WO2006112043A1

WO2006112043A1 - Ｌｅｄプリントヘッド

Info

Publication number: WO2006112043A1
Application number: PCT/JP2005/014992
Authority: WO
Inventors: Kazunori Hagi; Yasuhiro Suzuki; Shunsuke Ueda; Takeyoshi Horiuchi; Masatsugu Kikuchi
Original assignee: Suzuka Fuji Xerox Co., Ltd.
Priority date: 2005-04-13
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2006-10-26
Also published as: JP2006289843A; JP4289503B2

Abstract

【課題】ＬＥＤプリントヘッドを構成するベースは、ベースに固定する基板の平面度、真直度等を高精度に保つ必要があるため、従来は、金属材料を削り出して製造していた。しかし、ベースの製造に多くの工数を要するため、ベースのコストアップとなり、ひいては、ＬＥＤプリントヘッドのコストを高くするという問題があった。【解決手段】複数の発光素子が実装された長尺な基板と、基板が固定されたベースと、ベースに固定されたカバーと、カバーに固定されたレンズアレイとを有するＬＥＤプリントヘッドにおいて、ベースを樹脂製とし、基板と一体的に成形することにより、安価なＬＥＤプリントヘッドを提供することを可能とした。

Description

LEDプリントヘッド

技術分野

[0001] 本発明は、電子写真方式の複写機やプリンタ、 FAX等に使用される LEDプリントヘッドに関する。

背景技術

[0002] 複数の発光素子 (例えば、 LEDアレイチップ等)を略直線状に実装した長尺の基板を、長尺のアルミニウム製等のベースに配設した LEDプリントヘッドが画像形成装置等において使用されている。

この LEDプリントヘッドは、発光素子から出射された光を、レンズアレイにより感光体上に略直線状に結像させるものである。このため、基板を固定するベースは、高い平面度および真直度が要求される。

[0003] また、発光素子は発光すると発熱するため、ベースは放熱効率が高、ものでなければならない。ベースの放熱効率が低いと、ベースの温度が上昇し、ベースと基板にソリが生じる力である。

このため、従来は、高い平面度と真直度を有し、かつ放熱効率の高い金属（例えば

、アルミニウム等）の加工部材をベースとして用いるのが一般的であった。

特許文献 1 :特開平 03— 151963号公報

特許文献 2：特開平 06 - 115160号公報

特許文献 3：特開平 11― 277795号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] しかし、フライス等で金属をカ卩ェして製造した、いわゆる削り出しのベースは、前記した所望の性能を出すことができるが、ベースの製造に多くの工数を要するため、ベースのコストアップとなり、ひいては、 LEDプリントヘッドのコストを高くするという問題がある。

[0005] 本発明は、力かる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、肖 IJり出しのベースと同等の性能を有するベースを、榭脂を用いて安価に製造することにより、安価な LE Dプリントヘッド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

[0006] 請求項 1に記載の LEDプリントヘッドは、複数の発光素子が実装された長尺な基板と、この長尺な基板が固定されたベースと、このベースに固定されたカバーと、カバーに固定されたレンズアレイとを有する LEDプリントヘッドにおいて、ベースは、基板を榭脂により一体的に成形したので、ベースに対して基板を位置決めして固定する必要がなぐ製造工程を簡略ィ匕することができるという効果を奏する。

[0007] また、基板を金型キヤビティにセットし、溶融榭脂を射出することにより短時間にベースを製造できるので、安価な LEDプリントヘッドを提供することができると、う効果を奏する。

[0008] 請求項 2に記載の LEDプリントヘッドは、請求項 1において、ベースに対してさらに長尺な剛体が一体的に成形されているので、前記した効果にカ卩えて、ベースを構成する樹脂が冷却して収縮することによるベース及び基板の平面度及び真直度の悪ィ匕が生じることはなぐ高精度を保つことができるという効果を奏する。

[0009] 請求項 3に記載の LEDプリントヘッドは、請求項 2に記載の LEDプリントヘッドにおいて、剛体は、ベースの長手方向の一端または両端力突出しているので、前記した効果に加えて、発光素子が生じた熱を剛体の端部力も放熱できるので、放熱効率の高、LEDプリントヘッドを提供できると、う効果を奏する。

[0010] 請求項 4に記載の LEDプリントヘッドは、請求項 2または請求項 3に記載の LEDプリントヘッドにおいて、基板と剛体が接触しているので、発光素子力基板に伝わつた熱を剛体に直接伝えることができ、さらに放熱効率を高めることができるという効果を奏する。

[0011] 請求項 5に記載の LEDプリントヘッドは、請求項 2、請求項 3または請求項 4に記載の LEDプリントヘッドにおいて、前記剛体を金属棒としたので、放熱効率をさらに高めることができ、ベースおよび基板の平面度および真直度の熱による悪ィ匕を防止できるだけではなぐ基板のグランドパターンと金属棒とを接触させ、金属棒を接地させた場合は、金属棒をグランドパターンとして使用できると、う効果を奏する。 [0012] 請求項 6に記載の LEDプリントヘッドは、請求項 5に記載の LEDプリントヘッドにおいて、金属棒の断面形状は、多角形状であり、金属棒のいずれかの稜線の全部または一部が、基板の裏面と対向しているので、成形時に基板の裏面と金属棒の間に榭脂が入り込み易ぐ基板の裏面と金属棒の間に空気の気泡が形成されないので、放熱効率を向上できるという効果を奏する。

[0013] 請求項 7に記載の LEDプリントヘッドは、請求項 1〜6において、榭脂が液晶ポリマ一であるので、ベースの榭脂部分の肉厚が薄くても成形ができ、長手方向の成形収縮率を小さくできるため、発光素子の発熱により基板の温度が上昇しても、変形しにくい LEDプリントヘッドを製造できると、う効果を奏する。

発明の効果

[0014] 本発明は、ベースの高精度な削り出し加工や、ベースへの基板の高精度な位置決め固定を不要にし、榭脂からなるベースを基板と一体的に成形することにより、 LED プリントヘッドを安価にできるという効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態

[0015] 本発明を図面を用いて以下に詳細に説明する。

実施例 1

[0016] 図 1〜図 4に、本発明に係る LEDプリントヘッドの一実施例を示す。図 1は、 LEDプリントヘッドの側面図であり、図 2は、ベース部 1の平面図、図 3は、図 2における断面 AAを示した断面図、図 4は、図 2における凸部 100の斜視図である。

[0017] 図 1に示すように、 LEDプリントヘッド 7は、ベース 1の上に、複数のロッドレンズを有するレンズアレイ 8を固定するカバー 9が載せられ、カバー 9は、接着剤等で固定されている。そして、ベース 1は、図 2及び図 3に示すように、榭脂 4と、複数の発光素子 3 が実装された基板 2がー体的に成形されている。

[0018] このベース 1は、以下のようにして製造することができる。

まず、金型キヤビティ内に発光素子 3が実装されていない長さ 370mmのガラエポ力もなる基板 2 (ベアボード）を、基板 2の実装面を金型キヤビティの平らな面に当て付けるようにセット (インサート）し、この基板 2と金型キヤビティが接する面に設けた金型キヤビティの複数箇所力もバキューム装置等にて吸引吸着する。こうすることにより、長尺の基板 2は、金型キヤビティ内で高い真直度及び平面度を出すことができる。

[0019] 次に、金型を閉じて液晶ポリマー力もなる溶融榭脂を金型キヤビティ内に射出し、溶融榭脂を冷却硬化させることにより、基板 2と榭脂 4がー体的に成形されたベース 1 が製造される。

尚、ベース 1は、図 3に示すように、基板 2の上面にも一部の榭脂 5が存在するため、成形後に基板 2が剥がれることがない。

[0020] また、基板 2への発光素子 3の実装については、図 2および図 4に示すように、ベース 1の端部に凸部 100を設け、この凸部 100を基準にして、基板 2に発光素子 3を複数個実装する。そうすることにより、発光素子 3は、ベース 1に対して高精度に位置決めすることができる。

ここで、基板 2に実装する発光素子の個数は、 A3サイズ用が 56個、 A3ノビサイズ用が 58個、 A4サイズ用が 39個であり、要求仕様により異なる。

[0021] また、ベース 1の端部 6と凸部 100は、一体成形により高精度に位置が決められているので、端面 6を基準にしてカバー 9を取り付ければ、発光素子 3とレンズアレイ 8を所望の位置に合わせることができる。したがって、従来のように、発光素子が実装済みの基板をベースに位置決めして固定する必要がないため、製造工程を簡略ィ匕することができるだけではなぐ発光素子とレンズアレイの位置決め誤差を少なくすることがでさる。

実施例 2

[0022] 図 5〜図 7に本発明にカゝかる他の実施例を示す。

尚、実施例 1にかかる LEDプリントヘッドと同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略し、実施例 1との相違点についてのみ詳細に説明する。

[0023] 図 5は、 LEDプリントヘッド 7を構成するベース 11の平面図であり、図 6は、ベース 1 1の側面図であり、図 7は、図 5における断面 BBを示した断面図である。

図 5〜図 7に示すように、実施例 1との相違点は、榭脂 4の中に、さらに剛体 10がー体的に成形されてヽる点である。

[0024] 剛体 10は、基板 2の長さよりも長ぐ耐熱性があり、かつ熱伝導性の良い材料が望ましい。例えば、安価に入手できる金属棒 (金属シャフト）等である。この剛体 10を基板 2の裏面に接触させた状態で金型キヤビティにセットし、溶融した榭脂 4を金型キヤビティ内に射出し、冷却することにより、ソリの少ないベース 11を製造することができる。そして、発熱する基板からの熱を剛体 10を介して放熱させることができる。

[0025] また、ベース 11は、実施例 1に示したベース 1と同様な方法で製造することができる。すなわち、金型キヤビティ内において、基板 2を、金型キヤビティ面にバキュームして固定し、基板 2の裏面に接触又は押し付けるようにして剛体 10を固定する。その後、溶融した榭脂 4を金型キヤビティ内に射出して、榭脂 4を硬化させることにより、基板 2と剛体 10と榭脂 4がー体的に成形されたベース 11を製造することができる。

実施例 3

[0026] 図 8に本発明にカゝかる他の実施例を示す。

尚、実施例 2にかかる LEDプリントヘッドと同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略し、実施例 2との主な相違点にっ、てのみ詳細に説明する。

[0027] 本実施例 3にかかる LEDプリントヘッドは、図 8の断面図に示すように、実施例 2における剛体 10の形状を多角形状にした点のみが異なる。すなわち、剛体 13を多角形状にすることにより、ベース 12の成形後の樹脂の収縮による剛体の回転を防止することができる。そして、剛体 13の回転を防止できれば、基板 2及び榭脂 4のひねりを防止することができ、基板 2及びベース 12の真直度及び基板 2の平面度を高精度に保つことができる。

[0028] また、剛体 13を多角形状にすることにより、基板 2の裏面と剛体 13の接触面積を大きくすることができるため、発光素子の熱を基板から剛体 13に伝えやすくなり、剛体 1 3による放熱効果をさらに高めることができる。

実施例 4

[0029] 図 9〜図 11に、本発明に力かる他の実施例を示す。

[0030] 図 9は、 LEDプリントヘッド 107の側面図であり、図 10は、ベース 1の平面図、図 11 は、図 10におけるベース 1の断面 CCを示した断面図である。

[0031] 図 9に示すように、 LEDプリントヘッド 107は、基板 2および多角形状の金属棒 13が榭脂 4により一体成形されたベース 1と、レンズアレイ 8 (レンズ 2列、レンズ長 349mm )が榭脂により一体成形されたカバー 9とからなる。

[0032] カバー 9およびベース 1に用いられている榭脂 4は、共に液晶ポリマー（例えば、ュ二チカ社製ロッドラン LC— 5000等)である。力かる榭脂を用いることにより、肉厚が薄くても成形することができるため、カバー 9およびベース 1の小型化を実現することがでさる。

[0033] また、カバー 9およびベース 1は、成形する際に、長手方向の両端部から溶融榭脂を金型内に射出するため、長手方向の成形収縮率を小さくすることができる。このため、発光素子 3の発熱によりベース 1の温度が上昇しても、ベース 1を長手方向に延びにくくすることができる。

[0034] さらに、ベース 1は、図 10及び図 11に示すように、 370mmの長さのガラエポからなる基板 2と、六角形の金属棒 13 (400mmの長さのアルミニウム合金、例えば、 A606 3等）とを榭脂 4により一体的に成形したものであるので、榭脂 4は、基板 2を構成するガラエポと線膨張係数が略同一であることが望ましい。なぜなら、発光素子 3の発熱により、基板 2とベース 1を同じ寸法だけ膨張させることができ、基板 2のソリを防止でさるカゝらである。

[0035] 尚、図 9および図 11に示すように、ベース 1は、六角形の金属棒 4の 6つの角部に存在する 6つの稜線の内の 1つの稜線 111と、基板 2の裏面 112を対向させて!/、る。これは、基板 2の裏面 112と金属棒 13の間に榭脂 4が入り込み易くし、裏面 112と金属棒 13の間に気泡ができないようにするためである。もし、裏面 112と金属棒 13の間に榭脂 4が入りにくい場合は、この場所に気泡ができ、かかる気泡が断熱層の働きをするため、発光素子 3の発光により生じた熱を基板 2から金属棒 13に伝えにくくなるので、ベース 1の放熱効率が低くなるのである。

実施例 5

[0036] 図 12に、本発明に係る LEDプリントヘッドの別の実施例を示す。

尚、実施例 4に係る LEDプリントヘッドと同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略し、実施例 2との主な相違点についてのみ詳細に説明する。

[0037] 図 12は、 LEDプリントヘッドのベース 1の側面図である。図 126に示すように、実施例 4との相違点は、金属棒 13を 5角形にした点と、この金属棒 13の稜線の一部 111 を基板 2の裏面 112に接触させた点である。

[0038] 金属棒 13の稜線の一部 111を基板 2の裏面 112に接触させることにより、溶融榭脂 4が基板 2と金属棒 13の間に入り易くなり、気泡が発生するのを防止できるだけではなぐ発光素子 3からの熱を基板 2から剛体 13へ直接伝えることができる。

実施例 6

[0039] 図 13及び図 14に本発明に係る他の実施例を示す。

尚、実施例 2に係る LEDプリントヘッドと同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略し、実施例 2との主な相違点についてのみ詳細に説明する。

[0040] 図 13は、 LEDプリントヘッドを構成するベース 30の平面図であり、図 14は、ベース

30の側面図である。図 13および図 14に示すように、実施例 2との相違点は、ベース

30に複数の切り欠き 42を設けたことである。

[0041] この切り欠き 42は、図 14に示すように、一定の間隔 Cごとに長さ Dで設けられている

。すなわち、一定の長さの榭脂 41は、同じ材質力もなる榭脂により連結部 43で各々連結されている。このような構成をとることにより、基板 2、剛体 10及びベース 30の収縮率の相違によるソリの影響を少なくすることができるだけでなぐ基板 2及び剛体 10 の露出により、放熱効果をさらに向上させることができる。

[0042] 前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明としてはそれらに限定されるものではなぐ特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付カロが可能である。

[0043] 例えば、図 15に示すように、実施例 2における剛体 10の一部に D面取りを設けたり、ヒラメ、アヤメ等のローレット加工を施すことにより、剛体 10の回転を防止することができる。

[0044] また、図 16及び図 17に示すように、実施例 6における切り欠き 42の連結部 43の榭脂を無くし、剛体 10をさらに露出させてもよい。

[0045] また、剛体等の中心部分を空洞（中空）にすることもできる。この場合は、空洞部分に送風又は冷却水を送ることにより、基板の放熱効果を更に向上させることができる。

[0046] また、剛体の材質として、 SUSや、防食を目的に電気、或いは化学 Ni鍍金された鉄を主成分とする合金、真鍮などに代表される銅合金等を用いることができる。曲げ強度等が要求される場合であって、アルミニウム合金や銅だけでは不足する場合は

、高強度である SUSや鉄合金とのサンドイッチ構造や、 2層構造等で複合化してもよい。

産業上の利用可能性

[0047] 基板とレンズアレイの位置決め精度の高、LEDプリントヘッドを安価に製造することができるため、高精度の画像形成装置を安価に製造することができる。

図面の簡単な説明

[0048] [図 1]本発明に係る LEDプリントヘッドの側面図である。（実施例 1)

[図 2]本発明に係る LEDプリントヘッドを構成するベースの平面図である。（実施例 1) [図 3]本発明に係る LEDプリントヘッドを構成するベースの断面図である。（実施例 1) [図 4]本発明に係る LEDプリントヘッドを構成するベースの端部に設けた凸部の斜視図である。（実施例 1)

[図 5]本発明に係る LEDプリントヘッドを構成するベースの平面図である。（実施例 2)

[図 6]本発明に係る LEDプリントヘッドを構成するベースの側面図である。（実施例 2)

[図 7]本発明に係る LEDプリントヘッドを構成するベースの断面図である。（実施例 2)

[図 8]本発明に係る LEDプリントヘッドを構成するベースの断面図である。（実施例 3)

[図 9]本発明に係る LEDプリントヘッドの側面図である。（実施例 4)

[図 10]本発明に係る LEDプリントヘッドを構成するベースの平面図である。（実施例 4

)

[図 11]本発明に係る LEDプリントヘッドを構成するベースの断面図である。（実施例 4 )

[図 12]本発明に係る LEDプリントヘッドを構成するベースの側面図である。（実施例 5 )

[図 13]本発明に係る LEDプリントヘッドを構成するベースの平面図である。（実施例 6 )

[図 14]本発明に係る LEDプリントヘッドを構成するベースの側面図である。（実施例 6 ) [図 15]本発明に係る LEDプリントヘッドを構成するベースの断面図である。

[図 16]本発明に係る LEDプリントヘッドを構成するベースの平面図である。

[図 17]本発明に係る LEDプリントヘッドを構成するベースの側面図である。符号の説明

1 ベース

2 基板

3 発光素子

6 端面

7 LEDプリントヘッド

8 レンズアレイ

9 カバー

Claims

請求の範囲

[1] 複数の発光素子が実装された長尺な基板と、

該基板が固定されたベースと、

該ベースに固定されたカバーと、

該カバーに固定されたレンズアレイとを有する LEDプリントヘッドにおいて、前記ベースは、榭脂からなり、

前記基板が、前記ベースと一体的に成形されていることを特徴とする LEDプリントヘッド、

[2] 前記ベースは、さらに長尺な剛体が一体的に成形されていることを特徴とする請求項 1に記載の LEDプリントヘッド

[3] 前記剛体は、前記ベースの長手方向の一端または両端力突出していることを特徴とする請求項 2に記載の LEDプリントヘッド

[4] 前記基板と前記剛体が接触して、ることを特徴とする請求項 2または請求項 3に記載の LEDプリントヘッド

[5] 前記剛体は、金属棒であることを特徴とする請求項 2〜4に記載の LEDプリントへッド、

[6] 前記金属棒の断面形状は、多角形状であり、

前記金属棒のいずれかの稜線の全部または一部力前記基板の裏面と対向していることを特徴とする請求項 5に記載の LEDプリントヘッド

[7] 前記榭脂は、液晶ポリマーであることを特徴とする請求項 1〜6に記載の LEDプリン卜ヘッド、