JP7009749B2 - 光照射装置、及び立体画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、光照射装置、及び立体画像形成システムに関する。

造形技術の一つとして、発泡性シートを用いた立体画像を形成する技術が知られており、例えば、点字などの形成に用いられている。特許文献１では、基材に熱膨張層を積層した熱膨張性シートを部分的に加熱して、立体画像を形成する。

特開２００１－１５０８１２号公報

ところで、特許文献１では、反射鏡の光軸は熱膨張性シートの表面に対して垂直である。このため、反射鏡に放物面反射鏡を用い、平行光に変換したとしても、ランプ（光源）から直接光が入射し、均一に光を照射することができない。

本発明は、このような実状に鑑みて、光源の幅方向に均一な光を照射することができる光照射装置、及び立体画像形成システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る光照射装置は、長手方向が熱膨張性シートとの相対的な移動方向に沿う方向となるように配置されているとともに、それぞれが線状光源と反射部材とを備える一対の光照射部材を具備し、前記一対の光照射部材のそれぞれは、互いが向かい合うように傾斜して設けられることにより、当該一対の光照射部材のそれぞれからの光の光軸が、前記熱膨張性シートの裏面側で交わるように設けられている、ことを特徴とする。
また、本発明に係る立体画像形成システムは、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、長手方向が熱膨張性シートとの相対的な移動方向に沿う方向となるように配置されているとともに、それぞれが線状光源と反射部材とを備える一対の光照射部材を具備し、前記一対の光照射部材のそれぞれは、互いが向かい合うように傾斜して設けられることにより、当該一対の光照射部材のそれぞれからの光の光軸が、前記熱膨張性シートの裏面側で交わるように設けられている、ことを特徴とする。

本発明によれば、光源の幅方向に均一な光を熱膨張性シートに照射することができる。

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。 熱膨張性シートの断面図である。 熱膨張性シートの発泡前後の状態を示す図である。 発泡装置の構成図である。 本発明の第１実施形態である光照射装置の構成図である。 本発明の第１実施形態である光照射装置の照射による熱膨張シートの温度分布図である。 本発明の第１実施形態である光照射装置の照射原理を説明する説明図（１）である。 本発明の第１実施形態である光照射装置の照射原理を説明する説明図（２）である。 本発明の比較例である発泡装置の概略構成図である。 本発明の比較例である光照射装置の照射による熱膨張シートの温度分布図である。 本発明の比較例である光照射装置の照射原理を説明する説明図である。 本発明の第２実施形態である光照射装置の構成図である。 本発明の第２実施形態である光照射装置の照射による熱膨張シートの二次元温度分布図である。 本発明の第２実施形態である光照射装置の照射による熱膨張シートの幅方向の温度分布図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本実施形態を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
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。

制御装置３００は、表示操作部３５０と接続された汎用の情報処理装置であり、発泡装置１００、及び二次元画像形成装置１５０を制御する制御部として機能する。表示操作部３５０は、制御装置３００に接続されるタッチパネルディスプレイであり、二次元画像を表示する表示手段と、操作者が入力する入力手段とを備える。

二次元画像形成装置１５０は、媒体としての熱膨張性シート４００の特定部位を発泡（膨張）させるために、カーボンを含む黒インク（液体現像剤）で印刷（描画）したり、熱膨張性シート４００の全面をＣＭＹ（シアン・マゼンタ・イエロー）の液体現像剤でカラー印刷したりするインクジェットプリンタである。二次元画像形成装置１５０は、媒体の表面の膨張層を部分的に膨張させる特定部位の画像データ（表面データ）と該媒体の裏面から膨張層を部分的に膨張させる画像データ（裏面データ）と、カラー画像データとが必要である。ここで、表面データ、及び裏面データの画像データは、熱膨張層４１０の特定部位を熱膨張させる黒色現像剤データでもある。

発泡装置１００は、カーボンを含む黒インクで印刷する画像（以下、黒色画像と呼ぶ）が形成された熱膨張性シート４００（図２）の表面又は両面を部分的に加熱するために、発熱器具（加熱器具）としてのハロゲンランプ１５（図３）、及び搬送ユニット（搬送手段）を備えた膨張装置である。発泡装置１００は、熱膨張性シート４００を搬送する搬送速度Ｖや、ハロゲンランプ１５の入力電力等を可変できるように構成されている。

図２は、熱膨張性シートの断面図である。
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は、熱膨張性シートの発泡前後の状態を示す図である。図３（ａ）は、発泡前の状態を示す図であり、図３（ｂ）は、発泡後の状態を示す図である。
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。

ここで、ハロゲンランプ１５は、近赤外光を強く発生するので、光を吸収しやすい黒色（カーボン）で印刷した黒色画像層４２０はＣＭＹのカラー画像層４２５に比べて光をより吸収する。これにより、熱膨張層４１０の黒色画像層４２０は、照射された光を吸収することによって発熱する。その結果、図３（ｂ）に示すように、熱膨張層４１０のうちの黒色画像層４２０が印刷された領域が発泡（膨張）する。言い換えれば、二次元画像形成装置１５０は、電磁波としての近赤外光を熱に変換する熱変換層（黒色層）を印刷する。印刷する現像剤としてのインクは、カーボンを含んでいるが、ＣＭＹのインクは、カーボンを含んでいないため、ＣＭＹを混色した黒色画像はカーボンを含む黒色画像よりも光を吸収する量が少ない。
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。

図４は、発泡装置の構成図である。
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。

冷却ファン１６は、光照射装置１０ａを空冷する。

従動ローラ３２ｃ，３２ｄ、及び駆動ローラ３２ａ，３２ｂは、熱膨張性シート４００の端部を上下から挟み込んで搬送する。駆動ローラ３２ａ，３２ｂは、モータ３３によって駆動される。上ガイド３４ａと下ガイド３４ｂとは、格子状に形成されており、搬送面の上下から熱膨張性シート４００をガイドする。なお、上ガイド３４ａは、熱膨張性シート４００に強い影を落とさないように、傾斜して設けられている。これによりハロゲンランプ１５の直下において、上ガイド３４ａと熱膨張性シート４００とは所定距離だけ離れているので、強い影を落とすことはない。

図５は、本発明の第１実施形態である光照射装置の構成図である。特に、図５（ａ）が左側面図であり、図５（ｂ）が平面図であり、図５（ｃ）が正面図である。
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。

ハロゲンランプ１５ａ，１５ｂは、可視光や近赤外光を放射する線状光源であり、反射鏡１１ａ，１１ｂの放物面の焦点に配設される。これにより、反射鏡１１ａ，１１ｂは、ハロゲンランプ１５ａ，１５ｂが放射する可視光や近赤外光を反射し、平行光（反射光）を出射する。つまり、光照射装置１０ａは、熱膨張性シート４００に対して、平行光（反射光）を放射する。なお、ハロゲンランプ１５ａ，１５ｂは、反射鏡１１ａ，１１ｂで反射することのない直接光も熱膨張性シート４００に対して照射する。

石英板１３，１３は、高い耐熱性能を有する透明部材であり、熱膨張性シート４００の搬送中にゴミが反射鏡１１ａ，１１ｂに付着するのを防止するために設けられている。なお、石英板１３，１３は、複数枚に分割されたものを使用している。

光照射装置１０ａは、長手方向（ハロゲンランプ１５ａ，１５ｂの長さ方向）が熱膨張性シート４００の搬送方向に対して、平行に配設されており、照射幅は狭くなるが、熱膨張性シート４００を高速搬送しても十分に加熱することができる。なお、光照射装置１０ａは、長手方向を熱膨張性シート４００の搬送方向に対して、垂直に配設しても構わない。

図６は、本発明の第１実施形態である光照射装置の照射による熱膨張シートの温度分布図である。
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７，８は、本発明の第１実施形態である光照射装置の照射原理を説明する説明図である。
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７（ｂ）は、光照射装置１０ａの温度分布特性であり、幅Ｗ１に亘って、９０℃乃至１００℃程度の所定温度の略均一な温度分布を示す。

図８（ａ）は、ハロゲンランプ１５ａ，１５ｂが照射する照射光（直接光）が熱膨張性シート４００に照射される様子を示す図である。図８（ｂ）は、ハロゲンランプ１５ａ，１５ｂの照射光が反射鏡１１ａ，１１ｂで反射され、その反射光が熱膨張性シート４００に照射される様子を示す図である。つまり、図８（ａ）と図８（ｂ）との重ね合わせが図７（ａ）である。

図８（ａ）において、ハロゲンランプ１５ａ及び反射鏡１１ａを備える第１光照射部材と、ハロゲンランプ１５ｂ及び反射鏡１１ｂを備える第２光照射部材は対になって、互いに向かい合うように傾斜しており、ハロゲンランプ１５ａ，１５ｂが照射する直接光は、反射鏡１１ａ，１１ｂで遮光されることなく、熱膨張性シート４００を照射する。つまり、反射鏡１１ａ，１１ｂは、直接光の出射角を規制する出射角規制部材として機能する。反射鏡１１ａ，１１ｂは、端部１１ａａ，１１ａｂ，１１ｂａ，１１ｂｂを有し、ハロゲンランプ１５ａ，１５ｂの直接光を出射する開口部を形成している。

反射鏡１１ａは、光軸が熱膨張性シート４００の垂線に対して、角度θだけ傾斜しているので、反射鏡１１ａの端部１１ａａ，１１ａｂを接する光の光路長（ハロゲンランプ１５ａから熱膨張性シート４００までの距離）は、Ｌ１，Ｌ２と異なった値である。同様に、反射鏡１１ｂは、角度θだけ傾斜しているので、反射鏡１１ｂの端部１１ｂａ，１１ｂｂを接する光の光路長（ハロゲンランプ１５ｂから熱膨張性シート４００までの距離）は、Ｌ１，Ｌ２と異なった値である。また、反射鏡１１ａ，１１ｂの２本の光軸は、搬送路で交わる。具体的には、反射鏡１１ａ，１１ｂの２本の光軸は、熱膨張性シート４００の表面ではなく、反射鏡１１ａ，１１ｂの反対側（熱膨張性シート４００の裏面）で交わる。言い換えれば、該搬送路は、搬送面の下方を含むので、反射鏡１１ａ，１１ｂの２本の光軸は、搬送面の所定領域の下方で交わる。

しかしながら、ハロゲンランプ１５ａが照射し、端部１１ａａに接する光路長Ｌ１の直接光と、ハロゲンランプ１５ｂが出射し、端部１１ｂｂに接する光路長Ｌ２の直接光とを重ね合わせた光の強度は、ハロゲンランプ１５ａが出射し、端部１１ａｂに接する光路長Ｌ２の直接光と、ハロゲンランプ１５ｂが照射し、端部１１ｂａに接する光路長Ｌ１の直接光とを重ね合わせた光の強度に等しい。つまり、反射鏡１１ａ，１１ｂを傾斜させることにより、反射鏡１１ａの端部１１ａａ側の光の強度と反射鏡１１ｂの端部１１ｂａ側の光の強度とは、略等しくなる。

ここで、ハロゲンランプ１５ａ，１５ｂが照射し、端部１１ａａ，１１ｂａに接する光路長Ｌ１の直接光は、光路長Ｌ１が短い。一方、反射鏡１１ａ，１１ｂの２本の光軸は、熱膨張性シート４００を介して、反射鏡１１ａ，１１ｂの反対側で交わっているので、該光軸を通るハロゲンランプ１５ａ，１５ｂの直接光の光路長Ｌ３が長い。このため、光路長Ｌ１の直接光は、光の強度が強く、光路長Ｌ３の直接光は、２つのハロゲンランプ１５ａ，１５ｂの直接光が重畳されたとしても、光の強度が弱い。つまり、直接光の光量は、反射鏡１１ａ，１１ｂの中央部で低下する。

図８（ｂ）において、焦点に配設されたハロゲンランプ１５ａ，１５ｂが出射する出射光は、反射鏡１１ａ，１１ｂで反射すると平行光となる。この平行光（反射光）は、熱膨張性シート４００を照射する。ここで、ハロゲンランプ１５ａの反射光（平行光）とハロゲンランプ１５ｂの反射光（平行光）とは、中間部で重畳し、重畳する領域Ｄ１と、重畳しない領域Ｄ２，Ｄ３とが形成される。また、重複する領域Ｄ１の光の強度の方が、重畳しない領域Ｄ２，Ｄ３の光の強度よりも強い。また、重畳する領域Ｄ１の全強度は、破線で示すように、幅方向（ハロゲンランプ１５ａ，１５ｂや反射鏡１１ａ，１１ｂの幅方向）に一定であり、重畳しない領域Ｄ２，Ｄ３の光の強度も幅方向に一定になる。ところが、実際の反射光の光の強度は、実線のように、なだらかになり、反射鏡１１ａ，１１ｂの中央部で強く、周辺部で弱くなる。

図８（ａ）の直接光の光量（実線）と、図８（ｂ）の反射光（平行光）の光量（実線）とを重畳すると、反射鏡１１ａ，１１ｂの中央部、及び周辺部で、光の強度の強弱が打ち消され、略一定になる。つまり、直接光及び反射光の重なる領域Ｄ１で、光の強度の強弱が打ち消され、略一定になる。この結果、直接光及び反射光の重なる領域Ｄ１の温度が所定の温度（例えば、９０℃乃至１００℃程度）になる。なお、対となるハロゲンランプ１５ａ，１５ｂ、及び反射鏡１１ａ，１１ｂは、領域Ｄ１の面に対して夫々同じ高さに設けられ、反射鏡１１ａ，１１ｂの反射面は、領域Ｄ１の方向を向いている。

（比較例）
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。

つまり、比較例の光照射装置１０ｂは、前記実施形態の光照射装置に比較して、反射鏡１１ａ，１１ｂ、及びハロゲンランプ１５ａ，１５ｂが熱膨張性シート４００の搬送方向に対して垂直に配置している点で相違し、反射鏡１１ａ，１１ｂの放物面の光軸が熱膨張性シート４００の法線と平行である点で相違する。

図１０は、本発明の比較例である光照射装置の照射による熱膨張シートの温度分布図であり、図１０（ａ）が二次元温度分布図であり、図１０（ｂ）が幅方向の温度分布図である。
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。

比較例の光照射装置１０ｂは、温度分布が幅方向に均一にならないので、熱膨張性シート４００の搬送方向は、光照射装置１０ｂの長さ方向に対して、垂直にすることになる。これに対して、前記実施形態の光照射装置１０ａは、温度分布が幅方向に均一なので、熱膨張性シート４００の搬送方向は、光照射装置１０ｂの長さ方向に対して、垂直でも平行でも何れでも構わない。ここで、線状光源としてのハロゲンランプ１５ａ，１５ｂと搬送方向とを平行にすることにより、細い照射幅になるものの、照射時間が長くなる。このため、光照射装置１０ａを備えた発泡装置１００は、熱膨張性シート４００を高速搬送しても、十分に加熱することができる。

図１１は、本発明の比較例である光照射装置の照射原理を説明する説明図である。
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。

図１１（ｂ）は、光照射装置１０ｂの温度分布特性である。熱膨張性シート４００の温度は、ハロゲンランプ１５ａ，１５ｂの中心部で高く、ハロゲンランプ１５ａとハロゲンランプ１５ｂとの中間部、及び幅方向の両端部で温度低下する。このため、光照射装置１０ｂを用いた立体画像形成システム１０００は、ハロゲンランプ１５ａ，１５ｂの幅方向で、発泡高さが異なる問題点が生じる。これに対して、前記実施形態の光照射装置１０ａを用いた立体画像形成システム１０００は、ハロゲンランプ１５ａ，１５ｂの幅方向で温度分布が均一になるので、発泡高さが一定である。

（第２実施形態）
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。

図１２は、本発明の第２実施形態である光照射装置の構成図である。
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。

反射板１４ａ，１４ｂは、一辺が楕円反射鏡１２の第２焦点の近傍で互いに離間しており、逆Ｖ字状に傾斜している。なお、反射板１４ａ，１４ｂの傾斜角は、楕円反射鏡１２の集光角で決められる。反射板１４ｃは、反射板１４ａ，１４ｂの端部（第２焦点反対側端部１４ａａ，１４ｂａ）の近傍に略水平になるように配設される。つまり、反射板１４ａ，１４ｂと反射板１４ｃとは、断面視三角形状に配設されており、空洞を形成する。熱膨張性シート４００は、反射板１４ａ，１４ｂの端部と反射板１４ｃとの間に形成された隙間を通過する。なお、反射板１４ａ，１４ｂは、搬送面内であって、搬送方向に対して垂直な方向に平行であるが、光照射装置１０ｃは、搬送方向に対して平行な面に他の反射板１４ｄ，１４ｅ（不図示）を設けても構わない。

光照射装置１０ｃは、楕円反射鏡１２の第１焦点に配設されたハロゲンランプ１８から出射した出射光が楕円反射鏡１２で反射し、その反射光が第２焦点に集光するように構成されている。第２焦点に集光した反射光は、そのまま拡散し、熱膨張性シート４００の表面を照射する。熱膨張性シート４００に照射された光（拡散光）は、一部が熱として吸収されるが、表面で拡散反射する光も多く存在する。熱膨張性シート４００の表面で拡散反射した光は、反射板１４ａ，１４ｂ，１４ｃで反射する。また、熱膨張性シート４００の裏面で輻射する輻射熱は、反射板１４で反射する。つまり、楕円反射鏡１２の第２焦点から拡散した光は、熱膨張性シート４００の表面を照射し、その拡散反射光や輻射熱が反射板１４ａ，１４ｂ，１４ｃの内部（空洞）で多重反射する。

ハロゲンランプ１５ｃは、楕円反射鏡１２で反射しない直接光も出射する。この直接光は、反射板１４ａ，１４ｂの裏面に照射されるので、熱膨張性シート４００の加熱には寄与しない。

図１３は、本発明の第２実施形態である光照射装置の照射による熱膨張シートの二次元温度分布図である。図１３（ａ）は、反射板１４ａ，１４ｂ，１４ｃを用いない通常加熱における二次元温度分布であり、図１３（ｂ）は、反射板１４ａ，１４ｂ，１４ｃを用いた空洞加熱における二次元温度分布である。ここで、通常加熱における温度分布（図１３（ａ））は、第２焦点で集光後、拡散した拡散光と、楕円反射鏡１２で反射しない直接光とで、熱膨張性シート４００が加熱されたものになっている。

図１３（ａ）の通常加熱では、加熱領域の幅Ｗは、Ｗ＝１６０ｍｍであり、図１３（ｂ）の空洞加熱では、Ｗ＝１００ｍｍである。図１３（ｂ）の空洞加熱の方が図１３（ａ）の通常加熱よりも幅が狭いのは、反射板１４ａ，１４ｂで制限されているからである。また、図１３（ｂ）の空洞加熱は、直接光が照射されていないからでもある。

図１４は、ハロゲンランプ１８の長手方向に対して直交する直交方向（幅方向）の温度分布である。この温度分布で明らかなように、破線で示す通常加熱は、幅方向の中央部で温度低下が見られるが、実線で示す空洞加熱は、中央部での温度低下が見られない。通常加熱における中央部での温度低下は、ハロゲンランプ１８の出射光の内、楕円反射鏡１２（図１２）の中央部で反射した反射光は、ハロゲンランプ１８自身で遮光され、第２焦点に集光しないからである。したがって、空洞加熱の方が通常加熱よりも温度分布が平坦である。また、ピーク温度は、空洞加熱と通常加熱とで、略同一であるので、反射板１４ａ，１４ｂで制限された領域であれば、空洞加熱の方が通常加熱よりも平均温度が高い。したがって、空洞加熱の光照射装置１０ｃを備えた発泡装置１００は、熱膨張性シート４００を高速搬送しても、十分に加熱することができる。

（変形例）
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。

（２）前記第２実施形態のハロゲンランプ１８は、線状光源の物を用いたが、点光源であっても構わない。このとき、楕円反射鏡１２は、回転楕円体形状となる。また、反射板１４ａ，１４ｂは、第２焦点近傍、及び熱膨張性シート４００の近傍では、正方形状や長方形状に形成される。

（３）前記各実施形態で使用したハロゲンランプ１５ａ，１５ｂ，１８は、断面積がゼロの線状光源を前提として説明したが、実際には、断面積を有している。線状光源の断面積は、直接光に配向分布をもたらし、非平行光を反射光として出射させる。

（４）前記各実施形態の発泡装置１００は、光照射装置１０を固定し、熱膨張性シート４００を搬送（移動）させたが、熱膨張性シート４００を固定し、光照射装置１０を移動させても構わない。つまり、発泡装置１００は、光照射装置１０と熱膨張性シート４００との相対速度を可変させればよい。

以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔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。

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 光照射装置
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 (4)

1. 長手方向が熱膨張性シートとの相対的な移動方向に沿う方向となるように配置されているとともに、それぞれが線状光源と反射部材とを備える一対の光照射部材を具備し、
   前記一対の光照射部材のそれぞれは、互いが向かい合うように傾斜して設けられることにより、当該一対の光照射部材のそれぞれからの光の光軸が、前記熱膨張性シートの裏面側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。
2. 請求項１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、
   前記線状光源は、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。
3. 請求項１又は請求項２に記載の光照射装置であって、
   前記一対の光照射部材は、当該一対の光照射部材のそれぞれと前記光軸が交わる位置との距離が互いに等しくなるように配置されている、
   ことを特徴とする光照射装置。
4. 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、長手方向が熱膨張性シートとの相対的な移動方向に沿う方向となるように配置されているとともに、それぞれが線状光源と反射部材とを備える一対の光照射部材を具備し、
   前記一対の光照射部材のそれぞれは、互いが向かい合うように傾斜して設けられることにより、当該一対の光照射部材のそれぞれからの光の光軸が、前記熱膨張性シートの裏面側で交わるように設けられている、
   ことを特徴とする立体画像形成システム。

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