JP2016034746A - 光照射装置および光硬化材料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接する他の部位への光の照射が防止または抑制され、装置全体の小型化が可能な光照射装置およびこの光照射装置を備えた光硬化材料処理装置を提供する。
【解決手段】ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向が互いに直交するとき、ｘ方向に並ぶ発光素子を有する光源部と、ｘ方向に伸びる柱状レンズと、第１の保持具および第２の保持具よりなるレンズ保持機構とを備え、ｘ方向およびｙ方向に伸びる被照射面に照射する光照射装置であって、柱状レンズの中心軸を含むｘ方向およびｚ方向に伸びる平面を基準面とし、第１の保持具および第２の保持具は柱状レンズの基準面の一側および他側に対接し、基準面Ｓに対する、柱状レンズの中心軸の位置Ｑと第１の保持具が対接する領域のうち被照射面に最接近した位置Ｔ１と結ぶ直線のなす角が、基準面Ｓに対する、位置Ｑと第２の保持具が対接する領域のうち被照射面に最接近した位置Ｔ２とを結ぶ直線のなす角より大きい。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばインクジェットプリンタや３Ｄプリンタなどに搭載される光照射装置およびこの光照射装置を備えた光硬化材料処理装置に関する。

従来、印刷分野や電子工業分野などにおいては、処理対象物、例えば保護膜、接着剤、塗料、インク、フォトレジスト、樹脂、配向膜等に対して、硬化処理、乾燥処理、溶融処理、軟化処理、或いは改質処理などを行うために、特定の波長の光を放射する光照射装置が多用されている。

例えば、特許文献１には、紫外線硬化型のインクを用いたインクジェットプリンタが開示されている。このインクジェットプリンタには、インクを射出するヘッド部と、このヘッド部に隣接して設置された光照射装置とが搭載されている。このようなインクジェットプリンタにおいては、ヘッド部には複数の吐出部が設けられている。そして、これらの吐出部から種々のインク（光硬化材料）が記録媒体に射出される。その後、記録媒体に射出されたインクに対して、光照射装置によって光が照射される。

しかしながら、上記のインクジェットプリンタにおいては、長期間使用すると、吐出部からのインクの射出量が不安定になることがある。このような現象が生じる一因は、ヘッド部に隣接して配置された光照射装置からの光が、当該ヘッド部における吐出部に直接ないし間接的に照射されることにより、吐出部においてインクが硬化し その硬化物によって吐出部からのインクの射出が阻害されるためである。
特に、３Ｄプリンタを代表とする光造形装置においては、被照射面に立体構造物が形成される。そのため、得られる立体構造物によって光照射装置からの光が反射されることにより、その反射光が、ヘッド部における吐出部に照射されやすくなる。その結果、吐出部からの光硬化性材料の射出量が不安定になる現象が生じやすい、という問題がある。

このような問題を解決するため、特許文献２には、光照射装置を、ヘッド部から距離Ｌだけ離間させると共に、当該光照射装置を傾斜させて配置することにより、光照射装置からの光が、当該ヘッド部における吐出部に照射されることを抑制するインクジェットプリンタが開示されている。
しかしながら、このインクジェットプリンタにおいては、光照射装置をヘッド部から相当に大きく離間させると共に傾斜して配置するため、装置全体が大型のものとなる、という問題がある。

特開２００４−３５８７６９号公報 特開２００９−２２６６９２号公報

そこで、本発明の目的は、隣接する他の部位に光が照射されることを防止または抑制することができ、しかも、装置全体の小型化を図ることができる光照射装置およびこの光照射装置を備えた光硬化材料処理装置を提供することにある。

本発明の光照射装置は、互いに直交する３つの方向をｘ方向、ｙ方向およびｚ方向としたとき、
複数の発光素子がｘ方向に並んだ状態で配置されてなる長尺な光源部と、
前記光源部に沿ってｘ方向に伸びる長尺な形状を有し、その長手方向の周面に、前記光源部からの光を受光する受光面および受光した光を出射する出射面を有する柱状レンズと、
第１の保持具および第２の保持具よりなり、前記第１の保持具および前記第２の保持具の間に前記柱状レンズを挟持するレンズ保持機構とを備えてなり、
前記柱状レンズの出射面からの光を、ｘ方向およびｙ方向に伸びる被照射面に照射する光照射装置であって、
前記柱状レンズの中心軸を含む、ｘ方向およびｚ方向に伸びる平面を基準面としたとき、
前記第１の保持具は、前記柱状レンズにおける前記基準面の一側に位置する周面領域に対接するよう設けられ、前記第２の保持具は、前記柱状レンズにおける前記基準面の他側に位置する周面領域に対接するよう設けられており、
前記柱状レンズの長手方向に垂直な断面において、
前記柱状レンズの中心軸の位置を位置Ｑ、前記柱状レンズにおける前記第１の保持具が対接する周面領域のうち、前記被照射面に最も接近した位置を位置Ｔ１、前記柱状レンズにおける前記第２の保持具が対接する周面領域のうち、前記被照射面に最も接近した位置を位置Ｔ２としたとき、
前記第１の保持具は、基準面Ｓに対する位置Ｑおよび位置Ｔ１を結ぶ直線のなす角αが、基準面Ｓに対する位置Ｑおよび位置Ｔ２を結ぶ直線のなす角βより大きくなるよう配置されていることを特徴とする。

本発明の光照射装置においては、前記光源部における前記発光素子の発光面の中心が、前記基準面よりも他側に配置されていることが好ましい。
また、前記柱状レンズにおける前記基準面の他側には、前記光源部よりの光を受け、前記柱状レンズを介して、前記基準面の一側に反射する反射鏡が、前記柱状レンズの長手方向に沿って設けられていることが好ましい。
また、前記第１の保持具は、前記柱状レンズの長手方向の端部において対接していることが好ましい。
また、前記第１の保持具および前記第２の保持具の各々は、前記柱状レンズに対接する挟持部と、前記挟持部に連結された、ｘ方向に伸びる被支持部とを備えてなり、前記被支持部の一端部において支持されるカンチレバー構造を有することが好ましい。

本発明の光硬化材料処理装置は、光硬化材料を吐出する吐出部を備えたヘッド部と、前記ヘッド部に隣接して設けられた、上記の光照射装置とを備えてなり、
前記光照射装置は、前記柱状レンズの出射面からの光が前記ヘッド部から離間する位置に照射されるよう配置されていることを特徴とする。

本発明の光照射装置によれば、柱状レンズの出射面から、基準面の他側から一側に向かう方向に光が出射され、第２の保持具によって基準面の他側から一側に向かって進む光以外の光の全部または大部分が遮光される。そのため、基準面の他側に隣接する他の部位に光が照射されることを防止または抑制することができる。しかも、隣接する他の部位に対して、光照射装置を離間して配置することが不要であるため、装置全体の小型化を図ることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る光照射装置の外観を示す斜視図である。 図１に示す光照射装置の内部の構成を示す説明用断面図である。 光源部、柱状レンズおよびヒートシンクをｙ方向から見た説明図である。 レンズ保持機構を拡大して示す説明用断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る光照射装置の内部の構成を示す説明図である。 図５に示す光照射装置のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る光照射装置の内部の構成を示す説明図である。 本発明の第４の実施の形態に係る光照射装置の内部の構成を示す説明図である。 本発明の光硬化材料処理装置の一例における構成の概略を示す説明図である。 レンズ保持機構の変形例を示す説明図である。 実施例１〜２および比較例１に係る光照射装置によるｙ方向における照度分布を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光照射装置の外観を示す斜視図であり、図２は、図１に示す光照射装置の筐体内部の構成を示す説明図である。図において、それぞれ矢印で示すｘ方向、ｙ方向およびｚ方向は、互いに直交する３つの方向である。
この光照射装置１の筐体２は、上面がｘ方向（図２において紙面に垂直な方向）およびｙ方向に伸びる平面とされ、４つの側面のうち互いに対向する２つの側面がｘ方向およびｚ方向に伸びる平面、その他の互いに対向する２つの側面がｙ方向およびｚ方向に伸びる平面とされている。筐体２の下面には、後述する柱状レンズ３０の照射面を露出させる開口が形成されている。

筐体２の内部には、ｘ方向に伸びる長尺な光源部２０が設けられている。光源部２０の斜め下方には、光源部２０に沿って伸びる長尺な形状を有する柱状レンズ３０が設けられている。光源部２０の上面には、例えばアルミニウムよりなるヒートシンク４０が設けられている。このヒートシンク４０には、図３に示すように、それぞれ上方に突出する複数のフィン４１が形成されている。ヒートシンク４０の上方には、冷却ファン（図示省略）が設けられている。ヒートシンク４０の下面には、柱状レンズ３０を挟持するレンズ保持機構１０が設けられている。

光源部２０は、長尺な矩形の基板２１を有する。この基板２１は、ｘ方向およびｙ方向に伸びる平面に沿って、当該ｘ方向に伸びる姿勢で配置されている。基板２１の表面（図２において下面）には、矩形の板状の複数の発光素子２５が、当該基板２１の表面すなわちｘ方向およびｙ方向に伸びる平面に沿ってｘ方向に並んだ状態で配置されている。発光素子２５の各々には、当該発光素子２５の発光面を覆う半球形状の封止レンズ２２が、基板２１の表面から突出するよう設けられている。そして、光源部２０は、各発光素子２５の発光面が下方を向く姿勢で配置されている。

光源部２０において、基板２１を構成する材料としては、窒化アルミニウム、アルミナセラミックス等のセラミックス材料、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂等の複合樹脂材料などを用いることができる。
また、封止レンズ２２を構成する材料としては、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス等のガラス材料、あるいは、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの透光性樹脂材料などを用いることができる。
また、発光素子２５としては、所要の光例えば紫外線を出射する発光ダイオードを用いることができる。

この例の柱状レンズ３０は、長手方向に垂直な断面が円形のものである。柱状レンズ３０は、その長手方向（ｘ方向）の周面における光源部２０に対向する領域に、当該光源部２０からの光を受光する受光面３１を有し、当該周面における受光面３１と反対側の領域に、受光された光を出射する出射面３２を有する。図示の柱状レンズ３０においては、後述する第１の保持具１１および第２の保持具１５から上方に露出する領域が受光面３１とされ、第１の保持具１１および第２の保持具１５から下方に露出する領域が出射面３２とされている。そして、柱状レンズ３０は、出射面３２がｘ方向およびｙ方向に伸びる被照射面Ｗに臨むよう配置されている。
柱状レンズ３０を構成する材料としては、石英ガラスやホウ珪酸ガラスなどのガラス材料を用いることができる。

レンズ保持機構１０は、第１の保持具１１と第２の保持具１５とにより構成されている。柱状レンズ３０の中心軸を含む、ｘ方向およびｚ方向に伸びる平面を基準面Ｓとしたとき、第１の保持具１１は、柱状レンズ３０における基準面Ｓの一側（図２において右側）に位置する周面領域に対接するよう設けられている。一方、第２の保持具１５は、柱状レンズ３０における基準面Ｓの他側（図２において左側）に位置する周面領域に対接するよう設けられている。

図４に示すように、第１の保持具１１および第２の保持具１５の各々は、柱状レンズ３０に沿ってｘ方向（図４において紙面に垂直な方向）に伸びる、柱状レンズ３０に対接する挟持部１２，１６を有する。挟持部１２，１６の各々には、ｘ方向に伸びる被支持部１３，１７が連結されている。そして、第１の保持具１１および第２の保持具１５の各々は、被支持部１３，１７の一端においてヒートシンク４０に支持されるカンチレバー構造を有する。図示の例では、第１の保持具１１および第２の保持具１５の被支持部１３，１７は、その一端において、ボルト１９ａ，１９ｂによって固定されている。

また、第１の保持具１１および第２の保持具１５の挟持部１２，１６における柱状レンズ３０に対接する面（以下、「対接面」という。）には、ｘ方向に伸びる溝１４，１８が形成されている。第１の保持具１１の挟持部１２においては、溝１４の中央位置から被照射面に離間する方向の厚みｄ１が、溝１４の底部の中央位置から被照射面に接近する方向の厚みｄ２よりも大きいものとされている。一方、第２の保持具１５の挟持部１６においては、溝１８の底部の中央位置から被照射面に離間する方向の厚みｄ３が、溝１８の中央位置から被照射面に接近する方向の厚みｄ４よりも小さいものとされている。

第２の保持具１５は、光源部２０からの光のうち、基準面Ｓの他側から基準面Ｓの一側に向かって進む光以外の光を遮光するよう配置されている。具体的に説明すると、光源部２０は、発光素子２５の発光面の中心Ｐを含む、ｘ方向およびｚ方向に伸びる平面Ｆが、基準面Ｓからその他側に離間した平面に位置するよう配置されている。そして、柱状レンズ３０の長手方向（ｘ方向）に垂直な断面（以下、「ｙｚ断面」ともいう。）において、柱状レンズ３０における第２の保持具１５が対接する周面領域のうち、被照射面Ｗに最も接近した位置を位置Ｔ２としたとき、第２の保持具１５は、位置Ｔ２が平面Ｆまたは平面Ｆより基準面Ｓに接近した平面上に位置するよう配置されている。これにより、光源部２０から放射される光のうち、平面Ｆに沿って進む光および基準面Ｓから離間する方向に進む光が、第２の保持具１５によって遮光される。

以上において、平面Ｆと基準面Ｓとの離間距離は、柱状レンズ３０および第２の保持具１５などの形状や寸法に応じて適宜設定されるが、ｙ方向における柱状レンズ３０の中心軸Ｑから他側の周面までの距離（図示の例では柱状レンズ３０の半径）の０．３〜１．５倍であることが好ましい。
また、基準面Ｓに対する発光素子２５の発光面の中心Ｐと柱状レンズ３０の中心軸Ｑとを最短で結ぶ直線のなす角は、例えば１０〜６０°である。
また、第１の保持具１１および第２の保持具１５の対接面は、その全面にわたって柱状レンズ３０に対接する必要はなく、例えばｙｚ断面において、それぞれ例えば２点以上で対接していればよい。

また、第１の保持具１１は、ｙｚ断面において、基準面Ｓに対する位置Ｑおよび位置Ｔ１を結ぶ直線のなす角αが、基準面Ｓに対する位置Ｑおよび位置Ｔ２を結ぶ直線のなす角βより大きくなるよう配置されている。ここで、位置Ｑは、柱状レンズ３０の中心軸の位置であり、位置Ｔ１は、柱状レンズ３０における第１の保持具１１が対接する周面領域のうち、被照射面Ｗに最も接近した位置であり、位置Ｔ２は、柱状レンズ３０における第２の保持具１５が対接する周面領域のうち、被照射面Ｗに最も接近した位置である。

図示の例の第１の保持具１１および第２の保持具１５においては、挟持部１２，１６のｚ方向における厚みが同等であり、第１の保持具１１の被支持部１３におけるｚ方向のサイズが、第２の保持具１５の被支持部１７におけるｚ方向のサイズより小さいものとされている。このため、第１の保持具１１の挟持部１２が、第２の保持具１５の挟持部１６よりも被照射面Ｗからｚ方向に離間した位置に配置されている。これにより、第１の保持具１１は、なす角αがなす角βより大きくなるよう配置されている。
以上において、なす角αは、７０〜９０°であることが好ましい。また、なす角αとなす角βとの差は、２５〜８０°であることが好ましい。

このような光照射装置１によれば、第１の保持具１１が、なす角αがなす角βより大きくなるよう配置されていることにより、柱状レンズ３０の出射面３２から、基準面Ｓの他側から一側に向かう方向に光が出射され、第２の保持具１５によって基準面Ｓの他側から一側に向かって進む光以外の光の全部または大部分が遮光される。そのため、基準面Ｓの他側に隣接する他の部位に光が照射されることを防止または抑制することができる。しかも、隣接する他の部位に対して、光照射装置１を離間して配置することが不要であるため、装置全体の小型化を図ることができる。

また、光源部２０から放射される光のうち、第１の保持具１１によって遮光される光の量を小さくすることができるため、光の利用効率の向上を図ることができる。

また、第１の保持具１１および第２の保持具１５が、被支持部１３，１７の一端において支持されるカンチレバー構造を有することにより、第１の保持具１２および第２の保持具１６の各々の自由端で柱状レンズ３０を保持することとなる。このため、被支持部１３，１７の撓み量を調整することができる。従って、柱状レンズ３０の中心軸の位置ずれが生じても、これを容易に調整することができる。
具体的に説明すると、第１の保持具１１および第２の保持具１５の端部の位置は、これをヒートシンク４０に固定する部材、例えばボルト１９ａ，１９ｂの回転数、締め具合等によって調整することができる。そのため、第１の保持具１１および第２の保持具１５の端部の位置を調整することにより、柱状レンズ３０の位置を調整することができる。
また、挟持部１６に設けられた溝１８の上側および下側で柱状レンズ３０を挟み込んで片側二接線で保持することにより、柱状レンズ３０の中心軸の位置ずれをさらに抑制することができる。

図５は、本発明の第２の実施の形態に係る光照射装置の内部の構成を示す説明図であり、図６は、図５に示す光照射装置のＡ−Ａ断面図である。この光照射装置のレンズ保持機構１０において、第１の保持具１１は、柱状レンズ３０をその長手方向（ｘ方向）の両端部において挟持する２つの保持部材１１ａ，１１ｂにより構成されている。一方の保持部材１１ａは、柱状レンズ３０の一端部において対接する挟持部１２ａと、この挟持部１２ａに連結された被支持部１３ａとにより構成されている。また、他方の保持部材１１ｂは、柱状レンズ３０の他端部において対接する挟持部１２ｂと、この挟持部１２ｂに連結された被支持部１３ｂとにより構成されている。一方の保持部材１１ａの挟持部１２ａにおける対接面には、ｘ方向に伸びる溝（図示省略）が形成されている。他方の保持部材１１ｂの挟持部１２ｂにおける対接面には、ｘ方向に伸びる溝１４ｂが形成されている。被支持部１３ａ，１３ｂは、ボルト１９ｃ，１９ｄによってヒートシンク４０に固定されている。この光照射装置におけるその他の構成は、図１および図２に示す光照射装置と同様である。

このような光照射装置によれば、図１および図２に示す光照射装置と同様の効果が得られる。
また、第１の保持具１１が、柱状レンズ３０の長手方向の両端部において対接する構成であることにより、光源部２０から放射される光のうち、第１の保持具１１によって遮光される光の量を小さくすることができる。そのため、光の利用効率の向上を図ることができる。

図７は、本発明の第３の実施の形態に係る光照射装置の内部の構成を示す説明図である。この光照射装置の光源部２０においては、各発光素子２５の各々に設けられた封止レンズ２２の各々は、その中心軸Ｌが平面Ｆから基準面Ｓ側に並進した平面内に位置されるよう形成されている。すなわち、封止レンズ２２の各々の中心軸Ｌは、それぞれ対応する発光素子２５に係る平面Ｆと位置が異なるように、基準面Ｓ側に離れている。この光照射装置におけるその他の構成は、図１および図２に示す光照射装置と同様である。
封止レンズ２２の中心軸Ｌと平面Ｆとの離間距離は、発光素子２５および封止レンズ２２の寸法に応じて適宜設定されるが、封止レンズ２２の半径の０．３〜０．７倍であることが好ましい。

このような光照射装置によれば、図１および図２に示す光照射装置と同様の効果が得られる。
また、この光照射装置おいては、封止レンズ２２の中心軸Ｌが、平面Ｆよりも基準面Ｓに接近した平面内に位置されている。そのため、発光素子２５から平面Ｆに沿って進む光および平面Ｆに対して基準面Ｓから離間する方向に進む光の一部が、封止レンズ２２の表面において、平面Ｆから基準面Ｓに接近する方向に屈折する。これにより、光源部２０から放射される光のうち、第２の保持具１５によって遮光される光の量を小さくすることができる。そのため、光の利用効率の向上を図ることができる。

図８は、本発明の第４の実施の形態に係る光照射装置の内部の構成を示す説明図である。この光照射装置においては、柱状レンズ３０における基準面Ｓの他側に、ｘ方向（図８において紙面に垂直な方向）に伸びる反射鏡３５が、柱状レンズ３０の長手方向に沿って設けられている。この反射鏡３５は、光源部２０よりの光を受けて柱状レンズ３０を介して基準面Ｓの一側に反射するよう、反射面３５ａが柱状レンズ３０に対向して配置されている。
具体的に説明すると、第２の保持具１５における光源部２０に対向する面には、ｘ方向に伸びる、断面が略台形の柱状の支持台３６が、第２の保持具１５の長手方向に沿って配置されている。この支持台３６における柱状レンズ３０に対向する面は、反射鏡３５を支持する支持面３６ａとされている。この支持面３６ａは、光源部２０側から第２の保持部１５の挟持部１６側に向かうに従って基準面Ｓに接近するよう、基準面Ｓに対して傾斜した状態に形成されている。そして、反射鏡３５は、その裏面が支持台３６における支持面３６ａに接した状態で支持されている。これにより、反射鏡３５の反射面３５ａは、光源部２０側から第２の保持部１５の挟持部１６側に向かうに従って基準面Ｓに接近するよう、基準面Ｓに対して傾斜した状態で、柱状レンズ３０に対向して配置されている。図示の例では、反射鏡３５は、反射面３５ａにおけるｘ方向に伸びる一側縁が柱状レンズ３０の外周面に当接した状態で配置されている。
反射鏡３５としては、アルミニウムよりなる基板の表面に、蒸着等によって金属多層膜が形成されてなるものを用いることができる。
この光照射装置におけるその他の構成は、図１および図２に示す光照射装置と同様である。

このような光照射装置によれば、図１および図２に示す光照射装置と同様の効果が得られる。
また、この光照射装置おいては、発光素子２５から平面Ｆに対して基準面Ｓから離間する方向に進む光が、反射鏡３５によって、柱状レンズ３０を介して基準面Ｓの一側に反射する。これにより、光源部２０から放射される光のうち、第２の保持具１５によって遮光される光の量を小さくすることができる。そのため、光の利用効率の向上を図ることができる。
また、光源部２０から放射される光が第２の保持具１５に照射されることを抑制することができるので、光源部２０からの光によって光照射装置の内部の温度が上昇することを抑制することができる。

図９は、本発明の光硬化材料処理装置の一例における構成の概略を示す説明図である。この光硬化材料処理装置は、インクジェットプリンタとして構成されたものであって、光硬化材料である紫外線硬化性のインクを記録媒体Ｍに吐出する複数の吐出部（図示省略）を備えた直方体状のヘッド部５０を有する。このヘッド部５０の両側の各々には、記録媒体Ｍに吐出された光硬化材料に対して紫外線を照射する光照射装置１が、当該ヘッド部５０に隣接して配置されている。この光照射装置１は、図１および図２に示す構成のものである。また、図２を参照して説明すると、光照射装置１の各々は、柱状レンズ３０の出射面３２からの光がヘッド部５０から離間する位置に照射されるよう配置されている。具体的には、光照射装置１の各々は、筐体２における基準面Ｓ（図２参照）の他側に位置する側面がヘッド部５０に接近した姿勢で配置されている。また、ヘッド部５０および光照射装置１の各々は、ｙ方向に伸びるガイドレール５５にｙ方向に移動自在に支持されている。

この光硬化材料処理装置においては、記録媒体Ｍが、適宜の搬送手段（図示省略）によってｘ方向に間欠的に搬送される。そして、ヘッド部５０をｙ方向に移動させながら、搬送された記録媒体Ｍに向かって、当該ヘッド部５０の吐出部からインクを吐出させる。これにより、記録媒体Ｍにはインクが付着する。その後、記録媒体Ｍに付着したインクに、光照射装置１によって光が照射されることにより、当該インクが硬化して記録媒体Ｍに定着する。

このような光硬化材料処理装置によれば、光照射装置１の各々における柱状レンズ３０の出射面３２からの光がヘッド部５０から離間する位置に照射されるため、ヘッド部５０の吐出部に光が照射されることを防止または抑制することができる。しかも、光照射装置１の各々をヘッド部５０に対して離間して配置することが不要であるため、光硬化材料処理装置全体の小型化を図ることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、以下のような種々の変更を加えることが可能である。
（１）柱状レンズ３０は、断面が円形のものに限られず、種々の形状のものを用いることができる。但し、柱状レンズ３０としては、受光面３１および出射面３２において、光が平面Ｆから離間する方向に屈折するものが好ましい。
（２）光源部２０は、それぞれｘ方向に伸びる２つの基板２１を有し、これらの基板２１の各々の表面に、複数の発光素子２５が、当該基板２１の表面に沿ってｘ方向に並んだ状態で配置されてなるものであってもよい。
（３）第１の保持具１１および第２の保持具１５の具体的な形態は、図４に示すものに限定されず、例えば図１０に示す形態のものであってもよい。図１０に示す第１の保持具１１および第２の保持具１５は、挟持部１２，１６が互いに非対称な形状を有する。具体的には、第１の保持具１１の挟持部１２は、ｚ方向の厚みＤ１が第２の保持具１５の挟持部１６のｚ方向の厚みＤ２より小さいものとされている。また、第１の保持具１１および第２の保持具１５の挟持部１２，１６の対接面には、ｚ方向の中央位置に、ｘ方向（図１０において紙面に垂直な方向）に伸びる溝１４，１８が形成されている。

〈実施例１〉
図４に示す構成に従って封止レンズを形成したこと以外は、図１および図２に示す構成に従い、下記の仕様の光照射装置を作製した。
光源部における基板は、材質が窒化アルミウニム、寸法が１０５ｍｍ×２０ｍｍ×１．０ｍｍである。発光素子は、ピーク波長が３９５ｎｍの発光ダイオードであり、出力が７００ｍＷ、寸法が１．０ｍｍ×１．０ｍｍ×０．１ｍｍである。発光素子の数は２５個であり、配置ピッチが４．０ｍｍである。封止レンズは、材質がシリコーン樹脂、半径が１．１ｍｍであり、中心軸Ｌと第一の平面Ｆとの離間距離が０．５ｍｍとなるよう形成されている。
柱状レンズは、材質が石英ガラス、全長が１１０ｍｍ、直径が１０ｍｍである。
第１の保持具および第２の保持具は、材質がアルミニウム、全長が１０８ｍｍ、各挟持部のｚ方向の厚みは４ｍｍである。各挟持部の対接面には、断面が半円状の溝が形成されており、その半径は０．５ｍｍである。第１の保持具において、溝の中央位置から被照射面に離間する方向の厚み（ｄ１）は３ｍｍ、溝の底部の中央位置から被照射面に接近する方向の厚み（ｄ２）は１ｍｍである。第２の保持具において、溝の中央位置から被照射面に離間する方向の厚み（ｄ３）は１ｍｍ、溝の底部の中央位置から被照射面に接近する方向の厚み（ｄ４）は３ｍｍである。

また、光源部、柱状レンズおよびレンズ保持機構は、下記の条件を満たす位置関係で配置されている。
平面Ｆと基準面Ｓとの離間距離が５ｍｍである。基準面Ｓに対する発光素子の発光面の中心Ｐと柱状レンズの中心軸Ｑとを最短で結ぶ直線のなす角は４５°である。
第２の保持具は、位置Ｔ２が平面Ｆ上に位置するよう配置されている。
基準面Ｓに対する位置Ｑおよび位置Ｔ１を結ぶ直線のなす角αは８５°、基準面Ｓに対する位置Ｑおよび位置Ｔ２を結ぶ直線のなす角βは５０°である。

〈実施例２〉
図８に示す構成に従って反射鏡を設けたこと以外は、実施例１と同様の仕様の光照射装置を作製した。
この光照射装置における反射鏡は、アルミニウムよりなる基板の表面に、蒸着等によって金属多層膜が形成されてなるものである。反射鏡の寸法は１０８ｍｍ×３．５ｍｍ×０．５ｍｍである。また、反射鏡は、反射面におけるｘ方向に伸びる一側縁が柱状レンズの外周面に当接した状態で、基準面Ｓに対する反射面の傾斜角度が１２．５°となるよう配置されている。

〈比較例１〉
第１の保持具を、基準面Ｓに対して第２の保持具と対称な形態のものに変更したこと以外は、実施例１と同様の仕様の光照射装置を作製した。

［試験１］
実施例１〜２および比較例１に係る光照射装置によって、柱状レンズからｚ方向に５ｍｍ離間した、ｘ方向およびｙ方向に伸びる被照射面に光を照射した。そして、被照射面のｙ方向における照度分布を測定した。結果を図１１に示す。
図１１において、縦軸は、比較例１に係る光照射装置による照度ピーク値を１とする相対照度である。また、横軸は、被照射面と基準面Ｓとが交差する基準線からのｙ方向の距離であり、基準面Ｓからその一側に離間する方向を正の値とし、基準面Ｓからその他側に離間する方向を負の値として示している。

図１１に示す結果から明らかなように、実施例１〜２に係る光照射装置によれば、被照射面のｙ方向において、基準面Ｓからその一側に１５ｍｍ離間した位置に照度ピークを有する照射領域が形成される。また、被照射面のｙ方向において、基準面Ｓより他側の領域の照度が実質的に０であることが確認された。
以上のことから、実施例１〜２に係る光照射装置によれば、基準面Ｓの他側に隣接する他の部位に光が直接乃至間接的に照射されることを防止または抑制することができる。

また、実施例２に係る光照射装置によれば、比較例１に係る光照射装置に比較して、被照射面のｙ方向において、基準面Ｓからその一側に離間した照明領域において高い照度が得られることが確認された。
また、実施例１に係る光照射装置による最大照度の値は、比較例１に係る光照射装置による最大照度の値の１．１倍であり、実施例２に係る光照射装置による最大照度の値は、比較例１に係る光照射装置による積算光量の値の１．２６倍であった。

［試験２］
実施例１〜２および比較例１に係る光照射装置について以下の試験を行った。
光照射装置と、当該光照射装置から５ｍｍ離間した、ｘ方向およびｙ方向に伸びる被照射面との位置関係を、１００ｍｍ／ｓｅｃの速度でｙ方向に相対的に変化させながら、当該光照射装置からの光を被照射面に照射した。そして、各光照射装置による、被照射面における積算光量を測定した。
その結果、実施例１に係る光照射装置による積算光量の値は、比較例１に係る光照射装置による積算光量の値の１．１５６倍であり、実施例２に係る光照射装置による積算光量の値は、比較例１に係る光照射装置による積算光量の値の１．５１倍であった。
以上のことから、実施例１に係る光照射装置は、比較例１に係る光照射装置に比較して光の利用効率が高いものであり、更に、実施例２に係る光照射装置は、実施例１に係る光照射装置に比較して光の利用効率が高いものであることが確認された。

１ 光照射装置
２ 筐体
１０ レンズ保持機構
１１ 第１の保持具
１１ａ，１１ｂ 保持部材
１２，１２ａ，１２ｂ 挟持部
１３，１３ａ，１３ｂ 被支持部
１４，１４ｂ 溝
１５ 第２の保持具
１６ 挟持部
１７ 被支持部
１８ 溝
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ ボルト
２０ 光源部
２１ 基板
２２ 封止レンズ
２５ 発光素子
３０ 柱状レンズ
３１ 受光面
３２ 出射面
３５ 反射鏡
３５ａ 反射面
３６ 支持台
３６ａ 支持面
４０ ヒートシンク
４１ フィン
５０ ヘッド部
５５ ガイドレール
Ｆ 平面
Ｌ 封止レンズの中心軸
Ｍ 記録媒体
Ｐ 発光素子の発光面の中心
Ｑ 柱状レンズの中心軸
Ｓ 基準面
Ｗ 被照射面

Claims (6)

1. 互いに直交する３つの方向をｘ方向、ｙ方向およびｚ方向としたとき、
   複数の発光素子がｘ方向に並んだ状態で配置されてなる長尺な光源部と、
   前記光源部に沿ってｘ方向に伸びる長尺な形状を有し、その長手方向の周面に、前記光源部からの光を受光する受光面および受光した光を出射する出射面を有する柱状レンズと、
   第１の保持具および第２の保持具よりなり、前記第１の保持具および前記第２の保持具の間に前記柱状レンズを挟持するレンズ保持機構とを備えてなり、
   前記柱状レンズの出射面からの光を、ｘ方向およびｙ方向に伸びる被照射面に照射する光照射装置であって、
   前記柱状レンズの中心軸を含む、ｘ方向およびｚ方向に伸びる平面を基準面としたとき、
   前記第１の保持具は、前記柱状レンズにおける前記基準面の一側に位置する周面領域に対接するよう設けられ、前記第２の保持具は、前記柱状レンズにおける前記基準面の他側に位置する周面領域に対接するよう設けられており、
   前記柱状レンズの長手方向に垂直な断面において、
   前記柱状レンズの中心軸の位置を位置Ｑ、前記柱状レンズにおける前記第１の保持具が対接する周面領域のうち、前記被照射面に最も接近した位置を位置Ｔ１、前記柱状レンズにおける前記第２の保持具が対接する周面領域のうち、前記被照射面に最も接近した位置を位置Ｔ２としたとき、
   前記第１の保持具は、基準面Ｓに対する位置Ｑおよび位置Ｔ１を結ぶ直線のなす角αが、基準面Ｓに対する位置Ｑおよび位置Ｔ２を結ぶ直線のなす角βより大きくなるよう配置されていることを特徴とする光照射装置。
2. 前記光源部における前記発光素子の発光面の中心が、前記基準面よりも他側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記柱状レンズにおける前記基準面の他側には、前記光源部よりの光を受け、前記柱状レンズを介して、前記基準面の一側に反射する反射鏡が、前記柱状レンズの長手方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光照射装置。
4. 前記第１の保持具は、前記柱状レンズの長手方向の端部において対接していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光照射装置。
5. 前記第１の保持具および前記第２の保持具の各々は、前記柱状レンズに対接する挟持部と、前記挟持部に連結された、ｘ方向に伸びる被支持部とを備えてなり、前記被支持部の一端部において支持されるカンチレバー構造を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光照射装置。
6. 光硬化材料を吐出する吐出部を備えたヘッド部と、前記ヘッド部に隣接して設けられた、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光照射装置とを備えてなり、
   前記光照射装置は、前記柱状レンズの出射面からの光が前記ヘッド部から離間する位置に照射されるよう配置されていることを特徴とする光硬化材料処理装置。

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