KR102097192B1 - 수냉식 uv경화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 UV경화기에 관한 것으로, 특히 반사갓 자체를 냉각수단으로 구현하여 더욱 상승된 냉각효율을 갖도록 하면서도, 상기 반사갓이 선회될 때 용수의 공급을 위한 이송수단은 선회되지 않도록 하여 UV경화기의 오작동이 발생되지 않도록 한 것이다.

Description

수냉식 UV경화기{water cooled UV curing apparatus}

본 발명은 UV인쇄기에 사용되는 UV경화기에 관한 것으로, 특히 반사갓 자체를 냉각수단으로 구현하여 더욱 상승된 냉각효율을 갖도록 하면서도, 상기 반사갓이 선회될 때 용수의 공급을 위한 이송수단은 선회되지 않도록 하여 UV경화기의 오작동이 발생되지 않도록 한 것이다.

일반적으로 UV경화기는 UV인쇄기에 사용되는 것으로, 출력매체가 일반지와는 다르게 잉크의 침투성이 낮은 금지, 은지, PP와 같은 재질에 인쇄될 경우 잉크의 건조속도가 오래 걸리기 때문에 묻음이 생기거나 또는 잉크가 번지는 등의 현상이 발생되기 때문에 잉크를 빠르게 건조시킬 수 있도록 UV잉크를 분사한 후, 출력매체에 분사된 UV잉크에 UV램프의 UV광을 조사하여 경화고착시켜주도록 한 것이다.

이때, UV광은 UV잉크를 경화고착시킬 수 있는 최소시간으로만 조사되는 것으로 선택적으로 UV광을 조사하거나 또는 차단시킬 수 있도록 개폐되는 개폐수단이 구비되고, 상기 개폐수단은 UV광이 조사되도록 개방된 상태에서 주위로 발광되는 UV램프의 UV광을 온전히 출력매체를 향해 조사시킬 수 있도록 UV램프를 향하여 곡률중심을 갖도록 오목하게 형성된 한 쌍의 반사갓으로 이루어진 것이다.

이러한 UV램프는 대용량의 전기에너지가 UV광으로 전환되는 비율은 20% 내외이고 나머지는 열로 전환되는 것으로, 이 열관리를 잘못하면 램프수명이 단축되거나 램프의 일부에 흑화, 백화가 발생하여 UV광이 균일하게 조사되지 않는 이유가 된다.

좀 더 자세히 설명하면, UV램프의 온도가 약 1500℃를 이룰 때 최적 발광상태로써 이 상태에서 출력매체에 조사될 경우 UV잉크는 0.5초 이내에 경화되는 것이다.

그러나 UV램프의 온도가 1500℃ 이상을 넘어가면 UV램프가 과열되어 휘어지는 등 변형이 발생되고, 이하로 내려가면 수은증발이 이루어지지 않아 UV광이 다운되어 UV잉크가 경화되지 않는 등의 문제가 발생됨으로써, UV램프의 온도를 일정하게 유지하는 것이 램프수명과 발광에 큰 영향을 미치는 핵심기술이다.

따라서, 공기를 강제순환시켜 UV광을 조사하는 UV램프의 온도를 유지토록 한 공냉식 UV경화기(등록특허 10-1589277호)가 개시된 바 있다.

이러한 공냉식 UV경화기는, 하우징의 내부공간에 UV램프가 배치된 상태에서 상기 UV램프의 일측에 냉각팬이 구비되고, 상기 냉각팬의 회전에 의해 순환되는 공기로 인하여 UV램프의 온도를 유지시켜주도록 한 것이다. 이때 UV램프의 UV광을 반사시켜주도록 한 반사갓에 의해 가려지면서 UV램프의 주변공기는 순환되지 않아 온도가 상승되는 문제로 인하여 공기가 반사갓을 지나 순환될 수 있도록 하는 통로를 구비토록 한 것이다.

그러나 공기가 지나갈 수 있는 통로를 구비하기 위하여 반사갓의 구조가 복잡해지면서 제조가 어려워졌을 뿐만 아니라, 공기순환이 원활하게 이루어지지 않아 실질적으로 냉각효율이 떨어지는 문제가 발생되어 UV램프는 물론 반사갓이 녹아내리는 등의 문제가 발생된 것이다.

따라서 최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 냉각효율을 향상시킨 수냉식 UV경화기(등록특허 10-1785055)가 개시된 바 있다.

이러한 수냉식 UV경화기는, 반사갓을 냉각시켜 UV램프의 주위공기를 떨어트림으로써 램프온도를 유지토록 한 것이다.

이를 위하여 상기 반사갓의 외측표면에 수냉부재가 밀착된 상태로 구비되어 반사갓의 열기를 방열되도록 한 것이다.

이때 수냉부재는 이송수단을 통해 유입된 용수가 순환될 수 있도록 파이프형상으로 이루어지고, 상기 반사갓은 구동모터에 의해 선회되어 개폐되는 것이다.

더욱 자세히 설명하면, 상기 구동모터와 연동된 기어는 반사갓의 회동축에 구비되어 반사갓이 선회될 때 기어와 구동모터에 간섭이 발생되지 않도록 하면서도, 선회되는 반사갓의 수냉부재로 용수를 공급하기 위하여 하우징의 측벽에는 선회공이 형성되고, 상기 선회공에 이송수단이 위치되어 반사갓의 선회반경을 따라 선회될 수 있도록 한 것이다.

그러나 UV경화기의 반사갓이 반복적으로 개폐될 때 이송수단도 함께 선회되면서 상기 이송수단을 보호하기 위한 케이스에 닿으면서 이송수단이 닳거나 찢어지면서 누수가 발생되는 문제는 물론 반사갓과 함께 선회되는 이송수단단 때문에 구동모터에는 과부하가 발생되어 개폐의 오작동이 발생될 뿐만 아니라 수냉부재에 의해 UV경화기의 사이즈가 커지면서 UV인쇄기의 제한된 공간으로 UV경화기를 설치하기가 까다로운 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반사갓의 개폐시 용이하게 선회토록 함으로써 구동모터의 과부하를 제거하여 UV경화기의 오작동이 발생되지 않도록 함은 물론, 콤팩트한 사이즈의 UV경화기를 제공하기 위한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 구동모터에 의해 선회되는 반사갓과, 상기 반사갓에 용수를 공급해 주기 위한 이송수단을 포함한 구성으로 이루어진 UV경화기에 있어서,

상기 UV경화기는 UV램프와 반사갓을 수용한 상태에서 보호하기 위한 길이방향으로 긴 직사각형상으로 일면이 개구된 내공간을 갖는 하우징과, 상기 하우징의 양단 측벽에 장착된 상태에서 선회될 수 있도록 돌출된 회동축이 형성된 한 쌍의 반사갓과, 상기 한 쌍의 반사갓의 회동축에는 회동밸브가 구비되어 용수를 공급시켜주기 위한 이송수단이 결합된 상태에서 구동모터에 의해 반사갓이 선회되도록 하면서도 이송수단은 회동밸브에 의해 선회되지 않도록 하고, 상기 반사갓의 회동축의 중심에는 길이방향으로 관통된 유로가 형성되어 이송수단에 의해 공급된 용수가 흘러지나가도록 하여 반사갓 자체가 냉각수단이 되도록 함으로써 냉각효율을 향상시키면서 구동모터의 과부하를 제거하여 UV경화기의 오작동은 물론 콤팩트한 사이즈의 UV경화기를 제공할 수 있는 것이다.

또한, 하우징의 측벽에는 삽입홀이 형성되고, 상기 삽입홀에는 링형상의 부싱이 결합되어 부싱의 내주연으로 반사갓의 회동축이 삽입됨으로써 마찰계수가 낮은 부싱에 의해 용이하게 선회될 수 있도록 한 것이다.

또한, 상기 회동밸브는 이송수단이 연결되는 허브와 반사갓의 회동축에 연결되는 아답타로 이루어지고, 상기 허부와 아답타의 사이에 베어링이 구비되어 반사갓이 선회될 때 아답타가 함께 회동되어 구동모터의 과부하를 제거토록 한 것이다.

따라서 본 발명은 수냉부재를 사용하지 않고, 반사갓 자체를 냉각수단으로 구현하여 더욱 상승된 냉각효율을 갖도록 하면서도, 부속품이 간소화되어 조립이 쉬우면서도 컴팩트한 사이즈의 UV경화기를 구현토록 한 것이다.

또한, 본 발명은 UV램프의 개폐를 위하여 구비된 반사갓이 선회될 때 부싱과 회동밸브에 의해 용이하게 선회될 수 있도록 함으로써 구동모터의 과부하를 제거하여 UV경화기의 오작동이 발생되지 않도록 한 것이다.

도 1은 종래의 공냉식 UV경화기의 일 실시 예를 나타낸 단면도.
도 2는 종래의 수냉식 UV경화기의 일 실시 예를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 UV경화장치를 나타낸 사시도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 UV경화기의 일 실시 예를 나타낸 사시도.
도 6은 UV경화기의 부분단면 사시도.
도 7은 본 발명의 UV경화기의 유로가 전환되는 부분확대도.
도 8은 본 발명의 UV경화기의 전체적인 유로를 나타낸 평면도.
도 9는 UV경화기의 분해도.
도 10은 반사갓이 개폐되는 상태도.
도 11은 UV경화기의 사용상태도.
도 12는 반사갓의 회동축에 회동밸브가 결합되는 사시도.
도 13은 반사갓이 선회되는 모습을 나타낸 단면도.
도 14는 회동밸브의 또 다른 일 실시 예를 나타낸 단면도.
도 15는 UV경화기의 하우징에 송풍기가 구비된 단면도.

이하 첨부도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 UV경화기(1)는 일반적으로 UV인쇄기에 상용되는 것으로, 출력매체(5)가 침투성이 낮은 금지, 은지, PP와 같은 재질에 UV잉크를 분사한 후, UV잉크에 UV광을 조사하여 경화고착시켜주도록 한 것이다.

이러한 UV경화기(1)의 UV램프(20)는 약 1500℃를 이룰 때 최적의 발광상태로써 이 상태에서 출력매체(5)에 조사될 경우 UV잉크가 0.5초 이내에 경화고착되는 것이다.

한편 상기 UV램프(20)를 적정온도가 유지되도록 하기 위한 수냉식 UV경화장치의 기본구조는, 용수가 저장되는 수조(3)와 상기 수조(3)에 담긴 용수를 냉각시켜주기 위한 냉매수단(4)과 수조(3)에 담긴 용수를 이송시켜주기 위한 이송수단(2)과 UV램프(20)가 구비된 UV경화기(1)로 이루어진 것이다.

본 발명은 상기 수냉식 UV경화장치에 사용되는 UV경화기(1)에 관한 것으로, UV경화기(1)의 반사갓(30) 자체를 냉각수단으로 구현하여 더욱 상승된 냉각효율을 갖도록 하면서도, 반사갓(30)이 개폐될 때 용수를 공급하기 위한 이송수단(2)은 선회되지 않도록 하기 위한 것이다.

이를 위하여 본 발명의 구성은, 도 3 내지 도 15에 도시된 바와 같이 UV램프(20)와 반사갓(30)을 수용한 상태에서 보호하기 위한 길이방향으로 긴 직사각형상으로 일면이 개구된 내공간(11)을 갖는 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 내측에 구비되어 UV광을 조사하는 UV램프(20)와, 상기 UV램프(20)의 길이방향의 측방에 위치되어 구동수단(50)에 의해 선회되어 개폐되는 한 쌍의 반사갓(30)과, 수조(3)에 담긴 용수를 이송시켜주기 위한 이송수단(2)을 연통시켜주기 위한 회동밸브(40)를 포함한 구성으로 이루어진 것이다.

각각의 구성에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 하우징(10)은 UV램프(20)와 반사갓(30)을 수용하기 위하여 길이방향으로 긴 직사각형상으로 이루어지면서 하우징(10) 내에 구비된 UV램프(20)의 UV광이 외부로 조사될 수 있도록 일측면이 개구된 조사부로 이루어지고, 상기 하우징(10)의 양 측벽(13)에는 UV램프(20)의 양끝단이 장착되는 장착홀(16)과 반사갓(30)이 삽입되는 삽입홀(15)이 형성된 것이다.

또한, 반사갓(30)은 UV램프(20)의 UV광을 온전히 출력매체(5)를 향해 조사시킬 수 있도록 "C" 형상으로 이루어져 장착홀(16)에 장착된 UV램프(20)를 향한 곡률중심을 갖도록 오목하게 형성된 반사판(31)과, 상기 반사판(31)을 하우징(10)의 삽입홀(15)에 삽입될 수 있도록 양측으로 돌출된 회동축(32)으로 형성되고, 상기 회동축(32)의 중심에는 용수가 흘러지나가도록 길이방향으로 관통된 유로(33)가 형성된 것이다.

이때 상기 회동축(32)은 삽입홀(15)의 직경과 대응된 직경으로 이루어져 유격은 발생되지 않으면서 선회가능토록 한 것이다.

또한, 상기 하우징(10)의 삽입홀(15)에는 링형상으로 이루어진 부싱(14)이 결합될 수 있는 것으로 상기 부싱(14)의 내주연에 반사갓(30)의 회동축(32)이 삽입됨으로써 마찰계수가 낮은 부싱(14)에 의해 반사갓(30)이 용이하게 선회될 수 있도록 한 것이다.

또한, 상기 반사갓(30)은 한 쌍으로 이루어져 UV램프(20)를 사이에 두고 양측 대칭되게 구비되어 구동수단(50)에 의해 선택적으로 UV광을 조사부를 통하여 조사하거나 또는 차단시킬 수 있도록 개폐되는 것이다.

또한, 상기 구동수단(50)은 하우징(10)의 일측 측벽(13)에 구비되어 반사갓(30)의 회동축(32)과 연동되는 것으로 상기 회동축(32)에는 회동기어(34)가 구비되어 구동수단(50)의 구동기어(51)에 의해 반사갓(30)이 선회될 수 있도록 한 것이다.

이때 구동수단(50)은 회동기어(34)를 회전시켜줄 수 있는 전기적에 의해 회전되는 모터나 또는 유압에 의해 전후방향으로 이동되는 샤프트가 구비된 실린더로 이루어질 수 있는 것이다.

또한, 한 쌍으로 이루어진 반사갓(30)은 각각 회동기어(34)가 구비되어 구동수단(50)에 의해 선회되어 개폐되는 것이다.

또한, 반사갓(30)의 회동축(32)의 양단에는 회동밸브(40)가 결합되어 이송수단(2)과 연통토록 하고, 상기 이송수단(2)을 통하여 유입된 용수는 반사갓(30)의 유로(33)를 흘러 지나가면서 반사갓(30) 자체를 냉각수단이 되도록 하여 냉각효율을 향상토록 한 것이다.

즉, 반사갓(30)이 UV램프(20)에 의해 가온된 공기를 방열시켜줌으로써 적정온도가 유지되도록 한 것이다.

또한, 상기 반사갓(30)은 구동수단(50)에 의해 선회되어 조사부를 개폐할 때 반사갓(30)의 회동축(32)과 연결된 이송수단(2)은 회동밸브(40)에 의해 꼬임을 방지토록 한 것이다.

이를 위하여 상기 회동밸브(40)는 반사갓(30)의 회동축(32)에 형성된 유로(33)와 연통되게 결합되는 아답타(42)와 이송수단(2)이 삽입되어 연결되는 허브(41)로 이루어지면서, 상기 허브(41)와 아답타(42) 사이에는 베어링(43) 또는 부싱이 구비됨으로써 반사갓(30)이 선회될 때 이송수단(2)은 선회되지 않도록 함으로써 이송수단(2)이 꼬이거나 찢어지는 문제는 물론 구동수단(50)의 과부하를 제거하여 적은 힘으로도 반사갓(30)을 선회시켜줄 수 있도록 한 것이다.

또한, 하우징(10)의 상벽(12)에는 송풍기(60)와 연결된 송풍구(17)가 형성되어 UV램프(20)에 의해 발생된 오존은 물론 UV램프(20)에 의해 가온된 공기를 외부로 배출토록 하여 더욱 효과적인 냉각효율을 가질 수 있도록 한 것이다.

따라서 수냉부재를 사용하지 않고, 반사갓 자체를 냉각수단으로 구현하여 더욱 상승된 냉각효율을 갖도록 하면서도, 부속품이 간소화되어 조립이 쉬우면서도 컴팩트한 사이즈의 UV경화기를 구현하고, 구동모터의 과부하를 제거하여 UV경화기의 오작동이 발생되지 않도록 한 것이다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예들을 중심으로 하여 설명하였으나, 본 발명은 이러한 예시들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태로 변경 또는 변형된 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.

1:UV경화기 2:이송수단
3:수조 4:냉매수단
5:출력매체
10:하우징 11:내공간
12:상벽 13:격벽
14:부싱 15:삽입홀
16:장착홀 17:송풍구
20:UV램프
30:반사갓 31:반사판
32:회동축 33:유로
34:회동기어
40:회동밸브 41:허브
42:아답타 43:베어링
50:구동수단 51:구동기어
60:송풍기

Claims (5)

1. 구동모터에 의해 선회되는 반사갓과, 상기 반사갓에 용수를 공급해 주기 위한 이송수단을 포함하고, UV경화기는 UV램프와 반사갓을 수용한 상태에서 보호하기 위한 길이방향으로 긴 직사각형상으로 일면이 개구된 내공간을 갖는 하우징의 양단 측벽에서 선회될 수 있도록 돌출된 회동축이 형성된 한 쌍의 반사갓이 장착되고, 반사갓의 회동축에는 회동밸브가 구비되어 용수를 공급시켜주기 위한 이송수단이 결합된 상태에서 구동수단에 의해 반사갓이 선회되며, 반사갓에는 길이방향으로 관통된 유로가 형성되어 이송수단에 의해 공급된 용수가 흘러지나가도록 하여 반사갓 자체가 냉각수단이 되는 수냉식 UV경화기에 있어서,
   상기 하우징의 양 측벽에는 UV램프의 양끝단이 장착되는 장착홀과 반사갓이 삽입되는 삽입홀이 형성되되, 삽입홀에는 반사갓의 회동축이 삽입된 상태에서 반사갓의 선회시 마찰력을 줄이기 위하여 마찰계수가 낮은 링형상의 부싱이 삽입되고,
   상기 회동밸브는 이송수단에 연결되는 허브와 반사갓의 회동축에 연결되는 아답타가 베어링 또는 부싱에 의하여 공회전이 이루어지면서 반사갓이 선회될 때 허브는 회동되지 않고 아답타만 함께 회동되며,
   상기 반사갓의 회동축에는 회동축과 일체로 회동하도록 회동기어가 장착되되, 구동수단은 하우징의 측벽에 장착된 상태에서 전,후방향으로 이동하는 샤프트에 장착된 구동기어가 회동기어에 맞물려 작동하도록 하여 반사갓이 회전할 때 허브는 움직임되지 않고 아답타만 회전되면서 구동모터의 과부하를 제거하고 콤팩트한 사이즈의 UV경화기를 제공할 수 있게 됨을 특징으로 하는 수냉식 UV경화기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 하우징의 상벽에는 송풍기와 연결된 송풍구가 형성되어 UV램프에 의해 발생된 오존은 물론 UV램프에 의해 가온된 공기를 외부로 배출토록 하여 더욱 효과적인 냉각효율을 갖도록 한 것을 특징으로 하는 수냉식 UV경화기.

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