JP2007290233A - 光照射器およびインクジェットプリンタ - Google Patents

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Abstract

【課題】 高いピーク照度が得られ、しかも、光照射対象物に対する熱の影響の程度が低減される光照射器およびこの光照射器を備え、画質の高い画像が確実に形成され、しかも、記録媒体に対する熱の影響の程度の小さいインクジェットプリンタを提供すること。
【解決手段】 光照射器は、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反射部材とを備えてなり、放電ランプからの光が、反射部材によって、光照射面において線状に伸びるよう集光された状態で、照射される。インクジェットプリンタは、上記光照射器を備えたヘッド部を備え、光照射器から照射される光によって記録媒体に着弾された光硬化型インクを硬化させる。
【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し、特に、光照射対象物に対して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、光硬化型のインクを記録媒体に吐出して当該記録媒体に画像を記録するインクジェットプリンタに関する。
現在、例えば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等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・制御する記録ヘッドと、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(例えば特許文献1〜3,非特許文献1参照)。
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などの利点がある。
このような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のある種のものは、図13に示すように、例えば紫外線硬化型インクを微小な液滴として記録媒体Rに吐出するノズル(図示しない)が設けられた記録ヘッド71と、この記録ヘッド71の例えば両側の位置に設けられた、記録媒体Rに着弾した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、記録媒体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、記録媒体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。
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、これらのうちでも、ラジカル重合系インクが主流となっている。
各々の光照射器80A,80Bは、記録媒体Rが位置される方向(図13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記録媒体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記録媒体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またはその付近に記録媒体Rが位置されるよう、配置されており、ヘッド部70が記録媒体Rの上方位置を、例えば放電ランプ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からの光が例えばリフレクタ83の第2焦点Fr2に位置される記録媒体Rに対して線状に集光された状態で照射され、これにより、記録媒体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13において、ヘッド部70が例えば右方向に移動されながら記録媒体Rに印刷が行われているときには、記録媒体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13において左方向に移動されながら記録媒体Rに印刷が行われているときには、記録媒体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、インクが大気にさらされる時間が長いほど硬化速度が遅くなってインクの硬化に長時間を要する。また、インクジェットプリンタにおいて用いられるインクは、記録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、インクが記録媒体に着弾された後、インクが直ちに硬化(光重合)されない場合には、着弾後のインクのドット形状が変化しやすく、品質の高い画像を得ることができなくなるためである。
このような要請に対して、例えば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、シリンドリカルレンズを光源ランプと記録媒体との間に配置し、光源ランプからの光を集光して記録媒体に照射することにより、記録媒体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、例えば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た場合であっても、光源ランプそれ自体の輝度を高くしたものでない限り、得られるピーク照度の大きさには限界がある。
また、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って、上記要請に応えることのできる程度に十分に高い照度を得るためには、マイクロウェーブUVランプそれ自体の輝度を高くすることが必要とされるが、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13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、すなわち、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む、放電ランプ82からの光が直接的に記録媒体Rに対して照射されると共に、放電ランプ82の点灯に伴う輻射熱も記録媒体Rに入射される構成とされているため、可視域から赤外域の光および輻射熱によって記録媒体Rが加熱されて高温となる。
記録媒体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、紫外線硬化型インクの硬化処理を高い効率で行うために高いピーク照度が得られる放電ランプを用いた場合には、可視域から赤外域にかけての不要な光や放電ランプの輻射熱による記録媒体Rに対する熱の影響の程度が大きくなり、記録媒体Rの温度が一層高い状態となる結果、変形等が生じやすくなり、高い画質の画像を形成することが困難になる、という問題がある。
このような問題に対して、放電ランプと記録媒体との間に、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記録媒体に照射することにより、記録媒体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、放電ランプから記録媒体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、光源ランプそれ自体の輝度が高いものを用いて被照射面におけるピーク照度を高くすることにより、インクの硬化処理の向上を図ることができないのが、実情であった。
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、高いピーク照度を得ることができ、しかも、光照射対象物に対する熱の影響の程度を低減することができる光照射器を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、上記光照射器を備え、インクの硬化処理を高い効率で行うことができ、従って、画質の高い画像を確実に形成することができ、しかも、記録媒体に対する熱の影響の程度が小さいインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
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特定の反射部材によ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、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、当該放電ランプからの光を反射する反射部材とを備えてなり、
前記反射部材は、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。
本発明の光照射器においては、以下に示す(イ)または(ロ)のいずれかの構造とすることにより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ことができる。
(イ)反射部材を、放電ランプを取り囲むように配置した、当該放電ランプからの光を反射するリフレクタにより構成し、リフレクタとして、その光軸をX軸とする三次元直交座標系を想定したとき、XY平面による断面における反射面が楕円状であり、かつ、XZ平面による断面における反射面が放物線状であるものを用いた構造。
(ロ)反射部材を、放電ランプを取り囲むように配置した、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反射して一軸方向のみに集光するシリンドリカルな反射面を有する反射ミラーとにより構成した構造。
このような構造の具体例としては、
(1)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、反射ミラーとして、断面が放物線状の反射面を有するものを用いた構造、
(2)リフレクタとして、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を用い、反射ミラーとして、断面が楕円状の反射面を有するものを用いた構造
を例示することができる。
また、本発明の光照射器においては、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およびこの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よりなる光源部を複数備え、
当該光源部が、互いに隣接する光源部に係る光照射領域の少なくとも一部が光照射面において重ね合わせられるよう、並んで配置された構成とすることができる。
本発明のインクジェットプリンタは、光硬化型のインクを記録媒体に吐出する記録ヘッドおよび前記記録媒体に吐出され着弾されたインク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、当該ヘッド部と記録媒体とを相対的に移動させながら、記録ヘッドから記録媒体に前記インクを吐出し、光照射器によって当該記録媒体上に着弾したインクに光を照射することにより、インクを硬化させて画像を記録するインクジェットプリンタにおいて、
光照射器として、上記の光照射器が用いられていることを特徴とする。
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、特定の反射部材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、光路長が大きくなることに伴う光照射面における光照射領域の広がりを抑制しながら、光照射面におけるいずれの方向に対しても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、被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反射部材によって反射して出射する構造とされていることにより、例えば紫外域の光を出射する構成とされている場合には、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。
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記録媒体に着弾された光硬化型のインクに対して高い照度で照射されるので、記録媒体に着弾された直後のインクを高い効率で硬化(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結果、ドット形状が変化することを防止することができ、従って、高い画質の画像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が用いられるものにおいては、放電ランプからの光を反射して記録媒体に照射する構造であることにより、放電ランプから放射される光に含まれる、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の点灯に伴う輻射熱が、記録媒体に直接的に入射されることがないので、記録媒体に対する熱影響の程度を小さく低減することができ、記録媒体が変形することを防止することができる。
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の高速化を図ることができる。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係る光照射器は、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の光源部と、光源部から照射される光を反射して出射する反射ミラーとを備えてなり、リフレクタおよび反射ミラーにより構成される特定の反射部材によって、放電ランプからの光を被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、本発明の第1実施形態に係る光照射器の一例における要部の構成を概略的に示す断面図である。
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を備えてなり、この外装カバー11内には、ショートアーク型の放電ランプ12およびこの放電ランプ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13を備えてなる光源部15が配置されると共に、光源部15からの光を反射して光出射口11Aを介して外部に出射するための反射ミラー17が配置されている。
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と異なる方向、例えば図1においては右方向に開口するよう、光軸Cが光照射面Wと平行に伸び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11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11の光軸Cに沿って伸びるよう配置されている。
反射ミラー17は、一軸方向のみ放物線状の反射面を有する、すなわちリフレクタ11の光軸Cと反射ミラー17の光軸Dとを含む平面であって、光出射方向に沿った平面による断面における反射面17Aが放物線状である樋状のシリンドリカル・パラボラミラーにより構成されており、反射面17Aが光源部15の光照射口13Bおよび光照射器10の光出射口11Aを臨み、焦点Fmが光照射面Wにおける光出射口11Aに対向する領域内に位置される状態で、光照射面Wに沿って(図1においては紙面に垂直な方向に)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を介して反射ミラー17に向かって照射され、反射ミラー17に入射される平行光が、反射ミラー17の、断面が放物線状のシリンドリカルな反射面17Aにより反射されることにより、反射ミラー17の長手方向(図1においては紙面に垂直な方向)には平行光のまま集光されることなく、リフレクタ13の光軸方向(図1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、これにより、反射ミラー17の焦点Fmに位置される光照射面Wにおいて反射ミラー17の長手方向に線状に伸びる光照射領域IAが形成されるよう、放電ランプ12からの光が照射される。
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、各々特定の形状の反射面13A,17Aを有するリフレクタ13および反射ミラー17が組み合わされてなる特定の反射部材による光学系が構成された構造であることにより、点光源を形成する放電ランプ12からの光を、光路長が大きくなることに伴う光照射面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においてリフレクタ13の光軸に直交する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、被照射面Wにおいて形成される光照射領域IA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。
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態に係る光照射器は、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の光源部を備えてなり、少なくともリフレクタにより構成される特定の反射部材によって、放電ランプからの光を被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2は、本発明の第2実施形態に係る光照射器の一例における要部の構成を概略的に示す断面図、図3は、図2に示す光照射器における光照射面と平行に伸びる平面による断面であるA−A断面を示す部分断面図である。
この光照射器20は、上記第1実施形態に係る光照射器10と基本的な構成は同一であって、一方(図2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およびこの放電ランプ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22を備えてなる光源部21が配置されると共に、光源部21からの光を反射して光出射口11Aを介して外部に出射するための一の反射ミラー26が配置されて、構成されている。
光源部21を構成するリフレクタ22は、その光軸CをX軸とする三次元直交座標系を想定したとき、XY平面による断面における反射面22Aが楕円状であるシリンドリカルな反射面と(図2参照)、XZ平面による断面における反射面22Bが放物線状であるシリンドリカルな反射面(図3参照)との複合反射面を有するものが用いられている。図4は、光源部21を正面方向(リフレクタ22の開口方向)から見た図である。上述したように、リフレクタ22はシリンドリカルな楕円面とシリンドリカルな放物面の2種類の反射面を有し、Y方向とZ方向の曲率が異なるので、両反射面が合わさる部分には境界線ができる。
リフレクタ22は、その光照射口22Cが光照射器20における光出射口11Aと異なる方向、例えば図2においては右方向(X方向)に開口するよう、光軸Cが光照射面Wと平行に伸びる姿勢で、配置されている。
このリフレクタ22は、楕円状の反射面22Aの第1焦点Fr1および放物線状の反射面22Bの焦点Fr0が互いに一致する状態で、光軸C上に位置されている。
光源部21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22における楕円状の反射面22A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22の光軸Cに沿って伸びるよう配置されている。
反射ミラー26は平面ミラーにより構成されており、その反射面26Aが光源部21の光照射口22Cおよび光照射器20の光出射口11Aを臨み、後述するリフレクタ22の楕円状の反射面22Aの第2焦点Fr2(反射ミラー26による第2焦点の鏡像)が光照射面Wにおける光出射口11Aに対向する領域内に位置される状態で、光照射面Wに沿って(図2においては紙面に垂直な方向、Z方向に)伸びるよう配置されている。
この光照射器20においては、放電ランプ12から放射された光がリフレクタ22によって反射されることにより、リフレクタ22における放物線状の反射面22Bにより反射された光が光軸Cに沿った平行光とされると共にリフレクタ22における楕円状の反射面22Aにより反射された光がこの反射面22Aの第2焦点Fr2に集光されるよう光照射口22Cを介して反射ミラー26に向かって照射され、反射ミラー26によって光照射面Wの方向に折り返される。
これにより、図中Z軸方向には平行光で、X軸方向のみに集光され、光照射面Wにおいてリフレクタの光軸Cに直交する方向(Z方向)に線状に伸びる光照射領域IAが形成されるよう、放電ランプ12からの光が照射される。
この第2実施形態に係る光照射器20においては、反射ミラー26は、単にリフレクタ22による光路を、光照射面W側に折り返すために用いるものであり、リフレクタ22による反射光が、直接光出射口11Aから出射されるよう、リフレクタ22をその光軸Cが図中Y軸と平行になるように配置した場合、反射ミラー26は不要となる。
上記構成の光照射器20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、特定の形状の反射面22Aを含む複合反射面を有するリフレクタ22を備えた特定の反射部材による光学系が構成された構造であることにより、点光源を形成する放電ランプ12からの光を、光路長が大きくなることに伴う光照射面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における例えばリフレクタ22の光軸Cに直交する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、被照射面Wにおいて形成される光照射領域IA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。
<第3実施形態>
本発明の第3実施形態に係る光照射器は、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の光源部と、光源部から照射される光を反射して出射する反射ミラーとを備えてなり、リフレクタおよび反射ミラーにより構成される特定の反射部材によって、放電ランプからの光を被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5は、本発明の第3実施形態に係る光照射器の一例における要部の構成を概略的に示す断面図である。
この光照射器30は、上記第1実施形態に係る光照射器10と基本的な構成は同一であって、一方(図5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およびこの放電ランプ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32を備えてなる光源部31が配置されると共に、光源部31からの光を反射して光出射口11Aを介して外部に出射するための一の反射ミラー36が配置されて、構成されている。
光源部31を構成するリフレクタ32は、その光軸Cを中心とする回転楕円面状の反射面32Aを有する楕円集光鏡が用いられており、リフレクタ32の光照射口32Bが光照射器30における光出射口11Aと異なる方向、例えば図5においては右方向に開口するよう、光軸Cが光照射面Wと平行に伸びる姿勢で配置されている。
光源部31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32における回転楕円面状の反射面32A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32の光軸Cに沿って伸びるよう配置されている。
反射ミラー36は、一軸方向のみ楕円状の反射面を有する、すなわちリフレクタ32の光軸Cと反射ミラー36の光軸Dとを含む平面であって、光出射方向に沿った平面による断面における反射面36Aが楕円面状である、樋状のシリンドリカル・楕円ミラーにより構成されており、反射面36Aが光源部31の光照射口32Bおよび光照射器30の光出射口11Aを臨み、第1焦点Fm1がリフレクタ32における反射面32Aの第2焦点Fr2に一致すると共に第2焦点Fm2が光照射面Wにおける光出射口11Aに対向する領域内に位置される状態で、光照射面Wに沿って(図5においては紙面に垂直な方向に)伸びるよう配置されている。
このように、リフレクタ32の第2焦点Fr2と、反射ミラー36の第1焦点Fm1とを一致させることにより、反射ミラー36の第2焦点Fm2に放電ランプ12からの輝度の高い光を線状に集光することができる。
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32Aを有するリフレクタ32によって反射されることによりリフレクタ32における回転楕円面状の反射面32Aの第2焦点Fr2に集光されるよう光照射口32Bを介して反射ミラー36に向かって照射され、リフレクタ32における反射面32Aの第2焦点Fr2において一旦集光された後、再び、広がりながら反射ミラー36に入射される。
反射ミラー36に入射される光は、反射ミラー36の、断面が楕円状のシリンドリカルな反射面36Aによって反射されることにより反射ミラー36の長手方向(図5においては紙面に垂直な方向)には集光されることなく広がりながら、しかし、リフレクタ32の光軸方向(図5においては左右方向)のみには集光されながら光出射口11Aを介して出射され、これにより、反射ミラー36の第2焦点Fm2に位置される光照射面Wにおいてリフレクタ32の光軸Cに直交する方向に線状に伸びる光照射領域IAが形成されるよう、放電ランプ12からの光が照射される。
上記構成の光照射器30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、各々集光機能を有する特定の形状の反射面32A,36Aを有する、リフレクタ32および反射ミラー36が組み合わされてなる特定の反射部材による光学系が構成された構造であることにより、点光源を形成する放電ランプ12からの光を、光路長が大きくなることに伴う光照射面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においてリフレクタ32の光軸Cに直交する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、被照射面Wにおいて形成される光照射領域IA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。
また、回転楕円面状の反射面32Aを有する楕円集光鏡により構成されたリフレクタ32と、楕円状の反射面36Aを有するシリンドリカル・楕円ミラーにより構成された反射ミラー36とが組み合わせられて放電ランプ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、さらに以下に示すような効果を得ることができる。
リフレクタ32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32の曲率に基づいて設定することができ、また、反射ミラー36によって反射される光の集光位置(焦点距離の大きさ)は、反射ミラー36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32の曲率および反射ミラー36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。
以上においては、第1実施形態〜第3実施形態に係るいずれの光照射器においても、光源装置が一である構成のものについて説明したが、光照射対象物の大きさに応じた適正な大きさの光照射領域を得ることができることから、実際上、複数の光源部を備えた構成とされていることが好ましい。以下においては、例えば二の光源部を備えた、第1実施形態に係る光照射器を例に挙げて説明する。
図6は、本発明の第1実施形態に係る光照射器の他の例における要部の構成を概略的に示す斜視図、図7は、図6に示す光照射器を上方から見たときの平面図である。
この光照射器40は、一方(図6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、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およびこの放電ランプ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を備えてなる二の光源部151,152が配置されると共に、各々の光源部151,152からの光を反射して光出射口11Aを介して外部に出射するための一の反射ミラー17が配置されて、構成されている。
一方の光源部151は、図1に示すものと同一の構成とされており、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、第1実施形態に係るものと同一の構成を有する放電ランプ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に沿って伸びるよう配置されている。また、他方の光源部152も同一の構成を有する。
各々の光源部151,152は、光照射面Wに対して互いに同一のレベル位置において、一方の光源部151の光軸C1および他方の光源部152の光軸C2が共に光照射面Wと平行に伸び、各々の光源部151,152に係る光照射領域がとぎれることがないよう周辺部で重なるように、反射ミラー17の反射面17Aに対して互いに交差する方向に伸びる姿勢で、並んで配置されている。
反射ミラー17は、図1に示すものと同一の構成とされており、一軸方向のみ放物線状の反射面17Aを有する樋状のシリンドリカル・パラボラミラーにより構成されている。
この光照射器40においては、各々の光源部151,152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光照射口13Bを介して反射ミラー17に向かって照射され、各々の光源部151,152から反射ミラー17に入射される平行光が、反射ミラー17の、断面が放物線状のシリンドリカルな反射面17Aによって反射されることにより反射ミラー17の長手方向(図7においては上下方向)には集光されることなく、反射ミラー17の長手方向に直交する方向(図7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、これにより、反射ミラー17の焦点Fmに位置される光照射面Wにおいて反射ミラー17の長手方向に線状に伸びるよう形成される各々の光源部151,152に係る光照射領域IA1,IA2の一部(周辺部)が重ね合わせられるよう、放電ランプ12からの光が照射される。
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各々の光照射領域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り、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。このような効果を確認するために行った実験例を以下に示す。
<実験例>
〔本発明に係る光照射器の具体的仕様〕
図6および図7に示す構成に従って本発明に係る光照射器(40)を作製した。
各々の光源部(151,152)における放電ランプ(12)は、電極間距離が1.2mm、定格電力が210Wである超超高圧水銀ランプであり、リフレクタ(13)は、ミラーとしての光照射口(13B)の有効エリアサイズが約44mm×48mm、焦点距離が6mmであるパラボラミラーである。
反射ミラー(17)は、焦点距離が60mmのシリンドリカル・パラボラミラーを用いた。
各々の光源部(151,152)に係る光照射領域が例えば50mmであり、その周辺部領域の一部を互いに重ねあわせることにより光照射領域全体における照度が十分に高い有効領域の長さが65mmとなる状態で、各々の光源部(151,152)を反射ミラー(17)の反射面(17A)に対して交差する方向に傾斜させて配置した。光出射口(11A)から光照射面(W)までの距離は22mmである。
<比較用の光照射器の具体的仕様>
定格電力が1500W、発光長125mmのメタルハライドランプを光源ランプとして備え、光照射方向に対してメタルハライドランプの後方側の位置に、焦点距離が約120mmである楕円コールドミラーが配置されてなる灯具「UVH−1500M/XJ1」 (ウシオ電機株式会社製)を用意した(図13に示す光照射器参照)。
これらの光照射器の各々について、光照射面において形成される線状の光照射領域の、その長手方向に直交する方向の紫外線放射強度(照度)を測定したところ、図8に示すように、本発明に係る光照射器によれば、放電ランプに投入される電力は、比較用の光照射器の光源ランプに対する電力の1/3以下の大きさであるのにも関わらず、ピーク照度の値が約600mW/cm2 である比較用の光照射器(曲線(ロ)参照)よりも5倍程度大きいピーク照度(2900mW/cm2 )が得られることが確認された(曲線(イ)参照)。
以上、第1実施形態に係る光照射器を例に挙げて説明したが、第2実施形態に係る光照射器および第3実施形態に係る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。
特に、第3実施形態に係る光照射器においては、リフレクタの曲率と、反射ミラーの曲率を目的に応じて適宜に設定することにより、隣り合う光源部に係る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て例えば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ので、光照射領域の長手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、それらの光軸を反射ミラー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。
また、上記第1実施形態〜第3実施形態に係る光照射器の各々は、光源部がリフレクタの光軸が光照射面と平行に伸びる姿勢で配置されてなる構成のものについて説明したが、例えば図9に示すように、光源部31がリフレクタ32の光軸Cが光照射面Wに対して垂直な方向に伸びる姿勢で配置された構成とすることができ、このような構成のものにおいても、上記第1実施形態〜第3実施形態に係る光照射器10,20,30と同様の効果を得ることができ、さらに、放電ランプ12を垂直方向にセットできるため、光照射器(灯具)50の横幅を小さくコンパクト化することができる。この光照射器50は、放電ランプ12からの光を、リフレクタ32および反射ミラーにより構成される特定の反射部材によって、被照射面Wにおいて線状に伸びる光照射領域IAを形成するよう集光して照射する構成、すなわち上記第3実施形態に属する構成のものである。
光照射器50の構成について具体的に説明すると、一方(図9においては下方)に開口する光出射口11Aを有する、全体が箱型形状の外装カバー11を備え、この外装カバー11内に、ショートアーク型の放電ランプ12およびこの放電ランプ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32を備えてなる光源部31が配置されると共に、光源部31からの光を反射して光出射口11Aを介して外部に出射するための二の反射ミラーが配置されて、構成されている。
光源部31を構成するリフレクタ32は、その光軸Cを中心とする回転楕円面状の反射面32Aを有するものが用いられており、リフレクタ32の光照射口32Bが光照射器50における光出射口11Aと例えば同一方向に開口するよう、光軸Cが光照射面Wに対して垂直に伸びる姿勢で配置されている。
光源部31を構成する放電ランプ12は、上記第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32における回転楕円面状の反射面32Aの第1焦点Fr1に位置された状態で、リフレクタ32の光軸Cに沿って伸びるよう配置されている。
二の反射ミラーは、平面ミラーである第1の反射ミラー52と、一軸方向のみの反射面53Aが楕円状である樋状のシリンドリカル・楕円ミラーである第2の反射ミラー53とにより構成されている。
第1の反射ミラー52は、光源部31の光照射方向におけるリフレクタ32の反射面32Aの第2焦点Fr2より手前側の位置において、反射面52Aが斜め上方を向くようリフレクタ32の光軸Cに対して傾斜した状態で、光照射面Wに沿って(図9においては紙面に垂直な方向に)伸びるよう配置されている。
第2の反射ミラー53は、その第1焦点Fm1が、リフレクタ32の第2焦点Fr2の、第1の反射ミラー52による鏡像の位置に一致する状態で、光照射面Wに沿って(図9においては紙面に垂直な方向に)伸びるよう配置されている。
この光照射器50においては、放電ランプ12から放射された光がリフレクタ32によって反射されることにより回転楕円面状の反射面32Aにおける第2焦点Fr2に集光されるよう光照射口32Bを介して第1の反射ミラー52に向かって照射され、第2焦点Fr2において集光される前に第1の反射ミラー35によって反射されて、リフレクタ32における反射面32Aの第2焦点Fr2の、第1の反射ミラー35による鏡像の位置(第2の反射ミラー53の反射面53Aの第1焦点Fm1)において一旦集光された後、再び、広がりながら第2の反射ミラー53に入射される。
第2の反射ミラー53に入射される光は、その断面が楕円状のシリンドリカルな反射面53Aによって反射されることにより、第2の反射ミラー53の長手方向(図9においては紙面に垂直な方向)には集光されることなく広がりながら、しかし、第2の反射ミラー53の長手方向に直交する方向(図9においては左右方向)に対してのみ集光されながら光出射口11Aを介して出射され、これにより、第2の反射ミラー53の第2焦点Fm2に位置される光照射面Wにおいて、第2の反射ミラー53の長手方向に線状に伸びる光照射領域IAが形成されるよう、放電ランプ12からの光が照射される。
また、このような構成の光照射器についても、例えば図10に示すように、例えば二の光源部31が、光照射面Wにおいて第2の反射ミラー53の長手方向に線状に伸びるよう形成される各々の光源部31に係る光照射領域IA1,IA2の一部が重ね合わせられるよう、並んで配置された構成とすることができ、このような構成とされることにより、上記図6および図7に示す構成のものと同様の効果、すなわち、光照射面Wにおいて線状に伸びるよう形成される各々の光照射領域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中央部領域と同等の照度を有する状態となり、光照射領域において、十分に高い照度を有し、かつ、長手方向において均一な照度分布を有する有効領域IA0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、図10においては、反射部材を構成する第1反射ミラー52および第2の反射ミラー53の、光源装置からの任意方向の光の反射位置のみが示されている。
以上、本発明の光照射器について説明したが、本発明の光照射器は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば第1の実施形態に係る光照射器においては、反射ミラーとして、一軸方向のみ円弧状の反射面を有する樋状のシリンドリカルミラーを用いることができる。このような反射ミラーを用いた場合には、球面収差によって集光性能が放物線状の反射面によるものより多少低下するものの、実用上、十分な効果を得ることができる。
また、本発明の光照射器においては、リフレクタおよび反射ミラーとして、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う輻射熱が記録媒体に照射されることが一層確実に防止されるので、記録媒体が加熱されること(記録媒体の高温化)を防止することができ、従って、記録媒体として、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、光路長が大きくなることに伴う光照射面における光照射領域の広がりを抑制しながら、光照射面におけるいずれの方向に対しても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、被照射面において形成される光照射領域は、その長手方向における照度分布が均一であり、かつ、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。従って、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、記録媒体上に着弾された光硬化型インク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。
図11は、本発明のインクジェットプリンタの一例における要部の構成を概略的に示す斜視図、図12は、図11に示すインクジェットプリンタの断面図である。
このインクジェットプリンタは、光硬化型のインク例えば紫外線硬化型のインクを微小な液滴として記録媒体Rに吐出するノズル(図示しない)が設けられた記録ヘッド61と、この記録ヘッド61の例えば両側の位置に設けられた、記録媒体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、記録媒体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、記録媒体Rの上方位置をガイドレール65に沿って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。
記録媒体Rとしては、例えば紙、樹脂、フィルムなどを用いることができる。
一方の光照射器62Aは、二の光源部が並んで配置されてなる第1実施形態に係る光照射器40(図6および図7参照)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、各々の光源部151,152は、記録媒体Rに対して互いに同一のレベル位置において、リフレクタ13の光軸C1,C2が共に記録媒体Rと平行に伸び、反射ミラー17の反射面17Aに対して互いに直交する方向に伸びる姿勢で、並んで配置されている。
一方の光源部151は、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たリフレクタ13を備え、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C1に沿って伸びるよう配置されて、構成されている。他方の光源部152も同一の構成を有する。
反射ミラー17は、一軸方向のみ放物線状の反射面17Aを有する樋状のシリンドリカル・パラボラミラーにより構成されている。
また、他方の光照射器62Bについても、二の光源部151,152および反射ミラー17の配置位置が、一方の光照射器62Aに係る配置位置と対称とされていること以外は、一方の光照射器62Aと同一の構成を有する。
このインクジェットプリンタにおいては、光照射器62A,62Bにおける反射ミラー17の焦点Fmまたはその付近に記録媒体Rが位置されるよう配置されたヘッド部60が、記録媒体Rの上方位置を、例えば放電ランプ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、例えば反射ミラー17の第2焦点Fmに位置される記録媒体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、記録媒体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12において、ヘッド部60が例えば右方向に移動されながら記録媒体Rに印刷が行われているときには、記録媒体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方の光照射器62Aからの照射光により硬化され、一方、ヘッド部60が同図12において左方向に移動されながら記録媒体Rに印刷が行われているときには、記録媒体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他方の光照射器62Bからの照射光により硬化される。
而して、上記構成のインクジェットプリンタによれば、放電ランプ12からの光が高い照度で記録媒体Rに着弾された紫外線硬化型インクに対して照射されるので、記録媒体Rに着弾された直後の紫外線硬化型インクを高い効率で硬化(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結果、ドット形状が変化することを防止することができ、従って、高い画質の画像を確実に形成することができる。
しかも、光照射器62A,62Bが放電ランプ12からの光を反射して記録媒体Rに照射する構造であることにより、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の点灯に伴う輻射熱が、記録媒体Rに直接的に入射されることがないので、記録媒体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記録媒体が用いられる場合であっても、記録媒体が変形することを確実に防止することができ、従って、使用可能な記録媒体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の高速化を図ることができる。
また、本発明のインクジェットプリンタにおいては、上記第1実施形態に係る光照射器だけでなく、第2実施形態および第3実施形態に係る光照射器のいずれのものも適用することができることは言うまでもない。そして、第2実施形態および第3実施形態に係る光照射器が用いられた構成のものにおいても、上記と同様の効果を得ることができる。
さらに、上記インクジェットプリンタにおいては、ヘッド部を記録媒体に対して移動させることにより画像を記録する構成の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、記録媒体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る構成の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、例えば光硬化型インクジェットプリンタにおける、記録媒体上に着弾された光硬化型インクを硬化させるための光源だけでなく、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材に光を照射して、当該2枚の光透過性基板を貼り合わせる、パネルの貼り合わ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わせ装置においては、光照射器によって線状に伸びるよう形成される光照射領域の長さを、線状に塗布された光硬化性接着材の長さに応じて設計することができる。
本発明の第1実施形態に係る光照射器の一例における要部の構成を概略的に示す断面図である。 本発明の第2実施形態に係る光照射器の一例における要部の構成を概略的に示す断面図である。 図2に示す光照射器における光照射面と平行に伸びる平面による断面であるA−A断面を示す部分断面図である。 光源部を正面方向(リフレクタの開口方向)から見た図である。 本発明の第3実施形態に係る光照射器の一例における要部の構成を概略的に示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る光照射器の他の例における要部の構成を概略的に示す斜視図である。 図6に示す光照射器を上方から見たときの平面図である。 本発明に係る光照射器によって形成される光照射領域における、その長手方向に直交する方向の紫外線放射強度分布(照度分布)を、ロングアーク型の放電ランプを備えた比較用の光照射器に係るものと共に示すグラフである。 本発明の第3実施形態に係る光照射器の他の例における要部の構成を概略的に示す断面図である。 本発明の第3実施形態に係る光照射器の更に他の例における要部の構成を概略的に示す断面図である。 本発明のインクジェットプリンタの一例における要部の構成を概略的に示す斜視図である。 図11に示すインクジェットプリンタの断面図である。 従来における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の一例における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
符号の説明
10 光照射器
11A 光出射口
11 外装カバー
12 放電ランプ
13 リフレクタ
13A 反射面
13B 光照射口
15 光源部
17 反射ミラー
17A 反射面
C 光軸
W 光照射面
Fr リフレクタの焦点
Fm 反射ミラーの焦点
IA 光照射領域
20 光照射器
21 光源部
22 リフレクタ
22A 楕円状の反射面
22B 放物線状の反射面
22C 光照射口
Fr0 放物線状の反射面の焦点
Fr1 楕円状の反射面の第1焦点
Fr2 楕円状の反射面の第2焦点
26 反射ミラー
26A 反射面
30 光照射器
31 光源部
32 リフレクタ
32A 反射面
32B 光照射口
36 反射ミラー
36A 反射面
Fm1 反射ミラーの第1焦点
Fm2 反射ミラーの第2焦点
40 光照射器
151,152 光源部
C1,C2 光軸
IA1,IA2 光照射領域
IA0 有効領域
50 光照射器
52 第1の反射ミラー
52A 反射面
53 第2の反射ミラー
53A 反射面
60 ヘッド部
61 記録ヘッド
62A,62B 光照射器
63 キャリッジ
65 ガイドレール
70 ヘッド部
71 記録ヘッド
72 キャリッジ
75 ガイドレール
R 記録媒体
80A,80B 光照射器
81 カバー部材
81A 光出射口
82 放電ランプ
83 リフレクタ
83A 反射面
83B 光照射口

Claims (7)

  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、当該放電ランプからの光を反射する反射部材とを備えてなり、
    前記反射部材は、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. 前記反射部材は、前記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により構成されており、
    当該リフレクタは、その光軸をX軸とする三次元直交座標系を想定したとき、XY平面による断面における反射面が楕円状であり、かつ、XZ平面による断面における反射面が放物線状であることを特徴とする請求項1に記載の光照射器。
  3. 前記反射部材は、前記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反射して一軸方向のみに集光するシリンドリカルな反射面を有する反射ミラーとにより構成されていることを特徴とする請求項1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放物面状の反射面を有し、
    前記反射ミラーは、断面が放物線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3に記載の光照射器。
  5. 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し、
    前記反射ミラーは、断面が楕円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3に記載の光照射器。
  6. 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およびこの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よりなる光源部を複数備え、
    当該光源部が、互いに隣接する光源部に係る光照射領域の少なくとも一部が光照射面において重ね合わせられるよう、並んで配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の光照射器。
  7. 光硬化型のインクを記録媒体に吐出する記録ヘッドおよび前記記録媒体に吐出され着弾されたインク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、当該ヘッド部と記録媒体とを相対的に移動させながら、記録ヘッドから記録媒体に前記インクを吐出し、光照射器によって当該記録媒体上に着弾したインクに光を照射することにより、インクを硬化させて画像を記録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6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。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008080224A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Ushio Inc 光照射器およびインクジェットプリンタ
JP2008102389A (ja) * 2006-10-20 2008-05-01 Ushio Inc 光照射器
US8016408B2 (en) * 2008-02-27 2011-09-13 Seiko Epson Corporation Printing device
JP2012053436A (ja) * 2010-08-06 2012-03-15 Ushio Inc 光照射装置および光照射方法
JP2012093692A (ja) * 2010-09-28 2012-05-17 Ushio Inc 光照射装置および光照射方法
KR20120089184A (ko) * 2011-02-01 2012-08-09 우시오덴키 가부시키가이샤 램프 유닛 및 이 램프 유닛을 구비한 광 조사 장치
JP2012203294A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Ushio Inc 偏光素子ユニットおよび偏光光照射装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2072255A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Reflector assembly for uv radiation
EP2168775A1 (en) * 2008-09-29 2010-03-31 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO A device and a method for curing patterns of a substance at a surface of a foil
US8794801B2 (en) * 2010-07-30 2014-08-05 Kla-Tencor Corporation Oblique illuminator for inspecting manufactured substrates
JP5598239B2 (ja) * 2010-10-08 2014-10-01 ウシオ電機株式会社 光照射装置
TWI463272B (zh) * 2010-11-30 2014-12-01 Ushio Electric Inc Light irradiation device
WO2014104014A1 (ja) * 2012-12-29 2014-07-03 Hoya Candeo Optronics株式会社 光源装置
KR101490463B1 (ko) * 2013-04-29 2015-02-10 선문대학교 산학협력단 조명 장치
JP6076870B2 (ja) * 2013-09-13 2017-02-08 株式会社日立産機システム 帯電制御型インクジェットプリンタ及び印字方法
JP2019181869A (ja) * 2018-04-16 2019-10-24 ローランドディー.ジー.株式会社 インクジェットプリンタ
US11654629B2 (en) 2018-10-26 2023-05-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Mirror assemblies for three dimensional printers

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5341976B2 (ja) * 1972-06-19 1978-11-08
JPS6165227A (ja) * 1984-09-07 1986-04-03 Ushio Inc 光学機械
JPS6340201A (ja) * 1986-08-04 1988-02-20 株式会社小糸製作所 車輌用前照灯
JPH01232602A (ja) * 1988-03-11 1989-09-18 Koito Mfg Co Ltd 自動車用前照灯
JP2005135748A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Seiko Epson Corp 光源装置、光源装置の製造方法、画像表示装置、プロジェクタ

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4505551A (en) * 1977-03-10 1985-03-19 Transamerica Delaval Inc. Illumination and light gate utilization methods and apparatus
US4177383A (en) * 1978-05-04 1979-12-04 Wallace Knight Limited Apparatus for treating a sheet material with radiation
DE3109597C2 (de) * 1981-03-13 1983-10-13 W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau Vorlagenbeleuchtungseinrichtung
US4484334A (en) * 1981-11-17 1984-11-20 Allied Corporation Optical beam concentrator
US4657397A (en) * 1982-06-25 1987-04-14 Oskar Oehler Light collector and its use for spectroscopic purposes
ATE58605T1 (de) * 1986-07-11 1990-12-15 Siemens Ag Thermo-transfer-druckeinrichtung.
US5673102A (en) * 1991-02-22 1997-09-30 Canon Kabushiki Kaisha Image farming and microdevice manufacturing method and exposure apparatus in which a light source includes four quadrants of predetermined intensity
US5620478A (en) * 1992-10-20 1997-04-15 Esc Medical Systems Ltd. Method and apparatus for therapeutic electromagnetic treatment
US5526190A (en) * 1994-09-29 1996-06-11 Xerox Corporation Optical element and device for providing uniform irradiance of a surface
KR100379873B1 (ko) * 1995-07-11 2003-08-21 우시오덴키 가부시키가이샤 막질개량방법
US5745176A (en) * 1995-10-12 1998-04-28 Ppt Vision, Inc. Machine-vision illumination system and method for delineating a lighted volume from an unlighted volume
FR2744536B1 (fr) * 1996-02-01 2004-03-05 Lg Electronics Inc Dispositif d'irradiation ultraviolette destine a un procede de photo-alignement, et methode d'irradiation utilisant ce dispositif
US6248804B1 (en) * 1997-02-27 2001-06-19 Acushnet Company Ultraviolet and or/ visible light curable inks with photoinitiators for game balls, golf balls and the like
JPH11238488A (ja) * 1997-06-06 1999-08-31 Toshiba Lighting & Technology Corp メタルハライド放電ランプ、メタルハライド放電ランプ点灯装置および照明装置
JP3430887B2 (ja) * 1997-10-31 2003-07-28 ウシオ電機株式会社 ショートアークランプ
JP3517583B2 (ja) * 1998-03-27 2004-04-12 キヤノン株式会社 露光装置、デバイス製造方法及び放電灯
JPH11295603A (ja) * 1998-04-09 1999-10-29 Minolta Co Ltd 2次元領域斜め照明系
JP3458733B2 (ja) * 1998-11-24 2003-10-20 ウシオ電機株式会社 斜め光照射装置
US6305796B1 (en) * 1999-01-26 2001-10-23 Xerox Corporation Thermal ink jet printer having dual function dryer
DE60029442T2 (de) * 2000-08-29 2007-04-19 Perkinelmer International C.V. Optisches System mit veränderlicher Vergrösserung
US6755518B2 (en) * 2001-08-30 2004-06-29 L&P Property Management Company Method and apparatus for ink jet printing on rigid panels
US6509697B2 (en) * 2001-01-30 2003-01-21 Fusion Uv Systems, Inc. Compact microwave-powered lamp, inkjet printer using this lamp, and ultraviolet light curing using this lamp
US6543890B1 (en) * 2001-12-19 2003-04-08 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for radiation curing of ink used in inkjet printing
US6783227B2 (en) * 2002-03-27 2004-08-31 Konica Corporation Inkjet printer having an active ray source
US6739716B2 (en) * 2002-06-10 2004-05-25 Océ Display Graphics Systems, Inc. Systems and methods for curing a fluid
JP2004359715A (ja) * 2003-06-02 2004-12-24 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 光硬化型インク並びにこれを用いる画像記録装置及び画像記録方法
JP2005019262A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Ushio Inc ショートアーク型放電ランプ点灯装置
JP2005103852A (ja) 2003-09-29 2005-04-21 Konica Minolta Medical & Graphic Inc インクジェット記録装置
US7137695B2 (en) * 2003-09-30 2006-11-21 Konica Minolta Medical & Graphics, Inc. Inkjet recording apparatus
IL158571A (en) 2003-10-23 2006-04-10 Nur Macroprinters Ltd Digital inkjet printing method and facility
JP4649935B2 (ja) * 2004-02-02 2011-03-16 コニカミノルタホールディングス株式会社 インクジェットプリンタ
US6964487B2 (en) * 2004-02-10 2005-11-15 Starvision Optics, Inc. Image display device
JP4565880B2 (ja) 2004-04-20 2010-10-20 武藤工業株式会社 インクジェットプリンタ
US7661807B2 (en) * 2004-07-21 2010-02-16 Seiko Epson Corporation Ultraviolet rays emitter
TWI340289B (en) * 2007-07-13 2011-04-11 Delta Electronics Inc Reflector for a lighting device and illumination system of a projection apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5341976B2 (ja) * 1972-06-19 1978-11-08
JPS6165227A (ja) * 1984-09-07 1986-04-03 Ushio Inc 光学機械
JPS6340201A (ja) * 1986-08-04 1988-02-20 株式会社小糸製作所 車輌用前照灯
JPH01232602A (ja) * 1988-03-11 1989-09-18 Koito Mfg Co Ltd 自動車用前照灯
JP2005135748A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Seiko Epson Corp 光源装置、光源装置の製造方法、画像表示装置、プロジェクタ

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008080224A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Ushio Inc 光照射器およびインクジェットプリンタ
JP2008102389A (ja) * 2006-10-20 2008-05-01 Ushio Inc 光照射器
US8016408B2 (en) * 2008-02-27 2011-09-13 Seiko Epson Corporation Printing device
JP2012053436A (ja) * 2010-08-06 2012-03-15 Ushio Inc 光照射装置および光照射方法
JP2012093692A (ja) * 2010-09-28 2012-05-17 Ushio Inc 光照射装置および光照射方法
KR20120089184A (ko) * 2011-02-01 2012-08-09 우시오덴키 가부시키가이샤 램프 유닛 및 이 램프 유닛을 구비한 광 조사 장치
KR101650962B1 (ko) * 2011-02-01 2016-08-24 우시오덴키 가부시키가이샤 램프 유닛 및 이 램프 유닛을 구비한 광 조사 장치
JP2012203294A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Ushio Inc 偏光素子ユニットおよび偏光光照射装置

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