JP2018032799A - 光照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一方向に相対的に移動する照射対象物に対して、積算光量が均一となるように光を照射する光照射装置を提供する。
【解決手段】第１方向に相対的に移動する照射対象物上に、第１方向と直交する第２方向に延び、かつ、第１方向に所定の線幅を有するライン状の光を照射する光照射装置が、第１方向及び第２方向に略平行な基板と、基板の表面に配置され、光を出射する複数の光源と、をそれぞれ有し、第２方向に連結するように配置された複数の光照射モジュールを備え、各基板は、複数の光源が第１方向及び第２方向に第１の密度で配列される基板中央部と、複数の光源が第１の密度よりも高い第２の密度で配列される基板端部と、からなり、各基板の基板端部は、隣接する基板の基板端部と係合して、基板隣接部を形成し、基板隣接部において、複数の光源の密度が、第１の密度と略等しい。
【選択図】図２

Description

本発明は、一方向に相対的に移動する照射対象物に対して、ライン状の光を照射する光照射装置に関し、特に、複数の光源がライン状に配置された光照射モジュールを複数備えた光照射装置に関する。

従来、オフセット枚葉印刷用のインキとして、紫外光の照射により硬化する紫外線硬化型インキが用いられている。また、液晶パネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等、ＦＰＤ（Flat Panel Display）回りの接着剤として、紫外線硬化樹脂が用いられている。このような紫外線硬化型インキや紫外線硬化樹脂の硬化には、一般に、紫外光を照射する紫外光照射装置が用いられるが、特にオフセット枚葉印刷やＦＰＤの用途においては、幅広の照射領域を照射する必要があるため、ライン状の照射光を照射する紫外光照射装置が用いられる。

紫外光照射装置としては、従来から高圧水銀ランプや水銀キセノンランプ等を光源とするランプ型照射装置が知られているが、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を光源として利用した紫外光照射装置が開発されている。

このようなＬＥＤを光源として利用した紫外光照射装置は、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の紫外光照射装置は、複数の発光素子（ＬＥＤ）が搭載された光照射デバイス等を有する光照射モジュールを複数備えている。複数の光照射モジュールは、放熱用部材上に一列に並べて配置されており、複数の光照射モジュールに対向して配置された照射対象物の所定領域に対してライン状の紫外光が照射されるようになっている。

特開２０１５−１５３７７１号公報

特許文献１の構成のように、複数の光照射モジュールを連結してライン状の（つまり、長尺の）光照射装置を構成すると、各光照射モジュールの基板サイズを小さく抑えることができる。このため、基板の反りの発生を抑制することができ、放熱用部材からの基板の浮きを抑制できるため、ＬＥＤの熱を放熱用部材に効率よく伝達することができる。また、特許文献１の構成においては、使用する光照射モジュールの数を変更することによって照射幅を容易に変更することができるため、照射対象物の幅に応じて（つまり、仕様に応じて）使用する光照射モジュールの数を決定すればよく、様々なサイズの照射対象物に対応することができる点で有効である。

しかしながら、特許文献１の構成のように、複数の光照射モジュールを連結すると、隣接する光照射モジュールとの連結部（つまり、継ぎ目部分）において、ＬＥＤの配置が連続しない（つまり、ＬＥＤの間隔が広くなってしまう）といった問題がある。特に、オフセット枚葉印刷の用途等、照射対象物が光照射装置に対して相対的に移動する場合には、照射対象物上において所定の積算光量が必要とされるところ、隣接する光照射モジュールとの連結部（つまり、継ぎ目部分）において、ＬＥＤの間隔が広くなってしまうと、この部分の積算光量が他の部分の積算光量と比較して低くなってしまうため（つまり、積算光量が均一にならないため）、インキを均一に硬化できない（つまり、硬化むらが発生する）といった問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の光照射モジュールを連結する構成を採りつつも、一方向に相対的に移動する照射対象物に対して、積算光量が均一となるように光を照射する光照射装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の光照射装置は、第１方向に相対的に移動する照射対象物上に、第１方向と直交する第２方向に延び、かつ、第１方向に所定の線幅を有するライン状の光を照射する光照射装置であって、第１方向及び第２方向に略平行な基板と、基板の表面に配置され、光を出射する複数の光源と、をそれぞれ有し、第２方向に連結するように配置された複数の光照射モジュールを備え、各基板は、複数の光源が第１方向及び第２方向に第１の密度で配列される基板中央部と、複数の光源が第１の密度よりも高い第２の密度で配列される基板端部と、からなり、各基板の基板端部は、隣接する基板の基板端部と係合して、基板隣接部を形成し、基板隣接部において、複数の光源の密度が、第１の密度と略等しいことを特徴とする。

このような構成によれば、複数の光照射モジュールを連結する構成を採りつつも、基板中央部と基板隣接部において、光源の密度を略等しくなるため、照射対象物上において、積算光量が均一となる。

また、基板中央部において、複数の光源は、第１方向に沿って第１の間隔をおいてＭ個（Ｍは２以上の整数）並び、第２方向に沿って第２の間隔をおいてＮ個（Ｎは４以上の整数）並び、基板隣接部において、複数の光源は、第２方向に沿って前記第２の間隔よりも狭い第３の間隔をおいて並ぶように構成することができる。また、この場合、基板隣接部において、複数の光源は、第１方向に沿って第１の間隔をおいて並ぶことが望ましい。

また、基板隣接部において、複数の光源は、第１方向に沿って第１の間隔よりも狭い第４の間隔をおいて並ぶことが望ましい。

また、各基板の基板端部と隣接する基板の基板端部が、相互に補完する形状を有することが望ましい。

また、各基板の基板端部と隣接する基板の基板端部との間に、光源が配置されない接合部を有し、各基板の基板端部が接合部を介して隣接する基板の基板端部と係合するように構成することが望ましい。

また、接合部が、第１方向に対して傾斜するように構成することができる。また、この場合、各基板の形状が平行四辺形であることが望ましい。

また、接合部が、階段状に形成されることが望ましい。

また、接合部が、くの字状に形成されることが望ましい。

以上のように、本発明によれば、一方向に移動する立体の照射対象物に対して、積算光量が均一となるように光を照射する光照射装置が実現される。

本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の概略構成を説明する外観図である。 本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備わるＬＥＤモジュールの構成を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る光照射装置を用いて、照射対象物上に紫外光を照射したときの積算光量を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の比較例の構成を説明する図である。 図４の比較例の構成を用いて、照射対象物上に紫外光を照射したときの積算光量を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の比較例の構成を説明する図である。 図６の比較例の構成を用いて、照射対象物上に紫外光を照射したときの積算光量を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係る光照射装置の構成を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る光照射装置を用いて、照射対象物上に紫外光を照射したときの積算光量を示すグラフである。 本発明の第３の実施形態に係る光照射装置の構成を説明する図である。 本発明の第３の実施形態に係る光照射装置を用いて、照射対象物上に紫外光を照射したときの積算光量を示すグラフである。 本発明の第４の実施形態に係る光照射装置の構成を説明する図である。 本発明の第４の実施形態に係る光照射装置を用いて、照射対象物上に紫外光を照射したときの積算光量を示すグラフである。

以下、本発明の実施の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。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る光照射装置１０の概略構成を説明する外観図である。本実施形態の光照射装置１０は、オフセット枚葉印刷用のインキとして用いられる紫外線硬化型インキを硬化させる光源装置に搭載される装置であり、照射対象物に対向して配置され、相対的に移動する照射対象物に対してライン状の紫外光を出射する。本明細書においては、光照射装置１０から出射されるライン状の紫外光の長手（線長）方向をＸ軸方向（第２方向）、短手（線幅）方向（すなわち、照射対象物の移動方向）をＹ軸方向（第１方向）、Ｘ軸及びＹ軸と直交する方向（すなわち、鉛直方向）をＺ軸方向と定義して説明する。なお、図１（ａ）は、本実施形態の光照射装置１０の正面図（Ｚ軸方向から見た図）であり、図１（ｂ）は、底面図（Ｙ軸方向から見た図）であり、図１（ｃ）は、右側面図（Ｘ軸方向から見た図）である。

図１に示すように、本実施形態の光照射装置１０は、不図示のケース内に、ベースプレート１００と、２個のＬＥＤモジュール２１０、２２０（光照射モジュール）を有している。

ベースプレート１００は、ＬＥＤモジュール２１０、２２０を固定する金属（例えば、アルミニウムや銅等）の矩形板状の部材である。図１に示すように、本実施形態のベースプレート１００の表面には、２個のＬＥＤモジュール２１０、２２０が載置され、不図示のネジによって固定されている。なお、本実施形態のベースプレート１００は、各ＬＥＤモジュール２１０、２２０からの熱を空気中に放熱するヒートシンクの機能も有している。

ＬＥＤモジュール２１０、２２０は、紫外光を出射する部材であり、平面視で略平行四辺形の平板状の基板２０２と、基板２０２上に配置された複数のＬＥＤ素子２０５と、を備えている。図１に示すように、本実施形態のＬＥＤモジュール２１０、２２０は、各基板２０２がＸ軸方向に連結して配置されるが、従来技術において述べたように、連結部（つまり、継ぎ目部分）において、各ＬＥＤ素子２０５の間隔が部分的に広くなってしまうと、積算光量が均一にならなくなってしまうという問題がある。そこで、かかる問題を解決するため、本実施形態においては、各基板２０２の形状を略平行四辺形とし、各基板２０２の斜辺と隣接する基板２０２の斜辺とが係合するように配置されると共に、この係合部（つまり、各基板２０２のＸ軸方向の端部（図２に示す「基板端部Ｑ」））において、ＬＥＤ素子２０５の配置密度を高くしている。

基板２０２は、熱伝導率の高い材料（例えば、窒化アルミニウム）で形成された配線基板であり、その表面には、２０個（Ｘ軸方向）×１０列（Ｙ軸方向）の態様で、２００個のＬＥＤ素子２０５がＣＯＢ（Chip On Board）実装されている。基板２０２上には、各ＬＥＤ素子２０５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２０５は、アノードパターン及びカソードパターンにそれぞれ電気的に接続されている。また、基板２０２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２０５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。そして、各ＬＥＤ素子２０５に駆動電流が供給されると、各ＬＥＤ素子２０５からは駆動電流に応じた光量の紫外光（例えば、波長３６５ｎｍ、３８５ｎｍ、４０５ｎｍ）が出射される。なお、本実施形態の各ＬＥＤ素子２０５は、略等しい光量の紫外光を出射するように各ＬＥＤ素子２０５に供給される駆動電流が調整されている。

図２は、本実施形態のＬＥＤモジュール２１０、２２０の各ＬＥＤ素子２０５の配置を説明する図である。なお、図２において、（１）〜（１０）は、各ＬＥＤ素子２０５の列番号を示している。

図２に示すように、本実施形態のＬＥＤモジュール２１０、２２０は、平行四辺形の基板２０２の底辺がＸ軸方向と平行となる向きで、Ｘ軸方向に沿って並べられ、ＬＥＤモジュール２１０の基板２０２の一方斜辺（図２において右側の斜辺）がＬＥＤモジュール２２０の基板２０２の他方斜辺（図２において左側の斜辺）と当接する（係合する）ように配置されて固定されている。そして、ＬＥＤモジュール２１０、２２０の各列（１）〜（１０）のＬＥＤ素子２０５が、継ぎ目部Ｊ（接合部）を挟んで、Ｘ軸方向に連続するように配置されている。なお、継ぎ目部Ｊにおいては、物理的にＬＥＤ素子２０５を配置することができないため、ＬＥＤ素子２０５の間隔が部分的に広くなっている。また、本実施形態においては、各列（１）〜（１０）の間隔（つまり、Ｙ軸方向の間隔）は略３ｍｍに設定されている。

また、基板２０２の形状公差及びパターン配線上の制約から、基板２０２の端から所定距離（例えば、１ｍｍ）以内にＬＥＤ素子２０５を配置することができないため、本実施形態においては、２列毎にＬＥＤ素子２０５の配置をＸ軸方向にシフトしている。より具体的には、図２に示すように、列（１）、（２）のＬＥＤ素子２０５は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置され、また、列（３）、（４）のＬＥＤ素子２０５はＸ軸方向において同じ位置に配置され、列（１）、（２）のＬＥＤ素子２０５に対してＸ軸方向にシフトしている。また、列（５）、（６）のＬＥＤ素子２０５は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置され、列（３）、（４）のＬＥＤ素子２０５に対してＸ軸方向にシフトしている。また、列（７）、（８）のＬＥＤ素子２０５は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置され、列（５）、（６）のＬＥＤ素子２０５に対してＸ軸方向にシフトしている。また、列（９）、（１０）のＬＥＤ素子２０５は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置され、列（７）、（８）のＬＥＤ素子２０５に対してＸ軸方向にシフトしている。そして、本実施形態の各ＬＥＤ素子２０５は、Ｙ軸方向においても整列しており、Ｙ軸方向に１０個のＬＥＤ素子２０５が並ぶ領域（基板中央部Ｐ）のＬＥＤ素子２０５（図２において、白色の□（白抜き四角）で示すＬＥＤ素子２０５）は、Ｘ軸方向に略３ｍｍの間隔で配置されており、Ｙ軸方向に１０個よりも少ないＬＥＤ素子２０５が並ぶ領域（基板端部Ｑ）のＬＥＤ素子２０５（図２において、黒色の■（黒塗り四角）で示すＬＥＤ素子２０５）は、Ｘ軸方向に略２．５ｍｍの間隔で配置されている。つまり、基板端部ＱにおけるＬＥＤ素子２０５のＸ軸方向の配置密度が、基板中央部ＰにおけるＬＥＤ素子２０５のＸ軸方向の配置密度よりも高くなるように構成している。そして、２つのＬＥＤモジュール２１０、２２０の基板端部Ｑが継ぎ目部Ｊを挟んで隣接している領域（つまり、図２の基板隣接部Ｒ）における、ＬＥＤ素子２０５の配置密度は、６０個（基板隣接部ＲのＬＥＤ素子２０５の数）／１５ｍｍ（基板隣接部Ｒの幅）となり、各ＬＥＤモジュール２１０、２２０の基板中央部Ｐにおける、ＬＥＤ素子２０５の配置密度（基板中央部Ｐにおける１５ｍｍあたりのＬＥＤ素子２０５の数：６０個）と略等しくなるように設定されている。そして、このような構成によって、図２に示すように、基板隣接部ＲにおけるＬＥＤ素子２０５の配置がＸ軸方向及びＹ軸方向に等間隔とならない部分ができたとしても、相対的に移動する照射対象物上において、略均一な積算光量が得られるようになっている。

図３は、本実施形態の光照射装置１０を用いて、Ｙ軸方向に一定の速度で移動する照射対象物上に紫外光を照射したときの積算光量を示すグラフである。図３の「ＷＤ５」及び「ＷＤ１０」は、照射対象物のワークディスタンス（つまり、走行位置）を示し、「ＷＤ５」は、光照射装置１０から５ｍｍ離れた位置を走行する照射対象物上の積算光量を示し、「ＷＤ１０」は、光照射装置１０から１０ｍｍ離れた位置を走行する照射対象物上の積算光量を示している。なお、図３の縦軸は、積算光量（Ｗ／ｃｍ）を示し、図３の横軸は、光照射装置１０の長手方向中央を０ｍｍとして、光照射装置１０の長手方向（つまり、Ｘ軸方向）に対応する位置を示している。なお、光照射装置１０のＸ軸方向の有効照射エリアは、±４０ｍｍ（つまり、８０ｍｍ）である。

図３に示すように、本実施形態の光照射装置１０によれば、「ＷＤ５」の位置の照射対象物上において均一度：１．９％の積算光量が得られ、「ＷＤ１０」の位置の照射対象物上において均一度：４．１％の積算光量が得られる。なお、本明細書において、均一度とは、有効照射エリア内の積算光量の最大値を「ＭＡＸ」とし、最小値を「ＭＩＮ」としたときに、（ＭＡＸ−ＭＩＮ）／（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）×１００で示される値であり、本実施形態においては、均一度（つまり、有効照射エリア内の積算光量分布のムラ）が６％未満であるときに、略均一な積算光量であると評価している。

ここで、本実施形態の効果を説明するために、いくつかの比較例を示す。図４は、第１の比較例の光照射装置１０Ｘが有するＬＥＤモジュール２１０Ｘ、２２０Ｘの構成を説明する図である。また、図５は、光照射装置１０Ｘを用いて、Ｙ軸方向に一定の速度で移動する照射対象物上に紫外光を照射したときの積算光量を示すグラフである。

図４に示すように、ＬＥＤモジュール２１０Ｘ、２２０Ｘにおいては、矩形状の基板２０２Ｘ上に、２０個（Ｘ軸方向）×１０列（Ｙ軸方向）の態様で、２００個のＬＥＤ素子２０５が正方格子状（３ｍｍ×３ｍｍ）にＣＯＢ（Chip On Board）実装されている。つまり、ＬＥＤモジュール２１０Ｘ、２２０Ｘは、基板２０２Ｘの形状が異なると共に、ＬＥＤ素子２０５の配置密度が高い基板端部Ｑを備えていない点で本実施形態のＬＥＤモジュール２１０、２２０と異なっている。そして、このような構成を採ると、連結部（つまり、継ぎ目部Ｊ）において、各ＬＥＤ素子２０５の間隔が広くなってしまうため、図５に示すように、光照射装置１０Ｘの長手方向略中央において積算光量が落ち込み、均一にはならないことが分かる。なお、図５において、「ＷＤ５」の位置の照射対象物上の均一度は、１０．３％であり、「ＷＤ１０」の位置の照射対象物上の均一度は、７．１％であった。

図６は、第２の比較例の光照射装置１０Ｙが有するＬＥＤモジュール２１０Ｙ、２２０Ｙの構成を説明する図である。また、図７は、光照射装置１０Ｙを用いて、Ｙ軸方向に一定の速度で移動する照射対象物上に紫外光を照射したときの積算光量を示すグラフである。

図６に示すように、ＬＥＤモジュール２１０Ｙ、２２０Ｙにおいては、平面視で略平行四辺形の平板状の基板２０２Ｙ上に、２０個（Ｘ軸方向）×１０列（Ｙ軸方向）の態様で、２００個のＬＥＤ素子２０５が等間隔（Ｘ軸方向：３ｍｍ、Ｙ軸方向：３ｍｍ）にＣＯＢ（Chip On Board）実装されている。つまり、ＬＥＤモジュール２１０Ｙ、２２０Ｙは、ＬＥＤ素子２０５の配置密度が高い基板端部Ｑを備えていない点で本実施形態のＬＥＤモジュール２１０、２２０と異なっている。そして、このような構成を採ると、連結部（つまり、継ぎ目部Ｊ）周辺において、ＬＥＤ素子２０５の配置密度が低くなってしまうため、図７に示すように、光照射装置１０Ｙの長手方向略中央において積算光量が落ち込み、均一にはならないことが分かる。なお、図７において、「ＷＤ５」の位置の照射対象物上の均一度は、９．０％であり、「ＷＤ１０」の位置の照射対象物上の均一度は、６．２％であった。

以上説明したように、本実施形態の構成においては、ＬＥＤモジュール２１０、２２０の各基板２０２の形状を略平行四辺形とし、各基板２０２の斜辺と隣接する基板２０２の斜辺とが係合するように配置されると共に、各基板２０２の基板端部ＱにおけるＬＥＤ素子２０５のＸ軸方向の配置密度を基板中央部ＰにおけるＬＥＤ素子２０５のＸ軸方向の配置密度よりも高くなるように構成している。そして、２つのＬＥＤモジュール２１０、２２０がＸ軸方向に連結されたときに、各基板２０２の基板端部Ｑが継ぎ目部Ｊを挟んで隣接している領域（つまり、図２の基板隣接部Ｒ）における、ＬＥＤ素子２０５の配置密度が、各基板２０２の基板中央部Ｐにおける、ＬＥＤ素子２０５の配置密度と略等しくなるように構成されている。このため、本実施形態の光照射装置１０を用いて、Ｙ軸方向に一定の速度で移動する照射対象物上に紫外光を照射すると、照射対象物上において、略均一な積算光量が得られる。

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。

例えば、本実施形態の基板２０２は、平面視で略平行四辺形の形状を呈するものとして説明したが、このような構成に限定されるものではなく、２つの基板２０２をＸ軸方向に沿って繋ぎ合わせたときに、２つの基板２０２が係合し、各基板２０２の基板端部Ｑが継ぎ目部Ｊを挟んでＸ軸方向及びＹ軸方向に連続するような形状であればよい。

また、本実施形態においては、２つのＬＥＤモジュール２１０、２２０がＸ軸方向に連結されるものとして説明したが、かかる構成に限定されるものではなく、さらに多くのＬＥＤモジュールがＸ軸方向に連結されてもよい。

（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態に係る光照射装置１０Ａの構成を示す図である。なお、説明の便宜のため、図８においては、ＬＥＤモジュール２１０Ａ、２２０Ａのみを示し、その他の構成は省略している。

図８に示すように、本実施形態の光照射装置１０Ａは、ＬＥＤモジュール２１０Ａ、２２０Ａの各基板２０２Ａが、くの字状に突出する凸部２０２Ａａと、凸部２０２Ａａを補完するように、くの字状に窪む凹部２０２Ａｂを有する点で第１の実施形態の光照射装置１０と異なり、ＬＥＤモジュール２１０Ａの基板２０２Ａの凸部２０２ＡａがＬＥＤモジュール２２０Ａの基板２０２Ａの凹部２０２Ａｂと係合するように配置されて固定されている。そして、ＬＥＤモジュール２１０Ａ、２２０Ａの各列（１）〜（１０）のＬＥＤ素子２０５が、継ぎ目部Ｊを挟んで（つまり、ＬＥＤ素子２０５の間隔が部分的に広くなって）、Ｘ軸方向に連続するように配置されている。なお、本実施形態においては、列（１）、（１０）のＬＥＤ素子２０５は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置され、また、列（２）、（９）のＬＥＤ素子２０５はＸ軸方向において同じ位置に配置され、列（１）、（１０）のＬＥＤ素子２０５に対してＸ軸方向にシフトしている。また、列（３）、（８）のＬＥＤ素子２０５は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置され、列（２）、（９）のＬＥＤ素子２０５に対してＸ軸方向にシフトしている。また、列（４）、（７）のＬＥＤ素子２０５は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置され、列（３）、（８）のＬＥＤ素子２０５に対してＸ軸方向にシフトしている。また、列（５）、（６）のＬＥＤ素子２０５は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置され、列（４）、（７）のＬＥＤ素子２０５に対してＸ軸方向にシフトしている。そして、本実施形態の各ＬＥＤ素子２０５は、Ｙ軸方向においても整列しており、Ｙ軸方向に１０個のＬＥＤ素子２０５が並ぶ領域（基板中央部Ｐ）のＬＥＤ素子２０５（図８において、白色の□（白抜き四角）で示すＬＥＤ素子２０５）は、Ｘ軸方向に略３ｍｍの間隔で配置されており、Ｙ軸方向に１０個よりも少ないＬＥＤ素子２０５が並ぶ領域（基板端部Ｑ）のＬＥＤ素子２０５（図８において、黒色の■（黒塗り四角）で示すＬＥＤ素子２０５）は、Ｘ軸方向に略２．５ｍｍの間隔で配置されている。つまり、基板端部ＱにおけるＬＥＤ素子２０５のＸ軸方向の配置密度が、基板中央部ＰにおけるＬＥＤ素子２０５のＸ軸方向の配置密度よりも高くなるように構成している。そして、２つのＬＥＤモジュール２１０Ａ、２２０Ａが継ぎ目部Ｊを挟んで隣接している領域（つまり、図８の基板隣接部Ｒ）における、ＬＥＤ素子２０５の配置密度は、６０個（基板隣接部ＲのＬＥＤ素子２０５の数）／１５ｍｍ（基板隣接部Ｒの幅）となり、各ＬＥＤモジュール２１０Ａ、２２０Ａの基板中央部Ｐにおける、ＬＥＤ素子２０５の配置密度（基板中央部Ｐにおける１５ｍｍあたりのＬＥＤ素子２０５の数：６０個）と略等しくなるように設定されている。つまり、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、ＬＥＤモジュール２１０Ａ、２２０Ａの各基板２０２Ａが係合するように配置されると共に、各基板２０２Ａの基板端部ＱにおけるＬＥＤ素子２０５のＸ軸方向の配置密度を基板中央部ＰにおけるＬＥＤ素子２０５のＸ軸方向の配置密度よりも高くなるように構成している。そして、２つのＬＥＤモジュール２１０Ａ、２２０ＡがＸ軸方向に連結されたときに、各基板２０２Ａの基板端部Ｑが継ぎ目部Ｊを挟んで隣接している領域（つまり、図８の基板隣接部Ｒ）における、ＬＥＤ素子２０５の配置密度が、各基板２０２Ａの基板中央部Ｐにおける、ＬＥＤ素子２０５の配置密度と略等しくなるように構成されている。このため、本実施形態の光照射装置１０Ａを用いて、Ｙ軸方向に一定の速度で移動する照射対象物上に紫外光を照射すると、照射対象物上において、略均一な積算光量が得られる。

図９は、本実施形態の光照射装置１０Ａを用いて、Ｙ軸方向に一定の速度で移動する照射対象物上に紫外光を照射したときの積算光量を示すグラフである。図９に示すように、本実施形態の光照射装置１０Ａによれば、「ＷＤ５」の位置の照射対象物上において均一度：３．８％の積算光量が得られ、「ＷＤ１０」の位置の照射対象物上において均一度：５．０％の積算光量が得られる。

（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る光照射装置１０Ｂの構成を示す図である。なお、説明の便宜のため、図１０においては、ＬＥＤモジュール２１０Ｂ、２２０Ｂのみを示し、その他の構成は省略している。

図１０に示すように、本実施形態の光照射装置１０Ｂは、ＬＥＤモジュール２１０Ｂ、２２０Ｂの各基板２０２Ｂが、階段状に突出する凸部２０２Ｂａと、凸部２０２Ｂａを補完するように、階段状に窪む凹部２０２Ｂｂを有する点で第１の実施形態の光照射装置１０と異なり、ＬＥＤモジュール２１０Ｂの基板２０２Ｂの凸部２０２ＢａがＬＥＤモジュール２２０Ｂの基板２０２Ｂの凹部２０２Ｂｂと係合するように配置されて固定されている。そして、ＬＥＤモジュール２１０Ｂ、２２０Ｂの各列（１）〜（１０）のＬＥＤ素子２０５が、継ぎ目部Ｊを挟んで（つまり、ＬＥＤ素子２０５の間隔が部分的に広くなって）、Ｘ軸方向に連続するように配置されている。なお、本実施形態においては、列（１）〜（５）のＬＥＤ素子２０５は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置され、また、列（６）〜（１０）のＬＥＤ素子２０５はＸ軸方向において同じ位置に配置され、列（１）〜（５）のＬＥＤ素子２０５に対してＸ軸方向にシフトしている。そして、本実施形態の各ＬＥＤ素子２０５は、Ｙ軸方向においても整列しており、Ｙ軸方向に１０個のＬＥＤ素子２０５が並ぶ領域（基板中央部Ｐ）のＬＥＤ素子２０５（図１０において、白色の□（白抜き四角）で示すＬＥＤ素子２０５）は、Ｘ軸方向に略３ｍｍの間隔で配置されており、Ｙ軸方向に１０個よりも少ないＬＥＤ素子２０５が並ぶ領域（基板端部Ｑ）のＬＥＤ素子２０５（図１０において、黒色の■（黒塗り四角）で示すＬＥＤ素子２０５）は、Ｘ軸方向に略２．５ｍｍの間隔で配置されている。また、本実施形態の基板隣接部ＲのＬＥＤ素子２０５は、Ｙ軸方向の間隔が２．５ｍｍとなるように配置されている。つまり、基板端部ＱにおけるＬＥＤ素子２０５のＸ軸方向及びＹ軸方向の配置密度が、基板中央部ＰにおけるＬＥＤ素子２０５のＸ軸方向及びＹ軸方向の配置密度よりも高くなるように構成している。そして、２つのＬＥＤモジュール２１０Ｂ、２２０Ｂの基板端部Ｑが継ぎ目部Ｊを挟んで隣接している領域（つまり、図１０の基板隣接部Ｒ）における、ＬＥＤ素子２０５の配置密度は、６０個（基板隣接部ＲのＬＥＤ素子２０５の数）／１５ｍｍ（基板隣接部Ｒの幅）となり、各ＬＥＤモジュール２１０、２２０の基板中央部Ｐにおける、ＬＥＤ素子２０５の配置密度（基板中央部Ｐにおける１５ｍｍあたりのＬＥＤ素子２０５の数：６０個）と略等しくなるように設定されている。つまり、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、ＬＥＤモジュール２１０Ｂ、２２０Ｂの各基板２０２Ｂが係合するように配置されると共に、各基板２０２Ｂの基板端部ＱにおけるＬＥＤ素子２０５の配置密度が、基板中央部ＰにおけるＬＥＤ素子２０５の配置密度よりも高くなるように構成している。そして、２つのＬＥＤモジュール２１０Ｂ、２２０ＢがＸ軸方向に連結されたときに、各基板２０２Ｂの基板端部Ｑが継ぎ目部Ｊを挟んで隣接している領域（つまり、図１０の基板隣接部Ｒ）における、ＬＥＤ素子２０５の配置密度が、各基板２０２Ｂの基板中央部Ｐにおける、ＬＥＤ素子２０５の配置密度と略等しくなるように構成されている。このため、本実施形態の光照射装置１０Ｂを用いて、Ｙ軸方向に一定の速度で移動する照射対象物上に紫外光を照射すると、照射対象物上において、略均一な積算光量が得られる。

図１１は、本実施形態の光照射装置１０Ｂを用いて、Ｙ軸方向に一定の速度で移動する照射対象物上に紫外光を照射したときの積算光量を示すグラフである。図１１に示すように、本実施形態の光照射装置１０Ｂによれば、「ＷＤ５」の位置の照射対象物上において均一度：５．２％の積算光量が得られ、「ＷＤ１０」の位置の照射対象物上において均一度：４．０％の積算光量が得られる。

（第４の実施形態）
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る光照射装置１０Ｃの構成を示す図である。なお、説明の便宜のため、図１２においては、ＬＥＤモジュール２１０Ｃ、２２０Ｃのみを示し、その他の構成は省略している。

図１２に示すように、本実施形態の光照射装置１０Ｃは、ＬＥＤモジュール２１０Ｃ、２２０Ｃの各基板２０２Ｃの斜辺の角度が大きく、各基板２０２Ｃ上に、２０個（Ｘ軸方向）×２０列（Ｙ軸方向）の態様で、４００個のＬＥＤ素子２０５がＣＯＢ（Chip On Board）実装されている点で第１の実施形態の光照射装置１０と異なる。そして、ＬＥＤモジュール２１０Ｃ、２２０Ｃの各列（１）〜（２０）のＬＥＤ素子２０５が、継ぎ目部Ｊを挟んで（つまり、ＬＥＤ素子２０５の間隔が部分的に広くなって）、Ｘ軸方向に連続するように配置されている。なお、本実施形態においては、列（１）〜（４）のＬＥＤ素子２０５は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置され、また、列（５）〜（８）のＬＥＤ素子２０５はＸ軸方向において同じ位置に配置され、列（１）〜（４）のＬＥＤ素子２０５に対してＸ軸方向にシフトしている。また、列（９）〜（１２）のＬＥＤ素子２０５は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置され、列（５）〜（８）のＬＥＤ素子２０５に対してＸ軸方向にシフトしている。また、列（１３）〜（１６）のＬＥＤ素子２０５は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置され、列（９）〜（１２）のＬＥＤ素子２０５に対してＸ軸方向にシフトしている。また、列（１７）〜（２０）のＬＥＤ素子２０５は、Ｘ軸方向において同じ位置に配置され、列（１３）〜（１６）のＬＥＤ素子２０５に対してＸ軸方向にシフトしている。そして、本実施形態の各ＬＥＤ素子２０５は、Ｙ軸方向においても整列しており、Ｙ軸方向に２０個のＬＥＤ素子２０５が並ぶ領域（基板中央部Ｐ）のＬＥＤ素子２０５（図１２において、白色の□（白抜き四角）で示すＬＥＤ素子２０５）は、Ｘ軸方向に略３ｍｍの間隔で配置されており、Ｙ軸方向に２０個よりも少ないＬＥＤ素子２０５が並ぶ領域（基板端部Ｑ）のＬＥＤ素子２０５（図１２において、黒色の■（黒塗り四角）で示すＬＥＤ素子２０５）は、Ｘ軸方向に略２．１４ｍｍの間隔で配置されている。つまり、基板端部ＱにおけるＬＥＤ素子２０５のＸ軸方向の配置密度が、基板中央部ＰにおけるＬＥＤ素子２０５のＸ軸方向の配置密度よりも高くなるように構成している。そして、２つのＬＥＤモジュール２１０Ｃ、２２０Ｃが継ぎ目部Ｊを挟んで隣接している領域（つまり、図１２の基板隣接部Ｒ）における、ＬＥＤ素子２０５の配置密度は、１２０個（基板隣接部ＲのＬＥＤ素子２０５の数）／約１５ｍｍ（基板隣接部Ｒの幅）となり、各ＬＥＤモジュール２１０Ｃ、２２０Ｃの基板中央部Ｐにおける、ＬＥＤ素子２０５の配置密度（基板中央部Ｐにおける１５ｍｍあたりのＬＥＤ素子２０５の数：１２０個）と略等しくなるように設定されている。つまり、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、ＬＥＤモジュール２１０Ｃ、２２０Ｃの各基板２０２Ｃが係合するように配置されると共に、各基板２０２Ｃの基板端部ＱにおけるＬＥＤ素子２０５のＸ軸方向の配置密度が、基板中央部ＰにおけるＬＥＤ素子２０５のＸ軸方向の配置密度よりも高くなるように構成している。そして、２つのＬＥＤモジュール２１０Ｃ、２２０ＣがＸ軸方向に連結されたときに、各基板２０２Ｃの基板端部Ｑが継ぎ目部Ｊを挟んで隣接している領域（つまり、図１２の基板隣接部Ｒ）における、ＬＥＤ素子２０５の配置密度が、各基板２０２Ｃの基板中央部Ｐにおける、ＬＥＤ素子２０５の配置密度と略等しくなるように構成されている。このため、本実施形態の光照射装置１０Ｃを用いて、Ｙ軸方向に一定の速度で移動する照射対象物上に紫外光を照射すると、照射対象物上において、略均一な積算光量が得られる。

図１３は、本実施形態の光照射装置１０Ｃを用いて、Ｙ軸方向に一定の速度で移動する照射対象物上に紫外光を照射したときの積算光量を示すグラフである。図１３に示すように、本実施形態の光照射装置１０Ｃによれば、「ＷＤ５」の位置の照射対象物上において均一度：４．４％の積算光量が得られ、「ＷＤ１０」の位置の照射対象物上において均一度：５．３％の積算光量が得られる。

なお、本実施形態においては、ＬＥＤ素子２０５が２０個（Ｘ軸方向）×２０列（Ｙ軸方向）の態様で並び、第１の実施形態においては、ＬＥＤ素子２０５が２０個（Ｘ軸方向）×１０列（Ｙ軸方向）の態様で並ぶものとして説明したが、本発明は、かかる構成に限定されるものではなく、基板隣接部Ｒが形成される限りにおいて、Ｘ軸方向にＮ個（Ｎは４以上の整数）、Ｙ軸方向にＭ個（Ｍは２以上の整数）の態様で並べばよい。

また、第１乃至第４の実施形態において、基板中央部ＰのＬＥＤ素子２０５は、正方格子状に配置されるものとしたが、本発明は、かかる構成に限定されるものではなく、略一様な配置密度となるように配置されればよい。

また、第１乃至第４の実施形態において、基板端部ＱのＬＥＤ素子２０５は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に所定の間隔をおいて配置されるものとしたが、本発明は、かかる構成に限定されるものではなく、各基板がＸ軸方向に連結されたときに、各基板の基板端部Ｑが継ぎ目部Ｊを挟んで隣接している領域（つまり、基板隣接部Ｒ）において、略一様な配置密度となるように配置されればよい。

なお、今回開示された実施の形態は、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。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｘ、１０Ｙ 光照射装置
１００ ベースプレート
２０２ 基板
２０２Ａａ、２０２Ｂａ 凸部
２０２Ａｂ、２０２Ｂｂ 凹部
２０５ ＬＥＤ素子
２１０、２２０、２１０Ａ、２２０Ａ、２１０Ｂ、２２０Ｂ、２１０Ｃ、２２０Ｃ ＬＥＤモジュール

Claims (10)

1. 第１方向に相対的に移動する照射対象物上に、前記第１方向と直交する第２方向に延び、かつ、前記第１方向に所定の線幅を有するライン状の光を照射する光照射装置であって、
   前記第１方向及び前記第２方向に略平行な基板と、前記基板の表面に配置され、前記光を出射する複数の光源と、をそれぞれ有し、前記第２方向に連結するように配置された複数の光照射モジュールを備え、
   前記各基板は、前記複数の光源が前記第１方向及び前記第２方向に第１の密度で配列される基板中央部と、前記複数の光源が前記第１の密度よりも高い第２の密度で配列される基板端部と、からなり、
   前記各基板の前記基板端部は、隣接する基板の前記基板端部と係合して、基板隣接部を形成し、
   前記基板隣接部において、前記複数の光源の密度が、前記第１の密度と略等しい
   ことを特徴とする光照射装置。
2. 前記基板中央部において、前記複数の光源は、前記第１方向に沿って第１の間隔をおいてＭ個（Ｍは２以上の整数）並び、前記第２方向に沿って第２の間隔をおいてＮ個（Ｎは４以上の整数）並び、
   前記基板隣接部において、前記複数の光源は、前記第２方向に沿って前記第２の間隔よりも狭い第３の間隔をおいて並ぶ
   ことを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記基板隣接部において、前記複数の光源は、前記第１方向に沿って前記第１の間隔をおいて並ぶことを特徴とする請求項２に記載の光照射装置。
4. 前記基板隣接部において、前記複数の光源は、前記第１方向に沿って前記第１の間隔よりも狭い第４の間隔をおいて並ぶことを特徴とする請求項２に記載の光照射装置。
5. 前記各基板の前記基板端部と隣接する基板の前記基板端部が、相互に補完する形状を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光照射装置。
6. 前記各基板の前記基板端部と隣接する基板の前記基板端部との間に、前記光源が配置されない接合部を有し、前記各基板の前記基板端部が前記接合部を介して隣接する基板の前記基板端部と係合す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。
7. 前記接合部が、前記第１方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項６に記載の光照射装置。
8. 前記各基板の形状が平行四辺形であることを特徴とする請求項７に記載の光照射装置。
9. 前記接合部が、階段状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光照射装置。
10. 前記接合部が、くの字状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光照射装置。

Images