露光ヘッドおよび画像形成装置
【課題】２つの光のスポットの副走査方向への距離が結像光学系でばらつくことを抑えて、適切な露光を実現可能とする。
【解決手段】第１の発光素子が発光する光を結像して潜像担持体に第１の光を照射するとともに第２の発光素子が発光する光を結像して潜像担持体に第２の光を照射する第１の結像光学系と、第３の発光素子が発光する光を結像して潜像担持体に第３の光を照射するとともに第４の発光素子が発光する光を結像して潜像担持体に第４の光を照射する第２の結像光学系と、を備え、第１の光と第２の光の第１の方向への潜像担持体での距離が、第３の光と第４の光の第１の方向への潜像担持体での距離と等しくなるように、第１の結像光学系の結像倍率と、第２の結像光学系の結像倍率との関係が設定されている。
【解決手段】第１の発光素子が発光する光を結像して潜像担持体に第１の光を照射するとともに第２の発光素子が発光する光を結像して潜像担持体に第２の光を照射する第１の結像光学系と、第３の発光素子が発光する光を結像して潜像担持体に第３の光を照射するとともに第４の発光素子が発光する光を結像して潜像担持体に第４の光を照射する第２の結像光学系と、を備え、第１の光と第２の光の第１の方向への潜像担持体での距離が、第３の光と第４の光の第１の方向への潜像担持体での距離と等しくなるように、第１の結像光学系の結像倍率と、第２の結像光学系の結像倍率との関係が設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光素子が射出した光を結像光学系により結像して、感光体ドラム等の潜像担持体に光を照射する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、回転軸で回転する円筒形状の感光体ドラムに、露光ヘッドを用いて露光する画像形成装置が記載されている。この露光ヘッドは、複数の結像光学系を感光体ドラムの回転軸に平行もしくは略平行な主走査方向に配置するとともに、これら結像光学系それぞれに対して、結像される光を発光する複数の発光素子で構成される発光素子グループを対向させた構成を備える。そして、発光素子グループの各発光素子が発光すると、当該発光素子グループに対向する結像光学系がこれら発光素子からの光を結像して、複数の光のスポットからなるスポットグループを感光体ドラムの周面に形成する。
【０００３】
特に、特許文献１の画像形成装置では、これら複数の結像光学系は、副走査方０１向において互いに異なる位置で３個の結像光学系が感光体ドラム周面に対向している。したがって、感光体ドラム周面では、副走査方向において互いに異なる位置に３個のスポットグループが形成されることとなる。
【０００４】
ちなみに、特許文献１の発光素子グループは、複数の発光素子を、主走査方向に一列ではなくて千鳥状に並べたものである。したがって、発光素子グループは、副走査方向の両端に位置する発光素子の間の距離に相当する幅を、副走査方向に有することとなる。そして、発光素子グループの発光素子を同時に発光させたときに結像光学系が発光素子グループからの光を結像することで得られるスポットグループも、副走査方向の両端に形成されるスポットの間の距離に相当する幅（副走査幅）を、感光体ドラム周面において副走査方向に有することとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０７６３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、円筒形状の潜像担持体（感光体ドラム）の周面は、副走査方向に曲率を有している。そして、特許文献１では、このような潜像担持体周面に対して、複数（特許文献１では３個）の結像光学系を副走査方向の互いに異なる位置で対向させている。したがって、結像光学系とこれが対向する潜像担持体周面の関係を見たとき、潜像担持体の周面から離れた結像光学系ほど、より大きく傾く潜像担持体周面に対向することとなる。その結果、スポットグループの両端に位置する２つの光のスポットの副走査方向における距離が、結像光学系毎に異なる値となり、潜像担持体の適切な露光が困難になる場合があった。この様な課題に対し特許文献１では、副走査方向におけるスポットの距離の差について、特に考慮されていない。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、副走査方向の異なる位置に配された複数の結像光学系により潜像担持体を露光する画像形成装置において、１の結像光学系で結像された２つの光のスポットの副走査方向への距離が結像光学系毎に異なる値となることを抑えた画像形成を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するために、光を発光する第１の発光素子、第１の発光素子の第１の方向に配されて光を発光する第２の発光素子、第２の発光素子の第１の方向に配されて光を発光する第３の発光素子、第３の発光素子の第１の方向に配されて光を発光する第４の発光素子を有する発光素子基板と、第１の方向に第１の光学倍率を有して第１の発光素子が発光する光を第１の方向に曲率を有する被露光面に結像するとともに第２の発光素子が発光する光を第１の方向に曲率を有する被露光面に結像する第１の結像光学系、及び第１の方向に第１の光学倍率と異なる第２の光学倍率を有して第１の結像光学系の第１の方向に配されて第３の発光素子が発光する光を第１の方向に曲率を有する被露光面に結像するとともに第４の発光素子が発光する光を第１の方向に曲率を有する被露光面に結像する第２の結像光学系を有するレンズアレイと、を備える。
【０００９】
ちなみに、この発明にかかる露光ヘッドは、第１の発光素子及び第３の発光素子は、第１の発光素子と被露光面との間の距離が第３の発光素子と被露光面との間の距離よりも短くなる位置に配設された時、第１の結像光学系の第１の光学倍率の絶対値を第２の光学系の第２の光学倍率の絶対値よりも大きくする構成にしても良い。
【００１０】
また、この発明にかかる画像形成装置は、回転軸で回転して周面を第１の方向に移動させるとともに、潜像が形成される潜像担持体ドラムと、光を発光する第１の発光素子、第１の発光素子の第１の方向に配されて光を発光する第２の発光素子、第２の発光素子の第１の方向に配されて光を発光する第３の発光素子、第３の発光素子の第１の方向に配されて光を発光する第４の発光素子を有する発光素子基板と、第１の方向に第１の光学倍率を有して第１の発光素子が発光する光を潜像担持体ドラムに結像するとともに第２の発光素子が発光する光を潜像担持体ドラムに結像する第１の結像光学系、及び第１の方向に第１の光学倍率と異なる第２の光学倍率を有して第１の結像光学系の前記第１の方向に配されて第３の発光素子が発光する光を潜像担持体ドラムに結像するとともに第４の発光素子が発光する光を潜像担持体ドラムに結像する第２の結像光学系を有するレンズアレイとを備え、潜像担持体に潜像を形成する露光部と、露光部で潜像担持体ドラムに形成された潜像を現像する現像部と、を備える。
【００１１】
ちなみに、この発明にかかる画像形成装置は、第１の発光素子と第３の発光素子とを、第１の発光素子と像担持体ドラムの回転中心との間の距離が第３の発光素子と像担持体ドラムの回転中心との間の距離よりも短くなる位置に配設するとともに、第１の結像光学系の第１の光学倍率の絶対値を第２の光学系の第２の光学倍率の絶対値よりも大きくする構成にしても良い。
【００１２】
ところで、第１の発光素子、第２の発光素子、第３の発光素子、及び発光素子を同時に発光させた時、第１の発光素子が発光した光が潜像担持体ドラムに潜像を形成する位置と第２の発光素子が発光した光が潜像担持体ドラムに潜像を形成する位置との間の第１の方向の像担持体ドラムの周面距離が、第３の発光素子が発光した光が潜像担持体ドラムに潜像を形成する位置と第４の発光素子が発光した光が潜像担持体ドラムに潜像を形成する位置との間の第１の方向の像担持体ドラムの周面距離と等しいか略等しい距離となる第１の光学倍率及び第２の光学倍率を有する構成としても良い。ここで、略等しいとは距離の誤差が±０．００１［ｍｍ］の範囲に収まる領域である。
【００１３】
また、この発明の第１の結像光学系もしくは第２の結像光学系は回転対称ではないレンズ面を有するレンズを備えていても良く、また、結像光学系および前記第２の結像光学系は像担持体ドラム側がテレセントリックな構成であっても良い。
また、第１の結像光学系および第２の結像光学系に対応する光源画素の副走査方向への配列間隔を等間隔に配置しても良い。なお、この際、第１の結像光学系および第２の結像光学系は、倒立像を結像するものであっても良く、また、縮小像を結像するものであっても良い。
【００１４】
ところで、この発明の発光素子基板は、第１の発光素子の第２の発光素子が配設された第１の方向と反対方向の第２の側に配設される第５の発光素子、及び第５の発光素子の第２の側に第６の発光素子を有し、レンズアレイは、第１の結像光学系の第２の側に配設されて第５の発光素子から発光される光及び第６の発光素子から発光される光を結像する第３の結像光学系を有する構成であっても良い。
【００１５】
本発明の構成によれば、副走査方向の異なる位置に配された複数の結像光学系により潜像担持体を露光する画像形成装置において、１の結像光学系で結像された２つの光のスポットの副走査方向への距離が結像光学系で異なる値となることを抑えた画像形成を行うことが可能となる。
また、本発明の構成によれば、光源回路の簡略化、潜像形成のための光量確保、もしくはスポット位置の安定化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図。
【図２】図１の装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】ラインヘッドの一例を示す図。
【図４】ラインヘッドの一例を示す図。
【図５】ラインヘッドの一例を示す図。
【図６】ラインヘッドの一例を示す図。
【図７】第１実施形態のラインヘッドの露光動作の説明図。
【図８】第２実施形態の主走査方向断面における結像光学系光線図であり、（ａ）はＯｓｂ主走査方向断面図、（ｂ）はＯｓｃ主走査方向断面図。
【図９】第２実施形態の副走査方向断面における結像光学系光線図であり、（ａ）はＯｓｂ副走査方向断面図、（ｂ）はＯｓｃ副走査方向断面図。
【図１０】第３実施形態のラインヘッドを示す図。
【図１１】第３実施形態にかかるラインヘッドの露光動作の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施例に適用可能な形態の概要を以下に示す。図１は本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図である。また、図２は図１の装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置１は、互いに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。そして、画像形成装置１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となっている。
【００１８】
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、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およびパラメーター値とに基づき、各色の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋそれぞれのラインヘッド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状の記録媒体ＲＭに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１９】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋは、トナー色を除けばいずれも同じ構造および機能を有している。そこで、図１では、図を見やすくするために、画像形成ステーション２Ｃを構成する各部品にのみ符号を付し、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋに付すべき符号については記載を省略する。また、以下の説明では、図１に付した符号を参照して画像形成ステーション２Ｃの構造および動作を説明するが、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋの構造および動作も、トナー色が異なることを除けば同じである。
【００２０】
画像形成ステーション２Ｃには、シアン色のトナー像がその周面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。感光体ドラム２１は、図１中矢印Ｄ２１の方向に所定速度で回転駆動される。
【００２１】
感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１周面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器２２と、感光体ドラム２１表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成するラインヘッド２９と、ラインヘッド２９で形成された該静電潜像をトナー像として顕像化する現像器２４と、現像器２４で現像された像をスクイーズする第１スクイーズ部２５と、第1スクイーズ部２５でスクイーズされた像をスクイーズする第２スクイーズ部２６と、第2のスクイーズ部２６でスクイーズされた像を転写する転写部（ＴＲ１ｃ）と、転写部（ＴＲ１ｃ）で転写された感光体ドラム２１の周面をクリーニングするクリーニングユニットとが、それぞれこれらの順に感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１（図１では、時計回り）に沿って配設されている。
【００２２】
帯電器２２は２つのコロナ帯電器２２１、２２２で構成されており、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１においてコロナ帯電器２２１がコロナ帯電器２２２に対して上流側に配置されており、２つのコロナ帯電器２２１、２２２により２段階で帯電されるように構成されている。各コロナ帯電器２２１、２２２は同一構成であり、感光体ドラム２１の表面に接触しないものであり、スコロトロン帯電器である。
【００２３】
そして、コロナ帯電器２２１、２２２により帯電された感光体ドラム２１表面に対して、ラインヘッド２９がヘッド制御信号に基づいて静電潜像を形成する。つまり、ヘッドコントローラーＨＣがラインヘッド２９にヘッド制御信号を送信すると、このヘッド制御信号に基づいて各発光素子Ｅが発光する。これにより、感光体ドラム２１表面が露光されて、画像信号に対応した静電潜像が形成される。なお、ラインヘッド２９の構成および動作の詳細は後述する。
【００２４】
こうして形成された静電潜像に対して現像器２４からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。この画像形成装置１の現像器２４は、現像ローラー２４１を有している。この現像ローラー２４１は円筒状の部材であり、鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ、ＰＦＡチューブなどの弾性層を設けたものである。この現像ローラー２４１は現像用モーターに接続され、図１紙面において反時計回りに回転駆動されて感光体ドラム２１に対してウィズ回転する。また、この現像ローラー２４１は図示を省略する現像バイアス発生部（定電圧電源）と電気的に接続されており、適当なタイミングで現像バイアスが印加されるように構成されている。
【００２５】
現像剤貯留部に貯留される現像剤はトナー及び液体キャリアを含む液体現像剤であり、従来一般的に使用されている、Isopar（登録商標：エクソン）を液体キャリアとした低濃度（トナー濃度１〜２ｗｔ％）かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性の液体現像剤、すなわち、樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径１μｍのトナーを、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー濃度を１５〜２５％とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・s程度）の液体現像剤が用いられる。
【００２６】
液体現像剤が供給された現像ローラー２４１の周面は、感光体ドラム２１の周面と同方向に移動するように回転して現像ローラー２４１の周面に担持された液体現像剤を現像位置に搬送する。
【００２７】
また、現像器２４では、この現像ローラー２４１の回転方向において現像位置の上流側にトナー帯電コロナ発生器２４２が現像ローラー２４１に対向して配置されている。このトナー帯電コロナ発生器２４２は現像ローラー２４１の周面に担持された液体現像剤中のトナーを帯電させる電界印加手段であり、定電流電源で構成されたトナーチャージ発生部（図示省略）と電気的に接続されている。そして、トナー帯電コロナ発生器２４２に対してトナーチャージバイアスが与えられると、現像ローラー２４１によって搬送される液体現像剤のトナーに対して、このトナー帯電コロナ発生器２４２と近接する位置で電界が印加され、トナーの帯電が施される。なお、このトナー帯電には、電界印加によるコロナ放電に代えて、接触して帯電させるトナー帯電ローラーを用いてもよい。
【００２８】
また、このように構成された現像器２４は感光体ドラム２１上の潜像を現像する現像位置と感光体ドラム２１から離れた退避位置との間で往復可能となっている。したがって、現像器２４が退避位置に移動して位置決めされると、その間、シアン用の画像形成ステーション２Ｃでは、感光体ドラム２１への新たな液体現像剤の供給は停止される。
【００２９】
感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において現像位置の下流側に、第１スクイーズ部２５が配置されるとともに、さらに第１スクイーズ部２５の下流側に第２スクイーズ部２６が配置されている。これらのスクイーズ部２５、２６にはスクイーズローラー２５１、２６１がそれぞれ設けられている。そして、スクイーズローラー２５１が第１スクイーズ位置で感光体ドラム２１の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰現像剤を除去する。また、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において第１スクイーズ位置の下流側の第２スクイーズ位置でスクイーズローラー２６１が感光体ドラム２１の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰液体キャリアやカブリトナーを除去する。また、スクイーズ効率を高めるために、スクイーズローラー２５１、２６１に対して図示省略するスクイーズバイアス発生部（定電圧電源）が電気的に接続されており、適当なタイミングでスクイーズバイアスが印加されるように構成されている。なお、２つのスクイーズ部２５、２６を設けているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば１個のスクイーズ部を配置してもよい。
【００３０】
これらのスクイーズ位置を通過してきたトナー像は転写部３の中間転写体３１に１次転写される。この中間転写体３１は、その表面、より詳しくはその外周面にトナー像を一時的に担持可能な像担持体としての無端状ベルトであり、複数のローラー３２、３３、３４、３５および３６に掛け渡されている。これらのうちローラー３２はメインモーターに連結されて、中間転写体３１を図１の矢印方向Ｄ３１に周回駆動するベルト駆動ローラーとして機能している。なお、記録紙ＲＭとの密着性を高めて記録紙ＲＭへのトナー像の転写性を高めるために、中間転写体３１に弾性層を設けている。
【００３１】
ここで、中間転写体３１を掛け渡されたローラー３２ないし３６のうち、メインモーターにより駆動されるのは上記したベルト駆動ローラー３２であり、他のローラー３３ないし３６は駆動源を有しない従動ローラーである。また、ベルト駆動ローラー３２は、ベルト移動方向Ｄ３１において一次転写位置ＴＲ1の下流側、かつ後述する二次転写位置ＴＲ2の上流側で中間転写体３１を巻き掛けている。
【００３２】
転写部３は一次転写バックアップローラー３７を有しており、一次転写バックアップローラー３７は中間転写体３１を挟んで感光体ドラム２１と対向して配設されている。感光体ドラム２１と中間転写体３１とが当接する一次転写位置ＴＲ1では、感光体ドラム２１の外周面が中間転写体３１と当接して一次転写ニップ部ＮＰ１ｃを形成している。そして、感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写体３１の外周面（一次転写位置ＴＲ1において下面）に転写される。こうして画像形成ステーション２Ｃにより形成されたシアン色のトナー像が中間転写体３１に転写される。同様に、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋでもトナー像の転写が実行されることで、各色のトナー像が中間転写体３１上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。一方、モノクロトナー像が形成される際には、ブラック色に対応した画像形成ステーション２Ｋのみにおいて、中間転写体３１へのトナー像転写が行われる。
【００３３】
こうして中間転写体３１に転写されたトナー像は、ベルト駆動ローラー３２への巻き掛け位置を経由して二次転写位置ＴＲ2に搬送される。この二次転写位置ＴＲ2では、中間転写体３１を巻き掛けられたローラー３４に対して二次転写部４の二次転写ローラー４２が中間転写体３１を挟んで対向配置されており、中間転写体３１表面と転写ローラー４２表面とが互いに当接して二次転写ニップ部ＮＰ２を形成している。すなわち、ローラー３４は二次転写バックアップローラーとして機能している。バックアップローラー３４の回転軸は、例えばバネのような弾性部材である押圧部３４５によって弾性的に、かつ中間転写体３１に対して近接・離間移動自在に支持されている。
【００３４】
二次転写位置ＴＲ2においては、中間転写体３１上に形成された単色あるいは複数色のトナー像が、一対のゲートローラー５１から搬送経路ＰＴに沿って搬送される記録媒体ＲＭに転写される。また、トナー像が二次転写された記録媒体ＲＭは、二次転写ローラー４２から搬送経路ＰＴ上に設けられた定着ユニット７へ送出される。定着ユニット７では、記録媒体ＲＭに転写されたトナー像に熱や圧力などが加えられて記録媒体ＲＭへのトナー像の定着が行われる。こうして、記録媒体ＲＭに所望の画像を形成することができる。
【００３５】
以上が画像形成装置の概略構成である。続いて、上記画像形成装置に適用可能なラインヘッド２９の詳細について説明する。図３、図４、図５および図６は、ラインヘッドの一例を示す図である。特に、図３は、ラインヘッド２９が備える発光素子およびレンズの位置関係を、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Ｄoaから見た平面図であり、図４は、ラインヘッド２９が備える発光素子グループＥＧの構成を示す平面図であり、図５は、ラインヘッド２９の部分斜視図であり、図６は、ラインヘッド２９のＡ−Ａ線（図３の階段状の二点鎖線）における部分階段断面図であって、該断面をラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤから見た場合に相当する。図３では、レンズＬＳ1、ＬＳ2が一点鎖線で記載されているが、これは、発光素子ＥとレンズＬＳ1、ＬＳ2とが光軸方向Ｄoaにおいて異なる位置にあることを考慮したものである。
【００３６】
このラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤに長尺で幅方向ＬＴＤに短尺な全体構成を備える。そこで、図３〜図６および以下の図面では必要に応じて、ラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤおよび幅方向ＬＴＤを示す。また、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Ｄoaについても、図３〜図６および以下の図面で適宜示すとともに、必要に応じて、光軸方向Ｄoaの矢印側を「表」あるいは「上」と表現し、光軸方向Ｄoaの矢印と反対側を「裏」「下」あるいは「底」と表現する。なお、これらの方向ＬＧＤ、ＬＴＤ、Ｄoaは互いに直交もしくは略直交している。
【００３７】
また、上述のとおり、同ラインヘッド２９を画像形成装置に適用するにあたっては、ラインヘッド２９は、潜像担持体の回転軸に平行もしくは略平行な主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに移動する感光体ドラム２１周面に対して露光を行なうものであり、しかも、感光体ドラム２１表面の主走査方向ＭＤはラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤに平行もしくは略平行であり、感光体ドラム２１表面の副走査方向ＳＤはラインヘッド２９の幅方向ＬＴＤに平行もしくは略平行である。そこで、必要に応じて、長手方向ＬＧＤ・幅方向ＬＴＤと一緒に、主走査方向ＭＤ・副走査方向ＳＤも図示することとする。また、略平行で示す角度の範囲は基準の方向に対して±０．５°の範囲である。
【００３８】
図３、図４に示すように、ラインヘッド２９では、複数の発光素子Ｅがレンズで構成された１の結像光学系で結像される１つの発光素子グループＥＧを有する。より具体的には、この発光素子グループＥＧは、次のような構成となる。つまり、複数（１４個）の発光素子Ｅが長手方向ＬＧＤにピッチＰrmで直線的に並んで１行の発光素子行ＥＲが構成されるとともに、複数行（５行）の発光素子行ＥＲが幅方向ＬＴＤにピッチＰrs（４５．３６[μm]）で並んで発光素子ブロックＥＢが構成される。したがって、この発光素子ブロックＥＢでは、５個の発光素子Ｅが幅方向ＬＴＤにピッチＰrsで一列に並んでいる（換言すれば、５個の発光素子Ｅが長手方向ＬＧＤの同じ位置に配置されている）。そして、これら５個の発光素子Ｅそれぞれは、感光体ドラム２１周面において副走査方向ＳＤの同じ位置にスポットＳＰを形成して、いわゆる多重露光が実行可能である。
【００３９】
さらに、発光素子グループＥＧでは、４個の発光素子ブロックＥＢが幅方向ＬＴＤに間隔Ｐrsを空けて並ぶ。こうして、２０行（５行×４）の発光素子行ＥＲが幅方向ＬＴＤにピッチＰrsで並ぶこととなる。また、この際、４個の発光素子ブロックＥＢは、長手方向ＬＧＤにシフト量Ｐeだけ互いにずれて配置されている。このシフト量ＰeはピッチＰrmの４分の１に設定されており（Ｐe＝Ｐrm／４）、その結果、４個の発光素子ブロックＥＢは、主走査方向ＭＤに互いにずれた位置にスポットＳＰを形成する。このように、発光素子グループＥＧは、多重露光を行なう５行の発光素子行ＥＲからなる発光素子ブロックＥＢを、幅方向ＬＴＤに４個並べた構成を備えており、幅方向ＬＴＤに幅ＷＳs（＝８６２[μm]）を有し、長手方向ＬＧＤに幅ＷＳm（＝８３２[μm]）を有する。そして、ラインヘッド２９が備える平板のヘッド基板２９３（の裏面２９３−t）では、このような発光素子グループＥＧが長手方向ＬＧＤに３行千鳥で複数並んでいる（図３）。
【００４０】
ちなみに、ヘッド基板２９３にこうして並べられた各発光素子Ｅは、互いに同一の発光スペクトルを有するボトムエミッション型の有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子である。つまり、各発光素子Ｅを構成する有機ＥＬ素子は、長手方向ＬＧＤに長く幅方向ＬＴＤに短いガラス平板であるヘッド基板２９３の裏面２９３−tに形成されて、ガラス製の封止部材２９４により封止されている。なお、この封止部材２９４は、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tに接着剤により固定されている。
【００４１】
また、ヘッド基板２９３に対しては、２枚のレンズアレイＬＡ1、ＬＡ2が対向している。ここで、レンズアレイとは複数の結像光学系を有する部材である。そして、レンズアレイＬＡ1のレンズＬＳ1およびレンズアレイＬＡ2のレンズＬＳ2で構成される結像光学系ＯＳが、各発光素子グループＥＧに設けられることとなる。つまり、レンズアレイＬＡ1に対しては、３行千鳥に配列された複数の発光素子グループＥＧに一対一で対応して、複数のレンズＬＳ1が３行千鳥で配列されている。同様に、レンズアレイＬＡ2に対しては、３行千鳥に配列された複数の発光素子グループＥＧに一対一で対応して、複数のレンズＬＳ2が３行千鳥で配列されている。このようなレンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）におけるレンズＬＳ1（ＬＳ2）の配列態様は、換言すれば次のようにも説明できる。つまり、主走査方向ＭＤへ距離３×Ｄg毎にレンズＬＳ1（ＬＳ1）を配置して、主走査方向ＭＤに直線的に並ぶ複数のレンズＬＳ1（ＬＳ2）から１行のレンズ行ＧＲa等が構成される。さらに、３行のレンズ行ＧＲa、ＧＲb、ＧＲcは、副走査方向ＳＤに距離Ｄt（＝２[mm]）を空けて配置されるとともに、主走査方向ＭＤに距離Ｄg（＝５８２[μm]）だけ互いにシフトされている。
【００４２】
なお、図３、図６等では、レンズ行ＧＲaのレンズＬＳ1（ＬＳ2）に対向する発光素子グループＥＧに符号ＥＧaが付され、レンズ行ＧＲbのレンズＬＳ1（ＬＳ2）に対向する発光素子グループＥＧに符号ＥＧbが付され、レンズ行ＧＲcのレンズＬＳ1（ＬＳ2）に対向する発光素子グループＥＧに符号ＥＧcが付されている。また、図５、図６では、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が図示されているが、これについては結像光学系の説明の後に説明する。
【００４３】
ちなみに、レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）は、光透過製のガラス平板に樹脂製のレンズＬＳ1（ＬＳ2）を形成することで構成することができる。また、長手方向ＬＧＤに長尺なレンズアレイを一体的な構成で作成することは困難であることに鑑みて、比較的短尺なガラス平板に樹脂製のレンズＬＳ1（ＬＳ2）を３行千鳥で形成して１つの短尺なレンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）を作製し、この短尺レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）を長手方向ＬＧＤに複数並べることで、長手方向ＬＧＤに長尺なレンズアレイを構成している。
【００４４】
より具体的には、ヘッド基板表面２９３−hの幅方向ＬＴＤの両端部それぞれには、複数のスペーサーＳＰ1が長手方向ＬＧＤに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向ＬＴＤへスペーサーＳＰ1、ＳＰ1に架設された状態で、複数のレンズアレイＬＡ1が長手方向ＬＧＤに並べられて、１つの長尺レンズアレイが構成されている。また、レンズアレイＬＡ1からなる長尺レンズアレイ表面の幅方向ＬＴＤの両端部それぞれには、複数のスペーサーＳＰ2が長手方向ＬＧＤに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向ＬＴＤへスペーサーＳＰ2、ＳＰ2に架設された状態で、複数のレンズアレイＬＡ2が長手方向ＬＧＤに並べられて、１つの長尺レンズアレイが構成されている。さらに、レンズアレイＬＡ2からなる長尺レンズアレイ表面には平板状の支持ガラスＳＳが接着されており、複数のレンズアレイＬＡ2は各スペーサーＳＰ2のみならず、当該スペーサーＳＰ2の反対側から支持ガラスＳＳによっても支持されている。また、この支持ガラスＳＳは、各レンズアレイＬＡ2が外部に露出しないように、当該レンズアレイＬＡ2を覆う機能も併せ持つ。
【００４５】
つまり、上述のように構成された２枚レンズアレイＬＡ1、ＬＡ2をヘッド基板２９３に対向させることで、発光素子グループＥＧの３行千鳥配置に対応して、２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2で構成される結像光学系ＯＳが３行千鳥で長手方向ＬＧＤに並ぶこととなる。そして、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅが射出した光は、結像光学系ＯＳおよび支持ガラスＳＳを透過して、感光体ドラム２１周面に照射される。なお、図６では、発光素子グループ行ＧＲaに属する発光素子グループＥＧからの光を結像する結像光学系ＯＳに対して符号ＯＳaが併記されている。また、同様にして、発光素子グループ行ＧＲb、ＧＲcに属する発光素子グループＥＧからの光を結像する結像光学系ＯＳに対して符号ＯＳb、ＯＳcが併記されている。すなわち、幅方向ＬＴＤに互いに異なる位置に配置された結像光学系ＯＳに対して、異なる符合ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが付されている。
【００４６】
このように、ラインヘッド２９では、複数の発光素子グループＥＧそれぞれに対して専用の結像光学系ＯＳが配置されている。このようなラインヘッド２９では、発光素子グループＥＧからの光は、当該発光素子グループＥＧに設けられた結像光学系ＯＳにのみ入射し、それ以外の結像光学系ＯＳに入射しないことが望ましい。そこで、ヘッド基板２９３の表面２９３−hとレンズアレイＬＡ1との間には、遮光部材２９７が設けられている。
【００４７】
この遮光部材２９７は、発光素子グループＥＧから当該発光素子グループＥＧに対向する結像光学系ＯＳに向かう光を制限する機能を果たす。具体的には、遮光部材２９７には、発光素子グループＥＧからこれに対向する結像光学系ＯＳへと向かう導光孔２９７１が、光軸方向Ｄoaに貫通形成されている。導光孔２９７１は円柱形状の孔であり、その中心軸は結像光学系ＯＳの光軸ＯＡと概ね一致している。したがって、発光素子グループＥＧから射出された光のうち、遮光部材２９７の底面で遮られることなく導光孔２９７１を通過した光が、結像光学系ＯＳに入射することとなる。なお、図６では記載を省略しているが、遮光部材２９７の導光孔２９７１内部には開口絞り２９７２（図７）が設けられており、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcの像側はテレセントリックとなっている。そして、導光孔２９７１を通過して結像光学系ＯＳで結像された光が感光体ドラム２１周面に照射されて、感光体ドラム２１周面が露光される。
【００４８】
特に、本発明のラインヘッド２９では、複数の発光素子Ｅからなる発光素子グループＥＧが結像光学系ＯＳに対向して設けられている。したがって、感光体ドラム２１周面の露光動作では、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅからの光が結像光学系ＯＳによって結像されて、複数のスポットＳＰからなるスポットグループＳＧが形成される（図７）。続いて、ラインヘッド２９による露光動作を説明する。
【００４９】
図７は、ラインヘッドの露光動作の説明図である。図７では、各発光素子グループＥＧa、ＥＧb、ＥＧcの幅方向ＬＴＤ両端の発光素子Ｅが示されるとともに、これら両端の発光素子Ｅからの光を結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcにより結像することで感光体ドラム２１表面に形成されるスポットＳＰ（つまり、スポットグループＳＧの副走査方向ＳＤ両端のスポットＳＰ）が示されている。なお、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcそれぞれは、上述のとおり発光素子側に凸の２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2で構成されるものであるが、図７では両凸レンズで等価的に示されている。ここで感光体ドラム２１の回転中心から感光体ドラム２１の周面の任意の点Ａ（図に追加記載すること）を通る仮想線が発光素子基板と交差する位置をＯとする。点Ａを通る仮想接線に対して平行もしくは略平行に前記発光素子基板は配設される。そして位置Ｏに対して最も近い位置に（感光体ドラム２１の周面から近接した位置）に発光素子グループＥＧb、位置Ｏから感光体ドラム２１の移動方向に発光素子グループＥＧcを、感光体ドラム２１の移動方向と逆方向に発光素子グループＥＧaを配設している。ここで、略平行で示す角度の範囲は基準の方向に対して±０．５°の範囲である。
【００５０】
図７に示すように、幅方向ＬＴＤに並ぶ３個の発光素子グループＥＧa、ＥＧb、ＥＧcそれぞれは、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる位置にスポットグループＳＧを形成する。こうして、発光素子グループＥＧa、ＥＧb、ＥＧそれぞれは、感光体ドラム２１周面において副走査方向ＳＤへ幅Ｄsa、Ｄsb、Ｄscを有するスポットグループＳＧを形成する。ちなみに、感光体ドラム２１は径Ｒ21の円筒形状を有しており、感光体ドラム２１周面が副走査方向ＳＤに曲率を有する。次に図７の感光体ドラム周面に形成されるスポットグループＳＧそれぞれの感光体ドラム２１周面における副走査方向ＳＤへの幅Ｄsa、Ｄsb、Ｄscについて説明する。
【００５１】
感光体ドラム２１表面の近傍に存在して、光軸方向Ｄoa（結像光学系ＯＳの光軸）に直交する仮想平面ＶＰを考える。仮想平面ＶＰにおける各スポットグループＳＧの副走査方向ＳＤへの幅Ｄla、Ｄlb、Ｄlcは、発光素子グループＥＧの幅方向ＬＴＤへの幅Ｄea、Ｄeb、Ｄecに結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcの副走査方向の結像倍率の絶対値｜ｍa｜、｜ｍｂ｜、｜ｍｃ｜を乗じた値となる。すなわち、次式
Ｄla＝Ｄea×｜ｍa｜
Ｄlb＝Ｄeb×｜ｍb｜
Ｄlc＝Ｄec×｜ｍc｜
が成立する。
【００５２】
感光体ドラム２１周面は副走査方向ＳＤに曲率を有しており、仮想平面ＶＰに対して傾斜している。そのため、感光体ドラム２１表面に形成されるスポットグループＳＧの幅Ｄsa、Ｄsb、Ｄscは、仮想平面ＶＰでの幅Ｄla、Ｄlb、ＤlcよりΔだけ広くなる。これについて、発光素子グループＥＧcで代表して具体的に説明する。図７において、感光体ドラム２１の中心軸からスポットグループＳＧ両端の各スポットＳＰまでの副走査方向ＳＤへの距離をｘ1、ｘ2としたとき、次式
Ｄsc＝Ｒ21×｛arccos(x1／Ｒ21）−arccos(x2／Ｒ21）｝
Ｄlc＝ｘ2−ｘ1
が成立する。ここで、arccosは、余弦関数の逆関数である。つまり、
Δ＝Ｄsc−Ｄlc＝Ｒ21×｛arccos(x1／Ｒ21）−arccos(x2／Ｒ21）｝−（ｘ2−ｘ1）
だけ、仮想平面ＶＰに対して感光体ドラム２１表面ではスポットグループＳＧの幅が広がる。
【００５３】
しかも、感光体ドラム２１表面が仮想平面ＶＰに対して傾斜する程度は、感光体ドラム２１の中心軸から幅方向ＬＴＤに離れるにしたがって（図７において原点Ｏから幅方向ＬＴＤに離れるにしたがって）大きくなる。
【００５４】
（第１実施形態）
図7に基づいて第１実施形態について説明する。ここで用いる結像光学系は球面レンズおよび球面シリンドリカルレンズを用いたときの実施形態である。この実施形態では、各スポットグループＳＧの幅Ｄsa、Ｄsb、Ｄscがいずれも等しいか略等しい値となるように（つまり、Ｄsa＝Ｄsb＝Ｄscとなるように）、結像光学系OSa、OSb、OScの副走査方向の光学倍率を設定している。ここで結像光学系OSa、OSb、OScの主走査方向の光学倍率は−０．７である。また、略等しいとは距離の誤差が±０．００１［ｍｍ］の範囲に収まる領域である。
【００５５】
発光素子グループＥＧcで代表して具体的に説明すると、スポットグループＳＧの右端（図７）のスポットＳＰの形成幅Dlcが次式
Dlc＝Ｒ21×cos｛arccos(ｘ1／Ｒ21）−Ｄi／Ｒ21｝− ｘ１
を満たすように光学倍率ｍｃを設定している。この時の光学倍率ｍｃは次式
ｍｃ＝−Dlc／Dec
となる。
このような光学倍率の設定を各結像光学系OSa、OSb、OScに行なった結果、感光体ドラム２１の中心軸付近にある結像光学系OSbに比べて、感光体ドラム２１の中心軸から離れた結像光学系OSa、OScは、絶対値の小さい光学倍率となる。この実施形態では、感光体ドラム２１の径Ｒ21が１０［ｍｍ］であり、Ｄea＝Ｄeb＝Ｄec＝０．８６１８［ｍｍ］、距離ｘ１＝１．６９８３７［ｍｍ］、ma＝mc＝−０．６８５８２７、mb＝−０．７とした。この結果、各スポットグループＳＧの幅Ｄsa、Ｄsb、Ｄscはそれぞれ
Ｄsa＝０．６０３３［ｍｍ］
Ｄsb＝０．６０３４［ｍｍ］
Ｄsc＝０．６０３３［ｍｍ］
となり、Ｄsa、Ｄsbは、補正をしない場合の値０．６１５８［ｍｍ］より小さくなり、Ｄsa、Ｄsb、Ｄscいずれもほぼ近接した値とすることができた。
【００５６】
以上のように、この実施形態では、幅方向ＬＴＤに並ぶ結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが感光体ドラム２１に対して配置されている。そして、各結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcそれぞれは、ヘッド基板２９３に設けられた発光素子グループＥＧa、ＥＧb、ＥＧcからの光を結像して、感光体ドラム２１表面にスポットグループＳＧを照射する。そして、本実施形態では、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcそれぞれの副走査方向の結像倍率ｍa、ｍb、ｍcが、感光体ドラム２１の中心軸から各発光素子グループＥＧa、ＥＧb、ＥＧcまでの距離に応じて設定されており、これによって、各発光素子グループＥＧa、ＥＧb、ＥＧcが形成するスポットグループＳＧの感光体ドラム２１表面における副走査方向ＳＤへの幅Ｄsa、Ｄsb、Ｄscがほぼ等しくなっている。その結果、スポットグループＳＧの副走査方向ＳＤへの幅（言い換えれば、副走査方向ＳＤにおけるスポットグループＳＧ両端にあるスポット間距離）が、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc毎に異なることを抑えて、適切な露光が実現可能となっている。
【００５７】
（第２実施形態）
図８、図９、表１〜表４および式１は、第２実施形態では非球面レンズを用いた結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが備えている構成を示している。ここで、図８は、主走査方向断面における結像光学系の光線図である。また、図９は、副走査方向断面における結像光学系の光線図である。図８および図９では特に、発光素子グループＥＧbおよびＥＧcの両端および幾何重心から射出される光を結像する結像光学系ＯＳcの光線図が示されている。表１は、図８および図９に示す結像光学系の光線図の光学系諸元を示した表である。表２は、結像光学系のレンズデータを示す表であり、式１は、ｘｙ多項式面の面形状を与える式であり、表３は、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcそれぞれのＳ4面（ｘｙ多項式面）の面形状を与えるコーニック数および単項式の係数を示した表であり、表４は、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcそれぞれのＳ7面（ｘｙ多項式面）のコーニック定数および単項式の係数を示した表である。
【００５８】
【表１】
【００５９】
【表２】
【００６０】
【数１】
【００６１】
【表３】
【００６２】
【表４】
【００６３】
図８、図９において、Ｓ１面からＳ１０面の光学系構成面は、図７で簡略表記した光学系OSを本実施形態に置き換えて表示したものであり、図中のＳ1面、Ｓ2面はそれぞれヘッド基板２９３の裏面２９３−t、表面２９３−hであり、Ｓ3面は開口絞りであり、Ｓ4面はレンズＬＳ1のレンズ面であり、Ｓ5、Ｓ6はレンズＬＳ1が形成されたガラス板の裏面、表面であり、Ｓ7面はレンズＬＳ2のレンズ面であり、Ｓ8、Ｓ9はレンズＬＳ2が形成されたガラス板の裏面、表面であり、Ｓ10面は感光体ドラム２１の表面である。
【００６４】
表１に示すように、発光素子グループＥＧから射出される光の波長を６９０［ｎｍ］とし、各結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcのレンズＬＳ1、ＬＳ2の径を、１．６［ｍｍ］として、図８および図９の光線図は求められている。これら結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcは、主走査方向の結像倍率が−０．７倍であり、副走査方向の結像倍率はそれぞれma＝mc＝−０．６８５８２７、mb＝−０．７とした。これにより、各スポットグループＳＧの幅Ｄsa、Ｄsb、Ｄscは、理想幅Ｄi＝０．６０３２５［ｍｍ］とほぼ等しくすることができた（つまり、Ｄsa＝Ｄsb＝Ｄsc＝Ｄiとなっている）。
【００６５】
また、図９に示すように、結像光学系ＯＳcを構成するレンズＬＳ1、ＬＳ2のレンズ面Ｓ4、Ｓ7は、副走査方向ＳＤに非対称（図９において上下非対称）な面形状を有する。したがって、発光素子グループＥＧcの両端および幾何重心から射出された光の結像位置ＩＰは、ヘッド基板２９３の裏面Ｓ1の法線方向Ｄoaにおいて互いに異なる位置にある。より詳しくは、これらの結像位置ＩＰのうち、副走査方向ＳＤにおいて感光体ドラム２１の曲率中心から遠い結像位置ＩＰ程、法線方向Ｄoaの矢印方向側（物体面から像面へと向かう側）に位置している。こうして、各結像位置ＩＰは、ヘッド基板裏面２９３−tに対して傾いている感光体ドラム２１表面に沿って並び、感光体ドラム２１表面に位置する。
【００６６】
また、この実施形態では、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcの像側がテレセントリックである。このような構成は、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcと感光体ドラム２１表面との距離が変動したような場合であっても、感光体ドラム２１表面におけるスポットグループＳＧの副走査方向ＳＤへの幅を安定させておくことができ、適切な露光実現により有利と言える。
【００６７】
また、この実施形態のように、複数の発光素子Ｅで多重露光を行なう構成では、本発明を適用することが特に好適となる。つまり、多重露光に供する複数の発光素子Ｅを幅方向ＬＴＤに並べるスペースを結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc毎に確保する必要があるため、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc間の距離が大きくなって、スポットグループＳＧの副走査方向ＳＤへの幅が結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc毎にばらつくといった問題が顕著になるおそれがあった。そこで、このような構成に対しては本発明を適用して、かかる問題の発生を抑制することが好適となる。
【００６８】
ところで、この発明は、光学系ＯＳでの副走査方向の結像倍率を設定することで、スポットグループＳＧの副走査方向ＳＤへの幅が結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc毎に異なることを抑えるものである。したがって、発光素子グループＥＧa、ＥＧb、ＥＧcとしては、このようなスポットグループＳＧへの幅の差異を考慮すること無く、上記実施形態に示したように何れも光源ピッチが等しいものを採用しておけば良い。これにより、結像光学系ＥＧa、ＥＧb、ＥＧcの構成および回路機能の共通化・簡素化が可能となるといった利点が得られる。
【００６９】
以上のように、この実施形態では、幅方向ＬＴＤ・副走査方向ＳＤが本発明の「第１の方向」に相当し、長手方向ＬＧＤ・主走査方向ＭＤが本発明の「第２の方向」に相当する。また、発光素子グループＥＧa、ＥＧb、ＥＧcの幅方向ＬＴＤの両端に位置する発光素子Ｅが本発明の「第１、第２、第３あるいは第４の発光素子」に相当し、スポットグループＳＧの副走査方向ＳＤの両端に位置するスポットＳＰが本発明の「第１、第２、第３あるいは第４の光」に相当し、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが本発明の「第１あるいは第２の結像光学系」に相当し、ヘッド基板２９３が本発明の「基板」に相当している。
【００７０】
（第３の実施形態）
上記実施形態では、レンズ行の行数は３行であったが、レンズ行の行数はこれに限られない。そこで、図１０、図１１に示すような、レンズ行の行数が２行である構成に対してこの実施形態で説明する。
【００７１】
図１０は、２行レンズのラインヘッドを示す図であり、特に、ラインヘッド２９が備える発光素子およびレンズの位置関係を、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Ｄoaから見た平面図を示している。図１１は、この実施形態のラインヘッドの露光動作の説明図である。図１０、図１１では、複数のレンズＬＳ1、ＬＳ2が長手方向ＬＧＤに２行千鳥で並んでおり、換言すれば、２行のレンズ行が設けられている。また、これに対応して、複数の発光素子グループＥＧが長手方向ＬＧＤに２行千鳥で並んでいる。また、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tでは、異なるレンズ行に対応する発光素子グループＥＧの間に電気回路Ｃ1、Ｃ2が配置されている。電気回路Ｃ1は、図１０上側の発光素子グループＥＧ毎に設けられて、当該発光素子グループＥＧを駆動して発光させるものである。また、電気回路Ｃ2は、図１０下側の発光素子グループＥＧ毎に設けられて、当該発光素子グループＥＧを駆動して発光させるものである。
【００７２】
そして、この実施形態においても、幅方向ＬＴＤに並ぶ２つの発光素子グループＥＧが感光体ドラム２１周面に形成するスポットグループＳＧの副走査方向ＳＤの幅Ｄsが、理想幅Ｄiとなるように、結像光学系ＯＳa、ＯＳbにおいて副走査方向の光学倍率が設定されている。その結果、スポットグループＳＧの副走査方向ＳＤへの幅（言い換えれば、副走査方向ＳＤにおけるスポットグループＳＧ両端にあるスポット間距離）が、結像光学系ＯＳ毎にばらつくことを抑えた潜像形成が可能となっている。
【００７３】
なお、この実施形態に示したような構成では、電気回路Ｃ1、Ｃ2を配するスペースを結像光学系ＯＳの間に確保する必要がある。そのため、結像光学系ＯＳ間の距離が幅方向ＬＴＤに大きくなって、スポットグループＳＧの副走査方向ＳＤへの幅が結像光学系ＯＳ毎にばらつくといった問題が顕著になるおそれがあった。これに対して、本発明を適用することで、かかる問題の発生を抑制しており、好適である。
【００７４】
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。また、発光素子グループＥＧを構成する発光素子Ｅの個数や、配置態様も種々の変更が可能である。
【００７５】
また、上述の有機ＥＬ素子以外に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源を、発光素子Ｅとして用いることもできる。
【符号の説明】
【００７６】
ＬＴＤ…幅方向、 ＳＤ…副走査方向、 ＬＧＤ…長手方向、 ＭＤ…主走査方向、 ＥＧ、ＥＧa、ＥＧb、ＥＧc…発光素子グループ、 Ｅ…発光素子、 ＳＧ…スポットグループ、 ＳＰ…スポット、 ＯＳ、ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc…結像光学系、 ２９３…ヘッド基板。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光素子が射出した光を結像光学系により結像して、感光体ドラム等の潜像担持体に光を照射する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、回転軸で回転する円筒形状の感光体ドラムに、露光ヘッドを用いて露光する画像形成装置が記載されている。この露光ヘッドは、複数の結像光学系を感光体ドラムの回転軸に平行もしくは略平行な主走査方向に配置するとともに、これら結像光学系それぞれに対して、結像される光を発光する複数の発光素子で構成される発光素子グループを対向させた構成を備える。そして、発光素子グループの各発光素子が発光すると、当該発光素子グループに対向する結像光学系がこれら発光素子からの光を結像して、複数の光のスポットからなるスポットグループを感光体ドラムの周面に形成する。
【０００３】
特に、特許文献１の画像形成装置では、これら複数の結像光学系は、副走査方０１向において互いに異なる位置で３個の結像光学系が感光体ドラム周面に対向している。したがって、感光体ドラム周面では、副走査方向において互いに異なる位置に３個のスポットグループが形成されることとなる。
【０００４】
ちなみに、特許文献１の発光素子グループは、複数の発光素子を、主走査方向に一列ではなくて千鳥状に並べたものである。したがって、発光素子グループは、副走査方向の両端に位置する発光素子の間の距離に相当する幅を、副走査方向に有することとなる。そして、発光素子グループの発光素子を同時に発光させたときに結像光学系が発光素子グループからの光を結像することで得られるスポットグループも、副走査方向の両端に形成されるスポットの間の距離に相当する幅（副走査幅）を、感光体ドラム周面において副走査方向に有することとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０７６３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、円筒形状の潜像担持体（感光体ドラム）の周面は、副走査方向に曲率を有している。そして、特許文献１では、このような潜像担持体周面に対して、複数（特許文献１では３個）の結像光学系を副走査方向の互いに異なる位置で対向させている。したがって、結像光学系とこれが対向する潜像担持体周面の関係を見たとき、潜像担持体の周面から離れた結像光学系ほど、より大きく傾く潜像担持体周面に対向することとなる。その結果、スポットグループの両端に位置する２つの光のスポットの副走査方向における距離が、結像光学系毎に異なる値となり、潜像担持体の適切な露光が困難になる場合があった。この様な課題に対し特許文献１では、副走査方向におけるスポットの距離の差について、特に考慮されていない。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、副走査方向の異なる位置に配された複数の結像光学系により潜像担持体を露光する画像形成装置において、１の結像光学系で結像された２つの光のスポットの副走査方向への距離が結像光学系毎に異なる値となることを抑えた画像形成を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するために、光を発光する第１の発光素子、第１の発光素子の第１の方向に配されて光を発光する第２の発光素子、第２の発光素子の第１の方向に配されて光を発光する第３の発光素子、第３の発光素子の第１の方向に配されて光を発光する第４の発光素子を有する発光素子基板と、第１の方向に第１の光学倍率を有して第１の発光素子が発光する光を第１の方向に曲率を有する被露光面に結像するとともに第２の発光素子が発光する光を第１の方向に曲率を有する被露光面に結像する第１の結像光学系、及び第１の方向に第１の光学倍率と異なる第２の光学倍率を有して第１の結像光学系の第１の方向に配されて第３の発光素子が発光する光を第１の方向に曲率を有する被露光面に結像するとともに第４の発光素子が発光する光を第１の方向に曲率を有する被露光面に結像する第２の結像光学系を有するレンズアレイと、を備える。
【０００９】
ちなみに、この発明にかかる露光ヘッドは、第１の発光素子及び第３の発光素子は、第１の発光素子と被露光面との間の距離が第３の発光素子と被露光面との間の距離よりも短くなる位置に配設された時、第１の結像光学系の第１の光学倍率の絶対値を第２の光学系の第２の光学倍率の絶対値よりも大きくする構成にしても良い。
【００１０】
また、この発明にかかる画像形成装置は、回転軸で回転して周面を第１の方向に移動させるとともに、潜像が形成される潜像担持体ドラムと、光を発光する第１の発光素子、第１の発光素子の第１の方向に配されて光を発光する第２の発光素子、第２の発光素子の第１の方向に配されて光を発光する第３の発光素子、第３の発光素子の第１の方向に配されて光を発光する第４の発光素子を有する発光素子基板と、第１の方向に第１の光学倍率を有して第１の発光素子が発光する光を潜像担持体ドラムに結像するとともに第２の発光素子が発光する光を潜像担持体ドラムに結像する第１の結像光学系、及び第１の方向に第１の光学倍率と異なる第２の光学倍率を有して第１の結像光学系の前記第１の方向に配されて第３の発光素子が発光する光を潜像担持体ドラムに結像するとともに第４の発光素子が発光する光を潜像担持体ドラムに結像する第２の結像光学系を有するレンズアレイとを備え、潜像担持体に潜像を形成する露光部と、露光部で潜像担持体ドラムに形成された潜像を現像する現像部と、を備える。
【００１１】
ちなみに、この発明にかかる画像形成装置は、第１の発光素子と第３の発光素子とを、第１の発光素子と像担持体ドラムの回転中心との間の距離が第３の発光素子と像担持体ドラムの回転中心との間の距離よりも短くなる位置に配設するとともに、第１の結像光学系の第１の光学倍率の絶対値を第２の光学系の第２の光学倍率の絶対値よりも大きくする構成にしても良い。
【００１２】
ところで、第１の発光素子、第２の発光素子、第３の発光素子、及び発光素子を同時に発光させた時、第１の発光素子が発光した光が潜像担持体ドラムに潜像を形成する位置と第２の発光素子が発光した光が潜像担持体ドラムに潜像を形成する位置との間の第１の方向の像担持体ドラムの周面距離が、第３の発光素子が発光した光が潜像担持体ドラムに潜像を形成する位置と第４の発光素子が発光した光が潜像担持体ドラムに潜像を形成する位置との間の第１の方向の像担持体ドラムの周面距離と等しいか略等しい距離となる第１の光学倍率及び第２の光学倍率を有する構成としても良い。ここで、略等しいとは距離の誤差が±０．００１［ｍｍ］の範囲に収まる領域である。
【００１３】
また、この発明の第１の結像光学系もしくは第２の結像光学系は回転対称ではないレンズ面を有するレンズを備えていても良く、また、結像光学系および前記第２の結像光学系は像担持体ドラム側がテレセントリックな構成であっても良い。
また、第１の結像光学系および第２の結像光学系に対応する光源画素の副走査方向への配列間隔を等間隔に配置しても良い。なお、この際、第１の結像光学系および第２の結像光学系は、倒立像を結像するものであっても良く、また、縮小像を結像するものであっても良い。
【００１４】
ところで、この発明の発光素子基板は、第１の発光素子の第２の発光素子が配設された第１の方向と反対方向の第２の側に配設される第５の発光素子、及び第５の発光素子の第２の側に第６の発光素子を有し、レンズアレイは、第１の結像光学系の第２の側に配設されて第５の発光素子から発光される光及び第６の発光素子から発光される光を結像する第３の結像光学系を有する構成であっても良い。
【００１５】
本発明の構成によれば、副走査方向の異なる位置に配された複数の結像光学系により潜像担持体を露光する画像形成装置において、１の結像光学系で結像された２つの光のスポットの副走査方向への距離が結像光学系で異なる値となることを抑えた画像形成を行うことが可能となる。
また、本発明の構成によれば、光源回路の簡略化、潜像形成のための光量確保、もしくはスポット位置の安定化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図。
【図２】図１の装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】ラインヘッドの一例を示す図。
【図４】ラインヘッドの一例を示す図。
【図５】ラインヘッドの一例を示す図。
【図６】ラインヘッドの一例を示す図。
【図７】第１実施形態のラインヘッドの露光動作の説明図。
【図８】第２実施形態の主走査方向断面における結像光学系光線図であり、（ａ）はＯｓｂ主走査方向断面図、（ｂ）はＯｓｃ主走査方向断面図。
【図９】第２実施形態の副走査方向断面における結像光学系光線図であり、（ａ）はＯｓｂ副走査方向断面図、（ｂ）はＯｓｃ副走査方向断面図。
【図１０】第３実施形態のラインヘッドを示す図。
【図１１】第３実施形態にかかるラインヘッドの露光動作の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施例に適用可能な形態の概要を以下に示す。図１は本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図である。また、図２は図１の装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置１は、互いに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。そして、画像形成装置１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となっている。
【００１８】
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、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およびパラメーター値とに基づき、各色の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋそれぞれのラインヘッド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状の記録媒体ＲＭに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１９】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋは、トナー色を除けばいずれも同じ構造および機能を有している。そこで、図１では、図を見やすくするために、画像形成ステーション２Ｃを構成する各部品にのみ符号を付し、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋに付すべき符号については記載を省略する。また、以下の説明では、図１に付した符号を参照して画像形成ステーション２Ｃの構造および動作を説明するが、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋの構造および動作も、トナー色が異なることを除けば同じである。
【００２０】
画像形成ステーション２Ｃには、シアン色のトナー像がその周面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。感光体ドラム２１は、図１中矢印Ｄ２１の方向に所定速度で回転駆動される。
【００２１】
感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１周面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器２２と、感光体ドラム２１表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成するラインヘッド２９と、ラインヘッド２９で形成された該静電潜像をトナー像として顕像化する現像器２４と、現像器２４で現像された像をスクイーズする第１スクイーズ部２５と、第1スクイーズ部２５でスクイーズされた像をスクイーズする第２スクイーズ部２６と、第2のスクイーズ部２６でスクイーズされた像を転写する転写部（ＴＲ１ｃ）と、転写部（ＴＲ１ｃ）で転写された感光体ドラム２１の周面をクリーニングするクリーニングユニットとが、それぞれこれらの順に感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１（図１では、時計回り）に沿って配設されている。
【００２２】
帯電器２２は２つのコロナ帯電器２２１、２２２で構成されており、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１においてコロナ帯電器２２１がコロナ帯電器２２２に対して上流側に配置されており、２つのコロナ帯電器２２１、２２２により２段階で帯電されるように構成されている。各コロナ帯電器２２１、２２２は同一構成であり、感光体ドラム２１の表面に接触しないものであり、スコロトロン帯電器である。
【００２３】
そして、コロナ帯電器２２１、２２２により帯電された感光体ドラム２１表面に対して、ラインヘッド２９がヘッド制御信号に基づいて静電潜像を形成する。つまり、ヘッドコントローラーＨＣがラインヘッド２９にヘッド制御信号を送信すると、このヘッド制御信号に基づいて各発光素子Ｅが発光する。これにより、感光体ドラム２１表面が露光されて、画像信号に対応した静電潜像が形成される。なお、ラインヘッド２９の構成および動作の詳細は後述する。
【００２４】
こうして形成された静電潜像に対して現像器２４からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。この画像形成装置１の現像器２４は、現像ローラー２４１を有している。この現像ローラー２４１は円筒状の部材であり、鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ、ＰＦＡチューブなどの弾性層を設けたものである。この現像ローラー２４１は現像用モーターに接続され、図１紙面において反時計回りに回転駆動されて感光体ドラム２１に対してウィズ回転する。また、この現像ローラー２４１は図示を省略する現像バイアス発生部（定電圧電源）と電気的に接続されており、適当なタイミングで現像バイアスが印加されるように構成されている。
【００２５】
現像剤貯留部に貯留される現像剤はトナー及び液体キャリアを含む液体現像剤であり、従来一般的に使用されている、Isopar（登録商標：エクソン）を液体キャリアとした低濃度（トナー濃度１〜２ｗｔ％）かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性の液体現像剤、すなわち、樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径１μｍのトナーを、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー濃度を１５〜２５％とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・s程度）の液体現像剤が用いられる。
【００２６】
液体現像剤が供給された現像ローラー２４１の周面は、感光体ドラム２１の周面と同方向に移動するように回転して現像ローラー２４１の周面に担持された液体現像剤を現像位置に搬送する。
【００２７】
また、現像器２４では、この現像ローラー２４１の回転方向において現像位置の上流側にトナー帯電コロナ発生器２４２が現像ローラー２４１に対向して配置されている。このトナー帯電コロナ発生器２４２は現像ローラー２４１の周面に担持された液体現像剤中のトナーを帯電させる電界印加手段であり、定電流電源で構成されたトナーチャージ発生部（図示省略）と電気的に接続されている。そして、トナー帯電コロナ発生器２４２に対してトナーチャージバイアスが与えられると、現像ローラー２４１によって搬送される液体現像剤のトナーに対して、このトナー帯電コロナ発生器２４２と近接する位置で電界が印加され、トナーの帯電が施される。なお、このトナー帯電には、電界印加によるコロナ放電に代えて、接触して帯電させるトナー帯電ローラーを用いてもよい。
【００２８】
また、このように構成された現像器２４は感光体ドラム２１上の潜像を現像する現像位置と感光体ドラム２１から離れた退避位置との間で往復可能となっている。したがって、現像器２４が退避位置に移動して位置決めされると、その間、シアン用の画像形成ステーション２Ｃでは、感光体ドラム２１への新たな液体現像剤の供給は停止される。
【００２９】
感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において現像位置の下流側に、第１スクイーズ部２５が配置されるとともに、さらに第１スクイーズ部２５の下流側に第２スクイーズ部２６が配置されている。これらのスクイーズ部２５、２６にはスクイーズローラー２５１、２６１がそれぞれ設けられている。そして、スクイーズローラー２５１が第１スクイーズ位置で感光体ドラム２１の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰現像剤を除去する。また、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において第１スクイーズ位置の下流側の第２スクイーズ位置でスクイーズローラー２６１が感光体ドラム２１の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰液体キャリアやカブリトナーを除去する。また、スクイーズ効率を高めるために、スクイーズローラー２５１、２６１に対して図示省略するスクイーズバイアス発生部（定電圧電源）が電気的に接続されており、適当なタイミングでスクイーズバイアスが印加されるように構成されている。なお、２つのスクイーズ部２５、２６を設けているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば１個のスクイーズ部を配置してもよい。
【００３０】
これらのスクイーズ位置を通過してきたトナー像は転写部３の中間転写体３１に１次転写される。この中間転写体３１は、その表面、より詳しくはその外周面にトナー像を一時的に担持可能な像担持体としての無端状ベルトであり、複数のローラー３２、３３、３４、３５および３６に掛け渡されている。これらのうちローラー３２はメインモーターに連結されて、中間転写体３１を図１の矢印方向Ｄ３１に周回駆動するベルト駆動ローラーとして機能している。なお、記録紙ＲＭとの密着性を高めて記録紙ＲＭへのトナー像の転写性を高めるために、中間転写体３１に弾性層を設けている。
【００３１】
ここで、中間転写体３１を掛け渡されたローラー３２ないし３６のうち、メインモーターにより駆動されるのは上記したベルト駆動ローラー３２であり、他のローラー３３ないし３６は駆動源を有しない従動ローラーである。また、ベルト駆動ローラー３２は、ベルト移動方向Ｄ３１において一次転写位置ＴＲ1の下流側、かつ後述する二次転写位置ＴＲ2の上流側で中間転写体３１を巻き掛けている。
【００３２】
転写部３は一次転写バックアップローラー３７を有しており、一次転写バックアップローラー３７は中間転写体３１を挟んで感光体ドラム２１と対向して配設されている。感光体ドラム２１と中間転写体３１とが当接する一次転写位置ＴＲ1では、感光体ドラム２１の外周面が中間転写体３１と当接して一次転写ニップ部ＮＰ１ｃを形成している。そして、感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写体３１の外周面（一次転写位置ＴＲ1において下面）に転写される。こうして画像形成ステーション２Ｃにより形成されたシアン色のトナー像が中間転写体３１に転写される。同様に、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋでもトナー像の転写が実行されることで、各色のトナー像が中間転写体３１上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。一方、モノクロトナー像が形成される際には、ブラック色に対応した画像形成ステーション２Ｋのみにおいて、中間転写体３１へのトナー像転写が行われる。
【００３３】
こうして中間転写体３１に転写されたトナー像は、ベルト駆動ローラー３２への巻き掛け位置を経由して二次転写位置ＴＲ2に搬送される。この二次転写位置ＴＲ2では、中間転写体３１を巻き掛けられたローラー３４に対して二次転写部４の二次転写ローラー４２が中間転写体３１を挟んで対向配置されており、中間転写体３１表面と転写ローラー４２表面とが互いに当接して二次転写ニップ部ＮＰ２を形成している。すなわち、ローラー３４は二次転写バックアップローラーとして機能している。バックアップローラー３４の回転軸は、例えばバネのような弾性部材である押圧部３４５によって弾性的に、かつ中間転写体３１に対して近接・離間移動自在に支持されている。
【００３４】
二次転写位置ＴＲ2においては、中間転写体３１上に形成された単色あるいは複数色のトナー像が、一対のゲートローラー５１から搬送経路ＰＴに沿って搬送される記録媒体ＲＭに転写される。また、トナー像が二次転写された記録媒体ＲＭは、二次転写ローラー４２から搬送経路ＰＴ上に設けられた定着ユニット７へ送出される。定着ユニット７では、記録媒体ＲＭに転写されたトナー像に熱や圧力などが加えられて記録媒体ＲＭへのトナー像の定着が行われる。こうして、記録媒体ＲＭに所望の画像を形成することができる。
【００３５】
以上が画像形成装置の概略構成である。続いて、上記画像形成装置に適用可能なラインヘッド２９の詳細について説明する。図３、図４、図５および図６は、ラインヘッドの一例を示す図である。特に、図３は、ラインヘッド２９が備える発光素子およびレンズの位置関係を、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Ｄoaから見た平面図であり、図４は、ラインヘッド２９が備える発光素子グループＥＧの構成を示す平面図であり、図５は、ラインヘッド２９の部分斜視図であり、図６は、ラインヘッド２９のＡ−Ａ線（図３の階段状の二点鎖線）における部分階段断面図であって、該断面をラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤから見た場合に相当する。図３では、レンズＬＳ1、ＬＳ2が一点鎖線で記載されているが、これは、発光素子ＥとレンズＬＳ1、ＬＳ2とが光軸方向Ｄoaにおいて異なる位置にあることを考慮したものである。
【００３６】
このラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤに長尺で幅方向ＬＴＤに短尺な全体構成を備える。そこで、図３〜図６および以下の図面では必要に応じて、ラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤおよび幅方向ＬＴＤを示す。また、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Ｄoaについても、図３〜図６および以下の図面で適宜示すとともに、必要に応じて、光軸方向Ｄoaの矢印側を「表」あるいは「上」と表現し、光軸方向Ｄoaの矢印と反対側を「裏」「下」あるいは「底」と表現する。なお、これらの方向ＬＧＤ、ＬＴＤ、Ｄoaは互いに直交もしくは略直交している。
【００３７】
また、上述のとおり、同ラインヘッド２９を画像形成装置に適用するにあたっては、ラインヘッド２９は、潜像担持体の回転軸に平行もしくは略平行な主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに移動する感光体ドラム２１周面に対して露光を行なうものであり、しかも、感光体ドラム２１表面の主走査方向ＭＤはラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤに平行もしくは略平行であり、感光体ドラム２１表面の副走査方向ＳＤはラインヘッド２９の幅方向ＬＴＤに平行もしくは略平行である。そこで、必要に応じて、長手方向ＬＧＤ・幅方向ＬＴＤと一緒に、主走査方向ＭＤ・副走査方向ＳＤも図示することとする。また、略平行で示す角度の範囲は基準の方向に対して±０．５°の範囲である。
【００３８】
図３、図４に示すように、ラインヘッド２９では、複数の発光素子Ｅがレンズで構成された１の結像光学系で結像される１つの発光素子グループＥＧを有する。より具体的には、この発光素子グループＥＧは、次のような構成となる。つまり、複数（１４個）の発光素子Ｅが長手方向ＬＧＤにピッチＰrmで直線的に並んで１行の発光素子行ＥＲが構成されるとともに、複数行（５行）の発光素子行ＥＲが幅方向ＬＴＤにピッチＰrs（４５．３６[μm]）で並んで発光素子ブロックＥＢが構成される。したがって、この発光素子ブロックＥＢでは、５個の発光素子Ｅが幅方向ＬＴＤにピッチＰrsで一列に並んでいる（換言すれば、５個の発光素子Ｅが長手方向ＬＧＤの同じ位置に配置されている）。そして、これら５個の発光素子Ｅそれぞれは、感光体ドラム２１周面において副走査方向ＳＤの同じ位置にスポットＳＰを形成して、いわゆる多重露光が実行可能である。
【００３９】
さらに、発光素子グループＥＧでは、４個の発光素子ブロックＥＢが幅方向ＬＴＤに間隔Ｐrsを空けて並ぶ。こうして、２０行（５行×４）の発光素子行ＥＲが幅方向ＬＴＤにピッチＰrsで並ぶこととなる。また、この際、４個の発光素子ブロックＥＢは、長手方向ＬＧＤにシフト量Ｐeだけ互いにずれて配置されている。このシフト量ＰeはピッチＰrmの４分の１に設定されており（Ｐe＝Ｐrm／４）、その結果、４個の発光素子ブロックＥＢは、主走査方向ＭＤに互いにずれた位置にスポットＳＰを形成する。このように、発光素子グループＥＧは、多重露光を行なう５行の発光素子行ＥＲからなる発光素子ブロックＥＢを、幅方向ＬＴＤに４個並べた構成を備えており、幅方向ＬＴＤに幅ＷＳs（＝８６２[μm]）を有し、長手方向ＬＧＤに幅ＷＳm（＝８３２[μm]）を有する。そして、ラインヘッド２９が備える平板のヘッド基板２９３（の裏面２９３−t）では、このような発光素子グループＥＧが長手方向ＬＧＤに３行千鳥で複数並んでいる（図３）。
【００４０】
ちなみに、ヘッド基板２９３にこうして並べられた各発光素子Ｅは、互いに同一の発光スペクトルを有するボトムエミッション型の有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子である。つまり、各発光素子Ｅを構成する有機ＥＬ素子は、長手方向ＬＧＤに長く幅方向ＬＴＤに短いガラス平板であるヘッド基板２９３の裏面２９３−tに形成されて、ガラス製の封止部材２９４により封止されている。なお、この封止部材２９４は、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tに接着剤により固定されている。
【００４１】
また、ヘッド基板２９３に対しては、２枚のレンズアレイＬＡ1、ＬＡ2が対向している。ここで、レンズアレイとは複数の結像光学系を有する部材である。そして、レンズアレイＬＡ1のレンズＬＳ1およびレンズアレイＬＡ2のレンズＬＳ2で構成される結像光学系ＯＳが、各発光素子グループＥＧに設けられることとなる。つまり、レンズアレイＬＡ1に対しては、３行千鳥に配列された複数の発光素子グループＥＧに一対一で対応して、複数のレンズＬＳ1が３行千鳥で配列されている。同様に、レンズアレイＬＡ2に対しては、３行千鳥に配列された複数の発光素子グループＥＧに一対一で対応して、複数のレンズＬＳ2が３行千鳥で配列されている。このようなレンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）におけるレンズＬＳ1（ＬＳ2）の配列態様は、換言すれば次のようにも説明できる。つまり、主走査方向ＭＤへ距離３×Ｄg毎にレンズＬＳ1（ＬＳ1）を配置して、主走査方向ＭＤに直線的に並ぶ複数のレンズＬＳ1（ＬＳ2）から１行のレンズ行ＧＲa等が構成される。さらに、３行のレンズ行ＧＲa、ＧＲb、ＧＲcは、副走査方向ＳＤに距離Ｄt（＝２[mm]）を空けて配置されるとともに、主走査方向ＭＤに距離Ｄg（＝５８２[μm]）だけ互いにシフトされている。
【００４２】
なお、図３、図６等では、レンズ行ＧＲaのレンズＬＳ1（ＬＳ2）に対向する発光素子グループＥＧに符号ＥＧaが付され、レンズ行ＧＲbのレンズＬＳ1（ＬＳ2）に対向する発光素子グループＥＧに符号ＥＧbが付され、レンズ行ＧＲcのレンズＬＳ1（ＬＳ2）に対向する発光素子グループＥＧに符号ＥＧcが付されている。また、図５、図６では、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が図示されているが、これについては結像光学系の説明の後に説明する。
【００４３】
ちなみに、レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）は、光透過製のガラス平板に樹脂製のレンズＬＳ1（ＬＳ2）を形成することで構成することができる。また、長手方向ＬＧＤに長尺なレンズアレイを一体的な構成で作成することは困難であることに鑑みて、比較的短尺なガラス平板に樹脂製のレンズＬＳ1（ＬＳ2）を３行千鳥で形成して１つの短尺なレンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）を作製し、この短尺レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）を長手方向ＬＧＤに複数並べることで、長手方向ＬＧＤに長尺なレンズアレイを構成している。
【００４４】
より具体的には、ヘッド基板表面２９３−hの幅方向ＬＴＤの両端部それぞれには、複数のスペーサーＳＰ1が長手方向ＬＧＤに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向ＬＴＤへスペーサーＳＰ1、ＳＰ1に架設された状態で、複数のレンズアレイＬＡ1が長手方向ＬＧＤに並べられて、１つの長尺レンズアレイが構成されている。また、レンズアレイＬＡ1からなる長尺レンズアレイ表面の幅方向ＬＴＤの両端部それぞれには、複数のスペーサーＳＰ2が長手方向ＬＧＤに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向ＬＴＤへスペーサーＳＰ2、ＳＰ2に架設された状態で、複数のレンズアレイＬＡ2が長手方向ＬＧＤに並べられて、１つの長尺レンズアレイが構成されている。さらに、レンズアレイＬＡ2からなる長尺レンズアレイ表面には平板状の支持ガラスＳＳが接着されており、複数のレンズアレイＬＡ2は各スペーサーＳＰ2のみならず、当該スペーサーＳＰ2の反対側から支持ガラスＳＳによっても支持されている。また、この支持ガラスＳＳは、各レンズアレイＬＡ2が外部に露出しないように、当該レンズアレイＬＡ2を覆う機能も併せ持つ。
【００４５】
つまり、上述のように構成された２枚レンズアレイＬＡ1、ＬＡ2をヘッド基板２９３に対向させることで、発光素子グループＥＧの３行千鳥配置に対応して、２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2で構成される結像光学系ＯＳが３行千鳥で長手方向ＬＧＤに並ぶこととなる。そして、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅが射出した光は、結像光学系ＯＳおよび支持ガラスＳＳを透過して、感光体ドラム２１周面に照射される。なお、図６では、発光素子グループ行ＧＲaに属する発光素子グループＥＧからの光を結像する結像光学系ＯＳに対して符号ＯＳaが併記されている。また、同様にして、発光素子グループ行ＧＲb、ＧＲcに属する発光素子グループＥＧからの光を結像する結像光学系ＯＳに対して符号ＯＳb、ＯＳcが併記されている。すなわち、幅方向ＬＴＤに互いに異なる位置に配置された結像光学系ＯＳに対して、異なる符合ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが付されている。
【００４６】
このように、ラインヘッド２９では、複数の発光素子グループＥＧそれぞれに対して専用の結像光学系ＯＳが配置されている。このようなラインヘッド２９では、発光素子グループＥＧからの光は、当該発光素子グループＥＧに設けられた結像光学系ＯＳにのみ入射し、それ以外の結像光学系ＯＳに入射しないことが望ましい。そこで、ヘッド基板２９３の表面２９３−hとレンズアレイＬＡ1との間には、遮光部材２９７が設けられている。
【００４７】
この遮光部材２９７は、発光素子グループＥＧから当該発光素子グループＥＧに対向する結像光学系ＯＳに向かう光を制限する機能を果たす。具体的には、遮光部材２９７には、発光素子グループＥＧからこれに対向する結像光学系ＯＳへと向かう導光孔２９７１が、光軸方向Ｄoaに貫通形成されている。導光孔２９７１は円柱形状の孔であり、その中心軸は結像光学系ＯＳの光軸ＯＡと概ね一致している。したがって、発光素子グループＥＧから射出された光のうち、遮光部材２９７の底面で遮られることなく導光孔２９７１を通過した光が、結像光学系ＯＳに入射することとなる。なお、図６では記載を省略しているが、遮光部材２９７の導光孔２９７１内部には開口絞り２９７２（図７）が設けられており、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcの像側はテレセントリックとなっている。そして、導光孔２９７１を通過して結像光学系ＯＳで結像された光が感光体ドラム２１周面に照射されて、感光体ドラム２１周面が露光される。
【００４８】
特に、本発明のラインヘッド２９では、複数の発光素子Ｅからなる発光素子グループＥＧが結像光学系ＯＳに対向して設けられている。したがって、感光体ドラム２１周面の露光動作では、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅからの光が結像光学系ＯＳによって結像されて、複数のスポットＳＰからなるスポットグループＳＧが形成される（図７）。続いて、ラインヘッド２９による露光動作を説明する。
【００４９】
図７は、ラインヘッドの露光動作の説明図である。図７では、各発光素子グループＥＧa、ＥＧb、ＥＧcの幅方向ＬＴＤ両端の発光素子Ｅが示されるとともに、これら両端の発光素子Ｅからの光を結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcにより結像することで感光体ドラム２１表面に形成されるスポットＳＰ（つまり、スポットグループＳＧの副走査方向ＳＤ両端のスポットＳＰ）が示されている。なお、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcそれぞれは、上述のとおり発光素子側に凸の２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2で構成されるものであるが、図７では両凸レンズで等価的に示されている。ここで感光体ドラム２１の回転中心から感光体ドラム２１の周面の任意の点Ａ（図に追加記載すること）を通る仮想線が発光素子基板と交差する位置をＯとする。点Ａを通る仮想接線に対して平行もしくは略平行に前記発光素子基板は配設される。そして位置Ｏに対して最も近い位置に（感光体ドラム２１の周面から近接した位置）に発光素子グループＥＧb、位置Ｏから感光体ドラム２１の移動方向に発光素子グループＥＧcを、感光体ドラム２１の移動方向と逆方向に発光素子グループＥＧaを配設している。ここで、略平行で示す角度の範囲は基準の方向に対して±０．５°の範囲である。
【００５０】
図７に示すように、幅方向ＬＴＤに並ぶ３個の発光素子グループＥＧa、ＥＧb、ＥＧcそれぞれは、副走査方向ＳＤにおいて互いに異なる位置にスポットグループＳＧを形成する。こうして、発光素子グループＥＧa、ＥＧb、ＥＧそれぞれは、感光体ドラム２１周面において副走査方向ＳＤへ幅Ｄsa、Ｄsb、Ｄscを有するスポットグループＳＧを形成する。ちなみに、感光体ドラム２１は径Ｒ21の円筒形状を有しており、感光体ドラム２１周面が副走査方向ＳＤに曲率を有する。次に図７の感光体ドラム周面に形成されるスポットグループＳＧそれぞれの感光体ドラム２１周面における副走査方向ＳＤへの幅Ｄsa、Ｄsb、Ｄscについて説明する。
【００５１】
感光体ドラム２１表面の近傍に存在して、光軸方向Ｄoa（結像光学系ＯＳの光軸）に直交する仮想平面ＶＰを考える。仮想平面ＶＰにおける各スポットグループＳＧの副走査方向ＳＤへの幅Ｄla、Ｄlb、Ｄlcは、発光素子グループＥＧの幅方向ＬＴＤへの幅Ｄea、Ｄeb、Ｄecに結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcの副走査方向の結像倍率の絶対値｜ｍa｜、｜ｍｂ｜、｜ｍｃ｜を乗じた値となる。すなわち、次式
Ｄla＝Ｄea×｜ｍa｜
Ｄlb＝Ｄeb×｜ｍb｜
Ｄlc＝Ｄec×｜ｍc｜
が成立する。
【００５２】
感光体ドラム２１周面は副走査方向ＳＤに曲率を有しており、仮想平面ＶＰに対して傾斜している。そのため、感光体ドラム２１表面に形成されるスポットグループＳＧの幅Ｄsa、Ｄsb、Ｄscは、仮想平面ＶＰでの幅Ｄla、Ｄlb、ＤlcよりΔだけ広くなる。これについて、発光素子グループＥＧcで代表して具体的に説明する。図７において、感光体ドラム２１の中心軸からスポットグループＳＧ両端の各スポットＳＰまでの副走査方向ＳＤへの距離をｘ1、ｘ2としたとき、次式
Ｄsc＝Ｒ21×｛arccos(x1／Ｒ21）−arccos(x2／Ｒ21）｝
Ｄlc＝ｘ2−ｘ1
が成立する。ここで、arccosは、余弦関数の逆関数である。つまり、
Δ＝Ｄsc−Ｄlc＝Ｒ21×｛arccos(x1／Ｒ21）−arccos(x2／Ｒ21）｝−（ｘ2−ｘ1）
だけ、仮想平面ＶＰに対して感光体ドラム２１表面ではスポットグループＳＧの幅が広がる。
【００５３】
しかも、感光体ドラム２１表面が仮想平面ＶＰに対して傾斜する程度は、感光体ドラム２１の中心軸から幅方向ＬＴＤに離れるにしたがって（図７において原点Ｏから幅方向ＬＴＤに離れるにしたがって）大きくなる。
【００５４】
（第１実施形態）
図7に基づいて第１実施形態について説明する。ここで用いる結像光学系は球面レンズおよび球面シリンドリカルレンズを用いたときの実施形態である。この実施形態では、各スポットグループＳＧの幅Ｄsa、Ｄsb、Ｄscがいずれも等しいか略等しい値となるように（つまり、Ｄsa＝Ｄsb＝Ｄscとなるように）、結像光学系OSa、OSb、OScの副走査方向の光学倍率を設定している。ここで結像光学系OSa、OSb、OScの主走査方向の光学倍率は−０．７である。また、略等しいとは距離の誤差が±０．００１［ｍｍ］の範囲に収まる領域である。
【００５５】
発光素子グループＥＧcで代表して具体的に説明すると、スポットグループＳＧの右端（図７）のスポットＳＰの形成幅Dlcが次式
Dlc＝Ｒ21×cos｛arccos(ｘ1／Ｒ21）−Ｄi／Ｒ21｝− ｘ１
を満たすように光学倍率ｍｃを設定している。この時の光学倍率ｍｃは次式
ｍｃ＝−Dlc／Dec
となる。
このような光学倍率の設定を各結像光学系OSa、OSb、OScに行なった結果、感光体ドラム２１の中心軸付近にある結像光学系OSbに比べて、感光体ドラム２１の中心軸から離れた結像光学系OSa、OScは、絶対値の小さい光学倍率となる。この実施形態では、感光体ドラム２１の径Ｒ21が１０［ｍｍ］であり、Ｄea＝Ｄeb＝Ｄec＝０．８６１８［ｍｍ］、距離ｘ１＝１．６９８３７［ｍｍ］、ma＝mc＝−０．６８５８２７、mb＝−０．７とした。この結果、各スポットグループＳＧの幅Ｄsa、Ｄsb、Ｄscはそれぞれ
Ｄsa＝０．６０３３［ｍｍ］
Ｄsb＝０．６０３４［ｍｍ］
Ｄsc＝０．６０３３［ｍｍ］
となり、Ｄsa、Ｄsbは、補正をしない場合の値０．６１５８［ｍｍ］より小さくなり、Ｄsa、Ｄsb、Ｄscいずれもほぼ近接した値とすることができた。
【００５６】
以上のように、この実施形態では、幅方向ＬＴＤに並ぶ結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが感光体ドラム２１に対して配置されている。そして、各結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcそれぞれは、ヘッド基板２９３に設けられた発光素子グループＥＧa、ＥＧb、ＥＧcからの光を結像して、感光体ドラム２１表面にスポットグループＳＧを照射する。そして、本実施形態では、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcそれぞれの副走査方向の結像倍率ｍa、ｍb、ｍcが、感光体ドラム２１の中心軸から各発光素子グループＥＧa、ＥＧb、ＥＧcまでの距離に応じて設定されており、これによって、各発光素子グループＥＧa、ＥＧb、ＥＧcが形成するスポットグループＳＧの感光体ドラム２１表面における副走査方向ＳＤへの幅Ｄsa、Ｄsb、Ｄscがほぼ等しくなっている。その結果、スポットグループＳＧの副走査方向ＳＤへの幅（言い換えれば、副走査方向ＳＤにおけるスポットグループＳＧ両端にあるスポット間距離）が、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc毎に異なることを抑えて、適切な露光が実現可能となっている。
【００５７】
（第２実施形態）
図８、図９、表１〜表４および式１は、第２実施形態では非球面レンズを用いた結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが備えている構成を示している。ここで、図８は、主走査方向断面における結像光学系の光線図である。また、図９は、副走査方向断面における結像光学系の光線図である。図８および図９では特に、発光素子グループＥＧbおよびＥＧcの両端および幾何重心から射出される光を結像する結像光学系ＯＳcの光線図が示されている。表１は、図８および図９に示す結像光学系の光線図の光学系諸元を示した表である。表２は、結像光学系のレンズデータを示す表であり、式１は、ｘｙ多項式面の面形状を与える式であり、表３は、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcそれぞれのＳ4面（ｘｙ多項式面）の面形状を与えるコーニック数および単項式の係数を示した表であり、表４は、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcそれぞれのＳ7面（ｘｙ多項式面）のコーニック定数および単項式の係数を示した表である。
【００５８】
【表１】
【００５９】
【表２】
【００６０】
【数１】
【００６１】
【表３】
【００６２】
【表４】
【００６３】
図８、図９において、Ｓ１面からＳ１０面の光学系構成面は、図７で簡略表記した光学系OSを本実施形態に置き換えて表示したものであり、図中のＳ1面、Ｓ2面はそれぞれヘッド基板２９３の裏面２９３−t、表面２９３−hであり、Ｓ3面は開口絞りであり、Ｓ4面はレンズＬＳ1のレンズ面であり、Ｓ5、Ｓ6はレンズＬＳ1が形成されたガラス板の裏面、表面であり、Ｓ7面はレンズＬＳ2のレンズ面であり、Ｓ8、Ｓ9はレンズＬＳ2が形成されたガラス板の裏面、表面であり、Ｓ10面は感光体ドラム２１の表面である。
【００６４】
表１に示すように、発光素子グループＥＧから射出される光の波長を６９０［ｎｍ］とし、各結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcのレンズＬＳ1、ＬＳ2の径を、１．６［ｍｍ］として、図８および図９の光線図は求められている。これら結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcは、主走査方向の結像倍率が−０．７倍であり、副走査方向の結像倍率はそれぞれma＝mc＝−０．６８５８２７、mb＝−０．７とした。これにより、各スポットグループＳＧの幅Ｄsa、Ｄsb、Ｄscは、理想幅Ｄi＝０．６０３２５［ｍｍ］とほぼ等しくすることができた（つまり、Ｄsa＝Ｄsb＝Ｄsc＝Ｄiとなっている）。
【００６５】
また、図９に示すように、結像光学系ＯＳcを構成するレンズＬＳ1、ＬＳ2のレンズ面Ｓ4、Ｓ7は、副走査方向ＳＤに非対称（図９において上下非対称）な面形状を有する。したがって、発光素子グループＥＧcの両端および幾何重心から射出された光の結像位置ＩＰは、ヘッド基板２９３の裏面Ｓ1の法線方向Ｄoaにおいて互いに異なる位置にある。より詳しくは、これらの結像位置ＩＰのうち、副走査方向ＳＤにおいて感光体ドラム２１の曲率中心から遠い結像位置ＩＰ程、法線方向Ｄoaの矢印方向側（物体面から像面へと向かう側）に位置している。こうして、各結像位置ＩＰは、ヘッド基板裏面２９３−tに対して傾いている感光体ドラム２１表面に沿って並び、感光体ドラム２１表面に位置する。
【００６６】
また、この実施形態では、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcの像側がテレセントリックである。このような構成は、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcと感光体ドラム２１表面との距離が変動したような場合であっても、感光体ドラム２１表面におけるスポットグループＳＧの副走査方向ＳＤへの幅を安定させておくことができ、適切な露光実現により有利と言える。
【００６７】
また、この実施形態のように、複数の発光素子Ｅで多重露光を行なう構成では、本発明を適用することが特に好適となる。つまり、多重露光に供する複数の発光素子Ｅを幅方向ＬＴＤに並べるスペースを結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc毎に確保する必要があるため、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc間の距離が大きくなって、スポットグループＳＧの副走査方向ＳＤへの幅が結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc毎にばらつくといった問題が顕著になるおそれがあった。そこで、このような構成に対しては本発明を適用して、かかる問題の発生を抑制することが好適となる。
【００６８】
ところで、この発明は、光学系ＯＳでの副走査方向の結像倍率を設定することで、スポットグループＳＧの副走査方向ＳＤへの幅が結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc毎に異なることを抑えるものである。したがって、発光素子グループＥＧa、ＥＧb、ＥＧcとしては、このようなスポットグループＳＧへの幅の差異を考慮すること無く、上記実施形態に示したように何れも光源ピッチが等しいものを採用しておけば良い。これにより、結像光学系ＥＧa、ＥＧb、ＥＧcの構成および回路機能の共通化・簡素化が可能となるといった利点が得られる。
【００６９】
以上のように、この実施形態では、幅方向ＬＴＤ・副走査方向ＳＤが本発明の「第１の方向」に相当し、長手方向ＬＧＤ・主走査方向ＭＤが本発明の「第２の方向」に相当する。また、発光素子グループＥＧa、ＥＧb、ＥＧcの幅方向ＬＴＤの両端に位置する発光素子Ｅが本発明の「第１、第２、第３あるいは第４の発光素子」に相当し、スポットグループＳＧの副走査方向ＳＤの両端に位置するスポットＳＰが本発明の「第１、第２、第３あるいは第４の光」に相当し、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが本発明の「第１あるいは第２の結像光学系」に相当し、ヘッド基板２９３が本発明の「基板」に相当している。
【００７０】
（第３の実施形態）
上記実施形態では、レンズ行の行数は３行であったが、レンズ行の行数はこれに限られない。そこで、図１０、図１１に示すような、レンズ行の行数が２行である構成に対してこの実施形態で説明する。
【００７１】
図１０は、２行レンズのラインヘッドを示す図であり、特に、ラインヘッド２９が備える発光素子およびレンズの位置関係を、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Ｄoaから見た平面図を示している。図１１は、この実施形態のラインヘッドの露光動作の説明図である。図１０、図１１では、複数のレンズＬＳ1、ＬＳ2が長手方向ＬＧＤに２行千鳥で並んでおり、換言すれば、２行のレンズ行が設けられている。また、これに対応して、複数の発光素子グループＥＧが長手方向ＬＧＤに２行千鳥で並んでいる。また、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tでは、異なるレンズ行に対応する発光素子グループＥＧの間に電気回路Ｃ1、Ｃ2が配置されている。電気回路Ｃ1は、図１０上側の発光素子グループＥＧ毎に設けられて、当該発光素子グループＥＧを駆動して発光させるものである。また、電気回路Ｃ2は、図１０下側の発光素子グループＥＧ毎に設けられて、当該発光素子グループＥＧを駆動して発光させるものである。
【００７２】
そして、この実施形態においても、幅方向ＬＴＤに並ぶ２つの発光素子グループＥＧが感光体ドラム２１周面に形成するスポットグループＳＧの副走査方向ＳＤの幅Ｄsが、理想幅Ｄiとなるように、結像光学系ＯＳa、ＯＳbにおいて副走査方向の光学倍率が設定されている。その結果、スポットグループＳＧの副走査方向ＳＤへの幅（言い換えれば、副走査方向ＳＤにおけるスポットグループＳＧ両端にあるスポット間距離）が、結像光学系ＯＳ毎にばらつくことを抑えた潜像形成が可能となっている。
【００７３】
なお、この実施形態に示したような構成では、電気回路Ｃ1、Ｃ2を配するスペースを結像光学系ＯＳの間に確保する必要がある。そのため、結像光学系ＯＳ間の距離が幅方向ＬＴＤに大きくなって、スポットグループＳＧの副走査方向ＳＤへの幅が結像光学系ＯＳ毎にばらつくといった問題が顕著になるおそれがあった。これに対して、本発明を適用することで、かかる問題の発生を抑制しており、好適である。
【００７４】
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。また、発光素子グループＥＧを構成する発光素子Ｅの個数や、配置態様も種々の変更が可能である。
【００７５】
また、上述の有機ＥＬ素子以外に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源を、発光素子Ｅとして用いることもできる。
【符号の説明】
【００７６】
ＬＴＤ…幅方向、 ＳＤ…副走査方向、 ＬＧＤ…長手方向、 ＭＤ…主走査方向、 ＥＧ、ＥＧa、ＥＧb、ＥＧc…発光素子グループ、 Ｅ…発光素子、 ＳＧ…スポットグループ、 ＳＰ…スポット、 ＯＳ、ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc…結像光学系、 ２９３…ヘッド基板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発光する第１の発光素子、前記第１の発光素子の第１の方向に配されて光を発光する第２の発光素子、前記第２の発光素子の前記第１の方向に配されて光を発光する第３の発光素子、前記第３の発光素子の前記第１の方向に配されて光を発光する第４の発光素子を有する発光素子基板と、
前記第１の方向に第１の光学倍率を有して前記第１の発光素子が発光する光を前記第１の方向に曲率を有する被露光面に結像するとともに前記第２の発光素子が発光する光を前記第１の方向に曲率を有する前記被露光面に結像する第１の結像光学系、及び前記第１の方向に前記第１の光学倍率と異なる第２の光学倍率を有して前記第１の結像光学系の前記第１の方向に配されて前記第３の発光素子が発光する光を前記第１の方向に曲率を有する前記被露光面に結像するとともに前記第４の発光素子が発光する光を前記第１の方向に曲率を有する前記被露光面に結像する第２の結像光学系を有するレンズアレイと、
を備えることを特徴とする露光ヘッド。
【請求項２】
前記第１の発光素子及び前記第３の発光素子は、前記第１の発光素子と前記被露光面との間の距離が前記第３の発光素子と前記被露光面との間の距離よりも短くなる位置に配設された時、前記第１の結像光学系の前記第１の光学倍率の絶対値を前記第２の光学系の前記第２の光学倍率の絶対値よりも大きくすることを特徴とする請求項１に記載の露光ヘッド。
【請求項３】
回転軸で回転して周面を第１の方向に移動させるとともに、潜像が形成される潜像担持体ドラムと、
光を発光する第１の発光素子、前記第１の発光素子の前記第１の方向に配されて光を発光する第２の発光素子、前記第２の発光素子の前記第１の方向に配されて光を発光する第３の発光素子、前記第３の発光素子の前記第１の方向に配されて光を発光する第４の発光素子を有する発光素子基板と、前記第１の方向に第１の光学倍率を有して前記第１の発光素子が発光する光を前記潜像担持体ドラムに結像するとともに前記第２の発光素子が発光する光を前記潜像担持体ドラムに結像する第１の結像光学系、及び前記第１の方向に前記第１の光学倍率と異なる第２の光学倍率を有して前記第１の結像光学系の前記第１の方向に配されて前記第３の発光素子が発光する光を前記潜像担持体ドラムに結像するとともに前記第４の発光素子が発光する光を前記潜像担持体ドラムに結像する第２の結像光学系を有するレンズアレイとを備え、前記潜像担持体に前記潜像を形成する露光部と、
前記露光部で前記潜像担持体ドラムに形成された前記潜像を現像する現像部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の発光素子と前記第３の発光素子とを、前記第１の発光素子と前記像担持体ドラムの回転中心との間の距離が前記第３の発光素子と前記像担持体ドラムの回転中心との間の距離よりも短くなる位置に配設するとともに、
前記第１の結像光学系の前記第１の光学倍率の絶対値を前記第２の光学系の前記第２の光学倍率の絶対値よりも大きくする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、前記第３の発光素子、及び前記発光素子を同時に発光させた時、前記第１の発光素子が発光した光が前記潜像担持体ドラムに潜像を形成する位置と前記第２の発光素子が発光した光が前記潜像担持体ドラムに潜像を形成する位置との間の前記第１の方向の前記像担持体ドラムの周面距離が、前記第３の発光素子が発光した光が前記潜像担持体ドラムに潜像を形成する位置と前記第４の発光素子が発光した光が前記潜像担持体ドラムに潜像を形成する位置との間の前記第１の方向の前記像担持体ドラムの周面距離と等しいか略等しい距離となる前記第１の光学倍率及び前記第２の光学倍率とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の結像光学系もしくは前記第２の結像光学系は回転対称ではないレンズ面を有するレンズを備える請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第１の結像光学系および前記第２の結像光学系は前記像担持体ドラム側がテレセントリックである請求項３乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記発光素子基板は、前記第１の発光素子の前記第２の発光素子が配設された前記第１の方向と反対方向の第２の側に配設される第５の発光素子、及び前記第５の発光素子の前記第２の側に第６の発光素子を有し、
前記レンズアレイは、前記第１の結像光学系の前記第２の側に配設されて前記第５の発光素子から発光される光及び前記第６の発光素子から発光される光を結像する第３の結像光学系を有する請求項３乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
光を発光する第１の発光素子、前記第１の発光素子の第１の方向に配されて光を発光する第２の発光素子、前記第２の発光素子の前記第１の方向に配されて光を発光する第３の発光素子、前記第３の発光素子の前記第１の方向に配されて光を発光する第４の発光素子を有する発光素子基板と、
前記第１の方向に第１の光学倍率を有して前記第１の発光素子が発光する光を前記第１の方向に曲率を有する被露光面に結像するとともに前記第２の発光素子が発光する光を前記第１の方向に曲率を有する前記被露光面に結像する第１の結像光学系、及び前記第１の方向に前記第１の光学倍率と異なる第２の光学倍率を有して前記第１の結像光学系の前記第１の方向に配されて前記第３の発光素子が発光する光を前記第１の方向に曲率を有する前記被露光面に結像するとともに前記第４の発光素子が発光する光を前記第１の方向に曲率を有する前記被露光面に結像する第２の結像光学系を有するレンズアレイと、
を備えることを特徴とする露光ヘッド。
【請求項２】
前記第１の発光素子及び前記第３の発光素子は、前記第１の発光素子と前記被露光面との間の距離が前記第３の発光素子と前記被露光面との間の距離よりも短くなる位置に配設された時、前記第１の結像光学系の前記第１の光学倍率の絶対値を前記第２の光学系の前記第２の光学倍率の絶対値よりも大きくすることを特徴とする請求項１に記載の露光ヘッド。
【請求項３】
回転軸で回転して周面を第１の方向に移動させるとともに、潜像が形成される潜像担持体ドラムと、
光を発光する第１の発光素子、前記第１の発光素子の前記第１の方向に配されて光を発光する第２の発光素子、前記第２の発光素子の前記第１の方向に配されて光を発光する第３の発光素子、前記第３の発光素子の前記第１の方向に配されて光を発光する第４の発光素子を有する発光素子基板と、前記第１の方向に第１の光学倍率を有して前記第１の発光素子が発光する光を前記潜像担持体ドラムに結像するとともに前記第２の発光素子が発光する光を前記潜像担持体ドラムに結像する第１の結像光学系、及び前記第１の方向に前記第１の光学倍率と異なる第２の光学倍率を有して前記第１の結像光学系の前記第１の方向に配されて前記第３の発光素子が発光する光を前記潜像担持体ドラムに結像するとともに前記第４の発光素子が発光する光を前記潜像担持体ドラムに結像する第２の結像光学系を有するレンズアレイとを備え、前記潜像担持体に前記潜像を形成する露光部と、
前記露光部で前記潜像担持体ドラムに形成された前記潜像を現像する現像部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の発光素子と前記第３の発光素子とを、前記第１の発光素子と前記像担持体ドラムの回転中心との間の距離が前記第３の発光素子と前記像担持体ドラムの回転中心との間の距離よりも短くなる位置に配設するとともに、
前記第１の結像光学系の前記第１の光学倍率の絶対値を前記第２の光学系の前記第２の光学倍率の絶対値よりも大きくする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、前記第３の発光素子、及び前記発光素子を同時に発光させた時、前記第１の発光素子が発光した光が前記潜像担持体ドラムに潜像を形成する位置と前記第２の発光素子が発光した光が前記潜像担持体ドラムに潜像を形成する位置との間の前記第１の方向の前記像担持体ドラムの周面距離が、前記第３の発光素子が発光した光が前記潜像担持体ドラムに潜像を形成する位置と前記第４の発光素子が発光した光が前記潜像担持体ドラムに潜像を形成する位置との間の前記第１の方向の前記像担持体ドラムの周面距離と等しいか略等しい距離となる前記第１の光学倍率及び前記第２の光学倍率とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の結像光学系もしくは前記第２の結像光学系は回転対称ではないレンズ面を有するレンズを備える請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第１の結像光学系および前記第２の結像光学系は前記像担持体ドラム側がテレセントリックである請求項３乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記発光素子基板は、前記第１の発光素子の前記第２の発光素子が配設された前記第１の方向と反対方向の第２の側に配設される第５の発光素子、及び前記第５の発光素子の前記第２の側に第６の発光素子を有し、
前記レンズアレイは、前記第１の結像光学系の前記第２の側に配設されて前記第５の発光素子から発光される光及び前記第６の発光素子から発光される光を結像する第３の結像光学系を有する請求項３乃至７のいずれか一項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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２１８３４４（Ｐ２０１２−２１８３４４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８７９９２（Ｐ２０１１−８７９９２）
【出願日】平成２３年４月１２日（２０１１．４．１２）
【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２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１２日（２０１１．４．１２）
【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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