[發明專利]一種固化光學系統以及印刷設備

在審

• 申請號: 201310590628.7
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103568544A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 徐衛瓊;柯有勇;敖日塔;鄧偉
• 申請（專利權）人: 北京慧眼智行科技有限公司
• 主分類號: B41F23/04
• 分類號: B41F23/04;G02B27/09
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及光學技術領域，特別是涉及一種固化光學系統以及印刷設備。

背景技術

印刷技術是采用計算機設計以及電子刻繪等技術實現的一種現代印刷技術，使用印版或其他方式將原稿上的圖文信息轉移到承印物上的工藝技術。為了保證印刷的速度和質量，需要采用高效的印后烘干設備。目前，印刷技術最常用的是紫外線（UV）油墨，主要采用固化設備對UV油墨進行固化烘干。

現有的固化設備主要采用汞燈燈管提供固化的光源，汞燈燈管接通電源后，啟動較慢，必須等待汞燈達到正常工作狀態后才能打印，降低網絡打印的效率；并且汞燈不能瞬時點亮和關閉，在打印過程中，印刷品面積之間存在較大的間隔不需要固化時，仍然需要保持汞燈一直處于點亮的狀態，造成了能源的浪費；汞燈燈管的使用壽命只有800～3000小時，使用壽命短，造成固化設備價格昂貴，維護成本高。

為了解決汞燈燈管啟動慢，不能瞬間點亮和關閉以及使用壽命短等問題，使用LED陣列替換汞燈燈管，LED可以瞬間點亮和關閉，并且使用壽命長達20000～30000小時，并且LED的成本低，降低了固化設備的成本，無需額外的維護成本，提高了網絡印刷的效率。

但是，由于單個LED的照明功率僅為1w～10w，照明功率很低，無法滿足固化的需求，必須采用多個LED組成的陣列才能達到固化所需的輻照功率。LED陣列的輻照面積較大，單位面積的輻照功率較低，無法滿足對條形碼或二維碼等小面積印刷品，對于固化設備進行小面積高功率的固化需求。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種固化光學系統以及印刷設備，采用蠅眼透鏡與會聚透鏡依次將LED陣列射出的光進行會聚，減小LED陣列的輻照面積，提高LED陣列的輻照功率。

一種固化光學系統，所述系統包括：

多個LED固定在LED基板上組成LED陣列，多個透鏡固定在透鏡基板上組成蠅眼透鏡，會聚透鏡；

所述LED的個數與透鏡的個數相等，并且采用相同的陣列排列方式以使得每一個LED的光學中心與每一個透鏡的光學中心重合；

所述會聚透鏡的面積不小于LED陣列的面積；

LED陣列出射的光經過蠅眼透鏡整形后得到平行光，蠅眼透鏡出射的平行光經會聚透鏡會聚后獲得預設面積的固化光。

可選的，所述會聚透鏡包括：

凸透鏡、平凸透鏡或菲涅爾透鏡。

可選的，

所述菲涅爾透鏡為薄片，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓。

可選的，

所述LED基板為印刷電路板，多個LED焊接在印刷電路板上組成LED陣列。

可選的，

所述蠅眼透鏡中的每個透鏡可以是一個整體，鑲嵌固定在透鏡基板上；

或者，

蠅眼透鏡中的每個透鏡分為上半透鏡和下半透鏡分別固定在透鏡基板上，上半透鏡與下半透鏡光學中心重合，上半透鏡接收LED出射的光，下半透鏡輸出整形后的平行光。

可選的，所述透鏡基板的材料包括：

透鏡和透鏡基板為一個整體時，所述透鏡基板的材料包括紫外光玻璃或紅外光玻璃；

透鏡和透鏡基板不是一個整體時，所述透鏡基板的材料包括紫外光玻璃、紅外光玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯。

可選的，確定透鏡的上表面曲率半徑和下表面曲率半徑的參數包括：

LED的發光角度，LED與透鏡的距離，LED的波長和LED的配光曲線。

可選的，所述LED包括：

紫外LED或紅外LED。

一種印刷設備，所述印刷設備包括權利要求1-8任意一項所述的固化光學系統。

由上述內容可知，本發明有如下有益效果：

本發明提供了一種固化光學系統以及印刷設備，所述系統包括：多個LED固定在LED基板上組成的LED陣列，多個透鏡固定在透鏡基板上組成的蠅眼透鏡，會聚透鏡；所述LED的個數與透鏡的個數相等，并且采用相同的陣列排列方式，以使得每一個LED的光學中心與每一個透鏡的光學中心重合；所述會聚透鏡的面積不小于LED陣列的面積；LED陣列出射的光經過蠅眼透鏡整形后得到平行光，蠅眼透鏡出射的平行光經會聚透鏡會聚后獲得預設面積的固化光，蠅眼透鏡以及會聚透鏡將LED陣列出射的光會聚獲得預設面積的固化光，減小了LED陣列的輻照面積，提高了輻照功率，實現了一種瞬間點亮和關閉的固化系統，LED陣列使用壽命長，節約能源，降低固化設備的成本。

附圖說明