JP2008103143A - 光照射器およびインクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】高いピーク照度を得ることができ、照度均一度のよい、線状の集光光を照射する光照射器を提供するとともに、この光照射器を用いたインクの硬化処理を高い効率で行うことができるインクジェットプリンタを提供すること。
【解決手段】放電ランプ１２から放射された光が、回転放物面状の反射面を有するリフレクタ１３によって反射され、シリンドリカルレンズ１７に照射される。シリンドリカルレンズ１７に入射した光は、シリンドリカルレンズ１７の軸方向に直交する方向にのみ集光されながら出射される。そして、光照射面Ｗ上のシリンドリカルレンズ１７の焦点Ｆｓに位置においてシリンドリカルレンズ１７の軸方向に線状に伸びる光照射領域ＩＡが形成される。この光照射器を光硬化型インクジェット方式を利用したインクジェットプリンタに適用することにより、インクの硬化処理効率の向上を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光照射器およびインクジェットプリンタに関する。特に、光照射対象物に線状の細長い光照射領域を形成して光を照射する光照射器、および、この光照射器を搭載した、光硬化型の液体状材料を基材に吐出して当該基材に画像や回路等のパターンを記録するインクジェットプリンタに関する。

現在、インクジェット記録方式は、グラビア印刷方式によって簡便でかつ安価に画像を形成することができるという理由から、例えば写真・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の様々な印刷分野に応用されている。
このようなインクジェット記録方式を利用したインクジェットプリンタにおいては、微細なドットを吐出制御するインクジェットヘッドと、色再現域・耐久性・吐出適正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適宜に組み合わせることにより、高い画質の画像を形成することができる。
一般に、インクジェットプリンタは、使用されるインクの種類に基づいて分類することができ、例えば紫外線等の光が照射されることにより硬化する光硬化型インクが用いられる光硬化型インクジェット方式のものが知られている。
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にも利用することができるという利点がある。

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１１（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１１（ｂ）は同図（ａ）に示す光照射器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。
同図に示すように、インクジェットプリンタは、例えば液体状材料である紫外線硬化型インクを微小な液滴として基材Ｒに吐出するノズル（図示しない）が設けられたインクジェットヘッド７１と、このインクジェットヘッド７１の例えば両側の位置に設けられた、基材Ｒに着弾した液体状材料であるインクに対して紫外線を照射することによりこれを硬化させる２つの光照射器８０Ａ，８０Ｂとがキャリッジ７２に搭載されてなるヘッド部７０を備えている。
ヘッド部７０は、基材Ｒに沿って伸びるよう設けられた棒状のガイドレール７５に支持されており、図示しない駆動機構（図示しない）によって、基材Ｒの上方位置をガイドレール７５に沿って往復移動可能とされている。

各々の光照射器８０Ａ，８０Ｂは、基材Ｒが位置される方向（図１１においては下方向）に向かって開口する光出射口８１Ａを有する箱型形状のカバー部材８１を備えてなり、このカバー部材８１の内部に、線状光源を形成するロングアーク型の放電ランプ８２がヘッド部７０の移動方向と直交する方向に対して基材Ｒと平行して伸びるよう、配置されていると共に、光出射口８１Ａに対して放電ランプ８２の後方側の位置において、放電ランプ８２から放射される光を反射する、楕円面状の反射面８３Ａを有する樋状のリフレクタ８３が、その第１焦点Ｆｒ１の位置に放電ランプ８２が位置される状態で、放電ランプ８２に沿って伸びるよう設けられている。
放電ランプ８２としては、例えば高圧水銀ランプやメタルハライドランプが用いられており、発光部の長さが、例えばヘッド部７０の移動方向における基材Ｒの寸法（幅寸法）より大きい光照射領域ＩＡを形成する大きさとされている。

上記のインクジェットプリンタにおいては、ヘッド部７０が、光照射器８０Ａ，８０Ｂにおけるリフレクタ８３の第２焦点Ｆｒ２またはその付近に基材Ｒが位置されるよう、配置されており、ヘッド部７０が基材Ｒの上方位置を、放電ランプ８２が点灯されたままの状態で、移動されることにより、放電ランプ８２からの光がリフレクタ８３の第２焦点Ｆｒ２に位置される基材Ｒに対して線状に集光され、これにランプ８２からの直接光も加わって基材Ｒに照射され、これにより、基材Ｒに着弾された直後の紫外線硬化型インクが硬化される。
紫外線硬化型インクの硬化処理（紫外線硬化型インクに対する紫外線照射処理）について具体的に説明すると、図１１において、ヘッド部７０が例えば右方向に移動されながら基材Ｒに印刷が行われているときには、基材Ｒに着弾した紫外線硬化型インクは、ヘッド部７０の移動方向後方側に位置される一方の光照射器８０Ａからの照射光により硬化され、一方、ヘッド部７０が同図において左方向に移動されながら基材Ｒに印刷が行われているときには、基材Ｒに着弾した紫外線硬化型インクは、ヘッド部７０の移動方向後方側に位置される他方の光照射器８０Ｂからの照射光により硬化される。
特開２００５−２４６９５５号公報 特開２００５−１０３８５２号公報 特開２００５−３０５７４２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，２００３年，第４０巻，第３号 ｐ．３２−４６

近年においては、上記のような光硬化型インクジェット記録方式を利用したインクジェットプリンタに対する高画質化の要請に伴って、インクの硬化処理を一層速やかに行うことが求められている。この理由は次に示す通りである。
すなわち、上記非特許文献１に示されているように、例えばラジカル重合系インクは、酸素の存在によりラジカルの濃度が低下する性質を有するため、重合反応に時間がかかると大気にさらされる時間が長くなり、硬化速度が遅くなってインクの硬化に長時間を要する。
そして、インクジェットプリンタにおいて用いられるインクは、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、ある程度低粘度であることが必要とされることから、硬化に時間がかかる。即ち、インクが基材に着弾された後インクが直ちに硬化（光重合）されないと、着弾後のインクのドット形状が変化し、品質の高い画像を得ることができなくなる。
このような要請に対して、光照射器から照射される光のピーク照度を高くすることにより、重合反応を速やかに進行させることが考えられる。

例えば、上記非特許文献１には、高照度のランプを用いることにより、酸素によるインク硬化速度の低下の程度を軽減できること、すなわち、インクの硬化処理を速やかに行うことにより画質が低下することを防止できることが示されており、例えばロングアーク型の放電ランプによるものと同等の大きさの光照射領域を形成することができ、しかも、ロングアーク型の放電ランプに比べてより高い照度が得られるマイクロウェーブＵＶランプの有効性が示されている。この非特許文献１において示されたマイクロウェーブＵＶランプのピーク照度は例えば１０００〜１２００ｍＷ／ｃｍ² 程度である。
また、上記特許文献２には、面状に配置した複数の光源ランプと基材との間にレンズを配置し、光源ランプからの光を集光して基材に照射することにより、基材に照射される光のピーク照度を高くする技術が示されている。

しかしながら、レンズやミラーなどの光学素子を利用して光源ランプからの光を集光して照射しても、光源ランプ自体の輝度を高くしない限り、得られるピーク照度の大きさには限界があり、それは、非特許文献１に示されるマイクロウェーブＵＶランプを用いる場合であっても同様である。
今後、さらに基材に照射される光のピーク照度を高くすることを要請されると考えられるが、その要請に応えるためには、ランプの輝度をさらに高くすることが必要となる。しかし、発光部の大きなロングアーク型のランプやマイクロウェーブＵＶランプの輝度をこれ以上高くすることは、技術的に困難であるのが実情である。

また、上記のようなインクジェットプリンタにおいては、更に、以下に示すような問題がある。すなわち、例えば図１１に示す構成を有する従来のインクジェットプリンタにおいては、光照射器８０Ａ，８０Ｂの光出射口８１Ａとリフレクタ８３の光照射口８３Ｂとが互い対向して同方向に開口している。したがって、図１１（ｂ）に示すように放電ランプ８２からの光が直接的に基材Ｒに対して照射されるが、放電ランプ８２から出射する光の中には、紫外線硬化型インクの硬化には不要な可視域から赤外域にかけての光を含まれ、また、点灯に伴って温度が高くなった放電ランプ８２の封体からの輻射熱も基材Ｒに入射するため、基材Ｒは、可視域から赤外域の光および輻射熱によって加熱される。
基材Ｒとしては、例えば紙、樹脂、フィルムなどの熱により変形しやすいものが用いられる場合が多いことから、照度を高くするために単に電力の大きなランプを使用すると、可視域から赤外域にかけての光や輻射熱による基材Ｒに対する熱の影響の程度が大きくなり、基材Ｒの温度が一層高い状態となり変形等が生じて印刷品質の低下の原因となる。

このような問題に対して、放電ランプと基材との間に、インクの硬化に必要な波長の光のみを反射し、それ以外の波長の光を透過する蒸着膜を形成した反射ミラー（コールドミラーと呼ばれることもある）を配置し、この反射ミラーによって、反射される光のみを基材に照射することにより、基材に対する熱の影響を低減することが考えられる。
しかしながら、このような反射ミラーを配置した場合には、その分放電ランプから基材に至るまでの光路長が長くなり、これにより、例えばロングアーク型の放電ランプの場合には、放電ランプの長手方向に対しては集光することができないため、光が照射される面積（光照射領域）が広がり、光の利用効率が低下すると共に、光照射面（基材表面）において十分に高い照度を得ることができなくなる。
以上のように、光硬化型インクジェット方式を利用したインクジェットプリンタにおいては、従来以上に光照射面におけるピーク照度を高くし、インクの硬化処理の向上を図ることが困難であるのが実情であった。

一方、光硬化型インクジェット方式を利用したインクジェットプリンタにおいては、インクの硬化処理の向上に加えて、装置の小型軽量化、印刷速度の高速化が望まれており、そのため、ヘッド部を可能な限り小型化するとともにヘッド部を軽量化することにより、起動停止時間を短縮し、ヘッド部の高速移動を可能とすることが望まれている。ヘッド部の重量が大きいと、光照射部のピーク照度を大きくしインクの硬化処理時間を短縮しても、ヘッド部の起動・停止に時間がかかるため印刷速度を向上させることができない。
印刷速度を高速にするには駆動用モーターのトルクを大きなものにする必要があり、大型のモーターが必要になる。それに伴い、支持するフレーム自体も丈夫な物にする必要が生じ、インクジェットプリンタ全体の重量、大きさ、コストが大幅に上昇してしまう。
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、本発明の第１の目的は、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る光照射器を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、線状に集光された光を照射する光照射器において、重量が軽く、インクジェットプリンタのヘッド部の光照射器として用いた場合、ヘッド部の高速移動が可能な光照射器を提供することである。
さらに本発明の第３の目的は、上記光照射器を備え、光硬化型のインク等の液体状材料の硬化処理を高い効率で行うことができ、したがって、画質の高い画像やパターンを確実に形成することができ、しかも、基材に対する熱の影響の程度が小さく、さらに印刷速度やパターン形成速度を高速化することができるインクジェットプリンタを提供することである。

本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、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、この放電ランプからの光を線状に伸びるよう集光させて照射する光学系を備えた構造とすることにより、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の光照射器は、以下の構成を備えていることを特徴とする。
（１）放電容器内に一対の電極が対向配置されてなるショートアーク型の放電ランプと、当該放電ランプを取り囲むように配置された放電ランプからの光を反射するリフレクタと、当該リフレクタにより反射された光を入射して一軸方向のみに集光するシリンドリカルレンズとを備えてなり、前記放電ランプからの光を線状に伸びるように集光して光照射領域を形成する。
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）に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軸の内の集光する方向を集光方向、集光しない方向を軸方向という。
（２）上記（１）において、リフレクタとして、その光軸を中心とする回転放物面状の反射面を有するものを用いる。
回転放物面状の反射面を有するリフレクタを用い、その焦点位置に放電ランプの発光点（例えばアークの輝点）を配置すると、リフレクタから平行光が出射される。この平行光をシリンドリカルレンズに入射させ、線状の集光させる。
（３）放電容器内に一対の電極が対向配置されてなるショートアーク型の放電ランプと、その光軸を中心とする回転放物面状の反射面を有し、当該放電ランプを取り囲むように配置され、放電ランプからの光を反射するリフレクタと、当該リフレクタにより反射された光を入射して一軸方向のみに集光するシリンドリカルレンズとを備えてなり、前記放電ランプからの光を線状に伸びるように集光して光照射領域を形成する光照射器において、リフレクタの光出射側に、断面が放物線状のシリンドリカルな反射面（第１の方向の断面が放物線状の反射面を有し、第１の方向に直交する第２の方向の断面が直線状の反射面）を有する反射ミラー（シリンドリカル・パラボラミラー）を設ける。
この反射ミラーはシリンドリカルレンズと同様、入射光を一軸方向に集光させる作用がある。なお、以下では、この反射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。
この反射ミラーをシリンドリカルレンズの両側に、上記リフレクタによる反射光を上記シリンドリカルレンズによる集光位置上に線状に集光させるように配置する。
すなわち、シリンドリカルレンズの軸方向と上記反射ミラーの軸方向が平行になるように、シリンドリカルレンズの両側に配置し、シリンドリカルレンズは、上記リフレクタによる反射光の内、上記反射ミラーに入射しない光を集光するように、シリンドリカルレンズの内側に配置する。このように構成することで、シリンドリカルレンズの集光方向の長さをリフレクタの開口径より小さくすることができ、光照射器の軽量化を図ることができる。
（４）放電容器内に一対の電極が対向配置されてなるショートアーク型の放電ランプと、その光軸を中心とする回転楕円面状の反射面を有し、当該放電ランプを取り囲むように配置され、放電ランプからの光を反射するリフレクタと、当該リフレクタにより反射された光を入射して一軸方向のみに集光するシリンドリカルレンズとを備えてなり、前記放電ランプからの光を線状に伸びるように集光して光照射領域を形成する光照射器において、上記シリンドリカルレンズを、上記リフレクタで集光された光の光芒の大きさが、上記リフレクタの開口部の大きさより小さい位置に配置する。
上記のように回転楕円面状の反射面を有するリフレクタを用い、その第１焦点位置に放電ランプの発光点（例えばアークの輝点）を配置すると、リフレクタから出射した光は、上記楕円面状の第２焦点位置に集光した後、広がる。
上記シリンドリカルレンズは、上記リフレクタの第２焦点で集光した後に広がった光が入射する位置に配置される。
このように構成することで、シリンドリカルレンズの集光方向、軸方向の長さをリフレクタの開口径よりを小さくすることができ、光照射器の軽量化を測ることができる。
（５）上記（１）〜（４）のいずれかの光照射器が複数並んで配置し、互いに隣接する光照射器から出射し光照射面に集光する線状の光照射領域の少なくとも一部（端部）が、光照射器の並び方向に直交する方向に対して重なるようにする。
（６）光硬化型の液体状材料を基材に吐出するインクジェットヘッドおよび前記基材に吐出され着弾された液体状材料を硬化させるための光を照射する光照射器を有するヘッド部を備えてなり、当該ヘッド部と基材とを相対的に移動させながら、インクジェットヘッドから基材に前記液体状材料を吐出し、光照射器によって当該基材上に着弾した液体状材料に光を照射することにより、液体状材料を硬化させてパターンを形成するインクジェットプリンタにおいて、光照射器として、上記（１）〜（５）のいずれかの光照射器を用いる。

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）本発明の光照射器によれば、光源ランプとしてショートアーク型の放電ランプが用いられ、リフレクタとシリンドリカルレンズによる光学系が構成された構造であることにより、点光源を形成するショートアーク型の放電ランプからの光を、光照射面における光照射領域の広がりを抑制しながら線状に伸びるよう集光することができるので、放電ランプからの光を効率よく利用することができ、しかも、放電ランプそれ自体の輝度が高いものであるので、光照射面において高いピーク照度を得ることができる。
さらに、光源ランプからの光をリフレクタによって反射し、リフレクタによって反射した光のみを出射する構造としていることにより、例えば紫外域の光を出射する場合には、リフレクタとして紫外線のみ反射する多層膜蒸着ミラーを使用することにより、放電ランプから放射される光に含まれる可視域から赤外域にかけての光および放電ランプの点灯に伴う輻射熱が直接的に光照射対象物に入射されることがなく、光照射対象物に対する熱の影響の程度を小さく低減することができる。
（２）リフレクタが、その光軸を中心とする回転放物面状の反射面を有するものである場合、リフレクタの光出射側に、断面が放物線状のシリンドリカルな反射面を有する反射ミラーを、上記シリンドリカルレンズの軸方向に沿って両側に設けることで、シリンドリカルレンズを小型化することができ、光照射器全体を軽量化することができる。
また、リフレクタを、その光軸を中心とする回転楕円面状の反射面を有するものとすることでも、シリンドリカルレンズを小型化することができ、光照射器全体を軽量化することができる。
（３）上記光照射器を備えてなるインクジェットプリンタによれば、放電ランプからの光が基材に着弾された光硬化型のインク等の液体状材料に対して高いピーク照度で照射されるので、基材に着弾された直後の液体状材料を速やかに硬化（光重合）させることができ、硬化に要する時間を短縮することができる。したがって、ドット形状が変化することを防止することができ、高い画質の画像やパターンを確実に形成することができる。
しかも、特に紫外線硬化型インク等の液体状材料が用いられるものにおいては、基材に照射される光は、放電ランプから出射する光をリフレクタで反射して照射する構造であるため、リフレクタを紫外線のみ反射する多層膜蒸着ミラーにすることにより、放電ランプから放射される光に含まれる、液体状材料の硬化に不要な赤外域から可視域にかけての光および放電ランプの点灯に伴う輻射熱が、基材に直接的に入射されることがない。したがって、基材に対する熱影響の程度を小さく低減することができ、基材が変形することを防止することができる。
さらに、本発明によれば、光照射器（灯具）を、ロングアーク型の放電ランプを備えたものに比して、小型、軽量化が図られたものとして構成することができるので、インクジェットプリンタ全体の軽量化を図ることができると共に光硬化型の液体状材料の硬化処理効率の向上による印刷速度、パターン形成速度の高速化を図ることができる。

以下、本発明の実施形態である光照射器とインクジェットプリンタのヘッド部について説明する。
（１）光照射器
本発明の光照射器の基本構成は、ショートアーク型の放電ランプおよびこの放電ランプからの光を反射するリフレクタよりなる少なくとも一つの光源部と、光源部から照射される光を入射して一軸方向にのみ集光して出射するシリンドリカルレンズとを備えてなり、放電ランプからの光を光照射面において線状に伸びる光照射領域を形成するよう集光して照射するものである。
図１は、本発明の光照射器の基本構成を示す断面図であり、同図（ａ）はシリンドリカルレンズの軸方向から見た断面図、同図（ｂ）はシリンドリカルレンズの集光方向から見た断面図である。
この光照射器１０は、一方（図１においては下方）に開口する光出射口１１Ａを有する例えば全体が箱型形状の外装カバー１１を備えている。外装カバー１１内には、ショートアーク型の放電ランプ１２と、放電ランプ１２を囲むよう設けられ、放電ランプ１２から出射する光を反射するリフレクタ１３を備えてなる光源部１４が配置される。また、光源部１４からの光を一軸方向にのみ集光して光出射口１１Ａを介して外部に出射するためのシリンドリカルレンズ１７が配置されている。

光源部１４を構成するリフレクタ１３は、図１に示す例では、その光軸Ｃを中心とする回転放物面状の反射面１３Ａを有するパラボラミラーにより構成されており、リフレクタ１３の光照射口１３Ｂが光照射器１０の光出射口１１Ａと対向して、図１においては下方向に開口するよう、光軸Ｃが光照射面Ｗと直交する姿勢で配置されている。
光源部１４を構成する放電ランプ１２は、例えば波長３００〜４５０ｎｍの紫外光を効率よく放射する超超高圧水銀ランプよりなり、放電容器内に、一対の電極が、電極間距離が例えば０．５〜２．０ｍｍとなる状態で対向配置されると共に、発光物質である水銀および始動補助用のバッファガスである希ガス並びにハロゲンがそれぞれ所定の封入量で封入されて、構成されている。ここに、水銀の封入量は、例えば０．０８〜０．３０ｍｇ／ｍｍ³ である。
この放電ランプ１２は、発光部（例えばアークの輝点）がリフレクタ１３の焦点Ｆｒに位置する状態で、一対の電極を結ぶ直線がリフレクタ１３の光軸Ｃに沿って伸びるよう配置されている。
シリンドリカルレンズ１７は、リフレクタ１１により反射された光を入射し、シリンドリカルレンズ１７の焦点Ｆｓに一軸方向のみ集光する。焦点Ｆｓは、光照射面Ｗに位置される状態で、光照射面Ｗに沿って（図１（ａ）においては紙面に垂直方向に）伸びるよう配置されている。

この光照射器１０においては、放電ランプ１２から放射された光が、回転放物面状の反射面１３Ａを有するリフレクタ１３によって反射されることにより、光軸Ｃに沿った平行光とされて光照射口１３Ｂを介してシリンドリカルレンズ１７に向かって照射され、シリンドリカルレンズ１７に入射された平行光は、図１（ｂ）に示すように、シリンドリカルレンズ１７の軸方向には平行光のまま集光されることなく、シリンドリカルレンズ１７の軸方向に直交する方向（図１（ａ）においては左右方向）にのみ集光されながら光出射口１１Ａを介して出射される。そして、光照射面Ｗ上のシリンドリカルレンズ１７の焦点Ｆｓに位置においてシリンドリカルレンズ１７の軸方向に線状に伸びる光照射領域ＩＡが形成される。

上記構成の光照射器１０によれば、光源ランプとしてショートアーク型の放電ランプ１２が用いられ、リフレクタ１３およびシリンドリカルレンズ１７が組み合わされてなる光学系が構成された構造であることにより、点光源を形成する放電ランプ１２からの光を、光照射面Ｗに形成される光照射領域ＩＡの広がりを抑制しながら、光照射面Ｗにおいてシリンドリカルレンズ１７の軸方向に線状に伸びるよう集光することができるので、放電ランプ１２からの光を効率よく利用することができ、しかも放電ランプ１２それ自体の輝度が高いものであるので、光照射面Ｗにおいて形成される線状の光照射領域ＩＡは、高いピーク照度を有するものとなる。

ここで、放電ランプ１２は、一対の電極を結ぶ直線がリフレクタ１３の光軸Ｃに沿って配置されており、放電ランプ１２のリフレクタ１３の開口に対向する部分には電極が設けられている。このため、放電ランプ１２から放射される光が直接光照射面Ｗに照射されることはなく、放電ランプ１２から放射される光のほとんどは、リフレクタ１３で反射して出射する。
したがって、後述するようにリフレクタとして、例えば可視域から赤外域にかけての光およびランプからの輻射熱を透過させ、紫外域の光のみを反射する機能を有する多層膜が蒸着されたコールドミラーを用いることで、放電ランプから放射される光に含まれる可視域から赤外域にかけての光が光照射面に照射されるのを防ぎ、光照射面における温度上昇を防ぐことができる。

図１に示した光照射器において、リフレクタ１３の光出射側に配置されるシリンドリカルレンズ１７は、リフレクタ１３から出射する光（リフレクタにより反射される光）が、すべてシリンドリカルレンズ１７に入射するように、その集光方向の長さが、光路（光束）の径と同じかそれ以上である必要がある。しかし、シリンドリカルレンズはガラス製であるため、大きくなるとその分重量が増える。重量が増えると、例えばインクジェットプリンタに搭載する場合、光照射部を高速で移動させようとすると不利になる。
そのため、シリンドリカルレンズを、できるだけ小型化し、光照射器を軽量化することが望ましい。
以下に説明する実施形態は、図１に示す光照射器において、シリンドリカルレンズを小型化し、光照射器を軽量化したものである。

図２は、本発明の第１の実施形態の光照射器の構成例を示す図であり、同図（ａ）はシリンドリカルレンズの軸方向から見た断面図、同図（ｂ）はシリンドリカルレンズの集光方向から見た断面図である。
光源部１５の構成は前記図１と同様であり、光源部１５を構成するリフレクタ１３は、その光軸Ｃを中心とする回転放物面状の反射面１３Ａを有するパラボラミラーにより構成されており、リフレクタ１３の光照射口１３Ｂが光照射器１０の光出射口１１Ａと対向して、光軸Ｃが光照射面Ｗと直交する姿勢で配置されている。
光源部１５を構成する放電ランプ１２は、例えば前記した超超高圧水銀ランプよりなり、発光部（例えばアークの輝点）がリフレクタ１３の焦点Ｆｒに位置する状態で、一対の電極を結ぶ直線がリフレクタ１３の光軸Ｃに沿って伸びるよう配置されている。
本実施形態の光源部においては、図２（ａ）（ｂ）に示すように、リフレクタの光出射側に、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）な反射面を有する樋状の反射ミラー１８（以下、シリンドリカル・パラボラミラーともいう）が設けられている。
この反射ミラー１８は、その軸方向がシリンドリカルレンズ１７の軸方向に平行になるように、シリンドリカルレンズ１７の両側に設けられ、光照射面において、上記シリンドリカルレンズ１７による集光位置上に線状に集光させるように配置されている。

この光照射器においては、放電ランプ１２から放射された光が、回転放物面状の反射面１３Ａを有するリフレクタ１３によって反射されることにより、光軸Ｃに沿った平行光とされて出射する。
出射した光は、シリンドリカルレンズ１７に入射するものと、反射ミラー１８に入射するものに分かれる。
シリンドリカルレンズ１７に入射した平行光は、上記図１で説明したように、シリンドリカルレンズ１７の軸方向には平行光のまま集光されることなく、シリンドリカルレンズ１７の軸方向に直交する方向にのみ集光されながら出射する。そして、光照射面上のシリンドリカルレンズ１７の焦点Ｆｓに位置においてシリンドリカルレンズ１７の軸方向に線状に伸びる光照射領域が形成される。

一方、反射ミラー１８に入射した平行光は、シリンドリカルレンズと同様に樋状の反射ミラーの軸方向には平行光のまま集光されることなく、しかし反射ミラー１８の軸方向に直交する方向にのみ集光されながら出射する。そして、光照射面上の反射ミラー１８の焦点Ｆｍに位置においてミラーの軸方向に線状に伸びる光照射領域が形成される。
ここで、反射ミラー１８の軸方向が、シリンドリカルレンズ１７の軸方向と平行になるように配置し、シリンドリカルレンズ１７の焦点Ｆｓと、反射ミラー１８の焦点Ｆｍに位置を一致させて置けば、シリンドリカルレンズ１７によって形成された光照射領域と、反射ミラー１８によって形成された光照射領域とは重なって照射される。
リフレクタ１３の光出射側に設けた反射ミラー１８は、例えば、アルミ製の板状部材であり、ガラスのレンズであるシリンドリカルレンズ１７に比べれば、はるかに軽量である。そのため、図１に示したものに対して、反射ミラーが２枚増えているものの、その分シリンドリカルレンズ１７が小さくなり軽くなる。したがって、本実施形態のように構成すると、光照射器全体としてみると、図１に示したものとくらべて軽量化を図ることができる。

図３は本発明の第２の実施形態に係る光照射器の構成例を示す断面図である。図３（ａ）はシリンドリカルレンズの軸方向から見た断面図、同図（ｂ）はシリンドリカルレンズの集光方向から見た断面図である。
本発明の第２実施形態に係る光照射器は、リフレクタを、図１に示した光照射器で用いられたパラボラミラーに替えて、その光軸Ｃを中心とする回転楕円面状の反射面２３Ａを有する楕円集光ミラーを用いたものであり、前記図１に示した光照射器１０と基本的な構成は同一である。
すなわち、図３に示すように、一方（図３においては下方）に開口する光出射口１１Ａを有する外装カバー１１内に、ショートアーク型の放電ランプ１２と、放電ランプ１２を囲むよう設けられ、放電ランプ１２からの光を反射するリフレクタ２３を備えてなる光源部２５が配置される。また光源部２５から入射した光を一軸方向のみ集光し光出射口１１Ａを介して外部に出射するためのシリンドリカルレンズ１７が配置されている。
光源部２５を構成するリフレクタ２３は、その光軸Ｃを中心とする回転楕円面状の反射面２３Ａを有する楕円集光鏡が用いられている。
光源部２５を構成する放電ランプ１２は、第１実施形態に係るものと同一の構成を有するものであり、発光部（例えばアークの輝点）がリフレクタ２３における回転楕円面状の反射面２３Ａの第１焦点Ｆｒ１に位置された状態で、一対の電極を結ぶ直線がリフレクタ２３の光軸Ｃに沿って伸びるよう配置されている。

シリンドリカルレンズ１７は、リフレクタ２３により反射された光を入射し、シリンドリカルレンズ１７の集光点Ｆｓ’に一軸方向のみ集光する。集光点Ｆｓ’は、光照射面Ｗに位置される状態で、光照射面Ｗに沿って（図３（ａ）においては紙面に垂直方向、図３（ｂ）においては紙面に左右方向）伸びるよう配置されている。
この光照射器３０においては、放電ランプ１２から放射された光が回転楕円面状の反射面２３Ａを有するリフレクタ２３によって反射され、光照射口２３Ｂを介して、リフレクタ２３の回転楕円面状の反射面２３Ａの第２焦点Ｆｒ２に集光される。第２焦点Ｆｒ２において一旦集光された光は、広がりながらシリンドリカルレンズ１７に入射される。
シリンドリカルレンズ１７に入射した光は、シリンドリカルレンズ１７の軸方向には集光されることなく広がりながら（図３（ｂ）参照）、一方、シリンドリカルレンズ１７の軸方向に直交する方向には集光されながら（図３（ａ）参照）、光出射口１１Ａを介して出射され、そして、光照射面Ｗ上のシリンドリカルレンズ１７の集光点Ｆｓ’に位置においてシリンドリカルレンズ１７の軸方向に線状に伸びる光照射領域ＩＡが形成される。

回転楕円面状の反射面２３Ａを有する楕円集光鏡であるリフレクタ２３と、シリンドリカルレンズ１７とが組み合わせられ、放電ランプ１２からの光が線状に集光されて照射される構成（光学系）とされていることにより、以下に示すような効果を得ることができる。
リフレクタ２３の第２焦点Ｆｒ２において一旦集光された後の光の広がり角度は、リフレクタ２３の曲率に基づいて設定することができ、また、シリンドリカルレンズ１７によって集光される光の集光位置（焦点距離の大きさ）は、シリンドリカルレンズ１７の曲率に基づいて設定することができることから、リフレクタ２３の曲率およびシリンドリカルレンズ１７の曲率を調整することにより、線状に伸びるよう形成される光照射領域ＩＡの長さを目的に応じて適宜に調整することができる。
また、リフレクタ２３として楕円集光鏡を用いることにより、リフレクタ２３から出射する光は集光されて、光芒の径が小さくなる。そのため、シリンドリカルレンズ１７を小型化することができる。したがって、図１に示したものと比べて、光照射器全体を軽量化することができ、例えばインクジェットプリンタの光照射部として使用する場合、高速で移動できるようになり有利である。

以上においては、光源装置が一である構成のものについて説明した。しかし、光照射対象物の大きさに応じた適正な大きさ（長さ）の光照射領域を得るために、複数の光源部を備えた構成としてもよい。以下においては、二つの光源部を備えた光照射器について説明する。
図４は、前記図１に示した光源部を二つ備えた光照射器の第１の構成例を示す断面図であり、同図はシリンドリカルレンズの集光方向から見た断面図である。
この光照射器４０は、一方（図４においては下方）に開口する光出射口１１Ａを有する外装カバー１１を備える。この外装カバー１１内に、各々ショートアーク型の放電ランプ１２と、放電ランプ１２を囲むよう設けられた、放電ランプ１２からの光を反射するリフレクタ１３を備えてなる二つの光源部１４１，１４２が配置される。

光源部１４１，１４２は、図１に示す光源部１４と同一の構成であり、リフレクタ１３がその光軸Ｃ１を中心とする回転放物面状の反射面１３Ａを有する、パラボラミラーにより構成されており、図１で説明した放電ランプ１２が、その発光部（例えばアークの輝点）がリフレクタ１３における回転放物面状の反射面１３Ａの焦点Ｆｒに位置された状態で、一対の電極を結ぶ直線がリフレクタ１３の光軸Ｃ１，Ｃ２に沿って伸びるよう配置されている。
光源部１４１，１４２は、各々の光照射領域ＩＡ１と光照射領域ＩＡ２とが、光照射面Ｗにおいてとぎれず２つの光照射領域が周辺部で重なるように、互いに向き合うようにして傾けて配置される。
光源部１４１，１４２から出射した光は、１個のシリンドリカルレンズ１７に入射し、一軸方向のみ集光されて、光照射面Ｗ上の焦点Ｆｓに線状に集光される。

この光照射器４０においては、各々の光源部１４１，１４２における放電ランプ１２から放射された光がリフレクタ１３によって反射されることにより、それぞれ光軸Ｃ１，Ｃ２に沿った平行光とされてシリンドリカルレンズ１７に向かって照射され、各々の光源部１４１，１４２からシリンドリカルレンズ１７に入射される平行光が、シリンドリカルレンズ１７の軸方向（図４においては左右方向）には集光されることなく、シリンドリカルレンズ１７の軸方向に直交する方向（図４においては図面垂直方向）にのみ集光されながら光出射口１１Ａを介して出射される。そして、光照射面Ｗ上のシリンドリカルレンズ１７の焦点Ｆｓにおいて、シリンドリカルレンズ１７の軸方向に線状に伸びるよう形成された、光源部１４１，１４２に係る光照射領域ＩＡ１，ＩＡ２の一部（周辺部）が重なり合う。

上記構成の光照射器４０によれば、光照射面Ｗにおいて線状に伸びるよう形成される光源部１４１，１４２の光照射領域ＩＡ１，ＩＡ２において、中央部領域に比して照度の低い周辺部領域が互いに重ね合わせられることにより照度が加算されて中央部領域と同等の照度を有する状態となる。したがって、光照射領域において、十分に高い照度を有する有効領域を大きく設定することができ、目的に応じた大きさの光照射領域を確実に得ることができる。
なお、上記では図１に示した光照射器を例に挙げて説明したが、図２、図３に示した光照射器についても、複数の光源部を備えた構成とすることができ、このような構成とすることにより上記と同様の効果を得ることができる。

図５は、前記図２に示した光源部を二つ備えた光照射器の第２の構成例を示す断面図であり、同図はシリンドリカルレンズの集光方向から見た断面図である。
この光照射器５０は、光出射口１１Ａを有する外装カバー１１を備え、この外装カバー１１内に、前述したように各々ショートアーク型の放電ランプ１２と、放電ランプ１２を囲むよう設けられた、放電ランプ１２からの光を反射するリフレクタ１３を備えてなる二つの光源部１５１，１５２が配置される。
光源部１５１，１５２は、図２に示す光源部１５と同一の構成であり、リフレクタ１３がその光軸Ｃ１を中心とする回転放物面状の反射面１３Ａを有する、パラボラミラーにより構成されており、図１で説明した放電ランプ１２が、その発光部（例えばアークの輝点）がリフレクタ１３における回転放物面状の反射面１３Ａの焦点Ｆｒに位置された状態で、一対の電極を結ぶ直線がリフレクタ１３の光軸Ｃ１，Ｃ２に沿って伸びるよう配置されている。

光源部１５１，１５２は、各々の光照射領域ＩＡ１と光照射領域ＩＡ２とが、光照射面Ｗにおいてとぎれず２つの光照射領域が周辺部で重なるように、互いに向き合うようにして傾けて配置される。
２つの光源部１５１，１５２のリフレクタ１３の光出射側には、シリンドリカルレンズ１７と、前記図２に示したように、断面が放物線状のシリンドリカルな反射面を有する樋状の反射ミラー１８が設けられている（同図では、反射ミラー１８が一枚のみ示されているが、反射ミラー１８はシリンドリカルレンズ１７の手前側にも設けられている）。
反射ミラー１８は、図２（ａ）に示したように、その軸方向がシリンドリカルレンズ１７の軸方向に平行になるように、シリンドリカルレンズ１７の両側に設けられ、光照射面において、上記シリンドリカルレンズ１７による集光位置上に線状に集光させるように配置されている。

図５において、光源部１５１，１５２から出射した光は、１個のシリンドリカルレンズ１７と一対の反射ミラー１８に入射する。シリンドリカルレンズ１７に入射し、一軸方向のみ集光されて、光照射面Ｗ上の焦点Ｆｓにシリンドリカルレンズ１７の軸方向に線状に集光される。
また、反射ミラー１８に入射した光は、反射ミラー１８の軸方向に直交する方向にのみ集光されながら出射し、光照射面上の反射ミラー１８の焦点Ｆｍにミラーの軸方向に線状に集光される。
反射ミラー１８の軸方向が、シリンドリカルレンズ１７の軸方向と平行になるように配置し、シリンドリカルレンズ１７の焦点Ｆｓと、反射ミラー１８の焦点Ｆｍに位置を一致させて置けば、シリンドリカルレンズ１７によって形成される光照射領域と、反射ミラー１８によって形成された光照射領域とは重なって照射される。
したがって、光源部１５１，１５２から出射した光により、その一部（周辺部）が重なりあった線状に伸びる光照射領域ＩＡ１，ＩＡ２が形成される。

上記構成の光照射器５０によれば、光照射面Ｗにおいて線状に伸びるよう形成される光源部１５１，１５２の光照射領域ＩＡ１，ＩＡ２において、中央部領域に比して照度の低い周辺部領域が互いに重ね合わせられることにより照度が加算されて中央部領域と同等の照度を有する状態となる。したがって、光照射領域において、十分に高い照度を有する有効領域を大きく設定することができ、目的に応じた大きさの光照射領域を確実に得ることができる。

図６は、前記図３に示した光源部を二つ備えた光照射器の第３の構成例を示す断面図であり、同図はシリンドリカルレンズの集光方向から見た断面図である。
この光照射器６０は、光出射口１１Ａを有する外装カバー１１を備え、この外装カバー１１内に、各々ショートアーク型の放電ランプ１２と、放電ランプ１２を囲むよう設けられた、放電ランプ１２からの光を反射するリフレクタ２３を備えてなる二つの光源部２５１，２５２が配置される。
光源部２５１，２５２は、各々の光照射領域ＩＡ１と光照射領域ＩＡ２とが、光照射面Ｗにおいてとぎれず２つの光照射領域が周辺部で重なるように、互いに向き合うようにして傾けて配置される。

光源部２５１，２５２は、図３に示す光源部２５と同一の構成であり、光源部２５１，２５２を構成するリフレクタ２３は、その光軸Ｃを中心とする回転楕円面状の反射面２３Ａを有する楕円集光鏡が用いられている。
光源部２５１，２５２を構成する放電ランプ１２は、図３に示したものと同一の構成を有するものであり、発光部（例えばアークの輝点）がリフレクタ２３における回転楕円面状の反射面２３Ａの第１焦点Ｆｒ１に位置された状態で、一対の電極を結ぶ直線がリフレクタ２３の光軸Ｃに沿って伸びるよう配置されている。
シリンドリカルレンズ１７は、リフレクタ２３により反射された光を入射し、シリンドリカルレンズ１７の集光点Ｆｓ’に一軸方向のみ集光する。集光点Ｆｓ’は、光照射面Ｗに位置される状態で、光照射面Ｗに沿って伸びるよう配置されている。

図６において、光源部２５１，２５２のそれぞれの放電ランプ１２から放射された光が回転楕円面状の反射面２３Ａを有するリフレクタ２３によって反射され、光照射口２３Ｂを介して、リフレクタ２３の回転楕円面状の反射面２３Ａの第２焦点Ｆｒ２に集光される。第２焦点Ｆｒ２において一旦集光された光は、広がりながらシリンドリカルレンズ１７に入射される。
シリンドリカルレンズ１７に入射した光は、シリンドリカルレンズ１７の軸方向に直交する方向には集光されながら、光出射口１１Ａを介して出射され、そして、光照射面Ｗ上のシリンドリカルレンズ１７の集光点Ｆｓ’に位置においてシリンドリカルレンズ１７の軸方向に線状に伸びる光照射領域ＩＡ１，ＩＡ２が形成される。
したがって、光源部２５１，２５２から出射した光により、その一部（周辺部）が重なりあった線状に伸びる光照射領域ＩＡ１，ＩＡ２が形成される。
特に、図６に示す光照射器においては、リフレクタの曲率とシリンドリカルレンズの曲率を目的に応じて適宜に設定することにより、光照射領域の長さを調整し、互いに重なり合う領域の大きさを調整しながら、中央部に比して照度の低い周辺部の照度を相補することができる。したがって、光照射領域の軸方向における照度分布を均一な状態とすることが容易になると共に、例えば二つの光源部を、それらの光軸を光照射面に対して斜めに傾斜させて配置しなくても、隣り合う光源部に係る光照射領域の周辺部を重ね合わせることができるので、装置構造設計が容易になる。

なお、図４〜図６では、２組の光源部を用いる場合について示したが、より長い光照射領域を得る場合には、３組以上の光源部を用いてもよい。
ここで、２以上の光源部により形成される光照射領域の形状は、隣接する光源部の光照射領域の少なくとも一部が重なった直線状であってもよいが、前記したインクジェットプリンタに適用する場合は、必ずしも直線状に並べる必要はない。
図７に光照射領域の形状例を示す。同図の矢印は、インクジェットプリンタに適用した場合の、光照射部のスキャン方向である。
同図（ａ）は一つの光源部を用いた場合の光照射領域の形状例を示し、同図（ｂ）はこの光照射領域を直線状に配置した場合を示し、同図（ｃ）はこの光照射領域をジグザグ状に配置した場合を示し、同図（ｄ）は互い違いに光照射領域を並べた例を示し、同図（ｅ）は斜めに光照射領域を配置した場合を示す。
ここで、同図（ｂ）（ｃ）においては光照射領域の一部が重ね合わさっているが、必ずしも光照射領域の一部が重ね合わさっている必要はなく、同図（ｄ）（ｅ）に示すように、光照射領域の少なくとも一部が、光源部の並び方向に直交する方向（同図のスキャン方向）に対して重なるように配置されていればよい。
本発明の光源部により線状に伸びるように形成される光照射領域は、中央部領域に比して周辺部領域の照度が低くなるが、本実施例においては、中央部領域に比して照度の低い周辺部領域が重なっているので、周辺部領域においては照度が加算されて中央部領域と同等の照度を有する状態となる。
したがって、光照射領域において、十分に高い照度を有する有効領域を大きく設定することができ、目的に応じた大きさの光照射領域を確実に得ることができる。

上記したように、本発明の光照射器においては、リフレクタとして、例えば可視域から赤外域にかけての光およびランプからの輻射熱を透過させ、紫外域の光のみを反射する機能を有する多層膜が蒸着されてなるもの（コールドミラー）を用いることができる。このような構成のものである場合には、本発明の光照射器を例えば後述する光硬化型インク等の液体状材料を用いたインクジェットプリンタに適用したときに、放電ランプから放射される光に含まれる可視域から赤外域にかけての光や、放電ランプの点灯に伴い温度が上昇したランプ封体からの輻射熱が基材に照射されることが一層確実に防止されるので、基材が加熱されること（基材の高温化）を防止することができ、したがって、基材として、熱により変形しやすい紙や樹脂やフィルムを用いられる場合に極めて有用である。
さらに、ショートアーク型の放電ランプとしては、超高圧水銀ランプに限定されるものではなく、例えばメタルハライド型のショートアーク放電灯を使用することができ、特に、例えば鉄（Ｆｅ）のハロゲン化合物が封入されたものによれば、例えば３５０〜４５０ｎｍ付近の波長範囲の光の発光効率が高くなるため、光照射面（光照射対象物）におけるトータル放射束が増えるため、例えば光硬化型インク等の液体状材料の硬化処理の処理効率を向上させることができる。

以上のように、本発明の光照射器によれば、点光源を形成するショートアーク型の放電ランプからの光を、光照射面における光照射領域の広がりを抑制しながら、光照射面において線状に伸びるよう集光することができるので、放電ランプからの光を効率よく利用することができ、しかもショートアーク型の放電ランプは輝度が高いものであるので、光照射面において形成される光照射領域は、高いピーク照度を有する有効領域が所定の大きさとされた線状のものとなる。したがって、本発明の光照射器は、例えば光硬化型インクジェットプリンタ（以下、単に、「インクジェットプリンタ」という。）における、基材上に着弾された光硬化型インク等の液体状材料を硬化させるための光源として適用する場合に、極めて有用なものとなる。
特に、図２、図３のように構成することにより、光照射器を軽量化することができるので、インクジェットプリンタ全体の軽量化を図ることができると共に、印刷速度、パターン形成速度の高速化を図ることができる。

（２）インクジェットプリンタへの適用
図８は、前記図１に示した光照射器をインクジェットプリンタのヘッド部に適用した場合の構成を概略的に示す断面図である。なお、以下では、インクジェットプリンタを画像印刷に用いる場合を例として説明するが、回路等のパターンを形成する場合にも同様に適用できる。
このインクジェットプリンタ１は、光硬化型のインク、例えば紫外線硬化型のインク等の液体状材料を微小な液滴として基材Ｒに吐出するノズル（図示しない）が設けられたインクジェットヘッド６１と、このインクジェットヘッド６１の両側に設けられた、基材Ｒに着弾したインクに対して所定の波長域の光、例えば紫外線を照射することによりこれを硬化させる二つの光照射器６２Ａ，６２Ｂとが、キャリッジ６３に搭載されてなるヘッド部６０を備えている。
ヘッド部６０は、基材Ｒに沿って伸びるよう設けられた棒状のガイドレール６５に支持されており、図示しない駆動機構（図示しない）によって、基材Ｒの上方位置をガイドレール６５に沿って図中左右方向に往復移動可能とされている。
使用される紫外線硬化型インクとしては、例えばラジカル重合性化合物を重合性化合物として含むラジカル重合系インク、カチオン重合性化合物を重合性化合物として含むカチオン重合系インク等を例示することができる。なお、インクジェットプリンタを回路等のパターン形成に用いる場合は、インクジェットヘッドから吐出する液体状材料として、光重合成化合物を含むレジストインキ等を使用する。
基材Ｒとしては、例えば、紙、樹脂、フイルム、プリント基板などを用いることができる。

図８に示した光照射器６２Ａ，６２Ｂは、２つの光源部が並んで配置された図１に示した光照射器４０と同一の構成を有するものにより構成されている。すなわち、光源部１５は、光軸Ｃを中心とする回転放物面状の反射面１３を有する、パラボラミラーにより構成されたリフレクタ１３と、リフレクタ１３により反射された光を入射して線状に集光するシリンドリカルレンズ１７を備えている。そして、放電ランプ１２が、その発光部（例えばアークの輝点）がリフレクタ１３における回転放物面状の反射面１３Ａの焦点Ｆｒに位置された状態で、リフレクタ１３の光軸Ｃに沿って伸びるよう配置されて、構成されている。
なお、線状の光照射領域を長く伸ばしたい場合には、図４に示されるように、光源部を並べて配置する。

このインクジェットプリンタにおいては、光照射器６２Ａ，６２Ｂにおけるシリンドリカルレンズ１７の焦点Ｆｓ位置、またはその付近に基材Ｒが位置されるよう配置されたヘッド部６０が、基材Ｒの上方位置を、放電ランプ１２が点灯されたままの状態で移動されることにより、放電ランプ１２からの光が、基材Ｒに対して、ヘッド部６０の移動方向に直交する方向（図８の紙面に垂直方向）に線状に集光されて照射され、これにより、基材Ｒに着弾された直後の紫外線硬化型インクが硬化される。
紫外線硬化型インクの硬化処理について具体的に説明すると、図８において、ヘッド部６０が右方向に移動されながら基材Ｒに印刷が行われているときには、基材Ｒに着弾した紫外線硬化型インクは、ヘッド部６０の移動方向後方側に位置される一光照射器６２Ａからの照射光により硬化される。一方、ヘッド部６０が同図８において左方向に移動されながら基材Ｒに印刷が行われているときには、基材Ｒに着弾した紫外線硬化型インクは、ヘッド部６０の移動方向後方側に位置される光照射器６２Ｂからの照射光により硬化される。

上記構成のインクジェットプリンタによれば、輝度の高いショートアーク放電ランプ１２からの高いピーク照度の光が、基材Ｒに着弾された紫外線硬化型インクに照射されるので、基材Ｒに着弾された後の紫外線硬化型インクを速やかに硬化（光重合）させることができて硬化に要する時間を短縮することができる。したがって、ドット形状の変化を防ぐことができ、したがって、高い画質の画像や回路等のパターンを確実に形成することができる。
しかも、光照射器６２Ａ，６２Ｂがリフレクタ１３により放電ランプ１２からの光を反射して基材Ｒに照射する構造であることにより、リフレクタを紫外線のみを反射する多層膜蒸着フィルターとすることにより、放電ランプ１２から放射される光に含まれる、紫外線硬化型インクの硬化に不要な赤外域から可視域にかけての光、および放電ランプ１２の点灯に伴うランプ封体からの輻射熱が、基材Ｒに直接的に入射することを防ぐことができる。したがって、基材Ｒに対する熱影響の程度を小さく低減することができ、熱により変形しやすい基材が用いられる場合であっても、基材が変形することを確実に防止することができ、したがって、使用可能な基材Ｒについての制約がなくなる。
また、本発明によれば、光照射器（灯具）を、ロングアーク型の放電ランプを備えたものに比して、小型、軽量化が図られたのものとして構成することができるので、インクジェットプリンタ全体の軽量化を図ることができると共にインクの硬化処理効率の向上による印刷速度、パターン形成速度の高速化を図ることができる。

また、本発明においては、上記図１に示した光照射器だけでなく、図２、図３に係る光照射器をも、インクジェットプリンタに適用することができる。
図９に、図２に示した光照射器をインクジェットプリンタに適用した場合の構成例を示す。
前述したように、光硬化型のインクを基材Ｒに吐出するノズルが設けられたインクジェットヘッド６１の両側に、二つの光照射器６２Ａ，６２Ｂが設けられ、これらがキャリッジ６３に搭載されている。このヘッド部６０は、基材Ｒに沿って伸びるよう設けられた棒状のガイドレール６５に支持されており、基材Ｒの上方位置をガイドレール６５に沿って図中左右方向に往復移動可能とされている。
図９の光照射器６２Ａ，６２Ｂは、２つの光源部が並んで配置された図２に示した光照射器５０と同一の構成を有するものにより構成されている。
すなわち、リフレクタ１３がその光軸Ｃ１を中心とする回転放物面状の反射面１３Ａを有するパラボラミラーにより構成されており、放電ランプ１２がその発光部（例えばアークの輝点）がリフレクタ１３における回転放物面状の反射面１３Ａの焦点Ｆｒに位置された状態で、一対の電極を結ぶ直線がリフレクタ１３の光軸Ｃに沿って伸びるよう配置されている。

リフレクタ１３の光出射側には、シリンドリカルレンズ１７と、断面が放物線状のシリンドリカルな反射面を有する樋状の反射ミラー１８が設けられ、その軸方向がシリンドリカルレンズ１７の軸方向に平行になるように、シリンドリカルレンズ１７の両側に設けられ、光照射面において、上記シリンドリカルレンズ１７による集光位置上に線状に集光させるように配置されている。
なお、線状の光照射領域を長く伸ばしたい場合には、図５に示されるように、光源部を並べて配置する。
このインクジェットプリンタにおいては、光照射器６２Ａ，６２Ｂにおけるシリンドリカルレンズ１７の焦点Ｆｓ位置と反射ミラー１８の焦点Ｆｍ位置、またはその付近に基材Ｒが位置されるよう配置されたヘッド部６０が、基材Ｒの上方位置を、放電ランプ１２が点灯されたままの状態で移動されることにより、放電ランプ１２からの光が、基材Ｒに対して、ヘッド部６０の移動方向に直交する方向（図９の紙面に垂直方向）に線状に集光されて照射され、これにより、基材Ｒに着弾された直後の紫外線硬化型インクが硬化される。

図１０に、図３に示した光照射器をインクジェットプリンタに適用した場合の構成例を示す。
前述したように、光硬化型のインクを基材Ｒに吐出するノズルが設けられたインクジェットヘッド６１の両側に、二つの光照射器６２Ａ，６２Ｂが設けられ、これらがキャリッジ６３に搭載されている。このヘッド部６０は、基材Ｒに沿って伸びるよう設けられた棒状のガイドレール６５に支持されており、基材Ｒの上方位置をガイドレール６５に沿って図中左右方向に往復移動可能とされている。
図１０の光照射器６２Ａ，６２Ｂは、図３に示した光照射器６０と同一の構成を有するものにより構成されている。
すなわち、光源部２５を構成するリフレクタ２３としては、その光軸Ｃを中心とする回転楕円面状の反射面２３Ａを有する楕円集光鏡が用いられている。放電ランプ１２は、図１に示したものと同一の構成を有するものであり、発光部（例えばアークの輝点）がリフレクタ２３における回転楕円面状の反射面２３Ａの第１焦点Ｆｒ１に位置された状態で、一対の電極を結ぶ直線がリフレクタ２３の光軸Ｃに沿って伸びるよう配置されている。

シリンドリカルレンズ１７は、リフレクタ２３により反射された光を入射し、シリンドリカルレンズ１７の集光点Ｆｓ’に一軸方向のみ集光する。集光点Ｆｓ’は、光照射面Ｗに位置される状態で、光照射面Ｗに沿って伸びるよう配置されている。
そして、放電ランプ１２から放射された光がリフレクタ２３によって反射され、リフレクタ２３の回転楕円面状の反射面２３Ａの第２焦点Ｆｒ２に集光される。
第２焦点Ｆｒ２において一旦集光された光は、広がりながらシリンドリカルレンズ１７に入射し、シリンドリカルレンズ１７の軸方向に直交する方向には集光されながら、光出射口１１Ａを介して出射される。したがって、光照射面Ｗ上のシリンドリカルレンズ１７の集光点Ｆｓ’に位置においてシリンドリカルレンズ１７の軸方向に線状に伸びる光照射領域ＩＡが形成される。
なお、線状の光照射領域を長く伸ばしたい場合には、図６に示されるように、光源部を並べて配置する。

このインクジェットプリンタにおいては、前述したように、光照射器６２Ａ，６２Ｂにおけるシリンドリカルレンズ１７の集光点Ｆｓ’位置、またはその付近に基材Ｒが位置されるよう配置されたヘッド部６０が、基材Ｒの上方位置を、放電ランプ１２が点灯されたままの状態で移動されることにより、放電ランプ１２からの光が、基材Ｒに対して、ヘッド部６０の移動方向に直交する方向に線状に集光されて照射され、これにより、基材Ｒに着弾された直後の紫外線硬化型インクが硬化される。
上記図９、図１０の構成の光照射器においては、図８示したものと同様の効果を得ることができるが、特に、図９、図１０に示したものでは、図８に示したものに比べ、シリンドリカルレンズが小型化している分、光照射器の重さが軽くなり、印刷速度、パターン形成速度の高速化により有利である。

上記説明では、ヘッド部を基材に対して移動させることにより画像を記録したりパターンを形成するものについて説明したが、本発明の光照射器は、ヘッド部の位置が固定され、基材が例えば間欠的に搬送されることにより画像が記録されたりパターンが形成されるものにも適用することができる。
また、本発明の光照射器は、光硬化型インクジェットプリンタだけでなく、２枚の光透過性基板の間の線状に塗布された光硬化性接着剤に光を照射して、当該２枚の光透過性基板を貼り合わせる、液晶等のパネルの貼り合せ装置に適用することもできる。
このようなパネルの貼り合せ装置においては、光照射器からの線状に伸びる光照射領域の長さを、光透過性基板間の線状に塗布された光硬化性接着剤の長さに応じて設計することができる。

本発明の光照射器の基本構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の光照射器の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の光照射器の構成例を示す図である。 光源部を二つ備えた光照射器の第１の構成例を示す図である。 光源部を二つ備えた光照射器の第２の構成例を示す図である。 光源部を二つ備えた光照射器の第３の構成例を示す図である。 光照射領域の形状例を示す図である。 図１に示した光照射器をインクジェットプリンタのヘッド部に適用した場合の構成を示す図である。 図２に示した光照射器をインクジェットプリンタのヘッド部に適用した場合の構成を示す図である。 図２に示した光照射器をインクジェットプリンタのヘッド部に適用した場合の構成を示す図である。 従来のインクジェットプリンタのヘッド部を示す図である。

符号の説明

１０ 光照射器
１１ 外装カバー
１１Ａ 光出射口
１２ 放電ランプ
１３ リフレクタ
１４，１５ 光源部
１７ シリンドリカルレンズ
１８ 反射ミラー（シリンドリカル・パラボラミラー）
２３ リフレクタ
２５ 光源部
６０ ヘッド部
６１ インクジェットヘッド
６２Ａ，６２Ｂ 光照射器
６３ キャリッジ
６５ ガイドレール
Ｗ 光照射面
ＩＡ 光照射領域
Ｒ 基材

Claims (6)

1. 放電容器内に一対の電極が対向配置されてなるショートアーク型の放電ランプと、
   当該放電ランプを取り囲むように配置された、当該放電ランプからの光を反射するリフレクタと、
   当該リフレクタにより反射された光を入射して一軸方向に集光するシリンドリカルレンズとを備え、
   前記放電ランプからの光を線状に伸びるように集光して光照射領域を形成する
   ことを特徴とする光照射器。
2. 前記リフレクタは、その光軸を中心とする回転放物面状の反射面を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の光照射器。
3. 前記リフレクタの光出射側には、断面が放物線状のシリンドリカルな反射面を有する反射ミラーが設けられ、
   上記反射ミラーは、上記リフレクタによる反射光を、上記シリンドリカルレンズによる集光位置上に線状に集光させるように該シリンドリカルレンズの両側に配置され、
   上記シリンドリカルレンズは、上記リフレクタによる反射光の内、上記反射ミラーに入射しない光を集光する
   ことを特徴とする請求項２に記載の光照射器。
4. 前記リフレクタは、その光軸を中心とする回転楕円面状の反射面を有するものであり、上記シリンドリカルレンズは、上記リフレクタで集光された光の光芒の大きさが、上記リフレクタの開口部の大きさより小さい位置に配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の光照射器。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光照射器が複数並んで配置され、互いに隣接する光照射器に係る光照射領域の少なくとも一部が、光照射器の並び方向に直交する方向に対して重なっている
   ことを特徴とする光照射器。
6. 光硬化型の液体状材料を基材に吐出するインクジェットヘッドおよび前記基材に吐出され着弾された液体状材料を硬化させるための光を照射する光照射器を有するヘッド部を備えてなり、当該ヘッド部と基材とを相対的に移動させながら、インクジェットヘッドから基材に前記液体状材料を吐出し、光照射器によって当該基材上に着弾した液体状材料に光を照射することにより、液体状材料を硬化させてパターンを形成するインクジェットプリンタにおいて、
   前記光照射器は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光照射器であることを特徴とするインクジェットプリンタ。

Images