JPH01280571A

JPH01280571A - 光プリントヘッド

Info

Publication number: JPH01280571A
Application number: JP63110235A
Authority: JP
Inventors: Toshio Matsukura; 壽夫松倉; Minoru Kakehi; 筧　実; Shigeru Hatakeyama; 茂畠山
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1988-05-06
Filing date: 1988-05-06
Publication date: 1989-11-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、電子写真記録方式のフォトプリンタ等に用い
られる光プリントヘッドに関するものである。

（従来の技術）例えば、電子写真記録方式のフォトプリンタは、感光体
上に光を照射して文字等を記録するものである。即ち、
感光体の表面をコロナ放電により帯電させた後、フォト
プリンタの光プリントヘッドを用いて光パターンを与え
、静電潜像を作る。これにトナー（現像粉末）を静電吸
着させて現像した後、普通紙に転写すれば光パターンの
記録が行える。

従来、この種のフォトプリンタに用いられる光プリント
ヘッドとしては、沖電気研究開発１３１、二重、［３］
　（昭６ｌ−７）、沖電気（株）、山越・波左間著、「
３００ドツト／インチＬＥＤアレイプリントヘッドの開
発ＪＰ、１９−２２に記載されるものがあった。以下、
その構成を図を用いて説明する。

第２図は従来の光プリントヘッドの一構成例を示す一部
切欠き正面図、第３図はそのＡ−Ａ線断面拡大図、第４
図は第２図中のフレームの斜視図、及び第５図は第２図
中の栓の拡大斜視図である。

第２図及び第３図に示すように、この光プリントヘッド
は、アルミニウム（ｉ　）で作られたは！、Ｙ角ｆｍ状
のフレーム１０を有し、そのフレーム１０内には発光ダ
イオード（以下、ＬＥＤという）ユニット２０が収容さ
れ、そのＬＥＤユニット２０が固定部材３０で固定され
ている。フレーム１０には、ＬＥＤの出力光を感光体Ｈ
上に集束するロッドレンズアレイ４０が固定され、さら
にそのフレーム１０の両端開口部に栓５ｏが挿着されて
いる。

フレーム１０は、第４図にも示すように、上部に取付孔
１１が形成され、その取付孔１１内にロッドレンズアレ
イ４０がシリコン封止剤４１で固定されている。フレー
ム１０には、その上部内面に２木の帯状突出部１２が形
成され、さらに底部には切欠け１３が形成されている。

このフレーム１０内に収容されるＬＥＤユニット２ｏは
、セラミックまたはガラスエポキシ樹脂で作られた基板
２１を有し、その基板２１上に導体パターンが形成され
ている。基板２１の上面にはＬＥＤアレイ２２と、それ
を駆動する集積回路からなる駆動回路（以下、駆動用Ｉ
Ｃという）２３とが設けられている。基板２１の下面に
は、信号及び電源を供給するコネクタ２４が半田で固定
され、そのコネクタ２４が切欠き１３からフレーム１０
外へ突出している。

ＬＥＤユニット２０をフレーム１０内に固定する固定部
材３０は、シリコン棒３１、押え棒３２、及び圧着プレ
ート３３からなり、フレーム内面と帯状突出部１２に挾
まれた箇所に順に重ね合わされ、基板２１を押圧、固定
している。フレーム１０の両端開口部に挿入されな栓５
０は、第５図に示されるように、フレーム１０の両端開
口部を閉じる機能と、ロッドレンズアレイ４０を支持す
る機能とを有し、突出部１２と嵌合する２つの満５１と
、レンズ５２とが形成されている。

次に組立て方法を説明する。

先ず、予めコネクタ２４を固定したＬＥＤユニット２０
の基板２１を、フレーム１０の一方の開口部から挿入し
、コネクタ２４を切欠き１３に嵌め合わせる。シリコン
棒３１、押え棒３２及び圧着プレート３３からなる固定
部材３０を、フレーム１０の内面と突出部１２とに挾ま
れた箇所に挿入し、基板２１を固定する。栓５０をフレ
ーム１０の両端開口部内に挿入した後、ロッドレンズア
レイ４０を取付孔１１に挿入して栓５０のレンズ固定面
５２−ヒに載置する。その後、プリンタ印字用トナー及
びちり等の侵入防止のために、ロッドレンズアレイ４０
の周囲及び栓５０の周囲の間隙にシリコン封止剤４１を
塗布する。

この種の光プリントヘッドは、次のような動作をする。

コネクタ２４を介して電気信号および電力を駆動用ＩＣ
２３に供給すると、駆動用ＩＣ２３はＬＥＤアレイ２２
を駆動して光を出力させる。この光はロッドレンズアレ
イ４０で感光体Ｈ上に集束される。

この光プリントヘッドは、高輝度で応答性の良い光源で
あるＬＥＤアレイ２２を用いているので、フォトプリン
タの印字速度を高め、かつ小型化できるという利点を有
している。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記構成の光プリントヘッドでは、次の
ような課題があった。

■　従来の基板２１は比較的機械的強度が小さいため、
ＬＥＤユニット２０の全体を保護する必要から、そのＬ
ＥＤユニット２０を筒状のフレーム１０内に収容して固
定部材３０で固定している。

そのため、構造が複雑で、かつ部品点数が多くなり、組
立て工数が多くなると共に、光軸ずれ等によって安定し
た印字品質を得ることが困難であった。

■　フレーム１０は筒状であるため、ＬＥＤユニット２
０及び固定部材３０をフレーム１０の両端開口部から挿
入しなければならず、組立て性が悪く、機械による自動
組立てが困難であった。

本発明は、前記従来技術が持っていた課題として、構造
が複雑で部品点数が多い点、及び組立て性が悪い点につ
いて解決した光プリントヘッドを提供するものである。

（課題を解決するための手段）前記課題を解決するなめに、請求項１の発明では、ＬＥ
Ｄアレイ及びその駆動用ＩＣ（駆動回路）が基板上に設
けられなＬＥＤユニツ１へを収容したフレームと、前記
取付孔に固定され前記Ｌ　Ｅ　Ｄアレイの出力光を感光
体」−に集束するロッドレンズアレイを備えた光プリン
トヘッドにおいて、前記基板は、絶縁膜で被覆され一方
の面に前記ＬＥＤアレイ及び駆動用ＩＣを搭載する金属
基板で形成し、さらに前記フレームは、開口部と対向し
て前記取付孔が形成された樋状のフレーム本体と、この
フレーム本体の両端を閉じる両端部とを、プラスチック
で一体形成した構造にする。そして前記ＬＥＤアレイ及
び駆動用ＩＣを包囲するように、前記フレームの開口部
を前記金属基板の一方の面に固定したものである。

また、請求項２の発明では、請求項１の発明において前
記フレームを、開口部を有しその開口部と対向して前記
取付孔が形成された樋状のフレーム本体と、このフレー
ム本体の両端を閉じる両端部とを、金属材料を用いた絞
り加工で一体成形した構造にする。そして前記ＬＥＤア
レイ及び駆動用ＩＣを包囲するように、前記フレームの
開口部を前記金属基板に固定したものである。

（作用）本発明によれば、以上のように光プリントベツドを構成
したので、金属基板はそれをフレームの開口部に固定す
ることにより、フレームと一体となってＬ　Ｅ　Ｄアレ
イ及び駆動用ＩＣを機械的に保護するように働く。その
ため、フレーム構造の筒略化、部品点数の減少、組立て
の簡単化、量産化、低コスト化等が図れる。その上、金
属基板は駆動中に発生する熱を効率良く放熱する働きを
有し、それによって熱に対して安定した動作を可能とさ
せる。

さらに、プラスチックで一体形成したフレームは、加工
の容易化、軽呈化に寄与する。また、絞り加工で一体成
形したフレームは加工の容易化を図ると共に、放熱性を
向上させる働きをなす。

従って前記課題を解決できるのである。

（実施例）第１図（１）は本発明の第１の実施例を示す光プリント
ヘッドの一部切欠き正面図、第１図（２）は第１図（１
）のＢ−Ｂ線断面拡大図、第６図は第１図中のフレーム
の斜視図、及び第７図は第１図中のロッドレンズアレイ
の拡大斜視図である。

第１図に示すように、この光プリントヘッドは、プラス
チックで一体成形されたフレーム６０と、このフレーム
６０に取付けられたＬＥＤユニット７０及びロッドレン
ズアレイ８０とで構成されている。

フレーム６０は、第６図にも示すように、断面はぼコ字
状をなす樋状のフレーム本体６１と、このフレーム本体
６１の両端を閉じる両端部６２゜６２とで構成され、開
口部６３を有する細長い箱型形状をしている。フレーム
本体６１における開口部６３と対向する面には、長平方
向に沿ってロッドレンズアレイ８０取付は用の細長い取
付孔６４が形成され、さらに両端部６２．６２の開口部
６３側端面にはＬＥＤアレイ７０との位置決め用四部６
５．６５が形成されている。

ＬＥＤアレイ７０は、適当な強度を持ち、線膨張率が小
ざく、かつ熱伝導性の良好なステンレス、鉄等で作られ
た例えば厚さ１ｍｍ程度の帯状の金属基板７１を有し、
その金属基板７１が絶縁膜で被覆されている。金属基板
７１には絶縁膜を介して薄膜形成等により導体パターン
が形成されている。金属基板７１の一方の面には、複数
の光出力用ＬＥＤを配列したＬＥＤアレイ７２が設けら
れると共に、そのＬＥＤアレイ７２を駆動するための駆
動用ＩＣ７３が設けられ、そのＬＥＤアレイ７２と駆動
用ｌ０７３が前記導水パターンで電気的に接続されてい
る。このように構成されたＬＥＤユニット７０の金属基
板７１には、その両端付近に位置決め用の凸部７４．７
４が形成され、その凸部７４．７４がフレーム６０側の
凹部６５゜６５と嵌合した状態で、該金属基板７１がフ
レーム６０の開口部６３にエポキシ系等の接着剤で接着
、固定されている。また、金属基板７１の他方の面には
、駆動用ＩＣ７３に信号及び電力を供給するためのコネ
クタ７５が半田等で固定され、そのコネクタ７５が前記
導体パターンを介して駆動用ＩＣ７３に電気的に接続さ
れている。

フレーム６０の取付孔６４に固定されるロッドレンズア
レイ８０は、ＬＥＤアレイ７２の出力光を感光体Ｉ４上
に集束するためのもので、第７図に示すように、固定枠
８１を有し、その固定枠８１に複数のロッドレンズ８２
が埋設された構造をしている。このロッドレンズアレイ
８０はフレーム６０の取付孔６４に嵌入され、シリコン
樹脂、シアルフタレート樹脂等で作られた封止剤８３で
その取付孔６４に固定されている。

以上のように構成される光プリントヘッドの組立て方法
例を説明する。

予め、取付孔６４及び四部６５を有するフレーム６０を
プラスチックを用いて一体形成で作っておく。また、凸
部７４を有する金属基板７１、ＬＥＤアレイ７２及び駆
動用ＩＣ７３からなるＬＥＤユニット７０を作り、さら
にそのＬＥＤユニット７０における金属基板７１の他方
の面にコネクタ７５を半田等で固定しておく。

そしてＬＥＤユニット７０の金属基板７１上にフレーム
６０の開口部６３側を載せ、金属基板７１の凸部７４に
フレーム６０の四部６５を嵌合させてその金属基板７１
を位置決めした後、エポキシ系等の接着剤を用いて接着
、固定する。次に、ロッドレンズアレイ８０をフレーム
６０の取付孔６４に嵌入し、ＬＥＤアレイ７２に対して
光軸調整及び焦点距離調整を行った後、そのロッドレン
ズアレイ８０の周囲にシリコン封止剤等の封止剤８３を
塗布して取付孔６４に固定すれば、組立て工程が終了す
る。

このようにして組立てられた光プリントヘッドは、次の
ような動作をする。

コネクタ７５を介して電気信号及び電力を駆動用ＩＣ７
３に供給すると、駆動用ＩＣ７３はＬ　Ｅ　Ｄアレイ７
２を駆動して光パターンを順次出力させる。この光パタ
ーンはロッドレンズアレイ８０で感光体Ｈ上に集束され
る。感光体Ｈは、予めコロナ放電により帯電している。

そのため、感光体Ｈ上に光パターンが照射されると、静
電潜像が形成され、それにトナーを吸着させて現像した
後、普通紙に転写すれば、光パターンの記録が行える。

本実施例では、次のような利点を有している。

（ａ＞　　フレーム６０は、プラスチックを用いて細長
い箱型に一体成形で構成したので、構造が簡単で、製造
が容易である。さらに光プリントヘッドの軽量化が図れ
る。

（ｂ）　　フレーム６０は、樋状のフレーム本体６１と
、その両端を閉じる両端部６２．６２とが一体成形で作
られているため、その開口部６３をＬＥＤユニット７０
の金属基板７１上に固着するのみで、ＬＥＤユニット７
０のＬ　Ｅ　Ｄアレイ７２及び駆動用ＩＣ７３を機械的
に保護できると共に、それらを封止してトナー及びちり
等の侵入を防止できる。従って、従来に比べ、両端部で
のシール封止が不要になると共に、コネクタ取付けのた
めのフレーム１０の切欠き１３が不要となり、組立て性
に勝れ、自動化し易く、量産性及び低コスト化に向いて
いる。

（ｃ）　　ＬＥＤユニット７０の基板を金属基板７１と
したので、機械的強度に勝れ、フレーム６０の開口部６
３を強固に封止できる。そのため、フレーム６０自体の
構造を簡単化又′きる。

金属基板７１は熱伝導性が良いため、駆動中にＬＥＤア
レイ７２及び駆動用ＩＣ７３から発生した熱は、その金
属基板７１を介して効率良く放熱される。そのため、温
度上昇による動作の不安定さが除去できる。

また、線膨張率の小さな金属基板７１を使用ずればゴ温
度上昇により、各ＬＥＤ間のピッチが変化してそれらの
光軸がずれることを防１−でき、安定した印字品質が得
られる。

（ｄ）　　金属基板７１はフレーム６０と接着固定され
るので、従来の光プリントヘッドに用いていた固定部材
３０が不要となり、部品点数が削減されると共に組立て
工数が簡略化され、生産コストを低くおさえることがで
きる。

第８図は本発明の第２の実施例を示す光プリントヘッド
の一部切欠き正面図、第９図は第８図のＣ−Ｃ線断面拡
大図、及び第１０図は第８図中のフレームの斜視図であ
る。なお、これらの図面中、前記第１の実施例と同一の
要素には同一の符号が付されている。

この光プリントヘッドでは、前記第１の実施例のプラス
チック製フレーム６０に代えて、金属材料を用いた絞り
加工で一体成形したフレーム９０を使用し、そのフレー
ム９０に前記第１の実施例のＬＥＤユニット７０及びロ
ッドレンズアレイ８０を取付けた構造になっている。

即ち、フレーム９０は、断面はぼコ字状をなす樋状のフ
レーム本体９１と、このフレーム本体９１の両端を閉じ
る両端部９２．９２とで構成され、開口部９３を有する
細長い箱型形状をしている。フレーム本体９１における
開口部９３と対向する面には、長手方向に沿ってのびる
２本のロッドレンズアレイ８０固定用の固定部９４．９
４が突設され、その固定部９４．９４間にロッドレンズ
アレイ８０挿入用の取付孔９５が形成されている。また
、両端部９２．９２の開口部９３側端面には、金属基板
７１に対する上下位置調整用の切欠き９６．９６が形成
されている。このような構成のフレーム９０は、プレス
加工等の絞り加工で一体成形される。

フレーム９０における開口部９３の内壁面には、ＬＥＤ
ユニット７０の金属基板７１がヤグレーザ（以下、ＹＡ
Ｇレーザという）やスポット溶接等で溶接、固定されて
いる。フレーム９０の切欠き９６．９６と金属基板７１
との間は、シリコン系等の封止剤８３で封止されている
。さらに、フレーム９０の固定部９４．９４及び取付孔
９５には、ロッドレンズアレイ８０が嵌入され、封止剤
８３で固定されている。

次に、本実施例の光プリントヘッドの組立て方法例につ
いて説明する。

先ず、予めＬＥＤユニット７０及びフレーム９０を形成
しておき、そのフレーム９０の固定部９４．９４間の取
付孔９５に、ロッドレンズアレイ８０を治具を用いて嵌
入し、そのロッドレンズアレイ８０の周囲に封止剤８３
を塗布して固定部９４．９４に固定する。次に、フレー
ム９０における開口部９３の内壁面及び切欠き９６．９
６にＬＥＤユニット７０の金属基板７１を当てがい、そ
の金属基板７１を上下に移動させてロッドレンズアレイ
８０との光軸調整及び焦点圧Ｎ調整を行い、その金属基
板７１をＹＡＧレーザ等でフレーム９０の開口部９３の
内壁面に溶着、固定する。

その後、切欠き９６．９６と金属基板７１との間隙を封
止剤８３で封止すれば、組立てが終わる。

このようにして組立てられた光プリントヘッドは、前記
第１の実施例と同様の動作をする。

この第２の実施例では、前記第１の実施例の利点（ｃ）
と同一の利点を有する他に、次のような利点を有してい
る。

（ｉ）　フレーム９０は、金属材料を用いた絞り加工で
綱長い箱型に一体成形したので、構造が簡単で、製造が
容易である。また、放熱性に勝れている。

（ｉｉ）　　フレーム９０は、樋状のフレーム本体９１
と、その両端を閉じる両端部９２．９２とが一体成形で
作られているため、その開［］部９３をＬＥＤユニしド
ア０の金属基板７１に溶接、固定すると共に、切欠き９
６．９６箇所を封止剤８３で封止するのみで、ＬＥＤユ
ニット７０のＬＥＤアレイ７２及び駆動用ＩＣ７３を機
械的に保護できると共に、それらを封止してトナー及び
ちり等の侵入を防止できる。従って、従来に比べ、コネ
クタ取付けのためのフレーム１０の切欠き１３が不要と
なり、組立て性に勝れ、自動化し易く、量産性及び低コ
スト化に向いている。

（ｉｉｉ　）　　金属基板７１はフレーム９０と溶接、
固定されているので、従来の光プリントヘッドに用いた
固定部材３０が不要となり、部品点数が削減されると共
に組立て工数が簡略化され、生産コストを低くおさえる
ことができる。その上、金属基板７１とフレーム９０間
の固定強度が大きく、熱による金属基板７１の変形を防
止できる。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがある。

■　フレーム６０．９０は、断面をほぼコ字状にしたが
、断面を半円筒状等の他の形状にしてもよい。

■　第８図において、フレーム９０の切欠き９６と金属
基板７１との間は、ＹＡＧレーザ等で溶接してもよい。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、請求項１の発明によれば、
基板を金属基板で構成すると共に、フレームをプラスチ
ックで一体成形したので、金属基板をフレームの開口部
に固定するのみで、構造簡単にしてｉ、　Ｅ　Ｄアレイ
及び駆動用ＩＣを機械的に保護できる。そのため、部品
点数の減少、組立ての簡略化、量産化、低コスト化等の
効果が期待できる。また、金属基板は放熱性が良いため
、熱に対して安定した動作が得られ、その上、プラスチ
ック製のフレームにより、加工の容易化や軽量化等も期
待できる。

請求項２の発明では、フレームを絞り加工で一体成形し
、その開口部を金属基板に固定したので、請求項１の発
明の効果に加えて、放熱性のさらなる向上、フレームと
金属基板との固定強度の増大等の効果も期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（１）は本発明の第１の実施例を示す光プリント
ヘッドの正面図、第１図（２）は第１図（１）のＢ−Ｂ
線断面拡大図、第２図は従来の光プリントヘッドの正面
図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面拡大図、第４図は第
２図中のフレームの斜視図、第５図は第２図中の栓の拡
大斜視図、第６図は第１図中のフレームの斜視図、第７
図は第１図中のロッドレンズアレイの拡大斜視図、第８
図は本発明の第２の実施例を示す光プリントヘッドの正
面図、第９図は第８図のＣ−Ｃ線断面拡大図、第１０図
は第８図中のフレームの斜視図である。６０．９０・・・・・・フレーム、６１．９１・・・・
・・フレーム本体、６２．９２・・・・・・両端部、６
３．９３・・・・・・開口部、７０・・・・・・ＬＥＤ
ユニット、７１・・・・・・金属基板、７２・・・・・
・ＬＥＤアレイ、８０・・・・・・ロッドレンズアレイ
、８３・・・・・・封止剤。出願人代理人　　柿　　本　　恭　　成従来の光プリン
トヘッドの正面図第２図のＡ−Ａ線断面砿太図第３図第２図中のフレームのｔ−＋ａ図第４図第２図中の栓第５図第１図中のフレームの斜視図第６図第８図のＣ−Ｃ總断面拡大図

Claims

【特許請求の範囲】１、複数の光出力用発光ダイオードを配列した発光ダイ
オードアレイ、及びその発光ダイオードアレイを駆動す
る駆動回路が基板上に設けられた発光ダイオードユニッ
トと、長手方向に延びる取付孔を有し前記発光ダイオー
ドユニットを収容したフレームと、前記取付孔に固定さ
れ前記発光ダイオードアレイの出力光を感光体上に集束
する複数のロッドレンズからなるロッドレンズアレイを
備えた光プリントヘッドにおいて、前記基板は、絶縁膜で被覆され一方の面に前記発光ダイ
オードアレイ及び駆動回路を搭載する金属基板で形成し
、前記フレームは、開口部を有しその開口部と対向して前
記取付孔が形成された樋状のフレーム本体と、このフレ
ーム本体の両端を閉じる両端部とを、プラスチックで一
体成形した構造にし、前記発光ダイオードアレイ及び駆
動回路を包囲するように前記フレームの開口部を前記金
属基板の一方の面に固定したことを特徴とする光プリン
トヘッド。２、前記フレームは、開口部を有しその開口部と対向し
て前記取付孔が形成された樋状のフレーム本体と、この
フレーム本体の両端を閉じる両端部とを、金属材料を用
いた絞り加工で一体成形した構造にし、前記発光ダイオードアレイ及び駆動回路を包囲するよう
に前記フレームの開口部を前記金属基板に固定した請求
項１記載の光プリントヘッド。