光照射器及喷墨打印机的制作方法

专利名称：光照射器及喷墨打印机的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用短弧灯来形成线状的细长光照射区域的光照射 器及喷墨打印机，尤其涉及在光照射对象物上形成照度分布被均匀化 的线状光照射区域而照射光线的光照射器、及搭载了该光照射器的将 光硬化型液体状材料吐出到基体材料而在该基体材料上记录图像或 电路等的图案的喷墨打印机。
背景技术：
由于可以通过凹版印刷方式简便且廉价地制作图像，因此近年 来，喷墨记录方式被应用在所谓照相、各种印刷、加标记、滤色器(colourfilter)的特殊印刷等的各种印刷领域。尤其是在喷墨记录方式中，通过组合喷墨打印机、印墨及专用纸 张就可得到较高的画质。所述喷墨打印机为吐出，控制微细点的喷墨 记录方式的喷墨打印机，所述印墨为改善了色再现区域 耐久性 吐 出适应性等的印墨，所述纸张为飞跃性地提升印墨吸收性*色材发色 性 表面光泽等的专用纸张。上述喷墨打印机可以按印墨的种类进行分类，其中有使用紫外线 等的光线照射使之硬化的光硬化型印墨的光硬化型喷墨方式。光硬化 型喷墨方式因臭气较低，且不论在专用纸张以外的纸张还是在没有速 干性 印墨吸收性的记录介质上都能记录这一点，而被瞩目。在此种光硬化型喷墨方式的喷墨打印机中(以下称为喷墨打印 机)，除了将印墨做成微小液滴而吐出到基体材料的喷墨头之外，放 射光线的光源被装载在托架上，在基体材料上移动仍点亮光源的托
架，而将光线照射在飞出并附着在基体材料后的印墨，使该印墨硬化 (例如参照专利文献l、 2、 3，非专利文献l)。此外，最近，喷墨打印机不仅用于上述那样的图像的记录印刷， 也尝试着用于形成电子电路的图案。此时，由喷墨头所吐出的液体状材料是用来形成光硬化型的光阻(rasist)印墨等的电路基板的材料， 而进行印刷(亦即图案的形成)的基体材料是例如印制电路板。光阻印墨的电路图案的形成也与图像的记录印刷同样，利用紫外 线等的光线的干燥硬化反应，从喷墨头所吐出的材料，有光阻剂或印 墨的区别，但喷墨打印机的装置构成是相同的。以下，作为喷墨打印机，将使用光硬化型的印墨将图像记录在基 体材料的装置作为例子加以说明。图10 (a)是表示喷墨打印机的头部的概略构成的立体图，图10 (b)是表示将图10 (a)所示光照射器6、 7以垂直于灯的光轴的平 面切开的剖面图。并且，图10 (a)表示为了能容易的进行后面的说 明而显示光照射器的内部。喷墨打印机1具有棒状的导轨2，而在此导轨2中支撑着托架3。 托架3通过托架驱动机构(未图示)，沿着导轨2往复移动基体材料 5。以下将此方向称为X方向。在托架3上装载着设有吐出彩色印刷所用的各色印墨的喷嘴(未 图示)的喷墨头4。在喷墨头4的、沿着托架3的移动方向的两侧， 设有光照射器6、 7，而光照射器6、 7对从喷墨头4的喷嘴朝基体材 料5吐出的液体材料的印墨照射紫外线。并且，将由上述喷墨头4、及光照射器6、 7所构成的部分以下 称为头部la。在图0中，当托架3—边朝图IOX方向靠近自己地移动， 一边 在基体材料5上进行印刷时，来自头部la的喷墨头4的印墨，禾U用 来自光照射器6的光线被硬化。此外，当托架3 —边朝图10X方向
内深部移动， 一边在基体材料5上进行印刷时，来自喷墨头4的印墨,通过来自光照射器7的光线被硬化。光照射器6、7具有向基体材料5侧具有开口 20的箱型盖部件8， 在该盖部件8的内部，配置有长弧型放电灯90，该长弧形放电灯90 是沿着与托架3的移动方向(X方向)正交的方向(以下称此方向为 Y方向)的线状光源。灯90的发光部长度是与喷墨头4的Y方向的 长度大致相等。作为这种长弧型放电灯，有例如高压水银灯或囟化金属灯等。对于灯90，在幵口 20的相反侧，设有反射从灯90放射的光线 (紫外线)的槽状反射器110。如图10 (b)所示，反射器110的剖 面是椭圆形状，而放电灯90配置在该反射器110的第一焦点，从灯 90所放射的光线(紫外线)，被线状地聚光在反射器110的第二焦点， 也加上来自灯卯的直线光被照射。基体材料5被配置成通过反射器110的第二焦点位置或其附近， 而在印墨所着弹的基体材料5，照射着利用反射器IIO被聚光的光线。专利文献1:日本特开2005-246955号公报专利文献2:日本特开2005-103852号公报专利文献3:日本特开2005-305742号公报非专利文献1:野口弘道，折笠辉夫「UV喷墨印刷的趋势J日 本印刷学会志，第40巻第3号32 (2003)最近，在如上述的喷墨打印机中，要求进一步加强使印墨硬化所 用的光线(紫外线)的照度。印墨能从喷墨头的喷嘴顺利地吐出，具有某种程度的低粘度。所 以，印墨飞出并附着在基体材料之后，若未立即使之硬化(光聚合)， 则著弹后的印墨点形状会变化而导致降低图像.品质。为了快速地进 行硬化(光聚合)，照射峰值照度高的光线，而一口气地进行聚合反 应较佳。
对于此种要求，考虑通过提高从光照射器所照射的光线的峰值照 度，并快速地进行聚合反应。例如，在上述非专利文献l，通过使用高照度的灯，可减轻氧气 的印墨硬化速度的降低程度，也即，表示通过快速地进行印墨的硬化 处理就可防止降低画质，例如可形成与长弧型放电灯的同等大小的光 照射区域，而且与长弧型放电灯相比较表示可得到更高照度的微波 UV灯的有效性。在该非专利文献l中所表示的微波UV灯的峰值照度是例如1000 1200mW/cm2左右。此外，在上述专利文献2中表示有这样的技术在面状地配置的 多个光源灯与基体材料之间配置透镜，通过将来自光源灯的光线聚光 并照射在基体材料，提升被照射在基体材料的光线的峰值照度。然而，即使利用透镜或镜子等的光学元件聚光来自光源灯的光线 并照射，只要不提高光源灯本体的亮度，所得到的峰值照度的大小也 有界限，此界限在使用非专利文献1所示的微波UV灯的情况也是同 样的。今后，考虑被要求进一步提高照射在基体材料的光线的峰值照 度，但是为了对应其要求，必须进一步提升灯的亮度。但是，将发光部的大的长弧型灯或微波UV灯的亮度提高到这以 上，在技术上是很困难的。此外，在如上述的喷墨打印机中，还有如下所示的问题。即，例 如在具有图IO所示的结构的以前的喷墨打印机中，放电灯卯通过开 口 20直接与基体材料5相对。因此，来自放电灯卯的光线直接地对基体材料5照射，但在从 放电灯90所出射的光线中，包括对紫外线硬化型印墨的硬化不需要 的可视域到红外域的光线，此外，来自随着点灯而使温度变高的放电 灯90的封体的辐射热也入射在基体材料5，因而基体材料5通过可 视域到红外域的光线及灯封体的辐射热(放射热)被加热。
作为基体材料5使用例如纸、树脂、薄膜等的容易因热变形的材 料的情况较多，若为了提高照度而使用电力大的灯，则可视域到红外 域的光线或辐射热所产生的对基体材料5的热影响的程度变大，基体材料5的温度为更高的状态，产生变形等而成为降低印刷品质的原因。对于此种问题，在放电灯与基体材料之间，配置反射镜(也称为 冷光镜)，仅反射对印墨的硬化所必要的波长的光线，并形成透过其 以外的波长的光线的蒸镀膜。仅将通过该反射镜反射的光线照射在基 体材料，由此可减低对基体材料的热影响。然而，在配置此种反射镜时，其分量会使从放电灯到基体材料的 光路长度变长，由此，在例如长弧型放电灯时，因为不能对放电灯的 长度方向进行聚光，因而光线所照射的面积(光照射区域)会扩展， 光线利用效率会降低，并且在光照射面(基体材料表面)中无法得到 充分高的照度。如以上所述，在利用光硬化型喷墨方式的喷墨打印机中，比以前 更难提高光照射面的峰值照度而更难提高印墨的硬化处理。为了解决上述问题，我们在先前提案作为光源灯，使用具有比长 弧型放电灯更高亮度的短弧型放电灯，能将来自此灯的光线线状地延伸而聚光并进行照射的光照射器(日本专利2006-120424)。图11表示在日本专利2006-120424中所提案的光照射器的结构 的一个例子。首先，将来自短弧型放电灯9的光线，在具有设置成围绕灯9的 旋转抛物面状反射面的反射器lll进行反射。之后，将在反射器lll 所反射的光线，以剖面具有抛物线状的圆柱形反射面的镜112进行反 射。来自灯9的光线用具有旋转抛物面状的反射面的反射器111反
射，则成为平行光。将平行的光线以剖面具有抛物线上的反射面的镜 112进行反射，则光线是朝垂直于图11的纸面的方向线状地聚光在 光照射面13上。但是，在上述光照射器中，并未特别考虑线状地聚光的光线的长 度方向的照度均匀度。所以，可以考虑光照射区域的照度分布是，中 央部的照度较高，而随着朝周边部，照度变低。为了跨过光照射区域进行均匀地处理，必须形成照度的均匀度良 好的光照射区域。若照度的均匀度不良，则产生不能跨过光照射区域 全域进行均匀处理的问题。发明内容本发明是依照上述情况而创作的，其目的在于提供一种光照射 器，照射线状聚光的光线，可得到高峰值照度，可使线状地聚光的光 线的照度均匀度更好。此外，本发明的其他目的在于提供一种喷墨打印机，具备上述光 照射器，能够高效率地进行印墨等的液体状材料的硬化处理，因此， 能够可靠地形成高画质的图像或电路等的图案，而且对基体材料的热 影响程度小。在本发明中，如下地解决上述课题。 0)在放电容器内设置相对配置有一对电极所成的短弧型放 电灯，及聚光来自上述灯的光线的光学元件，在垂直于从该光学元件所出射的光线的光轴的平面上，平行地配置多个棒透镜(rodlens)。 棒透镜是剖面为圆或接近于圆的形状的棒状透镜(图柱状透镜)，具有仅正交于一轴方向也即上述剖面而与通过剖面大致中心的直线 (以下将此直线称为棒透镜的轴)垂直的方向扩展光线的作用。 在本发明中，将多个上述棒透镜以与其轴方向平行地配置在垂直于从上述光学元件所出射的光线的光轴的平面上，因而光线仅朝正交
于棒透镜的轴的方向扩展，而从多个棒透镜所出射的扩展的光线，在 光照射面重叠，互补照度的强弱，使光照射区域的照度分布均匀化。 另一方面，在棒透镜的轴方向，光线不扩展，入射到棒透镜的光 线是从棒透镜直接出射，因而棒透镜的轴方向的光线通过上述光学元 件被聚光。因此，从棒透镜所出射的光线，在光照射面上线状地聚光在正交 于棒透镜的轴的方向，线状地聚光的光线的长度方向的照度进行均匀 化。(2) 作为上述(1)的光学元件，是使用配置成围绕上述放电灯， 且具有反射来自上述放电灯的光线的旋转椭圆面状的反射面的反射器o(3) 作为上述(1)的光学元件，使用配置成围绕上述放电灯， 且具有反射来自上述放电灯的光线的旋转抛物面状的反射面的反射 器、及聚光来自上述反射器的光线的凸透镜。(4) 并排配置多个具有上述(1)至(3)的结构的光照射器， 从互相邻接的光照射器出射且在光照射面聚光的线状的光照射区域 的至少一部分(端部)，相对于正交于光照射器的排列方向的方向重 叠。(5) 在上述(1)至(4)的光照射器中，在平行地配置的多个 棒透镜的光出射侧，设置反射镜，该反射镜反射在正交于棒透镜的轴 方向的方向扩展的光线。(6) —种喷墨打印机，具有头部，该头部具有备有将光硬化 型的液体状材料吐出到基体材料的喷墨头、及照射用于使吐出到上述 基体材料并且飞出并附着的液体状材料硬化的光线的光照射器， 一边 相对地移动当该头部与基体材料， 一边将上述液体状材料从喷墨头吐^ 出至基体材料，藉由光照射器将光线照射在飞出并附着在当该基体材' 料上的液体状材料，就可硬化液体状材料而形成图案的喷墨打印机， 其特征为作为上述光照射器使用(I)至(5)的任何一种的光照射 器。在本发明中，可得到以下的效果。(1) 设置聚光来自放电灯的光线的光学元件，将多个棒透镜平 行地配置在垂直于从该光学元件出射的光线的光轴的平面上，因而用 上述光学元件聚光的光线，通过多个棒透镜，仅朝正交于棒透镜的轴 方向的方向扩展并出射，而不会朝棒透镜的轴方向扩展。所以，可以 在光照射面上线状地聚光，此外，朝正交于棒透镜的轴方向的方向扩 展的光线，在光照射面互相重叠，互补照度的强弱。因此，能够以较简单的结构的装置，得到线状地聚光的均匀照度 分布的光照射区域。此外，作为放电灯，使用高亮度的短弧型放电灯，因而在光照射 面可得到高峰值照度，比以前的具有长弧型放电灯的光照射器，能够 实现小型、轻量化。(2) 通过反射器反射来自光源灯的光线，作成仅出射通过反射 器所反射的光线的构造，因而在例如出射紫外域的光线时，作为反射 器使用仅反射紫外线的多层膜蒸镀镜，由此从包括由放电灯所放射的 光线的可视域到红外域的光线、及随着放电灯的点灯的辐射热不会直 接地被入射在光照射对象物，能够将对于光照射对象物的热的影响程 度减低成较小。(3) 通过并排配置多个光照射器，与使用一个光照射器的情况 相比较，可得到更长的光照射区域。此外，与中央部区域比较，照度 低的周边部区域通过互相重叠而相加照度，成为具有与中央部区域同 等照度的状态。因此，在光照射区域中，可将具有充分高照度的有效 区域设定成较大，能够可靠地得到对应目的的大小的光照射区域。(4) 在平行地配置的多个棒透镜的光出射侧，通过设置反射朝 正交于棒透镜的轴方向的方向扩展的光线的反射镜，可规定光照射区
域的长度，又可补足低照度的周边部(端部)的照度。(5 )通过使用本发明的光照射器作为喷墨打印机的光照射器， 对于飞出并附着在基板的光硬化型印墨等的液体材料能够以高峰值 照度照射来自放电灯的光'线，使飞出并附着在基体材料后的印墨快速 地硬化(光聚合)，而縮短硬化所需的时间。因此，能够防止点形状变化的情况，而可靠地形成高画质的图像 或电路等的图案。而且，尤其是在使用紫外线硬化型印墨的物体中，被照射在基体 材料的光线以反射器反射从放电灯所出射的光线并进行照射的构造， 因而通过将反射器作成仅反射紫外线的多层膜蒸镀镜，从放电灯所放 射的光线中包含的印墨硬化所不需要的红外域到可视域的光线、及来 自随着放电灯的点灯的灯封体的辐射热，不会直接地被入射在基体材 料，能够防止基体材料变形。此外，本发明的光照射器，与具备长弧型放电灯的情况相比较， 能够实现小型、轻量化，能够实现喷墨打印机整体的轻量化，而且能 够实现提升印墨的硬化处理效率所引起的印刷速度或图案形成速度 的高速化。


图1 (a)及图1 (b)是表示本发明的第1实施例的光照射器的 结构图；图2 (a)至图2 (c)是表示棒透镜的剖面形状例的图； 图3 (a)及图3 (b)是表示本发明的第1实施例的变形例的图； 图4是表示改变棒透镜的各数而测定光照射区域的照度分布的 结果的图；图5 (a)至图5 (c)是表示改变棒透镜的个数时的棒透镜的配 置的图6是表示本发明的第2实施例的光照射器的结构图；图7 (a)至图7 (e)是表示本发明的第2实施例的光照射区域 的形状例的图；图8 (a)及图8 (b)是表示本发明的第3实施例的光照射器的 结构图图9是表示将本发明的光照射器适用于喷墨打印机的情况的结 构例的图；图10 (a)及图10 (b)是表示喷墨打印机的头部的概略结构图； 图11是表示以前的申请所提案的光照射器的结构的一个例子的图。附图标记说明1: 喷墨打印机la: 头部2: 导轨3: 托架4: 喷墨头5: 基体材料6、 7: 光照射器8: 盖体9: 放电灯 10、 101、 102:光源部11- 反射器14: 棒透镜15: 反射器16: 凸透镜17: 反射镜具体实施方式

(1)第1实施例图1是表示本发明的第1实施例的光照射器的结构图。图1 (a)是表示从棒透镜的轴方向观看的图，图1 (b)是表示从图1 (a)的 A方向观看的图。本实施例是表示使用具有旋转椭圆面状的反射面的 反射器作为聚光来自灯的光线的光学元件的情况。在图1中，构成光照射器的光源部10的短弧型的放电灯9，是 将例如波长300 450nm的紫外光有效率地放射的超超高压水银灯构 成，而在放电容器内， 一对电极为以电极间距离为例如0.5 2.0mm 的状态相对地配置，而且发光物质的水银及起动补助用的缓冲气体的 稀有气体及卤化物分别以规定封入量被封入而构成。在此，水银的封 入量是例如0.08 0.30mg / mm3。该放电灯9，是连结一对电极的直线沿着反射器11的光轴延伸 地配置。反射器11具有以其光轴为中心的旋转椭圆面状的反射面， 放电灯9的发光部(例如电弧的亮点)，是位于具有旋转椭圆面状的 反射面的反射器11的第一焦点。来自短弧型放电灯9的光线，在设置成围绕灯9的反射器11反 射，而在反射器11的第二焦点能聚光地从反射器]1出射。在此，放电灯9是配置成连结一对电极的直线沿着反射器11的 光轴延伸，而在相对于放电灯9的反射器11的开口的部分设有电极。 所以，从放电灯9所放射的光线不会直接照射在光照射面13，而从 放电灯9所放射的光线大部分是由反射器11反射后出射。因此，如下所述，作为反射器，使用例如从可视域到红外域的光 源、及透过来自灯的辐射热，使用具有仅反射紫外域的光线的功能的 多层膜被蒸镀的冷光镜，防止包括在从放电灯所放射的光线的可视域 到红外域的光线被照射在光照射面，而可防止光照射面的温度上升。在反射器ll的光出射侧，圆柱形状的多个棒透镜14，平行地接
触地并排配置在垂直于通过反射器11反射而出射的光线的光轴的平 面上。并且，配置棒透镜的平面对于光轴也可以不是严格的垂直。若 在照度分布上没有很大影响的范围，则倾斜5。至10°左右也可以。由反射器11反射的光线，成为被聚光在该反射器11的第二焦点 的光线，而入射至棒透镜14。棒透镜14是对于其轴方向正交的方向的光线具有聚光之后扩展 的作用。但是对于沿着轴方向入射的光线并未具有功率。因此，入射在棒透镜14的光线中沿着轴方向的光线，如图1 (b) 所示，不受棒透镜14的影响而被聚光在椭圆的反射器的第二焦点。另一方面，如图1 (a)所示，入射于棒透镜14的光线中沿着正 交于轴方向的方向的光线，是通过棒透镜14聚光后扩展，照射在光 照射面。所以，在光照射面中，得到朝正交于棒透镜14的轴方向的方向 延伸的、线状地聚光的光线。在此，从各棒透镜14出射而扩展的光线，分别具有中央部的高 照度的照度分布。因为多个棒透镜14平行地排列在同一平面内，因 而从各棒透镜14出射的具有中央部高照度的照度分布的光线，在光 照射面中，各照度的峰值位置会偏离而重叠。因此，除了光照射区域 的周边部之外的区域的照度分布变得均匀。并且，棒透镜14的形状，不必是严密地圆柱形状。如图2(a) 所示，为了减小配置棒透镜14的空间，形成切除光入射侧的面或是 相反地光入射侧的一部分的形状也可以。但是，若切除部分较多时， 则扩展光线的功率其分量变弱，因而光线的重叠效果变小。此外，如图2 (b)所示，为了接触棒透镜且容易地平行排列， 切除侧面一部分的形状也可以，也可以将多个棒透镜一体成形地构 成。只要具有扩展入射的光线且在光照射面互相重叠的作用，任何形 状都可以。
此外，如图2 (C)所示，棒透镜彼此间不是严密地接触，稍微 具有间隙而排列也可以。通过此间隙从反射器11出射的光线直接通 过。但是，若其为对通过多个棒透镜扩展的光线重叠所产生的照度均 匀化的影响不会有很大妨碍程度的光线量就没有问题。用如图2 (C)所示的结构，就可减少棒透镜的支数而可削减成本。棒透镜的大小或个数、隔着间隔时的间隙的尺寸，是根据照射区 域的长度、照度、均匀度、或光照射器的重量的各种要求事项进行适 当设计。图1的例子是表示椭圆反射器11的第一焦点距离Fl=6mm、第 二焦点距离-95mm、棒透镜的直径》=9.5mm，使用5个该棒透镜的 情况，在光照射面的有效线状照射区域是长度方向为50mm,宽度方 向为5mm。(2)第1实施例的变形例并且，在本实施例中，作为聚光从灯出射的光线的装置，使用反 射面具有旋转椭圆面状的反射面的反射器，但是，替代的装置也可以 如图3所示，具有旋转抛物面状的反射面的反射器5、及在其光出 射侧配置凸透镜16的结构。图3 (a)是表示从棒透镜的轴方向观看 的图，而图3 (b)是表示从图3 (a)的A方向观看的图。在图3中，反射器15由具有以其光轴为中心的旋转抛物面状的 反射面的抛物镜构成，短弧型放电灯9的发光部(例如电弧的亮点) 配置在其焦点位置。来自放电灯9的光线，是由设置成围绕灯9的反射器15反射， 构成的平行光。在反射器15的光出射侧设有凸透镜16，而在凸透镜 16的光出射侧，圆柱形状的多个棒透镜14是平行地接触地并排配置 在垂直于光轴的平面上。来自上述放电灯9的光线，是在反射器15被反射成为平行光，
此光线是入射到凸透镜16，而成为被聚光在其焦点位置的光线，入 射到棒透镜14。如上所述，棒透镜14是对其轴方向正交的方向的光线是具有聚光之后扩展的作用，但是对于沿着轴方向入射的光线不具有功率，因而入射到棒透镜]4的光线中，沿着轴方向的光线，是不受棒透镜14 的影响，而聚光在凸透镜16的焦点。另一方面，入射到棒透镜14的光线中，正交于轴方向的光线， 通过棒透镜14聚光之后扩展，照射在光照射面。所以，在光照射面， 得到朝正交于棒透镜14的轴方向的方向延伸的线状地聚光的光线。 (3)实验例使用图1所示的第1实施例的光照射器，改变棒透镜的个数，进 行测定光照射面W的线状地聚光的光照射区域的照度分布。图4表示其结果。同轴的纵轴是积算光量(相对值)，而横轴是 照射宽度(长度)(mm)。图4的各个曲线是分别表示设在反射器的光出射侧的棒透镜的 个数，为(A)没有棒透镜，(B) 1个棒透镜，(C) 2个棒透镜，(D) 7个棒透镜的情况。并且，如图5所示，设在反射器11的光出射侧的棒透镜14，使 通过反射器反射的光线，能入射到棒透镜那样，改变大小。也即，棒透镜为1个的情况时，将棒透镜的直径R作成与从反 射器反射的、被聚光的光线光路(光束)的直径相等或稍大闺5(a)]。此外，棒透镜为2个的情况时，是将棒透镜的直径R'作成与从 反射器所反射的光线光路(光束)的半径相同或稍宽[图5 (b)]。同 样地，7个的情况时，7个并排的棒透镜横过光路(光束)的整体[图 5 (c) ]o如图4所示，没有棒透镜的情况，光照射区域的照度分布被聚光， 因而中央部的照度为极端地高，而随着朝周边部则照度急剧地低。棒 透镜为1个的情况，则中央部的照度变低，比没有棒透镜的情况，照 度均匀的区域的宽度变宽，但其长度并不充分。但是，当棒透镜为2个时，则表现出从各棒透镜所出射的光线重 叠的效果，中央部照度变更低，在更广的范围可得到均匀的照度分布。 将棒透镜作成7个时，则中央部的照度稍下降，但与棒透镜为2个的 情况的照度分布相比，几乎不变。从该实验结果，若将棒透镜的个数作成2个以上，则能实现光照射区域的照度分布的均匀化。并且，若减少棒透镜的个数则棒透镜的 直径变大，因而与增加棒透镜的个数的情况相比，重量是会增加。(4)第2实施例图6是表示为得到更长线状的光照射区域而构成的本发明的第2 实施例的图。在图6中，表示使用两组图1所示的光源部10而能得 到长线状的光照射区域的光照射器，但使用两组上述图3所示的光照 射器也可以。在图6中，光源部101、 102，是与图1所示的光源部10同一结 构，连结放电灯9的一对电极的直线沿着反射器11的光轴延伸地配 置，反射器11具有以其光轴为中心的旋转椭圆面状的反射面，放电 灯9的发光部(例如电弧的亮点)，位于具有旋转椭圆面状的反射面 的反射器ll的第一焦点。在各光源部101、 102中，来自放电灯9的光线是用反射器11反 射，而入射到棒透镜14，如上所述，在光照射面13得到朝正交于棒 透镜14的轴方向的方向延伸的线状聚光的光线。在图6所示的实施例中，各光源部10K 102配置成两个光照射 区域在周边部重叠，由此，重叠互相的光照射区域，可得到比使用一 组光源部的情况还长的线状光照射区域。在此，实际的配置上，有时两组光源部IOI、 102间需要有间隙、 及两组光源部之间的照度较低。
这时候，可使到棒透镜14与光照射面13的距离调整得较长。此 外，增加照射距离，就可降低峰值照度时，通过稍倾斜灯的光轴，就 可进行调整。图6是表示如此地倾斜的例子，倾斜光轴5度，就可得 到均匀的照度分布。在图6中，表示对于使用两组光源部的情况，但是要得到更长的 光照射区域的情况，也可以使用3组以上的光源部。并且，通过2个以上光源部所形成的光照射区域的形状，可以是 邻接的光源部的光照射区域的至少一部分重叠的直线状，但是适用上 述的喷墨打印机的情况，并不一定直线地排列。图7表示光照射区域的形状例。图7的箭号是表示适用于喷墨打 印机的、光照射部的扫描方向。图7 (a)是表示使用一个光源部的情况的光照射区域的形状例， 图7 (b)是表示将此光照射区域直线状地配置的情况，7 (c)图是 表示将此光照射区域错开状地配置的情况，7 (d)图是表示互相不同 地排列光照射区域的例子，图7 (e)是表示倾斜地配置光照射区域 的情况。在此，在7 (b)、 (c)图中，光照射区域的一部分重叠，但并不 一定光照射区域的一部分重叠，如图7 (d)、 (e)所示，光照射区域 的至少一部分，对于正交于光源部的排列方向的方向(同图的扫描方 向)重叠地配置就可以。通过本发明的光源部线状延伸地形成的光照射区域，是周边部区 域的照度比中央部区域还低，但在本实施例中，照度比中央部区域还 低的周边部区域重叠，因而在周边部区域中，照度被加算而成为具有 与中央部区域同等的照度的状态。因此，在光照射区域中，可将具有充分高照度的有效区域设定较 大，能够可靠地地得到对应目的的大小的光照射区域。 (5)第3实施例 图8是表示本发明的第3实施例的图，在上述图1所示的实施例中，表示在棒透镜14的两侧，平行于棒透镜14的轴方向(长度方向) 设置反射镜17的实施例。入射到棒透镜14的光线中，正交于轴方向(长度方向)的光线， 是如上所述，通过棒透镜14聚光之后扩展。所以，从各棒透镜14出 射的光线，在光照射面中使各照度的峰值位置偏离而重叠，光照射区 域的照度分布变得均匀，但是构成中央部的照度较高而周边部的照度 较低的照度分布。如图8所示，在本实施例中，在多个棒透镜14的光出射侧的两 侧，配置反射朝正交于棒透镜4的轴方向的方向扩展的光线的反射 镜17。这样，通过设置反射来自棒透镜的扩展的光线的反射镜，可规定 光照射区域的长度，此外，可补足低照度的光照射区域的周边部(端 部)的照度。在上述的第1至第3实施例的光照射器中，作为反射器，可以使 用例如可使用透过从可视域到红外域的光线及来自灯的辐射热，具有 仅反射紫外域的光线的功能的多层膜被蒸镀的反射器(冷光镜)。如果使用冷光镜作为反射器，将上述的实施例的光照射器适用于 例如使用下述的光硬化型印墨的喷墨打印机的情况，则更可靠地可防 止包括在从放电灯所放射的光线的、从可视域到红外域的光线，或来 自随着放电灯的点灯的温度上升的灯封体的辐射热照射在基体材料。所以，可防止基体材料被加热(基体材料的高温化)的情况，因 此，作为基体材料，对使用容易因热变形的纸、树脂或薄膜的情况极 有用。并且，作为短弧型放电灯，并不被限定于超高压水银灯者，可使 用例如金属卤化物型短弧放电灯，尤其是，根据例如封入有铁(Fe) 的卤素化合物的灯，例如350至450nm附近的波长范围的光线的高
发光效率，因而光照射面(光照射对象物)的全部放射束会增加，故 可提高例如光硬化型印墨的硬化处理的处理效率。如上所述，根据本发明的光照射器，将来自形成点光源的短弧型 放电灯的光线，用反射器11进行反射，入射到棒透镜，而在光照射 面线状地延伸地进行聚光，因而可使线状地聚光的光线的长度方向的 照度均匀度变得较好，而有效率地可利用来自放电灯的光线。又，较 简单的构成之故，因而可实现小型、轻量化。而且由于短弧型放电灯亮度高，因而在光照射面所形成的光照射 区域，是其长度方向的照度分布均匀，且具有高峰值照度的有效区域 形成作为规定大小的线状区域。因此，本发明的光照射器，适用例如 作为光硬化型喷墨打印机(以下简称为「喷墨打印机」)的、用以硬 化飞出并附着在基体材料上的光硬化型液体状材料的光源时，非常有 用。(6)对喷墨打印机的适用例以下，对将本发明的光照射器适用于喷墨打印机的情况的构成例 进行说明。并且，在以下，将喷墨打印机使用于图像印刷的情况作为 例子加以说明，但式同样地也可适用于形成电路等图案的情况。图9是概略地表示本发明的实施例的喷墨打印机的头部的结构 的一例子的剖面图。本实施例的喷墨打印机是除了光照射器的结构不相同之处之外，具有与上述图io所示的同样的结构。该喷墨打印机是具备喷墨头4，设有将光硬化型的印墨，例如 紫外线硬化型的印墨作成微小液滴而吐出到基体材料5的喷嘴(未图示)；及头部la，具有设在该两侧的、对于飞出并附着在基体材料5 的印墨，通过照射规定波长域的光线，例如紫外线，而将此予以硬化 的两个光照射器6、 7。安装有头部la的托架(未图示)，被沿着基体材料5延伸地设置 的棒状导轨2支撑，而通过未图示的驱动机构(未图示)，可将基体 材料5的上方位置沿着导轨2而向图中左右方向往复移动。并且，作为所使用的紫外线硬化型印墨，可例示例如将基聚合性 化合物作为聚合性化合物包括的基聚合系印墨，将阳离子聚合性化合 物作为聚合性化合物包括的阳离子聚合系印墨等。此外，在将喷墨打 印机使用于电路等的图案形成的情况下，作为从喷墨头吐出的液体状 材料，使用包括光聚合成化合物的光阻印墨等。此外，作为基体材料5，可以使用例如纸、树脂、薄膜、印制电路板等。在本实施例中，光照射器6、 7是由具有与上述第1实施例的光 照射器(参照图1)同一结构构成的。艮口，光源部10是由具有旋转椭圆面形状的反射面的反射器11、 及发光部(例如电弧的亮度)位于反射器II的第一焦点的状态，连 结电极的轴沿着反射器11的光轴配置的放电灯9、及棒透镜14构成。 并且，在开口部设于相对基体材料5的面的盖体8内收纳有该光源部 10。棒透镜14是配置成其轴方向(长度方向)沿着光源部10的排列 方向，在基体材料5上，形成有正交于棒透镜的轴的方向(对于图9 的纸面垂直方向)的线状光照射区域。本实施例的喷墨打印机的头部la，是配置成基体材料5位于光 照射器6、 7的反射器的第二焦点位置、或其附近，而放电灯9仍点 灯的状态下移动基体材料5的上方位置。由此，来自放电灯9的光线， 对于基体材料5，朝正交于头部的移动方向的方向(对于图9的纸面 的垂直方向)线状地聚光而照射，由此，刚飞出并附着在基体材料5 之后的紫外线硬化型印墨被硬化。对于紫外线硬化型印墨的硬化处理具体地加以说明，在图9中， 一边使头部la朝右方向移动一边在基体材料5进行印刷时，飞出并 附着在基体材料5的紫外线硬化型印墨，是通过来自位于头部la的 移动方向后方侧的光照射器6的照射光被硬化。另一方面，头部la
在图9中， 一边使朝左方向移动一边在基体材料5进行印刷时，飞出并附着在基体材料5的紫外线硬化型印墨，是通过来自位于头部la 的移动方向后方侧的光照射器7的照射光被硬化。根据上述结构的喷墨打印机，来自高亮度的短弧放电灯9的高峰 值照度的光线，被照射在飞出并附着在基体材料5的紫外线硬化型印 墨，因而可使飞出并附着在基体材料5之后的紫外线硬化型印墨快速 地硬化(光聚合)而縮短硬化所需要的时间。因此，可防止点形状的变化，因此，能够可靠地形成高画质的图 像或电路等的图案。而且，光照射器6、 7通过反射器11反射来自放电灯9的光线而 照射在基体材料5的构造，将反射器1]作为仅反射紫外线的多层膜 蒸镀滤波器，可防止包括于从放电灯9所放射的光线的、紫外线硬化 型印墨硬化不需要的红外域到可视域的光线，及来自随着放电灯9的 点灯的灯封体的辐射热，直接地入射到基体材料5。因此，可将对基体材料5的热影响的程度减低成较小，即使使用 容易因热变形的基体材料，也能可靠地防止基体材料变形的情况，因 此，可避免对于可使用的基体材料5的限制。此外，根据本发明，可将光照射器(灯具)，与具备长弧型放电 灯的情况相比较，可作为实现小型、轻量的灯而构成，因而可得到喷 墨打印机整体的轻量化，而且可得到提升印墨的硬化处理效率引起的 印刷速度或图案的形成速度的高速化。并且，作为本发明的喷墨打印机的光照射器，除了第l实施例所 示的以外，还可使用上述第1实施例的变形例的第2、第3实施例， 若使用第2实施例所示的，可得到更长线状的照射区域。并且，在上述喷墨打印机中，通过使头部la相对基体材料5进 行移动，从而形成图像记录或电路图案的结构加以说明，但本发明的 喷墨打印机是也可适用于头部的位置被固定，而基体材料通过例如间
歇地搬送形成图像或图案的结构。还有，本发明的光照射器是不仅为光硬化型喷墨打印机，也可适 用于对两张光透过性基板之间的线状地涂布的光硬化性接着剂照射 光线，粘贴该两枚光透过性基板的、液晶等的面板粘贴装置。在此种 面板的粘着装置中，可将来自朝光照射器的线状地延伸的光照射区域 的长度，设计成对应光透过性基板间的线状地涂布的光硬化性接着剂 的长度。
权利要求
1、一种光照射器，其特征在于在放电容器内具备相对配置有一对电极的短弧型放电灯、及聚光来自上述灯的光线的光学元件，在垂直于从上述光学元件所出射的光线的光轴的平面上，平行地配置多个棒透镜。
2、 如权利要求1所述的光照射器，其特征在于 上述光学元件是，配置成围绕上述放电灯，且具有反射来自上述放电灯的光线的旋转椭圆面状的反射面的反射器。
3、 如权利要求l所述的光照射器，其特征在于 上述光学元件是，配置成围绕上述放电灯，且具有反射来自上述放电灯的光线的旋转抛物面状的反射面的反射器，及 聚光来自上述反射器的光线的凸透镜。
4、 一种光照射器，其特征在于并排配置多个权利要求1至3中任一项所述的光照射器，互相邻 接的光照射器的光照射区域的至少一部分，对于正交于光照射器的排 列方向的方向形成重叠。
5、 如权利要求1至4中任一项所述的光照射器，其特征在于 在上述多个棒透镜的光出射侧还具有反射镜，上述反射镜将在与棒透镜的轴方向正交的方向扩展的光线进行反射。
6、 一种喷墨打印机，具有头部，上述头部具有将光硬化型的液 体状材料吐出到基体材料的喷墨头、及照射用来使被吐出并附着到上 述基体材料的液体状材料硬化的光线的光照射器，一边使该头部和基体材料相对地移动， 一边将上述液体状材料从 喷墨头吐出到基体材料，通过由光照射器将光线照射在飞出并附着在 该基体材料上的液体状材料，使液体状材料硬化而形成图案，其特征在于上述光照射器是权利要求1至5中任一项所述的光照射器。
全文摘要
本发明提供一种可使线状地聚光的光线的长度方向的照度均匀度变得较好，且适用于喷墨打印机较适合的光照射器。短弧型放电灯9的发光部(电弧的亮点)位于具有旋转椭圆面形状的反射面的反射器11的第一焦点，来自放电灯9的光线由反射器11反射而在第二焦点聚光地从反射器11出射，而入射到多个并排配置的圆柱形状的棒透镜14。入射到棒透镜14的光线中、沿着轴方向的光线，是不受棒透镜14所引起的影响，聚光在椭圆反射器的第二焦点，而沿着正交于轴方向的方向的光线，通过棒透镜14聚光后扩展而照射在光照射面。所以在光线照射面，可得到照度均匀度较好的线状地聚光的光线。
文档编号B41J2/01GK101152784SQ20071016188
公开日2008年4月2日 申请日期2007年9月27日 优先权日2006年9月27日
发明者仲田重范, 渡边胜也 申请人:优志旺电机株式会社