JP2009098381A - Ultraviolet irradiation apparatus and recording apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紫外線照射装置および記録装置に関する。より詳細には、紫外線硬化型インクを用いる記録装置をはじめとする紫外線硬化性樹脂を硬化させる装置または設備において、紫外線硬化性樹脂に照射する紫外線を発生する紫外線照射装置と、それを備えた記録装置とに関する。 The present invention relates to an ultraviolet irradiation apparatus and a recording apparatus. More specifically, in an apparatus or facility for curing an ultraviolet curable resin, such as a recording apparatus using an ultraviolet curable ink, an ultraviolet irradiation apparatus that generates ultraviolet rays to irradiate the ultraviolet curable resin, and a recording provided therewith Relating to the device.
紫外線硬化性樹脂は光重合開始剤を含み、照射された紫外線により生じたラジカルが連鎖的に重合性二重結合を形成して硬化する。紫外線硬化性樹脂は、光造形材、接着材等の他、塗料、インク等の基材としての使用も多い。紫外線硬化型インクを被記録媒体に付着させる方法としては、塗布、印刷等もあるが、刷版なしに任意の画像またはパターンを精度よく形成できるインクジェット方式の利用が期待されている。 The ultraviolet curable resin contains a photopolymerization initiator, and radicals generated by the irradiated ultraviolet rays form a polymerizable double bond to cure. Ultraviolet curable resins are often used as base materials for paints, inks, etc., as well as optical modeling materials and adhesives. As a method for attaching the ultraviolet curable ink to the recording medium, there are coating, printing, and the like, but the use of an ink jet method capable of accurately forming an arbitrary image or pattern without a printing plate is expected.
紫外線硬化型インクは、紫外線を照射するまでは硬化が非常に遅く、紫外線を照射すると急速に硬化するという、印刷インクとして好ましい特性を有する。また、硬化の過程で溶剤を揮発、放散させることがないので環境負荷が小さいという利点もある。 The ultraviolet curable ink has a preferable characteristic as a printing ink, in which the curing is very slow until it is irradiated with ultraviolet rays, and it is rapidly cured when irradiated with ultraviolet rays. In addition, since the solvent is not volatilized or released during the curing process, there is an advantage that the environmental load is small.
下記の特許文献1には、直管形紫外線ランプと楕円弧状の断面形状を有するコールドミラーとを備え、高効率に紫外線照射できる紫外線照射装置が記載される。また、下記の特許文献2には、反射鏡により集光する紫外線硬化用照射装置を備えたインクジェットプリンタが記載される。
紫外線硬化性樹脂は、照射された紫外線の強度に応じて硬化速度が変化する。このため、紫外線硬化性樹脂を硬化させる目的で使用される紫外線照射装置は、照射する紫外線強度を向上させることが常に求められている。 The curing rate of the ultraviolet curable resin changes depending on the intensity of the irradiated ultraviolet light. For this reason, the ultraviolet irradiation device used for the purpose of curing the ultraviolet curable resin is always required to improve the intensity of the irradiated ultraviolet rays.
しかしながら、多くの紫外線光源は紫外線と共に熱も発生するので、徒に投入エネルギーを大きくすることはできない。また、不可避に発生した熱を放散させ、あるいは、機器を冷却するために別途エネルギーを投入しなければならないので、高出力な紫外線照射装置のエネルギー効率は低下する傾向がある。 However, since many ultraviolet light sources generate heat together with ultraviolet rays, it is impossible to increase the input energy. In addition, since energy generated inevitably is dissipated or energy is separately supplied to cool the equipment, the energy efficiency of the high-power ultraviolet irradiation device tends to decrease.
そこで、上記課題を解決すべく、本発明の第1の形態として、一方の焦点を通り短軸方向に延在する線の上に一対の端部を有し、他方の焦点を内包する楕円弧の断面形状を有する楕円反射鏡と、他方の焦点に配された紫外線光源と、一方の焦点に入射側の焦点を有するコンデンサレンズとを備える紫外線照射装置が提供される。これにより、投入エネルギーを増加させることなく強度の高い紫外線を照射できる。また、エネルギー効率が向上されるので、発熱量も低下する。 Therefore, in order to solve the above problem, as a first embodiment of the present invention, an elliptical arc having a pair of ends on a line passing through one focal point and extending in the minor axis direction and containing the other focal point is provided. There is provided an ultraviolet irradiation apparatus including an elliptical reflecting mirror having a cross-sectional shape, an ultraviolet light source disposed at the other focal point, and a condenser lens having an incident side focal point at one focal point. Thereby, it is possible to irradiate high-intensity ultraviolet rays without increasing the input energy. Moreover, since energy efficiency is improved, the calorific value is also reduced.
また、上記紫外線照射装置において、紫外線光源は、線状の発光部を有する放電管であり、楕円反射鏡は、放電管の長手方向の各位置において発光部の位置に一方の焦点を有して、断面に直角な方向に延在してもよい。これにより、紫外線光源として広く使用される放電管を高効率に利用することができる。また、広い照射範囲に強度の高い紫外線を照射できる。 In the ultraviolet irradiation device, the ultraviolet light source is a discharge tube having a linear light emitting portion, and the elliptical reflecting mirror has one focal point at the position of the light emitting portion at each position in the longitudinal direction of the discharge tube. , It may extend in a direction perpendicular to the cross section. Thereby, a discharge tube widely used as an ultraviolet light source can be used with high efficiency. Moreover, high intensity ultraviolet rays can be irradiated over a wide irradiation range.
更に、上記紫外線照射装置において、コンデンサレンズは、波長が400nmを越える光を反射する反射層を入射面に有してもよい。これにより、紫外線硬化性樹脂の硬化に寄与しない一方で、照射対象を加熱する長波長の光線を抑制できる。 Further, in the ultraviolet irradiation device, the condenser lens may have a reflection layer on the incident surface that reflects light having a wavelength exceeding 400 nm. Thereby, while not contributing to the curing of the ultraviolet curable resin, it is possible to suppress long-wavelength light that heats the irradiation target.
また更に、上記紫外線照射装置において、コンデンサレンズは、3枚以上の光学ガラスレンズを含んでもよい。これにより、紫外線に対する耐性が高く、光学的な特性にも優れた光学ガラスを用いて、性能の高いコンデンサレンズを形成できる。また、フッ化リチウムやフッ化カルシウム結晶(蛍石)等の高価な材料を用いることなく求められた特性を有するコンデンサレンズを形成できるので、コストダウンにも寄与する。 Furthermore, in the ultraviolet irradiation device, the condenser lens may include three or more optical glass lenses. Thereby, a high-performance condenser lens can be formed using optical glass having high resistance to ultraviolet rays and excellent optical characteristics. In addition, a condenser lens having the required characteristics can be formed without using an expensive material such as lithium fluoride or calcium fluoride crystal (fluorite), which contributes to cost reduction.
また更に、上記紫外線照射装置において、楕円反射鏡は、紫外線帯域の光を反射し、他の帯域の光を透過するコールドミラーであってもよい。これにより、紫外線硬化性樹脂の硬化に寄与しない長波長の光線を、コールドミラーを通じて外部に放散させて、紫外線照射装置の昇温を抑制できる。 Furthermore, in the above ultraviolet irradiation device, the elliptical reflecting mirror may be a cold mirror that reflects light in the ultraviolet band and transmits light in another band. Thereby, the long wavelength light which does not contribute to hardening of ultraviolet curable resin is dissipated outside through a cold mirror, and the temperature rise of an ultraviolet irradiation device can be suppressed.
また更に、上記紫外線照射装置において、コンデンサレンズは、入射する紫外線に対して、一方の焦点に配された焦点を有する凹面をなす入射側端面を有してもよい。これにより、反射鏡から射出されて拡散する紫外線を高効率に収束させることができる。 Still further, in the ultraviolet irradiation device, the condenser lens may have an incident side end surface that forms a concave surface having a focal point arranged at one focal point with respect to incident ultraviolet rays. Thereby, the ultraviolet rays emitted from the reflecting mirror and diffused can be converged with high efficiency.
また更に、上記紫外線照射装置において、コンデンサレンズは、365nmの波長を有する紫外線に対して、96%以上の透過率を有してもよい。これにより、紫外線硬化性樹脂の硬化に寄与する帯域の紫外線を高効率に照射できる。 Furthermore, in the ultraviolet irradiation apparatus, the condenser lens may have a transmittance of 96% or more with respect to ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm. Thereby, the ultraviolet-ray of the zone | band which contributes to hardening of ultraviolet curable resin can be irradiated with high efficiency.
また更に、上記紫外線照射装置において、コンデンサレンズは3枚の光学ガラスレンズを有し、3枚の光学ガラスレンズのうち、紫外線が入射される光学ガラスレンズ、および、紫外線を出射する光学ガラスレンズは、波長365nmの紫外線に対して1.65以上、1.67以下の屈折率を有し、且つ、アッベ数が35.98以上、36.02以下のアッベ数を有し、他の1枚の光学ガラスレンズは、波長365nmの紫外線に対して1.60以上、1.62以下の屈折率を有し、且つ、60.0以上、62.0以下のアッベ数を有してもよい。これにより、入手の容易な光学ガラスレンズを用いて高効率な紫外線照射装置を形成できる。 Still further, in the ultraviolet irradiation device, the condenser lens has three optical glass lenses, and among the three optical glass lenses, an optical glass lens to which ultraviolet light is incident and an optical glass lens that emits ultraviolet light are: , Having an index of refraction of 1.65 or more and 1.67 or less with respect to ultraviolet light having a wavelength of 365 nm, an Abbe number of 35.98 or more and 36.02 or less, and another one sheet The optical glass lens may have a refractive index of 1.60 or more and 1.62 or less with respect to ultraviolet light having a wavelength of 365 nm, and may have an Abbe number of 60.0 or more and 62.0 or less. Thereby, a highly efficient ultraviolet irradiation device can be formed using an easily available optical glass lens.
また、本発明の第2の形態として、被記録媒体の搬送方向に対して交差する往復移動方向に移動しつつ紫外線硬化型インクを吐出する記録ヘッドと、一方の焦点を通り短軸方向に延在する線の上に一対の端部を有して他方の焦点を内包する楕円弧の断面形状を有する楕円反射鏡、他方の焦点に配された紫外線光源、および、一方の焦点に入射側の焦点を有するコンデンサレンズとを有して、記録ヘッドから吐出されて被記録媒体に付着した紫外線硬化型インクに紫外線を照射する紫外線照射部とを備える記録装置が提供される。これにより、液体噴射装置においても上記の効果を享受できる。 Further, as a second embodiment of the present invention, a recording head that discharges ultraviolet curable ink while moving in a reciprocating movement direction that intersects the conveyance direction of the recording medium, and extends in the minor axis direction through one focal point. An elliptical reflector having an elliptical arc cross-sectional shape having a pair of ends on an existing line and including the other focal point, an ultraviolet light source disposed at the other focal point, and an incident-side focal point at one focal point There is provided a recording apparatus including an ultraviolet irradiation unit that irradiates ultraviolet rays to ultraviolet curable ink that is discharged from a recording head and attached to a recording medium. Thereby, the above-described effect can be enjoyed also in the liquid ejecting apparatus.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. Further, a sub-combination of these feature groups can be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
図1は、一実施形態に係るインクジェット式記録装置100の外観を示す斜視図である。なお、このインクジェット式記録装置100は、例えばJIS規格のA0判、JIS規格のB0判といった大判の単票、同単票と同じ用紙幅を有するロール紙にインクを吐出することより記録をする。被記録媒体としては、紙の他に、樹脂フィルム等を用いることもできる。
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of an ink
同図に示すように、インクジェット式記録装置100は、互いに積層された上部筐体112および下部筐体114と、下部筐体114の下に吊り下げられた小型筐体116とを含む筐体110を有する。筐体110は、下方から脚部120により持ち上げられて支持される。これにより、筐体110の下方に、記録済みの記録用紙150を排出するスペースが形成される。
As shown in the figure, the ink
また、上部筐体112には、このインクジェット式記録装置100をスタンドアロンで操作する場合に使用する操作パネル130が設けられる。操作パネル130には、インクジェット式記録装置100の動作状態を示す表示パネル、表示ランプ等が設けられる場合もある。一方、下部筐体114には、インクを収容したインクカートリッジ240を装填するカートリッジホルダ140が設けられる。
The
インクジェット式記録装置100において、画像を記録された記録用紙150は、上部筐体112および下部筐体114の間から前方に送り出される。送り出された記録用紙150は、自重により下方に垂れ下がる。このため、上部筐体112および下部筐体114の間隙に見える吸引プラテン250の前端には、記録用紙150を円滑に案内する滑らかな案内面252が形成される。
In the ink
図2は、インクジェット式記録装置100を背面から見た様子を示す斜視図である。同図に示すように、インクジェット式記録装置100の背面において、下部筐体114の後部には、水平に掛け渡されたスピンドル160と、スピンドル160を挿通されて水平に支持されたロール152とが装着される。ロール152は、長尺の記録用紙150を巻き重ねて形成される。図1に示した記録用紙150は、ロール152から引き出されて、筐体110の内部を通過した後に前面に引き出された記録用紙150の前端に相当する。
FIG. 2 is a perspective view showing the ink
図3は、インクジェット式記録装置100の内部機構200を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、内部機構200は、ガイド軸270、記録ヘッド組立体230および吸引プラテン250を含む。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing the
ガイド軸270は、インクジェット式記録装置100の長手方向に沿って水平に延在する。記録ヘッド組立体230はガイド軸270に支持され、ガイド軸270に沿って往復移動方向Mに往復移動する。
The
記録ヘッド組立体230は、記録ヘッド310と、ガイド軸270の延在方向に記録ヘッド310を挟む一対の紫外線照射ヘッド320、330とを含む。これら記録ヘッド310および紫外線照射ヘッド320、330は、ガイド軸270に沿って一体的に移動する。
The
また、ガイド軸270の後方には、一対のプーリ260に掛けわたされたタイミングベルト220が配置される。プーリ260の一方は、キャリッジモータ222により回転駆動される。これにより、プーリ260の間で、タイミングベルト220はガイド軸270に対して平行に走行する。
In addition, a
タイミングベルト220の一部は、記録ヘッド組立体230に結合される。これにより、キャリッジモータ222に供給する駆動信号に応じて記録ヘッド組立体230を移動させることができる。更に、往復移動方向Mに対して平行に、リニアスケール214が配される。
A portion of the
リニアスケール214は、透明な本体と、往復移動方向Mに沿って一定の周期で形成された遮光帯とを有する。一方、記録ヘッド組立体230は、遮光帯を検出して計数する検知部を供える。これにより、記録ヘッド組立体230の移動量を正確に検知できる。なお、これらガイド軸270、記録ヘッド組立体230、タイミングベルト220およびリニアスケール214は、インクジェット式記録装置100の上部筐体112に収容されている。
The
記録ヘッド組立体230の移動範囲の下方には、記録用紙150の搬送方向Sに沿って、搬送駆動ローラ212を含む搬送部と吸引プラテン250とがこの順で配置される。これら搬送駆動ローラ212および吸引プラテン250は、下部筐体114に収容されている。
Below the moving range of the
搬送駆動ローラ212は搬送モータにより回転駆動され、図示を省略した搬送従動ローラにより記録用紙150を押し付けられつつ回転する。これにより、記録用紙150をロール152から引き出して、吸引プラテン250上に送り出す。
The
吸引プラテン250は、搬送部から送り込まれた記録用紙150を、平坦な表面において下方から支持する。また、吸引プラテン250は、吸引ファン等の減圧源に連通した多数の吸引孔を表面に有して、支持した記録用紙150を吸着する。これにより、吸引プラテン250は、巻き癖等のついた記録用紙150を、記録ヘッド310の下方で平坦に保持する。
The
一方、記録ヘッド組立体230の往復移動方向Mについて吸引プラテン250の外側には、フラッシング部290およびキャップ280が順次配置される。フラッシング部290は、記録ヘッド310から大量のインクを吐出させるフラッシングが実行された場合に、吐出されたインクを吸収する。このようなフラッシングにより、増粘したインクを記録ヘッド310から除去することができる。また、キャップ280は、インクジェット式記録装置100が休止している期間に、記録ヘッド310の下面を気密に封止して、記録ヘッド310においてインクが増粘または固化することを防止する。
On the other hand, a flushing
上記のような構造を有するインクジェット式記録装置100は、以下のように記録動作を実行する。まず、搬送駆動ローラ212が吸引プラテン250上に記録用紙150を送り込み、吸引プラテン250は搬送された記録用紙150を平坦に保持する。記録ヘッド310は、吸引プラテン250上に支持された記録用紙150上を往復移動方向Mに移動しながら、記録用紙150の表面に向けてインクを吐出する。以下、搬送部210が記録用紙150を搬送方向Sに搬送する動作と、記録ヘッド310が記録用紙150上を往復移動方向Mに往復移動することを交互に繰り返して、記録用紙150表面の任意の領域にインクを付着させて画像を形成する。
The ink
図4は、上記インクジェット式記録装置100の記録ヘッド組立体230を抜き出して示す部分拡大図である。同図に示すように、記録ヘッド組立体230は、記録ヘッド310と、往復移動方向Mに記録ヘッド310を挟んで配置された一対の紫外線照射ヘッド320、330とを含む。記録ヘッド310の下面には、紫外線硬化型インクを吐出する多数のノズルが設けられる。
FIG. 4 is a partially enlarged view showing the
紫外線照射ヘッド320、330の各々は、紫外線光源としての放電管332と、放電管332の出射光を下方に向かって誘導する楕円反射鏡334と、楕円反射鏡334から出射される紫外線を集光するコンデンサレンズ336とを備える。放電管322としては、メタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ等の紫外線ランプを用いることができる。この種の光源は、放電雰囲気を封止する石英ガラス管と、その内部に放電電圧を印加する電極とを備える。
Each of the ultraviolet irradiation heads 320 and 330 collects a
反射鏡324は、アルミ板等を成形加工して形成され、楕円弧の断面形状を有する。これにより、放電管322、332から放射状に出射された紫外線を効率よく反射して、記録用紙150にむかって照射する。更に、コンデンサレンズ336は、拡散する紫外線を収束させて、発生した紫外線を無駄なく記録用紙150に照射する。
The reflecting mirror 324 is formed by molding an aluminum plate or the like and has an elliptical arc cross-sectional shape. Thus, the ultraviolet rays emitted radially from the
ここで、放電管322は、その長手方向が搬送方向Sに対して平行になるように装着され、記録ヘッド310の直近に配置される。従って、インクジェット式記録装置100の記録動作において、記録ヘッド310が記録用紙150上に吐出した紫外線硬化型インクに対して、即座に紫外線を照射する。
Here, the discharge tube 322 is mounted so that its longitudinal direction is parallel to the transport direction S, and is disposed in the immediate vicinity of the
図5は、紫外線照射ヘッド320、330の光学的構造300を模式的に示す図である。なお、図5においては、一方の紫外線照射ヘッド330の参照番号を用いて示すが、他方の紫外線照射ヘッド320も、同じ構造を有する。
FIG. 5 is a diagram schematically showing the
図5に示す光学的構造300において、楕円反射鏡334は、短径68mm、離心率0.85の楕円弧をなす。楕円反射鏡334の一方の焦点f1上には、放電管332が配置される。また、楕円反射鏡334は、楕円弧の他方の焦点f2を含む水平面上に反射面の端部を有して、幅71.8mmの開口をなす。
In the
上記のような楕円反射鏡334に対して、コンデンサレンズ336は、それぞれが正の屈折力を有する3枚のレンズ331、333、335を用いて形成され、全体として高い屈折力を有する。コンデンサレンズ336の入射面側の焦点f3は、楕円反射鏡334の他方の焦点f2と同じ位置に配される。コンデンサレンズ336の光学的仕様を下記の表1に記載する。
In contrast to the elliptical reflecting
[表1]
f.l 37.28
F.B 20.23
F 1:0.497
r D d n ν τ
0 20.23
1 33.500 43.0 6.50 1.66635 36.01 0.965
2 24.000 43.0 0.75
3 64.000 60.0 10.50 1.61261 60.99 0.990
4 36.000 60.0 0.75
5 871.070 75.0 14.50 1.66635 36.01 0.965
6 59.524 75.0 50.00
ただし、上記の表1において、
rは、放電管332側からm番目の半径、
Dは、放電管332側から第mレンズの口径、
dは、放電管332側からm番目と次の面との面間距離、
nは、放電管332側から第mレンズのi線(365nm)の屈折率、
νは、放電管332側から第mレンズアッベ数、
τは、放電管332側から第mレンズの、厚さ25mm当たりのi線内部透過率
をそれぞれ表す。
[Table 1]
f. l 37.28
F. B 20.23
F 1: 0.497
r D dn ν τ
0 20.23
1 33.500 43.0 6.50 1.66635 36.01 0.965
2 24.000 43.0 0.75
3 64.000 60.0 10.50 1.61261 60.99 0.990
4 36.000 60.0 0.75
5 871.070 75.0 14.50 1.66635 36.01 0.965
6 59.524 75.0 50.00
However, in Table 1 above,
r is the mth radius from the
D is the diameter of the m-th lens from the
d is the inter-surface distance between the m-th surface and the next surface from the
n is the refractive index of i-line (365 nm) of the m-th lens from the
ν is the mth lens Abbe number from the
τ represents the i-line internal transmittance per 25 mm thickness of the m-th lens from the
なお、コンデンサレンズ336の構成は3枚に限定されるものではない。しかしながら、紫外線に対する耐性を有する光学ガラスを用いてコンデンサレンズ336としての特性を実現するには、3枚以上のレンズ331、333、335を用いることが好ましい。
Note that the configuration of the
図5に示すように、放電管332から放射されて楕円反射鏡334に反射された紫外線は、他方の焦点f2を通過して、開口から楕円反射鏡334の外部に出射される。出射した紫外線は、コンデンサレンズ336に入射され、出射側のレンズ335の径よりも狭い範囲に収束される。また、放電管332から出射されて、楕円反射鏡334に反射されることなく、開口から直接に出射された紫外線も、コンデンサレンズ336に入射されて収束される。
As shown in FIG. 5, the ultraviolet light emitted from the
なお、この光学的構造300においては、コンデンサレンズ336の入射面をなすレンズ331の入射面が、放電管332側から見て凹面を形成している。これにより、楕円反射鏡334の開口から出射されて拡散する紫外線も、コンデンサレンズ336に効率よく補足される。
In this
図6は、上記のような紫外線照射ヘッド330による紫外線の照射面強度を、図5と同じ断面において計測した結果を示すグラフである。なお、図中の「照射面位置」は、照射面における、照射紫外線の中心光軸の位置を「0」として、当該零点からの距離により表示されている。同図に示すように、放電管332が出射した紫外線は、零点を中心に収束されていることが判る。また、零点から離れた位置では照度が低く、記録用紙150に対して高い効率で照射されることが判る。
FIG. 6 is a graph showing the result of measuring the irradiation surface intensity of ultraviolet rays by the
このように、紫外線照射ヘッド330においては、放電管332から放射された紫外線が、高い割合で記録用紙150に照射される。本実施例に係る紫外線照射ヘッド330では、95.7%の平面光束有効率が得られた。
Thus, in the
図7は、図5に示した光学的構造300と比較する目的で作製した比較例としての紫外線照射ヘッド330の構造を示す図である。同図に示すように、この光学的構造300においては、楕円反射鏡334は離心率0.80の楕円弧状の断面形状を有し、短軸と交差する位置に幅60mmの開口を有する。また、この紫外線照射ヘッド330は、コンデンサレンズ336を備えていない。このような紫外線照射ヘッド330について平面光束有効率を測定したところ79.4%に過ぎないことが判った。
FIG. 7 is a view showing the structure of an
図8は、図5に示した光学的構造300の変形例を示す図である。同図に示すように、この光学的構造においては、コンデンサレンズ336の入射面に、波長が400nmよりも長い光線を反射する反射層337が設けられる。反射層337は、紫外線硬化型インクの硬化に寄与しない帯域の光線を反射して、楕円反射鏡334の他方の焦点f2を通過させて楕円反射鏡334の内部に戻す。これにより、長波長の光線により紫外線の照射対象を加熱することが防止される。
FIG. 8 is a view showing a modification of the
更に、好ましいひとつの形態によると、楕円反射鏡334を、波長が400nmよりも長い光線を透過させるコールドミラーとすることが好ましい。これにより、紫外線硬化型インクの硬化に寄与しない帯域の光線を、楕円反射鏡334の外部に放散させて、光学的構造300の昇温を抑制できる。
Furthermore, according to one preferable form, it is preferable that the elliptical reflecting
図9は、仕様の異なる紫外線照射ヘッド330の光学的構造300を模式的に示す図である。図9に示す光学的構造300において、楕円反射鏡334は、短径60mm、離心率0.80の楕円弧をなす。楕円反射鏡334の一方の焦点f1上には、放電管332が配置される。また、楕円反射鏡334は、楕円弧の他方の焦点f2を含む水平面上に反射面の端部を有して、幅71.7mmの開口をなす。
FIG. 9 is a diagram schematically showing the
上記のような楕円反射鏡334に対して、コンデンサレンズ336は、図5に示した形態と同じ仕様のものを用いた。従って、コンデンサレンズ336は、表1に既に示した通りの仕様を有する。また、コンデンサレンズ336の配置も、コンデンサレンズ336の入射面側の焦点f3が、楕円反射鏡334の開口側の焦点f2と同じ位置になるようになされる。このような光学的構造300を有する紫外線照射ヘッド330について平面光束有効率を測定したところ、94.1%と高い値を示した。
For the elliptical reflecting
図10は、更に仕様の異なる紫外線照射ヘッド330の光学的構造300を模式的に示す図である。図10に示す光学的構造300において、楕円反射鏡334の形状および寸法は図5に示した形態と全く同様であり、断面において短径68mm、離心率0.85の楕円弧をなす。また、楕円反射鏡334の一方の焦点f1上には、放電管332が配置される。更に、楕円反射鏡334は、楕円弧の他方の焦点f2を含む水平面上に反射面の端部を有して、幅71.8mmの開口をなす。上記のような楕円反射鏡334に対して、コンデンサレンズ336は、下記の表2に示す仕様を有する。
FIG. 10 is a diagram schematically showing the
[表2]
f.l 35.90
F.B 24.72
F 1:0.855
r D d n ν τ
0 24.72
1 33.500 43.0 6.50 1.66635 36.01 0.965
2 24.000 43.0 0.75
3 64.000 42.0 5.50 1.61261 60.99 0.990
4 36.000 42.0 0.75
5 871.070 43.0 5.00 1.66635 36.01 0.965
6 59.524 43.0 50.00
ただし、上記の表2において、
rは、放電管332側からm番目の半径、
Dは、放電管332側から第mレンズの口径、
dは、放電管332側からm番目と次の面との面間距離、
nは、放電管332側から第mレンズのi線(365nm)の屈折率、
νは、放電管332側から第mレンズアッベ数、
τは、放電管332側から第mレンズの、厚さ25mm当たりのi線内部透過率
をそれぞれ表す。
[Table 2]
f. l 35.90
F. B 24.72
F 1: 0.855
r D dn ν τ
0 24.72
1 33.500 43.0 6.50 1.66635 36.01 0.965
2 24.000 43.0 0.75
3 64.000 42.0 5.50 1.61261 60.99 0.990
4 36.000 42.0 0.75
5 871.070 43.0 5.00 1.666635 36.01 0.965
6 59.524 43.0 50.00
However, in Table 2 above,
r is the mth radius from the
D is the diameter of the m-th lens from the
d is the inter-surface distance between the m-th surface and the next surface from the
n is the refractive index of i-line (365 nm) of the m-th lens from the
ν is the mth lens Abbe number from the
τ represents the i-line internal transmittance per 25 mm thickness of the m-th lens from the
このような光学的構造300を有する紫外線照射ヘッド330について平面光束有効率を測定したところ、88.5%と、依然として高い値を示した。
When the plane light flux effective rate of the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることは当業者に明らかである。また、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. In addition, it is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
100 インクジェット式記録装置、110 筐体、112 上部筐体、114 下部筐体、116 小型筐体、120 脚部、130 操作パネル、140 カートリッジホルダ、150 記録用紙、152 ロール、160 スピンドル、200 内部機構、210 搬送部、212 搬送駆動ローラ、220 タイミングベルト、222 キャリッジモータ、230 記録ヘッド組立体、240 インクカートリッジ、250 吸引プラテン、252 案内面、260 プーリ、270 ガイド軸、280 キャップ、290 フラッシング部、310 記録ヘッド、312 ノズルプレート、320、330 紫外線照射ヘッド、322、332 放電管、331、333、335 レンズ、334 楕円反射鏡、336 コンデンサレンズ、337 反射層
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記他方の焦点に配された紫外線光源と、
前記一方の焦点に入射側の焦点を有するコンデンサレンズと
を備える紫外線照射装置。 An elliptical reflector having a pair of ends on a line passing through one focal point in the minor axis direction and having an elliptical arc cross-sectional shape containing the other focal point;
An ultraviolet light source disposed at the other focal point;
An ultraviolet irradiation device comprising: a condenser lens having a focal point on the incident side at the one focal point.
前記楕円反射鏡は、前記放電管の長手方向の各位置において前記発光部の位置に前記一方の焦点を有して、前記断面に直角な方向に延在する
請求項1に記載の紫外線照射装置。 The ultraviolet light source is a discharge tube having a linear light emitting part,
2. The ultraviolet irradiation device according to claim 1, wherein the elliptical reflecting mirror has the one focal point at the position of the light emitting portion at each position in the longitudinal direction of the discharge tube and extends in a direction perpendicular to the cross section. .
前記3枚の光学ガラスレンズのうち、紫外線が入射される光学ガラスレンズ、および、紫外線を出射する光学ガラスレンズは、波長365nmの紫外線に対して1.65以上、1.67以下の屈折率を有し、且つ、アッベ数が35.98以上、36.02以下のアッベ数を有し、
他の1枚の光学ガラスレンズは、波長365nmの紫外線に対して1.60以上、1.62以下の屈折率を有し、且つ、60.0以上、62.0以下のアッベ数を有する請求項1に記載の紫外線照射装置。 The condenser lens has three optical glass lenses,
Among the three optical glass lenses, the optical glass lens to which ultraviolet rays are incident and the optical glass lens that emits ultraviolet rays have a refractive index of 1.65 or more and 1.67 or less with respect to ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm. And the Abbe number is 35.98 or more and 36.02 or less,
The other optical glass lens has a refractive index of 1.60 or more and 1.62 or less with respect to ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm, and an Abbe number of 60.0 or more and 62.0 or less. Item 2. The ultraviolet irradiation device according to Item 1.
一方の焦点を通り短軸方向に延在する線の上に一対の端部を有して他方の焦点を内包する楕円弧の断面形状を有する楕円反射鏡、前記他方の焦点に配された紫外線光源、および、前記一方の焦点に入射側の焦点を有するコンデンサレンズとを有して、前記記録ヘッドから吐出されて前記被記録媒体に付着した前記紫外線硬化型インクに紫外線を照射する紫外線照射部と
を備える記録装置。 A recording head that discharges ultraviolet curable ink while moving in a reciprocating direction that intersects the conveyance direction of the recording medium; and
An elliptical reflector having a cross-sectional shape of an elliptical arc having a pair of ends on a line passing through one focal point and extending in the minor axis direction and including the other focal point, and an ultraviolet light source disposed at the other focal point And an ultraviolet irradiation unit that irradiates ultraviolet rays to the ultraviolet curable ink ejected from the recording head and attached to the recording medium, the condenser lens having an incident-side focal point at the one focal point. A recording apparatus comprising:
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