ラインヘッドおよび該ラインヘッドを用いた画像形成装置
【課題】スポットがぼやけるとの現象を抑制しつつ微小スポットの形成を可能として、良好な露光を実現できる技術を提供する。また、複数の発光素子の間における光量のばらつきに起因した露光不良を抑制して、良好な露光を実現できる技術の提供する。
【解決手段】第１面と第１面に対向する第２面とを有するとともに光を透過する基板と、基板の第１面に設けられた複数の発光素子と、基板の第１面に設けられて発光素子に接続される配線と、発光素子から射出された光ビームを結像する結像レンズを有するレンズアレイと、基板の第２面とレンズアレイとの間に設けられた遮光部材と、基板の第１面と第２面とを接続する面に設けられた光センサとを備える。
【解決手段】第１面と第１面に対向する第２面とを有するとともに光を透過する基板と、基板の第１面に設けられた複数の発光素子と、基板の第１面に設けられて発光素子に接続される配線と、発光素子から射出された光ビームを結像する結像レンズを有するレンズアレイと、基板の第２面とレンズアレイとの間に設けられた遮光部材と、基板の第１面と第２面とを接続する面に設けられた光センサとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光素子から射出された光ビームを結像レンズにより結像するラインヘッド及び該ラインヘッドを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなラインヘッドとして、該ラインヘッドの長手方向に並ぶ複数の発光素子と、これら複数の発光素子から射出された光ビームを像面に結像する光学系とを備えたものが知られている。例えば、特許文献１に記載のラインヘッド（同文献におけるＬＥＤプリンタヘッド）は、長手方向に並ぶ複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）と、これら複数のＬＥＤに対向して配置された複数の屈折率分布型レンズ（同文献におけるロッドレンズ（三菱レイヨン株式会社の登録商標））とを備えている。かかるラインヘッドでは、１つの発光素子から射出された光ビームを複数の屈折率分布型レンズのそれぞれが、像面の同一位置に重ね合わせて結像することで、像面に１つのスポットが形成される。そして、このようにしてスポットが形成された部分が露光される。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１６４５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、像面をより高精細に露光するためには、スポットのサイズを小さくすることが求められる。しかしながら、屈折率分布型レンズは、球面収差等の光学収差が比較的大きい。したがって、屈折率分布型レンズを用いたラインヘッドでは、微小スポットを得ることが困難であった。
【０００５】
また、上述のラインヘッドは、発光素子からの光ビームを複数の屈折率分布型レンズにより重ね合わせて結像している。したがって、発光素子と屈折率分布型レンズとの相対位置が所望の位置関係から光軸方向にずれると、複数の屈折率分布型レンズにより重ね合わされていた像が分離してしまう場合がある。その結果、屈折率分布型レンズを用いたラインヘッドでは、スポットがぼやけて良好な露光ができない可能性があった。
【０００６】
更に、上述のラインヘッドで起こりうる問題として、複数の発光素子の間における光量のばらつきがある。かかる光量ばらつきの原因としては、例えば、複数の発光素子の間における発光頻度のばらつきが挙げられる。つまり、複数の発光素子の間で発光頻度にばらつきがあると、一部の発光素子が比較的早く寿命に達して、他の発光素子に比べてその光量が低下してしまう場合がある。その結果、良好な露光が実現できない可能性があった。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、上述のスポットがぼやけるとの現象を抑制しつつ微小スポットの形成を可能として、良好な露光を実現できる技術の提供を、第１の目的とする。
【０００８】
また、この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、複数の発光素子の間における光量のばらつきに起因した露光不良を抑制して、良好な露光を実現できる技術の提供を、第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明にかかるラインヘッドは、上記目的を達成するために、第１面と前記第１面に対向する第２面とを有するとともに光を透過する基板と、発光素子グループ毎にグループ化して基板の第１面に設けられた複数の発光素子と、基板の第１面に設けられて発光素子に接続される配線と、基板の第２面側で発光素子グループに対向して該発光素子グループから射出された光ビームを結像する結像レンズを、発光素子グループ毎に有するレンズアレイと、基板の第２面とレンズアレイとの間に設けられ、発光素子グループから結像レンズに向う光ビームの一部を遮光する遮光部材と、基板の第１面と第２面とを接続する面に設けられた光センサとを備えたことを特徴としている。
【００１０】
また、この発明にかかる画像形成装置は、潜像担持体と、第１面と第１面に対向する第２面とを有するとともに光を透過する基板と、発光素子グループ毎にグループ化して基板の第１面に設けられた複数の発光素子と、基板の第１面に設けられて発光素子に接続される配線と、基板の第２面側で発光素子グループに対向して該発光素子グループから射出された光ビームを結像する結像レンズを、発光素子グループ毎に有するレンズアレイと、基板の第２面とレンズアレイとの間に設けられ、発光素子グループから結像レンズに向う光ビームの一部を遮光する遮光部材と、基板の第１面と第２面とを接続する面に設けられた光センサとを備えたことを特徴としている。
【００１１】
このように構成された発明（ラインヘッド、画像形成装置）は、第１面と第１面に対向する第２面とを有するとともに光を透過する基板と、発光素子グループ毎にグループ化して基板の第１面に設けられた複数の発光素子とを備えている。したがって、発光素子グループの発光素子から射出された光ビームは、基板の第１面から第２面に向けて該基板を透過する。そして、基板の第２面側で発光素子グループに対向して該発光素子グループから射出された光ビームを結像する結像レンズが、発光素子グループ毎に設けられている。したがって、発光素子グループの発光素子から射出されて第２面を透過した光ビームは、該発光素子グループに対向するように設けられた結像レンズにより結像される。
【００１２】
このように、この発明では、発光素子グループ毎に結像レンズが対向して設けられており、各発光素子グループの発光素子から射出された光ビームが該発光素子グループに対向する結像レンズにより結像されて、スポットが形成される。つまり、この発明は、１つの発光素子から射出された光ビームを１つの結像レンズで結像してスポットを形成するのであって、１つの発光素子から射出された光ビームを複数の屈折率分布型レンズにより重ね合わせてスポットを形成する従来技術とは異なる。したがって、この発明では、発光素子と結像レンズとの相対位置のずれに起因して像が分離してスポットがぼやけるという問題の発生が抑制されており、良好な露光が可能となっている。また、この発明は、光学収差の大きい屈折率分布型レンズを用いずに光ビームを結像しているため微小スポットの形成が可能であり、従来技術と比較して良好な露光を実現できる。このようにして、この発明では上記第１の目的が達成されている。
【００１３】
更にこの発明は、基板の第１面と第２面とを接続する面に設けられた光センサを備えている。したがって、本発明は、各発光素子から射出される光ビームを光センサにより検出することで、複数の発光素子の間における光量のばらつきを検出することが可能であり、良好な露光を実現するにあたって有利である。しかも、本発明は、上述のような構成に対して光センサを設けるにあたって発生しうる問題を、抑制することが可能となっている。この点について説明する。
【００１４】
基板の第１面には、複数の発光素子と該発光素子に接続される配線とが設けられている。したがって、基板の第１面に光センサを設けた場合、発光素子または配線と光センサが干渉するという問題が発生しうる。一方で、基板の第２面側には、遮光部材が設けられている。かかる遮光部材は、１つの発光素子から射出された光ビームを１つの結像レンズで結像するこの発明の構成において、良好な露光を実現すべく設けられている。具体的には、いわゆるクロストークの抑制や結像レンズに入射する光量の調整等を目的として、遮光部材は設けられている。したがって、基板の第２面に光センサを設けた場合、遮光部材と光センサが干渉するという問題が発生しうる。これに対してこの発明は、基板の第１面と第２面とを接続する面に光センサを設けている。よって、この発明は、光センサが他の部材（発光素子、配線、遮光部材）と干渉するとの問題の発生を抑制しつつ、複数の発光素子の間における光量のばらつきを検出して良好な露光を実現でき、好適である。このようにして、この発明では上記第２の目的が達成されている。
【００１５】
また、結像レンズは、移動方向に移動する像面に向けて光ビームを結像し、基板は、移動方向に対応する方向を短軸方向と、短軸方向に直交する方向を長軸方向とするラインヘッドにあっては、次のように構成しても良い。つまり、光センサは、基板の第１面と第２面とを接続する面のうち、短軸方向の端部の面に設けられるように構成しても良い。このように短軸方向の端部の面に光センサを設けることで、発光素子から光センサまでの距離を比較的短くでき、光センサに到達する光量を多くすることができる。その結果、光ビーム検出の精度が向上して、良好な露光が実現可能となる。
【００１６】
また、光センサは、基板の第１面と第２面とを接続する面のうち、短軸方向の端部の一方面に複数設けられても良い。このように構成した場合、発光素子からの光ビームを複数の光センサで検出でき、光ビーム検出の精度が向上する。また、かかる構成は、これら複数の光センサを短軸方向の一方面に設けているため、光センサに繋がる配線を簡素化することが可能となっており、好適である。
【００１７】
また、複数の光センサは、長軸方向に等ピッチで設けられても良い。このような構成は、安定した検出精度で各発光素子からの光ビームを検出可能であり、好適である。
【００１８】
また、配線に接続される電子部品を、基板の第１面のうち、複数の発光素子に対して光センサと反対側の領域に設けても良い。このような構成は、配線に接続される電子部品と光センサとの干渉を抑制することが可能であり、好適である。
【００１９】
また、光センサの受光領域は該光センサが設けられた面に対向しており、受光領域が対向する面に平行で且つ短軸方向に直交する方向において、受光領域の幅は該受光領域が対向する面の幅よりも広く、受光領域の両端は該受光領域が対向する面から食み出して設けられてもよい。このような構成は、光センサが設けられた面から出てくる光ビームを効率的に受光領域に入射させることができ、好適である。
【００２０】
また、基板の第１面と第２面とは平行であるように構成しても良い。このような構成は、第１面と第２面とを接続する面に対して、発光素子からの光ビームを効率的に導くことができる。その結果、光センサに入射する光量が多くなり、光ビームの検出精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明を適用できる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示す図である。この装置は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。なお図１は、カラーモード実行時に対応する図面である。この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラＭＣに与えられると、このメインコントローラＭＣはエンジンコントローラＥＣに制御信号などを与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータＶＤをヘッドコントローラＨＣに与える。また、このヘッドコントローラＨＣは、メインコントローラＭＣからのビデオデータＶＤとエンジンコントローラＥＣからの垂直同期信号Ｖsyncおよびパラメータ値とに基づき各色のラインヘッド２９を制御する。これによって、エンジン部ＥＧが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００２２】
この実施形態にかかる画像形成装置が有するハウジング本体３内には、電源回路基板、メインコントローラＭＣ、エンジンコントローラＥＣおよびヘッドコントローラＨＣを内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット７、転写ベルトユニット８および給紙ユニット１１もハウジング本体３内に配設されている。また、図１においてハウジング本体３内右側には、２次転写ユニット１２、定着ユニット１３、シート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット１１は、装置本体１に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット１１および転写ベルトユニット８については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００２３】
画像形成ユニット７は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーションＹ（イエロー用）、Ｍ（マゼンダ用）、Ｃ（シアン用）、Ｋ（ブラック用）を備えている。また、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、主走査方向ＭＤに所定長さの表面を有する円筒形の感光体ドラム２１を設けている。そして、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋそれぞれは、対応する色のトナー像を、感光体ドラム２１の表面に形成する。感光体ドラムは、軸方向が主走査方向ＭＤに略平行となるように配置されている。また、各感光体ドラム２１はそれぞれ専用の駆動モータに接続され図中矢印Ｄ２１の方向に所定速度で回転駆動される。これにより感光体ドラム２１の表面が、主走査方向ＭＤに略直交する副走査方向ＳＤに搬送されることとなる。また、感光体ドラム２１の周囲には、回転方向に沿って帯電部２３、ラインヘッド２９、現像部２５および感光体クリーナ２７が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作及びトナー現像動作が実行される。したがって、カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８が有する転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、モノクロモード実行時は、画像形成ステーションＫで形成されたトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成する。なお、図１において、画像形成ユニット７の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号をつけて、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【００２４】
帯電部２３は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム２１の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム２１の回転動作に伴って感光体ドラム２１に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部（図示省略）に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電部２３と感光体ドラム２１が当接する帯電位置で感光体ドラム２１の表面を帯電させる。
【００２５】
ラインヘッド２９は、その長手方向が主走査方向ＭＤに対応するとともに、その幅方向が副走査方向ＳＤに対応するように、感光体ドラム２１に対して配置されている。したがって、ラインヘッド２９の長手方向は、主走査方向ＭＤと略平行である。そして、ラインヘッドは、長手方向に並べて配置された複数の発光素子を備えるとともに、感光体ドラム２１から離間配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部２３により帯電された感光体ドラム２１の表面に対して光を照射して（つまり、露光して）該表面に潜像を形成する。なお、この実施形態では、各色のラインヘッド２９を制御するためにヘッドコントローラＨＣが設けられ、メインコントローラＭＣからのビデオデータＶＤと、エンジンコントローラＥＣからの信号とに基づき各ラインヘッド２９を制御している。すなわち、この実施形態では、画像形成指令に含まれる画像データがメインコントローラＭＣの画像処理部５１に入力される。そして、該画像データに対して種々の画像処理が施されて各色のビデオデータＶＤが作成されるとともに、該ビデオデータＶＤがメイン側通信モジュール５２を介してヘッドコントローラＨＣに与えられる。また、ヘッドコントローラＨＣでは、ビデオデータＶＤはヘッド側通信モジュール５３を介してヘッド制御モジュール５４に与えられる。このヘッド制御モジュール５４には、上記したように潜像形成に関連するパラメータ値を示す信号と垂直同期信号ＶsyncがエンジンコントローラＥＣから与えられている。そして、これらの信号およびビデオデータＶＤなどに基づきヘッドコントローラＨＣは各色のラインヘッド２９に対して素子駆動を制御するための信号を作成し、各ラインヘッド２９に出力する。こうすることで、各ラインヘッド２９において発光素子の作動が適切に制御されて画像形成指令に対応する潜像が形成される。
【００２６】
そして、この実施形態においては、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体ドラム２１、帯電部２３、現像部２５および感光体クリーナ２７を感光体カートリッジとしてユニット化している。また、各感光体カートリッジには、該感光体カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。そして、エンジンコントローラＥＣと各感光体カートリッジとの間で無線通信が行われる。こうすることで、各感光体カートリッジに関する情報がエンジンコントローラＥＣに伝達されるとともに、各メモリ内の情報が更新記憶される。
【００２７】
現像部２５は、その表面にトナーが担持する現像ローラ２５１を有する。そして、現像ローラ２５１と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラ２５１に印加される現像バイアスによって、現像ローラ２５１と感光体ドラム２１とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ２５１から感光体ドラム２１に移動してラインヘッド２９により形成された静電潜像が顕在化される。
【００２８】
このように上記現像位置において顕在化されたトナー像は、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１に搬送された後、後に詳述する転写ベルト８１と各感光体ドラム２１が当接する１次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１に１次転写される。
【００２９】
また、この実施形態では、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１の１次転写位置ＴＲ1の下流側で且つ帯電部２３の上流側に、感光体ドラム２１の表面に当接して感光体クリーナ２７が設けられている。この感光体クリーナ２７は、感光体ドラムの表面に当接することで１次転写後に感光体ドラム２１の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。
【００３０】
転写ベルトユニット８は、駆動ローラ８２と、図１において駆動ローラ８２の左側に配設される従動ローラ８３（ブレード対向ローラ）と、これらのローラに張架され図示矢印Ｄ８１の方向（搬送方向）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、感光体カートリッジ装着時において各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが有する感光体ドラム２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の１次転写ローラ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋを備えている。これらの１次転写ローラ８５は、それぞれ１次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。そして、後に詳述するように、カラーモード実行時は、図１に示すように全ての１次転写ローラ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋを画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋそれぞれが有する感光体ドラム２１に押し遣り当接させて、各感光体ドラム２１と転写ベルト８１との間に１次転写位置ＴＲ1を形成する。そして、適当なタイミングで上記１次転写バイアス発生部から１次転写ローラ８５に１次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する１次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写してカラー画像を形成する。
【００３１】
一方、モノクロモード実行時は、４個の１次転写ローラ８５のうち、カラー１次転写ローラ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃをそれぞれが対向する画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃから離間させるとともにモノクロ１次転写ローラ８５Ｋのみを画像形成ステーションＫに当接させることで、モノクロ画像形成ステーションＫのみを転写ベルト８１に当接させる。その結果、モノクロ１次転写ローラ８５Ｋと画像形成ステーションＫとの間にのみ１次転写位置ＴＲ1が形成される。そして、適当なタイミングで前記１次転写バイアス発生部からモノクロ１次転写ローラ８５Ｋに１次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、１次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写してモノクロ画像を形成する。
【００３２】
さらに、転写ベルトユニット８は、モノクロ１次転写ローラ８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラ８２の上流側に配設された下流ガイドローラ８６を備える。また、この下流ガイドローラ８６は、モノクロ１次転写ローラ８５Ｋが画像形成ステーションＫの感光体ドラム２１に当接して形成する１次転写位置ＴＲ1での１次転写ローラ８５Ｋと感光体ドラム２１との共通内接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。
【００３３】
駆動ローラ８２は、転写ベルト８１を図示矢印Ｄ８１の方向に循環駆動するとともに、２次転写ローラ１２１のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ８２の周面には、厚さ３mm程度、体積抵抗率が１０００ｋΩ・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する２次転写バイアス発生部から２次転写ローラ１２１を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ８２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、駆動ローラ８２と２次転写ローラ１２１との当接部分（２次転写位置ＴＲ２）へのシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。
【００３４】
給紙ユニット１１は、シートを積層保持可能である給紙カセット７７と、給紙カセット７７からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ７９とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ７９により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対８０において給紙タイミングが調整された後、シート案内部材１５に沿って２次転写位置ＴＲ２に給紙される。
【００３５】
２次転写ローラ１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、２次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１３は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ１３１と、この加熱ローラ１３１を押圧付勢する加圧部１３２とを有している。そして、その表面に画像が２次転写されたシートは、シート案内部材１５により、加熱ローラ１３１と加圧部１３２の加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部１３２は、２つのローラ１３２１，１３２２と、これらに張架される加圧ベルト１３２３とで構成されている。そして、加圧ベルト１３２３の表面のうち、２つのローラ１３２１，１３２２により張られたベルト張面を加熱ローラ１３１の周面に押し付けることで、加熱ローラ１３１と加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体３の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送される。
【００３６】
また、この装置では、ブレード対向ローラ８３に対向してクリーナ部７１が配設されている。クリーナ部７１は、クリーナブレード７１１と廃トナーボックス７１３とを有する。クリーナブレード７１１は、その先端部を転写ベルト８１を介してブレード対向ローラ８３に当接することで、２次転写後に転写ベルトに残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス７１３に回収される。また、クリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３は、ブレード対向ローラ８３と一体的に構成されている。したがって、次に説明するようにブレード対向ローラ８３が移動する場合は、ブレード対向ローラ８３と一緒にクリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３も移動することとなる。
【００３７】
図３は、本発明にかかるラインヘッドの概略を示す斜視図である。また、図４は、図３に示したラインヘッドの幅方向断面図である。上述の通り、その長手方向ＬＧＤが主走査方向ＭＤに対応するとともに、その幅方向ＬＴＤが副走査方向ＳＤに対応するように、ラインヘッド２９は感光体ドラム２１に対して配置されている。なお、長手方向ＬＧＤと幅方向ＬＴＤは、互いに略直交する。本実施形態におけるラインヘッド２９は、ケース２９１を備えるとともに、かかるケース２９１の長手方向ＬＧＤの両端には、位置決めピン２９１１とねじ挿入孔２９１２が設けられている。そして、かかる位置決めピン２９１１を、感光体ドラム２１を覆うとともに感光体ドラム２１に対して位置決めされた感光体カバー（図示省略）に穿設された位置決め孔（図示省略）に嵌め込むことで、ラインヘッド２９が感光体ドラム２１に対して位置決めされる。そして更に、ねじ挿入孔２９１２を介して固定ねじを感光体カバーのねじ孔（図示省略）にねじ込んで固定することで、ラインヘッド２９が感光体ドラム２１に対して位置決め固定される。
【００３８】
ケース２９１は、感光体ドラム２１の表面に対向する位置にレンズアレイ２９９を保持するとともに、その内部に、該レンズアレイ２９９に近い順番で、遮光部材２９７及びヘッド基板２９３を備えている。ヘッド基板２９３は、光ビームを透過可能な材料（例えばガラス）により形成されている。また、ヘッド基板２９３の裏面（ヘッド基板２９３が有する２つの面のうちレンズアレイ２９９と逆側の面）には、複数の発光素子グループ２９５が設けられている。即ち、複数の発光素子グループ２９５は、ヘッド基板２９３の裏面に、長手方向ＬＧＤ及び幅方向ＬＴＤに互いに所定間隔だけ離れて２次元的に配置されている。ここで、複数の発光素子グループ２９５の各々は、複数の発光素子を２次元的に配列して構成されるが、これについては後に説明する。また、本実施形態は、発光素子としてボトムエミッション型の有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子を用いる。つまり、本実施形態では、ヘッド基板２９３の裏面に有機ＥＬ素子が発光素子として配置されている。これにより、全ての発光素子２９５１は、同一平面（ヘッド基板２９３の裏面）の上に配置される。そして、同ヘッド基板２９３に形成された駆動回路によって各発光素子が駆動されると、該発光素子から感光体ドラム２１の方向に光ビームが射出される。この光ビームは、ヘッド基板２９３の裏面から表面に透過して、遮光部材２９７へ向う。
【００３９】
遮光部材２９７には、複数の発光素子グループ２９５に対して一対一で複数の導光孔２９７１が穿設されている。また、かかる導光孔２９７１は、ヘッド基板２９３の法線と平行な線を中心軸として遮光部材２９７を貫通する略円柱状の孔として穿設されている。したがって、発光素子グループ２９５から射出された光ビームのうち、該発光素子グループ２９５に対応する導光孔２９７１以外に向う光ビームは、遮光部材２９７により遮光される。こうして、１つの発光素子グループ２９５から出た光は全て同一の導光孔２９７１を介してレンズアレイ２９９へ向うとともに、異なる発光素子グループ２９５から出た光ビーム同士の干渉が遮光部材２９７により防止される。そして、遮光部材２９７に穿設された導光孔２９７１を通過した光ビームは、レンズアレイ２９９により、感光体ドラム２１の表面にスポットとして結像されることとなる。
【００４０】
図４に示すように、固定器具２９１４によって、裏蓋２９１３がヘッド基板２９３を介してケース２９１に押圧されている。つまり、固定器具２９１４は、裏蓋２９１３をケース２９１側に押圧する弾性力を有するとともに、かかる弾性力により裏蓋を押圧することで、ケース２９１の内部を光密に（つまり、ケース２９１内部から光が漏れないように、及び、ケース２９１の外部から光が侵入しないように）密閉している。なお、固定器具２９１４は、ケース２９１の長手方向に複数箇所設けられている。また、発光素子グループ２９５は、封止部材２９４により覆われている。
【００４１】
図５は、レンズアレイの概略を示す斜視図である。また、図６は、レンズアレイの長手方向ＬＧＤの断面図である。レンズアレイ２９９は、レンズ基板２９９１有する。そして、該レンズ基板２９９１の裏面２９９１ＢにレンズＬＳの第１面ＬＳＦfが形成されるとともに、レンズ基板２９９１の表面２９９１ＡにレンズＬＳの第２面ＬＳＦsが形成される。そして、互いに対向するレンズの第１面ＬＳＦfと第２面ＬＳＦsと、これら２面に挟まれるレンズ基板２９９１とで、１つのレンズＬＳとして機能する。なお、レンズＬＳの第１面ＬＳＦfおよび第２面ＬＳＦsは、例えば樹脂により形成することができる。
【００４２】
そして、レンズアレイ２９９は、複数のレンズＬＳをそれぞれの光軸ＯＡが互いに略平行となるように配置している。また、レンズアレイ２９９は、レンズＬＳの光軸ＯＡがヘッド基板２９３の裏面（発光素子２９５１が配置されている面）に略直交するように配置されている。このとき、これら複数のレンズＬＳは、複数の発光素子グループ２９５に一対一で配置されている。つまり、複数のレンズＬＳは、発光素子グループ２９５の配置に対応して、長手方向ＬＧＤ及び幅方向ＬＴＤに互いに所定間隔だけ離れて２次元的に配置されている。より具体的に述べると、長手方向ＬＧＤに複数のレンズＬＳを並べてなるレンズ行ＬＳＲを、幅方向ＬＴＤに複数行並べている。なお、本実施形態では、３行のレンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ2、ＬＳＲ3が幅方向ＬＴＤに並べられている。また、３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、長手方向互いに所定のレンズピッチＰlsだけずれて配置されている。
【００４３】
図７はラインヘッドにおける発光素子グループの配置を示す図である。図８は、各発光素子グループにおける発光素子の配置を示す図である。本実施形態では、各発光素子グループ２９５において、長手方向ＬＧＤに８個の発光素子２９５１が所定の素子ピッチＰelで並べられている。また、本実施形態の各発光素子グループ２９５は、長手方向ＬＧＤに４個の発光素子２９５１を所定間隔（素子ピッチＰelの２倍の間隔）で並べてなる発光素子行２９５１Ｒを、幅方向ＬＴＤに素子行ピッチＰelrだけ間隔を空けて２行配置している。この結果、各発光素子グループ２９５において、８個のの発光素子２９５１が千鳥状に配置されることとなる。そして、複数の発光素子グループ２９５は次のように配置されている。
【００４４】
つまり、発光素子グループ２９５を長手方向ＬＧＤに所定個数並べて構成される発光素子グループ行２９５Ｒが、幅方向ＬＴＤに３行並ぶように、複数の発光素子グループ２９５は配置されている。また、全ての発光素子グループ２９５は、互いに異なる長手方向位置に配置されている。更に、長手方向位置が隣り合う発光素子グループ（例えば、発光素子グループ２９５_Ｃ１と発光素子グループ２９５_Ｂ１）の幅方向位置が互いに異なるように、複数の発光素子グループ２９５は配置されている。なお、本明細書において、発光素子２９５１の幾何重心を発光素子２９５１の位置とするとともに、同一の発光素子グループ２９５に属する全ての発光素子位置の幾何重心を発光素子グループ２９５の位置とする。また、長手方向位置及び幅方向位置とはそれぞれ注目する位置の長手方向成分及び幅方向成分を意味する。
【００４５】
上記した発光素子グループ２９５の配置に対応して、遮光部材２９７に導光孔２９７１が穿設されるとともに、レンズＬＳが配置される。つまり、本実施形態においては、発光素子グループ２９５の重心位置と、導光孔２９７１の中心軸と、レンズＬＳの光軸ＯＡとは、略一致するように構成されている。そして、発光素子グループ２９５の発光素子２９５１から射出された光ビームは、対応する導光孔２９７１を介してレンズアレイ２９９に入射するとともに、該レンズアレイ２９９により感光体ドラム２１の表面にスポットとして結像される。
【００４６】
図９は、ヘッド基板の裏面に配置された発光素子等の部材を示す図である。なお、同図は、ヘッド基板２９３の表面からヘッド基板２９３の裏面に配置された部材を見た場合に相当する。上述の通り、ヘッド基板２９３の裏面には発光素子２９５１が設けられている。更に、本実施形態では、ヘッド基板２９３の裏面に、発光素子２９５１を駆動する駆動回路Ｄ２９５と、発光素子２９５１と駆動回路Ｄ２９５とを接続する配線ＷＬとを配置している。同図が示すように、全ての駆動回路Ｄ２９５は、素子形成領域ＦＡに対して幅方向ＬＴＤの一方側（より具体的には、素子形成領域ＦＡに対して幅方向ＬＴＤの上流側）に配置されている。ここで、素子形成領域ＦＡは、ヘッド基板２９３の理面のうち発光素子２９５１が形成された領域である。そして、各発光素子グループから該発光素子グループが対応する駆動回路Ｄ２９５に向けて配線ＷＬが引き出されている。つまり、配線ＷＬの一方端が発光素子２９５１に接続されるとともに、配線ＷＬの他方端が駆動回路Ｄ２９５に接続されている。したがって、駆動回路Ｄ２９５から出力された駆動信号は、配線ＷＬを介して発光素子２９５１に入力される。そして、発光素子２９５１は、入力された駆動信号に応じて光ビームを発光する。なお、駆動回路Ｄ２９５としては、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）を用いることができる。
【００４７】
図１０、図１１は、本明細書で用いる用語の説明図である。ここで、これらの図を用いて本明細書において用いる用語について整理する。本明細書では、上述の通り、感光体ドラム２１の表面（像面ＩＰ）の搬送方向を副走査方向ＳＤと定義し、該副走査方向ＳＤに略直交する方向を主走査方向ＭＤと定義している。また、ラインヘッド２９は、その長手方向ＬＧＤが主走査方向ＭＤに対応し、その幅方向ＬＴＤが副走査方向ＳＤに対応するように、感光体ドラム２１の表面（像面ＩＰ）に対して配置されている。
【００４８】
レンズアレイ２９９が有する複数のレンズＬＳに一対一の対応関係でヘッド基板２９３に配置された、複数（図１０、１２においては８個）の発光素子２９５１の集合を、発光素子グループ２９５と定義する。つまり、ヘッド基板２９３において、複数の発光素子２９５１からなる発光素子グループ２９５は、複数のレンズＬＳのそれぞれに対して配置されている。また、発光素子グループ２９５からの光ビームを該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳにより像面ＩＰに向けて結像することで、像面ＩＰに形成される複数のスポットＳＰの集合を、スポットグループＳＧと定義する。つまり、複数の発光素子グループ２９５に一対一で対応して、複数のスポットグループＳＧを形成することができる。また、各スポットグループＳＧにおいて、主走査方向ＭＤおよび副走査方向ＳＤに最上流のスポットを、特に第１のスポットと定義する。そして、第１のスポットに対応する発光素子２９５１を、特に第１の発光素子と定義する。
【００４９】
なお、図１０、１１は、発光素子グループ２９５とレンズＬＳとスポットグループＳＧとの対応関係が理解しやすいように、像面が静止した状態でスポットＳＰを形成した場合を表した。したがって、スポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置は、発光素子グループ２９５における発光素子２９５１の配置位置に略相似する。しかしながら、後述するように、実際のスポット形成動作は、像面ＩＰ（感光体ドラム２１の表面）を副走査方向ＳＤに搬送しつつ実行する。その結果、ヘッド基板２９３が有する複数の発光素子２９５１により形成されるスポットＳＰは、主走査方向ＭＤに略平行な直線上に形成される。
【００５０】
また、図１１の「像面上」の欄に示すように、スポットグループ行ＳＧＲ、スポットグループ列ＳＧＣを定義する。つまり、主走査方向ＭＤに並ぶ複数のスポットグループＳＧをスポットグループ行ＳＧＲと定義する。そして、複数行のスポットグループ行ＳＧＲは、所定のスポットグループ行ピッチＰsgrで副走査方向ＳＤに並んで配置される。また、副走査方向ＳＤにスポットグループ行ピッチＰsgrで且つ主走査方向ＭＤにスポットグループピッチＰsgで並ぶ複数（同図においては３個）のスポットグループＳＧをスポットグループ列ＳＧＣと定義する。なお、スポットグループ行ピッチＰsgrは、同ピッチで並ぶ２つのスポットグループ行ＳＧＲそれぞれの幾何重心の、副走査方向ＳＤにおける距離である。また、スポットグループピッチＰsgは、同ピッチで並ぶ２つのスポットグループＳＧそれぞれの幾何重心の、主走査方向ＭＤにおける距離である。
【００５１】
同図の「レンズアレイ」の欄に示すように、レンズ行ＬＳＲ、レンズ列ＬＳＣを定義する。つまり、長手方向ＬＧＤに並ぶ複数のレンズＬＳをレンズ行ＬＳＲと定義する。そして、複数行のレンズ行ＬＳＲは、所定のレンズ行ピッチＰlsrで幅方向ＬＴＤに並んで配置される。また、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで且つ長手方向ＬＧＤにレンズピッチＰlsで並ぶ複数（同図においては３個）のレンズＬＳをレンズ列ＬＳＣと定義する。なお、レンズ行ピッチＰlsrは、同ピッチで並ぶ２つのレンズ行ＬＳＲそれぞれの幾何重心の、幅方向ＬＴＤにおける距離である。また、レンズピッチＰlsは、同ピッチで並ぶ２つのレンズＬＳそれぞれの幾何重心の、長手方向ＬＧＤにおける距離である。
【００５２】
同図の「ヘッド基板」の欄に示すように、発光素子グループ行２９５Ｒ、発光素子グループ列２９５Ｃを定義する。つまり、長手方向ＬＧＤに並ぶ複数の発光素子グループ２９５を発光素子グループ行２９５Ｒと定義する。そして、複数行の発光素子グループ行２９５Ｒは、所定の発光素子グループ行ピッチＰegrで幅方向ＬＴＤに並んで配置される。また、幅方向ＬＴＤに発光素子グループ行ピッチＰegrで且つ長手方向ＬＧＤに発光素子グループピッチＰegで並ぶ複数（同図においては３個）の発光素子グループ２９５を発光素子グループ列２９５Ｃと定義する。なお、発光素子グループ行ピッチＰegrは、同ピッチで並ぶ２つの発光素子グループ行２９５Ｒそれぞれの幾何重心の、幅方向ＬＴＤにおける距離である。また、発光素子グループピッチＰegは、同ピッチで並ぶ２つの発光素子グループ２９５それぞれの幾何重心の、長手方向ＬＧＤにおける距離である。
【００５３】
同図の「発光素子グループ」の欄に示すように、発光素子行２９５１Ｒ、発光素子列２９５１Ｃを定義する。つまり、各発光素子グループ２９５において、長手方向ＬＧＤに並ぶ複数の発光素子２９５１を発光素子行２９５１Ｒと定義する。そして、複数行の発光素子行２９５１Ｒは、所定の発光素子行ピッチＰelrで幅方向ＬＴＤに並んで配置される。また、幅方向ＬＴＤに発光素子行ピッチＰelrで且つ長手方向ＬＧＤに発光素子ピッチＰelで並ぶ複数（同図においては２個）の発光素子２９５１を発光素子列２９５１Ｃと定義する。なお、発光素子行ピッチＰelrは、同ピッチで並ぶ２つの発光素子行２９５１Ｒそれぞれの幾何重心の、幅方向ＬＴＤにおける距離である。また、発光素子ピッチＰelは、同ピッチで並ぶ２つの発光素子２９５１それぞれの幾何重心の、長手方向ＬＧＤにおける距離である。
【００５４】
同図の「スポットグループ」の欄に示すように、スポット行ＳＰＲ、スポット列ＳＰＣを定義する。つまり、各スポットグループＳＧにおいて、長手方向ＬＧＤに並ぶ複数のスポットＳＰをスポット行ＳＰＲと定義する。そして、複数行のスポット行ＳＰＲは、所定のスポット行ピッチＰsprで幅方向ＬＴＤに並んで配置される。また、幅方向ＬＴＤにスポットピッチＰsprで且つ長手方向ＬＧＤにスポットピッチＰspで並ぶ複数（同図においては２個）のスポットをスポット列ＳＰＣと定義する。なお、スポット行ピッチＰsprは、同ピッチで並ぶ２つのスポット行ＳＰＲそれぞれの幾何重心の、副走査方向ＳＤにおける距離である。また、スポットピッチＰspは、同ピッチで並ぶ２つのスポットＳＰそれぞれの幾何重心の、長手方向ＬＧＤにおける距離である。
【００５５】
図１２は、上述のラインヘッドによるスポット形成動作を示す図である。以下に、図２、図７、図１２を用いて本実施形態におけるラインヘッドによるスポット形成動作を説明する。また、発明の理解を容易にするため、ここでは主走査方向ＭＤに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する場合について説明する。本実施形態では、感光体ドラム２１（潜像担持体）の表面を副走査方向ＳＤに搬送しながら、ヘッド制御モジュール５４により複数の発光素子を所定のタイミングで発光させることで、主走査方向ＭＤに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。
【００５６】
つまり、本実施形態のラインヘッドでは、幅方向位置ＬＴＤ１〜ＬＴＤ６の各位置に対応して、幅方向ＬＴＤに６個の発光素子行２９５１Ｒが並べて配置されている（図７）。そこで、本実施形態では、同一の幅方向位置にある発光素子行２９５１Ｒは、略同一のタイミングで発光させるとともに、異なる副幅方向位置にある発光素子行２９５１Ｒは、互いに異なるタイミングで発光させる。より具体的には、幅方向位置ＬＴＤ１〜ＬＴＤ６の順番で、発光素子行２９５１Ｒを発光させる。そして、感光体ドラム２１の表面を幅方向ＬＴＤに対応する副走査方向ＳＤに搬送しながら、上述の順番で発光素子行２９５１Ｒを発光させることで、該表面の主走査方向ＭＤに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。
【００５７】
かかる動作を、図７、１２を用いて説明する。まず最初に、副走査方向ＳＤに対応する幅方向ＬＴＤに最上流の発光素子グループ２９５_Ｃ１，２９５_Ｃ２，２９５_Ｃ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ１の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１２の「１回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。なお、同図において、白抜きの丸印は、未だ形成されておらず今後形成される予定のスポットを表す。また、同図において、符号２９５_Ｃ１，２９５_Ｂ１，２９５_Ａ１，２９５_Ｃ２でラベルされたスポットは、それぞれに付された符号に対応する発光素子グループ２９５により形成されるスポットであることを示す。
【００５８】
次に、同発光素子グループ２９５_Ｃ１，２９５_Ｃ２，２９５_Ｃ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ２の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１２の「２回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。ここで、感光体ドラム２１の表面の搬送方向が副走査方向ＳＤであるのに対して、副走査方向ＳＤに対応する幅方向ＬＴＤの下流側の発光素子行２９５１Ｒから順番に（つまり、幅方向位置ＬＴＤ１，ＬＴＤ２の順番に）発光させたのは、レンズＬＳが反転特性を有することに対応するためである。
【００５９】
次に、幅方向上流側から２番目の発光素子グループ２９５_Ｂ１，２９５_Ｂ２，２９５_Ｂ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ３の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１２の「３回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。
【００６０】
次に、同発光素子グループ２９５_Ｂ１，２９５_Ｂ２，２９５_Ｂ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ４の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１２の「４回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。
【００６１】
次に、幅方向最下流の発光素子グループ２９５_Ａ１，２９５_Ａ２，２９５_Ａ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ５の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１２の「５回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。
【００６２】
そして最後に、同発光素子グループ２９５_Ａ１，２９５_Ａ２，２９５_Ａ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ６の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１２の「６回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。このように、１〜６回目までの発光動作を実行することで、主走査方向ＭＤに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。
【００６３】
上述の通り、上記実施形態のラインヘッド２９は、発光素子グループ２９５毎にグループ化して複数の発光素子２９５１をヘッド基板２９３の裏面に設けている（図７、図９）。そして、発光素子２９５１から出た光ビームは、ヘッド基板２９３を透過して該ヘッド基板２９３の表面から射出する。そして、ヘッド基板２９３の表面側には、各発光素子グループに対向してレンズＬＳが配置されている。そして、各レンズＬＳは、対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームを感光体ドラム２１の表面に結像する。
【００６４】
このように、上記実施形態では、発光素子グループ２９５毎にレンズＬＳが対向して設けられており、各発光素子グループ２９５の発光素子２９５１から射出された光ビームが該発光素子グループ２９５に対向するレンズＬＳにより結像されて、スポットが形成される。つまり、上記実施形態は、１つの発光素子２９５１から射出された光ビームを１つのレンズＬＳで結像してスポットを形成するのであって、１つの発光素子２９５１から射出された光ビームを複数の屈折率分布型レンズにより重ね合わせてスポットを形成する従来技術とは異なる。したがって、上記実施形態のラインヘッド２９では、発光素子２９５１とレンズＬＳとの相対位置のずれに起因して像が分離してスポットがぼやけるという問題の発生が抑制されており、良好な露光が可能となっている。また、上記実施形態のラインヘッド２９は、光学収差の大きい屈折率分布型レンズを用いずに光ビームを結像しているため微小スポットの形成が可能であり、従来技術と比較して良好な露光を実現できる。
【００６５】
ところで、上述のようなラインヘッド２９では、複数の発光素子２９５１の間で光量がばらつくとの問題が発生する場合がある。かかる光量ばらつきの原因としては、例えば、複数の発光素子２９５１の間における発光頻度のばらつきが挙げられる。つまり、複数の発光素子２９５１の間で発光頻度にばらつきがあると、一部の発光素子２９５１が比較的早く寿命に達して、他の発光素子２９５１に比べてその光量が低下してしまう場合がある。特に、有機ＥＬ素子はＬＥＤ素子等と比べて寿命が短いため、上記実施形態のように発光素子２９５１として有機ＥＬを用いたような場合、かかる問題が顕著となる。これに対して、本実施形態のラインヘッド２９は、発光素子２９５１から射出される光ビームの光量を検出する光センサを備える。
【００６６】
図１３及び図１４は、光センサの配置を示す図である。なお、図１３は長手方向ＬＧＤからラインヘッド２９を見た図であり、図１４はヘッド基板２９３の斜視図である。図１４が示すように、ヘッド基板２９３は、主走査方向ＭＤに対応する長手方向ＬＧＤを長軸方向と、副走査方向ＳＤに対応する幅方向ＬＴＤを幅方向としている。上述の通り、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂには、発光素子グループ２９５毎にグループ化された複数の発光素子２９５１が設けられている。更に、発光素子２９５１を駆動する駆動回路Ｄ２９５と、発光素子２９５１及び駆動回路Ｄ２９５を接続する配線ＷＬとが、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂに配置されている。なお、図１４において、駆動回路Ｄ２９５及び配線ＷＬは省略されている。
【００６７】
駆動回路Ｄ２９５に駆動されることで、発光素子２９５１から光ビームが射出される。このようにして発光素子２９５１から射出された光ビームは、ヘッド基板２９３を透過して該ヘッド基板２９３の表面２９３Ａから射出する。そして、上記ラインヘッド２９では、発光素子２９５１から出た光ビームが対応しないレンズＬＳへ入射することを防止するため、つまり、所謂クロストークの発生を防止するために、ヘッド基板２９３の表面側に遮光部材２９７が配置されている。
【００６８】
このように、本実施形態のラインヘッド２９では、ヘッド基板２９３は表面２９３Ａと該表面に対向する裏面２９３Ｂを有している。そして、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂには、発光素子２９５１及び配線ＷＬが配置される一方、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａ側には、遮光部材２９７が配置される。そこで、本実施形態のラインヘッド２９は、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａと裏面２９３Ｂとを接続する面２９３Ｃ、即ちヘッド基板２９３の端面２９３Ｃに光センサＳＣを設けている。特に本実施形態は、複数の光センサＳＣを、ヘッド基板２９３の端面２９３Ｃのうち幅方向ＬＴＤ（即ち、ヘッド基板２９３の短軸方向）の端部の一方面に設けている。より具体的には、これら複数の光センサＳＣの全ては、幅方向ＬＴＤにおいて複数の発光素子２９５１に対して駆動回路Ｄ２９５の反対側に設けられている。また、これら複数の光センサＳＣは、長手方向ＬＧＤに等ピッチで配置されている。
【００６９】
図１５は、端面と光センサとの関係を示す図である。同図が示すように、光センサの受光面ＳＣＦと、ヘッド基板２９３の端面とが互いに対向するように、光センサＳＣは配置されている。また、受光面ＳＣＦが対向する端面２９３Ｃに平行で且つ幅方向ＬＴＤ（つまり、ヘッド基板２９３の短軸方向）に直交する方向を直交方向ＲＴＤとしたとき、該直交方向において、受光面ＳＣＦの幅ＷＦは、端面２９３Ｃの幅ＷＥよりも広い。しかも、直交方向ＲＴＤにおいて、受光面ＳＣＦの両端は、端面２９３Ｃから幅ΔＷだけ食み出している。なお、光センサＳＣとヘッド基板２９３の端面２９３Ｃの間には透明な光学接着剤が充填されており、かかる光学接着剤により光センサＳＣがヘッド基板２９３の端面２９３Ｃに接着されている。このように光学接着剤を充填することで端面２９３Ｃと光センサＳＣとの界面を取り除き、端面２９３Ｃと光センサＳＣとの間での不要な光ビームの反射が抑制される。その結果、光センサＳＣに入射する光量が向上する。また、図示は省略するが、各光センサＳＣには配線が接続されており、かかる配線を介して光センサＳＣの検出値がエンジンコントローラＥＣへと出力される。
【００７０】
このように、本実施形態は、端面２９３Ｃの光センサＳＣにより、各発光素子２９５１から射出された光ビームを検出可能である。つまり、発光素子２９５１から射出された光ビームの全てがヘッド基板２９３の表面２９３Ａから射出するわけでなく、該光ビームの一部は表面２９３Ａで裏面２９３Ｂ側に向けて反射される。更に、かかる反射光ビームの一部は、再び裏面２９３Ｂで表面２９３Ａに向けて反射される。このように、発光素子２９５１から射出された光ビームの一部は、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａと裏面２９３Ｂとの間で反射を繰り返しながら、ヘッド基板２９３の内部を進行して光センサＳＣに入射する。特に、表面２９３Ａへの入射角が臨界角θc以上である光ビーム（図１３の破線矢印）は、表面２９３Ａで全反射される。しかも、本実施形態では、表面２９３Ａと裏面２９３Ｂとは互いに平行に構成されている。したがって、表面２９３Ａで全反射された光ビームは、裏面２９３Ｂにおいても全反射されながら、ヘッド基板２９３の内部を進行する。
【００７１】
そして、本実施形態では、各発光素子２９５１から射出された光ビームを光センサＳＣにより検出して、複数の発光素子２９５１の間での光量のばらつきを検出するとともに、該検出結果に基づいて光量ばらつきが解消するように各発光素子２９５１の駆動を制御する。そこで、この駆動制御動作について以下に説明するが、駆動制御動作は、例えばラインヘッド２９の組立時や出荷時等のタイミングで予め求められた補正係数に基づいて実行される。したがって、以下の説明では、まず補正係数の求め方について説明した後に、駆動制御動作について説明する。
【００７２】
上述の通り、まず、例えばラインヘッド２９の組立時や出荷時等のタイミングで、発光素子２９５１から光ビームを射出させて感光体ドラム２１の表面に相当する位置に形成されるスポットの光量を、各発光素子２９５１について測定する。具体的には、ラインヘッド２９を検査ジグに取り付ける。検査ジグには、ラインヘッド２９の各発光素子２９５１から射出された光ビームの光量を、感光体ドラム２１の表面に対応する像面位置で検出する光量検出器が配置されている。この光量検出器は、１個の検出器を移動させつつ各発光素子２９５１からの光ビームの光量を検出するものでも良いし、発光素子２９５１毎に検出器を配置したものでも良い。そして、各発光素子２９５１を順に発光させて、検査ジグの光量検出器で検出した値Ｐｇｎと、ラインヘッド２９の光センサＳＣで検出した値Ｐｈｎ（ｎはｎ番目の発光素子を表す）とを得るとともに、各発光素子２９５１について補正係数Ｐｇｎ／Ｐｈｎを算出する。このようにして求めた補正係数Ｐｇｎ／Ｐｈｎは、例えば図２に示すエンジンコントローラＥＣに記憶しておく。そして、次に説明するように、補正係数Ｐｇｎ／Ｐｈｎに基づいて駆動制御動作が実行される。
【００７３】
駆動制御動作では、まず発光素子２９５１の光量ばらつきを検出する。かかる光量ばらつき検出は、画像形成装置の電源投入時、画像形成動作開始前、或いは紙間等の、通常の画像形成動作が実行されていない間に行なわれる。具体的には、各発光素子２９５１を順番に発光させながら、光センサＳＣの検出値が測定される。そして、このときの測定値に補正係数Ｐｇｎ／Ｐｈｎを乗じることによって、各発光素子２９５１により感光体ドラム２１の表面で形成されるスポットの光量が算出される。
【００７４】
そして、算出された光量がばらついており、所望の光量が実現されていない場合は、所望の光量が得られるように発光素子２９５１の駆動を制御する。つまり、所望の光量と算出された光量とを比較して、算出された光量が所望の光量となるように、発光素子２９５１に流す電流等を調整する。そして、このような調整動作を全ての発光素子２９５１について実行することで、複数の発光素子２９５１の間での光量ばらつきが抑制される。その結果、良好な露光が実現される。なお、所望の光量に関する情報や、駆動制御動作を実行させるプログラム等は、例えばエンジンコントローラＥＣに予め記憶しておいても良い。
【００７５】
上述のように本実施形態のラインヘッド２９は、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａと裏面２９３Ｂとを接続する端面２９３Ｃに光センサＳＣを設けている。そして、上記実施形態は、各発光素子２９５１から射出される光ビームを光センサＳＣにより検出することで、複数の発光素子２９５１の間における光量のばらつきを検出することが可能であり、良好な露光を実現するにあたって有利である。つまり、上述の通り、上記実施形態では、各発光素子２９５１から射出される光ビームを光センサＳＣにより検出するとともに、光センサＳＣの検出値に基づいて発光素子２９５１の駆動を制御している。その結果、各発光素子２９５１により形成されるスポットの光量ばらつきが抑制されて、良好な露光が実現される。しかも、上記実施形態は、上述のようなラインヘッド２９に対して光センサＳＣを設けるにあたって発生しうる問題を、抑制することが可能となっている。この点について説明する。
【００７６】
ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂには、複数の発光素子２９５１と該発光素子２９５１に接続される配線ＷＬとが設けられている。したがって、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂに光センサＳＣを設けた場合、発光素子２９５１または配線ＷＬと光センサＳＣが干渉するという問題が発生しうる。一方で、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａ側には、遮光部材２９７が設けられている。かかる遮光部材２９７は、１つの発光素子２９５１から射出された光ビームを１つのレンズＬＳで結像するこの発明の構成において、良好な露光を実現すべく設けられている。具体的には、いわゆるクロストークの抑制やレンズＬＳに入射する光量の調整等を目的として、遮光部材２９７は設けられている。したがって、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａに光センサＳＣを設けた場合、遮光部材２９７と光センサＳＣが干渉するという問題が発生しうる。これに対して上記実施形態は、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａと裏面２９３Ｂとを接続する端面２９３Ｃに光センサＳＣを設けている。よって、この上記実施形態は、光センサＳＣが他の部材（発光素子２９５１、配線ＷＬ、遮光部材２９７）と干渉するとの問題の発生を抑制しつつ、複数の発光素子２９５１の間における光量のばらつきを検出して良好な露光を実現でき、好適である。
【００７７】
このように、上記実施形態では、ヘッド基板２９３が本発明の「基板」に相当し、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂが本発明の「第１面」に相当し、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａが本発明の「第２面」に相当している。また、上記実施形態では、ヘッド基板２９３の端面２９３Ｃが、本発明の「第１面と第２面とを接続する面」に相当している。また、上記実施形態では、レンズＬＳが本発明の「結像レンズ」に相当し、光センサＳＣの受光面ＳＣＦが本発明の「受光領域」に相当し、感光体ドラム２１が本発明の「潜像担持体」に相当し、感光体ドラム２１の表面が本発明の「像面」に相当し、副走査方向ＳＤが本発明の「移動方向」に相当している。
【００７８】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、光センサＳＣは、ヘッド基板２９３の端面２９３Ｃのうち、該ヘッド基板２９３の短軸方向（つまり、幅方向ＬＴＤ）の端部の面に設けられるように構成されているが、例えば、光センサＳＣを長軸方向（つまり、長手方向ＬＧＤ）の端部に設けても良い。但し、上記実施形態の構成は、次の点で好適である。つまり、短軸方向の端部の面に光センサＳＣを設けることで、発光素子２９５１から光センサＳＣまでの距離を比較的短くでき、光センサＳＣに到達する光量を多くすることができる。その結果、光ビーム検出の精度が向上して良好な露光が実現可能となり、上記実施形態は好適である。
【００７９】
また、上記実施形態では、複数の光センサＳＣが、ヘッド基板２９３の端面２９３Ｃのうち短軸方向の端部の一方面に設けられているが、かかる構成は本発明に必須ではない。但し、上記実施形態は、次の点で好適である。つまり、上記実施形態のように構成した場合、発光素子２９５１からの光ビームを複数の光センサＳＣで検出でき、光ビーム検出の精度が向上する。また、かかる構成は、これら複数の光センサＳＣを短軸方向の一方面に設けているため、光センサＳＣに繋がる配線を簡素化することが可能となっており、好適である。
【００８０】
また、上記実施形態では、複数の光センサＳＣが、長軸方向（つまり、長手方向ＬＧＤ）に等ピッチで設けられているが、複数の光センサＳＣが等ピッチで配置されることは、本発明に必須ではない。但し、上記実施形態は次の点で好適である。つまり、光センサＳＣが偏在していると、光センサＳＣの配置が密である領域の発光素子２９５１の光量検出精度は向上するが、光センサＳＣの配置が疎である領域の発光素子２９５１の光量検出精度は低下してしまう。これに対して、複数の光センサＳＣを等ピッチで配置した場合は、安定した検出精度で各発光素子２９５１からの光ビームを検出可能であり、上記実施形態は好適である。
【００８１】
また、上記実施形態では、配線ＷＬに接続される電子部品（駆動回路Ｄ２９５）を、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂのうち、複数の発光素子２９５１に対して光センサＳＣと反対側の領域に設けているが、かかる構成は本発明に必須では無く、例えば、光センサＳＣと電子部品（駆動回路Ｄ２９５）とを同じ側の領域に設けても良い。但し、上記実施形態は次の点で好適である。つまり、上記実施形態のように構成した場合、配線ＷＬに接続される電子部品と光センサＳＣとの干渉を抑制することが可能であり、上記実施形態は好適である。
【００８２】
また、上記実施形態では、光センサＳＣの受光面ＳＣＦは該光センサＳＣが設けられた端面２９３Ｃに対向している。そして、直交方向ＲＴＤにおいて、受光面の幅ＷＦは該受光面ＳＣＦが対向する端面２９３Ｃの幅よりも広く、受光面ＳＣＦの両端は該受光面ＳＣＦが対向する面から食み出して設けられている。しかしながら、このように受光面ＳＣＦを端面２９３Ｃに対して食み出して設けることは、本発明に必須ではない。但し、上記実施形態は次の点で好適である。つまり、上記実施形態の用に構成した場合、図１５の破線矢印が示すような、ヘッド基板２９３の端面２９３Ｃの最端部を通過する光ビームをも確実に受光面ＳＣＦに入射させることが可能となる。その結果、光センサＳＣが設けられた端面２９３Ｃから出てくる光ビームを効率的に受光面ＳＣＦに入射させることができ、好適である。
【００８３】
また、上記実施形態では、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａと裏面２９３Ｂとは互いに平行に構成されているが、表面２９３Ａと裏面２９３Ｂとを互いに平行に構成することは本発明に必須ではない。但し、上記実施形態は次の点で好適である。つまり、上記実施形態のような構成では、上述の通り、光ビームは、表面２９３Ａと裏面２９３Ｂとの間で全反射を繰り返しながらヘッド基板２９３内部を進行することができる。したがって、端面２９３Ｃに対して発光素子２９５１からの光ビームを効率的に導くことができる。その結果、光センサＳＣに入射する光量が多くなり、光ビームの検出精度が向上する。
【００８４】
また、遮光部材２９７も上述の構成には限られず、例えば次のように遮光部材２９７を構成することもできる。図１６、本発明にかかるラインヘッドの別の実施形態を示す図である。図１７は、図１６のラインヘッド２９が備える遮光板を示す斜視図である。なお、図１６は、長手方向ＬＧＤからラインヘッド２９を見た場合に相当する。図１６、図１７に示すラインヘッド２９と、上記実施形態のラインヘッド２９との差異点は遮光部材２９７のみであるので、以下ではかかる差異点を主に説明し、その他の部分は相当符号を付して説明を省略する。
【００８５】
図１６、図１７が示す実施形態では、遮光部材２９７は、遮光板２９７５と該遮光板２９７５を支持する板支持部材２９７３とを有する。遮光板２９７５は、その短軸が幅方向ＬＴＤに対応するとともに、その長軸が長手方向ＬＧＤに対応するように支持されている。また、遮光板２９７５は、レンズアレイ２９９とヘッド基板２９３との間に位置するとともに、レンズアレイ２９９及びヘッド基板２９３それぞれに対向して、支持されている。そして、遮光板２９７５には、各レンズＬＳ（或いは、各発光素子グループ２９５）に対応する開口部２９７７が穿設されている。したがって、発光素子グループ２９５から射出された光ビームのうち、該発光素子グループ２９５に対応する開口部２９７７を通過した光ビームのみがレンズＬＳに入射する。このように、遮光板２９７５は、レンズＬＳに入射する光ビームの光量を調整する機能を有する。
【００８６】
ところで、上記実施形態では、発光素子２９５１を保護する目的で、発光素子２９５１を囲う封止部材２９４が設けられている。そこで、封止部材２９４を次のように構成しても良い。図１８は、本発明にかかるラインヘッドの更に別の実施形態を示す図である。なお、図１８は、長手方向ＬＧＤからラインヘッド２９を見た場合に相当する。図１８に示すラインヘッド２９と、図１６に示すラインヘッド２９との差異点は封止部材２９４のみであるので、以下ではかかる差異点を主に説明し、その他の部分は相当符号を付して説明を省略する。図１８に示すように、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂには、発光素子２９５１を囲うようにして封止部材２９４が当接している。そして、同図において注目すべきは、遮光部材２９７、ヘッド基板２９３及び封止部材２９４それぞれの幅方向ＬＴＤの下流側端部（つまり、光センサＳＣが設けられている側）の面２９７Ｃ、２９３Ｃ、２９４Ｃをが面一に構成されている点である。なんとなれば、このように面一に構成することで、
光センサＳＣの配置を簡便にすることが可能となる、好適であるからである。
【００８７】
また、上記実施形態では、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂに駆動回路Ｄ２９５を設けているが、駆動回路Ｄ２９５の配設位置はヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂに限られない。また、ヘッド基板２９３の裏面に駆動回路Ｄ２９５を配置しない場合は、例えば、フレキシブルプリント基板ＦＰＣを、ヘッド基板２９３の裏面に設けても良い。図１９は、フレキシブルプリント基板ＦＰＣの配設態様を示す図である。つまり、同図が示すように、フレキシブルプリント基板ＦＰＣを発光素子２９５１に繋がる配線ＷＬに接続するとともに、フレキシブルプリント基板ＦＰＣを介して、発光素子２９５１に駆動信号を与えても良い。なお、この場合、フレキシブルプリント基板ＦＰＣ（電子部品）を、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂのうち、複数の発光素子２９５１に対して光センサＳＣと反対側の領域に設けても良い。なんとなれば、このような構成は、配線ＷＬに接続されるフレキシブルプリント基板ＦＰＣと光センサＳＣとの干渉を抑制することが可能であり、好適であるからである。
【００８８】
また、上記実施形態では、各発光素子グループ２９５において、８個のの発光素子２９５１が千鳥状に配置されているが、発光素子２９５１の個数や配置態様はこれに限られない。
【００８９】
また、上記実施形態では、３行のレンズ行ＬＳＲを幅方向ＬＴＤに並べて配置しているが、レンズ行の行数は３行に限られない。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明を適用可能な画像形成装置の構成を示す図。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示す図。
【図３】第１実施形態におけるラインヘッドの概略を示す斜視図。
【図４】第１実施形態におけるラインヘッドの幅方向の断面図。
【図５】マイクロレンズアレイの概略を示す斜視図。
【図６】マイクロレンズアレイの長手方向の断面図。
【図７】ラインヘッドにおける発光素子グループの配置を示す図。
【図８】各発光素子グループにおける発光素子の配置を示す図。
【図９】ヘッド基板の裏面に配置された発光素子等の部材を示す図。
【図１０】本明細書で用いる用語の説明図。
【図１１】本明細書で用いる用語の説明図。
【図１２】ラインヘッドによるスポット形成動作を示す図。
【図１３】光センサの配置を示す図。
【図１４】光センサの配置を示す図。
【図１５】端面と光センサとの関係を示す図。
【図１６】本発明にかかるラインヘッドの別の実施形態を示す図。
【図１７】図１６のラインヘッド２９が備える遮光板を示す斜視図。
【図１８】本発明にかかるラインヘッドの更に別の実施形態を示す図。
【図１９】フレキシブルプリント基板ＦＰＣの配設態様を示す図。
【符号の説明】
【００９１】
２１Ｙ、２１Ｋ…感光体ドラム（潜像担持体）、 ２９…ラインヘッド、 ２９５…発光素子グループ、 ２９５１…発光素子、 ２９３…ヘッド基板（基板）、 ２９３Ａ…ヘッド基板の表面（第２面）、 ２９３Ｂ…ヘッド基板の裏面（第１面）、 ２９３…ヘッド基板の端面、 ２９７…遮光部材、 ２９９…レンズアレイ、 ＬＳ…レンズ（結像レンズ）、 ＭＤ…主走査方向， ＳＤ…副走査方向、 ＬＧＤ…長手方向（長軸方向）、 ＬＴＤ…幅方向（短軸方向）、 ＳＣ…光センサ、 ＳＣＦ…受光面（受光領域）、 ＷＬ…配線
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光素子から射出された光ビームを結像レンズにより結像するラインヘッド及び該ラインヘッドを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなラインヘッドとして、該ラインヘッドの長手方向に並ぶ複数の発光素子と、これら複数の発光素子から射出された光ビームを像面に結像する光学系とを備えたものが知られている。例えば、特許文献１に記載のラインヘッド（同文献におけるＬＥＤプリンタヘッド）は、長手方向に並ぶ複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）と、これら複数のＬＥＤに対向して配置された複数の屈折率分布型レンズ（同文献におけるロッドレンズ（三菱レイヨン株式会社の登録商標））とを備えている。かかるラインヘッドでは、１つの発光素子から射出された光ビームを複数の屈折率分布型レンズのそれぞれが、像面の同一位置に重ね合わせて結像することで、像面に１つのスポットが形成される。そして、このようにしてスポットが形成された部分が露光される。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１６４５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、像面をより高精細に露光するためには、スポットのサイズを小さくすることが求められる。しかしながら、屈折率分布型レンズは、球面収差等の光学収差が比較的大きい。したがって、屈折率分布型レンズを用いたラインヘッドでは、微小スポットを得ることが困難であった。
【０００５】
また、上述のラインヘッドは、発光素子からの光ビームを複数の屈折率分布型レンズにより重ね合わせて結像している。したがって、発光素子と屈折率分布型レンズとの相対位置が所望の位置関係から光軸方向にずれると、複数の屈折率分布型レンズにより重ね合わされていた像が分離してしまう場合がある。その結果、屈折率分布型レンズを用いたラインヘッドでは、スポットがぼやけて良好な露光ができない可能性があった。
【０００６】
更に、上述のラインヘッドで起こりうる問題として、複数の発光素子の間における光量のばらつきがある。かかる光量ばらつきの原因としては、例えば、複数の発光素子の間における発光頻度のばらつきが挙げられる。つまり、複数の発光素子の間で発光頻度にばらつきがあると、一部の発光素子が比較的早く寿命に達して、他の発光素子に比べてその光量が低下してしまう場合がある。その結果、良好な露光が実現できない可能性があった。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、上述のスポットがぼやけるとの現象を抑制しつつ微小スポットの形成を可能として、良好な露光を実現できる技術の提供を、第１の目的とする。
【０００８】
また、この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、複数の発光素子の間における光量のばらつきに起因した露光不良を抑制して、良好な露光を実現できる技術の提供を、第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明にかかるラインヘッドは、上記目的を達成するために、第１面と前記第１面に対向する第２面とを有するとともに光を透過する基板と、発光素子グループ毎にグループ化して基板の第１面に設けられた複数の発光素子と、基板の第１面に設けられて発光素子に接続される配線と、基板の第２面側で発光素子グループに対向して該発光素子グループから射出された光ビームを結像する結像レンズを、発光素子グループ毎に有するレンズアレイと、基板の第２面とレンズアレイとの間に設けられ、発光素子グループから結像レンズに向う光ビームの一部を遮光する遮光部材と、基板の第１面と第２面とを接続する面に設けられた光センサとを備えたことを特徴としている。
【００１０】
また、この発明にかかる画像形成装置は、潜像担持体と、第１面と第１面に対向する第２面とを有するとともに光を透過する基板と、発光素子グループ毎にグループ化して基板の第１面に設けられた複数の発光素子と、基板の第１面に設けられて発光素子に接続される配線と、基板の第２面側で発光素子グループに対向して該発光素子グループから射出された光ビームを結像する結像レンズを、発光素子グループ毎に有するレンズアレイと、基板の第２面とレンズアレイとの間に設けられ、発光素子グループから結像レンズに向う光ビームの一部を遮光する遮光部材と、基板の第１面と第２面とを接続する面に設けられた光センサとを備えたことを特徴としている。
【００１１】
このように構成された発明（ラインヘッド、画像形成装置）は、第１面と第１面に対向する第２面とを有するとともに光を透過する基板と、発光素子グループ毎にグループ化して基板の第１面に設けられた複数の発光素子とを備えている。したがって、発光素子グループの発光素子から射出された光ビームは、基板の第１面から第２面に向けて該基板を透過する。そして、基板の第２面側で発光素子グループに対向して該発光素子グループから射出された光ビームを結像する結像レンズが、発光素子グループ毎に設けられている。したがって、発光素子グループの発光素子から射出されて第２面を透過した光ビームは、該発光素子グループに対向するように設けられた結像レンズにより結像される。
【００１２】
このように、この発明では、発光素子グループ毎に結像レンズが対向して設けられており、各発光素子グループの発光素子から射出された光ビームが該発光素子グループに対向する結像レンズにより結像されて、スポットが形成される。つまり、この発明は、１つの発光素子から射出された光ビームを１つの結像レンズで結像してスポットを形成するのであって、１つの発光素子から射出された光ビームを複数の屈折率分布型レンズにより重ね合わせてスポットを形成する従来技術とは異なる。したがって、この発明では、発光素子と結像レンズとの相対位置のずれに起因して像が分離してスポットがぼやけるという問題の発生が抑制されており、良好な露光が可能となっている。また、この発明は、光学収差の大きい屈折率分布型レンズを用いずに光ビームを結像しているため微小スポットの形成が可能であり、従来技術と比較して良好な露光を実現できる。このようにして、この発明では上記第１の目的が達成されている。
【００１３】
更にこの発明は、基板の第１面と第２面とを接続する面に設けられた光センサを備えている。したがって、本発明は、各発光素子から射出される光ビームを光センサにより検出することで、複数の発光素子の間における光量のばらつきを検出することが可能であり、良好な露光を実現するにあたって有利である。しかも、本発明は、上述のような構成に対して光センサを設けるにあたって発生しうる問題を、抑制することが可能となっている。この点について説明する。
【００１４】
基板の第１面には、複数の発光素子と該発光素子に接続される配線とが設けられている。したがって、基板の第１面に光センサを設けた場合、発光素子または配線と光センサが干渉するという問題が発生しうる。一方で、基板の第２面側には、遮光部材が設けられている。かかる遮光部材は、１つの発光素子から射出された光ビームを１つの結像レンズで結像するこの発明の構成において、良好な露光を実現すべく設けられている。具体的には、いわゆるクロストークの抑制や結像レンズに入射する光量の調整等を目的として、遮光部材は設けられている。したがって、基板の第２面に光センサを設けた場合、遮光部材と光センサが干渉するという問題が発生しうる。これに対してこの発明は、基板の第１面と第２面とを接続する面に光センサを設けている。よって、この発明は、光センサが他の部材（発光素子、配線、遮光部材）と干渉するとの問題の発生を抑制しつつ、複数の発光素子の間における光量のばらつきを検出して良好な露光を実現でき、好適である。このようにして、この発明では上記第２の目的が達成されている。
【００１５】
また、結像レンズは、移動方向に移動する像面に向けて光ビームを結像し、基板は、移動方向に対応する方向を短軸方向と、短軸方向に直交する方向を長軸方向とするラインヘッドにあっては、次のように構成しても良い。つまり、光センサは、基板の第１面と第２面とを接続する面のうち、短軸方向の端部の面に設けられるように構成しても良い。このように短軸方向の端部の面に光センサを設けることで、発光素子から光センサまでの距離を比較的短くでき、光センサに到達する光量を多くすることができる。その結果、光ビーム検出の精度が向上して、良好な露光が実現可能となる。
【００１６】
また、光センサは、基板の第１面と第２面とを接続する面のうち、短軸方向の端部の一方面に複数設けられても良い。このように構成した場合、発光素子からの光ビームを複数の光センサで検出でき、光ビーム検出の精度が向上する。また、かかる構成は、これら複数の光センサを短軸方向の一方面に設けているため、光センサに繋がる配線を簡素化することが可能となっており、好適である。
【００１７】
また、複数の光センサは、長軸方向に等ピッチで設けられても良い。このような構成は、安定した検出精度で各発光素子からの光ビームを検出可能であり、好適である。
【００１８】
また、配線に接続される電子部品を、基板の第１面のうち、複数の発光素子に対して光センサと反対側の領域に設けても良い。このような構成は、配線に接続される電子部品と光センサとの干渉を抑制することが可能であり、好適である。
【００１９】
また、光センサの受光領域は該光センサが設けられた面に対向しており、受光領域が対向する面に平行で且つ短軸方向に直交する方向において、受光領域の幅は該受光領域が対向する面の幅よりも広く、受光領域の両端は該受光領域が対向する面から食み出して設けられてもよい。このような構成は、光センサが設けられた面から出てくる光ビームを効率的に受光領域に入射させることができ、好適である。
【００２０】
また、基板の第１面と第２面とは平行であるように構成しても良い。このような構成は、第１面と第２面とを接続する面に対して、発光素子からの光ビームを効率的に導くことができる。その結果、光センサに入射する光量が多くなり、光ビームの検出精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明を適用できる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示す図である。この装置は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。なお図１は、カラーモード実行時に対応する図面である。この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラＭＣに与えられると、このメインコントローラＭＣはエンジンコントローラＥＣに制御信号などを与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータＶＤをヘッドコントローラＨＣに与える。また、このヘッドコントローラＨＣは、メインコントローラＭＣからのビデオデータＶＤとエンジンコントローラＥＣからの垂直同期信号Ｖsyncおよびパラメータ値とに基づき各色のラインヘッド２９を制御する。これによって、エンジン部ＥＧが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００２２】
この実施形態にかかる画像形成装置が有するハウジング本体３内には、電源回路基板、メインコントローラＭＣ、エンジンコントローラＥＣおよびヘッドコントローラＨＣを内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット７、転写ベルトユニット８および給紙ユニット１１もハウジング本体３内に配設されている。また、図１においてハウジング本体３内右側には、２次転写ユニット１２、定着ユニット１３、シート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット１１は、装置本体１に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット１１および転写ベルトユニット８については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００２３】
画像形成ユニット７は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーションＹ（イエロー用）、Ｍ（マゼンダ用）、Ｃ（シアン用）、Ｋ（ブラック用）を備えている。また、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、主走査方向ＭＤに所定長さの表面を有する円筒形の感光体ドラム２１を設けている。そして、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋそれぞれは、対応する色のトナー像を、感光体ドラム２１の表面に形成する。感光体ドラムは、軸方向が主走査方向ＭＤに略平行となるように配置されている。また、各感光体ドラム２１はそれぞれ専用の駆動モータに接続され図中矢印Ｄ２１の方向に所定速度で回転駆動される。これにより感光体ドラム２１の表面が、主走査方向ＭＤに略直交する副走査方向ＳＤに搬送されることとなる。また、感光体ドラム２１の周囲には、回転方向に沿って帯電部２３、ラインヘッド２９、現像部２５および感光体クリーナ２７が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作及びトナー現像動作が実行される。したがって、カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８が有する転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、モノクロモード実行時は、画像形成ステーションＫで形成されたトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成する。なお、図１において、画像形成ユニット７の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号をつけて、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【００２４】
帯電部２３は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム２１の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム２１の回転動作に伴って感光体ドラム２１に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部（図示省略）に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電部２３と感光体ドラム２１が当接する帯電位置で感光体ドラム２１の表面を帯電させる。
【００２５】
ラインヘッド２９は、その長手方向が主走査方向ＭＤに対応するとともに、その幅方向が副走査方向ＳＤに対応するように、感光体ドラム２１に対して配置されている。したがって、ラインヘッド２９の長手方向は、主走査方向ＭＤと略平行である。そして、ラインヘッドは、長手方向に並べて配置された複数の発光素子を備えるとともに、感光体ドラム２１から離間配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部２３により帯電された感光体ドラム２１の表面に対して光を照射して（つまり、露光して）該表面に潜像を形成する。なお、この実施形態では、各色のラインヘッド２９を制御するためにヘッドコントローラＨＣが設けられ、メインコントローラＭＣからのビデオデータＶＤと、エンジンコントローラＥＣからの信号とに基づき各ラインヘッド２９を制御している。すなわち、この実施形態では、画像形成指令に含まれる画像データがメインコントローラＭＣの画像処理部５１に入力される。そして、該画像データに対して種々の画像処理が施されて各色のビデオデータＶＤが作成されるとともに、該ビデオデータＶＤがメイン側通信モジュール５２を介してヘッドコントローラＨＣに与えられる。また、ヘッドコントローラＨＣでは、ビデオデータＶＤはヘッド側通信モジュール５３を介してヘッド制御モジュール５４に与えられる。このヘッド制御モジュール５４には、上記したように潜像形成に関連するパラメータ値を示す信号と垂直同期信号ＶsyncがエンジンコントローラＥＣから与えられている。そして、これらの信号およびビデオデータＶＤなどに基づきヘッドコントローラＨＣは各色のラインヘッド２９に対して素子駆動を制御するための信号を作成し、各ラインヘッド２９に出力する。こうすることで、各ラインヘッド２９において発光素子の作動が適切に制御されて画像形成指令に対応する潜像が形成される。
【００２６】
そして、この実施形態においては、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体ドラム２１、帯電部２３、現像部２５および感光体クリーナ２７を感光体カートリッジとしてユニット化している。また、各感光体カートリッジには、該感光体カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。そして、エンジンコントローラＥＣと各感光体カートリッジとの間で無線通信が行われる。こうすることで、各感光体カートリッジに関する情報がエンジンコントローラＥＣに伝達されるとともに、各メモリ内の情報が更新記憶される。
【００２７】
現像部２５は、その表面にトナーが担持する現像ローラ２５１を有する。そして、現像ローラ２５１と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラ２５１に印加される現像バイアスによって、現像ローラ２５１と感光体ドラム２１とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ２５１から感光体ドラム２１に移動してラインヘッド２９により形成された静電潜像が顕在化される。
【００２８】
このように上記現像位置において顕在化されたトナー像は、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１に搬送された後、後に詳述する転写ベルト８１と各感光体ドラム２１が当接する１次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１に１次転写される。
【００２９】
また、この実施形態では、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１の１次転写位置ＴＲ1の下流側で且つ帯電部２３の上流側に、感光体ドラム２１の表面に当接して感光体クリーナ２７が設けられている。この感光体クリーナ２７は、感光体ドラムの表面に当接することで１次転写後に感光体ドラム２１の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。
【００３０】
転写ベルトユニット８は、駆動ローラ８２と、図１において駆動ローラ８２の左側に配設される従動ローラ８３（ブレード対向ローラ）と、これらのローラに張架され図示矢印Ｄ８１の方向（搬送方向）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、感光体カートリッジ装着時において各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが有する感光体ドラム２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の１次転写ローラ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋを備えている。これらの１次転写ローラ８５は、それぞれ１次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。そして、後に詳述するように、カラーモード実行時は、図１に示すように全ての１次転写ローラ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋを画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋそれぞれが有する感光体ドラム２１に押し遣り当接させて、各感光体ドラム２１と転写ベルト８１との間に１次転写位置ＴＲ1を形成する。そして、適当なタイミングで上記１次転写バイアス発生部から１次転写ローラ８５に１次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する１次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写してカラー画像を形成する。
【００３１】
一方、モノクロモード実行時は、４個の１次転写ローラ８５のうち、カラー１次転写ローラ８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃをそれぞれが対向する画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃから離間させるとともにモノクロ１次転写ローラ８５Ｋのみを画像形成ステーションＫに当接させることで、モノクロ画像形成ステーションＫのみを転写ベルト８１に当接させる。その結果、モノクロ１次転写ローラ８５Ｋと画像形成ステーションＫとの間にのみ１次転写位置ＴＲ1が形成される。そして、適当なタイミングで前記１次転写バイアス発生部からモノクロ１次転写ローラ８５Ｋに１次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、１次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写してモノクロ画像を形成する。
【００３２】
さらに、転写ベルトユニット８は、モノクロ１次転写ローラ８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラ８２の上流側に配設された下流ガイドローラ８６を備える。また、この下流ガイドローラ８６は、モノクロ１次転写ローラ８５Ｋが画像形成ステーションＫの感光体ドラム２１に当接して形成する１次転写位置ＴＲ1での１次転写ローラ８５Ｋと感光体ドラム２１との共通内接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。
【００３３】
駆動ローラ８２は、転写ベルト８１を図示矢印Ｄ８１の方向に循環駆動するとともに、２次転写ローラ１２１のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ８２の周面には、厚さ３mm程度、体積抵抗率が１０００ｋΩ・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する２次転写バイアス発生部から２次転写ローラ１２１を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ８２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、駆動ローラ８２と２次転写ローラ１２１との当接部分（２次転写位置ＴＲ２）へのシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。
【００３４】
給紙ユニット１１は、シートを積層保持可能である給紙カセット７７と、給紙カセット７７からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ７９とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ７９により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対８０において給紙タイミングが調整された後、シート案内部材１５に沿って２次転写位置ＴＲ２に給紙される。
【００３５】
２次転写ローラ１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、２次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１３は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ１３１と、この加熱ローラ１３１を押圧付勢する加圧部１３２とを有している。そして、その表面に画像が２次転写されたシートは、シート案内部材１５により、加熱ローラ１３１と加圧部１３２の加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部１３２は、２つのローラ１３２１，１３２２と、これらに張架される加圧ベルト１３２３とで構成されている。そして、加圧ベルト１３２３の表面のうち、２つのローラ１３２１，１３２２により張られたベルト張面を加熱ローラ１３１の周面に押し付けることで、加熱ローラ１３１と加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体３の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送される。
【００３６】
また、この装置では、ブレード対向ローラ８３に対向してクリーナ部７１が配設されている。クリーナ部７１は、クリーナブレード７１１と廃トナーボックス７１３とを有する。クリーナブレード７１１は、その先端部を転写ベルト８１を介してブレード対向ローラ８３に当接することで、２次転写後に転写ベルトに残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス７１３に回収される。また、クリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３は、ブレード対向ローラ８３と一体的に構成されている。したがって、次に説明するようにブレード対向ローラ８３が移動する場合は、ブレード対向ローラ８３と一緒にクリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３も移動することとなる。
【００３７】
図３は、本発明にかかるラインヘッドの概略を示す斜視図である。また、図４は、図３に示したラインヘッドの幅方向断面図である。上述の通り、その長手方向ＬＧＤが主走査方向ＭＤに対応するとともに、その幅方向ＬＴＤが副走査方向ＳＤに対応するように、ラインヘッド２９は感光体ドラム２１に対して配置されている。なお、長手方向ＬＧＤと幅方向ＬＴＤは、互いに略直交する。本実施形態におけるラインヘッド２９は、ケース２９１を備えるとともに、かかるケース２９１の長手方向ＬＧＤの両端には、位置決めピン２９１１とねじ挿入孔２９１２が設けられている。そして、かかる位置決めピン２９１１を、感光体ドラム２１を覆うとともに感光体ドラム２１に対して位置決めされた感光体カバー（図示省略）に穿設された位置決め孔（図示省略）に嵌め込むことで、ラインヘッド２９が感光体ドラム２１に対して位置決めされる。そして更に、ねじ挿入孔２９１２を介して固定ねじを感光体カバーのねじ孔（図示省略）にねじ込んで固定することで、ラインヘッド２９が感光体ドラム２１に対して位置決め固定される。
【００３８】
ケース２９１は、感光体ドラム２１の表面に対向する位置にレンズアレイ２９９を保持するとともに、その内部に、該レンズアレイ２９９に近い順番で、遮光部材２９７及びヘッド基板２９３を備えている。ヘッド基板２９３は、光ビームを透過可能な材料（例えばガラス）により形成されている。また、ヘッド基板２９３の裏面（ヘッド基板２９３が有する２つの面のうちレンズアレイ２９９と逆側の面）には、複数の発光素子グループ２９５が設けられている。即ち、複数の発光素子グループ２９５は、ヘッド基板２９３の裏面に、長手方向ＬＧＤ及び幅方向ＬＴＤに互いに所定間隔だけ離れて２次元的に配置されている。ここで、複数の発光素子グループ２９５の各々は、複数の発光素子を２次元的に配列して構成されるが、これについては後に説明する。また、本実施形態は、発光素子としてボトムエミッション型の有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子を用いる。つまり、本実施形態では、ヘッド基板２９３の裏面に有機ＥＬ素子が発光素子として配置されている。これにより、全ての発光素子２９５１は、同一平面（ヘッド基板２９３の裏面）の上に配置される。そして、同ヘッド基板２９３に形成された駆動回路によって各発光素子が駆動されると、該発光素子から感光体ドラム２１の方向に光ビームが射出される。この光ビームは、ヘッド基板２９３の裏面から表面に透過して、遮光部材２９７へ向う。
【００３９】
遮光部材２９７には、複数の発光素子グループ２９５に対して一対一で複数の導光孔２９７１が穿設されている。また、かかる導光孔２９７１は、ヘッド基板２９３の法線と平行な線を中心軸として遮光部材２９７を貫通する略円柱状の孔として穿設されている。したがって、発光素子グループ２９５から射出された光ビームのうち、該発光素子グループ２９５に対応する導光孔２９７１以外に向う光ビームは、遮光部材２９７により遮光される。こうして、１つの発光素子グループ２９５から出た光は全て同一の導光孔２９７１を介してレンズアレイ２９９へ向うとともに、異なる発光素子グループ２９５から出た光ビーム同士の干渉が遮光部材２９７により防止される。そして、遮光部材２９７に穿設された導光孔２９７１を通過した光ビームは、レンズアレイ２９９により、感光体ドラム２１の表面にスポットとして結像されることとなる。
【００４０】
図４に示すように、固定器具２９１４によって、裏蓋２９１３がヘッド基板２９３を介してケース２９１に押圧されている。つまり、固定器具２９１４は、裏蓋２９１３をケース２９１側に押圧する弾性力を有するとともに、かかる弾性力により裏蓋を押圧することで、ケース２９１の内部を光密に（つまり、ケース２９１内部から光が漏れないように、及び、ケース２９１の外部から光が侵入しないように）密閉している。なお、固定器具２９１４は、ケース２９１の長手方向に複数箇所設けられている。また、発光素子グループ２９５は、封止部材２９４により覆われている。
【００４１】
図５は、レンズアレイの概略を示す斜視図である。また、図６は、レンズアレイの長手方向ＬＧＤの断面図である。レンズアレイ２９９は、レンズ基板２９９１有する。そして、該レンズ基板２９９１の裏面２９９１ＢにレンズＬＳの第１面ＬＳＦfが形成されるとともに、レンズ基板２９９１の表面２９９１ＡにレンズＬＳの第２面ＬＳＦsが形成される。そして、互いに対向するレンズの第１面ＬＳＦfと第２面ＬＳＦsと、これら２面に挟まれるレンズ基板２９９１とで、１つのレンズＬＳとして機能する。なお、レンズＬＳの第１面ＬＳＦfおよび第２面ＬＳＦsは、例えば樹脂により形成することができる。
【００４２】
そして、レンズアレイ２９９は、複数のレンズＬＳをそれぞれの光軸ＯＡが互いに略平行となるように配置している。また、レンズアレイ２９９は、レンズＬＳの光軸ＯＡがヘッド基板２９３の裏面（発光素子２９５１が配置されている面）に略直交するように配置されている。このとき、これら複数のレンズＬＳは、複数の発光素子グループ２９５に一対一で配置されている。つまり、複数のレンズＬＳは、発光素子グループ２９５の配置に対応して、長手方向ＬＧＤ及び幅方向ＬＴＤに互いに所定間隔だけ離れて２次元的に配置されている。より具体的に述べると、長手方向ＬＧＤに複数のレンズＬＳを並べてなるレンズ行ＬＳＲを、幅方向ＬＴＤに複数行並べている。なお、本実施形態では、３行のレンズ行ＬＳＲ1、ＬＳＲ2、ＬＳＲ3が幅方向ＬＴＤに並べられている。また、３行のレンズ行ＬＳＲ1〜ＬＳＲ3は、長手方向互いに所定のレンズピッチＰlsだけずれて配置されている。
【００４３】
図７はラインヘッドにおける発光素子グループの配置を示す図である。図８は、各発光素子グループにおける発光素子の配置を示す図である。本実施形態では、各発光素子グループ２９５において、長手方向ＬＧＤに８個の発光素子２９５１が所定の素子ピッチＰelで並べられている。また、本実施形態の各発光素子グループ２９５は、長手方向ＬＧＤに４個の発光素子２９５１を所定間隔（素子ピッチＰelの２倍の間隔）で並べてなる発光素子行２９５１Ｒを、幅方向ＬＴＤに素子行ピッチＰelrだけ間隔を空けて２行配置している。この結果、各発光素子グループ２９５において、８個のの発光素子２９５１が千鳥状に配置されることとなる。そして、複数の発光素子グループ２９５は次のように配置されている。
【００４４】
つまり、発光素子グループ２９５を長手方向ＬＧＤに所定個数並べて構成される発光素子グループ行２９５Ｒが、幅方向ＬＴＤに３行並ぶように、複数の発光素子グループ２９５は配置されている。また、全ての発光素子グループ２９５は、互いに異なる長手方向位置に配置されている。更に、長手方向位置が隣り合う発光素子グループ（例えば、発光素子グループ２９５_Ｃ１と発光素子グループ２９５_Ｂ１）の幅方向位置が互いに異なるように、複数の発光素子グループ２９５は配置されている。なお、本明細書において、発光素子２９５１の幾何重心を発光素子２９５１の位置とするとともに、同一の発光素子グループ２９５に属する全ての発光素子位置の幾何重心を発光素子グループ２９５の位置とする。また、長手方向位置及び幅方向位置とはそれぞれ注目する位置の長手方向成分及び幅方向成分を意味する。
【００４５】
上記した発光素子グループ２９５の配置に対応して、遮光部材２９７に導光孔２９７１が穿設されるとともに、レンズＬＳが配置される。つまり、本実施形態においては、発光素子グループ２９５の重心位置と、導光孔２９７１の中心軸と、レンズＬＳの光軸ＯＡとは、略一致するように構成されている。そして、発光素子グループ２９５の発光素子２９５１から射出された光ビームは、対応する導光孔２９７１を介してレンズアレイ２９９に入射するとともに、該レンズアレイ２９９により感光体ドラム２１の表面にスポットとして結像される。
【００４６】
図９は、ヘッド基板の裏面に配置された発光素子等の部材を示す図である。なお、同図は、ヘッド基板２９３の表面からヘッド基板２９３の裏面に配置された部材を見た場合に相当する。上述の通り、ヘッド基板２９３の裏面には発光素子２９５１が設けられている。更に、本実施形態では、ヘッド基板２９３の裏面に、発光素子２９５１を駆動する駆動回路Ｄ２９５と、発光素子２９５１と駆動回路Ｄ２９５とを接続する配線ＷＬとを配置している。同図が示すように、全ての駆動回路Ｄ２９５は、素子形成領域ＦＡに対して幅方向ＬＴＤの一方側（より具体的には、素子形成領域ＦＡに対して幅方向ＬＴＤの上流側）に配置されている。ここで、素子形成領域ＦＡは、ヘッド基板２９３の理面のうち発光素子２９５１が形成された領域である。そして、各発光素子グループから該発光素子グループが対応する駆動回路Ｄ２９５に向けて配線ＷＬが引き出されている。つまり、配線ＷＬの一方端が発光素子２９５１に接続されるとともに、配線ＷＬの他方端が駆動回路Ｄ２９５に接続されている。したがって、駆動回路Ｄ２９５から出力された駆動信号は、配線ＷＬを介して発光素子２９５１に入力される。そして、発光素子２９５１は、入力された駆動信号に応じて光ビームを発光する。なお、駆動回路Ｄ２９５としては、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）を用いることができる。
【００４７】
図１０、図１１は、本明細書で用いる用語の説明図である。ここで、これらの図を用いて本明細書において用いる用語について整理する。本明細書では、上述の通り、感光体ドラム２１の表面（像面ＩＰ）の搬送方向を副走査方向ＳＤと定義し、該副走査方向ＳＤに略直交する方向を主走査方向ＭＤと定義している。また、ラインヘッド２９は、その長手方向ＬＧＤが主走査方向ＭＤに対応し、その幅方向ＬＴＤが副走査方向ＳＤに対応するように、感光体ドラム２１の表面（像面ＩＰ）に対して配置されている。
【００４８】
レンズアレイ２９９が有する複数のレンズＬＳに一対一の対応関係でヘッド基板２９３に配置された、複数（図１０、１２においては８個）の発光素子２９５１の集合を、発光素子グループ２９５と定義する。つまり、ヘッド基板２９３において、複数の発光素子２９５１からなる発光素子グループ２９５は、複数のレンズＬＳのそれぞれに対して配置されている。また、発光素子グループ２９５からの光ビームを該発光素子グループ２９５に対応するレンズＬＳにより像面ＩＰに向けて結像することで、像面ＩＰに形成される複数のスポットＳＰの集合を、スポットグループＳＧと定義する。つまり、複数の発光素子グループ２９５に一対一で対応して、複数のスポットグループＳＧを形成することができる。また、各スポットグループＳＧにおいて、主走査方向ＭＤおよび副走査方向ＳＤに最上流のスポットを、特に第１のスポットと定義する。そして、第１のスポットに対応する発光素子２９５１を、特に第１の発光素子と定義する。
【００４９】
なお、図１０、１１は、発光素子グループ２９５とレンズＬＳとスポットグループＳＧとの対応関係が理解しやすいように、像面が静止した状態でスポットＳＰを形成した場合を表した。したがって、スポットグループＳＧにおけるスポットＳＰの形成位置は、発光素子グループ２９５における発光素子２９５１の配置位置に略相似する。しかしながら、後述するように、実際のスポット形成動作は、像面ＩＰ（感光体ドラム２１の表面）を副走査方向ＳＤに搬送しつつ実行する。その結果、ヘッド基板２９３が有する複数の発光素子２９５１により形成されるスポットＳＰは、主走査方向ＭＤに略平行な直線上に形成される。
【００５０】
また、図１１の「像面上」の欄に示すように、スポットグループ行ＳＧＲ、スポットグループ列ＳＧＣを定義する。つまり、主走査方向ＭＤに並ぶ複数のスポットグループＳＧをスポットグループ行ＳＧＲと定義する。そして、複数行のスポットグループ行ＳＧＲは、所定のスポットグループ行ピッチＰsgrで副走査方向ＳＤに並んで配置される。また、副走査方向ＳＤにスポットグループ行ピッチＰsgrで且つ主走査方向ＭＤにスポットグループピッチＰsgで並ぶ複数（同図においては３個）のスポットグループＳＧをスポットグループ列ＳＧＣと定義する。なお、スポットグループ行ピッチＰsgrは、同ピッチで並ぶ２つのスポットグループ行ＳＧＲそれぞれの幾何重心の、副走査方向ＳＤにおける距離である。また、スポットグループピッチＰsgは、同ピッチで並ぶ２つのスポットグループＳＧそれぞれの幾何重心の、主走査方向ＭＤにおける距離である。
【００５１】
同図の「レンズアレイ」の欄に示すように、レンズ行ＬＳＲ、レンズ列ＬＳＣを定義する。つまり、長手方向ＬＧＤに並ぶ複数のレンズＬＳをレンズ行ＬＳＲと定義する。そして、複数行のレンズ行ＬＳＲは、所定のレンズ行ピッチＰlsrで幅方向ＬＴＤに並んで配置される。また、幅方向ＬＴＤにレンズ行ピッチＰlsrで且つ長手方向ＬＧＤにレンズピッチＰlsで並ぶ複数（同図においては３個）のレンズＬＳをレンズ列ＬＳＣと定義する。なお、レンズ行ピッチＰlsrは、同ピッチで並ぶ２つのレンズ行ＬＳＲそれぞれの幾何重心の、幅方向ＬＴＤにおける距離である。また、レンズピッチＰlsは、同ピッチで並ぶ２つのレンズＬＳそれぞれの幾何重心の、長手方向ＬＧＤにおける距離である。
【００５２】
同図の「ヘッド基板」の欄に示すように、発光素子グループ行２９５Ｒ、発光素子グループ列２９５Ｃを定義する。つまり、長手方向ＬＧＤに並ぶ複数の発光素子グループ２９５を発光素子グループ行２９５Ｒと定義する。そして、複数行の発光素子グループ行２９５Ｒは、所定の発光素子グループ行ピッチＰegrで幅方向ＬＴＤに並んで配置される。また、幅方向ＬＴＤに発光素子グループ行ピッチＰegrで且つ長手方向ＬＧＤに発光素子グループピッチＰegで並ぶ複数（同図においては３個）の発光素子グループ２９５を発光素子グループ列２９５Ｃと定義する。なお、発光素子グループ行ピッチＰegrは、同ピッチで並ぶ２つの発光素子グループ行２９５Ｒそれぞれの幾何重心の、幅方向ＬＴＤにおける距離である。また、発光素子グループピッチＰegは、同ピッチで並ぶ２つの発光素子グループ２９５それぞれの幾何重心の、長手方向ＬＧＤにおける距離である。
【００５３】
同図の「発光素子グループ」の欄に示すように、発光素子行２９５１Ｒ、発光素子列２９５１Ｃを定義する。つまり、各発光素子グループ２９５において、長手方向ＬＧＤに並ぶ複数の発光素子２９５１を発光素子行２９５１Ｒと定義する。そして、複数行の発光素子行２９５１Ｒは、所定の発光素子行ピッチＰelrで幅方向ＬＴＤに並んで配置される。また、幅方向ＬＴＤに発光素子行ピッチＰelrで且つ長手方向ＬＧＤに発光素子ピッチＰelで並ぶ複数（同図においては２個）の発光素子２９５１を発光素子列２９５１Ｃと定義する。なお、発光素子行ピッチＰelrは、同ピッチで並ぶ２つの発光素子行２９５１Ｒそれぞれの幾何重心の、幅方向ＬＴＤにおける距離である。また、発光素子ピッチＰelは、同ピッチで並ぶ２つの発光素子２９５１それぞれの幾何重心の、長手方向ＬＧＤにおける距離である。
【００５４】
同図の「スポットグループ」の欄に示すように、スポット行ＳＰＲ、スポット列ＳＰＣを定義する。つまり、各スポットグループＳＧにおいて、長手方向ＬＧＤに並ぶ複数のスポットＳＰをスポット行ＳＰＲと定義する。そして、複数行のスポット行ＳＰＲは、所定のスポット行ピッチＰsprで幅方向ＬＴＤに並んで配置される。また、幅方向ＬＴＤにスポットピッチＰsprで且つ長手方向ＬＧＤにスポットピッチＰspで並ぶ複数（同図においては２個）のスポットをスポット列ＳＰＣと定義する。なお、スポット行ピッチＰsprは、同ピッチで並ぶ２つのスポット行ＳＰＲそれぞれの幾何重心の、副走査方向ＳＤにおける距離である。また、スポットピッチＰspは、同ピッチで並ぶ２つのスポットＳＰそれぞれの幾何重心の、長手方向ＬＧＤにおける距離である。
【００５５】
図１２は、上述のラインヘッドによるスポット形成動作を示す図である。以下に、図２、図７、図１２を用いて本実施形態におけるラインヘッドによるスポット形成動作を説明する。また、発明の理解を容易にするため、ここでは主走査方向ＭＤに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する場合について説明する。本実施形態では、感光体ドラム２１（潜像担持体）の表面を副走査方向ＳＤに搬送しながら、ヘッド制御モジュール５４により複数の発光素子を所定のタイミングで発光させることで、主走査方向ＭＤに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。
【００５６】
つまり、本実施形態のラインヘッドでは、幅方向位置ＬＴＤ１〜ＬＴＤ６の各位置に対応して、幅方向ＬＴＤに６個の発光素子行２９５１Ｒが並べて配置されている（図７）。そこで、本実施形態では、同一の幅方向位置にある発光素子行２９５１Ｒは、略同一のタイミングで発光させるとともに、異なる副幅方向位置にある発光素子行２９５１Ｒは、互いに異なるタイミングで発光させる。より具体的には、幅方向位置ＬＴＤ１〜ＬＴＤ６の順番で、発光素子行２９５１Ｒを発光させる。そして、感光体ドラム２１の表面を幅方向ＬＴＤに対応する副走査方向ＳＤに搬送しながら、上述の順番で発光素子行２９５１Ｒを発光させることで、該表面の主走査方向ＭＤに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。
【００５７】
かかる動作を、図７、１２を用いて説明する。まず最初に、副走査方向ＳＤに対応する幅方向ＬＴＤに最上流の発光素子グループ２９５_Ｃ１，２９５_Ｃ２，２９５_Ｃ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ１の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１２の「１回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。なお、同図において、白抜きの丸印は、未だ形成されておらず今後形成される予定のスポットを表す。また、同図において、符号２９５_Ｃ１，２９５_Ｂ１，２９５_Ａ１，２９５_Ｃ２でラベルされたスポットは、それぞれに付された符号に対応する発光素子グループ２９５により形成されるスポットであることを示す。
【００５８】
次に、同発光素子グループ２９５_Ｃ１，２９５_Ｃ２，２９５_Ｃ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ２の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１２の「２回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。ここで、感光体ドラム２１の表面の搬送方向が副走査方向ＳＤであるのに対して、副走査方向ＳＤに対応する幅方向ＬＴＤの下流側の発光素子行２９５１Ｒから順番に（つまり、幅方向位置ＬＴＤ１，ＬＴＤ２の順番に）発光させたのは、レンズＬＳが反転特性を有することに対応するためである。
【００５９】
次に、幅方向上流側から２番目の発光素子グループ２９５_Ｂ１，２９５_Ｂ２，２９５_Ｂ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ３の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１２の「３回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。
【００６０】
次に、同発光素子グループ２９５_Ｂ１，２９５_Ｂ２，２９５_Ｂ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ４の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１２の「４回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。
【００６１】
次に、幅方向最下流の発光素子グループ２９５_Ａ１，２９５_Ａ２，２９５_Ａ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ５の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１２の「５回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。
【００６２】
そして最後に、同発光素子グループ２９５_Ａ１，２９５_Ａ２，２９５_Ａ３…に属する幅方向位置ＬＴＤ６の発光素子行２９５１Ｒの発光素子２９５１を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転特性を有するレンズＬＳにより、反転されて感光体表面に結像される。つまり、図１２の「６回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。このように、１〜６回目までの発光動作を実行することで、主走査方向ＭＤに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。
【００６３】
上述の通り、上記実施形態のラインヘッド２９は、発光素子グループ２９５毎にグループ化して複数の発光素子２９５１をヘッド基板２９３の裏面に設けている（図７、図９）。そして、発光素子２９５１から出た光ビームは、ヘッド基板２９３を透過して該ヘッド基板２９３の表面から射出する。そして、ヘッド基板２９３の表面側には、各発光素子グループに対向してレンズＬＳが配置されている。そして、各レンズＬＳは、対向する発光素子グループ２９５から射出された光ビームを感光体ドラム２１の表面に結像する。
【００６４】
このように、上記実施形態では、発光素子グループ２９５毎にレンズＬＳが対向して設けられており、各発光素子グループ２９５の発光素子２９５１から射出された光ビームが該発光素子グループ２９５に対向するレンズＬＳにより結像されて、スポットが形成される。つまり、上記実施形態は、１つの発光素子２９５１から射出された光ビームを１つのレンズＬＳで結像してスポットを形成するのであって、１つの発光素子２９５１から射出された光ビームを複数の屈折率分布型レンズにより重ね合わせてスポットを形成する従来技術とは異なる。したがって、上記実施形態のラインヘッド２９では、発光素子２９５１とレンズＬＳとの相対位置のずれに起因して像が分離してスポットがぼやけるという問題の発生が抑制されており、良好な露光が可能となっている。また、上記実施形態のラインヘッド２９は、光学収差の大きい屈折率分布型レンズを用いずに光ビームを結像しているため微小スポットの形成が可能であり、従来技術と比較して良好な露光を実現できる。
【００６５】
ところで、上述のようなラインヘッド２９では、複数の発光素子２９５１の間で光量がばらつくとの問題が発生する場合がある。かかる光量ばらつきの原因としては、例えば、複数の発光素子２９５１の間における発光頻度のばらつきが挙げられる。つまり、複数の発光素子２９５１の間で発光頻度にばらつきがあると、一部の発光素子２９５１が比較的早く寿命に達して、他の発光素子２９５１に比べてその光量が低下してしまう場合がある。特に、有機ＥＬ素子はＬＥＤ素子等と比べて寿命が短いため、上記実施形態のように発光素子２９５１として有機ＥＬを用いたような場合、かかる問題が顕著となる。これに対して、本実施形態のラインヘッド２９は、発光素子２９５１から射出される光ビームの光量を検出する光センサを備える。
【００６６】
図１３及び図１４は、光センサの配置を示す図である。なお、図１３は長手方向ＬＧＤからラインヘッド２９を見た図であり、図１４はヘッド基板２９３の斜視図である。図１４が示すように、ヘッド基板２９３は、主走査方向ＭＤに対応する長手方向ＬＧＤを長軸方向と、副走査方向ＳＤに対応する幅方向ＬＴＤを幅方向としている。上述の通り、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂには、発光素子グループ２９５毎にグループ化された複数の発光素子２９５１が設けられている。更に、発光素子２９５１を駆動する駆動回路Ｄ２９５と、発光素子２９５１及び駆動回路Ｄ２９５を接続する配線ＷＬとが、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂに配置されている。なお、図１４において、駆動回路Ｄ２９５及び配線ＷＬは省略されている。
【００６７】
駆動回路Ｄ２９５に駆動されることで、発光素子２９５１から光ビームが射出される。このようにして発光素子２９５１から射出された光ビームは、ヘッド基板２９３を透過して該ヘッド基板２９３の表面２９３Ａから射出する。そして、上記ラインヘッド２９では、発光素子２９５１から出た光ビームが対応しないレンズＬＳへ入射することを防止するため、つまり、所謂クロストークの発生を防止するために、ヘッド基板２９３の表面側に遮光部材２９７が配置されている。
【００６８】
このように、本実施形態のラインヘッド２９では、ヘッド基板２９３は表面２９３Ａと該表面に対向する裏面２９３Ｂを有している。そして、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂには、発光素子２９５１及び配線ＷＬが配置される一方、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａ側には、遮光部材２９７が配置される。そこで、本実施形態のラインヘッド２９は、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａと裏面２９３Ｂとを接続する面２９３Ｃ、即ちヘッド基板２９３の端面２９３Ｃに光センサＳＣを設けている。特に本実施形態は、複数の光センサＳＣを、ヘッド基板２９３の端面２９３Ｃのうち幅方向ＬＴＤ（即ち、ヘッド基板２９３の短軸方向）の端部の一方面に設けている。より具体的には、これら複数の光センサＳＣの全ては、幅方向ＬＴＤにおいて複数の発光素子２９５１に対して駆動回路Ｄ２９５の反対側に設けられている。また、これら複数の光センサＳＣは、長手方向ＬＧＤに等ピッチで配置されている。
【００６９】
図１５は、端面と光センサとの関係を示す図である。同図が示すように、光センサの受光面ＳＣＦと、ヘッド基板２９３の端面とが互いに対向するように、光センサＳＣは配置されている。また、受光面ＳＣＦが対向する端面２９３Ｃに平行で且つ幅方向ＬＴＤ（つまり、ヘッド基板２９３の短軸方向）に直交する方向を直交方向ＲＴＤとしたとき、該直交方向において、受光面ＳＣＦの幅ＷＦは、端面２９３Ｃの幅ＷＥよりも広い。しかも、直交方向ＲＴＤにおいて、受光面ＳＣＦの両端は、端面２９３Ｃから幅ΔＷだけ食み出している。なお、光センサＳＣとヘッド基板２９３の端面２９３Ｃの間には透明な光学接着剤が充填されており、かかる光学接着剤により光センサＳＣがヘッド基板２９３の端面２９３Ｃに接着されている。このように光学接着剤を充填することで端面２９３Ｃと光センサＳＣとの界面を取り除き、端面２９３Ｃと光センサＳＣとの間での不要な光ビームの反射が抑制される。その結果、光センサＳＣに入射する光量が向上する。また、図示は省略するが、各光センサＳＣには配線が接続されており、かかる配線を介して光センサＳＣの検出値がエンジンコントローラＥＣへと出力される。
【００７０】
このように、本実施形態は、端面２９３Ｃの光センサＳＣにより、各発光素子２９５１から射出された光ビームを検出可能である。つまり、発光素子２９５１から射出された光ビームの全てがヘッド基板２９３の表面２９３Ａから射出するわけでなく、該光ビームの一部は表面２９３Ａで裏面２９３Ｂ側に向けて反射される。更に、かかる反射光ビームの一部は、再び裏面２９３Ｂで表面２９３Ａに向けて反射される。このように、発光素子２９５１から射出された光ビームの一部は、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａと裏面２９３Ｂとの間で反射を繰り返しながら、ヘッド基板２９３の内部を進行して光センサＳＣに入射する。特に、表面２９３Ａへの入射角が臨界角θc以上である光ビーム（図１３の破線矢印）は、表面２９３Ａで全反射される。しかも、本実施形態では、表面２９３Ａと裏面２９３Ｂとは互いに平行に構成されている。したがって、表面２９３Ａで全反射された光ビームは、裏面２９３Ｂにおいても全反射されながら、ヘッド基板２９３の内部を進行する。
【００７１】
そして、本実施形態では、各発光素子２９５１から射出された光ビームを光センサＳＣにより検出して、複数の発光素子２９５１の間での光量のばらつきを検出するとともに、該検出結果に基づいて光量ばらつきが解消するように各発光素子２９５１の駆動を制御する。そこで、この駆動制御動作について以下に説明するが、駆動制御動作は、例えばラインヘッド２９の組立時や出荷時等のタイミングで予め求められた補正係数に基づいて実行される。したがって、以下の説明では、まず補正係数の求め方について説明した後に、駆動制御動作について説明する。
【００７２】
上述の通り、まず、例えばラインヘッド２９の組立時や出荷時等のタイミングで、発光素子２９５１から光ビームを射出させて感光体ドラム２１の表面に相当する位置に形成されるスポットの光量を、各発光素子２９５１について測定する。具体的には、ラインヘッド２９を検査ジグに取り付ける。検査ジグには、ラインヘッド２９の各発光素子２９５１から射出された光ビームの光量を、感光体ドラム２１の表面に対応する像面位置で検出する光量検出器が配置されている。この光量検出器は、１個の検出器を移動させつつ各発光素子２９５１からの光ビームの光量を検出するものでも良いし、発光素子２９５１毎に検出器を配置したものでも良い。そして、各発光素子２９５１を順に発光させて、検査ジグの光量検出器で検出した値Ｐｇｎと、ラインヘッド２９の光センサＳＣで検出した値Ｐｈｎ（ｎはｎ番目の発光素子を表す）とを得るとともに、各発光素子２９５１について補正係数Ｐｇｎ／Ｐｈｎを算出する。このようにして求めた補正係数Ｐｇｎ／Ｐｈｎは、例えば図２に示すエンジンコントローラＥＣに記憶しておく。そして、次に説明するように、補正係数Ｐｇｎ／Ｐｈｎに基づいて駆動制御動作が実行される。
【００７３】
駆動制御動作では、まず発光素子２９５１の光量ばらつきを検出する。かかる光量ばらつき検出は、画像形成装置の電源投入時、画像形成動作開始前、或いは紙間等の、通常の画像形成動作が実行されていない間に行なわれる。具体的には、各発光素子２９５１を順番に発光させながら、光センサＳＣの検出値が測定される。そして、このときの測定値に補正係数Ｐｇｎ／Ｐｈｎを乗じることによって、各発光素子２９５１により感光体ドラム２１の表面で形成されるスポットの光量が算出される。
【００７４】
そして、算出された光量がばらついており、所望の光量が実現されていない場合は、所望の光量が得られるように発光素子２９５１の駆動を制御する。つまり、所望の光量と算出された光量とを比較して、算出された光量が所望の光量となるように、発光素子２９５１に流す電流等を調整する。そして、このような調整動作を全ての発光素子２９５１について実行することで、複数の発光素子２９５１の間での光量ばらつきが抑制される。その結果、良好な露光が実現される。なお、所望の光量に関する情報や、駆動制御動作を実行させるプログラム等は、例えばエンジンコントローラＥＣに予め記憶しておいても良い。
【００７５】
上述のように本実施形態のラインヘッド２９は、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａと裏面２９３Ｂとを接続する端面２９３Ｃに光センサＳＣを設けている。そして、上記実施形態は、各発光素子２９５１から射出される光ビームを光センサＳＣにより検出することで、複数の発光素子２９５１の間における光量のばらつきを検出することが可能であり、良好な露光を実現するにあたって有利である。つまり、上述の通り、上記実施形態では、各発光素子２９５１から射出される光ビームを光センサＳＣにより検出するとともに、光センサＳＣの検出値に基づいて発光素子２９５１の駆動を制御している。その結果、各発光素子２９５１により形成されるスポットの光量ばらつきが抑制されて、良好な露光が実現される。しかも、上記実施形態は、上述のようなラインヘッド２９に対して光センサＳＣを設けるにあたって発生しうる問題を、抑制することが可能となっている。この点について説明する。
【００７６】
ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂには、複数の発光素子２９５１と該発光素子２９５１に接続される配線ＷＬとが設けられている。したがって、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂに光センサＳＣを設けた場合、発光素子２９５１または配線ＷＬと光センサＳＣが干渉するという問題が発生しうる。一方で、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａ側には、遮光部材２９７が設けられている。かかる遮光部材２９７は、１つの発光素子２９５１から射出された光ビームを１つのレンズＬＳで結像するこの発明の構成において、良好な露光を実現すべく設けられている。具体的には、いわゆるクロストークの抑制やレンズＬＳに入射する光量の調整等を目的として、遮光部材２９７は設けられている。したがって、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａに光センサＳＣを設けた場合、遮光部材２９７と光センサＳＣが干渉するという問題が発生しうる。これに対して上記実施形態は、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａと裏面２９３Ｂとを接続する端面２９３Ｃに光センサＳＣを設けている。よって、この上記実施形態は、光センサＳＣが他の部材（発光素子２９５１、配線ＷＬ、遮光部材２９７）と干渉するとの問題の発生を抑制しつつ、複数の発光素子２９５１の間における光量のばらつきを検出して良好な露光を実現でき、好適である。
【００７７】
このように、上記実施形態では、ヘッド基板２９３が本発明の「基板」に相当し、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂが本発明の「第１面」に相当し、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａが本発明の「第２面」に相当している。また、上記実施形態では、ヘッド基板２９３の端面２９３Ｃが、本発明の「第１面と第２面とを接続する面」に相当している。また、上記実施形態では、レンズＬＳが本発明の「結像レンズ」に相当し、光センサＳＣの受光面ＳＣＦが本発明の「受光領域」に相当し、感光体ドラム２１が本発明の「潜像担持体」に相当し、感光体ドラム２１の表面が本発明の「像面」に相当し、副走査方向ＳＤが本発明の「移動方向」に相当している。
【００７８】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、光センサＳＣは、ヘッド基板２９３の端面２９３Ｃのうち、該ヘッド基板２９３の短軸方向（つまり、幅方向ＬＴＤ）の端部の面に設けられるように構成されているが、例えば、光センサＳＣを長軸方向（つまり、長手方向ＬＧＤ）の端部に設けても良い。但し、上記実施形態の構成は、次の点で好適である。つまり、短軸方向の端部の面に光センサＳＣを設けることで、発光素子２９５１から光センサＳＣまでの距離を比較的短くでき、光センサＳＣに到達する光量を多くすることができる。その結果、光ビーム検出の精度が向上して良好な露光が実現可能となり、上記実施形態は好適である。
【００７９】
また、上記実施形態では、複数の光センサＳＣが、ヘッド基板２９３の端面２９３Ｃのうち短軸方向の端部の一方面に設けられているが、かかる構成は本発明に必須ではない。但し、上記実施形態は、次の点で好適である。つまり、上記実施形態のように構成した場合、発光素子２９５１からの光ビームを複数の光センサＳＣで検出でき、光ビーム検出の精度が向上する。また、かかる構成は、これら複数の光センサＳＣを短軸方向の一方面に設けているため、光センサＳＣに繋がる配線を簡素化することが可能となっており、好適である。
【００８０】
また、上記実施形態では、複数の光センサＳＣが、長軸方向（つまり、長手方向ＬＧＤ）に等ピッチで設けられているが、複数の光センサＳＣが等ピッチで配置されることは、本発明に必須ではない。但し、上記実施形態は次の点で好適である。つまり、光センサＳＣが偏在していると、光センサＳＣの配置が密である領域の発光素子２９５１の光量検出精度は向上するが、光センサＳＣの配置が疎である領域の発光素子２９５１の光量検出精度は低下してしまう。これに対して、複数の光センサＳＣを等ピッチで配置した場合は、安定した検出精度で各発光素子２９５１からの光ビームを検出可能であり、上記実施形態は好適である。
【００８１】
また、上記実施形態では、配線ＷＬに接続される電子部品（駆動回路Ｄ２９５）を、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂのうち、複数の発光素子２９５１に対して光センサＳＣと反対側の領域に設けているが、かかる構成は本発明に必須では無く、例えば、光センサＳＣと電子部品（駆動回路Ｄ２９５）とを同じ側の領域に設けても良い。但し、上記実施形態は次の点で好適である。つまり、上記実施形態のように構成した場合、配線ＷＬに接続される電子部品と光センサＳＣとの干渉を抑制することが可能であり、上記実施形態は好適である。
【００８２】
また、上記実施形態では、光センサＳＣの受光面ＳＣＦは該光センサＳＣが設けられた端面２９３Ｃに対向している。そして、直交方向ＲＴＤにおいて、受光面の幅ＷＦは該受光面ＳＣＦが対向する端面２９３Ｃの幅よりも広く、受光面ＳＣＦの両端は該受光面ＳＣＦが対向する面から食み出して設けられている。しかしながら、このように受光面ＳＣＦを端面２９３Ｃに対して食み出して設けることは、本発明に必須ではない。但し、上記実施形態は次の点で好適である。つまり、上記実施形態の用に構成した場合、図１５の破線矢印が示すような、ヘッド基板２９３の端面２９３Ｃの最端部を通過する光ビームをも確実に受光面ＳＣＦに入射させることが可能となる。その結果、光センサＳＣが設けられた端面２９３Ｃから出てくる光ビームを効率的に受光面ＳＣＦに入射させることができ、好適である。
【００８３】
また、上記実施形態では、ヘッド基板２９３の表面２９３Ａと裏面２９３Ｂとは互いに平行に構成されているが、表面２９３Ａと裏面２９３Ｂとを互いに平行に構成することは本発明に必須ではない。但し、上記実施形態は次の点で好適である。つまり、上記実施形態のような構成では、上述の通り、光ビームは、表面２９３Ａと裏面２９３Ｂとの間で全反射を繰り返しながらヘッド基板２９３内部を進行することができる。したがって、端面２９３Ｃに対して発光素子２９５１からの光ビームを効率的に導くことができる。その結果、光センサＳＣに入射する光量が多くなり、光ビームの検出精度が向上する。
【００８４】
また、遮光部材２９７も上述の構成には限られず、例えば次のように遮光部材２９７を構成することもできる。図１６、本発明にかかるラインヘッドの別の実施形態を示す図である。図１７は、図１６のラインヘッド２９が備える遮光板を示す斜視図である。なお、図１６は、長手方向ＬＧＤからラインヘッド２９を見た場合に相当する。図１６、図１７に示すラインヘッド２９と、上記実施形態のラインヘッド２９との差異点は遮光部材２９７のみであるので、以下ではかかる差異点を主に説明し、その他の部分は相当符号を付して説明を省略する。
【００８５】
図１６、図１７が示す実施形態では、遮光部材２９７は、遮光板２９７５と該遮光板２９７５を支持する板支持部材２９７３とを有する。遮光板２９７５は、その短軸が幅方向ＬＴＤに対応するとともに、その長軸が長手方向ＬＧＤに対応するように支持されている。また、遮光板２９７５は、レンズアレイ２９９とヘッド基板２９３との間に位置するとともに、レンズアレイ２９９及びヘッド基板２９３それぞれに対向して、支持されている。そして、遮光板２９７５には、各レンズＬＳ（或いは、各発光素子グループ２９５）に対応する開口部２９７７が穿設されている。したがって、発光素子グループ２９５から射出された光ビームのうち、該発光素子グループ２９５に対応する開口部２９７７を通過した光ビームのみがレンズＬＳに入射する。このように、遮光板２９７５は、レンズＬＳに入射する光ビームの光量を調整する機能を有する。
【００８６】
ところで、上記実施形態では、発光素子２９５１を保護する目的で、発光素子２９５１を囲う封止部材２９４が設けられている。そこで、封止部材２９４を次のように構成しても良い。図１８は、本発明にかかるラインヘッドの更に別の実施形態を示す図である。なお、図１８は、長手方向ＬＧＤからラインヘッド２９を見た場合に相当する。図１８に示すラインヘッド２９と、図１６に示すラインヘッド２９との差異点は封止部材２９４のみであるので、以下ではかかる差異点を主に説明し、その他の部分は相当符号を付して説明を省略する。図１８に示すように、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂには、発光素子２９５１を囲うようにして封止部材２９４が当接している。そして、同図において注目すべきは、遮光部材２９７、ヘッド基板２９３及び封止部材２９４それぞれの幅方向ＬＴＤの下流側端部（つまり、光センサＳＣが設けられている側）の面２９７Ｃ、２９３Ｃ、２９４Ｃをが面一に構成されている点である。なんとなれば、このように面一に構成することで、
光センサＳＣの配置を簡便にすることが可能となる、好適であるからである。
【００８７】
また、上記実施形態では、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂに駆動回路Ｄ２９５を設けているが、駆動回路Ｄ２９５の配設位置はヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂに限られない。また、ヘッド基板２９３の裏面に駆動回路Ｄ２９５を配置しない場合は、例えば、フレキシブルプリント基板ＦＰＣを、ヘッド基板２９３の裏面に設けても良い。図１９は、フレキシブルプリント基板ＦＰＣの配設態様を示す図である。つまり、同図が示すように、フレキシブルプリント基板ＦＰＣを発光素子２９５１に繋がる配線ＷＬに接続するとともに、フレキシブルプリント基板ＦＰＣを介して、発光素子２９５１に駆動信号を与えても良い。なお、この場合、フレキシブルプリント基板ＦＰＣ（電子部品）を、ヘッド基板２９３の裏面２９３Ｂのうち、複数の発光素子２９５１に対して光センサＳＣと反対側の領域に設けても良い。なんとなれば、このような構成は、配線ＷＬに接続されるフレキシブルプリント基板ＦＰＣと光センサＳＣとの干渉を抑制することが可能であり、好適であるからである。
【００８８】
また、上記実施形態では、各発光素子グループ２９５において、８個のの発光素子２９５１が千鳥状に配置されているが、発光素子２９５１の個数や配置態様はこれに限られない。
【００８９】
また、上記実施形態では、３行のレンズ行ＬＳＲを幅方向ＬＴＤに並べて配置しているが、レンズ行の行数は３行に限られない。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明を適用可能な画像形成装置の構成を示す図。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示す図。
【図３】第１実施形態におけるラインヘッドの概略を示す斜視図。
【図４】第１実施形態におけるラインヘッドの幅方向の断面図。
【図５】マイクロレンズアレイの概略を示す斜視図。
【図６】マイクロレンズアレイの長手方向の断面図。
【図７】ラインヘッドにおける発光素子グループの配置を示す図。
【図８】各発光素子グループにおける発光素子の配置を示す図。
【図９】ヘッド基板の裏面に配置された発光素子等の部材を示す図。
【図１０】本明細書で用いる用語の説明図。
【図１１】本明細書で用いる用語の説明図。
【図１２】ラインヘッドによるスポット形成動作を示す図。
【図１３】光センサの配置を示す図。
【図１４】光センサの配置を示す図。
【図１５】端面と光センサとの関係を示す図。
【図１６】本発明にかかるラインヘッドの別の実施形態を示す図。
【図１７】図１６のラインヘッド２９が備える遮光板を示す斜視図。
【図１８】本発明にかかるラインヘッドの更に別の実施形態を示す図。
【図１９】フレキシブルプリント基板ＦＰＣの配設態様を示す図。
【符号の説明】
【００９１】
２１Ｙ、２１Ｋ…感光体ドラム（潜像担持体）、 ２９…ラインヘッド、 ２９５…発光素子グループ、 ２９５１…発光素子、 ２９３…ヘッド基板（基板）、 ２９３Ａ…ヘッド基板の表面（第２面）、 ２９３Ｂ…ヘッド基板の裏面（第１面）、 ２９３…ヘッド基板の端面、 ２９７…遮光部材、 ２９９…レンズアレイ、 ＬＳ…レンズ（結像レンズ）、 ＭＤ…主走査方向， ＳＤ…副走査方向、 ＬＧＤ…長手方向（長軸方向）、 ＬＴＤ…幅方向（短軸方向）、 ＳＣ…光センサ、 ＳＣＦ…受光面（受光領域）、 ＷＬ…配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と前記第１面に対向する第２面とを有するとともに光を透過する基板と、
発光素子グループ毎にグループ化して前記基板の第１面に設けられた複数の発光素子と、
前記基板の第１面に設けられて前記発光素子に接続される配線と、
前記基板の前記第２面側で前記発光素子グループに対向して該発光素子グループから射出された光ビームを結像する結像レンズを、前記発光素子グループ毎に有するレンズアレイと、
前記基板の第２面と前記レンズアレイとの間に設けられ、前記発光素子グループから前記結像レンズに向う光ビームの一部を遮光する遮光部材と、
前記基板の前記第１面と前記第２面とを接続する面に設けられた光センサとを備えたことを特徴とするラインヘッド。
【請求項２】
前記結像レンズは、移動方向に移動する像面に向けて光ビームを結像し、
前記基板は、前記移動方向に対応する方向を短軸方向と、前記短軸方向に直交する方向を長軸方向とし、
前記光センサは、前記基板の前記第１面と前記第２面とを接続する面のうち、前記短軸方向の端部の面に設けられた請求項１記載のラインヘッド。
【請求項３】
前記光センサは、前記基板の前記第１面と前記第２面とを接続する面のうち、前記短軸方向の端部の一方面に複数設けられた請求項１記載のラインヘッド。
【請求項４】
前記複数の光センサは、前記長軸方向に等ピッチで設けられた請求項３記載のラインヘッド。
【請求項５】
前記配線に接続される電子部品を、前記基板の第１面のうち、前記複数の発光素子に対して前記光センサと反対側の領域に設けた請求項３または４記載のラインヘッド。
【請求項６】
前記光センサの受光領域は該光センサが設けられた面に対向しており、前記受光領域が対向する面に平行で且つ前記短軸方向に直交する方向において、前記受光領域の幅は該受光領域が対向する面の幅よりも広く、前記受光領域の両端は該受光領域が対向する面から食み出して設けられている請求項２乃至５のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項７】
前記基板の前記第１面と前記第２面とは平行である請求項１乃至６のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項８】
潜像担持体と、
第１面と前記第１面に対向する第２面とを有するとともに光を透過する基板と、
発光素子グループ毎にグループ化して前記基板の第１面に設けられた複数の発光素子と、
前記基板の第１面に設けられて前記発光素子に接続される配線と、
前記基板の前記第２面側で前記発光素子グループに対向して該発光素子グループから射出された光ビームを前記潜像担持体の表面に結像する結像レンズを、前記発光素子グループ毎に有するレンズアレイと、
前記基板の第２面と前記レンズアレイとの間に設けられ、前記発光素子グループから前記結像レンズに向う光ビームの一部を遮光する遮光部材と、
前記基板の前記第１面と前記第２面とを接続する面に設けられた光センサとを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
第１面と前記第１面に対向する第２面とを有するとともに光を透過する基板と、
発光素子グループ毎にグループ化して前記基板の第１面に設けられた複数の発光素子と、
前記基板の第１面に設けられて前記発光素子に接続される配線と、
前記基板の前記第２面側で前記発光素子グループに対向して該発光素子グループから射出された光ビームを結像する結像レンズを、前記発光素子グループ毎に有するレンズアレイと、
前記基板の第２面と前記レンズアレイとの間に設けられ、前記発光素子グループから前記結像レンズに向う光ビームの一部を遮光する遮光部材と、
前記基板の前記第１面と前記第２面とを接続する面に設けられた光センサとを備えたことを特徴とするラインヘッド。
【請求項２】
前記結像レンズは、移動方向に移動する像面に向けて光ビームを結像し、
前記基板は、前記移動方向に対応する方向を短軸方向と、前記短軸方向に直交する方向を長軸方向とし、
前記光センサは、前記基板の前記第１面と前記第２面とを接続する面のうち、前記短軸方向の端部の面に設けられた請求項１記載のラインヘッド。
【請求項３】
前記光センサは、前記基板の前記第１面と前記第２面とを接続する面のうち、前記短軸方向の端部の一方面に複数設けられた請求項１記載のラインヘッド。
【請求項４】
前記複数の光センサは、前記長軸方向に等ピッチで設けられた請求項３記載のラインヘッド。
【請求項５】
前記配線に接続される電子部品を、前記基板の第１面のうち、前記複数の発光素子に対して前記光センサと反対側の領域に設けた請求項３または４記載のラインヘッド。
【請求項６】
前記光センサの受光領域は該光センサが設けられた面に対向しており、前記受光領域が対向する面に平行で且つ前記短軸方向に直交する方向において、前記受光領域の幅は該受光領域が対向する面の幅よりも広く、前記受光領域の両端は該受光領域が対向する面から食み出して設けられている請求項２乃至５のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項７】
前記基板の前記第１面と前記第２面とは平行である請求項１乃至６のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項８】
潜像担持体と、
第１面と前記第１面に対向する第２面とを有するとともに光を透過する基板と、
発光素子グループ毎にグループ化して前記基板の第１面に設けられた複数の発光素子と、
前記基板の第１面に設けられて前記発光素子に接続される配線と、
前記基板の前記第２面側で前記発光素子グループに対向して該発光素子グループから射出された光ビームを前記潜像担持体の表面に結像する結像レンズを、前記発光素子グループ毎に有するレンズアレイと、
前記基板の第２面と前記レンズアレイとの間に設けられ、前記発光素子グループから前記結像レンズに向う光ビームの一部を遮光する遮光部材と、
前記基板の前記第１面と前記第２面とを接続する面に設けられた光センサとを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００９−２３１２７（Ｐ２００９−２３１２７Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８６２０２（Ｐ２００７−１８６２０２）
【出願日】平成１９年７月１７日（２００７．７．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１７日（２００７．７．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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