JP5071093B2 - 紫外線照射装置 - Google Patents
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Description
紫外線硬化型インクが通常の水性インクや油性インクと異なる点は、記録媒体(印刷用紙)等に付着させた後、適量の紫外線を照射すれば速やかに硬化して、インク浸透性等の記録媒体の物性に左右されずに、安定した印刷品質を維持できる点である。
このような紫外線硬化型インクを使用するインクジェット式記録装置(インクジェットプリンタ)では、紫外線硬化型インクを微粒のインク滴として噴射して記録媒体に付着させる記録ヘッドの周辺に、記録媒体上に付着させたインクに紫外線を照射する紫外線照射装置を装備することが必要となる。
即ち、このようなペルチェ素子を冷却手段として使用することにより、水冷装置を利用するよりも、装置の小型化が可能になる。
しかし、このように複数個の紫外線光源を使用する紫外線照射装置では、前述したペルチェ素子を使った冷却機構により十分な冷却性能を得ることが難しい。
また、装備するペルチェ素子数が増えることで、紫外線照射装置における消費電力が増えてしまい、インクジェット式記録装置等での省電力化の要求に応えることができないという問題もある。
前記各紫外線光源の光源部と前記回路基板との間に、双方に密着する放熱部材を設けたことを特徴とする紫外線照射装置により達成される。
また、放熱部材は、その材質的な熱伝達特性により放熱効果を発揮する物で、例えば、紫外線光源の光源部と回路基板との間の隙間を埋めるスペーサの如き単純な形態で装備することができ、設置スペースが少なくて済む。また、ペルチェ素子などのような電気的な冷却手段とは異なり、給電も必要としない。
従って紫外線照射装置の大型化やコストアップや消費電力の増加を招くことなく、複数個の紫外線光源に対して均等に蓄熱を防止し、蓄熱に起因した紫外線光源における発光光率の低下を防止することができる。
また、ここでいう「穴」とは、放熱部材と空気との接触面積を増加するものであれば良く、貫通口であっても、貫通させない開口であっても良い。
前記他の放熱部材としては、ヒートシンク等の設置型の放熱部材が挙げられる。例えば、放熱部材としてグラファイトシートを使用した場合、グラファイトシートは面内方向の熱伝導性は金属と同等あるいはそれ以上に高いものの、厚み方向の熱伝導性については面内方向の熱伝導性よりも劣る。したがって、延設した前記グラファイトシートの一部分に密着するように、ヒートシンク等の放熱部材を設置することで、各紫外線光源で発生した熱は、グラファイトシートによって面内方向に均熱化され、前記グラファイトシートに密着して配置されるヒートシンク等の放熱部材を通じて空気中へ効率良く放熱される。
一方、上述のようにヒートシンク等を設置しなくとも、前記グラファイトシート等の放熱部材の一部分を、紫外線照射装置における金属フレーム等の他の高熱伝導性の部材と密着するように配置させることにより放熱させても良い。
図1は本発明の第一実施形態に係る紫外線照射装置を搭載したインクジェットプリンタ20の主要な構成を示す概略斜視図である。
各カートリッジ54,56に収容されているインクは、所謂紫外線硬化型インクである。
この回路基板91は、図3にも示すように、紫外線光源95を取り付ける取り付け面91aを印刷用紙Pの表面に対向させて、ブラケット92,93によって、インクジェットプリンタ20の筐体に固定されている。この回路基板91は、取り付け面91aとは逆側の面に、各紫外線光源95に給電する電気配線パターン91bが印刷形成されたプリント回路基板である。
また、回路基板91の装備位置は、印刷ヘッド52から前方(副走査方向SS)へ一定距離だけ離れた位置になっている。
この紫外線光源95は、素子本体(光源部)95aから延出する2本のリード線(導通部)95b,95cを、回路基板91に貫通形成されたスルーホール91cを挿通して前記電気配線パターン91bに半田付けすることで、給電回路への電気接続がなされ、給電されると、図3に示すように素子本体95aの先端面から紫外線96を出射する。
また、放熱部材97は、その材質的な熱伝達特性により放熱効果を発揮する物で、上記実施形態のように、紫外線光源95の素子本体95aと回路基板91との間の隙間を埋めるスペーサの如き単純な形態で装備することができ、設置スペースが少なくて済む。また、ペルチェ素子などのような電気的な冷却手段とは異なり、給電も必要としない。
図7では、ヒートシンク100を放熱部材97の延設部分97bに密着させると共に、ヒートシンク100と回路基板91との間にクリアランスを設けた構成としているが、ヒートシンク100は絶縁部材等を介して回路基板91に密着させてもよい。係る構成とすれば、発熱源である紫外線光源95から回路基板91へ伝達した熱もより効率的に空気中に放熱できる。
また、放熱部材97の延設部分97bを、紫外線照射装置290の金属フレーム(図示せず)やインクジェットプリンタの金属フレーム部品(例えばガイドレール64)と密着させても、発熱源である紫外線光源95から放熱部材97へ伝達した熱を効率的に空気中に放熱できる。
さらに、回路基板91の近傍にファン98を設置することで、より素子本体95aからの放熱効果を高めて、紫外線光源95やその周辺の蓄熱をさらに軽減することができる。
例えば、LEDの代わりに、水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、LD等を紫外線光源として採用することができる。
そして、いずれの紫外線光源を使用した場合でも、蓄熱に起因した発光光率の低下を防止でき、各紫外線光源において安定した紫外線照射を実現することができる。
例えば、シート状熱伝導ゲルの代わりにシリコンシートや絶縁層が設けられたグラファイトシート等のシート状放熱部材を用いることもできる。シリコン等の絶縁層が設けられたグラファイトシートは、高い熱伝導性とフレキシブル性を持っており、各紫外線光源95の光源部95aからシート状放熱部材への放熱効果を高めて、紫外線光源95やその周辺の蓄熱をさらに軽減することができる。
更に、紫外線光源95の素子本体95aに対応した開口を有するアルミニウム、銅、銀又は鉄等のパンチングメタルを回路基板91の取り付け面91aに積層し、該パンチングメタルの開口と素子本体95aとの間に熱伝導ゲル等の柔軟性を有する電気絶縁部材を充填することで、各紫外線光源95の光源部95aと回路基板91とに密着した放熱部材とすることもできる。
また、本発明の紫外線照射装置によって紫外線を照射する記録媒体の材質も、紙、フィルム、布、金属薄板等の各種のものが考えられる。
Claims (7)
- 紫外線を出射する複数個の紫外線光源と、これらの複数個の紫外線光源を支持すると共にこれらの紫外線光源に給電する電気配線が備えられた回路基板とを備えた紫外線照射装置であって、
前記各紫外線光源の光源部と前記回路基板との間に、双方に密着する放熱部材を設け、前記放熱部材は紫外線光源の光源部と前記回路基板との間の隙間を埋める厚さ寸法を有して前記回路基板に積層されたシート状放熱部材であり、前記シート状放熱部材は、前記紫外線光源の光源部に接触する側の面が、熱伝導ゲルであるシート状熱伝導ゲルであり、且つ記録媒体上に紫外線硬化型インクを噴射する記録ヘッドを備えるインクジェット式記録装置に装備されて、前記記録ヘッドにより前記記録媒体上に付着させた紫外線硬化型インクに紫外線を照射することを特徴とする紫外線照射装置。 - 前記紫外線光源は、水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、LED及びLDから選択した少なくとも一つであることを特徴とする請求項1に記載の紫外線照射装置。
- 前記放熱部材に伝達した熱を放熱する放熱機構を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の紫外線照射装置。
- 前記放熱機構として、前記放熱部材と空気との接触面積を大きくするように前記放熱部材の所定位置に穴を設けたことを特徴とする請求項3に記載の紫外線照射装置。
- 前記放熱機構として、前記放熱部材と密着する前記回路基板の所定位置に、前記放熱部材と空気とを接触させる貫通口を設けたことを特徴とする請求項3に記載の紫外線照射装置。
- 前記放熱機構として、ファンを備えたことを特徴とする請求項3に記載の紫外線照射装置。
- 前記放熱機構として、前記放熱部材の一部分を、さらに他の放熱部材と密着させたことを特徴とする請求項3に記載の紫外線照射装置。
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