JP2002347281A - 光プリンタヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レンズアレイが取着されるハウジングの外形を
矯正して、レンズアレイの直線性を高く維持することに
より、発光素子アレイチップからの光を感光体の表面に
正確に結像させることが可能な光プリンタヘッドを提供
する。 【解決手段】複数個の発光素子アレイチップ２が一列状
に搭載されている回路基板１上に、前記発光素子アレイ
チップ２の上方でレンズアレイ３を保持する樹脂製のハ
ウジング４を、その下部に設けた基準面４ｂが回路基板
１の上面に当接されるようにして配設してなる光プリン
タヘッドにおいて、前記ハウジング４の基準面４ｂ、回
路基板上面のいずれか一方に発光素子アレイチップ２の
列に対して略平行な溝６を形成するとともに、他方に前
記溝６に向けて突出するレール５を立設し、前記ハウジ
ング４が弾性変形した状態で前記レール５を前記溝６に
嵌合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式プリン
タ等の光書込み手段として用いられる光プリンタヘッド
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子写真プリンタ等の光書込
み手段としてＬＥＤアレイヘッド等の光プリンタヘッド
が用いられている。

【０００３】このような従来の光プリンタヘッドとして
は、例えば図４に示す如く、複数個の発光素子アレイチ
ップ１２が一列状に搭載されている回路基板１１上に、
前記発光素子アレイチップ１２の上方でレンズアレイ１
３を保持するハウジング１４を配設した構造のものが知
られており、前記発光素子アレイチップ１２の上面に設
けられている多数の発光素子１２ａを外部からの画像デ
ータに対応させて個々に選択的に発光させるとともに、
該発光した光をレンズアレイ１３を介して外部の感光体
に照射・結像させ、感光体に所定の潜像を形成すること
によって光プリンタヘッドとして機能する。

【０００４】そして、感光体に形成された潜像は、その
後、現像のプロセスを経てトナー像となり、このトナー
像を記録紙に転写・定着させることによって記録紙に所
定の画像が記録されることとなる。

【０００５】尚、上述した光プリンタヘッドのハウジン
グ１４は、ポリカーボネイトや液晶ポリマー等の樹脂か
ら成り、従来周知の射出成形法等を採用して、上述の樹
脂材料を所定形状に成形することにより製作されてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光プリンタヘッドは、ハウジング１４を射出成
形等によって形成した場合、ハウジング１４の外形が成
形時に印加される収縮応力に起因して大きく湾曲した
り、中央部でくびれた形に変形したりすることが多い。
このようなハウジング１４の所定位置にレンズアレイ１
３を接着剤を用いて固定する場合、ハウジング１４の上
部に設けられるレンズアレイ取着用の開口部形状がレン
ズアレイ１３の形状と合わなくなることから、レンズア
レイ１３の取り付け作業に困難を要する上に、レンズア
レイ１３をハウジング１４に対して接着させた際、レン
ズアレイ１３の外形がハウジング１４に引っ張られて変
形することから、その直線性が著しく低下してしまい、
レンズアレイ１３の一部が発光素子アレイチップ１２上
よりずれることとなって発光素子アレイチップ１２から
の光をレンズアレイ１３を介して感光体の表面に正確に
結像させることが不可となる欠点を有していた。

【０００７】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、レンズアレイが取着されるハウジング
の外形を矯正して、レンズアレイの直線性を高く維持す
ることにより、発光素子アレイチップからの光を感光体
の表面に正確に結像させることが可能な光プリンタヘッ
ドを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の光プリンタヘッ
ドは、複数個の発光素子アレイチップが一列状に搭載さ
れている回路基板上に、前記発光素子アレイチップの上
方でレンズアレイを保持する樹脂製のハウジングを、そ
の下部に設けた基準面が回路基板の上面に当接されるよ
うにして配設してなる光プリンタヘッドにおいて、前記
ハウジングの基準面、回路基板上面のいずれか一方に発
光素子アレイチップの列に対して略平行な溝を形成する
とともに、他方に前記溝に向けて突出するレールを立設
し、前記ハウジングが弾性変形した状態で前記レールを
前記溝に嵌合させたことを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明の光プリンタヘッドは、前記
溝の少なくとも一端がハウジングもしくは回路基板の端
面に導出されていることを特徴とするものである。

【００１０】更に、本発明の光プリンタヘッドは、前記
ハウジングを形成する樹脂の曲げ弾性率が１．０×１０
⁴ｋｇｆ／ｃｍ²〜２０×１０⁴ｋｇｆ／ｃｍ²であること
を特徴とするものである。

【００１１】また更に、本発明の光プリンタヘッドは、
前記溝及びレールが発光素子アレイチップの列の両側に
設けられていることを特徴とするものである。

【００１２】更にまた、本発明の光プリンタヘッドは、
前記回路基板及びハウジングが、回路基板をレンズアレ
イ側へ押圧する板バネ状のクリップでもって一体的に保
持されていることを特徴とするものである。

【００１３】本発明の光プリンタヘッドによれば、複数
個の発光素子アレイチップが一列状に搭載されている回
路基板上に、前記発光素子アレイチップの上方でレンズ
アレイを保持する樹脂製のハウジングを、その下部に設
けた基準面が回路基板の上面に当接されるようにして配
設するとともに、前記ハウジングの基準面、回路基板上
面のいずれか一方に発光素子アレイチップの列に略平行
な溝を形成するとともに、他方に前記溝に向けて突出す
るレールを立設し、前記ハウジングが弾性変形した状態
で前記レールを溝に嵌合させたことから、ハウジングの
成形時に発生した湾曲やくびれ等の変形が矯正されて、
ハウジングに取着されるレンズアレイの直線性を高くな
すことができるようになる。従って、光プリンタヘッド
の使用時、発光素子アレイチップからの光を感光体の表
面に正確に結像させて、画像データに対応した良好な潜
像を形成することが可能となる。

【００１４】また、本発明の光プリンタヘッドによれ
ば、前記溝の少なくとも一端を前記ハウジングもしくは
回路基板の端面まで導出させることにより、ハウジング
もしくは回路基板の端面に開口した溝の一端より他方に
設けたレールを差し込んで、これをそのまま溝に沿って
スライドさせるだけの簡単な作業によりハウジングをヘ
ッド基板の所定位置に固定することができる。従って、
光プリンタヘッドの組立作業が煩雑になることはなく、
光プリンタヘッドの生産性が高く維持される。

【００１５】更に、本発明の光プリンタヘッドによれ
ば、所望する形状に矯正されたハウジングの開口部にレ
ンズアレイを挿着させるようにすれば、レンズアレイの
取り付け作業にかかる手間が著しく軽減され、光プリン
タヘッドの生産性が更に向上する利点もある。

【００１６】また更に、本発明の光プリンタヘッドによ
れば、上述の回路基板とハウジングを、回路基板をレン
ズアレイ側へ押圧する板バネ状のクリップでもって一体
的に保持することにより、ハウジングの基準面を回路基
板の上面に対して簡単な構造で圧接させることができ、
光プリンタヘッドの構造が複雑化するのを有効に防止す
ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る光
プリンタヘッドの分解斜視図、図２は図１の光プリンタ
ヘッドの断面図であり、１は回路基板、２は発光素子ア
レイチップ、３はレンズアレイ、４はハウジング、５は
レール、６は溝である。

【００１８】前記回路基板１は、ガラス布エポキシ樹脂
やガラス，セラミック等の電気絶縁性材料から成るベー
スの上面に、発光素子アレイチップ２や図示しない回路
配線等を取着させた構造を有している。

【００１９】前記回路基板１は、ベースがガラス布エポ
キシ樹脂から成る場合、ガラス糸を用いて形成したガラ
ス布基材に液状のエポキシ樹脂を含浸させて硬化し、こ
れを矩形状に外形加工することによってベースが形成さ
れ、得られたベースの上面に、銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）
等を主成分とする導電材料を従来周知のスクリーン印刷
等を採用し、多数の回路配線を所定パターンに被着・形
成することによって製作される。

【００２０】また前記回路基板１の上面に取着されてい
る複数個の発光素子アレイチップ２は、各々の上面に例
えば６００ｄｐｉ（dot per inch）の密度で直線状に配
列した多数の発光素子２ａと電極（図示せず）とを有し
ており、これらの発光素子２ａが主走査方向にわたり一
直線に配列するように、複数個の発光素子アレイチップ
２が回路基板１の上面に一列状に搭載される。

【００２１】前記発光素子アレイチップ２の発光素子２
ａとしては、例えばＧａＡｌＡｓ系やＧａＡｓＰ系の発
光ダイオード（ＬＥＤ）等が好適に使用され、かかる発
光ダイオードを発光素子２ａとして用いる場合、回路基
板上面の回路配線等を介して発光素子２ａに電源電力が
供給されると、発光素子２ａ内に設けられているｐｎ接
合付近で電子と正孔とが再結合し、これに伴って発生す
るエネルギーを光に変換することによって発光素子２ａ
が所定の輝度で発光する。

【００２２】尚、前記発光素子２ａを、ＧａＡｌＡｓ系
の発光ダイオードにより構成する場合、従来周知の半導
体製造技術、具体的には、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic
Chemical Vapor Deposition）法等を採用し、ＧａＡｌ
Ａｓを主成分とする化合物半導体を単結晶シリコン等か
ら成るベースの上面にエピタキシャル成長させることに
よって発光素子アレイチップ２が製作され、得られた発
光素子アレイチップ２は回路基板上面の所定位置に載置
された上、従来周知のワイヤボンディング法等によって
回路基板１上の回路配線とボンディングされる。

【００２３】そして、上述した回路基板１上には、発光
素子アレイチップ２の上方でレンズアレイ３を保持する
ハウジング４が載置されている。

【００２４】前記レンズアレイ３は、多数のファイバー
状レンズを主走査方向に直線状、或いは千鳥状に配列し
た正立等倍型のレンズであり、ハウジング４の上部に設
けられる枠体４ａ内に挿入された上、エポキシ樹脂等の
接着剤によってハウジング４に対して固定され、発光素
子アレイチップ２の発光素子２ａを発光させた際、これ
らの光を外部の感光体に等倍で照射・結像させる。

【００２５】また前記レンズアレイ３を保持するハウジ
ング４は、その上部にレンズアレイ３が挿着される矩形
状の枠体４ａと、下部にレンズアレイ３の両側で回路基
板１の上面に当接される一対の基準面４ｂとを有してお
り、枠体４ａの内側には発光素子アレイチップ２からの
光をレンズアレイ３に入射させるために開口部が設けら
れている。

【００２６】前記ハウジング４は、基準面４ｂを回路基
板１の上面に当接させることで、その上部に保持させた
レンズアレイ３と発光素子アレイチップ２との間の距離
を所定の距離に保ちつつ、この両者間に密閉された空間
を形成している。

【００２７】このようなハウジング４は、ポリカーボネ
イトや液晶ポリマー等の弾性変形させ易い樹脂、より具
体的には曲げ弾性率が１．０×１０⁴ｋｇｆ／ｃｍ²〜２
０×１０⁴ｋｇｆ／ｃｍ²の樹脂を従来周知の射出成形等
を採用し、所定形状に成形することによって形成されて
おり、かかる製法によって得られるハウジング４は、成
形時に印加される収縮応力に起因して外形が大きく湾曲
したり、中央部でくびれた形に変形することから、これ
を後述するレール５と溝６とを用いてハウジング４の外
形を所望する形状に弾性変形させることにより矯正して
いる。

【００２８】即ち、前記ハウジング４の基準面４ｂには
前記発光素子アレイチップ２の列の両側に該列に略平行
な一対のレール５が回路基板１側（下方）に向けて突出
するように取着され、また先に述べた回路基板１の上面
には一端が回路基板１の端面まで導出された溝６がレー
ル５と対応する位置に設けられており、上記レール５を
溝６に嵌合させると、ハウジング４が弾性変形されて、
ハウジング４の成形時に発生した湾曲やくびれが極めて
良好に矯正される。

【００２９】従って、ハウジング４に取着されるレンズ
アレイ３の直線性が高く維持されるようになり、光プリ
ンタヘッドの使用時、発光素子アレイチップ２からの光
を感光体の表面に正確に結像させて、画像データに対応
した良好な潜像を形成することが可能となる。

【００３０】しかもこの場合、前記溝６の一端をハウジ
ング４の端面まで導出させたことから、かかる端面に開
口した溝６の一端よりレール５を差し込んで、これをそ
のまま溝６に沿ってスライドさせるだけの簡単な作業に
より、ハウジング４をヘッド基板１の所定位置に固定す
ることが可能となる（図３参照）。従って、光プリンタ
ヘッドの組立作業が煩雑になることはなく、光プリンタ
ヘッドの生産性が高く維持される。

【００３１】更に、前記レンズアレイ３のハウジング４
への取り付けに際して、所望する形状に矯正されたハウ
ジング４の開口部にレンズアレイ３を挿着させればよい
ことから、その作業性は良好であり、レンズアレイ３の
取り付け作業にかかる手間が著しく軽減され、光プリン
タヘッドの生産性を更に向上させることができる。

【００３２】尚、前記レール５は、例えばステンレス合
金等の金属により断面四角形状（幅１．０ｍｍ×高さ
１．０ｍｍ）に形成されており、一部をハウジング４の
内部に埋め込んだ状態でハウジング４と一体化される。
また、前記溝６は、前記レール５と嵌合するように断面
四角形状（幅１．０５ｍｍ×深さ１．０５ｍｍ）の大き
さに形成されており、従来周知のフライス加工法を採用
することにより前記回路基板1の所定位置に形成され
る。

【００３３】そして、上述したハウジング４と回路基板
１とを一体的に保持し、かつ上述したハウジング４の形
状を維持するために、複数個のクリップ７が用いられ
る。

【００３４】前記クリップ７は、ステンレス鋼等から成
る所定の板体を板金加工して略コの字状に成形してな
り、その両端部をハウジング４の上面に係止させ、中央
付近に設けた単一の屈曲部７ａで回路基板１の下面をレ
ンズアレイ３側に押圧することによって、ハウジング４
の基準面４ａを回路基板１の上面に密着させるとともに
レール５を溝６に嵌合せしめ、この状態を維持しつつハ
ウジング４及び回路基板１を一体的に保持している。

【００３５】このような板バネ状のクリップ７を用いて
回路基板１及びハウジング４を一体的に保持すること
で、基準面４ａと回路基板上面との当接状態、並びに、
レール５と溝６との嵌合状態が比較的簡単な構成により
確実に実現されるようになる。

【００３６】かくして上述した光プリンタヘッドは、発
光素子アレイチップ２の発光素子２ａを画像データに対
応させて個々に選択的に発光させるとともに、該発光し
た光をレンズアレイ３を介して外部の感光体に照射・結
像させ、感光体に所定の潜像を形成することによって光
プリンタヘッドとして機能する。

【００３７】そして、感光体に形成された潜像は、その
後、現像のプロセスを経てトナー像となり、このトナー
像を記録紙に転写・定着させることによって記録紙に所
定の画像が記録されることとなる。

【００３８】尚、本発明は上述の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
の変更、改良等が可能である。

【００３９】例えば上述の実施形態においては、レール
５をハウジング４の基準面４ｂに、溝６を回路基板１側
に設けるようにしたが、これに代えて、レール５を回路
基板１側に、溝６をハウジング４の基準面４ｂに設ける
ようにしても構わない。

【００４０】また、上述の実施形態においては、前記レ
ール５及び溝６を発光素子アレイチップ２の列の両側に
配設するようにしたが、これに代えて、前記レール５及
び溝６を発光素子アレイチップ２の列の片側にのみ配設
するようにしても構わない。

【００４１】更に、上述の実施形態においては、各クリ
ップ７に単一の屈曲部７ａを設けるようにしたが、これ
に代えて、各クリップに複数の屈曲部を設けるようにし
ても良く、かかる屈曲部を溝６の直下に配置させておけ
ば、クリップからの押圧力を溝６に対して効果的に印加
することができ、レール５と溝６とを確実に固定するこ
とができるという利点がある。

【００４２】また更に、上述の実施形態においては、レ
ール５及び溝６の断面を四角形状に成すようにしたが、
これに代えて、レール５及び溝６の断面を、回路基板１
の下面に向かって漸次幅広となる台形状に成すようにし
ても良く、この場合、クリップ７を別途光プリンタヘッ
ドに取り付けなくとも、レールと溝との嵌合状態が維持
されるという利点がある。

【００４３】更にまた、上述の実施形態において、前記
レール５及び溝６の角部を面取りして曲率１００μｍ〜
２００μｍの曲面に成しておけば、レール５を溝６に沿
って滑らかにスライドさせることができるようになり、
ハウジング４の取り付け作業がし易くなる。

【００４４】また更に、上述の実施形態においては、前
記ハウジング４及びレール５を異なる材料で形成し、こ
れらを組み合わせることによって両者を一体化するよう
にしたが、これに代えて、ハウジング４及びレール５を
同質の材料で一体成形するようにしても構わない。

【００４５】更にまた、上述の実施形態においては、Ｌ
ＥＤアレイヘッドを例に説明したが、それ以外の光プリ
ンタヘッド、例えば、ＥＬヘッド、プラズマドットヘッ
ド、液晶シャッタヘッド、蛍光ヘッド、ＰＬＺＴヘッド
等にも本発明は適用可能である。

【００４６】

【発明の効果】本発明の光プリンタヘッドによれば、複
数個の発光素子アレイチップが一列状に搭載されている
回路基板上に、前記発光素子アレイチップの上方でレン
ズアレイを保持する樹脂製のハウジングを、その下部に
設けた基準面が回路基板の上面に当接されるようにして
配設するとともに、前記ハウジングの基準面、回路基板
上面のいずれか一方に発光素子アレイチップの列に略平
行な溝を形成するとともに、他方に前記溝に向けて突出
するレールを立設し、前記ハウジングが弾性変形した状
態で前記レールを溝に嵌合させたことから、ハウジング
の成形時に発生した湾曲やくびれ等の変形が矯正され
て、ハウジングに取着されるレンズアレイの直線性を高
くなすことができるようになる。従って、光プリンタヘ
ッドの使用時、発光素子アレイチップからの光を感光体
の表面に正確に結像させて、画像データに対応した良好
な潜像を形成することが可能となる。

【００４７】また、本発明の光プリンタヘッドによれ
ば、前記溝の少なくとも一端を前記ハウジングもしくは
回路基板の端面まで導出させることにより、ハウジング
もしくは回路基板の端面に開口した溝の一端より他方に
設けたレールを差し込んで、これをそのまま溝に沿って
スライドさせるだけの簡単な作業によりハウジングをヘ
ッド基板の所定位置に固定することができる。従って、
光プリンタヘッドの組立作業が煩雑になることはなく、
光プリンタヘッドの生産性が高く維持される。

【００４８】更に、本発明の光プリンタヘッドによれ
ば、所望する形状に矯正されたハウジングの開口部にレ
ンズアレイを挿着させるようにすれば、レンズアレイの
取り付け作業にかかる手間が著しく軽減され、光プリン
タヘッドの生産性が更に向上する利点もある。

【００４９】また更に、本発明の光プリンタヘッドによ
れば、上述の回路基板とハウジングを、回路基板をレン
ズアレイ側へ押圧する板バネ状のクリップでもって一体
的に保持することにより、ハウジングの基準面を回路基
板の上面に対して簡単な構造で圧接させることができ、
光プリンタヘッドの構造が複雑化するのを有効に防止す
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に係る光プリンタヘッドの
分解斜視図である。

【図２】図１の光プリンタヘッドの断面図である。

【図３】図１の光プリンタヘッドの組み立て方を示す図
である。

【図４】従来の光プリンタヘッドの断面図である。

【符号の説明】

１・・・回路基板、２・・・発光素子アレイチップ、３
・・・レンズアレイ、４・・・ハウジング、５・・・レ
ール、６・・・溝

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個の発光素子アレイチップが一列状に
   搭載されている回路基板上に、前記発光素子アレイチッ
   プの上方でレンズアレイを保持する樹脂製のハウジング
   を、その下部に設けた基準面が回路基板の上面に当接さ
   れるようにして配設してなる光プリンタヘッドにおい
   て、 前記ハウジングの基準面、回路基板上面のいずれか一方
   に発光素子アレイチップの列に対して略平行な溝を形成
   するとともに、他方に前記溝に向けて突出するレールを
   立設し、前記ハウジングが弾性変形した状態で前記レー
   ルを前記溝に嵌合させたことを特徴とする光プリンタヘ
   ッド。
2. 【請求項２】前記溝の少なくとも一端がハウジングもし
   くは回路基板の端面に導出されていることを特徴とする
   請求項１に記載の光プリンタヘッド。
3. 【請求項３】前記ハウジングを形成する樹脂の曲げ弾性
   率が１．０×１０⁴ｋｇｆ／ｃｍ²〜２０×１０⁴ｋｇｆ
   ／ｃｍ²であることを特徴とする請求項１または請求項
   ２に記載の光プリンタヘッド。
4. 【請求項４】前記溝及びレールが発光素子アレイチップ
   の列の両側に設けられていることを特徴とする請求項１
   乃至請求項３のいずれかに記載の光プリンタヘッド。
5. 【請求項５】前記回路基板及びハウジングが、回路基板
   をレンズアレイ側へ押圧する板バネ状のクリップでもっ
   て一体的に保持されていることを特徴とする請求項１乃
   至請求項４のいずれかに記載の光プリンタヘッド。