JP2010017960A - 紫外線照射器 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリッジの重量バランスをとることができるようにする。
【解決手段】プリンタ１００が備えるキャリッジ１１に、インク５を吐出するインクヘッド１と共に搭載され、記録用紙３に吐出されたインク５に紫外線を照射する紫外線照射器２０において、前記キャリッジ１１の移動方向に沿って前記インクヘッド１の両側にそれぞれ配置され、前記記録用紙３への紫外線の照射を遮蔽するシャッター２２を開閉自在に備え、前記キャリッジ１１を往復移動させているときに、前記インクヘッド１よりも移動方向の後ろ側に位置する場合には前記シャッター２２を開き、前記インクヘッド１よりも移動方向の前側に位置する場合には前記シャッター２２を閉じる構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録用紙等の記録媒体上にプリンタのインクヘッドから吐出したインクに紫外線を照射する紫外線照射器に関する。

従来、記録用紙等の記録媒体上に吐出された紫外線硬化インク（以下、ＵＶインクと称する）に紫外線を照射することでＵＶインクを硬化定着させて画像を形成するインクジェットプリンタが知られている。
この種のインクジェットプリンタでは、記録媒体上にＵＶインクを吐出するインクヘッドがキャリッジに搭載され、また、インクヘッドの近傍には、記録媒体上に紫外線を照射する紫外線光源が配置されている。
この他にも、インクヘッドから射出されたＵＶインクを紫外線照射により速やかに硬化定着可能にするために、キャリッジに紫外線光源を搭載し、該紫外線光源によりインクの着弾領域の近傍を照射するようにしたインクジェットプリンタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１２７３３８号公報

しかしながら、紫外線光源を備えた紫外線照射器を単純にキャリッジに搭載すると、キャリッジの重量バランスが崩れる等の問題が生じる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、キャリッジの重量バランスをとることができる紫外線照射器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、プリンタが備えるキャリッジに、インクを吐出するインクヘッドと共に搭載され、記録媒体に吐出されたインクに紫外線を照射する紫外線照射器において、前記キャリッジの移動方向に沿って前記インクヘッドの両側にそれぞれ配置され、前記記録媒体への紫外線の照射を遮蔽する遮蔽板を開閉自在に備え、前記キャリッジが往復移動しているとき、前記インクヘッドよりも移動方向の後ろ側に位置する場合に前記遮蔽板を開き、前記インクヘッドよりも移動方向の前側に位置する場合に前記遮蔽板を閉じることを特徴とする。

また本発明は、上記の紫外線照射器において、紫外線光源を収容し下面に開口が設けられた照射器ユニットと、前記遮蔽板を駆動するシャッター駆動機構を収容するシャッターユニットとを備え、前記シャッターユニットは、前記照射器ユニットに並設され、前記シャッター駆動機構が前記照射器ユニットの開口の下方から自身の下方にかけて前記遮蔽板を移動させ前記照射器ユニットの開口を開閉することを特徴とする。

また本発明は、上記の紫外線照射器において、前記照射器ユニットの上面に配線引き込み用のボックス体を設け、前記ボックス体を、前記シャッターユニットのシャッター駆動機構と重量バランスがとられる位置に配置したことを特徴とする。

また本発明は、上記の紫外線照射器において、前記インクヘッドの両側に、それぞれ正面側と背面側を互いに逆にして配置したことを特徴とする。

本発明によれば、キャリッジの移動方向に沿ってインクヘッドの両側に紫外線照射器を配置する構成としたため、キャリッジの移動方向における重量バランスをとることができる。また、これにより、キャリッジを高速に駆動した際の振動の発生等が抑えられ、スムーズな走査が可能になる。
これに加え、それぞれの紫外線照射器が、インクヘッドよりも移動方向の後ろ側に位置する場合には遮蔽板を開いて紫外線を記録媒体に照射し、インクヘッドよりも移動方向の前側に位置する場合には遮蔽板を閉じて紫外線を非照射とするため、２つの紫外線照射器のうち、記録媒体上に吐出されたインクを最初に通過する側の紫外線照射器が照射状態となり、他方の紫外線照射器が非照射状態となるので、記録媒体に無駄に紫外線が照射されることがなく、また、紫外線に曝されることによる周辺部品の劣化を抑制することもできる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、プリンタ１００が備えるインクヘッド１の近傍の構成を模式的に示す図である。プリンタ１００は、記録用紙３の上にインクヘッド１からインク５を吐出して印刷を行う、いわゆるインクジェットプリンタである。インク５には、紫外線の照射を受けて硬化する紫外線硬化インクが用いられている。紫外線硬化インクは、紫外線照射により瞬時に硬化する性質を有するものであるから、印刷対象の記録媒体には、記録用紙３の他に、インクの吸収性が低い例えばプラスチックフィルム等を用いることもできる。

インクヘッド１は、上記インク５のトナーが複数色の色ごとに充填されたインクタンク７Ａ〜７Ｅを備え、これらのインクタンク７Ａ〜７Ｅは、インクヘッド１が記録用紙３の記録面を走査する間に、インク滴を記録面に向かって射出するように構成されている。
インクヘッド１の駆動機構について簡単に説明すると、プリンタ１００は、記録用紙３の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）Ｄに延在するキャリッジ軸９を備え、このキャリッジ軸９には、上記インクヘッド１が搭載されたキャリッジ１１が移動可能に支持されている。
そしてキャリッジ１１を図示せぬ駆動機構でキャリッジ軸９に沿って往復移動させることで、インクヘッド１が記録用紙３の記録面に沿って移動され、その移動の間にインクヘッド１から記録面に向かってインク５が吐出される。本実施形態では、キャリッジ１１を主走査方向Ｄに沿って例えば約１秒で往復移動するような速度で駆動している。

キャリッジ１１には、図１に示すように、インクヘッド１と共に紫外線照射器２０が搭載されている。紫外線照射器２０は、インクヘッド１から吐出され記録用紙３の記録面上に着弾したインク５に紫外線を照射して瞬時に硬化させるものである。
この紫外線照射器２０が主走査方向Ｄに沿ってインクヘッド１を挟んだ両側にそれぞれ配置され、インクヘッド１と共にキャリッジ１１に搭載されている。
かかる構成により、キャリッジ１１上での重量バランス、特に、静バランスがとられることとなる。これにより、キャリッジ１１を高速駆動した場合でも振動が抑制されるから静音性が高められ、また、キャリッジ軸９に沿ってキャリッジ１１をスムーズに移動させることができる。

さて、プリンタ１００は、印刷動作時において、２つの紫外線照射器２０の紫外線を記録用紙３に常時照射するのではなく、いずれか一方のみの紫外線を照射することとしている。すなわち、本実施形態では、２つの紫外線照射器２０の照射状態を、キャリッジ１１の移動方向Ｅにおいて先端側の紫外線照射器２０を非照射状態とし、後端側の紫外線照射器２０を照射状態としている。
具体的には、図１に示すように、キャリッジ１１の移動方向Ｅが図中左方向の場合、移動方向の先端側となる左側の紫外線照射器２０を非照射状態とし、後端側の右側の紫外線照射器２０を照射状態としている。
これにより、２つの紫外線照射器２０のうち、記録用紙３に着弾したインク５を最初に通過する側の紫外線照射器２０が照射状態となり、他方の紫外線照射器２０が非照射状態となるので、記録用紙３に無駄に紫外線が照射されることがなく、また、紫外線に曝されることによる周辺部品の劣化を抑制することができる。

このような紫外線照射器２０の照射状態は、紫外線照射器２０の照射開口をシャッター（遮蔽板）２２により開閉することで制御されている。以下、かかる紫外線照射器２０の構成について図面を参照して説明する。
なお、以下の説明では、記録用紙３の搬送方向（副走査方向）の下流側からインクヘッド１などをみた側の面を正面、上流側からインクヘッド１などをみた側の面を背面と定義している。また、上記２つの紫外線照射器２０は、共に同一であるため、以下の説明では、図１中に左側に示された紫外線照射器２０について詳述する。

図２は紫外線照射器２０の組立て図であり、図３は紫外線照射器２０を正面からみた透視図、図４は紫外線照射器２０を側面からみた透視図である。なお、図２ではシャッター２２を省略している。
これらの図に示すように、紫外線照射器２０は、照射器ユニット２４、及びシャッターユニット２６とを備え、これらを一体に並設して構成されている。

照射器ユニット２４は、図３に示すように、筒状の発光管を有する紫外線ランプ３０と、この紫外線ランプ３０を包囲するように配置された反射板３２とを、紫外線ランプ３０の長手方向に伸びた箱型（直方体形状）の筐体２８に収めて構成されている。この筐体２８は、長手方向を主走査方向Ｄと直交させてキャリッジ１１に搭載される。筐体２８の下面２８Ａには、紫外線ランプ３０の長さに合わせて矩形状の開口２９が形成され、この開口２９から下方の記録用紙３に向けて紫外線が照射される。
また、図２に示すように、照射器ユニット２４の上面２８Ｂには、筐体２８に空気を取り込み紫外線ランプ３０を空冷する空冷ファン３４が取付けられている。さらに、筐体２８の上面２８Ｂの長手方向一端部側には、紫外線ランプ３０の点灯に供される各種の電気配線を引き込む引込孔３６が形成されたジャンクションボックス（ボックス体）３８が設けられている。

シャッターユニット２６は、図３に示すように、上記シャッター２２、及び、シャッター２２を駆動するシャッター駆動機構４０を備え、これらを筐体４２に収めて構成されている。
筐体４２は、正面視Ｌ字状に形成されており、照射器ユニット２４の筐体２８と略同形状に形成された駆動機構収納部４４と、この駆動機構収納部４４から略水平に延びた照射器ユニット載置部４６とを備え、この照射器ユニット載置部４６に上記照射器ユニット２４が載置固定されることで、略箱型（略直方体状）の紫外線照射器２０が構成される。

図２に示すように、上記駆動機構収納部４４の側面には多数の通気孔４８が形成され、また、上面４４Ａには空冷ファン５０が設けられている。
照射器ユニット載置部４６には、照射器ユニット２４の下面２８Ａの開口２９に対応させて投光開口５２が形成されており、この投光開口５２から照射器ユニット２４の紫外線が照射される。この投光開口５２は紫外線を透過する石英ガラス板５３で塞がれており、塵や埃などが記録用紙３に落下しないようになされている。

また、シャッターユニット２６の正面及び背面には水平に延びるスリット５４が形成されている。スリット５４は、シャッター２２の開閉時に移動を案内するものであり、照射器ユニット２４の下方から駆動機構収納部４４の下方にかけて延びている。
シャッター２２は、開口２９に合わせた矩形板状に形成され、短辺両端部には、それぞれシャッター２２の長手方向に突出した摺動軸５６、５８が設けられ、これらの摺動軸５６、５８が上記スリット５４に沿って移動可能に取付けられている。
そして、シャッター２２がスリット５４に沿って移動することで、照射器ユニット２４の下方とシャッターユニット２６の駆動機構収納部４４の下方との間を移動する。そして、シャッター２２が照射器ユニット２４の下方に位置するときに、このシャッター２２により投光開口５２が閉じられて、紫外線照射器２０が非照射状態となる。

本実施形態では、図３及び図４に示すように、矩形状のシャッター２２は、長辺方向（長手方向）ではなく短辺方向に移動するから、開閉に要するストローク（スリット５４の長さ）が最短となるから高速なシャッター開閉が可能になる。
さらに、照射器ユニット２４の隣にシャッターユニット２６を配置し、照射器ユニット２４の下方からシャッターユニット２６の駆動機構収納部４４の下方にかけてシャッター２２を移動させて投光開口５２を開閉しているので、限られたスペース内でシャッター２２を開閉することができ紫外線照射器２０を小型化することができる。

上記シャッター駆動機構４０は、駆動モータ６０と、この駆動モータ６０から正面側に延びた出力軸６２に取付けられた略半円板状の回動子６４と、一端が回動子６４に軸６５で軸着され他端がシャッター２２の摺動軸５６に連結されたバー状の連結アーム６６とを備えている。
連結アーム６６は、駆動機構収納部４４に内設されたフレーム７０に軸６８で軸支されており、また図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示すように、両端部には長孔６９Ａ、６９Ｂが形成され、それぞれの長孔６９Ａ、６９Ｂに軸６５及び摺動軸５６が移動可能に連結されている。これにより、回動子６４の回動運動が連結アーム６６により水平運動に変換されてシャッター２２に伝えられる。
さらに、図４に示すように、シャッターユニット２６の背面側には、一端が上記フレーム７０に軸着され他端がシャッター２２の背面側の摺動軸５６に連結されたバー状の連結アーム６７が設けられている。この連結アーム６７は、背面側から正面側に向かって延在するシャフト７２を介して上記連結アーム６６に従動可能に連結されている。
これにより、これら連結アーム６６、６７によってシャッター２２がスリット５４に沿って水平移動し、投光開口５２を開閉することとなる。

ここで、上記シャッターユニット２６においては、図４に示されるように、シャッター駆動機構４０が備える駆動モータ６０及び回動子６４等の比較的質量の大きな主要部材が筐体４２の正面側に配設されている。また、図２に示すように、照射器ユニット２４においては、ジャンクションボックス３８が筐体２８の背面側に設けられている。
すなわち、ジャンクションボックス３８がシャッター駆動機構４０に対して重量バランスをとる位置に配置されることから、これらシャッターユニット２６及び照射器ユニット２４からなる紫外線照射器２０においては、正面側から背面側にかけた方向、すなわち、記録用紙３の搬送方向（副走査方向）における重量バランスがとられることとなる。

これに加え、本実施形態では、図１に示すように、２つの紫外線照射器２０がインクヘッド１の左右両側のそれぞれに、一方の紫外線照射器２０に対して他方の紫外線照射器２０を前後（正面側と背面側）を逆にしてキャリッジ１１に搭載している。
これにより、キャリッジ１１においては、主走査方向Ｄに加え、記録用紙３の搬送方向の重量バランスもとられることとなる。

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
すなわち、本実施形態では、キャリッジ１１の主走査方向Ｄに沿ってインクヘッド１の両側に紫外線照射器２０を配置する構成としたため、キャリッジ１１の主走査方向Ｄにおける重量バランスがとられる。これにより、キャリッジ１１を高速に駆動した際の振動の発生等が抑えられ、スムーズな走査が可能になる。

さらに本実施形態では、それぞれの紫外線照射器２０に紫外線の照射を遮蔽するシャッター２２を開閉自在に設ける構成とし、印刷動作時には、それぞれの紫外線照射器２０が、インクヘッド１よりも移動方向の後ろ側に位置する場合にはシャッター２２を開いて紫外線を記録用紙３に照射し、インクヘッド１よりも移動方向の前側に位置する場合にはシャッター２２を閉じて紫外線を非照射とした。

この構成により、２つの紫外線照射器２０のうち、記録用紙３に着弾したインク５を最初に通過する側の紫外線照射器２０が照射状態となり、他方の紫外線照射器２０が非照射状態となるので、記録用紙３に無駄に紫外線が照射されることがない。また、紫外線に曝されることによる周辺部品の劣化を抑制することができる。
さらに、紫外線照射器２０の照射状態をシャッター２２の開閉によって実現する構成としたため、紫外線ＬＥＤよりも大きな出力が得られ広範囲に所定照度の紫外線を照射可能であるものの点灯が安定するまでに紫外線ＬＥＤよりも時間を要する紫外線ランプ３０を光源として用いた場合でも、当該紫外線ランプ３０自体は常時点灯させているので、キャリッジ１１の高速な往復移動に各紫外線照射器２０の照射状態を追従させることができる。

これに加え、本実施形態によれば、シャッターユニット２６を照射器ユニット２４に主走査方向Ｄに沿って並設し、照射器ユニット２４の下面２８Ａに設けた開口２９の下方からシャッターユニット２６の下方にかけてシャッター２２を移動させ照射器ユニット２４の開口を開閉する構成としたため、シャッターユニット２６を備える照射器ユニット２４の主走査方向Ｄの幅を小さくし小型化することができる。

さらに、本実施形態によれば、照射器ユニット２４の上面２８Ｂに配線引き込み用のジャンクションボックス３８を設け、このジャンクションボックス３８を、シャッターユニット２６のシャッター駆動機構４０と重量バランスがとられる位置に配置したため、紫外線照射器２０単体での重量バランスをとられることとなる。
特に、本実施形態によれば、インクヘッド１の両側に、２つの紫外線照射器２０を、それぞれ前後反対（正面と背面とを反対）に向けて配置したため、キャリッジ１１上での重量バランスをとることができる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能であることは勿論である。

プリンタが備えるインクヘッドの近傍の構成を模式的に示す図である。 紫外線照射器の組立て図である。 紫外線照射器を正面からみた透視図である。 紫外線照射器を側面からみた透視図である。 シャッター駆動機構の動きを説明するための図である。

符号の説明

１ インクヘッド
３ 記録用紙（記録媒体）
５ インク
９ キャリッジ軸
１１ キャリッジ
２０ 紫外線照射器
２２ シャッター（遮蔽板）
２４ 照射器ユニット
２６ シャッターユニット
２８ 筐体
２９ 開口
３０ 紫外線ランプ（紫外線光源）
３８ ジャンクションボックス（ボックス体）
４０ シャッター駆動機構
４２ 筐体
４４ 駆動機構収納部
４６ 照射器ユニット載置部
５２ 投光開口
５４ スリット
６０ 駆動モータ
６６、６７ 連結アーム
１００ プリンタ
Ｄ 主走査方向
Ｅ 移動方向

Claims (4)

1. プリンタが備えるキャリッジに、インクを吐出するインクヘッドと共に搭載され、記録媒体に吐出されたインクに紫外線を照射する紫外線照射器において、
   前記キャリッジの移動方向に沿って前記インクヘッドの両側にそれぞれ配置され、前記記録媒体への紫外線の照射を遮蔽する遮蔽板を開閉自在に備え、
   前記キャリッジが往復移動しているとき、前記インクヘッドよりも移動方向の後ろ側に位置する場合に前記遮蔽板を開き、前記インクヘッドよりも移動方向の前側に位置する場合に前記遮蔽板を閉じることを特徴とする紫外線照射器。
2. 紫外線光源を収容し下面に開口が設けられた照射器ユニットと、
   前記遮蔽板を駆動するシャッター駆動機構を収容するシャッターユニットとを備え、
   前記シャッターユニットは、前記照射器ユニットに並設され、
   前記シャッター駆動機構が前記照射器ユニットの開口の下方から自身の下方にかけて前記遮蔽板を移動させ前記照射器ユニットの開口を開閉することを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射器。
3. 前記照射器ユニットの上面に配線引き込み用のボックス体を設け、
   前記ボックス体を、前記シャッターユニットのシャッター駆動機構と重量バランスがとられる位置に配置したことを特徴とする請求項２に記載の紫外線照射器。
4. 前記インクヘッドの両側に、それぞれ正面側と背面側を互いに逆にして配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の紫外線照射器。

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