JP2018176646A - 光照射装置、光照射システム、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動部が冷却部の幅方向を向いた側面に対向して配置されている場合と比して、光照射装置の幅方向の長さを短くすることができる光照射装置、光照射システム、及び画像形成装置を提供する。【解決手段】冷却部５４は、発光部５２が実装されている第一面６４Ａと、第一面６４Ａに対して反対側を向く第二面６４Ｂとを有する。そして、供給部５６及び駆動部６２は、第二面６４Ｂが向く一方向において第二面６４Ｂと対向して配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、光照射装置、光照射システム、及び画像形成装置に関する。

特許文献１に記載のレーザ発振器は、複数個のレーザダイオードと、冷媒流路が設けられレーザダイオードを個別に冷却する複数個のヒートシンクと、ヒートシンクが装着される装着部がヒートシンク毎に設けられ冷媒流路に冷媒を供給する供給流路が装着部毎に形成されたマニホールドとを有している。

特開２００５−１５８９０２号公報

光照射装置は、発熱しながら発光する発光部と、発光部が実装されると共に内部に冷却液が流れる流路が形成され、発光部を冷却する冷却部（冷却ブロック）と、発光部を駆動する駆動基板を有する駆動部とを備えている。

冷却部は、直方体状とされており、冷却部において下方を向いた第一面に発光部が実装されている。駆動部は、冷却部の幅方向を向いた側面に対向して配置されている。

本発明の課題は、駆動部が冷却部の幅方向を向いた側面に対向して配置されている場合と比して、光照射装置の幅方向の長さを短くすることである。

本発明の請求項１に係る光照射装置は、発熱しながら発光する発光部と、内部に冷却液が流れる流路が形成され、前記発光部が実装されている第一面と、前記第一面に対して反対側を向く第二面とを有する冷却部と、前記第二面が向く一方向において前記第二面と対向して配置され、前記冷却部に冷却液を供給する供給部と、前記一方向において前記第二面と対向して配置され、前記発光部を駆動させる駆動基板を有する駆動部と、を備えることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る光照射装置は、請求項１に記載の光照射装置において、前記駆動部は、前記第二面に固定具を用いて取り付けられていることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る光照射装置は、請求項１又は２に記載の光照射装置において、前記駆動部は、前記供給部に接触していることを特徴とする。

本発明の請求項４に係る光照射システムは、請求項１から３の何れか１項に記載の光照射装置を複数備え、前記光照射装置が、前記供給部と前記駆動部とが並ぶ幅方向に並んで配置されていることを特徴とする。

本発明の請求項５に係る画像形成装置は、記録媒体に画像を形成する画像形成部と、画像が形成された記録媒体に光を照射して記録媒体を乾燥させる請求項１から３の何れか１項に記載の光照射装置、又は、画像が形成された記録媒体に光を照射して記録媒体を乾燥させる請求項４に記載の光照射システムと、を備えることを特徴とする。

本発明の請求項１の光照射装置によれば、駆動部が冷却部の幅方向を向いた側面に対向して配置されている場合と比して、光照射装置の幅方向の長さを短くすることができる。

本発明の請求項２の光照射装置によれば、冷却部の幅方向を向いた側面に駆動部が取り付けられている場合と比して、固定具が光照射装置の幅方向に突出するのを抑制することができる。

本発明の請求項３の光照射装置によれば、駆動部が供給部と離間している場合と比して、供給部の内部を流れる冷却液によって、駆動部を効果的に冷却することができる。

本発明の請求項４の光照システムによれば、請求項１から３の何れか１項に記載の光照射装置を備えていない場合と比して、光照射システムの幅方向の長さを短くすることができる。

本発明の請求項５の画像形成装置によれば、請求項１から３の何れか１項に記載の光照射装置を備えていない場合と比して、省スペース化することができる。

本発明の第１実施形態に係る光照射システムを示した正面図である。 本発明の第１実施形態に係る光照射システムを示した側面図である。 本発明の第１実施形態に係る光照射システムを示した斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る光照射システムを示した斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る光照射装置を示した断面図である。 （Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係る光照射装置を示した断面図である。 本発明の第１実施形態に係る光照射装置を示した斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。 本発明の第１実施形態に対する比較形態に係る光照射システムを示した正面図である。 本発明の第２実施形態に係る光照射システムを示した正面図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る光照射装置、光照射システム、及び画像形成装置の一例について図１〜図９に従って説明する。なお、各図に示す矢印Ｈは、鉛直方向であって装置上下方向を示し、矢印Ｗは、水平方向であって装置幅方向を示し、矢印Ｄは、水平方向であって装置奥行方向を示す。

（全体構成）
画像形成装置１０は、インクジェット記録装置であり、図８に示されるように、記録媒体としてのシート部材Ｐが収容する用紙収容部１２と、シート部材Ｐに画像を形成する画像形成部１４と、シート部材Ｐを搬送する搬送部１６とを備えている。さらに、画像形成装置１０は、シート部材Ｐに形成された画像に光を照射してシート部材Ｐを乾燥する光照射システム４０と、各部を制御する制御部３２とを備えている。

〔用紙収容部〕
用紙収容部１２は、複数のシート部材Ｐが積載される用紙収容部材２０と、用紙収容部材２０に積載された最上位のシート部材Ｐをシート部材Ｐの搬送経路２７に送り出す送出ロール２２とを備えている。

〔搬送部〕
搬送部１６は、用紙収容部１２から送り出されたシート部材Ｐを搬送経路２７に沿って搬送する複数の搬送ロール（符号省略）を備えている。

〔画像形成部〕
画像形成部１４は、回転駆動する駆動ロール２４と、駆動ロール２４に対して図中右側に配置され、回転可能とされる従動ロール２６と、駆動ロール２４と従動ロール２６とに巻き掛けられた搬送ベルト２８とを備えている。そして、搬送ベルト２８は、静電吸着によりシート部材Ｐを保持しながら搬送するようになっている。

さらに、画像形成部１４は、搬送されるシート部材Ｐにインク滴（液滴の一例）を吐出する、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の４色夫々に対応した４つの液滴吐出ヘッド３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋを備えている。液滴吐出ヘッド３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、駆動ロール２４と従動ロール２６との間で、かつ、搬送ベルト２８の上方で、シート部材Ｐの搬送方向において、上流側からこの順番に配置されている。なお、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）を区別する場合は、符号の末尾にアルファベットを付し、特に区別しない場合は、符号の末尾のアルファベットを省略する。

〔光照射システム〕
光照射システム４０は、シート部材Ｐの搬送方向（以下「シート搬送方向」）において、液滴吐出ヘッド３０の下流側で、かつ、搬送ベルト２８の上方に配置されている。そして、光照射システム４０は、画像が形成されたシート部材Ｐに光を照射して、シート部材Ｐを乾燥させるようになっている。なお、光照射システム４０については、詳細を後述する。

（全体構成の作用）
次に、画像形成装置１０の作用について説明する。

用紙収容部材２０に積載された最上位のシート部材Ｐが、送出ロール２２によって搬送経路２７に送り出される。搬送経路２７に送り出されたシート部材Ｐは、複数の搬送ロールによって搬送経路２７に沿って搬送される。さらに、シート部材Ｐは、搬送ベルト２８に静電吸着（保持）される。

搬送ベルト２８に静電吸着されたシート部材Ｐは、周回する搬送ベルト２８によって搬送される。そして、各色の液滴吐出ヘッド３０から吐出されるインク滴（液滴）によって、シート部材Ｐに画像が形成される。

画像が形成されたシート部材Ｐは、光照射システム４０の下方を通過するときに、光照射システム４０から光が照射される。そして、シート部材Ｐに形成された画像が乾燥される。

さらに、搬送ベルト２８によって搬送されるシート部材Ｐは、剥離プレート（図示省略）によって搬送ベルト２８から剥離する。剥離したシート部材Ｐは、搬送経路２７に沿って複数の搬送ロールによって搬送されて装置外部に排出される。

（要部構成）
次に、光照射システム４０について説明する。

光照射システム４０は、前述したように、シート搬送方向において、液滴吐出ヘッド３０の下流側で、かつ、搬送ベルト２８の上方に配置されている。

そして、この光照射システム４０は、図１に示されるように、装置幅方向（シート搬送方向）に並ぶ３個の光照射装置５０を備えている。

（光照射装置）
光照射装置５０は、図１、図２に示されるように、複数の発光部５２と、発光部５２が実装されている３個の冷却部５４と、夫々の冷却部５４に冷却液を供給する供給部５６と、発光部５２を駆動させる駆動基板６０を有する駆動部６２とを備えている。

−冷却部−
冷却部５４は、金属材料で形成され、図２、図３に示されるように、装置奥行方向に延びる直方体状とされており、３個の冷却部５４は、装置奥行方向に並んでいる。ここで、直方体状とは、全体として直方体の形状を有していればよく、角部等の一部が丸まったものや、一部に切り欠きや突起のような形状を有している形状も「直方体状」に含まれる。

そして、冷却部５４には、搬送ベルト２８と対向する第一面６４Ａと、第一面６４Ａに対して反対側を向く第二面６４Ｂと、装置幅方向を向く一対の側面６４Ｃと、装置奥行方向を向く一対の奥行面６４Ｄとが形成されている。第一面６４Ａに、複数の発光部５２が実装されている。

また、図１に示されるように、第二面６４Ｂにおいて装置幅方向の端部側の部分には、後述するブラケット８６を冷却部５４に取り付けるための取付穴６６が複数形成されている。この取付穴６６には雌ねじが形成されている。

さらに、冷却部５４の内部には、図５、図６（Ａ）（Ｂ）、図７に示されるように、冷却液が流れる冷却路７０が形成されている。冷却路７０は、流路の一例である。

冷却路７０は、第一面６４Ａに沿って装置奥行方向に延び、装置幅方向に並び冷却液が流れる複数の支流路７０Ａと、供給部５６から供給される冷却液が流れる流入路７０Ｂと、供給部５６へ排出される冷却液が流れる流出路７０Ｃとを有している。また、冷却路７０は、流入路７０Ｂと支流路７０Ａとを連結する複数の連結路７０Ｄと、流出路７０Ｃと支流路７０Ａとを連結する複数の連結路７０Ｅとを有している。

流入路７０Ｂ及び流出路７０Ｃは、上下方向に延び、装置奥行方向に並んで配置されている。具体的には、装置奥行方向の手前側から奥側に、流入路７０Ｂ及び流出路７０Ｃがこの順番で並んでおり、流入路７０Ｂ及び流出路７０Ｃの上端は、第二面６４Ｂに開口している。

複数の連結路７０Ｄは、一端が支流路７０Ａの一端に夫々接続され、屈曲しながら上方に延び、他端が流入路７０Ｂの下端に接続されている。さらに、複数の連結路７０Ｅは、一端が支流路７０Ａの他端に夫々接続され、屈曲しながら上方に延び、他端が流出路７０Ｃの下端に接続されている。

この構成において、流入路７０Ｂから冷却部５４に流入した冷却液は、複数の連結路７０Ｄ、支流路７０Ａ、及び連結路７０Ｅをこの順番で流れ、流出路７０Ｃから排出されるようになっている（図５の矢印参照）。

−発光部−
発光部５２は、所謂面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）であって、直方体状とされている。そして、発光部５２は、複数設けられ、図４に示されるように、冷却部５４の第一面６４Ａに実装されている。具体的には、複数の発光部５２は、装置幅方向、及び装置奥行方向に並べられている。そして、装置幅方向に隣り合う発光部５２が、図示せぬハーネスワイヤを介して電気的に接続されている。

この構成において、後述する駆動基板６０を介して電圧が印加された発光部５２は、発熱しながら発光するようになっている。

−供給部−
供給部５６は、金属材料で形成され、図３に示されるように、装置奥行方向に延びる直方体状とされており、３個の冷却部５４の第二面６４Ｂと装置上下方向（一方向）で対向して配置されている。つまり、供給部５６は、３個の冷却部５４に跨って配置されている。そして、供給部５６は、装置奥行方向に並ぶ３個の冷却部５４の第二面６４Ｂに図示せぬ取付部材で取り付けられている。

供給部５６は、図１に示されるように、装置奥行方向から見て、装置上下方向に延びる矩形状とされており、供給部５６の装置幅方向の長さ（図中Ｌ１）は、冷却部５４の装置幅方向の長さ（図中Ｌ２）と比して、短くされている。そして、供給部５６は、冷却部５４の装置幅方向の中央側に配置されている。本実施形態では、供給部５６の幅方向の中心線は、冷却部５４の幅方向の中央線と重なっている。

さらに、供給部５６の内部には、図５に示されるように、冷却部５４に冷却液を供給するための供給路８０が形成されている。供給路８０は、装置奥行方向に延びるＵ字状の本流路８０Ａ、冷却部５４の流入路７０Ｂと本流路８０Ａとを夫々接続する接続路８０Ｂ、及び冷却部５４の流出路７０Ｃと本流路８０Ａとを夫々接続する接続路８０Ｃを有している。

本流路８０Ａの両端は、供給部５６の装置奥行方向の奥側を向いた奥側面５６Ａに開口している。そして、本流路８０Ａの一端には、供給路８０に冷却液を供給するための供給管３４が接続されており、本流路８０Ａの他端には、供給路８０から冷却液を排出するための排出管３６が接続されている。さらに、排出管３６と供給管３４との間には、ポンプ３８が配置されている。また、排出管３６の途中には、冷却液を貯留している図示せぬ貯留槽が配置されている。つまり、本実施形態では、冷却液を流れる流路は閉じた経路となっている。

この構成において、ポンプ３８を稼動させることで、冷却液は、供給部５６の本流路８０Ａを流れるようになっている。そして、本流路８０Ａを流れる冷却液が、接続路８０Ｂを流れて冷却部５４の流入路７０Ｂへ流れ込むようになっている。さらに、冷却部５４の冷却路７０を流れた冷却液は、供給部５６の接続路８０Ｃを流れて供給部５６の本流路８０Ａに流れ込むようになっている（図５矢印参照）。

−駆動部−
駆動部６２は、一対設けられ、図１、図３に示されるように、装置幅方向において、供給部５６の両側に夫々配置されている。夫々の駆動部６２は、装置奥行方向から見て、供給部５６を挟んで対称の形状となっている。そして、夫々の駆動部６２の少なくとも一部は、装置上下方向（一方向）において、冷却部５４の第二面６４Ｂと対向して配置されている。以下、一方の駆動部６２について説明する。

駆動部６２は、発光部５２を駆動させるための駆動基板８４と、駆動基板８４を冷却部５４の第二面６４Ｂに取り付けるためのブラケット８６と、複数のスペーサ８８とを備えている。

ブラケット８６は、装置奥行方向に延び、断面Ｌ字状とされている。そして、ブラケット８６は、冷却部５４の第二面６４Ｂと面で接触する底板８６Ａと、底板８６Ａにおいて供給部５６側の縁に接続されると共に板面が装置幅方向を向く側板８６Ｂとを有している。

底板８６Ａには、貫通孔８７が複数形成されている。そして、ネジ９０をこの貫通孔８７に通して上方から冷却部５４の取付穴６６に捻じ込むことで、駆動部６２（ブラケット８６）が、冷却部５４に取り付けられている。ネジ９０は固定具の一例である。

また、側板８６Ｂと供給部５６との間には、隙間が設けられている。そして、側板８６Ｂにおいて供給部５６とは反対側の部分に、板面が装置幅方向を向く駆動基板８４が、スペーサ８８を介して取り付けられている。さらに、駆動基板８４と発光部５２とは、図示せぬフレキシブルプリント配線基板を介して電気的に接続されている。

（作用・まとめ）
次に、光照射装置５０、及び光照射システム４０の作用について、比較形態に係る光照射装置２５０、及び光照射システム２４０と比較しつつ説明する。先ず、比較形態に係る光照射装置２５０、及び光照射システム２４０について、光照射装置５０、及び光照射システム４０と異なる部分を主に説明する。

光照射システム２４０は、図９に示されるように、装置幅方向に並ぶ３個の光照射装置２５０を備えている。

光照射装置２５０の供給部２５６は、装置奥行方向に延びる直方体状とされており、供給部２５６の装置幅方向の長さ（図中Ｌ３）は、冷却部５４の装置幅方向の長さ（図中Ｌ２）と同様とされている。さらに、供給部２５６の装置上下方向の長さ（図中Ｌ４）は、冷却部５４の装置上下方向の長さ（図中Ｌ５）と比して、短くされている。そして、供給部２５６は、装置奥行方向に並ぶ３個の冷却部５４の第二面６４Ｂに図示せぬ取付部材で取り付けられている。

光照射装置２５０の駆動部２６２は、一対設けられており、供給部２５６において装置幅方向を向く側面２５６Ａ、及び冷却部５４の側面６４Ｃと、装置幅方向で対向して夫々配置されている。夫々の駆動部２６２は、装置奥行方向から見て、冷却部５４及び供給部２５６を挟んで対称の形状となっている。以下、一方の駆動部２６２について説明する。

駆動部２６２は、発光部５２を駆動させるための駆動基板８４と、駆動基板８４を、供給部２５６の側面２５６Ａ及び冷却部５４の側面６４Ｃに取り付けるための板状のブラケット２８６と、複数のスペーサ８８とを備えている。

ブラケット２８６は、供給部２５６の側面２５６Ａ、及び冷却部５４の側面６４Ｃと面で接触している。そして、ブラケット２８６は、供給部２５６の側面２５６Ａ、及び装置奥行方向に並ぶ３個の冷却部５４の側面６４Ｃに図示せぬ取付部材で取り付けられている。

ブラケット２８６において冷却部５４及び供給部５６とは反対側の部分に、板面が装置幅方向を向く駆動基板８４が、スペーサ８８を介して取り付けられている。そして、駆動基板８４と発光部５２とは、図示せぬフレキシブルプリント配線基板を介して電気的に接続されている。

これに対して、光照射装置５０では、図１に示されるように、供給部５６の装置幅方向の長さ（図中Ｌ１）は、冷却部５４の装置幅方向の長さ（図中Ｌ２）と比して、短くされている。さらに、駆動部６２は、装置上下方向において、冷却部５４の第二面６４Ｂと対向して配置されている。

このため、光照射装置５０では、駆動部２６２が冷却部５４の側面６４Ｃに対向して配置されている光照射装置２５０と比して、光照射装置５０の幅方向の長さが短くされる。ここで、「光照射装置５０の幅方向」とは、発光部５２が実装されている第一面６４Ａが向く方向に対して交差（本実施形態では直交）し、かつ、冷却部５４の長手方向に対して交差（本実施形態では直交）する方向である。

また、駆動部６２は、ネジ９０を、上方からブラケット８６の底板８６Ａの貫通孔８７を通して冷却部５４の第二面６４Ｂの取付穴６６に捻じ込むことで、冷却部５４に取り付けられている。例えば、駆動部のブラケットを冷却部５４の側面６４Ｃに重ねて、ネジを、幅方向からブラケットの貫通孔を通して冷却部５４の側面６４Ｃの取付穴に捻じ込むことで、駆動部を冷却部に取り付ける場合には、ネジが光照射装置の幅方向の最外部を構成してしまう。つまり、ネジ９０を上方から冷却部５４の取付穴６６に捻じ込むことで駆動部６２を冷却部５４に取り付けることで、ネジを幅方から冷却部５４の取付穴に捻じ込むことで駆動部を冷却部に取り付ける場合と比して、ネジ９０が光照射装置５０の幅方向に突出するのが抑制される。

また、光照射システム４０においては、光照射装置５０を備えていることで、光照射装置２５０を備えている光照射システム２４０と比して、光照射システム４０の幅方向の長さが短くされる。

また、画像形成装置１０においては、光照射装置５０を備えていることで、光照射装置２５０を備えている場合と比して、省スペース化される。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る光照射装置、光照射システム、及び画像形成装置の一例について図１０に従って説明する。なお、第２実施形態については、第１実施形態と異なる部分を主に説明する。

第２実施形態の光照射システム１４０は、図１０に示されるように、装置幅方向（シート搬送方向）に並ぶ３個の光照射装置１５０を備えている。

光照射装置１５０の供給部５６において装置幅方向を向いた側面５８には、後述するブラケット１８６を供給部５６に取り付けるための取付穴５９が複数形成されている。

光照射装置１５０の駆動部１６２は、一対設けられ、装置幅方向において、供給部５６の両側に夫々配置されている。そして、駆動部１６２は、駆動基板８４と、供給部５６の側面５８に駆動基板８４を取り付けるための板状のブラケット１８６と、複数のスペーサ８８とを備えている。

ブラケット１８６は、供給部５６の側面５８に面で接触しており、ブラケット１８６には、貫通孔１８７が形成されている。そして、幅方向から、ネジ９０をこの貫通孔１８７に通して供給部５６の取付穴５９に捻じ込むことで、駆動部１６２（ブラケット１８６）が、供給部５６に取り付けられている。

このように、駆動部１６２が供給部５６の側面５８に面で接触していることで、駆動部１６２が供給部５６の側面５８と離間している場合と比して、駆動部１６２が供給部５６の内部を流れる冷却水によって効果的に冷却される。

第２実施形態の他の作用については、駆動部６２が冷却部５４の第二面６４Ｂに取り付けられていることで生じる作用以外の第１実施形態の作用と同様である。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、発光部５２として面発光レーザを用いたが、発光部は発熱しながら発光する部材であればよく、例えば、ＬＥＤ等を用いてもよい。

また、上記実施形態では、光照射システム４０、１４０は、３個の光照射装置５０、１５０を備えたが、光照射システムが、２個の光照射装置を備えてもよく、また、４個以上の光照射装置を備えてもよい。

また、上記第１実施形態では、駆動部６２が、冷却部５４に直接取り付けられたが、駆動部が、他の部材を介して冷却部に取り付けられていてもよい。駆動部６２が、装置上下方向において、冷却部５４の第二面６４Ｂと対向して配置されていればよい。

また、上記実施形態では、光照射装置５０、１５０を、シート部材Ｐを乾燥する装置として用いたが、光照射装置５０、１５０を、部材をカットするためのレーザ加工等、又は樹脂のアニール処理等に用いてもよい。

１０ 画像形成装置
１４ 画像形成部
４０ 光照射システム
５０ 光照射装置
５２ 発光部
５６ 供給部
６２ 駆動部
６４Ａ 第一面
６４Ｂ 第二面
７０ 冷却路（流路の一例）
８４ 駆動基板
９０ ネジ（固定具の一例）
１４０ 光照射システム
１５０ 光照射装置
１６２ 駆動部

Claims (5)

1. 発熱しながら発光する発光部と、
   内部に冷却液が流れる流路が形成され、前記発光部が実装されている第一面と、前記第一面に対して反対側を向く第二面とを有する冷却部と、
   前記第二面が向く一方向において前記第二面と対向して配置され、前記冷却部に冷却液を供給する供給部と、
   前記一方向において前記第二面と対向して配置され、前記発光部を駆動させる駆動基板を有する駆動部と、
   を備える光照射装置。
2. 前記駆動部は、前記第二面に固定具を用いて取り付けられている請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記駆動部は、前記供給部に接触している請求項１又は２に記載の光照射装置。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載の光照射装置を複数備え、
   前記光照射装置が、前記供給部と前記駆動部とが並ぶ幅方向に並んで配置されている光照射システム。
5. 記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
   画像が形成された記録媒体に光を照射して記録媒体を乾燥させる請求項１から３の何れか１項に記載の光照射装置、又は、画像が形成された記録媒体に光を照射して記録媒体を乾燥させる請求項４に記載の光照射システムと、
   を備える画像形成装置。