KR101118893B1 - 광조사기 및 잉크제트 프린터 - Google Patents

Abstract

선 형상으로 집광한 광의 길이 방향의 조도 균일도를 개선할 수 있고 잉크제트 프린터에 적용하는데 매우 적합한 광조사기를 제공하는 것이다.

쇼트아크형의 방전 램프(9)의 발광부(아크의 휘점)는 회전 타원면 형상의 반사면을 가지는 리플렉터(11)의 제1 초점에 위치하고, 방전 램프(9)로부터의 광은, 리플렉터(11)로 반사하고 제2 초점에 집광하도록 리플렉터(11)로부터 출사하고, 나란히 배치된 원주 형상의 복수의 로드렌즈(14)에 입사한다. 로드렌즈(14)에 입사하는 광 중에, 축방향을 따르는 광은 로드렌즈(14)에 의한 영향을 받지 않고, 타원의 리플렉터의 제2 초점에 집광되며, 축방향으로 직교하는 방향을 따르는 광은, 로드렌즈(14)에 의해 집광된 후 퍼져서 광조사면에 조사된다. 이 때문에 광조사면에 있어서는, 조도 균일도가 좋은 선 형상으로 집광한 광을 얻을 수 있다.

Description

광조사기 및 잉크제트 프린터 {Light irradiation apparatus and ink-jet printer}

본 발명은, 쇼트아크 램프를 사용해 선 형상의 가늘고 긴 광조사 영역을 형성하는 광조사기 및 잉크제트 프린터에 관한 것이고, 특히, 광조사 대상물에, 조도 분포가 균일화된 선 형상의 광조사 영역을 형성해 광을 조사하는 광조사기 및 이 광조사기를 탑재한, 광경화형의 액상 재료를 기재(基材)에 토출하여 해당 기재에 화상이나 회로 등의 패턴을 기록하는 잉크제트 프린터에 관한 것이다.

그라비아 인쇄 방식보다 간편하고 저렴한 가격으로 화상을 작성할 수가 있다는 이유로, 근래에는 잉크제트 기록 방식이 사진?각종 인쇄?마킹?칼라 필터와 같은 특수 인쇄 등의 다양한 인쇄 분야로 응용되어 오고 있다.

특히 잉크제트 기록 방식으로는, 미세한 점을 토출?제어하는 잉크제트 기록 방식의 잉크제트 프린터와, 색재현 영역?내구성?토출 성질 등을 개선한 잉크와, 잉크 흡수성?색재 발색성?표면 광택 등을 비약적으로 향상시킨 전용지를 조합시킴으로써, 높은 화질을 얻을 수 있게 되었다.

상기 잉크제트 프린터는 잉크의 종류로 분류할 수 있지만, 그 중에 자외선 등의 광의 조사에 의해 경화하는 광경화형 잉크를 이용하는 광경화형 잉크제트 방식이 있다. 광경화형 잉크제트 방식은, 비교적 낮은 취기(臭氣)이며, 전용지 이외에도 빠른 건조성, 잉크 흡수성이 없는 기록 매체에도 기록할 수 있는 점이 주목받고 있다.

이러한 광경화형 잉크제트 방식의 잉크제트 프린터(이하, 잉크제트 프린터라고 호칭한다)에서는, 잉크를 미소한 액체 방울로서 기재에 토출하는 잉크제트 헤드 외에, 광을 방사하는 광원이 캐리지에 탑재되어 있고, 기재상으로 광원을 점등시킨 채로 캐리지를 이동시키며, 기재에 착탄한 직후의 잉크에 광을 조사해 해당 잉크를 경화시킨다(예를 들면, 특허 문헌 1,2,3, 비특허 문헌 1 참조).

또한, 잉크제트 프린터는, 최근, 상기와 같은 화상의 기록 인쇄뿐만 아니라, 전자 회로의 패턴을 형성하기 위해서도 사용하는 것이 시도되고 있다. 이 경우, 잉크제트 헤드로부터 토출하는 액상 재료는, 광경화형의 레지스트 잉크 등의 회로 기판 형성용 재료이며, 인쇄(즉, 패턴의 형성)가 행해지는 기재는 예컨대 프린트 기판이다.

레지스트 잉크에 의한 회로 패턴의 형성도 화상의 기록 인쇄와 같이 자외선 등의 광에 의한 건조 경화 반응을 이용하고 있고, 잉크제트 헤드로부터 토출하는 재료가 레지스트 또는 잉크라는 차이는 있지만 잉크제트 프린터의 장치 구성은 동일하다.

이하에서는, 잉크제트 프린터로서 광경화형의 잉크를 이용해 기재에 화상을 기록하는 장치를 예로 설명을 한다.

도 1O (a)는, 잉크제트 프린터의 헤드부의 개략 구성을 나타내는 사시도, 도 1O (b)는 도 10 (a)에 나타낸 광조사기(6),(7)를 램프의 광축에 수직한 평면에서 자른 단면도이다. 또한, 상기 도 10 (a)는 후술하는 설명이 용이하게 되도록 광조사기의 내부가 보이도록 나타내고 있다.

잉크제트 프린터(1)는 막대 형상의 가이드 레일(2)을 가지고 있고, 이 가이드 레일(2)에는 캐리지(3)가 지지되어 있다. 캐리지(3)는, 캐리지 구동 기구 (도시하지 않음)에 의해, 기재(5)상을 가이드 레일(2)을 따라 왕복 이동한다. 이하, 이 방향을 X방향이라고 호칭한다.

캐리지(3)에는, 칼라 인쇄를 위한 각 색의 잉크를 토출하는 노즐(도시하지 않음)이 설치된 잉크제트 헤드(4)가 탑재되어 있다. 잉크제트 헤드(4)의, 캐리지(3)의 이동 방향에 따른 양측에는, 광조사기(6),(7)가 설치되고, 광조사기(6),(7)는 잉크제트 헤드(4)의 노즐로부터 기재(5)에 토출된 액체 재료인 잉크에 대해 자외선을 조사한다.

또한, 상기 잉크제트 헤드(4), 광조사부(6), (7)로 구성되는 부분을 이하 헤드부(1a)라고 호칭한다.

도 10에 있어서, 캐리지(3)가 X방향의 바로 앞으로 이동하면서 기재(5)에 인쇄가 행해지고 있을 때는, 헤드부(1a)의 잉크제트 헤드(4)로부터의 잉크는 광조사기(6)로부터의 광에 의해 경화된다. 또, 캐리지(3)가 X방향의 안쪽으로 이동하면서 기재(5)에 인쇄가 행해지고 있을 때는, 잉크제트 헤드(4)로부터의 잉크는 광조사기(7)로부터의 광에 의해 경화된다.

광조사기(6), (7)는, 기재(5)측을 향하는 개구(20)를 가지는 상자형의 커버 부재(8)를 가지고 있고, 이 커버 부재(8)의 내부에는 캐리지(3)의 이동 방향(X방향)과 직교하는 방향(이하, 이 방향을 Y방향이라고 호칭한다)에 따른 선형 상의 광원인 롱아크형의 방전 램프(90)가 배치되어 있다. 램프(90)의 발광부의 길이는, 잉크젯 헤드(4)의 Y방향에서의 길이와 대체로 동일하다.

이러한 롱아크형의 방전 램프로는, 예를 들면 고압 수은 램프나 메탈할라이드 램프 등이 있다.

램프(90)에 대해서, 개구(20)의 반대 측에는, 램프(90)로부터 방사되는 광(자외선)을 반사하는 통 형상의 리플렉터(110)가 설치된다. 도 10(b)에 나타낸 바와 같이, 리플렉터(110)의 단면은 타원 형상이며, 방전 램프(90)는 이 리플렉터(110)의 제1 초점에 배치되고, 램프(90)로부터 방사된 광(자외선)은 리플렉터(110)의 제2 초점에 선 형상으로 집광되지만, 램프(90)로부터의 직사광도 더해져 조사된다.

기재(5)는, 리플렉터(110)의 제2 초점 위치, 또는 그 부근을 통과하도록 배치한다. 잉크가 착탄된 기재(5)에는, 리플렉터(110)에 의해 집광된 광이 조사된다.

[특허 문헌 1: 일본국 특허 공개 2005-246955호 공보]

[특허 문헌 2: 일본국 특허 공개 2005-103852호 공보]

[특허 문헌 3: 일본국 특허 공개 2005-305742호 공보]

[비특허 문헌 1: 노구치 히로미치, 오리카사 테루오 「UV잉크제트 인쇄의 동향」일본 인쇄 학회지, 제40권 제3호 32 (2003)]

최근, 상기와 같은 잉크제트 프린터에 있어서, 잉크를 경화시키기 위한 광(자외선)의 조도를 더 강하게 하고 싶다는 바람이 나오고 있다.

잉크는, 잉크제트 헤드의 노즐로부터 원활하게 토출되도록 어느 정도 낮은 점도이다. 그 때문에, 잉크가 기재에 착탄 후, 즉시 경화(광중합)시키지 않으면 착탄 후의 잉크의 점 형상이 변화하여 화상 품질이 낮아진다. 경화(광중합)를 재빠르게 행하기 위해서는, 피크 조도의 높은 광을 조사하여, 단번에 중합 반응을 진행시키는 것이 바람직하다.

이러한 요청에 대해서, 광조사기로부터 조사되는 광의 피크 조도를 높게 함으로써, 중합 반응을 신속하게 진행시키는 것이 생각되어 진다.

예를 들면, 상기 비특허 문헌 1에서는, 고조도의 램프를 이용함으로써, 산소에 의한 잉크 경화 속도의 저하 정도를 경감할 수 있는 것, 즉, 잉크의 경화 처리를 신속하게 실시함으로써 화질이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 것이 나타나 있고, 예를 들면 롱아크형의 방전 램프에 의한 것과 동등한 크기의 광조사 영역을 형성할 수가 있고, 게다가, 롱아크형의 방전 램프에 비해 보다 높은 조도가 얻어지는 마이크로 웨이브 UV램프의 유효성이 나타나 있다. 이 비특허 문헌 1에 나타난 마이크로 웨이브 UV램프의 피크 조도는 예를 들면 1000~1200 ㎽/㎠ 정도이다.

또, 상기 특허 문헌 2에서는, 면 형상으로 배치한 복수의 광원 램프와 기재 사이에 렌즈를 배치하고, 광원 램프로부터의 광을 집광해서 기재에 조사함으로써, 기재에 조사되는 광의 피크 조도를 높게 하는 기술이 나타나 있다.

그렇지만, 렌즈나 미러 등의 광학 소자를 이용하여 광원 램프로부터의 광을 집광해서 조사해도, 광원 램프 자체의 휘도를 높게 하지 않는 한, 얻을 수 있는 피크 조도의 크기에는 한계가 있고, 그것은, 비특허 문헌 1에 나타나는 마이크로 웨이브 UV램프를 이용하는 경우에도 동일하다.

향후, 기재에 조사되는 광의 피크 조도를 더 높이는 것이 요청될 것이라고 생각되는데, 그 요청에 응하기 위해서는 램프의 휘도를 더 높게 하는 것이 필요하다.

그러나, 발광부가 큰 롱아크형의 램프나 마이크로 웨이브 UV램프의 휘도를 이 이상 높게 하는 것은, 기술적으로 곤란한 실정이다.

또, 상기와 같은 잉크제트 프린터에 있어서는, 더욱더 이하에 나타내는 것과 같은 문제가 있다. 즉, 예를 들면 도 10에 나타내는 구성을 가지는 종래의 잉크제트 프린터에 있어서는, 방전 램프(90)가 개구(20)를 통해 기재(5)에 직접 대향하고 있다.

따라서, 방전 램프(90)로부터의 광이 직접적으로 기재(5)에 대해서 조사되지만, 방전 램프(90)로부터 출사하는 광 중에는, 자외선 경화형 잉크의 경화에 불필요한 가시 대역으로부터 적외 대역에 걸친 광을 포함하고, 또, 점등에 수반하여 온도가 높아진 방전 램프(90)의 봉체로부터의 복사열도 기재(5)에 입사하기 때문에, 기재(5)는 가시 대역으로부터 적외 대역의 광 및 램프 봉체로부터의 복사열(방사열)에 의해 가열된다.

기재(5)로서는 예를 들면 종이, 수지, 필름 등의 열에 의해 변형하기 쉬운 것이 사용되는 경우가 많지만, 조도를 높게 하기 위해서 단지 전력이 큰 램프를 사용하면, 가시 대역으로부터 적외 대역에 걸친 광이나 복사열에 의한 기재(5)에 대한 열의 영향의 정도가 커지며, 기재(5)의 온도가 한층 높은 상태가 되어, 변형 등이 발생해서 인쇄 품질 저하의 원인이 된다.

이러한 문제에 대해서, 방전 램프와 기재의 사이에, 잉크의 경화에 필요한 파장의 광만을 반사하고, 그 이외의 파장의 광을 투과하는 증착막을 형성한 반사 미러(콜드 미러로 불리는 것도 있다)를 배치하여, 이 반사 미러에 의해 반사되는 광만을 기재에 조사함으로써 기재에 대한 열의 영향을 저감하는 것이 생각되어 진다.

그렇지만, 이러한 반사 미러를 배치했을 경우에는, 그 만큼 방전 램프로부터 기재에 이르기까지의 광 경로 길이가 길어지고, 이것에 의해, 예를 들면 롱아크형의 방전 램프의 경우에는, 방전 램프의 길이 방향에 대해서는 집광할 수가 없기 때문에, 광이 조사되는 면적(광조사 영역)이 넓어져서, 광의 이용 효율이 낮아짐과 동시에, 광조사면(기재 표면)에 있어 충분히 높은 조도를 얻을 수 없게 된다.

이상과 같이, 광경화형 잉크제트 방식을 이용한 잉크제트 프린터에 있어서는, 종래 이상으로 광조사면에 있어서의 피크 조도를 높게 하여 잉크의 경화 처리의 향상을 도모하는 것이 곤란한 실정이었다.

이러한 과제를 해결하기 위해서, 우리는 먼저, 광원 램프로서 롱아크형의 방전 램프보다도 높은 휘도를 가지는 쇼트아크형의 방전 램프를 이용하여 이 램프로 부터의 광을 선 형상으로 신장하도록 집광하여 조사하는 광조사기를 제안했다(일본국 특허 출원 2006-120424).

도 11에, 일본국 특허 출원 2006-120424에서 제안한 광조사기의 구성의 일례를 나타내었다.

쇼트아크형의 방전 램프(9)로부터의 광을, 우선, 램프(9)를 둘러싸도록 하여 설치한 회전 포물면 형상의 반사면을 가지는 리플렉터(111)로 반사한다. 다음에 리플렉터(111)에서 반사된 광을, 단면이 포물선 형상의 실린드리컬한 반사면을 가지는 미러(112)로 반사한다.

램프(9)로부터의 광은, 회전 포물면 형상의 반사면을 가지는 리플렉터(111)로 반사되면 평행광이 된다. 평행해진 광을 단면이 포물선 형상의 반사면을 가지는 미러(112)로 반사하면, 광은 광조사면(13)상에 도 11의 지면(紙面)에 수직한 방향으로 선 형상으로 집광된다.

그러나, 상기의 광조사기에 있어서는, 선 형상으로 집광한 광의 길이 방향 조도 균일도가 특히 고려되어 있지 않다. 그 때문에, 광조사 영역에서의 조도 분포는, 중앙부의 조도가 높고, 주변부를 향함에 따라 조도가 낮아지고 있는 것으로 생각된다.

광조사 영역 전역에 걸쳐서 균일하게 처리하기 위해서는, 조도의 균일도가 양호한 광조사 영역을 형성할 필요가 있다. 조도의 균일도가 나쁘면 광조사 영역 전역에 걸쳐서 균일한 처리를 할 수 없는 문제가 발생한다.

본 발명은, 상술한 사정에 근거해서 이루어진 것이며, 선 형상으로 집광된 광을 조사하는 광조사기에 있어서, 높은 피크 조도를 얻을 수 있고, 선 형상으로 집광한 광의 길이 방향 조도 균일도를 좋게 할 수 있는 광조사기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 상기 광조사기를 구비하여 잉크 등의 액상 재료의 경화 처리를 높은 효율로 행할 수가 있고, 따라서, 화질이 높은 화상이나 회로 등의 패턴을 확실히 형성할 수가 있으며, 게다가 기재에 대한 열의 영향의 정도가 작은 잉크제트 프린터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 본 발명에 있어서는, 다음과 같이 해결한다.

(1) 방전 용기 내에 한 쌍의 전극이 대향 배치되어 있는 쇼트아크형의 방전 램프와 상기 램프로부터의 광을 집광하는 광학 소자를 설치하고, 이 광학 소자로부터 출사하는 광의 광축에 수직한 평면상에, 복수의 로드렌즈를 평행하게 배치한다.

로드렌즈는 단면이 원 혹은 원에 가까운 형상의 막대 형상 렌즈(원주 형상 렌즈)로서, 1축 방향, 즉 상기 단면에 수직인 단면의 대략적인 중심을 통과하는 직선(이 직선을 이하, 로드렌즈의 축이라고 한다)에 직교하는 방향으로만 광을 퍼지게하는 작용이 있다.

본 발명에서는, 상기 광학 소자로부터 출사하는 광의 광축에 수직한 평면상에, 상기 로드렌즈를 복수 개, 그 축방향이 평행해지도록 배치하고 있으므로, 로드렌즈의 축으로 직교하는 방향으로만 광이 퍼지고, 복수의 로드렌즈로부터 출사해서 퍼진 광은, 광조사면에 있어서 서로 중첩되고, 조도의 강약을 서로 보완하여, 광조사 영역의 조도 분포가 균일화된다.

한편, 로드렌즈의 축방향으로는 광은 퍼지지 않고, 로드렌즈로 입사한 광은 그대로 로드렌즈로부터 출사하므로, 로드렌즈의 축방향의 광은 상기 광학 소자에 의해 집광된다.

이 때문에, 로드렌즈로부터 나온 광은, 광조사 면상에서 로드렌즈의 축에 직교하는 방향으로 선 형상으로 집광하고, 선 형상으로 집광한 광의 길이 방향 조도는 균일화한다.

(2) 상기(1)의 광학 소자로서 상기 방전 램프를 둘러싸도록 배치되고, 상기 방전 램프로부터의 광을 반사하는 회전 타원면 형상의 반사면을 가지는 리플렉터를 이용한다.

(3) 상기(1)의 광학 소자로서 상기 방전 램프를 둘러싸도록 배치되고, 상기 방전 램프로부터의 광을 반사하는 회전 포물면 형상의 반사면을 가지는 리플렉터와 상기 리플렉터로부터의 광을 집광하는 볼록 렌즈를 이용한다.

(4) 상기(1)~(3)의 구성을 가지는 광조사기를 복수개 나란히 배치하고, 서로 인접하는 광조사기로부터 출사하고 광조사면에 집광하는 선 형상의 광조사 영역의 적어도 일부(단부)가, 광조사기의 배열방향으로 직교하는 방향에 대해서 중첩되도록 한다.

(5) 상기(1)~(4)의 광조사기에 있어서, 평행하게 배치된 복수의 로드렌즈의 광출사 측에, 로드렌즈의 축방향으로 직교하는 방향으로 퍼지는 광을 반사하는 반 사 미러를 설치한다.

(6) 광경화형의 액상 재료를 기재에 토출하는 잉크제트 헤드 및 상기 기재에 토출되고 착탄된 액상 재료를 경화시키기 위한 광을 조사하는 광조사기를 가지는 헤드부를 구비하여 이루어지고, 해당 헤드부와 기재를 상대적으로 이동시키면서, 잉크제트 헤드로부터 기재에 상기 잉크를 토출하며, 광조사기에 의해 해당 기재상에 착탄한 잉크에 광을 조사함으로써, 액상 재료를 경화시키고 패턴을 형성하는 잉크제트 프린터에 있어서, 상기 광조사기로서 (1)~(5) 중에 어느 것의 광조사기를 사용한다.

본 발명에 있어서는, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 방전 램프로부터의 광을 집광하는 광학 소자를 설치하고 이 광학 소자로부터 출사하는 광의 광축에 수직한 평면상에, 복수의 로드렌즈를 평행하게 배치하므로, 상기 광학 소자에서 집광된 광은, 복수의 로드렌즈를 통과함으로써, 로드렌즈의 축방향으로 직교하는 방향만 퍼져서 출사하고, 로드렌즈의 축방향으로 퍼지지 않는다. 이 때문에, 광조사면상에 선 형상으로 집광시킬 수가 있고, 또한, 로드렌즈의 축방향에 직교하는 방향으로 퍼진 광은, 광조사면에 있어 서로 중첩되고, 조도의 강약을 서로 보완한다.

따라서, 비교적 간단한 구성의 장치로, 선 형상으로 집광된 균일한 조도 분포의 광조사 영역을 얻을 수 있다.

또, 방전 램프로서 휘도가 높은 쇼트아크형의 방전 램프를 이용하고 있으므 로, 광조사면에 있어 높은 피크 조도를 얻을 수 있고 종래의 롱아크형의 방전 램프를 구비한 광조사기에 비해, 소형, 경량화를 도모할 수 있다.

(2) 광원 램프로부터의 광을 리플렉터에 의해 반사하고 리플렉터에 의해 반사한 광만을 출사하는 구조이므로, 예를 들면 자외 대역의 광을 출사하는 경우에는, 리플렉터로서 자외선만 반사하는 다층막증착 미러를 사용함으로써, 방전 램프로부터 방사되는 광에 포함되는 가시 대역으로부터 적외 대역에 걸친 광 및 방전 램프의 점등에 수반하는 복사열이 직접적으로 광조사 대상물에 입사되는 일이 없고, 광조사 대상물에 대한 열의 영향의 정도를 작게 저감할 수 있다.

(3) 광조사기를 복수개 나란히 배치하는 것으로서, 하나의 광조사기를 이용하는 경우에 비해, 보다 긴 광조사 영역을 얻을 수 있다. 또, 중앙부 영역에 비해서 조도가 낮은 주변부 영역이 서로 중첩됨으로써 조도가 가산되고 중앙부 영역과 동등의 조도를 가지는 상태가 된다. 따라서, 광조사 영역에 대해, 충분히 높은 조도를 가지는 유효 영역을 크게 설정할 수 있고, 목적에 따른 크기의 광조사 영역을 확실히 얻을 수 있다.

(4) 평행하게 배치된 복수의 로드렌즈의 광출사측에, 로드렌즈의 축방향에 직교하는 방향으로 퍼지는 광을 반사하는 반사 미러를 설치함으로써, 광조사 영역의 길이를 규정할 수가 있고 또, 조도가 낮은 주변부(단부)의 조도를 보완할 수 있다.

(5) 본 발명의 광조사기를 잉크제트 프린터의 광조사기로서 이용함으로써, 방전 램프로부터의 광을, 기재에 착탄된 광경화형의 잉크 등의 액체 재료에 대해서 높은 피크 조도로 조사할 수가 있어 기재에 착탄된 직후의 잉크를 신속하게 경화(광중합)시키고, 경화에 필요한 시간을 단축할 수가 있다.

따라서, 점 형상이 변화하는 것을 방지할 수가 있어 높은 화질의 화상이나 회로 등의 패턴을 확실히 형성할 수 있다.

게다가, 특히 자외선 경화형 잉크가 이용되는 것에 있어서는, 기재에 조사되는 광은, 방전 램프로부터 출사하는 광을 리플렉터로 반사해 조사하는 구조이기 때문에, 리플렉터를 자외선만 반사하는 다층막증착 미러로 함으로써, 방전 램프로부터 방사되는 광에 포함되는, 잉크의 경화에 불필요한 적외 대역으로부터 가시 대역에 걸친 광 및 방전 램프의 점등에 수반하는 램프 봉체로부터의 복사열이, 기재에 직접적으로 입사되는 일이 없다. 따라서, 기재에 대한 열영향의 정도를 작게 저감할 수 있어 기재가 변형하는 것을 방지할 수가 있다.

또, 본 발명의 광조사기는, 롱아크형의 방전 램프를 구비한 것에 비해, 소형?경량화를 도모할 수가 있어 잉크제트 프린터 전체의 경량화를 도모할 수가 있음과 동시에 잉크의 경화 처리 효율의 향상에 의한 인쇄 속도나 패턴 형성 속도의 고속화를 도모할 수가 있다.

(1) 제1 실시예

도 1은 본 발명의 제1 실시예의 광조사기의 구성을 나타내는 도이다. 도 1 (a)는 로드렌즈를 축방향으로부터 본 도, 도 1 (b)는 도 1 (a)를 A방향으로부터 본 도이다. 본 실시예는 램프로부터의 광을 집광하는 광학 소자로서 회전 타원면 형상 의 반사면을 가지는 리플렉터를 사용한 경우를 나타내고 있다.

도 1에 있어서, 광조사기의 광원부(10)를 구성하는 쇼트아크형의 방전 램프(9)는, 예를 들면 파장 300~450㎚의 자외광을 효율 좋게 방사하는 초초고압 수은 램프로 이루어지며, 방전 용기 내에, 한 쌍의 전극이, 전극간 거리가 예를 들면 0.5~2.0㎜가 되는 상태로 대향 배치됨과 동시에, 발광 물질인 수은 및 시동 보조용의 버퍼 가스인 희(希)가스 및 할로겐이 각각 소정의 봉입량으로 봉입되어 구성되어 있다. 여기에, 수은의 봉입량은, 예를 들면 0.08~0.30㎎/㎣이다.

이 방전 램프(9)는, 한 쌍의 전극을 잇는 직선이 리플렉터(11)의 광축을 따라 신장하도록 배치되어 있다. 리플렉터(11)는, 그 광축을 중심으로 하는 회전 타원면 형상의 반사면을 가지고, 방전 램프(9)의 발광부(예를 들면, 아크의 휘점)는, 회전 타원면 형상의 반사면을 가지는 리플렉터(11)의 제1 초점에 위치한다.

쇼트아크형의 방전 램프(9)로부터의 광은, 램프(9)를 둘러싸도록 설치한 리플렉터(11)로 반사하고, 리플렉터(11)의 제2 초점에서 집광하도록 리플렉터(11)로부터 출사한다.

여기서, 방전 램프(9)는, 한 쌍의 전극을 잇는 직선이 리플렉터(11)의 광축을 따라 신장하도록 배치되어 있어, 방전 램프(9)의 리플렉터(11)의 개구에 대향하는 부분에는 전극이 설치되어 있다. 이 때문에, 방전 램프(9)로부터 방사되는 광이 직접 광조사면(13)에 조사되는 일은 없고, 방전 램프(9)로부터 방사되는 광의 대부분은, 리플렉터(11)로 반사하여 출사한다.

따라서, 후술하는 바와 같이 리플렉터로서 예를 들면 가시 대역으로부터 적 외 대역에 걸친 광 및 램프로부터의 복사열을 투과시키고, 자외 대역의 광만을 반사하는 기능을 가지는 다층막이 증착된 콜드 미러를 이용함으로써, 방전 램프로부터 방사되는 광에 포함되는 가시 대역으로부터 적외 대역에 걸친 광이 광조사면에 조사되는 것을 방지하고, 광조사면에 있어서의 온도 상승을 방지할 수 있다.

리플렉터(11)의 광출사측에는, 원주 형상의 복수의 로드렌즈(14)가 리플렉터(11)에 의해 반사되어 출사하는 광의 광축에 수직한 평면상에 평행하게 접하도록 나란히 배치되어 있다. 또한, 로드렌즈를 배치하는 평면은, 엄밀하게 광축에 대해서 수직이 아니어도 된다. 조도 분포에 큰 영향이 없는 범위라면, 5˚~ 10˚정도 기울어져도 상관없다.

리플렉터(11)에서 반사된 광은, 해당 리플렉터(11)의 제2 초점에 집광되는 광이 되어, 로드렌즈(14)에 입사한다.

로드렌즈(14)는, 그 축방향에 대해서 직교하는 방향의 광이 집광한 후 퍼지는 작용이 있다. 그러나, 축방향을 따라 입사하는 광에 대해서는 파워를 가지지 않는다.

따라서, 로드렌즈(14)에 입사하는 광 중에, 축방향을 따르는 광은, 도 1(b)에 나타낸 바와 같이 로드렌즈(14)에 의한 영향을 받지 않고, 타원의 리플렉터의 제2 초점에 집광된다.

한편, 로드렌즈(14)에 입사하는 광 중에, 축방향으로 직교하는 방향을 따르는 광은, 도 1 (a)에 나타내는 바와 같이, 로드렌즈(14)에 의해 집광된 후 퍼져서, 광조사면에 조사된다.

그 때문에, 광조사면에 있어서는, 로드렌즈(14)의 축방향에 직교하는 방향으로 신장하는 선 형상으로 집광한 광이 얻어진다.

여기서, 각 로드렌즈(14)로부터 출사하여 퍼진 광은, 각각 중앙부의 조도가 높은 조도 분포를 가진다. 로드렌즈(14)는 동일 평면내에 복수개가 평행하게 나란하므로, 각 로드렌즈(14)로부터 출사한 중앙부의 조도가 높은 조도 분포를 가지는 광은, 광조사면에 있어, 각각의 조도의 피크의 위치가 엇갈려서 서로 겹친다. 따라서, 광조사 영역의 주변부를 제외한 영역의 조도 분포가 균일하게 된다.

또한, 로드렌즈(14)의 형상은, 엄밀하게 원주 형상일 필요는 없다. 로드렌즈(14)를 배치하는 스페이스를 작게 하기 위해서, 도 2 (a)에 나타낸 바와 같이, 광입사측의 면이나, 반대로 광입사측의 면의 일부를 잘라낸 형상이어도 된다. 다만, 잘라낸 부분이 많아지면, 광을 퍼지게 하는 파워가 그만큼 약해지므로, 광의 중첩 효과가 작아진다.

또, 로드렌즈에 접해서 평행으로 나란히 하기 쉽도록, 도 2 (b)에 나타낸 바와 같이, 측면 일부를 잘라낸 형상이어도 되고, 복수의 로드렌즈를 일체로 성형하여 구성한 것이어도 된다. 중요한 것은, 입사한 광을 퍼지게 하고 광조사면에서 서로 겹치는 작용을 가진다면, 어떠한 형상이어도 된다.

또, 도 2 (c)에 나타낸 바와 같이, 로드렌즈끼리는, 엄밀하게 접하지 않고, 다소의 틈새를 가지고 나란해도 된다. 이 틈새를 통과해 리플렉터(11)로부터 출사한 광이 그대로 통과한다. 그러나, 그것이 복수의 로드렌즈에 의해 퍼진 광의 중첩에 의한 조도의 균일화 영향을 크게 방해하지 않는 정도의 광의 광량이면 문제가 없다.

도 2 (c)와 같이 구성함으로써, 로드렌즈의 갯수를 줄여 코스트의 절감을 도모할 수 있다.

로드렌즈의 크기나 갯수, 간격을 두는 경우의 틈새 치수는, 조사 영역의 길이, 조도, 균일도, 또 광조사기의 중량과 같은 여러 가지의 요구 사항에 기초해서 적절히 설계한다.

도 1의 예는, 타원 리플렉터(11)의 제l 초점 거리 F1=6 ㎜, 제2 초점 거리=95 ㎜, 로드렌즈의 직경 φ=9.5 ㎜로, 이 로드렌즈를 5개 이용했을 경우를 나타내고, 광조사면에 있어서의 유효한 선 형상 조사 영역은, 길이 방향이 50 ㎜, 폭방향이 5 ㎜이다.

(2) 제1 실시예의 변형예

또한, 본 실시예에서는, 램프로부터 출사한 광을 집광하는 수단으로서 반사면이 회전 타원면 형상의 반사면을 가지는 리플렉터를 사용했지만, 이것을 바꿔서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 회전 포물면 형상의 반사면을 가지는 리플렉터(15)와 그 광출사측에 볼록 렌즈(16)를 배치한 구성이어도 된다. 도 3 (a)는 로드렌즈의 축방향으로부터 본 도면, 도 3 (b)는 도 3 (a)의 A방향으로부터 본 도면이다.

도 3에 있어서, 리플렉터(15)는, 그 광축을 중심으로 하는 회전 포물면 형상의 반사면을 가지는 파라볼라 미러로 구성되어 있고, 쇼트아크형의 방전 램프(9)의 발광부(예를 들면 아크의 휘점)는 그 초점 위치에 배치되어 있다.

방전 램프(9)로부터의 광은, 램프(9)를 둘러싸도록 설치한 리플렉터(15)로 반사하고, 평행광이 된다. 리플렉터(15)의 광출사측에는 볼록 렌즈(16)가 설치되고, 볼록 렌즈(16)의 광출사측에는, 원주 형상의 복수의 로드렌즈(14)가, 광축에 수직한 평면상에 평행으로 접하도록 나란히 배치되어 있다.

상기 방전 램프(9)로부터의 광은 리플렉터(15)로 반사하여 평행광이 되고, 이 광은 볼록 렌즈(16)로 입사하여, 그 초점 위치에 집광되는 광이 되어 로드렌즈(14)로 입사한다.

로드렌즈(14)는, 상술한 바와 같이, 그 축방향에 대해서 직교하는 방향의 광은 집광한 후 퍼지게 하는 작용이 있지만, 축방향을 따라 입사하는 광에 대해서는 파워를 가지지 않기 때문에, 로드렌즈(14)에 입사하는 광 중에, 축방향을 따르는 광은, 로드렌즈(14)에 의한 영향을 받지 않고, 볼록 렌즈(16)의 초점에 집광된다.

한편, 로드렌즈(14)에 입사하는 광 가운데, 축방향으로 직교하는 광은, 로드렌즈(14)에 의해 집광된 후 퍼져서, 광조사면에 조사된다. 이 때문에, 광조사면에 있어서는, 로드렌즈(14)의 축방향에 직교하는 방향으로 신장되며, 선 형상으로 집광한 광이 얻어진다.

(3) 실험예

도 1에 나타낸 제1의 광조사기를 이용해 로드렌즈의 갯수를 바꾸어, 광조사면 W에 있어서의 선 형상으로 집광된 광조사 영역의 조도 분포를 측정했다.

도 4에 그 결과를 나타내었다. 도 4에서 세로축은 적산 광량(상대치), 횡축은 조사폭(길이) (㎜)이다.

도 4의 각각의 곡선은, 리플렉터의 광출사측에 설치한 로드렌즈의 갯수가, (A) 로드렌즈없음, (B) 로드렌즈 1개, (C) 로드렌즈 2개, (D) 로드렌즈 7개인 경우를, 각각 나타내고 있다.

또한, 리플렉터(11)의 광출사측에 설치한 로드렌즈(14)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 리플렉터에 의해 반사된 광이, 모두 로드렌즈에 입사하도록, 크기를 변화시켰다.

즉, 로드렌즈가 1개인 경우는, 로드렌즈의 직경 R을, 리플렉터로부터 반사되고 집광되는 광의 광로(광속)의 직경과 동일 또는 약간 크게 한다(도 5 (a)).

또, 로드렌즈가 2개인 경우는, 로드렌즈의 직경 R＇은, 리플렉터로부터 반사되는 광의 광로(광속)의 반경과 같거나 약간 넓게 한다(도 5 (b)). 마찬가지로, 7개일 경우는, 7개의 나란한 로드렌즈가 광로(광속)의 전체를 횡단한다(도 5 (c)).

도 4에 나타낸 바와 같이, 로드렌즈가 없는 경우, 광조사 영역의 조도 분포는, 집광되고 있으므로, 중앙부의 조도가 극단적으로 높고, 주변부를 향함에 따라 급격하게 조도가 낮다. 로드렌즈가 1개인 경우, 중앙부의 조도가 낮아져, 로드렌즈가 없는 경우에 비해, 조도가 균일한 영역의 폭은 넓지만, 그 폭의 길이는 충분하지 않다.

그러나, 로드렌즈가 2개가 되면, 각 로드렌즈로부터 출사한 광의 중첩 효과가 나타나 중앙부의 조도가 더 낮아져, 보다 넓은 범위에서 균일한 조도 분포가 얻어진다. 로드렌즈를 7개로 하면, 중앙부의 조도가 약간 낮아지지만, 로드렌즈가 2개인 경우의 조도 분포와 거의 변함없다.

이 실험 결과로부터, 로드렌즈의 갯수를 2개 이상으로 하면, 광조사 영역에 있어서의 조도 분포의 균일화를 도모할 수 있다. 또한, 로드렌즈의 갯수를 줄이면 로드렌즈의 지름이 커지므로, 로드렌즈의 갯수를 많이 했을 경우에 비해 중량은 증가한다.

(4) 제2 실시예

도 6은, 보다 긴 선 형상의 광조사 영역을 얻을 수 있도록 구성한 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 도이다. 도 6에서는, 도 1에 나타낸 광원부(10)를 2조 사용하여 긴 선 형상의 광조사 영역을 얻을 수 있도록 한 광조사기를 나타내고 있지만, 상기 도 3에 나타낸 광조사기를 2조 사용해도 된다.

도 6에 있어, 광원부(101), (102)는, 도 1에 나타낸 광원부(10)와 동일한 구성이며, 방전 램프(9)의 한 쌍의 전극을 잇는 직선이 리플렉터(11)의 광축을 따라 신장하도록 배치되고, 리플렉터(11)는, 그 광축을 중심으로 하는 회전 타원면 형상의 반사면을 가지며, 방전 램프(9)의 발광부(예를 들면 아크의 휘점)는, 회전 타원면 형상의 반사면을 가지는 리플렉터(11)의 제1 초점에 위치한다.

각 광원부(101), (102)에 있어서, 방전 램프(9)로부터의 광은 리플렉터(11)에서 반사하여 로드렌즈(14)에 입사하고, 상술한 바와 같이, 광조사면(13)에 있어서 로드렌즈(14)의 축방향에 직교하는 방향으로 신장하는 선 형상으로 집광한 광이 얻어진다.

도 6에 나타낸 실시예에서는, 각 광원부(101), (102)는 2개의 광조사 영역이 주변부에서 중첩되도록 배치되어, 이것에 의해, 서로의 광조사 영역이 중첩되며, 1조의 광원부를 이용하는 경우보다 긴 선형 상의 광조사 영역이 얻어진다.

여기서, 실제의 배치상, 2조의 광원부(101), (102)간에 틈새가 필요할 경우, 2조의 광원부 사이의 조도가 낮아지는 경우가 있다.

그 경우에는, 로드렌즈(14)와 광조사면(13)까지의 거리를 길게 함으로써 조정할 수가 있다. 또, 조사 거리를 크게 하는 것으로 피크 조도가 낮아지는 경우는, 램프의 광축을 조금 기울이는 것으로 조정하는 것이 가능하다. 도 6은 이와 같이 기울인 예이며, 광축을 5도 기울임으로써, 균일한 조도 분포가 얻어진다.

도 6에서는, 2조의 광원부를 사용하는 경우에 대해서 나타냈지만, 보다 긴 광조사 영역을 얻을 경우에는, 3조 이상의 광원부를 사용해도 된다.

또한, 2 이상의 광원부에 의해 형성되는 광조사 영역의 형상은, 인접하는 광원부의 광조사 영역에 적어도 일부가 중첩된 직선 형상이어도 좋지만, 상기한 잉크제트 프린터에 적용하는 경우는, 반드시 직선 형상으로 나란할 필요는 없다.

도 7에 광조사 영역의 형상예를 나타내었다. 도 7에서 화살표는, 잉크제트 프린터에 적용했을 경우의 광조사부의 스캔 방향이다.

도 7 (a)는 하나의 광원부를 이용했을 경우의 광조사 영역의 형상예를 나타내며, 도 7 (b)는 이 광조사 영역을 직선 형상으로 배치했을 경우를 나타내며, 도 7 (c)는 이 광조사 영역을 지그재그 형상으로 배치했을 경우를 나타내며, 도 7 (d)는 광조사 영역이 엇갈려서 나란한 예를 나타내며, 도 7 (e)는 광조사 영역을 비스듬하게 배치했을 경우를 나타낸다.

여기서, 도 7 (b), 도 7 (c)에 있어서는 광조사 영역의 일부가 중첩되어 있지만, 반드시 광조사 영역의 일부가 중첩되어 있을 필요는 없고, 도 7 (d), 도 7 (e)에 나타낸 바와 같이, 광조사 영역의 적어도 일부가, 광원부의 배열방향에 직교하는 방향(해당 도면의 스캔 방향)에 대해서 중첩되도록 배치되어 있으면 된다.

본 발명의 광원부에 의해 선 형상으로 신장하도록 형성되는 광조사 영역은, 중앙부 영역에 비해 주변부 영역의 조도가 낮아지지만, 본 실시예에 있어서는, 중앙부 영역에 비해 조도가 낮은 주변부 영역이 중첩되어 있으므로, 주변부 영역에 있어서는 조도가 가산되어 중앙부 영역과 동등의 조도를 가지는 상태가 된다.

따라서, 광조사 영역에 있어서, 충분히 높은 조도를 가지는 유효 영역을 크게 설정할 수가 있고, 목적에 따른 크기의 광조사 영역을 확실히 얻을 수 있다.

(5) 제3 실시예

도 8은 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 도면이며, 상기 도 1에 나타낸 실시예에 있어서, 로드렌즈(14)의 양측에, 로드렌즈(14)의 축방향(길이 방향)으로 평행하게, 반사 미러(17)를 마련한 실시예를 나타낸다.

로드렌즈(14)에 입사하는 광 중에, 축방향(길이 방향)으로 직교하는 광은, 상술한 바와 같이 로드렌즈(14)에 의해 집광된 후 퍼진다. 이 때문에, 각 로드렌즈(14)로부터 출사한 광은, 광조사면에 있어 각각의 조도의 피크의 위치가 어긋나게 서로 중첩하여, 광조사 영역의 조도 분포가 균일하게 되지만, 중앙부의 조도가 높고 주변부의 조도가 낮은 조도 분포로 된다.

거기서 본 실시예에서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 복수의 로드렌즈(14)의 광출사측의 양측으로, 로드렌즈(14)의 축방향에 직교하는 방향으로 퍼지는 광을 반사하는 반사 미러(17)를 배치하고 있다.

이와 같이 로드렌즈로부터 퍼지는 광을 반사하는 반사 미러를 설치함으로써, 광조사 영역의 길이를 규정할 수 있고, 또, 조도가 낮은 광조사 영역의 주변부(단부) 조도를 보완할 수가 있다.

상기한 제1 ~ 제3 실시예의 광조사기에 있어서, 리플렉터로서 예를 들면 가시 대역으로부터 적외 대역에 걸친 광 및 램프로부터의 복사열을 투과시키고, 자외 대역의 광만을 반사하는 기능을 가지는 다층막이 증착되는 것(콜드 미러)을 이용할 수가 있다.

리플렉터로서 콜드 미러를 이용하면, 상술한 실시예의 광조사기를 예컨대 후술하는 광경화형 잉크를 이용한 잉크제트 프린터에 적용할 경우, 방전 램프로부터 방사되는 광에 포함되는 가시 대역으로부터 적외 대역에 걸친 광이나, 방전 램프의 점등에 수반해 온도가 상승한 램프 봉체에서의 복사열이 기재로 조사되는 것을 한층 확실히 방지할 수가 있다.

이 때문에, 기재가 가열되는 것(기재의 고온화)을 방지할 수가 있고, 따라서, 기재로서 열에 의해 변형하기 쉬운 종이나 수지나 필름을 이용할 경우에 상당히 유용하다.

게다가, 쇼트아크형의 방전 램프로서는, 초고압 수은 램프로 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 메탈할라이드형의 쇼트아크 방전등을 사용할 수가 있고, 특히, 예를 들면 철(Fe)의 할로겐 화합물이 봉입된 것에 의하면, 예컨대 350~450 ㎚부근의 파장 범위의 광의 발광 효율이 높아지기 때문에, 광조사면(광조사 대상물)에 있어서의 토탈 방사속이 증가하므로, 예컨대 광경화형 잉크의 경화 처리의 처리 효율 을 향상시킬 수가 있다.

이상과 같이, 본 발명의 광조사기에 의하면, 점광원을 형성하는 쇼트아크형의 방전 램프로부터의 광을 리플렉터(11)로 반사시켜 로드렌즈로 입사시키고, 광조사면에 있어서 선 형상으로 신장하도록 집광되어 있으므로, 선 형상으로 집광한 광의 길이 방향의 조도 균일도를 좋게 할 수가 있고, 방전 램프로부터의 광을 효율 좋게 이용할 수가 있다. 또, 비교적으로 간단한 구성이므로, 소형, 경량화를 도모할 수가 있다.

게다가 쇼트아크형의 방전 램프는 휘도가 높으므로, 광조사면에 있어서 형성되는 광조사 영역은, 그 길이 방향에 있어서의 조도 분포가 균일하고, 또한, 높은 피크 조도를 가지는 유효 영역이 소정의 크기로 된 선 형상의 것이다. 따라서, 본 발명의 광조사기는, 예를 들면 광경화형 잉크제트 프린터(이하, 간단히, 「잉크제트 프린터」라고 한다.)에 있어서, 기재 상에 착탄된 광경화형 액상 재료를 경화시키기 위한 광원으로서 적용할 경우에, 지극히 유용한 것이 된다.

(6) 잉크제트 프린터에의 적용예

다음으로, 본 발명의 광조사기를 잉크제트 프린터에 적용했을 경우의 구성예에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는 잉크제트 프린터를 화상 인쇄에 이용하는 경우 예로 들어 설명하지만, 회로 등의 패턴을 형성하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.

도 9는, 본 발명의 실시예의 잉크제트 프린터의 헤드부의 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 본 실시예의 잉크제트 프린터는, 광조사기의 구성 이 다른 점을 제외하고, 상기 도 10에 나타낸 것과 동일한 구성을 갖는다.

이 잉크제트 프린터는, 광경화형의 잉크, 예를 들면 자외선 경화형의 잉크를 미소한 액체방울로서 기재(5)에 토출하는 노즐(도시하지 않음)이 설치된 잉크제트 헤드(4)와 이 잉크제트 헤드(4)의 양측으로 설치된, 기재(5)에 착탄한 잉크에 대해서 소정의 파장 대역의 광, 예를 들면 자외선을 조사함으로써 이것을 경화시키는 2개의 광조사기(6), (7)를 가지는 헤드부(1a)를 구비하고 있다.

헤드부(1a)가 장착된 캐리지(도시하지 않음)는, 기재(5)를 따라 신장하도록 설치된 막대 모양의 가이드 레일(2)에 지지를 받고 있고, 도시하지 않는 구동 기구(도시하지 않음)에 의해 기재(5)의 위쪽 위치를 가이드 레일(2)을 따라 도면 중 좌우 방향으로 왕복 이동이 가능하게 되어 있다.

또한, 사용되는 자외선 경화형 잉크로서는, 예를 들면, 래디칼 중합성 화합물을 중합성 화합물로서 포함한 래디칼 중합계 잉크, 양이온 중합성 화합물을 중합성 화합물로서 포함한 양이온 중합계 잉크 등을 예시할 수가 있다. 또, 잉크제트 프린터를 회로 등의 패턴 형성에 이용했을 경우는, 잉크제트 헤드로부터 토출하는 액상 재료로서 광중합성화합물을 포함한 레지스트 잉크 등을 사용한다. 또, 기재(5)로서는, 예를 들면 종이, 수지, 필름, 프린트 기판 등을 이용할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 광조사기(6), (7)는, 상기 제1의 실시예에 관한 광조사기(도 1참조)와 동일한 구성으로 되어 있다.

즉, 광원부(10)는, 회전 타원면 형상의 반사면을 가지는 리플렉터(11)와, 발광부(예를 들면 아크의 휘점)가 리플렉터(11)에 있어서의 제1 초점에 위치된 상태 로, 전극을 잇는 축이 리플렉터(11)의 광축을 따라 배치된 방전 램프(9)와 로드렌즈(14)로 구성된다. 그리고, 기재(5)에 대향하는 면에 개구부가 설치된 커버(8) 내에 이 광원부(10)가 수납되어 있다.

로드렌즈(14)는 그 축방향(길이 방향)이 광원부(10)의 배열방향을 따르도록 배치되고, 기재(5)상에는 로드렌즈의 축으로 직교하는 방향(도 9의 지면에 대해서 수직 방향)의 선 형상의 광조사 영역이 형성된다.

본 실시예의 잉크제트 프린터의 헤드부(1a)는, 광조사기(6), (7)에 있어서의 리플렉터의 제2 초점 위치 혹은 그 부근에 기재(5)가 위치되도록 배치되어, 기재(5)의 위쪽 위치에 방전 램프(9)가 점등된 상태로 이동한다. 이것에 의해, 방전 램프(9)로부터의 광이, 기재(5)에 대해서 헤드부의 이동 방향으로 직교하는 방향(도 9의 지면에 대해서 수직 방향)으로 선 형상으로 집광되어 조사되며, 이것에 의해, 기재(5)에 착탄된 직후의 자외선 경화형 잉크가 경화된다.

자외선 경화형 잉크의 경화 처리에 대해 구체적으로 설명하면, 도 9에 있어서, 헤드부(1a)가 우측 방향으로 이동되면서 기재(5)에 인쇄가 행해지고 있을 때에는, 기재(5)에 착탄한 자외선 경화형 잉크는, 헤드부(1a)의 이동 방향 후방측에 위치되는 광조사기(6)로부터의 조사광에 의해 경화된다. 한편, 헤드부(1a)가 도 9에 있어서 좌측 방향으로 이동되면서 기재(5)에 인쇄가 행해지고 있을 때에는, 기재(5)에 착탄한 자외선 경화형 잉크는, 헤드부(1a)의 이동 방향 후방 측에 위치되는 광조사기(7)로부터의 조사광에 의해 경화된다.

상기 구성의 잉크제트 프린터에 의하면, 휘도가 높은 쇼트아크 방전 램프(9) 로부터의 높은 피크 조도의 광이, 기재(5)에 착탄된 자외선 경화형 잉크에 조사되므로, 기재(5)에 착탄된 후의 자외선 경화형 잉크를 신속하게 경화(광중합)시킬 수가 있어 경화에 필요한 시간을 단축할 수가 있다.

따라서, 점 형상의 변화를 방지할 수가 있고, 따라서, 높은 화질의 화상이나 회로 등의 패턴을 확실히 형성할 수가 있다.

게다가, 광조사기(6),(7)가 리플렉터(11)에 의해 방전 램프(9)로부터의 광을 반사해서 기재(5)에 조사하는 구조임으로써, 또, 리플렉터(11)를 자외선만을 반사하는 다층막 증착 필터로 함으로써, 방전 램프(9)로부터 방사되는 광에 포함되는 자외선 경화형 잉크의 경화에 불필요한 적외 대역에서 가시 대역에 걸친 광 및 방전 램프(9)의 점등에 수반하는 램프 봉체로부터의 복사열이 기재(5)에 직접적으로 입사하는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 기재(5)에 대한 열영향의 정도를 작게 저감할 수 있고, 열에 의해 변형하기 쉬운 기재가 이용되는 경우에도, 기재가 변형하는 것을 확실히 방지할 수가 있고, 따라서, 사용 가능한 기재(5)에 대한 제약이 없어진다.

또, 본 발명에 의하면, 광조사기(등기구)를, 롱아크형의 방전 램프를 구비한 것에 비해, 소형, 경량화가 도모되는 것으로 구성할 수가 있으므로, 잉크제트 프린터 전체의 경량화를 도모할 수가 있음과 동시에 잉크의 경화 처리 효율의 향상에 의한 인쇄 속도나 패턴의 형성 속도의 고속화를 도모할 수가 있다.

또한, 본 발명의 잉크제트 프린터의 광조사기로서는, 제1 실시예에 나타낸 것 이외에, 상기 제1의 실시예의 변형예, 제2, 제3의 실시예에 나타낸 것을 이용할 수가 있고, 제2의 실시예에 나타낸 것을 이용하면, 보다 긴 선 형상의 조사 영역을 얻을 수 있다.

게다가 상기 잉크제트 프린터에 있어서는, 헤드부(1a)를 기재(5)에 대해서 이동시키는 것으로 화상의 기록이나 회로 패턴을 형성하는 구성물에 대해서 설명했지만, 본 발명의 잉크제트 프린터는, 헤드부의 위치가 고정되고, 기재가, 예를 들면, 간헐적으로 반송되는 것으로 화상이나 패턴이 형성되는 구성물에도 적용할 수 있다.

또, 게다가 본 발명의 광조사기는, 광경화형 잉크제트 프린터뿐만 아니라, 2매의 광투과성 기판 사이의 선 형상으로 도포된 광경화성 접착제에 광을 조사하여, 상기 2매의 광투과성 기판을 서로 맞붙이는 액정 등의 패널 접합 장치에 적용할 수도 있다. 이러한 패널 접합 장치에 있어서는, 광조사기로부터의 선 형상으로 신장하는 광조사 영역의 길이를, 광투과성 기판 사이의 선 형상으로 도포된 광경화성 접착제의 길이에 따라 설계할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제l 실시예의 광조사기의 구성을 나타내는 도이다.

도 2는 로드렌즈의 단면 형상예를 나타내는 도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예의 변형예를 나타내는 도이다.

도 4는 로드렌즈의 갯수를 변화시켜 광조사 영역의 조도 분포를 측정한 결과를 나타내는 도이다.

도 5는 로드렌즈의 갯수를 변화시킨 경우의 로드렌즈의 배치를 나타내는 도이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예의 광조사기의 구성을 나타내는 도이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 광조사 영역의 형상예를 나타내는 도이다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예의 광조사기의 구성을 나타내는 도이다.

도 9는 본 발명의 광조사기를 잉크제트 프린터에 적용한 경우의 구성예를 나타내는 도이다.

도 10은 잉크제트 프린터의 헤드부의 개략 구성을 나타내는 도이다.

도 11은 선 출원에서 제안한 광조사기의 구성의 일례를 나타내는 도이다.

[부호의 설명]

1: 잉크제트 프린터

1a: 헤드부,

2: 가이드 레일

3: 캐리지

4: 잉크제트 헤드

5: 기재

6, 7: 광조사기

8: 커버

9: 방전 램프

10, 101, 102: 광원부

11: 리플렉터

13: 광조사면

14: 로드렌즈

15: 리플렉터

16: 볼록 렌즈

17: 반사 미러

Claims (6)

1. 방전 용기 내에 한 쌍의 전극이 대향 배치되어 이루어진 쇼트아크형의 방전 램프와, 상기 램프로부터의 광을 집광하는 광학 소자를 구비하고,

   상기 광학 소자로부터 출사하는 광의 광축에 수직한 평면상에, 복수의 로드렌즈를 평행하게 배치하며,

   상기 복수의 로드렌즈가, 상기 광학 소자로부터 로드 렌즈에 입사하는 집광광을, 로드 렌즈의 길이 방향에 직교하는 방향으로 넓힘과 함께, 각 로드 렌즈에 의해 상기 방향으로 넓혀진 광을, 피조사면에서 서로 중첩시켜 선 형상으로 집광하는 것을 특징으로 하는 광조사기.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 광학 소자는, 상기 방전 램프를 둘러싸도록 배치되고, 상기 방전 램프로부터의 광을 반사하는 회전 타원면 형상의 반사면을 가지는 리플렉터인 것을 특징으로 하는 광조사기.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 광학 소자는, 상기 방전 램프를 둘러싸도록 배치되고, 상기 방전 램프로부터의 광을 반사하는 회전 포물면 형상의 반사면을 가지는 리플렉터와,

   상기 리플렉터로부터의 광을 집광하는 볼록 렌즈인 것을 특징으로 하는 광조사기.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 광조사기가 복수개 나란히 배치되고, 서로 인접하는 광조사기에 관한 광조사영역의 적어도 일부가, 광조사기 의 배열방향에 직교하는 방향에 대해서 중첩되는 것을 특징으로 하는 광조사기.
5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 복수의 로드렌즈의 광출사측에, 로드렌즈의 축방향에 직교하는 방향으로 퍼지는 광을 반사하는 반사 미러를 더 구비한 것을 특징으로 하는 광조사기.
6. 광경화형의 액상 재료를 기재에 토출하는 잉크제트 헤드 및 상기 기재에 토출되어 착탄된 액상 재료를 경화시키기 위한 광을 조사하는 광조사기를 가지는 헤드부를 구비하여 이루어지고,

   해당 헤드부와 기재를 상대적으로 이동시키면서, 잉크제트 헤드로부터 기재로 상기 액상 재료를 토출하고, 광조사기에 의해 해당 기재 상에 착탄한 액상 재료에 광을 조사함으로써, 액상 재료를 경화시켜 패턴을 형성하는 잉크제트 프린터에 있어서,

   상기 광조사기는, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 광조사기인 것을 특징으로 하는 잉크제트 프린터.

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