する場合、例えば、対象物が外壁に用いる建築用板であって表面に凹凸があるような場合、対象物の表面において紫外線照射装置からの距離が最大になる部位に照射される光量によって、対象物の搬送速度が制限されることになる。
【０００７】
上述のような観点から、紫外線照射装置に用いる光源の輝度は高いほうがよいと考えられるが、現状の技術ではＬＥＤを光源に用いた紫外線照射装置で上述の要求に応える程度に輝度を高めることは容易ではない。
【０００８】
また、上述したように、紫外線硬化インクや紫外線硬化塗料を硬化させる光量を得るには、光源の輝度だけではなく、対象物を搬送する方向において紫外線を照射する時間を考慮する必要がある。したがって、対象物に紫外線をライン状に照射する場合に、対象物が搬送される方向におけるラインの寸法（つまり、ライン状の照射領域の幅寸法）を考慮しなければならない。また、対象物が紫外線の照射領域を通過する間に、紫外線硬化インクや紫外線硬化塗料の硬化を終了させるためにも、対象物が搬送される方向におけるラインの幅寸法について考慮する必要がある。
【０００９】
紫外線ランプやＬＥＤを光源に用いた紫外線照射装置では、レンズのような光学要素を用いて、ライン状の照射領域が形成されている。しかし、紫外線ランプやＬＥＤから放射される紫外線の配光を光学要素によって制御しても、ラインの幅内において紫外線の強度は中央部よりも周辺部の強度が小さくなる。そのため、対象物を搬送する速度は、ラインの幅内における周辺部の強度に合わせて設定することになる。このことが、対象物を搬送する速度を低下させる一因になっている。
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、紫外線を対象物の表面にライン状に照射するにあたって、ラインの幅内の強度変化を抑制するとともに、対象物との距離変化による強度変化も抑制することができる紫外線照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の紫外線照射装置は、複数枚の基板と、発光波長が紫外領域であって基板ごとに複数個ずつ列をなすように並べて配置されたレーザダイオードと、レーザダイオードから放射される紫外線を回折させる回折光学素子とを備え、回折光学素子は、基板上でレーザダイオードが並ぶ方向に紫外線を回折させる機能を有し、基板は、レーザダイオードが並ぶ方向が互いに平行になるように配置され、かつ各基板から放射された紫外線が１つのライン上で重複するように、レーザダイオードが並ぶ方向に直交する面内において互いに傾斜していることを特徴とする。
【００１２】
この紫外線照射装置において、発光波長が紫外領域であって前記基板とは異なる実装基板に複数個が列をなすように並べて配置された発光ダイオードをさらに備えていることが望ましい。
【００１３】
この紫外線照射装置において、１枚の基板に前記ラインを形成する複数のグループのレーザダイオードが配置され、グループごとに点灯と消灯とのタイミングが異なることがより望ましい。
【００１４】
この紫外線照射装置において、１枚の基板に前記ラインを形成する複数のグループのレーザダイオードが配置され、グループごとに発光波長が異なることがより望ましい。
【００１５】
この紫外線照射装置において、レーザダイオードと回折光学素子との間にレーザダイオードから放射された紫外線の広がり範囲を制御するレンズをさらに備えることがより望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、紫外線を対象物にライン状に照射するにあたって、ラインの幅内の強度変化を抑制するとともに、対象物との距離変化による強度変化を抑制することが可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】基本構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】同上に用いるレーザダイオードを示す斜視図である。
【図３】（ａ）は同上におけるレーザダイオードと回折光学素子との配置を示す側面図、（ｂ）は同上におけるレーザダイオードと回折光学素子とレンズとの配置を示す側面図、（ｃ）は１個のレーザダイオードによる対象物の表面への照射範囲を示す図である。
【図４】同上に用いる１枚の基板に関する動作説明図である。
【図５】（ａ）は同上に用いるレーザダイオードの配光を示す側面図、（ｂ）は同図（ａ）について所定距離での紫外線の強度分布を示す図である。
【図６】実施形態１における配置例を示す側面図である。
【図７】図６に示した配置例での紫外線の強度分布を示す図である。
【図８】実施形態２における配置例を示す側面図である。
【図９】図８に示した配置例での紫外線の強度分布を示す図である。
【図１０】（ａ）は同上に用いる発光ダイオードの配光を示す側面図、（ｂ）は同図（ａ）について所定距離での紫外線の強度分布を示す図である。
【図１１】同上の使用例を示す動作説明図である。
【図１２】実施形態３の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、紫外線照射装置を印刷装置に用いる場合を例として説明する。印刷装置は、紙や布のようなシート状の印刷原反に紫外線硬化インクによる印刷を施した後に、紫外線照射装置から印刷原反に紫外線を照射することにより紫外線硬化インクを硬化させるように構成される。
【００１９】
（基本構成）
紫外線照射装置１は、図１に示すように、短冊状の複数枚の基板３を備え、基板３ごとに厚み方向の一面に複数個のレーザダイオード２が並べて実装される。ここでは、基本的な構成について説明するために基板３が２枚である場合を例とする。また、レーザダイオード２は１枚の基板３に２列以上配置することが可能であるが、図示例では１枚の基板３にレーザダイオード２を１列だけ配置してある。
【００２０】
レーザダイオード２は、図２に示すように、円柱状のパッケージ２１を備える。パッケージ２１の一端面には紫外線を放射させる発光窓２２が形成され、パッケージ２１の他端面からは端子２３が突設される。
【００２１】
レーザダイオード２の発光窓２２に対向する部位には、回折を利用して紫外線の伝播方向を制御する回折光学素子５が配置される。回折光学素子５は、レーザダイオード２から放射された紫外線を回折させることにより、レーザダイオード２から放射された紫外線の放射範囲を一方向に広げるように回折パターンが形成されている。したがって、レーザダイオード２が放射した紫外線は、回折光学素子５によってスリット光のように扇状に広げられる。
【００２２】
回折光学素子５は、レーザダイオード２から放射される紫外線の放射範囲が基板３の長手方向に沿う向きになるように回折パターンの向きを定めて配置される。したがって、レーザダイオード２から放射された紫外線の放射範囲（破線で示す範囲）は、図３（ａ）に示すように、主として基板３の長手方向（図３の左右方向）に広がる。また、レーザダイオード３から放射された紫外線の放射範囲は、基板３の短手方向にはほとんど広がらない。したがって、紫外線を照射する仮想の照射面９１を回折光学素子５の前方に設定すると、照射面９１に対する紫外線の照射領域２００は、図３（ｃ）のように、基板３の長手方向に広がり、基板３の短手方向にはほとんど広がらない矩形状になる。
【００２３】
したがって、図４のように、基板３の長手方向に隣り合う各一対のレーザダイオード２に対応した照射領域２００の一部を重複させるようにレーザダイオード２の配列ピッチを設定すると、照射面９１（図３参照）にライン状の照射領域２０１が形成されることになる。レーザダイオード２の配列ピッチは、回折光学素子５の回折パターンなどの設計条件に依存するが、少なくとも隣接するレーザダイオード２を離間させる配置が可能である。レーザダイオード２の配列ピッチＬ２は、１個のレーザダイオード２の基板３の長手方向における寸法Ｌ１に対して、例えば、１．５〜２．５倍程度に設定することが可能になる。これにより、基板３の長手方向において単位長さ当たりに必要なレーザダイオード２の個数は、発光ダイオードを用いる場合よりも少なくなる。また、隣接するレーザダイオード２が離間していることにより、互いに他のレーザダイオード２の発熱による影響が抑制される。なお、図４に示すように、必要に応じて複数枚の基板３を長手方向に並べて配置してもよい。
【００２４】
上述したように、レーザダイオード２から放射され回折光学素子５により回折された紫外線の放射範囲は、基板３の短手方向には大きく広がらない。図５（ａ）には放射範囲の広がりを強調して記載しているが、実際には、レーザダイオード２からの距離Ｄ１の変化に対して照射領域２００の変化は比較的少ない。また、レーザダイオード２から放射されるレーザ光の属性として放射範囲内での強度の変化は比較的少ない。すなわち、図５（ｂ）に示すように、基板３の短手方向において照射領域２００の範囲では均一な強度（照度）が得られる。
【００２５】
ところで、紫外線照射装置１として用いるレーザダイオード２は出力が大きいから、放熱対策が必要である。そのため、基板３には、図１に示すように、放熱部材４が取り付けられる。図示する放熱部材４は水のような冷媒によって放熱を行う構成であって、放熱部材４は冷媒を通過させる流路４４，４５を備えた中空状に形成されている。基板３は、放熱部材４における図１（ｂ）の上面に配置される。図１（ｂ）における放熱部材４の上面は、左右方向における中央部の中央面４３と、中央面４３の左右にそれぞれ連続し互いに離れる向きに上り傾斜した２つの傾斜面４１，４２とを備える。
【００２６】
上述したように２枚の基板３を設けているから、傾斜面４１，４２ごとに基板３が載せられ、両基板３は長手方向が平行になるように配置される。また、基板３と放熱部材４とは熱的に結合される。２枚の基板３が上述のように配置されるから、各基板３に設けたレーザダイオード２によって所望の照射面９１において形成されるライン状の照射領域２０１（図４参照）を重ね合わせることが可能である。すなわち、所望の照射面９１に対する傾斜面４１，４２の傾き角度および基板３から照射面９１までの距離を調節することにより、２枚の基板３を用いて照射面９１にライン状の照射領域２０１を形成することが可能になる。この構成では、２枚の基板３から紫外線を照射しているから、他の条件が同じであれば、１枚の基板３のみで紫外線を照射する場合に比較すると、照射領域２０１に対して２倍近い強度の紫外線を照射することが可能になる。
【００２７】
上述の例では、レーザダイオード２から放射された紫外線の伝播方向（配光）を回折光学素子５のみで制御しているが、図３（ｂ）に示すように、回折光学素子５に加えてレンズ５１を設けてもよい。レンズ５１は、レーザダイオード２と回折光学素子５との間に配置すればよい。レンズ５１は、例えば、入射した光を平行光にして出射させるコリメートレンズ、照射領域２０１に形成されるラインの幅を調節するためのレンズなどを用いることが可能である。
【００２８】
（実施形態１）
基本構成としては、２枚の基板３を用いた紫外線照射装置１を例示したが、以下では、図６に示すように、４枚の基板３（３１，３２，３３，３４）を用いる場合を例として説明する。
【００２９】
４枚の基板３１，３２，３３，３４は、長手方向が平行になるように配置され、かつ基板３の長手方向に直交する面内では照射面９１（図３参照）に対する傾斜角度を互いに異ならせるように配置される。基板３１，３２，３３，３４ごとの傾斜角度は、基板３１，３２，３３，３４ごとに照射面９１に形成されるライン状の照射領域２０１が互いに一致して重なり合うように設定される。照射面９１が図６に符号Ａ１で示す位置であるとき、各基板３１，３２，３３，３４により形成されるライン状の照射領域２０１を重ね合わせるために、両端部の基板３１，３４の照射面９１に対する傾斜角度は、中央部の基板３２，３３の照射面９１に対する傾斜角度よりも大きく設定される。
【００３０】
基板３１，３２，３３，３４を図６のように配置した場合、符号Ａ１で示す位置では、ライン状の照射領域２０１が重なり合っているから、図７（ａ）に示すように、照射領域２０１において強度がほぼ一定になる。一方、図６に符号Ｂ１で示す位置（符号Ａ１で示す位置よりも基板３１，３２，３３，３４に近い位置）では、各基板３１，３２，３３，３４から放射された紫外線の放射範囲が重なり合う領域と重なり合わない領域とが生じる。放射範囲が重なっている領域では紫外線の強度が大きくなり、放射範囲が重なっていない領域では相対的に紫外線の強度が小さくなる。したがって、符号Ｂ１で示す位置では、図７（ｂ）に示すように、基板３の長手方向に直交する面内において紫外線の強度が一様にならない。なお、図７（ｂ）は紫外線の強度を模式的に示してあり、実際の強度分布を示してはいない。
【００３１】
本実施形態の構成では、紫外線の強度が均一になる位置（図６に符号Ａ１で表された位置）では、ライン状の照射領域２０１における紫外線の強度が、４枚の基板３１，３２，３３，３４からの紫外線の合算になる。そのため、紫外線の強度を基本構成よりもさらに高めることが可能である。
【００３２】
（実施形態２）
実施形態１は、レーザダイオード２のみを光源に用いる例を示したが、本実施形態は、発光ダイオードを合わせて光源に用いる構成例について説明する。
【００３３】
図８に示すように、本実施形態の紫外線照射装置１は、実施形態１の基板３２，３３に代えて、発光波長が紫外線領域である発光ダイオード６を実装した短冊状の実装基板８１，８２を備える。
【００３４】
発光ダイオード６は、レーザダイオード２と同様に、回折を利用して紫外線の伝播方向を制御する回折光学素子７と組み合わせて用いられる。回折光学素子７は、回折光学素子５と同様に、発光ダイオード６から放射された紫外線を一方向に広げるように回折パターンが形成されている。また、発光ダイオード６は、実装基板８１，８２の厚み方向の一面に長手方向に沿って１列に並んで配置され、回折光学素子７は、発光ダイオード６から放射された紫外線の放射範囲を、実装基板８１，８２の長手方向に広げるように配置される。
【００３５】
本実施形態は、発光ダイオード６の輝度がレーザダイオード２の輝度よりも低いことを前提にしている。したがって、紫外線硬化インクを硬化させるのに必要な強度の紫外線を照射することができる距離は、発光ダイオード６のほうがレーザダイオード２よりも短くなる。すなわち、発光ダイオード６について、紫外線硬化インクの硬化に必要な強度の紫外線を照射可能な最大距離をＤ２（図１０参照）とすると、レーザダイオード２について同じ強度の紫外線を照射可能な最大距離はＤ２よりも大きくなる。ここでは、図５に示した距離Ｄ１が距離Ｄ２に対応すると仮定する（Ｄ２＜Ｄ１）。また、実装基板８の長手方向に直交する断面において、距離Ｄ２の位置に仮の照射面９２を設定した場合の照射領域２０２は、レーザダイオード２において距離Ｄ１の位置に照射面９１を設定した場合の照射領域２０１よりも広くなると仮定する。これらの仮定は、レーザダイオード２および発光ダイオード６の属性から合理的であると言える。また、発光ダイオード６から放射された紫外線は、照射領域２０２において強度が一様にならず、図１０（ｂ）に示すように、照射領域２０２の中央部から両端部に向かって強度が次第に低下する。
【００３６】
基板３１，３４に配置されたレーザダイオード２からの紫外線と、実装基板８１，８２に配置された発光ダイオード６からの紫外線との配光の関係から、本実施形態では、照射面９１，９２までの距離による紫外線の強度の変化が抑制される。すなわち、レーザダイオード２により形成されるライン状の照射領域２０１（図３参照）が重なり合う位置（図８の符号Ａ２の位置）では、主としてレーザダイオード２からの紫外線の強度によって照射領域２０１の強度分布が決まる。また、発光ダイオード６からの紫外線が紫外線硬化インクの硬化に有効に寄与する位置（図８の符号Ｂ２の位置）では、レーザダイオード２からの紫外線と発光ダイオード６からの紫外線とが合成されて照射領域２０２の強度分布が決まる。その結果、図９（ａ）のように、位置Ａ２において紫外線の強度がほぼ一様になるだけではなく、図９（ｂ）のように、位置Ｂ２においても紫外線の強度がほぼ一様になる。なお、基板３１，３２に直交する面内において、位置Ａ２における紫外線の照射領域２０１に比較して、位置Ｂ２における紫外線の照射領域２０２は広くなる。
【００３７】
上述したように、本実施形態では、レーザダイオード２と発光ダイオード６とを併用することにより、照射面９１，９２までの距離の変化に対する紫外線の強度の変化が抑制される。
【００３８】
ところで、印刷装置では、図１１に示すように、紫外線を照射する対象である印刷原反９を圧胴１０に沿って搬送する構成が知られている。たとえば、オフセット印刷を行う印刷装置では、印刷原反９を圧胴１０に沿って搬送するから、紫外線照射装置１は、圧胴１０の周囲に配置される。印刷原反８の端部９３，９４には張力が作用しないから、端部９３，９４は圧胴１０から浮き上がりやすい傾向がある。そのため、印刷原反９の端部９３，９４は、レーザダイオード２のみによりライン状の照射領域２０１が形成される位置よりも近い位置を通過する可能性がある。本実施形態の構成では、符号Ａ２で示す位置よりも近い位置（符号Ｂ２で示す位置）であっても、発光ダイオード６により紫外線の強度が補償されるから、印刷原反９の端部９３，９４においても紫外線の強度を均一化することが可能になる。また、実施形態１の構成であってもレーザ光の強度が高いから、距離変化に対応可能である。なお、本実施形態では、発光ダイオード６をレーザダイオード２を配置した基板３とは別に設けた実装基板８に実装しているが、発光ダイオード６をレーザダイオード２と同じ基板３に配置してもよい。他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００３９】
（実施形態３）
実施形態１は、紫外線照射装置１の光源に用いるすべてのレーザダイオード２に同仕様のものを用い、また、すべてのレーザダイオード２について同制御を行っているが、本実施形態では、レーザダイオード２について異なる制御を行う場合と、仕様の異なるレーザダイオード２を組み合わせて用いる場合とについて説明する。
【００４０】
ここでは、図１２に示すように、６個のレーザダイオード２が、１枚の基板３に配置されている場合を例として説明する。また、１枚の基板３に複数のグループ（本実施形態では２グループについて説明する）のレーザダイオード２ａ，２ｂを配置する。第１グループのレーザダイオード２ａと第２グループのレーザダイオード２ｂとは、基板３の長手方向において交互に配置される。
【００４１】
第１グループのレーザダイオード２ａと第２グループのレーザダイオード２ｂとは異なる制御が行われる。具体的には、図１２（ａ）のように、第１グループのレーザダイオード２ａが点灯する状態と、図１２（ｂ）のように、第２グループのレーザダイオード２ｂが点灯する状態とを交互に入れ換える。第１グループのレーザダイオード２ａと第２グループのレーザダイオード２ｂとのどちらが点灯している状態であっても、照射領域２０１がライン状になるように、グループごとのレーザダイオード２ａ，２ｂは、点灯時に照射領域２００が連続するように配置される。
【００４２】
第１グループのレーザダイオード２ａと第２グループのレーザダイオード２ｂとを交互に点灯させることによって、第１グループのレーザダイオード２ａと第２グループのレーザダイオード２ｂとの一方に、紫外線を放射しない休止期間を設けることが可能になる。したがって、基板３に配置したすべてのレーザダイオード２ａ，２ｂを一斉に点灯させる場合に比較して発熱量の低減が可能になり、レーザダイオード２ａ，２ｂの特性の変化や寿命の低下が抑制される。また、第１グループと第２グループとのレーザダイオード２ａ，２ｂを交互に点灯させるから、レーザダイオード２ａ，２ｂを一斉に点灯させる場合に比較すると、寿命が約２倍になる。
【００４３】
第１グループのレーザダイオード２ａと第２グループのレーザダイオード２ｂとは、交互に点灯させる代わりに、発光波長を異ならせてもよい。例えば、第１グループのレーザダイオード２ａの発光波長を３６５ｎｍとし、第２グループのレーザダイオード２ｂの発光波長を３８５ｎｍとする。この構成では、第１グループのレーザダイオード２ａと第２グループのレーザダイオード２ｂとを同時に点灯させることにより、紫外線照射装置１から異なる波長の紫外線を同時に放射することが可能になる。例えば、紫外線硬化インクの成分や色によって硬化に適した波長が異なる場合には、この構成の紫外線照射装置１を用いることにより、紫外線硬化インクの特性に合わせた複数の波長の紫外線を照射することが可能になる。
【００４４】
なお、本実施形態は１枚の基板３に２つのグループのレーザダイオード２ａ，２ｂを配置した例を示したが、３以上のグループのレーザダイオードを配置してもよい。他の構成および機能は基本構成と同様である。
【００４５】
上述した各実施形態では、レーザダイオード２ごとに矩形状の照射領域を形成する回折光学素子５，７を用いているが、異なる回折パターンの回折光学素子５，７を用いることにより、レーザダイオード２ごとの照射領域の形状を正方形、三角形、円などの各種の形状に形成することが可能となる。また、局所的な領域にスポットを照射するように回折パターンを形成した回折光学素子５，７を用いることも可能となる。さらに、各レーザダイオード２に対してそれぞれ回折光学素子５を設ける構成例を説明したが、１枚の基板３に配置されたレーザダイオード２の全体に跨る１枚のシート状の回折光学素子を用いることも可能である。
【００４６】
また、上述した実施形態では、紫外線照射装置１を印刷原反９に印刷する印刷装置に用いる場合を想定して説明したが、建築用板に紫外線硬化塗料を塗布する装置など、他の装置であっても上述した技術を採用することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 紫外線照射装置
２ レーザダイオード
３ 基板
５ 回折光学素子
６ 発光ダイオード
７ 回折光学素子
５１ レンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の表面に紫外線をライン状に照射する紫外線照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、様々な対象物への印刷や塗装にあたって、紫外線硬化インクや紫外線硬化塗料が採用されている。紫外線硬化インクや紫外線硬化塗料を硬化させるには紫外線照射装置が必要である。ここに、印刷や塗装の対象物は、紙や布からなるシート状の印刷原反、セメントを抄造した建築用板などであって、多くの場合、印刷や塗装の対象となる表面は一定の幅を有している。
【０００３】
したがって、対象物の表面に紫外線をライン状に照射する紫外線照射装置を用い、対象物と紫外線照射装置とを対象物の表面に沿って相対的に変位させることによって、対象物の所要領域に紫外線を照射する構成が広く採用されている。一般的には、対象物を一定幅である方向に対して直交する方向に搬送し、対象物の表面に沿う面内で対象物が搬送される方向に交差するラインを形成するように紫外線照射装置を配置する構成が採用されている。
【０００４】
紫外線照射装置に用いる光源には、キセノンランプのような高輝度の紫外線ランプがあるが、近年では、消費電力の抑制などを目的として、光源に発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と略称する）を用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ＬＥＤを用いた紫外線照射装置は、対象物の表面に沿って対象物が搬送される方向に交差する方向に複数個のＬＥＤを配列することにより、紫外線を対象物にライン状に照射できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１４６６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、紫外線硬化インクや紫外線硬化塗料は、照射される紫外線の強度と紫外線の照射時間とにより決まる光量が多いほど硬化が促進されると考えられる。したがって、単位時間当たりの処理数を増加させるには、対象物に照射される紫外線の強度を高めることが要求される。また、対象物と紫外線照射装置との距離が変化する場合、例えば、対象物が外壁に用いる建築用板であって表面に凹凸があるような場合、対象物の表面において紫外線照射装置からの距離が最大になる部位に照射される光量によって、対象物の搬送速度が制限されることになる。
【０００７】
上述のような観点から、紫外線照射装置に用いる光源の輝度は高いほうがよいと考えられるが、現状の技術ではＬＥＤを光源に用いた紫外線照射装置で上述の要求に応える程度に輝度を高めることは容易ではない。
【０００８】
また、上述したように、紫外線硬化インクや紫外線硬化塗料を硬化させる光量を得るには、光源の輝度だけではなく、対象物を搬送する方向において紫外線を照射する時間を考慮する必要がある。したがって、対象物に紫外線をライン状に照射する場合に、対象物が搬送される方向におけるラインの寸法（つまり、ライン状の照射領域の幅寸法）を考慮しなければならない。また、対象物が紫外線の照射領域を通過する間に、紫外線硬化インクや紫外線硬化塗料の硬化を終了させるためにも、対象物が搬送される方向におけるラインの幅寸法について考慮する必要がある。
【０００９】
紫外線ランプやＬＥＤを光源に用いた紫外線照射装置では、レンズのような光学要素を用いて、ライン状の照射領域が形成されている。しかし、紫外線ランプやＬＥＤから放射される紫外線の配光を光学要素によって制御しても、ラインの幅内において紫外線の強度は中央部よりも周辺部の強度が小さくなる。そのため、対象物を搬送する速度は、ラインの幅内における周辺部の強度に合わせて設定することになる。このことが、対象物を搬送する速度を低下させる一因になっている。
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、紫外線を対象物の表面にライン状に照射するにあたって、ラインの幅内の強度変化を抑制するとともに、対象物との距離変化による強度変化も抑制することができる紫外線照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の紫外線照射装置は、複数枚の基板と、発光波長が紫外領域であって基板ごとに複数個ずつ列をなすように並べて配置されたレーザダイオードと、レーザダイオードから放射される紫外線を回折させる回折光学素子とを備え、回折光学素子は、基板上でレーザダイオードが並ぶ方向に紫外線を回折させる機能を有し、基板は、レーザダイオードが並ぶ方向が互いに平行になるように配置され、かつ各基板から放射された紫外線が１つのライン上で重複するように、レーザダイオードが並ぶ方向に直交する面内において互いに傾斜していることを特徴とする。
【００１２】
この紫外線照射装置において、発光波長が紫外領域であって前記基板とは異なる実装基板に複数個が列をなすように並べて配置された発光ダイオードをさらに備えていることが望ましい。
【００１３】
この紫外線照射装置において、１枚の基板に前記ラインを形成する複数のグループのレーザダイオードが配置され、グループごとに点灯と消灯とのタイミングが異なることがより望ましい。
【００１４】
この紫外線照射装置において、１枚の基板に前記ラインを形成する複数のグループのレーザダイオードが配置され、グループごとに発光波長が異なることがより望ましい。
【００１５】
この紫外線照射装置において、レーザダイオードと回折光学素子との間にレーザダイオードから放射された紫外線の広がり範囲を制御するレンズをさらに備えることがより望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、紫外線を対象物にライン状に照射するにあたって、ラインの幅内の強度変化を抑制するとともに、対象物との距離変化による強度変化を抑制することが可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】基本構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】同上に用いるレーザダイオードを示す斜視図である。
【図３】（ａ）は同上におけるレーザダイオードと回折光学素子との配置を示す側面図、（ｂ）は同上におけるレーザダイオードと回折光学素子とレンズとの配置を示す側面図、（ｃ）は１個のレーザダイオードによる対象物の表面への照射範囲を示す図である。
【図４】同上に用いる１枚の基板に関する動作説明図である。
【図５】（ａ）は同上に用いるレーザダイオードの配光を示す側面図、（ｂ）は同図（ａ）について所定距離での紫外線の強度分布を示す図である。
【図６】実施形態１における配置例を示す側面図である。
【図７】図６に示した配置例での紫外線の強度分布を示す図である。
【図８】実施形態２における配置例を示す側面図である。
【図９】図８に示した配置例での紫外線の強度分布を示す図である。
【図１０】（ａ）は同上に用いる発光ダイオードの配光を示す側面図、（ｂ）は同図（ａ）について所定距離での紫外線の強度分布を示す図である。
【図１１】同上の使用例を示す動作説明図である。
【図１２】実施形態３の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、紫外線照射装置を印刷装置に用いる場合を例として説明する。印刷装置は、紙や布のようなシート状の印刷原反に紫外線硬化インクによる印刷を施した後に、紫外線照射装置から印刷原反に紫外線を照射することにより紫外線硬化インクを硬化させるように構成される。
【００１９】
（基本構成）
紫外線照射装置１は、図１に示すように、短冊状の複数枚の基板３を備え、基板３ごとに厚み方向の一面に複数個のレーザダイオード２が並べて実装される。ここでは、基本的な構成について説明するために基板３が２枚である場合を例とする。また、レーザダイオード２は１枚の基板３に２列以上配置することが可能であるが、図示例では１枚の基板３にレーザダイオード２を１列だけ配置してある。
【００２０】
レーザダイオード２は、図２に示すように、円柱状のパッケージ２１を備える。パッケージ２１の一端面には紫外線を放射させる発光窓２２が形成され、パッケージ２１の他端面からは端子２３が突設される。
【００２１】
レーザダイオード２の発光窓２２に対向する部位には、回折を利用して紫外線の伝播方向を制御する回折光学素子５が配置される。回折光学素子５は、レーザダイオード２から放射された紫外線を回折させることにより、レーザダイオード２から放射された紫外線の放射範囲を一方向に広げるように回折パターンが形成されている。したがって、レーザダイオード２が放射した紫外線は、回折光学素子５によってスリット光のように扇状に広げられる。
【００２２】
回折光学素子５は、レーザダイオード２から放射される紫外線の放射範囲が基板３の長手方向に沿う向きになるように回折パターンの向きを定めて配置される。したがって、レーザダイオード２から放射された紫外線の放射範囲（破線で示す範囲）は、図３（ａ）に示すように、主として基板３の長手方向（図３の左右方向）に広がる。また、レーザダイオード３から放射された紫外線の放射範囲は、基板３の短手方向にはほとんど広がらない。したがって、紫外線を照射する仮想の照射面９１を回折光学素子５の前方に設定すると、照射面９１に対する紫外線の照射領域２００は、図３（ｃ）のように、基板３の長手方向に広がり、基板３の短手方向にはほとんど広がらない矩形状になる。
【００２３】
したがって、図４のように、基板３の長手方向に隣り合う各一対のレーザダイオード２に対応した照射領域２００の一部を重複させるようにレーザダイオード２の配列ピッチを設定すると、照射面９１（図３参照）にライン状の照射領域２０１が形成されることになる。レーザダイオード２の配列ピッチは、回折光学素子５の回折パターンなどの設計条件に依存するが、少なくとも隣接するレーザダイオード２を離間させる配置が可能である。レーザダイオード２の配列ピッチＬ２は、１個のレーザダイオード２の基板３の長手方向における寸法Ｌ１に対して、例えば、１．５〜２．５倍程度に設定することが可能になる。これにより、基板３の長手方向において単位長さ当たりに必要なレーザダイオード２の個数は、発光ダイオードを用いる場合よりも少なくなる。また、隣接するレーザダイオード２が離間していることにより、互いに他のレーザダイオード２の発熱による影響が抑制される。なお、図４に示すように、必要に応じて複数枚の基板３を長手方向に並べて配置してもよい。
【００２４】
上述したように、レーザダイオード２から放射され回折光学素子５により回折された紫外線の放射範囲は、基板３の短手方向には大きく広がらない。図５（ａ）には放射範囲の広がりを強調して記載しているが、実際には、レーザダイオード２からの距離Ｄ１の変化に対して照射領域２００の変化は比較的少ない。また、レーザダイオード２から放射されるレーザ光の属性として放射範囲内での強度の変化は比較的少ない。すなわち、図５（ｂ）に示すように、基板３の短手方向において照射領域２００の範囲では均一な強度（照度）が得られる。
【００２５】
ところで、紫外線照射装置１として用いるレーザダイオード２は出力が大きいから、放熱対策が必要である。そのため、基板３には、図１に示すように、放熱部材４が取り付けられる。図示する放熱部材４は水のような冷媒によって放熱を行う構成であって、放熱部材４は冷媒を通過させる流路４４，４５を備えた中空状に形成されている。基板３は、放熱部材４における図１（ｂ）の上面に配置される。図１（ｂ）における放熱部材４の上面は、左右方向における中央部の中央面４３と、中央面４３の左右にそれぞれ連続し互いに離れる向きに上り傾斜した２つの傾斜面４１，４２とを備える。
【００２６】
上述したように２枚の基板３を設けているから、傾斜面４１，４２ごとに基板３が載せられ、両基板３は長手方向が平行になるように配置される。また、基板３と放熱部材４とは熱的に結合される。２枚の基板３が上述のように配置されるから、各基板３に設けたレーザダイオード２によって所望の照射面９１において形成されるライン状の照射領域２０１（図４参照）を重ね合わせることが可能である。すなわち、所望の照射面９１に対する傾斜面４１，４２の傾き角度および基板３から照射面９１までの距離を調節することにより、２枚の基板３を用いて照射面９１にライン状の照射領域２０１を形成することが可能になる。この構成では、２枚の基板３から紫外線を照射しているから、他の条件が同じであれば、１枚の基板３のみで紫外線を照射する場合に比較すると、照射領域２０１に対して２倍近い強度の紫外線を照射することが可能になる。
【００２７】
上述の例では、レーザダイオード２から放射された紫外線の伝播方向（配光）を回折光学素子５のみで制御しているが、図３（ｂ）に示すように、回折光学素子５に加えてレンズ５１を設けてもよい。レンズ５１は、レーザダイオード２と回折光学素子５との間に配置すればよい。レンズ５１は、例えば、入射した光を平行光にして出射させるコリメートレンズ、照射領域２０１に形成されるラインの幅を調節するためのレンズなどを用いることが可能である。
【００２８】
（実施形態１）
基本構成としては、２枚の基板３を用いた紫外線照射装置１を例示したが、以下では、図６に示すように、４枚の基板３（３１，３２，３３，３４）を用いる場合を例として説明する。
【００２９】
４枚の基板３１，３２，３３，３４は、長手方向が平行になるように配置され、かつ基板３の長手方向に直交する面内では照射面９１（図３参照）に対する傾斜角度を互いに異ならせるように配置される。基板３１，３２，３３，３４ごとの傾斜角度は、基板３１，３２，３３，３４ごとに照射面９１に形成されるライン状の照射領域２０１が互いに一致して重なり合うように設定される。照射面９１が図６に符号Ａ１で示す位置であるとき、各基板３１，３２，３３，３４により形成されるライン状の照射領域２０１を重ね合わせるために、両端部の基板３１，３４の照射面９１に対する傾斜角度は、中央部の基板３２，３３の照射面９１に対する傾斜角度よりも大きく設定される。
【００３０】
基板３１，３２，３３，３４を図６のように配置した場合、符号Ａ１で示す位置では、ライン状の照射領域２０１が重なり合っているから、図７（ａ）に示すように、照射領域２０１において強度がほぼ一定になる。一方、図６に符号Ｂ１で示す位置（符号Ａ１で示す位置よりも基板３１，３２，３３，３４に近い位置）では、各基板３１，３２，３３，３４から放射された紫外線の放射範囲が重なり合う領域と重なり合わない領域とが生じる。放射範囲が重なっている領域では紫外線の強度が大きくなり、放射範囲が重なっていない領域では相対的に紫外線の強度が小さくなる。したがって、符号Ｂ１で示す位置では、図７（ｂ）に示すように、基板３の長手方向に直交する面内において紫外線の強度が一様にならない。なお、図７（ｂ）は紫外線の強度を模式的に示してあり、実際の強度分布を示してはいない。
【００３１】
本実施形態の構成では、紫外線の強度が均一になる位置（図６に符号Ａ１で表された位置）では、ライン状の照射領域２０１における紫外線の強度が、４枚の基板３１，３２，３３，３４からの紫外線の合算になる。そのため、紫外線の強度を基本構成よりもさらに高めることが可能である。
【００３２】
（実施形態２）
実施形態１は、レーザダイオード２のみを光源に用いる例を示したが、本実施形態は、発光ダイオードを合わせて光源に用いる構成例について説明する。
【００３３】
図８に示すように、本実施形態の紫外線照射装置１は、実施形態１の基板３２，３３に代えて、発光波長が紫外線領域である発光ダイオード６を実装した短冊状の実装基板８１，８２を備える。
【００３４】
発光ダイオード６は、レーザダイオード２と同様に、回折を利用して紫外線の伝播方向を制御する回折光学素子７と組み合わせて用いられる。回折光学素子７は、回折光学素子５と同様に、発光ダイオード６から放射された紫外線を一方向に広げるように回折パターンが形成されている。また、発光ダイオード６は、実装基板８１，８２の厚み方向の一面に長手方向に沿って１列に並んで配置され、回折光学素子７は、発光ダイオード６から放射された紫外線の放射範囲を、実装基板８１，８２の長手方向に広げるように配置される。
【００３５】
本実施形態は、発光ダイオード６の輝度がレーザダイオード２の輝度よりも低いことを前提にしている。したがって、紫外線硬化インクを硬化させるのに必要な強度の紫外線を照射することができる距離は、発光ダイオード６のほうがレーザダイオード２よりも短くなる。すなわち、発光ダイオード６について、紫外線硬化インクの硬化に必要な強度の紫外線を照射可能な最大距離をＤ２（図１０参照）とすると、レーザダイオード２について同じ強度の紫外線を照射可能な最大距離はＤ２よりも大きくなる。ここでは、図５に示した距離Ｄ１が距離Ｄ２に対応すると仮定する（Ｄ２＜Ｄ１）。また、実装基板８の長手方向に直交する断面において、距離Ｄ２の位置に仮の照射面９２を設定した場合の照射領域２０２は、レーザダイオード２において距離Ｄ１の位置に照射面９１を設定した場合の照射領域２０１よりも広くなると仮定する。これらの仮定は、レーザダイオード２および発光ダイオード６の属性から合理的であると言える。また、発光ダイオード６から放射された紫外線は、照射領域２０２において強度が一様にならず、図１０（ｂ）に示すように、照射領域２０２の中央部から両端部に向かって強度が次第に低下する。
【００３６】
基板３１，３４に配置されたレーザダイオード２からの紫外線と、実装基板８１，８２に配置された発光ダイオード６からの紫外線との配光の関係から、本実施形態では、照射面９１，９２までの距離による紫外線の強度の変化が抑制される。すなわち、レーザダイオード２により形成されるライン状の照射領域２０１（図３参照）が重なり合う位置（図８の符号Ａ２の位置）では、主としてレーザダイオード２からの紫外線の強度によって照射領域２０１の強度分布が決まる。また、発光ダイオード６からの紫外線が紫外線硬化インクの硬化に有効に寄与する位置（図８の符号Ｂ２の位置）では、レーザダイオード２からの紫外線と発光ダイオード６からの紫外線とが合成されて照射領域２０２の強度分布が決まる。その結果、図９（ａ）のように、位置Ａ２において紫外線の強度がほぼ一様になるだけではなく、図９（ｂ）のように、位置Ｂ２においても紫外線の強度がほぼ一様になる。なお、基板３１，３２に直交する面内において、位置Ａ２における紫外線の照射領域２０１に比較して、位置Ｂ２における紫外線の照射領域２０２は広くなる。
【００３７】
上述したように、本実施形態では、レーザダイオード２と発光ダイオード６とを併用することにより、照射面９１，９２までの距離の変化に対する紫外線の強度の変化が抑制される。
【００３８】
ところで、印刷装置では、図１１に示すように、紫外線を照射する対象である印刷原反９を圧胴１０に沿って搬送する構成が知られている。たとえば、オフセット印刷を行う印刷装置では、印刷原反９を圧胴１０に沿って搬送するから、紫外線照射装置１は、圧胴１０の周囲に配置される。印刷原反８の端部９３，９４には張力が作用しないから、端部９３，９４は圧胴１０から浮き上がりやすい傾向がある。そのため、印刷原反９の端部９３，９４は、レーザダイオード２のみによりライン状の照射領域２０１が形成される位置よりも近い位置を通過する可能性がある。本実施形態の構成では、符号Ａ２で示す位置よりも近い位置（符号Ｂ２で示す位置）であっても、発光ダイオード６により紫外線の強度が補償されるから、印刷原反９の端部９３，９４においても紫外線の強度を均一化することが可能になる。また、実施形態１の構成であってもレーザ光の強度が高いから、距離変化に対応可能である。なお、本実施形態では、発光ダイオード６をレーザダイオード２を配置した基板３とは別に設けた実装基板８に実装しているが、発光ダイオード６をレーザダイオード２と同じ基板３に配置してもよい。他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００３９】
（実施形態３）
実施形態１は、紫外線照射装置１の光源に用いるすべてのレーザダイオード２に同仕様のものを用い、また、すべてのレーザダイオード２について同制御を行っているが、本実施形態では、レーザダイオード２について異なる制御を行う場合と、仕様の異なるレーザダイオード２を組み合わせて用いる場合とについて説明する。
【００４０】
ここでは、図１２に示すように、６個のレーザダイオード２が、１枚の基板３に配置されている場合を例として説明する。また、１枚の基板３に複数のグループ（本実施形態では２グループについて説明する）のレーザダイオード２ａ，２ｂを配置する。第１グループのレーザダイオード２ａと第２グループのレーザダイオード２ｂとは、基板３の長手方向において交互に配置される。
【００４１】
第１グループのレーザダイオード２ａと第２グループのレーザダイオード２ｂとは異なる制御が行われる。具体的には、図１２（ａ）のように、第１グループのレーザダイオード２ａが点灯する状態と、図１２（ｂ）のように、第２グループのレーザダイオード２ｂが点灯する状態とを交互に入れ換える。第１グループのレーザダイオード２ａと第２グループのレーザダイオード２ｂとのどちらが点灯している状態であっても、照射領域２０１がライン状になるように、グループごとのレーザダイオード２ａ，２ｂは、点灯時に照射領域２００が連続するように配置される。
【００４２】
第１グループのレーザダイオード２ａと第２グループのレーザダイオード２ｂとを交互に点灯させることによって、第１グループのレーザダイオード２ａと第２グループのレーザダイオード２ｂとの一方に、紫外線を放射しない休止期間を設けることが可能になる。したがって、基板３に配置したすべてのレーザダイオード２ａ，２ｂを一斉に点灯させる場合に比較して発熱量の低減が可能になり、レーザダイオード２ａ，２ｂの特性の変化や寿命の低下が抑制される。また、第１グループと第２グループとのレーザダイオード２ａ，２ｂを交互に点灯させるから、レーザダイオード２ａ，２ｂを一斉に点灯させる場合に比較すると、寿命が約２倍になる。
【００４３】
第１グループのレーザダイオード２ａと第２グループのレーザダイオード２ｂとは、交互に点灯させる代わりに、発光波長を異ならせてもよい。例えば、第１グループのレーザダイオード２ａの発光波長を３６５ｎｍとし、第２グループのレーザダイオード２ｂの発光波長を３８５ｎｍとする。この構成では、第１グループのレーザダイオード２ａと第２グループのレーザダイオード２ｂとを同時に点灯させることにより、紫外線照射装置１から異なる波長の紫外線を同時に放射することが可能になる。例えば、紫外線硬化インクの成分や色によって硬化に適した波長が異なる場合には、この構成の紫外線照射装置１を用いることにより、紫外線硬化インクの特性に合わせた複数の波長の紫外線を照射することが可能になる。
【００４４】
なお、本実施形態は１枚の基板３に２つのグループのレーザダイオード２ａ，２ｂを配置した例を示したが、３以上のグループのレーザダイオードを配置してもよい。他の構成および機能は基本構成と同様である。
【００４５】
上述した各実施形態では、レーザダイオード２ごとに矩形状の照射領域を形成する回折光学素子５，７を用いているが、異なる回折パターンの回折光学素子５，７を用いることにより、レーザダイオード２ごとの照射領域の形状を正方形、三角形、円などの各種の形状に形成することが可能となる。また、局所的な領域にスポットを照射するように回折パターンを形成した回折光学素子５，７を用いることも可能となる。さらに、各レーザダイオード２に対してそれぞれ回折光学素子５を設ける構成例を説明したが、１枚の基板３に配置されたレーザダイオード２の全体に跨る１枚のシート状の回折光学素子を用いることも可能である。
【００４６】
また、上述した実施形態では、紫外線照射装置１を印刷原反９に印刷する印刷装置に用いる場合を想定して説明したが、建築用板に紫外線硬化塗料を塗布する装置など、他の装置であっても上述した技術を採用することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 紫外線照射装置
２ レーザダイオード
３ 基板
５ 回折光学素子
６ 発光ダイオード
７ 回折光学素子
５１ レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の基板と、発光波長が紫外領域であって前記基板ごとに複数個ずつ列をなすように並べて配置されたレーザダイオードと、前記レーザダイオードから放射される紫外線を回折させる回折光学素子とを備え、前記回折光学素子は、前記基板上で前記レーザダイオードが並ぶ方向に紫外線を回折させる機能を有し、前記基板は、前記レーザダイオードが並ぶ方向が互いに平行になるように配置され、かつ各前記基板から放射された紫外線が１つのライン上で重複するように、前記レーザダイオードが並ぶ方向に直交する面内において互いに傾斜していることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
発光波長が紫外領域であって前記基板とは異なる実装基板に複数個が列をなすように並べて配置された発光ダイオードをさらに備えてい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】
１枚の基板に前記ラインを形成する複数のグループの前記レーザダイオードが配置され、前記グループごとに点灯と消灯とのタイミングが異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４】
１枚の基板に前記ラインを形成する複数のグループの前記レーザダイオードが配置され、前記グループごとに発光波長が異なることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の紫外線照射装置。
【請求項５】
前記レーザダイオードと前記回折光学素子との間に前記レーザダイオードから放射された紫外線の広がり範囲を制御するレンズをさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
【請求項１】
複数枚の基板と、発光波長が紫外領域であって前記基板ごとに複数個ずつ列をなすように並べて配置されたレーザダイオードと、前記レーザダイオードから放射される紫外線を回折させる回折光学素子とを備え、前記回折光学素子は、前記基板上で前記レーザダイオードが並ぶ方向に紫外線を回折させる機能を有し、前記基板は、前記レーザダイオードが並ぶ方向が互いに平行になるように配置され、かつ各前記基板から放射された紫外線が１つのライン上で重複するように、前記レーザダイオードが並ぶ方向に直交する面内において互いに傾斜していることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
発光波長が紫外領域であって前記基板とは異なる実装基板に複数個が列をなすように並べて配置された発光ダイオードをさらに備えてい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】
１枚の基板に前記ラインを形成する複数のグループの前記レーザダイオードが配置され、前記グループごとに点灯と消灯とのタイミングが異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４】
１枚の基板に前記ラインを形成する複数のグループの前記レーザダイオードが配置され、前記グループごとに発光波長が異なることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の紫外線照射装置。
【請求項５】
前記レーザダイオードと前記回折光学素子との間に前記レーザダイオードから放射された紫外線の広がり範囲を制御するレンズをさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−７７７３２（Ｐ２０１３−７７７３２Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１７３４２（Ｐ２０１１−２１７３４２）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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