JP2014122798A - ライン光照射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の光源ユニット6と、これらを列状に並設して収容するケーシング2と、光源実装基板10に電気的に接続されるケーブルK1と、ケーシング2に取り付けられてケーブルK1が接続される制御基板5とを備え、各光源ユニット6の基台71の裏側に挿通部15が設けられ、ケーブルK1は、光源実装基板側からヒートシンク側に這わされたうえで、挿通部15を通って、制御基板5に接続されているので、ケーブルK1を光源実装基板上を這わす必要がない。したがって、ケーブルK1光源16から熱的影響を受け難くなるので、温度による許容電流値の低減を抑えることができる。
【選択図】図1
Description
このライン光照射装置は、複数の光源がライン状に実装されている光源基板およびこの光源基板からの熱を放熱する放熱部材を接合してなる光源ユニットと、この光源ユニットを複数個配列して装着される本体ハウジングと、前記各光源ユニットの光源基板に駆動信号を出力する駆動制御部とを備えている。
また、各光源基板の略中央部にコンプレッションコネクタが実装され、一方、このコンプレッションコネクタに対向する本体ハウジングの接合面側の位置に接続基板が固設されている。また、この各接続基板が配線ラインを介して、本体ハウジングの一端に固設されている駆動制御部に電気的に接続されている。この配線ラインは本体ハウジング内において、本体ハウジングの側板とシリンドリカルレンズとの間に配設されたうえで、駆動制御部に接続されている。
前記基台の裏側に、前記ケーブルを通す挿通部が設定されており、
前記ケーブルは、前記基台の表面側から裏側に這わされたうえで、前記挿通部を前記光源の列方向に沿うように通って前記接続器に接続されていることを特徴とする。
前記基台の裏側に、前記ケーブルを通す挿通部が設定されており、
前記ケーブルは、前記基台の表面側から裏側に這わされたうえで、前記挿通部を前記光源ユニットの並設方向に沿うように通って前記接続器に接続されていることを特徴とする。
前記挿通部は前記基台の裏側でかつ前記フィンの側方を避けた位置に設けられているのが好ましい。
前記送風ファンに給電するケーブルが前記中継基板に接続されているのが好ましい。
図1は、本発明の実施の形態に係るライン光照射装置を示すもので、図1(a)は斜視図、図1(b)は分解斜視図である。
なお、本実施の形態のライン光照射装置1は紫外放射を照射するものであり、例えば、紫外放射により、光硬化性の樹脂を硬化させる際に使用されるものである。
なお、図1において、ケーシング2の長手方向を左右方向と称し、短手方向を前後方向と称する。
断面L形の側部フレーム21の一方の片部はケーシング2の側板を構成し、他方の片部はケーシング2の底板を構成している。なお、ケーシング2の底には左右に長尺な矩形状の開口2aが設けられている。この開口2aには後述する送風ファン8の空気の取入口が面するようになっている。
そして、側板22a,22aが前記側部フレーム21,21の内面に当接されて固定されることによって、端部フレーム22が側部フレーム21,21に固定されている。
そして、側板23a,23aが前記側部フレーム21,21の内面に当接されて固定されることによって、端部フレーム23が側部フレーム21,21に固定されている。
光源ユニット6は、図2および図3に示すように、ヒートシンク7と、このヒートシンク7の下面に設けられた送風ファン8と、ヒートシンク7の上面に設けられた複数(例えば5個)の光源実装基板10とを備えている。
基台71の上面には、図4に示すように、後述する設置溝31が形成されている。また基台71の長辺方向に沿う側面には後述する給電用のケーブルK1,K2を通すための凹状の切欠部(通し部)71b,71bが離間して形成されている。さらに、基台71の4つの角部のうち、1つの角部に面取部71dが形成されている。
前記平板73は基台71より薄い矩形板状に形成されており、基台71に対してフィン72を挟んで平行に配置されている。
平板73の下面には、送風ファン8のケース81が当接されている。また、平板73の略中央部には送風ファン8からの空気をフィン72に送り込むための円形の孔(図示略)が形成されている。
また、送風ファン8は、光源ユニット6の並設方向(図2において基台71の短辺方向)においても、光源ユニット6の並設方向と直交する方向(図2において基台71の長辺方向)においても、平面視においてヒートシンク7の基台71より内側に配置されている。
そして、このような送風ファン8は、その下面から外部の空気を取り込み、上面から、平板73に形成された円形の孔(図示略)を通してフィン72に向け空気を吹き出すようになっている。
この吹き出された空気は、フィン72の表面を通って当該フィン72の熱を吸収したうえで、ヒートシンク7の側面から吹き出すようになっている。なお、このフィン72には基台71から熱伝導するようになっている。
挿通部15は、断面L形の板材の内側の空間(断面L形の板材と送風ファン8の側面との間の空間)にケーブルK1が挿通されるようになっている。また、挿通部15は、ケーブルK1をその長手方向と交差する方向から当該挿通部15に挿入するための挿入口15aを有している。また、挿通部15の下端部には、前記断面L形の板材の先端縁部を内側に折曲してなる折曲片15bが形成されており、この折曲片15bは、挿通部15に挿入されたケーブルK1の逸脱を防止する逸脱防止部15bを構成している。
なお、本実施の形態では、光源16は、紫外LED光源であるが、これに限ることなく、赤外LED光源や可視光LED光源であってもよく、さらには、LED光源以外の光源であってもよい。
隣り合う光源実装基板10,10の間隔Xは、例えば0.5mm≦X≦2.0mmに設定され、好ましくは0.8mm≦X≦1.5mm、さらに好ましくは0.9mm≦X≦1.1mmに設定されている。
このように隣り合う光源実装基板10,10の間隔を設定することによって、光源実装基板10,10間に照度のムラが生じるのを防止できる。
また、基台71に設置された複数の光源実装基板10のうち、基台71の側面側に位置する光源実装基板10と基台71の側面との間の間隔が、基台71上で隣り合う光源実装基板10,10間の間隔の1/2になっている。
つまり、図6Bに示すように、基台71上で隣り合う光源実装基板10,10間の間隔をXとすると、基台71の側面側に位置する光源実装基板10と当該側面との間の間隔はX/2になっている。
また、位置決め固定手段30は、前記光源実装基板10をその設置方向と直交する方向(基台71の長辺方向)においても位置決め固定している。
設置溝31は、図2および図4に示すように、基台71の上面の長辺方向の中央部に、当該基台71の短辺方向に沿って、基台71の長辺方向に沿う一方の側面から他方の側面にかけて延在するようにして形成されている。この設置溝31の溝幅は、光源実装基板10の幅とほぼ等しいか若干大きめになっている。
したがって、この設置溝31に光源実装基板10を、その幅方向を設置溝31の幅方向に向けて挿入して設置することによって、当該光源実装基板10は、その設置方向と直交する方向(基台71の長辺方向)への移動を規制されて位置決めされることになる。
また、設置溝31の深さは光源実装基板10の厚さより若干浅くなっており、これによって、設置溝31に設置された光源実装基板10の上面は基台71の上面から若干突出している。
固定部32は、固定端子33と規制部34と浮上り防止部35とを備えている。固定端子33は、光源実装基板10に給電しかつ当該光源実装基板10を設置溝31の底面に押圧して固定するものであり、光源実装基板10の並設方向に所定間隔で複数(例えば5個)設けられている。
前記光源実装基板10が例えばセラミック基板等によって形成されている場合、光源実装基板10をねじ止めや半田付け等によって基台71に固定できないが、本実施の形態では、固定端子33によって光源実装基板10を固定しているので、当該光源実装基板10を容易かつ確実に基台71に固定できる。
このケーブルK1は、フレキシブルフラットケーブル(FFC)によって構成されている。また、中継基板17には前記送風ファン8に給電するとともに制御信号を送信するケーブルK2も接続されている。このケーブルK2は送風ファン8から延びて、基台71の切欠部71bを通って基台71の上面側に這わされたうえで、中継基板17に接続されている。このケーブルK2は通常の線状のケーブルであるが、フレキシブルフラットケーブル(FFC)を使用してもよい。
すなわちまず、固定部32は、図4および図5B等に示すように、樹脂製の保持部材32aを有している。この保持部材32aは光源実装基板10の設置方向に長尺な部材であり、当該保持部材32aに複数(例えば6個)の凸部32bが保持部材32aの長手方向に所定間隔で形成されている。6個の凸部32bのうち、左右両側に位置する凸部32b,32bは中央側に位置する凸部32bより幅狭に形成されており、さらに、左右両側に位置する凸部32b,32bのうち、一方の凸部32bは他方の凸部32bより幅狭に形成されている。
1つの規制部34は1つの光源実装基板10の側面に当接して当該光源実装基板10の設置溝31の長手方向への移動を規制するものであるので、規制部34は6個の凸部32bのうち、5個の凸部32bに形成され、一方の端部に位置する凸部32bには形成されていない。当該凸部32bには突起32dが形成されているが、この突起32dは規制部34を構成するものではなく、設置溝31の端部に設置された光源実装基板10の逸脱を防止するものである。
また、一方の固定部32の規制部34は、光源実装基板10の一方の側面に当接し、他方の固定部32の規制部34は、光源実装基板10の、前記一方の側面に対向する他方の側面に当接して、当該光源実装基板10の前記設置溝31の長手方向への移動を規制するようになっている。
また、固定部32の保持部材32aと中継基板17との間に固定端子33の基端部が介在しており、当該基端部が保持部材32aと中継基板17とによって挟み付けられて保持されている。そして、この中継基板17と前記各固定端子33とが電気的に接続されている。
すなわち、図7に示すように、固定部32の下面には、一対の凸部37,37が固定部32の長手方向に離間して形成されている。凸部37は略円柱状に形成されている。なお、図7においては、一方の固定部32の上面に取り付けられる中継基板17の図示を省略している。
そして、固定部32は、その凸部37,37を基台71の凹部38a,38bに係合させることによって、基台71に凹凸係合している。
すなわちまず、一方の固定部32の規制部34を光源実装基板10の一方の側面に当接するようにして、当該固定部32を配置したうえで、当該固定部32をねじによって基台71に固定する。
この際、光源実装基板10は固定端子33によって設置溝31の底面に押圧されて固定されるとともに、規制部34によって設置溝31の長手方向の一方向への移動が規制される。
この場合、前記他方の固定部32の規制部34を光源実装基板10の他方の側面に当接するようにして、当該固定部32を配置したうえで、固定部32をねじによって基台71に固定する。
この際、光源実装基板10は固定端子33によって設置溝31の底面に押圧されて固定されるとともに、規制部34によって設置溝31の長手方向の他方向への移動が規制される。
また、位置決め固定された複数の光源実装基板10のうち、両側の光源実装基板10,10は、基台71の側面(長辺方向に沿う側面)より内側に間隔を空けて位置している。
複数の光源ユニット6をケーシング2に列状に並設する場合、図8に示すように、隣り合う光源ユニット6の基台71の長辺方向に沿う側面を互いに当接した状態で並設する。
このようにして光源ユニット6を列状に並設することによって、隣り合う光源ユニット6,6のうち、一方の光源ユニット6の基台71の側面側に位置する光源実装基板10と、他方の光源ユニット6の基台71の側面側に位置する光源実装基板10とが所定の間隔で配置されている。
制御基板5から最も遠い位置にある光源ユニット6の基台71の中継基板17に接続されているケーブルK1は、当該光源ユニット6の挿通部15を通され、さらに、制御基板5から順次遠い位置にある光源ユニット6の挿通部15を順次通されたうえで、制御基板5に接続されている。
制御基板5は定電流用の基板であり、当該制御基板5には、複数のコネクタ5aが列状に配置されており、各コネクタ5aに前記各ケーブルK1が接続されている。制御基板5は定電流用の基板であるので、光源ユニット6に制御用の抵抗等を設ける必要がない。
また、図1(b)に示すように、制御基板5が設けられている端部フレーム22には、制御基板5に電気的に接続されたソケット5bが設けられており、このソケット5bに外部電源のケーブルが接続されるようになっている。
フレーム40は、フレーム本体42と、このフレーム本体42の両端部にそれぞれ取り付けられた側板43,44とを備えている。
フレーム本体42は、一対のフレーム部材45,45によって構成されており、当該フレーム部材45,45の両端部にそれぞれ前記側板43,44が取り付けられている。フレーム部材45,45は所定の間隔で配置されており、これによって、フレーム本体42にはロッドレンズ41の長手方向に沿い、かつフレーム40をその表裏に貫通する貫通部42aが形成されている。
この設置部46の設置面46a,46aに、フレーム本体42の裏側からロッドレンズ41が貫通部42aに臨むようにして設置されている。
固定手段50は図11に示すように、ロッドレンズ41の長手方向に所定間隔で複数(例えば3個)設けられている。固定手段50は、図9および図10に示すように、前記貫通部42aを挟んで対向して設けられた一対の固定金具51,51によって構成されている。この固定金具51は、フレーム本体42の裏面に固定される固定部51aと、この固定部51aから立ち上がり、ロッドレンズ41の周面の一部を支持する支持部51bとから構成されている。
固定金具51,51の固定部51a,51aはねじ52によってフレーム本体42の裏面に前記貫通部42aを挟んで固定されており、この状態において支持部51b,51bは前記貫通部42aの下方において貫通部42a側に位置している。そして、当該支持部51b,51bは、設置部46に設置されているロッドレンズ41の外周面の一部を弾性的に押圧しており、これによって、ロッドレンズ41は設置部46に押し付けられて当該設置部46に固定されている。
遮光板55はロッドレンズ41の長手方向に沿って長尺に形成されており、フレーム本体42の裏面に固定される固定部55aと、この固定部55aから立ち上がり、ロッドレンズ41と前記固定部32との間に配置されて、固定部32側への光(紫外放射)を遮光する遮光部55bとから構成されている。
遮光板挿入用凹所47,47は、前記遮光板55の端部が挿入されるものであり、略矩形状に形成されている。遮光板挿入用凹所47,47の底面間の距離は遮光板55の長さより長くなっており、遮光板挿入用凹所47,47の開口縁間の距離は遮光板55の長さより短くなっている。
したがって、一方の遮光板挿入用凹所47に遮光板55の一端部を挿入したうえで、当該遮光板55を他方の遮光板挿入用凹所47側に向けて移動させて、当該遮光板55の他端部を他方の遮光板挿入用凹所47に挿入することで、一対の遮光板挿入用凹所47,47に遮光板55の端部がそれぞれ挿入されている。
したがって、一方のレンズ挿入用凹所48にロッドレンズ41の一端部を挿入したうえで、当該ロッドレンズ41を他方のレンズ挿入用凹所47側に向けて移動させて、当該ロッドレンズ41の他端部を他方のレンズ挿入用凹所48に挿入することで、一対のレンズ挿入用凹所48,48にロッドレンズ41の端部がそれぞれ挿入されている。
同様に、遮光板55の組込性が向上するとともに、遮光板55の端部が遮光板挿入用凹所47,47に挿入されているので、ロッドレンズ41の有効長さ(側板43,44間における長さ)において、遮光板55,55は光源16からの光がロッドレンズ41側以外へ照射されるのを確実に遮光できる。
そしてロッドレンズ41は当接部49a,49aおよび設置部46に当接されることによって、フレーム40の表裏方向の位置決めがなされている。
なお、図示例において、ロッドレンズ41は、その長手方向に所定間隔で前記貫通部42aの一方側に設けられた固定金具51によっても、外周面の一部が弾性的に押圧,固定されているが、この固定金具51は省略しても良い。
また、ロッドレンズ41が前記当接部49a,49a間において、固定金具51によって支持されているので、ロッドレンズ41が光源16側に向けて撓むのを防止できる。
この状態において、図1に示すように、ケーシング2とレンズユニット4との間には、端部フレーム22,23間において左右に長尺な開口が形成され、この開口には空気を吹き出すヒートシンク7(フィン72)の側面が面している。
すなわちまず、前記レンズユニット4を組み立たてた後、当該レンズユニット4をその裏面開口を上に向けた状態で図示しない組立用台上に載置する。
挿通部15に挿通されているケーブルK1は、側板43に近い方から順に本数が減っていく。つまり、側板43に最も近い挿通部15には6本のケーブルK1が挿通され、最も遠い挿通部15には1本のケーブルK1が挿通される。複数のケーブルK1が挿通された挿通部15においては、複数のケーブルK1が図8および図1(b)において上下に重なった状態で挿通される。
また、ケーブルK1は、図2に示すように、各光源ユニット6の光源実装基板10側から基台71に形成されている切欠部71bを通して基台71の裏面側に這わされたうえで、挿通部15に挿通される。
また、図1(b)に示すように、前記ケーブルK1を端部フレーム22内に設けられている制御基板5まで這わせたうえで、当該制御基板5に設けられたコネクタ5aに接続する。
ケーブルK1を制御基板5のコネクタ5aに接続する場合、例えば、制御基板5が設けられている端部フレーム22を側部フレーム21,21から取り外しておき、ケーブルK1を側部フレーム21,21の端部間から引き出したうえで、当該ケーブルK1をコネクタ5aに接続し、その後、端部フレーム22を側部フレーム21に取り付ければよい。
したがって、正常な光源16を極力残すことができ、その結果、光源16の無駄を軽減できるとともに、光源実装基板10の固定が固定端子33による押圧によって行われているので、容易に光源16の交換を行うことができる。
加えて、基台71に設置された複数の光源実装基板10のうち、基台71の側面側に位置する光源実装基板10と当該側面との間の間隔が、基台71上で隣り合う光源実装基板10,10間の間隔の1/2になっているので、隣り合う基台71,71の対向する側面側に位置する光源実装基板10,10間の距離が基台71上で隣り合う光源実装基板10,10間の間隔と等しくなる。したがって、複数の光源ユニット6を有するライン光照射装置において、隣り合う光実装基板10,10間において照度ムラが生じるのを防止してより均一に光を照射できる。
したがって、設置溝31によって、光源実装基板10の設置方向と直交する方向の位置決めを行うことができ、さらに、この光源実装基板10の側面に規制部34が当接することによって、光源実装基板10の設置溝31の長手方向の位置決めを行うことができる。
加えて、光源実装基板10を固定端子33によって設置溝31の底面に押圧して固定することによって、位置決めされた光源実装基板10を固定できるとともに、この光源実装基板10に給電できる。
加えて、複数の光源ユニット6がケーシング2に列状に並設して収容されているので、光源実装基板10に接続されているケーブルK1を隣り合う光源ユニット6,6に形成された切欠部71b,71b間を通して基台71の裏面側に這わせることができるので、ケーブルK1の這回し処理がさらに行い易くなる。
また、フィン72の側方を避けた位置に設けられた挿通部15をケーブルK1が通っているので、フィン72から吹き出す空気の流れをケーブルK1によって阻害することがない。
また、挿通部15は当該挿通部15に挿入されたケーブルK1の逸脱を防止する逸脱防止部15bを有するので、挿通部15に挿通されたケーブルK1の逸脱(例えば、ケーブルK1の浮き上がりや垂れ下がりなど)を防止できる。したがって、ライン光照射装置1の組み立て中にケーブルK1が逸脱して邪魔になることもない。
また、送風ファン8に給電するケーブルK2が中継基板17に接続されているので、制御基板5からケーブルK1、中継基板17、ケーブルK2を介して送風ファン8に給電できるとともに制御信号を送信できる。よって、送風ファン8に接続するケーブルK2を直接制御基板5に這い回す必要がないので、ケーブル体積を減らすことができる。
したがって、ロッドレンズ41をフレーム40にその裏側から容易に組み込むことができるので、予めフレーム40を組み立てておき、このフレーム40に長尺な棒状のロッドレンズ41を組み込むことができ、よってレンズユニット4を容易に組み立てることができる。
さらに、フレーム40に一対のレンズ挿入用凹所48,48が対向して設けられ、一方のレンズ挿入用凹所48にロッドレンズ41の一端部を挿入したうえで、当該ロッドレンズ41を他方のレンズ挿入用凹所48側に向けて移動させて、当該ロッドレンズ41の他端部を他方のレンズ挿入用凹所48に挿入することで、一対のレンズ挿入用凹所48,48にロッドレンズ41の端部がそれぞれ挿入されているので、フレーム40に長尺なロッドレンズ41をさらに容易に組み込むことができる。
また、フレーム40に一対の遮光板挿入用凹所47,47が対向して設けられ、一方の遮光板挿入用凹所47に遮光板55の一端部を挿入したうえで、当該遮光板55を他方の遮光板挿入用凹所47側に向けて移動させて、当該遮光板55の他端部を他方の遮光板挿入用凹所47に挿入することで、一対の遮光板挿入用凹所47,47に遮光板55の端部がそれぞれ挿入されているので、フレーム40内に位置するロッドレンズ41の端部を遮光板55によって確実に覆うことができる。したがって、ロッドレンズ41の有効長さにおいて、遮光板55,55によって、光源16からの光がロッドレンズ41側以外へ照射されるのを確実に阻止できる。
この場合、ヒートシンクの基台が長尺になるが、当該基台に所定間隔でケーブルK1を通すスリット等を形成すればよい。
2 ケーシング
4 レンズユニット
5 制御基板
6 光源ユニット
7 ヒートシンク
8 送風ファン
10 光源実装基板
15 挿通部
15a 挿入口
15b 逸脱防止部
16 光源
17 中継基板
30 位置決め固定手段(光源実装基板固定手段)
31 設置溝
32 固定部
33 固定端子
34 規制部
35 浮上り防止部
37 凸部
38 凹部
40 フレーム
41 ロッドレンズ(レンズ)
42 フレーム本体
42a 貫通部
46 設置部
47 遮光板挿入用凹所
48 レンズ挿入用凹所
49a 当接部
50 固定手段(レンズ固定手段)
55 遮光板
71 基台
71b 切欠部(通し部)
K1,K2 ケーブル
Claims (10)
- 複数の光源が列状に実装されている光源実装基板と、表面に前記光源実装基板が設置された基台と、前記光源実装基板に電気的に接続されるケーブルと、前記ケーブルが接続される接続器とを備えたライン光照射装置において、
前記基台の裏側に、前記ケーブルを通す挿通部が設定されており、
前記ケーブルは、前記基台の表面側から裏側に這わされたうえで、前記挿通部を前記光源の列方向に沿うように通って前記接続器に接続されていることを特徴とするライン光照射装置。 - 複数の光源が列状に実装されている光源実装基板を基台の表面に設置してなるとともに前記光源の列方向に並設された複数の光源ユニットと、前記光源実装基板に電気的に接続されるケーブルと、このケーブルが接続される接続器とを備えたライン光照射装置において、
前記基台の裏側に、前記ケーブルを通す挿通部が設定されており、
前記ケーブルは、前記基台の表面側から裏側に這わされたうえで、前記挿通部を前記光源ユニットの並設方向に沿うように通って前記接続器に接続されていることを特徴とするライン光照射装置。 - 前記基台には、その表面側から裏側に前記ケーブルを通して這わすための通し部が形成されていること特徴とする請求項1または2に記載のライン光照射装置。
- 前記基台に、前記光源実装基板と接続された中継基板が設けられており、この中継基板に前記ケーブルが接続されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のライン光照射装置。
- 前記基台と、この基台の裏面に設けられた複数のフィンとを有するヒートシンクを備え、
前記挿通部は前記基台の裏側でかつ前記フィンの側方を避けた位置に設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のライン光照射装置。 - 前記ヒートシンクに送風ファンが設けられ、
前記送風ファンに給電するケーブルが前記中継基板に接続されていることを特徴とする請求項5に記載のライン光照射装置。 - 前記光源ユニットの並設方向において、前記送風ファンは平面視において前記ヒートシンクの内側に配置されていることを特徴とする請求項5または6に記載のライン光照射装置。
- 前記挿通部は、これを通る前記ケーブルの逸脱を防止する逸脱防止部を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のライン光照射装置。
- 前記挿通部は、前記ケーブルをその長手方向と交差する方向から前記挿通部に挿入するための挿入口を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のライン光照射装置。
- 前記接続器は、制御基板から構成されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のライン光照射装置。
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