JP2006159448A

JP2006159448A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP2006159448A
Application number: JP2004350250A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Hasegawa; 豊長谷川
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2004-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】紫外線照射手段を備えたインクジェットプリンタにおいて、紫外線照射手段のプリンタ本体フレームに与える熱影響を低減する。
【解決手段】インクジェットプリンタ１は、紫外光の照射により硬化する光硬化性インクを記録媒体３に向けて吐出する記録ヘッド５と、この記録ヘッド５とともに移動し、紫外線を記録媒体３に照射する紫外線照射手段７とを備えてなる。受光板２１は、プリンタ本体フレーム９のうち、キャリッジ１１（記録ヘッド５及び紫外線照射手段７）が待機位置にあるときに紫外線が照射される領域に配されている。受光板２１には、端部にヒートシンク２７を備えたヒートパイプ２５が取り付けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェットプリンタに関する。

近年、記録ヘッドからインクをピエゾ素子やヒータ等を用いて紙等の記録媒体に向けて吐出するインクジェットプリンタが幅広く用いられている。これらのインクジェットプリンタには、種々のタイプのものが知られているが、その一種として光硬化性インクを用いたものがある（例えば特許文献１参照）。
このものでは、図７の実線に示すように紫外線ランプ１０１を備えた紫外線照射手段１０３が記録ヘッド１０５と一体となって記録媒体１０７上を往復移動する構成とされており、印刷時に、記録ヘッド１０５から光硬化性のインクを記録媒体１０７上へ着弾させるとともに、紫外線ランプ１０１によりインクの光硬化を行う（なお、図中、符号１０９は反射鏡を、符号１１１はキャリッジを、点線矢印はインク滴をそれぞれ示す）。

ところで、このものでは、記録媒体１０７に印刷しない図７の二点鎖線で示す待機位置（記録媒体１０７の上方から外れた位置）でも紫外線ランプ１０１を消灯することはできない。これは、紫外線ランプ１０１、特に高圧放電灯タイプ（高圧の水銀発光又はメタルハライド発光を利用した波長３６５ｎｍ、４００ｎｍに主の発光ピークを有するタイプ）は、一旦消灯すると、所定の冷却時間経過後でなければ再点灯することができないためである。つまり、消灯直後は封入された水銀またはメタルハライドが高温のためその蒸気圧が高く、放電開始電圧が高すぎて放電開始できないからである。従って、このものでは待機位置でも、紫外線ランプ１０１を点灯しておく必要があった。
特開２００３−２８５４２５公報（図２）

しかしながら、待機位置では、紫外線ランプ１０１が直下のプリンタ本体フレーム１１３を照射し、プリンタ本体フレーム１１３が熱せられてしまうという問題点があった。
特に、インクジェットプリンタの一時停止時等には、長時間にわたって紫外線がプリンタ本体フレーム１１３に照射されるためプリンタ本体フレーム１１３への熱影響が懸念されていた。
本発明は上記事情に基づいて完成されたものであって、紫外線照射手段を備えたインクジェットプリンタにおいて、紫外線照射手段のプリンタ本体フレームに与える熱影響を低減することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、紫外光の照射により硬化する光硬化性インクをプリンタ本体フレームに載置した記録媒体に向けて吐出する記録ヘッドと、この記録ヘッドとともに移動し、紫外線を前記記録媒体に照射する紫外線照射手段とを備えたインクジェットプリンタであって、前記記録ヘッド及び前記紫外線照射手段は、前記記録媒体に画像を形成するときには前記プリンタ本体フレームのうち前記記録媒体の載置位置上方を往復動し、前記記録媒体に画像を形成しないときには前記プリンタ本体フレームのうち前記記録媒体の載置位置上方から外れた待機位置に待機するものにおいて、前記プリンタ本体フレームのうち、前記記録ヘッド及び前記紫外線照射手段が待機位置にあるときに紫外線が照射される領域には、金属製の板材からなる受光板が設置され、この受光板には、一端にヒートシンクを備えたヒートパイプが取り付けられていることを特徴とするインクジェットプリンタである。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記受光板と前記プリンタ本体フレームとの間には、スペーサが設けられ、前記受光板は前記プリンタ本体フレームから浮いた状態とされていることを特徴とする。

＜請求項１の発明＞
本請求項の発明によれば、紫外線照射手段が待機位置にあるときは、受光板に紫外線が照射され、紫外線により受光板が熱せられるが、この熱はヒートパイプを介してヒートシンクから放熱されるため、プリンタ本体フレームへの熱影響を低減できる。

＜請求項２の発明＞
本請求項の発明によれば、受光板はプリンタ本体フレームから浮いた状態とされているから、受光板とプリンタ本体フレームとの接触面積が少なくなり、受光板の熱がプリンタ本体フレームに伝わりにくくなる。

なお、本発明者らが検討したところ、請求項２の構成において、受光板からプリンタ本体フレームへの熱の伝達は、受光板のプリンタ本体フレーム側表面の放射率（輻射率）と密接な相関関係があることが判明し、特に放射率が０．６以下の場合に受光板からプリンタ本体フレームへ輻射熱が伝わりにくくなることが分かった。
よって、受光板のプリンタ本体フレーム側表面の放射率を０．６以下にすることが好ましい。このようにすると受光板からプリンタ本体フレームへさらに熱が伝わりにくくなる。
なお、放射率とは、与えられた面の放射能とそれと等しい温度の黒体面の放射能との比をいう。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について図１ないし図３を参照しつつ説明する。
本実施形態に係るインクジェットプリンタ１は、紫外光の照射により硬化する光硬化性インクをプリンタ本体フレーム９に載置した記録媒体３に向けて吐出する記録ヘッド５と、この記録ヘッド５とともに移動し、紫外線を記録媒体３に照射する紫外線照射手段７とを備えてなる。
記録ヘッド５及び紫外線照射手段７は、全体として直方体をなし下面に開口部を形成した箱状のキャリッジ１１内に収納されている。

キャリッジ１１はプリンタ本体フレーム９の上方に配置されており、記録媒体３の（図２の矢印方向への）搬送と連動して駆動するキャリッジ移動手段（図示せず）により、ガイド部材１３に案内されつつ記録媒体３の幅方向（図１，２の左右方向）を往復移動可能に構成されている。
詳細には、キャリッジ１１は、記録媒体３に画像を形成するときにはプリンタ本体フレーム９のうち記録媒体３の載置位置上方を往復動し（図１、２の二点鎖線参照）、記録媒体３に画像を形成しないときには記録媒体３の載置位置上方から外れた待機位置（図１、２の左端部）に待機するようにされている（図１、２の実線参照）。

記録ヘッド５の下面には複数の吐出口が形成されており、これらの吐出口からＵＶインクが吐出するようにされている。記録ヘッド５の内部にはピエゾ素子やヒータ等の吐出手段が設けられており、この吐出手段の作動により各吐出口からインク滴が下方の記録媒体３に向けて吐出される。こうして吐出されたインク滴は、記録媒体３の、記録ヘッド５が走査する領域の直下の領域に着弾する。
ＵＶインクは、顔料と、光重合樹脂の前駆体となるモノマー又はオリゴマー（以下、モノマー等と略記）と、紫外線によりラジカルを発生し、このラジカルによってモノマー等の架橋反応又は重合反応を開始させる光重合開始剤と、光重合開始剤の開始反応を促進させる光重合促進剤等とを含んで組成されている。ＵＶインクは、紫外線の照射を受けることで光反応開始剤や光重合促進剤が触媒として作用することに伴なってモノマー等が架橋反応又は重合反応することで硬化（以後、「光硬化」という）する性質を有する。

紫外線照射手段７は、全体として直方体をなし下面に開口部（出射窓部）を形成した箱状のケース１７内に、直管状の紫外線ランプ１５（以下、「ランプ１５」）を収容してなる。
ランプ１５としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、エキシマランプ、紫外線半導体レーザー、ブラックライト等が適用可能であり、ＵＶ樹脂硬化に適した波長（例えば主波長３６５nm）の紫外線を照射可能とされている。ケース１７の開口方向（図１において下方）に対するランプ１５の略後方には、１対の反射鏡１９，１９が配置されている。反射鏡１９，１９は、ランプ１５の上方及び側方を全長に亘って覆う断面円弧の形状をなし、ランプ１５から後方に出射された紫外線を反射させて開口部に導く役割を果たす。

さて、ここでプリンタ本体フレーム９に設置された受光板２１について説明する。受光板２１は、全体として矩形板状をなし、熱伝導率の優れた金属板、例えば銅、アルミニウム等からなる。そして、受光板２１は、プリンタ本体フレーム９のうち左端部、すなわち、キャリッジ１１（記録ヘッド５及び紫外線照射手段７）が待機位置にあるときに紫外線が照射される領域に配されている。
図３に示すように、受光板２１には、その一側面から反対側の側面へ貫通する断面円形の細長い貫通孔２３が、受光板２１の全体に亘って複数形成されている。これらの貫通孔２３は、互いに所定間隔を隔てて並列配置とされ、これらの貫通孔２３には、Ｌ字状に屈曲した丸棒状のヒートパイプ２５の一辺側２５Ａがそれぞれ嵌挿され、ヒートパイプ２５の外面と貫通孔２３の内周面とが密接している。ヒートパイプ２５と受光板２１の機械的加工隙間を埋めるための熱伝導率の良い充填材を用いても良い。ヒートパイプ２５の他辺側２５Ｂは、上方を向くように配される（プリンタ本体フレーム９から離隔する方向に向いて配される）とともに、ここには矩形状のヒートシンク２７（放熱のために使われる例えばアルミニウム等の金属製の板）が取り付けられている。このヒートシンク２７により、放熱のための表面積が大きくされ冷却効率が高められている。
なお、ヒートパイプ２５は、液体の蒸発と凝縮の潜熱を利用した閉ループの素子であり、閉じた容器（金属パイプ）内部を減圧にし、水や代替フロンなどの作動液を封入したものである。

次に、本実施形態のインクジェットプリンタ１の作用効果について説明する。
記録媒体に画像を形成するときには、記録ヘッド５及び紫外線照射手段７を収容したキャリッジ１１は、記録媒体３上方を往復動する。この際、記録ヘッド５からインク滴が記録媒体３に向けて吐出し、ランプ１５の紫外光によりインクの光硬化が行われる。
一方、記録媒体３に画像を形成しないとき、例えば一時停止時には、キャリッジ１１は待機位置に待機する。本実施形態のインクジェットプリンタ１では、キャリッジ１１が待機位置にあるときは、受光板２１に紫外線が照射され、紫外線により受光板２１が熱せられるが、この熱はヒートパイプ２５を介してヒートシンク２７から放熱されるため、プリンタ本体フレーム９への熱影響を低減できる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について図４、５を参照しつつ説明する。第２実施形態では、第１実施形態と異なる構成のみ説明し、第１実施形態と同一の他の構成、作用、効果については省略する。なお、同一の構成については第１実施形態と同一の符号を付す。
第２実施形態では、受光板２１のプリンタ本体フレーム９側には、４隅に突状の脚部（請求項２のスペーサに相当）２１Ａが設けられ、これら脚部２１Ａにより受光板２１はプリンタ本体フレーム９に取り付けられている点が第１実施形態と相違する。
本実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、受光板２１の下面はプリンタ本体フレーム９と非接触となる。言い換えれば、受光板２１がプリンタ本体フレーム９から浮いた状態とされているから、受光板２１とプリンタ本体フレーム９との接触面積が少なくなり、受光板２１の熱がプリンタ本体フレーム９に伝わりにくくなる。

なお、本実施形態において、受光板２１のプリンタ本体フレーム９側の表面は、その放射率（輻射率）が０．６以下であることが好ましい。このようにすることで、受光板２１からプリンタ本体フレーム９への輻射熱が伝わりにくくなるからである。受光板２１の表面の放射率を０．６以下とするためには、プリンタ本体フレーム９側表面に例えばアルミニウムの鏡面板を貼り付けたり、または、受光板２１がアルミニウム製の場合にはプリンタ本体フレーム９側表面を鏡面仕上げしたり、酸化アルミニウム被膜を形成したりすることで達成できる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、特定の形態のヒートパイプ２５、ヒートシンク２７を例にとって説明したが、ヒートパイプ２５、ヒートシンク２７の形態は特に限定されない。
（２）上記実施形態では、受光板２１には、貫通孔２３が形成され、貫通孔２３にヒートパイプ２５が嵌挿されているものとしたが、図６に示すように受光板２１に溝３１を設け、溝３１にヒートパイプ２５を嵌めこんだものであってもよい。このようにすると、受光板２１に貫通孔２３を設けるよりも受光板２１の切削加工が容易となる。
（３）上記実施形態では、特定形状の受光板２１を例に挙げて説明したが、受光板２１の形状は特に限定されない。
（４）上記第２実施形態では、受光板２１は４つの脚部２１Ａによりプリンタ本体フレーム９に取り付けられているが、脚部２１Ａの個数は特に限定されず、３つ以下でも、５つ以上であってもよい。また脚部２１Ａの材質は特に限定されない。また、脚部２１Ａを設ける位置も特に限定されない。

本発明の第１実施形態に係るインクジェットプリンタの模式的断面図である。インクジェットプリンタの平面図である。受光板の斜視図である。本発明の第２実施形態に係るインクジェットプリンタの模式的断面図である。受光板の斜視図である。他の実施形態の受光板の斜視図である。従来例のインクジェットプリンタの模式的断面図である。

符号の説明

１…インクジェットプリンタ
３…記録媒体
５…記録ヘッド
７…紫外線照射手段
９…プリンタ本体フレーム
１１…キャリッジ
１５…紫外線ランプ
２１…受光板
２５…ヒートパイプ
２７…ヒートシンク

Claims

紫外光の照射により硬化する光硬化性インクをプリンタ本体フレームに載置した記録媒体に向けて吐出する記録ヘッドと、この記録ヘッドとともに移動し、紫外線を前記記録媒体に照射する紫外線照射手段とを備えたインクジェットプリンタであって、
前記記録ヘッド及び前記紫外線照射手段は、前記記録媒体に画像を形成するときには前記プリンタ本体フレームのうち前記記録媒体の載置位置上方を往復動し、
前記記録媒体に画像を形成しないときには前記プリンタ本体フレームのうち前記記録媒体の載置位置上方から外れた待機位置に待機するものにおいて、
前記プリンタ本体フレームのうち、前記記録ヘッド及び前記紫外線照射手段が待機位置にあるときに紫外線が照射される領域には、金属製の板材からなる受光板が設置され、この受光板には、一端にヒートシンクを備えたヒートパイプが取り付けられていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
前記受光板と前記プリンタ本体フレームとの間には、スペーサが設けられ、前記受光板は前記プリンタ本体フレームから浮いた状態とされていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。