(57)【要約】【課題】  ＬＥＤプリントヘッドは、発光素子を実装した基板を高精度に配設し、かつ発光素子の熱を放熱する機能がなければならないため、ベース部材としてフライス等で金属を加工して製造した、いわゆる削り出しの金属部材が用いられている。しかし、かかるベース部材はコストが高く、ＬＥＤプリントヘッドの低コスト化を阻害する要因となっていた。【解決手段】  複数の発光素子を実装した基板と、基板を配設したベース部材と、ベース部材に固定されたカバーと、発光素子に対向した位置で、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、ベース部材は、多角形の金属棒と、基板とを樹脂により一体的に成形したものであり、金属棒のいずれかの稜線が、基板の裏面と対向させることにより、ベース部材を安価に製造することができるので、安価なＬＥＤプリントヘッドを提供できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子を実装した基板と、
該基板を配設したベースと、
該ベースに固定されたカバーと、
前記発光素子に対向した位置で、前記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、多角形の金属棒と、前記基板とを樹脂により一体的に成形したものであり、前記金属棒のいずれかの稜線が、前記基板の裏面と対向していることを特徴とするＬＥＤプリントヘッド
【請求項２】
前記金属棒のいずれかの稜線の全部または一部が、前記基板の裏面と接触し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
【請求項３】
前記金属棒は、前記ベースの長手方向の一端または両端から突出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ＬＥＤプリントヘッド
【請求項４】
前記樹脂は、液晶ポリマーであることを特徴とする請求項１〜３に記載のＬＥＤプリントヘッド
【発明の詳細な説明】
【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直線状に結像させるものである。このため、基板を配設するベースは、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、放熱効率が高いものなければならない。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からである。
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】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、フライス等で金属を加工して製造した、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、ベースのコストが高くなり、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、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、削り出しのベースと同等の性能を有するベースを、樹脂を用いて安価に製造することにより、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、複数の発光素子を実装した基板と、基板を配設したベースと、ベースに固定されたカバーと、発光素子に対向した位置で、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、多角形の金属棒と、基板とを樹脂により一体的に成形したものであり、金属棒のいずれかの稜線が、基板の裏面と対向しているため、基板の裏面と金属棒の間に樹脂が入り込み易いので、基板の裏面と金属棒の間に空気の気泡が形成されることがない。また、発光素子から生じた熱は、金属棒に伝えやすいため、ベースの放熱効率が損なわれることはない。さらに、金属棒により、ベースの剛性、真直度および平面度を保つことができる。すなわち、安価なベースを用いることにより安価なＬＥＤプリントヘッドを提供することができる。
【０００７】
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、金属棒のいずれかの稜線の全部または一部が、基板の裏面と接触しているので、基板の熱を金属棒に伝え易くなっており、前記した効果に加えて、より放熱効率の高いＬＥＤプリントヘッドを提供することができる。
【０００８】
請求項３に記載のＬＥＤプリントヘッドは、請求項１または請求項２において、金属棒は、ベースの長手方向の一端または両端から突出しているので、前記した効果に加えて、より放熱効率の高いＬＥＤプリントヘッドを提供することができる。
【０００９】
請求項４に記載のＬＥＤプリントヘッドは、請求項１〜３において、樹脂が液晶ポリマーであるので、ベースの樹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プリントヘッドを提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
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配設を不要にし、基板と金属棒と樹脂からなるベースを一体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】
【００１１】
本発明を図面を用いて以下に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１〜図３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７の側面図であり、図２はベース１の平面図、図３は図２におけるベース１の断面ＡＡを示した断面図である。
【００１３】
図１に示すように、ＬＥＤプリントヘッド７は、基板２と多角形の金属棒４が樹脂１０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）が樹脂により一体成形されたカバー９とからなる。
【００１４】
カバー９およびベース１に用いられている樹脂は、共に液晶ポリマー（ユニチカ社製  ロッドラン  ＬＣ−５０００）である。かかる樹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きる。
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樹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が長手方向に延びにくくなっている。
【００１５】
さらに、ベース１は、図２及び図３に示すように、３７０ｍｍの長さのガラエポからなる基板２と、多角形の金属棒４（４００ｍｍの長さのアルミニウム合金、例えば、Ａ６０６３等）とを前記した樹脂１０により一体的に成形したものであるので、樹脂１０は、基板２を構成するガラエポと線膨張係数が等しいことが望ましい。なぜなら、発光素子（例えば、ＬＥＤ等）の発熱により、基板２とベース１が同じ寸法だけ膨張させることができ、基板２のソリを防止できるからである。
【００１６】
尚、図１および図３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１１と、基板２の裏面１２が対向するように構成されている。これは、基板２の裏面１２と金属棒４の間に樹脂１０が入り込み易くし、裏面１２と金属棒４の間に気泡ができないようにするためである。もし、裏面１２と金属棒４の間に樹脂１０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４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。
【００１７】
以下に、ベース１の製造方法について説明する。
まず、射出成形用の金型のキャビティ内に発光素子３が実装されていない基板２（ベアボード）の表面（上面）を、キャビティを構成する基板吸着面にセットし、この基板吸着面の複数箇所からバキューム装置にて基板を吸引吸着する。こうすることにより、長尺の基板２は、金型キャビティ内で高い真直度及び平面度を出すことができる。
【００１８】
次に、六角形の金属棒４を、その両端がキャビティ内で固定されるようにセットする。このとき、金属棒４の１つの稜線１１は、基板２の裏面１２に対向するように位置決めする。
【００１９】
そして、金型を閉じて、キャビティ内に溶融樹脂を、金型の長手方向の両側から射出し、溶融樹脂がキャビティ内に満ちた後、金型を冷却して溶融樹脂を硬化させる。そうすると、基板２と金属棒４と樹脂１０が一体的に成形されたベース１の成形が完了する。
【００２０】
そして、金型を開き、ベース１を取り出して、発光素子３を公知の実装装置により実装すると、ベース１の製造が完了する。
発光素子３の実装は、ベース１の長手方向の端面６を基準として、基板２に発光素子３を４２．３μｍ間隔で７４２４個実装し、その後ワイヤボンディングすることにより行う。
【００２１】
このようにして製造されたベース１は、図３に示したように、基板２の表面にも一部の樹脂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。
また、金属棒４の稜線１１と基板２の裏面１２が対向しているので、金属棒４と基板２の裏面１２の間に溶融樹脂が入り込み易いため、金属棒４と基板２の裏面１２の間に空気層（気泡）ができることがない。このため、ベース１は、発光素子３の発光により生じた熱を基板２の裏面１２から金属棒４に伝え易いので、放熱効率を高くすることができる。
【００２２】
さらに、図２に示したように、金属棒４は、ベース１の長手方向の一端６および他端１５から突出しているので、発光素子３の熱を基板４および金属棒４を介して放熱し易い構造になっている。具体的には、ベース１の長手方向の両端から突出している金属棒４の突出部１３および突出部１４を、画像形成装置にセットする際に、画像形成装置の金属部材に接触させる等することにより、放熱効率をさらに向上させることができる。
【００２３】
前記した基板１に、レンズアレイ８が配設された長尺のカバー９を、一端６を基準としてベース１上に紫外線硬化型接着剤（独立ア化学産業製  Ｎｏ８３８Ａ／Ｂ）及びシリコン系接着剤（信越化学工業製  ＫＥ３４９４）を併用して固定し、６００ｄｐｉの解像力を有するＬＥＤプリントヘッドを製造することができる。
本実施例においては、カバー９として、レンズアレイ８と液晶ポリマーからなる樹脂を一体成形するものを示したが、液晶ポリマーからなる成形品に、接着剤等を用いてレンズアレイ８を固定しても良い。
【実施例２】
【００２４】
図４〜図６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１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。
【００２５】
図４は、ＬＥＤプリントヘッド７のベース１の側面図であり、図５はベース１の平面図、図６はベース１の正面図である。図４〜図６に示すように、実施例１との相違点は、金属棒４を５角形にした点と、この金属棒４の稜線の一部を基板２の裏面１２に接触させた点と、ベース１に複数の切り欠き４２を設けた点である。
図示を省略するが、かかる切り欠き４２を設けたベース１に、図１で示したカバー９を接着剤等で取り付けることにより、図１に示すようなＬＥＤプリントヘッド７を構成することができる。
【００２６】
切り欠き４２は、図６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Ｃを有する樹脂４１は、同じ材質からなる樹脂により連結部４３で各々連結されている。
【００２７】
このような構成をとることにより、基板２、金属棒４及びベース１の収縮率の相違によるベース１のソリを少なくすることができるだけでなく、基板２及び金属棒４の露出により、ベース１の放熱効率を向上させることができる。
【００２８】
また、金属棒４の稜線１１の一部が、基板２の裏面１２に接触しているので、発光素子３の熱を基板２を介して直接金属棒４に伝えることができる。このため、ベース１の放熱効率を向上させることができる。
【００２９】
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く、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、変更および付加が可能である。
【００３０】
ベース１を構成する樹脂は、他に難燃ＨＩＰＳ（ＰＳジャパン製  ＰＳＪ-ポリスチレン  ＶＳ１４２）、ＡＢＳ（ＵＭＧＡＢＳ製  サイコラック  ＥＸ１１４）、難燃ＡＢＳ（ＵＭＧＡＢＳ製  サイコラック  ＥＸ５２０）、硝子繊維２０質量％入りＡＢＳ（旭化成工業製  スタイラック  Ｒ２４０Ａ）、変性ＰＰＥ（旭化成工業製  Ｘｙｒｏｎ  １００Ｚ）、硝子繊維２０質量％入り変性のＰＰＥ（旭化成工業製  Ｘｙｒｏｎ  ＡＧ５１２）、ポリカーボネート（日本ジーイープラスチックス製  レキサン  １４１Ｒ，レキサン２４１Ｒ）、硝子繊維１０、及び２０質量％入りＰＣ、ＰＣ／ＡＢＳ（日本ジーイープラスチックス製  レキサン５００Ｒ  ３４１２）、硝子繊維入りＰＣ／ＡＢＳ（日本エイアンドエル製  テクニエース  Ｆ７６０）を用いても良い。
【００３１】
いずれの樹脂を用いてもベースとしての機能上は問題ない。樹脂の色は、光の乱反射を防止する目的でいずれも黒色にすることが望ましい。
【００３２】
また、前記カバーを構成する樹脂は、他にＰＳＪ-ポリスチレン  ＶＳ１４２、サイコラック  ＥＸ１１４、サイコラック  ＥＸ５２０、スタイラック  Ｒ２４０Ａ、Ｘｙｒｏｎ  １００Ｚ、レキサン  １４１Ｒ，レキサン２４１Ｒ、レキサン５００Ｒ、３４１２、テクニエース  Ｆ７６０を用いても良い。
【００３３】
いずれの樹脂を用いても機能上は問題ない。樹脂の色は、樹脂の色は、光の乱反射を防止する目的でいずれも黒色にすることが望ましい。
【００３４】
また、金属棒４として、例えば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ても良い。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。
【００３５】
さらに、カバーを製造するにあたり、最初にレンズアレイに部分的に熱可塑性樹脂を成形接着させ、其々の樹脂の収縮の影響を少なくさせ、次に金型の一部（固定側金型）変更し続いて再び同じ、又は異種の樹脂を射出成形して、樹脂未充填の部分に充填してもよい。
【００３６】
また、本発明で用いる成形方法は、圧縮成形法、トランスファー成形法、射出成形法、射出圧縮成形機が一般的であり、旭化成工業のＡＧＩ，ＧＰＩ，ＣＧＭ、出光石油化学のＧＩＭ、新日鉄化学のＰＦＰ、英国のシンプレス社、米国のＧＡＩＮ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  独国のエアーモールド，コンツールなどに代表されるガスアシスト成形法（中空射出成形法）、及び米国のＵＣＣ法、ＵＳＭ法、或いは、東芝機械と旭ダウのＴＡＦ法、ＥＸ−ＣＥＬＬ-Ｏ社法、ヘッティンガーの発泡成形や、Ｎｅｗ−ＳＦ、ＧＣＰ法、アライドケミカル社の技法等、更に超臨界状態の気態（体）を用いた米国  トレクセル社のＭｕＣｅｌｌ（ミューセル）や旭化成工業のＡＭＯＴＥＣに代表される発泡成形法（発泡射出成形法）や、発泡成形法と前記ガスアシスト成形法と融合された方法、更には住友化学のＳＰモールド、射出圧縮成形法との前記ガスアシスト成形法及び／又は発泡成形法とを融合させた方法を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
ＬＥＤプリントヘッドを安価に製造することができるため、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】
【００３８】
【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側面図である。（実施例２）
【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正面図である。（実施例２）
【符号の説明】
【００３９】
１  ベース
２  基板
３  発光素子
４  金属棒
７  ＬＥＤプリントヘッド
８  レンズアレイ
９  カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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