長尺成形品用金型、プリントヘッドの製造方法、プリントヘッドおよび画像形成装置

【課題】プリントヘッドのカバー（長尺成形品）において、ゲートカットした際に長尺成形品の基準面からバリ等が突出しない金型および製造方法を提供する。
【解決手段】パーティングライン面３６で分離可能な固定型３４と可動型３５との間に、長尺なキャビティ３１が形成され、キャビティ３１の長手方向の一端にゲート３２が設けられた長尺成形品用金型３０において、キャビティ３１内に、キャビティ３１の長手方向に沿って長尺成形品に長尺な貫通孔を形成するための凸部３８を突出させ、この凸部３８の突出方向と垂直であるパーティングライン面３６と同一の平面上に、長尺成形品の基準面４２を形成するキャビティの面があり、ゲート３２を形成する固定型および可動型の面をパーティングライン面とは異なる平面上に位置させるようにした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機等の画像形成装置で使用されるプリントヘッドを成形するためのプリントヘッド用金型、プリントヘッド等に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０および図１１に示すように、従来より、画像形成装置の感光体等の静電潜像担持体２２５に画像の静電潜像を形成するために、発光素子アレイ２０４とレンズアレイ２０３を主な構成要素とするプリントヘッド２０１が用いられている。
【０００３】
このプリントヘッド２０１は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を備えた発光素子アレイ２０４を実装（固定）したプリント基板２１１と、このプリント基板２１１を固定したベースプレート２０２と、レンズアレイ２０３を固定したカバー２０５とからなり、発光素子アレイ２０４の発光素子とレンズアレイ２０３が対向するように、カバー２０５をベースプレート２０２に固定したものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００４】
かかる構成のプリントヘッド２０１は、図１１に示すように、プリント基板２０５の表面に接着剤等により固定された発光素子アレイ２０４の発光点を発光させた場合に、発光点から結像点までの距離が共役長ＴＣになるように設定されている。
【０００５】
この共役長ＴＣは、発光点からレンズアレイ２０３の下面（一方のレンズ面）までの距離Ｌと、レンズアレイ２０３の上面（他方のレンズ面）から結像点までの距離Ｌと、レンズアレイ２０３の高さＴとの和であり、ＴＣ＝Ｔ＋２Ｌという関係が成り立つ。尚、結像点とは、発光点より出射した光がレンズアレイ２０３により収束（集光）する焦点位置のことである。
【０００６】
かかるプリントヘッド２０１において、製造コストを安価にする等の目的で、カバー２０５を樹脂を用いて射出成形により製造することが行われている。この際、可動型と固定型からなる金型のパーティングライン面をカバー２０５の基準面２０６とし、かつ、カバー２０５を成形するキャビティに溶融樹脂を射出するランナーおよびゲートをパーティングライン面に設けることが一般的である。ここで、パーティングライン面とは、可動型と固定型の分割面をいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１９３６３８号公報
【特許文献２】特開２００６−２８９８４３号公報
【特許文献３】特開２００７−３３１１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ゲートをカットしてもカバー２０５にゲートカット跡２０７が残るため、このゲートカット跡２０７が基準面２０６に対して突出する場合がある。
【０００９】
かかる場合に、カバー２０５をベースプレート２０２に固定してプリントヘッドを製造すると、図１２に示すように、ゲートのあった一端側が浮く（寸法Ｔ）ため、ベースプレート２０２にプリント基板２１１を介して固定された発光素子アレイ２０４の発光点を結んでできるラインとレンズアレイ２０３が平行にならない。このため、プリントヘッド２０１の結像点を結んでできる結像ラインが斜めになるという問題があった。
【００１０】
また、かかるプリントヘッド２０１を画像形成装置に搭載すると、静電潜像担持体２２５と結像ラインが平行にならないので、画質が悪化するという問題があった。
【００１１】
本発明は、前記した問題を解決するためになされたものであって、キャビティ内部に溶融樹脂を射出するためのゲートを、パーティングライン面とは異なる固定型および可動型の面により形成するという簡単な構成により、発光点を結んでできるラインとレンズアレイを平行にし、かつ、安価な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】
【００１２】
（第１発明）
第１発明にかかる長尺成形品用金型は、パーティングライン面で分離可能な固定型と可動型との間に、長尺なキャビティが形成され、このキャビティの長手方向の一端にゲートが設けられた長尺成形品用金型に関するものである。
【００１３】
そして、キャビティには、キャビティの長手方向に沿って長尺成形品に長尺な貫通孔を形成するための凸部が突出しており、この凸部の突出方向と垂直であるパーティングライン面と同一の平面上に、長尺成形品の基準面を形成するキャビティの面があり、ゲートを形成する固定型および可動型の面は、パーティングライン面とは異なる平面上にあるものである。
【００１４】
かかる構成により、作業者がニッパ等を用いてゲート部をカットした結果、長尺成形品であるカバーにゲート部の一部が残っても、カバーの基準面をベースプレートに接触させた際に、当該ゲート部の一部が原因で、発光点を結んでできるラインとレンズアレイが平行にならないという不具合が発生することがない。つまり、本第１発明は、長尺成形品に付着したゲートの一部（残部）がプリントヘッドの光軸に影響を与えることがない金型を提供できる。
ここで、ゲート部は、長尺成形品用金型のゲート中の溶融樹脂が冷却固化して長尺成形品と繋がった部分をいい、長尺成形品にとっては機能上不要なものである。このゲート部をカットすることを一般にゲートカットというが、長尺成形品のゲートと用語を使い分けるために、あえてゲート部という表現を用いた。
【００１５】
（第２発明）
第２発明に係るプリントヘッドの製造方法は、第１発明の長尺成形品用金型を準備し、当該金型のゲートからキャビティ内に溶融樹脂を射出し、この溶融樹脂を冷却固化して得た長尺成形品（カバー）に、複数のロッドレンズを備えたレンズアレイと、複数の発光素子アレイを実装したプリント基板とを、レンズアレイと発光素子アレイが対向するように固定するものである。
【００１６】
かかる構成により、作業者がニッパ等を用いてゲート部をカットした結果、長尺成形品（カバー）にゲート部の一部が残っても、カバーの基準面をベースプレートに接触させた際に、当該ゲート部の一部が原因で、発光点を結んでできるラインとレンズアレイが平行にならないという不具合が発生しない。つまり、本第２発明は、長尺成形品に付着したゲート部の一部（残部）がプリントヘッドの光軸に影響を与えることがないプリントヘッドの製造方法を提供できる。
【００１７】
（第３発明）
第３発明に係るプリントヘッドは、第２発明に記載のプリントヘッドの製造方法により製造したプリントヘッドに関するものである。
かかる構成により、成形品に付着したゲートの一部（残部）がプリントヘッドの光軸（品質）に影響を与えることがないプリントヘッドを提供できる。
【００１８】
（第４発明）
第４発明に係る画像形成装置は、感光体と、この感光体に対向して配設した第３発明のプリントヘッドとを備えたものである。かかる構成により、高品質な画像を形成できる画像形成装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、成形品に付着したゲートの一部がプリントヘッドの光軸に影響を与えることがないプリントヘッドを提供できる。また、本発明は、高品質な画像を形成できる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】長尺成形品用金型の断面図である。
【図２】長尺成形品用金型のゲート近傍の断面図の部分拡大図である。
【図３】プリントヘッドのカバー（ゲート部およびランナー部付き）の斜視図である。
【図４】プリントヘッドのカバー（ゲート部およびランナー部付き）の斜視図である。
【図５】プリントヘッドのカバーの斜視図である。
【図６】プリントヘッドの平面図である。
【図７】プリントヘッドの斜視図である。
【図８】プリントヘッドの断面図である。
【図９】プリント基板の平面図である。
【図１０】プリントヘッドの取付け状態を示した図である。
【図１１】プリントヘッドの断面図である。
【図１２】プリントヘッドの斜視図である。
【図１３】画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図１４】長尺成形品用金型の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
（長尺成形品用金型）
本発明に係る長尺成形品用金型の断面を図１に示す。図２は、図１におけるゲート３２近傍の部分拡大図である。尚、図１においてキャビティ３１の部分に可動型３５の凸部３８が入り込んでいるが、これはキャビティ３１の内部で成形される成形品にレンズアレイを固定するための長尺な貫通孔を形成するためのものであり、点線で示した箇所の紙面右側から固定型３４に至る部分がキャビティ３１である。
【００２３】
図１に示すように、長尺成形品用金型３０は、パーティングライン面３６で分離可能な固定型３４と可動型３５との間に、長尺なキャビティ３１が形成され、キャビティ３１の長手方向（Ｙ軸方向）の一端にはゲート３２が設けられている。尚、ゲート３２とは、ランナー３３を流れる溶融樹脂をキャビティ３１の内部に注入するための注入口をいう。
【００２４】
キャビティ３１の内部で成形される長尺成形品としてのカバーの下面は基準面であり、この基準面はパーティングライン面３６と同一の平面上にあるキャビティ３１の１つの面３７により形成される。そして、可動型３５から凸部３８がキャビティ３１の内部に突出する方向（Ｚ軸方向）とパーティングライン面３６は互いに直角の関係にある。
【００２５】
また、ゲート３２は、固定型３４および可動型３５の複数の面から形成されるが、いずれの面も前記したパーティングライン面３６と同一の平面上にはない（パーティングライン面３６とは異なる平面上にある）。別言すると、ゲート３２は固定型３４に形成された凹部と、可動型３５に形成された凸部の隙間によって形成されるが、凹部を構成する面と凸部を構成する面は、パーティングライン面３６と同一の平面上にない。
【００２６】
（長尺成形品）
次に、前記した長尺成形品用金型３０により成形される長尺成形品としてのカバーについて説明する。
図３はランナーとゲート部が付いたカバーの斜視図、図４は図３におけるゲート部を拡大した斜視図、図５はゲート部をカットした後のカバーの斜視図である。
【００２７】
図３に示したカバー４１は、図１および図２に示した金型３０のキャビティ３１にＬＣＰ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＰｏｌｙｍｅｒ：液晶ポリマー）を溶融させた溶融樹脂を射出し、キャビティ３１を溶融樹脂で満たした後、長尺成形品用金型３０に冷却水等を流して溶融樹脂を冷却固化することにより得ることができる。
【００２８】
このカバー４１は、前記したように、パーティングライン面３６とは異なる固定型３４および可動型３５の面で構成されるゲート３２より溶融樹脂がキャビティ３１の内部に注入される。このため、この溶融樹脂が冷却固化すると、図３および図４に示すように、ランナー部４４の面４５および基準面４２よりも一段下がった面４３を有するゲート部４６付きのカバー４１を長尺成形品用金型３０から取り出すことができる。尚、面４５と基準面４２は、パーティングライン面３６と同一平面上にある面である。
【００２９】
このため、ゲート部４６をニッパ等を用いてカットすると、図５に示すようにカバー４１を得ることができる。そして、ゲート部４６をカットしたゲートカット跡４７は、カバー４１の基準面４２から離れた位置にあるので、後述するように、基準面４２をベースプレートに接触させて固定しても、図１２に示したように、光軸がずれることがない。
【００３０】
また、カバー４１には、基準面４２とは互いに直角なＺ軸方向に長尺な貫通孔４８があけられている。
【００３１】
（プリントヘッド）
次に、前記した長尺成形品（カバー）を用いたプリントヘッドについて図６〜図９を用いて説明する。尚、図８は、図６におけるＡ−Ａ断面図である。
プリントヘッド１は、図６〜図８に示すように、複数のロッドレンズ６を整列配置したレンズアレイ３を貫通孔４８に挿入し、接着剤等で固定したカバー４１と、複数の発光素子アレイ４を固定したプリント基板５と、プリント基板５を固定したベースプレート７からなる。カバー４１の基準面４２は、レンズアレイ３の一方のレンズ面と発光素子アレイ４が対向するようにベースプレート７の表面に接触されて接着剤等を用いて固定されている。
【００３２】
プリントヘッド１には、図８および図９に示すように、例えば５８個の発光素子アレイ４が、感光体ドラムの軸方向と平行になるように精度良く接着剤等により固定されている。尚、発光素子アレイ４は、発光素子アレイ４の端部境界において、各発光素子アレイ４が連結部で連続的に配列されるように、交互に千鳥状に配置されており、１つの発光素子アレイ当たり、例えば１２８個の発光点（ＬＥＤ）を有するものである。
【００３３】
かかる構成のプリントヘッド１は、図８に示すように、プリント基板５の表面に接着剤等を用いて固定された発光素子アレイ４の発光点（ＬＥＤ）を発光させた場合に、発光点から結像点までの距離が共役長ＴＣになるように設定されている。この点は従来技術と同一の構成なので説明を省略する。
【００３４】
また、本発明に係るプリントヘッド１は、図７に示すように、カバー４１のゲートカット跡４７が基準面４２からＺ軸方向に離れた位置にあるので、ゲートカット跡にゲート部４６の残りがあっても基準面４２をベースプレート７の表面に接触させた際に図１２に示したような問題が生じることが無い。
【００３５】
（画像形成装置）
図１３に示すように、本発明に係る画像形成装置は、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタ１３１であり、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成プロセス部１１０、画像形成プロセス部１１０を制御する制御部１３０、パーソナルコンピュータ１０２や画像読取装置１０３から受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部１４０を備えている。
【００３６】
画像形成プロセス部１１０は、一定の間隔をおいて並列配置される４つの画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋを備えている。
【００３７】
そして、これらの画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋのそれぞれは、静電潜像を形成してトナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム２５と、この感光体ドラム２５の表面を所定電位で一様に帯電する帯電装置１１３と、帯電装置１１３によって表面が帯電された感光体ドラム２５を露光する露光装置としてのプリントヘッド１と、プリントヘッド１によって得られた静電潜像を現像する現像装置１１５と、転写後の感光体ドラム２５表面を清掃するクリーナー（ブレード）１１６とを備えている。
【００３８】
さらに、現像装置１１５の下流側近傍には、感光体ドラム２５に対向して、感光体ドラム２５上に形成されたテスト用パッチ（濃度見本）のトナー像濃度を検出する濃度検出回路１１７が備えられている。この濃度検出回路１１７は制御部１３０に接続され、トナー像濃度検出値を出力する。
【００３９】
ここで、各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋは、現像装置１１５に収納されたトナーを除いて、略同様に構成されている。そして、画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋは、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
【００４０】
また、画像形成プロセス部１１０は、各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋの感光体ドラム２５にて形成された各色のトナー像が多重転写される中間転写ベルト１２１と、各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋの各色のトナー像を中間転写ベルト１２１に順次転写（一次転写）させる一次転写帯電装置としての一次転写ロール１２２と、中間転写ベルト１２１上に転写された重畳トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写帯電装置としての二次転写ロール１２３と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置１２５とを備えている。
【００４１】
画像形成プロセス部１１０は、制御部１３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて画像形成動作を行う。その際に、パーソナルコンピュータ１０２や画像読取装置１０３から入力された画像データは、画像処理部１４０によって画像処理が施され、インタフェースを介して各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋに供給される。
【００４２】
そして、例えばイエローの画像形成ユニット１１１Ｙでは、帯電装置１１３により所定電位で一様に帯電された感光体ドラム２５の表面が、画像処理部１４０から得られた画像データに基づいて発光する本発明に係るプリントヘッド１により露光されて、感光体ドラム２５上に静電潜像が形成される。
【００４３】
この静電潜像は、現像装置１１５により現像され、感光体ドラム２５上にはイエローのトナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋのそれぞれの感光体ドラム２５においても、マゼンタ、シアン、黒の各色トナー像が形成される。
【００４４】
各画像形成ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋのそれぞれの感光体ドラム２５に形成された各色トナー像は、図１３の矢印Ａ方向に回動する中間転写ベルト１２１上に、一次転写ロール１２２により順次静電吸引され、中間転写ベルト１２１上に重畳されたトナー像が形成される。
【００４５】
この重畳トナー像は、中間転写ベルト１２１の回動に伴って二次転写ロール１２３が配設された領域（二次転写部）に搬送される。そして、重畳トナー像が二次転写部に搬送されると、トナー像が二次転写部に搬送されるタイミングに合わせて用紙Ｐが二次転写部に供給される。
【００４６】
そして、二次転写部にて二次転写ロール１２３により形成される転写電界により、重畳トナー像は搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写される。その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト１２１から剥離され、搬送ベルト１２４により定着装置１２５まで搬送される。
【００４７】
定着装置１２５に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置１２５によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、デジタルカラープリンタ１３１の排出部に設けられた図示しない排紙載置部に搬送される。
【００４８】
前記した画像形成装置は、前記した長尺成形品用金型３０により成形したカバー４１を用いたプリントヘッド１を使用しているので、ゲートカット跡４７が光軸に与える影響が無い。このため、高画質な画像を形成することができる。
【実施例２】
【００４９】
本発明に係る長尺成形品用金型の他の実施例を図１４を用いて説明する。
尚図１４においてキャビティ３１の部分に固定型５４の凸部５８が入り込んでいるが、これはキャビティ３１の内部で成形される長尺成形品にレンズアレイを固定するための長尺な貫通孔を形成するためのものであり、点線で示した箇所の紙面左側から可動型５５に至る部分がキャビティ３１である。
尚、説明を簡単にするため、実施例１と同一の部分は、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５０】
本実施例２の実施例１との主な相違点は、ゲート３２およびランナー３３が可動型５５に形成された点である。
つまり、図１４に示すように、長尺成形品用金型５０は、パーティングライン面３６で分離可能な固定型５４と可動型５５との間に、長尺なキャビティ３１が形成され、キャビティ３１の長手方向（Ｙ軸方向）の一端にはゲート３２が設けられている。
【００５１】
キャビティ３１の内部で成形される長尺成形品としてのカバーの下面は基準面であり、この基準面はパーティングライン面３６と同一の平面上にあるキャビティ３１の１つの面３７により形成される。そして、固定型５４から凸部５８がキャビティ３１の内部に突出する方向（Ｚ軸方向）とパーティングライン面３６は互いに直角の関係にある。
【００５２】
また、ゲート３２は、固定型５４および可動型５５の複数の面から形成されるが、いずれの面も前記したパーティングライン面３６と同一の平面上にはない（パーティングライン面３６とは異なる平面上にある）。
かかる構成の長尺成形品用金型５０であっても前記したカバー４１を成形することができる。
【００５３】
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、及び図面の記載から当事者が認識する事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。
【００５４】
図８および図９においては発光素子アレイ４が千鳥状に固定されたものを示したが、発光素子アレイ４は、直線状に固定されていても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、複写機、プリンタ等で用いられるプリントヘッド等に適用される。
【符号の説明】
【００５６】
１プリントヘッド
３レンズアレイ
４発光素子アレイ
５プリント基板
７ベースプレート
３０長尺成形品用金型
３１キャビティ
３２ゲート
３４固定型
３５可動型
３６パーティングライン面
３８凸部
４１長尺成形品（カバー）
４２基準面

【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーティングライン面で分離可能な固定型と可動型との間に、長尺なキャビティが形成され、
該キャビティの長手方向の一端にゲートが設けられた長尺成形品用金型において、
前記キャビティには、前記キャビティの長手方向に沿って前記長尺成形品に長尺な貫通孔を形成するための凸部が突出しており、
該凸部の突出方向と垂直である前記パーティングライン面と同一の平面上に、長尺成形品の基準面を形成する前記キャビティの面があり、
前記ゲートを形成する前記固定型および前記可動型の面は、前記パーティングライン面とは異なる平面上にあることを特徴とする長尺成形品用金型
【請求項２】
請求項１に記載の長尺成形品用金型を準備し、
前記ゲートから前記キャビティ内に溶融樹脂を射出し、該溶融樹脂を冷却固化して得た前記長尺成形品の前記貫通孔に、レンズアレイを固定し、
複数の発光素子アレイを実装したプリント基板を固定したベースプレートの表面に、前記レンズアレイと前記発光素子アレイが対向するように前記長尺成形品の前記基準面を接触させて固定するプリントヘッドの製造方法
【請求項３】
請求項２に記載のプリントヘッドの製造方法により製造したプリントヘッド
【請求項４】
感光体と、
該感光体に対向して配設した請求項３に記載のプリントヘッドとを備えた画像形成装置

【図１】