(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤ発光素子と該ＬＥＤ発光素子を駆動する為のドライバＩＣとを有する基板と、
前記基板と隣接するスペーサと、
前記基板と前記スペーサの裏面に配された放熱板と、
前記基板と前記スペーサ上方に配され、前記ＬＥＤ発光素子からの光を透過させるレンズを有するとともに前記ドライバＩＣと非接触構造のホルダと、
前記放熱板と前記スペーサを内部に通し、前記放熱板上に前記スペーサを配置する為の略バンド状の固定部材と、
を有するＬＥＤプリントヘッドであって、
前記ＬＥＤプリントヘッドの一方の端部では、前記放熱板上に前記基板を固定すると共に前記基板上に前記ホルダを固定し、
前記ＬＥＤプリントヘッドの他方の端部では、前記放熱板上に前記スペーサを配置し、前記スペーサ上に前記ホルダを固定すると共に、前記固定部材により前記スペーサが前記放熱板へ接触しており、前記放熱板が熱膨張を起こした際に前記スペーサがプリントヘッドの長手方向へ移動することができることを特徴とするＬＥＤプリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的プリンタ等の印字用ヘッドに適したＬＥＤプリントヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は従来のＬＥＤプリントヘッドの一例を示した分解斜視図であり、図９は図８に示すＬＥＤプリントヘッドを矢印Ｃから見た正面図である。
【０００３】
図８、図９に示すＬＥＤプリントヘッド１００は、複数のＬＥＤ発光部１１１と該発光部１１１を駆動する為のドライバＩＣ１１２を長手方向へ複数個設置した基板１１０と、前記ＬＥＤ発光部１１１の上方に配され、前記ＬＥＤ発光部１１１からの光を透過させる例えばセルフォックレンズ（商品名）からなるレンズ１２０と、該レンズ１２０をアレイの長手方向の左右からを挟んでいる例えばアルミニウムからなる第１ホルダ１３０と第２ホルダ１４０と、前記基板１１０裏面側に配された例えばアルミニウムからなる放熱板１５０とからなる。
【０００４】
前記基板１１０は複数の第１ビス１６０により前記放熱板１５０と前記第１ホルダ１３０に挟まれるように固定されると共に、複数の第２ビス１７０により前記放熱板１５０と前記第２ホルダ１４０に挟まれるように固定されている。
【０００５】
同様の構成が特許文献１にも開示されている。
【特許文献１】特開平６−３２０７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図８、図９に示す様に、従来のＬＥＤプリントヘッドでは、基板１１０に前記放熱板１５０と、前記第１ホルダ１３０及び前記第２ホルダ１４０がその長さ方向に渡って複数の第１ビス１６０と第２ビス１７０により強固に固定されている。
【０００７】
この為、印字動作を行う際に前記ＬＥＤ発光部１１１とドライバＩＣ１１２から発せられた熱により放熱板１５０が加熱され、記放熱板１５０は長手方向に熱膨張するが、前記放熱板１５０の熱膨張時にはまだ前記第１ホルダ１３０と前記第２ホルダ１４０に熱は伝わっていない為に、前記第１ホルダ１３０と前記第２ホルダ１４０は熱膨張せずそのままの状態を維持する。
【０００８】
その結果、ＬＥＤプリントヘッド全体が上に凹となるように変形する。
【０００９】
このように、前記放熱板１５０が熱膨張すると、所謂バイメタル効果によりＬＥＤプリントヘッド全体が上に凹となる為、ＬＥＤプリントヘッド１００の長手方向の位置により前記ＬＥＤ発光部１１１から前記レンズ１２０までの距離に違いが生じ、正確な印字動作を行うことができない。
【００１０】
そこで、本発明は、前記放熱板１５０が熱膨張を起こしても正確な印字動作を行えるＬＥＤプリントヘッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のＬＥＤプリントヘッドは、複数のＬＥＤ発光素子と該ＬＥＤ発光素子を駆動する為のドライバＩＣとを有する基板と、前記基板と隣接するスペーサと、前記基板と前記スペーサの裏面に配された放熱板と、前記基板と前記スペーサ上方に配され、前記ＬＥＤ発光素子からの光を透過させるレンズを有するとともに前記ドライバＩＣと非接触構造のホルダと、前記放熱板と前記スペーサを内部に通し、前記放熱板上に前記スペーサを配置する為の略バンド状の固定部材と、  を有するＬＥＤプリントヘッドであって、前記ＬＥＤプリントヘッドの一方の端部では、前記放熱板上に前記基板を固定すると共に前記基板上に前記ホルダを固定し、前記ＬＥＤプリントヘッドの他方の端部では、前記放熱板上に前記スペーサを配置し、前記スペーサ上に前記ホルダを固定すると共に、前記固定部材により前記スペーサが前記放熱板へ接触しており、前記放熱板が熱膨張を起こした際に前記スペーサがプリントヘッドの長手方向へ移動することができることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のＬＥＤプリントヘッドは、放熱板の温度上昇によりＬＥＤプリントヘッド全体が曲ることを防ぐことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の実施形態を示すＬＥＤプリントヘッドの上面図であり、図２は図１に示すＬＥＤプリントヘッドを矢印Ａから見た正面図である。
【００１５】
図１に示すＬＥＤプリントヘッドは、例えばアルミニウムから成り略直方体の放熱板２００上方に、例えば銅板からなり複数の発光素子と該発光素子を発光させる為のドライバＩＣを上面に配置した後述する第１基板（図示せず）を配置し、前記第１基板上に例えばガラスエポキシ樹脂からなる第２基板３２０を配置している。
【００１６】
又、前記第２基板３２０上には、例えばアルミニウムから成る第１ホルダ４１０と第２ホルダ４２０が、例えばセルフォックレンズ（商品名）からなるレンズ５００を左右から挟むように配置されている。
【００１７】
更に、図１に示すように、ヘッドの図１紙面右側端部には、後述する穴部１０００が形成されており、前記穴部１０００へは後述する固定ピン９００が挿入されていると共に、前記穴部１０００が形成された部分のプリントヘッド左右両側（図１紙面上下側）には固定部材７００が配置されており、図１では前記穴部１０００近辺の拡大図も示している。
【００１８】
尚、前記放熱板２００は長辺の長さが約８２０ｍｍであり、前記第１ホルダ４２０及び前記第２ホルダ４２０の長辺の長さは約７４０ｍｍである。更に、前記レンズ５００の長辺の長さは約７１０ｍｍであり、前記第１基板と前記第２基板３２０の具体的な形状と配置形態は後程説明する。
【００１９】
図２において、放熱板２００上方（図２紙面上側）には例えばアルミニウムからなる第２スペーサ６２０が配されており、前記第２スペーサ６２０の上方には、第１ホルダ４１０及び第２ホルダ４２０が、該ホルダ４１０、４２０の長辺と前記放熱板２００の長辺が平行となるように配置されている。
【００２０】
前記第２スペーサ６２０の上側を除く前記放熱板２００と前記第２スペーサ６２０の周囲には、前記放熱板２００に第２スペーサ６２０を取り付ける為の例えばＳＵＳ（ＳＴＥＡＬ  ＵＳＥ  ＳＴＡＩＮＬＥＳＳ）からなる固定部材７００が前記放熱板２００と前記第２スペーサ６２０を取り囲むように配置されている。
【００２１】
又、第１ビス８１０により後述する第３基板３３０が前記放熱板２００に固定されていると共に前記第１基板３１０と前記第３基板３３０が後述するワイヤ３４０により電気的に接続されている。
【００２２】
前記固定部材７００は、その上方に断面が略クの字と逆クの字となるように内側下方へと折り曲っている折り曲げ部７１０を有しており、前記折り曲げ部７１０が第２スペーサ６２０の上面左右両側（図２紙面左右両側）に形成された溝部６２１に取り付けられている。
【００２３】
又、前記溝部６２１は、前記折り曲げ部７１０を前記溝部６２１に取り付けた際に、前記溝部６２１と前記折り曲げ部７１０との間で前記ＬＥＤプリントヘッドの左右方向（図２紙面左右方向）へ僅かな隙間が生じるほどの幅を有している。
【００２４】
更に、前記放熱板２００は、該放熱板２００下方に位置する前記固定部材７００の弾性力により、前記放熱板２００の下方から上方へと押し上げられており、前記上方への力は、前記第２スペーサ６２０が前記固定部材７００に軽く触れる程度の力であり、前記第２スペーサ６２０を前記固定部材７００に強固に固定する程度の力ではない。
【００２５】
この為、前記第２スペーサ６２０は、前記放熱板２００上をヘッドの長手方向へ移動することが可能であるが、ヘッドの左右方向（図２紙面左右方向）とヘッドの上下方向（図２紙面上下方向）へ移動することはできない。
【００２６】
図３は、図１に示すＬＥＤプリントヘッドを矢印Ｂから見た側面図である。
【００２７】
図３において、前記放熱板２００の左右側面（図３紙面垂直方向の面）には、コネクタ３３１を有する第３基板３３０が第１ビス８１０により固定されている。
【００２８】
前記コネクタ３３１は、前記ＬＥＤプリントヘッドを取り付ける印刷装置と電気的に接続する為に配されており、前記第３基板３３０と前記第２基板３２０はワイヤ３４０により電気的に接続されている。
【００２９】
尚、前記第２基板３２０と前記第１基板３１０に配されたドライバＩＣは複数のワイヤ（図示せず）により電気的に接続されている。
【００３０】
図４は、図１に示すＡ−Ａ’線断面図である。
【００３１】
図４に示すように、放熱板２００上には第１スペーサ６１０が配置されており、前記第１スペーサ６１０上には、前記第１ホルダ４１０と前記第２ホルダ４２０が配置されている。又、前記第１ホルダ４１０及び前記第２ホルダ４２０の間にはレンズ５００が挟まれており、前記第１ホルダ４１０と前記第２ホルダ４２０は、第２ビス８２０により第１スペーサ６１０に強固に固定されている。更に、前記第１ホルダ４１０と前記第２ホルダ４２０と前記第１スペーサ６１０は、第３ビス８３０により前記放熱板２００へ強固に固定されている。
【００３２】
尚、前記第１スペーサ６１０と前記レンズ５００との間は空洞になっており、図１のＡ−Ａ’線断面図における第１スペーサ６１０上には前記第１基板３１０や前記第２基板３２０が配置されていない。
【００３３】
図５は、図１に示すＢ−Ｂ’断面図である。
【００３４】
図５において、放熱板２００上には、ＬＥＤ発光素子３１２と該ＬＥＤ発光素子３１２を駆動し発光させるドライバＩＣ３１１を中央に搭載した例えば銅板からなる第１基板３１０が配置されており、前記第１基板３１０の中央部分は、略第２基板３２０の厚さ分程上方に突出している。
【００３５】
前記第１基板３１０上には、前記第１基板３１０の中央に位置する突出した部分を左右から挟むように２つの第２基板３２０が配されており、前記第１基板３１０上の前記ドライバＩＣ３１１と前記第２基板３２０は、ＬＥＤプリントヘッドの短手方向に伸びているワイヤ３１３により電気的に接続されており、前記ワイヤ３１３は、ヘッドの長手方向に略等間隔で複数本設置されている。
【００３６】
又、前記第２基板３２０上方には、第１ホルダ４１０と第２ホルダ４２０が配されており、前記第１ホルダ４１０と前記第２ホルダ４２０が前記第２基板３２０と接触しないように配されている。
【００３７】
前記放熱板２００と前記第１基板３１０の左右両側面には、前記第３基板３３０が第１ビス８１０により固定されている。
【００３８】
図６は、図１に示すＣ−Ｃ’線断面図である。
【００３９】
図６に示すＬＥＤプリントヘッドの断面構造は、図５に示すプリントヘッドの断面構造と以下の点を除き略同一である為、説明を省略する。
【００４０】
図５に示す断面構造と図６に示す断面構造の異なる点は、図５では、前記第２基板３２０上方に、前記第２基板３２０と接触しないように第１ホルダ４１０と第２ホルダ４２０が配されているが、図６では、ＬＥＤプリントヘッドの左右両端（図６紙面左右側）において、第４ビス８４０を用いて放熱板２００上に第１基板３１０を、該第１基板３１０上に第２基板３２０を固定している。又、前記第４ビス８４０上に前記第１ホルダ４１０と前記第２ホルダ４２０を乗せることにより前記第１ホルダ４１０と前記第２ホルダ４２０を支えている。更に、Ｃ−Ｃ’線に位置する放熱板２００側面には、前記第１ビス８１０が配されていない。
【００４１】
図７は、図１に示すＤ−Ｄ’線断面図である。
【００４２】
図７に示すように、放熱板２００上には第２スペーサ６２０が配置され、前記放熱板２００の左右両側(図７紙面左右両側)には穴の直径が約１ｍｍの穴部１０００が、前記第２スペーサ６２０の左右両側にはヘッドの長手方向の幅が約５ｍｍの穴部１０００が形成されており、前記穴部１０００には例えばアルミニウムから成り直径が約１ｍｍの固定ピン９００が挿入されている。この為、前記第２スペーサ６２０は、前記放熱板２００上を長手方向に約４ｍｍ程度の範囲内で動くことが可能である（図１参照）。
【００４３】
前記放熱板２００上では、第１ホルダ４１０と第２ホルダ４２０が第５ビス８５０により第２スペーサ６２０に固定されており、前記第１ホルダ４１０と第２ホルダ４２０の間にはレンズ５００が挟まれている。
【００４４】
更に、前記第２スペーサ６２０の上面左右側（図７紙面左右側）には図２で説明した溝部６２１が形成されていると共に、前記溝部６２１には、固定部材７００の上部に形成された折り曲げ部７１０が取り付けられており、前記溝部６２１と前記折り曲げ部７１０との間にはヘッドの左右方向に隙間が生じる様になっている。
【００４５】
次に、前記第１基板３１０と前記第２基板３２０と第１、第２スペーサ６１０、６２０の配置形態について以下に説明する。
【００４６】
図１に示す本実施例のＬＥＤプリントヘッドの一方の端（図１紙面左側）に配された第１スペーサ６１０（図４参照）は、図１に示す前記第２基板３２０の一方の端から前記第１ホルダ４１０と前記第２ホルダの一方の端までの領域に配されており、前記ヘッドの他方の端（図１紙面右側）に配された第２スペーサ６２０（図７参照）は、図１に示す前記第２基板３２０の他方の端から前記第１ホルダ４１０と前記第２ホルダ４２０の他方の端までの領域に配されている。
【００４７】
本実施形態では、前記第1ホルダ４１０と前記第2ホルダは或る断面形状の金型に金属を押し出して形成しているので、前記第１基板３１０上のドライバＩＣ３１１とＬＥＤ発光素子３１２が、前記第１ホルダ４１０及び前記第２ホルダ４２０に接触しないようにする為に前記第1ホルダ４１０と前記第2ホルダ４２０の裏面中央部分を窪んだ形状とするのは困難である。
【００４８】
この為、本実施形態では、前記第１基板３１０の中央に配された突出部の厚さよりも多少厚くなっている前記第1スペーサ６１０と前記第2スペーサ６２０を、前記第１基板３１０と前記第２基板３２０を挟むように配置している。
【００４９】
前記２つのスペーサ６１０、６２０の間には、前記第１基板３１０と該第１基板３１０上に配された上面が略長方形状の２つの第２基板３２０が配されており、又、前記２つの第２基板３２０は、前記第１基板３１０の中央に配された突出部をヘッドの左右両側から挟んでいる（図５、図６参照）。
【００５０】
次に、本実施形態のＬＥＤプリントヘッドの印刷動作について以下に説明する。
【００５１】
この様なＬＥＤプリントヘッドを動作させる際には、先ず、上述のＬＥＤプリントヘッドを印刷装置に接続し、前記印刷装置からの駆動信号等により、前記ＬＥＤプリントヘッド内の第１基板３１０上に配されたＬＥＤ発光素子３１２から光を発光させる。
【００５２】
続いて、第１基板３１０上に配置された前記ＬＥＤ発光素子３１２及びドライバＩＣ３１１の発熱により、前記第１基板３１０から前記放熱板２００に熱が伝わり前記放熱板２００の温度が上昇すると前記放熱板２００が長手方向に熱膨張する。
【００５３】
この時、本実施形態のＬＥＤプリントヘッドは、該ＬＥＤプリントヘッドの長手方向の一方端において、放熱板２００上に第１スペーサ６１０と第１ホルダ４１０と第２ホルダ４２０を、第２ビス８２０及び第３ビス８３０を用いて強固に固定している（図４参照）。
【００５４】
一方、前記ＬＥＤプリントヘッドの長手方向の他方端では、第５ビス８５０により前記第２スペーサ６２０に前記第１ホルダ４１０と前記第２ホルダ４２０を固定すると共に前記放熱板２００の直径約１ｍｍの穴部１０００に直径約１ｍｍの固定ピン９００を挿入し、前記第２スペーサ６２０に設けられたヘッドの長さ方向に約５ｍｍの幅を有する穴部１０００に前記固定ピン９００を挿入している（図１、図７参照）。
【００５５】
又、前記固定部材７００の折り曲げ部７１０が前記第２スペーサ６２０の溝部６２１に取り付けられると共に前記溝部６２１と前記折り曲げ部７１０との間でヘッドの左右方向に僅かな隙間が設けられており、更に、前記固定部材７００の弾性力により放熱板２００が上方に上がるように力が加わっている。
【００５６】
この為、前記放熱板２００が膨張すると、前記第１ホルダ４１０及び前記第２ホルダ４２０が固定された第２スペーサ６２０は前記放熱板２００上をヘッドの長手方向へのみ移動することが出来る。
【００５７】
以上説明した構成とすることにより、本実施形態のＬＥＤプリントヘッドは、第１基板３１０上のＬＥＤ発光素子３１２及びドライバＩＣ３１１が発熱し、この発熱により生じた熱が放熱板２００に伝わり前記放熱板２００が膨張した場合でも、前記第１ホルダ４１０と前記第２ホルダ４２０は前記第２スペーサ６２０と共に前記放熱板２００上を長手方向に移動するのみであるので、ＬＥＤプリントヘッド全体が上に凹とならず、安定した発光特性を得ることが可能である。
【００５８】
尚、本実施形態では、第１ホルダ４１０と第２ホルダ４２０の２つのホルダを用いたが１つのホルダのみで構成しても良く、前記放熱板２００に前記第１スペーサ６１０を固定する際又は前記第１スペーサ６１０に第１、第２ホルダ４１０、４２０を固定する際にビスを用いたが固定の方法は他の方法でも良い。
【００５９】
又、本実施形態では、前記第２スペーサ６２０に長手方向の幅が約５ｍｍの穴部１０００を形成し、前記放熱板２００に長手方向の幅が約１ｍｍの穴部１０００を形成したが、前記第２スペーサ６２０と前記放熱板２００の両方にヘッドの長手方向の幅が約５ｍｍの穴部１０００を形成しても良く、前記放熱板２００と固定ピン９００を一体化とする構造にしても良い。
【００６０】
更に、本実施形態では、前記基板１００上のドライバＩＣ３１１やＬＥＤ発光素子３１２が前記第１ホルダ４１０と前記第２ホルダ４２０に接触しないように前記第１スペーサ６１０と前記第２スペーサ６２０を使用したが、前記第１ホルダ４１０と前記第２ホルダ４２０が前記ドライバＩＣ３１１と接触しない構造であるならば、以下のような構成にしても良い。
【００６１】
例えば、本実施形態では、第２スペーサ６２０の溝部６２１に固定部材７００の折り曲げ部７１０を取り付けているが、前記第２スペーサ６２０に溝部６２１を設けず、前記放熱板２００上の他方の端部に前記溝部６２１を有しない前記第２スペーサ６２０を配置し、前記第２スペーサ６２０の上部には前記第１ホルダ４１０と前記第２ホルダ４２０を配置し、更に、前記放熱板２００と前記スペーサ６２０を例えば金属からなり、断面が四角形や円形等であると共に内側が空洞となっている略バンド状の固定部材の内側に通し、前記第２スペーサ６２０がヘッドの長手方向へ移動可能な程度な力で、前記第２スペーサ６２０を前記放熱板２００上に配置しても良い。
【００６２】
又、本実施形態では前記放熱板２００の一方の端部では、前記第３ビス８３０を用いて前記放熱板２００に前記第１スペーサ６１０を固定しているが、前記第１スペーサ６１０を用いずに前記基板２００の長手方向の長さを長くし、前記第１スペーサ６１０が配置されている領域にも前記第１基板３１０を配置することにより、前記放熱板２００上に前記第１基板３１０を、該第１基板３１０上に前記第１ホルダ４１０と前記第２ホルダ４２０を配置しても良く、前記第２スペーサ６２０が配置されている領域にも、前記第２スペーサ６２０を用いずに前記基板２００の長手方向の長さを長くずることにより前記第１基板３１０を配置し、前記放熱板２００上に前記第１基板３１０を、該第１基板３１０上に前記第１ホルダ４１０と前記第２ホルダ４２０を配置しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
光学的プリンタ等の印字用ヘッドに適したＬＥＤプリントヘッドとして利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態を示すＬＥＤプリントヘッドの上面図である。
【図２】図１に示すＬＥＤプリントヘッドを図１矢印Ａから見た正面図である。
【図３】図１に示すＬＥＤプリントヘッドを図１矢印Ｂから見た側面図である。
【図４】図１に示すＬＥＤプリントヘッドのＡ−Ａ’線断面図である。
【図５】図１に示すＬＥＤプリントヘッドのＢ−Ｂ’線断面図である。
【図６】図１に示すＬＥＤプリントヘッドのＣ−Ｃ’線断面図である。
【図７】図１に示すＬＥＤプリントヘッドのＤ−Ｄ’線断面図である。
【図８】従来のＬＥＤプリントヘッドの分解斜視図である。
【図９】図８に示すＬＥＤプリントヘッドの矢印Ｃから見た正面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００  ＬＥＤプリントヘッド
１１０  基板
１１１  ＬＥＤ発光部
１１２  ドライバＩＣ
１２０  レンズ
１３０  第１ホルダ
１４０  第２ホルダ
１５０  放熱板
１６０  第１ビス
１７０  第２ビス
２００  放熱板
３１０  第１基板
３１１  ドライバＩＣ
３１２  ＬＥＤ発光素子
３１３  ワイヤ
３２０  第２基板
３３０  第３基板
３４０  ワイヤ
４１０  第１ホルダ
４２０  第２ホルダ
５００  レンズ
６１０  第１スペーサ
６２０  第２スペーサ
６２１  溝部
７００  固定部材
７１０  折り曲げ部
８１０  第１ビス
８２０  第２ビス
８３０  第３ビス
８４０  第４ビス
８５０  第５ビス
９００  固定ピン
１０００  穴部
【図１】
0003671052.tif 000002
【図２】
0003671052.tif 000003
【図３】
0003671052.tif 000004
【図４】
0003671052.tif 000005
【図５】
0003671052.tif 000006
【図６】
0003671052.tif 000007
【図７】
0003671052.tif 000008
【図８】
0003671052.tif 000009
【図９】
0003671052.tif 000010