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JP2007021841A - Irradiating apparatus and resin curing apparatus - Google Patents

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JP2007021841A
JP2007021841A JP2005205660A JP2005205660A JP2007021841A JP 2007021841 A JP2007021841 A JP 2007021841A JP 2005205660 A JP2005205660 A JP 2005205660A JP 2005205660 A JP2005205660 A JP 2005205660A JP 2007021841 A JP2007021841 A JP 2007021841A
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light
light emitting
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led
emitting diodes
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Application number
JP2005205660A
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Japanese (ja)
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Yasunari Yoshioka
保成 吉岡
Kanji Kawasaki
寛治 川崎
Yukitoshi Kawai
行利 河合
Yasuji Ikegami
保治 池上
Atsunari Makabe
厚成 真壁
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MOMO ALLIANCE Co Ltd
Original Assignee
MOMO ALLIANCE Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an irradiating apparatus capable of inspecting periodically the amount of light of a plurality of light emitting diodes constituting a light source. <P>SOLUTION: The irradiating apparatus 100 comprises the light source part 110 arranging a plurality of the light emitting diodes LED<SB>1,1</SB>-LED<SB>m, n</SB>and an amount of light measuring part 120 arranging a plurality of optical sensors LS<SB>1,1</SB>-LS<SB>m, n</SB>. When the amount of light is measured, the light source part 110 moves to a position opposing to the amount of light measuring part 120, and the light emitting diodes LED<SB>1,1</SB>-LED<SB>m, n</SB>and the optical sensors LS<SB>1,1</SB>-LS<SB>m, n</SB>are opposed one by one each other, and the amounts of light of respective light emitting diode LED<SB>1,1</SB>-LED<SB>m, n</SB>are respectively measured by the respective optical sensors LS<SB>1,1</SB>-LS<SB>m, n</SB>. When a work is irradiated, the light source part 110 is out of the position where the light source part 110 opposes to the amount of light measuring part 120, and the work 200 is irradiated. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光硬化型のインクや樹脂を硬化させるためなどに用いることのできる照射装置に関する。   The present invention relates to an irradiation apparatus that can be used for curing a photocurable ink or resin.

被印刷物にインクを吹き付けて印刷を行うインクジェットプリンタは、製版を必要とせず、小ロットの印刷であっても低コストで手軽に行うことができるために、産業用や家庭用のプリンタとして広く普及している。その中には、紫外線などの光を照射すると硬化する光硬化型のインクを用いて印刷を行うものもある。この種のインクジェットプリンタには、通常、被印刷物に吹き付けられたインクを硬化させるための照射装置がプリンタヘッドなどに設けられており(例えば、特許文献1を参照。)、近年では、その光源に発光ダイオードを用いたものも提案されている(例えば、特許文献2を参照。)。この種のインクジェットプリンタは、樹脂や金属などのインクを吸収しにくい素材に対しても、インクを滲ませることなく綺麗に印刷することができるという特徴を有している。   Inkjet printers that perform printing by spraying ink on the substrate do not require plate making and can be easily performed at low cost even for small-lot printing, so they are widely used as industrial and household printers. is doing. Some of them perform printing using photo-curing ink that cures when irradiated with light such as ultraviolet rays. In this type of ink jet printer, an irradiation device for curing ink sprayed on a printing material is usually provided in a printer head or the like (see, for example, Patent Document 1). The thing using a light emitting diode is also proposed (for example, refer patent document 2). This type of ink jet printer has a feature that it can be printed neatly without oozing ink even on a material that hardly absorbs ink such as resin or metal.

しかし、光硬化型のインクを用いて印刷を行うインクジェットプリンタは、光を均一に照射しないと、被印刷物に吹き付けられたインクに硬化不良部分が発生するおそれがあった。このため、照射装置の光源を複数の発光ダイオードを配列して構成するような場合には、各発光ダイオードの光量を揃えておく必要があり、光量測定装置を用いて各発光ダイオードの光量を検査することも行われていた。これに用いられる光量測定装置は、種々のものが提案されており、各発光ダイオードに対向するように複数の光センサを配列したものもある(特許文献3を参照。)。これらの光量測定装置は、通常、照射装置の製造段階に用いられ、光量に異常が認められた発光ダイオードは照射装置の出荷前に交換されていた。   However, ink jet printers that perform printing using photo-curing inks may cause poorly cured portions in the ink that is sprayed on the printed material unless the light is evenly irradiated. For this reason, when the light source of the irradiation device is configured by arranging a plurality of light emitting diodes, the light amounts of the respective light emitting diodes must be aligned, and the light amount of each light emitting diode is inspected using a light amount measuring device. It was also done. Various light amount measuring apparatuses used for this purpose have been proposed, and there are also devices in which a plurality of optical sensors are arranged so as to face each light emitting diode (see Patent Document 3). These light quantity measuring apparatuses are usually used in the manufacturing stage of the irradiation apparatus, and the light emitting diodes in which an abnormality is recognized in the light quantity have been replaced before the irradiation apparatus is shipped.

ところが、各発光ダイオードの光量は、製造段階で揃っていたとしても、その実装場所の違いなどに起因して消耗具合に大きな差が生じてしまい、度重なる使用を経た後では大きなバラツキが生じるおそれがあった。例えば、基板の中心部に実装された発光ダイオードは、基板の縁部に実装された発光ダイオードよりも温度が高くなりやすく、熱による消耗が激しくなると考えられる。このため、各発光ダイオードの光量は、照射装置の製造段階だけでなく、使用段階においても定期的に検査することが好ましいが、各発光ダイオードの光量を定期的かつ容易に検査することのできる照射装置は未だ提案されていなかった。   However, even if the amount of light of each light emitting diode is uniform at the manufacturing stage, there is a large difference in the degree of wear due to the difference in the mounting location, etc., and there is a risk that large variations will occur after repeated use. was there. For example, a light-emitting diode mounted on the center of the substrate is likely to have a higher temperature than a light-emitting diode mounted on the edge of the substrate, and consumption by heat is considered to be severe. For this reason, the light quantity of each light emitting diode is preferably inspected not only at the manufacturing stage of the irradiation device but also at the use stage, but the irradiation capable of regularly and easily inspecting the light quantity of each light emitting diode. The device has not yet been proposed.

特開2001−310454号公報JP 2001-310454 A 特開2004−181941号公報([0117]、図9)Japanese Patent Laying-Open No. 2004-181941 ([0117], FIG. 9) 特開2004−257801号公報JP 2004-257801 A

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、光源を構成する複数の発光ダイオードの光量を定期的に検査することのできる照射装置を提供するものである。   The present invention has been made to solve the above problems, and provides an irradiation apparatus capable of periodically inspecting the light amounts of a plurality of light emitting diodes constituting a light source.

上記課題は、複数の発光ダイオードが配列された光源部と、複数の光センサが配列された光量測定部とを備えた照射装置であって;光量測定時には、前記光源部と前記光量測定部とが対向する位置に移動され、前記発光ダイオードと前記光センサとが1対1に対向し、各発光ダイオードの光量が各光センサによってそれぞれ測定され、ワーク照射時には、前記光源部と前記光量測定部とが対向する位置から外れて、ワークに対して照射を行うことを特徴とする照射装置を提供することによって解決される。これにより、発光ダイオードの光量を照射装置の始動時などに定期的に測定することが可能になる。前記光源部と前記光量測定部は、いずれか一方のみが移動するものであってもよいし、双方が移動するものであってもよいものとする。   The above-described problem is an irradiation apparatus including a light source unit in which a plurality of light emitting diodes are arranged and a light amount measuring unit in which a plurality of optical sensors are arranged; at the time of measuring the amount of light, the light source unit, the light amount measuring unit, Is moved to a position where the light-emitting diodes face each other, the light-emitting diodes and the light sensors face each other one-to-one, and the light amounts of the light-emitting diodes are measured by the light sensors, respectively. This is solved by providing an irradiating device characterized in that the workpiece is irradiated from the position where the two are opposed to each other. Thereby, it becomes possible to measure the light quantity of a light emitting diode regularly at the time of starting of an irradiation apparatus. Only one of the light source unit and the light amount measuring unit may be moved, or both may be moved.

前記発光ダイオードの光量測定は、ワーク照射時の合間に行ってもよいが、通常、照射装置の始動時や停止時に行われる。このとき、前記複数の発光ダイオードの光量が全て所定範囲にあることが確認されないときは、ワークに対する照射が開始されないように設定されていると好ましい。これにより、各発光ダイオードの光量に大きなバラツキが生じたままワーク照射が開始されるのを防止して、ワークの無駄を少なくすることが可能になる。   The light quantity measurement of the light emitting diode may be performed during the workpiece irradiation, but is usually performed when the irradiation apparatus is started or stopped. At this time, when it is not confirmed that the light amounts of the plurality of light-emitting diodes are all within a predetermined range, it is preferable that the irradiation with respect to the workpiece is not started. As a result, it is possible to prevent the work irradiation from being started with a large variation in the light amount of each light emitting diode, thereby reducing the waste of the work.

前記光量測定部は、前記発光ダイオードの光強度(単位時間当たりの光量)を時間的に連続して計測するものであってもよいが、前記発光ダイオードの光強度を所定の周期Tでサンプリングするものであることが好ましい。これにより、前記発光ダイオードの光量を容易に算出することができるようになる。この場合には、サンプリングされた光強度の和をサンプリング回数で除した値にサンプリング時間を掛けることによって、前記発光ダイオードの光量を求めることができる。光量測定部のサンプリング周期は、発光ダイオードの発光パターンや、前記発光ダイオードの光量の演算を行う演算手段(例えば、後述するプログラマブルロジックデバイスPLD)の能力などに応じて適宜設定される。 The light quantity measuring unit may measure the light intensity (light quantity per unit time) of the light emitting diode continuously in time, but the light intensity of the light emitting diode is sampled at a predetermined period T 1 . It is preferable that Thereby, the light quantity of the light emitting diode can be easily calculated. In this case, the light amount of the light emitting diode can be obtained by multiplying the value obtained by dividing the sum of the sampled light intensities by the number of sampling times and the sampling time. The sampling period of the light quantity measuring unit is appropriately set according to the light emission pattern of the light emitting diode, the ability of the calculation means (for example, programmable logic device PLD 2 described later) that calculates the light quantity of the light emitting diode.

前記発光ダイオードは、連続点灯されてもよいが、パルス点灯されると好ましい。これにより、前記発光ダイオードの冷却時間を確保することが可能になり、前記発光ダイオードが熱により故障するのを防止することができる。また、前記発光ダイオードを連続点灯させる場合と比較して、前記発光ダイオードに高い電圧を印加することが可能になり、前記発光ダイオードの光量の最大値を高く設定することもできる。   The light emitting diode may be continuously lit, but is preferably pulsed. Thereby, it becomes possible to ensure the cooling time of the light emitting diode, and it is possible to prevent the light emitting diode from being damaged by heat. In addition, it is possible to apply a higher voltage to the light emitting diode than in the case where the light emitting diode is continuously lit, and the maximum value of the light amount of the light emitting diode can be set high.

前記発光ダイオードをパルス点灯させる場合には、図7に示すように、複数周期に亘ってサンプリングを行い、サンプリングする区間を各周期でずらすと好ましい。これにより、一周期でサンプリングを終える場合と比較してサンプリングの周期を長くすることが可能になり、前記発光ダイオードの光量の演算に要する時間よりも前記発光ダイオードの点灯周期が短いような場合であっても、前記発光ダイオードの光量を滞らせることなく演算することが可能になる。   When the light emitting diode is pulse-lit, as shown in FIG. 7, it is preferable to perform sampling over a plurality of periods and shift the sampling interval in each period. This makes it possible to lengthen the sampling cycle as compared to the case where sampling is completed in one cycle, and in the case where the lighting cycle of the light emitting diode is shorter than the time required for calculating the light amount of the light emitting diode. Even if it exists, it becomes possible to calculate without delaying the light quantity of the said light emitting diode.

このようなサンプリングは、前記光量測定部のサンプリング周期Tを、下記式(1)を満たす値に設定することで、実現することができる。
Such sampling the sampling period T 1 of the said light amount measuring unit, by setting the value that satisfies the following formula (1) can be realized.

ただし、Tは、前記発光ダイオードのオンパルス幅(1周期当たりの点灯時間)であり、図7の例では10msとなっている。また、Tは、前記発光ダイオードのオフパルス幅(1周期あたりの消灯時間)であり、図7の例では90msとなっている。さらに、Mは、光量測定のサンプリング回数を示す2以上の整数であり、図7の例では10となっている。Mの値は、オンパルスのサンプリング分割数に等しい。Mの値は、大きければ大きいほど、求める光量の精度を高めることができるが、大きくしすぎると、光量の演算に要する時間が長くなるために、必要な精度や光量を演算する演算手段の演算能力などを考慮して適宜調整される。さらにまた、Nは、一のサンプリングを行って次のサンプリングを行うまでの間に経過するオフパルスの数を示す1以上の整数であり、図7の例では1となっている。図7の例では、周期Tは101msとなる。 However, T 2 is the pulse width of the light emitting diode (lighting time per cycle), in the example of FIG. 7 has a 10 ms. Furthermore, T 3 is a off pulse width of the light emitting diode (off time per cycle), in the example of FIG. 7 has a 90 ms. Further, M is an integer of 2 or more indicating the number of times of light quantity measurement, and is 10 in the example of FIG. The value of M is equal to the number of on-pulse sampling divisions. The larger the value of M, the higher the accuracy of the required light quantity. However, if the value is too large, the time required for calculating the light quantity becomes longer. It is adjusted as appropriate in consideration of capabilities. Furthermore, N is an integer of 1 or more indicating the number of off pulses that elapse between one sampling and the next sampling. In the example of FIG. In the example of FIG. 7, the period T 1 becomes 101 ms.

前記発光ダイオードの駆動電圧を制御するための光源制御手段が設けられ、光センサによる測定データが前記光源制御手段へとフィードバックされ、前記測定データに応じて前記発光ダイオードの駆動電圧が制御されることも好ましい。これにより、各発光ダイオードの光量にバラツキが認められた場合に、各発光ダイオードの光量が等しくなるようにその駆動電圧を自動的に補正するといったことも可能になる。   Light source control means for controlling the drive voltage of the light emitting diode is provided, measurement data from an optical sensor is fed back to the light source control means, and the drive voltage of the light emitting diode is controlled according to the measurement data. Is also preferable. As a result, when there is a variation in the light amount of each light emitting diode, the drive voltage can be automatically corrected so that the light amount of each light emitting diode becomes equal.

このとき、前記複数の発光ダイオードが複数の発光ダイオード群にグルーピングされ、前記駆動電圧が前記発光ダイオード群ごとに集約されて制御されるようになっていると好ましい。これにより、各発光ダイオードに電力を供給する電気回路や、各発光ダイオードの駆動電圧を制御する制御回路の構造を簡素にすることが可能になる。この場合、各発光ダイオード群は、通常、製造ロットや実装場所を基準に構成される。製造ロットの等しい発光ダイオードや実装場所の近い発光ダイオードなどは、その消耗具合に大きな差がないと考えられるためである。   At this time, it is preferable that the plurality of light emitting diodes are grouped into a plurality of light emitting diode groups, and the driving voltage is integrated and controlled for each of the light emitting diode groups. This makes it possible to simplify the structure of an electric circuit that supplies power to each light emitting diode and a control circuit that controls the drive voltage of each light emitting diode. In this case, each light emitting diode group is usually configured based on a manufacturing lot or a mounting location. This is because light-emitting diodes with the same manufacturing lot or light-emitting diodes close to the mounting location are considered to have no significant difference in the degree of wear.

一の発光ダイオードから出射された光が該一の発光ダイオードに対向しない光センサに受光されるのを防止するためのアパーチャが備えられてなることも好ましい。これにより、各発光ダイオードの光量にバラツキがある場合に、どの発光ダイオードに異常があるのかを容易に判断することが可能になる。   It is also preferable that an aperture for preventing light emitted from one light emitting diode from being received by an optical sensor not facing the one light emitting diode is provided. This makes it possible to easily determine which light emitting diode is abnormal when the amount of light of each light emitting diode varies.

以上のように、本発明よって、光源を構成する複数の発光ダイオードの光量を使用段階においても定期的に検査することのできる照射装置を提供することが可能になる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an irradiation apparatus capable of periodically inspecting the light amounts of a plurality of light emitting diodes constituting a light source even in a use stage.

本発明の照射装置を、図面を用いてより具体的に説明する。以下においては、本発明の照射装置をインクジェットプリンタのインク硬化装置として用いる場合について説明する。図1は、本発明の照射装置を示した斜視図である。図2は、図1の光源部をz軸負方向から見た状態を示した図である。図3は、図1の光量測定部をz軸正方向から見た状態を示した図である。図4は、本発明の照射装置を示したブロック図である。図5は、LED点灯信号の生成原理を説明するタイミングチャート図である。図6は、発光ダイオードの光強度の時間変化を表したタイミングチャート図である。図7は、測定データのサンプリングを説明するタイミングチャート図である。   The irradiation apparatus of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. Below, the case where the irradiation apparatus of this invention is used as an ink hardening apparatus of an inkjet printer is demonstrated. FIG. 1 is a perspective view showing an irradiation apparatus of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the light source unit of FIG. 1 is viewed from the negative z-axis direction. FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the light quantity measurement unit in FIG. 1 is viewed from the positive z-axis direction. FIG. 4 is a block diagram showing the irradiation apparatus of the present invention. FIG. 5 is a timing chart for explaining the generation principle of the LED lighting signal. FIG. 6 is a timing chart showing the time change of the light intensity of the light emitting diode. FIG. 7 is a timing chart illustrating the sampling of measurement data.

本発明の照射装置100は、図1に示すように、光源部110と光量測定部120とを備えたものとなっている。本実施態様において、光源部110は、ワーク200に対してインクを吐出するプリンタヘッド300に取り付けられており、図1におけるx軸方向へプリンタヘッド300と一体的に移動するようになっている。光源部110は、光量測定時には、光量測定部120と対向する位置(プリンタヘッド300の待機位置)に移動し、ワーク照射時には、光量測定部120と対向する位置から外れてワーク200に吹き付けられたインクに光を照射するようになっている。   As shown in FIG. 1, the irradiation apparatus 100 of the present invention includes a light source unit 110 and a light amount measurement unit 120. In the present embodiment, the light source unit 110 is attached to a printer head 300 that ejects ink to the workpiece 200, and moves integrally with the printer head 300 in the x-axis direction in FIG. The light source unit 110 moves to a position facing the light amount measurement unit 120 (standby position of the printer head 300) when measuring the light amount, and is blown off the position facing the light amount measurement unit 120 and blown to the workpiece 200 when irradiating the workpiece. The ink is irradiated with light.

[光源部]
光源部110は、図2に示すように、複数の発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nをm行n列(mは1以上の整数、nは2以上の整数)に配列したものとなっている。本実施態様においては、発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nを正方格子の格子点位置に配列しているが、これに限定されるものではなく、例えば、千鳥格子の格子点位置に配列してもよい。
[Light source]
As illustrated in FIG. 2, the light source unit 110 includes a plurality of light emitting diodes LED 1,1 to LED m, n arranged in m rows and n columns (m is an integer of 1 or more, and n is an integer of 2 or more). It has become. In the present embodiment, the light emitting diodes LED 1,1 to LED m, n are arranged at the lattice point positions of the square lattice. However, the present invention is not limited to this, and for example, at the lattice point positions of the staggered lattice. You may arrange.

また、本実施態様において、発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nは、行単位でその製造ロットが揃えられており、発光ダイオード群G〜Gにグルーピングされている。発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nに駆動電圧を印加する電気回路(図示省略)は、各発光ダイオード群G〜Gごとに集約されており、同一の発光ダイオード群に属する発光ダイオードは、共通の駆動電圧が印加されるようになっている。 In the present embodiment, the light emitting diodes LED 1,1 to LED m, n have their production lots arranged in units of rows and are grouped into light emitting diode groups G 1 to G m . Electric circuits (not shown) for applying a driving voltage to the light emitting diodes LED 1,1 to LED m, n are aggregated for each of the light emitting diode groups G 1 to G m , and belong to the same light emitting diode group. A common driving voltage is applied.

[アパーチャ]
発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nの配置ピッチが狭いなど、光量測定時において一の発光ダイオードから出射された光が該一の発光ダイオードに対向しない光センサに受光されるおそれがある場合には、光源部110と光量測定部120との間(通常、光源部110の近傍)にアパーチャ(図示省略)を備えると好ましい。アパーチャとしては、発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nのそれぞれに対応する位置にスリットやホールなどの透光部を設けた板状体などが例示される。
[aperture]
When the light emitted from one light emitting diode may be received by an optical sensor that does not face the one light emitting diode when measuring the amount of light, such as when the arrangement pitch of the light emitting diodes LED 1,1 to LED m, n is narrow. Preferably, an aperture (not shown) is provided between the light source unit 110 and the light amount measurement unit 120 (usually in the vicinity of the light source unit 110). Examples of the aperture include a plate-like body provided with a light-transmitting portion such as a slit or a hole at a position corresponding to each of the light emitting diodes LED 1,1 to LED m, n .

[光源制御回路C(光源制御手段)]
本実施態様において、光源部110の発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nは、図4に示すように、スイッチSW〜SWを介して光源制御回路C(光源制御手段)に接続されている。光源制御回路Cは、光源部110に所定の動作を行わせることができるものであれば特に限定されないが、本実施態様においては、マイクロプロセッサMPUとプログラマブルロジックデバイスPLDとで構成している。
[Light source control circuit C 1 (light source control means)]
In the present embodiment, the light emitting diodes LED 1,1 to LED m, n of the light source unit 110 are connected to the light source control circuit C 1 (light source control means) via the switches SW 1 to SW m as shown in FIG. Has been. The light source control circuit C 1 is not particularly limited as long as it can cause the light source unit 110 to perform a predetermined operation. In the present embodiment, the light source control circuit C 1 includes a microprocessor MPU 1 and a programmable logic device PLD 1. Yes.

[マイクロプロセッサMPU
マイクロプロセッサMPUは、そのベースクロック信号をプログラマブルロジックデバイスPLDへ出力すると同時に、該ベースクロック信号に同期するシンク信号を光量測定部120のマイクロプロセッサMPUへと出力するものとなっている。
[Microprocessor MPU 1 ]
The microprocessor MPU 1 outputs the base clock signal to the programmable logic device PLD 1 and simultaneously outputs a sync signal synchronized with the base clock signal to the microprocessor MPU 2 of the light quantity measuring unit 120.

[プログラマブルロジックデバイスPLD
プログラマブルロジックデバイスPLDは、マイクロプロセッサMPUから受け取ったベースクロック信号から発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nを点灯させるLED点灯信号を生成し、該LED点灯信号に基づいてスイッチSW〜SWの開閉を行い、発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nの点灯状態を発光ダイオード群G〜Gごとに制御するものとなっている。
[Programmable logic device PLD 1 ]
The programmable logic device PLD 1 generates an LED lighting signal for lighting the light emitting diodes LED 1,1 to LED m, n from the base clock signal received from the microprocessor MPU 1 , and switches SW 1 to SW 1 based on the LED lighting signal. SW m is opened and closed to control the lighting state of the light emitting diodes LED 1,1 to LED m, n for each of the light emitting diode groups G 1 to G m .

[スイッチSW〜SW
スイッチSW〜SWは、電磁リレーなどの有接点スイッチを用いることもできるが、通常、長寿命で小型化も容易なバイポーラトランジスタや電界効果トランジスタなどの半導体素子(無接点スイッチ)が用いられる。
[Switch SW 1 ~SW m]
As the switches SW 1 to SW m , a contact switch such as an electromagnetic relay can be used, but usually a semiconductor element (non-contact switch) such as a bipolar transistor or a field effect transistor that has a long life and can be easily reduced in size is used. .

[LED点灯信号の生成原理]
LED点灯信号の生成原理は、特に限定されないが、本実施態様においては、プログラマブルロジックデバイスPLDに下記ステップ0〜4に示す処理を行わせることでLED点灯信号を生成し、発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nをパルス点灯させている。
[Generation principle of LED lighting signal]
The generation principle of the LED lighting signal is not particularly limited. In this embodiment, the LED lighting signal is generated by causing the programmable logic device PLD 1 to perform the processes shown in steps 0 to 4 below, and the light emitting diodes LED 1, 1, 1 to LED m, n are pulse-lit.

ただし、下記ステップ0〜4においては、説明の便宜上、マイクロプロセッサMPUのベースクロック信号の周期Tを1msとし、発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nのパルス点灯のオンパルス幅Tを10msとし、オフパルス幅Tを90msとしている。また、CLKは、プログラマブルロジックデバイスPLDがマイクロプロセッサMPUから受け取ったベースクロック信号の各パルスのうち、i番目に立ち上がるパルス(オンパルス)を指している。さらに、ONは、プログラマブルロジックデバイスPLDが生成したLED点灯信号のうち、j番目に立ち上がるパルスを指している。 However, in the following steps 0 to 4, for convenience of explanation, the period T 0 of the base clock signal of the microprocessor MPU 1 is set to 1 ms, and the on-pulse width T 2 of the pulse lighting of the light emitting diodes LED 1,1 to LED m, n is set. and 10ms, has been the off-pulse width T 3 and 90ms. CLK i indicates the i-th rising pulse (on pulse) among the pulses of the base clock signal received by the programmable logic device PLD 1 from the microprocessor MPU 1 . Further, ON j indicates a pulse that rises to the jth among the LED lighting signals generated by the programmable logic device PLD 1 .

[ステップ0]
iの初期値に任意の自然数(例えば1)を設定し、jの初期値に1を設定する。
[ステップ1]
CLKの立ち上がりと同時にONを立ち上げる(図5のP点)。
[ステップ2]
CLKi+10の立ち上がりと同時にONを立ち下げる(図5のP点)。
[ステップ3]
CLKi+100の立ち上がりと同時にONj+1を立ち上げる(図5のP点)。
[ステップ4]
iに100を加え、jに1を加えてステップ2に戻る。
[Step 0]
An arbitrary natural number (for example, 1) is set as the initial value of i, and 1 is set as the initial value of j.
[Step 1]
Launch ON j concurrently with the rise of CLK i (P 1 point in FIG. 5).
[Step 2]
Fall simultaneously ON j and the rise of the CLK i + 10 (P 2 point in FIG. 5).
[Step 3]
Launch ON j + 1 simultaneously with the rise of CLK i + 100 (P 3 points in FIG. 5).
[Step 4]
Add 100 to i, add 1 to j, and return to step 2.

上記ステップ0〜4によって得られたLED点灯信号に基づいてスイッチSW〜SWの開閉を行うと、発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nは、オンパルス幅Tが10msでオフパルス幅Tが90msのパルス点灯を行い、その光強度は、図6の下段に示すように、周期的に変化する。図6の例では、前記LED点灯信号が立ち上がった瞬間の光強度に、過電流によるオーバーシュートが生じている。 When the switches SW 1 to SW m are opened and closed based on the LED lighting signals obtained in the above steps 0 to 4, the light emitting diodes LED 1,1 to LED m, n have an on pulse width T 2 of 10 ms and an off pulse width T. 3 performs pulse lighting of 90 ms, and the light intensity periodically changes as shown in the lower part of FIG. In the example of FIG. 6, overshoot due to overcurrent occurs in the light intensity at the moment when the LED lighting signal rises.

[光量測定部]
光量測定部120は、図3に示すように、複数の光センサLS1,1〜LSm,nをm行n列に配列したものとなっている。光センサLS1,1〜LSm,nの配列形態は、通常、発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nに揃えられ、本実施態様においては、光センサLS1,1〜LSm,nを正方格子の格子点位置に配列している。このため、光量測定時には、発光ダイオードLED1,1が光センサLS1,1に、発光ダイオードLED1,2が光センサLS1,2に、・・・、発光ダイオードLEDm,nが光センサLSm,nにそれぞれ対向するようになっている。光センサLS1,1〜LSm,nは、光量を測定できるものであれば特に限定されないが、通常、フォトダイオードやフォトトランジスタなどの受光素子が用いられる。
[Light intensity measurement unit]
As shown in FIG. 3, the light quantity measuring unit 120 has a plurality of optical sensors LS 1,1 to LS m, n arranged in m rows and n columns. Arrangement of the light sensor LS 1,1 ~LS m, n is usually a light emitting diode LED 1,1 ~LED m, aligned to n, in the present embodiment, the light sensor LS 1,1 ~LS m, n Are arranged at lattice point positions of a square lattice. Therefore, when the light amount measurement is emitting diode LED 1, 1 is an optical sensor LS 1, 1, the light emitting diodes LED 1, 2 is an optical sensor LS 1, 2, · · ·, light emitting diodes LED m, n optical sensors LS m and n are opposed to each other. The optical sensors LS 1,1 to LS m, n are not particularly limited as long as they can measure the amount of light, but usually a light receiving element such as a photodiode or a phototransistor is used.

光量測定部120の光センサLS1,1〜LSm,nは、図4に示すように、バッファアンプBA1,1〜BAm,nと、セレクタSLと、アナログ−デジタルコンバータADCとを介して光量測定回路Cに接続されている。 As shown in FIG. 4 , the light sensors LS 1,1 to LS m, n of the light quantity measuring unit 120 are connected via a buffer amplifier BA 1,1 to BA m, n , a selector SL, and an analog-digital converter ADC. It is connected to the light quantity measurement circuit C 2 Te.

[バッファアンプBA1,1〜BAm,n
バッファアンプBA1,1〜BAm,nは、光センサLS1,1〜LSm,nの測定データにノイズが入るのを防止するためものとなっている。バッファアンプBA1,1〜BAm,nは、それぞれ光センサLS1,1〜LSm,nに接続されており、光センサLS1,1〜LSm,nの測定データを後述するセレクタSLへと出力するようになっている。
[Buffer amplifier BA 1,1 to BA m, n ]
The buffer amplifiers BA 1,1 to BA m, n are for preventing noise from entering the measurement data of the optical sensors LS 1,1 to LS m, n . Buffer amplifier BA 1,1 ~BA m, n, the light sensor LS 1,1 ~LS m respectively connected to n, the optical sensor LS 1,1 ~LS m, the selector will be described later measurement data n SL To output.

[セレクタSL]
セレクタSLは、バッファアンプBA1,1〜BAm,nから取得した光センサLS1,1〜LSm,nの測定データを順次切り替えながらアナログ−デジタルコンバータADCへと出力するものとなっている。セレクタSLは、後述する光量測定回路Cからセレクタ切替信号を受け取るたびに、アナログ−デジタルコンバータADCへと出力する測定データを択一的に切り替えるように設定されている。
[Selector SL]
The selector SL is an analog while sequentially switching buffer amplifier BA 1,1 ~BA m, the light sensor LS 1,1 ~LS m obtained from n, the measurement data of the n - is assumed to output to digital converter ADC . The selector SL is each time it receives a selector switching signal from the light quantity measurement circuit C 2 to be described later, an analog - are set to alternatively switch the measurement data to be output to digital converter ADC.

[アナログ−デジタルコンバータADC]
アナログ−デジタルコンバータADCは、セレクタSLから取得した光センサLS1,1〜LSm,nの測定データをアナログ信号からデジタル信号に変換して、後述する光量測定回路Cに出力するものとなっている。
[Analog-to-digital converter ADC]
The analog-to-digital converter ADC converts the measurement data of the optical sensors LS 1,1 to LS m, n acquired from the selector SL from an analog signal to a digital signal, and outputs it to the light quantity measurement circuit C 2 described later. ing.

[光量測定回路C
本実施態様において、光量測定回路Cは、アナログ−デジタルコンバータADCから取得した光センサLS1,1〜LSm,nの測定データを用いて、発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nの光量を演算するものとなっている。本実施態様においては、光量測定回路CをマイクロプロセッサMPUとプログラマブルロジックデバイスPLD2とで構成している。
[Light intensity measurement circuit C 2 ]
In the present embodiment, the light quantity measurement circuit C 2 uses the measurement data of the optical sensors LS 1,1 to LS m, n acquired from the analog-digital converter ADC, and outputs the light emitting diodes LED 1,1 to LED m, n . The amount of light is calculated. In this embodiment, the light quantity measurement circuit C 2 is constituted by a microprocessor MPU 2 and a programmable logic device PLD 2 .

[マイクロプロセッサMPU
マイクロプロセッサMPUは、光源部110のマイクロプロセッサMPUから受け取ったシンク信号(マイクロプロセッサMPUのベースクロック信号)をプログラマブルロジックデバイスPLDへ出力するためのものとなっている。
[Microprocessor MPU 2 ]
The microprocessor MPU 2 is for outputting the sync signal (base clock signal of the microprocessor MPU 1 ) received from the microprocessor MPU 1 of the light source unit 110 to the programmable logic device PLD 2 .

[プログラマブルロジックデバイスPLD
プログラマブルロジックデバイスPLDは、アナログ−デジタルコンバータADCから光センサLS1,1〜LSm,nの測定データを順次取得して、発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nの光量を順次演算していくものとなっている。本実施態様において、プログラマブルロジックデバイスPLDは、下記ステップ0〜7に示される処理を行うように設定されている。
[Programmable logic device PLD 2 ]
The programmable logic device PLD 2 sequentially acquires the measurement data of the optical sensors LS 1,1 to LS m, n from the analog-digital converter ADC , and sequentially calculates the light amounts of the light emitting diodes LED 1,1 to LED m, n. It is going to be. In the present embodiment, the programmable logic device PLD 2 is set to perform the processes shown in steps 0 to 7 below.

ただし、下記ステップ0〜7においては、説明の便宜上、プログラマブルロジックデバイスPLDがマイクロプロセッサMPUから受け取るシンク信号(マイクロプロセッサMPUのベースクロック信号)の周期を1msとし、発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nのパルス点灯のオンパルス幅Tを10msとし、オフパルス幅Tを90msとしている。また、SYNCは、前記シンク信号の各パルスのうち、i番目に立ち上がるパルス(オンパルス)を指している。SYNCのiは、LED点灯信号の生成原理を説明する際に用いたCLKのiに共通な変数である(CLKが立ち上がると同時にSYNCも立ち上がる。)。さらに、mは、光センサLS1,1〜LSm,nを配列した行数であり、nは、光センサLS1,1〜LSm,nを配列した列数である。下記ステップ5におけるm×nは、光センサLS1,1〜LSm,nの個数を意味している。 However, in the following step 0-7, for convenience of explanation, the period of the sync signal received programmable logic device PLD 2 from the microprocessor MPU 2 (base clock signal of the microprocessor MPU 1) and 1 ms, the light emitting diodes LED 1, 1 ~LED m, the pulse width T 2 of the pulse lighting of n and 10 ms, are off pulse width T 3 and 90 ms. SYNC i indicates the i-th rising pulse (on pulse) among the pulses of the sync signal. I of SYNC i is a variable common to i of CLK i used in explaining the generation principle of the LED lighting signal (SYNC i also rises at the same time as CLK i rises). Further, m is an optical sensor LS 1,1 ~LS m, a number of rows arrayed n, n is an optical sensor LS 1,1 ~LS m, number of columns arrayed n. M × n in the following step 5 means the number of the optical sensors LS 1,1 to LS m, n .

[ステップ0]
iの初期値に任意の自然数(例えば1)を設定し、pの初期値に1を設定し、qの初期値に1を設定する。
[ステップ1]
取得した測定データの中からSYNCが立ち上がったときの光強度Iを抽出し、ステップ2に移行する。
[ステップ2]
pが10に満たない場合にはステップ3に移行し、pが10に達した場合にはステップ4に移行する。
[ステップ3]
iに101を加え、pに1を加えてステップ1に戻る。
[ステップ4]
プログラマブルロジックデバイスPLDが測定データを取得している光センサが受光した光量Qを光強度I〜I10を用いて算出し、ステップ5に移行する。
[ステップ5]
qの値がm×nに満たない場合にはステップ6に移行し、qの値がm×nに達した場合にはステップ7に移行する。
[ステップ6]
pを初期値の1に戻し、qに1を加え、セレクタ切替信号を生成して該セレクタ切替信号をセレクタSLに出力し、プログラマブルロジックデバイスPLDが取得する測定データを他の光センサからのものに切り替えた後、ステップ1に戻る。
[ステップ7]
測定データのサンプリングを終了する。
[Step 0]
An arbitrary natural number (for example, 1) is set as the initial value of i, 1 is set as the initial value of p, and 1 is set as the initial value of q.
[Step 1]
The light intensity I p when SYNC i rises is extracted from the acquired measurement data, and the process proceeds to step 2.
[Step 2]
If p is less than 10, the process proceeds to step 3, and if p reaches 10, the process proceeds to step 4.
[Step 3]
101 is added to i, 1 is added to p, and the process returns to Step 1.
[Step 4]
The light quantity Q q received by the optical sensor from which the programmable logic device PLD 2 obtains measurement data is calculated using the light intensities I 1 to I 10 , and the process proceeds to step 5.
[Step 5]
When the value of q is less than m × n, the process proceeds to step 6, and when the value of q reaches m × n, the process proceeds to step 7.
[Step 6]
p is returned to the initial value 1, 1 is added to q, a selector switching signal is generated, the selector switching signal is output to the selector SL, and the measurement data acquired by the programmable logic device PLD 2 is received from other optical sensors. After switching to a thing, it returns to step 1.
[Step 7]
End sampling of measurement data.

上記ステップ0〜7に示される処理を行わせることで、プログラマブルロジックデバイスPLDは、光センサLS1,1〜LSm,nの測定データをアナログ−デジタルコンバータADCから順次取得して、m×n個の発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nのそれぞれの光量を順次演算することができる。また、アナログ−デジタルコンバータADCから取得した測定データを、図7に示すように、サンプリングする区間をずらしながら複数周期に亘ってサンプリングすることもできる。測定データのサンプリングは、マイクロプロセッサMPUから受け取ったシンク信号(マイクロプロセッサMPUのベースクロック信号)に基づいて行われるようになっており、発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nの点灯パターンに則した適切なタイミングで行われるようになっている。 The programmable logic device PLD 2 sequentially acquires the measurement data of the optical sensors LS 1,1 to LS m, n from the analog-to-digital converter ADC by performing the processing shown in steps 0 to 7 above, and m × The light quantity of each of the n light emitting diodes LED 1,1 to LED m, n can be calculated sequentially. In addition, as shown in FIG. 7, the measurement data acquired from the analog-digital converter ADC can be sampled over a plurality of periods while shifting the sampling interval. The sampling of the measurement data is performed based on the sync signal (the base clock signal of the microprocessor MPU 1 ) received from the microprocessor MPU 2 , and the lighting pattern of the light emitting diodes LED 1,1 to LED m, n To be performed at an appropriate timing in accordance with

本実施態様において、光センサLS1,1〜LSm,nの測定データ(発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nの光量データ)は、光源部110の光源制御回路C(光源制御手段)へとフィードバックされるようになっている。光源制御回路Cにフィードバックされた測定データは、発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nの駆動電圧を制御するために用いられる。例えば、発光ダイオード群Gに属する発光ダイオードLED1,1〜LED1,nの光量が、他の発光ダイオード群G〜Gに属する発光ダイオードLED2,1〜LEDm,nの光量よりも少なかった場合には、発光ダイオード群Gに属する発光ダイオードLED1,1〜LED1,nに印加する駆動電圧が、他の発光ダイオード群G〜Gに属する発光ダイオードLED2,1〜LEDm,nに印加する駆動電圧よりも高く設定され、発光ダイオード群G〜Gに属する発光ダイオードLED1,1〜LEDm,nの光量が全て等しくなるように自動的に制御されるようになっている。 In the present embodiment, the measurement data of the optical sensors LS 1,1 to LS m, n (light quantity data of the light emitting diodes LED 1,1 to LED m, n ) is used as the light source control circuit C 1 (light source control means) of the light source unit 110. ) To be fed back. Measurement data is fed back to the light source control circuit C 1 is used to control the light emitting diodes LED 1,1 ~LED m, the driving voltage of the n. For example, the light amounts of the light emitting diodes LED 1,1 to LED 1 , n belonging to the light emitting diode group G 1 are more than the light amounts of the light emitting diodes LED 2,1 to LED m, n belonging to the other light emitting diode groups G 2 to G m. If there are few, the driving voltages applied to the light emitting diodes LED 1,1 to LED 1 , n belonging to the light emitting diode group G 1 are light emitting diodes LED 2,1 belonging to the other light emitting diode groups G 2 to G m. ~LED m, is set higher than the drive voltage applied to the n, automatically controlled so that the light emission diodes LED 1,1 ~LED m belonging to the groups of LEDs G 1 ~G m, the light amount of n are all equal It has become so.

[用途]
本発明の照射装置は、幅広い用途に用いることができる。中でも、光硬化型インクを硬化させるためや光ディスクの保護層を硬化させるためなどに用いられる樹脂硬化装置として用いると好適である。これらの装置には、ワークに光を均一に照射することが要求されており、本発明の照射装置を用いる意義も深まるためである。特に、壁紙、ポスター、看板など、寸法の大きなワークに対して印刷を行う産業用のインクジェットプリンタへの応用が期待される。
[Usage]
The irradiation apparatus of the present invention can be used for a wide range of applications. Among these, it is preferable to use it as a resin curing device used for curing a photocurable ink or curing a protective layer of an optical disk. These devices are required to uniformly irradiate the work with light, and the significance of using the irradiation device of the present invention is deepened. In particular, it is expected to be applied to industrial inkjet printers that print on large-sized workpieces such as wallpaper, posters, and signboards.

本発明の照射装置を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the irradiation apparatus of this invention. 図1の光源部をz軸負方向から見た状態を示した図である。It is the figure which showed the state which looked at the light source part of FIG. 1 from the z-axis negative direction. 図1の光量測定部をz軸正方向から見た状態を示した図である。It is the figure which showed the state which looked at the light quantity measurement part of FIG. 1 from the z-axis positive direction. 本発明の照射装置を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the irradiation apparatus of this invention. LED点灯信号の生成原理を説明するタイミングチャート図である。It is a timing chart figure explaining the generation principle of a LED lighting signal. 発光ダイオードの光強度の時間変化を表したタイミングチャート図である。It is a timing chart figure showing time change of the light intensity of a light emitting diode. 測定データのサンプリングを説明するタイミングチャート図である。It is a timing chart figure explaining sampling of measurement data.

符号の説明Explanation of symbols

100 照射装置
110 光源部
120 光量測定部
200 ワーク
300 プリンタヘッド
LED1,1〜LEDm,n 発光ダイオード
〜G 発光ダイオード群
SW〜SW スイッチ
光源制御回路(光源制御手段)
MPU マイクロプロセッサ
PLD プログラマブルロジックデバイス
LS1,1〜LSm,n 光センサ
BA1,1〜BAm,n バッファアンプ
SL セレクタ
ADC アナログ−デジタルコンバータ
光量測定回路
MPU マイクロプロセッサ
PLD プログラマブルロジックデバイス
100 irradiator 110 light source 120 light amount measurement unit 200 work 300 printer head LED 1,1 ~LED m, n light-emitting diodes G 1 ~G m light emitting diode groups SW 1 to SW m switch C 1 light source control circuit (light source control means)
MPU 1 microprocessor PLD 1 programmable logic device LS 1,1 to LS m, n optical sensor BA 1,1 to BA m, n buffer amplifier SL selector ADC analog-digital converter C 2 light quantity measurement circuit MPU 2 microprocessor PLD 2 programmable Logic device

Claims (9)

複数の発光ダイオードが配列された光源部と、複数の光センサが配列された光量測定部とを備えた照射装置であって;光量測定時には、前記光源部と前記光量測定部とが対向する位置に移動され、前記発光ダイオードと前記光センサとが1対1に対向し、各発光ダイオードの光量が各光センサによってそれぞれ測定され、ワーク照射時には、前記光源部と前記光量測定部とが対向する位置から外れて、ワークに対して照射を行うことを特徴とする照射装置。   An irradiation device including a light source unit in which a plurality of light emitting diodes are arranged and a light amount measuring unit in which a plurality of optical sensors are arranged; at the time of measuring the amount of light, the position where the light source unit and the light amount measuring unit face each other The light emitting diodes and the light sensors face each other in a one-to-one relationship, the light amounts of the respective light emitting diodes are measured by the respective light sensors, and the light source part and the light quantity measuring part face each other at the time of workpiece irradiation. An irradiation apparatus that irradiates a workpiece out of a position. 前記複数の発光ダイオードの光量が全て所定範囲にあることが確認されないときは、ワークに対する照射が開始されない請求項1記載の照射装置。   The irradiation apparatus according to claim 1, wherein irradiation of the workpiece is not started when it is not confirmed that the light amounts of the plurality of light emitting diodes are all within a predetermined range. 光量測定時に、前記発光ダイオードの光強度が所定の周期Tでサンプリングされる請求項1又は2記載の照射装置。 When the light quantity measurement, the irradiation apparatus according to claim 1 or 2, wherein the light intensity of the light emitting diode is sampled at a predetermined period T 1. 前記発光ダイオードがパルス点灯され、前記サンプリングの周期Tが下記式(1)を満たす請求項3記載の照射装置。
ただし、Tは、前記発光ダイオードのオンパルス幅であり、Tは、前記発光ダイオードのオフパルス幅である。また、Mは、2以上の整数であり、Nは、1以上の整数である。
The irradiation device according to claim 3, wherein the light emitting diode is pulsed, and the sampling period T 1 satisfies the following expression (1).
However, T 2 is the pulse width of the light-emitting diodes, T 3 is the off pulse width of the light emitting diode. M is an integer of 2 or more, and N is an integer of 1 or more.
前記発光ダイオードの駆動電圧を制御するための光源制御手段が設けられ、光センサによる測定データが前記光源制御手段へとフィードバックされ、前記測定データに応じて前記発光ダイオードの駆動電圧が制御される請求項1〜4いずれか記載の照射装置。   Light source control means for controlling the drive voltage of the light emitting diode is provided, measurement data from an optical sensor is fed back to the light source control means, and the drive voltage of the light emitting diode is controlled according to the measurement data. Item 5. The irradiation apparatus according to any one of Items 1 to 4. 前記複数の発光ダイオードが複数の発光ダイオード群にグルーピングされ、前記駆動電圧が前記発光ダイオード群ごとに集約されて制御される請求項5記載の照射装置。   6. The irradiation apparatus according to claim 5, wherein the plurality of light emitting diodes are grouped into a plurality of light emitting diode groups, and the driving voltage is controlled for each of the light emitting diode groups. 一の発光ダイオードから出射された光が該一の発光ダイオードに対向しない光センサに受光されるのを防止するためのアパーチャが備えられてなる請求項1〜6いずれか記載の照射装置。   The irradiation device according to any one of claims 1 to 6, further comprising an aperture for preventing light emitted from one light emitting diode from being received by an optical sensor not facing the one light emitting diode. 前記光センサがフォトダイオード又はフォトトランジスタである請求項1〜7いずれか記載の照射装置。   The irradiation apparatus according to claim 1, wherein the photosensor is a photodiode or a phototransistor. 請求項1〜8いずれか記載の照射装置を備えてなる樹脂硬化装置。   A resin curing device comprising the irradiation device according to claim 1.
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