JP3967194B2 - 光学式ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式ヘッド及び画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、LED(Light Emitting Diode)ヘッドを書き込み光源として使用する電子写真プリンタ、すなわち、LEDプリンタとしての画像形成装置において、露光プロセスは、LEDアレイチップが発生した光を収束性ロッドレンズアレイ(以下「SLA」という。)を通して収束させ、光の結像位置に配置されて一様に帯電された感光体ドラムに露光し、静電潜像を形成するようになっている。
【0003】
図2は従来のLEDヘッドの断面を示す第1の図、図3は従来のLEDヘッドの断面を示す第2の図、図4は従来のLEDヘッドの正面図、図5は従来のLEDヘッドの斜視図である。
【0004】
図2及び図3において、11はLEDアレイチップ、12はSLA、13は前記LEDアレイチップ11が搭載された基板、14は前記SLA12を保持し、基板13を実装するためのSLAホルダ、15は前記基板13をSLAホルダ14の基板当接面とで挟持するためのベースである。なお、該ベース15は金属製の部材であり、SLAホルダ14との摩擦力によって固定される。
【0005】
そして、前記SLAホルダ14は、LEDヘッドのフレームとして機能する金属製の部材であり、例えば、アルミニウム材を型に流し込んで成形するダイカスト成形法によって一体的に成形される。なお、前記SLAホルダ14の外観は、素地自体だと外観的に汚くなる。また、前記SLAホルダ14の内面は、LEDアレイチップ11が発生した光がSLAホルダ14の金属面に反射するのを抑制し、かつ、基板13との絶縁を図る必要がある。そこで、一般的には絶縁性の黒い塗装がSLAホルダ14の内外面に施されている。
【0006】
また、該SLAホルダ14は金属製の部材であるので、図3及び図5に示されるように、アースを取るためにアース線18の一端が金属製のねじ19等によってSLAホルダ14に固着され、また、前記アース線18の他端は画像形成装置の図示されないFG(フレームグランド)に接続される。そして、同様に金属製の部材であるベース15は、図2及び図5に示されるように、該ベース15の両端に当接して配設される金属製のコイルばね24a、24bを介して画像形成装置の図示されないFGに接続され、アースを取ることができる。
【0007】
なお、前記構成のLEDヘッドは、図4に示されるように、感光体ドラム16に対向して配設される。そして、該感光体ドラム16は画像形成装置の図示されないID(イメージドラム)ユニット内に配設される。
【0008】
また、図4に示される23a、23bは、SLA12の出射端面(図4における下側端面)と感光体ドラム16の表面との距離を規制して調整する偏心カム機構であり、SLAホルダ14の両端の下部に取り付けられる。ここで、前記偏心カム機構23a、23bを調整することによって、前記SLAホルダ14に固定されているSLA12の出射端面と感光体ドラム16の表面との距離をliに調整することができる。
【0009】
そして、SLA12の出射端面と感光体ドラム16の表面との距離がliに調整されたLEDヘッドは、ベース15の両端部に配設された金属製のコイルばね24a、24bによってLEDヘッドが感光体ドラム16の方向(図4における下方向)に付勢され、該感光体ドラム16の表面上に配設されたスペーサ25a、25bの当接面(lo=liとなる任意の高さ)に偏心カム機構23a、23bが当接し、SLA12の出射端面と感光体ドラム16の表面との距離を一定に保ち、感光体ドラム16の表面に光を結像させて印刷を行う。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のLEDヘッドにおいては、SLAホルダ14が金属製の部材であるので、アースを取るためにアース線18の一端が金属製のねじ19等によってSLAホルダ14に固着されている。そのため、LEDヘッドを画像形成装置に実装したり、取り外したりする時に、ねじ19等によってアース線18を固着したり取り外したりする必要があり、LEDヘッドの分解性や組立性が低くなってしまう。
【0011】
また、ねじ19やアース線18などの部材が必要になるので、コストが高くなってしまう。
【0012】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、SLAホルダとベースとを電気的に導通させることによって、分解性や組立性が高く、かつ、コストを低くすることができる光学式ヘッド及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の光学式ヘッドにおいては、LEDアレイチップが発生した光を収束して結像するレンズアレイを保持し、絶縁性の被覆を備えた導電性のSLAホルダと、該SLAホルダ内に実装された、前記LEDアレイチップを搭載する基板と、該基板を前記SLAホルダの基板当接面とで挟持する導電性のベースと、該ベースを圧接するとともに前記SLAホルダの側面に位置する両腕部と、該両腕部の各々の先端における鋭利な端部とを備える導電性のクランプとを有し、前記SLAホルダのクランプ当接部には両方の前記鋭利な端部が接触し、前記クランプ当接部の前記被覆が前記クランプの実装によって剥(は)がされている。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0015】
図6は本発明の第1の実施の形態における画像形成装置の概略図、図7は本発明の第1の実施の形態におけるLEDヘッドの支持部の構成を示す図である。なお、「従来の技術」において説明した従来のLEDヘッドと同じ構成を有するものについては、同じ符号を付与して説明を援用する。
【0016】
図6において、50は本実施の形態における画像形成装置のエンジン部である。なお、前記画像形成装置は、後述されるLEDヘッド10を書き込み光源として使用する電子写真プリンタ、すなわち、LEDプリンタである。通常、該LEDプリンタにおいては、LEDヘッド10におけるLEDアレイチップが発生した光をSLAを通して収束させ、光の結像位置に配置されて一様に帯電された感光体ドラムに露光し、静電潜像を形成するようになっている。
【0017】
そして、51は、トナーを収容するトナーカートリッジ、52は感光体ドラム、53は該感光体ドラム52と対向して配設され、図示されない印刷媒体にトナー像を転写する転写ローラ、54は転写されたトナー像を印刷媒体に定着する定着器であり、該定着器54はトナーを加熱するための加熱ローラ55、及び、該加熱ローラ55に対向させられ、印刷媒体を狭持して加圧するプレッシャローラ56から成る。
【0018】
ところで、前記トナーカートリッジ51、感光体ドラム52及び図示されない現像器は、一体構造を有するイメージドラムユニット45を構成し、該イメージドラムユニット45をエンジンシャーシ48内にセットした後、スタッカカバー41によって押さえ込むことができるようになっている。
【0019】
そして、該スタッカカバー41の裏側には、LEDヘッド10が実装される。そのために、前記スタッカカバー41の両側壁には、図7に示されるように、支持穴44がそれぞれ形成され、一方、LEDヘッド10の両端面には、支持突起43がそれぞれ形成される。したがって、該各支持突起43を前記各支持穴44にそれぞれ係止させることによって、前記LEDヘッド10をスタッカカバー41の裏面に固定して垂下させることができる。
【0020】
ところで、前記イメージドラムユニット45は、スタッカカバー41を開放した状態においては、図示されないスプリングによって浮動状態にされ、位置が不安定になる。また、製造誤差によって、エンジンシャーシ48にセットした時のイメージドラムユニット45の位置も不安定になる。そこで、前記支持突起43と支持穴44との間にクリアランスを設けるようにしている。
【0021】
また、前記スタッカカバー41は、前記イメージドラムユニット45の交換、用紙ジャムの解除等の作業の際に開閉される。したがって、スタッカカバー41を開放させた時に、LEDヘッド10が作業エリアから移動してしまう。そこで、イメージドラムユニット45に位置決め穴46が形成され、LEDヘッド10における前記位置決め穴46と対向する面に嵌(かん)合突起42が形成されるようになっている。
【0022】
そして、前記スタッカカバー41を閉鎖した時に、前記嵌合突起42を位置決め穴46に嵌合させることによってLEDヘッド10の位置決めを行い、図示されない受光部に正確にセットするようにしている。なお、47は前記スタッカカバー41の回転支点である。
【0023】
次に、本実施の形態におけるLEDヘッド10の構造について説明する。
【0024】
図1は本発明の第1の実施の形態におけるLEDヘッドの断面図、図8は本発明の第1の実施の形態における図1のA−A矢視図である。
【0025】
本実施の形態においては、余分な部材を必要とすることなく、SLAホルダ14のアースを確実に画像形成装置のFGに接続することができるように、クランプとしての金属製クランプ17によって、SLAホルダ14とベース15との間の導通を取り、ベース15と金属性のコイルばね24a、24bとを介して画像形成装置のFGに接続してアースを取ることができる構造になっている。すなわち、SLAホルダ14を別個に画像形成装置のFGに接続しなくてもよい。
【0026】
図1において、ベース15はアルミニウム製の板状部材であり、その表面は電気的導通が取れるように金属面が露出されている。そして、SLAホルダ14の基板当接面には、基板13がベース15を介して、金属製クランプ17によって押し付けられている。ここで、該金属製クランプ17のSLAホルダ14に当接する左右の係合部分17aの形状は、SLAホルダ14のクランプ当接部としての当接面14aに対して傾斜αを有し、かつ、先端が、図8に示されるように、波型をした鋭利な形状になっている。これにより、金属製クランプ17をSLAホルダ14に実装すると同時に、金属製クランプ17の当接部としての係合部分17aの先端が当接するSLAホルダ14の塗装を削り取る。そのため、該塗装が絶縁性のものであっても、金属製クランプ17とSLAホルダ14の表面とは電気的導通が取れるようになる。
【0027】
次に、金属製クランプ17の実装方法について説明する。
【0028】
図9は本発明の第1の実施の形態における金属製クランプを実装する方法を示す第1の図、図10は本発明の第1の実施の形態における金属製クランプを実装する方法を示す第2の図である。
【0029】
まず、SLAホルダ14内に基板13を実装した後、SLAホルダ14の基板当接面とで前記基板13を挟持するためのベース15を実装する。続いて、金属製クランプ17を実装する。この場合、該金属製クランプ17の中心部をベース15の中心近傍に当接させる。これにより、金属製クランプ17とベース15とは電気的に導通する。
【0030】
その後、図9に示されるように、金属製クランプ17の両腕部17bを下方向に変形させる。これにより、該両腕部17bの先端に位置する係合部分17aは、矢印で示されるように、下方向に移動する。そして、図10に示されるように、係合部分17aの先端がSLAホルダ14の当接面14aの高さ位置にまで到達すると、金属製クランプ17自体の弾性によって係合部分17aが、矢印で示されるように、中心方向に移動する。この場合、波型をした鋭利な形状を有する係合部分17aの先端がSLAホルダ14の当接面14aに沿って、かつ、該当接面14aに食い込みながらスライドするので、SLAホルダ14の当接面14aにおける塗装が前記係合部分17aの先端によって削り取られる。これにより、SLAホルダ14の当接面14aにおいてはアルミニウム材の地肌が露出する。そして、該アルミニウム材の地肌に係合部分17aの先端が当接するので、金属製クランプ17とSLAホルダ14とは電気的に導通する。
【0031】
したがって、該SLAホルダ14とベース15とは、金属製クランプ17を介して、電気的に導通する。
【0032】
このようにして組み立てられたLEDヘッド10は、ベース15及び該ベース15の両端部に配設された金属製のコイルばね24a、24bを介して画像形成装置の図示されないFGに接続され、アースを取ることができる。
【0033】
このように、本実施の形態においては、SLAホルダ14と金属製クランプ17とを導通させることによって、該金属製クランプ17によって圧接されるベース15及び該ベース15の両端部に配設された金属製のコイルばね24a、24bを介して、前記SLAホルダ14が画像形成装置の図示されないFGに接続され、アースを取ることができる。そのため、従来のLEDヘッドのように、アース線18をSLAホルダ14に金属製のねじ19等によって固着する必要がない。
【0034】
また、従来のLEDヘッドにおいては、従来のSLAホルダ14とベース15とを別個に画像形成装置の図示されないFGに接続するようになっていたが、本実施の形態においては、コイルばね24a、24bだけの共通接続でよい。
【0035】
したがって、LEDヘッド10の部品点数を削減することができ、コストを低減することができる。さらに、LEDヘッド10の組立性及び分解性を向上させることができる。
【0036】
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【0037】
図11は本発明の第2の実施の形態におけるSLAホルダの平面を示す図、図12は本発明の第2の実施の形態におけるベースの平面を示す図、図13は本発明の第2の実施の形態におけるSLAホルダの断面を示す図、図14は本発明の第2の実施の形態におけるLEDヘッドの断面を示す図である。
【0038】
ところで、前記第1の実施の形態においては、金属製クランプ17における係合部分17aの先端によってSLAホルダ14の当接面14aにおける塗装を削り取り、金属製クランプ17とSLAホルダ14とを導通させることによって、金属製クランプ17によって圧接されるベース15及び該ベース15の両端部に配設された金属製のコイルばね24a、24bを介して、前記SLAホルダ14が画像形成装置の図示されないFGに接続され、アースを取るようになっている。しかし、金属製クランプ17を実装する際に、金属製クランプ17の寸法のばらつき、金属製クランプ17の組立のばらつき等によって金属製クランプ17とSLAホルダ14とを導通が不完全となる懸念もある。この場合、前記SLAホルダ14のアースを完全に取ることができなくなる。
【0039】
そこで、本実施の形態においては、より安定してアースを取ることができるようになっている。この場合、SLAホルダ34は、アルミニウム材を型に流し込んで成形するダイカスト成形法によって一体的に成形され、絶縁性の塗装によって全面が塗装される。ここで、図11に示されるようなSLAホルダ34の内壁幅L1は、例えば、10.8〔mm〕に設定される。
【0040】
また、SLAホルダ34の基板当接面としての基板13を実装する面(図11における斜線部)は精度が要求されるので、機械加工によって加工される。そして、機械加工によって加工される面は、図13に示されるように、ダイカスト成形時に余肉部34aをあらかじめ設けて成形され、設計値になるように余肉部34aを機械加工によって加工される。そのため、加工された面、すなわち、基板13を実装する面は、塗装が剥がれてアルミニウムの地肌が露出する。
【0041】
なお、基板13を実装する面を加工する時に、基板13の側面に相当する側壁も同時に機械加工を施すことによって、基板13の側面に相当するSLAホルダ34の側壁部34bも塗装が剥がれてアルミニウムの地肌が露出する。
【0042】
また、本実施の形態において、基板13をSLAホルダ34の基板当接面とで挟持するためのベース35は、厚さ1.5〔mm〕のアルミニウム板を打ち抜いて成形したものである。さらに、前記ベース35は、端部に形成された突起としての突出部35a及び張出部35bを備える。
【0043】
そして、ベース35の両端部の形状を、図12に示されるように、突出部35a側に弾性を有し、張出部35b側は他の面の幅よりもわずかに出っ張りLを有した形状とする。この場合、図12に示されるようなベース35における幅L2の寸法は、例えば、11.33〔mm〕であり、前記SLAホルダ34の内壁幅L1より約0.3〔mm〕広く設定される。なお、図12に示されるような張出部35bの寸法Lを0.1〔mm〕とし、図12における右端の突起部35a(ほぼ半円状)は0.3〔mm〕とする。
【0044】
これにより、SLAホルダ34の内壁幅L1よりも、該SLAホルダ34の内壁に当接するベース35の幅L2がわずかに広く(約0.3〔mm〕)設定される。そのため、ベース35をSLAホルダ34に実装する時に突出部35aに接続する帯状部が弾性変形して、機械加工によって加工されたSLAホルダ34の両側壁部34bにベース35の突出部35a及び張出部35bが当接する。したがって、ベース35をSLAホルダ34内にわずかな力で圧入することができ、ベース35がSLAホルダ34内に確実に固定され、さらに、ベース35とSLAホルダ34との電気的導通が確実になる。
【0045】
なお、SLAホルダ34におけるSLA12が実装される部位には、穴34cが形成されているので、側壁部34bの強度が弱くなっている。そのため、側壁部34bが外側に向けて押圧されると、側壁部34bの強度が弱いので図11における矢印a又は矢印bの方向に撓(たわ)むことが懸念される。そして、側壁部34bが撓むと、SLA12の取付面34dも同時に撓むことであり、SLA12が矢印aで示されるように反って実装されることになる。このように、前記SLA12が反って実装されると、光量むらが発生し、印刷に悪影響を及ぼしてしまう。
【0046】
そのため、本実施の形態において、突出部35a及び張出部35bは、ベース35の長手方向の端部から5〔cm〕以内に形成されていて、SLAホルダ34の長手方向に延びた壁のうち、垂直方向の応力に対する剛性の大きい部分を押圧するようになっている。これにより、SLA12の実装面に相当するSLAホルダ34の側面にベース35の側面が当接することがないので、SLA12の実装面が撓むことがない。
【0047】
そして、突出部35a以外の帯状部の幅寸法は、両持ちである図12における右側では1.55〔mm〕とし、片持ちである図12における左側では1.75〔mm〕とする。また、孔又は切込み部を設けることによって、前記帯状部がベース35の幅方向(図12における上下方向)に弾性を有するようにする。これにより、突出部35a及び張出部35bがSLAホルダ34の内壁を過剰に押圧することがなく、SLAホルダ34の変形(撓み)が防止される。
【0048】
続いて、ベース35の両端部に配設された金属性のコイルばね24a、24bがベース35に当接され、前記コイルばね24a、24bを介して画像形成装置の図示されないFGに電気的に接続されアースが取られる。
【0049】
このように、本実施の形態においては、SLAホルダ34とベース35とを電気的に導通させることによって、ベース35及びコイルばね24a、24bを介して、前記SLAホルダ14が画像形成装置の図示されないFGに接続され、アースを取ることができる。そのため、従来のLEDヘッドのように、アース線18をSLAホルダ14に金属製のねじ19等によって固着する必要がない。
【0050】
また、SLAホルダ34とベース35とを電気的に導通させることによって、画像形成装置のFGにアースを取るようになっているので、従来のLEDヘッドのように、アース線18をSLAホルダ34に金属製のねじ19等によって固着する必要がなくなり、LEDヘッド10の部品点数を削減することによってコストを低減することができ、組立性及び分解性の向上を図ることができる。
【0051】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0052】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、光学式ヘッドにおいては、LEDアレイチップが発生した光を収束して結像するレンズアレイを保持し、絶縁性の被覆を備えた導電性のSLAホルダと、該SLAホルダ内に実装された、前記LEDアレイチップを搭載する基板と、該基板を前記SLAホルダの基板当接面とで挟持する導電性のベースと、該ベースを圧接するとともに前記SLAホルダの側面に位置する両腕部と、該両腕部の各々の先端における鋭利な端部とを備える導電性のクランプとを有し、前記SLAホルダのクランプ当接部には両方の前記鋭利な端部が接触し、前記クランプ当接部の前記被覆が前記クランプの実装によって剥がされている。
【0053】
そのため、前記クランプによって前記SLAホルダとベースとを電気的に導通させるので、アース線をSLAホルダにねじ等によって固着する必要がなくなり、LEDヘッドの部品点数を削減することによってコストを低減することができ、組立性及び分解性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるLEDヘッドの断面図である。
【図2】従来のLEDヘッドの断面を示す第1の図である。
【図3】従来のLEDヘッドの断面を示す第2の図である。
【図4】従来のLEDヘッドの正面図である。
【図5】従来のLEDヘッドの斜視図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態における画像形成装置の概略図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態におけるLEDヘッドの支持部の構成を示す図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態における図1のA−A矢視図である。
【図9】本発明の第1の実施の形態における金属製クランプを実装する方法を示す第1の図である。
【図10】本発明の第1の実施の形態における金属製クランプを実装する方法を示す第2の図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態におけるSLAホルダの平面を示す図である。
【図12】本発明の第2の実施の形態におけるベースの平面を示す図である。
【図13】本発明の第2の実施の形態におけるSLAホルダの断面を示す図である。
【図14】本発明の第2の実施の形態におけるLEDヘッドの断面を示す図である。
【符号の説明】
12 SLA
13 基板
14、34 SLAホルダ
14a 当接面
15、35 ベース
17 金属製クランプ
17a 係合部分
35a 突出部
35b 張出部
Claims (9)
- (a)LEDアレイチップが発生した光を収束して結像するレンズアレイを保持し、絶縁性の被覆を備えた導電性のSLAホルダと、
(b)該SLAホルダ内に実装された、前記LEDアレイチップを搭載する基板と、
(c)該基板を前記SLAホルダの基板当接面とで挟持する導電性のベースと、
(d)該ベースを圧接するとともに前記SLAホルダの側面に位置する両腕部と、該両腕部の各々の先端における鋭利な端部とを備える導電性のクランプとを有し、
(e)前記SLAホルダのクランプ当接部には両方の前記鋭利な端部が接触し、前記クランプ当接部の前記被覆が前記クランプの実装によって剥がされていることを特徴とする光学式ヘッド。 - 前記鋭利な端部の形状が波型形状である請求項1に記載の光学式ヘッド。
- 前記クランプによって前記SLAホルダとベースとを電気的に導通させる請求項1又は2に記載の光学式ヘッド。
- 前記絶縁性の被覆は、前記LEDアレイチップが発生した光の反射を抑制する色である請求項1に記載の光学式ヘッド。
- (a)LEDアレイチップが発生した光を収束して結像するレンズアレイを保持する導電性のSLAホルダと、
(b)該SLAホルダ内に実装された、前記LEDアレイチップを搭載する基板と、
(c)該基板を前記SLAホルダの基板当接面とで挟持する導電性のベースとを有し、
(d)前記ベースには弾性を備える帯状部が形成され、該帯状部が備える突出部が前記SLAホルダの導電性地肌に圧接され、前記ベースがSLAホルダに固定されることを特徴とする光学式ヘッド。 - 前記ベースは、前記帯状部と反対側に形成され、前記SLAホルダと接触する張出部を備える請求項4に記載の光学式ヘッド。
- 前記突出部は、前記ベースの長手方向端部から5〔cm〕以内に位置する請求項5に記載の光学式ヘッド。
- 前記張出部は、前記ベースの長手方向端部から5〔cm〕以内に位置する請求項6に記載の光学式ヘッド。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の光学式ヘッドによって感光体に露光し、静電潜像を形成する画像形成装置。
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