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
【課題】スポットの形成に関わる光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現を可能にする技術を提供する。
【解決手段】被走査面に光ビームを結像するラインヘッドであって、透明基板の裏面上に形成された発光素子を複数有する発光素子グループと、その一方面が透明基板の表面に当接するとともにその他方面が結像レンズに対向するように配置され、更に、発光素子グループに対して一方面から他方面に貫通して穿設された導光孔を有する遮光部材とを備え、透明基板の表面のうち発光素子から射出された光ビームが全反射されることなく通過可能である領域を通過領域としたとき、導光孔は、その一方面における開口部が複数の発光素子それぞれの通過領域の全てを含むように穿設されている。
【解決手段】被走査面に光ビームを結像するラインヘッドであって、透明基板の裏面上に形成された発光素子を複数有する発光素子グループと、その一方面が透明基板の表面に当接するとともにその他方面が結像レンズに対向するように配置され、更に、発光素子グループに対して一方面から他方面に貫通して穿設された導光孔を有する遮光部材とを備え、透明基板の表面のうち発光素子から射出された光ビームが全反射されることなく通過可能である領域を通過領域としたとき、導光孔は、その一方面における開口部が複数の発光素子それぞれの通過領域の全てを含むように穿設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被走査面に対して光ビームを走査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】
この種のラインヘッドとしては、例えば特許文献１に記載のように、複数の発光素子を配置して構成される発光素子グループ（同特許文献における「発光素子アレイ」）を用いたものが提案されている。さらに、特許文献１記載のラインヘッドでは、複数の発光素子グループを並べて配置するとともに、該複数の発光素子グループに対して一対一で対応して複数の結像レンズを配置している。そして、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、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、被走査面にスポットが形成される。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１５８７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のようなラインヘッドにおいては、なるべく多くの光量でスポットを形成するという観点から、複数の発光素子それぞれから射出される光ビームをできるだけ対応する結像レンズに入射させることが好適である。しかしながら、発光素子から結像レンズに至るまでの構成が適切でないことにより、発光素子から射出された光ビームのうち結像レンズに入射する光ビームの光量が過度に減少する場合があった。その結果、スポット形成に関わる光ビームの光量が過度に減少し、良好なスポット形成が実現できない場合があった。
【０００５】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、複数の発光素子から射出された光ビームを、該複数の発光素子に対応する結像レンズで被走査面に結像するラインヘッドにおいて、スポットの形成に関わる光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現を可能にする技術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】
この発明にかかるラインヘッドは、被走査面に光ビームを結像してスポットを形成するラインヘッドであって、上記目的を達成するために、光ビームを透過可能な透明基板と、透明基板の裏面上に形成された発光素子を複数有する発光素子グループと、透明基板の表面側に発光素子グループに対応して配置されるとともに、発光素子グループに属する複数の発光素子から射出される光ビームを被走査面に結像する結像レンズと、その一方面が透明基板の表面に当接するとともにその他方面が結像レンズに対向するように配置され、更に、発光素子グループに対して一方面から他方面に貫通して穿設された導光孔を有する遮光部材とを備え、透明基板の表面のうち発光素子から射出された光ビームが該表面において全反射されることなく通過可能である領域を通過領域としたとき、導光孔は、その一方面における開口部が複数の発光素子それぞれの通過領域の全てを含むように穿設されていることを特徴としている。
【０００７】
このように構成されたラインヘッドは、発光素子グループが有する複数の発光素子それぞれから射出された光ビームを、対応する結像レンズにより結像することで、被走査面にスポットを形成する。よって、良好なスポット形成という観点から、複数の発光素子それぞれから射出される光ビームをできるだけ対応する結像レンズに入射させることが好適である。しかしながら、発光素子から結像レンズに至るまでの構成が適切でないことにより、発光素子から射出された光ビームのうち結像レンズに入射する光ビームの光量が過度に減少する場合がある。
【０００８】
つまり、上述のように構成されたラインヘッドは、その一方面が透明基板の表面に当接するとともにその他方面が結像レンズに対向するように配置された遮光部材を、備えている。更に、かかる遮光部材は、発光素子グループに対してその一方面から他方面に貫通して穿設された導光孔を有している。よって、透明基板を介して発光素子グループから射出される光ビームは、遮光部材に穿設された導光孔によって対応する結像レンズへと導かれる。つまり、結像レンズに入射可能な光ビームは、該結像レンズに対応する導光孔の一方面における開口部を通過した光ビームのみである。したがって、できるだけ多くの光ビームを結像レンズに入射するにあたっては、発光素子から射出されて透明基板の表面を通過してきた光ビームを、効率的に導光孔の一方面における開口部に通過させることが好適である。
【０００９】
しかしながら、発光素子グループに対する開口部の構成が適切でないと、発光素子から射出されて透明基板の表面を通過してきた光ビームの一部が該開口部を通過できない場合がある。その結果、結像レンズに入射する光ビームの光量が過度に減少する場合がある。
【００１０】
これに対して、この発明にかかるラインヘッドは次のように構成されている。即ち、この発明にかかるラインヘッドでは、導光孔は、その一方面における開口部が複数の発光素子それぞれの通過領域の全てを含むように穿設されている。ここで、通過領域とは、透明基板の表面のうち発光素子から射出された光ビームが該表面において全反射されることなく通過可能である領域を言う。つまり、発光素子グループが有する複数の発光素子それぞれの通過領域を通過する光ビームは、略全て導光孔の一方面における開口部を通過することとなる。よって、発光素子から結像レンズに入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現が可能となる。
【００１１】
また、上述のラインヘッドにおいて、導光孔を、結像レンズの光軸に対して対称な直柱体状に穿設しても良い。ここで、直柱体とは、底面と側面が直交する柱体を言う。つまり、導光孔の一方開口部及び他方開口部のそれぞれが、直柱体の底面に相当する。ここで、導光孔の一方開口部・他方開口部はそれぞれ、導光孔の一方面における開口部・導光孔の他方面における開口部を意味する。このように構成されたラインヘッドでは、互いに合同関係にある導光孔の一方開口部及び他方開口部が、それぞれの対称軸を共通にしつつ、結像レンズの光軸方向に並ぶこととなる。したがって、導光孔の一方開口部を通過した光ビームを、効率的に該導光孔の他方開口部に導いて結像レンズに入射させることが可能となる。よって、より良好なスポット形成が可能となり好適である。
【００１２】
また、導光孔が円柱状に穿設されてい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、複数の発光素子のうち結像レンズの光軸から最も離れた発光素子を最外素子と定義し、該最外素子の通過領域を最外通過領域と定義したとき、導光孔の一方面における開口部の半径が、該最外通過領域のうち結像レンズの光軸から最も離れた位置と該光軸との距離よりも大きいくなるように、ラインヘッドを構成しても良い。このように構成されたラインヘッドでは、導光孔は、その一方面における開口部が複数の発光素子それぞれの通過領域の全てを含むように穿設されることとなる。したがって、発光素子グループが有する複数の発光素子それぞれの通過領域を通過する光ビームは、略全て導光孔の一方面における開口部を通過することとなる。よって、最外素子から結像レンズに入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現が可能となり好適である。
【００１３】
また、透明基板の厚さがｔであるとともに屈折率がｎであ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、複数の発光素子グループそれぞれについて、最外素子と結像レンズの光軸との距離をａと、導光孔の一方面における開口部の半径をＲＯとしたとき、次式
【数１】
を満たすように、ラインヘッドを構成しても良い。このように構成されたラインヘッドでは、導光孔は、その一方面における開口部が複数の発光素子それぞれの通過領域の全てを含むように穿設されることとなる。したがって、発光素子グループが有する複数の発光素子それぞれの通過領域を通過する光ビームは、略全て導光孔の一方面における開口部を通過することとなる。よって、最外素子から結像レンズに入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現が可能となり好適である。
【００１４】
また、複数の発光素子グループそれぞれについて、複数の発光素子が結像レンズの光軸に対して対称に配置されるように、ラインヘッドを構成しても良い。なんとなれば、対称配置により距離ａが極小値をとり、上記不等式を満足させるのに有利に作用するからである。
【００１５】
また、結像レンズの半径が、導光孔の他方面における開口部の周縁部のうち光軸から最も離れた点と該光軸との距離よりも大きくなるように、ラインヘッドを構成していも良い。特に、導光孔が円柱状に穿設されているラインヘッドにあっては、結像レンズの半径を、導光孔の他方面における開口部の半径よりも大きく構成しても良い。このように構成した場合、導光孔の他方面における開口部を、結像レンズが確実に覆うこととなる。よって、導光孔の他方面における開口部を通過した光ビームを、効率的に結像レンズに入射させることができ、より良好なスポット形成の実現が可能となり好適である。
【００１６】
また、この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、その表面が副走査方向に搬送される潜像担持体と、潜像担持体の表面を被走査面として該潜像担持体表面にスポットを形成する上記ラインヘッドと同一構成を有する露光手段とを備えることを特徴としている。よって、発光素子から結像レンズに至るまでの構成が適切でないことに起因した、結像レンズに入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制することが可能となる。その結果、最外素子に対応するスポットの形成に関わる光ビームの光量の過度な減少を抑制することができ、良好なスポットによる画像形成の実現が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明にかか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の画像形成装置における画像形成ステーションの配置を示す図である。さらに、図３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、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）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。この画像形成装置では、ホストコンピュータ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がエンジンコントローラＥＣに制御信号を与え、これに基づき、エンジンコントローラＥＣがエンジン部ＥＧおよびヘッドコントローラＨＣなど装置各部を制御して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記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１８】
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２、転写ベルトユニット８および給紙ユニット７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、二次転写ユニット１２、定着ユニット１３およびシート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット７は、ハウジング本体３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７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。
【００１９】
画像形成ユニット２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２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。なお、図１においては、画像形成ユニット２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付し、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【００２０】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。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。また、感光体ドラム２１の周囲には、その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、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８に設けた転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、モノクロモード実行時は、画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてブラック単色画像を形成する。
【００２１】
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の表面を所定の表面電位に帯電させる。
【００２２】
ラインヘッド２９は、感光体ドラム２１の軸方向（図１の紙面に対して垂直な方向）に配列された複数の発光素子を備えており、感光体ドラム２１に対向配置されている。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の表面に向けて光を照射して該表面に静電潜像を形成する。
【００２３】
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に移動してその表面に形成された静電潜像が顕像化される。
【００２４】
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が当接する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１に一次転写される。
【００２５】
また、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21の一次転写位置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一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。
【００２６】
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駆動ローラ８２の回転により図示矢印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、カートリッジ装着時において各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ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個の一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを備えている。これらの一次転写ローラは、それぞれ一次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。
【００２７】
カラーモード実行時は、図１および図２に示すように全ての一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ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２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ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との間に一次転写位置ＴＲ1を形成する。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｙ等に一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一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写する。すなわち、カラーモードにおいては、各色の単色トナー像が転写ベルト８１上において互いに重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００２８】
いわゆるタンデム方式の画像形成装置では、感光体ドラム２１から転写ベルト８１にトナー像が一次転写される一次転写位置は、各画像形成ステーションごとに異なった位置となる。この実施形態においては、イエロー用画像形成ステーション２Ｙ、マゼンタ用画像形成ステーション２Ｍ、シアン用画像形成ステーション２Ｃおよびブラック用画像形成ステーション２Ｋが転写ベルト８１の移動方向に沿ってこの順番に配置されている。したがって、イエロー一次転写位置ＴＲ1yとマゼンタ一次転写位置ＴＲ1mとは距離Ｌym、マゼンタ一次転写位置ＴＲ1mとシアン一次転写位置ＴＲ1cとは距離Ｌmc、シアン一次転写位置ＴＲ1cとブラック一次転写位置ＴＲ1kとは距離Ｌckだけ離隔している。
【００２９】
一方、モノクロモード実行時は、４個の一次転写ローラのうち、一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍおよび８５Ｃをそれぞれが対向する画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃから離間させるとともにブラック色に対応した一次転写ローラ８５Ｋのみを画像形成ステーション２Ｋに当接させることで、モノクロ用の画像形成ステーション２Ｋのみを転写ベルト８１に当接させる。その結果、一次転写ローラ８５Ｋと画像形成ステーション２Ｋとの間にのみ一次転写位置ＴＲ1kが形成される。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｋに一次転写バイアスを印加することで、画像形成ステーション２Ｋに設けられた感光体ドラム２１の表面上に形成されたブラックトナー像を、一次転写位置ＴＲ1k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。
【００３０】
さらに、転写ベルトユニット８は、ブラック用一次転写ローラ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。この下流ガイドローラ８６は、一次転写ローラ８５Ｋが画像形成ステーション２Ｋの感光体ドラム２１に当接して形成する一次転写位置ＴＲ1での一次転写ローラ８５Ｋとブラック用感光体ドラム２１（Ｋ）との共通接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。
【００３１】
また、下流ガイドローラ８６に巻き掛けられた転写ベルト８１の表面に対向してパッチセンサ８９が設けられている。パッチセンサ８９は例えば反射型フォトセンサからなり、転写ベルト８１表面の反射率の変化を光学的に検出することにより、必要に応じて転写ベルト８１上に形成されるパッチ画像の位置やその濃度などを検出する。
【００３２】
給紙ユニット７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によっ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、駆動ローラ８２と二次転写ローラ１２１とが当接する二次転写位置ＴＲ2に給紙される。
【００３３】
二次転写ローラ１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、二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、その表面に画像が二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。
【００３４】
前記した駆動ローラ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、二次転写ローラ１２１のバックアップローラとしての機能も兼ねている。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、図示を省略する二次転写バイアス発生部から二次転写ローラ１２１を介して供給される二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、二次転写位置ＴＲ2へシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達されることに起因する画質の劣化を防止することができる。
【００３５】
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、二次転写後に転写ベルト８１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。
【００３６】
なお、この実施形態においては、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ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を一体的にカートリッジとしてユニット化している。そして、このカートリッジが装置本体に対し着脱可能に構成されている。また、各カートリッジには、該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。これらの情報に基づき各カートリッジの使用履歴や消耗品の寿命が管理される。
【００３７】
図４は、本発明にかかるラインヘッドの一実施形態の概略を示す斜視図である。また、図５は、本発明にかかるラインヘッドの一実施形態の副走査方向の断面図である。本実施形態におけるラインヘッド２９（露光手段）は、主走査方向ＭＤを長手方向とするケース２９１を備えるとともに、かかるケース２９１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マイクロレンズアレイ２９９を保持するとともに、その内部に、該マイクロレンズアレイ２９９に近い順番で、遮光部材２９７及びガラス基板２９３を備えている。また、ガラス基板２９３の裏面（ガラス基板２９３が有する２つの面のうちマイクロレンズアレイ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、ガラス基板２９３の裏面に、主走査方向ＭＤ及び副走査方向ＳＤ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ている。また、本実施形態では、発光素子として有機ＥＬ（Electro-Luminescence）を用いる。つまり、本実施形態では、ガラス基板２９３の裏面に有機ＥＬを発光素子として配置している。そして、複数の発光素子それぞれから感光体ドラム２１の方向に射出される光ビームは、ガラス基板２９３（透明基板）を介して遮光部材２９７へ向うこととなる。
【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、ガラス基板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。つまり、発光素子グループ２９５に属する発光素子２９５１から出た光は、該発光素子グループ２９５に対応する導光孔２９７１によって、マイクロレンズアレイ２９９に導かれる。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、マイクロレンズアレイ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５に示すように、固定器具２９１４によって、裏蓋２９１３がガラス基板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２９１３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６は、マイクロレンズアレイの概略を示す斜視図である。また、図７は、マイクロレンズアレイの主走査方向の断面図である。マイクロレンズアレイ２９９は、ガラス基板２９９１を有するとともに、該ガラス基板２９９１を挟むように一対一で配置された２枚のレンズ２９９３Ａ，２９９３Ｂにより構成されるレンズ対を複数有している。なお、これらレンズ２９９３Ａ，２９９３Ｂは樹脂により形成することができる。
【００４２】
つまり、ガラス基板２９９１の表面２９９１Ａには複数のレンズ２９９３Ａが配置されるとともに、複数のレンズ２９９３Ａに一対一で対応するように、複数のレンズ２９９３Ｂがガラス基板２９９１の裏面２９９１Ｂに配置されている。また、レンズ対を構成する２枚のレンズ２９９３Ａ，２９９３Ｂは、相互に光軸ＯＡを共通にする。また、これら複数のレンズ対は、複数の発光素子グループ２９５に一対一で配置されている。なお、この明細書では、一対一の対を成すレンズ対２９９３Ａ，２９９３Ｂと、かかるレンズ対によって挟まれたガラス基板２９９１とから成る光学系を「マイクロレンズＭＬ」と称することとする。そして、これら複数のレンズ対（マイクロレンズＭＬ）は、発光素子グループ２９５の配置に対応して、主走査方向ＭＤ及び副走査方向ＳＤ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。
【００４３】
複数のマイクロレンズＭＬのそれぞれは、対応する発光素子グループ２９５の発光素子２９５１からの光ビームを、所定の光学倍率で感光体ドラム２１の表面に結像させる。このとき、発光素子２９５１から射出された光ビームは、マイクロレンズＭＬの光軸ＯＡに対して１８０°回転して感光体ドラム２１の表面に結像される。つまり、感光体ドラム２１の表面には、発光素子２９５１の倒立像としてスポットが形成される。このように、光軸ＯＡに対して反転した像を感光体ドラム２１の表面に結像するマイクロレンズＭＬの特性を、本明細書では「反転特性」と称することとする。
【００４４】
図８は、発光素子グループ、遮光部材及びマイクロレンズの関係を示す図である。同図が示すように、厚さｔ且つ屈折率ｎのガラス基板２９３（透明基板）の裏面に、複数の発光素子グループ２９５が離散的に並べて配置されている。そして、これら複数の発光素子グループ２９５に対して、一対一で対応して複数のマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）が配置されている。また、遮光部材２９７は、その一方面がガラス基板の表面に当接するとともにその他方面が複数のマイクロレンズＭＬに対向するように配置されている。そして、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、遮光部材２９７の一方面から他方面に貫通して穿設されている。つまり、導光孔２９７１は、遮光部材２９７の一方面に一方開口部ＯＰ２９７１Ａを、遮光部材２９７の他方面に他方開口部ＯＰ２９７１Ｂを有する。また、これら複数の導光孔２９７１は、対向するマイクロレンズＭＬの光軸ＯＡに対して対称な直柱体状に、より具体的には円柱状に穿設されている。つまり、導光孔２９７１の一方開口部ＯＰ２９７１Ａ及び他方開口部ＯＰ２９７１Ｂのそれぞれが、直柱体の底面に相当する。なお、本明細書において、「直柱体」とは底面と側面が直交する柱体を言う。また、これら一方開口部ＯＰ２９７１Ａ及び他方開口部ＯＰ２９７１Ｂの径は、マイクロレンズＭＬの径と略等しく設定されている。
【００４５】
このように、本実施形態におけるラインヘッド２９は、複数のマイクロレンズＭＬに対して一対一で穿設された複数の導光孔２９７１を有する遮光部材２９７を備えている。よって、ガラス基板２９３（透明基板）を介して発光素子グループ２９５から射出される光ビームは、遮光部材２９７に穿設された導光孔２９７１により、対向するマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）へと導かれる。つまり、マイクロレンズＭＬに入射可能な光ビームは、該マイクロレンズＭＬに対応する導光孔２９７１の一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａを通過した光ビームのみである。
【００４６】
図９は、発光素子グループ及びマイクロレンズの配置を示す図である。同図が示すように、本実施形態では、複数の発光素子グループ２９５が、主走査方向ＭＤ及び副走査方向ＳＤ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。そして、複数の発光素子グループ２９５に一対一で対応して、複数のマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）が配置されている。同図が示す通り、これら複数のマイクロレンズＭＬは、マイクロレンズＭＬを主走査方向ＭＤにレンズ間隔ＬＳで並べたレンズ列ＲＭＬを成すように、配置されている。そして、かかるレンズ列ＲＭＬは副走査方向ＳＤに３列並ぶとともに、複数のマイクロレンズＭＬはそれぞれの主走査方向位置が異なるように配置されている。また、複数のマイクロレンズＭＬは、主走査方向位置が隣り合う２個のマイクロレンズＭＬの副走査方向位置が互いに異なるように、配置されている。つまり、主走査方向位置が隣り合う２個のマイクロレンズＭＬが互いに異なるレンズ列ＲＭＬに属するとともに、該２個のマイクロレンズＭＬの間の主走査方向距離がＬＳ／ｍに略等しくなるように、複数のマイクロレンズＭＬは配置されている。ここで、値ｍは、副走査方向ＳＤに並ぶレンズ列ＲＭＬの列数であり、本実施形態ではｍ＝３となる。そして、マイクロレンズＭＬの半径ＲＬは、レンズ間隔ＬＳの半分よりも小さく設定されている。
【００４７】
上述してきたように、発光素子２９５１から射出された光ビームは、ガラス基板２９３を通過した後、遮光部材２９３の導光孔２９７１の一方開口部ＯＰ２９７１Ａへと入射する。また、ガラス基板２９３は、その厚さがｔであるとともにその屈折率がｎである。よって、発光素子２９５１から射出された光ビームの一部は、ガラス基板２９３の表面（ガラス基板２９３が有する２つの面のうち遮光部材２９７に当接する面）で全反射される。つまり、導光孔２９７１の一方開口部ＯＰ２９７１Ａに入射可能な光ビームは、ガラス基板２９３の表面の通過領域ＴＡを通過した光ビームのみである。ここで、通過領域ＴＡとは、ガラス基板２９３（透明基板）の表面のうち発光素子から射出された光ビームが該表面において全反射されることなく通過可能である領域を言う。
【００４８】
図１０，１１は、発光素子と通過領域との関係を示す図である。それぞれの図が示すように、通過領域ＴＡは、発光素子２９５１を中心とした略円状となる。そして、ガラス基板２９３（透明基板）の厚さはｔであり屈折率はｎであるため、通過領域ＴＡの半径ｒは
【数２】
で与えられる。この理由について説明する。
【００４９】
通過領域ＴＡの境界線上において、発光素子２９５１から射出された光ビームは全反射される。つまり、通過領域ＴＡの同図右側端部である点Ｐにおいて、発光素子２９５１から射出された光ビームは全反射される。よって、ガラス基板２９３の表面の法線と発光素子２９５１から点Ｐに向う光ビームとが成す角度をθとすると、次式
【数３】
が成立する。
【００５０】
ここで
【数４】
が成立することを利用すると、数３は次式のように変形できる。
【００５１】
【数５】
【００５２】
そして、数５を半径ｒについて解くと、次式
【数６】
が導かれる。
【００５３】
図１２は、通過領域と一方開口部ＯＰ２９７１Ａとの関係を示す図である。上述の通り、導光孔２９７１の一方開口部ＯＰ２９７１Ａに入射可能な光ビームは、ガラス基板２９３の表面の通過領域ＴＡを通過した光ビームのみである。これに対して、本実施形態は、一方開口部ＯＰ２９７１Ａが発光素子グループ２９５に属する複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全て（同図において破線で囲まれる領域）を含むように、導光孔２９７１を穿設している。
【００５４】
ところで、本実施形態では、導光孔２９７１は円柱状に穿設されている。よって、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの形状は円となる。そこで、本実施形態では、一方開口部ＯＰ２９７１Ａが発光素子それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように構成するにあたり、具体的には、発光素子２９５１と一方開口部ＯＰ２９７１Ａとの関係を次のように構成している。
【００５５】
図１３は、発光素子と一方開口部との関係を示す図である。ここで、用語について定義する。まず、発光素子グループ２９５に属する発光素子２９５１のうちマイクロレンズＭＬの光軸ＯＡから最も離れた発光素子を最外素子ＯＭ２９５１と定義する。また、最外素子ＯＭ２９５１の通過領域を最外通過領域ＯＭＴＡと定義する。そして、同図が示すように、本実施形態は、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの半径ＲＯが、最外通過領域ＯＭＴＡのうちマイクロレンズＭＬの光軸ＯＡから最も離れた位置と該光軸ＯＡとの距離Ｉよりも大きくなるように、ラインヘッド２９を構成している。つまり、本実施形態は、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの半径ＲＯを距離Ｉよりも大きくすることで、該一方開口部ＯＰ２９７１Ａが複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように（図１２で示したように）、ラインヘッド２９を構成している。
【００５６】
また、上述の通り、通過領域ＴＡの半径ｒは数２で与えられる。よって、本実施形態では、図１３に示すように、距離Ｉは、次式
【数７】
で与えられることとなる。ここで、値ａは、最外素子ＯＭ２９５１と該最外素子ＯＭ２９５１が属する発光素子グループ２９５に対応するマイクロレンズＭＬの光軸ＯＡとの距離である。
【００５７】
つまり、本実施形態では、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの半径ＲＯが次式
【数１】
を満たすことで、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの半径ＲＯは距離Ｉよりも大きくなる。そして、このように一方開口部ＯＰ２９７１Ａを構成することで、一方開口部ＯＰ２９７１Ａは、発光素子グループ２９５に属する複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むこととなる。
【００５８】
図１４及び図１５は、本実施形態におけるラインヘッドの動作説明図である。以下に、図３、図１４、図１５を用いて本実施形態におけるラインヘッド２９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等間隔で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（被走査面）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２９５１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。
【００５９】
つまり、本実施形態のラインヘッド２９では、副走査方向位置ＳＤ１〜ＳＤ６の各位置に対応して、副走査方向ＳＤに６個の発光素子列Ｒ２９５１が並べて配置されている（図１４）。そこで、本実施形態では、同一の副走査方向位置にある発光素子列Ｒ２９５１は、略同一のタイミングで発光させるとともに、異なる副走査方向位置にある発光素子列Ｒ２９５１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、副走査方向位置ＳＤ１〜ＳＤ６の順番で、発光素子列Ｒ２９５１を発光させる。そして、感光体ドラム２１の表面を副走査方向ＳＤに搬送しながら、上述の順番で発光素子列Ｒ２９５１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。
【００６０】
かかる動作を、図１４，１５を用いて説明する。まず最初に、副走査方向ＳＤに最上流の発光素子グループ２９５Ａ１，２９５Ａ２，２９５Ａ３，…に属する副走査方向位置ＳＤ１の発光素子列Ｒ２９５１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マイクロレンズＭＬにより、反転されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図１５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２９５Ｃ１，２９５Ｂ１，２９５Ａ１，２９５Ｃ２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。
【００６１】
次に、同発光素子グループ２９５Ａ１，２９５Ａ２，２９５Ａ３，…に属する副走査方向位置ＳＤ２の発光素子列Ｒ２９５１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マイクロレンズＭＬにより、反転されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図１５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の下流側の発光素子列Ｒ２９５１から順番に（つまり、副走査方向位置ＳＤ１，ＳＤ２の順番に）発光させたのは、マイクロレンズＭＬが反転特性を有することに対応するためである。
【００６２】
次に、副走査方向上流側から２番目の発光素子グループ２９５Ｂ１，２９５Ｂ２，２９５Ｂ３，…に属する副走査方向位置ＳＤ３の発光素子列Ｒ２９５１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マイクロレンズＭＬにより、反転されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図１５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。
【００６３】
次に、同発光素子グループ２９５Ｂ１，２９５Ｂ２，２９５Ｂ３，…に属する副走査方向位置ＳＤ４の発光素子列Ｒ２９５１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マイクロレンズＭＬにより、反転されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図１５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。
【００６４】
次に、副走査方向最下流の発光素子グループ２９５Ｃ１，２９５Ｃ２，２９５Ｃ３，…に属する副走査方向位置ＳＤ５の発光素子列Ｒ２９５１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マイクロレンズＭＬにより、反転されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図１５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。
【００６５】
そして最後に、同発光素子グループ２９５Ｃ１，２９５Ｃ２，２９５Ｃ３，…に属する副走査方向位置ＳＤ６の発光素子列Ｒ２９５１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マイクロレンズＭＬにより、反転されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図１５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。
【００６６】
上述のように、本実施形態におけるラインヘッド２９は、その一方面がガラス基板２９３（透明基板）の表面に当接するとともにその他方面がマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）に対向するように配置された遮光部材２９７を、備えている。更に、かかる遮光部材２９７は、発光素子グループ２９５に対してその一方面から他方面に貫通して穿設された導光孔２９７１を有している。よって、ガラス基板２９３を介して発光素子グループ２９５から射出される光ビームは、遮光部材２９７に穿設された導光孔２９７１によって対応するマイクロレンズＭＬへと導かれる。つまり、マイクロレンズＭＬに入射可能な光ビームは、該マイクロレンズＭＬに対応する導光孔２９７１の一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａを通過した光ビームのみである。したがって、できるだけ多くの光ビームをマイクロレンズＭＬに入射するにあたっては、発光素子２９５１から射出されてガラス基板２９３の表面を通過してきた光ビームを、効率的に導光孔２９７１の一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａに通過させることが好適である。
【００６７】
しかしながら、発光素子グループ２９５に対する開口部ＯＰ２９７１Ａの構成が適切でないと、発光素子２９７１から射出されてガラス基板２９３の表面を通過してきた光ビームの一部が該開口部ＯＰ２９７１Ａを通過できない場合がある。その結果、マイクロレンズＭＬに入射する光ビームの光量が過度に減少する場合がある。
【００６８】
これに対して、本実施形態のラインヘッド２９では、導光孔２９７１は、その一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａが複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように穿設されている。つまり、発光素子グループ２９５が有する複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡを通過する光ビームは、略全て導光孔２９７１の一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａを通過することとなる。よって、発光素子２９５１からマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）に入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現が可能となる。
【００６９】
また、本実施形態のラインヘッド２９では、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの形状が円であることに着目して、ラインヘッド２９を次のように構成している。即ち、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの半径ＲＯが、最外通過領域ＯＭＴＡのうちマイクロレンズＭＬの光軸ＯＡから最も離れた位置と該光軸ＯＡとの距離Ｉよりも大きくなるように、ラインヘッド２９を構成している。より具体的には、最外通過領域ＯＭＴＡの半径ｒが数２で与えられるという知見に基づいて、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの半径ＲＯが、次式
【数１】
を満たすように、ラインヘッド２９を構成している。つまり、本実施形態は、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの半径ＲＯが上記不等式を満たすように要求することで、一方開口部ＯＰ２９７１Ａが複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように、ラインヘッド２９を構成している。よって、発光素子２９５１からマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）に入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現が可能となっている。
【００７０】
また、上記実施形態では、発光素子グループ２９５が有する複数の発光素子２９５１がマイクロレンズＭＬの光軸ＯＡに対して対称に配置されるように、ラインヘッド２９を構成しており好適である。なんとなれば、対称配置により距離ａが極小値をとり、上記不等式を満足させるのに有利に作用するからである。
【００７１】
また、上述のラインヘッド２９では、導光孔２９７１は、マイクロレンズＭＬの光軸ＯＡに対して対称な直柱体状に穿設されている。よって、互いに合同関係にある導光孔２９７１の一方開口部ＯＰ２９７１Ａ及び他方開口部ＯＰ２９７１Ｂが、それぞれの対称軸を共通にしつつ、マイクロレンズＭＬの光軸方向に並ぶこととなる。したがって、導光孔２９７１の一方開口部ＯＰ２９７１Ａを通過した光ビームを、効率的に該導光孔２９７１の他方開口部ＯＰ２９７１Ｂに導いてマイクロレンズＭＬに入射させることが可能となる。よって、より良好なスポット形成が可能となり好適である。
【００７２】
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、他方開口部ＯＰ２９７１Ｂの径をマイクロレンズＭＬの径と略等しくしているが、マイクロレンズＭＬの径の設定方法はこれに限られず、次に示す設定例のように設定しても良い。
【００７３】
図１６は、マイクロレンズの径の別の設定例を示す図である。同図が示すように、この設定例では、マイクロレンズＭＬの半径ＲＬは、他方開口部ＯＰ２９７１Ｂの半径Ｊよりも大きく設定されている。特に、このように構成した場合、導光孔２９７１の他方面における開口部ＯＰ２９７１Ｂを、マイクロレンズＭＬが確実に覆うこととなる。よって、導光孔２９７１の他方開口部ＯＰ２９７１Ｂを通過した光ビームを、効率的にマイクロレンズＭＬに入射させることができ、より良好なスポット形成の実現が可能となり好適である。
【００７４】
また、上記実施形態では、導光孔２９７１を円柱状に穿設しているが、導光孔２９７１の形状はこれに限られない。すなわち、上述の議論から判るように、要は、導光孔２９７１が、その一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａが複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように、穿設されることで、本発明の効果を奏することが可能である。つまり、このように導光孔２９７１を穿設することで、発光素子グループ２９５が有する複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡを通過する光ビームは、略全て導光孔２９７１の一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａを通過することとなる。よって、発光素子２９５１からマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）に入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現が可能となる。したがって、次に示すように導光孔２９７１を穿設しても良い。
【００７５】
図１７は、導光孔の別の形状を示す図である。同図が示すように、導光孔２９７１の一方開口部ＯＰ２９７１Ａは、主走査方向ＭＤに長く該主走査方向ＭＤに直交する方向に短い形状を有している。また、導光孔２９７１は、その一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａが複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように穿設されている。よって、図１７に示すように導光孔が穿設されたラインヘッドにおいても、発光素子２９５１からマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）に入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現が可能となる。
【００７６】
また、図１７に示す一方開口部ＯＰ２９７１Ａを底面とする直柱体状に、導光孔２９７１が穿設されている場合は、次に示すようにマイクロレンズＭＬの径を設定しても良い。図１８は、マイクロレンズの径と他方開口部との関係を示す図である。同図が示すように、他方開口部ＯＰ２９７１Ｂは、マイクロレンズＭＬの光軸に対して対称である。また、マイクロレンズＭＬの半径ＲＬは、他方開口部ＯＰ２９７１Ｂの周縁部のうち光軸ＯＡから最も離れた点と該光軸ＯＡとの距離Ｊよりも大きい。したがって、導光孔２９７１の他方面における開口部ＯＰ２９７１Ｂを、マイクロレンズＭＬが確実に覆うこととなる。よって、導光孔２９７１の他方開口部ＯＰ２９７１Ｂを通過した光ビームを、効率的にマイクロレンズＭＬに入射させることができ、より良好なスポット形成の実現が可能となり好適である。
【００７７】
上記実施形態では、主走査方向ＭＤに発光素子２９５１を４個並べて構成される発光素子列Ｒ２９５１を副走査方向ＳＤに２列並べて、発光素子グループ２９５を構成している（図９，１１）。しかしながら、発光素子グループ２９５の構成態様はこれに限られず、次のように構成していも良い。
【００７８】
図１９は、発光素子グループの別の構成態様を示す図である。図１９に示すように、主走査方向ＭＤに発光素子２９５１を並べて構成される発光素子列Ｒ２９５１を副走査方向ＳＤに３列並べて、発光素子グループ２９５は構成されている。詳述すると、図１９に示す構成態様は、同図の上段と下段とに、５個の発光素子２９５１を主走査方向ＭＤに並べて構成される発光素子列Ｒ２９５１を配置するとともに、同図中段に、６個の発光素子２９５１を主走査方向ＭＤに並べて構成される発光素子列Ｒ２９５１を配置している。つまり、１６個の発光素子２９５１により発光素子グループ２９５は構成されている。
【００７９】
そして、図１９に示す構成態様においても、導光孔２９７１は、その一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａが複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように穿設されている。つまり、発光素子グループ２９５が有する複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡを通過する光ビームは、略全て導光孔２９７１の一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａを通過することとなる。よって、発光素子２９５１からマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）に入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現が可能となる。
【００８０】
また、上記実施形態では、導光孔２９７１は、マイクロレンズＭＬの光軸に対して対称に穿設されている。しかしながら、導光孔２９７１がかかる対称性を有することは、本発明に必須では無い。つまり、要は、導光孔２９７１を、その一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａが複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように穿設することで、発光素子２９５１からマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）に入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して良好なスポット形成を実現するという本発明の効果を奏する事ができる。
【００８１】
また、上記実施形態では、透明基板をガラスで構成しているが、透明基板の材質がガラスに限られないことは言うまでもない。つまり、光ビームを透過可能である材質により透明基板を構成することができる。
【００８２】
また、上記実施形態では、発光素子グループ２９５に属する複数の発光素子２９５１を光軸ＯＡに対して対称に配置しているが、かかる配置は本発明に必須の要件ではない。但し、このように配置することで、距離ａが極小値となり、上記数１で表される不等式を満足させるのに有利に作用し、その結果、良好なスポット形成が簡易に実現されるという点で好適である。
【００８３】
また、上記実施形態では、レンズ列ＲＭＬを副走査方向ＳＤに３列並べているが、レンズ列ＲＭＬの配列数はこれに限られず、必要に応じて変更可能である。つまり、レンズ列ＲＭＬの配列数を１列または２列としても良いし、３列以上であっても良い。
【００８４】
また、上記実施形態では、本発明にかかるラインヘッドを用いて、図１５に示すような主走査方向ＭＤに直線状に複数個のスポットを等間隔で並べて形成している。しかしながら、かかるスポット形成動作は、本発明にかかるラインヘッドの動作の一例を示すものであり、該ラインヘッドが実行可能な動作はこれに限られるものではない。つまり、ラインヘッド２９の具体的動作に関わらず、導光孔２９７１を、その一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａが複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように穿設することで、発光素子２９５１からマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）に入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して良好なスポット形成を実現するという本発明の効果を奏する事ができる。
【００８５】
また、上記実施形態では、カラー画像形成装置に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、いわゆる単色画像を形成するモノクロ画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】図１の画像形成装置における画像形成ステーションの配置を示す図。
【図３】図１の画像形成装置の電気的構成を示す図。
【図４】本発明にかかるラインヘッドの一実施形態の概略を示す斜視図。
【図５】本発明にかかるラインヘッドの一実施形態の副走査方向の断面図。
【図６】マイクロレンズアレイの概略を示す斜視図。
【図７】マイクロレンズアレイの主走査方向の断面図。
【図８】発光素子グループ、遮光部材及びマイクロレンズの関係を示す図。
【図９】発光素子グループ及びマイクロレンズの配置を示す図。
【図１０】発光素子と通過領域との関係を示す図。
【図１１】発光素子と通過領域との関係を示す図。
【図１２】通過領域と一方開口部との関係を示す図。
【図１３】発光素子と一方開口部との関係を示す図。
【図１４】本実施形態におけるラインヘッドの動作説明図。
【図１５】本実施形態におけるラインヘッドの動作説明図。
【図１６】マイクロレンズの径の別の設定例を示す図。
【図１７】導光孔の別の形状を示す図。
【図１８】マイクロレンズの径と他方開口部との関係を示す図。
【図１９】発光素子グループの別の構成態様を示す図。
【符号の説明】
【００８７】
２１…感光体ドラム（潜像担持体）、 ２９…ラインヘッド（露光手段）、 ２９５…発光素子グループ、 ２９５１…発光素子、 ＯＭ２９５１…最外素子、 ２９３…ガラス基板（透明基板）、 ２９７…遮光部材、 ２９７１…導光孔、 ＯＰ２９７１Ａ…一方開口部、 ＯＰ２９７１Ｂ…他方開口部、 ２９９…マイクロレンズアレイ、 ２９９１…ガラス基板、 ２９９３Ａ，２９９３Ｂ…レンズ、 ＭＬ…マイクロレンズ（結像レンズ）、ＴＡ…通過領域、 ＯＭＴＡ…最外通過領域、 ＯＡ…光軸、 ＭＤ…主走査方向、 ＳＤ…副走査方向、 ｔ…透明基板の厚さ、 ｎ…透明基板の屈折率、 ａ…最外素子と光軸との距離、 ＲＬ…マイクロレンズの半径、 ＲＯ…一方開口部の半径、 Ｉ…最外通過領域のうち光軸から最も離れた位置と該光軸との距離、 Ｊ…他方開口部の周縁部のうち光軸から最も離れた点と該光軸との距離（他方開口部の半径）、 ｒ…通過領域の半径、 Ｐ…通過領域の端部にある点、 θ…ガラス基板（透明基板）の表面の法線と最外素子から点Ｐに向う光ビームとが成す角度
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被走査面に対して光ビームを走査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】
この種のラインヘッドとしては、例えば特許文献１に記載のように、複数の発光素子を配置して構成される発光素子グループ（同特許文献における「発光素子アレイ」）を用いたものが提案されている。さらに、特許文献１記載のラインヘッドでは、複数の発光素子グループを並べて配置するとともに、該複数の発光素子グループに対して一対一で対応して複数の結像レンズを配置している。そして、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、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、被走査面にスポットが形成される。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１５８７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のようなラインヘッドにおいては、なるべく多くの光量でスポットを形成するという観点から、複数の発光素子それぞれから射出される光ビームをできるだけ対応する結像レンズに入射させることが好適である。しかしながら、発光素子から結像レンズに至るまでの構成が適切でないことにより、発光素子から射出された光ビームのうち結像レンズに入射する光ビームの光量が過度に減少する場合があった。その結果、スポット形成に関わる光ビームの光量が過度に減少し、良好なスポット形成が実現できない場合があった。
【０００５】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、複数の発光素子から射出された光ビームを、該複数の発光素子に対応する結像レンズで被走査面に結像するラインヘッドにおいて、スポットの形成に関わる光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現を可能にする技術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】
この発明にかかるラインヘッドは、被走査面に光ビームを結像してスポットを形成するラインヘッドであって、上記目的を達成するために、光ビームを透過可能な透明基板と、透明基板の裏面上に形成された発光素子を複数有する発光素子グループと、透明基板の表面側に発光素子グループに対応して配置されるとともに、発光素子グループに属する複数の発光素子から射出される光ビームを被走査面に結像する結像レンズと、その一方面が透明基板の表面に当接するとともにその他方面が結像レンズに対向するように配置され、更に、発光素子グループに対して一方面から他方面に貫通して穿設された導光孔を有する遮光部材とを備え、透明基板の表面のうち発光素子から射出された光ビームが該表面において全反射されることなく通過可能である領域を通過領域としたとき、導光孔は、その一方面における開口部が複数の発光素子それぞれの通過領域の全てを含むように穿設されていることを特徴としている。
【０００７】
このように構成されたラインヘッドは、発光素子グループが有する複数の発光素子それぞれから射出された光ビームを、対応する結像レンズにより結像することで、被走査面にスポットを形成する。よって、良好なスポット形成という観点から、複数の発光素子それぞれから射出される光ビームをできるだけ対応する結像レンズに入射させることが好適である。しかしながら、発光素子から結像レンズに至るまでの構成が適切でないことにより、発光素子から射出された光ビームのうち結像レンズに入射する光ビームの光量が過度に減少する場合がある。
【０００８】
つまり、上述のように構成されたラインヘッドは、その一方面が透明基板の表面に当接するとともにその他方面が結像レンズに対向するように配置された遮光部材を、備えている。更に、かかる遮光部材は、発光素子グループに対してその一方面から他方面に貫通して穿設された導光孔を有している。よって、透明基板を介して発光素子グループから射出される光ビームは、遮光部材に穿設された導光孔によって対応する結像レンズへと導かれる。つまり、結像レンズに入射可能な光ビームは、該結像レンズに対応する導光孔の一方面における開口部を通過した光ビームのみである。したがって、できるだけ多くの光ビームを結像レンズに入射するにあたっては、発光素子から射出されて透明基板の表面を通過してきた光ビームを、効率的に導光孔の一方面における開口部に通過させることが好適である。
【０００９】
しかしながら、発光素子グループに対する開口部の構成が適切でないと、発光素子から射出されて透明基板の表面を通過してきた光ビームの一部が該開口部を通過できない場合がある。その結果、結像レンズに入射する光ビームの光量が過度に減少する場合がある。
【００１０】
これに対して、この発明にかかるラインヘッドは次のように構成されている。即ち、この発明にかかるラインヘッドでは、導光孔は、その一方面における開口部が複数の発光素子それぞれの通過領域の全てを含むように穿設されている。ここで、通過領域とは、透明基板の表面のうち発光素子から射出された光ビームが該表面において全反射されることなく通過可能である領域を言う。つまり、発光素子グループが有する複数の発光素子それぞれの通過領域を通過する光ビームは、略全て導光孔の一方面における開口部を通過することとなる。よって、発光素子から結像レンズに入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現が可能となる。
【００１１】
また、上述のラインヘッドにおいて、導光孔を、結像レンズの光軸に対して対称な直柱体状に穿設しても良い。ここで、直柱体とは、底面と側面が直交する柱体を言う。つまり、導光孔の一方開口部及び他方開口部のそれぞれが、直柱体の底面に相当する。ここで、導光孔の一方開口部・他方開口部はそれぞれ、導光孔の一方面における開口部・導光孔の他方面における開口部を意味する。このように構成されたラインヘッドでは、互いに合同関係にある導光孔の一方開口部及び他方開口部が、それぞれの対称軸を共通にしつつ、結像レンズの光軸方向に並ぶこととなる。したがって、導光孔の一方開口部を通過した光ビームを、効率的に該導光孔の他方開口部に導いて結像レンズに入射させることが可能となる。よって、より良好なスポット形成が可能となり好適である。
【００１２】
また、導光孔が円柱状に穿設されてい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、複数の発光素子のうち結像レンズの光軸から最も離れた発光素子を最外素子と定義し、該最外素子の通過領域を最外通過領域と定義したとき、導光孔の一方面における開口部の半径が、該最外通過領域のうち結像レンズの光軸から最も離れた位置と該光軸との距離よりも大きいくなるように、ラインヘッドを構成しても良い。このように構成されたラインヘッドでは、導光孔は、その一方面における開口部が複数の発光素子それぞれの通過領域の全てを含むように穿設されることとなる。したがって、発光素子グループが有する複数の発光素子それぞれの通過領域を通過する光ビームは、略全て導光孔の一方面における開口部を通過することとなる。よって、最外素子から結像レンズに入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現が可能となり好適である。
【００１３】
また、透明基板の厚さがｔであるとともに屈折率がｎであ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、複数の発光素子グループそれぞれについて、最外素子と結像レンズの光軸との距離をａと、導光孔の一方面における開口部の半径をＲＯとしたとき、次式
【数１】
を満たすように、ラインヘッドを構成しても良い。このように構成されたラインヘッドでは、導光孔は、その一方面における開口部が複数の発光素子それぞれの通過領域の全てを含むように穿設されることとなる。したがって、発光素子グループが有する複数の発光素子それぞれの通過領域を通過する光ビームは、略全て導光孔の一方面における開口部を通過することとなる。よって、最外素子から結像レンズに入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現が可能となり好適である。
【００１４】
また、複数の発光素子グループそれぞれについて、複数の発光素子が結像レンズの光軸に対して対称に配置されるように、ラインヘッドを構成しても良い。なんとなれば、対称配置により距離ａが極小値をとり、上記不等式を満足させるのに有利に作用するからである。
【００１５】
また、結像レンズの半径が、導光孔の他方面における開口部の周縁部のうち光軸から最も離れた点と該光軸との距離よりも大きくなるように、ラインヘッドを構成していも良い。特に、導光孔が円柱状に穿設されているラインヘッドにあっては、結像レンズの半径を、導光孔の他方面における開口部の半径よりも大きく構成しても良い。このように構成した場合、導光孔の他方面における開口部を、結像レンズが確実に覆うこととなる。よって、導光孔の他方面における開口部を通過した光ビームを、効率的に結像レンズに入射させることができ、より良好なスポット形成の実現が可能となり好適である。
【００１６】
また、この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、その表面が副走査方向に搬送される潜像担持体と、潜像担持体の表面を被走査面として該潜像担持体表面にスポットを形成する上記ラインヘッドと同一構成を有する露光手段とを備えることを特徴としている。よって、発光素子から結像レンズに至るまでの構成が適切でないことに起因した、結像レンズに入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制することが可能となる。その結果、最外素子に対応するスポットの形成に関わる光ビームの光量の過度な減少を抑制することができ、良好なスポットによる画像形成の実現が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明にかか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の画像形成装置における画像形成ステーションの配置を示す図である。さらに、図３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、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）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。この画像形成装置では、ホストコンピュータ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がエンジンコントローラＥＣに制御信号を与え、これに基づき、エンジンコントローラＥＣがエンジン部ＥＧおよびヘッドコントローラＨＣなど装置各部を制御して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記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１８】
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２、転写ベルトユニット８および給紙ユニット７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、二次転写ユニット１２、定着ユニット１３およびシート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット７は、ハウジング本体３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７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。
【００１９】
画像形成ユニット２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２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。なお、図１においては、画像形成ユニット２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付し、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【００２０】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。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。また、感光体ドラム２１の周囲には、その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、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８に設けた転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、モノクロモード実行時は、画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてブラック単色画像を形成する。
【００２１】
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の表面を所定の表面電位に帯電させる。
【００２２】
ラインヘッド２９は、感光体ドラム２１の軸方向（図１の紙面に対して垂直な方向）に配列された複数の発光素子を備えており、感光体ドラム２１に対向配置されている。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の表面に向けて光を照射して該表面に静電潜像を形成する。
【００２３】
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に移動してその表面に形成された静電潜像が顕像化される。
【００２４】
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が当接する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１に一次転写される。
【００２５】
また、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21の一次転写位置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一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。
【００２６】
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駆動ローラ８２の回転により図示矢印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、カートリッジ装着時において各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ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個の一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを備えている。これらの一次転写ローラは、それぞれ一次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。
【００２７】
カラーモード実行時は、図１および図２に示すように全ての一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ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２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ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との間に一次転写位置ＴＲ1を形成する。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｙ等に一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一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写する。すなわち、カラーモードにおいては、各色の単色トナー像が転写ベルト８１上において互いに重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００２８】
いわゆるタンデム方式の画像形成装置では、感光体ドラム２１から転写ベルト８１にトナー像が一次転写される一次転写位置は、各画像形成ステーションごとに異なった位置となる。この実施形態においては、イエロー用画像形成ステーション２Ｙ、マゼンタ用画像形成ステーション２Ｍ、シアン用画像形成ステーション２Ｃおよびブラック用画像形成ステーション２Ｋが転写ベルト８１の移動方向に沿ってこの順番に配置されている。したがって、イエロー一次転写位置ＴＲ1yとマゼンタ一次転写位置ＴＲ1mとは距離Ｌym、マゼンタ一次転写位置ＴＲ1mとシアン一次転写位置ＴＲ1cとは距離Ｌmc、シアン一次転写位置ＴＲ1cとブラック一次転写位置ＴＲ1kとは距離Ｌckだけ離隔している。
【００２９】
一方、モノクロモード実行時は、４個の一次転写ローラのうち、一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍおよび８５Ｃをそれぞれが対向する画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃから離間させるとともにブラック色に対応した一次転写ローラ８５Ｋのみを画像形成ステーション２Ｋに当接させることで、モノクロ用の画像形成ステーション２Ｋのみを転写ベルト８１に当接させる。その結果、一次転写ローラ８５Ｋと画像形成ステーション２Ｋとの間にのみ一次転写位置ＴＲ1kが形成される。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｋに一次転写バイアスを印加することで、画像形成ステーション２Ｋに設けられた感光体ドラム２１の表面上に形成されたブラックトナー像を、一次転写位置ＴＲ1k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。
【００３０】
さらに、転写ベルトユニット８は、ブラック用一次転写ローラ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。この下流ガイドローラ８６は、一次転写ローラ８５Ｋが画像形成ステーション２Ｋの感光体ドラム２１に当接して形成する一次転写位置ＴＲ1での一次転写ローラ８５Ｋとブラック用感光体ドラム２１（Ｋ）との共通接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。
【００３１】
また、下流ガイドローラ８６に巻き掛けられた転写ベルト８１の表面に対向してパッチセンサ８９が設けられている。パッチセンサ８９は例えば反射型フォトセンサからなり、転写ベルト８１表面の反射率の変化を光学的に検出することにより、必要に応じて転写ベルト８１上に形成されるパッチ画像の位置やその濃度などを検出する。
【００３２】
給紙ユニット７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によっ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、駆動ローラ８２と二次転写ローラ１２１とが当接する二次転写位置ＴＲ2に給紙される。
【００３３】
二次転写ローラ１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、二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、その表面に画像が二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。
【００３４】
前記した駆動ローラ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、二次転写ローラ１２１のバックアップローラとしての機能も兼ねている。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、図示を省略する二次転写バイアス発生部から二次転写ローラ１２１を介して供給される二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、二次転写位置ＴＲ2へシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達されることに起因する画質の劣化を防止することができる。
【００３５】
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、二次転写後に転写ベルト８１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。
【００３６】
なお、この実施形態においては、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ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を一体的にカートリッジとしてユニット化している。そして、このカートリッジが装置本体に対し着脱可能に構成されている。また、各カートリッジには、該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。これらの情報に基づき各カートリッジの使用履歴や消耗品の寿命が管理される。
【００３７】
図４は、本発明にかかるラインヘッドの一実施形態の概略を示す斜視図である。また、図５は、本発明にかかるラインヘッドの一実施形態の副走査方向の断面図である。本実施形態におけるラインヘッド２９（露光手段）は、主走査方向ＭＤを長手方向とするケース２９１を備えるとともに、かかるケース２９１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マイクロレンズアレイ２９９を保持するとともに、その内部に、該マイクロレンズアレイ２９９に近い順番で、遮光部材２９７及びガラス基板２９３を備えている。また、ガラス基板２９３の裏面（ガラス基板２９３が有する２つの面のうちマイクロレンズアレイ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、ガラス基板２９３の裏面に、主走査方向ＭＤ及び副走査方向ＳＤ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ている。また、本実施形態では、発光素子として有機ＥＬ（Electro-Luminescence）を用いる。つまり、本実施形態では、ガラス基板２９３の裏面に有機ＥＬを発光素子として配置している。そして、複数の発光素子それぞれから感光体ドラム２１の方向に射出される光ビームは、ガラス基板２９３（透明基板）を介して遮光部材２９７へ向うこととなる。
【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、ガラス基板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。つまり、発光素子グループ２９５に属する発光素子２９５１から出た光は、該発光素子グループ２９５に対応する導光孔２９７１によって、マイクロレンズアレイ２９９に導かれる。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、マイクロレンズアレイ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５に示すように、固定器具２９１４によって、裏蓋２９１３がガラス基板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２９１３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６は、マイクロレンズアレイの概略を示す斜視図である。また、図７は、マイクロレンズアレイの主走査方向の断面図である。マイクロレンズアレイ２９９は、ガラス基板２９９１を有するとともに、該ガラス基板２９９１を挟むように一対一で配置された２枚のレンズ２９９３Ａ，２９９３Ｂにより構成されるレンズ対を複数有している。なお、これらレンズ２９９３Ａ，２９９３Ｂは樹脂により形成することができる。
【００４２】
つまり、ガラス基板２９９１の表面２９９１Ａには複数のレンズ２９９３Ａが配置されるとともに、複数のレンズ２９９３Ａに一対一で対応するように、複数のレンズ２９９３Ｂがガラス基板２９９１の裏面２９９１Ｂに配置されている。また、レンズ対を構成する２枚のレンズ２９９３Ａ，２９９３Ｂは、相互に光軸ＯＡを共通にする。また、これら複数のレンズ対は、複数の発光素子グループ２９５に一対一で配置されている。なお、この明細書では、一対一の対を成すレンズ対２９９３Ａ，２９９３Ｂと、かかるレンズ対によって挟まれたガラス基板２９９１とから成る光学系を「マイクロレンズＭＬ」と称することとする。そして、これら複数のレンズ対（マイクロレンズＭＬ）は、発光素子グループ２９５の配置に対応して、主走査方向ＭＤ及び副走査方向ＳＤ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。
【００４３】
複数のマイクロレンズＭＬのそれぞれは、対応する発光素子グループ２９５の発光素子２９５１からの光ビームを、所定の光学倍率で感光体ドラム２１の表面に結像させる。このとき、発光素子２９５１から射出された光ビームは、マイクロレンズＭＬの光軸ＯＡに対して１８０°回転して感光体ドラム２１の表面に結像される。つまり、感光体ドラム２１の表面には、発光素子２９５１の倒立像としてスポットが形成される。このように、光軸ＯＡに対して反転した像を感光体ドラム２１の表面に結像するマイクロレンズＭＬの特性を、本明細書では「反転特性」と称することとする。
【００４４】
図８は、発光素子グループ、遮光部材及びマイクロレンズの関係を示す図である。同図が示すように、厚さｔ且つ屈折率ｎのガラス基板２９３（透明基板）の裏面に、複数の発光素子グループ２９５が離散的に並べて配置されている。そして、これら複数の発光素子グループ２９５に対して、一対一で対応して複数のマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）が配置されている。また、遮光部材２９７は、その一方面がガラス基板の表面に当接するとともにその他方面が複数のマイクロレンズＭＬに対向するように配置されている。そして、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、遮光部材２９７の一方面から他方面に貫通して穿設されている。つまり、導光孔２９７１は、遮光部材２９７の一方面に一方開口部ＯＰ２９７１Ａを、遮光部材２９７の他方面に他方開口部ＯＰ２９７１Ｂを有する。また、これら複数の導光孔２９７１は、対向するマイクロレンズＭＬの光軸ＯＡに対して対称な直柱体状に、より具体的には円柱状に穿設されている。つまり、導光孔２９７１の一方開口部ＯＰ２９７１Ａ及び他方開口部ＯＰ２９７１Ｂのそれぞれが、直柱体の底面に相当する。なお、本明細書において、「直柱体」とは底面と側面が直交する柱体を言う。また、これら一方開口部ＯＰ２９７１Ａ及び他方開口部ＯＰ２９７１Ｂの径は、マイクロレンズＭＬの径と略等しく設定されている。
【００４５】
このように、本実施形態におけるラインヘッド２９は、複数のマイクロレンズＭＬに対して一対一で穿設された複数の導光孔２９７１を有する遮光部材２９７を備えている。よって、ガラス基板２９３（透明基板）を介して発光素子グループ２９５から射出される光ビームは、遮光部材２９７に穿設された導光孔２９７１により、対向するマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）へと導かれる。つまり、マイクロレンズＭＬに入射可能な光ビームは、該マイクロレンズＭＬに対応する導光孔２９７１の一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａを通過した光ビームのみである。
【００４６】
図９は、発光素子グループ及びマイクロレンズの配置を示す図である。同図が示すように、本実施形態では、複数の発光素子グループ２９５が、主走査方向ＭＤ及び副走査方向ＳＤ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。そして、複数の発光素子グループ２９５に一対一で対応して、複数のマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）が配置されている。同図が示す通り、これら複数のマイクロレンズＭＬは、マイクロレンズＭＬを主走査方向ＭＤにレンズ間隔ＬＳで並べたレンズ列ＲＭＬを成すように、配置されている。そして、かかるレンズ列ＲＭＬは副走査方向ＳＤに３列並ぶとともに、複数のマイクロレンズＭＬはそれぞれの主走査方向位置が異なるように配置されている。また、複数のマイクロレンズＭＬは、主走査方向位置が隣り合う２個のマイクロレンズＭＬの副走査方向位置が互いに異なるように、配置されている。つまり、主走査方向位置が隣り合う２個のマイクロレンズＭＬが互いに異なるレンズ列ＲＭＬに属するとともに、該２個のマイクロレンズＭＬの間の主走査方向距離がＬＳ／ｍに略等しくなるように、複数のマイクロレンズＭＬは配置されている。ここで、値ｍは、副走査方向ＳＤに並ぶレンズ列ＲＭＬの列数であり、本実施形態ではｍ＝３となる。そして、マイクロレンズＭＬの半径ＲＬは、レンズ間隔ＬＳの半分よりも小さく設定されている。
【００４７】
上述してきたように、発光素子２９５１から射出された光ビームは、ガラス基板２９３を通過した後、遮光部材２９３の導光孔２９７１の一方開口部ＯＰ２９７１Ａへと入射する。また、ガラス基板２９３は、その厚さがｔであるとともにその屈折率がｎである。よって、発光素子２９５１から射出された光ビームの一部は、ガラス基板２９３の表面（ガラス基板２９３が有する２つの面のうち遮光部材２９７に当接する面）で全反射される。つまり、導光孔２９７１の一方開口部ＯＰ２９７１Ａに入射可能な光ビームは、ガラス基板２９３の表面の通過領域ＴＡを通過した光ビームのみである。ここで、通過領域ＴＡとは、ガラス基板２９３（透明基板）の表面のうち発光素子から射出された光ビームが該表面において全反射されることなく通過可能である領域を言う。
【００４８】
図１０，１１は、発光素子と通過領域との関係を示す図である。それぞれの図が示すように、通過領域ＴＡは、発光素子２９５１を中心とした略円状となる。そして、ガラス基板２９３（透明基板）の厚さはｔであり屈折率はｎであるため、通過領域ＴＡの半径ｒは
【数２】
で与えられる。この理由について説明する。
【００４９】
通過領域ＴＡの境界線上において、発光素子２９５１から射出された光ビームは全反射される。つまり、通過領域ＴＡの同図右側端部である点Ｐにおいて、発光素子２９５１から射出された光ビームは全反射される。よって、ガラス基板２９３の表面の法線と発光素子２９５１から点Ｐに向う光ビームとが成す角度をθとすると、次式
【数３】
が成立する。
【００５０】
ここで
【数４】
が成立することを利用すると、数３は次式のように変形できる。
【００５１】
【数５】
【００５２】
そして、数５を半径ｒについて解くと、次式
【数６】
が導かれる。
【００５３】
図１２は、通過領域と一方開口部ＯＰ２９７１Ａとの関係を示す図である。上述の通り、導光孔２９７１の一方開口部ＯＰ２９７１Ａに入射可能な光ビームは、ガラス基板２９３の表面の通過領域ＴＡを通過した光ビームのみである。これに対して、本実施形態は、一方開口部ＯＰ２９７１Ａが発光素子グループ２９５に属する複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全て（同図において破線で囲まれる領域）を含むように、導光孔２９７１を穿設している。
【００５４】
ところで、本実施形態では、導光孔２９７１は円柱状に穿設されている。よって、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの形状は円となる。そこで、本実施形態では、一方開口部ＯＰ２９７１Ａが発光素子それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように構成するにあたり、具体的には、発光素子２９５１と一方開口部ＯＰ２９７１Ａとの関係を次のように構成している。
【００５５】
図１３は、発光素子と一方開口部との関係を示す図である。ここで、用語について定義する。まず、発光素子グループ２９５に属する発光素子２９５１のうちマイクロレンズＭＬの光軸ＯＡから最も離れた発光素子を最外素子ＯＭ２９５１と定義する。また、最外素子ＯＭ２９５１の通過領域を最外通過領域ＯＭＴＡと定義する。そして、同図が示すように、本実施形態は、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの半径ＲＯが、最外通過領域ＯＭＴＡのうちマイクロレンズＭＬの光軸ＯＡから最も離れた位置と該光軸ＯＡとの距離Ｉよりも大きくなるように、ラインヘッド２９を構成している。つまり、本実施形態は、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの半径ＲＯを距離Ｉよりも大きくすることで、該一方開口部ＯＰ２９７１Ａが複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように（図１２で示したように）、ラインヘッド２９を構成している。
【００５６】
また、上述の通り、通過領域ＴＡの半径ｒは数２で与えられる。よって、本実施形態では、図１３に示すように、距離Ｉは、次式
【数７】
で与えられることとなる。ここで、値ａは、最外素子ＯＭ２９５１と該最外素子ＯＭ２９５１が属する発光素子グループ２９５に対応するマイクロレンズＭＬの光軸ＯＡとの距離である。
【００５７】
つまり、本実施形態では、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの半径ＲＯが次式
【数１】
を満たすことで、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの半径ＲＯは距離Ｉよりも大きくなる。そして、このように一方開口部ＯＰ２９７１Ａを構成することで、一方開口部ＯＰ２９７１Ａは、発光素子グループ２９５に属する複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むこととなる。
【００５８】
図１４及び図１５は、本実施形態におけるラインヘッドの動作説明図である。以下に、図３、図１４、図１５を用いて本実施形態におけるラインヘッド２９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等間隔で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（被走査面）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２９５１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。
【００５９】
つまり、本実施形態のラインヘッド２９では、副走査方向位置ＳＤ１〜ＳＤ６の各位置に対応して、副走査方向ＳＤに６個の発光素子列Ｒ２９５１が並べて配置されている（図１４）。そこで、本実施形態では、同一の副走査方向位置にある発光素子列Ｒ２９５１は、略同一のタイミングで発光させるとともに、異なる副走査方向位置にある発光素子列Ｒ２９５１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、副走査方向位置ＳＤ１〜ＳＤ６の順番で、発光素子列Ｒ２９５１を発光させる。そして、感光体ドラム２１の表面を副走査方向ＳＤに搬送しながら、上述の順番で発光素子列Ｒ２９５１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。
【００６０】
かかる動作を、図１４，１５を用いて説明する。まず最初に、副走査方向ＳＤに最上流の発光素子グループ２９５Ａ１，２９５Ａ２，２９５Ａ３，…に属する副走査方向位置ＳＤ１の発光素子列Ｒ２９５１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マイクロレンズＭＬにより、反転されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図１５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２９５Ｃ１，２９５Ｂ１，２９５Ａ１，２９５Ｃ２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。
【００６１】
次に、同発光素子グループ２９５Ａ１，２９５Ａ２，２９５Ａ３，…に属する副走査方向位置ＳＤ２の発光素子列Ｒ２９５１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マイクロレンズＭＬにより、反転されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図１５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の下流側の発光素子列Ｒ２９５１から順番に（つまり、副走査方向位置ＳＤ１，ＳＤ２の順番に）発光させたのは、マイクロレンズＭＬが反転特性を有することに対応するためである。
【００６２】
次に、副走査方向上流側から２番目の発光素子グループ２９５Ｂ１，２９５Ｂ２，２９５Ｂ３，…に属する副走査方向位置ＳＤ３の発光素子列Ｒ２９５１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マイクロレンズＭＬにより、反転されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図１５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。
【００６３】
次に、同発光素子グループ２９５Ｂ１，２９５Ｂ２，２９５Ｂ３，…に属する副走査方向位置ＳＤ４の発光素子列Ｒ２９５１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マイクロレンズＭＬにより、反転されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図１５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。
【００６４】
次に、副走査方向最下流の発光素子グループ２９５Ｃ１，２９５Ｃ２，２９５Ｃ３，…に属する副走査方向位置ＳＤ５の発光素子列Ｒ２９５１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マイクロレンズＭＬにより、反転されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図１５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。
【００６５】
そして最後に、同発光素子グループ２９５Ｃ１，２９５Ｃ２，２９５Ｃ３，…に属する副走査方向位置ＳＤ６の発光素子列Ｒ２９５１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マイクロレンズＭＬにより、反転されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図１５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。
【００６６】
上述のように、本実施形態におけるラインヘッド２９は、その一方面がガラス基板２９３（透明基板）の表面に当接するとともにその他方面がマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）に対向するように配置された遮光部材２９７を、備えている。更に、かかる遮光部材２９７は、発光素子グループ２９５に対してその一方面から他方面に貫通して穿設された導光孔２９７１を有している。よって、ガラス基板２９３を介して発光素子グループ２９５から射出される光ビームは、遮光部材２９７に穿設された導光孔２９７１によって対応するマイクロレンズＭＬへと導かれる。つまり、マイクロレンズＭＬに入射可能な光ビームは、該マイクロレンズＭＬに対応する導光孔２９７１の一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａを通過した光ビームのみである。したがって、できるだけ多くの光ビームをマイクロレンズＭＬに入射するにあたっては、発光素子２９５１から射出されてガラス基板２９３の表面を通過してきた光ビームを、効率的に導光孔２９７１の一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａに通過させることが好適である。
【００６７】
しかしながら、発光素子グループ２９５に対する開口部ＯＰ２９７１Ａの構成が適切でないと、発光素子２９７１から射出されてガラス基板２９３の表面を通過してきた光ビームの一部が該開口部ＯＰ２９７１Ａを通過できない場合がある。その結果、マイクロレンズＭＬに入射する光ビームの光量が過度に減少する場合がある。
【００６８】
これに対して、本実施形態のラインヘッド２９では、導光孔２９７１は、その一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａが複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように穿設されている。つまり、発光素子グループ２９５が有する複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡを通過する光ビームは、略全て導光孔２９７１の一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａを通過することとなる。よって、発光素子２９５１からマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）に入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現が可能となる。
【００６９】
また、本実施形態のラインヘッド２９では、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの形状が円であることに着目して、ラインヘッド２９を次のように構成している。即ち、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの半径ＲＯが、最外通過領域ＯＭＴＡのうちマイクロレンズＭＬの光軸ＯＡから最も離れた位置と該光軸ＯＡとの距離Ｉよりも大きくなるように、ラインヘッド２９を構成している。より具体的には、最外通過領域ＯＭＴＡの半径ｒが数２で与えられるという知見に基づいて、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの半径ＲＯが、次式
【数１】
を満たすように、ラインヘッド２９を構成している。つまり、本実施形態は、一方開口部ＯＰ２９７１Ａの半径ＲＯが上記不等式を満たすように要求することで、一方開口部ＯＰ２９７１Ａが複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように、ラインヘッド２９を構成している。よって、発光素子２９５１からマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）に入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現が可能となっている。
【００７０】
また、上記実施形態では、発光素子グループ２９５が有する複数の発光素子２９５１がマイクロレンズＭＬの光軸ＯＡに対して対称に配置されるように、ラインヘッド２９を構成しており好適である。なんとなれば、対称配置により距離ａが極小値をとり、上記不等式を満足させるのに有利に作用するからである。
【００７１】
また、上述のラインヘッド２９では、導光孔２９７１は、マイクロレンズＭＬの光軸ＯＡに対して対称な直柱体状に穿設されている。よって、互いに合同関係にある導光孔２９７１の一方開口部ＯＰ２９７１Ａ及び他方開口部ＯＰ２９７１Ｂが、それぞれの対称軸を共通にしつつ、マイクロレンズＭＬの光軸方向に並ぶこととなる。したがって、導光孔２９７１の一方開口部ＯＰ２９７１Ａを通過した光ビームを、効率的に該導光孔２９７１の他方開口部ＯＰ２９７１Ｂに導いてマイクロレンズＭＬに入射させることが可能となる。よって、より良好なスポット形成が可能となり好適である。
【００７２】
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、他方開口部ＯＰ２９７１Ｂの径をマイクロレンズＭＬの径と略等しくしているが、マイクロレンズＭＬの径の設定方法はこれに限られず、次に示す設定例のように設定しても良い。
【００７３】
図１６は、マイクロレンズの径の別の設定例を示す図である。同図が示すように、この設定例では、マイクロレンズＭＬの半径ＲＬは、他方開口部ＯＰ２９７１Ｂの半径Ｊよりも大きく設定されている。特に、このように構成した場合、導光孔２９７１の他方面における開口部ＯＰ２９７１Ｂを、マイクロレンズＭＬが確実に覆うこととなる。よって、導光孔２９７１の他方開口部ＯＰ２９７１Ｂを通過した光ビームを、効率的にマイクロレンズＭＬに入射させることができ、より良好なスポット形成の実現が可能となり好適である。
【００７４】
また、上記実施形態では、導光孔２９７１を円柱状に穿設しているが、導光孔２９７１の形状はこれに限られない。すなわち、上述の議論から判るように、要は、導光孔２９７１が、その一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａが複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように、穿設されることで、本発明の効果を奏することが可能である。つまり、このように導光孔２９７１を穿設することで、発光素子グループ２９５が有する複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡを通過する光ビームは、略全て導光孔２９７１の一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａを通過することとなる。よって、発光素子２９５１からマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）に入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現が可能となる。したがって、次に示すように導光孔２９７１を穿設しても良い。
【００７５】
図１７は、導光孔の別の形状を示す図である。同図が示すように、導光孔２９７１の一方開口部ＯＰ２９７１Ａは、主走査方向ＭＤに長く該主走査方向ＭＤに直交する方向に短い形状を有している。また、導光孔２９７１は、その一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａが複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように穿設されている。よって、図１７に示すように導光孔が穿設されたラインヘッドにおいても、発光素子２９５１からマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）に入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現が可能となる。
【００７６】
また、図１７に示す一方開口部ＯＰ２９７１Ａを底面とする直柱体状に、導光孔２９７１が穿設されている場合は、次に示すようにマイクロレンズＭＬの径を設定しても良い。図１８は、マイクロレンズの径と他方開口部との関係を示す図である。同図が示すように、他方開口部ＯＰ２９７１Ｂは、マイクロレンズＭＬの光軸に対して対称である。また、マイクロレンズＭＬの半径ＲＬは、他方開口部ＯＰ２９７１Ｂの周縁部のうち光軸ＯＡから最も離れた点と該光軸ＯＡとの距離Ｊよりも大きい。したがって、導光孔２９７１の他方面における開口部ＯＰ２９７１Ｂを、マイクロレンズＭＬが確実に覆うこととなる。よって、導光孔２９７１の他方開口部ＯＰ２９７１Ｂを通過した光ビームを、効率的にマイクロレンズＭＬに入射させることができ、より良好なスポット形成の実現が可能となり好適である。
【００７７】
上記実施形態では、主走査方向ＭＤに発光素子２９５１を４個並べて構成される発光素子列Ｒ２９５１を副走査方向ＳＤに２列並べて、発光素子グループ２９５を構成している（図９，１１）。しかしながら、発光素子グループ２９５の構成態様はこれに限られず、次のように構成していも良い。
【００７８】
図１９は、発光素子グループの別の構成態様を示す図である。図１９に示すように、主走査方向ＭＤに発光素子２９５１を並べて構成される発光素子列Ｒ２９５１を副走査方向ＳＤに３列並べて、発光素子グループ２９５は構成されている。詳述すると、図１９に示す構成態様は、同図の上段と下段とに、５個の発光素子２９５１を主走査方向ＭＤに並べて構成される発光素子列Ｒ２９５１を配置するとともに、同図中段に、６個の発光素子２９５１を主走査方向ＭＤに並べて構成される発光素子列Ｒ２９５１を配置している。つまり、１６個の発光素子２９５１により発光素子グループ２９５は構成されている。
【００７９】
そして、図１９に示す構成態様においても、導光孔２９７１は、その一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａが複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように穿設されている。つまり、発光素子グループ２９５が有する複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡを通過する光ビームは、略全て導光孔２９７１の一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａを通過することとなる。よって、発光素子２９５１からマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）に入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して、良好なスポット形成の実現が可能となる。
【００８０】
また、上記実施形態では、導光孔２９７１は、マイクロレンズＭＬの光軸に対して対称に穿設されている。しかしながら、導光孔２９７１がかかる対称性を有することは、本発明に必須では無い。つまり、要は、導光孔２９７１を、その一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａが複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように穿設することで、発光素子２９５１からマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）に入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して良好なスポット形成を実現するという本発明の効果を奏する事ができる。
【００８１】
また、上記実施形態では、透明基板をガラスで構成しているが、透明基板の材質がガラスに限られないことは言うまでもない。つまり、光ビームを透過可能である材質により透明基板を構成することができる。
【００８２】
また、上記実施形態では、発光素子グループ２９５に属する複数の発光素子２９５１を光軸ＯＡに対して対称に配置しているが、かかる配置は本発明に必須の要件ではない。但し、このように配置することで、距離ａが極小値となり、上記数１で表される不等式を満足させるのに有利に作用し、その結果、良好なスポット形成が簡易に実現されるという点で好適である。
【００８３】
また、上記実施形態では、レンズ列ＲＭＬを副走査方向ＳＤに３列並べているが、レンズ列ＲＭＬの配列数はこれに限られず、必要に応じて変更可能である。つまり、レンズ列ＲＭＬの配列数を１列または２列としても良いし、３列以上であっても良い。
【００８４】
また、上記実施形態では、本発明にかかるラインヘッドを用いて、図１５に示すような主走査方向ＭＤに直線状に複数個のスポットを等間隔で並べて形成している。しかしながら、かかるスポット形成動作は、本発明にかかるラインヘッドの動作の一例を示すものであり、該ラインヘッドが実行可能な動作はこれに限られるものではない。つまり、ラインヘッド２９の具体的動作に関わらず、導光孔２９７１を、その一方面における開口部ＯＰ２９７１Ａが複数の発光素子２９５１それぞれの通過領域ＴＡの全てを含むように穿設することで、発光素子２９５１からマイクロレンズＭＬ（結像レンズ）に入射する光ビームの光量の過度な減少を抑制して良好なスポット形成を実現するという本発明の効果を奏する事ができる。
【００８５】
また、上記実施形態では、カラー画像形成装置に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、いわゆる単色画像を形成するモノクロ画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】図１の画像形成装置における画像形成ステーションの配置を示す図。
【図３】図１の画像形成装置の電気的構成を示す図。
【図４】本発明にかかるラインヘッドの一実施形態の概略を示す斜視図。
【図５】本発明にかかるラインヘッドの一実施形態の副走査方向の断面図。
【図６】マイクロレンズアレイの概略を示す斜視図。
【図７】マイクロレンズアレイの主走査方向の断面図。
【図８】発光素子グループ、遮光部材及びマイクロレンズの関係を示す図。
【図９】発光素子グループ及びマイクロレンズの配置を示す図。
【図１０】発光素子と通過領域との関係を示す図。
【図１１】発光素子と通過領域との関係を示す図。
【図１２】通過領域と一方開口部との関係を示す図。
【図１３】発光素子と一方開口部との関係を示す図。
【図１４】本実施形態におけるラインヘッドの動作説明図。
【図１５】本実施形態におけるラインヘッドの動作説明図。
【図１６】マイクロレンズの径の別の設定例を示す図。
【図１７】導光孔の別の形状を示す図。
【図１８】マイクロレンズの径と他方開口部との関係を示す図。
【図１９】発光素子グループの別の構成態様を示す図。
【符号の説明】
【００８７】
２１…感光体ドラム（潜像担持体）、 ２９…ラインヘッド（露光手段）、 ２９５…発光素子グループ、 ２９５１…発光素子、 ＯＭ２９５１…最外素子、 ２９３…ガラス基板（透明基板）、 ２９７…遮光部材、 ２９７１…導光孔、 ＯＰ２９７１Ａ…一方開口部、 ＯＰ２９７１Ｂ…他方開口部、 ２９９…マイクロレンズアレイ、 ２９９１…ガラス基板、 ２９９３Ａ，２９９３Ｂ…レンズ、 ＭＬ…マイクロレンズ（結像レンズ）、ＴＡ…通過領域、 ＯＭＴＡ…最外通過領域、 ＯＡ…光軸、 ＭＤ…主走査方向、 ＳＤ…副走査方向、 ｔ…透明基板の厚さ、 ｎ…透明基板の屈折率、 ａ…最外素子と光軸との距離、 ＲＬ…マイクロレンズの半径、 ＲＯ…一方開口部の半径、 Ｉ…最外通過領域のうち光軸から最も離れた位置と該光軸との距離、 Ｊ…他方開口部の周縁部のうち光軸から最も離れた点と該光軸との距離（他方開口部の半径）、 ｒ…通過領域の半径、 Ｐ…通過領域の端部にある点、 θ…ガラス基板（透明基板）の表面の法線と最外素子から点Ｐに向う光ビームとが成す角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被走査面に光ビームを結像してスポットを形成するラインヘッドにおいて、
光ビームを透過可能な透明基板と、
前記透明基板の裏面上に形成された発光素子を複数有する発光素子グループと、
前記透明基板の表面側に前記発光素子グループに対応して配置されるとともに、前記発光素子グループに属する複数の発光素子から射出される光ビームを前記被走査面に結像する結像レンズと、
その一方面が前記透明基板の表面に当接するとともにその他方面が前記結像レンズに対向するように配置され、更に、前記発光素子グループに対して前記一方面から前記他方面に貫通して穿設された導光孔を有する遮光部材と
を備え、
前記透明基板の表面のうち前記発光素子から射出された光ビームが該表面において全反射されることなく通過可能である領域を通過領域としたとき、
前記導光孔は、その前記一方面における開口部が前記複数の発光素子それぞれの通過領域の全てを含むように穿設されていることを特徴とするラインヘッド。
【請求項２】
前記導光孔は、前記結像レンズの光軸に対して対称な直柱体状に穿設されている請求項１記載のラインヘッド。
【請求項３】
前記導光孔は円柱状に穿設されている請求項２記載のラインヘッドであって、
前記複数の発光素子のうち前記結像レンズの光軸から最も離れた発光素子を最外素子と定義し、該最外素子の前記通過領域を最外通過領域と定義したとき、前記導光孔の前記一方面における開口部の半径は、該最外通過領域のうち前記結像レンズの光軸から最も離れた位置と該光軸との距離よりも大きいラインヘッド。
【請求項４】
前記透明基板はその厚さがｔであるとともにその屈折率がｎである請求項３記載のラインヘッドであって、
前記複数の発光素子グループそれぞれについて、前記最外素子と前記結像レンズの光軸との距離をａと、前記導光孔の前記一方面における開口部の半径をＲＯとしたとき、次式
【数１】
を満たすラインヘッド。
【請求項５】
前記複数の発光素子は前記結像レンズの光軸に対して対称に配置されている請求項４記載のラインヘッド。
【請求項６】
前記結像レンズの半径は、前記導光孔の前記他方面における開口部の周縁部のうち前記光軸から最も離れた点と該光軸との距離よりも大きい請求項２乃至５のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項７】
前記導光孔は円柱状に穿設されている請求項６記載のラインヘッドであって、
前記結像レンズの半径は、前記導光孔の前記他方面における開口部の半径よりも大きいラインヘッド。
【請求項８】
その表面が前記副走査方向に搬送される潜像担持体と、
前記潜像担持体の表面を被走査面として該潜像担持体表面にスポットを形成する請求項１乃至７のいずれかに記載のラインヘッドと同一構成を有する露光手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
被走査面に光ビームを結像してスポットを形成するラインヘッドにおいて、
光ビームを透過可能な透明基板と、
前記透明基板の裏面上に形成された発光素子を複数有する発光素子グループと、
前記透明基板の表面側に前記発光素子グループに対応して配置されるとともに、前記発光素子グループに属する複数の発光素子から射出される光ビームを前記被走査面に結像する結像レンズと、
その一方面が前記透明基板の表面に当接するとともにその他方面が前記結像レンズに対向するように配置され、更に、前記発光素子グループに対して前記一方面から前記他方面に貫通して穿設された導光孔を有する遮光部材と
を備え、
前記透明基板の表面のうち前記発光素子から射出された光ビームが該表面において全反射されることなく通過可能である領域を通過領域としたとき、
前記導光孔は、その前記一方面における開口部が前記複数の発光素子それぞれの通過領域の全てを含むように穿設されていることを特徴とするラインヘッド。
【請求項２】
前記導光孔は、前記結像レンズの光軸に対して対称な直柱体状に穿設されている請求項１記載のラインヘッド。
【請求項３】
前記導光孔は円柱状に穿設されている請求項２記載のラインヘッドであって、
前記複数の発光素子のうち前記結像レンズの光軸から最も離れた発光素子を最外素子と定義し、該最外素子の前記通過領域を最外通過領域と定義したとき、前記導光孔の前記一方面における開口部の半径は、該最外通過領域のうち前記結像レンズの光軸から最も離れた位置と該光軸との距離よりも大きいラインヘッド。
【請求項４】
前記透明基板はその厚さがｔであるとともにその屈折率がｎである請求項３記載のラインヘッドであって、
前記複数の発光素子グループそれぞれについて、前記最外素子と前記結像レンズの光軸との距離をａと、前記導光孔の前記一方面における開口部の半径をＲＯとしたとき、次式
【数１】
を満たすラインヘッド。
【請求項５】
前記複数の発光素子は前記結像レンズの光軸に対して対称に配置されている請求項４記載のラインヘッド。
【請求項６】
前記結像レンズの半径は、前記導光孔の前記他方面における開口部の周縁部のうち前記光軸から最も離れた点と該光軸との距離よりも大きい請求項２乃至５のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項７】
前記導光孔は円柱状に穿設されている請求項６記載のラインヘッドであって、
前記結像レンズの半径は、前記導光孔の前記他方面における開口部の半径よりも大きいラインヘッド。
【請求項８】
その表面が前記副走査方向に搬送される潜像担持体と、
前記潜像担持体の表面を被走査面として該潜像担持体表面にスポットを形成する請求項１乃至７のいずれかに記載のラインヘッドと同一構成を有する露光手段と
を備える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２００８−６８５４５（Ｐ２００８−６８５４５Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５０３７１（Ｐ２００６−２５０３７１）
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【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２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【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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