JP2015122485A - 光源ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】基板上に紫外線を放射する複数のＬＥＤ素子が配列された発光部が形成され、前記基板上には前記ＬＥＤ素子に給電するコネクタが配置されるとともに、前記ＬＥＤ素子と前記コネクタとを接続する導電性のパターン配線が形成されてなり、前記発光部の上方には窓部材が設けられているインクジェットプリンター用の光源ユニットにおいて、基板上に配置されたコネクタが、ＬＥＤ素子からの紫外線によって劣化することを防止することができる構造を提供することである。【解決手段】前記発光部と前記コネクタとの間に紫外線を遮光する第１遮光部材が設けられており、該第１遮光部材は絶縁性であり、前記基板上の前記配線を跨いで配置されていることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

この発明は光源ユニットに関するものであり、特に、基板上に複数の発光素子を備えた光源ユニットに係わるものである。

従来から、印刷業界や電子工業界などにおいては、被処理対象物である保護膜、接着剤、塗料、インキ、フォトレジスト、樹脂、配向膜等に対して、硬化、乾燥、溶融、あるいは軟化、改質処理などを行う光源として紫外線を放射する光源が多用されているが、近年においては、この紫外線領域の光を発光するＬＥＤ素子が利用されてきており、このような紫外線領域の光を放射するＬＥＤ素子を用いた紫外線光源ユニットが開発されている。
上記ＬＥＤ素子を用いた光源ユニットをインクジェットプリンターのインクジェットヘッドと組み合わせた構成が、特開２００４−３５８７６９号公報（特許文献１）に開示されている。

図８、９にその光源ユニットの構成が示されている。
図９に示すように、光源ユニットにおいて、基板１上に複数の帯状配線２、２が配設されており、この帯状配線２上には紫外線を放射する複数のＬＥＤ素子３、３が配列されていて、発光部４を形成している。
また、前記基板１上には、コネクタ５が配置されていて、帯状配線２とコネクタ５とは導電性材料からなるパターン配線６によって電気的に接続されている。
なお、パターン配線６中には、ツェナーダイオード７やサーミスタ８などが接続されている。

また、図８に示すように、基板１上には窓保持枠１０が設けられていて、その上部には、前記発光部４に対応する位置に窓部材１１が設けられている。この窓部材１１は、紫外線透過性という観点から、石英ガラスなどが用いられる。
そして、窓保持枠１０と窓部材１１とによって、閉鎖空間Ｓが形成され、ＬＥＤ素子３やコネクタはこの閉鎖空間Ｓ内に収容配置される。
なお、１２は基板１の背面に当接されたヒートシンクである。
こうして構成された光源ユニットは、特許文献１に示すように、プリントメディア上に配置され、走査されて該プリントメディア上のインクの硬化を行うものである。

上記従来技術においては、閉鎖空間Ｓ内にＬＥＤ素子３が配置され、直接外部空間に露出することがないので、取り扱い時に、ＬＥＤ素子に接触することを防止できるとともに、インク硬化時に不純物を含むガスがＬＥＤ素子に接触して、性能が低下することを防止するものである。

ところが、かかる構成の光源ユニットでは、ＬＥＤ素子から窓部材に向けて出射された紫外線は、窓部材への入射角度によってはその一部が反射されるが、その反射光がコネクタに照射されたり、また、窓保持枠からの反射光が照射されたりすることもあり、コネクタが樹脂材料で製造されていることもあって、該コネクタが紫外線劣化してしまうという問題があった。
この現象はコネクタ以外のツェナーダイオードやサーミスタでも同様であって、紫外線が照射されると劣化するという問題があった。

特開２００４−３５８７６９号公報

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、基板上に紫外線を放射する複数のＬＥＤ素子が配列された発光部が形成され、前記基板上には前記ＬＥＤ素子に給電するコネクタが配置されるとともに、前記ＬＥＤ素子と前記コネクタとを接続する導電性のパターン配線が形成されてなり、前記発光部の上方には窓部材が設けられているインクジェットプリンター用の光源ユニットにおいて、基板上に配置されたコネクタや、ツェナーダイオード、サーミスタなどが、ＬＥＤ素子からの紫外線によって劣化することを防止することができる構造を提供せんとするものである。

上記課題を解決するために、この発明の光源ユニットは、
前記発光部と前記コネクタとの間に紫外線を遮光する第１遮光部材が設けられており、該第１遮光部材は絶縁性であり、前記基板上の前記パターン配線を跨いで配置されていることを特徴とする。
また、前記第１遮光部材は、前記基板上に配置されていることを特徴とする。
また、前記窓部材は、窓保持枠によって保持されており、当該窓保持枠に前記第１遮光部材が一体形成されていることを特徴とする。
また、前記窓保持枠が金属製であり、前記第１遮光部材の表面が絶縁処理されていることを特徴とする。
また、前記第１遮光部材には紫外線を前記窓部材方向に反射する反射面が形成されていることを特徴とする。
また、前記発光部における、前記第１遮光部材に対向する反対側の位置に第２遮光部材が設けられていて、該第２遮光部材にも紫外線を前記窓部材方向に反射する反射面が形成されていることを特徴とする。
また、前記第１遮光部材とともに、前記発光部の周囲を取り囲むように遮光部材が配置されていることを特徴とする。
また、前記発光部の周囲を取り囲む前記遮光部材上に前記窓部材が取り付けられていて、前記遮光部材と前記窓部材によって閉鎖空間を形成してなることを特徴とする。

この発明の光源ユニットによれば、基板上には、少なくとも、前記発光部と前記コネクタとの間に紫外線を遮光する第１遮光部材が設けられており、該第１遮光部材は絶縁性であり、前記基板上の前記配線を跨いで配置されているので、ＬＥＤ素子からの紫外線が、例え、窓部材によって反射されても遮光部材によって遮光されて、コネクタに照射されることがない。
また、前記第１遮光部材が前記窓部材を保持する窓保持枠に一体形成されているので、窓保持枠を基板上に設置するだけで、自動的に第１遮光部材が発光部とコネクタの間に位置決めされる。
また、この第１遮光部材には反射面が形成されていて、ＬＥＤ素子からこの遮光部材に向かう紫外線は窓部材方向に反射されるので、紫外線出力が向上する。
また、前記第１遮光部材に対向する反対側の位置に第２遮光部材が設けられていて、該第２遮光部材にも紫外線を前記窓部材方向に反射する反射面が形成されているので、上述した紫外線出力は更に向上する。
また、前記発光部の周囲を取り囲むように遮光部材が配置されていて、この遮光部材上に前記窓部材が取り付けられ、前記遮光部材と前記窓部材によって閉鎖空間を形成しているので、別途の窓保持枠を必要とせず、構造を簡略化することができる。

本発明の光源ユニットの第１実施例の側断面図 図１の窓保持枠と窓部材を取り除いた上面図 第２実施例の側断面図 第３実施例の上面図（Ａ）、Ｂ−Ｂ断面図（Ｂ）、Ｃ−Ｃ断面図（Ｃ） 第４実施例の側断面図 第５実施例の側断面図 第６実施例の側断面図 従来の光源ユニットの断面図 図９の基板上面図

図１、２に本発明の第１実施例が示されていて、本発明の光源ユニットにおいては、基板１上の窓保持枠１０と、その上部に設けられた窓部材１１によって形成される閉鎖空間Ｓ内において、基板１上に配列された複数のＬＥＤ素子３によって形成される発光部４と、コネクタ５との間に第１の遮光部材１５が設けられている。遮光部材１５はＬＥＤ素子３から放射された紫外線をコネクタ５に照射されることを防止するものであり、絶縁材料、例えば、アルミナからなる。
図２は、図１の窓保持枠１０と窓部材１１を取り除いた上面図であって、この図２に示すように、基板１上には、帯状配線２、２上に配置された複数のＬＥＤ素子３、３が配列されて、発光部４を形成している。
前記遮光部材１５は、発光部４とコネクタ５との間に配設されており、この発光部４を構成するＬＥＤ素子３とコネクタ５を接続するパターン配線６を跨いで配置されているが、絶縁材料からなるために、それぞれの配線間で短絡することがない。

前記遮光部材１５は、アルミナ以外に、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＡＢＳ（アクニルニトリルブタジエンスチレン）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート樹脂）、ＬＣＰ（液晶ポリエステル）樹脂などの絶縁性樹脂から構成することもできる。
この遮光部材１５は、基板１に対して、シリコーン系、アクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ウレタン系、ポリアミド系などの絶縁性の接着剤で固定される。
また、上記遮光部材１５には、窓部材１１側に向けて傾斜した反射面１５ａが形成されていて、ＬＥＤ素子３からの紫外線を窓部材１１方向に向けて反射する。この反射面１５ａは、アルミニウムなどの金属板の表面に金属多層膜を蒸着させたものからなり、紫外線を効果的に反射して出力を向上する。

図３に第２の実施例が示されていて、この実施例では、図１、２の第１実施例の構成に加えて、基板１上の発光部４における、前記第１遮光部材１５に対向する反対側の位置に第２遮光部材１６が設けられていて、該第２遮光部材１６にも紫外線を前記窓部材１１方向に傾斜した反射面１６ａが形成されている。
その他の構成は、図１、２の第１実施のものと同様である。
この第２実施例によれば、第２遮光部材１６の反射面１６ａによっても、ＬＥＤ素子３から出射された紫外線が窓部材１１方向に反射されて、全体として窓部材１１から出射される紫外線の出力の更なる向上が図られる。

図４には、第３実施例が示されていて、この実施例では、窓部材１１が遮光部材によって支持されている。
図４（Ａ）は、窓部材１１を取り除いた上面図であり、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）はＣ−Ｃ断面図である。
図４（Ａ）（Ｃ）で示されるように、図３の第２実施例で示された第１遮光部材１５および第２遮光部材１６に加えて、その両側面にも第３遮光部材１７および第４遮光部材１８が設けられていて、全体として、発光部４の周囲を取り囲むように配置されている。これらの遮光部材１５〜１８上に前記窓部材１１が取り付けられていて、前記遮光部材１５〜１８と前記窓部材１１によって閉鎖空間Ｓを形成しているものである。
この構成により、図１、図３に示された第１実施例および第２実施例における窓保持枠１０が省略されて、遮光部材１５〜１８がその機能を果たし、これにより閉鎖空間Ｓを構成して、その内部にＬＥＤ素子３を収容するので、全体としての構造の簡略化がなされている。

図５には、第４実施例が示されていて、この実施例では、窓部材１１を保持する窓保持枠１０に第１遮蔽部１９が一体的に形成されている。窓保持枠１０によって形成される閉鎖空間Ｓ内において、基板１上には複数のＬＥＤ素子３によって形成される発光部４と、コネクタ部５との間に、第１遮蔽部材１９がパターン配線６に当接ないし近接した状態で設けられている。この場合の近接とは、ＬＥＤ素子３からの紫外線がコネクタ５側に漏れ出ることのない程度の間隙を形成するものであればよい。
上記第１〜３実施例と同様に、前記第１遮光部材１９は基板１上のパターン配線６を跨いで配置されるので、当該遮光部材１９にも絶縁性が求められる。そのためには、この実施例では、遮光部材１９を含めて窓保持枠１０が絶縁性材料からなるものであればよいし、また、窓保持枠１０が金属製である場合には、遮光部材１９の部分が絶縁処理を施されているものであればよい。例えば、窓保持枠１０がアルミニウムからなる場合、遮光部材１９の表面をアルマイト処理しているものであればよい。
これにより、図２で示すものと同様に、絶縁性の第１遮蔽部材１９が、基板１上のパターン配線６に触れるようなことがあっても、該パターン配線６間で短絡することがない。

図６は、図１の実施例と同様に、図５の第４実施例における第１遮光部材１９に、窓部材１１側に向けて傾斜した反射面１９ａが形成された例である。
また、図７に示す実施例は、窓保持枠１０に、前記第１遮光部材１９とともに、これと対向する位置に第２遮光部材２０が一体形成された例であり、当該第２遮光部材２０にも、反射面２０ａが形成されている。
これら反射面１９ａ、２０ａによって、ＬＥＤ素子３からの紫外線を効果的に反射して窓部材１１から出射される紫外線の出力を向上させることができることは、前記第１〜３の実施例と同様である。

以上説明したように、本発明のＬＥＤ素子を用いた光源ユニットでは、基板上の複数のＬＥＤ素子によって構成される発光部と、これらＬＥＤ素子に給電するコネクタとの間に、絶縁材料からなる遮光部材を設けたので、ＬＥＤ素子からの紫外線がコネクタに照射されることがなく、その紫外線劣化を防止できる。
また、前記遮光部材は絶縁性であるので、ＬＥＤ素子とコネクタに接続された配線を跨ぐように配置されても、配線間の短絡が生じることがない。
更には、前記遮光部材には窓部材側に向かって傾斜する反射面を形成したので、窓部材から出射される紫外線の出力を向上させることができる。
加えて、遮光部材によって発光部を取り囲み、該遮光部材に窓部材を取り付ける構成とすることで、窓保持枠を別途設けることなく、閉鎖空間内にＬＥＤ素子を配置できるので、全体として構造の簡略化が図られる。

１ 基板
２ 帯状配線
３ ＬＥＤ素子
４ 発光部
５ コネクタ
６ パターン配線
７ ツェナーダイオード
８ サーミスタ
１０ 窓保持枠
１１ 窓部材
１２ ヒートシンク
１５ 第１遮光部材
１５ａ 反射面
１６ 第２遮光部材
１６ａ 反射面
１７ 第３遮光部材
１８ 第４遮光部材
１９ 第１遮光部材
１９ａ 反射面
２０ 第２遮光部材
２０ａ 反射面
Ｓ 閉鎖空間

Claims (8)

1. 基板上に紫外線を放射する複数のＬＥＤ素子が配列された発光部が形成され、前記基板上には前記ＬＥＤ素子に給電するコネクタが配置されるとともに、前記ＬＥＤ素子と前記コネクタとを接続する導電性のパターン配線が形成されてなり、前記発光部の上方には窓部材が設けられているインクジェットプリンター用の光源ユニットにおいて、
   前記発光部と前記コネクタとの間に紫外線を遮光する第１遮光部材が設けられており、該第１遮光部材は絶縁性であり、前記基板上の前記パターン配線を跨いで配置されていることを特徴とする光源ユニット。
2. 前記第１遮光部材は、前記基板上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
3. 前記窓部材は、窓保持枠によって保持されており、当該窓保持枠に前記第１遮光部材が一体形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
4. 前記窓保持枠が金属製であり、前記第１遮光部材の表面が絶縁処理されていることを特徴とする請求項３に記載の光源ユニット。
5. 前記第１遮光部材には紫外線を前記窓部材方向に反射する反射面が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光源ユニット。
6. 前記発光部における、前記第１遮光部材に対向する反対側の位置に第２遮光部材が設けられていて、該第２遮光部材にも紫外線を前記窓部材方向に反射する反射面が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の光源ユニット。
7. 前記第１遮光部材とともに、前記発光部の周囲を取り囲むように遮光部材が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光源ユニット。
8. 前記発光部の周囲を取り囲む前記遮光部材上に前記窓部材が取り付けられていて、前記遮光部材と前記窓部材によって閉鎖空間を形成してなることを特徴とする請求項７に記載の光源ユニット。
   
   
   

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