(57)【要約】  【課題】ハウジング３の下面とヘッド基板１の上面との間に間隙が生じてしまうことを抑制する。  【解決手段】長尺状のベースプレート５と、ベースプレート５上に載置され、上面に長手方向に沿って一列状若しくは千鳥状に配列された多数の発光素子からなる発光素子アレイ２を有する長尺状のヘッド基板１と、上面にロッドレンズアレイ４を有し、且つ下面の一部がヘッド基板１の上面に当接されてヘッド基板１を被覆する長尺状のハウジング３とを夫々配設し、ハウジング３の長手方向の両端部の下面に凸部ｔを設けるとともに、ヘッド基板１に凸部ｔが貫通される貫通孔ｋを設け、凸部ｔと貫通孔ｋとを嵌合させた光プリンタヘッドにおいて、ハウジング３の凸部ｔは、ハウジング３の下面に形成した凹部ｏ内に立設されているとともに、凸部ｔの根元部が、凹部ｏ内で太くなっている。  【選択図】図４
2005186391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状のベースプレートと、該ベースプレート上に載置され、上面に長手方向に沿って一列状若しくは千鳥状に配列された多数の発光素子からなる発光素子アレイを有する長尺状のヘッド基板と、上面にロッドレンズアレイを有し、且つ下面の一部が前記ヘッド基板の上面に当接されて該ヘッド基板を被覆する長尺状のハウジングとからなり、
前記ハウジングの長手方向の両端部の下面に凸部を設けるとともに、前記ヘッド基板に前記凸部が貫通される貫通孔を設け、前記凸部と貫通孔とを嵌合させた光プリンタヘッドにおいて、
前記ハウジングの凸部は、該ハウジングの下面に形成した凹部内に立設されているとともに、該凸部の根元部が、前記凹部内で太くなっていることを特徴とする光プリンタヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
かかる従来の光プリンタヘッドとしては、図５、図６に示す如く、長尺状のベースプレート５と、ベースプレート５上に載置され、上面に長手方向に沿って一列状若しくは千鳥状に配列された多数の発光素子からなる発光素子アレイ２を有する長尺状のヘッド基板１と、上面にロッドレンズアレイ４を有し、且つ下面の一部が前記ヘッド基板１の上面に当接されて該ヘッド基板１を被覆する長尺状のハウジング３とを夫々配設している。
【０００４】
これらヘッド基板１、ハウジング３及びベースプレート５は、厚み方向に３者を挟持する複数個のクリップ６で一体的に保持した構造を有している。
【０００５】
そして、発光素子アレイ２を構成する多数の発光素子は、外部からの画像データに基づいて選択的に発光し、該発光された光は、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に照射・結像し、この感光体ドラムに所定の情報に対応する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。
【０００６】
更に感光体ドラム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。
【０００７】
ところで、このような従来の光プリンタヘッドにおいては、複数個のクリップ６を用いて、ヘッド基板１、ハウジング３、ベースプレート５の３者を一体的に保持していたため、いずれかに外部から応力が加わったとき、それぞれの関係で位置ずれが発生してしまう。特に、発光素子アレイ２が形成されたヘッド基板１とロッドレンズアレイ４が形成されたハウジング３の位置ずれが発生すると、発光素子アレイ２とロッドレンズアレイ４との位置関係が変動してしまい、その結果、感光体ドラムに正しく照射・結像されなくなる。
【０００８】
即ち、ヘッド基板１の発光素子アレイ２と、ロッドレンズアレイ４が形成されたハウジング３との位置関係を、如何に精度高く位置決めを行ない、この位置関係を安定的に維持するかが非常に重要となる。このため、従来ではヘッド基板１、ハウジング３、ベースプレート５の３者を保持するクリップ６の他に、ヘッド基板１の発光素子アレイ２に対応して該発光素子アレイ２の直上に配置されるロッドレンズアレイ４を有するハウジング３に両者の位置関係を精度よく位置決めし、安定的に保持するためには、ヘッド基板１、ハウジング３の当接面に、例えばハウジング３がヘッド基板１に当接する面に凸部ｔを、ヘッド基板１の当接面に貫通孔ｋを形成していた。具体的には、より高い精度で位置ができるように、ヘッド基板１またはハウジング３の長手方向の両端部に一対の凸部ｔと貫通孔ｋを設けていた。この凸部ｔと貫通孔ｋの両者を嵌合させることにより、外部の応力が印加されても、少なくともヘッド基板１とハウジング３との位置関係が変動しにくく、もって、発光素子アレイ２とロッドレンズアレイ４との位置関係を安定的に保持させていた。
【特許文献１】特開２００２―２１９８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述したハウジング３は、このハウジング３の形状に対応する上側金型と下側金型とを用い、樹脂の射出成型により製造されている。尚、このようにして形成されたハウジング３にはロッドレンズアレイ４が別途取着される。
【００１０】
このように、ハウジング３を樹脂の射出成型で形成する際には、ヘッド基板１の上面と当接するハウジング３の下面に、凸部ｔを同時形成するが、この凸部ｔの形状が、少なくとも凸部ｔの根元部で太くなってしまう。これは、凸部ｔの側面とハウジング３の上面との成す角を直角にするための金型の形成が困難であり、この金型を何度も使用していると、この凸部ｔの根元部分が劣化してしまうことに起因する。
【００１１】
その結果、ヘッド基板１に形成した貫通孔ｋ内に、ハウジング３に形成した凸部ｔが完全に納まらず、本来当接されるべきハウジング３の下面とヘッド基板１の上面との間に間隙ｄが生じてしまうことがあった。
【００１２】
このような間隙ｄが生じると、ヘッド基板１の発光素子アレイ２と、ハウジング３のロッドレンズアレイ４との間隔が変動してしまい、発光素子アレイ２、ロッドレンズアレイ４、感光体ドラムの位置関係も変動してしまい、その結果、感光体ドラムに画像情報に基づく正しい潜像が形成されなくなる。
【００１３】
また、仮に凸部ｔの根元部が太くならなくとも、この凸部ｔをヘッド基板１の貫通孔ｋに貫通させる際に、ハウジング３の凸部ｔの壁面が擦りながら挿入されることになり、このハウジング３の凸部ｔの壁面が削れ、この削れゴミがハウジング３内から逃げる箇所が存在しないため、最悪の場合、発光素子アレイ２やロッドレンズアレイ４に付着してしまう。また、付着するに至らないまでも、ヘッド基板１の上面とハウジング３の下面との当接面に介在してしまい、その結果、上述のように、発光素子アレイ２、ロッドレンズアレイ４、感光体ドラムの位置関係が変動してしまい、その結果、感光体ドラムに画像情報に基づく正しい潜像が形成されなくなる。
【００１４】
本発明は、上述の問題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、外部の応力にたいしても、発光素子が形成されたヘッド基板とロッドレンズアレイを有するハウジングとの位置関係の変動がない耐衝撃性を優れ、また、組み立て工程時で発生するヘッド基板の削り屑などによる不具合を解消できる光プリンタヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の光プリンタヘッドは、長尺状のベースプレートと、該ベースプレート上に載置され、上面に長手方向に沿って一列状若しくは千鳥状に配列された多数の発光素子からなる発光素子アレイを有する長尺状のヘッド基板と、上面にロッドレンズアレイを有し、且つ下面の一部が前記ヘッド基板の上面に当接されて該ヘッド基板を被覆する長尺状のハウジングとからなり、前記ハウジングの長手方向の両端部の下面に凸部を設けるとともに、前記ヘッド基板に前記凸部が貫通される貫通孔を設け、前記凸部と貫通孔とを嵌合させた光プリンタヘッドにおいて、前記ハウジングの凸部は、該ハウジングの下面に形成した凹部内に立設されているとともに、該凸部の根元部が、前記凹部内で太くなっていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光プリンタヘッドによれば、発光素子アレイが形成された長尺状のヘッド基板と、ロッドレンズアレイを有する長尺状のハウジングとの位置決めが、例えば、ハウジングの長手方向の両端部の下面に凸部を設け、同時に、ヘッド基板の長手方向の両端部に凸部が貫通される貫通孔を設け、前記凸部と貫通孔とを嵌合させている。そして、ハウジングの下面に形成した凸部は、該ハウジングの下面に形成した凹部内に立設されている。このため、凹部から突出する凸部の側面は、ハウジングの下面に対して直角に設定できる。即ち、成型工程で凹部内で凸部の根元部で太くなったとしても、この凸部をヘッド基板に形成した貫通孔に正確に貫通させることができる。
【００１７】
また、この位置決めの貫通工程でハウジングの凸部の壁面を、ヘッド基板の貫通孔で削るようなことがあっても、その削り屑を凸部の根元部分に存在する凹部内に収容することができる。
【００１８】
従って、ヘッド基板の上面と、ハウジングの下面と確実に当接させることができ、しかも、発光素子アレイとロッドレンズアレイとの間隔を変動させることがなく、発光素子アレイの光をロッドレンズアレイを通して感光体ドラムに正しく照射・結像させ、潜像を形成することができる。
【００１９】
また、外部からの応力が加わっても、ハウジングとヘッド基板とは凸部と貫通孔によって、強固に且つ安定して位置決めされているため、ハウジングとヘッド基板との位置関係が変動することがなく、耐衝撃性に優れた光プリンタヘッドとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の光プリンタを添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係る光プリンタヘッドの縦断面図、図２は、本発明の一実施形態に係る光プリンタヘッドの平面図であり、このような光プリンタヘッドは、長尺状のベースプレート５と、ベースプレート５上に載置され、上面に長手方向に沿って一列状若しくは千鳥状に配列された多数の発光素子からなる発光素子アレイ２を有する長尺状のヘッド基板１と、上面にロッドレンズアレイ４を有し、且つ下面の一部が前記ヘッド基板１の上面に当接されて該ヘッド基板１を被覆する長尺状のハウジング３とを夫々配設するとともに、これらヘッド基板１、ハウジング３及びベースプレート５を、複数個のクリップ６で一体的に保持した構造を有している。
【００２２】
この光プリンタヘッドを構成するヘッド基板１は、上面に発光素子アレイ２、電極（図示せず）、ドライバーＩＣ（図示せず）等が取着され、これらを支持する支持母材として機能する。
【００２３】
このようなヘッド基板１は、ガラス布基材エポキシ樹脂やガラス、セラミック等の電気絶縁性材料により矩形状に形成されており、例えばガラス布基材エポキシ樹脂からなる場合、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、これを矩形状に切断することによって製作される。
【００２４】
そして、ヘッド基板１の長手方向の両端部には、後述するハウジング３の長手方向の両端部下面に設けられた凸部が貫通される貫通孔が設けられている。
【００２５】
また、ヘッド基板１の上面に搭載される多数の発光素子アレイ２は、ヘッド基板１の長手方向に一列状に配列されており、例えば６００ｄｐｉ（dot per inch）の密度で長手方向に直線状に配列した多数の発光素子が設けられている。
【００２６】
この発光素子としては、例えばＧａＡｌＡｓ系やＧａＡｓＰ系の化合物半導体等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、図示しない電極等を介して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。
【００２７】
このような発光素子アレイ２は、ヘッド基板１の上面の所定位置に載置され、発光素子アレイ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されることにより、外部からの信号に基づいて選択的に発光する。
【００２８】
更に、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モールド樹脂材料からなるハウジング３が配設されている。
【００２９】
このハウジング３は、その上部にロッドレンズアレイ４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の上面に当接させることによりロッドレンズアレイ４と発光素子アレイ２との間に密閉空間を形成している。
【００３０】
また、ハウジング３の開口部に挿着されるロッドレンズアレイ４は、直線状、若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アレイ２からの光をロッドレンズアレイ４の上方に配設される感光体ドラムに等倍で照射・結像させる正立等倍型の光学系として機能する。
【００３１】
尚、このハウジング３は、例えば液晶ポリマー等のプラスチック材料からなる場合、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る。
【００３２】
そして得られたハウジング３の開口部にロッドレンズアレイ４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４が取着・固定される。
【００３３】
更にハウジング３には、長手方向の両端部で且つロッドレンズアレイ４の長手方向延長線上の下面に凸部ｔが設けられ、前述したヘッド基板１に設けられた貫通孔ｋと嵌合せしめることで、ハウジング３のロッドレンズアレイ４と、ヘッド基板１の発光素子アレイ２との短手方向に対する位置を規定する機能を有している。
【００３４】
一方、ヘッド基板１の下方には、アルミニウムやＳＵＳ等の金属材料からなるベースプレート５が配設されている。
【００３５】
このベースプレート５は、例えばアルミニウムからなる場合、アルミニウムのインゴット（塊）を従来周知の金属加工法等により所定形状に加工することによって製作される。
【００３６】
そして、上述したハウジング３、ヘッド基板１及びベースプレート５は、主走査方向に沿って配列される複数個のクリップ６で一体的に保持される。
【００３７】
これらクリップ６は、例えば、ステンレス鋼等からなる金属製の板バネを略コの字状に板金加工してなり、その一部がハウジング３の外表面及びベースプレート５の下面に配されるようにベースプレート５側より取着され、ハウジング３とべースプレート５とをヘッド基板１側に押圧することにより、ハウジング３、ヘッド基板１及びベースプレート５を一体的に保持している。
【００３８】
次に、ハウジング３の凸部ｔ、凹部ｏ及びヘッド基板１の貫通孔ｋについて図３、図４を用いて詳説する。
【００３９】
ハウジング３の凸部ｔは、ハウジングの下面に形成した凹部ｏ内にヘッド基板1に対して略垂直に立設されている。
【００４０】
このため、凹部ｏから突出する凸部ｔの側面は、ハウジングの下面に対して直角に設定できる。即ち、成型工程で凹部ｏ内で凸部ｔの根元部で太くなったとしても、この凸部ｔをヘッド基板１に形成した貫通孔ｋに正確に貫通させることができる。
【００４１】
また、凸部ｔの根元部が太くなっても構わないことから、凸部ｔの根元部を凹部ｏから根元部が飛び出さない範囲で太く成し、凸部ｔを折れにくくすることも可能である。
【００４２】
更にこの位置決めの貫通工程でハウジング３の凸部ｔの壁面を、ヘッド基板１の貫通孔ｋで削るようなことがあっても、その削り屑を凸部ｔの根元部分に存在する凹部ｏ内に収容することができる。
【００４３】
従って、ヘッド基板１の上面と、ハウジング３の下面と確実に当接させることができ、しかも、発光素子アレイ２とロッドレンズアレイ４との間隔を変動させることがなく、発光素子アレイ２の光をロッドレンズアレイ４を通して感光体ドラムに正しく照射・結像させ、潜像を形成することができる。
【００４４】
またヘッド基板１の上面と、ハウジング３の下面と確実に当接させることにより、ヘッド基板１の上面とハウジング３の内面とで構成される空間の気密性が増し、埃等が前記空間へ侵入することを有効に防止でき、発光素子アレイ２からの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に正しく照射・結像させることが可能となる。
【００４５】
更に外部からの応力が加わっても、ハウジング３とヘッド基板１とは凸部ｔと貫通孔ｋによって、強固に且つ安定して位置決めされているため、ハウジング３とヘッド基板１との位置関係が変動することがなく、耐衝撃性に優れた光プリンタヘッドとなる。
【００４６】
かくして上述した光プリンタヘッドは、発光素子アレイ２の発光素子を外部からの画像データに基づいて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に照射・結像させ、この感光体ドラム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。
【００４７】
そして、感光体ドラム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。
【実施例】
【００４８】
本発明のハウジング３は、凹部の開口径が約Φ４ｍｍ〜Φ５ｍｍ、凹部の深さは約０．５ｍｍ〜１ｍｍ、凸部の根元部の径は約Φ３．５ｍｍ〜Φ４．５ｍｍ、凸部の根元部以外の径は、２．０ｍｍ〜３．０ｍｍ、凹部の底面から凸部の先端までの長さが３ｍｍ〜６ｍｍである。
【００４９】
また、ヘッド基板１の貫通孔は、開口径がハウジング３の凸部の太さと同じ２．０ｍｍ〜３．０ｍｍに設定される。
【００５０】
更にベースプレート５の穴部も、開口径がハウジング３の凸部の太さと同じ２．０ｍｍ〜３．０ｍｍに設定される。
【００５１】
この凸部は、貫通孔及び穴部に対するはめあい公差が、＋０ｍｍ〜−０．０５ｍｍの範囲に設定される。
【００５２】
尚、本発明は上述の実施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。
【００５３】
例えば、ハウジング３の凸部の先端の角部を、貫通孔に挿入しやすいようにカットしてもよい。
【００５４】
また凸部及び貫通孔を、長手方向の両端部に複数設けてもよく、これにより、例えば一本の凸部が衝撃等により折れたとしても、他の凸部及び貫通孔により、ハウジング、ヘッド基板、ベースプレートを所定位置に固定できる。
【００５５】
尚、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。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係る光プリンタヘッドの縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光プリンタヘッドの平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光プリンタヘッドの分解横断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光プリンタヘッドの突起部、貫通孔及び穴部を示す縦断面図である。
【図５】従来の光プリンタヘッドの分解横断面図である。
【図６】従来の光プリンタヘッドの縦断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・ヘッド基板
２・・・発光素子アレイ
３・・・ハウジング
４・・・ロッドレンズアレイ
５・・・ベースプレート
６・・・クリップ
ｔ・・・凸部
ｏ・・・凹部
ｋ・・・貫通孔
ｄ・・・間隙
【図１】
2005186391.tif 000003
【図２】
2005186391.tif 000004
【図３】
2005186391.tif 000005
【図４】
2005186391.tif 000006
【図５】
2005186391.tif 000007
【図６】
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