(57)【要約】  【課題】  レンズの繋ぎ目の段差及び隙間をなくして光学的精度を向上させるとともに、不良率を低減するＬＥＤプリントヘッドを提供することである。  【解決手段】  ＬＥＤプリントヘッド１０は、ＬＥＤ１１を搭載した基板１２と、基板１２を載置する放熱板１３と、ＬＥＤ１１からの光を透過する３本の棒状レンズ１４ａ〜１４ｃと、棒状レンズ１４ａ〜１４ｃを保持するホルダ１５ａ〜１５ｃと、棒状レンズ１４ａ〜１４ｃを挟んでホルダ１５ａ〜１５ｃに対向するカバー１６ａ〜１６ｃとを備え、ＬＥＤ１１、棒状レンズ１４ａ〜１４ｃ、ホルダ１５ａ〜１５ｃ、及びカバー１６ａ〜１６ｃを千鳥状に配置するとともに、隣り合う棒状レンズ同士が長手方向において一部重なり、放熱板１３とホルダ１５ａ〜１５ｃとを接合した構成とする。【選択図】      図１
2006015653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤアレイを搭載した基板と、該基板を載置する放熱板と、前記ＬＥＤアレイからの光を透過する複数の棒状レンズと、該棒状レンズを保持する複数のホルダと、前記棒状レンズを挟んで前記ホルダに対向するカバーとを備えたＬＥＤプリントヘッドにおいて、
前記ＬＥＤアレイ、前記棒状レンズ、前記ホルダ、及び前記カバーを千鳥状に配置するとともに、隣り合う前記棒状レンズ同士が長手方向において一部重なり、
前記放熱板とホルダとを接合することを特徴とするＬＥＤプリントヘッド。
【請求項２】
ＬＥＤアレイを搭載した基板と、該基板を載置する放熱板と、前記ＬＥＤアレイからの光を透過する複数の棒状レンズと、該棒状レンズを保持する複数のホルダと、前記棒状レンズを挟んで前記ホルダに対向するカバーとを備えたＬＥＤプリントヘッドにおいて、
前記ＬＥＤアレイ、前記棒状レンズ、前記ホルダ、及び前記カバーを千鳥状に配置するとともに、隣り合う前記棒状レンズ同士が長手方向において一部重なり、
前記放熱板とホルダとを一体成型することを特徴とするＬＥＤプリントヘッド。
【請求項３】
ＬＥＤアレイを搭載した基板と、該基板を載置する放熱板と、前記ＬＥＤアレイからの光を透過する複数の棒状レンズと、該棒状レンズを保持する複数のホルダと、前記棒状レンズを挟んで前記ホルダに対向するカバーとを備えたＬＥＤプリントヘッドの製造方法において、
前記放熱板に前記複数のホルダを接合し、
次に前記ホルダにそれぞれ前記棒状レンズを貼着し、
次に前記放熱板に前記基板を載置し、
次に前記基板上に前記カバーを載置し、
次に前記カバーと前記基板とを前記放熱板にビス止めすることを特徴とするＬＥＤプリントヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式プリンタ等の印字用ヘッドに利用されるＬＥＤプリントヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のプリントヘッドは、複数のＬＥＤ発光部を備えるＬＥＤチップを複数個並べたＬＥＤアレイとその駆動用のＩＣを基板上に基板の長手方向に沿って複数個配置し、ＬＥＤアレイの上方にＬＥＤアレイよりも長いセルフォックレンズ（商品名）等の棒状レンズをホルダを介して保持している。
【０００３】
図８は従来のＬＥＤプリントヘッドの斜視図であり、図９は図８の矢印Ｅ方向の側面図、図１０は図８の分解斜視図である。ＬＥＤプリントヘッド１００は、ＬＥＤ１０１や駆動用ＩＣ（不図示）を搭載した基板１０２と、基板１０２を載置する放熱板１０３と、ＬＥＤ１０１からの光を透過する棒状レンズ１０４と、棒状レンズ１０４を保持するホルダ１０５と、棒状レンズ１０４を挟んでホルダ１０５に対向するカバー１０６とから構成される。
【０００４】
そして、ＬＥＤプリントヘッドは記録用紙のサイズ（Ａ４〜Ａ０）に応じた種々の長さのものが開発されているが、その棒状レンズ１０４は、印字品位を良好に保つために、ヘッド１００の長さに係わらず、繋ぎ目のない一本の棒状レンズ１０４を用いている。ところが、棒状レンズ１０４は寸法が長くなるに従い製造コストが急激に上昇するため高価になる。例えば、Ａ０サイズに対応した棒状レンズはＡ４サイズに対応した棒状レンズの１０倍以上の価格となる。そのため、プリントヘッド１００の長さが長くなるほど、製品コストにおける棒状レンズ１０４の占める割合が多くなる。
【０００５】
そこで、特許文献１では、複数のＬＥＤアレイと棒状レンズを千鳥状に交互に配置することで、短い棒状レンズを使用でき、低価格なＬＥＤプリントヘッドを実現している。
【特許文献１】特許第３５０００６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１には、棒状レンズの組み付け時に、レンズの高さ方向（光軸方向）に生じる段差については記載されていない。例えば、３本の棒状レンズと３個のホルダとを基板を介して１つの放熱板に固定して構成されるＬＥＤプリントヘッドの場合、ホルダの寸法誤差と、それぞれのホルダに棒状レンズを貼り付ける際の誤差が原因で棒状レンズの繋ぎ目に５０〜８０μｍの段差が生じる。この段差部分では、焦点の位置が変わるので棒状レンズ透過後の光強度（ＭＴＦ）が低下し、印刷品質が悪化する。
【０００７】
また、棒状レンズを貼り付けたホルダを基板上に組み付けるので、棒状レンズの繋ぎ目に幅方向（棒状レンズの短手方向）に隙間が生じる。この隙間はＬＥＤプリントヘッド内に埃が入り不良の原因となるので、シリコンなどで埋める必要がある。しかし、シリコンで埋めるには微小な隙間であるので、シリコンが注入時に棒状レンズ表面にはみ出してレンズ面を汚してしまうおそれがある。
【０００８】
また、放熱板に基板を実装した後に、棒状レンズを貼り付けたホルダを基板に組み付けようとすると、作業中にＬＥＤやその周辺のワイヤに棒状レンズやホルダが接触して、ＬＥＤやワイヤを破損するおそれがある。
【０００９】
本発明は、レンズの繋ぎ目の段差及び隙間をなくして光学的精度を向上させるとともに、不良率を低減するＬＥＤプリントヘッドを提供することを目的とする。またこのＬＥＤプリントヘッドの製造方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、ＬＥＤアレイを搭載した基板と、該基板を載置する放熱板と、前記ＬＥＤアレイからの光を透過する複数の棒状レンズと、該棒状レンズを保持する複数のホルダと、前記棒状レンズを挟んで前記ホルダに対向するカバーとを備えたＬＥＤプリントヘッドにおいて、前記ＬＥＤアレイ、前記棒状レンズ、前記ホルダ、及び前記カバーを千鳥状に配置するとともに、隣り合う前記棒状レンズ同士が長手方向において一部重なり、前記放熱板とホルダとを接合することを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、ＬＥＤアレイを搭載した基板と、該基板を載置する放熱板と、前記ＬＥＤアレイからの光を透過する複数の棒状レンズと、該棒状レンズを保持する複数のホルダと、前記棒状レンズを挟んで前記ホルダに対向するカバーとを備えたＬＥＤプリントヘッドにおいて、前記ＬＥＤアレイ、前記棒状レンズ、前記ホルダ、及び前記カバーを千鳥状に配置するとともに、隣り合う前記棒状レンズ同士が長手方向において一部重なり、前記放熱板とホルダとを一体成型することを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、ＬＥＤアレイを搭載した基板と、該基板を載置する放熱板と、前記ＬＥＤアレイからの光を透過する複数の棒状レンズと、該棒状レンズを保持する複数のホルダと、前記棒状レンズを挟んで前記ホルダに対向するカバーとを備えたＬＥＤプリントヘッドの製造方法において、前記放熱板に前記複数のホルダを接合し、次に前記ホルダにそれぞれ前記棒状レンズを貼着し、次に前記放熱板に前記基板を載置し、次に前記基板上に前記カバーを載置し、次に前記カバーと前記基板とを前記放熱板にビス止めすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、放熱板とホルダを接合又は一体成型することにより、棒状レンズを後から貼り付けることになり、棒状レンズを精度良く貼り付けることができる。従って、棒状レンズの繋ぎ目の段差及び隙間をなくして光学的精度を向上させることができる。また、棒状レンズを貼り付けた後に基板を組み付けることにより、ＬＥＤやワイヤ等の破損を抑制して不良率を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１はＬＥＤプリントヘッドの斜視図であり、図２は図１の矢印Ａ方向の側面図、図３は図１の分解斜視図、図４は放熱板にホルダと棒状レンズとを組み付けた状態の斜視図、図５は図４の矢印Ｂ方向の側面図、図６は図４のＣ部拡大図、図７は図４のＤ部拡大図である。
【００１５】
ＬＥＤプリントヘッド１０は、ＬＥＤ１１や駆動用ＩＣ（不図示）を搭載した基板１２と、基板１２を載置する放熱板１３と、ＬＥＤ１１からの光を透過する３本の棒状レンズ１４ａ〜１４ｃと、棒状レンズ１４ａ〜１４ｃを保持する３本のホルダ１５ａ〜１５ｃと、棒状レンズ１４ａ〜１４ｃを挟んでホルダ１５ａ〜１５ｃに対向する３本のカバー１６ａ〜１６ｃとから構成される。なお、棒状レンズ、ホルダ、カバーは複数本で構成されればその本数には特に限定はない。
【００１６】
基板１２は、セラミック製やガラスエポキシ製等の長尺（例えばＡ０やＡ１サイズ）の回路基板であり、基板１２上には３つのＬＥＤアレイを長手方向に沿って千鳥状に配置している。ＬＥＤアレイは複数のＬＥＤ１１を直線状に並べたものである。また基板１２上にはＬＥＤ１１に平行に駆動用ＩＣが配置される。そして、ＬＥＤ１１や駆動用ＩＣは基板１２上に設けられた電極（不図示）とワイヤボンディングされる。
【００１７】
放熱板１３は、アルミニウム等の熱伝導性の良い金属製であり、押し出し成型等により成型される。放熱板１３の上面には基板１２やホルダ１５ａ〜１５ｃを載置するための平坦面が形成され、その下面には放熱用のフィンが一体成型されている。
【００１８】
棒状レンズ１４ａ〜１４ｃは、セルフォックレンズ（商品名）等からなり、少なくとも断面は同形状であり、長さは同一とは限らない。棒状レンズ１４ａ〜１４ｃは対応するホルダ１５ａ〜１５ｃとカバー１６ａ〜１６ｃにそれぞれ固定される。その固定には剥離可能な接着剤や両面テープ等を用いることができる。棒状レンズ１４ａと１４ｂ、棒状レンズ１４ｂと１４ｃは長手方向においてその一部が重なるように個々のＬＥＤアレイよりも若干長く形成され、ＬＥＤ１１の真上に位置するように千鳥状に配置される。
【００１９】
ホルダ１５ａ〜１５ｃは、アルミニウム等の熱伝導性の良い金属製である。ホルダ１５ａ〜１５ｃは放熱板１３上に接合され、従来のように、ホルダ１５ａ〜１５ｃと放熱板１３との間に基板１２は存在しない。ホルダ１５ａ〜１５ｃはＬＥＤ１１の配列に平行に千鳥状に配置される。ホルダ１５ａ〜１５ｃと放熱板１３との固定には、ビスや接着剤を用いることができる。なお、ホルダ１５ａ〜１５ｃは一体成型としてもよい。また、ホルダ１５ａ〜１５ｃと放熱板１３とを一体成型としてもよい。
【００２０】
カバー１６ａ〜１６ｃは、アルミニウム等の熱伝導性の良い金属製である。カバー１６ａ〜１６ｃは基板１２を介して放熱板１３に固定される。カバー１６ａ〜１６ｃはホルダに対向してＬＥＤ１１の配列に平行に千鳥状に配置される。カバー１６ａ〜１６ｃと基板１２と放熱板１３との固定には、ビスを用いることができる。なお、カバー１６ａ〜１６ｃは一体成型としてもよい。
【００２１】
次に、ＬＥＤプリントヘッド１０の製造方法について説明する。まず、放熱板１３にホルダ１５ａ〜１５ｃをビス止めする。次に、棒状レンズ１４ａ、１４ｃをそれぞれホルダ１５ａ、１５ｃに接着し、その後、棒状レンズ１４ｂをホルダ１５ｂ及び棒状レンズ１４ａ、１４ｃの一部に接着する（図４の状態）。このとき、棒状レンズ１４ａ〜１４ｃの繋ぎ目の高さ方向（光軸方向）に段差が生じないように調整するとともに、レンズ間に幅方向（レンズの短手方向）の隙間が生じないように棒状レンズ１４ｂをホルダ１５側に押さえつけながら接着する。続いて、放熱板１３上にＬＥＤ１１等が搭載された基板１２を載置する。このとき、棒状レンズ１４ａ〜１４ｃの真下にＬＥＤの発光点が位置するように、基板１２の位置を幅方向（レンズの短手方向）に調整する。そして、基板１２上にカバー１６ａ〜１６ｃを載置するとともに棒状レンズ１４ａ〜１４ｃに接着し、その後、カバー１６ａ〜１６ｃと基板１２と放熱板１３とをビス止めする。
【００２２】
上記の製造方法で組み立てられたＬＥＤプリントヘッド１０は、棒状レンズ１４ａ〜１４ｃの繋ぎ目の高さ方向（光軸方向）に生じる段差が２０μｍ程度であり、ＭＴＦの値がヘッド全体で均一化する。その結果、焦点の精度などの光学的精度が向上し、印刷品質が向上する。
【００２３】
また、上記の製造方法では棒状レンズ１４ａ、１４ｃを棒状レンズ１４ｂで押さえつけるようにして固定するので、レンズ間に幅方向（レンズの短手方向）の隙間が生じず、埃の侵入を防ぐことができる。
【００２４】
また、上記の製造方法では、棒状レンズ１４ａ〜１４ｃを組み付ける時点で基板１２が組み付けられていないので、作業性が良く、タクトタイムの削減が可能となる。更に、組み立て中にホルダ１５ａ〜１５ｃや棒状レンズ１４ａ〜１４ｃを放熱板１３上に落としても、基板１２がまだ載置されていないのでＬＥＤ１１やワイヤ等を破損することがなく、基板１２の不良率を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明のＬＥＤプリントヘッドは、光学式プリンタや複写機の印字用ヘッドに利用される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のＬＥＤプリントヘッドの斜視図である。
【図２】図１の矢印Ａ方向の側面図である。
【図３】図１の分解斜視図である。
【図４】本発明の放熱板にホルダと棒状レンズとを組み付けた状態の斜視図である。
【図５】図４の矢印Ｂ方向の側面図である。
【図６】図４のＣ部拡大図である。
【図７】図４のＤ部拡大図である。
【図８】従来のＬＥＤプリントヘッドの斜視図である。
【図９】図８の矢印Ｅ方向の側面図である。
【図１０】図８の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０    ＬＥＤプリントヘッド
１１    ＬＥＤ
１２    基板
１３    放熱板
１４ａ〜１４ｃ    棒状レンズ
１５ａ〜１５ｃ    ホルダ
１６ａ〜１６ｃ    カバー
【図１】
2006015653.tif 000003
【図２】
2006015653.tif 000004
【図３】
2006015653.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006015653.tif 000007
【図６】
2006015653.tif 000008
【図７】
2006015653.tif 000009
【図８】
2006015653.tif 000010
【図９】
2006015653.tif 000011
【図１０】
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