JP2008102389A - 光照射器 - Google Patents

Abstract

【課題】線状に集光された光を照射する光照射器において、高いピーク照度を得るとともに、線状に集光した光の長手方向の照度均一度をよくすること。
【解決手段】ランプ１２からの光はリフレクタ１３で反射して平行光となり、光路Ａの光は、そのまま反射ミラー（シリンドリカル・パラボラミラー）１７に入射し、光照射面Ｗにおいて線状に集光される。その照度分布は、中心付近の照度が高く、周辺部の照度が低い。一方、光路Ｂの光は、三角プリズム２０に入射して屈折し、光芒の中心付近の光は光芒の周辺部に向かって光路が変更され、反射ミラー１７に入射する。このため反射ミラー１７により線状に集光された光路Ｂの光は、中心付近には光がなくなり、周辺部に照度の高い領域が生じる。光照射面Ｗでは、光路Ａ光と光路Ｂの光とが重なり、光路Ａの照度の低い部分を、光路Ｂの光が補い均一度の良い線状に集光された光が得られる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ショートアークランプを使って線状の細長い光照射領域を形成し、被照射物に光を照射する光照射器に関し、特に、線状の光照射領域の照度分布を均一化するための、光照射機の構造に関するものである。

グラビア印刷方式より簡便で安価に画像を作成することができるという理由から、近年ではインクジェット記録方式が写真・各種印刷・マーキング・カラーフィルターといった特殊印刷等の様々な印刷分野に応用されてきている。
特にインクジェット記録方式では、微細なドットを吐出・制御するインクジェット記録方式のインクジェットプリンタと、色再現域・耐久性．吐出適性等を改善したインクと、インク吸収性・色材発色性・表面光沢等を飛躍的に向上させた専用紙とを、組み合わせることで高い画質を得ることができるようになっている。
上記インクジェットプリンタはインクの種類で分類することができるが、その中に紫外線等の光の照射により硬化する光硬化型インクを用いる光硬化型インクジェット方式がある。光硬化型インクジェット方式は、比較的低臭気であり、専用紙以外にも速乾性・インク吸収性のない記録媒体等の基材にも記録できる点で注目されている。

このような光硬化型インクジェット方式のインクジェットプリンタ（以下インクジェットプリンタと呼ぶ）では、インクを微小な液滴として基材に吐出するインクジェットヘッドの他にも光を放射する光源がキャリッジに搭載されており、基材上で光源を点灯させたままキャリッジを移動させ、基材に着弾した直後のインクに光を照射して当該インクを硬化させている（例えば特許文献１，２，３、非特許文献１参照）。
なお、インクジェットプリンタは、最近、上記のような画像の記録印刷だけでなく、電子電気回路のパターンを形成するためにも使用することが試みられている。この場合、インクジェットヘッドから吐出する液体状材料は、光硬化型のレジストインキ等の回路基板形成用材料であり、印刷（すなわちパターンの形成）が行われる基材は例えばプリント基板である。
レジストインキによる回路パターンの形成も、画像の記録印刷と同様に、紫外線などの光による乾燥硬化反応を利用しており、インクジェットヘッドから吐出する材料が、レジストかインクかの違いはあるが、インクジェットプリンタの装置構成は同じである。
以下では、インクジェットプリンタとして、光硬化型のインクを用いて基材に画像を記録する装置を例に説明を行う。

図１８（ａ）は、インクジェットプリンタのヘッド部の概略構成を示す斜視図、図１８（ｂ）は同図（ａ）に示す光照射器６，７をランプの軸に垂直な平面で切った断面図である。なお、同図（ａ）は後述する説明が容易になるように光照射器の内部が見えるように示している。
インクジェットプリンタ１は、棒状のガイドレール２を有しており、このガイドレール２には、キャリッジ３が支持されている。キャリッジ３は、キャリッジ駆動機構（不図示）によって、基材５上をガイドレール２に沿って往復移動する。以下この方向をＸ方向と呼ぶ。
キャリッジ３には、カラー印刷のための各色のインクを吐出するノズル（図示しない）が設けられたインクジェットヘッド４が搭載されている。インクジェットヘッド４の、キャリッジ３の移動方向に沿った両側には、光照射器６，７が設けられ、光照射器６，７は、インクジェットヘッド４のノズルから基材５に吐出されたインクに対して紫外線を照射する。
なお、上記インクジェットヘッド４、光照射部６，７から構成される部分を以下ヘッド部１ａと呼ぶ。

図１８において、キャリッジ３が同図Ｘ方向手前に移動しながら基材５に印刷が行われているときは、ヘッド部１ａのインクジェットヘッド４からのインクは、光照射器６からの光により硬化される。また、キャリッジ３が同図Ｘ方向奥に移動しながら基材５に印刷が行われているときは、インクジェットヘッド４からのインクは、光照射器７からの光により硬化される。
光照射器６，７は、基材５側に向かって開口８ａを有する箱型のカバー部材８を有しており、このカバー部材８の内部には、キャリッジ３の移動方向（Ｘ方向）と直交する方向（以下この方向をＹ方向と呼ぶ）に沿った線状の光源であるロングアーク型の放電ランプ９０が配置されている。ランプ９０の発光部の長さは、インクジェットヘッド４のＹ方向における長さと等しい。
このようなロングアーク型の放電ランプとして、例えば高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどがある。

ランプ９０に対して、開口８ａの反対側には、ランプ９０から放射される光（紫外線）を反射する樋状のリフレクタ１１０が設けられる。図１８（ｂ）に示すように、リフレクタ１１０の断面は楕円形状であり、放電ランプ９０は、このリフレクタ１１０の第１焦点に配置され、ランプ９０から放射された光（紫外線）は、リフレクタ１１０の第２焦点に線状に集光される。
基材５は、リフレクタ１１０の第２焦点位置、またはその付近を通過するように配置され、インクが着弾された基材５には、リフレクタ１１０により集光された光が照射されるが、ランプ９０からの直接光も基材５に照射される。
特開２００５一２４６９５５号公報 特開２００５−１０３８５２号公報 特開２００５一３０５７４２号公報 野口弘道、折笠輝夫「ＵＶインクジェット印刷の動向」日本印刷学会誌、第４０巻第３号３２（２００３）

最近、上記のようなインクジェットプリンタにおいて、インクを硬化させるための光（紫外線）の照度をさらに強くしたいという要望が出てきた。
インクは、インクジェットヘッドのノズルからスムーズに吐出されるように、ある程度低粘度である。そのためインクが基材に着弾後、直ちに硬化（光重合）させないと、着弾後のインクのドット形状が変化し画像品質が低下する。硬化（光重合）を素早く行なうためには、ピーク照度の高い光を照射し、一気に重合反応を進行させることが望ましい。
このような課題を解決するために、われわれは先に、光源ランプとしてロングアーク型の放電ランプよりも高い輝度を有するショートアーク型の放電ランプを用い、このランプからの光を線状に伸びるように集光し照射する光照射器を提案した（特願２００６−１２０４２４）。

図１９に、特願２００６−１２０４２４で提案した光照射器の構成の一例を示す。
ショートアーク型の放電ランプ９からの光を、まず、ランプ９を囲むようにして設けた回転放物面状の反射面を有するリフレクタ１１１で反射する。次にリフレクタ１１１で反射された光を、断面が放物線状のシリンドリカルな反射面を有するミラー１１２で反射する。
ランプ９からの光は、回転放物面状の反射面を有するリフレクタ１１１で反射されると平行光になる。平行になった光を断面が放物線上の反射面を有するミラー１１２で反射すると、光は光照射面Ｗ上に、図１９の紙面に垂直な方向に線状に集光される。
しかし、上記の光照射器においては、線状に集光した光の長手方向の照度均一度は、特に考慮されおらず、照度分布は、後述する図５の（プリズムなし）で示す曲線のように、中央部の照度が高く、周辺部に向かうにしたがって照度が低くなる山型になる。
光照射領域全域にわたって均一な処理するためには、照度の均一度が良好な光照射領域を形成する必要がある。照度の均一度が悪いと光照射領域全域にわたって均一な処理ができないという問題が生じる。
本発明は上述した事情に基づいてなされたものであって、線状に集光された光を照射する光照射器において、高いピーク照度を得ることができ、線状に集光した光の長手方向の照度均一度をよくすることができる光照射器を提供することを目的とする。

上記課題を本発明においては、次のように解決する。
（１）放電容器内に一対の電極が対向配置されたショートアーク型の放電ランプと、この放電ランプを取り囲むように配置され、上記放電ランプからの光を反射する反射面を有するリフレクタと、上記リフレクタにより反射された光を、一軸方向に集光する光学素子とを備えた光照射器において、上記リフレクタと上記一軸方向に集光する光学素子との間に、リフレクタにより反射された光の光路を、リフレクタから出射する光の光軸に直交し、かつ、上記光学素子により集光される方向に直交する方向に変更する光路変更部材を設ける。そして、この光路変更部材により、光照射面において複数の異なる照度分布を作り、光照射面における照度分布を均一にする。
上記一軸方向（入射光の光軸に直交する平面上の直交する２軸の内の一軸方向）のみに集光する光学素子として、シリンドリカルレンズ、シリンドリカル・パラボラミラー（断面が放物線状）、シリンドリカル楕円ミラー（断面が楕円状）があり、これらはリフレクタの形状等に応じて適宜選択する。
リフレクタが回転放物面状の反射面を有するものであれば、上記光学素子として、シリンドリカルレンズ、またはシリンドリカル・パラボラミラーが使用できる。同様に、リフレクタが、回転楕円面状の反射面を有するものであれば、上記光学素子として、シリンドリカルレンズ、またはシリンドリカル楕円ミラーを使用できる。
シリンドリカルレンズは、入射した光を一軸方向（入射光の光軸に直交する平面上の直交する２軸の内の一軸方向）のみ集光するレンズであり、市販されているものは、円柱を長さ方向に二分し底面を半円とした形状をしている。なお、以下では、シリンドリカルレンズの上記２軸の内、集光しない方向（シリンドリカルレンズの伸びる方向）を軸方向という。
シリンドリカル・パラボラミラーは、平行光を入射して一軸方向のみ集光する樋状ミラーあり、第１の方向の断面が放物線状であり、これに直交する第２の方向の断面が直線状である。なお、以下では、シリンドリカル・パラボラミラーの集光しない方向（樋状の伸びる方向、すなわち、断面の形状が直線状になる方向）を軸方向という。
シリンドリカル楕円ミラーは、第２焦点から広がる光を入射して、第１焦点において一軸方向のみ集光する樋状ミラーあり、第１の方向の断面が楕円状であり、これに直交する第２の方向の断面が直線状である。なお、以下では、シリンドリカル楕円ミラーの集光しない方向（樋状の伸びる方向、すなわち、断面の形状が直線状になる方向）を軸方向という。
図２０は、回転放物面状の反射面を有するリフレクタ１３と、反射鏡（シリンドリカル・パラボラミラー）１７から構成され、光路変更部材１５が光路の一部を横切るように設けられている場合の、光路変更部材による光路の変更方向を説明する図である。
同図に示すように、リフレクタ１３から出射した光は光路変更部材１５を介して、一軸方向に集光する光学素子である反射ミラー１７に入射し、ここで一軸方向に集光され光照射面Ｗ上に線状の光照射領域ＩＡが形成される。
ここで、同図に示すように、一軸方向に集光する光学素子（この例では反射ミラー１７）の集光方向は、光照射面Ｗ上に線状に形成される光照射領域ＩＡに対して直交する方向であるので、光路変更部材１５による光路の変更方向は同図に示すように、線状に形成される光照射領域ＩＡに平行で光軸に直交する方向、すなわち、リフレクタから出射する光の光軸に直交し、かつ上記光学素子１７により集光される方向に直交する方向である。
なお、一軸方向に集光する光学素子としてシリンドリカル・パラボラミラーを用いる場合、反射ミラー１７（シリンドリカル・パラボラミラー）により光の方向が変わるので、反射ミラー１７の入射前では、光路変更部材１５による光路の変更方向は、反射ミラー１７の軸方向となる。

（２）上記（１）において、光路変更部材を、リフレクタにより反射された光の光路（光束）の一部を横切るように設け、光照射面において中央部分より周辺部の照度大きくなるように光路を変更する。
上記光路変更部材としては、次のようなものがあげられる。
(i) 側面が二等辺三角形のプリズムまたは側面がＭ字型のプリズム。
この光路変更部材により、光束の中央部の照度の高い光を屈折させて光照射領域の周辺部に移動させ、中央部に比べて周辺部の照度が高い照度分布を形成する。
そして、光路変更部材により中央部に比べて周辺部の照度が高くなった照度分布を有する光と、光路が変更されなかった中央部の照度が高く周辺部の照度が低い光とは、光照射面において重なり合う。これにより、照度の高い部分と低い部分とが補い合い、均一な照度分布の光照射領域が形成される。
リフレクタが回転放物面状の反射面を有するものであり、入射した光を一軸方向のみ集光する光学素子がシリンドリカルレンズあるいはシリンドリカル・パラボラミラーの場合は、光路変更部材として二等辺三角形のプリズムおよび側面がＭ字型のプリズムを用いることができる。
また、リフレクタが回転楕円面状の反射面を有するものであり、入射した光を一軸方向のみ集光する光学素子がシリンドリカルレンズあるいはシリンドリカル楕円ミラーの場合は、光路変更部材として、側面がＭ字型のプリズムを用いることができる。
(ii)側面が二等辺三角形で厚みがあり斜面が反射面になっている第１のミラーと、そのミラーが反射した光を反射する第２のミラーを組み合わせたミラーユニット。
上記プリズムと同様、光路変更部材の第１のミラーが、光束の中央部の照度の高い光を、光束の周辺部に向けて反射する。この光を第２のミラーが、光照射領域の周辺部の、照度の低い領域に向かって反射する。
反射により光路が変更された照度の高い光は、光照射面において、光路が変更されなかった光の照度が低い周辺部に照射され、均一な照度分布の光照射領域が形成される。
リフレクタが回転放物面状の反射面を有するものであり、入射した光を一軸方向のみ集光する光学素子がシリンドリカルレンズあるいはシリンドリカル・パラボラミラーの場合は、光路変更部材として、上記ミラーユニットを用いることができる。
なお、回転楕円面状の反射面を有するリフレクタを用いる場合、側面が二等辺三角形のプリズムおよびミラーユニットとの組合せはうまくいかない。
（３）放電容器内に一対の電極が対向配置されたショートアーク型の放電ランプと、この放電ランプを取り囲むように配置され、上記放電ランプからの光を反射する回転放物面状の反射面を有するリフレクタと、上記リフレクタにより反射された光を、一軸方向に集光する光学素子とを備えた光照射器において、上記リフレクタと上記一軸方向に集光する光学素子との間に、上記リフレクタから出射する光の光軸に垂直な平面上に平行に配置され複数のロッドレンズを設ける。
上記複数のロッドレンズは、上記リフレクタにより反射された光の光路の全体を横切るように設けられ、リフレクタにより反射された光の光路を、リフレクタから出射する光の光軸に直交し、かつ、上記光学素子により集光される方向に直交する方向に変更する。
ここで、ロッドレンズは、断面が円もしくは円に近い形状（円柱形状）の棒状レンズであり、この断面が円もしくは円に近い形状の複数の棒状レンズを、その軸方向（円もしくは円に近い形状の断面に垂直であって断面の中心を通る直線の方向）が平行になるようにリフレクタから出射する光の光軸に垂直な平面上に配置する。
ロッドレンズは、上記軸方向に直交する方向の光のみ広げる作用があり、光照射面において照度が均一化されるように光路を変更する。すなわち、複数のロッドレンズから出射して広がった光は、光照射面において重なり合い、照度の強弱を補い合い、光照射領域の照度分布が均一化される。
（４）上記（３）において、複数のロッドレンズの光出射側に、前記一軸方向に集光する光学素子の集光方向に対して直交する方向に広がる光を反射する反射ミラーを設ける。

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）光路変更部材であるプリズムやミラーユニットを、リフレクタにより反射された光の光路（光束）の一部を横切るように設けることにより、リフレクタにより反射された光のうち、一部の光の光路が変更され、光路が変更された光は、光照射面において、光路が変更されなかった光と重なり合う。
このため、照度の高い部分と低い部分とが補い合い、光照射面において、均一な照度分布の光照射領域を得ることができる。
（２）光路変更部である複数のロッドレンズを、リフレクタにより反射された光の光路（光束）の全体を横切るように設けることにより、ロッドレンズに入射した光は、光路が変更され、広がって出射する。そして、照射面において互いに重なり合う。このため、照度の強弱を補い合い、光照射面において、光均一な照度分布の光照射領域が得られる。
（３）複数のロッドレンズの光出射側に、前記一軸方向に集光する光学素子の集光方向に対して直交する方向に広がる光を反射する反射ミラーを設けることにより、ロッドレンズからの広がる光を、上記反射ミラーにより光照射領域の内側に向けて反射させ、光照射領域の長さを規定するとともに、周辺部（端部）の照度低下を補うことができる。

本発明では、前述したように、光路変更部材として、（ａ−１）プリズム（三角プリズム又はＭ字プリズム）あるいはミラーユニット、（ａ−２）ロッドレンズを使用することができ、また、リフレクタとして（ｂ−１）回転放物面状の反射面を有するリフレクタ、（ｂ−２）回転楕円面状の反射面を有するリフレクタを使用することができ、さらに、入射光を一軸方向のみに集光する光学素子として、（ｃ−１）シリンドリカル・パラボラミラー、（ｃ−２）シリンドリカルレンズ、（ｃ−３）シリンドリカル楕円ミラーを使用することができる。
これらの光学素子を組み合わせることで、種々の光学系を構成することができるが、以下では、大きく分けて、光路変更部材が（ａ−１）プリズムまたはミラーユニットの場合、（ａ−２）ロッドレンズのそれぞれの場合について、リフレクタの種類、一軸方向のみに集光する光学素子の種類に分けて各実施例を説明する。
すなわち、実施例１〜実施例６で光路変更部材が（ａ−１）の場合、実施例７〜９で光路変更部材が（ａ−２）の場合について説明する。

（１）実施例１〜４
以下の実施例１〜４では、光路変更部材が、プリズム（三角プリズム又はＭ字プリズム）あるいはミラーユニット（上記ａ−１）であり、これと、回転放物面状の反射面を有するリフレクタ（上記ｂ−１）、および、シリンドリカル・パラボラミラー（上記ｃ−１）または、シリンドリカルレンズ（上記ｃ−２）を組み合わせた場合について説明する。
（ａ）実施例１
図１は、本発明の実施例１の光照射器の構成を示す図であり、図１（ａ）は、光照射器を側面から見た断面図であり、図１（ｂ）は光照射器を上面から見た断面図である。ただし、図１（ｂ）については、光路を分かりやすく示すために、反射ミラー１７（後述）による折り返しを無視し、また反射ミラーも省略して示しており、図１（ｂ）の一点鎖線で示した位置が反射ミラー１７による反射位置である。
本実施例は、光路変更部材として三角プリズム（上記ａ−１）を用い、これと、回転放物面状の反射面を有するリフレクタ（上記ｂ−１）と、シリンドリカル・パラボラミラー（上記ｃ−１）を組み合わせた場合を示している。

図１において、開口１１Ａを有するカバー１１内に、ランプ１２、リフレクタ１３、樋状のミラー（シリンドリカル・パラボラミラー）１７、プリズム２０が配置され、これらで本実施例の光照射器１０を構成する。
ランプ１２は、封体内に一対の電極が対向配置されたショートアーク型の放電ランプであり、その光軸Ｃを中心とする回転放物面状の反射面１３Ａを有し、ランプ１２からの光（紫外線）を反射するリフレクタ（パラボラミラー）１３が、該ランプ１２の背後を囲むように配置されている。
ショートアーク放電ランプ１２は、例えば、放電容器に、０．０８〜０．３０ｍｇ／ｍｍ³ の水銀と、希ガスと、ハロゲンを封入し、電極間距離が０．５〜２．０ｍｍであり、３００〜４５０ｎｍの紫外光を効率よく放射する超超高圧水銀ランプである。
ランプ１２は、その一対の電極を結ぶ直線が、リフレクタ１３の光軸（回転軸）と一致するように取り付けられ、ランプ１２の発光部（例えばアークの輝点）は、リフレクタ（パラボラミラー）１３の第１焦点Ｆｒになるよう配置される。

さらに、リフレクタ１３の光出射側に、リフレクタ１３で反射された光を反射する、断面が放物線状のシリンドリカル（第１の方向の断面が放物線状で、第１の方向に直交する方向の断面が直線状）な反射面１７Ａを有する樋状のミラー（シリンドリカル・パラボラミラー）１７( 以下、反射ミラー１７ともいう）を設ける。
回転放物面状の反射面１３Ａを有するリフレクタ１３で反射されたランプ１２からの光は、平行光になる。平行になった光は、断面が放物線状のシリンドリカルな反射面１７Ａを有する反射ミラー１７で反射されると、１軸方向に反射面１７Ａの焦点Ｆｍに集光され、光照射面Ｗにおいて線状に集光された光が得られる。
上記構成において、本実施例では、リフレクタ１３と反射ミラー１７の間の光路の一部に、光路変更部材として、２側面が二等辺三角形で底面が矩形状のプリズム２０（以下三角プリズムという）を配置する。

図２に本発明で使用されるプリズムの形状例を示す。同図（ａ）は本実施例で使用される三角プリズム、（ｂ）は後述する実施例で使用されるＭ字型プリズムである。
本実施例で使用される三角プリズム２０は、同図（ａ）に示すように、二等辺三角形状の平行な第１、第２の側面と、上記２つの二等辺三角形の底辺を２辺とする該側面に垂直な底面と、上記２つの二等辺三角形の等しい２辺をそれぞれ２辺とする２つの斜面を有する三角柱形状の光透過部材で形成された光学素子である。
ここでは図２（ａ）に示すように、上記底面の２辺である底辺の長さをＬ、底面の他の２辺の長さ（三角プリズムの厚さ）をＤ、二等辺三角形の頂角の成す角をθとし、この底辺の伸びる方向を三角プリズムの長手方向という。また上記２つの二等辺三角形の頂点を結ぶ線を稜線という。
後述する実施例で使用されるＭ字型プリズム２１は、同図（ｂ）に示すように、二等辺三角形状に切り欠いたＭ字型形状の平行な第１、第２の側面と、該二等辺三角形の頂点に対向し、該側面に垂直な底面と、上記二等辺三角形の等しい２辺をそれぞれ２辺とする２つの斜面と、該第１、第２の側面と底面に垂直な平行な２つの第３、第４の側面を有する光透過部材で形成された光学素子である。
ここでは、図２（ｂ）に示すように、二等辺三角形状に切り欠いたＭ字型形状における二等辺三角形の頂点に当たる点を結んだ線を谷の線といい、上記底面の該二等辺三角形の頂点に対向する辺を底辺という。また、この底辺の伸びる方向を長手方向という。

図１の例では、図１（ａ）に示すように上記三角プリズム２０はリフレクタ１３から出射する光芒の下半分に配置される。なお、光照射器を上面から見ると図１（ｂ）に示すように三角プリズム２０は、リフレクタ１３から出射する光芒を横切るように設けられている。
図１（ｃ）は、反射ミラー１７側から、リフレクタ１３と三角プリズム２０を見た図である。三角プリズムの底辺の長さＬは、リフレクタ１３の直径Ｒ、即ちリフレクタ１３に反射された光の光芒の直径Ｒと同じか、やや長い長さであり、三角プリズム２０の長手方向を、反射ミラー１７の軸方向（樋状の伸びる方向、すなわち、断面の形状が直線状になる方向）と一致させて、光束の一部を横切るように設ける。また、三角プリズム２０の稜線は、リフレクタ１３、即ち光芒の中心を通る線上にある。

図１（ａ）にもどり、リフレクタ１３で反射された光のうち、同図上側の光路Ａの光は、三角プリズム２０を通過せず、上記で説明したとおり、反射ミラー１７で被照射面Ｗにおいて、線状に集光される。
光路Ａの、光路変更部材である三角プリズム２０を通過しない光の強度は、光芒の中心付近が高く、周辺部に向かうにしたがって低下する。したがって、反射ミラー１７により線状に集光された光も、中心付近の照度が高く、周辺部に向かうにしたがって低くなる。 一方、三角プリズム２０が配置された光路Ｂ（図１（ａ）の下側の光路）の光は、三角プリズム２０の斜面に入射すると屈折し、図１（ｂ）に示すように、光芒の中心付近の光は光芒の周辺部に向かって、また、光芒の周辺部の光は光芒の中心に向かって光路が変更され、反射ミラー１７に入射する。
したがって、光路Ｂの、反射ミラー１７により線状に集光された光は、中心付近の照度が低く、周辺部に向かうにしたがって高くなる。
このため、図１（ｄ）に示すように、被照射面Ｗでは、光路Ａの、中心付近の照度が高く、周辺部の照度が低い光Ａと、光路Ｂの、中心付近の照度が低く、周辺部の照度が高い光Ｂ１，Ｂ２とが重なり、照度の高い部分と低い部分を互いが補い合う。したがって、図１（ｄ）の（Ａ＋Ｂ）の点線に示すように、均一度の良い線状に集光された光が得られる。

なお、三角プリズム２０の厚さＤは、光芒の中心付近から周辺部に移動させる光の量により設定する。三角プリズム２０の厚さＤを薄くすると、光芒の中心付近から周辺部に移動する光の量が少なくなり、被照射面Ｗにおいて線状に集光される光の、周辺部の照度は低くなる。三角プリズム２０の厚さＤが厚くすると、光芒の中心付近から周辺部に移動する光の量が多くなり被照射面Ｗにおいて線状に集光される光の、周辺部の照度は高くなる。
三角プリズム２０の頂角θと材質（屈折率）とにより、どのくらい光の向き（角度）が変化するかが決まる。石英の直角三角プリズム（屈折率１．４７５）の場合、図３に示すように、光は三角プリズム２０に入射角４５°で入射する。
三角プリズム２０内では、θ_P1＝ｓｉｎ^-1（ｓｉｎ４５°／ｎ） ≒２８．６になる。そして、三角プリズム２０から出射する角度θ_P2は、４５°−θ_P1＝１６．４°となる。 したがって、最終的な、三角プリズム２０により変化する光の向き（角度）θ₃ は、ｓｉｎ^-1（ｎ・ｓｉｎ１６．４）≒２４．６°となる。

図１にもどり、三角プリズム２０の下面から光照射面Ｗまでの距離を（Ｌ１＋Ｌ２）とすると、三角プリズム２０による光の角度変化により、光照射面Ｗにおいて光がシフトする距離は、（Ｌ１＋Ｌ２）×ｔａｎ２４．６°で求められる。
必要とする線状に集光した光の長さをωとすると、概ねω／２＝（Ｌ１＋Ｌ２）×ｔａｎ２４．６°となる距離（Ｌｌ＋Ｌ２）の位置で、光が集光されるようにすれば、均一度の良い線状に集光された光が得られる。

図４は、図１の光照射器を用いた場合の、被照射面Ｗにおける照度の均一化の作用を示す図である。なお、同図は実測値から求めた推定値を示す。
縦軸は換算放射照度ピーク値（ｍＷ／ｃｍ² ）、横軸は被照射面Ｗにおける幅方向の距離を示す。
Ａは、光路Ａの、三角プリズム２０を通過せず、光路が変更されない光による照度分布に対応し、Ｂは、光路Ｂの三角プリズム２０を通過し、光路が変更された光による照度分布に対応する。
光照射面Ｗにおいて、Ａの照度分布を有する光と、Ｂの照度分布を有する光が重なり合う。Ａ＋Ｂが、両者が重なり合うことにより得られた、被照射面Ｗにおける線状に集光された光の照度分布である。一方の照度の低い部分を、他方の照度の高い部分が補うため、全体として照度の均一度が良くなる。
図５は、図１の光照射器における、三角プリズム２０がある場合とない場合の、光照射面での照度分布データであり、理想的な条件で求めたシミュレーション結果を示す。
縦軸は照度の相対値、横軸は照射幅（光照射領域の長さ）（ｍｍ）、Ａが三角プリズム２０のない場合、Ｂが三角プリズム２０のある場合である。
図４、図５から分かるように、従来の三角プリズム２０のない場合に比べて、広い範囲で照度分布が均一であることは明らかであり、光照射領域全域にわたって均一な処理が期待できる。

なお、上記三角プリズム２０は、図１の配置に限られず、以下のように配置することができる。
図１（ａ）（ｃ）においては、光芒の下側の光路Ｂにプリズムを配置したが、この位置の限られるものではなく、上側の光路Ａに配置し、光路Ｂを通る光の光路を変更しないようにしても良い。また、図１（ｅ）に示すように、光路の中央部に配置しても良い。
また、光路を３つ以上に分割し、複数のプリズム（形状は互いに異なっても良い）を配置し、光照射面Ｗで多数の照度分布が重なり合うようにしても良い。
さらに、上記したプリズムの形状だけでなく、プリズムの個数や大きさも、光照射領域の照度分布を測定しながら、最適な照度分布になるように適宜設定する。
ただし、上記のように、プリズムは、光照射面Ｗにおいて、複数の異なる照度分布を作り出すために設けるものであるから１種類のプリズムで、光路全体を覆うことはない。
なお、プリズムは、反射ミラー１７の光出射側に配置してもよい。しかし、実際の光照射器においては、反射ミラーから被照射面までの距離が短いことが多く、プリズムを配置するスペースを確保することは難しい。また、プリズムの光学設計も、反射ミラーにより集光されつつある光の特性を考慮しなければならないので難しくなる。

（ｂ）実施例１の変形例
図６は、実施例１の変形例であり、実施例１において、光路Ｂに挿入するプリズムの形状が、三角形ではなく、前記図２（ｂ）に示した側面がＭ字型のものを使用した場合である。なお、本実施例では光路変更部材としてＭ字型プリズム（前記ａ−１）を用いているが、リフレクタおよび一軸方向に集光させる光学素子は、実施例１と同様、回転放物面状の反射面を有するリフレクタ（前記ｂ−１）と、シリンドリカル・パラボラミラー（前記ｃ−１）を用いている。
図６（ａ）は、光照射器を側面から見た断面図であり、図６（ｂ）は光照射器を上面から見た断面図である。図６（ｂ）については、図１（ｂ）と同様に、反射ミラーによる折り返しを無視し、反射ミラーも省略して示している。
本実施例で使用されるＭ字型のプリズム２１は、上記実施例１の三角プリズムの場合と同様に、底辺の長さＬは、リフレクタ１３の直径Ｒ、即ちリフレクタ１３に反射された光の光芒の直径Ｒと同じか、やや長い長さであり、底辺の伸びる方向、即ちＭ字型プリズム２１の長手方向を、反射ミラー１７の軸方向（樋状の伸びる方向）と一致させて、光束の一部を横切るように設ける。また、斜面に挟まれた谷の線は、リフレクタ１３、即ち光芒の中心を通る線上にある。

図６において、リフレクタ１３で反射され平行になった光のうち、光路Ｂの光は、Ｍ字型プリズム２１の斜面に入射する。プリズム２１に入射した光は屈折し、光芒の中心付近の光は光芒の周辺部に向かって、また、光芒の周辺部の光は光芒のより外側に向かって光路が変更され、反射ミラー１７に入射する。
したがって、反射ミラー１７により線状に集光された光路Ｂの光は、中心付近には光がなくなり、周辺部に照度の高い領域が生じる。
光路Ａの光は、光路が変更されることなく反射ミラー１７に入射し、光照射面Ｗにおいて線状に集光される。その照度分布は、中心付近の照度が高く、周辺部の照度が低い。
光照射面Ｗでは、光路Ａの、中心付近の照度が高く、周辺部の照度が低い光と、光路Ｂの、中心付近に光がなく、周辺部に照度の高い領域がある光とが重なり、光路Ａの照度の低い部分を、光路Ｂの光が補う。したがって、実施例１と同様、均一度の良い線状に集光された光が得られる。
なお、本実施例においては、光路Ｂの光のうち、周辺部の光はさらに周辺に追いやられ、この部分は照度が低く処理には使われない。したがって、光の利用効率は、三角形のプリズム２０を使った場合よりも悪くなる。

（ｃ）実施例２
図７は、本発明の実施例２の構成を示す図である。図７（ａ）は、光照射器を側面から見た断面図であり、図７（ｂ）は光照射器を上面から見た断面図である。図７（ｂ）は、反射ミラーによる折り返しを無視し、反射ミラーも省略して示している。図７（ｃ）は、反射ミラー１７側からリフレクタ１３とミラーユニットを見た図、図７（ｄ）は被照射面における照度分布を説明する図である。
本実施例は、光路変更部材として、プリズムではなく、中央の光路Ｂに配置された複数のミラーを組み合わせたミラーユニット２２（前記ａ−１）を使用し、回転放物面状の反射面を有するリフレクタ（前記ｂ−１）と、シリンドリカル・パラボラミラー（前記ｃ−１）を組み合わせた場合を示している。

図７において、前記したように開口１１Ａを有するカバー１１内に、ランプ１２、リフレクタ１３、樋状のミラー（シリンドリカル・パラボラミラー）１７、ミラーユニット２２が配置され、これらで本実施例の光照射器１０を構成する。
ランプ１２は、前記したように封体内に一対の電極が対向配置されたショートアーク型の放電ランプであり、その光軸Ｃを中心とする回転放物面状の反射面１３Ａを有し、ランプ１２からの光（紫外線）を反射するリフレクタ（パラボラミラー）１３が、該ランプ１２の背後を囲むように配置されている。
リフレクタ１３の光出射側に、リフレクタ１３で反射された光を反射する、断面が放物線状のシリンドリカルな反射面１７Ａを有する樋状のミラー（シリンドリカル・パラボラミラー）１７( 以下、反射ミラー１７ともいう）を設ける。
回転放物面状の反射面１３Ａを有するリフレクタ１３で反射されたランプ１２からの光は、平行光になり、断面が放物線状のシリンドリカルな反射面１７Ａを有する反射ミラー１７で反射され光照射面Ｗにおいて線状に集光された光が得られる。
上記構成において、本実施例では、リフレクタ１３と反射ミラー１７の間の光路の一部に、光路変更部材として、ミラーユニット２２を配置する。

図８にミラーユニットの形状例を示す。
同図に示すように本実施例のミラーユニット２２は、側面が二等辺三角形状の平行な２面で構成され、上記２つの二等辺三角形の等しい２辺をそれぞれ２辺とする２つの斜面を有し、この２つの斜面が反射面である三角柱形状のミラー（第１のミラー）２２ａが１個と、三角形状のミラー２２ａの斜面に対向し、該斜面により反射された光を反射する２枚の平面ミラー（第２のミラー）２２ｂとから構成される。
図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように光路変更部材であるミラーユニット２２の第１のミラー２２ａは、リフレクタ１３により反射され平行光になった光束の中央部である光路Ｂに配置され、第２のミラー２２ｂは、光束の外側に、第１のミラー２２ａの斜面に向き合うように、第１のミラー２２ａへの光の入射方向に対してθ°傾けて配置される。
したがって、第１のミラー２２ａと第２のミラー２２ｂは、一直線状に並ぶが、この第１のミラー２２ａと第２のミラー２２ｂの並べる方向は、反射ミラー１７の軸方向（樋状の伸びる方向）と一致させて設ける。

これにより、図７（ａ）に示すように、光束はミラーユニット２２に光が入射する光路Ｂと、その上下の、ミラーユニット２２に光が入射しない光路Ａと光路Ａ’に３分割される。
光路Ｂを通る光は、第１のミラー２２ａの斜面に入射し、第２のミラー２２ｂに向かって反射される。
第２のミラー２２ｂは、第１のミラー２２ａからの光を反射するが、この時、被照射面Ｗに達するまでの間に、互いの光路が交差するように第２のミラー２２ｂの角度θを設定する。例えば、図８に示すように、第１のミラー２２ａの底辺の角度が４５°であれば、第２のミラー２２ｂの傾け角度θを、４５°よりも小さくする。
これにより、光芒の中心部の強い光が、第１のミラー２２ａと第２のミラー２２ｂにより反射され、光強度の小さい光芒の周辺部に向かう。

このように、光路Ｂの光は、ミラーユニット２２により光路が変更され、反射ミラー１７に入射する。したがって、反射ミラー１７により線状に集光された光路Ｂの光は、中心付近の照度が低くなり、周辺部の照度が高くなる。
光路Ａおよび光路Ａ’の光は、光路が変更されることなく反射ミラー１７に入射し、光照射面Ｗにおいて線状に集光される。その照度分布は、中心付近の照度が高く、周辺部の照度が低い。
したがって、被照射面Ｗでは、図７（ｄ）に示すように、中心付近の照度が高く、周辺部の照度が低い光路Ａ，Ａ’の光と、ミラーユニット２２を介した、中心付近の照度が低く、周辺部の照度が高い光路Ｂの光とが重なり、照度の高い部分と低い部分を互いが補い合う。したがって、均一度の良い線状に集光された光が得られる。

（ｄ）実施例３
図９は、本発明の実施例３の構成を示す図である。図９（ａ）は、光照射器を側面から見た断面図であり、図９（ｂ）は光照射器を上面から見た断面図である。
本実施例は、リフレクタにより反射された光を線状に集光する光学素子を、反射ミラー（シリンドリカル・パラボラミラー）から、シリンドリカルレンズ（前記ｃ−２）に変更したものである。シリンドリカルレンズを用いても、反射ミラーを用いた第１および第２の実施例と同様に、線状に集光することができる。その他の光学素子との組合せは、実施例１と同じであり、光路変更部材として三角プリズム（前記ａ−１）を用い、回転放物面状の反射面を有するリフレクタ（前記ｂ−１）を使用している。

図９において、ランプ１２は、前記したように封体内に一対の電極が対向配置されたショートアーク型の放電ランプであり、その光軸Ｃを中心とする回転放物面状の反射面１３Ａを有し、ランプ１２からの光（紫外線）を反射するリフレクタ（パラボラミラー）１３が、該ランプ１２の背後を囲むように配置されている。
リフレクタ１３の光出射側に、シリンドリカルレンズ１８を設け、リフレクタ１３とシリンドリカルレンズ１８の間に、前記実施例１と同様に、光路変更部材として図２（ａ）に示した三角プリズム２０を光路を横切るように設ける。三角プリズム２０は、その長手方向が、シリンドリカルレンズ１８の軸方向と一致させて、光束の一部を横切るように設けられる。
シリンドリカルレンズ１８は、入射した光を−軸方向のみ集光するレンズであり、市販されているものは、円柱を長さ方向に二分し底面を半円とした形状をしている。

本実施例の動作は、シリンドリカルレンズにより一軸方向に集光させる点を除き、基本的には前記実施例１と同様であり、以下簡単に動作について説明する。
リフレクタ１３で反射され平行になった光は、シリンドリカルレンズ１８により、焦点位置Ｆｓに一軸方向のみ集光され、光照射面Ｗに線状の光照射領域ＩＡを形成する。
ここで、前記実施例１での説明と同様に、光路Ｂの光は、光路変更部材である三角プリズム２０に入射して光路が変更され、中心付近の照度が低く周辺部の照度が高い光となってシリンドリカルレンズ１８に入射し、光照射面Ｗにおいて線状に集光される。
一方、光路Ａの光は光路が変更されることなくシリンドリカルレンズ１８に入射し、光照射面Ｗにおいて、中心付近の照度が高く周辺部の照度が低い光として、線状に集光される。
被照射面Ｗにおいて、前記図１（ｄ）に示したように光路Ａの周辺部の照度が低い光と、高い光路Ｂの三角プリズム２０を介した、中心付近の照度が低く、周辺部の照度が光とが重なり、照度の高い部分と低い部分を互いが補い合う。したがって、均一度の良い線状に集光された光が得られる。
なお、本実施例では、光路変更部材として三角プリズム２０を用いているが、実施例１の変形例で示した、図２（ｂ）の側面がＭ字型のプリズムをシリンドリカルレンズ１８と組み合わせても良いのはもちろんである。
線状に集光する光学素子として、シリンドリカルレンズ１８を用いると、反射ミラーを配置するスペースが不要となり、小型化できるという利点がある。また、光路変更部材であるプリズムを、シリンドリカルレンズ１８上に取り付け、一体化したユニット構造にすることもでき、光照射器への取り付け取り外しといった組み立てが容易になる。

（ｅ）実施例４
図１０は、本発明の実施例４の構成を示す図である。図１０（ａ）は、光照射器を側面から見た断面図であり、図１０（ｂ）は光照射器を上面から見た断面図、図１０（ｃ）は、反射ミラー１７側からリフレクタ１３とミラーユニットおよびシリンドリカルレンズを見た図である。
本実施例は、前記実施例３において、光路変更部材を三角プリズムから前記図８に示したミラーユニットに変更したものであり、その他の光学素子の組合せは、実施例３と同じであり、回転放物面状の反射面を有するリフレクタ（前記ｂ−１）とシリンドリカルレンズ（前記ｃ−２）とを使用している。

本実施例の動作は、シリンドリカルレンズにより一軸方向に集光させる点を除き、基本的には前記実施例２と同様であり、以下簡単に動作について説明する。
リフレクタ１３で反射され平行になった光は、シリンドリカルレンズ１８により、焦点位置Ｆｓに一軸方向のみ集光され、光照射面Ｗに線状の光照射領域ＩＡを形成する。
上記実施例２での説明と同様に、光路Ｂの光は、光路変更部材であるミラーユニット２２に入射して光路が変更され、中心付近の照度が低く周辺部の照度が高い光となってシリンドリカルレンズ１８に入射し、光照射面Ｗにおいて線状に集光される。
一方、光路Ａ，Ａ’の光は光路が変更されることなくシリンドリカルレンズに入射し、光照射面Ｗにおいて、中心付近の照度が高く周辺部の照度が低い光として、線状に集光される。
被照射面Ｗにおいて、図７（ｄ）に示したように光路Ａ，Ａ’の周辺部の照度が低い光と、ミラーユニット２２を介した中心付近の照度が低く、周辺部の照度が高い光Ｂ１，Ｂ２とが重なり、照度の高い部分と低い部分を互いが補い合う。したがって、均一度の良い線状に集光された光が得られる。
なお、前記したように、線状に集光する光学素子として、シリンドリカルレンズを用いると小型化できるという利点があり、また、ミラーユニットをシリンドリカルレンズ上に取り付け、一体化したユニット構造にすることもでき、光照射器への取り付け取り外しといった組み立てが容易になる。

（２）実施例５，６
以上説明した実施例では、リフレクタとして、回転放物面状の反射面を有するものを用いるが、以下の実施例５，６では、回転楕円面状の反射面を有するリフレクタ（上記ｂ−２）と、光路変更部材としてＭ字プリズム（上記ａ−１）を用い、これと、シリンドリカル楕円ミラー（上記ｃ−３）または、シリンドリカルレンズ（上記ｃ−２）を組み合わせた場合について説明する。
なお、以下の実施例では、ランプから出射した光を集光する手段として、反射面が回転楕円面状の反射面を有するリフレクタを使用する場合について説明するが、これに換えて、回転放物面状の反射面を有するリフレクタと、その光出射側に凸レンズを配置した構成でも良い。
（ａ）実施例５
図１１は、本発明の実施例５の光照射器の構成を示す図であり、図１１（ａ）は、光照射器を側面から見た断面図であり、図１１（ｂ）は光照射器を上面から見た断面図、図１１ (ｃ) は、光照射面における照度分布を説明する図である。なお、図１１（ｂ）については、光路を分かりやすく示すために、反射ミラー１７（後述）による折り返しを無視し、また反射ミラーも省略して示しており、図１１（ｂ）の一点鎖線で示した位置が反射ミラー１７による反射位置である。
本実施例は、光路変更部材としてＭ字型のプリズム（上記ａ−１）を用い、これと、回転楕円面状の反射面を有するリフレクタ（上記ｂ−２）と、シリンドリカル楕円ミラー（上記ｃ−３）を組み合わせた場合を示している。

図１１において、ランプ１２は、前記したように封体内に一対の電極が対向配置されたショートアーク型の放電ランプであり、その光軸Ｃを中心とする回転楕円面状の反射面１４Ａを有し、ランプ１２からの光（紫外線）を反射するリフレクタ１４が、該ランプ１２の背後を囲むように配置されている。
ランプ１２は、その一対の電極を結ぶ直線が、リフレクタ１４の光軸（回転軸）と一致するように取り付けられ、ランプ１２の発光部（例えばアークの輝点）は、リフレクタ１４の第１焦点Ｆｒになるよう配置される。
リフレクタ１４が、回転楕円面状の反射面１４Ａを有するので、その光出射側には、断面が楕円状のシリンドリカルな反射面１９Ａを有するシリンドリカル楕円ミラー１９（以下反射ミラー１９ともいう）が配置される。シリンドリカル楕円ミラー１９は、リフレクタ１４で反射された光を線状に集光する。
リフレクタ１４で反射されたランプ１２からの光は、リフレクタ１４の楕円の第２焦点に集光しその後広がっていく。集光後広がった光は、シリンドリカル楕円ミラー１９で反射されると、シリンドリカル楕円ミラー１９の焦点おいて１軸方向のみ集光され、光照射面Ｗにおいて線状に集光された光が得られる。

実施例１の変形例と同様に、リフレクタ１４と反射ミラー１９の間の光路の一部に、光路変更部材として、図２（ｂ）に示したＭ字型のプリズム２１が、その長手方向を、反射ミラー１９の軸方向（樋状の伸びる方向）と一致させて、配置される。
前述したように、プリズム２１に入射した光Ｂは、中心付近の照度が低く周辺部の照度が高い光となって、反射ミラー１９により光照射面Ｗにおいて線状に集光される。
一方、プリズム２１に入射しない光Ａは光路が変更されることなく、反射ミラー１９により光照射面Ｗにおいて線状に集光され、中心付近の照度が高く周辺部の照度が低い。
被照射面Ｗにおいて、図１１（ｃ）に示すように、光路が変更されない周辺部の照度が低い光Ａと、プリズム２１により光路が変更され中心付近の照度が低く、周辺部の照度が高い光Ｂ１，Ｂ２とが重なり、照度の高い部分と低い部分を互いが補い合う。したがって、均一度の良い線状に集光された光が得られる。

（ｂ）実施例６
図１２は、本発明の実施例６の光照射器の構成を示す図であり、図１２（ａ）は、光照射器を側面から見た断面図であり、図１２（ｂ）は光照射器を上面から見た断面図、図１２ (ｃ) は、光照射面における照度分布を説明する図である。
本実施例は、光路変更部材としてＭ字型のプリズム（上記ａ−１）を用い、これと、回転楕円面状の反射面を有するリフレクタ（上記ｂ−２）と、シリンドリカルレンズ（上記ｃ−２）を組み合わせた場合を示している。

前記実施例５と同様、ランプ１２は、前記したように封体内に一対の電極が対向配置されたショートアーク型の放電ランプであり、その光軸Ｃを中心とする回転楕円面状の反射面１４Ａを有し、ランプ１２からの光（紫外線）を反射するリフレクタ１４が、該ランプ１２の背後を囲むように配置されている。
ランプ１２は、その一対の電極を結ぶ直線が、リフレクタ１４の光軸（回転軸）と一致するように取り付けられ、ランプ１２の発光部（例えばアークの輝点）は、リフレクタ１４の第１焦点Ｆｒになるよう配置される。また、リフレクタ１４の光出射側には、リフレクタ１４で反射された光を線状に集光するシリンドリカルレンズ１８が配置される。
リフレクタ１４で反射されたランプ１２からの光は、リフレクタ１４の楕円の第２焦点に集光しその後広がっていく。集光後広がった光は、シリンドリカルレンズ１８に入射し、光照射面Ｗにおいて線状に集光された光が得られる。

実施例１の変形例と同様に、リフレクタ１４とシリンドリカルレンズ１８の間の光路の一部に、光路変更部材として、図２（ｂ）に示したＭ字型のプリズム２１が、その軸方向を、シンドリカルレンズ１８の軸方向と一致させて、光束の一部を横切るように設けられる。
前述したように、プリズム２１に入射した光Ｂは、中心付近の照度が低く周辺部の照度が高い光となって、反射ミラー１９により光照射面Ｗにおいて線状に集光される。
一方、プリズム２１に入射しない光Ａは光路が変更されることなく、反射ミラー１９により光照射面Ｗにおいて線状に集光され、中心付近の照度が高く周辺部の照度が低い。
被照射面Ｗにおいて、図１２（ｃ）に示すように、光路が変更されない周辺部の照度が低い光Ａと、プリズム２１により光路が変更され中心付近の照度が低く、周辺部の照度が高い光Ｂ１，Ｂ２とが重なり、照度の高い部分と低い部分を互いが補い合う。したがって、均一度の良い線状に集光された光が得られる。

（３）実施例７，８
以下の実施例７，８では、光路変更部材が、ロッドレンズ（前記ａ−２）であり、これと、回転放物面状の反射面を有するリフレクタ（前記ｂ−１）、および、シリンドリカル・パラボラミラー（前記ｃ−１）または、シリンドリカルレンズ（前記ｃ−２）を組み合わせた場合について説明する。
（ａ）実施例７
図１３は、本発明の実施例７の光照射器の構成を示す図であり、同図では、前記したカバー１１は省略されている。図１３（ａ）は、光照射器を側面から見た断面図、図１３（ｂ）は同図（ａ）のＡ方向から見た図であり、同図（ｂ）では同図（ａ）に示される広がり防止反射ミラー２４は省略されている。
本実施例は、光路変更部材としてロッドレンズ（前記ａ−２）を用い、これと、回転放物面状の反射面を有するリフレクタ（上記ｂ−１）と、シリンドリカルレンズ（上記ｃ−２）を組み合わせた場合を示している。

図１３において、ランプ１２は、封体内に一対の電極が対向配置されたショートアーク型の放電ランプであり、リフレクタ１３は、ランプ１２を囲うように設けた、その光軸Ｃを中心とする回転放物面状の反射面を有するパラボラミラーである
リフレクタの光出射側に、光路変更部材として、複数のロッドレンズ２３をリフレクタに反射された光の光軸に垂直な平面上に（厳密には垂直でなく多少傾いていてもよい）平行に接するように並べて配置する。
ロッドレンズ２３は、前述したように円柱状のレンズであり、入射する光のうち、円柱の軸方向に対して直交する方向の光を広げる作用がある。しかし、軸方向に沿って入射する光に対してはパワーを持たない。
ロッドレンズ２３の光出射側には、シリンドリカルレンズ１８が、その長手方向がロッドレンズ２３の長手方向と直交するように設けられる。
シリンドリカルレンズ１８は、ロッドレンズ２３から出射した光を、一軸方向、即ち、シリンドリカルレンズ１８の軸方向に直交する方向にのみ集光する。

回転放物面状の反射面を有するリフレクタ１３に反射された光は、中心光線が平行な光（平行光）となり、ロッドレンズ２３に入射する。
上記したロッドレンズ２３の作用により、ロッドレンズ２３に入射する光のうち、軸方向に沿った光は、ロッドレンズ２３による影響を受けず、平行光のままロッドレンズ２３から出射する。
一方、ロッドレンズ２３に入射する光のうち、軸方向に直交する光は、ロッドレンズ２３から出射する際、ロッドレンズ２３の焦点に集光された後広がる。
ロッドレンズ２３から出射した光が、一軸方向のみに集光するシリンドリカルレンズ１８に入射する。
シリンドリカルレンズ１８は、その軸方向に対して直交する方向の光は集光し、軸方向に沿って入射する光に対してはパワーを持たない。また、上記したように、このシリンドリカルレンズ１８は、その軸方向がロッドレンズ２３の軸方向と直交するように設けられている。
そのため、ロッドレンズ２３から平行光のまま出射する、ロッドレンズ２３の軸方向に沿った光は、シリンドリカルレンズ１８に対しては、軸方向に直交する光となり、集光され、光照射面Ｗに照射される。

一方、ロッドレンズ２３により広げられて出射する、ロッドレンズ２３の軸方向に直交する光は、シリンドリカルレンズ１８に対しては、軸方向に沿った光となり、シリンドリカルレンズ１８をそのまま（広がったまま）通過し光照射面Ｗに照射される。
そのため、光照射面Ｗにおいては、ロッドレンズの軸方向に直交する方向に伸びる、線状に集光した光が得られる。
ここで、各ロッドレンズ２３から出射し広がった光は、それぞれ中央部の照度が高い照度分布を有する。ロッドレンズ２３は同一平面内に複数平行に並べられているので、各ロッドレンズ２３から出射した、中央部の照度が高い照度分布を有する光は、光照射面Ｗにおいて、それぞれの照度のピークの位置がずれて重なり合う。したがって、光照射領域ＩＡの照度分布が均一になる。
さらに、ロッドレンズ２３の光出射側に、ロッドレンズ２３からの広がる光を反射する広がり防止反射ミラー２４を設けることにより、光照射領域ＩＡの長さを規定するとともに、照度の低い周辺部（端部）の照度を補うことができる。

すなわち、図１３に示すように、複数のロッドレンズ２３の光出射側のシリンドリカルレンズ１８の両側に、シリンドリカルレンズ１８の集光方向に対して直交する方向（ロッドレンズ２３により光が広げられる方向）に広がる光を反射する例えばアルミニウム製の広がり防止反射ミラー２４を配置する。
これにより、図１３に示すように、ロッドレンズ２３の軸方向に直交する方向に広がる光をシリンドリカルレンズ１３側に反射させ、光照射領域ＩＡの周辺部の照度の低下を補うことができる。
ここで、φ９ｍｍ、長さ５０ｍｍの石英ガラス製のロッドレンズを５本用い、また、ｆ＝３５ｍｍ、長さ５２ｍｍのシリンドリカルレンズを用いることで、図１３に示すように例えば長さ５６ｍｍ、巾５ｍｍの線状の光照射領域ＩＡを形成することができる。なお、ロッドレンズ２３から光照射面Ｗまでの距離を大きくすることで、ライン状照射領域の長さを長くすることができる。

なお、光路変更部材であるロッドレンズ２３の形状は、厳密に円柱形状である必要はない。ロッドレンズ２３を配置するスペースを小さくするために、図１４（ａ）に示すように、光入射側の面や、反対に光入射側の面の一部を切り落とした形状であっても良い。ただし、切り落とす部分が多くなると、光を広げるパワーがその分弱くなるので、光の重ね合わせの効果が小さくなる。
また、ロッドレンズ２３を接して平行に並べやすいように、図１４（ｂ）に示すように、側面一部を切り落とした形状でも良く、複数のロッドレンズを一体に成型して構成したものでも良い。要は、入射した光を広げ光照射面で互いに重なり合う作用を有すれば、どのような形状であっても良い。
また、図１３（ｃ）に示すように、ロッドレンズ２３どおしは、厳密に接しておらず、多少の隙間を有して並べられていても良い。この隙間を通過してリフレクタから出射した光がそのまま通過する。しかし、それが複数のロッドレンズにより広がった光の重ね合わせによる照度の均一化の影響を、大きく妨げない程度の光の量であれば問題ない。
上記構成することで、ロッドレンズの本数を減らしコストの削減を図ることができるが、隙間の寸法を含め、ロッドレンズの大きさや本数は、照射領域の長さ、照度、均一度、また光照射器の重量といった種々の要求事項に基づき適宜設計する。

図１５は、図１３の光照射器を用い、ロッドレンズ２３の本数を変えて、被照射面Ｗにおける線状に集光された光照射領域ＩＡの照度分布を測定した結果を示す図であり、理想的な条件で求めたシミュレーション結果を示す。縦軸は照度の相対値、横軸は照射幅（光照射領域ＩＡの長さ）（ｍｍ）、Ａはロッドレンズ２３のない場合、Ｂはロッドレンズ１本の場合、Ｃはロッドレンズ２本の場合、Ｄはロッドレンズ７本の場合を示す。
なお、リフレクタの光出射側に設けるロッドレンズは、図１６に示すように、リフレクタにより反射された光が、すべてロッドレンズに入射するように、大きさを変えている。即ち、ロッドレンズが１本の場合は、ロッドレンズの直径Ｒを、リフレクタから反射される光の光路（光束）の直径と、同じかやや広くする。また、ロッドレンズが２本の場合は、ロッドレンズの直径Ｒ’は、リフレクタから反射される光の光路（光束）の半径と、同じかやや広くする。同様にして、７本の場合は、７本並べたロッドレンズが、光路（光束）の全体を横切る。
図１５に示されるように、ロッドレンズがない場合、光照射領域ＩＡの照度分布は、中央部の照度が高く、周辺部に向かうにしたがって急に照度が低くなり、照度の均一度が悪く、光が照射される領域の幅も狭い。
ロッドレンズが１本の場合、光照射領域ＩＡの幅は広がるが、照度分布のばらつきは大きい。しかし、ロッドレンズが２本になると、各ロッドレンズから出射した光の重ね合わせの効果が表れ、照度分布が改善され、広い範囲で均一な照度分布が得られる。
ロッドレンズを７本にすると、さらに照度分布の改善の効果が表れ、光照射領域ＩＡ全体で均一な照度分布が得られる。

（ｂ）実施例８
図１７は、本発明の実施例８の光照射器の構成を示す図であり、同図では、前記したカバー１１は省略されている。図１７（ａ）は、光照射器を側面から見た断面図、図１７（ｂ）は同図（ａ）のＡ方向から見た図であり、同図（ｂ）では同図（ａ）に示される広がり防止反射ミラー２４は省略されている。なお、図１７（ａ）では、反射ミラーによる折り返しを無視し、反射ミラーも省略して示している。
本実施例は、実施例７の、シリンドリカルレンズを、シリンドリカル・パラボラミラーに替えた例であり、光路変更部材としてロッドレンズ（前記ａ−２）を用い、これと、回転放物面状の反射面を有するリフレクタ（上記ｂ−１）と、シリンドリカル・パラボラミラー（上記ｃ−１）を組み合わせた場合を示している。

図１７において、ランプ１２は、封体内に一対の電極が対向配置されたショートアーク型の放電ランプであり、リフレクタ１３は、ランプ１２を囲うように設けた、その光軸Ｃを中心とする回転放物面状の反射面を有するパラボラミラーである
リフレクタの光出射側に、光路変更部材として、複数のロッドレンズ２３をリフレクタに反射された光の光軸に垂直な平面上に（厳密には垂直でなく多少傾いていてもよい）平行に接するように並べて配置する。
ロッドレンズ２３は、前述したように円柱状のレンズであり、入射する光のうち、円柱の軸方向（軸方向）に対して直交する方向の光を広げる作用がある。しかし、軸方向に沿って入射する光に対してはパワーを持たない。
ロッドレンズ２３の光出射側には、シリンドリカル・パラボラミラー１７が、その軸方向（断面が直線状になる方向）がロッドレンズ２３の軸方向と直交するように設けられる。
回転放物面状の反射面を有するリフレクタ１３に反射された光は、中心光線が平行な光（平行光）となり、ロッドレンズ２３に入射する。
前述したように、ロッドレンズ２３に入射する光のうち、軸方向に沿った光は、ロッドレンズによる影響を受けず、平行光のまま出射し、軸方向に直交する光は、ロッドレンズ２３から出射する際、ロッドレンズ２３の焦点に集光された後広がる。

ロッドレンズ２３から出射した光が、一軸方向のみに集光するシリンドリカル・パラボラミラー１７に入射する。シリンドリカル・パラボラミラー１７は、上記のように、その軸方向に対して直交する方向の光は集光し、軸方向に沿って入射する光に対してはパワーを持たない。
上記したように、シリンドリカル・パラボラミラー１７は、その軸方向がロッドレンズの軸方向と直交するように設けられており、前記実施例７のシリンドリカルレンズ１８の場合と同じように、ロッドレンズ２３から平行光のまま出射する、ロッドレンズ２３の軸方向に沿った光は、シリンドリカル・パラボラミラー１７に対しては、軸方向に直交する光となり、集光され、光照射面Ｗに照射される。
一方、ロッドレンズ２３により広げられて出射する、ロッドレンズ２３の軸方向に直交する光は、シリンドリカル・パラボラミラー１７に対しては、軸方向に沿った光となり、シリンドリカルレンズ１７をそのまま（広がったまま）通過し光照射面Ｗに照射される。
ここで、各ロッドレンズ２３から出射し広がった光は、それぞれ中央部の照度が高い照度分布を有する。ロッドレンズ２３は同一平面内に複数平行に並べられているので、各ロッドレンズ２３から出射した、中央部の照度が高い照度分布を有する光は、光照射面Ｗにおいて、それぞれの照度のピークの位置がずれて重なり合う。したがって、光照射領域ＩＡの照度分布が均一になる。
さらに、実施例７と同様に、ロッドレンズ２３の光出射側に、ロッドレンズ２３からの広がる光を反射する広がり防止反射ミラー２４を設けることにより、光照射領域ＩＡの長さを規定するとともに、照度の低い周辺部（端部）の照度を補うことができる。

本発明の実施例１の光照射器の構成を示す図である。 本発明で使用されるプリズムの形状例を示す図である。 三角プリズムにおける入射光と出射光の関係を示す図である。 実施例１の光照射器おいて被照射面Ｗにおける照度の均一化の作用を示す図である。 実施例１の光照射器において三角プリズムがある場合とない場合の、光照射面での照度分布データである。 実施例１の変形例を示す図である。 本発明の実施例２の光照射器の構成を示す図である。 ミラーユニットの形状例を示す図である。 本発明の実施例３の光照射器の構成を示す図である。 本発明の実施例４の光照射器の構成を示す図である。 本発明の実施例５の光照射器の構成を示す図である。 本発明の実施例６の光照射器の構成を示す図である。 本発明の実施例７の光照射器の構成を示す図である。 ロッドレンズの断面形状例を示す図である。 ロッドレンズの本数を変えて照度分布を測定した結果を示す図である。 ロッドレンズの本数を変えた場合のロッドレンズの配置を示す図である。 本発明の実施例８の光照射器の構成を示す図である。 インクジェットプリンタのヘッド部の概略構成を示す図である。 先の出願で提案した光照射器の構成の一例を示す図である。 光路変更部材による光路の変更方向を説明する図である。

符号の説明

１０ 光照射器
１１ カバー
１２ 放電ランプ
１３ リフレクタ（回転放物面状）
１４ リフレクタ（回転楕円面状）
１５ 光路変更部材
１７ シリンドリカル・パラボラミラー
１８ シリンドリカルレンズ
１９ シリンドリカル楕円ミラー
２０ 三角プリズム
２１ Ｍ字型のプリズム
２２ ミラーユニット
２３ ロッドレンズ
２４ 広がり防止反射ミラー

Claims (7)

1. 放電容器内に一対の電極が対向配置されたショートアーク型の放電ランプと、
   上記放電ランプを取り囲むように配置され、上記放電ランプからの光を反射する反射面を有するリフレクタと、
   上記リフレクタにより反射された光を、一軸方向に集光する光学素子とを備えた光照射器において、
   上記リフレクタと上記一軸方向に集光する光学素子との間に、リフレクタにより反射された光の光路を、リフレクタから出射する光の光軸に直交し、かつ、上記光学素子により集光される方向に直交する方向に変更する光路変更部材を設けた
   ことを特徴とする光照射器。
2. 上記光路変更部材は、上記リフレクタにより反射された光の光路の一部を横切るように設けられ、
   上記光路変更部材に入射した光は、光照射面において、中央部分より周辺部の照度が大きくなるように光路が変更される
   ことを特徴とする請求項１に記載の光照射器。
3. 上記リフレクタは、回転放物面状の反射面を有し、
   上記光路変更部材は、上記リフレクタから出射する光の一部を屈折して透過するプリズムである
   ことを特徴とする請求項２に記載の光照射器。
4. 上記リフレクタは、回転放物面状の反射面を有し、
   上記光路変更部材は、上記リフレクタから出射する光の一部を反射するミラーユニットである
   ことを特徴とする請求項２に記載の光照射器。
5. 上記リフレクタは、回転楕円面状の反射面を有し、
   上記光路変更部材は、上記リフレクタから出射する光の一部を屈折して透過するプリズムである
   ことを特徴とする請求項２に記載の光照射器。
6. 上記リフレクタは、回転放物面状の反射面を有し、
   上記光路変更部材は、上記リフレクタから出射する光の光軸に垂直な平面上に、平行に配置された複数のロッドレンズであり、上記リフレクタにより反射された光の光路を横切るように設けられ、
   上記複数のロッドレンズに入射した光は、光照射面において、各ロッドレンズから出射した光が重なりあうように光路が変更される
   ことを特徴とする請求項１に記載の光照射器。
7. 上記複数のロッドレンズの光出射側に、前記一軸方向に集光する光学素子の集光方向に対して直交する方向に広がる光を反射する反射ミラーをさらに備えた
   ことを特徴とする請求項６に記載の光照射器。

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