JP2008055668A

JP2008055668A - 光プリンタヘッド

Info

Publication number: JP2008055668A
Application number: JP2006233300A
Authority: JP
Inventors: Shinya Uchida; 信也内田; Yasuhiro Otsubo; 泰弘大坪
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2026-08-30
Also published as: JP4836714B2

Abstract

【課題】コ字状クリップではレンズホルダー、ベースプレートの外側より挟持しているため、全体構造が大型になる不都合があった。
【解決手段】レンズを取着したハウジング内に複数の発光素子を一方面側に配列したヘッド基板と、該ヘッド基板を他方面側から支持するベースプレートと、該ベースプレートを前記ヘッド基板側へ押圧するとともに両端部をハウジングの内面側より前記ハウジングに係止した板バネとを備えること。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真式プリンタ等の露光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。

従来より、電子写真式プリンタ等の露光手段として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。

かかる従来の光プリンタヘッドとしては、図６に示す如く、多数の発光素子が主走査方向に直線状に配列された複数個の発光素子アレイチップ２２を一列状に配列して成るヘッド基板２１と、ロッドレンズアレイ２３が取着されているレンズホルダー２４と、前記ヘッド基板２１が支持されるベースプレート２５とから構成されている。

ヘッド基板２１の上方にはレンズホルダー２４が、ヘッド基板２１の下方にはベースプレート２５がそれぞれ配設され、これらヘッド基板２１、レンズホルダー２４及びベースプレート２５が、例えば断面が略コ字状のコ字状クリップ２６でレンズホルダー２４とベースプレート２５を外側で囲んで挟持して保持した構造となっていた。

このような光プリントヘッド３０は、前記発光素子アレイチップ２２の上面に設けられている多数の発光素子を、外部から供給される画像データに基づいて個々に選択的に発光させ、ロッドレンズアレイ２３を介して外部に供給する。

そして、光プリントヘッド３０は複写装置や印刷装置などに組み込まれ、感光体ドラムＰと対向するようにして、光プリンタヘッド３０からの光を感光体ドラムＰに照射することにより、所定の潜像が形成される。尚、感光体ドラムＰに形成された潜像は、その後、現像等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。
特開２００３−３４１１３４号公報

しかしながら、上述した従来の光プリンタヘッド３０においては、コ字状クリップ２６でレンズホルダー２４やベースプレート２５を外側より挟持することにより保持しているため、全体構造が大型化する不都合があった。

さらに、コ字状クリップ２６が断面コ字状をなしているため、光プリンタヘッド３０を組み立てるにあたり、コ字状クリップ２６を開いた状態でレンズホルダー２４やベースプレート２５をコ字状クリップ２６の中にはめ込み、コ字状クリップ２６の端部をレンズホルダー２４の所定箇所に係止するといった煩雑な作業が必要となり、そのことが生産性を低下させる原因となっていた。

本発明によれば、上部にレンズを取着したハウジング内に複数の発光素子を一方面側に配列したヘッド基板と、該ヘッド基板を他方面側から支持するベースプレートと、該ベースプレートを前記ヘッド基板側へ押圧するとともに両端部をハウジングの内面側より前記ハウジングに係止した板バネとを備えることを特徴とするものである。

さらに前記板バネが前記発光素子の配列方向に複数設けられており、該板バネの前記ベースプレートに対する押圧力が前記発光素子の配列方向の両端域に比し中央域で大となっていることを特徴とするものである。

さらに前記ハウジングは前記発光素子の配列方向に沿って延びる一対の側壁部を有するとともに、該側壁部に前記板バネの両端部が係止されていることを特徴とするものである。

さらに前記レンズが取着される前記ハウジングの上部内面と前記ヘッド基板の一方面との間に前記発光素子を取り囲む環状スペーサーが介在されていることを特徴とするものである。

さらに前記ヘッド基板及び前記ベースプレートの対応する箇所に貫通孔を設けるとともに、該貫通孔に前記ヘッド基板及び前記ベースプレートを貫通するように前記環状スペーサーに設けられた突起部を挿入したことを特徴とするものである。

上記のように本発明の光プリンタヘッドによれば、固定用の板バネがハウジングの内部に収容されるため、全体構造の小型化が可能であり、また、光プリンタヘッドの製造に際して、例えば、ハウジング内に配置したベースプレートを下方より板バネで押圧し、板バネの一部をハウジングに係止させるだけで簡単に組み立てることができるので、作業性並びに生産性が向上する。

以下、本発明を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縦断面図、図２は図１の光プリンタヘッドの上側方向斜視図、図３は図１の光プリンタヘッドの下側方向斜視図、図４は図１の光プリンタヘッドの分解斜視図である。

各図において、符号１はヘッド基板、２は発光素子アレイチップ、３はロッドレンズアレイ、４はハウジング、５はベースプレート、６は板バネ、７は絶縁性両面接着テープ、８は環状スペーサーである。

ヘッド基板１は長尺状であり、その上面に複数個の発光素子アレイチップ２が取着され、各発光素子アレイチップ２は主走査方向に配列されている。前記ヘッド基板１は、例えば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・硬化させ、これを所定寸法の長尺状に切断することによって製作される。

ハウジング４は、発光素子の配列方向に沿って延びる上部内面４ａおよび該上部内面４ａに対して直交する一対の側壁部４ｂを有しており、全体としては断面が略コ字の長尺状である。上記上部内面４ａにはロッドレンズアレイ３が接着固定され、このロッドレンズアレイ３と発光素子アレイチップ２とが対向している。このハウジング４の本体は、アルミダイキャストや表面亜鉛メッキ処理された鉄材やアルミニウム、ＳＵＳ等の金属平板材料をプレス加工等したもので形成される。

ベースプレート５は、ヘッド基板１を支持するためのものであり、例えば表面亜鉛メッキ処理された鉄材やアルミニウム、ＳＵＳ等の金属材料によって形成されている。

発光素子アレイチップ２は、例えば６００ｄｐｉのドット密度で主走査方向に沿って配列した多数の発光素子を有しており、電源電力が印加されると所定の輝度で発光するようになっている。また前記発光素子としては、例えばＧａＡｌＡｓ系やＧａＡｓＰ系の２０μｍ角の発光ダイオードなどが好適に使用される。かかる発光ダイオードを有する発光素子アレイチップ２は、従来周知の半導体製造技術、具体的には、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法等を用い、上述の化合物半導体を単結晶シリコンウエハの上面にエピタキシャル成長させることによって形成される。この発光素子アレイチップ２は電極とヘッド基板1の配線パターンは、金属細線等でボンディングされる。なお、前記発光素子の幅（主走査方向）は、例えば列を構成する発光素子の配列ピッチの２０〜７０％に相当する幅寸法に設定され、これによって隣り合う発光素子を同時に発光させた際、感光体ｐに照射されるビーム同士の重なりを適度な大きさに確保することが出来る。

ロッドレンズアレイ３は、発光素子アレイチップ２の発光素子の光を後述する感光体ｐに等倍で照射・結像させるためのものであり、ガラス製もしくはプラスチック製のファイバー状レンズを複数個配列した上、ハウジング４によって発光素子アレイチップ２の真上に保持される。

一方、前記光プリンタヘッド３０に対向して、発光素子の配列と略平行に配置された感光体ｐが設けられている。この感光体ｐはアルミニウムなどからなる円筒状基体の外表面にアモルファスシリコンなどからなる光導電層を被着させた構造を有しており、光プリンタヘッド３０の発光素子の光が光導電層に照射されると、光導電層の比抵抗が急激に低下して画像データに対応した所定の潜像が形成されるようになっている。

本発明によれば、上部にレンズを取着したハウジング４内に複数の発光素子を一方面側に配列したヘッド基板１と、該ヘッド基板１を他方面側から支持するベースプレート５と、該ベースプレート５を前記ヘッド基板１側へ押圧するとともに両端部をハウジング４の内面側より前記ハウジング４に係止した板バネ６とを備えることが重要である。ハウジング４内にはヘッド基板１及びベースプレート５が収容され、ハウジング４の両側壁部４ｂに設けられた複数箇所の凹部または穴部４ｃに、ベースプレート５の主走査方向に沿って複数個の板バネ６が配置される。

板バネ６はベースプレート５を押圧するものであって、また前記板バネ６の両端はハウジング４の凹部または穴部４ｃに係止できる形状のものである。たとえば、板バネ６は固定部６ａと、押圧力の発生部６ｂとから成り、この押圧力の発生部６ｂは平板材料が上面に向って凸状に湾曲した形状になっている。このような板バネ６の固定部６ａは、複数箇所の凹部または穴部４ｃに係止され、板パネ６の押圧力の発生部６ｂは、ベースプレート５の主面の下面側に当接することで、上方向(ベースプレート５側)に押圧する機能を有するものであり、図５の（ａ）〜（ｄ）などのように種々な形状が想定される。板バネ６の押圧力は、５５Ｎ／ｃｍ^２〜１２０Ｎ／ｃｍ^２と比較的強めに設定しておくことが好ましく、たとえばステンレス鋼等からなる平板材料を板金プレス加工により形成されている。

このように、光プリンタヘッド３０の組み立てにあたり、ハウジング４内に板バネ６を押し込み、板バネ６の固定部６ａをハウジング４の凹部及び穴部４ｃに係止させるだけで、簡単に組み立てることができる。

さらに前記板バネ６が前記発光素子の配列方向に複数設けられており、該板バネ６の前記ベースプレート５に対する押圧力が前記発光素子の配列方向の両端域に比し中央域で大となっていることが好ましい。

これによって、ベースプレート５の中央域で、前記ベースプレート５の自重により下方への反りが発生する場合には、ベースプレート５の中央域での共役長Ｔｃのずれを簡単に調整・修正することができる。また、中央域と両端域での前記板バネ６の押圧力は、押圧力の発生部６ｂの角度や幅を変えたものを準備しておくことで、ベースプレート５の反りに応じて自由に調整することが出来る。

さらに前記ハウジング４は前記発光素子の配列方向に沿って延びる一対の側壁部を有するとともに、凹部または穴部４ｃに前記板バネ６の固定部６ａが係止されていることが好ましい。

これにより、板バネ６はハウジング４の外部に露出せずに、内部に配置されるため全体構造として小型化することができる。

さらに前記ハウジング４の上部内面４ａと前記ヘッド基板１の一方面との間に前記発光素子を取り囲む環状スペーサー８が介在されていることが好ましい。

環状スペーサー８は、少なくともヘッド基板１上の発光ダイオードアレイ２を取り囲み、厚み方向に貫通する孔部８ａを有しており、ハウジング４の上部内面４ａとヘッド基板１との位置関係を、環状スペーサー８の厚さのみで制御する。これによって、共役長Ｔｃのずれを簡単に調整・修正することができ、環状スペーサー８の厚さが多少変更になっても、取り付けることができる。この環状スペーサー８は、ポリカーボネイトや液晶ポリマー等の絶縁性樹脂材料からなる。

さらに前記ヘッド基板１及び前記ベースプレート５の対応する箇所に貫通孔２９を設けるとともに、該貫通孔２９に前記ヘッド基板１及び前記ベースプレート５を貫通するように該貫通孔２９に前記環状スペーサー８に設けられた突起部２８を挿入したものであることが好ましい。

環状スペーサー８に突起部２８を設けたことにより、ハウジング４内でのヘッド基板１及びベースプレート５の位置が安定して、ヘッド基板１、ベースプレート５の平面方向（光軸に垂直な方向）のずれを有効に抑えることができる。これにより、前記環状スペーサー８の突起部２８が、前記ハウジング４、ヘッド基板１及びベースプレート５との位置決めの基準となり、この位置決めにより組み立て作業性が向上し、高精度の組み立てが可能となる。

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、改良等が可能であり、上述の形態においては、ＬＥＤヘッドを例にとって説明したが、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等にも本発明は適用可能である。

本発明の光プリンタヘッドの縦断面図である。本発明の光プリンタヘッドの上側方向斜視図である。本発明の光プリンタヘッドの下側方向斜視図である。本発明の光プリンタヘッドの分解斜視図である。（ａ）〜（ｄ）は本発明における板ばねの各実施形態の３面図である。従来の光プリンタヘッドの断面図である。

符号の説明

１・・・ヘッド基板
２・・・発光素子アレイチップ
３・・・ロッドレンズアレイ
４・・・ハウジング
４ａ・・上部内面
４ｂ・・側壁部
４ｃ・・凹部及び穴部
５・・・ベースプレート
６・・・板バネ
６ａ・・固定部
６ｂ・・押圧力の発生部
７・・・絶縁性両面接着テープ
８・・・環状スペーサー
８ａ・・孔部
２１・・ヘッド基板
２２・・発光素子アレイチップ
２３・・ロッドレンズアレイ
２４・・レンズホルダー
２５・・ベースプレート
２６・・コ字状クリップ
２７・・絶縁性両面接着テープ
２８・・突起部
２９・・貫通孔
３０・・光プリンタヘッド
ｐ・・・感光体

Claims

上部にレンズを取着したハウジング内に
複数の発光素子を一方面側に配列したヘッド基板と、
該ヘッド基板を他方面側から支持するベースプレートと、
該ベースプレートを前記ヘッド基板側へ押圧するとともに両端部をハウジングの内面側より前記ハウジングに係止した板バネとを備える光プリンタヘッド。
前記板バネが前記発光素子の配列方向に複数設けられており、
該板バネの前記ベースプレートに対する押圧力が前記発光素子の配列方向の両端域に比し中央域で大となっている
ことを特徴とする請求項１に記載の光プリンタヘッド。
前記ハウジングは前記発光素子の配列方向に沿って延びる一対の側壁部を有するとともに、該側壁部に前記板バネの両端部が係止されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光プリンタヘッド。
前記レンズが取着される前記ハウジングの上部内面と前記ヘッド基板の一方面との間に前記発光素子を取り囲む環状スペーサーが介在されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光プリンタヘッド。
前記ヘッド基板及び前記ベースプレートの対応する箇所に貫通孔を設けるとともに、該貫通孔に前記ヘッド基板及び前記ベースプレートを貫通するように前記環状スペーサーに設けられた突起部を挿入した
ことを特徴とする請求項４に記載の光プリンタヘッド。