JP2009083348A - 記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷媒の循環によって、移動するキャリッジ6に搭載されたインク噴射ヘッド7およびLED80を冷却するので、冷却手段10をキャリッジ6に搭載する伝熱部15および冷却管16とそれ以外の放熱部11に分離することができ、小型のインクジェット記録装置1を得ることができる。インク噴射ヘッド7およびLED80が冷却されるので、温度の上昇による紫外旋硬化型インクの噴射が安定して行え、良好な画質の画像を形成できる小型のインクジェット記録装置1を得ることができる。
【選択図】図2
Description
例えば、記録装置を用いて、インク吸収性に乏しい記録媒体あるいはインクが内部深くまで浸透する記録媒体にインクを噴射する場合、インクを記録媒体に固着させるために光硬化型インクが用いられる。
光硬化型インクを用いる場合、光硬化型インクが硬化して記録媒体に固着するまでに光硬化型インクの拡散等が起こり、画質が変化する。したがって、光硬化型インクが記録媒体に到達してから光硬化型インクが固着するまでの時間は短いのが好ましい。そこで、光硬化型インクを硬化させるための光照射手段は、光硬化型インクを噴射する記録ヘッドの近くに配置される。ここで、光照射手段の光変換効率は、10%〜20%であり、大部分は熱として放出され、インク、記録ヘッド等へ熱による影響を及ぼす。
また、圧電方式、サーマルジェット方式等の記録ヘッド自体も発熱する。
これらの熱を放熱板で放熱するためには大きな表面積が必要となり、記録ヘッドの動きに制約が生じる。
光照射装置の冷却装置として、空冷ファンを用いたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
移動するキャリッジと、前記キャリッジに搭載された発熱体と、前記発熱体を、冷媒の循環によって冷却する冷却手段とを備えており、前記冷媒は、前記発熱体からの発熱によって気化されるとともに、前記循環の過程における放熱によって液化される沸点特性を有することを特徴とする記録装置。
上記記録装置であって、前記冷媒の沸点は、30℃〜60℃であることを特徴とする記録装置。
この適用例では、冷媒の沸点が低いので、冷媒の気化と液化とで行う潜熱冷却が効率的に行える。
上記記録装置であって、前記冷媒は、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、アセトン、シクロペンタンのうち1つまたは複数を含むことを特徴とする記録装置。
この適用例では、ジクロロメタンの沸点が40℃、シクロペンタンの沸点が49.3℃、ジエチルエーテルの沸点が34.6℃、アセトンの沸点が56.1℃であるので、少量の液量で潜熱冷却が行える。
また、ジクロロメタン自体は、漏洩時のオゾン層破壊、温暖化等の環境影響が少ない。
シクロペンタンは、自己発火点が361℃と高く発火の危険性が低い。さらに、樹脂溶解性が低いので、合成樹脂からなる注入管路および還流管路に与える影響が少ない。
上記記録装置であって、前記キャリッジには、光硬化型インクを噴射する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに併設され、噴射された前記光硬化型インクに光を照射する光源を備えた光照射手段とが搭載されていることを特徴とする記録装置。
この適用例では、記録ヘッドおよび光照射手段が冷却されるので、温度の上昇による光硬化型インクの噴射が安定して行え、良好な画質の画像を形成できる小型の記録装置が得られる。
上記記録装置であって、前記冷却手段は、前記光照射手段を冷却し、前記光照射手段の温度を検出する温度検出手段と、検出された前記温度が、噴射を制御できる範囲内であるか否かを判定する温度判定手段とを備え、前記温度が前記範囲内であるときに、前記光硬化型インクの噴射を開始することを特徴とする記録装置。
この適用例では、記録ヘッドの温度が一定範囲を越えて、光硬化型インクの噴射の制御が困難になると、光硬化型インクの噴射を停止して冷却する。そして、記録ヘッドの温度が一定範囲になると、噴射の制御が可能になった状態で画像を形成する。したがって、良好な画質の画像を形成できる記録装置が得られる。
上記記録装置であって、前記冷却手段は、前記光源を保持する保持部に取り付けられた伝熱部と、前記伝熱部に設けられた冷媒の流路と、前記流路に前記冷媒を注入する注入管路と、前記流路から前記冷媒を還流させる還流管路と、前記注入管路と前記還流管路との間に、前記冷媒の放熱部および循環手段とを備えていることを特徴とする記録装置。
この適用例では、冷媒を利用して光源を強制的に冷却するので、光硬化型インクの噴射の停止時間が短くなる。
上記記録装置であって、前記注入管路および前記還流管路は可撓性を有することを特徴とする記録装置。
この適用例では、記録ヘッドとともに光照射手段および伝熱部が移動しても、柔軟に追従できる。
上記記録装置であって、前記注入管路および前記還流管路は合成樹脂からなることを特徴とする記録装置。
この適用例では、注入管路および還流管路が合成樹脂からなるので、成形が容易でコストも低減できる。
上記記録装置であって、前記光硬化型インクは、紫外線硬化型であり、前記光照射手段は、紫外線照射手段であることを特徴とする記録装置。
この適用例では、紫外線が照射されたときに、紫外線硬化型インクは硬化するので、他の波長域の光による硬化の影響が少なく、インク寿命が伸び、インク詰まりを低減できる。
上記記録装置であって、前記光源は、LEDであることを特徴とする記録装置。
この適用例では、LED(Light Emitting Diode)を使用しているために小型の記録装置が得られる。
以下、第1実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に、記録装置としてのインクジェット記録装置1の全体斜視図を示した。
本実施形態のインクジェット記録装置1は、4色イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の光硬化型インクである紫外線硬化型インクを噴射して画像を形成する装置である。インクジェット方式としては、例えば、圧電方式、サーマルジェット方式等を用いることができる。
また、記録装置本体2は、プラテン4及びキャリッジ6の可動範囲全体を外部から遮断するように図示しないカバーによって覆われており、紫外線が外部に漏れないようになっている。
冷却手段10は、図1に示した記録装置本体2の中に収められている。なお、冷却手段10の一部が、記録装置本体2の外部に配置されていてもかまわない。
また、キャリッジ6の主走査方向Yの両側の側面には、光照射手段としての紫外線照射部8が併設されている。
インク噴射ヘッド7およびLED80は、これら自身および付帯して設けられる回路からの発熱がある発熱体である。
紫外線照射部8の主走査方向Yの側面には、温度検出手段9が設けられている。温度検出手段9としては、サーミスタ、熱電対等を用いることができる。
放熱部11からは注入管路13が引き出され、注入管路13には冷媒を送り出すための冷媒注入ポンプ12が設けられている。注入管路13は2つの伝熱部15に設けられた冷却管16に冷媒を供給するために2本に分かれ、2本に分かれた注入管路13には、それぞれ冷媒の逆流を防ぐための冷媒注入逆止弁17が設けられている。
2つの伝熱部15からは還流管路14が引き出され、途中で1つの還流管路14にまとめられ、放熱部11へ繋がっている。
気化した冷媒は、放熱部11で冷やされ再び液体に戻る。
また、その他放熱効率を高める方法として、放熱部11を、コンプレッサ、ペルチェ効果等を利用して冷却することも可能である。
伝熱部15、冷却管16および保持部81には、熱伝導性のよいアルミ等の金属を用いることができる。
なお、インクジェット記録装置1で使用される紫外線硬化型インクの色および数は、本実施形態で使用するものに限定されず、例えば、ライトイエロー(LY)、ライトマゼンタ(LM)、ライトシアン(LC)等の色を使用することもできる。この場合には、各色に対応した記録ヘッドがキャリッジに搭載される。
また、伝熱部15を設ける位置は、紫外線照射部8に沿って密着して設けるほか、インク噴射ヘッド7等の熱を発生する発熱体に応じて設けることができる。
外部装置であるコンピュータ100から印刷データを受信したインクジェット記録装置1は、コントローラ20により、LED80、冷媒注入ポンプ12およびインク噴射ヘッド7を制御し、図1に示した記録媒体Pに画像を形成する。
また、インクジェット記録装置1内の状況を温度検出手段9を含む検出器群が監視し、その検出結果に基づいて、コントローラ20はLED80、冷媒注入ポンプ12およびインク噴射ヘッド7等を制御する。温度検出手段9とCPU50との間には、図示しないA/D変換器、DMAが備えられている。
インターフェース部40は、コンピュータ100とインクジェット記録装置1との間でデータの送受信を行うためのものである。
CPU50は、インクジェット記録装置1全体の制御を行うための演算処理装置である。CPU50は、メモリ60に格納されているプログラムに従ったユニット制御回路70によりLED80、冷媒注入ポンプ12およびインク噴射ヘッド7等を制御する。また、CPU50には、温度判定手段51および位置判定手段52が含まれている。
ユニット制御回路70は、LED制御回路71、冷媒注入ポンプ制御回路72およびインク噴射ヘッド制御回路73を含んでいる。ユニット制御回路70には、記録媒体Pの搬送機構の制御回路等も含む。
また、メモリ60に記憶された噴射領域にLED80が到達したことを位置判定手段52が判定すると、メモリ60に記憶された噴射量にしたがって、LED制御回路71によってLED80の点灯および消灯を制御する。これによって、余分な光照射を行うことなく、紫外線硬化インクを硬化させることができる。LED80の制御には、LED80の点灯および消灯だけでなく、LED80の光量の制御も含めることができる。
具体的には、インク噴射量が多ければ、長い時間LED80を点灯させるか、光量を多くする。インク噴射量が少なければ、短い時間LED80を点灯させるか、光量を少なくする。
ジエチルエーテルの沸点は、34.6℃、アセトンの沸点は、56.1℃である。
(1)冷媒の循環によって、移動するキャリッジ6に搭載されたインク噴射ヘッド7およびLED80を冷却するので、冷却手段10をキャリッジ6に搭載する伝熱部15および冷却管16とそれ以外の放熱部11に分離することができ、小型のインクジェット記録装置1を得ることができる。
図4に、本実施形態におけるキャリッジ6および冷却手段10の概略斜視図を示した。
第1実施形態とは、インク噴射ヘッド91の数とインク噴射ヘッド91への紫外線硬化型インクの供給方法が異なる。
図4において、キャリッジ6には、インク噴射ヘッド91が1列につき4個、搬送方向Xに千鳥状になるように、2列設けられている。
1つのインク噴射ヘッド91には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対応した図示しないインク噴射用のノズル列が、搬送方向Xに設けられている。インク噴射ヘッド91が千鳥状に並んでいるので、8個のインク噴射ヘッド91に設けられた各色のノズルは、主走査方向Yから見て途切れなく連続して並んでいる。
(14)各色のノズルが搬送方向Xに長く配列しているので、キャリッジ6が主走査方向Yに移動する間に広い範囲で画像を形成できる。したがって、画像を高速で形成できる。
図5は、変形例におけるインクジェット記録装置200の概略部分斜視図である。
図5において、変形例におけるインクジェット記録装置200は、いわゆるラインプリンタと呼ばれる装置である。インクジェット記録装置200は、搬送装置210に設けられた搬送ベルト220で記録媒体Pを搬送しながら(搬送方向は図中白抜き矢印で示した)、インクを噴射し画像を形成する装置である。
インクジェット記録装置200は、第2実施形態と略同様の構成のキャリッジ61を備えているが、キャリッジ61自体は、インクジェット記録装置200あるいは搬送装置210に固定されていて移動しない。
伝熱部15および温度検出手段9は、記録媒体Pの搬送方向の下流側にだけ設けられている。
光照射手段は、必ずしもなくてよい。例えば、実施形態および変形例では、光照射手段を冷却手段で冷却する構成を例に述べたが、冷却手段でインク噴射ヘッドを冷却してもよいし、発熱する回路を冷却してもよい。
また、光硬化型インクは可視光硬化型インクであってもよい。
Claims (10)
- 移動するキャリッジと、
前記キャリッジに搭載された発熱体と、
前記発熱体を、冷媒の循環によって冷却する冷却手段とを備えており、
前記冷媒は、前記発熱体からの発熱によって気化されるとともに、前記循環の過程における放熱によって液化される沸点特性を有する
ことを特徴とする記録装置。 - 請求項1に記載の記録装置において、
前記冷媒の沸点は、30℃〜60℃である
ことを特徴とする記録装置。 - 請求項2に記載の記録装置において、
前記冷媒は、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、アセトン、シクロペンタンのうち1つまたは複数を含む
ことを特徴とする記録装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の記録装置において、
前記キャリッジには、
光硬化型インクを噴射する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに併設され、噴射された前記光硬化型インクに光を照射する光源を備えた光照射手段とが搭載されている
ことを特徴とする記録装置。 - 請求項4に記載の記録装置において、
前記冷却手段は、前記光照射手段を冷却し、
前記光照射手段の温度を検出する温度検出手段と、
検出された前記温度が、噴射を制御できる範囲内であるか否かを判定する温度判定手段とを備え、
前記温度が前記範囲内であるときに、前記光硬化型インクの噴射を開始する
ことを特徴とする記録装置。 - 請求項5に記載の記録装置において、
前記冷却手段は、
前記光源を保持する保持部に取り付けられた伝熱部と、
前記伝熱部に設けられた冷媒の流路と、
前記流路に前記冷媒を注入する注入管路と、
前記流路から前記冷媒を還流させる還流管路と、
前記注入管路と前記還流管路との間に、前記冷媒の放熱部および循環手段とを備えている
ことを特徴とする記録装置。 - 請求項6に記載の記録装置において、
前記注入管路および前記還流管路は可撓性を有する
ことを特徴とする記録装置。 - 請求項7に記載の記録装置において、
前記注入管路および前記還流管路は合成樹脂からなる
ことを特徴とする記録装置。 - 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の記録装置において、
前記光硬化型インクは、紫外線硬化型であり、
前記光照射手段は、紫外線照射手段である
ことを特徴とする記録装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の記録装置において、
前記光源は、LEDである
ことを特徴とする記録装置。
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