JP2009051194A - ラインヘッド及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アレイ状に配置された複数の正レンズの各レンズに対応して列状の複数の発光素子が配置されてなる光書き込みラインヘッドの発光素子配列面、書き込み面が光軸方向に変動しても発光ドットの位置ずれに基づくむらが生じない。
【解決手段】主走査方向に複数の発光素子が列状に配置されてなる発光素子列を１列以上含む発光体ブロック４が少なくとも主走査方向に間隔をおいて複数配置された発光体アレイ１の射出側に、各発光体ブロック４に対応して各々１個の正レンズ系５が整列するように配置されたレンズアレイが発光体アレイ１に平行に配置され、レンズアレイの結像側に書き込み面４１が平行に配置されており、レンズアレイを構成する各正レンズ系５が２群の正レンズ群Ｌ１、Ｌ２を共焦点で配置してなる望遠光学系からなり、その望遠光学系の共焦点面に開口絞３０が配置されているラインヘッド。
【選択図】図１５

Description

本発明は、ラインヘッド及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に、マイクロレンズアレイを用いて発光素子列を被照射面上に投影して結像スポット列を形成するラインヘッドとそれを用いた画像形成装置に関するものである。

従来、複数のＬＥＤアレイチップをＬＥＤアレイ方向に配置し、各ＬＥＤアレイチップのＬＥＤアレイを対応して配置した正レンズで感光体上に拡大投影し、感光体上で隣接するＬＥＤアレイチップの端部の発光ドットの像同士が同一ＬＥＤアレイチップの発光ドットの像間ピッチと同一ピッチで隣接して結像するようにする光書き込みラインヘッド、及び、その光路を逆にして光読み取りラインヘッドとするものが特許文献１で提案されている。

また、特許文献１のような配置で、正レンズを２枚のレンズで構成し、投影光を平行光に近づくようにして焦点深度を深いものにすることが特許文献２で提案されている。

また、ＬＥＤアレイチップを隙間をおいて２列に配置し、その繰り返し位相を半周期ずらし、各ＬＥＤアレイチップに各々正レンズを対応させて正レンズアレイを２列配置し、感光体上での発光ドットアレイの像が一列になるようにした光書き込みラインヘッドが特許文献３で提案されている。
特開平２−４５４６号公報 特開平６−３４４５９６号公報 特開平６−２７８３１４号公報

これらの従来技術において、理想像面上で発光ドットアレイの像同士が等ピッチで整合していても、感光体の振れ等に起因して像面がレンズの光軸方向に前後すると、感光体上での発光ドットの位置ずれが生じ、発光ドットアレイが副走査方向に相対移動して描く走査線間のピッチにむらが発生してしまう（主走査方向のピッチむら）。

さらに、各正レンズの画角が大きくなると、ｃｏｓ４乗則に従って周辺の光量低下が大きくなる（シェーディング）。このシェーディングによる印字画像の濃度むらを防ぐためには像面での各画素（発光ドット像）の光量を一定にする必要があるが、それには光源（発光ドット）の光量を発光ドット毎に変えてシェーディングを補正しなければならない。しかしながら、光源画素（発光ドット）の発光強度は寿命特性に影響を及ぼすため、光学系のシェーディングが大きくなると発光ドット毎に光量を調整して初期的に均一な像面光量が得られたとしても、経時的に発光ドットピッチの光量むらが発生し、画像濃度むらを生じさせてしまう。

本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、アレイ状に配置された複数の正レンズの各レンズに対応して列状の複数の発光素子が配置されてなる光書き込みラインヘッドにおいて、発光素子配列面、書き込み面が光軸方向に変動しても発光ドット像の位置ずれに基づくむらが少なくなるようにすることである。本発明のもう１つの目的は、各レンズによる結像スポット間にシェーディングによる濃度むらを少なくすることである。本発明のさらにもう１つの目的は、ドラム状の感光体を用いるときにその曲率に基づく光軸方向の距離の変化の影響を少なくすることである。

また、本発明はこのような光書き込みラインヘッドを用いた画像形成装置と、その光路を逆にした光読み取りラインヘッドを提供することも目的とする。

上記目的を達成する本発明のラインヘッドは、第１の方向に複数の発光素子が列状に配置されてなる発光素子列を１列以上含む発光体ブロックが少なくとも第１の方向に間隔をおいて複数配置された発光体アレイの射出側に、各発光体ブロックに対応して各々１個の正レンズ系が整列するように配置されてなるレンズアレイが配置され、前記レンズアレイの結像側に書き込み面が配置されており、前記レンズアレイを構成する各正レンズ系が２群の正レンズ群を共焦点で配置してなる望遠光学系からなり、前記望遠光学系の共焦点面に開口絞が配置されていることを特徴とするものである。

このように構成することで、書き込み面の位置と発光素子配置面の何れか一方あるいは両方が光軸方向にずれても結像スポットの位置ずれが発生せず、また、結像スポット間の濃度むらが発生せず、形成される画像の劣化を防止することができる。

また、前記正レンズ系が２枚の正レンズからなるようにすることができる。

このように構成することで、個々のレンズアレイの作製が容易になるばかりでなく、収差補正も行いやすくなる。

また、前記レンズアレイを構成する正レンズ系が全て同一のものからなることが望ましい。

このように構成することで、第１の方向（主走査方向）における発光素子の像である結像スポットの間隔を均一に揃えることができると共に、レンズアレイの作製が容易になる。

また、前記書き込み面が平面からなるようにしてもよい。

このように構成することで、副走査方向（第２の方向）に発光体ブロックを複数配列しても全ての列で同じ状態で書き込みができ、結像スポット間の濃度むら等が発生せず、形成される画像の劣化を防止することができる。

また、前記書き込み面が円筒面からなるようにしてもよい。

このように構成することで、ドラム状の感光体を使用する画像形成装置の露光ヘッドに適したラインヘッドが得られる。

また、少なくとも前記正レンズ系の像側の正レンズ群の最も像側の面が平面からなることが望ましい。

このように構成することで、像面に最も近いレンズの射出面を平面とすることができ、その射出面に付着したホコリやトナー等の異物を簡単に清掃できようになり、クリーニング性が向上する。

また、前記開口絞りの形状が、少なくとも第１の方向の開口径を制限する形状であることが望ましい。

このように構成することで、少なくとも軸外の結像スポットの位置ずれが問題になる主走査方向（第１の方向）に対応することができる。

また、前記発光体ブロックがが第１の方向と直交する第２の方向（副走査方向）に複数配列された前記発光素子列を含むことが望ましい。

このように構成することで、結像スポットの密度の高い画像形成に対応することができる。

また、前記発光体ブロックが第１の方向と直交する第２の方向に複数配列されていることが望ましい。

このように構成することで、結像スポットの密度の高い画像形成に対応することができる。

また、前記発光素子が有機ＥＬ素子からなることが望ましい。

このように構成することで、面内均一な画像形成に対応することができる。

また、前記発光素子がＬＥＤからなることができる。

このように構成することで、ＬＥＤアレイを用いるラインヘッドにも対応できる。

また、像担持体の周囲に帯電手段と、以上のようなラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行う画像形成装置を構成することができる。

このように構成することで、小型で解像力が高く画像の劣化の少ないプリンター等の画像形成装置を構成することができる。

本発明は、第１の方向に複数の受光素子が列状に配置されてなる受光素子列を１列以上含む受光体ブロックが少なくとも第１の方向に間隔をおいて複数配置された受光体アレイの入射側に、各受光体ブロックに対応して各々１個の正レンズ系が整列するように配置されてなるレンズアレイが配置され、前記レンズアレイの物体側に読み取り面が配置されており、前記レンズアレイを構成する各正レンズ系が２群の正レンズ群を共焦点で配置してなる望遠光学系からなり、前記望遠光学系の共焦点面に開口絞が配置されていることを特徴とするラインヘッドも含むものである。

このように構成することで、光読み取りラインヘッドにおいても、読み取り面と受光素子配置面の何れか一方あるいは両方が光軸方向にずれても読み取りスポットの位置ずれが発生せず、また、読み取りスポット間の濃度むらが発生しないようにして、読み取り画像の劣化を防止することができる。

本発明のラインヘッドの光学系を詳細に説明する前に、その発光素子の配置と発光タイミングについて簡単に説明しておく。

図４は、本発明の１実施形態に係る発光体アレイ１と光学倍率がマイナスのマイクロレンズ５との対応関係を示す説明図である。この実施形態のラインヘッドにおいては、１つのマイクロレンズ５に２列の発光素子が対応している。ただし、マイクロレンズ５が光学倍率がマイナス（倒立結像）の結像素子であるので、発光素子の位置が主走査方向及び副走査方向で反転している。すなわち、図１の構成では、像担持体の移動方向の上流側（１列目）に偶数番号の発光素子（８、６、４、２）を配列し、同下流側（２列目）には奇数番号の発光素子（７、５、３、１）を配列している。また、主走査方向の先頭側に番号が大きな発光素子を配列している。

図１〜図３は、この実施形態のラインヘッドの１つのマイクロレンズに対応する部分の斜視図である。図２に示してあるように、像担持体４１の下流側に配列された奇数番号の発光素子２に対応した像担持体４１の結像スポット８ａは、主走査方向で反転した位置に形成される。Ｒは、像担持体４１の移動方向である。また、図３に示されるように、像担持体４１の上流側（１列目）に配列された偶数番号の発光素子２に対応した像担持体４１の結像スポット８ｂは、副走査方向で反転した下流側の位置に形成される。しかしながら、主走査方向では、先頭側からの結像スポットの位置は、発光素子１〜８の番号で順番に対応している。したがって、この例では像担持体の副走査方向における結像スポット形成のタイミングを調整することにより、主走査方向に同列に結像スポットを形成することが可能であることが分かる。

図５は、画像データが格納されているラインバッファのメモリテーブル１０の例を示す説明図である。図５のメモリテーブル１０は、図４の発光素子の番号に対して、主走査方向で反転して格納されている。図５において、ラインバッファのメモリテーブル１０に格納された画像データの中、先に像担持体４１の上流側（１列目）の発光素子に対応する第１の画像データ（１、３、５、７）を読み出し、発光素子を発光させる。次に、Ｔ時間後に、メモリアドレスに格納されている像担持体４１の下流側（２列目）の発光素子に対応する第２の画像データ（２、４、６、８）を読み出し、発光させる。このようにして、図６に８の位置で示されるように、像担持体上の１列目の結像スポットが２列目の結像スポットと主走査方向で同列に形成される。

図１は、図５のタイミングで画像データを読み出して結像スポットを形成する例を、概念的に示す斜視図である。図５を参照にして説明したように、先に像担持体４１の上流側（１列目）の発光素子を発光させ、像担持体４１に結像スポットを形成する。次に、所定のタイミングＴ経過後に像担持体４１の下流側（２列目）の奇数番号の発光素子を発光させ、像担持体に結像スポットを形成する。この際に、奇数番号の発光素子による結像スポットは、図２で説明した８ａの位置ではなく、図６に示されているように、主走査方向に同列に８の位置に形成されることになる。

図７は、ラインヘッドとして使用される発光体アレイの例を示す概略の説明図である。図７において、発光体アレイ１には、発光素子２を主走査方向に複数配列した発光素子列３を副走査方向に複数列設けて発光体ブロック４（図４参照）を形成している。図７の例では、発光体ブロック４は、主走査方向に４個の発光素子２を配列した発光素子列３を、副走査方向に２列形成している（図４参照）。この発光体ブロック４は、発光体アレイ１に多数配置されており、各発光体ブロック４はマイクロレンズ５に対応して配置されている。

マイクロレンズ５は、発光体アレイ１の主走査方向及び副走査方向に複数設けられてマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）６を形成している。このＭＬＡ６は、副走査方向では主走査方向の先頭位置をずらして配列されている。このようなＭＬＡ６の配列は、発光体アレイ１に発光素子を千鳥状に設ける場合に対応している。図７の例では、ＭＬＡ６が副走査方向に３列配置されているが、ＭＬＡ６の副走査方向の３列のそれぞれの位置に対応する各単位ブロック４を、説明の便宜上、グループＡ、グループＢ、グループＣに区分する。

上記のように、光学倍率がマイナスのマイクロレンズ５内に複数個の発光素子２が配置され、かつ、当該レンズが副走査方向に複数列配置されている場合には、像担持体４１の主走査方向に一列に並んだ結像スポットを形成するためには、以下のような画像データ制御が必要となる。（１）副走査方向の反転、（２）主走査方向の反転、（３）レンズ内の複数列発光素子の発光タイミング調整、（４）グループ間の発光素子の発光タイミング調整。

図８は、図７の構成で、各発光素子２の出力光によりマイクロレンズ５を通して像担持体の露光面を照射した場合の結像位置を示す説明図である。図８において、図７で説明したように、発光体アレイ１には、グループＡ、グループＢ、グループＣに区分された単位ブロック４が配置されている。グループＡ、グループＢ、グループＣの各単位ブロック４の発光素子列を、像担持体４１の上流側（１列目）と下流側（２列目）に分け、１列目に偶数番号の発光素子を割り当て、２列目に奇数番号の発光素子を割り当てる。

グループＡについては、図１〜図３で説明したように各発光素子２を動作させることにより、像担持体４１には主走査方向及び副走査方向で反転した位置に結像スポットが形成される。このようにして、像担持体４１上には主走査方向の同じ列に１〜８の順序で結像スポットが形成される。以下、像担持体４１を副走査方向に所定時間移動させてグループＢの処理を同様に実行する。さらに、像担持体４１を副走査方向に所定時間移動させてグループＣの処理を実行させることにより、主走査方向の同じ列に１〜２４・・・の順序で、入力された画像データに基づく結像スポットが形成される。

図９は、図８において、副走査方向の結像スポット形成の状態を示す説明図である。Ｓは、像担持体４１の移動速度、ｄ１は、グループＡの１列目と２列目の発光素子の間隔、ｄ２はグループＡの２列目の発光素子とグループＢの２列目の発光素子の間隔、ｄ３はグループＢの２列目の発光素子とグループＣの２列目の発光素子の間隔、Ｔ１はグループＡの２列目の発光素子の発光後に１列目の発光素子が発光するまでの時間、Ｔ２はグループＡの２列目の発光素子による結像位置がグループＢの２列目の発光素子の結像位置に移動する時間、Ｔ３はグループＡの２列目の発光素子による結像位置がグループＣの２列目の発光素子の結像位置に移動する時間である。

Ｔ１は以下のようにして求めることができる。Ｔ２、Ｔ３についても、ｄ１をｄ２、ｄ３に置き換えることにより同様に求めることができる。

Ｔ１＝｜（ｄ１×β）／Ｓ｜
ここで、各パラメータは、以下の通りである。
ｄ１：発光素子の副走査方向の距離
Ｓ：結像面（像担持体）の移動速度
β：レンズの倍率
図９においては、グループＡの２列目の発光素子が発光した時間のＴ２時間後にグループＢの２列目の発光素子を発光させる。さらに、Ｔ２からＴ３時間後にグループＣの２列目の発光素子を発光させる。各グループの１列目の発光素子は、２列目の発光素子が発光してからＴ１時間後に発光する。このような処理をすることにより、図８に示されているように、発光体アレイ１に２次元的に配置された発光体による結像スポットを、像担持体上で一列に形成することが可能となる。図１０は、マイクロレンズ５を複数配列した場合に、像担持体の主走査方向に結像スポットが反転して形成される例を示す説明図である。

以上のようなラインヘッドを用いて画像形成装置を構成することができる。その１実施形態においては、４つの感光体に４つのラインヘッドで露光し、４色の画像を同時に形成し、１つの無端状中間転写ベルト（中間転写媒体）に転写する、タンデム式カラープリンター（画像形成装置）に以上のようなラインヘッドを用いることができる。図１１は、発光素子として有機ＥＬ素子を用いたタンデム式画像形成装置の１例を示す縦断側面図である。この画像形成装置は、同様な構成の４個のラインヘッド１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙを、対応する同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置として構成されている。

図１１に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２とテンションローラ５３が設けられており、テンションローラ５３によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向（反時計方向）へ循環駆動される中間転写ベルト（中間転写媒体）５０を備えている。この中間転写ベルト５０に対して所定間隔で配置された４個の像担持体としての外周面に感光層を有する感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙが配置される。

上記符号の後に付加されたＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示す。他の部材についても同様である。感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、中間転写ベルト５０の駆動と同期して図示矢印方向（時計方向）へ回転駆動される。各感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の周囲には、それぞれ感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の外周面を一様に帯電させる帯電手段（コロナ帯電器）４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この帯電手段４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）により一様に帯電させられた外周面を、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の回転に同期して順次ライン走査する本発明の上記のようなラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。

また、このラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト５０に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、転写された後に感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とを有している。

ここで、各ラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、ラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のアレイ方向が感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の母線に沿うように設置される。そして、各ラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の発光エネルギーピーク波長と、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。

現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に接触あるいは押厚させることにより、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の電位レベルに応じて現像剤を付着させることによりトナー像として現像するものである。

このような４色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト５０上に順次一次転写され、中間転写ベルト５０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ６６において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、定着部である定着ローラ対６１を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、排紙ローラ対６２によって、装置上部に形成された排紙トレイ６８上へ排出される。

なお、図１１中、６３は多数枚の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット、６４は給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ、６５は二次転写ローラ６６の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対、６６は中間転写ベルト５０との間で二次転写部を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、６７は二次転写後に中間転写ベルト５０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。

さて、本発明は、以上のようなラインヘッド（光書き込みラインヘッド）の光学系に関するものである。まず、その原理から説明する。

図１２は、本発明の原理を説明するための図である。図１２はラインヘッドにおいて発光体アレイ１の発光素子配置面５５にライン状に配置された発光素子列の端部発光素子２ｘとその発光素子列を投影するマイクロレンズ５とその発光素子列が投影される感光体（像担持体）４１との関係を示す図であり、（ａ）は本発明の場合、（ｂ）は従来例の場合である。図１２（ｂ）の従来例では、一般にマイクロレンズ５の開口はその外形で規定されるため、端部発光素子２ｘの感光体４１上での像である結像スポット８ｘは、端部発光素子２ｘとマイクロレンズ５の中心を通る直線上に結像されるため、感光体の振れ等に起因して像面である感光体４１の面がレンズ光軸Ｏ−Ｏ’方向に前後して図の４１’の位置に移動すると、感光体４１上での結像スポット８ｘの位置はその直線上の位置８ｘ’となり、結像スポットの位置ずれが生じ、その結像スポット８ｘが相対的に副走査方向に移動して描く走査線間のピッチにむらが発生してしまう（主走査方向の結像スポットのピッチむら）。

同様に、発光体アレイ１の取り付け等に起因して物体面である発光素子配置面５５がレンズ光軸Ｏ−Ｏ’方向に前後して図の５５’の位置に移動すると、感光体４１上での端部発光素子２ｘの像である結像スポット８ｘの位置は、端部発光素子２ｘとマイクロレンズ５の中心を通る直線上の位置８ｘ”となり、結像スポットの位置ずれが生じ、その結像スポット８ｘが相対的に副走査方向に移動して描く走査線間のピッチにむらが発生してしまう（主走査方向の結像スポットのピッチむら）。

そこで、本発明においては、図１２（ａ）に示すように、マイクロレンズ５を、光軸Ｏ−Ｏ’に同軸に配置した物体側から順に第１正レンズＬ１と第２正レンズＬ２の組み合わせからなり、第１正レンズＬ１の像側（後側）焦点と第２正レンズＬ２の物体側（前側）焦点とが点（共焦点）Ｆで一致する望遠レンズ系で構成し、かつ、その共焦点Ｆの位置に開口絞り１１を光軸Ｏ−Ｏ’と同軸に配置したものとする。このようにマイクロレンズ５を２枚の正レンズＬ１、Ｌ２からなる望遠レンズ系で構成し、その共焦点Ｆの位置に開口絞り１１を配置すると、端部発光素子２ｘから出て開口絞り１１の中心を通る主光線１２は第１正レンズＬ１に至るまで光軸Ｏ−Ｏ’と平行に進み、第１正レンズＬ１で屈折され開口絞り１１の中心を通り、第２正レンズＬ２に入射して屈折されて光軸Ｏ−Ｏ’と平行に進むことになり、感光体４１が光軸Ｏ−Ｏ’方向の４１’の位置に移動しても、感光体４１上での結像スポット８ｘの位置はマイクロレンズ５で屈折後の主光線１２の位置８ｘ’となり、感光体４１の位置が前後に振れても結像スポット８ｘの位置ずれは生じない。

同様に、発光素子配置面５５がレンズ光軸Ｏ−Ｏ’方向の位置５５’に移動しても、感光体４１上での結像スポット８ｘの位置はマイクロレンズ５で屈折後の主光線１２の位置８ｘ”となり、発光素子配置面５５の位置が前後に振れても結像スポット８ｘの位置ずれは生じない。

また、マイクロレンズ５としてこのように共焦点の２枚の正レンズＬ１、Ｌ２からなり、その共焦点Ｆの位置に開口絞り１１を配置してなる望遠レンズ系を用いると、発光素子配置面５５上の任意の位置の発光素子２から出て開口絞り１１の開口を通過する光束の発光素子２から発散立体角Ω（図１２（ａ）では端部発光素子２ｘから発散立体角Ωを図示してある）は発光素子配置面５５上の何れの位置でも同じで、その発散光束の中心光線は何れも発光素子配置面５５に垂直な光線であるので、レンズのｃｏｓ４乗則に従って周辺の光量低下が大きくなるシェーディング現象は起こらず、したがって、発光体アレイ１にライン状に配置された発光素子列の何れの発光素子２の感光体４１上での結像スポット８の濃度は、発光素子２の光量が同じである限り、同じであり、濃度むらは起こらない。

したがって、以上の本発明によるラインヘッドの光学系を光書き込みラインヘッドに用いると、従来のような主走査方向の結像スポット８のピッチむらは起きず、結像スポット８が副走査方向に移動して描く走査線間のピッチにむらが発生しない。

また、従来のようなマイクロレンズ５のシェーディングによる結像スポット８間の濃度むらが起きず、結像スポット８が副走査方向に移動して描く走査線間の濃度むらが発生しない。

すなわち、本発明は、主走査方向に複数の発光素子が列状に配置され、その複数の発光素子に対応して１個の正レンズ系が配置され、その発光素子の列の像（結像スポットのアレイ）を投影面（感光体）上に投影することで画像を形成するラインヘッドにおいて、その投影光学系をいわゆる両側にテレセントリックな構成とすることで、投影面（感光体）の位置と発光素子配置面の何れか一方あるいは両方が光軸方向にずれても結像スポットの位置ずれが発生せず、また、結像スポット間の濃度むらが発生しないようにして、形成される画像の劣化を防止するものである。

そして、開口絞り１１の機能としては、少なくとも軸外の結像スポットの位置ずれが問題になる方向（主走査方向）の開口径を制限する形状であればよいので、従来例（特許文献１、３）のように１個の正レンズ系に対して１列の発光素子のアレイを配置する場合は、主走査方向の開口径を制限するだけの形状でよい。また、本発明の上記実施形態のように副走査方向に極近接して２列のアレイを配置する場合（図４）でも、主走査方向の開口径を制限する形状でよいが、もちろん副走査方向の開口径も制限するような形状としてもよい。そのためには、円形、楕円形、矩形何れの開口形状でもよい。

ところで、図１２の説明では、マイクロレンズ５を構成するそれぞれの正レンズＬ１、Ｌ２は１枚のレンズからなるものとしていたが、それぞれ２枚以上のレンズが同軸に配置されてなる正屈折力のレンズ系からなっていてもよい。

さて、以上は、光書き込みラインヘッドの光学系であったが、光路を逆にして、主走査方向に複数の受光素子が列状に配置され、その複数の受光素子に対応して１個の正レンズが配置され、その受光素子の列の像（読み取りスポットのアレイ）を読み取り面に逆投影することで画像を読み取る光読み取りラインヘッドの場合も、その投影光学系をいわゆる両側にテレセントリックな構成とすること、あるいは、共焦点の２枚の正レンズからなり、その共焦点の位置に開口絞りを配置してなる望遠レンズ系を用いることで、読み取り面と受光素子配置面の何れか一方あるいは両方が光軸方向にずれても読み取りスポットの位置ずれが発生しないようにし、かつ、読み取りスポット間の濃度むらが発生しないようにして、読み取り画像の劣化を防止するようにすることもできる。この場合は、図１２（ａ）において、符号４１は読み取り面、符号２ｘは端部受光素子となり、その原理は光書き込みラインヘッドの光学系と同様である。

次に、このような本発明の原理を適用した１実施例の光書き込みラインヘッドを説明する。

図１３はこの実施例の光書き込みラインヘッドの構成を示す一部を破断した斜視図であり、図１４はその一部拡大斜視図であり、図１５はその光書き込みラインヘッドの副走査方向に沿ってとった断面図である（各列のマイクロレンズ５の中心は副走査方向の同一平面内にはないが、図１５では各列のマイクロレンズの中心を通るように副走査方向に断面をとっている。以下、同じ。）。また、図１６はこの場合の発光体アレイとマイクロレンズアレイの配置を示す平面図である。さらに、図１７は１個のマイクロレンズとそれに対応する発光体ブロックとの対応関係を示す図である。

本実施例では、図４、図７の場合と同様に、主走査方向に４個のこの例では有機ＥＬ素子からなる発光素子２を配列した発光素子列３を、副走査方向に２列形成して１個の発光体ブロック４とし、その発光体ブロック４を主走査方向及び副走査方向に複数設けて発光体アレイ１が形成されており、発光体ブロック４は副走査方向では主走査方向の先頭位置をずらして千鳥状に配列されている。図１６の例では、発光体ブロック４が副走査方向に３列配置されている。このような発光体アレイ１は、ガラス基板２０の裏面上に形成されており、同じガラス基板２０の裏面上に形成された駆動回路により駆動される。なお、ガラス基板２０の裏面の有機ＥＬ素子（発光素子２）は封止部材２７で封止されている。

ガラス基板２０は長尺のケース２１に設けられた受け穴２２中に嵌め込まれ、裏蓋２３を被せて固定金具２４により固定される。長尺のケース２１の両端に設けた位置決めピン２５を対向する画像形成装置本体の位置決め穴に嵌入させると共に、長尺のケース２１の両端に設けたねじ挿入孔２６を通して固定ねじを画像形成装置本体のねじ穴にねじ込んで固定することにより、光書き込みラインヘッド１０１が所定位置に固定されている。

そして、ケース２１のガラス基板２０の表面側には、第１スペーサ７１を介して、発光体アレイ１の各発光体ブロック４の中心と正レンズＬ１が整列するようにその正レンズＬ１を構成要素とする第１マイクロレンズアレイ６１が配置され、その上に第２スペーサ７２を介して、発光体アレイ１の各発光体ブロック４の中心と整列するように開口３１（図１８、図１９）が設けられた絞り板３０が配置され、さらにその上に第３スペーサ７３を介して、発光体アレイ１の各発光体ブロック４の中心と正レンズＬ２が整列するようにその正レンズＬ２を構成要素とする第２マイクロレンズアレイ６２が固定されている。

このように、各発光体ブロック４の発光素子列を投影するマイクロレンズ５のレンズアレイは第１マイクロレンズアレイ６１と第２マイクロレンズアレイ６２の組み合わせからなる。

そして、本発明に基づき、第１マイクロレンズアレイ６１を構成する正レンズＬ１の像側（後側）焦点と第２マイクロレンズアレイ６２を構成する正レンズＬ２の物体側（前側）焦点とが一致するようにし、かつ、その一致面に絞り板３０が配置されるように第２スペーサ７２と第３スペーサ７３の厚さが設定されている。絞り板３０の詳細は、図１８、図１９に示されている。図１８は発光体アレイ１の発光体ブロック４に対応して配置された絞り板３０の平面図であり、図１９は１個の発光体ブロック４に対する絞り板３０の開口３１を示す図である。絞り板３０には、正レンズＬ１と正レンズＬ２からなるマイクロレンズ５各々の中心（光軸）と発光体ブロック４の中心に整列して開口３１が設けてあり、この実施例では、各開口３１の形状が主走査方向の開口径を副走査方向以上に制限する形状の略楕円形状に構成されているが、上記したように、円形、楕円形、矩形等の開口形状であってもよい（図１３、図１４では円形として図示してある。）。

なお、図１３、図１４では発光体ブロック４の中心から出て像面（感光体４１）に至る光線が図示されているが、この例の発光体ブロック４は、その中心に発光素子２が配置されていないので（図１７）、この発光体ブロック４の中心から出る光線は仮想的なものである。図１４でこの中心から出る光線に隣接して出ている光線は発光体ブロック４の両端の発光素子２から出る光線である。

以上の実施例は、発光素子２としてガラス基板２０の裏面に設けた有機ＥＬ素子を用い、そのガラス基板２０の表面側に発光する光を利用するいわゆるボトムエミッション配置の光書き込みラインヘッド１０１であったが、基板の表面側に発光素子２を配置するＥＬ素子やＬＥＤを用いるようにしてもよい。

なお、上記の実施例では、図１６から明らかなように、発光体アレイ１の発光体ブロック４を主走査方向の先頭位置をずらして副走査方向に３列配置して構成し、マイクロレンズ５のアレイも同様に主走査方向の先頭位置をずらして副走査方向に３列配置して構成している。主走査方向に一列に並んだ発光体ブロック４の列を副走査方向に配置する列数としては、３列に限らず、２列以上何列であってもよい。図２０に２列配置する場合の図１６と同様の図を、図２１に４列配置する場合の図１６と同様の図を示す。これらにおいて、マイクロレンズ５のアレイも同様に、主走査方向に一列に並んだマイクロレンズ５の列を副走査方向に２列又は４列配置して構成する。

さらに、図１６の例では、１個の発光体ブロック４を主走査方向に向いた発光素子列３を副走査方向に２列配置して構成しているが、その発光素子列３列数も、２列に限らず、１列以上何列であってもよい。図２２に発光素子列３を３列配置する場合の図１６と同様の図を、図２３に発光素子列３を４列配置する場合の図１６と同様の図を示す（発光体ブロック４の列が３列以外の場合も同様である。）。

ところで、以上の例では、図１５に図示するように、像面４１は発光体アレイ１の面及びマイクロレンズ５のアレイの面に平行な平面を想定しており、マイクロレンズ５も全て同じ特性のものとしていた。しかし、本発明におけるマイクロレンズ５は、上記したように両側にテレセントリックな構成となっており、像面４１のマイクロレンズ５からの距離がマイクロレンズ５の主走査方向に一列に並んだ列毎に多少異なっていても、結像スポットの位置ずれは発生せず、また、結像スポット間の濃度むらも発生しない。したがって、像面を構成する感光体４１がドラム形状（図９〜図１１）等の曲面形状の場合でも、本発明の光書き込みラインヘッド１０１を用いても、感光体４１上で発光体ブロック４の列毎の結像スポットの位置ずれ、濃度むらは発生せず均一なものとなる。

図２４は、感光体４１がドラム形状の場合の光書き込みラインヘッド１０１の光学系と感光体ドラム４１との関係を示す副走査方向に沿ってとった断面図である。この場合に、発光体ブロック４の列を３列としており、１、２、３列目の発光体ブロック４をそれぞれ４₁ 、４₂ 、４₃ で、それに対応するマイクロレンズ５をそれぞれ５₁ 、５₂ 、５₃ で示してある。マイクロレンズ５₁ 、５₂ 、５₃ は同じ構成であり、何れも発光体ブロック４₁ 、４₂ 、４₃ との物体側距離が同じであるが、感光体４１が主走査方向に母線を持つ円筒形状のため、例えば中心のマイクロレンズ５₂ の光軸が感光体ドラム４１の軸を通るように設定すると、両側のマイクロレンズ５₁ 、５₃ の像側距離は若干異なることになる。しかし、上記のように、マイクロレンズ５₁ 、５₂ 、５₃ が両側にテレセントリックな構成となっており、像側距離が若干相違しても結像倍率は同じになり、結像スポットの位置ずれは発生せず、また、上記の理由で結像スポット間の濃度むらも発生しない。

ところで、本発明の光書き込みラインヘッド１０１に用いるマイクロレンズアレイ６１、６１は、従来公知の如何なる構成のものでも使用可能であるが、図２５に、第１マイクロレンズアレイ６１と第２マイクロレンズアレイ６２を各マイクロレンズＬ１、Ｌ２が同軸に整列するように組み合わせてマイクロレンズ５のアレイを構成する場合（図１３、図１５）の主走査方向に沿ってとった断面図を示す。この例では、それぞれのマイクロレンズアレイ６１、６２のガラス基板３４の片面（物体側）に整列して透明樹脂からなるレンズ面部３５を一体に成形して各マイクロレンズＬ１、Ｌ２を構成したものである。この場合、第２マイクロレンズアレイ６２の像側の面を平面とすることで、例えば画像形成装置のラインヘッドのマイクロレンズアレイとして用いるとき、現像剤のトナーが飛散してマイクロレンズアレイのその平面に付着しても簡単に清掃できクリーニング性が向上することになる。

次に、上記実施例に用いる光学系の具体的数値例を実施例１〜４として示す。実施例１〜３は像面４１が平面の場合の各マイクロレンズ５の実施例であり、実施例４は像面４１として感光体ドラム４１を使用する場合のマイクロレンズ５₁ 、５₂ 、５₃ の実施例である。

図２６（ａ）、（ｂ）は実施例１の１個のマイクロレンズ５に対応する光学系のそれぞれ主走査方向、副走査方向の断面図であり、発光素子２の射出側にガラス基板が配置されておらず、マイクロレンズ５が共焦点の凸平正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２からなる望遠レンズ系とし、絞り板３０を凸平正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２の間の共焦点面（凸平正レンズＬ１の像側（後側）焦点と凸平正レンズＬ２の物体側（前側）焦点とが一致する面）に配置されている例である。

この実施例の数値データを下記に示すが、発光体ブロック４側から感光体（像面）４１側へ順に、ｒ₁ 、ｒ₂ …は各光学面の曲率半径（ｍｍ）、ｄ₁ 、ｄ₂ …は各光学面間の間隔（ｍｍ）、ｎ_d1、ｎ_d2…は各透明媒体のｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各透明媒体のアッベ数である。なお、ｒ₁ 、ｒ₂ …は光学面も表すものとし、光学面ｒ₁ は発光体ブロック（物体面）４、光学面ｒ₂ 、ｒ₃ は凸平正レンズＬ１の物体側の面、像側の面、光学面ｒ₄ は絞り板３０の開口３１、光学面ｒ₅ 、ｒ₆ は凸平正レンズＬ２の物体側の面、像側の面、光学面ｒ₇ は感光体（像面）４１である。なお、像面画素グループ全幅とは、物体である発光体ブロック４の像面での像の主走査方向の幅である（以下、同じ。）。

図２７（ａ）、（ｂ）は実施例２の１個のマイクロレンズ５に対応する光学系のそれぞれ主走査方向、副走査方向の断面図であり、発光素子２の射出側にガラス基板が配置されておらず、マイクロレンズ５が凸平正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２からなる望遠レンズ系とし、絞り板３０を凸平正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２の間の共焦点面（凸平正レンズＬ１の像側（後側）焦点と凸平正レンズＬ２の物体側（前側）焦点とが一致する面）に配置されている例である。

この実施例の数値データを下記に示すが、発光体ブロック４側から感光体（像面）４１側へ順に、ｒ₁ 、ｒ₂ …は各光学面の曲率半径（ｍｍ）、ｄ₁ 、ｄ₂ …は各光学面間の間隔（ｍｍ）、ｎ_d1、ｎ_d2…は各透明媒体のｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各透明媒体のアッベ数である。なお、ｒ₁ 、ｒ₂ …は光学面も表すものとし、光学面ｒ₁ は発光体ブロック（物体面）４、光学面ｒ₂ 、ｒ₃ は凸平正レンズＬ１の物体側の面、像側の面、光学面ｒ₄ は絞り板３０の開口３１、光学面ｒ₅ 、ｒ₆ は凸平正レンズＬ２の物体側の面、像側の面、光学面ｒ₇ は感光体（像面）４１である。また、凸平正レンズＬ１の物体側の面、凸平正レンズＬ２の物体側の面は何れも非球面であるが、非球面形状は、光軸からの距離をｒとするとき、
ｃｒ² ／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）ｃ² ｒ² ｝］
で表される。ただし、ｃは光軸上曲率（１／ｒ）、Ｋはコーニック係数である。下記の数値データ中、Ｋ₂ は凸平正レンズＬ１の物体側の面のコーニック係数、Ｋ₅ は凸平正レンズＬ２の物体側の面のそれぞれコーニック係数である。

図２８（ａ）、（ｂ）は実施例３の１個のマイクロレンズ５に対応する光学系のそれぞれ主走査方向、副走査方向の断面図であり、発光素子２の射出側にガラス基板が配置されておらず、マイクロレンズ５が両凸正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２からなる望遠レンズ系とし、絞り板３０を両凸正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２の間の共焦点面（両凸正レンズＬ１の像側（後側）焦点と凸平正レンズＬ２の物体側（前側）焦点とが一致する面）に配置されている例である。

この実施例の数値データを下記に示すが、発光体ブロック４側から感光体（像面）４１側へ順に、ｒ₁ 、ｒ₂ …は各光学面の曲率半径（ｍｍ）、ｄ₁ 、ｄ₂ …は各光学面間の間隔（ｍｍ）、ｎ_d1、ｎ_d2…は各透明媒体のｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各透明媒体のアッベ数である。なお、ｒ₁ 、ｒ₂ …は光学面も表すものとし、光学面ｒ₁ は発光体ブロック（物体面）４、光学面ｒ₂ 、ｒ₃ は両凸正レンズＬ１の物体側の面、像側の面、光学面ｒ₄ は絞り板３０の開口３１、光学面ｒ₅ 、ｒ₆ は凸平正レンズＬ２の物体側の面、像側の面、光学面ｒ₇ は感光体（像面）４１である。また、両凸正レンズＬ１の物体側の面、凸平正レンズＬ２の物体側の面は何れも非球面であるが、非球面形状は、光軸からの距離をｒとするとき、
ｃｒ² ／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）ｃ² ｒ² ｝］
で表される。ただし、ｃは光軸上曲率（１／ｒ）、Ｋはコーニック係数である。下記の数値データ中、Ｋ₂ は両凸正レンズＬ１の物体側の面のコーニック係数、Ｋ₅ は凸平正レンズＬ２の物体側の面のそれぞれコーニック係数である。

図２９は実施例４の３列のマイクロレンズ５₁ 、５₂ 、５₃ に対応する光学系の副走査方向の断面図であり、図３０はこの実施例の発光体アレイ１とマイクロレンズアレイの配置を示す平面図であり、何れの図にも所要の寸法（ｍｍ）と角度が記入されている。この実施例のマイクロレンズ５₁ 、５₂ 、５₃ を構成するレンズＬ１、Ｌ２の形状は同じあり、また、レンズＬ１、Ｌ２の間の間隔、絞り板３０の位置、発光体ブロック（物体面）４₁ 、４₂ 、４₃ とレンズＬ１の間隔は同じであり、レンズＬ２と感光体（像面）４１の間隔、感光体（像面）４１の傾きのみが異なるので、図２９では、マイクロレンズ５₁ にのみ各光学面の曲率半径、（ｍｍ）ｒ₁ 、ｒ₂ …、各光学面間の間隔ｄ₁ 、ｄ₂ …を示してある。

この実施例のマイクロレンズ５₁ 、５₂ 、５₃ は、発光素子２の射出側にガラス基板が配置されておらず、、マイクロレンズ５が凸平正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２からなる望遠レンズ系とし、絞り板３０を凸平正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２の間の共焦点面（凸平正レンズＬ１の像側（後側）焦点と凸平正レンズＬ２の物体側（前側）焦点とが一致する面）に配置されている例である。

そして、各マイクロレンズ５₁ 、５₂ 、５₃ の光軸は互いに平行である。また、上記のように１列目、２列目、３列目のマイクロレンズ５₁ 、５₂ 、５₃ は共に同じ構成のレンズを使用しており、レンズＬ２と感光体（像面）４１の間隔のみが感光体４１の曲率（半径２０ｍｍ）に応じて異なる。中央の２列目のマイクロレンズ５₂ に対して両側の１列目と３列目のマイクロレンズ５₁ 、５₃ のレンズＬ２と感光体（像面）４１の間隔が３２μｍだけ大きくなっている（図２９）。像面４１の光軸に対する傾きαは、中央の２列目のマイクロレンズ５₂ で０．０°、両側の１列目と３列目のマイクロレンズ５₁ 、５₃ で３．２４°となっている（図２９）。なお、円筒状の感光体４１の直径は４０ｍｍ（図２９）、マイクロレンズ５₁ 、５₂ 、５₃ の列間のピッチは１．１３１３７ｍｍである（図３０）。

この実施例のマイクロレンズ５₁ 、５₂ 、５₃ の数値データを下記に示すが、発光体ブロック４側から感光体（像面）４１側へ順に、ｒ₁ 、ｒ₂ …は各光学面の曲率半径（ｍｍ）、ｄ₁ 、ｄ₂ …は各光学面間の間隔（ｍｍ）、ｎ_d1、ｎ_d2…は各透明媒体のｄ線の屈折率、ν_d1、ν_d2…は各透明媒体のアッベ数である。なお、ｒ₁ 、ｒ₂ …は光学面も表すものとし、光学面ｒ₁ は発光体ブロック（物体面）４、光学面ｒ₂ 、ｒ₃ は凸平正レンズＬ１の物体側の面、像側の面、光学面ｒ₄ は絞り板３０の開口３１、光学面ｒ₅ 、ｒ₆ は凸平正レンズＬ２の物体側の面、像側の面、光学面ｒ₇ は感光体（像面）４１である。また、凸平正レンズＬ１の物体側の面、凸平正レンズＬ２の物体側の面は何れも非球面であるが、非球面形状は、光軸からの距離をｒとするとき、
ｃｒ² ／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）ｃ² ｒ² ｝］
で表される。ただし、ｃは光軸上曲率（１／ｒ）、Ｋはコーニック係数である。下記の数値データ中、Ｋ₂ は凸平正レンズＬ１の物体側の面のコーニック係数、Ｋ₅ は凸平正レンズＬ２の物体側の面のそれぞれコーニック係数である。なお、像面の傾きをα₇ で示してある。

実施例１
ｒ₁ = ∞（物体面） ｄ₁ = 3.2325
ｒ₂ = 1.5993 ｄ₂ = 0.7000 ｎ_d1 =1.5168 ν_d1 =64.2
ｒ₃ = ∞ ｄ₃ = 2.6200 ｒ₄ = ∞（絞り） ｄ₄ = 1.5106
ｒ₅ = 0.8003 ｄ₅ = 0.7000 ｎ_d2 =1.5168 ν_d2 =64.2
ｒ₆ = ∞ ｄ₆ = 1.0000
ｒ₇ = ∞（像面）
使用波長 632.5nm
光学倍率β -0.5
像面画素グループ全幅 0.2mm
物体側開口数 0.08 。

実施例２
ｒ₁ = ∞（物体面） ｄ₁ = 1.7324
ｒ₂ = 1.030207 ｄ₂ = 0.7000 ｎ_d1 =1.5168 ν_d1 =64.2
Ｋ₂ =-1.4132
ｒ₃ = ∞ ｄ₃ = 1.5380 ｒ₄ = ∞（絞り） ｄ₄ = 2.0000
ｒ₅ = 1.030207 ｄ₅ = 0.7000 ｎ_d2 =1.5168 ν_d2 =64.2
Ｋ₅ =-0.97399
ｒ₆ = ∞ ｄ₆ = 1.7892
ｒ₇ = ∞（像面）
使用波長 632.5nm
光学倍率β -1.0
像面画素グループ全幅 0.4mm
物体側開口数 0.16 。

実施例３
ｒ₁ = ∞（物体面） ｄ₁ = 0.9621
ｒ₂ = 2.3131 ｄ₂ = 0.7000 ｎ_d1 =1.5168 ν_d1 =64.2
Ｋ₂ =-38.3122
ｒ₃ = -1.0438 ｄ₃ = 1.3482 ｒ₄ = ∞（絞り） ｄ₄ = 2.0000
ｒ₅ = 1.5453 ｄ₅ = 0.7000 ｎ_d2 =1.5168 ν_d2 =64.2
Ｋ₅ =-1.1520
ｒ₆ = ∞ ｄ₆ = 3.3375
ｒ₇ = ∞（像面）
使用波長 632.5nm
光学倍率β -2.0
像面画素グループ全幅 0.6mm
物体側開口数 0.16 。

実施例４
ｒ₁ = ∞（物体面） ｄ₁ = 1.7324
ｒ₂ = 1.0302 ｄ₂ = 0.7000 ｎ_d1 =1.5168 ν_d1 =64.2
Ｋ₂ =-1.41329
ｒ₃ = ∞ ｄ₃ = 1.538 ｒ₄ = ∞（絞り） ｄ₄ = 2.000
ｒ₅ = 1.0302 ｄ₅ = 0.7000 ｎ_d2 =1.5168 ν_d2 =64.2
Ｋ₅ =-0.97399
ｒ₆ = ∞ ｄ₆ = 1.7572 （２列目）
1.7892 （１、３列目）
ｒ₇ = ∞ （主走査方向）α₇ = 0.0° （２列目）
20.0 （副走査方向） 3.24 °（１、３列目）
（像面：円筒面）
使用波長 632.5nm
光学倍率β -1.0
像面画素グループ全幅 0.4mm
物体側開口数 0.16 。

以上、本発明のラインヘッド及びそれを用いた画像形成装置をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。

本発明の１実施形態に係るラインヘッドの１つのマイクロレンズに対応する部分の斜視図である。 本発明の１実施形態に係るラインヘッドの１つのマイクロレンズに対応する部分の斜視図である。 本発明の１実施形態に係るラインヘッドの１つのマイクロレンズに対応する部分の斜視図である。 本発明の１実施形態に係る発光体アレイと光学倍率がマイナスのマイクロレンズとの対応関係を示す説明図である。 画像データが格納されているラインバッファのメモリテーブルの例を示す説明図である。 主走査方向に奇数番号と偶数番号の発光素子による結像スポットが同列に形成される様子を示す説明図である。 ラインヘッドとして使用される発光体アレイの例を示す概略の説明図である。 図７の構成で各発光素子の出力光によりマイクロレンズを通して像担持体の露光面を照射した場合の結像位置を示す説明図である。 図８において副走査方向の結像スポット形成の状態を示す説明図である。 マイクロレンズを複数配列した場合に像担持体の主走査方向に結像スポットが反転して形成される例を示す説明図である。 本発明による電子写真プロセスを用いた画像形成装置の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。 本発明の原理を説明するための図である。 本発明の１実施例の光書き込みラインヘッドの構成を示す一部を破断した斜視図である。 図１３の一部拡大斜視図である。 図１３の副走査方向に沿ってとった断面図である。 図１３の場合の発光体アレイとマイクロレンズアレイの配置を示す平面図である。 １個のマイクロレンズとそれに対応する発光体ブロックとの対応関係を示す図である。 発光体アレイの発光体ブロックに対応して配置された絞り板の平面図である。 １個の発光体ブロックに対する絞り板の開口を示す図である。 発光体ブロックを２列配置する場合の図１６と同様の図である。 発光体ブロックを４列配置する場合の図１６と同様の図である。 発光素子列を３列配置する場合の図１６と同様の図である。 発光素子列を４列配置する場合の図１６と同様の図である。 感光体がドラム形状の場合の光書き込みラインヘッドの光学系と感光体ドラムとの関係を示す副走査方向に沿ってとった断面図である。 ２枚のマイクロレンズアレイでマイクロレンズアレイを構成する場合の主走査方向に沿ってとった断面図である。 実施例１の１個のマイクロレンズに対応する光学系の主走査方向、副走査方向の断面図である。 実施例２の１個のマイクロレンズに対応する光学系の主走査方向、副走査方向の断面図である。 実施例３の１個のマイクロレンズに対応する光学系の主走査方向、副走査方向の断面図である。 実施例４の３列のマイクロレンズに対応する光学系の副走査方向の断面図である。 実施例４の発光体アレイとマイクロレンズアレイの配置を示す平面図である。

符号の説明

Ｏ−Ｏ’…レンズ光軸、Ｆ…マイクロレンズの前側焦点、１…発光体アレイ、２…発光素子、２ｘ…端部発光素子又は端部受光素子、３…発光素子列、４、４₁ 、４₂ 、４₃ …発光体ブロック、５、５₁ 、５₂ 、５₃ …マイクロレンズ、６…マイクロレンズアレイ、８、８ａ、８ｂ…結像スポット、８ｘ…端部発光素子の結像スポット、８ｘ’…感光体がずれたときの端部発光素子の結像スポットの位置、８ｘ”…発光素子配置面がずれたときの端部発光素子の結像スポットの位置、１０…メモリテーブル、１１…開口絞り、１２…主光線、２０…ガラス基板、２１…長尺のケース、２２…受け穴、２３…裏蓋、２４…固定金具、２５…位置決めピン、２６…挿入孔、２７…封止部材、３０…絞り板、３１…絞り板の開口、３４…ガラス基板、３５…レンズ面部、４１…感光体（像担持体）又は読み取り面、４１’…感光体（像担持体）のずれ位置、４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…感光体ドラム（像担持体）、４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…帯電手段（コロナ帯電器）、４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…現像装置、４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…一次転写ローラ、５０…中間転写ベルト、５１…駆動ローラ、５２…従動ローラ、５３…テンションローラ、５５…発光素子配置面、５５’…発光素子配置面のずれ位置、６１…第１マイクロレンズアレイ、６２…第２マイクロレンズアレイ、６６…二次転写ローラ、７１…第１スペーサ、７２…第２スペーサ、７３…第３スペーサ、１０１、１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ…ラインヘッド（光書き込みラインヘッド）、Ｌ１…第１レンズ、Ｌ２…第２レンズ

Claims (13)

1. 第１の方向に複数の発光素子がアレイ状に配されてなる発光素子列を１列以上含む発光体ブロックが少なくとも第１の方向に間隔をおいて複数配された発光体アレイの射出側に、各発光体ブロックに対応して１個の正レンズ系が配されてなるレンズアレイが配置され、前記レンズアレイの結像側に書き込み面が配されており、前記レンズアレイを構成する正レンズ系が２群の正レンズ群を共焦点で配してなる望遠光学系からなり、前記望遠光学系の共焦点面に開口絞が配されていることを特徴とするラインヘッド。
2. 前記正レンズ系が２枚の正レンズからなることを特徴とする請求項１記載のラインヘッド。
3. 前記レンズアレイを構成する正レンズ系が全て同一のものからなることを特徴とする請求項１又は２記載のラインヘッド。
4. 前記書き込み面が平面からなることを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載のラインヘッド。
5. 前記書き込み面が円筒面からなることを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載のラインヘッド。
6. 少なくとも前記正レンズ系の像側の正レンズ群の最も像側の面が平面からなることを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載のラインヘッド。
7. 前記開口絞りの形状が、少なくとも第１の方向の開口径を制限する形状であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項記載のラインヘッド。
8. 前記発光体ブロックが第１の方向と直交する第２の方向に複数配列された前記発光素子列を含むことを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載のラインヘッド。
9. 前記発光体ブロックが第１の方向と直交する第２の方向に複数配列されていることを特徴とする請求項１から７の何れか１項記載のラインヘッド。
10. 前記発光素子が有機ＥＬ素子からなることを特徴とする請求項１から９の何れか１項記載のラインヘッド。
11. 前記発光素子がＬＥＤからなることを特徴とする請求項１から９の何れか１項記載のラインヘッド。
12. 像担持体の周囲に帯電手段と、請求項１から１１の何れか１項記載のラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
13. 第１の方向に複数の受光素子が列状に配置されてなる受光素子列を１列以上含む受光体ブロックが少なくとも第１の方向に間隔をおいて複数配置された受光体アレイの入射側に、各受光体ブロックに対応して各々１個の正レンズ系が整列するように配置されてなるレンズアレイが配置され、前記レンズアレイの物体側に読み取り面が配置されており、前記レンズアレイを構成する各正レンズ系が２群の正レンズ群を共焦点で配置してなる望遠光学系からなり、前記望遠光学系の共焦点面に開口絞が配置されていることを特徴とするラインヘッド。

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