JP2018144449A - 光照射装置、及び立体画像形成システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1実施形態である立体画像形成システムの構成図である。
立体画像形成システム1000は、発泡装置100と、二次元画像形成装置150と、制御装置300と、該制御装置に接続される表示操作部350とを備える。なお、二次元画像形成装置150と発泡装置100とは、立体画像形成装置200を構成する。
熱膨張性シート400は、厚みdの基材415と熱膨張層410とインク受容体417とが積層されたシート状媒体である。基材415の厚みはdであり、熱膨張層410とインク受容体417との厚みは計T1である。また、熱膨張性シート400の全厚みはD1である。基材415は、弾性変形可能な紙葉類である。熱膨張層410は、熱により膨張(発泡)する発泡インクである。インク受容体417は、熱膨張層410の全表面を覆っており、インク、トナー、ボールペンや万年筆のインク、鉛筆の黒鉛などを受容してその表面に定着させるために設けられている。ここで、熱膨張性シート400は、細長い紙を巻回したロール紙が好ましいが、葉書等の幅の狭い紙葉類であっても構わない。
図3(a)は、二次元画像形成装置150(図1)によって、裏面にカーボンを含んだ黒色現像剤(黒色画像層420)で二次元画像が形成された熱膨張性シート400の断面図であり、発泡前の状態を示している。なお、インク受容体417の表面には、二次元画像形成装置150によって、カラー画像層425が形成されている。図3(b)は、発泡装置100(図1)によって、近赤外光が照射され、黒色画像層420が該近赤外光(輻射熱)を吸収し、加熱・発泡された熱膨張性シート400の断面図である。
したがって、カーボンを含む黒色画像は、CMYを混色した黒色画像よりも光を吸収し、熱膨張性シート400において、カーボンを含む黒色画像が印刷された領域は、CMYを混色した黒色画像が印刷された領域よりも発泡(膨張)する。
発泡装置100は、給紙部20と、駆動ローラ32a,32bと、従動ローラ32c,32dと、光照射装置10(10a)と、冷却ファン16と、モータ33と、上ガイド34aと、下ガイド34bとを備える。ここで、給紙部20は、熱膨張性シート400を搬送路に給紙するものである。なお、搬送路は、駆動ローラ32a,32bと従動ローラ32c,32dと上ガイド34aと下ガイド34bとから構成され、熱膨張性シート400の搬送面の上方及び下方を含む。また、駆動ローラ32a,32bと、従動ローラ32c,32dと、モータ33と、上ガイド34aと、下ガイド34bとで、搬送ユニット(搬送手段)を構成する。
図5(a)において、光照射装置10aは、2つの反射部材である反射鏡11a,11bと、2本のハロゲンランプ15a,15bと、石英板13,13を備え、搬送中の熱膨張性シート400を照射するように構成されている。ここで、反射鏡11a(11b)とハロゲンランプ15a(15b)とで、光照射部材を構成する。反射鏡11a,11bは、放物面反射鏡であり、例えば、アルミ製であるが、近赤外光の反射率が高い金でメッキされた物が好ましい。
熱膨張性シート400は、所定幅W1で略均一に90℃乃至100℃程度の所定温度に加熱されている。また、搬送方向では、熱膨張性シート400は、7分割されて加熱されているが、石英板13が複数に分割されているためであり、石英板13の繋ぎ目部分で加熱温度が低くなっている。
図7(a)において、光照射装置10(10a)は、前記したように、2つの反射鏡11a,11bと、2本のハロゲンランプ15a,15bと、石英板13,13とを備え、光が熱膨張性シート400を照射するように構成されている。反射鏡11a,11bは、放物面の光軸が熱膨張性シート400の垂線に対して、角度θだけ傾斜している。これにより、反射鏡11aの光軸と、反射鏡11bの光軸とは、熱膨張性シート400の裏面側において角度2θで交わっている。対となるハロゲンランプ15a,15b、及び反射鏡11a,11bは、熱膨張性シート400の搬送面に対して夫々同じ高さに設けられ、反射鏡11bの光軸の交点の方向に反射鏡11a,11bの反射面が向いている。
図9は、本発明の比較例である光照射装置の概略構成図であり、図9(a)が平面図であり、図9(b)が正面図である。
光照射装置10bは、2本のハロゲンランプ15a,15bと、2つの反射鏡11a,11bと、複数の石英板13とを備え、熱膨張性シート400の搬送方向に対して垂直に配置されるものである。反射鏡11a,11bは、第1実施形態と同様に、放物面反射鏡である。反射鏡11a,11bの放物面の光軸は、熱膨張性シート400の垂線と平行である。なお、反射鏡11a,11b、及びハロゲンランプ15a,15bの有効長Lは、熱膨張性シート400の横幅wよりも2Bだけ長い。ここで、有効長Lは、照射強度が均一な領域の長さを意味する。
この二次元温度分布図は、反射鏡11a,11b、及びハロゲンランプ15a,15bの幅方向に2列の高温領域が存在する。つまり、反射鏡11a及びハロゲンランプ15aと、反射鏡11b、及びハロゲンランプ15bとの中間部に低温領域が存在する。これに対して、前記実施形態の光照射装置10aは、反射鏡11a及びハロゲンランプ15aと、反射鏡11b、及びハロゲンランプ15bとが、熱膨張性シート400の垂線に対して角度θだけ傾斜しているので、幅方向に均一に照射される。
図11(a)において、光照射装置10bは、ハロゲンランプ15a、及び反射鏡11aの組合せと、ハロゲンランプ15b、及び反射鏡11bの組合せとが併設されている。また、光照射装置10bは、反射鏡11a,11bの光軸が熱膨張性シート400の垂線と同一方向である。このため、反射鏡11a,11bの反射光は、平行光となり、熱膨張性シート400に均一に照射されるが、ハロゲンランプ15a,15bからの直接光は、中心部で光の強度が強く、周辺部で光の強度が弱くなる。
前記第1実施形態の光照射装置10aは、放物面反射鏡を用いて、平行光を熱膨張性シート400に出射していたが、楕円反射鏡を用い、一旦、集光させて、その集光点から発散する発散光を熱膨張性シート400に出射させることもできる。また、この第2実施形態の光照射装置10cは、集光点から熱膨張性シート400までを反射板で覆った構成を有している。
光照射装置10cは、反射部材としての楕円反射鏡12と、ハロゲンランプ18と、2枚の反射板14a,14bと、反射板14cとを備えて構成される。楕円反射鏡12は、断面視で楕円形状の棒状のアルミミラーである。これにより、楕円反射鏡12は、第1焦点と集光点としての第2焦点とを有する集光型リフレクタとして機能する。ハロゲンランプ15cは、前記実施形態のハロゲンランプ15a,15bと同一の線状光源であり、楕円反射鏡12の第1焦点に配設される。
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような種々の変形が可能である。
(1)前記実施形態の発泡装置100は、ハロゲンランプ15a,15bを放物面の焦点に配設した反射鏡11a,11bを用いたが、開口面を有し、直接光の出射角度を規制するもの(出射角規制部材)であれば構わない。
〔付記〕
<請求項1>
光源と反射部材とを備える複数の光照射部材を具備し、
前記光照射部材は、対となって互いに向かい合うように傾斜して設けられ、前記反射部材の光軸が、対となる当該光照射部材間の下方の所定領域で交わるように設けられていることを特徴とする光照射装置。
<請求項2>
請求項1に記載の光照射装置であって、
前記所定領域は、熱膨張性シートの搬送路であり、
前記光照射部材は、前記反射部材の光軸が、対となる当該光照射部材間における前記熱膨張性シートの近傍で交わるように設けられていることを特徴とする光照射装置。
<請求項3>
請求項2に記載の光照射装置であって、
前記搬送路は、前記熱膨張性シートの搬送面の下方を含み、
前記反射部材の光軸は、前記搬送面の下方で交わることを特徴とする光照射装置。
<請求項4>
請求項2又は請求項3に記載の光照射装置であって、
前記光源は、線状光源であり、
当該線状光源の長手方向は、前記熱膨張性シートの搬送方向に対して平行に設けられていることを特徴とする光照射装置。
<請求項5>
請求項2乃至請求項4の何れか一項に記載の光照射装置であって、
前記反射部材は、放物面反射鏡であり、
前記光源は、前記放物面反射鏡の焦点に配設されている
ことを特徴とする光照射装置。
<請求項6>
請求項5に記載の光照射装置であって、
前記光照射部材の直接光と反射光とによって、前記所定領域における当該直接光及び当該反射光の重なる領域の温度が所定の温度である
ことを特徴とする光照射装置。
<請求項7>
請求項5又は請求項6に記載の光照射装置であって、
対となる前記光照射部材は、前記領域に対して夫々同じ高さに設けられ、前記領域に前記放物面反射鏡の反射面を向けるように設けられていることを特徴とする光照射装置。
<請求項8>
光源と楕円反射鏡とを備える光照射部材と、
前記光照射部材の下方から所定距離の位置に設けられた反射板と、を備え、
前記反射板は、前記光源からの光の焦点を形成するように熱膨張性シートの搬送路の上方に対になって設けられている
ことを特徴とする光照射装置。
<請求項9>
請求項8に記載の光照射装置であって、
前記搬送路は、前記反射板の下方であって、前記熱膨張性シートの搬送位置の下部に他の反射板を設けることを特徴とする光照射装置。
<請求項10>
光源と楕円反射鏡とを備える光照射部材と、
前記光照射部材の下方の所定距離に対になって設けられた複数の反射板と、
前記複数の反射板の下方に設けられた他の反射板と、をさらに備え、
対となる前記複数の反射板は前記光源からの光の焦点を形成するように傾斜している
ことを特徴とする光照射装置。
<請求項11>
請求項1乃至請求項10の何れか一項に記載の光照射装置であって、
前記光源は線状光源であることを特徴とする光照射装置。
<請求項12>
請求項2乃至請求項11の何れか一項に記載の光照射装置と、二次元画像形成装置とを備えた立体画像形成システムであって、
前記光照射装置は、前記二次元画像形成装置が画像を形成した熱膨張性シートに光を照射する
ことを特徴とする立体画像形成システム。
11 反射鏡(反射部材、光照射部材)
11a,11b,11c,11d 反射鏡
11aa,11ab,11ba,11bb 端部
11c 反射鏡端部
12 楕円反射鏡(反射部材)
13 石英板
14,14a,14b 反射板
14aa,14ba 第2焦点反対側端部
14c 反射板(他の反射板)
15,15a,15b,15c,15d ハロゲンランプ(線状光源、光照射部材)
18 ハロゲンランプ(第1焦点)
32a,32b 駆動ローラ(駆動手段)
32c,32d 従動ローラ(駆動手段)
100 発泡装置(膨張装置)
150 二次元画像形成装置
200 立体画像形成装置
300 制御装置
350 表示操作部
400 熱膨張性シート(発泡シート)
410 熱膨張層
415 基材
417 インク受容層
420 黒色画像層
425 カラー画像層
1000 立体画像形成システム
Claims (12)
- 光源と反射部材とを備える複数の光照射部材を具備し、
前記光照射部材は、対となって互いに向かい合うように傾斜して設けられ、前記反射部材の光軸が、対となる当該光照射部材間の下方の所定領域で交わるように設けられていることを特徴とする光照射装置。 - 請求項1に記載の光照射装置であって、
前記所定領域は、熱膨張性シートの搬送路であり、
前記光照射部材は、前記反射部材の光軸が、対となる当該光照射部材間における前記熱膨張性シートの近傍で交わるように設けられていることを特徴とする光照射装置。 - 請求項2に記載の光照射装置であって、
前記搬送路は、前記熱膨張性シートの搬送面の下方を含み、
前記反射部材の光軸は、前記搬送面の下方で交わることを特徴とする光照射装置。 - 請求項2又は請求項3に記載の光照射装置であって、
前記光源は、線状光源であり、
当該線状光源の長手方向は、前記熱膨張性シートの搬送方向に対して平行に設けられていることを特徴とする光照射装置。 - 請求項2乃至請求項4の何れか一項に記載の光照射装置であって、
前記反射部材は、放物面反射鏡であり、
前記光源は、前記放物面反射鏡の焦点に配設されている
ことを特徴とする光照射装置。 - 請求項5に記載の光照射装置であって、
前記光照射部材の直接光と反射光とによって、前記所定領域における当該直接光及び当該反射光の重なる領域の温度が所定の温度である
ことを特徴とする光照射装置。 - 請求項5又は請求項6に記載の光照射装置であって、
対となる前記光照射部材は、前記領域に対して夫々同じ高さに設けられ、前記領域に前記放物面反射鏡の反射面を向けるように設けられていることを特徴とする光照射装置。 - 光源と楕円反射鏡とを備える光照射部材と、
前記光照射部材の下方から所定距離の位置に設けられた反射板と、を備え、
前記反射板は、前記光源からの光の焦点を形成するように熱膨張性シートの搬送路の上方に対になって設けられている
ことを特徴とする光照射装置。 - 請求項8に記載の光照射装置であって、
前記搬送路は、前記反射板の下方であって、前記熱膨張性シートの搬送位置の下部に他の反射板を設けることを特徴とする光照射装置。 - 光源と楕円反射鏡とを備える光照射部材と、
前記光照射部材の下方の所定距離に対になって設けられた複数の反射板と、
前記複数の反射板の下方に設けられた他の反射板と、をさらに備え、
対となる前記複数の反射板は前記光源からの光の焦点を形成するように傾斜している
ことを特徴とする光照射装置。 - 請求項1乃至請求項10の何れか一項に記載の光照射装置であって、
前記光源は線状光源であることを特徴とする光照射装置。 - 請求項2乃至請求項11の何れか一項に記載の光照射装置と、二次元画像形成装置とを備えた立体画像形成システムであって、
前記光照射装置は、前記二次元画像形成装置が画像を形成した熱膨張性シートに光を照射する
ことを特徴とする立体画像形成システム。
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