[发明专利]长聚焦灯头及长聚焦光源系统

说明书

本发明公开了一种长聚焦灯头及长聚焦光源系统，长聚焦灯头包括：灯头主体，其下表面形成有一呈弧形的安装面；光源组件，其包括沿所述安装面的周向依次均匀布置的多个光源模块；及多个二次聚光透镜，多个所述二次聚光透镜依次排列呈弧形并与所述光源模块一一对应设置；长聚焦光源系统包括上述长聚焦灯头。本发明通过将灯头主体下表面设置一呈弧形的安装面，并在安装面设置多个光源模块，由于多个光源模块沿安装面排列呈弧形，且其在多个二次聚光透镜的作用下向灯头主体下方聚焦，其聚焦距离远，聚光效率和聚光照度高。

技术领域

本发明涉及光固化技术领域，尤其是涉及一种长聚焦灯头及长聚焦光源系统。

背景技术

自2010年开始，UVLED光源逐步在很多领域逐渐替换UV汞灯光源，尤其是近三年来，随着UVLED光固化技术的日趋成熟，其多用于喷墨打印固化、标签印刷油墨固化、普通喷码固化、柔版印刷油墨固化等领域的近距离照射固化，其一般照射距离在3～20mm范围内，更多的是在5～10mm范围。近距离光固化领域，因为照射距离近，通常只对UVLED光源的灯珠数量或者是COB光源板封装密度有要求，而对光源UVLED的发散角没有太大要求。

但是，在一些远距离的固化应用中，比如胶印油墨固化的应用案例中，通常UVLED色组灯的照射距离需要达到40～70mm，而UVLED收纸灯的照射距离要达到80～150mm，其主要原因在于：胶印机色组灯需要避开档纸打花板、胶印机收纸灯需要避开叼纸牙排。通常没有二次光学设计的UVLED光源，出光角度在60～120度之间，而UVLED光源的阵列宽度通常会是在20～50mm之间，因此在照射高度较大的时候，光斑的放大会对光源的照度有很大的影响，例如：10mm照射距离处的照度为20W/cm²的灯，其在100mm照射距离处的照度则不到2W/cm²，而胶印油墨的阈值照度为5～20W/cm²。

在实际应用中，油墨或者胶水的光固化，需要满足阈值照度P和阈值能量E两个要求，阈值照度P*固化时间T＝阈值能量E。UVLED光源的照度达不到阈值照度会造成固化速度成指数下降或者根本无法固化的情况，而UVLED光源的照度如果超过阈值照度，会带来固化速度的加倍提升，从而提高固化效率。

而在胶印印刷中机器的转速通常是8000-16000张/小时，折合约80-160m/min的速度。在如此高速的情况下，如果光源的照度低于阈值照度较多，会出现很多固化不良的问题(比如表干差、附着力差、或者完全未固化等)。而且在一些深色大墨量的印刷中，阈值照度值要求很高，通常是要达到16-20W/cm²。因此远距离聚焦高照度的UVLED光源的开发以及市场需求非常迫切。

公开号为CN102263096A的中国发明专利公开了一种UVLED固化组件，其光源模组采用UVLED芯片多排(10排)高密封装，故封装密度、高散热风险大，且其聚焦的照射高度只有50mm左右，满足不了胶印光源收纸灯80～150mm的照射距离要求；公开号为CN102574149A的中国发明专利公开了一种多列式式可缩放LED-UV模块，其光源模组采用大芯片LED灯珠，成本高，且采用纯反光罩聚光，聚光效率低、聚光照射高度小于100mm，且反光罩加工难度大、成本高，同时其聚光的宽度大，通常宽度会达到50mm左右，聚光照度不够高(小于16W/cm²)；公开号为DE102015214885A1的德国专利公开了一种用于照射聚合物层的紫外线照射单元，其采用石英平行光聚光透镜的成本高、加工难度大，且异形石英透镜必须采用熔融石英模具压铸成型，光学精度无法保证，表面存在很多缺陷，易导致聚光效率低。

有鉴于此，提供一种具有远距离、高效率聚光的照射单元成为现阶段亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种长聚焦灯头及长聚焦光源系统，解决现有技术中UVLED光源无法远距离高效聚光以满足远距离光固化的技术问题。