特許 7511409 光照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-27

(45)【発行日】2024-07-05

(54)【発明の名称】光照射装置

(51)【国際特許分類】

   B41F 23/04 20060101AFI20240628BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20240628BHJP

   F21V 3/00 20150101ALI20240628BHJP

   F21V 7/09 20060101ALI20240628BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20240628BHJP

   F21Y 105/16 20160101ALN20240628BHJP

【ＦＩ】

B41F23/04 B

F21S2/00 350

F21V3/00 310

F21V7/09 510

F21Y115:10 300

F21Y105:16

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020125906

(22)【出願日】2020-07-23

(65)【公開番号】P2022021973

(43)【公開日】2022-02-03

【審査請求日】2023-05-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000113263

【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100148895

【弁理士】

【氏名又は名称】荒木 佳幸

(72)【発明者】

【氏名】五十木 幹彦

【審査官】中村 博之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０６６２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０４６１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６９２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２６１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１５４４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２０７２２３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｆ ２３／０４

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ３／００

Ｆ２１Ｖ ７／０９

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

Ｆ２１Ｙ １０５／１６

Ｂ４１Ｊ ２／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に沿って相対的に移動可能な照射対象物に対して光を照射する光照射装置であって、
前記第１方向と前記第１方向と直交する第２方向によって規定される基板と、
前記基板上に前記第２方向に沿ってｎ個（ｎは２以上の整数）、第１方向に沿ってｍ列（ｍは２以上の整数）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発光素子と、
前記複数の発光素子から出射された前記光が透過するカバーガラスと、
前記カバーガラスを透過した前記光が通る開口部を有し、前記カバーガラスを支持する支持部と、
前記複数の発光素子の光路を前記第１方向に挟むように、前記基板と前記カバーガラスとの間に配置され、前記光を導光する一対の第１反射ミラーと、
を備え、
前記第２方向から見たときに、最も前記第１方向上流側に位置する第１列目の発光素子から最も前記第１方向下流側に位置する第ｍ列目の発光素子までの距離をａとし、前記一対の第１反射ミラーの間隔をｂとし、前記一対の第１反射ミラーの前記第３方向の高さをｈとし、前記基板から前記支持部までの距離をｄとし、前記開口部の前記第１方向の幅をｗとしたときに、下式（１）及び（２）を満たすことを特徴とする光照射装置。

ｈ≦（ａ＋ｂ）／２√３ ・・・（１）
ｗ≧ｄ・２√３－ａ ・・・（２）

【請求項2】

前記第１方向上流側に位置する前記第１反射ミラーの先端部から前記カバーガラスと対向するように前記第１方向上流側に延び、前記照射対象物によって反射された前記光を前記照射対象物に向かって反射する第２反射ミラーを備えることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。

【請求項3】

前記第２反射ミラーが前記第１方向上流側に位置する前記第１反射ミラーと一体的に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光照射装置。

【請求項4】

前記第１方向下流側に位置する前記第１反射ミラーの先端部から前記カバーガラスと対向するように前記第１方向下流側に延び、前記照射対象物によって反射された前記光を前記照射対象物に向かって反射する第３反射ミラーを備え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。

【請求項5】

前記第３反射ミラーが前記第１方向下流側に位置する前記第１反射ミラーと一体的に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の光照射装置。

【請求項6】

前記基板、前記複数の発光素子、及び前記一対の第１反射ミラーを収容する筐体を有し、前記支持部及び前記カバーガラスが、前記筐体の一部を構成し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。

【請求項7】

前記光は、紫外線波長域の光であ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光照射装置。

【請求項8】

前記照射対象物は、シート状の形状を呈し、前記紫外線波長域の光が前記照射対象物の表面上に塗布されたインキを硬化させることを特徴とする請求項７に記載の光照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一方向に搬送される照射対象物に対して光を照射する光照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、紫外光の照射によって硬化するＵＶインクを用いて印刷を行なう印刷装置が知られている。このような印刷装置では、ヘッドのノズルから媒体にインクを吐出した後、媒体に形成されたドットに紫外光を照射する。紫外光の照射により、ドットが硬化して媒体に定着するので、液体を吸収しにくい媒体に対しても良好な印刷を行うことができる。

【0003】

このような印刷装置に用いられる紫外光照射装置においては、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の要請から、従来の放電ランプに替えて、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子を光源として利用したものが実用に供されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許５４８２５３７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の紫外光照射装置は、照射対象物の搬送方向と直交する方向に沿って並ぶ複数の紫外光光源（紫外線ＬＥＤ）を有する光源ユニットと、光源ユニットと照射対象物との間に配置され、光源ユニットを、搬送方向の上流側及び下流側から挟むように配置された一対の反射部材と、を備え、紫外光光源からの紫外光を一対の反射板で導光して出射することで紫外光に指向性を持たせる構成を採っている。

【0006】

しかしながら、特許文献１のような構成を採ると、反射部材が所定の反射率を有するために、紫外光が反射部材によって反射されるたびに紫外光の光量（強度）が低下してしまい、照射対象物上において所定の光量（つまり、ＵＶインクを確実に硬化させるための光量）を得ようとすると、光量の低下分を補うために、紫外光ＬＥＤの数を増やす必要が生じる。そして、その結果、装置のコストアップ、サイズアップ、消費電力のアップを招いてしまうといった問題が発生する。そのため、ＬＥＤの数を増やすことなく、効率のよい照射が可能な光照射装置が求められている。

【0007】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、出射光に指向性を持たせつつも、効率のよい照射が可能な光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】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の光照射装置は、第１方向に沿って相対的に移動可能な照射対象物に対して光を照射する光照射装置であって、第１方向と第１方向と直交する第２方向によって規定される基板と、基板上に第２方向に沿ってｎ個（ｎは２以上の整数）、第１方向に沿ってｍ列（ｍは２以上の整数）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発光素子と、複数の発光素子から出射された光が透過するカバーガラスと、カバーガラスを透過した光が通る開口部を有し、カバーガラスを支持する支持部と、複数の発光素子の光路を第１方向に挟むように、基板とカバーガラスとの間に配置され、光を導光する一対の第１反射ミラーと、を備え、第２方向から見たときに、最も第１方向上流側に位置する第１列目の発光素子から最も第１方向下流側に位置する第ｍ列目の発光素子までの距離をａとし、一対の第１反射ミラーの間隔をｂとし、一対の第１反射ミラーの第３方向の高さをｈとし、基板から支持部までの距離をｄとし、開口部の第１方向の幅をｗとしたときに、下式（１）及び（２）を満たすことを特徴とする。

ｈ≦（ａ＋ｂ）／２√３ ・・・（１）
ｗ≧ｄ・２√３－ａ ・・・（２）

【0009】

このような構成によれば、強度の強い、拡がり角が６０°以下の光線（紫外光）が第１反射面１０８ａ、１０９ａに１回反射されるか、又は反射されずに、照射対象物Ｐ上に到達するため、第１反射面１０８ａ、１０９ａによる反射の影響（つまり、光量の減少）は殆ど発生しない。従って、第１反射面１０８ａ、１０９ａによって出射光に指向性を持たせつつも、効率のよい照射が可能となる。

【0010】

また、第１方向上流側に位置する第１反射ミラーの先端部からカバーガラスと対向するように第１方向上流側に延び、照射対象物によって反射された光を照射対象物に向かって反射する第２反射ミラーを備えることができる。また、この場合、第２反射ミラーが第１方向上流側に位置する第１反射ミラーと一体的に形成されていることが望ましい。

【0011】

また、第１方向下流側に位置する第１反射ミラーの先端部からカバーガラスと対向するように第１方向下流側に延び、照射対象物によって反射された光を照射対象物に向かって反射する第３反射ミラーを備えることができる。また、この場合、第３反射ミラーが第１方向下流側に位置する第１反射ミラーと一体的に形成されていることが望ましい。

【0012】

また、基板、複数の発光素子、及び一対の第１反射ミラーを収容する筐体を有し、支持部及びカバーガラスが、筐体の一部を構成していることが望ましい。

【0013】

また、光は、紫外線波長域の光であることが望ましい。また、この場合、照射対象物は、シート状の形状を呈し、紫外線波長域の光が照射対象物の表面上に塗布されたインキを硬化させるように構成することができる。

【発明の効果】

【0014】

以上のように、本発明によれば、出射光に指向性を持たせつつも、効率のよい照射が可能な光照射装置が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【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説明する外観図である。

【図2】図２は、図１（ｂ）のＡ－Ａ線断面図である。

【図3】図３は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備わる光源ユニットの構成を説明する図である。

【図4】図４は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の構成を説明する模式図である。

【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作用効果を説明するシミュレーション結果である。

【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構成を説明する模式図である。

【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。

【0017】

（第１の実施形態）
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置１の構成を示す図であり、図１（ａ）は斜視図であり、図１（ｂ）は正面図である。また、図２は、図１（ｂ）のＡ－Ａ線断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態の光照射装置１は、印刷装置等に組み込まれて、紫外線硬化型インキや紫外線硬化樹脂を硬化させる光源装置であり、一方向に搬送される照射対象物Ｐ（例えば、シート状の記録媒体等）の上方に配置され、照射対象物Ｐに対してライン状の紫外光を出射する。なお、図１（ａ）においては、説明の便宜のため、光照射装置１のみを示しているが、実際の印刷装置等においては、異なる色のインクをそれぞれ付与する、複数の記録ヘッドが照射対象物Ｐの搬送方向に並び、各記録ヘッドの下流側の狭い空間に光照射装置１が配置される。また、本明細書においては、照射対象物Ｐの搬送方向をＸ軸方向（第１方向）、後述するＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子２１７の配列方向をＹ軸方向（第２方向）、ＬＥＤ素子２１７が紫外光を出射する方向をＺ軸方向（第３方向）と定義して説明する。また、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、照射対象物Ｐ上に塗布された紫外線硬化型インキ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。

【0018】

図１及び図２に示すように、本実施形態の光照射装置１は、光源ユニット２００と、冷却ファン３００と、光源ユニット２００及び冷却ファン３００を収容する筐体１００等を備えている。

【0019】

筐体１００は、Ｙ軸方向に長い箱形のケースであり、前面（Ｚ軸方向プラス側の面）に紫外光が出射されるガラス製のカバーガラス１０５を備えている。また、光源ユニット２００とカバーガラス１０５の間には、一対のミラーユニット１０８、１０９がＸ軸方向に離間して配置され（図２）、カバーガラス１０５の前面には、カバーガラス１０５の縁部をＺ軸方向プラス側から支持する支持プレート１０７（支持部）が配置されている（図１（ｂ）、図２）。支持プレート１０７は、中央部に矩形状の開口１０７ａ（開口部）を有しており、カバーガラス１０５を通過した紫外光は、開口１０７ａを通って、照射対象物Ｐ上に照射されるようになっている。このように、本実施形態においては、カバーガラス１０５と支持プレート１０７が筐体１００の正面を覆うように配置されており、カバーガラス１０５と支持プレート１０７が筐体１００の一部を構成している。

【0020】

また、筐体１００の左側面（Ｘ軸方向マイナス側の面）には筐体１００内の空気を排気する排気口１０１が形成され、筐体１００の背面（Ｚ軸方向マイナス側の面）には、筐体１００内に空気を供給する４個の吸気口１０３が形成され、各吸気口１０３に対応して冷却ファン３００が配置されている（図１（ａ）、図２）。光照射装置１は、不図示の電源装置と電気的に接続され、電源装置からの電力が内部の光源ユニット２００、冷却ファン３００等に供給されるようになっている。

【0021】

図３は、本実施形態の光源ユニット２００の構成を説明する図であり、図３（ａ）は、正面図（Ｚ軸方向プラス側から見た図）であり、図３（ｂ）は、側面図（Ｘ軸方向マイナス側から見た図）である。図３に示すように、光源ユニット２００は、Ｙ軸方向に並べて配置された４個のＬＥＤモジュール２１０と、ヒートシンク２２０を備えており、ＬＥＤモジュール２１０から出射される紫外光は、一対のミラーユニット１０８、１０９によって導光され、筐体１００の前面のカバーガラス１０５、開口１０７ａを通って照射対象物Ｐ上に照射されるようになっている（図２の破線矢印参照）。

【0022】

ＬＥＤモジュール２１０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向で規定される矩形板状の基板２１５と、同じ特性を有する複数のＬＥＤ素子２１７とを備えており、ヒートシンク２２０のベースプレート２２２の端面（Ｚ軸方向プラス側の端面）上に固定されている。

【0023】

各ＬＥＤモジュール２１０の基板２１５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３（ａ）に示すように、その表面には、５列（Ｘ軸方向）×２０個（Ｙ軸方向）のＬＥＤ素子２１７が、ＣＯＢ（Chip On Board）実装されている。また、本実施形態においては、ＬＥＤ素子２１７は、基板２１５のＸ軸方向略中央部のＬＥＤ搭載領域Ｓ（図３（ａ）において破線で囲む領域）内において、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に一定の間隔（例えば、２ｍｍ）をおいて配置されている。なお、図３（ｂ）に示すように、本明細書においては、説明の便宜のため、各列に配置されるＬＥＤ素子２１７を、Ｘ軸方向に沿って順に、ＬＥＤ素子２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃ、２１７ｄ、２１７ｅと称する。

【0024】

基板２１５上には、各ＬＥＤ素子２１７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２１７は、アノードパターン及びカソードパターンにそれぞれハンダ付けされ、電気的に接続されている。また、基板２１５は、不図示の配線ケーブルによって不図示のドライバ回路と電気的に接続されており、各ＬＥＤ素子２１７には、アノードパターン及びカソードパターンを介して、ドライバ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２１７に駆動電流が供給されると、各ＬＥＤ素子２１７からは駆動電流に応じた光量の紫外光（例えば、波長３８５ｎｍ）が出射され、ＬＥＤモジュール２１０からはＹ軸方向に平行なライン状の紫外光が出射される。図３（ａ）に示すように、本実施形態においては、４個のＬＥＤモジュール２１０がＹ軸方向に並べられており、各ＬＥＤモジュール２１０からのライン状の紫外光がＹ軸方向に連続するように構成されている。なお、本実施形態の各ＬＥＤ素子２１７は、略一様な光量の紫外光を出射するように各ＬＥＤ素子２１７に供給される駆動電流が調整されており、４個のＬＥＤモジュール２１０から出射されるライン状の紫外光は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において略均一な光量分布を有している。

【0025】

ヒートシンク２２０は、ＬＥＤモジュール２１０の基板２１５の裏面に密着するように配置され、各ＬＥＤモジュール２１０で発生した熱を放熱する、いわゆる空冷ヒートシンクである。ヒートシンク２２０は、アルミニウムや銅等の熱伝導性の良好な材料からなり、Ｙ軸方向に延びる薄板状のベースプレート２２２と、基板２１５が当接する面とは反対側の面に形成された複数の放熱フィン２２５と、を備えている。各放熱フィン２２５は、Ｘ－Ｚ平面に平行な薄板状の形状を呈し、Ｙ軸方向に所定の間隔をおいて設けられている。なお、本実施形態においては、冷却ファン３００によって生成される冷却風によって、複数の放熱フィン２２５が一様に冷却されるようになっている。

【0026】

各ＬＥＤ素子２１７に駆動電流が流れ、各ＬＥＤ素子２１７から紫外光が出射されると、ＬＥＤ素子２１７の自己発熱により温度が上昇するが、各ＬＥＤ素子２１７で発生した熱は、基板２１５及びベースプレート２２２を介して、放熱フィン２２５に速やかに伝導され、各放熱フィン２２５から周辺の空気中に放熱される。そして、放熱フィン２２５によって加熱された空気は、冷却ファン３００によって生成される冷却風によって排気口１０１を通って速やかに排気される。このように、本実施形態においては、ヒートシンク２２０と冷却ファン３００によって各ＬＥＤモジュール２１０が一様に冷却されるため、ＬＥＤ素子２１７の温度上昇によって生じる発光効率の低下が抑制される。

【0027】

なお、上述したように、本実施形態においては、光源ユニット２００とカバーガラス１０５の間に、一対のミラーユニット１０８、１０９がＸ軸方向に離間して配置され（図２）、カバーガラス１０５の前面には、カバーガラス１０５の縁部をＺ軸方向プラス側から支持する支持プレート１０７（支持部）が配置されている（図１（ｂ）、図２）。

【0028】

図２に示すように、一対のミラーユニット１０８、１０９は、ＬＥＤ素子２１７から出射される各紫外光の光路をＸ軸方向から挟むようにＹ軸方向に延びる金属製の板状部材である。各ミラーユニット１０８、１０９は、Ｙ軸方向から見たときに、カバーガラス１０５から略垂直に起立するようにＺ軸方向に延び、ＬＥＤ素子２１７から出射される各紫外光の光路を挟んで対称に配置されている。また、各ミラーユニット１０８、１０９は、ＬＥＤ素子２１７から出射される各紫外光の光路を挟むように対向する第１反射面１０８ａ、１０９ａを備えている。

【0029】

ＬＥＤ素子２１７から出射される紫外光は、一般に、所定の拡がり角で発散され、角度成分の大きい紫外光ほど強度が弱くなることが知られているが、本実施形態においては、ＬＥＤ素子２１７から出射される各紫外光の光路を挟むように第１反射面１０８ａ、１０９ａが配置されているため、強度が弱く角度成分の大きい紫外光も含めて、第１反射面１０８ａ、１０９ａによって導光され、カバーガラス１０５を通って出射される。
しかしながら、このような構成（つまり、第１反射面１０８ａ、１０９ａによって導光する構成）を採ると、第１反射面１０８ａ、１０９ａが所定の反射率（例えば、９０％）を有するため、紫外光が第１反射面１０８ａ、１０９ａによって反射されるたびに光量が減少してしまい、結果として、照射対象物Ｐ上での光量が減少してしまうといった問題が発生する。
そこで、本実施形態においては、かかる問題を解決し、ＬＥＤ素子２１７から出射される紫外光を効率よく取り出せるように、ＬＥＤ素子２１７から出射される紫外光の光線のうち、角度成分の小さい光線（例えば、拡がり角≦６０°の光線）は第１反射面１０８ａ、１０９ａに１回反射されるか、又は反射されずに出射され、角度成分の大きい光線（例えば、拡がり角＞６０°の光線）は第１反射面１０８ａ、１０９ａに１回以上反射されて出射されるように構成している（詳細は後述）。

【0030】

以下、一対のミラーユニット１０８、１０９の第１反射面１０８ａ、１０９ａの機能について詳述する。
図４は、ＬＥＤモジュール２１０、ミラーユニット１０８、１０９、カバーガラス１０５、支持プレート１０７の配置と、各ＬＥＤ素子２１７から出射される光線との関係を説明する模式図である。図４（ａ）は、拡がり角の小さい（例えば、拡がり角≦６０°）紫外光の光線との関係を示す図であり、図４（ｂ）は、拡がり角の大きい（例えば、拡がり角＞６０°）紫外光の光線との関係を示す図である。図４（ａ）において、Ｌ６０ａは、ＬＥＤ素子２１７ａから出射される拡がり角６０°の光線であり、Ｌ６０ｃは、ＬＥＤ素子２１７ｃから出射される拡がり角６０°の光線であり、Ｌ６０ｅは、ＬＥＤ素子２１７ｅから出射される拡がり角６０°の光線であり、Ｌ０ａは、ＬＥＤ素子２１７ａから出射される拡がり角０°の光線である。また、図４（ｂ）において、Ｌ６５ａは、ＬＥＤ素子２１７ａから出射される拡がり角６５°の光線であり、Ｌ８０ｅは、ＬＥＤ素子２１７ｅから出射される拡がり角８０°の光線である。なお、図４（ａ）、図４（ｂ）において、ＬＥＤ素子２１７ｂ、２１７ｄから出射される紫外光の光線ついては説明の便宜上省略しているが、実際にはＬＥＤ素子２１７ｂ、２１７ｄからもＬＥＤ素子２１７ａ、２１７ｃ、２１７ｅと同様の光線が出射される。また、図４（ａ）、図４（ｂ）においては、説明の便宜上、各ＬＥＤ素子２１７の形状を矩形状に示すが、実際には各ＬＥＤ素子２１７はＺ軸方向に十分に薄く、各ＬＥＤ素子２１７の発光点は、実質的に基板２１５の表面に位置している。

【0031】

図４（ａ）に示すように、本実施形態においては、Ｙ軸方向から見たときに、ＬＥＤ搭載領域ＳのＸ軸方向の幅（つまり、最もＸ軸方向上流側（Ｘ軸方向マイナス側）に位置する第１列目のＬＥＤ素子２１７ａから最もＸ軸方向下流側（Ｘ軸方向プラス側）に位置する第５列目のＬＥＤ素子２１７ｅまでの距離）をａとし、第１反射面１０８ａ、１０９ａの間隔をｂとし、第１反射面１０８ａ、１０９ａのＺ軸方向の高さをｈとし、基板２１５から支持プレート１０７までの距離をｄとし、支持プレート１０７のＸ軸方向の間隔（つまり、開口１０７ａのＸ軸方向の幅）をｗとしたときに、下式（１）及び（２）を満たすように構成されている。

ｈ≦（ａ＋ｂ）／２√３ ・・・（１）
ｗ≧ｄ・２√３－ａ ・・・（２）

【0032】

具体的には、ＬＥＤ素子２１７ａから出射される紫外光の光線のうち、拡がり角６０°の光線Ｌ６０ａは、第１反射面１０８ａによって１回反射され、カバーガラス１０５を通って出射されると共に、第１反射面１０９ａには入射せずに（つまり、第１反射面１０９ａの先端を抜けて）カバーガラス１０５を通って出射されるようになっている（図４（ａ））。
また、ＬＥＤ素子２１７ｃから出射される紫外光の光線のうち、拡がり角６０°の光線Ｌ６０ｃは、第１反射面１０８ａ、１０９ａによって１回反射され、カバーガラス１０５を通って出射されるようになっている。
また、ＬＥＤ素子２１７ｅから出射される紫外光の光線のうち、拡がり角６０°の光線Ｌ６０ｅは、第１反射面１０９ａによって１回反射され、カバーガラス１０５を通って出射されると共に、第１反射面１０８ａには入射せずに（つまり、第１反射面１０８ａの先端を抜けて）カバーガラス１０５を通って出射されるようになっている。
従って、各ＬＥＤ素子２１７から出射される紫外光の光線のうち、拡がり角が６０°よりも小さい光線についても同様に、第１反射面１０８ａ、１０９ａによって１回反射されるか、又は反射されずに、カバーガラス１０５を通って出射される。なお、拡がり角６０°以下の光線（光線Ｌ６０ａ、Ｌ６０ｃ、Ｌ６０ｅ、Ｌ０ａ）は、カバーガラス１０５を通った後、開口１０７ａを通り（つまり、支持プレート１０７によってケラレることなく）照射対象物Ｐ上に到達する。

【0033】

一方、ＬＥＤ素子２１７から出射される紫外光の光線のうち、拡がり角が６０°よりも大きい光線（つまり、拡がり角６５°の光線Ｌ６５ａ、拡がり角８０°の光線Ｌ８０ｅ）は、第１反射面１０８ａ、１０９ａに少なくとも１回以上反射され、カバーガラス１０５を通って出射される（図４（ｂ））。なお、拡がり角が６０°よりも大きい一部の光線（例えば、光線Ｌ６５ａ）は、カバーガラス１０５を通った後、開口１０７ａを通り（つまり、支持プレート１０７によってケラレることなく）照射対象物Ｐ上に到達するが、他の光線（例えば、光線Ｌ８０ｅ）は、開口１０７ａを通らずに（つまり、支持プレート１０７によってケラレて）、支持プレート１０７等の部品によってランダムに反射された後に照射対象物Ｐ上に到達する。

【0034】

ここで、ＬＥＤ素子２１７、第１反射面１０８ａ、１０９ａ、支持プレート１０７の位置関係について検討すると、ＬＥＤ素子２１７ａの中心軸（発光点）から第１反射面１０９ａまでのＸ軸方向の距離は、光線Ｌ６０ａとの関係から√３ｈと表すことができ、ＬＥＤ素子２１７ｅの中心軸（発光点）から第１反射面１０８ａまでのＸ軸方向の距離は、光線Ｌ６０ｅとの関係から√３ｈと表すことができるため、第１反射面１０８ａ、１０９ａの間隔ｂは、
ｂ≧√３ｈ＋√３ｈ－ａ
と表すことができ、これを変形して上記式（１）が得られる。
また、ＬＥＤ素子２１７ａの中心軸（発光点）から支持プレート１０７の一方端（Ｘ軸方向プラス側の端部）までのＸ軸方向の距離は、光線Ｌ６０ａとの関係から√３ｄと表すことができ、同様に、ＬＥＤ素子２１７ｅの中心軸（発光点）から支持プレート１０７の他方端（Ｘ軸方向マイナス側の端部）までのＸ軸方向の距離は、光線Ｌ６０ｅとの関係から√３ｄと表すことができるため、支持プレート１０７のＸ軸方向の間隔ｗは、
ｗ≧√３ｄ＋√３ｄ－ａ
と表すことができ、これを変形して上記式（２）が得られる。

【0035】

このように、本実施形態においては、強度の強い、拡がり角が６０°以下の光線（紫外光）が第１反射面１０８ａ、１０９ａに１回反射されるか、又は反射されずに、照射対象物Ｐ上に到達するため、第１反射面１０８ａ、１０９ａによる反射の影響（つまり、光量の減少）が抑制される。なお、拡がり角が６０°よりも大きい光線（紫外光）は第１反射面１０８ａ、１０９ａに少なくとも１回以上反射されることとなるが、拡がり角が６０°よりも大きい光線（紫外光）は強度が弱いため、照射対象物Ｐ上に照射される全光量に対する影響は軽微である（つまり、光量減少の影響は僅かである）。

【0036】

図５は、本実施形態の光照射装置１の作用効果を説明するシミュレーション結果であり、横軸は支持プレート１０７のＸ軸方向の間隔（つまり、開口１０７ａのＸ軸方向の幅）ｗ（ｍｍ）である。また、縦軸は、光照射装置１から照射される紫外光の積算光量であり、ｗが１００（ｍｍ）のときの積算光量を１とした相対値である。
シミュレーション条件としては、ＬＥＤ搭載領域ＳのＸ軸方向の幅（つまり、最もＸ軸方向上流側（Ｘ軸方向マイナス側）に位置する第１列目のＬＥＤ素子２１７ａから最もＸ軸方向下流側（Ｘ軸方向プラス側）に位置する第５列目のＬＥＤ素子２１７ｅまでの距離）ａを１０（ｍｍ）とし、第１反射面１０８ａ、１０９ａの間隔ｂを１５（ｍｍ）とし、第１反射面１０８ａ、１０９ａのＺ軸方向の高さｈを５（ｍｍ）とし、基板２１５から支持プレート１０７までの距離ｄを８（ｍｍ）とし、ｗ（ｍｍ）を変化させて、積算光量を求めた。
その結果、ｗが約１７（ｍｍ）のときに積算光量は約０．９となり、ｗが３０（ｍｍ）以上となると、積算光量が低下しない（つまり、光照射装置１から照射される紫外光が支持プレート１０７によってケラレることなく照射対象物Ｐ上に到達する）ことが分かった。

【0037】

ここで、上記のシミュレーション条件を上記式（１）に代入すると、以下のようになり、式（１）を満たす。
ｈ≦（ａ＋ｂ）／２√３ ・・・（１）
５（ｍｍ）≦（１０（ｍｍ）＋１５（ｍｍ））／２√３
５（ｍｍ）≦７．２（ｍｍ）

【0038】

また、シミュレーション条件を上記式（２）に代入すると、以下のようになる。
ｗ≧ｄ・２√３－ａ ・・・（２）
ｗ≧８（ｍｍ）×２√３－１０（ｍｍ）
ｗ≧１７．８（ｍｍ）

【0039】

つまり、上記式（１）、（２）の条件と上記シミュレーション結果は略一致しており、上記式（１）、（２）を満たすとき、光照射装置１から照射される紫外光の積算光量がほぼ低下しない（つまり、積算光量が０．９以上となる）ことが分かる。

【0040】

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。

【0041】

例えば、本実施形態のＬＥＤモジュール２１０においては、ＬＥＤ素子２１７が５列（Ｘ軸方向）×２０個（Ｙ軸方向）の態様で並んでいるものとしたが、このような構成に限定されるものではなく、ＬＥＤ素子２１７は、Ｙ軸方向に沿ってｎ個（ｎは２以上の整数）、Ｘ軸方向に沿ってｍ列（ｍは２以上の整数）に並べられていればよい。

【0042】

また、本実施形態の第１反射面１０８ａ、１０９ａは、カバーガラス１０５から略垂直に起立するようにＺ軸方向に延び、ＬＥＤ素子２１７から出射される各紫外光の光路を挟んで対称に配置されているとしたが、第１反射面１０８ａ、１０９ａは、必ずしもＺ軸方向に平行である必要はなく、例えば、第１反射面１０８ａ、１０９ａがＺ軸方向に対してハの字状に広がるように配置することもできる。

【0043】

また、本実施形態においては、ＬＥＤ素子２１７、第１反射面１０８ａ、１０９ａ、支持プレート１０７の位置関係が式（１）、（２）を満たす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、下式（３）、（４）を満たすように構成することもできる。

ｈ≦（ａ＋ｂ）／２√２ ・・・（３）
ｗ≧ｄ・２√２－ａ ・・・（４）

【0044】

（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る光照射装置１Ａの構成を説明する図である。図６に示すように、本実施形態の光照射装置１Ａは、一対のミラーユニット１０８、１０９のＸ－Ｚ断面がＬ字状になっており、ミラーユニット１０８の第１反射面１０８ａの先端部からカバーガラス１０５と対向するようにＸ軸方向マイナス側に延びる第２反射ミラー１０８ｂと、ミラーユニット１０９の第１反射面１０９ａの先端部からカバーガラス１０５と対向するようにＸ軸方向プラス側に延びる第３反射ミラー１０９ｂと、を備える点で、第１の実施形態の光照射装置１と異なる。

【0045】

図６に示すように、第２反射ミラー１０８ｂと第３反射ミラー１０９ｂは、ＬＥＤ素子２１７（図６においてはＬＥＤ素子２１７ｃ）から出射され、照射対象物Ｐによって反射された紫外光を照射対象物Ｐに向かって再び反射するように構成されている（図６の破線矢印参照）。
従って、本実施形態の構成によれば、照射対象物Ｐ上の紫外線硬化型インキの硬化に寄与しなかった紫外光（つまり、照射対象物Ｐによって反射された紫外光）が再び照射対象物Ｐに照射されることとなり、紫外光の利用効率をさらに高めることが可能となる。

【0046】

なお、図６においては、第２反射ミラー１０８ｂと第３反射ミラー１０９ｂによって１回のみ反射する光線を例示したが、紫外光の角度成分によっては複数回反射される。また、複数回の反射が可能となるように、第２反射ミラー１０８ｂと第３反射ミラー１０９ｂのＸ軸方向の幅は、できるだけ広い方が好ましく、この場合、カバーガラス１０５のＸ軸方向の幅を広くすると共に、支持プレート１０７のＸ軸方向の間隔（つまり、開口１０７ａのＸ軸方向の幅）を広くすればよい。

【0047】

また、第２反射ミラー１０８ｂと第３反射ミラー１０９ｂは、必ずしも両方設ける必要はなく、いずれか一方を設けてもよい。

【0048】

また、本実施形態のミラーユニット１０８、１０９は、Ｘ－Ｚ断面がＬ字状になっており、第１反射面１０８ａと第２反射ミラー１０８ｂが一体的に形成され、第１反射面１０９ａと第３反射ミラー１０９ｂが一体的に形成されているとしたが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。第１反射面１０８ａと第２反射ミラー１０８ｂ、第１反射面１０９ａと第３反射ミラー１０９ｂは、それぞれ別体で形成されてもよい。

【0049】

なお、今回開示された実施形態は、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】

【0050】

１ ：光照射装置
１Ａ ：光照射装置
１００ ：筐体
１０１ ：排気口
１０３ ：吸気口
１０５ ：カバーガラス
１０７ ：支持プレート
１０７ａ ：開口
１０８ ：ミラーユニット
１０８ａ ：第１反射面
１０８ｂ ：第２反射ミラー
１０９ ：ミラーユニット
１０９ａ ：第１反射面
１０９ｂ ：第３反射ミラー
２００ ：光源ユニット
２１０ ：ＬＥＤモジュール
２１５ ：基板
２１７ ：ＬＥＤ素子
２２０ ：ヒートシンク
２２２ ：ベースプレート
２２５ ：放熱フィン
３００ ：冷却ファン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】