JP4357153B2

JP4357153B2 - Ｌｅｄ光源

Info

Publication number: JP4357153B2
Application number: JP2002100465A
Authority: JP
Inventors: 充弘尾前
Original assignee: Tottori Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2022-04-02
Also published as: JP2003291408A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤプリンタなどの書き込み用光源として利用されるＬＥＤ光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＥＤプリンタなどの書き込み用光源として利用されるＬＥＤ光源は、放熱板の上面に基板を配置し、この基板の上面にＬＥＤアレイを一列に配置し固定している。前記基板は、接着剤で接着するのではなく、圧接部材を用いることによって前記放熱板の上面に圧接することによって固定している。圧接部材を用いて基板を固定することにより、ＬＥＤアレイの列をＸ方向やＹ方向に調整しながら基板を固定することができる。また、基板とそれに接続するフレキシブル配線の接続を、前記圧接部材による圧接を利用することによって、両端子部の圧接の形態で行なうことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
圧接状態で放熱板に固定された基板は、ＬＥＤアレイやその駆動用回路素子の発熱に伴ない伸長と収縮を繰り返すことで、初期位置から位置スレが発生する。特に、タンデムタイプのカラープリンタ用途にこの光源を印刷色毎に用いる場合、前記基板の位置ズレが発生すると、色ズレの原因になり、印刷品位の劣化を招く。
【０００４】
このような基板の位置ズレを防ぐために、基板の全周または裏面全体を接着剤によって放熱板の上面に接着して固定したが、接着剤の塗布作業が煩雑になるとともに、組立て時の位置精度（発光ライン）をＸ方向、Ｙ方向とも０．０５ｍｍ以内に納めるという高精度の位置合わせを行なうことは困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、基板の位置ズレを防ぐことを課題の1つとする。ＬＥＤプリンタの印字品位を高めることができるＬＥＤ光源を提供することを課題の1つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のＬＥＤ光源は、請求項１に記載のように、放熱板と、前記放熱板の上面に配置された基板と、前記基板の上面に配置されたＬＥＤアレイと、前記放熱板に固定される圧接部材とを有し、前記基板を前記圧接部材によって前記放熱板の上面に圧接して固定したＬＥＤ光源であって、前記放熱板にその上下を貫通するように貫通穴を形成し、この貫通穴に前記放熱板と前記基板の裏面を接着する接着剤を配置したＬＥＤ光源において、前記貫通穴は、その平面形状がＴ字形状に設定されていることを特徴とする。
このように貫通穴の平面形状をＴ字形状に設定することにより、接着剤注入ノズルによる接着剤の注入が容易に行なえる。
【０００８】
本発明のＬＥＤ光源は、請求項２に記載のように、前記貫通穴から臨む前記基板の裏面領域は、前記接着剤が配置された領域と前記接着剤が配置されていない領域が含まれていることを特徴とする。
このように、前記接着剤が配置された領域と前記接着剤が配置されていない領域を並置することにより、接着剤に混入する気泡を低減できるとともに、接着剤と放熱板の接着状況確認を容易に行なえる。
【０００９】
本発明のＬＥＤ光源は、請求項３に記載のように、前記貫通穴から臨む前記基板の裏面領域は平面形状がＴ字形状に設定され、前記接着剤は、前記Ｔ字形状における上横線に相当する領域のみに選択的に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1はＬＥＤ光源の平面図、図2はＬＥＤ光源の要部底面図、図3は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１３】
ＬＥＤ光源１は、放熱板２と、この放熱板２の上面３に配置された基板４とを備えている。この基板４の上面には、ＬＥＤアレイ５と、駆動用ＩＣ６を配置している。
【００１４】
基板４は、長尺の薄型回路基板によって構成され、例えばセラミック製の基板に回路パターンを形成して構成される。ＬＥＤアレイ５は、その上面に複数の発光部を例えば６００ＤＰＩの密度で整列して備えている。複数個のＬＥＤアレイ５が基板４の中心線Ｘに沿って基板４の長手方向に配列され、これらのＬＥＤアレイ５は導電性あるいは絶縁性の接着剤によって基板4に固定される。ＬＥＤアレイ５に隣接して駆動用ＩＣ６を配置している。複数個の駆動用ＩＣ６が基板４の中心線Ｘと平行になるように基板４の長手方向に配列され、これらの駆動用ＩＣ６は導電性あるいは絶縁性の接着剤によって基板4に固定される。基板４上のパターンとＬＥＤアレイ５と駆動用ＩＣ６は、ワイヤボンド配線などの接続手段でもって互いに電気的に接続されている。
【００１５】
ＬＥＤ光源１は、前記放熱板２にネジ等の固定部材７によって固定される圧接部材８とフレキシブル配線９を有している。圧接部材８は、剛性の有る板材（例えばアルミ板）で構成され、その下面に押圧時の密着性を高めるに適したシリコンラバーなどの柔軟性部材１６を一体的に保持することが好ましい。圧接部材８は、弾性のある板状部材によって構成しても良い。また、圧接部材８は、固定部材７と兼用することもでき、例えばネジ等の頭によって基板４を圧接する構成とすることもできる。
【００１６】
圧接部材８は、基板４の縁に平面的に重なるように配置している。この例では、４つの圧接部材８をそれぞれ基板４の２つの長辺を成す縁と２つの短辺を成す縁に平面的に重なるように配置している。フレキシブル配線９は、ＬＥＤアレイ５を駆動させるに必要な電源や信号を基板４に与えるもので、その端子部が対向する基板４の端子部と圧接した状態を維持するように圧接部材８によって押圧される。そのために、フレキシブル配線９は、その一端が基板４の縁に平面的に重なるように配置している。この例では、2つのフレキシブル配線基板９をその一端が基板４の２つの長辺を成す縁と平面的に重なるように配置している。フレキシブル配線９の下には、基板４との高さ調整用として、基板４と同様の厚さを有するスペーサ基板（例えばガラスエポキシ製の基板）１５を配置することが好ましい。
【００１７】
圧接部材８を固定部材７によって放熱板２に固定すると、この例ではネジ止めすると、圧接部材８が放熱板２の側に押し付けられた形態で固定される。そして、圧接部材８と放熱板２の間に基板４とフレキシブル配線９が挟み込まれた状態を維持する。基板４は、フレキシブル配線９を介在した圧接部材８の圧接力によって、前記放熱板２の上面３に圧接して固定される。フレキシブル配線９は、圧接部材８の圧接力によって前記放熱板２の上面３にある基板４の上面に圧接して固定される。組立ての初期段階では、基板４並びにフレキシブル配線９は、放熱板２の上面３に接着剤を用いて固定していないので、固定部材７を取り外すことによって放熱板２から取り外すことができる。
【００１８】
前記放熱板２には、その上下を貫通するように貫通穴１０を形成している。放熱板２に圧接固定した後の基板４の移動を防ぐために、この貫通穴１０に放熱板２の裏側から接着剤１１を塗布し硬化させることで、基板４の裏面と放熱板２を接着する形態で接着剤１１を配置している。
【００１９】
貫通穴１０は、図２に拡大して示すように、平面視で（平面形状が）Ｔ字形状となるように設定した。貫通穴１０はＴ字形状以外に、円形や楕円、長四角などの形状のもので構成しても良い。しかし、実験の結果、その平面形状をＴ字形状に設定することにより、接着剤注入ノズルによる接着剤の注入が容易に行なえる点で好ましいことが判った。接着剤１１は、貫通穴１０全体被うように充填することもできるが、基板４の一部が接着剤１１で被われることなく露出させると、接着剤１１に混入する気泡を低減できる点で好ましいことが判った。
【００２０】
前記貫通穴１０から臨む前記基板４の裏面領域は、前記接着剤１１が配置された領域１２と前記接着剤１１が配置されていない領域１３が含まれている。これらの領域１２，１３によって、前記貫通穴１０から臨む前記基板の裏面領域は平面形状がＴ字形状に設定される。前記接着剤１１は、前記Ｔ字形状における上横線に相当する領域１２のみに選択的に配置しているが、Ｔ字形状における縦線に相当する領域１２のみに選択的に配置しても良い。このように、接着剤１１のある領域とない領域１２，１３を併置することにより、接着剤１１に混入する気泡を低減できる点で好ましいことが判った。また、接着剤と放熱板２の接着状況確認を容易に行なえる点でも好ましいことが判った。
【００２１】
前記接着剤１１は、種々のものを用いることができるが、中でも自然硬化型の接着剤を用いるのが好ましい。接着剤１１としては、ゴム状で、耐久性があり長期間信頼性を得られるものが好ましく、自然硬化型のシリコン系の接着剤を用いることが望ましい。加熱硬化を必要としない自然硬化型接着剤を用いることにより、加熱に起因する伸長によって位置ズレが発生しないという利点が得られる。
【００２２】
前記貫通穴は、複数形成され、前記基板４の中心をとおる長手方向の軸Ｘあるいは短手方向の軸Ｙに対して線対称の関係を持って配置されている。このように分散して配置することにより、基板４の放熱板2に対する位置ズレを確実に防止することができる。
【００２３】
接着剤１１は、放熱板２の裏側から塗布することができるので、フレキシブル配線９や圧接部材８によって被われた放熱板２の表面側からの塗布に比べて、塗布の邪魔になるものが少なくて済み、塗布の作業性を高めることができる。
【００２４】
接着剤１１の塗布を放熱板２の表側から行なう場合は、後述するような保護カバーによって被われないで露出する基板４の上面と圧接部材８の境界部分１４に接着剤１１の塗布を行なっても良い。
【００２５】
接着剤１１の穴１２への充填は、固定解除が容易な圧接部材８による基板４の固定後に行われるので、圧接固定の前に行なう場合に比べて、基板４の位置決め作業性に優れた構造となる。
【００２６】
このようなＬＥＤ光源をマイナス３０℃とプラス６５℃の環境下に各々３０分交互にさらすサイクルを１０サイクル行なう試験を実施したところ、従来のように圧接固定のみの場合はＸ、Ｙの各方向に０．１ｍｍ程度の位置ズレが発生していたものが、上記実施形態によれば、位置ズレが０．０１ｍｍ以内に収まっていた。したがって、タンデムタイプのカラープリンタ用途の光源に要求される位置ズレがＸ方向、Ｙ方向とも０．０５ｍｍ以内という基準をクリアすることができる。
【００２７】
このようなＬＥＤ光源は、基板４に垂直な方向にＬＥＤアレイから出射される光を感光体に結像させるためのレンズが放熱板にホルダを介して装着されて、いわゆるＬＥＤプリントヘッドの形態で用いられる。
【００２８】
ＬＥＤプリントヘッドとして組み立てる際、必要に応じてＬＥＤアレイと駆動用ＩＣを保護するための透明な保護カバーを装着することができる。また、放熱板２には、その底面に放熱用のフィンを設けても良い。この場合、放熱用のフィンは、前記貫通穴１１を避けて配置するのが良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、基板の位置ズレを防ぐことができる。そして、ＬＥＤプリンタの印字品位を高めることができるＬＥＤ光源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す平面図である。
【図２】同実施形態の要部の底面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ部分の断面図である。
【符号の説明】
１ＬＥＤ光源
２放熱板
４基板
５ＬＥＤアレイ
８圧接部材
１０貫通穴
１１接着剤

Claims

放熱板と、前記放熱板の上面に配置された基板と、前記基板の上面に配置されたＬＥＤアレイと、前記放熱板に固定される圧接部材とを有し、前記基板を前記圧接部材によって前記放熱板の上面に圧接して固定したＬＥＤ光源であって、前記放熱板にその上下を貫通するように貫通穴を形成し、この貫通穴に前記放熱板と前記基板の裏面を接着する接着剤を配置したＬＥＤ光源において、前記貫通穴は、その平面形状がＴ字形状に設定されていることを特徴とするＬＥＤ光源。
前記貫通穴から臨む前記基板の裏面領域は、前記接着剤が配置された領域と前記接着剤が配置されていない領域が含まれていることを特徴とする請求項1に記載のＬＥＤ光源。
前記貫通穴から臨む前記基板の裏面領域は平面形状がＴ字形状に設定され、前記接着剤は、前記Ｔ字形状における上横線に相当する領域のみに選択的に配置されていることを特徴とする請求項１もしくは２に記載のＬＥＤ光源。