JP2012028097A - Ｌｅｄ光照射装置及び印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置内部を効率的に冷却することができるＬＥＤ光照射装置、及び、これを備える印刷装置を提供する。
【解決手段】内部空間２を有するケーシング３と、内部空間２を区分して第１空間２１およびこれに連通する第２空間２２を形成する区分部材４と、第１空間２１に配置された制御基板５と、第２空間２２に配置され、制御基板５より高温のＬＥＤ基板６と、内部空間２に空気流を発生させる空気流発生装置３１と、を備え、空気流発生装置３１の作動により空気を第１空間２１および第２空間２２に連続して流すＬＥＤ光照射装置である。
【選択図】図５

Description

本発明は、ＬＥＤ光を照射するＬＥＤ光照射装置、及び、当該ＬＥＤ光照射装置を備える印刷装置に関する。より詳細には、冷却構成を備えるＬＥＤ光照射装置およびこれを備える印刷装置に関する。

従来からＬＥＤ光を照射する発光ダイオードを冷却する構成として、図８に示すような構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。図８に示す構成は、ＬＥＤ光を照射する発光ダイオード１００と、発光ダイオード１００の裏面に接着された冷却手段１０１とを備えている。発光ダイオード１００は、発光により発熱する。また、冷却手段１０１は、複数の放熱部材１０２を有する基板から構成されている。このような冷却手段１０１としては、例えば公知のヒートシンクを例示することができる。放熱部材１０２は薄板状の部材であり、間隔をあけて複数配置されている。そして、このような構成によれば、発光ダイオード１００の熱が冷却手段１０１の放熱部材１０２に伝達され、この放熱部材１０２が周囲の空気によって冷却されることにより、発光ダイオード１００が冷却される。

特開２００８‐２８３７７号公報

ところで、図８に示す構成は発光ダイオード１００を冷却する構成であるが、場合によっては、発光ダイオード１００の冷却に加えて、更に他の構成を冷却することがある。例えば、発光ダイオード１００とこの発光ダイオード１００の作動を制御する制御基板などが１つの装置の内部に共に配置されている場合は、発光ダイオード１００の冷却に加えて、制御基板の冷却も行う必要がある。このような場合は、図８に示す冷却構成では冷却能力が不足する場合があり、そのため、冷却構成の改良が求められていた。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、装置内部を効率的に冷却することができるＬＥＤ光照射装置、及び、これを備える印刷装置の提供を目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、内部空間を有するケーシングと、前記内部空間を区分して第１空間およびこれに連通する第２空間を形成する区分部材と、前記第１空間に配置された少なくとも１つの第１の発熱体と、前記第２空間に配置され、前記第１の発熱体より高温の少なくとも１つの第２の発熱体と、前記内部空間に空気流を発生させる空気流発生装置と、を備え、前記空気流発生装置の作動により空気を前記第１空間および前記第２空間に連続して流すＬＥＤ光照射装置である。

このような構成によれば、空気流発生装置の作動によって空気が第１空間を流れることにより、第１空間に配置された第１の発熱体が空気流により冷却される。また、第１空間を通過した空気は、第１空間に連通している第２空間に導入され、第２空間を通過する。これにより、第２空間に配置された第２の発熱体が空気により冷却される。このように、第１空間および第２空間に空気を連続して流し、第１の発熱体およびこれより高温の第２の発熱体を順に連続して冷却することができる。よって、装置内部を効率的に冷却することができる。

また、上記ＬＥＤ光照射装置は、前記第２空間を流れた空気を排気する排気口を更に備え、前記区分部材には、前記第１空間と前記第２空間とを連通する連通口が形成されており、前記排気口と前記連通口とは、前記第２空間を介して対向するように位置している構成であってもよい。

また、上記ＬＥＤ光照射装置において、前記第１の発熱体は、前記ＬＥＤ光照射装置を制御する制御基板からなり、前記第２の発熱体は、発光ダイオードを実装したＬＥＤ基板からなる構成であってもよい。

また、上記各ＬＥＤ光照射装置において、前記第１の発熱体および前記第２の発熱体の少なくとも一方が複数であってもよい。

また、前記空気流発生装置は、前記第１空間または前記第２空間のいずれか一方に配置されていてもよい。

また、前記ケーシングには、当該ケーシングの外部と前記第１空間および前記第２空間の少なくとも一方とを連通する通気口が形成されていてもよい。

また、前記発光ダイオードは、被印刷物に紫外線を照射する紫外線発光ダイオードであってもよい。

また、上記ＬＥＤ光照射装置を備える印刷装置としてもよい。

本発明のＬＥＤ光照射装置によれば、装置内部を効率的に冷却することができる。

本発明の一実施形態に係る印刷装置の概略構成を示す側面図である。 印刷装置の概略構成を示す平面図である。 紫外線照射ユニットの斜視図である。 ＬＥＤ光照射装置の（ａ）上面図、（ｂ）側面図、（ｃ）下面図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 区分部材の斜視図である。 従来の冷却構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る印刷装置の概略構成を示す側面図であり、図２は、印刷装置の概略構成を示す平面図である。図１及び図２に示すように、この印刷装置５０は、中央のセンタードラム５１と、複数のガイドローラ５２と、被印刷物Ｐのロール５３とを備えている。センタードラム５１は、回転軸５４を介して回転駆動装置５５に接続されており、この回転駆動装置５５の作動により回転軸５４を中心として回転する。回転駆動装置５５は、図示しない公知の電動モーターや回転ベルト等を備えている。ガイドローラ５２は、回転可能に構成されており、センタードラム５１の周囲に配置されている。また、ロール５３は、シート状の被印刷物Ｐを巻いたものであり、このロール５３から被印刷物Ｐが送り出される。被印刷物Ｐは、センタードラム５１およびガイドローラ５２に巻き掛けられており、センタードラム５１の回転によりロール５３から引き出され、ガイドローラ５２に案内されて矢示Ｘ方向へ送られる。

また、印刷装置５０は、センタードラム５１の外周に沿って間隔をあけて複数配置された印刷ユニット５６および紫外線照射ユニット５７を備えており、いわゆるサテライト型の印刷装置として構成されている。各印刷ユニット５６は、印刷に用いるインクの色に応じて設置されており、本実施形態では、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、透明（ＯＰ）の各色に対応した複数の印刷ユニット５６が設置されている。各色のインクは、公知の紫外線硬貨型インクである。また、各印刷ユニット５６は、センタードラム５１を取り囲むように支持フレーム５８に固定されており、センタードラム５１により給送される被印刷物Ｐに対して印刷できるように設置されている。

また、各紫外線照射ユニット５７は、各印刷ユニット５６に後続するように設置され、センタードラム５１を取り囲むように支持フレーム５８に固定されており、センタードラム５１により給送される被印刷物Ｐに対して、印刷ユニット５６に続いて紫外線を照射できるように構成されている。

図３は、紫外線照射ユニットの斜視図である。紫外線照射ユニット５７は、支持フレーム５８（図３では図示せず）に固定されるアタッチメント５９と、このアタッチメント５９に着脱可能に取り付けられたＬＥＤ光照射装置１とを備えている。アタッチメント５９は、角型の筒状部材からなるアタッチメント本体６０と、アタッチメント本体６０の軸方向両端部に設けられたフランジ６１とを備えている。アタッチメント本体６０は、軸方向両端部に形成された挿入開口６２と、壁面に形成された壁面開口６３とを備えており、挿入開口６２を介してＬＥＤ光照射装置１を挿入可能であり、壁面開口６３を介して紫外線を照射できるように構成されている。アタッチメント本体６０の側壁内面には、ＬＥＤ光照射装置１を案内するガイドレール６４が軸方向に延びるように設置されている。フランジ６１は、アタッチメント本体６０の端部から側方に突出しており、このフランジ６１を介してアタッチメント５９を支持フレーム５８に固定できる。

図４は、ＬＥＤ光照射装置の（ａ）上面図、（ｂ）側面図、（ｃ）下面図である。また、図５は、図４のＡ−Ａ断面図であり、図６は、図４のＢ−Ｂ断面図である。以下の説明における上下前後左右の方向は、説明のために便宜的に規定する方向であり、本発明の実施における方向を限定するものではない。図４〜図６に示すように、ＬＥＤ光照射装置１は、内部空間２を有するケーシング３と、内部空間２に配置された区分部材４、制御基板５及び複数のＬＥＤ基板６とを備えている。

ケーシング３は、水平方向に延びる基部７と、基部７を覆うように当該基部７に固定されたカバー部材８とを備えており、基部７とカバー部材８によって囲まれた領域により内部空間２が形成されている。基部７の中央部には照射用開口９が形成されており、この照射用開口９は、基部７の厚み方向（図６の上下方向）に貫通しており、ケーシング３の長手方向（図５の左右方向）に延びている。また、基部７の下部には、基部７を多段に切り欠くことにより一対の設置溝１３、１３及び設置端面１１，１１が形成されている。一対の設置溝１３、１３には、板状の汚れ防止板１２が設置されている。また、一対の設置端面１１，１１には、一対のリフレクタ部材１０、１０が設置されている。

汚れ防止板１２は、板状の透明部材からなり、一対の設置溝１３，１３に挿入されて照射用開口９を覆っている。汚れ防止板１２の材質としては、例えば、紫外線を透過する石英ガラス等を用いることができる。この汚れ防止板１２は、紫外線照射時に、アタッチメント５９の壁面開口６３に位置し、被印刷物Ｐと対向配置される。

リフレクタ部材１０は、金属の板材をほぼ直角に屈曲させることにより構成されており、設置端面１１に当接する外反射部１５と、外反射部１５から屈曲して延びる内反射部１６とを備えている。リフレクタ部材１０の材質としては、例えば、アルミニウムやステンレス等の金属を用いることができ、この材質を研磨して鏡面仕上げすることにより、紫外線を反射可能なように構成されている。また、一対のリフレクタ部材１０、１０は、外反射部１５がケーシング３の外方を向き、ケーシング３の外方へ紫外線を反射するように配置されている。また、このリフレクタ部材１０、１０は、内反射部１６、１６が照射用開口９内に位置し、照射用開口９を挟んで互いに対向するように配置され、照射用開口９の内方に向かって紫外線を反射できるように配置されている。

カバー部材８は、箱型に構成されており、基部７の上方を覆っている。カバー部材８の壁面には、複数の通気口１８が形成されており、この通気口１８を介してケーシング３の外部と内部空間２（後述の第１空間２１）とが連通している。通気口１８は格子状に開口しており、ケーシング３外部の空気を内部空間２に導入できる。また、カバー部材８の壁面外部には着脱ローラ１９が輪転可能に取り付けられており、この着脱ローラ１９をアタッチメント５９のガイドレール６４に沿って輪転させることにより、ＬＥＤ光照射装置１をアタッチメント５９に対して出し入れすることができる。また、カバー部材８の長手方向（図５の左右方向）の一端部にはハンドル２０が取り付けられている。

区分部材４は、金属の板状部材を屈曲させることにより構成されており、内部空間２を上下に区分するように配置され、これにより、内部空間２の上部に第１空間２１を形成し、内部空間２の下部に第２空間２２を形成している。また、この区分部材４は、内部空間２の下部を覆うように配置され、端部が基部７に固定されており、区分部材４と基部７で囲まれた領域により第２空間２２が形成されている。一方、区分部材４とカバー部材８で囲まれた領域により第１空間２１が形成されている。第１空間２１は、カバー部材８の通気口１８を介してケーシング３の外部と連通している。

図７は、区分部材の斜視図である。図７に示すように、区分部材４は、水平方向に延びる上板部２５と、上板部２５から屈曲して鉛直方向に延びる側板部２６とを備えている。側板部２６の長手方向の一端部には連通口２３が複数形成されている。そして、この連通口２３により第１空間２１と第２空間２２が連通する。区分部材４の長手方向の他端部には、排気口部材２７が固定されている。排気口部材２７は、区分部材４の端部から斜め方向に延びるように設置されており、これにより、拡開する排気口２８が形成されている。排気口２８は第２空間２２に接続しており、第２空間２２を通過した空気を排気する。また、排気口２８は、第２空間２２を介して連通口２３と対向するように位置している。排気口２８の出口には空気流発生装置３１が配置されている。また、区分部材４及び排気口部材２７の上部には、制御基板５を固定するための基板支持台２４が設置されている。

制御基板５は、基板支持台２４に固定されて第１空間２１に位置している。制御基板５は、回路が実装されており、後述の紫外線発光ダイオード３０及び空気流発生装置３１の作動を制御する。また、制御基板５は、作動により熱を発する。

第２空間２２には、ＬＥＤ基板６及び複数の放熱フィン３２が配置されている。ＬＥＤ基板６は、アルミニウム製の平板状の部材からなり、一方面に紫外線発光ダイオード３０を複数実装しており、紫外線発光ダイオード３０が照射用開口９内に位置した状態で基部７に固定されている。紫外線発光ダイオード３０は、照射用開口９を通してケーシング３の外部に紫外線を照射するように構成されている。ＬＥＤ基板６は、紫外線発光ダイオード３０の発光熱により発熱する。

放熱フィン３２は、湾曲した金属製の薄板から構成されており、ケーシング３の幅方向に間隔をあけて複数配置されている。また、放熱フィン３２は、ケーシング３の長手方向（図５の左右方向）に延びており、長手方向にも間隔をあけて複数配置されている。また、放熱フィン３２は、ＬＥＤ基板６上に起立した状態で配置され、一端部（下端部）がＬＥＤ基板６に密着しており、他端部（上端部）が区分部材４に密着している。

空気流発生装置３１としては、空気を圧送する公知の送風機を用いることができ、この空気流発生装置３１の作動により、ケーシング３の外部の空気を通気口２３を介してケーシング３内部に吸引し、これにより内部空間２に空気流を発生させる。また、空気流発生装置３１の作動により、内部空間２の空気を排気口２８を介してケーシング３の外部に排出する。

次に、以上のように構成されたＬＥＤ光照射装置１の作動を説明する。まず、ＬＥＤ光照射装置１をアタッチメント５６に取り付けた状態で、図示しない電源をオンにすることにより、紫外線発光ダイオード３０を発光させると共に、空気流発生装置３１を作動させる。紫外線発光ダイオード３０の発光により、被印刷物Ｐに紫外線が照射される。このとき、紫外線発光ダイオード３０を実装しているＬＥＤ基板６が制御基板より発熱量が多く、高温になっている。また、空気流発生装置３１の作動により、ケーシング３の外部の空気が通気口１８を介して内部空間２に導入され、内部空間２に空気流が発生する。このとき、外部空気はまず、通気口１８を介して第１空間２１に導入され、第１空間２１を通過する。その後、この空気は、第１空間２１から連通口３１を介して第２空間２２に導入され、第２空間２２を通過し、そして、排気口２８および空気流発生装置３１を通過して外部に排出される。

このようなＬＥＤ光照射装置によれば、ケーシングの外部の空気が第１空間に導入され、第１空間を通過する過程で制御基板５が冷却される。また、第１空間を通過した空気が第２空間に導入され、第２空間を通過する過程で、制御基板５より高温のＬＥＤ基板６が冷却される。このように、制御基板５およびＬＥＤ基板６を、発熱量の少ないものから順に連続して冷却することができる。これによって、装置内部を効率的に冷却することができる。

また、区分部材４の一端部に連通口２３が形成され、他端部に排気口部材２７が設置されて排気口２８が形成されているので、排気口２８と連通口２３とが第２空間２２を挟んで互いに対向する位置になる。これにより、空気を第２空間２２の全体に流すことができるので、装置内部をより効率的に冷却することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は、上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、区分部材４が基部７に固定された構成であったが、この構成に限定されるものではく、区分部材４はカバー部材８に固定されてもよい。このような構成によっても、区分部材４により内部空間２を分割して第１空間２１及び第２空間２２を形成することができる。

また、上記実施形態では、制御基板５より発熱量の少ない第１の発熱体が構成され、ＬＥＤ基板６により発熱量の多い第２の発熱体が構成されていたが、この構成に限定されず、第１の発熱体および第２の発熱体の組み合わせは任意に選択できる。

また、第１の発熱体および第２の発熱体の数は特に限定されず、１つであっても複数であってもよい。例えば、制御基板５（第１の発熱体）およびＬＥＤ基板６（第２の発熱体）を複数にして、第１空間２１および第２空間２２にそれぞれ配置することができる。これにより発熱量の少ない制御基板５と、発熱量の多いＬＥＤ基板６とをそれぞれまとめておき、そのまとめたものを冷却することができる。これにより、まとめて冷却できるので、冷却効果を高めることができる。

また、上記実施形態では、紫外線を照射する紫外線発光ダイオード３０を用いていたが、この構成に限定されず、紫外線発光ダイオード３０に替えて、他の波長域の光を発する発光ダイオードを用いることもできる。例えば、可視光を発光する発光ダイオードを、紫外線発光ダイオード３０に替えて使用することができる。

また、上記実施形態では、通気口１８は、ケーシング３の外部と第１空間２１とを連通する構成であったが、この構成に限定されるものではなく、ケーシング３の外部と第２空間２２とを連通する構成であってもよい。また、通気口１８は、ケーシング３の外部と第１空間２１および第２空間２２とを連通する構成であってもよい。すなわち、通気口１８は、ケーシング３の外部と第１空間２１および第２空間２２の少なくとも一方とを連通する構成であればよい。このような構成によっても、ケーシング３の外部空間と内部空間２とを連通させ、外部空気を内部空間２に導入することができる。そして、外部空気により冷却効果を高めることができる。

また、上記実施形態では、空気流発生装置３１は、排気口２８の出口に配置されていたが、この配置位置は特に限定されるものではない。例えば、空気流発生装置３１は、第１空間２１に配置されていてもよい。または、空気流発生装置３１は、第２空間２２に配置されていてもよい。このような構成によっても、空気流発生装置３１の作動により内部空間２に空気流を発生させることができる。

Ｐ 被印刷物
１ ＬＥＤ光照射装置
２ 内部空間
３ ケーシング
４ 区分部材
５ 制御基板
６ ＬＥＤ基板
７ 基部
８ カバー部材
９ 照射用開口
１０ リフレクタ部材
１８ 通気口
２１ 第１空間
２２ 第２空間
２３ 連通口
２８ 排気口
３０ 紫外線発光ダイオード
３１ 空気流発生装置
３２ 放熱フィン
５０ 印刷装置
５６ 印刷ユニット
５７ 紫外線照射ユニット
５９ アタッチメント

Claims (8)

1. 内部空間を有するケーシングと、
   前記内部空間を区分して第１空間およびこれに連通する第２空間を形成する区分部材と、
   前記第１空間に配置された少なくとも１つの第１の発熱体と、
   前記第２空間に配置され、前記第１の発熱体より高温の少なくとも１つの第２の発熱体と、
   前記内部空間に空気流を発生させる空気流発生装置と、を備え、
   前記空気流発生装置の作動により空気を前記第１空間および前記第２空間に連続して流すＬＥＤ光照射装置。
2. 前記第２空間を流れた空気を排気する排気口を更に備え、
   前記区分部材には、前記第１空間と前記第２空間とを連通する連通口が形成されており、
   前記排気口と前記連通口とは、前記第２空間を介して対向するように位置している請求項１に記載のＬＥＤ光照射装置。
3. 前記第１の発熱体は、前記ＬＥＤ光照射装置を制御する制御基板からなり、
   前記第２の発熱体は、発光ダイオードを実装したＬＥＤ基板からなる請求項１又は２に記載のＬＥＤ光照射装置。
4. 前記第１の発熱体および前記第２の発熱体の少なくとも一方が複数である請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤ光照射装置。
5. 前記空気流発生装置は、前記第１空間または前記第２空間のいずれか一方に配置されている請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤ光照射装置。
6. 前記ケーシングには、当該ケーシングの外部と前記第１空間および前記第２空間の少なくとも一方とを連通する通気口が形成されている請求項１から５のいずれかに記載のＬＥＤ光照射装置。
7. 前記発光ダイオードは、被印刷物に紫外線を照射する紫外線発光ダイオードである請求項１〜６のいずれかに記載のＬＥＤ光照射装置。
8. 請求項７に記載のＬＥＤ光照射装置を備える印刷装置。

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