JPH06115160A - 光プリントヘッド - Google Patents

光プリントヘッド

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JPH06115160A
JPH06115160A JP26733692A JP26733692A JPH06115160A JP H06115160 A JPH06115160 A JP H06115160A JP 26733692 A JP26733692 A JP 26733692A JP 26733692 A JP26733692 A JP 26733692A JP H06115160 A JPH06115160 A JP H06115160A
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JP
Japan
Prior art keywords
substrate
base
radiator
emitting diode
light emitting
Prior art date
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Pending
Application number
JP26733692A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuhiro Bizen
充弘 尾前
Koichiro Ono
幸一郎 小野
Katsuyuki Nishimura
克幸 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Tottori Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光ダイオードアレイの継ぎ目間隔の変動を
少なくした光プリントヘッドを提供するものである。 【構成】 放熱体と、放熱体上に配置された長尺な基台
と、基台上に配置された基板と、基板上に整列して配置
された複数の発光ダイオードアレイと、基台と基板を固
定する第1の固定手段と、基台と放熱体を固定する第2
の固定手段を設けるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発光ダイオードアレイを
整列させてなる光プリントヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、小さい継ぎ目間隔にて複数の
発光ダイオードアレイを整列させた光プリントヘッドが
開発されている。その中で例えば本出願人が特願平3−
151963号にて出願した光プリントヘッドを図7の
断面図に示す。この図に於て、放熱体41上に基台42
と基板43と発光ダイオードアレイ44が配置されてい
る。また基台42上に基板補強板45と補助基板46と
支持具47が配置され、補助基板46と支持具47の間
に押え具48が配置されている。これらの部品はネジ4
9によって固定されている。そしてこの光プリントヘッ
ドを平面的に見ると、発光ダイオードアレイ44は10
〜400μmの継ぎ目間隔にて一直線状にに整列してい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかして上述の光プリ
ントヘッドを駆動させながら、−15°C〜+70°C
の温度サイクルをかけた時の隣接する発光ダイオードア
レイ44間の継ぎ目間隔の変化量を図6の点線で示す。
この図6に於て光プリントヘッドが高温度時に、各構成
部品の熱膨張により発光ダイオードアレイ44の継ぎ目
間隔が約56μmも広がるので印字ドット間に白線が生
じて印字品位が低下する。また光プリントヘッドが低温
時に継ぎ目間隔が約30μmも狭まるので、もともと継
ぎ目間隔が10〜30μmと小さいものでは、発光ダイ
オードアレイ44自身が互いにぶつかりあって損傷する
欠点がある。故に発光領域の整列ピッチを40μm以下
にできないので、高解像度が得られない。
【0004】本発明者が継ぎ目間隔の変化量が大きい事
の原因を究明したところ、ネジ49で各構成部品を一体
的にかつ機械的に固定しているので、熱膨張係数の高い
アルミニウム等からなる放熱体41の大きい熱伸縮量に
より、基板43が大きく移動するから、基板43上の隣
接する発光ダイオードアレイ44の継ぎ目間隔も大きく
変動するためである。従って本発明はかかる欠点を解消
し、発光ダイオードアレイの継ぎ目間隔の変動を少なく
した光プリントヘッドを提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、放熱体と、放熱体上に配置された長尺な
基台と、基台上に配置された基板と、基板上に整列して
配置された複数の発光ダイオードアレイと、基台と基板
を固定する第1の固定手段と、基台と放熱体を固定する
第2の固定手段を設けるものである。
【0006】
【作用】本発明は上述の様に、第1の固定手段により基
台と基板を固定し第2の固定手段により基台と放熱体を
固定するので、基板を直接に放熱体に固定しない。故に
放熱体の大きい熱伸縮が機械的に基板に影響を与えない
ので、基板の熱移動量は小さくなる。従って基板上の隣
接する発光ダイオードアレイ間の継ぎ目間隔の変化量は
小さくなる。
【0007】
【実施例】本発明の実施例を図1乃至図5に従って説明
する。図1は本実施例に係る光プリントヘッドの平面断
面図であり、図2は図1のAA断面図であり、図3は図
1のBB断面図であり、図4は図1のCC断面図であ
り、図5は図1のDD断面図である。これらの図に於
て、放熱体1はアルミニウム等の熱伝導率の高い材質か
らなり、望ましくはフィン部2とプリンターへの固定手
段3が設けられ、その長手長さはプリンターの主走査長
さよりも長くなる様に形成されている。
【0008】基台4はニッケル鉄合金(42Ni−F
e)等からなり、幅は10〜50mmであるが長さは少
なくともプリンターの主走査長さ(210〜1000m
m)を持つ長尺なものである。基台4は放熱体1上に載
置されている。基板5はセラミック混合樹脂等からな
り、表面にプリントパターン(図示せず)が形成され、
その長手長さは基台4より短い。基板5はシリコン樹脂
等(図示せず)を介して基台4上に載置されている。
【0009】発光ダイオードアレイ6は表面に1列又は
千鳥配置の2〜3列に整列された発光領域7と個別電極
(図示せず)が設けられ、裏面に共通電極(図示せず)
が設けられ、1列に整列する様に基板5上に載置されて
いる。発光領域7は光プリンターの印字解像度に対応し
て20〜500μmピッチで整列されており、複数の基
板5を通じて光プリンターの主走査長さの全長を網羅す
る様に、1列(千鳥配置のときはその列数)に整列され
ている。そして図5に示した発光ダイオードアレイ6の
継ぎ目間隔Sは10〜400μmである。この様に発光
ダイオードアレイ6は基板5上に複数個が各々導電性接
着剤等で固着され、ワイヤボンド等により駆動用の集積
回路8に配線が施されている。
【0010】そして図2と図3に示す様に、基板補強板
9はエポキシ樹脂等からなり厚さは基板5と略同じであ
り、長手長さは基台4と略同じであり、基板5と対向し
て接着剤を介して基台4上に載置されている。中継基板
10はポリエステル等の樹脂からなる基板の上にプリン
トパターンが形成されたものであり、基板補強板9上に
接着されている。第1の支持具11はアルミニウム等か
らなり、長手長さは基台4と略同じであり溝部12が形
成され、中継基板10上に載置されている。押え具13
はシリコンゴム等からなり、第1の支持具11の溝部1
2と中継基板10の間に固定されている。
【0011】第1の固定手段14は、第1の支持具11
と中継基板10と基板補強板9と基台4の各々に設けら
れた孔を貫通して、ネジ15とワッシャー16とナット
17により固定されるものである。これらのネジ15の
先端とワッシャー16とナット17を入れるため、放熱
体1に凹部18が形成されている。この様にネジ15と
ナット17を固定することにより、押え具13が基板5
を押圧するので基板5と基台4は確実に固定され、かつ
放熱体1からの機械的束縛を受けない。また押え具13
の押圧により、中継基板10のパターンと基板5上のパ
ターンの電気的接続がなされている。
【0012】第2の支持具19はアルミニウム等からな
り、長手長さは基台4と略同じであり、側面に溝部20
が形成されている。発光ダイオードアレイ6の上方に集
束性ロッドレンズアレイ21が設けられ、第2の支持具
19の溝部20に位置する押え具22により固定されて
いる。接続基板23はネジ24とスペーサ25により放
熱体1に固定されている。接続基板23と各中継基板1
0はコネクター付きリード線(図示せず)により接続さ
れている。接続基板23には、外部から供給される電源
と点灯用信号等を受けるためのコネクター(図示せず)
が設けられている。
【0013】次に図3に於て、スペーサ26はポリアセ
タール樹脂等からなり、第1の支持具11に形成された
孔に固定され、第2の支持具19の裏面と中継基板10
の表面の間に位置している。第2の固定手段27は、第
2の支持具19とスペーサ26と中継基板10と基板補
強板9と基台4の各々に設けられた孔を貫通して、ネジ
28を放熱体1の下孔に固定されるものである。この第
2の固定手段27により、基台4と放熱体1は確実に固
定されるが、基板5は放熱体1と固定していないので放
熱体1からの機械的束縛を受けない。更に望ましくは、
基台4の取り付け孔を長手方向に於て長孔29に形成す
ると、放熱体1の長手方向に於ける大きい熱伸縮がこの
長孔29により吸収されるので、基台4と基板5の移動
量は小さくなる。故に基板5上の隣接する発光ダイオー
ドアレイ6間の継ぎ目間隔Sはさらに小さくなる。
【0014】また第1の固定手段14により、この周辺
で基台4が放熱体1から浮き易くなるので、これを防止
するために図4に示す第3の固定手段30が用いられ
る。第3の固定手段30を説明する。第1の支持具11
に孔が形成され、この孔の中の中継基板10上に位置す
る様にスペーサ31が配置されている。第2の支持具1
9にネジ孔が形成され、このネジ孔にネジ32が止めら
れている。ネジ32の底面に接したスペーサ31によ
り、中継基板10が押さえられている。この様に第3の
固定手段30により中継基板10を押さえ、基台4を押
さえて基台4が浮くことを防止している。上述の部品に
より、本実施例の光プリントヘッドは構成されている。
【0015】この様な構成に於て、それぞれの熱膨張係
数と熱伝導率は以下の如くである。 発光ダイオードアレイ6:熱膨張係数6.4×10-6、熱伝
導率54.0w/m・k 導電性接着剤:熱膨張係数40〜80×10-6、熱伝導率2.1
w/m・k 基板5:熱膨張係数3.8×10-6、熱伝導率0.9w/m・k 基台4:熱膨張係数4.6×10-6、熱伝導率14.6w/m・
k 放熱体1:熱膨張係数23.0×10-6、熱伝導率236.0w/
m・k そこで発光ダイオードアレイ6が機械的束縛力を受けな
いで、基板5と基台4の熱伸縮を受けるものとして、隣
接する基板5上の各々の発光ダイオードアレイ6の単位
温度上昇当りの継ぎ目間隔の変化量ΔS(μm/°C)
を理論的に求める。
【0016】ΔS=LC(α1・ΔT1−α2・ΔT2) ここでLCは基板5の長手長さであり例えば215mmであ
る。α1は基台4の熱膨張係数4.6×10-6であり、ΔT1
とΔT2はそれぞれ基台4と基板5の温度上昇変化量で
あり、共に1°Cであり、α2は基板5の熱膨張係数3.8
×10-6である。なお発光ダイオードアレイ6は通常、長
さが5mm位であるので、上式のLCに比べて十分小さ
いので、上式ではこの発光ダイオードアレイ6による項
目を無視している。上式に具体的な数値を代入すると、
次式を得る。ΔS=0.172μm/°C次に上述の光プリン
トヘッドを駆動させ、−15°C〜+70°Cの温度サ
イクルをかけた時の隣接する基板5上の隣接する発光ダ
イオードアレイ6の継ぎ目間隔Sの変化量ΔRを図6の
一点鎖線で示す。この図6に於て、左の縦軸は発光ダイ
オードアレイ6の温度(°C)であり、右の縦軸は継ぎ
目間隔の変化量ΔR(μm)を示す。横軸は温度サイク
ルの経過時間(任意単位)を示す。実線は実際の温度サ
イクルに於ける発光ダイオードアレイの温度である。光
プリントヘッドが高温時に、各構成部品の熱膨張により
発光ダイオードアレイ6の継ぎ目間隔Sが約12μm広
がり、従来の光プリントヘッドの約1/5に軽減され
る。この程度の広がりでは、印字ドット間に白線が生じ
ないので印字品位も良い。
【0017】また光プリントヘッドが低温時に、継ぎ目
間隔Sは約4μm縮まり、従来の変化量の約1/8に軽
減される。従って、元の継ぎ目間隔Sが10〜30μm
と小さいものでも、発光ダイオードアレイ6自身が互い
にぶつかりあって損傷する恐れがない。この図6によ
り、単位温度上昇当りの継ぎ目間隔の変化量δSを求め
ると、δS=12/70=0.171(μm/°C)とな
り、理論値と略一致することがわかる。すなわち本実施
例の光プリントヘッドに於て、発光ダイオードアレイ6
は熱伸縮の大きい放熱体1の機械的束縛力を受けない
で、基板5と基台4の熱伸縮のみを受けることが実証さ
れた。
【0018】
【発明の効果】本発明は上述の様に、第1の固定手段に
より基台と基板を固定し第2の固定手段により基台と放
熱体を固定するので、基板を直接に放熱体に固定しな
い。故に発光ダイオードアレイは熱伸縮の大きい放熱体
の機械的束縛力をうけないので、基板の熱移動量は小さ
くなる。従って発光ダイオードアレイが高温時に、基台
と基板の熱膨張による発光ダイオードアレイの継ぎ目間
隔の伸び量は従来の約1/5に軽減されるので、印字ド
ット間に白線は生じない。また発光ダイオードアレイが
低温時に、継ぎ目間隔の縮み量は従来の約1/8であ
り、元の継ぎ目間隔が10〜30μmと小さいものでも
損傷する恐れがない。従って、発光領域の整列ピッチを
20〜40μmと小さくすることができるので、50ド
ット/mm位の高解像度の光プリントヘッドが得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る光プリントヘッドの平面
断面図である。
【図2】図1のAA断面図である。
【図3】図1のBB断面図である。
【図4】図1のCC断面図である。
【図5】図1のDD断面図である。
【図6】発光ダイオードアレイの温度変化時の隣接する
発光ダイオードアレイ間の継ぎ目間隔の変化量を示すグ
ラフである。
【図7】従来の光プリントヘッドの断面図である。
【符号の説明】
1 放熱体 4 基台 5 基板 6 発光ダイオードアレイ 14 第1の固定手段 27 第2の固定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 克幸 鳥取県鳥取市南吉方3丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放熱体と、その放熱体上に配置された長
    尺な基台と、その基台上に配置された基板と、その基板
    上に整列して配置された複数の発光ダイオードアレイ
    と、前記基台と前記基板を固定する第1の固定手段と、
    前記基台と前記放熱体を固定する第2の固定手段を具備
    した事を特徴とする光プリントヘッド。
JP26733692A 1992-10-06 1992-10-06 光プリントヘッド Pending JPH06115160A (ja)

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JP26733692A JPH06115160A (ja) 1992-10-06 1992-10-06 光プリントヘッド

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