JP2021074943A - 光プリントヘッドおよび光プリントヘッドを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光素子を駆動する電子部品は電流が流れることにより発熱する。この熱によって電子部品が設けられた基板が変形する虞がある。基板が変形すると基板上に設けられた複数の発光素子のうち、基板の長手方向において基板の端部付近に設けられた発光素子と基板の中央付近に設けられた発光素子とで感光ドラムまでの間隔が変化してしまい、画像形成不良が生じる虞がある。【解決手段】 感光ドラムを露光する光を出射する複数の発光素子と、当該複数の発光素子を駆動する駆動ＩＣと、を有する長尺の基板と、前記複数の発光素子から出射された光を前記感光ドラムに集光するレンズアレイと、前記基板と前記レンズアレイとを保持する保持体と、を有する光プリントヘッドにおいて、前記駆動ＩＣと前記保持体とに接する放熱材を前記基板に設けた。【選択図】 図９

Description

本発明は、光プリントヘッドおよび光プリントヘッドを備える画像形成装置に関する。

プリンタや複写機等の画像形成装置において、感光ドラムを露光するための複数の発光素子を有する基板を備えるものがある。発光素子の例としてはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等がある。これらの発光素子は、基板上において感光ドラムの回転軸線方向に沿って複数配列されている。また、基板にはこれらの発光素子を駆動するためのドライバＩＣなどの電子部品が設けられている。

例えば、引用文献１には、表面においてベタパターンが長手方向に沿って形成され、裏面において同一の幅寸法の複数の配線パターンが主に長手方向に沿って形成された長尺の基板が開示されている。このベタパターン上には、直線状または千鳥状に固定された複数のＬＥＤアレイチップが配置されている。

特開２０１０−１７７３０６号公報

発光素子を駆動する電子部品は電流が流れることにより発熱する。この熱によって電子部品が設けられた基板が変形する虞がある。基板が変形すると基板上に設けられた複数の発光素子のうち、基板の長手方向において基板の端部付近に設けられた発光素子と基板の中央付近に設けられた発光素子とで感光ドラムまでの間隔が変化してしまい、画像形成不良が生じる虞がある。

上述した課題を解決するために、本発明に係る光プリントヘッドは、感光ドラムを露光する光を出射する複数の発光素子と、当該複数の発光素子を駆動する駆動ＩＣと、を有する長尺の基板と、前記複数の発光素子から出射された光を前記感光ドラムに集光するレンズアレイと、前記基板と前記レンズアレイとを保持する保持体と、を有し、前記保持体は、前記駆動ＩＣが実装された前記基板の実装面に垂直な方向と前記基板の長手方向との双方に垂直な方向における前記基板の一端に対向する第１対向面と、前記駆動ＩＣが実装された前記基板の実装面に垂直な方向と前記基板の長手方向との双方に垂直な方向における前記基板の他端に対向する第２対向面と、を有し、前記基板には、前記駆動ＩＣと前記第１対向面と前記第２対向面とに接する放熱材が設けられていることを特徴とする。

本発明によると、基板に設けられた電子部品から生じる熱が筐体から効率よく放熱されるため、熱による基板の変形を抑制することができる。

画像形成装置の概略断面図。 画像形成装置のうちドラムユニットおよび現像ユニット周辺の構造について説明するための図。 露光ユニットの概略斜視図。 基板の構成およびレンズアレイについて説明するための図。 基板とレンズアレイ、およびレンズアレイと感光ドラムとの位置関係を説明するための図。 光プリントヘッドが露光位置と離間位置とを移動する様子を説明するための図。 基板の実装面について説明するための図。 保持体に保持された基板の斜視図。 放熱材について説明するための図。 放熱材が塗布された基板と保持体とについて説明するための図。 ドライバＩＣ上の昇温測定結果を示す図。 実施例２の放熱材について説明するための図。 実施例３の放熱材について説明するための図。 エアフローについて説明するための図。

以下にて、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

《実施例１》
（画像形成装置）
まず、画像形成装置１の概略構成を説明する。図１（ａ）は画像形成装置１の概略断面図である。図１（ａ）に示す画像形成装置１は読取装置を備えていないカラープリンタ（ＳＦＰ：Ｓｉｎｇｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）であるが、実施の形態は読取装置を備える複写機であってもよい。また、実施の形態は、図１（ａ）に示すような複数の感光ドラム１０３を備えるカラー画像形成装置に限られず、１つの感光ドラム１０３を備えるカラー画像形成装置やモノクロ画像を形成する画像形成装置でも良い。

図１（ａ）に示す画像形成装置１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する４基の画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ（以下、総称して単に「画像形成部１０２」とも称する）を備える。また、画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋは、それぞれ感光ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋ（以下、総称して単に「感光ドラム１０３」とも称する）を備える。また、画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋは、感光ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋをそれぞれ帯電させる帯電器１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ（以下、総称して単に「帯電器１０４」とも称する）を備える。また、画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋは、感光ドラム１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋを露光する光を出射する発光部としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、以下ＬＥＤと記載）露光ユニット５２０Ｙ、５２０Ｍ、５２０Ｃ、５２０Ｋ（以下、総称して単に「露光ユニット５２０」とも称する）を備える。さらに、画像形成部１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋは、感光ドラム１０３上の静電潜像をトナーによって現像し、感光ドラム１０３上に各色のトナー像を現像する現像手段としての現像器１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ（以下、総称して単に「現像器１０６」とも称する）を備える。なお、符号に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋはトナーの色を示している。

図１（ａ）に示す画像形成装置１は感光ドラム１０３を下方から露光する、いわゆる「下面露光方式」を採用する画像形成装置である。以下、下面露光方式を採用する画像形成装置を前提として説明を進めるが、実施の形態としては図１（ｂ）に示す画像形成装置２のような感光ドラム１０３を上方から露光する「上面露光方式」を採用する画像形成装置でも構わない。図１（ｂ）中において図１（ａ）と同じ構成を示す箇所には同符合を示す。

画像形成装置１は、感光ドラム１０３に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト１０７と、感光ドラム１０３に形成されたトナー像を当該中間転写ベルトに順次転写させる一次転写ローラ１０８（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を備える。また、画像形成装置１は、中間転写ベルト１０７上のトナー像を給紙部１０１から搬送されてきた記録紙Ｐに転写させる、転写手段としての二次転写ローラ１０９と、二次転写された画像を記録紙Ｐに定着させる定着器１００を備える。

（画像形成プロセス）
露光ユニット５２０Ｙは帯電器１０４Ｙによって帯電された感光ドラム１０３Ｙの表面を露光する。これにより、感光ドラム１０３Ｙには静電潜像が形成される。次に、現像器１０６Ｙは感光ドラム１０３Ｙに形成された静電潜像をイエローのトナーによって現像する。感光ドラム１０３Ｙの表面に現像されたイエローのトナー像は、一次転写ローラ１０８Ｙによって中間転写ベルト１０７上に転写される。マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像も同様の画像形成プロセスで中間転写ベルト１０７に転写される。

中間転写ベルト１０７上に転写された各色のトナー像は、中間転写ベルト１０７によって二次転写部Ｔ２まで搬送される。二次転写部Ｔ２に配置された二次転写ローラ１０９にはトナー像を記録紙Ｐに転写するための転写バイアスが印加されている。二次転写部Ｔ２まで搬送されたトナー像は、二次転写ローラ１０９の転写バイアスによって、給紙部１０１から搬送されてきた記録紙Ｐに転写される。トナー像が転写された記録紙Ｐは定着器１００に搬送される。定着器１００は、熱と圧力によって記録紙Ｐにトナー像を定着させる。定着器１００によって定着処理がなされた記録紙Ｐは、排紙部１１１に排出される。

（ドラムユニットおよび現像ユニット）
画像形成装置１には、感光ドラム１０３を備えるドラムユニット５１８Ｙ、５１８Ｍ、５１８Ｃ、５１８Ｋ（以下、総称して単に「ドラムユニット５１８」とも称する）が取り付けられる。ドラムユニット５１８は、ユーザやメンテナンス者等の作業者によって交換されるカートリッジである。ドラムユニット５１８は感光ドラム１０３を回転可能に支持している。具体的には、感光ドラム１０３は、ドラムユニット５１８の枠体によって回転可能に支持されている。なお、ドラムユニット５１８は帯電器１０４やクリーニング装置を備えていない構成でも構わない。

また、本実施例の画像形成装置１にはドラムユニット５１８とは別体の現像ユニット６４１Ｙ、６４１Ｍ、６４１Ｃ、６４１Ｋ（以下、総称して単に「現像ユニット６４１」とも称する）が取り付けられている。本実施例の現像ユニット６４１は、図１（ａ）に示す現像器１０６とトナー収容部とが一体化されたカートリッジである。現像器１０６は、現像剤を担持する現像スリーブ（不図示）を備える。現像ユニット６４１にはトナーとキャリアを攪拌するためのスクリュを回転させるためのギアが複数設けられている。これらのギアが経年劣化等した際には、作業者が現像ユニット６４１を画像形成装置１の装置本体から取り外して交換する。なお、ドラムユニット５１８および現像ユニット６４１の実施の形態は、上記ドラムユニット５１８と現像ユニット６４１が一体化されたプロセスカートリッジでも構わない。

図２（ａ）は、画像形成装置１が備えるドラムユニット５１８（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）周辺および現像ユニット６４１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）周辺の概略構造を示す斜視図である。また、図２（ｂ）はドラムユニット５１８が装置本体の外側から画像形成装置１に挿入されている様子を示す図である。

図２（ａ）に示すように画像形成装置１は、板金で形成される前側板６４２と、同じく板金で形成される後側板６４３を備える。前側板６４２は画像形成装置１の手前側に設けられた側壁である。前側板６４２は画像形成装置１本体の手前側において装置本体の筐体の一部を成す。後側板６４３は画像形成装置１の後ろ側に設けられた側壁である。後側板６４３は画像形成装置１本体の奥側において装置本体の筐体の一部を成す。図２（ａ）に示すように、前側板６４２と後側板６４３は対面して配置され、両者の間には梁としての不図示の板金が橋架されている。前側板６４２と後側板６４３と不図示の梁とはそれぞれ画像形成装置１の枠体の一部を構成する。ここで、本実施例の画像形成装置１若しくはその構成部材に関して、正面側若しくは手前側とは、ドラムユニット５１８を装置本体に対して出し入れ（挿抜）する側である。

画像形成装置１の手前側からドラムユニット５１８、および現像ユニット６４１を挿抜できるように、前側板６４２には開口が形成されている。ドラムユニット５１８、および現像ユニット６４１は、開口を介して画像形成装置１本体の所定の位置に装着される（装着位置）。また、画像形成装置１は、装着位置に装着されたドラムユニット５１８と現像ユニット６４１の双方の手前側を覆うカバー５５８Ｙ、５５８Ｍ、５５８Ｃ、５５８Ｋ（以下、総称して単に「カバー５５８」とも称する）を備える。カバー５５８は、一端がヒンジによって画像形成装置１本体に固定されており、ヒンジによって画像形成装置１本体に対して回動可能となっている。作業者がカバー５５８を開いて本体内のドラムユニット５１８あるいは現像ユニット６４１を取り出し、新しいドラムユニット５１８あるいは現像ユニット６４１を挿入してカバー５５８を閉じることによって交換作業が完了する。

ここで、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、以下の説明では装置本体に対して前側板６４２側を前側（手前側若しくは正面側）、後側板６４３側を後側（奥側若しくは背面側）と定義する。また、ブラックのトナー像に関する静電潜像が形成される感光ドラム１０３Ｋを基準としたとき、イエローのトナー像に関する静電潜像が形成される感光ドラム１０３Ｙが配置されている側を右側と定義する。イエローのトナー像に関する静電潜像が形成される感光ドラム１０３Ｙを基準としたとき、ブラックのトナー像に関する静電潜像が形成される感光ドラム１０３Ｋが配置されている側を左側と定義する。さらに、ここで定義した前後方向および左右方向に垂直な方向であって鉛直方向上向きを上方向、また、ここで定義した前後方向および左右方向に垂直な方向であって鉛直方向下向きを下方向と定義する。定義した前方向、後方向、右方向、左方向、上方向、下方向を図２に示す。また、以下の本文で記載する感光ドラム１０３の回転軸線方向とは、図２に示す前後方向と一致する方向である。また、光プリントヘッド１０５の長手方向についても図２に示す前後方向と一致する方向である。すなわち、感光ドラム１０３の回転軸線方向と光プリントヘッド１０５の長手方向とは一致する方向である。

（露光ユニット）
次に、光プリントヘッド１０５を含む露光ユニット５２０について説明する。光プリントヘッド１０５は感光ドラム１０３の回転軸線方向に延びる長手形状をなす。また、光プリントヘッド１０５は、保持体５０５と、レンズアレイ５０６と、不図示の基板と、を備える。レンズアレイ５０６と、不図示の基板と、は保持体５０５によって保持されている。保持体５０５は、例えば、亜鉛メッキ鋼板や冷間圧延鋼板にメッキ処理が施された板金を折り曲げて形成した金属製の部材である。なお、レンズアレイ５０６を備える保持体５０５のことを「光プリントヘッド」と称しても構わない。ここでは、「板金で形成された光プリントヘッド」と言ったときは「保持体５０５」のことを指すものとする。また、この保持体５０５は、磁場の中に置かれると磁化される磁性体である。ここで、電子写真方式の画像形成装置に採用される露光方式の一例として、半導体レーザの照射ビームを回転するポリゴンミラーなどで走査しｆ−θレンズ等を介して感光ドラムを露光するレーザビーム走査露光方式がある。本実施例で説明する「光プリントヘッド１０５」は、感光ドラム１０３の回転軸線方向に沿って配列されたＬＥＤ等の発光素子を用いて感光ドラム１０３を露光するＬＥＤ露光方式に用いられるものであって、上記に言うレーザビーム走査露光方式には用いられない。

なお、本実施の形態において発光素子は発光ダイオードである半導体ＬＥＤであるが、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）でも構わない。このＯＬＥＤは、有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）とも呼ばれており、電流駆動型の発光素子である。ＯＬＥＤは例えばＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）基板上で主走査方向（感光ドラム１０３の回転軸線方向）に沿ってライン上に配置され、同じく主走査方向に沿って設けられた電源配線によって電気的に並列に接続される。

上述したように、本実施の形態において、保持体５０５は板金を加工して製造されたものであるため金属製であるが、保持体５０５は樹脂製であっても構わない。一般に樹脂材料の方が金属材料に比べて安価であることが多い。そのため、金属製の保持体５０５よりも安価に製造できることがある。

一方で、保持体５０５は発光素子が並べられた基板を有する。発光素子は発光に応じて発熱する。これにより、基板が熱変形してしまう可能性が無視できない。仮に発光素子が並べられた基板が熱変形すると発光素子同士の間隔や配列方向が変化してしまい、これらが画像形成不良の原因となる可能性がある。金属製の保持体５０５であれば樹脂製の保持体５０５に比べて伝熱性に優れているため、発光素子や駆動ＩＣが発する熱を効率よく基板から放熱することができる。このように、金属製の保持体５０５と樹脂製の保持体５０５とには双方にメリット・デメリットがある。以下の実施例では、金属製の保持体５０５について主に説明をする。

本実施例で説明する露光ユニット５２０は、感光ドラム１０３の回転軸線よりも鉛直方向下側に設けられている。保持体５０５が有する不図示の基板には発光素子としてのＬＥＤが設けられており、これら発光素子が感光ドラム１０３を下方から露光する。ただし、露光ユニット５２０が感光ドラム１０３の回転軸線よりも鉛直方向上側に設けられ、感光ドラム１０３を上方から露光する構成でも構わない（図１（ｂ）参照）。図３は、本実施例の画像形成装置１が備える露光ユニット５２０の概略斜視図である。

図３より、露光ユニット５２０は、光プリントヘッド１０５と、支持部材５２６と、第１リンク機構５３０と、第２リンク機構５４０と、を備える。

図３に示すように、光プリントヘッド１０５の保持体５０５には、当接ピン５１４と、当接ピン５１５とが設けられている。当接ピン５１４と当接ピン５１５とがドラムユニット５１８に突き当たることでレンズアレイ５０６の光出射面（出射面の一例）と感光ドラム１０３との間に間隙が形成される。こうして、感光ドラム１０３に対する光プリントヘッド１０５の位置が決まる。本実施の形態において、当接ピン５１４および当接ピン５１５は共に金属製のストレートピンである。また、当接ピン５１４および当接ピン５１５とは、金属製の保持体５０５に溶接によって固定されている。このように、本実施の形態において、当接ピン５１４および当接ピン５１５は保持体５０５と一体化している。なお、当接ピン５１４および当接ピン５１５と保持体５０５との固定は、溶接に限らず、接着剤によって固定されていても構わない。また、当接ピン５１４および当接ピン５１５にネジが切られていて、保持体５０５に螺合することによって締結されていても構わない。

第１リンク機構５３０はリンク部材５３５とリンク部材５３６とを備える。第２リンク機構５４０はリンク部材５３７とリンク部材５３８とを備える。画像形成装置１の手前側に設けられたカバー５５８の開閉動作に伴い、後述するスライド部材５２５が前後方向にスライド移動する。スライド部材５２５のスライド移動に連動してリンク部材５３５〜５３８が回動し、光プリントヘッド１０５が上下に移動する。

本実施の形態において、光プリントヘッド１０５は感光ドラム１０３よりも鉛直方向下側に設けられている。すなわち、本実施の形態における画像形成装置１は、光プリントヘッド１０５が感光ドラム１０３を鉛直方向下方から露光する。

また、図３に示すように露光ユニット５２０は、支持部材５２６を備える。支持部材５２６は、第１リンク機構５３０と第２リンク機構５４０とを介して光プリントヘッド１０５を支持している。具体的には第１リンク機構５３０のリンク部材５３５が保持体５０５を支持し、第２リンク機構５４０のリンク部材５３７が保持体５０５を支持する。支持部材５２６は、板金をコの字型に折り曲げることにより形成されている。支持部材５２６は感光ドラム１０３の回転軸線方向に延びる長手形状の部材である。支持部材５２６の長手方向における支持部材５２６の一端側（手前側）が前側板６４２に対して固定され、支持部材５２６の長手方向における支持部材５２６の他端側（奥側）が後側板６４３に対して固定される。こうして、支持部材５２６は画像形成装置１の装置本体に対して固定される。

支持部材５２６は、支持部材５２６の長手方向に移動可能なスライド部材５２５を備える。スライド部材５２５が支持部材５２６に対して移動することに応じて、リンク部材５３５〜５３８が回動して光プリントヘッド１０５が支持部材５２６に対して移動する。

また、支持部材５２６には、後述する清掃棒６００を挿入可能な差し込み部５５０（挿入ガイドの一例）が固定されている。支持部材５２６が画像形成装置１の装置本体に固定されるため、差し込み部５５０も画像形成装置１の装置本体に固定されていることになる。

次に、図４を用いて、光プリントヘッド１０５の保持体５０５が保持する基板５０２とレンズアレイ５０６について説明する。まず、基板５０２について説明する。図４（ａ）は基板５０２の概略斜視図である。図４（ｂ１）は基板５０２に設けられた複数のＬＥＤ５０３の配列を示し、図４（ｂ２）は図４（ｂ１）の拡大図を示している。

基板５０２にはＬＥＤチップ６３９が実装されている。図４（ａ）に示すように、基板５０２の一方の面にはＬＥＤチップ６３９が設けられ、裏面側にコネクタ５０４が設けられている。基板５０２には各ＬＥＤチップ６３９に信号を供給するための配線が設けられている。コネクタ５０４には、不図示のフレクシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）の一端が接続される。画像形成装置１本体には基板が設けられている。基板５０２は制御部とコネクタとを備える。ＦＦＣの他端は、当該コネクタに接続されている。基板５０２には、画像形成装置１本体の制御部からＦＦＣおよびコネクタ５０４を介して制御信号が入力される。ＬＥＤチップ６３９は、基板５０２に入力された制御信号によって駆動される。

基板５０２に実装されたＬＥＤチップ６３９についてさらに詳しく説明する。図４（ｂ１）および図４（ｂ２）に示すように、基板５０２の一方の面には複数のＬＥＤ５０３が配置された複数のＬＥＤチップ６３９−１〜６３９−２９（２９個）が配列されている。各ＬＥＤチップ６３９−１〜６３９−２９はそれぞれ、その長手方向に５１６個のＬＥＤ（発光素子）が一列に配列されている。ＬＥＤチップ６３９の長手方向において隣り合うＬＥＤの中心間距離ｋ２は画像形成装置１の解像度に対応している。本実施例の画像形成装置１の解像度は１２００ｄｐｉであるので、ＬＥＤチップ６３９−１〜６３９−２９ＬＥＤチップ６３９の長手方向において、ＬＥＤは隣接するＬＥＤの中心間距離が２１．１６μｍとなるように一列に配列されている。そのため、本実施例の光プリントヘッド１０５の露光範囲は約３１６ｍｍとなる。感光ドラム１０３の感光層は３１６ｍｍ以上の幅で形成されている。Ａ４サイズの記録紙の長辺の長さおよびＡ３サイズの記録紙の短辺の長さは２９７ｍｍであるため、本実施例の光プリントヘッド１０５は、Ａ４サイズの記録紙およびＡ３サイズの記録紙に画像形成可能な露光範囲を有している。

ＬＥＤチップ６３９−１から６３９−２９は、感光ドラム１０３の回転軸線方向に沿って二列となるよう交互に配置されている。すなわち、図４（ｂ１）に示すように、左側から数えて奇数番目のＬＥＤチップ６３９−１、６３９−３、・・・６３９−２９が基板５０２の長手方向に一列に実装され、偶数番目のＬＥＤチップ６３９−２、６３９−４、・・・６３９−２８が基板５０２の長手方向に一列に実装されている。ＬＥＤチップ６３９をこのように配置することで、図４（ｂ２）に示すように、ＬＥＤチップ６３９の長手方向において、隣り合う異なるＬＥＤチップ６３９における一方のＬＥＤチップ６３９の一端と他方のＬＥＤチップ６３９の他端とに配置されたＬＥＤの中心間距離ｋ１を一つのＬＥＤチップ６３９上における隣り合うＬＥＤの中心間距離ｋ２と等しくすることができる。

なお、本実施例では露光光源にＬＥＤを用いる構成を例示するが、露光光源として有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いても良い。

次に、レンズアレイ５０６について説明する。図４（ｃ１）はレンズアレイ５０６を感光ドラム１０３側から見た時の概略図である。また、図４（ｃ２）はレンズアレイ５０６の概略斜視図である。図４（ｃ１）に示すように、これら複数のレンズは複数のＬＥＤ５０３の配列方向に沿って二列に並べられている。各レンズは、一方の列のレンズの配列方向において隣り合うレンズの両方に接するように他方の列のレンズの一つが配置されるよう交互に配置されている。各レンズは、円柱状の硝子製のロッドレンズであって、ＬＥＤ５０３から出射された光が入射する入射面と、入射面から入射した光が出射する出射面とを有する。なお、レンズの材質は硝子製に限らず、プラスチック製でも構わない。レンズの形状についても円柱状に限らず、例えば六角柱等の多角柱でも構わない。

図４（ｃ２）に示す点線Ｚはレンズの光軸を示す。光プリントヘッド１０５は前述の移動機構６４０によって当該点線Ｚで示すレンズの光軸に概ね沿った方向に移動させられる。ここで言うレンズの光軸とは、レンズの光出射面の中心と当該レンズの焦点とを結ぶ線を意味する。レンズアレイ５０６はＬＥＤ５０３から出射された光を感光ドラム１０３の表面に集光する役割をもつ。

図５は、光プリントヘッド１０５を光プリントヘッド１０５の長手方向に対して垂直に切断したときの断面図である。図５に示すように基板５０２とレンズアレイ５０６とが対向するように保持体５０５に保持されている。保持体５０５は、例えば、亜鉛メッキ鋼板や冷間圧延鋼板にメッキ処理を施した板材である。本実施の形態において、保持体５０５は板材をコの字形状に折り曲げることによって構成されている。金属製の板材を用いることでコストを抑制しつつ、曲げ加工を施すことで強度を出すことが出来る。

ただし、保持体５０５の構成としては、金属製の板材に曲げ加工を施す構成に限らず、例えば、いわゆるダイカストであっても構わない。ダイカストとは、金型（キャビティ）に注入した溶融金属を冷却して固めることによって製造した製品もしくはその製造方法のことを言う。製造方法としてダイカストを採用した場合、元となる金型次第で複雑な形状に対応することができる。一方で、金型作製のコストがかかるため、同じ物を大量に製造する必要が無い場合はコストメリットがない、というデメリットもある。本実施の形態において、保持体５０５は、板金に曲げ加工を施すことにより製造したものであっても、ダイカストを採用し製造したものであっても構わない。

レンズアレイ５０６は、ＬＥＤ５０３から出射した光束を等倍正立像として感光ドラム１０３上に結像する。このとき、ＬＥＤ５０３からレンズアレイ５０６の光入射面５０６ｂまでの距離とレンズアレイ５０６の光出射面５０６ａから感光ドラム１０３表面までの距離はほぼ等しい。

（移動機構）
次に、図６を用いて、スライド部材５２５のスライド移動に連動して光プリントヘッド１０５が移動する仕組みについて説明する。図６は露光ユニット５２０を左側から見た図である。説明を簡単にするため、支持部材５２６は不図示としている。なお、図６（ａ）は、光プリントヘッド１０５が感光ドラム１０３を露光するときの位置である露光位置に位置する状態を示している。一方、図６（ｂ）は、光プリントヘッド１０５が露光位置よりも感光ドラム１０３から離れた離間位置に位置する状態を示している。ここで、本実施の形態において、光プリントヘッド１０５が露光位置に位置するときの感光ドラム１０３とレンズアレイ５０６の光出射面との間隔は約３ｍｍである。

図６に示すように、スライド部材５２５の長手方向におけるスライド部材５２５の一端側にはリンク部材５３５が回動可能に接続されており、スライド部材５２５の長手方向におけるスライド部材５２５の他端側にはリンク部材５３７が回動可能に接続されている。不図示のカバー５５８を閉じた状態から開いた状態に回動させることに応じてスライド部材５２５が手前側から奥側にスライド移動する。スライド部材５２５が手前側から奥側にスライド移動すると、リンク部材５３５とリンク部材５３７は図６で言うところの反時計回りに回動する。また、リンク部材５３５とリンク部材５３６とは互いに回動可能に接続されている。リンク部材５３７とリンク部材５３８も互いに回動可能に接続されている。

リンク部材５３６は一端側が不図示の支持部材５２６に対して回動可能に接続されているため、リンク部材５３５の回動に連動してリンク部材５３６も支持部材５２６に対して回動する。また、リンク部材５３８は一端側が不図示の支持部材５２６に対して回動可能に接続されているため、リンク部材５３７の回動に連動してリンク部材５３８も支持部材５２６に対して回動する。スライド部材５２５が手前側から奥側へ向けて移動すると、リンク部材５３６およびリンク部材５３８は共に支持部材５２６に対して時計回りに回動する。ここで、リンク部材５３５の他端側は保持体５０５に対して回動可能に接続されており、リンク部材５３７の他端側は保持体５０５に対して回動可能に接続されている。そのため、スライド部材５２５が手前側から奥側に向けてスライド移動することに連動して、リンク部材５３５とリンク部材５３７とが反時計回りに回動することで、リンク部材５３５の他端側およびリンク部材５３７の他端側がそれぞれ感光ドラム１０３から離れる方向へ移動する。こうして、光プリントヘッド１０５は露光位置から離間位置へ向けて移動する。

次に、スライド部材５２５のスライド移動に連動して、光プリントヘッド１０５が図６（ｂ）に示す状態から図６（ａ）に示す状態、すなわち離間位置から露光位置へ向けて移動する様子について説明する。

スライド部材５２５は、不図示のカバー５５８が開いた状態から閉じた状態へ回動することに連動して、奥側から手前側へ向けて移動する。スライド部材が奥側から手前側へ向けてスライド移動すると、リンク部材５３５およびリンク部材５３７は図６で言うところの時計回りに回動する。同時に、リンク部材５３６およびリンク部材５３８は反時計回りに回動する。スライド部材５２５が奥側から手前側に向けてスライド移動することに連動して、リンク部材５３５とリンク部材５３７とが時計回りに回動することで、リンク部材５３５の他端側およびリンク部材５３７の他端側がそれぞれ感光ドラム１０３へ近付く方向へ移動する。こうして、光プリントヘッド１０５は離間位置から露光位置へ向けて移動する。なお、本実施の形態において、離間位置と露光位置とを移動する光プリントヘッド１０５の移動方向はレンズアレイ５０６の光軸方向と略一致する方向である。

スライド部材５２５のスライド移動に連動して光プリントヘッド１０５の保持体５０５が離間位置から露光位置へ向けて移動していくと、保持体５０５の長手方向において保持体５０５の一端側に設けられた当接ピン５１４と、保持体５０５の他端側に設けられた当接ピン５１５と、がドラムユニット５１８に突き当たる。こうして、ドラムユニット５１８に対する保持体５０５の位置、すなわち光プリントヘッド１０５の位置が決まる。

以上のようにしてドラムユニット５１８に対する保持体５０５の位置が決まったとき、感光ドラム１０３とレンズアレイ５０６の光出射面との間隔も決まり、光プリントヘッド１０５の露光位置への移動が完了する。

（光プリントヘッドの放熱対策）
次に、本実施例の特徴である光プリントヘッド１０５の放熱対策について説明する。図７はＬＥＤ５０３が実装された基板５０２を示す斜視図である。本図はＦＦＣコネクタ５０４が実装されている方向からの斜視図であり、ＬＥＤ５０３は他方の面に実装されている。

ＦＦＣコネクタ５０４の両端には、ＬＥＤ５０３を発光、制御するためのドライバＩＣ９００（駆動ＩＣの一例）が実装されている。尚、このドライバＩＣが実装されている面（基板の実装面）には、図示しないが、抵抗、コンデンサなどの電子部品が設けられている。本実施例で用いるドライバＩＣ９００は８ｍｍ角、厚さ０．８５ｍｍのＩＣチップであり、ＩＣチップ裏面の複数の電極パッドと基板５０２上の電極間が、半田によって導通されている。

図８（ａ）はこの基板５０２が、保持体５０５に保持された様子を示した斜視図である。保持体５０５と基板５０２は、基板５０２を所定の位置に調整後、保持体５０５の基板５０２両側にある壁面９０１（第１対向面と第２対向面）と、基板５０２を複数点接着によって固定している。第１対向面はドライバＩＣ９００が実装された基板５０２の実装面に垂直な方向と基板５０２の長手方向との双方に垂直な方向における基板５０２の一端に対向している。また、第２対向面はドライバＩＣ９００が実装された基板５０２の実装面に垂直な方向と基板５０２の長手方向との双方に垂直な方向における基板５０２の他端に対向している。

図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるドライバＩＣ９００上（図８（ａ）中の矢印の箇所）で切断した際の断面斜視図である。この図に示すように、ドライバＩＣ９００の両側には保持体５０５の壁面９０１が位置している。ここで、本実施例における保持体５０５は金属製の厚み１ｍｍ程度の薄板であり、電気亜鉛メッキ鋼板をプレス型で加工した部品となっている。

ドライバＩＣ９００は、ＬＥＤ５０３を発光、制御させる際に発熱する能動素子または受動素子である。よって画像形成中にＬＥＤ５０３を発光させると、ドライバＩＣ９００が昇温し、基板５０２の反対面に位置するＬＥＤ５０３にその影響が及ぶ。ＬＥＤ５０３は一般的に周囲環境温度が高くなるにつれ光量が低くなる傾向があり、画像形成を続けるにつれ装置奥行き方向における光量むらが生じてしまう。またＬＥＤチップ６３９も昇温によって長さが伸びるため、露光位置精度が悪化し、色ずれなどが生じてしまう。

そこで本実施例では、図９の斜視図に示すように、ドライバＩＣ９００を放熱材９０２で覆った構成を取る。放熱材９０２は保持体５０５の壁面９０１とも接触している。放熱材９０２は例えば、シリコン樹脂やエポキシ樹脂をバインダーとし、アルミナを主成分としたようなペースト状の物質である。特徴として熱伝導率が比較的高く（２〜５Ｗ／ｍ・Ｋ）、ペースト状であるため塗布工程で基板上の実装部品などの凹凸の内部まで材料が入り込む事が可能である。

放熱材９０２はドライバＩＣ９００の全域を覆うようにして基板５０２に設けられており、第１対向面と第２対向面と双方とも接触している。ドライバＩＣ９００が実装された基板５０２の実装面に垂直な方向と基板５０２の長手方向との双方に垂直な方向において保持体５０５よりも外側から第１対向面もしくは第２対向面を見たとき、放熱材９０２の全域が第１対向面と第２対向面とに重なっている。ただし、このような形態に限らず、放熱材９０２の一部が第１対向面および第２対向面から露出していても構わない。

本実施例では図８（ｂ）の状態から、上部より図示せぬディスペンサーにて放熱材９０２を塗布することにより、図９のようなドライバＩＣ９００と、保持体５０５の壁面９０１とを接続する。ドライバＩＣ９００と金属製の保持体５０５の壁面９０１とが放熱材９０２によって接続されることで、ドライバＩＣ９００から放熱された熱が効率的に壁面９０２へと伝熱する。これにより、ドライバＩＣ９００から熱が効率的に放熱される。

図１０（ａ）は図９の拡大斜視図であり、図１０（ａ）のドライバＩＣ９００上（図１０中の矢印の箇所）で切断した際の断面図を図１０（ｂ）に示す。この構成によって、ドライバＩＣ９００で生じた発熱は、放熱材９０２に熱伝導され、さらに保持体５０５の壁面９０１に熱伝導される。壁面９０１に伝わった熱は空気中以外にも、保持体５０５が装置奥行き方向に長い形状のため、長手方向にも熱伝導される。よって結果的に放熱材９０２が無い場合と比して、長手方向の昇温による温度むらが抑制される事となる。

尚、本実施例では放熱材９０２の塗布量に対する温度むら抑制効果を最大化するため、放熱材９０２から壁面９０１への熱の受け渡し口が大きくなる形状とするようにディスペンサーで塗布している。すなわち基板５０２の短手方向において、ドライバＩＣ９００中心部から壁面９０１方向へ向かうにつれて、放熱材９０２の高さを増している。そして壁面９０１に接触している放熱材９０２の高さを壁面９０１の高さを超えない範囲で高くしている。壁面９０１の高さは放熱材９０２の高さより十分高いため、ドライバＩＣ９００の発熱量に応じて放熱材９０２の塗布量をコントロールすれば、目的とした温度むらの抑制効果が得られる。

また、放熱材９０２をこのようなＵ字形状で塗布することにより、均一高さで塗布するよりも、同じ塗布量で比較した場合、先の理由で熱伝導の効率が高くなる。また前記の熱伝導以外にも、放熱材９０２から直接空気中に放熱される経路も存在し、Ｕ字形状の方が空気と接触する表面積が増すため、放熱効率が増す。

次に放熱材９０２の有無によるドライバＩＣ９００上の昇温測定結果を示す。図１１（ａ）は画像形成を連続で実施した際の、ドライバＩＣ９００上の昇温量を示すグラフである。放熱材９０２を塗布した方が、昇温量が２０℃近く低い事が分かる。

図１１（ｂ）はドライバＩＣ９００の裏面に位置するＬＥＤ５０３の昇温量を示すグラフである。図１１（ａ）と同様に、放熱材９０２を塗布した方が、昇温量が１５度近く低い事が分かる。

図１１（ｃ）はドライバＩＣ９００の側面に位置する、保持体５０５の壁面９０１（外側）の昇温量を示すグラフである。先に述べたように、ドライバＩＣ９００で生じた発熱は、放熱材９０２に熱伝導され、さらに保持体５０５の壁面９０１に熱伝導される。よって本グラフが示す通り、放熱材９０２を塗布した方が、壁面９０１の昇温量が高い結果となっている。

図１１（ｄ）はＬＥＤ５０３の温度むらを示すグラフである。先に述べたシミュレーションの結果通り、放熱材９０２を塗布した方が、基板５０２の装置奥行き方向における温度むらが抑制されている事が分かる。

《実施例２》
実施例１に対し、その他の変形例を示す。図１２は実施例１に対してさらに放熱効果を増すための構成の斜視図である。これをみると、ドライバＩＣ９００部のみ、保持体５０５の壁面９０１の高さが一部高くなっていることが分かる。またそれに応じて、放熱材９０２の壁面９０１との接触部も高さが高くなっている。実施例１に対し、放熱材９０２から壁面９０１への熱の受け渡し口が大きくなっているため、より効率的に保持体５０５に熱伝導され、温度むらの抑制効果を高める事が出来る。

《実施例３》
実施例１、２で温度むらの抑制を目的とし、積極的に金属製の保持体５０５に熱伝導させる構成を開示した。これによってドライバＩＣ９００の発熱は光プリントヘッド１０５外へ拡散されることになる。

一方で画像形成装置１内の現像器１０６は内部にトナーを有しており、昇温によって規定以上の温度となるとトナーが内部で溶けて固まるなどの問題が発生する。よって光プリントヘッド１０５外へ拡散された熱が、結果的に現像器１０６の昇温に寄与するのは望ましくない。

よって、その場合、図１３に示すように、放熱材９０２が壁面９０１と接触するのを、現像器１０６が配置されていない側面のみにするという構成を採用すれば良い。

また、図１４の斜視図に示すように、カートリッジカバー５５８の前方から、現像器１０６と壁面９０１の間にエアフロー９０４を流入させ、壁面９０１に伝わったドライバＩＣ９００の発熱を、本体後方、さらには機外へ排出する方法が考えられる。この方法を採用することで、現像器１０６を昇温させること無く、光プリントヘッド１０５の温度むらを抑制することが出来る。

１ 画像形成装置
１０３ 感光ドラム
１０５ 光プリントヘッド
５０２ 基板
５０４ コネクタ
５０５ 保持体
５０６ レンズアレイ
９００ ドライバＩＣ
９０１ 壁面

Claims (6)

1. 光プリントヘッドであって、
   感光ドラムを露光する光を出射する複数の発光素子と、当該複数の発光素子を駆動する駆動ＩＣと、を有する長尺の基板と、
   前記複数の発光素子から出射された光を前記感光ドラムに集光するレンズアレイと、
   前記基板と前記レンズアレイとを保持する保持体と、を有し、
   前記保持体は、
   前記駆動ＩＣが実装された前記基板の実装面に垂直な方向と前記基板の長手方向との双方に垂直な方向における前記基板の一端に対向する第１対向面と、
   前記駆動ＩＣが実装された前記基板の実装面に垂直な方向と前記基板の長手方向との双方に垂直な方向における前記基板の他端に対向する第２対向面と、を有し、
   前記基板には、前記駆動ＩＣと前記第１対向面と前記第２対向面とに接する放熱材が設けられていることを特徴とする光プリントヘッド。
2. 前記保持体は金属製であることを特徴とする請求項１に記載の光プリントヘッド。
3. 前記駆動ＩＣが実装された前記基板の実装面に垂直な方向と前記基板の長手方向との双方に垂直な方向において前記保持体よりも外側から前記第１対向面もしくは前記第２対向面を見たとき、前記放熱材の全域が前記第１対向面と前記第２対向面とに重なっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光プリントヘッド。
4. 前記駆動ＩＣが実装された前記基板の実装面に垂直な方向と前記基板の長手方向との双方に垂直な方向において前記保持体よりも外側から前記第１対向面もしくは前記第２対向面を見たとき、前記放熱材の一部が前記第１対向面と前記第２対向面とから露出していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光プリントヘッド。
5. 前記放熱材は前記駆動ＩＣの全域を覆っていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光プリントヘッド。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光プリントヘッドと、
   前記複数の発光素子から出射された光によって前記感光ドラムの表面に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像ユニットと、を備えることを特徴とする画像形成装置。

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