JP4388328B2 - 光プリンタヘッド - Google Patents

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５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を一列状に搭載して成るヘッド基板２１と、ロッドレンズアレイ２３が取着されているハウジング２４と、アルミダイカストにより形成されたベースプレート２５とから構成されている。

ヘッド基板２１の上方にはハウジング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、ハウジング２４及びベースプレート２５が、例えば断面コ字状のクリップ２６で挟持して一体的に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、該発光された光はロッドレンズアレイ２３を介して外部に供給される。

そして、光プリントヘッドの外部に複写装置や印刷装置などの感光体ドラムＰが配置されており、このロッドレンズアレイ２３を介して外部に与えられた光は、感光体ドラムＰに所定の潜像を形成することになる。尚、そして感光体ドラム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。
特開平１１−５８８２０号公報

ところで、上述した従来の光プリンタヘッドのような、ハウジング側が開口した断面コ字状のクリップ２６を用いてヘッド基板２１、ハウジング２４及びベースプレート２５が保持されていた。このクリップ２６にて保持固定する部分は、長尺状の光プリンタヘッドで、複数個所、例えば５個所で行なっていた。

このため、光プリンタヘッドの部品点数が、複数のクリップ２５を用いることで一挙に増加してしまう。これにより、組み立て作業性が低下し、また、コスト高となってしまう。

また、従来の光プリンタヘッドにおいては、ベースプレートに関して、アルミニウムの押し出し成型品、アルミニウムのダイカスト成型品が使用されていた。このように押し出し成型品やダイカスト成型品では、加工処理の汎用性に欠け、製造コスト高となってしまう。これに対して、ベースプレートを金属平板を用いて断面コ字状にプレス加工を施したプレス加工品が考えられる。このようなベースプレートはコスト面で有利であるものの、特に脚部が強度的に非常に弱く、複写装置や印刷装置などに実装する際に安定して実装することが困難となってしまう。

本発明は、上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、ハウジング、ベースプレート自身に保持固定手段を具備させて、非常に簡単な構造でハウジング、ヘッド基板及びベースプレートの保持固定が行え、組み立て作業性が向上し、低コスト化が可能な光プリンタヘッドを提供することにある。また、同時にベースプレートの脚部の強度が得られ、且つ保持固定性に優れた光プリンタヘッドを提供することにある。

本発明は、複数の発光素子が配列されたヘッド基板と、前記ヘッド基板の上方に配置されたロッドレンズアレイと、前記ヘッド基板が搭載される搭載部と、前記搭載部の長手方向に対し直交する方向の両側に設けられ、各々の下端部で外側に折り返されている複数の脚部とを有するベースプレートと、前記ロッドレンズアレイを保持するハウジングと、を備え、前記脚部は、前記搭載部から折り返しの基点までの第１の部分と、前記折り返しの基点で外側に折り返された該折り返しの基点から上方にある第２の部分とを有し、前記第２の部分は、前記第１の部分に対して重畳され、前記ハウジングは、前記ベースプレートの前記第２の部分の先端面と対向する面を有し、前記長手方向に直交する方向の両側に、下方側に突出した突片部を有し、前記ベースプレートは、前記延在部の先端に、前記突片部が係合される切欠き部を有し、前記突片部の下端部分は、前記長手方向に沿って変形可能に構成されていることを特徴とする光プリンタヘッドを提供する。

なお、前記突片部分の下端部分は、前記長手方向に沿った幅が変化可能に構成されており、前記切欠き部は、前記下端部分の前記長手方向に沿った拡がりを抑えるように、前記突片部と係合していることが好ましい。

また、前記突片部は、前記長手方向に沿って突出した突起部を有し、前記切欠き部は、前記突起部の前記長手方向に沿った側面と当接していることが好ましい。

また、前記ハウジングは、前記ヘッド基板の上面と当接する当接面を有することが好ましい。

本発明の光プリンタヘッドによれば、ベースプレートとして金属平板をプレス成型で形成された部材を用いている。その構成はヘッド基板が搭載される長尺状基板搭載部と、長尺状基板搭載部の長手方向の両側部に設けられた一対の脚部とを有している。この脚部は、脚部の下端部で折り返されて、外方に金属平板が折り重なった多層構造となっている。このため、脚部を金属平板のプレス加工により比較的簡単に加工処理することができ、従来のアルミ押し出し製品やダイカスト製品に比較して、コストを半減以下に抑えることができる。しかも、脚部が多層構造であるため、従来のベースプレートに比較して遜色のない曲げ強度が得られる。

また、ハウジングの長手方向の両側面部には、ベースプレート側に延びる複数の突片部が形成されており、同時に、ベースプレートの一対の脚部の上方部には突片部が嵌合される切欠部が形成されている。そして、ベースプレート上のヘッド基板に載置した状態で、ハウジングを配置するにあたり、ベースプレートの切欠部に、ハウジングの突片部が嵌合されるため、従来のようなクリップのような別個の保持固定部材が不要となる。即ち、保持固定部材を用いることがないため、部品点数を減少し、同時に、ハウジングの配置時でヘッド基板の保持固定を同時に行うことができ、組み立て作業性が向上する。

また、ハウジングの突片部と、前記ベースプレートの切欠部との嵌合部は、前記ベースプレートの脚部の長手方向に、概略等間隔に設けることにより、ハウジングとベースプレートとの位置関係が安定し、もって、ベースプレート上に載置したヘッド基板を所定位置に安定的に挟持することができる。

また、上述のハウジングの突片部と、ベースプレートの切欠部には、互いに係合しあう係止部、例えば、突片部の一部に幅や厚みが増加する戻り防止部を、切欠部にこの戻り防止部が係止される受け部が設けられている。このため、両者は単に嵌合されるだけではなく、さらに、その嵌合状態を安定に維持できるため、外部からの衝撃などが加わってもヘッド基板、ハウジング、ベースプレートを安定的に維持することができる。

尚、ベースプレートの脚部は、その下端で折り返され、その金属平板先端が長尺状基板搭載部の搭載面側より上方に延出している。延出量は、例えばヘッド基板の厚みを越えない範囲例えば、０．５〜１．０ｍｍの範囲で上方まで延出している。このような構造であれば、長尺状基板搭載部の搭載面にヘッド基板を載置し、また、ハウジングを配置する際には、長手方向の両側に突出する一対の金属平板がガイドとなるため、所定位置にヘッド基板やハウジングを搭載することができる。

本発明の光プリンタヘッドは、ベースプレートとハウジングとを嵌合にて、ハウジング、ベースプレート及びヘッド基板が安定的に保持固定され、従来品に比較して、複数個のクリップが不要となり、部品点数の削減及びコストの低減が可能となる。また、ハウジングをベースプレートに配置する時に、両者の一部を嵌合することができ、その嵌合作業性が非常に効率アップできる光プリンタヘッドとなる。

同時に、ベースプレートの脚部の強度が得られ、ハウジング、ベースプレート及びヘッド基板の保持固定性に優れた光プリンタヘッドとなる。

以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の一形態に係る光プリンタヘッドの斜視図、図２は図１の光プリンタヘッドの縦断面図である。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はベースプレートでああり、６はハウジングとベースプレートとの嵌合部である。

前記ヘッド基板１は、ガラス布基材エポキシ樹脂やガラス、セラミック等の絶縁性材料により長尺状の矩形状を呈しており、その上面に発光素子アレイチップ２が取着されている。尚、図示しないが、各発行素子アレイチップ２には電極、ドライバーＩＣ等が取着されている。

尚、前記ヘッド基板１は、例えばガラス布基材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・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。

また、前記ヘッド基板１の上面に取着された複数個の発光素子アレイチップ２は、ヘッド基板１の長手方向（主走査方向）に一列状に配列されており、各発光素子アレイチップ２は、例えば６００ｄｐｉ（dot per inch）の密度で主走査方向に直線状に配列した多数の発光素子を有している。

前記発光素子としては、例えばＧａＡｌＡｓ系やＧａＡｓＰ系の化合物半導体を用いて形成された発光ダイオード等が好適に使用され、かかる発光ダイオードの内部にはｐｎ接合が設けられているため、電極等を介して所定電源電力が供給されると、ｐｎ接合付近で電子と正孔とが再結合し、発光素子が所定の輝度で発光するようになっている。

尚、このような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）法等を採用し、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、得られた発光素子アレイチップ２をヘッド基板１の上面の所定位置に載置させた上、発光素子アレイチップ２上に設けられる図示しないパッドと対応する電極とを金属細線等で個々にボンディングすることにより発光素子アレイチップ２がヘッド基板１上に搭載される。

また、前記ヘッド基板１の上方にはポリカーボネイトや液晶ポリマー等の樹脂から成るハウジング４が配設されている。

前記ハウジング４は、その上部にロッドレンズアレイ３が挿着される帯状の開口部を有し、その下部領域をヘッド基板１の外周に沿ってヘッド基板１の上面に密着させることによりロッドレンズアレイ３と発光素子アレイチップ２との間に密閉空間を形成している。

また、前記ハウジング４の開口部に挿着されるロッドレンズアレイ３は、直線状、もしくは千鳥状に配列された多数の棒状レンズを一対の側板で挟持した構造を有しており、先に述べた発光素子の光をロッドレンズアレイ３の上方に配設される感光体Ｐに等倍で照射・結像させる正立等倍型の光学系として機能する。

尚、前記ハウジング４は、例えば液晶ポリマー等のプラスチック材料から成る場合、従来周知の射出成形法にて所定形状に加工することによって製作され、得られたハウジング４の開口部にロッドレンズアレイ３を嵌挿し、両者を接着させることによりロッドレンズアレイ３がハウジング４に取着・固定される。

さらに、前記ヘッド基板１の下方には金属平板材料のプレス加工によって形成されたベースプレート５が配設されている。ベースプレート５は、長尺状基板搭載部５ａと長手方向の側部から下方に延びた脚部５ｂ、５ｃとを有する縦断面コ字状となっている。

このベースプレート５は、例えば、表面亜鉛メッキ処理された鉄材やＳＵＳ等の金属平板材料をプレス加工によって断面形状が略コの字状をなすように形成される。その脚部５ｂ、５ｃは、長尺状基板搭載部５ａの長手方向の両端部で下方に折り曲げ加工され、さらに、脚部５ｂ、５ｃの下端で折り返し加工され、その金属平板の先端部５ｄ、５ｅが長尺状基板搭載部５ａの搭載面よりも上方に延出している。即ち、脚部５ｂ、５ｃにおいては、金属平板が少なくとも２層重なった多層構造となっている。

そして、金属平板の先端５ｄ、５ｅは、長尺状基板搭載部５ａの搭載面よりも、ヘッド基板１の厚みを越えない範囲で上方に延出している。具体的には、ヘッド基板１全体の厚みが０．６〜１．４ｍｍであるため、金属平板の先端５ｄ、５ｅは、長尺状基板搭載部５ａの搭載面の上方に、ヘッド基板１から突出しないよう０．５〜１．０ｍｍの範囲で延出している。

このようなベースプレート５の長尺状基板搭載部５ａの搭載面には、ヘッド基板１が配置され、さらに、例えばヘッド基板１の両端面と脚部５ｂ、５ｃの一部である金属平板との間にハウジング４の一部が嵌合されて搭載される。このとき、金属平板の先端５ｄ、５ｅの突出量が、０．５ｍｍ以下では、ヘッド基板１を長尺状基板搭載部５ａの搭載面で安定して保持させることが困難となり、また、ヘッド基板１の厚みを越えて、例えば１．０ｍｍを越える場合には、一対の金属平板間にヘッド基板１を長尺状基板搭載部５ａの搭載面に載置する際には、逆に搭載の支障となったり、また、搭載後に位置を補正する際の支障となったり、また、ヘッド基板１を長尺状基板搭載部５ａの搭載面に密着固定する際に、密着作業が非常に困難となり、作業性を低下させることになる。

ハウジング４とベースプレート５の保持・固定の具体的な構造は、ハウジング４の長尺方向の両側部の下方に延びる突片部６１と、この突片部６１に対応して一対の脚部５ｂ、５ｃの上端部の一部、即ち、折り返された外側金属平板の先端部に形成された切欠き部６２によって達成される。そして、この嵌合部６は、長尺状の一方側面部で、その両端部付近、その間に概略等間隔に複数、図１では、一方側部に５カ所設け、図１で現れていない他方側部に同様に５カ所設けられている。

図３に示すように、ハウジング４から延びる突片部６１は、その先端部付近に嵌合した後、この突片部６１が切欠部６２から抜けないように戻り防止部６１ａである突起を有している。また、ベースプレート５の切欠部６２にも、この戻り防止部６１ａに対応した受け部６２ａを有している。即ち、両者は嵌合された上にさらに係止される。

そして、ハシジング４の突片部６１が、ベースプレート５の切欠部６２に嵌合した時に、突片部６１の戻り防止部６１ａと、切欠部６２の受け部６２とが係止しあって、両者を非常に強固に嵌合固定する。

戻り防止部６１ａは、突片部６１の先端で幅方向に広がるよう形成され、受け部６２ａは、ベースプレート５の折り返されて多層化された脚部５ｂ、５ｃのうち外側に位置する金属平板の上端部に、突片部６１の広がり部分を受けるように形成されている。

また、別の例として、図４（ａ）（ｂ）に示すように、戻り防止部６１ｃ、６１ｄは、突片部６１の先端の一部が厚みが厚くなるよう形成されている。また、受け部６２ｃ、（６２ｄ）は、ベースプレート５の脚部５ｂ、５ｃのうち外側に位置する金属平板の上端部で、突片部６１の先端の厚みが厚くなる戻り防止部６１ｃ、６１ｄの根元を受けるように形成される。
このように、ハウジング４の突片部６１と、ベースプレート５の切欠部６２とが、確実に係止しあって嵌合されるため、その嵌合状態を強固に安定でき、例えば、ハウジング４やベースプレート５に外部から衝撃などが加わっても、ハウジング４、ベースプレート５及びヘッド基板１の安定的な保持が維持できる。

また、本発明では、嵌合部６が実質的には、多層化された脚部５ｂ、５ｃのうち外側に位置する金属平板に形成されることになり、光プリンタヘッド全体の幅方向の寸法が、従来に比較して突出することがなく、また、光プリンタヘッドの長尺状の側面部を全体をとおして平坦化させることもでき、取り扱いが容易な光プリンタヘッドとなる。

しかるに、このハウジング４とベースプレート５との嵌合方法にて、従来の保持固定に使用していたクリップ３０は不必要となり部品点数が減りより安価な作業性の良い構造となる。

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の発光素子を外部からの画像データに基づいて個々に選択的に発光させるとともに、該発光された光をロッドレンズアレイ４を介して外部に配される感光体ドラムＰに照射・結像させ、この感光体ドラムＰ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。

そして、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印画が形成される。

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、改良等が可能である。

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斜視図である。 （ａ）は、図１中Ａ−Ａ線断面を示し、（ｂ）は図１中Ｂ−Ｂ線の断面図を示す。 本発明の光プリンタヘッドの嵌合部分の側面図ある。 本発明の光プリンタヘッドの別の嵌合部分を示し、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は側面図である。 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
５・・・ベースプレート
５ａ・・・長尺状基板搭載部
５ｂ、５ｃ・・・脚部
５ｄ、５ｅ・・・先端
６・・・嵌合部
６１・・突片部
６２・・切欠部

Claims (4)

1. 複数の発光素子が配列されたヘッド基板と、
   前記ヘッド基板の上方に配置されたロッドレンズアレイと、
   前記ヘッド基板が搭載される搭載部と、前記搭載部の長手方向に対し直交する方向の両側に設けられ、各々の下端部で外側に折り返されている複数の脚部とを有するベースプレートと、
   前記ロッドレンズアレイを保持するハウジングと、を備え、
   前記脚部は、前記搭載部から折り返しの基点までの第１の部分と、前記折り返しの基点で外側に折り返された該折り返しの基点から上方にある第２の部分とを有し、前記第２の部分は、前記第１の部分に対して重畳され、
   前記ハウジングは、前記ベースプレートの前記第２の部分の先端面と対向する面を有し、前記長手方向に直交する方向の両側に、下方側に突出した突片部を有し、
   前記ベースプレートは、前記延在部の先端に、前記突片部が係合される切欠き部を有し、
   前記突片部の下端部分は、前記長手方向に沿って変形可能に構成されていることを特徴とする光プリンタヘッド。
2. 前記突片部分の下端部分は、前記長手方向に沿った幅が変化可能に構成されており、前記切欠き部は、前記下端部分の前記長手方向に沿った拡がりを抑えるように、前記突片部と係合し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. 前記突片部は、前記長手方向に沿って突出した突起部を有し、
   前記切欠き部は、前記突起部の前記長手方向に沿った側面と当接していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光プリンタヘッド。
4. 前記ハウジングは、前記ヘッド基板の上面と当接する当接面を有す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。

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