TW200815204A - Light irradiation device and inkjet printer - Google Patents

Description

200815204 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於使用短弧燈來形成線狀的細長光照射領 域的光照射器及噴墨式印表機，尤其是，關於在光照射對 象物，形成照度分布被均勻化的線狀光照射領域而照射光 線的光照射器及裝載此光照射器的將光硬化型液體狀材料 吐出於基材而在當該基材記錄畫像或電路等的圖案的噴墨 血 式印表機。 【先前技術】 由藉由照相凹版印刷方式可簡便低成本地製作畫像的 理由，在近年來，噴墨記錄方式可應用在所謂照相、各種 印刷、加標記、彩色濾光器的特殊印刷等的各種印刷領域 〇 尤其是在噴墨記錄方式中，組合吐出，控制微細點的 噴墨記錄方式的噴墨式印表機，及改善色再現領域、耐久 性、吐出適性等的印墨，及飛躍地提昇印墨吸收性、色材 發色性、表面光澤等的專用紙，就可得到高畫質。 上述噴墨式印表機是以印墨的種類可進行加以分類， 惟其中有使用紫外線等的光線照射使之硬化的光硬化型印 墨的光硬化型噴墨方式。光硬化型噴墨方式是較低臭氣， 而專用紙以外也可記錄速乾性、無印墨吸收性的記錄媒體 也可記錄之處受注目。 在此種光硬化型噴墨方式的噴墨式印表機（以下稱爲 -4- 200815204 (2) 噴墨式印表機，除了將印墨作成微小液滴而吐出於基材的 噴墨頭之外，還有放射光線的光源被裝載於托架，在基材 上移動仍點亮光源的托架，而將光線照射在剛著彈於基材 後的印墨，之後令當該油墨硬化（例如參照專利文獻1、 、 2、3 ’非專利文獻1 )。 又’最近，噴墨式印表機是不僅如上述的畫像的記錄 印刷’也嘗試著使用於形成電子電路的圖案。這時候，由 φ 噴墨頭所吐出的液體狀材料是光硬化型的光阻印墨等的電 路基板形成用材料，而進行印刷（亦即圖案的形成）的基 材是例如印刷基板。 依光阻印墨的電路圖案形成。也與畫像的記錄印刷同 樣地’利用依紫外線等的光線的乾燥硬化反應，而從噴墨 頭所吐出的材料，有光阻劑或油墨之不相同，惟噴墨式印 表機的裝置構成是相同。 以下’作爲噴墨式印表機，將使用光硬化型的印墨而 Φ 將畫像記錄於基材的製置作爲例子加以說明。 胃10(a)圖是表示噴墨式印表機的頭部的槪略構成 " 的立體圖’第10(b)隱是表示圖示於同圖（a)的以垂 * 直於燈的光軸的平面切剖光照射器6、7的斷面圖。又， 第1 0 ( a )圖是表示下述的說明成爲容易地能看到光照射 器的內部。

噴墨式印表機1是具有棒狀的導軌2，而在此導軌2 ’支撐著托架3。托架3是藉由托架驅動機構（未圖示） ，沿著導軌2往復移動基材5上。以下將此方向稱爲X -5- 200815204 (3) 方向。 在托架3，裝載著設有吐出彩色印刷所用的各色印墨 的噴嘴（未圖示）的噴墨頭4。在噴墨頭4的沿著托架3 的移動方向的兩邊，設有光照射器6、7，而光照射器6、 7是對於從噴墨頭4的噴嘴朝基材5所吐出的液體材料的 印墨照射紫外線。 又，將上述噴墨頭4，光照射器6、7所構成的部分 φ 以下稱爲頭部1 a。 在第10圖中，當托架3 —面朝同圖X方向正前方移 動，一面在基材5進行印刷時，則來自頭部1 a的噴墨頭 4的印墨，是利用來自光照射器6的光線被硬化。又，當 托架3—面朝同圖X方向內深部移動，一面在基材5進 行印刷時，則來自噴墨頭4的印墨，是利用來自光照射器 7的光線被硬化。 光照射器6、7是具有朝基材5側具有開口 20的箱型 φ 蓋構件8，而在該蓋構件8的內部，配置有沿著與托架3 的移動方向（X方向）正交的方向（以下稱此方向爲Y方 、 向）的線狀光線的長弧型放電燈90。燈90的發光部長度 - 是與噴墨頭4的Y方向的長度大致相等。 作爲種長弧型放電燈，有如高壓水銀燈或金屬鹵化物 燈等。 對於燈90，在開口 20的相反側，設有反射從燈90 放射的光線（紫外線）的槽狀反射器1 1 0。如第1 0 ( b ) 圖所示地，反射器1 1〇的斷面是橢圓形狀，而放電燈90 -6- 200815204 (4) 是配置於此反射器1 1 0的第一焦點，從燈9 0所放射的光 線（紫外線），是線狀地被聚光在反射器1〗〇的第二焦點 ’惟也加上來自燈90的直線光被照射。 基材5是配置成通過反射器110的第二焦點位置或其 ^ 附近’而在印墨所著彈的基材5，照射著利用反射器11〇 被聚光的光線。 專利文獻1 :日本特開2005-246955號公報 φ 專利文獻2 :日本特開2 0 0 5 - 1 0 3 8 5 2號公報 專利文獻3 :日本特開2005-3 05742號公報 非專利文獻1 :野口弘道，折笠輝夫「UV噴墨印刷 的趨勢」曰本印刷學會誌，第40卷第3號32 ( 2003) 【發明內容】 最近’在如上述的噴墨式印表機中，要求更加強硬化 印墨所用的光線（紫外線）的照度。 φ 印墨是能從噴墨頭的噴嘴順利地被吐出般地，具有某 種程度的低黏度。所以，印墨著彈於基材之後，若未立即 " 使之硬化（光聚合），則著彈後的印墨點形狀會變化而導 ^ 致降低畫像品質。爲了快速地進行硬化（光聚合），照射 峰値照度高的光線，而一 口氣地進行聚合反應較佳。 對於此種要求，考慮藉由提高從光照射器所照射的光 線的峰値照度，俾快速地進行聚合反應。 例如，在上述非專利文獻1，藉由使用高照度燈，可 減輕依氧氣的印墨硬化速度的降低程度，亦即，表示著藉 200815204 (5) 由快速地進行印墨的硬化處理就可防止降低畫質，例如可 形成與依長弧型放電燈者同等大小的光照射領域，而且與 長弧型放電燈相比較表示可得到更高照度的微波UV燈的 有效性。在該非專利文獻1所表示的微波UV燈的峰値照 度是例如1 000〜1 200mW/cm2左右。 又，在上述專利文獻2，在面狀地配置的複數光源燈 與基材之間配置透鏡，將來自光源燈的光線予以聚光而照 φ 射在基材，藉由此，表示著提昇被照射在基材的光線的峰 値照度的技術。 然而，利用透鏡或鏡等的光學元件而聚光來自光源燈 的光線並予以照射，只要不提高光源燈本體的亮度，所得 到的峰値照度的大小也有界限，此界限在使用於表示在非 專利文獻1的微波UV燈的情形也同樣。 今後，考量被要求提高被照射於基材的光線的峰値照 度，惟爲了因應於其要求，成爲必須更提昇燈亮度。 Φ 但是，將發光部大的長弧型燈或微波UV燈的亮度作 成其以上還高，在技術上很難爲實情。 " 又，在如上述的噴墨式印表機中，又有如表示於以下 一 的問題。亦即，例如在具有表示於第1 0圖的構成的習知 噴墨式印表機中，放電燈90經由開口 20直接相對於基材 5 〇 因此，來自放電燈90的光線直接地照射於基材5， 惟在從放電燈90所出射的光線中，包括在紫外線硬化型 印墨的硬化不需要的可視域到紅外域的光線，又來自隨著 -8- 200815204 (6) 點燈而令溫度變高的放電燈90的封體的輻射熱也入射於 基材5之故，因而基材5是藉由可視域到紅外域的光線及 燈封體的輻射熱（放射熱）被加熱。 作爲基材5例如使用依紙、樹脂、薄膜等熱而容易變 形者的情形較多，若爲了提高照度僅使用電力大的燈，則 可視域到紅外域的光線或輻射熱所產生的對基材5的熱影 響的程度變大，而基材5的溫度更高的狀態，產生變形等 φ 而成爲降低印刷品質的原因。 對於此種問題，在放電燈與基材之間，配置僅反射印 墨之硬化所必須的波長的光線，並形成透過其以外的波長 的光線的蒸鍍膜的反射鏡（也稱爲冷光鏡），僅藉由此反 射鏡所反射的光線照射基材，藉由此可減低對於基材的熱 影響的情形。 然而，在配置此種反射鏡時，則其分量會使放電燈一 直到基材爲止的光路長度變長，藉由此，例如在長弧型放 φ 電燈時，則對於放電燈的長度方向無法進行聚光之故，因 而光線所照射的面積（光照射領域）會擴展，光線利用效 % 率會降低，同時在光照射面（基材表面）中無法得到充分 • 高的照度。 如以上所述地，在利用光硬化型噴墨方式的噴墨式印 表機中，比習知更難提高光照射面的峰値照度而更難提高 印墨的硬化處理爲實情。 爲了解決此種課題，我們在先前提案作爲光源燈，使 用具有比長弧型放電燈還高亮度的短弧型放電燈，能將來 -9- 200815204 (7) 自此燈的光線線狀地延伸般地聚光並進行照射的光照射器 (日本專利 2006-120424)。 在第11圖表示在日本專利2006- 120424所提案的光 照射器的構成的一例子。 首先，將來自短弧型放電燈9的光線，在具有設置成 圍繞燈9的旋轉拋物面狀反射面的反射器11 1進行反射。 ^ 之後，將在反射器1 11所反射的光線，以斷面具有拋物線 φ 狀的圓柱形反射面的鏡1 1 2進行反射。 來自燈9的光射是當以具有旋轉拋物面狀的反射面的 反射器11 1被反射，則成爲平行光。當將成爲平行的光線 以斷面具有抛物線上的反射面的鏡1 1 2進行反射，則光線 是朝垂直於第1 1圖的紙面的方向線狀地被聚光於光照射 面1 3上。 但是，在上述光照射器中，並未特別考慮線狀地被聚 光的光線的長度方向的照度均勻度。所以，光照射領域的 φ 照度分布，是會成爲中央部的照度較高，而隨著朝周邊部 ，照度會變低者。 V 爲了在遍及光照射領域進行均勻地處理，必須令照度 - 的均勻度形成良好的光照射領域。若照度的均勻度不良， 則產生遍及光照射領域全域無法進行均勻處理的問題。 本發明是依照上述情形而創作者，其目的是在於照射 被線狀地聚光的光線的光照射器中，可得到高峰値照度， 可將線狀地聚光的光線的照度均勻度作成優異的光照射器 -10- 200815204 (8) 又’本發明的其他目的是在於具備上述光照射器，以 高效率可進行印墨等的液體狀材料的硬化處理，因此其目 的在於提供可確實地形成高畫質的畫像或電路等的圖案， 而且對於基材的熱影響程度小的噴墨式印表機。 在本發明中，如下地解決上述課題。 (1 )在放電容器內設置：相對配置有一對電極所成 的短弧型放電燈，及聚光來自上述燈的光線的光學元件， φ 在垂直於從該光學元件所出射的光線的光軸的平面上，平 行地配置複數棒透鏡。 棒透鏡是斷面爲圓或接近於圓的形狀的棒透鏡（圖柱 狀透鏡），具有僅朝正交於一軸方向，亦即正交於垂直於 上述斷面而通過斷面大約中心的直線（以下將此直線稱爲 棒透鏡的軸）的方向擴展光線的作用。 在本發明中，將上述棒透鏡成爲其軸方向平行般地配 置複數支於垂直於從上述光學元件所出射的光線之光軸的 φ 平面上之故，因而光線僅朝正交於棒透鏡之軸的方向擴展 ，而從複數棒透鏡所出射所擴展的光線，是在光照射面重 …疊，互補照度的強弱，令光照射領域的照度分布被均勻化 ^ 〇 一方面，在棒透鏡的軸方向，光線是不會擴展’入射 於棒透鏡的光線是從棒透鏡直接出射之故’因而棒透鏡的 軸方向之光是藉由上述光學元件被聚光。 所以，從棒透鏡所出射的光線，是在光照射面上線狀 地聚光在正交於棒透鏡之軸的方向’而線狀地聚光的光線 -11 - 200815204 ⑼ 的長度方向的照度是被均句化。 (2) 作爲上述（1)的光學元件，是使用配置成圍繞 上述放電燈，而具有反射來自上述放電燈的光線的旋轉橢 圓面狀的反射面的反射器。 (3) 作爲上述（1)的光學元件，是使用上述光學元 件，是配置成圍繞上述放電燈，而具有反射來自上述放電 燈的光線的旋轉拋物面狀的反射面的反射器，及聚光來自 φ 上述反射器的光線的凸透鏡。 (4 )具有上述（1 )至（3 )的構成的光照射器配置 排列複數，互相鄰接的光照射器的光照射領域的至少一部 分（端部），對於正交於光照射器的排列方向的方向形成 重疊。 (5 )在上述（1 )至（4 )的光照射器中，在平行地 配置的複數棒透鏡的光出射側，設置等朝正交於棒透鏡的 軸方向的方向擴展的光線予以反射的反射鏡。 φ (6) —種噴墨式印表機，具備：備有將光硬化型的 液體狀材料吐出於基材的噴墨頭及照射用以硬化被吐出於 V 上述基材而被著彈的液體狀材料的光線的光照射器的頭部 * 所成，一面相對地移動當該頭部與基材，一面將上述液體 狀材料從噴墨頭吐出至基材，藉由光照射器將光線照射在 著彈於當該基材上的液體狀材料，就可硬化液體狀材料而 形成圖案的噴墨式印表機，其特徵爲：作爲上述光照射器 使用（1)至（5)的任何一種的光照射器。 在本發明中，可得到以下的效果。 -12- 200815204 (10) (1 )設置聚光來自放電燈的光線的光學元件，並將 複數棒透鏡平行地配置在垂直於從該光學元件出射的光線 之光軸的平面上之故，因而在上述光學元件被聚光的光線 ，是藉由通過複數棒透鏡，僅朝正交於棒透鏡的軸方向的 方向擴展並出射，而不會朝棒透鏡的軸方向擴展。所以， 在光照射面上線狀地可聚光，又，朝正交於棒透鏡的軸方 向的方向擴展的光線，是在光照射面互相地重疊，而互補 Φ 照度的強弱。 因此，以較簡單的構成的裝置，可得到線狀地被聚光 的均勻照度分布的光照射領域。 又，作爲放電燈，使用高亮度的短弧型放電燈之故’ 因而在光照射面可得到高峰値照度，比具備習知的長弧型 放電燈的光照射器，還可得到小型、輕量化。 (2 )藉由反射器反射來自光源燈的光線，作成僅出 射藉由反射器所反射的光線的構造之故，因而例如在出射 φ 紫外域的光線時，作爲反射器使用僅反射紫外線的多層膜 蒸鍍鏡，藉由此包括在從放電燈所放射的光線的可視域一 ^ 直到紅外域的光線及隨著放電燈的點燈的輻射熱不會直接 * 地被入射在光照射對象物，而可將熱對於光照射對象物的 影響程度減低成較小。 (3 )排列配置複數光照射器，與使用一具光照射器 相比較，可得到更長的光照射領域。又，與中央部領域比 較照度低的周邊部領域藉由互相重疊而相加著照度’成胃 具有與中央部領域同等照度的狀態。因此，在光照射領域 -13- 200815204 (11) 中，可將具有充分高照度的有效領域設定成較大，而可確 實地得到因應於目的的大小的光照射領域。 (4)在平行地配置的複數棒透鏡的光出射側，藉由 設置反射朝正交於棒透鏡的軸方向的方向擴展的光線的反 射鏡，可規定光照射領域的長度，又可補足低照度的周邊 部（端部）的照度。 * ( 5 )藉由將本發明的光照射器使用作爲噴墨式印表 φ 機的光照射器，對於被著彈於基板的光硬化型印墨等的液 體材料以高峰値照度可照射來自放電燈的光線，快速地硬 化（光聚合）剛被著彈於基材後的印墨，而可縮短硬化所 需的時間。 因此，可防止點形狀變化的情形，而確實地可形成高 畫質的畫像或電路等的圖案。 而且，尤其是在使用紫外線硬化型印墨者，被照射於 基材的光線是以反射器反射從放電燈所出射的光線並進行 φ 照射的構造之故’因而藉由將反射器作成僅反射紫外線的 多層膜蒸鍍鏡，包括在從放電燈所放射的印墨硬化不需要 • 的紅外域一直到可視域的光線及來自隨著放電燈的點燈的 - 燈封體的輻射熱’不會直接地被入射在基材，而可防止基 材會變形的情形。 又’本發明的光照射器，是與具備長弧型放電燈者相 比較，可得到小型、輕量化，而可得到噴墨式印表機全體 的輕量化’而且可得到提昇印墨的硬化處理效率所致的印 刷速度或圖案形成速度的高速化。 -14- 200815204 (12) 【實施方式】 (1)第1實施例 第1圖是表示本發明的第1實施例的光照射器的構成 的圖式。第1(a)圖是表示從棒透鏡的軸方向觀看的圖 式，第1(b)圖是表示從第l(a)圖的a方向觀看的圖 式。本實施例是作爲聚光來自燈的光線的光學元件，表示 使用具有旋轉橢圓面狀的反射面的反射器的情形。 在第1圖中，構成光照射器的光源部1 0的短弧型的 放電燈9，是將例如波長3 0 0〜4 5 Onm的紫外光有效率地 放射的超超高壓水銀燈所成，而在放電容器內，一對電極 爲以電極間距離成爲例如0 · 5〜2 · Omm的狀態相對地配置 ，而且發光物質的水銀及起動補助用的緩衝氣體的稀有氣 體及鹵化物分別以所定封入量被封入，所構成。在此，水 銀的封入量是例如0.08〜0.30mg/mm3。 該放電燈9，是連結一對電極的直線沿著反射器1 1 的光軸延伸般地所配置。反射器11是具有以其光軸爲中 心的旋轉橢圓面狀的反射面，放電燈9的發光部（例如電 弧的亮點），是位於具有旋轉橢圓面狀的反射面的反射器 1 1的第一焦點。 來自短弧型放電燈9的光線，是在設置成圍繞燈9的 反射器11反射，而在反射器11的第二焦點能聚光般地從 反射器1 1出射。 在此，放電燈9是配置成連結一對電極的直線沿著反 -15- 200815204 (13) 射器1 1的光軸延伸，而在相對於放電燈9的反射器1 1之 開口的部分設有電極。所以，從放電燈9所放射的光線不 會直接照射在光照射面1 3，而從放電燈9所放射的光線 大部分是在反射器1 1被反射後出射。 因此，如下述地作爲反射器，使用例如從可視域一直 到紅外域的光源及透過來自燈的輻射熱，具有僅反射紫外 ~ 域之光線的功能的多層膜被蒸鍍的冷光鏡，防止包括在從 φ 放電燈所放射的光線的可視域一直到紅外域的光線被照射 於光照射面，而可防止光照射面的溫度上昇。 在反射器1 1的光出射側，圓柱形狀的複數棒透鏡14 ，平行地接觸般地排列配置在垂直於藉由反射器1 1被反 射而出射的光線的光軸的平面上。又，配置棒透鏡的平面 是嚴密地對於光軸不是垂直也可以。若在照度分布上沒有 很大影響的範圍，則傾斜5°至10°左右也可以。 在反射器Π被反射的光線，是成爲被聚光於當該反 φ 射器1 1的第二焦點的光線，而入射至棒透鏡1 4。 棒透鏡1 4是對於其軸方向正交的方向的光線具有聚 * 光之後擴展之作用。但是對於沿著軸方向所入射的光線並 - 未具有功率。 因此，入射於棒透鏡1 4的光線之中沿著軸方向的光 線，是如第1 ( b )圖所示地不受依棒透鏡14的影響，而 被聚光於橢圓的反射器的第二焦點。 一方面，如第1 ( a )圖所示地，入射於棒透鏡14的 光線中沿著正交於軸方向的方向的光線，是藉由棒透鏡 -16- 200815204 (14) 1 4被聚光之後擴展，被照射在光照射面。 所以，在光照射面中，得到朝正交於棒透鏡1 4的軸 方向的方向延伸的線狀地聚光的光線。 在此，經各棒透鏡14出射而擴展的光線，是分別具 有中央部的高照度的照度分布。棒透鏡14是平行於同一 平面內排列複數之故，因而從各棒透鏡1 4所出射的具有 中央部高照度的照度分布的光線，是在光照射面中，各該 φ 照度的峰値位置會偏離而重疊。因此，除了光照射領域的 周邊部之外的領域的照度分布成爲均勻。 又，棒透鏡1 4的形狀，是嚴密地不一定爲圓柱形狀 。如第2 ( a )圖所示地，爲了減小配置棒透鏡1 4的空間 ，形成切除光入射側的面，或是相反地光入射側的一部分 的形狀也可以。但是，若切除部分較多時，則擴展光線的 功率爲其分量變弱之故，因而光線的重疊效果變小。 又，如第2(b)圖所示地，接觸棒透鏡而容易地平 φ 行地排列般地，切除側面一部分的形狀也可以，作成一體 地成形複數棒透鏡所構成者也可以。主要爲具有擴展所入 * 射的光線而在光照射面互相重疊的作用，任何形狀都可以 舞 〇 又，如第2 ( c )圖所示地，棒透鏡彼此間是嚴密地 未接觸，具有稍微間隙而排列也可以。通過此間隙會從反 射器1 1所出射的光線直接通過。但是，若其爲對藉由複 數棒透鏡所擴展的光線重疊所產生的照度均勻化的影響不 會有很大妨礙程度的光線量就沒有問題。 -17- 200815204 (15) 構成如第2 ( c )圖所示地，就可減少棒透 而可刪減成本。 棒透鏡的大小或支數，隔著間隔時的間隙之 依照照射領域的長度、照度、均勻度，或光照射 的各種要求事項進行適當設計。 第1圖的例子是表示橢圓棒透鏡11的第一 Fl=6mm、第二焦點距離=95mm、棒透鏡的直徑 $ ，使用5支此棒透鏡的情形，在光照射面的有效 領域是長度方向爲5 0 mm，寬度方向爲5mm。 (2 )第1實施例的變形例 又，在本實施例中，作爲聚光從燈所反射的 段，使用反射面具有旋轉橢圓面狀的反射面的反 代替此，如第3圖所示地，具有旋轉拋物面狀的 反射器1 5，及在其光出射側配置凸透鏡1 6的構 。第3 ( a )圖是表示從棒透鏡的軸方向觀看的 ® 第3 ( b )圖是表示從第3 ( a )圖的A方向觀看白 . 在第3圖中，反射器15是具有以其光軸爲 轉拋物面狀的反射面的拋物鏡所構成，短弧型放 發光部（例如電弧的亮點）是配置在其焦點位置 來自放電燈9的光線，是在圍繞燈9般地所 射器15反射，成爲平行光。在反射器15的光出 凸透鏡1 6，而在凸透鏡16的光出射側，圓柱形 棒透鏡1 4是平行地接觸般地排列配置在垂直於 面上。 鏡的支數 尺寸，是 器的重量 焦點距離 Φ = 9.5 mm 線狀照射 光線的手 射器，惟 反射面的 成也可以 圖式，而 勺圖式。 中心的旋 電燈9的 〇 設置的反 射側設有 狀的複數 光軸的平 -18- 200815204 (16) 來自上述放電燈9的光線，是在反射器1 5被反射成 爲平行光，此光線是入射於凸透鏡1 6，而成爲被聚光在 其焦點位置的光線，被入射至棒透鏡1 4。 如上述地，棒透鏡1 4是對於其軸方向正交的方向的 光線是具有聚光之後擴展之作用，惟對於沿著軸方向所入 射的光線未具有功率之故，因而入射於棒透鏡1 4的光線 ‘ 中，沿著軸方向的光線，是不受限依棒透鏡14的影響， 而被聚光於凸透鏡1 6的焦點。 一方面，入射於棒透鏡14的光線中，正交於軸方向 的光線，是藉由棒透鏡14被聚光之後擴展，被照射在光 照射面。所以，在光照射面，得到朝正交於棒透鏡14的 軸方向的方向延伸的線狀地聚光的光線。 (3 )實驗例 使用表示於第1圖的第1實施例的光照射器，變更棒 透鏡的支數，進行測定光照射面W的線狀地聚光的光照 • 射領域的照度分布。 在第4圖表示其結果。同軸的縱軸是積算光量（相對 値），而橫軸是照射寬度（長度）（mm)。 ~ 第4圖的各個曲線是分別表示設於反射器的光出射側 的棒透鏡的支數，爲（A)無棒透鏡，（B)棒透鏡1支 ，（C)棒透鏡2支，（D)棒透鏡7支的情形。 又，如第5圖所示地，設於反射器1 1的光出射側的 棒透鏡1 4，是藉由反射器所反射的光線，都能入射於棒 透鏡般地，變更大小。 -19- 200815204 (17) 亦即，棒透鏡爲1支的情形，是將棒透鏡的直徑R作 成與從反射器所反射的被聚光的光線光路（光束）的直徑 相等或稍大〔第5 ( a )圖〕。 又，棒透鏡爲2支的情形，是將棒透鏡的直徑R’作 成與從反射器所反射的光線光路（光束）的半徑相同或稍 寬〔第5 ( b )圖〕。同樣地，7支的情形，排列7支的棒 * 透鏡爲橫過光路（光束）的全體〔第5(c)圖〕。 如第4圖所示地，沒有棒透鏡的情形，光照射領域的 1 照度分布是被聚光之故，因而中央部的照度爲極端地高， 而隨著朝周邊部則照度急激地低。棒透鏡爲1支的情形， 則中央部的照度變低，比沒有棒透鏡的情形，照度均勻的 領域的寬度變寬，惟其長度並不充分。 但是，當棒透鏡成爲2支，則表現出從各棒透鏡所出 射的光線重疊的效果，中央部照度變更低，在更廣的範圍 可得到均勻的照度分布。將棒透鏡作成7支，則中央部的 照度爲稍下降，惟與棒透鏡爲兩支的情形的照度分布，幾 • 乎不變。 從該實驗結果，若將棒透鏡的光數作成2支以上，則 可得到光照射領域的照度分布的均勻化。又，若減少棒透 ^ 鏡的支數則棒透鏡的直徑變大之故，因而與增加棒透鏡的 支數的情形相比較，重量是會增加。 (4 )第2實施例 第6圖是表示構成能得到更長線狀的光照射領域的本 發明的第2實施例的圖式。在第6圖中，表示使用兩組表 -20- 200815204 (18) 示於第1圖的光源部1 0而能得到長線狀的光照射領域的 光照射器，惟使用兩組表示於上述第3圖的光照射器也可 以。 在第6圖中，光源部101、102，是與表示於第1圖 的光源部1 0同一構成，連結放電燈9的一對電極的直線 沿著反射器1 1的光軸延伸般地配置，而反射器1 1是具有 - 以其光軸爲中心的旋轉橢圓面狀的反射面，而放電燈9的 發光部（例如電弧的亮點），是位於具有旋轉橢圓面狀的 ® 反射面的反射器11的第一焦點。 在各光源部101、102中，來自放電燈9的光線是在 反射器1 1反射，而入射至棒透鏡1 4，如上述地，在光照 射面1 3得到朝正交於棒透鏡1 4的軸方向的方向延伸的線 狀地聚光的光線。 在表示於第6圖的實施例中，各光源部1 〇 1、1 〇2是 配置成兩個光照射領域在周邊部重疊，藉由此，重疊互相 的光照射領域，可得到比使用一組光源部的情形還長的線 ® 狀光照射領域。 在此，實際的配置上，兩組光源部1 01、102間的間 隙有需要時.，則有兩組光源部之間的照度變低的情形。 " 這時候，增加一直到棒透鏡1 4與光照射面1 3爲止的 距離就可調整。又，增加照射距離，就可降低峰値照度時 ，若稍傾斜燈的光軸，就可進行調整。第6圖是表示如此 地傾斜的例子，傾斜光軸5度，就可得到均勻的照度分布 〇 在第6圖中，表示針對於使用兩組光源部的情形，惟 • 21 · (19) (19)200815204 欲得到更長的光照射領域的情形，使用3組以上的光源部 也可以。 又，藉由2以上光源部所形成的光照射領域的形狀’ 是相相鄰接的光源部的光照射領域的至少一部分重疊的直 線狀也可以，惟若適用上述的噴墨式印表機的情形’並不 一定直線地排列。 在第7圖表示光照射領域的形狀例。同圖的箭號是表 示適用於噴墨式印表機時的光照射部的掃描方向。 第7(a)圖是表示使用一個光源部的情形的光照射 領域的形狀例，第7 ( b )圖是表示將此光照射領域直線 狀地配置的情形，第7 ( c )圖是表示將此光照射領域錯 開狀地配置的情形，第7 ( d )圖是表示互相不同地排列 光照射領域的例子，第7 ( e )圖是表示傾斜地配置光照 射領域的情形。 在此，在第7(b) 、（c)圖中，光照射領域的一部 分重疊，惟並不一定光照射領域的一部分重疊，如第7( d ) 、（ e )圖所示地，光照射領域的至少一部分，對於正 交於光源部的排列方向的方向（同圖的掃描方向）重疊般 地配置就可以。 藉由本發明的光源部朝線狀地延伸般地所形成的光照 射領域，是周邊部領域的照度比中央部領域還低，惟在本 實施例中，照度比中央部領域還低的周邊部領域成爲重疊 之故，因而在周邊部領域中，照度被加算而成爲具有與中 央部領域同等的照度的狀態。 因此，在光照射領域中，可將具有充分高照度的有效 -22- 200815204 (20) 領域設定較大，而可確實地得到因應於目的的大小的光照 射領域。 (5 )第3實施例 第8圖是表示本發明的第3實施例的圖式’在表示於 上述第1圖的實施例中，表示在棒透鏡14的兩側’平行 ^ 於棒透鏡14的軸方向（長度方向）設置反射鏡17的實施 例。 入射於棒透鏡14的光線中，正交於軸方向（長度方 向）的光線，是如上述地，藉由棒透鏡14被聚光之後擴 展。所以，從各棒透鏡14所出射的光線，是光照射面中 令各該照度的峰値位置偏離而重疊，光照射領域的照度分 布成爲均勻，惟成爲中央部的照度較高而周邊部的照度較 低的照度分布。 如第8圖所示地，在本實施例中，在複數棒透鏡14 的光出射側的兩側，配置反射朝正交於棒透鏡1 4的軸方 ® 向的方向擴展的光線的反射鏡1 7。 如此地藉由設置反射來自棒透鏡的擴展的光線的反射 鏡，可規定光照射領域的長度，又，可補足低照度的光照 " 射領域的周邊部（端部）的照度。 在上述的第1至第3實施例的光照射器中，作爲反射 器，例如可使用透過從可視域一直到紅外域的光線及來自 燈的輻射熱，具有僅反射紫外域的光線的功能的多層膜被 蒸鍍所成者（冷光鏡）。 作爲反射器使用冷光鏡，將上述的實施例的光照射器 -23- 200815204 (21) 例如適用於使用下述的光硬化型印墨的噴墨式印表機的情 形，則更確實地可防止包括在從放電燈所放射的光線的可 視域一直到紅外域爲止的光線，或來自隨著放電燈旳點燈 的溫度上昇的燈封體的輻射熱照射在基材。 所以，可防止基材被加熱的情形，因此，作爲基材， 使用藉由熱容易變形的紙或薄膜的情形極有用。 ^ 又，作爲短弧型放電燈，並不被限定於超高壓水銀燈 者，例如可使用金屬鹵化物型短弧放電燈，尤其是，依照 ^ 例如封入有鐵（Fe )的鹵素化合物者，例如350至450nm 附近的波長範圍的光線的發光效率變高之故，因而光照射 面（光照射對象物）的全部放射束會增加，故可提高例如 光硬化型印墨的硬化處理的處理效率。 如以上地，依照本發明的光照射器，將來自形成點光 源的短弧型放電燈的光線，以反射器1 1進行反射，入射 於棒透鏡，而在光照射面線狀地延伸般地予以聚光之故， 因而可將線狀地聚光的光線的長度方向的照度均勻度作成 ^ 優異，而有效率地可利用來自放電燈的光線。又，較簡單 的構成之故，因而可得到小型、輕量化。 而且短弧型放電燈是亮度高者之故，因而在光照射面 所形成的光照射領域，是其長度方向的照度分布均勻，且 具有高峰値照度的有效領域形成作爲所定大小的線狀者。 因此，本發明的光照射器，是例如適用作爲光硬化型噴墨 式印表機〔以下簡稱爲「光照射器」〕的用以硬化被著彈 於基材上的光硬化型液體狀材料的光源時，成爲極有用者 -24- (22) (22)200815204 (6 )對噴墨式印表機的適用例 以下，針對於將本發明的光照射器適用於噴墨式印表 機的情形的構成例進行說明。又，在以下，將噴墨式印表 機以使用於畫像印刷的情形作爲例子加以說明，惟同樣地 也可適用於電路等圖案的情形。 第9圖是槪略地表示本發明的實施例的噴墨式印表機 的頭部的構成的一例子的斷面圖。本實施例的噴墨式印表 機是除了光照射器的構成不相同之處之外，具有與表示於 上述第10圖者同樣的構成。 該噴墨式印表機是具備：設有將光硬化型的油墨，例 如紫外線硬化型的油墨作成微小液滴而吐出於基材5的噴 嘴（未圖示）的噴墨頭4，及具有設於該噴墨頭4兩側的 對於著彈於基材5的油墨，藉由照射所定波長域的光線， 例如紫外線而將此予以硬化的兩個光照射器6、7的頭部 1 a 〇 安裝有頭部la的托架（未圖示），是被支撐於沿著 基材5延伸般地所設置的棒狀導軌2，而藉由未圖示的驅 動機構（未予圖示），可將基材5的上方位置沿著導軌2 而朝圖中左右方向的往復移動。 又’作爲所使用的紫外線硬化型印墨，可例示例如將 基聚合性化合物包括作爲聚合性化合物的基聚合系印墨-， 將陽離子聚合性化合物包括作爲聚合性化合物的陽離子聚 合系印墨等。又’將噴墨式印表機使用於電路等的圖案形 成的情形’作爲從噴墨頭所吐出的液體狀材料，使用包括 -25- 200815204 (23) 光聚合成化合物的光阻印墨等。又，作爲基材5，例如可 使用紙、樹脂、薄膜、印刷基板等。 在本實施例中，光照射器6、7是藉由具有與上述第 1實施例的光照射器（參照第1圖）同一構成者所構成。 亦即’光源部1 0是由具有旋轉橢圓形狀的反射面的 反射器1 1 ’及發光部（例如電弧的亮度）位於反射器！ i ^ 的第一焦點的狀態，連結電極的軸沿著反射器1 1的光軸 所配置的放電燈9，及棒透鏡1 4所構成。又，在開口部 ® 設於相對在基材5的面的蓋體8內收納有此光源部丨〇。 棒透鏡14是配置成其軸方向（長度方向）沿著光源 部1 0的排列方向，在基材5上，形成有正交於棒透鏡的 軸的方向（對於第9圖的紙面垂直方向）的線狀光照射領 域。 本實施例的噴墨式印表機的頭部1 a，是配置成基材5 位於光照射器6、7的反射器的第二焦點位置，或其附近 ，而放電燈9仍點燈之狀態下移動基材5的上方位置。藉 ^ 由此，來自放電燈9的光線，對於基材5，朝正交於頭部 的移動方向的方向（對於第9圖的紙面的垂直方向）線狀 地被聚光而被照射，藉由此，剛被著彈於基材5之後的紫 外線硬化型印墨被硬化。 針對於紫外線硬化型印墨的硬化處理具體地加以說明 ，在第9圖中，一面令頭部la朝右方向移動一面在基材 5進行印刷時，著彈於基材5的紫外線硬化型印墨，是藉 由來自位於頭部1 a的移動方向後方側的光照射器6的照 射光被硬化。一方面，頭部la在第9圖中，一面令朝左 -26- 200815204 (24) 方向移動一面在基材5進行印刷時，著彈於基材5的紫外 線硬化型印墨，是藉由來自位於頭部1 a的移動方向後方 側的光照射器7的照射光被硬化。 依照上述構成的噴墨式印表機，來自高亮度的短弧放 電燈9的高峰値照度的光線，被照射在被著彈於基材5的 紫外線硬化型印墨之故，因而可快速地硬化（光聚合）被 " 著彈於基材5之後的紫外線硬化型印墨而可縮短硬化所需 要的時間。 ® 因此，可防止點形狀的變化，因此，確實地可形成高 畫質的畫像或電路等的圖案。 而且，光照射器6、7藉由反射器1 1反射來自放電燈 9的光線而照射於基材5的構造，將反射器11作爲僅反 射紫外線的多層膜蒸鍍濾波器，可防止包括於從放電燈9 所放射的光線的紫外線硬化型印墨硬化不需要的紅外域一 直到可視域的光線，及來自隨著放電燈9的點燈的燈封體 的輻射熱，直接地入射於基材5。 ^ 因此，可將熱影響對於基材5的熱影響的程度減低成 較小，即使使用依熱容易變形的基材時，也確實地可防止 基材變形的情形，因此，可避免針對於可使用的基材5的 — 限制。 又，依照本發明，可將光照射器（燈具），與具備長 弧型放電燈者相比較，可作爲得到小型、輕量化者所構成 之故，因而可得到噴墨式印表機全體的輕量化，而且可得 到提昇印墨的硬化處理效率所致的印刷速度或圖案的形成 速度的高速化。 -27- 200815204 (25) 又，作爲本發明的噴墨式印表機的光照射器，除了表 示於第1實施例者之外，還可使用表示於上述第1實施例 的變形例，第2、第3實施例，若使用以第2實施例者， 可得到更長線狀的照射領域。 又，在上述噴墨式印表機中，藉由將頭部la對於基 材5予以移動，針對於形成畫像記錄或電路圖案的構成者 * 加以說明，惟本發明的噴墨式印表機是也可適用於頭部的 位置被固定，而基材例如間歇地被搬送的形成有畫像或圖 •帛所形成的構成者。 還有，本發明的光照射器是不僅爲光硬化型噴墨式印 表機，也可適用於在兩枚光透過性基板之間的線狀地塗佈 的光硬化性接著劑照射光線，黏貼當該兩枚光透過性基板 的液晶等的面板黏貼裝置。在此種面板的黏著裝置，也可 將來自朝光照射器的線狀地延伸的光照射領域的長度，設 計成因應於光透過性基板間的線狀地塗佈的光硬化性接著 劑的長度。 【圖式簡單說明】 第1(a)圖及第1(b)圖是表示本發明的第1實施 ^ 例的光照射器的構成的圖式。 第2(a)圖至第2(c)圖是表示棒透鏡的斷面形狀 例的圖式。 第3(a)圖及第3(b)圖是表示本發明的第1實施 例的變形例的圖式。 第4圖是表示變更棒透鏡的支數而測定光照射領域的 -28- 200815204 (26) 照度分布的結果的圖式。 第5(a)圖至第5(c)圖是表示變更棒透鏡的支數 時的棒透鏡的配置的圖式° 第6圖是表示本發明的第2實施例的光照射器的構成 的圖式。 ^ 第7(a)圖至第7(e)圖是表示本發明的第2實施 ^ 例的光照射領域的形狀例的圖式。 第8(a)圖及第8(b)圖是表示本發明的第3實施 ^ 例的光照射器的構成的圖式。 第9圖是表示將本發明的光照射器適用於噴墨式印表 機的情形的構成例的圖式。 第10(a)圖及第10(b)圖是表示噴墨式印表機的 頭部的槪略構成的圖式。 第11圖是表示先前申請所提案的光照射器的構成的 一例的圖式。 ® 【主要元件符號說明】 1 :噴墨式印表機 1 a :頭部 ’ 2 :導軌 3 :托架 4 :噴墨頭 5 :基材 6、7 :光照射器 8 :蓋體 -29- (27) (27)200815204

9 :放電燈 10 、 101 、 102 :光源部 1 1 :反射器 1 4 :棒透鏡 1 5 :反射器 1 6 :凸透鏡 1 7 :反射鏡 -30-

Claims (1)

1. 200815204 (1) 十、申請專利範圍 1·一種光照射器，其特徵爲： 在放電容器內具備：相對配置有一對電極所成的短弧 型放電燈，及聚光來自上述燈的光線的光學元件， 在垂直於從上述光學元件所出射的光線的光軸的平面 上，平行地配置複數棒透鏡。 2·如申請專利範圍第1項所述的光照射器，其中 上述光學元件，是配置成圍繞上述放電燈，而具有反 射來自上述放電燈的光線的旋轉橢圓面狀的反射面的反射 器。 3 .如申請專利範圍第1項所述的光照射器，其中 上述光學元件，是配置成圍繞上述放電燈，而具有反 射來自上述放電燈的光線的旋轉拋物面狀的反射面的反射 器，及 聚光來自上述反射器的光線的凸透鏡。 4.一種光照射器，其特徵爲：申請專利範圍第1項至 第3項中任一項所述的光照射器配置排列複數，互相鄰接 的光照射器的光照射領域的至少一部分，對於正交於光照 射器的排列方向的方向形成重疊。 5 .如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的光 照射器，其中，在上述複數棒透鏡的光出射側，又具備將 朝正交於棒透鏡的軸方向的方向擴展的光線予以反射的反 射鏡。 6 . —種噴墨式印表機， .31 . 200815204 (2) 具備：備有將光硬化型的液體狀材料吐出於基材的噴 墨頭及照射用以硬化被吐出於上述基材而被著彈的液體狀 材料的光線的光照射器的頭部所成， 一面相對地移動當該頭部與基材，一面將上述液體狀 — 材料從噴墨頭吐出至基材，藉由光照射器將光線照射在著 , 彈於當該基材上的液體狀材料，就可硬化液體狀材料而形 成圖案的噴墨式印表機，其特徵爲： % 上述光照射器是申請專利範圍第1項至第5項中任一 項所述的光照射器。