JP5196145B2 - Line head and image forming apparatus using the same - Google Patents

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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。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a line head and an image forming apparatus using the line head, and more particularly to a line head that forms an imaging spot row by projecting a light emitting element row onto an irradiated surface using a microlens array. The present invention relates to an image forming apparatus.

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。   Conventionally, a plurality of LED array chips are arranged in the direction of the LED array, and enlarged and projected onto a photosensitive member with a positive lens in which the LED arrays of the respective LED array chips are arranged correspondingly, and the ends of adjacent LED array chips on the photosensitive member. An optical writing line head that forms images adjacent to each other at the same pitch as the pitch between the light emitting dots of the same LED array chip, and an optical reading line head with the optical path reversed. This is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707.

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。   Further, Patent Document 2 proposes that the positive lens is composed of two lenses in the arrangement as in Patent Document 1, and the depth of focus is made deep so that the projected light approaches the parallel light.

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 In addition, the LED array chips are arranged in two rows with a gap, the repetition phase is shifted by a half cycle, and the positive lens array is arranged in two rows with each LED array chip corresponding to each positive lens. Patent Document 3 proposes an optical writing line head in which images of light emitting dot arrays are arranged in a line.
Japanese Patent Laid-Open No. 2-4546 JP-A-6-344596 JP-A-6-278314

これらの従来技術において、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。   In these prior arts, when the angle of view of each positive lens is increased, the peripheral light amount decrease is increased according to the cos 4 power law (shading). In order to prevent density unevenness of the printed image due to this shading, it is necessary to make the light amount of each pixel (light emitting dot image) on the image plane constant. To do this, the light amount of the light source (light emitting dot) is changed for each light emitting dot. Shading must be corrected. However, since the light emission intensity of the light source pixel (light emitting dot) affects the life characteristics, if the shading of the optical system is increased, even if the light amount is adjusted for each light emitting dot and a uniform image surface light amount is initially obtained. The light amount unevenness of the light emitting dot pitch occurs with time, and the image density unevenness occurs.

また、発光ドットアレイを副走査方向に複数列並列配置する場合、光学系のレンズ径が大きくなると光書き込みラインヘッドの副走査方向の幅が大きくなり、画像形成装置の小型化が困難になる。   In addition, when a plurality of light emitting dot arrays are arranged in parallel in the sub-scanning direction, the width of the optical writing line head in the sub-scanning direction increases as the lens diameter of the optical system increases, making it difficult to reduce the size of the image forming apparatus.

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系の各レンズ系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、各レンズ系のレンズ径を可能な限り小さくすることで、ラインヘッド及びそれを用いた画像形成装置を小型化することである。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a plurality of light emitting elements in a row corresponding to each lens system of a plurality of positive lens systems arranged in an array. In the optical writing line head in which is arranged, the lens diameter of each lens system is made as small as possible to reduce the size of the line head and the image forming apparatus using the same.

本発明の別の目的は、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生じないようにすることである。   Another object of the present invention is to prevent unevenness based on the positional deviation of the light emitting dot image from occurring even if the writing surface varies in the optical axis direction.

上記目的を達成する本発明のラインヘッドは、２つの正屈折力のレンズを有する正レンズ系と、
前記２つのレンズのうち像側レンズが、第１の方向及び第２の方向に複数配置されたてなる像側レンズアレイと、
前記２つのレンズのうち物体側レンズが、前記第１の方向及び前記第２の方向に複数配置されてなる物体側レンズアレイと、
前記正レンズ系の物体側に１の前記正レンズ系に対して複数の発光素子が配された発光体アレイと、
前記像側レンズアレイと前記物体側レンズアレイとの間に像側にテレセントリックまたは略テレセントリックになるように配された開口絞りを形成する絞り板と、
を有し、
前記像側レンズアレイの前記第２の方向へ配置されるレンズの列数をｍとし、前記第１の方向に隣り合った２つの前記像側レンズの有効領域の間隔をα、前記正レンズ系の像側開口角（半角）をθi 、前記正レンズ系の１に対して配された複数の発光素子の像面での像である複数の発光素子像の前記第１方向の幅（全幅）をＷi 、前記像側レンズの焦点距離をｆ2 、前記像側レンズの像側主面から前記像面までの距離をＳi とするとき、以下の条件を有することを特徴とするものである。 The line head of the present invention that achieves the above object includes a positive lens system having two lenses having positive refractive power,
An image-side lens array in which a plurality of image-side lenses among the two lenses are arranged in the first direction and the second direction;
An object side lens array in which a plurality of object side lenses of the two lenses are arranged in the first direction and the second direction;
A light emitter array in which a plurality of light emitting elements are arranged for one positive lens system on the object side of the positive lens system;
A diaphragm plate that forms an aperture stop arranged to be telecentric or substantially telecentric on the image side between the image side lens array and the object side lens array;
Have
The number of rows of lenses arranged in the second direction of the image side lens array is m, the interval between effective areas of the two image side lenses adjacent in the first direction is α, and the positive lens system a plurality of said first width (full width of the light emitting element image is the image of the image-side numerical aperture angle (half angle) theta i, the image plane of the plurality of light emitting elements arranged for one of the positive lens system ) Is W i , the focal length of the image side lens is f 2 , and the distance from the image side main surface of the image side lens to the image plane is S i , the following conditions are satisfied: It is.

ｆ2 ≦（ｍＷi −α）／（２θi ） ・・・（２１）
Ｗi ≧２Ｓi θi ／（ｍ−１）＋α／（ｍ−１） ・・・（２４）
このように構成することで、書き込み面の位置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、形成される画像の劣化を防止することができることに加え、開口絞りの径をレンズアレイの各正レンズ系を構成する２枚のレンズの像側のレンズの有効径と略同等又はそれ以下とすることができ、ひいては、物体側レンズの有効径を像側のレンズの有効径と略同等又はそれ以下とすることができ、隣接する正レンズ系との干渉を避けて正レンズ系をアレイ状に配置することが可能となる。 f 2 ≦ (mW i −α) / (2θ i ) (21)
W i ≧ 2S i θ i / (m−1) + α / (m−1) (24)
With such a configuration, even if the position of the writing surface is shifted in the optical axis direction, the position of the imaging spot does not occur and deterioration of the formed image can be prevented. In addition, the diameter of the aperture stop Can be made substantially equal to or smaller than the effective diameter of the image side lens of the two lenses constituting each positive lens system of the lens array, and the effective diameter of the object side lens can be made smaller than the effective diameter of the image side lens. The diameter can be substantially equal to or less than the diameter, and the positive lens system can be arranged in an array while avoiding interference with the adjacent positive lens system.

この場合、前記複数の発光素子像の前記第１方向の幅（全幅）Ｗi が以下の条件を有することが望ましい。 In this case, the plurality of the first direction of the width of the light emitting element image (full width) W i it is desirable to have the following condition.

Ｗi ＝２Ｓi θi ／（ｍ−１）＋α／（ｍ−１） ・・・（２４）’
このように構成することで、上記作用効果に加え、像側レンズの有効径を小さく抑えることができる。 W i = 2S i θ i / (m−1) + α / (m−1) (24) ′
By comprising in this way, in addition to the said effect, the effective diameter of an image side lens can be restrained small.

本発明の別のラインヘッドは、２つの正屈折力のレンズを有する正レンズ系と、
前記２つのレンズのうち像側レンズが、第１の方向及び第２の方向に複数配置された像側レンズアレイと、
前記２つのレンズのうち物体側レンズが、前記第１の方向及び前記第２の方向に複数配置されてなる物体側レンズアレイと、
前記正レンズ系の物体側に１の前記正レンズ系に対して複数の発光素子が配された発光体アレイと、
前記像側レンズアレイと前記物体側レンズアレイとの間に像側にテレセントリックまたは略テレセントリックになるように配された開口絞りを形成する絞り板と、
を有し、
前記像側レンズが像側の面が平面の凸平レンズからなり、
前記像側レンズアレイの前記第２の方向へ配置されるレンズの列数をｍとし、前記第１
の方向に隣り合った２つの前記像側レンズの有効領域の間隔をα、前記正レンズ系の像側開口角（半角）をθi 、前記正レンズ系の１に対して配された複数の発光素子の像面での像である複数の発光素子像の前記第１方向の幅（全幅）をＷi 、前記像側レンズの焦点距離をｆ2 、前記像側レンズの像側の平面から像面までの距離をｄ2'、前記正レンズ系の１に対応して配された複数の発光素子の像面での像である複数の発光素子像の前記第１方向における端部の発光素子像に収束する光束の最外光線が前記像側レンズの物体側の凸面に入射する点と前記像側レンズの像側の平面までの光軸方向の距離をｅt2、前記像側レンズの屈折率をｎ2 とするとき、以下の条件を有することを特徴とするものである。 Another line head of the present invention includes a positive lens system having two lenses having positive refractive power,
An image side lens array in which a plurality of image side lenses of the two lenses are arranged in the first direction and the second direction;
An object side lens array in which a plurality of object side lenses of the two lenses are arranged in the first direction and the second direction;
A light emitter array in which a plurality of light emitting elements are arranged for one positive lens system on the object side of the positive lens system;
A diaphragm plate that forms an aperture stop arranged to be telecentric or substantially telecentric on the image side between the image side lens array and the object side lens array;
Have
The image side lens is a convex lens having a flat surface on the image side,
The number of rows of lenses arranged in the second direction of the image side lens array is m, and the first
The interval between the effective areas of the two image side lenses adjacent in the direction of α is α, the image side aperture angle (half angle) of the positive lens system is θ i , and a plurality of the plurality of lens elements arranged with respect to 1 of the positive lens system The width (full width) in the first direction of a plurality of light emitting element images, which are images on the image plane of the light emitting element, is W i , the focal length of the image side lens is f 2 , and the image side plane of the image side lens is The distance to the image plane is d 2 ′, and the light emission at the ends in the first direction of the plurality of light emitting element images, which are images on the image plane of the plurality of light emitting elements arranged corresponding to 1 of the positive lens system The distance in the optical axis direction between the point at which the outermost ray of the light beam converged on the element image is incident on the object side convex surface of the image side lens and the image side plane of the image side lens is represented by et2 , When the refractive index is n 2 , the following conditions are satisfied.

ｆ2 ≦（ｍＷi −α）／（２θi ） ・・・（２１）
Ｗi ≧２（ｄ2'＋ｅt2／ｎ2 ）θi ／（ｍ−１）＋α／（ｍ−１）・・・（２７）
このように構成することで、書き込み面の位置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、形成される画像の劣化を防止することができることに加え、開口絞りの径をレンズアレイの各正レンズ系を構成する２枚のレンズの像側のレンズの有効径と略同等又はそれ以下とすることができ、ひいては、物体側レンズの有効径を像側のレンズの有効径と略同等又はそれ以下とすることができ、隣接する正レンズ系との干渉を避けて正レンズ系をアレイ状に配置することが可能となる。 f 2 ≦ (mW i −α) / (2θ i ) (21)
W i ≧ 2 (d 2 ′ + et 2 / n 2 ) θ i / (m−1) + α / (m−1) (27)
With such a configuration, even if the position of the writing surface is shifted in the optical axis direction, the position of the imaging spot does not occur and deterioration of the formed image can be prevented. In addition, the diameter of the aperture stop Can be made substantially equal to or smaller than the effective diameter of the image side lens of the two lenses constituting each positive lens system of the lens array, and the effective diameter of the object side lens can be made smaller than the effective diameter of the image side lens. The diameter can be substantially equal to or less than the diameter, and the positive lens system can be arranged in an array while avoiding interference with the adjacent positive lens system.

この場合、前記複数の発光素子像の前記第１方向の幅（全幅）をＷi が以下の条件を有することことが望ましい。 In this case, it is desirable that the width W i of the plurality of light emitting element images in the first direction (full width) has the following condition.

Ｗi ＝２（ｄ2'＋ｅt2／ｎ2 ）θi ／（ｍ−１）＋α／（ｍ−１）
・・・（２７）’
このように構成することで、上記作用効果に加え、像側レンズの有効径を小さく抑えることができる。 W i = 2 (d 2 ′ + et 2 / n 2 ) θ i / (m−1) + α / (m−1)
... (27) '
By comprising in this way, in addition to the said effect, the effective diameter of an image side lens can be restrained small.

以上において、前記絞り板が前記像側レンズの前側焦点面に配置されていることが望ましい。   In the above, it is desirable that the diaphragm plate is disposed on the front focal plane of the image side lens.

このように構成することで、レンズアレイの各正レンズ系が像側にテレセントリックとなり、書き込み面の位置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、形成される画像の劣化を防止することができる。   With this configuration, each positive lens system of the lens array becomes telecentric on the image side, and even if the position of the writing surface is shifted in the optical axis direction, the position of the imaging spot does not occur, and the formed image Deterioration can be prevented.

また、前記絞り板が前記物体側レンズに近接して配置されていることことが望ましい。   In addition, it is desirable that the diaphragm plate is disposed in proximity to the object side lens.

このように構成することで、物体側レンズの径が大きくなることを防止することができる。   With this configuration, it is possible to prevent the diameter of the object side lens from increasing.

また、潜像担持体と、その潜像担持体を帯電する帯電部と、以上のようなラインヘッドと、潜像担持体を現像する現像部と、を有する画像形成装置を構成することができる。   An image forming apparatus having a latent image carrier, a charging unit that charges the latent image carrier, a line head as described above, and a developing unit that develops the latent image carrier can be configured. .

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。   With this configuration, it is possible to configure an image forming apparatus such as a printer that is small in size and has high resolution and little image deterioration.

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。   Before describing the optical system of the line head of the present invention in detail, the arrangement of the light emitting elements and the light emission timing will be briefly described.

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。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing a correspondence relationship between the light emitter array 1 according to the embodiment of the present invention and the microlens 5 having a negative optical magnification. In the line head of this embodiment, two rows of light emitting elements correspond to one microlens 5. However, since the microlens 5 is an imaging element having a negative optical magnification (inverted imaging), the position of the light emitting element is reversed in the main scanning direction and the sub-scanning direction. That is, in the configuration of FIG. 1, even-numbered light emitting elements (8, 6, 4, 2) are arranged on the upstream side (first row) in the moving direction of the image carrier, and on the downstream side (second row). Are arranged with odd-numbered light emitting elements (7, 5, 3, 1). In addition, a light emitting element having a large number is arranged on the head side in the main scanning direction.

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。   1 to 3 are perspective views of a portion corresponding to one microlens of the line head of this embodiment. As shown in FIG. 2, the image spot 8a of the image carrier 41 corresponding to the odd-numbered light emitting elements 2 arranged on the downstream side of the image carrier 41 is formed at a position reversed in the main scanning direction. The R is the moving direction of the image carrier 41. Further, as shown in FIG. 3, the imaging spot 8b of the image carrier 41 corresponding to the even-numbered light emitting elements 2 arranged on the upstream side (first row) of the image carrier 41 is in the sub-scanning direction. It is formed at the inverted downstream position. However, in the main scanning direction, the positions of the imaging spots from the head side correspond to the light emitting elements 1 to 8 in order. Therefore, in this example, it is understood that the imaging spots can be formed in the same row in the main scanning direction by adjusting the timing of forming the imaging spots in the sub scanning direction of the image carrier.

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。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the memory table 10 of the line buffer in which image data is stored. The memory table 10 in FIG. 5 is stored with being inverted in the main scanning direction with respect to the light emitting element numbers in FIG. 4. In FIG. 5, among the image data stored in the memory table 10 of the line buffer, first image data (1, 3, 5, 5) corresponding to the light emitting elements on the upstream side (first row) of the image carrier 41 first. 7) to read out the light emitting element. Next, after T time, the second image data (2, 4, 6, 8) corresponding to the light emitting elements on the downstream side (second row) of the image carrier 41 stored in the memory address is read and emitted. Let In this way, as indicated by the position 8 in FIG. 6, the first row of imaging spots on the image carrier is formed in the same row as the second row of imaging spots in the main scanning direction.

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、所定の時間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。   FIG. 1 is a perspective view conceptually showing an example in which image data is read out at the timing of FIG. 5 to form an imaging spot. As described with reference to FIG. 5, the light emitting element on the upstream side (first row) of the image carrier 41 is first caused to emit light, thereby forming an imaging spot on the image carrier 41. Next, after a predetermined time T has elapsed, the odd-numbered light emitting elements on the downstream side (second row) of the image carrier 41 are caused to emit light to form an imaging spot on the image carrier. At this time, the imaging spot formed by the odd-numbered light emitting elements is not formed at the position 8a described in FIG. 2, but is formed at the position 8 in the same row in the main scanning direction as shown in FIG. become.

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。   FIG. 7 is a schematic explanatory diagram showing an example of a light emitter array used as a line head. In FIG. 7, in the light emitter array 1, a light emitter block 4 (see FIG. 4) is formed by providing a plurality of light emitting element rows 3 in which a plurality of light emitting elements 2 are arranged in the main scanning direction. In the example of FIG. 7, the light emitter block 4 forms two light emitting element rows 3 in which four light emitting elements 2 are arranged in the main scanning direction in the sub scanning direction (see FIG. 4). A large number of the light emitter blocks 4 are arranged in the light emitter array 1, and each light emitter block 4 is arranged corresponding to the microlens 5.

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。   A plurality of microlenses 5 are provided in the main scanning direction and the sub-scanning direction of the light emitter array 1 to form a microlens array (MLA) 6. The MLA 6 is arranged with the leading position in the main scanning direction shifted in the sub-scanning direction. Such an arrangement of the MLA 6 corresponds to a case where the light emitting elements 1 are provided in a staggered manner in the light emitter array 1. In the example of FIG. 7, three rows of MLA 6 are arranged in the sub-scanning direction. However, for convenience of explanation, the unit blocks 4 corresponding to the respective positions of the three rows of MLA 6 in the sub-scanning direction are group A and group B. And group C.

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。   As described above, when the plurality of light emitting elements 2 are arranged in the microlens 5 having a negative optical magnification and the lenses are arranged in a plurality of rows in the sub-scanning direction, the main body of the image carrier 41 is used. In order to form imaging spots arranged in a line in the scanning direction, the following image data control is required. (1) Inversion in the sub-scanning direction, (2) Inversion in the main scanning direction, (3) Adjustment of light emission timing of a plurality of rows of light emitting elements in the lens, and (4) Adjustment of light emission timing of the light emitting elements between groups.

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。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing an imaging position when the exposure surface of the image carrier is irradiated through the microlens 5 with the output light of each light emitting element 2 in the configuration of FIG. In FIG. 8, as described with reference to FIG. 7, the light emitter array 1 has unit blocks 4 divided into group A, group B, and group C. The light-emitting element rows of the unit blocks 4 of group A, group B, and group C are divided into the upstream side (first row) and the downstream side (second row) of the image carrier 41, and even-numbered light emission in the first row Elements are assigned, and odd-numbered light emitting elements are assigned to the second column.

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。   For group A, by operating each light emitting element 2 as described with reference to FIGS. 1 to 3, an image spot is formed on the image carrier 41 at a position reversed in the main scanning direction and the sub scanning direction. . In this manner, imaging spots are formed on the image carrier 41 in the order of 1 to 8 in the same row in the main scanning direction. Thereafter, the image carrier 41 is moved in the sub-scanning direction for a predetermined time, and the processing of the group B is similarly executed. Further, by moving the image carrier 41 in the sub-scanning direction for a predetermined time and executing the processing of group C, it is based on the input image data in the order of 1 to 24... In the same column in the main scanning direction. An imaging spot is formed.

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。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state of forming an imaging spot in the sub-scanning direction in FIG. S is the moving speed of the image carrier 41, d1 is the distance between the first and second light emitting elements in group A, and d2 is the second light emitting element in group A and the second light emission in group B. The element spacing, d3 is the distance between the light emitting elements in the second row of group B and the light emitting elements in the second row of group C, and T1 is the light emitting element in the first row after the light emitting elements in the second row of group A emits light. T2 is the time required for the image forming position of the light emitting elements in the second row of group A to move to the image forming position of the light emitting elements in the second row of group B, and T3 is the light emitting elements in the second row of group A Is the time required for the imaging position to move to the imaging position of the light-emitting elements in the second row of group C.

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 can be obtained as follows. T2 and T3 can be similarly obtained by replacing d1 with d2 and d3.

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。 T1 = | (d1 × β) / S |
Here, each parameter is as follows.
d1: Distance in the sub-scanning direction of the light emitting elements S: Moving speed of the imaging surface (image carrier) β: Lens magnification In FIG. 9, T2 hours after the time when the light emitting elements in the second row of group A emit light. The light emitting elements in the second row of group B are caused to emit light. Furthermore, the light emitting elements in the second row of group C are caused to emit light after T2 to T3 hours. The first row of light emitting elements in each group emits light after T1 time after the second row of light emitting elements emits light. By performing such processing, as shown in FIG. 8, the imaging spots formed by the light emitters arranged two-dimensionally on the light emitter array 1 can be formed in a line on the image carrier. It becomes possible. FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example in which an imaging spot is formed by inverting in the main scanning direction of the image carrier when a plurality of microlenses 5 are arranged.

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。 An image forming apparatus can be configured using the line head as described above. In the embodiment, a tandem color printer (exposed to four photoconductors with four line heads, simultaneously forms four color images, and transfers them to one endless intermediate transfer belt (intermediate transfer medium)). The line head as described above can be used in the image forming apparatus. FIG. 11 is a vertical side view showing an example of a tandem image forming apparatus using an organic EL element as a light emitting element. This image forming apparatus includes four line heads 101K, 101C, 101M, and 101Y having the same configuration, and corresponding four photosensitive drums (image carriers) 41K, 41C, 41M, and 41Y having the same configuration. These are respectively arranged at exposure positions, and are configured as a tandem image forming apparatus.

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。   As shown in FIG. 11, this image forming apparatus is provided with a driving roller 51, a driven roller 52, and a tension roller 53. The tension roller 53 applies tension to the image forming apparatus and stretches it in the direction indicated by the arrow (counterclockwise). ) Is circulated to the intermediate transfer belt (intermediate transfer medium) 50. Photosensitive members 41K, 41C, 41M, and 41Y having photosensitive layers are arranged on the outer peripheral surface as four image carriers arranged at predetermined intervals with respect to the intermediate transfer belt 50.

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。   K, C, M, and Y added after the above symbols mean black, cyan, magenta, and yellow, respectively, and indicate that the photoconductors are black, cyan, magenta, and yellow, respectively. The same applies to other members. The photoreceptors 41K, 41C, 41M, and 41Y are rotationally driven in the direction indicated by the arrow (clockwise) in synchronization with the driving of the intermediate transfer belt 50. Around each photoconductor 41 (K, C, M, Y), charging means (corona charger) 42 (K) for uniformly charging the outer peripheral surface of the photoconductor 41 (K, C, M, Y), respectively. , C, M, Y) and the outer peripheral surface uniformly charged by the charging means 42 (K, C, M, Y) are synchronized with the rotation of the photoconductor 41 (K, C, M, Y). Thus, the above-described line head 101 (K, C, M, Y) of the present invention for sequentially scanning the line is provided.

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。   Further, a developing device 44 (K, C, and M) that applies a toner as a developer to the electrostatic latent image formed by the line head 101 (K, C, M, and Y) to form a visible image (toner image). M, Y) and a primary transfer roller 45 (K, Y) as transfer means for sequentially transferring the toner image developed by the developing device 44 (K, C, M, Y) to the intermediate transfer belt 50 as a primary transfer target. C, M, Y) and a cleaning device 46 (K, C, M, Y) as a cleaning means for removing the toner remaining on the surface of the photoreceptor 41 (K, C, M, Y) after being transferred. ).

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。   Here, in each line head 101 (K, C, M, Y), the array direction of the line head 101 (K, C, M, Y) is set to the bus of the photosensitive drum 41 (K, C, M, Y). It is installed along. The emission energy peak wavelength of each line head 101 (K, C, M, Y) and the sensitivity peak wavelength of the photoconductor 41 (K, C, M, Y) are set to substantially coincide.

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。   The developing device 44 (K, C, M, Y) uses, for example, a non-magnetic one-component toner as a developer. The film thickness of the developed developer is regulated by a regulating blade, and the developing roller is brought into contact with or increased in thickness by the photosensitive body 41 (K, C, M, Y), whereby the photosensitive body 41 (K, C, M, Y). The toner is developed as a toner image by attaching a developer according to the potential level.

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。 The black, cyan, magenta, and yellow toner images formed by the four-color single-color toner image forming station are intermediated by the primary transfer bias applied to the primary transfer roller 45 (K, C, M, Y). The toner image, which is sequentially primary transferred onto the transfer belt 50 and sequentially superposed on the intermediate transfer belt 50 to become a full color, is secondarily transferred to a recording medium P such as paper by a secondary transfer roller 66, and serves as a fixing unit. The toner is fixed on the recording medium P by passing through the fixing roller pair 61 ′, and is discharged onto a paper discharge tray 68 formed on the upper part of the apparatus by the paper discharge roller pair 62 ′.

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。   In FIG. 11, reference numeral 63 denotes a paper feeding cassette in which a large number of recording media P are stacked and held, 64 denotes a pickup roller for feeding the recording media P one by one from the paper feeding cassette 63, and 65 denotes a secondary transfer roller. A pair of gate rollers for defining the supply timing of the recording medium P to the secondary transfer portion 66, a secondary transfer roller 66 as a secondary transfer means for forming a secondary transfer portion with the intermediate transfer belt 50, 67 Is a cleaning blade as a cleaning means for removing the toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 50 after the secondary transfer.

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。   The present invention relates to the optical system of the above-described line head (optical writing line head).

まず、発光素子２の光源光度、像担持体４１の感度特性、画像装置解像度、マイクロレンズ５の光透過効率が与えられたときの、像側開口角について考察する。   First, the image-side aperture angle when the light source intensity of the light emitting element 2, the sensitivity characteristic of the image carrier 41, the image device resolution, and the light transmission efficiency of the microlens 5 are given will be considered.

発光素子２各々を光源２とし、マイクロレンズ５までの距離に対して光源２が十分小さいとして、光源２を均等点光源として考察する。すなわち、光源光度Ｉは次のように表される。   Considering that each of the light emitting elements 2 is a light source 2 and the light source 2 is sufficiently small with respect to the distance to the micro lens 5, the light source 2 is considered as a uniform point light source. That is, the light source luminous intensity I is expressed as follows.

Ｉ＝Ｉ0 （＝constant） ・・・（１）
図１２に示すように、光源（画素）２の発光部の微小面積ｄＡから出て光学系（マイクロレンズ）５の開口に取り込まれる光束をｄＦ、ｄＦの光源側立体角をΩ0 とすると、
ｄＦ＝∫ＩｄΩ＝Ｉ0 Ω0 ・・・（２）
ここで、光源２直後の円錐状ｄＦの外周面母線と中心光線のなす角をθ0 とすると、
Ω0 ＝２π｛１−ｃｏｓ（θ0 ）｝＝４π｛ｓｉｎ（θ0 ／２）｝2
・・・（３）
これを式（２）に代入すると、
ｄＦ＝４πＩ0 ｛ｓｉｎ（θ0 ／２）｝2 ・・・（４）
光源２の半径をＲ0 とすると、１ｄｏｔ（１個の発光素子２）当りの光学系取り込み光束Ｆ0 は、
Ｆ0 ＝∫ｄＦｄＡ
＝４π2 Ｉ0 Ｒ0 2｛ｓｉｎ（θ0 ／２）｝2 ・・・（５）
像面（像担持体）４１での１ドット（１個の発光素子２に対応する結像スポット８）当たりの光束Ｆi は、光学系（マイクロレンズ）５の光透過率をηlensとして、
Ｆi ＝ηlensＦ0 ・・・（６）
光学系（マイクロレンズ）５の横倍率をβとすると、像面光束収束角θi 、像面スポット径Ｒi は、
θi ＝θ0 ／｜β｜ ・・・（７）
Ｒi ＝｜β｜Ｒ0 ・・・（８）
また、近軸での考察とすると、
ｓｉｎ（θ0 ／２）＝θ0 ／２ ・・・（９）
式（６）に式（５）、（７）、（８）、（９）を代入して整理すると、
Ｆi ＝４π2 ηlensＩ0 （Ｒi ／｜β｜）2 ・（｜β｜θi ／２）2
＝π2 ηlensＩ0 Ｒi 2 θi 2 ・・・（１０）
これをθi について解くと、
θi ＝｛（Ｆi ／（π2 ηlensＩ0 Ｒi 2 ）｝0.5 ・・・（１１）
Ｆi は像担持体４１の感度特性から決まる像面光量、Ｉ0 は光源（発光素子）２の光度、Ｒi は画像形成装置の解像度から決まる像面スポット径、ηlensはマイクロレンズ５のレンズ面数や材料から決まる値であり、それぞれ独自に決まるパラメータである。 I = I 0 (= constant) (1)
As shown in FIG. 12, when the light beam coming out of the minute area dA of the light emitting portion of the light source (pixel) 2 and taken into the opening of the optical system (microlens) 5 is dF, and the solid angle on the light source side of dF is Ω 0 ,
dF = ∫Idd = I 0 Ω 0 (2)
Here, if the angle between the outer peripheral surface generatrix of the conical dF immediately after the light source 2 and the central ray is θ 0 ,
Ω 0 = 2π {1-cos (θ 0)} = 4π {sin (θ 0/2)} 2
... (3)
Substituting this into equation (2) gives
dF = 4πI 0 {sin (θ 0/2)} 2 ··· (4)
Assuming that the radius of the light source 2 is R 0 , the optical system-captured light flux F 0 per 1 dot (one light emitting element 2) is
F 0 = ∫dFdA
= 4π 2 I 0 R 0 2 {sin (θ 0/2)} 2 ··· (5)
The light flux F i per dot (imaging spot 8 corresponding to one light emitting element 2) on the image plane (image carrier) 41 is expressed by the optical transmittance of the optical system (microlens) 5 as η lens .
F i = η lens F 0 (6)
When the lateral magnification of the optical system (microlens) 5 is β, the image plane light beam convergence angle θ i and the image plane spot diameter R i are:
θ i = θ 0 / | β | (7)
R i = | β | R 0 (8)
Also, if you consider paraxial,
sin (θ 0/2) = θ 0/2 ··· (9)
Substituting the formulas (5), (7), (8), and (9) into the formula (6),
F i = 4π 2 η lens I 0 (R i / | β |) 2 · (| β | θ i / 2) 2
= Π 2 η lens I 0 R i 2 θ i 2 (10)
Solving this for θ i ,
θ i = {(F i / (π 2 η lens I 0 R i 2 )} 0.5 (11)
F i is the image plane light quantity determined from the sensitivity characteristics of the image carrier 41, I 0 is the luminous intensity of the light source (light emitting element) 2, R i is the image plane spot diameter determined from the resolution of the image forming apparatus, and η lens is the micro lens 5. It is a value determined by the number of lens surfaces and materials, and is a parameter determined independently.

式（１１）は、Ｆi 、Ｉ0 、Ｒi 、ηlensが決まると像側開口角（半角）θi が決まることを示している。 Expression (11) indicates that the image-side aperture angle (half angle) θ i is determined when F i , I 0 , R i , and η lens are determined.

ところで、本発明においては、マイクロレンズアレイ６を構成するマイクロレンズ５として、同軸に配置した２枚の正レンズからなるレンズ系から構成することを前提とし、かつ、その２枚の正レンズの間であって像側（感光体（像面）４１側）の正レンズＬ２の前側焦点位置に開口絞りを位置させて像側にテレセントリックな配置にすることを前提にする。このように、マイクロレンズ５を２枚の正レンズから構成することで収差補正の自由度等が向上する。また、像側にテレセントリックな構成にすることで、感光体の振れ等に起因して像面である感光体（像面）４１の面がレンズ光軸方向に前後して感光体４１上での発光体ブロック４の発光素子２に対応する結像スポットの位置ずれが生じず、その結像スポット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のむら（主走査方向の結像スポットのピッチむら）が発生することがない。   By the way, in the present invention, it is assumed that the microlens 5 constituting the microlens array 6 is composed of a lens system composed of two positive lenses arranged coaxially, and between the two positive lenses. It is assumed that the aperture stop is positioned at the front focal position of the positive lens L2 on the image side (photosensitive member (image surface) 41 side) so as to be telecentric on the image side. In this way, by configuring the microlens 5 with two positive lenses, the degree of freedom of aberration correction is improved. Further, by adopting a telecentric configuration on the image side, the surface of the photoconductor (image surface) 41 which is an image surface due to the shake of the photoconductor is moved back and forth in the lens optical axis direction on the photoconductor 41. The imaging spot corresponding to the light emitting element 2 of the illuminator block 4 is not displaced, and the imaging spot moves relatively in the sub-scanning direction, resulting in uneven pitch between scanning lines (imaging in the main scanning direction). Spot pitch unevenness) does not occur.

さて、本発明においてマイクロレンズ５の径を小さくするためには、各レンズの必要有効径を小さく抑える必要がある。像側開口角（半角）θi が式（１１）により決まったとき、像側テレセントリックな光学系においては、マイクロレンズ５を構成する２枚の正レンズの中の第２レンズＬ２（像側の正レンズ）から像面４１までの距離、像面画素グループの主走査方向幅を決めると、第２レンズの必要有効径が定まるが、これら２つのパラメータは自由に設定することはできず、マイクロレンズ５と感光体４１の干渉や、アレイ状に配置された隣接マイクロレンズとの干渉等の制約に従いながら定めるものである。第２レンズの径が定まったとして、まず、開口絞り径を第２レンズの径と同じか小さくすることがマイクロレンズ５の径が大きくなることを防ぐ条件となり、さらに、第１レンズ径を開口絞り径と同等又はそれ以下に抑えることが必要となる。 Now, in order to reduce the diameter of the microlens 5 in the present invention, it is necessary to keep the required effective diameter of each lens small. When the image-side aperture angle (half angle) θ i is determined by the equation (11), in the image-side telecentric optical system, the second lens L2 (image-side on the image side) of the two positive lenses constituting the microlens 5 is used. When the distance from the positive lens) to the image plane 41 and the main scanning direction width of the image plane pixel group are determined, the necessary effective diameter of the second lens is determined, but these two parameters cannot be set freely, It is determined in accordance with restrictions such as interference between the lens 5 and the photosensitive member 41 and interference between adjacent microlenses arranged in an array. Assuming that the diameter of the second lens is determined, first, the aperture stop diameter is made equal to or smaller than the diameter of the second lens to prevent the diameter of the microlens 5 from increasing. It is necessary to keep it equal to or smaller than the aperture diameter.

以降、各マイクロレンズ５を構成する開口絞り径が第２レンズの有効径と同等又はそれ以下となる条件について考察し、次に、第２レンズ有効径を小さく抑える条件について考察する。   Hereinafter, the conditions under which the aperture stop diameter constituting each microlens 5 is equal to or less than the effective diameter of the second lens will be considered, and then the conditions for keeping the effective diameter of the second lens small will be considered.

ここで、用語の定義をしておく。図１３は、像面（像担持体）４１での発光素子２の像である結像スポット８のグループ（発光体ブロック４の像に対応）８０と、各結像スポット８のグループ８０に対応するマイクロレンズ５との関係を示す図である。この図の場合、マイクロレンズ５を構成要素とするマイクロレンズアレイ６は、マイクロレンズ５が主走査方向に複数配置されてなるレンズ列ａ、ｂ、ｃが副走査方向へ並列して配置され、そのレンズ列の数ｍは３個からなるものである。この場合、発光体ブロック４が主走査方向に複数配置されてなる発光体ブロックの列Ａ、Ｂ、Ｃもそれに対応して３列からなる（図７）。そして、マイクロレンズ５のレンズ列ａ、ｂ、ｃ及び発光体ブロックの列Ａ、Ｂ、Ｃの主走査方向の繰り返しピッチの位相は、隣接するレンズ列及び発光体ブロックの列とｍ分の１、この例の場合は３分の１だけ相互にずれて配置されている。   Here, terms are defined. FIG. 13 corresponds to a group of imaging spots 8 (corresponding to the image of the light emitter block 4) 80, which is an image of the light emitting element 2 on the image plane (image carrier) 41, and a group 80 of each imaging spot 8. It is a figure which shows the relationship with the micro lens 5 to do. In the case of this figure, the microlens array 6 having the microlens 5 as a constituent element includes lens rows a, b, and c in which a plurality of microlenses 5 are arranged in the main scanning direction, arranged in parallel in the subscanning direction, The number m of the lens rows is three. In this case, the rows A, B, and C of the light emitter blocks in which a plurality of the light emitter blocks 4 are arranged in the main scanning direction also have three rows correspondingly (FIG. 7). The phase of the repetitive pitch in the main scanning direction of the lens rows a, b, and c of the microlens 5 and the rows A, B, and C of the light emitter blocks is 1 / m in comparison with the adjacent lens rows and the rows of the light emitter blocks. In the case of this example, they are shifted from each other by one third.

結像スポット８のグループ８０を像面画素グループ、それに対応する発光体ブロック４中での発光素子２のグループを光源画素グループとし、図１３に示すように、像面画素グループ８０の主走査方向の幅をＷi とし、また、光源画素グループの主走査方向の幅をＷ0 とし、マイクロレンズ５を構成する２枚の正レンズ中の像側の第２レンズＬ２の有効径の内側である有効領域と、主走査方向に隣り合う別のレンズの有効領域の間隔をαとする（図１３では、有効領域の間隔αがマイクロレンズ５の有効領域の間隔のように図示されているが、厳密には、第２レンズＬ２の有効領域の間隔）。   The group 80 of the imaging spots 8 is an image plane pixel group, the group of the light emitting elements 2 in the corresponding light emitter block 4 is a light source pixel group, and the main scanning direction of the image plane pixel group 80 is shown in FIG. The effective area that is inside the effective diameter of the second lens L2 on the image side in the two positive lenses constituting the microlens 5 is set to Wi and the width of the light source pixel group in the main scanning direction is set to W0. The distance between the effective areas of the other lenses adjacent in the main scanning direction is α (in FIG. 13, the effective area distance α is illustrated as the effective area interval of the microlens 5; Is the interval of the effective area of the second lens L2.

第２レンズＬ２前後の近軸式を元に、開口絞り１１の径が第２レンズＬ２有効径と同等又はそれ以下となる条件を求める。   Based on a paraxial expression before and after the second lens L2, a condition is obtained in which the diameter of the aperture stop 11 is equal to or less than the effective diameter of the second lens L2.

考察の前に、各パラメータの符号について図１４のように定義しておく。すなわち、光軸Ｏ−Ｏ’から測った角度θは右周りを正、光軸Ｏ−Ｏ’から測った像高ｈは上を正、光軸Ｏ−Ｏ’上の距離は左から右（光線の進む向き）を正とし、符号の後の小文字“ｉｎ”は物体側のパラメータを、符号の後の小文字“ｏｕｔ”は像面側のパラメータを意味するものとする。   Before consideration, the signs of the parameters are defined as shown in FIG. That is, the angle θ measured from the optical axis OO ′ is positive in the clockwise direction, the image height h measured from the optical axis OO ′ is positive up, and the distance on the optical axis OO ′ is from left to right ( The direction in which the light travels is positive, and the lower case letter “in” after the sign means the parameter on the object side, and the lower case letter “out” after the sign means the parameter on the image plane side.

まず、図１５を参照にして、レンズ有効径をレンズ上の最大光線通過高さと考えると、開口絞り１１の径が第２レンズＬ２有効径と略等しくなるためには、像面画素グループ８０の端画素に結像する光束の中、第２レンズＬ２入射面上において光軸から最も遠い光線が、光軸と略平行となっていればよい。これを条件として、第２レンズＬ２前後について近軸式を立てる。第２レンズＬ２入射光線が光軸Ｏ−Ｏ’となす角度をθ2in 、第２レンズＬ２射出光線が光軸Ｏ−Ｏ’となす角度をθ2out、第２レンズＬ２上光線通過高さをｈ2 、第２レンズ焦点距離をｆ2 とすると、
θ2out＝θ2in ＋ｈ2 ／ｆ2 ・・・（１２）
レンズ系（マイクロレンズ）５は像側テレセントリック（開口絞り１１が第２レンズＬ２の前側焦点面に位置する。）で、かつ、像側開口角（半角）θi で収束していることからθ2out＝θi なので、
θi ＝θ2in ＋ｈ2 ／ｆ2 ・・・（１３）
ここで、入射光線は光軸Ｏ−Ｏ’と平行なのでθ2in ＝０。また、最外光線のレンズ通過高さはレンズの有効径（半径）なので、第２レンズＬ２有効直径をＤ2 として、式（１３）は、
θi ＝０＋（Ｄ2 ／２）／ｆ2 ・・・（１４）
これをｆ2 について解くと、
ｆ2 ＝Ｄ2 ／（２θi ） ・・・（１５）
式（１５）は第２レンズＬ２への入射光線が光軸Ｏ−Ｏ’と平行である条件式、すなわち、開口絞り１１の径が第２レンズＬ２有効径と等しくなる条件である。 First, referring to FIG. 15, when the effective diameter of the lens is considered as the maximum light ray passing height on the lens, in order for the diameter of the aperture stop 11 to be approximately equal to the effective diameter of the second lens L 2, Of the luminous flux imaged on the end pixel, the light beam farthest from the optical axis on the incident surface of the second lens L2 only needs to be substantially parallel to the optical axis. With this as a condition, a paraxial type is set up in front of and behind the second lens L2. The angle formed by the incident light of the second lens L2 with the optical axis OO ′ is θ 2in , the angle formed by the emitted light of the second lens L2 with the optical axis OO ′ is θ 2out , and the light passing height on the second lens L2 is determined. If h 2 and the second lens focal length is f 2 ,
θ 2out = θ 2in + h 2 / f 2 (12)
Since the lens system (microlens) 5 is image side telecentric (the aperture stop 11 is located on the front focal plane of the second lens L2) and converges at the image side aperture angle (half angle) θ i , θ Since 2out = θ i ,
θ i = θ 2in + h 2 / f 2 (13)
Here, since the incident light is parallel to the optical axis OO ′, θ 2in = 0. The lens passes through the height of the outermost rays so effective diameter (radius) of the lens, the second lens L2 the effective diameter as D 2, the formula (13),
θ i = 0 + (D 2 /2) / f 2 ··· (14)
Solving for f 2 ,
f 2 = D 2 / (2θ i ) (15)
Expression (15) is a conditional expression in which the incident light beam on the second lens L2 is parallel to the optical axis OO ′, that is, a condition in which the diameter of the aperture stop 11 is equal to the effective diameter of the second lens L2.

ｆ2 が式（１５）右辺より小さい場合、式（１３）から第２レンズＬ２への入射光線の光軸となす角度θ2in は負となる。これは光線が進むにつれて光軸Ｏ−Ｏ’から離れることを意味しており、開口絞り１１の径はさらに小さくてすむ。よって、開口絞り１１の径が第２レンズＬ２有効径と略同等又はそれ以下となる条件として次式が得られる。 When f 2 is smaller than the right side of the equation (15), the angle θ 2in formed by the optical axis of the incident light beam from the equation (13) to the second lens L2 is negative. This means that the light beam travels away from the optical axis OO ′, and the diameter of the aperture stop 11 can be further reduced. Therefore, the following expression is obtained as a condition that the diameter of the aperture stop 11 is approximately equal to or less than the effective diameter of the second lens L2.

ｆ2 ≦Ｄ2 ／（２θi ） ・・・（１６）
第２レンズＬ２後側主面から像面４１までの距離をＳi 、像面４１での像面画素グループ８０幅（全幅）をＷi 、マイクロレンズアレイ６の主走査方向のレンズ列の副走査方向に並んだ数をｍ、第２レンズＬ２有効径をＤ2 として、レンズ列を構成する上でＷi の取り得る範囲を求め、さらに、第２レンズＬ２必要有効径を小さく抑える条件について考察する。 f 2 ≦ D 2 / (2θ i ) (16)
The distance from the rear main surface of the second lens L2 to the image surface 41 is S i , the image surface pixel group 80 width (full width) on the image surface 41 is W i , and the sub-row of the lens array in the main scanning direction of the microlens array 6 is. the number arranged in the scanning direction m, the second lens L2 the effective diameter as D 2, determine the possible range of W i in configuring the lens array, further combinations of conditions that suppress the second lens L2 needs effective diameter Consider.

レンズ列内のレンズピッチは（ｍＷi ）と表されるが（図１３）、これが第２レンズＬ２有効径より大きくなければレンズアレイ（レンズ列）が配列できないので、
ｍＷi ≧Ｄ2 ・・・（１７）
レンズアレイ製造上、レンズ列内で隣接するレンズ５の有効径にクリアランスが必要となる場合がある。このクリアランスとしてα（正の数）（図１３）を式（１５）に盛り込むと、
ｍＷi ≧Ｄ2 ＋α ・・・（１８）
式（１６）と式（１８）をそれぞれＤ2 について解くと、
２θi ｆ2 ≦Ｄ2 ・・・（１９）
Ｄ2 ≦ｍＷi −α ・・・（２０）
式（１９）、式（２０）をＤ2 を介してつなぎ、ｆ2 について整理すると、
ｆ2 ≦（ｍＷi −α）／（２θi ） ・・・（２１）
次に、第２レンズ有効直径Ｄ2 について考察する。像面画素グループ８０の端画素に収束する光束のレンズ上での光線高さよりもレンズ有効半径は大きくなければならない。像側テレセントリックであることから、
Ｄ2 ／２≧Ｗi ／２＋Ｓi θi ・・・（２２）
式（２２）の両辺を２倍して、
Ｄ2 ≧Ｗi ＋２Ｓi θi ・・・（２３）
式（２３）と先に導出した式（２０）を、横軸Ｗi 、縦軸Ｄ2 としてプロットすると、図１６のようになって、両式を満足するのは図１６の斜線範囲となる。 Although the lens pitch in the lens array is expressed as (mW i ) (FIG. 13), the lens array (lens array) cannot be arranged unless this is larger than the effective diameter of the second lens L2.
mW i ≧ D 2 (17)
In manufacturing the lens array, a clearance may be required for the effective diameter of the adjacent lens 5 in the lens array. When α (positive number) (FIG. 13) is included in the equation (15) as this clearance,
mW i ≧ D 2 + α (18)
Solving Equation (16) and Equation (18) for D 2 respectively,
2θ i f 2 ≦ D 2 (19)
D 2 ≦ mW i −α (20)
When Expression (19) and Expression (20) are connected via D 2 and arranged for f 2 ,
f 2 ≦ (mW i −α) / (2θ i ) (21)
Next, the second lens effective diameter D 2 will be considered. The lens effective radius must be larger than the light ray height on the lens of the light beam that converges on the end pixel of the image plane pixel group 80. Because it is image side telecentric,
D 2/2 ≧ W i / 2 + S i θ i ··· (22)
Double both sides of equation (22)
D 2 ≧ W i + 2S i θ i (23)
When the equation (23) and the equation (20) derived earlier are plotted as the horizontal axis W i and the vertical axis D 2 , the result is as shown in FIG. .

式（２０）、式（２３）で表される図１６の２直線の交点を求め、斜線部に対応するＷi の範囲を求めると、
Ｗi ≧２Ｓi θi ／（ｍ−１）＋α／（ｍ−１） ・・・（２４）
式（２４）は、第２レンズＬ２を列状に配置できるための条件であり、これを満たさないと、隣接するレンズの有効範囲が相互に干渉してしまう。 When the intersection of the two straight lines in FIG. 16 represented by Expression (20) and Expression (23) is obtained, and the range of W i corresponding to the shaded portion is obtained,
W i ≧ 2S i θ i / (m−1) + α / (m−1) (24)
Formula (24) is a condition for arranging the second lenses L2 in a row, and if this is not satisfied, the effective ranges of adjacent lenses interfere with each other.

式（２４）を満たしつつ、式（２１）に従って第２レンズ焦点距離ｆ2 を定めることで、開口絞り１１の径を式（２０）により定まる第２レンズ有効径Ｄ2 の上限値と略同等又はそれ以下とすることができる。 By satisfying Expression (24) and determining the second lens focal length f 2 according to Expression (21), the diameter of the aperture stop 11 is substantially equal to the upper limit value of the second lens effective diameter D 2 determined by Expression (20). Or less.

第１レンズＬ１の配置については、図１７の光路図から明らかなように、第１レンズＬ１と開口絞り１１の距離が長くなるにつれて、第１レンズＬ１の有効径が開口絞り１１の径より大きくなってくるので、第１レンズＬ１の有効径が第２レンズＬ２の有効径より大きくならないように、開口絞り１１から第１レンズＬ１の距離を設定すればよいが、第１レンズＬ１を開口絞り１１の近傍に配置することで、第１レンズＬ１の有効径と開口絞り１１の径の差を小さく抑えられ、第１レンズＬ１の径が大きくなることを防止することができる。   As is apparent from the optical path diagram of FIG. 17, regarding the arrangement of the first lens L1, the effective diameter of the first lens L1 becomes larger than the diameter of the aperture stop 11 as the distance between the first lens L1 and the aperture stop 11 increases. Therefore, the distance from the aperture stop 11 to the first lens L1 may be set so that the effective diameter of the first lens L1 does not become larger than the effective diameter of the second lens L2. 11, the difference between the effective diameter of the first lens L1 and the diameter of the aperture stop 11 can be kept small, and the diameter of the first lens L1 can be prevented from becoming large.

第１レンズＬ１の配置が決まれば、光学系（マイクロレンズ）５の倍率βが所望の値となるように第１レンズＬ１の焦点距離と光源面（発光体アレイ、物体面）１から第１レンズＬ１までの距離が一意に決まる。   If the arrangement of the first lens L1 is determined, the focal length of the first lens L1 and the light source surface (light emitter array, object surface) 1 to the first are adjusted so that the magnification β of the optical system (microlens) 5 becomes a desired value. The distance to the lens L1 is uniquely determined.

さらに、第２レンズ有効径Ｄ2 をできるだけ小さくするには、像面画素グループ幅Ｗi を小さくすればよいことが図１６より分かる。Ｗi を式（２４）の範囲で、かつ、実光線追跡から求まるＤ2 に対して式（２０）を満たす最小値に設定することで、第２レンズ有効径Ｄ2 を小さく抑えることができる。理想的には、式（２４）を等号で結んだ次式でＷi が定められるとき、第２レンズ有効径Ｄ2 が最も小さくなる。 Furthermore, it can be seen from FIG. 16 that the image plane pixel group width W i may be reduced in order to make the second lens effective diameter D 2 as small as possible. The W i in the range of formula (24), and, with respect to D 2 obtained from the actual ray tracing by setting the minimum value that satisfies the formula (20), it is possible to suppress the second lens effective diameter D 2 . Ideally, the second lens effective diameter D 2 is the smallest when W i is determined by the following equation obtained by connecting equation (24) with an equal sign.

Ｗi ＝２Ｓi θi ／（ｍ−１）＋α／（ｍ−１） ・・・（２４）’
次に、図１８に示すように、マイクロレンズ５を構成する第２レンズＬ２を凸平厚肉レンズで構成する場合、第２レンズＬ２最外径通過光線に着目して、開口絞り１１の径、第１レンズＬ１の有効径を小さくする条件を検討する。 W i = 2S i θ i / (m−1) + α / (m−1) (24) ′
Next, as shown in FIG. 18, when the second lens L2 constituting the micro lens 5 is constituted by a convex flat thick lens, the diameter of the aperture stop 11 is focused on the second lens L2 outermost diameter passing ray. Considering conditions for reducing the effective diameter of the first lens L1.

図１９に示すように、像面画素グループ８０の端画素に収束する光束の最外光線通過高さｈ2 は、空気中の屈折率を１として下式で表される。 As shown in FIG. 19, the outermost ray passing height h 2 of the light beam that converges on the end pixel of the image plane pixel group 80 is expressed by the following equation where the refractive index in air is 1.

ｈ2 ＝Ｗi ／２＋ｄ2'θi ＋ｅt2θa
＝Ｗi ／２＋ｄ2'θi ＋ｅt2θb ／ｎ2
＝Ｗi ／２＋ｄ2'θi ＋ｅt2θi ／ｎ2
＝Ｗi ／２＋（ｄ2'＋ｅt2／ｎ2 ）θi ・・・（２５）
ここで、ｄ2'は第２レンズＬ２の像側の平面から像面４１までの距離、ｅt2は像面画素グループ８０の端画素に収束する光束の最外光線が第２レンズＬ２の物体側の凸面に入射する点と第２レンズＬ２の像側の平面までの光軸Ｏ−Ｏ’方向の距離（第２レンズ有効径部厚み）、ｎ2 を第２レンズＬ２の屈折率、θa 、θb はその最外光線の第２レンズＬ２の像側の平面へのそれぞれ入射角、屈折角である（図１９）。 h 2 = W i / 2 + d 2 'θ i + et 2 θ a
= W i / 2 + d 2 'θ i + et 2 θ b / n 2
= W i / 2 + d 2 'θ i + et 2 θ i / n 2
= W i / 2 + (d 2 '+ et 2 / n 2 ) θ i (25)
Here, d 2 'is the object of the second lens the distance from the image side of the plane to the image plane 41 of the L2, e t2 is the image plane pixel group 80 outermost ray of the light beam converging on the end pixel of the second lens L2 The distance (second lens effective diameter portion thickness) in the optical axis OO ′ direction from the point incident on the convex surface on the side to the image side plane of the second lens L2, n 2 is the refractive index of the second lens L2, θ a, theta b each angle of incidence on the image side of the plane of the second lens L2 of the outermost rays, a refraction angle (Figure 19).

Ｄ2 ≧２ｈ2 より、
Ｄ2 ≧Ｗi ＋２（ｄ2'＋ｅt2／ｎ2 ）θi ・・・（２６）
この式（２６）と式（２３）を比較すると、Ｓi と（ｄ2'＋ｅt2／ｎ2 ）が対応していることが分かる。これを式（２４）に適用し整理すると、
Ｗi ≧２（ｄ2'＋ｅt2／ｎ2 ）θi ／（ｍ−１）＋α／（ｍ−１）・・・（２７）
となる。第２レンズＬ２を凸平厚肉レンズとした場合に、開口絞り１１の径が第２レンズ有効径Ｄ2 と略同等又はそれ以下とするための条件は、式（２１）、式（２７）で与えられ、さらに、第１レンズＬ１と開口絞り１１を近接して配置することで、第１レンズＬ１有効径を小さく抑えられる。 From D 2 ≧ 2h 2
D 2 ≧ W i +2 (d 2 '+ et 2 / n 2 ) θ i (26)
Comparing equation (26) and equation (23), it can be seen that S i corresponds to (d 2 '+ et 2 / n 2 ). Applying this to equation (24) and organizing it,
W i ≧ 2 (d 2 ′ + et 2 / n 2 ) θ i / (m−1) + α / (m−1) (27)
It becomes. When the second lens L2 is convex-plano thick lens, the conditions for the diameter of the aperture stop 11 is substantially equal to or less than the second lens effective diameter D 2 of the formula (21), formula (27) Further, the effective diameter of the first lens L1 can be kept small by arranging the first lens L1 and the aperture stop 11 close to each other.

理想的には、式（２７）を等号で結んだ次式で像面画素グループ幅Ｗi を与えることで、第２レンズ有効径Ｄ2 を最も小さく抑えることができる。 Ideally, the second lens effective diameter D 2 can be minimized by giving the image plane pixel group width W i by the following expression obtained by connecting Expression (27) with an equal sign.

Ｗi ＝２（ｄ2'＋ｅt2／ｎ2 ）θi ／（ｍ−１）＋α／（ｍ−１）
・・・（２７）’
なお、以上の説明では、２枚の正レンズＬ１、Ｌ２からなるレンズ系５は主走査方向と副走査方向の焦点距離、焦点位置が一致する軸対称なレンズ系を前提にしていたが、マイクロレンズアレイ６を構成するレンズ系５がアナモフィックレンズ系からなり、主走査方向と副走査方向の焦点距離と倍率が異なるものを用いてもよい。その場合は、主走査方向（主走査断面）において、像側テレセントリックになるように開口絞り１１を正レンズＬ２の前側焦点位置に配置すればよい。なお、その場合は、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ2 、第２レンズＬ２後側主面から像面４１までの距離Ｓi 等は主走査断面における値を用いることになる。 W i = 2 (d 2 ′ + et 2 / n 2 ) θ i / (m−1) + α / (m−1)
... (27) '
In the above description, the lens system 5 including the two positive lenses L1 and L2 is premised on an axially symmetric lens system in which the focal lengths and focal positions in the main scanning direction and the sub-scanning direction coincide with each other. The lens system 5 constituting the lens array 6 may be an anamorphic lens system, and may have different focal lengths and magnifications in the main scanning direction and the sub-scanning direction. In that case, the aperture stop 11 may be arranged at the front focal position of the positive lens L2 so as to be image side telecentric in the main scanning direction (main scanning section). In this case, values in the main scanning section are used for the focal length f 2 of the second lens L2, the distance S i from the rear main surface of the second lens L2 to the image surface 41, and the like.

また、本発明において、像側テレセントリックとは、マイクロレンズ５を構成する２枚の正レンズＬ１、Ｌ２の中の第２レンズＬ２の前側焦点位置に開口絞り１１を位置させて、像面４１の像面画素グループ８０の各画素に入射する主光線が光軸Ｏ−Ｏ’と完全に平行になる場合に限定されず、主走査方向端部の発光素子像に入射する主光線が光軸Ｏ−Ｏ’と±１°以内にある場合も含むものである（像側に略テレセントリック）。   In the present invention, the image side telecentric means that the aperture stop 11 is positioned at the front focal position of the second lens L2 of the two positive lenses L1 and L2 constituting the microlens 5, and the image plane 41 is The principal ray incident on each pixel of the image plane pixel group 80 is not limited to the case where the principal ray is completely parallel to the optical axis OO ′, and the principal ray incident on the light emitting element image at the end in the main scanning direction is the optical axis O. This includes cases where the angle is within ± 1 ° with −O ′ (substantially telecentric on the image side).

次に、このような以上のような本発明の原理を適用した光書き込みラインヘッドの実施例を説明する。   Next, an embodiment of an optical writing line head to which the above principle of the present invention is applied will be described.

図２０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２１はその副走査方向に沿ってとった断面図である。また、図２２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２３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。   20 is a partially cutaway perspective view showing the configuration of the optical writing line head of this embodiment, and FIG. 21 is a sectional view taken along the sub-scanning direction. FIG. 22 is a plan view showing the arrangement of the light emitter array and the microlens array in this case. Further, FIG. 23 is a diagram showing a correspondence relationship between one microlens and a corresponding light emitter block.

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２０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。 In this embodiment, as in the case of FIGS. 4 and 7, four light emitting element rows 3 in which four light emitting elements 2 made of organic EL elements are arranged in the main scanning direction are formed in the sub scanning direction. Thus, one light emitter block 4 is provided, and a plurality of the light emitter blocks 4 are provided in the main scanning direction and the sub scanning direction to form the light emitter array 1. The light emitter block 4 is in the main scanning direction in the sub scanning direction. They are arranged in a staggered pattern by shifting the top position of. In the example of FIG. 20, the light emitter blocks 4 are arranged in three rows in the sub-scanning direction. Such a light emitter array 1 is formed on the back surface of the glass substrate 20 and is driven by a drive circuit formed on the back surface of the same glass substrate 20. The organic EL element (light emitting element 2) on the back surface of the glass substrate 20 is sealed with a sealing member 27.

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。   The glass substrate 20 is fitted into a receiving hole 22 provided in a long case 21, covered with a back cover 23, and fixed by a fixing bracket 24. The positioning pins 25 provided at both ends of the long case 21 are fitted into the positioning holes of the opposing image forming apparatus main body, and the fixing screws are inserted through the screw insertion holes 26 provided at both ends of the long case 21. The optical writing line head 101 is fixed at a predetermined position by being screwed into the screw hole.

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１９、図２０）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。   The positive lens L1 is arranged on the surface side of the glass substrate 20 of the case 21 via the first spacer 71 so that the center of each light emitter block 4 of the light emitter array 1 and the positive lens L1 are aligned. The first microlens array 61 is arranged, and the openings 31 (FIGS. 19 and 20) are arranged on the first microlens array 61 via the second spacer 72 so as to align with the centers of the respective light emitter blocks 4 of the light emitter array 1. The aperture plate 30 provided is disposed, and the positive lens L2 is configured as a constituent element so that the center of each light emitter block 4 of the light emitter array 1 and the positive lens L2 are aligned via the third spacer 73 thereon. The second microlens array 62 is fixed.

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。   As described above, the lens array of the microlens 5 that projects the light emitting element array of each light emitter block 4 includes a combination of the first microlens array 61 and the second microlens array 62.

そして、本発明に基づき、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）焦点位置に一致して絞り板３０が配置され、かつ、式（２１）を満たすように正レンズＬ２の焦点距離ｆ2 が設定され、式（２４）を満たすように感光体（像面）４１上の発光体ブロック４の像の主走査方向に沿った幅（全幅）Ｗi が設定されている。絞り板３０の詳細は、図２４、図２５に示されている。図２４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２５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の形状は円形となっているが、少なくとも主走査方向の開口径を制限する楕円形、矩形等の開口形状としてもよい。 Then, based on the present invention, the aperture plate 30 is disposed so as to coincide with the object side (front side) focal position of the positive lens L2 constituting the second microlens array 62, and the positive lens so as to satisfy the formula (21). L2 is a focal length f 2 is set to, the width (full width) W i along the main scanning direction of the image of the light emitter blocks 4 on the photosensitive member (image plane) 41 so as to satisfy the equation (24) is set Yes. Details of the diaphragm plate 30 are shown in FIGS. FIG. 24 is a plan view of the diaphragm plate 30 arranged corresponding to the light emitter block 4 of the light emitter array 1, and FIG. 25 is a view showing the opening 31 of the diaphragm plate 30 with respect to one light emitter block 4. . The aperture plate 30 is provided with openings 31 aligned with the center (optical axis) of each of the microlenses 5 including the positive lens L1 and the positive lens L2 and the center of the light emitter block 4. In this embodiment, each opening is provided. Although the shape of 31 is circular, it may be an elliptical shape, a rectangular shape, or the like that limits at least the opening diameter in the main scanning direction.

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。   The above embodiment is an optical writing line head 101 having a so-called bottom emission arrangement using an organic EL element provided on the back surface of the glass substrate 20 as the light emitting element 2 and using light emitted on the front surface side of the glass substrate 20. However, an EL element or LED in which the light emitting element 2 is arranged on the surface side of the substrate may be used.

ところで、以上の説明において、発光体アレイ１は、図７、図２２に示すように、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１列あるいは複数列設けて発光体ブロック４を形成し、各発光体ブロック４にマイクロレンズ５が対応して配置されているものとしてきた。しかしながら、発光素子２を主走査方向に微細な間隔で連続する長い列状に配置し、その中の発光体ブロック４に対応する発光素子群のみを発光させるように制御し、その発光素子群間の発光素子は発光させないように制御することで、図７、図２２の場合と同様の発光体ブロック４を構成することができる。図２６にその場合の図２２に対応する図を示す。すなわち、発光体アレイ１として、発光素子２が主走査方向に微細な等間隔で連続する長い列状の発光素子列３’として配列され、その中のマイクロレンズ５を通して結像スポット８の形成に関与させる発光素子２’（○で表示）の群のみが発光制御され、その発光素子２’の群の間に存在する発光素子２”（●で表示）の群は発光させないようにして、発光体ブロック４の各々を構成することができる。図２６の場
合は、マイクロレンズ５が主走査方向に３列配置され、マイクロレンズ５の各列に対応するように２列の発光素子列３’が副走査方向に２列形成され、その２列の発光素子列３’中の発光素子２が千鳥状の配置になるようにされており、各々の発光素子列３’中の４個の発光素子２’のみが発光され、その４個の発光素子２’の間の８個の発光素子２”は発光しないように制御されている。 By the way, in the above description, as shown in FIGS. 7 and 22, the light emitter array 1 is provided with one or a plurality of light emitting element rows 3 in which a plurality of light emitting elements 2 are arranged in the main scanning direction. It has been assumed that the light emitter blocks 4 are formed and the microlenses 5 are arranged corresponding to the respective light emitter blocks 4. However, the light emitting elements 2 are arranged in a long continuous row at fine intervals in the main scanning direction, and control is performed so that only the light emitting element groups corresponding to the light emitter blocks 4 in the light emitting blocks 4 emit light. By controlling the light emitting element so as not to emit light, the light emitter block 4 similar to the case of FIGS. 7 and 22 can be configured. FIG. 26 shows a diagram corresponding to FIG. 22 in that case. That is, as the light emitter array 1, the light emitting elements 2 are arranged as long light emitting element rows 3 ′ that are continuous at fine equal intervals in the main scanning direction, and the imaging spots 8 are formed through the microlenses 5 therein. Only the group of light emitting elements 2 ′ (indicated by ◯) to be involved is controlled to emit light, and the group of light emitting elements 2 ″ (indicated by ●) existing between the groups of the light emitting elements 2 ′ is not allowed to emit light. Each of the body blocks 4 can be configured as shown in Fig. 26. In the case of Fig. 26, three rows of microlenses 5 are arranged in the main scanning direction, and two rows of light emitting element rows 3 'are provided so as to correspond to each row of the microlenses 5. Are formed in two rows in the sub-scanning direction, and the light emitting elements 2 in the two light emitting element rows 3 ′ are arranged in a staggered manner, and the four light emitting elements in each light emitting element row 3 ′ are arranged. Only the element 2 ′ emits light, and 8 elements among the four light emitting elements 2 ′ Emitting element 2 "is controlled not to emit light.

また、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、６２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２７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。   In addition, the microlens arrays 61 and 62 used in the optical writing line head 101 of the present invention can be used in any conventionally known configuration. FIG. 27 shows the first microlens array 61 and the second microlens array. 62 is a cross-sectional view taken along the main scanning direction when an array of microlenses 5 is configured by combining 62 so that the microlenses L1 and L2 are coaxially aligned. In this example, the microlens L1 and L2 are formed by integrally molding a lens surface portion 35 made of a transparent resin in alignment with one side (object side) of the glass substrate 34 of each of the microlens arrays 61 and 62. is there. In this case, by setting the image side surface of the second microlens array 62 to be a flat surface, for example, when used as a microlens array of a line head of an image forming apparatus, the toner of the developer scatters and the plane of the microlens array Even if it adheres to the surface, it can be easily cleaned and the cleaning performance is improved.

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。   Next, specific numerical examples of the optical system used in the above examples are shown as Examples 1 to 4.

図２８（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を両凸正レンズＬ１と両凸正レンズＬ２からなる合成レンズ系とし、絞り板３０を両凸正レンズＬ２の物体側（前側）焦点に配置して像側にテレセントリックとしており、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ2 が式（２１）を満たし、像面画素グループ幅Ｗi が式（２４）を満たし、第２レンズＬ２の有効径Ｄ2 が式（２０）で定まる上限を下回っており、絞り板３０の開口３１の径が第２レンズＬ２の有効径Ｄ2 より小さく抑えられている例である。 28A and 28B are cross-sectional views of the optical system corresponding to one microlens 5 of Example 1 in the main scanning direction and the sub-scanning direction, respectively, and a glass substrate is provided on the emission side of the light emitting element 2. The microlens 5 is a synthetic lens system composed of a biconvex positive lens L1 and a biconvex positive lens L2, and the diaphragm plate 30 is arranged at the object side (front side) focal point of the biconvex positive lens L2. The focal length f 2 of the second lens L2 satisfies the equation (21), the image plane pixel group width W i satisfies the equation (24), and the effective diameter D 2 of the second lens L2 is expressed by the equation (20). ) is below the upper limit determined in an example in which the diameter of the aperture 31 of the aperture plate 30 is suppressed smaller than the effective diameter D 2 of the second lens L2.

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）、ｎd1、ｎd2…は各透明媒体のｄ線の屈折率、νd1、νd2…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 は両凸正レンズ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。 Numerical data of this example are shown below. In order from the light emitter block 4 side to the photoconductor (image surface) 41 side, r 1 , r 2, ... Are curvature radii (mm), d 1 , d of each optical surface. 2 ... Is the distance (mm) between the optical surfaces, n d1 , n d2 ... Is the refractive index of the d-line of each transparent medium, and ν d1 , ν d2 . Here, r 1 , r 2 ... Also represent optical surfaces, the optical surface r 1 is the light emitter block (object surface) 4, the optical surfaces r 2 and r 3 are the object-side surfaces and images of the biconvex positive lens L 1. The optical surface r 4 is the aperture 31 of the aperture plate 30, the optical surfaces r 5 and r 6 are the object-side surface and the image-side surface of the biconvex positive lens L 2, and the optical surface r 7 is the photoreceptor (image surface). ) 41.

図２９（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を両凸正レンズＬ１と両凸正レンズＬ２からなる合成レンズ系とし、絞り板３０を両凸正レンズＬ２の物体側（前側）焦点に配置して像側にテレセントリックとしており、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ2 が式（２１）を満たし、像面画素グループ幅Ｗi が式（２４）を満たし、第２レンズＬ２の有効径Ｄ2 が式（２０）で定まる上限を下回っており、絞り板３０の開口３１の径が第２レンズＬ２の有効径Ｄ2 より小さく抑えられている例である。 29A and 29B are cross-sectional views of the optical system corresponding to one microlens 5 of Example 2 in the main scanning direction and the sub-scanning direction, respectively, and a glass substrate is provided on the emission side of the light emitting element 2. The microlens 5 is a synthetic lens system composed of a biconvex positive lens L1 and a biconvex positive lens L2, and the diaphragm plate 30 is arranged at the object side (front side) focal point of the biconvex positive lens L2. The focal length f 2 of the second lens L2 satisfies the equation (21), the image plane pixel group width W i satisfies the equation (24), and the effective diameter D 2 of the second lens L2 is expressed by the equation (20). ) is below the upper limit determined in an example in which the diameter of the aperture 31 of the aperture plate 30 is suppressed smaller than the effective diameter D 2 of the second lens L2.

この実施例２は、絞り板３０以降を実施例１と同一設定としており、両凸正レンズＬ１を絞り板３０に近接させた上で、光学倍率を実施例１と同じとなるよう、両凸正レンズＬ１の入射面、射出面曲率及び発光体ブロック４の発光素子２から両凸正レンズＬ１の入射面の距離を調整したものである。実施例１と比べ、第１レンズＬ１有効径が絞り開口３１の径に近く、第２レンズＬ２有効径よりも小さな値となっている。   In the second embodiment, the diaphragm plate 30 and subsequent plates are set to be the same as those in the first embodiment, and the biconvex positive lens L1 is brought close to the diaphragm plate 30 and the optical magnification is the same as that of the first embodiment. The incident surface and exit surface curvature of the positive lens L1 and the distance from the light emitting element 2 of the light emitter block 4 to the incident surface of the biconvex positive lens L1 are adjusted. Compared to Example 1, the effective diameter of the first lens L1 is close to the diameter of the aperture 31 and is smaller than the effective diameter of the second lens L2.

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）、ｎd1、ｎd2…は各透明媒体のｄ線の屈折率、νd1、νd2…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 は両凸正レンズ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。 Numerical data of this example are shown below. In order from the light emitter block 4 side to the photoconductor (image surface) 41 side, r 1 , r 2, ... Are curvature radii (mm), d 1 , d of each optical surface. 2 ... Is the distance (mm) between the optical surfaces, n d1 , n d2 ... Is the refractive index of the d-line of each transparent medium, and ν d1 , ν d2 . Here, r 1 , r 2 ... Also represent optical surfaces, the optical surface r 1 is the light emitter block (object surface) 4, the optical surfaces r 2 and r 3 are the object-side surfaces and images of the biconvex positive lens L 1. The optical surface r 4 is the aperture 31 of the aperture plate 30, the optical surfaces r 5 and r 6 are the object-side surface and the image-side surface of the biconvex positive lens L 2, and the optical surface r 7 is the photoreceptor (image surface). ) 41.

図３０（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を両凸正レンズＬ１と両凸正レンズＬ２からなる合成レンズ系とし、絞り板３０を両凸正レンズＬ２の物体側（前側）焦点に配置して像側にテレセントリックとしており、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ2 が式（２１）を満たし、像面画素グループ幅Ｗi が式（２４）’を満たし、第２レンズＬ２の有効径Ｄ2 が式（２０）で定まる上限を下回っており、絞り板３０の開口３１の径が第２レンズＬ２の有効径Ｄ2 より小さく抑えられている例である。 30A and 30B are cross-sectional views of the optical system corresponding to one microlens 5 of Example 3 in the main scanning direction and the sub-scanning direction, respectively, and a glass substrate is provided on the emission side of the light emitting element 2. The microlens 5 is a synthetic lens system composed of a biconvex positive lens L1 and a biconvex positive lens L2, and the diaphragm plate 30 is arranged at the object side (front side) focal point of the biconvex positive lens L2. The focal length f 2 of the second lens L2 satisfies the equation (21), the image plane pixel group width W i satisfies the equation (24) ′, and the effective diameter D 2 of the second lens L2 is expressed by the equation (21). is below the upper limit determined by 20), it is an example in which the diameter of the aperture 31 of the aperture plate 30 is suppressed smaller than the effective diameter D 2 of the second lens L2.

この実施例３は、実施例２と同一光学系において、像面画素グループ全幅Ｗi を式（２４）’で定まる値としたものであり、実施例２と比較して第２レンズＬ２有効径Ｄ2 が小さく抑えられている。 In this third embodiment, in the same optical system as in the second embodiment, the image plane pixel group full width W i is set to a value determined by the expression (24) ′. Compared to the second embodiment, the effective diameter of the second lens L2 is as follows. D 2 is kept small.

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）、ｎd1、ｎd2…は各透明媒体のｄ線の屈折率、νd1、νd2…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 は両凸正レンズ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。 Numerical data of this example are shown below. In order from the light emitter block 4 side to the photoconductor (image surface) 41 side, r 1 , r 2, ... Are curvature radii (mm), d 1 , d of each optical surface. 2 ... Is the distance (mm) between the optical surfaces, n d1 , n d2 ... Is the refractive index of the d-line of each transparent medium, and ν d1 , ν d2 . Here, r 1 , r 2 ... Also represent optical surfaces, the optical surface r 1 is the light emitter block (object surface) 4, the optical surfaces r 2 and r 3 are the object-side surfaces and images of the biconvex positive lens L 1. The optical surface r 4 is the aperture 31 of the aperture plate 30, the optical surfaces r 5 and r 6 are the object-side surface and the image-side surface of the biconvex positive lens L 2, and the optical surface r 7 is the photoreceptor (image surface). ) 41.

図３１（ａ）、（ｂ）は実施例４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を凸平正レンズＬ１と凸平正レンズＬ２からなる合成レンズ系とし、絞り板３０を凸平正レンズＬ２の物体側（前側）焦点に配置して像側にテレセントリックとしており、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ2 が式（２１）を満たし、像面画素グループ幅Ｗi が式（２７）を満たし、第２レンズＬ２の有効径Ｄ2 が式（２０）で定まる上限を下回っており、絞り板３０の開口３１の径が第２レンズＬ２の有効径Ｄ2 より小さく抑えられている例である。 31A and 31B are cross-sectional views of the optical system corresponding to one microlens 5 of Example 4 in the main scanning direction and the sub-scanning direction, respectively, and a glass substrate is provided on the emission side of the light emitting element 2. The microlens 5 is a synthetic lens system composed of a convex flat positive lens L1 and a convex flat positive lens L2, and the diaphragm plate 30 is arranged at the object side (front side) focal point of the convex flat positive lens L2 so as to be telecentric on the image side. Thus, the focal length f 2 of the second lens L2 satisfies Expression (21), the image plane pixel group width W i satisfies Expression (27), and the effective diameter D 2 of the second lens L2 is determined by Expression (20). it is below the upper limit, an example in which the diameter of the aperture 31 of the aperture plate 30 is suppressed smaller than the effective diameter D 2 of the second lens L2.

この実施例のように、第１正レンズＬ１、第２正レンズＬ２を共に凸平正レンズとすることにより、マイクロレンズアレイ６１、６２として形成するレンズ形成面が片面のみとなり、その製造が容易になるとの利点がある。   As in this embodiment, by forming both the first positive lens L1 and the second positive lens L2 as convex flat positive lenses, the lens forming surfaces to be formed as the microlens arrays 61 and 62 are only one side, and the manufacture thereof is easy. There is an advantage to become.

さらに、第２正レンズＬ２の像側の面を平面とすることで、マイクロレンズ５のレンズアレイを構成する第２マイクロレンズアレイ６２の像側の面全体を平面とすることができ、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。   Furthermore, by making the image-side surface of the second positive lens L2 flat, the entire image-side surface of the second microlens array 62 constituting the lens array of the microlens 5 can be made flat, for example, an image When used as a microlens array of a line head of a forming apparatus, even if the developer toner scatters and adheres to the flat surface of the microlens array, it can be easily cleaned and the cleaning performance is improved.

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）、ｎd1、ｎd2…は各透明媒体のｄ線の屈折率、νd1、νd2…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、凸平正レンズＬ２の物体側の面ｒ2 、ｒ5 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 ｝］＋Ａｒ4 ＋Ｂｒ6
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、Ａは４次の非球面係数、Ｂは６次の非球面係数である。下記の数値データ中、Ｋ2 、Ｋ5 はそれぞれ凸平正レンズＬ１の物体側の面ｒ2 、凸平正レンズＬ２の物体側の面ｒ5 のコーニック係数、Ａ2 、Ａ5 はそれぞれ凸平正レンズＬ１の物体側の面ｒ2 、凸平正レンズＬ２の物体側の面ｒ5 の４次の非球面係数、Ｂ2 、Ｂ5 はそれぞれ凸平正レンズＬ１の物体側の面ｒ2 、凸平正レンズＬ２の物体側の面ｒ5 の６次の非球面係数である。

実施例１
ｒ1 = ∞（物体面） ｄ1 = 3.4265
ｒ2 = 1.8293 ｄ2 = 0.4000 ｎd1 =1.5168 νd1 =64.2
ｒ3 = -2.6200 ｄ3 = 0.5000
ｒ4 = ∞（絞り） ｄ4 = 1.5000
ｒ5 = 0.9310 ｄ5 = 0.4000 ｎd2 =1.5168 νd2 =64.2
ｒ6 = -6.1348 ｄ6 = 0.8000
ｒ7 = ∞（像面）
使用波長 632.5nm
像側開口角（半角）θi 0.1745rad （10deg ）
レンズ列数ｍ ３
第２レンズ有効領域の間隔α 0.1mm以上
第２レンズ像側主面から像面間の距離Ｓi 1.0337mm
横倍率β -0.5
光源画素グループ全幅Ｗ0 0.700mm
像面画素グループ全幅Ｗi 0.350mm
（式（２４）に代入すると、Ｗi ≧0.2304mm）
第２レンズ焦点距離ｆ2 1.6mm
（式（２１）に代入すると、ｆ2 ≦2.722mm ）
第１レンズ有効直径（実光線追跡によるレンズ上最大光線通過高さの２倍）Ｄ1
0.778mm
開口絞り径 0.547mm
第２レンズ有効直径（実光線追跡によるレンズ上最大光線通過高さの２倍）Ｄ2
0.708mm
（式（２０）に代入すると、Ｄ2 ≦0.950mm ） 。 Numerical data of this embodiment is shown below. From the light emitter block 4 side, a photosensitive member (image surface) 41 is provided.
.., R 1 , r 2 ... Are curvature radii (mm) of the optical surfaces, d 1 , d 2 ... Are distances (mm) between the optical surfaces, and n d1 , n d2 . The refractive indices of the lines, ν d1 , ν d2 , are Abbe numbers of the respective transparent media. Here, r 1 , r 2 ... Also represent optical surfaces, the optical surface r 1 is the light emitter block (object surface) 4, the optical surfaces r 2 and r 3 are the object side surface and the image side of the convex positive lens L 1. , The optical surface r 4 is the aperture 31 of the aperture plate 30, the optical surfaces r 5 and r 6 are the object side surface, the image side surface, and the optical surface r 7 is the photoconductor (image surface) 41. It is. In addition, the object-side surfaces r 2 and r 5 of the convex flat lens L1 and the convex flat lens L2 are both aspherical surfaces, but the aspherical shape has a distance from the optical axis as r.
cr 2 / [1 + √ {1- (1 + K) c 2 r 2 }] + Ar 4 + Br 6
It is represented by Where c is the curvature on the optical axis (1 / r), K is the conic coefficient, A is the fourth-order aspheric coefficient, and B is the sixth-order aspheric coefficient. In the following numerical data, K 2 and K 5 are the conic coefficients of the object side surface r 2 of the convex plano positive lens L1, the object side surface r 5 of the convex plano positive lens L2, and A 2 and A 5 are the convex plano lenses, respectively. face r 2 of the object-side L1, the plano-convex fourth-order aspheric coefficient of the object-side surface r 5 of the positive lens L2, B 2, B 5 is the object-side surface r 2 of the respective plano-convex lens L1, plano-convex positive lens L2 is a sixth order aspheric coefficient of the object-side surface r 5 of the.

Example 1
r 1 = ∞ (object surface) d 1 = 3.4265
r 2 = 1.8293 d 2 = 0.4000 n d1 = 1.5168 ν d1 = 64.2
r 3 = -2.6200 d 3 = 0.5000
r 4 = ∞ (aperture) d 4 = 1.5000
r 5 = 0.9310 d 5 = 0.4000 n d2 = 1.5168 ν d2 = 64.2
r 6 = -6.1348 d 6 = 0.8000
r 7 = ∞ (image plane)
Use wavelength 632.5nm
Image side aperture angle (half angle) θ i 0.1745rad (10deg)
Number of lens rows m 3
Distance between effective areas of the second lens α 0.1 mm or more Distance S i 1.0337 mm between the second lens image side main surface and the image surface
Horizontal magnification β -0.5
Light source pixel group full width W 0 0.700mm
Image surface pixel group full width W i 0.350mm
(W i ≧ 0.2304mm when substituting into equation (24))
Second lens focal length f 2 1.6mm
(F 2 ≦ 2.722mm when substituting into equation (21))
Effective diameter of the first lens (twice the maximum ray passage height on the lens by real ray tracing) D 1
0.778mm
Aperture diameter 0.547mm
Second lens effective diameter (twice the maximum ray passing height on the lens by real ray tracing) D 2
0.708mm
(D 2 ≦ 0.950 mm when substituted in equation (20)).


実施例２
ｒ1 = ∞（物体面） ｄ1 = 2.9909
ｒ2 = 7.3392 ｄ2 = 0.4000 ｎd1 =1.5168 νd1 =64.2
ｒ3 = -1.1571 ｄ3 = 0.1000
ｒ4 = ∞（絞り） ｄ4 = 1.5000
ｒ5 = 0.9310 ｄ5 = 0.4000 ｎd2 =1.5168 νd2 =64.2
ｒ6 = -6.1348 ｄ6 = 0.8000
ｒ7 = ∞（像面）
使用波長 632.5nm
像側開口角（半角）θi 0.1745rad （10deg ）
レンズ列数ｍ ３
第２レンズ有効領域の間隔α 0.1mm以上
第２レンズ像側主面から像面間の距離Ｓi 1.0337mm
横倍率β -0.5
光源画素グループ全幅Ｗ0 0.700mm
像面画素グループ全幅Ｗi 0.350mm
（式（２４）に代入すると、Ｗi ≧0.2304mm）
第２レンズ焦点距離ｆ2 1.6mm
（式（２１）に代入すると、ｆ2 ≦2.722mm ）
第１レンズ有効直径（実光線追跡によるレンズ上最大光線通過高さの２倍）Ｄ1
0.609mm
開口絞り径 0.542mm
第２レンズ有効直径（実光線追跡によるレンズ上最大光線通過高さの２倍）Ｄ2
0.709mm
（式（２０）に代入すると、Ｄ2 ≦0.95mm） 。
Example 2
r 1 = ∞ (object surface) d 1 = 2.9909
r 2 = 7.3392 d 2 = 0.4000 n d1 = 1.5168 ν d1 = 64.2
r 3 = -1.1571 d 3 = 0.1000
r 4 = ∞ (aperture) d 4 = 1.5000
r 5 = 0.9310 d 5 = 0.4000 n d2 = 1.5168 ν d2 = 64.2
r 6 = -6.1348 d 6 = 0.8000
r 7 = ∞ (image plane)
Use wavelength 632.5nm
Image side aperture angle (half angle) θ i 0.1745rad (10deg)
Number of lens rows m 3
Distance between effective areas of the second lens α 0.1 mm or more Distance S i 1.0337 mm between the second lens image side main surface and the image surface
Horizontal magnification β -0.5
Light source pixel group full width W 0 0.700mm
Image surface pixel group full width W i 0.350mm
(W i ≧ 0.2304mm when substituting into equation (24))
Second lens focal length f 2 1.6mm
(F 2 ≦ 2.722mm when substituting into equation (21))
Effective diameter of the first lens (twice the maximum ray passage height on the lens by real ray tracing) D 1
0.609mm
Aperture diameter 0.542mm
Second lens effective diameter (twice the maximum ray passing height on the lens by real ray tracing) D 2
0.709mm
(D 2 ≦ 0.95 mm when substituting into equation (20)).


実施例３
ｒ1 = ∞（物体面） ｄ1 = 2.9909
ｒ2 = 7.3392 ｄ2 = 0.4000 ｎd1 =1.5168 νd1 =64.2
ｒ3 = -1.1571 ｄ3 = 0.1000
ｒ4 = ∞（絞り） ｄ4 = 1.5000
ｒ5 = 0.9310 ｄ5 = 0.4000 ｎd2 =1.5168 νd2 =64.2
ｒ6 = -6.1348 ｄ6 = 0.8000
ｒ7 = ∞（像面）
使用波長 632.5nm
像側開口角（半角）θi 0.1745rad （10deg ）
レンズ列数ｍ ３
第２レンズ有効領域の間隔α 0.1mm以上
第２レンズ像側主面から像面間の距離Ｓi 1.0337mm
横倍率β -0.5
光源画素グループ全幅Ｗ0 0.4608mm
像面画素グループ全幅Ｗi 0.2304mm
（式（２４）’に代入すると、Ｗi ＝0.2304mm）
第２レンズ焦点距離ｆ2 1.6mm
（式（２１）に代入すると、ｆ2 ≦1.693mm ）
第１レンズ有効直径（実光線追跡によるレンズ上最大光線通過高さの２倍）Ｄ1
0.580mm
開口絞り径 0.542mm
第２レンズ有効直径（実光線追跡によるレンズ上最大光線通過高さの２倍）Ｄ2
0.590mm
（式（２０）に代入すると、Ｄ2 ≦0.5912mm） 。
Example 3
r 1 = ∞ (object surface) d 1 = 2.9909
r 2 = 7.3392 d 2 = 0.4000 n d1 = 1.5168 ν d1 = 64.2
r 3 = -1.1571 d 3 = 0.1000
r 4 = ∞ (aperture) d 4 = 1.5000
r 5 = 0.9310 d 5 = 0.4000 n d2 = 1.5168 ν d2 = 64.2
r 6 = -6.1348 d 6 = 0.8000
r 7 = ∞ (image plane)
Use wavelength 632.5nm
Image side aperture angle (half angle) θ i 0.1745rad (10deg)
Number of lens rows m 3
Distance between effective areas of the second lens α 0.1 mm or more Distance S i 1.0337 mm between the second lens image side main surface and the image surface
Horizontal magnification β -0.5
Light source pixel group full width W 0 0.4608mm
Image surface pixel group full width W i 0.2304mm
(W i = 0.2304mm when substituting into Equation (24) ')
Second lens focal length f 2 1.6mm
(F 2 ≦ 1.693mm when substituting into equation (21))
Effective diameter of the first lens (twice the maximum ray passage height on the lens by real ray tracing) D 1
0.580mm
Aperture diameter 0.542mm
Second lens effective diameter (twice the maximum ray passing height on the lens by real ray tracing) D 2
0.590mm
(D 2 ≦ 0.5912mm when substituting into equation (20)).


実施例４
ｒ1 = ∞（物体面） ｄ1 = 2.8070
ｒ2 = 1.1819（非球面） ｄ2 = 1.1000 ｎd1 =1.5168 νd1 =64.2
Ｋ2 =-1.1448
Ａ2 =-0.0204
Ｂ2 = 0.0292
ｒ3 = ∞ ｄ3 = 0.0500
ｒ4 = ∞（絞り） ｄ4 = 1.7254
ｒ5 = 0.9272（非球面） ｄ5 = 1.1000 ｎd2 =1.5168 νd2 =64.2
Ｋ5 =-0.0680
Ａ5 =-0.1373
Ｂ5 =-0.1947
ｒ6 = ∞ ｄ6 = 0.8000
ｒ7 = ∞（像面）
使用波長 632.5nm
像側開口角（半角）θi 0.2364rad （13.54deg）
レンズ列数ｍ ３
第２レンズ有効領域の間隔α 0.1mm
第２レンズ像側平面から像面までの距離ｄ2' 0.8mm
第２レンズ有効径部厚みｅt2 0.93800mm
第２レンズ屈折率ｎ2 1.5151
横倍率β -0.666
光源画素グループ全幅Ｗ0 0.600mm
像面画素グループ全幅Ｗi 0.400mm
（式（２７）に代入すると、Ｗi ≧0.385mm ）
第２レンズ焦点距離ｆ2 1.8mm
（式（２１）に代入すると、ｆ2 ≦2.326mm ）
第１レンズ有効直径（実光線追跡によるレンズ上最大光線通過高さの２倍）Ｄ1
1.074mm
開口絞り径 0.435mm
第２レンズ有効直径（実光線追跡によるレンズ上最大光線通過高さの２倍）Ｄ2
1.087mm
（式（２０）に代入すると、Ｄ2 ≦1.100mm ） 。
Example 4
r 1 = ∞ (object plane) d 1 = 2.8070
r 2 = 1.1819 (aspherical surface) d 2 = 1.1000 n d1 = 1.5168 ν d1 = 64.2
K 2 = -1.1448
A 2 = -0.0204
B 2 = 0.0292
r 3 = ∞ d 3 = 0.0500
r 4 = ∞ (aperture) d 4 = 1.7254
r 5 = 0.9272 (aspherical surface) d 5 = 1.1000 n d2 = 1.5168 ν d2 = 64.2
K 5 = -0.0680
A 5 = -0.1373
B 5 = -0.1947
r 6 = ∞ d 6 = 0.8000
r 7 = ∞ (image plane)
Use wavelength 632.5nm
Image side aperture angle (half angle) θ i 0.2364rad (13.54deg)
Number of lens rows m 3
Distance between effective areas of the second lens α 0.1mm
Distance from the second lens image side plane to the image plane d 2 '0.8mm
Second lens effective diameter part thickness e t2 0.93800mm
Second lens refractive index n 2 1.5151
Horizontal magnification β -0.666
Light source pixel group full width W 0 0.600mm
Image surface pixel group width W i 0.400mm
(Substituting into equation (27), W i ≧ 0.385 mm)
Second lens focal length f 2 1.8mm
(F 2 ≦ 2.326mm when substituting into equation (21))
Effective diameter of the first lens (twice the maximum ray passage height on the lens by real ray tracing) D 1
1.074mm
Aperture diameter 0.435mm
Second lens effective diameter (twice the maximum ray passing height on the lens by real ray tracing) D 2
1.087mm
(D 2 ≦ 1.100 mm when substituting into equation (20)).

ところで、以上のような本発明に基づく光書き込みラインヘッドの光学系において、マイクロレンズアレイの特定のマイクロレンズ５に入射する発光体ブロック４からの光が隣接するマイクロレンズ５の光路中に入ってフレアを発生させるのを防止するために、発光体アレイ１と絞り板３０の間に１枚又は複数枚のフレア絞り板を配置することが望ましい。その場合の１例の主走査方向に沿ってとった断面図を図３２に示す。この場合、６枚のフレア絞り板３２を絞り板３０と平行に間隔をおいて配置しており、各フレア絞り板３２は絞り板３０の開口３１に対応する開口３３が設けられている。本発明で意図する開口絞りは、絞り板３０の開口３１を言うのであり、このようなフレア絞り板３２の開口３３を言うものではない。   By the way, in the optical system of the optical writing line head according to the present invention as described above, the light from the light emitter block 4 entering the specific microlens 5 of the microlens array enters the optical path of the adjacent microlens 5. In order to prevent generation of flare, it is desirable to arrange one or more flare diaphragm plates between the light emitter array 1 and the diaphragm plate 30. FIG. 32 shows a cross-sectional view taken along the main scanning direction of one example in that case. In this case, six flare diaphragm plates 32 are arranged in parallel with the diaphragm plate 30 at intervals, and each flare diaphragm plate 32 is provided with an opening 33 corresponding to the opening 31 of the diaphragm plate 30. The aperture stop intended in the present invention refers to the opening 31 of the diaphragm plate 30, and does not refer to such an opening 33 of the flare stop plate 32.

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。   As described above, the line head and the image forming apparatus using the same according to the present invention have been described based on the principle and the embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments and can be variously modified.

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。It is a perspective view of the part corresponding to one micro lens of the line head concerning one embodiment of the present invention. 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。It is a perspective view of the part corresponding to one micro lens of the line head concerning one embodiment of the present invention. 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。It is a perspective view of the part corresponding to one micro lens of the line head concerning one embodiment of the present invention. 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。It is explanatory drawing which shows the correspondence of the light-emitting body array which concerns on one Embodiment of this invention, and the micro lens with minus optical magnification. 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。It is explanatory drawing which shows the example of the memory table of the line buffer in which image data is stored. 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。It is explanatory drawing which shows a mode that the imaging spot by the light emitting element of an odd number and an even number is formed in the same row in the main scanning direction. 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。It is explanatory drawing of the outline which shows the example of the light-emitting body array used as a line head. 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。It is explanatory drawing which shows the image formation position at the time of irradiating the exposure surface of an image carrier through a micro lens with the output light of each light emitting element by the structure of FIG. 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。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a state of forming an imaging spot in the sub-scanning direction in FIG. 8. 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。It is explanatory drawing which shows the example in which an imaging spot is reversed and formed in the main scanning direction of an image carrier when a plurality of microlenses are arranged. 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。1 is a schematic cross-sectional view illustrating an overall configuration of an embodiment of an image forming apparatus using an electrophotographic process according to the present invention. １個の光源から出て光学系の開口に取り込まれる光束を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the light beam which comes out of one light source and is taken in into the opening of an optical system. 像面での発光素子の像である結像スポットのグループとそれに対応するマイクロレンズとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the group of the imaging spot which is an image of the light emitting element in an image surface, and the microlens corresponding to it. 各パラメータの符号の定義を示す図である。It is a figure which shows the definition of the code | symbol of each parameter. 開口絞りの径が第２レンズ有効径と略等しくなるための条件を求めるための図である。It is a figure for calculating | requiring the conditions for the diameter of an aperture stop to become substantially equal to the 2nd lens effective diameter. 像面画素グループの幅と第２レンズ有効径とが満たす範囲を示す図である。It is a figure which shows the range which the width | variety of an image surface pixel group and a 2nd lens effective diameter satisfy | fill. 第１レンズの配置を検討するための光路図である。It is an optical path diagram for examining the arrangement of the first lens. マイクロレンズを構成する第２レンズを凸平厚肉レンズで構成する場合を検討するための図である。It is a figure for examining the case where the 2nd lens which comprises a micro lens is comprised with a convex flat thick lens. 図１８の第２レンズ近傍を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the 2nd lens vicinity of FIG. 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。It is the perspective view which fractured | ruptured a part which shows the structure of the optical writing line head of one Example of this invention. 図２０の副走査方向に沿ってとった断面図である。It is sectional drawing taken along the subscanning direction of FIG. 図２０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。It is a top view which shows arrangement | positioning of the light-emitting body array in the case of FIG. 20, and a micro lens array. 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。It is a figure which shows the correspondence of one micro lens and the light-emitting body block corresponding to it. 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。It is a top view of the aperture plate arrange | positioned corresponding to the light-emitting body block of a light-emitting body array. 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。It is a figure which shows opening of the aperture plate with respect to one light-emitting body block. 発光素子を主走査方向に長い列状に配置し、その中の一部を発光制御することで発光体ブロックを構成する場合の図２２に対応する図である。FIG. 23 is a view corresponding to FIG. 22 in a case where light emitting elements are arranged in a long line in the main scanning direction, and a light emitter block is configured by controlling light emission in a part thereof. 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。It is sectional drawing taken along the main scanning direction in the case of comprising a microlens array with two microlens arrays. 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。2 is a cross-sectional view of an optical system corresponding to one microlens of Example 1 in a main scanning direction and a sub-scanning direction. FIG. 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。6 is a cross-sectional view of an optical system corresponding to one microlens of Example 2 in a main scanning direction and a sub-scanning direction. FIG. 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。6 is a cross-sectional view of an optical system corresponding to one microlens of Example 3 in a main scanning direction and a sub-scanning direction. FIG. 実施例４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。FIG. 10 is a cross-sectional view of an optical system corresponding to one microlens of Example 4 in the main scanning direction and the sub-scanning direction. 本発明の光書き込みラインヘッドの光学系において絞り板とは別にフレア絞り板を配置する例の主走査方向に沿ってとった断面図である。It is sectional drawing taken along the main scanning direction of the example which arrange | positions a flare aperture plate separately from an aperture plate in the optical system of the optical writing line head of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…発光体アレイ、２…発光素子、２’…結像スポットの形成に関与させる発光素子、２”…発光させない発光素子、３…発光素子列、３’…主走査方向に連続する長い列状の発光素子列、４…発光体ブロック、５…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、１０…メモリテーブル、１１…開口絞り、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、３２…フレア絞り板、３３…フレア絞り板の開口、３４…ガラス基板、３５…レンズ面部、４１…感光体（像担持体、像面）、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、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、８０…結像スポットのグループ、１０１、１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ…ラインヘッド（光書き込みラインヘッド）、ａ、ｂ、ｃ…レンズ列、Ｏ−Ｏ’…レンズ光軸、Ｌ１…第１レンズ、Ｌ２…第２レンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light emitter array, 2 ... Light emitting element, 2 '... Light emitting element involved in formation of imaging spot, 2 "... Light emitting element that does not emit light, 3 ... Light emitting element row, 3' ... Long row continuous in the main scanning direction Light-emitting element array, 4 ... illuminant block, 5 ... microlens, 6 ... microlens array, 8, 8a, 8b ... imaging spot, 10 ... memory table, 11 ... aperture stop, 20 ... glass substrate, 21 ... Long case, 22 ... receiving hole, 23 ... back cover, 24 ... fixing bracket, 25 ... positioning pin, 26 ... insertion hole, 27 ... sealing member, 30 ... aperture plate, 31 ... aperture plate opening, 32 ... Flare diaphragm plate 33... Opening of flare diaphragm plate 34. Glass substrate 35 35 Lens surface portion 41 Photoconductor (image carrier, image surface) 41 (K, C, M, Y) Photoconductor drum ( Image carrier), 42 (K, C, M, Y) ... charging means ( (Rona charger), 44 (K, C, M, Y) ... developing device, 45 (K, C, M, Y) ... primary transfer roller, 50 ... intermediate transfer belt, 51 ... drive roller, 52 ... driven roller, 53 ... tension roller, 61 ... first micro lens array, 62 ... second micro lens array, 66 ... secondary transfer roller, 71 ... first spacer, 72 ... second spacer, 73 ... third spacer, 80 ... image formation Spot group, 101, 101K, 101C, 101M, 101Y ... line head (optical writing line head), a, b, c ... lens array, OO '... lens optical axis, L1 ... first lens, L2 ... first 2 lenses

Claims (7)

２つの正屈折力のレンズを有する正レンズ系と、
前記２つのレンズのうち像側レンズが、第１の方向及び第２の方向に複数配置された像側レンズアレイと、
前記２つのレンズのうち物体側レンズが、前記第１の方向及び前記第２の方向に複数配置されてなる物体側レンズアレイと、
前記正レンズ系の物体側に１の前記正レンズ系に対して複数の発光素子が配された発光体アレイと、
前記像側レンズアレイと前記物体側レンズアレイとの間に像側にテレセントリックになるように配された開口絞りを形成する絞り板と、
を有し、
前記像側レンズアレイの前記第２の方向へ配置されるレンズの列数をｍとし、前記像側レンズ有効径をＤ 2 、前記第１の方向に隣り合った２つの前記像側レンズの有効領域の間隔をα、前記正レンズ系の像側開口角（半角）をθi 、前記正レンズ系の１に対して配された複数の発光素子の像面での像である複数の発光素子像の前記第１の方向の幅（全幅）をＷi 、前記像側レンズの焦点距離をｆ2 、前記像側レンズの像側主面から前記像面までの距離をＳi とするとき、前記像側レンズアレイ及び前記物体側レンズアレイのレンズ列と前記発光体アレイの列の主走査方向の繰り返しピッチの位相が、隣接するレンズ列及び発光体アレイの列とｍ分の１だけ相互にずれて配置されており、以下の条件を有することを特徴とするラインヘッド。
ｆ2 ≦（ｍＷi −α）／（２θi ） ・・・（２１）
Ｄ 2 ≦ｍＷ i −α ・・・（２０）
Ｄ 2 ≧Ｗ i ＋２Ｓ i θ i ・・・（２３） A positive lens system having two lenses with positive refractive power;
An image side lens array in which a plurality of image side lenses of the two lenses are arranged in the first direction and the second direction;
An object side lens array in which a plurality of object side lenses of the two lenses are arranged in the first direction and the second direction;
A light emitter array in which a plurality of light emitting elements are arranged for one positive lens system on the object side of the positive lens system;
A diaphragm plate forming an aperture stop arranged so as to be telecentric click on the image side between the object side lens array and the image-side lens array,
Have
The number of rows of lenses arranged in the second direction of the image side lens array is m, the effective diameter of the image side lens is D 2 , and the effective number of the two image side lenses adjacent to each other in the first direction. A plurality of light-emitting elements that are images on the image plane of a plurality of light-emitting elements arranged with respect to an area of α, an image-side aperture angle (half angle) of the positive lens system θ i , and the positive lens system 1 when the first direction of the width (full width) W i of the image, the focal length f 2 of the image-side lens, the distance to the image plane from the image side principal plane of the image-side lens and S i, The repetition pitch phase in the main scanning direction of the lens rows of the image side lens array and the object side lens array and the rows of the light emitter array is mutually reduced by 1 / m with respect to the adjacent lens rows and rows of the light emitter array. A line head , which is shifted and has the following conditions.
f 2 ≦ (mW i −α) / (2θ i ) (21)
D 2 ≦ mW i −α (20)
D 2 ≧ W i + 2S i θ i (23) 前記複数の発光素子像の前記第１の方向の幅（全幅）Ｗi が以下の条件を有することを特徴とする請求項１記載のラインヘッド。
Ｗi ＝２Ｓi θi ／（ｍ−１）＋α／（ｍ−１） ・・・（２４）’ Claim 1 line head, wherein said plurality of said first width of the light emitting element image (full width) W i has the following conditions.
W i = 2S i θ i / (m−1) + α / (m−1) (24) ′ ２つの正屈折力のレンズを有する正レンズ系と、
前記２つのレンズのうち像側レンズが、第１の方向及び第２の方向に複数配置された像側レンズアレイと、
前記２つのレンズのうち物体側レンズが、前記第１の方向及び前記第２の方向に複数配置されてなる物体側レンズアレイと、
前記正レンズ系の物体側に１の前記正レンズ系に対して複数の発光素子が配された発光体アレイと、
前記像側レンズアレイと前記物体側レンズアレイとの間に像側にテレセントリックになるように配された開口絞りを形成する絞り板と、
を有し、
前記像側レンズが像側の面が平面の凸平レンズからなり、
前記像側レンズアレイの前記第２の方向へ配置されるレンズの列数をｍとし、前記像側レンズ有効径をＤ 2 、前記第１の方向に隣り合った２つの前記像側レンズの有効領域の間隔をα、前記正レンズ系の像側開口角（半角）をθi 、前記正レンズ系の１に対して配された複数の発光素子の像面での像である複数の発光素子像の前記第１の方向の幅（全幅）をＷi 、前記像側レンズの焦点距離をｆ2 、前記像側レンズの像側の平面から像面までの距離をｄ2'、前記正レンズ系の１に対応して配された複数の発光素子の像面での像である複数の発光素子像の前記第１の方向における端部の発光素子像に収束する光束の最外光線が前記像側レンズの物体側の凸面に入射する点と前記像側レンズの像側の平面までの光軸方向の距離をｅt2、前記像側レンズの屈折率をｎ2 とするとき、前記像側レンズアレイ及び前記物体側レンズアレイのレンズ列と前記発光体アレイの列の主走査方向の繰り返しピッチの位相が、隣接するレンズ列及び発光体アレイの列とｍ分の１だけ相互にずれて配置されており、以下の条件を有することを特徴とするラインヘッド。
ｆ2 ≦（ｍＷi −α）／（２θi ） ・・・（２１）
Ｄ 2 ≦ｍＷ i −α ・・・（２０）
Ｄ 2 ≧Ｗ i ＋２（ｄ 2 '＋ｅ t2 ／ｎ 2 ）θ i ・・・（２６） A positive lens system having two lenses with positive refractive power;
An image side lens array in which a plurality of image side lenses of the two lenses are arranged in the first direction and the second direction;
An object side lens array in which a plurality of object side lenses of the two lenses are arranged in the first direction and the second direction;
A light emitter array in which a plurality of light emitting elements are arranged for one positive lens system on the object side of the positive lens system;
A diaphragm plate forming an aperture stop arranged so as to be telecentric click on the image side between the object side lens array and the image-side lens array,
Have
The image side lens is a convex lens having a flat surface on the image side,
The number of rows of lenses arranged in the second direction of the image side lens array is m, the effective diameter of the image side lens is D 2 , and the effective number of the two image side lenses adjacent to each other in the first direction. A plurality of light-emitting elements that are images on the image plane of a plurality of light-emitting elements arranged with respect to an area of α, an image-side aperture angle (half angle) of the positive lens system θ i , and the positive lens system 1 the first direction of the width (full width) W i of the image, the focal length f 2 of the image-side lens, d 2 'of the distance to the image plane from the image side of the plane of the image-side lens, the positive lens wherein the outermost ray of the light beam converges on the light-emitting element image of the end portion in the first direction of the plurality of light emitting elements image which is an image on the image plane of the plurality of light emitting elements arranged in correspondence to one of the system the distance in the optical axis direction e t2 and the point of entering the convex surface on the object side of the image-side lens to the image side of the plane of the image-side lens, the image side Le When the refractive index of's and n 2, the repetition pitch of the phase in the main scanning direction of the rows of the lens array of the image-side lens array and the object-side lens array and the light emitter array is adjacent lens array and light emitter A line head characterized in that it is offset from each other by 1 / m of the columns of the array and has the following conditions:
f 2 ≦ (mW i −α) / (2θ i ) (21)
D 2 ≦ mW i −α (20)
D 2 ≧ W i +2 (d 2 '+ et 2 / n 2 ) θ i (26) 前記複数の発光素子像の前記第１の方向の幅（全幅）Ｗi が以下の条件を有することを特徴とする請求項３記載のラインヘッド。
Ｗi ＝２（ｄ2'＋ｅt2／ｎ2 ）θi ／（ｍ−１）＋α／（ｍ−１） 3. The line head, wherein said plurality of said first width of the light emitting element image (full width) W i has the following conditions.
W i = 2 (d 2 ′ + et 2 / n 2 ) θ i / (m−1) + α / (m−1) 前記絞り板が前記像側レンズの前側焦点面に配置されている請求項１から４の何れか１項記載のラインヘッド。 The line head according to claim 1, wherein the diaphragm plate is disposed on a front focal plane of the image side lens. 前記絞り板が前記物体側レンズに近接して配置されている請求項１から５の何れか１項記載のラインヘッド。 The line head according to claim 1, wherein the diaphragm plate is disposed in proximity to the object side lens. 潜像担持体と、
前記潜像担持体を帯電する帯電部と、
請求項１から６の何れか１項記載のラインヘッドと、
前記潜像担持体を現像する現像部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 A latent image carrier;
A charging unit for charging the latent image carrier;
A line head according to any one of claims 1 to 6 ;
A developing unit for developing the latent image carrier;
An image forming apparatus comprising:
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