露光ヘッド、画像形成装置
【課題】各光の被露光面への入射角を小さくして各光の被露光面への入射位置を安定させることで、良好な露光を実行可能とする技術を提供する。
【解決手段】第1の発光素子と、第1の発光素子で発光された光を絞る第1の開口絞りと、第1の開口絞りを通過した光が入射される第1のレンズと、第2の発光素子と、第2の発光素子で発光された光を絞る第2の開口絞りと、第2の開口絞りを通過した光が入射される第2のレンズと、を備え、第1のレンズから射出した第1の光、及び第2のレンズから射出した第2の光は、曲率半径を有する被露光面の第1の方向に異なる位置で入射し、第1の開口絞りと第2の開口絞りとの間の第1の方向の距離Ddaと、第1のレンズと第2のレンズとの間の第1の方向への距離Dlsとは異なる。
【解決手段】第1の発光素子と、第1の発光素子で発光された光を絞る第1の開口絞りと、第1の開口絞りを通過した光が入射される第1のレンズと、第2の発光素子と、第2の発光素子で発光された光を絞る第2の開口絞りと、第2の開口絞りを通過した光が入射される第2のレンズと、を備え、第1のレンズから射出した第1の光、及び第2のレンズから射出した第2の光は、曲率半径を有する被露光面の第1の方向に異なる位置で入射し、第1の開口絞りと第2の開口絞りとの間の第1の方向の距離Ddaと、第1のレンズと第2のレンズとの間の第1の方向への距離Dlsとは異なる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、発光素子からの光により被露光面を露光する露光ヘッドおよび当該露光ヘッドを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、被露光面を露光するために、発光素子とレンズとを用いて被露光面に光を収束させる露光ヘッドが提案されている。例えば、特許文献1記載の露光ヘッド(同文献のラインヘッド)では、ガラス基板の両面それぞれに複数枚のレンズがアレイ配置されており、厚さ方向からガラス基板を挟む2枚のレンズが対を成している。また、各レンズ対には、発光素子が所定個数毎にグループ化されて対向配置されており、各発光素子は対向するレンズ対に向けて光を射出する。そして、発光素子からレンズ対に入射した光が、このレンズ対を構成する各レンズの光学的作用を受けて、被露光面に収束する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008−036937号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献1記載の露光ヘッドが露光する被露光面は、円筒形の感光体ドラムの周面である。また、この感光体ドラム周面は主走査方向に平行な回転軸を中心として回転し、その結果、主走査方向に直交する副走査方向へと移動する。しかしながら、この回転軸が感光体ドラムの中心に対して若干ずれたり、あるいは感光体ドラムの断面が完全な真円でなかったりする等の理由により、感光体ドラムの回転に伴なって、感光体ドラム周面と露光ヘッドとの間隔が変動する場合がある。このとき、収束光(の主光線)の感光体ドラム周面への入射角が大きいと、この感光体ドラム周面と露光ヘッドの間隔変動に応じて、収束光の感光体ドラム周面への入射位置が大きく変動することとなる。そこで、収束光の感光体ドラム周面への入射位置を安定させるという観点からは、収束光の感光体ドラム周面への入射角は極力小さいことが望まれる。
【0005】
しかしながら、上記露光ヘッドでは、この収束光の入射角を小さく抑えることが難しい場合があった。つまり、この露光ヘッドでは、副走査方向への位置が互いに異なるようにして、複数(同特許文献では3)のレンズ対が配設されており、これらレンズ対のそれぞれが副走査方向に異なる位置へ光を収束させる。つまり、この露光ヘッドによる露光では、複数の収束光が互いに副走査方向に異なる位置で、感光体ドラム周面へと入射する。しかも、この露光ヘッドによる各収束光(の主光線)は互いに平行であるか、あるいは互いに僅かに傾いている程度であった。これに対して、感光体ドラム周面は副走査方向に有限の曲率半径を有している(換言すれば、副走査方向断面において湾曲している)。そのため、複数の収束光のうちの全部あるいは一部の収束光が、副走査方向断面において感光体ドラム周面の法線に対して傾いてしまい、比較的大きな入射角で感光体ドラム周面へ入射してしまう場合があった。
【0006】
以上のように、被露光面が有限の曲率を有する方向に異なる位置で複数の光のそれぞれを被露光面に入射させる露光ヘッドでは、複数の光のうちの全部あるいは一部の光が、大きな入射角で被露光面へ入射してしまう場合があった。その結果、光の入射位置が安定せずに、露光を良好に実行できないおそれがあった。
【0007】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、被露光面が有限の曲率半径を有する方向に異なる位置で複数の光を被露光面に入射させる露光ヘッドおよび当該露光ヘッドを用いた画像形成装置において、各光の被露光面への入射角を小さくして各光の被露光面への入射位置を安定させることで、良好な露光を実行可能とする技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するために、第1の発光素子と、第1の発光素子で発光された光を絞る第1の開口絞りと、第1の開口絞りを通過した光が入射される第1のレンズと、第2の発光素子と、第2の発光素子で発光された光を絞る第2の開口絞りと、第2の開口絞りを通過した光が入射される第2のレンズと、を備え、第1のレンズから射出した第1の光、及び第2のレンズから射出した第2の光は、曲率半径を有する被露光面の第1の方向に異なる位置で入射し、第1の開口絞りと第2の開口絞りとの間の第1の方向の距離Ddaと、第1のレンズと第2のレンズとの間の第1の方向への距離Dlsとは異なることを特徴としている。
【0009】
このように構成された発明(露光ヘッド)は、第1のレンズから射出された第1の光と、第2のレンズから射出された第2の光とにより、被露光面を露光する。ただし、被露光面は曲率半径を有し、しかも、第1の光と第2の光とは第1の方向に互いに異なる位置で被露光面に入射する。したがって、第1の光および第2の光が互いに平行であるか、あるいは互いに僅かに傾いている程度であると、第1の光および第2の光の両方あるいは一方が、大きな入射角で被露光面へ入射してしまう場合があった。これに対して、本発明では、第1の発光素子から第1のレンズに入射する光を絞る第1の開口絞りと、第2の発光素子から第2のレンズに入射する光を絞る第2の開口絞りとが設けられ、さらに、第1の開口絞りと第2の開口絞りとの第1の方向への距離Ddaと、第1のレンズと第2のレンズとの第1の方向への距離Dlsとが異なっている。これにより、第1の光および第2の光を互いに十分かつ適切に傾けることができ、その結果、第1の光および第2の光それぞれの被露光面への入射角を小さくすることができる。こうして、第1の光および第2の光それぞれの被露光面への入射位置を安定させて、良好な露光を実現することが可能となっている。
【0010】
この際、被露光面の曲率中心が、第1のレンズおよび第2のレンズに対して被露光面の逆側にある場合は、距離Dlsは距離Ddaより短いように露光ヘッドを構成すると良い。これにより、第1の光および第2の光それぞれの被露光面への入射角を小さくすることができ、第1の光および第2の光それぞれの被露光面への入射位置を安定させて、良好な露光を実現することが可能となる。
【0011】
また、第1の方向に直交する第2の方向に回転軸を有するとともに該回転軸で回転する円筒形のドラムの周面を被露光面とする場合は、この露光ヘッドに本発明を適用することが好適である。なぜなら、このような場合には、上述した理由によりドラム周面と露光ヘッドとの間隔変動が発生しやすいため、本発明を露光ヘッドに適用することで、第1の光および第2の光それぞれの被露光面への入射角を小さくして、第1の光および第2の光それぞれの被露光面への入射位置を安定させ、良好な露光の実現を図ることが好適であるからである。
【0012】
この際、第1の光はドラムの回転軸に向けて出射され、第2の光は、ドラムの回転軸に向けて出射されるように露光ヘッドを構成しても良い。これにより、第1の光および第2の光それぞれの被露光面への入射角を確実に小さくすることができ、第1の光および第2の光それぞれの被露光面への入射位置をさらに安定させて、極めて良好な露光の実現を図ることができる。
【0013】
この際、第1の開口絞りは回転軸の所定の第1の位置を通る仮想第1垂線上の共役な位置に配設され、第2の開口絞りは回転軸の所定の第2の位置を通る仮想第2垂線上の共役な位置に配設されるように構成しても良い。このような構成は、第1の光および第2の光を確実に回転中心へ向かせることができるため、良好な露光の実現に有利である。
【0014】
なお、第1の開口絞りおよび第2の開口絞りは同一の平板に配設され、第1のレンズおよび第2のレンズは同一の基板に配設されるように構成しても良い。このように、第1の開口絞りおよび第2の開口絞りを同一の平板に配設した構成とすることで、これらの距離Ddaが所定の精度を満たすように第1の開口絞りおよび第2の開口絞りを簡便に作製することが可能となる。また、第1のレンズおよび第2のレンズを同一の基板に配設した構成とすることで、これらの距離Dlsが所定の精度を満たすように第1のレンズおよび第2のレンズを簡便に作製することが可能となる。
【0015】
また、本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、第1の発光素子、第1の発光素子で発光された光を絞る第1の開口絞り、第1の開口絞りを通過した光が入射される第1のレンズ、第2の発光素子、第2の発光素子で発光された光を絞る第2の開口絞り、および第2の開口絞りを通過した光が入射される第2のレンズを有する露光ヘッドと、第1の方向に曲率半径を有する像担持体と、を備え、第1のレンズから射出した第1の光、及び第2のレンズから射出した第2の光は、第1の方向に異なる位置で像担持体に入射し、第1の開口絞りと第2の開口絞りとの間の第1の方向への距離Ddaと、第1のレンズと第2のレンズとの間の第1の方向への距離Dlsとは異なることを特徴としている。
【0016】
このように構成された発明(画像形成装置)は、第1のレンズから射出された第1の光と、第2のレンズから射出された第2の光とにより、像担持体を露光する。ただし、像担持体は曲率半径を有し、しかも、第1の光と第2の光とは第1の方向に互いに異なる位置で像担持体に入射する。したがって、第1の光および第2の光が互いに平行であるか、あるいは互いに僅かに傾いている程度であると、第1の光および第2の光の両方あるいは一方が、大きな入射角で像担持体へ入射してしまう場合があった。これに対して、本発明では、第1の発光素子から第1のレンズに入射する光を絞る第1の開口絞りと、第2の発光素子から第2のレンズに入射する光を絞る第2の開口絞りとが設けられ、さらに、第1の開口絞りと第2の開口絞りとの第1の方向への距離Ddaと、第1のレンズと第2のレンズとの第1の方向への距離Dlsとが異なっている。これにより、第1の光および第2の光を互いに十分かつ適切に傾けることができ、その結果、第1の光および第2の光それぞれの像担持体への入射角を小さくすることができる。こうして、第1の光および第2の光それぞれの像担持体への入射位置を安定させて、良好な露光を実現することが可能となっている。
【0017】
この際、像担持体は回転軸で回転する像担持体ドラムであり、露光ヘッドは像担持体ドラムの外周側に配設される場合は、距離Dlsは距離Ddaより短いように露光ヘッドを構成すると良い。これにより、第1の光および第2の光それぞれの像担持体への入射角を小さくすることができ、第1の光および第2の光それぞれの像担持体への入射位置を安定させて、良好な露光を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明にかかるラインヘッドを装備した画像形成装置の一例を示す図。
【図2】図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。
【図3】感光体ドラムの概略構成を示す斜視図。
【図4】ラインヘッドの概略を示す斜視図。
【図5】厚さ方向からヘッド基板を平面視した部分平面図。
【図6】図5に示すA−A線におけるラインヘッドの階段断面図。
【図7】第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの位置関係を示した図。
【図8】A−A線階段断面においてラインヘッドによる収束光を示した図。
【図9】複数の収束光を被露光面に入射させる際に発生しうる問題の説明図。
【図10】第1実施形態のラインヘッドの効果を具体例を挙げて説明する図。
【図11】A−A線階段断面で第2実施形態のラインヘッドを部分的に示した図。
【図12】第2実施形態のラインヘッドでの開口絞りの配置を説明するための斜視図。
【図13】A−A線階段断面で第3実施形態のラインヘッドを部分的に示した図。
【図14】感光体ドラムの回転中心の近傍を向く光を説明するための概念図。
【図15】A−A線階段断面で実施例のラインヘッドを部分的に示した図。
【図16】上流側光学系の光学系諸元を表としてまとめた図。
【図17】中央光学系の光学系諸元を表としてまとめた図。
【図18】下流側光学系の光学系諸元を表としてまとめた図。
【図19】副走査方向断面における上流側光学系の光線図。
【図20】副走査方向断面における中央光学系の光線図。
【図21】副走査方向断面における下流側光学系の光線図。
【図22】主走査方向断面における光線図。
【図23】上流側光学系および下流側光学系のレンズデータを示す図。
【図24】図23のレンズデータのS5面のデータを示す図。
【図25】図23のレンズデータのS8面のデータを示す図。
【図26】中央光学系のレンズデータを示す図。
【図27】図25のレンズデータのS5面のデータを示す図。
【図28】図25のレンズデータのS8面のデータを示す図。
【図29】XY多項式面の定義式を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0019】
第1実施形態
図1は本発明の第1実地形態にかかるラインヘッドを装備した画像形成装置の一例を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。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やメモリーなどを有するメインコントローラーMCに与えられると、このメインコントローラーMCはエンジンコントローラー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ーHCに与える。このとき、メインコントローラーMCは、ヘッドコントローラーHCから水平リクエスト信号HREQを受け取る毎に、主走査方向MDに1ライン分のビデオデータVDをヘッドコントローラーHCに与える。また、このヘッドコントローラーHCは、メインコントローラーMCからのビデオデータVDとエンジンコントローラー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ENG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。
【0020】
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ーMC、エンジンコントローラーECおよびヘッドコントローラー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。
【0021】
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に所定長さの周面(表面)を有する円筒形の感光体ドラム21を有している。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の周面に形成する。
【0022】
図3は、感光体ドラムの概略構成を示す斜視図である。同図に示すように、感光体ドラム21には、ドラム軸棒RS21が設けられている。より詳しくは、このドラム軸棒RS21は、感光体ドラム21の円筒形中心を貫通するようにして形成されており、その一端が感光体ドラム21の側面から突出している。そして、ドラム軸棒RS21が主走査方向MDに平行となるように、感光体ドラム21は配置されている。また、各感光体ドラム21にはそれぞれ専用の駆動モーターが設けられており、この駆動モーターは感光体ドラム21のドラム軸棒RS21に直接あるいはギアを介して接続されている。そして、この駆動モーターがドラム軸棒RS21に回転駆動力を与えると、感光体ドラム21がドラム軸棒RS21と共に図中矢印D21の方向に所定速度で回転する。これにより感光体ドラム21の周面が、主走査方向MDに直交する副走査方向SDに搬送されることとなる。そして、この副走査方向SDに有限の曲率半径(あるいは曲率)を有する(換言すれば、副走査方向SDの断面において有限の曲率半径(あるいは曲率)を有する)感光体ドラム21周面を被露光面として、ラインヘッド29は露光を行なう。なお、感光体ドラム21の曲率中心は円筒形状の中心線で与えられ、ラインヘッド29に対して感光体ドラム21周面(被露光面)の逆側にある。
【0023】
また、感光体ドラム21の周囲(外周側)には、回転方向D21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ー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ーを備えている。この帯電ローラー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、この帯電ローラー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は感光体ドラム21に対して離間して配置されており、ラインヘッド29の長手方向は主走査方向MDに平行であるとともに、ラインヘッド29の幅方向は副走査方向SDに平行である。このラインヘッド29は複数の発光素子を備えており、各発光素子はヘッドコントローラーHCからのビデオデータVDに応じて発光する。そして、帯電した感光体ドラム21表面に発光素子からの光が照射されることで、感光体ドラム21表面に静電潜像が形成される。
【0026】
現像部25は、その表面にトナーを担持する現像ローラー251を有する。そして、現像ローラー251と電気的に接続された現像バイアス発生部(図示省略)から現像ローラー251に印加される現像バイアスによって、現像ローラー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ー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。
【0027】
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、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。
【0028】
また、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ー27が設けられている。この感光体クリーナー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。
【0029】
転写ベルトユニット8は、駆動ローラー82と、図1において駆動ローラー82の左側に配設される従動ローラー83(ブレード対向ローラー)と、これらのローラー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次転写ローラー85Y,85M,85C,85Kを備えている。これらの1次転写ローラー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、カラーモード実行時は、図1に示すように全ての1次転写ローラー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次転写ローラー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。
【0030】
一方、モノクロモード実行時は、4個の1次転写ローラー85のうち、カラー1次転写ローラー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次転写ローラー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次転写ローラー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次転写ローラー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。
【0031】
さらに、転写ベルトユニット8は、モノクロ1次転写ローラー85Kの下流側で且つ駆動ローラー82の上流側に配設された下流ガイドローラー86を備える。また、この下流ガイドローラー86は、モノクロ1次転写ローラー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次転写ローラー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。
【0032】
駆動ローラー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次転写ローラー121のバックアップローラーを兼ねている。駆動ローラー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次転写ローラー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ー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、駆動ローラー82と2次転写ローラー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。
【0033】
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ー79とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラー79により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラー対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。
【0034】
2次転写ローラー121は、転写ベルト81に対して離当接自在に設けられ、2次転写ローラー駆動機構(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ー131と、この加熱ローラー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、加熱ローラー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つのローラー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つのローラー1321,1322により張られたベルト張面を加熱ローラー131の周面に押し付けることで、加熱ローラー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。
【0035】
また、この装置では、ブレード対向ローラー83に対向してクリーナー部71が配設されている。クリーナー部71は、クリーナーブレード711と廃トナーボックス713とを有する。クリーナーブレード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ー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。
【0036】
図4は、ラインヘッドの概略を示す斜視図である。同図では、ラインヘッド29の厚さ方向TKDの構成を理解しやすくするために、ラインヘッド29の一部が断面で示されている。ここで、厚さ方向TKDは、長手方向LGDおよび幅方向LTDに垂直な方向であり、後述する発光素子Eが光を射出する側(つまり、ラインヘッド29から感光体ドラム21に向う側)を向いた方向とする。ラインヘッド29は長手方向LGDに長尺なヘッドフレーム291を備えている。そして、ヘッドフレーム291の長手方向LGDの両端に設けられた位置決めピン2991およびネジ挿入孔2912によって、ラインヘッド29を感光体ドラム21に対して位置決めして固定することができる。つまり、感光体ドラム21を覆う感光体カバー(図示省略)は、感光体ドラム21に対して位置決めされているとともに、位置決め孔を有している。したがって、ヘッドフレーム291の位置決めピン2991を感光体カバーの位置決め孔に嵌め込むことで、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。さらに、ネジ挿入孔2912を介して固定ネジを感光体カバーのネジ孔にねじ込むことで、ラインヘッド29が感光体ドラム21に固定される。
【0037】
また、ヘッドフレーム291の内部には、ヘッド基板293、遮光部材297、絞り平板295、第1レンズアレイLA1および第2レンズアレイLA2がこの順番で厚さ方向TKDに配置されている。次に、これらの各部材について、図4、図5および図6を用いつつ説明する。なお、この実施形態の説明において、厚さ方向TKDの下流側(図4の上側)を「(厚さ方向TKDの)一方側」と称し、厚さ方向TKDの上流側(図4の下側)を「(厚さ方向TKDの)他方側」と称する。また、基板あるいは平板の一方側の面を表面と称し、基板あるいは平板の他方側の面を裏面と称することとする。
【0038】
図5は、厚さ方向からヘッド基板293を平面視した部分平面図であり、厚さ方向TKDの下流側(図4の上側)からヘッド基板293の裏面293−tを透視した場合に相当する。図6は、図5に示すA−A線におけるラインヘッドの階段断面図であり、当該断面を長手方向LGD(主走査方向MD)から見た場合に相当する。なお、図5では、ヘッド基板293に形成された発光素子グループEG、絞り平板295に形成された開口絞りDA、第1レンズアレイLA1に形成された第1レンズLS1(LSa1、LSb1、LSc1)、および第2レンズアレイLA2に形成された第2レンズLS2(LSa2、LSb2、LSc2)の位置関係を示すために、開口絞りが二点鎖線で示されるとともに、第1レンズおよび第2レンズが一点鎖線で示されている。なお、開口絞り、第1レンズおよび第2レンズについての図中記載は、これらの位置関係を示すためのものであり、開口絞り、第1レンズおよび第2レンズがヘッド基板裏面293−t(図6)に形成されていることを示すものではない。
【0039】
ヘッド基板293は光を透過するガラス基板で構成されており、ヘッド基板裏面293−tにはボトムエミッション型の有機EL(Electro-Luminescence)素子である発光素子Eが複数形成されている。これら複数の発光素子Eは、互いに同一波長の光ビームを感光体ドラム21表面へ向けて射出する。また、図5に示すように、ヘッド基板裏面293−tに形成された複数の発光素子Eの配置態様は、グループ構造を有している。つまり、15個の発光素子Eが長手方向LGDに3行千鳥で配置されて1個の発光素子グループEGが構成されており、さらに複数の発光素子グループEGが長手方向LGDに3行千鳥で離散的に配置されている。
【0040】
より詳しくは、この配置態様は次のように説明することができる。つまり、各発光素子グループEG内では、15個の発光素子Eが長手方向LGDの互いに異なる位置に配置されており、しかも長手方向LGDにおける位置が隣り合う2つの発光素子E、Eの長手方向LGDへの距離は素子間距離Pelとなっている(言い換えれば、各発光素子グループEG内では、15個の発光素子EがピッチPelで長手方向LGDに配置されている)。さらに言えば、各発光素子グループEGでは、5個の発光素子Eが主走査方向MDに沿って直線的に並んで1個の発光素子行が構成されるとともに、3行の発光素子行ERa、ERb、ERcが主走査方向MDに素子間距離Pelだけ互いにシフトしながら副走査方向SDに異なる位置へ配置されている。
【0041】
そして、素子間距離Pelよりも長いグループ間距離Pegを空けて複数の発光素子グループEGが長手方向LGDに沿って離散的に並んで、1行の発光素子グループ行GRa等が構成されている。さらに、3行の発光素子グループ行GRa、GRb、GRcが距離Dtだけ空けて幅方向LTDの異なる位置に離散的に配置されており、しかも、発光素子グループ行GRa、GRb、GRcのそれぞれは、長手方向LGDに距離Dgだけ相互にシフトされている。
【0042】
ここで、素子間距離Pelは、対象となる2個の発光素子Eの幾何重心間の長手方向LGDにおける距離として求めることができる。また、グループ間距離Pegは、対象となる2個の発光素子グループEGのうち、長手方向LGDの一方側の発光素子グループEGの他方側端部にある発光素子Eの幾何重心と、長手方向LGDの他方側の発光素子グループEGの一方側端部にある発光素子Eの幾何重心との長手方向LGDにおける距離として求めることができる。また、距離Dgは、長手方向LGDにおける位置が隣り合う2個の発光素子グループEGそれぞれの幾何重心間の長手方向LGDにおける距離として求めることができる。また、距離Dtは、幅方向LGDにおける位置が隣り合う2個の発光素子グループEGそれぞれの幾何重心間の幅方向LTDにおける距離として求めることができる。
【0043】
このようにヘッド基板293の裏面293−tには、複数の発光素子グループEGが離散的に配置されている。一方、図6に示すように、ヘッド基板293の表面293−hには、遮光部材297が配置されている。なお、遮光部材297の他方側は、ヘッド基板表面293−hに接着剤により固定されている。遮光部材297には厚さ方向TKDに貫通する導光孔2971が形成されており、この導光孔2971は厚さ方向TKDからの平面視において円形状を有している。また、各導光孔2971の内壁には黒色メッキが施されている。そして、遮光部材297には、この導光孔2971が発光素子グループEG毎に1個ずつ形成されており、すなわち、1個の発光素子グループEGに対して1個の導光孔2971が開口している。
【0044】
このような遮光部材297を設ける目的は、いわゆる迷光がレンズLS1、LS2に入射するのを抑制するためである。つまり、後述するように、各発光素子グループEGにはそれぞれ専用のレンズLS1、LS2が設けられている。このような構成では、光ビームは、それ自身の射出源である発光素子グループEGに設けられたレンズLS1、LS2にのみ入射して結像されることが望ましい。しかしながら、光ビームの一部には、その射出源である発光素子グループEGに設けられたレンズLS1、LS2に向わずに迷光となってしまうものもある。そして、このような迷光が、それ自身の射出源でない発光素子グループEGに設けられたレンズLS1、LS2に入射してしまうと、いわゆるゴーストが発生してしまうおそれがある。これに対して、発光素子グループEGとレンズLS1、LS2との間には遮光部材297が設けられており、この遮光部材297には、内壁に黒色メッキが施された導光孔2971が発光素子グループEGに開口して設けられている。したがって、迷光の多くは、導光孔2971の内壁で吸収されることとなる。こうして、ゴーストの抑制が図られている。
【0045】
遮光部材297の厚さ方向TKDの一方側には、絞り平板295が配置されている。この絞り平板は、幅方向LTDの両端に設けられたスペーサー2951を介して遮光部材297の一方側に配置されており、幅方向LTDの両側からヘッドフレーム291により狭持されている。絞り平板295には、厚さ方向TKDに貫通する開口絞りDA(図4)が、各発光素子グループEG毎に1個ずつ形成されており、すなわち1個の発光素子グループEGに対して1個の開口絞りDAが開口している。また、図4に示すように平面透視において、開口絞りDAは、レンズよりも小さい口径の円形状を有しており、レンズの内部にすっぽりと納まるように配設されている。この開口絞りDAは、後述するレンズLS1、LS2が所望の結像作用を発揮できるようにすることを目的として設けられている。つまり、開口絞りDAは、第1レンズLS1に入射する光の量を制限して、最終的に形成されるスポットSPの大きさ、形状、あるいはスポット形成に供する光の量を調整する。
【0046】
こうして、絞り平板295では、複数の開口絞りDAが3行千鳥で並んでおり、換言すれば、主走査方向MDにおける位置が隣り合う3枚の第1開口絞りDA(DAa、DAb、DAc)は、副走査方向SDにおける位置が互いに異なる。そこで、図5、図6においては、開口絞りDAを副走査方向SDの位置に応じて区別して記載している。つまり、副走査方向SDにおいて最上流にある開口絞りDAに対しては符号DAaが付され、副走査方向SDにおいて中央にある開口絞りDAに対しては符号DAbが付され、副走査方向SDにおいて最下流にある開口絞りに対しては符号DAcが付されている。
【0047】
また、絞り平板295の厚さ方向TKDの一方側では、第1レンズアレイLA1が配置されている。この第1レンズアレイLA1は長手方向LGDに長尺な略平板形状を有しており、幅方向LTDからヘッドフレーム291により狭持されている。また、第1レンズアレイLA1の裏面には、第1レンズLS1(図4)が各発光素子グループEGに対して一枚ずつ形成されており、すなわち1個の発光素子グループEGに対して1枚の第1レンズLS1(図4)が対向している。こうして、第1レンズアレイLA1では、複数の第1レンズLS1が3行千鳥で並んでおり、換言すれば、主走査方向MDにおける位置が隣り合う3枚の第1レンズLS1(LSa1、LSb1、LSc1)は、副走査方向SDにおける位置が互いに異なる。そこで、図5、図6においては、第1レンズLS1を副走査方向SDの位置に応じて区別して記載している。つまり、副走査方向SDにおいて最上流にある第1レンズLS1に対しては符号LSa1が付され、副走査方向SDにおいて中央にある第1レンズLS1に対しては符号LSb1が付され、副走査方向SDにおいて最下流にある第1レンズLS1に対しては符号LSc1が付されている。
【0048】
さらに、この第1レンズアレイLA1の厚さ方向TKDの一方側では、第2レンズアレイLA2が第1レンズLA1から離間した状態で対向している。この第2レンズアレイLA2は長手方向LGDに長尺な略平板形状を有しており、幅方向LTDからヘッドフレーム291により狭持されている。また、第2レンズアレイLA2の裏面には、第2レンズLS2(図4)が各発光素子グループEGに対して一枚ずつ形成されており、すなわち1個の発光素子グループEGに対して1枚の第2レンズLS2(図4)が対向している。こうして、第2レンズアレイLA2では、複数の第2レンズLS2が3行千鳥で並んでおり、換言すれば、主走査方向MDにおける位置が隣り合う3枚の第2レンズLS2(LSa2、LSb2、LSc2)は、副走査方向SDにおける位置が互いに異なる。そこで、図5、図6においては、第2レンズLS2を副走査方向SDの位置に応じて区別して記載している。つまり、副走査方向SDにおいて最上流にある第2レンズLS2に対しては符号LSa2が付され、副走査方向SDにおいて中央にある第2レンズLS2に対しては符号LSb2が付され、副走査方向SDにおいて最下流にある第2レンズLS2に対しては符号LSc2が付されている。なお、こうして同一の発光素子グループEGに対向する2枚のレンズLS1、LS2は、協働して縮小した倒立像を結像する。
【0049】
このように、ラインヘッド29では、1個の発光素子グループEGに対して、導光孔2971、開口絞りDA、第1レンズLS1および第2レンズLS2が1セットずつ対向して配置されている。したがって、発光素子グループEGからの光ビームは、導光孔2971を通過した後に、開口絞りDAにより光量調整されて、第1レンズLS1および第2レンズLS2へと入射する。また、この第1レンズLS1および第2レンズLS2は協働して1つの結像光学系(LS1、LS2)を構成しているため、発光素子グループEGの発光素子Eが発光すると、感光体ドラム21の周面にスポットが形成される。したがって、このラインヘッド29は、特開2008−036937の図11に記載されている露光動作と同様にして、感光体ドラム21の周面に潜像を形成することができる。つまり、感光体ドラム21周面の副走査方向SDへの移動に応じたタイミングで、各発光素子Eを発光させることで、複数のスポットを主走査方向MDに並べて形成することができる。
【0050】
ところで、かかる露光動作では、第1レンズLS1および第2レンズLS2の光学的作用を受けた収束光LBa、LBb、LBcが、副走査方向SDに異なる位置で感光体ドラム21周面に入射する。そして、第1実施形態のラインヘッド29は、各収束光LBa、LBb、LBcが感光体ドラム21に入射する位置を安定させるために、以下に説明する構成を備えている。
【0051】
図7は、A−A線階段断面における開口絞りDA、第1レンズLS1および第2レンズLS2の位置関係を示した図である。以下必要に応じて、副走査方向SDにおいて絞り平板295の最上流端に位置する開口絞りDAaを「上流側開口絞りDAa」と称し、副走査方向SDにおいて絞り平板295の中央に位置する開口絞りDAbを「中央開口絞りDAb」と称し、副走査方向SDにおいて絞り平板295の最下流端に位置する開口絞りDAcを「下流側開口絞りDAc」と称することとする。また、副走査方向SDにおいて第1レンズアレイLA1の最上流端に位置する第1レンズLSa1を「上流側第1レンズLSa1」と称し、副走査方向SDにおいて第1レンズアレイLA1の中央に位置する第1レンズLSb1を「中央第1レンズLSb1」と称し、副走査方向SDにおいて第1レンズアレイLA1の最下流端に位置する第1レンズLSc1を「下流側第1レンズLSc1」と称することとする。さらに、副走査方向SDにおいて第2レンズアレイLA2の最上流端に位置する第2レンズLSa2を「上流側第2レンズLSa2」と称し、副走査方向SDにおいて第2レンズアレイLA2の中央に位置する第2レンズLSb2を「中央第2レンズLSb2」と称し、副走査方向SDにおいて第2レンズアレイLA2の最下流端に位置する第2レンズLSc2を「下流側第2レンズLSc2」と称することとする。
【0052】
同図に示すように、絞り平板295には、厚さ方向TKDに貫通して開口絞りDAa、DAb、DAcが形成されている。また、第1レンズアレイLA1はガラス製の第1光透過性基板SB1を有しており、この第1光透過性基板SB1の裏面SB1−tには樹脂製の第1レンズLSa1、LSb1、LSc1が形成されている。同様に、第2レンズアレイLA2はガラス製の第2光透過性基板SB2を有しており、この第2光透過性基板SB2の裏面SB2−tには樹脂製の第2レンズLSa2、LSb2、LSc2が形成されている。そして、絞り平板295において、開口絞りDAa、DAb、DAcが副走査方向SDへ所定の開口絞り間距離で配置されているとともに、レンズアレイLA1、LA2において、レンズLSa1、LSb1、LSc1、LSa2、LSb2、LSc2が、副走査方向SDへ所定のレンズ間距離で配置されている。なお、副走査方向SDへの開口絞り間距離とは、各開口絞りの中心線の副走査方向SDへの距離とし、副走査方向SDへのレンズ間距離とは、各レンズの中心線の副走査方向SDへの距離とする。具体的には次のとおりである。
【0053】
上流側開口絞りDAaと中央開口絞りDAbとの副走査方向SDへの開口絞り間距離は、上流側開口絞りDAaの中心線Cdaaと中央開口絞りDAbの中心線Cdabとの副走査方向SDへの距離として求められ、距離Ddaである。
【0054】
中央開口絞りDAbと下流側開口絞りDAcとの副走査方向SDへの開口絞り間距離は、中央開口絞りDAbの中心線Cdabと下流側開口絞りDAcの中心線Cdacとの副走査方向SDへの距離として求められ、距離Ddaである。
【0055】
上流側第1レンズLSa1と中央第1レンズLSb1との副走査方向SDへのレンズ間距離は、上流側第1レンズLSa1の中心線Caと中央第1レンズLSb1の中心線Cbとの副走査方向SDへの距離として求められ、距離Dlsである。
【0056】
中央第1レンズLSb1と下流側第1レンズLSc1との副走査方向SDへのレンズ間距離は、中央第1レンズLSb1の中心線Cbと下流側第1レンズLSc1の中心線Ccとの副走査方向SDへの距離として求められ、第1距離Dlsである。
【0057】
また、上流側第1レンズLSa1と上流側第2レンズLSa2のレンズ中心線は同じ中心線Caを有し、中央第1レンズLSb1と中央第2レンズLSb2のレンズ中心線は同じ中心線Cbを有し、下流側第1レンズLSc1と下流側第2レンズLSc2のレンズ中心線は同じ中心線Ccを有している。したがって、第2レンズアレイLA2は、次に示すように、第1レンズアレイLA1と同様の構成を備える。
【0058】
上流側第2レンズLSa2と中央第2レンズLSb2との副走査方向SDへのレンズ間距離は、上流側第2レンズLSa2の中心線Caと中央第2レンズLSb2の中心線Cbとの副走査方向SDへの距離として求められ、距離Dlsである。
【0059】
中央第2レンズLSb2と下流側第2レンズLSc2との副走査方向SDへのレンズ間距離は、中央第2レンズLSb2の中心線Cbと下流側第2レンズLSc2の中心線Ccとの副走査方向SDへの距離として求められ、第2距離Dlsである。
【0060】
そして、図7に示すように、中央開口絞りDAbの中心線Cdabと、中央第1・第2レンズLSb1、LSb2の中心線Cbとは互いに一致している。また、これらの中心線Cadb、Cb(の延長線)が感光体ドラム21の回転中心Ccy(図8)と交差するように、中央開口絞りDAbおよび中央第1・第2レンズLSb1、LSb2は配置されている。このような中央開口絞りDAbおよび中央第1・第2レンズLSb1、LSb2の位置関係に対して、上流側の開口絞りDAa、レンズLSa1、LSa2および下流側の開口絞りDAc、レンズLSc1、LSc2の位置関係は異なっている。つまり、上流側の第1・第2レンズの中心線Caに対して上流側開口絞りDAaの中心線Cdaaは副走査方向の上流側に距離ΔDdlだけ偏心している。また、下流側の第1・第2レンズの中心線Ccに対して下流側開口絞りDAcの中心線Cdacは副走査方向の下流側に距離ΔDdlだけ偏心している。そのため、レンズ間距離Dlsは、開口絞り間距離Ddaよりも短くなっている。そして、このように構成することで、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)による収束光LBa、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)による収束光LBb、および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)による収束光LBc(の主光線)を互いに傾けることが可能となっている。
【0061】
図8は、A−A線階段断面においてラインヘッドによる収束光を示した図である。なお、同図で示される3つの収束光LBa、LBb、LBcは、次のとおりである。つまり、上流側収束光LBaは、上流側第1レンズLSa1の中心線Ca1上にある発光素子Eから射出されて、上流側開口絞りDAa、上流側第1レンズLSa1および上流側第2レンズLSa2の光学的作用を受けた収束光である。また、中央収束光LBbは、中央第1レンズLSb1の中心線Cb2上にある発光素子Eから射出されて、中央開口絞りDAb、中央第1レンズLSb1および中央第2レンズLSb2の光学的作用を受けた収束光である。さらに、下流側収束光LBcは、下流側第1レンズLSc1の中心線Cc1上にある発光素子Eから射出されて、下流側開口絞りDAc、下流側第1レンズLSc1および下流側第2レンズLSc2の光学的作用を受けた収束光である。また、同図において各収束光LBa、LBb、LBcには、一点鎖線で主光線PRa、PRb、PRcが併記されている。
【0062】
図8に示すように、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)はいずれも光ビームを収束させる光学的作用を有する。さらに、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)は、光ビームの主光線を感光体ドラム21の回転中心Ccy側に曲げる光学的作用も有する。つまり、上流側第1・第2レンズLSa1、LSa2に対して上流側開口絞りDAaは回転中心Ccy逆側(副走査方向SDの上流側)に距離ΔDdlだけ偏心しているため、上流側光学系を構成する上流側開口絞りDAa、上流側第1レンズLSa1および上流側第2レンズLSa2は、感光体ドラム21の回転中心Ccy側に光ビームの主光線を曲げながら、当該光ビームを収束させる。また、下流側第1・第2レンズLSc1、LSc2に対して下流側開口絞りDAcは回転中心Ccy逆側(副走査方向SDの下流側)に距離ΔDdlだけ偏心しているため、下流側光学系を構成する下流側開口絞りDAc、下流側第1レンズLSc1および下流側第2レンズLSc2は、感光体ドラム21の回転中心Ccy側に光ビームの主光線を曲げながら、当該光ビームを収束させる。
【0063】
このような各光学系の光学的作用により、上流側収束光LBaの主光線PRaと中央収束光LBbの主光線PRbとは角度θabだけ互いに傾くとともに、中央収束光LBbの主光線PRbと下流側収束光LBcの主光線PRcとは角度θbcだけ傾いている。その結果、上流側収束光LBaの主光線PRaは感光体ドラム21の回転中心Ccy側に傾くとともに、下流側収束光LBcの主光線PRcは感光体ドラム21の回転中心Ccy側に傾いている。
【0064】
特に、第1実施形態では、収束光LBa、LBb、LBcのいずれもが、感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いて、感光体ドラム21周面に入射している(換言すれば、収束光LBa、LBb、LBcのいずれもが、感光体ドラム21の回転中心Ccyに出射されている)。ここで、収束光LBa、LBb、LBcの主光線PRa、PRb、PRcの延長線VLa、VLb、VLcが、感光体ドラムの回転中心Ccyと交差するとき、収束光LBa、LBb、LBcが回転中心Ccyを向いている(回転中心Ccyに出射されている)とする。
【0065】
以上のように、第1実施形態では、感光体ドラム21周面(被露光面)は副走査方向SDに有限の曲率半径(あるいは曲率)を有しており、ラインヘッド29は、副走査方向SDに異なる位置で収束光LBa、LBb、LBcを感光体ドラム21周面に入射させる。したがって、収束光LBa、LBb、LBc(の主光線PRa、PRb、PRc)が互いに平行であるか、あるいは互いに僅かに傾いている程度であると、収束光LBa、LBb、LBcの全部あるいは一部が大きな入射角で被露光面へ入射してしまい、当該収束光の被露光面への入射位置が安定しない場合があった。かかる問題について詳述する。
【0066】
図9は、副走査方向に異なる位置で複数の収束光を被露光面に入射させる際に発生しうる問題の説明図である。同図では、各収束光の主光線PRa、PRb、PRcは互いに平行である。また、同図下段は感光体ドラム21周面とラインヘッド29との間隔変動が無い場合を示し、同図上段は感光体ドラム21周面とラインヘッド29との間隔変動がある場合を示している。つまり、上述したとおり、感光体ドラム21周面とラインヘッド29との間隔は時間的に変動する場合があり、同図上段はかかる場合を示している。
【0067】
まず、同図下段の間隔変動が無い場合から説明する。この場合、上流側収束光LBaは、位置SIaで感光体ドラム21周面に入射する(左側の欄)。また、下流側収束光LBcは、位置SIcで感光体ドラム21周面に入射する(右側の欄)。このように、感光体ドラム21とラインヘッド29との間隔に変動が無い場合には、予め設計された位置SIa、SIcで収束光LBa、LBcは感光体ドラム21周面に入射することができる。
【0068】
一方、同図上段に示すように、感光体ドラム21周面が実線曲線から二点鎖線曲線へと位置変動して、感光体ドラム21とラインヘッド29との間隔が変動すると、収束光LBa、LBcの入射位置が変動してしまう。つまり、左側の欄に示すように、上流側収束光LBa(の主光線PRa)は感光体ドラム21周面の法線NLに対して傾いており、言わば、大きな入射角で感光体ドラム21周面に入射する。したがって、本来は位置SIaで感光体ドラム21周面に入射するはずの上流側収束光LBaが、位置SIaから周方向に距離dだけずれた位置Sraで感光体ドラム21周面に入射している。また、同様のことが下流側収束光LBcについても発生している。つまり、右側の欄に示すように、下流側収束光LBc(の主光線PRc)は感光体ドラム21周面の法線NLに対して傾いており、言わば、大きな入射角で感光体ドラム21周面に入射する。したがって、本来は位置SIcで感光体ドラム21周面に入射するはずの下流側収束光LBcが、位置SIcから周方向に距離dだけずれた位置Srcで感光体ドラム21周面に入射している。
【0069】
このような問題に対して、第1実施形態では、絞り平板295に配設された開口絞りDAa、DAb、DAcの副走査方向SDへの開口絞り間距離Ddaと、第1レンズアレイLA1に配設された第1レンズLSa1、LSa2、LSa3の副走査方向SDへのレンズ間距離Dlsが異なっている。これにより、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcを互いに十分かつ適切に傾けることができ、その結果、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcそれぞれの感光体ドラム21周面への入射角を小さくすることが可能となっている。したがって、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcそれぞれの感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光を実現することができる。かかる効果について具体例を挙げて説明すると次のとおりである。
【0070】
図10は、第1実施形態のラインヘッドの効果を具体例を挙げて説明するための図である。図10においても図9と同様に、実線曲線はラインヘッド29との間隔変動の無い感光体ドラム21周面を表しており、二点鎖線曲線はラインヘッド29との間隔変動のある感光体ドラム21周面を表している。図10のラインヘッド29では図9のラインヘッドと異なり、上流側収束光LBa(の主光線PRa)は法線NLと概ね一致しており、極めて小さい入射角で感光体ドラム21周面に入射している(左側の欄)。したがって、感光体ドラム21の周方向において本来の入射位置SIaと実際の入射位置Sraとを略一致させることができ、上流側収束光LBaの入射位置を安定させることが可能となっている。また、同様に、下流側収束光LBc(の主光線PRc)は法線NLと概ね一致しており、極めて小さい入射角で感光体ドラム21周面に入射している(右側の欄)。したがって、感光体ドラム21の周方向において本来の入射位置SIcと実際の入射位置Srcとを略一致させることができ、下流側収束光LBcの入射位置を安定させることが可能となっている。こうして、良好な露光が図られている。
【0071】
特に、上述のとおり、感光体ドラム21周面の曲率中心は、ラインヘッド29(換言すれば、上流側第2レンズLSa2、中央第2レンズLSb2および下流側第2レンズLSc2)に対して、感光体ドラム21周面の逆側にある。そこで、第1実施形態のラインヘッドでは、絞り平板295に配設された開口絞りDAa、DAb、DAcの副走査方向SDへの開口絞り間距離Ddaよりも、第1レンズアレイLA1に配設された第1レンズLSa1、LSa2、LSa3の副走査方向SDへのレンズ間距離Dlsは短く設定されている。これにより、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcそれぞれの感光体ドラム21周面への入射角を小さくして、各収束光LBa、LBb、LBcの感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光を実現することが可能となっている。
【0072】
また、上述のように、主走査方向MDに回転中心Ccyを有するとともに該回転中心Ccyで回転する円筒形の感光体ドラム21の周面を被露光面とする場合は、このラインヘッド29に本発明を適用することが好適である。なぜなら、このような場合には、上述した理由により感光体ドラム21周面とラインヘッド29との間隔変動が発生しやすいため、本発明をラインヘッド29に適用することで、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcそれぞれの感光体ドラム21周面への入射角を小さくして、各収束光LBa、LBb、LBcの感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光の実現を図ることが好適であるからである。
【0073】
この際、第1実施形態のように、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcは感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いているようにラインヘッド29を構成しても良い。これにより、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcの感光体ドラム21周面への入射角を確実に小さくすることができ、各収束光LBa、LBb、LBcの感光体ドラム21周面への入射位置をさらに安定させて、極めて良好な露光の実現を図ることができる。
【0074】
また、第1実施形態のように、上流側開口絞りDAa、中央開口絞りDAbおよび下流側開口絞りDAcは同一の絞り平板295に配設され、上流側第1レンズLSa1、中央第1レンズLSb1および下流側第1レンズLSc1は同一の基板SB1に配設されているようにラインヘッド29を構成しても良い。このように、上流側開口絞りDAa、中央開口絞りDAbおよび下流側開口絞りDAcを同一の絞り平板295に配設した構成とすることで、これらの距離Ddaが所定の精度を満たすように上流側開口絞りDAa、中央開口絞りDAbおよび下流側開口絞りDAcを簡便に作製することが可能となる。また、上流側第1レンズLSa1、中央第1レンズLSb1および下流側第1レンズLSc1を同一の平面SB1に配設した構成とすることで、これらの距離Dlsが所定の精度を満たすように流側第1レンズLSa1、中央第1レンズLSb1および下流側第1レンズLSc1を簡便に作製することが可能となる。
【0075】
第2実施形態
図11は、図5のA−A線に相当する階段線の断面において第5実施形態のラインヘッドを部分的に示した図である。図12は、第2実施形態のラインヘッドでの開口絞りの配置を説明するための斜視図である。なお、図12では、感光体ドラム21と開口絞りDAa、DAb、DAc以外のレンズ等の記載は省略されており、感光体ドラム21は主走査方向MDの一部分だけが図示されている。第1実施形態に対する第2実施形態の主な違いは、開口絞りDAa、DAb、DAcを回転中心Ccyの共役な位置に配置した点である。それ以外の構成は、第1実施形態と第2実施形態とは共通するため、以下では、共通部分については相当符号を付して説明を適宜省略し、差異点を中心に説明をすることとする。
【0076】
第2実施形態においても、絞り平板295に配設された開口絞りDAa、DAb、DAcの副走査方向SDへの開口絞り間距離Ddaよりも、第1レンズアレイLA1に配設された第1レンズLSa1、LSa2、LSa3の副走査方向SDへのレンズ間距離Dlsは短い。このように、第1実施形態のラインヘッド29と共通する構成を備える第5実施形態のラインヘッド29は、上述した第1実施形態のラインヘッド29の効果と同様の効果を奏することができる。
【0077】
さらには、第2実施形態のラインヘッド29は、開口絞りDAa、DAb、DAcを感光体ドラム21の回転中心Ccyの共役な位置に配置している。これについて、図12を用いてより詳しく説明する。同図では、感光体ドラム21の回転中心Ccyの3個の所定位置Vta、Vtb、Vtcが主走査方向MDにこの順番で並んで示されている。さらに、所定位置Vta、Vtb、Vtcを通り回転中心Ccyに直交する3本の仮想直線Vpa、Vpb、Vpcが示されている。そして、同図に示すように、上流側開口絞りDAaは、回転中心Ccyの所定の位置Vtaを通る仮想垂線Vpa上の共役な位置に配置され、中央開口絞りDAbは、回転中心Ccyの所定の位置Vtbを通る仮想垂線Vpb上の共役な位置に配置され、下流側開口絞りDAcは、回転中心Ccyの所定の位置Vtcを通る仮想垂線Vpc上の共役な位置に配置されている。
【0078】
第2実施形態のラインヘッドは、このような構成を備えるため、次のような効果も奏することができる。つまり、このように開口絞りDAa、DAb、DAcを配置した場合、発光素子Eの副走査方向SDへの位置に拘わらず、各発光素子Eからの光を感光体ドラム21の回転中心Ccyに向けることができる。具体的には、図11では、発光素子グループEGa、EGb、EGcのそれぞれにおいて、副走査方向SDに異なる3個の発光素子E1、E2、E3が配置されている。ここで、発光素子グループEGaで代表して、これら3個の発光素子E1、E2、E3から射出された光の軌跡を見てみると、発光素子E1からの光を上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)で収束した収束光の主光線PRa1は回転中心Ccyを向いており、また、発光素子E2からの光を上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)で収束した収束光の主光線PRa2は回転中心Ccyを向いており、さらに、発光素子E3からの光を上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)で収束した収束光の主光線PRa3は回転中心Ccyを向いている。このように、副走査方向SDに異なる3個の発光素子E1、E2、E3からの光が全て回転中心Ccyを向いている。また、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)についても同様である。このように第2実施形態のラインヘッド29は、発光素子Eの副走査方向SDへの位置に拘わらず、収束光を確実に回転中心Ccyへ向わせることができるため、良好な露光の実現に有利と言える。
【0079】
第3実施形態
図13は、A−A線階段断面において第3実施形態のラインヘッドを部分的に示した図である。以下、第1実施形態と第3実施形態との差異点について主に説明し、両実施形態で共通する部分については共通符号を付して説明を適宜省略する。
【0080】
第1実施形態に対する第3実施形態の主な違いは、遮光部材297の構成である。つまり、第3実施形態では、複数(5枚)の遮光板2973を厚さ方向TKDに並べて1個の遮光部材297が構成されている。より詳しくは、各遮光板2973には、発光素子グループEG毎に1個の貫通孔2975が形成されている。そして、5枚のうちの1枚の遮光板2973はヘッド基板293に載置されるとともに、残りの4枚の遮光板2973は厚さ方向TKDに間隔を空けて配置されている。そして、これら5枚の遮光板2973と第1レンズアレイLA1との間に絞り平板295が配置されている。なお、これら遮光板2973および絞り平板295はヘッドフレーム291により狭持されている。そして、第3実施形態のラインヘッド29においても、絞り平板295に配設された開口絞りDAa、DAb、DAcの副走査方向SDへの開口絞り間距離Ddaよりも、第1レンズアレイLA1に配設された第1レンズLSa1、LSa2、LSa3の副走査方向SDへのレンズ間距離Dlsは短い。このように、第1実施形態のラインヘッド29と共通する構成を備える第3実施形態のラインヘッド29は、上述した第1実施形態のラインヘッド29の効果と同様の効果を奏することができる。
【0081】
第4実施形態
上記実施形態では、各収束光LBa、LBb、LBcは、感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いている。しかしながら、各収束光LBa、LBb、LBcが回転中心Ccyを正確に向いている必要は無く、例えば、各収束光LBa、LBb、LBcが回転中心Ccyの近傍を向く(換言すれば、各収束光LBa、LBb、LBcが回転中心Ccyの近傍に出射する)ようにラインヘッド29を構成しても良い。
【0082】
図14は、感光体ドラムの回転中心の近傍を向く光を説明するための概念図である。同図の距離Dyは、異なる光学系に対応した発光素子Eの間の副走査方向SDへの距離(つまり、上流側結像光学系(DAa、LSa1、LSa2)に対応する発光素子Eと中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)に対応する発光素子Eとの間の副走査方向SDへの距離、あるいは中央結像光学系(DAb、LSb1、LSb2)に対応する発光素子Eと下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)に対応する発光素子Eとの間の副走査方向SDへの距離)である。換言すれば、距離Dyは、2個の発光素子グループEGの副走査方向SDへの距離Dt(図5)に相当し、特に図5に例示したような発光素子グループEGの幾何重心に発光素子Eが存在する構成では、2個の発光素子グループEGの幾何重心にある発光素子Eそれぞれの間の副走査方向SDへの距離Dtとして求めることができる。
【0083】
そして、感光体ドラム21の回転中心Ccyからの距離が距離Dyより短い(距離Dy未満の)範囲が、感光体ドラム21の回転中心Ccyの近傍となる。したがって、回転中心Ccyから距離Dyより短い距離範囲を主光線の延長線が通過する光は、回転中心Ccyの近傍を向いて感光体ドラム21周面に入射している(換言すれば、回転中心Ccyの近傍に出射している)。具体的には、主光線の延長線が一点鎖線VL1_1、VL_2である光は、回転中心Ccyの近傍を向いて感光体ドラム21周面に入射している。一方で、主光線の延長線が一点鎖線VL1_3、VL_4である光は、回転中心Ccyの近傍を向いていない。
【0084】
そして、収束光が感光体ドラム21の回転中心Ccyの近傍を向くようにラインヘッド29を構成することで、収束光の感光体ドラム21周面への入射角を抑制することができ、収束光の感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光の実現を図ることができる。
【0085】
その他
以上のように、上記実施形態では、ラインヘッド29が本発明の「露光ヘッド」に相当している。また、上流側開口絞りDAaを本発明の「第1の開口絞り」としたとき、上流側第1レンズLSa1が本発明の「第1のレンズ」に相当し、中央開口絞りDAbが本発明の「第2の開口絞り」に相当し、中央第1レンズLSb1が本発明の「第2のレンズ」に相当し、上流側開口絞りDAaを通過する光を射出する発光素子Eが本発明の「第1の発光素子」に相当し、中央開口絞りDAbを通過する光を射出する発光素子Eが本発明の「第2の発光素子」に相当し、収束光LBaが本発明の「第1の光」に相当し、収束光LBbが本発明の「第2の光」に相当し、位置Vtaが本発明の「第1の位置」に相当し、位置Vtbが本発明の「第2の位置」に相当し、仮想垂線Vpaが本発明の「仮想第1垂線」に相当し、仮想垂線Vpbが本発明の「仮想第2垂線」に相当する。また、副走査方向SDが本発明の「第1の方向」に相当し、主走査方向MDが本発明の「第2の方向」に相当するまた、感光体ドラム21が本発明の「像担持体」に相当する。また、回転中心Ccyが本発明の「回転軸」に相当する。
【0086】
なお、本発明は上記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に対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、収束光LBa、LBb、LBcのいずれもが、感光体ドラム21の回転中心Ccyあるいはその近傍を向いている。しかしながら、このように構成することは必須ではない。
【0087】
また、上記実施形態では、各レンズアレイLA1、LA2において3行千鳥でレンズが並んでいたが、レンズの配置態様はこれに限られない。したがって、例えば、2行千鳥等の他の配置態様でレンズを並べても良い。
【0088】
また、上記実施形態では、レンズアレイLA1、LA2の裏面にレンズLS1、LS2が形成されていた。しかしながら、例えば、レンズアレイLA1、LA2の表面にレンズLS1、LS2が形成されても良い。
【0089】
また、上記実施形態では、レンズアレイLA1、LA2ガラス製の光透過性基板SB1、SB2に樹脂製のレンズLSa1、LSa2等を形成したものであった。しかしながら、レンズアレイLA1、LA2を1つの材料で一体的に構成することもできる。
【0090】
また、上記実施形態では、同じ発光素子グループEGに対して設けられた2枚のレンズLS1、LS2が互いに異なる光透過性基板SB1、SB2に設けられていたが、これら2枚のレンズLS1、LS2を同じ光透透過性基板の表裏面に設けるように構成することもできる。
【0091】
また、上記実施形態では、1個の発光素子グループEGに対して2枚のレンズLS1、LS2が設けられていたが、1個の発光素子グループEGに対して設けられるレンズの枚数はこれに限られず、1枚であっても3枚以上であっても良い。
【0092】
また、上記実施形態では、複数の発光素子グループEGは3行千鳥で配置されていたが、複数の発光素子グループEGの配置態様はこれに限られない。
【0093】
また、上記実施形態では、15個の発光素子Eから発光素子グループEGが構成されている。しかしながら、発光素子グループEGを構成する発光素子Eの個数はこれに限られない。
【0094】
また、上記実施形態では、発光素子グループEG内において、複数の発光素子Eが3行千鳥で配置されていたが、発光素子グループEG内での複数の発光素子Eの配置態様はこれに限られない。
【0095】
また、上記実施形態では、発光素子Eとしてボトムエミッション型の有機EL素子が用いられている。しかしながら、トップエミッション型の有機EL素子を発光素子Eとして用いても良く、あるいは有機EL素子以外のLED(Light Emitting Diode)等を発光素子Eとして用いても良い。
【0096】
また、上記実施形態では、感光体ドラム21を軸棒RS21により回転自在に支持していた。しかしながら、感光体ドラム21の回転支持機構はこれに限られず、例えば、特開2001−305911号公報のようなフランジを用いた機構であっても良い。
【実施例】
【0097】
次に本発明の実施例を示すが、本発明はもとより下記の実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合しうる範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【0098】
図15は、A−A線階段断面において実施例のラインヘッドを部分的に示した図である。実施例のラインヘッドは、第2実施形態のラインヘッドと略同じ構成を有する。以下、像面の曲率半径を20[mm](R21=20[mm])とするとともに、その他の光学系諸元を図16、図17、図18に示す値として求めた、各光学系の光線図およびレンズデータを示す。
【0099】
図16は、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)の光学系諸元を表としてまとめた図である。図17は、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)の光学系諸元を表としてまとめた図である。図18は、下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)の光学系諸元を表としてまとめた図である。図15および図16〜図18の各表では、中央光学系の中心(換言すれば、レンズ中心線Cbあるいは中央光学系の光軸)を原点として、副走査方向SDにおける位置が示されており、図15の右向きに負方向がとられ、図15の左向きに正方向がとられている。
【0100】
まず、図16の表を用いて上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)の光学系諸元について説明する。副走査方向SDにおける上流側第1レンズLSa1および上流側第2レンズLSa2の中心位置は1.7[mm]であり(項目「副走査方向におけるレンズ位置」)、上流側第1レンズLSa1に対する上流側開口絞りDAaの副走査方向SDへの偏心量ΔDdlは0.154[mm]である(項目「副走査方向絞り偏心量」)。また、この上流側開口絞りDAaは、主走査方向MDへの幅が1.2[mm]であるとともに副走査方向SDへの幅が0.5[mm]である矩形を有しており、実質的に副走査方向SDへのみ光量制限機能を有する(項目「副走査方向絞り幅(矩形 主×副)」)。各レンズLSa1、LSa2のレンズ径は1.66[mm]である(項目「レンズ径」)。さらに、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)による収束光の主光線PRaの傾きθabは−4.65°であり(項目「θab」)、主光線PRaは回転中心CT21(Ccy)を向いている(つまり、主光線PRaの延長線VLaは回転中心CT21と交差する)。そして、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)の副走査方向SDにおける結像位置は1.77[mm]である(項目「副走査方向における結像位置」)。また、発光素子Eは、上流側第1レンズLSa1の中心線Ca1上にあり(項目「物体高(副走査方向)」)にあり、波長690[nm]の光を射出する(項目「波長」)。さらに、実施例での上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)は、開口絞りMdaを備えており(図22)。この開口絞りMdaは、主走査方向MDへの幅が0.8[mm]であるとともに副走査方向SDへの幅が1.2[mm]である矩形を有しており、実質的に主走査方向MDへのみ光量制限機能を有する(項目「主走査方向絞り幅(矩形 主×副)」)。また、この開口絞りMdaは、結像光学系(LSa1、LSa2)の前側焦点位置に配置されており、主走査方向MDにおいて像側テレセントリックが実現されている。
【0101】
次に、図17の表を用いて中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)の光学系諸元について説明する。副走査方向SDにおける中央第1レンズLSb1、中央第2レンズLSb2の中心位置は0[mm]であり(項目「副走査方向におけるレンズ位置」)、中央第1レンズLSb1に対する中央開口絞りDAbの副走査方向SDへの偏心量は0[mm]である。各レンズLSb1、LSb2のレンズ径は1.66[mm]であり(項目「レンズ径」)、開口絞りDAの径は0.8[mm]である(項目「絞り径」)。さらに、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)による収束光の主光線PRbは回転中心CT21を向いている(つまり、主光線PRbの延長線VLbは回転中心CT21と交差する)。そして、中央光学系(DAa、LSb1、LSb2)の副走査方向SDにおける結像位置は0[mm]である(項目「副走査方向における結像位置」)。また、発光素子Eは、中央第1レンズLSb1の中心線Cb1上にあり(項目「物体高(副走査方向)」)にあり、波長690[nm]の光を射出する(項目「波長」)。
【0102】
最後に、図18の表を用いて下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)の光学系諸元について説明する。副走査方向SDにおける下流側第1レンズLSc1および下流側第2レンズLSc2の中心位置は−1.7[mm]であり(項目「副走査方向におけるレンズ位置」)、下流側第1レンズLSc1に対する下流側開口絞りDAcの副走査方向SDへの偏心量ΔDdlは−0.154[mm]である(項目「副走査方向絞り偏心量」)。また、この下流側開口絞りDAcは、主走査方向MDへの幅が1.2[mm]であるとともに副走査方向SDへの幅が0.5[mm]である矩形を有しており、実質的に副走査方向SDへのみ光量制限機能を有する(項目「副走査方向絞り幅(矩形 主×副)」)。各レンズLSc1、LSc2のレンズ径は1.66[mm]である(項目「レンズ径」)。さらに、下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)による収束光の主光線PRcの傾きθbcは4.65°であり(項目「θbc」)、主光線PRcは回転中心CT21を向いている(つまり、主光線PRcの延長線VLcは回転中心CT21と交差する)。そして、下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)の副走査方向SDにおける結像位置は−1.77[mm]である(項目「副走査方向における結像位置」)。また、発光素子Eは、下流側第1レンズLSc1の中心線Cc1上にあり(項目「物体高(副走査方向)」)にあり、波長690[nm]の光を射出する(項目「波長」)。さらに、実施例での下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)は、開口絞りMdaを備えており(図22)。この開口絞りMdaは、主走査方向MDへの幅が0.8[mm]であるとともに副走査方向SDへの幅が1.2[mm]である矩形を有しており、実質的に主走査方向MDへのみ光量制限機能を有する(項目「主走査方向絞り幅(矩形 主×副)」)。また、この開口絞りMdaは、結像光学系(LSc1、LSc2)の前側焦点位置に配置されており、主走査方向MDにおいて像側テレセントリックが実現されている。
【0103】
以上の光学系諸元を満たすように、各光学系の光線図およびレンズデータを求めたところ、次のようになった。図19は、副走査方向断面における上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)の光線図である。図20は、副走査方向断面における中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)の光線図である。図21は、副走査方向断面における下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)の光線図である。図22は、主走査方向断面における光線図である。この主走査方向断面における光線図は、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)で共通する。図23は、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)のレンズデータを表として示す図である。図24は、図23のレンズデータのS5面のデータを表として示す図である。図25は、図23のレンズデータのS8面のデータを表として示す図である。図26は、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)のレンズデータを表として示す図である。図27は、図25のレンズデータのS5面のデータを表として示す図である。図28は、図25のレンズデータのS7面のデータを表として示す図である。図29は、XY多項式面の定義式を示す図である。
【0104】
このように本実施例においても、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcを互いに十分かつ適切に傾けることができる(つまり、上流側収束光LBaと中央収束光LBbとは、θab=−4.65°傾き、中央収束光LBbと下流側収束光LBcとは、θbc=4.65°傾いている)。その結果、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcそれぞれの感光体ドラム21周面への入射角を小さくすることが可能となっている。したがって、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcそれぞれの感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光を実現することができる。
【0105】
また、本実施例では、開口絞りDAa、DAb、DAcを回転中心Ccyの共役な位置に配置しており、発光素子Eの副走査方向SDへの位置に拘わらず、収束光を確実に回転中心Ccyへ向わせることができるため、良好な露光の実現に有利と言える。
【符号の説明】
【0106】
21…感光体ドラム、 29…ラインヘッド、 291…ヘッドフレーム、 293…ヘッド基板、 295…絞り平板、 DA…開口絞り、 297…遮光部材、 2971…導光孔、 CT21…回転中心、 D21…回転方向、 E…発光素子、 EG…発光素子グループ、 295…絞り平板、 DA…開口絞り、 DAa…上流側開口絞り、 DAb…中央開口絞り、 DAc…下流側開口絞り、 LA1…第1レンズアレイLA1、 LA2…第2レンズアレイ、 LA…レンズアレイ、 LS1…第1レンズ、 LS2…第2レンズ、 LSa1…上流側第1レンズ、 LSb1…中央第1レンズLSb1、 LSc1…下流側第1レンズ、 LSa2…上流側第2レンズ、 LSb2…中央第2レンズ、 LSc2…下流側第2レンズ、 LBa…上流側収束光、 LBb…中央収束光、 LBc…下流側収束光、 Dls…第1距離、 Dda…距離、 LGD…長手方向LGD、 LTD…幅方向、 MD…主走査方向、 SD…副走査方向、 NL…法線、 RS21…ドラム軸棒、 Ccy…回転中心、 SB1…第1光透過性基板、 SB2…第2光透過性基板
【技術分野】
【0001】
この発明は、発光素子からの光により被露光面を露光する露光ヘッドおよび当該露光ヘッドを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、被露光面を露光するために、発光素子とレンズとを用いて被露光面に光を収束させる露光ヘッドが提案されている。例えば、特許文献1記載の露光ヘッド(同文献のラインヘッド)では、ガラス基板の両面それぞれに複数枚のレンズがアレイ配置されており、厚さ方向からガラス基板を挟む2枚のレンズが対を成している。また、各レンズ対には、発光素子が所定個数毎にグループ化されて対向配置されており、各発光素子は対向するレンズ対に向けて光を射出する。そして、発光素子からレンズ対に入射した光が、このレンズ対を構成する各レンズの光学的作用を受けて、被露光面に収束する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008−036937号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献1記載の露光ヘッドが露光する被露光面は、円筒形の感光体ドラムの周面である。また、この感光体ドラム周面は主走査方向に平行な回転軸を中心として回転し、その結果、主走査方向に直交する副走査方向へと移動する。しかしながら、この回転軸が感光体ドラムの中心に対して若干ずれたり、あるいは感光体ドラムの断面が完全な真円でなかったりする等の理由により、感光体ドラムの回転に伴なって、感光体ドラム周面と露光ヘッドとの間隔が変動する場合がある。このとき、収束光(の主光線)の感光体ドラム周面への入射角が大きいと、この感光体ドラム周面と露光ヘッドの間隔変動に応じて、収束光の感光体ドラム周面への入射位置が大きく変動することとなる。そこで、収束光の感光体ドラム周面への入射位置を安定させるという観点からは、収束光の感光体ドラム周面への入射角は極力小さいことが望まれる。
【0005】
しかしながら、上記露光ヘッドでは、この収束光の入射角を小さく抑えることが難しい場合があった。つまり、この露光ヘッドでは、副走査方向への位置が互いに異なるようにして、複数(同特許文献では3)のレンズ対が配設されており、これらレンズ対のそれぞれが副走査方向に異なる位置へ光を収束させる。つまり、この露光ヘッドによる露光では、複数の収束光が互いに副走査方向に異なる位置で、感光体ドラム周面へと入射する。しかも、この露光ヘッドによる各収束光(の主光線)は互いに平行であるか、あるいは互いに僅かに傾いている程度であった。これに対して、感光体ドラム周面は副走査方向に有限の曲率半径を有している(換言すれば、副走査方向断面において湾曲している)。そのため、複数の収束光のうちの全部あるいは一部の収束光が、副走査方向断面において感光体ドラム周面の法線に対して傾いてしまい、比較的大きな入射角で感光体ドラム周面へ入射してしまう場合があった。
【0006】
以上のように、被露光面が有限の曲率を有する方向に異なる位置で複数の光のそれぞれを被露光面に入射させる露光ヘッドでは、複数の光のうちの全部あるいは一部の光が、大きな入射角で被露光面へ入射してしまう場合があった。その結果、光の入射位置が安定せずに、露光を良好に実行できないおそれがあった。
【0007】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、被露光面が有限の曲率半径を有する方向に異なる位置で複数の光を被露光面に入射させる露光ヘッドおよび当該露光ヘッドを用いた画像形成装置において、各光の被露光面への入射角を小さくして各光の被露光面への入射位置を安定させることで、良好な露光を実行可能とする技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するために、第1の発光素子と、第1の発光素子で発光された光を絞る第1の開口絞りと、第1の開口絞りを通過した光が入射される第1のレンズと、第2の発光素子と、第2の発光素子で発光された光を絞る第2の開口絞りと、第2の開口絞りを通過した光が入射される第2のレンズと、を備え、第1のレンズから射出した第1の光、及び第2のレンズから射出した第2の光は、曲率半径を有する被露光面の第1の方向に異なる位置で入射し、第1の開口絞りと第2の開口絞りとの間の第1の方向の距離Ddaと、第1のレンズと第2のレンズとの間の第1の方向への距離Dlsとは異なることを特徴としている。
【0009】
このように構成された発明(露光ヘッド)は、第1のレンズから射出された第1の光と、第2のレンズから射出された第2の光とにより、被露光面を露光する。ただし、被露光面は曲率半径を有し、しかも、第1の光と第2の光とは第1の方向に互いに異なる位置で被露光面に入射する。したがって、第1の光および第2の光が互いに平行であるか、あるいは互いに僅かに傾いている程度であると、第1の光および第2の光の両方あるいは一方が、大きな入射角で被露光面へ入射してしまう場合があった。これに対して、本発明では、第1の発光素子から第1のレンズに入射する光を絞る第1の開口絞りと、第2の発光素子から第2のレンズに入射する光を絞る第2の開口絞りとが設けられ、さらに、第1の開口絞りと第2の開口絞りとの第1の方向への距離Ddaと、第1のレンズと第2のレンズとの第1の方向への距離Dlsとが異なっている。これにより、第1の光および第2の光を互いに十分かつ適切に傾けることができ、その結果、第1の光および第2の光それぞれの被露光面への入射角を小さくすることができる。こうして、第1の光および第2の光それぞれの被露光面への入射位置を安定させて、良好な露光を実現することが可能となっている。
【0010】
この際、被露光面の曲率中心が、第1のレンズおよび第2のレンズに対して被露光面の逆側にある場合は、距離Dlsは距離Ddaより短いように露光ヘッドを構成すると良い。これにより、第1の光および第2の光それぞれの被露光面への入射角を小さくすることができ、第1の光および第2の光それぞれの被露光面への入射位置を安定させて、良好な露光を実現することが可能となる。
【0011】
また、第1の方向に直交する第2の方向に回転軸を有するとともに該回転軸で回転する円筒形のドラムの周面を被露光面とする場合は、この露光ヘッドに本発明を適用することが好適である。なぜなら、このような場合には、上述した理由によりドラム周面と露光ヘッドとの間隔変動が発生しやすいため、本発明を露光ヘッドに適用することで、第1の光および第2の光それぞれの被露光面への入射角を小さくして、第1の光および第2の光それぞれの被露光面への入射位置を安定させ、良好な露光の実現を図ることが好適であるからである。
【0012】
この際、第1の光はドラムの回転軸に向けて出射され、第2の光は、ドラムの回転軸に向けて出射されるように露光ヘッドを構成しても良い。これにより、第1の光および第2の光それぞれの被露光面への入射角を確実に小さくすることができ、第1の光および第2の光それぞれの被露光面への入射位置をさらに安定させて、極めて良好な露光の実現を図ることができる。
【0013】
この際、第1の開口絞りは回転軸の所定の第1の位置を通る仮想第1垂線上の共役な位置に配設され、第2の開口絞りは回転軸の所定の第2の位置を通る仮想第2垂線上の共役な位置に配設されるように構成しても良い。このような構成は、第1の光および第2の光を確実に回転中心へ向かせることができるため、良好な露光の実現に有利である。
【0014】
なお、第1の開口絞りおよび第2の開口絞りは同一の平板に配設され、第1のレンズおよび第2のレンズは同一の基板に配設されるように構成しても良い。このように、第1の開口絞りおよび第2の開口絞りを同一の平板に配設した構成とすることで、これらの距離Ddaが所定の精度を満たすように第1の開口絞りおよび第2の開口絞りを簡便に作製することが可能となる。また、第1のレンズおよび第2のレンズを同一の基板に配設した構成とすることで、これらの距離Dlsが所定の精度を満たすように第1のレンズおよび第2のレンズを簡便に作製することが可能となる。
【0015】
また、本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、第1の発光素子、第1の発光素子で発光された光を絞る第1の開口絞り、第1の開口絞りを通過した光が入射される第1のレンズ、第2の発光素子、第2の発光素子で発光された光を絞る第2の開口絞り、および第2の開口絞りを通過した光が入射される第2のレンズを有する露光ヘッドと、第1の方向に曲率半径を有する像担持体と、を備え、第1のレンズから射出した第1の光、及び第2のレンズから射出した第2の光は、第1の方向に異なる位置で像担持体に入射し、第1の開口絞りと第2の開口絞りとの間の第1の方向への距離Ddaと、第1のレンズと第2のレンズとの間の第1の方向への距離Dlsとは異なることを特徴としている。
【0016】
このように構成された発明(画像形成装置)は、第1のレンズから射出された第1の光と、第2のレンズから射出された第2の光とにより、像担持体を露光する。ただし、像担持体は曲率半径を有し、しかも、第1の光と第2の光とは第1の方向に互いに異なる位置で像担持体に入射する。したがって、第1の光および第2の光が互いに平行であるか、あるいは互いに僅かに傾いている程度であると、第1の光および第2の光の両方あるいは一方が、大きな入射角で像担持体へ入射してしまう場合があった。これに対して、本発明では、第1の発光素子から第1のレンズに入射する光を絞る第1の開口絞りと、第2の発光素子から第2のレンズに入射する光を絞る第2の開口絞りとが設けられ、さらに、第1の開口絞りと第2の開口絞りとの第1の方向への距離Ddaと、第1のレンズと第2のレンズとの第1の方向への距離Dlsとが異なっている。これにより、第1の光および第2の光を互いに十分かつ適切に傾けることができ、その結果、第1の光および第2の光それぞれの像担持体への入射角を小さくすることができる。こうして、第1の光および第2の光それぞれの像担持体への入射位置を安定させて、良好な露光を実現することが可能となっている。
【0017】
この際、像担持体は回転軸で回転する像担持体ドラムであり、露光ヘッドは像担持体ドラムの外周側に配設される場合は、距離Dlsは距離Ddaより短いように露光ヘッドを構成すると良い。これにより、第1の光および第2の光それぞれの像担持体への入射角を小さくすることができ、第1の光および第2の光それぞれの像担持体への入射位置を安定させて、良好な露光を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明にかかるラインヘッドを装備した画像形成装置の一例を示す図。
【図2】図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。
【図3】感光体ドラムの概略構成を示す斜視図。
【図4】ラインヘッドの概略を示す斜視図。
【図5】厚さ方向からヘッド基板を平面視した部分平面図。
【図6】図5に示すA−A線におけるラインヘッドの階段断面図。
【図7】第1レンズアレイおよび第2レンズアレイの位置関係を示した図。
【図8】A−A線階段断面においてラインヘッドによる収束光を示した図。
【図9】複数の収束光を被露光面に入射させる際に発生しうる問題の説明図。
【図10】第1実施形態のラインヘッドの効果を具体例を挙げて説明する図。
【図11】A−A線階段断面で第2実施形態のラインヘッドを部分的に示した図。
【図12】第2実施形態のラインヘッドでの開口絞りの配置を説明するための斜視図。
【図13】A−A線階段断面で第3実施形態のラインヘッドを部分的に示した図。
【図14】感光体ドラムの回転中心の近傍を向く光を説明するための概念図。
【図15】A−A線階段断面で実施例のラインヘッドを部分的に示した図。
【図16】上流側光学系の光学系諸元を表としてまとめた図。
【図17】中央光学系の光学系諸元を表としてまとめた図。
【図18】下流側光学系の光学系諸元を表としてまとめた図。
【図19】副走査方向断面における上流側光学系の光線図。
【図20】副走査方向断面における中央光学系の光線図。
【図21】副走査方向断面における下流側光学系の光線図。
【図22】主走査方向断面における光線図。
【図23】上流側光学系および下流側光学系のレンズデータを示す図。
【図24】図23のレンズデータのS5面のデータを示す図。
【図25】図23のレンズデータのS8面のデータを示す図。
【図26】中央光学系のレンズデータを示す図。
【図27】図25のレンズデータのS5面のデータを示す図。
【図28】図25のレンズデータのS8面のデータを示す図。
【図29】XY多項式面の定義式を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0019】
第1実施形態
図1は本発明の第1実地形態にかかるラインヘッドを装備した画像形成装置の一例を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。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やメモリーなどを有するメインコントローラーMCに与えられると、このメインコントローラーMCはエンジンコントローラー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ーHCに与える。このとき、メインコントローラーMCは、ヘッドコントローラーHCから水平リクエスト信号HREQを受け取る毎に、主走査方向MDに1ライン分のビデオデータVDをヘッドコントローラーHCに与える。また、このヘッドコントローラーHCは、メインコントローラーMCからのビデオデータVDとエンジンコントローラー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ENG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。
【0020】
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ーMC、エンジンコントローラーECおよびヘッドコントローラー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。
【0021】
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に所定長さの周面(表面)を有する円筒形の感光体ドラム21を有している。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の周面に形成する。
【0022】
図3は、感光体ドラムの概略構成を示す斜視図である。同図に示すように、感光体ドラム21には、ドラム軸棒RS21が設けられている。より詳しくは、このドラム軸棒RS21は、感光体ドラム21の円筒形中心を貫通するようにして形成されており、その一端が感光体ドラム21の側面から突出している。そして、ドラム軸棒RS21が主走査方向MDに平行となるように、感光体ドラム21は配置されている。また、各感光体ドラム21にはそれぞれ専用の駆動モーターが設けられており、この駆動モーターは感光体ドラム21のドラム軸棒RS21に直接あるいはギアを介して接続されている。そして、この駆動モーターがドラム軸棒RS21に回転駆動力を与えると、感光体ドラム21がドラム軸棒RS21と共に図中矢印D21の方向に所定速度で回転する。これにより感光体ドラム21の周面が、主走査方向MDに直交する副走査方向SDに搬送されることとなる。そして、この副走査方向SDに有限の曲率半径(あるいは曲率)を有する(換言すれば、副走査方向SDの断面において有限の曲率半径(あるいは曲率)を有する)感光体ドラム21周面を被露光面として、ラインヘッド29は露光を行なう。なお、感光体ドラム21の曲率中心は円筒形状の中心線で与えられ、ラインヘッド29に対して感光体ドラム21周面(被露光面)の逆側にある。
【0023】
また、感光体ドラム21の周囲(外周側)には、回転方向D21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ー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ーを備えている。この帯電ローラー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、この帯電ローラー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は感光体ドラム21に対して離間して配置されており、ラインヘッド29の長手方向は主走査方向MDに平行であるとともに、ラインヘッド29の幅方向は副走査方向SDに平行である。このラインヘッド29は複数の発光素子を備えており、各発光素子はヘッドコントローラーHCからのビデオデータVDに応じて発光する。そして、帯電した感光体ドラム21表面に発光素子からの光が照射されることで、感光体ドラム21表面に静電潜像が形成される。
【0026】
現像部25は、その表面にトナーを担持する現像ローラー251を有する。そして、現像ローラー251と電気的に接続された現像バイアス発生部(図示省略)から現像ローラー251に印加される現像バイアスによって、現像ローラー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ー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。
【0027】
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、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。
【0028】
また、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ー27が設けられている。この感光体クリーナー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。
【0029】
転写ベルトユニット8は、駆動ローラー82と、図1において駆動ローラー82の左側に配設される従動ローラー83(ブレード対向ローラー)と、これらのローラー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次転写ローラー85Y,85M,85C,85Kを備えている。これらの1次転写ローラー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、カラーモード実行時は、図1に示すように全ての1次転写ローラー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次転写ローラー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。
【0030】
一方、モノクロモード実行時は、4個の1次転写ローラー85のうち、カラー1次転写ローラー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次転写ローラー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次転写ローラー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次転写ローラー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。
【0031】
さらに、転写ベルトユニット8は、モノクロ1次転写ローラー85Kの下流側で且つ駆動ローラー82の上流側に配設された下流ガイドローラー86を備える。また、この下流ガイドローラー86は、モノクロ1次転写ローラー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次転写ローラー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。
【0032】
駆動ローラー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次転写ローラー121のバックアップローラーを兼ねている。駆動ローラー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次転写ローラー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ー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、駆動ローラー82と2次転写ローラー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。
【0033】
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ー79とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラー79により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラー対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。
【0034】
2次転写ローラー121は、転写ベルト81に対して離当接自在に設けられ、2次転写ローラー駆動機構(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ー131と、この加熱ローラー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、加熱ローラー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つのローラー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つのローラー1321,1322により張られたベルト張面を加熱ローラー131の周面に押し付けることで、加熱ローラー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。
【0035】
また、この装置では、ブレード対向ローラー83に対向してクリーナー部71が配設されている。クリーナー部71は、クリーナーブレード711と廃トナーボックス713とを有する。クリーナーブレード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ー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。
【0036】
図4は、ラインヘッドの概略を示す斜視図である。同図では、ラインヘッド29の厚さ方向TKDの構成を理解しやすくするために、ラインヘッド29の一部が断面で示されている。ここで、厚さ方向TKDは、長手方向LGDおよび幅方向LTDに垂直な方向であり、後述する発光素子Eが光を射出する側(つまり、ラインヘッド29から感光体ドラム21に向う側)を向いた方向とする。ラインヘッド29は長手方向LGDに長尺なヘッドフレーム291を備えている。そして、ヘッドフレーム291の長手方向LGDの両端に設けられた位置決めピン2991およびネジ挿入孔2912によって、ラインヘッド29を感光体ドラム21に対して位置決めして固定することができる。つまり、感光体ドラム21を覆う感光体カバー(図示省略)は、感光体ドラム21に対して位置決めされているとともに、位置決め孔を有している。したがって、ヘッドフレーム291の位置決めピン2991を感光体カバーの位置決め孔に嵌め込むことで、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。さらに、ネジ挿入孔2912を介して固定ネジを感光体カバーのネジ孔にねじ込むことで、ラインヘッド29が感光体ドラム21に固定される。
【0037】
また、ヘッドフレーム291の内部には、ヘッド基板293、遮光部材297、絞り平板295、第1レンズアレイLA1および第2レンズアレイLA2がこの順番で厚さ方向TKDに配置されている。次に、これらの各部材について、図4、図5および図6を用いつつ説明する。なお、この実施形態の説明において、厚さ方向TKDの下流側(図4の上側)を「(厚さ方向TKDの)一方側」と称し、厚さ方向TKDの上流側(図4の下側)を「(厚さ方向TKDの)他方側」と称する。また、基板あるいは平板の一方側の面を表面と称し、基板あるいは平板の他方側の面を裏面と称することとする。
【0038】
図5は、厚さ方向からヘッド基板293を平面視した部分平面図であり、厚さ方向TKDの下流側(図4の上側)からヘッド基板293の裏面293−tを透視した場合に相当する。図6は、図5に示すA−A線におけるラインヘッドの階段断面図であり、当該断面を長手方向LGD(主走査方向MD)から見た場合に相当する。なお、図5では、ヘッド基板293に形成された発光素子グループEG、絞り平板295に形成された開口絞りDA、第1レンズアレイLA1に形成された第1レンズLS1(LSa1、LSb1、LSc1)、および第2レンズアレイLA2に形成された第2レンズLS2(LSa2、LSb2、LSc2)の位置関係を示すために、開口絞りが二点鎖線で示されるとともに、第1レンズおよび第2レンズが一点鎖線で示されている。なお、開口絞り、第1レンズおよび第2レンズについての図中記載は、これらの位置関係を示すためのものであり、開口絞り、第1レンズおよび第2レンズがヘッド基板裏面293−t(図6)に形成されていることを示すものではない。
【0039】
ヘッド基板293は光を透過するガラス基板で構成されており、ヘッド基板裏面293−tにはボトムエミッション型の有機EL(Electro-Luminescence)素子である発光素子Eが複数形成されている。これら複数の発光素子Eは、互いに同一波長の光ビームを感光体ドラム21表面へ向けて射出する。また、図5に示すように、ヘッド基板裏面293−tに形成された複数の発光素子Eの配置態様は、グループ構造を有している。つまり、15個の発光素子Eが長手方向LGDに3行千鳥で配置されて1個の発光素子グループEGが構成されており、さらに複数の発光素子グループEGが長手方向LGDに3行千鳥で離散的に配置されている。
【0040】
より詳しくは、この配置態様は次のように説明することができる。つまり、各発光素子グループEG内では、15個の発光素子Eが長手方向LGDの互いに異なる位置に配置されており、しかも長手方向LGDにおける位置が隣り合う2つの発光素子E、Eの長手方向LGDへの距離は素子間距離Pelとなっている(言い換えれば、各発光素子グループEG内では、15個の発光素子EがピッチPelで長手方向LGDに配置されている)。さらに言えば、各発光素子グループEGでは、5個の発光素子Eが主走査方向MDに沿って直線的に並んで1個の発光素子行が構成されるとともに、3行の発光素子行ERa、ERb、ERcが主走査方向MDに素子間距離Pelだけ互いにシフトしながら副走査方向SDに異なる位置へ配置されている。
【0041】
そして、素子間距離Pelよりも長いグループ間距離Pegを空けて複数の発光素子グループEGが長手方向LGDに沿って離散的に並んで、1行の発光素子グループ行GRa等が構成されている。さらに、3行の発光素子グループ行GRa、GRb、GRcが距離Dtだけ空けて幅方向LTDの異なる位置に離散的に配置されており、しかも、発光素子グループ行GRa、GRb、GRcのそれぞれは、長手方向LGDに距離Dgだけ相互にシフトされている。
【0042】
ここで、素子間距離Pelは、対象となる2個の発光素子Eの幾何重心間の長手方向LGDにおける距離として求めることができる。また、グループ間距離Pegは、対象となる2個の発光素子グループEGのうち、長手方向LGDの一方側の発光素子グループEGの他方側端部にある発光素子Eの幾何重心と、長手方向LGDの他方側の発光素子グループEGの一方側端部にある発光素子Eの幾何重心との長手方向LGDにおける距離として求めることができる。また、距離Dgは、長手方向LGDにおける位置が隣り合う2個の発光素子グループEGそれぞれの幾何重心間の長手方向LGDにおける距離として求めることができる。また、距離Dtは、幅方向LGDにおける位置が隣り合う2個の発光素子グループEGそれぞれの幾何重心間の幅方向LTDにおける距離として求めることができる。
【0043】
このようにヘッド基板293の裏面293−tには、複数の発光素子グループEGが離散的に配置されている。一方、図6に示すように、ヘッド基板293の表面293−hには、遮光部材297が配置されている。なお、遮光部材297の他方側は、ヘッド基板表面293−hに接着剤により固定されている。遮光部材297には厚さ方向TKDに貫通する導光孔2971が形成されており、この導光孔2971は厚さ方向TKDからの平面視において円形状を有している。また、各導光孔2971の内壁には黒色メッキが施されている。そして、遮光部材297には、この導光孔2971が発光素子グループEG毎に1個ずつ形成されており、すなわち、1個の発光素子グループEGに対して1個の導光孔2971が開口している。
【0044】
このような遮光部材297を設ける目的は、いわゆる迷光がレンズLS1、LS2に入射するのを抑制するためである。つまり、後述するように、各発光素子グループEGにはそれぞれ専用のレンズLS1、LS2が設けられている。このような構成では、光ビームは、それ自身の射出源である発光素子グループEGに設けられたレンズLS1、LS2にのみ入射して結像されることが望ましい。しかしながら、光ビームの一部には、その射出源である発光素子グループEGに設けられたレンズLS1、LS2に向わずに迷光となってしまうものもある。そして、このような迷光が、それ自身の射出源でない発光素子グループEGに設けられたレンズLS1、LS2に入射してしまうと、いわゆるゴーストが発生してしまうおそれがある。これに対して、発光素子グループEGとレンズLS1、LS2との間には遮光部材297が設けられており、この遮光部材297には、内壁に黒色メッキが施された導光孔2971が発光素子グループEGに開口して設けられている。したがって、迷光の多くは、導光孔2971の内壁で吸収されることとなる。こうして、ゴーストの抑制が図られている。
【0045】
遮光部材297の厚さ方向TKDの一方側には、絞り平板295が配置されている。この絞り平板は、幅方向LTDの両端に設けられたスペーサー2951を介して遮光部材297の一方側に配置されており、幅方向LTDの両側からヘッドフレーム291により狭持されている。絞り平板295には、厚さ方向TKDに貫通する開口絞りDA(図4)が、各発光素子グループEG毎に1個ずつ形成されており、すなわち1個の発光素子グループEGに対して1個の開口絞りDAが開口している。また、図4に示すように平面透視において、開口絞りDAは、レンズよりも小さい口径の円形状を有しており、レンズの内部にすっぽりと納まるように配設されている。この開口絞りDAは、後述するレンズLS1、LS2が所望の結像作用を発揮できるようにすることを目的として設けられている。つまり、開口絞りDAは、第1レンズLS1に入射する光の量を制限して、最終的に形成されるスポットSPの大きさ、形状、あるいはスポット形成に供する光の量を調整する。
【0046】
こうして、絞り平板295では、複数の開口絞りDAが3行千鳥で並んでおり、換言すれば、主走査方向MDにおける位置が隣り合う3枚の第1開口絞りDA(DAa、DAb、DAc)は、副走査方向SDにおける位置が互いに異なる。そこで、図5、図6においては、開口絞りDAを副走査方向SDの位置に応じて区別して記載している。つまり、副走査方向SDにおいて最上流にある開口絞りDAに対しては符号DAaが付され、副走査方向SDにおいて中央にある開口絞りDAに対しては符号DAbが付され、副走査方向SDにおいて最下流にある開口絞りに対しては符号DAcが付されている。
【0047】
また、絞り平板295の厚さ方向TKDの一方側では、第1レンズアレイLA1が配置されている。この第1レンズアレイLA1は長手方向LGDに長尺な略平板形状を有しており、幅方向LTDからヘッドフレーム291により狭持されている。また、第1レンズアレイLA1の裏面には、第1レンズLS1(図4)が各発光素子グループEGに対して一枚ずつ形成されており、すなわち1個の発光素子グループEGに対して1枚の第1レンズLS1(図4)が対向している。こうして、第1レンズアレイLA1では、複数の第1レンズLS1が3行千鳥で並んでおり、換言すれば、主走査方向MDにおける位置が隣り合う3枚の第1レンズLS1(LSa1、LSb1、LSc1)は、副走査方向SDにおける位置が互いに異なる。そこで、図5、図6においては、第1レンズLS1を副走査方向SDの位置に応じて区別して記載している。つまり、副走査方向SDにおいて最上流にある第1レンズLS1に対しては符号LSa1が付され、副走査方向SDにおいて中央にある第1レンズLS1に対しては符号LSb1が付され、副走査方向SDにおいて最下流にある第1レンズLS1に対しては符号LSc1が付されている。
【0048】
さらに、この第1レンズアレイLA1の厚さ方向TKDの一方側では、第2レンズアレイLA2が第1レンズLA1から離間した状態で対向している。この第2レンズアレイLA2は長手方向LGDに長尺な略平板形状を有しており、幅方向LTDからヘッドフレーム291により狭持されている。また、第2レンズアレイLA2の裏面には、第2レンズLS2(図4)が各発光素子グループEGに対して一枚ずつ形成されており、すなわち1個の発光素子グループEGに対して1枚の第2レンズLS2(図4)が対向している。こうして、第2レンズアレイLA2では、複数の第2レンズLS2が3行千鳥で並んでおり、換言すれば、主走査方向MDにおける位置が隣り合う3枚の第2レンズLS2(LSa2、LSb2、LSc2)は、副走査方向SDにおける位置が互いに異なる。そこで、図5、図6においては、第2レンズLS2を副走査方向SDの位置に応じて区別して記載している。つまり、副走査方向SDにおいて最上流にある第2レンズLS2に対しては符号LSa2が付され、副走査方向SDにおいて中央にある第2レンズLS2に対しては符号LSb2が付され、副走査方向SDにおいて最下流にある第2レンズLS2に対しては符号LSc2が付されている。なお、こうして同一の発光素子グループEGに対向する2枚のレンズLS1、LS2は、協働して縮小した倒立像を結像する。
【0049】
このように、ラインヘッド29では、1個の発光素子グループEGに対して、導光孔2971、開口絞りDA、第1レンズLS1および第2レンズLS2が1セットずつ対向して配置されている。したがって、発光素子グループEGからの光ビームは、導光孔2971を通過した後に、開口絞りDAにより光量調整されて、第1レンズLS1および第2レンズLS2へと入射する。また、この第1レンズLS1および第2レンズLS2は協働して1つの結像光学系(LS1、LS2)を構成しているため、発光素子グループEGの発光素子Eが発光すると、感光体ドラム21の周面にスポットが形成される。したがって、このラインヘッド29は、特開2008−036937の図11に記載されている露光動作と同様にして、感光体ドラム21の周面に潜像を形成することができる。つまり、感光体ドラム21周面の副走査方向SDへの移動に応じたタイミングで、各発光素子Eを発光させることで、複数のスポットを主走査方向MDに並べて形成することができる。
【0050】
ところで、かかる露光動作では、第1レンズLS1および第2レンズLS2の光学的作用を受けた収束光LBa、LBb、LBcが、副走査方向SDに異なる位置で感光体ドラム21周面に入射する。そして、第1実施形態のラインヘッド29は、各収束光LBa、LBb、LBcが感光体ドラム21に入射する位置を安定させるために、以下に説明する構成を備えている。
【0051】
図7は、A−A線階段断面における開口絞りDA、第1レンズLS1および第2レンズLS2の位置関係を示した図である。以下必要に応じて、副走査方向SDにおいて絞り平板295の最上流端に位置する開口絞りDAaを「上流側開口絞りDAa」と称し、副走査方向SDにおいて絞り平板295の中央に位置する開口絞りDAbを「中央開口絞りDAb」と称し、副走査方向SDにおいて絞り平板295の最下流端に位置する開口絞りDAcを「下流側開口絞りDAc」と称することとする。また、副走査方向SDにおいて第1レンズアレイLA1の最上流端に位置する第1レンズLSa1を「上流側第1レンズLSa1」と称し、副走査方向SDにおいて第1レンズアレイLA1の中央に位置する第1レンズLSb1を「中央第1レンズLSb1」と称し、副走査方向SDにおいて第1レンズアレイLA1の最下流端に位置する第1レンズLSc1を「下流側第1レンズLSc1」と称することとする。さらに、副走査方向SDにおいて第2レンズアレイLA2の最上流端に位置する第2レンズLSa2を「上流側第2レンズLSa2」と称し、副走査方向SDにおいて第2レンズアレイLA2の中央に位置する第2レンズLSb2を「中央第2レンズLSb2」と称し、副走査方向SDにおいて第2レンズアレイLA2の最下流端に位置する第2レンズLSc2を「下流側第2レンズLSc2」と称することとする。
【0052】
同図に示すように、絞り平板295には、厚さ方向TKDに貫通して開口絞りDAa、DAb、DAcが形成されている。また、第1レンズアレイLA1はガラス製の第1光透過性基板SB1を有しており、この第1光透過性基板SB1の裏面SB1−tには樹脂製の第1レンズLSa1、LSb1、LSc1が形成されている。同様に、第2レンズアレイLA2はガラス製の第2光透過性基板SB2を有しており、この第2光透過性基板SB2の裏面SB2−tには樹脂製の第2レンズLSa2、LSb2、LSc2が形成されている。そして、絞り平板295において、開口絞りDAa、DAb、DAcが副走査方向SDへ所定の開口絞り間距離で配置されているとともに、レンズアレイLA1、LA2において、レンズLSa1、LSb1、LSc1、LSa2、LSb2、LSc2が、副走査方向SDへ所定のレンズ間距離で配置されている。なお、副走査方向SDへの開口絞り間距離とは、各開口絞りの中心線の副走査方向SDへの距離とし、副走査方向SDへのレンズ間距離とは、各レンズの中心線の副走査方向SDへの距離とする。具体的には次のとおりである。
【0053】
上流側開口絞りDAaと中央開口絞りDAbとの副走査方向SDへの開口絞り間距離は、上流側開口絞りDAaの中心線Cdaaと中央開口絞りDAbの中心線Cdabとの副走査方向SDへの距離として求められ、距離Ddaである。
【0054】
中央開口絞りDAbと下流側開口絞りDAcとの副走査方向SDへの開口絞り間距離は、中央開口絞りDAbの中心線Cdabと下流側開口絞りDAcの中心線Cdacとの副走査方向SDへの距離として求められ、距離Ddaである。
【0055】
上流側第1レンズLSa1と中央第1レンズLSb1との副走査方向SDへのレンズ間距離は、上流側第1レンズLSa1の中心線Caと中央第1レンズLSb1の中心線Cbとの副走査方向SDへの距離として求められ、距離Dlsである。
【0056】
中央第1レンズLSb1と下流側第1レンズLSc1との副走査方向SDへのレンズ間距離は、中央第1レンズLSb1の中心線Cbと下流側第1レンズLSc1の中心線Ccとの副走査方向SDへの距離として求められ、第1距離Dlsである。
【0057】
また、上流側第1レンズLSa1と上流側第2レンズLSa2のレンズ中心線は同じ中心線Caを有し、中央第1レンズLSb1と中央第2レンズLSb2のレンズ中心線は同じ中心線Cbを有し、下流側第1レンズLSc1と下流側第2レンズLSc2のレンズ中心線は同じ中心線Ccを有している。したがって、第2レンズアレイLA2は、次に示すように、第1レンズアレイLA1と同様の構成を備える。
【0058】
上流側第2レンズLSa2と中央第2レンズLSb2との副走査方向SDへのレンズ間距離は、上流側第2レンズLSa2の中心線Caと中央第2レンズLSb2の中心線Cbとの副走査方向SDへの距離として求められ、距離Dlsである。
【0059】
中央第2レンズLSb2と下流側第2レンズLSc2との副走査方向SDへのレンズ間距離は、中央第2レンズLSb2の中心線Cbと下流側第2レンズLSc2の中心線Ccとの副走査方向SDへの距離として求められ、第2距離Dlsである。
【0060】
そして、図7に示すように、中央開口絞りDAbの中心線Cdabと、中央第1・第2レンズLSb1、LSb2の中心線Cbとは互いに一致している。また、これらの中心線Cadb、Cb(の延長線)が感光体ドラム21の回転中心Ccy(図8)と交差するように、中央開口絞りDAbおよび中央第1・第2レンズLSb1、LSb2は配置されている。このような中央開口絞りDAbおよび中央第1・第2レンズLSb1、LSb2の位置関係に対して、上流側の開口絞りDAa、レンズLSa1、LSa2および下流側の開口絞りDAc、レンズLSc1、LSc2の位置関係は異なっている。つまり、上流側の第1・第2レンズの中心線Caに対して上流側開口絞りDAaの中心線Cdaaは副走査方向の上流側に距離ΔDdlだけ偏心している。また、下流側の第1・第2レンズの中心線Ccに対して下流側開口絞りDAcの中心線Cdacは副走査方向の下流側に距離ΔDdlだけ偏心している。そのため、レンズ間距離Dlsは、開口絞り間距離Ddaよりも短くなっている。そして、このように構成することで、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)による収束光LBa、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)による収束光LBb、および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)による収束光LBc(の主光線)を互いに傾けることが可能となっている。
【0061】
図8は、A−A線階段断面においてラインヘッドによる収束光を示した図である。なお、同図で示される3つの収束光LBa、LBb、LBcは、次のとおりである。つまり、上流側収束光LBaは、上流側第1レンズLSa1の中心線Ca1上にある発光素子Eから射出されて、上流側開口絞りDAa、上流側第1レンズLSa1および上流側第2レンズLSa2の光学的作用を受けた収束光である。また、中央収束光LBbは、中央第1レンズLSb1の中心線Cb2上にある発光素子Eから射出されて、中央開口絞りDAb、中央第1レンズLSb1および中央第2レンズLSb2の光学的作用を受けた収束光である。さらに、下流側収束光LBcは、下流側第1レンズLSc1の中心線Cc1上にある発光素子Eから射出されて、下流側開口絞りDAc、下流側第1レンズLSc1および下流側第2レンズLSc2の光学的作用を受けた収束光である。また、同図において各収束光LBa、LBb、LBcには、一点鎖線で主光線PRa、PRb、PRcが併記されている。
【0062】
図8に示すように、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)はいずれも光ビームを収束させる光学的作用を有する。さらに、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)は、光ビームの主光線を感光体ドラム21の回転中心Ccy側に曲げる光学的作用も有する。つまり、上流側第1・第2レンズLSa1、LSa2に対して上流側開口絞りDAaは回転中心Ccy逆側(副走査方向SDの上流側)に距離ΔDdlだけ偏心しているため、上流側光学系を構成する上流側開口絞りDAa、上流側第1レンズLSa1および上流側第2レンズLSa2は、感光体ドラム21の回転中心Ccy側に光ビームの主光線を曲げながら、当該光ビームを収束させる。また、下流側第1・第2レンズLSc1、LSc2に対して下流側開口絞りDAcは回転中心Ccy逆側(副走査方向SDの下流側)に距離ΔDdlだけ偏心しているため、下流側光学系を構成する下流側開口絞りDAc、下流側第1レンズLSc1および下流側第2レンズLSc2は、感光体ドラム21の回転中心Ccy側に光ビームの主光線を曲げながら、当該光ビームを収束させる。
【0063】
このような各光学系の光学的作用により、上流側収束光LBaの主光線PRaと中央収束光LBbの主光線PRbとは角度θabだけ互いに傾くとともに、中央収束光LBbの主光線PRbと下流側収束光LBcの主光線PRcとは角度θbcだけ傾いている。その結果、上流側収束光LBaの主光線PRaは感光体ドラム21の回転中心Ccy側に傾くとともに、下流側収束光LBcの主光線PRcは感光体ドラム21の回転中心Ccy側に傾いている。
【0064】
特に、第1実施形態では、収束光LBa、LBb、LBcのいずれもが、感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いて、感光体ドラム21周面に入射している(換言すれば、収束光LBa、LBb、LBcのいずれもが、感光体ドラム21の回転中心Ccyに出射されている)。ここで、収束光LBa、LBb、LBcの主光線PRa、PRb、PRcの延長線VLa、VLb、VLcが、感光体ドラムの回転中心Ccyと交差するとき、収束光LBa、LBb、LBcが回転中心Ccyを向いている(回転中心Ccyに出射されている)とする。
【0065】
以上のように、第1実施形態では、感光体ドラム21周面(被露光面)は副走査方向SDに有限の曲率半径(あるいは曲率)を有しており、ラインヘッド29は、副走査方向SDに異なる位置で収束光LBa、LBb、LBcを感光体ドラム21周面に入射させる。したがって、収束光LBa、LBb、LBc(の主光線PRa、PRb、PRc)が互いに平行であるか、あるいは互いに僅かに傾いている程度であると、収束光LBa、LBb、LBcの全部あるいは一部が大きな入射角で被露光面へ入射してしまい、当該収束光の被露光面への入射位置が安定しない場合があった。かかる問題について詳述する。
【0066】
図9は、副走査方向に異なる位置で複数の収束光を被露光面に入射させる際に発生しうる問題の説明図である。同図では、各収束光の主光線PRa、PRb、PRcは互いに平行である。また、同図下段は感光体ドラム21周面とラインヘッド29との間隔変動が無い場合を示し、同図上段は感光体ドラム21周面とラインヘッド29との間隔変動がある場合を示している。つまり、上述したとおり、感光体ドラム21周面とラインヘッド29との間隔は時間的に変動する場合があり、同図上段はかかる場合を示している。
【0067】
まず、同図下段の間隔変動が無い場合から説明する。この場合、上流側収束光LBaは、位置SIaで感光体ドラム21周面に入射する(左側の欄)。また、下流側収束光LBcは、位置SIcで感光体ドラム21周面に入射する(右側の欄)。このように、感光体ドラム21とラインヘッド29との間隔に変動が無い場合には、予め設計された位置SIa、SIcで収束光LBa、LBcは感光体ドラム21周面に入射することができる。
【0068】
一方、同図上段に示すように、感光体ドラム21周面が実線曲線から二点鎖線曲線へと位置変動して、感光体ドラム21とラインヘッド29との間隔が変動すると、収束光LBa、LBcの入射位置が変動してしまう。つまり、左側の欄に示すように、上流側収束光LBa(の主光線PRa)は感光体ドラム21周面の法線NLに対して傾いており、言わば、大きな入射角で感光体ドラム21周面に入射する。したがって、本来は位置SIaで感光体ドラム21周面に入射するはずの上流側収束光LBaが、位置SIaから周方向に距離dだけずれた位置Sraで感光体ドラム21周面に入射している。また、同様のことが下流側収束光LBcについても発生している。つまり、右側の欄に示すように、下流側収束光LBc(の主光線PRc)は感光体ドラム21周面の法線NLに対して傾いており、言わば、大きな入射角で感光体ドラム21周面に入射する。したがって、本来は位置SIcで感光体ドラム21周面に入射するはずの下流側収束光LBcが、位置SIcから周方向に距離dだけずれた位置Srcで感光体ドラム21周面に入射している。
【0069】
このような問題に対して、第1実施形態では、絞り平板295に配設された開口絞りDAa、DAb、DAcの副走査方向SDへの開口絞り間距離Ddaと、第1レンズアレイLA1に配設された第1レンズLSa1、LSa2、LSa3の副走査方向SDへのレンズ間距離Dlsが異なっている。これにより、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcを互いに十分かつ適切に傾けることができ、その結果、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcそれぞれの感光体ドラム21周面への入射角を小さくすることが可能となっている。したがって、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcそれぞれの感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光を実現することができる。かかる効果について具体例を挙げて説明すると次のとおりである。
【0070】
図10は、第1実施形態のラインヘッドの効果を具体例を挙げて説明するための図である。図10においても図9と同様に、実線曲線はラインヘッド29との間隔変動の無い感光体ドラム21周面を表しており、二点鎖線曲線はラインヘッド29との間隔変動のある感光体ドラム21周面を表している。図10のラインヘッド29では図9のラインヘッドと異なり、上流側収束光LBa(の主光線PRa)は法線NLと概ね一致しており、極めて小さい入射角で感光体ドラム21周面に入射している(左側の欄)。したがって、感光体ドラム21の周方向において本来の入射位置SIaと実際の入射位置Sraとを略一致させることができ、上流側収束光LBaの入射位置を安定させることが可能となっている。また、同様に、下流側収束光LBc(の主光線PRc)は法線NLと概ね一致しており、極めて小さい入射角で感光体ドラム21周面に入射している(右側の欄)。したがって、感光体ドラム21の周方向において本来の入射位置SIcと実際の入射位置Srcとを略一致させることができ、下流側収束光LBcの入射位置を安定させることが可能となっている。こうして、良好な露光が図られている。
【0071】
特に、上述のとおり、感光体ドラム21周面の曲率中心は、ラインヘッド29(換言すれば、上流側第2レンズLSa2、中央第2レンズLSb2および下流側第2レンズLSc2)に対して、感光体ドラム21周面の逆側にある。そこで、第1実施形態のラインヘッドでは、絞り平板295に配設された開口絞りDAa、DAb、DAcの副走査方向SDへの開口絞り間距離Ddaよりも、第1レンズアレイLA1に配設された第1レンズLSa1、LSa2、LSa3の副走査方向SDへのレンズ間距離Dlsは短く設定されている。これにより、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcそれぞれの感光体ドラム21周面への入射角を小さくして、各収束光LBa、LBb、LBcの感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光を実現することが可能となっている。
【0072】
また、上述のように、主走査方向MDに回転中心Ccyを有するとともに該回転中心Ccyで回転する円筒形の感光体ドラム21の周面を被露光面とする場合は、このラインヘッド29に本発明を適用することが好適である。なぜなら、このような場合には、上述した理由により感光体ドラム21周面とラインヘッド29との間隔変動が発生しやすいため、本発明をラインヘッド29に適用することで、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcそれぞれの感光体ドラム21周面への入射角を小さくして、各収束光LBa、LBb、LBcの感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光の実現を図ることが好適であるからである。
【0073】
この際、第1実施形態のように、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcは感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いているようにラインヘッド29を構成しても良い。これにより、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcの感光体ドラム21周面への入射角を確実に小さくすることができ、各収束光LBa、LBb、LBcの感光体ドラム21周面への入射位置をさらに安定させて、極めて良好な露光の実現を図ることができる。
【0074】
また、第1実施形態のように、上流側開口絞りDAa、中央開口絞りDAbおよび下流側開口絞りDAcは同一の絞り平板295に配設され、上流側第1レンズLSa1、中央第1レンズLSb1および下流側第1レンズLSc1は同一の基板SB1に配設されているようにラインヘッド29を構成しても良い。このように、上流側開口絞りDAa、中央開口絞りDAbおよび下流側開口絞りDAcを同一の絞り平板295に配設した構成とすることで、これらの距離Ddaが所定の精度を満たすように上流側開口絞りDAa、中央開口絞りDAbおよび下流側開口絞りDAcを簡便に作製することが可能となる。また、上流側第1レンズLSa1、中央第1レンズLSb1および下流側第1レンズLSc1を同一の平面SB1に配設した構成とすることで、これらの距離Dlsが所定の精度を満たすように流側第1レンズLSa1、中央第1レンズLSb1および下流側第1レンズLSc1を簡便に作製することが可能となる。
【0075】
第2実施形態
図11は、図5のA−A線に相当する階段線の断面において第5実施形態のラインヘッドを部分的に示した図である。図12は、第2実施形態のラインヘッドでの開口絞りの配置を説明するための斜視図である。なお、図12では、感光体ドラム21と開口絞りDAa、DAb、DAc以外のレンズ等の記載は省略されており、感光体ドラム21は主走査方向MDの一部分だけが図示されている。第1実施形態に対する第2実施形態の主な違いは、開口絞りDAa、DAb、DAcを回転中心Ccyの共役な位置に配置した点である。それ以外の構成は、第1実施形態と第2実施形態とは共通するため、以下では、共通部分については相当符号を付して説明を適宜省略し、差異点を中心に説明をすることとする。
【0076】
第2実施形態においても、絞り平板295に配設された開口絞りDAa、DAb、DAcの副走査方向SDへの開口絞り間距離Ddaよりも、第1レンズアレイLA1に配設された第1レンズLSa1、LSa2、LSa3の副走査方向SDへのレンズ間距離Dlsは短い。このように、第1実施形態のラインヘッド29と共通する構成を備える第5実施形態のラインヘッド29は、上述した第1実施形態のラインヘッド29の効果と同様の効果を奏することができる。
【0077】
さらには、第2実施形態のラインヘッド29は、開口絞りDAa、DAb、DAcを感光体ドラム21の回転中心Ccyの共役な位置に配置している。これについて、図12を用いてより詳しく説明する。同図では、感光体ドラム21の回転中心Ccyの3個の所定位置Vta、Vtb、Vtcが主走査方向MDにこの順番で並んで示されている。さらに、所定位置Vta、Vtb、Vtcを通り回転中心Ccyに直交する3本の仮想直線Vpa、Vpb、Vpcが示されている。そして、同図に示すように、上流側開口絞りDAaは、回転中心Ccyの所定の位置Vtaを通る仮想垂線Vpa上の共役な位置に配置され、中央開口絞りDAbは、回転中心Ccyの所定の位置Vtbを通る仮想垂線Vpb上の共役な位置に配置され、下流側開口絞りDAcは、回転中心Ccyの所定の位置Vtcを通る仮想垂線Vpc上の共役な位置に配置されている。
【0078】
第2実施形態のラインヘッドは、このような構成を備えるため、次のような効果も奏することができる。つまり、このように開口絞りDAa、DAb、DAcを配置した場合、発光素子Eの副走査方向SDへの位置に拘わらず、各発光素子Eからの光を感光体ドラム21の回転中心Ccyに向けることができる。具体的には、図11では、発光素子グループEGa、EGb、EGcのそれぞれにおいて、副走査方向SDに異なる3個の発光素子E1、E2、E3が配置されている。ここで、発光素子グループEGaで代表して、これら3個の発光素子E1、E2、E3から射出された光の軌跡を見てみると、発光素子E1からの光を上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)で収束した収束光の主光線PRa1は回転中心Ccyを向いており、また、発光素子E2からの光を上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)で収束した収束光の主光線PRa2は回転中心Ccyを向いており、さらに、発光素子E3からの光を上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)で収束した収束光の主光線PRa3は回転中心Ccyを向いている。このように、副走査方向SDに異なる3個の発光素子E1、E2、E3からの光が全て回転中心Ccyを向いている。また、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)についても同様である。このように第2実施形態のラインヘッド29は、発光素子Eの副走査方向SDへの位置に拘わらず、収束光を確実に回転中心Ccyへ向わせることができるため、良好な露光の実現に有利と言える。
【0079】
第3実施形態
図13は、A−A線階段断面において第3実施形態のラインヘッドを部分的に示した図である。以下、第1実施形態と第3実施形態との差異点について主に説明し、両実施形態で共通する部分については共通符号を付して説明を適宜省略する。
【0080】
第1実施形態に対する第3実施形態の主な違いは、遮光部材297の構成である。つまり、第3実施形態では、複数(5枚)の遮光板2973を厚さ方向TKDに並べて1個の遮光部材297が構成されている。より詳しくは、各遮光板2973には、発光素子グループEG毎に1個の貫通孔2975が形成されている。そして、5枚のうちの1枚の遮光板2973はヘッド基板293に載置されるとともに、残りの4枚の遮光板2973は厚さ方向TKDに間隔を空けて配置されている。そして、これら5枚の遮光板2973と第1レンズアレイLA1との間に絞り平板295が配置されている。なお、これら遮光板2973および絞り平板295はヘッドフレーム291により狭持されている。そして、第3実施形態のラインヘッド29においても、絞り平板295に配設された開口絞りDAa、DAb、DAcの副走査方向SDへの開口絞り間距離Ddaよりも、第1レンズアレイLA1に配設された第1レンズLSa1、LSa2、LSa3の副走査方向SDへのレンズ間距離Dlsは短い。このように、第1実施形態のラインヘッド29と共通する構成を備える第3実施形態のラインヘッド29は、上述した第1実施形態のラインヘッド29の効果と同様の効果を奏することができる。
【0081】
第4実施形態
上記実施形態では、各収束光LBa、LBb、LBcは、感光体ドラム21の回転中心Ccyを向いている。しかしながら、各収束光LBa、LBb、LBcが回転中心Ccyを正確に向いている必要は無く、例えば、各収束光LBa、LBb、LBcが回転中心Ccyの近傍を向く(換言すれば、各収束光LBa、LBb、LBcが回転中心Ccyの近傍に出射する)ようにラインヘッド29を構成しても良い。
【0082】
図14は、感光体ドラムの回転中心の近傍を向く光を説明するための概念図である。同図の距離Dyは、異なる光学系に対応した発光素子Eの間の副走査方向SDへの距離(つまり、上流側結像光学系(DAa、LSa1、LSa2)に対応する発光素子Eと中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)に対応する発光素子Eとの間の副走査方向SDへの距離、あるいは中央結像光学系(DAb、LSb1、LSb2)に対応する発光素子Eと下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)に対応する発光素子Eとの間の副走査方向SDへの距離)である。換言すれば、距離Dyは、2個の発光素子グループEGの副走査方向SDへの距離Dt(図5)に相当し、特に図5に例示したような発光素子グループEGの幾何重心に発光素子Eが存在する構成では、2個の発光素子グループEGの幾何重心にある発光素子Eそれぞれの間の副走査方向SDへの距離Dtとして求めることができる。
【0083】
そして、感光体ドラム21の回転中心Ccyからの距離が距離Dyより短い(距離Dy未満の)範囲が、感光体ドラム21の回転中心Ccyの近傍となる。したがって、回転中心Ccyから距離Dyより短い距離範囲を主光線の延長線が通過する光は、回転中心Ccyの近傍を向いて感光体ドラム21周面に入射している(換言すれば、回転中心Ccyの近傍に出射している)。具体的には、主光線の延長線が一点鎖線VL1_1、VL_2である光は、回転中心Ccyの近傍を向いて感光体ドラム21周面に入射している。一方で、主光線の延長線が一点鎖線VL1_3、VL_4である光は、回転中心Ccyの近傍を向いていない。
【0084】
そして、収束光が感光体ドラム21の回転中心Ccyの近傍を向くようにラインヘッド29を構成することで、収束光の感光体ドラム21周面への入射角を抑制することができ、収束光の感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光の実現を図ることができる。
【0085】
その他
以上のように、上記実施形態では、ラインヘッド29が本発明の「露光ヘッド」に相当している。また、上流側開口絞りDAaを本発明の「第1の開口絞り」としたとき、上流側第1レンズLSa1が本発明の「第1のレンズ」に相当し、中央開口絞りDAbが本発明の「第2の開口絞り」に相当し、中央第1レンズLSb1が本発明の「第2のレンズ」に相当し、上流側開口絞りDAaを通過する光を射出する発光素子Eが本発明の「第1の発光素子」に相当し、中央開口絞りDAbを通過する光を射出する発光素子Eが本発明の「第2の発光素子」に相当し、収束光LBaが本発明の「第1の光」に相当し、収束光LBbが本発明の「第2の光」に相当し、位置Vtaが本発明の「第1の位置」に相当し、位置Vtbが本発明の「第2の位置」に相当し、仮想垂線Vpaが本発明の「仮想第1垂線」に相当し、仮想垂線Vpbが本発明の「仮想第2垂線」に相当する。また、副走査方向SDが本発明の「第1の方向」に相当し、主走査方向MDが本発明の「第2の方向」に相当するまた、感光体ドラム21が本発明の「像担持体」に相当する。また、回転中心Ccyが本発明の「回転軸」に相当する。
【0086】
なお、本発明は上記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に対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、収束光LBa、LBb、LBcのいずれもが、感光体ドラム21の回転中心Ccyあるいはその近傍を向いている。しかしながら、このように構成することは必須ではない。
【0087】
また、上記実施形態では、各レンズアレイLA1、LA2において3行千鳥でレンズが並んでいたが、レンズの配置態様はこれに限られない。したがって、例えば、2行千鳥等の他の配置態様でレンズを並べても良い。
【0088】
また、上記実施形態では、レンズアレイLA1、LA2の裏面にレンズLS1、LS2が形成されていた。しかしながら、例えば、レンズアレイLA1、LA2の表面にレンズLS1、LS2が形成されても良い。
【0089】
また、上記実施形態では、レンズアレイLA1、LA2ガラス製の光透過性基板SB1、SB2に樹脂製のレンズLSa1、LSa2等を形成したものであった。しかしながら、レンズアレイLA1、LA2を1つの材料で一体的に構成することもできる。
【0090】
また、上記実施形態では、同じ発光素子グループEGに対して設けられた2枚のレンズLS1、LS2が互いに異なる光透過性基板SB1、SB2に設けられていたが、これら2枚のレンズLS1、LS2を同じ光透透過性基板の表裏面に設けるように構成することもできる。
【0091】
また、上記実施形態では、1個の発光素子グループEGに対して2枚のレンズLS1、LS2が設けられていたが、1個の発光素子グループEGに対して設けられるレンズの枚数はこれに限られず、1枚であっても3枚以上であっても良い。
【0092】
また、上記実施形態では、複数の発光素子グループEGは3行千鳥で配置されていたが、複数の発光素子グループEGの配置態様はこれに限られない。
【0093】
また、上記実施形態では、15個の発光素子Eから発光素子グループEGが構成されている。しかしながら、発光素子グループEGを構成する発光素子Eの個数はこれに限られない。
【0094】
また、上記実施形態では、発光素子グループEG内において、複数の発光素子Eが3行千鳥で配置されていたが、発光素子グループEG内での複数の発光素子Eの配置態様はこれに限られない。
【0095】
また、上記実施形態では、発光素子Eとしてボトムエミッション型の有機EL素子が用いられている。しかしながら、トップエミッション型の有機EL素子を発光素子Eとして用いても良く、あるいは有機EL素子以外のLED(Light Emitting Diode)等を発光素子Eとして用いても良い。
【0096】
また、上記実施形態では、感光体ドラム21を軸棒RS21により回転自在に支持していた。しかしながら、感光体ドラム21の回転支持機構はこれに限られず、例えば、特開2001−305911号公報のようなフランジを用いた機構であっても良い。
【実施例】
【0097】
次に本発明の実施例を示すが、本発明はもとより下記の実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合しうる範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【0098】
図15は、A−A線階段断面において実施例のラインヘッドを部分的に示した図である。実施例のラインヘッドは、第2実施形態のラインヘッドと略同じ構成を有する。以下、像面の曲率半径を20[mm](R21=20[mm])とするとともに、その他の光学系諸元を図16、図17、図18に示す値として求めた、各光学系の光線図およびレンズデータを示す。
【0099】
図16は、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)の光学系諸元を表としてまとめた図である。図17は、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)の光学系諸元を表としてまとめた図である。図18は、下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)の光学系諸元を表としてまとめた図である。図15および図16〜図18の各表では、中央光学系の中心(換言すれば、レンズ中心線Cbあるいは中央光学系の光軸)を原点として、副走査方向SDにおける位置が示されており、図15の右向きに負方向がとられ、図15の左向きに正方向がとられている。
【0100】
まず、図16の表を用いて上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)の光学系諸元について説明する。副走査方向SDにおける上流側第1レンズLSa1および上流側第2レンズLSa2の中心位置は1.7[mm]であり(項目「副走査方向におけるレンズ位置」)、上流側第1レンズLSa1に対する上流側開口絞りDAaの副走査方向SDへの偏心量ΔDdlは0.154[mm]である(項目「副走査方向絞り偏心量」)。また、この上流側開口絞りDAaは、主走査方向MDへの幅が1.2[mm]であるとともに副走査方向SDへの幅が0.5[mm]である矩形を有しており、実質的に副走査方向SDへのみ光量制限機能を有する(項目「副走査方向絞り幅(矩形 主×副)」)。各レンズLSa1、LSa2のレンズ径は1.66[mm]である(項目「レンズ径」)。さらに、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)による収束光の主光線PRaの傾きθabは−4.65°であり(項目「θab」)、主光線PRaは回転中心CT21(Ccy)を向いている(つまり、主光線PRaの延長線VLaは回転中心CT21と交差する)。そして、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)の副走査方向SDにおける結像位置は1.77[mm]である(項目「副走査方向における結像位置」)。また、発光素子Eは、上流側第1レンズLSa1の中心線Ca1上にあり(項目「物体高(副走査方向)」)にあり、波長690[nm]の光を射出する(項目「波長」)。さらに、実施例での上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)は、開口絞りMdaを備えており(図22)。この開口絞りMdaは、主走査方向MDへの幅が0.8[mm]であるとともに副走査方向SDへの幅が1.2[mm]である矩形を有しており、実質的に主走査方向MDへのみ光量制限機能を有する(項目「主走査方向絞り幅(矩形 主×副)」)。また、この開口絞りMdaは、結像光学系(LSa1、LSa2)の前側焦点位置に配置されており、主走査方向MDにおいて像側テレセントリックが実現されている。
【0101】
次に、図17の表を用いて中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)の光学系諸元について説明する。副走査方向SDにおける中央第1レンズLSb1、中央第2レンズLSb2の中心位置は0[mm]であり(項目「副走査方向におけるレンズ位置」)、中央第1レンズLSb1に対する中央開口絞りDAbの副走査方向SDへの偏心量は0[mm]である。各レンズLSb1、LSb2のレンズ径は1.66[mm]であり(項目「レンズ径」)、開口絞りDAの径は0.8[mm]である(項目「絞り径」)。さらに、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)による収束光の主光線PRbは回転中心CT21を向いている(つまり、主光線PRbの延長線VLbは回転中心CT21と交差する)。そして、中央光学系(DAa、LSb1、LSb2)の副走査方向SDにおける結像位置は0[mm]である(項目「副走査方向における結像位置」)。また、発光素子Eは、中央第1レンズLSb1の中心線Cb1上にあり(項目「物体高(副走査方向)」)にあり、波長690[nm]の光を射出する(項目「波長」)。
【0102】
最後に、図18の表を用いて下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)の光学系諸元について説明する。副走査方向SDにおける下流側第1レンズLSc1および下流側第2レンズLSc2の中心位置は−1.7[mm]であり(項目「副走査方向におけるレンズ位置」)、下流側第1レンズLSc1に対する下流側開口絞りDAcの副走査方向SDへの偏心量ΔDdlは−0.154[mm]である(項目「副走査方向絞り偏心量」)。また、この下流側開口絞りDAcは、主走査方向MDへの幅が1.2[mm]であるとともに副走査方向SDへの幅が0.5[mm]である矩形を有しており、実質的に副走査方向SDへのみ光量制限機能を有する(項目「副走査方向絞り幅(矩形 主×副)」)。各レンズLSc1、LSc2のレンズ径は1.66[mm]である(項目「レンズ径」)。さらに、下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)による収束光の主光線PRcの傾きθbcは4.65°であり(項目「θbc」)、主光線PRcは回転中心CT21を向いている(つまり、主光線PRcの延長線VLcは回転中心CT21と交差する)。そして、下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)の副走査方向SDにおける結像位置は−1.77[mm]である(項目「副走査方向における結像位置」)。また、発光素子Eは、下流側第1レンズLSc1の中心線Cc1上にあり(項目「物体高(副走査方向)」)にあり、波長690[nm]の光を射出する(項目「波長」)。さらに、実施例での下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)は、開口絞りMdaを備えており(図22)。この開口絞りMdaは、主走査方向MDへの幅が0.8[mm]であるとともに副走査方向SDへの幅が1.2[mm]である矩形を有しており、実質的に主走査方向MDへのみ光量制限機能を有する(項目「主走査方向絞り幅(矩形 主×副)」)。また、この開口絞りMdaは、結像光学系(LSc1、LSc2)の前側焦点位置に配置されており、主走査方向MDにおいて像側テレセントリックが実現されている。
【0103】
以上の光学系諸元を満たすように、各光学系の光線図およびレンズデータを求めたところ、次のようになった。図19は、副走査方向断面における上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)の光線図である。図20は、副走査方向断面における中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)の光線図である。図21は、副走査方向断面における下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)の光線図である。図22は、主走査方向断面における光線図である。この主走査方向断面における光線図は、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)で共通する。図23は、上流側光学系(DAa、LSa1、LSa2)および下流側光学系(DAc、LSc1、LSc2)のレンズデータを表として示す図である。図24は、図23のレンズデータのS5面のデータを表として示す図である。図25は、図23のレンズデータのS8面のデータを表として示す図である。図26は、中央光学系(DAb、LSb1、LSb2)のレンズデータを表として示す図である。図27は、図25のレンズデータのS5面のデータを表として示す図である。図28は、図25のレンズデータのS7面のデータを表として示す図である。図29は、XY多項式面の定義式を示す図である。
【0104】
このように本実施例においても、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcを互いに十分かつ適切に傾けることができる(つまり、上流側収束光LBaと中央収束光LBbとは、θab=−4.65°傾き、中央収束光LBbと下流側収束光LBcとは、θbc=4.65°傾いている)。その結果、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcそれぞれの感光体ドラム21周面への入射角を小さくすることが可能となっている。したがって、上流側収束光LBa、中央収束光LBbおよび下流側収束光LBcそれぞれの感光体ドラム21周面への入射位置を安定させて、良好な露光を実現することができる。
【0105】
また、本実施例では、開口絞りDAa、DAb、DAcを回転中心Ccyの共役な位置に配置しており、発光素子Eの副走査方向SDへの位置に拘わらず、収束光を確実に回転中心Ccyへ向わせることができるため、良好な露光の実現に有利と言える。
【符号の説明】
【0106】
21…感光体ドラム、 29…ラインヘッド、 291…ヘッドフレーム、 293…ヘッド基板、 295…絞り平板、 DA…開口絞り、 297…遮光部材、 2971…導光孔、 CT21…回転中心、 D21…回転方向、 E…発光素子、 EG…発光素子グループ、 295…絞り平板、 DA…開口絞り、 DAa…上流側開口絞り、 DAb…中央開口絞り、 DAc…下流側開口絞り、 LA1…第1レンズアレイLA1、 LA2…第2レンズアレイ、 LA…レンズアレイ、 LS1…第1レンズ、 LS2…第2レンズ、 LSa1…上流側第1レンズ、 LSb1…中央第1レンズLSb1、 LSc1…下流側第1レンズ、 LSa2…上流側第2レンズ、 LSb2…中央第2レンズ、 LSc2…下流側第2レンズ、 LBa…上流側収束光、 LBb…中央収束光、 LBc…下流側収束光、 Dls…第1距離、 Dda…距離、 LGD…長手方向LGD、 LTD…幅方向、 MD…主走査方向、 SD…副走査方向、 NL…法線、 RS21…ドラム軸棒、 Ccy…回転中心、 SB1…第1光透過性基板、 SB2…第2光透過性基板
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の発光素子と、
前記第1の発光素子で発光された光を絞る第1の開口絞りと、
前記第1の開口絞りを通過した光が入射される第1のレンズと、
第2の発光素子と、
前記第2の発光素子で発光された光を絞る第2の開口絞りと、
前記第2の開口絞りを通過した光が入射される第2のレンズと、
を備え、
前記第1のレンズから射出した第1の光、及び前記第2のレンズから射出した第2の光は、曲率半径を有する被露光面の第1の方向に異なる位置で入射し、
前記第1の開口絞りと前記第2の開口絞りとの間の前記第1の方向の距離Ddaと、前記第1のレンズと前記第2のレンズとの間の前記第1の方向への距離Dlsとは異なることを特徴とする露光ヘッド。
【請求項2】
前記被露光面の曲率中心は、前記第1のレンズおよび前記第2のレンズに対して前記被露光面の逆側にあり、前記距離Dlsは前記距離Ddaより短い請求項1に記載の露光ヘッド。
【請求項3】
前記第1の方向に直交する第2の方向に回転軸を有するとともに該回転軸で回転する円筒形のドラムの周面を、前記被露光面とする請求項2に記載の露光ヘッド。
【請求項4】
前記第1の光は前記回転軸に向けて出射され、前記第2の光は前記回転軸に向けて出射される請求項3に記載の露光ヘッド。
【請求項5】
前記第1の開口絞りは前記回転軸の所定の第1の位置を通る仮想第1垂線上の共役な位置に配設され、前記第2の開口絞りは前記回転軸の所定の第2の位置を通る仮想第2垂線上の共役な位置に配設される請求項3に記載の露光ヘッド。
【請求項6】
前記第1の開口絞りおよび前記第2の開口絞りは同一の平板に配設され、前記第1のレンズおよび前記第2のレンズは同一の基板に配設される請求項1ないし5のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
【請求項7】
第1の発光素子、前記第1の発光素子で発光された光を絞る第1の開口絞り、前記第1の開口絞りを通過した光が入射される第1のレンズ、第2の発光素子、前記第2の発光素子で発光された光を絞る第2の開口絞り、および前記第2の開口絞りを通過した光が入射される第2のレンズを有する露光ヘッドと、
第1の方向に曲率半径を有する像担持体と、
を備え、
前記第1のレンズから射出した第1の光、及び前記第2のレンズから射出した第2の光は、前記第1の方向に異なる位置で前記像担持体に入射し、
前記第1の開口絞りと前記第2の開口絞りとの間の前記第1の方向への距離Ddaと、前記第1のレンズと前記第2のレンズとの間の前記第1の方向への距離Dlsとは異なることを特徴とする画像形成装置。
【請求項8】
前記像担持体は、回転軸で回転する像担持体ドラムであり、
前記露光ヘッドは、前記像担持体ドラムの外周側に配設され、
前記距離Dlsは前記距離Ddaより短い請求項7に記載の画像形成装置。
【請求項1】
第1の発光素子と、
前記第1の発光素子で発光された光を絞る第1の開口絞りと、
前記第1の開口絞りを通過した光が入射される第1のレンズと、
第2の発光素子と、
前記第2の発光素子で発光された光を絞る第2の開口絞りと、
前記第2の開口絞りを通過した光が入射される第2のレンズと、
を備え、
前記第1のレンズから射出した第1の光、及び前記第2のレンズから射出した第2の光は、曲率半径を有する被露光面の第1の方向に異なる位置で入射し、
前記第1の開口絞りと前記第2の開口絞りとの間の前記第1の方向の距離Ddaと、前記第1のレンズと前記第2のレンズとの間の前記第1の方向への距離Dlsとは異なることを特徴とする露光ヘッド。
【請求項2】
前記被露光面の曲率中心は、前記第1のレンズおよび前記第2のレンズに対して前記被露光面の逆側にあり、前記距離Dlsは前記距離Ddaより短い請求項1に記載の露光ヘッド。
【請求項3】
前記第1の方向に直交する第2の方向に回転軸を有するとともに該回転軸で回転する円筒形のドラムの周面を、前記被露光面とする請求項2に記載の露光ヘッド。
【請求項4】
前記第1の光は前記回転軸に向けて出射され、前記第2の光は前記回転軸に向けて出射される請求項3に記載の露光ヘッド。
【請求項5】
前記第1の開口絞りは前記回転軸の所定の第1の位置を通る仮想第1垂線上の共役な位置に配設され、前記第2の開口絞りは前記回転軸の所定の第2の位置を通る仮想第2垂線上の共役な位置に配設される請求項3に記載の露光ヘッド。
【請求項6】
前記第1の開口絞りおよび前記第2の開口絞りは同一の平板に配設され、前記第1のレンズおよび前記第2のレンズは同一の基板に配設される請求項1ないし5のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
【請求項7】
第1の発光素子、前記第1の発光素子で発光された光を絞る第1の開口絞り、前記第1の開口絞りを通過した光が入射される第1のレンズ、第2の発光素子、前記第2の発光素子で発光された光を絞る第2の開口絞り、および前記第2の開口絞りを通過した光が入射される第2のレンズを有する露光ヘッドと、
第1の方向に曲率半径を有する像担持体と、
を備え、
前記第1のレンズから射出した第1の光、及び前記第2のレンズから射出した第2の光は、前記第1の方向に異なる位置で前記像担持体に入射し、
前記第1の開口絞りと前記第2の開口絞りとの間の前記第1の方向への距離Ddaと、前記第1のレンズと前記第2のレンズとの間の前記第1の方向への距離Dlsとは異なることを特徴とする画像形成装置。
【請求項8】
前記像担持体は、回転軸で回転する像担持体ドラムであり、
前記露光ヘッドは、前記像担持体ドラムの外周側に配設され、
前記距離Dlsは前記距離Ddaより短い請求項7に記載の画像形成装置。
【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20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【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】
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【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【公開番号】特開2010−253896(P2010−253896A)
【公開日】平成22年11月11日(2010.11.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−109719(P2009−109719)
【出願日】平成21年4月28日(2009.4.28)
【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22年11月11日(2010.11.11)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年4月28日(2009.4.28)
【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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