JP2844087B2 - プリントヘッドの支持・給電機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プリンタ，複写機，ファクシミリなどの
画像形成装置に用いられる印字素子列を有するプリント
ヘッド、すなわち感熱記録や熱転写記録に用いられる発
熱素子列記録ヘッド，イオンフロー記録ヘッド，多針電
極記録ヘッド,LEDアレイ記録ヘッド,LCDアレイ記録ヘッ
ド,EL発光素子アレイ記録ヘッド，インクジェット素子
アレイ記録ヘッドなどのプリントヘッドの支持・給電機
構に関する。

〔従来の技術〕

従来、プリンタ等の画像形成装置に用いられるプリン
トヘッドの支持・給電機構としては、第11図に示すよう
に、針電極を長手方向に多数配列したコネクタ101を用
いて、プリントヘッドへの給電を行うように構成したも
のが提案されている。すなわち、第11図において、102
は角柱状のハウジング本体で、該本体102には多数の先
端径小部を有する針電極保持孔103が、ハウジング本体1
02の長手方向と直角方向に貫通形成している。そして各
保持孔103には先端を尖鋭化した径小部と径大基端部と
からなる針電極104を、その径小部を保持孔103の径小部
より一部突出するようにして緩く嵌入し、保持孔103内
において摺動可能に且つ径大基端部が保持孔103の径小
段部に係止されて針電極104が保持孔103より飛び出さな
いように配置している。また保持孔103の上端部には、
針電極104の後端部との間にスプリング105を介して接続
端子106を、一部がハウジング本体102より突出するよう
に圧入固着し、そして針電極104と接続端子106とはスプ
リング105を介して電気的に接続され、且つ針電極104を
スプリング105により下方に向けて押圧するように構成
している。

このように構成したコネクタ101を駆動回路基板107に
接続端子106を半田付けして固着する。そしてこのコネ
クタ101を支持部材108を介して、第12図に示すようにプ
リントヘッド109に加圧し、針電極104を圧接させて、プ
リントヘッド109を支持しながら給電するものである。
この際、支持部材108が接触圧によりコネクタ101のハウ
ジング本体102の撓みを生じても、コネクタ101の針電極
104の、撓みに応じた突出量の変動による接触圧の不均
一が十分に少ないといえるだけの小さなばね定数と大き
なストロークをスプリング105にもたせておくことによ
り、コネクタ針電極104のプリントヘッド109の接点列に
対する接触は確保される。

また従来、第13図に示すように板ばね状の接点列を備
えたコネクタを用いてプリントヘッドへ給電を行うよう
にしたプリントヘッドの支持・給電機構も提案されてい
る。すなわち、２枚の駆動回路基板111及び112の先端
に、板ばね状の接点列113を備えたコネクタ114を対向す
るように配置し、また基板111及び112のコネクタ取付面
の裏面を強固な支持部材115,116で支持させる。そして
各コネクタ1145の各接点列113間にプリントヘッド117を
挿入して、該プリントヘッド117の両側面に配置されて
いる給電電極列に圧接して、給電するようになってい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、第11図に示した従来用いられている多針電
極を備えたコネクタ101は部品点数が多く、また加工の
困難な部品を使用しており、コストが高くなってしまう
ばかりでなく、コイルスプリングを使用していること、
またそのばね定数を低く抑えなければならないこと、更
には十分なストロークをもたせなければならないことな
どから、コネクタ自体が大型化してしまい、ひいては装
置全体の大型化，高コスト化を招いてしまうという問題
点がある。

またプリントヘッドの電極への接触圧は確保できるも
のの、支持部材108の撓みに応じてコネクタ101や駆動回
路基板107にも撓みが生じ、ストレスをかけてしまうと
いう問題もあり、電極への圧力を増して接触信頼性を向
上させることやプリントヘッドの幅広化，多電極化には
対応できないものである。

一方、第13図に示したプリントヘッドの支持・給電機
構においては、コネクタ自体は単純化され小型化されて
いるが、このような小型の板ばねを用いている場合は、
接触圧力と板ばねの曲げ応力限界値とから、ストローク
及びばね定数の設定に限界がある。したがって撓み等に
起因するコネクタの接点列のストロークのばらつきが接
触圧のばらつきに大きく影響する。これにより接触圧に
よる撓みの許容範囲は微小となり、その結果強大な支持
部材が必要となってしまうという問題点がある。

本発明は、従来のプリントヘッドの支持・給電機構に
おける上記問題点を解消するためになされたもので、簡
単且つコンパクトな構成でありながら、接点の接触圧の
ばらつきが少なく、高い接触信頼性を得ることのできる
プリントヘッドの支持・給電機構を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕

上記問題点を解決するための本発明の概要を、第１図
（Ａ），（Ｂ）の概念図に基づいて説明する。本発明
は、第１図（Ａ）に示すように、通常プリントヘッド１
への給電用コネクタ接点列３を有するコネクタ４、該コ
ネクタ４を押圧支持する支持部材２、場合によっては駆
動回路基ば５や絶縁部材などのうちの少なくとも一つ、
又はその間に別個に設けられるスペーサ部材６を、この
図示例ではスペーサ部材６を、コネクタ４の接点列３が
所定の接触圧を発生するような負荷を受けたときに支持
部材２が撓む量に対応した形状、すなわち無負荷時には
隣接する部材の面との間に隙間７が形成され、負荷時に
は支持部材２の撓みにより隣接する部材面と接触して、
支持部材２の撓みを吸収するような形状に設定して凸状
面部を設けるものである。

このように構成することにより、支持部材２を押圧し
てコネクタ４の接点列３をプリントヘッド１の電極列へ
圧接させると、その接触圧により支持部材２は、第１図
（Ｂ）に示すように撓む。この際スペーサ部材６の下面
には凸状面部が設けられ、支持部材２の撓みに応じた形
状に形成されているので、支持部材２の撓みは吸収さ
れ、コネクタはその接点列３の各接点のストロークが等
しくなるように保持され、したがって簡単なコンパクト
な構成で均一な接触圧による良好な給電が確保されつつ
プリントヘッドは支持される。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について説明する。第２図は、本
発明に係るプリントヘッドの支持・給電機構の一実施例
を適用したイオノグラフィープリンタ（イオンフロープ
リントヘッドを用いたプリンタ）の構成例を示す概略図
である。図において、11は導電性基体の外周に誘電体層
を設けてなる像担持用ドラムで、時計回りに回転駆動さ
れ、プリントヘッド駆動ユニット12によって駆動される
プリントヘッド13により潜像が形成され、該潜像が現像
ロール14によって現像されたのち、コロナ転写器15によ
って用紙16に転写されるようになっている。そしてドラ
ム11上の転写残りトナーはクリーニングユニット17によ
ってかき落とされ、除電器18によってドラム11上の残留
電荷が中和される。以下このプロセスを繰り返すことに
よって順次画像が形成されるようになっている。

用紙16は用紙カセット19に格納されており、給紙ロー
ラ20によって繰り出され、リタードローラ21によって一
枚ずつ分離されて給送される。そしてレジストローラ22
を経て転写部に到達した用紙16上には、コロナ転写器15
によりトナー像が転写され、熱定着ユニット23で定着さ
れる。画像が形成された用紙16は、片面プリントの場合
は、反転ローラ24,排紙ローラ25を経て、画像面を下面
にして排紙トレイ26上に排出される。

一方、両面プリントを行う場合には、片面に画像形成
された用紙16の後端が反転ローラ24を抜けた時点で排紙
ローラ25が逆転し、用紙16を反転ローラ24を介して両面
用紙搬送路27へ送り込む。そしてアライナローラ28及び
搬送ローラ29を経て、再びレジストローラ22に達したの
ちは、前述と同様にして裏面への画像が形成されたの
ち、排紙トレイ26へ排出される。なお制御系基板及び画
像処理基板30は、プリントヘッド駆動回路等を含むプリ
ントヘッド駆動ユニット12と共に、装置本体上方に配置
されている。

第３図は、第２図に示したプリンタに用いたイオンフ
ロープリントヘッドの拡大斜視図である。このプリント
ヘッド13はアルミニウム製のベース部材31に積層電極32
を貼り付けて構成されている。積層電極32は、スクリー
ン電極33や各種の入力電極を並列配置した入力電極列34
等を絶縁層を介して積層し、必要な部位に開口を有する
保護層で覆って形成したものである。スクリーン電極33
面には印字素子列35が配設され、またスクリーン電極面
の両端にはドラム11とスクリーン電極33の間隔を所定の
値に設定するためのギャップスペーサ36が配設されてい
る。

スクリーン電極33面に隣接する２つの側面（第３図で
は片面のみ図示している）には、入力電極列34が形成さ
れており、その側面の両端部には部分的に積層電極32が
除かれていて位置決め基準面37が設けられている。なお
実際には、図示していない側の側面の、図示されている
側面に形成されている基準面37に対応する位置に、同様
に位置決め基準面が形成されており、この基準面を基準
にして積層電極32がベース部材31に貼り付けられてお
り、この基準面を本体側の基準面と密着させることによ
り、ドラム11に対してドラム接線方向の位置決めがなさ
れているようになっている。またベース部材31には、開
口部を有する中空部38が長手方向全長に亘って形成され
ており、そしてこの中空部38はプリントヘッド13を着脱
機構本体へ装着する際のガイドとして用いられるように
なっている。

第４図は、プリントヘッド駆動ユニット12部分の断面
図であり、第５図は、該プリントヘッド駆動ユニット12
部分のうち、スライダー56の周辺部の斜視図である。図
において、41はユニットフレームで、該ユニットフレー
ム41には駆動回路基板42及び43と電源基板44の３枚の基
板が保持され、各基板42,43,44間はコネクタ45,46によ
ってそれぞれ接続されている。駆動回路基板42,43の各
出力側端部には、多数並設された接点列47を有するコネ
クタ48と絶縁スペーサ49及び支持部材50が、ドラム11に
対して対称の位置に配置されている。そしてプリントヘ
ッド13は接点列47により挟持されるようにして給電さ
れ、また本体側の基準面51と押さえ部材52に挟持されて
ドラム接線方向に位置決めされ、更にギャップスペーサ
36を介してドラム11に圧接させられることによりドラム
法線方向の位置決め、すなわちドラム11との間隔が決め
られている。

ユニットフレーム41の両側板には、第５図に示すよう
にスライドレール55が取り付けられており、該スライド
レール55にはスライダー56の両端部が挿入され、これを
ガイドするようになっている。スライダー56には断面Ｌ
字状のガイド57がピボット軸58を中心に所定量だけ回転
可能に取り付けられている。ガイド57にはヒーターカバ
ー59がヒーター60を内蔵するように取り付けられてお
り、ガイド57とヒーターカバー59によって形成される矩
形の筒状部61がプリントヘッド13の中空部38に入り込ん
で、プリントヘッド13の挿入時のガイド機能を果たすよ
うになっている。

またユニットフレーム41に支持された中心軸62を中心
に回動可能なアーム63が、スライダー56の両端部に設け
られたピン64と係合しており、図示しないレバー機構の
回動操作に従ってアーム63を摺動させることにより、ス
ライダー56をスライドレール55にガイドされながらドラ
ム11と接離する方向に摺動させるようになっている。ス
ライダー56がドラム11に近接する方向に移動したとき
に、ガイド57がプリントヘッド13を押圧し、ドラム11に
当接させる。このとき、ガイド57がスライダー56に対し
て回動可能に取り付けられていることにより、スライダ
ー56がドラム11に対して正確に平行に位置していない場
合でも、プリントヘッド13をドラム11に対して平行な状
態で押圧することができるようになっている。

ユニットフレーム41は両側板に設けられた基準ピン65
によって本体に位置決めされると共に、該基準ピン65回
りに回動可能に保持されている。ユニットフレーム41の
回転量は、図示しない規制部材により適量に規制される
ようになっており、これによりプリントヘッド13は接点
列47から受ける力が上下で相殺された状態のまま基準面
51に押し付けられるので、押さえ部材52の押圧力は、プ
リントヘッド駆動ユニット12の自重によりプリントヘッ
ド13が回動しようとするのに対抗して、プリントヘッド
13が基準面51と密着を保つ程度の力量で済む。

第５図に示すように、ガイド57とヒーターカバー59か
らなる筒状部61の先端には先細状のキャップ66が設けら
れており、プリントヘッド13を矢印方向から挿入する
時、先端ガイドとして機能するようになっている。また
ガイド57とヒーターカバー59の間に内蔵されているヒー
ター60への給電は、フレキシブルシートの銅箔からなる
給電部材67により行われ、給電部材67はスライダー56の
後端部において図示しない給電手段と接続されている。

第６図（Ａ），（Ｂ）は、本発明に係るプリントヘッ
ドの支持・給電機構の一実施例を詳細に示す断面図で、
第６図（Ａ）はプリントヘッドを装着していない無負荷
状態における態様を、第６図（Ｂ）はプリントヘッドを
装着した負荷状態における態様を示しており、また第７
図は、その無負荷時における斜視図である。コネクタ48
は駆動回路基板43に先端部が突出するように取り付けら
れている。コネクタ48の突出部の背面及び駆動回路基板
43の非実装面とに密着して配置されたスペーサ49は、コ
ネクタ48の接点列47の足が駆動回路基板43の裏面へ突出
している部分を避けるように形成されている。更に支持
部材50がスペーサ49と接触するように、且つ接点列47の
反力がコネクタ48に加えられる位置を支持し得るように
配設されており、またスペーサ49に対向する面には溝50
aが形成され、スペーサ49に形成されている凸部49aを収
納するようになっている。

スペーサ49の支持部材50と接する面は、第７図に示す
ように、中央部でスペーサ49の肉厚が増加するような凸
面状の曲面に形成されており、プリントヘッド13が装着
されていないコネクタ48の無負荷時には、支持部材50と
は中央部のみで接触し、反対面でコネクタ48及び駆動回
路基板43を水平に保持している。プリントヘッド13が装
着された負荷時には、スペーサ49の下面は接点列47の接
触圧により撓められた支持部材50の上面に密着して、支
持部材50の撓み分を吸収して、コネクタ48及び駆動回路
基板43は水平のままに保持される。したがってコネクタ
48をプリントヘッド13に対して均一な接触圧で接触さ
せ、該プリントヘッド13を支持することができる。

但し、このときコネクタ48及び駆動回路基板43は水平
に保たれるが、これらは支持部材50の撓みの最大値の分
だけ、すなわちスペーサ49の中央部と両端部における肉
厚の差の分だけ、支持部材50側に移動する。したがって
コネクタ48の接点列47のストロークは、この分だけ減少
することを考慮せねばならない。

第８図は、本発明の第２の実施例を示す概略図であ
る。この実施例では、コネクタ71はその本体部分72が中
央部ほど肉厚が厚く、接点列73が配置されている側の表
面が凸面形状を有しており、これにより接点列73の位置
も中央部ほど高くなっている。なお第８図において、74
は駆動回路基板で、75は支持部材である。

このような構成のプリントヘッドの支持・給電機構に
おいて、プリントヘッドが装着されて負荷状態になった
ときには、接点列73の接触圧により支持部材75が撓んで
中央部がへこむため、接点列73は全幅に亘って、各接点
のストロークが等しくなるように保持されながら、ほぼ
同じ高さとなる。本実施例は、第１実施例のように別個
のスペーサ部材を設けずに、同様な機能をもたせること
ができる。

第９図（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第３実施例を示す
概略図であり、第９図（Ａ）は無負荷状態の態様を示
し、第９図（Ｂ）は負荷状態の態様を示している。この
実施例は、支持部材81の駆動回路基板82と接する上面81
aを予め凸面状に形成したものを用いて構成したもので
ある。なお83はコネクタを示している。このように構成
したプリントヘッドの支持・給電機構においては、プリ
ントヘッドを装着した負荷時には、第９図（Ｂ）に示す
ように、支持部材81の撓みにより、その上面81aがほぼ
水平面となり、したがってコネクタ83及び駆動回路基板
82は水平に保持されるようになる。なお本実施例におい
て、支持部材81の上面は、一体的な凸面でなく、その包
絡線が凸面になるようなリブの集合で形成するようにし
てもよい。

また前記第２実施例においては、負荷時には駆動回路
基板の撓みも許容しなければならないが、本実施例で
は、負荷時においても駆動回路基板は水平を保ち、且つ
部品点数も少なくて済むという利点が得られる。

第10図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第４実施例を示す
概略図で、第10図（Ａ）は断面を、第10図（Ｂ）は無負
荷時の態様を、第10図（Ｃ）は負荷時の態様をそれぞれ
示す図である。この実施例においては、コネクタ91は、
第10図（Ａ）に示すように、駆動回路基板92に対し突出
するように取り付けられており、該回路基板92より突出
した部分の背面には、凸状面93が形成されていて支持部
材94と接触するように構成されている。

支持部材94は、通常金属等の剛性の高い材料で作られ
るので、第３実施例のように凸面状に形成するのは困難
であるが、コネクタ91のハウジングは樹脂製のため、本
実施例のようにコネクタ91に凸状面93を形成するのは比
較的容易である。且つまた本実施例では、コネクタ91の
突出部の裏面を凸状面93として支持部材94で受けるよう
にしているので、負荷時において駆動回路基板92の真直
性を保持することができる。

〔発明の効果〕

以上実施例に基づいて説明したように、本発明によれ
ば、簡単且つコンパクトな構成で、プリントヘッドに対
するコネクタの多数の接点の接触圧を均一して、該プリ
ントヘッドを支持するようにした信頼性の高いプリント
ヘッドの支持・給電機構を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ）は、本発明に係るプリントヘッド
の支持・給電機構の概念を説明するための概念図、第２
図は、本発明に係るプリントヘッドの支持・給電機構の
一実施例を適用したイオノグラフィープリンタの全体構
成を示す概略図、第３図は、第２図に示したプリントヘ
ッドの支持・給電機構におけるプリントヘッド部分の拡
大斜視図、第４図は、同じくプリントヘッド駆動ユニッ
ト部分の構成を示す断面図、第５図は、第４図のスライ
ダー周辺部分を示す斜視図、第６図（Ａ），（Ｂ）は、
本発明に係るプリントヘッドの支持・給電機構の第１実
施例を詳細に示す断面図、第７図は、その無負荷状態に
おける態様を示す斜視図、第８図は、本発明の第２実施
例を示す概略図、第９図（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第
３実施例を示す概略図、第10図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発
明の第４実施例を示す概略図、第11図は、従来のプリン
トヘッドの支持・給電機構に用いられているコネクタを
示す断面図、第12図は、第11図に示したコネクタを用い
た従来のプリントヘッドの支持・給電機構を示す概略
図、第13図は、従来のプリントヘッドの支持・給電機構
の他の構成例を示す断面図である。 図において、１はプリントヘッド、２は支持部材、３は
コネクタ接点列、４はコネクタ、５は駆動回路基板、６
は隙間、11は像担持用ドラム、12は駆動ユニット、13は
プリントヘッド、42,43は駆動回路基板、47は接点列、4
8はコネクタ、49は絶縁スペーサ、50は支持部材、71,8
3,91はコネクタ、73は接点列、74,82,92は駆動回路基
板、75,81,94は支持部材、93は凸状面を示す。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長手方向の一面に印字素子列を有し他面に
   は該印字素子列を駆動するための電極列を有するプリン
   トヘッドの支持・給電機構において、前記プリントヘッ
   ドの装着位置において該プリントヘッドの電極列に給電
   する接点列を有するコネクタと、該コネクタの接点列の
   背面に設けられ該接点列の接触圧力の反力を受けるため
   の支持部材と、該支持部材と前記プリントヘッドの間に
   配設され、プリントヘッドの非装着時には隣接部材との
   間に不均一な隙間を形成しておりプリントヘッドの装着
   により支持部材に撓みが生じた時には隣接部材と接触す
   るか又は均一な隙間を形成するように構成された前記支
   持部材の撓みに対応する形状の凸状面部とを備えている
   ことを特徴とするプリントヘッドの支持・給電機構。
2. 【請求項２】前記コネクタと前記支持部材との間に、一
   方の接触面が平面で他方の接触面が前記支持部材の撓み
   に対応する凸面としたスペーサ部材を配置し、該スペー
   サ部材の凸面で前記凸状面部を構成したことを特徴とす
   る請求項１記載のプリントヘッドの支持・給電機構。
3. 【請求項３】前記コネクタの前記プリントヘッドとの対
   向面を前記支持部材の撓みに対応する凸面とし、該凸面
   で前記凸状面部を構成したことを特徴とする請求項１記
   載のプリントヘッドの支持・給電機構。
4. 【請求項４】前記コネクタのプリントヘッドと対向する
   面と反対側の面の少なくとも一部に前記支持部材の撓み
   に対応する凸面を形成し、該凸面で前記凸状面部を構成
   したことを特徴とする請求項１記載のプリントヘッドの
   支持・給電機構。