JP6639393B2 - 削減された迷光のためにオフセット照明を出射する方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、削減された迷光のためにオフセット照明を出射する方法及びシステムに関する。

従来の印刷硬化システム及び方法は、ポリマーフィルム又は紙のような基板に、ＵＶ硬化インキなどのような光硬化性材料を塗布して硬化することを備えても良い。特に、インキのような光硬化性材料は、最初に、プリンタヘッドを介して基板に適用されても良い。続いて、光硬化性材料は光源を用いて基板上で硬化されても良い。従来のシステムでは、プリンタヘッドを介して基板上に光硬化性材料を適用するのに続けて、光硬化性材料が便宜上硬化されるようにするために、プリンタヘッドは光源の隣に置かれている。したがって、光源から出射した光の一部分は、ターゲット基板（target substrate）を照り付けた後に、プリンタヘッド上に反射し返されて、光硬化性材料がターゲット基板に適用される前に、プリンタヘッドでの光硬化性材料（例えば、光硬化性インキ）の硬化を引き起こし、加速されたプリンタヘッドの劣化につながる。プリンタヘッドでのインキの硬化を緩和する従来の解決方法は、反射光がターゲット基板からプリンタヘッドに入射するのを減らすために、プリンタヘッド（及び、光源）を基板から増加した距離に配置することを含む。他の従来の解決方法は、もしかするとプリンタヘッド上に反射し返される光源からの出射光の一部分をブロックするように配置されたじゃま板（baffles）、及び、反射光がプリンタヘッドに到達する前に反射光をブロックするように配置されたじゃま板を用いることを含む。

ここで、発明者は、上述の解決方法に伴う潜在的な問題を認識した。すなわち、プリンタヘッドの基板からの距離が増えると、基板表面での光の照射量が減り、より長い硬化時間及びより低いシステム効率という結果になる。その上、じゃま板を用いることは、装置構成の費用及び複雑さを増加し、プリンタヘッド及び光源の近くにじゃま板があることは、印刷の信頼性と、光硬化性表面での光出射とに干渉する。

上述した問題を少なくとも部分的に解決する一つの解決方法は、光硬化性材料を照射する方法を含み、当該方法は、発光要素のアレイ（array）から光硬化性表面に向けて第１の軸周辺（about a first axis）で光を照射すること、発光要素のアレイと光硬化性表面との間に置かれた光学要素を介して照射光を方向付けること、ここで、光学要素の中心軸は第１の軸からずれており、光学要素を介して方向付けられた照射光を光硬化性表面に向けて第１の軸からはなれるように非対称に偏向すること（deflecting）を備える。

他の実施の形態では、印刷硬化システムは、発光要素のアレイを含む照明モジュール（lighting module）と、結合光学系（coupling optics）と、実行可能な指令を有するコントローラとを備えても良く、実行可能な指令は、発光要素の中心軸が発光要素のアレイの第１の軸からずれるように、アレイ上に結合光学系を配置すること、発光要素のアレイから光硬化性表面に向けて第１の軸周辺の光を照射すること、結合光学系を介して照射光を方向付けること、及び、結合光学系を介して方向付けられた照射光を光硬化性表面に向けて第１の軸から離れるように非対称に偏向するためのものである。

更なる実施の形態では、照明モジュールは、光硬化性表面に向けて第１の軸周辺で非対称に光を出射する発光要素のアレイと、アレイと光硬化表面との間に置かれた光学要素とを備えても良く、光学要素の中心軸は第１の軸からずれていて、発光要素のアレイからの出射光を光硬化性基板に向けて第１の軸から離れるように非対称に方向付ける。

このような方法で、ターゲット基板からプリンタヘッドへの光の反射を減らし、プリンタヘッドでの光硬化性材料の硬化を減らし、プリンタヘッドの劣化を減らすために、印刷硬化システムにおいて、光源からの出射光をプリンタヘッドから離れるように偏向することの技術的な成果が達成されても良い。

詳細な説明で更に説明される概念を選択したものを簡略化した形態で紹介するために、上述の概要が提供されることを理解すべきである。それは、クレーム化した主題の要点や本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、クレーム化した主題の範囲は、詳細な説明に続くクレームにより唯一定義される。その上、クレーム化した主題は、上又はこの開示のいずれかの部分で言及した何らかの不都合を解決する実施の形態に限定されない。

近似的ランベルト（near-Lambertian）発光パターンの例を示す。 発光要素の一定間隔の線形アレイの例の概略図である。 図２の発光要素の一定間隔の線形アレイの照射量パターン（irradiance pattern）を示す概略図である。 光源及び隣接するプリンタヘッドの例を示す図である。 光源及び隣接するプリンタヘッドの例を示す図である。 光源からの発光パターンの垂直断面図である。 光源からの発光パターンの垂直断面図である。 光源からの発光パターンの垂直断面図である。 光源からの発光パターンの垂直断面図である。 光源からの発光スペクトルの垂直断面図である。 光源からの発光スペクトルの垂直断面図である。 照明システムの例を示す概略図である。 光学要素モジュールの例を示す。 光源の例の正面斜視図である。 光学要素モジュールの例の正面斜視図である。 光学要素モジュールの例の断面図である。 レンズの中心軸を示す概略図を示す。 光硬化性被覆を照射する方法のフローチャートの例である。 シリンドリカルフレネルレンズの例の斜視図である。 図１４Ａのシリンドリカルフレネルレンズの例の断面図である。 シリンドリカルフレネルレンズの例の斜視図である。 図１４Ｃのシリンドリカルフレネルレンズの例の断面図である。 シリンドリカルフレネルレンズを備えた光源の例の部分垂直断面図である。

本明細書は、プリンタ、被覆システム及びそれらを用いた方法に関する。光硬化性インキを用いた従来の印刷硬化システムでは、光源から出射した光は、ターゲット基板を照り付けた後に、プリンタヘッドに反射し返されて、インキがターゲット基板に適用される前のインキの硬化及びプリンタヘッドの劣化につながる。ここで、発明者はレンズを用いて、光源からの出射光線をずらすか偏向するかして、反射した光線がプリンタヘッドに入射するのを防いだ。この構成は、材料がターゲット基板に到達する前に、硬化されるのを防ぐという優れた効果を有する。

図１は、ＬＥＤ発光要素に関する近似的ランベルト発光パターンの例を示す。図２は、一定間隔で配置された発光要素の線形アレイの例を表す概略図を示し、図３は、図２に示した発光要素の一定間隔の線形アレイに関する照射量パターンの例を示す。図４Ａ、４Ｂはそれぞれ、光学素子を有さない、オフセットシリンドリカルレンズを有する、光源及びプリンタヘッドの例を示す。図５は、光源からの発光の概略垂直断面図を示す。図６は、オフセットシリンドリカルレンズを含む光源からの発光の概略垂直断面図を示す。図７は、（オフセットロッドレンズを用いた）発光の側面図を示す。図８は、光源に関する構成の例の概略図である。図９は、光学要素モジュールの例を示し、図１０は、光源の例の正面斜視図である。光学要素モジュールの例は、図１１Ａ、１１Ｂに表される。図１２は、光学要素の中心軸を示す。図１３は、光硬化性被覆を照射する方法に関するフローチャートの例である。多数の溝の（multi-groove）及び１つの溝の（single-groove）シリンドリカルフレネルレンズの例が図１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び１４Ｄに表される。図１５は、１つの溝のシリンドリカルフレネルレンズを備えた光源の例を示す。

図１を見ると、それは、ＬＥＤ型の発光要素のような近似的ランベルト型の光源に関する発光パターン１００を示す。発光パターンは、近似的ランベルト型の光源に由来する光の角度広がりが大きく、走査角度０度に一致する主発光軸１０４周辺に対称的に分散していることを示す。その上、放射強度プロファイル１１０は、光源からの出射角が−９０°から＋９０°まで変化するのに伴い、変化する。したがって、近似的ランベルト型の光源により照射される表面は、光によって一様に照射されないかもしれない。

図２は、発光要素の高いアスペクト比のアレイ２００の例の簡単な概略図を示す。１つの例では、発光要素はランベルト型の発光要素を備えても良い。図２に示すように、高いアスペクト比のアレイ２００は、発光要素２２０の３６ｍｍの一定間隔の線形アレイを備える。「一定間隔」は、各発光要素の間隔２４０が同じで良いことを意味する。発光要素は、例えば、プリント基板（ＰＣＢ）のような基板２１０に搭載されても良い。発光要素の線形アレイに加えて、高いアスペクト比のアレイは、発光素子の２次元のアレイを含んでも良い。２次元の高いアスペクト比のアレイは、第１の寸法において第１の数の発光要素を含み、第２の寸法において第２の数の発光要素を含み、第１の数が第２の数よりも少なくともとても大きくても良い。例えば、発光要素の２×８の２次元アレイは高いアスペクト比のアレイと考えられても良い。

図３は、図２のＬＥＤの一定間隔の線形アレイから６ｍｍ離れて位置する固定面での照射量パターンのプロット３００を示す。プロット３００の照射量パターンは、Ｚｅｍａｘ（登録商標）のような光学シミュレーションプログラムを用いて生成されても良い。曲線３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０は、出射角度９０°に対して垂直に向く光源から６ｍｍ離れた表面での、それぞれ、１．８０、１．６５、１．３０、０．９０、０．４０、０．２０Ｗ／ｃｍ^２の一定の照射量の線を近似する。図３は、横方向軸（widthwise axis）及び長手方向軸（lengthwise axis）における、一定間隔の線形アレイから出射した光の角度広がりを示す。一定間隔のアレイからの照射量は、パターンの中心から周辺に向かって強度を減らしながら、２次元パターンに渡って変化する。図３の照射量パターンで示す通りに、光の分布は、主発光軸３０４の周辺で広く分散される。

図１０を見ると、それは光源１０００の例の正面斜視図を示す。光源は、発光要素の線形アレイと、筐体１０１０の正面の窓及び正面カバー１０１６と、側面１０１８と、留め金具１０３０とを含む筐体１０１０を備える。図示したように、光源１０００は、正方形又は丸みを帯びた長方形の箱の形状の筐体１０１０を有しても良い。側面が筐体の正面から後ろ方向に垂直に拡がり、光源が並んだときに同じ平面に位置するような、他の筐体形状を用いても良い。

図４Ａを見ると、それは、図１０で上述した光源１０００のような、光源１０００の筐体１０１０を含む、印刷被覆システム４００の概略図を示す。印刷被覆システム４００は、プリンタ４１０を含んでも良い。プリンタ４１０は、底面４５０が光源１０００の筐体１０１０の底面（例えば、正面カバー１０１６）と同じ平面である、搭載された及び／又は配置されたプリンタヘッド４３０を備えても良い。底面４５０は、底面４５０を介してプリンタヘッドから印刷インキが噴射されるときに、プリンタヘッド表面として言及されても良い。図１０に示すように、光は、正面カバー１０１６を介して光源１０００から出射される。したがって、印刷インキ及び光の両方が、プリンタヘッド４３０の底面４５０及び光源１０００の正面カバー１０１６の両方と位置合わせされた共通平面を介して出射される。図４Ａに示すように、光線４２０は、主発光軸４７０周辺で光源１０００から対称的に出射され、ターゲット基板４４０で反射し返されるかもしれない。図４Ａに示すように、ターゲット基板４４０から反射し返された光線のいくらかは、基板からプリンタヘッド４３０に反射し返されて、プリンタヘッドのノズルでのインキの硬化により、プリンタヘッドの不発（misfiring）又はプリンタヘッドの噴射の問題の原因になる。プリンタヘッドは、プリンタヘッド上に照射される光を測定するために、プリンタヘッドに渡って配置されたセンサ４３６を更に備えても良い。このように、ターゲット基板４４０からプリンタヘッド上に反射し返された光は測定され、コントローラ１４１４に入力される。

図４Ｂを見ると、それは、光源１０００の筐体１０１０の内側に配置されたシリンドリカルレンズ６６０を更に備えた、変更された印刷硬化システム４０１の概略図を示す。正面カバー１０１６がプリンタヘッド４３０の底面４５０と同じ平面に留まるように、シリンドリカルレンズ６６０の発光底面が正面カバー１０１６と同じ平面か、少し後退するように、シリンドリカルレンズ６６０は配置されている。図４Ｂに示すように、シリンドリカルレンズ６６０は、光源から軸を外して（off-axis）位置合わせされ、その発光面及び正面カバー１０１６から出射した光線は、傾けられた伝播軸４８０（例えば、出射光線が中央に分散される発光軸）周辺に改めて方向付けられる。傾けられた伝播軸４８０は、光源の主発光軸４７０から離れるように傾けられ、又は、角度付けられている。主発光軸４７０に関して、傾けられた伝播軸４８０の傾きの程度（例えば、角度変位量）は、シリンドリカルレンズの形状及び幾何学的配置（geometry）を含む他の要因と同様に、光源の主発光軸４７０に関して、シリンドリカルレンズ６６０のずれ（例えば、オフアクシスアライメント（off-axis alignment））の大きさに依存しても良い。シリンドリカルレンズ６６０のずれ量は、主発光軸４７０からの距離４０２による、シリンドリカルレンズ６６０の中心軸４０４のずれ量により特徴づけられても良い。もしも、レンズの中心軸が、光源１０００の主発光軸４７０と位置合わせされるならば（例えば、ずれがなく、距離４０２が０）、出射光線は、プリンタヘッド４３０から偏向されないかもしれない。

いくつかの例では、レンズの中心軸は、レンズの物理的中心を通過しても良い。中心軸は、レンズの長手方向の中心を通過するレンズの長手方向軸と位置合わせされても良い。例えば、回転対称レンズの場合には、中心軸は、典型的にはレンズの物理的な中心において、頂点（正のレンズ）又は谷（負のレンズ）に対して垂直であっても良い。非回転対称レンズの場合には、中心軸は、第１の軸（例えば、短軸）の頂点又は谷と、第２の軸（例えば、長手方向軸）の頂点又は谷とによって定義される２つの平面の交線であっても良い。図１２に示すように、もしも、第１の軸が倍率を有していなければ（例えば、シリンドリカルレンズ）、中心軸は、倍率を有する軸（powered axis）の頂点又は谷と、倍率を有さない軸（non-powered axis）の頂点又は谷とに対して垂直な平面で与えられても良い。

例えば、主発光軸４７０からのシリンドリカルレンズのずれの程度を増加させることは、傾けられた伝播軸４８０の傾きの程度を増加するかもしれない。したがって、出射光は、主発光軸４７０の一方の側に、ずれ量により決定される角度で、偏向されるかもしれない。出射光線又は照射光線を偏向することは、光線を屈折すること、反射すること、回折すること、コリメートすること（collimating）、焦点を合わせることの１つ以上を含んでも良い。

図４Ｂに示すように、傾けられ、ずらされた反射光線４６０のプリンタヘッド４３０への反射は、削減されるかもしれない。かくして、プリンタヘッドの表面での光硬化性材料の硬化は軽減され、プリンタヘッドの劣化は削減されるかもしれない。更に、プリンタヘッドとターゲット基板４４０との間の距離４９０は削減され、硬化速度は増加し、従来のシステム及び方法と比較して、印刷被覆システムの効率は増加するかもしれない。

図９を見ると、それは、中心軸９１６を含む光学要素９１０のための光学要素モジュールの図を示す。光学要素モジュール９００の周囲は、へこんだレンズ領域９０６及びへこんだ搭載領域９１２と比べて高くなっている光学要素モジュール９００の外縁９０２により輪郭を描かれている。光学要素９１０は、様々な幾何学的構造（例えば、ロッド、フレネル、シリンドリカルなど）を有し、へこんだレンズ領域９０６のへこんだ形状は、様々な幾何学的形状の光学要素を収容するのに役立つかもしれない。へこんだ位置合わせ領域９０２は、光源に光学要素モジュール９００を位置合わせするのに役立つかもしれない。例えば、光学要素は、留め金具ホルダ９０４に配置された留め金具により位置を固定され得る。へこんだ位置合わせ領域は、更に、複数の調整用隆起（adjustment ridge）９０８を有しても良い。光学要素９１０の搭載縁部（mounting edge）を調整用隆起９０８の１つ以上に位置合わせすることは、光学要素９１０を配置して、図４Ｂを参照して上記したように、光学要素９１０の中心軸９１６と出射光線の主発光軸との間の特定のずれ距離４０２を達成するのに役立つかもしれない。その上、光学要素モジュール９００は、光学要素モジュール９００の外縁９０２近くに位置する、１つ以上の間隔支持体（spacing support）９１４を含んでも良い。間隔支持体９１４は、光学要素モジュール９００において、光学要素９１０を固定するための追加の支持を提供しても良い。

図５Ａ及び図５Ｂは、発光要素の高いアスペクト比のアレイの長手方向軸に沿った断面を示す図である。図２で上記した図４Ａの高いアスペクト比のアレイと同様に、発光要素は、主発光軸５５０周辺に近似的ランベルトプロファイルを有する光を出射しても良い。主発光軸に平行な印刷軸５６０は、図４Ａに示すように、光源１０００の隣に位置するプリンタヘッドから基板へ印刷インキが散布された後に、印刷インキがたどる経路の例を示す。すなわち、図４Ａ及び図４Ｂの通り、プリンタヘッド及びインキを散布するプリンタヘッド表面は、印刷軸５６０に沿って位置し、正面カバー１０１６の発光表面と同一平面上の位置にあっても良い。

図５Ａは、更に、光源１０００から出射した光の遮光強度スペクトル（shaded light intensity spectrum）５０２を示す。図５Ａに示すように、光強度は光源１０００から短い距離のところで最も集中し、光源１０００からの距離が増すと急速に分散する。図５Ｂは、概略的な形態の直線状の輪郭（linear contour）５２０、５３０、５４０として、図５Ａの光強度スペクトル５０２を重ねた図である。

図５Ｂに示すように、光線５７０は、印刷軸５６０を超えて拡がることを含め、主発光軸５５０の両側周辺に対称的に拡がる。印刷軸５６０を超えてたどる光線が基板からプリンタヘッドへ反射される、図４Ａと同じ状況が示されている。

図６Ａ及び図６Ｂは、オフセットシリンドリカルレンズ６６０を用いた光源からの発光スペクトルの垂直断面図を示す。図６Ａは、更に、光源１０００から出射した光の遮光強度スペクトルを示す。図６Ｂは、概略的な形態で、直線状の輪郭６１０、６２０、６３０として、図６Ａの光強度スペクトル６０２を重ねた図である。図６Ｂに示す直線状の輪郭６１０、６２０、６３０は等しい光強度の領域を示す。図６Ｂに示す出射光線６８０は、光源１０００から来た光線が、オフセットシリンドリカルレンズ６６０により方向付けられる方向を示す。図５Ｂとは異なって、図６Ｂの出射光６８０は、主発光軸５５０の両側周辺に対称的に拡がっていない。図６Ｂに示すように、オフセットシリンドリカルレンズ６６０を備えることにより、中心軸６５０は、主発光軸５５０からずれている。中心軸６５０に対する主発光軸５５０のこのシフトは、印刷軸５６０から離れるような出射光線６８０の偏向を示す。図６Ｂに示すように、シリンドリカルレンズ６６０は、様々な幾何学的構造が可能である。

図６Ａ及び図６Ｂと同様の状況が、図７Ａ及び図７Ｂに示される。図７Ａ及び図７Ｂは、オフセットロッドレンズ７４０を用いた光源からの発光スペクトルの垂直断面図を示す。図７Ａは、更に、光源１０００から出射した光の遮光強度スペクトル７０２を示す。図７Ｂは、概略的な形態で、直線状の輪郭７１０、７２０、７３０として、図７Ａの光強度スペクトル７０２を重ねた図である。図７Ｂに示す直線状の輪郭７１０、７２０、７３０は等しい光強度の領域を示す。図５Ｂとは異なって、図７Ｂの出射光７６０は、主発光軸５５０の両側周辺に対称的に拡がっていない。図７Ｂは、光源１０００から出射した光線が、オフセットロッドレンズ７４０により方向付けられるかもしれない方向を示す。図７Ｂに示すように、中心軸７５０は、主発光軸５５０からずれている。中心軸７５０に対する主発光軸５５０のこのシフトは、出射光線７６０の印刷軸５６０から離れるように偏向することを示す。ロッドレンズ７４０を備えることにより、出射光線７６０が印刷軸５６０から離れるように偏向され得る。加えて、ロッドレンズ７４０を備えることは、ターゲット基板４４０上に光線７６０を集中させる。図５Ｂの出射光線５７０及び図６Ｂの出射光線６８０と比較すると、図４Ａで上記した、ターゲット基板４４０に向けて、主発光軸５５０から離れるように偏向された、より焦点の合った出射光線で、図７Ｂの出射光線７６０はより集中している。出射光線５７０及び出射光線６８０と比較すると、出射光線７６０の集中が増加したことは、硬化速度を増加し、印刷硬化システムの効率を増加する潜在的な利点を有する。

図８を参照すると、それは、照明システム１４００の構成例のブロック図を示す。例として、印刷硬化システムは、プリンタヘッド４３０を含むプリンタ４１０が照明システム１４００の隣に配置された照明システム１４００を備えても良い。例えば、図４Ｂは、プリンタ４１０が光源１０００（例えば、照明サブシステム）の隣に配置された印刷硬化システムを示す。

１つの例では、照明システム１４００は、発光サブシステム１４１２、コントローラ１４１４、電源１４１６及び冷却サブシステム１４１８を備えても良い。発光サブシステム１４１２は、複数の半導体装置１４１９を備えても良い。複数の半導体装置１４１９は、例えば、ＬＥＤ装置の線形アレイのような、発光要素の線形アレイ１４２０であっても良い。半導体装置は、発光出力（radiant output）１２２４を提供しても良い。発光出力１２２４は、照明システム１４００から、固定平面に位置する被加工物（workpiece）１４２６に向けられても良い。その上、発光要素の線形アレイは、１つ以上の方法が、被加工物１４２６における光出力の利用できる長さを増加するために採用された、発光要素の枝重み付き（edge weighted）線形アレイであっても良い。例えば、枝重み付きで間隔をあけること（edge weighted spacing）、個々の発光要素をレンズ化すること（例えば、結合光学系を提供すること）、異なる強度の個々の発光要素を提供すること、及び、個々のＬＥＤに差動電流（differential current）を供給することの１つ以上が上記したように採用されても良い。

発光出力１４２４は結合光学系１４３０を介して被加工物１４２６に向けられても良い。結合光学系１４３０は、もしも用いられるのであれば、様々な方法で実施されても良い。例として、結合光学系は、半導体装置１４１９と窓１４６４との間に置かれた、１つ以上の層、材料、他の構造を有し、被加工物１４２６の表面に発光出力１４２４を提供しても良い。例として、結合光学系１４３０は、発光出力１４２４の収集、集光、コリメーション（collimation）あるいは質又は有効量を強化するマイクロレンズアレイを含んでも良い。他の例として、結合光学系１４３０はマイクロレフレクタ（micro-reflector）アレイを含んでも良い。そのようなマイクロレフレクタを採用するときは、発光出力１４２４を提供する各半導体装置は、各マイクロレフレクタに１対１で配置されても良い。他の例として、発光出力２４及び発光出力２５を提供する半導体装置の線形アレイ１４２０は、マクロレフレクタ（macro-reflector）に多対１で配置されても良い。このような方法で、各マイクロレフレクタに各半導体装置が１対１で配置されるマイクロレフレクタと、マクロレフレクタにより半導体装置からの発光出力の量及び／又は質が更に強化されるマクロレフレクタとの両方を、結合光学系１４３０は含んでも良い。

結合光学系１４３０の層、材料、他の構造のそれぞれは、選択された屈折率を有しても良い。各屈折率を適切に選択することにより、発光出力１４２４の経路における層、材料、他の構造の間の境界面での反射が選択的に制御されても良い。例として、例えば、半導体装置と被加工物１４２６との間に配置された窓１４６４のような選択された境界面におけるそのような屈折率の違いを制御することにより、被加工物１４２６への最終的な出射のためのその境界面での発光出力の伝播を強化するために、その境界面での反射が削減又は増加されても良い。例えば、結合光学系は、特定の波長の入射光が吸収され、他の波長の入射光が反射されて被加工物１４２６の表面に焦点が合せられるような２色性の（dichroic）レフレクタを含んでも良い。

結合光学系１４３０は様々な目的で採用されても良い。目的の例には、中でも、半導体装置１４１９を保護する目的、冷却サブシステム１４１８に関連する冷却液を保持する目的、発光出力１４２４を収集し、集光し、コリメートする目的、又は、他の目的が、単独で又は組み合わされて、含まれる。更なる例として、特に、被加工物１４２６に出射されるときの、発光出力１４２４の有効品質（effective quality）、均一性、量を強化するために、照明システム１４００は結合光学系１４３０を採用しても良い。

更なる例として、結合光学系１４３０は、半導体装置１４１９の線形アレイ１４２０かた出射した光をコリメートし、焦点を合わせるための、線形シリンドリカルフレネルレンズのような、シリンドリカルフレネルレンズを備えても良い。特に、シリンドリカルフレネルレンズは線形アレイ１４２０と位置合わせされて、線形アレイ１４２０からの出射光はシリンドリカルフレネルレンズを介して出射され、シリンドリカルフレネルレンズはレンズの長さに及ぶ線形アレイの横方向軸における光の角度広がりを削減しても良い。いくつかの例では、シリンドリカルフレネルレンズは、図１５に示すように、窓１０２０のような窓の位置で用いられても良い。シリンドリカルフレネルレンズは、１つの溝のレンズ又は多数の溝のレンズであって、１つのシリンドリカルフレネルレンズと比べて、横方向軸における出射光の角度広がりを更に削減しても良い。

複数の半導体装置１４１９の内の選択されたものは、コントローラ１４１４にデータを提供するために、結合電子系（coupling electronics）１４２２を介してコントローラ１４１４に結合されても良い。更に下記するように、コントローラ１４１４は、例えば、結合電子系１４２２を介して、そのようなデータを提供する半導体装置を制御するように実施されても良い。コントローラ１４１４は、電源１４１６及び冷却サブシステム１４１８に接続され、それらを制御するように実施されても良い。例えば、コントローラは、被加工物１４２６に照射される光の利用可能な長さを増加させるために、線形アレイ１４２０の中間部に配置された発光要素により大きな駆動電流を供給し、線形アレイ１４２０の端部に配置された発光要素により小さな駆動電流を供給しても良い。その上、コントローラ１４１４は電源１４１６及び冷却サブシステム１４１８からデータを受信しても良い。１つの例では、被加工物１４２６表面の１つ以上の位置での照射量はセンサに検知され、フィードバック制御機構（control scheme）のコントローラ１４１４に伝達されても良い。更なる例では、コントローラ１４１４は、（図８に示していない）他の照明システムのコントローラと通信し、両方の照明システムの制御を調整しても良い。例えば、多重照明システムのコントローラ１４１４は、親子式直列制御アルゴリズム（master-slave cascading control algorithm）で動作し、１つのコントローラの設定値は、他のコントローラの出力値で設定されても良い。他の例として、並べて配置された多重照明システムのためのコントローラ１４１４は、多重照明システムに渡る照射光の均一性を増加させるために、同一の方法で照明システムを制御する。

電源１４１６に加えて、冷却サブシステム１４１８、発光サブシステム１４１２、コントローラ１４１４は、内部要素１４３２及び外部要素１４３４に接続されて、それらを制御するように実施されても良い。示したように、要素１４３２は照明システム１４１０の内側にあり、示したように、要素１４３４は照明システム１４１０の外側にあって、それらは、被加工物１４２６に関連し（例えば、操作、冷却、他の外部設備）、又は、照明システム１４１０が支援する光反応（例えば、硬化）に関連しても良い。

コントローラ１４１４が、電源１４１６、冷却サブシステム１４１８、発光サブシステム１４１２及び／又は要素１４３２、要素１４３４の１つ以上から受信するデータには、様々なタイプがあっても良い。例として、データは、結合した半導体装置１４１９に関連する１つ以上の特性の代表値（representative）であっても良い。他の例として、データは、データを提供する発光サブシステム１４１２、電源１４１６、冷却サブシステム１４１８、内部要素１４３２、外部要素１４３４のそれぞれに関連する１つ以上の特性の代表値であっても良い。更に他の例として、データは、被加工物１４２６に関連する１つ以上の特性の代表値（例えば、非加工物に向けられた発光出力エネルギー又はスペクトル成分の代表値）であっても良い。その上、データは、これらの特性のある組み合わせの代表値であっても良い。

コントローラ１４１４は、何らかのそのようなデータを受けて、そのデータに反応するように実施されても良い。例えば、何らかのそのような構成要素からのそのようなデータに反応して、コントローラ１４１４は、電源１４１６、冷却サブシステム１４１８、発光サブシステム１４１２（１つ以上のそのように結合した半導体装置を含む）、及び／又は、要素３２、要素３４の１つ以上を制御するように実施されても良い。例として、被加工物に関連する１つ以上の箇所で光エネルギーが不十分であることを示す発光サブシステムからのデータに反応して、コントローラ１４１４は、（ａ）１つ以上の半導体装置への電源の電力供給を増やす、（ｂ）冷却サブシステム１４１８を介して発光サブシステムの冷却を強化する（例えば、ある発光装置は、もしも冷却されると、より大きな発光出力を提供する）、（ｃ）そのような装置に電力を供給する時間を増やす、（ｄ）上記の組み合わせ、のいずれかを実施されても良い。

印刷硬化システムが照明システム１４００を備える例では、コントローラ１４１４は、プリンタヘッドにある光センサ４３６からの入力も受信しても良い。例えば、被加工物からプリンタヘッド上に反射し返される光の測定強度に反応して、コントローラ１４１４は、被加工物１４２６からプリンタヘッド上に反射し返される光の強度を減らすために、光学要素（例えば、照明システム１４００の結合光学系１４３０）の横方向のずれ量を調整しても良い。

発光サブシステム１４１２の個々の半導体装置１４１９（例えば、ＬＥＤ装置）は、コントローラ１４１４により独立して制御されても良い。例えば、コントローラ１４１４は、第１の強度、波長などの光を出射する１つ以上の個々のＬＥＤ装置の第１のグループを制御し、異なる強度、波長などの光を出射する１つ以上の個々のＬＥＤ装置の第２のグループを制御しても良い。１つ以上の個々のＬＥＤ装置の第１のグループは、半導体装置の同じ線形アレイ１４２０の中にあっても良いし、多重照明システム１４００の半導体装置１４２０の１つ以上の線形アレイから離れていても良い。半導体装置の線形アレイ１４２０は、他の照明システムの半導体装置の他の線形アレイからコントローラ１４１４により独立して制御されても良い。例えば、第１の線形アレイの半導体装置は第１の強度、波長などの光を出射するように制御され、他の照明システムの第２の線形アレイの半導体装置は第２の強度、波長などの光を出射するように制御されても良い。

更なる例として、（例えば、特定の被加工物、光反応、及び／又は、動作条件のセットのための）条件の第１のセットの下では、コントローラ１４１４は、第１の制御方法を実施するように照明システム１４１０を動かし、（例えば、特定の被加工物、光反応、及び／又は、動作条件のセットのための）条件の第２のセットの下では、コントローラ１４１４は、第２の制御方法を実施するように照明システム１４１０を動かしても良い。上記したように、第１の制御方法は、第１の強度、波長などの光を出射するように、１つ以上の個々の半導体装置（例えば、ＬＥＤ装置）を動かすことを含み、第２の制御方法は、第２の強度、波長などの光を出射するように、１つ以上の個々のＬＥＤ装置を動かすことを含んでも良い。ＬＥＤ装置の第１のグループは、第２のグループと、ＬＥＤ装置の同じグループであっても良いし、ＬＥＤ装置の１つ以上のアレイに及んでも良いし、第２のグループとはＬＥＤ装置の異なるグループであっても良いが、ＬＥＤ装置の異なるグループは、第２のグループの１つ以上のＬＥＤ装置の部分集合を含んでも良い。

冷却サブシステム１４１８は、発光サブシステム１４１２の熱的挙動を管理するように実施されても良い。例えば、冷却サブシステム１４１８は、発光サブシステム１４１２、より具体的には、半導体装置１４１９の冷却を提供しても良い。冷却サブシステム１４１８は、被加工物１４２６、及び／又は、被加工物１４２６と照明システム１４１０（例えば、発光サブシステム１４１２）との間の空間を冷却するように実施されても良い。例えば、冷却サブシステム１４１８は、気体又は他の液体（例えば、水）の冷却システムを備えても良い。冷却サブシステム１４１８は、半導体装置１４１９又はそれらの線形アレイ１４２０に取り付けられた冷却フィン（cooling fin）、又は、結合光学系１４３０に取り付けられた冷却フィンのような冷却要素を含んでも良い。例えば、冷却サブシステムは、熱伝導を強化するための外部フィンが取り付けられた結合光学系１４３０上に冷気を吹き付けることを含んでも良い。

照明システム１４１０は、様々な応用例で用いられても良い。例は、限定されないが、インキ印刷からＤＶＤの制作、リソグラフィまでに及ぶ硬化応用例を含む。照明システム１４１０が採用される応用例は、関連する動作パラメータを有することができる。つまり、応用例は、次のような関連する動作パラメータを有しても良い。１つ以上の期間に渡って適用される、１つ以上の波長の、１つ以上のレベルの出射強度（radiant power）の供給。応用例に関連する光反応を適切に遂行するために、１つ又は複数のこれらのパラメータの、１つ以上の所定のレベル以上で（及び／又は、ある時間、回数、回数の範囲に関して）、被加工物１４２６で、又は、被加工物１４２６の近くで、光強度が伝達される。

意図した応用例のパラメータに従うために、発光出力１４２４を提供する半導体装置１４１９は、例えば、温度、スペクトル分散及び出射強度などの応用例のパラメータに関連する様々な特性に従って操作されても良い。同時に、半導体装置１４１９は、半導体装置の製造に関連し、とりわけ、装置の破壊が起こらないようにし、及び／又は、装置の劣化を未然に防ぐために従われる、ある動作仕様を有しても良い。照明システム１４１０の他の構成要素も、関連する動作仕様を有しても良い。これらの仕様は、他のパラメータ仕様の中でも、動作温度及び適用される電力に関する範囲（例えば、最大値及び最小値）を含んでも良い。

したがって、照明システム１４１０は応用例のパラメータの監視を支援しても良い。加えて、照明システム１４１０は個々の特性及び仕様を含む半導体装置１４１９の監視を提供しても良い。その上、照明システム１４１０は、特性及び仕様を含む照明システム１４１０の選択された他の構成要素の監視を提供しても良い。

照明システム１４１０の動作が確実に評価されるために、そのような監視を提供することで、システムの適切な動作を確実にしても良い。例えば、照明システム１４１０は、１つ以上の応用例のパラメータ（例えば、温度、スペクトル分散、出射強度など）、そのようなパラメータに関連する構成要素の特性、及び／又は、構成要素の個々の動作仕様に関して、不適切に動作するかもしれない。監視の提供は、コントローラ１４１４により受信された１つ以上のシステムの構成要素からのデータに従って反応し、実行されても良い。

監視は、また、システムの動作の制御を支援しても良い。例えば、制御方法は、１つ以上のシステム構成要素からのデータを受信して反応する、コントローラ１４１４を介して実施されても良い。上記したように、この制御方法は、（例えば、構成要素の動作に関するデータに基づいて、構成要素に向けた制御信号を通じて、構成要素を制御することにより）直接的に実施され、（例えば、他の構成要素の動作を調整するために向けられた制御信号を通じて、構成要素の動作を制御することにより）間接的に実施されても良い。例として、発光サブシステム１４１２に適用される電力を調整する電源に向けられた制御信号を通じて、及び／又は、発光サブシステム１４１２に適用される冷却を調整する冷却サブシステムに向けられた制御信号を通じて、半導体装置の発光出力は間接的に調整される。

制御方法は、システムの適切な動作、及び／又は、応用例の実行を可能にし、及び／又は、強化するために採用されても良い。より具体的な例では、例えば、応用例の光反応を実行するために、被加工物１４２６に十分な輻射エネルギー（radiant energy）を向けるときに、仕様を超えて半導体装置１４１９を加熱しないようにするために、線形アレイの発光出力と動作温度との間のバランスをとり、及び／又は、バランスを強化するために、制御が採用されても良い。その上、いくつの例では、ターゲット基板４４０に向けて光源１０００から出射した光の角度変位量（angular deflection）を調整するために、光源の主発光軸に関して、レンズのずれ位置を自動的に調整するために、コントローラが用いられても良い。したがって、印刷硬化システムは、印刷硬化システムを手動で調整する必要なしに、連続する方法で、様々な硬化条件及びターゲット基板に対して、自動的に調整されても良い。

いくつかの応用例では、基板上に印刷された光硬化性材料を有する基板を含む、光硬化性材料を備えた被加工物１４２６に対して、高い出射強度が出射されても良い。したがって、発光サブシステム１４１２は、発光半導体装置の線形アレイ１４２０を用いて実施されても良い。例えば、発光サブシステム１４１２は高密度の発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイを用いて実施されても良い。ここでは、ＬＥＤアレイが用いられ、詳細に説明されるけれども、半導体装置１４１９及びその線形アレイ１４２０は、発明の原理から逸脱することなく、他の発光技術を用いて実施されても良い。他の発光技術の例は、限定されないが、有機ＬＥＤ、レーザダイオード、他の半導体レーザを含む。

この方法では、発光要素のアレイ、結合光学系、及び、発光要素の中心軸が発光要素のアレイの第１の軸からずれるように、アレイ上に結合光学系を配置するための実行可能な指令を有するコントローラを含み、光硬化性表面に向けて、発光要素のアレイから第１の軸周辺に光を照射し、結合光学系を介して照射光を方向付け、結合光学系を介して方向付けられた照射光を、光硬化性表面に向けて第１の軸から離れるように非対称に偏向する、照明モジュールを印刷硬化システムは備えても良い。結合光学系は、レフレクタ、及び／又は、フレネルレンズを備えたシリンドリカルレンズ、及び／又は、ロッドレンズを備えても良い。

光学要素を介して方向付けられた照射光を第１の軸から離れるように非対称に偏向することは、第１の軸に対して偏向角度で角度付けられた第２の軸周辺に照射光を偏向することを備えても良い。その上、印刷硬化システムは、中心軸と第１の軸との間のずれ量を増加させることにより、偏向角度を増加させる実行可能な指令を備えても良い。

図１１Ａを見ると、それは、光学要素筐体１１２０に搭載された、ロッドレンズ１１１０の例を備える光学要素モジュールの概略正面透視図を示す。光学要素筐体１１２０の締結孔（fastening hole）１１７０は、光学要素筐体１１２０にレンズ（例えば、ロッドレンズ１１１０）を固定するためのねじのようなハードウェアを搭載するために、及び、光学要素筐体１１２０に搭載板１１３０を固定するために、光学要素筐体１１２０の締結孔（fastening hole）１１７０は用いられても良い。光源からの光線１１９０が搭載板１１３０を介して、及び、ロッドレンズ１１１０を介して遮られずに透過するために、搭載板１１３０及び収容領域１１８０は透明であっても良い。異なる光学要素筐体１１２０が様々なタイプのロッドレンズ又は他のレンズの幾何学的形状を収容するのに用いられるようにするために、ロッドレンズ１１１０は様々な幾何学的形状を有することができ、光学要素筐体１１２０の外形寸法は基準寸法である（modular）ことができる。したがって、照明モジュールに光学要素モジュール１１００を搭載することは、光源の主発光軸を光学要素からずれるように自動的に位置合わせすることでも良い。特に、図１１Ａ及び図１１Ｂに示したように、ロッドレンズ１１１０が搭載されたときに、ロッドレンズの中心軸１１１８が主発光軸１１３６に平行で、しかし、主発光軸１１３６からずれるように、光学要素筐体１１２０は、光学要素筐体１１２０の長さに沿って延びる、同等ではない光学要素支持体１１５２、１１５４を備えても良い。

ロッドレンズ１１１０の側面１１４０は、光学要素筐体１１２０の側面１１５０と同じ平面に配置されても良い。加えて、ロッドレンズの正面１１１６は、光学要素筐体１１２０の正面と同じ平面か、正面からわずかに突出していても良い。この方法では、光学要素筐体１１２０は、ロッドレンズ１１１０から出射した光に干渉したり、光を妨げたりしないかもしれない。加えて、光学要素モジュール１１００が光モジュールに搭載されたときに、図４Ａ及び図４Ｂで説明した、正面カバー１０１６がプリンタヘッド４３０の底面４５０と同じ平面に留まるように、ロッドレンズの正面１１１６は、光源筐体１０１０の正面カバー１０１６と同じ平面か、正面カバー１０１６からわずかに後退していても良い。その上、ロッドレンズが、出射光線をターゲット基板４４０に向けて、プリンタヘッドから離れるように偏向できるようにするために、ロッドレンズ１１１０の中心軸１１１４は、（図１１に示していない）光源１０００の主発光軸１１３６からずれても良い。

図１１Ｂは、長手方向軸１１６２及び横方向軸１１６４で定義される平面で得られる切片１１Ｂ−１１Ｂで得られる、光学要素モジュール１１００の断面図を示す。光学要素筐体１１２０は、搭載された光学要素（例えば、ロッドレンズ１１１０）を、長手方向において光源から離して配置する。光学要素支持体１１５２、１１５４は、光学要素筐体１１２０にロッドレンズ１１１０を搭載することを容易にするために、同等ではない長さを有し、ロッドレンズ１１１０は主発光軸１１３６から横方向にずれている。ずれ量は、中心軸１１１８がずれ量１１４８により主発光軸１１３６から横方向にずれているところを参照しても良い。その上、光源からの、主発光軸１１３６周辺に中心を持つ光線１１９０が、光学要素（例えば、ロッドレンズ１１１０）に到達する前に、搭載板１１３０、領域１１８０を介して遮られずに透過するために、搭載板１１３０及び光学要素（例えば、ロッドレンズ１１１０）と光源との間の光学要素筐体の領域１１８０は透明であっても良い。例として、領域１１８０は、光学要素モジュール９００のへこんだレンズ領域９０６と同様に、光学要素筐体１１２０の孔、割れ目（gap）又は切り抜きであっても良い。

図１３を見ると、それは、光硬化性材料を照射する方法１３００のフローチャートの例を示す。方法１３００は、光硬化性表面に向けて、例えば、光源の主発光軸のような第１の軸周辺で光が照射される、１３００で始まる。光源は、ＬＥＤの線形アレイのような、発光要素の高いアスペクト比のアレイであっても良い。他の例では、光源は、光源からの照射光が第１の軸周辺に対称的に出射される、ランベルト型又は近似的ランベルト型の光源であっても良い。その上、光は、プリンタ及び光源を備える印刷硬化システムから照射されても良い。プリンタのプリンタヘッドは光源の正面カバーの隣にあって、正面カバーとは、光硬化性表面を覆って位置する平面で、位置合わせされても良い。このように、プリンタヘッドから基板上に散布される光硬化性材料は、光硬化性表面を形成しても良い。プリンタヘッドの隣にあり、プリンタヘッドとは平面で位置合わせされた光源から光を出射することにより、目的に合った方法で、光硬化性表面は硬化されても良い。

方法１３１０は、照射光がオフセット光学要素を介して方向付けられる、１３２０に続く。図１１Ｂに示すように、光学要素の中心軸は、第１の軸に関して横方向にずれても良い。その上、光学要素は光源と光硬化性表面との間に位置しても良い。光学要素は、シリンドリカルレンズ、ロッドレンズ、フレネルレンズなどのようなレンズであっても良い。光学要素は、中心軸が第１の軸から横方向にずれている、レフレクタ、回折器、屈折器、コリメータであっても良い。

次に、方法１３００は、照射光が光硬化性表面に向けて、第１の軸から離れるように非対称に偏向される、１３３０に続く。照射光を偏向することは、照射光を反射すること、回折すること、屈折すること、コリメートすることの１つ以上を備えても良い。光学要素は、光源の第１の軸から横方向にずらされているので、照射光は第１の軸から離れるように非対称に偏向される。このような方法で、光源から光硬化性基板上に出射された光は、プリンタヘッドから離れるように偏向されて、プリンタヘッドでの光硬化性材料の硬化を削減しても良い。

１３４０において、方法１３００は、偏向角度が増加又は減少されるべきか判断し、光学要素からの偏向光の偏向角度を増加又は減少させることにより続く。例として、光硬化性表面からプリンタヘッド上に反射し返される光の強度を削減するために、偏向角度は増加されても良い。このような方法で、プリンタヘッドでの光硬化性材料（例えば、ＵＶ硬化インキなど）の硬化は削減されても良い。逆に、例えば、硬化速度を増加するために、もしも、光硬化性表面を照射する光の強度を増加させるべきであるならば、偏向角度は削減されても良い。１つの例では、プリンタヘッドは、プリンタヘッドの光硬化性表面から反射された光の照射量を測定するためのセンサを備えても良い。

１３５０において、もしも偏向角度が調整されるべきであるならば、光学要素の中心軸の横方向のずれ量は、光源の主発光軸に関して調整されても良い。例えば、もしもセンサが、光硬化性表面から反射し返された光のより高い照射量を検出したならば（または、もしもプリンタヘッドでの光硬化性材料の硬化が観察されたならば）、光源の主発光軸（例えば、第１の軸）からの光学要素の横方向のずれ量は増加されても良い。逆に、もしもセンサが光硬化性表面から反射し返された光のより低い照射量を検出したならば、光源の主発光軸（例えば、第１の軸）からの光学要素の横方向のずれ量は維持されても良いし、硬化速度を増加するために削減されても良い。上記した通り、横方向のずれ量は、光学要素モジュールでの光学要素の搭載された位置合わせ位置を変更することにより手動で調整されても良い。他の例では、横方向のずれ量はコントローラにより自動で調整されても良い。

いくつかの例では、光学要素は、光学要素モジュールを形成するために、光学要素筐体１１２０と同様の光学要素筐体に搭載されても良い。その上、光学要素の中心軸を光源の主発光軸から横方向にずらすために、光源に光学要素モジュールをしっかりと搭載することで、光学要素を配置しても良い。その上、光学要素筐体での光学要素の搭載位置を調整するために、光学要素筐体は位置合わせ溝を備えても良い。このように、横方向のずれの大きさ又は程度は、光学要素筐体での光学要素の搭載位置を調整することで調整されても良い。

他の例では、コントローラは、光学要素モジュールが搭載される電気機械的サーボ機構を作動することにより、光学要素モジュールの横方向のずれの大きさを調整しても良い。光学要素モジュールを光源に関して横方向に移動させることにより、コントローラは光源に関し光学要素のずれ量を調整しても良い。１３５０の後に、方法１３００は終了する。

この方法では、光硬化性材料を照射する方法は、発光要素のアレイから光硬化性表面に向けて第１の軸周辺で光を照射すること、発光要素のアレイと光硬化性表面との間に置かれ、中心軸が第１の軸からずれた光学要素を介して照射光を方向付けること、光学要素を介して方向付けられた照射光を光硬化表面に向けて第１の軸から離れるように非対称に偏向することを備えても良い。中心軸は、第１の軸に平行で、しかし、一致しないもので良い。その上、照射光はシリンドリカルレンズを備えた光学要素を介して方向付けられても良い。更に、照射光を偏向することは、光学要素を介して方向付けられた照射光を光硬化性表面に向けて非対称にコリメートすること、光学要素を介して方向付けられた照射光を光硬化性表面に向けて非対称に屈折すること、光学要素を介して方向付けられた照射光を光硬化性表面に向けて非対称に回折すること、及び／又は、光学要素を介して方向付けられた照射光を光硬化性表面に向けて非対称に反射することを含んでも良い。

光学要素を介して方向付けられた照射光を第１の軸から離れるように非対称に偏向することは、照射光を、第１の軸に対して偏向角度で角度付けられた第２の軸周辺に偏向することを含んでも良い。その上、方法は、中心軸と第１の軸との間のずれ量を増加することにより、偏向角度を増加することを更に備えても良い。

図１４Ａ及び図１４Ｂを見ると、それらは、多数の溝のシリンドリカルフレネルレンズ１６００の例の、それぞれ斜視図及び断面図を示す。図１４Ａ及び図１４Ｂの多数の溝のシリンドリカルフレネルレンズは、１６の溝１６２０を有しているが、他の例では、多数の溝のシリンドリカルフレネルレンズは、より少ない、又は、より多い溝を有しても良い。例として、多数の溝のシリンドリカルフレネルレンズは５０の溝を有しても良い。更なる例として、シリンドリカルフレネルレンズはそれぞれ図１４Ｃ及び図１４Ｄの斜視及び断面図で示したように、中心レンズ軸１６６０周辺に中心を有する１つの溝（例えば、１つのプリズム）を有する１つの溝のシリンドリカルフレネルレンズ１６０２を備えても良い。一般に、シリンドリカルフレネルレンズで溝の数が増加すると、レンズの厚さは減少しても良い。いくつかの例では、線形シリンドリカルフレネルレンズは、ガラス成形処理により、ガラスから製造されても良いし、光学的に透明なプラスチックから製造されても良い。ガラスレンズは、プラスチックと比べると、高い熱負荷又は１２０℃を超える温度のような高い温度でも寸法的により熱安定であっても良い。しかしながら、多数の溝を備えたガラスシリンドリカルフレネルレンズは、ガラス成形により微細な鋭い端部及び点を獲得することが難しいことから、プラスチックシリンドリカルフレネルレンズと比べて、正確に製造することがより難しいかもしれない。例えば、ガラス成形されたレンズは、丸みを帯びた端部を有する傾向があり、多数の溝を有するレンズに関して、微細ピッチの多数の溝を獲得することはより難しいかもしれない。プラスチックを用いてフレネルレンズを製造することは、多数の溝を有するフレネルレンズに関して、より鋭いプリズムの隆起とより微細なプリズムのピッチ面を獲得することを可能にするかもしれない。

横方向軸１６０４での出射光の角度広がりをコリメートし、削減するために、１つ以上のシリンドリカルフレネル溝は、光源の長手方向軸１６０８に平行に向けられても良い。その上、シリンドリカルフレネルレンズの溝付き面１６３０が光源の方を向き、平坦なレンズ面１６４０が光源から離れた方を向いたグルーブイン配向（groove-in orientation）に、又は、シリンドリカルフレネルレンズの溝付き面１６３０が光源から離れた方を向き、平坦なレンズ面１６４０が光源の方を向いたグルーブアウト（groove-out）配向に、シリンドリカルフレネルレンズは向けられても良い。シリンドリカルフレネルレンズのグルーブイン及びグルーブアウト配向は、シリンドリカルフレネルレンズを介する光の伝播効率に強い影響を与えるかもしれない。図１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄに示したシリンドリカルフレネルレンズの溝の幾何学的形状（geometry）及び形状（shape）は、図示を目的とするもので、一定の縮尺で描かれていないかもしれない。シリンドリカルフレネルレンズは、透明な長手方向の端部１６１０を更に備えても良い。例として、シリンドリカルフレネルレンズは、長手方向の端部１６１０で光源に載っても良いし、図１１に示した光学要素筐体に類似する光学要素筐体に載っても良い。その上、（図４Ｂと同様の）印刷硬化システムにおいて、光源からの出射光をプリンタヘッドから離れるように偏向し、ターゲット基板からプリンタヘッドへ反射し返すこと、プリンタヘッドで光硬化性材料が硬化すること及びプリンタヘッドの劣化を削減するために、フレネルレンズの中心軸１６３２は、光源の主発光軸からずれても良い。

図１５を見ると、それは光源１７００の他の例の部分側面斜視図を示す。光源１７００は、上記した光源１０００と同様であっても良く、結合光学系を更に備えても良い。例えば、光源１７００の結合光学系は、例えば、シリンドリカルフレネルレンズ１７２０のような、シリンドリカルレンズを備えても良い。光源１０００と同様に、図１５は、正面カバー１０１６、留め金具１０３０、筐体側面１０１８、及び、発光要素１０９０の線形アレイを含む、光源１７００も示す。シリンドリカルフレネルレンズ１７２０は、１つの溝の、又は、多数の溝のシリンドリカルフレネルレンズ（例えば、図１４Ｃ及び図１４Ａにそれぞれ示すようなシリンドリカルフレネルレンズ）を備えても良く、シリンドリカルフレネルレンズ１７２０は、溝付き面１７２４に１つ以上の溝を備えても良い。シリンドリカルフレネルレンズ１７２０は、図１５に示すように、溝付き面１７２４が発光要素１０９０の方を向き、平坦な面１７２８が発光要素１０９０から離れた方を向いたグルーブイン配向を有しても良い。代わりに、シリンドリカルフレネルレンズ１７２０は、溝付き面１７２４が発光要素１０９０から離れる方を向き、シリンドリカルフレネルレンズの平坦な面１７２８が発光要素１０９０の方を向いたグルーブアウト配向を有しても良い。シリンドリカルフレネルレンズの平坦面１７２８及び側面１７８６は両方とも透明である。したがって、レンズ側面１７８６と隣り合わせの、レンズ側面１７８６に近い発光要素の終端部から照射された光の一部分は、レンズ側面１７８６を介して照射されても良い。光源のレンズ側面１７８６を介する光の照射は、並べて配置された従来の光源と比べて、隣接して並べて配置された多数の光源に渡たる照射光の不均一性を削減するかもしれない。並べた光源の間のすき間が削減されるような同じ平面の配置で、光源が並べて置かれるようにするために、レンズ側面１７８６は、正面カバー１０１６及び筐体側面１０１８の横と同じ平面にあっても良い。このため、筐体側面１０１８に搭載された留め金具１０３０は、しっかりと固定されたときに、筐体側面１０１８の平面からへこんでいても良い。前述した通り、筐体側面と同じ平面となるようにレンズ側面１７８６を位置合わせすることは、並んで配置された多数の光源に渡る照射光の間隔を削減し、その連続性を維持するかもしれない。その上、レンズ側面１７８６は正面平面から垂直に後退して（perpendicularly back）拡がっても良い。この方法では、並んだ光源の終端部の最初及び最後の発光要素が、各光源筐体の正面平面の長さに及ぶレンズ側面１７８６と隣接して配置されるように、多数の光源が並んで同じ平面に位置合わせされても良い。レンズ側面１７８６に隣接する線形アレイに最初及び最後の発光要素を配置することは、並んだ光源が、レンズの全長に渡って光を照射することを可能にしても良い。レンズ側面１７８６に隣接する線形アレイに最初及び最後の発光要素を配置することは、窓側面と最初及び最後の発光要素のそれぞれとの間に、小さな割れ目（例えば、割れ目１０８２）があるところに、最初及び最後の発光要素を配置することを備えても良い。

他の例として、筐体の正面に搭載されてシリンドリカルフレネルレンズ１７２０の正面を覆い、窓の正面平面が筐体の正面平面とほぼ同じ平面に位置合わせされ、窓の側面が筐体側面１０１８と同じ平面に位置合わせされるような、透明な窓（図示せず）を光源１７００は更に備えても良い。レンズ側面１７８６及び窓側面を筐体側面と同じ平面に位置合わせすることは、並んで配置された多数の光源に渡る照射光の間隔を削減し、連続性を維持するかもしれない。

その上、フレネルレンズの中心軸１７７０は、光源１７００の発光要素の主発光軸１７７２から横方向にずれていても良い。この方法では、光源１７００から出射された光は、（図４Ｂと同様の）印刷硬化システムのプリンタヘッドから離れるようにフレネルレンズにより偏向され、ターゲット基板からプリンタヘッドへ光が反射し返すこと、プリンタヘッドで光硬化性材料が硬化すること、及び、プリンタヘッドの劣化を削減する。

この方法では、照明モジュールは、光硬化性表面に向けて第１の軸周辺で対称的に光を出射する発光要素のアレイ、及び、アレイと光硬化性表面との間に置かれ、中心軸が第１の軸からずれて、発光要素のアレイからの出射光を光硬化性基板に向けて第１の軸から離れるように非対称に方向付ける光学要素を備えても良い。照明モジュールは、光学要素が搭載されて光学要素モジュールを形成する光学要素筐体を更に備えても良く、照明モジュールに光学要素モジュールを搭載するに際し、中心軸は第１の軸からずれている。光学要素モジュールは、除去可能に搭載可能な光学要素モジュールを備えても良い。その上、照明モジュールは複数の光学要素モジュールを更に備えても良く、複数の光学要素モジュールのそれぞれは、搭載された異なる光学要素を有し、光学要素モジュールのそれぞれは、中心軸を第１の軸からずらして、照明モジュールに１つずつ交換可能に搭載されても良い。更に、光学要素筐体は複数の位置合わせ用隆起９０８を備えても良く、複数の位置合わせ用隆起９０８のそれぞれは、光学要素の搭載縁部（mounting edge）と位置合わせされたときに、中心軸と第１の軸との間の異なるずれ量に対応しても良い。搭載縁部は、光学要素の一方の面に溝又は位置合わせ用マークを備えても良い。

ここに含まれる制御及び評価手順の例は、様々な光源及び照明システム構成とともに用いることができることに注意してほしい。ここで開示された制御方法及び手順は、実行可能な指令として非一時的なメモリに記録されても良い。ここで説明した特別な手順は、イベント駆動型、割り込み駆動型、マルチタスク型、マルチスレッド型などの、数ある処理手順の１つ以上を代表しても良い。かくして、示された様々な動作、操作及び／又は機能が、示された順序で、並行して、又は、ある場合には省かれて、実行されても良い。同様に、処理の順番は、図示及び説明を簡単にするために提供されており、ここで説明した実施例の特徴及び有利な効果を獲得するために必ずしも必要とされていない。示された動作、操作及び／又は機能の１つ以上は、用いられる特別な手順に依存して繰り返し実行されても良い。更に、示された動作、操作及び／又は機能は、エンジン制御システムでコンピュータ可読記録媒体の非一時的なメモリにプログラムされるべきコードを図的に示しても良い。

ここで開示した構成及び手順は、あくまでも例であって、多数の変形が可能であり、これらの特別な実施の形態が限定的な意味で考慮されるべきではないことは理解されるであろう。例えば、上記技術は、様々なランベルト型又は近似的ランベルト型の光源に適用できる。本開示の主題は、ここで開示された、様々なシステム、構成、他の特徴や機能、及び／又は特性の、全ての新規で、非自明な組み合わせ及び部分的な組み合わせを含む。

次に示すクレームは、新規で非自明であると考えられる、ある組み合わせ及び部分的な組み合わせを特に指摘する。これらのクレームは、「一つの」要素、「最初の」要素、又は、それらの均等物に言及しても良い。そのようなクレームは、２つ以上のそのような要素を要求も排除もしない、１つ以上のそのような要素の結合を含むと理解されるべきである。開示した特徴、機能、要素及び／又は特性の、他の組み合わせ又は部分的な組み合わせは、本クレームの補正によって、又は、この出願又は関連出願での新しいクレームの提示によって、クレームされても良い。元のクレームに対して、範囲が広い、狭い、等しい又は異なる、そのようなクレームは、本開示の主題に含まれると考えられる。

（関連出願の参照）
この出願は、２０１３年１２月５日に出願した「削減した迷光のためにオフセット照明を出射する方法及びシステム」と題する米国仮特許出願第６１／９１２，４７７号の優先権を主張し、そのすべての内容をあらゆる目的のために参照により本明細書に援用する。

Claims (11)

1. 発光要素の線形アレイからプリンタヘッドによって供給された光硬化性表面に向けて、第１の軸周辺で光を照射することであって、前記発光要素は前記線形アレイの長手方向軸に沿って配置され、前記発光要素の線形アレイに平行に発光要素の他のアレイが配置されていないこと、
   前記発光要素のアレイと前記光硬化性表面との間に置かれ、中心軸が前記第１の軸からずれている光学要素を介して、照射光を方向付けることであって、前記中心軸は前記第１の軸に平行であるが一致せず、前記光学要素は前記発光要素の線形アレイの長手方向軸に平行に向けられていること、及び、
   前記光学要素を介して方向付けた照射光を、前記光硬化性表面に向けて、第２の軸周辺で前記第１の軸から離れるように、かつ、前記プリンタヘッドから離れるように非対称に偏向することであって、前記第２の軸は前記第１の軸に対して鋭角の偏向角度を有すること、を含み、
   前記光学要素は、前記発光要素の線形アレイと前記光硬化性表面との間に置かれた唯一のレンズのみから構成されている
   方法。
2. 前記方法は光硬化性材料を照射するためのものである
   請求項１記載の方法。
3. 前記光学要素は、シリンドリカルレンズである
   請求項１記載の方法。
4. 前記中心軸と前記第１の軸との間のずれ量を増加することにより、前記偏向角度を増加することを更に備える
   請求項１記載の方法。
5. プリンタヘッドと、
   発光要素の線形アレイの長手方向軸に沿って配置された前記発光要素の線形アレイを含み、前記線形アレイの幅方向軸に沿って配置された発光要素の他のアレイを含まない照明モジュールと、
   前記発光要素の線形アレイと光硬化性表面との間に置かれた結合光学系と、
   前記結合光学系の中心軸が、前記プリンタヘッドから離れる前記発光要素の線形アレイの第１の軸に平行であるが一致せずに、当該第１の軸からずれるように、前記線形アレイ上に前記結合光学系を配置し、
   前記発光要素の線形アレイから前記光硬化性表面に向けて、前記第１の軸周辺で光を照射し、
   前記結合光学系を介して照射光を方向付け、
   前記結合光学系を介して方向付けられた照射光を、前記光硬化性表面に向けて、第２の軸周辺で前記第１の軸から離れるように、かつ、前記プリンタヘッドから離れるように非対称に偏向し、そこでは、前記第２の軸は前記第１の軸に対して鋭角の偏向角度を有し、前記結合光学系は前記発光要素の線形アレイの長手方向軸に平行に向けられたシリンドリカルロッドレンズを備え、前記シリンドリカルロッドレンズから発せられた照射光の各光線は前記プリンタヘッドから離れる鋭角で前記第１の軸から偏向される
   ための実行可能な指令を有するコントローラと、を備え、
   前記結合光学系は、前記発光要素の線形アレイと前記光硬化性表面との間に置かれた唯一のレンズのみから構成されている
   印刷硬化システム。
6. 前記中心軸と前記第１の軸との間のずれ量を減少させることにより偏向角度を減少させ、前記光硬化性表面を照射する光の強度を増加させるための実行可能な指令を更に備える
   請求項５記載のシステム。
7. プリンタヘッドを備えたプリンタ用の照明モジュールであって、
   発光要素の線形アレイの長手方向軸に沿って配置された前記発光要素の線形アレイであって、そこでは、前記発光要素の線形アレイと平行に配置された発光要素の他のアレイはなく、前記線形アレイは前記プリンタヘッドによって供給された光硬化性表面に向けて第１の軸周辺で対称的に光を発する、前記線形アレイと、
   前記発光要素の線形アレイの長手方向軸に平行に向けられ、前記線形アレイと前記光硬化性表面との間に置かれた光学要素と、を備え、
   前記光学要素の中心軸は前記第１の軸からずれ、前記発光要素の線形アレイからの出射光を、前記光硬化性表面に向けて、第２の軸の周辺で前記第１の軸から離れるように、かつ、前記プリンタヘッドから離れるように非対称に方向付け、前記中心軸は前記第１の軸と平行であるが一致せず、そこでは、前記第２の軸は前記第１の軸に対して鋭角の偏向角度を有し、前記中心軸と前記第１の軸との間のずれ量を減少させることにより前記偏向角度を減少させ、前記光硬化性表面を照射する光の強度を増加させ、
   前記光学要素は、前記発光要素の線形アレイと前記光硬化性表面との間に置かれた唯一のレンズのみから構成されている
   照明モジュール。
8. 光学要素モジュールを形成するために、光学要素を搭載した光学要素筐体を更に備え、
   前記照明モジュールに光学要素モジュールを搭載する際に、前記中心軸が前記第１の軸からずれている
   請求項７記載の照明モジュール。
9. 前記光学要素モジュールは、除外可能に搭載可能な光学要素モジュールを備える
   請求項８記載の照明モジュール。
10. 複数の光学要素モジュールを更に備え、
    前記複数の光学要素モジュールのそれぞれは、搭載された異なる光学要素を有し、
    前記光学要素モジュールのそれぞれは、前記中心軸を前記第１の軸からずらして、前記照明モジュールに対して１つずつ交換可能に搭載されている
    請求項９記載の照明モジュール。
11. 前記光学要素筐体は、複数の位置合わせ用隆起を備え、
    前記複数の位置合わせ用隆起のそれぞれは、前記光学要素の搭載縁部に位置合わせされたときに、前記中心軸と前記第１の軸との間の異なるずれ量に対応する
    請求項９記載の照明モジュール。